TWI270258B - Diversity gain with a compact antenna - Google Patents

Description

1270258 A7 B7 五、發明説明（1 ) 發明背景 領域 本發明通常係有關於無線通訊系統’而且更明確地係有 關於於一無線通訊系統内，從以接收的訊號抵消干擾。 發明背景 一典型的無線通訊系統將包括多個移動台和多個基地 台。通常通信系統是雙向性，以該移動台從該基地台接收 訊號，以及該移動台傳送訊號至該基地台。為了幫助在無 線頻道上接收和傳送的訊號，該移動台包括一接收器和一 發射器。 該移動台内接收器的功能是要最大化需要的接收訊號， 並且最小化收到不想要的或干擾訊號。傳統上該需要訊號 是無線電波，其從一三（3 )個區域基地台的一（1)個區域， 其接近該移動台。該需要訊號載送移動台將會解碼且使用 的訊息。該不想要的或干擾訊號包括來訊號自該基地台的 另外二（2)個區域，其”漏至π至該服務區域。除此之外，該 不想要的，或干擾訊號可能從完全地不同的基地台，其位 在附近，傳送該通信系統裡其他移動台所想要的訊息。一 移動台收到訊號，其原意給其他的移動台，干擾該移動台 所要接收的訊號，卻造成它解碼該需要訊號更困難。 不想要的效果包括’’干擾π和π衰退”。干擾指的是所有不 想要的功率，其被該移動台裡的接收器"提取π。衰退本質 上是由於一無線頻道的多重路徑特性的一種自我性干擾。 傳統上，由於該需要訊號無線電波從接近該移動台的建築 斗 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4规格(210Χ 297公釐） 1270258 A7 B7 五、發明説明（2 ) 物，汽車，樹等”彈跳”，該需要訊號會沿著許多路徑到達 該移動台。該多重路徑訊號到達該移動台是以隨機的相位 集合，以致於有時訊號是建設性地加總，其多個訊號是同 相位，而且額外的功率被接收到。其他的時間訊號是毀滅 性地加總’说號是不同相’容易抵消出彼此，以及較低的 功率被接收。在一高散射環境會有如此抵銷的功能，多重 路徑訊號的功率能夠掉至它平均值丨/ i 00的強度，佔大約該 時間的1 % ’為了補償多重路徑訊號的功率損失，基地台需 要傳送100倍沒有衰退的功率，為了要保持接收器操作9 9 % 的時間。 因此該技藝需要一有效的方法，結合訊號於一移動台 中，將可使用的訊號最大化。 發明概述 在此處揭露的具體實施例陳述上述的需要，其藉由結合 而度相關訊號於一移動台内，將可使用的訊號最大化。 一移動台用以使用於一無線通訊系統内，其包括一接收 器和一小型，高度相關和多重元件的天線。多重天線元件 被配置成從至少一個基地台收到一訊號。該接收器包括一 技尋引擎’其被配置成從天線的每個元件接收該訊號，以 及決疋一空間特性，其包括在每個天線元件接收到的訊號 振幅和相位。接收器也包括一加權因數引擎，其決定每個 基地台的一加權因數組，以響應該已接收訊號的空間特 性。一組合器，其使用該加權因數，結合從該天線的每一 個多重元件收到的訊號，產生一最佳化結合訊號。 _ _5- 本紙張尺度適用巾s a家標準(CNS) M規格( χ撕公复) 1270258 A7 B7 五 發明説明（ 圖示簡單說明 圖1疋一代表性的圖表表示一典型的現代無線通訊系統。 圖2是一代表性的圖表說明一蜂巢式通信系統。 圖3是一方塊圖表示一典型的電話與兩個高度相關的天 線。 * 圖4是一代表性的圖表說明該已接收訊號的強度在一多天 線陣列的每個天線。 圖5是一方塊圖說明一高度相關天線的具體實施例，其能 使用於一移動台。 圖ό是一移動台内一雙天線的接收器，其具體實施例的方 塊圖。 圖7疋一控制為一具體實施例的方塊圖，其與一移動台裡 的一雙天線接收器一起使用。 洋細描述 一無線通訊系統可能包含多個移動站和多個基地台。圖i $例說明一具有三個移動台1〇A，1〇B*1〇c和兩個基地 口 1 2的一地面採線通訊系統之具體實施例。在圖1中，三 個移動台被表示為一行動電話單位，其安裝於一汽車工〇 A 中，一可提式電腦移動台10B和一固定位置移動台i〇c， 例如可見於-無線局部迴路或儀表讀取系統。移動台可以 是任何類型的通信單位，例如：手持個人通信系統單位， 例如個人貝料助理’或固定位置資料單位，例如儀表讀取 設備。圖1表示一順向連結14，從該基地台12至該移動台 1 〇以及一逆向連結1 6 ,從該移動台丨〇至該基地台1 2。

1270258 A7 _— —_— B7 五、發明説明（4 ) 左該移動台1 0和基地台1 2女PH、A t 社為狀 Ζ <間於無線頻道上的通信，可 以-種多重恭頁取技術’其助器你免，， , 刀血很多的用戶於一有限的頻譜 内來完成。這些多重掏取技術包括分時多重擴取 (TDMA)，分頻多重揭取（FDMA)和碼分多重揭取 (CDMA)。—CDMAX業標準發表於在tia/eia臨時標準， 名為”用於雙模寬帶展頻蜂巢式系統之移動台·基地台相容 性標準，，，TIA/E1A/IS_95和它㈣生（這㈣指為IS-95)， 全部的内容在此處被當作參考。 傳統上，在一無線通訊系統中，訊號在—系列的基地台 和多個移動台之間傳送。舉例來說，每個基地台傳送訊號 至移動台，Λ位於基地台的涵蓋區域内，&指的是該基地 台的細胞。㈣台位#一基地台的涵蓋區$内通常就與該 基地台通信，該移動台的較佳基地台。當做一移動台從一 第一個基i也台的涵蓋區域移動至第二個基地台的涵蓋區 域，就是叉遞。當進行交遞時，移動台開始與該第二個基 地台祕，而且建立第二個&地台4它較佳的基地台。 圖2是一圖表，其說明多個基地台的涵蓋區域於一蜂巢式 通信系統或網路，19。在圖2中，有一移動台2〇位於一較 佳基地台2 2的涵蓋區域内。在圖2中也表示是鄰近的基地 台24和26和它們個別的涵蓋區域。如上所述，只要移動台 20繼續在它的較佳基地台22涵蓋區域内，移動台2〇就會保 持與較佳基地台通信。如果移動台2 〇進入另一個基地台的 2蓋區域内，例如鄰近基地台24，然後移動台把基地台24 S成較佳基地台，並進行交遞程序。當移動台通過蜂巢式

1270258 A7 广- ______ Β7 五、發明説明（^Ο '~~' — ' 網路1 9時，它將進行交遞程序當它從一個基地台的涵蓋區 域到另外一個。雖然在圖2中的涵蓋區域被表示成全方向， 但它們也可能被區域化，在相同的基地台使用定向天線， 把它的涵蓋區域分成較小的部分。 在一無線通訊系統中，一通信訊號可以在幾個不同的傳 播路徑中行進，當它在一基地台和一移動台之間傳播時。 在該無線頻道中，該多重路徑訊號是從該環境的障礙物訊 號的反射所造成的，例如：建築物，樹，汽車和人。由該 通信系統特性產生的多重路徑訊號對該無線頻道是一種挑 戰。一無線頻道遭受多重路徑效應的一特徵就是被一訊號 通過一頻道會產生一時間差。舉例來說，如果一理想的脈 衝傳輸於無線頻道，該已接收訊號出現一連串脈波加上一 脈波給每個多重傳播路徑。該多重路徑頻道的另一特性就 是每個路徑通過頻道可能造成該訊號被不同的衰減因數所 影響。舉例來說，如果一理想脈衝傳輸於一多重路徑頻 道，接收的脈波流每個脈波較其他已接收的脈波，通常有 一不同的訊號強度。還有該多重路徑頻道的另一特性就是 每個路徑通過頻道可能造成已接收訊號有一不同的相位。 舉例來說，如果一理想的脈衝傳輸於一多重路徑頻道，接 收的脈波流每個脈波較其他已接收的脈波，通常有一不同 的相位。 因此無線頻道由於該結構的相對運動產生多重路徑，所 以通常是一時變的多重路徑頻道。舉例來說，如果一理想 的脈波傳輸於時變多重路徑頻道，該已接收脈波流在時間 -8*· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4规格(21〇 X 297公釐）

