CN1390001A - 自适应天线接收设备 - Google Patents

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Abstract

公开一种能高速聚会天线加权的CDMA自适应天线接收设备。该设备包括N个自适应天线接收部分,和初始天线加权产生部分。每个自适应天线接收部分包括:初始天线加权选择部分,从各个初始天线加权候选中选择初始值;天线加权控制部分,自适应控制天线加权;和多个天线加权综合部分,其每个用天线加权乘以由K个天线接收的信号并且综合相乘的结果检测期望的信号。初始天线加权产生部分,从通过自适应天线接收部分自适应空制正在接收的期望信号天线加权中检测波束方向和零方向,零形成方向鉴别部分估算新的期望信号的零方向,和初始天线加权候选产生部分产生初始天线加权候选,利用该候选在估算的零方向形成零,以便检测向的期望信号。

Description

自适应天线接收设备
技术领域
本发明涉及CDMA(码分多址)自适应天线接收设备，更具体地讲，涉及以高速实现天线加权聚会的CDMA自适应天线接收设备
背景技术
已经公开的常规CDMA自适应天线接收设备，例如，公开在出版物Technical Report RCS2000-46 of Society for the Study of Radio CommunicationSystem，the Institute of Electronics，Information and Communication Engineers，June，2000上作者为N.Nakaminami，T.Ihara，S.Tanaka和M.Sawahashi的文章“对W-CDMA反向链路的瑞克组合路径的利用公共天线加权的相干自适应天线阵分集接收机的性能”中，或者公开在出版物Technical Report RCS96-102of Society for the Study of Radio Communication System，the Institute ofElectronics，Information and Communication Engineers，November，1996上作者为S.Tanaka，Y.Miki和M.Sawahashi的文章“在DS-CDMA反向链路中方向判断的相干自适应分集的性能”中。
常规CDMA自适应天线接收设备通过自适应控制执行由多个天线接收信号的加权综合，形成一个最佳图形，在期望信号的输入方向具有高方向性并且在干扰信号的输入方向具有低方向性的零。波束图形具有高方向性的方向在下文称为波束方向，而波束图形具有低方向性的方向在下文称为零方向。
通过刚才描述的这种波束图形的使用，常规CDMA自适应天线接收设备从接收信号中去掉干扰并因此实现最佳接收特性。
图5是表示常规CDMA自适应天线接收设备的配置框图。参照图5常规CDMA自适应天线接收设备包括K(K是等于或大于2的整数)个天线1-1到1-K和多个数量等于N个用户的自适应天线接收部分102-1到102-N(N是等于或大于1的整数)。
K个天线1-1到1-K是彼此接近地设置，使得它们彼此具有高相关性。天线1-1到1-K接收到来自某个用户的由路径差引起的有相位差的信号，路径差依赖于信号的输入方向和天线的布置之间的关系。天线1-1到1-K接收从来自多个用户的信号和诸如多径干扰信号的干扰综合的信号并且输出该接收的信号到自适应天线接收部分102-1到102-N。
自适应天线接收部分102-1到102-N都具有相同的配置并分配给N个用户，即第一到第N用户。换言之，CDMA自适应天线接收设备能够同时处理来自N个用户的信号。自适应天线接收部分102-1到102-N处理来自各个用户的接收信号并个别地输出其鉴别结果。
图6是表示常规CDMA自适应天线接收设备的自适应天线接收部分102-n(1≤n≤N，n是一个整数)的配置框图。应当注意多径的数量L(L是等于或大于1的整数)。
自适应天线接收部分102-n包括K个去扩频部分4-1到4-K、L个天线加权综合部分5-1到5-L、一个加法器6、K个加法器9-1到9-K、一个另外的加法器11、鉴别部分7、参考信号产生部分8和天线加权控制部分110。
天线加权综合部分5-1包括K个乘法器5-1-1-1到5-1-1-K、乘法器5-1-4、K个乘法器5-1-5-1到5-1-5-K、一个加法器5-1-2和信道估算部分5-1-3。所有其它天线加权综合部分5-2到5-L具有与天线加权综合部分5-1相同的配置。
