TWI284464B - Blind signal separation using polarized antenna elements - Google Patents

Description

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I 九、發明說明： 本發明與信號處理的領域有關，更特別的，與使用盲 信號分離（BSS )技術，從一來源信號混合中，分離出想 要的信號有關。 • 先前技術 、 盲信號分離（B S S )與從一混成信號中回復來源信號有 • 關，該混成信號包含來源信號混合。因為該分離通常是以 有關該信號、該信號來源，以及在該信號上具有傳遞頻道 影響的有限資訊所實施，因此該分離是，，盲目的，，。 一種眾所皆知的範例是當群體中的某人，可以從房間 所有聲音的結合中，分離出一信號聲音的，，雞尾酒會，，現 象。盲信號分離特別可應用於蜂巢式與個人無線通訊裝 置’其中許多頻帶，是因為通常共同存在於杻同頻譜中的 多數無線電頻率發射器而變的凌亂。該共同頻道發射器的 鲁問題，隨著低功率、像是藍芽與其他個人區域網路的未授 權無線技術發展，而在這幾年變得惡化。 一般所使用的三種盲信號分離技術，為主成分分析 (PCA )、獨立成分分析（ICA )與信號數值分解（sVD )。 主成分分析牵涉到該來源信號的第一與第二動差統計 值’並在該來源信號的信號雜訊比高時死使用。在其他方 面’獨立成分分析則使用該主成分分析之後的第三與第四 階動差統計值。做為一種替代，信號數值分解可以根據特 徵值’從來源信號混合中分離出一來源信號。 1284464 不論應用哪一種盲信號分離技術，其都使用多數感應 器以從該不同的信號來源，接收不同的來源信號混合。每 個感應器都輸出一來源信號混合，其是該來源信號的某種 獨特總和。一般上，該接收器並不知道該頻道係數與該原 始來源信號兩者。該信號的獨特總和則用於填入一混合矩 陣之中。接著對該混合矩陣應用適當的盲信號分離技術， 以從該来源信號混合中，分離出想要的來源信號。 做為一範例，U.S· Patent No· 6,799,170公開了使用獨 立成分分析，從一來源信號混合中，分離一獨立來源信號 的方法。多數感應器接收該來源信號混合，而一處理器隨 著時間對該來源信號混合進行採樣，並將每個樣本儲存為 資料向里’以成為資料集合。每個感應器輸出一來源信号虎 5其疋該來源彳§ 5虎的某種獨特總和。一獨立成分分析 模組則實施資料向量的獨立成分分析，以從該來源信號混 合中的其他信號，分離出一獨立來源信號。 忒來源彼此之間為空間分離，而該處理器對於每個各 自感應器，只產生一資料向量，以形成該資料集合。嗜申 =利’ i 7 0也公開了該感應器的數目N，為了填入“料 木&，是等於或大於該來源的數目M，也就是^m 广該來源數目M增加時，咖^ Ν也制時增加。對於大數目的感應器Ν _，小 可攜式通訊裝置只具有較小的可用積，而在兮^1 外侧固定《應ϋ，也造錢用相通錄置 U.S. Patent No. 1,362 T ^ ^ ^ ^ ^ ^ 1284464 離以進行分離信號的方法。該公開的盲信號分離技術利用 成的矩陣東適應陣列權重，形成一混合矩陣，其將由干 擾發射器與高斯雜訊兩者產生的均方差最小化。該混成矩 陣將該信號對於干擾加上雜訊的比例最大化。當利用申請 專利’170時，該感應器彼此也是空間分離，而該感應器的 •數目N ’為了填入該混合矩陣，是等於或大於該來源數目 、M。此外，每個感應器提供輸入至該混合矩陣的一個信 # 號’造成一可攜式通訊裝置需要較大的體積面積。 發明内容 在前述背景的觀點中，本發明所因而產生的目標，便 疋k供一種通訊裝置，其包括小型的天線陣列，用以接收 盲信號分離技術所使用的來源信號混合，因此可以從其中 分離出想要的信號。 與本發明一致的此項與其他目標、特徵以及優點，則 _ 利用一種通訊裝置提供，其用以分離由Μ個信號來源所 Φς：供的來源#號’該通訊裝置包括用以接收該]ν[個來源 #號不同總和的天線陣列。一接收器或接收器組件則連接 至該天線陣列，而一盲信號分離處理器則連接到該接收 器，以形成一混合矩陣。該混合矩陣包拾由該天線陣列所 接收Μ個來源信號的不同總和。該盲信號分離處理器接 著從該混合矩陣中，分離出想要的來源信號。 代替為了該混合矩陣所提供Μ個來源信號不同總和而 利用的空間分離感應器，其可使用一種小型天線。對於可 1284464 * 攜式通訊裝置而言，因為該天線陣列可以提供多於一個輸 入至該混合矩陣，並同時維持小型，因此仍可使用盲信號 分離技術。 特別的，該天線陣列可以包括N個天線元件，用以接 收該Μ個來源信號的至少n個不同總和，其中該n個天 線元件的至少二個彼此相關，並具有不同的偏極，用以接 ， 收该Μ個來源信號的至少ν個不同總和之二，其中ν與 • Μ大於丨。該盲信號分離處理器可以形成一種包括該Μ個 來源信號至少Ν個不同總和的混合矩陣。該混合矩陣的 秩數可以至少等於Ν〇 該天線元件的數目可以與該來源信號數目相同，換言 之Ν=Μ。替代的，該天線元件的數目可以大於該來源信 號的數目，換言之Ν>Μ。另一種配置是該混合矩陣的秩 數等於Κ的時候，其中Κ<Ν，而該盲信號分離處理器從 該混合矩陣中，分離出該Μ個來源信號的κ個。 鲁該不同的偏極可以彼此正交。該至少兩相關並具有不 同偏極的天線元件，可以包括三個天線元件，其彼此空間 分離並具有不同的偏極，因此支援三偏極，用以接收μ 個來源信號的至少三個不同總和。 當接收該Μ嗰信號的不同總和時，可以在場型與波束 之間進行區隔。在一情況中，該天線陣列為了接收該μ 個來源信號的至少Ν個不同總和，可以形成至少ν個天 線波束，每個天線波束具有從一最大增益點以下的3分貝 點，其是為了在一接近信號的至少一方向中，回絕信號而 1284464 作準備。在另一情況中，該天線陣列為了接收該Μ個來 源信號的Ν個不同總和之一，可以形成至少一天線場型， 该至少一天線場型大體上不具有從一最大增益點以下的3 分貝點，造成在一接近信號的任何方向中都沒有信號回 絕。 - 讓Μ個來源信號的每個總和是線性的。該盲信號分離 ， 處理器可以根據至少主成分分析（PCA)、獨立成分分析 • ( ICA)以及信號數值分解（SVD)之一，從該混合矩陣 中分離出想要的來源信號。 本發明的另一觀點，是應用一種為了分離由該Μ個 信號來源所提供的來源信號，而操作如以上定義通訊裝置 的方法。該方法可以包括在該接收器處，接收該Μ個來 源信號的至少Ν個不同總和，其中該天線陣列包括ν個 天線元件。呈少該Ν個天線元件的二個是彼此相關並具 有不同的偏極，用以接收該Μ個來源信號的至少Ν個不 _ 同總和之二，其中Ν與Μ大於1。該處理可以包括形成 一種包括該Μ個來源信號至少Ν個不同總和的混合矩 陣，並從該混合矩陣中，分離出想要的耒源信號。該混合 矩陣的秩數可以至少等於Ν。 實施方式 本發明現在將參考顯示本發明較佳實施例的伴隨圖 示’在之後進行更完整的救述。然而，此發明可以實施為 許多不同形式，而在此不應該被建構為如該實施例所設定 11 !284464 、限f〗富然’這些提供的實施例將是徹底且完整的，並 且可以完全地傳達至本領域的技術者。相同的數字參照為 相同的元件，而主標則用來標示替代實施例中的相似元 件。 在通訊網路中，具有為了特定通訊裝置所準備的來源 ^號，並且在相同的頻帶中，具有為了其他通訊裝置所準 觜的來源L號。同時也存在不被通訊所使用，來自雜訊所 I產生的信號，然而其也同樣地由通訊裝置所接收。 為了促進對於有興趣來源信號的解碼，其使用盲信號 分離，以分離出一通訊裝置接收的信號。如以上所指出 的，"亥術"吾”盲目’’是指為在一理想情狀中，該信號不需要 其他在該信號與該通訊頻道之間，由於交互作用所產生信 2轉換本質的知識，便可以被分離。在實際實施中，則時 吊利用任何可獲得的知識。在此情況中，該信號分離則為 半盲目的。 齡 在目仏號分離中，三種常使用的技術為主成分分析 (PC A )、獨立成分分析（IC A )以及信號數值分解（s VD )。 只要該信號在某些可量測特性是獨立的，且如果其信號總 和彼此線性獨立，這些盲信號分離技術之一或更多，便可 以用以從一來源信號混合之中，分離獨立或想要的來源信 唬。该可I測特性通常是該信號的第一、第二、第三或第 四動差的某種結合。 主成分分析漂白該信號，使用該第一與第二動差，並 基於该相關性質旋轉該資料集合。如果該來源信號的信號 12 1284464 i =訊比過高’可以停止利用主成分分析進行的信號分離處 '如果該來源信號的信號雜訊比過低，接著便可基於與 該來源信號第三與第四動差有關的統計特質，以獨立成分 分析分離來源信號。因為該來源信號為高斯分佈，其第三 與第四動差便與第一與第二動差有關。做為獨立成分^ -與主成分分析的-種替換，信號數值分解是根據信號特徵 魯值’從來源彳§號混合中分離來源信號。 第1圖中描述一種典型的方案，其中一多數信號來源 20傳輸來源俗號22。該來源信號22是根據相關於每個各 自信號來源20所產生的天線波束24方向中傳輸。該多數 信號來源20包含一第一信號來源20(1)至一第M信號來 源20(M)。相同地，該各自的來源信號也參照為22⑴至 22(M)，而其對應的天線波束則參照為“（”至24(M)。在 通訊網路中，常利用泛方向性天線場型或指向性天線場型 • 進行更進一步的實施。 一天線陣列32為了該通訊裝置30，從該信號來源2〇 接收該來源信號22的線性結合（混合）。該天線陣列32 包括一多數天線元件34，而每個天線元件提供來自該信 號來源20來源信號22的至少一個線性結合（混合）。該 天線元件34包含一第一天線元件34(1)至一第N天線元件 34(N) 〇 該接收的來源信號22(1)至22(M)最初是形成於一混合 矩陣36之中。該通訊裝置30使用盲信號分離技術，以確 1284464 定位於分離來源信號的一分離矩陣38 ,是否在該混人 陣之中。該分離信號則以數字表示。 該通訊裝置30利用對該接收來源信號的集合或混成採 樣的方式，不需要其特性知識，共同地取得由天線陣列 32所接收的來源信號混合。每個天線元件的輸出，在 已^利用該頻道脈衝回應所旋繞，換言之介於該信號來源 一輸出與-天線讀34輸出之間的傳遞路徑加上額外的 咼斯雜訊之後，做為該來源信號22的模型。 i現在將參考第2圖’詳細討制於分離由該Μ個信號 來源20(1)至20(Μ)所提供來源信號的通訊裝置％。一 34(Ν)，μ 個來源#號的至少Ν個不同總和，其中㈣Μ大於i。 該天線陣列32並不限制為任何的特定配置。該天線陣列 :以^-或多個天線元件34。該天線元件34可以配置 =天》形成一種像是相位陣列或切換波_ 式，其將在之後進行討論。 在該天線陣列32下游連接一無線電收發器4〇,以 來源信號22的至少N個不同總和。在該無線電收 連接—處理器42。雖然該處理器42在描 述上與該無、線電收發器4〇分離，該處理器42也可 u y + /器0之中。由该無線電收發器40所接收 M，，號22的不_和，則勒填人該混合矩 之。β亥此合矩陣％接著以在該處理器42之中的一 個盲信號分離處理模組44、46以及48進行處理。； 1284464 聲 該盲信號分離處理模組包含一主成分分析模組44、一 獨立成分分析模組46以及一信號數值分解模組48。這些 模組44、46以及48，可以配置為一盲信號分離處器的一 部份。該主成分分析模組44根據該接收來源信號不同總 和的第一與第二動差操作，而該獨立成分分析模組4 6根 據該相同信號的第三與第四動差操作。該信號數值分解模 " 組48根據該接收來源信號不同總和的特徵值實施信號分 • 離。 w亥相關性處理最初是以主成分分析模組44實施，確認 用於邊來源k號不同總和的初始分離矩障3 8 (1 )，而獨立 成分分析模組46接著決定在該混合矩陣36中，用於該來 源信號分離的一強化分離矩陣38(2)。如果該信號是由信 號數值分解模組48所分離，也從該混合矩陣36中，決定 用於该接收來源信號不同總和分離的一分離矩俥38(3)。 來自於每個各自的分離矩陣38(丨）至38(3)的分離信 # 號’是以參照數字39所表示。該分離信號39接著利用一 信號分析模組50進行信號分析，以決定有興趣的信號以 及干擾信號。一種應用相關處理模組52處理從該信號分 析模組50輸出的信號。 對於哪些#號為感興趣的決定，並不總是與被解碼的 最終#號有關。舉例來說，該應用可以在為了確認干擾， 並從5亥接收來源彳§ 5虎的不同總和中減去時呼叫，並接著回 饋該減低信號至一波形解碼器。在此情況中，該有興趣信 號在最終也因為被回絕而終止。 15 1284464 姓：f至該主成分分析模組44的資訊，是-種信號的獨 特…”其假設觀測到M個獨立成分的N個線性混合 、..·χΝ 為： 〜·(’)=勺1 咖+··'α(，)+··'λ(，） W = α^ι^ι W+- · aNksk (r)+... aNMsM {t)

