CN101057421B - 无线电设备和发送控制方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种无线电设备、发送控制方法和发送控制程序，支持自适应阵列处理和自适应调制，并可根据调制方案来选择发送方向性控制方案。该无线电设备包括：调制单元(14)，根据所选调制方案来调制发送数据；发送方案选择单元(11)，选择第一发送权重和第二发送权重之一，其中第一发送权重用于形成发送方向性，以使发送无线电波的波束对准期望无线电设备的方向，并使发送无线电波的零点对准干扰电波的方向，而第二发送权重用于形成发送方向性，以使期望无线电设备处的接收功率最大化；发送权重产生单元(102)，产生所选发送权重；以及发送权重处理单元(103)，根据所调制的发送数据和所产生的发送权重，产生具有发送方向性的阵列发送数据。

Description

无线电设备和发送控制方法
技术领域
本发明涉及一种无线电设备、发送控制方法和发送控制程序，更具体地，涉及一种支持多种调制方案的无线电设备、发送控制方法和发送控制程序。 
背景技术
在移动通信系统(例如个人手持电话，下文称为PHS)中，提出一种方案，其中，在无线电基站设备(下文称为基站)和移动终端设备(下文称为终端)之间的通信中，更具体地，在基站处，通过自适应阵列处理，从期望的特定终端提取接收信号(例如，参见ToshinoriIinuma et al.“Adaptive Array Antenna PHS Base Station”，SANYOTECHNICAL REVIEW，Sanyo Electric Co.，Ltd.，published on May 1，2000，Vol.32，No.1，pp.80-88(非专利文献1)，和Yoshiharu Doi et al.“The Space Division Multiple Access PHS Base Station”SANYOTECHNICAL REVIEW，Sanyo Electric Co.，Ltd.，published on December10，2001，Vol.33，No.3，pp.93-101(非专利文献2))。 
自适应阵列处理是指这样一个过程：根据在由基站的多个天线形成的阵列天线处从终端接收的信号，计算由每个天线的接收系数(权重)组成的接收权重向量，并用接收权重向量对所接收的信号进行加权，以从特定用户终端精确地提取信号。 
采用这种自适应阵列处理的自适应阵列基站具有接收权重向量计算器，用于计算接收信号的每个符号的接收权重向量。接收权重向量计算器执行以下过程：使接收权重向量收敛，以便减小接收信号和所计算的接收权重向量的复数乘法和(阵列输出信号)与设置在接收信号的每个帧头的已知基准信号段(权重估计段)中的同特定用户终端相对应的已知基准信号之间的误差平方。 
在自适应阵列处理中，根据无线电信号的传播路径特性的变化，自适应地执行这种接收权重向量的收敛，以便从接收信号中消除干扰分量和噪声，由此从特定用户终端提取接收信号。 
这种接收权重向量计算器使用最小均方误差(MMSE)方法来计算阵列输出信号和基准信号之间的均方误差，并计算接收权重，以使误差最小化。最小均方误差方法包括多种控制算法，包括用在移动通信系统中的RLS(递归最小二乘法)算法、LMS(最小均方)算法、SMI(抽样矩阵求逆)算法等。 
RLS算法、LMS算法和SMI算法是自适应阵列处理领域公知的技术。 
在自适应阵列基站中，还作为自适应阵列处理的一部分，执行以下过程：用通过拷贝接收权重向量计算器所计算的接收权重向量而形成的发送权重向量，对发送信号进行加权，来确定到用户终端的发送方向性和发送功率。 
在目标是与接收时相同的用户终端的情况下，对使用与接收时相同的阵列天线来发送的信号进行加权，使得自适应阵列基站输出具有仅以同一用户终端为目标的高方向性的发送信号。换言之，形成发送权重，使得发送无线电波的波束(beam)对准期望的用户终端的方向，并且发送无线电波的零点(null)对准干扰用户终端的方向。这里，波束表示从每个天线发射的无线电波彼此增强的方向，零点表示从每个天线发射的无线电波彼此削弱的方向。因此，可抑制干扰辐射特性，该特性是由基站的发送无线电波施加到其它周围基站(小区)的干扰的量。 
已知一种利用通过拷贝由MMSE类型算法(下文称为MMSE接收权重拷贝方法)所计算的接收权重向量而形成的发送权重向量来控制发送信号的方向性的方法(例如，参见Hideichi Sasaoka，“MobileCommunication”，Ohmsha，published on May 25，1998，pp.283-312(非专利文献3))。 
另一方面，代替使用通过拷贝接收权重向量而形成的发送权重向量，已知一种根据接收信号来估计终端到达方向(所谓接收响应向量 或简称为响应向量)和根据接收响应向量来估计发送权重的方法(Zero-forcing方法)(例如，参见日本专利公开No.2000-106539(专利文献1))。 
这里，接收响应向量表示在基站接收的来自终端的信号分量中与来自每个终端的信号的幅度和相位有关的信息。在基站处估计每个终端的接收响应向量，从而可检测无线电区域中从每个终端到基站的传播路径特性、接收功率等。 
估计基站处从每个终端接收的信号的接收响应向量的方法通过执行在基站的每个天线处接收的接收信号(I信号和Q信号)与同每个终端相对应的已知解调数据的重新调制信号的复数乘法，获得结果的总体均值(时间平均)，来使用估计技术。 
在上述Zero-forcing方法中，当测量到显著干扰时，对表示期望用户终端和干扰用户终端的到达方向的信息的接收响应向量进行估计，从而根据所估计的接收响应向量，形成发送权重，使得发送无线电波的波束对准期望用户终端的方向，而发送无线电波的零点对准干扰用户终端的方向。 
