專(zhuān)利名稱(chēng)：頻譜和功率利用率高的同頻發(fā)送高、低速數(shù)據(jù)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
按規(guī)定cdma20001X低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)和Ix EV-DO高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)使用頻分復(fù)用，需 要兩個(gè)下行頻點(diǎn)分別作為上述兩系統(tǒng)的發(fā)送載波。本實(shí)用新型涉及一種用于高速數(shù)據(jù)系統(tǒng) 的定向窄波束和利用其中一根天線(xiàn)產(chǎn)生的用低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)和高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)下行同頻發(fā)送 裝置，本裝置將分別利用智能天線(xiàn)產(chǎn)生的于低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)的全向波束，實(shí)現(xiàn)高、低速數(shù)據(jù)系 統(tǒng)同頻點(diǎn)空分復(fù)用，達(dá)到在一個(gè)頻點(diǎn)上同時(shí)發(fā)送高、低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)信號(hào)的目的。利用智能天 線(xiàn)實(shí)現(xiàn)的低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)和高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)下行同頻發(fā)送裝置能成倍提高頻譜利用率，并提高 功率利用率約8倍。大幅度減少干擾、節(jié)省資源，且易于實(shí)現(xiàn)，使智能天線(xiàn)高新技術(shù)的推廣 成為可能。本實(shí)用新型屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
按規(guī)定cdma20001X低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)與Ix EV-DO高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)使用頻分復(fù)用，需 要兩個(gè)下行頻點(diǎn)，分別作為cdma20001X系統(tǒng)的下行發(fā)送載波和Ix EV-DO系統(tǒng)的下行發(fā)送 載波，這兩個(gè)載波都是全向發(fā)射的，使用頻分復(fù)用方式。由于Ix EV-DO系統(tǒng)在小區(qū)內(nèi)主要 使用時(shí)分多址方式，某一時(shí)刻的某一方向上只有一個(gè)用戶(hù)，因此IxEV-DO系統(tǒng)下行載波的 全向發(fā)射將造成發(fā)功率和頻譜資源的極大浪費(fèi)。cdma20001X系統(tǒng)使用碼分多址方式，某一 時(shí)刻需要在多個(gè)方向上給多個(gè)用戶(hù)發(fā)送信號(hào)，繼續(xù)使用全向發(fā)射方式較為合理。本實(shí)用新型給出的低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)和高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)下行同頻發(fā)送裝置是移動(dòng)通信 領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品，將分別利用智能天線(xiàn)產(chǎn)生的、用于高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)的定向窄波束和利用 其中一根天線(xiàn)產(chǎn)生的用于低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)的全向波束，實(shí)現(xiàn)高、低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)的同頻點(diǎn)空分 復(fù)用，用于取代原有的頻分復(fù)用方式，達(dá)到在一個(gè)頻點(diǎn)上同時(shí)發(fā)送高、低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)信號(hào)的 目的。這時(shí)需要使用高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路和智能天線(xiàn)定向波束形成電路這 些高科技設(shè)備，才能實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)用戶(hù)的來(lái)波方向檢測(cè)和定向發(fā)送，增加發(fā)功率和頻 譜利用率并大幅度減少對(duì)其它方向用戶(hù)的干擾，還可以實(shí)現(xiàn)與低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)的空分復(fù)用， 成倍提高頻譜和發(fā)信功率的資源利用率。