專(zhuān)利名稱(chēng)：在一個(gè)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中的分集發(fā)送的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分集發(fā)送方法，還涉及用以實(shí)現(xiàn)本方法的在一個(gè)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中的一個(gè)基站，如在權(quán)利要求7的導(dǎo)語(yǔ)中所說(shuō)明的那樣。
在一份題為“UTRA FDD；物理層過(guò)程”以及在1999年4月由第3代合作項(xiàng)目(3GPP)標(biāo)準(zhǔn)化組織在未來(lái)的移動(dòng)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)UMTS(通用移動(dòng)遠(yuǎn)程通信系統(tǒng))的標(biāo)準(zhǔn)化的范圍內(nèi)發(fā)布的題為“3GPPRAN S1．14 V2．0．0”的文件中，敘述了用于一個(gè)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中的一種分集發(fā)送方法，以及用以實(shí)現(xiàn)該方法的一個(gè)基站，在因特網(wǎng)中，通過(guò)網(wǎng)頁(yè)“http／／www．3gpp．org”，就能查到上述文件。在第8章第23到25頁(yè)“反饋方式發(fā)送分集”的標(biāo)題下，描述了一個(gè)基站，它經(jīng)由兩組空間配置的天線(xiàn)，發(fā)送一組第1信號(hào)以及一組第2信號(hào)。這兩組信號(hào)不同之處在于它們的導(dǎo)頻序列，即，它們的標(biāo)識(shí)符，上述標(biāo)識(shí)符被用來(lái)標(biāo)記兩條天線(xiàn)通路，也就是用來(lái)標(biāo)記兩條無(wú)線(xiàn)發(fā)送通路。因此，在接收地點(diǎn)，就能測(cè)定介于這兩組信號(hào)之間的幅度差和相位差。在接收地點(diǎn)的移動(dòng)臺(tái)向基站發(fā)送一組反饋信號(hào)，以表示現(xiàn)有的幅度與相位差的數(shù)值，使得在發(fā)送地點(diǎn)，可以對(duì)幅度和相位進(jìn)行校正。由于僅發(fā)送一組單獨(dú)的反饋信號(hào)，所以?xún)H能在兩組天線(xiàn)之間進(jìn)行校正。然而，人們希望對(duì)兩組以上的天線(xiàn)提供一種分集發(fā)送方法，并提出用以實(shí)現(xiàn)此方法的一個(gè)基站。
美國(guó)專(zhuān)利第5，652，764號(hào)公開(kāi)了一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)，在其中，一個(gè)基站通過(guò)分集技術(shù)經(jīng)由兩組空間配置的天線(xiàn)發(fā)送諸無(wú)線(xiàn)信號(hào)。通過(guò)兩組不同的正交代碼對(duì)一組發(fā)送信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻，以便傳輸兩組不同的擴(kuò)頻信號(hào)，然后經(jīng)由兩組空間配置的天線(xiàn)將其發(fā)送出去。接收這些信號(hào)的移動(dòng)臺(tái)通過(guò)這些代碼就能識(shí)別各種信號(hào)。因此，這些代碼就成為諸標(biāo)識(shí)符；它們?cè)诨局型ㄟ^(guò)兩個(gè)備有諸代碼發(fā)生器的兩個(gè)發(fā)送裝置來(lái)產(chǎn)生。相應(yīng)地，在那份美國(guó)專(zhuān)利中所描述的基站包括一個(gè)第1發(fā)送裝置以及一個(gè)第2發(fā)送裝置，它們從一組發(fā)送信號(hào)中形成具有一個(gè)第1標(biāo)識(shí)符的一組第1信號(hào)，以及具有一個(gè)第2標(biāo)識(shí)符的一組第2信號(hào)。能通過(guò)不同的標(biāo)識(shí)符來(lái)互相區(qū)分這兩組信號(hào)的移動(dòng)臺(tái)也能測(cè)定在接收機(jī)處存在于這兩組信號(hào)之間的一個(gè)幅度差和一個(gè)相位差。在接收中，這兩組信號(hào)的一種配合得當(dāng)?shù)慕M合提供一個(gè)分集增益，隨著幅度差與相位差的減少，分集增益將有所增加。現(xiàn)有技術(shù)的分集發(fā)送方法使用兩組空間配置的天線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，然而，人們期待著，將這種方法應(yīng)用于兩組以上的天線(xiàn)，特別是，應(yīng)用于各種天線(xiàn)陣列以及各種相控陣天線(xiàn)。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種用于兩組以上天線(xiàn)的分集發(fā)送方法，以及一個(gè)用以實(shí)現(xiàn)本方法的基站。
