專利名稱：自適應(yīng)天線接收設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)天線接收設(shè)備，更具體地涉及根據(jù)接近自適應(yīng)加權(quán)收斂值的初始加權(quán)能夠快速執(zhí)行自適應(yīng)收斂的自適應(yīng)天線接收設(shè)備。
背景技術(shù)：
一種CDMA(碼分多址)自適應(yīng)天線接收設(shè)備已經(jīng)常規(guī)地用于消除由天線方向性產(chǎn)生的干擾，如同下列文獻(xiàn)中所建議的(A)Oh，Kohno和Imai的文章“利用擴頻增益實現(xiàn)擴頻多址的TDL自適應(yīng)陣列天線”，Electronic Information Communication Academy，Vol.J75-BII，No.ll，pp.815-825，1992；(B)Tanaka，Miki Sawahashi的文章“在DS-CDMA中判決反饋型相關(guān)自適應(yīng)分集的特性”，Electronic Information Communication Academy，Radio communication System Team Technical Report RC96-102，November 1996。


圖1表示常規(guī)CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備的方框圖。
假設(shè)圖示的CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備包括N個天線，其中N是等于或大于2的整數(shù)，和M個多徑，其中M是等于或大于1的整數(shù)，并且定向到第K個用戶，其中K是等于或大于1的整數(shù)。
參照圖1，在第一到N個天線110-1到110-N收到的信號按照延遲時間被分成第一到第M個路徑，并且輸入到第二到第M個延遲單元120-2到120-M和第一到第M個自適應(yīng)接收機130-1到130-M。延遲單元120-2到120-M延遲該輸入信號以便使第一路徑的輸入信號與定時同步。因此，由于第一延遲單元120-1產(chǎn)生零(0)延遲，第一延遲單元120-1在圖1中沒有圖示。
從第一到第M自適應(yīng)接收機130-1到130-M發(fā)送的輸出信號在加法器140中被彼此相加，并且這樣相加的輸出信號輸入到判決器150。判決器150將其輸出信號作為第K用戶的接收符號，該輸出信號也被傳送給第一到第M自適應(yīng)接收機130-1到130-M。
由于第一到第M自適應(yīng)接收機130-1到130-M被設(shè)計得具有相同結(jié)構(gòu)，在圖2中只圖示第m路徑(1≤m≤M)的自適應(yīng)接收機。
在第一到第N反擴頻單元161-1到161-N中擴頻和解調(diào)所接收信號，此后輸出給第一到第N乘法器162-1到162-N和一個延遲單元163。所接收信號與接收加權(quán)在第一到第N乘法器162-1到162-N相乘。已經(jīng)與接收加權(quán)相乘的信號在加法器164中彼此相加。因此，所接收信號被加權(quán)。
這樣加權(quán)的信號被傳送給一個乘法器165、一個通信路徑估計單元166和一個加法器169。通信路徑估計單元166估計通信路徑中的失真。由通信路徑估計單元166估計出的失真通過復(fù)數(shù)共軛產(chǎn)生單元167傳送給乘法器165，并且在乘法器165中與加權(quán)的信號相乘。
從乘法器165傳送的輸出信號定義了第m路徑的解調(diào)信號，并且傳送給加法器140，如圖1所示。
加法器140將從第一到第M路徑自適應(yīng)接收機130-1到130-M傳送的輸出信號在RAKE合成器中彼此相加，并且傳送輸出信號給判決器150，該判決器針對數(shù)據(jù)碼元判斷信號。
在自適應(yīng)接收機中，在乘法器168中從判決器150傳送的輸出信號與從通信路徑估計單元166傳送的輸出信號相乘，然后輸入到加法器169。加法器169通過將從乘法器168傳送的輸出減去加法器164傳送的輸出計算誤差，并且將這樣計算的誤差傳送給自適應(yīng)更新單元170。
自適應(yīng)更新單元170根據(jù)加法器169傳輸?shù)恼`差和在天線接收的信號更新接收加權(quán)，該天線信號被延遲單元163延遲一個解調(diào)該信號所必須的時間周期。在此，可以使用公知算法例如最小均方算法作為自適應(yīng)更新接收加權(quán)的算法。
在上述常規(guī)自適應(yīng)天線接收設(shè)備中，自適應(yīng)控制通常通過可以接收的信號選擇加權(quán)作為初始接收加權(quán)執(zhí)行而不論信號接收的條件如何，以便考慮信號來自與信號接收條件無關(guān)的不同方向時在任何條件下接收信號是可能的。例如，將天線方向性是無方向性的加權(quán)被選擇作為這種加權(quán)?？墒牵@產(chǎn)生了在接收加權(quán)已經(jīng)開始被自適應(yīng)更新之后為接收加權(quán)花費太多時間以收斂到最佳接收加權(quán)的問題。
日本專利2914445(日本未審查專利申請公告11-55216)已經(jīng)建議了包括一個用戶的加權(quán)和合成單元和加權(quán)控制器的CDMA自適應(yīng)接收設(shè)備。該加權(quán)和合成單元對在N個天線所接收CDMA信號的每個信號執(zhí)行加權(quán)和合成。該CDMA自適應(yīng)接收設(shè)備還包括一個誤差發(fā)生器，該發(fā)生器(a)根據(jù)通信路徑估計和M個解調(diào)信號和根據(jù)加權(quán)和合成單元傳送的信號產(chǎn)生與希望的電波信號的每個路徑有關(guān)的M個誤差信號，M個解調(diào)信號是在構(gòu)成多徑的M個路徑有關(guān)的定時處解調(diào)的，(b)將誤差信號合成到一個信號中，傳送給加權(quán)控制器。