般上，忒無線電收發器4〇知道該頻道係數a#與該 豕始信號Sk。在上述方程式組的矩陣標註中，可以簡寫為 x-As ’其中A為混合矩陣。該統計模式也已知為一 ，獨立成分分析模式。用以嘗試尋找該頻道的反矩傳 技術則是：s=A-lx。 °亥獨立成77分析模組46決定一分離矩陣W，且 y=W(As)=Wx〇 s , 交下大小未知。如果所有的信號都無法分離，其更一般式 則寫為y=w(AS)+wn=wx+wn，其中所加入的n項次則是 由於該未確認來源所造成的殘餘雜訊。 该獨立成分分析模式是一種生殖模式，意思是其敘述 只觀測 > 料疋否疋由混合該成分化的處理方式所產生。 該獨^成分則為潛在變數，意思是其無法直接觀測。同樣 勺°亥/tb σ矩陣A也假設為未知。所能觀測的則是隨機 向量X，而A與s是根據X所估計。 獨立成分分析的開始點，是假設該成分吐在統計上獨 立。此外，其假設該獨立成分sk至多只有一個具有高斯 1284464 ^有個彳5號具有高斯分佈的限制，是由於高斯 差為零的本質—在高斯信號中 為了簡化，該未知的混合矩陣A是假設為平方的。因 獨立成刀的數置與該觀測混合的數量相等。此外， ，可以隨著時間所鬆弛。只要該信 卜

測特性中為統計獨立的，便可決定該分離矩陣^一了董 = 合矩陣A的秩數，決定實際上可以分離多少信號。 二二：具有秩數為4的混合矩陣’意義為可以分離4 Μ ^ "號理想上，該混合矩陣A的秩數應該至少等 於該信號來源的數目W #去 広 數愈大，可分離更多的信號。 P現者該來源的數目M增加，所需要的天線元件數目N也 乓加▲在此ί景中所討論的申請專利案，與，如，都公 1 了 Λ天線元件數目Μ應該等於或大於該信號來源數目

換·否則必須使用—種不同於盲信號分離 的技術進行信號分離。 種用以產生仏號線性獨立總和的工業標準，是使用n 個不相關錢器，換言之，該感應器至少在波長方面為彼 此分離。錢長是基於該通訊裝置⑽的操作頻率。該N 個感應器在空时不相關，但在偏極與角度中相關。該彼 此不相關的感應器提供N個線性獨立信號總和，而每個 感應器提供該混合矩陣A中的一個信號項次。 參考第3圖’將得到為了該混合矩陣人，所產生該來源 信號線性獨立總和的不同方式說明或概要的最初說明。在 17 1284464 一簡短介紹之後，將詳細討論每個方法。 該說明圖的第一部份提出天線配置。塊狀圖1〇〇表示 不相關的感應器，其中每個感應器提供一信號輸入，至該 混合矩陣A之中。塊狀圖102表示一相關天線陣列，其/ 中該陣列提供多數輸入，以填入該混合矩陣A之中。^鬼 狀圖104也表示一天線陣列，其中該天線元件的一部份是 相關的，且该天線元件具有不同的偏極，用以填入該混合 •矩陣A之中。以塊狀圖100、1〇2與104所提出該感應器 與天線陣列的不同結合，也可以整合在塊狀圖1〇6之中， 以進一步在塊狀圖116中填入該混合矩陣。 該說明圖的第二部份，提出在該第一部份所提供天線 配置的強化。該強化是以增加或取代該收集來源信號的總 和所產生，並進一步填入該混合矩陣A之中。塊狀圖1〇8 與陣列偏位有關，其中改變該天線場型的高度，以接收該 來源信號的額外總和。在塊狀圖106中的任一結合，也可 φ 以在該陣列偏位塊狀圖108中使甩。 在塊狀圖110中，實施路徑選擇，因此所有用於填入 該混合矩陣A之中的來源信號總和是相關（第一與第二 動差）及/或統計（第三與第四動差）獨立的。換句話說， 該伴隨信號是為了接收該來源信號的新總和所選擇，以取 代不相關及/或統計上不獨立的總和。塊狀圖11 〇也可由 在塊狀圖中106及108中的任一結合所回饋。塊狀圖1〇8 與110也可以直接回饋至談混合矩陣塊狀圖116。 該說明圖的第三部份提出信號分裂，用以進一步填入 (s 18 1284464 在塊狀圖116中的混合矩陣。舉例而言，塊狀圖112使用 分散編碼，以分裂不同的總和信號。如果一總和信號具有 k個分散編碼，則可以處理該特定總和信號，以提供與之 相關的k個總和信號。該分散編碼可以與該塊狀圖1〇6、 108及110的輸出結合應用。塊狀圖114將不同的總和信 ，號，分裂為同相（I)與正交（Q)成分，以進一步填入該 混合矩陣之中。該同相與正交成分因此對於遺失矩陣而 # e ’具有一種2的乘法效應，並可以與該塊狀圖106、108、 110及112的輸出結合應用。 該說明圖的最後部份，是在塊狀圖116中形成混合矩 陣A。如在該說明圖中所描述，該混合矩陣a可利用根據 该上述描述的任一塊狀圖，將該來源信號的不同總和填 入。這種在該第一部份中的天線陣列配置優點，在於可以 形成小型天線肆列以填入該混合矩陣A之中。在該第二 與第三部分中的天線陣列配置優點，在於該N個天線元 籲件，其中N小於來源信號的數目Μ，可以利用該來源信 號的Μ個或更多總和，填入該混合矩陣之中。 在該說明圖中討論的天線配置觀點中，將討論一種包 括Ν個相關天線元件的天線陣列，用以接收該μ個來源 k说的至少Ν個不同總和，其中ν與Μ大於1。在一實 施例中’該天線陣列是一種如在第4圖中所描述的切換波 東天線140 〇 該切換波束天線陣列14〇產生多數天線場型，包含指 向性天線场型與泛方向性天線場型。該切換波束天線14〇 (s 19 1284464 包含一主動天線元件142與一對被動天線元件ι44。該主 動與被動天線元件142 ' 144的實際數目，可根據想要的 應用進行改變。參考U.S· Patent Application No 10/065,752可得到對該切換波束天線陣列的詳細討論。此 申請專利是設定為本發明的現行受讓人，在此其完整文字 . 都整合為本發明的參考。 - 每個被動天線元件144都包含一上半部144a與一下半 鲁部144b。該被動天線元件144的上半部144a，則透過反 應負載148連接至一接地平面146。該反應負載148是一 種可變的電抗，其藉由使用變容器、傳輸線或開關，可以 改變其電容與電感。藉由變化該反應負載148，可以改變 該輻射場型。因為存在兩個被動天線元件144，因此可形 成四個不同的天線場型。 该二個天線場型可以用以接收信號xj的獨特總和。該 第四個天線場型則是其他三個的線性組合，所以其並不用 • 於該混合矩陣A之中的項次。因此，利用所使用的三個 天線元件，可輸入三個信號Xj的獨特總和，至該混合矩 陣A之中。該切換波束天線的優點，在於藉由使用3元 件142與144 ’可以支援具有秩數為3的混合矩陣。 在另一實施例中，該天線陣列包括；^個相關主動天線 元件，因此如在第5圖中所描述，該天線陣列形成一種相 位陣列160。該相位陣列16〇包括多數主動天線元件162, 以及與該主動天線元件結合的多數權重控制組件164。該 權重控制組件164調整談接收信號的振幅及/或相位，以 < s 20 1284464 形成一合成波束。 一分裂器/結合器166與一控制器168則連接至該權重 控制組件 164。參考 U.S· Patent Application No· 6,473,036，可得到對該切換波束天線陣列的詳細討論。此 申請專利是設定為本發明的現行受讓人，在此其完整文字 • 都整合為本發明的參考。 該主動元件162的數目，支援具有相同秩數的混合矩 φ 陣A。即使該來源的數目Μ等於該主動元件的數目N， 也就是M=N，該主動陣列100仍為一種小型形式，因為 该主動元件162在空間與偏極中相關，在與使用不相關天 線元件的傳統方式相比之下，該傳統方式超過多於一個波 長的距離。 在另外的實施例中，該混合矩陣的秩數可以為κ，其中 Κ<Ν，因此該盲信號分離處理器49 ,從該混合矩陣中分離 该Μ個來源信號的κ個。如在之後將進一步討論的，ν • 也可以大於Μ 〇 在該切換波束天線140與相位陣列16〇兩者中，其各 自天線元件142、U4與162間的距離是設定為一種適合 的後前比例（bake to front rati0 )。這是因為這些天線陣列 在習知上是用於拒絕不想要的信號（換言之，接著 並強化想要的信號（換言之，強方接近）。 無言命如何，為了建立混合矩陣，其目標是立號 不同總和。在此應时，有興㈣信號實際上m 該干擾，並仍舊可以被分離，因為此目差 21 1284464 於天線元件之間的距離便不需要是一種特定的分離。 该天線元件可以進一步地彼此靠近，以傳統，，差的，，前後 比例產生場型，並仍舊十分適合用於混合矩陣。而實際 上’這樣的場型在盲信號來源分離應用中將較常見。該理 由是使用好的前後比率，需要追蹤該信號方向，以保持指 - 向想要仏號處的刖方’及/或指向干擾的後方。藉由使用 在不同方向中具有差異，但仍舊有明顯增益的場型，便不 φ 需要如此的信號追蹤。 一天線波束可以被定義為具有從一最大增益點以下的 3分貝點，藉此提供信號接近至少一方向中的信號回絕。 相同地，一天線場型可以定義為不具有從一最大增益點以 下的3分貝點，而其在信號接近的任何方向中便不產生信 號回絕。 口 在許多應用中，介於元件之間特定距離的差異，可以 大大的減低整體天線陣列的尺寸。在另外的應用中，其實 修際上則可以增加元件之間的距離，以減輕追蹤的問題，但 獲得一些額外信號的不相關程度。 在另一實施例中，如在第6圖中所描述，該天線陣列 180包括N個天線元件’以接收該M個來源信號的至少n 個不同總和。該N個天線元件的至少兩個182&、i82b彼 此相關，並具有不同偏極以接收該該M個來源信號…個 不同總和的至少之二’其中！^與μ大於1{) 在該陣列18〇中的其他天線元件184a、184b，對於該 天線元件182、182b可以為相關或不相關。雖然所描述的 22 1284464 另一對為偏極天線元件184a、184b，這些元件也可以取 代為具有相同的偏極。此外，這些元件也可以彼此不相關。 用於天線元件182、182b的不同偏極彼此可以正交。 在另一實施例中，該天線元件182a、182b包含一第三元 件182c，因此三偏極是用以支援接收該μ個信號的3個 - 不同總和。 後續的討論支援該偏極的使用，以填入該混合矩陣A # 之中。該三個不同的偏極天線元件182a、182b、182c接 收三個線性並獨立的信號總和。X、y與Z軸的定義與關 係’將在第7圖中描述並使用。舉例而言，其存在以下關 係： x = S cos(0)sin(^) y = S sin(^)sin(^) z = S cos(^) 簡化的假設是該信號具有線性偏極，該信號是線性獨 _ 立，以及在每個正交軸上具有三個線性天線元件之一。舉 例而言，天線元件182a位於X軸上，天線元件182b位於 y轴上’而天線元件182c位於z轴上。 藉由定位該三個線性天線元件182a、182b、182c於一 正交軸上，可簡化數學式。在一實際發展中，該天線元件 182a、182b、182c並不需要嚴格正交，或是必須交會於一 共同點上。此假設的移除將不違反一般的結論，而是在秩 數不足的情況產生。 之後將採用以下定義，其中數字下標與丨、2、3參照 1284464 關聯： 〜心& :入射至該天線元件的信號； :該信號的X、Y平面電場（E )角度； :該信號的Ζ軸電場角度；以及 A，、A :入射信號總和與一天線元件的内積。 因此’該向S成分為· X y Z ’X’元素 1 0 0 ’y’元素 0 1 0 ’Z’元素 0 0 1 Si係數 cos⑷sin⑷ sin⑷sin⑷ cos⑷ s2係數 cos(02)sin(么） sin(^2)sin(^2) cos(么) s3係數 cosfejsinfe) sinfe)sin(色） cos⑷

