自適應天線無線通信裝置和自適應天線無線通信方法

2023-10-09 14:58:39 1

專利名稱：自適應天線無線通信裝置和自適應天線無線通信方法
技術領域：
本發明涉及一種在使用多個不同頻率的副載波的多載波傳送方式的數字 無線通信系統中具備陣列天線的自適應天線無線通信裝置，該陣列天線具有 到達路徑的方向推斷單元和基於該方向推斷單元的定向性控制單元。
背景技術：
無線通信裝置接受信號受到各種信號的幹擾，接接收質量惡化。自適應 陣列天線(自適應天線)是眾所周知的一種抑制這種幹擾而僅強化接收從期 望方向到達的信號的技術。在自適應陣列天線中，調整乘以接收信號的權重 來調整賦予接收信號的幅度和相位，就能夠只強化接收從期望方向到來的信 號。
近年來，朝向無線通信的大容量化和高速化的要求提高，為實現以上要 求，耐多通路性或耐衰減性的對策成為重大的課題。在進行寬帶傳輸的頻域 內，用多個窄帶的副載波並行傳輸的多載波傳輸是解決課題的一種途徑，特 別是在地面波數字廣播或寬帶無線接入系統中正在採用正交頻分多路復用 (OFDM)傳輸方式。
在多波載傳輸系統中，使用自適應陣列天線能夠進一步發揮兩者的特點， 進一步提高耐多通路性、耐衰減性。
雖然省略了詳細結構的說明，但在多波載傳輸系統中，作為以往具備自 適應陣列天線的無線裝置，例如有日本公開專利特開平11-205026號公報中 記載的裝置。該裝置通過對每個副載波運算天線權重，即使是在比頻域(= 使用的全通信頻域/全通信頻域的中心頻率)大的情況下，也可在OFDM傳輸 方式的全通信頻域中得到均一的天線定向性波束，而可以在全通信頻域內進 行不易受多通路等妨害波的影響的接收發送。但是，在以往的自適應天線無線通信裝置中，因為對每個副載波進行方 向推斷，並運算陣列權重，所以在受到頻率選擇性衰減影響的情況下，對於 接收功率小的幅載波信號就無法以足夠的精度進行方向推斷。在副載波數量 多的情況下，就要增大電路規模。

發明內容
本發明是在進行寬帶多載波傳輸方式的情況下，利用鄰接的副載波信號 間的空間波譜相關性高的性質，推斷屬於分割通信頻域的分頻域內的副載波 信號群的平均到達方向。這樣，即使是存在接收功率小的副載波的情況下， 通過推斷其所屬的作為副載波信號群的到達方向，也可以抑制推斷精度的惡 化。此外，還能推斷每個副載波信號的多條通路各自的方向或者平均方向。
進行定向性發送時，根據每個分頻域或整個通信頻域內的空間波譜來檢 測角度範圍，角度範圍小的情況下，基於全部幅載波信號群的平均到達方向 進行發送定向性控制。另一方面，在角度範圍大的情況下，l)在每個分頻域 的方向推斷結果中給予最大接收功率的方向上進行定向性發送控制，或者2) 在每個分頻域的方向推斷結果中給予規定數的上位的接收功率方向上進行定 向性發送控制。這樣，在接收時的到達路徑方向上就可以進行定向性發送， 因為能夠有效地降低對其他用戶的幹擾，所以可以提高通信質量，改善系統
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置具有陣列天線、分波器、Nd 個分頻域方向推斷部、分頻域陣列權重生成部、副載波定向性形成部和解調 部；陣列天線由多個接收多載波傳輸的高頻信號的天線元件構成；分波器將 每個天線元件接收到的高頻信號分波成多個副載波；分頻域方向推斷部將多
載波傳輸的整個通信頻域分割成Nd個分頻域(其中，Nd為大於2而小於多
載波傳輸所用的副載波數的自然數)，並用屬於各個分頻域的副載波信號群進
行電波到達方向的推斷；分頻域陣列權重生成部對每個分頻域生成在分頻域 方向推斷部的推斷方向上具有定向性波束的接收陣列權重；副載波定向性形
成部將每個分頻域中生成的接收陣列權重乘以與之對應的屬於分頻域內的各
個副載波信號，形成定向性；解調部用副載波定向性形成部的輸出對數據進 行解調。因此，由於能夠推斷被分割的頻域內的副載波信號群的到達方向，所以能夠進行基於方向推斷結果的定向性接收。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的分頻域方向推斷部用嵌入在副 載波信號中的已知的導頻信號算出與所輸入的各副載波信號的導頻信號相關 值，並根據不同的天線元件接收到的在同一副載波信號間算出的由導頻信號 相關值的相關值進行到達方向推斷。這樣，就能夠進行以導頻信號相關值的 相位為基準的方向推斷。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的分頻域方向推斷部使用把屬於
副載波信號群的每個副載波的相關矩陣綜合(integrating)而成的相關矩陣進行 到達方向推斷。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的分頻域方向推斷部使用由列矢 量Vk和複數共軛轉置算符H表示為F^V,V,H+V2V/十…十的相關矩陣 R進行到達方向推斷，列矢量Vk是按L個屬於副載波信號群的副載波個數， 在第m個要素中具有關於第k個副載波信號的第m個天線元件內的導頻信號 相關值的列矢量。這樣，就能夠高精度地檢測出對副載波信號群的到達方向 進行了平均的方向。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的分頻域方向推斷部使用把屬於 副載波信號群的每個副載波的相關矢量綜合而成的相關矢量進行到達方向推 斷。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的分頻域方向推斷部使用由列矢 量Vk、該列矢量Vk的第x個元素Vkx，其中，x為小於天線元件數的自然 數，和複數共軛轉置算符*表示為z=Vlx*V,+ V2x*V2+***+ Vlx* Vn的相關矢量 z進行到達方向推斷，列矢量Vk是按L個屬於副載波信號群的副載波個數把 關於第k個副載波信號的第m個天線元件內的導頻信號相關值作為第m個要 素的列矢量。這樣，就能夠高精度地檢測出對副載波信號群的到達方向進行 了平均的方向。