| WCDMA无线通信系统的空时处理技术 |
| 责任编辑：ncic 更新日期：2007-4-5 |
摘 要 以第三代移动通信系统ＷＣＤＭＡ标准为背景对空时处理方法进行了全面系统的分类讨论包括波束成形技术、接收分集和发送分集。
关键词 ＷＣＤＭＡ 空时处理 波束成形 分集
空时处理技术通过在空间和时间上联合进行信号处理可以非常有效地改善系统特性。随着第三代移动通信系统对空中接口标准的支持以及软件无线电的发展，空时处理技术必将融入自适应调制解调器中，从而达到优化系统设计的目的。采用空时处理的方法，系统的发送端或接收端使用多个天线，同时在空间和时间上处理信号，它所达到的效果是仅靠单个天线的单时间处理方法所不能实现的：可以在一个给定ＢＥＲ质量门限下，增加用户数；在小区给定的用户数下，改善ＢＥＲ特性；可以更有效地利用信号的发射功率等等。
１ 空时处理方法
由于移动台一般不适于用多天线接收，在基站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（ＢｅａｍｆｏｒｍｉｎｇＢＦ）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 Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）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 Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａ ｔｉｏｎ）和ＥＳＰＲＩＴ法（Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｖｉａ Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｖａｒｉａｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）。
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