本發(fā)明提供了一種分集發(fā)送方法包括從一組發(fā)送信號(hào)中形成具有一個(gè)第1標(biāo)識(shí)符的一組第1信號(hào)，以及具有一個(gè)第2標(biāo)識(shí)符的一組第2信號(hào)，它們都經(jīng)由空間配置的諸天線(xiàn)進(jìn)行發(fā)送，其特征在于，使用兩組以上的天線(xiàn)，還在于，在一個(gè)第1步驟中，諸天線(xiàn)被分為一個(gè)第1天線(xiàn)組以及一個(gè)第2天線(xiàn)組，還在于，在一個(gè)第2步驟中，經(jīng)由第1天線(xiàn)組來(lái)發(fā)送第1信號(hào)，并經(jīng)由第2天線(xiàn)組來(lái)發(fā)送第2信號(hào)，還在于，在一個(gè)后面的步驟中，至少有一次形成一個(gè)新的第1天線(xiàn)組以及一個(gè)新的第2天線(xiàn)組，還在于，隨后重復(fù)執(zhí)行第2步驟。
本發(fā)明還提供了用于一個(gè)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的一個(gè)基站，它被連接到空間配置的諸天線(xiàn)以便通過(guò)分集技術(shù)進(jìn)行發(fā)送，并且它包括一個(gè)第1發(fā)送裝置以及一個(gè)第2發(fā)送裝置，它們從一組發(fā)送信號(hào)中分別形成具有一個(gè)第1標(biāo)識(shí)符的一組第1信號(hào)，以及具有一個(gè)第2標(biāo)識(shí)符的一組第2信號(hào)，以便經(jīng)由空間配置的諸天線(xiàn)來(lái)發(fā)送這兩組信號(hào)。
其特征在于，基站被連接到兩組以上的天線(xiàn)，還在于，基站還包括分配裝置，用于將諸天線(xiàn)分配到兩個(gè)發(fā)送裝置中的任何一個(gè)，還在于，基站還包括計(jì)算與控制裝置，它被連接到分配裝置，將諸天線(xiàn)劃分為一個(gè)第1天線(xiàn)組以及一個(gè)第2天線(xiàn)組，并對(duì)分配進(jìn)行控制，使得第1天線(xiàn)組以及第2天線(xiàn)組分別地被分配到第1發(fā)送裝置以及第2發(fā)送裝置。
相應(yīng)地，在使用兩組以上的天線(xiàn)時(shí)，在一個(gè)第1步驟中，諸天線(xiàn)被劃分為一個(gè)第1天線(xiàn)組以及一個(gè)第2天線(xiàn)組，在一個(gè)第2步驟中，經(jīng)由第1天線(xiàn)組來(lái)發(fā)送第1信號(hào)，并經(jīng)由第2天線(xiàn)組來(lái)發(fā)送第2信號(hào)。在一個(gè)后面的步驟中，至少一次形成一個(gè)新的第1天線(xiàn)組以及一個(gè)新的第2天線(xiàn)組，隨后重復(fù)執(zhí)行第2步驟。通過(guò)這些措施，就能將分集發(fā)送方法應(yīng)用于若干個(gè)天線(xiàn)組，其中的每一個(gè)都含有兩組以上的天線(xiàn)的一部分，使用諸天線(xiàn)的不同的分組方法，這兩個(gè)天線(xiàn)組被形成若干次，并且這個(gè)過(guò)程被信號(hào)執(zhí)行若干次。其結(jié)果是，在每一次循環(huán)中都出現(xiàn)待校正的不同的幅度差和／或相位差。若使用兩組以上的天線(xiàn)，通過(guò)該過(guò)程的循環(huán)重復(fù)，就能以一種簡(jiǎn)單的方式來(lái)獲得高的分集增益。
根據(jù)本發(fā)明的基站的特征在于，它被連接到兩組以上的天線(xiàn)，還在于，它包括分配裝置，用于將諸天線(xiàn)中的每一組分配到兩個(gè)發(fā)送裝置當(dāng)中的一個(gè)，還在于，它還包括被連接到分配裝置的計(jì)算與控制裝置，后者將諸天線(xiàn)劃分為一個(gè)第1天線(xiàn)組以及一個(gè)第2天線(xiàn)組，并以這樣一種方式對(duì)分配進(jìn)行控制，使得第1天線(xiàn)組以及第2天線(xiàn)組分別地被連接到第1發(fā)送裝置以及第2發(fā)送裝置。
本發(fā)明的進(jìn)一步的有益特征在閱讀完說(shuō)明書(shū)后就可明白。
特別有利的是，在一個(gè)第3步驟中，第1和第2信號(hào)被接收，并且在接收地點(diǎn)，出現(xiàn)在這兩組信號(hào)之間的一個(gè)幅度差和／或一個(gè)相位差被確定，而在下一個(gè)步驟中，這個(gè)幅度差和／或相位差被被送往發(fā)送地點(diǎn)，在那里，兩個(gè)天線(xiàn)組其中之一的幅度和／或相位位置被改變。因此，正在發(fā)送諸信號(hào)的基站從移動(dòng)臺(tái)接收到一組校正信號(hào)，它表示在接收機(jī)中出現(xiàn)的幅度差和／或相位差?；臼褂眠@組校正信號(hào)來(lái)校正幅度和／或相位位置，使得諸信號(hào)以相等的強(qiáng)度以及相同的相位到達(dá)接收機(jī)，并且可以配合得當(dāng)?shù)乇唤M合，以便獲得高的分集增益。
在這種連接中，特別有利的是，通過(guò)對(duì)經(jīng)由這個(gè)天線(xiàn)組發(fā)送的諸信號(hào)進(jìn)行復(fù)數(shù)加權(quán)來(lái)改變這兩個(gè)天線(xiàn)組其中之一的幅度和／或相位位置。
若使用M組天線(xiàn)，這里M是2的冪，則特別有利的是，為了這M組天線(xiàn)的分組，形成一個(gè)含有M×M個(gè)元素的沃爾什-哈馬德矩陣，其M列中的每一列被分配到M組天線(xiàn)中的一組，就其M行而言，那些跟隨著第1行后面的M-1行中的每一行都表示諸天線(xiàn)被分配到兩個(gè)天線(xiàn)組中的哪一個(gè)。通過(guò)形成這樣的矩陣，就能以一種簡(jiǎn)單的方式計(jì)算出總共M-1種可能的不同的分組方法，其中的每一種都可以被用于將諸天線(xiàn)劃分為諸天線(xiàn)組的過(guò)程中的一個(gè)循環(huán)。由于沃爾什-哈馬德矩陣精確地提供M-1種正交關(guān)聯(lián)，所以，采用這M-1種可能的分組方法，可以近乎最佳地互相調(diào)整這M組天線(xiàn)。
若將本方法應(yīng)用于一個(gè)被連接到由兩組以上天線(xiàn)所形成的天線(xiàn)陣列的基站，并且若基站包括各復(fù)數(shù)加權(quán)級(jí)，后者被連接到計(jì)算與控制裝置，并且它響應(yīng)于由計(jì)算與控制裝置所提供的諸控制信號(hào)，來(lái)改變由該天線(xiàn)陣列發(fā)送的諸信號(hào)的幅度和相位，則這是特別有利的。一個(gè)這樣配備的基站特別適于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的、基于空間或極化分集原理的分集發(fā)送方法。
在這種連接中，將天線(xiàn)組實(shí)現(xiàn)為一組相控陣是特別有利的。這使它有可能在一種空分多址(SDMA)無(wú)線(xiàn)發(fā)送中實(shí)現(xiàn)分集發(fā)送方法，并且通過(guò)無(wú)線(xiàn)資源的再利用，使它能夠同時(shí)為大量用戶(hù)提供服務(wù)。
現(xiàn)在參照諸附圖對(duì)本發(fā)明以及由此帶來(lái)的進(jìn)一步的好處作更詳細(xì)的說(shuō)明，在諸附圖中

圖1以圖解方式表示根據(jù)本發(fā)明的具有一個(gè)基站的一個(gè)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；圖2是一份流程圖，表示根據(jù)本發(fā)明的的方法的各步驟；以及圖3借助于諸矢量來(lái)說(shuō)明由本方法所獲得的信號(hào)改進(jìn)。
圖1表示具有一個(gè)基站NB以及一個(gè)移動(dòng)臺(tái)MS的一個(gè)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)?；颈贿B接到由4組天線(xiàn)1，2，3和4所組成的一個(gè)天線(xiàn)陣列AAR。天線(xiàn)陣列AAR通過(guò)下述的分集發(fā)送方法來(lái)輻射各種信號(hào)。為此，基站包括一個(gè)第1發(fā)送裝置MXA以及一個(gè)第2發(fā)送裝置MXB，它們從一組發(fā)送信號(hào)中產(chǎn)生一組第1信號(hào)A以及一組第2信號(hào)B。兩組信號(hào)A和B不同之處在于它們的標(biāo)識(shí)符。在本例中，發(fā)送信號(hào)是一組CDMA信號(hào)，并且使用兩組不同的、互相正交的導(dǎo)頻序列作為諸標(biāo)識(shí)符。發(fā)送裝置MXA和MXB都是多路復(fù)用器，其中之一加入第1導(dǎo)頻序列以產(chǎn)生第1信號(hào)A，而另一個(gè)則加入第2導(dǎo)頻序列以產(chǎn)生第2信號(hào)B。根據(jù)本發(fā)明，這兩組信號(hào)A和B隨即以這樣一種方式被饋送到天線(xiàn)陣列AAR，使得它們基于分集原理，經(jīng)由不同的諸天線(xiàn)被輻射，并沿著不同的諸無(wú)線(xiàn)通路被發(fā)送。
為了將信號(hào)A和B饋送到天線(xiàn)陣列AAR，基站包括分配裝置SW，它能將兩個(gè)發(fā)送裝置MXA和MXB中的每一個(gè)連接到諸天線(xiàn)1到4中的每一個(gè)?；具€包括計(jì)算與控制裝置CTR，它被連接到分配裝置，并控制后者將每一組天線(xiàn)分配到各發(fā)送裝置當(dāng)中的一個(gè)，在圖1所示的例子中，諸天線(xiàn)1和3被連接到第1發(fā)送裝置MXA，而諸天線(xiàn)2和4則被連接到第2發(fā)送裝置MXB。這些連接的建立是可以自由選擇的，并且按照將諸天線(xiàn)1到4劃分為兩個(gè)不同的天線(xiàn)組來(lái)實(shí)現(xiàn)，這將在下面加以說(shuō)明。在圖1中，天線(xiàn)1和3形成一個(gè)第1天線(xiàn)組，而天線(xiàn)2和4則形成一個(gè)第2天線(xiàn)組。
基站NB還包括各復(fù)數(shù)加權(quán)級(jí)，它們被插入到各天線(xiàn)分支，并設(shè)置由各自的天線(xiàn)所輻射的信號(hào)的幅度和相位。這些復(fù)數(shù)加權(quán)級(jí)，例如圖1所示的諸加權(quán)級(jí)W1和W3，也被計(jì)算與控制裝置CTR所控制?；綨B在各加權(quán)裝置之后還包括諸級(jí)SPR，借助于信道化代碼以及加擾代碼對(duì)諸信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻。跟隨在諸擴(kuò)頻級(jí)后面的是諸射頻級(jí)RF，它們將諸信號(hào)從基帶變換到發(fā)射頻帶。作為多條發(fā)送信道中的一個(gè)例子，圖1表示一條發(fā)送信道的方框圖。
在圖1所示的實(shí)施例中，第1信號(hào)A由包括諸天線(xiàn)1和3的第1天線(xiàn)組發(fā)射，而第2信號(hào)B則由包括諸天線(xiàn)2和4的第2天線(xiàn)組發(fā)射。兩組信號(hào)A和B經(jīng)由兩個(gè)天線(xiàn)組輻射到位于天線(xiàn)陣列AAR的遠(yuǎn)場(chǎng)的移動(dòng)臺(tái)MS(的信號(hào))，跟經(jīng)由兩組常規(guī)的分集天線(xiàn)所輻射(的信號(hào))并沒(méi)有什么不同。這就意味著移動(dòng)臺(tái)MS實(shí)質(zhì)上經(jīng)由具有不同衰減以及不同信號(hào)延遲pdA和pdB的不同通路來(lái)接收這兩組信號(hào)A和B。這些差異在接收端表現(xiàn)為一個(gè)幅度差和一個(gè)相位差。為了使圖示簡(jiǎn)化，圖1僅示出在接收機(jī)中出現(xiàn)在兩組信號(hào)A和B之間的相位差phi。僅當(dāng)這個(gè)相位差為0或接近于0，在接收這兩組信號(hào)時(shí)才能獲得充分的分集增益。跟常規(guī)的分集發(fā)送設(shè)計(jì)安排相比，這里在使用4組天線(xiàn)的條件下，能得到6dB的附加分集增益。移動(dòng)臺(tái)MS以一組校正信號(hào)的形式將所測(cè)得的相位差phi送往基站NB，基站NB的控制器CTR隨即使在諸復(fù)數(shù)加權(quán)級(jí)W1和W3中的相位位置發(fā)生改變，而W1和W3則被連接到諸天線(xiàn)組當(dāng)中的一個(gè)(在這里，該天線(xiàn)組包括諸天線(xiàn)1和3)。這樣，經(jīng)由移動(dòng)臺(tái)就建立起一條閉合環(huán)路CL。在本例中，第1天線(xiàn)組(即諸天線(xiàn)1和3)的相位位置，響應(yīng)于校正信號(hào)而發(fā)生改變。當(dāng)這個(gè)校正過(guò)程已經(jīng)完成之后，又形成了新的諸天線(xiàn)組，并且使用這些新的諸天線(xiàn)組重復(fù)進(jìn)行校正過(guò)程。例如，隨即由天線(xiàn)1和4形成新的第1天線(xiàn)組，由天線(xiàn)2和3形成新的第2天線(xiàn)組。這樣一來(lái)，校正過(guò)程被循環(huán)執(zhí)行若干次。
