專利名稱：具有發(fā)射分集的碼分多址基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有發(fā)射分集的碼分多址基站。
在CDMA電信工業(yè)協(xié)會(TIA)/電子工業(yè)協(xié)會(EIA)IS-95A和IS-95B標(biāo)準(zhǔn)下，美國和其他各地已經(jīng)部署了碼分多址(CDMA)系統(tǒng)。一些服務(wù)供應(yīng)商花費(fèi)了大量投資在無線基礎(chǔ)設(shè)施上，用于擴(kuò)展無線覆蓋區(qū)域以滿足用戶的要求。隨著新標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，符合CDMATIA/EIA IS-95A和IS-95B服務(wù)的舊設(shè)備面臨著潛在的淘汰危險。
一種新的CDMA標(biāo)準(zhǔn)稱之為TIA/EIA IS-2000或IS-95C。通過從基站發(fā)射分集信號到移動臺，IS-95C標(biāo)準(zhǔn)在移動用戶有低移動性的情況下能夠提高系統(tǒng)的容量。例如，在IS-95C標(biāo)準(zhǔn)下，基站可以利用正交發(fā)射分集。正交發(fā)射分集的意思是，從不同的下行鏈路天線發(fā)射不同部分的信號到移動臺。
IS-95C標(biāo)準(zhǔn)的某些方面可以作為標(biāo)準(zhǔn)升級添加到現(xiàn)行的IS-95A或IS-95B基站中。例如，某些IS-95B數(shù)字信號處理板可以用IS-95C數(shù)字信號處理板替換。然而，在該領(lǐng)域的現(xiàn)行IS-95A或IS-95B基站中，不能僅僅通過升級板來增加正交發(fā)射分集的特征。所以，為了提供發(fā)射分集，一些服務(wù)供應(yīng)商可以選擇提供重復(fù)的IS-95C基站，這些基站疊加到現(xiàn)行的IS-95A或IS-95B基站的覆蓋區(qū)域。在這種情況下，服務(wù)供應(yīng)商可能需要提供重復(fù)的基站天線或甚至附加的單極天線或鐵塔天線，而在該處沒有鐵塔空間。這些消費(fèi)可能最終導(dǎo)致服務(wù)供應(yīng)商打消接受和購買IS-95C設(shè)備的想法。因此，需要有一種方便升級IS-95B或IS-95A基站的方法，它們可以工作在有發(fā)射分集的IS-95C標(biāo)準(zhǔn)下。
按照本發(fā)明的一個方面，單個基站支持第一數(shù)字信號類型的非分集傳輸和第二數(shù)字信號類型的分集傳輸。該基站包括調(diào)制和編碼第一數(shù)字信號類型的主信道板，和調(diào)制和編碼第二數(shù)字信號類型的次信道板。復(fù)合的信號代表第一數(shù)字信號類型和第二數(shù)字信號類型的組合。第一組發(fā)射無線電模塊從組合器或適合的信道板接收復(fù)合數(shù)字信號，并提供復(fù)合的電磁輸出信號。第二組發(fā)射無線電模塊從次信道板接收第二數(shù)字信號類型，并提供多種(diverse)電磁輸出信號，至少用于補(bǔ)充復(fù)合電磁輸出信號的對應(yīng)分集分量。


圖1A和圖1B是按照本發(fā)明的升級基站方框圖。
圖2A是說明圖1A和圖1B中基站的IS-95A或IS-95B工作模式的方框圖。
圖2B是說明圖1A和圖1B中基站沒有正交發(fā)射分集的IS-95C模式的方框圖。
圖2C是說明圖1A和圖1B中基站有正交發(fā)射分集的IS-95C模式的方框圖。
圖3A和圖3B是按照本發(fā)明另一個升級基站實施例的方框圖。
圖4A和圖4B是按照本發(fā)明又一個升級基站實施例的的方框圖。