根據(jù)申請(qǐng)人的調(diào)研，至今還沒(méi)有資料給出具體的、利用智能天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)cdma20001X 低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)與Ix EV-DO高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)下行同頻點(diǎn)發(fā)送裝置的原理和相關(guān)電路的設(shè)計(jì)方 法。本裝置具有原理清晰、設(shè)備簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)的基本特點(diǎn)，在成倍節(jié)省頻譜資源和提高功 率利用率約8倍的同時(shí)，能保證收發(fā)信的可靠性，降低費(fèi)用，使智能天線(xiàn)的推廣使用成為可 能，符合低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展方向。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問(wèn)題本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)以上還沒(méi)有相關(guān)技術(shù)資料說(shuō)明 的、Cdma20001X低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)與Ix EV-DO高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)下行同頻點(diǎn)發(fā)送的方法，提出一種 我們首創(chuàng)的、利用智能天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)cdma20001X系統(tǒng)與Ix EV-DO系統(tǒng)下行同頻點(diǎn)發(fā)送的裝置。
4這種裝置利用智能天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)Ix EV-DO系統(tǒng)下行窄波束定向發(fā)送，利用智能天線(xiàn)中的一根天 線(xiàn)實(shí)現(xiàn)cdma20001X系統(tǒng)下行全向發(fā)送?？梢詫?shí)現(xiàn)高、低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)的同頻點(diǎn)空分復(fù)用，達(dá) 到在一個(gè)頻點(diǎn)上同時(shí)發(fā)送高、低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)信號(hào)的目的。該發(fā)明能成倍提高頻譜利用率并 提高功率利用率約8倍。大幅度減少干擾、節(jié)省資源，且易于實(shí)現(xiàn)，使智能天線(xiàn)的推廣成為 可能。技術(shù)方案低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)和高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)下行同頻點(diǎn)電磁波空分復(fù)用示意圖顯 示本實(shí)用新型利用智能天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)Ix EV-DO系統(tǒng)下行窄波束定向發(fā)送，利用智能天線(xiàn)中的 一根天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)cdma20001X系統(tǒng)下行全向發(fā)送?？梢詫?shí)現(xiàn)高、低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)同頻點(diǎn)空分復(fù) 用，達(dá)到在一個(gè)頻點(diǎn)上同時(shí)發(fā)送高、低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)信號(hào)的目的。Ix EV-DO高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)與cdma20001X低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)的下行發(fā)送使用同一個(gè)載 波，高速數(shù)據(jù)使用由智能天線(xiàn)形成的窄波束E1實(shí)現(xiàn)定向發(fā)送，多個(gè)用戶(hù)的低速數(shù)據(jù)使用所 述智能天線(xiàn)中的一根天線(xiàn)形成全向發(fā)送波束E2,在所述窄波束E1的發(fā)送方向上，所述全向 發(fā)送波束E2不給該方向上的用戶(hù)發(fā)送所述低速數(shù)據(jù)信號(hào)，利用該小區(qū)的其它c(diǎn)dma20001X 載波給該方向上的用戶(hù)發(fā)送所述低速數(shù)據(jù)信號(hào)，可避免定向窄波束E1對(duì)該方向低速數(shù)據(jù)用 戶(hù)信號(hào)的干擾。所述窄波束E1的發(fā)送功率為所述全向發(fā)送波束E2的10倍或10倍以上，可以忽略 所述全向波束E2的干擾影響；所述窄波束E1與全向發(fā)送波束E2在空分多址的基礎(chǔ)上使用 同一載波。所述定向窄波束E1使用QPSK、8PSK、16QAM和64QAM調(diào)制方式，所述的全向發(fā)送波 束氏使用QPSK調(diào)制方式。所述的高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)使用時(shí)分多址的多用戶(hù)發(fā)送方式，每一時(shí)刻只發(fā)送一個(gè)方向 的用戶(hù)信號(hào)，所述的低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)使用碼分多址方式，每一時(shí)刻將發(fā)送多個(gè)用戶(hù)、多個(gè)方向 的信號(hào)。所述的低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)使用傳統(tǒng)的全向收發(fā)信技術(shù)。所述的高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)收發(fā)信設(shè)備中引入智能天線(xiàn)技術(shù)，基站上行收信設(shè)備中采用 高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路，判斷高速數(shù)據(jù)用戶(hù)所處方向；在所述的高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)的 下行發(fā)信設(shè)備中使用智能天線(xiàn)定向波束形成電路，實(shí)現(xiàn)窄波束E1的定向發(fā)送。所述高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路中的第一天線(xiàn)陣元的輸出端接第一下變頻 乘法器一個(gè)輸入端，本地相干載波COS ω Lt送至所述第一下變頻乘法器的另一個(gè)輸入端；所 述第一下變頻乘法器的輸出端通過(guò)第一低通濾波器分別接第一解相關(guān)器和第二解相關(guān)器 的一個(gè)輸入端，本地I路中置序列接第一解相關(guān)器的另外一個(gè)輸入端，本地Q路中置序列 接第二解相關(guān)器的另外一個(gè)輸入端，兩個(gè)解相關(guān)器的最終輸出信號(hào)分別為ij = Cosali, Qijli = Sinali,將送入智能天線(xiàn)定向波束形成電路用于控制發(fā)射方向。所述智能天線(xiàn)定 向波束形成電路中天線(xiàn)陣元的定向波束形成電路中包括串并轉(zhuǎn)換電路、確定波束發(fā)信方向 的加權(quán)系數(shù)產(chǎn)生電路、用于數(shù)據(jù)基帶信號(hào)與加權(quán)系數(shù)的實(shí)部和虛部分別相乘的第十一乘法 器、第十二乘法器、第十五乘法器、第十六乘法器、用于已加權(quán)基帶信號(hào)正交調(diào)制的第十三 乘法器、第十四乘法器、第十七乘法器、第十八乘法器，用于正交調(diào)制信號(hào)合成的第一加法 器、第二加法器和第三加法器，以及90度移相電路、上變頻電路和天線(xiàn)陣元；智能天線(xiàn)定向 發(fā)送設(shè)備中所述串并變換電路的一路輸出端通過(guò)加權(quán)系數(shù)第十一數(shù)乘法器、第十二數(shù)乘法器接正交載波調(diào)制第十三乘法器、第十四乘法器的輸入端，所述加權(quán)系數(shù)ij ，-Ijli分別接 所述第十一乘法器、第十六乘法器的輸入端，所述加權(quán)系數(shù)qiju、Qijli分別接所述第十二 乘法器、第十五乘法器的輸入端，載波coswt送至所述第十三乘法器、第十七乘法器的輸入 端，載波coswt經(jīng)所述90度相移電路的輸出端接所述第十四乘法器、第十八乘法器的輸入 端；所述第十三乘法器、第十四乘法器的輸出端分別接所述第一加法器的兩路輸入端，所述 第十七乘法器、第十八乘法器的輸出端分別接所述第二加法器的兩路輸入端；所述第一加 法器、第二加法器的輸出端分別接至所述第三加法器的兩路輸入端；所述第三加法器的輸 出端通過(guò)上變頻電路接天線(xiàn)的輸入端。所述的高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路的本地I路導(dǎo)頻序列產(chǎn)生電路中碼片定 時(shí)脈沖和扣除脈沖分別接與門(mén)的兩個(gè)輸入端，與門(mén)的輸出接CP相位調(diào)整器的輸入端，CP相 位調(diào)整器的輸出端接到一組移位寄存器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端，初始狀態(tài)預(yù)置器(Si)的輸出 端分別接到所述一組移位寄存器的初始狀態(tài)控制輸入端；控制信號(hào)Sd和Ss分別接所述初 始狀態(tài)預(yù)置器的兩個(gè)輸入端，所述移位寄存器的輸出端的輸出接所述第一解相關(guān)器的Iqil 輸入端。