K个去扩频部分4-1到4-K分别连接到K个天线1-1到1-K。去扩频部分4-1到4-K利用分配给第n个用户的扩频码分别去扩频来自天线1-1到1-K的信号，分离第一路径的各个信号并输出第一路径信号到L个天线加权综合部分5-2到5-L。由去扩频部分4-1到4-K分离的第一路径的各个信号输入到所有的天线加权综合部分5-2到5-L。
因为天线加权综合部分5-2到5-L所有都具有相同的配置，所以仅对天线加权综合部分5-1进行描述。
K个乘法器5-1-1-1到5-1-1-K利用从天线加权控制部分10输出的天线加权乘以K个去扩频部分4-1到4-K的输出。
加法器5-1-2相加K个乘法器5-1-1-1到5-1-1-K的输出。
信道估算部分5-1-3估算从加法器5-1-2输出的信道失真，并且输出信道失真的复数共扼到乘法器5-1-4和乘法器5-1-5-1到5-1-5-K。
乘法器5-1-4乘以加法器5-1-2的输出与信道估算部分5-1-3的输出，并且输出相乘的结果作为第一路径的解调信号。
K个乘法器5-1-5-1到5-1-5-K分别连接到K个去扩频部分4-1到4-K。乘法器5-1-5-1到5-1-5-K利用从信道估算部分5-1-3的输出信道失真的复数共扼乘以去扩频部分4-1到4-K的输出。
类似于天线加权综合部分5-1，天线加权综合部分5-2到5-L分别输出第二到第L路径的解调信号。
加法器7相加从L个天线加权综合部分5-2到5-L输出的第一到第L路径的解调信号，执行瑞克综合。
鉴别部分7执行通过由加法器6的瑞克综合获得的信号的数据鉴别并输出鉴别结果。
参考信号产生部分8利用从鉴别部分7输出的鉴别结果产生参考信号。
加法器11确定由加法器6的瑞克综合获得的信号与由参考信号产生部分8产生的参考信号之间的误差，并输出该误差信号到天线加权控制部分110。
K个加法器9-1到9-K分别对应于K个天线1-1到1-K。
加法器9-1综合由去扩频部分4-1分离和由天线加权综合部分5-1到5-L的信道失真的复数共扼相乘的第一到第L路径信号并且输出去扩频和路径综合的信号到天线加权控制部分110。
加法器9-2到9-K综合由对应的去扩频部分4-2到4-K分离的第一到第L路径信号并且利用天线加权综合部分5-1到5-L的信道失真的复数共扼相乘并且输出去扩频和路径综合的信号到天线加权控制部分110。
天线加权控制部分110从误差信号和由加法器9-1到9-K获得的去扩频以及路径综合信号确定控制到由加法器11确定的最小误差信号的天线加权，并输出该天线加权到天线加权综合部分5-1到5-L。
作为将由天线加权控制部分110使用的控制算法的例子，可以使用LMS(最小均方根)算法。按照LMS算法，在时间t，天线k(1≤k≤K，k是一个整数)的天线加权由Wk(t)表示，加法器11的输出误差信号由e(t)表示和为加法器9-K的第k天线的路径综合信号由xk(t)表示，根据如下表示式(1)更新天线加权：
Wk(t+1)＝Wk(t)+μ·xk(t)·e*(t)…(1)
这里μ是称为步长常数，和*代表复数共扼。同时，在上述常规的例子中，一个天线加权由所有第一到第L路径公共使用，在不同路径中可能产生和使用不同的天线加权。
下面描述常规CDMA自适应天线接收设备的操作。
如图5和6所示的常规CDMA自适应天线接收设备在K个天线1-1到1-K接收来自多个用户的信号的和来自用户的诸如多径干扰信号的干扰信号的综合的信号。然后，CDMA自适应天线接收设备在其去扩频部分4-1到4-K进行去扩频，由天线1-1到1-K利用分别分配给自适应天线接收部分102-1到102-N的扩频码接收信号。
因此，CDMA自适应天线接收设备在其L个天线加权综合部分5-1到5-L执行由去扩频部分4-1到4-K利用对各个信道确定的加权去扩频的信号的加权综合，并且还执行对信道失真的综合补偿。在这个例子中，CDMA自适应天线接收设备利用由天线加权控制部分110控制的天线加权执行加权。
然后，CDMA自适应天线接收设备在其加法器6中瑞克综合由天线加权综合部分5-1到5-L综合与补偿的各个信号，在其鉴别部分7执行由瑞克综合获得的信号的数据鉴别，并且输出鉴别的结果。
为了使得可以接收来自无论哪个方向到达的期望信号，常规CDMA自适应天线接收设备天线加权的初始值通常设置为波束图形变为无方向性的值。因此，需要很多时间，直至天线加权从其初始值聚会到具有最佳解的波束图形的值为止，在这种情况下其方向性是指向期望信号的方向并且零是指向干扰信号的方向。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种CDMA自适应天线接收设备，该设备允许天线加权的高速初始聚会。
为了实现上述目的，根据本发明提供一种自适应天线接收设备，其中该设备利用多个天线接收输入信号并且利用各个天线加权对由天线接收的信号进行加权综合，检测期望的信号，包括：一个或多个自适应天线接收部分，用于自适应控制天线加权和用于利用各个天线加权乘以由天线接收的信号并且综合相乘的结果信号检测出期望的信号；和初始天线加权产生部分，用于产生一个或多个初始天线加权侯选，这些侯选是将被用于天线加权的自适应控制的初始值的侯选，根据所接收的各期望信号的天线加权检测新的期望信号，这些天线加权是由自适应天线接收部分控制的。
利用该自适应天线接收设备，因为用于检测新期望信号的自适应控制是利用初始天线加权侯选或根据正在接收的期望信号的天线加权产生的侯选的一个天线加权或多个天线加权作为一个初始值或多个初始值启动的，新期望信号的自适应控制可以利用接近最终解的天线加权进行启动，因此以短时间聚会到最终解上。
自适应天线接收设备可以组成为初始天线加权产生部分包括：对应于自适应天线接收部分设置的一个或多个波束零方向搜索部分，用于计算形成由自适应天线接收部分的天线加权自适应控制波束图形的波束方向和零方向；零形成方向鉴别部分，用于鉴别天线加权波束图形的期望的零方向，从各个波束方向和由波束零方向搜索部分计算的零方向检测新的期望信号；和初始天线加权侯选产生部分，用于产生一个或多个初始天线加权侯选，利用这些侯选在由零形成方向鉴别部分获得的期望的零方向上具有零并形成具有彼此不同波束方向的波束图形，并且当自适应天线接收部分被分配给新的期望信号时，每个自适应天线接收部分进行启动，利用其波束方向是期望信号的输入方向的初始天线加权侯选作为初始值自适应控制天线加权。
利用该自适应天线接收设备，波束零方向搜索部分计算正在接收的期望信号的天线加权的波束方向和零方向，和零形成方向鉴别部分鉴别从波束方向和零方向中鉴别新的期望信号天线加权的期望的零方向。另外，初始天线加权侯选产生部分产生多个修改的初始天线加权侯选，使得在期望的零方向上可以形成零，并分配给新的期望信号的各个自适应天线接收部分之一进行选择和利用在新的期望信号输入方向形成波束方向的初始天线加权侯选。因此，利用其波束方向和零方向都接近最终解的天线加权可以启动新的期望信号的自适应控制，并从而以短时间聚会到最终解。
初始天线加权侯选产生部分可以存储一个或多个用于其波束方向彼此不同的天线加权的原型并且修改该原型的零方向为由零形成方向鉴别部分获得的期望的零方向，产生各个初始天线加权侯选。
零形成方向鉴别部分可以从由波束零方向搜索部分计算的各个零方向中选择预定数量的零方向，这些零方向相对于通过在零方向的预定范围内的零方向数被波束零方向搜索部分的零方向数除获得的值具有比较高的值，波束零方向搜索部分计算波束方向不在零方向的预定范围内的波束图形，通过检测新的期望信号的天线加权鉴别波束图形的期望的零方向。
利用该自适应天线接收设备，期望信号的数量大于天线的数量并且在所有干扰信号的输入方向不能形成零，利用初始天线加权侯选或多个侯选的一个天线力权或多个天线加权，启动检测新的期望信号的自适应控制，在比较可能形成零的方向确定为零方向，作为初始值或各个初始值。因此，可以利用其波束方向和零方向接近最终解的天线加权启动新的期望信号的自适应控制并且从而以短数据聚会到最终解。
另外一种方案，零形成方向鉴别部分可以从由波束零方向搜索部分计算的各个波束方向中选择预定数量的波束方向，这些波束方向相对于通过在波束方向的预定范围内的零方向数被波束零方向搜索部分的零方向数除获得的值具有比较高的值，波束零方向搜索部分计算波束方向不在波束方向的预定范围内的波束图形，通过检测新的期望信号的天线加权鉴别波束图形的期望零方向。