圖5是按照本發(fā)明發(fā)送發(fā)射分集信號的方法流程圖。
如此處所使用的，發(fā)射分集方式是指分布在分集裝置中不同天線上的任何下行鏈路傳輸。分集裝置是指空間分集，角分集，極化分集，或以上分集配置的任何組合。發(fā)射分集大概地是指正交發(fā)射分集，多載波發(fā)射分集，時間交換發(fā)射分集，或以上發(fā)射分集的任何組合。正交發(fā)射分集利用對應(yīng)的唯一正交碼(例如，Walsh碼)把單個下行鏈路信道編碼成兩個信道，通過多個天線傳輸。多載波發(fā)射分集是把信道分布到多個載波上，通過多個天線傳輸。時間交換發(fā)射分集是在不同的傳輸天線之間交換信道或其分量。
發(fā)射分集可以指正交發(fā)射分集，其中碼分多址(CDMA)信道是通過兩個天線發(fā)射的，這兩個天線在空間上是分開的，就可能在用戶臺產(chǎn)生分集增益。正交發(fā)射分集把調(diào)制信息信號分成多個分布在不同信號分支上的分集分量信號，饋入到不同的天線。調(diào)制信息信號代表語言，數(shù)據(jù)，或其他的通信信息，它最好是數(shù)字調(diào)制的信號形式。通過正確地延遲各個分集分量信號以實現(xiàn)同步的重新組合，用戶臺的瑞克接收機(jī)重新組裝各個分集分量信號，用于重建原始的調(diào)制信息信號。若用戶臺中存在分集增益，則可以減小給用戶臺的發(fā)射功率，導(dǎo)致理論上增大無線系統(tǒng)中系統(tǒng)容量。普通方式或非分集方式是指通過一個天線發(fā)射的下行鏈路信號。
在正交發(fā)射分集中，把信息調(diào)制信號分成兩個分量，即，第一分量和第二分量。第一分量有第一同相比特流和第一正交相位比特流。第二分量有第二同相比特流和第二正交相位比特流。一種正交碼(例如，Walsh碼)應(yīng)用于第一分量，而另一種正交碼(例如，Walsh碼)應(yīng)用于第二分量。編碼的第一分量和編碼的第二分量調(diào)制一個載波，提供通過第一天線傳輸?shù)牡谝徽恍盘柡屯ㄟ^第二天線傳輸?shù)牡诙恍盘枺诙炀€有相對于第一天線的分集裝置。
用戶臺接收機(jī)最初把正交發(fā)射分集信號的下行鏈路傳輸看成是兩個不同的信道，因為第一正交信號有一種正交碼(例如，Walsh碼)，而第二正交信號有另一種正交碼。用戶臺的瑞克接收機(jī)分配指狀元件，利用唯一的正交碼解調(diào)每個信道。利用數(shù)字信號處理操作識別兩個不同信道之間的關(guān)系。相關(guān)的信道組合在基帶中，用于重建加到基站的調(diào)制信息信號。
如此處所使用的，第一數(shù)字信號類型和第二數(shù)字信號類型代表符合不同通信信令標(biāo)準(zhǔn)的信號，這些標(biāo)準(zhǔn)可應(yīng)用于碼分多址(CDMA)系統(tǒng)或另一種無線系統(tǒng)。第一數(shù)字信號類型代表在非分集方式或普通方式下傳輸?shù)耐ㄐ判盘?，而第二?shù)字信號類型代表在發(fā)射分集方式下至少通過兩個天線傳輸?shù)耐ㄐ判盘?。例如，第一?shù)字信號類型可以是IS-95A信號或IS-95B信號。第二數(shù)字信號類型可以是IS-95C信號。IS-95C信號可以在正交發(fā)射分集方式下通過多個天線發(fā)射的，而IS-95A或IS-95B信號是在非分集方式或普通方式下發(fā)射的。
圖1A是按照本發(fā)明基站8的通用方框圖。圖1B給出實施圖1A中方框的元件例子，并說明典型的3扇區(qū)配置的各個元件之間的互連?；?支持第一數(shù)字信號類型的非分集傳輸和第二數(shù)字信號類型的分集傳輸。