所述的高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路的乘法器電路中，電源正極分別接第一電 阻，第二電阻的一端，第一電阻的另一端分別接第一三極管、第三三極管的集電極，第二電 阻的另一端分別接第二三極管、第四三極管的集電極；所述第一三極管、第二三極管的發(fā) 射極分別接第五三極管的集電極，所述第三三極管、第四三極管的發(fā)射極分別接第六三極 管的集電極，所述第五三極管、第六三極管的發(fā)射極分別連接到電流源，所述電流源的另一 端連接電源負(fù)極；所述第一三極管的基極觸點(diǎn)連接到所述第四三極管的基極觸點(diǎn)，所述第 二三極管的基極觸點(diǎn)連接到所述第三三極管的基極觸點(diǎn)，從所述第一三極管、第二三極管 的基極分別引出該乘法器第一電壓輸入的正負(fù)端，從所述第五三極管、第六三極管的基極 分別引出該乘法器第二電壓輸入的正負(fù)端，從所述第四三極管、第一三極管的集電極分別 引出該乘法器輸出的正負(fù)端。有益效果由于本實(shí)用新型利用智能天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)Ix EV-DO系統(tǒng)下行窄波束定向發(fā) 送，利用智能天線(xiàn)中的一根天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)cdma20001X系統(tǒng)下行全向發(fā)送?？梢詫?shí)現(xiàn)高、低速數(shù) 據(jù)系統(tǒng)的同頻點(diǎn)空分復(fù)用，取代原來(lái)采用頻分復(fù)用實(shí)現(xiàn)的cdma20001X系統(tǒng)和Ix EV-DO系 統(tǒng)發(fā)送方式，達(dá)到在一個(gè)頻點(diǎn)上同時(shí)發(fā)送高、低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)信號(hào)的目的。該發(fā)明能成倍提高 頻譜利用率并提高功率利用率約8倍。大幅度減少小區(qū)間干擾、節(jié)省資源，且易于實(shí)現(xiàn)，使 智能天線(xiàn)的推廣成為可能。使用的高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)方法與傳統(tǒng)的基于子空間法 的移動(dòng)臺(tái)來(lái)波方向判定算法以及基于最優(yōu)性能準(zhǔn)則算法相比，省去了矩陣的求逆計(jì)算、特 征值分解和奇異值分解計(jì)算等復(fù)雜過(guò)程，與MUSIC譜搜索算法相比省去了譜搜索的過(guò)程， 大大降低了移動(dòng)臺(tái)來(lái)波方向估計(jì)的實(shí)現(xiàn)難度。在智能天線(xiàn)定向波束形成電路利用基帶信號(hào) 幅度加權(quán)實(shí)現(xiàn)波束形成，該方法是實(shí)現(xiàn)智能天線(xiàn)定向發(fā)送的高效方案。

圖1為所述高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路中第一天線(xiàn)陣元的電路原理圖，圖2為所述智能天線(xiàn)定向波束形成電路中第一天線(xiàn)陣元AE1的電路原理圖，圖3為所述高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路中乘法器的電路原理圖，[0021]圖4為所述高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路中第一解相關(guān)器部分的電路原理圖。其中圖1，圖3，圖4為所述高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)中所用的基本電路原理 圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型利用智能天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)Ix EV-DO系統(tǒng)下行窄波束定向發(fā)送，利用智能天線(xiàn) 中的一根天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)cdma20001X系統(tǒng)下行全向發(fā)送?？梢詫?shí)現(xiàn)高、低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)同頻點(diǎn)空分 復(fù)用。cdma20001X系統(tǒng)下行全向發(fā)送設(shè)備可以使用傳統(tǒng)電路組成，下面給出基站收發(fā)信機(jī) 利用8陣元圓陣智能天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)Ix EV-DO系統(tǒng)下行窄波束定向發(fā)送的具體實(shí)施方式
。低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)和高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)下行同頻點(diǎn)電磁波空分復(fù)用示意圖顯示本發(fā)明 利用智能天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)Ix EV-DO系統(tǒng)下行窄波束定向發(fā)送，利用智能天線(xiàn)中的一根天線(xiàn)實(shí)現(xiàn) cdma20001X系統(tǒng)下行全向發(fā)送?？梢詫?shí)現(xiàn)高、低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)的同頻點(diǎn)空分復(fù)用，達(dá)到在一個(gè) 頻點(diǎn)上同時(shí)發(fā)送高、低速數(shù)據(jù)的目的。