CN101563849A - 波动传输场型以支持接收器处的信号分离 - Google Patents

Abstract

一种通信系统，其包括固定的发射器和移动无线通信装置。该固定的发射器发射由符号构成的特征集合所定义的来源信号。特征集合中的至少一符号以不同的功率等级发射，使得所发射的来源信号以线性独立的功率等级时间周期出现。移动无线通信装置使用该线性独立功率等级时间周期来填充用于信号分离处理的混合矩阵。

Description

波动传输场型以支持接收器处的信号分离

技术领域

本发明与信号处理领域有关，尤其是与使用信号分离技术从混合的来源信号中分离出期望的来源信号有关。

背景技术

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

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装置，其中很多频带由于很多经常共存在同一频谱上的射频发射器变得很混乱。同频道发射器的问题近年来随着诸如蓝牙和其它个人局域网络这样的低功率、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涉及来源信号的第一和第二矩统计，并且在当来源信号的信号噪声比较高时使用。否则，使用涉及来源信号的第三和第四矩统计跟随的PCA处理的ICA。或者，SVD可以基于其特征值而用来将来源信号从混合的来源信号中分离。

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来源信号的混合。每一个传感器输出来源信号的混合，该混合是来源信号的唯一总和。一般地，频道系数和原始来源信号对接收器来说是未知的。信号的唯一总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，以用于从混合的来源信号中分离出期望的来源信号。

例如，第6,799,170号美国专利揭露了使用ICA从混合的来源信号中分离出独立来源信号。多个传感器接收混合的来源信号，并且处理器基于时间获取混合的来源信号的取样，并且将每一取样储存为数据向量来建立数据集合。每一个传感器输出混合的来源信号，其为来源信号的唯一总和。ICA模块执行数据向量的独立成分分析，以将独立来源信号与混合的来源信号的其它信号分离开。

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号专利亦公开传感器的个数N等于或者大于用于构成数据集合的来源个数M(即N≥M)。这种实施方式的问题是当来源的个数M增加时，传感器的个数M也得增加。小型的可携式通信装置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装置的外部对用户而言是个问题。

第6,931,362号美国专利揭露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适应性数组权重的混合矩阵，以用于最小化由于干扰发射器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，从而导致了用于可携式通信装置的较大空间区域。

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，因为能被用来填充混合矩阵，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预期的接收器时，就出现多路径。

但是，多路径信号中的符号可以是时移的，使得当信号到达预期的接收器时，它们能够消除或者干扰其它的接收到的符号。或者，甚至在信号源和预期的接收器之间不存在多路径。因此，预期的接收器接收到的这些情况下的线性独立信号总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总和，使得预期的接收器能填充混合矩阵至足够用于信号分离处理的秩的大小。

本发明的这个和其它的目的、特征和优点是藉由包括至少一个固定的发射器和移动无线通信装置的通信系统来提供的。发射器可发送由包括多个符号的特征集合所定义的来源信号，并且特征集中的至少一个符号可以以不同功率等级发送，使得发送的来源信号以L个线性独立功率等级时间周期出现，其中L≥2。

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场型轮廓线，其可以显示或者不显示对称程度。这是藉由以不同功率等级所发送的特征集合中的至少一个符号来完成的，从而发射的来源信号以L个线性独立功率等级时间周期出现。

移动无线通信装置可以将由M个信号源提供的来源信号分离出来，其中M≥2，并且发射器提供M个来源信号的其中之一L个线性独立功率等级时间周期。该无线通信装置可包括天线数组，该天线数组包括用于接收M个来源信号的至少N个不同总和的N个天线组件，其中N≥1。接收器与天线数组连接，以接收该M个来源信号的至少N个不同总和。

信号分离处理器可以与接收器连接，来形成包括该M个来源信号的至少N个不同总和的混合矩阵。该混合矩阵具有与至少L*N相等的秩，并且信号分离处理器可以将期望的来源信号从混合矩阵中分离开。

发射器从单一的来源信号产生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版本，从而在接收器接收到多个信号总和的相应个数可用来构成用于信号分离的混合矩阵。

在建立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振幅可以是常数，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器可以为基地台的一部份，从而通信系统被配置为蜂窝网络。在另一实施方式中，至少一个固定的发射器可包括多个固定的发射器，并且其中与基地台相关的覆盖的区域可以分成扇区。各自的固定发射器可以与每一个扇区相关，用于以不同的功率等级发射各自的特征集合中的至少一个符号。

该通信系统更可包括与至少一个固定的发射器相关的至少一个固定的接收器，并且其中该无线通信装置更包括移动发射器，用于在不同功率等级上传输特征集合中的至少一个符号中，经由至少一个固定的接收器提供回馈给至少一个固定的发射器。回馈可包括功率等级的调整，和在不同功率等级上传输的特征集合中的符号序列。

该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)中的一者而从混合矩阵中分离出期望的来源信号。或者，信号分离处理器可根据基于知识的处理信号撷取过程而从混合矩阵中分离出期望的来源信号。

接收器处的天线数组可以被配置成不同的天线配置。天线单元可包括相关及/或不相关的天线单元，其中每一个单元提供对混合矩阵的单一输入。或者，一部分天线单元可具有不同的极性，以用于填充混合矩阵。

可对天线配置进行增强，从而收集来源信号的额外或替代的总和来进一步地填充混合矩阵。数组偏差可用在天线场型的仰角被改变以接收来源信号的额外总和的过程中。

可以执行路径选择，从而用来填充混合矩阵A的来源信号的所有总和具有合适的相关性(第一和第二矩)及/或统计(第三和第四矩)独立的值。换言之，入射信号被选择性地选择来接收来源信号的新的总和以用于以合适方式来替代不相关和/或统计上独立的总和。

执行信号分离来进一步地填充混合矩阵。不同的总和信号可使用扩展代码来分割。如果总和信号具有k个扩展代码，那幺可处理特定的总和信号来提供k个与其相关的总和信号。不同的总和信号还可以分为同相(I)和正交(Q)分量来进一步地填充混合矩阵。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是将上述描述的发射场型波动的概念应用于扩展频谱信号。扩展频谱来源信号是由符号定义的，并且每一个符号包括基于扩展代码的多个码片。每一个符号中的部分码片可以以不同功率等级发射，从而发射的来源信号以L个线性独立功率等级时间周期出现，其中L≥2。

