Устройство и способ приема сигналов в системе мобильной связи, использующей технологию адаптивной антенной решетки

Устройство и способ приема сигналов в системе мобильной связи, использующей технологию адаптивной антенной решетки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в общем, относится к устройству и способу приема данных в системе мобильной связи, использующей технологию адаптивной антенной решетки (AAA), и, в частности, к устройству и способу приема данных с использованием схемы формирования весовых коэффициентов приемных лучей, имеющей адаптивный шаг весового коэффициента приемного луча.

Предшествующий уровень техники

Система мобильной связи следующего поколения эволюционировала в систему связи с услугами пакетной передачи, которая передает пакеты данных множеству мобильных станций (MS). Система связи с услугами пакетной передачи разработана, чтобы передавать значительные объемы данных. Эта система связи с услугами пакетной передачи разрабатывалась для услуг высокоскоростной пакетной передачи. В этом отношении Партнерский проект третьего поколения (3GPP), организация по стандартизации технологии асинхронной связи, предлагает высокоскоростной пакетный доступ по направленной вниз линии (HSDPA), чтобы предоставлять услуги высокоскоростной пакетной передачи, тогда как Партнерский проект третьего поколения 2 (3GPP2), организация по стандартизации технологии синхронной связи, предлагает 1x Evolution Data Only/Voice (1x EV-DO/V), чтобы предоставлять услуги высокоскоростной пакетной передачи. И HSDPA, и 1x EV-DO/V предназначены, чтобы предоставлять услуги высокоскоростной гибкой пакетной передачи веб-/Интернет-служб. Чтобы предоставлять услуги высокоскоростной пакетной передачи, пиковая пропускная способность и средняя пропускная способность должны быть оптимизированы для гибкой передачи пакетных данных и канальных данных, таких как данные голосовых служб.

Чтобы поддерживать высокоскоростную передачу пакетных данных, система связи, использующая HSDPA (далее упоминается как "система связи HSDPA"), за последнее время представила 3 типа методик передачи данных: адаптивная модуляция и кодирование (AMC), гибридный запрос на автоматическую повторную передачу (HARQ) и быстрый выбор сотовой ячейки (FCS). Система связи HSDPA увеличивает скорость передачи данных с использованием методик AMC, HARQ и FCS.

Другая система связи, которая увеличивает скорость передачи данных, - это система связи, использующая 1x EV-DO/V (далее упоминаемой как "система связи 1x EV-DO/V"). Система связи 1x EV-DO/V также увеличивает скорость передачи данных, чтобы защитить производительность системы. Помимо новых методик, таких как AMC, HARQ и FCS, методика с многоэлементной антенной - это еще одна методика для работы в рамках ограниченной выделенной пропускной способности, т.е. методика, повышающая скорость передачи данных. Методика с многоэлементной антенной преодолевает ограничение ресурса пропускной способности в частотной области за счет использования пространственной области.

Система связи сконструирована таким образом, что множество мобильных станций обмениваются друг с другом данными посредством базовой станции (BS). Когда базовая станция выполняет высокоскоростную передачу данных мобильным станциям, возникает явление замирания вследствие технических характеристик радиоканалов. Чтобы преодолеть влияние замирания, предложена методика разнесения передающих антенн, которая является типом методики с многоэлементной антенной. "Разнесение передающих антенн" относится к методике для передачи сигналов с использованием, по меньшей мере, двух передающих антенн, т.е. множества антенн, чтобы минимизировать потерю передаваемых данных вследствие влияния замирания, тем самым повышая скорость передачи данных.

В общем, в беспроводном канальном окружении в системе мобильной связи, в отличие от проводного канального окружения, сигнал передачи искажается рядом факторов, таких как взаимные помехи при многолучевом распространении, экранирование, ослабление волны, зависящий от времени шум, интерференция и т.д. Замирание, вызываемое взаимными помехами при многолучевом распространении, тесно связано с мобильностью отражателя или пользователя (или мобильной станции), и фактически принимается смесь сигнала передачи и сигнала взаимных помех. Поэтому принимаемый сигнал испытывает серьезное искажение в ходе своей фактической передачи, тем самым уменьшая производительность всей системы мобильной связи.

