專利名稱：在無線通信系統(tǒng)中波束形成的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線數(shù)據(jù)通信。具體說，本發(fā)明涉及一種用于在無線通信系統(tǒng)中進行高速率分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)男路f和改進的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今的通信系統(tǒng)需要支持各種應(yīng)用。一種這樣的通信系統(tǒng)是碼分多址(CDMA)系統(tǒng)，該系統(tǒng)遵循“TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station CompatibilityStandard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”，此后稱為IS-95標準。CDMA系統(tǒng)允許通過陸地鏈路在用戶之間進行語音和數(shù)據(jù)通信。CDMA技術(shù)在多址系統(tǒng)中的使用在美國專利號4,901,307，名為“SPREAD SPECTRUMMULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIALREPEATERS”和美國專利號5,103,459，名為“SYSTEM AND METHOD FOR GENERATINGWAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”(已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引入作為參考)中有描述。
在本說明中，基站是指與用戶站進行通信的硬件。小區(qū)是指硬件或地理區(qū)域，這取決于使用該術(shù)語的上下文。扇區(qū)是指小區(qū)的一個分區(qū)。因為CDMA系統(tǒng)的扇區(qū)具有小區(qū)的屬性，因此，在小區(qū)中所描述的示教可以很容易地延伸到扇區(qū)。
在CDMA系統(tǒng)中，用戶間的通信是通過一個或更多的基站來實施。在某用戶站上的第一用戶通過在反向鏈路上向基站發(fā)送數(shù)據(jù)來和第二用戶站上的第二用戶進行通信?；窘邮諗?shù)據(jù)，并能將數(shù)據(jù)發(fā)送給另一基站。數(shù)據(jù)在同一基站或第二基站的前向鏈路上發(fā)送給第二用戶站。前向鏈路是指從基站向用戶站的傳輸，而反向鏈路是指從用戶站向基站的傳輸。在IS-95系統(tǒng)中，分配給前向鏈路和反向鏈路不同的頻率。
在通信期間，用戶站至少與一個基站進行通信。在軟切換期間，CDMA用戶站能同時與多個基站進行通信。軟切換是在與先前的基站斷開鏈路前，和新的基站建立鏈路的處理。軟切換將掉線的可能性減到了最小。用于在軟切換處理期間通過超過一個的基站提供與用戶站進行通信的方法和設(shè)備在美國專利號5,267,261，名為“MOBILE ASSISTED SOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONESYSTEM”(已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引入作為參考)中有描述。軟切換是在由同一基站提供服務(wù)的多個扇區(qū)上發(fā)生通信的處理。軟切換的處理在美國專利號5,625,876，名為“METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING HANDOFF BETWEENSECTORS OF A COMMON BASE STATION”，(已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引入作為參考)中有詳細的描述。
隨著對無線數(shù)據(jù)應(yīng)用日益增長的需要量，對非常有效的無線數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的需求也顯著增加。IS-95標準能在前向和反向鏈路上傳輸話務(wù)數(shù)據(jù)和語音數(shù)據(jù)。一種用于在固定大小的代碼信道幀中發(fā)送話務(wù)數(shù)據(jù)的方法在在美國專利號5,504,773，名為“METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATING OF DATA FORTRANSMISSION”，(已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引入作為參考)中有詳細的描述。根據(jù)IS-95標準，話務(wù)數(shù)據(jù)或語音數(shù)據(jù)劃分為代碼信道幀，這些幀是20msec寬，具有14.4Kbps的數(shù)據(jù)率。
語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之間的顯著差異是前者強加有嚴格且固定的延遲要求。通常，語音幀的整個單路延遲必須小于100msec。相反，數(shù)據(jù)延遲可以變?yōu)榭勺儏?shù)，該參數(shù)可以優(yōu)化數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的效率。特別是可以利用更有效的糾錯編碼技術(shù)，這些技術(shù)需要明顯大于語音業(yè)務(wù)可以容許的延遲。一種用于數(shù)據(jù)的示范有效編碼方案在美國專利號5,933,462，名為“SOFT DECIS ION OUTPUT DECODER FORDECODING CONVOLUTIONALLY ENCODED CODEWORDS”，(已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引入作為參考)中有描述。
語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之間的另一顯著差異是前者對于所有用戶需要固定且公用的業(yè)務(wù)級別(common grade of service)(GOS)。通常，對于提供語音業(yè)務(wù)的數(shù)字系統(tǒng)，這就轉(zhuǎn)化為對于所有用戶的固定且相同的傳輸率和對于語音幀誤碼率的最大容忍值。相反，對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，GOS在用戶和用戶之間可以不相同，并且可以是為增加數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)整個效率而進行優(yōu)化的參數(shù)。數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的GOS典型地定義為在預(yù)定數(shù)據(jù)量，此后稱為數(shù)據(jù)包，傳送中發(fā)生的總延遲。