日本未審查專利公告10-341200已經(jīng)建議一種自適應(yīng)陣列天線接收設(shè)備，包括一個復(fù)數(shù)乘法單元，該乘法單元將所接收信號乘以復(fù)數(shù)加權(quán)系數(shù)；一個加法器，將復(fù)數(shù)乘法單元傳送的輸出信號彼此相加；一個調(diào)制器，調(diào)制已知符號；一個減法器，計算加法器傳送的輸出信號與調(diào)制器傳送的輸出信號之間的差；和一個加權(quán)系數(shù)計算器，僅僅當(dāng)所希望站中已知信號模式和干擾站相互不同時，根據(jù)所接收信號和減法器傳送的輸出信號計算復(fù)數(shù)加權(quán)系數(shù)。
日本未審查專利公告11-298388已經(jīng)建議一種自適應(yīng)接收設(shè)備，包括N個天線，接收多個用戶信號復(fù)用的信號；與K個用戶有關(guān)的K個自適應(yīng)接收模塊，在相對天線所接收信號的任何方向上形成具有增益的方向性圖，并且通過多個路徑接收所希望電波信號，由此抑制干擾波信號；和一個合成器，通過路徑組合將一個用戶的多個加權(quán)控制誤差合成，由此傳送合成的加權(quán)控制誤差信號。在此，N和K是等于或大于1的整數(shù)。該自適應(yīng)接收模塊根據(jù)合成的加權(quán)控制誤差信號形成方向性圖。
日本未審查專利公告2000-22612已經(jīng)建議一種CDMA型自適應(yīng)收發(fā)信機，包括一個路徑搜索器，從天線所接收信號中提取路徑電平信息和路徑延遲時間信息；M個自適應(yīng)接收機，接收在天線已經(jīng)接收的N個信號，形成具有在每個路徑延遲時間所希望電波信號方向上增益的方向性圖，并且接收所希望電波信號以抑制干擾波信號；一個天線加權(quán)選擇器，根據(jù)路徑電平信息從M個天線加權(quán)中選擇出與L個傳輸路徑有關(guān)的天線加權(quán)；L個天線加權(quán)控制器，根據(jù)從天線加權(quán)選擇器傳送的輸出信號，確定定義發(fā)射方向性圖的發(fā)射天線加權(quán)；和一個自適應(yīng)發(fā)射機，借助于天線加權(quán)控制器傳送的傳輸發(fā)射天線加權(quán)形成具有用戶方向增益的發(fā)射方向性圖，并且發(fā)射N個天線發(fā)射信號，用于發(fā)射所希望電波信號；其中N是正整數(shù)，M是正整數(shù)，和L是等于或小于M的整數(shù)。
即使在上述申請公告中也仍然沒有解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮常規(guī)自適應(yīng)天線接收設(shè)備中的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種自適應(yīng)天線接收設(shè)備，該設(shè)備能夠按照信號接收條件確定初始天線接收加權(quán)，并且增強接收加權(quán)自適應(yīng)更新時的收斂速度。
按照本發(fā)明的自適應(yīng)天線接收設(shè)備特征在于在接收加權(quán)更新之前或在接收加權(quán)正更新期間估計接收加權(quán)，并且確定估計的接收加權(quán)作為初始接收加權(quán)。
特別是，提供一種自適應(yīng)天線接收設(shè)備，該設(shè)備在多個天線接收信號，將這樣接收的每個信號乘以加權(quán)系數(shù)，和將乘積彼此相加，由此檢測該信號，特征在于初始接收加權(quán)計算器，每個該計算器根據(jù)所接收信號計算一個初始加權(quán)系數(shù)；和自適應(yīng)接收機，每個自適應(yīng)接收機按照所接收信號更新加權(quán)系數(shù)。
下面將描述本發(fā)明所獲得的優(yōu)點。
第一優(yōu)點是可能縮短接收加權(quán)收斂所需要的時間。這是因為在接收加權(quán)自適應(yīng)更新之前獲得執(zhí)行同相合成的接收加權(quán)，和這樣獲得的接收加權(quán)被用作更新接收加權(quán)的初始接收加權(quán)。
第二優(yōu)點是可能防止信號到達(dá)天線方向上快速改變引起的特性衰退。這是因為按照本發(fā)明的自適應(yīng)天線接收設(shè)備檢測由信號到達(dá)天線方向上快速改變所產(chǎn)生的自適應(yīng)控制中的隨動延遲，和預(yù)先設(shè)置接收加權(quán)作為最佳初始接收加權(quán)。
附圖簡述圖1是常規(guī)CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備的方框圖。
圖2是圖1所示常規(guī)CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備自適應(yīng)接收機的方框圖。
圖3是按照本發(fā)明第一實施例的CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備的方框圖。
圖4是圖3所示CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備中自適應(yīng)接收機的方框圖。
圖5是圖3所示CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備中初始接收加權(quán)計算器的方框圖。
圖6是圖3所示CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備中另一個初始接收加權(quán)計算器的方框圖。
圖7表示直線排列的天線的信號到達(dá)方向和所接收信號的相位之間的差。
圖8是按照本發(fā)明第二實施例的CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備的方框圖。
圖9是圖8所示CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備中初始加權(quán)計算器的方框圖。