Замирание может приводить к искажению в амплитуде и фазе принимаемого сигнала, препятствуя высокоскоростной передаче данных в беспроводном канальном окружении. Проводится множество научных исследований для того, чтобы разрешить проблему замирания. Поэтому, чтобы передавать данные на высокой скорости, система мобильной связи должна минимизировать потери вследствие технических характеристик канала мобильной связи, например, замирания и интерференции для отдельного пользователя. Методика разнесения используется для предотвращения нестабильной связи вследствие замирания, и множество антенн используются для того, чтобы реализовать методику пространственного разнесения, которая является типом методики разнесения.

Разнесение передающих антенн широко используется в качестве методики эффективного разрешения проблемы замирания. Разнесение передающих антенн принимает множество сигналов передачи, которые испытали независимое влияние замирания в беспроводном канальном окружении, тем самым обрабатывая искажение, вызываемое замиранием. Разнесение передающих антенн классифицируется на временное разнесение, частотное разнесение, разнесение многолучевого распространения и пространственное разнесение.

Чтобы выполнять высокоскоростную передачу данных, система мобильной связи должна иметь возможность обрабатывать влияние замирания, которое серьезно влияет на производительность связи. Проблема замирания должна быть преодолена, поскольку она может серьезно уменьшить амплитуду принимаемого сигнала.

Для того чтобы преодолеть проблему замирания, используются вышеописанные методики разнесения. Например, технология множественного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) использует многоотводный приемник, который может достигать производительности разнесения с использованием разброса задержки канала. Многоотводный приемник - это вид методики разнесения приема для приема многолучевых сигналов. Тем не менее, разнесение приема, используемое в многоотводном приемнике, невыгодно в том, что оно не позволяет достигать требуемого коэффициента усиления при разнесенном приеме, когда разброс задержки канала относительно небольшой.

Методика временного разнесения эффективно справляется с ошибками пакетной передачи, возникающими в беспроводном канальном окружении, с использованием перемежения и кодирования и обычно используется в канале с разбросом по доплеровской частоте. Тем не менее, к сожалению, временное разнесение практически не позволяет получить эффекты разнесения в низкоскоростном канале с разбросом по доплеровской частоте.

Методика пространственного разнесения, в общем случае, используется в канале с низким разбросом задержки, таком как внутренний канал и пешеходный канал, который является низкоскоростным каналом с разбросом по доплеровской частоте. Пространственное разнесение - это методика получения коэффициента усиления при разнесенном приеме с использованием, по меньшей мере, двух антенн. В этой методике, когда сигнал, передаваемый посредством одной антенны, ослабляется вследствие замирания, принимается сигнал, передаваемый по другой антенне, тем самым получая коэффициент усиления при разнесенном приеме. Пространственное разнесение классифицируется на разнесение приемных антенн, использующее множество приемных антенн, и разнесение передающих антенн, использующее множество передающих антенн.

Приемная адаптивная антенная решетка (Rx-AAA) - вид разнесения приемных антенн. В методике Rx-AAA посредством вычисления скалярного произведения между вектором сигнала и соответствующим весовым вектором приемных лучей приемного сигнала, принимаемого посредством антенной решетки, составленной из множества приемных антенн, сигнал, принимаемый в направлении, требуемом приемным устройством, максимизируется по уровню, а сигнал, принимаемый в направлении, не требуемом приемным устройством, минимизируется по уровню. "Весовой коэффициент приемного луча" относится к весовому коэффициенту, с использованием которого приемное устройство формирует приемный луч в методике Rx-AAA. В результате методика Rx-AAA усиливает только требуемый приемный сигнал до максимального уровня, тем самым поддерживая высококачественный вызов и повышая пропускную способность всей системы и зону обслуживания.

Хотя Rx-AAA может быть применена и к системе мобильной связи множественного доступа с частотным разделением каналов (FDMA), и к системе мобильной связи множественного доступа с временным разделением каналов (TDMA), в данном документе предполагается, что Rx-AAA применяется к системе связи, использующей CDMA (далее упоминаемая как "система связи CDMA").