图式简单说明

第1图是根据本发明的典型的操作方案的方块图，其中通信装置从各自的信号源中接收期望的和非期望的信号；

第2图是第1图所示的通信装置的更为详细的方块图；

第3图是根据本发明用于建立用于混合矩阵的来源信号的线性独立总和的不同方法的路径图；

第4图是根据本发明被配置成切换波束天线的天线数组的方块图；

第5图是根据本发明被配置成相控数组的天线数组的方块图；

第6图是根据本发明被配置成极性天线单元的天线数组的方块图；

第7图是示出根据本发明的三极使用的三维图；

第8图是根据本发明的具有天线数组的通信装置的方块图，该天线数组包括包括相关的和不相关的天线单元，用于提供盲信号分离处理的信号的不同总和；

第9图是根据本发明的基于数组偏转操作的通信装置的方块图，数组偏转用于提供盲信号分离处理的信号的不同总和；

第10图是根据本发明的具有仰角控制器的切换波束天线的方块图，该仰角控制器用于选择性地改变天线场型的仰角；

第11图是显示出在方位方向上的天线场型的天线图，并且该天线场型在仰角方向上旋转以响应第9图所示的仰角控制器；

第12图是根据本发明的具有形成在地平面上的RF扼流圈的天线单元的方块图，该RF扼流圈用于在仰角方向上旋转天线场型；

第13图是根据本发明的基于路径选择的操作的通信装置的方块图，用于盲信号分离处理提供信号的不同总和；

第14图是根据本发明的基于展频码工作的通信装置的方块图，用于盲信号分离处理的提供信号的额外总和；

第15图是根据本发明的用于盲信号分离处理的提供信号的额外总和的同相和正交信号分量上操作的通信装置的方块图；

第16图是第15图所示的连接到天线单元的同相和正交模块的更为详细的方块图；

第17图是根据本发明的接收波形发射场型的接收器的示意图；

第18图是根据本发明的有范围的但并不选择的接收波形发射场型的接收器的示意图；

第19图是根据本发明的接收经缩放且旋转的发射场型和未经缩放和旋转的发射场型的接收器的示意图；

第20图是根据本发明的通信系统的示意图，其中在接收器从固定的传输点在基础装置位置上接收到的线性独立功率等级时间周期；

第21图是第20图中示出的接收器所知的时序中波动的发射场型轮廓线图；

第22图是根据本发明的通信系统的方块图，其中波动场型是用来支持发射给相同的存取点的多个发射器；

第23图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个偏转。

实施方式

本发明将会在本文中参考图式更为完整的描述，其中示出了本发明的较佳的实施方式。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中具有通常知识者。相似的标号是指相似的组件，并且主要符号被用来指示可选实施方式中相似的组件。

在通信网路中，有用于特定通信装置的来源信号，并且有用于操作在相同的频带内的其它通信装置的来源信号。当来源信号碰到能将其分成多个来源信号的障碍，每一个采用不同的路径到达预期的接收器时，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装置接收到的信号。

为了便于译码来源信号，盲信号分离被用来将通信装置接收到的信号分离。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频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。

盲信号分离的三个常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总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来源信号中分离出独立的或者期望的来源信号。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白化信号使用第一和第二矩，并且基于相关特性旋转数据集合。如果来源信号的信号噪声比较高时，信号分离程序可以由PCA停止。

如果来源信号的信号噪声比较低，则ICA基于涉及来源信号的第三和第四矩的统计属性来分离来源信号。当来源信号是高斯信号时，来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的替代，SVD基于来源信号的特征值而从混合的来源信号中分离出来源信号。

作为盲信号分离处理的替代，信号分离处理可以根据基于知识的处理信号撷取程序。基于知识的信号分离程序基于例如迫零(ZF)处理和最小均方估计(MMSE)处理中的至少一者而从混合的来源信号中分离出期望的来源信号。

典型的方案如第1图所示，其中多个信号来源20发射来源信号22。来源信号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，各个来源信号被指定为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场型或者定向天线场型。

用于通信装置30的天线数组32从信号源20接收来源信号22的线性组合(混合)。如果来源信号22通过两个或多个路径到达天线数组32，则来源信号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。

天线数组32包括多个天线单元34，每一天线单元提供来自信号源20的来源信号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)。

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

通信装置30在缺少对接收到的来源信号特性的知识的情况下，藉由对接收到的来源信号的集合或组合进行取样来同时撷取天线数组32接收到的混合来源信号。每一个天线单元34的输出被模拟为来源信号22的总和在与频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。

参考第2图将会更为详细的讨论用于分离由M个信号源20(1)-20(M)提供的来源信号的通信装置30。天线单元34包括N个天线单元34(1)-34(N)，用于接收M个来源信号的至少N个不同总和，N和M都大于1。天线数组32并不限于任何特定的配置。天线数组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数组32形成例如相控数组或者切换波束天线，将会在以下更为详细的讨论。

收发器40被连接到天线数组32的下游，用于接收M个来源信号22的至少N个不同总和。处理器42位于收发器40的下游。尽管处理器42示出是与收发器40分开的，处理器还可以被包括在收发器中。收发器40接收到的M个来源信号22的不同总和被用来填充混合矩阵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基于接收到的来源信号的不同总和的第一和第二矩进行操作，其中ICA模块46基于相同信号的第三和第四矩进行操作。SVD模块48基于接收到的来源信号的不同总和的特征值来执行信号分离。

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

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译码的最后信号。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来源信号的不同总和中减去，然后将减少的信号回馈给波形译码器。在这种情况下，关注的信号是那些最终将被拒绝的信号。

回馈给PCA模块44的信息是信号X_j的唯一总和。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，频道系数a_jk和原始信号s_k对收发器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。传统技术试图找到频道的反转：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，更多的一般形式是y＝W(As)+Wn＝Wx+Wn，其中额外的n是由于未识别来源的残留噪声。

ICA模型是产生模型，是指描述观察到的数据是如何经由混合分量s_k的处理来产生。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而估计的。

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，假定未知的混合矩阵A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的秩决定了实际上能分离多少信号。例如，具有秩为4的混合矩阵是指4个来源信号能被分离。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。当来源信号的个数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总和的工业标准是使用N个不相关的传感器，即传感器在空间上彼此隔开至少一个波长。波长是基于通信装置30的操作频率。N个传感器在空间上不相关，但是在极性和角度上相关。N个不相关的传感器提供N个线性独立信号的总和，其中每一个传感器提供混合矩阵A的单一入口。

参考第3图首先描述用于建立混合矩阵A的来源信号的线性独立总和的不同方法的路径图或略图。在详细介绍后，将会在下面更为详细讨论每一个方法。

路径图的第一部分描述了能对用于产生线性独立信号总和的通信链路的发射器侧进行增强，使得预期的接收器能够填充其混合矩阵使其秩的大小足够用于信号分离处理。方块90表示移动通信装置，并且方块92表示在基础结构位置的发射器。这些方块回馈到RF频道(方块94)中，RF频道顺次提供RF信号到路径图的下个部分，即天线接收器配置。

在路经图的第二部分中，方块100表示不相关传感器，其中每个传感器提供单一输入至混合矩阵A。方块102表示相关天线数组，其中数组提供多个输入来填充混合矩阵A。方块104还表示天线数组，其中天线单元的部分是相关的，并且天线单元具有不同的极性来填充混合矩阵A。传感器的不同组合和方块100、102和104编址的天线数组可以组合为方块106，来进一步填充方块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器配置进行增强。进行增强从而来源信号的额外或者替代总和被收集来进一步地填充混合矩阵A。方块108涉及数组偏转，其中改变天线场型的仰角来接收来源信号的额外总和。方块106中的任何一个组合可用在数组偏转方块108中。

