專利名稱：移動通信系統(tǒng)、基站和干擾消除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動通信系統(tǒng)、基站和干擾消除方法。

背景技術(shù)：
在移動通信系統(tǒng)中，多個移動終端可以使用相同的頻率與基站進(jìn)行無線電通信。當(dāng)基站與特定的移動終端執(zhí)行無線電通信時，如果從該移動終端接收的接收信號 (期望的信號)被從另一移動終端接收的接收信號(干擾信號)所干擾，則接收效果惡化。作為用來消除這種干擾信號的干擾消除技術(shù)的一個例子，有這樣一種技 術(shù)，其中天線由多個天線元件構(gòu)成，使得在各個天線元件處的接收信號被天線合并 (antenna-combined)，以控制天線方向性(見專利文獻(xiàn)1)。根據(jù)此，天線方向性被控制為使 得在干擾信號的方向上形成無效(null)，由此可以消除該干擾信號?，F(xiàn)有技術(shù)文件專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本專利JP06-204902A

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題然而，上述的干擾消除技術(shù)存在這樣的問題如果在與期望的信號相同的方向上 存在干擾信號，則由于在該干擾信號的方向上不能形成無效，而無法消除該干擾信號。此外，在上述的干擾消除技術(shù)中，由于天線由多個天線元件構(gòu)成，因此存在整個天 線的尺寸變大的問題。本發(fā)明的目的是提供一種移動通信系統(tǒng)、基站和干擾消除方法，其能夠解決上述 問題之一。解決問題的手段為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)是這樣一種移動通信系統(tǒng)，其包括移 動終端和與該移動終端執(zhí)行無線電通信的基站，其中該基站包括第一和第二天線元件，它 們具有彼此垂直的極性特性；第一基帶信號轉(zhuǎn)換器，其將由第一天線元件接收的接收信號 轉(zhuǎn)換為基帶信號；第一乘法器，其通過乘以第一加權(quán)系數(shù)，對由所述第一基帶信號轉(zhuǎn)換器所 轉(zhuǎn)換的基帶信號進(jìn)行加權(quán)；第二基帶信號轉(zhuǎn)換器，其將由第二天線元件接收的接收信號轉(zhuǎn) 換為基帶信號；第二乘法器，其通過乘以第二加權(quán)系數(shù)，對由所述第二基帶信號轉(zhuǎn)換器所轉(zhuǎn) 換的基帶信號進(jìn)行加權(quán)；加法器，其將由第一和第二乘法器加權(quán)的基帶信號相加，并輸出總 和；以及信號處理器，其通過MMSE (最小均方誤差)，計算由第一和第二乘法器所使用的第 一和第二加權(quán)系數(shù)，使得該第一和第二加權(quán)系數(shù)令在所述第一和第二天線元件處接收的接 收信號的合并極性垂直于干擾信號的極性。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明的基站是與移動終端執(zhí)行無線電通信的基站，該基站 包括第一和第二天線元件，它們具有彼此垂直的極性特性；第一基帶信號轉(zhuǎn)換器，其將由第一天線元件接收的接收信號轉(zhuǎn)換為基帶信號；第一乘法器，其通過乘以第一加權(quán)系數(shù)，對 由所述第一基帶信號轉(zhuǎn)換器所轉(zhuǎn)換的基帶信號進(jìn)行加權(quán)；第二基帶信號轉(zhuǎn)換器，其將由第 二天線元件接收的接收信號轉(zhuǎn)換為基帶信號；第二乘法器，其通過乘以第二加權(quán)系數(shù)，對由 所述第二基帶信號轉(zhuǎn)換器所轉(zhuǎn)換的基帶信號進(jìn)行加權(quán)；加法器，其將由第一和第二乘法器 加權(quán)的基帶信號相加，并輸出總和；以及信號處理器，其通過匪S，計算由第一和第二乘法 器所使用的第一和第二加權(quán)系數(shù)，使得該第一和第二加權(quán)系數(shù)令在第一和第二天線元件處 接收的接收信號的合并極性垂直于干擾信號的極性。