專利名稱：自適應(yīng)陣列天線接收裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及自適應(yīng)陣列天線接收裝置和方法，更具體地說，本發(fā)明涉及這樣一種自適應(yīng)陣列天線接收裝置和方法，其為使用DS-CDMA(直接序列碼分多址)方案的移動通信系統(tǒng)中的無線電基站提供具有多個(gè)天線元件的陣列天線，并且通過將接收信號乘以任意的幅度與相位權(quán)重并合并所述乘積來等價(jià)地形成所希望的波束方向圖。
背景技術(shù)：
一般地，DS-CDMA方案是其中多個(gè)通信裝置通過使用相同的頻帶而進(jìn)行多路復(fù)用通信的方案。各通信裝置彼此隔離并由擴(kuò)頻碼所標(biāo)識。在移動通信中，多路復(fù)用波傳播中的各接收波在傳播路徑長度上有所不同，因此具有不同傳播延遲時(shí)間的多路復(fù)用會彼此干擾，并輸入到多個(gè)接收器中。而且，由于移動站相對于基站的位置變化，因此各傳播路徑中的路徑信號在超視距環(huán)境下會產(chǎn)生瑞利偏差(Rayleigh variation)。結(jié)果，所獲得的延遲特性(相對于延遲時(shí)間的信號功率分布)也隨著時(shí)間而變化。在DS-CDMA通信中，收集具有不同傳播延遲時(shí)間的多個(gè)時(shí)間上分開的多路徑信號并對它們執(zhí)行同相合并(RAKE合并)，可獲得路徑分集效果并提高接收特性。
或者，如果接收質(zhì)量保持恒定，則可通過伴隨RAKE合并的多樣性效果而減小發(fā)射功率。
當(dāng)前使用扇形天線作為使用DS-CDMA的移動通信系統(tǒng)中的基站天線。每個(gè)扇形天線負(fù)責(zé)從360°圓周(小區(qū))劃分而成的多個(gè)扇區(qū)中對應(yīng)的一個(gè)。將小區(qū)劃分成扇區(qū)使得可以去除來自扇區(qū)之外的移動站的干擾波，并減少對扇區(qū)之外的移動站的干擾。然而，來自同一扇區(qū)中其他用戶的波成了干擾波。來自其他用戶的干擾是導(dǎo)致信道容量減小和傳輸質(zhì)量下降的主要因素。因此，作為減小這一干擾并提高傳輸質(zhì)量的技術(shù)，人們已研究并開發(fā)了自適應(yīng)陣列天線系統(tǒng)。
通過將每個(gè)天線輸出乘以幅度和相位權(quán)重，自適應(yīng)陣列天線系統(tǒng)等價(jià)地形成天線導(dǎo)向性方向圖(波束)。該系統(tǒng)在所希望的波的到達(dá)方向上導(dǎo)引所述波束，或者在干擾波的到達(dá)方向上導(dǎo)引空值，從而提高了所希望的波的增益，并抑制了區(qū)域內(nèi)的干擾。
在圖5中的傳統(tǒng)的自適應(yīng)陣列天線中，由天線組521接收的RF(射頻)接收信號被無線電接收部分組522頻率轉(zhuǎn)換成中頻信號，并由自動增益放大器(未示出)所放大。所放大的信號被正交檢測成I/Q信道基帶信號。然后A/D轉(zhuǎn)換器(未示出)將這些信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。從無線電接收部分組522輸出的各數(shù)字信號被發(fā)送到搜索器部分501和手指部分504。在搜索器部分501中，首先，相關(guān)器組505計(jì)算包含在由天線組521接收的接收信號中的所希望的波信號的符號相關(guān)度，并且延遲特性估算部分組507基于所述計(jì)算結(jié)果生成延遲特性信號組508(相對于延遲時(shí)間的信號功率分布)。延遲特性估算部分組507然后輸出該信號組。路徑檢測電路502根據(jù)延遲特性信號組508搜索多路徑信號的接收時(shí)間(receptiontiming)，并將所述接收時(shí)間分配到手指部分504的各個(gè)手指(手指1到手指n)。
