专利名称：接收方法和接收设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及接收技术，更具体地，涉及一种通过多个天线接收信号的接收方法和一种接收设备。
背景技术：
在无线通信中，通常需要有效使用有限的频率资源。自适应阵列天线技术是能够实现频率资源的有效利用的技术之一。在自适应阵列天线技术中，分别对由多个天线发射和接收的信号的幅度和相位进行控制，从而形成天线的方向图。换句话说，具有自适应阵列天线的设备分别改变由多个天线接收到的信号的幅度和相位，叠加这样改变后的接收信号，并接收与由具有对应于所述幅度和相位中的变化(此后，称为“权重”)的方向图的天线接收到的信号相等价的信号。此外，按照与权重相对应的天线的方向图发射信号。
用于自适应阵列天线技术中的权重计算的处理的一个示例是基于MMSE(最小均方差)方法的处理。在MMSE方法中，维纳解是公知的优化权重值的条件。同样公知的是，递推公式具有比直接求解维纳解更小的计算量。对于这些递推公式，使用如RLS(递归最小平方)算法和LMS(最小均方)算法等自适应算法。
而且，在未使用自适应阵列天线的情况下，在由发射设备中的本地振荡器产生的信号中和由接收设备中的本地振荡器产生的信号中存在相位误差，通常被称为频率偏移。例如，当针对发射设备和接收设备之间的调制采用相位调制，如QPSK(四相移键控)等时，由于相位误差，由接收设备接收到的信号星座上的QPSK信号点旋转。由于类似这样的信号点的旋转降低了信号传输质量，通常将自动频率控制器(AFC)设置在接收设备中，以防止这种现象的发生(例如，参见以下相关技术列表中的参考文献(1))。
相关技术列表(1)日本专利申请未审公开No.2001-285161。
在自适应算法中，例如，通常在已知的参考信号周期中计算权重，并对参考信号之后的数据信号进行加权，以便进行合成。但是，当针对构成自适应阵列的多个天线分别设置多个本地振荡器时，可以针对由多个天线接收到的且要进行合成的信号，在参考信号周期内进行合成，而不必在数据信号周期内进行合成。尤其是当所使用的多个本地振荡器表现出较低的频率稳定性时，多个信号之间的相位误差将增加所经过的时间。结果，可能会存在在数据信号的结尾，不能对可以在参考信号周期内进行合成的多个信号进行合成的情况。这可以通过即使在参考信号周期之后，仍然对权重进行自适应更新来防止。但是，这种对权重进行自适应更新的方法趋向于增加计算量，从而导致了更大的电路规模和更高的电路成本。
发明内容
考虑到上述问题而做出本发明，且其目的在于提供一种能够校正可能发生在由多个天线接收到的信号中的频率误差的接收技术。
根据本发明的一个优选实施例涉及一种接收设备。此设备包括接收器，通过多个天线，在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号；信号发生器，分别产生多个相位旋转信号，以便至少在包含已知信号的周期上，对由接收器接收到的多个信号的相位进行同步；相位旋转单元，按照由信号发生器产生的多个相位旋转信号，旋转多个接收到的信号的相位；分类单元，选择由相位旋转单元进行了相位旋转的多个信号之一，作为代表信号，并将剩余的相位旋转后的信号分类为要处理的信号；误差检测器，在包含已知信号的周期结束之后，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差；以及更新单元，根据由误差检测器检测到的相位分量中的误差，更新与要处理的信号相对应的相位旋转后的信号。
通过采用上述设备，即使在包含已知信号的周期结束之后，仍然利用代表信号的相位分量，对要处理的信号的相位分量进行合成，从而能够校正相位分量的偏差。
根据本发明的另一优选实施例还涉及一种接收设备。此设备包括接收器，通过多个天线，在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号；分类单元，选择由接收器接收到的多个信号之一，作为代表信号，并将剩余的由接收器接收到的信号分类为要处理的信号；初始检测器，在包含已知信号的周期内，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，作为初始相位误差；误差检测器，在包含已知信号的周期结束之后，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，并从相位分量的误差中去除相应的初始相位误差；第一相位旋转单元，按照从中去除了初始相位误差的相位分量的误差，旋转要处理的多个信号的相位；信号发生器，分别产生多个相位旋转信号，以便至少在包含已知信号的周期上，对由接收器接收到的多个信号的相位进行合成；以及第二相位旋转单元，按照由信号发生器产生的多个相位旋转信号，分别旋转包括代表信号和要处理的相位旋转后的信号在内的多个信号的相位。
通过采用上述设备，即使在包含已知信号的周期结束之后，仍然按照保持要处理的信号和代表信号之间的误差的方式，旋转要处理的信号的相位分量，从而能够校正在包含已知信号的周期结束之后在相位分量中引起的偏差。
所述设备还包括合成单元，对由相位旋转单元进行了相位旋转的多个信号进行合成。
“合成”可以是只对多个信号的相位进行合成，或者可以是对多个信号的相位和幅度进行合成。
根据本发明的另一优选实施例涉及一种接收设备。此设备包括接收器，通过多个天线，在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号；派生单元，至少在包含已知信号的周期上，得出针对由接收器接收到的多个信号的多个接收权重因子；合成单元，将多个所得出的接收权重因子与由接收器接收到的多个信号相乘，并对多个乘法结果进行合成；分类单元，选择多个乘法结果之一，作为代表信号，并将剩余的乘法结果分类为要处理的信号；初始检测器，在包含已知信号的周期内，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，作为初始相位误差；误差检测器，在包含已知信号的周期结束之后，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，并从相位分量的误差中去除相应的初始相位误差；以及更新单元，按照从中去除了初始相位误差的相位分量的误差，更新与要处理的信号相对应的接收权重因子。