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1270258 五 發明説明（ A7 B7

延遲，衰減和相位的改變為理想的脈波傳輸時的時間函 數。 一無線頻道的多重路徑特性能影響該已接收訊號，並且 造成该訊號的衰退於其他的事物中。衰退是該多重路徑頻 道的定相特性的結果。當多重路徑向量抵銷性地加總時， 哀退就會發生’產生的已接收訊號的振幅比任一個別的向 量小。舉例來說，如果一正弦波傳輸於一具有兩個路徑的 多重路徑頻道，其中該第一個路徑具有一分貝X的衰減因 數，一 δ的時間延遲與一弧度—0的相位位移，而第二個路 徑具有一分貝X的衰減因數，一 δ的時間延遲與與一弧度@ + π的相位位移，沒有訊號在該頻道的輸出端收到，因為兩 個机號具有相同的振幅和相反的相位抵消彼此。如此衰 退，一種自身干擾的類型，或細胞内干擾，對一無線通訊 系統的性能可能會有一嚴重的負面影響。 一蜂巢式通信系統的另一特性就是從其他基地台傳輸訊 號的干擾，或是相同的基地台傳輸到它涵蓋範圍的不同區 域，其造成細胞間干擾。細胞間干擾通常是最大的，當移 動台接近一細胞的交界時，其中較佳基地台的訊號位準通 常是最弱的，而該從鄰近基地台的干擾訊號是最大的。 細胞内和細胞間干擾限制一無線通訊系統順向連結的系 統容量。舉例來說，在一 CDMA通信系統中，從相同基地 台的訊號被一正交碼（華許碼）集分開，其意圖將相同的基 地台細胞裡其他用戶訊號的干擾減到最少。然而從較佳基 地台的其他訊號仍然會產生自身干擾或哀退°除此之外’ -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公爱） 1270258 A7 B7 從鄰近基地台來訊號以一特定的短虛擬亂（pN)碼做識別。 所有的基地台皆使用相同的PN碼，但是不同的位移。然而 由於非零的自相關，還是存在細胞間干擾。 一方法用來陳述該衰退問題已被建議在接收器使用兩個 分離天線。分離天線是種產生分開，或多個，信號的結 構。分離天線可能是複數個不同天線，或可能是在一單一 天線陣列内有多個元件·。 在接收咨使用兩個分離天線的方法是部分基於兩個天線 通常不會同時收到一訊號正在”嚴重衰退”。如果兩個天線 冗全地是不相關，沒有因果關係的或彼此無關係，而減少 孩衰退影響可藉由決定最強訊號位準的天線，以及選擇從 違天線的訊號來處理，通常兩個天線不會完全不相關，但 是傳統上會有一低相關性，例如：小於〇 /7的波封相關性。 波封相關性是一最常用來量測二個天線之間的關聯。一波 封相關性值1 ·〇表示二個天線有完全相互關係，其產生相同 的輸出訊號。一波封相關性值0表示二個天線完全是不相關 的’與該兩個天線的輸出訊號彼此沒有關係。 如果該二個天線的波封相關性超過q . 7，則該兩個天線收 到的訊號是高度相關，以及該天線收到的訊號可能同時正 在衰退。因此高度相關的天線否定雙天線系統的效用於一 衰退’多重路徑的通信環境。 主要讓兩天線不相關天線的方法就是分開該兩天線。分 開兩個天線可以減少相關性，因為訊號路徑從發射器至每 一個天線是不同的。由於不同訊號路徑，多重路徑訊號， ______ -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐)

