無線電通信設備及發(fā)射功率控制方法技術

自適應天線接收電路１０５計算接收加權(quán)，到達方向估計電路１０６估計被檢測接收信號的到達方向θ。解調(diào)電路１０７解調(diào)接收的信號以分離發(fā)射功率控制信息。方向增益計算電路１０８根據(jù)接收加權(quán)和接收信號的到達方向計算方向增益。增益控制電路１０９根據(jù)方向增蓋和發(fā)射功率控制信息計算校正值，并控制發(fā)射功率放大器的增益。發(fā)射加權(quán)計算電路根據(jù)接收加權(quán)和校正值計算發(fā)射加權(quán)。這能夠控制發(fā)射功率從而使每個通信對應方的接收功率變?yōu)楹愣ǎ⒏纳仆ㄐ刨|(zhì)量和增加系統(tǒng)中可容納用戶的數(shù)量。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及無線電通信設備，該設備利用多個天線進行無線電通信，并涉及發(fā)射功率控制方法。
技術介紹
下面參照附圖來說明常規(guī)無線電通信設備。附圖說明圖1是常規(guī)無線電通信設備整體結(jié)構(gòu)方框圖。在圖1所示無線電通信設備中，接收RF電路3放大由天線1接收并通過耦合器2輸入的信號，并將放大的信號頻率轉(zhuǎn)換為中頻或基帶頻率。SINR測量電路4測量干擾波接收功率(干擾)與噪聲功率(噪聲)之和與所需波接收功率(信號)之比(無線電)。進行該SINR與目標SINR之間的比較。如果該SINR小于目標SINR，SINR測量電路4輸出發(fā)射功率控制信息(以下稱為“TPC”)以控制通信中的對應方增大發(fā)射功率。同時，如果該SINR大于目標SINR，SINR測量電路4輸出TPC以控制通信對應方減小發(fā)射功率。解調(diào)電路5解調(diào)接收的信號，并將接收的數(shù)據(jù)和TPC彼此分離。多路復用電路6多路復用來自SINR測量電路4的TPC輸出和發(fā)射的信號。作為一種多路復用方法，例如，存在一種將TPC和發(fā)射信號分配給時隙的方法。調(diào)制電路7調(diào)制多路復用電路6的輸出信號。傳輸RF電路8將調(diào)制電路7的輸出信號頻率轉(zhuǎn)換為射頻，并根據(jù)TPC將其放大，并通過耦合器2和天線發(fā)射它。如上所述，常規(guī)無線電通信設備提供指令到通信對應方，以使作為接收質(zhì)量的一種指標的SINR變?yōu)楹愣ǎ瑥亩３纸邮召|(zhì)量恒定。隨著近來用戶的急劇增加，需要一種無線電通信系統(tǒng)，其中改善了通信質(zhì)量和可包含用戶數(shù)目的增加。根據(jù)這種需求，出現(xiàn)一種按照通信對應方或傳播環(huán)境的位置順序改變方向性的系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，方向增益，意即相對于用戶方向的輻射圖案的增益不時地改變。為此，如果僅單獨地控制發(fā)射功率，類似于發(fā)射方向恒定的常規(guī)無線電通信設備，通信對應方和無線通信設備之間接收功率中的誤差增大，這阻礙了達到改善可容納用戶數(shù)目的增加的目的。換言之，如果方向增益增大，利用大于必需功率的功率可將信號發(fā)射到通信對應方，通訊對應方可以以足夠的功率接收信號，但是相對于其他通信設備這引起干擾，并導致接收質(zhì)量惡化。同時，如果方向增益下降，通信對應方不能接收具有足夠功率的發(fā)射信號，導致接收質(zhì)量惡化。本專利技術的公開本專利技術的目的是提供一種無線電通信設備，它可控制發(fā)射功率以使通信對應方的接收功率變?yōu)楹愣ǎ⒖筛纳埔粋€系統(tǒng)中的通信質(zhì)量和增加可容納用戶的數(shù)目，在該系統(tǒng)中方向性是按照通信對應方的位置或傳播環(huán)境順序改變的，并提供一種發(fā)射功率控制方法。通過根據(jù)方向增益計算發(fā)射加權(quán)的校正值，根據(jù)該校正值和發(fā)射功率控制信息控制發(fā)射功率放大器的增益，及計算基于接收加權(quán)的發(fā)射加權(quán)和由接收加權(quán)計算的方向增益的校正值，可以達到上述目的。附圖簡要說明圖1是表示常規(guī)無線電通信設備整體結(jié)構(gòu)的方框圖；圖2是表示按照本專利技術第一實施例的無線電通信設備整體結(jié)構(gòu)的方框圖；圖3是表示天線排列狀態(tài)的示圖；圖4是表示天線方向圖案的示圖；圖5是表示按照本專利技術第三實施例的無線電通信設備整體結(jié)構(gòu)的方框圖；圖6是表示按照本專利技術第四實施例的無線電通信設備整體結(jié)構(gòu)的方框圖。實現(xiàn)本專利技術的最佳方式下面參照圖像具體說明本專利技術的實施例。(第一實施例)圖2是表示按照本專利技術第一實施例的無線電通信設備整體結(jié)構(gòu)的方框圖。如圖2所示，該實施例的無線電通信設備包括自適應天線(下以稱為“AAA”)101，其中N個天線單元彼此靠近地排列(通常，天線單元間的距離大約為1/2波長)。N個接收RF電路103中的每一個將每一天線單元101已接收并已通過每一耦合器102輸入的每個信號放大，并把每個放大的信號頻率轉(zhuǎn)換為中頻或基帶頻率。