DE19548941A1 - Adaptives Polarisationsdiversitysystem - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Polarisationsdiversitysysteme für eine Funkverbindungsübertragung bzw. Richtfunkübertragung im allgemeinen und adaptive Polarisationsdiversitysysteme für eine Funkverbindungsübertragung bzw. Richtfunkübertragung im besonde­ ren.

Es ist allgemein bekannt, daß Schwund und sonstige Signalbeein­ trächtigung in landstationierten mobilen Funkverbindungen zwi­ schen einer Basisstation und einer Anzahl von abgesetzten Teil­ nehmereinheiten aufgrund natürlicher und vom Menschen geschaffe­ ner Hindernisse auftreten. Schwund und andere Signalbeeinträch­ tigung sind einer Mehrwegeausbreitung zwischen der Basisstation und den Teilnehmereinheiten und einer Zufallsorientierung bzw. Zufallsausrichtung der Antennen von Teilnehmereinheiten zuzu­ schreiben. Typischerweise wächst das Problem eines Nicht-Selek­ tivfrequenzschwundes bzw. Nicht-Selektivspannungsschwundes pro­ portional mit der Geschwindigkeit eines sich bewegenden Teil­ nehmers, der Dichte von Siedlungen, der Übertragungsfrequenz und dergleichen an.

Raumdiversitysysteme, die Paare von Antennen an der Basisstation und an den Teilnehmereinheiten beinhalten, sind vorgeschlagen worden, um das Problem eines Nicht-Selektivfrequenzschwundes bzw. Nicht-Selektivspannungsschwundes zu lösen. Allerdings er­ fordern Raumdiversitysysteme Antennenabstände in der Größenord­ nung von 30 λ an der Basisstation und einer Wellenlänge an der Teilnehmereinheit, die unpraktisch oder unvorteilhaft sind.

Optimaldiversitysysteme, die ein adaptives Antennenfeld an der Teilnehmereinheit beinhalten, sind ebenso vorgeschlagen worden, um das Problem eines Schwundes zu lösen. Das effektive Signal an der Teilnehmereinheit ist die gewichtete bzw. gewertete Kombina­ tion der Signale von den Antennen des Antennenfeldes. Daher wirkt ein adaptives Antennenfeld tatsächlich als ein gerichtetes Feld bzw. Richtfeld, das dabei unter dem nachfolgenden Energie­ verlust, der mit einem Richtfeld verbunden ist, leidet.

Polarisationsdiversitysysteme, die Paare von Antennen an der Basisstation und an den Teilnehmereinheiten beinhalten, sind ebenso vorgeschlagen worden, um das Problem eines Schwundes zu lösen. Herkömmliche Polarisationsdiversitysysteme haben einigen Erfolg gehabt, leiden allerdings unter einem Energieverlust von 3 dB aufgrund einer Übertragung in beide orthogonalen Polarisa­ tionen.

Es besteht daher eine Notwendigkeit für ein adaptives Polarisa­ tionsdiversitysystem für eine Funkverbindungsübertragung bzw. Richtfunkübertragung, welche den Nachteilen herkömmlicher Pola­ risationsdiversitysysteme begegnet.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein adaptives Polarisations­ diversitysystem für eine Funkverbindungsübertragung bzw. Richt­ funkübertragung.

Somit ist entsprechend der Lehre der vorliegenden Erfindung ein adaptives Polarisationsdiversitysystem für eine Funkverbindungs­ übertragung bzw. Richtfunkübertragung zur Verfügung gestellt, umfassend: (a) eine Antenne einer Basisstation zum Übertragen entweder einer im Uhrzeigersinn polarisierten Übertragung oder einer entgegen dem Uhrzeigersinn polarisierten Übertragung, wobei die Übertragung ein Trainingspilotsignal (training pilot signal) umfaßt, und (b) wenigstens eine Teilnehmereinheit zum Empfangen der Übertragung, wobei die wenigstens eine Teilnehmer­ einheit umfaßt: i) eine erste Antenne der Teilnehmereinheit zum Empfangen einer im Uhrzeigersinn polarisierten Übertragung, ii) eine zweite Antenne der Teilnehmereinheit zum Empfangen einer entgegen dem Uhrzeigersinn polarisierten Übertragung, und iii) einen Zweikanal-Empfänger zum adaptiven Kombinieren der im Uhr­ zeigersinn polarisierten Übertragung mit der entgegen dem Uhr­ zeigersinn polarisierten Übertragung im Verhältnis zu einer ersten bzw. zweiten Wichtung, wobei der Zweikanal-Empfänger die erste und die zweite Wichtung bestimmt, um so das Trainingspi­ lotsignal im wesentlichen optimal zu empfangen.

