空間多路無線通信方法以及無線通信裝置的製作方法
2023-06-25 11:55:21 2
專利名稱：空間多路無線通信方法以及無線通信裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信方法和無線通信裝置，配有N臺發射機、N單元發送接收天線和N臺接收機，通過使N信道發送信號之間的相互相關最小來進行N信道空間多路。
近年來，隨著移動通信的迅速普及，要求頻率利用率高的無線通信方法。作為一般定義的頻率利用率，用通信量和使用的頻譜空間大小之比來表示。所謂使用的頻譜空間是使用的頻率帶寬、佔有的物理空間大小和使用的時間的積。為了提高象這樣定義的頻率利用效率，通過以下方式來達到(1)增加通信量，(2)使頻率帶寬變窄，(3)使物理空間變窄，(4)縮短使用時間。
例如，在數字調製方式中，通過多值化增加每單位頻率的信息傳輸量。作為該例，應用從固定微波通信的16QAM(Quadrature AmplitudeModulation量化調幅)到256QAM。在作為頻率帶寬變窄的例子中，有移動通信的交織信道配置的例子。在作為物理空間變窄的例子中，有象PHS(Personal Handyphone System個人攜帶電話系統)實現微單元的例子。在作為縮短使用時間的例子中，有實現從PDC(Personal Digial Cellular個人數字單元)的全比率(フルレ-ト)話音編碼到半比率(ハフレ-ト)話音編碼的例子。
象這樣，使各種無線傳輸技術組合，以便提高頻率利用率。例如，在PDC中，通過使區段(sector)產生的頻率配置、高效話音編碼、時分多路連接方式等的技術組合，在3個區段、1個載波頻率上使3個信道或6個信道的話音信道多路化。
還有，為了提高頻率的利用率，必要的方法是減少載波頻率之間的保護頻帶，在同一個地域使用多個相同頻率等。例如，在根據碼分多路連接(CodeDivision Multiple Access:CDMA)方式產生的移動通信中，通過正交的擴散碼識別各通信信道。由擴散碼識別的通信信道在同一載波頻率中被多路化。與在同一地域中可使用一個載波的已有的無線通信方法相比較，如果使用已有的無線信道多路技術，在同一地域可使用N個載波，那麼在理論上有可能使頻率利用效率成N倍。然而問題在於，實際上，因無線信道之間正交性變差形成的其他信道之間幹擾，實際可傳輸的通信量受到限制。
本發明目的在於提供空間多路無線通信方法、無線通信裝置、接收方法以及接收裝置，即使在同一頻率上利用多個發射機使多個信道的信號進行空間多路發射，在接收端也能使各個信道的接收信號分離。
本發明的N信道空間多路無線通信方法，包括以下步驟(a)用獨立的N個(N為2以上的整數)的發射機產生變頻成同一發射頻率的N信道發送信號，對發送天線的N個單元分別供電並發送N信道的所述各發送信號。
(b)通過用各個接收天線的N單元來接收N信道發送信號，產生N信道的接收信號，使N信道接收信號之間相關係數最小，從而還原所述各發送信號。
本發明的無線通信裝置的包括以下部分獨立的N個發射機，N為2以上的整數；發送天線，配有分別輸N個發射機輸出的N個單元；接收天線，配有N個單元；信道間幹擾消除器，輸入所述接收天線各單元的輸出，產生所述發送天線N個單元和所述接收天線N個單元間空間傳遞函數的反函數；以及N個接收機，輸入所述信道間幹擾消除器的各個輸出。
根據本發明，從發送天線的N個單元發送的N信道空間多路信號的接收方法包括以下步驟(a)用接收天線的N單元的每個來接收N信道發送信號，產生N信道的接收信號；(b)分別將N信道接收信號作N分配，獲得N×N路徑的信號，在那些N×N路徑的信號上分別用加權係數加權，合成到N信道的每一個上，得到N信道合成信號；(c)通過監視所述N信道合成信號，設定所述加權係數，使得所述N信道接收信號相互相關最小，來還原N信道發送信號。
