CN1210891C - 无线基地系统和取样误差降低方法 - Google Patents

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Abstract

对由天线(1、2)接收的信号通过DSP进行自适应天线阵处理，获得天线阵输出。接收定时控制部(30)边监视天线阵输出与参照信号的MSE边使基于A/D转换机(3、4)的接收信号的取样定时错开，决定取样误差达到最小的最佳取样点(接收位置)。

Description

无线基地系统和取样误差降低方法
技术领域
本发明涉及无线基地系统、取样误差降低方法及取样误差降低程序，尤其涉及由自适应天线阵处理抽出来自所希望的移动终端装置的接收信号的无线基地系统，以及用于在这种无线基地系统中降低取样误差的取样误差降低方法及取样误差降低程序。
背景技术
近年来，在急速发展着的移动体通信系统(比如PersonalHandyphone System：以下称PHS)中，在基站与移动终端装置之间进行通信时，在基站侧的无线接收系统中，由自适应天线阵处理抽出来自所希望的移动终端装置的接收信号的方式被提出。
图20是用于对由基站侧无线接收系统(无线基地系统)的数字信号处理器(DSP)以软件实施的自适应天线阵处理进行功能性说明的功能方框图。
参照图20，由无线基地系统的多个天线，比如2个天线1、2分别接收的来自移动终端装置的接收信号所组成的接收信号向量X(t)由未图示的RF电路分别放大后，根据从基准时钟发生器5按规定的定时提供的基准时钟由对输入取样的A/D转换机3、4分别转换为数字信号。
这些数字信号被提供给无线基地系统的未图示的DSP，按照图20所示的功能方框图随后通过软件实施自适应天线阵处理。
所谓自适应天线阵处理是一种基于接收信号，计算由各天线的接收系数(权重)组成的权向量，进行适当的控制，由此正确地抽出来自所希望的移动终端装置的信号的处理。
返回图20，由A/D转换机3、4取样的接收信号向量X(t)在被提供到乘法器6、7各自一方的输入端的同时，被提供给权重控制部10。
权重控制部10通过后述的算法计算出由各天线的权重组成的权向量W(t)，分别提供给乘法器6、7的另一输入端，分别与来自对应天线的接收信号向量X(t)进行复数相乘。
通过加法器8得到该相乘结果的总和y(t)，该y(t)以下列复数乘法和表示：
y(t)＝W(t)HX(t)
这里，W(t)H表示权向量W(t)的复共轭转置。
上述的复数乘法和的结果y(t)被提供给减法器9的一个输入端，求出与在无线基地系统的未图示的存储器中预先存储的已知参照信号d(t)的平均平方误差(Mean Square Error：以下称MSE)。
该参照信号d(t)是来自移动终端装置的接收信号所包含的所有用户通用的已知信号，比如在PHS中，采用接收信号中由已知位串构成的报头区间。
权重控制部10按照使计算出的MSE减少的原则实施使权重系数更新的处理。在自适应天线阵处理中，根据时间及信号电波的传输路径特性的变动适当进行这种权向量的更新(权重学习)，从接收信号X(t)中除去干扰成分及噪声，抽出来自所希望的移动终端装置的天线阵输出信号y(t)。
在该权重控制部10中，如上所述通过基于MSE的最急下降法(Minimum Mean Square error：以下称MMSE)进行权向量的更新即权重学习。更特定地说，权重控制部10使用基于MMSE的RLS(Recursive Least Squares：递归最小平方)算法及LMS(Least MeanSquares：最小均方)算法。
基于这种MMSE的自适应天线阵的处理技术及基于MMSE的RLS算法及LMS算法是众所周知的技术，比如菊间信良著的「基于阵列天线的自适应信号处理」(科学技术出版)第35页～第49页「第3章MMSE自适应天线阵」中有详细说明，因而在此省略详细说明。
图20所示的构成用于只计算来自一人用户的移动终端装置的天线阵输出。然而在现实中，有时必须求出多个用户各自的移动终端装置的天线阵输出。
比如，在由自适应天线阵处理对同一频率中的一个时隙进行空间分割，在与多个移动终端装置之间传送数据的周知的PDMA(PathDivision Mu1tiple Access：路分多址)方式移动体通信系统中的无线基地系统中，有必要计算出可与同一时隙的信道连接的多个移动终端装置的所有天线阵输出。
因此为与多个移动终端装置对应，有必要并联设置多个图20所示的用户一人用的电路构成。
另一方面，虽然图20中省略了图示，但在无线基地系统中，有必要设置用于向与由外部提供的各用户的发送信号对应的移动终端装置发送的电路构成。
图21是用于对作为与这种多个终端对应的无线基地系统一例，具有在与2人移动终端装置之间收发信号的功能的无线基地系统的处理进行功能性说明的功能方框图。
在图21所示的构成中，共用2个天线1、2，在并联配置2个图20所示的用于接收的电路构成的同时，并联配置2个用于发送的电路构成。
参照图21，由天线1、2分别接收的来自移动终端装置的接收信号向量X(t)由未图示的RF电路分别放大后，通过开关11、12，被共同提供给乘法器6、7及乘法器16、17各自的一个输入端。
此外图20所示的A/D转换机3、4及基准时钟发生器5在图21的构成中也同样，在开关11、12的后段，对乘法器6、7及乘法器16、17通用而被设置，为图示方便而省略。
权重控制部20通过上述算法计算出用于抽出来自用户1的移动终端装置的信号的权向量W1(t)，分别提供给乘法器6、7的另一输入端，与接收信号向量X(t)进行复数相乘。通过加法器8得到该相乘结果的总和y1(t)，被作为来自用户1的移动终端装置的天线阵输出信号抽出。
另一方面，权重控制部20通过上述算法计算出用于抽出来自用户2的移动终端装置的信号的权向量W2(t)，分别提供给乘法器16、17的另一输入端，与接收信号向量X(t)进行复数相乘。通过加法器18得到该相乘结果的总和y2(t)，被作为来自用户2的移动终端装置的天线阵输出信号抽出。
天线阵输出y1(t)被提供给减法器9的一个输入端，与参照信号d(t)的MSE1被求出。此外天线阵输出y2(t)被提供给减法器19的一个输入端，与参照信号d(t)的MSE2被求出。
权重控制部20按照使计算出的MSE1及MSE2减少的原则实施对权向量W1(t)及W2(t)更新的处理。
另一方面，对用户1的发送信号被提供给乘法器21、22的各自的一个输入端，对用户2的发送信号被提供给乘法器23、24的各自的一个输入端。
这样，在乘法器21、22的各自的另一个输入端，由权重控制部20首先基于接收信号计算出的权向量W1(t)被复制提供，在乘法器23、24的各自的另一个输入端，由权重控制部20首先基于接收信号计算出的权向量W2(t)被复制提供。
由这些乘法器加权的各用户的发送信号在被合成后，由未图示的D/A转换机转换成模拟信号，通过开关11、12由天线1、2发送。
此外开关11、12按照在信号接收时，把由天线1、2接收到的信号提供给乘法器6、7、16、17及权重控制部20，在信号发送时，把乘法器21、22、23、24的合成后的输出提供给天线1、2的原则被切换控制。
这里，由于在利用与接收时相同的天线发送的信号中，与接收信号相同，实施以各用户为目标的加权，因而被发送的电波信号如同具有分别针对用户1及2的指向性，由用户1及2的移动终端装置接收。
如参照图20及图21说明的那样，由天线1、2接收的信号按照由基准时钟发生器5发生的基准时钟的定时由A/D转换机3、4取样。这里，接收信号的取样精度由接收信号每1个码元的过取样数决定。即，如果不能足够获取每1个码元的过取样数，则可能在π/4位移QPSK调制的基准相位点不能对接收信号取样。
比如，如果把无线基地系统的取样精度设为N倍过取样(每1个码元按N点取样，即取样间隔为1/N码元)，则具有在相对基准相位点最大错开了1/2 N码元的位置取样的可能性。因此如果N不是足够大，则相对基准相位点的错开量将变大。
图22是表示将接收信号X(t)与在基准相位点(以黑点表示)取样的场合对比，在从基准相位点错开的位置(以三角形表示)取样的场合的波型图。
如图22的三角形所示在基准相位点不能对接收信号取样的场合下，即发生了取样误差的场合下，将发生与在接收信号中混入杂音相同的现象，产生接收信号再生的特性变劣的问题。
为此，本发明的目的是提供通过在发生了取样误差的场合下调整接收信号的接收位置，可在基准相位点可靠地取样的无线基地系统、取样误差降低方法及取样误差降低程序。
发明内容
本发明是一种利用多个天线在与移动终端装置之间收发信号的无线基地系统，其具备转换装置、自适应天线阵处理部、误差信号计算部、定时控制部。转换装置对由多个天线接收的来自移动终端装置的信号取样并转换成数字数据。自适应天线阵处理部对数字数据实施自适应天线阵处理，抽出来自所希望的移动终端装置的信号。误差信号计算部计算所抽出的信号与规定的参照信号的误差信号。定时控制部按照误差信号的大小达到最小的原则控制转换装置中的取样定时。
理想的是，定时控制部包含：记录部，其边使转换装置中的取样定时变化边记录计算出的误差信号；定时决定部，其决定所记录的误差信号的大小达到最小的转换装置中的取样定时；定时调整部，其使转换装置中的取样定时与决定了的定时吻合。
理想的是，定时调整部包含：基准时钟发生部，其按规定的定时发生基准时钟；转换用时钟发生部，其通过使基准时钟定时与由定时决定部决定了的定时吻合，发生规定转换装置中的取样定时的转换用时钟。
理想的是，误差信号是所抽出的信号与参照信号的最小平方误差。
根据本发明的其它方面，利用多个天线在与移动终端装置之间收发信号的无线基地系统具备：转换装置、自适应天线阵处理部、误差信号计算部、定时控制部。转换装置对由多个天线接收的来自移动终端装置的信号取样并转换成数字数据。自适应天线阵处理部对数字数据实施自适应天线阵处理，抽出来自所希望的移动终端装置的信号。误差信号计算部计算所抽出的信号与规定的参照信号的误差信号。定时控制部按照误差信号的大小达到最小的原则控制针对移动终端装置的发送信号的发送定时。
理想的是，定时控制部包含：记录部，其边使发送定时变化边记录计算出的误差信号；定时决定部，其决定所记录的误差信号的大小达到最小的发送定时；定时调整部，其使发送信号的发送定时与决定了的发送定时吻合。
理想的是，定时控制部包含：记录部，其每当使发送定时变化一次便记录计算出的误差信号；方向控制部，其按由记录部在时间上前后记录的误差信号的大小减小的方向控制发送定时的变化方向；待机期间设定部，其在基于记录部的前后的记录之间设定规定帧数的待机期间。
理想的是，定时控制部包含：记录部，其每当使发送定时变化一次便记录其前后的计算出的误差信号；方向控制部，其按由记录部在前后记录的误差信号的大小减小的方向控制发送定时的变化方向；待机期间设定部，其在基于记录部的发送定时前后的记录与下一个发送定时前后的记录之间设定规定帧数的待机期间。
理想的是，记录部把在规定帧数范围内计算出的误差信号的平均值作为上述计算出的误差信号予以记录。
理想的是，记录部在发送定时的变化与计算出的误差信号的记录之间设定规定帧数的待机期间。
理想的是，自适应天线阵处理部对分别来自多个希望的移动终端装置的信号进行分离并抽出，误差信号计算部按多个移动终端装置中的每一个计算误差信号，定时控制部按多个移动终端装置中的每一个控制发送定时。
理想的是，误差信号是所抽出的信号与参照信号的最小平方误差。
根据本发明的其它方面，利用多个天线在与移动终端装置之间收发信号的无线基地系统中的取样误差降低方法具备：对由多个天线接收的来自移动终端装置的信号取样，并转换成数字数据的步骤；对数字数据实施自适应天线阵处理，抽出来自希望的移动终端装置的信号的步骤；计算所抽出的信号与规定的参照信号的误差信号的步骤；按照误差信号的大小达到最小的原则控制取样定时的步骤。
理想的是，控制定时的步骤包含：边使取样定时变化边记录计算出的误差信号的步骤；决定所记录的误差信号的大小达到最小的取样定时的步骤；使取样定时与决定了的定时吻合的步骤。
理想的是，使定时吻合的步骤包含：按规定的定时发生基准时钟的步骤；通过使基准时钟定时与决定了的定时吻合，发生规定取样定时的转换用时钟的步骤。
理想的是，误差信号是所抽出的信号与参照信号的最小平方误差。
根据本发明的其它方面，利用多个天线在与移动终端装置之间收发信号的无线基地系统中的取样误差降低方法具备：对由多个天线接收的来自移动终端装置的信号取样，并转换成数字数据的步骤；对数字数据实施自适应天线阵处理，抽出来自希望的移动终端装置的信号的步骤；计算所抽出的信号与规定的参照信号的误差信号的步骤；按照误差信号的大小达到最小的原则控制针对移动终端装置的发送信号的发送定时的步骤。
理想的是，控制发送定时的步骤包含：边使发送定时变化边记录计算出的误差信号的步骤；决定所记录的误差信号的大小达到最小的发送定时的步骤；使发送信号的发送定时与决定了的发送定时吻合的步骤。
理想的是，控制发送定时的步骤包含：每当使发送定时变化一次便记录计算出的误差信号的步骤；按由记录步骤在时间上前后记录的误差信号的大小减小的方向控制发送定时的变化方向的步骤；在基于记录步骤的前后的记录之间设定规定帧数的待机期间的步骤。
理想的是，控制发送定时的步骤包含：每当使发送定时变化一次便记录其前后的计算出的误差信号的步骤；按由记录步骤在前后记录的误差信号的大小减小的方向控制发送定时的变化方向的步骤；在基于记录步骤的发送定时前后的记录与下一个发送定时前后的记录之间设定规定帧数的待机期间的步骤。
理想的是，记录步骤把在规定帧数范围内计算出的误差信号的平均值作为计算出的误差信号予以记录。
理想的是，记录步骤在发送定时的变化与计算出的误差信号的记录之间设定规定帧数的待机期间。
理想的是，实施自适应天线阵处理的步骤对分别来自多个希望的移动终端装置的信号进行分离并抽出，计算误差信号的步骤按多个移动终端装置中的每一个计算误差信号，控制发送定时的步骤按多个移动终端装置中的每一个控制发送定时。
理想的是，误差信号是所抽出的信号与参照信号的最小平方误差。
根据本发明的其它方面，利用多个天线在与移动终端装置之间收发信号的无线基地系统中的取样误差降低程序，使计算机执行：对由多个天线接收的来自移动终端装置的信号取样，并转换成数字数据的步骤；对数字数据实施自适应天线阵处理，抽出来自希望的移动终端装置的信号的步骤；计算所抽出的信号与规定的参照信号的误差信号的步骤；按照误差信号的大小达到最小的原则控制取样定时的步骤。
理想的是，控制定时的步骤包含：边使取样定时变化边记录计算出的误差信号的步骤；决定所记录的误差信号的大小达到最小的取样定时的步骤；使取样定时与决定了的定时吻合的步骤。
理想的是，使定时吻合的步骤包含：按规定的定时发生基准时钟的步骤；通过使基准时钟定时与决定了的定时吻合，发生规定取样定时的转换用时钟的步骤。
理想的是，误差信号是所抽出的信号与参照信号的最小平方误差。
根据本发明的其它方面，利用多个天线在与移动终端装置之间收发信号的无线基地系统中的取样误差降低程序，使计算机执行：对由多个天线接收的来自移动终端装置的信号取样，并转换成数字数据的步骤；对数字数据实施自适应天线阵处理，抽出来自希望的移动终端装置的信号的步骤；计算所抽出的信号与规定的参照信号的误差信号的步骤；按照误差信号的大小达到最小的原则控制针对移动终端装置的发送信号的发送定时的步骤。
理想的是，控制发送定时的步骤包含：边使发送定时变化边记录计算出的误差信号的步骤；决定所记录的误差信号的大小达到最小的发送定时的步骤；使发送信号的发送定时与决定了的发送定时吻合的步骤。
