兩陣元單用戶基帶實現的智能天線接收機的製作方法
2023-07-08 08:33:31
專利名稱：兩陣元單用戶基帶實現的智能天線接收機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種基帶實現的智能天線接收機，該發明利用基帶信號處理技術實現智能天線的定向收信，並能結合瑞克(RAKE)接收技術實現多徑信號接收，還改進了傳統的瑞克接收技術。其改進是能消除多徑信號載波間相位差的影響，大幅度提升多徑信號的接收幅度。可用於CDMA移動通信系統的基站信號接收，屬於移動通信技術領域。
背景技術：
在移動通信中，由於移動終端位置的不斷變化和周圍建築物等反射體的存在，基站接收機收到的電波信號是來自不同路徑或方向、具有不同多徑時延和幅度衰減的多徑傳播信號之和，這種多徑接收信號的包絡近似於Rayleigh分布或Rician分布，造成多徑衰落，影響接收機的性能。為了克服這種多徑衰落的影響，人們提出了各種用於克服多徑幹擾 的接收技術。在TD-SCDMA(TD)標準中規定在基站利用智能天線(SA)實現定向收信。研究TD SA技術應用的大量文獻和發明專利後會發現CDMA移動通信領域的SA技術研究基本上還停留在SA應用研究的數學理論階段。在目前的主流3G標準中，廣泛採用瑞克(RAKE)接收機技術,傳統RAKE接收機是CDMA收信機的基本組成部分。在移動通信無線傳播環境中接收端利用RAKE接收機可實現多徑信號的分離、時延調整和疊加組合三個基本的過程，從而實現多徑傳播能量的隱分集接收，大幅度提高接收機的收信信噪比和發功率利用率。RAKE接收機是克服無線多徑傳播衰落，即形成多徑傳播信號分集接收的基本手段。然而現有的RAKE接收機未考慮收到的多徑信號載波間相位差的影響，此相位差產生的收信號幅度損失會使多徑信號的功率利用率大幅下降。
發明內容
技術問題本發明的目的是提供有一種兩陣元單用戶基帶實現的智能天線接收機，消除多徑信號載波間相位差的影響，大幅度提升多徑信號的接收幅度，能夠實現主路徑的定向接收、降低多徑幹擾的影響、獲得較大的信幹比增益，且易於實現。因此，本發明能大幅度提升CDMA系統的上行容量和發功率利用率，並促進智能天線高新技術的應用與推廣。技術方案本發明的目的是通過如下措施，在基站實現定向接收用戶發送的主路徑信號，能降低多徑衰落的影響，並能實現經改進的多徑信號的瑞克接收。其改進是能消除多徑信號載波間相位差的影響，大幅度提升多徑信號的接收幅度。本發明的兩陣元基帶實現的智能天線接收機由兩路具有相似結構的天線接收裝置構成，包括用於接收信號的第一天線陣元 、第二天線陣元矹，用於收信號下變頻的第一下變頻乘法器Ji1和第二下變頻乘法器Jl2,用於信號濾波的第一低通濾波器和第二低通濾波器UjF2,用於解擴的第一解擴器HSr第二解擴器HS2、第三解擴器MSj和第四解擴器用於實現除法的第一除法器U1、第二除法器D2和第三除法器Uj,用於延時的時延器j·,用於實現信號相加的第一加法器第二加法器 υ2、第三加法器 !。基帶實現的智能天線接收機電路中
的第一天線陣元 接收的用戶信號接第一下變頻乘法器M1的一個輸入端，本地相干
載波CBm1I送至所述第一下變頻乘法器《!(的另一個輸入端，所述第一下變頻乘法器H1
的輸出信號1 接第一低通濾波器胃的輸入端，所述第一低通濾波器的輸出端分兩
路分別接第-解擴器歷#口第二解擴器IS2的-個輸入端，本地地址碼序列和A分別
接所述第一解擴器IM1和第二解擴器1152的另外一個輸入端。所述第一解擴器的
輸出信號i||接第一加法器的一個輸入端，所述第二解擴器H認I的輸出信號:|2和本
地加權因子_%分別接第一除法器Di的一個輸入端，所述第一除法器的輸出信號%
接第二加法器的一個輸入端。第二天線陣元矹接收的用戶信號3 接第二下變頻
乘法器M2—個輸入端，本地相干載波MS1%I送至所述第二下變頻乘法器M2的另一個輸
