CN101154979A - 无线通信装置 - Google Patents

无线通信装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101154979A
CN101154979A CNA2007100791188A CN200710079118A CN101154979A CN 101154979 A CN101154979 A CN 101154979A CN A2007100791188 A CNA2007100791188 A CN A2007100791188A CN 200710079118 A CN200710079118 A CN 200710079118A CN 101154979 A CN101154979 A CN 101154979A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase difference
signal
communication device
antenna
adaptive array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007100791188A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101154979B (zh
Inventor
中村正
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of CN101154979A publication Critical patent/CN101154979A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101154979B publication Critical patent/CN101154979B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842Weighted combining
    • H04B7/086Weighted combining using weights depending on external parameters, e.g. direction of arrival [DOA], predetermined weights or beamforming
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S3/00Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received
    • G01S3/02Direction-finders for determining the direction from which infrasonic, sonic, ultrasonic, or electromagnetic waves, or particle emission, not having a directional significance, are being received using radio waves
    • G01S3/14Systems for determining direction or deviation from predetermined direction
    • G01S3/46Systems for determining direction or deviation from predetermined direction using antennas spaced apart and measuring phase or time difference between signals therefrom, i.e. path-difference systems
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/267Phased-array testing or checking devices
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B17/00Monitoring; Testing
    • H04B17/20Monitoring; Testing of receivers
    • H04B17/21Monitoring; Testing of receivers for calibration; for correcting measurements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本发明提供无线通信装置。该无线通信装置能够减小电路规模以及功耗。该无线通信装置包括天线阵列、自适应阵列搜索器以及数据解调器。所述自适应阵列搜索器检测天线间的相位差并估计接收的无线电波的到达方向。所述数据解调器对由天线接收的无线电信号进行解调。所述自适应阵列搜索器与通过对所述无线通信装置中的天线通道之间引起的相位差进行校正来执行校准的校准器共用部分电路,由此在其中并入校准功能。

Description

无线通信装置
技术领域
本发明涉及无线通信装置,更具体地涉及使用自适应阵列天线来执行无线通信的无线通信装置。
背景技术
因为使用DS-CDMA(直接扩频码分多址)技术的数字蜂窝无线通信系统被认为是能够进行无线多媒体通信的下一代移动通信系统,所以积极推行了对这种系统的开发。
在普通的无线通信系统中,预计到用户容量的增加或小区半径的扩大而引入了自适应阵列天线系统。自适应阵列天线系统是其中将多个天线排列为使得它们的方向性可以响应于电磁环境的变化而动态改变的系统。
图7例示了自适应阵列天线系统的示意性结构。所例示的自适应阵列天线系统是示出了其基本接收操作的模型,并且图中仅示出了说明该系统所必需的元件。
自适应阵列天线系统10包括天线分支(antenna branch)10-1到10-4以及数据解调器1c。天线分支10-1到10-4分别包括天线1-1到1-4、模拟放大器10b-1到10b-4、以及A/D转换器10c-1到10c-4。数据解调器1c包括乘法器11-1到11-4、加法器12、以及加权系数设置单元1c-1。
天线1-1到1-4接收无线电信号,然后分别利用模拟放大器10b-1到10b-4对其进行放大,并且A/D转换器10c-1到10c-4将相应的经放大模拟信号转换为数字信号d1到d4(图中略去了各个分支中的其他元件,例如变频器)。