Entsprechend einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung führt der Zweikanal-Empfänger einen Direkt-Matrix-Inversions-(DMI)-Algorithmus zum Verarbeiten einer Anzahl von Abtastwerten aus jedem seiner Kanäle aus, um so die erste Wichtung und die zweite Wichtung zu bestimmen.

Entsprechend einem noch anderen Merkmal der vorliegenden Erfin­ dung führt der Zweikanal-Empfänger einen Mittleren-Fehlerquadrat-(LMS)-Algorithmus zum Verarbeiten einer Anzahl von Abtast­ werten aus jedem seiner Kanäle aus, um so die erste Wichtung und die zweite Wichtung zu bestimmen.

Entsprechend einem noch weiteren Merkmal der vorliegenden Erfin­ dung ist die erste Antenne der Teilnehmereinheit von der zweiten Antenne der Teilnehmereinheit beabstandet angeordnet ist.

Entsprechend einem weiterhin noch anderen Merkmal der vorliegen­ den Erfindung sind die erste Antenne der Teilnehmereinheit und die zweite Antenne der Teilnehmereinheit nebeneinander angeord­ net sind.

Entsprechend einem noch weiterhin anderen Merkmal der vorliegen­ den Erfindung ist die wenigstens eine Teilnehmereinheit als eine an einem Fahrzeug angebrachte Vorrichtung realisiert.

Entsprechend einem weiterhin noch anderen Merkmal der vorliegen­ den Erfindung ist die wenigstens eine Teilnehmereinheit als eine in einer Hand zu haltende Vorrichtung realisiert.

Es ist auch entsprechend der Lehre der vorliegenden Erfindung ein adaptives Polarisationsdiversitysystem für eine Funkverbin­ dungsübertragung bzw. Richtfunkübertragung vorgesehen, umfas­ send: (a) eine Basisstation zum Übertragen einer Übertragung, die ein Trainingspilotsignal umfaßt, wobei die Basisstation umfaßt: i) eine erste Antenne der Basisstation zum Übertragen einer ersten polarisierten Übertragung, ii) eine zweite Antenne der Basisstation zum Übertragen einer zweiten polarisierte Über­ tragung, wobei die zweite polarisierte Übertragung orthogonal zu der ersten polarisierten Übertragung ist, und (b) wenigstens eine Teilnehmereinheit zum Empfangen der Übertragung, wobei die wenigstens eine Teilnehmereinheit umfaßt i) eine erste Antenne der Teilnehmereinheit zum Empfangen einer ersten polarisierten Übertragung, wobei die erste Antenne der Teilnehmereinheit eine gemeinsame Polarisation mit der ersten Antenne der Basisstation teilt, ii) eine zweite Antenne der Teilnehmereinheit zum Empfan­ gen einer zweiten polarisierten Übertragung, wobei die zweite Antenne der Teilnehmereinheit eine gemeinsame Polarisation mit der zweiten Antenne der Basisstation teilt, und iii) einen Zwei­ kanal-Empfänger zum adaptiven Kombinieren der ersten polarisier­ ten Übertragung mit der zweiten polarisierten Übertragung im Verhältnis zu einer ersten bzw. zweiten Wichtung, wobei der Zweikanal-Empfänger die erste und die zweite Wichtung bestimmt, um so das Trainingspilotsignal im wesentlichen optimal zu emp­ fangen.

Entsprechend einem weiteren Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die erste Antenne der Basisstation im wesentlichen vertikal polarisiert und ist die zweite Antenne der Basisstation im we­ sentlichen horizontal polarisiert.