圖10是圖8所示CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備中隨動延遲檢測器的方框圖。
優(yōu)選實施例說明圖3是按照本發(fā)明第一實施例的CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備的方框圖。所示的CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備指向第K個用戶，其中K是等于或大于1的整數(shù)。
該CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備包括第一到第N個天線1-1到1-N，其中N是等于或大于2的整數(shù)；第一到第M個多徑，其中M是等于或大于1的整數(shù)；第一到第M個接收機3-1到3-M；第一到第(M-1)個延遲單元2-2到2-M；一個加法器4；一個判決器5。
第一到第M個接收機3-1到3-M每個包括一個自適應(yīng)接收機3-1-1到3-M-1，和一個初始接收加權(quán)計算器3-1-2到3-M-2。
第一到第N天線1-1到1-N通過多路徑連接到第一到第M接收機3-1到3-M。在第一到第N天線1-1到1-N上所接收信號被直接傳送給第一接收機3-1，并且通過第一到第M-1延遲單元2-2到2-M傳送給第二到第M接收機3-2到3-M。第一到第M-1延遲單元2-2到2-M延遲該所接收信號，以便多徑中所接收信號相互合成。
從第一到第M接收機3-1到3-M傳送的輸出信號在加法器4中彼此相加。加法器4傳送其輸出信號給判決器5，而判決器5根據(jù)所接收輸出信號判決第K用戶的傳輸碼元。判決后的碼元輸入給第一到第M接收機3-1到3-M用于更新接收加權(quán)。
圖4是自適應(yīng)接收機3-1-1的方框圖。由于自適應(yīng)接收機3-1-1到3-M-1被設(shè)計得具有相同結(jié)構(gòu)，下面參照圖4只解釋自適應(yīng)接收機3-1-1。
自適應(yīng)接收機3-1-1包括第一到第N個反擴頻單元10-1到10-N，一個自適應(yīng)更新單元11，第一到第N乘法器12-1到12-N，一個第一加法器13-1，一個第二加法器13-2，一個延遲單元14，一個輸出乘法器15-1，一個輸入乘法器15-2，一個通信路徑估計單元16，和一個復(fù)數(shù)共軛發(fā)生器17。
自適應(yīng)接收機3-1-1中所接收的信號在反擴頻單元10-1到10-N中擴頻和解調(diào)。擴頻和解調(diào)后信號在第一到第N乘法器12-1到12-N中被乘以自適應(yīng)更新單元11傳輸?shù)奶炀€加權(quán)，此后在第一加法器13-1中彼此相加。擴頻和解調(diào)后信號也被輸入給延遲單元14。
在第一加法器13-1中彼此相加的信號在輸出乘法器15-1中被乘以通信路徑估計單元16估計和由復(fù)數(shù)共軛發(fā)生器17產(chǎn)生的通信路徑相反特征。根據(jù)周期地插入的已知碼元測量傳輸路徑特性和將測量出的特性按照時間順序插入而執(zhí)行在通信路徑估計單元16的估計，由此估計所有碼元的傳輸路徑，例如在Mihei的文章“陸地移動通信的16QAM中相位失真的補償”，Electronic InformationCommunication Academy，vol.J72-BII，No.1，pp.7-15，1989中所建議的。
輸出乘法器15-1將其輸出信號傳送給加法器4。加法器4將所接收輸出信號與第二到第M接收機3-2到3-M傳送的輸出信號相加。在加法器4已經(jīng)將第一到第M接收機3-1到3-M傳送的輸出信號彼此相加之后，加法器4將其輸出信號傳送給判決器5。判決器5傳輸?shù)呐袥Q結(jié)果在輸入乘法器15-2中乘以通信路徑估計單元16傳輸?shù)耐ㄐ怕窂焦烙嬍д?。這樣，再生檢測前的信號。
第二加法器13-2計算定義為如此再生信號和第一加法器13-1傳送的輸出信號之間差的一個誤差。如此計算的誤差輸入給自適應(yīng)更新單元11用于自適應(yīng)更新接收加權(quán)。
自適應(yīng)更新單元11通過利用第二加法器13-2傳輸?shù)恼`差和延遲單元14傳送的輸出信號自適應(yīng)地更新接收加權(quán)。這可以使用最小均方誤差控制作為自適應(yīng)更新接收加權(quán)的算法，其中初始接收加權(quán)計算器3-1-2傳輸?shù)奶炀€加權(quán)被用作初始接收加權(quán)。
圖5是初始接收加權(quán)計算器3-1-2的方框圖。由于初始接收加權(quán)計算器3-1-2到3-M-2設(shè)計得具有相同結(jié)構(gòu)，只參照圖5說明初始接收加權(quán)計算器3-1-2。
初始接收加權(quán)計算器3-1-2包括第一到第N反擴頻單元20-1到20-N，第一到第N通信路徑估計單元21-1到21-N，和第一到第N復(fù)數(shù)共軛發(fā)生器22-1到22-N。
在初始接收加權(quán)計算器3-1-2中，在每個第一到第N反擴頻單元20-1到20-N中對第一到第N天線1-1到1-N所接收的每個信號擴頻和解調(diào)。
如此擴頻和解調(diào)的信號輸入給第一到第N通信路徑估計單元21-1到21-N。每個第一到第N通信路徑估計單元21-1到21-N估計第一到第N天線1-1到1-N所接收的每個信號的通信路徑。
第一到第N復(fù)數(shù)共軛發(fā)生器22-1到22-N根據(jù)通信路徑估計單元21-1到21-N傳送的輸出信號檢測通信路徑的相反特性。第一到第N復(fù)數(shù)共軛發(fā)生器22-1到22-N傳輸輸出信號A-1到A-N給第一到第M自適應(yīng)接收機3-1到3-m作為初始接收加權(quán)。輸出信號A-1到A-N只當(dāng)接收加權(quán)開始更新時傳輸一次。
