自適應陣列天線方向性控制系統的製作方法
2023-08-11 10:53:41 2
專利名稱：自適應陣列天線方向性控制系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及和移動臺進行通信的無線基站的自適應陣列天線的方向性控制系統，特別是涉及可對應於移動臺的通信狀況消除幹擾的自適應陣列天線的方向性控制系統。
背景技術：
在CDMA(碼分多址)無線通信系統中，基站利用分配給每個移動臺的擴展編碼，對由移動臺無線發送的信號進行解擴而對信號解調，並且對要發送給移動臺的信號擴展調製進行無線發送。
在CDMA無線通信系統中，由於使用了擴展編碼，可由多個移動臺共用同一頻帶進行無線通信。
但是，由於多個移動臺共用同一頻帶，有時和某一移動臺的通信所使用的無線信號會變為幹擾其他移動臺的信號，即幹擾信號。
另外，在與同一移動臺進行通信所使用的無線信號，由於是經多個路徑發送或接收的多路徑，其他路徑中的信號成為幹擾信號而產生幹擾。
作為消除由其他移動臺的信號或多路徑產生的幹擾的手段，研究過在CDMA通信系統的基站設置自適應陣列天線。自適應陣列天線由多個天線元件構成的，是可以進行特定方向的電波的收發的天線。具體說，自適應陣列天線可以使各個天線保持接收權值和發送權值，利用控制接收時及發送時的方向性的系統(以下稱其為自適應陣列天線方向性控制系統)，可進行特定方向的電波的收信和發信。
自適應陣列天線，利用上述系統，希望與移動臺的通信特定信號路徑(以下稱其為希望路徑)，在迴避對希望路徑的幹擾的同時與移動臺進行通信。
但是，在上述現有的自適應陣列天線方向性控制系統中，如以下所述，存在不能充分消除幹擾的問題。
作為下一代移動通信方式導入的W-CDMA(寬帶CDMA)，其特徵在於是進行覆蓋從高速數據通信到低速聲音通信的廣泛傳送速度的多速率服務。
可是，由於W-CDMA的高速數據通信的擴展率低，抗幹擾非常差。因此，對於W-CDMA無線通信系統的幹擾的消除，一直在研究利用自適應陣列天線消除的問題。
但是，即使是利用自適應陣列天線，在希望路徑附近存在幹擾信號的路徑(以下稱其為幹擾路徑)的場合，由於幹擾路徑的增益降低，主瓣電平下降，很難消除幹擾，天線通信特性劣化。
另一方面，在自適應陣列天線的希望路徑的選擇中，過去是將首先到達基站的信號先行波的路徑或是(電)功率值最大的信號的路徑作為希望路徑，但利用移動臺及路徑的位置關係或信號的功率值也未必最佳，由於上述的示例等而受到幹擾的影響，天線的通信特性劣化。
發明內容
本發明系有鑑於上述情況而完成的，其目的在於提供一種可以對應於和移動臺的通信狀況選擇希望路徑，提高自適應陣列天線的幹擾消除效果的自適應陣列天線方向性控制系統。
目的為解決上述現有例的問題的本發明，其特徵在於是一種控制設置於無線基站的自適應陣列天線的方向性，對於利用構成自適應陣列天線的多個天線元件接收的來自移動臺的信號，使各個天線元件保持對應的權值，降低對接收來自移動臺的信號為最佳的接收希望路徑的幹擾的自適應陣列天線方向性控制系統，是一種從各天線元件接收到的信號中檢出路徑，對每個檢出的路徑算出功率值及到天線元件的到達角度，在根據在檢出的路徑中功率值或到達角度中至少一方選擇接收希望路徑的同時，對每個天線元件算出降低接收希望路徑的幹擾的權值，對各個天線元件接收的信號乘以相對應的權值的自適應陣列天線方向性控制系統，可以對應於和移動臺的通信狀況而選擇接收希望路徑，提高自適應陣列天線的消除幹擾的效果。
另外，其特徵在於是一種控制設置於無線基站的自適應陣列天線的方向性，對於利用構成自適應陣列天線的多個天線元件接收的來自移動臺的信號，使各個天線元件保持對應的權值，降低對發送給移動臺的信號為最佳的發送希望路徑的幹擾的自適應陣列天線方向性控制系統，是一種從各天線元件接收到的信號中檢出路徑，對每個檢出的路徑算出功率值及到達天線元件的到達角度，在根據在檢出的路徑中功率值或到達角度中至少一方選擇發送希望路徑的同時，對每個天線元件算出降低發送希望路徑的幹擾的權值，對每個天線元件接收的信號乘以相對應的權值的自適應陣列天線方向性控制系統，可以對應於和移動臺的通信狀況而選擇發送希望路徑，提高自適應陣列天線的消除幹擾的效果。
圖1為與本發明的實施方式的上行線路相對應的自適應陣列天線方向性控制系統的構成框圖。
圖2為與本發明的實施方式的下行線路相對應的自適應陣列天線方向性控制系統的構成框圖。
圖3為本發明的實施方式的自適應陣列天線方向性控制系統的角度推定單元及角度推定所必需的構成的構成框圖。
圖4為現有的及本發明的自適應陣列天線方向性控制系統的總發送功率值的累積度數分布圖。
圖5為表示上行線路的方向性控制系統的希望路徑的選擇方法的示圖。
圖6為表示下行線路的方向性控制系統的希望路徑的選擇方法的示圖。
圖7為表示下行線路的方向性控制系統的希望路徑的選擇方法的示圖。
圖8為表示本發明的自適應陣列天線方向性控制系統的最初的2用戶量的希望路徑的選擇方法的示圖。
圖9為表示本發明的自適應陣列天線方向性控制系統的3用戶量的希望路徑的選擇方法的示圖。
具體實施例方式
下面參照附圖對本發明的實施方式予以說明。
本發明的自適應陣列天線方向性控制系統，是一種測定在構成設置於CDMA基站的自適應陣列天線的多個天線元件中接收的各個路徑的信號的功率值及到達角度，在根據這些測定結果選擇希望路徑的同時，對接收的信號根據該測定結果進行權值控制並將總和值作為接收信號輸出的系統，由此可以在上行線路中選擇最佳希望路徑而提高干擾路徑的消除幹擾的效果。
另外，本發明的自適應陣列天線方向性控制系統，是一種測定在構成設置於CDMA基站的自適應陣列天線的多個天線元件中接收的各個路徑的信號的功率值及到達角度，根據這些測定結果選擇希望路徑的同時，對從各天線發送的信號根據該測定結果進行權值控制並作為發送信號的無線輸出的系統，由此可以在下行線路中選擇最佳希望路徑而提高干擾路徑的消除幹擾的效果，降低發送功率。
下面利用圖1～圖3對本發明的實施方式的自適應陣列天線方向性控制系統的構成予以說明。圖1為與本發明的實施方式的上行線路相對應的自適應陣列天線方向性控制系統的構成框圖。
圖1的自適應陣列天線方向性控制系統(以下稱其為圖1的方向性控制系統)是在CDMA通信基站中，在多個天線元件中測定接收的各個路徑的信號的功率值及到達角度，根據測定結果選擇接收希望路徑的同時，對各個天線每個接收的信號乘以由權值控制單元求出的權值並將各個乘法運算的結果相加作為接收信號輸出的系統。另外，在圖1的方向性控制系統中，設置的是4根天線，根據各天線接收到的信號，進行路徑選擇及權值控制，天線的根數也可以不同。
圖1的方向性控制系統的構成包括天線11-1～11-4、RF(射頻)接收機12-1～12-4、接收數據處理單元13、權值控制單元14、乘法器15-1～15-4、加法器16及符號檢出單元(圖中未示出)。
另外，接收數據處理單元13的構成包括路徑檢出單元131、功率測定單元132、角度推定單元133及路徑選擇單元134。
下面對圖1的方向性控制系統的各個單元予以說明。
天線11-1～11-4是構成自適應陣列天線的方向性的天線元件，如從移動臺接收到無線發送的擴展調製信號，就分別輸出到與各天線對應設置的RF接收機12-1～12-4。為了能在大範圍內進行與移動臺的通信，天線11-1～11-4可以配置成為等間隔的格子狀或圓周狀，也可以為其他的配置。
RF接收機12-1～12-4，將天線11-1～11-4接收的信號從RF頻帶變換為BB(基帶)頻帶頻率，在分別輸出到與各RF接收機對應設置的乘法器15-1～15-4的同時，輸出到接收數據處理單元13。
接收數據處理單元13，檢出從RF接收機12-1～12-4輸出的BB頻帶的信號的路徑，測定檢出的路徑的功率值及到達角度，並且根據測定結果選擇希望路徑。另外，接收數據處理單元13，將路徑檢出結果、功率值測定結果、到達角度測定結果及希望路徑選擇結果中的必需信息輸出到權值控制單元14。
下面對構成接收數據處理單元13的各單元予以說明。
路徑檢出單元131，在各天線接收的信號輸入到接收數據處理單元13時，進行解擴處理，用檢出到達定時進行路徑的檢出。各路徑的解擴處理結果，作為包含到達定時信息的解擴信號輸出到功率測定單元132、角度推定單元133及權值控制單元14。
路徑檢出單元131，將與接收到的信號相對應的解擴編碼進行存儲，但也可以另外設置生成解擴編碼的裝置，在路徑檢出單元131中，對生成的解擴編碼和信號進行解擴運算。
功率測定單元132，根據輸入的解擴信號，測定各路徑的信號的功率值，並作為功率值信息輸出到路徑選擇單元134和權值控制單元14。
角度推定單元133，根據輸入的解擴信號，推定各路徑的信號的到達角度，並作為到達角度信息輸出到路徑選擇單元134及權值控制單元14。
路徑選擇單元134，在輸入的路徑功率值信息及路逕到達角度信息之中，至少根據其一，從檢出的路徑中選擇希望路徑，並將選擇結果作為選擇路徑信息輸出到權值控制單元14。
下面利用圖3對角度推定單元133的構成舉例說明。作為推定信號到達角度的方法，公知的有MUSI法和ESPRIT法(所謂的方向推定算法)，在本發明中採用後述的利用單純運算的推定法，圖3的構成就是用來實現此推定法的構成的一例。圖3為本發明的實施方式的自適應陣列天線方向性控制系統的角度推定單元及角度推定所必需的構成的構成框圖。
圖3的角度推定單元34的構成包括乘法器343-1～343-2、加法器345-1～345-2及角度運算單元346。另外，作為角度推定所必需的構成，還有一個符號檢出單元342。
另外，在圖3的角度推定單元中，是利用在圖1的天線11-1及11-2兩個天線中接收到的信號測定到達角度的構成，但實際上也可以是利用在超過兩個的天線中接收到的信號測定到達角度的構成。
在本發明的方向性控制系統中，作為信號到達角度的推定方法也可以使用其他的方法，角度推定單元的構成也可以是與所使用的推定方法相對應地構成。
在圖3的角度推定單元34中，乘法器343，對作為角度推定的對象的2個以上的天線元件每一個都設置，對每個符號都進行包含在解擴信號中的解擴處理結果和從符號檢出單元342輸出的信號的符號值的乘法運算。在圖3中，圖1的天線11-1、11-2接收的信號的解擴處理結果和從符號檢出單元342輸出的符號值的乘法運算分別由乘法器343-1、343-2進行。
加法器345，與乘法器343相對應地設置，將對應的乘法器343輸出的乘法運算結果累積相加並輸出到角度運算單元346。
在圖3的角度推定單元34中，乘法器343及加法器345是與作為角度推定對象的1號及2號天線相對應地設置的。
角度運算單元346，根據從加法器345輸出的各路徑的累計相加的結果，推定各路徑的信號的到達角度，並將推定結果作為路逕到達角度信息對每個路徑輸出到權值控制單元14。
符號檢出單元342，根據從後述的加法器16輸出的接收信號檢出符號值，並將符號值的複數共軛值分別輸出到乘法器343-1、343-2。
在圖1中，權值控制單元14，利用權值控制算法，根據從接收數據處理單元13輸出的檢出路徑信息、路徑功率值信息、路逕到達角度信息及選擇路徑信息之中的必需信息，對各路徑生成權值，並輸出到對應的乘法器15-1～15-4。關於利用權值控制算法的權值的生成方法見後述。
乘法器15-1～15-4，對每個RF接收機12-1～12-4設置，對各天線接收到的信號和從權值控制單元14輸出的各路徑的權值進行乘法運算，並將乘法運算的結果輸出到加法器16。
加法器16，將乘法器15-1～15-4的乘法運算結果相加，並將加法運算結果作為接收信號輸出。
下面利用圖1及圖3對圖1的方向性控制系統的動作予以說明。
在圖1中，利用上行線路發送的信號，由天線11-1～11-4接收，並輸出到與各天線相對應的RF接收機12-1～12-4。在RF接收機中，將接收到的信號從RF頻帶經IF(中頻)頻帶變換為BB頻帶，並輸出到接收數據處理單元13。
由各天線接收的信號，在接收數據處理單元13中，輸入到路徑檢出單元131。在131中，通過利用解擴處理檢出各天線接收到的信號的到達定時，檢出該信號的路徑。
另外，路徑檢出單元131，根據各天線的信號，對各天線元件求出根據檢出的到達定時的解擴信號，並將必需的天線元件的解擴信號作為解擴信號輸出到功率測定單元132、角度推定單元133及權值控制單元14。
在功率測定單元132中，如各路徑的解擴信號輸入，就根據從一個以上的天線來的解擴信號對每個路徑測定信號的功率值，並作為路徑功率值信息輸出到路徑選擇單元134及權值控制單元14。在權值控制單元14使用的控制算法不需要路徑功率值的場合，也可以不輸出路徑功率值信息。
角度推定單元133，根據作為角度推定對象的2個以上的天線所接收到的信號，推定信號的到達角度，並將推定結果作為路逕到達角度信息輸出到路徑選擇單元134及權值控制單元14。
下面利用圖3對角度推定單元133的到達角度的測定動作及方法予以詳細說明。
在圖3中，從路徑檢出單元131輸出的解擴信號，在角度推定單元34中輸出到對應的乘法器343。
另外，符號檢出單元342，從圖1的加法器16輸出的接收信號中檢出符號值，並將接收信號的符號值的複數共軛值輸出到乘法器343。
乘法器343，對每個符號將路徑檢出信息中各天線接收到的信號的解擴處理結果和接收信號的符號值的複數共軛值進行乘法運算。就是說，在乘法器343-1中，根據天線11-1接收的信號將解擴處理結果和符號值的複數共軛值進行乘法運算，而在乘法器343-2中，根據天線11-2接收的信號將解擴處理結果和符號值的複數共軛值進行乘法運算。各乘法器的乘法運算結果，輸出到對應的加法器345。
加法器345，將從對應的乘法器343輸出的乘法運算結果累計相加，並將累計相加結果輸出到角度運算單元346。在圖3中，加法器345-1將乘法器343-1輸出的乘法運算結果，加法器345-2將乘法器343-2輸出的乘法運算結果轉給複數符號部分而進行累計相加。
角度運算單元346，根據加法器345輸出的累計相加結果，從作為角度推定的對象的2個天線的信號的相位差推定到達角度，並將推定結果作為各路徑的到達角度，將路逕到達角度信息輸出到路徑選擇單元134及權值控制單元14。在圖3中，角度運算單元346，利用天線11-1接收到的信號推定到達角度。
下面對角度運算單元346的角度推定方法予以說明。如設第i號天線接收到的信號的解擴運算結果為Zi(k)，符號檢出單元342檢出的符號值為S(k)(k為符號番號)，則與第i號天線相對應的加法器345-i的累計相加結果，可以以式(1)表示。Li=k=1KZi(k)S*(k)---(1)]]>在式(1)中，Li表示信號的平均相位，S*表示符號值的複數共軛值。
在角度運算單元346中，在以式(1)表示的加法運算結果之中，根據對作為到達角度的推定對象的2個天線的加法運算結果，推定到達角度。作為到達角度的推定對象，如利用根據第i號及第i+1號天線接收的信號的累計相加結果，則兩天線的信號的相位差Δφ可以以式(2)表示。
Δφ＝arg(Li+1/Li) (2)另外，如設天線元件間隔為d、由第i號及第i+1號的天線接收的信號的行程差為Δl，載波頻率的波長為λ時，相位差Δφ可表示如式(3)。
Δφ＝2πΔl/λ＝2πdsinθ/λ (3)由式(3)，可利用式(4)算出天線接收到的信號的到達角度θ。=sin-1(2d)---(4)]]>在角度運算單元346中，通過式(2)～(4)的運算，可推定各天線的信號的到達角度，作為各路徑的到達角度。角度運算單元346的構成最好是可存儲上述數式中必需的參數。
另外，也可以使用其他方法作為信號到達角度的推定方法，對於角度推定的構成也可以與所使用的推定方法相對應地構成。
另外，角度推定單元133，也可以算出與推定角度相當的信息代替到達角度的推定結果的路逕到達角度信息，輸出到路徑選擇單元134及權值控制單元14。圖1的方向性控制系統，可以使用表示各行天線的接收信號的相位差的矢量的陣列響應矢量作為與推定角度相當的信息。
陣列響應矢量，是由到達各天線的信號的相位差表示的天線數量的要素組成的矢量，在角度推定單元34中，可從各天線的路逕到達角度信息求出。
角度推定單元133，在角度運算單元中，利用上述角度推定的方法，算出到達各天線的信號的相位差。在天線設置間隔為等間隔的場合，角度推定單元133通過計算到達成為相位基準天線和其相鄰天線信號的相位差，可以求出與其他天線的相位差。
然後，角度推定單元133，在角度運算單元中，利用到達各天線的相位差，求出陣列響應矢量。圖1的方向性控制系統為等間隔配置4個天線的場合，如設各天線間的接收信號的相位差為Δφ，各天線的陣列響應矢量可表示為[1，exp(j*Δφ)，exp(j*2Δφ)，exp(j*3Δφ)]。其中，陣列響應矢量為1的天線作為相位差基準的天線。
如上所述，陣列響應矢量，是以各天線間的相位差表示的相對值。在天線設置間隔為等間隔的場合，角度推定單元133，由於只要算出成為相位基準天線和與其相鄰的天線的相位差，就可以對所有天線求出陣列響應矢量，角度推定單元133的運算量可以減輕。
另外，已知，推定的到達角度的精度，與信號的到達角度有關係。如果在權值控制單元14，根據路逕到達角度信息，對接收信號進行權值控制的場合，推定角度的誤差大，則對控制影響很大。通過利用陣列響應矢量，權值控制單元14，可以不管信號的到達角度而以良好的精度進行權值控制。
在圖1中，路徑選擇單元134，是本發明的特徵部分，根據在輸入的路徑功率值信息及路逕到達角度信息之中的至少一方，從檢出的路徑選擇希望路徑，以選擇結果作為選擇路徑信息，輸出到權值控制單元14。由此，可以實現在上行線路中降低幹擾的天線控制。
另外，關於路徑選擇單元134的希望路徑的選擇方法的一個示例見下述。
在圖1中，權值控制單元14，根據從接收數據處理單元13輸出的檢出路徑信息、路徑功率值信息、路逕到達角度信息以及選擇路徑信息之中的必需信息，對各路徑生成權值ω1～ω4，並分別輸出到與各天線相對應的乘法器15-1～15-4。權值控制單元14，按照權值控制算法生成各路徑的權值。
另外，乘法器15-1～15-4，對各天線接收的信號和由權值控制單元14生成的各路徑的權值進行乘法運算並將乘法運算結果輸出到加法器16。
在圖1中，在乘法器15-1～15-4中，對各天線接收的信號和從權值控制單元14輸出的各路徑的權值ω1～ω4進行乘法運算並將乘法運算結果輸出到加法器16。
加法器16，求出從乘法器15-1～15-4輸出的乘法運算結果的總和，並將總和作為接收信號輸出。接收信號，作為解調處理信號或基站已知的導頻信號，通過輸出到圖3的符號檢出單元32進行符號檢出，並通過輸出到解調處理單元(圖中未示出)等進行解調處理。
下面利用圖2對本發明的實施方式的其他自適應陣列天線方向性控制系統的構成予以說明。圖2為與本發明的實施方式的下行線路相對應的自適應陣列天線方向性控制系統的構成框圖。
圖2的自適應陣列天線方向性控制系統(以下稱其為圖2的方向性控制系統)，是在CDMA通信基站中，在多個天線中測定接收的各個路徑的信號的功率值及到達角度，在根據測定結果選擇希望路徑的同時，對各個天線發送的信號根據該測定結果進行權值控制，並作為發送信號無線輸出的系統。另外，在圖2的方向性控制系統中，設置的是4根天線，根據各天線接收到的信號，進行路徑選擇及權值控制，天線的根數也可以不同。
圖2的方向性控制系統的構成包括天線21-1～21-4、RF接收機22-1～22-4、接收數據處理單元23、權值控制單元24、乘法器25-1～25-4、RF發送機26-1～26-4及分配器27。另外，接收數據處理單元23的構成包括路徑檢出單元231、功率測定單元232、角度推定單元233及路徑選擇單元234。
下面對圖2的方向性控制系統的各個單元予以說明。另外，在圖2中，因為天線21-1～21-4、RF接收機22-1～22-4以及接收數據處理單元23的構成與圖1相對應的裝置相同，說明省略。
權值控制單元24，利用權值控制算法，根據從接收數據處理單元23輸出的檢出路徑信息、路徑功率值信息、路逕到達角度信息及選擇路徑信息之中的必需信息，對各路徑生成權值，並輸出到對應的乘法器25-1～25-4。
分配器27，將擴展調製的發送信號分配給各乘法器25-1～25-4。
乘法器25-1～25-4，對每個RF發送機26-1～26-4設置，對從分配器27輸出的發送信號和從權值控制單元24輸出的各路徑的權值進行乘法運算，並將乘法運算的結果輸出到RF發送機26-1～26-4。
RF發送機26-1～26-4，對每個天線21-1～21-4設置，將從對應的乘法器25-1～25-4輸出的乘法運算的結果，通過頻率變換從BB頻帶變換為RF頻帶，並輸出到天線21-1～21-4。輸出到天線21-1～21-4的發送信號，無線發送到通信目的地移動臺。
下面利用圖2對圖2的方向性控制系統的動作予以說明。
在圖2中，因為從天線21-1～21-4接收信號開始到接收數據處理單元23的選擇希望路徑為止的動作與圖1的方向性控制系統相同，說明省略。
在圖2中，權值控制單元24，根據從接收數據處理單元23輸出的檢出路徑信息、路徑功率值信息、路逕到達角度信息以及選擇路徑信息之中的必需信息，對各路徑生成權值ω1～ω4，並分別輸出到與各天線相對應的乘法器25-1～25-4。權值控制單元24，按照權值控制算法生成各路徑的權值。
另一方面，想要發送到各移動臺的BB頻帶的發送信號，在無線調製單元(圖中未示出)中進行擴展調製並輸出到分配器27。分配器27，將發送信號分別分配輸出給乘法器25-1～25-4。
乘法器25-1～25-4，對從分配器27輸出的發送信號和從權值控制單元14輸出的個路徑的權值ω1～ω4進行乘法運算，並將乘法運算的結果輸出到RF發送機26-1～26-4。
RF發送機26-1～26-4，將從相對應的乘法器25-1～25-4輸出的乘法運算結果經頻率變換變換為RF頻帶，並輸出到天線21-1～21-4。輸出到天線21-1～21-4的發送信號，無線發送到通信目的地的移動臺。即在圖2的方向性控制系統中所選擇的希望路徑是發送用的希望路徑。
在圖1的方向性控制系統中，權值控制單元14是根據天線接收到的信號生成接收權值，在乘法器15中對接收信號進行權值控制，而在圖2的方向性控制系統中，權值控制單元24是根據天線接收到的信號生成發送權值，在乘法器25中對發送信號進行權值控制。
另外，在圖2的方向性控制系統中，除了對發送信號的權值控制之外，也可以進行對接收信號的權值控制。
另外，在圖2的方向性控制系統中，與圖1一樣，角度推定單元233，也可以求出陣列響應矢量輸出到路徑選擇單元234及權值控制單元24代替路逕到達角度信息。角度推定單元233的陣列響應矢量的運算處理，與圖1一樣，由角度運算單元進行。
在無線通信系統中，如FDD(頻分雙工)那樣，在上行線路和下行線路中是利用頻率不同的通信形態進行無線通信。正如圖1的說明中的式(3)所表示的，各個天線信號的相位差，由通信頻率決定，陣列響應矢量也同樣。所以，在這種通信形態中，陣列響應矢量對上行線路和下行線路必須分開求出。
在本發明的方向性控制系統中，在控制上行線路和下行線路的天線的方向性的場合，也可利用在上行線路中求出的信號的到達角度或陣列響應矢量，可以算出下行線路的陣列響應矢量。下面對該算出方法進行說明。
對某一天線，如設與作為相位基準的天線的間隔為d、到達該天線的信號的到達角度為θ，信號的頻率為λ時，則相位基準和該天線的相位差Δφ可表示為Δφ＝2πd*sinθ/λd。
由於上行線路和下行線路的到達角度相同，如從上式了解到上行線路的到達角度θ，在下行線路中了利用到達角度θ可求出陣列響應矢量。
另外，在本發明的方向性控制系統中，利用上行線路的陣列響應矢量可求出下行線路的陣列響應矢量。
對某一天線，如設與作為相位基準的天線的間隔為d、到達該天線的信號的到達角度為θ，上行線路的相位差和通信頻率分別為Δφu、λu，下行線路的相位差和通信頻率分別為Δφd、λd時，由式(3)，成立2πd*sinθ/λu＝Δφu、2πd*sinθ/λd＝Δφd的關係。
於是，下行線路的相位差Δφd，可表示為Δφd＝Δφu*λu/λd，可求出下行線路的陣列響應矢量。
根據上述的上行線路的陣列響應矢量的算出方法，由於利用上行線路的到達角度或陣列響應矢量，可求出下行線路的陣列響應矢量，與對每個線路求出陣列響應矢量的場合相比較，角度推定單元233的運算量可以減輕。
下面對圖1及圖2的方向性控制系統的路徑選擇單元的希望路徑的選擇方法予以說明。
在CDMA中，幹擾消除效果高，並且為了不減小希望路徑方向上的增益，選擇附近沒有大的幹擾波，並且選擇兩側沒有幹擾波的路徑作為希望路徑是很重要的。
另外，在CDMA的下行線路中，與其他移動臺的信號彼此同步，擴展編碼正交。因此，如連接基站與移動臺的路徑是一個，即使是在路徑中其他移動臺包含在大功率中，在移動臺側也不會成為幹擾。
可是，在多路徑方向上有大功率信號存在的場合，就是說，如果存在將多路徑方向附近當作希望路徑的移動臺，就會發生幹擾。因此，在存在角度靠近的移動臺的場合，使作為希望路徑的發送路徑靠近是有效的。
本發明的目的是，在上行線路中，其他移動臺的信號，由於在下行線路中自臺的多路徑變成幹擾信號，在路徑選擇單元中通過考慮到線路的差異的信號，選擇可以消除這些信號產生的幹擾的希望路徑。
利用角度的路徑選擇，對於高速通信用戶是有效的。路徑選擇單元，是以所有的用戶為對象進行路徑選擇，但利用角度的路徑選擇方法，只以高速通信用戶為對象，對其他的用戶，比如對低速通信用戶，也可根據功率值信息進行路徑選擇。
再有，對於路徑的通信速度，可以從在路徑檢出單元用的擴展編碼獲得。
一般，自適應陣列天線，對於1)某種程度角度離開的幹擾路徑、2)功率大的幹擾路徑、3)幹擾路徑固定的方向方向性增益降低。
作為本發明的方向性控制系統的路徑選擇方法的特徵是從到達角度和功率值判斷最佳路徑，不外是有效利用上述自適應陣列天線的方向性圖形的特徵。然而，由於幹擾路徑的到達角度及功率值的差異，特別是由於衰落造成的變動，引起接收特性的複雜變化，很難生成最佳路徑選擇的模型。但是，為了選擇路徑，必須從展示這種複雜變化的路徑配置狀況和接收特性的特徵出發作成路徑選擇基準。
下面利用圖5～圖7的對路徑選擇單元的路徑選擇方法的一例按照線路方向分開予以說明。在圖5～圖7中，各箭頭的長度表示功率的大小，箭頭間的距離表示角度。
圖5為表示上行線路的方向性控制系統的希望路徑的選擇方法的示圖。由於上行線路不同步，除了希望路徑以外，到達無線通信裝置的所有路徑都能成為幹擾路徑。
在圖5中，各箭頭，是在圖1的方向性控制系統中檢出的路徑，其中A和B是同一移動臺U的路徑，C是具有最大功率值的幹擾路徑。C是與A、B的移動臺U不同的移動臺的路徑。如上所述，如在附近存在功率值大的幹擾路徑，由於產生幹擾，在圖1的方向性控制系統中，選擇與幹擾路徑C角度差最大的路徑A作為希望路徑。
圖5的選擇方法，在上行線路中，在和基站進行高速通信的移動臺有多個，並且利用多個路徑進行通信的場合，是有效的。在圖5中，在A和B之間也可有和A及B同一移動臺的路徑，U以外的移動臺的路徑除了C以外也可以是多個。
圖6及圖7為表示下行線路的方向性控制系統的希望路徑的選擇方法的示圖。
如前所述，在CDMA下行線路中，與各移動臺相對應的擴展編碼正交且同步。因此，在下行線路中，作為幹擾信號的是自臺的多路徑，如果由多路徑產生的多個路徑存在，在路徑間變為非同步，變成為幹擾原因。
因此，在自適應陣列天線中，必須通過降低多路徑方向的天線的增益來降低多路徑幹擾，在多路徑處於發送路徑方向的附近的角度方向的場合，多路徑的天線增益的降低很難，並且在發送路徑的兩側有多路徑的場合，過去存在發送路徑的天線增益降低幹擾變大的問題。
在圖6的選擇方法中，在移動臺只有一個時，在選擇對象的路徑中位於兩端的路徑A1及A2之中，將距離其鄰接的路徑C或D最遠的路徑選擇為希望路徑，即發送路徑。比如，假如路徑A1和路徑D的角度差a、路徑A2和路徑C的角度差b，則在a＞b時，選擇A1，在a＜b時，選擇A2。另外，由於基站是方向性天線，在限定的範圍中定義端，而在無方向性的場合，在靠近用戶的存在範圍的角度幅度中定義端。
在圖6中，如設路徑C及D為發送路徑，在路徑的左側右側都有幹擾。不過，通過選擇A1或A2一方，可以只受到右側或左側一方的多路徑的幹擾，並且通過從多路徑中選擇離開最遠的一方，可以很容易降低多路徑的增益。
圖6的路徑選擇方法，在下行線路中一個移動臺利用多個路徑進行高速通信，路徑之間的角度接近的場合是有效的。在圖6中，C和D之間，也可以有多個路徑，或者C和D是同一個路徑也可以。
另外，在圖7中，A1及A2是根據角度選擇路徑的角度範圍的靠邊的路徑，E是上述角度範圍內的路徑，E是與A1及A2不同的移動臺。另外，A1和E的角度差為a，A2和E的角度差為b，a＜b。
在具有大功率的幹擾元中位於靠邊的路徑之中，和鄰接的路徑的角度差小，並且該鄰接的路徑是其他移動臺的路徑場合，如將靠邊的路徑選擇為發送路徑，由於對鄰接的路徑的降低幹擾效果小，在鄰接路徑中就會包含大功率的移動臺的信號，這就成為幹擾信號。
如在此處選擇鄰接路徑為發送路徑，具有該鄰接路徑的移動臺和端的移動臺的信號由於同步不會成為幹擾元。另外，通過將靠邊的路徑及其鄰接的路徑作為發送路徑，比如在將A1和E選擇為發送路徑的場合，A1和E的天線方向性降低對在右端方向的幹擾方向的增益。因此，A2受到的幹擾變小。不過，如使A2和E為發送路徑，由於A1和E的角度差小，E的方向性圖形在A1方向上也有很大的增益，A2會受到A1的幹擾影響。所以，通過選擇A1和E為發送路徑，可以避免發送路徑本身的天線增益的降低，可提高天線的降低幹擾效果。
圖7的選擇方法，在下行線路中多個移動臺進行高速通信，移動臺的路徑彼此接近的場合是有效的。圖7的路徑選擇方法，在A1和A2不是同一移動臺時，即E是多路徑的場合也可以適用。
另外，在圖7的路徑選擇方法中，其他移動臺的路徑在角度範圍內是多個也可以，在此場合，選擇右端或左端的路徑之中，和某一靠邊的路徑的角度差最小的路徑並把該靠邊的路徑作為發送路徑。
在和多個用戶的移動臺進行通信的場合，路徑選擇單元最初在為抑制給予所選擇的路徑的幹擾，選擇2用戶量的希望路徑，之後反覆進行從所選擇的希望路徑和其他用戶的路徑中同樣選擇新的希望路徑的動作。
對於將圖7的路徑選擇方法細分類的2用戶以上適用的希望路徑選擇方法，利用圖8予以說明。圖8為表示本發明的自適應陣列天線方向性控制系統的最初的2用戶量的希望路徑的選擇方法的示圖。
在選出的高速通信路徑之中，來觀察兩邊的2個路徑，即全部4路徑。如圖8(a)所示，設靠左邊的2個路徑為L1和L2，靠右邊的2個路徑為R1和R2。在圖8中，為說明簡便起見，將路徑之間的距離以角度差表示。另外，鄰接的2根箭頭是同一種類的場合，表示是同一移動臺的路徑，不同種類的場合表示是不同的移動臺。
路徑選擇單元，確認L1和L2，R1和R2是否是同一移動臺的路徑及認知路徑之間角度差而選擇希望路徑。下面分場合予以說明。
L1和L2，R1和R2為同一移動臺的路徑，L1和R1不是同一移動臺的路徑時(圖8(b))，路徑選擇單元選擇L1及R1為希望路徑。
L1和L2為同一移動臺的路徑，R1和R2不是同一移動臺的路徑時(圖8(c))，路徑選擇單元選擇R1及R2為希望路徑。
L1和L2不是同一移動臺的路徑，R1和R2是同一移動臺的路徑時(圖8(d))，路徑選擇單元選擇L1及L2為希望路徑。
L1和L2不是同一移動臺的路徑，R1和R2不是同一移動臺的路徑，R1和R2的角度差a小於L1和L2的角度差b的場合(圖8(e))，路徑選擇單元選擇L1及L2為希望路徑。
L1和L2不是同一移動臺的路徑，R1和R2不是同一移動臺的路徑，R1和R2的角度差a大於L1和L2的角度差b的場合(圖8(f))，路徑選擇單元選擇R1及R2為希望路徑。
路徑選擇單元，按照圖8(b)～(f)5種圖形，首先選擇2個移動臺的希望路徑。在移動臺超過3個的場合，以相距具有所選擇的希望路徑的移動臺的多路徑最遠的路徑作為希望路徑。
關於移動臺超過3個的場合的希望路徑的選擇方法，利用圖9予以說明。圖9為表示移動臺為3個的場合的希望路徑的選擇方法的示圖。符號及圖的表示方法與圖8相同。
在圖9中，利用圖8(b)的圖形，假設已經選擇L1及R2為希望路徑。由於L1和L2，R1和R2分別是同一移動臺的路徑，L2、R1成為多路徑。
此處，在檢出其他移動臺的路徑A、B的場合，設B和L2的角度差α、A和R1的角度差β，路徑選擇單元在α＜β時選擇B作為希望路徑，在α＞β時選擇A作為希望路徑。
以後，路徑選擇單元，利用圖9所示的方法，從餘下的移動臺的路徑中選擇希望路徑。
本發明的方向性控制系統，利用上述的希望路徑選擇方法，可以對多個移動臺平均降低幹擾。
另外，在希望路徑的選擇圖形與圖8(b)～(f)不吻合的場合，路徑選擇單元，在檢出的路徑中，路徑選擇單元，在檢出的路徑中，選擇最大功率值的路徑為希望路徑。在同一電平的場合，選擇先行波。
在上述路徑選擇方法中，有時在到達角度上為最佳路徑，但功率值小，即如傳播路衰減大，則幹擾信號的功率值大，或是有時在功率值上為最佳路徑，但附近存在功率值幾乎相等的幹擾信號，哪一種作為希望路徑都不能說是最佳。
因此，在路徑選擇單元中，是同時使用上述的由到達角度路徑選擇方法及選擇現有的最大功率值成為最大的路徑選擇方法，在利用到達角度的路徑選擇方法選擇的路徑和最大功率值的路徑的功率差超過規定值的場合，選擇最大功率值的路徑為希望路徑。在規定值以下的場合，利用到達角度的路徑選擇方法選擇的路徑為希望路徑，而在不存在相當的路徑的場合，以最大功率值的路徑為希望路徑。
發明人，對利用本發明的方向性控制系統在高速2用戶3路徑的通信環境下利用2種方法的路徑選擇進行了模擬，已經確認在利用到達角度選擇的路徑比最大功率值的路徑衰減4dB的場合以利用到達角度選擇的路徑為希望路徑，而在衰減5dB以上的場合，以利用最大功率值選擇路徑為希望路徑，可以提高發送特性。
利用上述的希望路徑選擇方法，本發明的方向性控制系統可提高干擾消除效果，並且可以維持希望路徑方向上的增益。
發明者對利用圖2的方向性控制系統的上述路徑選擇的幹擾消除效果進行了模擬。
在模擬時，假設作為通信對象的移動臺，是只存在4倍擴展的高速通信的移動臺。另外，還假設移動臺和路徑數為2用戶3路徑，各路徑為同一電平，各移動臺在120度扇段內一樣分布，延遲波(多路徑)和先行波在±5度以內一樣分布。
另外，作為天線條件，天線元件為半波長間隔的6元件直線陣列配置，在120度扇段天線正面方向上把解擴前的SN比為0dB的發送功率設為基準值0db，發送功率的上限值為35dB。
在以上的環境下，進行了對移動臺的配置改變4000次利用下述的權值控制算法作為波束控制法的上述路徑選擇的幹擾消除的模擬。
下面以利用模擬的權值控制單元24的權值控制算法為例進行以下的說明。權值控制已知有各種方法，此處採用的是利用推定角度實施權值控制的方法。
在本例的權值控制單元24中，根據在接收數據處理單元中推定的各路徑的到達角度和線路的頻率，對每個路徑進行陣列響應矢量的運算。之後，權值控制單元24，根據決定的各路徑的陣列響應矢量和各路徑的信號的功率值，計算各路徑權值。
具體的計算方法，是在權值控制單元24中，首先求出權值的相關矩陣Rxx。計算式表示為式(5)。Rxx=PiVi*ViT+PnI---(5)]]>在式(5)中，Vi為第i號的天線接收的信號的陣列響應矢量，Pi為第i號的天線的功率值的假設值，Pn為熱噪聲功率，「T」為轉置，I為單位矩陣。
之後，在權值控制單元24中，利用由式(5)求出的相關矩陣算出各路徑的權值。對第k號的天線接收的信號的權值Wk以下式(6)表示。
Wk＝Rxx-1Vk*(6)權值控制單元24，利用式(6)算出各天線的權值，並輸出到對應的各天線的乘法器。
在上述的權值的計算方法中，從各路徑的陣列響應矢量和假設的功率(Pi/Pn)計算相關矩陣，假設功率越大，對在最靠近希望路徑的附近的延遲路徑方向的方向性越可以降低。在模擬中，假設功率設定為30dB。在式(5)中，求和部分不是對全部用戶路徑進行相加，而只是對高速用戶路徑相加，所以可以降低對於和移動臺的高速通信的幹擾。
利用這種控制，可根據提高希望路徑上的天線增益，減小幹擾路徑方向的天線增益而確定陣列響應矢量和算出權值。
另外，在權值控制單元24採用的權值控制算法，也可使用其他的算法。在上行線路中，一般採用LMS(最小均方)算法。關於LMS的詳細情況見L.C.Godora，「Application of Antenna Arrays to MobileCommunications，Part 2Beam-Forming and Direction-of-ArrivalConsiderations，」Proc.IEEE，vol85，no.8，PP.1195-1245，Aug.1997。
上述模擬的幹擾消除結果如圖4所示。圖4為現有的及由圖2的方向性控制系統的總功率值的累積度數分布圖。
此處所謂的總發送功率是從基站向移動臺發送的功率的總和，已知，總發送功率越小，到達小區包含的整個幹擾就越小。在圖4中，橫軸表示總發送功率值(單位dB)，縱軸為對應的總發送功率值的機率。
在圖4的累積度數分布圖中，示出越靠左側發送功率值越小，可收容的移動臺越多，與現有的先行波(X記號)相比較，本發明的路徑選擇的選擇波(菱形記號)以小功率值圍成的機率高，可收容更多的移動臺，這是顯而易見的。
另外，不滿足S/N比的移動臺的比例，即總發送功率超過發送功率的上限值(35dB)的移動臺的比例，在先行波中為11.7％，在本發明中為0.98％，示出利用本發明的方向性控制系統可以提高消除幹擾的效果。
根據圖1的方向性控制系統，從各天線接收的信號中檢出路徑，在檢出的路徑的功率值或到達角度中至少根據其中的一方選擇希望路徑，根據路徑選擇結果生成權值，通過與該信號相乘求出總和而成為接收信號，在上行線路中，可選擇最佳希望路徑，與現在相比可獲得提高消除幹擾效果的效果。
特別是，通過在功率值或到達角度中根據其中至少一方選擇希望路徑，由於可對應多種幹擾條件選擇受幹擾影響最少的希望路徑，可提高消除幹擾效果，並提高上行線路的接收特性。
另外，有時在基站以低速通信的移動臺為通信對象。一般，低速傳輸終端的擴展率高，即使是發生多路徑幹擾造成特性劣化，也可期望通過RAKE合成提高通信特性。即在低速通信的場合，即使是附近存在幹擾信號，特性也不會那末劣化。
因此，在路徑選擇單元中，依據上述角度的路徑選擇限定於必須提高消除幹擾效果的高速數據傳送的移動臺，對於低速通信的移動臺，通過選擇最大功率值的路徑作為希望路徑，可以減少低速通信的移動臺的路徑選擇所需的處理時間及負荷，可提高天線的特性。
所以，在圖1的方向性控制系統中，上述的希望路徑的選擇只限定於高速數據通信的移動臺，對於低速通信的移動臺通過選擇最大功率值的路徑作為希望路徑，可以獲得減少低速通信的移動臺的路徑選擇所需的處理時間及負荷的效果。
另外，在上述希望路徑選擇方法中，在利用到達角度的路徑選擇方法選擇的路徑和最大功率值的路徑的功率差超過規定值的場合，選擇最大功率值的路徑為希望路徑，在規定值以下的場合，利用到達角度的路徑選擇方法選擇的路徑為希望路徑，而在不存在相當的路徑的場合，以成為最大功率值的路徑為希望路徑，可提高干擾消除效果，並且可以維持希望路徑方向上的增益。
根據圖2的方向性控制系統，從各天線接收的信號中檢出路徑，在檢出的路徑的功率值或到達角度中至少根據其中的一方選擇希望路徑，根據路徑選擇結果生成權值，通過與各天線發送的信號相對應的權值相乘作為發送信號輸出，在下行線路中，可選擇最佳希望路徑，可以降低發送信號的發送功率，也可降低對其他移動臺進行通信的發送功率，可獲得可增加基站收容的用戶數的效果。另外，可提高消除幹擾效果，獲得可提高下行線路的發送特性的效果。
特別是，在下行線路中，只有希望路徑的多路徑成為幹擾信號，與來自其他移動臺的所有信號都是幹擾信號的上行線路相比較，路徑選擇的效果更大。
另外，在圖2的方向性控制系統中，上述希望路徑選擇方法限定於進行高速數據通信的移動臺，對於低速通信的移動臺，通過選擇成為最大功率值的路徑作為希望路徑，可以減少低速通信的移動臺的路徑選擇所需的處理時間及負荷，可獲得降低基站向低速通信的移動臺的發送功率的效果。
另外，在上述希望路徑選擇方法中，在利用到達角度的路徑選擇方法選擇的路徑和最大功率值的路徑的功率差超過規定值的場合，選擇成為最大功率值的路徑為希望路徑，在規定值以下的場合，利用到達角度的路徑選擇方法選擇的路徑為希望路徑，而在不存在相當的路徑的場合，以最大功率值的路徑為希望路徑，可提高干擾消除效果，並且可以維持希望路徑方向上的增益。
如考慮到衰落引起的功率值的變動，在下行線路和上行線路中衰落不同，特別是下行線路一方由衰落引起的變動量大。從這點出發，在圖2的方向性控制系統中，由於在衰落變動時最佳路徑會變動，所以為了不使衰落引起的瞬時功率的變動誤導路徑的選擇，最好是取長期平均功率進行路徑選擇。
