[發明專利]根據不同算法而工作的自適應天線設備

有效

• 申請號: 01103729.6
• 申請日: 2001-02-12
• 公開（公告）號: CN1308423A
• 公開（公告）日: 2001-08-15
• 發明（設計）人: 高井謙一
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H04B7/26
• 分類號: H04B7/26;H01Q3/26
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 朱海波

本發明涉及一種用于移動通信系統中的自適應天線設備，特別涉及用于采用CDMA(碼分多址)方法的蜂窩系統中的自適應天線設備的控制方法。

眾所周知，無線通信是通過采用空中傳播的無線電波作為介質而執行的。這不可避免的導致要由所需終端所接收的所需無線電波與由除了所需終端之外的其它終端所接收的其它無線電波之間的干擾。結果，產生一個本質問題不可避免地使得在所需無線電波和其它無線電波的通信質量下降。

為了解決上述問題并且有效地利用無線電頻率資源，考慮不僅能夠避免干擾而且能夠在多個終端之間執行通信的多路訪問通信方法。這種多路訪問通信方法例如可以是頻分多址(FDMA)方法、時分多址(TDMA)方法、以及碼分多址(CDMA)方法。

在任何一種多路訪問通信方法中，通信可以理想地在多個終端之間執行而沒有干擾。但是，傳播環境實際上隨著時間而劇烈變化，并且從技術的觀點來看應當在實際通信中用技術提高頻率利用效率。這種傳播環境的改變和提高頻率利用效率的技術要求導致實際通信條件的不完整性從而導致干擾。

在上述多路訪問通信方法中，CDMA方法把具有自相關和低互相關并且可以區別的特定正交碼(或者偽噪聲)分配給每個通信終端。利用CDMA方法，所有通信終端通過相互區別每個代碼而可以共同利用相同的頻率。

在此，考慮具有移動通信終端的移動通信系統。在這種情況下每個通信終端在快速和不斷變化的環境或條件下運動。在快速和不斷變化的條件下，代碼的正交性變差并且由于代碼之間的干擾而降低通信質量。因此，當CDMA方法用于移動通信時，不可避免地按要求發送功率控制的技術，用于保持干擾一致或恒定，并且要求分離多徑接收和路徑捕獲，用于有效地利用具有不同延遲時間的多個多路徑傳播電波。

另一方面，最近的焦點集中在針對于在CDMA方法的移動通信系統中提高通信質量和頻率利用效率的自適應天線。

在此，自適應天線被形成為使得多個天線單元等間距布置，以形成一個空間濾波器，并且被分別給予具有互不相同的幅度和相位的接收電波。另外，接收電波由給定的加權而控制，使得接收電波的幅度和相位變得適當。具體來說，天線增益自適應地考慮傳播環境隨著時間而變化，使得天線增益在瞄準通信終端的方向變為高，并且在高電平的干擾波方向變為低。

在CDMA方法的移動通信系統中，空間隔離是通過自適應地控制自適應天線的方向性而實現的。通過這種方法，可以減小在由多個通過相同頻率進行通信的通信終端所接收的代碼中的正交性偏離，從而減小代碼之間的干擾。結果，頻率利用效率還可以通過該方法而提高。

同時，應當考慮當每個通信終端運動時傳播環境快速變化的移動通信系統。為了跟蹤或者跟隨傳播環境的快速變化，需要獲得精確的傳播信息以及非常快速地執行傳播信息的處理。最近的研究能夠進行高速仿增。但是，實踐中難以實現與高速仿增相匹配的處理性能。另外，需要采用適合于每個傳播環境的方向性控制方法。

作為一種方向性控制方法，波束引導控制方法和零引導控制方法是本領域內所公知的，并且在下文中分別稱為波束引導控制和零引導控制。

波束引導控制用于產生多個相互部分重疊的波束，以控制該波束使得一個主波束指向瞄準的通信終端。通過波束引導控制，可以通過增加波束的數目而覆蓋寬的角度，以便于處理傳播特性的變化。但是，隨著波束的增加通常接收過量無線電波的可能性變高，并且自適應天線的性能變低。盡管響應傳播特性的快速變化可以使用高速自適應方法，如上文所述，這種算法是不容易實現的。

另一方面，零引導控制用于產生具有指向接收干擾波的方向的零點的寬波束。在零點處，天線增益被大大地衰減。但是，在零引導控制中，天線增益在所需電波的方向上變低。

在日本未審查專利公告特開平11-251986，即251986/1999中，對于具有多個天線單元的自適應天線設備提出一種方案，第一模式形成單元用于在第一方向形成第一方向圖，以及第二模式形成單元用于在與第一方向正交的第二方向上形成第二方向圖。在此，應當注意每個第一和第二模式形成單元根據相同的算法而工作。通過這種結構當第一和第二方向圖中的任何一個表現出良好的特性，第一和第二方向圖中的剩余的一個表現出極差的特性，因為在第一和第二方向圖之間完全沒有相關。該自適應天線設備的缺點在于它不能夠良好地跟隨所需電波的到來方向在小于90度的小角度內的快速變化。

本發明的一個目的是提供一種能夠處理傳播環境的快速變化而不降低性能的自適應天線設備。