多波束天线接收设备及多波束接收方法

摘要

提供了一种多波束天线接收设备，能够在抑制计算量的增加的同时，改善接收质量。所述多波束天线接收设备包括路径检测控制部分(108)，用于根据从M个接收波束路径检测部分(1061到106M)输出的、当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息，控制M个接收波束路径检测部分(1061到106M)当前时刻的路径检测范围。当在M个接收波束路径检测部分(1061到106M)中针对每个用户进行路径检测时，根据由路径检测控制部分(108)控制的路径检测范围来检测接收波束号和路径延迟对以及与接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息。

说明书

技术领域

本发明涉及一种多波束天线接收设备及一种多波束接收方法，用于通过控制天线方向性来抑制其他用户的干扰，更具体地，涉及一种多波束天线接收设备和一种多波束接收方法，检测一对路径延迟和接收束号，以从多个固定方向图案(多波束)中确定接收方向性。

背景技术

在蜂窝移动电话系统等中，为了获得高速和高质量的信号以及增加订户容量，已经研究了通过利用包括多个天线元件的阵列天线接收设备来形成使接收增益在所需信号到达的方向上增加而在其他方向上减小的方向性图(波束)。应用于多波束天线接收设备的一种方法是从多个固定方向性图(多波束)中选择接收波束。

作为与这类多波束天线接收设备有关的传统技术的示例，从用于接收的多个固定接收波束中选择具有良好接收质量的延迟路径的接收波束(参见专利文献1)。

下面，将参照图1，对传统的多波束天线接收设备进行描述。

图1是使出了传统多波束天线接收设备的示例的方框图。

传统的多波束天线接收设备包括：接收阵列天线201；分别与接收天线元件对应的天线1到N无线电接收机部分203₁到203_N；接收波束1到M形成部分204₁到204_M；以及用户1到L解调模块205₁到205_L。

接收阵列天线201包括N个接收天线元件202₁到202_N(N：任意整数)。接收阵列天线201对于作为水平平面和垂直平面上的单元的接收天线元件202₁到202_N的方向性没有特别的限制。例如，天线元件可以是全方向(非定向)或双极(双向)型的。按照紧密间隔的关系排列N个接收天线元件202₁到202_N，从而使各个天线元件所接收到的信号彼此相关。附带地，接收阵列天线201对于接收天线元件的数量及其排列没有特别的限制，只要将N个接收天线元件202₁到202_N设置在彼此附近即可。可以按照载波频率波长的二分之一的间隔线形或圆形地排列接收天线元件。

由N个接收天线元件202₁到202_N中的每一个接收到的信号包含所需的用户信号分量、多个干扰信号分量和热噪声。此外，多个多径分量出现在各个所需的用户信号分量和干扰信号分量中。通常，这些信号分量从不同的方向到达。换句话说，存在多对接收波束号和所需用户信号路径延迟。

天线1到N无线电接收机部分203₁到203_N中的每一个包括低噪声放大器、带限滤波器、混频器、本地振荡器、AGC(自动增益控制器)、正交检测器、低通滤波器、A/D(模拟到数字)转换器等。取天线1无线电接收机部分203₁作为示例，部分203₁接收接收天线元件202₁的输出，作为输入。天线1无线电接收机部分203₁对输入信号进行放大、从射频到基带的频率转换、正交检测、模拟到数字转换等，之后，将信号输出到接收波束1到M形成部分204₁到204_M。

接收波束1到M形成部分204₁到204_M接收各个天线1到N无线电接收机部分203₁到203_N的输出，作为输入。接收波束1到M形成部分204₁到204_M中的每一个形成输入信号的不同的固定接收波束，并将其输出到用户1到L解调模块205₁到205_L。

附带地，对于固定接收波束的数量和形状以及形成该波束的方法并不存在特别的限制。在形状方面，可以将正交多波束作为固定接收波束的示例。此外，可以将通过数字计算将各个输入信号与固定复数波束权重相乘以获得其和的数字波束形成作为形成固定接收波束的方法的示例。

此外，参照图1，将接收波束1到M形成部分204₁到204_M设置在接续天线1到N无线电接收机部分203₁到203_N的位置处，并产生针对基带中的数字信号的波束。但是，也可以利用Butler矩阵在射频频带中进行波束形成。

接收波束1到M形成部分204₁到204_M分别针对包含用户信号分量和用户信号多径分量的所有输入信号，形成不同的固定接收波束，以便根据信号到达的方向来分离信号。

用户1到L解调模块205₁到205_L中的每一个包括接收波束1到M路径检测部分206₁到206_M、路径延迟/接收波束选择部分207和解调处理部分209。

下面，将通过取用户1解调模块205₁作为示例来描述用户1到L解调模块205₁到205_L。

用户1解调模块205₁接收各个接收波束1到M形成部分204₁到204_M的输出，作为输入，并输出用户1发射波束号和用户1接收数据。

接收波束1到M路径检测部分206₁到206_M分别接收接收波束1到M形成部分204₁到204_M的输出，作为输入。接收波束1到M路径检测部分206₁到206_M中的每一个相对于每个输入信号检测用户1信号路径延迟，以测量用户1信号在路径延迟方面的接收质量，从而将结果输出到路径延迟/接收波束选择部分207。此时，各个接收信号已经与用户1到L信号和由传播延迟所引起的各个用户信号的多径分量进行复用。

附带地，对于复用用户信号的方法并不存在特别的限制，可以应用如TDMA(时分多址)和CDMA(码分多址)等信号复用技术。此外，对分离已复用用户信号的方法、检测多径分量的路径延迟的方法以及要检测的路径延迟的数量并不存在特别的限制。此外，对于要测量的接收质量的指数和测量方法并不存在特别的限制。接收质量指数的示例包括接收功率和SIR(信号干扰比)。

此外，接收波束1到M路径检测部分206₁到206_M可以只利用用户1信号的已知符号(导频符号等)来检测路径延迟，测量用户1信号在路径延迟方面的接收质量。

路径延迟/接收波束选择部分207接收接收波束1到M路径检测部分206₁到206_M的输出，作为输入，包括接收波束号和路径延迟对以及与接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息。根据用户信号接收质量，路径延迟/接收波束选择部分207选择一对用于解调的接收波束号和路径延迟，并将所选对和与该对中的用户信号接收质量有关的信息输出到解调处理部分209。

可以将多种方法应用于选择用于解调的接收波束号和路径延迟对，而没有特别的限制。例如，可以选择在接收质量方面最好的前A对或满足特定接收质量标准的至多B对(A：不小于1的整数)(B：不小于1的整数)。

解调处理部分209接收从路径延迟/接收波束选择部分207输出的接收波束号和路径延迟对以及与接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息，作为输入。解调处理部分209根据输入接收波束号和路径延迟进行解调，以输出用户1接收信号。

利用上述结构，传统的多波束天线接收设备从用于接收的多个固定接收波束中选择接收质量良好的延迟路径位于其中的接收波束，从而能够形成使接收增益在所需信号到达的方向上增加而在其他方向上减小的波束。

[专利文献1]

日本专利未审公开No.HEI11-266228

但是，在具有上述结构的传统多波束天线接收设备中，对接收质量的改善将涉及计算量的增加。

这是因为在检测路径延迟和接收波束对时要对全部路径延迟和全部接收波束进行扫描。

因此，在传统的多波束天线接收设备中，如果假设要加倍路径延迟的分辨率和接收波束号的数量以改善接收质量，则用于检测路径延迟和接收波束对的计算量将是原来的四倍：2×2＝4。

此外，在多径环境中，用户信号分量包含多个多径分量。通常，这些信号分量从不同的方向到达。因此，在全部路径延迟和接收波束的范围内，可以任意地形成路径延迟和接收波束对。但是，通常的情况是，传播环境变化得相对较慢，路径延迟和接收波束对不太可能在每个检测时间段内发生剧烈的变化。

在传统的多波束天线接收设备中，对所有路径延迟和包括路径延迟的所有接收波束以及其中检测到路径的可能性极小的接收波束进行扫描，并需要对其进行计算。因此，当增加路径延迟的分辨率和接收波束号的数量以改善接收质量时，计算量二次方地增加。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种多波束天线接收设备和一种多波束接收方法，能够改善接收质量，同时抑制计算量的增加。

为了实现上述目的，本发明的特征如下。

根据本发明，如本发明的第一方面，提出了一种多波束天线接收设备，包括：接收阵列天线，包括N个接收天线元件，N是不小于1的整数；N个无线电接收机部分，分别与接收天线元件相对应；M个接收波束形成部分，M是不小于1的整数；以及L个用户解调模块，L是不小于1的整数，其中在检测由作为到达方向的接收波束号和作为相对于每个用户的多径的到达定时的路径延迟对所定义的路径时，根据与当前时刻之前所检测到的路径有关的信息来控制当前时刻的路径检测范围。

根据本发明，如本发明的第二方面，在根据本发明的第一方面所述的多波束天线接收设备中，每个用户解调模块包括：M个接收波束路径检测部分，用于从M个接收波束形成部分的输出中检测相对于每个用户的路径延迟；路径延迟/接收波束选择部分，用于根据从M个接收波束路径检测部分输出的接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息，选择用于解调的一对或多对接收波束号和路径延迟；解调处理部分，用于利用由路径延迟/接收波束选择部分选择的一对或多对接收波束号和路径延迟来进行解调；以及路径检测控制部分，用于根据从M个接收波束路径检测部分输出的、当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息，控制相应M个接收波束路径检测部分当前时刻的路径检测范围。

根据本发明，如本发明的第三方面，在根据本发明的第二方面所述的多波束天线接收设备中，路径检测控制部分根据从M个接收波束路径检测部分输出的、当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息，控制相应M个接收波束路径检测部分当前时刻的路径检测范围，从而将路径检测范围限定或限制在只位于当前时刻之前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近。

根据本发明，如本发明的第四方面，在根据本发明的第四方面所述的多波束天线接收设备中，当路径检测控制部分将路径检测范围限定为只位于当前时刻之前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近时，将接收波束号和路径延迟的组合用作定义附近的条件。

根据本发明，如本发明的第五方面，在根据本发明的第三方面所述的多波束天线接收设备中，当路径检测控制部分将路径检测范围限定为只位于当前时刻之前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近时，将与所述对相邻的±S个接收波束用作定义附近的条件，S是不大于接收波束数M的整数。

根据本发明，如本发明的第六方面，在根据本发明的第三方面所述的多波束天线接收设备中，当路径检测控制部分将路径检测范围限定为只位于当前时刻之前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近时，将±R的路径延迟用作定义附近的条件，R是不大于路径检测范围的最大值的实数。

根据本发明，如本发明的第七方面，在根据本发明的第三方面所述的多波束天线接收设备中，当路径检测控制部分将路径检测范围限定为只位于当前时刻之前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近时，将与所述对相邻的±S个接收波束和±R的路径延迟用作定义附近的条件，S是不大于接收波束数M的整数，R是不大于路径检测范围的最大值的实数。

根据本发明，如本发明的第八方面，在根据本发明的第二方面所述的多波束天线接收设备中，路径检测控制部分根据从M个接收波束路径检测部分输出的、当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息，控制相应M个接收波束路径检测部分当前时刻的路径检测范围，从而将路径检测范围限定为只位于根据当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的当前时刻的相应接收波束号和路径延迟对的附近。

根据本发明，如本发明的第九方面，在根据本发明的第八方面所述的多波束天线接收设备中，当路径检测控制部分将路径检测范围限定为只位于根据当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的当前时刻的相应接收波束号和路径延迟对的附近时，将接收波束号和路径延迟的组合用作定义附近的条件。

根据本发明，如本发明的第十方面，在根据本发明的第八方面所述的多波束天线接收设备中，当路径检测控制部分将路径检测范围限定为只位于根据当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的当前时刻的相应接收波束号和路径延迟对的附近时，将与所述对相邻的±S个接收波束用作定义附近的条件，S是不大于接收波束数M的整数。

根据本发明，如本发明的第十一方面，在根据本发明的第八方面所述的多波束天线接收设备中，当路径检测控制部分将路径检测范围限定为只位于根据当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的当前时刻的相应接收波束号和路径延迟对的附近时，将±R的路径延迟用作定义附近的条件，R是不大于路径检测范围的最大值的实数。

根据本发明，如本发明的第十二方面，在根据本发明的第八方面所述的多波束天线接收设备中，当路径检测控制部分将路径检测范围限定为只位于根据当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的当前时刻的相应接收波束号和路径延迟对的附近时，将与所述对相邻的±S个接收波束和±R的路径延迟用作定义附近的条件，S是不大于接收波束数M的整数，R是不大于路径检测范围的最大值的实数。

根据本发明，如本发明的第十三方面，在根据本发明的第二方面所述的多波束天线接收设备中，当路径检测控制部分根据从M个接收波束路径检测部分输出的、当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息，控制相应M个接收波束路径检测部分当前时刻的路径检测范围时，路径检测控制部分只利用根据特定标准所选择的当前时刻之前所检测到的一对或多对接收波束号和路径延迟以及与所述接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息来限定路径检测范围。

