專(zhuān)利名稱(chēng)：自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有由多個(gè)天線(xiàn)元件配置的陣列天線(xiàn)的自適應(yīng)陣列 無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備及其方法。
背景技術(shù)：
作為具有由多個(gè)天線(xiàn)元件配置的陣列天線(xiàn)的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通
信設(shè)備，提出了多個(gè)設(shè)備(例如，見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)1至3)。
例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)l的通信設(shè)備在應(yīng)用自適應(yīng)陣列時(shí)，通過(guò)使用配 置陣列的所有陣列元件來(lái)計(jì)算陣列權(quán)重，并將陣列權(quán)重應(yīng)用于所有元 件。
此外，專(zhuān)利文獻(xiàn)2和3的通信設(shè)備根據(jù)每個(gè)陣列元件的接收功率 的順序(order)和/或陣列元件的相關(guān)值的順序來(lái)選擇所有陣列元件的 一部分，并在此之后通過(guò)所選陣列元件發(fā)送和接收信號(hào)。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利公開(kāi)(A) No. 11-504159
專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本專(zhuān)利公開(kāi)(A) No. 10-154952
專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本專(zhuān)利公開(kāi)(A) No. 2004-28940
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的問(wèn)題
然而，專(zhuān)利文獻(xiàn)1至3中所公開(kāi)的通信設(shè)備具有以下缺點(diǎn)。 在專(zhuān)利文獻(xiàn)l中公開(kāi)的通信設(shè)備中，由于實(shí)際環(huán)境中的衰落和陣列 元件的設(shè)置位置，不同陣列元件的接收電平對(duì)于特定用戶(hù)來(lái)說(shuō)是不同 的。因此，在使用具有低接收電平的陣列元件時(shí)，這些天線(xiàn)元件甚至 僅對(duì)于信號(hào)質(zhì)量有微小的改進(jìn)。隨著處理量增加，收斂速度變慢。
此外，對(duì)于處理量，盡管取決于自適應(yīng)算法，但是通常，當(dāng)元件個(gè)數(shù)為N時(shí)，處理量與N"2("指示冪)成正比。例如，當(dāng)N-8時(shí)，處理 量與8**2=64成正比。此外，對(duì)于收斂速度，盡管取決于自適應(yīng)算法， 但是通常，收斂速度與N的倍數(shù)成正比。例如，當(dāng)N-8時(shí)，必須執(zhí)行至 少16次(2乘以8)的重復(fù)運(yùn)算。此外，同樣地，有時(shí)16或更多的接收 采樣非常必要。
如在該專(zhuān)利文獻(xiàn)l中所示，當(dāng)通過(guò)使用配置了陣列的所有陣列元件 計(jì)算陣列權(quán)重、并向所有元件應(yīng)用陣列權(quán)重時(shí)，當(dāng)元件個(gè)數(shù)很大時(shí)， 處理量也很大，并且收斂變慢。此外，為了實(shí)際完成該處理量，需要 大量DSP。功耗也變大。
此外，由于利用了所有陣列元件，所以需要無(wú)方向性陣列元件， 從而所有陣列元件可以接收隨機(jī)出現(xiàn)在所有方向上的用戶(hù)信號(hào)，因而 不再能顯示出方向性陣列元件的優(yōu)點(diǎn)。因此，傳送/接收所覆蓋的距離 變小。
此外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2和3中公開(kāi)的通信設(shè)備根據(jù)接收功率的順序和/ 或相關(guān)值的順序(從最小一個(gè)開(kāi)始)來(lái)選擇天線(xiàn)，但是該天線(xiàn)選擇方 法存在不能完全應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境的問(wèn)題。
例如，在僅有期望信號(hào)的環(huán)境中，可以根據(jù)接收功率的順序和/ 或相關(guān)值的順序(從最小一個(gè)開(kāi)始)來(lái)正確地選擇陣列元件。然而， 在還存在干擾信號(hào)的環(huán)境中，接收功率還包括干擾信號(hào)的分量。因此， 即使在接收功率最大時(shí)，也不知道該功率是期望信號(hào)的功率還是干擾 信號(hào)的功率，所以存在將會(huì)失去接收功率的順序的意義、并且不能夠 正確地選擇天線(xiàn)陣列的可能性。
此外，對(duì)于相關(guān)值的順序(從最小一個(gè)開(kāi)始)，由于存在干擾分量， 所以干擾信號(hào)影響了相關(guān)值，并且不能正確地選擇陣列元件。此外， 即使在通過(guò)同時(shí)使用接收功率的順序和相關(guān)值的順序來(lái)選擇陣列元件 時(shí)，干擾分量也會(huì)影響功率值和相關(guān)值自身，因而失去了清楚的含義， 不能正確地選擇陣列元件。
此外，在信號(hào)傳送環(huán)境中出現(xiàn)了大量用戶(hù)信號(hào)、大量多路徑信號(hào) 和大量干擾信號(hào)、特別是未知干擾信號(hào)的復(fù)雜情況下，即使假設(shè)可以 測(cè)量和計(jì)算期望信號(hào)的功率和清楚定義的相關(guān)值，通過(guò)功率值和相關(guān)
值來(lái)確定適合的選擇標(biāo)準(zhǔn)自身也會(huì)變得非常困難。
例如，如果通過(guò)使用消除干擾信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇陣列元件，則存 在將會(huì)選擇具有期望信號(hào)的低接收電平的陣列元件的可能性。
相反，當(dāng)通過(guò)使用能夠最大限度地接收期望信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇陣 列元件時(shí)，存在干擾消除效果變差的可能性。
接下來(lái)，在選擇了天線(xiàn)之后，所選天線(xiàn)元件固定。因此，當(dāng)信號(hào) 條件隨傳送/接收的另一方而改變時(shí)(例如，當(dāng)移動(dòng)站的用戶(hù)高速移動(dòng) 時(shí))，不能夠再跟蹤另一方，不能很好地執(zhí)行傳送/接收，有時(shí)不可能 進(jìn)行傳送/接收本身。
此外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2和3中公開(kāi)的通信設(shè)備中，需要處理每個(gè)天線(xiàn) 的功率和天線(xiàn)自身之間的相關(guān)值的計(jì)算。