手指部分504通過使用輸出自路徑檢測電路502的接收時(shí)間通知信號503來解擴(kuò)輸出自無線電接收部分組522的數(shù)字信號。在手指部分504的手指1到手指n的每個(gè)手指中，解調(diào)器組511(每個(gè)手指包含數(shù)量上等于天線組521的所有天線元件的解調(diào)器)在搜索器部分501所分配的路徑上執(zhí)行解擴(kuò)處理。解擴(kuò)后輸出自解調(diào)器組511的信號被輸出到波束形成器512，以乘以權(quán)重控制部分514中由自適應(yīng)算法計(jì)算出的幅度和相位權(quán)重，從而等價(jià)地形成波束?；趨⒖夹盘?16，來自波束形成器512的輸出在信道估算部分513中接受信道估算計(jì)算，并被輸出到RAKE合并電路515。RAKE合并電路515對來自各手指的信道估算部分513的輸出進(jìn)行RAKE合并，并將所獲得的輸出發(fā)送出去。
通過使用信道估算部分513將參考信號516乘以信道估算值，并計(jì)算所述乘積和來自波束形成器512的輸出之間的差值，生成權(quán)重控制部分514中的自適應(yīng)控制算法所需的誤差信號。權(quán)重控制部分514更新所述幅度和相位權(quán)重，以最小化這一誤差信號，從而等價(jià)地形成波束方向圖并使得它跟循(follow up)所分配的路徑。
注意，作為用于確定幅度和相位權(quán)重的算法，使用了例如MMSE(最小均方差)的自適應(yīng)算法。這些類型的算法中的許多算法被設(shè)計(jì)成使得所計(jì)算的權(quán)重逐步收斂到最優(yōu)值。
如上所述，在傳統(tǒng)的自適應(yīng)陣列天線接收裝置中，搜索器部分501只能獲得路徑的功率電平和延遲時(shí)間信息。因此除了基于這兩項(xiàng)信息將路徑分配到手指部分504的各手指之外沒有其他選擇。
作為這種路徑分配方法的示例，日本專利特開No.9-181704中公開的“CDMA多路徑搜索方法和CDMA信號接收裝置(CDMA MultipathSearch Method and CDMA Signal Reception Apparatus)”是公知的。在此文獻(xiàn)中描述了下述技術(shù)。
例如，對于不同延遲信息在其上彼此重合的路徑，存在一種方法，用來基于功率電平信息將路徑重新分配到手指上，并且存在一種方法，用來按照延遲時(shí)間的順序?qū)⒁灶A(yù)定時(shí)間間隔檢測到的多個(gè)路徑分配到手指部分504上。然而，利用這些方法，在路徑的功率電平和延遲信息每時(shí)刻都在變化的環(huán)境中，需要從初始狀態(tài)開始重復(fù)進(jìn)行用于自適應(yīng)處理的計(jì)算，并且每次需要這種操作時(shí)波束都會發(fā)散，從而導(dǎo)致接收質(zhì)量的下降和信道容量的減小。
參考用于說明路徑延遲的圖6(圖6A和6B)和示出了圖6中的延遲特性的圖7(圖7A和7B)，假設(shè)從移動單元601發(fā)射的信號已經(jīng)過兩個(gè)傳輸路徑即路徑1和2而在給定時(shí)刻t1到達(dá)基站602，如圖6A所示。假設(shè)由于路徑1的傳輸路徑長度小于路徑2，并且路徑1的延遲相應(yīng)地小于路徑2，因此基站601中的接收裝置中的搜索器部分501獲得了類似于如圖7A所示的延遲特性。
隨后，在給定時(shí)刻t2，移動單元601移動了，并設(shè)置了如圖6B所示的位置關(guān)系。在此情形下，路徑1的傳輸路徑長度大于路徑2，并在基站602中獲得了類似于圖7B所示的延遲特性。
在傳統(tǒng)的自適應(yīng)陣列天線接收裝置中，在圖7A所示的情形下，路徑1和2分別分配給手指1(即波束1)和手指2(波束2)，并且，當(dāng)處于圖7B所示的情形時(shí)，切換路徑分配，以使得路徑2分配給手指1(波束1)，而路徑1分配給手指2(波束2)。也就是說，當(dāng)在時(shí)間軸上路徑彼此重合時(shí)，如路徑1和2，傳統(tǒng)的搜索器部分501就不能區(qū)分這兩個(gè)與移動單元601的移動相關(guān)的路徑，因此丟失了對所述路徑之一的跟循(follow-up)控制。因此，當(dāng)以后檢測到延遲信息差別時(shí)，就必須重新進(jìn)行路徑分配。
