TW577200B - Radio equipment with transmitting directivity and control method thereof - Google Patents

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577200 A7 ‘ _____ B7 參 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（1 ) [發明之詳細說明] [發明所屬之技術領域] 本發明係有關具有送訊指向性之無線電裝置及其控制 方法，特別是有關適性陣列無線基地站之中所使用之無線 電裝置及其控制方法。[習知技術] 近年來，使用陣列天線（array antenna)之適性陣列無線 基地站而作為行動電話等之移動通訊系統之無線基地站， 已趨於實用化。有關如此之適性陣列無線基地站之動作原 理，例如下述之文獻中曾有記載說明。 B. Widrow，et al.: “Adaptive Antenna Systems，” Proc. IEEE， vol.55? No.12, pp.2143-2159 (Dec.1967). S. P. Applebaum · “Adaptive Arrays’’，IEEE Trans. Antennas & Propag，vol. Ap-24，Νο·5，pp.585-598 (Sept.1976). O. L. Frost，III ·· “Adaptive Least Squares Optimization Subjection to Linear Equality Constraints，” SEL-70-055， Technical Report. No.6796-2，Information System Lab, Stanford Univ. (Aug. 1970). B. Widrow and S· D. Stearns : “Adaptive Signal Processing，’’ Prentice-Hall, Englewood Cliffs (1985). R. A. Monzigo and T.W. Miller · "Introduction to Adaptive Arrays，’’ John Wiley & Sons，New York (1980)· J. E. Hudson: “Adaptive Array Principles，” Peter Peregrinus Ltd·，London (1981). --------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . -線- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 1 313288 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 577200 A7 __ B7 五、發明說明（2 ) R· T. Comton，Jr. : "Adaptive Antennas-Concepts and Performance/9 Prentice-Hall, Englewood Cliffs (1988). E· Nicolau and D. Zaharia : “Adaptive Arrays，，’ Elsevier， Amsterdam (1989). 魏特羅等著「適應性天線系統」電器電子工程師協會 程序第55冊第12號第2143至2159頁（196 7年12月） 亞柏包曼著「適應性陣列」電器電子工程師協會會刊 天線與傳播第AP-24冊第5號第585至598頁（1976年 9月） 佛洛斯特泄，「最佳化之適應性之最小方形屬於線性 等式限制」SEL-70-055科技報導第6796_2號，資訊系統 研究室，史丹福大學（1970年8月） 魏特羅與史迪恩合著「適應性訊號處理」普林提司_ 冢’英袼爾克立夫出版（1985年） 豕可哥及米勒合著「適應性陣列入門」紐約約翰威利 與孫氏出版哈德遜著「適應性陣列原理」倫敦彼得潘格股 份有限公司出版〇981年） ^康通一世著「適應性天線—概念與實施」普林提司-豪， 英格爾克立夫出版尼古拉及沙哈里人 ^ ^ Μ σσ耆1適應性陣列」 乂竭》、芙，阿姆斯特丹（1989年） ^7圖為概略性的表示如此之適性陣列無線基地站 地站^原理之模式圖。第17圖之中]個適性陣列無線基 之陣列天？備由η支天線#1’#2，#3, ....··，_成 本紙—-—— ____ 表不其電波可及 國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 313288 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

2 ^//200 ^//200 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

A7 _B7 五、發明說明（ 之範圍。另-方面’則以第2之斜線領域7而表示其鄰接 的其他之無線基地站6之電波可及之範圍。 、領域3内，係在使用者A之終端機之行動電話機4與 陣列無線基地站i之間，進行電波訊號之送收訊動作 (則頭符號5)。另一方面，領域7内，則係在其他使用者B 之終端機之行動電話機8與無線基地站6之間，進行電波 訊號之送收訊動作（箭頭符號9)。 此處，當使用者A之行動電話機4之電波訊號之頻率 偶爾與使用者B之行動電話機8之電波訊號之頻率相等 時則依據使用者B之位置，而來自使用者B之行動電話 機8之電波訊號係在領域3内形成不必要之干擾訊號，且 混入於使用者A之行動電話機4與適性陣列無線基地站j 之間之電波訊號中。 如此，則對於混合來自使用者A及使用者b雙方之電 波訊號而進行收訊動作之適性陣列無線基地站丨，若不施 行任何之處理，則會接收到來自使用者A及使用者b雙方 之混合訊號，且阻礙原本應通話之使用者A之通話。 適性陣列無線基地站1，係進行如下列之構成及處理 動作’以除去已收訊之訊號中來自使用者B之訊號。 (適性陣列天線之構成） 第18圖為表示適性陣列100之構成之區塊（M〇ck) 圖。表不於第18圖之例子中，係設有n個輸入埠（p〇rt)2〇-1 至2〇_n，俾由包含有複數之使用者訊號之輸入訊號中，抽 出所希望之使用者之訊號。 巧張尺度ΊϋΤΛ家標準（cns)ai規格⑵0 x 297公餐） 313288 ^--------^----------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 3 4 / /ζυυ —— Β7 五、發明說明（4 輸入至各輪入埠2(Μ (switch)電路w至 1至2〇4之訊號，係介由開關 乘算器121 n而供應於加權向量控制部11病 至 12〇 加權向量控制部 1, 係使用輸入訊號與對應於預先儲 與加算之訊號之測試訊號 _ ^ 而计舁加權向量Wli至Wni。此處， 添加的文字i孫矣-^ _ 係表不使用於與第i個使用者之間的送收訊 之加權向量。 乘算器12-1至12 n _ 12·η，係分別將來自各輸入埠20-1至 哭之輸从入訊號乘以加權向量Wli至Wni，並供應至加算 萨Hit算器13係計算乘算器12-1至12-n相加之輸出訊 號並作為收訊訊號k⑴而予以輸出，且該收訊訊號Srx⑴ 亦供應至加權向量控制部1 i。 另卜適眭陣列1 〇〇係包含有接收來自適性陣列無線 基地站1之輸出訊號sRx⑴’並分別乘以藉由加權向量控 制部11而提供之加權向量Wli至Wni，且予以輸出之乘 算器15-U 15_n。乘算器15-1至15_n之輸出，係分別供 應至開關電路叫至10·η。料，開關電路10-1至10_n 係於對訊號進行收訊之際，供應來自輸入埠204至2〇_n 所提供之訊號至訊號收訊部1R，且於進行訊號之送訊之 際，係供應來自訊號送訊部1T之訊號至輸出入埠2〇_1至 20-η ° (適性陣列之動作原理）

I 其次’簡單地說明^示於第18圖之訊號收訊部1R 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格~7^ x 297公爱） 313288

#·! 請先閱讀背面之注意事項再滇寫衣—吣 ------^--------- 577200 A7 B7 β 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (1) (2) (3) , (4) 五、發明說明（5 動作原理。 以下，為了簡單說明，令天線元件數i 4丄 双馬4支，同時將 收訊之使用者數PS# 2人表示之。此時，料Α 对來自各天線 之收訊部1R所供應之訊號’係利用如以下夕叙m 〈致学式而表 示之。 [數學式1] RX1(t)=h11Srx1(t)+h12Srx2(t)+n1(t) RX2(t)=h21Srx1(t)+h22Srx2(t)+n2(t) RX3(t)=h3iSrx1(t)+h32Srx2(t)+n3(t) RX4(t)=h4iSrx1(t) + h42Srx2(t)+n4(t) 此處，訊號1^^(1)係表示第』個（』=1'2'3'4)天線之收訊 訊號，而訊號Srxi係表示第i個（i = l'2)使用者所送訊之訊 號。 另外，係數hji係表示收訊於第j個天線之來自第i 個使用者之訊號之複數係數，且nj(t)係表示包含於第j個 收訊訊號中之雜訊。 當以向量形式標示上式（1)至（4)時，則如以下所示。 [數學式2] X(t)=H1Srx1(t) + H2Srx2(t)+N(t) (5) X(t)=[RX! (t)9RX2(t)?... 5RXn(t)]T (6)

Hi = [hli9h2i?... ?hni]T>(i=l 52) (7) N(t) = [n1(t)，n2(t)，".，nn(t)]T (8) 而式（6)至（8)之中，[…]T係表示[......]之轉換。 此處，X(t)係表示輸入訊號向量，Hi係表示第i個使 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 5 313288 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 6 577200 A7 __B7 五、發明說明（6 ) 用者之收訊訊號係數向量，N⑴係表示雜訊向量。

適性陣列天線係如第18圖所示，以來自各個天線之 輸入訊號乘以加權係數而合成之訊號作為收訊訊號^⑴ 並予以輸出。又，此處之天線數量11係4支。 RX 而且，在如上述準備之情形下，例如，抽出Η個使 用者所送訊之訊號srXl(t)時的適性陣列之動作，則係形成 如以下所示。 , 適性陣列100之輸出訊號yl⑴，係藉由輸入訊號向量 X⑴與加權向量％之向量相乘，並可利用如以下之數學式 而表示之。 [數學式3] yi(，x ⑴ W/ "(9) W1 = [w11?w215w315w4i]t ...(1〇) 亦即，加權向Ϊ 乘以第j個輸入訊號RXj⑴之加權 係數〇1，2,3,4)為要素之向量。 此處，對示於如式（9)之yl(t)，而帶入由式（5)所表現 之輸入訊號向量x(t)，則如以下所示。 [數學式4] 此處，理想的適性陣列100動作時，亦藉由記載於上 述之參考文獻中眾所周知之方法，且加權向量wi係藉由 :權向量控制部u而逐次控制，以滿足下列之連立方程 [數學式5] 。張尺度 1¾用中國國冢7票準(cns)A4 29y^y 313288

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂---------線· 577200 __B7 五、發明說明（7

HlWiT==1 …(12) H2WiT=0 ..(13) 當完全地控制加權向量W1而滿足式(1 [數學式6] yl(t) = Srx1(t)+N1(t) • ••(14) NA)=r^)Wll+ n2⑴& ⑴ ％1+ ^⑴〜 亦即，輸出訊號yi(t)，係取得兩個使用者之中之第^ 個使用者所送訊之訊號SrXi(t)。 另一方面，第18圖之中，對適性陣列1〇〇之輪入訊 號sTX⑴係供應至適性陣列100中之訊號部ιτ，並供應至 乘算器15-1，15_2，15-3，··.，15·η之一方輸入。在此類 乘算器之另一方輸入，係分別依據加權向量控制部u複製 如上述說明之依據收訊訊號所算出之加權向量Wh，， w3i，…，wni而施加於其上。 藉由此類乘算器而予以加權之輸入訊號，係介由對應 之開關10-1 ’ 10-2，10-3，.··，ι〇-η而傳送至對應之天線 #1，#2，#3，…，#n，並送訊至第17圖所示之領域3内。 此處，使用者A，B之識別係如以下之說明而進行。 亦即，行動電話機之電訊波信號係取得訊框（flame)構成而 予以傳達。行動電話機之電波訊號，其大小係由依棣無線 基地站而來之基地訊號系列所形成之前置放大器 (Preamplifier)及依據無線基地站而來之既知訊號系列所形 313288 tr 線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱 577200 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（8 ) 成之資料（data)(聲音等）而構成 前置放大器之訊號系列’係包含有用以辨別該使用者 是否為依據無線基地站而應該通話之所希望之使用者的資 訊訊號列。適性陣列無線基地站i之加權向量控制部u， 係將對應於由記憶體14所取出之使用者八之測試訊號與 已收訊之訊號系列進行對比，並進行加權向量之控制（加權 係數之決定），俾抽出可能包含有對應於㈣者A的訊號 系列之訊號。 第19圖為將使用者a與適性陣列無線基地站丨之間 的電波訊號之收送訊動作予以圖像（image)化之圖。 亦即.，使用與收訊時相同之陣列天線2而送訊之訊 號，係形成與收訊訊號同樣地以使用者A作為指標（⑽⑷ 而實施加權，故送訊之電波訊號係藉由使用者A之行動電 話機4而進行收訊，俾能具有對使用者A之指向性。 如第17圖所示，對表示來自適性陣列無線基地站ι 之電波所及之範圍之領域3,且如第19圖所示，適當地控 制適性陣列天線而.輸出電波訊號時，係如第丨9圖之領域 3a所不，來自適性陣列無線基地站！係形成輸出具有如使 用者A之行動電話機4作為指標的指向性之電波訊號。 [發明所欲解決之問題] 如以上之說明，則適性陣列無線基地站1以特定之使 用者而作為扣標，且能進行具有對該指標之指向性的電波 訊號之送收訊，故可實現如以下所說明之路徑（path)分割 夕重連接移動通訊方式（path Divisi〇n Multiple Aeeess : i氏張尺度顧中規格⑵q χ 29 8 313288 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · -丨線- 577200 A7 __ Β7 五、發明說明（9 PDMA) 〇 亦即，如攜帶型電話機之移動通訊系統之中，為了有 效方丨用頻率而有各種傳送通道（channei)之分配方法，而上 述之PDMA係其中之一種。 第20圖為頻率分割多重連接（Frequency Division

Multiple Access : FDMA)，時分割多重連接（Tiine Division

Multiple ·_ TDMA)以及PDMA之各種通訊系統之通道配置 圖。 參考第20圖簡單地說明FDMA，TDMA及pDMA。第 20圖（a)係表示FDMA之通道分配方式之示意圖，以相異 之頻率fl至f4之電波而進行使用者j至4之類比(讓㈣ 訊號之頻率分割並予以傳送。各使用者i至4之訊號，係 藉由使用頻率濾波器（filter)而予以分離。 表示於第20圖（1^之TDMA之中，其各使用者之數位 (digital)化訊號係利用不同之頻率fl至f4之電波，且於每 個一定之時間（時槽（time sl〇t))進行時分割動作並予以傳 送。各使用者之訊號，係依據頻率遽波器和來自基地站與 各使用者移動終端裝置間之同步時間而分離。 另一方面，表示於第20圖（C)2PDMA方式中，係進 行相同頻率之-個時間插槽之空間分割，並傳送複數的使 用者之資料者。該PDMA係各使用者之訊號為藉由利用頻 率慮波器及基地站及各使用者移動終端裝置間之時間同 步，及適性陣列等之相互干擾除去I置而予以分離。 #即Μ…腿，時’除了如第19圖所示，進 本紙張尺㈣用中關家標準（CNS)A4 &格⑽χ 297公餐「 9 訂 線 313288 577200 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適时關家標準（cns)A4祕⑽χ 297 10 A7 B7 五、發明說明（K)) 行對應於不同之無線基地站之兩個使用者之間之分離動 作，俾不相互干擾其往來之電波訊號之外，亦必須除去在 同一個適性陣列無線基地站1所擔當之領域内，在同一頻 率及同一時槽之不同的使用者之間送收訊電波訊號之相互 干擾現象。 如第19圖所示之例，係藉由使用適性陣列天線之指 向性，而使來自相鄰之基地站之間進行電波訊號的送收訊 之使用者Β之終端機的電波訊號，即可除去對在適性陣列 無線基地站1之間進行電波訊號往來之使用者Α之電波訊 说之干擾現象。 但，因為使用者A之急速移動等因素而使得所希望之 使用者A與適性陣列無線基地站丨之間之無線傳送路線之 狀態產生變化，且亦有電波訊號強度產生變化之情形（衰 減）。 藉由如PDMA方式之空間多重通訊動作，係當如此之 衰減程度變大時，則難以在適性陣列無線基地站丨中對所 希望之使用者A之指向性進行控制，且來自使用者A之指 向性進行控制，且來自使用者A之指向性亦形成偏離之狀 本發明係為了解決如上述之問題點而創作者，其目的 在於提供藉由PDMA方式而進行電波訊號的送收訊之系統 中，可防止因衰減情形而使得對所希望之終端機的指向性 之偏離現象之具有送訊指向性的無線電裝置及送訊指向性 之控制方法。 "^1 : ------ 313288 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁)

577200 A7 ---------：-___ ^ 五、發明說明（11 ) — — — — — — — I— --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明之其他目的，係提供藉由PDMA方式而進行電 波訊號的送收訊之系統之中，藉由依據衰減情形而控制送 訊指向性之外，且併用依據收訊電力而控制送訊指向性， 而能對所希望之終端機更確實地控制其指向性之具有送訊 指向性之無線電裝置及送訊指向性之控制方法。 [解決問題之手段] 丨線· 根據本發明，在複數之終端裝置之間具有用以進行路 徑分割多重連接之送訊指向性之無線電裝置，係具備自收 訊電波訊號分離特定終端裝置之收訊訊號之收訊手段，且 收訊手段係包含有以對應於各終端裝置之收訊加權向量乘 以收訊電波訊號而抽出收訊訊號之複數收訊訊號分離手 段；及用以測定各終端裝置之衰減速度之衰減速度測定手 段，且另具備用以產生具有對特定之終端裝置之指向性的 送訊訊號之送訊手段，送訊手段係包含有因應於來自各終 端裝置之衰減速度測定手段之衰減速度，而以加權於收訊 加權向1之送訊加權向量乘以送訊訊號，而產生具有指向 性之送訊訊號之複數送訊訊號產生手段。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 理想上’複數之終端裝置係μ個（M :自然數），且複 數之終端裝置之中之第i個（i :自然數）終端裝置之衰減速 度為Xi時’則送訊手段係以收訊加權向量乘以比例於％ 之係數，而產生相對於第i個終端裝置之送訊加權向量。 複數之終端裝置係Μ個（M ··自然數），且複數之終端 裝置之中之第i個（i:自然數）終端裝置之衰減速度為Xi 時則送訊手段’係以收訊加權向量乘以比例於僅在xi