語音業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)之間還有的另一顯著差異是前者需要可靠的通信鏈路，在示范CDMA通信系統(tǒng)中是由軟切換所提供的鏈路。軟切換導(dǎo)致從兩個或更多基站的冗余傳輸，從而改善了可靠性。然而，這種附加的可靠性對于數(shù)據(jù)傳輸來說并不需要，因為接收的錯誤數(shù)據(jù)包可以重新發(fā)送。對于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，用于支持軟切換的發(fā)送功率可以更有效地用于發(fā)送附加的數(shù)據(jù)。
測量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)質(zhì)量和效率的參數(shù)是傳送數(shù)據(jù)包所需的傳輸延遲以及系統(tǒng)的平均吞吐率。傳輸延遲給數(shù)據(jù)通信帶來的影響和它對語音通信所產(chǎn)生的影響并不相同，但它是測量數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)質(zhì)量的一個重要的度量。平均吞吐率是通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力效率的度量。
如人們所熟知，在蜂窩系統(tǒng)中，任意給定用戶的載波干擾比(carrier-to-interference)C/I是覆蓋區(qū)域中用戶位置的函數(shù)。為了保持給定的服務(wù)水平，TDMA和FDMA系統(tǒng)采取頻率復(fù)用的技術(shù)，即不是所有的頻率信道和/或時隙在每個基站中都使用。在CDMA系統(tǒng)中，相同的頻率分配在系統(tǒng)的每個小區(qū)中都被再用，因而改善了整體效率。任意給定用戶的用戶站所實現(xiàn)的C/I確定了從基站到用戶的用戶站這條特定鏈路上所能支持的信息速率。當給出特定用于傳輸?shù)恼{(diào)制和糾錯方法時，本發(fā)明所尋求的方法是對數(shù)據(jù)傳輸進行優(yōu)化，在相應(yīng)的C/I水平就達到了給定的性能水平。對于具有六角形小區(qū)布局的并在每個小區(qū)中利用公共頻率的理想化蜂窩系統(tǒng)中，在理想化小區(qū)中所達到的C/I分布可以計算出。一種用于在無線通信系統(tǒng)中發(fā)送高速數(shù)字數(shù)據(jù)的示范系統(tǒng)在共同待批的美國專利申請序列號08/963,386，名為“METHOD AND APPARATUS FOR HIGHER RATE PACKET DATATRANSMISSION”(此后為’386申請)(已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引入作為參考)中有揭示。
如人們所熟知，在負載CDMA系統(tǒng)中，大量的信號干擾是由屬于同一CDMA系統(tǒng)的發(fā)送器所引起的。在努力增加容量的過程中，小區(qū)經(jīng)常分割為扇區(qū)或在更低功率下工作的更小的小區(qū)，但這種方法代價很高，并且在具有相差很大的變化信號傳播特性的區(qū)域中難以實現(xiàn)。本發(fā)明的數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)提供了一種在不需要大量較小小區(qū)的情況下，就能減少系統(tǒng)中單元之間相互干擾的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種用于在CDMA系統(tǒng)中進行高速分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)男路f、改進的方法和設(shè)備。本發(fā)明通過提供一種為目標用戶站提供了較強前向鏈路信號而對其他用戶站只引起最小干擾的方法，來改善CDMA系統(tǒng)的效率。
本發(fā)明通過對陸地無線應(yīng)用中使用的波束形成技術(shù)進行改進，提供了一種替換方法將高數(shù)據(jù)率無線系統(tǒng)中的容量最大化。根據(jù)本發(fā)明，揭示了一種在基站具有多個發(fā)送天線的蜂窩系統(tǒng)。從每個基站的每個天線發(fā)送具有不同相對相移和功率電平的相同信號。為了將信號預(yù)期接收者(通常是單個用戶站)的載波-干擾比(C/I)最大化，從每個發(fā)送天線發(fā)送的信號相位必須進行適當?shù)卦O(shè)定。
一種在用戶站最大化C/I的方法是通過確定從每個服務(wù)基站發(fā)送天線到用戶站的信道脈沖響應(yīng)。服務(wù)基站需要了解從該服務(wù)基站每個發(fā)送天線發(fā)送，在用戶站接收的每個信號的相位和增益。因而，必須設(shè)計出一種方案，允許用戶站對接收自每個發(fā)送天線的信號相位和增益進行估計。一種方法是在每個發(fā)送天線上發(fā)送具有發(fā)送器和接收器可分辨特征的參考信號。在本發(fā)明的示范實施例中，從基站的每個天線上發(fā)送參考信號脈沖，允許用戶站分別對對應(yīng)于每個發(fā)送天線的信道脈沖響應(yīng)進行估計。參考信號脈沖可以通過一次從一個天線發(fā)送脈沖或通過對每個天線使用不同的碼間隔，例如對每個天線使用不同的Walsh代碼，來進行分隔。
或者，基站可以在每個發(fā)送天線上不斷發(fā)送信道脈沖響應(yīng)參考信號，但對于每個天線使用具有不同結(jié)構(gòu)的參考信號。用戶站可以分別檢測不同的參考，并對對應(yīng)于每個發(fā)送天線的信道脈沖響應(yīng)進行估計。當在用戶站有多個接收天線時，那么，用戶站必須對對應(yīng)于每個發(fā)送天線-接收天線對的信道脈沖響應(yīng)進行估計。
用戶站在反向鏈路上向基站發(fā)送指示對應(yīng)于每個發(fā)送天線-接收天線對的估值信道脈沖響應(yīng)的信號。一旦已知每個發(fā)送天線-接收天線對的信道脈沖響應(yīng)，基站就能優(yōu)化地形成朝向每個用戶站的波束。
一種對從發(fā)送天線發(fā)送的信號進行調(diào)整的替代方法是依據(jù)發(fā)送信號質(zhì)量反饋，而不是從用戶站到基站的信道脈沖響應(yīng)。例如，用戶站可以測量其接收的C/I并向基站發(fā)送指示估值已接收C/I值的信號。隨后，基站可以對其一個或所有的發(fā)送天線上發(fā)送的信號相位進行調(diào)整。隨后，用戶站對已接收C/I做出新的估值并將該估值發(fā)送給基站?；緦⑿碌腃/I和舊C/I進行比較。如果C/I增加，為了進一步增加用戶站的C/I，基站就在如前的相同方向上進一步調(diào)節(jié)發(fā)送信號的相位。如果新的C/I低于舊C/I，基站就在相反方向上調(diào)節(jié)發(fā)送相位。依據(jù)從用戶站反饋的信號質(zhì)量，可以使用不同的算法來更新在不同天線上的發(fā)送信號相位和增益。