加权系数设置单元1c-1根据设置信息A来确定加权系数,乘法器11-1到11-4将来自A/D转换器10c-1到10c-4的输出信号d1到d4分别乘以加权系数设置单元1c-1所设置的加权系数W1到W4。加法器12将这四个加权信号相加,并输出所得到的信号。
假设天线1-1到1-4按到达角Φ接收无线电信号。在这种情况下,如果使用天线1-1作为基准天线来设置相位面,则由于路径差,所以天线1-2到1-4分别按相位差λ、2λ和3λ接收无线电信号(相邻天线间的相位差为λ)。
对于连接到天线1-2的乘法器11-2,加权系数设置单元1c-1生成将相位旋转λ的加权系数W2,并将系数W2发送到乘法器11-2,使得乘法器11-2将信号d2乘以加权系数W2以校正相位差λ。同样,对于连接到天线1-3的乘法器11-3,加权系数设置单元1c-1生成将相位旋转2λ的加权系数W3,并将系数W3发送到乘法器11-3。由此,乘法器11-3将信号d3乘以加权系数W3以校正相位差2λ。此外,对于连接到天线1-4的乘法器11-4,加权系数设置单元1c-1生成将相位旋转3λ的加权系数W4,并将系数W4发送到乘法器11-4,于是乘法器11-4将信号d4乘以加权系数W4以校正相位差3λ。
使用相应的加权系数的乘法使得可以消除天线1-1到1-4之间的全部相位差λ,使得乘法器11-1到11-4能够输出彼此同相的信号。加法器12将同相信号相加,使得可以进行高增益的信号接收。
在无线电信号到达天线1-1到1-4之后,如上所述,对无线电信号进行模拟放大、A/D转换等。用于执行这些功能的非线性电路元件具有各自不同的特性,并且这些特性响应于温度或其他环境条件的变化以及时间的流逝而改变。因此,天线分支10-1到10-4的相位特性(相位旋转)并不严格相同,而是彼此不同。
因此,天线分支10-1到10-4包含其固有的相移,如果不去除这些相移,则无法完全消除相位差,使得不可能精确地执行同相相加。
因此,必须执行校准(calibration)来检测并去除系统中的天线分支之间的相位特性的变化。用于执行这种校准的电路称为校准器。校准器对各个天线分支的相移进行校正,从而在数据解调器1c中可以精确地对天线输出进行加权。
作为常规的自适应阵列天线技术,提出了如下一种技术:其中执行波束形成来生成多个波束的延迟分布(profile),并基于这些延迟分布来检测路径,由此即使在天线元件数增加的情况下也使电路规模最小(例如,未审日本特开2003-283404号公报(第[0022]到[0029]段,图1))。
在自适应阵列天线系统中,在自适应地控制阵列天线的波束方向性的情况下执行波束形成,以使得将窄波束导向期望通信站。
当将信号从配备有自适应阵列天线的基站发送到终端时,基站按照使得波束方向性在根据从终端发送的UL(上行链路)信号估计的DoA(到达方向)上最高的方式来执行DL(下行链路)波束形成。用于在DL波束形成时估计到达方向(到达角)的电路称作自适应阵列搜索器。
因此,自适应阵列天线系统设置有校准器的功能和自适应阵列搜索器的功能。然而,在常规系统中,尽管校准器电路和自适应阵列搜索器电路包括可以共享的等效功能块,但校准器电路和自适应阵列搜索器电路是分开安装的,并且等效电路元件同时工作,这导致电路规模以及功耗增大的问题。
发明内容
鉴于上述情况做出本发明,本发明的目的在于提供一种无线通信装置,其中,校准器和自适应阵列搜索器两者共同的功能块由两者共用,从而使得可以减小电路规模和功耗。
为了实现这一目的,提供了一种使用自适应阵列天线来执行无线通信的无线通信装置。该无线通信装置包括由多个天线构成的阵列、以及用于检测天线间的相位差并估计接收的无线电波的到达方向的自适应阵列搜索器,其中,所述自适应阵列搜索器与通过对在所述无线通信装置中的多个天线通道之间引起的相位差进行校正来执行校准的校准器共用部分电路。
根据下面结合附图进行的描述,本发明的以上和其他目的、特征以及优点将变得明显,附图通过示例的方式例示了本发明的优选实施例。
附图说明
图1例示了无线通信装置的原理。
图2示出了校准器及其外围部件的电路结构。
图3示出了自适应阵列搜索器的电路结构。
图4示出了无线通信装置的电路结构。
图5示出了DoA信息选择器的结构。
图6示出了另一DoA信息选择器的结构。
图7示出了自适应阵列天线系统的示意性结构。
具体实施方式
下面将参照附图来描述本发明的优选实施例,在所有附图中用类似的标号表示类似的部件。图1例示了无线通信装置的原理。无线通信装置1包括天线1-1到1-n的阵列、自适应阵列搜索器1a以及数据解调器1c。
自适应阵列搜索器1a检测天线1-1到1-n之间的相位差,并估计接收的无线电波的到达方向。数据解调器1c包括加权系数设置单元1c-1。加权系数设置单元1c-1设置用于对相应的天线1-1到1-n的输出进行加权的加权系数,以使得数据解调器1c可以对天线1-1到1-n接收到的接收数据(用户数据)进行解调。
自适应阵列搜索器1a与校准器1b共用部分电路,校准器1b通过对无线通信装置中的天线通道(意思相当于上述的天线分支)之间引起的相位差进行校正来执行校准。因此,自适应阵列搜索器1a中并入有校准功能(稍后将参照图4来描述电路结构的详情)。
下面描述作为独立功能单元的校准器的电路结构和操作。图2示出了校准器及其外围部件的电路结构。校准器3通过接收器23-1到23-4与基准信号耦合器20相连接。基准信号耦合器20包括基准信号分配器(功率分配器)21和方向性耦合器22-1到22-4。
校准器3包括基准信号发生器31、乘法器32-1到32-4、匹配滤波器33a到33d、合成器34、乘法器35a到35c、校准定时计算器36、同步定时确定器37、缓冲器38以及平均单元39。
基准信号发生器31输出用作校准基础的基准信号。对于该基准信号,使用扩频信号(PN(伪噪声)码)。基准信号分配器21将接收到的基准信号的功率分为四个基准信号,将这四个基准信号发送到相应的方向性耦合器22-1到22-4。
方向性耦合器22-1使得基准信号可以被引入到连接到天线1-1的线路L1,并将基准信号输出到接收器23-1。类似地,方向性耦合器22-2到22-4使得基准信号分别可以进入连接到天线1-2到1-4的线路L2到L4,并将基准信号输出到相应的接收器23-2到23-4。
输入到各个方向性耦合器22-1到22-4的基准信号是扩频信号,因此对于天线1-1到1-4接收的无线电信号来说是非常小的噪声。因此,如果通过方向性耦合器22-1到22-4将基准信号与来自天线1-1到1-4的无线电信号相耦合,则基准信号不会影响后续处理,允许在操作期间执行校准。
接收器23-1到23-4接收基准信号并将接收到的信号发送到相应的乘法器32-1到32-4。将来自乘法器32-1到32-4中的每一个的输出信号一分为二,将一个发送到图3中示出的自适应阵列搜索器,而将另一个发送到匹配滤波器33a到33d中的对应匹配滤波器。
