专利名称：一种全自适应智能天线接收装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及移动通信系统，尤其涉及采用阵列天线接收的波束权值自适应更新智能天线接收装置。
目前，采用CDMA方法的系统主要包括窄带CDMA(IS-95Interim Standard95)系统、宽带CDMA(WCDMAWideband CDMA)系统、Cdma2000系统、TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access)系统和TD-CDMA(Time Division-Code Division Multiple Access)系统等。这些系统中普遍采用了多码扩频技术或称双层扩频码分配技术，即在这些CDMA系统中，从移动用户到基站的反向链路扩频方式可以分为两步，第一步是用互相关性能很好的正交函数作为信道码扩频，例如沃尔什(Walsh)函数，扩频因子可变正交码(OVSFOrthogonal Variable Spreading Factor)，这一步称作加扩，对应接收端的恢复过程称作解扩；第二步把加扩后的信号乘上每个用户唯一分配的自相关性能较好的伪随机码(PN序列，M序列，Gold序列)，这一步称作加扰，对应接收端的恢复过程称作解扰，上述的伪随机码称作扰码，用扰码来区分不同的移动用户。同样，这些系统中从基站到移动用户的前向链路的扩频方式也分同样的两步，唯一的区别是前向链路中的扰码用来区分基站或小区。不同的基站或小区的扰码不同。这种解扩加扰的系统通常用四相相移键控(QPSK)调制，QPSK信号通常看作两路二相相移键控(BPSKBinary Phase Shift Keying)调制信号的正交叠加，分别称为I路信号和Q路信号。QPSK信号也可以看作一路复数信号，I路可以看成实部，Q路可以看成虚部。
现有CDMA系统中通常采用导频信道传送导频符号，具体包括两种方式，一种是专用导频信道方式，这种方式连续发送导频符号。另一种是插入导频信道方式，这种方式把导频符号和其它信息符号在时间上复用，有的时间段内发送导频符号，有的时间段内没有导频被发送。
在一般的移动通信环境中，基站和移动台之间的信号沿接收机和发射机之间的若干路径进行传播。这种多径传播现象主要是由信号在发射机和接收机周围的物体表面的反射引起的。由于不同的传播路径的不同，沿不同路径到达接收机的同一信号的不同多径成分到达接收机的传播时延和到达角度也不同，从而造成多径干扰。在CDMA系统中，在信号的接收过程可以采用分集接收或分集发送方式抵抗多径传播。在CDMA系统中使用的接收机是一种多分支结构的接收机，其中每一分支与沿某一单独路径传播的多径组分同步。每一分支是一个单独的接收机元件，其功能是生成和解调期望接收信号分量。在传统的CDMA系统中采用相干或不相干的方法合并不同接收机元件信号是有益的，可以改善接收信号质量。
在CDMA系统中，许多用户使用同一频带进行通信。由于不可能设计出完全互不相关的扩频码集合，所以不同用户之间仍存在相互干扰。一般来说，在一个频带内的用户数越多，干扰水平就越高，链路的通信质量就越差。因此，CDMA系统是一个干扰受限的无线通信系统，其每一个规定宽度的频带所能容纳的信道数是有限度的，所以前述的各种技术手段只能将通信系统的容量提高到一定程度，要想超过这个限度则必须增加其他的资源。空间分集是增加系统容量与改善系统性能的最新发展技术，理论上分析表明只要正确地使用一组天线，形成新的自由度和空间，就能较大地增加系统容量。此外，采用空间分集还可以降低功耗、增加抗衰落和抗干扰能力，更有效地切换以及更好的安全性和系统鲁棒性。
为了增加系统容量改善系统性能，实现空间分集的一种直接方法是使用定向天线，将无线系统分为扇区。采用扇区的基站接收机中可以大幅度减少移动台间的相互干扰。这是因为一般干扰均匀分布在不同的入射方向上，因而其数量可以通过扇区化减少。当然可以在传输的两个方向上都实现扇区化，扇区化所提供的容量收益正比于扇区的数量。
扇区化可以采用一种特殊形式的软切换，即更软越区切换。其中移动台通过同时与两个扇区通信来执行从其中一个扇区到另一个扇区的软越区切换。尽管越区切换提高了连接质量，扇区化增加了系统容量，可是多个移动台的移动自然导致了这些移动台执行若干从一个扇区到另一个扇区的越区切换的次数，这增加了系统的负荷。若干越区切换也产生了几个移动台同时与多个扇区通信的情况，从而因为移动台要在较宽的区域内接收信号而丧失了扇区化所增加的系统容量的优势。
为了进一步利用不同信号的不同空间特性提高系统性能，很多人研究了智能天线技术，也叫阵列天线技术。智能天线采用两个以上的单天线阵元组成天线阵，每个阵元的接收到的信号经过射频处理后进行用适当的权值进行加权求和，就能达到定向接收的效果。加权的实质是一种空间滤波，智能天线也可以认为是一种空分多址(SDMA)技术。在SDMA中通过天线阵列接收信号，并通过数字信号处理进行数字波束赋形(DBF)，使所需信号的信噪比最大。这是通过调整天线阵列所接收的信号的相位使所需信号通过相加求和得到加强，而其它干扰信号通过相加求和得到削弱实现的。对采用CDMA多址方式的系统而言，使用SDMA比用其他空间分集技术，如扇区化，具有许多优势。如果在扇区化过程中为增加频谱利用率而窄化扇区波束，则系统内扇区之间的切换次数也随着增加。这就相应地增加了基站控制器的负荷。
智能天线大体可分三种。
一种是预多波束智能天线。这种方案是预先设定一些指向不同方向的波束权值，在通信过程中选择接收信号比较好的那些波束权值加权结果进行后续处理，如专利号为98800049，名称为“自适应阵列天线装置”的专利，，还有美国metawave公司的GSM Spotlight智能天线。这种方法的缺点是需要设计较好较多的预先权值，也没有充分利用具体时刻的信号空间分布特性，不能很好的提高接收信号的信干噪比。
第二种是部分自适应智能天线。这种实现方案通常从接收的阵列信号中提取期望用户信号到达方向角信息，然后形成指向到达方向角的波束，到达方向角变化则权值跟着变化。这种算法的准则是使接收到的期望用户信号能量最大，同时有限的压制其它方向的干扰。相控阵就属于这样的技术，相控阵的所有幅度一样，不能改变，只有相位能自适应的改变。部分自适应智能天线的性能比预多波束智能天线要好，但还是没有完全利用信号空间信息，自适应范围也有限，而且提取达到方向角的算法比较复杂，是否能够实时实现也是一个重要的问题。目前也有很多这方面的专利，如专利号为97104039，名称为“具有智能天线的时分双工同步码分多址无线通信系统”的专利，专利号为97202038，名称为“用于自适应天线的方向控制电路”，以及专利号为99105647，名称为“用于码分多址系统的预先优化成形波束的自适应阵列天线”的专利等。
第三种是全自适应智能天线。这种天线的权值不需要预先设置，而是根据信号空间分布特性的变化而按一定准则不断更新权值，权值的幅度和相位都可以自由更新，当更新算法收敛时这种方法能充分利用期望用户信号和干扰信号的空间特性使接收到的信号的信干噪比达到最大，而部分自适应智能天线一般不考虑干扰到达方向。这是很令人向往的结果，可以说是智能天线的最高境界，也有人申请了这方面的专利，如中国专利99104709(自适应天线)。
其它与智能天线相关专利还有美国专利U.S4599734(多向时分复用的通信的空间分集通信系统)、美国专利U.S550735(在移动/室内蜂窝无线通信系统中的分集发送)和中国专利96194112(基站设备，以及一种控制天线波束方向的发射方法)。
从上述内容可以看出，显然使用全自适应天线阵列的无线通信系统能达到最好的系统性能，但目前在实际中应用还需要解决一些关键的技术问题。其中自适应更新权值算法的计算复杂度和收敛速度就是制约自适应天线发展的难题之一。上述涉及全自适应智能天线的专利中，要么只是提出了系统实现的框架，没有具体的实现方法；要么提出了包含矩阵求逆运算的更新方法，但是这种方法实现却是非常困难，也是很不现实的。这也是为什么到目前为止，虽然有许多这方面的专利和研究成果，却仍然没有出现全自适应智能天线产品的根本原因之一。即使是部分自适应系统，由于到达方向角估计的计算复杂度和多径传播的现实情况，仍处于理论研究阶段。所以，简单有效的实现自适应权值更新是智能天线发展的决定性核心技术。