為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，基站的干擾消除方法是一種與移動終端執(zhí)行無線電通信的基 站的干擾消除方法，該方法包括第一轉(zhuǎn)換步驟，將由具有第一極性特征的第一天線元件所 接收的接收信號轉(zhuǎn)換為基帶信號；第一乘法步驟，通過乘以第一加權(quán)系數(shù)，對由所述第一轉(zhuǎn) 換步驟所轉(zhuǎn)換的基帶信號進(jìn)行加權(quán)；第二轉(zhuǎn)換步驟，將由具有第二極性特征的第二天線元 件所接收的接收信號轉(zhuǎn)換為基帶信號，該第二極性特征與所述第一極性特征相垂直；第二 乘法步驟，通過乘以第二加權(quán)系數(shù)，對由所述第二轉(zhuǎn)換步驟所轉(zhuǎn)換的基帶信號進(jìn)行加權(quán)；相 加步驟，將由第一和第二乘法步驟所加權(quán)的基帶信號相加，并輸出總和；以及計算步驟，通 過MMSE，計算由第一和第二乘法步驟所使用的第一和第二加權(quán)系數(shù)，使得該第一和第二加 權(quán)系數(shù)令在第一和第二天線元件處接收的接收信號的合并極性垂直于干擾信號的極性。本發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，由于基站被配置為通過MMSE，使得在第一和第二天線元件處的接收 信號的合并極性垂直于干擾信號的極性，從而不能接收與所述合并極性相垂直的干擾信 號，因此，即使在期望的信號的相同方向上存在干擾信號，也可以消除該干擾信號。此外，由于基站被構(gòu)造為具有彼此垂直的極性特征的第一和第二天線元件的天 線，因此，如果每個移動終端設(shè)有多個天線元件，則可以提供一種將各個天線元件排列為一 排的結(jié)構(gòu)，由此能夠獲得避免整個天線的尺寸變大的效果。


圖1是示出本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例的移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖2是示出圖1所示的基站的結(jié)構(gòu)的框圖。圖3是用于說明由圖1所示的基站進(jìn)行的天線合并操作的圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，將參照

執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式。圖1是示出本發(fā)明的一個示例性實(shí)施例的移動通信系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的圖。如圖1所示，本示例性實(shí)施例的移動通信系統(tǒng)包括基站(BS =Base Station,基 站)10，和η個(η是等于或大于2的自然數(shù))移動終端(MS :Mobile Mation，移動終 端)20-1 20-n?；?0的天線11由η對具有彼此垂直的極性的天線元件Ilx和Ily構(gòu)成，每一 對用于移動終端20-1 20-n中的一個。移動終端20-1 20-n的每一個天線21由具有垂直極性特征的一個天線元件構(gòu) 成。
移動通信基本上由超視距通信實(shí)現(xiàn)，其中沒有直接輻射波被傳播，而是，波在傳播 路徑中被例如建筑物等等的障礙物所反射，使得已被旋轉(zhuǎn)的極化波被傳播。因此，從移動終端20-1 20-n發(fā)射的極化波在傳播時都是垂直極化波，但是當(dāng)由 基站10接收時，它們被轉(zhuǎn)換為不同的極性。圖2是示出基站10的結(jié)構(gòu)的框圖。如圖2所示，基站10包括天線11、低噪放大器(LNA =Low Noise Amplifier，低噪 放大器)12x 和 12y、降頻變換器(down converter) 13x 和 13y、A/D 轉(zhuǎn)換器(ADC =Analog Digital Converter,模數(shù)轉(zhuǎn)換器)Hx和14y以及對每個移動終端20-1 20_n設(shè)置的η 個基帶處理器15，其中該天線11是對每個移動終端20-1 20-n設(shè)置的η對天線元件Ilx 和lly。