专利名称：用于天线阵列的自适应信号处理方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于无线通信系统的天线阵列的自适应信号处理方法和系统。
自适应算法可以用于改进天线阵列的上行链路性能，下行链路性能或者二者。自适应算法评估一个或多个上行链路信号的接收特性，以在改变与天线性能相关的信号处理时提供导引。例如，上行波束可以被滤掉，或者指向提供被接收的上行链路的最佳信噪比的方向。随着阵列天线的天线阵子数量的增加，执行自适应算法所需要的处理资源或者处理时间也随之增加。在天线阵列使用精密自适应算法的地方，超限的处理资源将会缓慢地响应，而不能补偿衰落或者出现在无线通信系统中的移动站的移动。尽管较大的数据处理资源可以补偿较大数量的天线阵子或者更复杂的自适应算法，但增加的制造成本将使这种扩展设计修改不切实际。因此，需要减少与执行天线阵列的自适应算法相关的处理资源或者处理时间。
根据本发明的一个实施例，用于天线阵列自适应信号处理的方法以及系统减少了执行组合或者数字过滤基带接收信号的自适应算法的必需计算。该系统在接收由移动站所传送的电磁信号期间，接收来自相控阵的M个上行链路电磁信号，以及来自分集阵的N个上行链路电磁信号，其中M和N具有正整数值。上述M个和N个信号被转换为基带信号，用于数字信号处理。基带信号可以以一系列的续时的方式观测到。该系统确定与上行链路基带信号相关的M个上行链路粗组合加权，以及与相控阵的下行链路基带信号相关的M个下行链路粗组合加权。在向M个基带上行链路信号应用M个粗组合加权期间或者之后，M个基带上行链路信号被累加成最少为一个的合成基带信号。该系统在逐个符号的基础上，或者在任何比一个时隙大的持续时间的基础上，确定用于一个合成基带信号和N个基带上行链路信号的最少为N+1个的细组合加权，以将最少为N+1个的信号组合成一个用于符号检测的增强基带信号。由于来自分集增益的潜在增强以及来自自适应信号处理的干扰减少，该增强基带信号非常适合于解码。
图1是根据本发明的耦合到天线阵列的信号处理系统的方框图；图2更加详细地示出了根据本发明的图1系统的方框图；图3是根据本发明的天线阵列信号处理方法的流程图。
根据本发明的一个实施例，图1示出了耦合到无线装置17的天线阵列10。该天线阵列10包括一个相控阵12以及一个与相控阵12间隔开的分集阵14。无线装置17向较低频率上的基带信号提供一个无线电频率或者微波频率的信号接口。电磁信号是指无线电频率信号，微波频率信号，或者比基带信号频率高的其他信号。无线装置17也可以提供双工，以提供分离的传送信号路径和接收信号路径，并且放大传送信号路径和接收信号路径。无线装置17耦合到信号处理系统15，用以处理基带信号，以增强移动站19和无线装置17之间下行链路和上行链路信号的性能。
图2示出了比图1更详细的无线装置17和信号处理系统15的示例性实例。对于上行链路路径来说，双工器装置16耦合到前置放大器18，并且前置放大器18耦合到下转换器25。对于下行链路路径来说，上转换器22耦合到射频功率放大器20，并且该射频功率放大器20耦合到双工器装置16。
对于上行链路信号路径，从需要的移动站19接收的接收信号投射到天线阵列的相控阵12以及分集阵14。该接收信号也可以包含来自其他移动站的同信道干扰。天线阵列10以及信号处理系统15有利于改进对于需要移动站19的接收信号的信干比，或者改进对于需要移动站19的上行链路性能。相控阵12提供来自接收信号的M个电磁上行链路信号，分集阵14提供来自接收信号的N个电磁上行链路信号，其中M和N通常比零大，且M优选地比N大。来自相控阵12的M个上行链路信号被馈送到与前置放大器16通信的双工器装置16，而来自分集阵14的N个上行链路信号被直接馈送到前置放大器16。前置放大器18连接到与信号处理系统15耦合的下转换器25。