Die Erfindung wird nachfolgend lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:

Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm einer ersten Ausfüh­ rungsform eines zirkularen adaptiven Polarisations­ diversitysystems für eine Funkverbindungsübertragung bzw. Richtfunkübertragung ist, welches als ein adap­ tives System direkter Speisung ausgeführt ist,

Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm einer zweiten Ausfüh­ rungsform eines zirkularen adaptiven Polarisations­ diversitysystems für eine Funkverbindungsübertragung bzw. Richtfunkübertragung ist, welches als ein adap­ tives Rückkopplungssystem ausgeführt ist,

Fig. 3 ein schematisches Blockdiagramm einer ersten Ausfüh­ rungsform eines linearen orthogonalen adaptiven Pola­ risationsdiversitysystems für eine Funkverbindungs­ übertragung bzw. Richtfunkübertragung ist, welches als ein adaptives System direkter Speisung ausgeführt ist, und

Fig. 4 ein schematisches Blockdiagramm einer zweiten Ausfüh­ rungsform eines linearen orthogonalen adaptiven Pola­ risationsdiversitysystems für eine Funkverbindungs­ übertragung bzw. Richtfunkübertragung ist, welches als ein adaptives Rückkopplungssystem ausgeführt ist.

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um ein adaptives Polarisationsdiversitysystem für eine Funkverbindungsübertragung bzw. Richtfunkübertragung.

Die Prinzipien und Funktionsweise des adaptiven Polarisations­ diversitysystems für eine Funkverbindungsübertragung gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und die beiliegende Beschreibung besser verständlich.

Allgemein gesagt, kombiniert das adaptive Polarisationsdiver­ sitysystem der vorliegenden Erfindung adaptiv orthogonal polari­ sierte Signale, um eine effektive Polarisation zu erhalten, welche die tatsächliche Polarisation eines eingehenden empfange­ nen Signals anpaßt. Dies wird durch ein adaptives Zuordnen bzw. Zuweisen von Wichtungen bzw. Wertungen an beide orthogonal pola­ risierten Signale erreicht, um so ein Trainingspilotsignal zu maximieren, welches durch das eingehende Signal übertragen wird. Das adaptive Polarisationsdiversitysystem kann entweder als ein adaptives System direkter Speisung (direct feed adaptive Sys­ tem), welches einen Direkt-Matrix-Inversions-(DMI)-Algorithmus (Direct Matrix Inversion (DMI) algorithm) zum Bestimmen der Wichtungen bzw. Wertungen verwendet, oder als ein adaptives Rückkopplungssystem (feedback adaptive system), welches einen Mittleren-Fehlerquadrat-(LMS)-Algorithmus (Least Mean Square (LMS) algorithm) zum Bestimmen der Wichtungen bzw. Wertungen verwendet, ausgeführt sein. Das Diversityschema bzw. Verschie­ denartigkeitsschema wird beibehalten, da die Mehrfachreflexionen einer Übertragung während einer Mehrwegeausbreitung von einer Basisstation zu einer abgesetzten Teilnehmereinheit eine hohe Dekorrelation zwischen den orthogonal polarisierten Komponenten des eingehenden empfangenden Signals aufweisen.

Weiterhin kann das adaptive Polarisationsdiversitysystem an einer Basisstation für eine Funkverbindungsübertragung bzw. Richtfunkübertragung in Aufwärtsrichtung oder an einer Teilneh­ mereinheit für eine Funkverbindungsübertragung bzw. Richtfunk­ übertragung in Abwärtsrichtung eingesetzt werden. Alternativ kann das adaptive Polarisationsdiversitysystem an einer Basis­ station und einer Teilnehmereinheit für eine Zweiwege-Funkver­ bindungsübertragung bzw. Zweiwege-Richtfunkübertragung einge­ setzt werden. Somit kann das adaptive Polarisationsdiversity­ system für eine mobile Funkverbindungsübertragung, WLAN-Funkver­ bindungsübertragung, Fernmeß-Funkverbindungsübertragung und dergleichen ausgeführt sein. Eine mobile Funkverbindungsüber­ tragung beinhaltet eine Teilnehmereinheit, die als eine an einem Fahrzeug angeordnete Vorrichtung oder eine in einer Hand zu hal­ tende Vorrichtung realisiert ist.

