[发明专利]自适应天线无线通信装置和自适应天线无线通信方法

说明书

本申请是2003年9月26日提出的、申请号为03819628.X、名称为“自适应天线无线通信装置”的发明申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及一种在使用多个不同频率的副载波的多载波传送方式的数字无线通信系统中具备阵列天线的自适应天线无线通信装置，该阵列天线具有到达路径的方向推断单元和基于该方向推断单元的定向性控制单元。 

背景技术

无线通信装置接受信号受到各种信号的干扰，接接收质量恶化。自适应阵列天线(自适应天线)是众所周知的一种抑制这种干扰而仅强化接收从期望方向到达的信号的技术。在自适应阵列天线中，调整乘以接收信号的权重来调整赋予接收信号的幅度和相位，就能够只强化接收从期望方向到来的信号。 

近年来，朝向无线通信的大容量化和高速化的要求提高，为实现以上要求，耐多通路性或耐衰减性的对策成为重大的课题。在进行宽带传输的频域内，用多个窄带的副载波并行传输的多载波传输是解决课题的一种途径，特别是在地面波数字广播或宽带无线接入系统中正在采用正交频分多路复用(OFDM)传输方式。 

在多波载传输系统中，使用自适应阵列天线能够进一步发挥两者的特点，进一步提高耐多通路性、耐衰减性。 

虽然省略了详细结构的说明，但在多波载传输系统中，作为以往具备自适应阵列天线的无线装置，例如有日本公开专利特开平11-205026号公报中记载的装置。该装置通过对每个副载波运算天线权重，即使是在比频域(＝使用的全通信频域/全通信频域的中心频率)大的情况下，也可在OFDM传输方式的全通信频域中得到均一的天线定向性波束，而可以在全通信频域内进行不易受多通路等妨害波的影响的接收发送。

但是，在以往的自适应天线无线通信装置中，因为对每个副载波进行方向推断，并运算阵列权重，所以在受到频率选择性衰减影响的情况下，对于接收功率小的幅载波信号就无法以足够的精度进行方向推断。在副载波数量多的情况下，就要增大电路规模。 

发明内容

本发明是在进行宽带多载波传输方式的情况下，利用邻接的副载波信号间的空间波谱相关性高的性质，推断属于分割通信频域的分频域内的副载波信号群的平均到达方向。这样，即使是存在接收功率小的副载波的情况下，通过推断其所属的作为副载波信号群的到达方向，也可以抑制推断精度的恶化。此外，还能推断每个副载波信号的多条通路各自的方向或者平均方向。 

进行定向性发送时，根据每个分频域或整个通信频域内的空间波谱来检测角度范围，角度范围小的情况下，基于全部幅载波信号群的平均到达方向进行发送定向性控制。另一方面，在角度范围大的情况下，1)在每个分频域的方向推断结果中给予最大接收功率的方向上进行定向性发送控制，或者2)在每个分频域的方向推断结果中给予规定数的上位的接收功率方向上进行定向性发送控制。这样，在接收时的到达路径方向上就可以进行定向性发送，因为能够有效地降低对其他用户的干扰，所以可以提高通信质量，改善系统容量。 

涉及本发明的自适应天线无线通信装置具有：阵列天线、分波器、Nd个分频域方向推断部、分频域阵列权重生成部、副载波定向性形成部和解调部；阵列天线由多个接收多载波传输的高频信号的天线元件构成；分波器将每个天线元件接收到的高频信号分波成多个副载波；分频域方向推断部将多载波传输的整个通信频域分割成Nd个分频域(其中，Nd为大于2而小于多载波传输所用的副载波数的自然数)，并用属于各个分频域的副载波信号群进行电波到达方向的推断；分频域阵列权重生成部对每个分频域生成在分频域方向推断部的推断方向上具有定向性波束的接收阵列权重；副载波定向性形成部将每个分频域中生成的接收阵列权重乘以与之对应的属于分频域内的各个副载波信号，形成定向性；解调部用副载波定向性形成部的输出对数据进行解调。因此，由于能够推断被分割的频域内的副载波信号群的到达方向， 所以能够进行基于方向推断结果的定向性接收。 

涉及本发明的自适应天线无线通信装置的分频域方向推断部用嵌入在副载波信号中的已知的导频信号算出与所输入的各副载波信号的导频信号相关值，并根据不同的天线元件接收到的在同一副载波信号间算出的由导频信号相关值的相关值进行到达方向推断。这样，就能够进行以导频信号相关值的相位为基准的方向推断。 

涉及本发明的自适应天线无线通信装置的分频域方向推断部使用把属于副载波信号群的每个副载波的相关矩阵综合(integrating)而成的相关矩阵进行到达方向推断。