在方块110中，执行路径选择从而用来填充混合矩阵A的所有的来源信号的总和是相关(第一和第二矩)及/或统计(第三和第四矩)独立。换言之，选择性的选择入射信号来接收来源信号的新总和以替代不相关和/或统计独立的总和。方块110可以由方块106和108中的任何一个组合来回馈。方块108和110可以直接回馈给混合矩阵方块116。

路径图的第四部分描述信号分离来进一步填充方块116中的混合矩阵。例如，方块112使用展频码来分离不同的总和信号。如果总和信号具有k个展频码，则特定的总和信号可被处理以提供k个相关的总和信号。展频码可以与方块106、108和110的输出组合应用。方块114将不同的总和信号分离成同相(I)和正交(Q)分量，来进一步填充混合矩阵。I和Q分量因此充当用于混合矩阵的2路乘法器，并且可以与方块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块116中的混合矩阵A。如路径图所示，混合矩阵A可以基于任何一个上述描述的方块与来源信号的不同总和而进行填充。在第二部分中天线数组配置的优点为紧凑的天线数组可以形成来填充混合矩阵A。在第三和第四部分中的天线数组配置的优点是N个天线单元可以被用来填充M个或者更多来源信号和的混合矩阵，其中N小于来源信号的个数M。

考虑到路径图中讨论的天线配置，将会讨论天线数组包括N个相关天线单元来接收M个来源信号的至少N个不同总和，N和M都大于1。在一个实施方式中，天线数组是如第4图所示的切换波束天线140。

切换波束天线数组140产生多个天线场型，包括定向天线场型和全方向天线场型。切换波束天线140包括主动天线单元142和一对被动天线单元144。主动和被动天线单元142和144的实际个数根据目的应用变化。参见美国第11/065,752号专利申请案关于切换波束天线数组的更详细的讨论。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。

每一个被动天线单元144包括上半部分144a和下半部分144b。被动天线单元144的上半部分144a通过电抗性负载148连接地平面146。电抗性负载148是可变电抗，通过使用可变电容、传输线或者开关可从电容性变化为电抗性。通过改变电抗性负载148，辐射场型将会改变。由于有两个被动天线单元144，则将形成四个不同的天线场型。

3个天线场型可用来接收信号x_j的唯一总和。第四场型是其它三个场型的线性组合，因此不能作为混合矩阵A的输入。因此，使用三个天线单元，信号x_j的三个唯一总和被输入混合矩阵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，天线数组包括N个相关的主动天线单元，使得天线数组形成相控数组160，如第5图中所示。相控数组160包括多个主动天线单元162和与主动天线单元连接的多个权重控制组件164。权重控制组件164调整接收到的信号的振幅及/或相位来形成复合波束。

分离器/组合器166和控制器168被连接到权重控制组件164。参见美国第6,473,036号专利关于主动数组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。

主动单元162的个数支持具有相同秩的混合矩阵A。尽管来源的个数M等于主动单元的个数N，即M＝N，但是因为主动单元162在空间和极性上相关，与使用不相关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，主动数组100是紧凑的。

在其它实施方式中，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个来源信号中的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和相控数组160中，各自天线单元142、144和162之间的距离被设定成允许有利的前后比。这是因为这些天线数组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，为了建立混合矩阵的目的，目标是建立不同的信号总和。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”前后比的场型，但是仍然适于混合矩阵使用。事实上，这种场型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追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场型，不需要信号的这种追踪。

天线波束可以被定义为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，天线场型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数组的大小。在其它的应用中，实际上需要来增加单元之间的距离来消除追踪问题，但是需要获得一定程度的额外信号解相关。

在其它实施方式中，天线数组180包括N个天线单元来接收M个来源信号的至少N个不同总和，如第6图所示。N个天线单元182a和182b中的至少两个相关，并且具有不同的极性来接收M个来源信号的N个不同总和的至少两个，N和M都大于1。

数组180中的其它天线单元184a和184b可以与天线单元182a和182b相关或者不相关。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关。

天线单元182a和182b的不同极性可以彼此正交。在其它配置中，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来源信号的3个不同总和。

以下的讨论支持使用极性来填充混合矩阵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总和。如第7图中所示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，每一天线单元在正交轴上。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。

藉由将三个线性天线单元182a、182b和182c的每一个定位在正交轴上，可以简化计算。在实际布置中，天线单元182a、182b和182c不需要完全地正交，不需要在公共点上相交。取消这种假定将不会使一般结论无效，但是会改变出现秩不足的情况。

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场角；

φ₁，φ₂，φ₃：信号的Z轴E场角；以及

X_x，X_y，X_z：入射到天线单元的信号总和的点乘积。

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积(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：

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

其中

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

现在将讨论秩不足问题。当确结果定等于零，混合矩阵是秩不足。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度用于其它的秩不足实例。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)所有单个总和不等于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，校准的信号但来自数组的相对端，或者一些其它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关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个来源信号的累计的信号给混合矩阵。

参考第8图，将会讨论用于分离M个信号源提供的来源信号的通信装置200。天线数组202包括用来接收M个来源信号的至少N个不同总和的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个来源信号的N个不同总和中的至少一个，以及至少两个相关天线单元206，用于接收M个来源信号的N个不同总和中的至少两个。两个相关的天线单元206与天线单元204不相关。天线数组可包括各种组合的额外的天线单元，其中单元为相关、不相关和极性的。

接收器210与天线数组202连接以用于接收M个来源信号的至少N个不同总和。盲信号分离处理器212与接收器连接以用于形成包括M个来源信号的至少N个不同总和的混合矩阵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中分离出期望的来源信号216。

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。进行增强从而来源信号的额外的或者置换总和被收集来进一步地填充混合矩阵A。

其中一个增强是涉及数组偏转，数组偏转用于接收用于混合矩阵A的信号的额外总和，而无需增加额外的天线单元。数组偏转涉及在方位角和/或仰角方向对天线场型进行控制。

使用数组偏转来分离M个信号源所提供的来源信号的通信装置240将会参考第9图讨论。天线数组242包括N个天线单元244，用于产生用来接收M个来源信号的N个不同总和的N个初始天线场型。天线数组242更包括仰角控制器246，用于选择性的改变N个初始天线场型的至少一个的仰角，以产生至少一个额外的天线场型，从而接收M个来源信号的至少一个额外的不同总和。

接收器248被连接到天线数组242，并且使用N个初始线场型来接收M个来源信号的N个不同总和，并且还使用至少一个额外的天线场型来接收M个来源信号的至少一个额外的不同总和。

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

一般地，提供适于增加混合矩阵的秩的信号总和的任何天线数组能使用偏转机制。偏转对于每一个天线数组装置将产生两个不同混合矩阵可使用的信号总和。因此藉由使用这个技术来影响2倍乘法器。

如果数组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引入点。例如，如果天线数组本身能提供N个总和并且有K个不同的偏转区域，在混合矩阵中信号总和的个数可以为2*K*N。