Nun bezugnehmend auf die Zeichnungen zeigt die Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines im allgemeinen mit 10 bezeichneten adapti­ ven Polarisationsdiversitysystems für eine Funkverbindungsüber­ tragung bzw. Richtfunkübertragung, die gemäß der Lehre der vor­ liegenden Erfindung konstruiert und wirksam ist. Lediglich zum Zwecke der Erläuterung ist das adaptive Polarisationsdiversity­ system 10 für eine Funkverbindungsübertragung in Abwärtsrichtung von einer Basisstation 12 zu einer oder mehreren Teilnehmerein­ heiten 14, die physikalisch an einem Teilnehmereinheitsstandort lokalisiert sind, eingesetzt. Es sollte bemerkt werden, daß das adaptive Polarisationsdiversitysystem 10 ebenso für eine Funk­ verbindungsübertragung in Aufwärtsrichtung von einer Teilnehmer­ einheit zu einer Basisstation und für eine Zweiwege-Funkverbin­ dungsübertragung zwischen einer Basisstation und einer Teilneh­ mereinheit ausgeführt sein kann.

Die Basisstation 12 umfaßt eine Antenne 16, die entweder eine zirkulare Polarisation im Uhrzeigersinn oder eine zirkulare Polarisation entgegen dem Uhrzeigersinn aufweist. Aus Gründen, die nachfolgend ersichtlich werden, überträgt die Übertragung von der Basisstation 16 ein moduliertes Trainingspilotsignal. In beiden Fällen kommt einiges der Übertragung von der Antenne 16 an der Teilnehmereinheit 14 als eine im Uhrzeigersinn polari­ sierte Übertragung und der Rest als eine entgegen dem Uhrzeiger­ sinn polarisierte Übertragung aufgrund der vielfachen Mehrwege­ reflexionen an. Die Verteilung zwischen zwei zirkularen polari­ sierten Übertragungen hängt von einer Anzahl von Faktoren, die den Mehrweg zwischen der Basisstation 12 und der Teilnehmerein­ heit 14 beinhalten, und dergleichen ab.

Somit umfaßt die Teilnehmereinheit 14 ein Antennenpaar 18, das eine Antenne 20 der Teilnehmereinheit, welche eine zirkulare Polarisation im Uhrzeigersinn aufweist, um die Polarisationskom­ ponente der Übertragung im Uhrzeigersinn zu empfangen, und eine Antenne 22 der Teilnehmereinheit, welche eine zirkulare Polari­ sation entgegen dem Uhrzeigersinn aufweist, um die Polarisa­ tionskomponente der Übertragung entgegen dem Uhrzeigersinn zu empfangen, umfaßt. Die Antennen 20 und 22 des Antennenpaares 18 sind vorzugsweise nebeneinander angeordnet, derart, daß die Teilnehmereinheit 14 leicht als eine an einem Fahrzeug montierte Vorrichtung oder eine in der Hand zu haltende Vorrichtung ausge­ führt sein kann. Alternativ können die Antennen 20 und 22 in einer zueinander beabstandeten Konfiguration eingesetzt sein.

Die Teilnehmereinheit 14 beinhaltet einen im allgemeinen mit 24 bezeichneten Zweikanal-Empfänger zum adaptiven Kombinieren von Signalen entsprechend der im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhr­ zeigersinn polarisierten Komponenten, welche durch die Antennen 20 bzw. 22 erhalten sind, entsprechend einer ersten bzw. zweiten Wichtung bzw. Wertung, um so eine Übertragung von der Basissta­ tion 12 an die Teilnehmereinheit 14 optimal zu erhalten. Der Zweikanal-Empfänger 24 kann als Teil des Demodulators der Teil­ nehmereinheit 14 oder alternativ dazu extern ausgeführt sein.

Daher umfaßt der Zweikanal-Empfänger 24 einen im allgemeinen mit 26 bezeichneten ersten Kanal zum Verarbeiten bzw. Bearbeiten der im Uhrzeigersinn polarisierten Komponente der Übertragung, wel­ che durch die Antenne 20 empfangen wird, und einen im allgemei­ nen mit 28 bezeichneten zweiten Kanal zum Verarbeiten bzw. Be­ arbeiten der entgegen dem Uhrzeigersinn polarisierten Komponente der Übertragung, welche durch die Antenne 22 empfangen wird. Es sollte bemerkt werden, daß die Kanäle 26 und 28 benötigt werden, um eine identische Gruppenlaufzeit bzw. Signallaufzeit und Ver­ stärkungseigenschaften zu besitzen, um so eine optimale Kombina­ tion innerhalb der empfangenen Signalbandbreite sicherzustellen.