另外，自適應陣列天線通常是在基站的上升時等與移動臺開始通信之際進行上述的希望路徑的選擇，但希望路徑不一定要固定於在通信開始時決定的路徑，比如，在圖1和圖2的方向性控制系統中，也可由路徑選擇單元根據通信狀況的變化定期地選擇變化的最佳路徑而改變希望路徑。
利用這種構成，可對應高速數據通信的通信狀況的變化提高消除幹擾的效果，可獲得保持高品質的通信特性的效果。
另外，在圖1及圖2的方向性控制系統中，即使是由路徑選擇單元選擇的最佳路徑，也會由於衰落等傳輸通路的狀況而發生特性劣化的情況。
在自適應陣列天線中，比如，在強制切斷通信那樣的長時間中，不滿足所需要的SINR，或是即使是以發送功率控制的最大功率在數個隙縫間發送也不能滿足所需要的SINR那樣的通信特性劣化的場合，將選擇路徑以功率測定單元測定的功率值大的路徑開始順序切換也是可以的。
利用這種構成，可以對應高速數據通信的通信狀況的變化而提高消除幹擾效果，可獲得保持高品質的通信特性的效果。
另外，本發明的實施形態的自適應陣列天線方向性控制系統不僅適用於CDMA，也可通過基站間通信收發終端位置信息而應用於其他的無線通信方式，也可獲得上述的效果。
根據本發明，是一種控制設置於無線基站的自適應陣列天線的方向性，對於利用構成自適應陣列天線的多個天線元件接收的來自移動臺的信號，使各個天線元件保持對應的權值，降低對接收來自移動臺的信號為最佳的接收希望路徑的幹擾的自適應陣列天線方向性控制系統，是一種從各天線元件接收到的信號中檢出路徑，對每個檢出的路徑算出功率值及到天線的到達角度，在根據在檢出的路徑中功率值或到達角度中至少一方選擇接收希望路徑的同時，對每個天線元件算出降低接收希望路徑的幹擾的權值，對各個天線元件接收的信號乘以相對應的權值的自適應陣列天線方向性控制系統，可以對應於和移動臺的通信狀況而選擇接收希望路徑，提高自適應陣列天線的消除幹擾的效果。
另外，根據本發明，是一種控制設置於無線基站的自適應陣列天線的方向性，對於利用構成自適應陣列天線的多個天線元件接收的來自移動臺的信號，使各個天線元件保持對應的權值，降低對發送給移動臺的信號為最佳的發送希望路徑的幹擾的自適應陣列天線方向性控制系統，是一種從各天線元件接收到的信號中檢出路徑，對每個檢出的路徑算出功率值及到天線的到達角度，在根據在檢出的路徑中功率值或到達角度中至少一方選擇發送希望路徑的同時，對每個天線元件算出降低發送希望路徑的幹擾的權值，對每個天線元件發送信號或接收的信號乘以相對應的權值的自適應陣列天線方向性控制系統，可以對應於和移動臺的通信狀況而選擇發送希望路徑，提高自適應陣列天線的消除幹擾的效果。
權利要求
1.一種自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於控制設置於無線基站的自適應陣列天線的方向性，對於利用構成上述自適應陣列天線的多個天線元件接收的來自移動臺的信號，使上述各個天線元件保持對應的權值，降低對接收來自上述移動臺的信號為最佳的接收希望路徑的幹擾的自適應陣列天線方向性控制系統，從上述各天線元件接收到的信號中檢出路徑，對上述每個檢出的路徑算出功率值及到達角度，在根據上述檢出的路徑中的上述功率值或上述到達角度中至少一方選擇上述接收希望路徑的同時，對上述每個天線元件算出降低上述接收希望路徑的幹擾的權值，對上述各個天線元件接收的信號乘以相對應的上述權值。
2.如權利要求1中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在希望通信的移動臺是進行低速通信的場合，根據各路徑的功率值選擇接收希望路徑，而在上述移動臺是進行高速通信的場合，根據各路徑的功率值或到達角度之中的至少一方選擇希望路徑。
3.如權利要求1中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在選擇的接收希望路徑的功率值和檢出的路徑中功率值最大的路徑的功率的功率差超過規定值的場合，選擇最大功率值的路徑為新的接收希望路徑。
4.如權利要求2中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在選擇的接收希望路徑的功率值和檢出的路徑中功率值最大的路徑的功率的功率差超過規定值的場合，選擇最大功率值的路徑為新的接收希望路徑。
5.一種自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於其構成包括由構成自適應陣列天線的多個天線元件和與上述各天線元件相對應的接收機構成的，接收由CDMA通信的移動臺發來的無線信號並變換為基帶頻帶的信號輸出的多個天線接收單元；根據各天線接收單元接收的基帶頻帶的信號檢出無線信號的路徑，算出每個路徑的功率值及到達天線接收單元的到達角度，在上述功率值或上述到達角度中至少根據其中的一方，在檢出的路徑中，選擇接收來自上述移動臺的無線信號的最佳接收希望路徑，並輸出路徑檢出結果、每個路徑的功率值和到達角度及接收希望路徑選擇的結果的接收數據處理單元；根據從上述接收數據處理單元輸出的路徑檢出結果、每個路徑的功率值和到達角度及接收希望路徑選擇的結果，算出對上述各天線接收單元的接收權值以降低接收希望路徑的幹擾的權值控制單元；對從設置於上述每個天線接收單元的對應的天線接收單元輸出的接收信號和對應於從上述權值控制單元輸出的相對應的天線接收單元的接收權值進行乘法運算的多個乘法器；求出從上述各乘法器輸出的乘法運算結果的總和並作為接收信號輸出的加法器；上述接收數據處理單元的構成包括通過對各天線接收單元輸出的基帶頻帶的信號進行解擴處理，從解擴處理結果檢出各天線接收單元接收的信號的到達定時而檢出路徑的路徑檢出單元，根據上述解擴處理後的信號算出各路徑的功率值的功率測定單元，根據上述解擴處理後的信號對到達各路徑的天線接收單元的到達角度進行推定而算出的角度推定單元，在上述功率值或上述到達角度中至少根據其中的一方，在檢出的路徑中，選擇接收來自上述移動臺的信號的最佳接收希望路徑的路徑選擇單元。
6.如權利要求5中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在希望通信的移動臺是進行低速通信的場合，路徑選擇單元，根據各路徑的功率值選擇接收希望路徑，而在上述移動臺是進行高速通信的場合，根據各路徑的功率值或到達角度之中的至少一方選擇接收希望路徑。
7.如權利要求5中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在選擇的發送希望路徑的功率值和檢出的路徑中功率值最大的路徑的功率的功率差超過規定值的場合，路徑選擇單元把最大功率值的路徑作為新的接收希望路徑。
