一種雙極化陣列系統中確定用戶來波方向的方法及基站的製作方法
2023-04-30 06:56:56 2
專利名稱：一種雙極化陣列系統中確定用戶來波方向的方法及基站的製作方法
技術領域：
本發明涉及TDD通訊模式下的雙極化智能天線系統，尤其涉及一種雙極化陣列系 統中確定用戶來波方向的方法及基站。
背景技術：
隨著空時信號處理技術的發展，多天線系統在無線通訊領域得到了廣泛的應用。 智能天線技術是多天線系統的一種，用智能天線進行用戶方位的確定就是廣泛應用中的一 種。具有一定角度的無線信號入射到具有陣列特性的各個通道上，通常意義的陣列天線的 這種陣列特性是信號入射角的函數，可以根據具有特定陣列特性的天線上接收信號對該角 度進行參數估計，從而得到用戶的方向角。估計出的用戶的方向角可以用於蜂窩網用戶定 位應用。雙極化陣列智能天線是新型的智能天線系統，雙極化陣列智能天線在TDD系統中 得到了廣泛的應用，它有正交極化的兩組陣列組成，每組天線之間具有陣列特性；不同組天 線之間由於極化特性，使得天線組之間的天線相關性較弱，所以整個雙極化陣列無法利用 一種與入射角相關的、固定的陣列特性模型來描述，這樣就無法對來波信號中的角度參數 進行估計。大唐移動通信設備有限公司專利授權號為CN0312U93，名稱為《一種估計固定波 束空間到達方向的方法》的專利中提到一種固定波束空間到達方向的估計方法，主要是通 過逐步細化多次搜索的方式來搜索來波方向，主要是針對直線陣和均勻圓陣，但對於雙極 化陣列系統並沒有涉及。所以我們必須找到一種雙極化陣列智能天線系統中用戶來波方向 估計的方法。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種雙極化陣列系統中確定用戶來波方向的
方法及基站。為了解決上述技術問題，本發明公開了一種雙極化陣列系統中確定用戶來波方向 的方法，包括雙極化智能天線基站根據接收天線接收的信號，估計各激活用戶在兩種極化方向 的信道衝激響應，並生成各激活用戶的兩種極化方向子陣的空間相關矩陣，根據所生成的 空間相關矩陣分別計算各激活用戶在兩個極化方向上的用戶來波方向，並將兩種極化方向 中激活用戶的接收功率值較大的極化方向上的用戶來波方向確定為所述激活用戶的來波 方向。進一步地，上述方法中，所述雙極化智能天線基站根據接收天線接收的信號，估計 各激活用戶在兩種極化方向的信道衝激響應的過程如下所述基站先按照如下公式進行各接收天線的信道衝激響應估計處理
權利要求
1.一種雙極化陣列系統中確定用戶來波方向的方法，其特徵在於，該方法包括雙極化智能天線基站根據接收天線接收的信號，估計各激活用戶在兩種極化方向的信 道衝激響應，生成各激活用戶的兩種極化方向子陣的空間相關矩陣，根據所生成的空間相 關矩陣分別計算各激活用戶在兩個極化方向上的用戶來波方向，並將兩種極化方向中激活 用戶的接收功率值較大的極化方向上的用戶來波方向確定為所述激活用戶的來波方向。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述雙極化智能天線基站根據接收天線接收的信號，估計各激活用戶在兩種極化方向 的信道衝激響應的過程如下所述基站先按照如下公式進行各接收天線的信道衝激響應估計處理Hm=IFFT fft^I IvFFT(Mid) J式中，#表示第m根天線上用戶的信道衝激響應，應m = 趕，...,鈀8], Mid表示基站 系統使用的1 位midamble碼，Mid = Onid1, mid2，...