具體地，當(dāng)計(jì)算天線(xiàn)之間的相關(guān)值時(shí)，例如當(dāng)存在八根天線(xiàn)時(shí)，
必須進(jìn)行相關(guān)性的(8*7) /2=28次計(jì)算。假設(shè)對(duì)于單個(gè)相關(guān)性運(yùn)算必 須進(jìn)行16次復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算，則必須進(jìn)行28*16=448次復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算。當(dāng) 利用所有元件時(shí)，這已經(jīng)超出了處理量。
此外，在計(jì)算功率時(shí)，處理量小于計(jì)算相關(guān)值時(shí)的處理量，但是 如果假設(shè)對(duì)于單個(gè)功率計(jì)算必須進(jìn)行10次復(fù)數(shù)乘法操作，則對(duì)于八根 天線(xiàn)的接收功率的計(jì)算，必須進(jìn)行10*8=80次復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算。
因此，即使降低相關(guān)性和功率的處理精度并降低復(fù)數(shù)乘法運(yùn)算的 所需次數(shù)，也明確地需要特定的處理程度。此外，即使不計(jì)算接收功 率，而僅計(jì)算特定接收信號(hào)、例如期望信號(hào)的功率，也需要能夠?qū)⑻?定信號(hào)與接收信號(hào)分離的處理。對(duì)于該分離，也需要大量的處理。
如上所述，專(zhuān)利文獻(xiàn)l中公開(kāi)的設(shè)備通過(guò)使用所有天線(xiàn)元件來(lái)計(jì)算 陣列權(quán)重，并向所有陣列元件應(yīng)用陣列權(quán)重。然而，在這種方法中， 即使對(duì)于具有低接收電平的陣列元件(幾乎對(duì)于自適應(yīng)陣列不起作用 的陣列元件)來(lái)說(shuō)也需要計(jì)算陣列權(quán)重，因而處理量增加，收斂速度 變慢。
此外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2和3中公開(kāi)的設(shè)備中，基于在所有陣列元件處 接收的信號(hào)功率的順序和相關(guān)值的順序，來(lái)選擇用于傳送/接收的陣列 元件。然而在這些選擇方法中，也引用了干擾信號(hào)的功率，因而并沒(méi)
有適合地選擇適用于傳送/接收的陣列元件。
本發(fā)明的目的是提供自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備及其方法，能夠適 當(dāng)?shù)厥褂锰幚砹啃　⑹諗克俣瓤觳⑦m用于傳送/接收的天線(xiàn)元件。
解決問(wèn)題的方案
本發(fā)明的第一方面是一種自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，具有由多個(gè) 天線(xiàn)元件配置的陣列天線(xiàn)，所述自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備包括陣列 權(quán)重生成單元，用于生成在多個(gè)天線(xiàn)元件處接收的接收信號(hào)的權(quán)重系 數(shù)；天線(xiàn)元件確定單元，用于基于在陣列權(quán)重生成單元處生成的權(quán)重 系數(shù)來(lái)確定用于傳送/接收的天線(xiàn)元件；加權(quán)單元，用于對(duì)天線(xiàn)元件確 定單元所確定的天線(xiàn)元件的接收信號(hào)和/或傳送信號(hào)進(jìn)行加權(quán)；以及方 向性控制單元，用于通過(guò)加權(quán)單元的加權(quán)來(lái)控制天線(xiàn)陣列的方向性。
本發(fā)明的第二方面是一種自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，具有由多個(gè) 天線(xiàn)元件配置的陣列天線(xiàn)，所述自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備包括陣列 權(quán)重生成單元，用于生成在多個(gè)天線(xiàn)元件處接收的接收信號(hào)的權(quán)重系 數(shù)；天線(xiàn)元件確定單元，用于基于在陣列權(quán)重生成單元處生成的權(quán)重 系數(shù)來(lái)確定用于傳送/接收的天線(xiàn)元件；加權(quán)單元，用于對(duì)天線(xiàn)元件確 定單元所確定的天線(xiàn)元件的每一個(gè)接收信號(hào)和/或每一個(gè)傳送信號(hào)進(jìn) 行加權(quán)；方向性控制單元，用于通過(guò)加權(quán)單元的加權(quán)來(lái)控制天線(xiàn)陣列 的方向性；以及天線(xiàn)元件確定時(shí)段的控制單元，用于控制所述天線(xiàn)元 件確定單元，從而間歇地執(zhí)行天線(xiàn)元件的確定，以及用于基于天線(xiàn)元 件確定單元所確定的天線(xiàn)元件的信息來(lái)調(diào)整天線(xiàn)元件確定單元的確定 時(shí)段。
優(yōu)選地，通過(guò)將天線(xiàn)元件確定單元所確定的天線(xiàn)元件的組合與在 前確定的天線(xiàn)元件的組合進(jìn)行比較，來(lái)調(diào)整該時(shí)段，當(dāng)這兩個(gè)組合相 同時(shí)使該時(shí)段變長(zhǎng)，以及當(dāng)這兩個(gè)組合不同時(shí)使該時(shí)段變短。
優(yōu)選地，通過(guò)計(jì)算天線(xiàn)元件確定單元所確定的天線(xiàn)元件中的當(dāng)前 陣列權(quán)重矢量與在前陣列權(quán)重矢量的內(nèi)積來(lái)調(diào)整該時(shí)段，當(dāng)該內(nèi)積大 于閾值時(shí)使該時(shí)段變長(zhǎng)，當(dāng)該內(nèi)積小于閾值時(shí)使該時(shí)段變短。
優(yōu)選地，天線(xiàn)元件確定時(shí)段的控制單元對(duì)該時(shí)段進(jìn)行調(diào)整，從而
在該時(shí)段長(zhǎng)于提前設(shè)置的時(shí)間時(shí)，將該時(shí)段設(shè)為該提前設(shè)置的時(shí)間。
優(yōu)選地，天線(xiàn)元件確定時(shí)段的控制單元計(jì)算天線(xiàn)元件確定單元所 確定的天線(xiàn)元件中的當(dāng)前陣列權(quán)重矢量與在前陣列權(quán)重矢量的內(nèi)積， 并控制所述天線(xiàn)元件確定單元，從而在該內(nèi)積小于閾值時(shí)，在下次生 成權(quán)重系數(shù)時(shí)使用所有天線(xiàn)元件。
