专利名称：使用展频码的盲信号分离的制作方法
技术领域：
本发明是有关信号处理领域，更特别有关使用盲信号分离(BSQ技术将预期源信号与源信号混合分离。
背景技术：
盲信号分离是涉及从组合信号回复源信号，其中该组合信号包含源信号的混合物。该分离为”盲目”是通常被以信号，信号源及传导信道位于信号上的效应相关的有限信息来执行。一例是宴会上的个人可将单声音与房间中所有声音组合分离时的熟悉”鸡尾酒会”效应。盲源分离特别可应用至手机及个人无线通信装置，其中通常共存于相同频谱中的许多频带是被众多射频发射器混乱。共信道发射器的问题是被预期只会随着年复一年低功率，如蓝芽及其他个人领域网路的未授权无线技术发展而更糟。三个普遍使用盲信号分离技术为主分量分析(PCA)，独立分量分析(ICA)及单值分解(SVD)。主分量分析涉及源信号第一及第二矩统计值，且被用于源信号的信号干扰比很高时。另外，独立分量分析被使用涉及主分量分析处理之后的源信号第三及第四矩统计值。 可替代是，单值分解可被用来以其特征值为基础将源信号与源信号混合物分离。无论被应用的盲信号分离技术为何，数个感测器是被用来接收来自各信号源的不同源信号混合物。各感测器输出源信号唯一累加的源信号混合物。通常，接收器并不知信道系数及原始源信号。信号唯一累加是被用来集结混合矩阵。适当盲信号分离技术接着被施加至混合矩阵以便将预期源信号与源信号混合物分离。如一例，美国专利号第6，799，170揭示使用独立分量分析将独立源信号与源信号混合物分离。数个感测器接收源信号混合物，而处理器随时采取源信号混合物的样本并储存各样本当作数据向量来创造数据组。各感测器是输出源信号唯一累加的源信号混合物。 独立分量分析模组执行该数据向量的独立分量分析将源信号混合物中的独立源信号与其他信号分离。感测器被空间性彼此分离，而该处理器仅为各感测器产生一数据向量来创造数据组。’ 170专利案亦揭示感测器数N等于或大于源数M，也就是N > M可集结数据组。该实施的一问题是当源数M增加时，感测器数N亦增加。小型可携式通信装置对大量感测器数 N具有少许可用体积，而装设该感测器于通信装置外侧对使用者是个问题。美国专利号第6，931，362揭示使用盲信号分离分离信号的另一方法。被揭示盲信号分离技术形成具有可最小化因干扰发射器及高斯干扰所造成的均方差的混合矩阵笔适应阵列权重的混合矩阵。该混合权重是最大化信号干扰加干扰比。如同’ 170专利案，感测器亦被空间性彼此分离，而感测器数N等于或大于源数M以集结混合矩阵。再者，各感测器提供单输入至产生大量面积给可携式通信装置的混合矩阵。
发明内容
考虑上述背景，本发明目的是提供一通信装置，包含可以盲信号分离技术接收源信号混合物使预期源信号可被分离的一小型天线阵列。依据本发明的此及其他目的，特性及优点是通过通信装置提供分离M个信号源所提供的源信号，该通信装置是包含可接收该M个源信号不同累加的一天线阵列。一接收器或接收器组件是被连接至该天线阵列，而一盲信号分离处理器是被连接至该接收器以形成混合矩阵。该混合矩阵是包含被该天线阵列接收的该M个源信号不同累加。该盲信号分离处理器接着将预期源信号与该混合矩阵分离。除了使用空间分离感测器为该混合矩阵提供M个源信号不同累加的外，小型天线阵列可被替代使用。针对可携式通信装置，因为天线阵列提供一个以上输入至该混合矩阵而仍维持紧密，所以盲信号分离技术可被使用。特别是，信号分割可被用来进一步集结混合矩阵而不必添加附加天线元件于天线阵列中。天线阵列可包含N个天线元件来接收M个源信号至少N个不同累加。编码缩频器可被连接至该N个天线元件以解码M个源信号至少N个不同累加。该N个不同累加各者是包含k个编码来提供与此连结的M个源信号k个不同累加。接收器组件是连接至该编码缩频器以接收M个源信号至少kN个不同累加。盲信号分离处理器是连接至接收器组件以形成包含M个源信号至少kN个不同累加的混合矩阵， 并将预期源信号与该混合矩阵分离。该混合矩阵可具有等于kN个的排序。天线元件数可被选择使编码数乘上天线元件数等于源信号数，也就是kN = M。可替代是，编码数乘上天线元件数可大于源信号数，也就是kN > M。另一配置是当混合矩阵排序等于K个时，其中K < kN，则盲信号分离处理器将M个源信号的K个与该混合矩阵分离。N个天线元件可包含N个关联天线元件。该N个关联天线元件可包含N个主动天线元件使该天线阵列得以形成相位阵列。可替代是，该N个关联天线元件可包含至少一主动天线元件，及至多N-I个被动天线元件使该天线阵列得以形成切换波束天线。当接收M个源信号不同累加时，场型及波束间是存在差异。一例中，天线阵列可形成至少N个天线波束来接收M个源信号至少N个不同累加，各天线波束是具有最大增益点向下3db点，可于即将到达信号至少一方向提供信号拒绝。另一例中，天线阵列可形成至少一天线场型来接收M个源信号N个不同累加至少之一，该至少一天线场型实质不具有最大增益点向下3db点，因而即将到达信号任一方向并无产生信号拒绝。M个源信号各累加为线性。盲信号分离处理器可以主分量分析，独立分量分析及单值分解至少其中之一为基础将预期源信号与混合矩阵分离。对I及Q实施例的一加强涉及可接收附加信号累加给混合矩阵使用而不必添加附加天线元件的阵列偏向。阵列偏向涉及控制方位角及/或仰角方向中的天线场型。对I及Q实施例的另一加强涉及路径选择。路径选择被执行使被用来集结混合矩阵的所有源信号累加均被产生关联(第一及第二矩)及/或统计(第三及第四矩)独立。 天线波束被选择性形成使入射信号得以被选择性挑选来提供混合矩阵中的源信号新累加来取代不被产生关联及/或统计独立的累加。
本发明另一特征有关一种操作通信装置用于上述分离M个信号源所提供的源信号的方法。
第1图为依据本发明的典型操作方案框图，其中通信装置是接收来自其各信号源的预期及非预期信号。第2图为第1图所示通信装置的更详细框图。第3图为依据本发明为混合矩阵创造源信号线性独立累加的不同方法说明。第4图为依据本发明被配置当作切换波束天线的天线阵列框图。第5图为依据本发明被配置当作相位阵列的天线阵列框图。第6图为依据本发明被配置极性天线元件的天线阵列框图。第7图为描绘依据本发明使用三极性的三因次图。第8图为依据本发明包含可为盲信号分离处理提供不同信号累加的相关联及不相关联天线元件的通信装置框图。第9图为依据本发明为盲信号分离处理提供不同信号累加的阵列偏向为基础操作的通信装置框图。第10图为依据本发明具有可选择性改变天线场型仰角的仰角控制器的切换波束天线框图。第11图为描绘方位角方向中的天线场型且接着被以仰角方向旋转以回应第9图所示仰角控制器的天线图示。第12图为依据本发明具有可以仰角方向旋转天线场型的被形成于地面中的射频抑流圈的天线元件框图。第13图为依据本发明为盲信号分离处理提供不同信号累加的路径选择为基础操作的通信装置框图。第14图为依据本发明为盲信号分离处理提供附加信号累加的展开码为基础操作的通信装置框图。第15图为依据本发明为盲信号分离处理提供附加信号累加的同相及正交信号分量为基础操作的通信装置框图。第16图为第15图所示被连接至天线元件的同相及正交模组更详细框图。第17图为依据本发明以场型分集为基础操作的多输入多输出系统框图。第18图为依据本发明提出符号间干扰的富利叶转换通信系统框图。第19图为依据本发明的通信系统框图，其中传送器是以分时基础改变各分层空间流的功率位准。第20图为依据本发明的通信系统框图，其中波浪场型是被用来支援多传送器传送至相同接入点。第21图为依据本发明的接收器最佳处理及功率消耗框图。第22图为协调其操作与传送器的第21图所示接收器框图。第23图为依据本发明传送接收器已知时序波状的场型轮廓图示。第M图为依据本发明的时线，其中符号周期是具有12变数(也就是12码片)，而被改变的参数是被4码片固定。第25图为依据本发明的用于数个空间独立信道的接收器框图。第沈图为依据本发明的接收器解码链框图。第27至30图是为分别对应第沈图中的节点A，B，D及E的振幅对频率图示。
具体实施例方式本发明现在更详细参考此后显示本发明较佳实施例的附图做说明。然而，本发明可以许多不同型式来具体化，而应不限于在此说明实施例来建构。当然，这些实施例被提供使此揭示可透彻及完整，且可完全传达本发明范围给熟练技术人士。片及全文的类似数字代表类似元件，而主要标记被用来标示替代实施例中的类似元件。通信网路中，具有被预期用于特定通信装置的源信号，且具有被预期用于操作于相同频带内的其他通信装置的源信号。亦具有干扰源，其可制造不被用于通信但亦被通信装置接收的信号。为了促成解码源信号，盲信号分离被用来分离被通信装置接收的信号。如上述，，， 盲”一词涉及理论上信号可不需得知信号本质或因信号及通信信道间的交互作用所发生的转换即可被分离的事实。实际实施时，任何可取得的知识通常会被开发。此例中，信号分离是半盲。三个普遍使用盲信号分离技术为主分量分析，独立分量分析及单值分解。只要信号于某些可测量特性中为独立，且若其信号累加彼此线性独立，则一个或更多这些盲信号分离技术可被用来将独立或预期源信号与该源信号混合物分离。该可测量特性通常为信号的第一、第二、第三或第四矩若干组合。主分量分析可白化信号，使用第一及第二矩，并以相关联特性旋转数据组。若源信号的信号干扰比很高，则信号分离处理可以主分量分析来停止。若源信号的信号干扰比很低，则独立分量分析可以涉及源信号的第三及第四矩的统计属性为基础来分离源信号。因为源信号为高斯(Gaussian)，所以其第三及第四矩是视第一及第二矩而定。作为独立分量分析及主分量分析的替代，单值分解可以其特征值为基础将源信号与该源信号混合物分离。典型方案被描绘于第1图，其中数个信号源20传送源信号22。源信号22以与各信号源20相关联所产生天线波束M为基础被传送于一方向。数个信号源20包含第一信号源20 (1)至第M个信号源20 (M)。同样地，各源信号被附上参考20 (1) -20 (M)，而对应天线波束被附上参考M(I)-M(M)。更直接实施通常以全方向性天线场型或方向性天线场型型式被用于通信网路中。用于通信装置30的天线阵列32接收来自信号源20的源信号22线性组合(混合)。天线阵列32是包含数个天线元件34，各天线元件提供来自信号源20的源信号22至少一线性组合(混合)。天线元件34包含第一天线元件34 (1)至第N个天线元件34 (N)。被接收信号源22 (1)-22 (M)最初被形成为混合矩阵36。通信装置30使用盲信号分离技术来决定可分离混合矩阵中的源信号的分离矩阵38。该被分离信号通过参考数字 39来表示。通信装置30通过采样被接收源信号的聚集或结合而不需得知其特性来联合撷取被天线阵列32接收的信号源混合物。各天线元件34的输出与信道脉冲响应，也就是信号源20的输出及天线元件34的输出间的传播路径加上相加高斯干扰卷积之后被模制为信号源22的累加。可分离M个信号源20 (1)-20 (M)所提供的源信号的通信装置30现在将参考第2 图被更详细讨论。天线阵列34包含可接收达M个源信号至少N个不同累加的N个天线元件34(1)-34(N)。天线阵列32不限于任何特定配置。天线阵列32可包含一个或更多天线元件34。例如将于更后面被讨论者，天线元件34可被配置使天线阵列32得以形成相位阵列或切换波束天线。收发器40被向下游连接至天线阵列32以接收达M个源信号22至少N个不同累加。处理器42位于收发器40的下游。即使处理器42被描绘与收发器40分离，处理器亦可被包含于收发器40内。被收发器40接收的M个源信号22不同累加是被用来集结混合矩阵36。混合矩阵36接着通过处理器42内的一个或更多盲信号分离处理模组44，46及 48来处理。盲信号分离处理模组包含一主分量分析模组44，一独立分量分析模组46及一单值分解模组48。这些模组44，46及48可被配置为盲信号分离处理器49的一部分。主分量分析模组44可以被接收源信号不同累加的第一及第二矩为基础来操作，而独立分量分析模组46可以相同信号的第三及第四矩为基础来操作。单值分解模组48可以被接收源信号不同累加的特征值为基础来执行信号分离。最初被主分量分析模组44执行的相关联处理可针对源信号不同累加决定启始分离矩阵38 (1)，而独立分量分析模组46接着可决定加强分离矩阵38 (2)来分离混合矩阵36 中的源信号。若信号被单值分解模组48分离，则分离矩阵38 (3)亦被决定来分离混合矩阵 36中的被接收源信号不同累加。针对各分离矩阵38(1)-38(3)，被分离信号通过参考数字39来表示。被分离信号 39接着接受信号分析模组50的信号分析来决定何信号有用而何信号为干扰子。应用相依处理模组52是处理来自信号分析模组50的信号输出。