对于下行链路信号路径，信号处理系统15耦合到上转换器22，接着，上转换器11耦合到至少一个射频功率放大器20。射频功率放大器11耦合到双工器装置16。双工器装置16向相控阵12提供M个电磁下行链路信号，用以传送到移动站19。
在一个实施例中，信号处理系统15包括一个数据处理器，用于处理软件指令，并且提供到无线装置17的适当硬件接口，以便图2所示的上行链路过滤加权管理器26，累加器28，上行链路自适应基带信号处理器30，下行链路过滤加权管理器24，基站解码器32以及基站编码器之间的互连表示前述软件指令之间的逻辑通信。然而，在备选实施例中，图2所示的互连可以表示数据处理系统的硬件部件之间的实际电互连。
信号处理系统15包括一个馈送到下行链路过滤加权管理器24的基站编码器34。该下行链路过滤加权管理器24耦合到上转换器22。该信号处理系统15还包括一个上行链路过滤加权管理器26，累加器28以及上行链路自适应基带信号处理器30。
下转换器25向上行链路过滤加权管理器26提供一个输入。上行链路过滤加权管理器26与累加器28通信。累加器28还与上行链路自适应基带信号处理器30通信。上行链路基带信号处理器30与基站解码器32通信。基站解码器向上行链路过滤加权管理器26以及上行链路自适应基带信号处理器30提供解码后的上行链路符号的反馈输入，以分别产生适当的粗组合加权以及适当的细组合加权。
粗组合加权和细组合加权自适应于或者响应于移动站19和天线阵列10之间的通信信号的动态。粗组合加权指的是在逐个时隙的基础上确定的数字过滤加权。考虑到在基站解码器32上测量的上行链路信号参数，诸如由移动站19所传送的上行链路信号的信干比或者信噪比，粗组合加权实际上用于形成相控阵12的上行链路辐射图，相控阵12的下行链路辐射图，或者二者。与之相反，细组合加权指的是在比一个时隙短的瞬时持续时间的基础上，诸如在逐个符号的基础上确定的组合加权。细组合加权用于将N+1个上行链路基带信号组合成一个用于符号检测的数据流。细组合加权被优选地选择，以补偿上行链路信号的衰落或者增强上行链路信号的接收。组合加权或者过滤加权可以包括粗组合加权，细组合加权或者二者。
天线阵列10包括一个相控阵12和一个分集阵14。相控阵12包括一个被布置成列11的天线阵子矩阵。在接收来自移动站19的接收上行链路电磁信号时，相邻天线列11之间的分隔在相控阵12的M个天线端口(port)中产生一个相干信号响应。例如，相控阵12的相邻列11可以具有少于一个波长的水平间隔，以提供这种相干信号响应。尽管其他合适的垂直间隔也在本发明的范围内，但在列11内，天线阵子的垂直间隔可以等于或者少于二分之一波长。
在接收期间，相控阵12的天线列11相互作用，以便M个天线端口上的M个电磁上行链路信号彼此之间高度地相关。如在此所使用的，“高度地相关”包括在从1到0的刻度范围上任何趋近于1的相关，以及与M个天线端口中类似衰落响应或者与M个天线端口中可控制的波束成形投送相关的较小相关。也就是说，M个电磁上行链路信号显示了与移动站19通过由天线阵列19所服务的覆盖区相类似的衰落响应。在传送期间，相控阵12的天线列11相互作用，以便M个天线端口上的M个电磁下行链路信号彼此之间高度地相关。由于相控阵12的列11被以上述方式接近地间隔(例如少于一个波长)，通过在M个基带信号中或者通过数字信号处理来改变相位或者振幅，相控阵12非常适合于波束形成或者波束控制应用，并且适合于零值(null)形成或者零值控制应用。