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的分頻域方向推斷部還具有路徑 搜索部，路徑搜索部使用嵌入在副載波信號中已知的導頻信號進行與輸入的 各個副載波信號的互相關運算計算出延遲輪廓，根據延遲輪廓檢測多個路徑 到達定時。分頻域方向推斷部在每個路逕到達定時，基於由不同的天線元件接收到的同一副載波信號間算出的由導頻信號相關值生成的相關值進行到達 方向推斷。這樣，能夠推斷出每個副載波信號包含的多路徑波的到達方向。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的分頻域方向推斷部使用把檢測 到的每個副載波的相關矩陣綜合而成的相關矩陣，對屬於副載波信號群的每 個副載波進行到達方向推斷。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的分頻域方向推斷部使用由列矢 量Vk (p)和複數共軛轉置算符H表示為
hl屍=1
的相關矩陣R進行到達方向推斷，列矢量Vk (p)是按L個屬於副載波信號 群的副載波個數在第m個要素中具有關於第k個副載波信號的第p到達路徑
(全部到達路徑數為S)的第m個天線元件內的導頻信號相關值的列矢量。 這樣，就能夠高精度地進行每個副載波信號包含的多路徑波的到達方向的推 斷。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的分頻域方向推斷部使用把檢測 到的每個副載波的相關矢量綜合而成的相關矢量，對屬於副載波信號群的每 個副載波進行到達方向推斷。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的分頻域方向推斷部使用由列矢 量Vk (p)、該列矢量Vk (p)的第x個元素Vkx (p)(其中，x為小於天線 元件數的自然數)和複數共軛轉置算符*表示為
如l產l
的相關矢量z進行到達方向推斷，列矢量Vk (p)是按L個屬於副載波信號 群的副載波個數把關於第k個副載波信號的第p到達路徑(全部到達路徑數 為S)的第m個天線元件內的導頻信號相關值作為第m個要素的列矢量。這樣，就能夠高精度地進行每個副載波信號包含的多路徑波的到達方向的推斷。 涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的分頻域方向推斷部使用相關矩
陣R按MUSIC法、ESPRIT法、CAPON法或傅立葉法中的任意一種方法進 行到達方向的推定。因此，可以適用各種到達方向推斷方法。
涉及本發明的適應天線無線通信裝置的分頻域方向推斷部具有對相關矩 陣R進行空間平滑處理的空間平滑處理部，使用MUSIC法、ESPRIT法、 CAPON法者傅立葉法中的任意一種方法對來自空間平滑處理部的輸出進行 到達方向的推斷。這樣，即使存在相關波的情況下，也可以確保推斷精度。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的分頻域方向推斷部具有對相關 矩陣R進行酉變換處理的酉變換部，並使用MUSIC法、ESPRIT法、CAPON 法或者傅立葉法中的任意一種方法對來自所所述酉變換部的輸出進行到達方 向的推斷。這樣，在陣列天線為等間隔直線陣列的情況下，因為能夠將方向 矢量進行實數化，因此可以降低運算處理量。
涉及本發明的適應天線無線通信裝置，具備陣列天線、分波器、全頻 域方向推斷部、Nd個分頻域方向推斷部、方向推斷結果選擇部和分頻域陣列 權重生成部；陣列天線由多個接收多載波傳輸的高頻信號的天線元件構成； 分波器將每個天線元件接收到的髙頻信號分波成多個副載波信號；全頻域方 向推斷部使用由多載波傳輸的全通信頻域內的副載波信號進行到達方向推 斷；分頻域方向推斷部將全通信頻域分割成Nd個分頻域(其中，Nd為大於 2而小於多載波傳輸的副載波數的自然數)，使用屬於各個分頻域的副載波信 號群進行電波到達方向推斷；方向推斷結果選擇部在Nd個分頻域方向推斷 部得到的方向推斷結果的偏差小於規定值的情況下，選擇輸出所述全頻域方 向推斷部的推斷值，而在偏差值大於規定值的情況下，輸出所述分頻域方向 推斷部的推斷值；分頻域陣列權重生成部使用所述方向推斷結果選擇部的輸 出生成在推斷方向上具有定向性波束的接收陣列權重。這樣，能夠根據頻域 內的到達方向的分散自適應地切換定向性控制方法。
涉及本發明的適應天線無線通信裝置，具備陣列天線、分波器、全頻 域方向推斷部、Nd個分頻域方向推斷部、方向推斷結果選擇部和分頻域陣列 權重生成部；陣列天線由多個接收多載波傳輸的高頻信號的天線元件構成；分波器將每個天線元件接收到的高頻信號分波成多個副載波信號；全頻域方 向推斷部使用由多載波傳輸的全通信頻域內的副載波信號進行到達方向推 斷；分頻域方向推斷部將全通信頻域分割成Nd個分頻域(其中，Nd為大於 2而小於多載波傳輸的副載波數的自然數)，使用屬於各個分頻域的副載波信 號群進行電波到達方向推斷；方向推斷結果選擇部根據由全頻域方向推斷部 算出的空間輪廓(profile)檢測角度偏差，角度偏差在規定值以下時，選擇輸出 全頻域方向推斷部的推斷值，而角度偏差比規定值大時，輸出分頻域方向推 斷部的推斷值；分頻域陣列權重生成部使用方向推斷結果選擇部的輸出，生 成接收陣列權重。因此，根據頻域內的到達方向的分布能夠自適應地切換定 向性控制法。
在按雙工時分(TDD)方式或者雙工頻分(FDD)方式多載波傳輸的無線系 統中，涉及本發明的自適應天線無線通信裝置還具備副載波發送權重生成 部和副載波定向性形成部；副載波發送權重生成部根據方向推斷結果選擇部 選擇出來的推斷方向結果，對每個分頻域算出形成一個發送定向性波束的發 送陣列權重；副載波定向性形成部對每個分頻域將發送陣列權重乘以發送副 載波信號後，發送定向性波束。這樣，根據頻域內的到達方向的分布能夠自 適應地切換定向性控制方法。
在通過雙工時分(TDD)方式進行多載波傳輸的無線系統中，涉及本發 明的自適應天線無線通信裝置還具備副載波發送權重生成部和副載波發送 定向性形成部；副載波發送權重生成部將由每個分頻域的分頻域陣列權重生 成部生成的接收陣列權重用作發送陣列權重；副載波發送定向性形成部在每 個分頻域使用共同的發送陣列權重發送定向性波束。因此，能夠在每個分頻 域使用與接收定向性相同的定向性進行發送。
