專利名稱：適合高移動(dòng)性的天線適應(yīng)性比較方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)可以用來(lái)在基站和一個(gè)或多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)單元之間提供無(wú)線通信。基站通常是受計(jì)算機(jī)控制的與陸基公共交換電話網(wǎng)(PSTN)互連的收發(fā)器組。基站包括把正向鏈路射頻信號(hào)發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)單元的天線裝置?；咎炀€還負(fù)責(zé)接收從每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)單元發(fā)射的反向鏈路射頻信號(hào)。
每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)單元也包括用來(lái)接收正向鏈路信號(hào)和發(fā)射反向鏈路信號(hào)的天線裝置。典型的現(xiàn)場(chǎng)單元是數(shù)字式蜂窩電話手機(jī)或與蜂窩調(diào)制解調(diào)器耦合的個(gè)人計(jì)算機(jī)。在CDMA蜂窩系統(tǒng)中，多樣的現(xiàn)場(chǎng)單元可以在同一頻率上發(fā)射和接收信號(hào)，但是采用不同的代碼，以允許在每個(gè)單元基礎(chǔ)上檢測(cè)信號(hào)。
在現(xiàn)場(chǎng)單元用來(lái)發(fā)射和接收信號(hào)的最普通的天線類型是單極或全向天線。這個(gè)類型的天線由與現(xiàn)場(chǎng)單元內(nèi)的收發(fā)器耦合的單一的金屬線或天線要素。收發(fā)器接收要從現(xiàn)場(chǎng)單元里面的電路系統(tǒng)發(fā)射的反向鏈路信號(hào)并且按分配給那個(gè)現(xiàn)場(chǎng)單元的特殊的頻率調(diào)制將該信號(hào)調(diào)制到天線要素上。在特定的頻率下天線要素收到的正向鏈路信號(hào)被收發(fā)器解調(diào)并且供應(yīng)給現(xiàn)場(chǎng)單元之內(nèi)的處理電路系統(tǒng)。
從單極天線發(fā)射的信號(hào)實(shí)際上是全向的。即，信號(hào)在一般的水平平面中以同一信號(hào)強(qiáng)度往四面八方發(fā)送。用單極天線要素的信號(hào)接收同樣是全向的。單極天線不用它檢測(cè)一個(gè)方向的信號(hào)的能力對(duì)來(lái)自另一個(gè)方向的相同或不同的信號(hào)的檢測(cè)結(jié)果求導(dǎo)。
現(xiàn)場(chǎng)單元可使用的第二種天線是在美國(guó)專利第5,617,102號(hào)中描述的。其中描述的系統(tǒng)提供由安裝在膝上型計(jì)算機(jī)外殼上的兩個(gè)天線要素組成的定向天線。該系統(tǒng)包括附著到兩個(gè)要素上的移相電路。為了影響在與計(jì)算機(jī)通信期間發(fā)射或接收的信號(hào)的相位，移相電路可以被接通或斷開。通過(guò)接通移相電路，天線輻射方向圖可以被修改成預(yù)定的半球形的方向圖，它提供信號(hào)強(qiáng)度或增益集中的發(fā)射波束方向特性區(qū)域。雙要素天線將信號(hào)引進(jìn)預(yù)定的象限或半球，以便考慮到在相對(duì)于基站的取向方面大的變化，同時(shí)使信號(hào)損失減到最小。
另一種類型的天線是使用至少一個(gè)居中的有源天線要素和多樣的無(wú)源天線要素的掃描定向天線。通過(guò)改變無(wú)源天線要素和地平面之間的阻抗設(shè)定，定向天線產(chǎn)生的波束能在與無(wú)源天線要素的數(shù)目有關(guān)的固定數(shù)目的方向上掃描。這種定向天線的例子是由Pritchett在美國(guó)專利第5,767,807號(hào)中描述的。
本發(fā)明的概述為了確定設(shè)定定向天線的掃描角度的方向，控制器通常測(cè)量諸如來(lái)自基站的功率輸出已知的恒定不變的導(dǎo)頻信號(hào)之類的信號(hào)的信噪比。導(dǎo)頻信號(hào)的測(cè)量發(fā)生在空閑時(shí)段，在該時(shí)段沒(méi)有數(shù)據(jù)通信在現(xiàn)場(chǎng)單元和基站之間發(fā)生。根據(jù)測(cè)量結(jié)果，可以選擇新的掃描角度，以使朝向與相同的或不同的基站相關(guān)聯(lián)的天線塔的天線增益最大。這種選擇技術(shù)的例子是由Gothard等人在2001年5月16日申請(qǐng)的以“Adaptive Antenna for Use in WirelessCommunication System(在無(wú)線通信系統(tǒng)中使用的自適應(yīng)天線)”為題的未授權(quán)的美國(guó)專利申請(qǐng)第09/859,001號(hào)中討論的。
在為了選擇掃描角度在空閑時(shí)段進(jìn)行測(cè)量的情況下問(wèn)題發(fā)生在使用定向天線的現(xiàn)場(chǎng)單元被用在以比較高的速度行駛的車輛上的時(shí)候。在這種情況下，“最好的”掃描角度在現(xiàn)場(chǎng)單元處在“使用中”的時(shí)候改變，借此引起信號(hào)強(qiáng)度在現(xiàn)場(chǎng)單元和基站之間的損失。這個(gè)問(wèn)題在諸如配備定向天線的蜂窩電話之類的現(xiàn)場(chǎng)單元被簡(jiǎn)單地與電話一起“旋轉(zhuǎn)”(例如，以每秒60度的速率)的個(gè)人使用的情況下可能更引人注目。在這種情況下，由定向天線提供的增益由于瞄準(zhǔn)誤差迅速減少，而且信號(hào)惡化或脫落可能是現(xiàn)場(chǎng)單元所經(jīng)歷的。
為了改善配備定向天線的現(xiàn)場(chǎng)單元在快速變化的環(huán)境中的性能，如果再次掃描(即，選擇新的掃描角度)能在非空閑時(shí)段以足以使快速變化的環(huán)境(例如，最終用戶的旋轉(zhuǎn))引起的信號(hào)惡化作用減到最小的高速度發(fā)生將是有利的。
因此，本發(fā)明的原則包括使測(cè)量用在定向天線的適應(yīng)性方面。使用本發(fā)明的系統(tǒng)使定向天線的掃描角度在接收信息運(yùn)載信號(hào)的預(yù)定部分期間暫時(shí)從當(dāng)前的掃描角度改變到至少一個(gè)試用掃描角度。在各個(gè)試用掃描角度下，與每個(gè)試用掃描角度相關(guān)聯(lián)的試用衡量標(biāo)準(zhǔn)被系統(tǒng)確定。然后，系統(tǒng)基于該試用衡量標(biāo)準(zhǔn)選擇下一個(gè)掃描角度。信息運(yùn)載信號(hào)的預(yù)定部分的例子包括功率控制位(PCB)和小部分的正向糾錯(cuò)(FEC)信息塊。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明本發(fā)明的上述和其它的目的、特征和優(yōu)勢(shì)從下面結(jié)合同樣的參考符號(hào)在不同的視圖中處處表示同一部份的附圖更具體地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案將變得明顯。這些附圖不必按比例繪制，而是將重點(diǎn)放在舉例說(shuō)明本發(fā)明的原則上。


