3.2、波束成形技術
波束成形技術（Beamforming, BF）可分為自適應波束成形、固定波束和切換波束成形
技術。固定波束即天線的方向圖是固定的，把ＩＳ－95中的3個120°扇區分割即為固定波
束。切換波束是對固定波束的擴展，將每個120°的扇區再分為多個更小的分區，每個分
區有一固定波束，當用戶在一扇區內移動時，切換波束機制可自動將波束切換到包含最強
信號的分區，但切換波束機制的致命弱點是不能區分理想信號和幹擾信號。自適應波束成
形器可依據用戶信號在空間傳播的不同路徑，最佳地形成方向圖，在不同到達方向上給予
不同的天線增益，實時地形成窄波束對準用戶信號，而在其他方向盡量壓低旁瓣，採用指
向性接收，從而提高系統的容量。由于移動台的移動性以及散射環境，基站接收到的信號
的到達方向是時變的，使用自適應波束成形器可以將頻率相近但空間可分離的信號分離開
，並跟蹤這些信號，調整天線陣的加權值，使天線陣的波束指向理想信號的方向。
自適應波束成形的關鍵技術是如何較精確地獲得信道參數呢？對于上行鏈路，根據
形成波束所用的信息可以將波束成形技術分成以下3類。
3.2.1、基于空間結構的ＢＦ
基于空間結構的ＢＦ如基于輸入信號到達方向的ＢＦ（ＤＯＢ），包括3類：基于最
大信幹噪比（ＳＩＮＲ）的ＢＦ；基于最大似然（ＭＬ）準則的ＢＦ；基于最小均
方誤差（ＭＭＳＥ）準則的ＢＦ。多址幹擾的抑制依賴于信號的到達方向（ＤＯＡ）
，所以ＤＯＢ中的一個重要部分是信號的ＤＯＡ估計。ＤＯＡ估計方法有離散付裡葉
變換、ＭＶＤＲ（Ｍｉｎｉｍｕｍ Ｖａｒｉａｎｃｅ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎｌｅｓ
ｓ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）估計器、線性預測、最大包絡法（ＭＥＭ）、ＭＬ濾波器以及可變
特征結構的方法，其中包括ＭＵＳＩＣ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓ
ｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）和ＥＳＰＲＩＴ法（Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ ｏｆ
Ｓｉｇｎａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｖｉａ Ｒｏｔａｔｉｏｎａｌ
Ｉｎｖａｒｉａｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）。
3.2.2、基于訓練序列的ＢＦ
基于訓練序列的ＢＦ即時間參考ＢＦ（ＴＲＢ），適用于多徑豐富且信道特性連續變
化的環境，根據算法可以分為塊自適應算法（ＢＡＡ）和採樣自適應算法（ＳＡＡ）
兩類。ＢＡＡ算法包括特征濾波器（ＥＦ）法、Ｓｔａｎｆｏｒｄ法、最大比合並
（ＭＲＣ）法和第一維納濾波器解（ＦＷＦＳ）、第二維納濾波器解（ＳＷＦＳ）。
ＳＡＡ算法包括最小均方（ＬＭＳ）算法、歸一最小均方（ＮＬＭＳ）算法、遞歸最
小平方（ＲＬＳ）算法和共軛梯度法（ＣＧＭ）。ＴＲＢ技術要求同步精確，當時延
擴展小時可以得到較好的性能。
3.2.3、基于信號結構的ＢＦ（ＳＳＢＦ）
[wcdma技術構造圖]
wcdma技術構造圖
基于信號結構的ＢＦ（ＳＳＢＦ）即利用接收信號的時間或空間結構和特性來構造ＢＦ，
可利用ＳＳＢＦ需要存儲例如恆包絡調制信號的恆模（ＣＭ）特性、信號的週期平穩性或
數字調制信號的ＦＡ（Ｆｉｎｉｔｅ Ａｌｐｈａｂｅｔ）特性等知識，這種ＢＦ方法可
以應用于不同的傳播條件，但需要考慮收斂性和捕獲問題。
對于下行鏈路而言，不同的復用方式可採用不同的解決方法：ＴＤＤ方式，由于上下
行鏈路採用相同的頻率，在保證信道參數在相鄰的上下行數據幀中幾乎沒有變化的情
況下可以直接利用上行估計得到的信道參數，但這只適用于慢速移動的系統；ＦＤＤ
方式，由于上下行鏈路的頻率間隔一般都大于相關帶寬，因此上下行的瞬時信道幾乎
是不相關的，此時採用反饋信道是最好的方法。
需要強調的一點是發送機的波束成形技術和接收機的波束成形技術是截然不同的，接
收波束成形可在每個接收機獨立實現而不會影響其他鏈路，而發送波束成形會改變對
其他所有接收機的幹擾，所以要在整個網絡內部聯合使用發送波束成形技術。
3.3、接收分集
由于ＣＤＭＡ系統通常有較多的多址幹擾分量，而天線陣可以去除Ｍ－1個（Ｍ為天
線數）幹擾的特性並不能明顯地改善接收機 的ＳＩＮＲ，所以在一般情況下，更好
的方法是利用接收分集的方法，估計接收信號的形式，並確定匹配濾波器的加權系
數。接收分集技術中的分集天線其實是空間域內的分集合並器，而不是ＢＦ。對于寬
帶ＣＤＭＡ信號，信號帶寬一般大于信道相幹帶寬，所以在時間域採用ＲＡＫＥ接收
機，將信號在空間／時間上利用各種合並準則進行合並，這就是所謂的2Ｄ－ＲＡＫＥ
接收機。一般的合並方式有：選擇合並（ＳＣ）即選擇具有最大信號功率的多徑；最
大比合並（ＭＲＣ）即每一路有一加權，根據各支路信噪比（ＳＮＲ）來分配加權的
權重，ＳＮＲ大的支路權重大，ＳＮＲ小的支路權重小。當每個分離多徑上的幹擾不
相關時，ＭＲＣ方法可使合並信號的ＳＩＮＲ最大；等增益合並（ＥＧＣ）即選擇每
一路的加權值都相等；Ｗｉｅｎｅｒ濾波（ＯＰＴ）即無論多徑之間的幹擾是否相關
，均可抑制幹擾並使合並器輸出端的ＳＩＮＲ最大，因此Ｗｉｅｎｅｒ濾波的方法要
好于最大比合並法，又稱為優化合並。
在空間和時間上利用不同的合並準則可以對系統起到不同的改善效果，理論證明，在
理想功率控制和理想信道估計的條件下，空時聯合域優化合並方式對系統性能的改善
最好。
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資料來源
http://baike.baidu.com/view/6035.htm?func=retitle
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