，mid128)，表示第m根接收天線 的接收信號的訓練序列，m的取值為M，其中M表示雙極化天線的陣元個數；再對應 進行信道衝激響應後處理，得到各激活用戶在各天線上的信道衝激響應值 Emk 二 [^, ",..., "],其中，々f表示激活用戶K在第m根天線上的信道衝激響應值，w為信 道衝激響應估計窗長；最終確定各用戶在+45度和-45度極化方向天線上的信道衝激響應如下Δ+45° _ r Λ Tjl ΤΤΧΛΤHk -\Pk,Hk,".』Hk JHf =[Hr,Hr,-,Hnr其中，點f為第k個激活用戶的+45度極化方向天線上的信道衝激響應；H，為第k 個激活用戶的-45度極化方向天線上的信道衝激響應，K的取值範圍為1至8，X表示+45 度極化方向的接收天線的個數，M表示雙極化智能天線基站的接收天線的總數。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述基站根據如下公式生成各激活用戶的兩種極化方向子陣的空間相關矩陣Rxxf =Hf-{Hf f ■Rxxf =Hf -{Hf f ；式中，Λσ^+κ為第k個激活用戶的+45度極化方向天線上的信道衝激響應的空間相關 矩陣，應；15為第k個激活用戶的+45度極化方向天線上的信道衝激響應-Mxf為第k個激 活用戶的-45度極化方向天線上的信道衝激響應的空間相關矩陣，點/ν為第k個激活用戶 的-45度極化方向天線上的信道衝激響應，K的取值範圍為1至8。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述基站按照如下公式分別計算各激活用戶在兩個極化方向上的用戶來波方向 Ci'"^argjmax [^(θ))" ■ Rxxf|
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述基站按照如下公式計算出激活用戶在兩個極化方向上的接收功率
6.一種雙極化智能天線基站，其特徵在於，該基站包括接收天線和處理單元，其中 所述接收天線，用於接收用戶信號，並將所接收的用戶信號發送給所述處理單元；所述處理單元，用於根據所述接收天線接收的信號，估計各激活用戶在兩種極化方向 的信道衝激響應，生成各激活用戶的兩種極化方向子陣的空間相關矩陣，根據所生成的空 間相關矩陣分別計算各激活用戶在兩個極化方向上的用戶來波方向，並將兩種極化方向中 激活用戶的接收功率值較大的極化方向上的用戶來波方向確定為所述激活用戶的來波方 向。
7.如權利要求6所述的基站，其特徵在於，所述處理單元，根據接收天線接收的信號，估計各激活用戶在兩種極化方向的信道衝 激響應指所述處理單元先按照如下公式進行各接收天線的信道衝激響應估計處理
8.如權利要求6或7所述的基站，其特徵在於，所述處理單元，根據如下公式生成各激活用戶的兩種極化方向子陣的空間相關矩陣
9.如權利要求8所述的基站，其特徵在於，所述處理單元，按照如下公式分別計算各激活用戶在兩個極化方向上的用戶來波方向
10.如權利要求9所述的基站，其特徵在於，所述處理單元，按照如下公式計算出激活用戶在兩個極化方向上的接收功率
全文摘要
本發明公開了一種雙極化陣列系統中確定用戶來波方向的方法及基站，涉及TDD通訊模式下的雙極化智能天線系統。本發明方法包括雙極化智能天線基站根據接收天線接收的信號，估計各激活用戶在兩種極化方向的信道衝激響應，生成各激活用戶的兩種極化方向子陣的空間相關矩陣，根據所生成的空間相關矩陣分別計算各激活用戶在兩個極化方向上的用戶來波方向，並將兩種極化方向中激活用戶的接收功率值較大的極化方向上的用戶來波方向確定為所述激活用戶的來波方向。本發明技術方案可以解決雙極化陣列無法利用常規方法獲得用戶來波方向的問題。
文檔編號H04B7/10GK102075226SQ20091022158
公開日2011年5月25日 申請日期2009年11月24日 優先權日2009年11月24日
發明者史凡, 李家海 申請人:中興通訊股份有限公司