本发明要解决的技术问题是为了克服现有的预多波束智能天线系统和部分自适应智能天线系统的缺点，同时解决全自适应智能天线实现复杂的问题，提出一种简洁高效的全自适应智能天线接收装置。本发明可以应用于采用任何阵列方式和任何双工方式的采用四相键控调制(QPSK)的码分多址(CDMA)接入方法的通信系统。
本发明所述全自适应智能天线接收装置包括下述部分天线阵列101、射频通道组102、数字波束赋形模块103、解扰解扩模块104和权值更新模块105。所述天线阵列101包括两个以上的天线阵元，其输出端接到射频通道102的输入端；天线阵元的辐射方向图可以是任意的，天线阵列的排列方式也可以是任意的。
所述射频通道组102包括两个以上的射频通道，该多个射频通道与所述多个天线阵元一一对应，每个射频通道输入端接一个天线阵元的输出端，所有射频通道的输出端接到所述数字波束赋形模块103的输入端，同时将信号输入到所述权值更新模块105中；所述数字波束赋形模块103用权值对射频通道过来的信号进行复数加权求和；其输入端一方面接收所述射频通道组102发送的数字信号，另一方面与所述权值更新模块105的权值输出端相连，其输出端连到所述解扰解扩模块104的输入端和所述权值更新模块105的输入端；所述解扰解扩模块104接收所述数字波束赋形模块103送来的输出信号，并对加权求和后的数据进行解扰解扩，解扰解扩后的输出I路和Q路数据一方面送到其它后续常规处理模块，另一方面Q路数据送入所述权值更新模块104；所述权值更新模块105的输入信号包括所述射频通道组中各个射频通道的输出信号、所述数字波束赋形模块105的输出信号、复数扰码、Q路扩频码和导频符号，所述权值更新模块105用于实现权值更新并得到一组新复数权值，然后将该组复数权值输出送往所述数字波束赋形模块103。
所述射频通道组102完成低噪声放大、自动增益控制、解调、通道校正、基带转换、A/D采样以及匹配滤波等功能。
如上所述的权值更新模块105包括误差信号生成模块201和权值分量更新模块组202；所述误差信号生成模块201接收所述射频通道组102、数字波束赋形模块103和解扰解扩模块104发送来的信号，并进行扩频加扰，将产生的误差信号发送到所述权值分量更新模块组202；所述权值分量更新模块组202中的各权值分量更新模块与所述天线阵元一一对应，各权值分量更新模块输入误差信号生成器输出的误差信号和对应射频通道的输出信号，输出更新后的复数权值分量。
当所述解扰解扩模块104输出的Q路的扩频码为全1码，所述误差信号生成模块201的输入信号有所述解扰解扩模块104输出的Q路信号、导频符号、复数扰码、所述数字波束赋形模块103的输出信号。在有导频符号的符号周期内，所述误差信号生成模块201把所述数字波束赋形模块103发送的信号减去导频符号与复数扰码乘积，把相减得到的复数差值输出送到所述权值分量更新模块组202。在没有导频符号的符号周期内，对所述解扰解扩模块104输出的Q路信号进行符号判决，把判决后的信号乘上复数扰码，然后用所述数字波束赋形模块103的输出信号减去这个乘积，差值输出送到所述权值分量更新模块组202。上面与扰码相乘的过程就相当于扩频加扰的过程。在有专用导频信道的系统中，随时都有导频符号，直接用导频符号扩频加扰，然后和所述波束赋形模块103的输出信号求差送到各权值分量模块中即可。
当所述解扰解扩模块104中的Q路扩频码不是全1码，所述误差信号生成模块201的输入信号有所述解扰解扩模块104输出的Q路信号、导频符号、Q路扩频码、复数扰码、所述数字波束赋形模块103的输出信号。在有导频符号的符号周期内，所述误差信号生成模块201把所述数字波束赋形模块103过来的信号减去导频符号与Q路扩频码和复数扰码乘积，把相减得到的复数差值输出送到所述权值分量更新模块组202。在没有导频符号的符号周期内，对所述解扰解扩模块104输出的Q路信号进行符号判决，把判决后的信号乘上Q路扩频码和复数扰码，然后用所述数字波束赋形模块103的输出信号减去这个乘积，差值输出送到所述权值分量更新模块组202。上面与扩频码扰码相乘的过程就相当于扩频加扰的过程。在有专用导频信道的系统中，随时都有导频符号，直接用导频符号扩频加扰，然后和所述数字波束赋形模块103的输出信号求差送到各权值分量模块中即可。
