CN101563812A - 对于多个同步发射机波动传输图案以支持接收机处的信号分离 - Google Patents

Abstract

一种通信系统，包括固定的发射机和移动无线通信设备。该固定的发射机发射由符号构成的特征集合所定义的源信号。特征集合中的至少一个符号以不同的功率等级发射，从而发射的源信号以线性独立的功率等级时间周期出现。移动无线通信设备使用该线性独立功率等级时间周期来构建用于信号分离处理的混合矩阵。

Description

对于多个同步发射机波动传输图案以支持接收机处的信号分离

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及使用信号分离技术从混合的源信号中分离出期望的源信号。

背景技术

源信号分离涉及从复合信号中恢复出源信号，其中复合信号包括源信号的混合。源信号分离包括例如盲信号分离(BSS)。这种分离是“盲目的”，是因为经常在很有限的关于信号、信号的源以及传播信道对信号的影响的信息下执行分离。

熟悉的例子是“鸡尾酒会”效应，晚会上的人能将单一的声音从房间内所有声音的混合中分离开。盲源分离尤其适用于蜂窝和个人无线通信设备，其中很多频带由于很多经常共存在同一频谱上的无线频率发射机变得很混乱。同信道发射机的问题近年来随着诸如蓝牙和其他个人局域网这样的低功率、无证的无线技术的发展变得越来越严重。

三种经常使用的盲信号分离技术是主成分分析(PCA)、独立成分分析(ICA)和奇异值分解(SVD)。PCA涉及源信号的第一和第二矩统计，并且在当源信号的信噪比较高时使用。否则，使用涉及源信号的第三和第四矩统计跟随的PCA处理的ICA。可选地，SVD可以基于其特征值用来将源信号从混合的源信号中分离。

不考虑所应用的盲信号分离技术如何，多个传感器用来接收来自各种信号源的不同的源信号的混合。每一个传感器输出源信号的混合，该混合是源信号的唯一的和。一般地，信道系数和原始源信号对接收机来说是不可知的。信号的唯一和是用来构成混合矩阵的。合适的盲信号分离技术然后被应用于混合矩阵，以用于从混合的源信号中分离出期望的源信号。

例如，美国专利号为6,799,170公开了使用ICA从混合的源信号中分离出独立源信号。多个传感器接收混合的源信号，并且处理器基于时间获取混合的源信号的采样，并且将采样存储为数据向量来建立数据集合。每一个传感器输出混合的源信号，其为源信号的唯一和。ICA模块执行数据向量的独立成分分析，以将独立源信号与混合的源信号的其他信号分离开。

传感器在空间上彼此分离，并且处理器产生用于每一个各自的传感器的仅一个数据向量来建立数据集合。170号专利还公开传感器的个数N等于或者大于用于构成数据集合源的个数M(即N≥M)。这种实施方式的问题是当源的个数M增加时，传感器的个数M也得增加。小型的便携式通信设备有很少可用的空间用于大量的传感器N，并且将传感器安装在通信设备的外部对用户而言是个问题。

美国专利号6,931,362公开了另一种使用盲信号分离来分离信号的方法。所公开的盲信号分离技术形成了具有混合矩阵束自适应阵列权重的混合矩阵，以用于最小化由于干扰发射机和高斯噪声引起的均方差。混合权重最大化信号与干扰加噪声比。如170号专利，传感器也是在空间上彼此分开的，并且传感器的个数N等于或者大于用于构成混合矩阵源的个数M。并且，每一个传感器提供单一的输入给混合矩阵，从而导致了用于便携式通信设备的较大空间区域。

因此混合矩阵的秩决定了实际上能分离多少个信号。秩越大，能分离的信号就越多。多路径信号是有利的，因为能被用来构建混合矩阵，只要多路径信号在一些可测量的特性方面是独立的。当单一数据传输碰到将该传输分割成多个传输的障碍物，其中每一个经过不同的路径至目的接收机时，就出现多路径。

但是，多路径信号中的符号可以是时移的，从而当信号到达目的接收机时，它们能够消除或者干扰其他的接收到的符号。可替换地，甚至在信号源和目的接收机之间不存在多路径。因此，目的接收机接收到的这些情况下的线性独立信号和的个数不足够来构成信号分离的混合矩阵。

发明内容

考虑到前述的背景技术，因此本发明的目的是产生线性独立信号和，从而目的接收机能构建混合矩阵至足够用于信号分离处理的秩的大小。

本发明的这个和其他的目的、特征和优点是通过在同一时间发射的至少J个移动无线通信设备的通信系统来提供的，其中J≥2。每个移动无线通信设备发射由包括多个符号的各自的特征集合定义的源信号，并且各自的特征集合中的至少一个符号以不同的功率等级发射，从而从所述至少J个移动无线通信设备发射的源信号在至少L₁至L_j个线性独立功率等级时间周期中出现，其中L_j≥1并且至少一个L_j＞1。

因此，在本文中使用的术语“波动(undulation)”是指有变化的增益的发射图案轮廓线，可以显示或者不显示对称程度。这是通过以不同功率等级发送的特征集合中的至少一个符号来完成的，从而发射的源信号以每L个线性独立功率等级时间周期出现。

固定通信设备，用于分离由M个信号源提供的源信号，其中M≥2，并且所述J个移动无线通信设备在包括多达(L₁*…*L_J)个线性独立功率等级时间周期中提供M个源信号中的J个。所述固定通信设备包括：天线阵列，包括N个天线单元，用于接收M个源信号的至少N个不同和，其中N≥1。接收机，与所述天线阵列连接，用于接收M个源信号的至少N个不同和。

信号分离处理器，与所述接收机连接，用于形成包括所述M个源信号的至少N个不同和的混合矩阵，该混合矩阵具有等于至少(L₁*…*L_J)的秩。所述信号分离处理器用于从混合矩阵中分离出期望的源信号。

发射机从单一的源信号产生L个线性独立功率等级时间周期的结果是，建立信号的多个功率等级转换，从而在接收机接收到多个信号和的相应个数可用来构成用于信号分离的混合矩阵。

在创建线性独立功率等级时间周期的过程中，特征集合中的每一个符号的幅度可以是常数，至少两个符号在不同的功率等级上发射。

至少一个固定的发射机可以为基站的一部份，从而通信系统被配置为蜂窝网络。

所述通信系统还可包括与至少一个固定的发射机相关的至少一个固定的接收机，并且其中所述无线通信设备还可包括移动发射机，用于在不同功率等级上传输特征集合中的至少一个符号过程中，通过至少一个固定的接收机提供反馈给至少一个固定的发射机。反馈可包括功率等级的调整，和传输在不同功率等级上的特征集合中的符号序列。

所述信号分离处理器可以包括盲信号分离处理器，并且基于主成分分析(PCA)、独立成分分析(ICA)和奇异值分析(SVD)中的一者从混合矩阵中分离出期望的源信号。可替换地，信号分离处理器可根据基于知识的处理信号提取过程而从混合矩阵中分离出期望的源信号。

接收机处的天线阵列可以被配置成不同的天线配置。天线单元可包括相干和/或不相干的天线单元，其中每一个单元提供对混合矩阵的单一输入。可替换地，一部分天线单元可具有不同的极性，以用于构建混合矩阵。

可对天线配置进行增强，从而收集源信号的额外或替换的和来进一步地构建混合矩阵。阵列偏差可用在天线图案的仰角被改变以接收源信号的额外的和的过程中。

可以执行路径选择，从而用来构建混合矩阵A的源信号的所有和具有合适的相关性(第一和第二矩)和/或统计(第三和第四矩)独立的值。换而言之，入射信号被可选地选择来接收源信号的新的和以用于以合适方式来替代不相干和/或统计上独立的和。

执行信号分离来进一步地构建混合矩阵。不同的和信号可使用扩展代码来分割。如果和信号具有k个扩展代码，那么可处理特定的和信号来提供k个与其相关的和信号。不同的和信号还可以分为同相(I)和正交(Q)分量来进一步地构建混合矩阵。因此，I和Q分量充当用于混合矩阵的2倍乘法器。