對每個天線元件與信號採取内積，（X · Y=x1x2+y1y2+z1Z2 )決定在元素中的相對電場成分總和。 這些數值則用來建立該混合矩陣： -χ: cos⑷sin⑷ sin(M)sin ⑷ cos ⑷ '^r Xy = cos(02)sin(^2) sin(^2 )sin(^2) cos(^2) 人 cos(03)sin(多3) sin(03) sin(^»3) cos(^3) Λ. 其中： (s 24 1284464 det

Xy ^z_ c〇s(<9,)sin(^)sin((92)sin(^2)cos(^3)+ cos((92 )sin(^2)sin(03)sin(^ \ -c〇sWsin(^sinWcos(^ ：=c〇s⑷sm(%)sm⑷ sin(么)cos⑷+cos⑹ sin“)c〇s ⑷ U /.、… ^sin(^)cos(^)cos(^Jsin(^Jsin(03)~cos((9jsin(^)sin(M )co f/xSin^) =c〇s ⑷ sin(% )sin ⑷ Sin(么)cos ⑷一 sin(咖 〇s(% ^ + c〇s(A)sin03)c〇S⑷ sinfe)sin ⑷-sin ⑹ cos + sin ⑷ cos(& )sin ⑷ cos ⑷ Sin ⑷— hsinwAUb、％;smwjcos他，sin他，-cos⑼，如吮)sin( ) ^叫沙3j :sin ⑷ sin(^)cos ⑷[cos(6〇sin(02) - sin((9i)cos((92)] 1 S^2)Sln(03) + cos ⑷ sin(A )sin(色)[cos((92 )sin((93)- sin(<92 )c〇s((93 )] + sin(^, )c〇s(^2 )sin(^3 Jsin^ )cos((93)- cos^ )sin(^3)] =sin(^i)sin(^2)cos(^3)sin(^2 -^) + c〇s(^i )sin(^2 )sin(^3 )sin(^3 - θ2) + sin(^i )c〇s(^2 )sin(^3 )sin(^ - θ3) 現在將討論秩數不足的倩況 各 時候，將發生混合㈣秩數不足:行列式數值等於0 € 中發生： 疋的倩況。這在以下的情 1 ) θ Θ 2= 〇 3 該元素’X’與’y’將從所有的獻。 個信號接收到相同的貢 2) φ 1 φ 2 Ψ 3 0 0 0 0 0 9〇° 0 90° 0 90° 0 0 90° 90° 9〇° 對該，格項次加入180度的任何結合方式會產生其 情形。當該信號並不是獨立地由天線元件的 足夠結合所力tr總時便會發生。

S 25 1284464 3)每個1或2所有單獨加總等於〇，但是: sin ⑷ sin(么)cos(03 )sin(02 — g ) + cosfe)sinfe)sin(^)sin(03\) + -θ3)^〇 這隱示了在接近相等的偏極信號處，信號之間存在一 個^的固有分離角度，信號以對齊但從該陣列相反侧的方 -式靠近，或某些其他非常偶然的信號入射，對兩元素造成 • 相同的能量程度。 如同以上时淪’該說明圖的第一部份提出天線配置。 ^上述討論的天線配置，包含不相關的感應器，可以利用 多種結合方式裝配，以提供該乂個來源信號的不同總和 至該混合矩陣之中。 現在參考第8圖，將討論一種通訊裝置200,其用以分 離由Μ個k號來源所提供的來源信號。該天線陣列2〇2 包括N個天線元件，用以接收該M個來源信號的至少N _ 個不同總和，其中N與Μ大於1。 該Ν個天線元件包括至少一個天線元件2〇4，用以接收 «亥Μ個來源#说ν個不同總和的至少之一個，以及至少 兩個相關的天線元件206，用以接收該M個來源信號N 個不同總和的至少之二個。該兩個相關天線元件2〇6與該 天線元件204不相關。該天線陣列可以包含多種結合方式 的額外天線元件，其中該元件是相關、不相關或偏極。 一接收器210是連接至該天線陣列2〇2 ,用以接收該Μ 個來源信號的至少Ν個不同總和。一盲信號分離處理器 1284464 212則連接至該接收器，用以形成包括該m個來源信號至 y N個不同總和的混合矩陣2丨4。該混合矩陣具有等於至 少為N的秩數，且該盲信號分離處理器212從該混合矩 陣A之中，分離出想要的來源信號216。 該說明圖的第二部份提出該第一部份提供天線配置的 強化。、该強化疋以增加或取代該收集來源信號的總和所產 生’並進一步填入該混合矩陣A之中。 _ 一種強化則與為了由談混合矩陣A在不增加額外天線 元件下所使用’以接收額外信號總和的陣列偏位有關。陣 列偏位則與在該方位角及/或高度方向中，控制天線場型 有關。 現在將參考第9圖討論一種通訊裝置240，其使用陣列 偏位，分離由Μ個信號來源所提供的來源信號。該天線 陣列242包括Ν個天線元件244，為了接收該μ個來源 信號的Ν個不同總和，而產生ν個初始天線場型。該天 φ 線陣列242也包括一高度控制器246，為了產生至少一個 額外天線場型，而選擇性地改變該Ν個初始天線場型的 至少之一，因此藉以接收該Μ個來源信號的至少一個額 外不同總和。 一接收器248是連接到該天線俥列242，並使用該Ν 個初始天線場型揍收該Μ個來源信號的Ν個不同總和， 也使用該至少一個額外天線場型，接收該Μ個來源信號 的至少一個額外不同總和。 一盲信號分離處理器250則連接到該接收器248，用以 27 1284464 形成此σ矩陣252，其包括該Μ個來源信號的N個不 同⑽和以及„亥Μ個來源信號的至少一個額外不同總和。 該混合矩陣的秩數，等於Ν加上㈣該額外天線場型， 接收該Μ個來源信號額外不同總和的數目。該處理器25〇 從該混合矩陣中，分離出想要的信號254。 . 一般上，任何能夠提供信號加總的天線陣列裝置，都 適用於以一偏位機制來增加所能使用的混合矩陣秩數。該 •偏位將為了每個天線陣列裝置，產生兩個不同且混合矩陣 可使用的信號加總。因此在使用此技術之下，將有2倍數 乘積的效果。 如杲該天線偏位被區分為&個與天線有關的不同區 域，該Κ個區域的每個，都可以為了兩個獨立偏位區域 作準備’並填入至該混合矩陣之中。舉例來說，如果該天 線本身可以提供Ν個總和，並存在有Κ個不同偏位區域， 在該混合矩陣中的信號總和數目將是2*κ*ν。 _ 為了描述目的，第1〇圖的參考將顯示修正第4圖中切 換波束天線100，，因此該天線場型可以在高度中向上翹起 或向下偏斜。特別的，每個被動天線元件104，的上半部 104a，疋透過一反應負載8’連接至該接地平面1〇6，。 每個被動天線元件1〇4,的下半部i〇4b，，也透過一反應負 載118連接至該接地平面106’。在談被動天線元件1〇4， 上的電抗’具有延長或縮短該被動天線元件的政果。電感 負載將延長該被動天線元件104,的電力長度，而電容負載 則將其縮短。 、 28 1284464 一天線波束是根據該上半部1〇4,的反應負載108，，與 該下半部l〇4b，的反應負載118，比例，在高度方向中向上 翹起或向下偏斜。藉由調整該比例，如在第丨丨圖中所描 述’該天線場型將可向上指到97或向下指到99。當調整 一天線場型的高度角度以接收一混合信號時，至少有一個 '額外的秩數被加入該混合矩陣A中。使用該陣列偏位， -對於該混合矩陣A而言可以接收更多的信號，而不需增 # 加該天線元件的數目N。 口此特定實施具有兩個由該電抗所獨自控制的不同偏位 區域。該陣列的場型產生能力為3個獨立場型，因此可以 用來建立w亥爲合矩陣的信號加總數目為12 ( 2*2*3 ) 〇 參，上述文獻 U.S· Patent Application No· 10/065,752 中所乳出的内容，其詳細地公開如何在高度中調整天線波 該陣職位技術也可以用在所有上述討論的天線陣列 t施例中，或是任何對於接地平面交互作用敏感的其他天 名同度控制器的另一種實施例，如第圖所描述，是 =據種與該一天線元彳274接地平面Μ結合的可控制 二線，率（RF)調節裝置27〇。祕^ 々天^^型，是利用控制該無線電頻率調節裝置270的方 目^中移動，其是由本領域專精者所欣然同意的。 敗^ $捏/考第13圖，討論一種通訊裝置300，其根據 路徑選擇，分離由M個作轳央、、盾私切 是在該說明圖第一部供的來源信號。這 切甲所徒供天線配置的另一種強