利用智能天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)cdma20001X與Ix EV-DO系統(tǒng)下行同頻點(diǎn)發(fā)送裝置的特征在 于Ix EV-DO與cdma20001X高、低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)的下行發(fā)送使用同一個(gè)載波。高速數(shù)據(jù)系統(tǒng) 使用由智能天線(xiàn)形成的窄波束E1實(shí)現(xiàn)定向發(fā)送。低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)使用所述智能天線(xiàn)中的一 根天線(xiàn)(陣元)形成全向發(fā)送波束E2。在所述窄波束E1的發(fā)送方向上，所述全向發(fā)送波束 E2不給該方向上的低速數(shù)據(jù)用戶(hù)發(fā)送信號(hào)，利用該小區(qū)的其它c(diǎn)dma20001x載波給該方向上 的低速數(shù)據(jù)用戶(hù)發(fā)送信號(hào)，可避免定向窄波束E1對(duì)該方向用戶(hù)信號(hào)的干擾。所述定向發(fā)送窄波束E1具有較大的發(fā)送功率，約為所述全向發(fā)送波束E2的10倍 或10倍以上，可以忽略所述全向波束E2的干擾影響。所述窄波束E1與全向發(fā)送波束E2可 以在空分多址的基礎(chǔ)上使用同一載波。所述定向窄波束E1可以使用QPSK、8PSK、16QAM和 64QAM等調(diào)制方式。所述的全向發(fā)送波束E2只能使用QPSK調(diào)制方式。所述的高速數(shù)據(jù)系 統(tǒng)使用時(shí)分多址的多用戶(hù)發(fā)送方式，每一時(shí)刻只發(fā)送一個(gè)方向的用戶(hù)信號(hào)。所述多個(gè)用戶(hù) 的低速數(shù)據(jù)使用碼分多址方式，每一時(shí)刻將發(fā)送多個(gè)用戶(hù)、多個(gè)方向的信號(hào)。低速數(shù)據(jù)用戶(hù) 將繼續(xù)使用現(xiàn)有的全向收發(fā)信設(shè)備。Ix EV-DO基站的高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)的收發(fā)信設(shè)備中引入智能天線(xiàn)技術(shù)，基站上行收信 設(shè)備中采用高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路，能判斷高速數(shù)據(jù)用戶(hù)所處方向。由高速數(shù)據(jù) 用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路輸出的高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向參數(shù)將送入高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)下行發(fā)信 設(shè)備中使用的智能天線(xiàn)定向波束形成電路，用于實(shí)現(xiàn)定向發(fā)送。圖1中給出8陣元圓陣智能天線(xiàn)中第一天線(xiàn)陣元AE1,用于接收載波下變頻的第一 下變頻乘法器M1,用于濾波的第一低通濾波器LPF1，用于接收導(dǎo)頻序列解相關(guān)的第一解相 關(guān)器DES1、第二解相關(guān)器DES2。所述兩個(gè)解相關(guān)器的最終輸出信號(hào)分別為Jjli = Cosali, Qijli = Sinali,將送入智能天線(xiàn)定向波束形成電路用于控制發(fā)射方向。圖2給出了智能天線(xiàn)定向波束形成電路中第一天線(xiàn)陣元AE1的電路，包括串并轉(zhuǎn) 換電路11，確定波束發(fā)信方向的加權(quán)系數(shù)ij ，Qijli^ Qijli^ -ijli;用于數(shù)據(jù)基帶信號(hào)與加 權(quán)系數(shù)的實(shí)部和虛部分別相乘的第十一乘法器Mn、第十二乘法器M12、第十五乘法器M15、 第十六乘法器M16、用于已加權(quán)基帶信號(hào)正交調(diào)制的第十三乘法器M13、第十四乘法器M14、 第十七乘法器M17、第十八乘法器M18，用于正交調(diào)制信號(hào)合成的第一加法器M19、第二加法器M110和第三加法器M111，以及90度移相電路12、上變頻電路13和天線(xiàn)陣元A11 ；智能天線(xiàn)定 向發(fā)送設(shè)備中所述串并變換電路11的一路輸出端通過(guò)加權(quán)系第十一數(shù)乘法器Mn、第十二 數(shù)乘法器M12接正交載波調(diào)制第十三乘法器M13、第十四乘法器M14的輸入端，所述加權(quán)系數(shù) Ijli, -Ijli分別接所述第十一乘法器Mn、第十六乘法器M16的輸入端，所述加權(quán)系數(shù)qijn， qiju分別接所述第十二乘法器M12、第十五乘法器M15的輸入端，載波coswt送至所述第十三 乘法器M13、第十七乘法器M17的輸入端，載波coswt經(jīng)所述90度相移電路13的輸出端接所 述第十四乘法器M14、第十八乘法器M18的輸入端；所述第十三乘法器M13、第十四乘法器M14的 輸出端分別接所述第一加法器M19的兩路輸入端，所述第十七乘法器M17、第十八乘法器M18 的輸出端分別接所述第二加法器Mlltl的兩路輸入端；所述第一加法器M19、第二加法器Mlltl的 輸出端分別接至所述第三加法器M111的兩路輸入端；所述第三加法器M111的輸出端通過(guò)上 變頻電路12接天線(xiàn)A11的輸入端。