理想的是，控制发送定时的步骤包含：每当使发送定时变化一次便记录计算出的误差信号的步骤；按由记录步骤在时间上前后记录的误差信号的大小减小的方向控制发送定时的变化方向的步骤；在基于记录步骤的前后的记录之间设定规定帧数的待机期间的步骤。
理想的是，控制发送定时的步骤包含：每当使发送定时变化一次便记录其前后的计算出的误差信号的步骤；按由记录步骤在前后记录的误差信号的大小减小的方向控制发送定时的变化方向的步骤；在基于记录步骤的发送定时前后的记录与下一个发送定时前后的记录之间设定规定帧数的待机期间的步骤。
理想的是，记录步骤把在规定帧数范围内计算出的误差信号的平均值作为计算出的误差信号予以记录。
理想的是，记录步骤在发送定时的变化与计算出的误差信号的记录之间设定规定帧数的待机期间。
理想的是，实施自适应天线阵处理的步骤对分别来自多个希望的移动终端装置的信号进行分离并抽出，计算误差信号的步骤按多个移动终端装置中的每一个计算误差信号，控制发送定时的步骤按多个移动终端装置中的每一个控制发送定时。
理想的是，误差信号是所抽出的信号与参照信号的最小平方误差。
这样，根据本发明，由于由所希望的移动终端装置的抽出信号与参照信号的误差信号大小来估算取样误差，按误差信号的大小达到最小的原则调整转换装置中的取样位置，因而可在基准相位点对接收信号进行取样。
此外，根据本发明，由于由所希望的移动终端装置的抽出信号与参照信号的误差信号大小来估算取样误差，按误差信号的大小达到最小的原则调整发送信号的发送定时，因而即使在多个用户多路连接的场合下，也可按各用户在基准相位点对接收信号进行取样。
附图说明
图1是表示基于本发明实施方式1的无线基地系统的功能方框图。
图2是表示取样误差与1/MSE的关系的附图。
图3是表示取样定时与1/MSE的关系的附图。
图4是表示图1的接收定时控制部构成的方框图。
图5是表示图4的接收定时控制部动作的定时图。
图6是表示基于本发明实施方式1的无线基地系统动作的流程图。
图7是表示在图6的动作中设定的延迟时间表的附图。
图8是表示基于本发明实施方式2的无线基地系统的功能方框图。
图9是表示基于本发明实施方式2的无线基地系统动作一例的流程图。
图10是表示在图9的动作中设定的发送定时错开期间表的附图。
图11是说明图9所示动作的定时图。
图12是表示基于本发明实施方式2的无线基地系统动作其它示例的流程图。
图13是说明图12所示动作的定时图。
图14是表示基于本发明实施方式2的无线基地系统动作的其它示例的流程图。
图15是说明图14所示动作的定时图。
图16是表示基于本发明实施方式2的无线基地系统动作的其它示例的流程图。
图17是说明图16所示动作的定时图。
图18是表示基于本发明实施方式2的无线基地系统动作的其它示例的流程图。
图19是说明图18所示动作的定时图。
图20是表示现有无线基地系统的功能方框图。
图21是表示现有无线基地系统的其它示例的功能方框图。
图22是表示现有无线基地系统中接收信号的取样定时的波形图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式作以详细说明。此外对图中同一或相当的部分附加同一符号，不重复其说明。
[实施方式1]
图1是用于对由基于本发明实施方式1的无线基地系统的DSP以软件实施的处理进行功能性说明的功能方框图。
如前文与图20相关的说明所示，在现有的无线基地系统中，存在着在由取样误差从基准相位点错开的位置对接收信号取样的可能性。
因此，基于本发明实施方式1的无线基地系统的构成是，基于MSE的大小估算取样误差，按取样误差达到最小的原则调整接收位置即A/D转换机中的接收信号的取样时钟定时。
基于图1所示的实施方式1的无线基地系统除了以下方面之外，具有与图20所示的现有无线基地系统相同的构成。即取代图20的独立的基准时钟发生器5，设置由MSE控制的接收定时控制部30，由从该接收定时控制部30提供的A/D时钟规定基于A/D转换机3、4的接收信号的取样定时。
如上所述，在该发明中，基于从减法器9提供的MSE的大小估算取样误差。这里，天线阵输出y(t)与参照信号d(t)的MSE通过对|d(t)-y(t)|2进行时间平均被求出。
判明在如此求出的MSE与取样误差之间，存在基于试验的图2所示的关系。图2的曲线中，纵轴表示1/MSE(更严密地说是以10Log10(1/MSE)评估的值)，横轴表示取样误差。
如同从图2可看出的那样，1/MSE越大，即MSE越小，作为相对基准相位点的取样位置错开量的取样误差便越小。
由此可理解为如果求算MSE，通过按照该值进一步减小的原则进行接收信号的接收位置调整，可降低取样误差。
图3的曲线中，纵轴表示1/MSE值，横轴表示接收信号的接收位置即A/D转换机3、4中的取样定时。可理解为，1/MSE值达到最大(MSE最小)的取样定时成为用于使取样误差达到最小的最佳点。
因此，在图1所示的实施方式1中，基于从减法器9提供的MSE，接收定时控制部30寻找出MSE达到最小的接收信号的最佳取样点，根据它调整基于A/D转换机3、4的接收信号的取样定时。
图4是表示图1的接收定时控制部30的构成的方框图。在图4中，接收定时控制部30具备基准时钟调整部30a、A/D时钟生成部30b、基准时钟发生器30c。
图5是表示图4的接收定时控制部30的动作的定时图。参照图5定时图，对图4所示的接收定时控制部30的动作作以说明。
从基准时钟发生器30c，图5(A)所示的基准时钟被以规定的定时提供给A/D时钟生成部30b。此外如果把每1个码元的过取样数设为N，则基准时钟的周期便为1/N。
另一方面，基准时钟调整部30a对A/D时钟生成部30b进行控制，如图5(B)所示，发生使基准时钟延迟了的A/D时钟，作为取样时钟提供给A/D转换机3、4。
基准时钟调整部30a边改变使基准时钟延迟的时间幅度即边使A/D时钟定时错开，边基于从减法器9提供的MSE监视MSE值。
如果这样边改变延迟时间幅度并使A/D时钟定时错开边记录MSE值，则可得到上述图3所示的曲线图。基准时钟调整部30a基于所得到的曲线图决定MSE达到最小的最佳点的延迟时间幅度，对A/D时钟生成部30b进行控制，生成相对基准时钟只错开所决定的延迟时间幅度的A/D时钟。
这样，由如此生成的A/D时钟规定A/D转换机3、4的接收信号的取样定时。由于如图3所示按照MSE达到最小的原则设定取样定时(接收位置)，因而如同从图2的曲线图可看出的那样，取样误差可达到最小(零)，在基准相位点对接收信号取样。
图6是表示利用DSP以软件实现了图4所示的接收定时控制部30的动作场合下的处理的流程图。
在图6的处理中，把从取样点至取样点的长度设为N，规定变量I＝0，1，2，...，N。这些值各自如图5的相关说明所示用于设定使时钟缓慢延迟的延迟时间，图7表示与变量I对应记录了延迟时间的表格一例。假设该表被保持在该无线基地系统的未图示的存储器内。
处理开始后，首先在步骤S1中，把变量I设为I＝0后，在步骤S2把延迟时间设定为对应的0码元。
接收到它以后，在步骤S3使基准时钟只延迟被设定的延迟时间，生成对应的A/D时钟。这样在步骤S4，获取此时的MSE，记录到未图示的存储器。
接下来在步骤S5，使变量I只增加1，在步骤S6判断出I未达到N后，返回步骤S2，根据表格设定对应的延迟时间。
以下，在变量I达到N之前重复步骤S2～S6的处理，在步骤S6中判断出I达到了N后，与预先设定的所有延迟时间对应的MSE被获取并被记录。即，与图3相当的曲线被获得。
最后，基于所记录的MSE，在步骤S7，决定MSE达到最小的位置成为接收位置即成为取样定时的延迟时间幅度，据此生成A/D时钟。
如上所述，根据本发明实施方式1，由于基于天线阵输出与参照信号的MSE估算取样误差，按照取样误差达到最小(零)的原则调整A/D转换机的取样时钟的定时，因而可在基准相位点对接收信号取样。
[实施方式2]
在上述实施方式1中，从MS E值估算取样误差，按照得到最佳接收位置的原则调整A/D转换机的取样时钟的定时。该方法在与图1所示的1人用户的移动终端装置对应的电路构成中虽然非常有效，但在与图21所示的多个用户对应的无线基地系统中却不适用。
其原因在于，由于取样误差随各用户而异，因而接收位置的调整必须按各用户个别进行，但如上文图21的相关说明所示，尽管在图21中省略图示，由于对多个用户设置通用的A/D转换机，因而如果对1人用户设定最佳接收位置，则对其余用户便不能再设定最佳接收位置。此外如果对各用户分别设置A/D转换机，则将导致电路规模及制造成本的增大。
因此，基于本发明实施方式2的无线基地系统的构成是，即使在多个用户多通路连接的场合下，按各用户基于MSE的大小估算取样误差，按照取样误差达到最小的原则按各用户调整发送信号的发送定时。
图8是表示由基于本发明实施方式2的无线基地系统的DSP以软件实施的处理的功能方框图。图8所示的实施方式2中的无线基地系统除了以下方面之外具有与图21所示的现有的无线基地系统相同的构成。
即在图20中，乘法器21、22、23、24的输出被按原样提供给开关11、12，与此相对，在图8中，设有由MSE1及MSE2控制的发送定时控制部40，由该发送定时控制部40个别控制用户1的发送信号(乘法器21、22的输出)及用户2的发送信号(乘法器23、24的输出)的发送定时。
以下对可由发送定时的控制调整各用户接收信号的取样定时的理由作以说明。
在比如PHS之类的移动体通信系统中，对于无线基地系统与移动终端装置之间的信号的收发定时，按标准决定移动终端装置从无线基地系统接收到信号后经过规定时间，向无线基地系统发送信号。
即，如果在无线基地系统中按各用户错开信号发送的定时，则信号接收定时将按对应的各移动终端装置错开。因此从各移动终端装置向无线基地系统发送信号的定时也按各移动终端装置错开。
作为其结果，来自无线基地系统中的各移动终端装置的信号接收定时按各移动终端装置错开。
这样，在无线基地系统中，通过按各移动终端装置控制信号发送定时，可以间接地控制来自无线基地系统中的各移动终端装置的接收定时，进而还可使接收信号的取样点与基准相位点吻合。
如同实施方式1的相关详细说明所示，可根据天线阵输出与参照信号的MSE估算取样误差。因此如果考虑把上述图3的曲线横轴从时钟延迟时间置换为发送定时，则在图8所示的本发明实施方式2中，基于从减法器9、19供给的与用户1对应的MSE1及与用户2对应的MSE2，发送定时控制部40可找出各用户的MSE达到最小的各用户的发送定时，基于它个别调整各用户的发送定时。
图9是表示利用DSP以软件实现了图8所示的发送定时控制部40的动作的场合下处理一例的流程图。
在图9的处理中，把从取样点至取样点的长度设为N，规定变量I＝0，1，2，...，N。假设这些值各自用于设定用于使发送定时逐渐错开的时间P[I]，发送定时可只在按无线基地系统中的接收取样数计数±1个试样即(1/过取样数)码元范围内错开。在后述的其它动作示例中也同样。
图10表示与变量I对应记录了时间P[I]的表格一例。假设该表被保持在该无线基地系统的未图示的存储器内。此外图11是说明图9所示的动作的定时图。
参照图9及图11，对某特定用户开始处理后，首先在步骤S11中，变量I被设定为I＝0，在步骤S12中，设定为使发送定时错开的期间P[I]所对应的0码元。
接收到它以后，在步骤S13中，获得此时的MSE，记录到未图示的存储器。
接下来，在步骤S14中，使变量I只增加1，在步骤S15中，如果判断出I未达到N，返回步骤S12，设定作为与表格对应的下一时间P[I]的0.01码元。
以下，在变量I达到N之前重复步骤S12～S15的处理，在步骤S15中判断出I达到了N后，与预先设定的所有时间P[I]对应的MSE被获取并被记录。即，与以横轴代表发送定时的图3相当的曲线图被获得。
最后，基于所记录的MSE，在步骤S16，决定MSE达到最小的位置成为发送定时的时间P[I](在图11示例中为0.01码元)，与此对应，对该用户以后将按该发送定时发送信号。这样，按在该无线基地系统中多路连接的各用户执行图9及图11所示的处理，按各用户个别决定发送定时。
接下来，图12是表示基于本发明实施方式2的无线基地系统动作其它示例的流程图，图13是说明图12所示动作的定时图。
在该例中，在某发送定时点发送定时错开的同时，获得此时的该用户的MSE，其后边按规定的帧数(比如500帧)待机，边进行正常处理，此外在下一发送定时点使发送定时错开的同时，获得此时的MSE，通过与先前获得的MSE进行对比，控制使发送定时错开的方向。
参照图12及图13，对某特定用户，首先在步骤S21中，发送定时点之间的待机帧数被设定为500帧。
接下来，在步骤S22中，每次使发送定时错开的时间P在时间轴上的方向被初置为比如表示正方向的+1，发送定时也被初置为0。
接下来，在步骤S23中获得该帧下的MSE，并记录到存储器。
接下来，在步骤S24中，使发送定时按照在步骤S22中被初始设定的方向只错开时间P，在步骤S25中，获得该帧中的MSE并予以记录。
这样，在步骤S26中，在步骤S23中获得的前一MSE与在步骤S25中获得的后一MSE被比较，如果后一MSE较小，则作为在使取样误差减小的方向上发送定时被错开者，在步骤S27中将该后一MSE在存储器内保持，另一方面，如果后一MSE并非较小，则作为在使取样误差增大的方向上发送定时被错开者，在步骤S28中，使只错开时间P的方向按表示负方向的-1反转，并在步骤S29中进行使发送定时复原的处理。
这样，在步骤S30中，在预先设定的500帧的期间范围内实施正常处理，在该期间不进行发送定时的调整。
在步骤S30中在500帧的期间经过之后，返回步骤S24，在使发送定时只错开P的同时，在步骤S25获得该帧中的MSE。
这样，在步骤S25中重新获得的MSE与在上述步骤S27中被保持在存储器内的MSE在步骤S26中被对比，根据其结果控制发送定时的调整方向(步骤S27～S29)。
此外在步骤S30中实行500帧的待机期间。
如上所述，反复执行步骤S24～S30的处理，在MSE达到最小的方向，即取样误差达到最小的方向上，发送定时被继续调整。这样，按在该无线基地系统中多路连接的各用户执行图12及图13所示的处理，按各用户个别控制发送定时。
接下来，图14是表示基于本发明实施方式2的无线基地系统动作其它示例的流程图，图15是说明图14所示动作的定时图。
该示例与图12及图13示例的不同点如下。即，在图12及图13示例中，虽然在获取1次MSE(步骤S24)与获取下次MSE之间设置500帧的待机期间，但在图14及图15的示例中，在步骤S34中使发送定时错开之前(步骤S33)及之后(步骤S35)的互相邻接的帧内获取MSE，在步骤S36中互相进行大小比较，判断取样误差的增减。
该方法鉴于由该用户移动等原因天线阵输出与参照信号的MSE随时间变化，缩小获取MSE的间隔。比如在图12及图13示例中，有可能在500帧的待机期间内传输路径的特性发生变化，裹夹该待机期间而获得的MSE的对比不正确。在图14及图15的示例中，通过在邻接的帧内获得的MSE的比较避免这种事态。
此外其它步骤中的处理与图12及图13的示例相同，省略其说明。
接下来，图16是表示基于本发明实施方式2的无线基地系统动作的其它示例的流程图，图17是说明图16所示动作的定时图。
该示例只在以下方面与图14及图15的示例不同。即在图14的处理中，只在步骤S33及S35中获得各帧中的MSE，但在图16及图17示例中，在对应的步骤S43及S45中，分别获得40帧的MSE，将其平均作为MSE予以保持，在步骤S46中互相进行比较。
在该例中，通过对MSE按规定帧数(比如40帧)进行平均，可减少取样误差估算时的估算误差。
此外其它步骤中的处理与图14及图15的示例相同，省略其说明。