通过采用上述设备，按照保持包含已知信号的周期结束时的多个信号的误差的方式，对包含已知信号的周期结束之后的接收权重因子加以控制。从而，即使不存在已知信号，仍能按照与包含已知信号的周期中相似的方式，将合成前的信号中的相位关系保持原样。
所述接收器可以根据分别从多个信号发生器输出的多个本地信号，接收多个信号。所述设备还可以包括测量单元，测量由接收器接收到的多个信号的强度，其中分类单元可以根据多个信号的测量强度，选择多个乘法结果之一，作为代表信号。
“分别接收多个信号”的一个示例是正交检波。但是，也可以通过其他方法接收多个信号。
根据本发明的另一优选实施例涉及一种接收方法。此方法包括在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号并分别产生多个相位旋转信号，以便至少在包含已知信号的周期上，对多个接收到的信号的相位进行合成；按照通过上述产生而产生的多个相位旋转信号，旋转多个接收到的信号的相位，并选择通过上述相位旋转进行了相位旋转的多个信号之一，作为代表信号，并将剩余的相位旋转后的信号作为要处理的信号；以及根据在包含已知信号的周期结束之后，要处理的信号的相位分量相对于所选择的代表信号的相位分量的误差，分别更新与要处理的信号相对应的相位旋转后的信号。
所述方法还可以包括合成多个相位旋转后的信号的结果，从而输出合成后的信号。
根据本发明的另一优选实施例还涉及一种接收方法。此方法包括在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号，并至少在包含已知信号的周期上，得出针对多个接收到的信号的多个接收权重因子；将多个所得出的接收权重因子与多个接收到的信号相乘，并选择多个乘法结果之一，作为代表信号，并将剩余的乘法结果作为要处理的信号；在包含已知信号的周期内，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，作为初始相位误差；以及根据在包含已知信号的周期结束之后，从要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的检测误差中分别去除了初始相位误差的信号，更新与要处理的信号相对应的接收权重因子。
得出多个接收权重因子可以使其根据分别从多个信号发生器输出的多个本地信号分别接收多个信号。所述方法还可以包括测量多个接收信号的强度，其中选择代表信号可以根据多个接收到的信号的测量强度来选择多个乘法结果之一，作为代表信号。
根据本发明的另一优选实施例涉及一种可由计算机执行的程序。此程序包括以下功能通过多个天线，在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号；分别产生多个相位旋转信号，以便至少在包含已知信号的周期上，对多个接收到的信号的相位进行合成，并将这样产生的多个相位旋转信号存储在存储器中；按照通过上述产生而产生的多个相位旋转信号，旋转多个接收到的信号的相位；选择通过上述旋转而进行了相位旋转的多个信号之一，作为代表信号，并将剩余的相位旋转后的信号作为要处理的信号；在包含已知信号的周期结束之后，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差；以及根据相位分量的检测误差，在存储器上，更新与要处理的信号相对应的相位旋转后的信号。
其功能还可以包括合成多个相位旋转后的信号，从而输出合成后的信号。
根据本发明的另一优选实施例还涉及一种可由计算机执行的程序。此程序包括以下功能通过多个天线，在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号；至少在包含已知信号的周期上，得出针对多个接收到的信号的多个接收权重因子，并将这样得出的多个接收权重因子存储在存储器中；将存储在存储器中的多个接收权重因子与多个接收到的信号相乘，并对多个乘法结果进行合成；选择多个乘法结果之一，作为代表信号，并将剩余的乘法结果作为要处理的信号；在包含已知信号的周期内，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，作为初始相位误差；在包含已知信号的周期结束之后，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，并从相位分量的误差中去除相应的初始相位误差；以及按照从中去除了初始相位误差的相位分量的误差，在存储器上，更新与要处理的信号相对应的接收权重因子。
所述接收可以使其根据分别从多个信号发生器输出的多个本地信号，分别接收多个信号。其功能还可以包括测量多个接收到的信号的强度，其中选择代表信号可以根据多个接收到的信号的测量强度，选择多个乘法结果之一，作为代表信号。
应当注意的是，上述结构组件的任意组合以及在方法、设备、系统、记录介质、计算机程序等之间变化的表述全部是有效的，并均被本发明的实施例所涵盖。
此外，本发明内容无需描述所有必需特征，因而本发明也可以是所描述的这些特征的子集。
图1示出了根据本发明第一实施例的通信系统的结构。
图2示出了根据第一实施例的突发格式。
图3示出了图1所示的第一无线电单元的结构。
图4示出了图1所示的信号处理单元的结构。
图5示出了图4所示的接收权重矢量计算单元的结构。
图6示出了图5所示的初始权重矢量计算单元的结构。
图7示出了图5所示的接收权重矢量计算单元的结构。
