專(zhuān)利名稱(chēng)：使用定向波束和無(wú)線基站的通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用定向波束的通信方法，以及一種無(wú)線基站，其根據(jù)碼分多址(CDMA)方案的小區(qū)子區(qū)(sector-cell)結(jié)構(gòu)采用頻譜外散，進(jìn)行無(wú)線通信的通信方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及使用若干天線執(zhí)行定向波束的傳輸/接收的一種通信方法和一種無(wú)線基站。
背景技術(shù)：
通常，作為一種移動(dòng)通信系統(tǒng)，覆蓋業(yè)務(wù)區(qū)域的蜂窩系統(tǒng)是使用與多個(gè)小區(qū)相對(duì)應(yīng)的若干無(wú)線基站。此外，使用了小區(qū)子區(qū)結(jié)構(gòu)，其將一個(gè)小區(qū)分割為多個(gè)子區(qū)。然后通過(guò)分別在各子區(qū)中配置一個(gè)基站天線來(lái)設(shè)定服務(wù)區(qū)域。對(duì)于所述移動(dòng)通信系統(tǒng)，如圖1A和1B中所示，通常采用三個(gè)(3)或者六個(gè)(6)小區(qū)子區(qū)配置。
此外，大家都知道使用自適應(yīng)天線陣列傳輸/接收定向波束減少了其他用戶(移動(dòng)臺(tái))的干擾。使用若干天線執(zhí)行所述定向波束的傳輸/接收，以便對(duì)天線處接收的信號(hào)使用一個(gè)適當(dāng)?shù)臋?quán)值進(jìn)行綜合，從而可以減少來(lái)自其他用戶的干擾。在DS-CDMA(直接序列-碼分多址)方案中，已經(jīng)建議了使用導(dǎo)頻符號(hào)的相干自適應(yīng)天線陣列分集(CAAAD)的接收方法。
對(duì)于下行鏈路，還建議了傳輸定向波束的傳輸方法。在該傳輸方法中，在對(duì)上行鏈路上形成的定向波束圖案執(zhí)行了對(duì)無(wú)線鏈路上發(fā)生的信號(hào)振幅及相位變化的補(bǔ)償之后，傳輸定向波束?？梢酝ㄟ^(guò)將定向波束傳輸?shù)较滦墟溌穪?lái)減少來(lái)自位于同一子區(qū)及其他子區(qū)處的其他用戶的干擾。
對(duì)于下行鏈路，可以有分別用于各個(gè)用戶的信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?zhuān)用信道，以及所有用戶共用的用于傳輸控制數(shù)據(jù)的公共信道。圖2A和2B示出了無(wú)線基站中的專(zhuān)用信道和公共信道的定向波束圖案的典型實(shí)例，所述基站使用自適應(yīng)天線陣列執(zhí)行定向波束傳輸/接收。
如圖2A中所示，可以通過(guò)使用波束圖案BP21和BP22為每一用戶的專(zhuān)用信道傳輸定向波束來(lái)減少用戶之間的干擾，其窄化了覆蓋范圍。另一方面，如圖2B中所示，為公共信道使用了非定向的波束圖案BP23，以便位于該子區(qū)中的所有用戶接收控制數(shù)據(jù)。
然而，在如上所述的使用定向波束的傳輸方法中，自適應(yīng)天線陣列不得不將天線權(quán)值(施加于被輸入給每一天線的信號(hào)上的權(quán)值)最優(yōu)化，以便通過(guò)恰當(dāng)?shù)匦纬擅嫦蛎恳挥脩舻亩ㄏ虿ㄊ鴣?lái)減少干擾。
進(jìn)一步來(lái)講，在上述方法中，所述天線權(quán)值還得根據(jù)移動(dòng)臺(tái)MS(被干擾的MS以及干擾的MS)的移動(dòng)以及傳播條件的變化(例如反射物的移動(dòng))頻繁地更新，以便維持朝向移動(dòng)臺(tái)MS的定向波束傳輸。另外，在常規(guī)方法中，所述天線權(quán)值是在無(wú)線基站根據(jù)從每一MS接收的導(dǎo)頻符號(hào)，使用LMS(最小均方)或者RLS(遞歸均方)算法更新的。
在移動(dòng)臺(tái)MS始終將上行信號(hào)向無(wú)線基站傳輸?shù)那闆r中，例如在電路交換方法中使用的AMR(語(yǔ)音)的情況中，無(wú)線基站可以從導(dǎo)頻符號(hào)中抽取必要信息來(lái)更新天線權(quán)值。從而，無(wú)線基站可以形成朝向移動(dòng)臺(tái)MS的適當(dāng)定向波束，并毫不費(fèi)力地跟蹤該移動(dòng)臺(tái)MS。
然而，在移動(dòng)臺(tái)MS間歇地傳輸上行信號(hào)(例如分組數(shù)據(jù)的或者到達(dá)無(wú)線基站的信號(hào)很微弱)的情況中，無(wú)線基站也間歇地接收該上行信號(hào)。這導(dǎo)致間隔發(fā)生無(wú)線基站沒(méi)有從移動(dòng)臺(tái)MS接收到導(dǎo)頻符號(hào)。因此，無(wú)線基站在該期間無(wú)法更新天線權(quán)值以及通過(guò)該天線權(quán)值確定的波束方向。
具體來(lái)講，如圖3中所示，如果移動(dòng)臺(tái)2在無(wú)線基站1沒(méi)有收到導(dǎo)頻符號(hào)的期間，移動(dòng)到了定向波束B(niǎo)P23的覆蓋范圍之外(如圖3中2標(biāo)注所示的位置)，那么移動(dòng)臺(tái)2和無(wú)線基站1之間的無(wú)線鏈路被被斷開(kāi)。特別是，假定移動(dòng)臺(tái)2主要執(zhí)行分組數(shù)據(jù)通信期間的數(shù)據(jù)接收，并且這將導(dǎo)致由該移動(dòng)臺(tái)2傳輸?shù)纳闲行盘?hào)的間隔被延長(zhǎng)。因此，在這種情況下，無(wú)線鏈路斷開(kāi)的可能性極高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種使用定向波束的通信方法，以及一種無(wú)線基站，即使在無(wú)線基站傳輸定向波束的情況中，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)時(shí)沒(méi)有上行信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)候，也能夠避免無(wú)線基站和移動(dòng)臺(tái)之間的無(wú)線鏈路斷開(kāi)。
為了實(shí)現(xiàn)該目的，在本發(fā)明中，當(dāng)在無(wú)線基站和移動(dòng)臺(tái)之間通過(guò)由具有若干天線單元的自適應(yīng)天線陣列產(chǎn)生的定向波束進(jìn)行通信的時(shí)候，執(zhí)行從移動(dòng)臺(tái)接收上行信號(hào)，測(cè)量上行信號(hào)接收所耗時(shí)間，基于測(cè)量步驟的結(jié)果改變天線權(quán)值，所述天線權(quán)值是用于由每一移動(dòng)臺(tái)向適應(yīng)天線陣列輸入的信號(hào)的加權(quán)因數(shù)，并根據(jù)天線權(quán)值為每一移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生定向波束圖案。
順便提及，在上述發(fā)明中，如果測(cè)量結(jié)果超過(guò)一規(guī)定閾值，最好改變所述天線權(quán)值，以便擴(kuò)展定向波束的覆蓋范圍。如果需要，如果測(cè)量結(jié)果超過(guò)規(guī)定閾值，則也建議最好改變天線權(quán)值，以便覆蓋移動(dòng)臺(tái)位于其中的整個(gè)子區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明，沒(méi)有信號(hào)被移動(dòng)臺(tái)傳輸?shù)拈g隔被測(cè)量出來(lái)，并在該時(shí)期超過(guò)閾值的時(shí)候改變天線權(quán)值。因此，為移動(dòng)臺(tái)形成的定向波束的寬度可以被擴(kuò)展，并且甚至當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)到?jīng)]有上行信號(hào)傳輸?shù)淖訁^(qū)內(nèi)，也可以避免無(wú)線鏈路的斷開(kāi)。
在上述發(fā)明中，最好是使用若干規(guī)定的閾值。并且，如果測(cè)量步驟的結(jié)果超過(guò)所規(guī)定閾值中的每一個(gè)，改變所述天線權(quán)值，以便一步接一步的擴(kuò)展定向波束的覆蓋范圍。在該情況下，測(cè)量沒(méi)有信號(hào)被移動(dòng)臺(tái)傳輸?shù)拈g隔，并可以根據(jù)該間隔的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)定向波束圖案的寬度。例如，其允許可以鑒于移動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)速度和基站的地理位置恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置定向波束圖案的擴(kuò)展比率。
