專利名稱：無線通信系統(tǒng)上行接收陣列的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于無線通信系統(tǒng)上行接收陣列的自適應(yīng)算法及設(shè)備。
長期以來，無線通信系統(tǒng)始終面臨著有限的可利用頻譜資源與不斷快速增長的用戶需求之間的矛盾。因此人們開始利用信道的空域特性，采用分集、扇區(qū)化以及最近提出的采用陣列天線的智能天線等技術(shù)，都能夠不同程度地改善無線通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量，提高了系統(tǒng)容量。
分集主要利用間距大于10個(gè)載波波長的不同天線所接收的信號(hào)是互不相關(guān)的特性，對各個(gè)天線接收的信號(hào)采用最大比合并，使系統(tǒng)抗多徑衰落性能得到改善。
扇區(qū)化方法是將小區(qū)分成3、6、9或12個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)有各自配套的天線和預(yù)置的頻譜范圍。扇區(qū)化在一定程度上減小了同信道干擾，從而提高了系統(tǒng)的通信質(zhì)量。
智能天線技術(shù)則通過調(diào)整多個(gè)天線陣元上信號(hào)的相位和幅度在信號(hào)方向上形成波束，提高信號(hào)質(zhì)量。智能天線算法主要可分為兩類，一類是開關(guān)多波束方法。這類算法在不同方向形成固定波束覆蓋整個(gè)小區(qū)，基站檢測每個(gè)波束中期望信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量，選擇最好的波束進(jìn)行接收。
另一類重要的智能天線算法為自適應(yīng)陣列，它根據(jù)某種準(zhǔn)則自適應(yīng)地對各天線陣元接收的信號(hào)進(jìn)行加權(quán)合并，增強(qiáng)信號(hào)，抑制干擾和噪聲，從而提高無線系統(tǒng)的整體性能。常見的自適應(yīng)算法有基于最小均方誤差準(zhǔn)則的最小均方(LMS)、遞歸最小二乘(RLS)、采樣矩陣求逆(SMI)等有師算法及基于最大輸出信干比準(zhǔn)則的碼濾波等盲算法。
分集方法需要天線之間的間距較大(一般大于10個(gè)波長)，因此天線占用的空間較大。另外，采用最大比合并的分集方法雖然具有抗多徑衰落效果，但不能有效抑制干擾信號(hào)。
常見的扇區(qū)化方法是采用3扇區(qū)或6扇區(qū)，之所以沒有采用更多的扇區(qū)是因?yàn)樯葏^(qū)分裂得越多，每個(gè)扇區(qū)可利用的頻譜資源則越少，降低了中繼效率，且需要頻繁切換，降低系統(tǒng)效率。
開關(guān)多波束方法是一種次最優(yōu)的接收方法，它對色噪聲的抑制能力較差。另外，現(xiàn)有開關(guān)多波束系統(tǒng)的開關(guān)矩陣是由射頻開關(guān)器件實(shí)現(xiàn)的，增加了系統(tǒng)的硬件成本。
自適應(yīng)天線陣在理論上可以使系統(tǒng)性能在某種準(zhǔn)則下達(dá)到最優(yōu)。常用的準(zhǔn)則多為最小均方誤差準(zhǔn)則和最大輸出信噪比準(zhǔn)則，一定條件下兩種準(zhǔn)則是等價(jià)的。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，SMI、RLS和絕大多數(shù)盲算法的計(jì)算量都很大，用現(xiàn)有數(shù)字處理芯片很難實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)有的LMS算法雖然運(yùn)算量小，但算法的收斂速度和穩(wěn)定性受信號(hào)環(huán)境、參考信號(hào)的選擇以及校正步長大小等因素的影響嚴(yán)重。
