CN1171664A - 在无线通信中系统减少干扰降低噪声影响的信号处理装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及无线通信系统中所使用的信号处理技术,特别涉及在接收系统中通过实时调整定向图使干扰最小化从而降低噪声影响提高通信质量的信号处理装置及其方法。本发明中由于在原信号的接收电平高于干扰信号的各个接收电平的信号环境中,进一步增加了原信号电平与干扰信号电平的差异,因此不仅显著减少了附加噪声强度,并且通过显著降低噪声的影响提高了通信质量,增加了通信容量,与以往方式相比,由于显著地减少了其计算量,使实时处理成为可能。

Description

在无线通信系统中减少干扰降低噪声影响 的信号处理装置及方法

本发明涉及用于无线通信系统中的信号处理技术，特别是涉及在无线通信系统中通过实时地调整方向图并使干扰最小以及减小噪声的影响，而提高通信品质的信号处理装置及方法。

一般，在进行无线通信时，所需要的信号(原信号)和干扰信号同时存在于所接收的信号中，通常，对于一个原信号，存在多个干扰信号。这样的干扰信号所产生的通信失真的程度由相对于原信号功率的全部的干扰信号功率的组合所决定，因此，在原信号的电平显著高于干扰信号的各个电平时，如果干扰信号的数量较多，干扰信号的整体功率变大而使通信失真产生。在现有的情况下，存在因这样的失真而使原信号的信息重放变得非常难这样严重的问题。特别是，由于在干扰信号的个数较多的情况下，难于重放原信号的信息，则在提供的频率的带宽下，使在应对多个加入者进行服务的通信环境下在容量上的限制的通信品质上的问题变得严重。

这样，作为用于改善上述问题的一环，在现有技术中，利用阵列天线而降低干扰信号的影响的尝试已由多人进行了，但是，由于迄今为止所开发的大部分技术都是以固有值分离(Eigen Decomposition：以下简称为“ED”)方法为根据，因系统的复杂性及其处置时间上的问题而实际上未适用于无线通信领域中，因此，在下列参考文献中详细地介绍了这样的现有技术：〔1〕M.Kaveh and A.J.Barabell，″The Statistical Performance of the MUSIC and Minimun-Norm Algorithms for Resolving Plane Waves in Noise，″IEEE Trans.，Acoust.，speech and signal process.，vol.ASSP-34，pp.331-341，April 1986.〔2〕T.Denidni and G.γ.Delesle，″A Nonlinear Algorithrm for output PowerMaximization of an Indoor Adaptive Phased Array，″IEEE Electronmagnetic Compatibility，vol.37，no.2，pp.201-209，May，1995.

但是，现有的方法等即使为任一种形态，不仅需要对于所需要的信号的事前信息，而且，当用于实际的通信环境时，存在问题之处是要求过多的计算，特别是当不知道原信号的方向或干扰信号的个数时，要求更多的计算，而实际上不可能用于移动通信系统。

这样，本发明是为了解决上述现有技术的问题而提出的，本发明的目的是提供信号处理装置及方法，不仅能够根据简化的计算过程而实际上容易地在通信领域中实现，而且，通过实时地调整理想的方向图(在原信号方向上具有最大增益而在其他方向上具有最小增益的方向图)而使干扰最小及降低噪声的影响，来提高通信品质并增大通信容量。

为了实现上述目的，本发明的信号处理装置，用于在接收系统中实时地调整方向图而使干扰最小及降低噪声的影响，其特征在于，包括：伽玛值(γ)合成装置(11)，输入预先规定从阵列天线的接收装置输出给每个抽点的信号矢量( x)和在现在的抽点中的阵列天线的最终输出值(y)的适当增益值(μ)，把伽玛值(γ)与每个抽点进行合成而输出；增益矢量更新装置(12)，输入来自上述伽玛值合成装置(11)的伽玛值(γ)、在现在抽点下的增益矢量( w)、上述适当增益值(μ)、上述接收信号矢量( x)和上述阵列天线的输出值(y)，对每个抽点更新上述增益矢量( w)。

本发明的信号处理方法，用于在接收系统中实时地调整方向图而使干扰最小及降低噪声的影响，其特征在于，包括：伽玛值合成步骤，输入预先规定从阵列天线的接收装置输出给每个抽点的信号矢量( x)和在现在的抽点中的阵列天线的最终输出值(y)的适当增益值(μ)，把伽玛值(γ)与每个抽点进行合成而输出；增益矢量更新步骤，输入上述伽玛值(γ)、在现在抽点下的增益矢量( w)、上述适当增益值(μ)、上述接收信号矢量( x)和上述阵列天线的输出值(y)，对每个抽点更新上述增益矢量( w)。

本发明的信号处理方法，用于在接收系统中实时地调整方向图而使干扰最小及降低噪声的影响，其特征在于，包括：自己相关行列更新步骤，输入从阵列天线的接收装置输出给每个抽点的信号矢量( x)和上述接收信号矢量( x)，对每个抽点更新上述接收信号的自己相关行列

；伽玛值(γ)合成步骤，输入预先规定上述自己相关行列

和现在抽点下的增益矢量( w)的上述适当增益值(μ)，把伽玛值(γ)与每个抽点进行合成而输出；更新步骤，输入上述自己相关行列

上述伽玛值(γ)、上述现在抽点下的增益矢量( w)和上述适当增益值(μ)，对每个抽点更新上述增益矢量( w)。

下面参照附图来详细说明本发明的实施例。

在本发明中所涉及的信号处理装置其目的是为了最终得到使所需要的信号方向上的增益最大而使其他方向上的增益最小的方向图。

即，本发明通过决定复数增益矢量“ w”的值以形成所需要的方向图，而使作为在结局天线元件中所感应的信号等和上述复数增益矢量w的内积(Euclidean inner product)结果的阵列天线的输出(y(t))接近所需值。

当把上述复数增益矢量 w的全部的要素(element)的大小正规化为1时，用上述复数增益矢量 w乘以各个天线元件中所感应的信号值，在该信号上施加复数增益矢量 w的相位这样的相位延迟。这样，最终决定附加在构成阵列天线的各个天线元件上的相位延迟的值。

当附加在第i号天线元件上的相位延迟为φ_i时，通过附加以载波频率的2π倍分配φ_i的值这样的时间延迟，而得到相同的效果。

在信号源的个数为M个的信号环境下，在天线元件的个数为N，把相邻天线元件间的距离定为λ_c/2(其中，λ_c是输入信号的载波频率的波长)的线形阵列天线的情况下，在第k号的天线元件中所感应的信号按下面这样表示在频率的低频迁移后。 $X_k\left(t\right)=\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{S}_m\left(t\right)e^{j(k-1)\mathrm{\π}\sin \left({\mathrm{\θ}}_m\right)}+n_k\left(t\right)$        【式2】

其中，θm是第m号信号的入射角，Sm(t)是从接收端所见的第m号的发送信号。在式2中，下标字k是把由后续页所定义的基准天线的情况作为k＝1而按照接收或发送信号的相位的速度的顺序附加k＝2、3、…N这样的编号。