B 29 1284464 化’其與以上討論的陣列偏位強化相同。該通訊裝置300 包括一天線陣列302，其包括為了接收該μ個來源信號的 至少Ν個不同總和，而形成至少ν個天線波束的Ν個元 件304，其中Ν與Μ大於2。 一控制器306連接到該天線陣列，用以選擇性地形成 u 該至少N個天線波束。而一接收器組件308則連接到該 天線陣列302，用以接收該M個來源信號的至少N個不 • 同總和。一盲信號分離處理器310則連接到該接收器組件 308,用以形成包括該撾個來源信號至少ν個不同總和的 混合矩陣312 〇 該盲彳§號分離處理器310也決定該μ個來源信號的不 同總和，是否相關或統計獨立，而如果不是時，接著與該 控制器306 —起操作形成不同的波束，用以接收該Μ個 來源信號的新的不同總和，以取代在該混合矩陣312中， 並不相關或統計獨立的Μ個來源信號不同總和。接著便 _從讓混合矩陣312中，分離出該想要的來源信號314。 犛耙式接收器，是一種設計用來抵抗多路徑凋焚影塑 的無線電接收器。其為了調準至各自的多重路徑成分，^ 用許多彼此之間稍微延遲的獨立接收器，以完成此項工 作其也可以利用大多數的無線電存取網路形式。其已經 知道對於調變的分散編碼形式而言是特別有利的。^且有 選擇特定入射信號路徑的能力，以使其適合做為一種^變 供應至該盲信號分離處理器路徑的裝置。 如以上所討論選擇性地形成該]^個天線波束，也可以 30 1284464 應用於所有的無線電存取調路之中，其也是由本領域專精 者所欣然瞭解的。對於分碼多重存取（)系統而言， 該接收器組件308包括N個犛耙式接收器316。每個犛耙 式接收器3 16包括k個指枝’以為了由與其連接的各自天 線元件’所接收該Μ個來源信號N個不同總和的每一個， * 而選擇k個不同的多重路徑成分。在此配置中，該盲信號 为離處理器310是連接至該N個犛耙式接收器3 16，用以 • 形成該混合矩陣312。該混合矩陣312包括該M個來源信 號至少Ν個不同總和的至少kN個不同多重路徑成分，並 具有等於kN的秩數。 特別的，當分碼多重存取波形傳遞時，其通常面臨從 來源到目標的多數路徑選擇。一犛耙式接收器316則為了 一種更強健的信號解碼目的，特別設計用於捕捉多數的這 些各自事件，並將其結合。當該原始信號沿著每個路徑傳 遞時，其性質則由該路徑的特徵所調整。在某些惰況中， 馨該接收信號的相關及/或統計特性的調整，將大到可以將 其視為可分離的信號流。也可以使用一種調整犛耙式接收 窃316，以擷取每個調整信號流，並將其視為獨特項次， 填入該混合矩陣312之中。然而這種增加秩數的方法並不 總是可利用的，當其最可能需要時，在高度多重路徑環境 中也應是可利用的。 當一犛耙式接收器316可以利用該不同路徑時，如參 考第^圖所討論的，對於任何調變技術而言，波束成^ 方式是一種更一般的解決應用。這與該犛耙式接收器316 31 1284464 不同’因為波束成形是用於想要的信號加強以及想要的信 说回絕。然而’此差異對該接收器而言，該回絕信號是該 預期信號的另一種形式。無論如何，該接收器組件308必 須债測該相同信號的這些多數獨特傳遞路徑，以將該混合 矩陣312建立為具有足夠的秩數。 ’ 該說明圖的第三部份提出為了進一步填入該混合矩陣 • A之中，所進行的信號分裂。在一方法中，該總和信號利 • 用分散編碼而分裂。在另一方法中，該總和信號是使用同 相（I)與正交（Q)模組所分裂。 現在將參考第14圖，討論使用分散編碼的信號分裂。 該描述的通訊裝置4〇〇包括一天線陣列4〇2，其包括N個 天線元件404以接收該M個來源信號的至少n個不同總

和。編碼解展頻器（c〇de deSpreader) 406，連接到該N 個天線元件404，用以將該M個來源信號的至少N個不 同總和進行解碼。該N個不同總和的每一個都包含]^個 籲編碼，用以提供與其相關的材個來源信號的]^個不同總 和0 一接收器組件408則連接到該編碼解展頻器4〇6，用以 接收該Μ個來源信號的至少kN個不同總和。一盲信號分 離處理器410則連接到談接收器組件4〇8，用以形成包括 該Μ個來源信號至少1<：1^個不同總和的混合矩陣412。該 混合矩陣412的秩數等於kN。該盲信號分離處理器41〇 從該混合矩陣412中，分離出想要的來源信號414。 根據該接收信號的調變，以上敘述的信號分離也可用 < s 32 1284464 =加Γ處合矩陣412的秩數，但不增加該天線元件的數 八£夕刀碼夕重存取IS_95、分碼多重存取2000以及寬頻 刀碼f重存取（WCDMA)便是使用分散編碼的分散頻譜 糸統槌例。一種普通的線程，則是以每個信號處理一 獨T編碼，以將該資料散佈至一較大的頻帶中。 上忒相同的分散編碼將利用該接收的信號總和（想要的 =諕、不想要的信號以及未知的雜訊來源）進行處理。此 這成"亥想要的信號被重建至其原始的頻寬之中，然而干擾 便散佈至較廣的頻帶中。 -η亥上述列出的分碼多重存取實施，實際上具有使用相 同頻f的許多仏號流。每個信號流使用一種對於其他全部 為理想正交的編碼。如果此情況在該解碼器處發生，其意 未者/、有有興趣的彳吕號被解展頻。如果該總和的kN個信 號編碼都用於解展頻，該最後接收的信號總和xk，主要 將由一增加的振幅項次sk以及未改變或較低數值的 個項次所組成。 通常在分碼多重存取信號之間具有某些相關性，所以 該干擾信號或多或少也沿著該想要的信號所重建。這通常 由該各自信號所遭遇的延遲，以及該信號所遇到的多重路 技所造成。某些不想要的信號，特別是分碼多重存取信號 的數值將會增加。該增加對於該想要的信號來說並不明 顯，但仍然將增加總體的雜訊數值，並因此降低信號雜訊 比〇 該解展頻信號方程式的形式，以及該信號本身，對於 1284464 I信號分離處理而言將滿又標準。事實上，如果該解展頻 产，之疋各自為了该通訊裝置400所接收的每個已知 4吕號所應用時，將使得久白她$ #。v ^ , 竹使侍谷自總和滿足獨立成分分析模式的 要求。 此，有許多就像是已知編碼—樣，對該混合矩陣而 二為可利用的列（)項次，#然其假設每個都產生線 性，立的有效數值。在適當的情況之下，這將使得該混合 矩陣增加到大於該編碼數目的數值。舉例而言，n個天線 兀件與Μ個編碼可以提供NM個矩陣列。 為了描述目的，假设已知3個編碼，且該3個已知編 碼保持其正交性。在該編碼解展頻器4〇6中，該混合矩陣 士，有頂部的3列與底部的3列，其每個都來自於在每個 信號流都利用3個已知編碼所解展頻之後，所得到的天線 信號流。該對角線之外的〇數值是由於該編碼的正交性產 ^。該行（column)項次4、5、6是用於該相同指標未知 V α\\ 0 0 ^14 α\5 αΐ6 V χ2 0 α22 0 α24 α25 α26 S1 χ3 = 0 0 α33 α34 α35 «36 χ4 α41 0 0 α44 α45 α46 Χ5 0 α52 0 α54 α55 α56 0 0 α63 α64 α65 α66_ 一、 /ί吕號的一般情況。 對，於行項次4、5、6的信號可以是該已知編碼的其 他路控形式，或是未知編碼的其他胞元信號。同樣的，一 信號可以為高斯型態，而其他的信號可以是遵守中央極限 理論的分碼多重存取信號群集，因此他們出現為一種單^ (s 34 1284464 ，斯信號，也就是釋放4個頻道。換句話說，—種足夠數 里，非隨機信號，將意味著一種高斯信號。該干擾可以是 非咼斯信號來源，或最多是該網路所未知的一高斯信號。 在該編碼解展頻器406將已知編碼解展頻之後，1亥^ 信號分離處理器410,接收秩數為6的混合矩陣412。秩 數為6是根據2個天線元件乘以因子為3的方式推導而 得，因為有三個已知編碼。 忒6個b號被應用至該盲信號分離處理器今1〇,其中形 成具有秩數為6的混合矩陣412。該盲信號分離處理器41〇 確簡分離矩陣w只來自於由該頻道：x=As所調整的接 收信號。在該描述的範例中，可分離6個信號。 ;該盲信號分離處理器41〇選擇被解碼信號。舉例而言， -亥干擾彳5斜以被丟棄，*選擇該想要信號的所有形式。 =選擇信號為了解調，而應用至—解調器模組。該解調器 使用已知_等化技術，其將該相同信號的多重路徑形式 在以上為了簡化所顯示為〇的對角線以外數值的更一 =:，其實際上可以不為零。這是更一般在該編碼信 並不完全時的情況。其表示每個分離信號具 以：雛二。然而’如同之前顯示，該矩陣的秩數是足 ’戶斤以其數值將在該盲信號分離處理之後 L ’：、減少。Α造成雜訊減少及信號雜訊比的增加，並 ，香辰法則（Sh_Gn’s law )所指出的，使得頻道能力增 力口0 35 1284464 不考第15圖，用以增加該混合矩陣A的秩數，而 ::广曰元件數目N的另一種方式，是將-接收 二: 八一 乂成刀，為振幅相同但相位差異為90度的成 -二：0包括一天線陣列502,其包括n個天線 兀件504以接收該M個來源信號的至少則固不同總和。 一分別的同相與正交模組篇，則連接至每個天線元件 【〇4的下為端，以將藉此接收該m個來源信號n個不同 ~和的每一個，分儺為同相與正交成分集合。 ，，器組件508是連接至每個同相與正交模組5〇6 的下游端，為了該M個來源信號的至少n個不同總和， 二至少N個同相與正交成分集合。一盲信號分離處理 f 則連接至該接收器組件508的下游端，以形成包括 该Μ個來源信號至少2>^個不同總和的混合矩陣Η?。每 個同相與正父成分集合，提供兩個填入至該混合矩陣512 ，中的輸入。該混合矩陣512的秩數等於2Ν，且該盲信 號分離處理器51〇從該混合矩陣512中，分離出想要^ 源信號514 〇 六/6圖中描述在一天線元件5〇2下游端的分別同相與 ^ ^模組506之一。在該天線元件502處所接收的一混会 2號，是由一對混合器520所分裂。同相與正交成分，^ 、、利用兩同步化價測器，將一中介頻率（IF )信號轉譯 至另頻率範圍所產生，其應用同一個相位外的9〇度參 36 1284464 考"ίδ號。該同相與正交信號一起保在 u ± & 在δ亥中介頻傘# @ tb 的相位資訊，藉此可以區分一具有正s |頰早彳5唬中 〇 _ $止向頻率的作骑以》— 具有負向頻率的信號。 就以及一 利用分離該接收的混合信號為同相與正成八 式’該混合矩陣的大小便以2倍的方式增加。只刀要 與正交成分是利用不同的資料流所編 ^ :