用戶站可以使用任意基于已估值C/I的信號質(zhì)量度量作為給基站的反饋。在’386申請中描述的示范高數(shù)據(jù)率無線通信系統(tǒng)中，用戶站依據(jù)其估計的C/I確定其能成功接收包的數(shù)據(jù)率。該數(shù)據(jù)率，替代了C/I測量，以數(shù)據(jù)率控制(DRC)信號的形式發(fā)送給基站。在示范實施例中，DRC信息嵌入在由用戶站發(fā)送的反向鏈路信號中。隨后，基站可以使用DRC信號的中的變化來確定它是否將發(fā)送信號相位在正確的方向上進行改變。一旦找到對應(yīng)于來自用戶站的最大數(shù)據(jù)率(最大DRC)信號的相位，基站就將這些相位用于對該特定用戶站的所有傳輸中。通常，基站必須對要發(fā)送給多個用戶站的包進行調(diào)度。在這種情況下，就設(shè)計了一種調(diào)度算法來確定在前向鏈路上包發(fā)送給用戶站的順序。一旦調(diào)度程序確定要服務(wù)的用戶站，基站就使用對應(yīng)于最大DRC的相位將信號發(fā)送給那個用戶站。
在’386申請中描述的示范系統(tǒng)中，在用戶站測量的C/I和DRC信息是基于將來自服務(wù)基站的信號與來自所有其他基站的干擾進行比較。任意時刻由其他基站引起的干擾依賴于那些基站發(fā)送信號的相位。假設(shè)在安排用戶站從第一基站接收數(shù)據(jù)的時隙期間，第二基站改變了其發(fā)送發(fā)送相位。這就會增加所考慮的用戶站處的干擾水平，將接收由第一基站發(fā)送的信號的可靠性降低到不能接收的水平，導(dǎo)致用戶站的包誤碼率的增加。
一種解決前述問題的方法是對每個基站分配附加信號束(在此稱為DRC參考束)，該信號束使用基站打算在將來使用的預(yù)定時隙數(shù)的發(fā)送相位來進行發(fā)送。隨后，用戶站使用DRC參考束計算適合的未來前向鏈路數(shù)據(jù)率。通過這種方法，用戶站將估計未來的DRC以知曉干擾電平將是什么情況。因此，在每個時隙期間，將發(fā)送兩種類型的信號束，用于解調(diào)當前時隙中數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)導(dǎo)頻束和用于估計從現(xiàn)在開始的兩個時隙DRC的DRC參考束。注意數(shù)據(jù)導(dǎo)頻使用與用于在當前時隙中發(fā)送數(shù)據(jù)的相同發(fā)送相位進行發(fā)送。
在提議的第三代CDMA系統(tǒng)中，信號使用四相移鍵控(QPSK)調(diào)制來進行調(diào)制。為了使QPSK信號的同相(I)和正交相(Q)分量的負載平衡，使用了一種復(fù)PN擴展方法。復(fù)PN擴展在美國專利申請?zhí)?8/856,428，名為“REDUCED PEAK-TO-AVERAGETRANSMIT POWER HIGH DATA RATE IN A CDMA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM”(已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引入作為參考)中有描述。
一種在軟切換中用于對來自不同基站的信號進行解調(diào)并用于依據(jù)多路接收改善信號估值的方法和設(shè)備在美國專利號5,109,390，名為“DIVERSITY RECEIVER INA CDMA CELLULAR TELECOMMUNICATION SYSTEM”(已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引入作為參考)中有詳細描述。
一種用于在CDMA通信系統(tǒng)中執(zhí)行搜索和捕獲的方法和設(shè)備在美國專利號5,644,591和5,805,648，名為“METHOD AND APPARATUS FOR PERFORMING SEARCHACQUISITION IN A CDMA COMMUNICATIONS SYSTEM”(已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引入作為參考)中有揭示。


本發(fā)明的特征、目標和優(yōu)點通過結(jié)合附圖進行的詳細說明可以變得更加明確，在這些附圖中，相同的參考字符在這個附圖中對應(yīng)識別。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例配置的陸地基站和用戶站的圖例。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例在空中進行發(fā)送的幀的結(jié)構(gòu)圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例配置的基站設(shè)備框圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明較佳實施例配置的一部分CDMA用戶站設(shè)備圖例。
圖5是描述根據(jù)本發(fā)明實施例用于對基站向移動站發(fā)送中所使用的發(fā)送波束進行優(yōu)化的處理的流程圖。
具體實施例方式
圖1示出向小區(qū)區(qū)域124中用戶站112發(fā)送的陸地基站102，以及向小區(qū)區(qū)域126中用戶站116發(fā)送的陸地基站104。基站102通過多個發(fā)送天線106進行發(fā)送，并且基站104通過多個發(fā)送天線108進行發(fā)送。雖然，每個基站僅示出兩個發(fā)送天線，但本發(fā)明也適用于具有兩個或更多發(fā)送天線的基站。另外，本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員將理解在不背離本發(fā)明的情況下可以使用各種類型和極化的天線，包括全向和120度向的天線。另外，在不背離本發(fā)明的情況下，用于從基站發(fā)送的天線可以不同于同一基站所使用的其他天線的類型。
除了在發(fā)送的相位上有差異外，通過單個基站的多個天線發(fā)送的信號是相同的。當將信號發(fā)送給用戶站112時，基站102對通過天線106發(fā)送的信號相位進行調(diào)整來形成信號束110，該信號束指向?qū)儆谟脩粽?12的一個或更多接收天線上。例如，為了讓兩個信號在用戶站112同相到達，通過天線106a發(fā)送的信號可以在通過天線106n發(fā)送的相同信號之前稍微提前發(fā)送。同樣，基站104可以對通過其天線108發(fā)送的信號相位進行調(diào)整來形成朝向用戶站116的信號束118，或形成朝向用戶站120的信號束122。