Фиг. 1 - это блок-схема, иллюстрирующая структуру приемного устройства базовой станции в традиционной системе мобильной связи CDMA. Согласно фиг. 1 приемное устройство базовой станции включает в себя N приемных антенн (Rx_ANT), т.е. первую приемную антенну 111, вторую приемную антенну 121,... и N-ную приемную антенну 131, N радиочастотных (РЧ; RF) процессоров, т.е. первый РЧ-процессор 112, второй РЧ-процессор 122,... и N-ный РЧ-процессор 132, сопоставленных соответствующим приемным антеннам, N блоков поиска многолучевого сигнала, т.е. первый блок 113 поиска многолучевого сигнала, второй блок 123 поиска многолучевого сигнала,... и N-ный блок 133 поиска многолучевого сигнала, сопоставленных соответствующим РЧ-процессорам, L отводов, т.е. первый отвод 140-1, второй отвод 140-2,... и L-тый отвод 140-L для обработки L многолучевых сигналов, поиск которых осуществляется блоками поиска многолучевого сигнала, многолучевой сумматор 150 для объединения многолучевых сигналов, выводимых из L отводов, обращенный перемежитель 160 и декодер 170.

Сигналы, передаваемые передающими устройствами во множестве MS, принимаются в N приемных антеннах посредством многолучевого радиоканала с замираниями. Первая приемная антенна 111 выводит принятый сигнал на первый РЧ-процессор 112. Каждый из РЧ-процессоров включает в себя усилитель, преобразователь частоты, фильтр и аналого-цифровой преобразователь и используется для того, чтобы обрабатывать РЧ-сигнал. Первый РЧ-процессор 112 выполняет процесс РЧ-обработки сигнала, выводимого из первой приемной антенны 111 так, чтобы преобразовать сигнал в основополосный цифровой сигнал, и выводит основополосный цифровой сигнал на первый блок 113 поиска многолучевого сигнала. Первый блок 113 поиска многолучевого сигнала выделяет L многолучевых компонентов из сигнала, выводимого из первого РЧ-процессора 112, и отделенные L многолучевых компонентов выводятся к отводам с первого 140-1 по L-ый 140-L, соответственно. Отводы с первого 140-1 по L-тый 140-L, сопоставляются L путям многолучевого распространения на основе один-к-одному, затем обрабатывают L многолучевых компонентов. Поскольку L путей многолучевого распространения рассматриваются для каждого из сигналов, принимаемых посредством N приемных антенн, обработка сигналов должна быть выполнена для NxL сигналов. Среди NxL сигналов сигналы одного пути выводятся в один и тот же отвод.

Аналогично, вторая приемная антенна 121 выводит принятый сигнал второму РЧ-процессору 122. Второй РЧ-процессор 122 выполняет процесс РЧ-обработки сигнала, выводимого из второй приемной антенны 121 так, чтобы преобразовать сигнал в основополосный цифровой сигнал, и выводит основополосный цифровой сигнал на второй блок 123 поиска многолучевого сигнала. Второй блок 123 поиска многолучевого сигнала выделяет L многолучевых компонентов из сигнала, выводимого со второго РЧ-процессора 122, и отделенные L многолучевых компонентов выводятся к отводам с первого 140-1 по L-тый 140-L, соответственно.

Аналогичным образом, N-ная приемная антенна 131 выводит принятый сигнал N-ному РЧ-процессору 132. N-ный РЧ-процессор 132 выполняет процесс РЧ-обработки сигнала, выводимого из N-ной приемной антенны 131, так, чтобы преобразовать сигнал в основополосный цифровой сигнал, и выводит основополосный цифровой сигнал N-ному блоку 133 поиска многолучевого сигнала. N-ный блок 133 поиска многолучевого сигнала выделяет L многолучевых компонентов из сигнала, выводимого из N-ного РЧ-процессора 132, и отделенные L многолучевых компонентов выводятся к отводам с первого 140-1 по L-тый 140-L, соответственно.