在自適應(yīng)陣列天線系統(tǒng)中的自適應(yīng)處理中，這一路徑分配需要從初始狀態(tài)開始為已會聚的波束或會聚中的波束進(jìn)行重計(jì)算。也就是說，這一操作是一個(gè)大大降低了波束的跟循特性(會聚特性)的因素，產(chǎn)生了基本性能上的嚴(yán)重問題。
在上述傳統(tǒng)的自適應(yīng)陣列天線接收裝置中，當(dāng)移動站移動時(shí)，由于傳播延遲時(shí)間的改變，已分別分配給手指1(即波束1)和手指2(波束2)的路徑1和2被切換并分別重分配給手指2(波束2)和手指1(波束1)，其中所述傳播時(shí)間的改變是因?yàn)橛捎谝苿诱镜囊苿佣鴮?dǎo)致的到基站的路徑長度的改變。當(dāng)所述的兩個(gè)路徑在時(shí)間軸上彼此重合時(shí)，搜索器部分就不能區(qū)分它們，因此此時(shí)就丟失了對所述路徑之一的跟循控制。因此，當(dāng)以后檢測到延遲信息差別時(shí)，就必須再次重新進(jìn)行路徑分配。
另外，在自適應(yīng)陣列天線系統(tǒng)中的自適應(yīng)處理中，這一路徑重分配需要從初始狀態(tài)開始為已會聚的波束或會聚中的波束進(jìn)行重計(jì)算。這一操作大大降低了波束的跟循特性(會聚特性)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)陣列天線接收裝置和方法，其可以在具有動態(tài)變化的多路徑環(huán)境中大大提高自適應(yīng)陣列天線系統(tǒng)波束的跟循特性(會聚特性)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種自適應(yīng)陣列天線接收裝置和方法，其在自適應(yīng)陣列天線系統(tǒng)中提高了通信質(zhì)量并增加了信道容量。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種使用DS-CDMA(直接序列碼分多址)方案的自適應(yīng)陣列天線接收裝置，其特征在于包括n(n是不小于1的整數(shù))個(gè)天線元件，n個(gè)無線電接收部分，其將來自所述n個(gè)天線元件的RF信號轉(zhuǎn)換成n個(gè)基帶信號，搜索器部分，其接收所述n個(gè)基帶信號，形成m(m是不小于1的整數(shù))個(gè)波束，并為每個(gè)波束檢測路徑的位置時(shí)間(position timing)，以及手指部分，其接收所述n個(gè)基帶信號，在由所述搜索器部分檢測到的位置時(shí)間處解擴(kuò)所述信號，使用自適應(yīng)算法來形成波束，并執(zhí)行最大比率合并。


圖1是一個(gè)方框圖，示出了本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線接收裝置的實(shí)施例；圖2是圖1中的搜索器部分的搜索器部分波束形成器的詳細(xì)的方框圖；圖3示出了當(dāng)使用4個(gè)天線元件形成4個(gè)波束時(shí)所獲得的波束導(dǎo)向性特性；圖4是一個(gè)方框圖，示出了本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線接收裝置的第二
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是一個(gè)方框圖，示出了本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線接收裝置的實(shí)施例。
