专利名称：一种双极化阵列系统中确定用户来波方向的方法及基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及TDD通讯模式下的双极化智能天线系统，尤其涉及一种双极化阵列系 统中确定用户来波方向的方法及基站。
背景技术：
随着空时信号处理技术的发展，多天线系统在无线通讯领域得到了广泛的应用。 智能天线技术是多天线系统的一种，用智能天线进行用户方位的确定就是广泛应用中的一 种。具有一定角度的无线信号入射到具有阵列特性的各个通道上，通常意义的阵列天线的 这种阵列特性是信号入射角的函数，可以根据具有特定阵列特性的天线上接收信号对该角 度进行参数估计，从而得到用户的方向角。估计出的用户的方向角可以用于蜂窝网用户定 位应用。双极化阵列智能天线是新型的智能天线系统，双极化阵列智能天线在TDD系统中 得到了广泛的应用，它有正交极化的两组阵列组成，每组天线之间具有阵列特性；不同组天 线之间由于极化特性，使得天线组之间的天线相关性较弱，所以整个双极化阵列无法利用 一种与入射角相关的、固定的阵列特性模型来描述，这样就无法对来波信号中的角度参数 进行估计。大唐移动通信设备有限公司专利授权号为CN0312U93，名称为《一种估计固定波 束空间到达方向的方法》的专利中提到一种固定波束空间到达方向的估计方法，主要是通 过逐步细化多次搜索的方式来搜索来波方向，主要是针对直线阵和均勻圆阵，但对于双极 化阵列系统并没有涉及。所以我们必须找到一种双极化阵列智能天线系统中用户来波方向 估计的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种双极化阵列系统中确定用户来波方向的
方法及基站。为了解决上述技术问题，本发明公开了一种双极化阵列系统中确定用户来波方向 的方法，包括双极化智能天线基站根据接收天线接收的信号，估计各激活用户在两种极化方向 的信道冲激响应，并生成各激活用户的两种极化方向子阵的空间相关矩阵，根据所生成的 空间相关矩阵分别计算各激活用户在两个极化方向上的用户来波方向，并将两种极化方向 中激活用户的接收功率值较大的极化方向上的用户来波方向确定为所述激活用户的来波 方向。进一步地，上述方法中，所述双极化智能天线基站根据接收天线接收的信号，估计 各激活用户在两种极化方向的信道冲激响应的过程如下所述基站先按照如下公式进行各接收天线的信道冲激响应估计处理
权利要求
1.一种双极化阵列系统中确定用户来波方向的方法，其特征在于，该方法包括双极化智能天线基站根据接收天线接收的信号，估计各激活用户在两种极化方向的信 道冲激响应，生成各激活用户的两种极化方向子阵的空间相关矩阵，根据所生成的空间相 关矩阵分别计算各激活用户在两个极化方向上的用户来波方向，并将两种极化方向中激活 用户的接收功率值较大的极化方向上的用户来波方向确定为所述激活用户的来波方向。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双极化智能天线基站根据接收天线接收的信号，估计各激活用户在两种极化方向 的信道冲激响应的过程如下所述基站先按照如下公式进行各接收天线的信道冲激响应估计处理Hm=IFFT fft^I IvFFT(Mid) J式中，#表示第m根天线上用户的信道冲激响应，应m = 赶，...,钯8], Mid表示基站 系统使用的1 位midamble码，Mid = Onid1, mid2，...，mid128)，表示第m根接收天线 的接收信号的训练序列，m的取值为M，其中M表示双极化天线的阵元个数；再对应 进行信道冲激响应后处理，得到各激活用户在各天线上的信道冲激响应值 Emk 二 [^, ",..., "],其中，々f表示激活用户K在第m根天线上的信道冲激响应值，w为信 道冲激响应估计窗长；最终确定各用户在+45度和-45度极化方向天线上的信道冲激响应如下Δ+45° _ r Λ Tjl ΤΤΧΛΤHk -\Pk,Hk,".’Hk JHf =[Hr,Hr,-,Hnr其中，点f为第k个激活用户的+45度极化方向天线上的信道冲激响应；H，为第k 个激活用户的-45度极化方向天线上的信道冲激响应，K的取值范围为1至8，X表示+45 度极化方向的接收天线的个数，M表示双极化智能天线基站的接收天线的总数。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基站根据如下公式生成各激活用户的两种极化方向子阵的空间相关矩阵Rxxf =Hf-{Hf f ■Rxxf =Hf -{Hf f ；式中，Λσ^+κ为第k个激活用户的+45度极化方向天线上的信道冲激响应的空间相关 矩阵，应；15为第k个激活用户的+45度极化方向天线上的信道冲激响应-Mxf为第k个激 活用户的-45度极化方向天线上的信道冲激响应的空间相关矩阵，点/ν为第k个激活用户 的-45度极化方向天线上的信道冲激响应，K的取值范围为1至8。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基站按照如下公式分别计算各激活用户在两个极化方向上的用户来波方向 Ci'"^argjmax [^(θ))" ■ Rxxf|
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基站按照如下公式计算出激活用户在两个极化方向上的接收功率
6.一种双极化智能天线基站，其特征在于，该基站包括接收天线和处理单元，其中 所述接收天线，用于接收用户信号，并将所接收的用户信号发送给所述处理单元；所述处理单元，用于根据所述接收天线接收的信号，估计各激活用户在两种极化方向 的信道冲激响应，生成各激活用户的两种极化方向子阵的空间相关矩阵，根据所生成的空 间相关矩阵分别计算各激活用户在两个极化方向上的用户来波方向，并将两种极化方向中 激活用户的接收功率值较大的极化方向上的用户来波方向确定为所述激活用户的来波方 向。
7.如权利要求6所述的基站，其特征在于，所述处理单元，根据接收天线接收的信号，估计各激活用户在两种极化方向的信道冲 激响应指所述处理单元先按照如下公式进行各接收天线的信道冲激响应估计处理
8.如权利要求6或7所述的基站，其特征在于，所述处理单元，根据如下公式生成各激活用户的两种极化方向子阵的空间相关矩阵
9.如权利要求8所述的基站，其特征在于，所述处理单元，按照如下公式分别计算各激活用户在两个极化方向上的用户来波方向
10.如权利要求9所述的基站，其特征在于，所述处理单元，按照如下公式计算出激活用户在两个极化方向上的接收功率
全文摘要
本发明公开了一种双极化阵列系统中确定用户来波方向的方法及基站，涉及TDD通讯模式下的双极化智能天线系统。本发明方法包括双极化智能天线基站根据接收天线接收的信号，估计各激活用户在两种极化方向的信道冲激响应，生成各激活用户的两种极化方向子阵的空间相关矩阵，根据所生成的空间相关矩阵分别计算各激活用户在两个极化方向上的用户来波方向，并将两种极化方向中激活用户的接收功率值较大的极化方向上的用户来波方向确定为所述激活用户的来波方向。本发明技术方案可以解决双极化阵列无法利用常规方法获得用户来波方向的问题。
文档编号H04B7/10GK102075226SQ20091022158
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月24日 优先权日2009年11月24日
发明者史凡, 李家海 申请人:中兴通讯股份有限公司