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TD-LTE中的智能天线算
法[3]
单流波束赋形其实就是普通的智能天线波束赋形在LTE中的应用,双流波束赋形简单地说就是多天线信道奇异值分解算法的典型应用,其实现机制都已基本成熟,但算法优化却有许多工作需要我们不断努力。为此,我们先了解一些比较典型的应用于LTE中的波束赋形算法。
(1)单流波束赋形算法:单流波束赋形可根据赋形向量的获得方式,分为长期波束赋形和短期波束赋形,其中短期波束赋形最常见的是基于奇异值分解SVD(Singular Value Decomposition)波束赋形,长期波束赋形通常称为基于来波方向DOA的波束赋形。在SVD方法中,发送端从上行探测导频(Sounding)估计出信道信息,然后对用户信道进行SVD分解计算出对应的预编码酉矩阵。其中SVD分解操作是:假设天线发送数目为M,接收天线数目为N,则空间信道矩阵H的维数为N×M,空间信道矩阵H的SVD分解为:
H=UAVH (5)
其中U和V分别是维数为N×N和M×M的酉矩阵,A是一个维数为N×M的矩阵,其对角线元素是非负实数,非对角线无线为0,并且A的对角线元素λ1≥λ2≥…≥λn,即按照大小排序之后的矩阵H的奇异值,其中n是M和N中的最小值。经过奇异值分解后获得的酉矩阵V即为线性预编码。
而DOA波束赋形的加权向量是基于远大于信道相干时间的一段时间内对信道的测量,亦即传统的不用训练序列的盲自适应方法,常用的是延迟相加法。
(2)双流波束赋形单用户算法:当单用户传输时,同一个时频资源块仅分配给一个用户,基站端仅对有用信号进行波束赋形,增强有用信号功率,典型的算法有特征值波束赋形EBB(Eigenvalue Based Beamformin),其波束赋形矩阵具体计算如下:
设基站发送天线数为nr,移动台接收天线数为mR,基站到第i个用户的信道矩阵为Hi。第i个用户支持的独立数据流为ri(ri≤mR)。
对Hi进行SVD分解,得到: