TWI394391B - 移動通信系統、基地台、干擾除去方法 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種移動通信系統、基地台、干擾除去方法。
在移動通信系統中,複數的移動終端機係使用同一頻率與基地台進行無線通信。
當基地台與某移動終端機進行無線通信時,若從該移動終端機所接收到的接收信號(期望信號)受到從其他移動終端機所接收到的接收信號(干擾信號)的干擾時,受信品質就會變差。
試舉除去該等干擾信號的干擾除去技術的一個例子,其以複數天線元件構成天線,讓各天線元件的接收信號進行天線合成,以控制天線的指向性(參照專利文獻1)。藉此,控制天線的指向性以在干擾信號的方向上形成無訊區,進而除去干擾信號。
[專利文獻1]日本特開平6-204902號公報
然而,在上述干擾除去技術中,當干擾信號與期望信號在同一方向上存在時,由於無法在干擾信號的方向上形成無訊區,故會有無法除去干擾信號的問題存在。
又,在上述干擾除去技術中,由於係以複數天線元件構成天線,故會有整個天線趨向大型化的問題存在。
本發明之目的在於提供一種能夠解決上述問題的移動通信系統、基地台、干擾除去方法。
為達成上述目的,本發明之移動通信系統具備移動終端機以及與該移動終端機進行無線通信的基地台,其特徵為該基地台包含:
第1以及第2天線元件,其具有彼此直交的偏波特性;第1基帶信號轉換部,其將該第1天線元件所接收到的接收信號轉換成基帶信號;第1乘算器,其對該第1基帶信號轉換部所轉換的基帶信號乘上第1加權係數以進行加權處理;第2基帶信號轉換部,其將該第2天線元件所接收到的接收信號轉換成基帶信號;第2乘算器,其對該第2基帶信號轉換部所轉換的基帶信號乘上第2加權係數以進行加權處理;加算器,其將經過該第1以及第2乘算器加權的各基帶信號加算在一起並輸出;以及信號處理部,其利用MMSE(Minimum Mean Square Error:最小均方誤差)計算出使該第1以及第2天線元件所分別接收到的接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交的第1以及第2加權係數作為該第1以及第2乘算器所用到的該第1以及第2加權係數。
為達成上述目的,本發明的基地台,係與移動終端機進行無線通信的基地台,其特徵為包含:
第1以及第2天線元件,其具有彼此直交的偏波特性;第1基帶信號轉換部,其將該第1天線元件所接收到的接收信號轉換成基帶信號;第1乘算器,其對該第1基帶信號轉換部所轉換的基帶信號乘上第1加權係數以進行加權處理;第2基帶信號轉換部,其將該第2天線元件所接收到的接收信號轉換成基帶信號;第2乘算器,其對該第2基帶信號轉換部所轉換的基帶信號乘上第2加權係數以進行加權處理;加算器,其將分別在該第1以及第2乘算器經過加權的各基帶信號加算在一起並輸出;以及信號處理部,其利用MMSE(Minimum Mean Square Error:最小均方誤差)計算出第1與第2加權係數,此第1與第2加權係數係作為該第1及第2乘算器所用到的該第1及第2加權係數,使該第1以及第2天線元件所分別接收到的接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交。
為達成上述目的,本發明的干擾除去方法,係與移動終端機進行無線通信的基地台所實施的干擾除去方法,其特徵為包含:
第1轉換步驟,其將具有第1偏波特性的第1天線元件所接收到的接收信號轉換成基帶信號;第1乘算步驟,其對該第1轉換步驟所轉換的基帶信號乘上第1加權係數以進行加權處理;第2轉換步驟,其將第2天線元件所接收到的接收信號轉換成基帶信號,該第2天線元件具有與該第1偏波特性直交的第2偏波特性;第2乘算步驟,其對該第2轉換步驟所轉換的基帶信號乘上第2加權係數以進行加權處理;加算步驟,其將分別經過該第1以及第2乘算步驟加權的各基帶信號加算在一起並輸出;以及計算步驟,其利用MMSE計算出使該第1以及第2天線元件所接收到的接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交的第1以及第2加權係數作為該第1以及第2乘算步驟所用到的該第1以及第2加權係數。
若依本發明,由於基地台利用MMSE讓第1以及第2天線元件的接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波直交,而無法接收到與合成偏波直交的干擾信號,故即使在干擾信號與期望信號於同一方向上存在的情況下,也能夠獲得除去干擾信號這樣的效果。