本发明的另一个方面一种用于操作上述通信系统的方法。

附图说明

图1是根据本发明的典型的操作场景的框图，其中通信设备从各自的信号源中接收期望的和非期望的信号；

图2是图1中的通信设备的更为详细的框图；

图3是根据本发明用于建立用于混合矩阵的源信号的线性独立和的不同方法的路径图；

图4是根据本发明被配置成切换波束天线的天线阵列的框图；

图5是根据本发明被配置成相控阵列的天线阵列的框图；

图6是根据本发明被配置成极性天线单元的天线阵列的框图；

图7是示出根据本发明的三极使用的三维图；

图8是根据本发明的具有天线阵列的通信设备的框图，该天线阵列包括包括相干的和不相干的天线单元，用于提供盲信号分离处理的信号的不同和；

图9是根据本发明的基于天线偏振工作的通信设备的框图，天线偏振用于提供盲信号分离处理的信号的不同和；

图10是根据本发明的具有仰角控制器的切换波束天线的框图，所述仰角控制器用于选择性地改变天线图案的仰角；

图11是示出了在方位方向上的天线图案的天线图，并且该天线图案在仰角方向上响应图9所示的仰角控制器旋转；

图12是根据本发明的具有形成在水平平面上的RF扼流圈的天线单元的框图，所述RF扼流圈用于在仰角方向上旋转天线图案；

图13是根据本发明的基于路径选择的操作的通信设备的框图，用于盲信号分离处理提供信号的不同和；

图14是根据本发明的基于扩频码工作的通信设备的框图，用于盲信号分离处理的提供信号的额外和；

图15是根据本发明的用于盲信号分离处理的提供信号的额外和的同相和正交信号分量上操作的通信设备的框图；

图16是图15所示的连接到天线单元的同相和正交模块的更为详细的框图；

图17是根据本发明的接收波形发射图案的接收机的示意图；

图18是根据本发明的有范围的但并不选择的接收波形发射图案的接收机的示意图；

图19是根据本发明的接收有范围的旋转的发射图案和无范围的和旋转的发射图案的接收机的示意图；

图20是根据本发明的通信系统的示意图，其中在接收机从固定的传输点在基础设备位置上接收到的线性独立功率等级时间周期；

图21是图20中示出的接收机所知的时序中波动的发射图案轮廓线图；

图22是根据本发明的通信系统的框图，其中波动图案是用来支持发射给相同的接入点的多个发射机；

图23是根据本发明的时间线其中当变化的参数保持用于4个序列码片的常数时符号周期具有12个偏振。

具体实施方式

本发明将会在本文中参见附图更为完整的描述，其中示出了本发明的优选的实施方式。但是本发明可以以很多不同的方式中来具体化，并且不应该限制在此描述的实施方式中解释的。而且，提供这些实施方式使得本发明将会彻底的且完整的公开，并且将会全部地将本发明的范围传达给本领域技术人员。相似的标号是指相似的部件，并且主要符号被用来指示可选实施方式中相似的部件。

在通信网络中，有用于特定通信设备的源信号，并且有用于操作在相同的频带内的其他通信设备的源信号。当源信号碰到能将其分成多个源信号的障碍，每一个采用不同的路径到达目的接收机时，发生多路径。还存在一些噪声源，其能产生不用于通信但也可被通信设备接收到的信号。

为了便于解码源信号，盲信号分离被用来将通信设备接收到的信号分离。如上所述的，术语“盲”是指在一个理想情况下，信号能在缺少任何关于信号本质或者关于由于信号和通信信道之间的相互作用出现转换的知识的情况下被转换。在实际实施中，经常开拓任何可用的知识。在该情况下，信号分离是半盲的。

盲信号分离的三个通用技术是主成分分析(PCA)、独立成分分析(ICA)和奇异值分解(SVD)。只要信号在一些测量特征方面是独立的，并且如果它们的信号和是彼此线性独立的，一个或者多个这些盲信号分离技术可以被用来从混合源信号中分离出独立的或者期望的源信号。可测量的特征经常是信号的第一、第二、第三和第四矩的某些组合。

PCA白信号使用第一和第二矩，并且基于相干特性旋转数据集合。如果源信号的信噪比较高时，信号分离过程可以由PCA停止。

如果源信号的信噪比较低，则ICA基于涉及源信号的第三和第四矩的统计属性来分离源信号。当源信号是高斯信号时，源信号的第三和第四矩取决于第一和第二矩，并且ICA能够分离一个高斯信号。作为ICA和PCA的替换，SVD基于源信号的特征值而从混合的源信号中分离出源信号。

作为盲信号分离处理的替换，信号分离处理可以根据基于知识的处理信号提取过程。基于知识的信号分离过程基于迫零(ZF)处理和最小均方估计(MMSE)处理中的至少一者而从混合的源信号中分离出期望的源信号。

典型的场景如图1中所示，其中多个信号源20发射源信号22。源信号22基于与每个各自的信号源20相关的产生的天线波束24的方向发射。多个信号源20包括第一个信号源20(1)至第M个信号源20(M)。同样，各个源信号被指定为22(1)-22(M)，并且相应的天线束被指定为24(1)-24(M)。更多直接的实施是经常使用在通信网路中全方向天线图案或者定向天线图案。

用于通信设备30的天线阵列32接收来自信号源20的源信号22的线性合并(混合)。如果源信号22通过两个或多个路径到达天线阵列32，则源信号22然后变为周知的多路径信号。多路径的原因包括大气导向、电离层反射和折射，和诸如山和建造物这样的陆地物体的反射和折射。

天线阵列32包括多个天线单元34，每一天线单元提供来自信号源20的源信号22的至少一个线性组合(混合)。天线单元34包括第一个天线单元34(1)至第N个天线单元34(N)。

接收到的源信号22(1)-22(M)初始地形成混合矩阵36。通信设备30使用盲信号分离技术来确定用于分离混合矩阵中的源信号的分离矩阵38。分离的信号是由标号39表示。

通信设备30在缺少对接收到的源信号的特性的知识的情况下，通过对接收到的源信号的集合或组合进行采样来同时提取天线阵列32接收到的混合源信号。每一个天线单元34的输出被模拟为源信号22的和在与信道的脉冲响应已经正交后即信号源20和输出和天线单元34输出之间的传播路径加上额外的高斯噪声。

参见图2将会更为详细的讨论用于分离由M个信号源20(1)-20(M)提供的源信号的通信设备30。天线单元34包括N个天线单元34(1)-34(N)，用于接收M个源信号的至少N个不同和，N和M都大于1。天线阵列32并不限于任何特定的配置。天线阵列32可包括一个或多个天线单元34。天线单元34可被配置成使得天线阵列32形成例如相控阵列或者切换波束天线，将会在以下更为详细的讨论。

收发机40被连接到天线阵列32的下游，用于接收M个源信号22的至少N个不同和。处理器42位于收发机40的下游。尽管处理器42示出是与收发机40分开的，处理器还可以被包括在收发机中。收发机40接收到的M个源信号22的不同和被用来构建混合矩阵36。混合矩阵36然后通过处理器42中的一个或多个盲信号分离处理模块44、46和48来处理。

盲信号分离处理模块包括PCA模块44、ICA模块46和SVD模块48。这些模块44、46和48可以被配置为盲信号分离处理器49的一部分。PCA模块44基于接收到的源信号的不同和的第一和第二矩来工作，其中ICA模块46基于相同的信号的第三和第四矩工作。SVD模块48基于接收到的源信号的不同和的特征值来执行信号分离。

PCA模块44初始执行的相干性处理确定了用于源信号的不同和的初始分离矩阵38(1)，并且ICA模块46然后确定用于分离混合矩阵36中的源信号的增强型分离矩阵38(2)。如果信号由SVD模块48分离，还确定分离矩阵38(3)来分离混合矩阵36中接收到的源信号的不同和。

来自每一个各自的分离矩阵38(1)-38(3)的分离后的信号由参考数字39表示。分离后的信号39然后由信号分析模块50进行信号分析来确定哪一个信号是关注的，而哪一个信号是干扰源。依赖应用处理模块52处理从信号分析模块50输出的信号。

关于哪个信号是关注的判定不总是涉及待解码的最后信号。例如，应用程序可以要求识别干扰源，并且将它们从接收到的源信号的不同和中减去，然后将减少的信号反馈给波形解码器。在这种情况下，关注的信号是那些最终将被拒绝的信号。

反馈给PCA模块44的信息是信号X_j的唯一的和。假定观察到M个独立分量的N个线性混合X₁、……X_N。

x₁(t)＝a₁₁s₁(t)+…a_1ks_k(t)+…a_1Ms_M(t)

：

x_j(t)＝a_j1s₁(t)+…a_jks_k(t)+…a_jMs_M(t)

：

x_N(t)＝a_N1s₁(t)+…a_Nks_k(t)+…a_NMs_M(t)

一般来说，信道系数a_jk和原始信号s_k对收发机40来说是未知的。在矩阵符号中，上述等式的集合可简单写成x＝As，其中A是混合矩阵。统计模型x＝As还被认为是ICA模型。传统技术试图找到信道的反转：s＝A^-1x。

ICA模块46确定分离矩阵W，并且y＝W(As)＝Wx。向量y是缩放比例变化的未知阶数中的s的子集。如果所有的信号没有分离，更多的普通方式是y＝W(As)+Wn＝Wx+Wn，其中额外的n是由于未识别源的残留噪声。

ICA模型是生成模型，是指描述观察到的数据是如何通过混合分量s_k的处理来生成的。独立分量是潜在的变量，是指它们不能被直接观察到。混合矩阵A还被假定为未知的。所有这些观察到的是随机向量x，并且A和s是基于x估计的。