响应于从同步定时确定器37输出的校准定时信号tc,匹配滤波器33a到33d分别获取相应天线通道的基准信号与已知基准信号模式之间的同步,并输出解调信号(基准信号延迟分布)a1到a4。合成器34合成解调信号a1到a4,并提供合成信号作为其输出。
在接收到合成信号时,校准定时计算器36计算在固定区间内该合成信号的功率最高处(其峰值处)的定时(对应于基准信号的解扩频定时)。当向其提供了校准定时计算器36计算出的定时时,同步定时确定器37生成用于确定在基准信号延迟分布中具有最高峰值的定时的基准信号的校准定时信号tc,并将信号tc发送到匹配滤波器33a到33d以用于对基准信号的码元同步。
乘法器35a将解调信号a1和a2相乘在一起以获得表示天线1-1和1-2的通道的相位特性之间的相位差的乘积信号m2,并将信号m2发送到缓冲器38。乘法器35b将解调信号a2和a3相乘在一起以获得表示天线1-2和1-3的通道的相位特性之间的相位差的乘积信号m3,并将信号m3发送到缓冲器38。乘法器35c将解调信号a3和a4相乘在一起以获得表示天线1-3和1-4的通道的相位特性之间的相位差的乘积信号m4,并将信号m4发送到缓冲器38。
平均单元39对经由缓冲器38提供到其的乘积信号m2到m4进行平均,并生成用于校准的加权系数wc2到wc4。将加权系数wc2、wc3和wc4分别发送到乘法器32-2、32-3和32-4。
乘法器32-2将用户数据乘以加权系数wc2来校正由天线1-2的通道中的电路元件引起的相位差。乘法器32-3将用户数据乘以加权系数wc3来校正由天线1-3的通道中的电路元件引起的相位差。乘法器32-4将用户数据乘以加权系数wc4来校正由天线1-4的通道中的电路元件引起的相位差。
在所例示的示例中,使用天线通道1-1的相位作为基准相位。具体来说,使得天线1-2到1-4的相位与天线1-1的相位一致,从而去除天线通道之间的相位差。因此,不对乘法器32-1应用用于相位差校正的加权系数wc1(对于天线1-1不进行相位旋转)。
下面描述作为独立功能单元的自适应阵列搜索器的电路结构和操作。图3示出了自适应阵列搜索器的电路结构。自适应阵列搜索器4包括匹配滤波器4-1到4-4、定时计算控制器40、DoA(到达方向)计算器50以及解调器接口60。
定时计算控制器40包括缓冲器41、乘法器42-1到42-4、同相合成器43以及定时计算器44。DoA计算器50包括乘法器51a到51c、同相合成器52、DoA信息生成器53、DoA分布存储器54、DoA/加权系数转换器55以及DoA信息选择器56。
向自适应阵列搜索器4提供已通过前级的校准器3消除了天线通道之间的相位差的用户数据;因此,自适应阵列搜索器4可以简单地基于天线之间实际出现的相位差来估计DoA。为了估计DoA,仅仅需要检测天线之间的相位差(例如,在图7中,检测天线之间的相位差λ等同于估计到达方向(到达角Φ))。
通过将接收到的用户数据与已知的数据模式相匹配,匹配滤波器4-1到4-4计算用户数据延迟分布的瞬时值,以生成用户数据解调信号b1到b4。将解调信号b1到b4各自一分为二,将一个发送到定时计算控制器40中的缓冲器41,而将另一个发送到DoA计算器50中的乘法器51a到51c中的对应乘法器。
乘法器51a将解调信号b1和b2相乘在一起,并输出天线1-1和1-2之间的相位差λ1。乘法器5 1b将解调信号b2和b3相乘在一起,并输出天线1-2和1-3之间的相位差λ2。乘法器51c将解调信号b3和b4相乘在一起,并输出天线1-3和1-4之间的相位差λ3。
同相合成器52将相位差λ1到λ3彼此同相地合成,并输出单个相位差信号。相邻天线之间的三个相位差λ1到λ3理想地取同一值λ。然而实际上,这些相位差由于噪声等而包含误差,因此,通过同相合成器52将这些相位差合成为单个相位差信号。
DoA信息生成器53对在一个码元区间内导出的n个相位差信号(λ1到λn)进行平均,以生成与接收到的数据的一个码元相对应的DoA信息。DoA分布存储器54存储DoA信息。DoA/加权系数转换器55将DoA信息转换为加权系数。
缓冲器41存储通过匹配滤波器4-1到4-4解调的解调信号b1到b4。在生成了与解调信号b1到b4相对应的DoA信息并随后将其存储在DoA分布存储器54中之后,从缓冲器41中读取解调信号b1到b4。乘法器42-1到42-4分别将从缓冲器41输出的信号乘以从DoA/加权系数转换器55接收到的加权系数,并输出所得到的乘积信号。同相合成器43将乘积信号彼此同相地合成并输出合成信号。定时计算器44检测合成信号的功率达到其峰值的定时(对应于用户数据的解扩频定时),并将所得到的用户数据定时信号td提供给解调器接口60和DoA信息选择器56。
DoA信息选择器56在从DoA分布存储器54接收到的DoA信息中选择与用户数据定时信号td的定时相匹配的DoA信息,并将所选择的DoA信息D1发送到解调器接口60。在接收到用户数据定时信号td和所选择的DoA信息D1(更具体地说,表示天线之间的相位差λ的信息)时,解调器接口60将信号td和信息D1发送到后级的图1所示的数据解调器1c。由于用户数据定时信号td表示用户数据的解扩频定时,所以数据解调器1c可以在该定时对接收到的用户数据进行解调。此外,加权系数设置单元1c-1可以基于所选择的DoA信息D1(λ)来计算加权系数。
下面描述本发明的无线通信装置1的电路结构和操作,其中图2中示出的校准器3并入于图3中示出的自适应阵列搜索器4中。图4示出了无线通信装置1的电路结构。
无线通信装置1包括天线1-1到1-4、基准信号耦合器20、接收器23-1到23-4、自适应阵列搜索器1a以及数据解调器1c。自适应阵列搜索器1a包括基准信号发生器31、匹配滤波器c0-1到c0-4、乘法器32-1到32-4、定时计算控制器40、DoA计算器50、解调器接口60、选择器70、同步控制器71以及校准控制器1b-1。
定时计算控制器40由缓冲器41、乘法器42-1到42-4、同相合成器c2以及定时计算器c3构成。DoA计算器50由乘法器c1-1到c1-3、同相合成器52、DoA信息生成器53、DoA分布存储器54、DoA/加权系数转换器55以及DoA信息选择器56构成。校准控制器1b-1包括校准加权信息生成器3a、缓冲器38以及平均单元39。
由图2中示出的校准器3和图3中示出的自适应阵列搜索器4共用的主要电路块是匹配滤波器c0-1到c0-4、乘法器c1-1到c1-3(相位差检测器)、同相合成器c2以及定时计算器c3。
现在将描述对无线通信装置1的校准。基准信号发生器31输出用作校准基础的基准信号(扩频信号)。基准信号耦合器20将接收到的基准信号的功率分为数量上与天线1-1到1-4相对应的四个基准信号,并使得这些基准信号通过其中包括的方向性耦合器进入相应的线路L1到L4。