每个自适应天线接收部分可以包括：多个对应于每个天线的去扩频部分，用于可操作地去扩频从天线接收的各个信号之一，分离多径的接收信号，并输出多个路径的信号；一个或多个天线加权综合部分对应于各个路径，每个可操作地利用天线加权加权综合来自去扩频部分的各个路径信号，对天线加权的综合信号的信道失真执行信道估算和补偿并且对应于各个路径信号之一；第一加法器，用于相加不同路径的其信道失真已经被补偿的天线加权综合的信号，以便瑞克综合天线加权的综合信号；鉴别部分，用于鉴别从第一加法器获得的信号的接收数据；参考信号产生部分，用于从鉴别部分的鉴别结果产生参考信号；第二加法器，用于产生由第一加法器获得的信号与参考信号之差的误差信号；初始天线加权选择部分，用于根据各个路径信号选择各个初始天线加权侯选的一些最佳者作为初始天线加权；多个第三加法器，用于相加其信道失真已经被第一天线加权综合部分补偿的各个路径信号，用于对应该天线产生对应天线的路径综合信号；和天线加权控制部分，用于利用初始天线加权、误差信号、和路径综合信号自适应地控制第一天线加权综合部分的天线加权，并且输出自适应控制的天线加权还到初始天线加权产生部分。
每个第一天线加权综合部分包括：多个对应于天线的第一乘法器，用于相乘来自所有去扩频部分的预定路径的通过信号与来自天线加权控制部分的对个别天线对该路径的天线加权；第四加法器，用于相加各个第一乘法器的输出，产生天线加权综合信号；第一信道估算部分，用于估算来自天线加权综合信号的信道失真并确定信道失真的复数共扼；第二乘法器，用于相乘天线加权综合信号与信道失真的复数共扼；和多个对应于天线的第三乘法器，用于相乘各个路径信号与个别天线的信道失真的复数共扼。
初始天线加权选择部分可以包括：对应于初始天线加权侯选的多个初始天线加权鉴别信启产生部分，用于接收所有来自所有去扩频部分的路径信号作为其输入，利用由初始天线加权产生部分产生的初始天线加权侯选加权综合各个路径信号，瑞克综合对个别的各个路径的加权综合信号并测量新的期望信号的信号干扰比作为鉴别信息，和初始天线加权鉴别部分，用于根据该鉴别信息选择各个初始天线加权侯选的一些最佳侯选。
每个初始天线加权鉴别信息产生部分可以包括：一个或多个对应于各个路径的第二天线加权综合部分，用于利用初始天线加权侯选加权综合各个路径信号；第四加法器，用于相加通过第二天线加权综合部分的加权综合获得的信号，瑞克综合该信号；和信号干扰功率比测量部分，用于测量由第四加法器获得的信号干扰功率比。
每个第二天线加权综合部分可以包括：多个对应于天线的第四乘法器，用于相乘来自所有去扩频部分的预定路径的各个路径信号与对该天线个别路径的初始天线加权侯选；第六加法器，用于相加第四乘法器、第二信道估算部分的输出，用于估算来自由第六加法器获得的信号的信道失真并且确定信道失真的复数共扼；和第五乘法器，用于相乘由第六加法器获得的信号与信道失真的复数共扼。
从下面结合附图的描述并结合权利要求书，本发明的上述的和其它的目的、特点和优点将变得十分清楚，在附图中相同的部分或部件是由相同的标号描述的。
附图说明
图1是本发明所应用的CDMA自适应天线接收设备的配置框图；
图2是表示图1的CDMA自适应天线接收设备的自适应天线接收部分配置的框图；
图3是表示图2所示的初始天线加权选择部分的配置框图；
图4是表示图1所示的初始天线加权产生部分的配置框图；
图5是表示常规CDMA自适应天线接收设备的配置框图；
图6是表示图5的常规CDMA自适应天线接收设备的自适应天线接收部分的配置框图。
具体实施方式
参照图1，表示本发明所应用的CDMA自适应天线接收设备的配置框图。CDMA自适应天线接收设备包括K(K是等于或大于2的整数)个天线1-1到1-K、多个等于N个用户数(N是等于或大于1的整数)的自适应天线接收部分2-1到2-N、和初始天线加权产生部分3。
K个天线1-1到1-K彼此接近地布置，使得它们彼止有高的相关性。来自某个用户的信号被具有由路径差引起的相位差的天线1-1到1-K进行接收，这些路径差依赖于信号的输入方向和天线的安排。天线1-1到1-K从来自多个用户的信号和来自用户信号的干扰信号同步地接收信号，这些干扰信号诸如是多径干扰信号，并且输出接收的信号到N个自适应天线接收部分2-1到2-N。
图2是表示图1的自适应天线接收设备的第n自适应天线接收部分2-n(1≤n≤N，n是一个整数)的框图。应当注意的是，多径的数量L(L是等于或大于1的整数)。
参照图2，自适应天线接收部分2-n包括：K个去扩频部分4-1到4-K、L个天线加权综合部分5-1到5-L、一个加法器6、K个加法器9-1到9-K、一个另外的加法器11、一个鉴别部分7、一个参考信号产生部分8、一个天线加权控制部分10和一个初始天线加权选择部分12。