根據本發明，接收從發送天線的N個單元發送的N信道的發送信號的接收裝置包括以下部分具有N個單元的接收天線，N為2以上的整數；
信道間幹擾消除器，具有N輸入N輸出，從所述接收天線的N個單元輸入N信道接收信號，分別作N分配，通過N×N路徑來加權，合成到N信道的每一個上，從而產生N信道合成信號，根據這些N信道的合成信號來控制所述加權係數，使所述N信道接收信號的彼此相關最小；以及N個接收機，輸入所述信道間幹擾消除器的各個輸出。
圖1表示本發明原理構成圖。
圖2表示本發明原理構成的具體示例。
圖3是表示使本發明矩陣WP對角化的原理構成圖。
圖4是表示使矩陣WP對角化的處理順序示例的流程圖。
圖5是表示使矩陣WP對角化的處理順序其他例的流程圖。
圖6是表示本發明第一實施例的結構圖。
圖7是表示本發明第二實施例的結構圖。
圖8是表示本發明接收發射系統結構的圖。
圖9是表示有用波對無用波功率比Γm和誤碼概率之間關係的圖。
圖10是表示使用正交碼的發送接收系統構成圖。
圖11是表示使用糾錯碼的發送接收系統的構成圖。
圖12是表示本發明發送天線和接收天線例的構成圖。
圖13是表示本發明發送天線和接收天線其他例的構成圖。
圖1表示本發明原理構成圖。
本發明的無線通信裝置的原理構成包括由N個發射機、N單元TxA1～TxAN的發送天線TxANT構成的發射系統；和由N單元RxA1～RxAN的接收天線RxANT、N輸入N輸出信道間幹擾消除部20、以及N個接收機20R1～20RN組成的接收系統。信道間幹擾消除部20使N輸入信號間彼此相關最小，產生N輸出信號。
接著，具體說明本發明的原理。為了簡化說明，假設N=2信道的發送接收機。圖2顯示其構成。假設從發送天線單元TxA1到接收天線單元RxA1的路徑為p11，從發送天線單元TxA1到接收天線單元RxA2的路徑為p12，從發送天線單元TxA2到接收天線單元RxA1的路徑為p21，從發送天線單元TxA2到接收天線單元RxA2的路徑為p22。在接收天線RxANT的單元RxA1～RxAN和接收機20R1～20RN之間設置N信道的信道間幹擾消除器20。
如果發送天線TxANT和接收天線RxANT間的距離相對於天線單元的間隔充分長，那麼根據路徑ij衰減係數aij和相位係數θij，各路徑的傳遞函數pij可如下Pij=aijejij(1)]]>如果作為來自各發射機11T1、11T2的發送信號x1,x2的發送信號串為x，作為各接收天線RxA1、RxA2的接收信號y1,y2的接收信號串為y，從發送天線TxANT到接收天線RxANT的傳遞函數矩陣為P，則y=Px ……(2)x=(x1x2)T……(3)y=(y1y2)T……(4)P=p11p21p12p22(5)]]>假設從接收天線單元RxA1到接收裝置20R1的路徑的加權係數為w11，從接收天線單元RxA1到接收裝置20R2的路徑的加權係數為w12，從接收天線單元RxA2到接收裝置20R1的路徑的加權係數為w21，從接收天線單元RxA2到接收裝置20R2的路徑的加權係數為w22，加權係數矩陣為W。假設此時的到各接收機的輸入信號為z1,z2，如果設輸入信號串為z，那麼z=Wy……(6)W=w11w21w12w22(7)]]>z=(z1z2)T……(8)從式(2)和(6)得出
z=WPx=p11w11+p21w12p11w21+p21w22p12w11+p22w12p12w21+p22w22x1x2(9)]]>這裡，如果有使式(9)的矩陣WP成為對角矩陣的矩陣W，那麼可消除在發送天線TxANT和接收天線RxANT間的路徑中的信道間幹擾等。即，通過確定加權係數w11、w12、w21、w22使得矩陣要素為P11w21+P21w22=0P12w11+P22w12=0……(10)可在接收端還原發射的N信道信號。在本發明中，通過操作加權係數矩陣W來將矩陣WP對角化。