在按雙工時分CTDD)方式或者雙工頻分(FDD)方式進行多載波傳輸的無 線系統中，涉及本發明的自適應天線無線通信裝置還具備副載波發送權重 生成部和副載波發送定向性形成部；副載波發送權重生成部由全部的分頻域 方向推斷部得到的推斷方向中，在給予最大接收功率的推斷方向上，算出發 送陣列權重以形成發送定向性波束；副載波發送定向性形成部使按發送陣列 權重用全部分頻域發送共同的定向性波束。因此，能夠在分頻域中給予最大接收功率的路徑方向上形成發送波束。
在按雙工時分(TDD)方式或者雙工頻分(FDD)方式進行多載波傳輸的無 線系統中，涉及本發明的自適應天線無線通信裝置還具備副載波發送權重生 成部；副載波發送權重生成部算出由分頻域方向推斷部輸出的推斷方向的偏 差，偏差值小於規定值時，算出在由全部分頻域方向推定部輸出的方向推斷 值的平均方向上形成成為多波束的發送定向性波束的發送陣列權重，在大於 規定值時，在全部分頻域中給予規定數的上位的接收功率的推斷方向上算出 發送陣列權重。這樣，就能夠根據頻域內的到達方向範圍自適應地切換定向 性控制方法。
用涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的多載波傳輸使用進行正交頻 分多路復用(OFDM)的副載波信號。這樣，能夠按頻率利用率高的調製方 式進行傳輸。
用涉及本發明的適應天線無線通信裝置的多載波傳輸使用按頻率軸方向 或者時間軸方向上碼分方式進行的用戶多路復用的副載波信號。因此，能夠 適用於用碼分進行用戶多路復用的系統。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置對每個多路復用的用戶生成發送 陣列權重或者接收陣列權重，來進行定向性接收。這樣，就可以在對每個多 路復用的用戶在每個分頻域內進行最適合的定向性控制。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的分頻域陣列權重生成部對自己 的分頻域內的分頻域方向推斷部的方向推斷結果具有定向性波束，在正在多 路復用的其他用戶的推斷方向上生成形成零(null)的接收陣列權重。這樣，就 能夠在每個分頻域內對每個多路復用用戶進行在幹擾方向上形成零的最適當 的定向性接收。
涉及本發明的自適應天線無線通信裝置的副載波發送權重生成部在期望 的用戶方向上具有定向性波束，在正在多路復用的其他用戶方向上生成形成 零的發送陣列權重。這樣，就能夠在每個分頻域內對每個多路復用用戶進行 在幹擾方向上形成零的最適當的定向性發送接收。
如上所述，按照本發明，在具備陣列天線的自適應天線無線通信裝置中， 在進行寬帶多載波傳輸方式的情況下，即使存在接受功率小的副載波的情況，也能夠抑制推斷精度的惡化，而改善接收質量。在進行定向性發送時，能夠
降低用戶間的幹擾，實現通信質量的改善。


圖1是本發明實施例1中的無線通信裝置的結構框圖。
圖2是實施例1中的分頻域方向推斷部的詳細結構框圖。
圖3是實施例1中的分頻域方向推斷部得到的空間輪廓計算結果的示圖。
圖4是實施例1中的分頻域方向推斷部的其他結構框圖。
圖5是本發明實施例2中的無線通信裝置的結構框圖
圖6是本發明實施例3中的無線通信裝置的結構框圖 圖7是本發明實施例4中的無線通信裝置的結構框圖
具體實施例方式
以下，用

本發明的實施例，在以下的說明中，對同一功能框等 標記同一符號。 (實施例1)
圖1是涉及本發明實施例1的自適應天線無線通信裝置的結構框圖。圖 l所示的自適應天線無線通信裝置設置有由Na個天線元件l-l l-Na構成 的陣列天線1、將由第k個天線元件l-k接收到的高頻信號sl-k進行頻率變 換之後分波成Ns個副載波信號fl-k fNs-k的分波器2-k (其中，k=l Na)、 將通信頻域分割成Nd個的分頻域中使用屬於第m個分頻域3-m的副載波信 號群進行到達方向推斷的分頻域方向推斷部4-m、基於第m個分頻域方向推 斷部4-m得到的方向推斷結果生成接收陣列權重的分頻域陣列權重生成部 5-m、使用由分頻域陣列權重生成部5-m生成的接收陣列權重對屬於第m個 分頻域3-m的副載波信號群形成定向性的副載波定向性形成部6-m以及使用 定向性接收到的各個副載波信號進行數據解調的解調部7。其中，m=l、...、 Nd。在圖1中表示的是天線元件數Na=2、副載波數N『4、分頻域數Nd=2 時的構成例。
以下，用圖l對其動作進行說明。首先，由構成陣列天線1的天線元件 1 —1 1—Na分別接收按多載波方式傳輸的高頻信號sl-l l-Na。其中由第k 個天線單位l-k接收到的高頻信號sl-k由分波器2-k依次進行高頻放大和頻率變換；然後，提取出用於多載波傳輸的Ns個副載波信號fl-k、 f2-k.....
fNs-k。此處，接收信號的全通信頻域被分成Nd個分頻域。然後，將屬於其 內第m個分頻域3-m的副載波信號群分別輸入到分頻域方向推斷部4-m和副 載波定向性形成部6-m。分頻域數Nd可以取全部副載波數Ns^NdM範圍內 的自然數，屬於各分頻域3所屬的副載波信號群的副載波數未必相等，以下 說明取副載波數Nc (=Ns/Nd)分別相等的情況。
接下來，使用屬於第m個分頻域3-m的副載波信號群在分頻域方向推斷 部4-m中進行到達方向推斷。圖2是分頻域方向推斷部4的詳細構成圖。
在圖2中，分頻域方向推斷部4-l由生成事先嵌入在各個副載波信號中 的已知的導頻信號的導頻信號生成部20、對接收到的各個副載波信號和所生 成的導頻信號的相關值進行計算的導頻信號相關運算部21、基於導頻信號相 關值生成相關矩陣的相關矩陣生成部22和基於相關矩陣計算空間輪廓的空 間輪廓運算部23構成。將天線元件1-1接收到的副載波信號群s21和天線元 件1-2接收到的副載波信號群s22分別輸入到每個副載波不同的導頻信號相 關運算部21。以下，用圖2說明其動作。圖2表示天線元件數N^2，分頻域 內的副載波數Ne2情況下的第一分頻域3-l中的分頻域方向推斷部4-l的例 子。