Следовательно, из L многолучевых сигналов для сигналов, принимаемых посредством N приемных антенн, одни и те же многолучевые сигналы входят в одни и те же отводы. Например, первые многолучевые сигналы от первой приемной антенны 111 до N-ной приемной антенны 131 входят в первый отвод 140-1. L-тые многолучевые сигналы от первой приемной антенны 111 до N-ной приемной антенны 131 входят в L-тый отвод 140-L. Отводы с первого 140-1 по L-тый 140-L отличаются только по сигналам, входящим в них и выводимым из них, и идентичны по структуре и работе. Поэтому для простоты далее описывается только первый отвод 140-1.

Первый отвод 140-1 включает в себя N устройств сужения спектра, т.е. первое устройство 141 сужения спектра, второе устройство 142 сужения спектра,... и N-ное устройство 143 сужения спектра, которые сопоставлены с N блоками поиска многолучевого сигнала, процессор 144 сигналов для вычисления весового вектора приемных лучей для формирования приемного луча с использованием сигналов, принимаемых от N устройств сужения спектра, генератор 145 приемного луча для формирования приемного луча с использованием весового вектора приемных лучей, вычисленного процессором 144 сигналов.

Первый многолучевой сигнал, выводимый из первого блока 113 поиска многолучевого сигнала, вводят в первое устройство 141 сужения спектра. Первое устройство 141 сужения спектра сужает спектр первого многолучевого сигнала, выводимого из первого блока 113 поиска многолучевого сигнала, с использованием заранее определенного кода расширения и выводит спектрально суженный многолучевой сигнал к процессору 144 сигналов и генератору 145 приемного луча. Процесс сужения спектра называется "временной обработкой".

Аналогично, первый многолучевой сигнал, выводимый из второго блока 123 поиска многолучевого сигнала, вводят во второе устройство 142 сужения спектра. Второе устройство 142 сужения спектра сужает спектр первого многолучевого сигнала, выводимого из второго блока 123 поиска многолучевого сигнала, с использованием заранее определенного кода расширения, и выводит спектрально суженный многолучевой сигнал к процессору 144 сигналов и генератору 145 приемного луча. Следовательно, первый многолучевой сигнал, выводимый из N-ного блока 133 поиска многолучевого сигнала, вводят в N-ное устройство 143 сужения спектра. N-ное устройство 143 сужения спектра сужает спектр первого многолучевого сигнала, выводимого из N-ного блока 133 поиска многолучевого сигнала, с использованием заранее определенного кода расширения спектра, и выводит спектрально суженный многолучевой сигнал к процессору 144 сигналов и генератору 145 приемного луча.

Процессор 144 сигналов принимает сигналы, выводимые из с первого устройства 141 сужения спектра, по N-ное устройство 143 сужения спектра, и вычисляет набор W_k весовых коэффициентов приемных лучей для формирования приемного луча. При этом набор первых многолучевых сигналов, выводимых из с первого блока 113 поиска многолучевого сигнала по N-ный блок 133 поиска многолучевого сигнала, задается как "X_k". Набор X_kпервых многолучевых сигналов представляет набор первых многолучевых сигналов, принимаемых посредством с первой приемной антенны 111 по N-ную приемную антенну 131 в k-той точке, и первые многолучевые сигналы, включенные в набор X_kпервых многолучевых сигналов все являются векторными сигналами. Набор W_kвесовых коэффициентов приемных лучей представляет набор весовых коэффициентов приемных лучей, которые должны быть применены к первым многолучевым сигналам, принятым посредством с первой приемной антенны 111 по N-ную приемную антенну 131 в k-той точке. Весовые коэффициенты приемных лучей, составляющие набор W_kвесовых коэффициентов, все являются векторными сигналами.

Набор сигналов, определяемых посредством сужения спектра всех первых многолучевых сигналов в наборе X_kпервых многолучевых сигналов, задается как y_k.

Набор y_k спектрально суженных сигналов из первых многолучевых сигналов представляет набор сигналов, определяемый посредством сужения спектра первых многолучевых сигналов, принятых посредством с первой приемной антенны 111 по N-ную приемную антенну 131 в k-той точке, и спектрально суженные сигналы, включенные в набор y_kспектрально суженных сигналов из первых многолучевых сигналов, вся являются векторными сигналами.

В данном документе для удобства пояснения термин "набор" опускается, и подчеркнутые параметры представляют наборы соответствующих элементов.

