CN1373915A - 偏差补偿单元 - Google Patents

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Abstract

一种偏差补偿单元,可以有效地对幅度偏差和相位偏差进行补偿,以提高系统可靠性和通信质量。第一组合装置(11－1),通过对没有发生偏差的不同传输路径上的信号(Xn(t))进行组合,产生第一组合信号(r(t))。第二组合装置(11－2),通过对已经发生偏差的不同传输路径上的信号(Zn(t))进行组合,产生第二组合信号(Y(t))。补偿值计算装置(12),基于第一组合信号(r(t))、第二组合信号(Y(t)),以及没有发生偏差或已经发生偏差的不同传输路径上的信号(Un(t)),计算补偿值(Wn(t)),以补偿相应传输路径上的偏差。补偿装置(13)根据补偿值(Wn(t))对偏差进行动态地补偿。

Description

偏差补偿单元
技术领域
本发明涉及一种偏差补偿单元，更具体地说，涉及这样一种偏差补偿单元，用以补偿在经由传输路径来传输信号的情况下发生的幅度偏差和相位偏差中至少一种偏差。
背景技术
近年来，人们已经把注意力集中在蜂窝移动通信系统，在这些通信系统中通过在一个无线基站设置多个天线部件，例如多波束天线或自适应阵列天线，对准备发送或接收的信号进行数字信号处理。
图18是一份示意图，表示一个使用自适应阵列天线的系统的结构。图18表示接收部分的结构。在这个实例中，在多个传输路径上分别设置了4部天线101a至101d。在第一传输路径上，设置了低噪声放大器(LNA)102a、变频器103和105、放大器104a、A/D转换器106a、乘法器107a以及组合部分108。在第二传输路径上，设置了低噪声放大器(LNA)102b、变频器103和105、放大器104b、A/D转换器106b、乘法器107b以及组合部分108。在第三传输路径上，设置了低噪声放大器(LNA)102c、变频器103和105、放大器104c、A/D转换器106c、乘法器107c以及组合部分108。在第四传输路径上，设置了低噪声放大器(LNA)102d、变频器103和105、放大器104d、A/D转换器106d、乘法器107d以及组合部分108。变频器103和105都包括一个本机振荡器(LO)以及多个混频器。
信号被天线101a接收，并被送往低噪声放大器(LNA)102a，从LNA 102a输出的信号，其幅度远大于原始信号幅度，由变频器103将其从RF(射频)信号变换为IF(中频)信号，由放大器104a对这些中频信号进行放大，再由变频器105将其变换为基带信号，由A/D转换器106a将其转换为数字信号，并由乘法器107a给出加权值W。天线101b至101d与此相同。由组合部分108对已加权信号进行组合。所接收(或发送)的信号被表示为具有幅度a和相位角θ的复变量函数。
图19是表示由阵列天线所获得的波瓣图。如图18所示，假定被接收的无线信号是成角度φ的方向到达天线101a至101d。在天线101a至101d之间存在路径差异。以天线101a为基准，这些路径差异被分别地表示为A1至A3。这些路径差异将导致相位差异。这些无线信号由乘法器107a至107d进行加权，使得这些相位差异将被抵消掉，并且随后由组合部分108加以组合。从组合部分108输出的信号等效于如图19所示波瓣图B1被接收的信号。
现在对通过用自适应阵列天线接收而获得的波瓣图B1以及通过用单一的天线接收而获得的波瓣图B2进行比较。假定有用的用户信号以角度φ到达，干扰的用户信号以角度η到达，并假定按照波瓣图B1接收的有用的和干扰的用户信号的电平分别为P1和P2，按照波瓣图B2接收的有用的和干扰的用户信号的电平各为P3和P4。在波瓣图B2中，P3和P4之间的电平差异(La)很小，而在波瓣图B1中，P1和P2之间的电平差异(Lb)则是很显著的。因此，波瓣图B1给出的信号/干扰比(S/I)大于波瓣图B2。
这就是说，在使用多波束天线、自适应阵列天线等的蜂窝移动通信系统中，波瓣图相当于被锐化。其结果是，可以减少服务区域内的干扰。此外，还可获得高增益，使得在一个小区中能够容纳的用户数目可以增加。
为了实现由上述系统形成的波瓣，在接收端需要配置非线性组件，诸如低噪声放大器102a至102d以及多个混频器，以便将天线101a至101d接收的射频信号变换为基带信号，如图18所示。