ICA的起始点(starting point)是假定分量s_k统计上独立。并且，假定独立分量s_k至多有一个具有高斯分布。具有高斯分布限制的那一个信号是由于高斯信号的第三矩是0，并且第四矩在高斯信号中是不能区分的。

为了简单起见，未知的混合矩阵A假定是方阵。因此，独立分量的个数等于观察到的混合的个数。但是这个假定有时可放松。只要信号s_k在一些可测量的特征上是统计上独立的，就能确定分离矩阵W。

混合矩阵A的秩决定了多少信号能实际上分离。例如，具有秩为4的混合矩阵是指4个源信号能被分离。理想地，混合矩阵A的秩应当至少等于信号源M的个数。秩越大，越多的信号能被分离。当源信号的个数M增加时，需要的天线单元的个数N也增加。在背景技术部分讨论的170和362号专利都公开了天线单元的个数N等于或者大于信号源的个数M，即N≥M，否则不同于盲信号分离的技术被用来分离信号。

用于建立信号的线性独立和的工业标准是使用N个不相干的传感器，即传感器在空间上彼此隔开至少一个波长。波长是基于通信设备30的工作频率。N个传感器在空间上不相干，但是在极性和角度上相干。N个不相干的传感器提供N个线性独立信号的和，其中每一个传感器提供混合矩阵A的单一入口。

参考图3首先描述用于建立混合矩阵A的源信号的线性独立和的不同方法的路径图或略图。在详细介绍后，每一个方式将会在下面更为详细的讨论。

路径图的第一部分描述了能对用于生成线性独立信号和的通信链路的发射机侧进行增强，从而目的接收机能够构建其混合矩阵使其秩的大小足够用于信号分离处理。方框90表示移动通信设备，并且方框92表示在基础设备位置的发射机。这些方框反馈到RF信道(方框94)中，RF信道顺次提供RF信号到路径图的下个部分，即天线接收机配置。

在路经图的第二部分中，方框100表示不相干传感器，其中每个传感器提供单一输入至混合矩阵A。方框102表示相干天线阵列，其中阵列提供多个输入来构建混合矩阵A。方框104还表示天线阵列，其中天线单元的部分是相干的，并且天线单元具有不同的极性来构建混合矩阵A。传感器的不同组合和方框100、102和104编址的天线阵列可以合并为方框106，来进一步构建方框116中的混合矩阵。

路径图的第三部分对在第二部分提供的天线接收机配置的进行增强。进行增强从而源信号的额外或者替换和被收集来进一步地构建混合矩阵A。方框108涉及阵列偏转，其中改变天线图案的仰角来接收源信号的额外的和。方框106中的任何一个组合可用在阵列偏转方框108中。

在方框110中，执行路径选择从而用来构建混合矩阵A的所有的源信号的和相干(第一和第二矩)和/或统计(第三和第四矩)独立。换而言之，选择性的选择入射信号来接收源信号的新和以替代不相干和/或统计独立的和。方框110可以由方框106和108中的任何一个组合来反馈。方框108和110可以直接反馈给混合矩阵方框116。

路径图的第四部分描述信号分裂来进一步构建方框116中的混合矩阵。例如，方框112使用扩频代码分裂不同的和信号。如果和信号具有k个扩频代码，则特定的和信号可被处理以提供k个相关的和信号。扩频代码可以与方框106、108和110的输出组合应用。方框114将不同的和信号分解成同相(I)和正交(Q)分量，来进一步构建混合矩阵。I和Q分量因此充当用于混合矩阵的2路乘法器，并且可以与方框106、108、110和112的输出进行组合应用。

路径图的最后部分是形成在方框116中的混合矩阵A。如路径图所示出的，混合矩阵A可以与源信号的不同和基于任何一个上述描述的方框构建。在第二部分中天线阵列配置的优点为紧凑的天线阵列可以形成来构建混合矩阵A。在第三和第四部分中的天线阵列配置的优点是N个天线单元可以被用来构建M个或者更多源信号和的混合矩阵，其中N小于源信号的个数M。

考虑到路径图中讨论的天线配置，将会讨论天线阵列包括N个相干天线单元来接收M个源信号的至少N个不同和，N和M都大于1。在一个实施方式中，天线阵列是如图4所示的切换波束天线140。

切换波束天线阵列140生成多个天线图案，包括定向天线图案和全方向天线图案。切换波束天线140包括有源天线单元142和一对无源天线单元144。有源和无源天线单元142和144的实际个数根据目的应用变化。参见美国专利申请号为11/065,752关于切换波束天线阵列的更详细的讨论。该专利申请是受让给本发明的当前受让人，其内容完整结合在此作为参考。

每一个无源天线单元144包括上半部分144a和下半部分144b。无源天线单元144的上半部分144a通过电抗负载148连接地平面146。电抗负载148是可变电抗，通过使用可变二极管、传输线或者开关可从电容性变化为电抗性。通过改变电抗负载148，辐射图案将会改变。由于有两个无源天线单元144，则将形成四个不同的天线图案。

3个天线图案可用来接收信号x_j的唯一和。第四图案是其他三个图案的线性组合，因此不能用作混合矩阵A的输入。因此，使用三个天线单元，信号x_j的三个唯一和被输入混合矩阵A。切换波束天线的优点是使用3个单元142和144，能支持秩为3的混合矩阵。

在另一个实施方式中，天线阵列包括N个相干的有源天线单元，从而天线阵列形成相控阵列160，如图5中所示。相控阵列160包括多个有源天线单元162和连接有源天线单元的多个权重控制部件164。权重控制部件164调整接收到的信号的幅度和/或相位来形成混合波束。

分裂器/合并器166和控制器168被连接到权重控制部件164。参见美国专利号6,473,036关于有源阵列160的更详细的讨论。该专利受让给本发明的受让人，其完整内容结合于此作为参考。

有源单元162的个数支持具有相同秩的混合矩阵A。尽管源的个数M等于有源单元的个数N，即M＝N，但是因为有源单元162在空间和极性上相干，与使用不相干天线单元的传统方法(天线单元在空间上彼此隔开多于一个波长)相比，有源阵列100是紧凑的。

在其他实施方式中，混合矩阵的秩是K，其中K＜N，从而盲信号分离处理器49从混合矩阵中分离出M个源信号中的K个。下面将会更为详细的讨论，N还可以大于M。

在切换波束天线140和相控阵列160中，各自天线单元142、144和162之间的距离被设置成允许有利的前后比。这是因为这些天线阵列的经典使用是来拒绝不想要的信号(即后方式)，并且加强想要的信号(即前方式)。

但是，为了建立混合矩阵，目的是建立不同的信号和。所关注的信号在这种应用中实际上总是低于干扰源，并且仍然是分离的。由于这种严重差异，天线单元之间的距离不需要特定分离。

天线单元能进一步地或者更加靠近，产生带有传统意义上的“坏”前后比的图案，但是仍然适于混合矩阵使用。事实上，这种图案会在盲信号源分离应用中更有用。使用好的前后比的原因需要跟踪信号方向以响应保持位于期望的信号前面和/或在干扰的后面。通过使用具有在不同方向上差异但是仍然有大的增益的图案，不需要信号的这种跟踪。

天线波束可以被定义成如从最大增益点下降3db的点，因此提供在信号方式的至少一个方向中信号丢弃。相似地，天线图案可以被定义为实质上没有从最大增益点下降3db的点，并且在信号方式的任何一个方向中没有信号拒绝。

在许多应用中，这种单元之间的特定距离偏离可以大大地减少所有天线阵列的大小。在其他的应用中，实际上需要来增加单元之间的距离来消除跟踪问题，但是需要获得一定程度的额外信号解相干。

在其他实施方式中，天线阵列180包括N个天线单元来接收M个源信号的至少N个不同和，如图6所示。N个天线单元182a和182b中的至少两个相干，并且具有不同的极性来接收M个源信号的N个不同和的至少两个，N和M都大于1。

阵列180中的其他天线单元184a和184b可以与天线单元182a和182b相干或者不相干。尽管示出了另外一对极性天线单元184a和184b，这些单元可以具有相同的极性。而且，这些单元还可以彼此不相干。

天线单元182a和182b的不同极性可以彼此正交。在其他配置中，天线单元182a和182b包括第三单元182c，从而支持三极性来接收M源信号的3个不同和。

以下的讨论支持使用极性来构建混合矩阵A。三个不同极性的天线单元182a、182b和182c接收三个线性的和独立的信号和。如图7中所示x、y和z轴的定义和关系将会使用。例如，有以下的关系式：

x＝Scos(θ)sin(φ)

y＝Ssin(θ)sin(φ)

z＝Scos(φ)

简单假定是信号具有线性极性，这个信号是线性独立，并且有三个线性天线单元，每一个在正交轴上。例如，天线单元182a在x轴上，天线单元182b在y轴上，并且天线单元182c在z轴上。

通过定位三个线性天线单元182a、182b和182c每一个在正交轴上，可以简化计算。在实际布置中，天线单元182a、182b和182c不需要实际上正交，不需要公共点上相交。取消这种假定将不会使一般结论无效，但是会改变出现秩亏的情况。