在上述式2中，在M个信号成分中，任一个为源信号(在本发明中，为了方便把第一号的信号S₁(t)作为“源信号”，源信号的入射角为“θ₁”)，作为剩余的M-1个信号作为干扰信号而与噪声n_k(t)一起成为危害通信的因素。

上述式2用于均等间距(λ_c/2)的线形阵列天线的情况，但是，由本发明所提供的技术是适用于天线间的距离不均等以及不是线形阵列的情况的技术。

当使某个天线(第k号的天线)和基准天线的距离为d_k时，该天线的信号与基准天线的信号产生了 $2\mathrm{\π}\frac{d_k}{{\mathrm{\λ}}_c}\sin {\mathrm{\θ}}_m$          【式3】

这样的相位差。

这样，在非均等间隔及非线形阵列的情况下，在第k号的天线中所感应的信号为下列这样： $X_k\left(t\right)=\underset{m=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{S}_m\left(t\right)e^{j2\mathrm{\π}\frac{d_k}{{\mathrm{\λ}}_c}\sin \left({\mathrm{\θ}}_m\right)}+n_k\left(t\right)$          【式4】

在本发明中，在接收方式下，把相位最慢的信号所感应的天线元件作为基准天线元件，在发送方式下，把从信号的传输方向相反的相位最快的天线元件作为基准天线元件。

若这样来定义基准天线元件，在实际设计阵列天线时，总是在上述基准天线元件中所感应的信号上施加0相位(意思是指不施加变化)，在除此之外的天线元件上施加全部正的相位(或把相位延迟分为载波频率的2π倍的时间延迟)，这样就能易于设计。

如果上述阵列天线用N个天线元件构成，对每个抽点施加N-by-1信号矢量(一般，把要素的个数为N个的矢量称为“N-by-1矢量”)，用第J号的抽点就能构成下面这样的自己相关行列(参照式5)。

其中，所谓“抽点”是指观测入射到阵列天线中的信号并计算新的增益矢量 w(或相位延迟矢量)的时间，在本发明中，通过对每个抽点算出与新的入射的信号值配合的增益矢量(或相位延迟矢量)，就能对每个抽点设计适合于现在所入射的信号值的阵列天线。 ${\underset{-}{R}}_x\left(J\right)=\frac{1}{J}\underset{I=1}{\overset{I}{\mathrm{\Σ}}}x(t+1\mathrm{Ts}){\underset{-}{x}}^H(t+1\mathrm{Ts})$       【式5】

其中，在上述式5中，双下划线(double underline)表示行列，单下划线表示矢量，Ts为抽点的周期，上标字H是厄米特(Hermitiam)算子，要素的个数为N个的N-by-1信号矢量 x(t)按下列这样构成为在上述式2中所说明的输入信号 x _k(t)，k＝、1、3、…、N。

x(t)＝[ x ₁(t) x ₂(t)… x _N(t)]^T               【式6】(其中，上标字T是转置(transpose)算子)

但是，上述式5仅在M个信号成分的入射角不变时才有效，当各个信号源在通信过程中移动时而成为时变(time-variant)环境及移动通信环境时，由于在每个抽点上不同，则就不能用上述式5构成正确的自己相关行列。

这样，在时变的环境中，按下列这样通过导入忘却因子而重复的方法，希望近似地计算自己相关行列。 ${\underset{=}{R}}_x(J+1)=f\·{\underset{=}{R}}_x\left(J\right)+(1-f)\underset{-}{x}(J+1)\mathrm{Ts}){\underset{-}{x}}^H\left((J+1)\mathrm{Ts}\right)$                                   【式7】(其中，

和 分别是第J+1号和第J号的抽点的自己相关行列，f为取0和1之间的值的忘却因子)

一般，由于通信环境为时变的，在本发明中，尤其是在移动通信环境中，从式5来利用式7而计算自己相关行列。

多样的计算机模拟实验结果，在一般的陆地移动通信环境中使用本发明的技术的情况下，可以看出：使忘却因子的值处于0.8～0.99范围内，具有最佳的性能。

由此，在实施例的基础上，对最佳的阵列天线设计进行具体说明。

按大小顺序来排列由上述式5或式7所决定的自己相关行列的固有值，以成为λ₁≥λ₁≥…≥λ_N这样，上述最大固有值λ₁是与信号总个数M和天线元件的个数N无关而由信号成分等所决定的固有值。

这样，当使对应于上述最大固有值λ1的被正规化的固有矢量为 e ₁时， e ₁按下面这样存在于信号副空间(signal subspace)中： $\underset{-}{e}=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\γ}}_i\underset{-}{a}\left({\mathrm{\θ}}_i\right)$            【式8】

其中，复数值γ_i是由源信号和干扰信号等的大小以及入射角的分布所决定的常数， a(θ_i)为由第i号入射信号的入射角θ_i所决定的方向矢量，

由 $\underset{-}{a}\left({\mathrm{\θ}}_i\right)=[{1e}^{\mathrm{j\π}\sin {\mathrm{\θ}}_i}\·\·\·e^{(N-1)\mathrm{\π}\sin {\mathrm{\θ}}_i}]$            【式9】所决定。

其中，假定所需要的信号电平显著大于其他的信号即干扰信号。即：

|S_j(t)|≥|S_i(t)|             j≠I              【式10】

在满足式10的条件的信号环境中，就能按下面这样把式8的固有矢量 e ₁近似化：

e ₁＝γ₁ a(θ_i)                                  【式11】

即， e ₁成为几乎与由所需要的信号的入射角所决定的方向矢量 a(θ_i)相同的方向。

这样，在所需要的信号电平足够大于干扰信号的各个电平的条件下，当把加在各个天线元件上的相位延迟矢量决定为最大固有值的常用矢量 e ₁时，阵列天线的方向图近似于时最大增益为源信号方向的θ_i的方向。所以，本发明中提出了如下设置的阵列天线的相位延迟矢量。 $\underset{-}{w}=\frac{1}{\sqrt{N}}{\underset{-}{e}}_1$             【式12】

这里，用常数除固有矢量是为了在分析阵列天线的性能时便于计算。

下面是有关用什么样的方法求解最佳相位延迟矢量的考察说明。

像上述那样的原信号功率明显大于各个干扰波的功率的环境下，用相应于上这最大固有值λ1的归一化的固有矢量 e1，确定 w，从而近似地求出保持在原信号方向上的形成最大增益的理想定向图的阵列天线。

但是，要求出自相关行列就必须进行所述式5和式7那样的相当复杂的计算，即使是求出相应于最大固有值的固有矢量也不是简单的。而且，像移动通信这样的信号环境时变的场合，在各抽点打印由于原信号入射角的变化，所以必须求出与已变化的入身角相对应的固有矢量。

因而，本发明中通过在抽点打印上更新天线单元上提供的增益矢量w，利用与时变信号环境相适应的适当方法确定 e1和近似值的方案进行说明。

首先，通过下面反复进行的过程，在各抽点打印上更新用当前的抽点打印求出的矢量，求出要求的复数增益矢量 w。

w(k+1)＝ w(k)+μ v(k)                              【式13】

但是，独立变数k为表示抽点打印的时间系数，μ为予先确定的自适应增益， v(k)为第k次的抽点打印中的搜索方向矢量，所过式13中的w(k+1)必须归一化，所以在每次重复中其大小为1。

