專(zhuān)利名稱(chēng):使用陣列天線(xiàn)的定向接收方法和自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種使用陣列天線(xiàn)的定向接收方法和一種自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置。
背景技術(shù):
數(shù)字無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域,例如CDMA(Code Division Multiple Access,碼分多址)中使用的一種定向性天線(xiàn)就是自適應(yīng)陣列天線(xiàn)。
自適應(yīng)陣列天線(xiàn)是一種天線(xiàn)系統(tǒng),它能夠依照通信環(huán)境,通過(guò)自適應(yīng)地控制通過(guò)置于間隔規(guī)則距離的多個(gè)天線(xiàn)接收到的信號(hào)的幅度和相位、或者要通過(guò)上述天線(xiàn)發(fā)送的信號(hào)的幅度和相位,來(lái)改變定向性。這樣達(dá)到的效果是例如增強(qiáng)了排除干擾的效果、或是增強(qiáng)了只選擇性地接收來(lái)自通過(guò)預(yù)定路徑的特定方向的無(wú)線(xiàn)波,即,基于RAKE系統(tǒng)的接收的效果。
然而,實(shí)現(xiàn)實(shí)際的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)需要克服許多問(wèn)題。在移動(dòng)體中,特別是汽車(chē)中,由于它們時(shí)刻都在改變位置,此時(shí),要實(shí)現(xiàn)對(duì)通信環(huán)境的高速度和高精確度的適應(yīng)是很困難的。
也就是說(shuō),如果發(fā)送端的移動(dòng)體正在移動(dòng),那么接收端就必須迅速地改變接收定向性,以使其適應(yīng)通信環(huán)境的改變。然而,要是著重于高速跟蹤,則每單位時(shí)間的接收定向性的變化越大,收斂到目標(biāo)控制值的精確度就變得越低。反之,要是著重于收斂精確度,則可以精確地收斂到目標(biāo)控制值,但需要較長(zhǎng)的收斂時(shí)間。
因此,在實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)分集接收時(shí),重要的問(wèn)題是確定適應(yīng)通信環(huán)境的級(jí)。然而,在移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信中,移動(dòng)體可能靜止不動(dòng)、或者緩慢移動(dòng)、或者快速移動(dòng),并且輸入的無(wú)線(xiàn)波的方向始終都在變化,這使得實(shí)現(xiàn)對(duì)通信環(huán)境的最佳跟蹤變得很困難。
發(fā)明的公開(kāi)本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種方法和裝置,該方法和裝置可以迅速地跟蹤移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信等情況中的通信環(huán)境的變化,并且,可同時(shí)實(shí)現(xiàn)精確的定向接收。
本發(fā)明的一種使用陣列天線(xiàn)系統(tǒng)的定向接收方法,操作多個(gè)并行放置的、具有不同的環(huán)境跟蹤特性的分集接收電路,并且選擇該分集接收電路的輸出中的一個(gè)作為接收信號(hào)。一組具有不同的通信環(huán)境跟蹤特性的分集接收電路中的每一個(gè)都進(jìn)行操作,以便跟蹤通信環(huán)境,并選擇結(jié)果接收信號(hào)中最適合的一個(gè),這樣便實(shí)現(xiàn)了高速度和高精確度的定向接收。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式根據(jù)被選中的分集接收電路的環(huán)境跟蹤特性,動(dòng)態(tài)地更新其它分集接收電路的環(huán)境跟蹤特性。環(huán)境跟蹤特性可通過(guò)改變確定環(huán)境跟蹤特性的參數(shù)值來(lái)更新。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例方式中,在改變確定環(huán)境跟蹤特性的參數(shù)的值時(shí),假定基本參數(shù)的值是μ1,且獲得滿(mǎn)足關(guān)系式μA<μ1<μB的μA和μB,并且把μA或μB中的至少一個(gè)用作另一分集接收電路的參數(shù)值。理想的是μA和μB都是接近于μ1的值。這使得多個(gè)分集接收電路的跟蹤性能自適應(yīng)地改變,同時(shí)保持彼此之間的緊密的相關(guān)性,使所需的定向性能夠迅速地形成。
在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中,在定向性形成的初始狀態(tài)中,只操作環(huán)境跟蹤能力高的一個(gè)分集接收電路,然后更新其它未操作的分集接收電路的環(huán)境跟蹤特性,并根據(jù)它們的環(huán)境跟蹤特性啟動(dòng)其操作。這減少了電路的功耗。
本發(fā)明的使用自適應(yīng)陣列天線(xiàn)的定向性接收實(shí)施方式,用加權(quán)系數(shù)乘以多個(gè)天線(xiàn)元的接收信號(hào),然后使用多個(gè)分集接收電路對(duì)那些作為接收輸出的信號(hào)進(jìn)行組合,以實(shí)現(xiàn)定向接收,并且從并行輸出的接收信號(hào)中選擇最佳信號(hào)??梢灾鸩礁录訖?quán)系數(shù),并通過(guò)改變每步的更新量來(lái)改變每個(gè)分集接收電路的環(huán)境跟蹤特性。理想的是根據(jù)被選中的分集接收電路的更新量、來(lái)改變未被選中的分集接收電路中的加權(quán)系數(shù)的每步的更新量。
可以使用本發(fā)明的自適應(yīng)定向接收方法,接收從移動(dòng)體發(fā)送的基帶擴(kuò)展信號(hào),并且限制該發(fā)送波的場(chǎng)強(qiáng)以減少相同頻帶信號(hào)之間的干擾。
本發(fā)明的使用自適應(yīng)陣列天線(xiàn)的定向性通信方法,不僅可以通過(guò)選擇多個(gè)分集接收電路的輸出來(lái)實(shí)現(xiàn)高速的接收定向性的形成,而且還可通過(guò)使用被選中的分集接收電路的定向性形成信息來(lái)實(shí)現(xiàn)定向性發(fā)送。
本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置包括至少一個(gè)定向接收電路,該定向接收電路從通過(guò)多個(gè)天線(xiàn)元和多個(gè)路徑輸入的無(wú)線(xiàn)波中,只選擇性地接收通過(guò)特定路徑的無(wú)線(xiàn)波。該定向接收電路包括多個(gè)并行操作的、其每個(gè)都具有不同的環(huán)境跟蹤特性的分集接收電路,并從這些分集接收電路的輸出中選擇最合適的輸出作為接收信號(hào)。理想的是在每次選擇時(shí)更新還未被選中的分集接收電路的環(huán)境跟蹤特性。還可以在接收定向性形成的初始階段只操作具有較高環(huán)境跟蹤性能的分集接收電路,并且使其它的分集接收電路為不可操作,因而減少了電路的功耗。
本發(fā)明的另一實(shí)施方式提供了一個(gè)組合電路,該組合電路把RAKE組合應(yīng)用到多個(gè)定向接收電路的接收輸出上。這使得增加接收功率成為可能。