而且，在发送端(发送部分未示出)，在每个天线分支上都需要配置非线性组件，诸如多个混频器，用于将基带信号转换为中频信号，然后转换为射频信号，以及用于射频信号的大功率放大器(HPA)。
然而，这些配置在每个电路之中的非线性组件在性能上各不相同。它们的性能还随环境条件(例如温度)和输入电平而发生变化，并且受到老化的影响。其结果是，在不同的天线分支中的幅度和相位偏差各不相同，这样就不能进行有效的波瓣形成。这将导致性能下降。
因此，若要采用多波束天线或自适应阵列天线，对这些幅度和相位偏差进行补偿是很重要的。
按常规方法，通常定期对各天线分支进行校准(例如，每天一次)。
此外，在现有技术中，还有一种方法是通过发送一个导频信号来对每一个天线分支上的幅度和相位偏差进行补偿。图20是说明这种现有技术的示意图。
包括有多种非线性组件(低噪声放大器、混频器等)的电路110a至110d被分别配置在4条传输路径之中。天线101a至101d也被分别配置在这些传输路径之中。
如图20所示，为了不产生相位差，从某个方向向天线101a至101d发送导频信号a·exp(jθ)。假定在电路110a至110d中被处理，并且从电路110a至110d输出的信号为a1·exp(jθ1)至a4·exp(jθ4)。
从天线101a所在的分支输出的信号a1·exp(jθ1)与从天线101b所在的分支输出的信号a2·exp(jθ2)的比值为(a1/a2)·exp[j(θ1-θ2)]。通过将这个数值乘以从天线101b所在的分支输出的原始信号a2·exp(jθ2)，就能得到a1·exp(jθ1)。这就是说，天线101a所在的分支与天线101b所在的分支之间的幅度和相位偏差得以补偿。因此，这个数值应当被用来作为对天线101b所在的分支的一个补偿值。对其他各分支来说也是如此。
按常规来说，通过使用导频信号为每一个天线分支计算出来的这样一个补偿数值可以用来对幅度偏差和相位偏差进行补偿。
然而，采用上述的定期在各天线分支之间进行校准的常规方法，由于动态的幅度和相位偏差，使得波瓣的形成将在不确定的补偿条件的基础上进行。其结果是，系统的可靠性很低。
另一方面，采用上述使用导频信号的常规方法，在所有小区或扇区中，都必须安装一个产生导频信号的专用单元，这将导致沉重的经济负担。
还有，导频信号将成为一个干扰源。在这种情况下，需要安装一个用以执行上述操作的电路，以便处理导频信号，这个电路也成为一个干扰源。这将使得系统变为低效的。
发明内容
本发明是在上述背景情况下作出的。本发明的一个目标就是提供一种偏差补偿单元，通过对幅度和相位偏差进行有效地补偿，以提高系统的可靠性以及通信的质量。
为了解决上述问题，提供一种偏差补偿单元10，如图1所示，用于补偿在经由多个传输路径来传输信号Xn(t)的情况下将会发生的幅度偏差和相位偏差中至少一种偏差，根据本发明，本单元包括：第一组合装置11-1，通过对不同传输路径上还没有发生偏差的信号Xn(t)进行组合，来产生第一组合信号r(t)；第二组合装置11-2，通过对不同传输路径上已经发生偏差的的信号Zn(t)进行组合，来产生第二组合信号Y(t)；补偿值计算装置12，基于第一组合信号r(t)、第二组合信号Y(t)，以及不同传输路径上没有发生偏差或已经发生偏差的信号Un(t)，计算补偿值Wn(t)，以补偿相应传输路径上的偏差；以及补偿装置13，根据补偿值Wn(t)，对偏差进行动态地补偿。
第一组合装置11-1，通过对不同传输路径上没有发生偏差的信号Xn(t)进行组合，来产生第一组合信号r(t)。第二组合装置11-2，通过对不同传输路径上已经发生偏差的信号Zn(t)进行组合，来产生第二组合信号Y(t)。补偿值计算装置12，基于第一组合信号r(t)、第二组合信号Y(t)以及没有发生偏差或已经发生偏差的各个传输路径上的信号Un(t)，计算补偿值Wn(t)，以补偿相应传输路径上的偏差。补偿装置13根据补偿值Wn(t)对偏差进行动态地补偿。
通过以下结合附图进行的说明，将使本发明的上述和其他目的、特征和优点变得更加明显，在诸附图中，通过实例对本发明的优选实施例进行描述。
附图说明
图1是说明根据本发明的偏差补偿单元的原理的示意图。
图2是说明本发明的第一实施例的示意图。
图3是说明本发明的第二实施例的示意图。
图4是说明本发明的第三实施例的示意图。
图5是说明本发明的第四实施例的示意图。
图6是说明本发明的第五实施例的示意图。
图7是说明第一和第二组合装置的结构的示意图。