當(dāng)天線1-1到-N在一定間隔接收多個突發(fā)信號時，根據(jù)所接收突發(fā)信號計算每個突發(fā)信號的接收加權(quán)或加權(quán)系數(shù)，如此計算出的接收加權(quán)輸入給第一到第M自適應(yīng)接收機。此后，第一到第N自適應(yīng)接收機3-1到3-M根據(jù)所接收信號自適應(yīng)地更新相同突發(fā)信號中的接收加權(quán)或加權(quán)系數(shù)，由此檢測該信號。
由于復(fù)數(shù)共軛發(fā)生器22-1到22-N傳送的輸出信號A-1到A-N代表天線1-1到1-N的通信路徑的相反特性，有可能通過將相反特性乘以在天線1-1到1-N所接收信號補償與天線1-1到1-N有關(guān)的通信路徑中的失真，而且也可能通過將如此補償?shù)男盘柋舜说睾铣蓪崿F(xiàn)所接收信號的同相合成。由于同相合成使所希望信號的功率最大，有可能在接收加權(quán)開始更新之前在指向所希望信號到達(dá)方向上建立波束方向性。
圖6是按照第一實施例的CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備中另一個初始接收加權(quán)計算器的方框圖。
在該實施例中，根據(jù)每個天線中估計的通信路徑特性估計信號到達(dá)的方向，和根據(jù)這樣估計出的方向計算初始接收加權(quán)。
圖6所示的初始接收加權(quán)計算器包括第一到第N反擴頻單元31-1到31-N，第一到第N通信路徑估計單元32-1到32-N，一個方向估計單元33和一個接收加權(quán)計算器34。
在天線1-1到1-N上已經(jīng)接收的信號在第一反擴頻單元31-1到31-N中對每個天線1-1到1-N擴頻和解調(diào)。第一到第N通信路徑估計單元32-1到32-N從第一到第N反擴頻單元31-1到31-N分別接收這樣擴頻和解調(diào)的信號，和估計每個天線1-1到1-N的通信路徑特性。
方向估計單元33根據(jù)第一到第N通信路徑估計單元32-1到32-N傳送的輸出信號估計所接收信號到達(dá)方向。
方向的估計例如可以通過R.O.Schmidt的文章“多發(fā)射位置和信號參數(shù)估計”，IEEE Trans.Vol.AP-34，No.3，pp.276-286，March 1986所建議的MUSIC(多信號分類)算法，或R.Roy和T.Kailath的文章“ESPRIT-通過旋轉(zhuǎn)恒定技術(shù)的信號參數(shù)估計”，IEEE Trans.Vol.ASSP-37，pp.984-995，July 1989所建議的ESPRIT算法實現(xiàn)。
作為一種替代，由于天線中的通信路徑特性的差構(gòu)成所接收信號中的相位差，該相位差僅僅由天線地理安排和信號到達(dá)方向確定，可以根據(jù)所接收信號的相位差估計信號的到達(dá)方向。
圖7表示在直線排列的天線接收的相位差信號到達(dá)方向之間的關(guān)系。相鄰天線之間的相位差Θ按照下列公式定義Θ=2πdsinθλ=πsinθ]]>
在公式中，“d”表示天線之間的距離，“θ”表示信號到達(dá)方向。
在公式中，距離“d”被設(shè)置等于載波波長的一半。因此，有可能使估計出的相鄰天線之間通信路徑近似為天線之間的相位差。
假設(shè)hn(t)表示在時間“t”(0≤n＜N-1)第n個通信路徑估計，在時間“t”時hn(t)與hn+1(t)之間的相關(guān)性Rn，n+1(t)按照下列公式定義Rn，n+1(t)＝hn(t)h*n+1(t)在公式中，“*”表示復(fù)數(shù)共軛。
天線在時間“t”的上述相關(guān)性Rn，n+1(t)求平均獲得的相關(guān)性R(t)按照下列公式定義。R(t)1N-1Σn=0N-2Rn,n+1(t)]]>另外，通過時間平均相關(guān)性R(t)獲得的時間平均相關(guān)性R按照下列公式定義。R=1TΣt=0T-1R(t)=1TΣt=0T-11N-1Σn=0N-2Rn,n+1(t)]]>因此，可以如下計算出信號到達(dá)的角度θ。θ=sin-1[1πarg(R)]]]>接收加權(quán)計算器34計算接收加權(quán)，通過它所接收的相位可以根據(jù)估計出的方向被變成相反相位，和輸出這樣計算出的接收加權(quán)B-1到B-N作為初始接收加權(quán)。初始接收加權(quán)B-1到B-N只當(dāng)接收加權(quán)開始更新時輸出一次，類似于圖5所示的從第一到第N復(fù)數(shù)共軛發(fā)生器22-1到22-N傳送的輸出信號A-1到A-N。
必須使第一到第M初始接收加權(quán)計算器3-1-2到3-M-2輸出初始接收加權(quán)所需要的時間周期短于利用接收加權(quán)的自適應(yīng)控制加權(quán)收斂的時間周期。圖5和6所示的初始接收加權(quán)計算器使快速輸出接收加權(quán)成為可能。
圖8是按照本發(fā)明的第二實施例的CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備的方框圖。圖示的CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備指向第K用戶，其中K是等于或大于1的整數(shù)。
CDMA自適應(yīng)天線接收設(shè)備包括第一到第N天線1-1到1-N，其中N是等于或大于2的整數(shù)；第一到第M多徑，其中M是等于或大于1的整數(shù)；第一到第M接收機3-1到3-M；第一到第M-1延遲單元2-2到2-M；一個加法器4；一個判決器5。
第一到第M接收機3-1到3-M每個包括一個自適應(yīng)接收機3-1-1到3-M-1；一個初始接收加權(quán)計算器3-1-2到3-M-2；一個隨動延遲檢測器3-1-3到3-M-3。
第一到第N天線1-1到1-N通過第一到第M多徑連接到第一到第M接收機3-1到3-M。第一到第N天線1-1到1-N所接收信號直接傳送給第一接收機3-1，和通過第一到第M-1延遲單元2-2到2-M傳送給第二到第M接收機3-2到3-M。第一到第M-1延遲單元2-2到2-M延遲所接收信號，以便多徑中的接收信號相互同步。