尽管其他极化，诸如圆极化、交叉极化等也落入本发明的范围，但相控阵12的列11中的天线阵子可以被线性或者垂直极化。每一列11可以利用合适的传送线路设置(例如带状线)来中心馈电、端部馈电或者其他馈电，以便一个天线端口与对应列11一般地相关。
分集阵14与相控阵12相距一个足够提供分集接收性能的间隔距离。例如，尽管其他合适的波长距离以及空间布置也落入本发明的范围，但在工作频率上，相控阵14与分集阵14优选地水平相距5到20个波长的范围。相控阵12和分集阵14优选地被水平间隔，但相控阵12和分集阵14也可以垂直地间隔，或者同时水平和垂直地间隔，以提供空间增益。
在分集阵14的一种形式中，分级阵14的列13中天线阵子优选地对角定位于从垂直轴开始的大约55°角上。相邻列13中的天线阵子优选地彼此之间正交定位，以便具有示于图2的交叉形外形。N个列13提供N个相应的天线输出端口。分集阵14的天线阵子优选地被交叉极化，以便分集阵14以等效的方式同时接收水平极化和垂直极化信号。在一个备选实施例中，分集阵的天线阵子可以被垂直极化，圆极化，或者以其他方式极化。
在分集阵14的另一种形式中，分级阵的任何相邻列优选地比相控阵12的列11更远地间隔开。例如，在工作频率上，分集阵可以具有比相控阵12的相邻列的水平间隔更大的水平间隔。
在一个优选实施例中，相控阵12以及分集阵14一起使用，用以接收来自至少一个移动站19的上行链路信号。而且，相控阵12优选地单独用于到移动站19的下行链路传送。
信号处理的系统和方法可以被施加到时分多址(TDMA)系统，全球移动通信系统(GSM)，模拟蜂窝系统，码分多址(CDMA)系统或者其他无线系统。无论无线系统使用什么样的调制方案，信号处理系统15观测，并且在逐个时隙的基础上使M个基带上行链路信号和粗组合加权交互作用。由信号处理系统15所观测到的时隙可以和与无线系统的调制方案相关的基础时隙相一致。每个时隙可以具有一个表示在特定空中接口的时隙上用于传送一组符号的时间的持续时间，以促进与基站电路或者软件的兼容性。例如，对于根据当前TIA/EIA(电信工业协会/电子工业协会)IS(国际标准)-136的要求的TDMA无线系统来说，该时隙可以被指配成一个大约为6.66毫秒的持续时间。
下转换器25将一个或多个上行链路电磁信号转换为对应的基带上行链路信号，用于信号处理系统15中的信号处理。上行链路过滤加权管理器26根据M个转换后的基带上行链路信号以及解码后的上行链路符号，确定用于相控阵12的M个粗组合加权。
上行链路过滤加权管理器26确定较早观测时隙的粗组合加权，用于后面的应用，因为用于后续上行链路时隙的M个上行链路粗组合加权将由基站解码器32所解码。上行链路加权管理器26可以利用观测时隙，来确定用于后续下行链路时隙的M个下行链路粗组合加权。例如，上行链路过滤加权管理器26可以向下行链路过滤加权管理器24发送M个下行链路粗组合加权。在一个实施例中，下行链路过滤加权管理器24可以向当前或者后续的下行链路时隙施加所发送的M个上行链路粗组合加权，作为M个下行链路的粗组合加权。或者，下行链路过滤加权管理器24可以修改M个上行链路粗组合加权，或者进行附加的信号处理，以确定适当的M个下行链路粗组合加权，这些加权与相应发送的M个上行链路粗组合加权相关。
有利地是，累加器28累加来自相控阵13的M个基带信号，以产生一个合成的基带信号。上行链路自适应基带信号处理器30可以利用该合成基带信号，而不是多个(即M个)基带信号，来减少上行链路自适应基带信号处理器30的必要计算以及相关的必要处理资源。基带信号处理器30向来自累加器28的最少为一个的合成基带信号，以及来自下转换器25的N个转换后的基带信号提供细组合加权。在向合成基带信号的前导信号施加M个粗组合加权之后，基带信号处理器30对合成基带信号起作用。