圖2是一份流程圖100，表示根據(jù)本發(fā)明的分集發(fā)射方法的各步驟，該流程圖由前面參照?qǐng)D1所說(shuō)明的基站和移動(dòng)臺(tái)來(lái)執(zhí)行。下面，將參照?qǐng)D1和圖2這兩份圖加以說(shuō)明。
方法100包括諸步驟110到170，并且在開(kāi)始框S之后，從一個(gè)第1步驟110開(kāi)始，該步驟是由基站來(lái)執(zhí)行的。在這個(gè)第1步驟110中，基站的計(jì)算與控制裝置將諸天線(xiàn)劃分為兩個(gè)天線(xiàn)組。第1天線(xiàn)組包括諸天線(xiàn)1和3，第2天線(xiàn)組包括諸天線(xiàn)2和4。
在第2步驟120，第1天線(xiàn)組被連接到第1發(fā)送裝置，第2天線(xiàn)組被連接到第2發(fā)送裝置，如圖1所示。其結(jié)果是，第1天線(xiàn)組，即天線(xiàn)1和3，發(fā)送第1信號(hào)A，而第2天線(xiàn)組，即天線(xiàn)2和4，則發(fā)送第2信號(hào)B。
在下一個(gè)步驟130，諸信號(hào)A和B被移動(dòng)臺(tái)MS所接收。由于這兩組信號(hào)經(jīng)由不同的發(fā)送通路到達(dá)，除了一個(gè)可忽略的幅度差之外，在兩組接收信號(hào)之間還出現(xiàn)了一個(gè)不可忽略的相位差phi。這個(gè)相位差由移動(dòng)臺(tái)MS進(jìn)行測(cè)定。
在下一個(gè)步驟140，移動(dòng)臺(tái)MS將這個(gè)相位差送往基站NB，基站NB隨即改變第1天線(xiàn)組，即諸天線(xiàn)1和3的相位位置。然后，經(jīng)過(guò)相位校正后進(jìn)行發(fā)送的諸信號(hào)A和B就能被移動(dòng)臺(tái)MS接收，并且被配合得當(dāng)?shù)亟M合，以便獲得一個(gè)分集增益。
在下一個(gè)步驟150，進(jìn)行一次檢查，看是否需要用兩個(gè)天線(xiàn)組再一次地執(zhí)行校正過(guò)程。在這項(xiàng)檢查中所使用的標(biāo)準(zhǔn)就是數(shù)目N，它表示形成天線(xiàn)組的頻繁程度，即，已經(jīng)進(jìn)行了多少次分組。由于使用了總共4組天線(xiàn)1到4，所以不同的分組方法可能有3種之多，即(a)天線(xiàn)組(1，3)和(2，4)；(b)天線(xiàn)組(1，4)和(2，3)；以及(c)天線(xiàn)組(1，2)和(3，4)。
在本例中，僅進(jìn)行了一次分組，即，在步驟110中的分組方法(a)。因此，在步驟150中決定進(jìn)行另一次分組。為此，作出通往下一個(gè)步驟160的一段分支程序，在其中，形成了兩個(gè)新的天線(xiàn)組，即，按照分組方法(b)的天線(xiàn)組(1，4)和(2，3)。其后，再次執(zhí)行用于校正幅度和相位的諸步驟120到140。隨后，在步驟150，再次確定已經(jīng)進(jìn)行了多少次不同的分組過(guò)程。在本例中，已經(jīng)進(jìn)行了3種可能的分組方法中的兩種，因此，諸步驟160以及120到140將最后一次被循環(huán)執(zhí)行，在步驟160中，現(xiàn)在諸天線(xiàn)正在按照分組方法(c)來(lái)進(jìn)行分組。因此，兩種不同的天線(xiàn)分組被形成3次(N=3)，并且被用來(lái)校正諸幅度和諸相位。
跟隨其后的是步驟170，在其中進(jìn)行一次檢查，看一下作為諸移動(dòng)臺(tái)的諸運(yùn)動(dòng)的一個(gè)結(jié)果的傳輸質(zhì)量是否發(fā)生改變。若發(fā)生改變，則應(yīng)當(dāng)從110開(kāi)始，重復(fù)整個(gè)過(guò)程，否則，就可以結(jié)束該過(guò)程。因此，本方法100包括一個(gè)由步驟110到170構(gòu)成的外循環(huán)，以及由步驟120到160構(gòu)成的內(nèi)循環(huán)。
在所有可能的分組方法都被用來(lái)進(jìn)行校正之前，不一定需要通過(guò)內(nèi)循環(huán)。通過(guò)為獲得足夠的分集增益所需的有限次數(shù)的循環(huán)就夠了。圖3對(duì)此加以圖解。