决定何信号有用的决定并非一直涉及最后被解码的信号。例如，该应用可能需辨识干扰子并将其从被接收源信号不同累加撷取出，并接着馈送该被降低信号至波型解码器。此例中，有用信号为最终结束被拒绝者。被馈送至主分量分析模组44的信息为信号\的唯一累加。假设M个独立分量的 N个线性混合物X1, ...，％被观察为X1 (t) = B11S1 (t) +. . . alksk (t) +. . . a1MsM (t).·.Xj (t) = BjlS1 (t) +. . . aJksk (t) +. . . aJMsM (t)...xN (t) = BniS1 (t) +. . . aNksk (t) +. . . aNMsM (t)
通常，收发器40并不知信道系数及原始信号％。上组方程式的矩阵标记可被缩小写为χ = As，其中A为混合矩阵。统计模型χ = As亦已知为独立分量分析模型。传统技术尝试找出信道反向s = A-1X0独立分量分析模组46决定分离矩阵W，而y = W(As) = ffx。向量y为度量改变的未知顺序的s子集。若所有信号均不可分离，则更多一般型式可为y = W(As)+WN = ffx+WN, 其中附加N项是为因不可识别源的剩余干扰。独立分量分析模型为有生产力的模型，其意指其说明被观察数据如何通过混合分量％的处理来产生。独立分量为潜伏变数，意指其不能被直接观察。同时，混合矩阵A被假设为未知。所有被观察者为随机向量X，而A及s是以χ为基础来估计。独立分量分析的起点是假设分量％为统计独立。再者，假设独立分量％至多具有高斯分配之一。具有高斯分配限制的一信号是由于高斯信号的第三矩为0，而第四矩在高斯信号之间不可分辨。为了简化，未知混合矩阵A被假设为正方形。因此，独立分量数等于被观察混合物数。然而，此假设有时可被放松。只要信号％在某些可测量特性中为统计独立，则分离矩阵W可被决定。混合矩阵A的排序决定有多少信号可实际被分离。例如，具有4排序的混合矩阵意指4源信号可被分离。理论上，混合矩阵A的排序应至少等于信号源M个数。排序愈大，可被分离的信号愈多。当源M个数增加时，则所需天线元件N个数亦增加。被讨论于背景段落中的’ 170及’ 362专利案均揭示天线元件N个数等于或大于信号源数M个，也就是M， 否则，非盲信号分离的技术将被用来分离信号。创造信号线性独立累加的产业标准是使用N个不相关联感测器，也就是感测器被彼此隔离至少一波长。该波长是以通信装置30的操作频率为基础。N个感测器空间上不相关联，但极性及角度上相关联。N个不相关联感测器提供线性独立信号累加，其中各感测器提供进入混合矩阵A的单入口。为混合矩阵A创造源信号线性独立累加的不同方法说明或阐述将最先参考第3图作讨论。简短介绍之后，各方法将被更详细讨论如下。块100表示不相关联感测器，其中各感测器提供对混合矩阵A的单输入。块102表示相关联天线阵列，其中该阵列提供多输入来集结混合矩阵A。块104亦表示天线阵列，其中该天线元件的一部分被相关联，且该天线元件具有可集结混合矩阵A的不同极性。被块100，102及104所提出的感测器及天线阵列不同组合可被组合于块106中以进一步集结块116中的混合矩阵A。说明图第二段落对被提供于第一段落中的天线配置提出加强。该加强使源信号线性附加或替代累加被收集来进一步集结混合矩阵A。块108涉及天线场型仰角被改变来接收源信号附加累加的阵列偏向。块116中的组合任一者均可被用于阵列偏向块108中。块110中，路径选择被执行使被用来集结混合矩阵A的所有源信号累加均被相关联(第一及第二矩)及/或统计(第三及第四矩)独立。也就是说，入射信号被选择性挑选来接收源信号新累加以取代不被相关联及/或统计独立的累加。块110可被块106及块 108中的组合任一者馈送。块108及110可被直接馈送至混合矩阵块116。说明图第三段落提出信号分割以进一步集结块116中的混合矩阵。例如，块112 使用展开码来分割不同累加信号。若累加信号具有k个展开码，则特定累加信号可被处理来提供与此相关的k个累加信号。展开码可结合块106，108及110的输出被施加。块114