本發(fā)明的第三方面是一種無(wú)線(xiàn)通信方法，用于通過(guò)具有由多個(gè)天 線(xiàn)元件配置的陣列天線(xiàn)的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，所 述方法包括陣列權(quán)重生成步驟，用于生成在多個(gè)天線(xiàn)元件處接收的 接收信號(hào)的權(quán)重系數(shù)；天線(xiàn)元件確定步驟，用于基于在陣列權(quán)重生成 步驟中生成的權(quán)重系數(shù)來(lái)確定用于傳送/接收的天線(xiàn)元件；加權(quán)步驟， 用于對(duì)天線(xiàn)元件確定步驟所確定的天線(xiàn)元件的接收信號(hào)和/或傳送信
號(hào)進(jìn)行加權(quán)；以及方向性控制步驟，用于通過(guò)加權(quán)步驟的加權(quán)來(lái)控制
天線(xiàn)陣列的方向性。
本發(fā)明的第四方面是一種無(wú)線(xiàn)通信方法，用于通過(guò)具有由多個(gè)天 線(xiàn)元件配置的陣列天線(xiàn)的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，所
述方法包括陣列權(quán)重生成步驟，用于生成在多個(gè)天線(xiàn)元件處接收的
接收信號(hào)的權(quán)重系數(shù)；天線(xiàn)元件確定步驟，用于基于在陣列權(quán)重生成 步驟中生成的權(quán)重系數(shù)來(lái)確定用于傳送/接收的天線(xiàn)元件；加權(quán)步驟， 用于對(duì)天線(xiàn)元件確定步驟所確定的天線(xiàn)元件的每一個(gè)接收信號(hào)和/或 每一個(gè)傳送信號(hào)進(jìn)行加權(quán)；方向性控制步驟，用于通過(guò)加權(quán)步驟的加 權(quán)來(lái)控制天線(xiàn)陣列的方向性；以及天線(xiàn)元件確定時(shí)段的控制步驟，用 于控制所述天線(xiàn)元件確定步驟，從而間歇地執(zhí)行天線(xiàn)元件的確定，以 及用于基于天線(xiàn)元件確定步驟所確定的天線(xiàn)元件的信息來(lái)調(diào)整天線(xiàn)元 件確定步驟的確定時(shí)段。
優(yōu)選地，通過(guò)將天線(xiàn)元件確定步驟所確定的天線(xiàn)元件的組合與在 前確定的天線(xiàn)元件的組合進(jìn)行比較，來(lái)調(diào)整該時(shí)段，當(dāng)這兩個(gè)組合相 同時(shí)使該時(shí)段變長(zhǎng)，以及當(dāng)這兩個(gè)組合不同時(shí)使該時(shí)段變短。
優(yōu)選地，通過(guò)計(jì)算天線(xiàn)元件確定步驟所確定的天線(xiàn)元件中的當(dāng)前 陣列權(quán)重矢量與在前陣列權(quán)重矢量的內(nèi)積來(lái)調(diào)整該時(shí)段，當(dāng)該內(nèi)積大 于閾值時(shí)使該時(shí)段變長(zhǎng)，當(dāng)該內(nèi)積小于閾值時(shí)使該時(shí)段變短。
優(yōu)選地，天線(xiàn)元件確定時(shí)段的控制步驟對(duì)該時(shí)段進(jìn)行調(diào)整，從而 在該時(shí)段長(zhǎng)于提前設(shè)置的時(shí)間時(shí)，將該時(shí)段設(shè)為該提前設(shè)置的時(shí)間。
優(yōu)選地，天線(xiàn)元件確定時(shí)段的控制步驟計(jì)算天線(xiàn)元件確定步驟所 確定的天線(xiàn)元件中的當(dāng)前陣列權(quán)重矢量與在前陣列權(quán)重矢量的內(nèi)積， 并控制所述天線(xiàn)元件確定步驟，從而在該內(nèi)積小于閾值時(shí)，在下次生 成權(quán)重系數(shù)時(shí)使用所有天線(xiàn)元件。
本發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明，可以適當(dāng)?shù)卮_定處理量小、收斂速度快、并且適用 于通信的天線(xiàn)元件，并可以將所確定的天線(xiàn)元件用于加權(quán)，從而改進(jìn) 陣列天線(xiàn)的方向性。


圖1是示出了根據(jù)本實(shí)施例的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的接收系 統(tǒng)的配置的示例的框圖。
圖2是示出了根據(jù)本實(shí)施例的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的傳送系
統(tǒng)的配置的示例的框圖。
圖3是解釋根據(jù)本實(shí)施例的控制單元的控制操作的流程圖。
圖4是示出了天線(xiàn)元件確定處理的概況的圖示。
圖5是示出了所選天線(xiàn)的確定的第一示例的流程圖。
圖6是示出了所選天線(xiàn)的確定的第二示例的流程圖。
圖7是示出了天線(xiàn)選擇更新時(shí)間的控制的第一示例的流程圖。
圖8是示出了天線(xiàn)選擇更新時(shí)間的控制的第二示例的流程圖。
圖9是示出了更新后的天線(xiàn)更新時(shí)間的上/下限的控制的示例的
流程圖。
圖10是示出了用于天線(xiàn)選擇更新時(shí)間修正的控制的示例的流程圖。
圖11是示意性地示出了圖10中的處理概況的圖示。 圖12是示出了天線(xiàn)元件方向性的示例的圖示。附圖標(biāo)記說(shuō)明
10-自適應(yīng)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，20R-接收系統(tǒng)，20S-傳送系統(tǒng)，21-天 線(xiàn)陣列單元，211-圓柱反射板，22-RF單元，23-天線(xiàn)元件選擇單元， 24-陣列權(quán)重計(jì)算單元，25R-加權(quán)合成單元，25A-加權(quán)單元，26-控制 單元，以及27-天線(xiàn)開(kāi)關(guān)。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。 圖1和圖2是示出了根據(jù)本實(shí)施例的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備的 配置示例的框圖，其中圖l示出了接收系統(tǒng)，以及圖2示出了傳送系統(tǒng)。
為了實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)陣列處理中的處理量的降低和收斂速度的提高， 根據(jù)本實(shí)施例的自適應(yīng)無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備10從配置自適應(yīng)陣列的多個(gè)天 線(xiàn)元件中確定用于傳送/接收的天線(xiàn)元件。在本實(shí)施例中，通過(guò)基于在 多個(gè)天線(xiàn)元件處接收的接收信號(hào)的權(quán)重系數(shù)來(lái)確定用于傳送/接收的 天線(xiàn)元件，對(duì)所確定天線(xiàn)元件的接收信號(hào)進(jìn)行加權(quán)，并控制天線(xiàn)的方 向性，有效地減小了加權(quán)合成的處理量，以提高收斂速度并提高天線(xiàn) 的方向性。
應(yīng)注意，在本實(shí)施例中，"權(quán)重系數(shù)(陣列權(quán)重)的絕對(duì)值"表示 復(fù)數(shù)權(quán)重的幅度。