为了说明的目的，参考第10图，其中如第4图中所示的切换波束天线100′已经被修改，从而天线场型可以在仰角向上或者向下翘。尤其，被动天线单元104′的每一个上半部分104a′是通过电抗性负载108′与地平面106′连接。被动天线单元104′的下半部分104b′也通过电抗性负载108′与地平面106′连接。在被动天线单元104′的电抗性具有加长或者变短被动天线单元的影响。被动天线单元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′的电抗性负载108′和下半部分104b′的电抗性负载118′的比例在仰角方面上下波动。通过调整比例，天线场型能向上97或者向下99，如第11图所示。当天线场型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。使用数组偏转，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。数组的场型产生能力是3个独立的场型，因此能用来建立混合矩阵的信号总和的个数是12(2*2*3)。

参考上述参考美国第11/065,752号专利申请案，该专利申请案详细地公开了如何调整天线波束。数组偏转技术可以应用于任何一个上述讨论的天线数组实施方式，或者与地平面交互作用敏感的任何其它天线数组。

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，如第12图所示。如本领域中具有通常知识者所知，与天线单元274相关的天线场型通过控制RF扼流圈在仰角方面移动。

用于基于路径选择来分离由M个信号源所提供的来源信号的通信装置300将参考第13图进行讨论。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，以及对上述讨论的数组偏转的增强。通信装置300包括天线数组302，其包括用于形成至少N个天线波束来接收M个来源信号的至少N个不同总和的N个单元304，其中N和M都大于2。

控制器306被连接到天线数组，用于选择性地形成至少N个天线波束。接收器组合308被连接到天线数组302来接收M个来源信号的至少N个不同总和。盲信号分离处理器310被连接到接收器组合308来形成包括M个来源信号的至少N个不同总和的混合矩阵312。

盲信号分离处理器310还确定M个来源信号的不同总和是否彼此相关或者统计上独立，并且如果不相关，则与控制器306一起合作形成不同的波束来接收M来源信号的新的不同总和，以替代在混合矩阵312中不是相关的或者统计上独立的M个来源信号的不同总和。然后从混合矩阵312中分离出期望的来源信号314。

耙式(Rake)接收器是被设计成计算多路径衰退作用的无线电接收器。其藉由使用几个独立的接收器完成计算多路径衰退作用，每一个稍微延迟来调谐单独的多路径分量。其可为大多数类型的无线电存取网使用。已经发现对展频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回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存取网络，为本领域中具有通常知识者所知。CDMA系统中，接收器组合308包括N个Rake接收器316。每一个Rake接收器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个来源信号的N个不同总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与N个Rake接收器连接以形成混合矩阵312。混合矩阵312包括M个来源信号的至少N个不同总和的至少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，经常能碰到从来源到目的的多路径。Rake接收器316明确地设计来捕获很多这些单独的实例，并且将其组合以用于更强健的信号译码。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，接收到的信号的相关性和/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接收器316能用来撷取每一个修改的流，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接收器316可采用不同的路径，可应用于任何调变技术的更多一般形式是波束形成，如参考第13图所讨论的。这个不同于Rake接收器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器的信号的其它方案。但是，接收器组合308需要检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填充混合矩阵A。在一个方法中，使用展频码来分离总和信号。在另一个方法中，总和信号使用同相(I)和正交(Q)模块来分离。

使用展频码的信号分离将参考第14图进行讨论。所示的通信装置400包括用于接收M个来源信号的至少N个不同总和的N个天线单元404的天线数组402。代码扩展器406与N个天线单元404连接以译码M个来源信号的至少N个不同总和。N个不同总和的每一个包括k个代码来提供相关的M个来源信号的k个不同总和。

接收器组合408与代码扩展器406连接以接收M个来源信号的至少kN个不同总和。盲信号分离处理器410与接收器组合408连接以形成包括M个来源信号的至少kN个不同总和的混合矩阵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分离期望的来源信号414。

依据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是展频通信系统的例子，其中使用展频码。一般的方式是唯一的代码与每一个信号进行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总和(期望的信号、非期望得信号和未知的噪声源)一起处理。当干扰源在宽频带上扩展时，这将引起期望的信号重新建构回其原始频宽上。

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它信号正交的代码。如果在译码器端符合这个条件，则指仅仅重要的信号需要解扩。如果第k个信号总和的代码用来解扩，则接收到的信号总和x_k将会主要由增加的振幅s_k和未改变的或者低值的k-1构成。

在CDMA信号之间通常有某种相关性，因此干扰信号沿着期望的信号而进行一些重新建构。这通常是由于单独的信号所经历的延迟，以及信号同时发生的多路径。一些不期望的信号尤其是CDMA信号将会增加数值。不会像期望的信号那样严重的增加，但仍然增加全部的噪声值，并且因此降低信号噪声比。

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是独自应用于通信装置400所接收到的每一个已知的信号时，则获得满足ICA模型需求的各自的总和。

因此，有很多可用于已知为代码的混合矩阵列输入，当然假定他们每一个可产生线性独立有效值。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个矩阵列。

为了说明的目的，假定3个代码已知，并且3个已知代码信号保持正交。在代码解扩器406中，在每一个流已经由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列和下3列。非对角线0值是由于代码正交性。行输入4，5和6是用于相同索引的未知信号的一般情况。

$\left[\begin{array}{c}{x}_1\\ x_2\\ x_3\\ x_4\\ x_5\\ x_6\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cccccc}{a}_{11}& 0& 0& a_{14}& a_{15}& a_{16}\\ 0& a_{22}& 0& a_{24}& a_{25}& a_{26}\\ 0& 0& a_{33}& a_{34}& a_{35}& a_{36}\\ a_{41}& 0& 0& a_{44}& a_{45}& a_{46}\\ 0& a_{52}& 0& a_{54}& a_{55}& a_{56}\\ 0& 0& a_{63}& a_{64}& a_{65}& a_{66}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{s}_1\\ s_2\\ s_3\\ s_4\\ s_5\\ s_6\end{array}\right]$

对应于行输入4，5和6的信号可以是已知代码的其它路径版本或者未知代码的其它胞元信号。一个信号也可以是高斯，并且其它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，例如，释放4个频道，换言之，足够的非随机信号量将会加至接近高斯信号。干扰源可以是非高斯信号源或者网络未知的至多一个高斯信号。

在代码解扩器406中解扩未知的代码，盲信号分离处理器410接收秩为6的混合矩阵412。由于3个代码是已知的，秩为6是基于2个天线单元乘以因子3而获得。

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从频道所修改的仅接收到的信号x＝As确定分离矩阵W。如所阐述的例子中，6个信号可分离。

盲信号分离处理器410选择待译码的信号。例如，可丢弃干扰来源信号，并且选择所有的期望信号版本。所选择的信号应用于解调器模块以用于解调。解调器使用组合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的非对角线值事实上可以为非零。当经编码的信号之间的相关性能不完美时，这将会是更有用的情况。这将表示对每一个分离信号的额外噪声。但是，如前所示，矩阵的秩是足够来分离这些信号，因此在盲信号分离处理后，他们的值将大大地减少。这就导致噪声的下降，信号噪声比的增加，并且如香农规则(Shannon’s law)所指示的频道容量将增加。

现参考第15图，用于增加混合矩阵A的秩而无需增加天线单元的个数N的另一个方法是将接收到的混合信号分离成其同相(I)和正交分量。相干的RF信号的I和Q分量是那些振幅相同但是相位分开90度的分量。

