專利名稱：一種eirp受限系統(tǒng)中的波束成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及等效全向輻射功率(EIRP，Equivalent Isotropic Radiated Power)受限系統(tǒng)中的波束成形方法。
背景技術(shù)：
在多天線多載波的超寬帶(UWB)系統(tǒng)中，由于美國(guó)聯(lián)邦通訊委員會(huì)(FCC)對(duì)正交頻分復(fù)用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiple)多載波超寬帶系統(tǒng)的功率譜密度有嚴(yán)格要求，即對(duì)于每個(gè)子載波，等效全向輻射功率不大于-41. 3dBm/MHz。因?yàn)閭鹘y(tǒng)理想發(fā)射波束成形算法(本征波束成形)，利用信道特征值來產(chǎn)生具有方向性的空間波束，而僅僅簡(jiǎn)單限制總發(fā)射功率并不能使所有方向的功率滿足EIRP限制，所以，本征波束成形算法不適用于EIRP受限系統(tǒng)。針對(duì)上述問題，已經(jīng)存在一些適用于EIRP受限超寬帶系統(tǒng)的發(fā)射波束成形方案，這些方法進(jìn)一步限制了發(fā)射功率，其中包括了壓縮本征波束成形方案和天線選擇方案，不過這些方案使系統(tǒng)的誤碼率性能很差。在壓縮本征波束成形的基礎(chǔ)上提出了壓縮算法和快速平滑迭代算法來設(shè)計(jì)發(fā)射波束成形矢量，進(jìn)一步提高接收信噪比。與壓縮本征波束成形方案相比，這些算法降低了誤碼率改進(jìn)了系統(tǒng)性能。對(duì)于多載波UWB系統(tǒng)，在EPR受限條件下繼續(xù)改善系統(tǒng)性能是具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。關(guān)于EIRP限制的數(shù)學(xué)分析對(duì)發(fā)射端天線為均勻直線陣(ULA)的情況進(jìn)行分析。 假設(shè)λ。為傳輸載波波長(zhǎng)，天線間距為dT，陣元數(shù)目為ητ，陣元沿著ζ軸方向排列，與ζ軸的夾角為θ。叫元直線陣如圖丄所示，天線陣向量》^) =。,^,… …,^^’"，其中Ω = O π / λ c) dTcoS ( θ )。假設(shè) dT 彡 λ c/2，θ e (- Ji，Ji ]，顯然 Ω e (- Ji，Ji ]。假設(shè)接收端天線數(shù)為nK = 1，發(fā)射端已知信道狀態(tài)信息，即第k個(gè)子載波上信道矩陣信息Hk，第k個(gè)子載波上的接收信號(hào)yk = Hkwkxk+nk, xk是均值為0，方差為1復(fù)標(biāo)量符號(hào)，nk是循環(huán)對(duì)稱復(fù)高斯噪聲矢量，nk的每個(gè)元素獨(dú)立同分布，且均值為0，方差為隊(duì)。Wk表示第k個(gè)子載波上的波束矢量。第k個(gè)子載波上的EIRP限制歸一化可表示為Jeirp汐)=max< 1，上
式還可以表示為Ρ(Ω) = B(Q)VI2^l0 Ρ(Ω)可以看成是wk的傅里葉反變換的模的平方。對(duì)于均勻直線陣，可以看成是波束矢量Wk進(jìn)行IDFT采樣。nTXl維波束矢量Wk對(duì)應(yīng)長(zhǎng)
Ut
度為 K 的 IDFT 為 rk= (r,, r2,…，ι·κ)τ，其中G = ^>一2沖_1)舊)斤(j = 1,2,…，K)。因
ι
此，與Wk可以表示Jdn^k。其中，
權(quán)利要求
1. 一種EIRP受限系統(tǒng)中的波束成形方法，包括如下步驟步驟1 天線選擇從EIRP受限系統(tǒng)中的ητ根天線中選擇出最大和次大的信道增益對(duì)應(yīng)的兩根天線S和T，其中，ητ > 2，天線S和T的權(quán)值分別為ρ、λ ρ，其余所有ητ-2根天線的
2. —種EIRP受限系統(tǒng)中的波束成形方法，包括如下步驟步驟1 天線選擇從EIRP受限系統(tǒng)中的ητ根天線中選擇出最大和次大的信道增益對(duì)應(yīng)的兩根天線S和T，其中，ητ > 2，天線S和T的權(quán)值分別為ρ、λ ρ，其余所有ητ-2根天線的權(quán)值均為0，％根天線概率分配記為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種EIRP受限系統(tǒng)中的波束成形方法，是為解決現(xiàn)有的波束成形方法誤碼率性能較低的問題而提出的。本發(fā)明的方法首先進(jìn)行天線選擇和壓縮初始波束矢量，然后通過窮舉搜索的方法得到數(shù)值解來逼近最優(yōu)解。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的波束成形方法通過選擇利用更多的天線，因而更加充分地利用了信道矩陣信息，能夠進(jìn)一步降低輻射峰值方向的功率損耗，與平滑削減方案相比，得到的接收功率更大，系統(tǒng)的誤碼率性能更優(yōu)。本發(fā)明的波束成形方法適用于EIRP受限系統(tǒng)，不僅適用于超寬帶系統(tǒng)，同樣適用于60GHz系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H04B7/06GK102571178SQ20121004713
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月28日
發(fā)明者岳光榮, 成先濤, 李少謙, 武剛, 韓授 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)