專利名稱：無線通信系統(tǒng)中提供信標(biāo)信號的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)，具體涉及在無線通信系統(tǒng)中提供信標(biāo)信號的裝置和方法。
背景技術(shù)：
在當(dāng)前的無線通信系統(tǒng)中，例如在碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)中，人們使用如

圖1所示的設(shè)計。在圖1中，示出了支持六扇區(qū)S1-S6結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)發(fā)射部分101。發(fā)射部分101(扇區(qū)S1所示)由一個與放大器104相連的無線信道單元102組成，放大器104又順次與天線105相連。語音/數(shù)據(jù)信號100從公共交換電話網(wǎng)(PSTN)傳送到無線信道單元102，無線信道單元102對語音/數(shù)據(jù)信號100進行處理以產(chǎn)生一個CDMA信號，這在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。CDMA信號103被送到放大器104，放大器104放大CDMA信號103并把放大了的CDMA信號送給移動臺(圖1中未示出)。發(fā)射部分101對如圖1中所示的各個扇區(qū)S2-S6都是相同的。
與碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)有關(guān)的一個問題是如何處理系統(tǒng)間的硬切換。圖2一般性地描述該問題，如圖2所示，系統(tǒng)A和系統(tǒng)B由一條邊界200隔開，系統(tǒng)A和B分別工作在不同的頻率F1和F2上。在該實施例中，系統(tǒng)A和系統(tǒng)B是不同的都市商業(yè)區(qū)(MTA)系統(tǒng)，移動臺203從系統(tǒng)A移動到系統(tǒng)B需要從頻率F1切換到頻率F2。如圖2所示，系統(tǒng)B可以為另一個CDMA蜂窩通信系統(tǒng)，也可以為一個模擬蜂窩通信系統(tǒng)(通稱為AMPS)。
解決這種硬切換問題的一種方法是給移動臺203提供一個信標(biāo)信號205，移動臺203可以用該信標(biāo)信號205來獲得有關(guān)系統(tǒng)B的信息。信標(biāo)信號205由信標(biāo)發(fā)射機206發(fā)射，并作為觸發(fā)信號，該信號通知移動臺203硬切換進入系統(tǒng)B。移動臺203一旦接收到該信標(biāo)信號205，它就將啟動硬切換過程，這樣硬切換過程在本領(lǐng)域是已知的。
在圖2所示的解決方案中，提供信標(biāo)信號205的信標(biāo)發(fā)射機206是一個單獨的發(fā)射機，沒有集成到圖2基站(標(biāo)為A1，A2，B1，B2等)的發(fā)射部分101。這樣，其復(fù)雜度和成本至少等于圖1所示的發(fā)射部分101。因此，在無線通信系統(tǒng)中需要一種簡單的、廉價的提供信標(biāo)信號的方法。
圖1是無線通信用的現(xiàn)有技術(shù)發(fā)射部分的框圖；圖2一般地說明了CDMA蜂窩通信系統(tǒng)中與硬切換有關(guān)的問題，并說明了一種用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)的解決方案；圖3是設(shè)計用來實現(xiàn)本發(fā)明的基站的發(fā)射部分的框圖。
一般說來，無線通信系統(tǒng)中的信標(biāo)信號是用一個混合矩陣變換電路和一個逆混合矩陣變換電路來提供的。利用混合矩陣變換電路中的未用部分，信標(biāo)信號可與無線通信系統(tǒng)中的用戶業(yè)務(wù)(traffic)信號結(jié)合起來?；旌暇仃囎儞Q電路把信標(biāo)信號和業(yè)務(wù)信號轉(zhuǎn)換成每個都包括信標(biāo)信號和業(yè)務(wù)信號的輸出信號?；旌暇仃囎儞Q電路的輸出被放大器放大。放大器的輸出用一個逆混合矩陣變換電路進行逆變換。逆變換矩陣電路對初始輸入到混合矩陣變換電路中的信標(biāo)信號和業(yè)務(wù)信號的各部分重新組合，所得的信號用扇區(qū)天線和信標(biāo)天線發(fā)射。