因此，与通过拷贝接收权重而获得发送权重的情况一样，自适应阵列基站输出具有以期望用户终端为目标的方向性的发送信号，并且可抑制对其它基站(小区)的干扰辐射特性。 
如上所述，在自适应阵列基站处，通过自适应阵列处理，可抑制对接收无线电波的干扰，此外，根据上述MMSE接收权重拷贝方法和Zero-forcing方法，通过发送方向性控制，可改善对其它基站(小区)的干扰辐射特性，从而整体上可在移动通信系统中改善频率使用效率。 
然而，尽管可使用诸如MMSE接收权重拷贝和Zero-forcing方法的发送方向性控制来抑制干扰辐射特性，即抑制由基站的发送无线电波施加到其它周围基站(小区)的干扰的量，但是考虑到期望用户终端本身的通信质量，并不总是会产生最佳发送。 
例如，在使用上述MMSE类型算法的自适应阵列接收中，产生接收权重，使得信噪比最大化。因此，例如当阵列天线中包含的每个天线处的接收信号中的期望电波分量的功率差较大时，每个天线的接收 权重极大地变化。 
因此，如果将极大变化的接收权重原样用作发送权重，则一部分阵列天线的天线发送功率显著减小，导致实际上仅仅从阵列天线的剩下部分天线发送无线电波。在这种情况下，整个阵列天线的发送功率显著减小。 
更具体地，尽管形成了针对期望用户终端的方向性，但是当通信环境极大地改变，使得接收权重产生并反映在发送信号中之前产生新的干扰电波时，期望用户终端的接收功率将减小。换言之，期望用户终端处的接收功率并不总是最大的。 
因此，在MMSE接收权重拷贝方法和Zero-forcing方法中，基站处的发送功率电平不足，使得期望用户终端处的通信质量下降。 
另一方面，已知一种同相组合技术(称为同相组合最大发送方法)，其中，计算发送权重，使得期望用户终端处的接收功率电平最大化(例如，参见日本专利公开No.11-274976(专利文献2)和日本专利公开No.2000-151487(专利文献3))。 
简要地描述同相组合的基本原理。在同相组合最大发送方法中，根据每个天线的接收响应向量的相位，确定发送权重的相位，使得通过自适应阵列处理所估计的终端到达方向的终端处的接收功率(接收响应向量)最大。更具体地，产生发送权重，使得通过将天线阵列中包含的每个天线的接收响应向量与同每个天线相对应的发送权重相乘，每个天线中的乘法结果是实数。因此，期望用户终端可与基站的阵列天线同相地接收每个发送信号，并且期望用户终端处的接收功率最大化。要注意，接收响应向量的幅度变为发送权重的幅度。 
如上所述，由于自适应阵列基站处的发送方向性控制方案对于期望用户终端处的干扰辐射特性和接收功率特性是不同的，通常提出一种方案，根据通信环境来选择每种发送方向性控制方案，而不是仅支持一种发送方向性控制方案(例如，参见日本专利公开No.2004-153527(专利文献4))。 
另一方面，PHS还采用一种调制方案，利用比最初采用的π/4移位QPSK(正交相移键控)调制方案更多的级数，来支持与传统话音通 信相比需要海量传输的数据通信。作为这种多级调制方案的示例，已知有16QAM(正交幅度调制)调制方案等。 
在诸如16QAM调制方案的具有大量级数的调制方案中，尽管与π/4移位QPSK调制方案相比数据率较高，但是符号间隔较窄，符号紧密排列，因此在较差的通信环境中，可能会错误地识别符号，并且易于出现接收误差。 
此外，由于抗噪性较高，所以BPSK调制方案的有利之处在于不太可能产生接收误差，尽管与π/4移位QPSK调制方案和16QAM调制方案相比数据率较低。 
因此，由于调制方案在数据率和抗噪性方面不同，传统上提出一种自适应调制方案，其中，终端和基站根据通信环境来选择每种调制方案，而不是仅支持一种调制方案(例如，参见日本专利公开No.2003-298670(专利文献5))。 
专利文献1：日本专利公开NO.2000-106539 
专利文献2：日本专利公开No.11-274976 
专利文献3：日本专利公开No.2000-151487 
专利文献4：日本专利公开No.2004-153527 
专利文献5：日本专利公开No.2003-298670 
非专利文献1：Toshinori Iinuma et al.“Adaptive Array Antenna PHSBase Station”，SANYO TECHNICAL REVIEW，Sanyo Electric Co.，Ltd.，published on May 1，2000，Vol.32，No.1，pp.80-88 
非专利文献2：Yoshiharu Doi et al.“The Space Division MultipleAccess PHS Base Station”SANYO TECHNICAL REVIEW，SanyoElectric Co.，Ltd.，published on December 10，2001，Vol.33，No.3，pp.93-101 
非专利文献3：Hideichi Sasaoka，“Mobile Communication”，Ohmsha，published on May 25，1998，pp.283-312 
发明内容
本发明要解决的问题 
然而，在日本专利公开No.2004-153527(专利文献4)和日本专利公开No.2003-298670(专利文献5)中公开的无线电设备配置成仅支持自适应阵列处理和自适应调制之一，未配置成支持自适应阵列处理和自适应调制两者。 
此外，利用简单地组合在日本专利公开No.2004-153527(专利文献4)和日本专利公开No.2003-298670(专利文献5)中公开的无线电设备的配置，不可能根据调制方案来正确地选择发送方向性控制方案。 
