專利名稱：陳列天線無線通信裝置及加權(quán)系數(shù)生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及陣列天線無線通信裝置及加權(quán)系數(shù)生成方法。
陣列天線無線通信裝置通過調(diào)整所乘的加權(quán)，能夠僅很強地接收從期望方向到來的信號。由此，陣列天線無線通信裝置能夠?qū)钠谕较虻絹淼男盘柕慕邮誗IR(Signal to Interference Ratio，信號干擾比)保持得很高。
然而，在現(xiàn)有陣列天線無線通信裝置被應(yīng)用于CDMA無線通信系統(tǒng)中使用的移動通信基站裝置(以下，稱為“基站”)的情況下，有以下問題。
即，在CDMA無線通信系統(tǒng)中，基站和各移動通信終端裝置(以下，稱為“移動臺”)之間的通信是對各移動臺分配不同的擴頻碼，由各移動臺使用同一頻帶來進(jìn)行。
由于通信使用同一頻帶來進(jìn)行，所以如果存在發(fā)送基站中接收功率大的信號的移動臺、和發(fā)送接收功率小的信號的移動臺，則接收功率大的信號會構(gòu)成對接收功率小的信號的干擾。因此，在基站中，由于不能將接收功率小的信號的接收SIR保持得很高，所以不能找到發(fā)送接收功率小的信號的移動臺存在的方向。
因此，有下述問題基站對發(fā)送接收功率大的信號的移動臺能夠形成方向性，而對發(fā)送接收功率小的信號的移動臺不能形成方向性。
此外，基站在對發(fā)送接收功率小的信號的移動臺不能形成方向性的情況下，在對發(fā)送接收功率小的信號的移動臺發(fā)送信號時按全方向來發(fā)送信號。因此，有下述問題對發(fā)送接收功率小的信號的移動臺發(fā)送的信號構(gòu)成對其他移動臺的干擾信號。
此外，在用MMSE(Minimum Mean Square Error，最小均方誤差)準(zhǔn)則的算法來進(jìn)行加權(quán)控制的基站中，對接收功率大的信號來說，有時接收功率小的信號不構(gòu)成干擾。在此情況下，在基站中，即使對發(fā)送接收功率大的信號的移動臺不形成方向性，也能夠?qū)⒔邮展β蚀蟮男盘柕慕邮誗IR保持得足夠高。因此，在基站中，對發(fā)送接收功率大的信號的移動臺不形成方向性。基站在對發(fā)送接收功率大的信號的移動臺不形成方向性的情況下，在對發(fā)送接收功率大的信號的移動臺發(fā)送信號時按全方向來發(fā)送信號。因此，有下述問題對發(fā)送接收功率大的信號的移動臺發(fā)送的信號構(gòu)成對其他移動臺的干擾信號。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)用對其他移動臺形成的方向性圖，能夠?qū)ξ茨苄纬煞较蛐缘囊苿优_形成接收加權(quán)及方向性圖。
即，為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中，檢測對其他移動臺形成的方向性圖的零(ヌル)點，根據(jù)該零點來估計其他移動臺存在的方向，從而對未能形成方向性的移動臺形成方向性圖。
圖2A是本發(fā)明實施例1的陣列天線無線通信裝置形成方向性圖的狀況圖。
圖2B是本發(fā)明實施例1的陣列天線無線通信裝置形成方向性圖的狀況圖。
圖3是本發(fā)明實施例2的陣列天線無線通信裝置的概略結(jié)構(gòu)主要部分方框圖。
圖4是本發(fā)明實施例3的陣列天線無線通信裝置的概略結(jié)構(gòu)主要部分方框圖。
實施發(fā)明的最好形式以下，參照附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實施例。
(實施例1)可以認(rèn)為，在對能夠形成方向性的移動臺形成的方向性圖的零點方向上，存在發(fā)送干擾波的移動臺。即，可以認(rèn)為，在零點方向上，存在其他移動臺。因此，在本實施例中，檢測對其他移動臺形成的方向性圖的零點來估計其他移動臺存在的方向，從而對未能形成方向性的移動臺生成加權(quán)系數(shù)，將該加權(quán)系數(shù)用作接收加權(quán)來形成方向性圖。