本發(fā)明的另一實(shí)施方式還使用形成接收定向性的信息,進(jìn)行定向性發(fā)送。這改善了移動(dòng)通信中的通信質(zhì)量。
本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置可用于基于CDMA的通信裝置、以及用于CDMA通信的基站裝置。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1是本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置的一個(gè)實(shí)施例的方框圖;圖2是圖1所示的定向接收電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的方框圖;圖3是定向接收電路的另外一個(gè)例子的方框圖;圖4是圖3中的定向接收電路的特征操作的流程圖;圖5是定向接收電路的另外一個(gè)例子的方框圖;圖6是圖5中的定向接收電路的特征操作的流程圖;圖7是用于移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信的基站裝置的一個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)例子的方框圖;圖8是圖7中的定向接收電路的特征操作的流程圖;圖9是具有定向性發(fā)送功能的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置的一個(gè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)例子的方框圖;圖10是圖9中的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置的定向性發(fā)送中的特征操作的流程圖;以及圖11是說(shuō)明自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置的定向接收原理的圖;實(shí)施本發(fā)明的最佳方式下面結(jié)合
本發(fā)明的實(shí)施例。(實(shí)施例1)圖1是實(shí)施例1的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置的方框圖。
該自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置用加權(quán)系數(shù)Wi(i=1,2,...,n)乘以通過(guò)多個(gè)天線(xiàn)元接收的信號(hào)、對(duì)其求和,并輸出由此產(chǎn)生的信號(hào)。即使天線(xiàn)元本身沒(méi)有定向性,也有可能通過(guò)自適應(yīng)地控制加權(quán)系數(shù)來(lái)改變定向性。就是說(shuō),有可能在任意方向上創(chuàng)建多個(gè)沒(méi)有定向性的點(diǎn)(零點(diǎn))。
例如,當(dāng)所需的信號(hào)從圖11中的標(biāo)號(hào)701所示的方向到達(dá),并且干擾信號(hào)從標(biāo)號(hào)702所示的方向到達(dá)時(shí),如果接收定向性703指向所需的波,則該所需的波便被強(qiáng)烈地接收,而干擾信號(hào)被微弱地接收,這使得改善接收信號(hào)的質(zhì)量成為可能。
在圖1中,基站103在CDMA通信中起中繼的作用。基站103包括4個(gè)天線(xiàn)104至107。用這組天線(xiàn)接收通過(guò)移動(dòng)臺(tái)(例如,汽車(chē))100的天線(xiàn)101和102發(fā)送的無(wú)線(xiàn)波。該無(wú)線(xiàn)波通過(guò)路徑1和路徑2到達(dá)天線(xiàn)104至107。
接收到的模擬信號(hào)被轉(zhuǎn)換成中頻信號(hào)(IF),且在電路塊108中放大,并輸入到無(wú)線(xiàn)信號(hào)處理部分109中。在該無(wú)線(xiàn)信號(hào)處理部分中,解調(diào)電路110執(zhí)行正交解調(diào)、并由A/D轉(zhuǎn)換器111將解調(diào)后的信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)輸入到定向接收電路(自適應(yīng)分集接收電路)112a和112b中。
在本實(shí)施例中,定向接收電路112a用于選擇性地接收從移動(dòng)臺(tái)100通過(guò)路徑1到達(dá)的無(wú)線(xiàn)波,而定向接收電路112b用于選擇性地接收從移動(dòng)臺(tái)100通過(guò)路徑2到達(dá)的無(wú)線(xiàn)波。
在本實(shí)施例中,由定向接收電路112a和112b接收到的信號(hào)被RAKE組合電路117進(jìn)行組合,并且通過(guò)接口電路118發(fā)送到交換網(wǎng)絡(luò)或另一基站。
這里值得注意的是定向接收電路112a和112b包括多個(gè)具有不同通信環(huán)境跟蹤特性的分集接收電路、和一個(gè)用于選擇每個(gè)分集接收電路的輸出的選擇器。
如圖所示,定向接收電路112a包括3個(gè)具有不同通信環(huán)境跟蹤特性的分集接收電路113、114和115以及選擇器116。
每個(gè)分集接收電路113至115用一個(gè)加權(quán)系數(shù)乘以由每個(gè)天線(xiàn)元104至107接收到的信號(hào),并對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行組合,以便形成所需的接收定向性。選擇器116比較從分集接收電路輸出的組合信號(hào)的質(zhì)量,并選擇質(zhì)量最高的信號(hào)。
圖2示出了分集接收電路113的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。分集接收電路114和115也具有相同的結(jié)構(gòu)。
如圖所示,分集接收電路113(114和115)包括接收定向性控制電路127;乘法器120、121、122、和123,它們用來(lái)自天線(xiàn)104至107的輸入信號(hào)乘以從接收定向性控制電路127輸出的加權(quán)系數(shù);加法器124,用于對(duì)乘法器的輸出進(jìn)行組合;確定電路125,用于確定加法器124的輸出;誤差檢測(cè)器126,用于檢測(cè)加法器124的輸出與確定電路125的確定結(jié)果之間的誤差。
如下所述,在具有這種結(jié)構(gòu)的分集接收電路113(114和115)中,方向圖是在接收期間形成的。
也就是說(shuō),假定來(lái)自每個(gè)天線(xiàn)104至107的信號(hào)是矢量表達(dá)式中的Si(t),并且從接收定向性控制電路127輸出的加權(quán)系數(shù)(權(quán))是Wi,則加法器124的輸出S(t)用下面的式(1)表示。S(t)=Σi=14Si(t)·Wi*]]>=[S1,S2,S3,S4]W1*W2*W3*W4*=S1W1*+S2W2*+S3W3*+S4W4*---(1)]]>式(1)中加在W上的星號(hào)表示共軛復(fù)數(shù)。
確定電路125對(duì)加法器124的輸出進(jìn)行確定。假定確定的結(jié)果是D(t),則誤差檢測(cè)器126輸出D(t)與S(t)之差(誤差),并把它送給接收定向性控制電路127。接收定向性控制電路127以此為基礎(chǔ)更新加權(quán)系數(shù)(權(quán)),以便減小誤差。