這里，天線元件Ilx和Ily以及基帶處理器15的操作與相關(guān)移動終端20的天線 21處的極化波不相關(guān)。此外，基帶處理器15包括匪SE (最小均方誤差)信號處理器16、乘法器17x和17y 以及加法器18。低噪放大器12x、降頻變換器13x和A/D轉(zhuǎn)換器Hx形成基帶信號變換器，用于將 由天線元件Ilx接收的接收信號變換為基帶信號。特別地，低噪放大器1 放大在天線元件Ilx處接收的接收信號，降頻變換器13x 將從低噪放大器1 輸出的接收信號降頻變換為基帶信號，而A/D轉(zhuǎn)換器14x A/D轉(zhuǎn)換從 降頻變換器13x輸出的信號，以生成并輸出基帶信號。低噪放大器12y、降頻變換器13y和A/D轉(zhuǎn)換器14y形成基帶信號變換器，用于將 由天線元件Ily接收的接收信號變換為基帶信號。特別地，低噪放大器12y放大在天線元件Ily處接收的接收信號，降頻變換器13y 將從低噪放大器12y輸出的接收信號降頻變換為基帶信號，而A/D轉(zhuǎn)換器14y A/D轉(zhuǎn)換從 降頻變換器13y輸出的信號，以生成并輸出基帶信號。乘法器17x通過乘以在匪SE信號處理器16計算的加權(quán)系數(shù)ffx，對從A/D轉(zhuǎn)換器 14x輸出的基帶信號進(jìn)行加權(quán)。乘法器17y通過乘以在匪SE信號處理器16計算的加權(quán)系數(shù)Wy，對從A/D轉(zhuǎn)換器 14y輸出的基帶信號進(jìn)行加權(quán)。加法器18將從乘法器17x和17y輸出的加權(quán)基帶信號相累加，并輸出總和。當(dāng)天線元件Ilx和Ily接收導(dǎo)頻信號時，匪SE信號處理器16參照從A/D轉(zhuǎn)換器 14x和14y輸出的信號，基于匪SE進(jìn)行信號處理，由此計算出加權(quán)系數(shù)fe和Wy，并將所計 算的加權(quán)系數(shù)fe和Wy分別輸出給乘法器17x和17y。特別是，匪SE信號處理器16基于匪SE執(zhí)行信號處理，以計算這樣的加權(quán)系數(shù)fe 和Wy 它們使由天線元件Ilx和Ily接收的接收信號的合并極性垂直于干擾信號的極性， 并使得從加法器18輸出的信號的信號電平最大。這里，在匪SE信號處理器16處基于匪SE執(zhí)行的信號處理可以使用已知的技術(shù)。 由于該方法不被限制，因此省略其描述。現(xiàn)在，將參照圖3說明由基站10執(zhí)行的干擾消除方法。圖3是用于說明在基站10執(zhí)行的用于消除干擾的天線合并操作的矢量圖。在圖3 中，左側(cè)示出由本發(fā)明的基站10執(zhí)行的天線合并操作，而右側(cè)示出現(xiàn)有技術(shù)的天線合并操作，用于對比。如圖3所示，在現(xiàn)有技術(shù)中，執(zhí)行最大比例合并(MRC:maximum ratio combining, 最大比例合并)，其同相地合并在各天線元件處的接收信號，以與期望的信號相一致地最大 化期望的信號的信號電平。S卩，在現(xiàn)有技術(shù)中，執(zhí)行用于最大化SNR(信噪比)的操作，由此消除干擾信號。然而，如果在與期望的信號相同的方向上存在干擾信號，則該干擾信號也被接收， 因此降低了接收質(zhì)量。與此相反，在本發(fā)明中，基站10執(zhí)行在天線元件Ilx和Ily處的接收信號的天線 合并，使得在天線元件Ilx和Ily處的接收信號的合并極性垂直于干擾信號的極性。因此，不可能接收到與在天線元件Ilx和Ily處的接收信號的合并極性相垂直的 干擾信號，由此，即便在與期望的信號相同的方向上存在干擾信號，也可以消除該干擾信號。然而，在這種情況下，由于考慮到接收質(zhì)量的下降，基站10執(zhí)行天線合并，使得在 天線元件Ilx和Ily處的接收信號的合并極性垂直于干擾信號的極性，并使得從加法器18 輸出的信號的SINR(輸出信號對干擾加噪聲功率之比)最大化。