在上述發(fā)明中，如果測(cè)量結(jié)果超過(guò)規(guī)定閾值，最好改變天線權(quán)值以便擴(kuò)展定向波束的覆蓋范圍，并且如果基站接收上行信號(hào)，同時(shí)基站擴(kuò)展了定向波束的覆蓋范圍，那么根據(jù)規(guī)定算法進(jìn)一步改變?cè)撎炀€權(quán)值。在該情況下，在保持避免無(wú)線鏈路斷開(kāi)的同時(shí)仍可以將干擾抑制的效果最優(yōu)化。因此可以增加可用于進(jìn)行無(wú)線通信的能力。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供使用定向波束的一種通信方法，其中在一改變的步驟中，如果測(cè)量結(jié)果超出一規(guī)定的閾值，改變天線的權(quán)值以擴(kuò)展定向波速的覆蓋范圍。
另外，對(duì)于使用定向波束的一種通信方法，在一改變的步驟中，可以使用多個(gè)規(guī)定的閾值，并且如果測(cè)量步驟的結(jié)果超出每一規(guī)定的閾值，可以一步以一步為基礎(chǔ)，改變天線權(quán)值以擴(kuò)展定向波束的覆蓋范圍。
再者，對(duì)于使用定向波束一種通信方法，在一改變的步驟中，如果測(cè)量步驟的結(jié)果超出每一規(guī)定的閾值，可以改變天線權(quán)值以覆蓋移動(dòng)臺(tái)位于的整個(gè)子區(qū)。
另外，對(duì)于使用定向波束一種通信方法，在一改變的步驟中，如果測(cè)量步驟的結(jié)果超出每一規(guī)定的閾值，改變天線權(quán)值以擴(kuò)展定向波束的覆蓋范圍，并且如果無(wú)線基站接收一上行信號(hào)同時(shí)無(wú)線基站擴(kuò)展定向波束的覆蓋范圍，根據(jù)一規(guī)定算法，天線權(quán)值被進(jìn)一步改變。


圖1A和1B給出根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的子區(qū)配置的解釋方框圖；圖2A和2B給出根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的用于下行鏈路的傳輸波束圖案的解釋方框圖；圖3給出根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)的當(dāng)移動(dòng)臺(tái)移動(dòng)到定向波束覆蓋范圍之外時(shí)無(wú)線鏈路斷開(kāi)情形的解釋方框圖；圖4給出根據(jù)第一實(shí)施例的通信系統(tǒng)中當(dāng)移動(dòng)臺(tái)沒(méi)有上行信號(hào)傳輸時(shí)的定向波束圖案的解釋圖表；圖5給出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的移動(dòng)臺(tái)配置的方框圖；圖6給出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的通信系統(tǒng)的操作流程圖；圖7A和7B給出根據(jù)第一實(shí)施例的定向波束圖案變化的解釋圖表；圖8給出根據(jù)第二實(shí)施例的定向波束圖案變化的解釋圖表；圖9給出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的通信系統(tǒng)操作的流程圖；圖10給出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的通信系統(tǒng)操作的流程圖；以及圖11A，11B，11C和11D給出根據(jù)第三實(shí)施例的定向波束圖案變化的解釋圖表。
具體實(shí)施例方式
(第一實(shí)施例)現(xiàn)在將參考

本發(fā)明的第一實(shí)施例。圖4示出了顯示使用了定向波束的通信系統(tǒng)實(shí)例的解釋圖表。
如圖4中所示，根據(jù)該實(shí)施例的該通信系統(tǒng)是一個(gè)在移動(dòng)臺(tái)2和基站1之間以子區(qū)結(jié)構(gòu)進(jìn)行無(wú)線通信的系統(tǒng)?；?使用定向波束B(niǎo)P1和BP2與移動(dòng)臺(tái)2進(jìn)行無(wú)線通信。順便提及，在圖4中，在基站1處接收用于上行鏈路的信號(hào)，即上行信號(hào)，并在基站1根據(jù)一個(gè)通過(guò)天線權(quán)值最優(yōu)化算法確定的天線權(quán)值形成定向波束B(niǎo)P1。然后在移動(dòng)臺(tái)2和基站1之間進(jìn)行無(wú)線通信。進(jìn)一步來(lái)講，定向波束在基站1處基本上不改變，直到基站1處接收到新的上行信號(hào)。
