專利名稱：信號(hào)選擇系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及尤其用于正交頻分多路復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)的改進(jìn)天線技術(shù)。
背景技術(shù)：
正交頻分多路復(fù)用是一種傳輸高比特率數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)的公知技術(shù)。不是以高速度數(shù)據(jù)調(diào)制單載波，而是將數(shù)據(jù)分成多個(gè)較低數(shù)據(jù)速率信道，其中每個(gè)信道在單獨(dú)的副載波上傳輸。這樣，減輕多徑衰落效應(yīng)。在OFDM信號(hào)中，單獨(dú)的副載波以相互重疊的方式間開，如圖1A的頻譜10中副載波12所示。副載波頻率選為使副載波相互正交，從而調(diào)制到副載波上的單獨(dú)信號(hào)可以在接收器恢復(fù)。一個(gè)OFDM符號(hào)由分別調(diào)制到各副載波上的一組符號(hào)定義(因此對(duì)應(yīng)于多個(gè)數(shù)據(jù)比特)。如果副載波在頻率上以間距1/T的間距隔開，其中，T是OFDM符號(hào)周期，則它們是正交的。
OFDM符號(hào)可以通過對(duì)一組輸入符號(hào)執(zhí)行反傅立葉變換最好是快速反傅立葉變換(IFFT)來(lái)獲得。輸入符號(hào)可以通過對(duì)OFDM符號(hào)執(zhí)行傅立葉變換最好是快速傅立葉變換(FFT)來(lái)恢復(fù)。FFT有效地將OFDM符號(hào)與各副載波相乘，并且在符號(hào)周期T內(nèi)積分。可以看出，對(duì)于給定副載波，由于與OFDM符號(hào)的其他副載波的重疊在積分周期T內(nèi)將平均為零，因此通過該過程從OFDM符號(hào)中僅提取一個(gè)副載波。
經(jīng)常，副載波是采用QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交幅度調(diào)制)符號(hào)來(lái)調(diào)制的，但是也可以使用其他形式的調(diào)制如移相鍵控(PSK)或脈沖幅度調(diào)制(PAM)。為減輕多徑效應(yīng)，OFDM符號(hào)通常在每個(gè)符號(hào)的開始以一個(gè)保護(hù)周期擴(kuò)展。倘若兩個(gè)多徑分量的相對(duì)延遲小于該保護(hù)時(shí)間間隔，則不存在符號(hào)間干擾(ISI)，至少達(dá)到第一近似。
圖1B示出示例性O(shè)FDM發(fā)射器100(在此，位于移動(dòng)終端MT中)和示例性O(shè)FDM接收器150(在此，位于接入點(diǎn)AP中)。在發(fā)射器100中，源102將數(shù)據(jù)提供給基帶映射單元104，基帶映射單元104可選地提供前向糾錯(cuò)編碼和交織，并且輸出調(diào)制符號(hào)如QAM符號(hào)。調(diào)制符號(hào)提供給多路復(fù)用器108，多路復(fù)用器108將它們與來(lái)自導(dǎo)頻符號(hào)產(chǎn)生器106的導(dǎo)頻符號(hào)進(jìn)行組合，導(dǎo)頻符號(hào)產(chǎn)生器106提供用于在接收器中進(jìn)行頻率同步和相干檢測(cè)(在其他方案中，可以采用微分檢測(cè))的基準(zhǔn)幅度和相位。部件110的組合將來(lái)自多路復(fù)用器108的串行數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)換成多個(gè)并行、數(shù)據(jù)速率降低的流，對(duì)這些數(shù)據(jù)流執(zhí)行IFET，以提供OFDM符號(hào)，然后將該OFDM符號(hào)的多個(gè)副載波轉(zhuǎn)換成單個(gè)串行數(shù)據(jù)流。然后，該串行(數(shù)字)數(shù)據(jù)流由數(shù)模轉(zhuǎn)換器112轉(zhuǎn)換成模擬時(shí)域信號(hào)，由上變頻器114進(jìn)行上變頻，并且在濾波和放大(未示出)之后從天線116輸出。天線116可以包括全向天線、扇區(qū)化(sectorise)天線或帶波束形成(beamforming)的陣列天線。
來(lái)自發(fā)射器100的天線116的信號(hào)通過“信道”118由接收器150的天線152接收。典型地，信號(hào)作為通過多個(gè)不同道或路徑傳播的具有多個(gè)不同幅度和相位的多個(gè)多徑分量到達(dá)天線152。這些多徑分量在接收器合并并且相互干擾，提供典型地具有多個(gè)深空(deepnull)如同梳子的全面信道特征，它一般隨著時(shí)間發(fā)生變化(特別是在發(fā)射器或接收器正在移動(dòng)的情況下)。經(jīng)常是在同一公共場(chǎng)所例如辦公室將存在多個(gè)發(fā)射器，這將產(chǎn)生同道干擾，它比多徑更會(huì)出現(xiàn)問題。
接收器150的天線152耦合到下變頻器154以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器156。部件158然后執(zhí)行串行到并行轉(zhuǎn)換、FFT、以及并行到串行轉(zhuǎn)換，從而提供輸出到多路分解器160，多路分解器160將導(dǎo)頻符號(hào)信號(hào)162與數(shù)據(jù)符號(hào)相分離。數(shù)據(jù)符號(hào)然后由基帶反映射單元164進(jìn)行解調(diào)和反映射，以提供檢測(cè)數(shù)據(jù)輸出166。一般地說(shuō)，接收器150是發(fā)射器100的鏡像。發(fā)射器和接收器可以組合在一起形成OFDM收發(fā)器。
OFDM技術(shù)可以用于各種應(yīng)用中，并例如用于軍事通信系統(tǒng)和高清晰電視。在此，將具體參照HIPERLAN(High Performance RadioLocal Area Network，高性能無(wú)線局域網(wǎng))類型2標(biāo)準(zhǔn)(www.etsi.org/technicalactiv/HIPERLAN2.htm以及DTS/BRAN-0023003 v0.k)討論本發(fā)明的應(yīng)用。雖然本發(fā)明的應(yīng)用不限于該環(huán)境HIPERLAN2，但是無(wú)線局域網(wǎng)通信由公共節(jié)點(diǎn)，接入點(diǎn)管理。
圖1B的接收器有些簡(jiǎn)化，因?yàn)閷?shí)際上需要依次同步FFT窗口與各OFDM符號(hào)，以避免引入非正交性以及由此的ISI/ICI(Inter-Symbol Interference/Inter-Carrier Interference，符號(hào)間干擾/載波間干擾)。這可以通過將OFDM符號(hào)與保護(hù)周期中的符號(hào)的循環(huán)擴(kuò)展自動(dòng)相關(guān)來(lái)完成，但是特別是對(duì)于分組數(shù)據(jù)傳輸，一般最好使用接收器可以例如使用匹配濾波器準(zhǔn)確識(shí)別和定位的已知OFDM(訓(xùn)練)符號(hào)。應(yīng)該理解，該匹配濾波器在時(shí)域工作，也就是，在執(zhí)行FFT之前(相對(duì)于FFT之后的頻域)。在分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)分組可以擁有包括一個(gè)或多個(gè)訓(xùn)練符號(hào)的前同步信號(hào)(preamble)。
