多播发射波束赋形算法研究

摘要

随着技术的发展,智能天线越来越多地应用于多播场景中,以提高信号质量、降低干扰,从而为无线数字电视、集群通信等系统提供支持。在某些多播系统中,基站无法获得完整有效的下行信道信息,因此不能提供基于完整信道信息的波束赋形,而用户所在位置与智能天线参考平面的角度是比较容易获得的信息,基站可以利用用户的角度信息进行发射多播波束赋形。
　　 本文首先介绍了智能天线的基本原理和信号模型,以及空时信道模型的原理和仿真方法。然后讨论了单群组场景下的多播发射波束赋形算法,提出了基于角度信息的最大平均赋形增益算法和最大最小赋形增益算法。仿真结果表明,基于角度信息的多播发射赋形算法能够有效地提高信号的质量,与基于完全信道信息的算法相比性能损失较小,但不适用于群组用户较为分散的情况。单群组的多播发射波束赋形算法可以应用在各群组信号互不干扰的系统中。
　　 文章的最后讨论了多群组场景下的多播发射波束赋形算法,介绍了基于完整信道信息的最大最小信干噪比算法,并提出了基于角度信息的最大最小信干比算法和最小二乘法。仿真结果表明,最大最小信干噪比算法的性能最优;最大最小信干比算法能够很好抑制干扰,但同时也抑制了部分信号;最小二乘法在抑制干扰的同时也很好地增强了信号。此外,多群组多播发射波束赋形算法同样不适用于群组用户较为分散的情况。多群组的多播发射波束赋形算法可以应用在自干扰系统中。