根据本发明，如本发明的第十四方面，在根据本发明的第十三方面所述的多波束天线接收设备中，作为根据特定标准所选择的当前时刻之前所检测到的接收波束号和路径延迟对，选择在用户信号接收质量方面最好的前P对接收波束号和路径延迟，P是不小于1的整数。

根据本发明，如本发明的第十五方面，在根据本发明的第十五方面所述的多波束天线接收设备中，作为根据特定标准所选择的当前时刻之前所检测到的接收波束号和路径延迟对，选择其中用户信号接收质量满足特定接收质量标准的至多Q对接收波束号和路径延迟，Q是不小于1的整数。

根据本发明，如本发明的第十六方面，在根据本发明的第十三方面所述的多波束天线接收设备中，作为根据特定标准所选择的当前时刻之前所检测到的接收波束号和路径延迟对，选择由路径延迟/接收波束选择部分选择的接收波束号和路径延迟对。

根据本发明，如本发明的第十七方面，在根据本发明的第二方面所述的多波束天线接收设备中，在路径延迟/接收波束选择部分并未选择当前时刻的、用于解调的接收波束号和路径延迟对的情况下，路径检测控制部分将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束。

根据本发明，如本发明的第十八方面，在根据本发明的第二方面所述的多波束天线接收设备中，紧接在接收开始之后，路径检测控制部分将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束。

根据本发明，如本发明的第十九方面，在根据本发明的第二方面所述的多波束天线接收设备中，路径检测控制部分以长于路径检测间隔的时间间隔周期性地将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束。

根据本发明，如本发明的第二十方面，在根据本发明的第十七到十九方面之一所述的多波束天线接收设备中，当路径检测控制部分将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束时，减小检测的分辨率。

根据本发明，如本发明的第二十一方面，提出了一种多波束接收方法，应用于接收至少一个接收波束的多波束天线发射/接收设备，包括：波束路径检测步骤，用于从接收波束中检测相对于每个用户的路径延迟；路径检测范围设置步骤，用于根据在波束路径检测步骤之前所检测到的接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息，设置路径检测范围；路径选择步骤，用于根据在波束路径检测步骤中检测到的接收波束号和路径延迟对、与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息、以及在路径检测范围设置步骤中设置的路径检测范围，选择用于解调的一对或多对接收波束号和路径延迟；以及解调步骤，用于利用在路径选择步骤中所选择的一对或多对接收波束号和路径延迟来进行解调。

根据本发明，如本发明的第二十二方面，在根据本发明的第二十一方面所述的多波束接收方法中，在路径检测范围设置步骤中，设置路径检测范围，从而将路径检测范围限定为只位于先前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近。

根据本发明，如本发明的第二十三方面，在根据本发明的第二十二方面所述的多波束接收方法中，在路径检测范围设置步骤中，当将路径检测范围限定为只位于先前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近时，将接收波束号和路径延迟的组合用作定义附近的条件。

根据本发明，如本发明的第二十四方面，在根据本发明的第二十二方面所述的多波束接收方法中，在路径检测范围设置步骤中，当分将路径检测范围限定为只位于先前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近时，将与所述对相邻的至少一个接收波束用于定义所述附近。

根据本发明，如本发明的第二十五方面，在根据本发明的第二十二方面所述的多波束接收方法中，在路径检测范围设置步骤中，当将路径检测范围限定为只位于先前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近时，将最大路径检测范围内的至少一个路径延迟用于定义所述附近。

根据本发明，如本发明的第二十六方面，在根据本发明的第二十二方面所述的多波束接收方法中，在路径检测范围设置步骤中，当将路径检测范围限定为只位于先前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近时，将与所述对相邻的至少一个接收波束和最大路径检测范围内的至少一个路径延迟用于定义所述附近。

根据本发明，如本发明的第二十七方面，在根据本发明的第二十一方面所述的多波束接收方法中，在路径检测范围设置步骤中，设置路径检测范围，从而将路径检测范围限定为只位于根据先前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的相应接收波束号和路径延迟对的附近。

根据本发明，如本发明的第二十八方面，在根据本发明的第二十七方面所述的多波束接收方法中，在路径检测范围设置步骤中，当将路径检测范围限定为只位于根据先前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的相应接收波束号和路径延迟对的附近时，将接收波束号和路径延迟的组合用作定义附近的条件。