通信装置500包括天线数组502，该天线数组包括N个天线单元504以用于接收M个来源信号的至少N个不同总和。各个同相和正交模块506是在每一个天线单元504下游以分离所接收的M个来源信号的至少N个不同总和中的每一个，从而成为同相和正交分量集合。

接收器组合508是在每一个同相和正交模块506下游以接收M个来源信号的至少N个不同总和的至少N个同相和正交分量集合。盲信号分离处理器510是在接收器组合508下游以形成包括M个来源信号的至少2N个不同总和的混合矩阵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分离期望的来源信号514。

第16图显示出天线单元502下游的各自的I和Q模块506中的一个。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检测器由转换中间频率(IF)信号成其它频率范围而产生，应用于检测器的相同参考信号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。

藉由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。

在对调变的本质进行不同编码的情况下，需要分析来确定I和Q是否满足线性需求。例如，已经显示用于GSM的，当GSMK编码与合适的滤波一起使用并且在接收器中进行处理如同其为BPSK编码时，可假定GSMK编码为线性。由于BPSK满足盲信号分离处理的需求，能使用所描述的I和Q程序。

I和Q分量能与任何一个上述的天线数组实施例一起使用以填充混合矩阵A。当使用I和Q时，可填充混合矩阵A，就像使用2倍天线单元的个数。另一个例子可以是使用带有不相等极性的不相关的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总和。

这种机制还能与天线数组偏转技术一起使用以建立更多信号的总和。这些总和中的每一个能依序分离成I和Q分量。

本发明的另一方面是波动传输场型来支持有效的区域覆盖。返回参考第3图，本发明此方面对应于所阐示的路径图的发射器处理部分中的方块92。来自外部发射器的信号是对来自装置试图进行通信位置的信号的干扰源。这个问题主要是将外部信号处理为随机噪声而提出的。只要信号噪声比保持在特定临界值之上，就能译码期望的信号。当使用多个通信路径的优点来最大化有效通信链路和系统的全部容量时，问题是设计减少这些问题的通信系统。

在本文中使用的波动术语是指具有变化增益的场型轮廓线600、602和604，如第17图所示，其可以显示或者不显示对称的程度。接收器610由三个空间隔开的固定发射器620、630和640围绕着。关键点是场型轮廓线600、602和604不应该是彼此大小中的非旋转变化，如第18图中场型轮廓线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。第19图中所示的这三个场型轮廓线660、662和664在几何学中都是相似的，并且，因为它们在每一个方向上具有不同的增益，所以它们是都可用。当解释相似的场型使用时，并且在一些实施中是最简单的方式来执行场型，场型集合不需要是相似的。所需要的是集合成员在充当到另一端的频道路径或者通信链路尾端的信号传输或者接收的每一个方向上的增益不同。

一般，于此显示出信号增益轮廓线的一个平面，以便于观察。涉及的波动能出现在方位角、仰角或者两者，即在天线周围的三维形状的表面上。每一个三维方向实际上是扭曲到哪一个及何种程度，并且因此使用的是突出优点的和物理实施限制的函数。

基础概念是在基础结构位置使用分割的覆盖场型。所使用的扇形实际个数随容量需要和相关的费用因素而变化。例如，基地台可以分成3个扇形，每一个扇形由发射器所支持。

实施可以从单一的扇形变化至任意大的个数。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根据波束形成方法时其在链路的另一端消除了追踪装置的需要。因此将一个扇区的覆盖区域留下是减少至典型的切换情况。

接收器典型地产生适用于BSS处理的场型变化。相反地，发射器使用技术，从而合适的BSS译码器环境至少部分存在。在一些实施中，这是指接收器不需要产生任何波动场型。在其它实施中，是指大大地减少波动场型的个数。

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装置680，如第20图中所示。这个实施例提出了当在区域中其它传输源是否也进行操作是未知时的条件。传输场型轮廓线682、684和686可以在接收器680已知的时序中波动，如第21图所示。

可对传输场型中的改变进行定时来与传输符号的分割相符。代替无味的视觉移动，改变场型的轮廓线，并且对每一个时隙保持固定。覆盖的区域因此不会显着地变化，并且没有追踪问题。

由于改变的传输轮廓线，接收器将在波形前功率等级中经历变化。因此，BSS矩阵将会在不同的相对增益值填充各种信号流的差异。

尤其，固定的发射器670发射由包括多个符号的特征集合所定义的来源信号，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，从而发射的来源信号以L个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振幅可以是固定的，例如，至少两个符号是在不同的功率等级。

当波形在扇形的功率轮廓在线覆盖所有的变化时，简单的实施将具有扇形变化的全部功率等级。辐射的场型因此在字符相似的数学上保持相同。

当特定基地台的所有扇形能应用如上所描述的发射器波动时，在一些环境下具有仅一些子集或者在扇形之间分配的波动等级将会更好。例如，如果接收器从扇形A接收强健的信号，但是从扇形B接收弱信号，较优是从扇形A波动强健信号，并且在较高等级留下来自扇形B的弱信号。该实施将会实际独立于那些是期望的信号和干扰源的信号。例如，干扰源可以实际上是强健信号，但由于最小等级是与一些其它装置通信所必要的事实，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号传输的来自一个或多个发射器，接收器在每一个场型变化期限仅仅进行取样，并且使用产生的数据来填充用于BSS处理的矩阵。

如果有使用波动信号传输的发射器混合且其它的发射器没有使用波动信号传输，接收器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检测的方法。但是，BSS方法将会更强健。当实际应用时，接收器能实施场型变形，并且产生足够的额外场型来增加大于待分离的信号的个数之上的BSS矩阵的秩。

例如，对于BSS译码器实施，如果带有三个信号的三个发射场型轮廓线682、684和686由发射器670发送，并且有接收到的两个其它信号，接收器680将需要产生至少两个轮廓线来分离彼此相靠的干扰源。这是小于如果发射器670不产生其本身的集合时，将会需要的三个轮廓线，因此总是减少接收器680担负的实施。

如果发射器670沿着单一路径发送单一流，则场型轮廓线集合不需要旋转或者不同的。这是因为在接收器680所检测的信号会相对于所有其它接收到的信号而改变。发射器670因此可以使用用于所有场型的简单功率改变，而不是需要改变轮廓线的形状。如果仅仅一个其它流在接收器680进行加总，尽管一个在振幅上是固定的，但是BSS处理能够将其分离。这是因为功率抖动源提供其操作所必须的变化。如果接收到多于一个其它的流，它们会像对BSS处理的单一分组的干扰源一样出现，直到接收器680本身使用其它分离装置或者具有其自己的波动场型产生能力。当有时会出现此方案，但其不总是实际可用的或者最可靠的。

可以使用在接收场型中的场型发射器。由于多个场型轮廓线的BSS处理是信号分离的较好方法，用来产生发射场型的相同技术更能用来产生多个接收器值。因此当已经支持传输时，BSS接收的费用因子是BSS处理负载。