天线加权综合部分5-1包括：K个乘法器5-1-1-1到5-1-1-K、另外一个乘法器5-1-4、K个乘法器5-1-5-1到5-1-5-K、一个加法器5-1-2和一个信道估算部分5-1-3。天线加权综合部分5-2到5-L所有都具有类似于天线加权综合部分5-1的配置。
K个去扩频部分4-1到4-K分别被连接到K个天线1-1到1-K。去扩频部分4-1到4-K利用分配给第n个用户的扩频码去扩频来自天线1-1到1-K的信号，分离出第一路径信号并输出该第一路径信号到L个天线加权综合部分5-1到5-L。由去扩频部分4-1到4-K个别分离的各个第一路径信号被输入到所有的天线加权综合部分5-1到5-L。
L个天线加权综合部分5-1到5-L所有都具有相同的配置。因此，对作为它们的代表的天线加权综合部分5-1进行描述。
K个乘法器5-1-1-1到5-1-1-K利用分别从天线加权控制部分10输出的天线加权乘以K个去扩频部分4-1到4-K的输出。
加法器5-1-2相加K个乘法器5-1-1-1到5-1-1-K的输出。
信道估算部分5-1-3估算来自加法器5-1-2的输出的信道失真，并输出估算信道失真的复数共扼值到乘法器5-1-4和K个乘法器5-1-1-1到5-1-1-K。
乘法器5-1-4相乘加法器5-1-2的输出与信道估算部分5-1-3的输出，并输出相乘的结果作为第一路径的解调信号。
K个乘法器5-1-1-1到5-1-1-K分别被连接到K个去扩频部分4-1到4-K。乘法器5-1-5-1到5-1-5-K利用从信道估算部分5-1-3输出的信道失真的复数共扼值乘以去扩频部分4-1到4-K的输出。
按类似于天线加权综合部分5-1的方式，天线加权综合部分5-2到5-L分别输出第二到第L路径的解调信号。
加法器6相加从天线加权综合部分5-1到5-L输出的L个第一到第L路径的解调信号，执行瑞克综合。
鉴别部分7执行通过加法器6的瑞克综合获得的信号的数据鉴别并且输出鉴别的结果。
参考信号产生部分8利用从鉴别部分7输出的鉴别结果产生参考信号。
加法器11确定通过加法器6的瑞克综合获得的信号与通过参考信号产生部分8产生的参考信号之间的误差信号并且输出该误差信号到天线加权控制部分10。
K个加法器9-1到9-K分别对应于K个天线1-1到1-K。加法器9-1综合由去扩频部分4-1分离的第一到第L路径信号并利用由天线加权综合部分5-1到5-L输出的信道失真的复数共扼值进行相乘并且输出去扩频的路径综合的信号到天线加权控制部分10。加法器9-1到9-K都具有相同的配置，并综合分别通过对应的去扩频部分4-1到4-K分离的第一到第L路径信号并且利用天线加权综合部分5-1到5-L输出的信道失真的复数共扼值相乘并且输出相应的去扩频的和路径综合信号到天线加权控制部分10。
初始天线加权选择部分12从初始天线加权选择部分3的初始天线加权侯选和去扩频部分4-1到4-K的输出确定初始天线加权。
图3是表示如图2所示的初始天线加权选择部分12的配置的框图。参照图3，初始天线加权选择部分12包括M个初始天线加权鉴别信息产生部分16-1到16-M和初始天线加权鉴别部分20。
初始天线加权鉴别信息产生部分16-1输出通过由初始天线加权产生部分3产生的第一初始天线加权侯选加权的K个去扩频部分4-1到4-K的输出的加权综合，获得作为鉴别信息的SIR(信号对干扰功率比)。M个初始天线加权鉴别信息产生部分16-1到16-M都具有相同的配置，通过利用由初始天线加权选择部分3分别产生的第一到第M初始天线加权侯选对K个去扩频部分4-1到4-K的输出进行加权综合，获得作为鉴别信息的SIR(信号对干扰功率比)。
初始天线加权鉴别信息产生部分16-1包括：L个天线加权综合部分17-1到17-L、一个加法器18和SIR测量部分19。
天线加权综合部分17-1包括：K个乘法器17-1-1-1到17-1-1-K、另一个乘法器17-1-4、和一个加法器17-1-2和信道估算部分17-1-3。L个天线加权综合部分17-1到17-L都具有相同的配置。
乘法器17-1-1-1到17-1-1-K利用第一初始天线加权侯选乘以第一到第K个天线的第一路径信号。
加法器17-1-2相加乘法器17-1-1-1到17-1-1-K的输出并输出一个天线加权综合信号。
信道估算部分17-1-3从天线加权综合信号估算信道失真并输出信道失真的复数共扼。
乘法器17-1-4将天线加权综合信号与信道失真的复数共扼进行相乘。
加法器18综合天线加权综合部分17-1到17-L的输出。
SIR测量部分19测量加法器18的输出信号的SIR。