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)而提供的一種無線通信系統(tǒng)上行接收陣列的方法及裝置，通過對歸一化最小均方(NLMS)算法的算法結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，設(shè)計(jì)了小運(yùn)算量而性能優(yōu)的自適應(yīng)陣列接收方案，分析和仿真驗(yàn)證了算法具有良好的性能。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是無線通信系統(tǒng)上行接收陣列的方法，接收陣列的每根天線單元接收到的模擬信號(hào)經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換為陣列數(shù)字信號(hào)，陣列數(shù)字信號(hào)經(jīng)過解擴(kuò)得到解擴(kuò)后的陣列信號(hào)數(shù)據(jù)流，利用解擴(kuò)后的陣列數(shù)據(jù)信號(hào)形成陣列的加權(quán)向量，并用生成的權(quán)向量對解擴(kuò)后的陣列信號(hào)加權(quán)求和形成波束，波束形成后的信號(hào)送到瑞克接收機(jī)相應(yīng)的徑，由瑞克接收機(jī)在時(shí)域?qū)π盘?hào)進(jìn)行最大比合并；其特點(diǎn)是，所述波束采用歸一化最小均加權(quán)求和方法形成，其步驟為(1)選取陣列初始權(quán)向量；(2)讀入第一個(gè)時(shí)隙的所有陣列信號(hào)數(shù)據(jù)樣本和第一個(gè)時(shí)隙的參考信號(hào)；(3)對第一個(gè)時(shí)隙的所有數(shù)據(jù)樣本重復(fù)以下(i)～(V)的過程(i)用前一個(gè)樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的權(quán)向量的共軛轉(zhuǎn)置和陣列接收信號(hào)的當(dāng)前樣本作復(fù)共軛相乘求和加權(quán)運(yùn)算；(ii)用當(dāng)前樣本對應(yīng)的參考信號(hào)和步驟(i)中所得到的值相減得到誤差信號(hào)；(iii)計(jì)算陣列接收信號(hào)當(dāng)前樣本的模；(iv)選擇適當(dāng)?shù)牟介L因子，對前一個(gè)樣本對應(yīng)的權(quán)向量的每個(gè)分量并行地迭代更新；(v)將每個(gè)時(shí)隙最后一個(gè)樣本對應(yīng)的最終更新的權(quán)矢量進(jìn)行歸一化，并送入陣列加權(quán)模塊；(4)讀入下一個(gè)時(shí)隙的陣列信號(hào)數(shù)據(jù)和參考信號(hào)；(5)重復(fù)步驟(3)中(i)～(V)的過程，循環(huán)往復(fù)，最終使得權(quán)向量收斂。
上述無線通信系統(tǒng)上行接收陣列的方法，其中，所述步驟(iv)的步長因子的取值范圍為10-6≤步長因子≤0.1。
上述無線通信系統(tǒng)上行接收陣列的方法，其中，所述的參考信號(hào)由已知的發(fā)射導(dǎo)頻符號(hào)/訓(xùn)練序列和估計(jì)的信道響應(yīng)相乘得到。
上述無線通信系統(tǒng)上行接收陣列的方法，其中，所述的估計(jì)的信道響應(yīng)是由利用天線的解擴(kuò)信號(hào)估計(jì)的信道衰落響應(yīng)。
一種天線陣列接收機(jī)，包括天線陣列、陣列數(shù)字信號(hào)生成模塊、數(shù)字波束形成模塊、以及Rake接收機(jī)；所述的陣列數(shù)字信號(hào)生成模塊包括接收單元及模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換單元；天線陣列輸入多徑信號(hào)到陣列數(shù)字信號(hào)生成模塊，數(shù)字波束形成模塊同時(shí)對一個(gè)信道的不同多徑信號(hào)分別形成波束，波束形成后的多徑信號(hào)送至Rake接收機(jī)相應(yīng)的徑，Rake接收機(jī)對多徑信號(hào)進(jìn)行最大比合并；其特點(diǎn)是所述的數(shù)字波束形成模塊包括多徑搜索單元、解擴(kuò)單元、信道響應(yīng)估計(jì)單元、參考信號(hào)生成單元、加權(quán)向量生成器、乘法器、加法器及再生導(dǎo)頻符號(hào)或訓(xùn)練序列；多徑搜索及跟蹤模塊對每一個(gè)信道進(jìn)行多徑搜索及跟蹤處理，將多徑時(shí)延信息提供給解擴(kuò)單元；在每個(gè)徑中，解擴(kuò)單元對指定的時(shí)延進(jìn)行解擴(kuò)，m路解擴(kuò)后的信號(hào)分成兩路，一路進(jìn)入加權(quán)向量生成器，一路作為被加權(quán)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備與加權(quán)向量生成器輸出的加權(quán)因子W1～Wm通過乘法器進(jìn)行乘法運(yùn)算并最終經(jīng)加法器進(jìn)行加法合并后得到數(shù)字波束形成后的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)輸出到瑞克接收機(jī)相應(yīng)的徑。