圖1A是依照本發(fā)明的原則裝備了用定向天線操作的現(xiàn)場(chǎng)單元的車輛的示意圖；圖1B是有利用本發(fā)明的原則的手機(jī)的最終用戶的示意圖；圖1C是圖1A和1B的定向天線和相關(guān)的天線波束的示意圖；圖2A是在圖1A和1B的現(xiàn)場(chǎng)單元中使用的把功率控制位(PCB)在IS-95無(wú)線通信系統(tǒng)中插進(jìn)符號(hào)的電路方框圖；圖2B是指出在圖2A的電路產(chǎn)生的符號(hào)中功率控制位的位置的時(shí)序圖；圖2C是指出包含在FEC信息塊中用于圖2B的編碼符號(hào)的信息位的框架圖；圖3舉例說(shuō)明圖1A和1B的現(xiàn)場(chǎng)單元中的信號(hào)強(qiáng)度和天線控制信號(hào)；圖4是舉例說(shuō)明用于模擬圖3的同時(shí)發(fā)生的參數(shù)的熒屏畫面；圖5是舉例說(shuō)明圖1A和1B的現(xiàn)場(chǎng)單元的不同的旋轉(zhuǎn)速度怎樣影響信號(hào)脫落百分比的曲線圖；圖6是說(shuō)明多數(shù)選擇算法為什么對(duì)圖1A和1B的現(xiàn)場(chǎng)單元有用的跡線；圖7是圖1A和1B的現(xiàn)場(chǎng)單元可以使用的示范電路的方框圖；圖8A是用于圖1A和1B的現(xiàn)場(chǎng)單元的示范接收器的方框圖，其中AGC組件信號(hào)輸出被用來(lái)確定用來(lái)測(cè)知在通信鏈路的信號(hào)路徑上傳播的通信信號(hào)的振幅方面的快速變化的衡量標(biāo)準(zhǔn)；
圖8B是圖8A的AGC信號(hào)曲線。
本發(fā)明的詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案描述如下。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案描述如下。
圖1是可以使用本發(fā)明的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)100的示意圖。網(wǎng)絡(luò)100可以是碼分多址(CDMA)的、時(shí)分多址(TDMA)的、時(shí)分雙工(TDD)的、頻分雙工(FDD)的、WiFi、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)或其它的無(wú)線網(wǎng)路。網(wǎng)絡(luò)100包括基站105a、105b、105c(統(tǒng)稱105)和采用諸如Chiang等人在2003年2月4日頒發(fā)的美國(guó)專利第6,515,635號(hào)中或Gothard等人在2001年5月16日申請(qǐng)的以“Adaptive Antennafor Use in Wireless Communication System(在無(wú)線的通信系統(tǒng)中使用的自適應(yīng)天線)”為題的美國(guó)專利申請(qǐng)第09/859,001號(hào)中描述的那種定向天線110和諸如Proctor，Jr.等人在2001年2月2日申請(qǐng)的以“Method and Apparatus for Performing Directional Re-Scan ofAdaptive Antenna(用來(lái)完成自適應(yīng)天線的再次定向掃描的方法和裝置)”為題的美國(guó)專利申請(qǐng)第09/776,396號(hào)中描述的那種用來(lái)優(yōu)化定向天線110的技術(shù)的無(wú)線通信現(xiàn)場(chǎng)單元108。這些專利和專利申請(qǐng)的全部教導(dǎo)在此通過(guò)引證被并入本文。
現(xiàn)場(chǎng)單元108可以是靜止的或被用在正在行駛的車輛115中?，F(xiàn)場(chǎng)單元108可以有用實(shí)線表示的以使用于與基站105a的通信的天線增益最大為目的的當(dāng)前的掃描角度120?，F(xiàn)場(chǎng)單元108可以使它的天線112從它當(dāng)前的掃描角度120暫時(shí)改變到至少一個(gè)試用掃描角度125a、125b、125c、...、125N。在每個(gè)試用的掃描角度125期間，現(xiàn)場(chǎng)單元108確定與每個(gè)試用的掃描角度125相關(guān)聯(lián)的衡量標(biāo)準(zhǔn)。基于這些衡量標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場(chǎng)單元108可以使掃描角度從當(dāng)前的掃描角度120改變到試用的掃描角度125之一，以便在正向的或反向的路徑中維持高的信噪比(SNR)或其它的衡量標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)程序可以稱為再次掃描。
不同于再次掃描發(fā)生在空閑(即，沒(méi)有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)正在基站105和現(xiàn)場(chǎng)單元108之間交流)時(shí)段的現(xiàn)有技術(shù)的教導(dǎo)，本發(fā)明的教導(dǎo)允許再次掃描發(fā)生在非空閑時(shí)段，在這種場(chǎng)合在非空閑時(shí)段的掃描發(fā)生在接收信息運(yùn)載信號(hào)的預(yù)定部分期間。通常，在IS-95網(wǎng)絡(luò)中，例如，預(yù)定部分是在功率控制位(PCB)或正向糾錯(cuò)(FEC)編碼信息塊的少數(shù)符號(hào)期間，但是可以是在信息運(yùn)載信號(hào)期間對(duì)信息運(yùn)載信號(hào)中的信息的轉(zhuǎn)移實(shí)質(zhì)上幾乎沒(méi)有影響的任何時(shí)間。
在非空閑時(shí)段完成再次掃描的好處是補(bǔ)償使用期間的掃描角度，以便維持高的信噪比(SNR)或其它的信號(hào)衡量標(biāo)準(zhǔn)，將信號(hào)損失減到最小。將信號(hào)損失減到最小將保證數(shù)據(jù)傳輸中的適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移或者話音傳輸系統(tǒng)中的話音質(zhì)量。通過(guò)在非空閑時(shí)段再次掃描，現(xiàn)場(chǎng)單元108能快速地適應(yīng)快速變化的環(huán)境，例如，車輛在公路上或圍繞著曲線快速運(yùn)動(dòng)。
圖1B是另一種環(huán)境，在這種環(huán)境中配備了方向天線110有能力在非空閑時(shí)段完成再次掃描的現(xiàn)場(chǎng)單元108是有用的。在這種應(yīng)用中，最終用戶130可以通過(guò)使用現(xiàn)場(chǎng)單元108借助無(wú)線通信與另一個(gè)人通信(例如，移動(dòng)電話)。最終用戶130在參與交談的時(shí)候可能是相當(dāng)愉快的。這種愉快程度本身可能被最終用戶130在交談期間以一對(duì)箭頭135所表示的旋轉(zhuǎn)表現(xiàn)出來(lái)。旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致當(dāng)前的掃描角度120不再直接指向基站105之一。
在這種情況下，再次掃描程序在轉(zhuǎn)變期間以這樣的方式發(fā)生以致最終用戶130不會(huì)體驗(yàn)到通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)單元108聽到的或發(fā)射的話音質(zhì)量的損失是有利的。因此，當(dāng)前的掃描角度120可以通過(guò)在接收正在用現(xiàn)場(chǎng)單元108接收或發(fā)射的話音信號(hào)的預(yù)定部分期間以致使最終用戶130體驗(yàn)到的話音質(zhì)量沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的損失的方式被暫時(shí)改變經(jīng)常受到測(cè)試。在這種情況下，當(dāng)前的掃描角度120可以暫時(shí)變成試用的掃描角度125a或125b，即兩個(gè)試用的掃描角度125a、125b可能都被測(cè)試，而且這些試用的掃描角度125a、125b之一可能被選中作為下一個(gè)當(dāng)前的掃描角度。人們應(yīng)該理解，如果最終用戶130不停地旋轉(zhuǎn)，當(dāng)前的掃描角度120也可能被不斷地改變，而且為了成比例地補(bǔ)償，再次掃描程序可能被相當(dāng)頻繁地使用，取決于最終用戶130旋轉(zhuǎn)有多快。
在再次掃描程序期間，用于測(cè)量試用掃描角度125的停留時(shí)間比數(shù)據(jù)幀小得多，在這種場(chǎng)合數(shù)據(jù)幀可以包括正向糾錯(cuò)(FEC)信息塊。再次掃描程序被說(shuō)成是通過(guò)“刺穿”一些FEC信息塊符號(hào)完成的，在這種情況下要么在沒(méi)有數(shù)據(jù)存在的時(shí)候(例如，在功率控制位(PCB)期間)預(yù)定已知的時(shí)間，要么利用FEC代碼通過(guò)使用糾錯(cuò)恢復(fù)由于刺穿遺失的任何數(shù)據(jù)。作為替代，預(yù)定部分可以少于單一功率控制指令生成周期的持續(xù)時(shí)間。
本發(fā)明的可以有條件地利用在CDMA正向鏈路信號(hào)的信息塊中的非數(shù)據(jù)符號(hào)來(lái)完成再次掃描。在這種情況下，它可以應(yīng)用于W-CDMA、IS-95或cdma2000系統(tǒng)，此時(shí)正向功率控制指令被“刺入”數(shù)據(jù)流，以便控制反向鏈路的發(fā)射(TX)功率。功率控制位可能被用于再次掃描的條件可以取決于用射頻(RF)接收信道的實(shí)測(cè)參數(shù)確定的現(xiàn)場(chǎng)單元的速度。
在現(xiàn)場(chǎng)單元108高速行進(jìn)(例如，在圖1A的車輛115中)的情況下，現(xiàn)場(chǎng)單元108的功率控制變成無(wú)效的，因?yàn)楣β士刂聘滤俾什蛔阋宰粉櫗h(huán)境相對(duì)于功率控制的變化速率。確定環(huán)境變化速率的一種途徑是在其全部教導(dǎo)在此通過(guò)引證并入本文的于2001年1月29日申請(qǐng)的以“Method and Apparatus for Detecting RapidChanges in Signaling Path Environment(用來(lái)檢測(cè)信號(hào)傳輸路徑環(huán)境方面的快速變化的方法和裝置)”為題的共同未決的美國(guó)專利申請(qǐng)第09/772,176號(hào)中討論的。在那些教導(dǎo)中，例如，用來(lái)確定信號(hào)傳輸環(huán)境方面的快速變化的技術(shù)是通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)單元108內(nèi)部的基帶解調(diào)器(未展示)的輸出端收到的導(dǎo)頻信號(hào)電平的方差分析。
在確定試用的掃描衡量標(biāo)準(zhǔn)期間，選擇預(yù)定部分是為了將信息運(yùn)載信號(hào)的惡化減到最小。這意味著如果信息運(yùn)載信號(hào)包括話音，那么最終用戶130應(yīng)該體驗(yàn)到在話音質(zhì)量方面實(shí)質(zhì)上沒(méi)有惡化。而且，如果信息是數(shù)據(jù)，那么應(yīng)該實(shí)質(zhì)上沒(méi)有非必選地作為誤碼率(BER)的函數(shù)實(shí)測(cè)的信息損失。
在現(xiàn)場(chǎng)單元108暫時(shí)改變定向天線110的掃描角度期間信息運(yùn)載信號(hào)的預(yù)定部分可以至少在下列各項(xiàng)之一期間功率控制位(PCB)、低級(jí)信息轉(zhuǎn)移、接收FEC信息塊中的一個(gè)或多個(gè)正向糾錯(cuò)(FEC)位、沒(méi)有時(shí)隙已被分配給現(xiàn)場(chǎng)單元108的時(shí)候、或沒(méi)有有效負(fù)荷已被分配的時(shí)候。
在每個(gè)試用掃描角度125期間確定的試用衡量標(biāo)準(zhǔn)可以至少是下列參數(shù)之一的函數(shù)CDMA系統(tǒng)的正向鏈路的導(dǎo)頻信號(hào)、控制信道的參數(shù)、已分配的有效負(fù)荷信道的參數(shù)、或任何正向鏈路信道的參數(shù)。
現(xiàn)場(chǎng)單元108中的處理器(未展示)可以確定試用掃描角度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。該處理器還可以確定與定向天線110當(dāng)前的掃描角度120相關(guān)聯(lián)的衡量標(biāo)準(zhǔn)和通過(guò)把試用衡量標(biāo)準(zhǔn)的子集與當(dāng)前的掃描角度的衡量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較選擇下一個(gè)掃描角度。
作為替代，處理器可以確定用于已測(cè)量的多個(gè)試用掃描角度125的試用確定衡量標(biāo)準(zhǔn)，以便確定是否基于多個(gè)試用衡量標(biāo)準(zhǔn)或適應(yīng)率(即，就某個(gè)試用的掃描角度而言施加于衡量標(biāo)準(zhǔn)序列的過(guò)濾量)改變下一個(gè)掃描角度。為了處理多個(gè)試用衡量標(biāo)準(zhǔn)可以使用的計(jì)算實(shí)例包括計(jì)算多個(gè)試用衡量標(biāo)準(zhǔn)的平均值或累加值。這意味著在每個(gè)試用掃描角度125的測(cè)量被這樣重復(fù)，以致處理器可以累加與每個(gè)試用的掃描角度相關(guān)聯(lián)的試用衡量標(biāo)準(zhǔn)125，或者可以計(jì)算這些試用衡量標(biāo)準(zhǔn)中每一個(gè)的平均值。在這種多重測(cè)量情況下，當(dāng)前的掃描角度120變成試用的掃描角度125的頻率發(fā)生在高頻，尤其是對(duì)于快速變化的環(huán)境試圖維持高的信噪比之時(shí)，例如，如同圖1B描繪的那樣，當(dāng)最終用戶130與現(xiàn)場(chǎng)單元108一起旋轉(zhuǎn)的時(shí)候。
現(xiàn)場(chǎng)單元108可以利用來(lái)自正向鏈路的信息在時(shí)分雙工(TDD)系統(tǒng)中確定當(dāng)前的掃描角度120的質(zhì)量。在TDD系統(tǒng)和頻分雙工(FDD)系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)單元108可以按每個(gè)試用掃描角度125或它們的子集發(fā)射信號(hào)，和接收來(lái)自與各個(gè)試用的掃描角度125相對(duì)應(yīng)的基站105的衡量標(biāo)準(zhǔn)。在TDD系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)單元108可以接收來(lái)自基站105的用來(lái)選擇反向路徑中的下一個(gè)掃描角度的衡量標(biāo)準(zhǔn)，或者因?yàn)門DD系統(tǒng)對(duì)于正向鏈路和反向鏈路使用同一頻率，所以現(xiàn)場(chǎng)單元108可以使用來(lái)自正向路徑或反向路徑的衡量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定下一個(gè)最好的掃描角度。