導頻信號生成部20生成事先嵌入在副載波信號中的己知的信號(以下為 導頻信號)。導頻信號相關運算部21進行所生成的導頻信號和副載波信號的 接收導頻碼元的相關運算。此處，設導頻信號為r(s)。其中，s=l Np， Np為 導頻信號的碼元數。
導頻信號相關運算部21-n-k對由第k個天線元件l-k接收到的屬於第m 個分頻域3-m的第n個副載波信號fn-k(t0)(其中，tO表示路徑的到達定時) 進行(式l)所示的相關運算，算出導頻相關值hnk，其中，No表示對碼元 的過速率取樣數，*表示複數共軛。以下，對由全部天線元件(k=l~Na)接 收到的屬於第m個分頻域3-m的副載波信號群(i^l Nc)，算出導頻相關值相關矩陣生成部22使用在導頻信號相關運算部21中算出來的導頻相關
值hnk，用由(式2)所示的相關矢量Vn算出(式3)所示的相關矩陣R。 其中，n=l~Ns、 k=l Na、 T表示矢量轉置。
formula see original document page 14
空間輪廓運算部23使用由相關矩陣生成部22生成的相關矩陣R進行方 向推斷。雖然有很多方向推斷算法提出，但以下說明通過適用根據傅立葉法 生成空間輪廓並檢測其波峰的方向作為到達方向推斷值的算法的情況。
空間輪廓運算部23通過按規定的角度間隔A 9使(式4)所示的到達方 向推斷評價函數F(e)中的參數9可變，來算出空間輪廓。然後，按照空間輪 廓的波峰電平的高的順序檢測出規定數M (M》l)的波峰方向，作為到達方 向推斷值。其中，a(e)是由陣列天線1的單元配置決定的方向矢量，例如， 元件間隔d的等間隔直線陣列的情況下，能夠表示為(式5)的方向矢量。 此處，人是傳送頻帶內的分頻域3-m中的中心頻率的波長，e以直線陣列的 法線方向為O。方向，H表示複數共軛轉置。
formula see original document page 14圖3表示陣列元件數Na二 8 、副載波信號群的副載波數Nc二2時的空間 輪廓計算結果。圖3A為副載波1的到達角度9 1=20° 、副載波2的到達角 度9 2=—20°的結果，圖3B為副載波l的到達角度ei二5。，副載波2的 到達角度9 2=—5°的結果。如圖3A所示，由(式4)表示的到達方向推定 使用波束樣板法，在到達路徑間隔離得足夠寬的情況下，根據陣列天線1的 波束寬度可以檢測出對各個路徑方向的波峰。如圖3B所示，多個路徑的到達 角度接近的情況下，可以得到具有比路徑數少的波峰數的空間輪廓。此時的 波峰方向為多個路徑的合成功率最大的方向。
然後，分頻域陣列權重生成部5-m對屬於第m個分頻域3-m的副載波信 號群生成將主波束朝向由分頻域方向推斷部4-m得到的方向推斷結果的最大 波峰方向或者規定數的多個波峰方向的接收陣列權重。
然後，副載波定向性形成部6-m將所生成的接收陣列權重共同乘以各個 副載波信號進行合成，輸出到解調部7。考慮無線頻帶內的各個分頻域3-m 的中心頻率的波長入m來生成接收陣列權重，這在比頻域大的情況下特別有 效。例如，元件間隔d的等間隔直線陣列的情況下，第m個分頻域3-m中的 接收陣列權重Wm可以表示為如(式6)。此處，eO為方向推斷結果，取直 線陣列的法線方向為0。方向。
然後，解調部7用由副載波定向性生成部6定向接收到的各個副載波信 號對全部的分頻域3進行解調。
在本實施例中，從屬於分頻域3所屬的副載波信號群的各個副載波信號 求出相關矢量Vn，合成相關矢量Vn生成相關矩陣R。通過使用相關矩陣R 進行到達方向推斷，就能夠推斷分頻域內的副載波信號群的平均到達方向。 這樣，副載波信號間的頻率間隔十分狹窄的情況下，具有鄰接的副載波信號
exp(—)2;K/ ' — 1). sin 6>0 /義附}間的空間相關特性比較高的性質。因此，即使在每個副載波信號的接收功率 小的情況下，將這些副載波信號同相合成之後進行方向推斷也能夠確保到達 方向推斷精度。副載波信號間的頻率間隔十分寬的情況下，可以用頻率分集 效應來穩定方向推斷精度。
相關矩陣生成部22可以不用(式3)表示的相關矩陣R，而使用(式7)
表示的相關矢量z。此時，空間輪廓運算部23算出(式8)而不是(式4)所 示的空間輪廓，並檢測波峰電平來求得到達方向推斷值。此處，Vn、 m表示 相關矢量Vn的第m個元素。
在使用各副載波沿時間軸方向擴展的多載波直接擴展碼分多路復用 (MC/DS-CMDA)方式進行傳輸的情況下，分頻域方向推斷部4也可以取出 在副載波信號中的到達定時不同的多路徑信號，進行這些路徑的方向推斷， 在圖4中表示其構成例。
圖4是分頻域方向推斷部4-1的其他構成圖。在圖4中，分頻域方向推 斷部4b由生成事先嵌入在各個副載波信號中的已知的導頻信號的導頻信號 生成部20、對每個副載波信號檢測多個到達路徑定時的路徑搜索部30、對檢 測出來的多個到達路徑定時的每一個計算接收到的副載波信號與所生成的導 頻信號的互相關值的導頻信號相關運算部31、基於這些導頻信號的相關值生 成相關矩陣的相關矩陣生成部32和使用所生成的相關矩陣計算空間的空間 輪廓的空間輪廓運算部33構成。以下，用圖4說明其動作。圖4表示天線元 件數Na=2、分頻域內的副載波數Nc=2時的例子。
首先，路徑搜索部30-l 30-Ns使用嵌入在副載波信號中的導頻信號生 成延遲輪廓，將其上位的接收功率的波峰定時作為路徑定時檢測。此處，設 對某個副載波信號群的第n個副載波信號的路徑搜索部30-n中的接收路徑定時檢測數為Ln，其中，n=l~Nc。可以用(式9 )表示對第k個天線元件l-k 接收到的第n個副載波信號fn-k的第j個路徑定時tj中的導頻信號相關值 hnk(tj)，此處，設導頻信號為r(s)，其中，s=l Np， Np為導頻信號的碼元數。
用如下方法生成延遲輪廓
1) 在每個相同的定時，合成由各個天線元件1-1 N得到的導頻信號相 關值hnk(tj)的絕對值或者平方；或
2) 將形成定向性波束的權重乘以相同定時的導頻信號相關值hnk(tj)後進 行加法運算，通過取其絕對值或平方生成延遲輪廓；