通常，使用波束形成向隨機分散在其覆蓋區(qū)的用戶站進行發(fā)送的基站對鄰近小區(qū)的用戶站所引起的干擾比通過單個天線向其所有用戶站進行發(fā)送的基站所產(chǎn)生的干擾要更小。依據(jù)其小區(qū)中用戶站112的位置，來自第一基站102的束110會對接收來自第二基站104信號的用戶站116產(chǎn)生最小限度的干擾。平時，來自第一基站102的束110將處于會對用戶站116引起更大干擾的方向。為了最有效地使用發(fā)送頻譜，基站104依據(jù)基站102發(fā)送的束110所引起的干擾對發(fā)送給用戶站116的信號進行調(diào)整。
有時，基站必須對其小區(qū)覆蓋區(qū)域中的所有用戶站廣播信息。因為小區(qū)中所有的用戶站未必位于同一束上，因此，這種廣播信息使用寬束進行發(fā)送，想要到達基站覆蓋區(qū)域中所有的用戶站。
載波-干擾比(C/I)估值和數(shù)據(jù)率控制(DRC)在較佳實施例中，發(fā)送是CDMA信號，其中服務(wù)其他用戶站和小區(qū)區(qū)域的基站的發(fā)送經(jīng)常引起接收用戶站所經(jīng)受的干擾的大部分。在較佳實施例中，每個用戶站執(zhí)行C/I或載波-干擾比周期估值。隨后，將所得的C/I測量信息從每個用戶站發(fā)送到其服務(wù)基站?；疽怨潭üβ孰娖桨l(fā)送，但可根據(jù)從每個用戶站接收的C/I信息，對用于向該用戶站進行發(fā)送的數(shù)據(jù)率進行變化。
在用戶站測量C/I，將結(jié)果發(fā)送給其服務(wù)的基站的時間和基站使用這些C/I測量值將數(shù)據(jù)發(fā)送給用戶站的時間之間存在固有延遲。如果在數(shù)據(jù)傳輸期間出現(xiàn)的干擾超過在C/I測量期間出現(xiàn)的干擾，基站就會以大大高于可靠接收的數(shù)據(jù)率向測量的用戶站發(fā)送數(shù)據(jù)。結(jié)果是用戶站丟失數(shù)據(jù)。如果在數(shù)據(jù)傳輸期間出現(xiàn)的干擾小于在C/I測量期間出現(xiàn)的干擾，基站將以遠低于信道可以實際承受的數(shù)據(jù)率向測量的用戶站發(fā)送數(shù)據(jù)。而這不會引起用戶站的數(shù)據(jù)丟失，但并不需要次優(yōu)化數(shù)據(jù)率，因為它降低了系統(tǒng)的整體容量。
在示范實施例中，每個基站向位于其小區(qū)覆蓋區(qū)域中的用戶站進行發(fā)送，在預(yù)定持續(xù)時間的時隙期間，每次向某用戶站發(fā)送高速數(shù)據(jù)束。如果在特定時間，基站具有排隊等候的幾個用戶站數(shù)據(jù)時，基站在選擇數(shù)據(jù)向用戶站發(fā)送的順序時，就執(zhí)行先進先出優(yōu)先方案來進行選擇。在示范實施例中，在不考慮鄰近小區(qū)中用戶站上合成波束的影響的情況下，每個基站對其每個用戶站進行時隙調(diào)度。
在另一實施例中，基站對發(fā)送波束的調(diào)度進行協(xié)調(diào)，將對鄰近小區(qū)中的用戶站干擾最小化，并對網(wǎng)絡(luò)中每個用戶站的吞吐進行最大化。
在使用基站發(fā)送波束形成的CDMA系統(tǒng)中，每個基站將信號束指向它發(fā)送數(shù)據(jù)束的每個用戶站。因為基站向其覆蓋區(qū)域中的各種用戶站進行發(fā)送，所以，其傳輸束的方向根據(jù)每個接收用戶站的位置進行變化。如圖1中所示，從基站104朝向用戶站116的束118可能位于會對另一小區(qū)124中用戶站112所接收的信號引起巨大干擾的方向上。平時，基站104可以沿對用戶站112接收信號引起最小干擾的路徑122向不同的用戶站120進行發(fā)送。當然，當基站102必須選擇數(shù)據(jù)率來向用戶站112發(fā)送時，基站104所使用的束118或122的方向?qū)τ谟脩粽?12來說是最重要的。
如上所述，為了發(fā)送用于選擇從基站102向用戶站112進行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率的基站102的信息，用戶站112執(zhí)行C/I測量。如果由基站，不是服務(wù)基站102，引起的對用戶站112的干擾量很大，那么，基站102就以較低數(shù)據(jù)率向用戶站112進行發(fā)送。相反，如果由基站，不是服務(wù)基站102，引起的對用戶站112的干擾很小，那么，基站102就以較高數(shù)據(jù)率向用戶站112進行發(fā)送。
不幸地是，因為其他基站所使用的束方向可以依據(jù)它們各自小區(qū)覆蓋區(qū)域中用戶站的位置進行變化，由用戶站測量的C/I也會變化相差很大。如果C/I估值對應(yīng)于傳輸一個時隙期間存在的干擾，那么，C/I估值僅對于選擇該時隙適合數(shù)據(jù)率是有用的。不能對給定用戶站和時隙的C/I進行預(yù)測使得正確選擇優(yōu)化數(shù)據(jù)率變得不可能。
C/I預(yù)測的問題在本發(fā)明的一個實施例中已提出，在實施例中，無線網(wǎng)絡(luò)中每個基站沿將來傳輸中要使用的束發(fā)送數(shù)據(jù)率控制(DRC)參考信號。該DRC參考信號由每個用戶站用于估計并預(yù)期當用戶站接收未來傳輸時，將存在的干擾水平。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明較佳實施例的傳輸時隙信號結(jié)構(gòu)?；驹陬A(yù)定周期202的時隙中發(fā)送數(shù)據(jù)。每個時隙分為兩個相等的半時隙204a和204b。在本發(fā)明的較佳實施例中，每個時隙是2048長度的字符碼片(chip)，并且每個半時隙的長度為1024碼片。在每個半時隙的中心是數(shù)據(jù)導(dǎo)頻束208。在本發(fā)明的較佳實施例中，每個數(shù)據(jù)導(dǎo)頻束208的持續(xù)時間為96碼片。在第一半時隙204a的數(shù)據(jù)導(dǎo)頻208a前的一些時間，基站發(fā)送了數(shù)據(jù)率控制(DRC)參考束206。在較佳實施例中，DRC參考束206在長度上也是96碼片。每個時隙202余下的部分210含有時隙的用戶站數(shù)據(jù)，以及其他所需的信號部分例如功率控制信息。將在同一束上發(fā)送的數(shù)據(jù)導(dǎo)頻束208作為用戶站數(shù)據(jù)使用來對用戶站數(shù)據(jù)進行解調(diào)。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以理解所述的碼片的長度，例如時隙長度、半時隙長度、數(shù)據(jù)導(dǎo)頻束長度和DRC參考束長度在不背離本發(fā)明的情況下可以進行變化。