將矩陣WP對角化的原理構成示於圖3。在圖3中，是信道數N=2的情況，信道間幹擾消除部20具有向量係數器21和抽頭係數控制器22。向量係數器21在各天線單元RxAi(i=1,2)和接收機20R1、20R2之間的路徑上插入係數乘法器21Wi1、21Wi2，將加權係數wi1、wi2乘以該路徑的輸入信號。
抽頭係數控制器22監視接收裝置輸入信號串z，自適應地控制各路徑加權係數。如果信號串z的相關矩陣被對角化，那麼能實現矩陣WP的對角化。即，加權係數矩陣W從接收的信號中除去來自不需要的其他發送接收天線單元的輸入信號。相關矩陣的自適應的對角化方法有最小平方估計法等。這些估計算法一般在自適應信號處理中使用。本發明也可使用同樣的信號處理。
接著，說明加權係數矩陣W的初始設定方法。其中，在圖3中是N=2的情況，但以下N為2以上的任意整數。通常傳播路徑的傳遞函數是未知的。因此，在本發明中，在接收端進行無線通信之前設定加權係數矩陣W。首先，將所有的加權係數的初始值例如規定為1。接著，從各發送天線單元TxAi(i=1,2,…,N)依次放射電波，使對應於該發送天線單元TxAi的接收機20Rj(j=i)的接收輸入電平最大，而且，設定加權係數矩陣W的係數wij，使其他的接收機20Rj(j≠i)接收輸入電平最小。通過對全部N個發送天線單元TxA1～TxAN進行該操作，來設定N行N列的加權係數矩陣W的係數w11～wNN。
圖4是表示更新初始設定加權係數w11～wNN，使矩陣WP對角化的處理步驟的示例。
步驟S1通過抽頭係數控制器22將作為係數乘法器21W11～21WNN的加權係數w11～wNN初始值的w11(0)～wNN(0)全部設定成1，並設定i=1。
步驟S2從第i號發射機11Ti發送信號，通過自適應算法來分段地確定並保存係數w11(i)～wNN(i)，使得對應的接收機20Rj(j=i)的接收電平最大，而且，其他的接收機20Rj(j≠i)的接收電平最小。
步驟S3將由步驟S2確定的係數w11(i)～wNN(i)作為在係數乘法器21W11～21WNN中更新過的係數值來設定。
步驟S4 判定i是否達到N。
步驟S5如果i未達到N，則將i的值增加1，返回到步驟S2，對下面發射機執行相同處理。
步驟S6如果在步驟S4中i=N，則判定除係數矩陣w11(N)～wNN(N)對角分量以外、即非對角分量的係數wij(N)(i≠j)的絕對值是否比所有預先確定的值Δw小，如果全部變小，則結束。
步驟S7如果在步驟S6中非對角分量的絕對值即使為1也不變小，那麼復位到i=1，返回到步驟S2，再對各發射機11Ti作同樣的係數更新處理。
如上所述，進行加權係數w11～wNN更新處理，直至使矩陣WP的相互關係要素達到規定的設計值(例如0.01以下)。
也可以不使用自適應算法，而根據已知的發送信號x和與其對應的接收信號z來一併計算並求加權係數矩陣W。即，在式(9)中，作為加權係數設定用發送信號，在從各個發射機11T1～11TN發射已知的序列(訓練(トレ-ニング)序列)，用接收機20R1～20RN全部進行所述信號的接收之後，一併計算加權係數矩陣W。圖5表示該處理步驟。
步驟S1首先，在係數乘法器21W11～21WNN中作為係數初始值w11(0)～wNN(0)，將對角分量wij(0)(i=j)例如全部設定為1，將非對角分量wij(0)(j≠i)設定為0。
步驟S2用接收天線單元RxA1～RxAN接收從各發射機11T1～11TN依次發射的已知訓練序列x(x1,x2,……xN)，得到傳遞函數矩陣P=(p11,……,pNN)。具體來說，例如僅在最初進行發射機11T1空發射，用接收天線單元RxA1～RxAN接收發送信號。在係數乘法器中設定對角分量係數wij(0)=1(i=j)和非對角分量係數wij(0)(j≠i)。從而，用各接收天線單元RxA1～RxAN接收的信號未被相互合成，用原來分別對應的接收機20R1～20RN來檢波。將從發射機11T1發送的、用接收天線單元RxAj接收的信號作為zij。接著從發射機11T2進行發送，進行同樣的接收。重複進行該步驟直到發射機11TN。從發射機11Ti發射的、由接收天線單元RxAj接收的信號作為zij。由此，求下一個矩陣Z。 所得到的矩陣Z求出從各發射機到各接收天線單元的傳遞函數，因此，Z=P。