還可以用它們^"成的方法生成延遲輪廓。延遲輪廓通過使多幀間平均化， 能夠抑制噪音成分。
然後，相關矩陣生成部32使用在導頻信號相關運算部31算出的導頻相 關值hnk(tj)和(式10)所示的相關矢量Vn (tj),算出(式11)所示的相關 矩陣R。其中，n=l Ns、 k=l Na、 H表示矢量複數共軛轉置。
formula see original document page 171 。)
formula see original document page 17 (i i)
其次，空間輪廓運算部33使用由相關矩陣生成部32生成的相關矩陣R， 算出(式4)所示的空間輪廓，進行方向推斷。
在相關矩陣生成部32中，合成相關矢量Vn (tj)之後，計算空間波譜， 但是也可以使用每個路徑的相關矢量Vn (tj)，如(式12)所示，對每個路 徑進行空間輪廓運算。(式12)表示對第n個副載波信號的第j個路徑的方向推斷評價函數，其中，n=l~Ns，j=l~Ln(
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相關矩陣生成部32也可以使用(式13)所示的矢量z,而不是使用(式 11)所示的相關矩陣R。此時，空間輪廓運算部32算出(式14)所示的空間 輪廓，而不是(式4)所示的空間輪廓，通過檢測波峰電平，作為到達方向 推斷值。此處，Vn、 m (tj)表示相關矢量Vn (tj)的第m個元素。
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本實施例中的分頻域方向推斷部4使用波束樣板法進行方向推斷，但可 以對(式3)或者(式11)所示的相關矩陣生成部22或者相關矩陣生成部 32的輸出即相關矩陣R使用在菊間著的"用陣列天線的自適應信號處理"(科 學技術出版社)等處公開的稱為MUSIC法、ESPRIT法的固有值分解法或包 含相關矩陣的逆矩陣運算的Capon法等的到達方向推斷的高分辨能力方法。 其中，屬於副載波信號群的副載波信號數Nc比陣列元件數小的情況下，因為 考慮到相關矩陣生成部22的輸出即相關矩陣R的階數不構成滿階數的情況， 有必要根據副載波信號數Nc進行適當選擇。或者，在使用相關矩陣生成部 32的情況下，有必要根據副載波信號數Nc和路徑數Ln相加的數進行選擇。 在陣列天線的構成是等間隔陣列配置的情況下，通過對相關矩陣生成部22或 者相關矩陣生成部32得到的相關矩陣R加以空間平滑處理的適用或乘以酉變 換矩陣的酉變換處理，也能適用方向矢量實數化的波束空間內的到達方向推 斷處理。副載波傳輸也可以是正交頻分多路復用(OFDM)的副載波信號，這種
情況下，各副載波信號在OFDM碼元區間內選擇使用正交的頻率，也可以適 用沿頻率軸方向進行擴碼多路復用的MC — CDMA方式。此時，按嵌入在副 載波信號內的個別用戶使用多路復用的導頻信號，通過對各用戶算出各副載 波信號的導頻信號相關值，進行本實施例中說明的動作能獲得同樣的效果。
另外，用沿時間軸方向進行擴碼多路復用的MC/DS—CDMA方式，也 同樣能夠適應。此時，用逆擴展將在各副載波信號的沿時間軸方向進行碼分 多路復用的用戶信號提取出來之後，對各用戶算出各副載波信號的導頻信號 相關值，進行本實施例中說明的動作能夠得到同樣的效果。
存在碼分多路復用的用戶的情況下，分頻域陣列權重生成部5可以附加 降低進行碼分多路復用的用戶間的幹擾的波束形成功能，可通過在期望的用 戶方向上按各副載波信號群在分頻域方向推斷部4的推斷方向上具有主波束 而在進行多路復用的其他用戶方向上生成形成零的接收陣列權重來實現此功 能。
(實施例2)
圖5是涉及本發明實施例2的自適應天線無線通信裝置的發送部的構成 框圖。本實施例是實施例1中說明的圖1的構成中基於各分頻域方向推斷部 4得到的方向推斷結果對各副載波進行形成發送定向性的動作。得到分頻域 方向推斷部4的推斷結果之前的框圖與實施例1相同，予以省略。圖5中的 自適應天線無線通信裝置由基於分頻域方向推斷部4的推斷結果生成發送陣 列權重的副載波發送權重生成部40、只複製了發送陣列元件數個發送副載波 信號(fi fNs)各信號乘以發送陣列權重的副載發送波定向性形成部41、混 合經加權的副載波信號的混合器42和把混合器42的輸出變頻為無線頻的無 線發送部43構成。圖5中表示天線元件數N『2、副載波數Ns二2、分頻域數 Nd3時的構成例，以下，使用圖5說明其動作。
基於由陣列天線1接收到的多載波方式傳輸的高頻信號sl，由分頻域推 斷部4-l 4-Nd在各分頻域進行到達方向推斷。此前與實施例l相同，在此省
略其說明。
然後，副載波發送權重生成部40根據Nd個分頻域方向推斷部4的推斷結果生成發送陣列權重。按無線通信系統的雙工方式進行不同的動作來生成
發送陣列權重，例如，按時分多路復用(TDD)方式、頻分多路復用(FDD)
方式，進行如下不同的動作。
在TDD方式的情況下，因為按時分共享發送頻域和接收頻域，所以根據 各分頻域推斷部4-l 4-Nd得到的推斷結果，把分頻域陣列係數生成部 5-l 5-Nd各自生成的接收陣列權重作為發送陣列權重Ws。在各分頻域的分 頻域方向推斷部4-l 4-Nd得到的方向推斷結果在整個通信頻域的範圍(偏差) 大的情況下，即在有多個碼擴多路復用用戶的無線通信系統時，用戶間的幹 擾會增大。因此，適用以下任意一種動作。
1) 分頻域陣列權重生成部5-l 5-Nd根據由各分頻域的分頻域方向推斷 部4-l 4-Nd得到的推斷結果，在全部分頻域中給予最大接收功率的推斷方向 上(在各分頻域內，分別由分頻域方向推斷部4-l 4-Nd算出的空間輪廓中的 最大波峰方向)生成形成發送定向性波束的發送陣列權重Ws。
2) 分頻域陣列權重生成部5-l 5-Nd根據由各分頻域的分頻域方向推斷 部4-l 4—Nd得到的推斷結果，算出推斷方向的全通信頻域內的偏差。偏差小
於規定值的情況下，在分頻域方向推斷部4-l 4-Nd的各個推斷方向結果的平 均方向上生成多個朝向主波束的發送陣列權重Ws。在大於規定值的情況下， 在所有分頻域中接收功率上位的推斷方向(在各分頻域中由分頻域方向推斷 部4-l 4-Nd分別算出的空間輪廓中的上位波峰方向)上生成發送陣列權重 Ws。