例如,接收定向性控制電路127按下面的式(2)來(lái)更新加權(quán)系數(shù)。
W(t+1)=W(t)+μ(D(t)-S(t))*Si(t)....(2)如果式(2)用矩陣來(lái)表示,則表示為下面的式(3),并且因此按式(4)對(duì)每個(gè)加權(quán)系數(shù)的值進(jìn)行更新。W1(t+1)W2(t+1)W3(t+1)W4(t+1)=W1(t)W2(t)W3(t)W4(t)+μ(D(t)-S(t))*S1S2S3S4---(3)]]>
在式(3)和(4)中,“μ”是加權(quán)系數(shù)的更新系數(shù),并且由加權(quán)系數(shù)的一次更新所改變的量取決于這個(gè)值“μ”。在本實(shí)施例中,這個(gè)更新系數(shù)μ在并行操作的分集接收電路113和114之間改變,從而使每個(gè)通信環(huán)境跟蹤特性有所不同。就是說(shuō),μ是一個(gè)決定定向接收電路的環(huán)境跟蹤特性的參數(shù)。
在下面的段落中,結(jié)合上述的式(1)至(4)詳細(xì)地說(shuō)明了分集接收電路的操作。
分集接收電路113至115的每個(gè)用加權(quán)系數(shù)(權(quán))Wi乘以來(lái)自天線(xiàn)104至107的輸入信號(hào),把它們組合成信號(hào)S1(t)至S3(t),并輸出這些信號(hào)。此時(shí),分集接收電路113、114和115中的加權(quán)系數(shù)(權(quán))的更新系數(shù)μ是μ1、μ2和μ3,而且這些更新系數(shù)的值的大小不同,并具有關(guān)系式μ1<μ2<μ3。
如果發(fā)送端(即,圖1中的移動(dòng)臺(tái)100)停止不動(dòng),則與其加權(quán)系數(shù)(權(quán))具有高收斂精確度的“μ1”相對(duì)應(yīng)的分集接收電路113的輸出S1(t)具有最好的接收質(zhì)量,并且因此S1(t)被選中。
然而,一旦發(fā)送端開(kāi)始移動(dòng),則用μ1跟蹤變得困難,而與比μ1大的μ2相對(duì)應(yīng)的分集接收電路的輸出信號(hào)S2(t)的接收質(zhì)量更好。因此,選擇器116把要被選中的信號(hào)從S1(t)切換到S2(t)。
當(dāng)發(fā)送端移動(dòng)得更快時(shí),用μ2跟蹤也變得困難,而與具有最高跟蹤特性的μ3相對(duì)應(yīng)的分集接收電路115的輸出信號(hào)S3(t)被選中。
如上所述,在本實(shí)施例中,多個(gè)具有不同的權(quán)更新系數(shù)的分集接收電路獨(dú)立地、且自適應(yīng)環(huán)境地操作,輸出定向接收信號(hào),并選擇質(zhì)量最好的信號(hào)。這使得不僅當(dāng)發(fā)送端停止或緩慢移動(dòng)時(shí),而且當(dāng)移動(dòng)體快速移動(dòng)且輸入的無(wú)線(xiàn)波的方向劇烈地改變時(shí),都能精確地形成能適應(yīng)輸入無(wú)線(xiàn)波的方向的接收定向性。
(實(shí)施例2)圖3是本發(fā)明的實(shí)施例2的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖3中的定向接收電路200的結(jié)構(gòu)基本上與圖1中的定向接收電路112a相同,但定向接收電路200的不同點(diǎn)在于它設(shè)有系數(shù)分配控制電路201。
下面說(shuō)明定向接收電路200的特征操作。
在本實(shí)施例中,每當(dāng)選擇器117選中一個(gè)分集接收電路的輸出時(shí),就根據(jù)該被選中的分集接收電路的權(quán)和權(quán)更新系數(shù)、來(lái)更新另外兩個(gè)分集接收電路的權(quán)和權(quán)更新系數(shù),并且這種選擇持續(xù)進(jìn)行。
也就是說(shuō),分集接收電路的權(quán)和權(quán)更新系數(shù)能自適應(yīng)地改變,以便在下次選擇時(shí)輸出一個(gè)有效的接收信號(hào),而不是無(wú)效地操作還未被第一次選擇選中的分集接收電路,因而改善了接收精確度。
詳細(xì)說(shuō)明如下分集接收電路113、114和115用加權(quán)系數(shù)乘以來(lái)自天線(xiàn)104至107的輸入信號(hào),并對(duì)它們進(jìn)行組合,且輸出定向接收信號(hào)S1(t)、S2(t)和S3(t)。
此時(shí),分集接收電路113至115的權(quán)(加權(quán)系數(shù))是W1、W2和W3,并且權(quán)量更新系數(shù)分別是μ1、μ2和μ3。μ1、μ2和μ3具有關(guān)系式μ1<μ2<μ3。
選擇器117求出S1(t)、S2(t)和S3(t)的接收質(zhì)量,把它們進(jìn)行比較,并選擇接收質(zhì)量最好的信號(hào)Si(t)(1≤i≤3)。
然后,系數(shù)分配控制電路201把與選擇器117選中的Si(t)相對(duì)應(yīng)的分集接收電路的權(quán)(W1至W3之一)分配給一個(gè)未被選中的分集接收電路。
也就是說(shuō),未被選中的分集接收電路的權(quán)(加權(quán)系數(shù))與被選中的分集接收電路的權(quán)相比,在對(duì)環(huán)境的精確跟蹤方面顯然不合適,并且只要該權(quán)保持不變,則還未被第一次選擇選中的分集接收電路便被認(rèn)為不能進(jìn)一步輸出合適的接收信號(hào)。因此,一旦進(jìn)行了第一次選擇,被選中的接收電路的權(quán)值便被設(shè)定為其它接收電路的權(quán)的初始值。
然后,系數(shù)分配控制電路201求出以權(quán)更新系數(shù)μi(i=1,2和3)為中心的、具有關(guān)系式μA<μi<μB的權(quán)更新系數(shù)μA和μB,并把μA和μB作為剩余的分集接收電路的權(quán)更新系數(shù)進(jìn)行分配。μA和μB都是近似值。
每次進(jìn)行選擇時(shí),權(quán)和權(quán)更新系數(shù)便被分配。結(jié)果,每當(dāng)改變一個(gè)要被選中的信號(hào)時(shí),未被選中的分集接收電路的權(quán)和權(quán)更新系數(shù)便被更新。
也就是說(shuō),如果一個(gè)分集接收電路的輸出被選中,則不僅把該分集接收電路的權(quán)設(shè)到其它分集接收電路,而且還把具有關(guān)系式μA<μi<μB的μA和μB作為剩余的分集接收電路的權(quán)更新系數(shù)進(jìn)行分配。系數(shù)分配控制電路201然后檢測(cè)接收信號(hào)的質(zhì)量是如何隨權(quán)更新系數(shù)的不同而改變的,以相同的權(quán)開(kāi)始并從中選擇最好的一個(gè),且重復(fù)這個(gè)過(guò)程以使兩個(gè)權(quán)和權(quán)更新系數(shù)都動(dòng)態(tài)地跟蹤通信環(huán)境的變化。
圖4簡(jiǎn)述了權(quán)更新系數(shù)的更新操作。
也就是說(shuō),系數(shù)分配控制電路201檢測(cè)被選中的Si(t)的權(quán)更新系數(shù)μi(i=1,2,3)(步驟210),找出滿(mǎn)足關(guān)系式μA<μi<μB的μA和μB(步驟211),并且在未被選中的分集接收電路中設(shè)定μA和μB(步驟212)。