Die Kanäle 26 und 28 umfassen jeweils vier Funktionseinheiten, die nun unter Bezugnahme auf den Kanal 26 beschrieben werden. Erstens umfaßt der Kanal 26 einen RF-Tuner 30 zum Bereitstellen eines ZF-Signals (IF signal) entsprechend der im Uhrzeigersinn polarisierten Komponente der Übertragung, welche an der Antenne 20 empfangen wird. Zweitens umfaßt der Kanal 26 einen synchroni­ schen Detektor 32 zum Bereitstellen der realen gleichphasigen und imaginären Quadraturkomponenten des ZF-Signals. Der synchro­ nische Detektor 32 konvertiert das ZF-Signal vorzugsweise nach unten auf eine Basisbandfrequenz oder eine Nachbar-Basisband­ frequenz. Drittens umfaßt der Kanal 26 einen A/D-Wandler bzw. eine A/D-Wandlereinheit 34 zum Abtasten der gleichphasigen und Quadraturkomponenten, um eine Folge bzw. Sequenz von digitali­ sierten komplexen Abtastwerten bereitzustellen. Und schließlich umfaßt der Kanal 26 einen komplexen Multiplizierer bzw. Verviel­ facher bzw. eine komplexe Multiplizierschaltung 36 zum Multipli­ zieren von Paaren von komplexen Zahlen, die aus einem komplexen Abtastwert aus dem A/D-Wandler 36 und einer komplexen Wichtung bzw. Wertung, welche durch einen nachfolgend beschriebenen kom­ plexen Wichtungsgenerator bzw. Wertungsgenerator bzw. Wertig­ keitsgenerator 46 zur Verfügung gestellt ist, bestehen. In einer ähnlichen Weise umfaßt der Kanal 28 einen RF-Tuner 38, einen synchronischen Detektor 40, einen A/D-Wandler bzw. eine A/D-Wandlereinheit 42 und einen komplexen Multiplizierer bzw. Ver­ vielfacher bzw. eine komplexe Multiplizierschaltung 44.

In dem Fall, daß das adaptive Polarisationsdiversitysystem 10 als ein adaptives System direkter Speisung ausgeführt ist, be­ stimmt der komplexe Wichtungsgenerator 46 die Wichtungen bzw. Wertungen, die den Signalen von jedem der Kanäle 26 und 28 zuzu­ weisen sind, durch die Anwendung eines Direkt-Matrix-Inversions-(DMI)-Algorithmus, um so das modulierte Trainingspilotsignal, welches als Teil einer Übertragung von der Basisstation 12 zu der Teilnehmereinheit 14 übertragen wird, optimal zu empfangen. Typischerweise verarbeitet bzw. bearbeitet der DMI-Algorithmus eine ausreichende Anzahl von Abtastwerten aus dem komplexen Multiplizierer 36 und komplexen Multiplizierer 44, um so eine gute Abschätzung der optimalen Wichtungen bzw. Wertungen zu erhalten. Schließlich umfaßt der Zweikanal-Empfänger 24 einen komplexen Addierer bzw. eine komplexe Addierschaltung 48 zum adaptiven Kombinieren von komplexen Zahlen aus den komplexen Multiplizierern 36 und 44 entsprechend den Wichtungen bzw. Wer­ tungen, die durch den komplexen Wichtungsgenerator 46 bestimmt sind.

Kurz auf die Fig. 2 kommend bestimmt der komplexe Wichtungsgene­ rator 46 im Fall, daß das adaptive Polarisationsdiversitysystem 10 als ein adaptives Rückkopplungssystem ausgeführt ist, die Wichtungen bzw. Wertungen, die den Signalen von jedem der Kanäle 26 und 28 zuzuweisen sind, durch die Anwendung eines Mittleren- Fehlerquadrat-(LMS)-Algorithmus, um so das modulierte Trainig­ spilotsignal, welches als Teil einer Übertragung von der Basis­ station 12 zu der Teilnehmereinheit 14 übertragen wird, optimal zu empfangen. Wie gezeigt, empfängt der komplexe Wichtungsgene­ rator 46 die digitalisierten komplexen Abtastwerte aus den AD-Wandlern 34 und 44 sowie ein Fehlersignal aus einem komplexen Subtrahierer bzw. einer komplexen Subtrahierschaltung 49, welche das kombinierte Signal aus dem komplexen Addierer 48 von einer gewünschten Antwort in Form des modulierten Trainingspilotsig­ nals subtrahiert.