步驟S3式(9)的矩陣WP通過計算作為單位矩陣的傳遞函數矩陣P的逆矩陣來求。例如，N=2的情況如下所示。W=P-1=1p11p22-p21p12p22-p12-p21p11(12)]]>實施例圖6表示RF電路中實現信道間幹擾消除器20的第一實施例。
第一實施例由N個天線單元RxA1～RxAN組成的接收天線RxANT、接收放大器LNA1～LNAN、信道間幹擾消除部20、以及接收機20R1～20RN構成。信道間幹擾消除部20由向量係數器21、抽頭係數控制器22、以及功率分配器23D1～23DN構成。向量係數器21由N個功率分配器21D1～21DN、N個功率合成器21C1～21CN、以及在它們之間的N×N路徑中插入的係數乘法器21W11～21WNN構成。各係數乘法器21Wij由可變衰減器21A和可變相位器21P構成。抽頭係數控制器22由控制器22C和電平檢測器22D1～22DN構成。
各功率合成器21Cj(j=1,……,N)合成來自係數乘法器21W1j～21WNj的信號，供給對應的功率分配器23Dj。功率分配器23Dj將提供的信號分配給對應的接收機20Rj和電平檢測器22Dj。電平檢測器22Dj檢測輸入信號電平，提供給控制器22C。控制器22C根據用電平檢測器22D1～22DN檢測的電平(對應接收機20R1～20RN的輸入信號電平)通過例如圖4說明的步驟來控制各路徑pij的係數乘法器21Wij的可變衰減器21A和可變相位器21P。
圖7表示通過數位訊號處理來實現信道間幹擾消除器20的第二實施例。
在圖7中，各接收裝置20Ri,(i=1,……,N)內具有將接收信號降頻為適合於數字處理的低頻信號的變頻器24Fi、將其低頻信號變換成其數位訊號的模擬/數字轉換器(A/D)25Adi、以及對其數位訊號進行檢波的檢波器26Di。在接收機20R1～20RN的每個A/D轉換器25AD1～25ADN和檢波器32D1～32DN之間插入信道間幹擾消除器20。信道間幹擾消除器20的構成與圖5的情況一樣。由分配器23D1～23DN分配的信號用電平檢測器22D1～22DN檢測電平。控制器22C例如根據圖4的處理步驟來確定係數w11～wNN。各合成器21Ci也可以是數字加法器。
圖8表示使用訓練序列來更新加權係數的實施例。
儘管示出N=2的情況，但N也可2以上的任意整數。在發射端，例如具有將M序列的正交優良的模擬隨機碼(PN序列)作為訓練序列產生的訓練序列生成器11TS和切換器11S。在加權係數設定時，訓練序列通過切換器11S進行切換並依次通過發射機11T1,11T2發射。接收端的信道間幹擾消除器20由開關天線單元RxA1、RxA2的各輸出的切換器21S、向量係數器21、以及抽頭係數控制器22組成。
切換器21S選擇接收天線單元RxA1、RxA2的一個信道，將接收信號輸入到由2×2路徑係數乘法器21W11～21W22組成的向量係數器21的對應的信道。抽頭係數控制器22由對接收機20R1、20R2的輸入信號z1、z2進行相關檢波的相關檢波器22CD1、22CD2、以及對這些相關檢波器提供與發射訓練序列相同的訓練序列的訓練序列生成器22TS組成。
發送端訓練序列生成器11TS的輸出通過切換器11S被首先輸入到發射機11T1。在發射機11T1中進行規定的調製，將訓練序列變換成發射頻帶。發射機11T1的輸出被饋電到發送天線的第一單元TxA1。從第一單元TxA1發送的訓練序列因空間而衰減，接受相位旋轉，被接收天線RxANT接收。
