采用多个天线进行发射分集,可以使
移动台的接收效果和移动台用多个接收天线时的效果相比拟,所以本文主要围绕基站的
空时处理技术展开讨论。
2、波束成形技术
波束成形技术(Beamforming, BF)可分为自适应波束成形、固定波束和切换波束
成形技术。固定波束即天线的方向图是固定的,把IS-95 中的 3 个 120°扇区分割即
为固定波束。切换波束是对固定波束的扩展,将每个 120°的扇区再分为多个更小的分
区,每个分区有一固定波束,当用户在一扇区内移动时,切换波束机制可自动将波束切
换到包含最强信号的分区,但切换波束机制的致命弱点是不能区分理想信号和干扰信号。
自适应波束成形器可依据用户信号在空间传播的不同路径,最佳地形成方向图,在不同
到达方向上给予不同的天线增益,实时地形成窄波束对准用户信号,而在其他方向尽量
压低旁瓣,采用指向性接收,从而提高系统的容量。由于移动台的移动性以及散射环境,
基站接收到的信号的到达方向是时变的,使用自适应波束成形器可以将频率相近但空间
可分离的信号分离开,并跟踪这些信号,调整天线阵的加权值,使天线阵的波束指向理
想信号的方向。
自适应波束成形的关键技术是如何较精确地获得信道参数呢?对于上行链路,根据
形成波束所用的信息可以将波束成形技术分成以下 3 类。
(1)基于空间结构的BF
基于空间结构的BF如基于输入信号到达方向的BF(DOB),包括 3 类:基于
最大信干噪比(SINR)的BF;基于最大似然(ML)准则的BF;基于最小均方
误差(MMSE)准则的BF。多址干扰的抑制依赖于信号的到达方向(DOA),所
以DOB中的一个重要部分是信号的DOA估计。DOA估计方法有离散付里叶变换、
MVDR(Minimum Variance Distortionless Res
ponse)估计器、线性预测、最大包络法(MEM)、ML滤波器以及可变特征结
构的方法,其中包括MUSIC(Multiple Signal Classifi
cation)和ESPRIT法(Estimation of Signal Par
ameters via Rotational Invariance Techni
que)。
(2)基于训练序列的BF
基于训练序列的BF即时间参考BF(TRB),适用于多径丰富且信道特性连续
变化的环境,根据算法可以分为块自适应算法(BAA)和采样自适应算法(SAA)
两类。BAA算法包括特征滤波器(EF)法、Stanford法、最大比合并(M
RC)法和第一维纳滤波器解(FWFS)、第二维纳滤波器解(SWFS)。SAA
算法包括最小均方(LMS)算法、归一最小均方(NLMS)算法、递归最小平方
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