在FDD方式的情況下，雖然送信頻域和接收頻域不同，但根據各分頻域 方向推斷部4-l 4-Nd的推斷值，適用以下的任意一種動作。
1) 分頻域陣列權重生成部5-l 5-Nd根據由各分頻域的分頻域方向推斷 部4-i 4-Nd得到的推斷結果，在全部分頻域中給予最大接收功率的推斷方向
上(在各分頻域內，分別由分頻域方向推斷部4-l 4-Nd算出的空間輪廓中的 最大波峰方向)生成形成發送定向性波束的發送陣列權重Ws。
2) 分頻域陣列權重生成部5-l 5-Nd根據由各分頻域的分頻域方向推斷 部4-l 4-Nd得到的推斷結果，算出推斷方向的全通信頻域內的偏差。偏差小
於規定值的情況下，在分頻域方向推斷部4-l 4-Nd的各推斷方向結果的平均方向上生成多個朝向主波束的發送陣列權重WS。在大於規定值的情況下，在 所有分頻域中接收功率上位的推斷方向(在各分頻域中由分頻域方向推斷部
4-l 4-Nd分別算出的空間輪廓中的上位波峰方向)上生成發送陣列權重Ws。
發送數據按規定的調製格式由未圖示的調製器進行調製，生成發送副載
波信號41-l Ns。副載波發送定向性形成部41-l~41-Ns將發送副載波信號 41-l 41-Ns分配成與陣列天線1的元件數Na相等的個數，對各自分別乘以 副載波發送權重生成部40生成的發送陣列權重Ws= [wl、 w2、 ...、 wna] 的元素，並輸出到混合器42-l 42-Na。
混合器42-l~42-Na混合經定向性加權的副載波發送定向性形成部 41-l 41-Ns的陣列天線元件數個輸出信號，以使按各自分配到的頻率間隔配 置副載波信號。無線發送部43-l~43-Na把混合器42-l~42-Na的輸出分別變 頻成無線頻率後，從構成陣列天線44的天線元件44-l~44-Na發送出去。
如上所述，按照本實施例，除實施例1的效果之外，通過在分頻域方向 推斷部4-l 4-Nd得到的推定方向上進行定向性發送，減輕多路徑幹擾，改善 通信質量。將所有分頻域中給予最大接收功率的推定方向或者根據在所有分 頻域內各分頻域的方向推斷值的偏差，通過把定向性發送方向限定在分頻域 中比接收功率高的方向上，可以抑制用戶間幹擾，而有效地進行定向性發送。 這樣，能夠抑制用戶間的幹擾，改善系統容量。
發送用的副載波傳輸也可以是正交頻分多路復用(OFDM)的副載波信 號，此時，各副載波信號在OFDM碼元區間內選擇使用正交的頻率。在頻率 軸方向上同樣也能適用於碼擴多路復用的MC—CDMA方式，對各用戶進行 實施例中說明的動作可以得到同樣的效果。按時間軸方向上進行碼擴多路復 用的MC/DS—CDMA方式，也同樣能夠適用，此時對各用戶進行實施例中 說明的動作也可以得到同樣的效果。
存在碼分多路復用的用戶的情況下，與實施例1同樣，副載波發送權重 生成部40也可以附加降低碼擴多路復用的用戶間幹擾的波束形成功能。 (實施例3)
圖6是涉及本發明實施例3的無線通信裝置接收部的構成框圖。其構成 為對實施例1中說明的圖1所示的構成通過追加使用由陣列天線1接收到的全部副載波信號來進行全通信頻域內的方向推斷的全頻域方向推斷部50和 方向推斷結果選擇部51。該方向推斷結果選擇部51通過使用由全頻域方向
推斷部50算出的空間輪廓來檢測角度範圍，然後選擇輸出全頻域方向推斷部 50或分頻域方向推斷部4的方向推斷結果。到得到分頻域方向推斷部4的方 向推斷結果的框圖為止都與實施例1相同，予以省略。以下，使用圖6主要 說明與實施例1不同的部分。圖6表示天線元件數Na=2、副載波數Ns-2、 分頻域數Nd-2時的構成例。
基於由陣列天線1接收到的多載波方式傳輸的高頻信號sl由分頻域方向 推斷部4-l 4-Nd在各分頻域進行到達方向推斷，到此為止與實施例1相同， 在此省略其說明。
全頻域方向推斷部50在將第n個分頻域3-n內算出的由(式3)表示的 相關矩陣R標記為Rn時(其中，n=l、、 Nd)，將在全部分頻域3-l 3-Nd 算出的Rn作為輸入，算出由(式15)表示的相關矩陣Rn的合成和Ra。然 後，通過使e按規定的角度間隔A 9可變，算出例如(式16)表示的按傅立 葉法的空間輪廓，按照空間輪廓的波峰電平高的順序檢測規定數M (M》1)
的波峰方向，進行全通信頻域內的副載波信號的平均到達方向推斷。其中， a(e)是由陣列天線1的元件配置決定的方向矢量，例如，元件間隔d的等間 隔直線陣列的情況下，能夠表示為(式5)。此處，A為傳送波的波長，e以 陣列的法線方向為O。方向，H表示複數共軛轉置。
(is)
(16)
然後，方向推斷結果選擇部51使用全部的分頻域方向推斷部4-l~4-Nd 的推斷值Okm和各自的分頻域3-m內的空間輪廓值(或者到達方向推斷評價 函數值)Fm(Okm)，用(式17)表示的計算式算出角度範圍AS。此處，m4、…、 Nd。 d)O由(式18)給出，①km表示由第m個分頻域3-m內的分頻域方向推斷部4-m檢測到的全部Lm個路徑中的第k個路徑的到達方向。使用算出 的角度範圍AS，在角度範圍AS小於規定值K時，選擇全頻域方向推斷部50 的推斷值，共同輸出到全部分頻域陣列權重生成部5-l 5-Nd。另一方面，角 度範圍AS大於規定值K時，與實施例l一樣，把第m個分頻域3-m內的分 頻域方向推斷部4-m的推斷值輸出到分頻域陣列權重生成部5-m。此處， m=l、…、Nd。
作為角度範圍AS的其他算法，也可以只使用給予空間輪廓值(或者到 達方向推斷評價函數值)Fm(Okm)的上位的方向推斷值Okm，根據(式17) 求角度範圍AS。
然後，分頻域陣列權重生成部5根據方向推斷結果選擇部51得到的方向 推斷選擇結果生成將主波束朝向特定方向的接收陣列權重，並輸出到副載波 定向性形成部6。副載波定向性形成部6將生成的接收陣列權重共同乘以各 副載波信號而合成的信號進行輸出。即，第m個分頻域3-m內的分頻域陣列 權重生成部5-m對屬於第m個分頻域3-m的副載波信號群根據方向推斷結果 選擇部51得到的方向推斷選擇結果生成將主波束朝向特定方向的接收陣列 權重。副載波定向性形成部6-m輸出將該生成的接收陣列權重共同乘以各副 載波信號而合成的信號，對全部m-l、…、Nd進行該動作。