然而，在FDD系統(tǒng)中，正向鏈路作信號(hào)和反向鏈路信號(hào)使用不同的載頻，所以用于每條路徑的衡量標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)選被單獨(dú)確定，因?yàn)閷?duì)于正向和反向路徑，折射和多路徑角度可能不同。
因此，在TDD系統(tǒng)中使用的時(shí)候，現(xiàn)場(chǎng)單元108可以以每個(gè)試用掃描角度125將信號(hào)發(fā)送到基站105，以便收集關(guān)于正向路徑和反向路徑的信息。響應(yīng)反向路徑傳輸，基站105計(jì)算作為收到的信號(hào)的函數(shù)的試用衡量標(biāo)準(zhǔn)。然后，基站105將相應(yīng)的試用發(fā)送該現(xiàn)場(chǎng)單元108。現(xiàn)場(chǎng)單元108使用該試用衡量標(biāo)準(zhǔn)為正向路徑或反向路徑選擇下一個(gè)掃描角度。
現(xiàn)場(chǎng)單元108也可以確定諸如功率水平之類收到的信道參數(shù)，并且基于收到的信道參數(shù)改變與試用的掃描角度125相關(guān)聯(lián)的試用掃描參數(shù)。例如，可以改變的試用掃描參數(shù)可以包括掃描頻率(即，當(dāng)試圖改變當(dāng)前的掃描角度120的時(shí)候，試用掃描角度125發(fā)生的周期或頻率)或適應(yīng)率(即，就某個(gè)試用的掃描角度而言施加于衡量標(biāo)準(zhǔn)序列的過(guò)濾量)。人們應(yīng)該注意到，為了產(chǎn)生可比較的衡量標(biāo)準(zhǔn)，那組試用的掃描角度125在再次掃描程序期間可以包括當(dāng)前的掃描角度120作為試用的掃描角度125。
收到的信道參數(shù)也可以至少包括下列各項(xiàng)之一信號(hào)質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn)、收到的信號(hào)強(qiáng)度衡量標(biāo)準(zhǔn)、信噪比(SNR)、碼片能量與總干擾之比(Ec/Io)，每位能量與總噪聲之比(Eb/No)，信號(hào)功率的方差、導(dǎo)頻相位方面的變化、或任何一個(gè)上述參數(shù)或組合的統(tǒng)計(jì)量度。此外，收到的信道參數(shù)可以是自動(dòng)增益控制(AGC)平面交叉率或方差。再進(jìn)一步說(shuō)，收到的信道參數(shù)可以基于導(dǎo)頻信道收到的參數(shù)，至少包括下列各項(xiàng)之一相關(guān)的導(dǎo)頻信號(hào)的包跡的平面交叉率、相關(guān)的導(dǎo)頻信號(hào)的包跡的方差，相關(guān)的導(dǎo)頻信號(hào)的包跡的統(tǒng)計(jì)函數(shù)、導(dǎo)頻信號(hào)的代碼相位的轉(zhuǎn)換速率、導(dǎo)頻信號(hào)的相位、導(dǎo)頻信號(hào)的方差、或?qū)ьl信號(hào)的變化速率。
現(xiàn)場(chǎng)單元108還可以檢測(cè)何時(shí)方向選擇是無(wú)益的。在這種情況下，現(xiàn)場(chǎng)單元108可以使自適應(yīng)天線110按全向模式操作。在這種情況下，對(duì)于無(wú)源天線要素環(huán)繞著有源天線要素的定向天線，每個(gè)無(wú)源天線要素被設(shè)定成透射模式，以形成全向天線方向圖。
人們應(yīng)該理解，本發(fā)明的原則不局限于現(xiàn)場(chǎng)單元108，而且可以被用于基站105、或無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、或訪問(wèn)終端(AT)。
圖1C是可以與現(xiàn)場(chǎng)單元108一起用來(lái)用提供高增益天線波束的有操縱能力的定向天線110的例子。定向天線110在這個(gè)實(shí)施方案中包括有源天線要素112和無(wú)源天線要素113。無(wú)源天線要素113可以用于透射模式或反射模式?，F(xiàn)場(chǎng)單元108通過(guò)適當(dāng)選擇在無(wú)源天線要素113和地平面114之間的耦合分別為電容性或電感性來(lái)設(shè)定這些模式。這可以通過(guò)使用簡(jiǎn)單繼電器(未展示)把電容器或電感線圈耦合到無(wú)源天線要素113和地平面114上來(lái)完成。其它的耦合技術(shù)也可以使用，例如，在美國(guó)專利申請(qǐng)第09/859,001號(hào)中教的那些(前面已完整地引證)。
繼續(xù)參照?qǐng)D1C，在第一種配置中，現(xiàn)場(chǎng)單元108使定向天線110將當(dāng)前的掃描角度120瞄準(zhǔn)第一方向。為了產(chǎn)生這個(gè)掃描角度，三個(gè)無(wú)源天線要素113被設(shè)定為透射的，如同在這些無(wú)源天線要素113上面用字母“T”表示的那樣，而且無(wú)源天線要素113中兩個(gè)被設(shè)定為反射的，如同在這些無(wú)源天線要素113上面用字母“R”表示的那樣。
在接收信息運(yùn)載信號(hào)的第一個(gè)預(yù)定部分(例如，功率控制位)期間，透射的無(wú)源天線要素113之一從透射的變?yōu)榉瓷涞模跓o(wú)源天線要素113上面用在字符串“T/R/R”的第二位置中的“R”表示。把這個(gè)這種無(wú)源天線要素113變?yōu)榉瓷涞氖箳呙杞嵌葟漠?dāng)前的掃描角度120轉(zhuǎn)變到第一個(gè)試用掃描角度125a。隨后，在接收信息運(yùn)載信號(hào)的第二個(gè)預(yù)定部分期間，定向天線110將掃描角度從當(dāng)前的掃描角度120改變到第二個(gè)試用掃描角度125b。這第二個(gè)掃描角度125b是當(dāng)左后方的無(wú)源天線要素113保持反射模式(如同在字符串“T/R/R”的第三個(gè)位置中用“R”指出的那樣)的時(shí)候通過(guò)讓右前方的無(wú)源天線要素113從反射模式變?yōu)橥干淠Ｊ?如同在字符串“R/R/T”的第三個(gè)位置中用“T”指出的那樣)形成的。
圖7是可以被現(xiàn)場(chǎng)單元用來(lái)實(shí)現(xiàn)前面討論的再次掃描功能的示范電路700的方框圖。電路700包括掃描控制器705、處理器710和選擇單元715。掃描控制器705可以直接地或經(jīng)由其它的電路系統(tǒng)(未展示)與被定向天線110耦合，使定向天線110的掃描角度在接收信息運(yùn)載信號(hào)的預(yù)定部分期間暫時(shí)從當(dāng)前的掃描角度120改變大至少一個(gè)試用的掃描角度125。掃描控制器705也可以接收來(lái)自定向天線110的信號(hào)，例如通信或?qū)ьl信號(hào)。該信號(hào)可以是可能已被能夠?qū)⑿盘?hào)轉(zhuǎn)換成掃描控制器705和/或處理器710和選擇單元715有能力處理的形式(例如，數(shù)字形式)的其它的電路系統(tǒng)(未展示)處理的射頻信號(hào)、中頻信號(hào)或基帶信號(hào)。
處理器710與掃描控制器705耦合，以便確定與每個(gè)試用掃描角度125相關(guān)聯(lián)的試用衡量標(biāo)準(zhǔn)。選擇單元與處理器耦合，以便基于試用的掃描角度衡量標(biāo)準(zhǔn)選擇下一個(gè)掃描角度。