DRC參考束206通常不是沿與數(shù)據(jù)導(dǎo)頻208或用戶站數(shù)據(jù)相同的束進行發(fā)送，而是沿將來會使用預(yù)定時間偏移的潛在不同束進行發(fā)送。在本發(fā)明的較佳實施例中，該預(yù)定時間偏移為2個時隙。因此，如果所述時隙202是時隙n，那么，DRC參考束206就沿將要用于發(fā)送數(shù)據(jù)導(dǎo)頻束和時隙n+2的用戶站數(shù)據(jù)區(qū)的束進行發(fā)送。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以理解預(yù)定時間偏移在不背離本發(fā)明的情況下，可以是除兩個時隙外的其他長度。
如果在時隙n+2期間，數(shù)據(jù)從基站102指向用戶站112，那么，在時隙n期間，基站102將沿與用戶站112關(guān)聯(lián)的束110發(fā)送其DRC參考脈沖。在同一時隙n期間，鄰近的基站104沿與時隙n+2中其要發(fā)送的用戶站關(guān)聯(lián)的束發(fā)送DRC參考脈沖。作為實例，假設(shè)用戶站116是時隙n+2期間從基站104沿束118發(fā)送的數(shù)據(jù)目的地。那么，用戶站112就會都接收來自基站102和104兩者的DRC參考脈沖信號，并且依據(jù)所接收的信號生成C/I測量值。在本發(fā)明的較佳實施例中，每個基站的發(fā)送用具有PN偏移的偽噪聲(PN)序列混合，該序列允許用戶站從這些基站中分辨出每個基站。用戶站112保持對從其服務(wù)基站發(fā)送的導(dǎo)頻和參考信號的捕獲。在時隙n期間，用戶站112生成C/I測量值，該值是將沿束110發(fā)送的DRC參考脈沖的強度與由來自周圍基站的DRC參考脈沖，例如來自基站104的DRC參考脈沖，所引起干擾進行比較。
在每個時隙202中，DRC參考脈沖206必須提前發(fā)送，以便用戶站有足夠的時間從DRC參考信號中生成干擾估值，將干擾信息發(fā)送給基站，并且使基站可以使用這些信息以合適的速率向用戶站發(fā)送數(shù)據(jù)。由于這個原因，示范實施例中所示出的DRC參考脈沖206表明其是在時隙周期202開始就被發(fā)送出。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以理解DRC參考脈沖206在時隙202中的位置可以在不背離本發(fā)明的情況下，進行變化。
波束形成優(yōu)化為了使用波束形成技術(shù)來使信號束指向特定的用戶站，用于每個用戶站的優(yōu)化束必須讓發(fā)送基站了解。在陸地無線網(wǎng)絡(luò)中，需要可以在網(wǎng)絡(luò)中不執(zhí)行某些類型的基站波束形成校準或不對每個加入的或移動的用戶站執(zhí)行校準的情況下，就能增加或移動用戶站。即使對于每個加入的或移動的用戶站可容許校準，但在陸地無線環(huán)境中的傳播環(huán)境也會隨時間而變化，并獨立于增加或移動。需要能隨時間對用于發(fā)送信號給每個用戶站的束進行合適的優(yōu)化。
本發(fā)明的實施例說明了幾種波束形成優(yōu)化的方法。都不需要波束形成校正，并且都可以用于無線網(wǎng)絡(luò)中合適地調(diào)節(jié)發(fā)送波束，其中基站沿幾個波束向多個用戶站進行發(fā)送。
本發(fā)明的第一實施例使用門控信號來表征從基站到每個用戶站的傳輸信道?；就ㄟ^多個發(fā)送天線中的每個天線發(fā)送具有用戶站已知特征的參考信號，并且用戶站使用接收到的信號來對信道的信道脈沖響應(yīng)進行估值。通過對每次僅由一個發(fā)送天線發(fā)送的預(yù)定參考信號進行估計，用戶站可以向基站提供每個單獨發(fā)送天線的信道脈沖響應(yīng)信息。
在另一實施例中，多個發(fā)送天線中的每個天線的參考信號同時進行發(fā)送，取代了在時間上分隔每個天線的參考信號，而是通過正交編碼來分隔，例如對每個天線使用不同的Walsh代碼。
在本發(fā)明的較佳實施例中，預(yù)定的參考信號是CDMA偽噪聲(PN)信號，并且用戶站利用CDMA搜索程序來對從每個發(fā)送天線接收的導(dǎo)頻信號相對偏移進行估計。一旦相對偏移傳送回基站，基站可以使用這些信息來調(diào)節(jié)通過每個天線發(fā)送的信號相位，這樣它們就能同相到達用戶站接收器。這種通過多個天線發(fā)送信號相位調(diào)節(jié)的結(jié)果將為關(guān)聯(lián)用戶站方向上的波束。
在另一實施例中，對應(yīng)于每個基站不同發(fā)送天線的參考信號會連續(xù)發(fā)送，但結(jié)構(gòu)上有差別，這樣用戶站可以將它們從彼此中分辨出來。這種可以用來改變不同參考信號結(jié)構(gòu)的技術(shù)包括改變它們的PN偏移或?qū)⒚總€信號用不同的正交Walsh代碼進行混合。一種用于以碼間隔有效方法來發(fā)送多個導(dǎo)頻信號的方法在共同待批的美國專利申請序列號08/925,521，名為“METHOD ANDAPPARATUS FOR PROVIDING ORTHOGONAL SPOT BEAMS，SECTORS AND PICOCELLS”(已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并在此引入作為參考)中有描述。
在另一實施例中，每個用戶站也對從每個發(fā)送天線接收的信號振幅進行測量。在某些情況下，干擾可能會引起從基站某一發(fā)送天線到用戶站的信號阻塞，但不會影響其他天線。當用戶站將振幅測量值傳送給基站，基站就使用這些信息來確定當發(fā)送數(shù)據(jù)到測量的用戶站時應(yīng)該使用哪個發(fā)送天線。僅會使用未阻塞的發(fā)送天線向目標用戶站發(fā)送信號，而不會從阻塞天線發(fā)送信號，阻塞的天線不利于目標用戶站并會引起更多的干擾。
執(zhí)行這種信道脈沖響應(yīng)測量的優(yōu)點包括能準確和快速地建立到每個用戶站的優(yōu)化發(fā)送波束。然而因為基站所使用的發(fā)送天線數(shù)量增加，所以，每個天線測量信道脈沖響應(yīng)特征所需的開銷以及服務(wù)基站對它們的維護變得難以承擔。
本發(fā)明的較佳實施例使用從每個用戶站向它的每個服務(wù)基站發(fā)送的C/I測量信息來實現(xiàn)波束形成優(yōu)化。每個服務(wù)基站對用于向每個用戶站發(fā)送的束進行反復(fù)調(diào)節(jié)，并依據(jù)從用戶站發(fā)送回的C/I信息對束調(diào)節(jié)的作用進行估計。這種方法和對每個單獨發(fā)送天線的信道脈沖響應(yīng)進行測量的方法相比來得更加簡單并只需要更少的開銷。然而，由于重復(fù)，使用這種方法的波束形成優(yōu)化會花費比信道脈沖響應(yīng)方法更多的時間。