以下，說明本發(fā)明實施例1的陣列天線無線通信裝置及加權(quán)系數(shù)生成方法。

圖1是本發(fā)明實施例1的陣列天線無線通信裝置的概略結(jié)構(gòu)主要部分方框圖。圖1所示的陣列天線無線通信裝置通常被包括在基站中，所以在以下的說明中，說明移動臺和本實施例的陣列天線無線通信裝置進(jìn)行通信的情況。
在圖1中，移動臺101-1～3是與陣列天線無線通信裝置進(jìn)行通信的各移動臺。無線部103對經(jīng)天線102-1～3接收到的信號實施規(guī)定的無線處理。解調(diào)部104-1～3將接收信號乘以分別分配給各移動臺101-1～3的擴頻碼，按每個天線對接收信號進(jìn)行解調(diào)處理。接收加權(quán)生成部105-1～3通過對解調(diào)過的每個天線的信號實施自適應(yīng)信號處理，來生成接收加權(quán)。方向性圖生成部106-1～3根據(jù)生成的接收加權(quán)來生成方向性圖。
控制部107根據(jù)已經(jīng)形成的方向性圖來控制接收加權(quán)。零檢測部108-1～3檢測對移動臺101-1～3形成的各方向性圖的零點方向，將表示檢測出的零點方向的信息(以下，稱為“零信息”)輸出到通知部109。通知部109將所有零信息通知給估計部110-1～3。估計部101-1～3根據(jù)零信息對各移動臺101-1～3分別估計干擾本臺的移動臺存在的方向，生成接收加權(quán)，使得零點指向該估計出的方向。該生成的接收加權(quán)在接收加權(quán)生成部105-1～3中被用作接收加權(quán)初始值。
接著，說明具有上述結(jié)構(gòu)的陣列天線無線通信裝置的操作。圖2A及圖2B是本發(fā)明實施例1的陣列天線無線通信裝置形成方向性圖的狀況圖。
這里，假設(shè)對移動臺101-1及101-2，如方向性圖201及202所示，已經(jīng)形成方向性。此外，假設(shè)對移動臺101-3，如方向性圖203-A所示，尚未形成方向性。
首先，零檢測部108-1檢測方向性圖生成部106-1生成的方向性圖201的零點方向。具體地說，零檢測部108-1將0°和135°檢測為零點的方向，作為零信息1輸出到通知部109。
此外，零檢測部108-2檢測方向性圖生成部106-2生成的方向性圖202的零點方向。具體地說，零檢測部108-2將-105°和135°檢測為零點的方向，作為零信息2輸出到通知部109。
零檢測部108-3不能從方向性圖生成部106-3生成的方向性圖203-A中檢測零點的方向，所以將表示不能檢測的信息輸出到通知部109。
通知部109根據(jù)表示不能檢測的信息判斷為對移動臺101-3尚未形成方向性。然后，通知部109將零信息1及零信息2輸出到與移動臺101-3對應(yīng)的估計部110-3。
估計部110-3如下所述來估計干擾移動臺101-3的移動臺101-1及101-2存在的方向。
即，估計部110-3根據(jù)零信息1，估計干擾移動臺101-1的移動臺101-2或101-3存在于0°或135°的方向。
此外，估計部110-3根據(jù)零信息2，估計干擾移動臺101-2的移動臺101-1或移動臺101-3存在于-105°或135°的方向。
然后，估計部110-3通過比較零信息1和零信息2，估計移動臺101-3存在于所有零點重疊的方向即135°的方向。此外，估計部110-3估計干擾移動臺101-3的移動臺101-1或移動臺101-2存在于135°的方向以外形成零點的方向(-105°及0°)。
然后，估計部110-3根據(jù)上述估計結(jié)果來生成接收加權(quán)，以便生成203-B所示的方向性圖，即將零指向-105°及0°的方向，將波束指向135°的方向，將該生成的接收加權(quán)作為接收加權(quán)初始值輸出到接收加權(quán)生成部105-3。接收加權(quán)生成部105-3將該估計部110-3生成的接收加權(quán)作為初始值，逐次更新接收加權(quán)。