人們應(yīng)該理解，方框圖只是可以用來(lái)支持再次掃描程序的示范體系結(jié)構(gòu)。替代安排可以被采用。例如，掃描控制器705、處理器710和選擇單元715可以以不同的方式互連，用軟件在單一的處理器(例如，數(shù)字信號(hào)處理器(DSP))中實(shí)現(xiàn)，或被硬連線在現(xiàn)場(chǎng)編程門電路陣列(FPGA)之中。包括存儲(chǔ)器、邏輯電路和其它基本電路要素的附加電路系統(tǒng)(未展示)也可以被包括在電路系統(tǒng)700之中。附加的信號(hào)也可以在電路部件705、710、715之間傳遞，而且各種不同的信號(hào)格式(例如，模擬或數(shù)字格式)可以被使用。如果在軟件中實(shí)現(xiàn)，軟件編碼可以儲(chǔ)存在數(shù)字或光學(xué)媒體上并且被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行，以使處理器完成前面討論的再次掃描功能。
圖2A是用來(lái)在IS-95B通信系統(tǒng)中每隔1.25毫秒(800赫茲)把功率控制位(PCB)插進(jìn)信息幀的電路方框圖。較低的數(shù)據(jù)傳輸率是通過(guò)將FEC信息塊重復(fù)若干次實(shí)現(xiàn)的；符號(hào)調(diào)制率總是19.2仟赫(大約每個(gè)符號(hào)52微秒)，從而每1.25毫秒給出24個(gè)符號(hào)，如圖2B所示。
這個(gè)電路不是本發(fā)明的一部份，但是在理解PCB怎樣進(jìn)入信息信號(hào)被多路復(fù)用時(shí)是有用的?，F(xiàn)場(chǎng)單元108知道PCB的位置而且通過(guò)使用本發(fā)明的原則，利用關(guān)于PCB位置的知識(shí)在試用的掃描角度125下確定衡量標(biāo)準(zhǔn)，以便確定當(dāng)前的掃描角度120是否提供優(yōu)于試用掃描角度125的性能。
圖2B是IS-95B標(biāo)準(zhǔn)中的時(shí)序圖?；诘谖骞β士刂平M中的反向業(yè)務(wù)信道，基站105測(cè)量反向業(yè)務(wù)信道的信號(hào)強(qiáng)度，將測(cè)量結(jié)果轉(zhuǎn)換成PCB，并且發(fā)射該P(yáng)CB。在第七功率控制組中的正向業(yè)務(wù)信道，PCB是在用長(zhǎng)的代碼指出的符號(hào)11和12中發(fā)送到符號(hào)零位置的左邊。在替代設(shè)定中，PCB可以是在單一符號(hào)中發(fā)射的?，F(xiàn)場(chǎng)單元108可以利用刺入次數(shù)和持續(xù)時(shí)間對(duì)一個(gè)或多個(gè)試用掃描角度125進(jìn)行試用掃描測(cè)量。這些試用掃描測(cè)量可以使用PCB的全部持續(xù)時(shí)間，或者少于發(fā)射PCB的單一符號(hào)的持續(xù)時(shí)間。
圖2C中的FEC信息塊是1/2編碼和交叉存取率。這些FEC信息塊也可以通過(guò)插入PCB代替編碼符號(hào)被隨機(jī)地“刺入”。例如，9600bps幀被編碼，從而每20毫秒給出384個(gè)編碼符號(hào)，每1.25毫秒給出24個(gè)符號(hào)(即，16×24＝384)。依據(jù)圖2B，IS-95B為了插入PCB每24個(gè)符號(hào)“刺入”兩個(gè)符號(hào)。由于一些FEC位的丟失可用FEC解碼算法糾正，所以FEC信息塊還提供機(jī)會(huì)測(cè)試改進(jìn)后性能超過(guò)當(dāng)前的掃描角度120的試用掃描角度125。
對(duì)于有N種預(yù)先限定的天線方向圖的自適應(yīng)天線，掃描陣列的方法可以如下。首先，測(cè)量當(dāng)前掃描角度120的衡量標(biāo)準(zhǔn)。接下來(lái)，再次指向掃描角度，而且進(jìn)行第二次測(cè)量(即，試用的掃描角度125)。然后，兩個(gè)位置被比較，較好的被選定。比較可以基于在作出保持或再次指向定向天線110的決定之前的一組或M組測(cè)量結(jié)果。接下來(lái)，選定的掃描角度被再次測(cè)量并且與總共M個(gè)掃描角度中的另一個(gè)試用掃描角度相比較。差動(dòng)式測(cè)量可以通過(guò)非必選地遞增地將所有的試用掃描角度125與當(dāng)前最好的掃描角度120進(jìn)行比較繼續(xù)進(jìn)行。
這可以針對(duì)表1所示的3個(gè)位置的天線進(jìn)行。
表1
這可以利用定向天線發(fā)射針對(duì)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)單元108的發(fā)射器另外進(jìn)行。在這種情況下，在正向鏈路上來(lái)自基站收發(fā)器臺(tái)(BTS)的反饋在用于頻分雙工(FDD)模式的時(shí)候是需要的。對(duì)于時(shí)分雙工(TDD)系統(tǒng)，反饋是不需要的，但是可以被使用。
下面討論的是模擬程序，它允許探究刺入頻率(即，為了在新的定向天線掃描角度上進(jìn)行測(cè)量從正常的功率控制偷來(lái)的周期)、現(xiàn)場(chǎng)單元108的速度、作出操縱決定所需要的子樣的最佳數(shù)目和允許現(xiàn)場(chǎng)單元108在免受重大的信號(hào)惡化的情況下每秒旋轉(zhuǎn)的度數(shù)之間的關(guān)系。
圖3是由于最終用戶以每小時(shí)3英里的速度移動(dòng)起伏的信號(hào)強(qiáng)度305(關(guān)于上方曲線圖的Jakes模型)的圖表。該圖表表示2秒的時(shí)間。
較低的通常水平的線310a、310b、310c、310d每個(gè)表示十個(gè)天線位置之一(讀右邊的刻度)。在這個(gè)例子中，定向天線110補(bǔ)償現(xiàn)場(chǎng)單元108每秒60度的旋轉(zhuǎn)。
居中的曲線315表示功率校正信號(hào)。每16毫秒(刺入周期)，有可能見(jiàn)到定向天線110旋轉(zhuǎn)到次最佳的位置，并因此，信號(hào)水平降低。因?yàn)槲恢梦幢贿x定，所以這對(duì)于數(shù)據(jù)流沒(méi)有影響。
上述的模擬還展示代表+/-功率常態(tài)控制位(以800赫茲)的曲線320(在底部的黑色中)。在這條曲線320中黑色垂直線325指出在由于選擇次最佳的試用掃描角度造成的錯(cuò)誤中接收的控制位。
圖4的掃描器相片展示模擬程序的一些參數(shù)和可能性。
作為例子，最終用戶可以為現(xiàn)場(chǎng)單元108選擇有各種各樣旋轉(zhuǎn)速度的(SNR-TARGET_SNR)的累積分布函數(shù)。在用來(lái)操作模擬的圖形用戶界面窗口(GUI)中其它可仿效的可選擇的參數(shù)也被展示。
圖5的曲線表示現(xiàn)場(chǎng)單元108(例如，在圖1B的快速變化的信號(hào)傳輸環(huán)境中)每秒分別旋轉(zhuǎn)0°(頂端曲線)、30°(第二條曲線)、60°(第三條曲線)和90°(底部曲線)。參照?qǐng)D5，如果現(xiàn)場(chǎng)單元108以0度/秒旋轉(zhuǎn)，不足1％的時(shí)間，收到的信號(hào)強(qiáng)度降低-3dB以上。通過(guò)比較，對(duì)于60度/秒的旋轉(zhuǎn)，不足1％的時(shí)間，收到的信號(hào)強(qiáng)度降低-4dB以上；而對(duì)于90度/秒的旋轉(zhuǎn)，不足1％的時(shí)間，收到的信號(hào)強(qiáng)度降低-9dB以上。