解調部7使用定向性接收到的各副載波信號進行解調動作，接收數據。如上所述，按照本實施例，除實施例1的效果之外，用方向推斷結果選 擇部51通過檢測出在全通信頻域內的副載波信號的角度範圍，可以根據角度 範圍AS切換對全分頻域的各分頻域不同的定向性形成或者對全部的分頻域3
共同的定向性形成。這樣，在角度範圍AS小的情況下，能夠推斷全部副載
波信號平均到達方向。因此，即使因頻率選擇性衰減而部分頻域的接收電平 低的情況下，也能夠在全通信頻域進行魯棒性到達方向推斷。
方向推斷結果選擇部51中的角度範圍檢測是根據各分頻域的到達方向 推斷值的範圍算出的，但也能夠使用根據全頻域方向推斷部50算出的空間輪 廓的檢測方法。作為用空間輪廓算出角度範圍的方法，例如，有公開於 N.S.M.Shah等的"使用MUSIC算法的到達方向和角度範圍的同時推斷"，2000 年電子信息通信學會通信協會大會B-l-31中。與上述同樣，用(式15)算出 的相關矩陣Ra來求空間輪廓，使用由空間輪廓算出的角度範圍AS，能夠有選 擇地切換全頻域方向推斷部50或者分頻域方向推斷部4-l 4-Nd的推斷結果。
在本實施例中，全頻域方向推斷部50使用全通信頻域的副載波信號進行 了方向推斷，但也可以按比分頻域推斷部4所使用的副載波信號分割數Ns 大的分割數來進行方向推斷。
本實施例中的全部分頻域方向推斷部50使用波束樣板法進行方向推斷， 但也可以使用由(式15)表示的相關矩陣Ra，適用"陣列天線自適應信號處 理"(菊間著、科學技術出版社)等處公開的稱為MUSIC法、ESPRIT法的 固有值分解法或包含相關矩陣逆矩陣運算的Capon法等到達方向推斷的高分 辨能力法。其中，屬於分頻域3的副載波信號數Nc或路徑數比陣列元件數小 的情況下，因為考慮到作為相關矩陣生成部22的輸出的相關矩陣的階數不為 滿階的情況，所以可以根據階數或者路徑數考慮與波束樣板法適當的並用。 陣列天線1的構成為等間隔陣列配置的情況下，對(式15)表示的相關矩陣 Ra施以空間平滑處理或乘以酉變換矩陣的酉變換處理，使方向矢量實數化， 也同樣能夠適用方向矢量實數化的波束空間內的到達方向推斷處理。
副載波傳輸可以是正交頻分多路復用(OFDM)的副載波信號，此時， 各副載波信號在OFDM碼元區間內選擇使用正交的頻率。副載波傳輸可以適 用於在頻率軸方向上進行碼擴多路復用的MC—CDMA方式，此時，使用嵌入在副載波信號內的各個別用戶進行多路復用的導頻信號，對各用戶算出各 副載波信號的導頻信號相關值。這樣，進行實施例中說明的動作能夠得到同 樣的效果。
在時間軸方向上進行碼擴多路復用的MC/DS — CDMA方式，同樣也能
適用，此時，用逆擴展提取各副載波信號的時間軸方向上進行碼擴多路復用 的用戶信號。之後，對各用戶算出各個副載波信號的導頻相關值。這樣，進 行本實施例中說明的動作能夠得到同樣的效果。
在存在進行碼分多路復用的用戶的情況下，分頻域陣列係數生成部5與 實施例同樣也可以附加降低進行碼擴多路復用的用戶間幹擾的波束形成功 能。
(實施例4)
圖7是涉及本發明實施例4的自適應天線無線通信裝置的發送部的構成 框圖，該構成是在實施例2說明的圖5表示的構成內追加了全頻域方向推斷 部50和方向推斷結果選擇部51。此外，到得到分頻域方向推斷部4的方向 推斷結果的框圖為止都與實施例1相同，予以省略。以下，使用圖7主要說 明與實施例l不同的部分，圖7表示天線元件數Na-2、副載波數N^2、分 頻域數Nd-2時的構成例。
基於陣列天線1接收到的按多載波方式傳輸的高頻信號sl，由分頻域推 斷部4-l~4-Nd在各分頻域進行到達方向推斷，到此為止都與實施例1相同， 在此予以省略。
全頻域方向推斷部50和實施例3說明的動作相同。
方向推斷結果選擇部51使用與實施例3表示的同樣算出的角度範圍AS, 角度範圍AS小於規定值K的情況下，選擇全頻域方向推斷部50的推斷值，並 輸出到副載波發送權重生成部40。另一方面，角度範圍AS大於規定值K的 情況下，與實施例2同樣，將各分頻域3-l 3-Nd內的分頻域方向推斷部 4-l 4-Nd的推斷值輸出到副載波發送權重生成部40。此處,m4、…、Nd。
作為角度範圍AS的其他算法，也可以只使用給予空間輪廓值(或者到 達方向推斷評價函數值)Fm(O)km)的上位的方向推斷值Okm，由(式17) 求得角度範圍AS。然後，副載波發送權重生成部40根據方向推斷結果選擇部51的輸出生
成發送陣列權重。副載波發送權重生成部40在角度範圍AS大於規定值K的 情況下，輸入各個分頻域3-l 3-Nd內的分頻域方向推斷部4-l 4-Nd的推斷 值，進行與實施例2中的副載波發送權重生成部40同樣的動作。另一方面， 角度範圍AS小於規定值K的情況下，因為選擇輸入全頻域方向推斷部50的 推斷值，所以生成將主波束朝向方向推斷值方向的發送陣列權重。
然後，按規定的調製格式用未圖示的調製器調製發送數據，並生成發送 副載波信號41-l Ns。副載波發送定向性形成部41-l 41-Ns將發送副載波信 號41-l 41-Ns分配成與陣列天線1的單元數Na相等的個數，將發送陣列權 重Ws二 [wl、 w2、 ...、 wna]的元素分別乘以分配的副載波信號，再輸出到 混合器42-l 42-Na。
以後的動作與實施例2相同。
如上所述，按照本實施例，除實施例1以及實施例2的效果之外，可以 根據角度範圍AS切換各全分頻域中不同的定向性形成或者全部分頻域3中 共同的發送定向性形成。這樣，角度偏差AS小的情況下，能夠對全部的副 載波信號推斷平均到達方向。因此，即使在因頻率選擇性衰減而使部分頻域 的接收電平低的情況下，在全通信頻域內也能進行魯棒性到達方向推斷。使 用該結果的定向性發送可以保證更穩定的動作，所以能夠抑制用戶間的幹擾， 改善系統容量。 '
在本實施例中，全頻域方向推斷部50使用全通信頻域的副載波信號進行 方向推斷，但也可以按比分頻域推斷部4中使用的副載波信號分割數Ns還大 的分割數進行方向推斷。