上述一種天線陣列接收機(jī)，其中，所述的導(dǎo)頻符號(hào)模塊在每個(gè)時(shí)隙中產(chǎn)生基站事先已知的各個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射導(dǎo)頻，提供接收機(jī)對每個(gè)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理時(shí)的參考信號(hào)。
上述一種天線陣列接收機(jī)，其中，所述的信道響應(yīng)估計(jì)模塊利用解擴(kuò)單元輸出的一個(gè)陣元的數(shù)字信號(hào)和已知的導(dǎo)頻符號(hào)在每個(gè)時(shí)隙中相關(guān)，得到一個(gè)信道的不同多徑在每個(gè)時(shí)隙中信道衰落的粗略估計(jì)。
上述一種天線陣列接收機(jī)，其中，所述的參考信號(hào)生成模塊在每個(gè)時(shí)隙中利用信道響應(yīng)估計(jì)模塊得到估計(jì)值和已知導(dǎo)頻符號(hào)相乘得到加權(quán)向量生成器所需的參考信號(hào)。
上述一種天線陣列接收機(jī)，其中，所述的加權(quán)向量生成器在每個(gè)時(shí)隙對陣列天線的權(quán)矢量更新，并將每個(gè)時(shí)隙更新的權(quán)矢量提供給乘法器進(jìn)行波束加權(quán)。
由于本發(fā)明采用了以上的技術(shù)方案，使上行接收陣列的方法簡單，能有效抵抗路徑衰落效應(yīng)，使系統(tǒng)信噪比增益接近陣列接收的最優(yōu)值，而且利用現(xiàn)有通用的DSP芯片等即可完成，可實(shí)現(xiàn)性強(qiáng)。
本發(fā)明的具體性能特征由以下的實(shí)施例及其附圖進(jìn)一步說明。


圖1是現(xiàn)有的陣列接收機(jī)原理圖。
圖2是本發(fā)明對應(yīng)一個(gè)多徑信號(hào)的Rake徑(finger)的NLMS數(shù)字波束形成模塊原理圖。
圖3是本發(fā)明方法的程序流程圖。
圖4是針對WCDMA系統(tǒng)的上行鏈路仿真結(jié)果。
請參閱圖1，本發(fā)明一種用于碼分多址無線通信系統(tǒng)的陣列接收裝置，包括天線陣列101、陣列數(shù)字信號(hào)生成模塊102、數(shù)字波束形成模塊103以及Rake接收機(jī)104；在服務(wù)小區(qū)范圍內(nèi)，天線單元之間的間距可以選擇為載波中心頻率對應(yīng)波長的一半。陣列數(shù)字信號(hào)生成模塊將接收到的陣列模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成可供數(shù)字處理的陣列數(shù)字信號(hào)，該陣列數(shù)字信號(hào)生成模塊包括接收單元105及模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換單元106。數(shù)字波束形成模塊對一個(gè)信道的不同多徑信號(hào)分別形成波束，波束形成后的信號(hào)送到瑞克接收機(jī)相應(yīng)的徑，由瑞克接收機(jī)在時(shí)域?qū)π盘?hào)進(jìn)行最大比合并。所述的波束采用歸一化最小均加權(quán)求和方法形成。