图8是说明第一和第二组合装置的第一修改方案的结构的示意图。
图9是说明第一和第二组合装置的第二修改方案的结构的示意图。
图10是说明第一和第二组合装置的第三修改方案的结构示意图。
图11是说明第一和第二组合装置的第四修改方案的结构示意图。
图12是说明本发明的第六实施例的示意图。
图13是说明本发明的第七实施例的示意图。
图14是说明本发明的第七实施例的示意图。
图15是说明本发明的第八实施例的示意图。
图16是说明本发明的第九实施例的示意图。
图17是说明本发明的第九实施例的示意图。
图18是表示一种使用自适应阵列天线的系统的结构的示意图。
图19是表示由一组阵列天线获得的波瓣图。
图20是说明现有技术的示意图。
实施本发明的最佳方式
现在将参照诸附图来说明本发明的各实施例。图1是一份图，说明根据本发明的偏差补偿单元所依据的原理。偏差补偿单元10所补偿的偏差包括与各传输路径相应的幅度偏差和相位偏差，在通过各传输路径并行传输多个信号的情况下，多个传输路径(分支)上将会出现这些偏差。
分支装置14a使在每一条没有发生偏差的传输路径上的信号分接出来，并将信号Xn(t)(这里的n和t分别表示分支号和时间)输出到第一组合装置11-1。第一组合装置11-1组合信号Xn(t)，以产生第一组合信号r(t)。
分支装置14c使在每一条已经发生偏差的传输路径上的信号分接出来，并将信号Zn(t)输出到第二组合装置11-2。第二组合装置11-2组合信号Zn(t)，以产生第二组合信号Y(t)。第一和第二组合装置11-1和11-2使用同一种组合方法。
分支装置14b使在每一条传输路径上的信号都分接出来，并输出信号Un(t)。补偿值计算装置12根据第一组合信号r(t)、第二组合信号Y(t)，以及在其中没有发生偏差或已经发生偏差的信号Un(t)，计算补偿值Wn(t)，以补偿与各传输路径相应的偏差。
补偿装置13基于针对每条传输路径的补偿值Wn(t)，动态地补偿对应于每一条传输路径的偏差。在图1所示的区域R1至R3中，至少有一个区域会发生偏差。在本发明中，在这些区域中的任何区域所发生的偏差都可以得到补偿。
现在说明其操作。分支装置14a使在每个传输路径上的信号被分接，并将信号Xn(t)输出到第一组合装置11-1。这时，在每一条传输路径上没有发生偏差。第一组合装置11-1通过使用加权值Vn来组合信号Xn(t)，以生成信号r(t)。信号r(t)按照下面公式给出 r ( t ) = Σ n = 1 N Xn ( t ) · Vn · · · ( 1 )
其中N是分支数目，n是分支号。分支装置14c使在每一条传输路径上的信号被分接，并向第二组合装置11-2输入信号Zn(t)。信号Zn(t)受到了图1所示的区域R1至R3其中之一的偏差的影响，并通过针对每一条传输路径的校准加权进行补偿。
第二组合装置11-2通过使用加权值Vn对信号Zn(t)进行组合以生成信号Y(t)，这里的Vn与第一组合装置11-1所使用的Vn相同。信号Y(t)按照下面公式给出 ( t ) = Σ n = 1 N Zn ( t ) · Vn · · · ( 2 )
分支装置14b使在每一条传输路径上的信号被分接，并将在其中没有发生偏差或已经发生偏差的信号Un(t)送往补偿值计算装置12。
补偿值计算装置12通过使用上述的输入信号r(t)、Y(t)和Un(t)来执行方程式(3)和(4)所示的运算，计算出补偿加权值，该加权值对应于各传输路径上所发生的偏差，并把该加权值输出到补偿装置13。
         Wn(t+Δt)＝Wn(t)+μ·U*n(t)·e(t)                …(3)
         e(t)＝r(t)-Y(t)                                   …(4)
其中μ是步长，Δt是补偿间隔，A*表示A的共轭复数。
补偿装置13通过使用由补偿值计算装置12计算出的补偿值Wn(t)来进行方程式(5)所示的补偿。
     Xn(t)＝Wn(t)·Pn(t)                                   …(5)
其中，Xn(t)是通过第n条路径传输的信号，在该路径上的偏差已经获得了补偿，而Pn(t)是各传输路径上输入到补偿装置13的信号。Pn(t)是否已经发生偏差则取决于补偿装置13在系统中的位置。