圖3給出了所述高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路中乘法器的實(shí)現(xiàn)電路，由兩個(gè)并 聯(lián)工作的差分電路和壓控電流源組成，電源正極Vcc分別接第一電阻R1，第二電阻R2的一 個(gè)觸點(diǎn)，所述第一電阻Rl的另一個(gè)觸點(diǎn)分別接到第一三極管Tl、第三三極管T3的集電極 觸點(diǎn)，所述第二電阻R2的另一個(gè)觸點(diǎn)分別接到第二三極管T2、第四三極管T4的集電極觸 點(diǎn).所述第一三極管Tl、第二三極管T2的發(fā)射極觸點(diǎn)分別接到第五三極管T5的集電極 觸點(diǎn)，所述第三三極管T3、第四三極管T4的發(fā)射極觸點(diǎn)分別接到第六三極管T6的集電極 觸點(diǎn)，所述第五三極管T5、第六三極管T6的發(fā)射極觸點(diǎn)分別連接到電流源IE的一個(gè)觸點(diǎn)， 所述電流源的另外一個(gè)觸點(diǎn)連接到電源負(fù)極-Vcc，所述第一三極管Tl的基極觸點(diǎn)連接到 所述第四三極管T4的基極觸點(diǎn)，所述第二三極管T2的基極觸點(diǎn)連接到所述第三三極管T3 的基極觸點(diǎn)，從所述第一三極管Tl、第二三極管T2的基極分別引出該乘法器第一電壓輸 入U(xiǎn)x的正負(fù)端，從所述第五三極管T5、第六三極管T6的基極分別引出該乘法器第二電壓 輸入uy的正負(fù)端，從所述第四三極管T4、第一三極管Tl的集電極分別引出該乘法器輸出 U0的正負(fù)端。圖4給出所述高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路的本地I路導(dǎo)頻序列Iqil產(chǎn)生電 路。碼片定時(shí)脈沖CP和扣除脈沖DP分別接與門(mén)AND的兩個(gè)輸入端，與門(mén)的輸出接CP相位 調(diào)整器CPPA的輸入端，CP相位調(diào)整器的輸出端接到一組移位寄存器(Ι”……、IN)的時(shí)鐘 信號(hào)輸入端，初始狀態(tài)預(yù)置器SI的輸出端分別接到所述一組移位寄存器的初始狀態(tài)控制 輸入端?？刂菩盘?hào)Sd和Ss分別接到所述初始狀態(tài)預(yù)置器的兩個(gè)輸入端。所述移位寄存器 I0的輸出端Qci的輸出接到所述第一解相關(guān)器DESl的iqil輸入端。所述扣除脈沖DP使本 地產(chǎn)生的I路導(dǎo)頻序列與第k用戶(hù)路徑的I路導(dǎo)頻序列基本同步，所述CP相位調(diào)整用于使 本地產(chǎn)生的I路導(dǎo)頻序列與收到的第k用戶(hù)路徑的I路導(dǎo)頻序列同步。另外Q路解相關(guān)器 的結(jié)構(gòu)與I路解相關(guān)器相同。所述的第二解相關(guān)器DES2與所述的第一解相關(guān)器DESl具有 類(lèi)似的結(jié)構(gòu)。利用高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路實(shí)現(xiàn)移動(dòng)臺(tái)高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向DOA檢 測(cè)時(shí)，假設(shè)智能天線(xiàn)第一天線(xiàn)陣元AE1接收到第i個(gè)用戶(hù)的正交導(dǎo)頻序列信號(hào)為hu(t) = iqdOcosCcot+ad-qqAOsir^cot+a」(1)取正交下變頻用的本地載波為cos ω Lt,假設(shè)下變頻用的本地載波與收信號(hào)載波 同步，則有本地載波頻率(^= ω，經(jīng)下變頻和低通濾波器LPFl，并略去1/2系數(shù)的影響后
8得Iyii = Iqi (t) cosa^-qqi (t) Sinali(2)信號(hào)iyn利用本地導(dǎo)頻序列iqil; 9如解相關(guān)，考慮到iqil; qqu之間的正交性，并 假定這兩個(gè)正交本地導(dǎo)頻序列與期望收信號(hào)中的兩個(gè)正交導(dǎo)頻序列同步，則有ijn = iyn · icmkl(c) = NcCosaliQijli = iYli · [-qcmkl (c) ] = NcSinali(3)導(dǎo)頻序列解相關(guān)后，在1知和91知中還可以取得導(dǎo)頻序列解相關(guān)增益N。。由于N。 為一常數(shù)，進(jìn)行歸一化后，可改寫(xiě)式(4)如下Ijmli = iyn · icmkl (c) = Cosaliqijmn = iyn · [-qcmkl (c) ] = Sinali(4)兩個(gè)解相關(guān)器的輸出信號(hào)可分別寫(xiě)為ijn = Cosali, Qijli = Sinali，代表了高速 數(shù)據(jù)用戶(hù)的來(lái)波方向，將送入智能天線(xiàn)定向波束形成電路用于控制發(fā)射方向。根據(jù)正交載 波移相表達(dá)式cos (Wt-θ )和Sin(Wt-Q)的復(fù)數(shù)表達(dá)式Re[e^Vj0]，Im[ejwte_j 0 ]，利用智 能天線(xiàn)定向波束形成電路可實(shí)現(xiàn)對(duì)高速數(shù)據(jù)用戶(hù)的定向發(fā)送。