从式13中可知，用当前抽点打印要求的解，是通过在当前解中适当更改 v(k)方向上的μ而得到的。

如果求出了这样概念的解，就能够解决下面的两个问题。

问题1：怎样设定初期相位延迟矢量 w(0)和自适应增益？

问题2：搜索方向矢量在各抽点打印中怎样确定？

本发明中，初期状态的解 w(0)为初期状态中使用的接收信号 x(0)。也就是： $\underset{-}{w}\left(0\right)=\frac{x\left(0\right)}{x_1\left(0\right)}$             【式14】

但是，x1(0)为基准天线单元中的有机接收信号，作为信号矢量 x(0)的第一要素。

根据所述式14的理由，自相关矩阵的顺序在第一抽点打印中为1。因此，信号固有值仅有一个，如果忽略噪声成份，以输入信号矢量自身中，可以马上求出信号固有矢量。

而且，为了缩短设计阵列天线的整个过程，考虑到安定性，最好把自适应增益(μ)设定为不超过输入信号功率的N倍的倒数的值。

本实施例中提出的技术是：从所述式14开始，根据这里说明的要点，求出各抽点打印中搜索方向矢量之后，按所述式13更新解，从而设计阵列天线。

为求出搜索方向矢量，应考虑下面定义的价格系数。

f( w)＝ w ^H Rw+γ(1- w ^H w)    且

| w(k)|²＝1                                     【式15】

为在数学上便于说明，若求出式15中所定义的价格函数的最小值或最大值，就是矩阵x的最小固有值和最大固有值，所述价格系数最小化或最大化时的解w与其固有矢量相对应。

为了在期望信号方向上形成提供最大增益的定向图，如上所述，由于应确定与最大固有值所对应的固有矢量上的阵列天线的增益矢量，所以本发明中要求出所述式15的最大化价格函数的搜索方向矢量。

下面，用增益矢量 w对所述式15进行偏微分，其结果中，根据按零条件下求出的梯度矢量( )，可求出最大值或最小值。

＝2 R _x w-2γ w＝0                              【式16】

按式13的那种迭代法，为求出满足所述式16的增益矢量，像下面的式17那样，式16的梯度(G)矢量可用作搜索方向矢量。

w(k+1)＝ w(k)+(1/2)μ ＝ w(k)+μ v(k)

      ＝ w(k)+μ[ Rx(k) w(k)-γ(k) w(k)]

      ＝[(1-μγ(k)) I+μ R] w(k)                 【式17】

为像式17那样更新增益矢量 w，各抽点打印中，应该先计算伽马值(γ)。若连立式17和式15求出最佳的伽马值，就可得知下面二次方程式的解的最佳伽马值。

γ²(k)-2[(1/μ)+ w ^H(k) R _x(k) w(k)]γ(k)+ w ^H(k) R ² _x(k) w(k)

+(2/μ) w ^H(k) R _x(k) w(k)＝0                       【式18】

式18中，若

a＝[(1/μ)+ w ^H(k) R _x(k) w(k)]γ(k)]

b＝w^H(k) R ² _x(k) w(k)+(2/μ) w ^H(k) R _x(k) w(k)

满足式18的伽马值可如下求出。 $\mathrm{\γ}\left(k\right)=a\±\sqrt{a^2-b}$            【式19】

所述式19中所算出的两个根中，取小的伽马值。即： $\mathrm{\γ}\left(k\right)=a-\sqrt{a^2-b}$            【式20】

本实施例中提出的求最佳增益矢量的完整过程归纳如下。

第1，利用初期在各天线单元上的感应信号，在 w(0)＝ x(0)/ x ₁(0)中设定初始解。此时，自相关矩阵按 R _x(0)＝ x(0) x ^H(0)计算。

第2，在式7中代入新的信号矢量 x(k)，更新自相关矩阵，利用式20求出伽马值，然后按式17更新增益矢量 w。

以后，在接受各抽点打印的新的信号矢量时，重复上述过程。

按照本实施例，不论原信号方向如何，因没有必要拥有对全部干扰信号成分方向上的一切事先情报，使整个过程被划时代地单纯化，还可使用周知的通用处理程序开始移动通信，在大部分的实际通信环境下能够实时处理信号的再生及发送。

例如，求所述最佳相位延迟矢量时，必要的总计算量如所述式7和式16至式18所示那样，在各抽点打印中约0(2N²+6N)左右，计算机模拟实验的结果表明，使用者的速度未超过150km/h的陆地移动通信中，即便使用DSP芯片(数据信号处理芯片)，也不存在技术上的困难。

通过使用如上所述的迭代法，尽管为保持期望的定向图而求出增益矢量，但所述方法与以往方法相比被明显简化了。如式7中所表现出的那样，由于各抽点打印中必须更新自相关矩阵，系统的复杂度保持不变。

因此，为了进一步简化整个课程，在所述方法必须进行的自相关矩阵的计算中，将忘却因子值调整为特定值。

也就是，考虑式7中固定忘即因子值为0的情况。再说，由于有可视现在的信号矢量决定自相关矩阵的意思，所以在前面提出的整个过程能减少很多。

而且，各抽点打印中的入射角变化过大的场合下，由于在自相关矩阵上不可能不考虑过去的信号值等，调整忘却因子为0在一般的信号环境中是适用的。

首先，简化下面的自相关矩阵。 $\underset{\‾}{{\underset{-}{R}}_x}\left(J\right)\≈\underset{-}{x}\left(J\right){\underset{-}{x}}^H\left(J\right)$             【式21】

如果在式16-18中采用所述公式，可简化搜索方向矢量，伽马值及增益矢量的更新过程。

w(k+1)＝ w(k)+μ v(k)＝[1-μγ(k)] w(k)+μy^*(k) x(k) 【式22】

(其中，y(k)是第k次的抽点打印中由阵列天线的输出y(k)＝ w ^H(k) x(k)定义的)。

像所述式23那样，忘却因子为0的场合，由于自相关矩阵仅由现在的信号矢量确定，从而使求最佳相位延迟矢量的过程大幅度地简化，由于在各抽点打印中未更新自相关矩阵，所以没有必要计算其矩阵本身，从而可省略所述式7的计算。

计算机模拟试验的结果表明，根据以上介绍的方法，通过计算自相关矩阵，用最佳值设定忘却因子值，结果，对干扰信号可获得约12乃至15dB左右的改善，对噪声来说，可得到天线单元数量方面的改善(即实际噪声功率在阵列天线的输出端约减少1/N)。

另一方面，如果在瞬时值中使用近似化自相关矩阵的方法，在噪声方面能得到基本相等的改善，对干扰而言可获得10至12dB的改善。

结果，由于引入忘却因子而全部考虑过去的信号值等之后，引入的计算自相关矩阵的方法，与设计所述阵列天线的场合相比较，用瞬时值近似自相关矩阵的简略化技术，就干扰信号而言引发2至3dB左右的性能低下，但由于大幅度地简化了整个过程，可使系统容易实现并节省费用。

