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TD-SCDMA系统下行链路的波束赋形
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TD-SCDMA 系统下行链路的波束赋形
肖扬
北京交通大学 信息科学研究所（北京 100044）
摘要: 本文提出了在具有智能天线的TD-SCDMA 系统下行链路的波束赋形器设计方法。提出采用三角
阵列智能天线以提高智能天线的空间分辨率，给出了有关设计与性能分析。根据上行链路空间信道的统
计信息，完成对下行链路的波束形成器权数的估计。仿真结果证明了这种方法的有效性。
关键词：智能天线，TD-SCDMA 系统，下行链路波束赋形
Downlink Beamforming for TD-SCDMA Systems
XIAO Yang
Institute of Information Science, Beijing Jiaotong University
Beijing 100044, P. R. China E-mail:
Abstract: This paper presents an approach for downlink transmission beamformer of TD-SCDMA systems with
smart antenna. In order increase the spatial solution of the antenna array, triangle antenna array has proposed, and
the design and performance of the antenna array have been given. Based on the spatial statistics of uplink channel,
the estimation of the weight coefficients of downlink transmission beamformer is implemented. Simulation results
verify the effectiveness of the approach.
Keywords: Smart antenna, TD-SCDMA systems, downlink beamforming
1.引言
迅速增长的移动通信要求更有效地利用无线通信频谱，同时提高系统容量[1-8]。传统的频谱资源分
配方法包括时分复用，频分复用和码分复用。除上述传统方法外，利用空间分集进一步提高频谱利用率
引起了广泛的关注[1-8]。但由于系统实现复杂，成本昂贵，CDMA2000 系统标准和 WCDMA 系统标准均未
采用复杂的智能天线技术[9-11]。与 CDMA2000 系统和 WCDMA 系统不同，TD-SCDMA 标准在基站采用了
智能天线技术，提供了利用空间分集性提高系统容量的可能性[9]。但是，现有的 TD-SCDMA 标准对智
能天线在下行链路（基站到移动台）实现技术方面的研究不够深入，另外现有的 TD-SCDMA 系统采用
的 8 阵元圆阵列天线空间分辨率非常低，难以实现空间窄带滤波与赋形。本文第二部分提出三角阵列天
线实现技术将解决空间分辨率问题。[2-8]指出：提高系统容量可以在上行链路（移动台到基站）和下行
链路（基站到移动台）上共同实现。阵列天线的空间滤波与赋形可以减少在上行链路（下行链路）共信
道用户信号的干扰。TD-SCDMA 系统可以根据最小均方误差准则，通过上行链路训练序列来确定空间滤
波与赋形加权函数。这种方法在时变通信环境中是可行的。采用阵列波束赋形器可加强下行链路中移动
用户的接收信号，削弱干扰信号。 一般来说，下行链路中的空间波束赋形的加权系数估计更为复杂 [4-
8]。
在TD-SCDMA 系统中，上行链路和下行链路使用在同一载频，只是在时间上互相交替。由于在上
行链路帧开始到下行链路帧结束这个时段中,信道变化很小, 所以下行链路信道可以用上行链路信道近似,
在下行链路中直接利用上行链路的天线权数[2,3]. 本文提出一种用于下行链路波束形成器的设计方法,
它适用于TD-SCDMA 系统. 由于现有的TD-SCDMA 系统采用的8阵元圆阵列天线空间分辨率低，本文
第二部分提出三角阵列天线与多扇区小区的实现技术,第三部分给出了上行和下行链路波束赋形器的设计
方法,在第四部分给出下行链路波束赋形算法,第五部分给出系统性能分析，第六部分给出计算机仿真结
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收稿日期：
作者简介：肖扬，（1955-）男，北京人，博士，教授，博士生导师。
*基金项目：国家自然科学基金资助项目（69971002）。
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