11 313288 577200 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7___五、發明說明（12 ) 達到預定衰減速度FG以上時之（Xi- F0)之係數，而產生相 對於第i個終端裝置之送訊加權向量則更為理想。 複數之終端裝置係Μ個（M :自然數），且複數之終端 裝置之中之第i個（i :自然數）終端裝置之前述衰減速度作 成Xi時，則送訊手段，係以收訊加權向量乘以因應於衰減 速度之預定各範圍内，且因應於來自由預先設定之複數的 係數所構成之表格（table)之Xi所決定之係數，而產生對第 i個終端裝置之送訊加權向量則為更理想。 根據本發明之其他局面，在複數之終端裝置之間具有 用以進行路徑分割多重連接之送訊指向性之無線電裝置之 控制方法，係具備自收訊電波訊號分離特定終端裝置之收 訊訊號之收訊手段，而收訊手段係包含有以對應於各終端 裝置之收訊加權向量乘算收訊電波訊號，而抽出收訊訊號 之複數的收訊訊號分離手段；及用以測定各終端裝置之收 訊電波強度之收訊強度測定手段；及用以測定各終端褒置 之衰減速度之衰減速度測定手段，且另具備用以產生具有 對特定之終端裝置之指向性之送訊訊號之送訊手段，而送 訊手段係包含有在各終端裝置以因應於來自收訊強度測定 手段之收成電波強度’以及來自衰減速度測定手段之衰減 速度，而將加權於收訊加權向量之送訊加權向量乘以送訊 訊號，而產生具有指向性之送訊訊號之複數的送訊訊號產 生手段。 理想上複數之終端裝置係Μ個（M :自然數），且複數 之、終端裝置之中之第i個（i ··自然數）終端裝置之衰減速度 本紙張尺度適用中關家鮮（CNS)A4規格⑵Q χ撕^--------- 12 313288 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂* · •線 經濟部智慧財產局員工消費*合作社印製 13 577200 A7 ---- B7_______ 五、發明說明（13 ) ~ ~' 為Xl時，送訊手段係以收訊加權向量乘以比例於Xi之係 數，而產生相對於第i個終端裝置之送訊加權向量。 複數之終端裝置係]^個（]^ :自然數），且複數之終端 裝置之中之第i個（i :自然數）終端裝置之衰減速度為χί 時，則送訊手段，係以收訊加權向量乘以比例於僅於Xi 達到既定衰減速度F。以上時之（xi_FG)之係數，而產生相對 於第1個終端裝置之送訊加權向量則為更理想。 複數之終端裝置係Μ個（M :自然數），且複數之終端 裝置之中之第1個（i :自然數）終端裝置之衰減速度為Xi 時’則送訊手段，係以收訊加權向量乘以因應於衰減速度 之預定各範圍内，且因應於來自由預先設定之複數的係數 所構成之表格之Xi所決定之係數，而產生相對於第i個終 端裝置之送訊加權向量則為更理想。 根據本發明之其他局面，則在和複數之終端裝置之間 具有用以進行路徑分割多重連接之送訊指向性之無線電裝 置之控制方法，係包含有於即時（real time)導出對應於各終 端裝置之收訊加權向量，並分離來自終端裝置之收訊訊號 之步驟；及測定各終端裝置之衰減速度之步驟；及因應於 各終端裝置所測定之衰減速度而導出加權於收訊加權向量 之送訊加權向量之步驟；以及利用送訊加權向量乘以送訊 訊號而產生具有指向性之送訊訊號之步驟。 對收訊向量之加權處理，係複數之終端裝置為Μ個 (Μ :自然數），且複數之終端裝置中之第i個（i :自然數） 終端裝置之前述衰減速度為Xi時，以收訊加權向量乘以比 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 313288 ^--------^-----1----線 f請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 577200 A7 五、發明說明（Μ ) 例於Xi之係數，而產生相對 權 對於第1個終端裝置之送訊加 向Έ為佳。 ί請先閱讀背面之注音W事項再填寫本頁) .對收訊向量之加權處理，係複數之終端裝置為撾個 (M:自然數），且複數之終端裝置中之第“固“：自 終端裝置之前述衰減速度為力時，时訊加權向量乘'以 例於僅於Xi達到預定衰減速度F〇以上時之（χί_ F。）之係 數，而產生相對於第】個終端裝置之前述送訊加權向量 更佳。 對收訊向量之加權處理，係複數之終端裝置為“個 (M:自然數），且複數之終端裝置之第Hr(i:自然數）終端 裝置之刖述衰減速度為Xi時，則以收訊加權向量乘以因應 於衰減速度之預定各範圍内，且因應於來自由預先設定之 複數的係數所構成之表格之Xi所決定之係數，而產生相對 於第i個終端裝置之送訊加權向量為更佳。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 根據本發明之其他局面，則具有用以進行連接之送訊 才曰向性之無線電裝置之控制方法，係包含有於即時導出對 應於各終端裝置之收訊加權向量，並分離來自終端裝置之 收訊訊號之步驟；及根據以收訊之電波訊號予以分離之收 訊訊號而測定各終端裝置之收訊電波強度之步驟；及測定 各終端裝置之衰減速度之步驟；及因應於各終端裝置所測 疋之收祝電波強度與衰減速度而導出加權於收訊加權向量 之送訊加權向量之步驟；以及利用送訊加權向量乘以送訊 訊號而產生具有指向性之送訊訊號之步驟。 理想上對收訊向量之加權處理，係複數之終端裝置為 私紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐 313288 5?72〇〇 A7 B7 β 經濟部智慧財產局員工消費合作、狄印製 五、發明說明（) Μ個（Μ:自然數），且複數之終端裝置中之第μ…自# 數）終端裝置之前述衰減速度為&時，以收訊加權向量乘 以比例於Xi之係、數，而產生相對於第i個終端裝置之送訊 加權向量。 對收訊向量之加權處理’係以複數之終端裝置為以個 (M:自然數），且複數之終端裝置中之第土個。：自然數） 終端裝置之前述衰減速度為XlBf，則以收訊加權向量乘以 比例於僅於Xi達到預定衰減速度Fq以上時之（xi_F。）之係 數，而產生相董ί於帛1個終端|置之前述送訊加權向量則 更為理想。 對收訊向量之加權處理，係複數之終端裝置為“個 (Μ:自然數），且複數之終端裝置中之第丨個（1:自然數） 終端裝置之前述衰減速度為Xi時，則以收訊加權向量乘以 因應於衰減速度之預定各範圍内，且因應於來自由預先設 疋之複數的係數所構成之表袼之Xi所決定之係數，而產生 相對於第1個終端裝置之前述送訊加權向量則更為理想。 因此’根據可控制本發明之送訊指向性之無線電裝置 及送訊指向性之控制方法，則在進行因衰減現象而指向性 偏離之終端機與電波訊號之收送訊時，係可藉由因應於該 使用者之衰減速度之大小而增加來自基地站之送訊電力， 而回復送訊指向性之控制功能。 另外，根據習知之收訊電力之測定值並搭配送訊電力 之控制。據此，可實現更正確之送訊指向性之控制功能。 [發明之實施形態] --------------裝--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . · .線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）