Es sollte bemerkt werden, daß die komplexen Multiplizierer 36 und 44, der komplexe Wichtungsgenerator 46 und der komplexe Addierer 48 sowie der komplexe Subtrahierer 49 entweder in Soft­ ware oder als Hardwarekomponenten, wie im Stand der Technik bekannt, ausgeführt sein können.

Es kann leicht bemerkt werden, daß der Zweikanal-Empfänger 24 somit alles in allem in beiden Fällen die Signale entsprechend der im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn polarisier­ ten Komponenten der Übertragung, welche von den Antennen 20 bzw. 22 empfangen werden, adaptiv wichtet bzw. wertet, um so eine Kreuzpolarisation der Übertragung zu kompensieren, die durch die Antenne 16 übertragen wird, welche durch eine Mehrwegeausbrei­ tung von der Basisstation 12 zu der Teilnehmereinheit 14, die unbestimmte Orientierung bzw. Ausrichtung des Antennenpaares 20 und dergleichen hervorgerufen wird.

Nun bezugnehmend auf die Fig. 3 und 4, stellen die Blockdiagram­ me andere Ausführungsformen eines im allgemeinen mit 50 bezeich­ neten Polarisationsdiversitysystems für eine Funkverbindungs­ übertragung bzw. Richtfunkübertragung dar, die entsprechend der Lehre der vorliegenden Erfindung konstruiert und wirksam ist. Wie zuvor, wird das adaptive Polarisationsdiversitysystem 50 für eine Funkverbindungsübertragung bzw. Richtfunkübertragung in Abwärtsrichtung in Abwärtsrichtung von einer Basisstation 12 zu einer oder mehreren Teilnehmereinheiten 14 eingesetzt.

In diesem Fall umfaßt die Basisstation 12 ein Antennenpaar 52, das eine erste Antenne 54 der Basisstation, welche eine erste Polarisation aufweist, und eine zweite Antenne 56 der Basissta­ tion, welche eine zweite Polarisation aufweist, umfaßt. Die Antenne 54 der Basisstation und die Antenne 56 der Basisstation sind derart ausgeführt, daß ihre Polarisationen orthogonal sind, um so sicherzustellen, daß ein (Fern-)Nebensprechen bzw. Über­ sprechen zwischen zwei Übertragungen auf ein Minimum reduziert ist. Die Antennen des Antennenpaares 52 sind vorzugsweise neben­ einander angeordnet, können jedoch ebenso voneinander beabstan­ det angeordnet sein.

Vorzugsweise sind die Antenne 54 der Basisstation und die Anten­ ne 56 der Basisstation derart ausgeführt, daß die Antenne 54 der Basisstation eine vertikale Polarisation aufweist und die Anten­ ne 56 der Basisstation eine horizontale Polarisation aufweist. Allerdings kann jede zu einem Inertial-Koordinatensystem relati­ ve Ausrichtung so lange eingesetzt werden, wie die Bedingung der Orthogonalität zwischen den Polarisationen der Übertragungen von den Antennen 54 und 56 aufrechterhalten ist.

Die Teilnehmereinheit 14 umfaßt ein Antennenpaar 58, das eine erste Antenne 60 der Teilnehmereinheit, welche eine gemeinsame Polarisation mit der Antenne 54 der Basisstation teilt, um so vertikal polarisierte Übertragungen zu empfangen, und eine zwei­ te Antenne 62 der Teilnehmereinheit, welche eine gemeinsame Polarisation mit der Antenne 56 der Basisstation teilt, um so horizontal polarisierte Übertragungen zu empfangen, umfaßt. In einer ähnlichen Weise wie das Antennenpaar 58 sind die Antennen 60 und 62 des Antennenpaares 58 vorzugsweise nebeneinander an­ geordnet, derart, daß die Teilnehmereinheit 14 als eine auf einem Fahrzeug angebrachte Vorrichtung oder eine in der Hand gehaltene Vorrichtung einfach realisiert werden kann.