作為生成接收加權(quán)時所用的算法，可列舉出能夠形成下述方向性圖的帶方向限制的自適應(yīng)陣列(DCMP自適應(yīng)陣列天線)等算法將波束指向期望的移動臺存在的方向，將零指向干擾移動臺存在的方向。
這樣，根據(jù)本實施例的陣列天線無線通信裝置及加權(quán)系數(shù)生成方法，檢測對其他移動臺形成的方向性圖的零點來估計其他移動臺存在的方向，從而對未能形成方向性的移動臺生成加權(quán)系數(shù)，將該加權(quán)系數(shù)用作接收加權(quán)來形成方向性圖。由此，能夠?qū)ξ茨苄纬煞较蛐缘囊苿优_在短時間內(nèi)形成高精度的方向性。
(實施例2)本實施例的陣列天線無線通信裝置及加權(quán)系數(shù)生成方法是通過比較使用已經(jīng)形成的方向性圖的情況下的接收品質(zhì)、和不使用已經(jīng)形成的方向性圖的情況下的接收品質(zhì)，從而對未形成方向性的移動臺生成加權(quán)系數(shù)，將該加權(quán)系數(shù)用作接收加權(quán)來形成方向性圖。
在實施例1中，對移動臺101-1及移動臺101-2形成了方向性圖，所以能夠?qū)σ苿优_101-3形成方向性圖。然而，在對移動臺101-1或移動臺101-2未形成方向性圖的情況下，在實施例1中，不能形成移動臺101-3的方向性圖。
例如，在對移動臺101-2未形成方向性圖的情況下，不存在上述零信息2，所以對移動臺101-3只能使用上述零信息1來形成方向性圖。然而，只用上述零信息1，不能估計移動臺101-2存在于0°或135°中的哪個方向，所以不能判斷在移動臺101-3的方向性圖中沿哪個方向形成零點才好。
因此，在本實施例中，通過比較使用對移動臺101-1已經(jīng)形成的方向性圖的情況下的接收品質(zhì)、和不使用對移動臺101-1已經(jīng)形成的方向性圖的情況下的接收品質(zhì)，從而對未能形成方向性的移動臺101-3形成方向性圖。
圖3是本發(fā)明實施例2的陣列天線無線通信裝置的概略結(jié)構(gòu)主要部分方框圖。對與實施例1相同的結(jié)構(gòu)附以同一標(biāo)號，并且省略其詳細(xì)說明。
比較部301-1～3比較接收加權(quán)生成部105-1～3將接收信號乘以估計部302-1～3估計出的接收加權(quán)初始值的情況下的接收品質(zhì)、和未乘以接收加權(quán)初始值的情況下的接收品質(zhì)。這里，接收品質(zhì)是接收信號的SIR或接收功率等。
接著，說明具有上述結(jié)構(gòu)的陣列天線無線通信裝置的操作。這里，假設(shè)只對移動臺101-1已經(jīng)形成了方向性圖，根據(jù)該方向性圖，對移動臺101-3形成方向性圖。
通知部109將零信息1輸出到與移動臺101-3對應(yīng)的估計部302-3。估計部302-3生成接收加權(quán)，使得生成的方向性圖沿與該零信息1所示的零點方向(0°及135°)相同的方向來形成零點，將該生成的接收加權(quán)作為接收加權(quán)初始值輸出到接收加權(quán)生成部105-3。
接收加權(quán)生成部105-3將接收信號乘以接收加權(quán)初始值所得的信號、和未乘以接收加權(quán)的信號輸出到比較部301-3。比較部301-3測定、比較將接收信號乘以接收加權(quán)初始值所得的信號的接收品質(zhì)、和未乘以接收加權(quán)的信號的接收品質(zhì)。然后，比較部301-3將該比較結(jié)果通知給估計部302-3。
估計部302-3在乘以接收加權(quán)初始值所得的信號的接收品質(zhì)比未乘以接收加權(quán)初始值的信號的接收品質(zhì)好的情況下，判斷為干擾移動臺101-3的移動臺存在于形成零點的方向，不更新上述接收加權(quán)初始值而輸出到接收加權(quán)生成部105-3。