此外，選擇具有大絕對(duì)值的權(quán)重系數(shù)的天線(xiàn)元件的原因在于，具 有大絕對(duì)值的權(quán)重系數(shù)加權(quán)的信號(hào)對(duì)于加權(quán)和信號(hào)的質(zhì)量的改進(jìn)起到 重要的作用。
在本實(shí)施例中，提供了一種使用多個(gè)(三個(gè)或更多)天線(xiàn)元件的 陣列天線(xiàn)傳送/接收系統(tǒng)，其中，從天線(xiàn)元件中自適應(yīng)地確定天線(xiàn)元件 的最佳部分，并僅將自適應(yīng)陣列應(yīng)用于所確定的元件。由此，提供了 一種自適應(yīng)陣列傳送/接收設(shè)備，其減小了處理量并提高了收斂速度， 同時(shí)使用反射板或方向性天線(xiàn)元件來(lái)使傳送/接收的覆蓋范圍加倍。
在本實(shí)施例中，根據(jù)諸如MMSE之類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于特定用戶(hù)， 從所有接收天線(xiàn)元件中自適應(yīng)地確定天線(xiàn)元件的最佳部分。 此外，在相應(yīng)用戶(hù)的下一接收時(shí)隙中，計(jì)算陣列權(quán)重，并僅將自 適應(yīng)陣列應(yīng)用于所確定的個(gè)數(shù)的天線(xiàn)。
此外，間歇地執(zhí)行從所有接收天線(xiàn)元件中自適應(yīng)地確定天線(xiàn)元件 的最佳部分的處理，以動(dòng)態(tài)地跟蹤傳送/接收方之間的無(wú)線(xiàn)電波情況。
此外，根據(jù)傳送/接收方之間的無(wú)線(xiàn)電波情況的波動(dòng)，來(lái)自適應(yīng)地 調(diào)整用于執(zhí)行確定天線(xiàn)元件的最佳部分的處理的時(shí)間間隔。
此外，在本實(shí)施例中，當(dāng)成圓形地設(shè)置陣列的天線(xiàn)元件(這里， 也可以將方形、三角形設(shè)置認(rèn)為是圓形設(shè)置)時(shí)，將反射板放置在該 圓內(nèi)?？蛇x地，將方向性天線(xiàn)用于陣列元件，以強(qiáng)制地阻斷來(lái)自不必 要的方向的接收和/或至不必要的方向的傳送。由此，配置該設(shè)備，以 抑制所確定的天線(xiàn)元件的頻率改變、提高接收靈敏度、增加傳送方向 的傳輸功率同時(shí)保持發(fā)射機(jī)的傳輸功率、或者減小發(fā)射機(jī)的傳輸功率 同時(shí)保持傳送方向的傳輸功率。
以下，將使用圖1和2的接收系統(tǒng)20R和傳送系統(tǒng)20S作為示例 來(lái)具體地解釋本實(shí)施例的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備。
應(yīng)注意，在這里為了便于解釋?zhuān)鳛槭纠?，將?duì)陣列是圓形的并 應(yīng)用于移動(dòng)通信的基站的情況進(jìn)行解釋。
如圖1所示，接收系統(tǒng)20R具有天線(xiàn)陣列單元21，具有圓形狀 態(tài)設(shè)置的多個(gè)陣列天線(xiàn)元件ANT-1至ANT-N和圓柱形的反射板 (RFLCT) 211; RF單元(RF前端單元)22R;為每個(gè)用戶(hù)設(shè)置的天 線(xiàn)元件選擇單元(ANTSEL) 23R;用作陣列權(quán)重生成單元的陣列權(quán)重 計(jì)算單元(AWCAL) 24R;用作加權(quán)單元的加權(quán)求和單元(WSYNT) 25R;以及作為主要組件的控制單元(CTL) 26R。
在圖1中，用戶(hù)USR-1至USR-K的接收單元RCVU-1至RCVU-K 的每個(gè)由天線(xiàn)元件選擇單元23R、陣列權(quán)重計(jì)算單元24R和加權(quán)合成 單元25R形成。此外，在圖1中，RS1指示用戶(hù)USR-1的接收信號(hào)， RS2指示用戶(hù)USR-2的接收信號(hào)，以及RSK指示用戶(hù)USR-K的接收 信號(hào)。
如圖2所示，按照與接收系統(tǒng)相同的方式，傳送系統(tǒng)20S具有 天線(xiàn)陣列單元21，具有圓形狀態(tài)設(shè)置的多個(gè)陣列天線(xiàn)元件ANT-1至
ANT-N和圓柱形的反射板(RFLCT) 211; RF單元(RF前端單元) 22S;天線(xiàn)元件選擇單元(ANTSEL) 23S;用作陣列權(quán)重生成單元的 陣列權(quán)重計(jì)算單元(AWCAL)24S;用作加權(quán)單元的加權(quán)單元(WEIT) 25A;控制單元(CTL)26S;以及作為主要組件的天線(xiàn)開(kāi)關(guān)(ANTSW) 27。
在圖2中，每個(gè)用戶(hù)USR-1的接收單元RCVU-1由天線(xiàn)元件選擇 單元23S、陣列權(quán)重計(jì)算單元24S和控制單元26S形成。此外，在圖 2中，用戶(hù)USR-1的傳送單元TRNSM1由加權(quán)單元25A和天線(xiàn)開(kāi)關(guān) 27形成。
RF單元22將天線(xiàn)元件ANT-1至ANT-N的接收信號(hào)轉(zhuǎn)換至基帶， 通過(guò)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器將它們數(shù)字化，并將它們作為接收信號(hào)XI、 X2、 ...XN輸出。
圖1僅示出了接收，但是在傳送的情況下，RF單元22S還具有 傳送/接收幵關(guān)單元(雙工器)，用于將基帶信號(hào)上變頻至傳送頻率， 以使傳送和接收能夠共享天線(xiàn)元件ANT-1至ANT-N。
天線(xiàn)元件選擇單元23使用所有天線(xiàn)元件ANT-1至ANT-N、或者 根據(jù)來(lái)自控制單元26的控制信息而使用控制單元26所指定的M個(gè)天 線(xiàn)，來(lái)輸出所接收的信號(hào)。
陣列權(quán)重計(jì)算單元24通過(guò)使用來(lái)自天線(xiàn)元件選擇單元23的輸出 信號(hào)和來(lái)自控制單元26的控制信息，根據(jù)MMSE等標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算陣列權(quán) 重。
將陣列權(quán)重計(jì)算單元24所計(jì)算的陣列權(quán)重發(fā)送至控制單元26以 及加權(quán)求和單元25R或加權(quán)單元25A。
加權(quán)求和單元25R通過(guò)從陣列權(quán)重計(jì)算單元24發(fā)送的陣列權(quán)重 來(lái)對(duì)天線(xiàn)元件選擇單元23的輸出信號(hào)進(jìn)行求和，并作為用戶(hù)的接收信 號(hào)而輸出結(jié)果。
此外，加權(quán)單元25A根據(jù)從陣列權(quán)重計(jì)算單元24發(fā)送的陣列權(quán) 重來(lái)對(duì)用戶(hù)的傳送信號(hào)進(jìn)行加權(quán)。
控制單元26基于從陣列權(quán)重計(jì)算單元24發(fā)送的陣列權(quán)重信息， 來(lái)確定用于通信的天線(xiàn)元件的組合(天線(xiàn)元件確定單元)，并將信息發(fā)
送至天線(xiàn)元件選擇單元23和陣列權(quán)重計(jì)算單元24.