仅在瞬时信号中，按简化的方法设计阵列天线的场合，因O(N²)的演算子全部没有，使整个过程中被要求的总计算量变为大约7N+16个加法运算和大约4N+7个积运算。

为了实现全盘考虑的接收和发射的整个系统，按照接收模式中的上述说明要点求出最佳增益矢量之后，在发射模式中就那样使用根据其值求出的相位值，从而实现最佳系统。

如前所述，在移动通信系统的基地电台中配备用于提供理想定向图的信号处理装置的场合，可获得增大通信容量及改善通信质量，同时大幅度地延长基地电台内所有终端机的电池寿命的效果。

也就是说，在基地电台中，通过仅在要进行通信的加入者的方向上设定主射束，与利用以往技术的基地电台的场合相比，可以实现相当高的接收效率。

因此，既使大幅度地降低相应终端机的发射功率，也可实现圆满的通信。而且，像这样降低终端机的发射功率的情况，直接关系着终端机电池寿命的延长。

图1概略地表示根据本发明信号处理装置的第1实施例的构成方框图。

图2表示图1所示的信号处理装置的伽马值合成部的一实施例的局部构成图。

图3A表示图1所示的信号处理装置的增益矢量更新部的一实施例的局部构成图。

图3B表示图1所示的信号处理装置的增益矢量更新部的其他实施例的局部构成图。

图4概略地表示根据本发明的信号处理装置的第2实施例的构成方框图。

图5表示根据第2实施例的伽马值合成部的一实施便的软件功能方框图。

图6A表示图5所示的信事情处理装置的增益矢量更新部的一实施例的软件功能方框图。

图6B表示图5所示的信号处理装置的增益矢量更新部的其他实施例的软件功能方框图。

图7表示利用本发明的信号处理装置衰减干扰及噪声的信号接收系统的略图。

下面，介绍比这些更具体的实施例。

第1实施例

本实施例中，介绍为在使用阵列天线的接受系统中建立最佳定向图而实时计算增益矢量的信号处理装置。本实施例中，利用各迭代的上述接收信号矢量( X)，根据式21，近似自相关矩阵为上述瞬时信号。因而说明书中对上述那样的自相关矩阵不进行实际计算。这时，根据式23计算出增益矢量。下面详细说明像这样的第一实施例的信号处理装置的实施。

图1是根据第一实施例的信号处理装置的一实施例的构成框图，配置有伽马值(γ)合成部(11)和与γ值合成部相连的增益矢量更新部(12)，如图所示，在各抽点打印的输出信号矢量( X)和当前的抽点打印中的阵列天线的最终输出值y以及预定的正适应增益值(μ)分别输入连接的γ值合成部(11)，上述信号矢量( X)、上述阵列天线的最终输出值(y)以及上述自适应增益值(μ)输入连接的增益矢量更新部(12)。

来自用阵列天线接收信号的装置(以下称为接收装置)、在各抽点打印中输出的信号矢量( x)，和在当前抽点打印中的阵列天线的最终输出值( Y)，以及预定的自适应增益值(μ)被输入上述伽马值合成部(11)，然后，伽马值合成部(11)输出在各抽点打印中合成的γ值；来自上述伽马值合成部(11)的γ值、在上述当前抽点打印中的增益矢量( w)、上述自适应增益值(μ)、上述接收信号矢量( X)和上述阵列天线的输出值( Y)分别输入上述增益矢量更新部(12)。然后，增益矢量更新部更新在各抽点打印中的上述增益矢量( w)。因此，在公知计算机系统的环境下可用软件实现上述各功能部分的功能，由于这种信号处理技术的最终目的是计算能提供最佳定向图的增益矢量( w)。因此，在无线接收系统内的信号处理装置和相邻设置的同积计算装置(参照下文中附图5的说明部分)中输出这样求出的增益矢量，在所述内积计算装置中相互内积各抽点打印中的接收信号矢量( x)和所述增益矢量( w)，构成所述接收系统的最终输出。

图2表示第1实施例中图1所示的信号处理装置之一的构成单元伽马值(γ)合成部的一实施例的局部构成图，如图所示，它包括：把所述阵列天线的输出值(y)的大小进行平方的积算器(G1)，把所述积算器(G1)的输出与所述自适应增益(μ)的倒数(1/μ)相加的加法器(G2)、把所述加法器(G2)的输出作为A并进行A的平方的积算器(G3)、把所述接收信号矢量( X)的各元素进行平方的多个积算器(G4)、把所述多个只算器(G4)的输出相加的加法器(G5)、把所述加法器(G5)的输出与所述自适应增益(μ)的倒数(1/μ)的2倍(2/μ)相加的加法器(G6)、所述述加法器(G6)的输出与所述积算器(G1)的输出(|Y|²)相乘的积算器(G7)、把所述积算器(G7)的输出作为B，并从所述积算器(G3)的输出(A2)中减去B的加法器(G8)、求出所述加法器(G8)的输出的平方根的平方根计算器(G10)、从所述加法器(G3)的输出(A)中减去所述平方根计算器(G10)的输出的加法器(G9)。

而且，把当前抽点打印中的增益矢量(W)的各元素的复数共轭与所述当前抽点打印中的自相关矩阵( R)的各列元素相互相乘后，再把其积的结果互相相加而得到的矢量值为P矢量(| w ^H R)；把P矢量的各元素与所述当前抽点打印中的增益矢量的各元素互相相乘后，再把其结果互相相加后得到其结果λ( w ^H Rw)；把λ与所述予先设定的自适应增益的倒数(1/μ)相加后得到A((1/μ)+ w ^H Rw)_；把所述λ与所述自适应增益倒数的2倍(2/μ)相乘后，再把所述P矢量与P矢量自身的内积相加得到B( w ^H R ² w+(2/μ)· w ^H Rw)；最终输出的伽马值为用所述A减去A²-B的平方根值(式1)。

下面将简要地在公知计算机系统的环境中，用软件代替所述功能元件等的构成时的实施过程。

首先，对所述阵列天线的输出值(y)的绝对值进行平方(G1过程)，再把所得结果与所述自适应增益(μ)的例数(1/μ)相加(G2过程)，然后把其得到的输出(A)进行平方(G2过程)。

而且，把所述接收信号矢量(X)的各元素进行平方(G4过程)后，再将各结果的输出全部相加(G5过程)，然后与所述自适应增益(μ)的倒数(1/μ)的2倍倒数(2/μ)相加(G6过程)。随后把所述G6过程所获得结果的输出与所述G1过程的所得输出(|Y|²相乘(G7过程)，然后从所述G3过程的所得结果的输出(A2)中减去所述G7过程的输出(B)(过程G8)。其后求出所述G8过程的所得结果的输出平方根(G9过程)，从所述G2过程珠所得结果的输出(A)中减去所述G9过程的输出(G10)。

通过经过这样的过程，把得到的当前抽点打印中的增益矢量( w)的各元素的复数共轭与所述当前抽点打印中的正相关矩阵(R)的各列各元素互相相乘后，再把其积互相相加得到矢量值为P矢量( w ^H R)，然后把P矢量的各元素与所述抽点打印中的增益矢量的各元素互相相乘后，再把其结果互相相加得到相适应增益的倒数(1/μ)相加得到结果A((1/μ)+w ^H Rw)，把所述λ与所述自适应增益的2倍倒数(2/μ)相乘，再与所述P矢量与P矢量的自身内积相加，得到结果B( w ^H R ² w+(2/μ)· w ^H Rw)，最终输出的伽马值是从所述A中减去A²-B的平方根的值(式1)。