另一方面，估計部302-3在乘以接收加權(quán)初始值所得的信號的接收品質(zhì)比未乘以接收加權(quán)初始值的信號的接收品質(zhì)差的情況下，判斷為目前要形成方向性的移動臺101-3存在于形成零點的方向。然后，估計部302-3重新生成接收加權(quán)，使得生成的方向性圖沿零信息1所示的零點方向(0°及135°)以外的方向來形成零點，將該更新過的接收加權(quán)初始值輸出到接收加權(quán)生成部105-3。
這里，乘以接收加權(quán)初始值所得的信號的接收品質(zhì)比未乘以接收加權(quán)初始值的信號的接收品質(zhì)好的情況是乘以接收加權(quán)初始值的信號的SIR或接收功率比未乘以接收加權(quán)初始值的信號的SIR或接收功率高的情況，而乘以接收加權(quán)初始值所得的信號的接收品質(zhì)比未乘以接收加權(quán)初始值的信號的接收品質(zhì)差的情況是乘以接收加權(quán)初始值的信號的SIR或接收功率在未乘以接收加權(quán)初始值的信號的SIR或接收功率以下的情況。
在用MMSE準(zhǔn)則的算法來進(jìn)行加權(quán)控制的情況下，作為接收品質(zhì)，也可以用接收信號和參考信號之間的誤差來取代SIR或接收功率，根據(jù)該誤差的大小來進(jìn)行上述判斷。
這樣，根據(jù)本實施例的陣列天線無線通信裝置及加權(quán)系數(shù)生成方法，通過比較使用已經(jīng)形成的方向性圖的情況下的接收品質(zhì)、和不使用已經(jīng)形成的方向性圖的情況下的接收品質(zhì)，對未形成方向性的移動臺生成加權(quán)系數(shù)，將該加權(quán)系數(shù)用作接收加權(quán)來形成方向性圖。由此，即使在存在多個未形成方向性的移動臺的情況下，對未能形成方向性的移動臺也能夠在短時間內(nèi)形成高精度的方向性。
(實施例3)本實施例的陣列天線無線通信裝置及加權(quán)系數(shù)生成方法是使用根據(jù)其他移動臺的方向性圖而估計出的接收加權(quán)來生成發(fā)送加權(quán)。
圖4是本發(fā)明實施例3的陣列天線無線通信裝置的概略結(jié)構(gòu)主要部分方框圖。對與實施例1相同的結(jié)構(gòu)附以同一標(biāo)號，并且省略其詳細(xì)說明。
發(fā)送加權(quán)生成部401-1～3根據(jù)估計部110-1～3生成的接收加權(quán)初始值來生成發(fā)送加權(quán)。加權(quán)乘法部402-1～3將發(fā)送信號乘以發(fā)送加權(quán)。調(diào)制部403-1～3將發(fā)送信號乘以擴頻碼，對發(fā)送信號進(jìn)行規(guī)定的調(diào)制處理。無線部103對調(diào)制過的發(fā)送信號進(jìn)行規(guī)定的無線處理后，經(jīng)天線102-1～3發(fā)送到移動臺101-1～3。
接著，說明具有上述結(jié)構(gòu)的陣列天線無線通信裝置的操作。估計部110-3根據(jù)估計結(jié)果來生成接收加權(quán)，以便生成圖2的203-B所示的方向性圖，即沿-105°及0°的方向來形成零點，沿135°的方向來形成方向性，將該接收加權(quán)輸出到發(fā)送加權(quán)生成部401-3。
發(fā)送加權(quán)生成部401-3加進(jìn)發(fā)送接收的頻率差，根據(jù)接收加權(quán)來生成發(fā)送加權(quán)。由加權(quán)乘法部402-3將發(fā)送信號乘以生成的發(fā)送加權(quán)。由此，形成了方向性的發(fā)送信號從無線接收部103經(jīng)天線102-1～3被發(fā)送。
這樣，根據(jù)本實施例的陣列天線無線通信裝置及加權(quán)系數(shù)生成方法，使用根據(jù)其他移動臺的方向性圖而估計出的接收加權(quán)來生成發(fā)送加權(quán)。由此，即使對尚未能生成接收加權(quán)的移動臺，也能夠形成不干擾其他移動臺的方向性來發(fā)送信號。
上述實施例1～3也可以適當(dāng)組合來實施。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)ξ茨苄纬煞较蛐缘囊苿优_以優(yōu)良的收斂性來形成方向性。