圖5示出了基站1的方框圖。如圖5中所示，基站1包括天線陣列11、無(wú)線收發(fā)器12、上行信號(hào)間隔測(cè)量器13，比較器14，天線權(quán)值發(fā)生器15和計(jì)時(shí)器閾值存儲(chǔ)單元16。
天線陣列11根據(jù)天線權(quán)值為每一移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生定向波束圖案。所述的天線權(quán)值是由天線權(quán)值發(fā)生器15輸入給該天線陣列11的每一移動(dòng)臺(tái)的加權(quán)系數(shù)，由該定向波束進(jìn)行移動(dòng)臺(tái)2和基站1之間的無(wú)線通信。順便提及，該天線陣列11配置為波束圖案發(fā)生器。
無(wú)線收發(fā)器12是一個(gè)發(fā)送與接收各種信號(hào)的模塊。無(wú)線收發(fā)器12可以發(fā)送與接收間歇信號(hào)，例如該實(shí)施例中的用于分組數(shù)據(jù)的信號(hào)，并且無(wú)線收發(fā)器12從移動(dòng)臺(tái)2接收上行信號(hào)并將下行信號(hào)傳輸給移動(dòng)臺(tái)2。順便提及，該無(wú)線收發(fā)器12配置為接收器。
當(dāng)無(wú)線收發(fā)器12接收上行信號(hào)的時(shí)候，它在天線陣列11的每一單元處獲取接收功率作為信號(hào)。然后無(wú)線收發(fā)器12使用由天線權(quán)值發(fā)生器15產(chǎn)生的天線權(quán)值合成所述信號(hào)。進(jìn)一步來(lái)講，無(wú)線收發(fā)器12在傳輸?shù)臅r(shí)候，使用由天線權(quán)值發(fā)生器15產(chǎn)生的天線權(quán)值將下行信號(hào)分發(fā)給天線陣列11的每一單元。
上行信號(hào)間隔測(cè)量器13測(cè)量接收由移動(dòng)臺(tái)2傳輸?shù)纳闲行盘?hào)的實(shí)耗時(shí)間(上行信號(hào)間隔τ)。順便提及，所述上行信號(hào)間隔測(cè)量器配置為定時(shí)器。在無(wú)線收發(fā)器12被告知接收上行信號(hào)的時(shí)候，所述上行信號(hào)間隔測(cè)量器13將已測(cè)實(shí)耗時(shí)間復(fù)位，以便測(cè)量接收上次上行信號(hào)的實(shí)耗時(shí)間。上行信號(hào)間隔測(cè)量器13將已測(cè)實(shí)耗時(shí)間的值輸出給比較器14。
所述比較器14獲取上行信號(hào)間隔即由上行信號(hào)間隔測(cè)量器13測(cè)量的實(shí)耗時(shí)間值以及存儲(chǔ)在計(jì)時(shí)器閾值存儲(chǔ)單元16中的計(jì)時(shí)器閾值。然后比較器14比較所述上行信號(hào)間隔和計(jì)時(shí)器閾值，并輸出比較結(jié)果。計(jì)時(shí)器閾值存儲(chǔ)單元16是一個(gè)用于存儲(chǔ)上行信號(hào)間隔的計(jì)時(shí)器閾值的存儲(chǔ)單元。
所述天線權(quán)值發(fā)生器15根據(jù)比較器執(zhí)行的比較產(chǎn)生天線權(quán)值。順便提及，所述天線權(quán)值發(fā)生器15配置一天線權(quán)值轉(zhuǎn)換器。具體來(lái)講，如果上行信號(hào)間隔超過(guò)計(jì)時(shí)器閾值，則天線權(quán)值發(fā)生器15改變天線權(quán)值，以便擴(kuò)展定向波束圖案的寬度。
如上所述的使用定向波束的通信系統(tǒng)操作如下。圖6示出說(shuō)明所述通信系統(tǒng)操作的流程圖。
首先，基站1接收來(lái)自移動(dòng)臺(tái)2的上行信號(hào)(S101)。在該步驟中，無(wú)線收發(fā)器12根據(jù)由天線權(quán)值發(fā)生器15產(chǎn)生的天線權(quán)值合成天線陣列11的每一單元處的接收功率。
所述上行信號(hào)間隔測(cè)量器13測(cè)量從接收上一個(gè)上行信號(hào)的實(shí)耗時(shí)間，并將實(shí)耗時(shí)間值相繼輸出給比較器14(S102)。比較器14獲取實(shí)耗時(shí)間值即上行信號(hào)間隔(τ)以及存儲(chǔ)在計(jì)時(shí)器閾值存儲(chǔ)單元16中的計(jì)時(shí)器閾值(S103)。然后比較器14比較所述上行信號(hào)間隔和計(jì)時(shí)器閾值(S104)，并將上行信號(hào)間隔和計(jì)時(shí)器閾值的比較結(jié)果輸出給天線權(quán)值發(fā)生器15。