圖1所示的實(shí)施例示出了接收裝置的一種配置，其具有用于形成4個(gè)波束的情形的空間型搜索器。這一配置包括n個(gè)天線元件101a、101b、……、101n；n個(gè)無線電接收部分102a、102b、……、102n，其將來自各天線元件101a、101b、……、101n的RF信號轉(zhuǎn)換成基帶信號118a、118b、……、118n；搜索器部分103，其基于天線元件101a到101n來為每個(gè)波束檢測路徑位置(時(shí)間)；以及手指部分104，其接收基帶信號118a、118b、……、118n，在由搜索器部分103檢測到的時(shí)間處解擴(kuò)所述信號，使用自適應(yīng)算法例如MMSE(最小均方差)來形成波束，并最大比率合并所述波束。
搜索器部分103包括相關(guān)器105a、105b、……、105n，對應(yīng)于天線元件101a、101b、……、101n的數(shù)量；搜索器部分波束形成器106a到106d，其接收來自相關(guān)器105a、105b、……、105n的所有輸出，用對應(yīng)的波束權(quán)重信號119a到119d加權(quán)所述輸出，并輸出所獲得的波束；延遲特性估算部分107a到107d，對應(yīng)于波束輸出的數(shù)量；路徑檢測電路108，其對接收自延遲特性估算部分107a到107d的延遲特性信號120a到120d執(zhí)行輸入處理，以輸出有效路徑信號121；路徑確定電路109，其接收有效路徑信號121，并輸出接收時(shí)間通知信號116；以及波束權(quán)重生成部分110，其分別向搜索器部分波束形成器106a到106d輸出波束權(quán)重信號119a到119d。
手指部分104包括多個(gè)手指電路手指1到手指n以及RAKE合并電路115。每個(gè)手指電路都包括解調(diào)器111a、111b、……、111n，其解調(diào)從無線電接收部分102a、102b、……、102n輸出的基帶信號118a、118b、……、118n；波束形成器112，其接收來自解調(diào)器111a到111n的輸出，用幅度和相位權(quán)重對所述輸出進(jìn)行加權(quán)，并輸出所獲得的波束；信道估算部分113，其基于參考信號117為輸出自波束形成器112的波束執(zhí)行信道估算計(jì)算；權(quán)重控制部分114，其通過由自適應(yīng)算法例如MMSE所計(jì)算出的幅度和相位權(quán)重進(jìn)行加權(quán)來控制波束形成器112；以及RAKE合并電路115，其對來自各手指電路的信道估算部分113的輸出進(jìn)行同相合并。
圖2是圖1中搜索器部分103的搜索器部分波束形成器106a到106d的詳細(xì)的方框圖。
參考圖2，搜索器部分波束形成器106a到106d中的每一個(gè)都包括(4×n)乘法器201a、201b、201c和201d，其執(zhí)行對應(yīng)于天線元件101a、101b、……、101n的數(shù)量的復(fù)數(shù)乘積求和運(yùn)算；(2×n)加法器202a和202b；以及兩個(gè)累加器203a和203b，其分別將n個(gè)I輸出和n個(gè)Q輸出相加/合并。
下面將參考圖1和圖2更詳細(xì)地描述這一實(shí)施例的操作。
由n個(gè)天線元件101a到101n接收的RF信號被分別發(fā)送到無線電接收部分102a到102n。所述RF信號由無線電接收部分102a到102n頻率轉(zhuǎn)換成中頻信號，并由自動增益放大器(未示出)放大。所放大的信號被正交檢測成I/Q信道基帶信號118a到118n。然后，A/D轉(zhuǎn)換器(未示出)將這些信號轉(zhuǎn)換數(shù)字信號。輸出自無線電接收部分102a到102n的基帶信號118a到118n被發(fā)送到搜索器部分103和手指部分104。