也可使用用户装置接收器680回馈690给发射器670。当不严格的需要时，来自用户装置接收器680的回馈信息能用来改进链路的所有操作。例如，接收器680能确定在场型轮廓线中每一个变化提供有用的数据到哪种程度。该信息是回馈给发射器670。发射器670然后能调整其操作来改进链路，会使用较少的功率或者对其它通信链路引起较少的干扰。一些调整可以是：哪一个以及在哪个序列中使用每一个场型，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)。为了最佳性能，每个符号在轮廓线变化中的调整将需要发送给接收器。

如本领域中具有通常知识者所理解，发射器670所发送的来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，从而所发射的来源信号以L个线性独立的功率等级时间周期出现，其中L≥2。

当每符号变化在一些应用中实施时，对符号或者多符号基础上进行变化更为强健。这是因为在符号过程中改变功率等级可以具有符号本身中的不可接受的变化。由于信号分离矩阵通常从多个符号中获得，这是来自接收器处理观点的可接受的实施。

另外一个实施例涉及使用于上所描述的方法已知的多个传输点。每一个发射器能够有不同的传输功率等级。例如，发射器L₁和发射器L₂能够是L＝3功率等级。功率等级是使得所有可能的相对功率等级组合是唯一作为混合矩阵的输入。线性独立总和的最大个数将会是L₁*L₂＝3*3＝9。这延伸到J个发射器作为最大个数的唯一相对功率等级＝L₁*...*L_J。

当实际有更多的来源比接收器关心的总数要多时，混合矩阵的秩能超过待分离的来源的个数。如果不是矩阵将降级的情况，秩将到达实际来源的个数。

用于多发射器位置实施的接收器是在基本上与单一位置相同的位置进行操作。差异在于每一个发射器所产生的场型能在接收器进行计算以用于BSS处理。

但是，由于传输参数的本质，更多的强健操作可以通过从网络接收信息而获得。例如，所需要的场型个数的矩阵的秩能被依序调整。当可用时，接收器的场型产生因此能依每一信息而调整。网络宽无线来源管理能使用回馈给用户装置的信息来建立网络宽场型使用、方位、功率等级和时序。

于上所讨论的用于建立混合矩阵的所有方法可用于作为该实施例的部分。

本发明的另一个方面是波动传输场型来支持多个同时发生的发射器。再参考第3图，本发明的该方面相应于所阐述的路径图的发射器处理部分中的方块90。通信容量是在RF无线网络中面临的问题。该问题基本是由于RF频带是有限的资源。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。

现参考第22图，对固定的存取点740发射的多个移动无线通信装置710、720和730调变其RF场型。因此预期的存取点740和非预期的存取点将接收所发射的信号的不同功率等级版本。这提供用于预期的存取点740所必须的信息来填充用于信号分离技术的混合矩阵。

仍然参考第22图，有在同一时间发射的至少J个移动无线通信装置710、720和730，其中J≥1。每一个移动无线通信装置发射由包括多个符号的各自的特征集合所定义的来源信号。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，使得来自至少J个移动无线通信装置的发射的来源信号以至少L₁至L_J线性独立功率等级时间周期出现，其中L_J≥1至少一个L_J＞1。

可以为固定的通信装置的预期的存取点740分离M个信号源提供的来源信号，其中M≥2。J个移动无线通信装置710、720和730提供包括达到(L₁*…*L_J)个线性独立功率等级时间周期的M个来源信号中的J个来源信号。

如上所述的，当对于J个移动无线通信装置710、720和730功率等级不同时，出现(L₁*…*L_J)个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，当事实上有更多来源总和多于接收器需要的时候，该装置或者与其它讨论的装置所组合建立的混合矩阵的秩能超过待分离的来源个数。如果这不是矩阵将降级的情况，则秩将会下降至实际来源的个数。

调变能如改变发射的功率那样简单。这能够独立于场型轮廓线而完成，因此能使用全方向的、扇形的或者甚至波束形成的场型。还能使用诸如改变传输波束的视觉的其它技术。

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器。藉由使用装置中的内部时钟或者同步到由预期的存取点740所发送的公共时间标记来设定时序。如果当信号到达接收器时存在未校准时，则在BSS处理能力中存在降级来分离信号。藉由确定装置的距离或者测量时间延迟来调整校准。然后藉由存取装置能使用时序提前或者延迟技术。

假定接收到的增益改变的信号被配备有BSS处理的存取点使用，这些存取点认为这些信号为目标并且在其它情况中为干扰源，用以校准的适当的接收器可以变化。如果没有全面的网络协调，则应校正预期的接收器。如果存在全面的网络协调，当在预期的接收器仍提供用于分离的足够的校正时，测量可以显示出最好的方法是使得信号更易于如干扰源一样的被移除。

如果存在不使用RF功率等级调变技术的其它信号源，则可使用典型的信号拒绝技术。或者，接收器可以使用场型或者其它装置来增加BSS合适的矩阵的秩。即使利用其它装置，获得的矩阵信息的等级将会大大地减少用于在存取点接收器实施的负荷。

在上面描述的用于在预期的存取点740建立混合矩阵的所有方法可以用于作为该实施例的部分。

本发明的另一个方面涉及BSS处理和场型波动来辅助CDMA信号分离。发射器处理的增强可应用于第3图中所示的路径图中的方块90和92。分码多重存取系统(如CDMA IS-95、CDMA2000和WCDMA)分享在多个用户中的相同分配的RF频谱。这是藉由在每一个码片(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而完成。在理想的情况下，每一个链路所使用的代码与所有其它的代码正交，其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器上通过已知分配给单独的链路的正交代码来恢复，假定在接收信号中维持正交性。

发射器发射的信号是由符号所定义的展频来源信号，其中每一个符号包括基于扩展码的多个码片。在每一个符号中的部分码片是以不同的功率等级发射，从而发射的来源信号以L个线性独立功率等级时间周期出现，其中L≥2。移动无线通信装置被用于分离M个来源信号所提供的来源信号，其中M≥2，并且发射器提供M个来源信号的其中之一L个线性独立功率等级时间周期，如上如述的。

信号分离处理器所形成的混合矩阵形成包括M个来源信号的至少N个不同总和的混合矩阵。混合矩阵具有与至少L*N相等的秩。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。每一个符号中以不同功率等级所发射的每一个码片部分可以包括一组连续码片。

但是，理想的条件在三种方案中出现。一种是当由于接收器所接收到的单独的辐射线的路径延迟不同所丢失或者减少的正交性。第二种是当用户装置是在两个邻近胞元或者扇区之间的软交换区域。第三种是当分槽的链路与诸如FDD HSDPA和CDMA20001xEV-DV的其它用户数据频道共享资源。在这些情况下，代码的正交性经常是不适当并且降低了。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所接收到的信号的集合。这能在发射器、接收器或者两者上完成。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。基本的要求是对聚合信号进行调整至少与用于分离的信号一样次数。

第23图标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个码片中保持固定。每符号的三种变化意味着三个不同的信号能从聚合接收到的信号中分离。