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1270258 A7 B7 五、發明説明（8 ) 或是多重路徑向量在每個天線會有不同的加總。多重路徑 向量代表該已接收多重路徑訊號的振幅和相位。因此雖然 夕重路徑向量可能抵銷性地加總’產生一已接收訊號，其 在一個天線小很多，嚴重衰退，該多重路徑向量於另一天 線將會是不同的，產生一不同總和其同時不會遭受衰退。 傳統上天線的不相關性可由分開天線至少為通信訊號中 的0·2 λ，其中λ是訊號的波長。對一具有不相關天線的接收 器，有一些方法被提議來結合天線輸出訊號，將已接收訊 號強度最大化。最常用的方法就是最大結合法（MRC)且描 述於用於無線通信的智慧型天線：I S - 9 5和第三代CDMA應 用’由Joseph C· Liberti，Jr.和 Theodore S. Rappaport 所撰， 在此處全部參考。於該MRC方法中，該天線收到的每一個 訊號被一加權項集調整它大小和相位。該調整訊號然後被 結合。該加權項被選來將需要訊號的訊號對雜訊比率（SNr ) 最大化。然而MRC方法並無拒斥干擾訊號的能力，因為該 加權因數被選來將需要訊號功率最大化，以及這樣做也可 增加該干擾訊號的功率。 另一結合不相關天線訊號的方法稱為最佳結合法（〇 C)或 π維納-霍普夫π。於0 C中，加權因數決定來將該訊號的品 為’或況號對雜訊比率取大化，其由該兩個天線收到的訊 號結合產生。參照用於無線通信的智慧型天線：I S _ 9 5和 第三代CDMA應用，由 Joseph C.Liberti，Jr·和 Theodores. Rappaport所撰，加權因數的選擇在拒斥干擾的能力上有重 要的影響。 -11- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇χ297公釐） 1270258 A7 --- —__B7_ . 五、發明説明（9 ) 上述結合兩天線收到訊號的方法已經搭配不相關天線使 用。然而移動台接收器，特別是電話，其尺寸都在減小。 縮小的接收器很困難去以充份的隔離（〇·2 λ)放置天線，以 產生不相關的天線訊號。 圖3是一方塊圖依照一具體實施例，表示一典型的電話3 2 與兩個高度相關的天線元件3 4和3 5。兩個天線元件3 4和 3 5連接到雙工器3 6。該雙工器路徑訊號從一發射器電路3 7 至该兩個天線元件3 4和3 5，或雙工器路徑訊號從該兩個天 線至一接收器電路3 8。該發射器電路3 7和接收器電路3 8介 面被一控制器3 9所控制。該二個天線3 4和3 5之間存在高度 關聯性，因為元件34，3 5做成的雙天線放置的相當近。 雖然圖3顯示了 .兩個天線元件3 4，3 5，但是該天線可能 由任何所需的元件數目組成。舉例來說，一多天線陣列可 月匕由二個天線，四個天線，五個天線或任何的數目天線組 成。 圖4是一代表性的圖表，說明在一多天線陣列每個天線的 一已收到多重路徑訊號之干擾場。在圖4中，縱軸的不同位 置代表訊號強度以對應橫軸所代表的。干擾場4 〇表示多重 的辛值和谷值或衰退，其分別地對應到該多重路徑訊號的 建設性和抵銷性總和的區域。如圖4所說明的，如果多重天 線’例如兩個天線，具有充分的隔離，這兩個天線就比較 不可能會在干擾場衰退的位置。 舉例來說，在圖4中兩個不同位置的訊號強度於一陣列内 的兩個天線被顯示。在一第一個位置4 2，在第一個天線的 -12- 本紙張尺度適用巾國g家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公爱)一 "' 一 1270258 A7 ______B7 _._ 五、發明説明（1〇 ) 訊號強度4 3會高於第二個天線的訊號強度4 4。因此第二個 天線的訊號強度4 4衰退，但是第一個天線的訊號強度4 3並 無衰退。該兩個天線收到的訊號強度不同，其部份是由於 該兩個天線實際上的隔離。當一具有兩個天線的接收器移 動或變更位置時，該兩個天線的訊號位準將會改變。舉例 來說，如果兩個天線移到一第二個位置4 6，該訊號強度在 該第一個和第二個天線分別地對應到訊號強度4 7和4 8。在 這個例子中，當接收器從第一個位置42移動至第二個位置 4 6時，該兩個天線的相對訊號強度是相反的，使得於第二 個位置46之該第一個天線是在一衰退中，而第二個天線不 是在衰退中。 同樣也可在圖4中看到，一天線陣列裡天線的實際隔離對 該天線具有不同的訊號強度有助益，而拜此不相關。當一 天線陣列減少在該天線之間的距離時，天線的相關性增加 隨著兩個天線所接收的一訊號強度，變得較接近相同的強 度。在一典型的干擾場中，在峰值和谷值之間的最小距離 是在0.25 λ。0.25λ的距離，或更大通常使用於一天線陣列 的天線’而且造成小於〇.7的波封相關性。 在一多重路徑環境中，一高度相關性天線陣列的天線比 較有可能同時發生一”嚴重衰退"。於一高度相關性天線系 統中’每一個天線收到的訊號之間有一小的相位差。這造 成該天線收到的多重路徑向量，其相位關係幾乎相同。因 此，如果該已接收的訊號之多重路徑向量在一天線上抵銷 性加總，其造成一嚴重衰退，在其他天線的多重路徑訊號 -13- 本紙張尺度適财® S家標準(CNS) 44祕(2夢297公$ "

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1270258 A7 _____B7_ 五、發明説明（11 ) 的向量和將可能遇到嚴重衰退。 此外，高度相關的天線並沒有一高’’陣列增益”，就是沒 有從多重天線元件將收到的訊號總和的能力，以致於該需 要訊號的相位也被加總，而干擾訊號也不連貫地加總。典 型的干擾訊號包括鄰近基地台的訊號，通常稱為干擾，被 該天線收到。一高度陣列增益改良一接收器拒斥干擾訊號 的能力’以及改良該接收器於一多重路徑環境中操作的能 力。傳統上，天線設計來具有高陣列增益，以及高分集增 益需要的天線元件是不相關的。通常這需要在該天線或天 線元件之間加大距離。 一無線通訊系統中，在移動台和基地台使用高度相關的 天線可能疋有益的。特別地是在一移動台中，多天線系统 通常會是高度相關的。例如一移動台，這樣的手持式無線 通信接收器加上空間限制’對有充分天線距離和產生不相 關天線，可能不實用。 一技術改良一高度相關天線的陣列和分集增益包括從兩 個天線接收訊號。在一具體實施例中，每一個天線收到的 訊號由分開的接收電路做處理。然後該接收電路的輸出被 結合。 在該兩個天線輸出的複數型訊號包含該訊號的振幅和相 位訊息。使用該複數型訊號，因而產生該複數型共變異數 矩陣R的估計。 使用該複數型訊號於該兩天線接收器的輸出端，該需要 訊號的複數型空間特性"c ”的估計被產生《一訊號的複數刑 -14-