以下的定义被应用，其中下面描述的数字与信号1、2和3相关：

S₁，S₂，S₃：入射到天线单元的信号；

θ₁，θ₂，θ₃：信号的X、Y平面E域角；

φ₁，φ₂，φ₃：信号的Z轴E域角；以及

X_x，X_y，X_z：入射到天线单元的信号和的点乘。

因此，向量分量是：

               x                    y                    z

元素“x”：    1                    0                    0

元素“y”：    0                    1                    0

元素“z”：    0                    0                    1

S₁系数：       cos(θ₁)sin(φ₁)     sin(θ₁)sin(φ₁)     cos(φ₁)

S₂系数：       cos(θ₂)sin(φ₂)     sin(θ₂)sin(φ₂)     cos(φ₂)

S₃系数：       cos(θ₃)sin(φ₃)     sin(θ₃)sin(φ₃)     cos(φ₃)

采用每一个天线单元的信号的点乘(X·Y＝x₁x₂+y₁y₂+z₁z₂)来确定单元中累加的相关的E场分量。这些值用来建立混合矩阵：

$\left[\begin{array}{c}{X}_x\\ X_y\\ X_z\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}\cos \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)& \cos \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)& \cos \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\sin ({\mathrm{\φ}}_3\\ \sin \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)& \sin \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)& \sin \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)\\ \cos \left({\mathrm{\φ}}_1\right)& \cos \left({\mathrm{\φ}}_2\right)& \cos \left({\mathrm{\φ}}_3\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{S}_1\\ S_2\\ S_3\end{array}\right]$

其中

$\det \left[\begin{array}{c}{X}_x\\ X_y\\ X_z\end{array}\right]=$

$\cos \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_3\right)+\cos \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_1\right)$

$+\cos \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_2\right)-\cos \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\cos \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)$

$-\cos \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)\cos \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)-\cos \left({\mathrm{\φ}}_3\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)$

$=\cos \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_3\right)+\cos \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)$

$+\sin \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)-\sin \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\cos \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)$

$-\cos \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)-\sin \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_3\right)$

$=\cos \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_3\right)-\sin \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_3\right)$

$+\cos \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)-\sin \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\cos \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)$

$+\sin \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_3\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)$

$=\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_3\right)[\cos \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_2\right)-\sin \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\θ}}_2\right)]$

$+\cos \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)[\cos \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_3\right)-\sin \left({\mathrm{\θ}}_2\right)\cos \left({\mathrm{\θ}}_3\right)]$

$+\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)[\sin \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\θ}}_3\right)-\cos \left({\mathrm{\θ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\θ}}_3\right)]$

$=\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_3\right)\sin ({\mathrm{\θ}}_2-{\mathrm{\θ}}_1)+\cos \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)\sin ({\mathrm{\θ}}_3-{\mathrm{\θ}}_2)$

$+\sin \left({\mathrm{\φ}}_1\right)\cos \left({\mathrm{\φ}}_2\right)\sin \left({\mathrm{\φ}}_3\right)\sin ({\mathrm{\θ}}_1-{\mathrm{\θ}}_3)$

现在将讨论秩亏问题。当确结果定等于零，混合矩阵是秩亏。这将在以下情况下出现：

1)θ₁＝θ₂＝θ₃

“x”和“y”元素从所有的三个信号上接收相同的份额。

2)φ₁     φ₂    φ₃

  0       0      0

  0       0      90°

  0       90°   0

  90°    0      0

  90°    90°   90°

给表格输入的任何一个组合增加180度用于其他的秩亏实例。这些是当信号不是由天线单元的足够的组合独立累加时出现的情况。

3)所有单个和不等于0或1或2，但是：

sin(φ₁)sin(φ₂)cos(φ₃)sin(θ₂-θ₁)

+cos(φ₁)sin(φ₂)sin(φ₃)sin(θ₃-θ₂)

+sin(φ₁)cos(φ₂)sin(φ₃)sin(θ₁-θ₃)＝0

这表明信号之间分离的小型的固定角基本上等于信号的极性，校准的信号但来自阵列的相对端，或者一些其他非常不可能的信号的意外事件导致单元的相同能量等级。

如上所描述的，路径图的部分进行天线配置。上述描述的包括不相干的传感器的天线配置，可以组合成任何一种不同的配置以提供M个源信号的累计的信号给混合矩阵。

参见图8，将会讨论用于分离M个信号源提供的源信号的通信设备200。天线阵列202包括用来接收M个源信号的至少N个不同和的N个天线单元，N和M都大于1。

N个天线单元包括至少一个天线单元204，用于接收M个源信号的N个不同和中的至少一个，以及至少两个相干天线单元206，用于接收M个源信号的N个不同和中的至少两个。两个相干的天线单元206与天线单元204不相干。天线阵列可包括各种组合的额外的天线单元，其中单元为相干、不相干和极性的。

接收机210连接天线阵列202来接收M个源信号的至少N个不同和。盲信号分离处理器212被连接到接收机来形成包括M个源信号的至少N个不同和的混合矩阵214。混合矩阵具有与至少N相等的秩，并且盲信号分离处理器212从混合矩阵A中分离出期望的源信号。

路径图的第三部分对在第二部分中提供的天线配置进行增强。进行增强从而源信号的额外的或者移位和被收集来进一步地构建混合矩阵A。

其中一个增强是涉及阵列偏转，阵列偏转用于接收用于混合矩阵A的信号的额外和，而无需增加额外的天线单元。阵列偏转涉及在方位角和/或仰角方向方面对天线图案进行控制。

使用阵列偏转来分离M个信号源提供的源信号的通信设备240将会参见图9讨论。天线阵列242包括N个天线单元244，用于产生用来接收M个源信号的N个不同和的N个初始天线图案。天线阵列242还包括仰角控制器246，用于选择性的改变N个初始天线图案的至少一个的仰角，来生成至少一个额外的天线图案，从而接收M个源信号的至少一个额外的不同和。

接收机248被连接到天线阵列242，并且使用N个初始线图案来接收M个源信号的N个不同和，并且还使用至少一个额外的天线图案来接收M个源信号的至少一个额外的不同和。

盲信号分离处理器250被连接到接收机248，用于形成包括M个源信号的N个不同和以及M个源信号的至少一个额外不同和的混合矩阵252。混合矩阵具有等于N加上使用额外的天线图案接收到的M个源信号的额外的不同和的个数的秩。处理器250从混合矩阵中分离出期望的信号254。

一般地，提供适用于增加混合矩阵的秩的信号和的任何天线阵列能使用偏转机制。偏转对于每一个天线阵列装置将产生两个不同的混合矩阵可使用的信号和。因此通过使用这个技术对2倍乘法器影响。

如果阵列偏转被分割为与天线关联的K个不同的区域，K个区域的每一个能对混合矩阵提供2个不同的偏转区域和条目。例如，如果天线阵列自身能提供N个总和并且有K个不同的偏转区域，在混合矩阵中信号和的个数可以为2*K*N。

为了示例作用，参见图10，其中如图4中所示的切换波束天线100′已经被修改，从而天线图案可以在仰角向上或者向下翘。尤其，无源天线单元104′的每一个上半部分104a′通过电抗负载108′与地平面106′连接。无源天线单元104′的下半部分104b′也通过电抗负载108′与地平面106′连接。在无源天线单元104′的电抗具有加长或者变短无源天线单元的影响。无源天线单元104′的电长度可以被电感负载加长和电容负载变短。

天线波束根据上半部分104a′的电抗负载108′和下半部分104b′的电抗负载118′的比例在仰角方面上下波动。通过调整比例，天线图案能向上97或者向下99，如图11所示。当天线图案的仰角角度被调整来接收混合信号，至少一个额外的秩被加到混合矩阵A。使用阵列偏转，不需要增加天线单元N的个数能接收更多的用于混合矩阵A的信号。

该特定实施具有单独由电抗118′控制的2个不同的偏转区域。阵列的图案生成能力是3个独立的图案，因此能用来建立混合矩阵的信号和的个数是12(2*2*3)。

参见上述参考美国专利申请号11/065,752，该专利详细地公开了如何调整天线波束。阵列偏转技术可以应用于任何一个上述讨论的天线阵列实施方式，或者与地平面交互作用敏感的任何其它天线阵列。

仰角控制器的另一个实施方式是基于与天线单元274的地平面272连接的可控制的RF扼流圈270，如图12所示。如本领域技术人员所公知的，与天线单元274相关的天线图案通过控制RF扼流圈在仰角方面移动。

用来基于路径选择来分离由M信号源提供的源信号的通信设备300将参见图13进行讨论。这是对在路径图的第二部分中提供的天线配置的另一种增强，以及对上述讨论的阵列偏转的增强。通信设备300包括天线阵列302，其包括用于形成至少N个天线波束来接收M个源信号的至少N个不同和的N个单元304，其中N和M都大于2。