圖6是說(shuō)明為什么多數(shù)選擇算法或其它適當(dāng)?shù)钠骄惴赡軐?duì)天線掃描選擇有用的跡線。因?yàn)楣β试u(píng)估中的許多錯(cuò)誤，天線掃描角度為了補(bǔ)償快速變化的環(huán)境可能被頻繁地更新。
在該跡線中，當(dāng)定向天線110被設(shè)定到當(dāng)前的掃描角度120、數(shù)字“3”的時(shí)候，試用的掃描角度125就信號(hào)強(qiáng)度比較進(jìn)行測(cè)試。如同指出的那樣，發(fā)現(xiàn)下列試用掃描角度125比#3掃描角度好“35322321”。基于這些結(jié)果，#2掃描角度被選定作為下一個(gè)掃描角度，因?yàn)樗勒战o定的衡量標(biāo)準(zhǔn)(例如，SNR)在八次之中有三次被選為最好的掃描角度。下一條跡線導(dǎo)致由于相似的理由掃描角度被改為#1掃描角度。
再次掃描的速率和周期可以基于確定的鏈路穩(wěn)定性或速度被改變。例如，在適中的速度下，掃描可以每隔一個(gè)FEC幀或諸功率控制位的1/32運(yùn)行一次。對(duì)于高的速度，它可以以較高的速率運(yùn)行(例如，每隔一個(gè)功率控制位)。車輛115(圖1)的速度可以如同在美國(guó)專利申請(qǐng)第09/772,176號(hào)(前面已完整的引證)諸描述的那樣被確定。這方面的例子包括自動(dòng)增益控制(AGC)變化、多普勒、和相關(guān)的導(dǎo)頻信號(hào)的平面交叉率。
在使用AGC信號(hào)的平面交叉率(Level Crossing Rate)度量移動(dòng)速度的時(shí)候，AGC輸出信號(hào)可以被加性白高斯噪聲(AWGN)惡化。所以，自動(dòng)增益控制平面交叉率不表示瑞利衰落起伏適當(dāng)。更優(yōu)選的方法可能是使用來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)單元基帶解調(diào)器(未展示)的導(dǎo)頻信號(hào)包跡[√(I2+Q2)]的平面交叉率，而不是AGC平面交叉率。導(dǎo)頻信號(hào)包跡表示瑞利衰落適當(dāng)，而且它較少受AWGN影響。
如果方差是實(shí)測(cè)的衡量標(biāo)準(zhǔn)，而不是AGC，連續(xù)的正向鏈路導(dǎo)頻信號(hào)方差更與衰落變化成比例。
進(jìn)而，當(dāng)這些參數(shù)指出沒(méi)有定向位置有可能是有益的而且掃描可能被停止的時(shí)候，可能存在某些條件。在這種情況下，可以操縱定向天線110使之變成全向的。
此外，當(dāng)功率控制在緩慢的或中等的速度或信道變化下有效的時(shí)候，以比正向功率控制環(huán)能響應(yīng)大幅度調(diào)節(jié)TX功率更快的速率掃描定向天線110可能是有用的。以比較緩慢的速率掃描在指令對(duì)掃描程序而不是信道作出反應(yīng)的時(shí)候可能在正向功率控制環(huán)中引起過(guò)度的抖動(dòng)。
本發(fā)明的原則還包括用將對(duì)正向控制環(huán)的影響減到最小的停留時(shí)間掃描的概念。例如，在實(shí)踐中，功率控制位(PCB)是基于1.25ms的測(cè)量持續(xù)時(shí)間產(chǎn)生的。PCB也是在這個(gè)周期發(fā)射的，但是在大大縮短的時(shí)間周期內(nèi)(例如，1個(gè)符號(hào)或64個(gè)碼片)。每個(gè)PCB通常將功率調(diào)整1dB。如果掃描的停留時(shí)間是N*1.25ms周期之久(功率控制組)，試用掃描角度125的測(cè)量有大大修改正向功率的潛能。如果試用掃描角度125被限制在不足一個(gè)功率控制組(PCG)，那么壞位置的影響被減到最小。進(jìn)而，如果再次掃描試用掃描角度125是PCG周期的一小部分，那么功率控制環(huán)的影響被進(jìn)一步減到最小。由于PCB本身只是PCG的一小部分，所以在PCB期間的掃描時(shí)間減少任何來(lái)自掃描程序的正向功率控制影響。
圖8A是在現(xiàn)場(chǎng)單元108或基站105等的無(wú)線調(diào)制解調(diào)器中可以用來(lái)檢測(cè)信號(hào)傳輸環(huán)境迅速變化的可仿效的接收器電路800的方框圖。在現(xiàn)場(chǎng)單元108的情況下，現(xiàn)場(chǎng)單元108包括接收在橫越從定向天線110向基站105發(fā)信號(hào)路徑的無(wú)線通信鏈路上的射頻信號(hào)的定向天線110。該射頻信號(hào)是用前置放大器805接收的，在這種情況下前置放大器是變?cè)鲆娣糯笃?VGA)。前置放大器805的輸出被送到下變頻器818、AGC控制器810和SNR檢測(cè)器815。
下變頻器818用來(lái)自鎖相環(huán)(PLL)控制器820的信號(hào)解調(diào)來(lái)自前置放大器805的輸出。下變頻器818輸出頻率解調(diào)的信號(hào)，借此將符號(hào)提供給CDMA接收器825。CDMA接收器825輸出典型的同相和正交(I、Q)信號(hào)用于進(jìn)一步的CDMA處理。
SNR檢測(cè)器815計(jì)算前置放大器805的輸出的信噪比。來(lái)自SNR檢測(cè)器815的輸出可以加上其它的理由被用來(lái)檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)單元108的運(yùn)動(dòng)。然而，來(lái)自SNR檢測(cè)器815的結(jié)果對(duì)于確定信號(hào)發(fā)送環(huán)境方面的迅速變化可能沒(méi)用，因?yàn)镾NR檢測(cè)器815接收來(lái)自前置放大器805的輸出，后者作為來(lái)自AGC 810的反饋結(jié)果已被標(biāo)準(zhǔn)化。
相反，使用指出調(diào)制屬性(在這種情況下是調(diào)幅)方面的迅速變化的信號(hào)(例如，AGC電壓)可能是優(yōu)選的。另外，因?yàn)檎{(diào)制屬性方面的迅速改變通常以與信號(hào)發(fā)送路徑方面的迅速改變有關(guān)的方式變化，檢測(cè)是精確的和可重復(fù)的。
繼續(xù)參照?qǐng)D8A，統(tǒng)計(jì)處理單元828使用差值計(jì)算單元835計(jì)算AGC電壓和由延遲單元830產(chǎn)生的AGC電壓的延遲表達(dá)之間的差。差值計(jì)算單元835把輸出提供給校正差值計(jì)算單元835的輸出的絕對(duì)值計(jì)算單元840。然后，用低通濾波器(LPF)845處理來(lái)自絕對(duì)值計(jì)算單元840的輸出，以產(chǎn)生振幅方差850。統(tǒng)計(jì)處理單元828也能使用雖未展示但技術(shù)上已知的其它技術(shù)來(lái)計(jì)算方差。
振幅方差850也可以用閾值檢測(cè)器855與閾值進(jìn)行比較。
因此，振幅方差850或來(lái)自閾值檢測(cè)器805的結(jié)果可以被用來(lái)，例如，確定應(yīng)該增加再次掃描的速率、乃至應(yīng)該使用全向模式。
人們應(yīng)該理解，統(tǒng)計(jì)處理單元828也能被用來(lái)提供關(guān)于跨越無(wú)線鏈路傳輸?shù)男盘?hào)的調(diào)幅屬性的替代衡量標(biāo)準(zhǔn)。
圖8B是來(lái)自AGC810(圖8A)的瞬時(shí)AGC信號(hào)輸出曲線圖。如圖所示，瞬時(shí)AGC信號(hào)865表明在現(xiàn)場(chǎng)單元108和基站105之間的信號(hào)傳送路徑上沒(méi)有快速變化的跡象。然而，在時(shí)間Tv之后，瞬時(shí)AGC信號(hào)865表現(xiàn)出快速變化在現(xiàn)場(chǎng)單元108和基站105之間發(fā)生的跡象。因此，無(wú)快速變化帶880和快速變化帶885被指出，以便展示瞬時(shí)AGC信號(hào)865表明快速變化已經(jīng)發(fā)生的那個(gè)點(diǎn)。