N個A/D轉(zhuǎn)換器104中的每一個將每一接收RF電路103的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。AAA接收電路105計算接收加權(quán)，使從相應A/D轉(zhuǎn)換器104輸出的信號的組合信號的SINR達到最大值。在文獻“數(shù)字移動通信的波均衡技術”(1996年6月1日)中描述了該接收加權(quán)計算方法。如果到達相應天線單元的信號間的相關大，AAA接收電路105可通過適當計算接收加權(quán)引導向到達方向的方向性。因此，根據(jù)接收加權(quán)計算發(fā)射加權(quán)，用計算的發(fā)射加權(quán)對信號加權(quán)，以進行發(fā)射，從而可向通信對應方的方向引導方向性。到達方向估計電路106估計被檢測接收信號的到達方向θ。在文獻“利用陣列天線的自適應信號處理技術和高分辨率到達波估計介紹”(1997年10月30日)描述了到達方向估計方法。解調(diào)電路107提供對AAA接收電路105的輸出信號的解調(diào)處理，并從接收的數(shù)據(jù)中分離TPC。分離的TPC輸出到增益控制電路109。方向增益計算電路108根據(jù)下列公式(1)相對于時間i的接收加權(quán)和時間i的到達方向θ計算方向增益g(i)g(i)＝|WT(i)s(θ(i))|2…(1)此處，W(i)是時間i的接收加權(quán)，可以用下列公式(2)表示W(wǎng)(i)＝{w0(i)，w1(i)，…，wN-1(i)}T…(2)其中{ }T表示逆矩陣。這里，s(θ)表示傳輸陣列響應頻譜(用傳輸載波頻率標準化的天線位置信息)，并可用利用方向性的描繪方向θ和N個天線的公式(3)表示s(θ)＝{s0(θ)，s1(θ)，…，sN-1(θ)}T…(3)圖3是表示天線排列狀態(tài)的示圖。假定該陣列天線的天線單元201至203以圖3所示的距離d排列在一直線上，以角度0°設定垂直方向，并在天線單元201至203對齊的情況下順時針形成角度θ。陣列響應矢量的元素Sn(θ)可以用下列公式(4)來表示Sn(θ)＝cxp(j(n-1)kd sinθ) …(4)其中k表示波數(shù)，用下列公式(5)表示，利用對應于發(fā)射載波頻率的波長λ。k-2π/λ …(5)增益控制電路109計算利用下述公式(6)和(7)的發(fā)射加權(quán)的幅度校正值α(i)從而在時間i的方向增益GD(i)變?yōu)槟繕酥礕INIT。在這種情況下，目標值GINIT是等于時間i-1的方向增益GD(i-1)與發(fā)射功率控制GT(i)的乘積的值。GD(i)＝GINIT＝α2(i)g(i) …(6)α(i)=GINIT/g(i)--------(7)]]>此外，考慮發(fā)射時方向增益與歸因于TPC的增益之間的差，增益控制電路109計算用于控制發(fā)射功率增益的增益控制值。例如，如果TPC是增加1分貝的指令，且方向增益增加10分貝，增益控制電路109輸出實現(xiàn)發(fā)射功率增益減小9分貝的增益控制值到發(fā)射RF電路114。發(fā)射加權(quán)計算電路110利用公式(8)和(9)由幅度校正系數(shù)α(i)、接收加權(quán)W(i)計算發(fā)射加權(quán)V(i)，使方向增益變?yōu)楹愣ā＋@得恒定方向增益的這種發(fā)射加權(quán)控制排除了對改變接收加權(quán)的變化所引起的方向增益的必要，這使之能夠執(zhí)行發(fā)射功率控制，該控制精確反映包括在接收信號中的TPC。V(i)＝α(i)W(i) …(8)V(i)＝{v0(i)，v1(i)，…，vN-1(i)}T…(9)調(diào)制電路111調(diào)制發(fā)射信號，復數(shù)乘法電路112將調(diào)制電路111的輸出信號乘以發(fā)射加權(quán)，數(shù)模轉(zhuǎn)換器113將復數(shù)乘法電路112的輸出信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。發(fā)射RF電路114將數(shù)模轉(zhuǎn)換器113的輸出信號頻率轉(zhuǎn)換為載波頻率，根據(jù)增益控制電路109輸出的增益控制值放大所得到的信號，并通過耦合器耦合器102用天線101發(fā)射它。發(fā)射RF電路114的輸出信號通過耦合器耦合器102從天線101發(fā)射。因本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種無線電通信設備，包括：用多個無線單元構(gòu)成方向性的陣列天線；方向增益計算裝置，用于根據(jù)到達方向和接收加權(quán)從所述陣列天線計算接收信號的方向增益；發(fā)射增益控制裝置，用于從所述方向增益計算發(fā)射加權(quán)的校正值，并根據(jù)包括在所述校正值和所 述接收信號中的發(fā)射功率控制信息控制發(fā)射功率放大器的增益；以及發(fā)射加權(quán)控制裝置，用于根據(jù)所述接收加權(quán)和所述校正值控制發(fā)射加權(quán)。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：平松勝彥，
申請(專利權(quán))人：松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：JP[日本]