智能天線(xiàn)第一天線(xiàn)陣元的正交基帶信號(hào)幅度加權(quán)電路、正交幅度調(diào)制電路等核心 電路原理見(jiàn)圖2。主要由下列部分組成串并變換電路11，用于數(shù)據(jù)基帶信號(hào)與加權(quán)系數(shù) 的實(shí)部和虛部分別相乘的乘法器Mn、M12、M15和M16，用于已加權(quán)基帶信號(hào)正交調(diào)制的乘法器 M13> M14, M17和M18，用于正交調(diào)制信號(hào)合成的加法器M19、M110和M111,以及90度移相電路12、 上變頻電路13和天線(xiàn)陣元An。首先由高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路取得代表高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向的參數(shù) Ijli = Cosali, Qijli = Sinali，它們決定了所需復(fù)加權(quán)系數(shù)的實(shí)部和虛部，串行輸入的用戶(hù) 數(shù)據(jù)信號(hào)將由串并變換電路變換為I1U)和仏(0兩路數(shù)據(jù)信號(hào)，這兩路數(shù)據(jù)信號(hào)分別對(duì)應(yīng) 于無(wú)定向發(fā)送時(shí)正交幅度調(diào)制器的兩路輸入調(diào)制信號(hào)。I1U)分別與加權(quán)系數(shù)的實(shí)部ijn =Cosali、虛部qijn = Sinali在乘法器M11和M12中相乘，完成定向發(fā)送所要求的加權(quán)過(guò)程， 兩路乘法器送出的信號(hào)I11A11分別送入乘法器M13、M14完成正交幅度調(diào)制過(guò)程，所述M13、M14 乘法器的兩路輸出信號(hào)在加法器M19中相加，M19的輸出信號(hào)信號(hào)為I1COS (wt- 0).Q1 (t)經(jīng) 過(guò)與上述類(lèi)似的處理過(guò)程得QlSin(wt- θ )。從所述兩路信號(hào)的表達(dá)式中可以看出，在表達(dá) 式中引入定向發(fā)送所要求的移相因子Θ.乘法器M19和乘法器Mlltl的兩路信號(hào)QPSK11送上 變頻電路，經(jīng)上變頻后可送天線(xiàn)A11的輸入端。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其它實(shí)施方式，也可以實(shí)現(xiàn)以本實(shí)用新型 為基礎(chǔ)的低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)和高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)下行同頻發(fā)送。凡采用等同替換或等效變換形成的 技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種頻譜和功率利用率高的同頻發(fā)送高、低速數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路中的第一天線(xiàn)陣元(AE1)的輸出端接第一下變頻乘法器(M1)一個(gè)輸入端，本地相干載波cosωLt送至所述第一下變頻乘法器(M1)的另一個(gè)輸入端；所述第一下變頻乘法器(M1)的輸出端通過(guò)第一低通濾波器(LPF1)分別接第一解相關(guān)器(DES1)和第二解相關(guān)器(DES2)的一個(gè)輸入端，本地I路中置序列(iqil)接第一解相關(guān)器(DES1)的另外一個(gè)輸入端，本地Q路中置序列(qqil)接第二解相關(guān)器(DES2)的另外一個(gè)輸入端，兩個(gè)解相關(guān)器的最終輸出信號(hào)分別為ij1i＝cosa1i，qij1i＝sin a1i，將送入智能天線(xiàn)定向波束形成電路用于控制發(fā)射方向。
2.如權(quán)利要求1所述的頻譜和功率利用率高的同頻發(fā)送高、低速數(shù)據(jù)的裝置，其特征 在于所述智能天線(xiàn)定向波束形成電路中第一天線(xiàn)陣元(AE1)的定向波束形成電路中包括 串并轉(zhuǎn)換電路(11)、確定波束發(fā)信方向的加權(quán)系數(shù)ijli，Qijli' qij^-iju、用于數(shù)據(jù)基帶 信號(hào)與加權(quán)系數(shù)的實(shí)部和虛部分別相乘的第十一乘法器(M11)、第十二乘法器(M12)、第十五 乘法器(M15)、第十六乘法器(M16)、用于已加權(quán)基帶信號(hào)正交調(diào)制的第十三乘法器(M13)、第 十四乘法器(M14)、第十七乘法器(M17)、第十八乘法器(M18),用于正交調(diào)制信號(hào)合成的第一 加法器(M19)、第二加法器(M110)和第三加法器(M111),以及90度移相電路(12)、上變頻電 路(13)和天線(xiàn)陣元(A11)；智能天線(xiàn)定向發(fā)送設(shè)備中所述串并變換電路(11)的一路輸出 端通過(guò)加權(quán)系數(shù)第十一數(shù)乘法器(M11)、第十二數(shù)乘法器(M12)接正交載波調(diào)制第十三乘法 器(M13)、第十四乘法器(M14)的輸入端，所述加權(quán)系數(shù)υπ，-υπ分別接所述第十一乘法器 (M11)、第十六乘法器(M16)的輸入端，所述加權(quán)系數(shù)qijli; Qijli分別接所述第十二乘法器 (M12)、第十五乘法器(M15)的輸入端，載波coswt送至所述第十三乘法器(M13)、第十七乘法 器(M17)的輸入端，載波coswt經(jīng)所述90度相移電路(12)的輸出端接所述第十四乘法器 (M14)、第十八乘法器(M18)的輸入端；所述第十三乘法器(M13)、第十四乘法器(M14)的輸出端 分別接所述第一加法器(M19)的兩路輸入端，所述第十七乘法器(M17)、第十八乘法器(M18) 的輸出端分別接所述第二加法器(Mlltl)的兩路輸入端；所述第一加法器(M19)、第二加法器 (M110)的輸出端分別接至所述第三加法器(M111)的兩路輸入端；所述第三加法器(M111)的輸 出端通過(guò)上變頻電路(13)接天線(xiàn)(A11)的輸入端。