1270258 A7 B7 五、發明説明（12 ) 空間特性包括該訊號的振幅和到達角（AOA)。在一 CDMA 通仏系統中’ 一複式接收器通常被使用到。於一複式接收 器’分別對每個指定給一複式接收器元件的訊號，執行複 數型2間特性的估計。對每個複式接收器，決定一加權向 量是依照下列的方程式： w=((R-Rs)'1)c 其中Rs是由c和c自偶共軛的外積所形成的矩陣。另一種 表示方式為w = R-1c。 加權向量用來調節從天線收到的訊號，在它們被該複式 接收器收到之前。每個複式接收器Vc(t)收到的該訊號是以 下列式子做調節：

Vc(t)=wrvi(t)+w2*V2(t) 其中Vi(t)是天線1的複數電壓流，而V2(t)是天線2的複 數電壓流。該加權項w Γ是上面定義的w第一項的共軛複 數。加權項’2*是上面定義的W第二項的共軛複數。 試驗指出上述的技術可以經由分集和干擾，以大約一因 數2改良一 CDMA典線通訊系統裡移動台接收器的靈敏度· 試驗結果也同時指出MRC結合會有比較少的增益在相同的 情況下試驗。 該上述技術所用的天線彼此距離非常近，因此是高度相 關性。該高度關聯訊號被用來估計複數共變異數矩陣=^ 因此即使在該兩個訊號之間差異處很小，加權還是會被選 擇來運用此小的差異。舉例來說，該上述選擇^ 形式如下： •15- 1270258

wl = l+z，whq+z，或 w卜1-z , w2 =小z 其中Z疋一很小，非零複數。z的數值部份根據該二個天線 《間關聯的數量。舉例來說，兩個高度相關天線能夠造成 一較小的數值z，但兩個不太相關天線卻會造成一較大的數 值Z。 · 對上述的例子，有兩個可能的結合電壓流被送到該複式 接收器。這兩個電壓流對應該二種可能的加權項數值集。 對應的電壓流是： VCl(t) = (Vl(t).V2(t)) + z*(Vl(t) + V2(t)) VC2(t) = (Vl(t).V2(t)).z*(Vl(t) + V2(t)) 在這兩個電壓流之間的相關性是非常低的。該下列的描 述將幫助了解這兩個高度相關天線訊號是如何調節，而它 們次:成供相互關係的。因為兩個天線是高度相關的，V 1 (t) 和V2(t)有一強的共模。強的共模在V1(t)和V2(t)之間意 謂兩者訊號很大的程度上會一起改變位階。由於該強共模 元件於該兩個訊號中，該訊號之間的差，vl(t)_V2(t)， 會是一很小的數值。除此之外，z是一很小的數值。因此如 果該兩個訊號的和以z(z*(Vl(t) + V2(t)))乘上，所產生的 積會是一很小的數值。z*(Vl(t) + V2(t))值和V1(t)-V2(t) 值兩者都很小’通常大約是相同大小。 加權和結合兩個天線訊號產生一結果，其增加及減去大 概相同大小的電壓。這技術運用兩個天線訊號V丨（t)和 V2 (t)之間的很小的差異。以此種方法結合兩個天線訊號 產生調節過的訊號VCl(t)和VC2(t)，其幾乎完全地具有 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 1270258 A7 ____B7 五、發明説明（14 ) 無相關的衰退特性。除此之外，被利用選擇兩個訊號中較 強者便可達到分集的效果。 圖5是一咼度相關天線5 0的具體實施例之圖示說明，其可 以用於一移動台5 2中。在圖5中說明的具體實施例是一小 型‘‘棒狀”天線。該天線5 0是一雙元件天線，且被安裝在該 移動台5 2上。該移動台5 2内部是兩個接收器5 3和5 4對應 到該天線50的每一個元件。該接收器的輸出端被連接到一 控制态5 5，其被用來接收多重天線的輸入。天線5 〇由兩個 平面天線5 6和5 8組成。該兩個天線5 6，5 8可能被一低介 貝常數間隔的裝置分開，例如：多苯乙幣。 該兩個天線56，58可用大約0·01到〇·〇2個波長分開。在 一具體實施例中，.兩個天線5 6 , 5 8是用〇 〇5吋分開，其對 應到該設計頻率的〇·〇 1個波長。 在其他的具體實施例中，天線5 6，5 8可能是在不同的組 怨中，舉例來說，相鄰的鞭形天線，一雙鞭其中兩個天線 是位於單一小型的塑膠條片，雙重迴授貼片天線，相鄰的 根狀，或一鞭形和同軸拉線天線。 圖6是一移動台内一雙天線接收器具體實施例的方塊圖。 每個天線34和35被連接到一雙工器6〇(為了簡化起見，用 於天線的接法不顯示）。f工器6〇導引從一發射器的訊號， 不顯示，到該兩個天線34，35而且導引訊號從該天線34 , 35至該接收器電路。雙工器6〇的輸出被連接到一接收器鏈 53。在該接收器鏈53中，該雙工器6〇的輸出連接到被放大 的低雜訊放大器61。該低雜訊放大器61被連接到一混頻器 -17- 本紙張尺度適财s @家標準(CNS) M規格(細χ 297公寶) 1270258