圖3被分為5部分，各部分分別代表在處理過(guò)程中的完整的表示。從左到右來(lái)看的各部分的排列反映出諸完整的表示的時(shí)間序列。圖中的每一部分顯示4個(gè)矢量，分別代表4條發(fā)送通路中每一條的傳遞函數(shù)(同時(shí)參看圖1)。矢量1表示從天線(xiàn)1到移動(dòng)臺(tái)MS的發(fā)送通路，矢量2表示從天線(xiàn)2到移動(dòng)臺(tái)MS的發(fā)送通路，等等。
由于在各自的發(fā)送通路上不同的傳播條件，使得矢量1到4在幅度和相位上各不相同。這用諸矢量的不同長(zhǎng)度和方向來(lái)表示。在接收地點(diǎn)，即，在移動(dòng)臺(tái)的接收機(jī)處，各矢量1到4組合在一起，形成一個(gè)合矢量，它對(duì)應(yīng)于分集無(wú)線(xiàn)信道總的傳遞函數(shù)。個(gè)別的諸矢量1到4的組合越是配合得當(dāng)，即合矢量越長(zhǎng)，則分集增益也就越高。借助于上述方法，以這樣一種方式來(lái)調(diào)整各天線(xiàn)相互之間的相位位置，使得各矢量1到4都采取相同的方向，并使得合矢量盡可能地長(zhǎng)。在圖3中圖解了這個(gè)過(guò)程，它表示各相位位置的一步一步的校正過(guò)程。
該圖的最左邊的部分表示初始狀態(tài)，在其中，各天線(xiàn)尚未進(jìn)行相互之間的調(diào)整，因此，個(gè)別的諸矢量1到4占據(jù)著差別很大的諸相位位置。相應(yīng)地，合矢量(虛線(xiàn))實(shí)質(zhì)上短于個(gè)別的諸矢量1到4的長(zhǎng)度之和。因此，個(gè)別的諸矢量的組合遠(yuǎn)未達(dá)到最佳狀態(tài)，并且有待于改進(jìn)。因此，根據(jù)本發(fā)明(參看圖2中的步驟110到140)，形成了一個(gè)第1天線(xiàn)組，包括諸天線(xiàn)3和1，以及一個(gè)第2天線(xiàn)組，包括諸天線(xiàn)4和2。在該圖的下一部分，通過(guò)諸矢量4，2，3和1的分組，以及通過(guò)諸矢量和4+2以及3+1(折線(xiàn))對(duì)這種方法進(jìn)行圖解。隨后，矢量和3+1的相位位置，即，第1天線(xiàn)組的相位位置被改變，使得這兩個(gè)矢量和具有相同的方向。如該圖的第3部分所示，現(xiàn)在諸矢量組合在一起，以形成一個(gè)合矢量，它稍長(zhǎng)于示于開(kāi)始處的矢量。到此，就完成了第1分組方法以及隨后執(zhí)行的諸相位位置的校正，并且已經(jīng)獲得一個(gè)附加的分集增益，這通過(guò)合矢量的長(zhǎng)度的增加來(lái)表示。
現(xiàn)在，通過(guò)一個(gè)新的、第2分組方法來(lái)繼續(xù)這個(gè)過(guò)程(同時(shí)參看圖2中的步驟160)。形成了一個(gè)新的第1天線(xiàn)組，包括諸天線(xiàn)4和1，以及一個(gè)新的第2天線(xiàn)組，包括諸天線(xiàn)3和2。在該圖的第4部分，通過(guò)諸矢量4，1，2和3的分組，已經(jīng)通過(guò)諸矢量和4+1以及2+3(折線(xiàn))來(lái)表示這種方法。接著，新的第1天線(xiàn)組的相位位置被改變，即諸矢量2和3被旋轉(zhuǎn)，使得諸矢量和4+1以及2+3具有相同的方向(同時(shí)參看圖2中的步驟120到140)。正如從該圖的最右邊的部分所明示的那樣，獲得了一個(gè)合矢量，其長(zhǎng)度差不多等于所有諸矢量1到4的長(zhǎng)度之和。相應(yīng)地，已經(jīng)對(duì)諸天線(xiàn)進(jìn)行相互之間的調(diào)整，使之接近于最佳狀態(tài)。獲得了接近于可能最大的分集增益，并且該過(guò)程可以就此結(jié)束。同樣，可以形成所有可能的諸天線(xiàn)組，以及選出具有最高分集增益的那一個(gè)天線(xiàn)組。
參看圖1和2，在步驟160，諸天線(xiàn)組的每一次新的形成都意味著分配裝置SW建立了從第1發(fā)送裝置MXA到諸天線(xiàn)1和4之間的新的連接。例如，分配裝置可以包括一個(gè)具有兩個(gè)入口和4個(gè)出口的交換矩陣。
作為不同分組方法的一個(gè)結(jié)果，在每一次循環(huán)中，諸信號(hào)A和B經(jīng)由新的諸天線(xiàn)組被發(fā)送。在每一次循環(huán)中，接收諸循環(huán)的移動(dòng)臺(tái)MS測(cè)定一個(gè)新的相位差，它很可能不同于先前測(cè)出的相位差。這個(gè)新的相位差也被送往基站，后者隨即為兩個(gè)天線(xiàn)組中的一個(gè)重新設(shè)定相位位置。按照相同的方式，可以為該天線(xiàn)組設(shè)定幅度。在每一次循環(huán)中，對(duì)天線(xiàn)陣列進(jìn)行一次新的幅度與相位校正，并使分集增益得以增加。
