[发明专利]一种多天线下带有判决反馈频域均衡的波束赋形方法

说明书

本发明涉及自适应天线技术领域，具体涉及一种多天线下带有判决反馈频域均衡的波束赋形方法；本发明天线阵列系统通过天线接收到信号，并同步取出导频dw；然后对导频dw使用LMS算法/特征值分解算法结合信道特性，进行信道估计计算；进而使用单载波频域均衡系统对单载波带有判决反馈频域均衡处理；最后对调节后的信号最大比合并，完成接收机的BF赋形合并；解决多天线下单载波信道估计后,使用估计的信道信息h如何进行频域均衡，和多天线波束赋形问题。带有判决反馈的单载波频域均衡能够更好的解调信号，最后在多天线的最大比合并MRC时，能使得接收机的波束赋形效果达到最佳，具有很强的创造性。

技术领域

本发明涉及自适应天线技术领域，具体涉及一种多天线下带有判决反馈频域均衡的波束赋形方法。

背景技术

目前自适应天线技术研究工作主要集中在系统理论和工程实现,其中系统理论的研究主要是指自适应波束形成算法；工程实现的研究主要是数字波束形成的硬件实现。就算法而言国内外已经做了大量工作有了很大发展，但至今仍是国际上的热点研究内容之一，关于自适应波束形成的新算法新理论一直不断涌现。

其实，传统天线波束成形跟数字处理技术相结合，就是我们所说的数字波束形成技术：天线阵列系统通过天线接收到信号，经过高频功率放大器和低噪声放大器以及下变频器件以后，再经过中频处理，得到基带信号。再通过对基带信号的模数转换得到数字基带信号，同时在一定的准则下，通过一定的算法得到对应数字基带信号的最佳权值。数字基带信号和最佳权值对应相乘并累加便得到我们所需的输出信号。同时，我们也可以画出天线阵列的方向图。

数字波束成形中的最佳权值算法是数字波束成形系统的核心，根据自适应天线的工作方式和波束形成算法的方式，大致上可以把算法划分为两类，一类是空间参考法，包括MUSIC算法，ESPRIT算法，最小方差算法，最大似然算法；另一类是时间参考算法，这一类又分为参考信号算法和盲算法。比如大家非常熟悉的LMS算法RLS算法，以及DMI算法、约束算法、功率制导算法、微扰法、格行算法、最大似然法等等算法，都属于参考信号算法；而盲算法在应用上，性能远远不如参考信号算法，所以，研究的深度不如前者，能知道的就只有CMA，基于循环稳定算法和基于神经网络算法。

但是单载波接收机采用何种均衡算法，能够最好的完成接收机的最大比合并(MRC)，主要有WCDMA的RAKE接收机算法，以及针对TD-SCDMA的联合检测算法，联合检测是在CDMA系统中利用各个用户的特征波形和信道响应的信息来联合进行信号检测，可以达到抑制多址干扰(MAI)和码间干扰(ISI)的作用。这些算法主要在时域进行均衡，使用信道估计h和扩频码进行卷积后，得到组合信道响应，组合信道响应再对接收信号进行匹配滤波，然后再采用ZF/MMSE算法完成信号解调，

此种算法适合窄带的扩频信号，对于宽带的非扩频信号不适合。下面示意了TD-SCDMA的联合检测算法细节：

组合信道响应根据信道响应与其可能对应的所有扩频码的对应关系计算得到。

组合信道响应的计算方法如下：

复数扩频码是被jⁱ调制的二进制数，可由下式得到：

其中，是对应k_ru的信道化码(扩频因子为Q，序号为k),是与之对应的复数因子，v是二进制扰码v＝(v₁,v₂,...,v₁₆)得到的复数扰码矢量，两者之间的关系为：

v_i＝(j)ⁱ·v_iv_i∈{1,-1},i＝1,…,16

为简化计算，定义矩阵b如式(2-5)所示：

则系统矩阵A可表示为