請參閱圖2，這是本發(fā)明對應(yīng)一個(gè)多徑信號(hào)的Rake徑(finger)的NLMS數(shù)字波束形成模塊原理圖，所述的數(shù)字波束形成模塊包括多徑搜索單元201、解擴(kuò)單元202、加權(quán)向量生成器207、乘法器208、加法器209、導(dǎo)頻符號(hào)副本/訓(xùn)練序列提供單元205、信道響應(yīng)估計(jì)單元204和參考信號(hào)生成單元206。其中導(dǎo)頻符號(hào)模塊205在每個(gè)時(shí)隙中產(chǎn)生基站事先已知的各個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射導(dǎo)頻，提供接收機(jī)對每個(gè)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理時(shí)的參考信號(hào)。
參考信號(hào)生成模塊206在每個(gè)時(shí)隙中利用信道響應(yīng)估計(jì)模塊得到估計(jì)值和已知導(dǎo)頻符號(hào)相乘得到加權(quán)向量生成器所需的參考信號(hào)。本發(fā)明的一個(gè)重要方面就在生成參考信號(hào)中之所以融入了信道響應(yīng)補(bǔ)償?shù)乃枷?，主要存在兩個(gè)好處，在估計(jì)接收信號(hào)與參考信號(hào)的互相關(guān)向量Rxd時(shí)可以使得信號(hào)相參積累，同時(shí)降低噪聲的影響，最終可以提高NLMS方法的性能。
信道響應(yīng)估計(jì)模塊204利用解擴(kuò)單元輸出的一個(gè)陣元的數(shù)字信號(hào)和已知的導(dǎo)頻符號(hào)在每個(gè)時(shí)隙中相關(guān)，得到一個(gè)信道的不同多徑在每個(gè)時(shí)隙中信道衰落的粗略估計(jì)(這里假定信道衰落在一個(gè)時(shí)隙的短時(shí)間中保持不變)。
多徑搜索及跟蹤模塊201對每一個(gè)信道進(jìn)行多徑搜索及跟蹤處理，將多徑時(shí)延信息提供給解擴(kuò)單元。
加權(quán)向量生成器207是任何采用陣列接收機(jī)的核心部分，本發(fā)明采用基于最小均方誤差準(zhǔn)則的NLMS方法形成加權(quán)向量W1～Wm。本發(fā)明裝置中，所述的加權(quán)向量生成器每個(gè)時(shí)隙對陣列天線的權(quán)矢量更新，并將每個(gè)時(shí)隙更新的權(quán)矢量提供給乘法器進(jìn)行波束加權(quán)。
在每個(gè)徑中，解擴(kuò)單元202對指定的時(shí)延進(jìn)行解擴(kuò)，m路解擴(kuò)后的信號(hào)各分成兩路，一路進(jìn)入加權(quán)向量生成器207，一路作為被加權(quán)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備與加權(quán)向量生成器輸出的加權(quán)因子W1～Wm通過乘法器208進(jìn)行乘法運(yùn)算并最終經(jīng)加法器209進(jìn)行加法合并后得到數(shù)字波束形成后的數(shù)據(jù)108，該數(shù)據(jù)輸出到瑞克接收機(jī)相應(yīng)的徑。瑞克接收機(jī)接收到來自一個(gè)通道的不同多徑的波束形成信號(hào)后，估計(jì)多徑的信道響應(yīng)(這里信道響應(yīng)估計(jì)較204中得到是要精確很多)，然后用最大比準(zhǔn)則實(shí)現(xiàn)同一通道不同多徑的時(shí)域合并。信道響應(yīng)估計(jì)單元204利用某根天線的解擴(kuò)信號(hào)(圖中標(biāo)出了第一根天線的解擴(kuò)信號(hào)203 1)估計(jì)信道的衰落響應(yīng)，參考信號(hào)生成單元206則利用204估計(jì)的信道響應(yīng)和再生導(dǎo)頻符號(hào)或訓(xùn)練序列產(chǎn)生加權(quán)向量生成器207中NLMS方法的參考信號(hào)。
NLMS方法相對SMI、RLS和碼濾波等方法要簡單的多，加權(quán)向量生成器中的NLMS方法每一步所需的運(yùn)算量僅為(21m+18)×N個(gè)浮點(diǎn)加/乘運(yùn)算。另一方面，其穩(wěn)定性和收斂速度也明顯優(yōu)于LMS方法。
例如將一個(gè)通道陣列接收數(shù)字信號(hào)表示為x=Σl=1La(θl)hl(t)Cs(t-τl)s(t-τl)+n(t)----(1)]]>其中l(wèi)＝1，2，...，L為多徑數(shù)，a(θl)為第l條多徑信號(hào)的陣列響應(yīng)，θl是第l條多徑的波達(dá)方向DOA；hl(t)是第l條多徑信號(hào)經(jīng)歷的衰落；s(t)是發(fā)射的期望信號(hào)，Cs(t)是對應(yīng)期望信號(hào)的擴(kuò)頻碼，τ1是第l條多徑信號(hào)的時(shí)延；n(t)是陣列干擾和噪聲信號(hào)，每個(gè)天線上的噪聲看作獨(dú)立不相關(guān)的零均值加性高斯白噪聲。