在接收端的係數乘法器21W11～21W22中作為加權係數w11、w12、w21、w22的初始值例如全部設定為1。通過接收切換器21S來選擇接收天線的第一單元RxA1，接收到的訓練序列用係數乘法器21W11進行初始值1的加權。加權過的訓練序列通過訓練序列生成器22TS中產生的、與發射訓練序列相同的訓練序列和相關檢波器22CD1來進行相關檢波，得到相關值σ112，儲存在控制器22C上。
接著，發送端的切換器11S原封不動地切換接收天線切換器21S，由接收天線的第二單元RxA2接收自發送天線單元RxA1的發送信號，通過初始加權係數1的係數乘法器21W22由相關檢波器22CD2得到與來自訓練序列生成器22TS的訓練序列的相關值σ122，存儲在控制器22C上。
接著，通過切換器11S來選擇發射機11T2，與發射機11T1的情況一樣，對從發射機11T2發送的訓練序列，利用切換器21S來選擇通過接收天線的第一單元RxA1接收的信號，通過係數乘法器21W11用相關檢波器22CD1來檢出與訓練序列的相關值σ212，將該值存儲在控制器22C上，接著使通過切換器21S選擇接收天線的第二單元RxA2接收的信號，通過係數乘法器21W22用相關檢波器22CD2進行與訓練序列相關檢波，將得到的相關值σ222存儲在控制器22C上。
通過以上處理，可得到將相關值σ112、σ122、σ212、σ222作為要素的2×2的接收信號相關矩陣。然後，為了使得到的相關矩陣的相互相關要素σ122、σ212接近0，通過利用自適應算法從初始值依次更新加權係數w11、w12、w21、w22，使相關矩陣對角化。在使相關矩陣對角化時的更新過的加權係數w11、w12、w21、w22是求出的最終加權係數。
這樣，作為訓練序列，例如使用M序列等正交性優異的碼時，在接收端，可以容易檢出訓練序列。
在圖8，說明了用訓練序列生成器11TS產生同樣的訓練序列，並依次提供到發射機11T1、11T2的情況，但也可將相互正交的第一和第二訓練序列提供到發射機11T1、11T2並同時發射。在該情況下，接收端的訓練序列生成器22TS也產生與發送端相同的第一和第二訓練序列，分別供給到相關檢波器22CD1、22CD2。接收天線與上述一樣，首先，通過切換器21S選擇第一單元RxA1，將接收信號通過係數乘法器21W11、21W12分別提供給相關檢波器22CD1、22CD2。相關檢波器22CD1、22CD2分別求訓練序列生成器22TS的第一和第二訓練序列和接收信號的相關值σ112、σ122，存儲在控制器22C內。
然後，通過天線切換器21S選擇接收天線的第二單元RxA2，通過各係數乘法器21W21、21W22將接收信號提供給相關檢波器22CD1、22CD2，分別得到與第一和第二訓練序列的相關值σ212、σ222，存儲到控制器22C。以此得到將4個相關值作為要素的相關矩陣。以下，與上述一樣，控制器22C根據自適應算法從初始值依次更新加權係數w11、w12、w21、w22，使相關矩陣對角化。由此，通過使接收信號的相關矩陣對角化，用同一頻率能使陣列天線單元的一部分被空間多路。
下面描述以同一頻率將N發送信號進行空間多路的實施例。
圖1是基本的發送接收信號系統。在接收系統中，可使用至此描述的圖6和圖7的實施例。N個發射機11T1～11TN獨立產生發送信號，用同一載波頻率從各發送天線單元TxA1～TxAN發射。產生接收系統的空間傳遞函數的反傳遞特性的向量係數器21應該被設定成通過訓練序列使接收信號的相關矩陣全部對角化。由此，N單元天線接收的信號可以通過用向量係數器21實現的空間反傳遞函數來各自分離。因此，如果相關矩陣完全對角化，那麼，顯然頻率利用效率達到N倍。
接著，敘述接收信號相關矩陣對角化不完全情況下的本發明特徵。
接收機輸入信號序列z的相關矩陣Rzz如下式 H表示複數共軛轉置。從式(13)求第m個的每個接收序列的有用波與幹擾波功率之比Γm。m=mm2nmNnm2(14)]]>
如果可使相關矩陣Rzz，對角化，那麼式(14)的分母為0，第m個的每個接收序列的有用波與幹擾波功率比Γm無限大。即，用反傳遞矩陣來消除幹擾。這時的N信道接收天線的信息傳輸量成為各信道信息傳輸量之和。例如，如果使各信道傳輸量相同，那麼可以說是N倍傳輸量。