图3A是表示第1实施例中图1所示的信号处理装置的增益矢量( w)更新部的构成的一实施例，其中包括：把所述自适应增益(μ)与所述伽马值(γ)相乘的积算器(P1)、用1减去所述积算器(P1)的输出加法器(P2)、把所述加法器(P2)的输出与当前抽点打印中的所述增益矢量(w)的各元素相乘的多个积算器(P3)、把所述自适应增益(μ)与当前抽点打印中的所述阵列天线的最终输出(y)的复数共轭(y^*)相乘的积算器(P4)、把所述积算器(P4)的输出与当前抽点打印中的所述接收信号矢量()的各元素相乘的多个积算器(P5)、把所述多个积算器(P3)的输出与所述多个积算器(P5)的输出顺序相加的多个加法器(P6)，并用所述多个加法器(P6)的输出更新当前抽点打印中的所述增益矢量。

下面将简要地考察在公知计算机系统的环境中，用软件代替所述功能元件等的构成时的实施过程。

首先，是所述自适应增益(μ)与所述伽马值(γ)相乘(P1过程)，然后用1减去所述结果的输出(P2过程)。之后把所得结果的输出与当前抽点打印中的所述增益矢量( w ^*)的各元素相乘(P3过程)。另一方面，把所述自适应增益(u)与当前抽点打印中的所述阵列天线的最终输出(y)的复数共轭(y^*)相乘(P4过程)。然后，把每次以所述复数共轭的结果的输出与当前抽点打印中的所述接收信号矢量( X)的各元素分别相乘后(P5过程)，通过反所述P3过程的所得结果的输出与所述P5过程的所得结果的输出顺序相加(P6过程)，并根据所得结果 w←(1-μγ) w+μy^* x，更新各抽点打印中的所述增益矢量。

图3B表示图1所示的信呈处理装置中增益矢量更新部的其它实施例的构成图，该图在图3A的增益矢量更新部的构成上附加了归一化其输出的部分。

图中所示的P1至P6的构成和作用可用图3A中的增益矢量更新部的说明部分所记述的内容来表示，这里仅对附加的元素等进行具体的说明。

如图所示的本实施例的增益矢量更新部包括：把所述多个加法器(P6)的各出值等的绝对值分别平方的多个积算器(P7)；把多个积算器(P7)的输出等相互相加的加法器(P8)；对所述加法器的输出值求平方根的平方根器(P9)；用所述平方根器(P9)的输出值分别除所述多个加法器(P6)的各输出值等的多个除法器(P10)；其作用从下面的软件实现过程中很容易理解。

如上所述的增益矢量列新部，在公知计算机系统环境中，可用软件完成，下面将简要地考察其实现过程。

如图3A的说明部分的记述内容那样实现P1至P6过程，首先把所述多个加法器(P6)的各输出值等的绝对值各自进行平方(P7过程)，再把所述实现结果的输出等相互相加(P8过程)，然后对的述实现结果的输出值求平方根(P9过程)。最后用P9过程的输出值分别除所述P6过程实现的各输出值(P10过程)。

也就是说，根据本实施例的增益矢量更新部附加了下列部分：作为根据所述图3A的实施例的增益矢量更新部的输出结果的增益矢量(W)的各元素等(W1……WN)被所述增益矢量的标准值‘‖W‖’相除的部分，由此提供的增益矢量(W)的整体大小总能归一化为1。

第二实施例

本实施例中介绍了实现信号处理装置的另一实施例，该信号处理装置能够实时地计算增益矢量，以便在采用阵列天线的接收系统中，构成最佳定向图。

本这施例中，在各次反复中接收所述信号矢量(X)依据式7更新接收信号的自相关矩阵，然后依据更新的自相关矩阵，按式17算出最佳的增益矢量。如说明书所记述的，第2实施例的信号处理装置比第1实施例中的信号处理装置更复杂，但在干扰信号的衰减性能和比特差错率的性能方面，却导致比第1实施例的信号处理装置稍微高些的结果。因此，要求相对简单的系统时可选择1实施例的信号处理装置，而对要求稍微复杂的精密信号处理时可选择第1实施例的信号处理装置。

由4是根据第2实施例的信号处理装置的一实施例的构成方框图，图中包括自相关矩阵更新部(20)、伽马值(γ)合成部(21)和增益矢量更新部(22)，来自利用阵列天线接收信号的装置(以下称为接收装置)、输出在各抽点打印中的信号矢量(X)和所述接收信号矢量(X)被输入自相关矩阵更新部(20)，并在各抽点打印上更新所述接收信号的自相关矩阵(R)，所述自要关矩阵(R)和当前抽点打印中的增益矢量( w)以及预定的所述自适应增益值μ被输入伽马值(γ)合成部(21)，在各抽点打印中合成伽马值(γ)后输出，所述自相关矩阵(R)和所述伽马值(γ)及所述当前抽点打印中的增益矢量( w)以及所述自适应增益值(μ)被输入增益矢量更新部(22)，更新各抽点打印中的所述增益矢量( w)的。

而且，所述自相关矩阵更新部(20)用常规软件对如上所述的输入各抽点打印中的输出信号矢量( x)和所述接收信号矢量(X)之后，更新各抽点打印中的所述接收信号的自相关矩阵(R)进行处理。

同样地，所述伽马值(V)合成部(21)及增益矢量更新部(22)也可以通过软件来实现，其实施例可参照附图5，图6A和图6B并有详细说明。

图5表示图4所示的伽马值合成部的一实施例的软件功能方框图。

所述伽马值合成部中，如图所示，所述当前抽点打印中的增益矢量( w)的各元素和所述当前抽点打印中的自相关矩阵(R)的各列单元从第1排顺序地相互相乘之后(51)，其积的结果相互相加所获得的值等构成的矢量为E矢量( Rw)，该E矢量的各元素和所述当前抽点打印中的增益矢量的各元素的复数共轭相互相乘，其结果相互相加之后得到入

所述入和预定的自适应增益的倒数(1/μ)相加后得到A(1/μ+，所述入和所述自适应增益的2倍倒数(2/μ)相乘后的结果为G(54)，所述E矢量和E矢量的内积结果为F(53)，所述下与G相加的结果为 ，所述A自乘的结果为C(56)，从所述A中减去C-B的平方根(式1)的值就为所述伽马值合成部输出的伽马值(γ)。

图6A表示图4所示的增益矢量更新部的一实施例的软件功能方框图。

如图所示，在所述增益更新部(22)中，被更新的增益矢量(W)是这样得来的：所述自适应增益(μ)和所述伽马值合成部(21)的输出伽马值(γ)相乘(61)，然后用1减去其结果得到值(1-μγ)(62)，所述当前抽点打印中的自相关矩阵(R)的各元素乘以上所自适应增益(μ)后，在其所得矩阵的主对角线上的各元互相加而得到矩阵[(1-μγ)I+μ R](但I为单位矩阵(63)，然后每所述当前抽点打印中的增益矢量(W)相乘得到的矢量{[(1-μγ) I+μR] w}为D矢量(64)，该D矢量就为在各抽点打印中更新的增益矢量值。