图8是示出了针对图1所示的权重矢量的更新处理过程的流程图。
图9示出了根据图1所示的结构，通过仿真而获得的输出信号。
图10示出了根据本发明第二实施例的信号处理单元的结构。
图11示出了图10所示的相位计算单元的结构。
图12示出了根据本发明第二实施例的信号处理单元的另一结构。
具体实施例方式
在描述本发明的特定模式之前，将在下面给出对本发明的一般性描述。根据本发明的第一实施例涉及基站设备，终端设备可以与之相连，如用在无线LAN(局域网)中的基站设备等。根据本发明的基站设备具有多个天线，并对按照与各个信号相对应的多个频率振荡器，通过多个天线，从所需终端设备接收到的信号进行正交检波。然后，基站设备根据多个正交检波的信号，计算多个权重因子(此后称为“接收权重矢量”)，分别对应于正交检波的信号，并对来自终端设备的多个信号执行自适应阵列信号处理。以突发的方式接收来自终端设备的信号。并将已知的信号设置在突发信号的报头部分中，而将数据信号设置在已知信号之后。基站设备在其中接收到的信号包含已知信号的周期中，计算接收权重矢量。多个频率振荡器并不具有高频率稳定性，并且每个频率彼此偏差，从而在数据信号周期内，在多个接收到的信号之间引起了相位误差。
根据本发明的基站设备从由多个天线接收到的多个接收信号中，选择具有最大接收功率的数字接收信号300(此后称为“代表信号”)，并将除代表信号以外的其他信号作为要处理的信号。在已知信号周期的结尾，以要处理的信号为单位，计算与代表信号相对应的接收权重矢量的相位(此后称为“代表接收权重矢量”)和与要处理的信号相对应的接收权重矢量的相位(此后称为“要处理的接收权重矢量”)之间的误差，并将这样计算出的误差称为初始相位误差。在数据信号周期内，计算代表信号与代表接收权重矢量的乘法结果(此乘法结果也被称为“代表信号”，将与上述代表信号不加区分地使用)和要处理的信号与要处理的接收权重矢量的乘法结果(此乘法结果也被称为“要处理的信号”，将与上述要处理的信号不加区分地使用)之间的相位误差。然后，根据从相位误差中去除了初始相位误差的信号，校正要处理的接收权重矢量的相位。即，即使在信号周期结束之后，仍然以其相位关系等同于信号周期结尾时的相位关系的方式，控制代表接收权重矢量与要处理的接收权重矢量之间的相位关系。
现在，将根据以下并不倾向于局限本发明而只是示例本发明的实施例，对本发明进行描述。在实施例中描述的所有特征及其组合对本发明并不一定是必要的。
第一实施例图1示出了根据本发明第一实施例的通信系统100的结构。通信系统100包括终端设备10、基站设备34和网络32。终端设备10包括基带单元26、调制解调器单元28、无线电单元30和与终端设备一起使用的天线16。基站设备34包括第一基站天线14a、第二基站天线14b、……、以及第N基站天线14n(将被统称为基站天线14)、第一无线电单元12a、第二无线电单元12b、……、以及第N无线电单元12n(将被统称为无线电单元12)、信号处理单元18、调制解调器单元20、基带单元22和控制单元24。此外，作为信号，基站设备34包括第一数字接收信号300a、第二数字接收信号300b、……、第N数字接收信号300n(将被统称为数字接收信号300)、第一数字发射信号302a、第二数字发射信号302b、……、第N数字发射信号302n(将被统称为数字发射信号302)、合成信号304、预分离信号308、信号处理器控制信号310和无线电单元控制信号318。
基站设备34中的基带单元22是与网络32的接口，而终端设备10中的基带单元26是与和终端设备10相连的PC的接口或与终端设备10内部的应用程序的接口。基带单元22和基带单元26分别对要在通信系统100中传输的信息信号进行发射/接收处理。也可以执行误差校正或自动重发处理，但在这里省略了对这些处理的描述。
基站设备34中的调制解调器单元20和终端设备10中的调制解调器单元28执行其中通过以要发射的信息信号调制载波而产生发射信号的调制处理。在本实施例中，假设调制方法为BPSK(二进制相移键控)和QPSK(四相移键控)。调制解调器单元20和28还执行其中通过解调接收到的信号而再现发射信息信号的解调处理。
信号处理单元18执行自适应阵列天线的发射/接收处理所需的信号处理。
基站设备34中的无线电单元12和终端设备10中的无线电单元30执行由信号处理单元18、调制解调器单元20、基带单元22、基带单元26和调制解调器单元28进行了处理的基带信号和射频信号之间的频率转换处理、放大处理、AD或DA转换处理等。尽管稍后将对其细节进行描述，这里假设在无线电单元12中包括稍后将进行描述的、用于与基站天线相对应的正交检波和正交调制的多个频率振荡器。
基站34中的基站天线14和终端设备10中的终端天线16执行对射频信号的发射/接收处理。天线的方向性可以是任意的，并以N表示基站天线14的数目。
控制单元24控制对无线电单元12、信号处理单元18、调制解调器单元20和基带单元22的定时或频道分配。
图2示出了根据第一实施例的突发格式。此格式是用在IEEE802.11b中的突发格式，IEEE 802.11b是针对基于CSMA(载波监听多路存取)的无线LAN(局域网)的标准之一。将前同步码设置在突发的前144比特中，而将报头设置在随后的48比特中。也可以将终端设备10或基站设备34已知的前同步码用作稍后将要描述的训练信号。
图3示出了第一无线电单元12a的结构。第一无线电单元12a包括切换单元140、接收器142、发射器144和频率振荡器166。接收器142包括频率转换单元146、AGC(自动增益控制)148、正交检测器150、AD转换单元152和解扩单元154。发射器144包括放大单元164、频率转换单元156、正交调制单元158、DA转换单元160和扩频单元162。
切换单元140根据来自控制单元24(在图3中未示出)的无线电控制信号318，将信号的输入和输出切换到接收器142和发射器144。即，切换单元140在发射时，选择来自发射器144的信号，而在接收时，选择去往接收器142的信号。