在搜索器部分103中，首先，相關(guān)器105a到105n計(jì)算基于天線元件的接收信號中所包含的所希望的波信號的符號相關(guān)度。來自相關(guān)器105a到105n的所有n個(gè)輸出分別被發(fā)送到搜索器部分波束形成器106a到106d。在搜索器部分波束形成器106a到106d中，用輸出自波束權(quán)重生成部分110的波束權(quán)重信號119a到119d對各輸出進(jìn)行加權(quán)。
參考圖2，使用乘法器201a到201d和加法器202a和202b，搜索器部分波束形成器106a到106d中的每一個(gè)都將從天線元件101a到101n分別輸入的I/Q信道所希望的波信號的符號相關(guān)度值乘以對應(yīng)的波束權(quán)重204，并將為各天線元件而獲得的結(jié)果輸出到累加器203a到203b，從而相加/合并了所述結(jié)果。表示波束權(quán)重204的W(m，n)可如下計(jì)算W(m，n)＝exp{j×2π(m-1)(n-1)/s+jπ(n-1)/t}…(1)其中m是波束號(搜索器部分波束形成器的數(shù)量)，n是天線元件號，s是波束數(shù)量，而t是天線元件數(shù)量。
例如，當(dāng)使用4個(gè)天線元件形成4個(gè)波束時(shí)，等式(1)被改寫成W(m，n)＝exp{j×2π(m-1)(n-1)/4+jπ(n-1)/4}…(2)因此，可以通過將等式(2)的m和n指定為1而獲得要被第一搜索器部分波束形成器將其與來自第一天線元件的輸入信號相乘的波束權(quán)重。
波束權(quán)重生成部分110根據(jù)等式(1)計(jì)算波束權(quán)重，并將所計(jì)算出的波束權(quán)重作為波束權(quán)重信號119a到119d發(fā)送到對應(yīng)的搜索器部分波束形成器106a到106d。來自相關(guān)器105a到105n的表示各天線元件的相關(guān)度值的輸出在乘以對應(yīng)于搜索器部分波束形成器106a到106d的波束權(quán)重信號119a到119d后被合并起來，從而糾正了元件之間的相位。
搜索器部分波束形成器106a到106d中的每一個(gè)都形成一個(gè)波束。來自每個(gè)波束形成器的該波束輸出成為接收相關(guān)度值輸出。
圖3示出了當(dāng)使用4個(gè)天線元件形成4個(gè)波束時(shí)所獲得的波束導(dǎo)向性特性。縱坐標(biāo)表示增益Gain，而橫坐標(biāo)表示角度Angle。
圖3示出了波束1、2、3和4相對于波束到達(dá)角度的增益，所述波束是來自搜索器部分波束形成器106a到106d的波束輸出。例如，入射角為15°的路徑可以用具有稍小于20dB的增益的波束1而接收到。另外，每個(gè)波束的波束位置被設(shè)計(jì)成與其余波束的零點(diǎn)重合，因此入射角為15°的路徑就不能用其他波束來接收。也就是說，當(dāng)形成圖3所示的波束并只能用波束1檢測到一個(gè)路徑時(shí)，可以確定該路徑的到達(dá)角度是15°。
也就是說，如圖3所示的波束是通過乘以由等式(1)所獲得的波束權(quán)重因子而形成，并檢查所述波束中利用其來接收路徑的的一個(gè)特定波束，或者檢查在利用其來檢測所述路徑的波束之間的特定接收電平關(guān)系。這使得可以確定所述路徑入射的方向。
傳統(tǒng)上，只根據(jù)到達(dá)時(shí)間信息來對路徑進(jìn)行分類。然而，通過以上述方式形成波束和接收路徑，除了時(shí)間信息之外可以根據(jù)空間信息來對所述路徑進(jìn)行分類。使用這種空間信息(波束號)的路徑檢測稱為空間搜索。
延遲特性估算部分107a到107d根據(jù)來自搜索器部分波束形成器106a到106d的波束輸出來生成并輸出延遲特性信號120a到120d。路徑檢測電路108從延遲特性信號120a到120d為各波束檢測出有效路徑，并發(fā)送作為有效路徑信號121的延遲信息、功率電平信息和空間信息(波束號)到路徑確定電路109。
路徑確定電路109將包含在有效路徑信號121中的三項(xiàng)信息與之前確定的路徑信息相匹配，并切換路徑，以將被認(rèn)為與之前的路徑相同的路徑分配到與之前的路徑相同的手指。