在所說(shuō)明的例子中，總共使用4組天線(xiàn)，可能有3種不同的分組方法，即“1跟3以及2跟4”的分組，“1跟4以及2跟3”的分組，“1跟2以及3跟4”的分組。因此，上述過(guò)程可以重復(fù)3次，以便增加分集增益。隨著天線(xiàn)數(shù)目的增加，就有可能出現(xiàn)顯著地增加的循環(huán)次數(shù)。
若使用大量的天線(xiàn)，則借助于所謂沃爾什-哈馬德矩陣來(lái)形成諸天線(xiàn)組將是有利的。若所使用的天線(xiàn)的數(shù)目是2的一個(gè)冪函數(shù)，即，M=2N，就能形成一個(gè)含有M×M個(gè)元素的對(duì)稱(chēng)沃爾什-哈馬德矩陣，其中的每一列被分配到M組天線(xiàn)中的各組，而各行則表示各天線(xiàn)被分配到兩個(gè)天線(xiàn)組中的哪一個(gè)。若使用8組天線(xiàn)(M=8)，則沃爾什-哈馬德矩陣H具有下列形式 該矩陣的各行表示8位的沃爾什-哈馬德代碼。首先，各列被分配到各天線(xiàn)，即，列1被分配到天線(xiàn)1，列2被分配到天線(xiàn)2，列3被分配到天線(xiàn)3，等等。隨后，對(duì)跟隨在第1行后面的各行進(jìn)行評(píng)估。每一行表示一種分組方法，符號(hào)+1表示A組的成員，并且符號(hào)-1表示B組的成員。例如，行2表示下列的分組方法第1天線(xiàn)組包括諸天線(xiàn)1，3，5和7，并且第2天線(xiàn)組包括諸天線(xiàn)2，4，6和8。借助于沃爾什-哈馬德矩陣，從8組天線(xiàn)中先后7次形成諸天線(xiàn)組，即，僅有M-1種組合被選中，即，遠(yuǎn)小于可能的各種組合的數(shù)目。由于沃爾什-哈馬德矩陣含有M=1個(gè)正交的行矢量，所以，M-1=7種不同的組合(天線(xiàn)組)是不相關(guān)的。因此，在可能的最佳方式中，用諸天線(xiàn)組的較小的數(shù)目來(lái)表示天線(xiàn)陣列。
本發(fā)明特別適合于在一個(gè)CDMA移動(dòng)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)中使用，因?yàn)檫@樣一種系統(tǒng)已經(jīng)包括這樣的裝置，借助于該裝置，可以將不同的導(dǎo)頻序列加入到待發(fā)送的諸信號(hào)之中。若根據(jù)本發(fā)明的基站備有相控陣(天線(xiàn))，就能在空分多址(SDMA)方式下進(jìn)行發(fā)送。
權(quán)利要求
1．一種分集發(fā)送方法(100)包括從一組發(fā)送信號(hào)中形成具有一個(gè)第1標(biāo)識(shí)符的一組第1信號(hào)(A)，以及具有一個(gè)第2標(biāo)識(shí)符的一組第2信號(hào)(B)，它們都經(jīng)由空間配置的諸天線(xiàn)進(jìn)行發(fā)送，其特征在于，使用兩組以上的天線(xiàn)(1，2，3，4)，還在于，在一個(gè)第1步驟(110)中，諸天線(xiàn)(1，2，3，4)被分為一個(gè)第1天線(xiàn)組(1，3)以及一個(gè)第2天線(xiàn)組(2，4)，還在于，在一個(gè)第2步驟(120)中，經(jīng)由第1天線(xiàn)組(1，3)來(lái)發(fā)送第1信號(hào)(A)，并經(jīng)由第2天線(xiàn)組(2，4)來(lái)發(fā)送第2信號(hào)(B)，還在于，在一個(gè)后面的步驟(160)中，至少有一次形成一個(gè)新的第1天線(xiàn)組(1，4)以及一個(gè)新的第2天線(xiàn)組(2，3)，還在于，隨后重復(fù)執(zhí)行第2步驟(120)。
2．如權(quán)利要求1所述的一種方法(100)，其特征在于，后面的步驟(160)以及第2步驟(120)被重復(fù)執(zhí)行，直到諸天線(xiàn)組的總數(shù)等于一個(gè)可預(yù)置的數(shù)目，特別是諸天線(xiàn)組的可能的最大數(shù)目(150)，為止。
3．如權(quán)利要求1所述的一種方法(100)，其特征在于，在一個(gè)第3步驟(130)中，第1和第2信號(hào)(A，B)被接收，并且在發(fā)送地點(diǎn)(譯者注應(yīng)為接收地點(diǎn))出現(xiàn)在這兩組信號(hào)(A，B)之間的一個(gè)幅度差和／或一個(gè)相位差(phi)被測(cè)定，還在于，在下一個(gè)步驟(140)中，所述幅度差和／或相位差(phi)被送往發(fā)送地點(diǎn)，在那里，兩個(gè)天線(xiàn)組之一(1，3)的幅度和／或相位位置被改變。
