用于LMDS(区域多点微波系统)之阵列天线波束指向误差FBFN(模糊基底函数网路)修正处理方法及其装置

摘要

本发明揭示一种用于区域多点微波通讯系统(local multipoint distributed system, LMDS)，可自动修正波束指向误差之FBFN模糊处理方法及其装置。模糊波束指向误差修正处理装置根据风力强度分布对应产生之天线波束指向误差分布订出波束指向误差角度之修正量，此装置配置在LMDS系统用户端(customer premise equipment, CPE)中，具有自动修正多波束阵列天线因风力造成波束指向误差之功能，波束指向误差修正处理装置藉多波束阵列天线量测在风力影响下之基地台(HUB)信号方向(direction ofarrival, DOA)，再透过13个基底函数及规则之模糊基底函数网路)(fuzzy basis function network, FBFN)波束指向误差修正演算法预测波束指向误差修正角度，进而控制阵列天线使其主波束对准基地台方向，藉以提升LMDS系统之通讯品质。模拟实验针对例如台湾地区的风力分布对应出适当的波束指向误差分布，对FBFN波束指向误差修正处理装置进行波束指向误差修正之性能评估，模拟结果显示FBFN处理装置与其他修正装置比较具有较佳的暂态响应、收敛速度及较小的波束指向修正收敛值。

主权项

1.一种用于LMDS(区域多点微波系统)之阵列天线波束指向误差FBFN(模糊基底函数网路)修正处理方法,包含下列步骤:-在该LMDS用户端以多波束阵列天线接收基地台信号;-经由一波束成型电路使该基地台信号在水平方向产生固定指向之复数个强度不同的波束信号;-从该复数个强度不同的波束信号中选择出最强之相邻两波束信号并相减以产生一寻向估测(DOA)角度信号;-传送该寻向估测(DOA)角度信号至一FBFN波束指向误差修正处理装置以模糊基底函数网路(FBFN)方式执行修正角度计算;-传送该计算之修正角度至该波束成型电路而产生一另一波束,藉此,以该另一波束之主波束对准基地台进行通讯。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该多波束阵列天线系二维平面阵列天线。3.一种用于LMDS(区域多点微波系统)之阵列天线波束指向误差FBFN(模糊基底函数网路)修正处理装置,包含:一多波束阵列天线,安装于该LMDS用户端,用以接收基地台信号;一波束成型电路,含有功率分配器及相移器,用以使该基地台信号在水平方向中产生固定指向之复数个强度不同的波束信号;一寻向估测(DOA)装置,用以从该复数个强度不同的波束信号中选择出最强之相邻两波束信号并相减以产生一寻向估测(DOA)角度信号;以及一FBFN波束指向误差修正处理装置,接收该寻向估测(DOA)角度信号且以模糊基底函数网路(FBFN)方式执行修正角度计算,及传送该计算之修正角度至该波束成型电路,使得该波束成型电路产生另一主波束,藉此主波束对准基地台进行通讯。4.如申请专利范围第3项之装置,其中该多波束阵列天线系二维平面阵列天线。图式简单说明:第1图系根据本发明实施例,说明LMDS系统阵列天线及波束指向误差修正处理装置之功能;第2图系根据本发明实施例,说明LMDS系统阵列天线波束指向误差修正处理装置信号流程;第3图系根据本发明实施例,说明12个天线元所构成的二维平面阵列天线;第4(a)图系根据本发明实施例,说明xz平面上4波束(波束1-波束4)场型,及第4(b)图系根据本发明实施例,说明xz平面上对应之相邻波束差场型;第5(a)图系根据本发明实施例,说明yz(波束1~波束2)平面上2波束场型,及第5(b)图系根据本发明实施例,说明yz平面上对应之相邻波束差场型;第6图系根据本发明实施例,说明本发明所提出之FBFN波束指向误差修正处理装置由四层结构实现;第7图系根据本发明实施例,说明第一型风力造成的波束指向误差高斯分布之平均値及变异数(1.8,0.86);第8图系本发明实施例,说明第二型风力造成的波束指向误差之平均値及变异数(2.5.1.7);第9图系本发明实施例,说明第三型风力造成的波束指向误差高斯分布之平均値及变异数(3.5.3.4);第10图系本发明实施例,说明第四型风力造成的波束指向误差高斯分布之平均値及变异数(4.3,6.9);以及第11图系本发明实施例,说明第五型风力造成的波束指向误差高斯分布之平均値及变异数(6.1,10.3)。