图6B表示图4所示的增益矢量更新部的其他实施例的软件功能方框图，为使被确定的增益矢量的整体大小都变为1，进行了归一化。

本实施例中，根据图6A，在增益矢量更新部(22)中，为便被确定的增益矢量的整体大小都变为1，还进一步配置了可归一化的功能部，所述自适应增益(u)与所述伽马值合成部(21)的输出伽马值(γ)相乘这后，用1减去其结果(61)得到值(1-μγ)(62)，所述当前抽点打印中的自相关矩阵(R)的各元素乘以所述自适应增益(u)后，在其所得矩阵的主对角线的各元素上相加得到的矩阵[(1-μγ) I+μ R](且I为单位矩阵(63))，并用该矩阵乘以所述当前抽点打印中的增益矢量，得到{I(1-μγ) I+μRW}的D矢量(6A)，然后把所述D矢量的各元素绝对值平方后全部相加(65)，用其平方奶除所述D矢量的各元素(66)，然后把所述D矢量的整体大小归一化为1，用该值更新各抽点打印中的增益矢量。

图7表示利用根据本发明第1实施例和第2实施例的衰减干扰及器材怕的信号处理装置的实施例的信号接收系统的简要示意图，图中1表示阵列天线，7表示接收装置，8表示内积计算装置，9表示信号处理装置。

如图所示，根据本实施例的信号接收系统包括：配有多个天线单元、后端部上附加有在接预定位置和间隔对所排列的各天线单元上感应的接收信号的阵列天(1)；对在所过各天线单元上感应的所述阵列天线(1)输出的信号矢量，进行频率低通跃迁、解调等的信号接收方向的必要处理，合成各抽点打印中的信号矢量的接受装置(7)；通过内积来自所述接受装置(7)的输出信号矢量的各元素(x1…xN)和相应的增益矢量而合成阵列天线输出值(y(t))的内积计算装置8，和利用所述内积计算装置(8)的输出值(y(t))处理来自所述接收装置(7)的输出信号矢量的各元素(x1…xn)，求出相应的增益矢量值(W1…WN)之后，将其提供给所述内积计算装置(8)的信呈处理装置(9)。

本接收系统由接收装置(7)、信号处理装置(9)，及内积计算装置(8)构成，在所述接收装置(7)中在各天线单元上感应的接收信号的频率经低通跃迁和解调等过程，产生接收信号矢量(x(t))。在CDMA信号环境中使用本发明技术的场合下，在所述接受装置(7)中还包括：向所期望的信号分配调解接收信号的与芯片代码相关的相关器。因此，从所述接收装置(7)中输出的接受信号(x(t))可加给信号处理装置(9)和内积计算装置(8)。

所述信号处理装置(9)中，利用来自当前抽点打印中的被接收的接收信号(x(tt))和即将进行抽点打印中的阵列天线的输出信号(y(t))，算出最佳增益矢量(W)后输出。已逄出的最佳增益矢量(W)传送给内积计算装置(8)，内积计算装置(8)把当前抽点打印中的接收信号(x(t))和增益矢量(W)进行相互内积，算出下次抽点打印中的输出值(y(t))。

其中，核心部分为本发明的信号处理装置(9)该信号处理装置(9)计算出在各抽点打印中的原信号方向上能形成最大增益，而在其它方向上形成小增益值的最佳增益矢量(W)，向利用极限阵列天线的信号接收系统提供最佳的定向图。

上述的本发明具有以下效果。

在原信号的接收电平高于干扰信号的各个接收由平的信号环境中由于进一步增加了原信号由平与干扰信号电平的差异，因此不仅明显降低了附加噪声的强度，而且也明显减少了噪声的影响，接高了通信质量，增加了通信容量，与以往方式相比，因明显减少了其计算量，而使实时处理成为可能。

如上所述的本发明并未限定在上述实施例和附图中，在不背离本发明技术思想的范围内，理所当然可进行各种变换和改变。

Claims (30)

1.一种信号处理装置，用于在接收系统中实时地调整方向图而使干扰最小及降低噪声的影响，其特征在于，包括：伽玛值(γ)合成装置(11)，输入预先规定从阵列天线的接收装置输出给每个抽点的信号矢量( x)和在现在的抽点中的阵列天线的最终输出值(y)的适当增益值(μ)，把伽玛值(γ)与每个抽点进行合成而输出；增益矢量更新装置(12)，输入来自上述伽玛值合成装置(11)的伽玛值(γ)、在现在抽点下的增益矢量( w)、上述适当增益值(μ)、上述接收信号矢量( x)和上述阵列天线的输出值(y)，对每个抽点更新上述增益矢量( w)。

2.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，在以预定间隔排列的多个阵列天线元件等的各个中所感应的信号中，用对应于从上述各个天线元件中所感应的信号求出的自己相关行列的最大固有值的固有矢量的值来规定增益矢量。

3.根据权利要求2所述的信号处理装置，其特征在于，上述增益矢量的值，为了以不对对应于上述最大固有值的上述固有矢量的方向图的特性产生影响地仅施加局部的变化，而使上述最大固有值的固有矢量为常数倍来进行规定。

4.根据权利要求2所述的信号处理装置，其特征在于，上述增益矢量的值，为了以不对对应于上述最大固有值的上述固有矢量的方向图的特性产生影响地仅施加局部的变化，而使上述最大固有值的固有矢量正规化(normalization)来进行规定。

5.根据权利要求2所述的信号处理装置，其特征在于，在现在抽点下的上述自己相关行列通过满足下式所产生的信号行列来求出： ${\underset{=}{R}}_x(J+1)=f\·{\underset{=}{R}}_x\left(J\right)+\underset{-}{x}\left((J+1)\mathrm{Ts}\right){\underset{-}{x}}^H\left((J+1)\mathrm{Ts}\right)$ (其中， 和

分别是第J+1号和第J号的抽点的自己相关行列，f为取0和1之间的值的忘却因子，Ts是抽点周期，上标字H是厄米特(Hermitiam)算子)

上式是在把大小为从0至1之间的忘却因子与以前的抽点下的上述自己相关行列相乘的值上，用从在现在抽点下的上述各个天线元件中所感应的信号等所得到的信号矢量进行计算。

6.根据权利要求6所述的信号处理装置，其特征在于，通过计算上述自己相关行列，使上述忘却因子(f)为0来简化动作过程。

7.根据权利要求2所述的信号处理装置，其特征在于，对应于上述最大固有值的固有矢量这样求出：为了决定上述增益矢量以使在最初抽点中没有在上述各个天线元件中所感应的信号等之间的相位差，在基准天线中所感应的信号中不施加变化，对于各个上述天线元件的信号等规定上述增益矢量的值以便于施加与具有此后相位的相邻的上述天线元件间的相位差这样的相位延迟，在第二号抽点以后，更新并求出以前的抽点下的上述增益矢量，用每个抽点乘以在上述基准天线元件中所感应的信号的增益值维持为实数(real number)，使从上述自己相关行列定义的价格函数f( w)＝ w ^H Rx w+γ(1- w ^H w)成为最大，进行更新以满足|w(k)|²＝1。