如上所述，按照本发明，偏差补偿单元10根据一种算法来更新补偿加权值，该算法使介于没有发生偏差的第一组合的信号r(t)与已发生偏差的第二组合信号Y(t)之间的误差e(t)为最小。这就是说，在本发明中，可以使用最小均方误差(MMSE)方法，例如最小均方(LMS)作为算法。
通常在传输路径上的非线性组件中存在个体差异，包括制造时的误差，非线性组件例如用于变频、放大的电路等等。另外，这些非线性组件可能会发生老化，并且它们的性能还要随着例如温度而改变。结果，在不同的传输路径中，所产生的偏差是不同的。然而，在本发明中，这些动态的偏差可以被有效地实时加以补偿。
现在，将说明采用本发明的偏差补偿单元10的一个阵列天线系统的实施例。
图2是一份图，说明本发明的第一实施例。图中示出了一个具有内置式偏差补偿单元10的下行链路(发送系统)阵列天线系统。与上面已经描述过的装置相同的装置将用相同的数字作出标记，并且其说明从略。
用户信号产生装置2-1到2-n在每个分支上产生用户信号。多路复用装置3-1至3-n通过对每个分支上的用户信号进行多路复用来产生多路复用信号。发送装置4-1至4-n对多路复用的信号进行D/A变换、变频、放大等处理过程。经过发送装置4-1至4-n处理的信号分别经由天线1-1至1-n发送出去。
在这种情况下，发送装置4-1到4-n中使用了一些非线性组件，因此在不同的天线分支中，所产生的偏差是不同的。这些偏差根据输入信号电平并随着时间而动态地出现，所以，需要以实时方式对它们进行补偿。
在进入发送装置4-1至4-n之前，在各分支上的多路复用信号中还没有发生偏差。另外，在进入发送装置4-1至4-n之前，这些多路复用的信号都是数字信号。分支装置14a使每个天线分支中的信号被分接。第一组合装置11-1通过对所有天线分支上的信号加以组合来产生信号，所用的方法是例如用相同相位和相等幅度对信号加以组合。这个组合的信号是一个参考信号r(t)(方程式(1))，其中没有幅度偏差，也没有相位偏差。
另一方面，第二组合装置11-2对从各天线分支中的定向耦合器14c-1到14c-n上被分接出来的信号加以组合，以产生组合信号Y(t)(方程式(2))。在这种情况下，将使用第一组合装置11-1所使用的同样方法。
通过把在各天线分支上的已经发生偏差的所有信号加以组合来产生组合信号Y(t)。如果在发送装置4-1至4-n中的信号没有发生偏差，那么在Y(t)与组合信号r(t)之间存在强相关性。这就是说，相关系数值为1。
在这种情况下，发送装置4-1至4-n进行变频。因此，变频装置5a把组合信号Y(t)变换成数字基带信号，以便将组合信号Y(t)与组合信号r(t)加以比较。
补偿值计算装置12包括一个减法运算装置12a和一个补偿值运算装置12b。减法运算装置12a计算组合信号r(t)与通过转换组合信号Y(t)而获得的数字基带信号之间的差值，并把它作为误差信号e(t)输出(方程式(4))。
补偿值运算装置12b按照方程式(3)，利用误差信号e(t)和信号Un(t)(从分支装置14b各天线分支上分接出来的信号)计算出在每一个天线分支上对偏差的补偿值Wn(t)。
包括乘法器13-1至13-n的补偿装置13通过使用补偿值Wn(t)来进行方程式(5)所示的补偿，以补偿幅度和相位偏差。
现在，将介绍第二实施例。图3是一份图，说明本发明的第二实施例。图中示出了具有内置式偏差补偿单元10的下行链路(发送系统)阵列天线系统。与上面已经描述过的装置相同的装置将用相同的数字作出标记，并且其说明从略。
第二实施例与图2中的第一实施例不同之处在于，补偿装置13被设置在发送装置4-1至4-n的输出级。这就是说，将在发生偏差之后进行补偿。
在这种情况下，补偿装置13对射频信号进行处理，而补偿值运算装置12b对数字基带信进行计算补偿值的处理。因此，变频装置6-1至6-n被设置在补偿值运算装置12b的输出级，以便将补偿值Wn(t)转换为射频信号。
现在将说明第三实施例。图4是一份图，说明本发明的第三实施例。图中示出了具有内置式偏差补偿单元10的上行链路(接收系统)阵列天线系统。与上面已经描述过的装置相同的装置将用相同的数字作出标记，并且其说明从略。
天线1-1至1-n接收信号。接收装置7-1至7-n通过执行放大、变频、A/D转换等处理过程把信号变换成数字基带信号，并把它们输入到一个解调电路(未示出)。
在这种情况下，非线性组件被用于接收装置7-1至7-n，因此在不同的天线分支中所发生的偏差是不同的。这些偏差是动态出现的，随着输入信号电平和时间的不同而不同，因而它们需要以实时方式进行补偿。
定向耦合器14a-1至14a-n使得由天线1-1至1-n接收的信号被分接。第一组合装置11-1对所有天线分支上的信号进行组合，以产生一个信号，所用的方法是例如用相同相位和相等幅度对信号加以组合。这个组合的信号就是参考信号r(t)(方程式(1))，其中没有幅度偏差，也没有相位偏差。
另一方面，在分支装置14c上，各天线分支的信号被分接到第二组合装置11-2。第二组合装置11-2使用与第一组合装置11-1所使用的相同方法对信号加以组合，以产生组合信号Y(t)(公式(2))。
在接收装置7-1到7-n输入级的信号是射频信号。因此，通过把变频装置5b设置到第一组合装置11-1的输出级，就能将这些射频信号转换成数字基带信号，以便将参考信号r(t)与由第二组合装置11-2输出的组合信号Y(t)进行比较。从计算补偿值到进行补偿的一系列处理过程已在上面作了说明，因此它们的描述被省略。
现在，将介绍第四实施例。图5是一份图，说明本发明的第四实施例。图中示出了具有内置式偏差补偿单元10的上行链路(接收系统)阵列天线系统。与上面已经描述过的装置相同的装置将用相同的数字作出标记，并且其说明从略。
在第四实施例中，第一组合装置11-1将它用于组合的加权值通知加权值设定装置8a和8b以及第二组合装置11-2。
加权值设定装置8a把第一组合装置11-1通知给它的加权值输出到乘法装置9a-1至9a-n。加权值设定装置8b把第一组合装置11-1通知给它的加权值的倒数输出到(对应于逆运算装置的)乘法装置9b-1至9b-n。
乘法装置9a-1至9a-n中的每一个都被设置在一个分支上，并把加权值设定装置8a输出的加权值与在该分支上的信号相乘。乘法装置9b-1至9b-n中的每一个都被设置在一个分支上，并执行逆运算，其方法是把加权值设定装置8b输出的加权值的倒数与在该分支上的信号相乘。
第二组合装置11-2在第一组合装置11-1通知给它的加权值的基础上生成一个组合的信号。第一和第二组合装置11-1和11-2将使用相同的组合方法。
如上所述，为了补偿偏差，第一组合装置11-1将它所使用的组合方法(组合加权值)通知加权值设定装置8a和8b以及第二组合装置11-2。这使得有可能灵活地处理任何组合方法。
将加权值设定装置8a以及乘法装置9a-1至9a-n设置到接收装置7-1至7-n的输入级，可以获得相同的效果。在这种情况下，将对射频信号进行乘法过程。
现在，将说明第五实施例，图6是一份图，说明本发明的第五实施例。在第五实施例中，将图5所示的第四实施例应用于发送系统阵列天线系统。其基本结构和操作相同于第四实施例，因此其说明从略。
现在，将说明第一和第二组合装置11-1和11-2。图7是一份图，说明第一和第二组合装置11-1和11-2的结构。
加权值计算装置11a-1对准备送往加权乘法装置11b-1的加权值进行计算，使得组合的输出将大于或等于一定的电平。加权乘法装置11b-1将由加权值计算装置11a-1给出的加权值与信号Xn(t)相乘。加法装置11c-1对由加权乘法装置11b-1计算出来的信号进行相加，并将其结果输出到补偿值计算装置12中的减法运算装置12a。
加权值接收装置11a-2从加权值计算装置11a-1接收加权值。加权乘法装置11b-2将由加权值接收装置11a-2给出的加权值与信号Zn(t)相乘。加法装置11c-2对由加权乘法装置11b-2计算出来的信号进行相加，并将其结果输出到补偿值计算装置12中的减法运算装置12a。
现在将说明更新加权值的步骤。与各天线分支相应的信号X1(t)至XN(t)输入第一组合装置11-1，其定义如下：
           X1(t)＝A1(t)·exp[jα1(t)]          …(6-1)
           X2(t)＝A2(t)·exp[jα2(t)]          …(6-2)
                        
    XN(t)＝AN(t)·exp[jαN(t)]                 …(6-n)
其中，A1(t)至AN(t)分别是在各传输路径上的幅度，α1(t)至αN(t)分别是在各传输路径上的相位，并且N是分支数。
现在，以X1(t)为参照，按照以下方程式进行计算：
      Y1n(t)＝Xn(t)·X*1(t)
            ＝AN(t)·A1(t)·exp[j(αN(t)-α1(t))] …(7)