處所接收的混合信號，接著都可被分穿=何天線兀件 信號。 被w為兩個不同的混合 在差分編碼的情況中，必須分析該調變本身，以決定 同相與正交成分是否滿足線性要求。舉例來說在全涑行 動通訊系統（GSM)中，已經顯示當使用適當的濾波時， 可以假設該高斯最小位移鍵控（GMSK)編碼為線性，而 如果其為雙相移鍵（BPSK)編碼時，可以在接收器中處 理。因為雙相移鍵控滿足盲信號分離處理的要求，I更可使 用钦述的同相與正交處理。 同相與正交成分可以使用上述的任何一種天線陣列實 施例，填入該混合矩陣A之中。當使用同相與正交成分 時，如果使用該天線元件數目的2倍數目時，便可填入該 混合矩陣A之中。另一個範例是使用兩個天旅元件（因 子為2)，其彼此不相關並具有不相同的偏極（因子為 2*2)，並與該同相與正交成分結合（因子為2*2*2)，因 此產生8個獨立的混合信號總和。 此機制也可以利用天線陣列偏位技術，以建立更多的 信號總和。這些總和的每一個，接著也可以被分離為同相 37 1284464 與正交成分。 本發明的另一觀點則針對用於利用該相 多重使用的多輸入多輸出（MIM0)天線。」種擾 2除的接收器處理技術’其使用場型分散而非使用天線分 ί盘ΓΓ斤需要的天線數目最小化’以達到增加信號強健 性與相關的資料比率。 j·、天線陣列在其接收器路徑上具有可變重量。當這些 重1被改變Β夺，便調整該接收天線場型。藉由使用愈為了 盲信號分離（BSS )所發表文件的相η姑〜 /、’ 吓知衣又仵的相同技術，可以從包含 來自夕數干擾信號的接收器資料，擁取 不管該場型是如何形成，如在第17同*私的/就 如在第17圖中所描述，在多 =夕=實施的接收結構令，可以以場型分散替換天線 :二？Γκ個場型數目，將與制個天線元件數 κ個場型將利用比起在先前技術中， 線元件的L個天線元件所產生。在鱼目前 二線陣列多輸入多輪出實施的相同方法中，只有在所V 輸的]VI個空間頻道，是由哕 有傳 Μ與K才相等由/亥”接收器場型所能分辨時， =’為了達到最小的空間增益， 接收 窃智型或傳輸器天線的超額。蔣佶田夕去 要接收 技*’以在該接收器系統中分離出資料頻道。以上 淪用來建立該混合矩陣的 斤有时 本發日㈣另-觀點料為此實施的一部份。

, 力觀”·、占則針對一種碼際干擾（IS ^碼際干擾所㈣的傅利葉轉換㈣，則在第18圖= 38 1284464 的配置中提出。已經加入至該傳輸侧的後續塊狀圖，用以 改進減低碼際干擾的傅利葉轉換，包含：維特比（viterbi) 編碼、重複/消去（repetiti〇n/pUncturing)與插入的團塊冗 位’其已經加入至該傳輸側。該後續的塊狀圖也被加入至 該接收侧上：盲信號分離干擾移除、移除團塊、解重複/ • 解消去以及維特比編碼。 該維特比編碼具有一種強健冗位，其克服在該資料編 • 碼處理中的不正確性。像是渦輪編碼的替代編碼形式也是 適用的。該”重複或消去，，，使得在該來源資料比率與傳輸 資料比率之間的資料團塊相對應。該，，插入團塊，，將該連續 抵達的來源資料隨機化，以最大化適當解碼的可能性，其 中，其改良傳遞頻道狀況的恢復性。此引入的團塊錯誤， 是來自=像是在該維特比解碼器之前的團塊錯誤分佈所 造成的嚴重凋零，該維特比解碼器可以比團塊錯誤，更有 效率地從隨機化的分散錯誤中復原資料流。該，，盲信號分 假設f形成的頻率域信號具有-種已知的統計特性 其並不是均勻的’以利用非的勹 出處，加人4線性Γ射# /換（F F τ)的 竑、心眛丨# (均4遍及頻率的信號程度 广逆决速傅__ (IFFt)的輸入處增加一反向 此外此般上是被調變’並在實際可行的方聋

< S 39 1284464 :，聯結於-傳輸頻率之中，所以在該圖中將增加一調變 益、上轉換器與下轉換器、解調器。在傳輸波形之間的邊 界，將存在不連續性。這可以利用許多方式消除。一個方 法是在該波形之間，加入一防護帶，其中在該波形之間進 行内插，以將產生的頻率成分最小化。上述討論用以建立 該混合矩陣的所有方法，可以做為此實施的一部份。 本發明的另一觀點則針對場型分散，以支援層空間通 訊。現在參考第19圖，在該較佳實施例中，該傳輸器為 了在一時槽基礎上的每個層空間流，改變該功率程度。該 資料流因此以不同的功率程度抵達接收器，其在該接收信 號中提供適當的差異，以為了盲信號分離處理填入一適^ 的矩陣之中。因為所有的功率調整都在傳輸器處進行，在 該接收器處L天線元件的數目則為卜i在該接收器處不 茜要產生場型的硬體或軟體。 此方法也滿足先前技術，其中在該抵達信號之間的小 角度差異，對於產生在該信號之間有適當差異的場型等值 線中，便不再是個問題。 在另一實施例中，具有來自該想要的傳輸器所不同的 明顯干擾。如果這樣的干擾是單一的，介於其中的差異以 及該改變的想要傳輸器波前，將足以使得盲信號分離處理 分離所有的信號。如果具有多於一個的明顯干擾，該矩陣 的秩數便不足夠。該系統效能可藉由在該接收器處產生額 外場型改變而得到改善。雖然這是與該較佳實施例不同， 其仍然需要與之前相比的明顯少量場型，以及因此在該接 1284464 收器侧的較少相關實施。

^ ^ ^ ^ ^ τ ^ ^ # ^ A 傳@透過一單一天線元件所加總。在-時样美礎 上，在該總和信號之中的相對功率程度，是以 該用於盲信號分離解碼的方式變化。此== 路“響其忍味者該相對信號的關係 收器之間所保持。這在該接收器處提供 解碼狀態。 裡并吊強健的 此概念是可調整的，其中信號的多數各自總和，可以 透過不同的天“件傳輪。因此可沿著多數路徑分散辦 戈峰空力增益獲得強健的信號分離。為了滿足 匕:r信號的功率，也可以 用以達立率程度的方式調整。上述討論 份。μ此&矩陣的所有方法，可以做為此實施的一部 的一觀點則針對波浪形場型，用以支援同時 數I置，參考第20圖’傳輸至該存取點的多 期iL 頻率㈣。該預期的存取點與非預 担、存取點，將因此接收該傳輸信號的不同功率形式。此 供^於盲信號分離在分離信號時所需要的資訊。 该调變可以與改變該傳輸功率一樣。這可益 :場型等值線進行，所以可以使用泛方向性丄 成形波束場型。纟可以使甩其他像是改變一傳輸波束準 1284464 星的方式。 該最有效率的方式，是使該傳輸器使用對齊時槽。該 時脈可以利用在該裝置中的内在時鐘所設定，或與該存取 點傳送的共同時間記號同步。如果對於該信號抵達接收器 的時候，存在不對齊的覌象，在該盲信號分離中的分離信 號能力便會下降。對齊可以利用確認與該裝置之間的距 、離，或是量測該時間延遲的方式調整。接著可以由該存取 • 裝置 ，使用時脈前進或延遲的技術。 假設該接收信號的增益改變，是已經由將其視為目標 的配備盲信號分離存取點，以及其他情況的干擾兩者所使 用，所對齊的適當接收器可能會變化。如果沒有總體網路 整合時，該預期的接收器便應該被對齊。如果存在總體網 路整合，量測可以顯示該最佳的方法，是讓該信號翁單的 如同干擾一般所移除，但在該預期接收器處，仍然提供用 於分離的適當對齊。 瞻如果存在不使用該無線電頻率功率程度調變技術的其 他信號，便可使用典型的信號回絕技術。替代的，該接收 器可以使用場型或其他的方式，以增加該盲信號分離適用 矩陣的秩數。即使使用後者的方法，該推導矩陣資訊的自 由度，將大大的減少在該存取點接收器處用以實施的花 費。上述討論用以建立該混合矩陣的所有方法，可以做為 此實施的一部份。 本發明的另一觀點，是針對調整盲信號分離無線電頻 率解碼，用以最佳化處理與功率消耗（ drain)。需要被分 (S ) 42 1284464 離而解碼的有興趣資料流信號數目便可減少。一般上該解 石馬矩陣的秩數，決定該最大的被分離有效信號數目，而該 信號的剩餘部分便被視為雜訊。因此此數值需要位在一被 解碼信號的最小包含處。可能需要一可能的較大最小值， 以減少該雜訊成分，因此該信號雜訊比形成一可接受的解 竭錯誤比率。 第21圖描述只操作該接收器的實施。第22圖為第h 圖的超集合，包括來自該傳輸器至該接收器的資料，並選 擇性地包括來自該接收器至該傳輸器的資料。 :如果填入該矩陣的選項，超過甩於操作所需的秩數， 忒天線陣列控制，可以減少被使用的選項數目。來自可1 的某些選擇，對於其他而言可能是更令人滿意的 :最佳選擇形成一較低的矩陣秩數。此集合可以利用片 同選項，對於其他選項的比較，藉由試誤法㈠ 鱼=利用選項k與㈣料的結果）檢驗，或是對條名 二=歷史追蹤檢驗所決定。所使用的方法或方法的^ 二。’也可崎據給定已知條件與μ事證的有效性所決 中=篇°二自許多來源的有效信號範圍之 功率信號發生的，可以期望該最高 擇，以在那些方向♦提供該選項因此應該被選 對於、、為馬而呂，該錯誤校正編 宏^ 料流中，所能容忍的錯誤比n在〜原始解碼資 u為—原始錯誤比率也是 43 1284464 該矩陣填入選項子隼人的$叙 .^ t, 卞果σ的函數，在延些設定之間便存在權 衡。-種介於該編碼器與解碼器之間的回饋與控制回圈， 可以甩來選擇該最佳的相互設定。 如果該接收器發現並不在一受限功率情況巾（舉例來 說，由線電壓供應的功率），該解碼器可以增加其矩陣秩 數。此可為了許多目的所使用。較高的秩數可以減少雜 訊，其增加信號雜訊比，並接著減少錯誤比率。減少的噪 音可以用於用增加傳輸資料比率，減少錯誤校正編碼，或 改進該鏈結的全體可靠度。 將該矩陣的負擔轉換填入該接收器，也可以減少在該 傳輸器上的負載，其可以在該兩者之間存在一控制回路時 使用。相反的，一種使用電池的裝置可以試著與更強健供 應的裝置，進行增加秩數的交涉。 藉由改變時脈設定，談最強健操作需要對每個符元進 行解碼矩陣重新計算。然而，通常該時間總和超過該符元 數目’因此量測只在比率是輕微地快於該時間總和才需 要。減少該解碼矩陣確認的事件，將更節省電力與處理器 的花費。^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ \ 監測在該矩陣中事件彼此之間的改變，是用來確認該 解碼矩陣必須多常重新計算。在寬頻系統中，該子頻道常 常具有各自的時間總和。每個子頻道可以具有其本身的解 碼矩陣以及相對應的量測比率。此排除在該最快需要比率 處，對一非常大解碼矩陣的重新計算。一般上，該用於子 解碼矩陣的量測總和，將小於用於大矩陣的量測總和。