副載波傳輸也可以是正交頻分多路復用(OFDM)的副載波信號。此時， 各個副載波信號在OFDM碼元區間內選擇使用正交的頻率。副載波傳輸也能 適用於在頻率軸方向上進行碼擴多路復用的MC—CDMA方式。此時，對進 行碼分多路復用的各用戶，在擴展碼的逆擴展後提取出用戶信號之後，進行 本實施例中說明的動作。
即使是時間軸方向上進行碼分多路復用MC—DS—CDMA方式，同樣可 以適應。此時，也對進行碼分多路復用的各用戶，在擴展碼的逆擴展後提取出用戶信號之後，進行本實施例中說明的動作。
存在進行碼分多路復用的用戶的情況下，副載波發送陣列係數生成部40 與實施例1同樣也可以追加降低碼擴多路復用的用戶間幹擾的波束形成功能。
加上所述，本發明對自適應天線無線通信裝置是有用的，適合於多載波 傳輸。
關於說明書附圖中的附圖標記的說明 圖面參照符號一覽表 1陣列天線
1- 1 1-Na、 44-1、 44-2 天線單元
2- 1 2-Na分波器
3- 1 3-Nd 分頻域
4- 1 4-Nd 分頻域方向推斷部
5- 1 5-Nd分頻域陣列加權係數生成部
6- 1 6-Nd副載波定向性形成部 7解調部
20導頻信號生成部
21、 31導頻信號相關運算部
22、 32相關矩陣生成部
23、 33空間輪廓運算部 30-1、 30-2路徑搜索部
40副載波發送加權係數生成部
41副載波發送定向性形成部
42混合器
43無線發送部
50仝頻域方向推斷部
51方向推斷結果選擇部
權利要求
1. 一種自適應天線無線通信裝置，包括副載波發送權重生成部，按由多載波傳送的通信域分割而成的分頻域生成用於形成發送定向性波束的一個發送陣列權重；副載波發送定向性形成部，通過按各所述分頻域將生成的所述發送陣列權重乘以屬於所述分頻域內的多個發送副載波信號，生成進行了加權的發送信號。
2. 根據權利要求l所述的自適應天線無線通信裝置，其中，所述副載波發送權重生成部，輸出全通信域共同的陣列權重，或者在所 述分頻域內共同的陣列權重。
3. —種自適應天線無線通信裝置，包括副載波發送權重生成部，按由多載波傳送的通信域分割而成的分頻域生 成用於形成發送定向性波束的多個發送陣列權重；副載波發送定向性形成部，通過按各所述分頻域將生成的所述發送陣列 權重乘以屬於所述分頻域內的多個發送副載波信號，生成各自進行了加權的 發送信號。
4. 一種自適應天線無線通信方法，包括按由多載波傳送的通信域分割而成的分頻域，生成用於形成發送定向性 波束的一個發送陣列權重的步驟；通過按各所述分頻域將生成的所述發送陣列權重乘以屬於所述分頻域內 的多個發送副載波信號，生成進行了加權的發送信號的步驟。
5. 根據權利要求4所述的自適應天線無線通信方法，其中， 作為用於與所述發送副載波信號相乘的所述發送陣列權重使用全通信域共同的陣列權重，或者分頻域內共同的陣列權重。
6. —種自適應天線無線通信方法，包括按由多載波傳送的通信域分割而成的分頻域，生成用於形成發送定向性波束的多個發送陣列權重的步驟；通過按各所述分頻域將生成的所述發送陣列權重乘以屬於所述分頻域內的多個發送副載波信號，生成各自進行了加權的發送信號的步驟。
7. —種自適應天線無線通信裝置，包括-陣列天線，由接收多載波傳輸的高頻信號的多個天線元件構成； 分波器，按各所述天線元件將接收到的高頻信號分波成多個副載波信號;分頻域陣列權重生成部，將所述全通信頻域分割成多個分頻域，按各包含副載波信號群的分頻域生成一個接收陣列權重；副載波定向性形成部，按各所述分頻域將生成的所述接收陣列權重乘以 所述屬於分頻域內的多個副載波信號並進行合成，形成定向性；和解調部，使用副載波定向性形成部的輸出信號進行數據解調。
8. 根據權利要求7所述的自適應天線無線通信裝置，其中， 所述分頻域陣列權重生成部，算出己知的導頻信號與屬於所輸入的所述分頻域內的副載波信號群所包含的導頻信號的相關值，根據按各所述分頻域 算出的所述導頻信號的相關值的相關矢量，按各所述分頻域生成陣列權重。
9. 根據權利要求7所述的自適應天線無線通信裝置，其中， 所述副載波發送權重生成部，輸出全通信域共同的陣列權重，或者在所述分頻域內共同的陣列權重。
10. —種自適應天線無線通信方法，包括用由接收多載波傳輸的信號的多個天線元件構成的陣列天線進行接收的 步驟；按所述天線元件將接收到的信號分波成多個副載波信號的步驟；將所述全通信頻域分割成多個分頻域，按各包含副載波信號群的分頻域 生成一個接收陣列權重的步驟；按各所述分頻域將生成的接收陣列權重乘以所述屬於分頻域內的多個副 載波信號並進行合成的步驟；和將所述合成信號解調的步驟。
11. 根據權利要求10所述的自適應天線無線通信方法，其中， 在生成所述接收陣列權重的步驟中，算出己知的導頻信號與屬於所輸入的所述分頻域內的副載波信號群所包含的導頻信號的相關值，根據按各所述 分頻域算出的所述導頻信號的相關值的相關矢量，生成各所述分頻域的接收陣列權重。
12.根據權利要求10所述的自適應天線無線通信方法，其中， 在生成所述接收陣列權重的步驟中，作為所述接收陣列權重生成全通信 域共同的陣列權重，或者生成在所述分頻域內共同的陣列權重。
全文摘要
本發明公開了一種自適應天線無線通信裝置和自適應天線無線通信方法。該自適應天線無線通信裝置，包括副載波發送權重生成部，按由多載波傳送的通信域分割而成的分頻域生成用於形成發送定向性波束的一個發送陣列權重；副載波發送定向性形成部，通過按各所述分頻域將生成的所述發送陣列權重乘以屬於所述分頻域內的多個發送副載波信號，生成進行了加權的發送信號。這樣，即使在頻率選擇性衰減的情況下，也能夠確保各分頻域的方向推斷精度。根據整個頻域的角度範圍切換定向性控制方法，能在整個頻域內進行最適當的定向性控制，減輕用戶間幹擾。
文檔編號H04J13/00GK101414863SQ20081014916
公開日2009年4月22日 申請日期2003年9月26日 優先權日2002年9月27日
發明者宮本昭司, 岸上高明, 湯田泰明, 深川隆, 高草木惠二 申請人:松下電器產業株式會社