專利名稱：無(wú)線基站裝置和無(wú)線通信方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有多個(gè)天線的無(wú)線基站裝置和一種無(wú)線通信方法。
背景技術(shù)：
下面基于參考文獻(xiàn)，“Transmission Characteristic of W-CDMA/TDDSystem for Next Generation(下一代W-CDMA/TDD系統(tǒng)的發(fā)射特性)”，IEICE技術(shù)報(bào)告，SSE97-41，RCS97-36，The Institute of Electronics，Information，andCommunication Engineers(電子、信息和通信工程師學(xué)會(huì))，日本，1997年6月，來(lái)說(shuō)明傳統(tǒng)的無(wú)線通信裝置。該參考文獻(xiàn)公開了作為一種空間分集的、TDD(Time Division Duplex，時(shí)分雙工)系統(tǒng)中的發(fā)射天線變換分集，如下。
一種基站(BS)，具有多個(gè)天線分支，在上行鏈路中對(duì)分集接收進(jìn)行組合，并在下行鏈路中使用發(fā)射選擇空間分集(SD)。在上行鏈路中，根據(jù)最大比率組合，對(duì)各個(gè)分支和各個(gè)路徑的相關(guān)值進(jìn)行組合，以執(zhí)行解調(diào)。在下行鏈路中，通過對(duì)前一個(gè)時(shí)隙(0.625msec)的上行鏈路的各個(gè)分支中的相關(guān)值進(jìn)行平均，得到通信信道的接收信號(hào)功率，并且選擇使接收信號(hào)功率最大的一個(gè)天線，以便在下行鏈路中通過選擇的天線發(fā)射一個(gè)時(shí)隙(0.625msec)。
也就是說(shuō)，根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)，對(duì)下行鏈路中的各個(gè)分支(即，各個(gè)天線)的前一個(gè)時(shí)隙計(jì)算相關(guān)值(對(duì)應(yīng)于所需信號(hào)的接收信號(hào)功率)。然后，選擇實(shí)現(xiàn)大的接收信號(hào)功率的天線來(lái)在下行鏈路中發(fā)射一個(gè)時(shí)隙。
然而，上述傳統(tǒng)技術(shù)存在一個(gè)問題。即，由于在TDD系統(tǒng)中，上行鏈路和下行鏈路都使用相同的頻率，所以，如上所述，能夠根據(jù)接收信號(hào)確定發(fā)射天線。另一方面，在頻分雙工(FDD)系統(tǒng)中，發(fā)射和接收使用不同的頻率。因此，對(duì)于FDD系統(tǒng)中的發(fā)射天線變換分集，就不能如上述那樣、根據(jù)接收信號(hào)來(lái)確定發(fā)射天線。
本發(fā)明的公開本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)線基站裝置和一種無(wú)線通信方法，從而在頻分雙工(FDD)通信中，該無(wú)線基站能夠根據(jù)接收信號(hào)來(lái)確定發(fā)射天線。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的無(wú)線基站裝置的方框圖；圖2是與本發(fā)明的實(shí)施例1的無(wú)線基站裝置進(jìn)行通信的通信終端的方框圖；圖3是在圖2所示的通信終端中執(zhí)行的、用于測(cè)量所需信號(hào)的接收信號(hào)功率的方法的方框圖；圖4是在圖2所示的通信終端中執(zhí)行的、用于測(cè)量所需信號(hào)的接收信號(hào)功率與干擾信號(hào)的接收信號(hào)功率和噪聲功率之和的比的方法的方框圖；圖5是在圖2所示的通信終端中執(zhí)行的、用于測(cè)量所需信號(hào)的接收信號(hào)功率與干擾信號(hào)的接收信號(hào)功率和噪聲功率之和的比的方法的圖；圖6是在上述實(shí)施例的無(wú)線基站裝置中執(zhí)行的天線變換方法的流程圖；圖7是在上述實(shí)施例的無(wú)線基站裝置中執(zhí)行的天線變換方法的流程圖；圖8是本發(fā)明的實(shí)施例2的無(wú)線基站裝置的方框圖；圖9是與本發(fā)明的實(shí)施例2的無(wú)線基站裝置進(jìn)行通信的通信終端的方框圖；圖10是在圖9所示的通信終端中，根據(jù)所需信號(hào)的接收信號(hào)功率，計(jì)算發(fā)射功率控制量的方法的方框圖；圖11是在圖9所示的通信終端中，根據(jù)所需信號(hào)的接收信號(hào)功率與干擾信號(hào)的接收信號(hào)功率和噪聲功率之和的比，計(jì)算發(fā)射功率控制量的方法的方框圖；圖12是在上述實(shí)施例2的無(wú)線基站裝置中執(zhí)行的天線變換方法的流程圖；圖13是在上述實(shí)施例2的無(wú)線基站裝置中執(zhí)行的天線變換方法的流程圖；圖14是在使用本發(fā)明的無(wú)線通信方法的通信中使用的數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)圖；圖15是在使用本發(fā)明的無(wú)線通信方法的通信中使用的數(shù)據(jù)的幀結(jié)構(gòu)圖；以及圖16是在本發(fā)明的基站裝置和通信終端之間執(zhí)行的操作的序列圖。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式下面參照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。(實(shí)施例1)圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的無(wú)線基站裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
在該無(wú)線基站裝置中，天線101接收到的信號(hào)通過天線雙工器103提供到接收RF(射頻)電路105，其中天線雙工器103用于在發(fā)射和接收中共用天線101。接收RF電路105對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大，并執(zhí)行到中頻或基帶頻率的頻率轉(zhuǎn)換。
另外，天線102接收到的信號(hào)通過天線雙工器104提供到接收RF電路106，其中天線雙工器104用于在發(fā)射和接收中共用天線102。接收RF電路106對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大，并執(zhí)行到中頻或基帶頻率的頻率轉(zhuǎn)換。
分集組合電路107對(duì)作為分集接收的已轉(zhuǎn)換頻率的信號(hào)進(jìn)行組合。雖然分集接收的組合不是一個(gè)必要的功能，但是由于目前的無(wú)線基站裝置具有多個(gè)天線，所以，為了提高接收性能，最好還是使用分集接收。接著，解調(diào)電路108對(duì)分集接收的結(jié)果進(jìn)行解調(diào)。然后，解調(diào)的結(jié)果被提供到分離電路109，并且由此被分離成接收數(shù)據(jù)和用于天線變換控制的控制信號(hào)。
天線變換控制電路110根據(jù)控制信號(hào)來(lái)確定要將天線101和102中的哪一個(gè)用于發(fā)射，并向變換器113提供提供一個(gè)用于從當(dāng)前天線變換到確定天線的信號(hào)。天線變換控制電路110的操作將在后面進(jìn)行說(shuō)明。
在發(fā)射過程中，調(diào)制電路111對(duì)發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，以提供到發(fā)射RF電路112。發(fā)射RF電路112對(duì)發(fā)射數(shù)據(jù)的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并對(duì)發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行放大，以提供到變換器113。變換器113把發(fā)射中使用的天線從天線101和102中的一個(gè)變換到另一個(gè)，以便通過變換后的天線發(fā)射發(fā)射信號(hào)。
圖2是與本發(fā)明的實(shí)施例1的無(wú)線基站裝置進(jìn)行無(wú)線通信的通信終端、例如移動(dòng)臺(tái)裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
天線201接收到的信號(hào)通過天線雙工器202提供到接收RF電路203，其中天線雙工器202用于在發(fā)射和接收中共用天線202。接收RF電路203對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大，并執(zhí)行到中頻或基帶頻率的頻率轉(zhuǎn)換。解調(diào)電路204對(duì)已轉(zhuǎn)換頻率的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。同時(shí)，把接收RF電路203的輸出提供到接收質(zhì)量測(cè)量電路205，用它對(duì)一個(gè)代表接收質(zhì)量的量進(jìn)行測(cè)量。
接收質(zhì)量測(cè)量電路205測(cè)量出的量可能是，例如，接收?qǐng)鰪?qiáng)、所需信號(hào)的接收信號(hào)功率、接收信號(hào)的功率與干擾功率之比(SIR)、或接收信號(hào)的功率與干擾功率和噪聲功率之和的比(所謂的信號(hào)對(duì)干擾脈沖噪聲的比，并且下文稱之為SINR)。通過測(cè)量接收RF電路的輸出功率得到接收?qǐng)鰪?qiáng)。接收?qǐng)鰪?qiáng)可用最簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)得到。接收?qǐng)鰪?qiáng)可用于評(píng)價(jià)在沒有干擾信號(hào)存在的環(huán)境中的接收質(zhì)量。
通過對(duì)接收信號(hào)乘以一個(gè)已知信號(hào)，能夠測(cè)量出所需信號(hào)的接收信號(hào)功率。當(dāng)干擾信號(hào)存在時(shí)，接收?qǐng)鰪?qiáng)既包括所需信號(hào)又包括干擾信號(hào)。然而，要報(bào)告的信息應(yīng)該基于所需信號(hào)的接收信號(hào)功率，這是通信終端中所需要的。因此，由于SINR是作為確定誤碼率特性的指標(biāo)的最可靠的信息，所以最好是使用SINR來(lái)代表接收質(zhì)量。
用于測(cè)量所需信號(hào)的接收信號(hào)功率的電路示于圖3。在該電路中，提取與已知圖案案相對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)的部分，并且在復(fù)數(shù)乘法電路301中將該部分乘以該已知圖案的復(fù)共軛值，這里，已知圖案為無(wú)線基站裝置所擁有，并且通過在復(fù)共軛電路302中對(duì)已知圖案執(zhí)行復(fù)共軛計(jì)算來(lái)得到復(fù)共軛值。然后，功率測(cè)量電路303根據(jù)復(fù)數(shù)乘法電路301的輸出測(cè)量接收信號(hào)的功率。
圖4示出了用于測(cè)量SINR的電路。在該電路中，提取與已知圖案相對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)的部分，并且在復(fù)數(shù)乘法電路401中將該部分乘以已知圖案的復(fù)共軛值，以得到所需接收信號(hào)在復(fù)平面上的位置(如圖5中的實(shí)心圓所示)，這里，已知圖案為無(wú)線基站裝置所擁有，并且通過在復(fù)共軛電路402中對(duì)已知圖案執(zhí)行復(fù)共軛計(jì)算來(lái)得到復(fù)共軛值。然后，對(duì)所需接收信號(hào)的功率進(jìn)行測(cè)量。另外，干擾功率加噪聲功率測(cè)量電路404測(cè)量干擾功率和噪聲功率之和，作為所需接收信號(hào)的位置(如圖5中的實(shí)心圓所示)與各接收信號(hào)的位置(如圖5中的空心圓所示)之間的差分矢量的平方和的平均值。此外，所需功率測(cè)量電路403對(duì)所需信號(hào)的功率進(jìn)行測(cè)量。接著，比率計(jì)算電路405計(jì)算所需功率測(cè)量電路403與干擾功率加噪聲功率測(cè)量電路404的輸出之比。這樣，便得到了SINR。
把如上所述得到的接收質(zhì)量測(cè)量結(jié)果提供到多路復(fù)用電路206。多路復(fù)用電路206給發(fā)射數(shù)據(jù)和接收質(zhì)量測(cè)量結(jié)果分配發(fā)射時(shí)隙。調(diào)制電路207對(duì)發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制。發(fā)射RF電路208對(duì)已調(diào)制的發(fā)射數(shù)據(jù)的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并對(duì)已轉(zhuǎn)換頻率的發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行放大。然后，通過天線雙工器202從天線201發(fā)射發(fā)射信號(hào)。
如上所述，圖2的通信終端對(duì)從圖1的無(wú)線基站裝置發(fā)射的下行鏈路信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，并且通過上行鏈路把測(cè)量結(jié)果報(bào)告給無(wú)線基站裝置。無(wú)線基站裝置通過上行鏈路接收通信終端的接收質(zhì)量測(cè)量結(jié)果，并根據(jù)接收質(zhì)量的結(jié)果來(lái)變換發(fā)射中使用的天線。
下面詳細(xì)說(shuō)明天線變換控制電路的操作。圖6是天線變換控制電路的流程圖。在圖6中，把接收質(zhì)量測(cè)量結(jié)果與閾值進(jìn)行比較。雖然這里的說(shuō)明用于以SIR代表接收質(zhì)量的情況，但在以接收?qǐng)鰪?qiáng)、所需信號(hào)的接收信號(hào)功率、或SINR代表接收質(zhì)量的情況中，也執(zhí)行類似的操作。
當(dāng)接收質(zhì)量測(cè)量(SIR)結(jié)果大于閾值時(shí)，不變換發(fā)射中使用的天線。當(dāng)SIR小于閾值時(shí)，變換發(fā)射中使用的天線。例如，在提供兩個(gè)天線的情況中，把發(fā)射中使用的天線變換到另一個(gè)天線。因此，在用當(dāng)前使用的天線沒有達(dá)到預(yù)定的電平時(shí)，便把發(fā)射中使用的天線變換到另一個(gè)天線。這樣，保持一種好的通信狀態(tài)。
當(dāng)提供兩個(gè)以上的天線時(shí)，可根據(jù)圖7所示的接收信號(hào)強(qiáng)度來(lái)變換發(fā)射中使用的天線。例如，選擇使接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)最大的天線。這樣，在頻分雙工系統(tǒng)中，由于上行鏈路和下列鏈路的載頻不同，所以它們的衰落變化之間的相關(guān)性幾乎為0。因此，即使選擇了使基站中的接收?qǐng)鰪?qiáng)最大的天線用于發(fā)射，選擇的天線也不一定使通信終端中的接收信號(hào)功率最大。
然而，當(dāng)視距(line-of-sight)鏈路沒有保證時(shí)，基站和通信終端兩者中的接收?qǐng)鰪?qiáng)都很小。即，當(dāng)基站和通信終端之一中接收?qǐng)鰪?qiáng)大時(shí)，便可確認(rèn)視距鏈路已保證。因此，有可能避免使用從其到相對(duì)的通信裝置的通信路徑被阻塞的天線。這樣，就有可能排除沒有保證視距鏈路的天線，并可通過變換天線來(lái)改善發(fā)射質(zhì)量。
此外，不必選擇使接收?qǐng)鰪?qiáng)最大的天線。取而代之的是，當(dāng)任意一個(gè)天線實(shí)現(xiàn)了基站中的接收?qǐng)鰪?qiáng)等于或大于某一閾值時(shí)，便可使用該天線。
基站的天線可通過使用上述結(jié)構(gòu)來(lái)變換，并因此可以減小由于陰影(shadowing)造成的下行鏈路的發(fā)射質(zhì)量的降級(jí)。雖然，在頻分雙工系統(tǒng)中的一個(gè)站中，通過測(cè)量得到的有關(guān)接收質(zhì)量的信息不能直接用于從那里的發(fā)射，但是，可以根據(jù)在相對(duì)終端中通過測(cè)量得到的有關(guān)接收質(zhì)量的信息，變換該站的天線，以避免相對(duì)終端中降級(jí)的接收質(zhì)量的繼續(xù)。
首先，下面將說(shuō)明從終端向基站裝置報(bào)告的操作。該報(bào)告可能持續(xù)地進(jìn)行，也可能只在必要時(shí)進(jìn)行。如果是前者，即，當(dāng)報(bào)告持續(xù)地進(jìn)行時(shí)，可變換天線以便保持高的接收質(zhì)量。然而，持續(xù)報(bào)告會(huì)增加通信業(yè)務(wù)。
在語(yǔ)音通信中，語(yǔ)音信息和控制信息可在一個(gè)發(fā)射時(shí)隙中進(jìn)行多路復(fù)用，如圖14所示。因此，在語(yǔ)音或低速通信系統(tǒng)中進(jìn)行持續(xù)報(bào)告是可能的。
另一方面，在后一種情況下，即，在需要時(shí)才進(jìn)行報(bào)告的情況，通信業(yè)務(wù)的增加是很小的。在實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆纸M通信中，最好是在有需要時(shí)進(jìn)行報(bào)告。在分組通信中，突發(fā)信息在短時(shí)間內(nèi)發(fā)送。因此，如圖15(a)和15(b)所示，控制信息沒有在時(shí)隙上進(jìn)行多路復(fù)用。取而代之的是，使用了一個(gè)指示該信息是消息還是控制信息的標(biāo)志。在圖15(a)中，控制標(biāo)志指示該信息是消息，而在圖15(b)中，控制標(biāo)志指示該信息是控制信息。因此，當(dāng)有需要才進(jìn)行報(bào)告時(shí)，該報(bào)告以圖15(b)的格式發(fā)送，在該格式中，控制標(biāo)志指示該信息是控制信息。