例如，根據(jù)本發(fā)明，在圖6所示的情形下，即使當(dāng)移動單元601移動時(shí)路徑1在時(shí)間上與路徑2重合，但是，由于只要路徑1在空間信息(波束號)上與路徑2不同這兩個(gè)路徑就可以被識別為不同的路徑，因此不需要改變路徑到手指部分的分配。
圖4是一個(gè)方框圖，示出了本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線接收裝置的第二與圖1相同的標(biāo)號或符號在圖4中表示相同組成部分，并省略了對其的描述。
參考圖4，路徑確定電路109將波束號通知信號401輸出到波束權(quán)重生成部分110，并輸出接收時(shí)間通知信號116。波束權(quán)重生成部分110向手指部分104的波束形成器112輸出已利用其檢測到路徑的波束的權(quán)重，作為波束權(quán)重通知信號402。
因此，搜索器部分103將所檢測到的路徑的時(shí)間信息作為接收時(shí)間通知信號116發(fā)送到手指部分104中的解調(diào)器111a、111b、……、111n，還向手指部分104中的波束形成器112輸出已利用其檢測到路徑的波束的波束權(quán)重，作為初始值。
這使得手指部分104可以從接近路徑的到達(dá)方向的位置處計(jì)算波束權(quán)重，而不是在沒有導(dǎo)向性的情況下形成波束。因此，與傳統(tǒng)接收裝置相比，可以縮短會聚所需的時(shí)間。
如上所述，本發(fā)明是一種自適應(yīng)陣列天線系統(tǒng)，其為使用DS-CDMA(直接序列碼分多址)方案的移動通信系統(tǒng)中的無線電基站提供具有多個(gè)天線元件的陣列天線，并且通過將接收信號乘以任意的幅度與相位權(quán)重并合并所述乘積來等價(jià)地形成所希望的波束方向圖，并且其特征在于具有空間搜索功能。
通過向圖5中的傳統(tǒng)自適應(yīng)陣列天線接收裝置的搜索器部分501增加搜索器部分波束形成器106a到106d、路徑確定電路109和波束權(quán)重生成部分110，可獲得根據(jù)本發(fā)明的具有空間搜索功能的接收裝置，并且所述接收裝置需要安裝與波束數(shù)量相等個(gè)數(shù)的搜索器部分波束形成器106a到106d。從相關(guān)器105a到105n向一個(gè)搜索器部分波束形成器輸出所有天線元件輸入信號的相關(guān)度值。然后將由波束權(quán)重生成部分110生成的表示固定幅度和相位權(quán)重的波束權(quán)重信號119a到119n乘到所述相關(guān)度值上，并合并所述乘積以形成如圖3所示的多個(gè)波束(圖3示出了波束數(shù)量設(shè)置為4的情形)。
路徑確定電路109從前一階段的路徑檢測電路108獲得多路徑功率電平信息、延遲時(shí)間信息和空間信息(波束號)，并將當(dāng)前檢測到的路徑與之前檢測到的路徑匹配，以將路徑分配到手指部分104上。
如果使用了根據(jù)本發(fā)明的具有空間搜索功能的接收裝置，那么，由于搜索器部分103可以獲得空間信息(波束號信息)以及傳統(tǒng)的功率電平信息，因此甚至可以識別出在延遲信息上彼此重合的多個(gè)路徑，從而提高了具有動態(tài)變化的多路徑環(huán)境中的波束跟循特性(會聚特性)。然后這又使得可以提高接收質(zhì)量和增加信道容量。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線接收裝置和方法，對具有帶有空間信息(波束號信息)的空間搜索功能的接收裝置的使用使得搜索器部分能夠獲得現(xiàn)有技術(shù)中的功率電平信息和延遲時(shí)間信息之外的空間信息(波束號信息)。這使得可以大大提高具有動態(tài)變化的多路徑環(huán)境中的自適應(yīng)陣列天線系統(tǒng)波束的跟循特性(會聚特性)。這也使得可以在自適應(yīng)陣列天線系統(tǒng)中提高通信質(zhì)量和增加信道容量。