在步驟S104中，如果比較器14確定上行信號(hào)間隔沒(méi)有超過(guò)計(jì)時(shí)器閾值(步驟S104中的“否”)，則天線權(quán)值發(fā)生器15基于在由移動(dòng)臺(tái)2傳輸?shù)纳闲行盘?hào)中所包括的導(dǎo)頻符號(hào)產(chǎn)生天線權(quán)值(S105)。順便提及，所述天線權(quán)值發(fā)生器15根據(jù)天線權(quán)值最優(yōu)化算法例如LMS和RLS產(chǎn)生天線權(quán)值。
另一方面，如果比較器14確定上行信號(hào)間隔超過(guò)計(jì)時(shí)器閾值(步驟S104中的“是”)，則天線權(quán)值發(fā)生器15將天線權(quán)值改變?yōu)椴煌瑱?quán)值，以便擴(kuò)展定向波束圖案的寬度(覆蓋范圍)，所述不同權(quán)值是不同于根據(jù)天線權(quán)值最優(yōu)化算法產(chǎn)生的天線權(quán)值(S106)。
這里，圖7A和7B示出如果上行信號(hào)間隔超過(guò)計(jì)時(shí)器閾值的時(shí)候采用的定向波束圖案。如圖7A中所示，可以使用預(yù)先決定的并且產(chǎn)生非定向波束圖案的天線權(quán)值。進(jìn)一步來(lái)講，如圖7B中所示，基站1可以基于由移動(dòng)臺(tái)2傳輸?shù)纳洗紊闲行盘?hào)，使用根據(jù)天線權(quán)值最優(yōu)化算法產(chǎn)生的天線權(quán)值執(zhí)行一種附加的計(jì)算，以便所述基站1可以產(chǎn)生天線權(quán)值，這就產(chǎn)生了從作為中心的移動(dòng)臺(tái)2擴(kuò)展的用于移動(dòng)臺(tái)2的定向波束圖案。
因而，即使當(dāng)移動(dòng)臺(tái)2在沒(méi)有上行信號(hào)傳輸時(shí)移動(dòng)的時(shí)候，也可以避免移動(dòng)臺(tái)2和基站1之間無(wú)線鏈路斷開(kāi)，并且還可以在移動(dòng)臺(tái)2和基站1之間進(jìn)行無(wú)線通信。
(第二實(shí)施例)在下文中，將說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例。圖8是示出一種根據(jù)第二實(shí)施例的定向波束圖案的實(shí)例的解釋圖表。類(lèi)似于圖4，圖8示出在一規(guī)定時(shí)期內(nèi)，沒(méi)有上行信號(hào)被移動(dòng)臺(tái)2傳輸?shù)那樾?，所述的?guī)定時(shí)期是從基站1形成用于移動(dòng)臺(tái)2的定向波束時(shí)開(kāi)始的。
第二實(shí)施例特征在于，計(jì)時(shí)器閾值存儲(chǔ)單元16存儲(chǔ)了若干計(jì)時(shí)器閾值，而當(dāng)上行信號(hào)間隔超過(guò)每一計(jì)時(shí)器閾值的時(shí)候，所述天線權(quán)值被一步接一步的改變，以便逐漸擴(kuò)展定向波束圖案的寬度。
具體來(lái)講，在計(jì)時(shí)器閾值存儲(chǔ)單元16中存儲(chǔ)了若干計(jì)時(shí)器閾值(T1，T2和T3，T1<T2<T3)。當(dāng)上行信號(hào)間隔(τ)超過(guò)每一計(jì)時(shí)器閾值T1，T2和T3的時(shí)候，天線權(quán)值發(fā)生器15改變天線權(quán)值。如圖8中所示，然后基站1一步接一步的將定向波束圖案的寬度從BP7擴(kuò)展到BP9。所述基站1擴(kuò)展該寬度，以便最大程度的覆蓋整體子區(qū)(當(dāng)r>T3的時(shí)候)。
根據(jù)第二實(shí)施例的所述通信系統(tǒng)操作如下。圖9示出用于說(shuō)明根據(jù)第二實(shí)施例的所述通信系統(tǒng)操作的流程圖。
首先，基站1接收來(lái)自移動(dòng)臺(tái)2的上行信號(hào)(S201)。然后，所述上行信號(hào)間隔測(cè)量器13測(cè)量從接收上次上行信號(hào)以來(lái)的實(shí)耗時(shí)間，并將實(shí)耗時(shí)間值相繼輸出給比較器14(S202)。比較器14獲取實(shí)耗時(shí)間值即上行信號(hào)間隔(τ)以及存儲(chǔ)在計(jì)時(shí)器閾值存儲(chǔ)單元16中的計(jì)時(shí)器閾值(S203)。比較器14比較所述上行信號(hào)間隔和計(jì)時(shí)器閾值(S204)，并將上行信號(hào)間隔和計(jì)時(shí)器閾值的比較結(jié)果輸出給天線權(quán)值發(fā)生器15。