控制器306被连接到天线阵列，用于选择性地形成至少N个天线波束。接收机组件308被连接到天线阵列302来接收M个源信号的至少N个不同和。盲信号分离处理器310被连接到接收机组件308来形成包括M个源信号的至少N个不同和的混合矩阵312。

盲信号分离处理器310还确定如果M个源信号的不同和彼此相干或者统计上独立，并且如果不相干，则与控制器306一起合作形成不同的波束来接收M源信号的新的不同和，以替代在混合矩阵312中不是相干的或者统计上独立的M个源信号的不同和。然后从混合矩阵312中分离出期望的源信号314。

Rake接收机是被设计成计算多路径衰退作用的无线电接收机。其通过使用几个独立的接收机完成计算多路径衰退作用，每一个稍微延时来调谐单独的多路径分量。能通过大多数类型的无线电接入网使用。已经发现对扩频代码类型的调整尤其有用。选择特定的入射信号路径的能力使其使用作改变反馈给盲信号分离处理的路径的装置。

如上描述的选择性的形成N个天线波束可以应用于所有的无线接入网络，本领领域技术人员已知。CDMA系统中，接收机组件308包括N个Rake接收机316。每一个Rake接收机316包括k个手指来选择k个用于其连接的各自的天线单元接收到的M个源信号的N个不同和的每一个的不同的多路径分量。在这种配置中，盲信号分离处理器310连接N个Rake接收机来形成混合矩阵312。混合矩阵312包括M个源信号的至少N个不同和的至少kN个不同的路径分量，并且混合矩阵具有等于kN的秩。

尤其，当传播CDMA波形，经常能碰到从源到目的的多路径。Rake接收机316明确地设计来捕获很多这些单独的实例，并且将其合并来更强的信号解码。当原始信号沿着每一个路径传播时，其性能通过路径的唯一特征修改。在一些环境下，接收到的信号的相干性和/或统计性能的修改将会足够大从而它们能被当作可分开的信号流。修改的Rake接收机316能用来提取每一个修改的流，并且将其当作混合矩阵312的唯一的输入。当这种增加秩的装置不会再存在时，当大量需要时在高多路径环境中可用。

当Rake接收机316采用不同的路径，可应用于任何调制技术的更多的普通方式是波束形成，如图13所示的。这个不同于Rake接收机316是由于波束形成是用于期望的信号增强和期望的信号丢弃。但是差异是丢弃的信号可以实际上用于接收机的丢弃的信号的其他方案。但是，接收机金额igou308需要探测相同信号的很多种特别传播路径，来建立混合矩阵312至足够的秩。

路径图的第四部分提出了信号分离来进一步构建混合矩阵A。在一个方法中，使用扩频代码和信号分离。在另一个方法中，和信号使用同相(I)和正交(Q)模块来分离。

使用扩频代码的信号分离参见图14将会讨论。示出的通信设备400包括包括用于接收M个源信号的至少N个不同和的N个天线单元404的天线阵列402。代码扩展器406连接N个天线单元404来解码M个源信号的至少N个不同和。N各不同和的每一个包括k个代码来提供相关的M个源信号的k个不同和。

接收机组件408连接代码扩展器406来接收M个源信号的至少kN个不同和。盲信号分离处理器410连接接收机组件408莱形成包括M个源信号的至少kN个不同和的混合矩阵412。混合矩阵412具有等于kN的秩。盲信号分离处理器410从混合矩阵412分离期望的源信号414。

按照接收到的信号的调整，上述描述的信号分离可以用来增加混合矩阵A的秩而不需增加天线单元的个数N。CDMA IS-95、CDMA2000和WCDMA是扩频通信系统的例子，其中使用扩频代码。普通的方法是唯一的代码与每一个信号处理来将数据扩展在较大的频带上。

相同的扩展代码与接收到的信号和(期望的信号、非期望得信号和未知的噪声源)一起处理。这将引起期望得信号重新构建回其原始频带上，当干扰源扩展在宽频带上时。

上述列出的CDMA实施实际上具有同时使用相同频带的很多信号流。每一个信号流使用与所有其他信号正交的代码。如果这个条件在解码器端满足，则指仅仅重要的信号需要解扩。如果第k个信号和的代码用来解扩，则接收到的总信号和x_k将会主要由增加的幅度s_k和未改变的或者低值的k-1构成。

在CDMA信号之间进场有相干性，因此干扰信号沿着期望得信号一些重新构建。这是由于单独信号经历的延时，以及信号同时发生的多路径。不期望的一些信号尤其CDMA信号将增加值。不会像期望得信号那样严重的增加，但仍然增加全部的噪声值，并且因此降低信噪比。

解扩信号等式的形式和信号满足用于盲信号分离处理的规则。事实上，如果解扩代码中的一个独自应用于通信设备400接收到的每一个已知的信号，获得独自的和满足ICA模型需求。

因此，有很多可用于已知为代码的混合矩阵行输入，当然假定他们能每一个产生线性独立大值。在正确的环境下，这将允许增加混合矩阵至大于代码个数的值。例如，N个天线单元和M个代码能提供NM个矩阵行。

仅用于示例，3个代码假定已知，并且3个已知代码信号保持正交。在代码扩展器406中，在每一个流已经通过3个已知代码解扩后，混合矩阵A具有每一个由于天线流的上3行和下3行。对角线0值由于代码正交。列输入4，5和6是用于相同索引的未知信号的一般情况。

$\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\\ x_3\\ x_4\\ x_5\\ x_6\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccccc}{a}_{11}& 0& 0& a_{14}& a_{15}& a_{16}\\ 0& a_{22}& 0& a_{24}& a_{25}& a_{26}\\ 0& 0& a_{33}& a_{34}& a_{35}& a_{36}\\ a_{41}& 0& 0& a_{44}& a_{45}& a_{46}\\ 0& a_{52}& 0& a_{54}& a_{55}& a_{56}\\ 0& 0& a_{63}& a_{64}& a_{56}& a_{66}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{s}_1\\ s_2\\ s_3\\ s_4\\ s_5\\ s_6\end{array}\right]$

对应于列4，5和6的信号可以是已知代码的其他路径或者未知代码的其他小区信号。一个信号还可以是高斯，并且其他信号是遵守中心限制理论的CDMA信号组，从而它们像单一高斯信号那样出现。干扰源是非高斯信号源或者网络未知的至多一个高斯信号。

在代码扩展器406中扩展未知的代码，盲信号分离处理其410接收秩为6混合矩阵412。秩为6是基于2个天线单元乘以因子3而获得的，由于3个代码是已知的。

6个信号应用于盲信号分离处理器410，其中形成具有秩为6的混合矩阵412。盲信号分离处理器410从信道修改的仅收到的信号x＝As确定分离矩阵W。如示例性例子中，6个信号可分离。

盲信号分离处理器410选择待解码的信号。例如，干扰源信号丢弃，并且期望得信号的所有都选择。选中的信号应用于解调器模块来解调。解调器使用合并相同信号的多路径的众所周知的均等化技术。

在更多一般的情况下，上面简单示出为0的对角线值可以为非零。当编码的信号之间的相干性能不完美时这将会出现更有用的情况。这将表示额外的噪声对每一个分离的信号。但是，如前所示的矩阵秩足够来分离这些信号，因此在盲信号分离出来后他们的值将大大地减少。这就导致噪声的下降，信噪比的仰角，并且如香农规则所指示的信道容量将增加。

现参见图15，用于增加混合矩阵A的秩的另一个方法无需增加天线单元的个数N是将接收到的混合信号分离成同相(I)和正交分量。RF信号的I和Q分量是那些幅度相同但是相位分开90度的分量。

通信设备500包括天线阵列502，该天线阵列包括N个天线单元504来接收M个源信号的至少N个不同和。各个同相和正交模块506是与每一个天线单元504下游来分离M个源信号的至少N个不同和中的每一个，从而成为同相和正交分量集合。

接收机组件508与每一个同相和正交模块506是下游来接收M个源信号的至少N个不同和的至少N个同相和正交分量集合。盲信号分离处理器510与接收机组件508是下游来形成包括M个源信号的至少2N个不同和的混合矩阵512。每一个同相和正交分量集合提供2个输入至混合矩阵512。混合矩阵512具有等于2N的秩，并且盲信号分离处理器510从混合矩阵512分离期望得源信号514。

天线单元502下游的各自的I和Q模块506中的一个示出在图16中。在天线单元502接收到的混合信号由一对混合器520来分离。I和Q分量通常是用两个同步探测器由转换中频(IF)信号成其他频率范围产生，应用于探测器相同的参考信号90度之外。I和Q信号保留包含在IF信号中的相位信息，从而使得具有正频率的信号不同于具有副频率的信号。

通过将接收到的混合信号分离成I和Q分量，混合矩阵的大小增加因子2。只要I和Q分量用不同的数据流编码，则在任何天线单元接收到的混合的信号可以分成两个不同的混合信号。