入端，所述第二下變頻乘法器Ii2的輸出信號Jll接第二低通濾波器￡11^的輸入端，所述第
二低通濾波器備m端分麗分歷第三解擴器_s輸目鮮器_4的-個輸
入端，本地地址碼序列■和P2分別接所述第三解擴器HSj和第四解擴器—4的另外一
個輸入端。所述第三解擴器HS3的輸出信號和本地加權因子MSij分別接第二除法器
112的一個輸入端，所述第二除法器U2的輸出信號%接所述第一加法器的另一個輸
入端；所述第四解擴器 δ4的輸出信號和本地加權因子_%分別接第三除法器趴的
一個輸入端，所述第三除法器Il1的輸出信號%接所述第二加法器JiiD2的另一個輸入端。
所述第一加法器jmi!的輸出信號(^經時延器y接第三加法器jfflDj的一個輸入端，所述
第二加法器JlPi2的輸出信號_接所述第三加法器- 的另一個輸入端，所述第三加法
器ΛΜ\的輸出端即為輸出信號1#。所述第一天線陣元#和第二天線陣元 ^τ擴展為3 8個具有相同結構的天線接收裝置組成。有益效果利用基帶信號處理實現的智能天線接收機能夠實現主路徑信號的定向收信，能降低多徑衰落的影響。相對於載波信號處理實現的智能天線接收機，該發明能大大降低智能天線接收機的實現難度，並能結合改進的瑞克接收技術實現多徑信號接收。相對於傳統瑞克接收技術，本發明給出的改進是能消除多徑信號載波間相位差的影響。該發明能夠實現主路徑信號的定向接收，降低幹擾的影響，獲得較大的信幹比(信號/幹擾噪聲比)增益，且易於實現。因此，本發明能大幅度提升CDMA系統的上行容量和發功率利用率，並促進智能天線高新技術的應用與推廣。
圖I為所述基帶實現的智能天線接收機的電路原理圖。
具體實施例方式利用基帶信號處理實現的智能天線接收機能夠實現主路徑信號的定向收信，能降低多徑衰落的影響，並能實現經改進的多徑信號的瑞克接收。其改進是能消除多徑信號載波間相位差的影響，大幅度提升多徑信號的接收幅度。大幅度提高了 CDMA系統的上行容量和功率利用率。實施例一
圖I為2陣元基帶實現的智能天線接收機的電路原理圖，其中包括第一天線陣元.#、第二天線陣元用於收信號下變頻的第一下變頻乘法器M1和第二下變頻乘法器M2，用於信號濾波的第一低通濾波器和第二低通濾波器Ufr2,用於解擴的第一解擴器IS1、第二解擴器IlS2、第三解擴器IS3和第四解擴器IM4,用於實現除法的第-除法器U1、第二除法器JJ2和第三除法器Hs,用於延時的時延器f，用於實現信號相加的第一加法器iflPi、第二加法器 2、第三加法器i_。基帶實現的智能天線接收機電路中的第一天線陣元M接收的用戶信號$接第一下變頻乘法器Af1的一個輸入端,本地相干載波送至所述第一下變頻乘法器Ii丨的另一個輸入端,所述第一下變頻乘法器&的輸出信號Hl接第一低通濾波器的輸入端，所述第一低通濾波器的輸出端分兩路分別接第-解擴器廁丨和第二解擴器廁2的-個輸入端，本地地址碼序列Ii和分別接所述第一解擴器1XS5|和第二解擴器IXSj的另夕卜-個輸入端。所述第-角軍擴器HSS|的輸出信號%接第一加法器JiOD1的一個輸入端,所述第二解擴器1^2的輸出信號%和本地加權因子分別接第一除法器I1的一個輸入端，所述第一除法器U1的輸出信號%接第二加法器 2的一個輸入端。第二天線陣元矹接收的用戶信號接第二
下變頻乘法器Jf2—個輸入端,本地相干載波αΒ% 送至所述第二下變頻乘法器M2的另一個輸入端，所述第二下變頻乘法器M2的輸出信號接第二低通濾波器Iif2的輸入端，所述第二低通濾波器Illr2的輸出端分兩路分別接第三解擴器IlS3和第四解擴器的一個輸入端，本地地址碼序列,和1^分別接所述第三解擴器IISi3和第四解擴器IMS4的另外-個輸入端。所述第三解擴器皿3的輸出信號之|1和本地加棚子畫a分別接第二除法器D2的一個輸入端，所述第二除法器U2的輸出信號%接所述第一加法器JMi的另一個輸入端；所述第四解擴器IS4的輸出信號和本地加權因子_%分別接第三除法器Il1的一個輸入端，所述第三除法器Hs的輸出信號'%接所述第二加法器 2的另一個輸入端。所述第一加法器JlW1的輸出信號^經時延器f接第三加法器 iiDDj的一個輸入端,所述第二加法器IDD2的輸出信號\接所述第三加法器^iD1Ds的另一個輸入端，所述第三加法器的輸出端即為輸出信號S。。