接下来，图18是表示基于本发明实施方式2的无线基地系统动作的其它示例的流程图，图19是说明图18所示动作的定时图。
该示例只在以下方面与图16及图17的示例不同。即在图16的处理中，虽然在步骤S44中进行使发送定时错开的处理后，立即在步骤S45中获得下一个MSE，但也有可能在进行了使发送定时错开的处理后移动终端装置不能马上追踪。为此在该例中，在步骤S54中进行了使发送定时错开的处理后，在步骤S55中按规定的帧数(比如10帧)待机后，在步骤S56中进行获得下一个MSE的处理。
此外其它步骤中的处理与图16及图17的示例相同，省略其说明。
如上所述，根据本发明的实施方式2，由于基于天线阵输出与参照信号的MSE估算取样误差，按取样误差达到最小(零)的原则调整发送信号的发送定时，因而即使在比如多个用户多路连接的场合下，也可按各用户在基准相位点对接收信号取样。
如上所述，根据本发明，由于根据所希望的移动终端装置的抽出信号与参照信号的误差信号的大小估算取样误差，按照误差信号的大小达到最小的原则调整转换单元中的取样位置，因而可在基准相位点对接收信号取样。
此外根据本发明，由于根据所希望的移动终端装置的抽出信号与参照信号的误差信号的大小估算取样误差，按照误差信号的大小达到最小的原则调整发送信号的发送定时，因而即使在比如多个用户多路连接的场合下，也可按各用户在基准相位点对接收信号取样。
产业上的可利用性
如上所述，根据本发明涉及的无线基地系统、取样误差降低方法及取样误差降低程序，由于根据所希望的移动终端装置的抽出信号与参照信号的误差信号的大小估算取样误差，按照误差信号的大小达到最小的原则进行各种调整，因而有效于无线基地系统中信号接收性能的改善。

Claims (32)

1.一种利用多个天线(1，2)在与移动终端装置之间收发信号的无线基地系统，其具备有
转换装置(3，4)，其对由上述多个天线接收的来自上述移动终端装置的信号取样，并转换成数字数据；
自适应天线阵处理部(6，7，8，10)，其对上述数字数据实施自适应天线阵处理，抽出来自欲进行通信的移动终端装置的信号；
误差信号计算部(9)，其计算上述由自适应天线阵处理部所抽出的信号与规定的参照信号的误差信号；
定时控制部(30)，其按照上述误差信号的大小达到最小的原则控制上述转换装置中的取样定时。
2.权利要求1中记载的无线基地系统，其中上述定时控制部包含
记录部，其边使上述转换装置中的取样定时变化边记录上述计算出的误差信号；
定时决定部，其决定上述所记录的误差信号的大小达到最小的上述转换装置中的取样定时；
定时调整部，其使上述转换装置中的取样定时与上述决定了的定时吻合。
3.权利要求2中记载的无线基地系统，其中上述定时调整部包含
基准时钟发生部，其按规定的定时发生基准时钟；
转换用时钟发生部，其通过使上述基准时钟定时与由上述定时决定部决定了的定时吻合，发生规定上述转换装置中的取样定时的转换用时钟。
4.权利要求1中记载的无线基地系统，其中
上述误差信号是上述由自适应天线阵处理部所抽出的信号与上述参照信号的最小平方误差。
5.一种利用多个天线(1，2)在与移动终端装置之间收发信号的无线基地系统，其具备有
转换装置(3，4)，其对由上述多个天线接收的来自上述移动终端装置的信号取样，并转换成数字数据；
自适应天线阵处理部(6，7，8，16，17，18，20)，其对上述数字数据实施自适应天线阵处理，抽出来自欲进行通信的移动终端装置的信号；
误差信号计算部(9，19)，其计算上述由自适应天线阵处理部所抽出的信号与规定的参照信号的误差信号；
定时控制部(40)，其按照上述误差信号的大小达到最小的原则控制针对上述移动终端装置的发送信号的发送定时。
6.权利要求5中记载的无线基地系统，其中上述定时控制部包含
记录部，其边使上述发送定时变化边记录上述计算出的误差信号；
定时决定部，其决定上述所记录的误差信号的大小达到最小的上述发送定时；
定时调整部，其使上述发送信号的发送定时与上述决定了的发送定时吻合。
7.权利要求6中记载的无线基地系统，其中
上述记录部把在规定帧数范围内计算出的误差信号的平均值作为上述计算出的误差信号予以记录。
8.权利要求6中记载的无线基地系统，其中
上述记录部在上述发送定时的变化与上述计算出的误差信号的记录之间设定规定帧数的待机期间。
9.权利要求5中记载的无线基地系统，其中上述定时控制部包含
记录部，其每当使上述发送定时变化一次便记录上述计算出的误差信号；
方向控制部，其按由上述记录部在时间上前后记录的误差信号的大小减小的方向控制上述发送定时的变化方向；
待机期间设定部，其在基于上述记录部的前后的记录之间设定规定帧数的待机期间。
10.权利要求9中记载的无线基地系统，其中
上述记录部把在规定帧数范围内计算出的误差信号的平均值作为上述计算出的误差信号予以记录。
11.权利要求9中记载的无线基地系统，其中
上述记录部在上述发送定时的变化与上述计算出的误差信号的记录之间设定规定帧数的待机期间。
12.权利要求5中记载的无线基地系统，其中上述定时控制部包含
记录部，其每当使上述发送定时变化一次便记录其前后的上述计算出的误差信号；
方向控制部，其按由上述记录部在前后记录的误差信号的大小减小的方向控制上述发送定时的变化方向；