(S 44 1284464 對於場型傳輸而言，如果該來源產生場型，該接收器 可以調整其矩陣填入接收選項，以提供適當的矩陣秩數。 該接收器可以在有關傳輸特性的資訊上建立基礎，其包括 忒傳輸器所知會的資訊、對該接收資料流與解碼資料的量 測，或是與該耒源的交涉設定。在該交涉情況中，也可以 考置該來源的資源限制，因此任一個可以假設為一較高的 負擔，以卸下其他的負載。 、對於矩陣求解技術而言，一般上該解碼矩陣彼此之間 並不變化。因此該先前數值可以做為解答疊代決定的種 =，其與來自於重新開始的決定相比之下，為較少的處理 器負擔。當該矩陣是大到可以開始，通常疊代解碼將變的 車乂快’即使當解答是從一未知情況所決定。這是一種求解 大秩數、完全矩陣的已知方式。 瓜上，根據可利用成分、修正編碼程度、可適用配

及其他影響像是可信操作的因+，可以對以上的所 進行結合。上述討論用以建立該混合矩陣的所有方法， 可以做為此實施的一部份。 汀虿万沄 的另—觀點是針對波浪形場型，用以支援有效 對於該場型傳輸而言，該基本概念是在基礎卖 i著所Γ使用分區的覆蓋場型。該實際的使用分區數ε 從：f:要的能力與相關的成本因子變化。實際實施可c 位角任意大的數目。該分區本身可以在戈 :门又或疋方位角與高度平面中次區分。使用矣 …要好處在於如同每個波束成形方法一樣二

S 45 1284464 該鏈結的其他端點處，追蹤裝置的需求。離開一分區的 =區域至另-個，便因此減少為―種典型的遞交(偏。旻 情況。 ) 該先前技術使得產生該場型的接收器，為了盲信號分 離的信號分離處理，而適當地改變。相比之下，該傳'輸77器 使用技術，因此至少存在部分的適用盲信號分離解碼^環 境。在某些實施中，這將意味著該接收器不需要產生任何 的波浪形場型。在其他實施中，其意味著該波浪形場型的 數目是被明顯的減少。 有一個用於傳輸點的實施例。此實施例滿足在該區域 中，正在操作的其他傳輸來源為未知的情況。參考第23 圖’ $亥傳輸％型等值線為該接收器所已知，是一種在時脈 序列中的波浪形。 在該傳輸場型中的改變，是與該傳輸符元的區域所一 致定時。取代準星的移動，可以改變該場型等值線，並在 每個時槽中維持固定。該覆蓋區域因此不再明顯的改變， 並且不產生為了與其競爭的前視追蹤議題。 由於該改變的傳輸等值線，該接收器將遭遇一種波前 功率程度的改變。該盲信號分離矩陣因此將以在’不同相對 增益數值處的不同信號流差異填入。 如果該接收的優勢信號，是全部來自使用波浪形信號 的一個或多個傳輸器，該接收器只在每個場型改變斯間進 行採樣，並使用這些形成的資料，填入用於盲信號分離信 就分離的矩陣之中。 46 1284464 如果存在另一個使用該波浪形信號的傳輸器,而其他 傳輸器並不使用的混合情況，該接收器可以使用典型的信 唬分離技術將其處理。舉例而言，可以使用像是波束成形 以及多數使用者偵測的方法。然而，該盲信號分離方法一 般來說是更強健的。當實際上，該接收器可以實施場型變 形以及產生足夠的額外場型，以增加該盲信號分離矩陣的 秩數，超過該被分離的信號數目。

一對於該盲信號分離解碼器實施，舉例而言，如果具有 二，信號的三個等值線是由該傳輸器所傳輸，並有其他兩 個信號被接收，該接收器將需要產生至少兩個等值線，以 將彼此干擾的信號分離。如果該傳輸器本身不產生其本身 集θ的話便已經需要少於三個的等值線，所以便可以減 少對該接收器的實施負擔。 如果-㈣m錢職频―信驗，該場型 f值線集合衫需要被旋制相異。這是因為在該接收器 =的信號，是已經對於所有其他的接收信號所改變。該 傳輸器因此可以使用一種對於總體場型的簡單功率改 =而不需要改變該等值線的形狀。如果在該接收器處只 :另-個資料流被加總時，則即使其中_個的振幅為固 二，^言號分離仍可將他分離。這是因為該功率混亂來 t ^#^f #^ ° ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ =資料流，們便出現為對於盲信號分離的一種單一 便:力:接收益本身使用其他的分離裝置，否則 使&加其本身的波浪形場型產生能力。

< S 47 1284464 現在將討論一種在該接收模式中的場型傳输器。因為 盲信號分離的多數場型等值線處理，對於信號分離而言是 一種良好的方法，使用以產生該傳輸場型的相同技術，也 可以甩來產生多數接收器數值。當傳輸是已經被支援時， 用於盲信號分離接收的成本因子，則因此只是該盲信 離處理花費，^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ; 77 現在將討論使用者配備接收器對於該傳輸器的回饋。 j然並不是強制的需要’來自該使用者配備接收器的回饋 資訊，可以用以改善該鏈結的總體操作。舉例而古，嗲接 收器可以決定哪個場型等值線改變的程度，提供^用=資 料。此資訊是被回饋至該傳輸器。該傳輸器接著可以調整 其操作以改善鏈結，使驗少的功率，或對其他通訊鍵姓 造成干擾。這些調整可能是：使用哪個及哪個之中的序d 列，以及在一符元傳輸的工作期間產生多少改變（換言 之，從Μ個到N個等值線的改變）。為了最佳效能，將°需 要傳達每個符元的等值線改變·調整至該接收器。 、-第二實施例則與多數傳輸點有關，其是使用上述描 :的：知方法。用於該多數傳輸器位置實施的接收器摔 ::基t上與用於單一位置的相同。該差異在於由每個傳 輸器所產生的場型，可以為T亡户 + 』以為了目化號分離的信號分離，而 在該接收器處計算。 / 然而，更強健的操作可以藉由從該網路，接收於 整合傳輸參數本質的資訊所緙β ^ 矩陣的秩數，其接著指定該所需場型的數目… £ 48 1284464 時，該接收器的場型產生，便因此為了每個此資訊 整。網路寬度益後雷皆、、译其播 、 °° 可以使用_至該使用者配 t的負讯，以建立網路寬度場型使用、方向、功率程度盥 時脈。上述討論用以建立㈣合矩陣的所有方法，可以^ 為此實施的一部份。 本《明的另一觀點是針對盲信號分離與波浪形場型， =助分碼多重存取信號分離。為了一盲信號分離演算 始=有效的分離信號，該以接收信號必須為一種在該天 =接收錢的集合，其具㈣於每個各自信號的相對不 ^重因子。這可以在該傳輸器、接收器或兩者位置處進 仃:不管該權重因子是在該傳輸端或接收端處改變，他們 對於每個碼片或連續的碼片集合所改變。該基本要求 =亥集合信號被調整的次數，至少與被分離信號的數目相 寺0 第圖"員示種在頻率中，該符元被改變12次（12 一:馬片）的情況。該被改變的參數在4個碼片中為常數。 元的三個變化暗示了可讀該集合接收信號之 中’为離出三個不同的信號。 黧一傳輸器沿著一信號路徑傳輸-信號流，該場型 m合便不需要被旋轉或相異。這是因為在該接收器 的‘諕，疋已經對於所有其他的接收信號所改變。該 2輪器因此可以使用—種對於總體場型的簡單功率改 =而不需要改變該等值線的形狀。如果在該接收器處， 另個=貝料流被加總，則即使其中一個的振幅為固

49 1284464 4 定，盲信號分離仍可將他分離。這是因為該功 提供其本身操作所需要的改變。如果接收到多於:〇、 他資料流，他們便出現為對於盲信號分離的一種 干該接收器本身使用其他的分離裝置，否_ 加其本身的波浪形場型產生能力。、曰