更具体地，在选择16QAM调制方案时，选择MMSE接收权重拷贝方法或Zero-forcing方法是不正确的。这是因为16QAM调制方案在抗噪性方面较弱，因此在选择MMSE接收权重拷贝方法或Zero-forcing方法时，如果针对期望用户终端的发送功率由于无线电环境中的变化而不足，则期望用户终端处的通信质量显著下降。 
此外，在选择BPSK调制方案时，选择同相组合最大发送方法是不正确的。这是因为BPSK调制方案在抗噪性方面较强，因此选择同相组合最大发送方法来使期望用户终端处的接收功率最大化不太有效。相反地，对其它基站(小区)的干扰辐射特性变差。 
因此，本发明的目的是提供一种无线电设备、发送控制方法和发送控制程序，它们支持自适应阵列处理和自适应调制，并能够根据调制方案来正确地选择发送方向性控制方案。 
解决问题的手段 
为了解决上述问题，根据本发明的一方面，使用多个天线来接收和发送信号的无线电设备包括：自适应阵列接收处理单元，用于通过自适应阵列处理，对多个天线所接收的接收信号执行接收处理；接收响应向量产生单元，用于根据多个天线所接收的接收信号，产生接收响应向量；调制方案选择单元，用于选择调制方案；调制单元，用于根据所选调制方案来调制发送数据；发送方案选择单元，用于根据所选调制方案，选择第一发送权重和第二发送权重之一，其中第一发送权重用于形成发送方向性，以使发送无线电波的波束对准期望的另一无线电设备的方向，并使发送无线电波的零点对准干扰电波的方向， 而第二发送权重用于形成发送方向性，以使期望的另一无线电设备处的接收功率最大化；发送权重产生单元，用于如果选择第一发送权重，则根据自适应阵列接收处理单元的接收处理结果或接收响应向量，来产生第一发送权重，而如果选择第二发送权重，则根据接收响应向量来产生第二发送权重；发送权重处理单元，用于根据所调制的发送数据和所产生的发送权重，产生具有发送方向性的阵列发送数据；以及发送单元，用于将阵列发送数据转换为发送信号。 
优选地，如果所选调制方案的级数小于预定值，则发送方案选择单元选择第一发送权重，而如果所选调制方案的级数等于或大于预定值，则发送方案选择单元选择第二发送权重。 
优选地，无线电设备还包括纠错编码单元，用于对发送数据执行纠错编码处理。调制单元根据所选调制方案，对经过了纠错编码处理的发送数据进行调制。发送方案选择单元根据纠错编码处理的编码率和调制方案选择单元所选的调制方案，选择第一发送权重和第二发送权重之一。 
更优选地，如果编码率小于预定编码率，或者编码率等于或大于预定编码率但是所选调制方案的级数小于预定级数，则发送方案选择单元选择第一发送权重，而如果编码率等于或大于预定编码率并且所选调制方案的级数等于或大于预定级数，则发送方案选择单元选择第二发送权重。 
为了解决上述问题，根据本发明的一方面，使用多个天线来接收和发送信号的无线电设备中的发送控制方法包括：自适应阵列接收处理步骤，用于通过自适应阵列处理，对多个天线所接收的接收信号执行接收处理；接收响应向量产生步骤，用于根据多个天线所接收的接收信号，产生接收响应向量；调制方案选择步骤，用于选择调制方案；调制步骤，用于根据所选调制方案来调制发送数据；发送方案选择步骤，用于根据所选调制方案，选择第一发送权重和第二发送权重之一，其中第一发送权重用于形成发送方向性，以使发送无线电波的波束对准期望的另一无线电设备的方向，并使发送无线电波的零点对准干扰电波的方向，而第二发送权重用于形成发送方向性，以使期望的另一无线电设备处的接收功率最大化；发送权重产生步骤，用于如果选择 第一发送权重，则根据自适应阵列接收处理步骤的接收处理结果或接收响应向量，来产生第一发送权重，而如果选择第二发送权重，则根据接收响应向量来产生第二发送权重；以及发送权重处理步骤，用于根据所调制的发送数据和所产生的发送权重，产生具有发送方向性的阵列发送数据。 
优选地，在发送方案选择步骤处，如果所选调制方案的级数小于预定值，则选择第一发送权重，而如果所选调制方案的级数等于或大于预定值，则选择第二发送权重。 
优选地，发送控制方法还包括纠错编码步骤，用于对发送数据执行纠错编码处理。在调制步骤处，根据所选调制方案，对经过了纠错编码处理的发送数据进行调制。在发送方案选择步骤处，根据纠错编码处理的编码率和调制方案选择步骤所选的调制方案，选择第一发送权重和第二发送权重之一。 
更优选地，在发送方案选择步骤处，如果编码率小于预定编码率，或者编码率等于或大于预定编码率但是所选调制方案的级数小于预定级数，则选择第一发送权重，而如果编码率等于或大于预定编码率并且所选调制方案的级数等于或大于预定级数，则选择第二发送权重。 
为了解决上述问题，根据本发明的一方面，使用多个天线来接收和发送信号的无线电设备中的发送控制程序使计算机执行以下步骤：自适应阵列接收处理步骤，用于通过自适应阵列处理，对多个天线所接收的接收信号执行接收处理；接收响应向量产生步骤，用于根据多个天线所接收的接收信号，产生接收响应向量；调制方案选择步骤，用于选择调制方案；调制步骤，用于根据所选调制方案来调制发送数据；发送方案选择步骤，用于根据所选调制方案，选择第一发送权重和第二发送权重之一，其中第一发送权重用于形成发送方向性，以使发送无线电波的波束对准期望的另一无线电设备的方向，并使发送无线电波的零点对准干扰电波的方向，而第二发送权重用于形成发送方向性，以使期望的另一无线电设备处的接收功率最大化；发送权重产生步骤，用于如果选择第一发送权重，则根据自适应阵列接收处理步骤的接收处理结果或接收响应向量，来产生第一发送权重，而如果选择第二发送权重，则根据接收响应向量来产生第二发送权重；以及发 送权重处理步骤，用于根据所调制的发送数据和所产生的发送权重，产生具有发送方向性的阵列发送数据。 