根據(jù)多徑搜索及跟蹤模塊201提供的多徑時(shí)延信息，對于某一確定的可分多徑信號(hào)解擴(kuò)可以得到陣列解擴(kuò)信號(hào)X(n)＝Gda(θd)hd(n)s(n)+n′(n)(2)式(2)中n′(n)的是解擴(kuò)以后時(shí)延為τ1的其他多徑信號(hào)、干擾信號(hào)以及噪聲信號(hào)的總和，Gd為擴(kuò)頻增益。在圖2的NLMS方法中參考信號(hào)取為d＝hd(n)s(n)(3)理論上NLMS方法的權(quán)值收斂于維那解Wopt=RXX-1*rxd----(4)]]>其中Rxx-1為接收陣列數(shù)據(jù)向量的自相關(guān)矩陣，rxd為陣列接收向量與參考信號(hào)的互相關(guān)rxd=GdE[|hd|2]a(θd)+E[hd]*E[n′s*]----(5)]]>從(5)式可以看出參考信號(hào)按(3)式選取即可保證信號(hào)的相干積累同時(shí)又可以減小噪聲項(xiàng)對估計(jì)Rxd的影響，能夠提高Rxd的估計(jì)精確性，因而算法的性能可以得到較大地改善。
NLMS方法的程序流程圖見圖3。圖3中的μ為NLMS方法的步長因子，取值范圍為10-6≤μ≤0.1，步長取值大小決定了算法的穩(wěn)定性和收斂速度，N代表導(dǎo)頻符號(hào)/訓(xùn)練序列的個(gè)數(shù)。
接收陣列的每根天線單元接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過解擴(kuò)得到解擴(kuò)后的陣列信號(hào)數(shù)據(jù)流X(n)＝[X(1，n)…，X(M，n)]T，同時(shí)利用估計(jì)出的信道響應(yīng)和導(dǎo)頻符號(hào)或訓(xùn)練序列產(chǎn)生參考信號(hào)d(n)，這里M是陣列的陣元數(shù)，上標(biāo)T表示向量和矩陣轉(zhuǎn)置，并用生成的權(quán)向量對解擴(kuò)后的陣列信號(hào)加權(quán)求和形成波束。本發(fā)明采用NLMS方法形成波束的步驟為(1)取初始權(quán)向量的值為W(0)＝
T，向量的維數(shù)為M；(2)讀入第一個(gè)時(shí)隙的陣列信號(hào)數(shù)據(jù)樣本X(1)，....X(N)和第一個(gè)時(shí)隙的參考信號(hào)d(1)，....d(N)，(N代表導(dǎo)頻符號(hào)/訓(xùn)練序列的個(gè)數(shù))；(3)對第一個(gè)時(shí)隙的所有數(shù)據(jù)樣本(從n＝1到n＝N)重復(fù)以下(i)～(V)的過程(i)用前一個(gè)樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的權(quán)向量W(n-1的共軛轉(zhuǎn)置WH(n-1和陣列接收信號(hào)的當(dāng)前樣本X(n作復(fù)共軛相乘求和加權(quán)運(yùn)算y(n)＝WH(n-1)X(n)；(ii)用當(dāng)前樣本對應(yīng)的參考信號(hào)d(n)和步驟(i)中得到的y(n)相減得到誤差信號(hào)e(n)＝d(n)-y(n；(iii)計(jì)算陣列接收信號(hào)X(n的模 ，上標(biāo)H表示標(biāo)量的共軛；(iv)選擇適當(dāng)?shù)牟介L因子，在當(dāng)前權(quán)矢量的基礎(chǔ)上采用迭代更新同時(shí)并行地更新權(quán)矢量的每個(gè)分量Wi(n)=Wi(n-1)+u1+||X(n)||2e*(n)X(i,n);]]>(v)將每個(gè)時(shí)隙最后一個(gè)樣本對應(yīng)的最終更新得到的權(quán)矢量W(N)＝[W1(N)，…，M(N)]T進(jìn)行歸一化W(N)＝W(N)/‖W(N)‖送到加權(quán)模塊中；(4)讀入下一個(gè)時(shí)隙的陣列信號(hào)數(shù)據(jù)X(N+1)，…，X(2N)和參考信號(hào)d(N+1)，…，d(2N)；(5)從n＝N+到n＝2重復(fù)步驟(3)的過程，循環(huán)往復(fù)，最終使得權(quán)向量收斂。