如同期待的那樣，瞬時(shí)AGC信號(hào)方差870當(dāng)瞬時(shí)AGC信號(hào)865表現(xiàn)出現(xiàn)場(chǎng)單元108和基站105之間的信號(hào)傳輸路徑的快速變化的跡象的時(shí)候增加。人們應(yīng)該理解，AGC信號(hào)方差870與用圖8A的統(tǒng)計(jì)處理單元計(jì)算的振幅方差850相對(duì)應(yīng)。而且，如同期待的那樣，AGC信號(hào)方差870在時(shí)間Tv越過(guò)閾值875，從而表明快速變化已被檢測(cè)到。
閾值是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的可能性計(jì)算或通過(guò)在這里應(yīng)用實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果預(yù)先確定的。類似與瞬時(shí)AGC信號(hào)865，AGC信號(hào)方差870有分別在閾值875的下面和上面的無(wú)快速變化帶880和快速變化帶885。
圖8A的用來(lái)確定信號(hào)發(fā)送環(huán)境方面的快速變化的電路的替代實(shí)施方案是美國(guó)專利申請(qǐng)第09/772,176號(hào)(前面已完整地引證)中描述的。
盡管這項(xiàng)發(fā)明已參照其優(yōu)選實(shí)施方案被具體地展示和描述，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解在形式和細(xì)節(jié)方面各種不同的變化可以在不脫離權(quán)利要求書所囊括的本發(fā)明的范圍的情況下得以實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種為了在定向天線的適應(yīng)性方面使用而進(jìn)行測(cè)量的方法，該方法包括使天線的掃描角度在接收信息運(yùn)載信號(hào)的預(yù)定部分期間從當(dāng)前的掃描角度暫時(shí)改變到至少一個(gè)試用掃描角度；確定與每個(gè)試用掃描角度相關(guān)聯(lián)的試用衡量標(biāo)準(zhǔn)；以及基于試用衡量標(biāo)準(zhǔn)選擇下一個(gè)掃描角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中預(yù)定部分是為了使信息運(yùn)載信號(hào)惡化最小而選擇的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中預(yù)定部分小于單一功率控制指令生成周期的持續(xù)時(shí)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中預(yù)定部分至少處在下述期間之接收功率控制位(PCB)；低級(jí)信息轉(zhuǎn)移；接收FEC信息塊中的一個(gè)或多個(gè)正向糾錯(cuò)(FEC)位；沒(méi)有分配業(yè)務(wù)信道的時(shí)候；或沒(méi)有分配有效負(fù)荷的時(shí)候。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中試用衡量標(biāo)準(zhǔn)至少是下列各項(xiàng)之一的函數(shù)CDMA系統(tǒng)的正向鏈路的導(dǎo)頻信號(hào)；控制信道的參數(shù)；已分配的業(yè)務(wù)信道的參數(shù)；或任何正向鏈路信道的參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括確定與天線當(dāng)前的掃描角度相關(guān)聯(lián)的當(dāng)前的衡量標(biāo)準(zhǔn)；而且選擇下一個(gè)掃描角度包括將試用衡量標(biāo)準(zhǔn)與當(dāng)前的衡量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括確定適合各個(gè)試用掃描角度的多個(gè)試用衡量標(biāo)準(zhǔn)；而且選擇下一個(gè)掃描角度考慮多個(gè)試用衡量標(biāo)準(zhǔn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，進(jìn)一步包括求多個(gè)試用衡量標(biāo)準(zhǔn)的平均值或累加值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括利用來(lái)自正向鏈路的信息確定用于時(shí)分雙工(TDD)系統(tǒng)的當(dāng)前的掃描角度的質(zhì)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括以每個(gè)試用掃描角度發(fā)射信號(hào)并且接收與它相對(duì)應(yīng)的來(lái)自基站的衡量標(biāo)準(zhǔn)；以及使用收到的衡量標(biāo)準(zhǔn)選擇反向路徑中的下一個(gè)掃描角度。
11.在頻分雙工(FDD)或時(shí)分雙工(TDD)系統(tǒng)中使用的根據(jù)權(quán)利要求10的方法。
12.在TDD系統(tǒng)中使用的根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在每個(gè)試用掃描角度，該方法進(jìn)一步包括將信號(hào)發(fā)送到基站；而且其中確定試用衡量標(biāo)準(zhǔn)包括接收來(lái)自基站的試用衡量標(biāo)準(zhǔn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括確定收到的信道參數(shù)并且基于收到的信道參數(shù)改變?cè)囉脪呙鑵?shù)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中試用掃描參數(shù)包括掃描頻率或適應(yīng)率。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中收到的信道參數(shù)至少包括下述參數(shù)之一導(dǎo)頻質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn)、收到的信號(hào)強(qiáng)度、SNR、Ec/Io、Eb/No、信號(hào)功率的方差、導(dǎo)頻相位的改變、或任何一個(gè)上述參數(shù)或它們的組合的統(tǒng)計(jì)量度。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中收到的信道參數(shù)是自動(dòng)增益控制(AGC)平面交叉率或方差。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的方法，其中收到的信道參數(shù)基于導(dǎo)頻信道收到的參數(shù)，至少包括下列參數(shù)之一相關(guān)導(dǎo)頻信號(hào)的包跡的平面交叉率、相關(guān)導(dǎo)頻信號(hào)的包跡的方差、相關(guān)導(dǎo)頻信號(hào)的包跡的統(tǒng)計(jì)函數(shù)、導(dǎo)頻信號(hào)的代碼相位的轉(zhuǎn)換速率、導(dǎo)頻信號(hào)的相位、導(dǎo)頻信號(hào)的方差、導(dǎo)頻信號(hào)的變化速率。