优选地，在发送方案选择步骤处，如果所选调制方案的级数小于预定值，则选择第一发送权重，而如果所选调制方案的级数等于或大于预定值，则选择第二发送权重。 
优选地，发送控制程序还使计算机执行纠错编码步骤，用于对发送数据执行纠错编码处理。在调制步骤处，根据所选调制方案，对经过了纠错编码处理的发送数据进行调制。在发送方案选择步骤处，根据纠错编码处理的编码率和调制方案选择步骤所选的调制方案，选择第一发送权重和第二发送权重之一。 
更优选地，在发送方案选择步骤处，如果编码率小于预定编码率，或者编码率等于或大于预定编码率但是所选调制方案的级数小于预定级数，则选择第一发送权重，而如果编码率等于或大于预定编码率并且所选调制方案的级数等于或大于预定级数，则选择第二发送权重。 
本发明的效果 
根据本发明，可以支持自适应阵列处理和自适应调制，并根据调制方案正确地选择发送方向性控制方案。 
附图说明
图1是以彼此对照的方式示出了发送方向性控制方法的特性的图； 
图2是以彼此对照的方式示出了调制方案的特性的图； 
图3是示出了根据第一实施例的自适应阵列基站的配置的功能框图； 
图4是定义根据第一实施例的自适应阵列基站的操作过程的流程图； 
图5是示出了根据第一实施例的自适应阵列基站所选的调制方案与发送方向性控制方案之间的关系的图； 
图6是示出了根据第二实施例的自适应阵列基站的配置的功能框图； 
图7是示出了编码率与纠错能力之间的关系的图； 
图8是定义根据第二实施例的自适应阵列基站的操作过程的流程图。 
附图标记的说明 
1A-1D天线，2A-2D开关，3A-3D接收单元，4A-4D乘法器，5加法器，6接收权重产生单元，7接收权重设置单元，8基准信号存储器，9接收响应向量产生单元，10调制方案选择单元，11发送方案选择单元，12同相组合发送权重产生单元，13MMSE发送权重产生单元，14调制单元，15发送权重设置单元，16A-16D乘法器，17A-17D发送单元，18纠错控制单元，19纠错编码单元，101自适应阵列接收处理单元，102发送权重产生单元，103发送权重处理单元。 
具体实施方式
接下来，参考附图来详细描述本发明的实施例。注意，在附图中，用相同的标注字符表示相同或对应的部分，并不再重复关于这些部分的说明。 
<第一实施例> 
图1是以彼此对照的方式示出了在背景技术中描述的三种发送方向性控制方法的特性的图。 
参考附图，在MMSE接收权重拷贝方法中，期望用户终端处的接收功率(期望电波功率)并不总是保持为最大电平(白圈)。另一方面，在该方法中，将接收权重用作发送权重，因此，零点对准混合在接收信号中的干扰电波。因此，干扰抑制效果增加(双重圈)。 
接下来，在Zero-forcing方法中，期望用户终端处的接收功率(期望电波功率)并不总是保持为最大电平(白圈)。另一方面，在该方法中，波束和零点分别对准期望用户终端和可捕获(可估计其接收响应向量)的干扰用户终端。在混合到接收信号中的干扰电波中，对于可捕获的干扰用户，可实现干扰抑制效果，但是对于不能够捕获的干扰用户，不能够实现干扰抑制效果(白圈)。 
与这两种方法相对照，在同相组合最大发送方法中，期望用户终端的接收功率(期望电波功率)被提高并最大化(双重圈)。另一方面，在该发送方法中，到其它基站(小区)的发送方向性不受限，因此不能够实现干扰抑制效果(X标记)。 
图2是以彼此对照方式示出了调制方案的特性的图。 
参考附图，在调制方案中，16QAM调制方案提供了最高的数据率，BPSK调制方案提供了最低的数据率。这是因为16QAM调制方案的级数是16，是最高的，而BPSK调制方案的级数是2，是最低的。因此，一个符号中可发送的信息量在16QAM调制方案中最大，在BPSK调制方案中最小。此外，在调制方案中，16QAM调制方案提供了最低的抗噪性，而BPSK提供了最高的抗噪性。这是因为符合间隔在16QAM调制方案中最小而在BPSK调制方案中最大。 
注意到每种发送方向性控制方法和每种调制方案的特性，本发明允许根据调制方案来正确地选择发送方向性控制方案。 
图3是示出了根据本发明第一实施例的自适应阵列基站的配置的功能框图。 
[配置和基本操作] 
参考附图，自适应阵列基站包括：天线1A-天线1D、开关2A-开关2D、接收单元3A-接收单元3D、自适应阵列接收处理单元101、接收响应向量产生单元9、调制方案选择单元10、发送方案选择单元11、发送权重产生单元102、调制单元14、发送权重处理单元103以及发送单元17A-发送单元17D。 
自适应阵列接收处理单元101包括乘法器4A-乘法器4D、加法器5、接收权重产生单元6、接收权重设置单元7以及基准信号存储器8。 
发送权重产生单元102包括同相组合发送权重产生单元12和MMSE发送权重产生单元13。 
发送权重处理单元103包括发送权重设置单元15和乘法器16A-乘法器16D。 
天线1A-天线1D从终端接收发送无线电波，用于作为接收信号输出到开关2A-开关2D。此外，天线1A-天线1D将从开关2A-开关2D接收的发送信号作为发送无线电波发送到终端。 
开关2A-开关2D根据未示出的控制信号，在向接收单元3A-接收单元3D发送从天线1A-天线1D接收的接收信号与向天线1A-天线1D发送从发送单元17A-发送单元17D接收的发送信号之间切换。 
接收单元3A-接收单元3D在频率上将从开关2A-开关2D接收的RF(射频)波段的接收信号转换为基带信号，并将作为模拟信号的基带信号转换为数字信号的接收数据，用于输出到乘法器4A-乘法器4D以及接收响应向量产生单元9。 