15 313288 577200 A7 五、發明說明（16 第J實施形態 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁) 第1圖係表示PDMA用基地站之收送訊系統1〇〇〇之 構成之概略區塊圖。 表示於第1圖之構成中，係設有4支天線#1至#4，俾 識別使用者PS1與PS2。 於收訊動作中，天線之輸出係供應至RF電路1〇1〇， 而RF電路1〇10中，藉由收訊放大器（aniplifier)所放大之 局部震盪訊號而作頻率變換之後，以濾波器除去不必要之 頻率成分，並經A/D變換之後作為數位訊號供應至數位訊 號處理機（digital signal processor)1020。 ;線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 在數位訊號處理機1020’係設有通道分配基準計算機 1030、及通道分配裝置1040、以及適性陣列2〇〇〇。通道分 配基準計算器1〇30，係預先計算兩個使用者是否可能因適 性陣列而分離。通道分配裝置1040則因應於該計算結果， 而供應包含有選擇頻率與時間之使用者資訊之通道分配資 訊至適性陣列2000。而適性陣列2000則根據通道分配資 訊而對來自4支天線#1至#4之訊號，進行於即時之加權演 算，而僅分離特定之使用者之訊號。 (使用適性陣列之指向性而以同等電力送訊之構成） 第2圖係表示第1圖所表示之適性陣列2〇〇〇的第1 構成之概略區塊圖。 亦即’表示於第2圖之適性陣列中，係對應著使用者 為2人之情形，而將表示於第11圖之習知適性陣列之構成 簡單地作成雙系統設置之構成。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵G χ 297公餐） 16 313288 577200 A7 ΰ/ 五、發明說明（Π ) "亥if形之下’由兩個使用者psi肖ps2使用同一頻率 及時槽（Tlme-Sl〇t)而進行空間多重通訊時，4支陣列天線之 收訊訊號Rxi(t)，得侬卜戒夕叙 、；你侬上述之數學式（1)至（4)而表示之。 而收訊動作時，該適性陣列無線基地站係如作過之說 明’使用適性陣列技術而分離空間多重之收訊訊號。 此時，為了抽出來自使用者PS1之送訊訊號Srxi(t)， 而將利用基地站之收訊電路所計算出來之加權向量

WrXl，與用以來自使用者PS2之送訊訊號^⑴之加權向 量Wrx2，分別表示如下。

Wrx1 = [w11?w21?w31?w41]T (16)

Wrx2-[w125w225w32?w42]T .....(17) 訂 此處，概係表示用以抽出來自第^固終端機之訊號 的加權向量之第i個重疊係數成分。 線 於送訊時，係形成天線之指向性，俾分別將送往使用 者PS1之送訊訊號StXi⑴傳至使用者PS1，且將送往使用 者PS2之送訊訊號SrX2⑴傳至使用者ps2，故例如將下列 數學式所表示之收訊時之加權向量予以規格化而作為送訊 時之加權向量。 [數學式7]

WtXl=WrXl/(M | WrXl | ) ....(18)

Wtx2 = Wrx2/(M I Wrx2 | ) ….(19) 此處，式（18)及（19)中，Μ係表示空間多重連接使用 者數，而上述之例為Μ=2。 加權向量wtXl係僅用以傳送訊號StXl⑴至使用者 本紙張尺度綱巾關家標準（CNS)A4規格⑵Gx 297公餐） U 313288 577200 A7 五、發明說明（IS ) 之加權向量，而對於往使用者PS2之方向，則控制為趨向 指向性之零（nuI1)點之狀態。因此，加權向量WtXl係對天 線#1至#4形成往使用者psi之方向為放射電波，而往使 用者PS2之方向為不放射電波之指向性。 又，加權向量Wth係同樣地，僅用以傳送訊號StX2⑴ 至使用者PS2之加權向量。因此而形成往使用者psi係僅 傳送訊號StXl⑴，且往使用者pS2為僅傳送訊號％⑴之 天線指向性之狀態.。 此情形下，各加權向量之大小係進行規袼化成， 故运訊電力係對各使用者全部形成同等電力之狀態，且來 自基地站之全送訊電力係規格化成為1。 第3圖係表示第2圖所示之適性陣列之構成中，在路 徑分割之狀態下，對同一基地站内之使用者psi及ps2兩 人之電波訊號往來狀態之示意圖。亦即，於第3圖所示之 狀態中，相較於基地站丨與第丨使用者psi之距離，則基 地站與第2使用者PS2之距離為比較近之情形。 如此之情形，亦如上述，係利用與傳送至使用者psi 之送訊電力相同之送訊電力而對使用者pS2放射電波。 如上述，對使用者PS1之天線指向性，係零點為控制 成相當於對使用者PS2之方向。但，由於如前述之衰減因 素，故或有難以控制如此之使用者psi之指向性之情形。 (因應於使用者而控制送訊電力之適性陣列天線之構成） 第4圖係說明藉由因應衰減速度之大小，以表示衰減 程度’而控制送訊電力之方法，並得以控制成為指標之使 ‘紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公）------ 313288 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------訂----------線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 18 19 5772〇〇 _______ B7

五、發明說明（D :者的送訊指向性，並根據本發明第！實施形態的無線電 置之適性陣列20〇〇之構成之概略區塊圖。 ^適性陣列2000係包含有接收來自4支天線#1至#4之 收訊訊號而用以分離來自各使用者之收訊訊號之收訊電路 21⑽；及具有指向性而對各使用者進行對各使用者之送訊 訊號StXj(t)作成可送訊狀態之加權處理，並輸出其結果之 送訊電路2400;及4支天線#1至#4;以及設於收訊電路 =00與送訊轉2400之間，且於送訊時及收訊時，用以 分別切換天線#1至#4與收訊電路21〇〇或送訊電路 之連接線路之開關電路2〇1〇·1至2〇1〇_4。 但，第4圖之中係為作簡單說明’而將天線之數量作 為4支，但，本發明並不限定於此，而比較一般性的可適 用於η支（η ··自然數）之情形。 、另外，為了簡單說明，以下係對在基地站之間進行電 波之送收訊之使用者數為2人之情形予以說明。 收訊電路2100係包含有接收來自開關電路2〇1〇_丨至 2010-4之輸出之第！收訊加權向量控制部211〇;及分別因 應於來自收訊加權向量控制部211〇所輸出之加權向量 WrXl ’且對來自其所對應之開關電路2〇ι〇·!至2010-4之 輸出’並將乘算加權係數之結果予以輪出之乘算 2〇2〇-至2020-4;及接收來自乘算器2〇2(M至2〇2〇·4之輸出並 將其加算結果作為來自第！使用者PS1之收訊訊號srxi(t 而輸出之加算器2140。 —帛1收訊加權向量控制部2110係使用對應於央白切換 本紙張尺度適用中國國家標準（CNSW規格（210 X 297公爱） 313288

^--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 線· 577200 A7 B7 五、發明說明（2〇 ) 電路2110-1至2110-4之收訊訊號與來自預先儲存於記憶 體2130之使用者PS1之訊號之從動訊號（traiHng， 或來自加算器2140之輸出，而計算出加權向量W11至 W41。且對應於來自第2使用者ps2之收訊訊號，而設有 與對應於第1使用者PS1同樣之構成之第2收訊加權向量 控制部2210，乘算器22204至222〇_4，記憶體223〇，以 及加算器2240。 收訊電路210G係設有與對應於第1使用者psi相同 樣，俾用以進行分離來自第2使用者PS2之收訊訊號 Srx2(t) 〇 收訊電路2100係另外包含有接收來自切換電路 2010-1至2010-4之輸出而分別用以測定各使用者之衰減 速度之衰減速度測定電路2300。 送訊電路2400,係包含有接收對第i使用者psl而輸 出之送訊訊號Stxjt)，並根據對應於來自第丨收訊加權向 量控制部2110之第！使用者PS1的收訊加權向量之值， 與對應於來自衰減速度測定電路23〇〇之第1使用者pS1 之衰減速度資訊，而算出送訊加權向量之第丨送訊加權向 量控制部2410;及分別接收來自第i送訊加權向量控制部 2410所輸出之送訊加權向量WtXi，而對送訊訊號stxi(t) 係乘算各加權係數且予以輸出之乘算器242〇]至242〇· 4。亦即，由乘算器2420-1至242(Μ係分別輸出訊號