具體說來，在優(yōu)選實施方式中，無線通信系統(tǒng)中的信標(biāo)信號提供裝置包括一個用于提供信標(biāo)信號的信標(biāo)信號產(chǎn)生器；和一個混合矩陣變換電路，其輸入為信標(biāo)信號和至少一個業(yè)務(wù)信號，該混合矩陣變換電路有多個輸出信號。該裝置還包括多個放大器，放大器的輸入為混合矩陣變換電路的多個相應(yīng)輸出信號，放大器的輸出為多個已放大的輸出信號。該多個放大器又與一個逆混合矩陣變換電路相連，逆混合矩陣變換電路的輸入為多個已放大的輸出信號，輸出的業(yè)務(wù)信號和信標(biāo)信號送到一個移動臺。
該實施方式中的混合矩陣變換電路既可以是一個付立葉變換矩陣變換電路，也可以是一個巴特勒矩陣變換電路。信標(biāo)信號被輸入到混合矩陣變換電路的未用部分，給在第一通信系統(tǒng)中通信的移動臺提供關(guān)于第二通信系統(tǒng)的硬切換信息。第一通信系統(tǒng)由碼分多址(CDMA)蜂窩通信系統(tǒng)構(gòu)成，而第二通信系統(tǒng)由CDMA蜂窩通信系統(tǒng)或模擬蜂窩通信系統(tǒng)構(gòu)成。CDMA蜂窩通信系統(tǒng)的用戶的業(yè)務(wù)信號是被處理成與CDMA蜂窩通信系統(tǒng)相適應(yīng)的語音/數(shù)據(jù)信號。
圖3是被設(shè)計用于實現(xiàn)本發(fā)明的基站的發(fā)射端的框圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明，用一個混合矩陣變換電路303和一個逆混合矩陣變換電路306來提供信標(biāo)信號。關(guān)于混合矩陣變換電路的更詳細信息，可參考授予Davidson的美國專利4,213,132，現(xiàn)已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，并合并至此以作參考。
參照圖3，圖1的無線信道單元102把它們的輸出送入一個8×8的混合矩陣變換電路303。在該優(yōu)選實施方式中，混合矩陣變換電路303和逆混合矩陣變換電路306是付立葉變換矩陣類。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員還能理解，也能采用另外類型的混合矩陣變換電路，例如巴特勒矩陣變換電路。在圖3所示的結(jié)構(gòu)中，用8×8的付立葉變換矩陣電路來給6個扇區(qū)S1-S6提供蜂窩通信，從而矩陣變換電路303和逆矩陣變換電路306中有兩組輸入/輸出未被使用。
根據(jù)本發(fā)明，用矩陣變換電路303和逆矩陣變換電路306中未被使用的輸入/輸出來提供一個信標(biāo)信號。如圖3所示，混合矩陣變換電路303的輸入為要送到六個扇區(qū)S1-S6中的移動臺的業(yè)務(wù)信號316。一組未用的輸入/輸出被終接了一負載309，同時矩陣變換電路303的剩余未用輸入端輸入的是一從CDMA的信標(biāo)信號產(chǎn)生器312輸出的信標(biāo)信號313。輸入到混合矩陣變換電路303的未用端后，信標(biāo)信號313與所有另外的業(yè)務(wù)信號316本質(zhì)均等地組合，混合矩陣變換電路303把信標(biāo)信號303和業(yè)務(wù)信號316變換成輸出信號，每個輸出信號都包括信標(biāo)信號313和業(yè)務(wù)信號316的一部分。混合矩陣變換電路303的輸出被放大器315放大。在該優(yōu)選實施方式中，放大器315是單音寬帶線性功率放大器(single-tone wideband linear power amplifier)。接著，放大器315的輸出又被一個逆變換矩陣變換電路306進行逆變換。逆變換矩陣變換電路重組初始輸入到混合矩陣變換電路303的業(yè)務(wù)信號316和信標(biāo)信號313的各部分。用扇區(qū)天線320和信標(biāo)天線323把所得的信號發(fā)射出去。
圖3所示的實現(xiàn)方式有很多優(yōu)點。首先，通過實現(xiàn)混合矩陣變換電路303和逆混合矩陣變換電路306，可以由于混合矩陣變換電路303和逆混合矩陣變換電路306把功率均分到扇區(qū)天線320和信標(biāo)天線323而避免任一扇區(qū)S1-S6的任一回路(chain)中的部件產(chǎn)生致命性的失效。再者，由于混合矩陣變換電路303和逆混合矩陣變換電路306已在基站中實現(xiàn)，并且信標(biāo)信號使用的是混合矩陣變換電路303和逆混合矩陣變換電路306的未用端口，所以不必要為提供信標(biāo)信號而增加昂貴的放大器和天線(現(xiàn)有技術(shù)中需要)。由于使用的是現(xiàn)有設(shè)備，不會因要提供信標(biāo)信號而增加基站的復(fù)雜度。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將能理解，根據(jù)本發(fā)明，還可以對圖3實現(xiàn)很多有益的變化以提供一個信標(biāo)信號。例如，不是為6個扇區(qū)的運作，使用8×8的混合矩陣變換電路，而是為3個扇區(qū)的工作使用一個4×4的混合矩陣。同樣，4×4混合矩陣的未用端口可以用來輸入信標(biāo)信號。