Каждый из с первого устройства 141 сужения спектра по N-ное устройство 143 сужения спектра сужает спектр первого многолучевого сигнала X_kс использованием заранее определенного кода сужения спектра, так чтобы мощность приема требуемого приемного сигнала была выше, чем мощность приема сигнала взаимных помех, за счет выигрыша от обработки сигнала. Код сужения спектра идентичен коду расширения спектра, используемому в передающих устройствах мобильных станций.

Как описано выше, спектрально суженный сигнал y_kпервого многолучевого сигнала X_kвводят в процессор 144 сигналов. Процессор 144 сигналов вычисляет весовой коэффициент W_kприемных лучей с использованием спектрально суженного сигнала y_k первого многолучевого сигнала X_k, и выводит весовой коэффициент W_kприемных лучей к генератору 145 приемного луча. Более конкретно, процессор 144 сигналов вычисляет весовой коэффициент W_kприемных лучей, включая общее число N весовых векторов приемных лучей, применяемых к первому многолучевому сигналу X_k, выводимому из с первой приемной антенны 111 по N-ную приемную антенну 131, с использованием спектрально суженных сигналов y_kобщего числа N первых многолучевых сигналов, выводимых из с первой приемной антенны 111 по N-ную приемную антенну 131. Генератор 145 приемного луча принимает спектрально суженные сигналы y_kобщего числа N первых многолучевых сигналов X_kи общего числа N весовых векторов W_k. Затем генератор 145 приемного луча формирует приемный луч с общим числом N весовых векторов W_k приемных лучей, вычисляет скалярное произведение спектрально суженного сигнала y_kпервого многолучевого сигнала X_k и весового коэффициента W_kприемного луча, соответствующего приемному лучу, и выводит результаты как вывод z_k первого отвода 140-1. Вывод z_k первого отвода 140-1 может быть выражен в уравнении (1):

z_k = w_k ^Hy_k (1)

В уравнении (1) H обозначает эрмитовый оператор, т.е. транспонирование сопряженных величин. Набор z_kвыходных сигналов z_k из L отводов в приемном устройстве базовой станции в итоге вводят в многолучевой сумматор 150.

Хотя описан только первый отвод 140-1, другие отводы (с 140-2 по 140-L) работают таким же образом, как и первый отвод 140-1. Следовательно, описание процедуры работы отводов со второго 140-2 по L-тый 140-L не приводится в данном документе.

Многолучевой сумматор 150 объединяет сигналы, выводимые из отводов с первого 140-1 по L-тый 140-L, и выводит объединенный сигнал в обращенный перемежитель 160. Обращенный перемежитель 160 осуществляет обращенное перемежение сигнала, выводимого из многолучевого сумматора 150, способом обращенного перемежения, соответствующем способу перемежения, используемому в передающем устройстве, и выводит обращенно перемеженный сигнал к декодеру 170. Декодер 170 декодирует сигнал, выводимый из обращенного перемежителя 160, способом декодирования, соответствующим способу кодирования, использованному в передающем устройстве, и выводит декодированный сигнал как окончательные данные приема.

Процессор 144 сигналов вычисляет весовой коэффициент W_kприемных лучей так, чтобы среднеквадратическая ошибка (MSE) сигнала, принятого от передающего устройства мобильной станции, требуемого, чтобы быть принятым посредством заранее определенного алгоритма, стала минимизированной. Генератор 145 приемного луча формирует приемный луч с использованием весового коэффициента W_kприемного луча, сформированного процессором 144 сигналов. Процесс формирования приемного луча так, чтобы MSE стала минимизированной, называется "пространственной обработкой". Поэтому когда Rx-AAA используется в системе мобильной связи CDMA, временная обработка и пространственная обработка выполняются одновременно. Процесс одновременного выполнения временной обработки и пространственной обработки называется "пространственно-временной обработкой".