根据本发明，如本发明的第二十九方面，在根据本发明的第二十七方面所述的多波束接收方法中，在路径检测范围设置步骤中，当将路径检测范围限定为只位于根据先前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的相应接收波束号和路径延迟对的附近时，将与所述对相邻的至少一个接收波束用于定义所述附近。

根据本发明，如本发明的第三十方面所述，在根据本发明的第二十七方面所述的多波束接收方法中，在路径检测范围设置步骤中，当将路径检测范围限定为只位于根据先前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的相应接收波束号和路径延迟对的附近时，将最大路径检测范围内的至少一个路径延迟用于定义所述附近。

根据本发明，如本发明的第三十一方面，在根据本发明的第二十七方面所述的多波束接收方法中，在路径检测范围设置步骤中，当将路径检测范围限定为只位于根据先前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的相应接收波束号和路径延迟对的附近时，将与所述对相邻的至少一个接收波束和最大路径检测范围内的至少一个路径延迟用于定义所述附近。

根据本发明，如本发明的第三十二方面，在根据本发明的第二十一方面所述的多波束接收方法中，在路径检测范围设置步骤中，根据基于特定标准所选择的先前所检测到的一对或多对接收波束号和路径延迟以及与所述接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息来限定路径检测范围。

根据本发明，如本发明的第三十三方面，在根据本发明的第三十二方面所述的多波束接收方法中，作为根据特定标准所选择的先前所检测到的接收波束号和路径延迟对，选择在用户信号接收质量方面较好的至少一对接收波束号和路径延迟。

根据本发明，如本发明的第三十四方面，在根据本发明的第三十二方面所述的多波束接收方法中，作为根据特定标准所选择的先前所检测到的接收波束号和路径延迟对，选择其中用户信号接收质量满足特定接收质量标准的至少一对接收波束号和路径延迟。

根据本发明，如本发明的第三十五方面，在根据本发明的第二十一方面所述的多波束接收方法中，在路径选择步骤中未检测到用于解调的接收波束号和路径延迟对的情况下，将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束。

根据本发明，如本发明的第三十六方面，在根据本发明的第二十一方面所述的多波束接收方法中，在路径选择步骤中，紧接在接收开始之后，将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束。

根据本发明，如本发明的第三十七方面，在根据本发明的第二十一方面所述的多波束接收方法中，在路径选择步骤中，以长于路径检测间隔的时间间隔周期性地将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束。

根据本发明，如本发明的第三十八方面，在根据本发明的第三十五到三十七方面之一所述的多波束接收方法中，当将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束时，减小检测的分辨率。

附图说明

图1是示出了传统多波束天线接收设备的结构示例的方框图。

图2是示出了根据本发明的多波束天线接收设备的结构示例的方框图。

图3是示出了根据本发明、路径检测控制部分108进行正常扫描时的操作示例的示意图。

图4是示出了根据本发明、路径检测控制部分108将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束时的操作示例的示意图。

附带地，参考数字101表示接收阵列天线。参考数字102₁到102_N和202₁到202_N表示接收天线元件。参考数字103₁到103_N和203₁到203_N表示天线无线电接收机部分。参考数字104₁到104_M和204₁到204_M表示接收波束形成部分。参考数字105₁到105_L和205₁到205_L表示用户解调模块。参考数字106₁到106_M和206₁到206_M表示接收波束路径检测部分。参考数字107和207表示路径延迟/接收波束选择部分。参考数字108表示路径检测控制部分。参考数字109和209表示解调处理部分。

具体实施方式

首先，将参照图2，给出对本发明的简要描述。

如图2所示，本发明的多波束天线接收设备包括路径检测控制部分108，其特征在于当检测每个用户的路径时，根据与当前时间之前所检测到的路径延迟和接收波束有关的信息来控制路径检测范围。

通过此结构，定义路径检测范围，从而即使在增加路径延迟的分辨率和接收波束号的数量以改善接收质量时，也能够抑制计算量的增加。因此，可以提供一种多波束天线接收设备，能够在抑制计算量的增加的同时改善接收质量。

现在，参照附图，给出对本发明优选实施例的详细描述。附带地，在对本实施例的多波束天线接收设备的以下描述中，L(L：不小于1的整数)表示用户数，N(N：不小于1的整数)表示接收天线元件数，以及M(M：不小于1的整数)表示接收波束数。