此外，控制單元26獲知用于天線(xiàn)元件的確定的時(shí)段，從而跟蹤 信號(hào)環(huán)境隨傳送/接收的另一方的波動(dòng)速率；基于所獲知的結(jié)果來(lái)調(diào)整 用于天線(xiàn)元件的確定的時(shí)段；并向天線(xiàn)元件選擇單元23 (天線(xiàn)元件確 定時(shí)段的控制單元)通知用于天線(xiàn)元件的確定的定時(shí)。
更具體地，控制單元26具有如方向性控制單元的功能，用于基 于加權(quán)信號(hào)來(lái)控制陣列天線(xiàn)元件的方向性，并具有間歇地確定天線(xiàn)元 件的功能。此外，控制單元26具有如天線(xiàn)元件確定時(shí)段的控制單元的 功能，用于基于控制單元236所確定的天線(xiàn)元件的信息來(lái)調(diào)整確定用 于通信的天線(xiàn)元件的時(shí)段。
通過(guò)將控制單元26所確定的天線(xiàn)元件的組合與在前確定的天線(xiàn) 元件的組合進(jìn)行比較，來(lái)調(diào)整該時(shí)段，當(dāng)這兩個(gè)組合相同時(shí)使該時(shí)段 變長(zhǎng)，以及當(dāng)這兩個(gè)組合不同時(shí)使該時(shí)段變短。
此外，通過(guò)計(jì)算控制單元26所確定的天線(xiàn)元件中的當(dāng)前陣列權(quán) 重矢量與在前陣列權(quán)重矢量的內(nèi)積來(lái)調(diào)整該時(shí)段，當(dāng)該內(nèi)積大于閾值 時(shí)使該時(shí)段變長(zhǎng)，當(dāng)該內(nèi)積小于閾值時(shí)使該時(shí)段變短。
此外，控制單元26對(duì)該時(shí)段進(jìn)行調(diào)整，從而在該時(shí)段長(zhǎng)于提前 設(shè)置的時(shí)間時(shí)，將該時(shí)段設(shè)為該設(shè)置時(shí)間。然而，還可以計(jì)算控制單 元26確定的天線(xiàn)元件中的當(dāng)前陣列權(quán)重矢量與在前陣列權(quán)重矢量的 內(nèi)積，從而在該內(nèi)積小于閾值時(shí)，在下次生成權(quán)重系數(shù)時(shí)使用所有天 線(xiàn)元件。
以下，將進(jìn)一步詳細(xì)解釋控制單元26。
這里，為了便于解釋?zhuān)瑢⒆鳛槭纠龑?duì)用戶(hù)l的接收進(jìn)行解釋(見(jiàn) 圖3)。當(dāng)存在多個(gè)用戶(hù)時(shí)，這些用戶(hù)獨(dú)立地執(zhí)行與用戶(hù)1相同的處理。
圖3是用于解釋根據(jù)本實(shí)施例的控制單元的控制操作的流程圖。
圖4是示出了天線(xiàn)元件確定處理的概況的圖示。
在開(kāi)始接收時(shí)，控制單元26控制天線(xiàn)元件選擇單元23，從而使 用在基站中提供的所有天線(xiàn)元件(ST1)。
陣列權(quán)重計(jì)算單元24根據(jù)MMSE等標(biāo)準(zhǔn)，使用所有天線(xiàn)元件的 接收信號(hào)X1、 X2、 ...、 XN來(lái)計(jì)算陣列權(quán)重W1、 W2、 ...、 WN。當(dāng)接收到這些計(jì)算結(jié)果時(shí)，控制單元26確定用于通信的天線(xiàn)(ST2、 ST3)。
在步驟ST3中確定天線(xiàn)的過(guò)程中，例如在圖5所示的示例中，首 先，按照從陣列權(quán)重計(jì)算單元24所計(jì)算的陣列權(quán)重(權(quán)重系數(shù))的最 大絕對(duì)值開(kāi)始的順序?qū)?多個(gè))天線(xiàn)進(jìn)行排序，并存儲(chǔ)為表(列表)。 當(dāng)存在多個(gè)用戶(hù)時(shí)，針對(duì)多個(gè)用戶(hù)，將這些排序后的表(列表)準(zhǔn)備 好并存儲(chǔ)(ST31)。
在恒定的時(shí)間間隔之后，繼續(xù)執(zhí)行這些類(lèi)型的排序和表的準(zhǔn)備。 應(yīng)注意，這里"恒定時(shí)間間隔"是指"天線(xiàn)選擇更新時(shí)間"(例如1秒) Tantupd o
接下來(lái)，基于準(zhǔn)備好的表，按照從陣列權(quán)重的最大絕對(duì)值開(kāi)始的 順序確定M (<N)個(gè)天線(xiàn)元件(ST32)。
在圖3中，對(duì)于表準(zhǔn)備好之后的預(yù)定經(jīng)過(guò)時(shí)間(表準(zhǔn)備好之后經(jīng) 過(guò)的時(shí)間)TpAss，輸入0。當(dāng)達(dá)到了用于計(jì)算陣列權(quán)重的信號(hào)接收的 時(shí)間時(shí)(ST5)，使天線(xiàn)元件選擇單元23選擇控制單元26所確定的M 個(gè)天線(xiàn)元件(ST6)，并使天線(xiàn)元件選擇單元23繼續(xù)使用那M個(gè)天線(xiàn)，
直至發(fā)布下一指令(直至經(jīng)過(guò)了天線(xiàn)選擇更新時(shí)間tantupd) (ST7)。
應(yīng)注意，作為確定天線(xiàn)的另一方法，還存在如下方法，用于根據(jù) 基于MMSE等標(biāo)準(zhǔn)所計(jì)算的陣列權(quán)重來(lái)選擇天線(xiàn)元件，但是不確定固 定的M個(gè)元件，而是如圖6所示，將具有與圖6所示的因素(陣列權(quán) 重絕對(duì)值的最大權(quán)重)相比例如1/10或更大的絕對(duì)值的天線(xiàn)元件確定 為用于通信的天線(xiàn)元件(ST33)。
以這種方式，根據(jù)基于MMSE等計(jì)算的陣列權(quán)重來(lái)確定用于通 信的天線(xiàn)元件，因而總是可以選擇最佳天線(xiàn)元件，而不考慮復(fù)雜的無(wú) 線(xiàn)電波環(huán)境。
接下來(lái)，當(dāng)表準(zhǔn)備好之后所經(jīng)過(guò)的時(shí)間TPASS大于天線(xiàn)選擇更新 時(shí)間TANTUPD，換言之，當(dāng)表準(zhǔn)備好之后經(jīng)過(guò)了天線(xiàn)選擇更新時(shí)間 TANTUPD (ST8)，則控制單元26使天線(xiàn)元件選擇單元23再次選擇所有 天線(xiàn)元件(ST9)，以及陣列權(quán)重計(jì)算單元24基于MMSE等針對(duì)所有 天線(xiàn)元件來(lái)計(jì)算陣列權(quán)重(STIO)。然后，控制單元26通過(guò)最新計(jì)算
的陣列權(quán)重來(lái)確定用于隨后的通信的天線(xiàn)元件(STll)。
在確定了天線(xiàn)元件之后，對(duì)于表準(zhǔn)備好之后經(jīng)過(guò)的時(shí)間TpASs,輸
