Adaptive linear prediction based downlink beamforming for wireless communication systems

Kablosuz haberleşme sistemleri için uyarlamalı doğrusal tahmin tabanlı aşağı bağlantı hüzme şekillendirme

Özet

Zaman bölmeli çift yönlü (TDD) kablosuz haberleşmede, bir akıllı anten sisteminin aşağı bağlantı ışın şekillendirme performansı hızlı sönümlenen bir ortamda uzaysal imzaların değişiminden dolayı bozulabilir. Bu bozulmayı azaltmak için yukarı bağlantı aralığmdaki uzaysal imza vektörlerinin özbağlanımlı modellenmesine bağlı olarak, aşağı bağlantı aralığında uyarlamalı doğrusal tahmini ile güncellenen ağırlık vektörlerinin kullanılmasını içeren huzme şekillendirme uygulanabilir. Bu çalışmada, değişen mobil hızı (V), tahmin filtresi derecesi (p), ve çoklu yol sayısı (L) koşulları altında aşağı bağlantı ağırlık vektörü olarak tahmin edilen uzaysal imzaların kullanılmasının verimliliği gösterilmiştir. Çoklu yollardaki Doppler kaymalarının birinci yoldaki Doppler kaymasının tamsayı katı olduğu durumda (Sabit Doppler kayması) tahmine dayalı huzme şekillendirmenin artan V, p, ve L ile birlikte mobil terminal tarafından alman sinyalde daha iyi SNR iyileştirmesi başardığı gözlemlenmiştir.

Abstract

In Time Division Duplex (TDD) wireless communications, downlink beamforming performance of a smart antenna system can be degraded due to the variation of spatial signatures in the fast fading environment. To mitigate this, prediction based downlink beamforming can be applied, which relies on using updated weight vectors via adaptive linear prediction of spatial signatures in the downlink interval based on their autoregressive (AR) modeling in the uplink interval. In this study, the effectiveness of employing predicted spatial signatures as downlink weight vectors is demonstrated under varying mobile speed (V), prediction filter order (p) and the number of multipath (L) conditions. It is observed that in the event that Doppler shifts in the multipaths are integer multiple of Doppler shift in the fist path (fixed Doppler shift), prediction based beamforming achieves better SNR improvements in the received signal at the mobile terminal with increasing V, p, and L.