根據(jù)如上所述的本實(shí)施例,每當(dāng)每個(gè)分集接收電路的輸出被選中時(shí),就可能得出一個(gè)權(quán)更新系數(shù),該權(quán)更新系數(shù)接近于以最佳權(quán)更新系數(shù)為中心的權(quán)更新系數(shù),并把它分配給剩余的未被選中的分集接收電路,且使它們跟蹤發(fā)送端的移動(dòng)狀態(tài),這樣使精確地更新加權(quán)系數(shù)成為可能。
(實(shí)施例3)圖5是本發(fā)明的實(shí)施例3的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的方框圖。
本實(shí)施例的電路的基本結(jié)構(gòu)和操作與前面所述的實(shí)施例相同。然而,在本實(shí)施例中,通過(guò)操作控制電路300的功能實(shí)現(xiàn)兩級(jí)控制;第一控制用于高速收斂,而第二控制用于精確收斂。
下面進(jìn)行詳細(xì)的解釋。
首先,在接收操作開(kāi)始時(shí),操作控制電路300操作與收斂迅速的權(quán)更新系數(shù)μ3相對(duì)應(yīng)的分集接收電路115。同時(shí),它終止剩余的分集接收電路113和114的操作。
選擇器116求出分集接收電路115的輸出信號(hào)S3(t)的接收質(zhì)量。當(dāng)?shù)玫降慕邮召|(zhì)量的每個(gè)預(yù)定時(shí)間內(nèi)的變化量在一個(gè)預(yù)置的閾值范圍內(nèi)時(shí),控制電路309就確定該權(quán)量已差不多收斂。
然后,它把該收斂的權(quán)值設(shè)為到目前為止還未操作過(guò)的分集接收電路113和114的初始值。它還找出具有關(guān)系式μ1<μ2<μ3、且具有相互近似的值的權(quán)更新系數(shù)μ1和μ2,把它們?cè)O(shè)置到一直還沒(méi)有操作的分集接收電路113和114中,并開(kāi)始定向接收操作。選擇器116從分集接收電路113至115的輸出中選擇質(zhì)量最好的輸出。這樣,就獲得了定向接收信號(hào)。
也就是說(shuō),最初,多個(gè)接收電路中的至少一個(gè)被操作,然后在其它接收電路中設(shè)置與該操作中的接收電路中的權(quán)相同的權(quán)。然后,在其它的接收電路中設(shè)置與該操作中的接收電路的權(quán)更新系數(shù)稍有不同的權(quán)更新系數(shù),并啟動(dòng)接收操作。選擇器116檢測(cè)接收信號(hào)的質(zhì)量是如何隨權(quán)更新系數(shù)的不同而改變的,并從其中選擇最好的一個(gè),且重復(fù)這個(gè)過(guò)程以使兩個(gè)權(quán)和權(quán)更新系數(shù)都動(dòng)態(tài)地跟蹤通信環(huán)境的變化。
圖6簡(jiǎn)述了權(quán)更新系數(shù)的改變操作。
也就是說(shuō),只有具有快速收斂的權(quán)更新系數(shù)μ3的分集接收電路被操作(步驟310),并且,如果它收斂(步驟311),則滿(mǎn)足關(guān)系式μ1<μ2<μ3的μ1和μ2被選中(步驟312),其它的分集接收電路的權(quán)被更新,并啟動(dòng)接收操作(步驟313)。
如上所述,即使當(dāng)移動(dòng)臺(tái)快速移動(dòng)時(shí),輸入信號(hào)的方向劇烈地變化,本實(shí)施例也能使跟蹤通信環(huán)境變化的權(quán)高速地權(quán)收斂和精確地更新。而且,在高速跟蹤階段,只有一個(gè)分集接收電路被操作,這也能減少電路的功耗。
(實(shí)施例4)本實(shí)施例利用了用于形成接收定向性的、且也用于形成發(fā)送定向性的權(quán)更新系數(shù)。
圖7是本發(fā)明的實(shí)施例4的分集通信裝置的結(jié)構(gòu)的方框圖。
在圖7中,基站103用作中繼,用于移動(dòng)臺(tái)100a和移動(dòng)臺(tái)100b之間的無(wú)線(xiàn)通信。
這部分的結(jié)構(gòu)和執(zhí)行接收操作的操作與前面所述的實(shí)施例相同。就是說(shuō),分集接收電路113至115中的權(quán)更新系數(shù)分別是μ1、μ2和μ3,并且,它們具有關(guān)系式μ1<μ2<μ3。
如果發(fā)送端的移動(dòng)臺(tái)100a停止不動(dòng),則與其權(quán)具有高收斂精確度的“μ1”相對(duì)應(yīng)的分集接收電路113的輸出具有最好的接收質(zhì)量,并且因此它被選中。然而,一旦移動(dòng)臺(tái)100a開(kāi)始移動(dòng),則用μ1跟蹤變得困難,并且與具有比μ1更大的權(quán)更新系數(shù)的μ2相對(duì)應(yīng)的分集接收電路114的輸出被選中。當(dāng)發(fā)送端的移動(dòng)臺(tái)100a更快速地移動(dòng)時(shí),用μ2跟蹤也變得困難,因此與具有最高跟蹤性能的μ3相對(duì)應(yīng)的分集接收電路115的輸出被選中。這就是定向接收的操作。
然后,下面說(shuō)明使用與接收波頻率相同的發(fā)送波、向移動(dòng)臺(tái)100a發(fā)送定向性時(shí)的操作。
為了實(shí)現(xiàn)這種定向性發(fā)送,基站103包括發(fā)送信號(hào)形成部分400、D/A轉(zhuǎn)換器403、正交調(diào)制器404、以及發(fā)送放大器405。
發(fā)送信號(hào)形成部分400包括基帶擴(kuò)展電路401、以及發(fā)送波束(beam)形成電路402。該發(fā)送波束形成電路402通過(guò)用加權(quán)系數(shù)乘以多個(gè)要被發(fā)送的信號(hào)、以及如在分集接收電路113至115的情況下控制每個(gè)信號(hào)的幅度和相位,能夠提供帶有定向性的發(fā)送信號(hào)。
在本實(shí)施例中,該發(fā)送波束形成電路402用與當(dāng)時(shí)被選中的分集接收電路113至115中使用的權(quán)更新系數(shù)的值相同的系數(shù)乘以發(fā)送信號(hào),給它提供發(fā)送定向性,以便在移動(dòng)臺(tái)100a中達(dá)到最高的接收質(zhì)量并發(fā)送它。
也就是說(shuō),在接收部分中找到具有最佳接收質(zhì)量的信號(hào)以后,發(fā)送信號(hào)形成部分400通過(guò)發(fā)送波束形成電路402,使用與被選擇器116選中的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的權(quán),提供具有定向性的基帶擴(kuò)展發(fā)送信號(hào),并從天線(xiàn)104至107將它發(fā)送出去。該發(fā)送頻率與接收頻率相同。
上述定向性發(fā)送中的特征操作見(jiàn)圖8。
也就是說(shuō),使用與被選擇器選中的接收信號(hào)相對(duì)應(yīng)的權(quán)(加權(quán)系數(shù))相同的權(quán)(加權(quán)系數(shù))來(lái)形成發(fā)送定向性(步驟406),并從多個(gè)無(wú)線(xiàn)元將其發(fā)送出去(步驟407)。
如上所述,本實(shí)施例不論移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)狀態(tài)如何,始終都能實(shí)現(xiàn)最佳接收,并且能向移動(dòng)臺(tái)提供具有最佳定向性的發(fā)送,這將改善移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信中的通信質(zhì)量。
