[發明專利]自適應天線接收裝置

無效

• 申請號: 02103582.2
• 申請日: 2002-02-07
• 公開（公告）號: CN1369932A
• 公開（公告）日: 2002-09-18
• 發明（設計）人: 吉田尚正
• 申請（專利權）人: 日本電氣株式會社
• 主分類號: H01Q3/26
• 分類號: H01Q3/26;H04Q7/00;H04B1/10
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 朱進桂

技術領域

本發明涉及一種自適應天線接收裝置，更具體地講，涉及一種接收CDMA(碼分多址)信號，和自適應地形成一個天線定向波束，以接收希望的電波，并且消除干擾的自適應天線接收裝置。

背景技術

由于CDMA能夠增大用戶容量，所以CDMA被認為是一種下一代移動通信蜂窩系統的無線電接入方案。但是，在基站接收側，同時接入的用戶信號相互干擾。為了消除用戶信號之間的干擾，已提出了一種自適應陣列天線。

自適應陣列天線利用多個天線接收信號，并利用復數給接收的信號加權和組合接收的信號。接下來，自適應陣列天線通過控制每個天線的接收信號的幅度和相位形成一個定向波束。通過這種操作，可以只接收希望的用戶信號。此外，可以抑制任何其它用戶干擾信號。

已經知道有兩種確定自適應天線的天線加權的方法。

一種方法是，利用一種諸如LMS(最小均方)或根據MMES(最小均方誤差)的RLS之類的自適應更新算法，通過反饋控制確定加權(反饋控制法)。

另一種方法是開環控制法，在這種方法中，利用一種諸如MUSIC或ESPRIT之類的到達方向估算算法從天線接收信號估算希望電波的到達方向，并且使波束對準該方向。

這種開環控制法有一個優點：即使是從一短的接收信號序列也能精確地計算出天線加權，而不像反饋控制法那樣。但是，運算量變大。

日本未審查專利公開第11-274976號提出了“無線電基站的陣列天線系統”，這種天線陣列系統使用了一種不用開環控制法中的任何復雜的到達方向估算算法的易于確定天線加權的方法。

圖1示出了一個根據這個現有技術的自適應天線接收裝置。這個自適應天線接收裝置具有L(L是一個正整數)個路徑信號處理裝置101-1至101L。數L是對應于移動通信環境中的一個多徑傳輸路徑的數，即，使用該路徑數量以使路徑信號處理裝置接收和解調CDMA信號。

路徑信號處理裝置101-1至101-L分別具有天線加權計算裝置102-1至102L，波束形成器103-1至103-L，和瑞克組合/加權裝置104-1至104L。以下將說明路徑#1信號處理裝置101-1。該說明也可適用于路徑2#信號處理裝置101-2至路徑#L信號處理裝置101-L。

天線加權計算裝置102-1具有一個天線信號同相平均裝置106-1，相關對基準天線(correlation-to-reference-antenna)檢測裝置107-1，和時間平均裝置108-1。

天線信號同相平均裝置106-1通過匹配相應路徑的解擴碼元的相位并相加它們的向量來改進SINR。

在調制碼元時不能進行這種操作。但是，在利用一個導頻信號通過一個已知導頻碼元取消調制之后，可以進行同相加法。用于同相平均的碼元數量變得越大，對SINR的改進越大。但是，如果由于衰減或類似原因造成出現快速相位改變時，它受到限制。

天線信號同相平均裝置106-1可以使用要被平均化的任意數量的碼元，和使用任何給每個碼元加權的方法。

相關對基準天線檢測裝置107-1檢測一個基準天線接收信號與其余的天線接收信號之間的相關性。更具體地講，相關對基準天線檢測裝置107-1將另一個天線的接收信號乘以基準天線接收信號的復數共軛信號。

例如，將第一號天線定義為基準天線。從相關對基準天線檢測裝置107-1的輸出由下式給出：

??????R(i，j，m)＝Z_EL(i，j，m)Z^*_EL(i，1，m)????(1)其中i(i是一個整數；1≤i≤L)是路徑數，j(j是一個整數；2≤j≤N)是天線數量，和m(m是一個正整數)是來自天線信號同相平均裝置106-1的一個輸出Z_EL(i，j，m)的輸出數。

圖6示出了陣列天線61-1至61-N(N是一個正整數)接收的信號。每個天線接收的信號根據它到達的方向具有一個相位滯后。例如，天線元61-1(基準天線元)接收的信號具有相對于第j個天線元61-j(j是一個整數；1≤j≤N)接收的信號的(j-1)(2πd/λ)sinφ₀的相位滯后。在這種情況下，φ₀是信號到達的方向，d是相鄰天線之間的間隔，和λ是信號波長。

因此，R(i，j，m)的相位理想地檢測為(j-1)(2πd/λ)sinφ₀。