接收器142中的频率转换单元146和发射器144中的频率转换单元156在射频和中频之间执行对目标信号的频率转换。
AGC148自动地控制增益，以使接收到的信号的幅度为处于AD转换单元152的动态范围内的幅度。
正交检测器150通过执行对中频信号的正交检波，产生基带模拟信号。另一方面，正交调制单元158通过执行对基带模拟信号的正交调制，产生中频信号。
频率振荡器166向正交检测器150和正交调制单元158提供具有预定频率的信号。如图1和图3所示，单一的无线电单元12具有单一的频率振荡器166，从而多个无线电单元12分别具有多个频率振荡器166。
AD转换单元152将基带模拟信号转换为数字信号，而DA转换单元160将基带数字信号转换为模拟信号。
解扩单元154按照扩频码序列，执行对基带数字信号的解扩处理。这里，将从解扩单元154输出的进行了解扩处理的基带数字信号称为第一数字接收信号300a。应当注意的是，此解扩处理可以以沃尔什变换来代替，并且在这种情况下，可以通过CCK(互补码键控)调制，与基站设备34进行通信。
扩频单元162按照扩频码序列，执行对基带数字信号的扩频处理。这里，将要受到扩频处理并输入扩频单元162的基带数字信号被称为第一数字发射信号302a。
放大单元164放大要传输的射频信号。
图4示出了信号处理单元18的结构。信号处理单元18包括分类单元50、合成单元60、接收权重矢量计算单元68、参考信号存储单元70、测量单元200、分离单元72和发射权重矢量设置单元76。合成单元60包括第一乘法器62a、第二乘法器62b、……、以及第N乘法器62n(统称为乘法器62)、以及加法器64。分离单元72包括第一乘法器74a、第二乘法器74b、……、以及第N乘法器74n(统称为乘法器74)。
参照图4，信号处理单元18中所涉及的信号包括参考信号306、输出接收权重矢量信号402、第一接收权重矢量信号312a、第二接收权重矢量信号312b、……、以及第N接收权重矢量信号312n(统称为接收权重矢量信号312)、第一发射权重矢量信号314a、第二发射权重矢量信号314b、……、以及第N发射权重矢量信号314n(统称为发射权重矢量信号314)、第一乘法信号350a、第二乘法信号350b、……、以及第N乘法信号350n(统称为乘法信号350)、以及代表通知信号352。
测量单元200在训练信号周期中，分别测量数字接收信号300的接收功率，并选择具有最大接收功率的接收信号300之一，作为代表信号，并如上所述，确定出代表信号以外的其他数字接收信号300为要处理的信号。输出与这样选定的代表信号有关的信息，作为代表通知信号352。这里，通过信号处理器控制信号310来进行训练信号周期的识别。
分类单元50在训练信号周期结束之后，根据代表通知信号352来改变数字接收信号300的次序。具体地，将代表信号输入稍后将进行描述的乘法器62中的第一乘法器62a。另一方面，在训练信号周期期间，不必改变输入数字接收信号300的次序，或者可以根据先前突发信号处的代表通知信号352，改变数字接收信号300的次序。
合成单元60通过在乘法器62中以接收权重矢量信号312对数字接收信号300进行加权，产生乘法信号350，然后，在加法器64中将这样产生的乘法信号350相加，以输出合成信号304。
参考信号存储单元70输出在训练信号周期期间事先存储的已知训练信号，作为参考信号306。
在训练信号周期上，接收权重矢量计算单元68根据数字接收信号300、合成信号304和参考信号306，采样如RLS(递归最小平方)算法或LMS(最小均方)算法等自适应算法，计算对数字接收信号300进行加权所需的接收权重矢量信号312。在训练信号周期结束之后，接收权重矢量计算单元68根据乘法信号350，更新接收权重矢量信号312。稍后将描述对其进行更新的方法。
发射权重矢量信号设置单元76根据输出接收权重矢量信号402，设置对预分离信号308进行加权所需的发射权重矢量信号314。为了简洁，接收权重矢量信号312和发射权重矢量信号314可以等同。
分离单元72在乘法器74中利用发射权重矢量信号314对分离信号308进行加权，并输出数字发射信号302。
在硬件方面，上述结构可以通过任意计算机的CPU、存储器和其他LSI来实现。在软件方面，其可以通过加载存储器的程序来实现，但这里所绘出和描述的是通过这些软件实现的功能块。因此，本领域的技术人员应当理解的是，这些功能块能够以多种形式实现，只通过硬件、只通过软件或通过硬件和软件的组合来实现。
图5示出了接收权重矢量计算单元68的结构。接收权重矢量计算单元68包括接收权重矢量计算单元114、输出设置单元116、初始检测器118和初始权重矢量计算单元120。其中所涉及的信号包括第一初始权重矢量信号362a、第二初始权重矢量信号362b、……、以及第N初始权重矢量信号362n(统称为初始权重矢量信号362)、第一初始相位误差信号366a、第二初始相位误差信号366b、……、以及第(N-1)初始相位误差信号366(n-1)(统称为初始相位误差信号366)、以及第一输出接收权重矢量信号402a、第二输出接收权重矢量信号402b、……、以及第N输出接收权重矢量信号402n(统称为输出接收权重矢量信号402)。
在训练信号周期期间，初始权重矢量计算单元120根据数字接收信号300、合成信号304和参考信号306，采样上述自适应算法，计算初始权重矢量信号362。
初始检测器118根据代表通知信号352，从初始权重矢量信号362中选择与代表信号相对应的初始权重矢量信号362(此后，称为“代表初始权重矢量”，与之相反，与要处理的信号相对应的初始权重矢量信号将被称为“要处理的初始权重矢量”)。然后，初始检测器118向接收权重矢量更新单元114输出代表初始权重矢量，作为第一初始权重矢量信号362a。此外，初始检测器118在训练的结尾，计算要处理的初始权重矢量相对于代表初始权重矢量的相位误差，并向稍后将进行描述的接收权重矢量更新单元114输出此相位误差，作为初始相位误差信号366。应当注意，此时，所计算的初始相位误差信号366与要处理的初始权重矢量的数量一样多。