初始天线加权鉴别部分20根据来自M(M是等于或大于1的整数)个初始天线加权鉴别信息产生部分16-1到16-M的鉴别信息确定最佳初始天线加权。
再参照图2，天线加权控制部分10控制天线加权，为此由初始天线加权选择部分12选择的初始天线加权被用作初始值，根据误差言号和通过K个加法器9-1到9-K获得的去扩频与路径综合信号，使得由加法器11确定的误差信号可能最小，并输出天线加权到L个天线加权综合部分5-1到5-L。作为用于天线加权控制部分10的控制算法的例子，可以使用LMS(均方根值)算法。
图4是表示如图1所示的初始天线加权产生部分3配置的框图。
参照图4，初始天线加权产生部分3包括：N个零波束方向搜索部分13-1到13-N、零形成方向鉴别部分14和初始天线加权侯选产生部分15。
N个零波束方向搜索部分13-1到13-N形成分别来自输入了各个天线加权的N个自适应天线接收部分2-1到2-N的波束图形，并且搜索指示波束图形的波束方向和零方向，确定零波束方向信息。
零信构成向鉴别部分14利用由N个零波束方向搜索部分13-1到13-N确定的零波束方向信息，鉴别初始天线加权的零方向，按照下文描述的方法利用这个信息对于新用户的天线加权更容易聚会到理想值。
初始天线加权侯选产生部分15事先存储M(M是等于或大于1的整数)个对于彼此不同波束方向的天线加权的原型。然后，初始天线加权侯选产生部分15根据由零形成方向鉴别部分14获得的零构成方向，按照下文描述的方法替换原型的零方向，减少初始天线加权侯选。按这种方法产生的初始天线加权侯选被分配给新用户，并且被用于天线加权的初始值，通过自适应控制零方向的构成在短时间得到聚会。
下面描述具有如所述配置的CDMA自适应天线接收设备的操作。
当第i个用户(1≤i≤N)正在通信时，自适应天线接收部分2-i控制天线加权，使得可能形成具有在用户i信号的输入方向的方向性的波束图形。因此，由于来自正在通信的用户的天线加权，信号的输入方向，即有可能干扰新用户信号的信号输入方向可以进行估算。
当初始天线加权产生部分3为新用户j(1≤j≤N， i＝j)产生初始天线加权侯选，它产生保证从正在通信的用户的天线加权去掉来自估算方向的输入信号干扰的初始天线加权侯选。
当初始天线加权产生部分3为新用户产生初始天线加权侯选时，由零波束方向搜索部分13-i从第i用户的天线加权确定波束构成方向和零方向。零波束方向搜索部分13-i计算取决于天线1-1到1-K的地理安排和信号输入方向的响应矢量R与根据输入的天线加权确定的天线加权矢量W的积G。这里响应矢量是代表各个天线之间的接收相位差的矢量，该相位差取决于天线1-1到1-K的地理安排和信号输入方向。
零波束方向搜索部分13-i连续地计算积G，同时连续地变化信号输入方向，变化响应矢量R，并且确定积G作为波束方向最大值的方向和确定积G作为零方向的最小值的方向。
应当注意的是，虽然估算到正在通信的那些用户是对新用户的干扰方向，但是该自适应天线可以仅产生等于天线单元数减一(＝K-1)的零数。因为一般用户数大于天线单元数，在大多数情况下对于正在通信的所有用户的方向上不可能都产生零。因此，即使在一个方向上某个用户的天线加权形成零，在相同方向其它用户的天线加权不需要形成零。然而，在高电功率信号的方向或在拥挤了多个信号引起显著干扰的方向将可能产生零。
具体地，认为许多用户的天线加权在上述具有高可能性方向形成零并且新用户的另外天线加权被自适应控制，使得在高可能性方向形成零。
零形成方向鉴别部分14确定各冗余度作为有关用户零方向的各优先级并且按冗余度的降序选择优先级。例如，如果某个用户的零方向被确定为参考方向并且某些其它用户在参考方向±Δθ的范围内形成零，则该各个方向被加1，并且相加结果被除了其波束被形成在参考方向±Δψ范围内的用户外的用户数除。相除的结果值可以被用作为冗余度。另外，例如，正在通信的一个用户波束的方向可以被用作参考方向。
零形成方向鉴别部分14输出按如上所述的方法确定的参考方向到初始天线加权侯选产生部分15，作为对新用户的零形成方向。此时，零形成方向鉴别部分14仅输出有关高于某个阈值的冗余度的方向作为全面方向。另外，有关冗余度高于该阈值的多于K-1方向的情况下，输出来自各个方向中的那些比较高冗余度的K-1方向，以便作为零形成方向。
其波束方向彼此不同的天线加权的M(M是等于或大于1的整数)个原型事先设置在初始天线加权侯选产生部分15中。确定原型天线加权，例如，按照指向波束方向的响应矢量各系数的复数共扼。另外，对于天线加权的每个原型的零方向通过确定响应矢量与天线加权矢量的积为0事先是已知的。