如至此所述，本發明的頻率利用率取決於式(13)的對角化。發送天線和接收天線之間的傳遞函數存在因衰落而動態變化的情況。此外，實際上也會有實質上不求反傳遞函數的情況。因此，示出對角化不完全情況下的本發明實施例。圖9中橫軸表示式(14)，縱軸表示信號與噪音功率比無限大、無編碼QPSK、靜態傳輸路徑的誤碼概率。如果第m個的每個接收序列的有用波對幹擾波功率之比Γm為5dB，則誤碼概率大體為1％左右。而且，如果達到10dB，則大體為1E-5(10-5)。與此相反，在-5dB、-10dB情況下，誤碼概率為10％以上。這裡在低Γm中，如果能改善誤碼概率，則能更簡便地產生本發明反傳遞函數。
因此，如圖10所示，在各發送信道上使用正交碼，改善各信道間的正交性，可解決上述課題。在發送端，將應發送的數據d1、d2通過乘法器13M1、13M2與來自正交碼生成1器12C1、12C2的正交碼相乘，將乘法結果分別輸入到發射機11T1、11T2。在接收端，在接收機20R1、20R2的輸入側分別插入相關器27C1、27C2，通過獲得來自正交碼生成器29C1、29C2的正交碼和接收信號的相關，從而分離重疊在正交碼中的輸入信號z1、z2。該方法是將根據頻譜擴散形成的通信方法應用於本發明。這樣，可以說成是通過正交碼序列長產生的擴散增益，即便信道間殘留幹擾也能進行良好的通信。
同樣，在圖11中表示使用糾錯碼的實施例。
在發送端，利用糾錯編碼器14E1、14E2對應發送的輸入數據d1、d2進行糾錯編碼，通過發射機11T1、11T2發送。在接收端，利用糾錯解碼器28D1、28D2對信道間幹擾消除器20的每個信道輸出進行解碼，得到接收信號z1、z2，將它們分別輸入到接收裝置20R1、20R2。編碼器14E1、14E2、和解碼器28D1、28D2隻要是普通的就可以。例如，也可使用卷積編碼器和對此最優序列推定器的組合。當本發明應用於圖11原理所示的方法時，通過編碼增益可改善有用波對幹擾波功率比的錯碼率。這樣，通過使用糾錯碼，即使在信道間殘留幹擾也能良好地進行通信。
下面說明在本發明中使用的發送天線單元TxA1～TxAN及接收天線單元RxA1～RxAN示例。這裡，發送天線例如是4單元陣列天線，如圖12A所示，發送天線單元TxA1～TxA4成幾何學配置。這裡，為了說明原理，規定接收天線與發送天線為同樣類型。在接收端產生的反係數矩陣對發送天線的各單元發射已知的信號序列，使用接收天線的各單元通過電波路徑差確定。該路徑差為相當於式(1)的相位差。這裡，接收天線的各單元成幾何學配置，所以例如對於接收天線單元RxA1用從RxA2到RxA4的單元檢出接收的信號相位差。對於衰減係數，通過用在接收天線的各單元中檢出的接收功率可了解到。如圖12B所示，發射陣列天線和接收陣列天線也可是接線天線(パツチア ンテナ)。
同樣，如圖13A、13B所示，通過在發送天線TxANT和接收天線RxANT的各單元TxA1～TxA4和RxA1～RxA4中獲得空間上一定的距離，從而等效地加大各單元相位差，可容易地進行接收端的相位差檢測。這樣，作為在本發明中使用的發送天線和接收天線，例如，也可使用具有將各單元一定排列的幾何學形狀的陣列天線。
至此，對發射系統數量和接收系統數量相等的情況說明了本發明的原理，根據本發明的原理，接收系統數目可比發射系統數目多。其原因是，如果存在發射系統數目以上的獨立的接收系統數目，那麼可數學計算由信道幹擾消除部設定的抽頭係數矩陣。
如上所述，根據本發明，在接收端信道間幹擾消除器中，通過確定向量係數，使接收信號間相互相關最小，可分離各個信道的接收信號，所以在發送端可多路發送同一頻率的多個信道信號，能改善頻率利用率。
權利要求