第一到第M接收機3-1到3-M傳送的輸出信號在加法器4中彼此相加。加法器4將其輸出信號傳送給判決器5，和判決器5根據(jù)所接收輸出信號判決第K用戶的傳輸碼元。判決的碼元輸入給第一到第M接收機3-1到3-M用于更新接收加權(quán)。
由于自適應(yīng)接收機3-1-1到3-M-1設(shè)計得具有與第一實施例中自適應(yīng)接收機3-1-1結(jié)構(gòu)基本上相同的結(jié)構(gòu)，已經(jīng)參照圖4進(jìn)行了解釋。第二實施例中的自適應(yīng)接收機3-1-1到3-M-1與第一實施例自適應(yīng)接收機3-1-1結(jié)構(gòu)不同之處在于自適應(yīng)更新單元11不僅輸出接收加權(quán)給第一到第N乘法器12-1到12-N，也輸出給隨動延遲檢測器3-1-3，并且當(dāng)自適應(yīng)接收機3-1-1從初始加權(quán)計算器3-1-2接收初始接收加權(quán)時，自適應(yīng)接收機3-1-1保證繼續(xù)根據(jù)所接收的初始接收加權(quán)更新接收加權(quán)。第二實施例中的自適應(yīng)接收機3-1-1到3-M-1除了上述一點外，以與第一實施例自適應(yīng)接收機相同的方式工作。
圖9是第二實施例中第一初始接收加權(quán)計算器3-1-2的方框圖。
圖9所示的初始接收加權(quán)計算器3-1-2包括第一到第N反擴頻單元41-1到41-N；第一到第N通信路徑估計單元42-1到42-N；一個方向估計單元43；一個接收加權(quán)計算器44。
圖9所示的初始接收加權(quán)計算器3-1-2具有與圖6所示的第一實施例中的初始接收加權(quán)計算器相同的結(jié)構(gòu)，除了方向估計單元43不僅傳輸估計信號給接收加權(quán)計算器44而且也輸出給隨動延遲檢測器3-1-3作為輸出信號D，和接收加權(quán)計算器44當(dāng)接收預(yù)先設(shè)置輸入信號E時輸出接收加權(quán)C-1到C-N。
圖10是第二實施例中隨動延遲檢測器的方框圖。由于第一到第M隨動延遲檢測器3-1-3到3-M-3具有相同結(jié)構(gòu)，下面參照圖10只解釋第一隨動延遲檢測器3-1-3。
如圖10所示，第一隨動延遲檢測器3-1-3包括一個峰值方向檢測器51和一個比較器52。
當(dāng)從第一自適應(yīng)接收機3-1-1接收接收加權(quán)時，峰值方向檢測器51檢測峰值方向，并且輸出這樣檢測的峰值方向給比較器52。
峰值方向檢測器51例如通過計算接收加權(quán)中的相關(guān)性檢測峰值方向。
假設(shè)wn(t)表示在時間“t”(0≤n＜N-1)的第n個接收加權(quán)，在時間“t”時wn(t)與wn+1(t)之間的相關(guān)性Rn，n+1(t)按照下列公式定義Rn，n+1(t)＝wn(t)w*n+1(t)在公式中，“*”表示復(fù)數(shù)共軛。
由天線在時間“t”平均上述相關(guān)性Rn，n+1(t)所獲得的相關(guān)性R(t)按照下列公式定義。R(t)=1N-1Σn=0N-2Rn,n+1(t)]]>另外，通過時間平均相關(guān)性R(t)獲得的時間平均相關(guān)性R按照下列公式定義。R=1TΣt=0T-1R(t)=1TΣt=0T-11N-1Σn=0N-2Rn,n+1(t)]]>如同在第一實施例中已說明的，可以如下計算出信號到達(dá)的角度θ。θ=sin-1[1πarg(R)]]]>這樣計算出的角度θ從峰值方向檢測器51的輸出。
作為一種替代，可以計算出第一自適應(yīng)接收機3-1-1傳輸?shù)慕邮占訖?quán)與所有方向的固定波束加權(quán)之間的相關(guān)性。峰值方向檢測器51可以設(shè)計得輸出表示相關(guān)性最大的固定波束加權(quán)方向的信號。
比較器52計算峰值方向檢測器51傳送的輸出信號與方向估計單元43傳輸?shù)墓烙嫹较駾之間的差，并且將這樣計算出的差與方向差閾值比較。當(dāng)大于該方向差閾值時，比較器52判斷出現(xiàn)自適應(yīng)控制加權(quán)的隨動延遲，并且因此輸出預(yù)先設(shè)置信號E。
按照第二實施例，即使信號到達(dá)方向快速改變，初始接收加權(quán)計算器可以迅速地應(yīng)用補償方向的快速改變的接收加權(quán)，因此可能避免在自適應(yīng)更新接收加權(quán)中由隨動延遲產(chǎn)生的特性降低。
盡管上述第一和第二實施例涉及CDMA，應(yīng)當(dāng)注意本發(fā)明不僅應(yīng)用于CDMA，也可以利用訓(xùn)練序列或同相序列分離多個輸入波而應(yīng)用于TDMA或FDMA，如在H.Yoshino，K.Fukawa和H.Suzuki的文章“用于移動無線電通信的干擾消除均衡器(ICE)”，Proc.ICC，pp.1427-1432(1994)所建議的。
權(quán)利要求
1.一種自適應(yīng)天線接收設(shè)備，該設(shè)備在多個天線(1-1到1-N)接收信號，每個這樣接收的信號乘以一個加權(quán)系數(shù)，和將乘積彼此相加由此檢測該信號，其特征在于(a)初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)，每個該計算器根據(jù)所接收信號計算初始加權(quán)系數(shù)；和(b)自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)，每個該接收機按照所接收信號更新加權(quán)系數(shù)。
2.權(quán)利要求1所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中信號包括以一定間隔接收的多個突發(fā)信號，和其中初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)計算每個突發(fā)信號的初始加權(quán)系數(shù)，和自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)按照相同突發(fā)信號中的接收信號更新加權(quán)系數(shù)。
3.權(quán)利要求1所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)按照信號到達(dá)天線(1-1到1-N)的順序接收自適應(yīng)天線圖中的信號，和每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)計算每個突發(fā)信號的初始天線圖，和輸出這樣計算出的初始天線圖給每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)，自適應(yīng)天線接收設(shè)備進(jìn)一步包括一個加法器(4)，將每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)傳送的輸出信號彼此相加；和一個判決器(5)，碼元判決加法器(4)傳送的輸出信號，并傳輸輸出信號給每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)。
4.權(quán)利要求3所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)包括(b1)多個第一乘法器(12-1到12-N)，每個該乘法器將每個接收信號乘以加權(quán)系數(shù)；(b2)一個加法器(13-1)，該加法器一個一個地輸出第一乘法器(12-1到12-N)傳輸?shù)男盘枺?b3)一個通信路徑估計單元(16)，該單元根據(jù)加法器(13-1)傳送的輸出信號估計通信路徑，和輸出表示估計的通信路徑的第一信號；(b4)一個第二乘法器(15-2)，該乘法器將判決器(5)傳送的輸出信號乘以第一信號；(b5)一個減法器(13-2)，該減法器將加法器(13-1)傳送的輸出信號減去第二乘法器(15-2)傳送的輸出信號；和(b6)一個更新單元(11)，該單元根據(jù)減法器(13-2)傳送的輸出信號、通過延遲所接收信號獲得的信號和每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)傳輸?shù)某跏冀邮占訖?quán)自適應(yīng)地計算接收加權(quán)。每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)獨立于其它的每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)控制其接收加權(quán)。
5.權(quán)利要求3所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)包括(c1)多個通信路徑估計單元(21-1到21-N)，每個該單元接收在天線(1-1到1-N)上接收的每個信號；和(c2)多個復(fù)數(shù)共軛發(fā)生器(22-1到22-N)，每個該發(fā)生器接收每個通信路徑估計單元(21-1到21-N)傳送的輸出信號，和其中每個復(fù)數(shù)共軛發(fā)生器(22-1到22-N)傳送的輸出信號被傳送給每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)作為初始值，用于每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)進(jìn)行的加權(quán)控制。
6.權(quán)利要求3所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)包括(c1)多個通信路徑估計單元(21-1到21-N)，每個該單元接收在天線(1-1到1-N)上接收的每個信號；(c2)一個方向估計單元(43)，該單元根據(jù)通信路徑估計單元(21-1到21-N)傳送的輸出信號估計信號到達(dá)天線(1-1到1-N)的方向；和(c3)一個接收加權(quán)計算器(44)，該計算器根據(jù)方向估計單元(48)傳送的輸出信號計算接收加權(quán)，和其中接收加權(quán)計算器(44)按照每個延遲檢測器傳送的信號發(fā)送其輸出信號給每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)作為初始值，用于每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)中進(jìn)行的加權(quán)控制。
7.權(quán)利要求3所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中自適應(yīng)天線接收設(shè)備是CDMA類型的。
8.權(quán)利要求7所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)包括(b1)多個反擴頻單元(10-1到10-N)，每個該單元與天線(1-1到1-N)中接收的每個信號有關(guān)；(b2)多個第一乘法器(12-1到12-N)，每個該乘法器將反擴頻單元(10-1到10-N)傳輸?shù)拿總€輸出信號乘以一個加權(quán)系數(shù)；(b3)一個加法器(13-1)，該加法器一個一個輸出第一乘法器(12-1到12-N)傳輸?shù)男盘枺?b4)一個通信路徑估計單元(16)，該單元根據(jù)加法器(13-1)傳送的輸出信號估計一個通信路徑，和輸出表示估計通信路徑的第一信號；(b5)一個第二乘法器(15-2)，該乘法器將判決器(5)傳送的輸出信號乘以第一信號；(b6)一個減法器(13-2)，該減法器將加法器(13-1)傳送的輸出信號減去第二乘法器(15-2)傳送的輸出信號；和(b7)一個更新單元(11)，該單元根據(jù)減法器(13-2)傳送的輸出信號、延遲反擴頻單元(10-1到10-N)傳輸?shù)男盘柅@得的信號和每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)傳輸?shù)某跏冀邮占訖?quán)自適應(yīng)地計算接收加權(quán)，每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)獨立于其它的自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)控制其接收加權(quán)。