接收器23-1到23-4分别接收基准信号并将接收到的信号发送到匹配滤波器c0-1到c0-4。匹配滤波器c0-1到c0-4获取相应天线通道的基准信号与已知的基准信号模式之间的同步,以生成解调的基准信号(基准信号延迟分布),将解调的基准信号发送到相应的乘法器32-1到32-4。将来自乘法器32-1到32-4的输出信号各自一分为二,将一个发送到定时计算控制器40的缓冲器41,而将另一个发送到DoA计算器50中的乘法器c1-1到c1-3中的对应乘法器。
然后经由乘法器42-1到42-4将从乘法器32-1到32-4输出到缓冲器41的信号发送到同相合成器c2。同相合成器c2对多个解调基准信号进行合成并输出所得到的合成信号。
当向其提供了合成信号时,定时计算器c3计算在固定区间内合成信号的功率最高处(其峰值处)的定时(对应于基准信号的解扩频定时),并将所得到的基准定时信号tc发送到校准加权信息生成器3a。
另一方面,乘法器c1-1将从乘法器32-1和32-2输出的解调基准信号相乘,并将所得到的乘积信号(其表示天线1-1和1-2的通道的相位特性之间的相位差)发送到缓冲器38。乘法器c1-2将从乘法器32-2和32-3输出的解调基准信号相乘,并将所得到的乘积信号(其表示天线1-2和1-3的通道的相位特性之间的相位差)发送到缓冲器38。乘法器c1-3将从乘法器32-3和32-4输出的解调基准信号相乘,并将所得到的乘积信号(其表示天线1-3和1-4的通道的相位特性之间的相位差)发送到缓冲器38。
响应于从定时计算器c3输出的基准定时信号tc,校准加权信息生成器3a基于接收到的乘积信号生成校准加权信息(校准加权系数Wc),并将所生成的信息发送到DoA信息选择器56。同样,响应于基准定时信号tc,校准加权信息生成器3a将从缓冲器38接收到的乘积信号发送到平均单元39。
在接收到响应于基准定时信号tc从校准加权信息生成器3a发送的乘积信号时,平均单元39对乘积信号进行平均,并生成校准加权系数wc2到wc4。将加权系数wc2发送到乘法器32-2,将加权系数wc3发送到乘法器32-3,并将加权系数wc4发送到乘法器32-4。
乘法器32-2将用户数据乘以加权系数wc2来校正由天线1-2的通道中的电路元件引起的相位差。乘法器32-3将用户数据乘以加权系数wc3来校正由天线1-3的通道中的电路元件引起的相位差。乘法器32-4将用户数据乘以加权系数wc4来校正由天线1-4的通道中的电路元件引起的相位差。
在所例示的示例中,使用天线通道1-1的相位作为基准相位。具体来说,使得天线通道1-2到1-4的相位与天线通道1-1的相位一致,从而去除天线通道之间的相位差。因此,不对乘法器32-1应用用于相位差校正的加权系数。
现在将描述无线通信装置1进行的DoA估计。接收器23-1到23-4使得天线1-1到1-4接收到的无线电信号经历放大、下变频等,并将所得到的信号作为用户数据提供给相应的匹配滤波器c0-1到c0-4。
通过将该用户数据与已知的数据模式相匹配,匹配滤波器c0-1到c0-4计算用户数据延迟分布的瞬时值,以生成用户数据解调信号(解调用户信号)。将解调用户信号发送到相应的乘法器32-1到32-4,并在其输出段将其各自一分为二,将一个发送到定时计算控制器40中的缓冲器41,而将另一个发送到DoA计算器50中的乘法器c1-1到c1-3中的对应乘法器。
乘法器c1-1将从乘法器32-1和32-2输出的解调用户信号相乘,并输出天线1-1和1-2之间的相位差λ1。乘法器c1-2将从乘法器32-2和32-3输出的解调用户信号相乘,并输出天线1-2和1-3之间的相位差λ2。乘法器c1-3将从乘法器32-3和32-4输出的解调用户信号相乘,并输出天线1-3和1-4之间的相位差λ3。
同相合成器52将相位差λ1到λ3彼此同相地合成,并输出单个相位差信号。三个相位差λ1到λ3理想地取为相同值λ。然而实际上,相位差由于噪声等而包含误差,因此,通过同相合成器52将这些相位差合成为单个相位差信号。
DoA信息生成器53对在一个码元区间内导出的相位差信号进行平均,并生成与接收到的数据的一个码元区间相对应的多项DoA信息。DoA分布存储器54存储DoA信息。DoA/加权系数转换器55将DoA信息转换为加权系数。
缓冲器41存储通过匹配滤波器c0-1到c0-4解调的解调用户信号。在生成了与解调用户信号相对应的DoA信息并随后将其存储在DoA分布存储器54中之后,从缓冲器41输出解调用户信号。
同步控制器71(可以由校准器3的同步定时确定器37来实现)响应于从主机发送给其的外部信号(未示出),生成用于切换校准与DoA估计之间的操作的同步定时信号t1,并将生成的信号t1发送到选择器70。在接收到来自同步控制器71的同步定时信号t1时,选择器70将从DoA/加权系数转换器55接收到的加权系数发送到乘法器42-1到42-4。
乘法器42-1到42-4分别将从缓冲器41输出的信号乘以经由选择器70从DoA/加权系数转换器55接收到的加权系数,并输出所得到的乘积信号。同相合成器c2将乘积信号彼此同相地合成并输出合成信号。定时计算器c3检测合成信号的功率处于峰值的定时(对应于用户数据的解扩频定时),并将检测到的定时作为用户数据定时信号td提供给解调器接口60和DoA信息选择器56。
DoA信息选择器56在从DoA分布存储器54接收到的DoA信息中选择与用户数据定时信号td的定时相匹配的DoA信息,并将所选择的DoA信息D1发送到解调器接口60。在接收到用户数据定时信号td和所选择的DoA信息D1(更具体地说,表示天线之间的相位差λ的信息)时,解调器接口60生成设置信息A(稍后将参照图5和图6来描述设置信息A的内容),并将所生成的信息A发送到数据解调器1c。由于用户数据定时信号td表示用户数据的解扩频定时,所以数据解调器1c可以在该定时对接收到的用户数据进行解调。此外,加权系数设置单元1c-1可以基于所选择的DoA信息D1(λ)来计算加权系数。
尽管图4中未示出,但是数据解调器1c还接收从接收器23-1到23-4输出的用户数据(对应于图7中的信号d1到d4)。根据设置信息A,数据解调器1c中的加权系数设置单元1c-1对用户数据(即,天线输出)进行加权。
现在将参照图5来描述DoA信息选择器56的结构。如图所示,DoA信息选择器56-1包括内部选择器56a。内部选择器56a接收从定时计算器c3输出的用户数据定时信号(用户数据的解扩频定时信息)td以及从DoA分布存储器54输出的DoA信息,并将与用户数据定时信号td的定时相匹配的DoA信息作为所选择DoA信息D1发送到解调器接口60。此外,DoA信息选择器接收从校准加权信息生成器3a输出的校准加权系数Wc,并将其传送到解调器接口60。
在经由解调器接口60接收到设置信息A(所选择DoA信息D1+校准加权系数Wc)时,如图7所示,数据解调器1c中的加权系数设置单元1c-1计算用于校正天线1-1到1-4之间的相位差的加权系数W1到W4,并将加权系数W1到W4发送到相应的乘法器11-1到11-4以校正天线之间的相位差。