8.根据权利要求7所述的信号处理装置，其特征在于，上述基准天线元件，在上述多个天线元件中，决定为对每个抽点相位最慢的信号所感应的天线元件。

9.根据权利要求7所述的信号处理装置，其特征在于，上述基准天线元件，在上述多个天线元件中，决定为位于与以现在抽点进行通信的信号源的物理距离最远处的天线元件。

10.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，上述伽玛值(γ)合成装置(11)包括：

乘法装置(G1)，用于把上述阵列天线输出值(y)的大小进行平方；

加法装置(G2)，用于把上述乘法装置(G1)的输出与上述适当增益(μ)的倒数(1/μ)进行相加；

乘法装置(G3)，用于把上述加法装置(G2)的输出(A)进行平方；

多个乘法装置(G4)，用于把上述接收矢量( x)的各要素的大小进行平方；

加法装置(G5)，用于把上述接收矢量( x)的各要素的大小进行平方的多个乘法装置(G4)的输出相加；

加法装置(G6)，用于把上述加法装置(G5)的输出与上述适当增益(μ)的倒数(1/μ)的2倍(2/μ)进行相加；

乘法装置(G7)，用于把上述加法装置(G6)的输出同上述乘法装置(G1)的输出(|y|²)相乘；

加法装置(G8)，用于从上述加法装置(G3)的输出(A²)减去上述乘法装置(G7)的输出；

平方根计算装置(G10)，用于求出上述加法装置(G8)的输出的平方根(square root)；

加法装置(G9)，用于从上述加法装置(G2)的输出(A)减去上述平方根计算装置(G10)的输出，把 $\mathrm{\γ}=\mathrm{\&Agr;}-\sqrt{A^2-B}$                【式1】的伽玛值(γ)进行合成。

11.根据权利要求1所述的信号处理装置，其特征在于，上述增益矢量( w)更新装置(12)包括：

乘法装置(P1)，用于把上述适当增益(μ)与上述伽玛值(γ)相乘；

加法装置(P2)，用于用1减去上述乘法装置(P1)的输出；

多个乘法装置(P3)，用于把上述加法装置(P2)的输出与现在抽点下的上述增益矢量( w)的各要素相乘；

乘法装置(P4)，用于把上述适当增益(μ)与现在抽点下的上述阵列天线的最终输出(y)的复数共轭相乘；

多个乘法装置(P5)，用于把上述乘法装置(P4)的输出与现在抽点下的上述接收信号矢量( x)的各要素相乘；

多个加法装置(P6)，用于依次把上述多个乘法装置(P3)的输出与上述多个乘法装置(P5)的输出相加，

按照 w←(1-μγ) w+μy^* x来更新增益矢量。

12.根据权利要求11所述的信号处理装置，其特征在于，包括：

多个乘法装置(P7)，用于分别把上述多个加法装置(P6)的各输出值等的绝对值进行平方；

加法装置(P8)，用于把上述多个乘法装置(P7)的输出等相加；

平方根装置(P9)，用于求出对应于上述加法装置的输出值的平方根；

多个除法装置(P10)，分别用上述平方根装置(P9)的输出值除以上述多个加法装置(P6)的各输出值等。

13.一种信号处理方法，用于在接收系统中实时地调整方向图而使干扰最小及降低噪声的影响，其特征在于，包括：

伽玛值合成步骤，输入预先规定从阵列天线的接收装置输出给每个抽点的信号矢量( x)和在现在的抽点中的阵列天线的最终输出值(y)的适当增益值(μ)，把伽玛值(γ)与每个抽点进行合成而输出；

增益矢量更新步骤，输入上述伽玛值(γ)、在现在抽点下的增益矢量( w)、上述适当增益值(μ)、上述接收信号矢量( x)和上述阵列天线的输出值(y)，对每个抽点更新上述增益矢量( w)。

14.根据权利要求13所述的信号处理方法，其特征在于，上述伽玛值合成方法包括：

第一步骤，把上述阵列天线输出值(y)的大小进行平方；

第二步骤，把上述第一步骤的执行结果与上述适当增益(μ)的倒数(1/μ)相加；

第三步骤，把上述第二步骤的执行结果的输出(A)进行平方；

第四步骤，把上述接收矢量( x)的各要素的大小进行平方；

第五步骤，把上述第四步骤的执行结果的输出相加；

第六步骤，把上述第五步骤的执行结果的输出与上述适当增益(μ)的倒数(1/μ)的2倍(2/μ)进行相加；

第七步骤，把上述第六步骤的执行结果的输出与上述第一步骤的执行结果的输出(|y|²)相乘；

第八步骤，从上述第三步骤的执行结果的输出(A²)减去上述第七步骤的输出(B)；

第九步骤，求出上述第八步骤的执行结果的输出的平方根(squareroot)；

第十步骤，从上述第二步骤的执行结果的输出(A)减去上述第九步骤的输出，把 $\mathrm{\γ}=A-\sqrt{A^2-B}$                  【式1】的伽玛值(γ)进行合成后输出。

15.根据权利要求13所述的信号处理方法，其特征在于，上述增益矢量更新方法包括：

第一步骤，把上述适当增益(μ)与上述伽玛值(γ)相乘；

第二步骤，用1减去上述第一步骤的执行结果的输出；

第三步骤，把上述第二步骤的执行结果的输出与现在抽点下的上述增益矢量( w)的各要素相乘；

第四步骤，把上述适当增益(μ)与现在抽点下的上述阵列天线的最终输出(y)的复数共轭相乘；

第五步骤，依次把上述第四步骤的执行结果的输出与现在抽点下的上述接收信号矢量( x)的各要素相乘；

第六步骤，依次把上述第三步骤的执行结果的输出与上述第五步骤的执行结果的输出相加，

按照 w←(1-μγ) w+μy^* x来更新增益矢量。

16.根据权利要求13所述的信号处理方法，其特征在于，包括：第七步骤，由于通过上述第一至第六步骤求出的增益矢量( w)的全体大小正规化为1，在把上述增益矢量( w)的各要素等(w₁…w_N)的绝对值进行平方之后，用把该绝对值平方的要素值等全部相加的结果值的平方根，来分配上述增益矢量( w)的各要素等(w₁…w_N)。

17.一种信号处理装置，用于在接收系统中实时地调整方向图而使干扰最小及降低噪声的影响，其特征在于，包括：

自己相关行列更新装置(20)，输入从阵列天线的接收装置输出给每个抽点的信号矢量( x)和上述接收信号矢量( x)，对每个抽点更新上述接收信号的自己相关行列(

)；

伽玛值(γ)合成装置(21)，输入预先规定上述自己相关行列(

)和现在抽点下的增益矢量( w)的上述适当增益值(μ)，把伽玛值(γ)与每个抽点进行合成而输出；

增益矢量更新装置(22)，输入上述自己相关行列(

)、上述伽玛值(γ)、上述现在抽点下的增益矢量( w)和上述适当增益值(μ)，对每个抽点更新上述增益矢量( w)。

18.根据权利要求17所述的信号处理装置，其特征在于，在以预定间隔排列的多个阵列天线元件等的各个中所感应的信号中，用对应于从上述各个天线元件中所感应的信号求出的自己相关行列的最大固有值的固有矢量的值来规定增益矢量。