S卩，在本發(fā)明中，執(zhí)行用于最大化SINR的操作，由此改善接收質(zhì)量并消除干擾信號。如上所述，在本示例性實(shí)施例中，基站10被構(gòu)造為使得在天線元件Ilx和Ily處 的接收信號的合并極性垂直于干擾信號的極性，因此不能接收到任何垂直于該合并極性的 干擾信號，由此，即便在與期望的信號相同的方向上存在干擾信號，也可以除去該干擾信號。此外，由于基站10被構(gòu)造為具有天線11 (該天線11包括具有彼此垂直的極性特 征的天線元件Ilx和Ily)，如果設(shè)有多對天線元件Ilx和lly，且每一對用于一個移動終 端，那么可以將天線元件Ilx和Ily布置為一行，由此可以避免整個天線11的尺寸變大。同樣，當(dāng)基站10不僅僅被構(gòu)造為使得在天線元件Ilx和Ily處的接收信號的合并 極性垂直于干擾信號的極性，而且被構(gòu)造為最大化從加法器18輸出的信號的SINR時，可以 改進(jìn)接收質(zhì)量，同時消除干擾信號。在此已經(jīng)參照示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但本發(fā)明并不限制于該示例性實(shí)施 例。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和細(xì)節(jié)進(jìn)行本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的各種 能夠改變。本發(fā)明要求2008年7月14日提交的JP2008-182454的優(yōu)先權(quán)，并在此合并其全 部公開。
權(quán)利要求
1. 一種移動通信系統(tǒng)，包括移動終端和與該移動終端執(zhí)行無線電通信的基站，其中 所述基站包括第一和第二天線元件，它們具有彼此垂直的極性特性； 第一基帶信號轉(zhuǎn)換器，將由第一天線元件接收的接收信號轉(zhuǎn)換為基帶信號； 第一乘法器，通過乘以第一加權(quán)系數(shù)，對由所述第一基帶信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的基帶信號 加權(quán)；第二基帶信號轉(zhuǎn)換器，將由第二天線元件接收的接收信號轉(zhuǎn)換為基帶信號； 第二乘法器，通過乘以第二加權(quán)系數(shù)，對由所述第二基帶信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的基帶信號 加權(quán)；加法器，將由第一和第二乘法器加權(quán)的基帶信號相加，并輸出總和；以及 信號處理器，其通過MMSE (最小均方誤差)，計算由所述第一和第二乘法器使用的所述 第一和第二加權(quán)系數(shù)，使得該第一和第二加權(quán)系數(shù)令在所述第一和第二天線元件處接收的 接收信號的合并極性垂直于干擾信號的極性。
2.如權(quán)利要求1所述的移動通信系統(tǒng)，其中所述信號處理器通過MMSE計算所述第一 和第二加權(quán)系數(shù)，使得在所述第一和第二天線元件處接收的接收信號的合并極性垂直于干 擾信號的極性，并且使得從所述加法器輸出的信號的SINR(輸出信號對干擾加噪聲功率之 比)最大。
3.如權(quán)利要求1或2所述的移動通信系統(tǒng)，其中每個移動終端都設(shè)置有所述第一天線、 所述第二天線、所述第一乘法器、所述第二乘法器、所述加法器和所述信號處理器。
4.如權(quán)利要求3所述的移動通信系統(tǒng)，其中所述第一天線、所述第二天線、所述第一乘 法器、所述第二乘法器、所述加法器和所述信號處理器的操作與所述移動終端的天線的極 性無關(guān)。