18.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，進(jìn)一步包括檢測(cè)何時(shí)方向選擇是無(wú)益的；以及將自適應(yīng)天線設(shè)定到全向模式。
19.在現(xiàn)場(chǎng)單元、基站或訪問(wèn)終端使用的根據(jù)權(quán)利要求1的方法。
20.在定向天線的適應(yīng)性方面使用的用來(lái)進(jìn)行測(cè)量的裝置，該裝置包括使定向天線的掃描角度在接收信息運(yùn)載信號(hào)的預(yù)定部分期間從當(dāng)前的掃描角度暫時(shí)改變到至少一個(gè)試用掃描角度的掃描控制器；與掃描控制器耦合用來(lái)確定與每個(gè)試用掃描角度相關(guān)聯(lián)的試用衡量標(biāo)準(zhǔn)的處理器；以及與處理器耦合用來(lái)基于試用衡量標(biāo)準(zhǔn)選擇下一個(gè)掃描角度的選擇單元。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中預(yù)定部分是為了使信息運(yùn)載信號(hào)的惡化最小而被選擇的。
22.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中預(yù)定部分小于單一功率控制指令生成周期的持續(xù)時(shí)間。
23.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中預(yù)定部分至少處在下述期間之接收功率控制位(PCB)；低級(jí)信息轉(zhuǎn)移；接收FEC信息塊中的一個(gè)或多個(gè)正向糾錯(cuò)(FEC)位；沒(méi)有分配業(yè)務(wù)信道的時(shí)候；或沒(méi)有分配有效負(fù)荷的時(shí)候。
24.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中衡量標(biāo)準(zhǔn)至少是下列各項(xiàng)之一的函數(shù)CDMA系統(tǒng)的正向鏈路的導(dǎo)頻信號(hào)；控制信道的參數(shù)；已分配的業(yè)務(wù)信道的參數(shù)；或任何正向鏈路信道的參數(shù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中處理器確定與定向天線當(dāng)前的掃描角度相關(guān)聯(lián)的當(dāng)前的衡量標(biāo)準(zhǔn)，而選擇單元通過(guò)將試用衡量標(biāo)準(zhǔn)的子集與當(dāng)前的衡量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較選擇下一個(gè)掃描角度。
26.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中處理器確定適合各個(gè)試用掃描角度的多個(gè)試用衡量標(biāo)準(zhǔn)，而選擇單元通過(guò)考慮多個(gè)試用衡量標(biāo)準(zhǔn)選擇下一個(gè)掃描角度。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的裝置，其中處理器包括計(jì)算多個(gè)試用衡量標(biāo)準(zhǔn)的平均值或累加值的運(yùn)算單元。
28.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中處理器使用選定的掃描角度確定用于時(shí)分雙工(TDD)系統(tǒng)的掃描角度的質(zhì)量。
29.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，進(jìn)一步包括用來(lái)以每個(gè)試用角度發(fā)送信號(hào)并且接收與之相對(duì)應(yīng)的來(lái)自基站的衡量標(biāo)準(zhǔn)的收發(fā)器；而且其中與收發(fā)器耦合的處理器使用收到的衡量標(biāo)準(zhǔn)選擇反向路徑中的下一個(gè)掃描角度。
30.在頻分雙工(FDD)或時(shí)分雙工(TDD)系統(tǒng)中使用的根據(jù)權(quán)利要求20的裝置。
31.在TDD系統(tǒng)中使用的根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中在每個(gè)試用掃描角度，處理器將信號(hào)發(fā)送到基站并且作為回應(yīng)接收來(lái)自基站的試用衡量標(biāo)準(zhǔn)。
32.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中處理器接收信道參數(shù)并且基于收到的信道參數(shù)改變?cè)囉脪呙鑵?shù)。
33.根據(jù)權(quán)利要求32的裝置，其中試用掃描參數(shù)包括掃描頻率或適應(yīng)率。
34.根據(jù)權(quán)利要求32的裝置，其中收到的信道參數(shù)至少包括下列各項(xiàng)之一導(dǎo)頻質(zhì)量衡量標(biāo)準(zhǔn)、收到的信號(hào)強(qiáng)度、SNR、Ec/Io、Eb/No、信號(hào)功率的方差、導(dǎo)頻相位的變化或任何一個(gè)上述參數(shù)或它們的組合的統(tǒng)計(jì)量度。
35.根據(jù)權(quán)利要求32的裝置，其中收到的信道參數(shù)是自動(dòng)增益控制(AGC)平面交叉率或方差。
36.根據(jù)權(quán)利要求32的裝置，其中收到的信道參數(shù)基于導(dǎo)頻信道收到的參數(shù)，至少包括下述參數(shù)之一相關(guān)導(dǎo)頻信號(hào)的包跡的平面交叉率、相關(guān)導(dǎo)頻信號(hào)的包跡的方差，相關(guān)導(dǎo)頻信號(hào)的包跡的統(tǒng)計(jì)函數(shù)、導(dǎo)頻信號(hào)的代碼相位的轉(zhuǎn)換速率、導(dǎo)頻信號(hào)的相位、導(dǎo)頻信號(hào)的方差、導(dǎo)頻信號(hào)的變化率。
37.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其中處理器(i)確定何時(shí)方向選擇是無(wú)益的和(ii)使自適應(yīng)天線進(jìn)入全向模式。
38.用于現(xiàn)場(chǎng)單元、基站或訪問(wèn)終端的根據(jù)權(quán)利要求20的裝置。
全文摘要
系統(tǒng)使定向天線的掃描角度在接收信息運(yùn)載信號(hào)的預(yù)定部分期間暫時(shí)從當(dāng)前的掃描角度變?yōu)橹辽僖粋€(gè)試用掃描角度。在試用掃描角度，與每個(gè)試用掃描角度相關(guān)聯(lián)的試用衡量標(biāo)準(zhǔn)是由系統(tǒng)確定的。然后，該系統(tǒng)基于試用衡量標(biāo)準(zhǔn)選擇下一個(gè)掃描角度。信息運(yùn)載信號(hào)的預(yù)定部分的例子包括功率控制位(PCB)和正向糾錯(cuò)(FEC)信息塊的某些符號(hào)周期。
文檔編號(hào)H01Q3/44GK1653785SQ03810342
公開日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2003年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者小詹姆斯·A·普羅克特, 卡羅·阿馬爾菲坦諾, 克爾·H·琉 申請(qǐng)人:Ipr特許公司