其中，n表示第n个分支。对应于第n个分支的相位项被表示为：
    φn(t)＝arg(Y1n(t))＝αn(t)-α1(t)      …(8)
加权计算装置11a-1通过使用方程式(8)来计算对应于每一条传输路径的相位值，如方程式(9)所示，并将其输出。
    βn(t)＝exp[-jφn(t)]                    …(9)
这个相位旋转角被赋予每一个分支，并且由加法装置11c-1按照下列方程式对各传输路径上的信号进行组合： G ( t ) = Σ n = 1 N Xn ( t ) · β n ( t ) · · · ( 10 )
这个有关组合加权值的信息被送往加权值接收装置11a-2。加权值接收装置11a-2向加权值乘法装置11b-2给出相同的组合加权值。加权值乘法装置11b-2将组合加权值乘以已经出现偏差的每一个分支上的信号。加法装置11c-2对从加权值乘法装置11b-2输出的信号加以组合。这个信息也被送往加权值设定装置8a和8b，并进行相同或相反的运算。
现在，将说明第一和第二组合装置11-1和11-2的第一修改方案。图8是一份图，说明第一和第二组合装置11-1和11-2的第一修改方案的结构。在第一修改方案中，假定任意用户信号的到达角度为已知。
可以容易地实现主要用于下行链路的波束成形。通常按照如下方式来进行下行链路的波束成形。从上行链路中的用户信号来估计到达角度。这样来确定形成下行链路的波形的加权值，使得波束将沿着该方向被发送。用于下行链路的这个方向为基站所知。
加权值计算装置11a-1根据涉及到达角度的信息来计算方程式(11)所示的加权值，并向加权乘法装置11b-1给出该加权值。
W(t)＝[1，exp(-jkdsinθ(t)，exp(-jk2dsinθ(t)，
       …，exp(-jk(N-1)dsinθ(t)]               …(11)
其中，K为2π/λ(λ为下行链路的自由空间波长)，d为各天线之间的间隔，θ(t)为任意用户信号的到达角度，以及N为天线的数量。
有关组合加权值的这个信息被送往加权值接收装置11a-2。加权值接收装置11a-2向加权乘法装置11b-2给出相同的组合加权值。加权乘法装置11b-2将此组合加权值乘以已经出现偏差的每一个分支上的信号。加法装置11c-2对从加权乘法装置11b-2输出的信号加以组合。这个信息也被送往加权值设定装置8a和8b，并进行相同或相反的运算。
这将使来自第一和第二组合装置11-1和11-2的组合输出保持高电平，并且减法运算装置12a通过使用这些信号来计算误差信号。因此，与使用固定组合方法的系统相比，可以更可靠地补偿幅度和相位偏差。
现在，将说明第一和第二组合装置11-1和11-2的第二修改方案。图9是一份图，说明第一和第二组合装置11-1和11-2的第二修改方案的结构。组合处理装置111-1至111-n用不同方法来对信号Xn(t)进行组合。
组合处理装置112-1至112-n分别对应于组合处理装置111-1至111-n的各组合处理模块，并对信号Zn(t)进行组合。
选择器111a从组合处理装置111-1至111-n输出的组合信号中选择例如具有最高电平的一个信号，并将其输出到减法运算装置12a。而且，选择器111a将这个信息通知选择器112a，以及加权值设定装置8a和8b。
选择器112a基于已给出的信息，从组合处理装置112-1至112-n中选择一个与从组合处理装置111-1至111-n中所选择的组合处理装置相对应(相同)的一个组合处理模块，并将该模块输出的一个组合信号送往减法运算装置12a。
其结果是，可以从多个组合处理中选择任何组合输出，由此导致更加灵活的组合处理。
现在，将说明第一和第二组合装置11-1和11-2的第三修改方案。图10是说明第一和第二组合装置11-1和11-2的第三修改方案的结构。组合处理装置111和112都是组合电路，多个信号被输入到该电路，从该电路输出，并且将采用快速傅里叶变换(FFT)、巴特勒矩阵等等。
选择器111a从组合处理装置111输出的多个组合信号中选择例如具有最高电平的一个信号，并将其输出到减法运算装置12a。而且，选择器111a将这个信息通知选择器112a以及加权值设定装置8a和8b。
选择器112a基于已给出的信息，从组合处理装置112输出的多个组合信号中，选择与组合处理装置111相对应的一个组合信号，并将其送往减法运算装置12a。