圖2A和2B分別示出HIPERLAN2移動(dòng)終端(MT)OFDM接收器的接收器前端200和接收器信號(hào)處理部件250。接收器250示出模數(shù)轉(zhuǎn)換電路252，同步、信道估計(jì)和控制電路254以及解分組、解交織和糾錯(cuò)電路256的一些細(xì)節(jié)。
前端200包括耦合到輸入放大器204和混頻器206的接收天線202，其中，混頻器206的第二輸入來(lái)自IF振蕩器208，以將RF信號(hào)混入IF。然后，IF信號(hào)通過帶通濾波器210提供給自動(dòng)增益控制(AGC)放大器212，AGC級(jí)由來(lái)自控制電路254的線路226控制，以優(yōu)化后面的信號(hào)分層(signal quantisation)。AGC 212的輸出向兩個(gè)混頻器214、216提供輸入，混頻器214、216還接收來(lái)自振蕩器220和分裂器218的正交信號(hào)以產(chǎn)生正交I和Q信號(hào)222、224。這些I和Q信號(hào)然后由模數(shù)電路252進(jìn)行過量采樣(oversample)，濾波和抽取。信號(hào)的過量采樣有助于數(shù)字濾波，然后，將信號(hào)的速率降至所需樣本速率。
最好(但不是絕對(duì)必需)補(bǔ)償傳輸信道效應(yīng)。這可以使用例如前同步信號(hào)數(shù)據(jù)或一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)中的已知符號(hào)來(lái)完成。在圖2A和2B的接收器250中，使用稱作“C符號(hào)”的已知前同步信號(hào)符號(hào)來(lái)確定信道估計(jì)。接收器對(duì)接收信號(hào)同步，并且操作開關(guān)258以將接收C符號(hào)通至信道估計(jì)器260。這將估計(jì)信道對(duì)已知C符號(hào)的效應(yīng)(副載波中符號(hào)的幅度變化和相位偏移)，從而可以通過乘以信道響應(yīng)的倒數(shù)(或復(fù)共軛)來(lái)補(bǔ)償信道效應(yīng)?？蛇x地，可以使用一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)(也包含已知符號(hào))來(lái)確定信道估計(jì)?？梢源_定將接收導(dǎo)頻變換成期望符號(hào)所需的相位旋轉(zhuǎn)和幅度變化增益，并且將其施加于其他接收符號(hào)。在可以以多個(gè)頻率獲得多個(gè)導(dǎo)頻的情況下，可以通過使用不同頻率導(dǎo)頻信號(hào)對(duì)其他頻率進(jìn)行內(nèi)插/外插來(lái)獲得改進(jìn)信道補(bǔ)償估計(jì)。
在圖2A和2B中，接收器前端200一般將采用硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而接收器處理部分250如圖所示經(jīng)常將使用例如ASIC、FPGA或一個(gè)或多個(gè)DSP(digital signal processor，數(shù)字信號(hào)處理器)芯片通過閃存RAM 262采用“軟件”來(lái)實(shí)現(xiàn)。類似的硬件和軟件劃分一般也將存在于發(fā)射器中。然而，技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)，圖2A和2B的接收器的所有功能(或?qū)Φ劝l(fā)射器)可以采用硬件來(lái)執(zhí)行。類似地，采用軟件對(duì)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化的確切點(diǎn)一般將依賴于成本/復(fù)雜性/功耗折衷以及適當(dāng)高速模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器和處理器的可獲得性，并且RF信號(hào)可以在IF或更高頻率下進(jìn)行數(shù)字化。
圖3示出分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中包括前同步信號(hào)序列的介質(zhì)訪問控制(MAC)幀300的一個(gè)例子。MAC幀包括廣播信道(BCH)突發(fā)302、幀信道(FCH)突發(fā)304、接入反饋信道(ACH)突發(fā)306、下行鏈路(DL)突發(fā)308、上行鏈路(UL)突發(fā)310、直接鏈路(DiL)突發(fā)312以及隨機(jī)接入(RCH)突發(fā)314，它們?nèi)及巴叫盘?hào)序列。
圖4A到4E分別示出HIPERLAN2物理層信號(hào)的廣播突發(fā)、下行鏈路突發(fā)、具有短前同步信號(hào)的上行鏈路突發(fā)、具有長(zhǎng)前同步信號(hào)的上行鏈路突發(fā)以及直接鏈路突發(fā)。這些突發(fā)均包括前同步信號(hào)部分400和數(shù)據(jù)有效載荷部分402。前同步信號(hào)部分400包括以A、B和C表示的三個(gè)基本OFDM符號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)。這些符號(hào)值是已知的，并且A和B(必要時(shí)，C)可以在時(shí)域(FFT之前)恢復(fù)。這些符號(hào)一般用來(lái)建立幀和頻率同步，并且為符號(hào)之后的數(shù)據(jù)設(shè)置FFT窗口；它們還可以用來(lái)控制AGC級(jí)212。在圖2A和2B的接收器中，A和B是在時(shí)域恢復(fù)的，并且C是在頻域即FFT之后恢復(fù)的。
圖5示意性地示出使用這些(已知)前同步信號(hào)符號(hào)以進(jìn)行基于RSSI(Received Signal Strength Indication，接收信號(hào)強(qiáng)度表示)的幀檢測(cè)502、自動(dòng)增益控制504、幀同步506以及頻率同步508；還示出MAC幀500的前同步信號(hào)部分的示意圖以作比較。
圖6是示出HIPERLAN2的前同步信號(hào)序列602、導(dǎo)頻信號(hào)604和數(shù)據(jù)信號(hào)606的相對(duì)位置的頻域和時(shí)域圖600，它包括48個(gè)數(shù)據(jù)副載波和4個(gè)導(dǎo)頻(以及一個(gè)未用的中央載波信道608)。從圖6可以看出，開頭四個(gè)OFDM符號(hào)由前同步信號(hào)數(shù)據(jù)組成，并且導(dǎo)頻信號(hào)604繼續(xù)承載它們的導(dǎo)頻符號(hào)。然而，在其余(數(shù)據(jù)承載)副載波上，OFDM符號(hào)5以上承載數(shù)據(jù)。在其他OFDM方案中，可以繪制類似的圖，但是前同步信號(hào)和導(dǎo)頻位置可能發(fā)生變化(例如，導(dǎo)頻不一定需要由連續(xù)信號(hào)組成)。
前面提過，OFDM是一種減輕由多徑導(dǎo)致的頻率選擇性衰減效應(yīng)的有用技術(shù)。然而，在特別高的數(shù)據(jù)速率的情況下或者在特別嚴(yán)厲的多徑環(huán)境中，OFDM通信系統(tǒng)仍然可能遭受多徑衰落效應(yīng)。而且在室內(nèi)無(wú)線環(huán)境如小型辦公室無(wú)線LAN中，經(jīng)常將有多個(gè)類似的系統(tǒng)由于受限的頻譜可用性而在同一頻帶中同時(shí)工作。這可能導(dǎo)致嚴(yán)重的同道干擾。
已被提出來(lái)克服這種多徑和同道干擾的一種技術(shù)是使用扇區(qū)化發(fā)射和/或接收天線。所要覆蓋的區(qū)域分成多個(gè)扇區(qū)，典型地為3、4或6，并且對(duì)于每個(gè)扇區(qū)分別提供一個(gè)天線(或者在采用分集的情況下為多個(gè))，天線的排列模式為各自覆蓋主要只是一個(gè)扇區(qū)。實(shí)際上，各扇區(qū)天線的主波束指向不同的方向，并且通過選擇發(fā)射和/或接收方向，可以減輕從無(wú)用方向到達(dá)的多徑分量和/或同道干擾的效應(yīng)。例如，HIPERLAN2支持在接入點(diǎn)使用最大可達(dá)7個(gè)扇區(qū)。在HIPERLAN2環(huán)境中采用扇區(qū)化交換陣列天線的一些益處在“Performance of HIPERLAN2 using Sectorised Antenna(使用扇區(qū)化天線的HIPERLAN2性能)”，A.Dufexi，S.Armour，A.Nix，P.Karlsson以及D.Bull，IEEE Electronics Letters，2001年2月15日，Volume 37，No.4,245頁(yè)中有描述。
用來(lái)減輕多徑和同道干擾效應(yīng)的另一種方法使用波束形成天線陣列如線性天線陣元陣列，其中，天線間間隔大約是一半(載波)波長(zhǎng)。來(lái)自天線的信號(hào)以適當(dāng)?shù)南辔缓头燃訖?quán)進(jìn)行合并以使用一個(gè)或多個(gè)波瓣或波束提供合并響應(yīng)。由n個(gè)陣元組成的陣列可以被排列為提供最大可達(dá)n-1個(gè)波束。
存在多種不同波束形成算法可以應(yīng)用于該自適應(yīng)天線陣列，并且這些的細(xì)節(jié)對(duì)于技術(shù)人員將是公知的。一種常用的算法是在J.R.Treichler和B.G.Agee，“A New Approach to Multipath Correctionof Constant Modulus Signals(一種用于恒模信號(hào)多徑校正的新方法)”，IEEE Trans.Acoust.Speech ans Signal Process.，Vol.ASSP-31，No.2,459頁(yè)，1983中描述的恒模算法(CMA)，在此將其引作參考。一般地說(shuō)，該算法根據(jù)選為使合并信號(hào)的頻譜近似平坦的代價(jià)函數(shù)，迭代確定用于合并天線陣元信號(hào)的權(quán)重。權(quán)重的相位角度選為使波束指向最大信號(hào)功率的方向或者在無(wú)用多徑分量或同道干擾的方向上形成空(null)。
確定天線陣列陣元的適當(dāng)權(quán)重在窄帶系統(tǒng)中相對(duì)直接，但在副載波組所占帶寬在正常情況下＞1MHz并且在很多情況下＞10MHz的OFDM接收器中，單一權(quán)重集對(duì)于所有帶寬不可能都是最優(yōu)的，并且只有在例如頻帶中央才有效。例如，從天線陣元間隔按照副載波波長(zhǎng)的比例隨著OFDM頻帶變化這一方面考慮，這可以得到理解。在圖1的接收器中，可以在點(diǎn)168、170或172施加自適應(yīng)陣列權(quán)重，但是在點(diǎn)168或170施加陣列權(quán)重(FFT之前)通常將不產(chǎn)生良好的跨頻帶估計(jì)權(quán)重集。
因此，對(duì)該問題的一種解決方案是在FFT之后即點(diǎn)172進(jìn)行加權(quán)，其中，可以對(duì)各副載波施加不同的權(quán)重集。圖7示出以這種方式將單獨(dú)的權(quán)重集施加于各副載波的OFDM接收器700。然而，應(yīng)該理解，在K個(gè)副載波和L個(gè)天線陣元的情況下，必須確定總共K×L個(gè)權(quán)重，這是一個(gè)冗長(zhǎng)且處理器密集的任務(wù)，從而大大增加接收器復(fù)雜度。EP 0 852 407描述一種方案，其中，將工作頻帶分成四個(gè)相等子頻帶，對(duì)各子頻帶而不是對(duì)各個(gè)副載波計(jì)算一組權(quán)重，從而減少所要計(jì)算的權(quán)重?cái)?shù)目。然而，這仍將是相對(duì)復(fù)雜的過程，而且產(chǎn)生次優(yōu)結(jié)果。一種可選方法參見Fujimoto等人，“A Novel Adaptive ArrayUtilising Frequency Characteristics(一種利用頻率特性的新型自適應(yīng)陣列)”，IEICE Trans.Commun.，Vol.E 83-B，No.2，2000年2月，271頁(yè)，在此將其引作參考，其中，使用FFT之后的分離副載波來(lái)采用CMA確定單組FFT之前時(shí)域權(quán)重。該方法大大簡(jiǎn)化了權(quán)重確定過程，但是同樣，權(quán)重是次優(yōu)的。
上述扇區(qū)化天線選擇最大化接收功率的扇區(qū)(或方向)。然而，在存在同道干擾的環(huán)境中，從干擾信號(hào)接收的功率可能大于從有用信號(hào)接收的功率，在這種情況下，天線被控制指向干擾信號(hào)，從而惡化而不是改善系統(tǒng)性能。在OFDM符號(hào)的上下文中存在一個(gè)特別的難題，因?yàn)檫@些符號(hào)包括均以數(shù)據(jù)流單獨(dú)調(diào)制的多個(gè)正交載波。如前所述，處理該信號(hào)的傳統(tǒng)方法是將它從時(shí)域(FFT之前)變換到更易于信號(hào)處理的頻域(FFT之后)，但是該變換對(duì)于例如在自適應(yīng)陣列中選擇扇區(qū)化天線陣元或者波束形成的過程施加不良的開銷。因此，需要一種簡(jiǎn)化的天線技術(shù)，但是該技術(shù)尤其是在困難的環(huán)境中可以減輕同道干擾效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于包括一組載波的接收信號(hào)的接收信號(hào)選擇器，接收信號(hào)選擇器被配置為與包括多個(gè)天線陣元的天線系統(tǒng)一起使用，接收信號(hào)選擇器包括多個(gè)接收信號(hào)輸入，用于從多個(gè)天線陣元接收信號(hào)；分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)接收信號(hào)輸入的干擾檢測(cè)器，耦合到接收信號(hào)輸入以從各輸入接收接收信號(hào)的一個(gè)型式，并且被配置為對(duì)來(lái)自各輸入的載波集提供干擾輸出；選擇控制器，被配置為接收各輸入的干擾輸出，并且具有控制輸出；以及選擇器，耦合到接收信號(hào)輸入，并且響應(yīng)控制輸出以選擇接收信號(hào)型式中的一個(gè)或多個(gè)，以作輸出。
天線系統(tǒng)可以包括例如扇區(qū)化天線系統(tǒng)或陣列天線。接收信號(hào)選擇器可以用于接收器、發(fā)射器或收發(fā)器中，并且最好是與OFDM信號(hào)一起采用。通過有效工作于FFT之前或時(shí)域，與現(xiàn)有技術(shù)相比，顯著降低復(fù)雜度，而仍然減輕嚴(yán)重多徑和/或同道干擾的影響。這又有助于高數(shù)據(jù)吞吐量并且允許增大采用接收信號(hào)選擇器的通信系統(tǒng)的容量。而且，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在基站和移動(dòng)終端中，結(jié)構(gòu)的相對(duì)簡(jiǎn)單性允許降低基帶LSI(Large Scale Integration，大規(guī)模集成)組件的功耗。本發(fā)明的實(shí)施例還有助于甚至是在非常高時(shí)鐘速度的系統(tǒng)中的實(shí)時(shí)操作。
選擇器可以根據(jù)所檢測(cè)的陣元信號(hào)干擾電平選擇來(lái)自一個(gè)或多個(gè)天線陣元的信號(hào)，從而選擇干擾最小的一個(gè)或多個(gè)陣元信號(hào)。然而，最好是根據(jù)信號(hào)干擾比(SIR)選擇天線陣元，從而選擇SIR最大的一個(gè)或多個(gè)陣元。因此，最好還是對(duì)于各個(gè)天線陣元分別提供一個(gè)信號(hào)檢測(cè)器，但是技術(shù)人員應(yīng)該理解，該方案可以通過在多個(gè)天線陣元之間共用一個(gè)檢測(cè)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。
最好，信號(hào)和干擾檢測(cè)器在時(shí)域工作，也就是，在接收信號(hào)從時(shí)域變換到頻域之前。最好，副載波大致相互正交，并且最好它們包括OFDM信號(hào)的副載波。
信號(hào)和干擾檢測(cè)器可以提供單獨(dú)的信號(hào)和干擾輸出，或者組合信號(hào)和干擾檢測(cè)器可以提供包括例如信號(hào)干擾比的組合輸出。可以對(duì)各個(gè)天線陣元分別提供一個(gè)信號(hào)和干擾檢測(cè)器，或者可以例如以時(shí)間復(fù)用的方式在多個(gè)陣元之間共用單個(gè)信號(hào)和干擾檢測(cè)器。接收信號(hào)選擇器的功能可以采用硬件或軟件或者兩者的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
最好，信號(hào)和干擾檢測(cè)器使用相關(guān)技術(shù)確定有用信號(hào)和無(wú)用干擾的強(qiáng)度；它們可以共用一個(gè)相關(guān)器或者具有單獨(dú)的相關(guān)器。為確定對(duì)來(lái)自一個(gè)天線陣元的接收信號(hào)的干擾測(cè)量，該信號(hào)可以與第一基準(zhǔn)信號(hào)相關(guān)。該第一基準(zhǔn)信號(hào)選為與傳輸信號(hào)的已知部分如前同步信號(hào)序列大致正交。為確定接收信號(hào)強(qiáng)度，接收信號(hào)可以與第二基準(zhǔn)信號(hào)相關(guān)，其中，第二基準(zhǔn)信號(hào)與傳輸信號(hào)的已知部分如前同步信號(hào)序列大致一致。
在互相關(guān)周期(即相關(guān)窗口的位置)對(duì)于信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)和干擾檢測(cè)過程大致相同的情況下，第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)將大致相互正交。然而，在互相關(guān)周期不同的情況下，例如，在前同步信號(hào)B用于干擾檢測(cè)而前同步信號(hào)C用于信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)的情況下，將不是這樣。(在本例中，用于確定干擾電平的第一基準(zhǔn)信號(hào)與已知前同步信號(hào)B正交，并且用于確定信號(hào)強(qiáng)度的第二基準(zhǔn)信號(hào)由前同步信號(hào)C本身組成)。
相關(guān)是在時(shí)域執(zhí)行的，也就是，相關(guān)是在兩個(gè)OFDM符號(hào)之間，因此在相關(guān)之前對(duì)已知(前同步信號(hào)或偽噪聲)數(shù)據(jù)執(zhí)行反傅立葉變換。因此，最好是接收信號(hào)選擇器包括信號(hào)產(chǎn)生器來(lái)產(chǎn)生第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)。在大部分情況下，接收器將知道發(fā)射器所用的前同步信號(hào)序列，并且可以從該信息產(chǎn)生第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)。然而，如果不是這種情況，則接收器可以估計(jì)信號(hào)的前同步信號(hào)或?qū)ьl部分(或使用盲算法)，并且從中產(chǎn)生基準(zhǔn)信號(hào)。頻域信號(hào)一般將是已知的，并且因此可以使用IFFT產(chǎn)生時(shí)域前同步信號(hào)序列。然而，這不需要實(shí)時(shí)執(zhí)行，而是例如可以預(yù)先確定相關(guān)時(shí)域前同步信號(hào)序列，并且比方說(shuō)，將其存儲(chǔ)在查詢表中。
在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，天線陣元是有向天線陣元例如扇區(qū)化天線陣元，并且可以從各個(gè)天線陣元分別獲得接收信號(hào)的一個(gè)型式。可選地，來(lái)自天線陣元的信號(hào)可以向波束形成器如巴特勒(Butler)矩陣型波束形成器提供輸入，波束形成器又向干擾檢測(cè)器和選擇器提供接收信號(hào)的多個(gè)型式。在后面這種情況下，接收信號(hào)的各型式一般將包括來(lái)自所有天線陣元的信號(hào)的合并。然而，一般仍然是對(duì)于各個(gè)天線陣元分別存在接收信號(hào)的一個(gè)型式，也就是，接收信號(hào)型式數(shù)一般對(duì)應(yīng)于天線陣元數(shù)。在采用波束形成的情況下，可以使用全向而不是有向天線陣元。
接收信號(hào)的不同型式提供一定程度的空間分集，因?yàn)?，不管是采用有向天線陣元還是波束形成，一般它們都將從不同方向到達(dá)。選擇控制器可以被配置為僅選擇接收信號(hào)的一個(gè)型式以作進(jìn)一步的處理，最好是信號(hào)干擾比(SIR)最大的那一個(gè)型式?？蛇x地，選擇控制器可以選擇接收信號(hào)的多個(gè)型式，同樣最好是信號(hào)干擾比(SIR)最大的那些型式。在其他實(shí)施例中，選擇可以基于干擾(目標(biāo)是使其最小)而不是基于SIR，特別是在干擾電平低的情況下。
在選擇控制器選擇接收信號(hào)的多個(gè)型式的情況下，可以合并這些不同的型式。為此可以采用轉(zhuǎn)換分集技術(shù)，例如，最大化信噪比的MRC(maximal ratio combining，最大比合并)或LMS(least meansquares，最小均方)、RLS(recursive least square，遞歸最小二乘方)或用于最小均方差(MMSE)的SMI(sample matrix inversion，樣本矩陣求逆)。
在一個(gè)相關(guān)方面，本發(fā)明提供一種與包括多個(gè)有向天線陣元的天線系統(tǒng)一起使用的OFDM接收器，OFDM接收器具有對(duì)應(yīng)于多個(gè)天線陣元的多個(gè)輸入，并且包括傅立葉變換OFDM解調(diào)器，OFDM接收器還包括傅立葉變換之前域信號(hào)和干擾檢測(cè)器，分別對(duì)應(yīng)于每個(gè)天線陣元；陣元選擇控制器，從信號(hào)和干擾檢測(cè)器接收各天線陣元的信號(hào)和干擾測(cè)量；以及天線陣元選擇器，響應(yīng)陣元選擇控制器以選擇來(lái)自天線陣元的信號(hào)以由OFDM解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)。同樣，天線系統(tǒng)可以包括例如扇區(qū)化天線或陣列天線系統(tǒng)。
本發(fā)明還提供一種選擇來(lái)自包括多個(gè)天線陣元的天線系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)的方法，各接收信號(hào)包括一組載波，該方法包括確定對(duì)組成各接收信號(hào)的載波集的干擾測(cè)量；以及使用干擾測(cè)量選擇來(lái)自天線陣元的接收信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)。
例如，天線系統(tǒng)可以包括扇區(qū)化天線系統(tǒng)或陣列天線。最好，載波大致相互正交。最好，該方法包括對(duì)由各天線陣元接收的載波集確定信號(hào)干擾比；以及使用信號(hào)干擾比選擇天線陣元中的一個(gè)或多個(gè)。
在另一方面，本發(fā)明提供一種數(shù)據(jù)載體，承載用來(lái)實(shí)現(xiàn)上述接收信號(hào)選擇器、接收器和方法的處理器控制碼。該處理器控制碼可以包括例如控制數(shù)字信號(hào)處理器的計(jì)算機(jī)程序碼或者其他碼如用來(lái)設(shè)置通用集成電路的多個(gè)寄存器值以實(shí)現(xiàn)選擇器或方法。數(shù)據(jù)載體可以包括存儲(chǔ)介質(zhì)如硬盤或軟盤、CD-ROM或DVD-ROM、編程存儲(chǔ)器如只讀存儲(chǔ)器，或者光或電信號(hào)載體。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，處理器控制碼也可以分布在例如網(wǎng)絡(luò)上的多個(gè)耦合組件之間。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還應(yīng)該知道，本發(fā)明可以采用專用硬件和以軟件實(shí)現(xiàn)的功能的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。


現(xiàn)在將參照附圖僅作為示例進(jìn)一步描述本發(fā)明的上述和其他方面，其中圖1A和1B分別示出OFDM符號(hào)和示例性O(shè)FDM發(fā)射器；圖2A和2B分別示出HIPERLAN2 OFDM接收器的接收器前端和信號(hào)處理部件；圖3示出分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的示例性介質(zhì)訪問控制幀；圖4A到4E分別示出HIPERLAN2物理層信號(hào)的廣播突發(fā)、下行鏈路突發(fā)、具有短前同步信號(hào)的上行鏈路突發(fā)、具有長(zhǎng)前同步信號(hào)的上行鏈路突發(fā)以及直接鏈路突發(fā)。
圖5示意性地示出在移動(dòng)終端OFDM接收器中使用HIPERLAN2廣播突發(fā)的前同步信號(hào)部分；圖6示出包括前同步信號(hào)和導(dǎo)頻信號(hào)的HIPERLAN2 OFDM信號(hào)的頻率時(shí)間圖；圖7示出在頻域中將單獨(dú)的權(quán)重集施加于各副載波的OFDM接收器；圖8示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的接收信號(hào)選擇器的示意圖；圖9A和9B分別示出信號(hào)和干擾檢測(cè)器的示意圖以及圖9A的信號(hào)和干擾檢測(cè)器的信號(hào)產(chǎn)生器的示意圖；圖10示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的接收信號(hào)選擇器的示意圖；以及圖11示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的接收信號(hào)選擇器的示意圖。
具體實(shí)施例方式
參照?qǐng)D8，該圖示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的接收信號(hào)選擇器800的示意圖。扇區(qū)化或陣列天線802包括多個(gè)天線陣元802a、b、c，分別耦合到信號(hào)和干擾強(qiáng)度檢測(cè)器804a、b、c的各自輸入803a、b、c。其他傳統(tǒng)組件如下變頻器和濾波器可以存在于天線陣元與信號(hào)和干擾強(qiáng)度檢測(cè)器之間，但是為簡(jiǎn)單起見，它們未被示出。各信號(hào)和干擾強(qiáng)度檢測(cè)器均包括第一輸出806a、b、c，包括輸入信號(hào)的直通型式，可選地可以經(jīng)過緩沖或放大。這些第一輸出信號(hào)提供給開關(guān)或選擇器808，開關(guān)或選擇器808根據(jù)控制信號(hào)812將這些信號(hào)中的一個(gè)(或者在其他實(shí)施例中為多個(gè))提供給輸出810(或者一組輸出810)。
各信號(hào)和干擾強(qiáng)度檢測(cè)器還具有包括信號(hào)強(qiáng)度輸出和干擾強(qiáng)度輸出的第二輸出對(duì)814a、b、c(作為單輸出示出)。這些輸出對(duì)均提供給陣元選擇控制器816，陣元選擇控制器816輸出選擇器808的控制信號(hào)812。陣元選擇控制器使用與來(lái)自各天線陣元的(有用)信號(hào)強(qiáng)度和干擾強(qiáng)度有關(guān)的信息，以根據(jù)選擇規(guī)則選擇這些陣元中的一個(gè)或多個(gè)。
在圖8的實(shí)施例中，陣元選擇控制器816控制選擇器808，以選擇有用信號(hào)與干擾之功率(或強(qiáng)度)比最大的接收信號(hào)。在一個(gè)特別適于低干擾條件的變體中，可以選擇干擾最小的信號(hào)。
然后，如前所述，以傳統(tǒng)方式對(duì)輸出810進(jìn)行處理。因此，概括而言，應(yīng)用同步過程818以確定傅立葉變換窗口，然后應(yīng)用傅立葉變換過程820最好是FFT過程，以對(duì)接收OFDM符號(hào)進(jìn)行解調(diào)，然后解調(diào)器822從經(jīng)過傅立葉變換的OFDM符號(hào)中解調(diào)輸出數(shù)據(jù)824。同樣，為簡(jiǎn)單起見，OFDM接收器的其他特性如模數(shù)轉(zhuǎn)換未被示出。
圖9A示出圖8的接收信號(hào)選擇器800的示例性信號(hào)和干擾檢測(cè)器804。線路803上的輸入信號(hào)提供給第一和第二互相關(guān)器900、902，其輸出分別提供給信號(hào)強(qiáng)度檢測(cè)器904和干擾強(qiáng)度檢測(cè)器906以向陣元選擇控制器816提供信號(hào)908和干擾910強(qiáng)度輸出(一起組成輸出對(duì)814)。互相關(guān)器900將輸入信號(hào)與已知基準(zhǔn)信號(hào)包括例如從分組數(shù)據(jù)幀前同步信號(hào)序列產(chǎn)生的時(shí)域OFDM信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)。互相關(guān)器902將輸入信號(hào)與至少部分正交于已知基準(zhǔn)信號(hào)的信號(hào)進(jìn)行互相關(guān)，從而從輸入信號(hào)中提取干擾分量，下面將對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明。
在基準(zhǔn)信號(hào)得自前同步信號(hào)數(shù)據(jù)序列的情況下，信號(hào)和干擾強(qiáng)度檢測(cè)器804的輸出只有當(dāng)存在前同步信號(hào)序列時(shí)才有效。在這種情況下，互相關(guān)器900、902可以被安排為在例如通過同步過程818確定存在前同步信號(hào)序列期間的時(shí)間窗口內(nèi)工作。信號(hào)和干擾檢測(cè)操作可以在數(shù)據(jù)接收的開端并且/或者逐分組或逐幀地執(zhí)行。可選地，可以從接收信號(hào)中提取大致連續(xù)傳輸已知數(shù)據(jù)序列的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，并且將其用于互相關(guān)過程中。
圖9B示出用于提供基準(zhǔn)和正交基準(zhǔn)信號(hào)912、914的示例性信號(hào)產(chǎn)生器920。在所示例子中，信號(hào)產(chǎn)生器920包括前同步信號(hào)序列產(chǎn)生器922，以產(chǎn)生前同步信號(hào)序列924以及與前同步信號(hào)序列正交的信號(hào)926。然后，IFFT928對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行快速反傅立葉變換，以提供基準(zhǔn)信號(hào)912和914。在HIPERLAN2系統(tǒng)中，可以通過用數(shù)字-1代替所有“1”并用數(shù)字1代替所有“0”使用多項(xiàng)式s(x)＝x7+x4+1來(lái)產(chǎn)生前同步信號(hào)序列p，其中該多項(xiàng)式的初始狀態(tài)均為1。
由于前同步信號(hào)序列和IFFT參數(shù)在正常情況下是已知的，因此不需要在接收器中執(zhí)行IFFT。例如，可以在接收器中預(yù)先計(jì)算適當(dāng)?shù)臅r(shí)域前同步信號(hào)序列，并且將其存儲(chǔ)在查詢表中。
信號(hào)和干擾檢測(cè)器的操作可以通過考慮信號(hào)(R+I)來(lái)理解，其中，R是公知基準(zhǔn)符號(hào)，并且I是干擾作用。假定基準(zhǔn)信號(hào)與干擾的互相關(guān)低，則(R+I)與R的相關(guān)與R2成正比，也就是，結(jié)果是有用信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)量。當(dāng)R*與R的互相關(guān)通過定義為零時(shí)，(R+I)與R*的互相關(guān)等于R*與I的互相關(guān)，其中，R*是大致正交于R的信號(hào)。R*與I的互相關(guān)是干擾強(qiáng)度測(cè)量。因此來(lái)自信號(hào)和干擾強(qiáng)度檢測(cè)器804的輸出可以用來(lái)計(jì)算某種形式的信號(hào)干擾比，然后，它可以由陣元選擇控制器816用來(lái)選擇接收干擾與有用信號(hào)之比最小的信號(hào)的一個(gè)或多個(gè)天線陣元。
采用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)，兩個(gè)正交序列的相關(guān)可以稱作零值相關(guān)，Σi=1Nai*bi=0;]]>(方程1)其中，ai是第一相關(guān)序列，并且bi是第二相關(guān)序列(長(zhǎng)度均為N)。當(dāng)?shù)诙嚓P(guān)序列與噪聲或同道或多徑干擾相關(guān)時(shí)，結(jié)果不為零。序列ai插入到數(shù)據(jù)幀中，例如在前同步信號(hào)中。格式化零值相關(guān)序列的一種方法是根據(jù)一對(duì)高度相關(guān)的序列。高度相關(guān)序列具有如下特性 (方程2)通過組合這種類型的一對(duì)序列，可以定義零值相關(guān)序列?？偨邮招盘?hào)能量可以通過計(jì)算接收功率來(lái)得到，并且無(wú)用干擾能量電平的一種測(cè)量用零值相關(guān)信號(hào)的峰值電平表示。
圖10示出接收信號(hào)選擇器1000的第一可選實(shí)施例，其中，與圖8的接收信號(hào)選擇器800類似的特性用相同的標(biāo)號(hào)表示。
在圖10中，陣元選擇控制器816控制選擇器1002選擇兩個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)，最好是信號(hào)干擾比最大的那些信號(hào)，但是可選地也可以是干擾最小的那些信號(hào)。然后，在合并器1004中使用適當(dāng)?shù)姆旨椒ㄈ缱畲蟊群喜?MRC)來(lái)合并所選信號(hào)。可選地，用于合并的信號(hào)可以根據(jù)信號(hào)質(zhì)量測(cè)量如信號(hào)強(qiáng)度、干擾電平或者最好是信號(hào)干擾比來(lái)進(jìn)行加權(quán)。來(lái)自合并器1004的合并輸出1006代替圖8的選擇器800中的輸出810。
合并器例如根據(jù)它們的所確定信號(hào)強(qiáng)度或信號(hào)干擾比形成來(lái)自兩個(gè)或多個(gè)天線陣元的信號(hào)的加權(quán)合并。所施加的權(quán)重包括各合并信號(hào)的幅度和相位值，并且對(duì)于MRC，選擇它們以相干合并來(lái)自天線陣元的信號(hào)。在MRC中，權(quán)重可以根據(jù)相關(guān)天線陣元的信道響應(yīng)的復(fù)共軛來(lái)確定。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)，可以采用任何傳統(tǒng)分集合并方法。可選地，合并器1004可以實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)波束形成算法如SMI(樣本矩陣求逆)，但是這較復(fù)雜。權(quán)重的估計(jì)可以例如使用導(dǎo)頻信號(hào)來(lái)獲得。
在圖10的實(shí)施例中，所選的兩個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)由兩個(gè)或多個(gè)對(duì)應(yīng)天線陣元接收，但是在下一步描述的一個(gè)可選方案中，作為代替，可以從波束形成器的輸出選擇這些信號(hào)。
圖11示出接收信號(hào)選擇器1100的另一可選實(shí)施例，同樣，與圖8的接收信號(hào)選擇器800類似的特性用相同的標(biāo)號(hào)表示。在圖11的實(shí)施例中，有向天線陣元802a、b、c用方向較少或全向陣元替代，并且使用波束形成器1102來(lái)提供方向性。效果類似于扇區(qū)化天線，但是提供較大靈活性。扇區(qū)化天線的物理配置特別是陣元所指向的方向在安裝的時(shí)候固定。作為對(duì)比，使用具有兩個(gè)或多個(gè)天線陣元的波束形成方法，允許形成靈活的帶有向波瓣的波束模式。
波束形成器1102與僅帶單輸出的自適應(yīng)波束形成器的不同之處在于該波束形成器具有多個(gè)輸出，最好是對(duì)于波束形成器所連接的每個(gè)天線陣元均對(duì)應(yīng)一個(gè)輸出，在所示實(shí)施例中，三個(gè)輸出分別對(duì)應(yīng)于三個(gè)天線陣元。各輸出由輸入信號(hào)的合并形成，并且其特征在于有向響應(yīng)。因此，在所示實(shí)施例中，為天線系統(tǒng)提供三個(gè)不同方向的響應(yīng)。應(yīng)該認(rèn)識(shí)，不是來(lái)自波束形成器的所有輸出都需要使用，并且更一般地，來(lái)自波束形成器的輸出數(shù)可以大于(或小于)天線陣元數(shù)。
適當(dāng)?shù)牟ㄊ纬煞椒òM波束形成方法如巴特勒矩陣方法和等效數(shù)字波束形成方法如傅立葉變換方法，其中一些在前面已提及過。這些和其他方法在J.E.Hudson，“Adaptive ArrayPrinciples(自適應(yīng)陣列原理)”，Peter Peregrinus Limited，1981中有更詳細(xì)的描述，在此將其引作參考。
多波束波束形成網(wǎng)絡(luò)有時(shí)稱作波束形成矩陣，并且巴特勒矩陣是一個(gè)公知的簡(jiǎn)單例子。巴特勒矩陣包括鏈接多個(gè)輸入端口到多個(gè)輸出端口的級(jí)聯(lián)混合連接器和移相器的矩陣。各輸出端口耦合到所有輸入端口，各輸出包括來(lái)自已施加一組相位偏移從而確定波束方向的輸入端口的信號(hào)的合并。一般而言，雖然波束可以重疊，但是它們是相互正交的。波束形成網(wǎng)絡(luò)如巴特勒矩陣型網(wǎng)絡(luò)可以作為通用件從一定范圍的供應(yīng)商獲得。
采用數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)，形成M個(gè)波束的波束形成網(wǎng)絡(luò)的特征在于M行矩陣T，其中，輸出信號(hào)向量y(t)通過y(t)＝T.u(t)與輸入信號(hào)向量u(t)有關(guān)。T的每列包括權(quán)重向量W，并且在波束形成網(wǎng)絡(luò)具有例如對(duì)應(yīng)于M個(gè)天線陣元的M個(gè)輸入的情況下，T為由T＝[w0，w1，w2，...，WM-1]給出的M×M矩陣。如果權(quán)重向量w是正交的，則波束也是如此。
在多波束波束形成網(wǎng)絡(luò)如巴特勒矩陣中，波束方向可以例如通過可變相移器改變相位偏移來(lái)改變。在本發(fā)明的實(shí)施例中，以與可以選擇扇區(qū)化天線陣元類似的方式，可以根據(jù)接收信號(hào)質(zhì)量選擇(或引導(dǎo))波束，從而例如最大化信號(hào)干擾比或者最小化干擾。
本發(fā)明實(shí)施例是關(guān)于接收器來(lái)描述的，但是本發(fā)明也可以在發(fā)射器或收發(fā)器中采用。在發(fā)射器或收發(fā)器中，可以根據(jù)與接收相同的標(biāo)準(zhǔn)選擇一個(gè)或多個(gè)信號(hào)發(fā)射天線陣元。例如，在上行(從移動(dòng)終端到基站)和下行通道(從基站到移動(dòng)終端)特性是互易的情況下，如果接收信號(hào)干擾比表示特定天線陣元應(yīng)用于接收，則該相同陣元也可以用于發(fā)射。在例如在時(shí)分雙工(TDD)系統(tǒng)中以相同頻率進(jìn)行發(fā)射和接收的情況下尤其如此。在發(fā)現(xiàn)提供最優(yōu)接收信號(hào)的方向上發(fā)射將由于互易性而往往還有助于減輕干擾效應(yīng)。
毫無(wú)疑問，技術(shù)人員可以采用多種有效可選方案，并且本發(fā)明不限于所述實(shí)施例，而包括所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改。
權(quán)利要求
1.一種用于包括一組載波的接收信號(hào)的接收信號(hào)選擇器，接收信號(hào)選擇器被配置為與包括多個(gè)天線陣元的天線系統(tǒng)一起使用，接收信號(hào)選擇器包括多個(gè)接收信號(hào)輸入，用于從多個(gè)天線陣元接收信號(hào)；分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)接收信號(hào)輸入的干擾檢測(cè)器，耦合到所述接收信號(hào)輸入以從各輸入接收所述接收信號(hào)的一個(gè)型式，并且被配置為對(duì)來(lái)自各輸入的載波集提供干擾輸出；選擇控制器，被配置為接收各所述輸入的干擾輸出，并且具有控制輸出；以及選擇器，耦合到所述接收信號(hào)輸入，并且響應(yīng)所述控制輸出以選擇所述接收信號(hào)的所述型式中的一個(gè)或多個(gè)，以作輸出。
2.如權(quán)利要求1所述的接收信號(hào)選擇器，其中，所述干擾檢測(cè)器包括至少一個(gè)互相關(guān)器，以確定所述接收信號(hào)的一個(gè)型式與第一基準(zhǔn)信號(hào)的相關(guān)，從而提供所述干擾輸出。
3.如權(quán)利要求1或2所述的接收信號(hào)選擇器，還包括分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)接收信號(hào)輸入的信號(hào)檢測(cè)器，耦合到所述接收信號(hào)輸入以從各輸入接收所述接收信號(hào)的一個(gè)型式，并且被配置為對(duì)來(lái)自各輸入的載波集提供信號(hào)強(qiáng)度輸出，所述選擇控制器還被配置為接收各所述輸入的所述信號(hào)強(qiáng)度輸出。
4.如權(quán)利要求3所述的接收信號(hào)選擇器，其中，所述信號(hào)檢測(cè)器包括至少一個(gè)互相關(guān)器，以確定所述接收信號(hào)的一個(gè)型式與第二基準(zhǔn)信號(hào)的相關(guān)，從而提供所述信號(hào)強(qiáng)度輸出。
5.如當(dāng)從屬于權(quán)利要求2時(shí)的權(quán)利要求4所述的接收信號(hào)選擇器，其中，所述第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)至少部分相互正交。
6.如權(quán)利要求5所述的接收信號(hào)選擇器，其中，所述第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)均包括一組大致正交的載波。
7.如權(quán)利要求5或6所述的接收信號(hào)選擇器，還包括基準(zhǔn)信號(hào)產(chǎn)生器以產(chǎn)生用于所述信號(hào)和干擾檢測(cè)器的所述第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)。
8.如任一前面權(quán)利要求所述的接收信號(hào)選擇器，還包括波束形成器，波束形成器具有分別用于從天線陣元之一接收信號(hào)的多個(gè)輸入以及均耦合到所述接收信號(hào)輸入的多個(gè)輸出。
9.如權(quán)利要求8所述的接收信號(hào)選擇器，其中，所述波束形成器被配置為實(shí)現(xiàn)巴特勒矩陣型算法。
10.如權(quán)利要求3至9中的任一項(xiàng)所述的接收信號(hào)選擇器，其中，所述選擇控制器被配置為根據(jù)使用所述信號(hào)強(qiáng)度與干擾輸出信號(hào)強(qiáng)度與干擾之比來(lái)選擇所述接收信號(hào)的所述型式中的一個(gè)或多個(gè)。
11.如權(quán)利要求10所述的接收信號(hào)選擇器，其中，選擇控制器被配置為僅選擇信號(hào)干擾比最大的接收信號(hào)的一個(gè)型式。
12.如權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的接收信號(hào)選擇器，其中，選擇控制器被配置為選擇接收信號(hào)的多個(gè)型式。
13.如權(quán)利要求12所述的接收信號(hào)選擇器，還包括信號(hào)合并器，以形成所述接收信號(hào)的所述多個(gè)型式的加權(quán)合并以作輸出。
14.如任一前面權(quán)利要求所述的接收信號(hào)選擇器，其中，所述接收信號(hào)包括正交頻分多路復(fù)用(OFDM)信號(hào)。
15.一種OFDM接收器，包括如權(quán)利要求14所述的接收信號(hào)選擇器和用于處理所述接收信號(hào)選擇器的輸出的時(shí)域到頻域變換組件，所述干擾檢測(cè)器以及當(dāng)從屬于權(quán)利要求3時(shí)的所述信號(hào)檢測(cè)器被配置為在OFDM接收器的時(shí)域處理所述接收信號(hào)。
16.一種發(fā)射器，包括如權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)所述的接收信號(hào)選擇器或者如權(quán)利要求15所述的接收器。
17.一種與包括多個(gè)有向天線陣元的天線系統(tǒng)一起使用的OFDM接收器，OFDM接收器具有對(duì)應(yīng)于所述多個(gè)天線陣元的多個(gè)輸入，并且包括傅立葉變換OFDM解調(diào)器，OFDM接收器還包括傅立葉變換之前域信號(hào)和干擾檢測(cè)器，分別對(duì)應(yīng)于每個(gè)所述天線陣元；陣元選擇控制器，從所述信號(hào)和干擾檢測(cè)器接收各所述天線陣元的信號(hào)和干擾測(cè)量；以及天線陣元選擇器，響應(yīng)所述陣元選擇控制器以選擇來(lái)自所述天線陣元的信號(hào)，由所述OFDM解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)。
18.一種選擇來(lái)自包括多個(gè)天線陣元的天線系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)接收信號(hào)的方法，各所述接收信號(hào)包括一組載波，所述方法包括確定對(duì)組成各所述接收信號(hào)的載波集的干擾測(cè)量；以及使用所述干擾測(cè)量選擇來(lái)自所述天線陣元的所述接收信號(hào)中的一個(gè)或多個(gè)。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，各所述干擾測(cè)量通過將所述接收信號(hào)的一部分與第一基準(zhǔn)信號(hào)相關(guān)來(lái)確定。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中，所述接收信號(hào)和所述第一基準(zhǔn)信號(hào)均包括一組大致正交的載波。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其中，所述第一基準(zhǔn)信號(hào)的載波以已知傳輸數(shù)據(jù)調(diào)制。
22.如權(quán)利要求18至21中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括確定組成各所述接收信號(hào)的載波集的信號(hào)強(qiáng)度；并且其中，所述選擇操作使用所述干擾測(cè)量和所述信號(hào)強(qiáng)度。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述信號(hào)強(qiáng)度通過將所述接收信號(hào)的一部分與第二基準(zhǔn)信號(hào)相關(guān)來(lái)確定。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述接收信號(hào)和所述第二基準(zhǔn)信號(hào)均包括一組大致正交的載波。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中，所述第二基準(zhǔn)信號(hào)的載波以已知傳輸數(shù)據(jù)調(diào)制。
26.如當(dāng)從屬于權(quán)利要求19時(shí)的權(quán)利要求23所述的方法，其中，所述第一和第二基準(zhǔn)信號(hào)至少部分相互正交。
27.如權(quán)利要求22至26中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括確定組成各所述接收信號(hào)的載波集的信號(hào)干擾比，其中，所述選擇操作根據(jù)所述信號(hào)干擾比進(jìn)行選擇。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，接收信號(hào)包括正交頻分多路復(fù)用(OFDM)信號(hào)，并且所述信號(hào)干擾比是在傅立葉變換之前的信號(hào)處理域確定的。
29.如權(quán)利要求18至28中的任一項(xiàng)所述的方法，還包括，對(duì)來(lái)自所述天線陣元的信號(hào)應(yīng)用波束形成算法，以提供用于所述干擾測(cè)量確定的所述接收信號(hào)。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中，所述波束形成算法包括巴特勒矩陣型算法。
31.如權(quán)利要求27或28所述的方法，其中，所述選擇操作僅選擇信號(hào)干擾比最大的一個(gè)接收信號(hào)。
32.如權(quán)利要求18至30中的任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述選擇操作選擇多個(gè)所述接收信號(hào)，所述方法還包括形成所述接收信號(hào)的加權(quán)合并。
33.處理器控制碼，當(dāng)運(yùn)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至14中的任一項(xiàng)所述的接收信號(hào)選擇器、如權(quán)利要求15或17所述的接收器或者如權(quán)利要求18至32中的任一項(xiàng)所述的方法。
34.一種數(shù)據(jù)載體，承載如權(quán)利要求33所述的處理器控制碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于正交頻分多路復(fù)用(OFDM)通信系統(tǒng)的改進(jìn)天線技術(shù)。本發(fā)明提供一種用于包括一組載波的接收信號(hào)的接收信號(hào)選擇器(800)，被配置為與包括多個(gè)天線陣元(802)的天線系統(tǒng)一起使用，該接收信號(hào)選擇器包括多個(gè)接收信號(hào)輸入(803)，用于從多個(gè)天線陣元接收信號(hào)；分別對(duì)應(yīng)于各個(gè)接收信號(hào)輸入的干擾檢測(cè)器(804)，耦合到接收信號(hào)輸入以從各輸入接收接收信號(hào)的一個(gè)型式，并且被配置為對(duì)來(lái)自各輸入的載波集提供干擾輸出；選擇控制器(816)，被配置為接收各輸入的干擾輸出，并且具有控制輸出；以及選擇器(808)，耦合到接收信號(hào)輸入，并且響應(yīng)控制輸出以選擇接收信號(hào)型式中的一個(gè)或多個(gè)，以作輸出。本發(fā)明提供一種用于減輕同道干擾和嚴(yán)重多徑失真效應(yīng)的簡(jiǎn)化技術(shù)。
文檔編號(hào)H04B7/02GK1507715SQ03800178
公開日2004年6月23日 申請(qǐng)日期2003年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月28日
發(fā)明者松岡秀浩, 孫勇 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