雖然已參照一個具體的實施方式具體地示出和描述了本發(fā)明，應(yīng)該理解熟練的技術(shù)人員還能對本發(fā)明在形式和細節(jié)上作各種變化而不脫離其實質(zhì)和范圍。下文權(quán)利要求書中的所有裝置或步驟加功能部件的相應(yīng)的結(jié)構(gòu)、材料、動作及其等效同其它所具體要求的部件，一起意在包括任何可完成所述功能的任何結(jié)構(gòu)、材料或動作。
權(quán)利要求
1.一種用于在無線通信系統(tǒng)中提供信標(biāo)信號的裝置，該裝置包括一個用于產(chǎn)生所述信標(biāo)信號的信標(biāo)信號產(chǎn)生器；一個混合矩陣變換電路，其輸入為所述信標(biāo)信號和至少一個業(yè)務(wù)信號，輸出為多個信號；多個放大器，其輸入為從混合矩陣變換電路輸出的相應(yīng)各個輸出信號，輸出為多個經(jīng)放大了的輸出信號；和一個逆混合矩陣變換電路，其輸入為所述多個經(jīng)放大了的輸出信號，并向移動臺輸出所述業(yè)務(wù)信號和所述信標(biāo)信號。
2.權(quán)利要求1的裝置，其中所述混合矩陣變換電路還包括一個付立葉變換矩陣電路或一個巴特勒變換矩陣電路。
3.權(quán)利要求1的裝置，其中信標(biāo)信號給在第一通信系統(tǒng)中通信的移動臺提供關(guān)于第二通信系統(tǒng)的越區(qū)切換信息。
4.權(quán)利要求3的裝置，其中所述第一通信系統(tǒng)還包括一個碼分多址(CDMA)蜂窩通信系統(tǒng)。
5.權(quán)利要求4的裝置，其中所述業(yè)務(wù)信號還包括處理成與CDMA蜂窩通信系統(tǒng)相適應(yīng)的語音/數(shù)據(jù)信號。
6.權(quán)利要求3的裝置，其中第二通信系統(tǒng)還包括或者一個CDMA蜂窩通信系統(tǒng)，或者一個模擬蜂窩通信系統(tǒng)。
7.一種在無線通信系統(tǒng)中提供一個信標(biāo)信號的方法，該方法包括下列步驟產(chǎn)生所述待被提供的信標(biāo)信號；把信標(biāo)信號和至少一個業(yè)務(wù)信號轉(zhuǎn)換成至少一個第一和一個第二被轉(zhuǎn)換信號；放大第一和第二被轉(zhuǎn)換信號；和把從多個放大裝置接收到的所述第一和第二被轉(zhuǎn)換信號轉(zhuǎn)換成所述信標(biāo)信號和所述至少一個業(yè)務(wù)信道。
8.權(quán)利要求7的方法，其中無線通信系統(tǒng)還包括一個碼分多址(CDMA)蜂窩通信系統(tǒng)。
9.權(quán)利要求8的方法，其中至少一個業(yè)務(wù)信號是被處理成與CDMA蜂窩通信系統(tǒng)相適應(yīng)的語音/數(shù)據(jù)信號。
10.權(quán)利要求7的方法，其中信標(biāo)信號給在第一通信系統(tǒng)中通信的移動臺提供關(guān)于第二通信系統(tǒng)的越區(qū)切換信息。
全文摘要
用一個混合矩陣變換電路(303)和一個逆混合矩陣變換矩陣(306)來在一個無線通信系統(tǒng)中提供一個信標(biāo)信號(313)利用混合矩陣變換電路(303)的未用部分,信標(biāo)信號(313)與無線通信系統(tǒng)中用戶的業(yè)務(wù)信號(316)相混合?；旌暇仃囎儞Q電路(303)把信標(biāo)信號(313)和業(yè)務(wù)信號(316)轉(zhuǎn)換成每個都包括部分信標(biāo)信號(313)和業(yè)務(wù)信號(316)的多個輸出信號?；旌暇仃囎儞Q電路(303)的輸出被放大器(315)放大。放大器(315)的輸出又被一個逆混合矩陣變換電路(30)進行逆變換。逆變換矩陣變換電路(306)重新組合初始輸入到混合矩陣變換電路(303)的信標(biāo)信號和業(yè)務(wù)信號(316)的各部分,結(jié)果信號用扇區(qū)天線(320)和信標(biāo)天線(323)被發(fā)射。
文檔編號H01Q3/40GK1198859SQ97191097
公開日1998年11月11日 申請日期1997年7月1日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月19日
發(fā)明者小拉爾夫·A·卡明 申請人:摩托羅拉公司