Процессор 144 сигналов принимает многолучевые сигналы, спектрально суженные для каждого отвода, как описано выше, и вычисляет весовой коэффициент приемного луча, допускающий максимизацию коэффициента усиления Rx-AAA согласно заранее определенному алгоритму. Процессор 144 сигналов минимизирует MSE. Поэтому активно проводятся исследования в области алгоритма вычисления весовых коэффициентов приемных лучей для адаптивной минимизации MSE. Тем не менее, алгоритм вычисления весовых коэффициентов приемных лучей для адаптивной минимизации MSE - это алгоритм уменьшения ошибок на основе опорного сигнала, и этот алгоритм поддерживает методику постоянных модулей (CM) и методику с управлением по решению (DD) в качестве слепой методики, когда отсутствует опорный сигнал.

Тем не менее, алгоритм уменьшения ошибок на основе опорного сигнала трудно сходится к минимальному значению MSE, требуемому системой в окружении, где канал (например, канал с быстрыми затуханиями) испытывает негативное влияние быстрого изменения, или в окружении, в котором используется схема модуляции высокого порядка, такая как 16-элементная квадратурная амплитудная модуляция (16QAM). Даже несмотря на то, что она сходится к конкретному значению MSE, минимальному значению MSE присваивается относительно большое значение. Когда минимальному значению MSE присваивается относительно большое значение, коэффициент усиления, получаемый посредством использования Rx-AAA, уменьшается. Поэтому данный алгоритм не подходит для системы высокоскоростной передачи данных.

Дополнительно, традиционный алгоритм вычисления весовых коэффициентов приемных лучей для формирования лучей использует методику градиентов во временной области. Методика градиентов во временной области использует фиксированный шаг весового коэффициента приемного луча при вычислении весового коэффициента приемного луча. Когда весовой коэффициент приемного луча вычисляется с использованием фиксированного шага весового коэффициента приемного луча, если мобильная станция перемещается с относительно высокой скоростью, т.е. если канальное окружение испытывает негативное влияние резкого изменения, коэффициент сходимости (или скорость сходимости) уменьшается. Уменьшение скорости сходимости снижает коэффициент сходимости к минимальному значению MSE, требуемому в системе. Поэтому данный алгоритм также не подходит для системы высокоскоростной передачи данных.

Сущность изобретения

Поэтому цель настоящего изобретения - предоставить устройство и способ приема данных с использованием технологии адаптивной антенной решетки в системе мобильной связи.

Другая цель настоящего изобретения - предоставить устройство и способ приема данных с использованием схемы формирования весового коэффициента приемного луча, имеющей адаптивный шаг весового коэффициента приемного луча в системе мобильной связи, использующей технологию адаптивной антенной решетки.

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предусмотрено устройство для приема сигнала в базовой станции, имеющей, по меньшей мере, одну приемную антенну. Устройство включает в себя: устройство сужения спектра для приема приемного сигнала и сужения спектра приемного сигнала; процессор сигналов для вычисления значения ошибки, представляющего разность между приемным сигналом и требуемым приемным сигналом, с использованием объединенной методики из первой методики и второй методики посредством приема спектрально суженного сигнала, вычисления значения шага весового коэффициента приемного луча с использованием значения ошибки и выходного сигнала, формируемого посредством применения предшествующего весового коэффициента приемного луча к спектрально суженному сигналу, и вычисления разности между предшествующим весовым коэффициентом приемного луча и произведением значения шага весового коэффициента приемного луча, спектрально суженного сигнала и сопряженной величины значения ошибки, в качестве текущего весового коэффициента приемного луча; и генератор приемного луча для формирования приемного луча с использованием спектрально суженного сигнала и весового коэффициента приемного луча и формирования выходного сигнала посредством применения приемного луча к спектрально суженному сигналу.

В соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предусмотрено устройство для формирования оптимального весового коэффициента приемного луча, так чтобы приемный луч стал оптимальным приемным лучом в направлении приемного сигнала, в базовой станции, имеющей, по меньшей мере, одну приемную антенну. Базовая станция формирует приемный луч приемной антенны с использованием предшествующего весового коэффициента приемного луча и спектрально суженного сигнала текущего приемного сигнала, вычисляет значение ошибки, показывающее разность между текущим приемным сигналом и требуемым приемным сигналом, и вычисляет текущий весовой коэффициент приемного луча с использованием предшествующего весового коэффициента приемного луча, спектрально суженного сигнала и значения ошибки. Устройство включает в себя: устройство вычисления шага весового коэффициента приемного луча для вычисления значения шага весового коэффициента приемного луча с использованием значения ошибки и выходного сигнала, формируемого посредством применения весового коэффициента приемного луча к спектрально суженному сигналу; и устройство вычисления весового коэффициента приемного луча для вычисления разности между предшествующим весовым коэффициентом приемного луча и произведением значения шага весового коэффициента приемного луча, спектрально суженного сигнала и сопряженной величины значения ошибки, в качестве текущего весового коэффициента приемного луча.