本說明書基于平成11年10月21日申請的特愿平11-299051號。其內(nèi)容全部包含于此。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明能夠應(yīng)用于移動通信系統(tǒng)中使用的基站裝置。
權(quán)利要求
1.一種無線通信裝置，用多個天線元構(gòu)成的陣列天線來形成方向性，它包括檢測器，檢測已形成方向性的通信對方的方向性圖的零點；估計器，根據(jù)檢測出的零點來估計通信對方存在的方向；以及生成器，根據(jù)估計結(jié)果來生成未形成方向性的通信對方的加權(quán)系數(shù)。
2.如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，其中，估計器比較已形成方向性的多個通信對方的方向性圖的零點，估計對未形成方向性的通信對方構(gòu)成干擾的通信對方存在于某個方向性圖中未形成零點的方向；生成器生成沿上述方向形成零點的加權(quán)系數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，其中，估計器估計未形成方向性的通信對方存在于已形成方向性的多個通信對方的所有方向性圖中形成了零點的方向；生成器生成沿上述方向形成方向性的加權(quán)系數(shù)。
4.如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，包括比較器，比較使用已經(jīng)形成了方向性的加權(quán)系數(shù)的情況下的第1接收品質(zhì)、和不使用上述加權(quán)系數(shù)的情況下的第2接收品質(zhì)；估計器根據(jù)比較結(jié)果來估計通信對方存在的方向。
5.如權(quán)利要求4所述的無線通信裝置，其中，估計器在第1接收品質(zhì)比第2接收品質(zhì)好的情況下，估計對未形成方向性的通信對方構(gòu)成干擾的通信對方存在于形成了零點的方向；生成器生成沿上述方向形成零點的加權(quán)系數(shù)。
6.如權(quán)利要求4所述的無線通信裝置，其中，估計器在第1接收品質(zhì)比第2接收品質(zhì)差的情況下，估計未形成方向性的通信對方存在于形成了零點的方向；生成器生成沿上述方向形成方向性的加權(quán)系數(shù)。
7.如權(quán)利要求1所述的無線通信裝置，包括發(fā)送系數(shù)生成器，根據(jù)生成器生成的加權(quán)系數(shù)來生成發(fā)送信號所乘的加權(quán)系數(shù)。
8.一種搭載無線通信裝置的基站裝置，該無線通信裝置用多個天線元構(gòu)成的陣列天線來形成方向性，其中，該無線通信裝置包括檢測器，檢測已形成方向性的通信對方的方向性圖的零點；估計器，根據(jù)檢測出的零點來估計通信對方存在的方向；以及生成器，根據(jù)估計結(jié)果來生成未形成方向性的通信對方的加權(quán)系數(shù)。
9.一種加權(quán)系數(shù)生成方法，檢測已形成方向性的通信對方的方向性圖的零點；根據(jù)上述檢測出的零點來估計通信對方存在的方向；根據(jù)估計結(jié)果來生成未形成方向性的通信對方的加權(quán)系數(shù)。
全文摘要
零檢測部108－1～3檢測對移動臺101－1～3形成的各方向性圖的零點方向,將表示檢測出的零點方向的信息輸出到通知部109,通知部109將所有零信息通知給估計部110－1～3,估計部101－1～3根據(jù)零信息對各移動臺101－1～3分別估計干擾本臺的移動臺存在的方向,生成接收加權(quán)。
文檔編號H04B7/08GK1327649SQ00802229
公開日2001年12月19日 申請日期2000年10月19日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月21日
發(fā)明者青山高久 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社