在训练信号周期结束之后，接收权重矢量更新单元114更新接收权重矢量信号312，其中初始权重矢量信号362用作初始值。接收权重矢量更新单元114以将乘法信号350中、要处理的信号相对于代表信号的相位误差存储为初始相位误差信号366的数值的方式，更新接收权重矢量信号312。
输出设置单元116输出接收权重矢量信号312，作为输出接收权重矢量信号402。输出接收权重矢量信号402可以使其连续输出接收权重矢量信号312，或者使其输出特定点的接收权重矢量信号312，如在突发信号结束时的接收权重矢量信号312。
图6示出了初始权重矢量计算单元120的结构。初始权重矢量计算单元120包括第一初始权重矢量计算单元120a、第二初始权重矢量计算单元120b、……、以及第N初始权重矢量计算单元120n。第一初始权重矢量计算单元120a包括加法器80、复共轭单元82、乘法器84、步长参数存储单元86、乘法器88、加法器90和延迟单元92。
加法器80计算合成信号304与参考信号306之间的差，并输出误差信号。由复共轭单元82对该误差信号进行复共轭转换。
乘法器84将复共轭转换后的误差信号与第一数字接收信号300a相乘，并产生第一乘法结果。
乘法器88将第一乘法结果与存储在步长参数存储单元86中的步长参数相乘，并产生第二乘法结果。由延迟单元92和加法器90对第二乘法结果进行反馈，并与新的第二乘法结果相加。按照这种方式，输出通过LMS算法顺序更新的加法结果，作为第一接收权重矢量信号312a。
图7示出了接收权重矢量更新单元114。接收权重矢量更新单元114包括第一乘法器122a、第二乘法器122b、……、以及第n乘法器122n(统称为乘法器122)、信号间误差检测器124、初始误差检测器126、以及第一存储器128a、第二存储器128b、……、以及第n存储器128n(统称为存储器128)。
信号间误差检测器124计算要处理的乘法信号350相对于代表信号的相位误差。换句话说，计算第二乘法信号350b到第N乘法信号350n相对于第一乘法信号350a的相位误差。相位误差的计算可以通过对相位值的操作或通过矢量操作来进行。
初始误差检测器126分别从由信号间误差检测器124计算出的相位误差值中去除与初始相位误差信号366相对应的数值。换句话说，计算初始相位误差信号366与各个相位值之间的偏差。
乘法器122以从初始误差检测器126输出的相位值的反转值，更新过去的接收权重矢量信号312，并输出新的接收权重矢量信号312。类似于信号间误差检测器124的计算，此计算可以通过对相位值的操作或通过矢量操作来进行。但是，这里应当注意的是，当采用相位值的操作时，必须相分离地存储幅度值。
存储器128保存训练信号周期结束时的初始权重矢量信号362，并保存在训练结束后，由乘法器122进行更新的接收权重矢量信号312。这里，如上所述，第一初始权重矢量信号362a将作为代表初始权重矢量。
图8是示出了针对权重矢量的更新处理过程的流程图。当接收到的信号处于训练信号周期内时(S10的“是”)，初始权重矢量计算单元120计算初始权重矢量信号362(S12)。在训练信号周期结束时，初始检测器118根据代表通知信号352，将初始权重矢量信号362分类为代表权重矢量和要处理的初始权重矢量(S14)。此外，初始检测器118计算要处理的初始权重矢量与代表初始权重矢量之间的差，作为初始相位误差(S16)，并输出初始相位误差信号366。另一方面，当接收到的信号未处于训练信号周期内时(S10的“否”)，接收权重矢量更新单元114检测要处理的乘法信号350相对于代表信号的相位误差(S18)。然后，接收权重矢量更新单元114从检测到的相位误差中去除初始相位误差(S20)。现在，以去除了初始相位误差的相位误差值更新接收权重矢量信号312(S22)。
图9示出了通过仿真而获得的输出信号。作为仿真的条件，基站天线14的数目为四个，且将0.948kHz、0.294kHz、0.588kHz和0.441kHz的相位偏移量赋予与各个基站天线14相对应的频率振荡器166。而且，突发信号的长度大约为1毫秒。图9示出了合成信号304的同相分量和正交相位分量的数值随时间的变化，其中x轴和y轴上的数值是量化为数字信号的数值。而且，针对由基准天线14接收到的信号的调制技术为BPSK。图9中的十字叉(×)表示对于其并未如本实施例中那样进行接收权重矢量信号312的更新的合成信号304。如图9所示，随着时间的过去，考虑到频率振荡器166之间的频率偏移量，在训练信号的结尾，乘法信号350的相位关系被破坏，使得合成信号304的幅度较小，这是因为多个乘法信号350的幅度彼此抵消。另一方面，图9中的点(·)表示根据本实施例对其进行了接收权重矢量信号312的更新的合成信号304。根据本实施例的接收权重矢量计算单元68以保持训练结束时乘法信号350的相位关系的方式，对接收权重矢量信号312进行补偿，从而合成信号304的幅度并未变小。
下面，将对实现了上述结构的基站设备34的操作进行描述。按照具有不同频率偏移量的各自的频率振荡器166，对由基站天线14接收到的信号进行正交检波。然后，通过数字转换，进行了正交相位检测的信号变为数字接收信号300。在所接收到的突发信号的训练信号周期期间，初始权重矢量计算单元120根据自适应算法计算初始权重矢量信号362。测量单元200测量数字接收信号300的功率，并选择具有最大电功率的数字接收信号300，作为代表信号。在训练信号周期结束时，测量单元200计算要处理的初始权重矢量信号362的权重矢量相对于代表初始权重矢量的相位误差，并将结果存储为初始相位误差。将接收权重矢量信号312的初始值设置在初始权重矢量信号362中。
在训练信号周期结束后，分别计算通过将接收权重矢量信号312与数字接收信号300相乘在一起而得到的乘法信号350中的要处理信号相对于代表信号的相位误差。此外，从计算出的相位误差值中去除初始相位误差值，并按照去除后的数值更新接收权重矢量信号312。加法器64输出其中合成了乘法信号350的合成信号304。
根据本发明的第一实施例，即使在分别针对多个天线而设置的频率振荡器具有频率偏移量时，仍能保持在接收已知信号时就已经确定的、由多个天线接收到的信号之间的相位误差。此外，即使在未接收到已知信号的情况下，仍然可以通过采用在接收已知信号时所获得的相位误差来保持对多个信号进行了合成的信号的幅度。此外，本实施例可以使误差更小，这是因为在得出相位误差中用作代表的信号是由多个天线接收到的所有信号中具有最大接收功率的信号。此外，使处理量较小，这是因为只需保持相对于代表信号的相位误差。
第二实施例类似于第一实施例，本发明的第二实施例涉及一种具有多个天线和与之对应的多个频率振荡器的基站设备。但是，在第二实施例中，并不是如第一实施例中那样执行自适应阵列天线处理，而是对由多个天线接收到的信号进行如相等增益组合或最大比例组合等分集式处理。
图10示出了根据第二实施例的信号处理单元18的结构。图10所示的信号处理单元18对应于图4所示的信号处理单元18的接收功能，并包括相位旋转单元180和相位计算单元182。所涉及的信号包括第一相位旋转信号370a、第二相位旋转信号370b、……、以及第N相位旋转信号370n(统称为相位旋转信号370)、以及第一乘法信号372a、第二乘法信号372b、……、以及第N乘法信号372n(统称为乘法信号372)。具有与图4所示的信号处理单元18的组件相同参考数字的图10所示的信号处理单元18的组件执行相同的功能，因此，将省略对其的重复解释。
在训练信号周期期间，相位计算单元182根据数字接收信号300和参考信号306，计算对数字接收信号300进行相位旋转所需的相位旋转信号370。另一方面，在训练信号周期结束之后，根据稍后将描述的乘法信号372更新相位旋转信号370。稍后将描述其细节。
相位旋转单元180按照相位旋转信号370，执行对数字接收信号300的相位旋转，并输出乘法信号372。
图11示出了相位计算单元182的结构。相位计算单元182包括初始相位误差检测器184和相位误差更新单元186。所涉及的信号包括第一初始相位误差信号374a、第二初始相位误差信号374b、……、以及第N初始相位误差信号374n(统称为初始相位误差信号374)。
在训练信号周期期间，初始相位误差检测器184根据参考信号306，检测数字接收信号300各自的相位。检测方法的一个示例是逆调制。此外，在训练信号周期结束时，根据代表通知信号352，将初始相位误差信号374分类为与代表信号相对应的信号和要处理的信号，并输出与代表信号相对应的初始相位误差信号374，作为第一初始相位误差信号374a。
相位误差更新单元186将初始相位误差信号374用作初始值，并根据乘法信号372，更新相位旋转信号370。相位误差更新单元186的结构基本上与图7所示的接收权重矢量更新单元114相同，但不包括初始误差检测器126。即，按照将所有乘法信号372与同一相位同步的方式完成由相位误差更新单元186进行的控制。
图12示出了根据第二实施例的信号处理单元18的另一结构。信号处理单元18包括分类单元50、第一乘法器216a、第二乘法器216b、……、以及第N乘法器216n(统称为乘法器216)、相位旋转单元180、加法器64、测量单元200、初始相位误差检测器210、相位误差检测器212、初始同步信号检测器214和参考信号存储单元70。所涉及的信号包括第一数字接收信号300a、第二数字接收信号300b、……、以及第N数字接收信号300n(统称为数字接收信号300)、合成信号304、参考信号306、以及信号处理器控制信号310。
在训练信号周期期间，测量单元200测量数字接收信号300各自的接收功率，并选择其接收功率最高的数字接收信号300之一作为代表信号。而且，如先前所述，将除代表信号以外的其他数字接收信号确定为要处理的信号。输出与选定代表信号有关的信息，作为代表通知信号352。这里，通过信号处理器控制信号310识别训练信号周期。
分类单元50在训练信号周期结束之后，根据代表通知信号352，改变数字接收信号300的次序。即，将代表信号输入稍后将进行描述的乘法器62中的第一乘法器62a。另一方面，在训练信号周期期间，不必改变输入数字接收信号300的次序，或者可以根据先前突发信号处的代表通知信号352，改变数字接收信号300的次序。
初始相位误差检测器210在训练信号周期期间，计算要处理的数字接收信号300相对于代表信号的各自的相位误差，并在训练信号周期结束之前，将其确定为初始相位误差。在训练信号周期结束之后，初始相位误差检测器210不进行操作，而是保持初始相位误差，并向相位误差检测器212输出。
相位误差检测器212在训练信号周期结束之后，逐一计算要处理的数字接收信号300相对于代表信号的相位误差，并从计算出的相位误差中去除各自的初始相位误差分量。乘法器216将数字接收信号300和从中去除了初始相位误差分量的相位误差乘在一起。结果，即使在训练周期结束之后，数字接收信号300之间的相位关系仍然保持训练周期期间的状态。
初始同步信号检测器214在训练信号周期期间，根据数字接收信号300和参考信号306，产生用于同步数字接收信号300之间的相位的信号。例如，可以通过逆调制技术产生此信号。在训练信号周期结束之后，利用由乘法器62产生的信号，对乘法器216的输出信号进行相位旋转，并由加法器64将其相加，从而输出合成信号304。
参考信号存储单元70输出在训练信号周期期间事先进行了存储的已知训练信号，作为参考信号306。
合成单元60通过在乘法器62中以接收权重矢量信号312对数字接收信号300进行加权，产生乘法信号350，然后在加法器64中，对这样产生的乘法信号350相加，以输出合成信号304。
根据本发明的第二实施例，即使在针对多个天线而设置的频率振荡器具有频率偏移量时，仍能通过同步由多个天线接收到的信号之间的相位来合成信号。此外，可以使误差更小，这是因为为了获得相位误差而用作代表的信号是由多个天线接收到的所有信号中具有最大接收功率的信号。此外，使处理量较小，这是因为只需保持相对于代表信号的相位误差。
已经根据只作为示例的实施例对本发明进行了描述。因此，本领域的技术人员应当理解的是，对上述每个组件和处理的组合存在多种其他修改，并且这些修改也被包含在本发明的范围之内。
在第一和第二实施例中，接收权重矢量计算单元68使用自适应算法来估计接收权重矢量信号312。但是，在接收权重矢量计算单元68中也可以使用任何其他处理。例如，接收权重矢量计算单元68可以通过执行对已知信号的相关性的处理来确定接收权重矢量信号312。此外，可以使用如MUSIC(多信号分类)等不同于自适应算法或相关性处理的算法来执行到达方向估计。此修改示例可以实现所需波和不需要的波之间更为细节的区分。因此，只要修改示例或其他修改能够估计在利用自适应阵列天线的信号处理中能够利用其分离多个接收信号的数值，该修改示例或其他修改也是可以接受的。
在第一和第二实施例中，通信系统100为基于CSMA的通信系统100。但是，基站设备34也可以应用于除基于CSMA的通信系统以外的其他通信系统，例如，应用于其的其他多路存取技术包括TDMA(时分多路存取)、CDMA(码分多路存取)和SDMA(空分多路存取)等。根据此修改示例，本发明可以应用于多种类型的通信系统。即，只要基站设备34是接收来自终端设备的信号的基站设备，该通信系统就是可被接受的。
在本发明的第一实施例中，初始检测器118在训练信号周期结束时，计算初始权重矢量信号362之间的误差，作为初始相位误差。但是，计算误差的定时并不局限于此，例如，初始检测器118可以在训练信号周期期间的任意时间点，计算初始权重矢量信号362之间的误差，作为初始相位误差。根据此修改示例，可以向其移动该处理的定时，从而可以使延迟预定信号所需的存储器容量更小。换句话说，只要针对初始相位误差，能够获得精确值，获得初始相位误差的定时可以在训练信号周期结束之前或之后。
在本发明的第二实施例中，信号处理单元18执行相同增益组合的分集。但是，分集模式并不局限于此，例如，也可以是最大比例组合。在这种情况下，在加法器64的前级中添加加权单元，根据数字接收信号300之间的功率比，执行加权。根据此修改示例，可以改善接收到的信号的误码率。即，其可以用在其中通过合成多个信号之间的相位来合成信号的应用中。
尽管通过典型实施例对本发明进行了描述，应当理解的是，在不偏离由所附权利要求所限定的本发明的范围的前提下，本领域的技术人员还可以对其进行多种改变和替换。
权利要求
1.一种接收设备，包括接收器，通过多个天线，在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号；信号发生器，分别产生多个相位旋转信号，以便至少在包含已知信号的周期上，对由接收器接收到的多个信号的相位进行同步；相位旋转单元，按照由信号发生器产生的多个相位旋转信号，旋转多个接收到的信号的相位；分类单元，选择由相位旋转单元进行了相位旋转的多个信号之一，作为代表信号，并将剩余的相位旋转后的信号分类为要处理的信号；误差检测器，在包含已知信号的周期结束之后，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差；以及更新单元，根据由所述误差检测器检测到的相位分量中的误差，更新与要处理的信号相对应的相位旋转后的信号。
2.一种接收设备，包括接收器，通过多个天线，在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号；分类单元，选择由接收器接收到的多个信号之一，作为代表信号，并将剩余的由接收器接收到的信号分类为要处理的信号；初始检测器，在包含已知信号的周期内，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，作为初始相位误差；误差检测器，在包含已知信号的周期结束之后，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，并从相位分量的误差中去除相应的初始相位误差；第一相位旋转单元，按照从中去除了初始相位误差的相位分量的误差，旋转要处理的多个信号的相位；信号发生器，分别产生多个相位旋转信号，以便至少在包含已知信号的周期上，对由接收器接收到的多个信号的相位进行同步；以及第二相位旋转单元，按照由所述信号发生器产生的多个相位旋转信号，分别旋转包括代表信号和要处理的相位旋转后的信号在内的多个信号的相位。
3.根据权利要求1所述的接收设备，其特征在于还包括合成单元，对由所述相位旋转单元进行了相位旋转的多个信号进行合成。
4.根据权利要求2所述的接收设备，其特征在于还包括合成单元，对由所述第二相位旋转单元进行了相位旋转的多个信号进行合成。
5.一种接收设备，包括接收器，通过多个天线，在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号；派生单元，至少在包含已知信号的周期上，得出针对由接收器接收到的多个信号的多个接收权重因子；合成单元，将多个所得出的接收权重因子与由接收器接收到的多个信号相乘，并对多个乘法结果进行合成；分类单元，选择多个乘法结果之一，作为代表信号，并将剩余的乘法结果分类为要处理的信号；初始检测器，在包含已知信号的周期内，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，作为初始相位误差；误差检测器，在包含已知信号的周期结束之后，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，并从相位分量的误差中去除相应的初始相位误差；以及更新单元，按照从中去除了初始相位误差的相位分量的误差，更新与要处理的信号相对应的接收权重因子。
6.根据权利要求5所述的接收设备，其特征在于所述接收器根据分别从多个信号发生器输出的多个本地信号，接收所述多个信号。
7.根据权利要求5所述的接收设备，其特征在于还包括测量单元，测量由所述接收器接收到的多个信号的强度，其中所述分类单元根据多个信号的测量强度，选择多个乘法结果之一，作为代表信号。
8.根据权利要求6所述的接收设备，其特征在于还包括测量单元，测量由所述接收器接收到的多个信号的强度，其中所述分类单元根据多个信号的测量强度，选择多个乘法结果之一，作为代表信号。
9.一种接收方法，包括在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号并分别产生多个相位旋转信号，以便至少在包含已知信号的周期上，对多个接收到的信号的相位进行同步；按照通过上述产生而产生的多个相位旋转信号，旋转多个接收到的信号的相位，并选择通过上述相位旋转进行了相位旋转的多个信号之一，作为代表信号，并将剩余的相位旋转后的信号作为要处理的信号；以及根据在包含已知信号的周期结束之后，要处理的信号的相位分量相对于所选择的代表信号的相位分量的误差，分别更新与要处理的信号相对应的相位旋转后的信号。
10.根据权利要求9所述的接收方法，其特征在于还包括合成多个相位旋转后的信号的结果，从而输出合成后的信号。
11.一种接收方法，包括在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号，并至少在包含已知信号的周期上，得出针对多个接收到的信号的多个接收权重因子；将多个所得出的接收权重因子与多个接收到的信号相乘，并选择多个乘法结果之一，作为代表信号，并将剩余的乘法结果作为要处理的信号；在包含已知信号的周期内，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，作为初始相位误差；以及根据在包含已知信号的周期结束之后，从要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的检测误差中分别去除了初始相位误差的信号，更新与要处理的信号相对应的接收权重因子。
12.根据权利要求11所述的接收方法，其特征在于所述得出多个接收权重因子使其根据分别从多个信号发生器输出的多个本地信号，分别接收所述多个信号。
13.根据权利要求11所述的接收方法，其特征在于还包括测量多个接收信号的强度，其中所述选择代表信号根据多个接收到的信号的测量强度来选择多个乘法结果之一，作为代表信号。
14.一种可由计算机执行的程序，所述程序包括以下功能通过多个天线，在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号；分别产生多个相位旋转信号，以便至少在包含已知信号的周期上，对多个接收到的信号的相位进行同步，并将这样产生的多个相位旋转信号存储在存储器中；按照通过上述产生而产生的多个相位旋转信号，旋转多个接收到的信号的相位；选择通过上述旋转而进行了相位旋转的多个信号之一，作为代表信号，并将剩余的相位旋转后的信号作为要处理的信号；在包含已知信号的周期结束之后，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差；以及根据相位分量中的检测误差，在存储器上，更新与要处理的信号相对应的相位旋转后的信号。
15.根据权利要求14所述的程序，其特征在于其功能还包括合成多个相位旋转后的信号，从而输出合成后的信号。
16.一种可由计算机执行的程序，所述程序包括以下功能通过多个天线，在预定的周期内，连续接收包含已知信号的多个信号；至少在包含已知信号的周期上，得出针对多个接收到的信号的多个接收权重因子，并将这样得出的多个接收权重因子存储在存储器中；将存储在存储器中的多个接收权重因子与多个接收到的信号相乘，并对多个乘法结果进行合成；选择多个乘法结果之一，作为代表信号，并将剩余的乘法结果作为要处理的信号；在包含已知信号的周期内，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，作为初始相位误差；在包含已知信号的周期结束之后，分别检测要处理的信号的相位分量相对于代表信号的相位分量的误差，并从相位分量的误差中去除相应的初始相位误差；以及按照从中去除了初始相位误差的相位分量的误差，在存储器上，更新与要处理的信号相对应的接收权重因子。
17.根据权利要求16所述的程序，其特征在于所述接收使其根据分别从多个信号发生器输出的多个本地信号，分别接收多个信号。
18.根据权利要求16所述的程序，其特征在于其功能还包括测量多个接收到的信号的强度，其中所述选择代表信号根据多个接收到的信号的测量强度，选择多个乘法结果之一，作为代表信号。
全文摘要
本发明涉及一种接收设备。测量单元在训练信号周期中，选择接收功率在数字接收信号中最大的信号，作为代表信号，并将剩余的信号作为要处理的信号。在训练信号周期结束后，分类单元根据代表通知信号，重新排列数字接收信号的次序。在合成单元中，乘法器以接收权重矢量信号对数字接收信号进行加权，从而产生将在加法器中进行累加的乘法信号。接收权重矢量计算单元在训练信号周期上，采用自适应算法，计算接收权重矢量信号。在训练信号周期结束之后，根据乘法信号，更新接收权重矢量信号。
文档编号H04B17/00GK1601923SQ200410011979
公开日2005年3月30日 申请日期2004年9月27日 优先权日2003年9月26日
发明者中尾正悟, 东田宣男 申请人:三洋电机株式会社, 株式会社恩梯梯数据三洋系统