其结果是，可以从多个组合处理中选择任何组合的输出，由此导致更加灵活的组合处理。
现在，将说明第一和第二组合装置11-1和11-2的第四修改方案。图11是说明第一和第二组合装置11-1和11-2的第四修改方案的结构。在第四修改方案中，第一组合装置11-1的结构基于如图10所示的第三修改方案，并且第二组合装置11-2的结构是基于如图8所示的第一修改方案。
使用这种方法可以使电路简化，还可以使用图9或图10所示的方法，并将获得相同的效果。
现在，将说明偏差补偿单元10的第六实施例。图12是一份图，说明本发明的第六实施例。图中示出了一个具有内置式偏差补偿单元10的上行链路(接收系统)阵列天线系统。上述的相同装置将用相同的号码加以标记，并且其说明从略。
第六实施例不同于图5所示的第四实施例之处在于，乘法装置9b-1至9b-n被设置在分支装置14c的后面。其结果是，第二组合装置11-2不必使用如同第一组合装置11-1那样的组合方法。在这种情况下，仅需要一个用相同相位及相等幅度进行组合的简单的电路。而且，第一组合装置11-1不需要向第二组合装置11-2给出信息。
将加权值设定装置8a以及乘法装置9a-1至9a-n设置到接收装置7-1至7-n的输入级，可以获得相同的效果。在这种情况下，将对射频信号进行一次乘法运算。
现在，将说明偏差补偿单元10的第七实施例。图13和14这两份图说明本发明的第七实施例。图中示出了一个具有内置式偏差补偿单元10的上行链路(接收系统)阵列天线系统。上述的相同装置将用相同的号码加以标记，并且其说明从略。
定向耦合器14a-1至14a-n被分别地设置在接收装置7-1至7-n的前面。通过第一组合装置11-1以及补偿值计算装置12来计算针对已经出现在信号中的偏差的补偿值，并且连续地更新待送往补偿装置13的加权值。
而且，延迟装置15-1至15-n被设置在分支装置14b的后面。在每一个分支上，信号通过主线上的延迟装置15-1至15-n。乘法装置9b-1至9b-n将这个信号乘以与被送到补偿装置13的加权值相同的加权值，以补偿幅度偏差和相位偏差。
使用这种分支方法来处理信号，以及使用一个简单的电路，如同第二组合装置11-2那样用相同相位和相等幅度对信号加以组合，将使加权值设定装置8b成为不必要。在这种情况下，不可能将定向耦合器14a-1至14a-n分别设置在接收装置7-1至7-n的输出级。
现在，将说明偏差补偿单元10的第八实施例，图15是一份图，说明本发明的第八实施例。在第八实施例中，将示于图12的第六实施例应用于发送系统阵列天线系统。其基本结构和操作相同于第六实施例，因此其说明从略。
现在，将说明偏差补偿单元10的第九实施例，图16和图17这两份图说明本发明的第九实施例。图中示出了一个具有内置式偏差补偿单元10的上行链路(接收系统)阵列天线系统。上述的相同装置将用相同的号码加以标记，并且其说明从略。
从各定向耦合器14a-1至14a-n中分接出没有发生偏差的信号。这些信号被输入到具有多种组合方法的第一组合装置11-1，例如图9或10所示那样。多个补偿控制部分20-1至20-n都具有相同的功能并且被这样设置，使得它们对应于第一组合装置111-1中的一个选择器的输出。从分支装置14b分接出来的信号也被输入到补偿控制部分20-1至20-n。
从补偿控制部分20-1至20-n中的补偿值计算装置12输出的信号被输入到补偿值控制装置30。最后，补偿值控制装置30通过执行一个处理过程，例如将来自补偿控制部分20-1至20-n的各补偿值加以平均，来计算出对应于每一个分支的、用于偏差补偿的一个数值，并将这些平均值输出到乘法装置9b-1至9b-n。
通过延迟装置15-1至15-n对沿着各主线输入到乘法装置9b-1至9b-n的信号进行延迟，使得这些延迟对应于由补偿控制部分20-1至20-n以及补偿值控制装置30的处理所产生的延迟。
其结果是，与使用单一补偿值的补偿方法相比，可靠性得以提高。这就是说，可以更精确地对偏差进行补偿。
如上所述，根据本发明的偏差补偿单元10通过使用在信号没有发生偏差的每个传输路径上的一个组合的信号作为一个参考信号进行连续的处理，来计算一个补偿值，并补偿幅度偏差和相位偏差。
其结果是，不需要专用的导频信号以及用以产生该信号的单元，并且能够实时处理动态偏差。而且，通过使用已对其偏差进行补偿的信号来进行自适应处理，使得可靠性得以提高，并且对上行和下行链路来说，都能实现有效的波束成形。