在不同的编码调制的情况下需要分析来确定如果I和Q满足线性需求。例如，GSMK编码能假定为线性当和合适的滤波一起使用并且在接收机中处理的如果是BPSK编码。由于BPSK满足盲信号分离处理的需求，能使用I和Q描述的过程。

I和Q分量能与任何一个上述的天线阵列实施例一起使用来构建混合矩阵A。当使用I和Q时，混合矩阵A能构建就像使用2倍天线单元的个数。另一个例子使用带有不相等急性的不相干的2个天线单元(因子2)(因子2*2)，并且与I和Q分量(因子2*2*2)组合从而产生8个独立的混合的信号和。

这种机制还能与天线阵列偏转技术一起使用来建立更多信号的和。这些和中的每一个能顺此分离成I和Q分量。

本发明的另一方面是波动传输图案来支持有效的区域覆盖。回参见图3，本发明的该方面对应于示出的路径图的发射机处理部分中的方框92。来自外部发射机的信号是设备试图通信的位置的干扰器与信号。这个问题主要是通过处理外部信号为随机噪声提出的。只要信噪比保持在特定阈值之上，期望的信号就能解码。问题是设计减少这些问题的通信系统，当使用多个通信路径的优点来最大化效力通信链路和系统的基本容量。

在本文中使用的术语波动涉及有变化增益的图案轮廓线600、602和604，可以显示或者不显示对称的程度，如图17所示。接收机610由单个空间隔开的固定的发射机620、630和640围绕着。关键点是图案轮廓线600、602和604不应该是彼此大小中的非旋转变化，如图18中图案轮廓线650、652和654所示。

几何学中的相似的轮廓线是可用的，只要它们彼此旋转。图19中所示的这三个图案轮廓线660、662和664在几何学中多有都是相似的，并且它们是都可用的，是因为它们具有在每一个方向上不同的增益。当解释相似的图案使用时，并且在一些实施中是最简单的方式来执行图案，图案集合不需要是相似的。所有需要的是集合成员在充当到另一端的信道路径或者通信链路的端部的传输或者接收信号的每一个方向上增益不同。

一般，为了便于查看信号增益轮廓线的一个平面在此示出。涉及的波动能出现在方向、正面或者各方面，即在天线周围的三维形状的平面上。哪一个并且到哪一个程度每一个三维方向是实际扭曲的，并且因此使用的是优点的和物理实施限制的函数。

基础概念是在基础设备位置使用分割的覆盖图案。使用的实际个数个扇形与容量需要和相关的费用因素变化。例如，基站可以分成3个扇形，每一个扇形由发射机支持。

实施可以从单一的扇形变化至任意的大个数。扇形本身可以在方位角或者仰角或者方位角和仰角平面上再细分。使用扇形的关键优点是当波束形成方法时其在链路地另一端消除了跟踪设备的需要。因此将一个扇区的覆盖区域留下是减少至典型的软切换条件。

接收机典型地生成适用于BSS处理的图案变化。相反地，发射机使用技术从而合适的BSS解码器环境至少部分存在。在一些实施中，这是指接收机不需要产生任何一种波动图案。在其他实施中，是指大大地减少波动图案的个数。

一个实施例是在基础结构位置上的一个固定传输点670传输给无线移动通信设备680，如图20中所示。这个实施例提出了当在区域中其他传输源也操作是未知时的条件。传输图案轮廓线682、684和686可以在接收机680已知的时序中波动，如图21所示。

传输图案中的改变可以定时来与传输符号的分割相符。代替无味的视觉移动，改变图案的轮廓线，并且保持每一个时隙上常数。覆盖的区域因此没有大大地变化，并且没有跟踪问题。

接收机将在波形前功率等级由于改变的传输轮廓线中经历变化。因此，BSS矩阵将会在不同的相对增益值构建各种信号流的不同。

尤其，固定的发射机670发射包括多个符号的特征集合定义的源信号，并且特征集合中的至少一个符号是在不同的功率等级发射，从而发射的源信号L线性独立功率等级时间周期出现，其中L≥2。在特征集合中的每一个符号的幅度可以是常数，至少两个符号在不同的功率等级。

当波形在扇形的功率轮廓线上覆盖所有的变化时，简单的实施将会有扇形变化的全部功率等级。辐射图案因此在字相似的数学上保持相同。

当特定基站的所有扇形能应用如上描述的发射机波动时，在一些环境下具有一些子集或者在扇形之间分配的波动等级将会更好。例如，如果接收机从扇形A接收有力的信号，但是扇形B的弱信号，更优于从扇形A波动强信号，并且在较高等级留下弱信号。该实施将会实际独立于那些是期望的信号和干扰的信号。例如，干扰源可以实际上是强信号，但由于最小等级是必要与一些其他设备通信，其等级不能大大地减少。

如果接收到的主要信号都是使用波形信令来自一个或多个发射机，接收机在每一个图案变化中仅仅采样，并且使用结果数据来构建用于BSS处理的矩阵。

如果使用波动信令的混合发射机和其他没有使用的发射机，接收机能使用典型的信号分离技术来解决这些问题。例如使用诸如波束形成和多用户探测的方法。但是BSS方法将会更有用。当实际应用时，接收机能实施图案变形，并且产生足够的额外图案来增加大于待分离的信号的个数之上的BSS矩阵的秩。

例如，用于BSS解码器实施，如果带有三个信号的三个发射图案轮廓线682、684和686由发射机670发送，并且有接收到的两个其他信号，接收机680将需要产生至少两个轮廓线来分离彼此相靠的干扰源。这是小于如果发射机670不产生其本身集合将会需要的三个轮廓线，因此接收机680担负的实施总是减少。

如果发射机670沿着单一路径发送单一流，图案轮廓线集合不需要旋转或者不同的。这是因为在接收机680探测的信号相对于所有其他接收到的信号改变。发射机670因此可以使用用于所有图案的简单功率改变，而不是需要改变轮廓线的形状。如果仅仅一个其他流在接收机680加起来，尽管一个在幅度上是常数，但是BSS处理能够将其分离。这是因为功率抖动源提供需用于其操作的变化。如果接收到多于一个其他的流，会像单一分组的干扰源出现在BSS处理，直到接收机680本身使用其他分离装置或者具有其自己的波动图案产生能力。当有时会出现该场景，不总是实际可用的或者最可靠的。

可以使用在接收图案中的图案发射机。由于多个图案轮廓线的BSS处理是信号分离的较好方法，用来产生发射图案的相同的技术还能用来产生多个接收机值。因此当已经支持传输时BSS接收的费用因子是BSS处理负载。

还可使用用户设备接收机680反馈690给发射机670。当不严格的需要时，来自用户设备接收机680的反馈信息能用来改进链路的所有操作。例如，接收机680能确定到哪一个程度每一个在图案轮廓线中变化提供有用的数据。该信息反馈给发射机670。发射机670然后能调整其操作来改进链路，使用较少的功率或者对其他通信链路引起较少的干扰。一些调整是：哪一个以及在哪个序列中使用每一个图案，并且在符号传输的过程中进行多少变化(即从M到N轮廓线的变化)。每个符号在轮廓线变化中的调整需要来发送给最好性能的接收机。

如本领域中技术人员所理解，发射机670发送的源信号是由包括多个符号的特征集合定义的，并且特征集合中的至少一个符号在不同的功率等级发射，从而发射的源信号出现在L线性独立的功率等级时间周期，L≥2。

当每符号变化在一些应用中实践时，对符号或者多符号基础进行变化更加强。这是因为在符号过程中的改变功率等级可以有符号本身中的不可接收的变化。由于信号分离矩阵通常从多个符号中获得，这是来自接收机处理观点的可接收的实施。

另外一个实施例涉及使用上述描述的方法已知的多个传输点。每一个发射机能够不同的传输功率等级。例如，发射机L₁和发射机L₂能够是L＝3功率等级。功率等级是所有可能的相对的功率等级组合是唯一作为混合矩阵的输入。线性独立和的最大个数将会是L₁*L₂＝3*3＝9。这延伸到J个发射机作为最大个数个唯一相对功率等级＝L₁*...*L_J。

当有更多的源比接收机关心的总数要多时，混合矩阵的秩能超过待分离的源的个数。如果不是矩阵降级的情况，秩将到达实际源的个数。

操作用于多发射机位置实施的接收机基本上相同于单一位置的。不同的在于每一个发射机产生的图案能在接收机计算用来BSS处理。

但是，更多的强操作由于传输参数的特点可以通过接收来自网络的信息获得。例如，轮流需要的图案的个数的矩阵的秩能被调整。当可用时，接收机的图案产生能每信号调整。网络宽无线源管理能使用信息反馈给用户设备来建立网络宽图案使用、方位、功率等级和定时。