接著，說(shuō)明天線變換的定時(shí)。可以根據(jù)如下說(shuō)明的三種方法中的任何一種變換天線。
先參照?qǐng)D16(a)說(shuō)明第一種方法。當(dāng)在終端通過測(cè)量得到接收質(zhì)量時(shí)，有時(shí)接收質(zhì)量會(huì)突然惡化。當(dāng)在移動(dòng)通信中，陰影出現(xiàn)時(shí)，即，視距鏈路沒有保證時(shí)，接收?qǐng)鰪?qiáng)突然減小幾十分貝。終端監(jiān)視這種情況，并把這種情況報(bào)告給基站?；狙b置響應(yīng)接收質(zhì)量的報(bào)告，對(duì)天線進(jìn)行變換。
下面參照?qǐng)D16(b)說(shuō)明第二種方法?；狙b置通過測(cè)量來(lái)估計(jì)目前用于發(fā)射和接收的天線的接收質(zhì)量。如果接收質(zhì)量突然惡化，則確認(rèn)出現(xiàn)了陰影，即，視距鏈路沒有保證。陰影是由通信終端和基站裝置的天線的位置造成的，不受載頻之間差別的影響。因此，當(dāng)基站的接收質(zhì)量突然惡化時(shí)，可認(rèn)為通信終端的接收質(zhì)量也突然惡化。然后，基站向通信終端發(fā)送報(bào)告關(guān)于通信終端中的接收質(zhì)量的請(qǐng)求。通信終端通過測(cè)量估計(jì)接收質(zhì)量，并把估計(jì)的接收質(zhì)量報(bào)告給基站裝置?；靖鶕?jù)報(bào)告的代表估計(jì)的接收質(zhì)量的值執(zhí)行天線變換控制。
下面參照?qǐng)D16(c)說(shuō)明第三種方法。當(dāng)通信終端接收到的消息包含錯(cuò)誤時(shí)，通信終端向基站發(fā)送重發(fā)的請(qǐng)求?；卷憫?yīng)該重發(fā)的請(qǐng)求，向通信終端發(fā)送報(bào)告關(guān)于該通信終端中的接收質(zhì)量的請(qǐng)求。通信終端通過測(cè)量估計(jì)接收質(zhì)量，并把估計(jì)的接收質(zhì)量報(bào)告給基站裝置。基站根據(jù)報(bào)告的代表估計(jì)的接收質(zhì)量的值執(zhí)行天線變換控制。
另外，要是對(duì)上述三種方法進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕M合，還能夠減小天線變換控制中的延遲，并可實(shí)現(xiàn)精密控制。(實(shí)施例2)圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施例2的無(wú)線基站裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
在該無(wú)線基站裝置中，通過天線801接收到的信號(hào)通過天線雙工器803提供到接收RF電路805，該天線雙工器803用于在發(fā)射和接收中共用天線801。接收RF電路805對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大，并執(zhí)行到中頻或基帶頻率的頻率轉(zhuǎn)換。
另外，天線802接收到的信號(hào)通過天線雙工器804提供到接收RF電路806，該天線雙工器804用于在發(fā)射和接收中共用天線802。接收RF電路806對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大，并執(zhí)行到中頻或基帶頻率的頻率轉(zhuǎn)換。
已轉(zhuǎn)換頻率的信號(hào)作為分集接收在分集組合電路807中進(jìn)行組合。雖然分集接收的組合不是一個(gè)必要的功能，但是因?yàn)槟壳暗臒o(wú)線基站裝置有多個(gè)天線，所以為了提高接收性能，最好還是使用分集接收。接著，在解調(diào)電路808中對(duì)分集接收的結(jié)果進(jìn)行解調(diào)。然后，把解調(diào)的結(jié)果提供到分離電路809，并由此把它分離成接收數(shù)據(jù)和發(fā)射功率控制信號(hào)。
天線變換控制電路810根據(jù)發(fā)射功率控制信號(hào)，確定要將天線801和802中的哪一個(gè)用于發(fā)射，并向變換器813提供用于從當(dāng)前天線變換到確定天線的信號(hào)。天線變換控制電路810的操作將在后面進(jìn)行說(shuō)明。
在發(fā)射過程中，發(fā)射數(shù)據(jù)在調(diào)制電路811中進(jìn)行調(diào)制，以提供到發(fā)射RF電路812。發(fā)射RF電路對(duì)發(fā)射數(shù)據(jù)的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并對(duì)要提供到變換器813的發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行放大。變換器813把天線從天線801和802中的一個(gè)變換到另一個(gè)，以便通過變換后的天線發(fā)射發(fā)射信號(hào)。
圖9是與本發(fā)明的實(shí)施例2的無(wú)線基站裝置進(jìn)行無(wú)線通信的通信終端的結(jié)構(gòu)框圖。
天線901接收到的信號(hào)通過天線雙工器902提供到接收RF電路903，該天線雙工器902用于在發(fā)射和接收中共用天線902。接收RF電路903對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行放大，并執(zhí)行到中頻或基帶頻率的頻率轉(zhuǎn)換。已轉(zhuǎn)換頻率的信號(hào)在解調(diào)電路904中進(jìn)行解調(diào)。同時(shí)，把接收RF電路的輸出提供到發(fā)射功率控制值計(jì)算電路905，在該電路中確定發(fā)射功率控制信號(hào)。