11将该不同累加信号分割为同相(I)及正交(Q)分量来进一步集结混合矩阵A。I及Q分量因此当做用于遗失矩阵的2乘数，且可结合块106，108，110及112的输出被施加。说明图的最后选择是被形成于块116中的混合矩阵A。如说明图所示，混合矩阵A 可以上述块任一为基础被集结源信号不同累加。第一段落中的天线阵列配置优点是小型天线阵列可被形成来集结混合矩阵A。第二及第三段落中的天线阵列配置优点是N个天线元件，其中N个小于源信号数M个，可被用来以M个集结混合矩阵或源信号更多累加。考虑被讨论于说明图中的天线配置，包含N个相关联天线元件以接收M个源信号至少N个不同累加的天线阵列将被讨论，其中N个及M个大于1。一实施例中，如第4图所示，天线阵列为切换波束天线140。切换波束天线140可产生包含方向性天线场型及全方向性天线场型的数个天线场型。切换波束天线140可包含一主动天线元件142及一对被动天线元件144。主动及被动天线元件142，144视预期应用而有所不同。参考美国专利申请案第11/065，752号以便更详细讨论切换波束天线阵列。此专利申请案被指定给本发明目前受让人，其内容在此被并入其主体做参考。各被动天线元件144包含一上半14 及一下半144b。被动天线元件144的上半 14 经由反应性负载148被连接至地面146。反应负载148为一可变电抗，其可通过使用乏时，传输线或交换从电容改变为电感。通过改变反应性负载148，辐射场型可被改变。因为有两被动天线元件144，所以可形成四个不同天线场型。三天线场型可被用来接收信号\ 的唯一累加。第四场型为其他三个的线性组合，所以其不可当作混合矩阵A中的入口。因此，由于三个天线元件被使用，信号\的三个唯一累加是被输入混合矩阵A。切换波束天线的优点通过使用三元件142及144，排序3的混合矩阵可被支援。如第5图所示，另一实施例中，天线阵列包含使天线阵列得以形成相位阵列160的 N个相关联主动天线元件。相位阵列160包含数个主动天线元件162，及被耦合至该主动天线元件的数个权重控制分量164。权重控制分量164可调整被接收信号的振幅及/或相位来形成组合波束。分割器/组合器166及控制器168被连接至权重控制分量164。参考美国专利案第6，473，036号以便更详细讨论主动阵列160。此申请案被指派至本发明目前受让人，其内容在此被并入其主体做参考。主动元件162数量支援具有相同排序的混合矩阵A。与使用被分隔超过一波长的不相关联天线元件的传统方法相较，即使M个源数等于主动元件N个数，也就是M = N,因为主动元件162被空间及极性相关联，所以主动阵列100很紧密。另一实施例中，混合矩阵排序可为K个，其中K < N，使盲信号分离处理器49可将 M个源信号的K个与混合矩阵分离。如以下更详细讨论，N亦可大于M。切换波束天线140及相位阵列160中，其个别天线元件142，144及162间的距离是被设定促成有利后前比。此是因这些天线阵列正统使用是拒绝非预期信号(也就是后趋近)及强化预期信号(也就是前趋近)。然而，为了建造混合矩阵，目标是创造不同信号累加。本申请案中的有用信号实际上可永远低于干扰子而仍被分离。因为此蓄意明显差异，天线阵列间的距离不需为特定分离。
天线元件可被进一步或更靠近一起以正统’坏’前后比产生场型，且仍相当适用于混合矩阵。事实上，该场型于盲信号源分离应用中通常很优越。该原因是使用良好前后比需追踪信号方向以保持前端被指向预期信号及/或后端被指向干扰子。通过使用具各方向差异性的场型，但仍需明显增益而无该信号追踪。天线波束可被定义具有从最大增益点向下3db点而提供信号接近至少一方向中的信号拒绝。同样地，天线场型可被定义实质无从最大增益点向下3db点而并无信号接近任何方向中的信号拒绝。许多应用中，此偏离元件间的特定距离可大大降低整个天线阵列尺寸。其他应用中，其可实际预期增加元件间的距离来减轻追踪问题，但增加某些程度附加信号不相关联。另一实施例中，如第6图所示，天线阵列180是包含用于接收M个源信号至少N个不同累加的N个天线元件。N个天线元件中的至少两个182a，182b被相关联，且用于接收M 个源信号N个不同累加的至少两个具有不同极性，N及M大于1。阵列180中的其他天线元件184a，184b可被与天线元件182a，182b相关联。即使被极化天线元件184a，184b另一对被描绘，这些元件仍另外具有相同极性。