在上述讨论的用于建立混合矩阵的所有的方法可用作该实施例的部分。

本发明的另一个方面是波动传输图案来支持多个同时发生的发射机。再参见图3所示，本发明的该方面相应于在示出的路径图的发射机处理部分中的方框90。通信容量是在RF无线网络中面临的问题。该问题基本由于RF频带限制源。有多种用来采用这些有限的分配的技术来最大化容量，但是在拥塞区域中的需求经常超过可用的容量。

现参见图22，发射给固定的接入点740的多个移动无线通信设备710、720和730调制其RF图案。因此目的接入点740和非目的接入点将接收发射的信号的不同的功率等级。这提供需要用于目的接入点740的信息来构建用于信号分离技术的混合矩阵。

仍然参见图22，有在同一时间发射的至少J个移动无线通信设备710、720和730，其中J＞1。每一个移动无线通信设备发射包括多个符号的各自己的特征集合定义的源信号。在各自的特征集合中的至少一个符号在不同的功率等级发射，从而来自至少J个移动无线通信设备的发射的源信号至少L₁至L_J线性独立功率等级时间周期出现，其中Lj＞1至少一个Lj＞1。

可以为固定的通信设备的目的接入点740分离M个信号源提供的源信号，其中M＞2。J个移动无线通信设备710、720和730提供包括(L₁*…*L_J)线性独立功率等级时间周期的M个源信号中的J个源信号。

如上描述的，当功率等级不同于J个移动无线通信设备710、720和730时，出现(L₁*…*L_J)线性独立功率等级时间周期。唯一的相对功率等级的最大个数是(L₁*…*L_J)，因此，当更多源和多于接收机需要的时候，该装置或者与其他讨论的装置组合建立的混合矩阵的秩能超过待分离的源的个数。如果这不是矩阵将降级的情况，则秩将会下降至实际源的个数。

调制能如改变发射的功率那样简单。这能够独立于图案轮廓线，因此能使用全方向的、扇形的或者甚至波束形成的图案。还能使用诸如改变传输波束的视觉的其他技术。

一种特别有效的方法是如上所述的使用校准的时隙的发射机。通过使用设备中的内部时钟或者同步到由目的接入点740发送的公共时间标记能设置定时。如果当信号到达接收机时存在未校准时，则在BSS处理能力中存在能力降级来分离信号。通过确定设备的距离或者测量时间延时来调整校准。然后通过接入设备能使用定时优先或者延迟技术。

假定接收到的增益改变的信号被配备有BSS处理配备的接入点使用，这些接入点认为这些信号为目标的并且在其他情况中为干扰，用以校准的正确的接收机可以变化。如果没有全面网络协调，则目的接收机不会校正。如果存在全面网络协调，测量可以示出最好的方法是使得信号更易于如干扰一样的被移除，当在目的接收机还提供用于分离的足够的校正。

如果存在不使用RF功率等级调制技术的其他信号源，能使用典型的信号拒绝技术。可替换地，接收机可以使用图案或者其他装置来增加BSS合适的矩阵的秩。即使使用其他装置，获得的矩阵信息的等级将会大大地减少用于在接入点接收机实施的信令开销。

在上面描述的用于在目的接入点740建立混合矩阵的方法可以用作该实施例的部分。

本发明的另一个方面涉及BSS处理和图案调制来辅助CDMA信号分离。发射机处理的增强应用于图3中所示的路径图中方框90和92。码分复用系统(如CDMA IS-95、CDMA2000和WCDMA)分享在多个用户中的相同的分配的RF频谱。这是通过在每一个码片(即使用的时间周期)出现时使用伪随机码来选择各种传输信号来完成的。在理想的情况下，每一个链路使用的代码与所有其他的代码正交，该便于使用相同频率的多个链路。这些单独的信号然后在接收机上通过已知分配给单独的链路的正交代码来恢复，假定在接收到的信息中维持正交性。

发射机发射的信号是符号定义的扩频源信号，其中每一个符号包括基于扩展代码的多个码片。在每一个符号中的部分码片以不同的功率等级发射，从而发射的源信号在L个线性独立功率等级时间周期中出现，其中L≥2。移动无线通信设备被用于分离M个源信号提供的源信号，其中M≥2，并且发射机提供M个源信号的一个每L线性独立于功率等级时间周期，如上如述的。

信号分离处理器形成的混合矩阵形成包括M个源信号的至少N个不同和的混合矩阵。混合矩阵具有与至少L*N相等的秩。在每一个符号中在不同功率等级上发射的很多码片部分可以等于混合矩阵的秩。在每一个符号中的不同功率等级发射的每一个码片的部分可以包括一组连续码片。

但是，理想的条件在三个场景中出现。一个是当由于接收机接收到的单独的辐射线的路径延时不同丢失或者减少正交性。第二是当用户设备是在两个邻近小区或者扇区之间的软交换区域。第三是当时间间隔链路与诸如FDDHSDPA和CDMA2000 1xEV-DV这样的其他用户数据信道共享资源。在这些情况下，代码的正交性经常不适当并且降低了。这将导致大大地减少数据率并且可以导致丢弃的链路。

用于来有效地分离信号的BSS算法，x_i接收信号必须是带有与每一个单独信号相关的相对不同的权重因子的天线上接收到的信号的集合。这能在发射机、接收机或者两者上完成。无论权重因子在发射端还是接收端改变，它们能每码片或者连续码片的集合来改变。基本的要求是至少和信号来分离一样的次数来集合信号每符号调整。

图23示出了在频率中符号变化12次(12码片)的情况。变化的参数在4个码片中保持恒定。每符号的三种变化意味着三个不同的信号能从集合接收到的信号中分离。

如果发射机沿着信号路径发送单一流，图案轮廓线集合不需要旋转或者相异。这是因为在接收机检测到的信号相对于所有其他接收到的信号来改变。因此，发射机可以使用用于全图案的简单的功率改变，而不需要改变轮廓线的形状。如果仅仅一个其他的流在接收机上累加，BSS处理能够分离它们，尽管在幅度上是常数。这是因为功率抖动源提供需用于操作的变化。如果接收到多于一个的其他流，这些流对BSS处理器呈现成单一的分组干扰源，除非接收机本身使用其他分离装置，或者具有其自己的波动图案生成能力。

当没有严格需要时，来自用户设备接收机的反馈信息能用来改进链路的全面操作。例如，接收机能确定到哪一个程度在图案轮廓线上的每一个改变提供有用的数据。该信息反馈给发射机。发射机然后调整其操作来改进链路，使用较少的功率或者对其他通信链路带来较少的干扰。有很多改变功率简档的方式，一些调整可以是每一个图案使用的哪一个和那个序列；在符号传输的过程中进行多少变化；并且如何调制或者振动单个链路的功率。每符号中在轮廓线变化的调整将需要传递给接收机以得到最好性能。

实际的功率放大器在其线性工作范围内是最佳使用。利用大的峰-均功率比，线性工作的工作范围减少，从而导致用于PA的减少的线性动态控制范围，并且发射机和接收机之间的减少的工作距离。当功率是正在使用的发射参数，这种关系可以通过几种方式来减轻。

这些方法包括当多于一个接收机由相同的放大器提供功率时，BSS处理变化能以所有信号的功率总和保持恒定的方式同步。换而言之，一些传输的增加是通过其他的降低所偏移的。如果功率是在近于码片率的值处调制，多余功率经常通过以能引起最小波纹的方式解除耦合存储单元来被吸收。多余功率可以被转移给分散负载。

在二或者三维中的图案可以通过用于发射和接收天线的很多方式来建立，方式包括调整相控阵列天线的延时和功率等级；具有可切换负载的寄生天线单元；在极性中变化；引起图案偏转的功率平面负载中的变化；单元或者反射器的机械移动；和上述任何一种的组合。

在此描述的所有用于建立混合矩阵的方法可以用作该实施的部分。

本发明的很多修改和其他实施方式将对于本领域技术人员在上述描述和相关的附图中陈述的指导下很清楚。因此，应当理解本发明并不限于公开的具体实施方式，并且修改和实施方式旨在包括在附加的权利要求的范围内。

Claims (36)

1.一种通信系统，包括：

在同一时间发射的至少J个移动无线通信设备，其中J≥2，并且每个移动无线通信设备发射由包括多个符号的各自的特征集合定义的源信号，并且各自的特征集合中的至少一个符号以不同的功率等级发射，从而从所述至少J个移动无线通信设备发射的源信号在至少L₁至L_j个线性独立功率等级时间周期中出现，其中L_j≥1并且至少一个L_j＞1；以及

固定通信设备，用于分离由M个信号源提供的源信号，其中M≥2，并且所述J个移动无线通信设备在包括多达(L₁*…*L_J)个线性独立功率等级时间周期中提供M个源信号中的J个，所述固定通信设备包括：

天线阵列，包括N个天线单元，用于接收M个源信号的至少N个不同和，其中N≥1，

接收机，与所述天线阵列连接，用于接收M个源信号的至少N个不同和，以及

信号分离处理器，与所述接收机连接，用于形成包括所述M个源信号的至少N个不同和的混合矩阵，该混合矩阵具有等于至少(L₁*…*L_J)*N的秩，所述信号分离处理器用于从混合矩阵中分离出期望的源信号。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述至少J个移动无线通信设备使用时间校准时隙以用于发射源信号。