8.如權利要求6中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在選擇的發送希望路徑的功率值和檢出的路徑中功率值最大的路徑的功率的功率差超過規定值的場合，路徑選擇單元把最大功率值的路徑作為新的接收希望路徑。
9.如權利要求7中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在自適應陣列天線的接收特性劣化的場合，路徑選擇單元進行接收希望路徑選擇，權值控制單元根據選擇的結果算出每個天線接收單元的接收權值並輸出到對應的乘法器。
10.如權利要求8中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在自適應陣列天線的接收特性劣化的場合，路徑選擇單元進行接收希望路徑選擇，權值控制單元根據選擇的結果算出每個天線接收單元的接收權值並輸出到對應的乘法器。
11.一種自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於是一種控制設置於無線基站的自適應陣列天線的方向性，對於利用構成上述自適應陣列天線的多個天線元件接收的來自移動臺的信號，使上述各個天線元件保持對應的權值，降低對發送給上述移動臺的信號為最佳的發送希望路徑的幹擾的自適應陣列天線方向性控制系統，從上述各天線元件接收到的信號中檢出路徑，對上述每個檢出的路徑算出功率值及到達角度，在根據在上述檢出的路徑中上述功率值或上述到達角度中至少一方選擇上述發送希望路徑的同時，對上述每個天線元件算出降低上述發送希望路徑的幹擾的權值，對上述每個天線元件發送的信號乘以相對應的上述權值。
12.如權利要求11中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在希望通信的移動臺是進行低速通信的場合，根據各路徑的功率值選擇發送希望路徑，而在上述移動臺是進行高速通信的場合，根據各路徑的功率值或到達角度之中的至少一方選擇發信希望路徑。
13.如權利要求11中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在選擇的發送希望路徑的功率值和檢出的路徑中功率值最大的路徑的功率的功率差超過規定值的場合，選擇最大功率值的路徑為新的發送希望路徑。
14.如權利要求12中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在選擇的發送希望路徑的功率值和檢出的路徑中功率值最大的路徑的功率的功率差超過規定值的場合，選擇最大功率值的路徑為新的發送希望路徑。
15.一種自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於其構成包括由構成自適應陣列天線的多個天線元件和與上述各天線元件相對應的發送機和接收機構成的，接收由CDMA通信的移動臺發來的無線信號並變換為基帶頻帶的信號輸出，或將發送對象的基帶頻帶的信號變換為無線信號進行發送的多個天線收發信單元；根據各天線收發信單元接收的基帶頻帶的信號檢出無線信號的路徑，算出每個路徑的功率值及到達天線接收單元的到達角度，在上述功率值或到上述達角度中至少根據其中的一方，在檢出的路徑中，選擇向上述移動臺發送無線信號的最佳發送希望路徑，並輸出路徑檢出結果、每個路徑的功率值和到達角度及發送希望路徑選擇的結果的接收數據處理單元；根據從上述接收數據處理單元輸出的路徑檢出結果、每個路徑的功率值和到達角度及發送希望路徑選擇的結果，算出對上述各天線收發信單元的發送權值以降低發送希望路徑的幹擾的權值控制單元，將發送對象的基帶頻帶的發送信號分配輸出給每個上述天線收發信單元的分配器；對從設置於上述每個天線收發信單元的上述分配器輸出的發送信號和對應於從上述權值控制單元輸出的相對應的天線收發信單元的發送權值進行乘法運算並將乘法運算結果輸出到對應的天線收發信單元的多個乘法器，上述接收數據處理單元的構成包括通過對各天線收發信單元輸出的基帶頻帶的信號進行解擴處理，從解擴處理結果檢出各天線收發信單元接收的信號的到達定時而檢出路徑的路徑檢出單元，根據上述解擴處理後的信號算出各路徑的功率值的功率測定單元，根據上述解擴處理後的信號對到達各路徑的天線收發信單元的到達角度進行推定而算出的角度推定單元，在上述功率值或上述到達角度中至少根據其中的一方，在檢出的路徑中，選擇接收來自上述移動臺的無線信號的最佳接收希望路的徑路徑選擇單元。
16.如權利要求15中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在希望通信的移動臺是進行低速通信的場合，路徑選擇單元，根據各路徑的功率值選擇發送希望路徑，而在上述移動臺是進行高速通信的場合，根據各路徑的功率值或到達角度之中的至少一方選擇發送路徑。
17.如權利要求15中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在選擇的發送希望路徑的功率值和檢出的路徑中功率值最大的路徑的功率的功率差超過規定值的場合，選擇最大功率值的路徑為新的發送希望路徑。
18.如權利要求16中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在選擇的發送希望路徑的功率值和檢出的路徑中功率值最大的路徑的功率的功率差超過規定值的場合，選擇最大功率值的路徑為新的發送希望路徑。
19.如權利要求17中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在自適應陣列天線的發送特性劣化的場合，路徑選擇單元進行發送希望路徑選擇，權值控制單元根據選擇的結果算出每個天線收發信單元的發送權值並輸出到對應的乘法器。
20.如權利要求18中記載的自適應陣列天線方向性控制系統，其特徵在於在自適應陣列天線的發送特性劣化的場合，路徑選擇單元進行發送希望路徑選擇，權值控制單元根據選擇的結果算出每個天線收發信單元的發送權值並輸出到對應的乘法器。
全文摘要
提供一種可以對應於和移動臺的通信狀況而選擇通信最佳路徑，並且提高消除幹擾的效果的自適應陣列天線方向性控制系統。測定在構成設置於CDMA基站的自適應陣列天線的多個天線元件(21)中接收到的各個路徑的信號的功率值及到達角度，在根據這些測定結果選擇發送希望路徑的同時，根據對於從各天線發送的信號的測定結果進行權值控制，作為發送信號進行無線輸出的自適應陣列天線方向性控制系統。
文檔編號H01Q3/26GK1411188SQ0214431
公開日2003年4月16日 申請日期2002年10月9日 優先權日2001年10月10日
發明者北原美奈子 申請人:株式會社日立國際電氣