在較佳實施例中，由用戶站生成的C/I測量用于選擇基站向用戶站后續(xù)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率。所得到的數(shù)據(jù)率信息通過數(shù)據(jù)率控制(DRC)信道從每個用戶站向服務(wù)基站進行發(fā)送。在較佳實施例中，在DRC信道上向每個基站發(fā)送的數(shù)據(jù)率信息也用于波束形成優(yōu)化。雖然，C/I測量在形成DRC信息時必須量化，但DRC信息需要更小的帶寬。重新使用DRC信道來執(zhí)行波束形成優(yōu)化也便于連續(xù)優(yōu)化，這種連續(xù)優(yōu)化可以補償隨時間的傳播環(huán)境和用戶站移動中的改變。
波束形成基站發(fā)送器設(shè)備圖3示出根據(jù)本發(fā)明的較佳實施例，用于通過多個發(fā)送天線向小區(qū)中一個或更多用戶站發(fā)送信號的CDMA基站示范實施例的框圖。要發(fā)送的數(shù)據(jù)以同相(I)和正交(Q)采樣流的形式生成，這些采樣作為復(fù)偽噪聲(PN)擴展器302的輸入而提供。復(fù)PN擴展器302將I和Q采樣用短PN碼生成器304所產(chǎn)生的短PN碼采樣進行混合。所得的PN擴展采樣流經(jīng)基帶有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器306濾波來產(chǎn)生要經(jīng)上變頻并發(fā)送給用戶站的基帶復(fù)合采樣流。根據(jù)在上述美國專利申請序列號08/856,428中所述的復(fù)PN擴展技術(shù)，提供給基帶FIR306的信號是根據(jù)下述公式得出XI＝I*PNI-Q*PNQ(1)
XQ＝Q*PNI+I*PNQ(2)其中I是數(shù)字同相采樣，Q是數(shù)字正交相采樣，PNI是同相短PN序列，PNQ是正交相PN序列，而XI和XQ分別是在同相和正交相信道上調(diào)制的信號。由公式(1)表示的信號由FIR濾波器306a進行濾波，而由公式(2)表示的信號由FIR濾波器306b進行濾波。FIR濾波器306是對發(fā)送波形進行整形，從而符合分配的帶寬并將符號間的干擾最小化。
由FIR濾波器306輸出的信號提供給兩個或更多的同相發(fā)送子系統(tǒng)324，每個天線發(fā)送子系統(tǒng)包括單個發(fā)送天線322。時隙TDM時序生成器307生成對應(yīng)于每個發(fā)送時隙202中各種時分多路復(fù)用發(fā)送周期的時序信號。時隙TDM時序生成器307將這個輸出信號提供給波束形成控制處理器308，該處理器使用該信號來發(fā)送對應(yīng)于不同信號束上的不同TDM周期的信號。如上所述，用于發(fā)送信號206 DRC參考部分的束可能與用于發(fā)送每個時隙202的數(shù)據(jù)導(dǎo)頻208和用戶站數(shù)據(jù)210部分的束不相同。
依據(jù)來自時隙TDM時序生成器307的信號，波束形成控制處理器308向每個天線發(fā)送子系統(tǒng)324提供單獨的相位和振幅控制信號。通過調(diào)節(jié)給每個天線發(fā)送子系統(tǒng)324的相位控制信號，波束形成控制處理器308沿對應(yīng)于其小區(qū)中不同用戶站的束隨時間對基站發(fā)送波束進行變化。如所示，波束形成控制處理器308向天線發(fā)送子系統(tǒng)324a提供了振幅控制信號α1和相位控制信號φ1，并且向天線發(fā)送子系統(tǒng)324n提供了振幅控制信號αn和相位控制信號φn。也如上所述，波束形成控制處理器308所生成的波束形成相位和振幅信號是依據(jù)由基站從其小區(qū)中每個用戶站接收的C/I信息。
在示范實施例中，波束形成控制處理器308保持了一個針對基站覆蓋區(qū)域中每個用戶站進行優(yōu)化的波束形成參數(shù)數(shù)據(jù)庫。如所示，波束形成控制處理器308對指示用戶站時隙分配的信號或來自基站控制處理器的束(未示出)進行接收。
波束形成控制處理器308可以使用微處理器、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、可編程邏輯設(shè)備(PLD)、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)或其他能產(chǎn)生和調(diào)節(jié)所需振幅和相位控制信號的設(shè)備來實現(xiàn)。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以理解這并不排除在發(fā)送器設(shè)備中已經(jīng)存在的其他處理器中實現(xiàn)波束形成控制處理器308功能。
如上所述，如果較早確定從天線322n到目標用戶站的信號傳播路徑更早確定要阻塞，則控制處理器308就向天線發(fā)送子系統(tǒng)324n發(fā)送指示以很低或甚至為零的功率進行傳輸?shù)恼穹刂菩盘枽羘。
每個天線發(fā)送子系統(tǒng)324包括上變頻、相位控制、放大和通過某個發(fā)送天線322發(fā)送所需的部件?；鶐IR 306a提供的信號在混頻器中與由相位控制振蕩器所提供的混頻信號進行混頻。如所示，相位控制振蕩器310和318從波束形成控制處理器308接收振幅和相位控制信號，這些信號用于改變它們輸出的混合信號的相位和振幅。混頻器312和314的輸出信號在加法器316中相加在一起，并提供給放大器用于通過發(fā)送天線322進行發(fā)送。
在每個天線發(fā)送子系統(tǒng)324中沒有示出的是數(shù)-模轉(zhuǎn)換器(DAC)，該轉(zhuǎn)換器需要在放大和發(fā)送前，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬格式。本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以理解在不背離本發(fā)明的情況下，有多處可以完成向模擬格式的轉(zhuǎn)換。
在本發(fā)明的較佳實施例中，每個天線發(fā)送子系統(tǒng)包括放置在加法器316和放大器320之間的DAC。在該示范實施例中，混頻器312和314是數(shù)字混頻器，并且相位控制振蕩器310和318生成數(shù)字振蕩信號。每個DAC用來將加法器316的數(shù)字輸出轉(zhuǎn)化為模擬信號，該信號隨后會由放大器320進行放大并發(fā)送。
在另一實施例中，提供給天線發(fā)送子系統(tǒng)324的輸入信號已經(jīng)是模擬格式(在將信號提供給天線發(fā)送子系統(tǒng)324前已經(jīng)轉(zhuǎn)化為模擬)。在這種替代實施例中，相位控制振蕩器310和318生成混合信號，混頻器312和314是模擬混頻器，而加法器316是模擬加法器。