图6示出了另一DoA信息选择器的结构。DoA信息选择器56-2包括内部选择器56a和乘法器56b。内部选择器56a接收从定时计算器c3输出的用户数据定时信号(用户数据的解扩频定时信息)td以及从DoA分布存储器54输出的DoA信息,并输出与用户数据定时信号的定时相匹配的DoA信息作为所选择DoA信息D1。
乘法器56b将所选择DoA信息D1乘以从校准加权信息生成器3a输出的校准加权系数Wc,以生成用于校正天线之间的校准后相位差的加权系数W1到W4,并将计算出的加权系数发送到解调器接口60。
在经由解调器接口60接收到作为设置信息A的加权系数W1到W4时,如图7所示,数据解调器1c中的加权系数设置单元1c-1将加权系数W1到W4发送到相应的乘法器11-1到11-4,以校正天线1-1到1-4之间的相位差。按照这种方式,可以按照如下方式来构造无线通信装置:由自适应阵列搜索器1a来执行直到对用于校正天线1-1到1-4之间的相位差的加权系数的计算,并且仅将计算结果发送到数据解调器1c。
在本发明的无线通信装置中,用于估计接收的无线电波的到达方向的自适应阵列搜索器与用于对无线通信装置中的天线通道之间引起的相位差进行校正的校准器共用部分电路,由此其中并入了校准功能。由于校准器和自适应阵列搜索器共用等效的功能块,所以可以减小电路规模以及功耗。
认为以上描述仅仅例示了本发明的原理。此外,由于对本领域技术人员来说很容易进行多种修改和变化,所以并不希望将本发明限于所示出和所描述的确切结构和应用,因此,可以认为所有适当的修改和等同物都落入所附权利要求书及其等同物所述的本发明的范围之内。

Claims (6)

1.一种无线通信装置,该无线通信装置使用自适应阵列天线来执行无线通信,所述无线通信装置包括:
由多个天线构成的阵列;和
自适应阵列搜索器,用于检测所述多个天线间的相位差并估计接收的无线电波的到达方向,
其中,所述自适应阵列搜索器与通过对所述无线通信装置中的多个天线通道之间引起的相位差进行校正来执行校准的校准器共用部分电路。
2.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中,所述自适应阵列搜索器包括匹配滤波器,所述匹配滤波器既执行估计到达方向所必需的对接收信号的解调,又执行校准所必需的对基准信号的解调。
3.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中,所述自适应阵列搜索器包括相位差检测器,所述相位差检测器既执行估计到达方向所必需的对所述多个天线间的相位差的检测,又执行校准所必需的对基准信号的相位差的检测。
4.根据权利要求1所述的无线通信装置,其中,所述自适应阵列搜索器包括同相合成器和定时计算器,并且
所述同相合成器和所述定时计算器执行以下两个处理:
估计到达方向所必需的第一处理,该第一处理包括以下步骤:对由所述匹配滤波器解调的接收信号进行同相合成,并且基于通过该同相合成而获得的信号来计算用户数据的解扩频定时;以及
校准所必需的第二处理,该第二处理包括以下步骤:对由所述匹配滤波器解调的基准信号进行同相合成,并且基于通过该同相合成而获得的信号来计算所述基准信号的解扩频定时。
5.根据权利要求1所述的无线通信装置,该无线通信装置进一步包括加权系数设置单元,所述加权系数设置单元用于设置用来对所述多个天线的相应输出进行加权的加权系数,其中,所述自适应阵列搜索器生成与接收信号的解扩频定时同步的到达方向信息,基于所述到达方向信息以及通过校准导出的用于校正所述无线通信装置中的所述多个天线通道间的相位差的相位差校正量来计算加权系数,并将计算出的加权系数发送到所述加权系数设置单元。
6.一种自适应阵列搜索器,该自适应阵列搜索器用于检测多个天线间的相位差并估计接收的无线电波的到达方向,所述自适应阵列搜索器包括:
匹配滤波器,用于既执行对接收到的用户数据的解调又执行对基准信号的解调,所述基准信号是通过对无线通信装置中的多个天线通道间引起的相位差进行校正来执行校准所必需的,并且用作校正的基础;和
相位差检测器,用于既执行对所述多个天线间的相位差的检测,又执行对所述基准信号的相位差的检测。
CN2007100791188A 2006-09-29 2007-02-13 无线通信装置 Expired - Fee Related CN101154979B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006266178A JP5186748B2 (ja) 2006-09-29 2006-09-29 無線通信装置および無線通信方法
JP2006-266178 2006-09-29
JP2006266178 2006-09-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101154979A true CN101154979A (zh) 2008-04-02
CN101154979B CN101154979B (zh) 2011-06-15

Family

ID=38736029

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007100791188A Expired - Fee Related CN101154979B (zh) 2006-09-29 2007-02-13 无线通信装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8019285B2 (zh)
EP (1) EP1906554B1 (zh)
JP (1) JP5186748B2 (zh)
CN (1) CN101154979B (zh)
DE (1) DE602007009913D1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102959796A (zh) * 2012-08-29 2013-03-06 华为技术有限公司 模块化天线装置及其配置方法
CN103765785A (zh) * 2011-08-30 2014-04-30 英特尔公司 组合所接收无线通信信号的装置、系统和方法
CN107258074A (zh) * 2014-12-19 2017-10-17 中兴通讯股份有限公司 高效输出功率合成的数字微波无线电系统
CN108363038A (zh) * 2017-01-27 2018-08-03 松下知识产权经营株式会社 定位传感器、传感器以及方法

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7876864B2 (en) * 2007-05-03 2011-01-25 Motorola, Inc. Method and device for enhancing signal detection in a frequency selective fading channel