在步驟S204中，如果比較器14確定上行信號(hào)間隔(τ)沒(méi)有超過(guò)計(jì)時(shí)器閾值(步驟S204中的“否”)，則天線權(quán)值發(fā)生器15基于由移動(dòng)臺(tái)2傳輸?shù)纳闲行盘?hào)中所包括的導(dǎo)頻符號(hào)產(chǎn)生天線權(quán)值(S205)。
另一方面，如果比較器14確定上行信號(hào)間隔超過(guò)計(jì)時(shí)器閾值(步驟S104的“是”)，則所述天線權(quán)值發(fā)生器15獲取指示所述上行信號(hào)間隔(τ)已經(jīng)被超過(guò)的計(jì)時(shí)器閾值(T1，T2或者T3)(S206)。然后天線權(quán)值發(fā)生器15基于計(jì)時(shí)器閾值改變天線權(quán)值，以便逐漸地將波束圖案從BP7擴(kuò)展到BP9，并且所述寬度被擴(kuò)展到以最大的方式覆蓋整體子區(qū)(當(dāng)τ＞t3的時(shí)候)(S207)。
在根據(jù)第二實(shí)施例的所述使用定向波束的通信系統(tǒng)中，由于隨著擴(kuò)展定向波束寬度，干擾抑制的效果受到限制，所以根據(jù)移動(dòng)臺(tái)2的最大移動(dòng)速度設(shè)置所述若干計(jì)時(shí)器閾值。因此基站1可以通過(guò)考慮到基站1的最大移動(dòng)速度而逐漸地?cái)U(kuò)展定向波束圖案覆蓋范圍，來(lái)有效地進(jìn)行無(wú)線通信。
順便提及，作為一種用于當(dāng)上行信號(hào)間隔(τ)超過(guò)計(jì)時(shí)器閾值的時(shí)候產(chǎn)生所用天線權(quán)值的方法，舉例來(lái)說(shuō)，基于由移動(dòng)臺(tái)2傳輸?shù)纳洗紊闲行盘?hào)、并根據(jù)天線權(quán)值最優(yōu)化算法，基站1可以使用所產(chǎn)生的天線權(quán)值執(zhí)行一種附加計(jì)算，以便所述基站1可以產(chǎn)生天線權(quán)值，所述的天線權(quán)值一步接一步的產(chǎn)生了從作為中心的移動(dòng)臺(tái)2擴(kuò)展的用于移動(dòng)臺(tái)2的定向波束圖案。
(第三實(shí)施例)在下文中，將說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施例。圖11是示出一種根據(jù)第三實(shí)施例的定向波束圖案實(shí)例的解釋圖表。類(lèi)似于第一和第二實(shí)施例，圖11示出在一規(guī)定時(shí)期內(nèi)，移動(dòng)臺(tái)2沒(méi)有上行信號(hào)被傳輸?shù)那樾危龅囊?guī)定時(shí)期是由基站1形成用于移動(dòng)臺(tái)2的定向波束時(shí)開(kāi)始的。
第三實(shí)施例的特征在于，當(dāng)上行信號(hào)間隔(τ)超過(guò)計(jì)時(shí)器閾值的時(shí)候，所述基站1改變天線權(quán)值，以便擴(kuò)展定向波束圖案的寬度，并且如果基站1在定向波束圖案正被擴(kuò)展的同時(shí)接收了上行信號(hào)的話，則通過(guò)根據(jù)天線權(quán)值最優(yōu)化算法改變天線權(quán)值而進(jìn)一步改變定向波束圖案的寬度。
圖10示出用于說(shuō)明根據(jù)第三實(shí)施例的所述通信系統(tǒng)操作的流程圖。
首先，如圖11A中所示，基站1接收來(lái)自移動(dòng)臺(tái)2的上行信號(hào)(S301)。然后，所述上行信號(hào)間隔測(cè)量器13測(cè)量從接收上次上行信號(hào)以來(lái)的實(shí)耗時(shí)間，并將實(shí)耗時(shí)間值相繼輸出給比較器14(S302)。所述比較器14獲取實(shí)耗時(shí)間值即上行信號(hào)間隔(τ)以及存儲(chǔ)在計(jì)時(shí)器閾值存儲(chǔ)單元16中的計(jì)時(shí)器閾值(S303)。然后比較器14比較所述上行信號(hào)間隔(τ)和計(jì)時(shí)器閾值(S304)，并將上行信號(hào)間隔(τ)和計(jì)時(shí)器閾值的比較結(jié)果輸出給天線權(quán)值發(fā)生器15。