(實(shí)施例5)圖9是本發(fā)明的實(shí)施例5的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置的主要部分的結(jié)構(gòu)的方框圖。
本實(shí)施例的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置的結(jié)構(gòu)和操作與實(shí)施例4中的裝置的結(jié)構(gòu)和操作相同。然而,當(dāng)發(fā)送信號(hào)的頻率與接收信號(hào)的頻率不同時(shí),本實(shí)施例的不同點(diǎn)在于,當(dāng)它提供具有定向性的發(fā)送信號(hào)時(shí),它能補(bǔ)償這個(gè)頻率差。
也就是說(shuō),本實(shí)施例中的發(fā)送信號(hào)形成部分506包括波束形成轉(zhuǎn)換電路515,它對(duì)被選中的分集接收電路113至115中的權(quán)(加權(quán)系數(shù))進(jìn)行轉(zhuǎn)換,以便補(bǔ)償頻率差,并用轉(zhuǎn)換后的權(quán)(加權(quán)系數(shù))來(lái)形成發(fā)送定向性。
圖10簡(jiǎn)述了上面的特征操作。
也就是說(shuō),與被選擇器選中的信號(hào)相對(duì)應(yīng)的權(quán)經(jīng)轉(zhuǎn)換處理,以便補(bǔ)償發(fā)送信號(hào)和接收信號(hào)之間的頻率差(步驟517),使用補(bǔ)償后的權(quán)來(lái)形成發(fā)送信號(hào)的定向性(步驟518),并且從多個(gè)天線(xiàn)元發(fā)送該信號(hào)(步驟519)。
即使發(fā)送信號(hào)的頻率與接收信號(hào)的頻率不同,這也有可能使得無(wú)論移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)狀態(tài)如何、始終都能實(shí)現(xiàn)最佳接收,并且向移動(dòng)臺(tái)發(fā)送附帶最佳定向性的信號(hào),這改善了移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信的通信質(zhì)量。
如上所述,不僅在移動(dòng)臺(tái)停止不動(dòng)或緩慢地移動(dòng)時(shí),而且在移動(dòng)臺(tái)快速地移動(dòng)、且輸入的無(wú)線(xiàn)波的方向劇烈地改變時(shí),本發(fā)明都能自適應(yīng)地改變接收定向性(以及發(fā)送定向性),這改善了通信質(zhì)量。
而且,本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)能適應(yīng)通信環(huán)境變化的發(fā)送/接收定向性的形成,在不增加發(fā)送無(wú)線(xiàn)波的功率的情況下實(shí)現(xiàn)最佳接收。在CDMA通信中,被分配了碼的用戶(hù)使用共同的頻帶,這樣容易受到干擾。然而,進(jìn)行通信時(shí)抑制場(chǎng)強(qiáng)能抑制無(wú)線(xiàn)波的干擾,這樣可增加能夠使用該頻帶通信的用戶(hù)的數(shù)量(通信容量)。
本申請(qǐng)基于在1998年1月30日提交的、日本專(zhuān)利申請(qǐng)No. HEI 10-33744,其全部?jī)?nèi)容引用于此作為參考。產(chǎn)業(yè)上的實(shí)用性從上面的說(shuō)明中顯而易見(jiàn),本發(fā)明的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置適用于移動(dòng)無(wú)線(xiàn)通信,特別適用于使發(fā)送/接收定向性快速、精確地適應(yīng)通信環(huán)境的改變。
權(quán)利要求
1.一種使用陣列天線(xiàn)的定向接收方法,包括以下步驟準(zhǔn)備多個(gè)分集接收電路,所述多個(gè)分集接收電路具有不同的確定通信環(huán)境跟蹤特性的參數(shù)值,并且能夠更新所述參數(shù)值;把從構(gòu)成所述陣列天線(xiàn)的多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào)輸入到所述多個(gè)分集接收電路中;操作所述分集接收電路的每一個(gè),以便適應(yīng)通信環(huán)境,輸出接收信號(hào);以及確定所述多個(gè)分集接收電路的輸出的每一個(gè)的接收質(zhì)量,并根據(jù)該確定的結(jié)果選擇所述多個(gè)分集接收電路的輸出中的一個(gè)作為接收信號(hào)。
2.一種使用陣列天線(xiàn)的定向接收方法,包括以下步驟準(zhǔn)備多個(gè)分集接收電路,所述多個(gè)分集接收電路具有不同的確定通信環(huán)境跟蹤特性的參數(shù)初始值,并且能夠更新所述參數(shù)值;把從構(gòu)成所述陣列天線(xiàn)的多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào)輸入到所述多個(gè)分集接收電路中;操作所述分集接收電路的每一個(gè),以便適應(yīng)通信環(huán)境,輸出接收信號(hào);確定所述多個(gè)分集接收電路的輸出的每一個(gè)的接收質(zhì)量,并根據(jù)該確定的結(jié)果選擇所述多個(gè)分集接收電路的輸出中的一個(gè)作為接收信號(hào);以及根據(jù)其輸出已被選中作為接收信號(hào)的分集接收電路的所述參數(shù)值來(lái)更新其它分集接收電路的所述參數(shù)值。
3.如權(quán)利要求2所述的使用陣列天線(xiàn)的定向接收方法,其中,根據(jù)其輸出已被選中作為接收信號(hào)的分集接收電路的所述參數(shù)值、來(lái)更新其它分集接收電路的所述參數(shù)值的步驟包括以下步驟獲得滿(mǎn)足關(guān)系式μA<μ1<μB的μA和μB,這里μ1是基本參數(shù)值;以及設(shè)定所述μA和μB中的至少一個(gè)作為另一分集接收電路的所述參數(shù)值。
4.一種使用陣列天線(xiàn)的定向接收方法,包括以下步驟準(zhǔn)備至少兩個(gè)分集接收電路,所述分集接收電路具有不同的確定通信環(huán)境跟蹤特性的參數(shù)初始值,并且能夠更新所述參數(shù)值;把至少兩個(gè)所述分集接收電路劃分成一些具有較高通信環(huán)境跟蹤性能的電路、和另一些具有較低通信環(huán)境跟蹤性能的電路,并只操作具有較高通信環(huán)境跟蹤性能的分集接收電路;把由構(gòu)成所述陣列天線(xiàn)的多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào)輸入到至少兩個(gè)所述分集接收電路中;操作所述具有較高通信環(huán)境跟蹤性能的分集接收電路,以便適應(yīng)通信環(huán)境,輸出接收信號(hào);以及檢測(cè)所述參數(shù)的變化已經(jīng)收斂于一個(gè)預(yù)定的范圍內(nèi),作為所述具有較高通信環(huán)境跟蹤性能的分集接收電路的結(jié)果,以便適應(yīng)通信環(huán)境,并獲得該已經(jīng)收斂的所述參數(shù)值;根據(jù)所述已收斂的參數(shù)值,在所述沒(méi)有操作的、具有較低通信環(huán)境跟蹤性能的分集接收電路中設(shè)定參數(shù)初始值,并啟動(dòng)該分集接收電路的操作;以及確定至少兩個(gè)所述正在操作的分集接收電路的輸出的每個(gè)的接收質(zhì)量,并根據(jù)確定結(jié)果選擇所述多個(gè)分集接收電路的輸出中的一個(gè)作為接收信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的使用陣列天線(xiàn)的定向接收方法,其中,根據(jù)所述已收斂的參數(shù)值在所述沒(méi)有操作的、具有較低通信環(huán)境跟蹤性能的分集接收電路中設(shè)定參數(shù)初始值并啟動(dòng)該分集接收電路的操作的步驟包括以下步驟獲得滿(mǎn)足關(guān)系式μC<μ2<μD的μC和μD,這里μ2是基本參數(shù)值;以及把所述μC和μD中的至少一個(gè)設(shè)為沒(méi)有操作的、具有較低通信環(huán)境跟蹤性能的分集接收電路的所述參數(shù)值。