如上所述的权值分量更新模块组202包括下述部分复数乘法器401、两个实数积分器402、403、步长因子存储单元404、权值实部存储单元405、权值虚部存储单元406、两个实数乘法器407、408、两个实数减法器409、409’。
所述复数乘法器401输入复数误差信号和对应一个射频通道的复数输出信号；对这两路信号进行复数相乘，乘积结果的实部和虚部分别送入所述实数乘法器407和实数乘法器408；所述两个实数积分器402和403分别对所述复数乘法器401输出的实部和虚部在一个权值更新周期内进行积分，积分结果分别送到两个实数乘法器407和408中；所述两个实数乘法器402和403的输入信号分别为所述复数乘法器401输出的实部和虚部。
所述步长因子存储单元404存储一个实数，这个实数的值可以事先设定也可以通过指令来更新。这个数值供所述两个实数乘法器407和408调用。
所述权值实部存储单元405存储波束赋形权值的实部，其输入为一个实数减法器409的输出，其输出当作被减数送回该实数减法器409。
所述权值虚部存储单元406存储波束赋形权值的虚部，其输入为一个实数减法器409’的输出，其输出作被减数送回该实数减法器409’。
所述两个实数乘法器407和408分别把两个实数积分器402和403输出的结果和步长因子相乘，乘积分别当作减数分别送入两个实数减法器409和409’。
所述实数减法器409处理权值实部，其输入为所述权值实部存储单元405的数值和相应实部的实数乘法器407的乘积，从实部权值减去实数乘法器407的乘积，得到的差值一方面作为一个权值分量实部的更新结果送到所述波束赋形模块103中去，一方面送入所述权值实部存储单元405。
所述实数减法器409’处理权值虚部，其输入为权值虚部存储单元406的数值和相应虚部的实数乘法器408的乘积，从虚部权值减去所述实数乘法器408的乘积，得到的差值一方面作为一个权值分量虚部的更新结果送到所述波束赋形模块103中去，一方面送入所述权值虚部存储单元406。
以上所述结构模块，可以是硬件模块，也可以是软件模块，可以把这些模块做在专用芯片或FPGA中，也把一部分模块在DSP中用软件实现。
本发明所述装置，与现有智能天线技术相比，一方面避免了矩阵求逆等很难实现的计算，也不必进行波束综合算法，更不必进行复杂的信号到达方向角判定计算，从上述结构可见，本发明的实现复杂度是很低的；另一方面本发明直接实现了接收信号性能最优的全自适应智能天线方案，不仅能在期望用户信号的到达方向形成很强的波束增益，而且能适应无线信号环境，对干扰信号作很客观的压制。
图2是
图1中所述权值更新模块的详细结构图。
图3是图2中所述误差信号生成模块的详细结构图。
图4是图2中所述权值分量更新模块的详细结构图。
图5是图4中所述复数乘法器的详细结构图。
图6是图4中所述实数积分器的详细结构图。
图7是蜂窝系统的多径传播现象示意图。
图8是根据本发明所述装置得到的波束示意图。
图9是应用在WCDMA系统中的误差信号生成模块的详细结构图。
图1是本发明接收装置的总体结构图，本发明所述全自适应智能天线接收装置包括下述部分天线阵列101、射频通道组102、数字波束赋形模块103、解扰解扩模块104和权值更新模块105。
由于接收系统中的扰码产生、扩频码产生、码同步、解扰解扩、时钟控制等模块的功能并不是本发明关心的内容，在本发明中一般不描述这些模块，需要时直接引用这些模块或其输出信号。参考附图可以看到以下描述内容的清晰结构。