3.根据权利要求2所述的通信系统，其特征在于，所述至少J个移动无线通信设备的每一个都包括内部时钟，用于设置它们自身的定时以与时间校准时隙一致。

4.根据权利要求2所述的通信系统，其特征在于，所述固定通信设备包括用于发射同步信号的发射机，从而所述至少J个移动无线通信设备能够设置它们自身的定时以与时间校准时隙一致。

5.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，对于每个移动无线通信设备来说，所述特征集合中的每一个符号的幅度是常数，至少两个符号在不同的功率等级。

6.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述固定通信设备是基站的一部分，从而所述通信系统被配置成蜂窝网络。

7.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，每个移动无线通信设备包括接收机，并且其中所述固定通信设备还包括固定发射机，用于在以不同功率等级传输各自特征集合中的所述至少一个符号时经由所述接收机提供反馈给每个移动无线通信设备。

8.根据权利要求7所述的通信系统，其特征在于，所述反馈包括所述功率等级的调整和以不同的功率等级发射的特征集合中的符号的序列中的至少一者。

9.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述N个天线单元包括N个相干天线单元。

10.根据权利要求9所述的通信系统，其特征在于，所述N个相干天线单元包括N个有源天线单元，从而所述天线阵列形成相控阵列。

11.根据权利要求9所述的通信系统，其特征在于，所述N个相干天线单元包括至少一个有源天线单元和至多N-1个无源天线单元，从而所述天线阵列形成入射信号的独立和。

12.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述N个天线单元的至少两个是相干的，并且具有不同的极性以用于接收所述M个源信号的N个不同和的至少两个。

13.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述固定通信设备还包括连接在每一个天线单元和所述接收机之间的各个同相和正交模块，用于将接收到的M个源信号的N个不同和中的每一个分离从而成为同相和正交分量集合；

所述接收机接收用于M个源信号的至少N个不同和的所述至少N个同相和正交分量集合；并且

所述信号分离处理器形成包括M个源信号的至少2*L*N个不同和的混合矩阵，每一个同相和正交分量集合在L个线性独立功率等级时间周期的每个中提供2个输入到所述混合矩阵，并且所述混合矩阵具有等于至少2*L*N的秩。

14.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述无线通信设备还包括代码解扩器，连接在所述N个天线单元和所述接收机之间，用于解码所述M个源信号的至少N个不同和，N个不同和的每一个包括k个码，用来在与源信号关联的每L个线性独立功率等级时间周期中提供M个源信号的k个不同和；

所述接收机接收M个源信号的至少k*L*N个不同和；和

所述信号分离处理器形成包括M个源信号的至少k*L*N个不同和的混合矩阵，该混合矩阵具有等于至少k*L*N的秩。

15.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述天线阵列产生N个初始天线图案，所述天线阵列包括仰角控制器，用来选择性地改变所述N个初始天线图案中的至少一个的仰角，以产生至少一个额外的天线图案，从而接收M个源信号的至少一个额外的不同和；

所述接收机使用N个初始天线图案来接收M个源信号的N个不同和，并且使用至少一个额外的天线图案来接收M个源信号的至少一个额外的不同和；

所述信号分离处理器在L个线性独立功率等级时间周期中的每一个中形成包括M个源信号的N个不同和以及所述M个源信号的至少一个额外的不同和的混合矩阵，该混合矩阵具有等于至少L*N加上使用额外的天线图案M个源信号的额外的不同和的个数乘以L个线性独立功率等级时间周期的秩。

16.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述信号分离处理器包括盲信号分离处理器，并且所述信号分离处理器基于主成分分析(PCA)、独立成分分析(ICA)和奇异值分解(SVD)中的至少一者从所述混合矩阵中分离出期望的源信号。

17.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述信号分离处理器根据基于知识的处理信号提取过程而从所述混合矩阵中分离出期望的源信号。

18.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，所述信号分离处理器根据基于知识的信号提取过程和盲信号分离过程的组合而从所述混合矩阵中分离出期望的源信号。

19.一种用于操作通信系统的方法，包括：

在同一时间从至少J个移动无线通信设备发射至少J个源信号，其中J≥2，并且每个移动无线通信设备发射由包括多个符号的各自的特征集合定义的源信号，并且各自的特征集合中的至少一个符号以不同的功率等级发射，从而从所述至少J个移动无线通信设备发射的源信号在至少L₁至L_j个线性独立功率等级时间周期中出现，其中L_j≥1并且至少一个L_j＞1；以及

在固定通信设备处分离由M个信号源提供的源信号，其中M≥2，并且所述J个移动无线通信设备在包括多达(L₁*…*L_J)个线性独立功率等级时间周期中提供M个源信号中的J个，所述分离包括：

接收M个源信号的至少N个不同和，其中N≥1，

提供所述M个源信号的至少N个不同和给与天线阵列相连的接收机；

形成包括所述M个源信号的至少N个不同和的混合矩阵，该混合矩阵具有等于至少(L₁*…*L_J)*N的秩，并且使用信号分离处理器以用于从混合矩阵中分离出期望的源信号。

20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述至少J个移动无线通信设备使用时间校准时隙以用于发射源信号。

21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述至少J个移动无线通信设备的每一个都包括内部时钟，用于设置它们自身的定时以与时间校准时隙一致。

22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述固定通信设备包括用于发射同步信号的发射机，从而所述至少J个移动无线通信设备能够设置它们自身的定时以与时间校准时隙一致。

23.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，对于每个移动无线通信设备来说，所述特征集合中的每一个符号的幅度是常数，至少两个符号在不同的功率等级。

24.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述固定通信设备是基站的一部分，从而所述通信系统被配置成蜂窝网络。

25.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，每个移动无线通信设备包括接收机，并且其中所述固定通信设备还包括固定发射机，用于在以不同功率等级传输各自特征集合中的所述至少一个符号时经由所述接收机提供反馈给每个移动无线通信设备。

26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，所述反馈包括所述功率等级的调整和以不同的功率等级发射的特征集合中的符号的序列中的至少一者。

27.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述N个天线单元包括N个相干天线单元。

28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述N个相干天线单元包括N个有源天线单元，从而所述天线阵列形成相控阵列。

29.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，所述N个相干天线单元包括至少一个有源天线单元和至多N-1个无源天线单元，从而所述天线阵列形成入射信号的独立和。

30.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述N个天线单元的至少两个是相干的，并且具有不同的极性以用于接收所述M个源信号的N个不同和的至少两个。

31.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述固定通信设备还包括连接在每一个天线单元和所述接收机之间的各个同相和正交模块，用于将接收到的M个源信号的N个不同和中的每一个分离从而成为同相和正交分量集合；

所述接收机接收用于M个源信号的至少N个不同和的所述至少N个同相和正交分量集合；并且

所述信号分离处理器形成包括M个源信号的至少2*L*N个不同和的混合矩阵，每一个同相和正交分量集合在L个线性独立功率等级时间周期的每个中提供2个输入到所述混合矩阵，并且所述混合矩阵具有等于至少2*L*N的秩。

32.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述无线通信设备还包括代码解扩器，连接在所述N个天线单元和所述接收机之间，用于解码所述M个源信号的至少N个不同和，N个不同和的每一个包括k个码，用来在与源信号关联的每L个线性独立功率等级时间周期中提供M个源信号的k个不同和；

所述接收机接收M个源信号的至少k*L*N个不同和；和

所述信号分离处理器形成包括M个源信号的至少k*L*N个不同和的混合矩阵，该混合矩阵具有等于至少k*L*N的秩。

33.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述天线阵列产生N个初始天线图案，所述天线阵列包括仰角控制器，用来选择性地改变所述N个初始天线图案中的至少一个的仰角，以产生至少一个额外的天线图案，从而接收M个源信号的至少一个额外的不同和；

所述接收机使用N个初始天线图案来接收M个源信号的N个不同和，并且使用至少一个额外的天线图案来接收M个源信号的至少一个额外的不同和；

所述信号分离处理器在L个线性独立功率等级时间周期中的每一个中形成包括M个源信号的N个不同和以及所述M个源信号的至少一个额外的不同和的混合矩阵，该混合矩阵具有等于至少L*N加上使用额外的天线图案M个源信号的额外的不同和的个数乘以L个线性独立功率等级时间周期的秩。

34.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述信号分离处理器包括盲信号分离处理器，并且所述信号分离处理器基于主成分分析(PCA)、独立成分分析(ICA)和奇异值分解(SVD)中的至少一者从所述混合矩阵中分离出期望的源信号。

35.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述信号分离处理器根据基于知识的处理信号提取过程而从所述混合矩阵中分离出期望的源信号。

36.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述信号分离处理器根据基于知识的信号提取过程和盲信号分离过程的组合而从所述混合矩阵中分离出期望的源信号。

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