Stx“t)wu、Stx“t)w21、StXi(t)w31& StXi⑴w“。 送訊電路2400,係另外包含有與相對於第i使用者 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格⑵G χ 297公爱）-------- 313288 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------· 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 20 577200 , 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（21 ) PS1同樣’而用以產生對第2使用者pS2的送訊訊號之第 2送訊加權向量控制部252〇,及乘算器252(M至252〇_4。 第2送訊加權向量控制部1〇，係供應對應於來自衰 減速度測定電路2300之第2使用者pS2之衰減速度資訊 RSP2、及來自第2收訊加權向量控制部221〇之收訊加權 向罝之資訊，且第2送訊加權向量控制部251〇係根據該資 料而輸出送訊加權向量Wtx2。 衰減速度測定電路23 00,係推定表示各使用者衰減的 程度之衰減速度。例如求得包含於時間上先後進行之收訊 訊號的基準訊號之相同值而推定衰減速度之方法，以作為 衰減速度之推定方法，係曾被提案並揭露在例如特開平 7-162360號公報。但，該發明之衰減速度之推定方法係不 限定於該如此之方法，而亦可利用使用應答向量相關值等 各種方法。 其次，第5圖係表示使用Dspi〇2〇(第i圖）而以軟體 (software)性地實施表示於第4圖之功能區塊圖以本發明 之實施形態1之適性陣列2000的送訊指向性之第i控制方 法時之處理流程圖。 ^ ▲該第1控制方法，係藉由以比例於各使用者所測定之 衰減速度之係數乘以其所對應之送訊加權向量，而對衰減 速度大之終端機增大其送訊電力者。 ' 第五圖中’當於步驟S1開始計算送訊加權向量時， 首先’衰減速度測定電路2300係於測定空間多重使用者數 Μ之值的同時’並分別測定各使用者之衰減速 本&張尺度適用中國國家標準（CNS)aTST210 297公| )' 313288 ^--------t---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 21 577200 消 22 A7 五、發明說明（22 ) S2) 〇 其次，於步驟S3，對用以識別多重連接使用者之參數 (parameter)i之值進行初始化成為1。 一 於步驟S4,算出對應之使用者送訊加權向量 W’tXi，且暫時儲存於記憶體，並以與測定之衰減速度 成一定比例之係數乘以送訊加權向量w，tXi。據此，由1 應於衰減速度而加權之送訊加權向量wtXi再乘以送π言 號’達成因應於衰減速度之送訊電力之調整。 其次，於步驟S5 ,判斷參數i之值是否超過多重連 使用者數Μ。參數i之值若未超過使用者數M之時，係、 步驟S6僅對參數！之值遞加（increment)1，且處理之順^ 係回複至步驟S4,在參數i之值超過使用者數M為止之 前，重複實施步驟S4之處理動作。 於步驟S5,當參數i之值超過使用者數M之時，則卢 理程序進入至步驟S7。 义 於步驟S7’係基於法律上之規定而控制各使用者之 訊加權向量WtXi(i = 1，2, ..···.，M)，俾使傳送至各使用者之送 訊電力不至於超過規定值。更㈣而纟，以各使用者之送 訊加權向量之絕對質之平方和之平方根作為ptx，且以送、 訊電力之最大值為Pmax’藉由pmax/pti以各使用者之 送訊加權向量WtXi，而限制送訊加權向量之最大值。 接著於步驟S8結束送訊加權向量之計算。 其次’第6圖係表示使用晴1〇2〇(第】圖），而軟體 性地實施表示於第4圖> t：·/» At ία m I_— 圖之力此區塊圖之本發明的第1實施 本紙張尺度適用中關冢標準（cns)A4規; 313288 --------Tilt·" (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 577200 瓣 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（23 形態之適性陣列2000之送訊指向性的第2 理流程圖。 沄時之處 該第2控制方法，係藉由僅對於各使用者所測 減速度Xl當中，超過預定衰減速度F。之終端機，以比^ 於（Xi- fg)之係數乘以其所對應之送訊加權向量，且對除此 以外之終端機作成送訊加權向量不加權之狀態，而對衰減 速度大之終端機增大其送訊電力。 表示於第6圖之流程圖，係僅有下列之點不同於第5 圖所示之流程圖，而對於共通之處理流程則不重覆說明。 亦即，第6圖係設有步驟S9及步驟sl〇之處理而取代第$ 圖之步驟S4之處理。 於步驟S9,係判斷多重連接之各使用者所測定之衰減 速度Χι，是否超過預定之衰減速度匕。而且，僅對判定為 超過預疋之衰減速度fg之使用者，實施步驟sl〇之處理。 於步驟S10，算出所對應之使用者丨之送訊加權向量 W’tXi，並暫時儲存於記憶體，且因應於以測定之衰減速度 X!，並以比例於（Xi-FG)之係數乘算送訊加權向量w，tx〆 據此，而僅對衰減速度超過預定之大小之終端機，且由因 應於衰減速度而加權之送訊加權向量WtXi再乘以送訊訊 號，而達成因應於衰減速度之送訊電力之調整。 其次’第7圖係表示使用DSP1020(第1圖），而軟體· 性地實施表示於第4圖之功能區塊圖之本發明之第丨實施 形態之適性陣列2000之送訊指向性之第3控制方法時之處 理之流程圖 Μ氏張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】G X 297公爱） 313288 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 577200 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（24 ) 該第3控制方法，係由因應於衰減速度之各預定範圍 而預先設定之複數的係數所構成之表格，以因應於各使用 者所測定之衰減速度Xi而決定之係數，乘算其對應之送訊 加權向量，而對衰減速度較大之終端機增大其送訊電力。 表不於第7圖之流程圖，係僅有下列之點不同於第5 圖所不之流程圖，而對於共通之處理程序則不重複說明。 亦即，第6圖係設有步驟su之處理而取代第5圖之步驟 S4之處理。 於步驟S11，算出所應對之使用者丨之送訊加權向量 w tXi ’並暫時儲存於記憶體。而且因應於以測定之衰減速 度Xi’且經由表示於例如第8圖之預先設定之表格而決定 其對應之提高功率（power-up)係數，並乘算送訊加權向量 WtXi。據此，而由因應於衰減速度而加權之送訊加權向量 ^^^^再乘以送訊訊號，而達成因應於衰減速度以調整送訊 電力之目的。 第9圖係衰減模式性的說明根據如此之第1實施形態 之送訊指向性控制方法而獲得功效之圖。於第9圖，所希 望之終端機PS1，係由於其快速移動等衰減因素而偏離當 初之對PS1的送訊電波之指向性範圍（以實線（X)所表示之 範圍）’並增加與干擾終端機之終端機pS2之送訊電波之指 向性範圍（以實線（γ)所表示之範圍）之差距（實線兩側之箭 頭符號）’而有擴展虛線（z)所表示之指向性範圍（虛線兩側 之箭頭符號）之必要。 _因此本發明之第1實施形態，係藉由因應於表示衰 K紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2】〇 X 297公爱)—-— 24 313288 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

-丨線· -n* 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 25 B7 五、發明說明（25 ) 減程度之衰減速度而使對應之所希望終端機之送訊電力 法律規定之範圍内）提高功率，而得以回復已偏離之所 希望終端機之指向·性。 ^第1〇圖係用以說明藉由除了因應於表示衰減程度之 衰減速度大小之外，並因應於收訊電力之大小而控制送訊 電力之方法，而得以控制對成為指標之使用者之送訊指向 之根據本發明之第2實施形態的無線電裝置之適性陣列 2000的構成之概略區塊圖。 一表不於第10圖之適性陣列係除了以下之點之外，而 二/、表示於第4圖之適性陣列相同。亦即，設有與衰減速 度測疋電路23 00成並列，並接收來自切換電路至 2010-4之輸出，且測定收訊中電波訊號的收訊電力值之收 訊電力測疋電路2600。第1送訊加權向量控制部241〇，係 接收對第1使用者PS1輸出之送訊訊號StXi(t)，並依據對 來自第1收訊加權向量控制部211〇之第1使用者psi之 收Λ加權向量之值，及對來自衰減速度測定電路U⑽之第 1使用者P S 1之衰減速度資訊，以及來自收訊電力測定電 路2600之收訊電力資訊，而算出送訊加權向量。 在第2送訊加權向量控制部251〇，係供應對來自衰減 速度測定電路2300之第2使用者PS2之衰減速度測定， 及來自收訊電力測定電路26〇〇之收訊電力資訊，以及來自 第2收訊加權向量控制部221〇之收訊加權向量之資訊，汗 第2送訊加權向量控制部251〇則根據此資料而予以輸出$ rfL加權向量 参紙張尺度適財國國g準（CNS)A4規格⑵Q χ视公爱） 313288