又,由於基地台係由具有彼此直交之偏波特性的第1以及第2天線元件構成天線,故即使在設置各天線元件以分別對應各移動終端機的情況下,也能夠讓天線形成將各天線元件排成1列的構造,藉此,便能夠獲得避免天線整體趨向大型化的效果。
以下,參照圖面說明本發明最佳實施形態。
圖1係本發明之移動通信系統的一個實施形態的整體構造圖。
如圖1所示,本實施形態的移動通信系統,具備基地台(BS:Base Station)10,以及n(n為2以上的自然數)個移動終端機(MS:Mobile Station)20-1~20-n。
基地台10的天線11,設置n組具有彼此直交之偏波特性的2個天線元件11x、11y,分別對應各移動終端機20-1~20-n。
各移動終端機20-1~20-n的天線21,係由具有垂直偏波特性的1個天線元件所構成的。
移動通信,基本上是直射波無法傳遞的視距外通信,可用偏波進行傳遞,偏波可利用傳遞路徑途中的建築物等障礙物反射而轉向。
因此,例如,移動終端機20-1、20-2所發送的偏波,在送信時點都是垂直偏波,但在基地台10受信時點會轉換成不同的偏波。
圖2係方塊圖,表示基地台10的構造。
如圖2所示的,基地台10包含:天線11,其係由分別對應各移動終端機20-1~20-n的n組天線元件11x、11y所構成的;低雜訊放大器(LNA:Low Noise Amplifier)12x、12y;降頻轉換器(Down Converter)13x、13y;A/D轉換器(ADC:Analog Digital Converter)14x、14y;以及n個基帶處理部15,其分別對應各移動終端機20-1~20-n。又,天線元件11x、11y以及基帶處理部15的運作方式不會受到其所分別對應之移動終端機20的天線21的偏波的影響。
又,基帶處理部15包含:MMSE(Minimum Mean Square Error:最小均方誤差)信號處理部16;乘算器17x、17y;以及加算器18。
低雜訊放大器12x、降頻轉換器13x以及A/D轉換器14x構成將天線元件11x所接收到的接收信號轉換成基帶信號的基帶信號轉換部。
具體而言,低雜訊放大器12x將天線元件11x所接收到的接收信號放大,降頻轉換器13x將低雜訊放大器12x所輸出的接收信號降頻轉換成基本頻帶,A/D轉換器14x對降頻轉換器13x所輸出的信號進行A/D轉換以產生並輸出基帶信號。
低雜訊放大器12y、降頻轉換器13y以及A/D轉換器14y構成將天線元件11y所接收到的接收信號轉換成基帶信號的基帶信號轉換部。
具體而言,低雜訊放大器12y將天線元件11y所接收到的接收信號放大,降頻轉換器13y將低雜訊放大器12y所輸出的接收信號降頻轉換成基本頻帶,A/D轉換器14y對降頻轉換器13y所輸出的信號進行A/D轉換以產生並輸出基帶信號。
乘算器17x對A/D轉換器14x所輸出的基帶信號乘上在MMSE信號處理部16所計算出來的加權係數Wx以進行加權處理。
乘算器17y對A/D轉換器14y所輸出的基帶信號乘上在MMSE信號處理部16所計算出來的加權係數Wy以進行加權處理。
加算器18將分別從乘算器17x、17y輸出且經過加權的各基帶信號加算在一起並輸出。
MMSE信號處理部16,以天線元件11x、11y接收引導信號時的A/D轉換器14x、14y的輸出信號作為參考基準進行MMSE信號處理,藉此計算出加權係數Wx、Wy,並將所計算出來的加權係數Wx、Wy分別輸出到乘算器17x、17y。
具體而言,MMSE信號處理部16,利用MMSE信號處理,計算出使天線元件11x、11y所分別接收之接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交且從加算器18輸出的信號的信號等級為最大的加權係數Wx、Wy。
又,在MMSE信號處理部16進行的MMSE信號處理,可利用習知的方法,該方法並無特別限定,故省略說明。
以下,參照圖3說明基地台10的干擾除去方法。
圖3係向量圖,說明在基地台10中為了除去干擾所進行的天線合成動作。又,在圖3中,左側表示本發明的基地台10的天線合成動作,右側表示相關技術的天線合成動作,以作為比較。
如圖3所示,在相關技術中,配合期望信號,進行將各天線元件的接收信號予以同相合成的最大比值合成(MRC:Maximum Ratio Combining),以讓期望信號的信號等級成為最大。