天线阵列101由M个天线阵元101.1、101.2、…、101.M组成，这些天线阵元接收的信号分别经过M个射频通道102.1、102.2、…、102.M处理形成M路复数基带信号X.1、X.2、…、X.M。数字波束赋形模块103由M个复数乘法器103.1、103.2、…、103.M和一个复数求和器103.a组成，基带信号X和权值W相乘求和得到输出信号Din。解扰解扩模块104把信号Din解扰解扩输出实数信号Q路信号DQ和I路信号DI。基带信号X、信号Din、解扰解扩得到的数据DQ、导频数据Pilot、Q路扩频码CQ和用户扰码S输入权值更新模块105，权值更新模块105计算出新权值W送给数字波束赋形模块103。新权值W由M个复数分量W.1、W.2、…、W.M组成。这个接收结构的核心是权值更新模块105，如何适应信道环境快速的更新权值，是智能天线系统性能好差的关键因素。为了利用信道环境的信息和期望用户信号特征，权值更新模块105需要输入比较多的信号，射频通道输出的信号X中包含了整个信道环境的信息特征，信号DQ和Pilot则是期望用户信号可靠的应该具备的特征。信号Din则比较适合衡量当前权值是否恰当的。
图2是图1中本发明权值更新模块105的结构图，由误差信号生成模块201和权值分量更新模块202组成，权值分量更新模块202又包括M个权值分量更新模块202.1、202.2、…、202.M。图1中的信号Din、S、CQ、DQ和Pilot输入误差信号生成模块201，误差信号形成模块201输出误差信号In送入各个权值分量更新模块中。图1中的基带信号X.1、X.2、…、X.M分别送入权值分量更新模块202.1、202.2、…、202.M中，各个权值分量更新模块分别输出权值分量W.1、W.2、…、W.M。
图3是图2中误差信号生成模块201的结构图。输入信号DQ先经过一个符号判决模块301进行符号判决，然后通过选择器302从输入的导频符号Pilot和判决结果中选择一路形成参考信号Ref。在有导频符号的时间段选择导频符号否则选择判决结果。输入的复数信号S在图3中更具体的用实部S.r和虚部S.i来表示，同样输入信号Din也用实部Din.r和虚部Din.i来表示，输出信号In也用实部In.r和虚部In.i表示。从图3中很清楚可以看出，通过两个实数乘法器和实数减法器，输出信号In.i＝Din.i-Ref×CQ×S.i，输出信号In.r＝Din.r-Ref×CQ×S.r。考虑到S的实部虚部以及CQ的取值为±1，所以误差信号生成器中的乘法器在实现时可以做适当简化，比如用异或操作来代替。
图4是图2中第m个权值分量更新模块202.m的结构图，这里的m＝1，2，…，M。复数基带信号X.m和复数误差信号In通过一个复数乘法器401进行复数相乘，相乘输出的复数信号Dout由实部Dout.r和Dout.i组成。Dout.r通过实数积分器402在一个权值更新周期内进行积分，积分结果和步长因子存储器404中的数值进行实数相乘。从权值实部存储器405中的值减去签名的到乘积，得到的差值90W.m.r就是更新后第m个权值分量的实部。W.m.r一方面送入存储器405供下一次更新用，一方面作为输出送到波束赋形模块中去。类似的，对于Dout.i，先通过积分器403进行积分，然后和步长因子相乘，在从权值虚部存储器406中减去这个乘积，得到的差值W.m.i就是更新后第m个权值分量的虚部。W.m.i一方面送入存储器406供下一次更新用，一方面作为输出送到波束赋形模块中去。
图5是图4中复数乘法器401的结构示意图，这个结构图只是实现一个简单的复数乘法运算。从图中可以一目了然看出其功能。
图6是一个实数积分器的结构示意图，图4中的实数积分器402、403都采用这种结构。积分器中有一个存储器601，一个加法器602和一个时钟控制的开关603组成。存储器601可以存储一个实数。大部分时间内，603是断开的，积分器没有输出。积分器的输入信号CDin由和存储器中的值相加，得到的和送入存储器601，到了需要更新权值的时刻，603闭合，输出存储器中的值，同时把存储器清零。然后再把603断开，重新进行积分。
图7是用来说明蜂窝系统中传送的信号的典型的多径传播现象。基站设备705与移动台701进行通信。在蜂窝无线通信系统中，移动台一般以全向天线模式进行发射。由于移动台的天线都比较低，往往处在许多高大物体的包围之中，这些物体包括高大建筑物，山脉丘陵以及其它物体等。这些物体的表面能够反射和散射无线电波。移动台701发出的无线电波被物体702，703的表面反射后沿不同路径7001、7002到达基站设备705的天线。由于多径所走的路径不同，因而到达基站设备到达方向和传播时延一般也不同(也可能相同或相近)。移动台701与基站设备705之间的物体704阻挡了基站设备705和移动台701之间的直接通路。