9.權(quán)利要求7所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)包括(c1)多個反擴頻單元(20-1到20-N)，每個該單元與天線(1-1到1-N)所接收的每個信號有關(guān)；(c2)多個通信路徑估計單元(21-1到21-N)，每個該單元接收每個反擴頻單元(21-1到21-N)傳送的輸出信號；(c3)多個復(fù)數(shù)共軛發(fā)生器(22-1到22-N)，每個該發(fā)生器接收每個通信路徑估計單元(21-1到21-N)傳送的輸出信號，和其中每個復(fù)數(shù)共軛發(fā)生器(22-1到22-N)傳送的輸出信號傳送給每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)作為初始值，用于在每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)中進(jìn)行的加權(quán)控制。
10.權(quán)利要求7所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)包括(c1)多個反擴頻單元(41-1到41-N)，每個該單元與在天線(1-1到1-N)中接收的每個信號有關(guān)；(c2)多個通信路徑估計單元(42-1到42-N)，每個該單元接收每個反擴頻單元(41-1到41-N)傳送的輸出信號；(c3)一個方向估計單元(43)，該單元根據(jù)通信路徑估計單元(42-1到42-N)傳送的輸出信號估計信號到達(dá)天線(1-1到1-N)的方向；和(c4)一個接收加權(quán)計算器(44)，該計算器根據(jù)方向估計單元(43)傳送的輸出信號計算接收加權(quán)，和其中接收加權(quán)計算器(44)傳送其輸出信號給每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)作為初始值，用于在每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)中進(jìn)行的加權(quán)控制。
11.權(quán)利要求3所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，還包括多個延遲檢測器(3-1-3到3-M-3)，每個該檢測器檢測每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)計算的接收加權(quán)與初始接收加權(quán)計算器估計的信號到達(dá)天線(1-1到1-N)的方向之間的方向差，和通知每個初始接收加權(quán)計算器該方向差高于預(yù)定方向差閾值，以便每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)傳送初始接收加權(quán)給每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)
12.權(quán)利要求11所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)包括(b1)多個第一乘法器(12-1到12-N)，每個該乘法器將每個接收的信號乘以一個加權(quán)系數(shù)；(b2)一個加法器(13-1)，該加法器彼此輸出第一乘法器(12-1到12-N)傳輸?shù)男盘枺?b3)一個通信路徑估計單元(16)，該單元根據(jù)加法器(13-1)傳送的輸出信號估計一個通信路徑，和輸出表示估計的通信路徑的第一信號；(b4)一個第二乘法器(15-2)，該乘法器將判決器(5)傳送的輸出信號乘以第一信號；(b5)一個減法器(13-2)，該減法器將加法器(13-1)傳送的輸出信號減去第二乘法器(15-2)傳送的輸出信號；和(b6)一個更新單元(11)，該單元根據(jù)減法器(13-2)傳送的輸出信號、延遲所接收信號獲得的信號和初始接收加權(quán)計算出接收加權(quán)，每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)獨立于其它的自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)控制其接收加權(quán)，和輸出控制的接收加權(quán)給每個延遲檢測器(3-1-2到3-M-2)。
13.權(quán)利要求11所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)包括(c1)多個通信路徑估計單元(42-1到42-N)，每個該單元接收天線(1-1到1-N)所接收的每個信號；(c2)一個方向估計單元(43)，該單元根據(jù)通信路徑估計單元(42-1到42-N)傳送的輸出信號估計信號到達(dá)天線(1-1到1-N)的方向；和(c3)一個接收加權(quán)計算器(44)，該計算器根據(jù)方向估計單元(43)傳送的輸出信號計算接收加權(quán)，和其中方向估計單元(43)傳送其輸出信號給接收加權(quán)計算器(44)，和接收加權(quán)計算器(44)按照每個延遲檢測器(3-1-3到3-M-3)傳輸?shù)男盘杺魉推漭敵鲂盘柦o每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)作為初始值，用于在每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)中進(jìn)行的加權(quán)控制。