19.根据权利要求18所述的信号处理装置，其特征在于，上述增益矢量的值，为了以不对对应于上述最大固有值的上述固有矢量的方向图的特性产生影响地仅施加局部的变化，而使上述最大固有值的固有矢量为常数倍来进行规定。

20.根据权利要求18所述的信号处理装置，其特征在于，上述增益矢量的值，为了以不对对应于上述最大固有值的上述固有矢量的方向图的特性产生影响地仅施加局部的变化，而使上述最大固有值的固有矢量正规化(normalization)来进行规定。

21.根据权利要求18所述的信号处理装置，其特征在于，在现在抽点下的上述自己相关行列通过满足下式所产生的信号行列来求出： ${\underset{=}{R}}_x(J+1)=f\·{\underset{=}{R}}_x\left(J\right)+\underset{-}{x}\left((J+1)\mathrm{Ts}\right){\underset{-}{x}}^H\left((J+1)\mathrm{Ts}\right)$ (其中，

和 是各个第J+1号和第J号的抽点的自己相关行列，f为取0和1之间的值的忘却因子，Ts是抽点周期，上标字H是厄米特(Hermitiam)算子)上式是在把大小为从0至1之间的忘却因子与以前的抽点下的上述自己相关行列相乘的值上，用从在现在抽点下的上述各个天线元件中所感应的信号等所得到的信号矢量进行计算。

22.根据权利要求18所述的信号处理装置，其特征在于，对应于上述最大固有值的固有矢量这样求出：为了决定上述增益矢量以使在最初抽点中没有在上述各个天线元件中所感应的信号等之间的相位差，在基准天线中所感应的信号中不施加变化，对于各个上述天线元件的信号等规定上述增益矢量的值以便于施加与具有此后相位的相邻的上述天线元件间的相位差这样的相位延迟，在第二号抽点以后，更新并求出以前的抽点下的上述增益矢量，用每个抽点乘以在上述基准天线元件中所感应的信号的增益值维持为实数(real number)，使从上述自己相关行列定义的价格函数f( w)＝ w ^H Rx w+γ(1- w ^H w)成为最大，进行更新以满足|w(k)|²＝1。

23.根据权利要求22所述的信号处理装置，其特征在于，上述基准天线元件，在上述多个天线元件中，决定为对每个抽点相位最慢的信号所感应的天线元件。

24.根据权利要求22所述的信号处理装置，其特征在于，上述基准天线元件，在上述多个天线元件中，决定为位于与以现在抽点进行通信的信号源的物理距离最远处的天线元件。

25.根据权利要求17所述的信号处理装置，其特征在于，上述伽玛值(γ)合成装置(21)，在把上述现在抽点下的增益矢量( w)的各要素的复数共轭与上述现在抽点下的自己相关行列( )的各自的列(column)的各要素相乘之后，把成为该乘积结果相加而得到的值等的矢量作为E矢量( )，在把该E矢量的各要素与述现在抽点下的增益矢量的各要素相乘之后，把其结果相加，把该相加的结果作为λ，把λ与上述预先设定的适当增益(μ)的倒数(1/μ)进行相加的结果作为

，把在上述λ与上述适当增益(μ)的倒数(1/μ)的2倍(2/μ)相乘的结果与上述E矢量和E矢量的内积(inner product)的相加的结果作为

，此时，所输出的伽玛值从上述A减去A²-B的平方根，而成为 $\mathrm{\γ}=A-\sqrt{A^2-B}$              【式1】

26.根据权利要求17所述的信号处理装置，其特征在于，上述增益矢量更新装置(22)，当把矢量

作为D矢量时，用D矢量对每个抽点更新上述增益矢量，其中，上述矢量{[(1-μγ)

是用上述现在抽点下的增益矢量乘以行列

而得到的，该行列

是这样求出：用1减去把上述适当增益(μ)与作为上述伽玛值合成装置的输出的伽玛值(γ)相乘的结果而得到值(1-μγ)，把该值(1-μγ)与上述适当增益(μ)乘以上述现在抽点下的自己相关行列(

)的各要素的结果行列的主对角线(maindiagonal)的各要素相加(其中 是单位行列)。

27.根据权利要求17所述的信号处理装置，其特征在于，上述增益矢量更新装置(22)，当把矢量

作为D矢量时，用把上述D矢量的各要素的绝对值平方全部相加的平方根(squareroot)来分配上述D矢量，用把上述D矢量的全体的大小正规化为1的值来对每个抽点更新增益矢量，其中，上述矢量

是用上述现在抽点下的增益矢量乘以行列

而得到的，该行列

是这样求出：用1减去把上述适当增益(μ)与作为上述伽玛值合成装置的输出的伽玛值(γ)相乘的结果而得到值(1-μγ)，把该值(1-μγ)与上述适当增益(μ)乘以上述现在抽点下的自己相关行列(

)的各要素的结果行列的主对角线(main diagonal)的各要素相加(其中

是单位行列)。

28.一种信号处理方法，用于在接收系统中实时地调整方向图而使干扰最小及降低噪声的影响，其特征在于，包括：

自己相关行列更新步骤，输入从阵列天线的接收装置输出给每个抽点的信号矢量( x)和上述接收信号矢量( x)，对每个抽点更新上述接收信号的自己相关行列(

)；

伽玛值(γ)合成步骤，输入预先规定上述自己相关行列( )和现在抽点下的增益矢量( w)的上述适当增益值(μ)，把伽玛值(γ)与每个抽点进行合成而输出；

更新步骤，输入上述自己相关行列(

)、上述伽玛值(γ)、上述现在抽点下的增益矢量( w)和上述适当增益值(μ)，对每个抽点更新上述增益矢量( w)。

29.根据权利要求28所述的信号处理方法，其特征在于，上述伽玛值(γ)合成步骤，在把上述现在抽点下的增益矢量( w)的各要素的复数共轭与上述现在抽点下的自己相关行列(

)的各自的列(column)的各要素相乘之后，把成为该乘积结果相加而得到的值等的矢量作为E矢量

，在把该E矢量的各要素与述现在抽点下的增益矢量的各要素相乘之后，把其结果相加，把该相加的结果作为λ，把λ与上述预先设定的适当增益(μ)的倒数(1/μ)进行相加的结果作为 ，把在上述λ与上述适当增益(μ)的倒数(1/μ)的2倍(2/μ)相乘的结果与上述E矢量和E矢量的内积(inner product)的相加的结果作为

，此时，所输出的伽玛值从上述A减去A²-B的平方根，而成为 $\mathrm{\γ}=A-\sqrt{A^2-B}$              【式1】

30.根据权利要求28所述的信号处理方法，其特征在于，上述增益矢量更新方法，当把矢量 作为D矢量时，用D矢量对每个抽点更新上述增益矢量，其中，上述矢量

是用上述现在抽点下的增益矢量乘以行列

而得到的，该

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