再者，这些元件彼此亦被不相关联。天线元件18 , 182b的不同极性可彼此正交。另一配置中，天线元件18 , 182b 是包含一第三元件182c使三极性被支援来接收M个源信号的3个不同累加。以下讨论是支援使用极化来集结混合矩阵A。三不同极化天线元件182a，182b可接收三线性及独立信号累加。如第7图所示的X，y及ζ轴的定义及关系将被使用。例如， 以下关系存在X = Scos ( θ )8 η(Φ)y = Ssin( θ ) η(φ)ζ = Scos (Φ)简化假设信号具有线性极化，信号线性独立，且正交轴上各具有三线性天线元件。 例如，天线元件18 位于χ轴上，天线元件182b位于y轴上，而天线元件182c位于ζ轴上。通过各放置三线性天线元件182a，182b，182c于正交轴上，数学被简化。实际配置中，天线元件18 , 182b，182c不需为完全正交，其亦不需满足于共同点。此假设的移除使一般结论无效，而改变排序不足产生下面的示例。以下定义被施加，其中数字下标涉及信号1，2，3 :S1, S2, S3 入射天线元件的信号；θ17 θ 2，θ 3 :信号的X，Y平面E域角度；Φ1; Φ2，Φ3:信号的Z轴E域角度；Xx, Xy, Xz 入射天线元件的信号累加点乘积。因此，向量分量为
权利要求
1.一种通信装置，所述通信装置包括天线阵列，包括N个天线组件，用于接收M个源信号的至少N个不同累加，N小于M ；编码缩频器，与所述N个天线组件连接，用于解码所述M个源信号的所述至少N个不同累加，所述N个不同累加中的每一个累加包括多个编码，以提供与此连结的所述M个源信号的附加不同累加；接收器组件，与所述编码缩频器连接，用于接收所述M个源信号的所述至少N个不同累加的所述附加不同累加；以及盲信号分离处理器，与所述接收器组件连接，用于形成混合矩阵，所述混合矩阵包括所述M个源信号的所述至少N个不同累加的所述附加不同累加，所述盲信号分离处理器用于将所述M个源信号提供的预期源信号与所述混合矩阵分离。
2.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述N个不同累加中的每一个累加包括k个编码，用于提供所述M个源信号的k个附加不同累加；其中，由所述接收器组件接收的所述附加不同累加接收所述M个源信号的至少kN个不同累加；且其中，所述混合矩阵具有等于至多kN个的排序。
3.根据权利要求2所述的通信装置，其特征在于，kN= M。
4.根据权利要求2所述的通信装置，其特征在于，所述混合矩阵的所述排序为K个，其中K < kN，且所述盲信号分离处理器将所述M个源信号中的K个源信号与所述混合矩阵分离。
5.根据权利要求2所述的通信装置，其特征在于，kN> M。
6.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述N个天线组件包括N个相关联天线组件。
7.根据权利要求6所述的通信装置，其特征在于，所述N个相关联天线组件包括N个主动天线组件，使得所述天线阵列形成相位阵列。
8.根据权利要求6所述的通信装置，其特征在于，所述N个相关联天线组件包括至少一个主动天线组件以及至多N-I个被动天线组件，使得所述天线阵列形成切换波束天线。
9.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述N个天线组件中的至少2个天线组件相关联且具有不同极性。
10.根据权利要求9所述的通信装置，其特征在于，所述不同极性彼此正交。
11.根据权利要求2所述的通信装置，其特征在于，所述通信装置进一步包括仰角控制器，用于选择性改变所述N个天线波束至少其中之一的仰角，以产生至少一个附加天线波束，使得所述M个源信号的至少一个附加不同累加被接收；其中所述解码器解码所述M个源信号的所述至少一个附加不同累加，每1个附加不同累加包括k个编码以提供与此连结的所述M个源信号的k个不同累加；其中所述接收器组件还使用所述至少一个附加天线波束来接收所述M个源信号的所述至少一附加kN个不同累加；及其中所述盲信号分离处理器形成所述混合矩阵，以包括所述M个源信号的所述至少一附加kN个不同累加。