14.權(quán)利要求11所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中每個延遲檢測器(3-1-3到3-M-3)包括(d1)一個峰值方向檢測器(51)，該檢測器根據(jù)自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)傳送的輸出信號檢測接收加權(quán)最大方向性的方向；和(d2)一個比較器(52)，該比較器檢測每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)傳送的方向與最大方向性的方向之間的差，和傳送一個信號給初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)，以便當(dāng)該差高于預(yù)定閾值差時每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)傳送初始接收加權(quán)。
15.權(quán)利要求11所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中自適應(yīng)接收設(shè)備是CDMA類型的。
16.權(quán)利要求15所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)包括(b1)多個反擴頻單元(10-1到10-N)，每個該單元與在天線(1-1到1-N)中接收的每個信號有關(guān)；(b2)多個第一乘法器(12-1到12-N)，每個該乘法器將反擴頻單元(10-1到10-N)傳輸?shù)拿總€輸出信號乘以一個加權(quán)系數(shù)；(b3)一個加法器(13-1)，該加法器一個一個輸出第一乘法器(12-1到12-N)傳輸?shù)男盘枺?b4)一個通信路徑估計單元(16)，該單元根據(jù)加法器(13-1)傳送的輸出信號估計一個通信路徑，和輸出表示一個估計的通信路徑的第一信號；(b5)一個第二乘法器(15-2)，該乘法器將判決器(5)傳送的輸出信號乘以第一信號；(b6)一個減法器(13-2)，該減法器將加法器(13-1)傳送的輸出信號減去第二乘法器(15-2)傳送的輸出信號；和(b7)一個更新單元(11)，該單元根據(jù)減法器(13-2)傳送的輸出信號、延遲反擴頻單元(10-1到10-N)傳輸?shù)男盘柅@得的信號和初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)傳輸?shù)某跏冀邮占訖?quán)計算接收加權(quán)，每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)獨立于其它的每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)控制其接收加權(quán)，和輸出所控制的接收加權(quán)給每個延遲檢測器。
17.權(quán)利要求15所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)包括(c1)多個反擴頻單元(41-1到41-N)，每個該單元與天線(1-1到1-N)所接收的每個信號有關(guān)；(c2)多個通信路徑估計單元(42-1到42-N)，每個該單元接收每個反擴頻單元(41-1到41-N)傳送的輸出信號；(c3)一個方向估計單元(43)，該單元根據(jù)通信路徑估計單元(42-1到42-N)傳送的輸出信號估計信號到達(dá)天線(1-1到1-N)的方向；和(c4)一個接收加權(quán)計算器(44)，該計算器根據(jù)方向估計單元(43)傳送的輸出信號計算接收加權(quán)，接收加權(quán)計算器(44)按照每個延遲檢測器傳輸?shù)男盘杺魉推漭敵鲂盘柦o每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)作為初始值，用于在每個自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)中進(jìn)行的加權(quán)控制。
18.權(quán)利要求15所闡述的自適應(yīng)天線接收設(shè)備，其中每個延遲檢測器(3-1-3到3-M-3)包括(d1)一個峰值方向檢測器(51)，該檢測器根據(jù)自適應(yīng)接收機(3-1-1到3-M-1)傳送的輸出信號檢測接收加權(quán)最大方向性的方向；和(d2)一個比較器(52)，該比較器檢測每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)傳輸?shù)姆较蚺c最大方向性的方向之間的差，和傳送一個信號給初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)，以便當(dāng)該差高于預(yù)定閾值差時每個初始接收加權(quán)計算器(3-1-2到3-M-2)傳送該初始加權(quán)。
全文摘要
一種自適應(yīng)天線接收設(shè)備,該設(shè)備在多個天線(1－1到1－N)接收信號,將每個這樣接收的信號乘以一個加權(quán)系數(shù),和將該乘積彼此相加由此檢測該信號,其特征在于(a)初始接收加權(quán)計算器(3－1－2到3－M－2),每個該計算器根據(jù)接收的信號計算一個初始加權(quán)系數(shù),和(b)自適應(yīng)接收機(3－1－1到3－M－1),每個該接收機按照所接收信號更新該加權(quán)系數(shù)。
文檔編號H01Q3/26GK1345107SQ0114102
公開日2002年4月17日 申請日期2001年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月30日
發(fā)明者石井直人, 吉田尚正, 后川彰久 申請人:日本電氣株式會社