图8说明了利用本发明的接收装置得到的波束方向图。在时延相近的两个信号到达方向形成了两个主波束801和802。在其它干扰方向上形成了零陷或较低的旁瓣803，804、805。通过本发明接收装置可以使波束达到接收信号和参考信号之间的误差在最小均方误差准则下最小。
图9是Q路扩频码为全1时的误差信号生成装置结构图。比如在宽带码分多址(WCDMA)系统中，控制信道(Q路)的扩频码是全1码，因此与扩频码相乘这一步可以省略。所以在扩频码为全1时，图1图2中的输入信号CQ可以省略，误差信号生成模块的结构则由图3变成图9。与图3相比，图9省略了输入信号CQ和一个Ref与CQ的乘法器。Ref直接和S相乘。
本发明所述装置以较少的硬件资源，完成了全自适应的智能天线接收。本发明利用了导频和解扩后的信号作为参考信号，结合信道环境信息调整权值使波束赋形后的信号与参考信号扩频加扰后的信号相接近，从而能得到提高期望信号增益和压制干扰信号的效果。
权利要求
1.一种全自适应智能天线接收装置，包括下述部分天线阵列(101)、射频通道组(102)、数字波束赋形模块(103)、解扰解扩模块(104)和权值更新模块(105)；所述天线阵列(101)包括两个以上的天线阵元，其输出端接到射频通道(102)的输入端；所述射频通道组(102)包括两个以上的射频通道，该多个射频通道与所述多个天线阵元一一对应，每个射频通道输入端接一个天线阵元的输出端，所有射频通道的输出端接到所述数字波束赋形模块(103)的输入端，同时将信号输入到所述权值更新模块(105)中；所述数字波束赋形模块(103)用权值对所述射频通道过来的信号进行复数加权求和；其输入端一方面接收所述射频通道组(102)发送的数字信号，另一方面与所述权值更新模块(105)的权值输出端相连，其输出端连到所述解扰解扩模块(104)的输入端和所述权值更新模块(105)的输入端；所述解扰解扩模块(104)接收所述数字波束赋形模块(103)送来的输出信号，并对加权求和后的数据进行解扰解扩，解扰解扩后的输出I路和Q路数据一方面送到其它后续常规处理模块，另一方面Q路数据送入所述权值更新模块(104)；所述权值更新模块(105)的输入信号包括所述射频通道组中各个射频通道的输出信号、所述数字波束赋形模块(105)的输出信号、复数扰码、Q路扩频码和导频符号，所述权值更新模块(105)实现权值更新并得到一组新复数权值，然后将该组复数权值输出送往所述数字波束赋形模块(103)。
2.如权利要求1所述全自适应智能天线接收装置，其特征在于，所述天线阵列(101)的排列位置是任意的。
3.如权利要求1所述全自适应智能天线接收装置，其特征在于，所述射频通道组(102)包括射频通道(102.1——102.M)，用于完成低噪声放大、自动增益控制、解调、通道校正、基带转换、A/D采样以及匹配滤波等功能。
4.如权利要求1所述全自适应智能天线接收装置，其特征在于，所述权值更新模块(105)中包括误差信号生成模块(201)和权值分量更新模块组(202)；所述误差信号生成模块(201)接收所述射频通道组(102)、数字波束赋形模块(103)和解扰解扩模块(104)发送来的信号，并进行扩频加扰，将产生的误差信号发送到所述权值分量更新模块组(202)；所述权值分量更新模块组(202)中的各权值分量更新模块与所述天线阵元一一对应，各权值分量更新模块输入误差信号生成器输出的误差信号和对应射频通道的输出信号，输出更新后的复数权值分量。
5.如权利要求4所述全自适应智能天线接收装置，其特征在于，如果所述解扰解扩模块(104)输出的Q路的扩频码为全1码，所述误差信号生成模块(201)的输入信号包括所述解扰解扩模块(104)输出的Q路信号、导频符号、复数扰码、所述数字波束赋形模块(103)的输出信号。
6.如权利要求4所述全自适应智能天线接收装置，其特征在于，如果所述解扰解扩模块(104)中的Q路扩频码不是全1码，所述误差信号生成模块(201)的输入信号包括所述解扰解扩模块(104)输出的Q路信号、导频符号、Q路扩频码、复数扰码、所述数字波束赋形模块(103)的输出信号。