6.一種使用自適應(yīng)陣列天線(xiàn)的定向接收方法,包括以下步驟自適應(yīng)地操作通信跟蹤性能不同的多個(gè)分集接收電路中的每一個(gè),以便適應(yīng)通信環(huán)境,從并行的分集電路輸出接收信號(hào),并從那些接收信號(hào)中選擇接收質(zhì)量最好的一個(gè);以及每次進(jìn)行所述選擇時(shí),根據(jù)被選中的分集接收電路的環(huán)境跟蹤性能,改變未被選中的分集接收電路的通信環(huán)境跟蹤性能,并再次選擇所述多個(gè)分集接收電路的輸出的每個(gè)。
7.一種使用自適應(yīng)陣列天線(xiàn)的定向接收方法,包括以下步驟把由構(gòu)成所述陣列天線(xiàn)的多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào)輸入到多個(gè)分集接收電路的每一個(gè)中,所述多個(gè)分集接收電路能夠用加權(quán)系數(shù)乘以由構(gòu)成所述陣列天線(xiàn)的多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào),然后對(duì)那些信號(hào)進(jìn)行組合以執(zhí)行定向接收,逐步更新所述加權(quán)系數(shù),使用預(yù)定的參數(shù)值來(lái)控制每步的所述加權(quán)系數(shù)的變化量,并且其中,將不同的值設(shè)定為所述參數(shù);操作所述多個(gè)分集接收電路的每一個(gè),以便適應(yīng)通信環(huán)境,輸出接收信號(hào);選擇所述多個(gè)分集接收電路的輸出中的一個(gè)作為接收信號(hào);每次進(jìn)行所述選擇時(shí),把接近于其輸出已被選中作為接收信號(hào)的分集接收電路中的所述參數(shù)值設(shè)為其它未被選中的分集接收電路的所述參數(shù)值,并且由此根據(jù)被選中的分集接收電路的通信環(huán)境跟蹤性能來(lái)改變未被選中的分集接收電路的通信環(huán)境跟蹤性能;以及重新選擇所述多個(gè)分集接收電路的輸出中的一個(gè)作為接收信號(hào)。
8.一種使用自適應(yīng)陣列天線(xiàn)的定向接收方法,包括以下步驟準(zhǔn)備多個(gè)分集接收電路,所述多個(gè)分集接收電路能夠用加權(quán)系數(shù)乘以由構(gòu)成所述陣列天線(xiàn)的多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào),然后對(duì)那些信號(hào)進(jìn)行組合以執(zhí)行定向接收,逐步更新所述加權(quán)系數(shù),并按照預(yù)定的參數(shù)值來(lái)控制每步中所述加權(quán)系數(shù)的變化量;在高通信環(huán)境跟蹤性能的操作條件下,操作所述多個(gè)分集接收電路中的一個(gè),并且由此把跟蹤所述通信環(huán)境所必須的所述參數(shù)值收斂到預(yù)定的范圍內(nèi);在其它分集接收電路中的所述參數(shù)中設(shè)定接近于已收斂的參數(shù)值的值,使所述其它分集接收電路執(zhí)行接收操作,并選擇所述多個(gè)并行操作的分集接收電路的輸出中的一個(gè);每次進(jìn)行所述選擇時(shí),把接近于其輸出已被選中作為接收信號(hào)的分集接收電路中的所述參數(shù)值的值設(shè)為其它未被選中的分集接收電路的所述參數(shù)值,并且由此根據(jù)被選中的分集接收電路中的通信環(huán)境跟蹤性能來(lái)改變未被選中的分集接收電路的通信環(huán)境跟蹤性能;以及重新選擇所述多個(gè)分集接收電路的輸出中的一個(gè)作為接收信號(hào)。
9.一種CDMA通信中的干擾控制方法,它使用如權(quán)利要求6所述的、使用自適應(yīng)陣列天線(xiàn)的定向接收方法,通過(guò)接收從移動(dòng)臺(tái)發(fā)出的基帶擴(kuò)展信號(hào),來(lái)控制發(fā)送無(wú)線(xiàn)波的場(chǎng)強(qiáng)并減少相同頻帶的信號(hào)之間的干擾。
10.一種使用自適應(yīng)陣列天線(xiàn)的定向接收方法,包括執(zhí)行定向接收和執(zhí)行定向性發(fā)送的步驟,其中,所述執(zhí)行定向接收的步驟包括以下步驟把由構(gòu)成所述自適應(yīng)陣列天線(xiàn)的多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào)輸入到多個(gè)分集接收電路中的每一個(gè),所述多個(gè)分集接收電路能夠用加權(quán)系數(shù)乘以由構(gòu)成所述陣列天線(xiàn)的多個(gè)天線(xiàn)元所接收到的信號(hào),然后對(duì)那些信號(hào)進(jìn)行組合以執(zhí)行定向接收,逐步更新所述加權(quán)系數(shù),并按照預(yù)定的參數(shù)值來(lái)控制每步的所述加權(quán)系數(shù)的變化量,并且其中,將不同的值設(shè)為所述參數(shù);操作所述多個(gè)分集接收電路的每一個(gè),以便適應(yīng)通信環(huán)境,輸出接收信號(hào);確定所述多個(gè)分集接收電路的輸出的每一個(gè)的接收質(zhì)量,并根據(jù)確定的結(jié)果選擇所述多個(gè)分集接收電路的輸出中的一個(gè)作為接收信號(hào);以及根據(jù)其輸出已被選中作為接收信號(hào)的分集接收電路中的所述參數(shù)值,更新其它分集接收電路的所述參數(shù),以及所述執(zhí)行定向性發(fā)送的步驟包括以下步驟準(zhǔn)備用于形成發(fā)送定向性的、與其輸出已被選中作為接收信號(hào)的所述定向接收電路中的所述加權(quán)系數(shù)的值相同的加權(quán)系數(shù);以及用所述用于形成發(fā)送定向性的加權(quán)系數(shù)乘以要從構(gòu)成所述自適應(yīng)陣列天線(xiàn)的多個(gè)天線(xiàn)元發(fā)送的信號(hào),并控制幅度和相位;
11.一種自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置,包括多個(gè)天線(xiàn)元;以及至少一個(gè)定向接收電路,用于從通過(guò)多個(gè)路徑輸入的無(wú)線(xiàn)波中只選擇性地接收那些經(jīng)過(guò)特定路徑的無(wú)線(xiàn)波,其中,所述定向接收電路包括多個(gè)通信環(huán)境跟蹤性能不同的分集接收電路,包括乘法電路,用于用加權(quán)系數(shù)乘以由所述多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào);加法電路,用于對(duì)所述乘法電路的輸出進(jìn)行組合;誤差檢測(cè)電路,用于檢測(cè)上述加法電路的輸出與控制目標(biāo)值之間的誤差;更新電路,用于逐步更新所述加權(quán)系數(shù),以便可以減小所述誤差;以及選擇器,用于選擇從所述多個(gè)分集接收電路并行輸出的信號(hào)中的一個(gè)。