--------------裝· I ftt先閱讀背面之注音》亊項再填寫本頁) .. -丨線-

五、 發明說明（26 又，僅測定收訊電力並控制送訊電力(送訊指向性)之 報。已為眾所周知’且揭露於例如特帛2000-106539之公 動作 '而說明表示於第10圖之收訊電力測定電路2600戈 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 首先，天線元件數為4 1，且同時進行通訊之使用^ ：人之匱形，而經由各天線且自收訊電路輸出之訊 唬，則以上述之式（1)至（4)表示。 此時，以向量表示之該式⑴至（4)所表示之天線收訊言 號之式子時，則如以下之式（5)至（8)。 [數學式8] X(t)=H1Srx1(t)+ H2Srx2(t)+N(t) X⑴:叫⑴，Rx2⑴，…，RXn⑴]τ Hi = [hii5h2i?...?hni]T?(i=l?2) N(t) = [ni(t)，n2(t)，··.，nn(t)]T ^ 此處，當良好地作動適性陣列時，因分離及抽出來h 各使用者之訊號，故上述訊號SrXi(t)(i = 1，2)形成為既知之 值。 首先，可利用既知訊號之訊號Srxjt)，並進行以下之 說明而導出收訊訊號向量Hi = [hn，h21，h31，h41；^ 亦即’當收訊訊號與形成既知之使用者訊號，例如來 自第1使用者之訊號SrXi⑴相乘，而計算其總（ensenible) 平均（時間平均）時，則形成如下述之式子。 .····(5)••…(6) .....(7) .....(8) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^ ---------- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） 26 313288 577200 為〇，係因為 …··(21) ……(22) ……(23) 訊號SrxKt)與訊號 式（23)之值成為〇，係因為 A7 五、發明說明（27 ) [數學式9] E剛.叫⑴卜Hi.E[SrXl⑴.叫⑴]+ H2.E[Srx2⑴. Srxi(t)] + E[N(t) · SrXl(t)] • ·. l z (j) 式（20)中’ E[......]係表示時間平均。若取得該平均之 時間為相當長之情形時’則該平均值係形成如下述之式 〇 [數學式10] E[SrXl(t) · SrXl(t)] H[Srx2(t) · SrXl(t)]-〇 E[N(t) · SrXl(t)] = 〇 此處，式（22)之值成 Srx2(t)相互之間並無關係。又 訊號Srx!(t)與雜訊訊號N(t)之間並無相關 因此，式（20)之總平均，其結果係如以下所示，等衣 收訊訊號係數向量。 [數學式11] E[X(t) · Srx1(t)]=H1 ·····(24) 依照如上之步驟，即能測定來自第1個使用者ps〗^ 訊的訊號之收訊訊號係數向量H1。 同樣地進行輸入訊號向量X⑴與訊號SrX2⑴之總平_ 操作，即能測定來自第2個使用者PS2送訊之訊號之收詔 訊號係數向量。 其次，第11圖係表示使用DSP 1020(第1圖），而軟 體性地實施表示於第1〇圖之功能區塊圖的本發明之第2 313288 裝--------訂----------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 577200 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（28 ) 實施形態的適性陣列2000之送訊指向性之控制方法時之 處理流程圖。 該控制方法，係以因應於各使用者所測定之衰減速度 之係數乘舁對應之送訊加權向量的同時，並作成平行之 2態’且以因應於各使㈣所敎之收訊電力之係數，乘 算對應之送訊加權向量，據此而進行因應於衰減速度之大 小及收訊電力之大小而調整終端機送訊電力之動作。 在第11圖，於步驟S21開始計算送訊加權向量，首 先，衰減速度測定電路2300及收訊電力測定電路26〇〇, 係於測定，間多重使用者數M之值的同時，並分別測定該 使用者之衰減速度Xi及收訊電力pi(步驟s22)。 其次’於步驟S23,對用以識別多重連接使用者之參 數1之值進行初始化而成為1。 於步驟24,因應後述之收訊電力而達到調整送訊電力 之目的。 其-人’於步驟S25，判斷參數丨之值是否超過多重連 、。使用者數Μ。參數！之值若未超過使用者數μ之 於步驟S26中泉數〗·夕佶椹、庚t^ /數1之值僅遞加1，且處理之順序係回復 乂驟824,在參數丨之值達於使用者數m為止，

施步驟S24之處理動作。 里複T 理程=Γ25,當參數1之值超過使用者數从時，則處 理程序係進入至步驟S27。 於步驟S27，對用以識別多重連接使用 夕 值進行初始化而成為卜 之參數！之 咖準χ 297 公爱 313288 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) --------^--------- 28 五、發明說明（29 ) 力之::驟:：：:前述之衰減速度而達到調整送訊電 制方、土，够 控制方法（第5圖之步驟S4)、第2 #

方法（第6圖之步驟89；5ς〗π綠 J 步驟SU)之令之i S10、第3控制方法（第7圖之 明。 何—個方法。此處不再重複該詳細之說 其次’歸驟S29，駭參I之值^ 結使用者數Μ。參數i之值甚去相、Α α 5連 步驟S30參數=僅者數MBf，係於 步驟S34 “ 處理之程序係回復至 4，在參數i之值達於超過使用者數馗為止，重 實施步驟S28之處理動作。 巧 重複 於步驟S29’參數i之值若超過使用 處理之程序係進入至步驟S31。 M時 且係 、、步驟SM係與第5圖至第7圖之步驟8?相同，丑 據法律上之規定而控制各使用者之送訊加權向量wtx (二1二.，.，’俾使得送至各使用者之送訊電力不超過規定 繼之，於步驟S8，結束送訊加權向量之計算。 λ第12圖係表示有關第10圖及第η圖而說明之實施形 態2之送訊指向性控制’尤指，將導出來自各使用者孓收 訊電力Pi之步驟抽出之流程圖，且係對應於第η圖之步 驟S21及S22之處理動作。 首先，當開始進行收訊電力測定（步驟8100)時，則收 訊電力測定電路2600係先行確認空間多重使用者數Μ之 本紙張尺度家標準（CNS)A4規格⑽χ 297公釐） 577200 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 30 A7 五、發明說明（3〇 ) 值（步驟S102)。 繼之，收訊電力測定電路2600係對用以識別空間多 重連接使用者之參數i之值進行初始化而成為丨（步驟 S104) 〇 其次，進行初始化而使表示收訊時刻之參數t之值成 為1(步驟S106)。 繼而進行初始化，使對應於第丨個使用者所對應之收 訊訊號係數向量之第K個天線之值hki成為〇 (步驟S 107) ，且進行初始化使用以識別天線之參數k之值成為〗（步驟 S108)。 其次’收訊電力測定電路2600，係當收訊訊號係數向 里之要素之hki之值為比時刻t更前面階段之值hki時，加 上時刻t之第κ支天線所收訊之收訊訊號RXk(t)和第i個 使用者信號Srxi⑴之積之值，而予以更新（步驟su〇)。 繼而進行判斷參數K之間，天線元件數時否為N以上 (步驟S112)，只有天線元件數之處理尚未完成時，則參數 κ之值為僅遞加丨（步驟S114)，並重複步驟311〇之處理。 另一方面，參數K之值若等於天線元件數之值時，則 繼續進行判斷表示時刻之參數t之值是否為平均時間τ以 上（步驟116)，若參數t之值未達平均時間τ時，則參數士 之值僅遞加1，且處理之程序回復至步驟s1〇8。 此處，平㈣Ρβ1 τ係表示例如通訊系統所決定之訊號 系列之長度，若為例如PHS系統時，則為符號 (symbol)。 本·^尺度適用中關家標^各⑵0 x 297公爱）------- 313288 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂---------線. 577200

五、發明說明（μ ) 方面’參數t若為平均時間τ以上時（步驟s 116)， 係再度進行初始化，使參數κ之間再為〗，進而，進行初 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 。化使對第i個使用者之收訊訊號電力值之值成為〇(步 驟 S120) 〇 其次，自步驟S108至S116之間所演算之收訊訊號係 數向量之要素hki之值，取代為由累積值hH之值除以平 句時間T所得之平均處理值，另外，收訊訊號電力值Pi 則更新為收訊訊號電力值pi加上收訊訊號向量之要素值 hki之平方之值（步驟S122)。 繼而判定參數K之值，其天線元件數是否為^^以上（步 驟S124)，若參數κ之值未達天線元件數^時，則參數κ 之值為僅遞加i(步驟S216)，且處理之程序 S122。 另—方面，若判斷參數K之值為天線元件數1^以上压 (步驟SU4)’則將收訊訊號電力值pi之值除以天線元件类 ^所得之值，作為新的收訊電力pi而儲存於記憶體（步驟 12 8 ) 〇 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 繼而判斷參數；之值’是否為㈣多重使用者數心 ’且參數！之值未達使用者數時（步驟Μ%)，則參 1之值為僅遞加】(步驟S132)’而其處理之 步驟S106。 另方面，參數1之值若為使用者數M以上時（步驟 J3〇)，則結束處理之動作（步驟s〗34)。 —理’則依據對各使均者之收訊訊 时關緖準--β唬 31 313288 A7

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線 577200 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製