初始天线加权侯选产生部分15根据来自零形成方向鉴别部分14的零形成方向信息替换天线加权的各个零方向。但是，在这个例子中，如果来自零形成方向鉴别部分14的零形成方向接近原型的波束方向，则初始天线加权侯选产生部分15不替换原型的零方向。另外，初始天线加权侯选产生部分15选择和替换最接近来自零形成方向鉴别部分14的零形成方向的原型的各个原始零方向之一。
替换天线加权的各个原型的零方向，以这种方式重建天线加权，并且因此重建的各天线加权被用作初始天线加权侯选。参照图3，输入初始天线加权侯选到M个初始天线加权鉴别信息产生部分16-1到16-M和初始天线加权鉴别鉴别部分20。
M个初始天线加权鉴别信息产生部分16-1到16-M利用第一到第M初始天线加权侯选，执行对来自K个去扩频部分4-1到4-K的去扩频信号的加权综合，测量各个去扩频信号的SIR并输出各SIR作为鉴别信息到初始天线加权鉴别鉴别部分20。初始天线加权鉴别鉴别部分20根据从M个初始天线加权鉴别信启、产生部分16-1到16-M输入的鉴别信息选择具有最佳SIR的初始天线加权侯选之一。然后，初始天线加权鉴别鉴别部分20输出选择的初始天线加权侯选作为初始天线加权到天线加权控制部分10。
参照图2，天线加权控制部分10利用来自初始天线加权鉴别部分20的初始天线加权作为初始值开始天线加权的自适应控制。
在CDMA自适应天线接收设备中，N个波束零方向搜索部分13-1到13-N确定波束方向和正在通信的用户的天线加权的零方向，并且零形成方向鉴别部分14从波束方向和零方向鉴别新用户的天线加权的零方向。然后，初始天线加权侯选产生部分15产生多个修改的初始天线加权侯选，使得在零方向可以形成零，并且分配给新用户的自适应天线接收部分2-j进行选择和使用各个初始天线加权侯选之一，利用该侯选在新用户的信号输入方向形成波束方向。因此，波束方向充分地与信号输入方向一致。此外，在初始阶段时间点上形成在进行估算最后形成零的方向上具有零的波束图形，这样在短时间天线加权聚会到一个最佳解上。
应当注意，虽然如上所述的自适应天线接收设备是对相同用户的所有路径使用公共天线加权的方式构成的，但是本发明还可以应用到在不同路径使用不同天线加权的另外的CDMA自适应天线接收设备。
再有，虽然上述描述是针对本发明应用到CDMA接收设备的一个典型例子，但是本发明还可以应用到任何通信系统的接收设备，其中由多个天线接收多个输入信号并进行加权和综合。
虽然本发明的优选实施例已经利用具体术语进行了描述，但是这些描述仅仅是说明性的，并且应当理解为在不脱离如权利要求书界定的发明精神或者范围的情况可以作出改变和变化。

Claims (10)

1.一种自适应天线接收设备，其中，由多个天线接收输入信号并且接收的信号利用各个天线加权加权综合由天线接收的各个信号，检测出一个期望的信号，包括：
一个或多个自适应天线接收部分，用于自适应控制天线加权和用于利用各个天线加权乘以由所述天线接收的信号和综合相乘的结果信号，检测期望的信号；和
初始天线加权产生部分，用于产生一个或多个初始天线加权侯选，这些侯选是将被用于天线加权自适应控制的初始值的侯选，根据正在接收的期望信号的天线加权检测新的期望信号，该正在接收的期望信号是由所述自适应天线接收部分自适应控制的。
2.按照权利要求1所述的自适应天线接收设备，其特征在于，所述初始天线加权产生部分包括：一个或多个对应于所述自适应天线接收部分设置的波束零方向搜索部分，用于计算利用由所述自适应天线接收部分自适应控制的天线加权形成的波束图形的波束方向和零方向；零形成鉴别部分，用于通过从各波束方向检测新的期望信号的天线加权和通过所述波束零方向搜索部分计算的零方向鉴别期望的波束图形的零方向；和初始天线加权侯选产生部分，用于产生一个或多个初始天线加权侯选，利用这些侯选由所述零形成方向鉴别部分获得在期望的零方向上具有零和形成具有不同的波束方向的波束图形，并且当新的期望信号分配该给自适应天线接收部分时，每个所述自适应天线接收部分启动利用其波束方向是期望信号的输入方向的初始天线加权侯选作为初始值的天线加权的自适应控制。
3.按照权利要求2所述的自适应天线接收设备，其特征在于，所述初始天线加权侯选产生部分对其波束方向彼此不同的天线加权存储一个或多个原型，并且修改各原型的零方向到由所述零形成方向鉴别部分获得的期望的零方向上，产生初始天线加权侯选。