圖4是針對WCDMA系統(tǒng)的上行鏈路仿真結(jié)果。其中多徑環(huán)境參數(shù)如下表所示仿真參數(shù)
圖中
表示單天線結(jié)果▲為NLMS方法結(jié)果從該圖可以看出，對于4陣元陣列接收機(jī)采用本發(fā)明，系統(tǒng)性能接近最優(yōu)。
本發(fā)明提出的在無線通信系統(tǒng)中應(yīng)用的一種改進(jìn)的低運(yùn)算量而性能優(yōu)的自適應(yīng)陣列接收的方法，雖然是針對CDMA系統(tǒng)，但稍加改動(dòng)即適用于所有無線通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.無線通信系統(tǒng)上行接收陣列的方法，接收陣列的每根天線單元接收到的模擬信號(hào)經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換為陣列數(shù)字信號(hào)，陣列數(shù)字信號(hào)經(jīng)過解擴(kuò)得到解擴(kuò)后的陣列信號(hào)數(shù)據(jù)流，利用解擴(kuò)后的陣列數(shù)據(jù)信號(hào)形成陣列的加權(quán)向量，并用生成的權(quán)向量對解擴(kuò)后的陣列信號(hào)加權(quán)求和形成波束，波束形成后的信號(hào)送到瑞克接收機(jī)相應(yīng)的徑，由瑞克接收機(jī)在時(shí)域?qū)π盘?hào)進(jìn)行最大比合并；其特征在于，所述波束采用歸一化最小均加權(quán)求和方法形成，其步驟為(1)選取陣列初始權(quán)向量；(2)讀入第一個(gè)時(shí)隙的所有陣列信號(hào)數(shù)據(jù)樣本和第一個(gè)時(shí)隙的參考信號(hào)；(3)對第一個(gè)時(shí)隙的所有數(shù)據(jù)樣本重復(fù)以下(i)～(V)的過程(i)用前一個(gè)樣本數(shù)據(jù)對應(yīng)的權(quán)向量的共軛轉(zhuǎn)置和陣列接收信號(hào)的當(dāng)前樣本作復(fù)共軛相乘求和加權(quán)運(yùn)算；(ii)用當(dāng)前樣本對應(yīng)的參考信號(hào)和步驟(i)中所得到的值相減得到誤差信號(hào)；(iii)計(jì)算陣列接收信號(hào)當(dāng)前樣本的模；(iv)選擇適當(dāng)?shù)牟介L因子，對前一個(gè)樣本對應(yīng)的權(quán)向量的每個(gè)分量并行地迭代更新；(v)將每個(gè)時(shí)隙最后一個(gè)樣本對應(yīng)的最終更新的權(quán)矢量進(jìn)行歸一化，并送入陣列加權(quán)模塊；(4)讀入下一個(gè)時(shí)隙的陣列信號(hào)數(shù)據(jù)和參考信號(hào)；(5)重復(fù)步驟(3)中(i)～(V)的過程，循環(huán)往復(fù)，最終使得權(quán)向量收斂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)上行接收陣列的方法，其特征在于，所述步驟(iv)的步長因子的取值范圍為10-6≤步長因子≤0.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)上行接收陣列的方法，其特征在于，所述的參考信號(hào)由已知的發(fā)射導(dǎo)頻符號(hào)/訓(xùn)練序列和估計(jì)的信道響應(yīng)相乘得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無線通信系統(tǒng)上行接收陣列的方法，其特征在于，所述的估計(jì)的信道響應(yīng)是由利用天線的解擴(kuò)信號(hào)估計(jì)的信道衰落響應(yīng)。