以下，将参照图2，对本实施例的多波束天线接收设备进行描述。

如图2所示，多波束天线接收设备包括：接收阵列天线101；分别与接收天线元件102₁到102_N对应的天线1到N无线电接收机部分103₁到103_N；接收波束1到M形成部分104₁到104_M；以及用户1到L解调模块105₁到105_L。

接收阵列天线101包括N个接收天线元件102₁到102_N。接收阵列天线101对于作为水平平面和垂直平面上的单元的接收天线元件102₁到102_N的方向性没有特别的限制。例如，天线元件可以是全方向(非定向)或双极(双向)型的。按照紧密间隔的关系排列N个接收天线元件102₁到102_N，从而使各个天线元件所接收到的信号彼此相关。

附带地，接收阵列天线101对于接收天线元件的数量及其排列没有特别的限制，只要将N个接收天线元件102₁到102_N设置在彼此附近即可。可以按照载波频率的波长的二分之一的间隔、线形或圆形地排列接收天线元件。

由N个接收天线元件102₁到102_N中的每一个接收到的信号包含所需的用户信号分量、多个干扰信号分量和热噪声。此外，多个多径分量出现在各个所需的用户信号分量和干扰信号分量中。通常，这些信号分量从不同的方向到达。换句话说，存在多对接收波束号和所需用户信号路径延迟。

天线1到N无线电接收机部分103₁到103_N中的每一个包括低噪声放大器、带限滤波器、混频器、本地振荡器、AGC(自动增益控制器)、正交检测器、低通滤波器、A/D(模拟到数字)转换器等。取天线1无线电接收机部分103₁作为示例，部分103₁接收接收天线元件102₁的输出，作为输入。天线1无线电接收机部分103₁对输入信号进行放大、从射频到基带的频率转换、正交检测、模拟到数字转换等，之后，将信号输出到接收波束1到M形成部分104₁到104_M。

接收波束1到M形成部分104₁到104_M接收各个天线1到N无线电接收机部分103₁到103_N的输出，作为输入。接收波束1到M形成部分104₁到104_M中的每一个形成输入信号的不同的固定接收波束，并将其输出到用户1到L解调模块105₁到105_L。

附带地，接收波束1到M形成部分104₁到104_M对于固定接收波束的数量和形状以及形成该波束的方法没有特别的限制。在形状方面，可以将正交多波束作为固定接收波束的示例。此外，可以将通过数字计算将各个输入信号与固定复数波束权重相乘以获得其和的数字波束形成作为形成固定接收波束的方法的示例。

此外，在如图2所示的本发明的多波束天线接收设备中，将接收波束1到M形成部分104₁到104_M设置在接续天线1到N无线电接收机部分103₁到103_N的位置处，并产生针对基带中的数字信号的波束。但是，也可以利用Butler矩阵在射频频带中进行波束形成。

接收波束1到M形成部分104₁到104_M分别针对包含用户信号分量和用户信号多径分量的所有输入信号，形成不同的固定接收波束，以便根据信号到达的方向来分离信号。

用户1到L解调模块105₁到105_L中的每一个包括接收波束1到M路径检测部分106₁到106_M、路径延迟/接收波束选择部分107、路径检测控制部分108和解调处理部分109。

下面，将通过取用户1解调模块105₁作为示例来描述用户1到L解调模块105₁到105_L。

用户1解调模块105₁接收各个接收波束1到M形成部分104₁到104_M的输出，作为输入，并输出用户1发射波束号和用户1接收数据。

接收波束1到M路径检测部分106₁到106_M分别接收接收波束1到M形成部分104₁到104_M的输出，作为输入。接收波束1到M路径检测部分106₁到106_M中的每一个相对于每个输入信号检测用户1信号路径延迟，以测量用户1信号在路径延迟方面的接收质量，从而将结果输出到路径延迟/接收波束选择部分107和路径检测控制部分108。此时，每个接收信号已经与用户1到L信号和由传播延迟所引起的各个用户信号的多径分量进行复用。

附带地，对于复用用户信号的方法并不存在特别的限制，可以应用如TDMA(时分多址)和CDMA(码分多址)等信号复用技术。此外，对分离已复用用户信号的方法、检测多径分量的路径延迟的方法以及要检测的路径延迟的数量并不存在特别的限制。此外，对于要测量的接收质量的指数和测量方法并不存在特别的限制。接收质量指数的示例包括接收功率(包括接收电平、接收电场强度或场强等)和SIR(信号干扰比)。除SIR以外，也可以使用由SINR(信号与干扰加上噪声的比值)、SNR(信号噪声比)等所表示的指数。