在步驟S304中，如果比較器14確定上行信號(hào)間隔沒(méi)有超過(guò)計(jì)時(shí)器閾值(步驟S304中的“否”)，則天線權(quán)值發(fā)生器15基于由移動(dòng)臺(tái)2傳輸?shù)纳闲行盘?hào)中所包括的導(dǎo)頻符號(hào)產(chǎn)生天線權(quán)值(S305)。
另一方面，如果比較器14確定上行信號(hào)間隔超過(guò)計(jì)時(shí)器閾值(步驟S304中的“是”)，則如圖11B中所示，天線權(quán)值發(fā)生器15將天線權(quán)值改變?yōu)轭A(yù)定的權(quán)值，以便擴(kuò)展定向波束圖案的寬度(S306)。在步驟S306的處理之后，如果如圖11C中所示，基站1接收來(lái)自移動(dòng)臺(tái)2的上行信號(hào)(步驟S307中的“是”)，那么基站1根據(jù)天線權(quán)值最優(yōu)化算法為移動(dòng)臺(tái)2產(chǎn)生較窄的定向波束，如圖11D中所示(S308)。
因而，甚至當(dāng)移動(dòng)臺(tái)2在沒(méi)有上行信號(hào)傳輸期間移動(dòng)的時(shí)候，也可以在基站1和移動(dòng)臺(tái)2之間維持無(wú)線鏈路。此外，一旦定向波束的寬度被擴(kuò)展過(guò)，只要移動(dòng)臺(tái)2再次使用較窄的定向波束傳輸上行信號(hào)，那么就可能將干擾抑制的效果最優(yōu)化。
(變型)本發(fā)明不局限于如上所述的第一至第三實(shí)施例，而以下替換方案同樣有效。
舉例來(lái)說(shuō)，盡管是在基站1中配置了所述上行信號(hào)間隔測(cè)量器13、比較器14和計(jì)時(shí)器閾值存儲(chǔ)單元16，但也可以將這些功能塊配置在移動(dòng)臺(tái)2或者是管理所述各個(gè)基站的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器中。在該情況下，由所述移動(dòng)臺(tái)2或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器將在移動(dòng)臺(tái)2或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器獲取的上行信號(hào)間隔(τ)、計(jì)時(shí)器閾值或者和計(jì)時(shí)器閾值的比較結(jié)果(τ)告知給基站1。
進(jìn)一步來(lái)講，可以在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器中配置上述實(shí)施例中的天線權(quán)值發(fā)生器15。在該情況下，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器處產(chǎn)生的天線權(quán)值被傳輸?shù)交?。
正如迄今為止所說(shuō)明的，根據(jù)本發(fā)明的使用定向波束的通信方法和基站，在無(wú)線基站傳輸定向波束的情況中，即使當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在沒(méi)有傳輸上行信號(hào)期間移動(dòng)的時(shí)候也可能避免無(wú)線基站和移動(dòng)臺(tái)之間無(wú)線鏈路的斷開(kāi)。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，盡管已經(jīng)參考實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于所說(shuō)明的實(shí)施例。本發(fā)明可以以不脫離由所附權(quán)利要求書(shū)所定義的本發(fā)明的精神和范圍的修改和變更的方式實(shí)現(xiàn)。因此，在這里說(shuō)明書(shū)是為了說(shuō)明的目的，在任何情況下都不限制本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種使用定向波束的通信方法，用于通過(guò)由具有若干天線單元的自適應(yīng)天線陣列產(chǎn)生的定向波束在無(wú)線基站和移動(dòng)臺(tái)之間進(jìn)行通信，該通信方法包括以下步驟接收來(lái)自所述移動(dòng)臺(tái)的上行信號(hào)；測(cè)量自接收該上行信號(hào)以來(lái)的實(shí)耗時(shí)間；基于所述測(cè)量步驟的結(jié)果改變天線權(quán)值，所述天線權(quán)值是用于為每一移動(dòng)臺(tái)輸入給所述自適應(yīng)天線陣列的信號(hào)的加權(quán)系數(shù)；以及根據(jù)所述天線權(quán)值為每一移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生定向波束圖案。