6。2。一第二個輸入至對該混頻器62是一第一個局部振盪 器。該混頻器62結合該兩個訊號，並輸出一中頻（if)信 號。混波器62的輸出被連接至一帶通濾波器。，其該訊號 頻帶外的成分會衰減。該帶通濾波器63的輸出被連接至一 同相/正交相（I / Q)檢波器6 4。 在該1/Q檢波器64中，帶通濾波器的輸出被引導至一同相 (I)混波器65和一正交相（Q)混頻器66。一第二個輸入至該 I混頻器6 5是一第二個局部振盪器。一第二個輸入至該Q混 頻器66是第二個局部振盪器，相位移動9〇度該混波器 6 5，6 6結合帶通濾波器5 3的輸出和第二個局部振盪器訊號 和分別輸出該已接收訊號基頻I和q成分。該I和q成分被導 引至類比對數位轉換器（ADC)67和68，其訊號被數位化。 數位的輪出或ADCs6 7和6 8被分別地導引至控制器5 5天線〇 和1，I和Q輸入。 圖7是一控制器5 5具體實施例的方塊圖，其用於該移動台 裡與一雙天線接、收器一起使用。如上所上述，該I和該Q元 件是分別地在天線〇和天線丨輸入到該控制器55輸入。兩天 線訊號的I和Q訊號在天線〇和天線1輸入端被分別地輸入於 控制器5 5。天線〇和天線1的I和q訊號分別地導引至搜尋引 擎7 0和7 2。除此之外，從該兩天線的I和q信號被導引至組 合器74。搜尋引擎7〇和72内該訊號被評估，和該載送街角 訊號的共變異數和時間延遲，和被該接腳收到的訊號空間 特徵，如上所述和依照已知的技術來決定。 該搜尋引擎7 0和7 2的輸出被連接到一加權因數引擎7 6， -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

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1270258 A7 ______ B7 五、發明説明（16 ) 其一決定加權因數給該接腳收到的每個訊號。 該組合器7 4從加權因數引擎7 6接收該加權因數的w 1和 W2。除此之外，組合器74收到該兩個天線訊號的I和q成 份。依照一具體實施例，組合器7 4通常會產生二個可能的 電壓流VCl(t)和VC2(t)其中之一。具有較高的訊號對雜 訊比率的電壓流被使用。這兩個電壓流被導引至一解調器 7 8。在該解調器7 8中，該兩個電壓流被解調。 在此處應該被了解的是”天線”對”天線元件"和”天線陣列 ”對”天線H的關係是相同的。兩個術語集該整個描述期間可 交換地被應用。 依照本發明’描述實現不同方面的方法之步驟可以被執 行於不同順序，而不背離本發明的範圍。舉例來說，執行 該處理一多重路徑訊號方法之步驟順序可被改變而不背離 本發明的範圍。 熟悉本技藝的人士會了解該技藝裡的訊息和訊號可使用 多種不同技術中的任何一個來代表。例如：資料，指令， 命令，訊息，訊號，位元，符號和晶片接可參考，在前面 所描述的可以由電壓，電流，電磁波，磁場或粒子，光學 或粒子，或任何的組合來代表。 熟悉本技藝的人士會較進一步地欣賞此處揭露的具體實 施例’其描述以各種不同說明邏輯方塊，模組，電路和運 演算法步驟’其可被電子硬體’電腦軟體或兩者组合所實 現。為了要清楚地舉例說明硬體和軟體的互換性，各種不 同的說明元件，方塊，模组，電路和步驟是以它們的功能

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五、發明説明（17) 性來描述。此功能性是否被實現為硬體或軟體端賴用於全 部系統之該特定應用程式和設計限制。熟練的工程師可以 不同的方式實現所述的功能給每個特定應用，但是這樣實 現的決定不應該被解釋成背離本發明的範圍。 各種不同的說明邏輯的方塊，模組和電路，結合此處揭 露的具體實施例的實現與執行可使用一般用途的處理器， 一數位訊號處理器（DSP)，一特殊應用積體電路（ASIC)， 一場可程式閘陣列（FPGA)或其他可程式的邏輯裝置，離散 閘或電晶體邏輯，離散硬體元件或任何的組合設計來執行 在此描述的功能。一般用途處理器可以是一微處理器，但 疋在另一選擇上，處理器可以是任何的傳統處理器，控制 器，微控制器或狀態機器。一處理器也可以複數個計算裝 置的組合來實現，例如：一DSp和一微處理器，多個微處 理器，一個或多個微處理器結合一Dsp的核心，或任何其 他這樣的組態。 所描述的一方法或運算法則步驟，接合在此處揭露的具 fa貫她例可能被直接地具體化於硬體中，於一處理器所執 行的軟體模组中或兩者的組合…軟體模組可常駐在隨機 存取記憶體，快閃記憶體，唯讀記憶體，咖⑽記憶體， 可抹除可程式唯讀記憶體，暫存器，硬碟，—可移動的磁 莱CD ROM或在该技藝中所知曉的儲存媒體之任何其 他形式。一典型儲存媒體被耦合到該處理器，如此處理器 便能從儲存媒體讀取訊息和寫人訊息。在選擇中，儲存媒 體可以整合至處理器。該處理器和儲存媒體可常駐在一 1270258 A7 B7 五、發明説明（18 ) ASIC中。ASIC可常駐在一用戶終端中。在另一選擇中，處 理器和儲存媒體可以離散元件常駐在一用戶終端内。