此外，接收波束1到M路径检测部分106₁到106_M可以只利用用户1信号的已知符号(导频符号等)来检测路径延迟，测量用户1信号在路径延迟方面的接收质量。

路径延迟/接收波束选择部分107接收作为输入的接收波束1到M路径检测部分106₁到106_M的输出，包括接收波束号和路径延迟对以及与接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息。根据用户信号接收质量，路径延迟/接收波束选择部分107选择一对用于解调的接收波束号和路径延迟，，并将所选对和与该对中的用户信号接收质量有关的信息输出到解调处理部分109。

可以将多种方法应用于选择用于解调的接收波束号和路径延迟对，而没有特别的限制。例如，可以选择在接收质量方面最好的前A对或满足特定接收质量标准的至多B对(A：不小于1的整数)(B：不小于1的整数)。

路径检测控制部分108接收每个均与接收波束相对应的接收波束1到M路径检测部分106₁到106_M的输出，作为输入，包括接收波束号和路径延迟对以及与接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息。根据在当前时间之前所检测到的接收波束号和路径延迟对以及与所述对中的用户信号接收质量有关的信息，路径检测控制部分108向路径检测部分106₁到106_M输出针对各个接收波束1到M路径检测部分106₁到106_M的、当前时刻的路径检测范围，作为控制信息。

为了控制针对各个接收波束1到M路径检测部分106₁到106_M的、当前时刻的路径检测范围，可以将路径检测范围限定或限制在只位于当前时刻之前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近。

额外地，为了控制针对各个接收波束1到M路径检测部分106₁到106_M的、当前时刻的路径检测范围，也可以将路径检测范围限定为只位于根据当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的当前时刻的相应接收波束号和路径延迟对的附近。

在将路径检测范围限定为只位于当前时刻之前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近或只位于根据当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的当前时刻的相应接收波束号和路径延迟对的附近的情况下，可以将接收波束号和路径延迟的组合用作定义附近的条件。

附带地，对于作为条件的接收波束号和路径延迟的组合并不存在特别的限制。所述条件的示例可以是根据与接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息而计算出的似然性(概率)。此外，也可以简单地使用与所述对相邻的±S(S：不大于接收波束数M的整数)个接收波束和±R(R：不大于路径检测范围的最大值的实数)的路径延迟，作为所述条件。

此外，在将路径检测范围限定为只位于当前时刻之前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近或只位于根据当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的当前时刻的相应接收波束号和路径延迟对的附近的情况下，可以将与所述对相邻的±S(S：不大于接收波束数M的整数)个接收波束用作定义所述附近的条件。

此外，在将路径检测范围限定为只位于当前时刻之前所检测到的相应接收波束号和路径延迟对附近或只位于根据当前时刻之前所检测到接收波束号和路径延迟对以及与各个接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息所计算出的当前时刻的相应接收波束号和路径延迟对的附近的情况下，可以将±R(R：不大于路径检测范围的最大值的实数)的路径延迟用作定义所述附近的条件。

如上所述，路径检测控制部分108根据当前时间之前所检测到的接收波束号和路径延迟对以及与所述对中的用户信号接收质量有关的信息，控制针对各个接收波束1到M路径检测部分106₁到106_M的、当前时刻的路径检测范围。在这种情况下，可以只利用根据特定标准所选择的当前时刻之前所检测到的一对或多对接收波束号和路径延迟以及与所述接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息来定义路径检测范围。

作为根据特定标准所选择的当前时刻之前所检测到的接收波束号和路径延迟对，可以选择在用户信号接收质量方面最好的前P(P：不小于1的整数)对接收波束号和路径延迟。

此外，作为根据特定标准所选择的当前时刻之前所检测到的接收波束号和路径延迟对，可以选择其中用户信号接收质量满足特定接收质量标准的至多Q(Q：不小于1的整数)对接收波束号和路径延迟。

此外，作为根据特定标准所选择的当前时刻之前所检测到的接收波束号和路径延迟对，可以采用由路径延迟/接收波束选择部分107选择的接收波束号和路径延迟对。

按照这种方式，通过将从路径延迟/接收波束选择部分107输出的、与用于调制的一对或多对接收波束号和路径延迟有关的信息输入路径检测控制部分108，或者通过向路径检测控制部分108提供与路径延迟/接收波束选择部分107等价的功能，可以将路径检测范围限定为只位于用于调制的接收波束号和路径延迟对附近。