4.按照权利要求2所述的自适应天线接收设备，其特征在于，所述零形成方向鉴别部分从由所述波束零方向搜索部分计算的各个零方向中选择预定数量的零方向，这些零方向相对于通过在零方向的预定范围内的零方向数被波束零方向搜索部分的零方向数除获得的值具有比较高的值，波束零方向搜索部分计算波束方向不在零方向的预定范围内的波束图形，通过检测新的期望信号的天线加权鉴别波束图形的期望的零方向。
5.按照权利要求2所述的自适应天线接收设备，其特征在于，所述零形成方向鉴别部分可以从由波束零方向搜索部分计算的各个波束方向中选择预定数量的波束方向，这些波束方向相对于通过在波束方向的预定范围内的零方向数被波束零方向搜索部分的零方向数除获得的值具有比较高的值，波束零方向搜索部分计算波束方向不在波束方向的预定范围内的波束图形，通过检测新的期望信号的天线加权鉴别波束图形的期望零方向。
6.按照权利要求1所述的自适应天线接收设备，其特征在于，每个所述自适应天线接收部分包括：
多个对应于所述天线的去扩频部分，可操作地去扩频从所述天线接收的信号之一，分离接收的多径信号并且输出多个路径信号；
一个或多个对应于各个路径的第一天线加权综合部分，用于利用各个天线加权加权综合来自所述去扩频部分的各个路径信号，执行信道估算和补偿天线加权的综合信号的信道失真并且对应于各个路径信号之一；
第一加法器，用于相加其信道失真已经被补偿的不同路径的天线加权综合信号，进行瑞克综合天线加权的各个综合信号；
参考信号产生部分，用于从所述鉴别部分的鉴别结果产生参考信号；
第二加法器，用于产生误差信号，该信号是由所述第一加法器获得的信号与参考信号之间的差；
初始天线加权选择部分，用于根据各个路径信号选择初始天线加权侯选的一些最佳值作为初始天线加权；
多个第三加法器，用于相加对应于各个天线的其信道失真已经被所述第一天线加权综合部分补偿的各个路径信号，产生对应的天线的路径综合信号；和
天线加权控制部分，用于利用初始天线加权、误差信号、和路径综合信号自适应控制所述第一天线加权综合的天线加权，并且还输出自适应控制的天线加权到所述初始天线加权产生部分。
7.按照权利要求6所述的自适应天线接收设备，其特征在于，每个所述第一天线加权综合部分包括：
对应于所述天线的多个第一乘法器，用于将来自所有所述去扩频部分的预定路径的各个通过信号与来自所述天线加权控制部分的对于所述天线的路径的各个天线加权进行相乘；
第四加法器，用于相加所述第一乘法器的输出，产生天线加权综合信号；
第一信道估算部分，用于从天线加权综合信号估算信道失真并且确定信道失真的复数共扼；
第二乘法器，用于将天线加权综合信号与信道失真的复数共扼进行相乘；
多个对应于所述天线的第三乘法器，用于相乘各个路径信号与所述天线的个别信道失真的复数共扼。
8.按照权利要求6所述的自适应天线接收设备，其特征在于，每个所述初始天线加权选择部分包括：
多个对应于初始天线加权侯选的初始天线加权鉴别信息产生部分，用于从所述去扩频部分接收所有路径信号作为其输入，利用由所述初始天线加权产生部分对各个个别路径产生的初始天线加权侯选加权综合各个路径信号，瑞克综合对各个个别路径已加权综合的信号并且测量新的期望信号的信号干扰功率比，作为鉴别信息；和
初始天线加权鉴别部分，用于根据鉴别信息选择一些最佳初始天线加权侯选。
9.按照权利要求8所述的自适应天线接收设备，其特征在于，每个所述初始天线加权鉴别信息产生部分包括：
一个或多个对应于各个路径的第二天线加权综合部分，用于利用初始天线加权侯选加权综合各个路径信号；
第五加法器，用于相加通过所述第二天线加权综合部分的加权综合获得的各个信号，进行瑞克综合该各个信号；和
信号干扰功率比测量部分，用于测量通过所述第五加法器获得的信号的信号干扰功率比。
10.按照权利要求9所述的自适应天线接收设备，其特征在于，每个所述第二天线加权综合部分包括：
多个对应于所述天线的第四乘法器，用于相乘来自所有去扩频部分的预定路径的路径信号与所述天线的个别路径的初始天线加权侯选；
第六加法器，用于相加各个所述第四乘法器的输出；
第二信道估算部分，用于估算来自通过第六加法器获得的信号的信道失真并确定信道失真的复数共扼；和
第五乘法器，用于相乘通过所述第六加法器获得的信号与信道失真的复数共扼。
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