上述發(fā)射功率控制信號(hào)根據(jù)例如接收?qǐng)鰪?qiáng)、所需信號(hào)的接收信號(hào)功率、接收信號(hào)的功率與干擾功率之比(SIR)、或者接收信號(hào)的功率與干擾功率和噪聲功率之和的比(所謂的信號(hào)與干擾脈沖噪聲比，并且下文稱之為SINR)來(lái)確定。另外，作為發(fā)射功率信號(hào)發(fā)射的信息可能包含用來(lái)增加和減小發(fā)射功率的兩個(gè)可選的控制信息中的一個(gè)，用來(lái)增加、保持和減小發(fā)射功率的三個(gè)可選的控制信息中的一個(gè)，或者用來(lái)更精細(xì)地設(shè)定控制量的三個(gè)以上的控制信息中的一個(gè)。
這里，所作的說(shuō)明用于使用兩個(gè)可選的控制信息的情況。當(dāng)根據(jù)接收?qǐng)鰪?qiáng)確定了發(fā)射功率控制信號(hào)時(shí)，便對(duì)接收RF電路的輸出功率進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)測(cè)量的功率大于閾值3時(shí)，便產(chǎn)生控制信號(hào)以減小基站的發(fā)射功率。當(dāng)測(cè)量的功率小于閾值3時(shí)，便產(chǎn)生控制信號(hào)以增加基站的發(fā)射功率?；诮邮?qǐng)鰪?qiáng)的發(fā)射功率控制信號(hào)可用最簡(jiǎn)單的電路產(chǎn)生。另外，基于接收?qǐng)鰪?qiáng)的發(fā)射功率控制信號(hào)可用于沒有干擾信號(hào)存在的環(huán)境。
在根據(jù)所需信號(hào)的接收信號(hào)功率來(lái)確定發(fā)射功率控制信號(hào)的情況中，首先，通過對(duì)接收信號(hào)乘以一個(gè)已知信號(hào)來(lái)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)干擾信號(hào)存在時(shí)，接收?qǐng)鰪?qiáng)既包括所需信號(hào)也包括干擾信號(hào)，而要報(bào)告的信息應(yīng)該是基于在通信終端中所需要的、所需信號(hào)的接收信號(hào)功率。因此，由于SINR是作為確定誤碼率特性的指標(biāo)的最可靠的信息，所以最好是使用SINR來(lái)代表接收質(zhì)量。
用于測(cè)量所需信號(hào)的接收信號(hào)功率的電路示于圖10。在該電路中，提取與已知圖案相對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)的部分，并且在復(fù)數(shù)乘法電路1001中對(duì)該部分乘以已知圖案的復(fù)共軛值，這里，已知圖案由無(wú)線基站裝置保持，并且通過在復(fù)共軛電路1002中對(duì)已知圖案執(zhí)行復(fù)共軛計(jì)算來(lái)得到復(fù)共軛值。然后，功率測(cè)量電路1003根據(jù)復(fù)數(shù)乘法電路1001的輸出來(lái)測(cè)量接收信號(hào)的功率。比較電路1004產(chǎn)生控制信號(hào)，以便當(dāng)測(cè)量的功率大于閾值3時(shí)減小基站的發(fā)射功率，以及當(dāng)測(cè)量的功率小于閾值3時(shí)增加基站的發(fā)射功率。
圖11示出了用于測(cè)量SINR的電路。在該電路中，提取與已知圖案相對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)的部分，并且在復(fù)數(shù)乘法電路1101中對(duì)該部分乘以已知圖案的復(fù)共軛值，以得到所需接收信號(hào)在復(fù)平面上的位置(如圖5中的實(shí)心圓所示)，這里，已知圖案由無(wú)線基站裝置保持，并且通過在復(fù)共軛電路1102中對(duì)已知圖案執(zhí)行復(fù)共軛計(jì)算來(lái)得到復(fù)共軛值。然后，對(duì)所需接收信號(hào)的功率進(jìn)行測(cè)量。另外，干擾功率加噪聲功率測(cè)量電路1104測(cè)量干擾功率與噪聲功率之和，作為所需接收信號(hào)的位置(圖5中的實(shí)心圓所示)與各接收信號(hào)的位置(圖5中的空心圓所示)之間的差分矢量的平方和的平均值。此外，所需功率測(cè)量電路1103對(duì)所需信號(hào)的功率進(jìn)行測(cè)量。接著，由干擾功率加噪聲功率測(cè)量電路1104和所需功率測(cè)量電路1103的輸出來(lái)計(jì)算出比率。比較電路1106產(chǎn)生控制信號(hào)，以便當(dāng)測(cè)量的功率大于閾值3時(shí)減小基站的發(fā)射功率，以及當(dāng)測(cè)量的功率小于閾值3時(shí)增加基站的發(fā)射功率。
接著說(shuō)明使用三個(gè)可選的控制信息的情況。在這種情況下，除了閾值3外還使用閾值4。當(dāng)測(cè)量的功率比小于閾值3時(shí)，便產(chǎn)生控制信號(hào)以增加基站的發(fā)射功率。當(dāng)測(cè)量的功率比大于閾值3而小于閾值4時(shí)，產(chǎn)生控制信號(hào)以保持基站的發(fā)射功率。當(dāng)測(cè)量的功率比大于閾值4時(shí)，產(chǎn)生控制信號(hào)以減小基站的發(fā)射功率。
在使用多于三個(gè)可選的控制信息的情況下，提供多個(gè)閾值，并且閾值的數(shù)量要比可選的控制信息的數(shù)量少1。這樣，根據(jù)與多個(gè)閾值的比較，可確定精細(xì)劃分的控制信息的值中的一個(gè)。
把如上所述計(jì)算出的發(fā)射功率控制信息提供到多路復(fù)用電路906。多路復(fù)用電路906給發(fā)射數(shù)據(jù)和發(fā)射功率控制信息分配發(fā)射時(shí)隙。調(diào)制電路907對(duì)發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制，并且發(fā)射RF電路908對(duì)已調(diào)制的發(fā)射數(shù)據(jù)的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并對(duì)已轉(zhuǎn)換頻率的發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行放大。然后，通過天線雙工器902從天線901發(fā)射發(fā)射信號(hào)。