图3是示出了路径检测控制部分108进行正常扫描时的操作示例的示意图。

如图3所示，从-55°到+55°的角度内，存在12个接收波束，间隔为10°，并且存在0.0到10.5码片的22个路径延迟。在图3中，具有圆圈“o”的四个部分表示在第k次路径检测中所检测到的接收波束号和路径延迟对(k：不小于1的整数)、或者根据直到第k次所检测出的接收波束号和路径延迟对以及与所述接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息而计算出的要在第k+1次路径检测中进行检测的接收波束号和路径延迟对。此外，阴影部分表示第k+1次路径检测中的路径检测范围。

在图3所示的示例中，根据“路径延迟在±2(R＝2)以内，且接收波束号在±1(S＝1)以内，但排除接收波束±1和路径延迟±2的组合”的条件来定义路径检测范围。通过按照这种方式来定义路径检测范围，即使增加路径延迟的分辨率和接收波束号的数量以改善接收质量，仍然能够抑制计算量的增加。

附带地，在路径延迟/接收波束选择部分107不能选择当前时刻、用于解调的接收波束号和路径延迟对的情况下，将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束，并且在路径检测控制部分108中再次进行检测。

在路径检测控制部分108中，紧接在接收开始之后，也将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束。

此外，在路径检测控制部分108中，周期性地将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束，以便按照长于路径检测间隔的时间间隔，执行重新检测。由此，能够检测到其出现与先前的路径延迟和接收波束号对无关的新路径。即，由于新路径可能出现，如果不是频繁地出现，其与先前的路径延迟和接收波束号无关，所以有规律地扫描整个路径检测范围。

如果在将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束时减小检测的分辨率，则能够抑制计算量的增加。

尽管某种程度上恶化了检测精度，一旦检测到路径，就随后执行高精度检测(正常扫描)。因此，接收质量几乎不会由于检测分辨率的减小而恶化。

附带地，对于降低检测分辨率的方法并不存在特别的限制。例如，与正常扫描相比，可以增加要进行扫描的路径延迟以及接收波束号之间的间隔。

图4是路径检测控制部分108将路径检测范围设置为覆盖全部路径延迟和全部接收波束时的操作示例的示意图。

如图4所示，从-55°到+55°的角度内，存在12个接收波束，间隔为10°，并且存在0.0到10.5码片的22个路径延迟。此外，阴影部分表示将路径检测范围设置为全部路径延迟和全部接收波束。在图4所示的示例中，格状设置路径检测范围。因此，即使在增加路径延迟的分辨率和接收波束号的数量以改善接收质量时，仍能抑制计算量的增加。

解调处理部分109接收从路径延迟/接收波束选择部分107输出的一对或多对接收波束号和路径延迟以及与接收波束号和路径延迟对中的用户信号接收质量有关的信息，作为输入。解调处理部分109根据输入接收波束号和路径延迟进行解调，以输出用户1接收数据。

如上所述，根据本发明，在检测每个用户的路径时，多波束天线接收设备根据与当前时刻之前所检测到的接收波束和路径延迟有关的信息来控制路径检测范围。因此，能够定义或限定路径检测范围，而不会恶化接收特性。结果，可以减少计算量。

尽管已经通过一个优选实施例对本发明进行了描述，但本发明并不局限于此，在不偏离本发明的范围和精神的前提下，可以对其进行多种改变和修改。例如，在本发明的多波束天线接收设备中，对于无线电发射/解调方法并不存在特别的限制。此外，对于接收天线元件的数量也不存在特别的限制。此外，对于无线电接收机部分的结构也不存在特别的限制。此外，对于解调处理部分的结构也并不存在特别的限制。此外，对于多波束天线接收设备可以从其同时接收数据的用户数量也不存在特别的限制。此外，对于多波束天线接收设备可以从其同时接收数据的用户的多径数量也不存在特别的限制。

尽管只针对接收对上述实施例进行了描述，也可以沿着根据本发明选择的接收波束号的方向发射数据。

此外，本发明的多波束天线接收设备可应用于形成移动通信系统的基站或移动台。

如上所述，根据本发明，在检测每个用户的路径时，多波束天线接收设备根据与当前时刻之前所检测到的接收波束和路径延迟有关的信息来控制路径检测范围。因此，对路径检测范围加以限制，即使在增加路径延迟的分辨率和接收波束号的数量以改善接收质量时，也能够抑制计算量的增加。因此，能够在抑制计算量的增加的同时，改善接收质量。