本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以理解在不背離本發(fā)明的情況下，通過每個天線發(fā)送的信號振幅控制可以以各種方式實現(xiàn)。在示范實施例中，波束形成控制處理器308向每個天線發(fā)送子系統(tǒng)324的每個獨立放大器320提供振幅控制信號。
本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以理解在不背離本發(fā)明的情況下，相位控制振蕩器310和318可以以各種方式實現(xiàn)。在示范實施例中，相位控制直接式數(shù)字合成器(DDS)可以用于產(chǎn)生具有精確相位分辨的數(shù)字正弦信號。在另一實施例中，振蕩器310和318不是相位控制，而是放置在加法器316和放大器320之間的移相器。
雖然，在圖3中示出兩種天線發(fā)送子系統(tǒng)324，但在不背離本發(fā)明的情況下，在波束形成基站中可以實現(xiàn)超過兩個的天線發(fā)送子系統(tǒng)。
用戶站設(shè)備圖4是根據(jù)本發(fā)明較佳實施例配置的一部分CDMA用戶站設(shè)備圖例。示出的設(shè)備是用于對幾個可能信號傳播路徑或“指形路徑”中的每個進行載波-干擾比(C/I)估值。
CDMA用戶站通過天線402接收無線信號。該接收的信號包括來自用戶站服務(wù)基站，來自鄰近小區(qū)的基站的信號部分以及熱噪聲。
在天線402處接收的信號提供給接收器404，該接收器執(zhí)行幾種本領(lǐng)域所熟知的功能，包括自動增益控制(AGC)、下變頻和復(fù)式采樣來產(chǎn)生結(jié)合上述公式(1)和(2)所述的數(shù)字XI和XQ采樣流。這些采樣流提供給接收器的一個或更多的指形解調(diào)器模塊。圖4示出每個指形解調(diào)器模塊的子集部分，該部分稱為C/I估值模塊422。每個C/I估值模塊422生成對應(yīng)于在單獨傳播路徑上從單個基站所接收信號的C/I估值。
在較佳實施例中，每個指形解調(diào)器包括復(fù)PN去擴展器410，該去擴展器接收XI和XQ采樣流并使用來自PN生成器412的偽噪聲序列PNI和PNQ來產(chǎn)生PN去擴展I和Q采樣流。由每個PN生成器412生成的PN信號時間偏差由指形分配控制器(未示出)進行控制。時隙TDM時序控制器408向?qū)?yīng)于每個幀周期202的DRC參考周期206的每個指形解調(diào)器的C/I估值模塊422提供參考時序信號。來自時隙TDM時序控制器408的DRC參考時序信號與每個指形解調(diào)器相應(yīng)的PN生成器412所生成的信號進行對準。
在每個C/I估值模塊422中，在I和Q采樣的各自平均值在經(jīng)模塊418平方和相加之前由累加器414生成。使用由時隙TDM時序控制器408所提供的信號，累加器414將DRC參考周期206上的采樣進行累加，在累加結(jié)束時，將總和除以nDRC，nDRC是DRC參考周期206的采樣持續(xù)時間。例如，如果由復(fù)PN去擴展器410產(chǎn)生的I和Q信號是以每碼片一個采樣的速率產(chǎn)生，并且DRC參考周期206是96碼片，那么，在每個累加器414上每個DRC參考周期206累加的和就在每個DRC參考周期結(jié)束時就除以96。由每個累加器輸出的這個除法計算結(jié)果就是在DRC參考周期206期間平均I或Q采樣值。這些兩個平均值在模塊418中進行平方和求和，產(chǎn)生在后續(xù)C/I計算中使用的平均載波能量值EC在每個C/I估值模塊422中，來自每個復(fù)PN去擴展器410的I和Q采樣流在模塊416中也以一個樣值接一樣值的基礎(chǔ)進行平方和求和。平方值求和的結(jié)果流在執(zhí)行與累加器414相同功能的累加器420中進行累加。使用由時隙TDM時序控制器408所提供的信號，累加器420將DRC參考周期206上的采樣進行累加，在周期的結(jié)束，將總和除以DRC參考周期206的采樣持續(xù)時間。累加器420所產(chǎn)生的平均值是在后續(xù)C/I計算中所使用的平均信號電平I0。
本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以理解在不背離本發(fā)明的情況下，累加器414和420可以以各種方式實現(xiàn)，包括加法器、積分器、緩沖器或低通濾波器。
一旦產(chǎn)生用于每個指形解調(diào)器的EC和I0，用于那個指的C/I就根據(jù)下述公式進行計算CI=ECI0-EC---(3)]]>其中C/I是載波-干擾比。在較佳實施例中，對用戶站中用于所有指形解調(diào)器的C/I值進行求和來根據(jù)公式(4)產(chǎn)生整體的C/I值[CI]overall=Σi=1#demod′s[CI]i---(4)]]>其中(C/I)overall是用戶站用來產(chǎn)生給基站的DRC信號的C/I值，(C/I)i是每個指形解調(diào)器測量的C/I值，而#demod’s是接收器所使用的指形解調(diào)器數(shù)。隨后，將整體C/I值映射到數(shù)據(jù)率的預(yù)定集中，這些數(shù)據(jù)率通過空中發(fā)送給用戶站的一個或更多服務(wù)基站。
雖然，僅描述了兩個指形解調(diào)器，但本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員可以理解在不背離本發(fā)明的情況下，接收器可以具有超過兩個的指形解調(diào)器并且因而具有超過兩個的C/I估值模塊422。在不背離本發(fā)明的情況下，接收器也可以使用除復(fù)PN去擴展之外的去擴展方法，例如正交編碼或單PN去擴展。
波束形成優(yōu)化方法圖5是描繪一種根據(jù)本發(fā)明實施例用于將由基站用于向用戶站發(fā)送的發(fā)送波束進行優(yōu)化處理的流程圖。在示范實施例中，由開始框501和繼續(xù)框520之間的步驟所包括的處理對于基站覆蓋區(qū)域中的每個用戶站都要完成。
對單個用戶站的發(fā)送波束進行優(yōu)化中的第一步驟是測量用戶站的C/I，并將這個測量信息提供給服務(wù)基站502。根據(jù)公式(3)和(4)計算C/I值。在獲得作為基線的這個C/I水平之后，將服務(wù)基站的發(fā)送波束角度偏移預(yù)定的正束角度增量504。對于本實例，我們可以說繞基站順時針方向移動束就增加了束的角度。(可以很容易認識到可以任意指明某方向作為“增加”角度。)在C/I估值步驟506a，用戶站再次對其接收的信號測量C/I，并且將信息提供給服務(wù)基站。隨后，基站對在步驟508a的束角度增加所引起的C/I中變化進行估值。如果C/I增加，就重復(fù)步驟504、506a和508a，并且一直重復(fù)到信號的束角度增加不會導(dǎo)致C/I中有可測量的增量或有減量為止。當這些束角度調(diào)節(jié)504之一在C/I中引起減量時，那么就取消(轉(zhuǎn)向)最近進行的束角度調(diào)節(jié)510。步驟510在最近的束角度調(diào)節(jié)前，將發(fā)送波束角度存儲在其狀態(tài)中。