並不是㈣的需要，來自該❹者配備 回饋資訊，可以用以改善該鏈結的總體操作。舉H的， 該接收器可以決定哪個場型等值線改變的程度，提供°用 的資料。此資訊是被回饋至該傳輸器。該傳輸器接著可以 調整其操作以改善鏈結，使用較少的功率，或對其他通吼 鏈結造成干擾。雖然存在有許多改變功率曲線的方式，其 中的一些調整可能是··使用哪個及哪個之中的序列；在二 符元傳輸的工作期間產生多少改變，以及如何調變或亂 一各自鏈绪的功率。為了最佳效能，將需要傳達每個符元 的等值線改變調整至該接收器。 實際的功率放大器可在其線性操作範圍中得到最佳使 用i以一大的峰均值功率比率，可減少用於線性操作的操 作範，，因此對該峰均值而言，形成一種減少的線性動態 控制範圍，並因此減少在該傳輸器與該接收器之間的操^ 距離。當功率是一種被使用的傳輸參數時，此利害關係可 以利用許多方式減輕。 這些方法包含當由該相同的放大器供電至多於一個滅 點（sink)時，該盲信號分離改變可以利用一種像是把所 有信號的功率總和，維持為固定的方式所同步。換句話 < £ 50 1284464 =’某些傳輸的增加是移自於其他的減少。如果該功率是 接近於该碼片比率的數值處改變，超過的功率可以 至一消散負载。 田對於該傳輸與接收天線兩者而言，該二維或三維中的 易5L可以利用多種方式建立，包含該相位陣列天線的延遲 -與功率程度調整；具有可切換負載的寄生天線元件；偏極 改變；功率平面負載的改變，其造成場型的偏位；元件或 春反射器的機械移動；以及上述的任何結合。上述討論用以 建立該混合矩陣的所有方法，可以做為此實施的一部份。 本么明的另一觀點是針對一信號接收器，其用於多數 空間獨立頻道。切換的寄生天線可以與一種高速度數位化 =與下轉換器所結合，以提供多數空間獨立頻道至一基頻 帶處理結構。多數空間獨立頻道是由使用一單一的低雜訊 放大器（LNA)、一混合器、一局部振盪器（L〇)、一低 通過濾波器（LPF )以及一類比數位轉換器（ADC )所提 • 供。 以此技術所獲得的多數空間獨立頻道，可以利用多種 方式所處理’範例則包含整體結合、盲信號分離，或多輸 入多輪出處接收處理。 參考第25圖，該系統原則將在之後敘述。該較佳實施 例包含一單一天線陣列，其具有切換至電感與電容的組 件。該頻帶通過濾波器限制存在於低雜訊放大器的頻帶與 總體無線電頻率功率兩者。該低雜訊放大器不只是用於接 收信號的低雜訊放大器而已。該混合器與局部振盪器調整 < S ) 51 1284464 该無線電頻率信號為一種中介頻率或基頻帶數位轉換器 ( DC)之一。任一種實施也適用於後端處理。 。亥天線切換、選擇局部振盪器切換以及解多工處理器 切換’是由相同的數位序列產生器所驅動，因此該信號的 1個頻道，是由該天線的N個分散模式所產生。這從該混 令器產生一種信號頻道無線電頻率輸出，並存在於該低通 過濾波器與類比數位轉換器。 β雖然在該圖示中並未顯示，該類比數位轉換器是與該 驅動天線模式的相同數位序列產生器、選擇局部振盡器以 及解多工處理ϋ所时。考慮具有—㈣頻率Fe的信號 =調，寬B’該解多卫處理器為了該脈衝形狀，作用 為一f具有脈衝的下採樣操作。對於具有N個元件的陣 ，而吕，該類比數位轉換器的採樣頻率必 的需要是因為在該基頻帶處理器中，每為n個樣 丰只會有一個存在於一解調器之中。2*B的需要則9為^ 滿足該奈奎斯特（Nyquist)採樣理論。因此，由此疋系統 所接收的信號頻寬，也受到該裝置的切、、'· 該解多工處理器取代樣本至，其植册老或羊所限制。 N個平純mho本线頻▼處理11 (BBP)中 α個十仃解凋器電路的每一 . 从 群隼，而日f 们^樣本分佈結構必須不Λ 群集而疋一種序列分佈。舉例而言，如 不為 分散選擇（左、右與泛方向），則ν=3。 /、有二個天線 轉換器的樣本編號為]、2、3、4、5、6、來自該類比數位 11 M2 ^ 1; 4 . 7 ^ 1〇 ^ ^ ^ ^ ^ ^ 8；2 9 ' ' U为佈至第二解調器序列；而3、6、9、^ · 2、5、8、 分佈至第三 1284464 解調器序列。 式，二m，該解調器可以是-種整體結合的形 I。、古a二或該兩個-般多輸入多輸出解調技術之 二込可以是一信號調變電路的N個舉，是一預 期為N個空間猶办相、皆从+ 牛 4疋徑預 争篑㈣包。該整體結合可以是軟性 或硬性決策的操作。之後將討論-些實施限 收信號功率。芩里㈣圖形、阻抗相符以及接 1^饭"又孩天線陣列具有與該接收信號相符的頻寬， 量訊比將維持相同。然而，該頻帶内信號能 傳、洗陣列相比之下，以N2的因子減少。 踗：Γ該，訊放大器在該天線陣列之後，是在該信號 仫的第一影響元件，該雜訊圖形便不像從一 piN型二 =開始的切換陣列，具有一重要的考量。因為每個； ^ "亥解夕工處理器之後接收該信號功率的1/N，該低雜 :ΐ大？增益要求便以101og 10N的方式增加以保持在 以混合器輸出處的可分辨信號振幅。 性的在Γ:天：陣列之中的切換，將引入一種阻抗相_ 、蜒對天線實施而言，這並不總是只具有直接連接 =該,無線電頻率路徑的”主動，，天線元件情況。該其他的” ° 天線元件，只在該無線電頻率路徑具有影響。 一替代的實施例，也可以適用於某些多输入多輸出以 t其他的平行路徑傳輸結構中，其結合調整該局部振盪器 ;、、、不同的載流頻率，並切換至該天線陣列的不同分散模

53 1284464 式。這可以彼此同步或獨立進行。在時間中，他們必須 時發生’但每個的狀態（陣龍式比上載流頻率）並不需 要為同相。 這對於接收802.1lg+的波形而言是有用的實施，其 兩個規則的802.llg波形，是平行地在不同載流中傳輸。 *在此情況中，可以在該局部振盪器的上方與下方載流之n .切換，並接著在-不同的場型中，切難天料 • 分散模式。 该混合器可以被設為將該無線電頻率，下轉換至中介 頻率或基頻帶數位轉換器。這改變了該_比數位轉換 某些採樣要求。&意的化名與其他的技術，可以在採樣下 實施中介頻率，並仍然復原預期的資訊内容。 此方法也考慮了對於接收與傳輸功能兩者的天線 ，用,。對某些像是衛星接收的應用❿言，不需要傳輸功 此·。對於時分多工系統（像是無線區域網路（wlan)、 籲新-代無線寬頻接取技術（WiMAX)、寬頻分碼多重存取 時分多工（WCDMA-TDD)、單頻道同步分碼多重存取 (TDSCDMA)等等）或時槽頻分多工（fdd)系統（像 是全球行動通訊系統/通用無線封包服務（gsm/gprs)) 而言’其並不同時接收與傳輸信號，當該傳輸模式被獨立 考量時，該接收天線便可視為多工。對於完全頻分多工系 統而言（像是分碼多重存取2〇〇〇(CDMA2〇〇〇)或寬頻分 碼多重存取-頻分多工（WCDMa_fdd))而言，該傳輸功 能可以以分離天線的方式完成。這些空尹介面的任何一 54 1284464 個，都可以使用任何的致能解調器技術（整體結合、盲信 號分離、多輸入輸出）。 本發明的另一觀點是針對盲信號分離應用至分碼多重 存取接收器處理。具有在天線元件之間適當分離的天線陣 列，則適用於填入該解碼序列之中。該可利用文獻的回顧 指出一般上這是對此技術專精者而言為信服的。 其他參考的文件討論，則與信號天線干擾消除（Saic ) 技術有關。使用盲信號分離的那些，需要該調變已經是相 關或統計獨立的同相與正交頻道，以產生秩數為2的矩 陣。這些解碼器因此分離單一干擾及想要的信號。如果存 在兩個干擾，現有的信號天線干擾消除技術便不能實行。 他們便參考為一種使用，，虛擬，，第二天線。

該先前技術可以根據由現有技術裝置，以及在文獻中 並未存在使用的其他，獲得信號獨立的總和所改善。然而 同相與正交裝置，實際上位於某些無線電存取網路之中， 他們可以不適用於分碼多重存取編碼。上述討論用以建立 該混合矩陣的所有方法，可以做為此實施的-部份。 叙雖然這些技術增加該獨立成分分析可使 秩 要細微技術，二:說所適當的解碼序列仍需 害時，便需要從獨立成分?析*=議和為過度有 在一第二實施例中，‘ *钕 、 不同的解碼序列。在第2。6圖所描述，其使用-種 昂27圖中顯示，位於節點A處的信 '-· a ; 55 1284464 號集合範例。為了清楚顯示只有一信號干擾，但該相同的 論點也可以應用至多數干擾以及一增加的矩陣秩數。該雜 訊程度是以一種窄頻帶干擾所超越，且該想要的分碼多重 存取信號是在該雜訊程度之下。 在第28圖中的節點b處，已經決取出該干擾。該，，選 *擇器”確認該擷取信號是否真的是干擾。如果一信號具有 该想要信號的特徵，其便不被選擇。如果選擇一個或更多 •的干擾’他們便存在於該”倒轉器，，處（節點C)。獨立成 =分析擷取，可以倒轉或不倒轉一接收信號，且需要對於 每個信號是否需要被倒轉以與該接收信號相符進行確認。 與該正確振幅符號一起的干擾，是存在於在節點D處 的加總器負向輸入中。本領域的專精者當然可能識別該替 代，但不是相等的實施。舉例來說，可以在此階段使用一 種純粹加總器，且該倒轉器可以只在該信號不與該非倒轉 波形，擷取時使用。該原始接收信號（節點A)的一種 •延遲形式，是存在於其他加總器輸入處。該延遲數值是等 於由該獨立成分分析、選擇、以及，，倒轉，，處理所產生的延 遲。本領域的專精者當然可能識別該替代，但不是相等的 實，。舉例來說，該延遲與加總器功能塊狀圖，可以利用 最丨化塊狀圖所取代，其轉移並加總兩個信號，直到 到一最小值為止。 在第29圖中的節點D處，該干擾已經被移除。在第30 ，中的節點E處，該耗式接收器已經減少信號的分散， 、見在可以存在於該基頻帶解碼器中。此實施例的進一步 56 1284464 細節，在於由該天線結構收集的信號可以透過對於每個 前討論實施例的選择所獲得，用以強化該目前的技術。 應該被辨別的是如在第26圖中所顯示的結構，只是一 種實施該描繪發明的方式。而不是具有，，選擇器，，存在疋但 適當地不具有信號的時候，可以使用一種不論在前處理或 後處理中，該選擇不同路徑的先前技術實施。該權衡必須 與該處理延遲、實施成本、全體操作強健性以及某些的設 ，者選擇-起進行。只有在進行㈣耙式接㈣之前，二 該信號流減去干擾的基本概念，需要在該相同發明的 變化中維持。 ▲雖然對於干擾的完全移除已經在之前說明中顯示，應 該實施的並不是移除所有的干擾。然而任何干擾的移除' 在假設該犛把式解碼器處理一改善的信號集合之下，一般 上而言是用於改進先前技術的效能。 該分碼多重存取信號就其本身而言，與其解展頻的形 =相比之下，更是一種高斯型態，並具有更難以由獨立成 、分析所偵測的傾向。然而，與該想要信號相關的某些資 料移除也是可能的，因為該信號仍舊保持某種統計顯著、 性。一旦再次地移除干擾之後，通常將變的更加顯著，而 ，體増益便存在於該犛耗式解碼器之中。替代的該總體 馬處理可以進一步的使用一種遞增的處理方式所強 化。意味著該信號對於包含或不包含，及/或該移除信號 的數目可以被逐漸增加或減少，以及該解碼信號量測對於 改善或惡化該結果程度的整體性，可以更詳細的檢驗。此 57 1284464 實施例的主要關鍵，在於獨立成分分析是對於幾乎相同 信號所使用，但不在該犛乾式處理之前對於分碼多重存取 “唬使用’因為在此期間是難以確認及/或擷取。 描二發：的另一觀點是針對混合最小均方差矩陣束分離 權重，，、透過場型用於盲信號分離。可再一次參考u s Patnet No· 6’931’362 ’其中需要多數感應器以提 立加總信號。該申請專利案，362在此以文獻方式所1合獨 该上述天線陣列可以使用替代該多數感應器，然而在該申 明專利案’362中公開的後處理也仍舊適用。 本發明的許多修正與其他實施例，對於本領域專精者 而言是可瞭解的，其在之前敘述與相關圖示之中具有教學 的優點。因此，應該被瞭解的是本發明並不限制於此處公 碣的特疋實施例’且預期該修正與實施例是包含在談附加 申請專利範圍的觀點之中。 <5 58 1284464 圖式簡單說明 第1圖疋為據本發明的一種典型操作方案塊狀圖，其 中-通訊裝置從各自的信號來源，接收想要與不想要的信 第2圖疋在第1圖中所顯示通訊裝置的更詳細塊狀圖。 第3圖為根據本發明，袁 · 為了该合矩陣而產生該來源 "ί 口號線性獨立總和的不同方法說明。