12.根据权利要求11所述的通信装置，其特征在于，所述仰角控制器选择性改变所述N 个天线场型的所述仰角，使得N个附加天线场型被产生以用于接收所述M个源信号的N个附加不同累加，所述混合矩阵的排序现在等于2kN个。
13.根据权利要求11所述的通信装置，其特征在于，所述仰角控制器被分割为相对所述N个天线组件的P个区域，每1个区域被独立控制来改变所述N个天线场型的所述仰角， 使得N个附加天线场型被产生以用于接收所述M个源信号的N个附加不同累加，所述混合矩阵的排序现在等于2kPN个。
14.根据权利要求11所述的通信装置，其特征在于，所述天线阵列包括地面；且其中所述N个天线组件包括邻近所述地面的主动天线组件；邻近所述地面的多个被动天线组件，每1个被动天线组件包括上半部及对应的下半部；上部可变电抗负载，连接所述上半部至所述地面，以用于改变天线场型方位角；所述仰角控制器包括用于每1个被动天线组件的相应的下部可变电抗负载以连接所述下半部至所述地面，并通过调整所述下部可变电抗负载至少其中之一以使所述N个天线场型在仰角方向移动。
15.根据权利要求11所述的通信装置，其特征在于，所述天线阵列包括邻接所述N个天线组件的地面；且其中所述仰角控制器包括与所述地面耦合的可控射频抑制线圈，并通过控制所述射频抑制线圈以使所述N个天线波束于仰角方向移动。
16.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述天线阵列形成至少N个天线波束；且进一步包括控制器，所述控制器与所述天线阵列连接，以选择性形成所述至少N个天线波束，N及M大于2 ；且其中所述盲信号分离处理器还决定所述M个源信号的该不同累加是否相关联或统计独立，且若所述M个源信号的该不同累加不相关联或不统计独立，则与所述控制器共同操作以形成用于接收所述M个源信号的新不同累加的不同波束，以取代所述混合矩阵中不相关联或统计独立的所述M个源信号的该不同累加。
17.根据权利要求16所述的通信装置，其特征在于，所述接收器组件包括N个瑞克接收器，每1个瑞克接收器包括P个耙指，用于产生所述M个源信号的所述N个不同累加的每1 个不同累加的P个不同多路分量，所述M个源信号由连接至此的所述对应的天线组件接收； 且其中所述盲信号分离处理器连接至所述N个瑞克接收器以形成所述混合矩阵，所述混合矩阵包括所述M个源信号的所述至少N个不同累加的达到至少kPN个不同多路分量，且所述混合矩阵具有等于达到kPN个的排序。
18.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，所述盲信号分离处理器以主分量分析PCA、独立分量分析ICA及单值分解SVD至少其中之一为基础将所述预期源信号与所述混合矩阵分离。
19.一种用于操作通信装置以分离M个信号源所提供的多个源信号的方法，所述通信装置包括天线阵列、与所述天线阵列连接的编码解码器、与所述编码解码器连接的接收器组件及与所述接收器组件连接的盲信号分离处理器，所述方法包括在所述天线阵列处接收所述M个源信号的至少N个不同累加，所述天线阵列包括N个天线组件，N小于M ；以所述解码器解码所述M个源信号的所述至少N个不同累加，所述N个不同累加的每I个不同累加包括多个编码，以提供与此连结的所述M个源信号的附加不同累加；将所述M个源信号的所述至少N个不同累加的所述附加不同累加提供给所述接收器组件；以及通过所述盲信号分离处理器基于下列步骤进行处理形成混合矩阵，所述混合矩阵包括所述M个源信号的所述至少N个不同累加的所述附加不同累加；以及将预期源信号与所述混合矩阵分离。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述N个不同累加中的每一个累加包括k个编码，用于提供所述M个源信号的k个附加不同累加；其中，由所述接收器组件接收的所述附加不同累加接收所述M个源信号的至少kN个不同累加；且其中，所述混合矩阵具有等于至多kN个的排序。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，kN= M。