12.一種自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置,包括多個(gè)天線(xiàn)元;以及定向接收電路,用于從通過(guò)多個(gè)路徑輸入的無(wú)線(xiàn)波中只選擇性地接收那些經(jīng)過(guò)特定路徑的無(wú)線(xiàn)波,其中,所述定向接收電路包括多個(gè)通信環(huán)境跟蹤性能不同的分集接收電路,其每個(gè)都包括乘法電路,用于用加權(quán)系數(shù)乘以由所述多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào);加法電路,用于對(duì)所述乘法電路的輸出進(jìn)行組合;誤差檢測(cè)電路,用于檢測(cè)上述加法電路的輸出與控制目標(biāo)值之間的誤差;更新電路,用于逐步更新所述加權(quán)系數(shù),以便可以減小所述誤差;選擇器,用于選擇從所述多個(gè)分集接收電路并行輸出的信號(hào)中的一個(gè);以及控制電路,用于在所述選擇器每次進(jìn)行選擇時(shí),根據(jù)被選中的分集接收電路的通信環(huán)境跟蹤性能來(lái)改變其它分集接收電路的通信環(huán)境跟蹤性能。
13.如權(quán)利要求12所述的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置,其中,所述控制電路通過(guò)改變所述加權(quán)系數(shù)的每步的更新量來(lái)改變所述其它分集接收電路的通信環(huán)境跟蹤性能。
14.如權(quán)利要求13所述的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置,其中,所述加權(quán)系數(shù)的每步的更新量由確定預(yù)定的參數(shù)值而唯一限定,并且所述控制電路得出滿(mǎn)足關(guān)系式μA<μ1<μB的μA和μB,這里μ1是所述被選中的分集接收電路的所述參數(shù)值,在所述其它分集接收電路中設(shè)定μA和μB,并改變它們的環(huán)境跟蹤性能。
15.一種自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置,包括多個(gè)天線(xiàn)元;以及至少一個(gè)定向接收電路,用于從通過(guò)多個(gè)路徑輸入的無(wú)線(xiàn)波中只選擇性地接收那些經(jīng)過(guò)特定路徑的無(wú)線(xiàn)波,其中,所述定向接收電路的每一個(gè)都包括多個(gè)通信環(huán)境跟蹤性能不同的分集接收電路,包括;乘法電路,用于用加權(quán)系數(shù)乘以由所述多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào);加法電路,用于對(duì)所述乘法電路的輸出進(jìn)行組合;誤差檢測(cè)電路,用于檢測(cè)上述加法電路的輸出與控制目標(biāo)值之間的誤差;更新電路,用于逐步更新所述加權(quán)系數(shù),以便可以減小所述誤差,其中,所述加權(quán)系數(shù)的每步的更新量由確定預(yù)定的參數(shù)值而唯一限定;選擇器,用于選擇從所述多個(gè)分集接收電路并行輸出的信號(hào)中的一個(gè);以及控制電路,如果所述加權(quán)系數(shù)還未收斂,則操作具有適于快速收斂加權(quán)系數(shù)的跟蹤性能的分集接收電路,把其它分集接收電路置于非操作狀態(tài),然后,當(dāng)所述加權(quán)系數(shù)收斂后,把根據(jù)操作中的分集接收電路的參數(shù)值確定的值設(shè)為所述其它非操作的分集接收電路的所述參數(shù),啟動(dòng)所述其它分集接收電路的操作,并且,在每次所述選擇器進(jìn)行選擇時(shí),根據(jù)被選中的分集接收電路的參數(shù)值,更新其它未被選中的分集接收電路的參數(shù)值。
16.如權(quán)利要求15所述的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置,其中,所述控制電路得出滿(mǎn)足關(guān)系式μA<μ1<μB的μA和μB,這里μ1是所述被選中的分集接收電路的所述參數(shù),把μA和μB設(shè)為所述其它分集接收電路的參數(shù)值,并改變它們的環(huán)境跟蹤性能。
17.一種自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置,包括多個(gè)天線(xiàn)元;多個(gè)定向接收電路,用于從通過(guò)多個(gè)路徑輸入的無(wú)線(xiàn)波中,只選擇性地接收那些經(jīng)過(guò)了特定路徑的無(wú)線(xiàn)波;以及組合電路,用于按照RAKE系統(tǒng),對(duì)所述多個(gè)定向接收電路的接收輸出進(jìn)行組合,其中,所述多個(gè)定向接收電路中的每一個(gè)包括多個(gè)通信環(huán)境跟蹤性能不同的分集接收電路,包括乘法電路,用于用加權(quán)系數(shù)乘以由所述多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào);加法電路,用于對(duì)所述乘法電路的輸出進(jìn)行組合;誤差檢測(cè)電路,用于檢測(cè)上述加法電路的輸出和控制目標(biāo)值之間的誤差;更新電路,用于逐步更新所述加權(quán)系數(shù),以便可以減小所述誤差;選擇器,用于選擇從所述多個(gè)分集接收電路并行輸出的信號(hào)中的一個(gè);以及控制電路,用于在所述選擇器每次進(jìn)行選擇時(shí),根據(jù)被選中的分集接收電路的通信環(huán)境跟蹤性能來(lái)改變其它分集接收電路的通信環(huán)境跟蹤性能。
18.如權(quán)利要求12所述的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置,還包括定向性形成電路,它使用與所述被選中的分集接收電路中的所述加權(quán)系數(shù)相同的加權(quán)系數(shù),向發(fā)送信號(hào)提供定向性。
19.如權(quán)利要求12所述的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置,還包括補(bǔ)償電路,用于根據(jù)發(fā)送和接收頻率之差來(lái)補(bǔ)償所述被選中的分集接收電路中的所述加權(quán)系數(shù);以及定向性形成電路,它使用由上述補(bǔ)償電路補(bǔ)償過(guò)的加權(quán)系數(shù)來(lái)向發(fā)送信號(hào)提供定向性。
20.一種CDMA通信裝置,使用如權(quán)利要求12所述的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置,對(duì)基帶擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行接收處理。
21.一種基站裝置,使用如權(quán)利要求18所述的自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置,對(duì)從/向移動(dòng)體接收/發(fā)送的基帶擴(kuò)展信號(hào)進(jìn)行接收處理或發(fā)送處理。
