一種TD-LTE系統(tǒng)中基于碼本的單流波束賦形方法技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及TD-LTE無線通信系統(tǒng)中多天線技術(shù)(MIMO)領(lǐng)域，具體涉及一種TD-LTE系統(tǒng)中基于碼本的單流波束賦形方法。

背景技術(shù)：
LTE一直受到移動通信產(chǎn)業(yè)的青睞。隨著LTE技術(shù)的發(fā)展，越來越多的全球領(lǐng)先運營商紛紛將LTE作為網(wǎng)絡(luò)面向未來的演進方向，設(shè)備制造商也紛紛加大了在LTE領(lǐng)域的投入，從而推動了LTE的不斷前進。與第三代移動通信技術(shù)相比，LTE具有以下的技術(shù)特征：(1)降低每比特成本，提高上下行通信數(shù)據(jù)速率；(2)頻譜效率提高，靈活使用現(xiàn)有的和新的頻段；(3)保證服務(wù)質(zhì)量，擴展業(yè)務(wù)的提供能力，以更低的成本、更佳的用戶體驗提供更多的業(yè)務(wù)；(4)降低無線網(wǎng)絡(luò)時延，簡化架構(gòu)，開放接口；(5)增加小區(qū)邊緣比特速率，在保持目前基站位置不變的情況下增加小區(qū)邊緣比特速率等。多輸入多輸出技術(shù)是指利用多發(fā)射、多接收天線進行空間分集的技術(shù)。它采用的是分立式多天線，能有效的將通信鏈路分解成許多并行的子信道，從而大大提高容量。在TD-LTE的下行鏈路，多天線的發(fā)送方式主要包括發(fā)射分集、波束賦形、空時與編碼及多用戶多輸入多輸出等技術(shù)。TD-LTE系統(tǒng)支持豐富的應(yīng)用場景，其定義了9種下行業(yè)務(wù)的傳輸模式以保證在各種環(huán)境中都可以選擇性能優(yōu)化的技術(shù)方案。其中，發(fā)射模式7、發(fā)射模式8和發(fā)射模式9為波束賦形模式。波束賦形是一種基于天線陣列的信號預(yù)處理技術(shù)，利用空間信道的強相關(guān)性及波的干涉原理產(chǎn)生有一定方向性的輻射圖，使輻射方向圖的主瓣自適應(yīng)的指向用戶，從而提高信噪比，獲得明顯的陣列增益。波束賦形的目的，是為了擴大信號覆蓋范圍、改善邊緣吞吐量及抑制干擾。怎樣有效高效的產(chǎn)生波束賦形權(quán)值來匹配信道的變化，從而提高系統(tǒng)的吞吐量，成為衡量波束賦形算法的唯一標準。LTER8中支持基于專用導(dǎo)頻的單流波束賦形技術(shù)，根據(jù)協(xié)議，在傳輸過程中，用戶終端需要通過對專用導(dǎo)頻的測量來估計波束賦形后的等效信道，并進相干檢測。為了能夠估計波束賦形后傳輸所經(jīng)歷的信道，基站必須發(fā)送一個與數(shù)據(jù)同時傳輸?shù)牟ㄊx形參考信號，這個參考信號為用戶專用，對應(yīng)于用戶專用參考信號的傳輸稱作使用天線端口5的傳輸。波束賦形技術(shù)能夠有效提高小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量，賦形矢量與當(dāng)前信道的匹配成為影響賦形效果的關(guān)鍵因素，由于無線信道環(huán)境往往變化迅速，因此實現(xiàn)系統(tǒng)下行波束賦形不僅要考慮賦形效果，而且還要考慮賦形的處理速度。目前TD-LTE系統(tǒng)下行波束賦形主要采用基于奇異值分解的方法計算復(fù)雜度較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種方法簡單、成本低、易于軟硬件實施的TD-LTE系統(tǒng)中基于碼本的單流波束賦形方法。解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括下述步驟：TD-LTE8天線波束賦形碼本為：其中，i＝0,1,…,15；j＝0,1,…,15，k＝0,1,…,15，碼本選擇一共16×16×16個，φk＝ejπk/16,vi＝[1ej2π*2*i/32ej4π*2*i/32ej6π*2*i/32]T,vj＝[1ej2π*2*j/32ej4π*2*j/32ej6π*2*j/32]T,(1)、對TD-LTE系統(tǒng)8天線進行天線校正補償，根據(jù)原始信道估計值和上行校正權(quán)值計算出天線校正補償后信道估計其中n為無線承載塊數(shù)目索引，kaRx為天線索引,u為用戶終端索引；(2)、對系統(tǒng)8天線進行初相歸一化，由新的信道估計值計算相位歸一化后的信道估計修正值H(1)(kaRx,n)；求每無線承載塊第一個天線的相位θ，每無線承載塊按照天線1相位進行歸一化，(3)、判斷波束賦形權(quán)值的顆粒度，設(shè)權(quán)值顆粒度為m個無線承載塊，如果m>1,先對m個無線承載塊的信道估計值求平均，再轉(zhuǎn)入步驟(4)；如果m為1，轉(zhuǎn)入步驟(4)；(4)、進行波束賦形碼本權(quán)值搜索，根據(jù)相關(guān)權(quán)值搜索算法，由信道估計值H(1)(kaRx,n)搜索波束賦形碼本權(quán)值，獲得波束賦形碼本序號，為了簡化搜索空間,在i,j,k共同組成的16×16×16的碼本中搜索，分別波束賦形碼本權(quán)值搜索，滿足下式的波束賦形碼本序號i,j,k，按下式計算：G11(i)＝viT×H(1)(index1,Loop)其中,index1是port0對應(yīng)的4天線,再按下式運算；搜索16次,得到I1；G12(j)＝vjT×H(1)(index2,Loop)其中,index2是port1對應(yīng)的4天線，再按下式運算；搜索16次,得到J1；搜索16次,得到K1；獲得TD-LTE8天線波束賦形碼本序號PMIW1(I1,J1,K1)；直至循環(huán)遍歷完所有無線承載塊，波束賦形結(jié)束；判斷是否遍歷所有無線承載塊，如果是，則本次賦形結(jié)束，如果否，則轉(zhuǎn)至步驟(3)。本發(fā)明采用預(yù)編碼的方法，在系統(tǒng)中預(yù)設(shè)波束賦形碼本，通過搜索權(quán)值矢量實現(xiàn)高效快速賦形。本發(fā)明提出一種基于碼本搜索的波束賦形方法，通過構(gòu)建賦形權(quán)值碼本，根據(jù)信道估計信息對預(yù)設(shè)碼進行搜索，實現(xiàn)單流波束賦形。使用本發(fā)明后，單流波束賦形的復(fù)雜度大大降低，并且賦形效果接近基于奇異值分解的相關(guān)算法。在波束賦形過程中，無需計算空間相關(guān)矩陣，并且計算過程無需奇異值分解，大大減少單流波束賦形的計算量，相較于傳統(tǒng)奇異值分解方法，更易于軟硬件實現(xiàn)。附圖說明圖1為TD-LTE系統(tǒng)基于碼本的波束賦形總體處理流程圖。圖2為基站與用戶終端天線設(shè)置方式圖。具體實施方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步詳細說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。實施例1本實施例TD-LTE系統(tǒng)中基于碼本的單流波束賦形方法步驟如下：基站與用戶終端天線設(shè)置見附圖2。第一步：對TD-LTE8天線進行天線校正補償11，根據(jù)原始信道估計值和上行校正權(quán)值計算新的天線校正補償后的信道估計值按下式計算；其中n為無線承載塊數(shù)目索引，kaRx為天線索引,u為用戶終端索引。注：上行校正權(quán)值的計算方法如下，在得到各通道上各子載波的平均H后，也就得到了各子載波的幅相特性，以某通道為基準，用在線校正方法計算各通道相對于基準通道的幅相不一致性，得到每個天線通道的補償系數(shù)，即校正權(quán)值；第二步：對系統(tǒng)8天線進行初相歸一化，由新的信道估計值計算相位歸一化后的信道估計修正值H(1)(kaRx,n)，kaRx為天線索引，按下式進行計算；Loop＝1:M，M為無線承載塊總數(shù)，本實施例中，取M為8。1.求每無線承載塊第一個天線的相位θ2.每無線承載塊按照天線1相位進行歸一化進行8次循環(huán)。第三步：判斷賦形權(quán)值的顆粒度12，設(shè)權(quán)值顆粒度為m無線承載塊，如果m>1,則先對m個無線承載塊的信道估計值求平均，然后轉(zhuǎn)入第四步，m個無線承載塊信道估計值求平均13，計算公式簡述如下；如果m＝1，直接轉(zhuǎn)入第四步；Loop＝1:M，M為無線承載塊總數(shù)，本實施例中，取M為8。第四步：波束賦形碼本權(quán)值搜索14，vm為碼本1(m＝0-15)，為碼本2(n＝0-15)；最終求得無線承載塊上對應(yīng)的波束賦形碼本序號15PMI1(I,J,K)，具體計算過程如下。(1)當(dāng)權(quán)值顆粒度m為1無線承載塊Loop＝1:M，M為無線承載塊總數(shù)，本實施例中，取M為8；為了簡化搜索空間,在i,j,k的3個16碼本中搜索.分別波束賦形碼本權(quán)值搜索17，滿足下式的波束賦形碼本序號i,j,k，按下式計算：G11(i)＝viT×H(1)(index1,Loop)其中,index1是port0對應(yīng)的4天線，保存,再按下式運算；搜索16次,得到I1；G12(j)＝vjT×H(1)(index2,Loop)其中,index2是port1對應(yīng)的4天線，保存,再按下式運算；搜索16次,得到J1；搜索16次,得到K1；獲得TD-LTE8天線波束賦形碼本序號18，PMIW1(I1,J1,K1)直至循環(huán)遍歷完所有無線承載塊19，波束賦形結(jié)束20。(2)權(quán)值顆粒度m>1無線承載塊Loop＝1：M為無線承載塊總數(shù)，本實施例中M取值8，m為賦形權(quán)值顆粒度，m取值為2。W1搜索波束賦形碼本過程同m＝1無線承載塊,搜索時使用的信道估計取的是平均值進行4次循環(huán)。直至循環(huán)遍歷完所有無線承載塊16，波束賦形結(jié)束20。