如果发射器沿着信号路径发送单一流，则场型轮廓线集合不需要旋转或者相异。这是因为在接收器检测到的信号是相对于所有其它接收到的信号来改变。因此，发射器可以使用用于全部场型的简单功率改变，而不需要改变轮廓线的形状。如果仅仅一个其它的流在接收器上累加，BSS处理将能够分离它们，尽管在振幅上是固定的。这是因为功率抖动源提供其操作所必须的变化。如果接收到多于一个的其它流，这些流对BSS处理器呈现成单一的分组干扰源，除非接收器本身使用其它分离装置，或者具有其自己的波动场型产生能力。

当没有严格需要时，来自用户装置接收器的回馈信息能用来改进链路的全面操作。例如，接收器能确定在场型轮廓在线的每一个改变提供有用的数据到哪一个程度。该信息回馈给发射器。发射器然后可调整其操作来改进链路，其使用较少的功率或者对其它通信链路带来较少的干扰。有很多改变功率特性档的方式，一些调整可以是每一个场型用于哪一个和何种序列；在符号传输的过程中进行多少变化；并且如何调变或者抖动单个链路的功率。每符号中在轮廓线变化的调整将需要传递给接收器以得到最好的性能。

实际的功率放大器最佳是使用在其线性操作范围内。利用大的峰-均功率比，线性操作的操作范围减少，从而导致用于PA的减少的线性动态控制范围，并且发射器和接收器之间的减少的操作距离。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器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固定的方式而同步。换言之，一些传输的增加是藉由其它的降低所偏移的。如果功率是在接近于码片率的值处而调变，多余功率经常通过以能引起最小波纹的方式解除耦合储存单元而被吸收。多余功率可以被转移给分散负载。

在二或者三维中的场型可以通过用于发射和接收天线的很多方式来建立，方式包括调整相控数组天线的延迟和功率等级；具有可切换负载的寄生天线单元；在极性中变化；引起场型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它实施方式将对于本领域中具有通常知识者在上述描述和相关的图式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实施方式，并且修改和实施方式旨在包括在附加的申请专利范围的范围内。

Claims (38)

1.一种通信系统，包括：

至少一固定的发射器，用于发射由一特征集合所定义的一来源信号，该特征集合包括多个符号，并且该特征集合中的至少一符号以一不同的功率等级发射，使得所发射的来源信号以L个线性独立功率等级时间周期出现，其中L≥2；以及

一移动无线通信装置，用于分离由M个信号源提供的来源信号，其中M≥2，并且该至少一发射器提供该M个来源信号的其中之一L个线性独立功率等级时间周期，该无线通信装置包括：

一天线数组，其包括N个天线单元，用来接收该M个来源信号的至少N个不同总和，其中N≥1，

一接收器，与该天线数组连接，用来接收该M个来源信号的该至少N个不同总和，以及

一信号分离处理器，与该接收器连接，用来形成包括该M个来源信号的该至少N个不同总和的一混合矩阵，该混合矩阵具有一等于至少L*N的秩，该信号分离处理器用来从该混合矩阵中分离出一期望的来源信号。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，该特征集合中的每一符号的一振幅是固定的，至少两个符号在不同的功率等级。

3.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，该至少一固定的发射器是一基地台的一部分，从而该通信系统被配置为一蜂窝网络。

4.根据权利要求3所述的通信系统，其特征在于，该至少一固定的发射器包括多个固定的发射器，其中与该基地台相关的一覆盖区域被分成扇区并且一各自固定的发射器与每一扇区相关联，并且以一不同的功率等级发射各自的特征集合中的至少一符号。

5.根据权利要求1所述的通信系统，更包括与该至少一固定的发射器相关的至少一固定的接收器；并且其中该无线通信装置更包括一移动发射器，用来在以该不同功率等级传输该特征集合中的该至少一符号时经由该至少一固定的接收器提供回馈给该至少一固定的发射器。

6.根据权利要求5所述的通信系统，其特征在于，该回馈包括该功率等级的调整和以该不同的功率等级所发射特征集合中的该符号的一序列中的至少其中之一。

7.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，该N个天线单元包括N个相关天线单元。

8.根据权利要求7所述的通信系统，其特征在于，该N个相关天线单元包括N个主动天线单元，使得该天线数组形成一相控数组。

9.根据权利要求7所述的通信系统，其特征在于，该N个相关天线单元包括至少一主动天线单元和至多N-1个被动天线单元，使得该天线数组形成入射信号的独立总和。

10.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，该N个天线单元的至少两个是相关的，并且具有不同的极性以用于接收该M个来源信号的该N个不同总和中的至少两个。

11.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，该无线通信装置更包括一各自的同相和正交模块，连接在每一天线单元和该接收器之间，用于将接收到的该M个来源信号的该N个不同总和中的每一个分离从而成为一同相和正交分量集合；

该接收器接收用于该M个来源信号的该至少N个不同总和的该至少N个同相和正交分量集合；以及

该信号分离处理器形成包括该M个来源信号的至少2*L*N个不同总和的混合矩阵，每一同相和正交分量集合在该L个线性独立功率等级时间周期的每一个中提供2个输入到该混合矩阵，并且该混合矩阵具有一等于至少2*L*N的秩。

12.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，该无线通信装置更包括一代码解扩器，连接在该N个天线单元和该接收器之间，用来解码该M个来源信号的该至少N个不同总和，该N个不同总和的每一个包括k个代码，用来将与该来源信号关联的L个线性独立功率等级时间周期提供给该M个来源信号的k个不同总和；

该接收器接收该M个来源信号的至少k*L*N个不同总和；以及

该信号分离处理器形成包括该M个来源信号的该至少k*L*N个不同总和的混合矩阵，该混合矩阵具有一等于至少k*L*N的秩。

13.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，该天线数组产生N个初始天线场型，该天线数组包括一仰角控制器，用来选择性地改变该N个初始天线场型中的至少其中之一的一仰角，以产生至少一额外的天线场型，从而接收该M个来源信号的至少一额外的不同总和；

该接收器使用该N个初始天线场型来接收该M个来源信号的该N个不同总和，并且使用该至少一额外的天线场型来接收该M个来源信号的该至少一额外的不同总和；

该信号分离处理器在该L个线性独立功率等级时间周期中的每一个中形成包括该M个来源信号的该N个不同总和以及该M个来源信号的该至少一额外的不同总和的该混合矩阵，该混合矩阵具有等于至少L*N加上使用该额外的天线场型的该M个来源信号的额外的不同总和的个数乘以该L个线性独立功率等级时间周期的秩。

14.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，该至少一固定的发射器包括J个空间分开的固定的发射器，其中J≥2，每一个固定的发射器用来发射由包括多个符号的特征集合所定义的该至少一来源信号，在该特征集合中的至少一符号以一不同的功率等级发射，使得来自该J个发射器的J个来源信号在至少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且至少一个L_j＞1；并且在每一固定的发射器上的该功率等级被协调以最大化来自该J个固定的发射器的不同的相对的线性独立功率等级时间周期；以及其中该信号分离处理器形成包括该M个来源信号的该至少N个不同总和的混合矩阵，该混合矩阵具有一等于至少(L₁*…*L_J)*N的秩。