В соответствии с третьим аспектом настоящего изобретения предусмотрено устройство для формирования оптимального весового коэффициента приемного луча, так чтобы приемный луч стал оптимальным приемным лучом в направлении приемного сигнала, в базовой станции, имеющей, по меньшей мере, одну приемную антенну. Базовая станция формирует приемный луч приемной антенны с использованием предшествующего весового коэффициента приемного луча и текущего приемного сигнала, вычисляет значение ошибки, показывающее разность между текущим приемным сигналом и требуемым приемным сигналом, и вычисляет текущий весовой коэффициент приемного луча с использованием предшествующего весового коэффициента приемного луча, текущего приемного сигнала и значения ошибки. Устройство включает в себя: устройство вычисления шага весового коэффициента приемного луча для вычисления значения шага весового коэффициента приемного луча с использованием значения ошибки и выходного сигнала, формируемого посредством применения весового коэффициента приемного луча к приемному сигналу; и устройство вычисления весового коэффициента приемного луча для вычисления разности между предшествующим весовым коэффициентом приемного луча и произведением значения шага весового коэффициента приемного луча, приемного сигнала и сопряженной величины значения ошибки, в качестве текущего весового коэффициента приемного луча.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ приема сигнала в базовой станции, имеющей, по меньшей мере, одну приемную антенну. Способ включает в себя этапы, на которых: принимают приемный сигнал и сужают спектр приемного сигнала; вычисляют значение ошибки, представляющее разность между приемным сигналом и требуемым приемном сигналом, с использованием объединенной методики из первой методики и второй методики посредством приема спектрально суженного сигнала; вычисляют значение шага весового коэффициента приемного луча с использованием значения ошибки и выходного сигнала, формируемого посредством применения предшествующего весового коэффициента приемного луча к спектрально суженному сигналу; вычисляют разность между предшествующим весовым коэффициентом приемного луча и произведением значения шага весового коэффициента приемного луча, спектрально суженного сигнала и сопряженной величины значения ошибки, в качестве текущего весового коэффициента приемного луча; формируют приемный луч с использованием спектрально суженного сигнала и весового коэффициента приемного луча; и формируют выходной сигнал посредством применения приемного луча к спектрально суженному сигналу.

В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ приема сигнала в базовой станции, имеющей, по меньшей мере, одну приемную антенну. Способ включает в себя этапы, на которых: вычисляют значение ошибки, представляющее разность между приемным сигналом и требуемым приемным сигналом, с использованием объединенной методики из первой методики и второй методики посредством приема приемного сигнала; вычисляют значение шага весового коэффициента приемного луча с использованием значения ошибки и выходного сигнала, формируемого посредством применения предшествующего весового коэффициента приемного луча к приемному сигналу; вычисляют разность между предшествующим весовым коэффициентом приемного луча и произведением значения шага весового коэффициента приемного луча, приемного сигнала и сопряженной величины значения ошибки, в качестве текущего весового коэффициента приемного луча; формируют приемный луч с использованием приемного сигнала и весового коэффициента приемного луча; и формируют выходной сигнал посредством применения приемного луча к приемному сигналу.