入0 (ST12)，用于控制天線(xiàn)選擇更新時(shí)間TANTUPD (ST13)。此外， 例如對(duì)天線(xiàn)選擇更新時(shí)間TANTUPD的上/下限進(jìn)行控制(ST14)。當(dāng)達(dá) 到了用于接收計(jì)算陣列權(quán)重的信號(hào)的定時(shí)時(shí)，使天線(xiàn)元件選擇單元23 選擇控制單元26所確定的M個(gè)天線(xiàn)元件(ST15)，并使天線(xiàn)元件選 擇單元23繼續(xù)使用這M個(gè)天線(xiàn)，直至發(fā)布下一指令(直至經(jīng)過(guò)了天 線(xiàn)選擇更新時(shí)間TANTUPD) (ST16)。
此外，如圖7所示，控制單元26將當(dāng)前所選天線(xiàn)元件的組合與 在前所選天線(xiàn)元件進(jìn)行比較(ST41)。
當(dāng)上述組合相同時(shí)，山于信號(hào)環(huán)境穩(wěn)定而增加天線(xiàn)選擇更新時(shí)間 Tantupd (S丁42)。
另一方面，當(dāng)上述組合不同時(shí)，無(wú)線(xiàn)電波環(huán)境不穩(wěn)定，因而必須
立即更新選擇，所以減小天線(xiàn)選擇更新時(shí)間TANTupD (ST43)。
通過(guò)這樣來(lái)調(diào)整天線(xiàn)選擇更新時(shí)間，可以控制陣列以跟蹤無(wú)線(xiàn)電 波情況隨傳送/接收的另一方的波動(dòng)，同時(shí)減小天線(xiàn)元件的無(wú)用確定和 選擇的次數(shù)，并減小處理量。
應(yīng)注意，對(duì)于獲知天線(xiàn)選擇更新時(shí)間的方法，如上所述，不同于
將該組合與在前所選的M個(gè)天線(xiàn)元件進(jìn)行比較的方法，如圖8所示， 還存在如下方法使用陣列權(quán)重作為矢量，計(jì)算與在前計(jì)算的陣列權(quán) 重矢量的內(nèi)積INNPRO (ST51)，在該內(nèi)積小于閾值(例如0.5) TH 時(shí)減小天線(xiàn)選擇更新時(shí)間TANTUPD (ST52、 ST53)，并在該內(nèi)積大于閾 值TH時(shí)增大天線(xiàn)選擇更新時(shí)間TANTUPD (ST52、 ST54)。
此外，當(dāng)天線(xiàn)選擇更新時(shí)間T^tupd過(guò)長(zhǎng)時(shí)，存在終端移動(dòng)到所
選天線(xiàn)的方向性范圍外部的可能性，因而設(shè)置天線(xiàn)選擇更新時(shí)間 TANTUPD的更新上限時(shí)間TUPDIiMT。
例如，在圖9的示例中，當(dāng)天線(xiàn)選擇更新時(shí)間超過(guò)了更新上限時(shí)
間TupDLMT時(shí)，為此輸入天線(xiàn)選擇更新時(shí)間TANTUPD的更新上限時(shí)間
T訓(xùn)lmt (ST61、 ST62)。
如圖10所示，作為另一方法，可以考慮如下方法通過(guò)短于天
線(xiàn)選擇更新時(shí)間tantupd但長(zhǎng)于陣列權(quán)重計(jì)算時(shí)段(時(shí)段)Pawcal的 時(shí)段，計(jì)算在前陣列權(quán)重和當(dāng)前陣列權(quán)重的內(nèi)積；以及在該內(nèi)積小于
閾值時(shí)使用所有天線(xiàn)元件(縮短天線(xiàn)選擇更新時(shí)間TANTUPD) (ST71 至ST75)。
在圖10中，當(dāng)內(nèi)積驗(yàn)證之后的時(shí)間T!麗VRF超過(guò)該內(nèi)積驗(yàn)證時(shí)段
PINNVRF (ST71)時(shí)，計(jì)算所有天線(xiàn)中的當(dāng)前陣列權(quán)重矢量和在前陣列 權(quán)重矢量的內(nèi)積INNPRO (ST72)。當(dāng)內(nèi)積INNPRO超過(guò)閾值TH時(shí)， 從下一陣列權(quán)重計(jì)算使用信號(hào)的接收時(shí)刻起選擇所有天線(xiàn)(ST74)， 并將0輸入內(nèi)積驗(yàn)證之后的時(shí)間TINNVRF。當(dāng)內(nèi)積INNPRO大于閾值 TH時(shí)，無(wú)需經(jīng)過(guò)步驟ST74而將0輸入內(nèi)積驗(yàn)證之后的時(shí)間TINNVRF。 圖11示意性地示出了圖10中處理的概況。
在圖11中，以與所述方式相同的方式，在短于天線(xiàn)選擇更新時(shí)
間tantupd但長(zhǎng)于陣列權(quán)重計(jì)算時(shí)段pawcal的時(shí)段(內(nèi)積驗(yàn)證時(shí)段) Pj麗vrf處計(jì)算在前陣列權(quán)重和當(dāng)前陣列權(quán)重的內(nèi)積。
然后，當(dāng)計(jì)算結(jié)果小于閾值TH時(shí)，在由<八>所指示的時(shí)間點(diǎn)處 選擇所有天線(xiàn)，盡管最初在圖中〈B〉所指示的時(shí)間點(diǎn)處選擇所有天線(xiàn)。
此外，為了抑制控制單元26中的天線(xiàn)元件的頻率確定，在本實(shí) 施例中，在以圓形狀態(tài)設(shè)置陣列元件的情況下，使用反射板或方向性 天線(xiàn)來(lái)強(qiáng)制地阻斷不必要方向上的接收。
由此，抑制了控制單元26中的天線(xiàn)元件的頻率確定，可以使天 線(xiàn)元件陣列元件確定的時(shí)段更長(zhǎng)，并相應(yīng)地減小處理量。
例如，使用反射板來(lái)阻斷不面向移動(dòng)終端用戶(hù)方向(對(duì)于方向性 天線(xiàn)而言相同)的陣列元件的接收，并不草率地選擇相反側(cè)的天線(xiàn)元 件，通常穩(wěn)定地選擇面向該用戶(hù)方向的天線(xiàn)元件。
由于這些因素和本實(shí)施例天線(xiàn)元件的確定時(shí)段的已知特征，天線(xiàn) 元件的頻率確定并不必要，所以可以相應(yīng)地減小處理量。
此外，在本實(shí)施例中，由于設(shè)置并利用了反射板或方向性天線(xiàn)， 所以?xún)H在所需方向上接收和/或傳送信號(hào)，所以在傳送/接收方向上大 大地增加了接收靈敏度和傳輸功率，并且擴(kuò)展了一個(gè)基站所能覆蓋的 范圍?？梢允褂梅瓷浒寤蚍较蛐蕴炀€(xiàn)。不必同時(shí)使用。此外，當(dāng)利用方 向性天線(xiàn)元件時(shí)，期望元件的方向可以覆蓋一半的面向該圓外部的板。 然而，當(dāng)將圖12中示出的所有元件的方向組合時(shí)，也可以利用具有大 到足以覆蓋整個(gè)板的方向性的天線(xiàn)元件。
反射板的提供或方向性天線(xiàn)的使用改進(jìn)了本發(fā)明的效果，但是并 不是本發(fā)明所實(shí)質(zhì)需要的。
此外，在圖2中示出的傳送系統(tǒng)20S中，當(dāng)使用根據(jù)接收信號(hào)而計(jì)算的陣列權(quán)重時(shí)，由于所確定天線(xiàn)之外的天線(xiàn)不具有權(quán)重，所以在天線(xiàn)開(kāi)關(guān)27處斷開(kāi)這些天線(xiàn)的輸出。