33 313288 577200 A7

Μ--------t------ (請先閱讀背面之注咅心事項再填寫本頁) 丨線®! 34 313288 577200 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（35 ) 為最佳之通道而作為通訊通道。其次，在終端機PS方面 則測定基地站CS所指定之通道之D/U，當D/U為預定值 以上時，則使用所指定之通話通道而開始進行通訊作業。 因進行如此之載波辨認作業時，亦檢測收訊電力測定 電硌，故示於第10圖之收訊電力測定電路2600，亦可作 成如此之情形所使用之電路共用之構成。 在第2實施形態之可控制送訊指向性之無線電裝置 中’亦可使用如下列之方法而求得送訊加權向量。首先， 進行包含於收訊訊號之使用者Psi之收訊訊號係數Hi之測 定。繼之，藉由第1實施形態之式（29)而求得來自經測定 之收訊訊號係數向量Hi之各訊號電力Pi。 其次’利用下列式子而計算對應於各使用者之送訊加 權向量WtXi。 [數學式16]

Wtx =(ΎΡ 1/2-4- ··· + P i1/24- P 丄 1 十 卜1 十·^ 1 + ··· +PM1/2) W%/ (I Wrxj I (M— 1) (P!1/2+ P21/2+ ··· + PM1/2) …(31) 此處，加權向量WtXi係形成放射電波至所希望之使用 者PSi之方向，但不放射電波至非所希望之使用者py之 方向之指向性。 第1 5圖係表示依照如此之順序而求得送訊加權向量 之處理流程之流程圖，且係對應於第u圖之步驟s21至 S26之處理動作。 表示於第15圖之流程圖係步驟S306之送訊加權向量 之計算式（31)’但除了取代表示於第13圖之流程圖之步: 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 313288 ---------------------^-------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 35 >77200 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 36 B7 五、發明說明（36 ) S206中之送訊加權向量之計算式（3〇)之構成之外，其基本 糸/、有與第1 3圖之流程圖相同之處理流程，因此，不重 覆其說明。 該表示於第· 15圖之方法，其送訊加權向量亦因應於 收訊終端機之基地站丨之距離，換言之，係因應於收訊電 力之大小而控制之一種構成，故終端機靠近於基地站時， 則送訊電係被壓抑並減少對其他單元不必要之干擾，且增 大對遠端終端機之送訊電力，故可明確達成增大最大到達 距離之功效。 第2實施形態之可控制送訊指向之無線電裝置中，亦 了利用如下列之方法而求得送訊加權向量。首先，進行包 含於收訊訊號之使用者pSi之收訊訊號係數向量出之測 疋繼之利用式（29)而求得來自經測定之收訊訊號係數向 量Hi之各訊號電力Pi。 該無線電裝置中，係預先規定各終端機之送訊電力之 最大值Pmax。而且對應於各使用者psi(i=1，2,......，M)之送 訊加權向量WtXi，係依照下列之式子而計算。 [數學式17] i) Pi值為Pmax以上時

Wtxi=(PmaxWrxi)/(p.M | WrXi | ) ......(32) ii) Pi值為未達於時

Wtxi = (PmaxWrxi)/( M | WrXi | ) ......(33) 如以上作成導出送訊加權向量之構成時，則對靠近於 I基地站之終端機，係經常被壓抑送訊電力，故可減少對其 ^氏張尺度適射聞豕標準（CNS)A4規$_21() χ 297公爱· 313288 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 577200 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 37 A7 五、發明說明（37 ) 他單元多餘的干擾。 第16圖係用以說明如以上說明之導出送訊加權向量 的處理流程之流程圖’且係對應於第圖之步驟S21至 S26之處理動作。 參考第16圖，首先當開始計算送訊加權向量時（步驟 S400) ’則空間多重使用者數M與其收訊電力pi之測定結 果’係經由收訊電力測定電路2 6 0 0而供應至送訊加權向量 控制部2410。 繼而於送訊加權向量控制部24 1 0中，對用以識別使 用者之參數i之值進行初始化使成為丨（步驟S4〇4)。 其次，進行判斷收訊電力Pi是否為預定之最大值pmax 以上（步驟S406)。 收汛電力Pi若為最大電力Pmax以上時（步驟S4〇6)， 則送訊加權向量控制部2410係因應於式（32)而計算送訊加 權向量，並儲存於記憶體（步驟S408)。 另方面’收訊電力Pi若未達最大電力Pmax時，則 送訊加權向量控制部2410，係因應於式（33)而計算送訊加 權向量，並儲存於記憶體（步驟S4 1〇)。 繼而進行判定參數i之值是否為使用者數M以上（步 驟S412)右參數丨之值為未達使用者數％之時，則參數i 之值僅遞加1(步驟S414)，且處理之程序回復至步驟 S406 〇 另方面，參數1之值若為使用者數M以上時（步驟 S412) ’則結束送訊加權向量之計算（步驟s416)。 本紙張尺度適时關家^^冗4規格⑽X 297公爱）__ 313288 ^ ^--------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 五、發明說明（38 五、發明說明（38 如以上之處理 進行。 係亦於送訊加權量控制部251〇之中 該第 1 6 圖 、4> ^ 、 法，其送訊加權向量，係因應於 ”收訊終端機之基地站 心此離，換&之，係因應於收訊售 力之大小而控制之一接战· a ^ 種構成，故終端機若接近於基地站 時，則送訊電力被㈣，且減少對其他單以必要的干擾， 並明確達成增大傳送至遠端終端機之送訊電力至最大到達 遠距離之功效。 本發明之第2實施形態，係除了根據第】實施形離之 中所說明之根據測定衰減速度而進行送訊加權向量之加權 之外’因根據測定收訊電力而進行送訊加權向量之加權處 m ’對因為衰減現象而指向性、離之終端機使用者， 亦能以更準確之送訊電力而送出電波，且能控制送訊指向 性〇 〆本發明所開示之實施形態其全部内容係均為例示，但 不受限於此。本發明之範圍並非上述所說明，而是根據申 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 請專利範圍所揭示，並包含有與申請專利範圍均等意義及 範圍内之所有變更事項在内。 [發明之功效] 如以上之說明，根據有關本發明之可控制送訊指向性 之無線電裝置及送訊指向性控制方法，則進行因衰減現象 而指向性偏離之終端機與電波訊號之送收訊作業時，係藉 由因應於該使用者之衰減速度之大小令來自基地站之送訊 電力增大而得以回復送訊指向性之控制。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） 313288 38 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 577200 五、發明說明（39 ) 另外，根據習知收訊電力之測定值並藉由與送訊電力 控制進行組合，則可實現更準確之送訊指向性之控制。 [圖示之簡單說明] 第1圖表示本發明之實施形態之無線電裝置的構成之 概略區塊圖。 第2圖表示第1圖之適性陣列2000的i個構成例之概 略區塊圖。 第3圖表示第2圖所示之適性陣列之構成時的送收訊 電波訊號之指向性及到達距離之圖。 第4圖表示本發明之第丨實施形態之適性陣列的構成 之概略區塊圖。 第5圖表不藉由本發明之第丨實施形態之適性陣列 2000之送訊指向性之第1控制方法之流程圖。 第6圖表示藉由本發明之第丨實施形態之適性陣列 2000的送訊指向性之第2控制方法的流程圖。 第7圖表示藉由本發明之第i實施形態之適性陣列 2000的送訊指向性之第3控制方法的流程圖。 第8圖表不使用第7圖之控制方法規定衰減速度與提 高功率係數關係的表格之圖。 第9圖表示進行第5圖至第7圖所示之處理作業時的 送訊電波之指向性及到達距離之概略區塊圖。 、 第10圖表示本發明之第2實施形態之適性陣列的構' 之概略區塊圖。 第11圖表示藉由本發明之第2實施形態之適性陣 ^張尺度_中is _標準297公爱 ，] 313288

11 I------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨線. 39 577200 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（4〇 ) 2000的送訊指向性之控制方法的流程圖。 第12圖說明收訊電力測定電路2600的動作之流程 圖。 第13圖說明送訊加權向量控制部24 10及251〇 之流程圖。 第14圖表示進行第13圖所示之處理時之送訊電波的 指向性及到達距離之概略區塊圖。 第15圖說明本發明之第2實施形態之送訊加權向量控 制部的動作之流程圖。 第16圖說明本發明之第2實施形態之送訊加權向量控 制部的其他動作之流程圖。 第17圖概念性地表示適性陣列無線基地站之基本動 作之模式圖。 第18圖表示習知之適性陣列無線電裝置的構成之概 略區塊圖。 第19圖將適性陣列無線基地站與使用者之間的電波 訊號之往來予以圖像化之模式圖。 第20圖表示基地站與移動終端裝置之間的資料送收 訊之概念圖。 [元件符號說明] 的動作 f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