В соответствии с шестым аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ формирования оптимального весового коэффициента приемного луча, так чтобы приемный луч стал оптимальным приемным лучом в направлении приемного сигнала, в базовой станции, имеющей, по меньшей мере, одну приемную антенну. Базовая станция формирует приемный луч приемной антенны с использованием предшествующего весового коэффициента приемного луча и спектрально суженного сигнала текущего приемного сигнала, вычисляет значение ошибки, показывающее разность между текущим приемным сигналом и требуемым приемным сигналом, и вычисляет текущий весовой коэффициент приемного луча с использованием предшествующего весового коэффициента приемного луча, спектрально суженного сигнала и значения ошибки. Способ включает в себя этапы, на которых: формируют значение шага весового коэффициента приемного луча с использованием значения ошибки и выходного сигнала, формируемого посредством применения весового коэффициента приемного луча к спектрально суженному сигналу; вычисляют разность между предшествующим весовым коэффициентом приемного луча и произведением значения шага весового коэффициента приемного луча, спектрально суженного сигнала и сопряженной величины значения ошибки, в качестве текущего весового коэффициента приемного луча; и выбирают значение шага весового коэффициента приемного луча, так чтобы текущий весовой коэффициент приемного луча соответствовал оптимальному приемному лучу.

В соответствии с седьмым аспектом настоящего изобретения предусмотрен способ формирования оптимального весового коэффициента приемного луча, так чтобы приемный луч стал оптимальным приемным лучом в направлении приемного сигнала, в базовой станции, имеющей, по меньшей мере, одну приемную антенну. Базовая станция формирует приемный луч приемной антенны с использованием предшествующего весового коэффициента приемного луча и текущего приемного сигнала, вычисляет значение ошибки, показывающее разность между текущим приемным сигналом и требуемым приемным сигналом, и вычисляет текущий весовой коэффициент приемного луча с использованием предшествующего весового коэффициента приемного луча, текущего приемного сигнала и значения ошибки. Способ включает в себя этапы, на которых: формируют значение шага весового коэффициента приемного луча с использованием значения ошибки и выходного сигнала, формируемого посредством применения весового коэффициента приемного луча к приемному сигналу; вычисляют разность между предшествующим весовым коэффициентом приемного луча и произведением значения шага весового коэффициента приемного луча, приемного сигнала и сопряженной величины значения ошибки, в качестве текущего весового коэффициента приемного луча; и выбирают значение шага весового коэффициента приемного луча, так чтобы текущий весовой коэффициент приемного луча соответствовал оптимальному приемному лучу.

В соответствии с восьмым аспектом настоящего изобретения предусмотрено устройство для приема сигнала в базовой станции, включающей в себя, по меньшей мере, одну приемную антенну, при этом устройство содержит:

процессор сигналов для вычисления значения ошибки, представляющего разность между приемным сигналом и требуемым приемным сигналом, с использованием объединенной методики из первой методики и второй методики посредством приема приемного сигнала, вычисления значения шага весового коэффициента приемного луча с использованием значения ошибки и выходного сигнала, формируемого посредством применения предшествующего весового коэффициента приемного луча к приемному сигналу, и вычисления разности между предшествующим весовым коэффициентом приемного луча и произведением значения шага весового коэффициента приемного луча, приемного сигнала и сопряженной величины значения ошибки, в качестве текущего весового коэффициента приемного луча; и

генератор приемного луча для формирования приемного луча с использованием приемного сигнала и весового коэффициента приемного луча и формирования выходного сигнала посредством применения приемного луча к приемному сигналу.

Краткое описание чертежей

Вышеуказанные и другие цели, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятными из последующего подробного описания, рассматриваемого вместе с прилагаемыми чертежами, из которых:

Фиг. 1 - это блок-схема, иллюстрирующая структуру приемного устройства базовой станции в традиционной системе мобильной связи CDMA;

Фиг. 2 - это график, иллюстрирующий характеристику сигмоидной функции, используемой в настоящем изобретении;

Фиг. 3 - это блок-схема, иллюстрирующая структуру приемного устройства базовой станции согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 4 - это блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая процедуру приема сигналов приемным устройством базовой станции согласно варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг. 5 - это график, схематически иллюстрирующий методику CM, используемую в системе мобильной связи OFDM, когда p=2, d(k) =R_2,R +jR_2,I, а J=0 (при этом k=0);

Фиг. 6 - это график, схематически иллюстрирующий методику DD в системе мобильной связи OFDM, использующей двоичную фазовую манипуляцию (BPSK);

Фиг. 7 - это график, иллюстриру