因此，根据本发明的偏差补偿单元10，对于在数字区域中使用了多波束天线或自适应阵列天线的蜂窝移动通信系统，在无线基站配置方面有很大作用。
如上所述，根据本发明的偏差补偿单元计算一个用于补偿偏差的补偿值，该计算基于通过组合没有发生偏差的不同传输路径上的信号而产生的第一组合信号、通过组合已经发生偏差的不同传输路径上的信号而产生的第二组合信号，以及没有发生偏差或已经发生偏差的每一条传输路径上的信号，并在此补偿值的基础上对偏差进行补偿。其结果是，幅度偏差和相位偏差得以有效地补偿，同时，系统可靠性和通信质量得以提高。
以上所述应被看作仅是用于说明本发明的原理。此外，由于专业人士可以很容易地对它作出各种修改和变更，因而本发明并不局限于这里所展示和描述的具体结构和应用的范围，所有适当的修改和等同修改都可以被认为是属于所附权利要求及等同所述的本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种偏差补偿单元，用于补偿在经由多个传输路径来传输信号的情况下会发生的幅度偏差和相位偏差中至少一种偏差，该单元包括：
第一组合装置，通过对不同传输路径上还没有发生偏差的的信号进行组合，来产生第一组合信号；
第二组合装置，通过对不同传输路径上已经发生偏差的的信号进行组合，来产生第二组合信号；
补偿值计算装置，基于第一组合信号、第二组合信号，以及不同传输路径上没有发生偏差或已经发生偏差的信号，计算补偿值，以补偿相应传输路径上的偏差；以及
补偿装置，根据补偿值对偏差进行动态地补偿。
2.根据权利要求1所述的偏差补偿单元，其中，第一组合装置和第二组合装置执行用相等幅度和相同相位对信号进行组合的过程。
3.根据权利要求1所述的偏差补偿单元，其中，第二组合装置通过使用与第一组合装置所使用的加权值相同的组合加权值，来进行组合过程。
4.根据权利要求1所述的偏差补偿单元，其中，补偿装置通过使用补偿值对在没有发生偏差的每一条传输路径上的信号进行一次运算过程来补偿偏差。
5.根据权利要求1所述的偏差补偿单元，其中，补偿装置通过使用补偿值对在已经发生偏差的每一条传输路径上的信号进行一次运算过程来补偿偏差。
6.根据权利要求1所述的偏差补偿单元，在每一条传输路径上还包括：
乘法装置，通过将信号乘以一个加权值，向该信号赋予任意的幅度和相位移；以及
逆运算装置，用以进行乘法装置所进行的乘法运算的逆运算。
7.根据权利要求1所述的偏差补偿单元，其中，第一组合装置这样来更新组合加权值，使得对没有发生偏差的不同传输路径上的信号进行组合所获得的输出将高于或等于一定的电平。
8.根据权利要求7所述的偏差补偿单元，其中，乘法装置将信号乘以高于或等于一定电平的一个组合加权值。
9.根据权利要求7所述的偏差补偿单元，其中，第二组合装置通过使用高于或等于一定电平的组合加权值，对已经发生偏差的不同传输路径上的信号进行组合。
10.根据权利要求1所述的偏差补偿单元，其中，第一组合装置包括具有不同组合方法的多个组合电路，并从多个组合电路的输出中选择其中之一。
11.根据权利要求10所述的偏差补偿单元，其中，乘法装置将信号乘以被选定的组合电路所使用的一个加权值。
12.根据权利要求10所述的偏差补偿单元，其中，第二组合装置包括具有不同组合方法的多个组合电路，并从中选择一个组合电路，它执行与由第一组合装置选定的组合电路所执行的处理过程相同的处理过程。
13.根据权利要求1所述的偏差补偿单元，其中，第一组合装置包括一个组合电路，向该电路输入多个信号，并从该电路输出多个信号，以及从中选择一个输出信号。
14.根据权利要求13所述的偏差补偿单元，其中，乘法装置将信号乘以对应于被选定的输出的一个加权值。
15.根据权利要求13所述的偏差补偿单元，其中，第二组合装置包括一个组合电路，向该电路输入多个信号，并从该电路输出多个信号，以及选择与第一组合装置所选择的输出相同的输出。
16.根据权利要求1所述的偏差补偿单元，还包括多个补偿控制部分，每一个部分都包括补偿值计算装置以及通过使用多个补偿值对偏差进行补偿的补偿装置。
17.根据权利要求1所述的偏差补偿单元，其中，补偿值计算装置通过连续处理来更新加权值。
18.根据权利要求1所述的偏差补偿单元，还包括变频装置，为用于计算补偿值等运算的信号确立频带。
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