如上所述，圖9的通信終端根據(jù)從圖8的無(wú)線基站裝置發(fā)送的下行鏈路信號(hào)的接收質(zhì)量，產(chǎn)生發(fā)射功率控制信號(hào)，并通過上行鏈路把該發(fā)射功率控制信號(hào)報(bào)告給無(wú)線基站裝置。無(wú)線基站裝置通過上行鏈路接收通信終端產(chǎn)生的發(fā)射功率控制信號(hào)，并根據(jù)通信終端產(chǎn)生的發(fā)射功率控制信號(hào)變換發(fā)射中使用的天線。
由于天線是根據(jù)發(fā)射功率控制來(lái)進(jìn)行變換的，所以能夠減少?gòu)耐ㄐ沤K端發(fā)射的信息量。另外，無(wú)線基站裝置對(duì)確定該無(wú)線基站裝置的發(fā)射功率的發(fā)射功率控制信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視，并變換天線。因此，能夠?qū)o(wú)線基站裝置的發(fā)射功率保持在閾值以下。
下面詳細(xì)說(shuō)明天線變換控制電路的操作。圖12是天線數(shù)量為2時(shí)的流程圖。在圖12中，對(duì)報(bào)告的發(fā)射功率控制信息進(jìn)行累加。然后，把報(bào)告的發(fā)射功率控制信息的累加值與閾值2進(jìn)行比較。該閾值是根據(jù)下行鏈路中的干擾量來(lái)確定的，這里的干擾是通過增加發(fā)射機(jī)的發(fā)射功率或極限值而產(chǎn)生的。
例如，要是在下行鏈路中通過增加發(fā)射功率產(chǎn)生干擾，并根據(jù)該干擾的量來(lái)確定CDMA通信系統(tǒng)中的發(fā)射功率控制量，則閾值根據(jù)擴(kuò)頻處理增益來(lái)確定。例如，在擴(kuò)頻處理增益為16的發(fā)射系統(tǒng)中，用于發(fā)射功率的閾值是擴(kuò)頻處理增益為256的發(fā)射系統(tǒng)中用于發(fā)射功率的閾值的16倍，就是因?yàn)檫@些擴(kuò)頻處理增益的比是16。干擾量隨擴(kuò)頻處理增益而變化。因此，有可能精密地設(shè)定發(fā)射功率變化的最大值，以便根據(jù)擴(kuò)頻處理增益適當(dāng)?shù)刈儞Q天線。
在圖12中，當(dāng)發(fā)射功率控制信息的累加值大于閾值2時(shí)，不對(duì)天線進(jìn)行變換。當(dāng)發(fā)射功率控制信息的累加值小于閾值2時(shí)，把當(dāng)時(shí)使用的天線變換成另一個(gè)天線。特別地，在天線的數(shù)量為2時(shí)，把當(dāng)時(shí)使用的天線變換成另外一個(gè)天線。
圖13是天線的數(shù)量多于兩個(gè)的情況的流程圖。當(dāng)提供兩個(gè)以上的天線時(shí)，除了根據(jù)發(fā)射功率控制信息的累加值以外，還可根據(jù)接收信號(hào)強(qiáng)度來(lái)變換在發(fā)射中使用的天線。例如，選擇使接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)為最大的天線。在這種情況下，由于在頻分雙工系統(tǒng)中，上行鏈路和下行鏈路的載頻的不同，它們的衰落變化之間的相關(guān)性幾乎為0。因此，即使選擇了使基站中的接收?qǐng)鰪?qiáng)最大的天線來(lái)發(fā)射，所選擇的天線也不一定使通信終端中的接收信號(hào)功率最大。
然而，當(dāng)視距鏈路沒有保證時(shí)，基站和通信終端中的接收?qǐng)鰪?qiáng)都很小。因此，避免使用視距鏈路沒有保證的天線是可能的。
另外，可被選擇用來(lái)發(fā)射的天線不是使基站中的接收?qǐng)鰪?qiáng)最大的天線，而是使基站中的接收?qǐng)鰪?qiáng)大于某一閾值的任意一個(gè)天線。
有兩種在基站中設(shè)定發(fā)射功率的方法。在第一種方法中，當(dāng)發(fā)射中使用的天線變換時(shí)，不改變發(fā)射功率，而在第二種方法中，當(dāng)發(fā)射中使用的天線變換時(shí)，把發(fā)射功率減少一個(gè)常值。第一種方法在改善終端的接收質(zhì)量上的確有效。除了向天線變換控制電路810外，再向發(fā)射RF電路提供發(fā)射功率控制信號(hào)就夠了。發(fā)射RF電路根據(jù)發(fā)射功率控制信號(hào)來(lái)控制增加和減小發(fā)射功率的操作。
如果為終端改善了到終端的鏈路的質(zhì)量之后保持大的發(fā)射功率，則這樣一個(gè)大的發(fā)射功率會(huì)在其他終端中造成大量的干擾。根據(jù)第二種方法，當(dāng)天線變換時(shí)，將要設(shè)定的發(fā)射功率減小一個(gè)常量。為實(shí)現(xiàn)第二種方法，只要修改提供到天線變換電路810的發(fā)射功率控制信號(hào)就足夠了，以便使發(fā)射功率控制信號(hào)也用作控制信號(hào)，當(dāng)天線變換時(shí)，用它將發(fā)射功率減小一個(gè)常量。發(fā)射RF電路根據(jù)發(fā)射功率控制信號(hào)來(lái)控制增加和減小發(fā)射功率的操作。此時(shí)，發(fā)射功率控制信號(hào)的累加值也必須減小一個(gè)常量。當(dāng)按上述規(guī)定時(shí)，就有可能通過天線變換來(lái)避免過度地提高鏈路的質(zhì)量，并有可能減小干擾功率。
關(guān)于上述常值，例如，如果在CDMA系統(tǒng)中，將發(fā)射功率減小3dB，則有可能增加一個(gè)附加的終端，并用與現(xiàn)有終端相同的擴(kuò)頻處理增益與該附加終端進(jìn)行通信。
除發(fā)射功率控制信息外，還可用與實(shí)施例1相同的方法，由終端向基站裝置報(bào)告接收質(zhì)量。特別地，從終端到基站的報(bào)告的操作及其定時(shí)都與實(shí)施例1相同。