如上所述，針對(duì)特定用戶(hù)，通過(guò)不是向配置陣列的所有天線(xiàn)元件、 而是僅向適于通信的天線(xiàn)元件的一部分應(yīng)用自適應(yīng)陣列，減小了處理 量，并且可以提高自適應(yīng)陣列的收斂速度。同時(shí)，通過(guò)在圓內(nèi)提供反 射板、或者使用方向性天線(xiàn)，阻斷了來(lái)自不需要的方向的接收和/或至 所需要的方向的傳送，所以可以降低傳輸功率、或者可以大大增加所 覆蓋的距離。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備IO，基于加 權(quán)信號(hào)來(lái)控制陣列天線(xiàn)的方向性，間歇地確定天線(xiàn)元件，并可以基于 控制單元26所確定的天線(xiàn)元件的信息來(lái)調(diào)整確定天線(xiàn)元件的時(shí)段，因 而獲得了以下效果。
針對(duì)特定用戶(hù)，采用配置了陣列的天線(xiàn)元件的一部分，并將自適 應(yīng)陣列應(yīng)用于接收和/或傳送，因而處理量小并且收斂速度快。
可以采用減小了處理減小量的相對(duì)較小的DSP，并且可以減小功耗。
此外，當(dāng)選擇了天線(xiàn)元件時(shí)，通過(guò)使用諸如MMSE之類(lèi)的最佳 標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇天線(xiàn)元件，因而總是可以自適應(yīng)地選擇最佳天線(xiàn)元件，而 不用考慮復(fù)雜的信號(hào)環(huán)境，在不會(huì)使自適應(yīng)陣列的性能降級(jí)的情況下 了減小處理量，并且可以提高收斂速度。
定期地確定天線(xiàn)元件，因而可以跟蹤無(wú)線(xiàn)電波環(huán)境的波動(dòng)。此外， 通過(guò)學(xué)習(xí)(learning)來(lái)調(diào)整天線(xiàn)元件的開(kāi)關(guān)時(shí)段，因而可以沒(méi)有延時(shí) 地跟蹤在無(wú)線(xiàn)電波環(huán)境中具有快速波動(dòng)的傳送/接收的另一方，并且不
必對(duì)于在無(wú)線(xiàn)電波環(huán)境中具有慢或無(wú)波動(dòng)的傳送/接收的一方執(zhí)行任 何無(wú)用的操作。
通過(guò)選擇天線(xiàn)元件的最佳部分，很好地利用了自適應(yīng)陣列的應(yīng)用 特征，采用方向性天線(xiàn)(或者反射板)，并僅沿所需方向接收和/或傳 送信號(hào)，可以增加自適應(yīng)陣列所能覆蓋的距離，或者可以減小發(fā)射功 率。
例如，當(dāng)采用能夠覆蓋水平面上半部分的方向性天線(xiàn)時(shí)，對(duì)于沒(méi) 有被該方向所覆蓋的另一半，無(wú)法傳送/接收信號(hào)，而在所覆蓋的一半 中，接收靈敏度和傳輸功率可以加倍。
因此，配備了根據(jù)本實(shí)施例的自適應(yīng)陣列的傳送/接收設(shè)備(例如 移動(dòng)通信的基站)的覆蓋范圍可以擴(kuò)展，以及因此，可以減小所部署 的基站個(gè)數(shù)。
應(yīng)注意，在本實(shí)施例的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備10中，使用反 射板或方向性天線(xiàn)，因而通過(guò)阻斷來(lái)自不需要的方向的接收，抑制了 控制單元26中的天線(xiàn)元件的頻率確定，可以使天線(xiàn)元件的選擇時(shí)段更 長(zhǎng)，相應(yīng)地減小了處理量。
例如，通過(guò)反射板(對(duì)于方向性天線(xiàn)而言相同)阻斷不面向移動(dòng) 終端用戶(hù)方向的天線(xiàn)元件的接收，因而并不草率地選擇相反側(cè)的天線(xiàn) 元件，通常穩(wěn)定地選擇面向該用戶(hù)方向的天線(xiàn)元件。
由此，并且由于本實(shí)施例確定時(shí)段的已知特征，天線(xiàn)元件的頻率 確定并不是必需的，可以相應(yīng)地減小處理量。
工業(yè)應(yīng)用
根據(jù)本發(fā)明的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備及其方法，處理量小并且 收斂速度快，以及可以適當(dāng)?shù)剡x擇適于傳送/接收的天線(xiàn)元件，因而可 以將此應(yīng)用于移動(dòng)終端或其他通信系統(tǒng)的基站等。
權(quán)利要求
1、一種自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，具有由多個(gè)天線(xiàn)元件配置的陣列天線(xiàn)，所述自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備包括陣列權(quán)重生成單元，用于生成在多個(gè)天線(xiàn)元件處接收的接收信號(hào)的權(quán)重系數(shù)；天線(xiàn)元件確定單元，用于基于在陣列權(quán)重生成單元處生成的權(quán)重系數(shù)來(lái)確定用于傳送/接收的天線(xiàn)元件；加權(quán)單元，用于對(duì)天線(xiàn)元件確定單元所確定的天線(xiàn)元件的接收信號(hào)和/或傳送信號(hào)進(jìn)行加權(quán)；以及方向性控制單元，用于通過(guò)加權(quán)單元的加權(quán)來(lái)控制天線(xiàn)陣列的方向性。
2、 一種自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，具有由多個(gè)天線(xiàn)元件配置的 陣列天線(xiàn)，所述自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備包括陣列權(quán)重生成單元，用于生成在多個(gè)天線(xiàn)元件處接收的接收信號(hào)的權(quán)重系數(shù)；天線(xiàn)元件確定單元，用于基于在陣列權(quán)重生成單元處生成的權(quán)重 系數(shù)來(lái)確定用于傳送/接收的天線(xiàn)元件；加權(quán)單元，用于對(duì)天線(xiàn)元件確定單元所確定的天線(xiàn)元件的每個(gè)接 收信號(hào)和/或每個(gè)傳送信號(hào)進(jìn)行加權(quán)；方向性控制單元，用于通過(guò)加權(quán)單元的加權(quán)來(lái)控制天線(xiàn)陣列的方 向性；以及天線(xiàn)元件確定時(shí)段的控制單元，用于控制所述天線(xiàn)元件確定單 元，從而間歇地執(zhí)行天線(xiàn)元件的確定，以及用于基于天線(xiàn)元件確定單 元所確定的天線(xiàn)元件的信息來(lái)調(diào)整天線(xiàn)元件確定單元的確定時(shí)段。
3、 如權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，其中通過(guò)將 所述天線(xiàn)元件確定單元所確定的天線(xiàn)元件的組合與在前確定的天線(xiàn)元 件的組合進(jìn)行比較，來(lái)調(diào)整所述時(shí)段，當(dāng)這兩個(gè)組合相同時(shí)使所述時(shí) 段變長(zhǎng)，而當(dāng)這兩個(gè)組合不同時(shí)使所述時(shí)段變短。
