專利名稱：陣列天線接收裝置及其校正方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)在陣列天線的無(wú)線電接收部相互之間的相位以及振幅的變動(dòng)進(jìn)行校正的校正方法以及采用該方法的陣列天線接收裝置，特別涉及校正精度高、即使特定的無(wú)線電接收部出現(xiàn)故障時(shí)也可以進(jìn)行正常校正的校正方法以及采用該方法的陣列天線接收裝置。
在包括與各天線單元對(duì)應(yīng)的多個(gè)無(wú)線電接收部的陣列天線接收裝置中，一般在各無(wú)線電接收部中的振幅以及相位分別獨(dú)立，并且時(shí)時(shí)刻刻變動(dòng)。因此，為了正確形成所希望的接收方向圖，需要對(duì)相位以及振幅的變動(dòng)進(jìn)行校正。這樣的校正操作稱為校正。
在現(xiàn)有技術(shù)中，作為這種陣列天線接收裝置的校正方法，例如在特開平11-46180號(hào)公報(bào)(JP-A)中有記載。在該方法中，在與多個(gè)天線單元分別連接的各無(wú)線電接收部中輸入已知的校正信號(hào)，對(duì)從各無(wú)線電接收部的輸出中抽出的校正信號(hào)解調(diào)后，采用其結(jié)果，對(duì)獨(dú)立的時(shí)時(shí)刻刻變動(dòng)的各無(wú)線電接收部的相位以及振幅的變動(dòng)進(jìn)行校正。
圖1表示現(xiàn)有技術(shù)的陣列天線接收裝置的一構(gòu)成例的方框圖。
圖示的陣列天線接收裝置，由陣列天線001、多路電路003-1～003-N、無(wú)線電接收部004-1～004-N、信號(hào)處理部005-1～005-M、校正用信號(hào)發(fā)生器006、校正用無(wú)線電發(fā)送部007、功率電平調(diào)整電路008、校正信號(hào)處理部009以及校正信號(hào)抽出部010所構(gòu)成。本陣列天線接收裝置，陣列天線001由N個(gè)天線單元002-1～002-N構(gòu)成，并且可以對(duì)用戶數(shù)「M」的信號(hào)解調(diào)。
天線單元002-1～002-N，使各個(gè)天線單元的接收信號(hào)之間相互具有相關(guān)性那樣鄰近配置，分別接收被重疊后的所需信號(hào)以及多個(gè)干擾信號(hào)的信號(hào)。為與通常的分集接收相區(qū)別，天線單元數(shù)「N」在3個(gè)以上。
多路電路003-1～003-N分別與各天線單元002-1～002-N對(duì)應(yīng)設(shè)置，輸入功率電平調(diào)整電路008的輸出信號(hào)和分別對(duì)應(yīng)的天線單元002-1～002-N的接收信號(hào)，在無(wú)線電頻段上進(jìn)行重疊。重疊后的信號(hào)，向無(wú)線電接收部004-1～004-N輸出。重疊的方法并沒有特別限定，作為代表的方法，可以舉出符號(hào)分割多路復(fù)用的例，但也可以采用時(shí)分多路復(fù)用或者頻分多路復(fù)用。
無(wú)線電接收部004-1～004-N分別與各多路電路003-1～003-N對(duì)應(yīng)設(shè)置，分別由低噪聲放大器、帶阻濾波器、混頻器、本地振蕩器、AGC(Auto Gain Contoller)、正交檢波器、低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)等器件所構(gòu)成。無(wú)線電接收部004-1～004-N分別通過(guò)對(duì)應(yīng)的天線單元002-1～002-N接收無(wú)線電波，變換成數(shù)字信號(hào)后輸出。例如，與天線單元002-i對(duì)應(yīng)的無(wú)線電接收部004-i，對(duì)從多路電路003-i接收的輸入信號(hào)，實(shí)施放大、從無(wú)線電頻段向基帶的頻率轉(zhuǎn)換、正交檢波、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理后，向校正信號(hào)抽出部010以及所有的信號(hào)處理部005-1～005-M分別輸出。無(wú)線電接收部004-1～004-N，是與無(wú)線電接收部004-i相同的構(gòu)成，以分別從多路電路003-1～003-N接收的信號(hào)作為輸入。
校正信號(hào)抽出部010，從無(wú)線電接收部004-1～004-N分別接收的輸入信號(hào)中抽出所重疊的N個(gè)校正信號(hào)后傳送到校正信號(hào)處理部。這時(shí)，校正信號(hào)抽出部010采用與在多路電路003-1～003-N中所采用的重疊方法所對(duì)應(yīng)的方法，從輸入信號(hào)中抽出所重疊的校正信號(hào)。校正信號(hào)處理部009從抽出的N個(gè)校正信號(hào)中產(chǎn)生相位/振幅校正信息S01-1～S01-N，所生成的信息全部分別向信號(hào)處理部005-1～005-M輸出。
以下參照?qǐng)D2、圖3以及圖1說(shuō)明在校正信號(hào)處理部009中的相位/振幅校正信息的生成方法。
圖2表示對(duì)校正信號(hào)解調(diào)后獲得的符號(hào)(symbol)點(diǎn)，圖3表示對(duì)圖2的符號(hào)點(diǎn)歸一化后的符號(hào)點(diǎn)。此外，在此所謂的符號(hào)點(diǎn)是指在I-Q坐標(biāo)上的點(diǎn)。
相位/振幅校正信息是以無(wú)線電接收部004-1～004-N中之一為基準(zhǔn)，對(duì)其它無(wú)線電接收部相對(duì)于該基準(zhǔn)的相位以及振幅的差進(jìn)行校正的信息。此外，各無(wú)線電接收部稱為支路，成為基準(zhǔn)的無(wú)線電接收部稱為基準(zhǔn)支路。
在此，作為一例，假定無(wú)線電接收部004-1是基準(zhǔn)支路，并且數(shù)「N」為「3」。對(duì)從無(wú)線電接收部004-1的輸出信號(hào)中抽出的校正信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后獲得的符號(hào)點(diǎn)為圖2的基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)S1。同樣，對(duì)從無(wú)線電接收部004-2的輸出信號(hào)中抽出的校正信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后獲得的符號(hào)點(diǎn)為S2，對(duì)從無(wú)線電接收部004-3的輸出信號(hào)中抽出的校正信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后獲得的符號(hào)點(diǎn)為S3?；鶞?zhǔn)符號(hào)點(diǎn)S1和符號(hào)點(diǎn)S2之間的相位差θ2以及振幅比r2(＝B/A)是與無(wú)線電接收部004-2對(duì)應(yīng)的相位/振幅校正信息S01-2，基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)S1和符號(hào)點(diǎn)S3之間的相位差θ3以及振幅比r3(＝C/A)是與無(wú)線電接收部004-3對(duì)應(yīng)的相位/振幅校正信息S01-3。此外，對(duì)于基準(zhǔn)支路的相位/振幅校正信息S01-1，相位差θ1為「0」以及振幅比r1為「1」。
校正信號(hào)處理部009對(duì)圖2的各符號(hào)點(diǎn)S1、S2以及S3采用符號(hào)點(diǎn)S1進(jìn)行歸一化后，獲得圖3的符號(hào)點(diǎn)S1NOR、S2NOR以及S3NOR。由于振幅比r2以及r3的值不變化，振幅比r2為「B/A＝BNOR」，并且振幅比r3為「C/A＝CNOR」。
校正信號(hào)處理部009，采用上述方法獲得的每個(gè)相位/振幅校正信息S01-1～S01-N在每個(gè)校正周期中分別向所有的信號(hào)處理部005-1～005-M輸出。
各個(gè)信號(hào)處理部005-1～005-M對(duì)各個(gè)無(wú)線電接收部004-1～004-N的輸出信號(hào)進(jìn)行給定加權(quán)。因此，例如信號(hào)處理部005-i形成在與自己對(duì)應(yīng)的用戶的用戶信號(hào)到來(lái)方向上的接收增益大、而對(duì)來(lái)自其它用戶的干擾和由延遲波引起的干擾的接收增益小的接收方向圖。信號(hào)處理部005-i根據(jù)該接收方向圖對(duì)無(wú)線電接收部004-1～004-N的輸出進(jìn)行合成后獲得所希望的解調(diào)信號(hào)S00-i。另外，信號(hào)處理部005-i采用這時(shí)的校正信號(hào)處理部009輸出的各個(gè)相位/振幅校正信息S01-1～S01-N，對(duì)每個(gè)無(wú)線電接收部004-1～004-N輸出的輸出信號(hào)中的相位以及振幅進(jìn)行校正。
校正用信號(hào)發(fā)生器006在基帶域生成給定方向圖的校正信號(hào)，并傳送到校正用無(wú)線電發(fā)送部007。
校正用無(wú)線電發(fā)送部007，對(duì)從校正用信號(hào)發(fā)生器006接收的基帶域的校正信號(hào)實(shí)施模數(shù)轉(zhuǎn)換、進(jìn)行從基帶域向無(wú)線電頻段的頻率變換等處理，向功率電平調(diào)整電路008輸出。
功率電平調(diào)整電路008將從校正用無(wú)線電發(fā)送部007接收到的無(wú)線電頻段的校正信號(hào)變換成任意的電能水平，向各個(gè)多路電路003-1～003-N傳送。
在由N個(gè)天線單元002-1～002-N接收的各信號(hào)中，包含所需信號(hào)成分、干擾信號(hào)成分以及熱噪聲。另外，在所需信號(hào)成分以及干擾信號(hào)成分中分別存在多路徑成分。通常，這些信號(hào)成分分別從不同方向到來(lái)。
圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的陣列天線接收裝置，采用由N個(gè)天線單元002-1～002-N的每一個(gè)所接收的各信號(hào)的相位/振幅信息，識(shí)別到來(lái)方向的不同的各信號(hào)成分，形成接收方向圖。
在方向圖形成時(shí)不進(jìn)行校正，由無(wú)線電接收部004-1～004-N的構(gòu)成器件在各無(wú)線電接收部004-1～004-N內(nèi)部分別獨(dú)立產(chǎn)生相位/振幅的變動(dòng)時(shí)，向信號(hào)處理部005-1～005-M輸入的是在由天線單元002-1～002-N接收的各信號(hào)上加上多余的相位/振幅的變動(dòng)后的信號(hào)。因此，不可能正確識(shí)別各信號(hào)成分，而形成理想的接收方向圖。
為此，在由天線單元002-1～002-N接收的接收信號(hào)上重疊和該接收信號(hào)相同的頻帶的校正信號(hào)，在校正信號(hào)處理部009中從在無(wú)線電接收部004-1～004-N的各輸出信號(hào)中抽出的校正信號(hào)中檢測(cè)出相位/振幅的變動(dòng)，生成相位/振幅校正信息S01-1～S01-N，在信號(hào)處理部005-1～005-M對(duì)接收方向圖實(shí)施校正。
依據(jù)該校正方法，由于是將校正信號(hào)重疊在由各個(gè)天線單元002-1～002-N接收的信號(hào)上，在運(yùn)行中也可以進(jìn)行校正。
采用上述那樣的校正方法的現(xiàn)有技術(shù)的陣列天線接收裝置，即使在運(yùn)行中在無(wú)線電接收部004-1～004-N的內(nèi)部發(fā)生相位/振幅的變動(dòng)，也可以校正輸出給信號(hào)處理部005-1～005-M的相位/振幅信息。因此，圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的陣列天線接收裝置，利用根據(jù)在由N個(gè)天線單元002-1～002-N分別接收的各信號(hào)上重疊的校正信號(hào)的解調(diào)結(jié)果所產(chǎn)生的相位/振幅校正信息S01-1～S01-N進(jìn)行常時(shí)校正，識(shí)別到來(lái)方向不同的各信號(hào)成分，可以形成理想的接收方向圖。
上述現(xiàn)有技術(shù)的陣列天線接收裝置雖然有這樣的優(yōu)點(diǎn)，但也存在以下的缺點(diǎn)。
首先采用圖4以及圖5說(shuō)明其問題點(diǎn)。
圖4表示對(duì)任意的校正信號(hào)解調(diào)后的符號(hào)點(diǎn)Sn(In，Qn)(1≤n≤N)的樣子。圖5表示符號(hào)點(diǎn)Sn附近的放大圖。符號(hào)點(diǎn)Sn是校正信號(hào)的SIR(Signal to Interference Ratio信號(hào)干擾功率比)值無(wú)限大的理想情況時(shí)的符號(hào)點(diǎn)，設(shè)其振幅為Rn。
在現(xiàn)實(shí)中，除校正信號(hào)之外還存在干擾成分，SIR不可能是無(wú)限大，實(shí)際解調(diào)的符號(hào)點(diǎn)，處在給定范圍內(nèi)的任一位置上。該給定范圍，當(dāng)干擾成分小而SIR值大時(shí)成為半徑為d1的圓C1內(nèi)。另一方面，當(dāng)干擾成分大而SIR值小時(shí)成為半徑為d2的圓C2內(nèi)。因此，SIR值越小，實(shí)際解調(diào)的符號(hào)點(diǎn)的誤差越大。
當(dāng)解調(diào)獲得的符號(hào)點(diǎn)的范圍為半徑d2時(shí)，其相位誤差的大小，如圖4所示為最大「θ」。因此，作為解調(diào)獲得的符號(hào)點(diǎn)的相位，獲得最大值θn#max(＝θn+θ)以及最小值θn#min(＝θn-θ)。另外，振幅誤差最大為「d2」。因此，作為解調(diào)獲得的符號(hào)點(diǎn)的振幅，獲得最大值Rn#max(＝Rn+d2)以及最小值Rn#min(＝Rn-d2)。
在此，參照?qǐng)D6以及圖7，為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，考察符號(hào)點(diǎn)S1始終在基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)上的情況。
圖6表示基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)S1的相位誤差為最大「-θ」而振幅誤差為零時(shí)其它符號(hào)點(diǎn)的相對(duì)位置。圖7表示在圖6中，基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)S1的振幅誤差為最大「-d2」時(shí)其它符號(hào)點(diǎn)的相對(duì)振幅的大小。在圖6以及圖7中，相對(duì)于基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)S1的SIR值，符號(hào)點(diǎn)S2、S3的SIR值足夠大。
參照?qǐng)D6表明，基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)S1有相位誤差「-θ」時(shí)，相對(duì)于基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)S1進(jìn)行歸一化后的各符號(hào)點(diǎn)S1NN、S2NN以及S3NN中產(chǎn)生了相位偏移。參照?qǐng)D7表明，當(dāng)基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)S1有振幅誤差，在相對(duì)于基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)S1進(jìn)行歸一化后的各符號(hào)點(diǎn)S1NN、S2NN以及S3NN的振幅中產(chǎn)生誤差。
如上所述，當(dāng)基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)包含誤差時(shí)，從其它所有支路的輸出中抽出的校正信號(hào)被解調(diào)后獲得的符號(hào)點(diǎn)出現(xiàn)較大的誤差。
也就是說(shuō)，在現(xiàn)有技術(shù)的陣列天線接收裝置中，由于固定選擇特定的一個(gè)無(wú)線電接收部作為基準(zhǔn)支路，所以當(dāng)對(duì)從基準(zhǔn)支路的輸出中抽出的校正信號(hào)解調(diào)后獲得的基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)的SIR值小時(shí)，在與對(duì)從其它支路的輸出中抽出的校正信號(hào)解調(diào)后獲得的符號(hào)點(diǎn)之間的相位差以及振幅比上會(huì)出現(xiàn)誤差。其結(jié)果，存在校正精度降低的問題。
另外，當(dāng)作為基準(zhǔn)支路固定設(shè)定的特定的無(wú)線電接收部出現(xiàn)故障等不良情況時(shí)，會(huì)出現(xiàn)陣列天線接收裝置的校正精度會(huì)極端惡化的問題。
本發(fā)明是具有為形成接收方向圖的多個(gè)天線單元所構(gòu)成的陣列天線和與上述天線單元分別對(duì)應(yīng)設(shè)置的無(wú)線電接收部的陣列天線接收裝置，是包括以下步驟的校正方法。也就是說(shuō)，將給定符號(hào)圖案(symbol pattem)的校正信號(hào)向上述無(wú)線電接收部供給的步驟、從上述無(wú)線電接收部的輸出中抽出經(jīng)過(guò)了該無(wú)線電接收部后的上述校正信號(hào)的步驟、從經(jīng)過(guò)了上述無(wú)線電接收部后的上述校正信號(hào)中求出接收質(zhì)量最好的上述無(wú)線電接收部并選擇該無(wú)線電接收部作為基準(zhǔn)支路的成為本發(fā)明特征的步驟、通過(guò)經(jīng)過(guò)了其它上述無(wú)線電接收部后的校正信號(hào)和經(jīng)過(guò)了上述基準(zhǔn)支路后的校正信號(hào)之間的相位差以及振幅比中的至少一方對(duì)上述接收方向圖進(jìn)行校正的步驟。
依據(jù)該構(gòu)成，由于以接收質(zhì)量最好的無(wú)線電接收部作為基準(zhǔn)，計(jì)算其它無(wú)線電接收部的相位差以及振幅比，可以使基準(zhǔn)支路的誤差最小的情況下對(duì)剩余的其它無(wú)線電接收部進(jìn)行校正。另外，由于選擇接收質(zhì)量最好的無(wú)線電接收部作為基準(zhǔn)，不會(huì)選擇出現(xiàn)不良情況的無(wú)線電接收部作為基準(zhǔn)支路。
依據(jù)本發(fā)明的方法中的一實(shí)施方案，將給定符號(hào)圖案的校正信號(hào)向上述無(wú)線電接收部供給的上述步驟是重疊在輸入信號(hào)上的步驟。依據(jù)該構(gòu)成，可以在進(jìn)行無(wú)線通信的情況下進(jìn)行校正。
另外，依據(jù)本發(fā)明的方法中的另一實(shí)施方案，作為基準(zhǔn)支路選擇上述無(wú)線電接收部的上述步驟是根據(jù)由經(jīng)過(guò)了多個(gè)上述無(wú)線電接收部的上述校正信號(hào)推測(cè)的SIR值求出上述接收質(zhì)量最好的無(wú)線電接收部的步驟，又是根據(jù)經(jīng)過(guò)了多個(gè)上述無(wú)線電接收部的上述校正信號(hào)的誤碼率求出上述接收質(zhì)量最好的無(wú)線電接收部的步驟。
另外，本發(fā)明是，包括為形成接收方向圖的多個(gè)天線單元所構(gòu)成的陣列天線和與上述天線單元分別對(duì)應(yīng)設(shè)置的無(wú)線電接收部的陣列天線接收裝置。該陣列天線接收裝置進(jìn)一步包括，將給定符號(hào)圖案的校正信號(hào)向上述無(wú)線電接收部供給的校正信號(hào)供給部、從上述無(wú)線電接收部的輸出中抽出經(jīng)過(guò)了該無(wú)線電接收部后的上述校正信號(hào)的校正信號(hào)抽出部、從經(jīng)過(guò)了上述無(wú)線電接收部后的上述校正信號(hào)中求出接收質(zhì)量最好的上述無(wú)線電接收部并將該無(wú)線電接收部作為基準(zhǔn)支路選擇的接收質(zhì)量檢測(cè)部、為了通過(guò)經(jīng)過(guò)了其它上述無(wú)線電接收部后的校正信號(hào)和經(jīng)過(guò)了上述基準(zhǔn)支路后的校正信號(hào)之間的相位差以及振幅比重的至少一方對(duì)上述接收方向圖進(jìn)行校正而生成校正信息的校正信號(hào)處理部。本發(fā)明的特征是包括上述接收質(zhì)量檢測(cè)部。
依據(jù)本發(fā)明的裝置中的一實(shí)施方案，上述校正信號(hào)供給部將上述校正信號(hào)重疊在上述無(wú)線電接收部的輸入上。
另外，依據(jù)本發(fā)明的裝置中的另一實(shí)施方案，上述接收質(zhì)量檢測(cè)部根據(jù)由經(jīng)過(guò)了多個(gè)上述無(wú)線電接收部的上述校正信號(hào)推測(cè)的SIR值求出上述接收質(zhì)量最好的無(wú)線電接收部，又根據(jù)經(jīng)過(guò)了多個(gè)上述無(wú)線電接收部的上述校正信號(hào)的誤碼率求出上述接收質(zhì)量最好的無(wú)線電接收部。


圖1表示現(xiàn)有技術(shù)的陣列天線接收裝置的一例的方框構(gòu)成圖。
圖2表示對(duì)校正信號(hào)解調(diào)后的符號(hào)點(diǎn)的圖。
圖3表示對(duì)圖2的符號(hào)點(diǎn)進(jìn)行歸一化后的符號(hào)點(diǎn)的圖。
圖4表示對(duì)任意的校正信號(hào)解調(diào)后的符號(hào)點(diǎn)Sn(In，Qn)的樣子。
圖5表示圖4中符號(hào)點(diǎn)Sn附近的放大圖。
圖6表示當(dāng)基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)S1的相位誤差最大而振幅誤差為零時(shí)其它符號(hào)點(diǎn)的相對(duì)位置圖。
圖7表示在圖6中，當(dāng)基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)S1的振幅誤差最大時(shí)其它符號(hào)點(diǎn)的相對(duì)振幅的大小的圖。
圖8表示本發(fā)明的陣列天線接收裝置的一實(shí)施方案的方框構(gòu)成圖。
圖9表示當(dāng)支路數(shù)為「3」時(shí)各支路中SIR推測(cè)值和基準(zhǔn)支路中SIR推測(cè)值之間變化的情況。
圖10表示與圖8所示裝置不同的另一陣列天線接收裝置的一實(shí)施方案的方框構(gòu)成圖。
圖8表示本發(fā)明的陣列天線接收裝置的一實(shí)施方案的方框構(gòu)成圖。
圖示的陣列天線接收裝置，由陣列天線101、多路電路103-1～103-N、無(wú)線電接收部104-1～104-N、信號(hào)處理部105-1～105-M、校正用信號(hào)發(fā)生器106、校正用無(wú)線電發(fā)送部107、功率電平調(diào)整電路108、校正信號(hào)處理部109、校正信號(hào)抽出部110以及SIR檢測(cè)部11 1所構(gòu)成。本陣列天線接收裝置，陣列天線101由N個(gè)天線單元102-1～102-N構(gòu)成，并且可以對(duì)用戶數(shù)「M」的信號(hào)解調(diào)。
多路電路103-1～103-N分別與對(duì)應(yīng)的各天線單元102-1～102-N連接，將功率電平調(diào)整電路108提供的校正信號(hào)和分別對(duì)應(yīng)的天線單元102-1～102-N的輸出信號(hào)在無(wú)線電頻段上進(jìn)行重疊后，分別向無(wú)線電接收部104-1～104-N傳送。重疊的方法并沒有特別限定，作為代表的方法，雖然示出的是符號(hào)分割多路復(fù)用的例子，也可以采用時(shí)分多路復(fù)用或者頻分多路復(fù)用。
無(wú)線電接收部104-1～104-N分別由低噪聲放大器、帶阻濾波器、混頻器、本地振蕩器、AGC(Auto Gain Contoller)、正交檢波器、低通濾波器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器等所構(gòu)成，分別與對(duì)應(yīng)的各多路電路103-1～103-N連接。然后，通過(guò)對(duì)應(yīng)的天線單元102-1～102-N接收無(wú)線電波，變換成數(shù)字信號(hào)后輸出。例如，與天線單元102-i對(duì)應(yīng)的無(wú)線電接收部104-i，以多路電路103-i的輸出信號(hào)作為輸入信號(hào)，實(shí)施輸入信號(hào)的放大、從無(wú)線電頻段向基帶域的頻率轉(zhuǎn)換、正交檢波、模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理后，向校正信號(hào)抽出部110以及所有的信號(hào)處理部105-1～105-M分別輸出。無(wú)線電接收部104-1～104-N，是和無(wú)線電接收部104-i相同的構(gòu)成，以分別對(duì)應(yīng)的多路電路103-1～103-N的輸出信號(hào)作為輸入信號(hào)。
校正信號(hào)抽出部110，以所有的無(wú)線電接收部104-1～104-N的輸出信號(hào)作為輸入信號(hào)，抽出重疊在各無(wú)線電接收部104-1～104-N的輸出信號(hào)上的校正信號(hào)，與為識(shí)別是從那一個(gè)無(wú)線電接收部輸出的校正信號(hào)的支路信息一起向SIR檢測(cè)部111以及校正信號(hào)處理部109傳送。在按符號(hào)分割多路復(fù)用對(duì)校正信號(hào)重疊的例中，校正信號(hào)抽出部110為抽出校正信號(hào)進(jìn)行反擴(kuò)散。
SIR檢測(cè)部111，根據(jù)從校正信號(hào)抽出部110接收的支路信息以及校正信號(hào)被解調(diào)后獲得的各符號(hào)點(diǎn)，推測(cè)各支路的SIR(Signal to InterferenceRatio信號(hào)干擾比)值。在此，SIR檢測(cè)部111，從所有支路的SIR推測(cè)值中SIR值最大的支路作為基準(zhǔn)支路選擇，通過(guò)基準(zhǔn)支路選擇信號(hào)S10將該基準(zhǔn)支路向校正信號(hào)處理部109通知。也就是說(shuō)，由SIR檢測(cè)部111，根據(jù)SIR推測(cè)值將接收質(zhì)量最好的一個(gè)無(wú)線電接收部作為基準(zhǔn)支路選擇。
校正用信號(hào)處理部109輸入校正信號(hào)抽出部110的輸出信號(hào)和SIR檢測(cè)部111輸出的基準(zhǔn)支路選擇信號(hào)S10，SIR檢測(cè)部111以對(duì)從所判定的基準(zhǔn)支路的輸出信號(hào)中抽出的校正信號(hào)解調(diào)后獲得的符號(hào)點(diǎn)作為基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)求出。然后，校正用信號(hào)處理部109根據(jù)該基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)，求出分別對(duì)從各支路的輸出信號(hào)中抽出的校正信號(hào)解調(diào)后獲得的各符號(hào)點(diǎn)的相位/振幅校正信息S11-1～S11-N，并向信號(hào)處理部105-1～105-M輸出。
各個(gè)信號(hào)處理部105-1～105-M對(duì)所有無(wú)線電接收部104-1～104-N的輸出信號(hào)，采用校正信號(hào)處理部109輸出的相位/振幅校正信息S11-1～S11-N進(jìn)行校正，形成在各用戶的用戶信號(hào)到來(lái)方向上的接收增益大、而對(duì)來(lái)自其它用戶的干擾和由延遲波引起的干擾的接收增益小的接收方向圖(以下成為最佳接收方向圖)。然后，各個(gè)信號(hào)處理部105-1～105-M，根據(jù)該接收方向圖對(duì)無(wú)線電接收部104-1～104-N的輸出進(jìn)行合成后獲得所希望的解調(diào)信號(hào)。
校正用信號(hào)發(fā)生器106在基帶域生成校正信號(hào)S13，并向校正用無(wú)線電發(fā)送部107輸出。校正用信號(hào)發(fā)生器106可以利用可變更設(shè)定的值作為校正信號(hào)S13產(chǎn)生符號(hào)圖案。
校正用無(wú)線電發(fā)送部107，對(duì)從校正用信號(hào)發(fā)生器106接收的基帶域的校正信號(hào)S13實(shí)施模數(shù)轉(zhuǎn)換、從基帶域向無(wú)線電頻段的頻率變換等處理，作為無(wú)線電頻段的校正信號(hào)S14向功率電平調(diào)整電路108傳送。
功率電平調(diào)整電路108接收校正用無(wú)線電發(fā)送部107輸出的與天線單元102-1～102-N中的接收信號(hào)具有相同頻帶的校正信號(hào)S14，電能水平變換成任意的電能水平，作為校正信號(hào)S15向各個(gè)多路電路103-1～103-N傳送。
因此，由校正用信號(hào)發(fā)生器106、校正用無(wú)線電發(fā)送部107、功率電平調(diào)整電路108以及多路電路103-1～103-N向各個(gè)無(wú)線電接收部104-1～104-N供給校正信號(hào)。
以下參照?qǐng)D6說(shuō)明本實(shí)施方案的動(dòng)作。
每個(gè)天線單元102-1～102-N接收重疊了所需信號(hào)和多個(gè)干擾信號(hào)的信號(hào)。但是，天線單元數(shù)增多后，距離遠(yuǎn)的即不處于相鄰位置上的天線單元之間的相關(guān)度低，由天線單元102-1～102-N接收的重疊信號(hào)的電力具有很大的差異。也就是說(shuō)，在陣列天線接收裝置的各天線單元102-1～102-N分別輸入不同的電力。
由校正用信號(hào)發(fā)生器106生成的基帶域的校正信號(hào)S13，由校正用無(wú)線電發(fā)送部107進(jìn)行頻率變換以及放大后成為校正信號(hào)S14，進(jìn)一步由功率電平調(diào)整電路108變換成任意電能水平，作為已知的校正信號(hào)S15分別向各多路電路103-1～103-N輸出。各個(gè)多路電路103-1～103-N將功率電平調(diào)整電路108輸出的校正信號(hào)S15與各天線單元102-1～102-N的接收信號(hào)重疊后分別向無(wú)線電接收部104-1～104-N輸出。多路電路103-1～103-N輸出的信號(hào)是重疊了校正信號(hào)S15、希望(用戶)信號(hào)、干擾(其它用戶)信號(hào)以及熱噪聲的信號(hào)。
校正信號(hào)以及熱噪聲的電能水平在各多路電路103-1～103-N中可以認(rèn)為相同。因此，各無(wú)線電接收部104-1～104-N相互之間的接收電能的差直接是相對(duì)于從天線單元102-1～102-N輸入的所需信號(hào)以及干擾信號(hào)之后所產(chǎn)生的電能差。如果著眼于校正信號(hào)，其它信號(hào)成為校正信號(hào)的干擾波，該電能差可以認(rèn)為是校正信號(hào)的干擾波的電能差。
無(wú)線電接收部104-1～104-N，對(duì)從分別對(duì)應(yīng)的多路電路103-1～103-N接收的信號(hào)實(shí)施放大、從無(wú)線電頻段向基帶域的頻率變換、正交檢波、模數(shù)轉(zhuǎn)換等，將其結(jié)果向校正信號(hào)抽出部110以及所有的信號(hào)處理部105-1～105-M輸出。校正信號(hào)抽出部110，從所有的無(wú)線電接收部104-1～104-N分別接收的信號(hào)中抽出校正信號(hào)，與支路信息一起向SIR檢測(cè)部111以及校正信號(hào)處理部109輸出。
SIR檢測(cè)部111，根據(jù)對(duì)從所有的無(wú)線電接收部104-1～104-N接收的信號(hào)中分別抽出的校正信號(hào)解調(diào)后獲得的各符號(hào)點(diǎn)S1～SN推測(cè)SIR值，求出各支路的SIR值。然后，SIR檢測(cè)部111對(duì)各支路的SIR值進(jìn)行比較，以SIR值最大的支路作為基準(zhǔn)支路，通過(guò)基準(zhǔn)支路選擇信號(hào)S10向校正信號(hào)處理部109通知。
圖9表示支路數(shù)為「3」時(shí)各支路B1、B2、B3的SIR推測(cè)值和基準(zhǔn)支路的變化的樣子。各支路輸出的符號(hào)點(diǎn)的SIR推測(cè)值在每個(gè)時(shí)隙改變時(shí)進(jìn)行計(jì)算，在各時(shí)隙以SIR值最大的支路作為基準(zhǔn)支路選擇。在圖9的例中，各支路B1～B3例如是無(wú)線電接收部104-1～104-3時(shí)，在時(shí)隙TS1～TS3選擇支路B1的無(wú)線電接收部104-1作為基準(zhǔn)支路，在時(shí)隙TS4選擇支路B2的無(wú)線電接收部104-2作為基準(zhǔn)支路，而在時(shí)隙TS5選擇支路B3的無(wú)線電接收部104-3作為基準(zhǔn)支路。
基準(zhǔn)支路選擇信號(hào)S10輸出給校正信號(hào)處理部109。校正信號(hào)處理部109以從作為基準(zhǔn)支路選擇的無(wú)線電接收部的輸出中抽出的校正信號(hào)被解調(diào)后獲得的符號(hào)點(diǎn)作為基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)，生成相位/振幅校正信息S11-1～S11-N。這樣，所有支路輸出的符號(hào)點(diǎn)的相位偏移最小，基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)和其它符號(hào)點(diǎn)之間的振幅比的誤差最小。然后，校正信號(hào)處理部109將相位/振幅校正信息S11-1～S11-N向所有的信號(hào)處理部105-1～105-M分別輸出。
各個(gè)信號(hào)處理部105-1～105-M利用相位/振幅校正信息S11-1～S11-N進(jìn)行校正，形成最佳接收方向圖，利用該接收方向圖對(duì)無(wú)線電接收部104-1～104-N進(jìn)行合成獲得所希望的解調(diào)信號(hào)12-1～12-M。
因此，依據(jù)本實(shí)施方案，在每個(gè)時(shí)隙以SIR推測(cè)值最大的無(wú)線電接收部作為基準(zhǔn)支路選擇，計(jì)算按照該結(jié)果獲得的基準(zhǔn)符號(hào)點(diǎn)與其它符號(hào)點(diǎn)之間的相位差以及振幅比，始終可以使誤差最小，進(jìn)行精度高的校正。另外，由于以SIR推測(cè)值小的無(wú)線電接收部不作為基準(zhǔn)支路選擇，不會(huì)出現(xiàn)將有故障的無(wú)線電接收部作為基準(zhǔn)支路選擇的情況。因此，可以提供針對(duì)基準(zhǔn)支路故障的冗余構(gòu)成，可以提供裝置的可靠性。
以下參照?qǐng)D10說(shuō)明本發(fā)明的其它實(shí)施方案。
圖10表示與圖8不同的依據(jù)本發(fā)明的陣列天線接收裝置的另一實(shí)施方案的方框構(gòu)成圖。圖8所示的陣列天線接收裝置是利用SIR值選擇接收質(zhì)量最好的無(wú)線電接收部，而圖10所示的陣列天線接收裝置是利用比特誤碼率選擇接收質(zhì)量最好的無(wú)線電接收部。
圖10所示的陣列天線接收裝置，由陣列天線201、多路電路203-1～203-N、無(wú)線電接收部204-1～204-N、信號(hào)處理部205-1～205-M、校正用信號(hào)發(fā)生器206、校正用無(wú)線電發(fā)送部207、功率電平調(diào)整電路208、校正信號(hào)處理部209、校正信號(hào)抽出部210以及誤碼率檢測(cè)部211所構(gòu)成。
圖10中的陣列天線201、多路電路203-1～203-N、無(wú)線電接收部204-1～204-N、信號(hào)處理部205-1～205-M、校正用無(wú)線電發(fā)送部207、功率電平調(diào)整電路208、校正信號(hào)處理部209、校正信號(hào)抽出部210分別與圖8中的陣列天線101、多路電路103-1～103-N、無(wú)線電接收部104-1～104-N、信號(hào)處理部105-1～105-M、校正用無(wú)線電發(fā)送部107、功率電平調(diào)整電路108、校正信號(hào)處理部109、校正信號(hào)抽出部110相同。
校正用信號(hào)發(fā)生器206雖然和圖8的校正用信號(hào)發(fā)生器106同樣產(chǎn)生任意的符號(hào)圖案，與此同時(shí)，將所產(chǎn)生的符號(hào)圖案和其送出時(shí)刻傳送到誤碼率檢測(cè)部211。
誤碼率檢測(cè)部211對(duì)由校正信號(hào)抽出部抽出的各支路的校正信號(hào)和由校正用信號(hào)發(fā)生器206所通知的符號(hào)圖案，根據(jù)同樣由校正用信號(hào)發(fā)生器206傳送來(lái)的送出時(shí)刻進(jìn)行比較，求出各支路的比特誤碼率(BERBit Error Rate)。然后，誤碼率檢測(cè)部211，以比特誤碼率最小的支路作為基準(zhǔn)支路選擇，作為基準(zhǔn)支路選擇信號(hào)向校正信號(hào)處理部209輸出。
因此，依據(jù)圖10的陣列天線接收裝置，可以獲得和圖8的陣列天線接收裝置相同的效果。
也就是說(shuō)，依據(jù)本發(fā)明，由于以接收質(zhì)量最好的無(wú)線電接收部作為基準(zhǔn)，計(jì)算其它無(wú)線電接收部的相位差以及振幅比，可以使基準(zhǔn)支路的誤差最小的情況下對(duì)剩余的其它無(wú)線電接收部進(jìn)行校正，可以始終進(jìn)行精度高的校正。
另外，由于以接收質(zhì)量最好的無(wú)線電接收部作為基準(zhǔn)進(jìn)行選擇，不會(huì)選擇有不良情況的無(wú)線電接收部作為基準(zhǔn)支路，可以提供針對(duì)基準(zhǔn)支路故障的冗余結(jié)構(gòu)，提高裝置的可靠性。
另外，在進(jìn)行無(wú)線通信的同時(shí)可以進(jìn)行校正。
如上所述，有關(guān)本發(fā)明的陣列天線接收裝置，適用于在確定成為對(duì)陣列天線的無(wú)線電接收部相互之間的相位以及振幅的變動(dòng)進(jìn)行校正的基準(zhǔn)的基準(zhǔn)支路時(shí)可以選擇接收質(zhì)量最好的無(wú)線電接收部的陣列天線接收裝置中。利用上述方法以及裝置，可以進(jìn)行校正精度高，并且即使特定無(wú)線電接收部出現(xiàn)故障時(shí)也可以正常進(jìn)行校正。
權(quán)利要求
1.一種陣列天線接收裝置中的校正方法，是具有用于形成接收方向圖的多個(gè)天線單元(102)所構(gòu)成的陣列天線(101)和與所述天線單元分別對(duì)應(yīng)設(shè)置的無(wú)線電接收部(104)的、包括將給定符號(hào)圖案的校正信號(hào)向所述無(wú)線電接收部供給的步驟、從所述無(wú)線電接收部的輸出中抽出經(jīng)過(guò)了該無(wú)線電接收部后的所述校正信號(hào)的步驟、選擇所述無(wú)線電接收部的給定之一作為基準(zhǔn)支路的步驟、通過(guò)經(jīng)過(guò)了其它所述無(wú)線電接收部后的校正信號(hào)和經(jīng)過(guò)了所述基準(zhǔn)支路后的校正信號(hào)之間的相位差以及振幅比中的至少一方對(duì)所述接收方向圖進(jìn)行校正的步驟的陣列天線接收裝置中的校正方法，其特征是作為基準(zhǔn)支路選擇的所述步驟，是從經(jīng)過(guò)了所述無(wú)線電接收部后的所述校正信號(hào)中求出接收質(zhì)量最好的所述無(wú)線電接收部的步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陣列天線接收裝置中的校正方法，其特征是將給定符號(hào)圖案的校正信號(hào)向所述無(wú)線電接收部供給的所述步驟是通過(guò)重疊在輸入信號(hào)上將所述校正信號(hào)向所述無(wú)線電接收部供給的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的陣列天線接收裝置中的校正方法，其特征是作為基準(zhǔn)支路選擇所述無(wú)線電接收部的所述步驟是根據(jù)由經(jīng)過(guò)了多個(gè)所述無(wú)線電接收部的所述校正信號(hào)推測(cè)的SIR值求出所述接收質(zhì)量最好的所述無(wú)線電接收部的步驟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的陣列天線接收裝置中的校正方法，其特征是作為基準(zhǔn)支路選擇所述無(wú)線電接收部的所述步驟是根據(jù)經(jīng)過(guò)了多個(gè)所述無(wú)線電接收部的所述校正信號(hào)的誤碼率求出所述接收質(zhì)量最好的所述無(wú)線電接收部的步驟。
5.一種陣列天線接收裝置，包括用于形成接收方向圖的多個(gè)天線單元(102)所構(gòu)成的陣列天線(101)、與所述天線單元分別對(duì)應(yīng)設(shè)置的無(wú)線電接收部(104)、將給定符號(hào)圖案的校正信號(hào)向所述無(wú)線電接收部供給的校正信號(hào)供給部(103、106-108)、從所述無(wú)線電接收部的輸出中抽出經(jīng)過(guò)了該無(wú)線電接收部后的所述校正信號(hào)的校正信號(hào)抽出部(110)、用于選擇所述無(wú)線電接收部的給定之一作為基準(zhǔn)支路并通過(guò)經(jīng)過(guò)了所述無(wú)線電接收部后的所述校正信號(hào)與經(jīng)過(guò)了所述基準(zhǔn)支路后的校正信號(hào)之間的相位差以及振幅比中的至少一方對(duì)所述接收方向圖進(jìn)行校正而生成校正信息的校正信號(hào)處理部(109)，其特征是進(jìn)一步包括從經(jīng)過(guò)了所述無(wú)線電接收部后的所述校正信號(hào)中求出接收質(zhì)量最好的所述無(wú)線電接收部并將該無(wú)線電接收部作為基準(zhǔn)支路選擇的接收質(zhì)量檢測(cè)部(111)，并且所述校正信號(hào)處理部從所述接收質(zhì)量檢測(cè)部接收成為基準(zhǔn)支路的無(wú)線電接收部的信息，生成用于根據(jù)經(jīng)過(guò)了成為該基準(zhǔn)支路的無(wú)線電接收部后的校正信號(hào)和經(jīng)過(guò)了其它無(wú)線電接收部后的所述校正信號(hào)之間的相位差以及振幅比中的至少一方對(duì)所述接收方向圖進(jìn)行校正的校正信息。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的陣列天線接收裝置，其特征是所述校正信號(hào)供給部將所述校正信號(hào)重疊在所述無(wú)線電接收部的輸入上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6中任一項(xiàng)所述的陣列天線接收裝置，其特征是所述接收質(zhì)量檢測(cè)部根據(jù)由經(jīng)過(guò)了多個(gè)所述無(wú)線電接收部的所述校正信號(hào)推測(cè)的SIR值求出所述接收質(zhì)量最好的無(wú)線電接收部。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6中任一項(xiàng)所述的陣列天線接收裝置，其特征是所述接收質(zhì)量檢測(cè)部根據(jù)經(jīng)過(guò)了多個(gè)所述無(wú)線電接收部的所述校正信號(hào)的誤碼率求出所述接收質(zhì)量最好的無(wú)線電接收部。
全文摘要
一種陣列天線的校正方法以及采用該方法的陣列天線接收裝置。陣列天線接收裝置在陣列天線(101)的接收信號(hào)上重疊由多路電路(103)輸出的給定符號(hào)圖案的校正信號(hào)后輸入給無(wú)線電接收部(104)。經(jīng)過(guò)上述無(wú)線電接收部的校正信號(hào)由校正信號(hào)抽出部(110)抽出，SIR檢測(cè)部(111)根據(jù)該校正信號(hào)將接收質(zhì)量最好的上述無(wú)線電接收部之一作為基準(zhǔn)支路。校正信號(hào)處理部(109)根據(jù)經(jīng)過(guò)所求出的基準(zhǔn)支路后的校正信號(hào)與經(jīng)過(guò)剩余的其它無(wú)線電接收部后的校正信號(hào)之間的相位差以及振幅比校正接收方向圖。從而實(shí)現(xiàn)了校正精度高并且即使特定無(wú)線電接收部出現(xiàn)故障時(shí)也可以進(jìn)行正常校正。
文檔編號(hào)H04B7/10GK1471747SQ01818087
公開日2004年1月28日 申請(qǐng)日期2001年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月27日
發(fā)明者東友洋 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社