1．一種N信道空間多路無線通信方法，包括以下步驟(a)用獨立的N個(N為2以上的整數)的發射機產生變頻成同一發射頻率的N信道發送信號，對發送天線的N個單元分別供電來發送N信道的所述各發送信號；以及(b)通過用各個接收天線的N單元來接收N信道發送信號，產生N信道接收信號，使N信道接收信號之間相關係數最小，從而還原所述各發送信號。
2．根據權利要求1所述的無線通信方法，其中，所述步驟(a)包括發射訓練序列的步驟；所述步驟(b)包括用N單元天線接收所述訓練序列，使抽頭係數收斂，從而使所述N信道接收信號間相關係數最小的步驟。
3．根據權利要求1所述的無線通信方法，其中，所述步驟(b)包括以下步驟(b-1)對各信道的所述接收信號作N分配；(b-2)將作N分配的各信號乘加權係數；(b-3)合成對應各單元的N信道的各個相乘的信號，產生N信道合成信號；以及(b-4)監視所述N信道合成信號，根據使監視的N信道合成信號間相關最小的算法來確定所述加權係數，使N信道的所述接收信號間的相關係數最小。
4．根據權利要求1無線通信的方法，其中，所述步驟(b)包括以下步驟(b-1)將來自所述N單元的N信道接收信號變頻成低頻帶的N信道的信號；(b-2)將所述低頻的N信道信號變換成N信道數位訊號；(b-3)將所述N信道數位訊號分別作N分配，產生N×N路徑的數位訊號，在N×N路徑的數位訊號上以各加權係數進行加權，產生N×N路徑的加權數位訊號；(b-4)將所述N×N路徑加權數位訊號合成到對應N信道的N個的每一個上來獲得N個數字合成信號，作為對應所述N信道接收信號的信號；以及(b-5)確定所述N×N路徑的加權係數，使所述N信道數位訊號間的相互相關係數最小。
5．根據權利要求1至4任一項所述的無線通信方法，其中，所述步驟(a)包括通過不同正交碼調製各發送信號的步驟；所述步驟(b)包括通過使與正交碼有關的相關最小來還原各發送信號的步驟。
6．根據權利要求2的方法，其中，所述步驟(a)從所述發送天線的N個單元依次發送所述訓練序列；所述步驟(b)利用自適應算法來確定所述加權係數，使與發射的單元對應的信道的所述合成信號電平最大，其他信道合成信號電平最小。
7．根據權利要求2的方法，其中，在每次所述訓練序列的發送時，求與預先確定所述N信道合成信號的PN序列的相關值，根據這些相關值，產生N×N接收信號相關矩陣，確定所述加權係數，使所述相關矩陣對角化。
8．根據權利要求1至4任一項所述的無線通信方法，其中，所述步驟(a)用不同的的糾錯碼對各發送信號進行編碼；所述步驟(b)通過進行與糾錯碼有關的解碼來還原各發送信號。
9．一種無線通信裝置，包括獨立的N個發射機，N為2以上的整數；發送天線，配有分別輸N個發射機輸出的N個單元；接收天線，配有N個單元；信道間幹擾消除器，輸入所述接收天線各單元的輸出，產生所述發送天線N個單元和所述接收天線N個單元間的空間傳遞函數的反函數；以及N個接收機，輸入所述信道間幹擾消除器的各個輸出。
10．根據權利要求9所述的無線通信裝置，其中，配有N個單元的所述發送天線和配有N個單元的所述接收天線的至少一個的單元間距離是一定的。
11．根據權利要求9或10所述的無線通信裝置，其中，所述N個信道間幹擾消除器包括分配器，將輸入信號分配成N個；N的2次方個數的向量係數器，將分配成N個的輸出乘分別控制的加權係數；N個合成器，輸入N個向量係數器輸出；N個相關檢波器，監視N個合成器輸出，並對監視信號進行相關檢波；以及控制器，對輸入N個相關器檢波輸出器輸出的N的2次方個數的向量係數器進行控制。
12．根據權利要求9的無線通信裝置，其中，所述各接收機包括變頻器，將來自所述N單元的N信道接收信號變頻成低頻帶的N信道的信號；A/D轉換器，將所述低頻N信道信號變換成N信道數位訊號；N個分配器，分別對所述N信道數位訊號作N分配，分配N×N路徑的數位訊號；係數乘法器，在N×N路徑的數位訊號上以各個加權係數進行加權，產生N×N路徑的加權數位訊號；N個合成器，將所述N×N路徑的加權數位訊號合成到與N信道對應的N個的每一個上而得到N信道數字合成信號，作為對應所述N信道的接收信號的信號；以及控制器，確定所述N×N路徑的加權係數，使所述N信道數位訊號間相關係數最小。