提供先前揭露的具體實施例之描述使任何人熟練於該技 藝，去製造或使用本發明。對這些具體實施例之.不同修改 對熟悉此技藝的人是很容易明白的，以及在此處定義的一 般原則可以運用至其他具體實施例而不背離本發明的精神 或範圍。因此本發明並不意圖去限制在此處的具體實施 例，而是與廣大的範圍一致，其符合在此處的原則和新穎 的特徵。 裝 訂

-21-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)

Claims (1)

1. [11964號專利申請案 B8 請專利範圍替換本(93年5月）S

   '申請專利範圍 1 一種移動台裝置，其包含： 一多元件天線被配置從至少一個發射器接收多個訊 號，和從該各自的發射器輸出高度相關訊號；以及 一控制器被配置以接收該高度相關訊號，且結合該相 關訊號以再產生複數個訊號，其由至少一個發射器中所 選擇的一個來傳輸。 2 .如申請專利範圍第1項之移動台裝置，其中多元件天線是 一雙元件天線。 3 .如申請專利範15第1項之移動台裝置，其中多元件天線有 —大約大於0.7的波封相關性。 4 ·如申請專利範圍第1項之移動台裝.置，其中控制器決定從 該至少一個發射器所收到每個訊號之一空間特徵。 5 _如申請專利範圍第4項之移動台裝置，其中控制器進一步 包含一加權因數引擎被配置以決定一加權因數組給每個 發射訊號’其至少有一個，以對應該已接收訊號的空.間 特徵。 6 ·如申請專利範圍第5項之移動台裝置，其中控制器進一步 包含一組合器被配置以結合使用加權因數組的已接收訊 镜’以再產生該訊號，其由至少一個發射器中所選擇的 —個來傳輸。 7 .如申請專利範圍第6項之移動台裝置，其中已接收訊號是 使用一最佳結合器來結合。 8 ·如申請專利範圍第6項之移動台裝置，其中已接收訊號是 使用一最大化比率結合器來結合。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(21〇χ 297公釐) A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 9·如申請專利範圍第1項之移動台裝置，其中複數個已接收 訊號是CDMA訊號。 10· —種移動台裝置，其包含： 一多元件天線被配置從至少一個發射器接收多個訊 號，和從該各自的發射器輸出高度相關訊號；以及 一控制器被配置以接收該高度相關訊號，且結合該高 度相關訊號以最大化一較佳訊號振幅對其他已接收訊號 振幅的比率。 11·如申請專利範圍第1 〇項之移動台裝置，其中多元件天線 有一大約大於0.7的波封相關性。 12.如申請專利範圍第1 〇項之移動台裝置，其中多元件天線 是一雙元件天線。 13·如申請專利範圍第1 0項之移動台裝置，其中控制器進一 步包含至少兩個搜尋引擎，每個搜尋引擎被配置以從一 天線元件接收正相和正交相訊號。 14·如申請專利範圍第1 〇項之移動台裝置，其中控制器進一 ^ ^ 加權因數引擎被配置以決定一加權因數組給每 個發射訊號，其係對應該已接收訊號的空間特徵。 1 0項之移動台裝置，其中控制器進一 配置以從每個天線元件接收複數個正 15.如申請專利範圍第 步包含一組合器被 相和正父相訊號，和從一加權因數引擎接收複數個加權 因數，且輸出一最佳化正相和正交相訊號。 16.如:清專利範圍第1 〇項之移動台裝置，纟中控制器進一 步包S —解調器被配置以接收複數個最佳化的正相和正