22.一種使用自適應(yīng)陣列天線(xiàn)的定向接收方法,包括以下步驟把由構(gòu)成所述自適應(yīng)陣列天線(xiàn)的多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào)輸入到多個(gè)分集接收電路中的每一個(gè),所述多個(gè)分集接收電路能夠用加權(quán)系數(shù)乘以由構(gòu)成所述陣列天線(xiàn)的多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào),然后對(duì)那些信號(hào)進(jìn)行組合以執(zhí)行定向接收,逐步更新所述加權(quán)系數(shù),使用預(yù)定的參數(shù)值來(lái)控制每步的所述加權(quán)系數(shù)的變化量,并且其中,把不同的值設(shè)為所述參數(shù);操作所述分集接收電路的每一個(gè),以便適應(yīng)通信環(huán)境,輸出接收信號(hào);選擇所述多個(gè)分集接收電路的輸出中的一個(gè)作為接收信號(hào);在每次進(jìn)行所述選擇時(shí),把其輸出已被選中作為接收信號(hào)的被選中的分集接收電路中的所述加權(quán)系數(shù)值設(shè)為其它未被選中的分集接收電路的加權(quán)系數(shù)值,并把接近于其輸出已被選中作為接收信號(hào)的分集接收電路的所述參數(shù)值的值設(shè)為其它未被選中的分集接收電路的所述參數(shù)值;以及重新選擇所述多個(gè)分集接收電路的輸出中的一個(gè)作為接收信號(hào)。
23.一種使用自適應(yīng)陣列天線(xiàn)的定向接收方法,包括以下步驟準(zhǔn)備多個(gè)分集接收電路,所述多個(gè)分集接收電路能夠用加權(quán)系數(shù)乘以由構(gòu)成所述陣列天線(xiàn)的多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào),然后對(duì)那些信號(hào)進(jìn)行組合以執(zhí)行定向接收,逐步更新所述加權(quán)系數(shù),并且使用預(yù)定的參數(shù)值來(lái)控制每步的所述加權(quán)系數(shù)的變化量;在高通信環(huán)境跟蹤性能的操作條件下操作所述多個(gè)分集接收電路中的一個(gè),并且由此把跟蹤所述通信環(huán)境所必要的所述加權(quán)系數(shù)和所述參數(shù)值收斂到預(yù)定的范圍內(nèi);把已經(jīng)收斂的所述加權(quán)系數(shù)值設(shè)為其它分集接收電路的加權(quán)系數(shù),在其它分集接收電路中的所述參數(shù)中設(shè)定一個(gè)接近于所述已收斂的參數(shù)值的值,使所述其它分集接收電路執(zhí)行接收操作,并選擇并行操作的所述多個(gè)分集接收電路的輸出中的一個(gè);在每次進(jìn)行所述選擇時(shí),把其輸出已被選中作為接收信號(hào)的分集接收電路中的所述加權(quán)系數(shù)設(shè)為其它分集接收電路的加權(quán)系數(shù),并把接近于所述被選中的分集接收電路中的所述參數(shù)值的值設(shè)為其它未被選中的分集接收電路的所述參數(shù);以及重新選擇所述多個(gè)分集接收電路的輸出中的一個(gè)作為接收信號(hào)。
24.一種自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置,包括多個(gè)天線(xiàn)元;以及定向接收電路,用于從通過(guò)多個(gè)路徑輸入的無(wú)線(xiàn)波中只選擇性地接收那些經(jīng)過(guò)特定路徑的無(wú)線(xiàn)波,其中,所述定向接收電路包括多個(gè)通信環(huán)境跟蹤性能不同的分集接收電路,包括乘法電路,用于用加權(quán)系數(shù)乘以由所述多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào);加法電路,用于對(duì)所述乘法電路的輸出進(jìn)行組合;誤差檢測(cè)電路,用于檢測(cè)上述加法電路的輸出和控制目標(biāo)值之間的誤差;更新電路,用于逐步更新所述加權(quán)系數(shù),以便可以減小所述誤差;選擇器,用于選擇從所述多個(gè)分集接收電路并行輸出的信號(hào)中的一個(gè);以及控制電路,用于在所述選擇器每次進(jìn)行選擇時(shí),根據(jù)被選中的分集接收電路的通信環(huán)境跟蹤性能,改變其它分集接收電路的通信環(huán)境跟蹤性能,其中,所述控制電路不僅把被選中的分集接收電路的所述加權(quán)系數(shù)設(shè)為其它分集接收電路的加權(quán)系數(shù),而且還通過(guò)改變所述加權(quán)系數(shù)的每步的更新量來(lái)改變所述其它分集接收電路的通信環(huán)境跟蹤性能。
25.一種自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置,包括多個(gè)天線(xiàn)元;以及至少一個(gè)定向接收電路,用于從通過(guò)多個(gè)路徑輸入的無(wú)線(xiàn)波中只選擇性地接收那些經(jīng)過(guò)特定路徑的無(wú)線(xiàn)波;其中,所述定向接收電路包括多個(gè)通信環(huán)境跟蹤性能互不相同的分集接收電路,包括乘法電路,用于用加權(quán)系數(shù)乘以由所述多個(gè)天線(xiàn)元接收到的信號(hào);加法電路,用于對(duì)所述乘法電路的輸出進(jìn)行組合;誤差檢測(cè)電路,用于檢測(cè)上述加法電路的輸出與控制目標(biāo)值之間的誤差;更新電路,用于逐步更新所述加權(quán)系數(shù),以便可以減小所述誤差,其中,所述加權(quán)系數(shù)的每步的更新量由確定預(yù)定的參數(shù)值而唯一限定;選擇器,用于選擇從所述多個(gè)分集接收電路并行輸出的信號(hào)中的一個(gè);以及控制電路,如果所述加權(quán)系數(shù)還沒(méi)有收斂,則操作一個(gè)具有適于快速收斂加權(quán)系數(shù)的跟蹤性能的分集接收電路,把其它分集接收電路置于非操作狀態(tài),然后,在所述加權(quán)系數(shù)和所述參數(shù)已經(jīng)收斂以后,在所述其它非操作的分集接收電路中設(shè)定所述已收斂的加權(quán)系數(shù),把根據(jù)所述已收斂的參數(shù)值而確定的值設(shè)為所述其它分集接收電路的參數(shù),啟動(dòng)所述其它分集接收電路的操作,并且在所述選擇器每次進(jìn)行選擇時(shí),根據(jù)被選中的分集接收電路的所述加權(quán)系數(shù)和所述參數(shù)值來(lái)更新其它未被選中的分集接收電路的加權(quán)系數(shù)值和參數(shù)值。
全文摘要
當(dāng)使用自適應(yīng)陣列天線(xiàn)裝置進(jìn)行定向接收時(shí),對(duì)接收使用多個(gè)通信環(huán)境跟蹤性能不同的分集接收電路,并選擇具有最好接收質(zhì)量的接收輸出。最好是在選擇器每次進(jìn)行選擇時(shí),根據(jù)被選中的分集接收電路的環(huán)境跟蹤性能,動(dòng)態(tài)地改變其它未被選中的分集接收電路的環(huán)境跟蹤性能。
文檔編號(hào)H01Q3/24GK1256032SQ9980009
公開(kāi)日2000年6月7日 申請(qǐng)日期1999年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月30日
發(fā)明者井手美奈子, 二木貞樹(shù), 平松勝?gòu)? 行友英記 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社