22.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述混合矩阵的所述排序为K个，其中 K < kN,且所述盲信号分离处理器将所述M个源信号中的K个源信号与所述混合矩阵分离。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，kN> M。
24.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述N个天线组件包括N个相关联天线组件。
25.根据权利要求M所述的方法，其特征在于，所述N个相关联天线组件包括N个主动天线组件，使得所述天线阵列形成相位阵列。
26.根据权利要求M所述的方法，其特征在于，所述N个相关联天线组件包括至少一个主动天线组件以及至多N-I个被动天线组件，使得所述天线阵列形成切换波束天线。
27.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述N个天线组件中的至少2个天线组件相关联且具有不同极性。
28.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述通信装置进一步包括仰角控制器， 用于选择性改变所述N个天线波束至少其中之一的仰角，以产生至少一个附加天线波束， 使得所述M个源信号的至少一附加不同累加被接收；其中所述解码器解码所述M个源信号的所述至少一个附加不同累加，每1个附加不同累加包括k个编码以提供与此连结的所述 M个源信号的k个不同累加；其中所述接收器组件还使用所述至少一个附加天线波束来接收所述M个源信号的所述至少一附加kN个不同累加；及其中所述盲信号分离处理器形成所述混合矩阵，以包括所述M个源信号的所述至少一附加kN个不同累加。
29.根据权利要求观所述的方法，其特征在于，所述仰角控制器选择性改变所述N个天线场型的所述仰角，使得N个附加天线场型被产生以用于接收所述M个源信号的N个附加不同累加，所述混合矩阵的排序现在等于2kN个。
30.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述天线阵列形成至少N个天线波束； 所述通信装置进一步包括控制器，所述控制器与所述天线阵列连接，以选择性形成所述至少N个天线波束，N及M大于2 ；且其中所述盲信号分离处理器还决定所述M个源信号的该不同累加是否相关联或统计独立，且若所述M个源信号的该不同累加不相关联或不统计独立，则与所述控制器共同操作以形成用于接收所述M个源信号的新不同累加的不同波束， 以取代所述混合矩阵中不相关联或统计独立的所述M个源信号的该不同累加。
31.根据权利要求30所述的方法，其特征在于，所述接收器组件包括N个瑞克接收器， 每1个瑞克接收器包括P个耙指，用于产生所述M个源信号的所述N个不同累加的每I个累加的P个不同多路分量，所述M个源信号由连接至此的所述对应的天线组件接收；及其中所述盲信号分离处理器连接至所述N个瑞克接收器以形成所述混合矩阵，所述混合矩阵包括所述M个源信号的所述至少N个不同累加的达到至少kPN个不同多路分量，且所述混合矩阵具有等于达到kPN个的排序。
32.根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述盲信号分离处理器以主分量分析 PCA、独立分量分析ICA及单值分解SVD至少其中之一为基础将所述预期源信号与所述混合矩阵分离。
全文摘要
一种可分离由M个信号源所提供源信号的通信装置，该通信装置包含一天线阵列，其包含N个天线元件以接收该M个源信号的至少N个不同累加。一编码缩频器，连接至该N个天线元件，以解码该M个源信号至少N个不同累加。该N个不同累加各者包含k个编码来提供与此连结的该M个源信号k个不同累加。一盲信号分离处理器，可形成包含该M个源信号至少kN个不同累加的混合矩阵，且可将预期源信号与该混合矩阵分离。该混合矩阵具有等于kN个的排序。
文档编号H04B7/10GK102164000SQ201110068569
公开日2011年8月24日 申请日期2005年9月23日 优先权日2004年9月23日
发明者史蒂文·J·高伯格, 艾薇卡·寇斯塔尼克 申请人:美商内数位科技公司