通常，根據(jù)發(fā)射功率控制信息的累加值來(lái)執(zhí)行天線變換控制。另外，當(dāng)通信終端的接收質(zhì)量突然惡化時(shí)，由通信終端向基站裝置報(bào)告關(guān)于接收質(zhì)量的信息，以便基站裝置能夠執(zhí)行天線變換控制。因此，通過在短間隔內(nèi)用小的發(fā)射功率控制量，有可能避免選擇從其到終端的鏈路阻塞的天線，并且以更高的概率選擇實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量鏈路的天線。也就是說(shuō)，發(fā)射天線變換控制變得更加有利了。
當(dāng)基站裝置從通信終端接收到重發(fā)例如ARQ控制信息的請(qǐng)求時(shí)，基站向通信終端發(fā)送報(bào)告通信終端中接收質(zhì)量的請(qǐng)求，通信終端通過測(cè)量估計(jì)接收質(zhì)量，并把估計(jì)的接收質(zhì)量報(bào)告給基站裝置?；狙b置根據(jù)報(bào)告的、代表估計(jì)的接收質(zhì)量的值，執(zhí)行天線變換控制。
基站的天線可通過使用上述結(jié)構(gòu)進(jìn)行變換，并且有可能抑制陰影引起的下行鏈路發(fā)射質(zhì)量的降級(jí)。特別地，在CDMA系統(tǒng)中，通過提供根據(jù)擴(kuò)頻處理增益進(jìn)行天線變換的準(zhǔn)則，有可能執(zhí)行天線變換的精密控制。
上述說(shuō)明用于基站裝置具有圖1或圖8的結(jié)構(gòu)、而通信終端具有圖2或圖9的結(jié)構(gòu)的情況。然而，本發(fā)明也能夠應(yīng)用于通信終端具有圖1或8的結(jié)構(gòu)、而基站裝置具有圖2或9的結(jié)構(gòu)的情況。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線基站裝置和無(wú)線通信方法，當(dāng)接收質(zhì)量突然惡化時(shí)，能夠啟動(dòng)天線變換。另外，通過選擇使接收?qǐng)鰪?qiáng)大于某一值的天線，有可能以高的概率避免選擇由于陰影引起線路故障的天線。
本說(shuō)明書基于1998年4月7日提交的日本專利申請(qǐng)No.HEI10-94953，其內(nèi)容包含于此作為參考。工業(yè)適用性本發(fā)明適用于數(shù)字無(wú)線通信系統(tǒng)中的無(wú)線基站裝置和通信終端。
權(quán)利要求
1.一種頻分雙工系統(tǒng)中的無(wú)線基站裝置，包括變換裝置，用于根據(jù)來(lái)自對(duì)方的接收質(zhì)量信息，對(duì)發(fā)射發(fā)射信號(hào)的天線進(jìn)行變換；以及發(fā)射裝置，用于通過已進(jìn)行變換的天線發(fā)射發(fā)射信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線基站裝置，其中，當(dāng)包含在接收質(zhì)量信息中的接收質(zhì)量測(cè)量結(jié)果小于閾值時(shí)，所述變換裝置對(duì)所述天線進(jìn)行變換。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線基站裝置，其中，如果包含在接收質(zhì)量信息中的接收質(zhì)量測(cè)量結(jié)果小于第一閾值，則所述變換裝置將所述天線變換至使接收?qǐng)鰪?qiáng)大于第二閾值的天線。
4.如權(quán)利要求1所述的無(wú)線基站裝置，其中，當(dāng)包含在接收質(zhì)量信息中的接收質(zhì)量測(cè)量結(jié)果小于第一閾值時(shí)，所述變換裝置將天線變換至使接收?qǐng)鰪?qiáng)最大的天線。
5.一種頻分雙工系統(tǒng)中的無(wú)線基站裝置，包括變換裝置，用于根據(jù)來(lái)自對(duì)方的發(fā)射功率控制信息，對(duì)發(fā)射發(fā)射信號(hào)的天線進(jìn)行變換；以及發(fā)射裝置，用于通過已進(jìn)行變換的天線發(fā)射發(fā)射信號(hào)。
6.如權(quán)利要求5所述的無(wú)線基站裝置，其中，根據(jù)對(duì)方的接收質(zhì)量信息來(lái)確定所述發(fā)射功率控制信息。
7.如權(quán)利要求5所述的無(wú)線基站裝置，其中，所述變換裝置對(duì)包含在發(fā)射功率控制信息中的控制值進(jìn)行累加，并且當(dāng)累加的值大于閾值時(shí)，將天線變換至另一個(gè)天線。
8.如權(quán)利要求5所述的無(wú)線基站裝置，其中，所述變換裝置對(duì)包含在發(fā)射功率控制信息中的控制值進(jìn)行累加，并且當(dāng)累加的控制值大于第一閾值時(shí)，所述變換裝置將所述天線變換至使接收?qǐng)鰪?qiáng)大于第二閾值的天線。
9.如權(quán)利要求5所述的無(wú)線基站裝置，其中，所述變換裝置對(duì)包含在發(fā)射功率控制信息中的控制值進(jìn)行累加，并且當(dāng)累加的控制值大于第一閾值時(shí)，所述變換裝置將所述天線變換至使接收?qǐng)鰪?qiáng)最大的天線。
10.一種與無(wú)線基站裝置進(jìn)行無(wú)線通信的通信終端，包括變換裝置，用于在頻分復(fù)用通信中，根據(jù)來(lái)自對(duì)方的接收質(zhì)量信息，對(duì)發(fā)射發(fā)射信號(hào)的天線進(jìn)行變換；以及發(fā)射裝置，用于通過已進(jìn)行變換的天線發(fā)射發(fā)射信號(hào)。
11.一種與無(wú)線基站裝置進(jìn)行無(wú)線通信的通信終端，包括變換裝置，用于在頻分復(fù)用通信中，根據(jù)來(lái)自對(duì)方的發(fā)射功率控制信息，對(duì)發(fā)射發(fā)射信號(hào)的天線進(jìn)行變換；以及發(fā)射裝置，用于通過已進(jìn)行變換的天線發(fā)射發(fā)射信號(hào)。