Somit ist die Antenne 60 der Teilnehmereinheit vorzugsweise als ein einpoliger Antennentyp ausgeführt, um so eine vertikale Polarisation aufzuweisen, und ist die Antenne 62 der Teilnehmer­ einheit vorzugsweise als ein Schleifenantennentyp bzw. Rahmen­ antennentyp ausgeführt, um so eine horizontale Polarisation aufzuweisen. Wie zuvor, ist jede Antennenausführung für das Antennenpaar 58 so lange akzeptierbar, wie die Bedingung der Orthogonalität zwischen den Polarisationen der Antennen 60 und 62 beibehalten ist.

Es kann leicht bemerkt werden, daß die vertikal polarisierte Übertragung, die durch die Antenne 60 empfangen wird, typischer­ weise eine größere Komponente entsprechend der vertikal polari­ sierten Übertragung von der Antenne 54 und eine kleinere Kom­ ponente entsprechend der horizontal polarisierten Übertragung von der Antenne 56 aufgrund deren Kreuzpolarisation umfaßt. In einer ähnlichen Weise umfaßt die horizontal polarisierte Über­ tragung, die durch die Antenne 62 empfangen wird, typischerweise eine größere Komponente entsprechend der horizontal polarisier­ ten Übertragung von der Antenne 56 und eine kleinere Komponente entsprechend der vertikal polarisierten Übertragung von der Antenne 54 aufgrund deren Kreuzpolarisation.

Daher umfaßt das adaptive Polarisationsdiversitysystem 50 einen Zweikanal-Empfänger 24, der oben beschrieben ist, mit der Aus­ nahme, daß in diesem Fall der Zweikanal-Empfänger 24 die Signale entsprechend der vertikal und horizontal polarisierten Übertra­ gungen, die durch die Antennen 60 bzw. 62 empfangen werden, adaptiv kombiniert, um so eine Übertragung von der Basisstation 12 zu der Teilnehmereinheit 14 optimal zu empfangen. Wie zuvor, kann der Zweikanal-Empfänger 24 entweder als ein adaptives Sys­ tem direkter Speisung oder als ein adaptives Rückkopplungssystem ausgeführt werden.

Während die Erfindung unter Bezugnahme auf eine begrenzte Anzahl von Ausführungsformen beschrieben worden ist, ist es verständ­ lich, daß viele Variatiationen, Modifikationen und andere Anwen­ dungen der Erfindung möglich sind.

Claims (17)

1. Adaptives Polarisationsdiversitysystem für eine Funkverbin­ dungsübertragung, umfassend:

• (a) eine Antenne (16) einer Basisstation (12) zum Übertragen entweder einer im Uhrzeigersinn polarisierten Übertragung oder einer entgegen dem Uhrzeigersinn polarisierten Über­ tragung, wobei die Übertragung ein Trainingspilotsignal umfaßt, und
• (b) wenigstens eine Teilnehmereinheit (14) zum Empfangen der Übertragung, wobei die wenigstens eine Teilnehmereinheit (14) umfaßt
  • i) eine erste Antenne (20) der Teilnehmereinheit (14) zum Empfangen einer im Uhrzeigersinn polarisierten Über­ tragung,
  • ii) eine zweite Antenne (22) der Teilnehmereinheit (14) zum Empfangen einer entgegen dem Uhrzeigersinn polari­ sierten Übertragung, und
  • iii) einen Zweikanal-Empfänger (24) zum adaptiven Kombinie­ ren der im Uhrzeigersinn polarisierten Übertragung mit der entgegen dem Uhrzeigersinn polarisierten Übertra­ gung im Verhältnis zu einer ersten bzw. zweiten Wich­ tung, wobei der Zweikanal-Empfänger (24) die erste und die zweite Wichtung bestimmt, um so das Trainingspi­ lotsignal im wesentlichen optimal zu empfangen.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwei­ kanal-Empfänger (24) einen Direkt-Matrix-Inversions-(DMI)-Algo­ rithmus zum Verarbeiten einer Anzahl von Abtastwerten aus jedem seiner Kanäle (26, 28) ausführt, um so die erste Wichtung und die zweite Wichtung zu bestimmen.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwei­ kanal-Empfänger (24) einen Mittleren-Fehlerquadrat-(LMs)-Algo­ rithmus zum Verarbeiten einer Anzahl von Abtastwerten aus jedem seiner Kanäle (26, 28) ausführt, um so die erste Wichtung und die zweite Wichtung zu bestimmen.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die erste Antenne (20) der Teilnehmereinheit (14) von der zweiten Antenne (22) der Teilnehmereinheit (14) beabstandet angeordnet ist.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Antenne (20) der Teilnehmereinheit (14) und die zweite Antenne (22) der Teilnehmereinheit (14) neben­ einander angeordnet sind.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, daß wenigstens eine Teilnehmereinheit (14) als eine an einem Fahrzeug angebrachte Vorrichtung realisiert ist.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens eine Teilnehmereinheit (14) als eine in einer Hand zu haltende Vorrichtung realisiert ist.