配置為一種切換波束天線的天 第4圖為根據本發明 線陣列塊狀圖。 第5圖為根據本發明，配置為-種相位陣列的天線陣 列塊狀圖。 第6®為根據本發明，配置為偏極天線元件的天線陣 列塊狀圖。 第7圖為根據本發明，描述該三偏極（td-poladzation) 使用的三維圖示。 ❿ 冑8圖為根據本發明，具有包括相關與不㈣天線陣 列的通訊裝置塊狀圖，其為了盲信號分離處理而提供不同 的信號總和。 第9圖為根據本發明，基於陣列偏位所操作的通訊裝 置塊狀圖’其為了盲信號分離處理而提供不同的信號總 和0 第10圖為根據本發明，具有-高度控制器的切換波束 天線塊狀圖，用以選擇性地改變一天線場型的高度。 第11圖為在方位角方向中，描述一天線場型的天線圖 59 1284464 示，其接著反應在第9时描述的高度控制器，而在該高 度方向中旋轉。 第12圖為根據本發明，在該接地平面中形成具有一無 線電頻率調節裝置的天線元件塊狀圖，用以在該高度方向 中旋轉該天線場型。 第13圖為根據本發明，基於路徑選擇操作的通訊裝置 塊狀圖，其為了盲信號分離處理而提供不同的信號總和。

第14圖為根據本發明，|於分散編碼操作的通訊裝置 塊狀圖，其為了盲信號分離處理而提供額外的信號總和。 第15圖為根據本發明，基於同相與正交信號成分操作 的通裝置塊狀圖，其為了盲信號分離處理而提供額外的 信號總和。 第16圖為連接至如第15圖中所顯示天線元件的同松 與正交模組詳細塊狀圖。 -第17圖為根據本發明，基於場型分散操作的多輸入多 輪出（ΜΙΜΟ)系統塊狀圖。 第Μ圖為根據本發明，一傅利葉轉換通訊系統碼際干 擾定址的塊狀圖。 ^第19圖為根據本發明的通訊系統塊狀圖，其中一傳輸 器疋以時槽為基礎。改變用於每個分層空間流的功率程 度。 、第20圖為根據本發明的通訊系統塊狀圖，其中使用波 浪形場型，以支援傳輸至相同存取點的多數傳輸器。 第21圖為根據本發明，一最佳化處理與功率消耗 1284464 (drain)的接收器塊狀圖。 第22圖為在第21圖中扣、+、^从 傳輸器整合其本身的操作，广、妾收11塊狀圖，其與一 第23圖為根據本發明，在— 已知的波浪形傳輸場型等值線圖示：1由-接收器所 第24圖為根據本發明的時脈線 阴 12個變化（換言之，12個片 ，、中付兀週期具有 4個碼片而維持固定。 ；’而該被改變參數則為了 第25圖為根據本發明，用於办 器塊狀圖。數二間獨立頻道的接收 第26圖為根據本發明的接收 第2 7至3 0同也八α丨i α解碼鍵的塊狀圖。 弟7至30圖為分別對應第回山 E點，振幅對於頻率的圖示。 圖中的A、B、D、與 元件符號說明 20 > 22 20(1)〜20(Μ) 22(1)〜22(Μ) 24 24(1)〜24(Μ) 34(1)〜34(Ν) 140 、 100, 142 、 162 144 、 104, 多數信號來源 第1〜第Μ信號來源 第1〜第Μ來源信號 多數天線波束 第1〜第Μ天線波束 第1〜第Ν天線元件 切換波束天線 主動天線元件 被動天線元件 1284464 144a、104a’ 上半部 144b、104b’ 下半部 146、106’、272 接地平面 148、108’、118’ 反應負載 160 相位陣列 180 天線陣列 206 兩個相關天線元件 270 可控制無線電頻率調節裝置 506 同相與正交模組 520 混合器 182a、182b、182c、184a、184b、204、244、304、404 502 、 504 、 274 天線元件 200 、 240 、 300 、 400、500 通訊裝置 PCA 主成分分析模組 ICA 獨立成分分析模組 SVD 信號數值分解模組 RR 犛耙式接收器 RF 無線電頻率 BPF 頻帶通過濾波器 LNA 低雜訊放大器 LO 局部振盪器 LPF 低通過濾波器 ADO 類比數位囀換器 BBP 基頻帶處理器 62

Claims (1)

1284464 十、申請專利範圍： 1· 一種用於分離由Μ個信號來源所提供來源信號的通 訊裝置，該通訊裝置包括： 一天線陣列’包括Ν個天線元件，用以接收該μ個來 源信號的至少Ν個不同總和，該ν個天線元件的至少兩 天線元件是彼此相關並具有不同的偏極，以用於接收該Μ 個來源信號的該至少Ν個不同總和中至少其中之二，其 中]Si與Μ大於1 ; 一接收器，其連接到該天線陣列，用以接收該Μ個來 源信號的該至少Ν個不同總和；以及 一盲信號分離處理器，其連接至該接收器，用以形成 包括一混合矩陣，該混合矩陣包括該Μ個來源信號的該 至少Ν個不同總和’該混合矩陣具有一秩數，該秩數至 少等於Ν ’該盲信號處理器用於從該混合矩ρ車中分離出想 要的來源信號。 2‘根據申請專利範圍第1項的通訊裝置，其中Ν=Μ。 3·根據申請專利範圍第i項的通訊裝置，其中談混合 矩陣的該秩數為K，其中1<^，且該盲信號分離處理器從 該混合矩陣中分離出該Μ個來源信號的尺個。 4·根據申請專利範圍第1項的通訊裝置，其中Ν>Μ。 5·根據申請專利範圍第1項的通訊裝置，其中該不同 偏極彼此正交。 6·根據申請專利範圍第1項的通訊裝置，其中該以偭 天線元件的至少其中之二包括三天線元件，該三天線元件 < S 63 1284464 亦彼此空間分離並具有不同的偏極，因此可支援三偏極以 接收該Μ個來源信號的3個不同總和。 7·根據申請專利範圍第6項的通訊裝置，其中該不同 偏極彼此正交。 8·根據申請專利範圍第1項的通訊裝置，其中該天線 陣列形成至少Ν個波束，用以接收該Μ個來源信號的該 、至少Ν個不同總和，各天線波束具有從一最大增益點以 • 下的3分貝點，其用於在一接近信號的至少一方向中回絕 信號。 9·根據申請專利範圍第1項的通訊裝置，其中該天線 陣列形成至少一天線場型，用以接收該Μ個來源信號的 該Ν個不同總和之至少其一，該至少一天線場型大體上 不具有從一最大增益點以下的3分貝點，造成在一接近信 號的任何方向中都沒有信號回絕。 10·根據申請專利範圍第1項的通訊裝置，其中該Μ ⑩個來源信號的各總和為線性。 U·根據申請專利範圍第1項的通訊裝置，其中該盲信 就分離處理器根據主成分分析（PCA)，從該混合矩陣中 分離出該想要的來源信號。 12 ·根據申請專利範圍第1項的通訊裝置，其中該盲信 波分離處理器根據獨立成分分析（ICA )，從該混合矩陣 中分離出該想要的來源信號。 13·根據申請專利範圍第1項的通訊裝置，其中該盲信 该；分離處理器根據單一數值分解（S VD )，從該混合矩陣 1284464 中分離出該想要的來源信號。 14· 一種用於操作一通訊裝置以分離由Μ個信號來源 所提供來源信號的方法，該通訊裝置包括一天線陣列、與 該天線陣列連接的一接收器以及連接至該接收器的一盲 信號分離處理器，談方法包括： ' 在该天線陣列接收该Μ個來源信號的至少ν個不同總 - 和’該天線陣列包括Ν個天線元件，其中該ν個天線至 鲁 少其中之一·為彼此相關並具有不同的偏極，用以接收該μ 個來源信號的至少Ν個不同總和之二，其中Ν與Μ大於 1 ； 提供該Μ個来源信號的該至少ν個不同總和至該接收 器；以及 由該盲信號分離處理器處理該接收器所接收該Μ個來 源信號的該至少Ν個不同總和，該處理包括： 形成一混合矩陣，其包括該]V[個來源信號的該至少Ν _ 個不同總和，該混合矩陣具有一秩數，該秩數至少等於 Ν，以及 從該混合矩陣中分離出想要的來源信號。 15·根據申請專利範圍第14項的方法，其中ν等於μ。 16·根據申請專利範圍第μ項的方法，其中該不同偏 極彼此正交。 17·根據申請專利範圍第14項的方法，其中該Ν個天 線元件的至少其中之二包括三天線元件，該三天線元件亦 彼此空間分離並具有不同的偏極，因此可支援三偏極用以 65 1284464 接收該Μ個來源信號的3個不同總和。 18·根據申請專利範圍第14項的方法，其中該天線陣 列形成至少Ν個波束，用以接收該Μ個來源信號的該至 少Ν個不同總和，各天線波束具有從一最大增益點以下 的3分貝點，其用於在一接近信號的至少一方向中回絕信 ， 號而作準備。 19·根據申請專利範圍第14項的方法，其中該天線陣 φ 列形成至少一天線場蜇，用以接收該Μ個來源信號的該ν 個不同總和之至少其一，該至少一天線場型大體上不具有 從一最大增益點以下的3分貝點，造成在一接近信號的任 何方向中都沒有信號回絕。 2〇·根據申請專利範圍第14項的方法，其中該Μ個來 源信號的各總和為線性。 21·根據申請專利範圍第14項的方法，其中該盲信號 分離處理器板據主成分分析（ PCA)，從該混合矩陣中分 ♦離出該想要的來源信號。 22·根據申請專利範圍第14項的方法，其中該盲信號 分離處理器根據獨立成分分析（ICA ) ’從該混合矩陣中 分離出該想要的來源信號。 23·根據申請專利範圍第14項的方法，其中該盲信號 分離處理器根據單一數值分解（SVD )，從該混合矩陣中 分離出該想要的來源信號。

66 1284464 t I 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（2 )圖 (二） 本代表圖之元件符號簡單說明： 30 通訊裝置 34(1)〜34(N) 第1〜第N天線元件 • PCA 主成分分析模組 ^ ICA 獨立成分分析模組 i SVD 信號數值分解模組 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式: