專(zhuān)利名稱(chēng)：信號(hào)接收方法、信號(hào)發(fā)射方法、及信號(hào)接收和發(fā)射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，并且特別地，涉及一種用于陣元間距小 于通常陣元間距的陣列天線的信號(hào)接收方法、信號(hào)發(fā)射方法、以及 信號(hào)接收和發(fā)射裝置。
背景技術(shù)：
隨著空時(shí)信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展，多天線系統(tǒng)在無(wú)線通訊領(lǐng)域已 經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。
智能天線技術(shù)是多天線系統(tǒng)技術(shù)中的 一種，其主要利用在多天 線系統(tǒng)的接收端或發(fā)射端產(chǎn)生的信號(hào)同相疊加的效果來(lái)產(chǎn)生的陣列 增益，,人而^是高系統(tǒng)的性能。
在實(shí)際的天線陣中，由于陣元之間的相互作用，各個(gè)陣元上的 電流幅度和相位分布相對(duì)于3瓜立陣元會(huì)有4艮大改變，可等效為各個(gè) 陣元的阻抗發(fā)生了變化，而這種相互作用則稱(chēng)為互耦合。由于耦合
的強(qiáng)度一^:隨著陣元間距d的增加才艮據(jù)1 /"2遞減，所以現(xiàn)有的陣列
天線的陣元間距通常都選4奪"=0.5;1 ，這時(shí)的互耦帶來(lái)對(duì)天線陣的 影響一皮^人為可以4妻受的。
4在目前的TD-SCDMA系統(tǒng)中，同樣采用了陣元間3巨為0.5義的 智能天線陣。然而，由于這種陣元間距的要求，將會(huì)導(dǎo)致這種智能 天線陣的尺寸4艮大，乂人而對(duì)實(shí)際的應(yīng)用產(chǎn)生不利的影響。
另一方面，如果減小天線陣的陣元間3巨，將會(huì)引起陣元間的互 耦強(qiáng)度增加，乂人而影響陣列的方向性， <吏天線陣的貞武形^:率下降。
然而，目前尚未提出能夠減小陣元間的互耦強(qiáng)度，使陣元間的 影響降低，并同時(shí)使智能天線的賦形效率滿足要求的技術(shù)方案。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問(wèn)題而做出本發(fā)明，為此，本發(fā)明的主要目的在于 提供一種信號(hào)接收方法、信號(hào)發(fā)射方法、以及信號(hào)接收和發(fā)射裝置， 以在不影響智能天線的輻射性能的前提下減小智能天線的面積。
才艮據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，4是供了一種信號(hào)接收方法，用于陣元間 距小于通常陣元間距的陣列天線。
該方法包括將訓(xùn)練信號(hào)輸入陣列天線，4艮據(jù)訓(xùn)練信號(hào)經(jīng)過(guò)陣
據(jù)互耦合特性矩陣以及多個(gè)陣元的電特性獲取去耦合矩陣；以及利 用去耦合矩陣對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行去耦合處理，并獲取去耦合的信號(hào)的 賦形權(quán)值。
其中，多個(gè)陣元的間距小于1/3入大于0，并且，通常陣元間距 為0.5人，入為來(lái)自終端的信號(hào)的波長(zhǎng)。
另外，訓(xùn)練信號(hào)的電特性可以包括阻抗特性。
多個(gè)陣元的電特性;波此相同或不同。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供了一種信號(hào)發(fā)射方法，用于陣 元間距小于通常陣元間距的陣列天線。
該方法包括將訓(xùn)練信號(hào)輸入陣列天線，才艮據(jù)訓(xùn)練信號(hào)經(jīng)過(guò)陣 列天線的多個(gè)陣元后的電特性獲取陣列天線的互耦合特性矩陣；根 據(jù)互耦合特性矩陣以及多個(gè)陣元的電特性獲取去耦合矩陣；利用去 耦合矩陣對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行去耦合處理，并獲耳又去耦合的信號(hào)的賦形 權(quán)值；以及利用賦形權(quán)值對(duì)需發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行賦形，并利用去耦合 矩陣對(duì)賦形后的信號(hào)進(jìn)行去耦合處理。
其中，多個(gè)陣元的間距小于1/3入大于0，并且，通常陣元間距 為0.5入，入為來(lái)自終端的信號(hào)的波長(zhǎng)。
另外，訓(xùn)練信號(hào)的電特性可以包括阻抗特性。
多個(gè)陣元的電特性^皮此相同或不同。
根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例，提供了一種信號(hào)發(fā)射裝置，用于 陣元間距小于通常陣元間距的陣列天線。
該裝置包括互耦合特性矩陣獲取模塊，用于將訓(xùn)練信號(hào)輸入 至陣列天線中，沖艮據(jù)經(jīng)過(guò)陣列天線的多個(gè)陣元的訓(xùn)練信號(hào)的電特性 計(jì)算陣列天線的互耦合特性矩陣；去耦合矩陣獲取模塊，用于根據(jù)
互耦合特性矩陣以及多個(gè)陣元的電特性得到去耦合矩陣；處理才莫塊， 用于在接收信號(hào)時(shí)，利用去耦合矩陣對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行去耦合處理， 并獲取去耦合的信號(hào)的賦形權(quán)值；以及在之后發(fā)射信號(hào)時(shí)，利用賦 形權(quán)值對(duì)需發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行賦形，并利用去耦合矩陣對(duì)賦形后的信 號(hào)進(jìn)行去耦合處理。
通過(guò)本發(fā)明的上述沖支術(shù)方案，能夠減小智能天線的面積，并同 時(shí)保證智能天線的輻射特性。


此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一 步理解，構(gòu)成本申 請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并
不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中
圖1是才艮據(jù)本發(fā)明方法實(shí)施例一的信號(hào)4妻收方法的流程圖； 圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的下行賦形權(quán)值獲取方法的流程圖； 圖3是根據(jù)本發(fā)明方法實(shí)施例二的信號(hào)發(fā)射方法的流程圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的下行波束賦形方法的流程圖；以及 圖5是根據(jù)本發(fā)明裝置實(shí)施例的信號(hào)接收和發(fā)射裝置的框圖。
具體實(shí)施例方式
方法實(shí)施例一
在本實(shí)施例中，提供了一種信號(hào)接收方法，用于陣元間距小于 通常陣元間-巨的陣列天線。
如圖l所示，根據(jù)本實(shí)施例的信號(hào)接收方法包括步驟S102, 將訓(xùn)練信號(hào)輸入陣列天線，才艮據(jù)訓(xùn)練信號(hào)經(jīng)過(guò)陣列天線的多個(gè)陣元 后的電特性獲取陣列天線的互耦合特性矩陣；步驟S104,根據(jù)互耦 合特性矩陣以及多個(gè)陣元的電特性獲取去耦合矩陣；以及步驟 S106，利用去耦合矩陣對(duì)4妻收信號(hào)進(jìn)行去耦合處理，并獲耳又去耦合 的信號(hào)的賦形權(quán)值。
其中，多個(gè)陣元的間距小于1/3 A大于0，并且，通常陣元間距 為0.5入，人為來(lái)自終端的信號(hào)的波長(zhǎng)。
7另夕卜，訓(xùn)練信號(hào)的電特性可以包括阻抗特性。 多個(gè)陣元的電特性彼此相同或不同。
上述處理可以在基站的接收端完成，處理過(guò)程如下步驟一， 將訓(xùn)練序列(參考信號(hào))灌入基站的小間距陣列天線中，根據(jù)參考 信號(hào)的阻抗特性估計(jì)天線陣的互耦特性矩陣；
步驟二，根據(jù)步驟一中得到的互耦合特性矩陣、以及單個(gè)陣元 電特性生成小間距陣列去耦矩陣，利用該矩陣對(duì)基站接收到的終端 的信號(hào)進(jìn)行去耦合處理；
步驟三，將經(jīng)過(guò)去耦合處理的信號(hào)進(jìn)行常^見(jiàn)智能天線下行賦形 權(quán)值的獲取處理；
圖2中的步驟201至步驟203是TD-SCDMA系統(tǒng)基站端基于 小間距智能天線的下行賦形權(quán)值獲取方法。如圖2所示，具體包括 以下處J里
步驟201，在基站端將訓(xùn)練信號(hào)灌入根據(jù)第m根接收天線，得
到經(jīng)過(guò)各天線的接收信號(hào)e^ = [4，《"'"《]。根據(jù)接收信號(hào)^的電 特性計(jì)算天線陣的互耦特性矩陣Z 。
Zll Z2 … Z18 Z — 三21 Z28
一Z8) Z88 一
步驟202，才艮據(jù)步驟201中得到的該陣列的互耦特性矩陣Z, 以及單元陣的電特性z (々ii殳該陣列中各個(gè)陣元的獨(dú)立電特性一 致)，計(jì)算出去耦矩陣G,
8Sn ''' 《18
G — ^21 ^28 —且81 ^88一
使得經(jīng)過(guò)去耦的陣列中的互耦強(qiáng)度接近大間距陣列的陣元間互 耦強(qiáng)度；
步驟203，在基站接收端，將各個(gè)天線上接收到的信號(hào) "[e'y，…y]根據(jù)步驟202中得到的去耦矩陣G進(jìn)行去耦處理，得到
去耦后的接收信號(hào)，即，ec =[4，《"'"4],對(duì)該信號(hào)進(jìn)行波束賦形 權(quán)值的獲取處理，得到下行波束賦形權(quán)值w = [w1 ， w2， ， w8];
方法實(shí)施例二
在本實(shí)施例中，提供了一種信號(hào)發(fā)射方法，用于陣元間距小于 通常陣元間距的陣列天線。
如圖3所示根據(jù)本實(shí)施例的信號(hào)發(fā)射方法包括步驟S302,將 訓(xùn)練信號(hào)輸入陣列天線，根據(jù)訓(xùn)練信號(hào)經(jīng)過(guò)陣列天線的多個(gè)陣元后 的電特性獲耳又陣列天線的互耦合特性矩陣；步驟S304,才艮據(jù)互耦合 特性矩陣以及多個(gè)陣元的電特性獲耳又去耦合矩陣；步驟S306，利用 去耦合矩陣對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行去耦合處理，并獲取去耦合的信號(hào)的賦 形權(quán)值；以及步驟S308,利用賦形權(quán)值對(duì)需發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行賦形， 并利用去耦合矩陣對(duì)賦形后的信號(hào)進(jìn)行去耦合處理。
其中，多個(gè)陣元的間距小于1/3 X大于0,并且，通常陣元間距 為0.5入，入為來(lái)自纟冬端的4言號(hào)的波長(zhǎng)。
另外，訓(xùn)練信號(hào)的電特性可以包括阻抗特性。
9多個(gè)陣元的電特性彼此相同或不同。
上述處理可以在基站的發(fā)射端進(jìn)4于。在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)，具體可包
括以下步驟步驟一，根據(jù)步驟三中得到的下行賦形權(quán)值進(jìn)行下行 信號(hào)賦形處理；步驟二，將經(jīng)過(guò)賦形處理的各天線的下行信號(hào)送至 經(jīng)過(guò)去凈禺處理的天線陣各陣元上發(fā)射，由于TDD系統(tǒng)中，上下4亍陣 列特性是互易的，所以這里的去耦操作使用與接收端相同的去耦矩 陣。
圖4中的步驟401至步驟402是TD-SCDMA系統(tǒng)基站端基于 小間距智能天線的下行波束賦形方法，如圖4所示，具體包括以下 處理
步驟401， 將步驟203 中得到的下行波束賦形權(quán)值 w^w'，w2，…，w"對(duì)基站待發(fā)射信號(hào)"進(jìn)行波束賦形處理，得到各個(gè)陣 元上賦形后的數(shù)據(jù)《"w = 1 ，2 ，…，8 ;
步驟402，將賦形后的數(shù)據(jù)《F，^，2，…，8送至經(jīng)過(guò)利用去耦矩 陣G處理后的天線陣上進(jìn)行發(fā)射。
裝置實(shí)施例
在本實(shí)施例中，提供了一種信號(hào)發(fā)射裝置，用于陣元間距小于 通常陣元間3巨的陣列天線。
如圖5所示，根據(jù)本實(shí)施例的信號(hào)接收和發(fā)射裝置包括互耦 合特性矩陣獲取模塊502，用于將訓(xùn)練信號(hào)輸入至陣列天線中，根 據(jù)經(jīng)過(guò)陣列天線的多個(gè)陣元的訓(xùn)練信號(hào)的電特性計(jì)算陣列天線的互 耦合特性矩陣；去耦合矩陣獲耳又一莫塊504，用于4艮據(jù)互耦合特性矩 陣以及多個(gè)陣元的電特性得到去耦合矩陣；處理模塊506,用于在
10接收信號(hào)時(shí)，利用去耦合矩陣對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行去耦合處理，并獲
取去耦合的信號(hào)的賦形權(quán)值；以及在之后發(fā)射信號(hào)時(shí)，通過(guò)賦形權(quán)
值對(duì)需發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行賦形，并利用去耦合矩陣對(duì)賦形后的信號(hào)進(jìn) 4亍去耦合處理。
其中，多個(gè)陣元的間距小于1/3人大于0，并且，通常陣元間距 為0.5入，人為來(lái)自終端的信號(hào)的波長(zhǎng)。另外，訓(xùn)練信號(hào)的電特性可 以包4舌阻抗特性。多個(gè)陣元的電特性;波此相同或不同。
綜上所述，本發(fā)明在TD-SCDMA系統(tǒng)中引入小間距智能天線 陣，能夠減小智能天線的面積，使智能天線系統(tǒng)在實(shí)施過(guò)程中更加 便捷；同時(shí)，在接收和發(fā)射處理中引入陣元間去耦處理，使得智能 天線的輻射特性得到保證。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 對(duì)于本領(lǐng)域的才支術(shù)人員來(lái)it,本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等， 均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種信號(hào)接收方法，用于陣元間距小于通常陣元間距的陣列天線，其特征在于，所述方法包括將訓(xùn)練信號(hào)輸入所述陣列天線，根據(jù)所述訓(xùn)練信號(hào)經(jīng)過(guò)所述陣列天線的多個(gè)陣元后的電特性獲取所述陣列天線的互耦合特性矩陣；根據(jù)所述互耦合特性矩陣以及所述多個(gè)陣元的電特性獲取去耦合矩陣；以及利用所述去耦合矩陣對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行去耦合處理，并獲取去耦合的所述信號(hào)的賦形權(quán)值。
2. 才艮據(jù)斥又利要求1所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)陣元的間 距小于1/3A大于0，并且，所述通常陣元間距為0.5入，入為 來(lái)自所述終端的信號(hào)的波長(zhǎng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法, 特性包括阻抗特性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法, 特性4皮此相同或不同。其特征在于，所述訓(xùn)練信號(hào)的電 其特征在于，所述多個(gè)陣元的電
5. —種信號(hào)發(fā)射方法，用于陣元間距小于通常陣元間距的陣列天 線，其特征在于，所述方法包括將訓(xùn)練信號(hào)輸入所述陣列天線，根據(jù)所述訓(xùn)練信號(hào)經(jīng)過(guò)所 述陣列天線的多個(gè)陣元后的電特性獲取所述陣列天線的互耦 合特性矩陣；才艮據(jù)所述互耦合特性矩陣以及所述多個(gè)陣元的電特性獲耳又去耦合矩陣；利用所述去耦合矩陣對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行去耦合處理，并獲取 去耦合的所述信號(hào)的賦形權(quán)值；以及利用所述賦形權(quán)值對(duì)需發(fā)射的信號(hào)進(jìn)行U武形，并利用所述 去耦合矩陣對(duì)賦形后的所述信號(hào)進(jìn)行所述去耦合處理。
6. 才艮據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特4正在于，所述多個(gè)陣元的間 距小于l/3入大于0，并且，所述通常陣元間距為0.5入，入為 來(lái)自所述終端的信號(hào)的波長(zhǎng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述訓(xùn)練信號(hào)的電 特性包括阻抗特性。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)陣元的電 特性;波此相同或不同。
9. 一種信號(hào)發(fā)射裝置，用于陣元間距小于通常陣元間距的陣列天 線，其特征在于，所述裝置包括互耦合特性矩陣獲取模塊，用于將訓(xùn)練信號(hào)輸入至所述陣 列天線中，根據(jù)經(jīng)過(guò)所述陣列天線的多個(gè)陣元的訓(xùn)練信號(hào)的電 特性計(jì)算所述陣列天線的互耦合特性矩陣；去耦合矩陣獲取模塊，用于根據(jù)所述互耦合特性矩陣以及 所述多個(gè)陣元的電特性得到去耦合矩陣；處理模塊，用于在接收信號(hào)時(shí)，利用所述去耦合矩陣對(duì)接 收的所述信號(hào)進(jìn)行去耦合處理，并獲取去耦合的所述信號(hào)的賦 形權(quán)值；以及在之后發(fā)射信號(hào)時(shí)，利用所述賦形權(quán)值對(duì)需發(fā)射 的信號(hào)進(jìn)行賦形，并利用所述去耦合矩陣對(duì)賦形后的所述信號(hào) 進(jìn)4亍所述去豸禹合處理。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種信號(hào)接收方法，用于陣元間距小于通常陣元間距的陣列天線，該方法包括將訓(xùn)練信號(hào)輸入陣列天線，根據(jù)訓(xùn)練信號(hào)經(jīng)過(guò)陣列天線的多個(gè)陣元后的電特性獲取陣列天線的互耦合特性矩陣；根據(jù)互耦合特性矩陣以及多個(gè)陣元的電特性獲取去耦合矩陣；以及利用去耦合矩陣對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行去耦合處理，并獲取去耦合的信號(hào)的賦形權(quán)值。此外，本發(fā)明還公開(kāi)了一種信號(hào)發(fā)射方法、一種信號(hào)接收和發(fā)射裝置。通過(guò)使用本發(fā)明，能夠減小智能天線的面積，并同時(shí)保證智能天線的輻射特性。
文檔編號(hào)H04B7/04GK101465682SQ200710161018
公開(kāi)日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者凡 史, 曾召華 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司