15.根据权利要求14所述的通信系统，其特征在于，该J个空间分开的固定发射器的坐标是基于一场型使用、一方位、一功率等级和该J个发射器的一时序中的至少其中之一。

16.根据权利要求14所述的通信系统，其特征在于，用来填充该混合矩阵的一组合个数是基于所使用的不同功率等级的个数、所使用的时间周期和该J个发射器之间的坐标。

17.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，该信号分离处理器包括一盲信号分离处理器，并且该信号分离处理器基于一主成分分析(PCA)、一独立成分分析(ICA)和一奇异值分解(SVD)中的至少其中之一而从该混合矩阵中分离出该期望的来源信号。

18.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，该信号分离处理器根据基于知识的处理信号撷取程序而从该混合矩阵中分离出该期望的来源信号。

19.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，该信号分离处理器根据一基于知识的信号撷取程序和一盲信号分离程序的一组合而从该混合矩阵中分离出该期望的来源信号。

20.一种通信系统，包括：

至少一发射器，用于发射由符号所定义的一展频来源信号，每一符号包括基于一扩展码的多个码片，并且在每一符号中的一部分码片是以不同功率等级发射，使得所发射的来源信号在L个线性独立功率等级时间周期中出现，其中L≥2；以及

一移动无线通信装置，用于分离由M个信号源所提供的来源信号，其中M≥2，并且该至少一发射器提供该M个来源信号的其中之一该L个线性独立功率等级时间周期，该无线通信装置包括：

一天线数组，其包括N个天线单元，用来接收M个来源信号的至少N个不同总和；其中N≥1，

一接收器，与该天线数组连接，用来接收该M个来源信号的该至少N个不同总和，以及

一信号分离处理器，与该接收器连接，用来形成包括该M个来源信号的该至少N个不同总和，该混合矩阵具有一等于至少L*N的秩，该信号分离处理器用来从该混合矩阵中分离出期望的来源信号。

21.根据权利要求20所述的通信系统，其特征在于，在每一符号中以不同功率等级发射的该部分码片的一个数等于该混合矩阵的秩。

22.根据权利要求20所述的通信系统，其特征在于，在每一符号中以不同功率等级发射的各该部分码片中的码片包括一组连续码片。

23.根据权利要求20所述的通信系统，其特征在于，在一符号中的每一码片的一振幅是固定的。

24.根据权利要求20所述的通信系统，其特征在于，该至少一发射器是一基地台的一部分，从而该通信系统被配置成一蜂窝网络。

25.根据权利要求20所述的通信系统，更包括与该至少一发射器相关的至少一接收器；并且其中该无线通信装置更包括一移动发射器，用来在以该不同的功率等级发射每一符号中的部分码片时经由该至少一接收器提供回馈给该至少一发射器。

26.根据权利要求25所述的通信系统，其特征在于，该回馈包括该功率等级的调整和以该不同的功率等级所发射的该码片的一序列中的至少其中之一。

27.根据权利要求20所述的通信系统，其特征在于，该N个天线单元包括N个相关天线单元。

28.根据权利要求27所述的通信系统，其特征在于，该N个相关天线单元包括N个主动天线单元，使得该天线数组形成一相控数组。

29.根据权利要求27所述的通信系统，其特征在于，该N个相关天线单元包括至少一主动天线单元和至多N-1个被动天线单元，使得该天线数组形成入射信号的独立总和。

30.根据权利要求20所述的通信系统，其特征在于，该N个天线单元的至少两个是相关的，并且具有不同的极性以用于接收该M个来源信号的该N个不同和中的至少两个。

31.根据权利要求20所述的通信系统，其特征在于，该无线通信装置更包括一各自的同相和正交模块，连接在每一天线单元和该接收器之间，用于将接收到的该M个来源信号的该N个不同总和中的每一个分离，从而成为一同相和正交分量集合；

该接收器接收用于该M个来源信号的该至少N个不同总和的该至少N个同相和正交分量集合；以及

该信号分离处理器形成包括该M个来源信号的至少2*L*N个不同总和的混合矩阵，每一同相和正交分量集合在该L个线性独立功率等级时间周期的每一个中提供2个输入到该混合矩阵，并且该混合矩阵具有一等于至少2*L*N的秩。

32.根据权利要求20所述的通信系统，其特征在于，该无线通信装置更包括一代码解扩器，连接在该N个天线单元和该接收器之间，用来解码该M个来源信号的该至少N个不同总和，该N个不同总和的每一个包括k个代码，用于将与该来源信号关联的L个线性独立功率等级时间周期提供给该M个来源信号的k个不同总和；

该接收器接收M个来源信号的至少k*L*N个不同和；和

该信号分离处理器形成包括M个来源信号的至少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20所述的通信系统，其特征在于，该天线数组产生N个初始天线场型，该天线数组包括一仰角控制器，用来选择性地改变该N个初始天线场型中的至少其中之一的一仰角，以产生至少一额外的天线场型，从而接收该M个来源信号的至少一额外的不同总和；

该接收器使用该N个初始天线场型接收该M个来源信号的该N个不同总和，并且使用该至少一额外的天线场型来接收该M个来源信号的该至少一额外的不同总和；

该信号分离处理器在该L个线性独立功率等级时间周期中的每一个中形成包括该M个来源信号的该N个不同总和以及该M个来源信号的该至少一额外的不同总和的混合矩阵，该混合矩阵具有一等于至少L*N加上使用该额外的天线场型的该M个来源信号的额外的不同总和的个数乘以该L个线性独立功率等级时间周期的秩。

34.根据权利要求20所述的通信系统，其特征在于，该至少一固定的发射器包括J个空间分开的固定的发射器，其中J≥2，每一固定的发射器用来发射由包括多个符号的该特征集合所定义的该至少一来源信号，在该特征集合中的至少一符号以一不同的功率等级发射，使得来自该J个发射器的J个发射的来源信号在至少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且至少一个L_j＞1；并且在每一固定的发射器上的该功率等级被协调以最大化来自该J个固定的发射器的不同的相对的线性独立功率等级时间周期；并且其中该信号分离处理器形成包括该M个来源信号的该至少N个不同总和的混合矩阵，该混合矩阵具有一等于至少(L₁*…*L_J)*N的秩。

35.根据权利要求33所述的通信系统，其特征在于，该J个空间分开的固定发射器的一坐标是基于场型使用、方位、功率等级和该J个发射器的时序中的至少其中之一。

36.根据权利要求33所述的通信系统，其特征在于，用来填充该混合矩阵的一组合个数是基于所使用的不同功率等级的个数、所使用的时间周期和该J个发射器之间的该坐标。

37.根据权利要求20所述的通信系统，其特征在于，该信号分离处理器包括一盲信号分离处理器，并且该信号分离处理器基于一主成分分析(PCA)、一独立成分分析(ICA)和一奇异值分解(SVD)中的至少其中之一而从该混合矩阵中分离出该期望的来源信号。

38.根据权利要求20所述的通信系统，其特征在于，该信号分离处理器根据一基于知识的处理信号撷取程序而从该混合矩阵中分离出该期望的来源信号。

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