權(quán)利要求
1.一種使用DS-CDMA方案的自適應(yīng)陣列天線接收裝置，其特征在于所述裝置包括n個(gè)天線元件，n是不小于1的整數(shù)；n個(gè)無線電接收部分，其將來自所述n個(gè)天線元件的射頻信號轉(zhuǎn)換成n個(gè)基帶信號；搜索器部分，其接收所述n個(gè)基帶信號，形成m個(gè)波束，并為每個(gè)波束檢測路徑的位置時(shí)間，m是不小于1的整數(shù)；以及手指部分，其接收所述n個(gè)基帶信號，在由所述搜索器部分檢測到的位置時(shí)間處解擴(kuò)所述信號，使用自適應(yīng)算法來形成波束，并執(zhí)行最大比率合并。
2.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)陣列天線接收裝置，其特征在于所述搜索器部分包括n個(gè)相關(guān)器，數(shù)量上對應(yīng)于所述n個(gè)天線元件，m個(gè)搜索器部分波束形成器，其接收來自所述n個(gè)相關(guān)器的所有輸出，用波束權(quán)重信號加權(quán)所述輸出，并為每個(gè)波束輸出相關(guān)度結(jié)果，m個(gè)延遲特性估算部分，對應(yīng)于所述搜索器部分波束形成器的輸出數(shù)量m，路徑檢測電路，其對輸出自所述m個(gè)延遲特性估算部分的m個(gè)延遲特性信號執(zhí)行輸入處理，并輸出有效路徑信號，路徑確定電路，其接收所述有效路徑信號，并輸出接收時(shí)間通知信號，以及波束權(quán)重生成部分，其向所述m個(gè)搜索器部分波束形成器輸出所述m個(gè)波束權(quán)重信號。
3.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)陣列天線接收裝置，其特征在于所述手指部分包括多個(gè)手指電路以及RAKE合并電路，所述RAKE合并電路對來自所述各手指電路的信道估算部分的輸出進(jìn)行同相合并，所述多個(gè)手指電路中的每一個(gè)都包括n個(gè)解調(diào)器，其解調(diào)從所述n個(gè)無線電接收部分輸出的n個(gè)基帶信號，波束形成器，其接收所述n個(gè)解調(diào)器輸出，并在用幅度和相位權(quán)重進(jìn)行加權(quán)后輸出波束，信道估算部分，其基于參考信號為輸出自所述波束形成器的波束執(zhí)行信道估算計(jì)算，權(quán)重控制部分，其通過用由所述自適應(yīng)算法所計(jì)算出的幅度和相位權(quán)重進(jìn)行加權(quán)來控制所述波束形成器。
4.如權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)陣列天線接收裝置，其特征在于所述搜索器部分波束形成器包括(4×n)乘法器和(2×n)加法器，以執(zhí)行在數(shù)量上對應(yīng)于所述n個(gè)天線元件的復(fù)數(shù)乘積求和運(yùn)算，所述波束形成器還包括兩個(gè)累加器，其分別將n個(gè)I輸出和n個(gè)Q輸出相加/合并。
5.如權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)陣列天線接收裝置，其特征在于所述路徑確定電路輸出所述接收時(shí)間通知信號，并且還向所述波束權(quán)重生成部分輸出波束號通知信號。
6.如權(quán)利要求5所述的自適應(yīng)陣列天線接收裝置，其特征在于所述波束權(quán)重生成部分向所述手指部分的所述波束形成器輸出已利用其檢測到對應(yīng)路徑的波束的權(quán)重，作為波束權(quán)重通知信號。
