专利名称：两阵元单用户基带实现的智能天线接收机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基带实现的智能天线接收机，该发明利用基带信号处理技术实现智能天线的定向收信，并能结合瑞克(RAKE)接收技术实现多径信号接收，还改进了传统的瑞克接收技术。其改进是能消除多径信号载波间相位差的影响，大幅度提升多径信号的接收幅度。可用于CDMA移动通信系统的基站信号接收，属于移动通信技术领域。
背景技术：
在移动通信中，由于移动终端位置的不断变化和周围建筑物等反射体的存在，基站接收机收到的电波信号是来自不同路径或方向、具有不同多径时延和幅度衰减的多径传播信号之和，这种多径接收信号的包络近似于Rayleigh分布或Rician分布，造成多径衰落，影响接收机的性能。为了克服这种多径衰落的影响，人们提出了各种用于克服多径干扰 的接收技术。在TD-SCDMA(TD)标准中规定在基站利用智能天线(SA)实现定向收信。研究TD SA技术应用的大量文献和发明专利后会发现CDMA移动通信领域的SA技术研究基本上还停留在SA应用研究的数学理论阶段。在目前的主流3G标准中，广泛采用瑞克(RAKE)接收机技术,传统RAKE接收机是CDMA收信机的基本组成部分。在移动通信无线传播环境中接收端利用RAKE接收机可实现多径信号的分离、时延调整和叠加组合三个基本的过程，从而实现多径传播能量的隐分集接收，大幅度提高接收机的收信信噪比和发功率利用率。RAKE接收机是克服无线多径传播衰落，即形成多径传播信号分集接收的基本手段。然而现有的RAKE接收机未考虑收到的多径信号载波间相位差的影响，此相位差产生的收信号幅度损失会使多径信号的功率利用率大幅下降。
发明内容
技术问题本发明的目的是提供有一种两阵元单用户基带实现的智能天线接收机，消除多径信号载波间相位差的影响，大幅度提升多径信号的接收幅度，能够实现主路径的定向接收、降低多径干扰的影响、获得较大的信干比增益，且易于实现。因此，本发明能大幅度提升CDMA系统的上行容量和发功率利用率，并促进智能天线高新技术的应用与推广。技术方案本发明的目的是通过如下措施，在基站实现定向接收用户发送的主路径信号，能降低多径衰落的影响，并能实现经改进的多径信号的瑞克接收。其改进是能消除多径信号载波间相位差的影响，大幅度提升多径信号的接收幅度。本发明的两阵元基带实现的智能天线接收机由两路具有相似结构的天线接收装置构成，包括用于接收信号的第一天线阵元 、第二天线阵元矹，用于收信号下变频的第一下变频乘法器Ji1和第二下变频乘法器Jl2,用于信号滤波的第一低通滤波器和第二低通滤波器UjF2,用于解扩的第一解扩器HSr第二解扩器HS2、第三解扩器MSj和第四解扩器用于实现除法的第一除法器U1、第二除法器D2和第三除法器Uj,用于延时的时延器j·,用于实现信号相加的第一加法器第二加法器 υ2、第三加法器 !。基带实现的智能天线接收机电路中
的第一天线阵元 接收的用户信号接第一下变频乘法器M1的一个输入端，本地相干
载波CBm1I送至所述第一下变频乘法器《!(的另一个输入端，所述第一下变频乘法器H1
的输出信号1 接第一低通滤波器胃的输入端，所述第一低通滤波器的输出端分两
路分别接第-解扩器歷#口第二解扩器IS2的-个输入端，本地地址码序列和A分别
接所述第一解扩器IM1和第二解扩器1152的另外一个输入端。所述第一解扩器的
输出信号i||接第一加法器的一个输入端，所述第二解扩器H認I的输出信号:|2和本
地加权因子_%分别接第一除法器Di的一个输入端，所述第一除法器的输出信号%
接第二加法器的一个输入端。第二天线阵元矹接收的用户信号3 接第二下变频
乘法器M2—个输入端，本地相干载波MS1%I送至所述第二下变频乘法器M2的另一个输
入端，所述第二下变频乘法器Ii2的输出信号Jll接第二低通滤波器￡11^的输入端，所述第
二低通滤波器備m端分丽分歷第三解扩器_s輸目鮮器_4的-个输
入端，本地地址码序列■和P2分别接所述第三解扩器HSj和第四解扩器—4的另外一
个输入端。所述第三解扩器HS3的输出信号和本地加权因子MSij分别接第二除法器
112的一个输入端，所述第二除法器U2的输出信号%接所述第一加法器的另一个输
入端；所述第四解扩器 δ4的输出信号和本地加权因子_%分别接第三除法器趴的
一个输入端，所述第三除法器Il1的输出信号%接所述第二加法器JiiD2的另一个输入端。
所述第一加法器jmi!的输出信号(^经时延器y接第三加法器jfflDj的一个输入端，所述
第二加法器JlPi2的输出信号_接所述第三加法器- 的另一个输入端，所述第三加法
器ΛΜ\的输出端即为输出信号1#。所述第一天线阵元#和第二天线阵元 ^τ扩展为3 8个具有相同结构的天线接收装置组成。有益效果利用基带信号处理实现的智能天线接收机能够实现主路径信号的定向收信，能降低多径衰落的影响。相对于载波信号处理实现的智能天线接收机，该发明能大大降低智能天线接收机的实现难度，并能结合改进的瑞克接收技术实现多径信号接收。相对于传统瑞克接收技术，本发明给出的改进是能消除多径信号载波间相位差的影响。该发明能够实现主路径信号的定向接收，降低干扰的影响，获得较大的信干比(信号/干扰噪声比)增益，且易于实现。因此，本发明能大幅度提升CDMA系统的上行容量和发功率利用率，并促进智能天线高新技术的应用与推广。
图I为所述基带实现的智能天线接收机的电路原理图。
具体实施例方式利用基带信号处理实现的智能天线接收机能够实现主路径信号的定向收信，能降低多径衰落的影响，并能实现经改进的多径信号的瑞克接收。其改进是能消除多径信号载波间相位差的影响，大幅度提升多径信号的接收幅度。大幅度提高了 CDMA系统的上行容量和功率利用率。实施例一
图I为2阵元基带实现的智能天线接收机的电路原理图，其中包括第一天线阵元.#、第二天线阵元用于收信号下变频的第一下变频乘法器M1和第二下变频乘法器M2，用于信号滤波的第一低通滤波器和第二低通滤波器Ufr2,用于解扩的第一解扩器IS1、第二解扩器IlS2、第三解扩器IS3和第四解扩器IM4,用于实现除法的第-除法器U1、第二除法器JJ2和第三除法器Hs,用于延时的时延器f，用于实现信号相加的第一加法器iflPi、第二加法器 2、第三加法器i_。基带实现的智能天线接收机电路中的第一天线阵元M接收的用户信号$接第一下变频乘法器Af1的一个输入端,本地相干载波送至所述第一下变频乘法器Ii丨的另一个输入端,所述第一下变频乘法器&的输出信号Hl接第一低通滤波器的输入端，所述第一低通滤波器的输出端分两路分别接第-解扩器厕丨和第二解扩器厕2的-个输入端，本地地址码序列Ii和分别接所述第一解扩器1XS5|和第二解扩器IXSj的另夕卜-个输入端。所述第-角军扩器HSS|的输出信号%接第一加法器JiOD1的一个输入端,所述第二解扩器1^2的输出信号%和本地加权因子分别接第一除法器I1的一个输入端，所述第一除法器U1的输出信号%接第二加法器 2的一个输入端。第二天线阵元矹接收的用户信号接第二
下变频乘法器Jf2—个输入端,本地相干载波αΒ% 送至所述第二下变频乘法器M2的另一个输入端，所述第二下变频乘法器M2的输出信号接第二低通滤波器Iif2的输入端，所述第二低通滤波器Illr2的输出端分两路分别接第三解扩器IlS3和第四解扩器的一个输入端，本地地址码序列,和1^分别接所述第三解扩器IISi3和第四解扩器IMS4的另外-个输入端。所述第三解扩器皿3的输出信号之|1和本地加棚子画a分别接第二除法器D2的一个输入端，所述第二除法器U2的输出信号%接所述第一加法器JMi的另一个输入端；所述第四解扩器IS4的输出信号和本地加权因子_%分别接第三除法器Il1的一个输入端，所述第三除法器Hs的输出信号'%接所述第二加法器 2的另一个输入端。所述第一加法器JlW1的输出信号^经时延器f接第三加法器 iiDDj的一个输入端,所述第二加法器IDD2的输出信号\接所述第三加法器^iD1Ds的另一个输入端，所述第三加法器的输出端即为输出信号S。。
假设基带实现的智能天线接收机第k个阵元 〖)接收某个用户的1、2号路径的信号，可以写出两根天线的收信号的表达式如下
权利要求
1.一种两阵元单用户基带实现的智能天线接收机，其特征在于该接收机包括接收信号的第一天线阵元(AE1X第二天线阵元(AE2),用于收信号下变频的第一下变频乘法器(M1)和第二下变频乘法器(M2),用于信号滤波的第一低通滤波器(LPF1)和第二低通滤波器(LPF2),用于解扩的第一解扩器(DSS1X第二解扩器(DSS2)、第三解扩器(DSS3)和第四解扩器(DSS4),用于实现除法的第一除法器(D1X第二除法器(D2)和第三除法器(D3),用于延时的时延器(T)，用于实现信号相加的第一加法器(ADD1X第二加法器(ADD2)、第三加法器(ADD3);其中， 第一天线阵元(AE1)接收的用户信号Xi接第一下变频乘法器(M1)的一个输入端，本地相干载波送至所述第一下变频乘法器(M1)的另一个输入端，所述第一下变频乘法器(M1)的输出信号而接第一低通滤波器(LPF1)的输入端,所述第一低通滤波器(LPF1)的输出端分两路分别接第一解扩器(DSS1)和第二解扩器(DSS2)的一个输入端，本地地址码序列P1和巧分别接所述第一解扩器(DSS1)和第二解扩器(DSS2)的另外一个输入端；所述第一解扩器(DSS1)的输出信号Z11接第一加法器(ADD1)的一个输入端,所述第二解扩器(DSS2)的输出信号化和本地加权因子015 分别接第一除法器(D1)的一个输入端，所述第一除法器(D1)的输出信号接第二加法器(ADD2)的一个输入端； 第二天线阵元(AE2)接收的用户信号巧接第二下变频乘法器(M2) —个输入端，本地相干载波送至所述第二下变频乘法器(M2)的另一个输入端，所述第二下变频乘法器(M2)的输出信号接第二低通滤波器(LPF2)的输入端，所述第二低通滤波器(LPF2)的输出端分两路分别接第三解扩器(DSS3)和第四解扩器(DSS4)的一个输入端，本地地址码序列巧和巧分别接所述第三解扩器(DSS3)和第四解扩器(DSS4)的另外一个输入端；所述第三解扩器(DSS3)的输出信号本地加权因子分别接第二除法器(D2)的一个输入端，所述第二除法器(D2)的输出信号V21接所述第一加法器(ADD1)的另一个输入端；所述第四解扩器(DSS4)的输出信号22和本地加权因子分别接第三除法器(D3)的一个输入端，所述第三除法器(D3)的输出信号V22接所述第二加法器(ADD2)的另一个输入端；所述第一加法器(ADD1)的输出信号\经时延器I*接第三加法器(ADD3)的一个输入端，所述第二加法器(ADD2)的输出信号\接所述第三加法器(ADD3)的另一个输入端，所述第三加法器(ADD3)的输出端即为输出信I S。
全文摘要
本发明涉及一种两阵元单用户基带实现的智能天线接收机，两阵元单用户基带实现的智能天线接收机包括接收信号的第一天线阵元、第二天线阵元，用于收信号下变频的第一下变频乘法器和第二下变频乘法器，用于滤波的第一低通滤波器和第二低通滤波器，用于解扩的第一解扩器、第二解扩器、第三解扩器和第四解扩器，用于实现除法的第一除法器、第二除法器和第三除法器，用于延时的时延器，用于实现信号相加的第一加法器、第二加法器、第三加法器。相对于载波处理智能天线接收机，该发明能大大降低智能天线接收机的实现难度，该发明能够实现定向接收、降低干扰的影响，且易于实现。
文档编号H04B1/7115GK102983879SQ20121051972
公开日2013年3月20日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者杨龙祥, 谢志强, 傅海阳, 王群 申请人:南京邮电大学