接收权重产生单元6执行与上述接收权重向量计算器类似的过程，将从加法器5接收的阵列接收信号中与基准信号相对应的一部分与从基准信号存储器8获得的基准信号相比较，并向接收权重设置单元7和MMSE发送权重产生单元13输出针对每个天线所产生的接收权重。 
接收权重设置单元7向乘法器4A-乘法器4D输出从接收权重产生单元6接收的每个天线的接收权重。 
乘法器4A-乘法器4D执行从接收单元3A-接收单元3D接收的接收信号与从接收权重设置单元7接收的接收权重的复数乘法，并将乘法结果输出到加法器5。 
加法器5对从乘法器4A-乘法器4D接收的乘法结果求和，并将作为求和结果的阵列接收数据输出到接收权重产生单元6和外部电路。 
接收响应向量产生单元9根据从接收单元3A-接收单元3D接收的接收数据，产生上述接收响应向量，以输出到同相组合发送权重产生单元12。 
调制方案选择单元10例如根据与期望用户终端的通信状态以及期望用户终端所使用的诸如语音通信和数据通信之类的服务类型，选择针对要发送到期望用户终端的发送数据的调制方案，并将表示所选调制方案的调制方案信息输出到调制单元14和发送方案选择单元11。 
调制单元14根据从调制方案选择单元10接收的调制方案信息，对发送数据进行调制，以作为调制数据输出到乘法器16A-乘法器16D。 
发送方案选择单元11根据从调制方案选择单元10接收的调制方案信息，选择同相组合发送权重产生单元12和MMSE发送权重产生 单元13之一，以向所选发送权重产生单元输出发送权重产生指令。 
当从发送方案选择单元11接收到发送权重产生指令时，同相组合发送权重产生单元12通过上述同相组合最大发送方法，根据从接收响应向量产生单元9接收的接收响应向量，为每个天线产生发送权重，以输出到发送权重设置单元15。 
当从发送方案选择单元11接收到发送权重产生指令时，MMSE发送权重产生单元13通过上述MMSE接收权重拷贝方法，根据从接收权重产生单元6接收的每个天线的接收权重，为每个天线产生发送权重，以输出到发送权重设置单元15，其中接收权重是来自自适应阵列接收处理单元101的接收处理结果。 
发送权重设置单元15将从同相组合发送权重产生单元12或MMSE发送权重产生单元13接收的每个天线的发送权重发送到乘法器16A-乘法器16D。 
乘法器16A-乘法器16D根据MMSE接收权重拷贝方法或同相组合最大发送方法，将从调制单元14接收的调制数据与从发送权重设置单元15接收的每个天线的发送权重相乘，以产生具有发送方向性的阵列发送数据，以输出到发送单元17A-发送单元17D。 
发送单元17A-发送单元17D将从乘法器16A-乘法器16D接收的数字信号的阵列发送数据转换为模拟信号，并在频率上将所转换的模拟信号转换为RF波段的发送信号，以输出到开关2A-开关2D。 
[操作] 
现在，参考附图来描述根据本实施例的自适应阵列基站选择发送方向性控制方案的操作。 
图4是定义根据本实施例的自适应阵列基站的操作过程的流程图。自适应阵列接收处理单元101、发送权重产生单元102、接收响应向量产生单元9、调制方案选择单元10、调制单元14、发送方案选择单元11以及发送权重处理单元103从未示出的存储器中读取包括流程图的每个步骤的程序来执行。该程序可从外部源安装。 
调制方案选择单元10例如根据与期望用户终端的通信状态以及期望用户终端所使用的诸如语音通信和数据通信之类的服务类型，为要发送到期望用户终端的发送数据来选择调制方案，并将表示所选调 制方案的调制方案信息输出到调制单元14和发送方案选择单元11(步骤S1)。 
调制单元14根据从调制方案选择单元10接收的调制方案信息，对发送数据进行调制，以便作为调制数据输出到乘法器16A-乘法器16D(步骤S2)。 
如果从调制方案选择单元10接收的调制方案信息所表示的调制方案的级数小于8(步骤S3中的“是”)，则发送方案选择单元11向MMSE发送权重产生单元13输出发送权重产生指令(步骤S4)。另一方面，如果从调制方案选择单元10接收的调制方案信息所表示的调制方案的级数等于或大于8(步骤S3中的“否”)，则发送方案选择单元11向同相组合发送权重产生单元12输出发送权重产生指令。 
这里，图5示出了根据本实施例的自适应阵列基站所选的调制方案和发送方向性控制方案之间的关系。 
参考附图，如果选择了调制方案的级数小于8的π/4移位QPSK调制方案(级数为4)和BPSK调制方案(级数为2)，则发送方案选择单元11向执行MMSE接收权重拷贝方法的MMSE发送权重产生单元13输出发送权重产生指令(步骤S4)。另一方面，如果选择了调制方案的级数等于或大于8的8PSK调制方案(级数为8)和16QAM调制方案(级数为16)，则发送方案选择单元11向执行同相组合最大发送方法的同相组合发送权重产生单元12输出发送权重产生指令(步骤S5)。 
再次参考图4，当从发送方案选择单元11接收到发送权重产生指令时，MMSE发送权重产生单元13通过上述MMSE接收权重拷贝方法，根据从接收权重产生单元6接收的每个天线的接收权重，为每个天线产生发送权重，以输出到发送权重设置单元15(步骤S6)，其中接收权重是来自自适应阵列接收处理单元101的接收处理结果。 
当从发送方案选择单元11接收到发送权重产生指令时，同相组合发送权重产生单元12通过上述同相组合最大发送方法，根据从接收响应向量产生单元9接收的接收响应向量，为每个天线产生发送权重，以输出到发送权重设置单元15(步骤S6)。 
发送权重设置单元15将从同相组合发送权重产生单元12或 MMSE发送权重产生单元13接收的每个天线的发送权重发送到乘法器16A-乘法器16D(步骤S7)。 