4、 如權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，其中通過(guò)計(jì) 算所述天線(xiàn)元件確定單元所確定的天線(xiàn)元件中的當(dāng)前陣列權(quán)重矢量與 在前陣列權(quán)重矢量的內(nèi)積來(lái)調(diào)整所述時(shí)段，當(dāng)所述內(nèi)積大于閾值時(shí)使 所述時(shí)段變長(zhǎng)，而當(dāng)所述內(nèi)積小于閾值時(shí)使所述時(shí)段變短。
5、 如權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，其中所述天 線(xiàn)元件確定時(shí)段的控制單元對(duì)所述時(shí)段進(jìn)行調(diào)整，從而在所述時(shí)段長(zhǎng) 于提前設(shè)置的時(shí)間時(shí)，將所述時(shí)段設(shè)為所述提前設(shè)置的時(shí)間。
6、 如權(quán)利要求2所述的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備，其中所述天 線(xiàn)元件確定時(shí)段的控制單元計(jì)算所述天線(xiàn)元件確定單元所確定的天線(xiàn) 元件中的當(dāng)前陣列權(quán)重矢量與在前陣列權(quán)重矢量的內(nèi)積，并控制所述 天線(xiàn)元件確定單元，從而在所述內(nèi)積小于閾值時(shí)，在下次生成權(quán)重系 數(shù)時(shí)使用所有天線(xiàn)元件。
7、 一種無(wú)線(xiàn)通信方法，用于通過(guò)具有由多個(gè)天線(xiàn)元件配置的陣 列天線(xiàn)的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，所述無(wú)線(xiàn)通信方法 包括陣列權(quán)重生成步驟，用于生成在多個(gè)天線(xiàn)元件處接收的接收信號(hào)的權(quán)重系數(shù)；天線(xiàn)元件確定步驟，用于基于在陣列權(quán)重生成步驟中生成的權(quán)重 系數(shù)來(lái)確定用于傳送/接收的天線(xiàn)元件；加權(quán)步驟，用于對(duì)天線(xiàn)元件確定步驟所確定的天線(xiàn)元件的接收信 號(hào)和/或傳送信號(hào)進(jìn)行加權(quán)；以及方向性控制步驟，用于通過(guò)加權(quán)步驟的加權(quán)來(lái)控制天線(xiàn)陣列的方 向性。
8、 一種無(wú)線(xiàn)通信方法，用于通過(guò)具有由多個(gè)天線(xiàn)元件配置的陣 列天線(xiàn)的自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，所述無(wú)線(xiàn)通信方法包括陣列權(quán)重生成步驟，用于生成在多個(gè)天線(xiàn)元件處接收的接收信號(hào)的權(quán)重系數(shù)；天線(xiàn)元件確定步驟，用于基于在陣列權(quán)重生成步驟中生成的權(quán)重 系數(shù)來(lái)確定用于傳送/接收的天線(xiàn)元件；加權(quán)步驟，用于對(duì)天線(xiàn)元件確定步驟所確定的天線(xiàn)元件的每個(gè)接收信號(hào)和/或每個(gè)傳送信號(hào)進(jìn)行加權(quán)；方向性控制步驟，用于通過(guò)加權(quán)步驟的加權(quán)來(lái)控制天線(xiàn)陣列的方向性；以及天線(xiàn)元件確定時(shí)段的控制步驟，用于控制所述天線(xiàn)元件確定步驟，從而間歇地執(zhí)行天線(xiàn)元件的確定，以及用于基于天線(xiàn)元件確定步驟所確定的天線(xiàn)元件的信息來(lái)調(diào)整天線(xiàn)元件確定步驟的確定時(shí)段。
9、 如權(quán)利要求8所述的無(wú)線(xiàn)通信方法，其中通過(guò)將所述天線(xiàn)元 件確定步驟所確定的天線(xiàn)元件的組合與在前確定的天線(xiàn)元件的組合進(jìn)行比較，來(lái)調(diào)整所述時(shí)段，當(dāng)這兩個(gè)組合相同時(shí)使所述時(shí)段變長(zhǎng)，而當(dāng)這兩個(gè)組合不同時(shí)使所述時(shí)段變短。
10、 如權(quán)利要求8所述的無(wú)線(xiàn)通信方法，其中通過(guò)計(jì)算所述天線(xiàn)元件確定步驟所確定的天線(xiàn)元件中的當(dāng)前陣列權(quán)重矢量與在前陣列權(quán)重矢量的內(nèi)積，來(lái)調(diào)整所述時(shí)段，當(dāng)所述內(nèi)積大于閾值時(shí)使所述時(shí)段變長(zhǎng)，而當(dāng)所述內(nèi)積小于閾值時(shí)使所述時(shí)段變短。
11、 如權(quán)利要求8所述的無(wú)線(xiàn)通信方法，其中所述天線(xiàn)元件確定時(shí)段的控制步驟對(duì)所述時(shí)段進(jìn)行調(diào)整，從而在所述時(shí)段長(zhǎng)于提前設(shè)置的時(shí)間時(shí)，將所述時(shí)段設(shè)為所述提前設(shè)置的時(shí)間。
12、 如權(quán)利要求8所述的無(wú)線(xiàn)通信方法，其中所述天線(xiàn)元件確定 時(shí)段的控制步驟計(jì)算天線(xiàn)元件確定步驟所確定的天線(xiàn)元件中的當(dāng)前陣列權(quán)重矢量與在前陣列權(quán)重矢量的內(nèi)積，并控制所述天線(xiàn)元件確定步驟，從而在所述內(nèi)積小于閾值時(shí)，在下次生成權(quán)重系數(shù)時(shí)使用所有天線(xiàn)元件。
全文摘要
一種自適應(yīng)陣列無(wú)線(xiàn)通信設(shè)備及其方法，能夠適當(dāng)?shù)剡x擇處理量小、收斂速度快、并適于傳送/接收的天線(xiàn)元件，所述設(shè)備基于陣列權(quán)重來(lái)控制陣列天線(xiàn)元件的方向性，控制天線(xiàn)元件選擇單元23，從而間歇地確定天線(xiàn)元件，并基于在控制單元26處確定的天線(xiàn)元件的信息來(lái)調(diào)整天線(xiàn)元件的確定時(shí)段。
文檔編號(hào)H01Q3/26GK101208829SQ20068002340
公開(kāi)日2008年6月25日 申請(qǐng)日期2006年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月27日
發(fā)明者沖野健太, 木村滋, 童方偉 申請(qǐng)人:京瓷株式會(huì)社