5.一種天線陣列接收機(jī)，包括天線陣列、陣列數(shù)字信號(hào)生成模塊、數(shù)字波束形成模塊、以及Rake接收機(jī)；所述的陣列數(shù)字信號(hào)生成模塊包括接收單元及模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換單元；天線陣列輸入多徑信號(hào)到陣列數(shù)字信號(hào)生成模塊，數(shù)字波束形成模塊同時(shí)對一個(gè)信道的木同多徑信號(hào)分別形成波束，波束形成后的多徑信號(hào)送至Rake接收機(jī)相應(yīng)的徑，Rake接收機(jī)對多徑信號(hào)進(jìn)行最大比合并；其特征在于所述的數(shù)字波束形成模塊包括多徑搜索單元、解擴(kuò)單元、信道響應(yīng)估計(jì)單元、參考信號(hào)生成單元、加權(quán)向量生成器、乘法器、加法器及再生導(dǎo)頻符號(hào)或訓(xùn)練序列；多徑搜索及跟蹤模塊對每一個(gè)信道進(jìn)行多徑搜索及跟蹤處理，將多徑時(shí)延信息提供給解擴(kuò)單元；在每個(gè)徑中，解擴(kuò)單元對指定的時(shí)延進(jìn)行解擴(kuò)，m路解擴(kuò)后的信號(hào)各分成兩路，一路進(jìn)入加權(quán)向量生成器，一路作為被加權(quán)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)備與加權(quán)向量生成器輸出的加權(quán)向量通過乘法器進(jìn)行乘法運(yùn)算并最終經(jīng)加法器進(jìn)行加法合并后得到數(shù)字波束形成后的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)輸出到瑞克接收機(jī)相應(yīng)的徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天線陣列接收機(jī)，其特征在于，所述的導(dǎo)頻符號(hào)模塊在每個(gè)時(shí)隙中產(chǎn)生基站事先已知的各個(gè)移動(dòng)臺(tái)的發(fā)射導(dǎo)頻，提供接收機(jī)對每個(gè)移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理時(shí)的參考信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天線陣列接收機(jī)，其特征在于，所述的信道響應(yīng)估計(jì)模塊利用解擴(kuò)單元輸出的一個(gè)陣元的數(shù)字信號(hào)和已知的導(dǎo)頻符號(hào)在每個(gè)時(shí)隙中相關(guān)，得到一個(gè)信道的不同多徑在每個(gè)時(shí)隙中信道衰落的粗略估計(jì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天線陣列接收機(jī)，其特征在于，所述的參考信號(hào)生成模塊在每個(gè)時(shí)隙中利用信道響應(yīng)估計(jì)模塊得到估計(jì)值和已知導(dǎo)頻符號(hào)相乘得到加權(quán)向量生成器所需的參考信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種天線陣列接收機(jī)，其特征在于，所述的加權(quán)向量生成器在每個(gè)時(shí)隙對陣列天線的權(quán)矢量更新，并將每個(gè)時(shí)隙更新的權(quán)矢量提供給乘法器進(jìn)行波束加權(quán)。
全文摘要
本發(fā)明無線通信系統(tǒng)上行接收陣列的方法及其裝置,接收陣列的每根天線單元接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)過解擴(kuò)后的陣列信號(hào)數(shù)據(jù)流,對解擴(kuò)后的陣列信號(hào)加權(quán)向量求和形成波束,波束形成后的信號(hào)送到瑞克接收機(jī)相應(yīng)的徑,由瑞克接收機(jī)在時(shí)域?qū)π盘?hào)進(jìn)行最大比合并;其特點(diǎn)是,所述形成波束的加權(quán)向量采用歸一化最小均方法取得,使系統(tǒng)信噪比增益接近陣列接收的最優(yōu)值,有效抵抗路徑衰落效應(yīng),且計(jì)算量低。
文檔編號(hào)H04J13/00GK1351429SQ00125899
公開日2002年5月29日 申請日期2000年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月31日
發(fā)明者吳和兵, 李江, 張勁林, 丁齊, 郭俊峰 申請人:華為技術(shù)有限公司