乘法器16A-乘法器16D根据MMSE接收权重拷贝方法或同相组合最大发送方法，将从调制单元14接收的调制数据与从发送权重设置单元15接收的每个天线的发送权重相乘，以产生具有发送方向性的阵列发送数据，以输出到发送单元17A-发送单元17D(步骤S7)。 
不利地是，在日本专利公开No.2004-153527(专利文献4)和日本专利公开No.2003-298670(专利文献5)中公开的无线电设备不能够支持自适应阵列处理和自适应调制两者，并且不能够根据调制方案来正确地选择发送方向性控制方案。 
然而，在根据本实施例的自适应阵列基站中，如果选择了级数小于8的调制方案，即高抗噪性的调制方案，则选择具有抑制对其它基站(小区)的干扰辐射特性的效果的MMSE接收权重拷贝方法。然而，如果选择了级数等于或大于8的调制方案，即低抗噪性的调制方案，则选择具有使期望用户终端处的接收功率最大化的效果的同相组合最大发送方法。因此，根据本实施例的自适应阵列基站可支持自适应阵列处理和自适应调制两者，并能够根据调制方案来正确地选择发送方向性控制方案。 
<第二实施例> 
图6是示出了根据本发明第二实施例的自适应阵列基站的配置的功能框图。 
[配置和基本操作] 
参考附图，相对于根据第一实施例的自适应阵列基站，根据本实施例的自适应阵列基站还包括纠错控制单元18和纠错编码单元19。 
纠错控制单元18例如根据与期望用户终端的通信状态和期望用户终端所使用的诸如语音通信和数据通信之类的服务类型，确定作为一种纠错码的卷积码的编码率，并将表示所确定的编码率的纠错控制信息输出到纠错编码单元19和发送方案选择单元11。 
纠错编码单元19对发送数据执行纠错编码过程，以产生具有从纠错控制单元18接收的纠错控制信息所表示的编码率的卷积码，并将经 过了纠错编码过程的发送数据输出到调制单元14。 
这里，编码率是信息比特的长度与编码比特(信息比特+冗余比特)的长度之比。例如，编码率为3/4的卷积码通过将三比特信息转换为四比特的编码比特而具有纠错能力。 
图7示出了编码率和纠错能力之间的关系。参考附图，编码率越低，则纠错能力越高，编码率越高，则纠错能力越低。注意，对于较低的编码率，纠错能力变高，但是纠错编码过程通常也变得复杂。 
发送方案选择单元11根据从纠错控制单元18接收的纠错控制信息所表示的编码率和从调制方案选择单元10接收的调制方案信息，选择同相组合发送权重产生单元12和MMSE发送权重产生单元13之一，并将发送权重产生指令输出到所选的发送权重产生单元。 
其它的配置和基本操作与根据第一实施例的自适应阵列基站的配置和基本操作类似。 
[操作] 
接下来，参考附图来描述根据本实施例的自适应阵列基站选择发送方向性控制方案的操作。 
图8是定义根据本实施例的自适应阵列基站的操作过程的流程图。纠错控制单元18、纠错编码单元19、自适应阵列接收处理单元101、发送权重产生单元102、接收响应向量产生单元9、调制方案选择单元10、调制单元14、发送方案选择单元11以及发送权重处理单元103从未示出的存储器中读取包括流程图的每个步骤的程序来执行。该程序可从外部源安装。 
纠错控制单元18例如根据与期望用户终端的通信状态和期望用户终端所使用的诸如语音通信和数据通信之类的服务类型，确定作为一种纠错码的卷积码的编码率，并将表示所确定的编码率的纠错控制信息输出到纠错编码单元19和发送方案选择单元11(步骤S11)。 
纠错编码单元19对发送数据执行纠错编码过程，以产生具有从纠错控制单元18接收的纠错控制信息所表示的编码率的卷积码，并将经过了纠错编码过程的发送数据输出到调制单元14(步骤S12)。 
调制方案选择单元10例如根据与期望用户终端的通信状态和期望用户终端所使用的诸如语音通信和数据通信之类的服务类型，针对 要发送到期望用户终端的发送数据选择调制方案，并将表示所选调制方案的调制方案信息输出到调制单元14和发送方案选择单元11(步骤S13)。 
调制单元14根据从调制方案选择单元10接收的调制方案信息，对发送数据进行调制，以便作为调制数据输出到乘法器16A-乘法器16D(步骤S14)。 
如果从纠错控制单元18接收的纠错控制信息所表示的编码率小于3/4(步骤S15处的“是”)，则发送方案选择单元11向MMSS发送权重产生单元13输出发送权重产生指令(步骤S17)。 
此外，即使从纠错控制单元18接收的纠错控制信息所表示的编码率等于或大于3/4(步骤S15处的“否”)，当从调制方案选择单元10接收的调制方案信息所表示的调制方案的级数小于8时(步骤S16处的“是”)，发送方案选择单元11向MMSE发送权重产生单元13输出发送权重产生指令(步骤S17)。 
另一方面，如果从纠错控制单元18接收的纠错控制信息所表示的编码率等于或大于3/4(步骤S15处的“否”)，并且从调制方案选择单元10接收的调制方案信息所表示的调制方案的级数等于或大于8时(步骤S16处的“否”)，则向同相组合发送权重产生单元12输出发送权重产生指令(步骤S18)。 
当从发送方案选择单元11接收到发送权重产生指令时，MMSE发送权重产生单元13通过上述MMSE接收权重拷贝方法，根据从接收权重产生单元6接收的每个天线的接收权重，为每个天线产生发送权重，以输出到发送权重设置单元15，其中接收权重是来自自适应阵列接收处理单元101的接收处理结果(步骤S19)。 
当从发送方案选择单元11接收到发送权重产生指令时，同相组合发送权重产生单元12通过上述同相组合最大发送方法，根据从接收响应向量产生单元9接收的接收响应向量，为每个天线产生发送权重，以输出到发送权重设置单元15(步骤S19)。 
发送权重设置单元15将从同相组合发送权重产生单元12或MMSE发送权重产生单元13接收的每个天线的发送权重发送到乘法器16A-乘法器16D(步骤S20)。 