7.如權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)陣列天線接收裝置，其特征在于所述搜索器部分向所述手指部分中的所述n個(gè)解調(diào)器發(fā)送檢測到的路徑時(shí)間信息作為接收時(shí)間通知信號，并向所述手指部分中的所述波束形成器輸出已利用其檢測到對應(yīng)路徑的波束的波束權(quán)重，作為初始值。
8.如權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)陣列天線接收裝置，其特征在于n設(shè)置成n＝4。
9.一種使用DS-CDMA方案的自適應(yīng)陣列天線接收方法，其特征在于所述方法包括第一步驟，將由n個(gè)天線元件所接收的無線電信號轉(zhuǎn)換成n個(gè)基帶信號，n是不小于1的整數(shù)；第二步驟，接收所述n個(gè)基帶信號，形成m個(gè)波束，并為每個(gè)波束檢測路徑的位置時(shí)間，m是不小于1的整數(shù)；以及第三步驟，接收所述n個(gè)基帶信號，在由所述第二步驟中檢測到的位置時(shí)間處解擴(kuò)所述信號，使用自適應(yīng)算法來形成波束，并執(zhí)行最大比率合并。
10.如權(quán)利要求9所述的自適應(yīng)陣列天線接收方法，其特征在于所述第二步驟包括生成與所述n個(gè)基帶信號對應(yīng)的n個(gè)相關(guān)度輸出的步驟，接收來自所述n個(gè)相關(guān)器的所有輸出，用波束權(quán)重信號加權(quán)所述輸出，并為每個(gè)波束輸出m個(gè)相關(guān)度結(jié)果的步驟，估算對應(yīng)于所述m個(gè)輸出的m個(gè)延遲特性的步驟，對所述m個(gè)延遲特性執(zhí)行輸入處理并輸出有效路徑信號的步驟，接收所述有效路徑信號并輸出接收時(shí)間通知信號的步驟，以及生成m個(gè)波束權(quán)重信號的步驟。
11.如權(quán)利要求9所述的自適應(yīng)陣列天線接收方法，其特征在于所述第三步驟包括解調(diào)所述n個(gè)基帶信號并輸出n個(gè)解調(diào)信號的步驟，在用幅度和相位權(quán)重對所述n個(gè)解調(diào)信號進(jìn)行加權(quán)后輸出波束的步驟，基于參考信號為所述輸出波束執(zhí)行信道估算計(jì)算的步驟，利用由所述自適應(yīng)算法所計(jì)算出的幅度和相位權(quán)重進(jìn)行加權(quán)控制的步驟，以及同相合并信道估算計(jì)算結(jié)果的步驟。
12.如權(quán)利要求10所述的自適應(yīng)陣列天線接收方法，其特征在于所述輸出所述接收時(shí)間通知信號的步驟包括輸出波束號通知信號的步驟，所述波束號通知信號用于所述生成所述波束權(quán)重信號的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)陣列天線接收裝置，其中無線電接收部分(102a、102b、……、102n)將來自天線元件(101a到101n)的RF信號轉(zhuǎn)換成基帶信號(118a、118b、……、118n)并輸出它們。響應(yīng)于所轉(zhuǎn)換的基帶信號，搜索器部分(103)基于天線元件(101a到101n)為每個(gè)波束檢測路徑的位置(時(shí)間)。手指部分(104)在由搜索器部分(103)檢測到的時(shí)間處執(zhí)行解擴(kuò)操作，使用自適應(yīng)算法來形成波束，并最大比率合并所述波束。按這種方式，當(dāng)多個(gè)路徑在時(shí)間軸上彼此重合時(shí)，可以根據(jù)所述路徑的位置(時(shí)間)來區(qū)分這些路徑。因此，當(dāng)檢測到延遲信息差別時(shí)，不必重分配路徑。這改進(jìn)了波束的跟循特性和通信質(zhì)量。
文檔編號H04B7/08GK1526209SQ0281219
公開日2004年9月1日 申請日期2002年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月18日
發(fā)明者中川貴史 申請人:日本電氣株式會社