待机期间设定部，其在基于上述记录部的上述发送定时前后的记录与下一个上述发送定时前后的记录之间，设定规定帧数的待机期间。
13.权利要求12中记载的无线基地系统，其中
上述记录部把在规定帧数范围内计算出的误差信号的平均值作为上述计算出的误差信号予以记录。
14.权利要求12中记载的无线基地系统，其中
上述记录部在上述发送定时的变化与上述计算出的误差信号的记录之间设定规定帧数的待机期间。
15.权利要求5中记载的无线基地系统，其中
上述自适应天线阵处理部对分别来自多个欲进行通信的移动终端装置的信号进行分离并抽出，
上述误差信号计算部按上述多个移动终端装置中的每一个计算上述误差信号，
上述定时控制部按上述多个移动终端装置中的每一个控制上述发送定时。
16.权利要求5中记载的无线基地系统，其中
上述误差信号是上述由自适应天线阵处理部所抽出的信号与上述参照信号的最小平方误差。
17.一种利用多个天线(1，2)在与移动终端装置之间收发信号的无线基地系统中的取样误差降低方法，其具备有
对由上述多个天线接收的来自上述移动终端装置的信号取样，并转换成数字数据的步骤；
对上述数字数据实施自适应天线阵处理，抽出来自欲进行通信的移动终端装置的信号的步骤；
计算上述由自适应天线阵处理部所抽出的信号与规定的参照信号的误差信号的步骤；
按照上述误差信号的大小达到最小的原则控制上述取样定时的步骤。
18.权利要求17中记载的取样误差降低方法，其中控制上述定时的步骤包含
边使上述取样定时变化边记录上述计算出的误差信号的步骤；
决定上述所记录的误差信号的大小达到最小的上述取样定时的步骤；
使上述取样定时与上述决定了的定时吻合的步骤。
19.权利要求18中记载的取样误差降低方法，其中使上述定时吻合的步骤包含
按规定的定时发生基准时钟的步骤；
通过使上述基准时钟定时与上述决定了的定时吻合，发生规定上述取样定时的转换用时钟的步骤。
20.权利要求17中记载的取样误差降低方法，其中
上述误差信号是上述由自适应天线阵处理部所抽出的信号与上述参照信号的最小平方误差。
21.一种利用多个天线(1，2)在与移动终端装置之间收发信号的无线基地系统中的取样误差降低方法，其具备有
对由上述多个天线接收的来自上述移动终端装置的信号取样，并转换成数字数据的步骤；
对上述数字数据实施自适应天线阵处理，抽出来自欲进行通信的移动终端装置的信号的步骤；
计算上述由自适应天线阵处理部所抽出的信号与规定的参照信号的误差信号的步骤；
按照上述误差信号的大小达到最小的原则控制针对上述移动终端装置的发送信号的发送定时的步骤。
22.权利要求21中记载的取样误差降低方法，其中控制上述发送定时的步骤包含
边使上述发送定时变化边记录上述计算出的误差信号的步骤；
决定上述所记录的误差信号的大小达到最小的上述发送定时的步骤；
使上述发送信号的发送定时与上述决定了的发送定时吻合的步骤。
23.权利要求22中记载的取样误差降低方法，其中
上述记录步骤把在规定帧数范围内计算出的误差信号的平均值作为上述计算出的误差信号予以记录。
24.权利要求22中记载的取样误差降低方法，其中
上述记录步骤在上述发送定时的变化与上述计算出的误差信号的记录之间设定规定帧数的待机期间。
25.权利要求21中记载的取样误差降低方法，其中控制上述发送定时的步骤包含
每当使上述发送定时变化一次便记录上述计算出的误差信号的步骤；
按由上述记录步骤在时间上前后记录的误差信号的大小减小的方向控制上述发送定时的变化方向的步骤；
在基于上述记录步骤的前后的记录之间设定规定帧数的待机期间的步骤。
26.权利要求25中记载的取样误差降低方法，其中
上述记录步骤把在规定帧数范围内计算出的误差信号的平均值作为上述计算出的误差信号予以记录。
27.权利要求25中记载的取样误差降低方法，其中
上述记录步骤在上述发送定时的变化与上述计算出的误差信号的记录之间设定规定帧数的待机期间。
28.权利要求21中记载的取样误差降低方法，其中控制上述发送定时的步骤包含
每当使上述发送定时变化一次便记录其前后的上述计算出的误差信号的步骤；
按由上述记录步骤在前后记录的误差信号的大小减小的方向控制上述发送定时的变化方向的步骤；
在基于上述记录步骤的上述发送定时前后的记录与下一个上述发送定时前后的记录之间，设定规定帧数的待机期间的步骤。
29.权利要求28中记载的取样误差降低方法，其中
上述记录步骤把在规定帧数范围内计算出的误差信号的平均值作为上述计算出的误差信号予以记录。
30.权利要求28中记载的取样误差降低方法，其中
上述记录步骤在上述发送定时的变化与上述计算出的误差信号的记录之间设定规定帧数的待机期间。
31.权利要求21中记载的取样误差降低方法，其中
实施上述自适应天线阵处理的步骤对分别来自多个欲进行通信的移动终端装置的信号进行分离并抽出，
计算上述误差信号的步骤按上述多个移动终端装置中的每一个计算上述误差信号，
控制上述发送定时的步骤按上述多个移动终端装置中的每一个控制上述发送定时。
32.权利要求21中记载的取样误差降低方法，其中
上述误差信号是上述由自适应天线阵处理部所抽出的信号与上述参照信号的最小平方误差。
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