假設基帶實現的智能天線接收機第k個陣元 〖)接收某個用戶的1、2號路徑的信號，可以寫出兩根天線的收信號的表達式如下
權利要求
1.一種兩陣元單用戶基帶實現的智能天線接收機，其特徵在於該接收機包括接收信號的第一天線陣元(AE1X第二天線陣元(AE2),用於收信號下變頻的第一下變頻乘法器(M1)和第二下變頻乘法器(M2),用於信號濾波的第一低通濾波器(LPF1)和第二低通濾波器(LPF2),用於解擴的第一解擴器(DSS1X第二解擴器(DSS2)、第三解擴器(DSS3)和第四解擴器(DSS4),用於實現除法的第一除法器(D1X第二除法器(D2)和第三除法器(D3),用於延時的時延器(T)，用於實現信號相加的第一加法器(ADD1X第二加法器(ADD2)、第三加法器(ADD3);其中， 第一天線陣元(AE1)接收的用戶信號Xi接第一下變頻乘法器(M1)的一個輸入端，本地相干載波送至所述第一下變頻乘法器(M1)的另一個輸入端，所述第一下變頻乘法器(M1)的輸出信號而接第一低通濾波器(LPF1)的輸入端,所述第一低通濾波器(LPF1)的輸出端分兩路分別接第一解擴器(DSS1)和第二解擴器(DSS2)的一個輸入端，本地地址碼序列P1和巧分別接所述第一解擴器(DSS1)和第二解擴器(DSS2)的另外一個輸入端；所述第一解擴器(DSS1)的輸出信號Z11接第一加法器(ADD1)的一個輸入端,所述第二解擴器(DSS2)的輸出信號化和本地加權因子015 分別接第一除法器(D1)的一個輸入端，所述第一除法器(D1)的輸出信號接第二加法器(ADD2)的一個輸入端； 第二天線陣元(AE2)接收的用戶信號巧接第二下變頻乘法器(M2) —個輸入端，本地相干載波送至所述第二下變頻乘法器(M2)的另一個輸入端，所述第二下變頻乘法器(M2)的輸出信號接第二低通濾波器(LPF2)的輸入端，所述第二低通濾波器(LPF2)的輸出端分兩路分別接第三解擴器(DSS3)和第四解擴器(DSS4)的一個輸入端，本地地址碼序列巧和巧分別接所述第三解擴器(DSS3)和第四解擴器(DSS4)的另外一個輸入端；所述第三解擴器(DSS3)的輸出信號本地加權因子分別接第二除法器(D2)的一個輸入端，所述第二除法器(D2)的輸出信號V21接所述第一加法器(ADD1)的另一個輸入端；所述第四解擴器(DSS4)的輸出信號22和本地加權因子分別接第三除法器(D3)的一個輸入端，所述第三除法器(D3)的輸出信號V22接所述第二加法器(ADD2)的另一個輸入端；所述第一加法器(ADD1)的輸出信號\經時延器I*接第三加法器(ADD3)的一個輸入端，所述第二加法器(ADD2)的輸出信號\接所述第三加法器(ADD3)的另一個輸入端，所述第三加法器(ADD3)的輸出端即為輸出信I S。
全文摘要
本發明涉及一種兩陣元單用戶基帶實現的智能天線接收機，兩陣元單用戶基帶實現的智能天線接收機包括接收信號的第一天線陣元、第二天線陣元，用於收信號下變頻的第一下變頻乘法器和第二下變頻乘法器，用於濾波的第一低通濾波器和第二低通濾波器，用於解擴的第一解擴器、第二解擴器、第三解擴器和第四解擴器，用於實現除法的第一除法器、第二除法器和第三除法器，用於延時的時延器，用於實現信號相加的第一加法器、第二加法器、第三加法器。相對於載波處理智能天線接收機，該發明能大大降低智能天線接收機的實現難度，該發明能夠實現定向接收、降低幹擾的影響，且易於實現。
文檔編號H04B1/7115GK102983879SQ20121051972
公開日2013年3月20日 申請日期2012年12月7日 優先權日2012年12月7日
發明者楊龍祥, 謝志強, 傅海陽, 王群 申請人:南京郵電大學