在步驟514，對增加發(fā)送波束角度的效果進行估計來查看減少發(fā)送波束的角度是否會引起C/I提高。如果步驟504到步驟510引起持續(xù)的束角度增加，就跳過減小束角度的嘗試。換句話說，如果已經(jīng)做了超過一次的束角度增加，或如果步驟504、506和508導(dǎo)致束角度增加，該增加在步驟510也沒有消除，那么，就沒有必要對減少發(fā)送波束角度是否會使C/I提高進行估計。在這種情況下，本方法從步驟514處理到步驟520。
然而，如果對束角度的減少是否會使C/I提高還有疑問，那么，發(fā)送波束的角度就偏移預(yù)定的負束角度偏移504，并且在用戶站對所得的C/I進行估值并提供給服務(wù)基站506b。
在判定步驟508b，對由束角度調(diào)節(jié)所引起的變化進行估計。如果C/I增加，那么，就重復(fù)步驟512、506b和508b，并且一直重復(fù)到信號的束角度增加不會導(dǎo)致C/I中有可測量的增量或?qū)е掠袦p量為止。當這些束角度調(diào)節(jié)512之一在C/I中引起減量時，那么就取消(轉(zhuǎn)向)最近的束角度調(diào)節(jié)518。步驟518在最近的束角度調(diào)節(jié)前，將輸入信號波束角度存儲在其狀態(tài)中。
在步驟518后，終止用于所選用戶站的波束形成優(yōu)化520，并且如果需要就對下一用戶站執(zhí)行優(yōu)化。
所述處理的幾種變化在本發(fā)明的實施例中也預(yù)先考慮到。在示范實施例中，每個用戶站發(fā)送數(shù)據(jù)率，而不是詳盡的C/I測量，給服務(wù)基站。在將經(jīng)測量的C/I值映射到數(shù)據(jù)率時，對于C/I值范圍向基站發(fā)送相同的數(shù)據(jù)率可能有量化錯誤。需要基站沿不僅僅對應(yīng)于最高數(shù)據(jù)率而且還對應(yīng)于最高可獲得C/I值的束進行發(fā)送。因此，本發(fā)明的一個實施例執(zhí)行C/I測量，以便識別對應(yīng)于用戶站可獲得最高數(shù)據(jù)率的發(fā)送波束角度范圍。一旦識別出用于用戶站的這個范圍，基站就使用這個范圍中心作為發(fā)送波束角度來向那個用戶站進行發(fā)送。
雖然，是依據(jù)前向鏈路C/I特性進行了描述，但本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員進而認識到在不背離本發(fā)明的情況下，本發(fā)明也可以應(yīng)用于反向鏈路C/I估值。
所提供的較佳實施例的上述描述可以讓本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員制造或使用本發(fā)明。對這些實施例的各種修改對于本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員來說是顯而易見的，并且在不使用創(chuàng)造性能力的情況下，在此所定義的一般原理可以應(yīng)用于其他實施例。這樣，本發(fā)明并不是要局限于在此所示出的實施例，而是依據(jù)在此揭示的原理和新穎特性關(guān)聯(lián)的最大范疇。
權(quán)利要求
1.一種用于對從基站到至少一個用戶站的發(fā)送波束進行優(yōu)化的方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟a)沿從發(fā)送器到接收器的第一發(fā)送波束發(fā)送預(yù)定信號；b)依據(jù)所接收的第一信號和所述預(yù)定信號的比較，在所述接收器處產(chǎn)生第一載波-干擾比估值；c)對所述第一發(fā)送波束進行調(diào)整以形成第二發(fā)送波束；d)沿所述第二發(fā)送波束向所述用戶站發(fā)送所述預(yù)定信號；e)依據(jù)所接收的第二信號和所述預(yù)定信號的比較，在所述接收器處產(chǎn)生第二載波-干擾比估值；f)將所述第二載波-干擾比估值和所述第一載波-干擾比估值以及先前所生成的載波-干擾比估值進行比較；和g)重復(fù)所述步驟c)、d)、e)和f)，并且識別對應(yīng)于最大載波-干擾比估值的發(fā)送波束。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，沿所述第一發(fā)送波束發(fā)送所述預(yù)定信號的步驟和沿所述第二發(fā)送波束發(fā)送所述預(yù)定信號的步驟都是在固定時隙持續(xù)時間的時隙期間執(zhí)行，并且其中沿所述第一發(fā)送波束發(fā)送所述預(yù)定信號的步驟在所述時隙的第一時隙中發(fā)生，而沿所述第二發(fā)送波束發(fā)送所述預(yù)定信號的步驟在所述時隙的第二時隙中發(fā)生。
3.一種用于將信息信號從發(fā)送器發(fā)送到接收器的方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟a)沿第一發(fā)送波束將預(yù)定信號從所述發(fā)送器發(fā)送到所述接收器；b)依據(jù)將所述第一接收信號和所述預(yù)定信號進行比較在所述接收器產(chǎn)生載波-干擾比(C/I)估值；c)從所述接收器向所述發(fā)送器發(fā)送指示所述C/I估值的消息；以及d)沿所述第一發(fā)送波束從所述發(fā)送器向所述接收器發(fā)送數(shù)據(jù)信號，所述數(shù)據(jù)信號具有基于所述C/I估值的數(shù)據(jù)率。
全文摘要
在具有可變速率傳輸?shù)腃DMA數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，波束形成技術(shù)的使用減少了基站(104)向鄰近小區(qū)(124)中的用戶站(112)進行傳輸所引起的平均干擾?；?102、104)使用多個發(fā)送天線(106、108)，每個天線都以受控相位發(fā)送信號來形成對應(yīng)于各個用戶站(112、116、114)的發(fā)送信號束(110、118、122)。數(shù)據(jù)和參考信號沿束(110、118、122)進行發(fā)送，所述信號束(110、118、122)為了將用戶站(112、116、114)所測量的載波－干擾比(C/I)最大化，就根據(jù)固定的時隙和子時隙進行變化。
文檔編號H04B7/26GK1534892SQ200310116478
公開日2004年10月6日 申請日期2000年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月1日
發(fā)明者A·加拉利, A 加拉利 申請人:高通股份有限公司