乘法器16A-乘法器16D根据MMSE接收权重拷贝方法或同相组合最大发送方法，将从调制单元14接收的调制数据与从发送权重设置单元15接收的每个天线的发送权重相乘，以产生具有发送方向性的阵列发送数据，以输出到发送单元17A-发送单元17D(步骤S20)。 
不利地是，在日本专利公开No.2004-153527(专利文献4)和日本专利公开No.2003-298670(专利文献5)中公开的无线电设备不能够支持自适应阵列处理和自适应调制两者，并且不能够根据调制方案来正确地选择发送方向性控制方案。 
然而，在根据本实施例的自适应阵列基站中，如果编码率小于3/4，即如果纠错能力较高，则与所选调制方案无关，即即使选择了具有低抗噪性的8PSK调制方案或16QAM调制方案，也选择具有抑制对其它基站(小区)的干扰辐射特性的效果的MMSE接收权重拷贝方法。 
另一方面，如果编码率等于或大于3/4，即如果纠错能力较低，并且级数小于8，即选择了具有高抗噪性的调制方案，则选择具有抑制对其它基站(小区)的干扰辐射特性的效果的MMSE接收权重拷贝方法。 
此外，如果编码率等于或大于3/4，即如果纠错能力较低，并且级数等于或大于8，即选择了具有低抗噪性的调制方案，则选择具有使期望用户终端处的接收功率最大化的效果的同相组合最大发送方法。 
因此，根据本实施例的自适应阵列基站可支持自适应阵列处理和自适应调制两者，并能够根据调制方案来正确地选择发送方向性控制方案。此外，根据本实施例的自适应阵列基站还可根据纠错编码过程中的编码率和调制方案，正确地选择发送方向性控制方案。 
[修改] 
本发明不局限于上述实施例，而可包括以下修改。 
(1)发送方向性控制方案 
根据本发明实施例的自适应阵列基站配置成使用同相组合最大发送方法和MMSE接收权重拷贝方法。然而，本发明不局限于此。 
本发明不局限于同相组合最大发送方法，而可使用任意方法，只 要该方法使期望用户终端处的接收功率最大化。 
此外，本发明不局限于MMSE接收权重拷贝方法，而可使用任意方法，只要该方法生成的发送权重使发送无线电波的波束对准期望用户终端的方向并使发送无线电波的零点对准干扰用户终端的方向。例如，用通过上述Zero-forcing方法来产生发送权重的Zero-forcing发送权重产生单元来替换通过MMSE接收权重拷贝方法来产生发送权重的MMSE发送权重产生单元13。在这种情况下，Zero-forcing发送权重产生单元配置成根据从接收响应向量产生单元9接收的接收响应向量而不是从接收权重产生单元6接收的每个天线的接收权重，来产生发送权重。 
(2)适用的设备 
尽管在本发明的实施例中，对本发明应用于自适应阵列基站的情况进行了描述，但是本发明不局限于基站，而适用于执行自适应阵列处理的诸如移动终端设备的任何其它无线电设备。 
(3)纠错编码方案 
根据本发明第二实施例的自适应阵列基站中的纠错编码单元19配置成产生卷积码。然而，本发明不局限于此。可使用任意纠错码，只要该纠错码可改变纠错能力。 
可选地，纠错编码单元19配置成按照纠错能力不同的多个纠错编码方案来执行纠错编码。那么，纠错控制单元18可配置成例如根据与期望用户终端的通信状态和期望用户终端所使用的诸如语音通信和数据通信之类的服务类型，来选择纠错能力不同的多个纠错编码方案中的任意一个。 
(4)选择发送方向性控制方案的标准 
根据本发明第二实施例的自适应阵列基站中的发送方案选择单元11配置成根据纠错码的编码率和调制方案，选择同相组合最大发送方法和MMSE接收权重拷贝方法。然而，本发明不局限于此。可仅根据从纠错控制单元18接收的纠错控制信息所表示的编码率，来选择同相组合发送权重产生单元12和MMSE发送权重产生单元13之一，从而将发送权重产生指令输出到所选发送权重产生单元。 
更具体地，如果从纠错控制单元18接收的纠错控制信息所表示的 编码率小于3/4，则发送方案选择单元11向MMSE发送权重产生单元13输出发送权重产生指令。另一方面，如果从纠错控制单元18接收的纠错控制信息所表示的编码率等于或大于3/4，则发送方案选择单元11向同相组合发送权重产生单元12输出发送权重产生指令。 
由于这种配置，本发明可应用于执行自适应阵列处理但是不执行自适应调制的无线电设备。 
应该理解，这种所公开的实施例仅是示意性的，而不是限制性的。本发明的范围并不是在上述说明书中而是在所附权利要求中示出，并且意欲将在权利要求范围内的所有等同物和在该范围内的所有修改包括在内。 

Claims (4)

1.一种使用多个天线(1A-1D)来接收和发送信号的无线电设备，包括：
自适应阵列接收处理单元(101)，用于通过自适应阵列处理，对所述多个天线(1A-1D)所接收的接收信号执行接收处理；
接收响应向量产生单元(9)，用于根据所述多个天线(1A-1D)所接收的接收信号，产生接收响应向量；
调制方案选择单元(10)，用于选择调制方案；
调制单元(14)，用于根据所选调制方案来调制发送数据；
发送方案选择单元(11)，用于根据所选调制方案，选择第一发送权重和第二发送权重之一，其中所述第一发送权重用于形成发送方向性，以使发送无线电波的波束对准期望的另一无线电设备的方向，并使发送无线电波的零点对准干扰电波的方向，而所述第二发送权重用于形成发送方向性，以使期望的另一无线电设备处的接收功率最大化；
发送权重产生单元(102)，用于如果选择所述第一发送权重，则根据所述自适应阵列接收处理单元(101)的接收处理结果或所述接收响应向量，来产生所述第一发送权重，而如果选择所述第二发送权重，则根据所述接收响应向量来产生所述第二发送权重；
发送权重处理单元(103)，用于根据所调制的发送数据和所产生的发送权重，产生具有所述发送方向性的阵列发送数据；
发送单元(17A-17D)，用于将所述阵列发送数据转换为发送信号；
其中，如果所选调制方案的级数小于预定值，则所述发送方案选择单元(11)选择所述第一发送权重，而如果所选调制方案的级数等于或大于所述预定值，则所述发送方案选择单元(11)选择所述第二发送权重。
2.一种使用多个天线(1A-1D)来接收和发送信号的无线电设备，包括：
自适应阵列接收处理单元(101)，用于通过自适应阵列处理，对所述多个天线(1A-1D)所接收的接收信号执行接收处理；
接收响应向量产生单元(9)，用于根据所述多个天线(1A-1D)所接收的接收信号，产生接收响应向量；
调制方案选择单元(10)，用于选择调制方案；
调制单元(14)，用于根据所选调制方案来调制发送数据；
发送方案选择单元(11)，用于根据所选调制方案，选择第一发送权重和第二发送权重之一，其中所述第一发送权重用于形成发送方向性，以使发送无线电波的波束对准期望的另一无线电设备的方向，并使发送无线电波的零点对准干扰电波的方向，而所述第二发送权重用于形成发送方向性，以使期望的另一无线电设备处的接收功率最大化；
发送权重产生单元(102)，用于如果选择所述第一发送权重，则根据所述自适应阵列接收处理单元(101)的接收处理结果或所述接收响应向量，来产生所述第一发送权重，而如果选择所述第二发送权重，则根据所述接收响应向量来产生所述第二发送权重；
发送权重处理单元(103)，用于根据所调制的发送数据和所产生的发送权重，产生具有所述发送方向性的阵列发送数据；
发送单元(17A-17D)，用于将所述阵列发送数据转换为发送信号；
纠错编码单元(19)，用于对所述发送数据执行纠错编码处理，其中所述调制单元(14)根据所选调制方案，对经过了所述纠错编码处理的发送数据进行调制，以及
所述发送方案选择单元(11)根据所述纠错编码处理的编码率和所述调制方案选择单元(10)所选的调制方案，选择所述第一发送权重和所述第二发送权重之一，
其中，如果所述编码率小于预定编码率，或者所述编码率等于或大于所述预定编码率但是所选调制方案的级数小于预定级数，则所述发送方案选择单元(11)选择所述第一发送权重，而如果所述编码率等于或大于所述预定编码率并且所选调制方案的级数等于或大于所述预定级数，则所述发送方案选择单元(11)选择所述第二发送权重。
3.一种使用多个天线(1A-1D)来接收和发送信号的无线电设备中的发送控制方法，包括：
自适应阵列接收处理步骤，用于通过自适应阵列处理，对所述多个天线(1A-1D)所接收的接收信号执行接收处理；
接收响应向量产生步骤，用于根据所述多个天线(1A-1D)所接收的接收信号，产生接收响应向量；
调制方案选择步骤，用于选择调制方案；
调制步骤，用于根据所选调制方案来调制发送数据；
发送方案选择步骤，用于根据所选调制方案，选择第一发送权重和第二发送权重之一，其中所述第一发送权重用于形成发送方向性，以使发送无线电波的波束对准期望的另一无线电设备的方向，并使发送无线电波的零点对准干扰电波的方向，而所述第二发送权重用于形成发送方向性，以使期望的另一无线电设备处的接收功率最大化；
发送权重产生步骤，用于如果选择所述第一发送权重，则根据所述自适应阵列接收处理步骤的接收处理结果或所述接收响应向量，来产生所述第一发送权重，而如果选择所述第二发送权重，则根据所述接收响应向量来产生所述第二发送权重；
发送权重处理步骤，用于根据所调制的发送数据和所产生的发送权重，产生具有所述发送方向性的阵列发送数据；
其中，在所述发送方案选择步骤处，如果所选调制方案的级数小于预定值，则选择所述第一发送权重，而如果所选调制方案的级数等于或大于所述预定值，则选择所述第二发送权重。
4.一种使用多个天线(1A-1D)来接收和发送信号的无线电设备中的发送控制方法，包括：
自适应阵列接收处理步骤，用于通过自适应阵列处理，对所述多个天线(1A-1D)所接收的接收信号执行接收处理；
接收响应向量产生步骤，用于根据所述多个天线(1A-1D)所接收的接收信号，产生接收响应向量；
调制方案选择步骤，用于选择调制方案；
调制步骤，用于根据所选调制方案来调制发送数据；
发送方案选择步骤，用于根据所选调制方案，选择第一发送权重和第二发送权重之一，其中所述第一发送权重用于形成发送方向性，以使发送无线电波的波束对准期望的另一无线电设备的方向，并使发送无线电波的零点对准干扰电波的方向，而所述第二发送权重用于形成发送方向性，以使期望的另一无线电设备处的接收功率最大化；
发送权重产生步骤，用于如果选择所述第一发送权重，则根据所述自适应阵列接收处理步骤的接收处理结果或所述接收响应向量，来产生所述第一发送权重，而如果选择所述第二发送权重，则根据所述接收响应向量来产生所述第二发送权重；
发送权重处理步骤，用于根据所调制的发送数据和所产生的发送权重，产生具有所述发送方向性的阵列发送数据；
纠错编码步骤，用于对所述发送数据执行纠错编码处理，其中
在所述调制步骤处，根据所选调制方案，对经过了所述纠错编码处理的发送数据进行调制，以及
在所述发送方案选择步骤处，根据所述纠错编码处理的编码率和所述调制方案选择步骤所选的调制方案，选择所述第一发送权重和所述第二发送权重之一，
其中，在所述发送方案选择步骤处，如果所述编码率小于预定编码率，或者所述编码率等于或大于所述预定编码率但是所选调制方案的级数小于预定级数，则选择所述第一发送权重，而如果所述编码率等于或大于所述预定编码率并且所选调制方案的级数等于或大于所述预定级数，则选择所述第二发送权重。
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