   x 297公釐） ABCD 申請專利範園 又相訊號，且輸出已解調訊號。 17·如申請專利範圍弟1 〇項之移動台裝置，其中已接收訊號 是CDMA訊號。 18· —種無線通訊系統，其包含： 至少一個基地台被配置以傳送通信訊號；以及 土 乂 個移動台被配置以多元件天線，從至少一個基 地台接收複數個通信訊號，其中該複數個已接收通信訊 號是咼度相關的，且被結合以再產生通信訊號，其由至 少一個基地台中所選擇的一個來傳輸。 19·如申請專利範圍第1 8項之無線通信系統，其中多元件天 線是一雙元件天線。 20.如申凊專利範圍第1 $項之無線通信系統，其中多元件天 線有一大約大於〇. 7的波封相關性。 21·如申請專利範圍第1 8項之無線通信系統，其中該至少一 個移動台進一步包含一控制器被配置以決定從該至少一 個基地台收到每個通信訊號之空間特徵。 22·如申請專利範圍第2 1項之無線通信系統，其中控制器進 一步包含一加權因數引擎被配置以決定一加權因數組， 以響應每個已接收通信訊號的對應空間特徵。 23.如申請專利範圍第2 2項之無線通信系統，其中控制器進 一步包含一組合器被配置以使用複數個加權因數，結合 已接收通h訊號，再產生该訊號’其是從至少一個發射 器中所選擇的一個而來。 24·如申請專利範圍第23項之無線通信系統，其中該已接收 -3- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X297公釐）. "" 一~ C8 D8 '中請專利範圍 通信訊號是使用一最佳結合器結人。 •如申請專利範圍第2 3項之無線通信系統，其中該已接收 通信訊號是使用一最大化比率結合器結合。 •如申請專利範圍第1 8項之無線通信系統，其中已接收訊 號是CDMA訊號。 • 種處理多重路徑訊號的方法，其包含： 在多個天線，從至少一個發射器上接收訊號； 在至少一個發射器之中識別一較佳的發射器，從而一 需要訊號被接收到； 從每個天線產生一訊號，使該產生的訊號是高度相 關’以及包含從該較佳發射器來的需要訊號之訊號成分 和干擾訊號；以及 結合二個或多個高度相關訊號，以最大化該需要訊號 振幅對該干擾訊號振幅之比率。 28·如申請專利範圍第2 7項之方法，其中結合已接收訊號進 一步包含： 決定接收自該至少一個發射器之每個訊號之空間特 徵； 決定一加權因數組給每個已接收訊號，以響應該已接 收訊號的空間特徵；以及 使用該複數個加權因數，再產生一訊號對應接收從較 佳發射器來的訊號。 29.如申請專利範圍第27項之方法，其中該已接收訊號是使 用一最佳結合器結合。 _4_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) I is梵飭f A8 金年"m日i s P-_ D8 六、申請專利範圍 30.如申請專利範圍第2 7項之方法，其中該已接收訊號是使 用一最大化比率結合器結合。 31·如申請.專利範圍第2 7項之方法，其中該已接收訊號是 CDMA訊號。 32· —種於一無線通訊系統中處理訊號的方法，該方法包 含： 從具有一高度相關多元件天線的多發射器接收一訊 號； 決定從該多發射器收到的每個訊號之空間特徵； 決定一加權因數組給每個發射器訊號，以響應該已接 收訊號的空間特徵；以及 使用該複數個加權因數結合已接收訊號，以再產生該 訊號’其來自該複數發射器中所選出之一個。 33·如申請專利範圍第3 2項之方法，其中該多元件天線是一 雙元件天線。 34. 如申請專利範圍第3 2項之方法，其中該多元件天線具有 一大約大於0.7的波封相關性。 35. 如申請專利範圍第3 2項之方法，其中該已接收訊號是使 用一最佳結合器結合。 36. 如申請專利範圍第3 2項之方法，其中該已接收訊號是使 用一最大化比率結合器結合。 37·如申清專利範圍第3 2項之方法，其中該已接收號疋 C D Μ A訊號。 38· —種移動台裝置，包含： -5- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐) |Ί21〇^ϋ

   Α8 Β8 C8 D8

   六、申請專利範圍 裝置’用以在多個天線’從至少一個發射器上接收訊 裝置’用以在至少一個發射器之中識別一較佳的發射 器，從而一需要訊號被接收到； 裝置’用以從每個天線產生一訊號，使該產生的訊號. 是高度相關，且包含從該較佳發射器來的需要訊號之訊 號成分和干擾訊號；以及 裝置’用以結合一個或多個向度相關訊號，以最大化 該需要訊號振福對該干擾訊號振幅之比率。 39. —種無線通訊系統，包含： 裝置，用以從至少一基地台傳送複數個通信訊號；以 及 裝置，用以由至少一個基地台接收複數個通信訊號， 該移動台被配置多元件天線接收複數個通信訊號，其中 该複數個已接收通信訊號是高度相關，且被結合以再產 生通信訊號，其係從至少一個基地台中所選擇的一個傳 送出。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) I能麟 |11964號專利申請案 年月中文_权替換頁(93年5月）

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   -29 - 声12¾)齡剔U964號專利申請案

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