下行链路过滤加权管理器24向与相控阵12相关的M个下行链路基带信号施加M个下行链路粗组合加权。如上文所描述的，M个下行链路粗组合加权是基于来自上行链路过滤加权管理器26的M个上行链路粗组合加权。对于任何给定对的瞬时相关下行链路和上行链路时隙来说，M个下行链路粗组合加权可以与相控阵12的M个下行链路粗组合加权相一致或者相同。上转换器22接收来自下行链路过滤加权管理器24的输出。上转换器22将一个或多个处理后的基带信号转换为无线电频率或者微波频率，用以在相控阵12上传送。
信号处理系统15可以结合到基站中，以用于无线通信系统。信号处理系统15的功能被一个或多个专用数字信号处理器很容易地实现。例如，一个上行链路信号处理器可以执行上行链路过滤加权管理器26，累加器28，上行链路自适应基带信号处理器30以及下行链路过滤加权管理器24的功能。
图3描述了天线阵列自适应信号处理的方法和系统15。在步骤S100开始，信号处理系统15接收来自相控阵12的M个上行链路电磁信号，以及来自分集阵14的N个上行链路电磁信号，其中M和N大于零。如在此使用的，电磁信号是指在无线系统中由移动站19所传送的无线电频率信号或者微波频率信号。M个上行链路信号可以通过双工器装置16以及前置放大器18路由到信号处理系统15。N个上行链路电磁信号可以通过前置放大器18路由到信号处理系统15。
相控阵12的M个天线端口上的M个信号彼此之间并不是独立地衰落，因为相邻列11之间的接近间隔促进了M个信号之间的高度相关关系。与之相反，分集阵12的N个天线端口上的N个信号彼此之间较少相关地地衰落，因为天线阵子的N个列13与相邻列13交叉极化，这些相邻列彼此之间一般具有正交极化。在一个备选结构中，分集阵14的N个天线端口之间的较少相关使得分集阵的相邻列之间的间隔大于相控阵12的相邻天线列11之间的接近间隔。
在步骤S102中，下转换器25将M个和N个接收的电磁上行链路信号分别转换为M个和N个上行链路基带信号，用于数字信号处理。每个数字基带信号优选地包括一个同相分量和一个正交分量。
每个基带信号可以以一系列连续观测时隙的形式观测到。一个观测时隙包括多个由移动站19所传送的调制方案的符号。由于粗组合加权随着时间变化很慢，计算每个观测时隙上，而不是一个时隙中每一个符号的一个过滤加权可以导致计算的节省。
在步骤S104，信号处理系统15根据M个上行链路基带信号的较早时隙以及在较早上行链路时隙中被解码符号的反馈，来确定M个粗组合加权，用以应用到M个下行链路基带信号的后续时隙中。例如，上行链路过滤加权管理器26确定或者促进后续下行链路时隙的M个粗组合加权的确定，用于相控阵12的下行链路传送。
粗组合加权实际上是指时空过滤参数，这些参数可以改发或者重新形成与相控阵12的M列相关的波束。上述线性链路粗组合加权优选地基于工作在业务信道的移动站19，所述业务信道诸如语音或和数据信道，该信道与要求宽扇区或者全向天线辐射图的接入信道相反。
M个粗组合加权可以在业务信道上施加到来自移动站19的后续上行链路时隙上，该时隙诸如一组紧接着的上行链路时隙。M个组合加权可以被施加，以利用比单独确定下行链路加权所涉及的计算少的计算来同时改进下行链路和上行链路的性能。因此，将下行链路加权转换成上行链路加权所需要的增量处理可以忽略。事实上，相控阵12借助于相控阵12的列11的相干间隔来潜在地提供下行链路上的改进性能。
时间偏置，诸如一个观测时隙，可以存在于步骤S103中确定组合加权与应用所组合的组合加权之间，以增强上行链路信号，下行链路信号，或者二者的性能。该时间偏置使得信号处理系统15具有足够的处理时间，同时对由移动站10相对于天线阵列10的移动所引起的衰落或和其他传播变化提供充分地响应。例如，前一个观测时隙的上行链路粗组合加权被施加给下一个时隙的后续下行链路粗组合加权以及后续上行链路粗加权，其中前一个观测时隙刚好在一个时隙之前。然而，在一个备选实施例中，可以使用从一个时隙到多个时隙范围的任何瞬时偏置。
M个上行链路基带信号可以在数字域中以一系列连续的观测时隙的形式观测到，并且上行链路粗组合加权被指配给该连续时隙。通过处理一个观测时隙上M个上行链路基带信号中的每一个，来发现相控阵12的下行链路和上行链路粗加权，这些加权在一个观测时隙上是固定的，并且由于移动站角度位置的变化以及阴影衰落的变化，这些加权从一个观测时隙到下一个观测时隙而缓慢变化。
在步骤S104之后的步骤S106中，信号处理系统15施加M个粗组合加权，以将后续时隙的M个上行链路基带信号和与相控阵12相关的瞬时相关的M个下行链路基带信号相组合。M个粗组合加权一般被施加到后续上行链路时隙以及后续下行链路时隙。后续上行链路时隙与对应的后续下行链路时隙相关，由于空中接口的标准操作，在这两种时隙之间可能具有某些时间差。由于不能经受任何时间差，后续上行链路时隙和后续下行链路时隙可能被分组为与类似或相同的M个粗组合加权瞬时相关的时隙，以增强相控阵12的性能。
M个粗组合加权通过监控较早观测时隙的相控阵12的M个上行链路基带信号而得到，这些加权用于后续的时隙，诸如用于业务信道上特定移动站的基带上行链路信号的时隙。计算出的一组M个粗组合加权可以在计算粗组合加权组与应用该粗组合加权组之间的瞬时偏置(例如一个时隙持续时间的偏置)之后，用于过滤基带传送信号、基带接收信号或者二者。
在步骤S108，信号处理系统15在向M个基带信号应用M个粗组合加权期间或者之后，将相控阵12的转换后的M个基带上行链路信号累加成最少为一个的合成基带信号。例如，如果相控阵12的M列11以这样的方式接近地间隔，即在M个天线端口上的M个接收信号之间产生最小的门限相关，累加器28将加权后的M个上行链路基带信号累加成一个合成的上行链路基带信号。有利的是，累加操作减少了信号处理系统15中所要求的信号处理来确定细组合加权，或者通过数字过滤操作来进一步精炼天线站10的接收性能。
尽管步骤S106已经被描述成向M个合成信号提供一个合成的上行链路基带信号，但步骤S106也可以被布置成将M个上行链路基带信号的数量减少到小于M且大于1。累加M个上行链路基带信号，以得到每个后续时隙上的最少为一个的上行链路过滤加权。不是M个上行链路基带信号，而是该合成累加值表示最少为一个的上行链路基带信号，该信号用于后续上行链路信号处理，下行链路信号处理或者二者。
步骤S108准备一个或多个合成基带信号，用于根据任何适当信号处理算法(例如，提供分集增益并且减少同信道干扰)的后续处理。信号处理算法复杂性的减少可以与将由信号处理算法所处理的输入基带信号数量的减少成比例。
根据自适应信号处理算法，在步骤S110，信号处理系统15在将M个粗组合加权应用到M个基带信号之后，确定最少为一个的合成基带信号的细组合加权。信号处理系统15根据被解码符号上的反馈，在逐个符号的基础上，优选地确定一个或者多个合成基带上行链路信号(例如m个上行链路信号，其中m≥1)以及N个基带上行链路信号的细组合加权，其中多个系统与每个时隙相关。因此，信号处理系统15可以在步骤S110确定N+1或者N+m个细组合加权，其中1≤m＜M。例如，在应用由上行链路过滤加权管理器26所确定的M个上行链路粗组合加权之后，上行链路自适应基带信号处理器30确定可以被使用的细组合加权。该细组合加权提供了一种信号处理的提纯，该提纯可以提供分集增益，减少同信道干扰，或者增强接收由移动站19所传送的信号。
尽管可以对于长度上比一个时隙短的任何持续时间来确定细组合加权，但是信号处理系统15优选地计算一个观测时隙中每个符号的细组合加权，以跟踪快速变化的上行链路信道，并且改进上行链路性能。由于来自特定移动站19移动的多普勒效应，细组合加权可能在上行链路时隙之间，甚至在上行链路时隙内的符号之间快速地变化。信号处理系统优选地在逐个符号的基础上确定细组合加权，因为符号持续时间表示合适的持续时间或者容许的滞后，用以补偿从移动站接收的上行链路信号的快速衰落。
在步骤S112，处理系统15施加在步骤S110中确定的最少为N+1个的细加权，以解码符号，同时实现分集增益以及干扰减少。由于相控阵12与分集阵14之间的分隔，天线阵列10很容易地提供空间上的分集增益。而且，如果相控阵12以及分集阵14的天线阵子具有不同的极化，天线阵列10可以提供极化分集增益。在备选实施例中，相控阵与分集阵之间的角分集可以增强接收性能。改进的对衰落容限可以通过细组合加权的响应度来实现，该细组合加权被与从一个符号到下一个符号一样频繁地更新。
信号处理系统15以及天线阵列10协调地提供空间选择性，以同时减少粗组合加权以及细组合加权上的干扰。粗组合加权级实际上定义相控阵10辐射图的通用定向方面，用以通过空间选择需要的信号或者将辐射图指向移动站19来减少干扰。同时，可以调节细组合加权以滤掉干扰。基站解码器32将这种干扰识别为反常的被解码符号，该符号与差错检验或者增强的接收基带信号的预期输出不一致。因此，基站解码器32向上行链路自适应基带信号处理器30指示反常的被解码符号的接收，该符号诸如被解码的符号反馈。上行链路自适应基带信号处理器30可以自适应地使细组合加权适合于来自移动站19的所需上行链路信号，以滤除干扰。基站解码器32也向上行链路过滤加权管理器26提供解码后的上行链路信号反馈，用于适当地选择上行链路组合加权，以确定相控阵12辐射图的优先虚拟控制。
该处理系统以及方法可以减少上行链路自适应基带信号处理器30的必需处理资源，或者促进减少自适应算法自身的复杂性。本发明的信号处理系统15以及方法通过简化与带有相干间隔列的相控阵12相关的基带输入信号的数量，非常适合于减少与天线阵列10相关的基带输入信号的数量。
上行链路自适应基带信信号处理器30可以执行一个自适应上行链路算法。在逐个符号基础上工作的自适应算法的计算数量与X的平方(即X2)成比例，其中X是基于相控阵12和分集阵14的天线阵子的总数量。X等于M加上N，其中M是相控阵12的列的数量，N是分集阵14天线阵子的列数量。在此，可以通过将X分成两个较小尺寸的组来减少计算(1)第一计算组用于相控阵12的M列，该组以较慢的时隙速率来执行，以及(2)第二计算组用于分集阵14的N列，该组以快于时隙速率的符号速率来执行。利用相控阵12中的M列以及分集阵14中的N列，X平方自适应上行链路算法可以被减少到M平方自适应上行链路算法(以较慢速率执行)加上N平方自适应上行链路算法(以较快速率执行)。
因而，前述图3的进程将由自适应上行链路基带处理器30以符号速率所处理的上行链路基带信号的数量从M+N减少到1+N。例如，如果相控阵12具有4列11，分集阵14具有2列，将由自适应上行链路处理器30处理的上行链路基带信号的数量从6个减少到3个，或者闰少为原来的二分之一。而且，自适应上行链路处理器30上设置的计算负载可以被估算为(M+N)2。因此，处理系统15上用于上行链路自适应处理的计算负载减少为原来的[(1+N)/(M+N)]2，或者对于M等于4,N等于2的天线阵子来说，减少原来的四分之一。根据上述数学表达式，天线阵列10的其他配置所节省的计算负载取决于相控阵12天线阵子的列11数量以及分集阵14天线阵子的列13数量。
如果移动站寻求接入业务信道，或者如果业务信道的帧或者时隙被破坏，信号处理系统15可能需要一个备选程序，用以计算用于当前或后续时隙的M个粗组合加权。处理系统15根据已知的符号计算粗组合加权，前述已知符号诸如出现在来自特定移动站19的上行链路信号中的同步导频以及彩色码符号，以确定用于当前时隙的粗组合加权，该加权也适用于后续时隙。或者，如果来自移动站的解码符号反馈可以被处理系统15利用，处理系统15利用所有的符号来计算粗组合加权，以确定用于后续时隙的粗组合加权。
本说明书描述了本发明系统和方法的各种示意性实施例。权利要求书的方法用于覆盖说明书中公开的示意性实施例的各种变化和等效布置。因此，所附的权利要求书应该被给予合理的较宽解释，以覆盖与在此公开的本发明的精神和范围相一致的修改、等效结构以及特征。
权利要求
1．一种用于信号处理与天线阵列相关的信号的方法，该方法包括将来自相控阵和分集阵的M个和N个上行链路电磁信号分别转换成上行链路基带信号，用于数字信号处理，该上行链路基带信号可以以一系列连续时隙的方式观测到，其中M和N为正整数；在逐个时隙的基础上施加M个粗组合加权，以组合与相控阵相关的上行链路基带信号；将相控阵的加权后的M个上行链路基带信号累加成一个合成的基带信号；确定对于至少一个合成的上行链路信号以及N个上信链路信号的细组合加权，以形成用于后续信号检测的单个接收信道，细组合加权施加比一个时隙短的持续时间。
2．根据权利要求1的方法，还包括步骤接收来自相控阵的M个上行链路电磁信号以及来自分集阵的N个上行链路信号，在工作频率上，该相控阵的相邻列具有少于或等于一个波长的间隔，并且分集阵具有交叉极化的天线阵子。
3．根据权利要求1的方法，还包括步骤接收来自相控阵的M个上行链路电磁信号以及来自分集阵的N个上行链路信号，在工作频率上，该相控阵的相邻列具有少于或等于一个波长的间隔，并且分集阵具有比相控阵更大的相邻列之间的间隔。
4．根据权利要求1的方法，还包括步骤接收来自相控阵的M个上行链路电磁信号以及来自分集阵的N个上行链路信号，在工作频率上，该相控阵与分集阵相距的范围从五个波长到二十个波长。
5．根据权利要求1的方法，还包括步骤提供一种在相邻天线阵子之间具有这样间隔的相控阵，即产生相干响应，以接收投射到该相控阵的信号。
6．根据权利要求1的方法，其中确定步骤包括在逐个时隙的基础上确定细组合加权，其中多个符号与每个时隙相关。
7．根据权利要求1的方法，其中施加步骤还包括施加M个下行链路粗组合加权，以组合与相控阵相关的下行链路基带信号。
8．根据权利要求1的方法，其中施加步骤还包括对于后续下行链路时隙以及上行链路时隙分别施加M个下行链路粗组合加权以及M个上行链路时隙，M个粗组合加权与上行链路基带信号的较早时隙瞬时地相关。
9．根据权利要求1的方法，还包括步骤根据来自相控阵的上行链路基带信号的较早时隙，确定对于后续时隙的M个粗组合加权。
10．根据权利要求1的方法，其中施加步骤还包括根据对于来自相控阵的上行链路电磁信号的以前上行链路时隙的分析，向后续下行链路时隙施加M个下行链路粗组合加权。
11．根据权利要求1的方法，其中施加步骤包括向正好紧随较早时隙的后续上行链路时隙施加从较早时隙中得到的M个上行链路粗组合加权。
12．根据权利要求1的方法，其中累加步骤产生m个合成基带信号，其中m比1大且比M小，M是相控阵中的总列数，N是分集阵中的总列数。
13．根据权利要求1的方法，其中累加步骤包括通过将与自适应信号处理算法相关的计算负载减少到原来的(m+N)2/(M+N)2，来准备用于自适应信号处理算法的上行链路基带信号，其中M是相控阵中天线阵子的总列数，N是分集阵中天线阵子的总列数，m是至少一个合成基带信号的数量，且1≤m＜M。
14．一种信号处理与天线阵列相关的信号的方法，该方法包括步骤将来自相控阵和分集阵的M个和N个上行链路电磁信号分别转换成上行链路基带信号，用于数字信号处理，该上行链路基带信号可以以一系列连续时隙的方式观测到；在逐个时隙的基础上施加M个粗组合加权，以组合与相控阵相关的上行链路基带信号；通过将与自适应信号处理算法相关的计算负载减少到原来的(m+N)2/(M+N)2，来准备用于自适应信号处理算法的上行链路基带信号，其中M是相控阵中天线阵子的总列数，N是分集阵中天线阵子的总列数，m是至少一个合成基带信号的数量，且1≤m＜M。
15．根据权利要求14的方法，还包括步骤确定对于一个合成的上行链路信号以及N个上信链路信号的细组合加权，以形成用于后续信号检测的单个接收信道，细组合加权施加比一个时隙短的持续时间。
16．根据权利要求14的方法，其中准备步骤包括将相控阵的加权后的M个基带上行链路信号累加成最少为一个的合成基带信号。
17．根据权利要求14的方法，还包括步骤施加细组合加权以解码符号，同时实现分集增益以及干扰减少。
18．一种用于信号处理与天线阵列相关的信号的系统，该系统包括一个下转换器，用于将来自相控阵和分集阵的M个和N个上行链路电磁信号分别转换成上行链路基带信号，用于数字信号处理，该上行链路基带信号被组织成多个连续的时隙；一个上行链路过滤加权管理器，用于对一个或多个时隙施加M个粗组合加权，以过滤与相控阵相关的上行链路基带信号；一个累加器，用于将相控阵的加权后的M个上行链路基带信号累加成至少一个合成的集带信号；一个上行链路自适应基带信号处理器，用于在逐个符号的基础上，对至少一个合成的上行链路信号以及N个上信链路信号确定细组合加权，其中多个符号与每个时隙相关。
19．根据权利要求18的系统，其中在工作频率上，该相控阵的天线阵子相邻列具有少于或等于大约二分之一波长的间隔，并且分集阵具有交叉极化的天线阵子。
20．根据权利要求18的系统，其中在工作频率上，该相控阵的天线阵子相邻列具有少于或等于一个波长的间隔，并且分集阵具有比相控阵更大的相邻列之间的间隔。
21．根据权利要求18的系统，其中在工作频率上，该相控阵与分集阵相距的范围从五个波长到二十个波长。
22．根据权利要求18的系统，其中相控阵具有这样的相邻天线阵子之间间隔，即产生相干响应以接收投射到该相控阵的信号。
23．根据权利要求18的系统，其中累加器将与自适应信号处理算法相关的计算负载减少到原来的(1+N)2/(M+N)2，其中M是相控阵中天线阵子的总列数，N是分集阵中天线阵子的总列数。
24．根据权利要求18的系统，其中累加器将与自适应信号处理算法相关的计算负载减少到最少为原来的(m+N)2/(M+N)2，其中M是相控阵中天线阵子的总列数，N是分集阵中天线阵子的总列数，m是至少一个合成基带信号的数量，且1≤m＜M。
全文摘要
本发明涉及用于天线阵列自适应信号处理的方法和系统。该系统接收来自相控阵的M个上行链路信号以及来自分集阵的N个上行链路信号,将这些信号转换为基带信号,并且确定M个上行链路粗组合加权,以及M个下行链路粗组合加权。将M个基带上行链路信号累加成一个合成的基带信号。该系统在逐个符号的基础上,确定用于一个合成基带信号和N个基带上行链路信号的N+1个细组合加权,以将N+1个信号组合成一个用于符号检测的增强基带信号。
文档编号H04B7/06GK1304261SQ01101318
公开日2001年7月18日 申请日期2001年1月10日 优先权日2000年1月11日
发明者德克·阿普特格鲁夫, 理查德·托马斯·艾肯, 罗格尔·戴维·贝宁 申请人:朗迅科技公司