亦即,在相關技術中,進行讓SNR(Signal to Noise ratio,信號對雜訊比)最大化的處理,藉此,除去干擾信號。
然而,當干擾信號與期望信號在同一方向上存在時,由於也會接收到干擾信號,故受信品質會變差。
相對於此,在本發明中,基地台10以使各天線元件11x、11y的接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交的方式進行各天線元件11x、11y的接收信號的天線合成。
因此,由於無法接收到與各天線元件11x、11y的接收信號的合成偏波彼此直交的干擾信號,故即使干擾信號與期望信號在同一方向上存在時,也能夠除去干擾信號。
然而,此時,由於受信品質有變差的可能,基地台10,以使各天線元件11x、11y的接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交且從加算器18輸出的信號的SINR(Signal to Interference and Noise power Ratio:信號對干擾與雜訊比)成為最大的方式,進行天線合成。
亦即,在本發明中,基地台10進行讓SINR最大化的處理,藉此除去干擾信號,以提高受信品質。
在如上所述的本實施形態中,由於基地台10利用MMSE讓各天線元件11x、11y的接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交,而無法接收到與合成偏波直交的干擾信號,故即使在干擾信號與期望信號於同一方向上存在的情況下,也能夠除去干擾信號。
又,由於基地台10係由具有彼此直交之偏波特性的天線元件11x、11y構成天線11,故即使在設置複數天線元件11x、11y以分別對應各移動終端機的情況下,天線11也能夠形成讓天線元件11x、11y排成1列的構造,藉此,便能夠避免天線11整體趨向大型化。
又,基地台10不僅利用MMSE讓各天線元件11x、11y的接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交,更採用讓加算器18所輸出之信號的SINR最大的構造,以除去干擾信號,並提高受信品質。
以上,係參照實施形態說明本發明,惟本發明並非以上述實施形態為限。本發明的構造或詳細內容,在本發明的範圍內,本領域從業人員可適當理解並作出各種變化。
本申請案,以2008年7月14日提出申請的日本專利申請特願2008-182454作為基礎案主張優先權,其揭示內容全部受到引用而包含於本案中。
10...基地台(BS:Base Station)
11...天線
11x、11y...天線元件
12x、12y...低雜訊放大器(LNA:Low Noise Amplifier)
13x、13y...降頻轉換器(Down Converter)
14x、14y...A/D轉換器(ADC:Analog Digital Converter)
15...基帶處理部
16...MMSE信號處理部
17x、17y...乘算器
18...加算器
20-1~20-n...移動終端機(MS:Mobile Station)
21‧‧‧天線
Wx、Wy‧‧‧加權係數
圖1係構造圖,表示本發明之移動通信系統的一個實施形態。
圖2係方塊圖,表示圖1所示之基地台的構造。
圖3係說明圖,說明圖1所示之基地台的天線合成動作。
11...天線
11x、11y...天線元件
12x、12y...低雜訊放大器(LNA:Low Noise Amplifier)
13x、13y...降頻轉換器(Down Converter)
14x、14y...A/D轉換器(ADC:Analog Digital Converter)
15...基帶處理部
16...MMSE信號處理部
17x、17y...乘算器
18...加算器
Wx、Wy...加權係數
Claims (10)