5. 一種與移動終端執(zhí)行無線電通信的基站，包括第一和第二天線元件，它們具有彼此垂直的極性特性； 第一基帶信號轉(zhuǎn)換器，將由第一天線元件接收的接收信號轉(zhuǎn)換為基帶信號； 第一乘法器，通過乘以第一加權(quán)系數(shù)，對由所述第一基帶信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的基帶信號 加權(quán)；第二基帶信號轉(zhuǎn)換器，將由第二天線元件接收的接收信號轉(zhuǎn)換為基帶信號； 第二乘法器，通過乘以第二加權(quán)系數(shù)，對由所述第二基帶信號轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的基帶信號 加權(quán)；加法器，將由所述第一和第二乘法器加權(quán)的基帶信號相加，并輸出總和；以及 信號處理器，其通過MMSE，計算由所述第一和第二乘法器使用的第一和第二加權(quán)系數(shù)， 使得該第一和第二加權(quán)系數(shù)令在所述第一和第二天線元件處接收的接收信號的合并極性 垂直于干擾信號的極性。
6.如權(quán)利要求5所述的基站，其中所述信號處理器通過MMSE計算所述第一和第二加權(quán) 系數(shù)，使得在所述第一和第二天線元件處接收的接收信號的合并極性垂直于干擾信號的極 性，并且使得從所述加法器輸出的信號的SINR最大。
7.如權(quán)利要求5或6所述的基站，其中每個移動終端都設(shè)置有所述第一天線、所述第二 天線、所述第一乘法器、所述第二乘法器、所述加法器和所述信號處理器。
8.如權(quán)利要求7所述的基站，其中所述第一天線、所述第二天線、所述第一乘法器、所 述第二乘法器、所述加法器和所述信號處理器的操作與所述移動終端的天線的極性無關(guān)。
9.一種與移動終端執(zhí)行無線電通信的基站的干擾消除方法，該干擾消除方法包括第一轉(zhuǎn)換步驟，將由具有第一極性特征的第一天線元件所接收的接收信號轉(zhuǎn)換為基帶 信號；第一乘法步驟，通過乘以第一加權(quán)系數(shù)，對由所述第一轉(zhuǎn)換步驟所轉(zhuǎn)換的基帶信號加權(quán)；第二轉(zhuǎn)換步驟，將由具有第二極性特征的第二天線元件所接收的接收信號轉(zhuǎn)換為基帶 信號，該第二極性特征與所述第一極性特征相垂直；第二乘法步驟，通過乘以第二加權(quán)系數(shù)，對由所述第二轉(zhuǎn)換步驟所轉(zhuǎn)換的基帶信號加權(quán)；相加步驟，將由所述第一和第二乘法步驟所加權(quán)的基帶信號相加，并輸出總和；以及 計算步驟，通過MMSE，計算由所述第一和第二乘法步驟使用的所述第一和第二加權(quán)系 數(shù)，使得該第一和第二加權(quán)系數(shù)令在第一和第二天線元件處接收的接收信號的合并極性垂 直于干擾信號的極性。
10.如權(quán)利要求9所述的干擾消除方法，其中在所述計算步驟，通過MMSE計算所述第一 和第二加權(quán)系數(shù)，使得在所述第一和第二天線元件處接收的接收信號的合并極性垂直于干 擾信號的極性，并且使得在所述加法步驟輸出的信號的SINR最大。
全文摘要
本發(fā)明的基站包括第一和第二天線元件，它們具有彼此垂直的極性特性；第一轉(zhuǎn)換器，將第一天線元件的接收信號轉(zhuǎn)換為基帶信號；第一乘法器，通過乘以第一加權(quán)系數(shù)，對由所述第一轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的基帶信號加權(quán)；第二轉(zhuǎn)換器，將第二天線元件的接收信號轉(zhuǎn)換為基帶信號；第二乘法器，通過乘以第二加權(quán)系數(shù)，對由所述第二轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換的基帶信號加權(quán)；加法器，其將由第一和第二乘法器加權(quán)的基帶信號相加，并輸出總和；以及信號處理器，其通過MMSE，計算由所述第一和第二加權(quán)系數(shù)，使得在所述第一和第二天線元件處接收的接收信號的合并極性垂直于干擾信號的極性。
文檔編號H04J11/00GK102084603SQ20098012600
公開日2011年6月1日 申請日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日
發(fā)明者平部正司 申請人:日本電氣株式會社