KR20100092940A (ko) * 2007-11-28 2010-08-23 한양대학교 산학협력단 에스디알 시스템을 위한 다중 안테나 부시스템의 구조
JP5146138B2 (ja) * 2008-06-19 2013-02-20 富士通株式会社 無線通信装置および送信ビーム制御方法
JP5519132B2 (ja) * 2008-07-28 2014-06-11 株式会社デンソー レーダ装置
US8358716B2 (en) * 2009-03-06 2013-01-22 Massachusetts Institute Of Technology Method and apparatus for synchronizing a wireless communication system
US8441966B2 (en) * 2010-03-31 2013-05-14 Ubidyne Inc. Active antenna array and method for calibration of receive paths in said array
US8340612B2 (en) 2010-03-31 2012-12-25 Ubidyne, Inc. Active antenna array and method for calibration of the active antenna array
US8311166B2 (en) 2010-03-31 2012-11-13 Ubidyne, Inc. Active antenna array and method for calibration of the active antenna array
US8264406B2 (en) * 2010-04-14 2012-09-11 Motorola Mobility Llc Manifold calibration for a communication system
ES2746900T3 (es) 2010-10-06 2020-03-09 Univ Hanyang Ind Univ Coop Found Dispositivo terminal de radio de definición por software de antena inteligente y procedimiento para distribuir e instalar una aplicación de terminal de radio de definición por software
SG189297A1 (en) * 2010-10-21 2013-05-31 Locata Corp Method and apparatus for forming a remote beam
JP5736545B2 (ja) * 2011-08-02 2015-06-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 フェイズドアレーアンテナのブランチ間補正装置及びフェイズドアレーアンテナのブランチ間補正方法
EP2741430B1 (en) 2011-08-02 2018-12-26 Panasonic Corporation Phased array transmission device
US8994581B1 (en) 2012-09-25 2015-03-31 Adam Brown Direction of arrival (DOA) estimation using multiple offset receive channels
RU2540126C1 (ru) * 2013-09-25 2015-02-10 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации Способ пространственного мониторинга источников электромагнитного излучения
CN105684320B (zh) * 2013-11-08 2021-03-19 瑞典爱立信有限公司 带有内部并行天线校准的无线电单元
RU2551355C1 (ru) * 2013-12-30 2015-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Способ определения координат источника радиоизлучения
US10056685B2 (en) * 2014-03-06 2018-08-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Antenna array self-calibration
EP3145093B1 (en) * 2014-05-12 2019-02-13 Mitsubishi Electric Corporation Calibration device
JP6264204B2 (ja) * 2014-06-17 2018-01-24 富士通株式会社 通信装置及び位相調整方法
JP2016167781A (ja) * 2015-03-10 2016-09-15 富士通株式会社 無線通信装置及び無線通信装置の制御方法
JP2017212594A (ja) * 2016-05-25 2017-11-30 富士通株式会社 無線通信装置及びキャリブレーション方法
US10775510B2 (en) * 2016-06-06 2020-09-15 Brian G. Agee Blind despreading of civil GNSS signals for resilient PNT applications
WO2019046823A1 (en) * 2017-08-31 2019-03-07 Chaos Prime, Inc. HIGH PSK SIGNALING TECHNIQUES (HOPS) FOR LOW POWER SPREAD SPECTRUM COMMUNICATIONS

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IL100213A (en) * 1990-12-07 1995-03-30 Qualcomm Inc Mikrata Kedma phone system and its antenna distribution system
FI105515B (fi) * 1995-05-24 2000-08-31 Nokia Networks Oy Menetelmä kanavanvaihdon nopeuttamiseksi sekä solukkoradiojärjestelmä
US6275543B1 (en) * 1996-10-11 2001-08-14 Arraycomm, Inc. Method for reference signal generation in the presence of frequency offsets in a communications station with spatial processing
CN1108037C (zh) * 1997-03-18 2003-05-07 松下电器产业株式会社 阵列天线无线电接收装置的校准装置和校准方法
JP3369466B2 (ja) * 1997-03-18 2003-01-20 松下電器産業株式会社 アレーアンテナ無線受信装置のキャリブレーション装置
US20030186725A1 (en) 1997-03-18 2003-10-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Calibration apparatus for array antenna radio receiving apparatus
JPH10336149A (ja) * 1997-05-28 1998-12-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd アレーアンテナ無線cdma通信装置
BR9812816A (pt) * 1997-09-15 2000-08-08 Adaptive Telecom Inc Processos para comunicação sem fio, e para eficientemente determinar na estação base um canal espacial da unidade móvel em um sistema de comunicação sem fio, e, estação base de cdma
US6037898A (en) * 1997-10-10 2000-03-14 Arraycomm, Inc. Method and apparatus for calibrating radio frequency base stations using antenna arrays
JPH11251959A (ja) * 1998-03-05 1999-09-17 Fujitsu Ltd 干渉キャンセラ装置及び無線通信装置
JP3406831B2 (ja) * 1998-03-19 2003-05-19 富士通株式会社 無線基地局のアレーアンテナシステム
WO2000031823A1 (fr) * 1998-11-19 2000-06-02 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Antenne reseau adaptative
JP2000295152A (ja) * 1999-04-01 2000-10-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd アレーアンテナ無線通信装置
JP3251261B2 (ja) * 1999-04-21 2002-01-28 エヌイーシーモバイリング株式会社 Cdma受信装置
US6236839B1 (en) * 1999-09-10 2001-05-22 Utstarcom, Inc. Method and apparatus for calibrating a smart antenna array
GB2354403B (en) * 1999-09-16 2004-02-11 Ericsson Telefon Ab L M Communication systems
US6370182B2 (en) * 2000-02-10 2002-04-09 Itt Manufacturing Enterprises, Inc. Integrated beamforming/rake/mud CDMA receiver architecture
WO2001067627A1 (fr) 2000-03-06 2001-09-13 Fujitsu Limited Recepteur amcr et detecteur d'un tel recepteur
JP3520026B2 (ja) * 2000-04-03 2004-04-19 三洋電機株式会社 無線基地局、その制御方法およびプログラム記録媒体
JP3424659B2 (ja) 2000-06-02 2003-07-07 日本電気株式会社 マルチビーム受信装置
JP3580495B2 (ja) * 2000-08-25 2004-10-20 日本電気株式会社 適応アンテナ受信装置
US7062294B1 (en) * 2000-09-29 2006-06-13 Arraycomm, Llc. Downlink transmission in a wireless data communication system having a base station with a smart antenna system
US7006797B1 (en) * 2001-05-21 2006-02-28 Counter Technologies, Llc Coherence frequency determining system and associated radio apparatus
JP2003218621A (ja) * 2002-01-21 2003-07-31 Nec Corp アレーアンテナの校正装置及び校正方法
JP4086574B2 (ja) * 2002-04-12 2008-05-14 松下電器産業株式会社 パスサーチ回路、無線受信装置及び無線送信装置
JP3895228B2 (ja) * 2002-05-07 2007-03-22 松下電器産業株式会社 無線通信装置および到来方向推定方法
JP3856126B2 (ja) * 2002-05-21 2006-12-13 日本電気株式会社 パスタイミング検出方法、パスタイミング検出装置及び適応アレーアンテナシステム
JP2003338804A (ja) * 2002-05-22 2003-11-28 Nec Corp パスサーチ装置及び方法並びにそれを用いたアレイアンテナ受信装置
CN1784840B (zh) * 2003-03-04 2010-12-29 日本电气株式会社 具有极佳初始方向波束接收质量的自适应天线接收设备
US7308286B2 (en) * 2003-11-20 2007-12-11 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Multi-dimensional joint searcher and channel estimators
JP4329594B2 (ja) * 2004-03-30 2009-09-09 富士通株式会社 アレーアンテナ無線通信装置およびそのパスタイミング検出方法
JP4524147B2 (ja) * 2004-06-30 2010-08-11 京セラ株式会社 通信装置、キャリブレーション方法及びプログラム
JP4528208B2 (ja) * 2005-06-10 2010-08-18 富士通株式会社 アレイアンテナの校正装置及び校正方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103765785A (zh) * 2011-08-30 2014-04-30 英特尔公司 组合所接收无线通信信号的装置、系统和方法
US8964914B2 (en) 2011-08-30 2015-02-24 Intel Corporation Device, system and method of combining received wireless communication signals
CN103765785B (zh) * 2011-08-30 2016-03-16 英特尔公司 组合所接收无线通信信号的装置、系统和方法
CN102959796A (zh) * 2012-08-29 2013-03-06 华为技术有限公司 模块化天线装置及其配置方法
CN102959796B (zh) * 2012-08-29 2015-04-08 华为技术有限公司 模块化天线装置及其配置方法
CN107258074A (zh) * 2014-12-19 2017-10-17 中兴通讯股份有限公司 高效输出功率合成的数字微波无线电系统
CN108363038A (zh) * 2017-01-27 2018-08-03 松下知识产权经营株式会社 定位传感器、传感器以及方法
CN108363038B (zh) * 2017-01-27 2022-12-09 松下知识产权经营株式会社 定位传感器、传感器以及方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1906554A3 (en) 2009-06-17
US20080079634A1 (en) 2008-04-03
EP1906554B1 (en) 2010-10-20
DE602007009913D1 (de) 2010-12-02
US8019285B2 (en) 2011-09-13
JP5186748B2 (ja) 2013-04-24
EP1906554A2 (en) 2008-04-02
JP2008085926A (ja) 2008-04-10
CN101154979B (zh) 2011-06-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101154979B (zh) 无线通信装置
EP0920743B1 (en) Symbol-matched filter having a low silicon and power requirement
US7010023B1 (en) Path search circuit for simultaneously performing antenna directivity control and path search
US20040162021A1 (en) Transmitting deversity system
JP4744965B2 (ja) 無線通信装置
JP2001345747A (ja) マルチビーム受信装置
AU2001244693B2 (en) Radio
CN102904707A (zh) 用于无线电通信系统的训练序列传输方法
WO1999050965A1 (fr) Recepteur radio et procede de reception
JPH1146180A (ja) アレーアンテナ無線受信装置のキャリブレーション装置
JP4358686B2 (ja) フェージング周波数推定装置およびその推定方法
EP0887946B1 (en) Synchronous capture circuit for code division multiple access communication
JP2002176384A (ja) 受信機
CN100444531C (zh) 接收装置
EP1164710B1 (en) Spread spectrum receiver and spread spectrum receiving method
CN100495935C (zh) 干扰消除方法和装置
JP5446343B2 (ja) アレイアンテナ通信装置およびその制御方法ならびにプログラム
WO2000060698A1 (fr) Radioemetteur et procede de reglage de la directivite d'emission
WO2002054627A1 (fr) Appareil radio, programme et procede de detection de permutation
US20020176487A1 (en) Fading pitch measuring apparatus, fading pitch measuring method and portable information terminal using them
JPH0832548A (ja) 同期追従方法
JP3794617B2 (ja) Cdma移動通信方式における移動局のセルサーチ方法、並びに、cdma移動通信システム
US20050083898A1 (en) Communication control apparatus, and CDMA communication system using the same
US6400757B1 (en) Symbol-matched filter having a low silicon and power management
JP2002111561A (ja) 無線受信システム

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110615

Termination date: 20180213