8. Adaptives Polarisationsdiversitysystem für eine Funkverbin­ dungsübertragung, umfassend:

• (a) eine Basisstation (12) zum Übertragen einer Übertragung, die ein Trainingspilotsignal umfaßt, wobei die Basisstation (12) umfaßt:
  • i) eine erste Antenne (54) der Basisstation (12) zum Übertragen einer ersten polarisierten Übertragung,
  • ii) eine zweite Antenne (56) der Basisstation (12) zum Übertragen einer zweiten polarisierten Übertragung, wobei die zweite polarisierte Übertragung orthogonal zu der ersten polarisierten Übertragung ist, und
• (b) wenigstens eine Teilnehmereinheit (14) zum Empfangen der Übertragung, wobei die wenigstens eine Teilnehmereinheit (14) umfaßt
  • i) eine erste Antenne (60) der Teilnehmereinheit (14) zum Empfangen einer ersten polarisierten Übertragung, wobei die erste Antenne (60) der Teilnehmereinheit (14) eine gemeinsame Polarisation mit der ersten An­ tenne (54) der Basisstation (12) teilt,
  • ii) eine zweite Antenne (62) der Teilnehmereinheit (14) zum Empfangen einer zweiten polarisierten Übertragung, wobei die zweite Antenne (62) der Teilnehmereinheit (14) eine gemeinsame Polarisation mit der zweiten Antenne (56) der Basisstation (12) teilt, und
  • iii) einen Zweikanal-Empfänger (24) zum adaptiven Kombinie­ ren der ersten polarisierten Übertragung mit der zwei­ ten polarisierten Übertragung im Verhältnis zu einer ersten bzw. zweiten Wichtung, wobei der Zweikanal-Empfänger (24) die erste und die zweite Wichtung be­ stimmt, um so das Trainingspilotsignal im wesentlichen optimal zu empfangen.

9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwei­ kanal-Empfänger (24) einen Direkt-Matrix-Inversions-(DMI)-Algo­ rithmus zum Verarbeiten einer Anzahl von Abtastwerten aus jedem seiner Kanäle (26, 28) ausführt, um so die erste Wichtung und die zweite Wichtung zu bestimmen.

10. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zweikanal-Empfänger (24) einen Mittleren-Fehlerquadrat-(LMS)-Algorithmus zum Verarbeiten einer Anzahl von Abtastwerten aus jedem seiner Kanäle (26, 28) ausführt, um so die erste Wichtung und die zweite Wichtung zu bestimmen.

11. System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Antenne (54) der Basisstation (12) ver­ tikal polarisiert ist und die zweite Antenne (56) der Basissta­ tion (12) horizontal polarisiert ist.

12. System nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Antenne (54) der Basisstation (12) von der zweiten Antenne (56) der Basisstation (12) beabstandet an­ geordnet ist.

13. System nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Antenne (54) der Basisstation (12) und die zweite Antenne (56) der Basisstation (12) nebeneinander an­ geordnet sind.

14. System nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Antenne (60) der Teilnehmereinheit (14) von der zweiten Antenne (62) der Teilnehmereinheit (14) beab­ standet angeordnet ist.

15. System nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die erste Antenne (60) der Teilnehmereinheit (14) und die zweite Antenne (62) der Teilnehmereinheit (14) neben­ einander angeordnet sind.

16. System nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens eine Teilnehmereinheit (14) als eine an einem Fahrzeug angebrachte Vorrichtung realisiert ist.

17. System nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekenn­ zeichnet, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Teilneh­ mereinheit (14) als eine in einer Hand zu haltende Vorrichtung realisiert ist.