“波束賦形(Beamforming)又叫波束成型、空域濾波,是一種使用傳感器陣列定向發(fā)送和接收信號的信號處理技術。波束賦形技術通過調整相位陣列的基本單元的參數,使得某些角度的信號獲得相長干涉,而另一些角度的信號獲得相消干涉。波束賦形既可以用于信號發(fā)射端,又可以用于信號接收端?!?/p>
波束賦形的目標是根據系統(tǒng)性能指標,形成對基帶(中頻)信號的最佳組合或者分配。具體地說,其主要任務是補償無線傳播過程中由空間損耗、多徑效應等因素引入的信號衰落與失真,同時降低同信道用戶間的干擾。因此,首先需要建立系統(tǒng)模型,描述系統(tǒng)中各處的信號,而后才可能根據系統(tǒng)性能要求,將信號的組合或分配表述為一個數學問題,尋求其最優(yōu)解。
關于波束賦形的基本原理,可以首先考慮自由空間中電磁波的遠場輻射情況。
(1)當只存在單個天線振子時,以同極化方向從各個角度對電場振幅進行觀測時,信號是各向同性衰減的,即不存在方向選擇性。
(2)如果增加一個同極化方向的振子,且兩個振子處于同一位置時,即使兩個天線發(fā)射信號可能存在一定的相差,但從任何角度觀測,兩列波的相差并不隨觀測角度的變化而發(fā)生變化,因此信號仍然不存在方向選擇性。
(3)如果增加一個同極化方向的振子,且兩個振子保持一定間隔,則兩列波之間會發(fā)生干涉現象,即某些方向振幅增強,某些方向振幅減弱(振幅增強部分的能量來自于振幅減弱部分)。
波束賦形技術已經在TD-SCDMA系統(tǒng)中得到了成功的應用,在TD-LTE R8中也采用了波束賦形技術。在TD-LTE R8的PDSCH傳輸模式7中定義了基于單端口專用導頻的波束賦形傳輸方案。TD-LTE R9中則將波束賦形技術擴展到了雙流傳輸方案中,通過新定義的傳輸模式8引入了雙流波束賦形技術,并定義了新的雙端口專用導頻與相應的控制、反饋機制。
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