1T 7 適性陣列無線基地站1R 訊號收訊部 訊號送訊部 2 陣列天線 斜線領域 3a 領域 行動電話機 5 ^ 9 箭頭符號 40 4

313288 577200 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ---------— B7 五、發明說明（41 ) 6 無線基地站 10-1 至 10 -η 、 2〇1〇_ι 至 2010-4 開關電路 11 加權向量控制部 12-1 至 12-n、15-1 至 i5_n、212(M 至 2120-4、2220-1 至 22204 2420-1 至 2420-4、2520-1 至 2520-4 乘算器 13 、 2140 加算器 14 > 2130 、 * 2230 記憶體 20-1 至 20-n 輸入槔，輸出入埠 100、2000適性陣列 1000 無線電裝置 1010 RF電路 1020 數位訊號處理機 1030 通道分配基準計算器 1040 通道分配裝置 2100 收訊電路 2110 、 2210 收訊加權向量控制部2300 衰減速度測定電路 2400 送訊電路 2410 〜2510 、 2520 送訊加權向量控制部 2600 收訊電力測定電路 fl 至 f4 頻率 H(i) 第i個使用者之收訊訊號係數向量 η⑴ 雜訊向量 nj(t) 第j個收訊訊號中之雜訊 PS 使用者數 Srx⑴ 收訊訊號 STX⑴ 輸入訊號 Wli 至 Wni 加權向量 X(t) 輸入訊號向量 yi(t) 輪出訊號 #1 至 #4 天線 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------- ---— II ^--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 41 313288

Claims (1)

1. 577200

   1· -種具有送訊指向性之無線電裝置，係用以和複數之软 端裝置之間進行路徑分割多重連接，其具備有：、 自收訊電波訊號分離特定前述終端裝置之收訊訊 號的收訊手段， 前述收訊手段係包含有·· —藉由對應於前述各終端裝置之收訊加權向量乘以 刖述收λ電波訊號，據此而抽出前述收訊訊號的複數之 收訊訊號分離手段；及 用以檢定各前述終端裝置之衰減速度之衰減速 測定手段， 更/、備有用以產生具有對前述特定終端裝置之指 向性的送訊訊號之送訊手段， 且前述送訊手段係包含有： —f各前述終端裝置上，因應於來自前述衰減速度測 定手段之衰減速度，而將加權於前述收訊加權向量之送 訊加權向量乘以送訊訊號，據此而產生具有前述指向性 之送訊訊號之複數的送訊訊號產生手段。 如申明專利範圍第1項之具有送訊指向性之無線電裝 置，其中， 、 前述複數之終端裝置係Μ個（M:自然數），且前述 複數的終端裝置之中之第i個（i:自然數）終端裝置之前 述衰減速度為Xi時， 前述送訊手段係， 前述收訊加權向量乘以比例於Xi之係數，而產生 紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 313288

   «L----------·裝 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 ί——ίι^ΜΨ. 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 社 印 製 42 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 申請專利範圍 相對於前述第i個終 3·如申請專利蘇円笛 訊加權向量。 咕号刊範圍第1頂 置，其中， ，、有送訊扣向性之無線電裝 前述複數之終端裝置係M 複數的終端裝置之中之第述 述衰減速度為力時， 數)終端裝置之前 前述送訊手段係， 前述收訊加權向量乘以比例於僅於幻為預定之衰 減速度F。以上時（幻 個炊踹㈣ _ ㈣數’ *產生相料前述第i ~端裝置之前述送訊加權向量。 4·如申請專利範圍第1 置， 項之，、有送日向性之無線電裝 前述複數之終端裝置Μ個（M:自然數），且前述複 的終端裝置之中之第1㈣：自然數）終端裝置之前述 衰減速度為Xi時， 前述送訊手段係 前述收訊加權向量乘以因應於來自由因應於各衰 減速度之預定範圍而預先設定之複述的係數所構成2 表格之Xi所決定之係數，而產生相對於前述第i個終 端裝置之前述送訊加權向量。 5_ —種具有送訊指向性之無線電裝置，係用以和複數之終 端裝置之間進行路徑分割多重連接，其具備有· 、 自收訊電波訊號分離特定前述終端裝置 一 彳文訊訊 號之收訊手段^ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 313288 I ^--------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 43 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 577200 _ g8s _ 六、申請專利範圍 刖述收訊手段係包含有： 藉由對應於各前述裝端裝置之收訊加權向量乘以 刖述收汛電波訊號，據此而抽出前述收訊訊號之複數的 收訊訊號分離手段；及 用以測定各前述終端裝置之收訊電波強度之收訊 強度測定手段；及 用以測定各前述終端裝置的衰減速度之衰減速度 測定手段， 更具傷用以產生具有前述特定終端裝置之指向性 的送訊訊號之送訊手段， 且前述送訊手段包含有： 在各則述終端裝置’因應於來自前述強度測定手段 之收訊電波強度及來自前述衰減速度測定手段之衰減 速度，而將加權於前述收訊加權向量之送訊加權向量乘 以送訊訊號，據此而產生具有前述指向性之送訊訊號之 複數的送訊訊號產生手段。 6·如申請專利範圍第5項之具有送訊指向性之無線電裝 置，其中， 前述複數之終端裝置Μ個（M:自然數），且前述複 數的終端裝置之中之第丨個（1:自然數）終端裝置之前述 衰減速度為Xi時， 前述送訊手段係， 前述收訊加權向量乘以比例於Xi之係數，而產生 相對於前述第i個終端裝置之前述送訊加權向量。 本中關家標準（cn^_)A4規格（2ig χ 297公髮) ·~—---- 44 313288 裝--------訂---r---1---. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 577200 A8B8C8D8 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 9. 45 六、申請專利範圍 7·如申請專利範圍第5項之具有送訊指向性之無線電裝 置，其中， 前述複數之終端裝置Μ個（M:自然數），且前述複 數的終端裝置之中之第i個（i:自然數）終端裝置之前述 衰滅速度為Xi時， 前述送訊手段係， 前述收訊加權向量乘以比例於僅於Xi為預定之衰 減速度fg以上時的（Xi-F())之係數，而產生相對於前述 第i個終端裝置之前述送訊加權向量。 8·如申咕專利範圍第5項之具有送訊指向性之無線電裝 置，其中， 前述複數之終端裝置M個（ΜΓ自然數），且前述複 數的^端裝置之中之第1個（丨：自然數）終端裝置之前述 衰減速度為Xi時， 前述送訊手段係， 前述收訊加權向量乘以因應於來自由因應於各衰 減速度之預定範圍而預先設定之複數的係數所構成的 表格之X1所決定之係數，而產生相對應於前述第i個 終端裝置之前述送訊加權向量。 -種具有送訊指向性之無線電裝置之控制方法，係用以 和複數的終端裝置之間進行路徑分割多重連接，其包含 有： Θ於即時導出對應於各前述終端裝置之收訊加權向 量，並分離來自前述終端裝置之收訊訊號之步驟; 本紙張尺度關家標準 313288 ----------------------^---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) J "200 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 制 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 測定各前述終端裝置之衰減速度之步驟； 於各前1 终端裝置，因應於前述㈣定之衰減速 :驟二及加權於前述收訊加權向量之送訊加權向量2 以前述送訊加權向量乘算送訊訊號， 向性之送訊訊號之步驟。 座生/、有才曰 从如申請專利範圍第9項之具有送訊指向 置之控制方法，盆中，對俞、+、W外人 …綠笔裝 ▲ 中冑别述收訊向量之加權處理，係 奴則述複數之終端裝置Μ個(M:自然數)，且前述複 置之中之第1個（1:自然數）終端裝置之前述 衣減速度為Xi時， 前述收訊加權向量乘以比例於Xi之係數，而產生 相對於前述帛⑽終端裝置之前述送訊加權向量。 如申請專利範圍第9項之具有送訊指向性之無線電裝 置之控制方法’其中’對前述收訊向量之加權處理，係 前述複數之終端裝置Μ個（M:自然數），且前述複 數的終端裝置之令之第^(1:自然數）終端裝置之前述 衰減速度為Xi時， 前述收訊加權向量乘以比例於僅於Xi為預定之衰 減速度匕以上時的（Xi_Fq)之係數，而產生相對於前述 第i個終端裝置之前述送訊加權向量。 12.如申請專利範圍第9項之具有送訊指向性之無線電裝 置之控制方法’其中’對前述收訊向量之加權處理，係 _前述複數之終端裝置Μ個（M:自然數），且前述複 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格do X 297公爱 46 313288

   ----------·裝， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂— -丨丨 577200 A8 B8 C8

   請 先 閱 讀 背 填 寫裝 本衣 頁I | I I I I I 之 注 意 事 項 再 ^772〇〇

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