2.一種無(wú)線基站，用于通過(guò)由具有若干天線單元的自適應(yīng)天線陣列產(chǎn)生的定向波束與移動(dòng)臺(tái)進(jìn)行通信，所述無(wú)線基站包括一波束圖案發(fā)生器，用于根據(jù)天線權(quán)值為每一移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生定向波束圖案，所述天線權(quán)值是一個(gè)用于被輸入給自適應(yīng)天線陣列的信號(hào)的加權(quán)系數(shù)；一接收器，用于接收來(lái)自所述移動(dòng)臺(tái)的上行信號(hào)；一計(jì)時(shí)器，用于測(cè)量自接收該上行信號(hào)以來(lái)的實(shí)耗時(shí)間；以及一天線權(quán)值轉(zhuǎn)換器，用于基于由所述計(jì)時(shí)器測(cè)量的結(jié)果改變天線權(quán)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基站，其特征在于，如果由計(jì)時(shí)器測(cè)量的結(jié)果超過(guò)一規(guī)定的閾值，那么天線權(quán)值轉(zhuǎn)換器就改變天線權(quán)值以擴(kuò)展定向波束的覆蓋范圍。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線基站，其特征在于，如果由所述計(jì)時(shí)器測(cè)量的結(jié)果超過(guò)每一個(gè)所規(guī)定的閾值，則所述天線權(quán)值轉(zhuǎn)換器使用若干規(guī)定的閾值一步接一步的改變所述天線權(quán)值，以便擴(kuò)展定向波束的覆蓋范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)線基站，其特征在于，如果由計(jì)時(shí)器測(cè)量的結(jié)果超過(guò)一規(guī)定的閾值，那么天線權(quán)值轉(zhuǎn)換器就改變天線權(quán)值以覆蓋移動(dòng)臺(tái)所在的整個(gè)子區(qū)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線基站，其特征在于，如果由計(jì)時(shí)器測(cè)量的結(jié)果超過(guò)一規(guī)定的閾值，那么天線權(quán)值轉(zhuǎn)換器就改變天線權(quán)值以擴(kuò)展所述定向波束的覆蓋范圍，以及如果該無(wú)線基站擴(kuò)展定向波束的覆蓋范圍的同時(shí)接收器接收到上行信號(hào)，那么所述的天線權(quán)值轉(zhuǎn)換器則根據(jù)一規(guī)定算法進(jìn)一步改變所述天線權(quán)值。
全文摘要
本發(fā)明的目的是為了在無(wú)線基站傳輸定向波束的情況中，即使當(dāng)移動(dòng)臺(tái)在沒(méi)有傳輸上行信號(hào)的期間移動(dòng)的時(shí)候，也能夠避免無(wú)線基站和移動(dòng)臺(tái)之間無(wú)線鏈路的斷開(kāi)。根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線基站包括用于傳輸/接收定向波束的天線陣列11，用于接收來(lái)自移動(dòng)臺(tái)2的上行信號(hào)、并根據(jù)天線權(quán)值為每一移動(dòng)臺(tái)產(chǎn)生定向波束圖案的無(wú)線收發(fā)器12，用于測(cè)量自接收上行信號(hào)以來(lái)的實(shí)耗時(shí)間，以及用于基于由所述上行信號(hào)間隔測(cè)量器13測(cè)量的結(jié)果改變天線權(quán)值的天線權(quán)值發(fā)生器15。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1499869SQ20031010333
公開(kāi)日2004年5月26日 申請(qǐng)日期2003年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月29日
發(fā)明者安尼爾, 尤米西, 田中晉也, 中村武宏, 大川耕一, 一, 也, 尤米西 安尼爾, 宏 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