7.如权利要求5或6所述全自适应智能天线接收装置，其特征在于在有导频符号的符号周期内，所述误差信号生成模块(201)把所述数字波束赋形模块(103)发送的信号减去导频符号与复数扰码乘积，把相减得到的复数差值输出送到所述权值分量更新模块组(202)；在没有导频符号的符号周期内，对所述解扰解扩模块(104)输出的Q路信号进行符号判决，把判决后的信号乘上复数扰码，然后用所述数字波束赋形模块(103)的输出信号减去这个乘积，其差值输出送到所述权值分量更新模块组(202)。
8.如权利要求5或6所述全自适应智能天线接收装置，其特征在于，在有专用导频信道的系统中，直接用导频符号扩频加扰，然后和所述波束赋形模块(103)的输出信号求差送到各权值分量模块中。
9.如权利要求4所述全自适应智能天线接收装置，其特征在于，所述权值分量更新模块组(202)包括下述部分复数乘法器(401)、两个实数积分器(402)、(403)、步长因子存储单元(404)、权值实部存储单元(405)、权值虚部存储单元(406)、两个实数乘法器(407)、(408)、两个实数减法器(409)、(409’)；所述复数乘法器(401)输入复数误差信号和对应一个射频通道的复数输出信号；对这两路信号进行复数相乘，乘积结果的实部和虚部分别送入所述实数乘法器(407)和实数乘法器(408)；所述实数积分器(402)和实数积分器(403)分别对所述复数乘法器(401)输出的实部和虚部在一个权值更新周期内进行积分，积分结果分别送到两个实数乘法器(407)和(408)中；所述两个实数乘法器(402)和(403)的输入信号分别为所述复数乘法器(401)输出的实部和虚部；所述步长因子存储单元(404)存储一个实数，该实数的值可以事先设定也可以通过指令来更新，以供所述两个实数乘法器(407)和(408)调用；所述权值实部存储单元(405)存储波束赋形权值的实部，其输入为实数减法器(409)的输出，其输出当作被减数送回该实数减法器(409)；所述权值虚部存储单元(406)存储波束赋形权值的虚部，其输入为另一个实数减法器(409’)的输出，其输出作被减数送回该实数减法器(409’)；所述两个实数乘法器(407)和(408)分别把两个实数积分器(402)和(403)输出的结果和步长因子相乘，乘积分别当作减数分别送入两个实数减法器(409)和(409’)；所述实数减法器(409)处理权值实部，其输入为所述权值实部存储单元(405)的数值和相应实部的实数乘法器(407)的乘积，从实部权值减去实数乘法器(407)的乘积，得到的差值一方面作为一个权值分量实部的更新结果送到所述波束赋形模块(103)中去，一方面送入所述权值实部存储单元(405)；所述实数减法器(409’)处理权值虚部，其输入为权值虚部存储单元(406)的数值和相应虚部的实数乘法器(408)的乘积，从虚部权值减去所述实数乘法器(408)的乘积，得到的差值一方面作为一个权值分量虚部的更新结果送到所述波束赋形模块(103)中去，一方面送入所述权值虚部存储单元(406)。
10.如权利要求1、4或9所述全自适应智能天线接收装置，其特征在于，所述各模块可以由FPGA构造。
全文摘要
本发明公开了一种全自适应智能天线接收装置,包括天线阵列、射频通道组、数字波束赋形模块、解扰解扩模块和权值更新模块。天线阵列输出端接到射频通道组的输入端；射频通道组中射频通道与天线阵元一一对应,射频通道输出端与数字波束赋形模块和权值更新模块连接；数字波束赋形模块输入端与射频通道组和权值更新模块相连,其输出端与解扰解扩模块和权值更新模块相连；解扰解扩模块接收数字波束赋形模块的输出信号,处理后送入权值更新模块和其他常规模块；权值更新模块输出处理数值到数字波束赋形模块。不仅能在期望用户信号的到达方向形成很强的波束增益,适应无线信号环境,对干扰信号作很客观的压制。而且结构简单、成本较低。
文档编号H04B7/26GK1423436SQ0113230
公开日2003年6月11日 申请日期2001年11月22日 优先权日2001年11月22日
发明者丁杰伟 申请人:深圳市中兴通讯股份有限公司上海第二研究所