3.如權(quán)利要求1所述的頻譜和功率利用率高的同頻發(fā)送高、低速數(shù)據(jù)的裝置，其特征 在于所述的高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路中，本地I路導(dǎo)頻序列Gqil)產(chǎn)生電路中碼片 定時(shí)脈沖(CP)和扣除脈沖(DP)分別接與門(mén)(AND)的兩個(gè)輸入端，與門(mén)的輸出接CP相位調(diào)整器(CPPA)的輸入端，CP相位調(diào)整器(CPPA)的輸出端接到一組移位寄存器(Itl........In)的時(shí)鐘信號(hào)輸入端，初始狀態(tài)預(yù)置器(Si)的輸出端分別接到所述一組移位寄存器(I0........In)的初始狀態(tài)控制輸入端；控制信號(hào)Sd和Ss分別接所述初始狀態(tài)預(yù)置器(Si)的兩個(gè)輸入端，所述移位寄存器(Itl)的輸出端(Qci)的輸出接所述第一解相關(guān)器(DESl)的 IQii輸入端。
4.如權(quán)利要求1所述的頻譜和功率利用率高的同頻發(fā)送高、低速數(shù)據(jù)的裝置，其特征 在于所述的高速數(shù)據(jù)用戶(hù)來(lái)波方向檢測(cè)電路的乘法器電路中，電源正極(Vcc)分別接第一 電阻(R1),第二電阻(R2)的一端，第一電阻(R1)的另一端分別接第一三極管(T1)、第三三極 管(T3)的集電極，第二電阻(R2)的另一端分別接第二三極管(T2)、第四三極管(T4)的集電 極；所述第一三極管(T1)、第二三極管(T2)的發(fā)射極分別接第五三極管(T5)的集電極，所述2第三三極管(T3)、第四三極管(T4)的發(fā)射極分別接第六三極管(T6)的集電極，所述第五三 極管(T5)、第六三極管(T6)的發(fā)射極分別連接到電流源(Ie)，所述電流源的另一端連接電 源負(fù)極(-Vcc)；所述第一三極管(T1)的基極觸點(diǎn)連接到所述第四三極管(T4)的基極觸點(diǎn)， 所述第二三極管(T2)的基極觸點(diǎn)連接到所述第三三極管(T3)的基極觸點(diǎn)，從所述第一三極 管0\)、第二三極管(T2)的基極分別引出該乘法器第一電壓輸入(ux)的正負(fù)端，從所述第 五三極管(T5)、第六三極管(T6)的基極分別引出該乘法器第二電壓輸入(uy)的正負(fù)端，從 所述第四三極管(T4)、第一三極管(T1)的集電極分別引出該乘法器輸出(υ。)的正負(fù)端。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種頻譜和功率利用率高的同頻發(fā)送高、低速數(shù)據(jù)的裝置，屬于移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域。上述兩碼分多址系統(tǒng)按規(guī)定應(yīng)該使用頻分復(fù)用，需要兩個(gè)下行發(fā)信頻點(diǎn)，分別作為cdma2000lx低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)和1x EV-DO高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)的發(fā)信載波，本裝置將分別利用智能天線(xiàn)產(chǎn)生1x EV-DO的定向窄波束和利用其中一根天線(xiàn)產(chǎn)生cdma2000lx的全向波束，實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)系統(tǒng)的同頻點(diǎn)空分復(fù)用，達(dá)到在一個(gè)頻點(diǎn)上同時(shí)發(fā)送高、低速系統(tǒng)數(shù)據(jù)的目的。利用智能天線(xiàn)實(shí)現(xiàn)的低速數(shù)據(jù)系統(tǒng)和高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)下行同頻發(fā)送裝置能成倍提高頻譜利用率，并提高功率利用率約8倍。大幅度減少干擾、節(jié)省資源，且易于實(shí)現(xiàn)，也推進(jìn)了智能天線(xiàn)高新技術(shù)的應(yīng)用。
文檔編號(hào)H04L27/20GK201717860SQ20102019874
公開(kāi)日2011年1月19日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
發(fā)明者傅海陽(yáng), 賈向東, 阮文飛, 陳技江 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)