13．一種從發送天線的N個單元發送的N信道空間多路信號的接收方法，包括以下步驟(a)用接收天線的各個N單元來接收N信道發送信號，產生N信道接收信號；(b)將N信道接收信號分別作N分配，獲得N×N路徑的信號，在那些N×N路徑的信號上用各自加權係數來加權，合成到N信道的每一個上，得到N信道的合成信號；(c)通過監視所述N信道的合成信號，設定所述加權係數，使得所述N信道接收信號相互相關最小，來還原N信道發送信號。
14．根據權利要求13的接收方法，其中，所述步驟(b)包括以下步驟(b-1)將來自所述N單元的N信道接收信號變頻成低頻帶的N信道的信號；(b-2)將所述低頻的N信道信號變換成N信道數位訊號；(b-3)將所述N信道數位訊號分別作N分配，產生N×N路徑的數位訊號，在N×N路徑的數位訊號上以各自加權係數進行加權，產生N×N路徑的加權數位訊號；(b-4)將所述N×N路徑加權數位訊號合成到對應N信道的N個的每一個上來獲得N個數字合成信號，作為對應所述N信道接收信號的信號；以及(b-5)確定所述N×N路徑的加權係數，使所述N信道數位訊號間的相互相關係數最小。
15．根據權利要求13或14所述的接收方法，其中，所述步驟(b)包括通過使與正交碼有關的相關最小來還原各發送信號的步驟。
16．根據權利要求13或14的接收方法，其中，所述步驟(b)包括通過進行與糾錯碼相關的解碼來還原各發送信號的步驟。
17．一種接收裝置，接收從發送天線的N個單元發射的N信道的發送信號，該裝置包括以下部分具有N個單元的接收天線，N為2以上的整數；信道間幹擾消除器，具有N輸入N輸出，從所述接收天線的N個單元輸入N信道接收信號，分別作N分配，通過N×N路徑來加權，每N信道上進行合成，產生N信道合成信號，根據這些N信道的合成信號來控制所述加權係數，使所述N信道接收信號的彼此相關最小；以及N個接收機，輸入所述信道間幹擾消除器的各個輸出。
18．根據權利要求17的接收裝置，其中，配有N個單元的所述接收天線的單元間距離是一定的。
19．根據權利要求17或18的接收裝置，其中，所述信道間幹擾消除器包括分配器，將輸入信號分配成N個；N的2次方個的向量係數器，將分配成N個的輸出乘分別控制的加權係數；N個合成器，輸入N個向量係數器輸出；N 個相關檢波器，監視N個合成器輸出，對監視信號進行相關檢波；以及控制器，對輸入N個相關器檢波輸出器輸出的N的2次方個的向量係數器進行控制。
20．根據權利要求17的接收裝置，其中，所述接收機包括變頻器，將來自所述N單元的N信道接收信號變頻成低頻帶的N信道的信號；A/D轉換器，將所述低頻N信道信號變換成N信道數位訊號；N個分配器，分別對所述N信道數位訊號作N分配，分配N×N路徑的數位訊號；係數乘法器，在N×N路徑的數位訊號上以各個加權係數進行加權，產生N×N路徑的加權數位訊號；N個合成器，將所述N×N路徑的加權數位訊號合成到與N信道對應的N個的每一個上而得到N信道數字合成信號，作為對應所述N信道的接收信號的信號；以及控制器，確定所述N×N路徑的加權係數，使所述N信道數位訊號間相關係數最小。
全文摘要
由用N(N為2以上整數)個發射機產生以同一發射頻率進行變頻的N個發送信號,向各單元供電並用N單元天線發送各發送信號的發射系統,和用N單元天線接收各發送信號,通過使用各單元接收的各發送信號之間相關係數最小來還原各發送信號的接收系統構成,通過接收多個同樣頻率的發送信號,使接收的發送信號相關係數最小,可使發送信號多路化。
文檔編號H04B7/08GK1325243SQ01122090
公開日2001年12月5日 申請日期2001年5月23日 優先權日2000年5月23日
發明者鈴木恭宜, 廣田哲夫, 野島俊雄 申請人:株式會社Ntt杜可莫