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“波束賦形(Beamforming)又叫波束成型、空域?yàn)V波,是一種使用傳感器陣列定向發(fā)送和接收信號(hào)的信號(hào)處理技術(shù)。波束賦形技術(shù)通過(guò)調(diào)整相位陣列的基本單元的參數(shù),使得某些角度的信號(hào)獲得相長(zhǎng)干涉,而另一些角度的信號(hào)獲得相消干涉。波束賦形既可以用于信號(hào)發(fā)射端,又可以用于信號(hào)接收端?!?/p>
波束賦形的目標(biāo)是根據(jù)系統(tǒng)性能指標(biāo),形成對(duì)基帶(中頻)信號(hào)的最佳組合或者分配。具體地說(shuō),其主要任務(wù)是補(bǔ)償無(wú)線傳播過(guò)程中由空間損耗、多徑效應(yīng)等因素引入的信號(hào)衰落與失真,同時(shí)降低同信道用戶(hù)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(hào),而后才可能根據(jù)系統(tǒng)性能要求,將信號(hào)的組合或分配表述為一個(gè)數(shù)學(xué)問(wèn)題,尋求其最優(yōu)解。
關(guān)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(yuǎn)場(chǎng)輻射情況。
(1)當(dāng)只存在單個(gè)天線振子時(shí),以同極化方向從各個(gè)角度對(duì)電場(chǎng)振幅進(jìn)行觀測(cè)時(shí),信號(hào)是各向同性衰減的,即不存在方向選擇性。
(2)如果增加一個(gè)同極化方向的振子,且兩個(gè)振子處于同一位置時(shí),即使兩個(gè)天線發(fā)射信號(hào)可能存在一定的相差,但從任何角度觀測(cè),兩列波的相差并不隨觀測(cè)角度的變化而發(fā)生變化,因此信號(hào)仍然不存在方向選擇性。
(3)如果增加一個(gè)同極化方向的振子,且兩個(gè)振子保持一定間隔,則兩列波之間會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象,即某些方向振幅增強(qiáng),某些方向振幅減弱(振幅增強(qiáng)部分的能量來(lái)自于振幅減弱部分)。
波束賦形技術(shù)已經(jīng)在TD-SCDMA系統(tǒng)中得到了成功的應(yīng)用,在TD-LTE R8中也采用了波束賦形技術(shù)。在TD-LTE R8的PDSCH傳輸模式7中定義了基于單端口專(zhuān)用導(dǎo)頻的波束賦形傳輸方案。TD-LTE R9中則將波束賦形技術(shù)擴(kuò)展到了雙流傳輸方案中,通過(guò)新定義的傳輸模式8引入了雙流波束賦形技術(shù),并定義了新的雙端口專(zhuān)用導(dǎo)頻與相應(yīng)的控制、反饋機(jī)制。
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