- 一種移動通信系統,包含移動終端機以及與該移動終端機進行無線通信的基地台,其特徵為該基地台包含:第1以及第2天線元件,其具有彼此直交的偏波特性;第1基帶信號轉換部,其將該第1天線元件所接收到的接收信號轉換成基帶信號;第1乘算器,其對該第1基帶信號轉換部所轉換的基帶信號乘上第1加權係數以進行加權處理;第2基帶信號轉換部,其將該第2天線元件所接收到的接收信號轉換成基帶信號;第2乘算器,其對該第2基帶信號轉換部所轉換的基帶信號乘上第2加權係數以進行加權處理;加算器,其將分別在該第1以及第2乘算器經過加權的各基帶信號加算在一起並輸出;以及信號處理部,其利用MMSE(Minimum Mean Square Error:最小均方誤差)計算出第1與第2加權係數,此第1與第2加權係數係作為該第1及第2乘算器所用到的該第1及第2加權係數,使該第1以及第2天線元件所分別接收到的接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交。
- 如申請專利範圍第1項之移動通信系統,其中,該信號處理部利用MMSE計算出第1以及第2加權係數,此第1以及第2加權係數使該第1以及第2天線元件所分別接收的接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交且由該加算器輸出信號的SINR(Signal to Interference and Noise power Ratio:信號對干擾與雜訊比)為最大。
- 如申請專利範圍第1或2項之移動通信系統,其中,該第1天線元件、該第2天線元件、該第1乘算器、該第2乘算器、該加算器以及該信號處理部,對應各移動終端機設置。
- 如申請專利範圍第3項之移動通信系統,其中,該第1天線元件、該第2天線元件、該第1乘算器、該第2乘算器、該加算器以及該信號處理部的運作方式,不受該移動終端機的天線的偏波的影響。
- 一種基地台,其與移動終端機進行無線通信,其特徵為包含:第1以及第2天線元件,其具有彼此直交的偏波特性;第1基帶信號轉換部,其將該第1天線元件所接收到的接收信號轉換成基帶信號;第1乘算器,其對該第1基帶信號轉換部所轉換的基帶信號乘上第1加權係數以進行加權處理;第2基帶信號轉換部,其將該第2天線元件所接收到的接收信號轉換成基帶信號;第2乘算器,其對該第2基帶信號轉換部所轉換的基帶信號乘上第2加權係數以進行加權處理;加算器,其將分別在該第1以及第2乘算器經過加權的各基帶信號加算在一起並輸出;以及信號處理部,其利用MMSE計算出第1與第2加權係數,此第1與第2加權係數係作為該第1及第2乘算器所用到的該第1及第2加權係數,使該第1以及第2天線元件所分別接收到的接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交。
- 如申請專利範圍第5項之基地台,其中,該信號處理部利用MMSE計算出第1以及第2加權係數,此第1以及第2加權係數使該第1以及第2天線元件所分別接收的接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交且由該加算器輸出信號的SINR為最大。
- 如申請專利範圍第5或6項之基地台,其中,該第1天線元件、該第2天線元件、該第1乘算器、該第2乘算器、該加算器以及該信號處理部,對應各移動終端機設置。
- 如申請專利範圍第7項之基地台,其中,該第1天線元件、該第2天線元件、該第1乘算器、該第2乘算器、該加算器以及該信號處理部的運作方式不受該移動終端機的天線的偏波的影響。
- 一種干擾除去方法,可在與移動終端機進行無線通信的基地台實施,其特徵為包含:第1轉換步驟,其將具有第1偏波特性的第1天線元件所接收到的接收信號轉換成基帶信號;第1乘算步驟,其對該第1轉換步驟所轉換的基帶信號乘上第1加權係數以進行加權處理;第2轉換步驟,其將第2天線元件所接收到的接收信號轉換成基帶信號,該第2天線元件具有與該第1偏波特性直交的第2偏波特性;第2乘算步驟,其對該第2轉換步驟所轉換的基帶信號乘上第2加權係數以進行加權處理;加算步驟,其將分別在該第1以及第2乘算步驟經過加權的各基帶信號加算在一起並輸出;以及計算步驟,其利用MMSE計算出第1以及第2加權係數,此第1以及第2加權係數係作為該第1以及第2乘算步驟所用到的該第1以及第2加權係數,使該第1以及第2天線元件所接收到的接收信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交。
- 如申請專利範圍第9項之干擾除去方法,其中,該計算步驟利用MMSE計算出第1以及第2加權係數,該第1以及第2加權係數使該第1以及第2天線元件所分別接收的接收 信號的合成偏波與干擾信號的偏波彼此直交且該加算器輸出信號的SINR為最大。
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