[发明专利]采用阵列天线接收信号的自适应天线接收装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自适应天线接收装置。更特别地说，本发明致力于这样一种自适应天线接收装置；它通过天线阵列接收CDMA(码分多址)信号并产生解调信号。

背景技术

CDMA系统具有增加用户数目的可能性，并期望其作为移动通信蜂窝系统的无线电访问系统。然而，存在一个问题，即在基站接收端从一个用户来的信号会起到从对另一用户来的另一信号的干扰信号的作用。

已经知道自适应阵列天线接收装置是一种只接收希望的信号而排除干扰信号的方法。自适应阵列天线接收装置通过多个天线接收信号并执行复杂加权和组合运算，控制由每一天线接收到的信号的振幅和相位以形成定向波束来接收希望的用户信号，和抑制其它用户的干扰信号。

自适应阵列天线的接收特性强烈依赖于天线阵列的布置和天线之间的天线间隔。一般说，接收信号的衰落相关在天线间隔窄时高。其结果，定向性就需要变窄。然而，存在的问题是同时减小了分集效果。在衰落严重的环境中，例如在移动通信中，改善接收特性以进行分集合并和补偿衰落有时比控制方向性使其窄更好。

已经知道子阵列布置作为阵列天线布置具有方向性控制效应和分集效果。具有子阵列结构的阵列天线布置在图1中表示。参考图1，该阵列天线包括天线的子阵列31-1-1到31-1-N和子阵列31-2-1到31-2-N。把子阵列中的天线之间的天线间隔设置得很窄，使其可以执行方向性控制。子阵列中的天线间隔通常设定为半个波长。为得到分集效果子阵列之间的子阵列间隔要设定的宽。子阵列间隔通常设定为等于或大于10个波长。

图2表示自适应天线接收装置一个常规例子的电路结构，该例使用子阵列布置。参考图2，自适应天线接收装置的该常规例子由具有子阵列结构的子阵列天线接收CDMA信号，并对每一子阵列独立地执行自适应方向性形成，将接收信号分集合并和输出解调信号。

相应于两个子阵列的接收和解调部分包括L(L是正整数)个路径接收部分41-1-1到41-1-L、41-2-1到41-2-L，其用于一个传输多路径的路径数目，组合单元49-1和49-2，判定单元50-1和50-2，开关51-1和51-2，减法器52-1和52-2和结合两个组合单元49-1和49-2的输出的加法器53。

路径接收部分41-1-1到41-1-L具有同样的电路结构并执行同样的操作。因此只说明路径接收部分41-1-1。路径接收部分41-1-1包括波束形成器42-1-1，信道估计部分43-1-1，复共轭计算部分44-1-1，乘法器45-1-1，规范化部分46-1-1，乘法器47-1-1，和一个天线加权自适应控制部分48-1-1。

波束形成器42-1-1接收作为一个用户的路径#1解扩展信号的与天线相应的解扩展(despread)信号#1-1到#1-N，并使用对该用户特定和自适应产生的自适应加权根据具有天线定向性的与天线相应的解扩展信号#1-1到#1-N输出与路径相应的波束形成器信号。

信道估计部分43-1-1根据由波束形成器输出的路径#1的与路径相应的波束形成器信号估计一个信道估计信号。复共轭计算部分44-1-1对路径#1的信道估计信号执行复共轭计算操作并输出一个复共轭信号。乘法器45-1-1把波束形成器输出的路径#1的与路径相应的解扩展信号与从复共轭计算部分44-1-1来的复共轭信号相乘。此时，乘法器45-1-1修正路径#1中的相位改变并执行最大比率组合加权操作。最大比率组合是一种加权组合，以使得SINR(信号功率对干扰信号噪声功率比)在组合后成为最大的方法。

组合单元49-1把乘法器45-1-1的输出相加或组合以进行路径组合，并产生路径#1和子阵列31-1的与路径相应的解调信号。判定单元50-1根据子阵列31-1的解调信号确定用户具有高传输概率的一个传输信号。开关51-1在存在已知的参考信号时选择该已知参考信号作为参考信号，在不存在任何已知的参考信号时选择来自判定单元50-1的传输信号作为参考信号。减法器52-1从参考信号中减去子阵列31-1的解调信号并产生一个误差信号。该误差信号被分配到路径接收部分41-1-1到41-1-L。