4．如權(quán)利要求3所述的一種方法，其特征在于，對(duì)經(jīng)由所述一個(gè)天線(xiàn)組(1，3)發(fā)送的諸信號(hào)(A，B)，通過(guò)復(fù)數(shù)加權(quán)(W1，W3)來(lái)改變兩個(gè)天線(xiàn)組之一(1，3)的幅度和/或相位位置。
5．如權(quán)利要求1所述的一種方法，其特征在于，總共使用M組天線(xiàn)，其中M是2的一個(gè)冪函數(shù)，還在于，為了將M組天線(xiàn)劃分為兩個(gè)天線(xiàn)組，形成一個(gè)含有M×M個(gè)元素的沃爾什-哈馬德矩陣，其中的M列中的每一列被分配到M組天線(xiàn)中的各組，而就其M行而言，跟隨在第1行后面的M-1行則表示將各組天線(xiàn)分配到兩個(gè)天線(xiàn)組當(dāng)中的哪一個(gè)，因此，可能形成M-1種不同的分組方法，還在于，所形成的諸天線(xiàn)組的數(shù)目的可預(yù)置的數(shù)值等于2乘以M-1。
6．如權(quán)利要求1所述的一種方法(100)，其特征在于，若諸信號(hào)(A，B)的傳輸質(zhì)量低于一個(gè)可預(yù)置的數(shù)值(170)，則從第1步驟(110)開(kāi)始，重復(fù)執(zhí)行該過(guò)程。
7．用于一個(gè)移動(dòng)無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)的一個(gè)基站(NB)，它被連接到空間配置的諸天線(xiàn)以便通過(guò)分集技術(shù)進(jìn)行發(fā)送，并且它包括一個(gè)第1發(fā)送裝置(MXA)以及一個(gè)第2發(fā)送裝置(MXB)，它們從一組發(fā)送信號(hào)中分別形成具有一個(gè)第1標(biāo)識(shí)符的一組第1信號(hào)(A)，以及具有一個(gè)第2標(biāo)識(shí)符的一組第2信號(hào)(B)，以便經(jīng)由空間配置的諸天線(xiàn)來(lái)發(fā)送這兩組信號(hào)(A，B)。其特征在于，基站(NB)被連接到兩組以上的天線(xiàn)(1，2，3，4)，還在于，基站(NB)還包括分配裝置(SW)，用于將諸天線(xiàn)(1，2，3，4)分配到兩個(gè)發(fā)送裝置(MXA，MXB)中的任何一個(gè)，還在于，基站(NB)還包括計(jì)算與控制裝置(CTR)，它被連接到分配裝置(SW)，將諸天線(xiàn)(1，2，3，4)劃分為一個(gè)第1天線(xiàn)組(1，3)以及一個(gè)第2天線(xiàn)組(2，4)，并對(duì)分配進(jìn)行控制，使得第1天線(xiàn)組(1，3)以及第2天線(xiàn)組(2，4)分別地被分配到第1發(fā)送裝置(MXA)以及第2發(fā)送裝置(MXB)。
8．如權(quán)利要求7所述的一個(gè)基站(NB)，其特征在于，諸天線(xiàn)(1，2，3，4)形成一個(gè)天線(xiàn)陣列(AAR)，特別是用于空間或極化分集的一個(gè)天線(xiàn)陣列，還在于，基站(NB)還包括各復(fù)數(shù)加權(quán)級(jí)(W1，W2)，它們被連接到計(jì)算與控制裝置(CTR)，并且，響應(yīng)于由計(jì)算與控制裝置(CTR)所提供諸控制信號(hào)，它們改變經(jīng)由諸天線(xiàn)組(1，2，3，4)其中之一(1，3)所發(fā)送過(guò)來(lái)的諸信號(hào)(A，B)的諸幅度和諸相位。
9．如權(quán)利要求8所述的一個(gè)基站，其特征在于，該天線(xiàn)陣列是一個(gè)相控陣。
全文摘要
在已知的分集發(fā)送方法中,經(jīng)由兩組空間配置的夭線(xiàn)來(lái)發(fā)送具有不同標(biāo)識(shí)符的兩組信號(hào)(A,B)。為了能夠?qū)⒎旨響?yīng)用于兩組以上的天線(xiàn)(1到4),提出了一種新穎的方法以及一個(gè)新穎的基站。新穎的基站(NB)包括兩個(gè)發(fā)送裝置(MXA,MXB)以及與之連接的分配裝置(SW),它在這兩個(gè)發(fā)送裝置(MXA,MXB)其中之一以及諸天線(xiàn)(1,2,3,4)其中之一之間建立連接。
文檔編號(hào)H04B7/06GK1279568SQ0011837
公開(kāi)日2001年1月10日 申請(qǐng)日期2000年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月24日
發(fā)明者米歇爾·唐格曼 申請(qǐng)人:阿爾卡塔爾公司