12.一種執(zhí)行頻分復(fù)用通信的無(wú)線通信系統(tǒng)，包括通信終端，具有用于測(cè)量接收質(zhì)量的接收質(zhì)量測(cè)量裝置，和用于發(fā)射包含接收質(zhì)量的信息的發(fā)射裝置；以及基站裝置，具有用于根據(jù)接收質(zhì)量變換天線的變換裝置。
13.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，所述通信終端還具有用于根據(jù)接收質(zhì)量控制發(fā)射功率的發(fā)射功率控制裝置，以及所述信息包含發(fā)射功率的控制值。
14.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，當(dāng)包含在接收質(zhì)量信息中的接收質(zhì)量測(cè)量結(jié)果小于閾值時(shí)，所述變換裝置對(duì)所述天線進(jìn)行變換。
15.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，如果包含在接收質(zhì)量信息中的接收質(zhì)量測(cè)量結(jié)果小于第一閾值，則所述變換裝置將所述天線變換至使接收?qǐng)鰪?qiáng)大于第二閾值的天線。
16.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，當(dāng)包含在接收質(zhì)量信息中的接收質(zhì)量測(cè)量結(jié)果小于第一閾值時(shí)，所述變換裝置將天線變換至使接收?qǐng)鰪?qiáng)最大的天線。
17.如權(quán)利要求13所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，所述變換裝置對(duì)包含在發(fā)射功率控制信息中的控制值進(jìn)行累加，將累加的值與閾值進(jìn)行比較，并根據(jù)比較的結(jié)果將天線變換至另一個(gè)天線。
18.如權(quán)利要求13所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，所述變換裝置對(duì)包含在發(fā)射功率控制信息中的控制值進(jìn)行累加，并且當(dāng)將累加的控制值大于第一閾值時(shí)，所述變換裝置將所述天線變換至使接收?qǐng)鰪?qiáng)大于第二閾值的天線。
19.如權(quán)利要求13所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，所述變換裝置對(duì)包含在發(fā)射功率控制信息中的控制值進(jìn)行累加，并且當(dāng)將累加的控制值大于第一閾值時(shí)，所述變換裝置將所述天線變換至使接收?qǐng)鰪?qiáng)最大的天線。
20.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，所述通信終端持續(xù)地向基站裝置發(fā)送所述信息。
21.如權(quán)利要求12所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，所述通信終端只在必要時(shí)才向基站裝置發(fā)送所述信息。
22.如權(quán)利要求21所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，當(dāng)通信終端中測(cè)量的接收質(zhì)量惡化時(shí)，所述通信終端向基站請(qǐng)求變換天線。
23.如權(quán)利要求21所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，當(dāng)基站裝置中發(fā)射所用的天線的接收質(zhì)量惡化時(shí)，所述基站裝置向通信終端請(qǐng)求發(fā)送包含接收質(zhì)量的信息。
24.如權(quán)利要求21所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，當(dāng)通信終端中的接收信號(hào)包含錯(cuò)誤時(shí)，所述通信終端向基站裝置發(fā)送重發(fā)的請(qǐng)求。
25.如權(quán)利要求24所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，當(dāng)基站裝置接收到重發(fā)的請(qǐng)求時(shí)，所述基站裝置向通信終端請(qǐng)求包含接收質(zhì)量的信息。
26.如權(quán)利要求23所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，所述基站裝置根據(jù)包含在所述信息中的接收質(zhì)量來(lái)變換天線。
27.如權(quán)利要求13所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其中，所述發(fā)射功率控制裝置對(duì)基站裝置中的發(fā)射功率進(jìn)行控制，以便在天線變換時(shí)減小發(fā)射功率。
28.如權(quán)利要求14所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，還包括CDMA通信系統(tǒng)，所述基站裝置根據(jù)擴(kuò)頻處理增益設(shè)定其中的所述閾值。
全文摘要
在無(wú)線FDD通信中,在通信終端測(cè)量接收質(zhì)量,將測(cè)量結(jié)果報(bào)告給基站,并且基站根據(jù)報(bào)告的關(guān)于接收質(zhì)量的結(jié)果,對(duì)發(fā)射天線進(jìn)行變換。由此,在FDD系統(tǒng)中,能夠根據(jù)接收信號(hào)來(lái)確定發(fā)射天線。
文檔編號(hào)H04B7/06GK1263655SQ99800494
公開日2000年8月16日 申請(qǐng)日期1999年4月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月7日
發(fā)明者平松勝?gòu)? 加藤修, 上豐樹 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社