參照圖1A，基站8包括控制主信道板12和次信道板14的控制器10。主信道板12調(diào)制和編碼第一數(shù)字信號類型。次信道板14調(diào)制和編碼第二數(shù)字信號類型。數(shù)字組合器16的輸入耦合到主信道板12和次信道板14。主發(fā)射機(jī)裝置20耦合到數(shù)字組合器16的輸出。次發(fā)射機(jī)裝置22耦合到次信道板14的輸出。主發(fā)射機(jī)裝置20提供復(fù)合的電磁輸出信號。次發(fā)射機(jī)裝置22提供多種電磁輸出信號，至少補(bǔ)充復(fù)合電磁輸出信號的對應(yīng)分集分量。主發(fā)射機(jī)裝置20耦合到第一組天線28，而次發(fā)射機(jī)裝置22耦合到第二組天線30。
參照圖1B，主發(fā)射機(jī)裝置20包括第一組發(fā)射無線電模塊18，用于從組合器16或別處接收復(fù)合數(shù)字信號。次發(fā)射機(jī)裝置22包括第二組發(fā)射無線電模塊18，用于從次信道板14接收第二數(shù)字信號類型。在一個實施例中，每個發(fā)射無線電模塊18最好與不同的扇區(qū)相關(guān)。
本發(fā)明的基站8可以從具有升級組件32的現(xiàn)行基站構(gòu)成，雖然該基站可以從開始就制造成支持發(fā)射分集方式和非分集方式的基站。圖1B表示現(xiàn)行組件34和升級組件32的一個實施例中各個組成部分。升級組件32與現(xiàn)行組件34協(xié)同工作，可以使現(xiàn)行組件34能具有發(fā)射分集作用?，F(xiàn)行組件34至少包括主信道板12和主發(fā)射機(jī)裝置20。升級組件32最好包括次信道板14，控制主信道板12和次信道板14的控制器10，數(shù)字組合器16，和次發(fā)射機(jī)裝置22。
控制器10經(jīng)控制和業(yè)務(wù)總線54耦合到主信道板12，次信道板14和數(shù)字組合器16。各個主信道板12經(jīng)第一發(fā)射總線55互相之間串行耦合，路由第一數(shù)字信號類型到主發(fā)射機(jī)裝置20。主發(fā)射機(jī)裝置20有單獨(dú)的信號分支，它們與對應(yīng)的不同扇區(qū)相關(guān)。如圖1B所示，有三個不同的扇區(qū)，它們分別表示為α扇區(qū)，β扇區(qū)，和γ扇區(qū)；雖然在另一個實施例中，實際上可以有任何數(shù)目的扇區(qū)，它也屬于本發(fā)明的范圍。主發(fā)射機(jī)裝置20耦合到第一組天線28中的第一α天線95，第一β天線97和第一γ天線99。
次信道板14經(jīng)第二發(fā)射總線56互相之間串行耦合。次信道板14耦合到數(shù)字組合器16和次發(fā)射機(jī)裝置22。次信道板14適合于提供數(shù)字信號處理操作，例如，按照第二數(shù)字信號類型(例如，IS-95C)調(diào)制和編碼基帶信號。次信道板14經(jīng)數(shù)字組合器16路由處理后的第二數(shù)字信號類型中一個分集分量到主發(fā)射機(jī)裝置20。次信道板14路由第二數(shù)字信號類型中另一個分集分量到次發(fā)射機(jī)裝置22。如圖1B所示，次發(fā)射機(jī)裝置22有單獨(dú)的信號分支，它們與包括α扇區(qū)，β扇區(qū)，和γ扇區(qū)的對應(yīng)不同扇區(qū)相關(guān)，雖然其他的天線配置也是可能的。次發(fā)射機(jī)裝置22耦合到第二組天線30中的第二α天線195，第二β天線197和第二γ天線199。
第一α天線95和第二α天線195最好服務(wù)于有重疊天線輻射圖的α扇區(qū)。第一β天線97和第二β天線197最好服務(wù)于β扇區(qū)。第一γ天線99和第二γ天線199最好服務(wù)于γ扇區(qū)。
在發(fā)射分集方式下，基站8可以通過與任何一個扇區(qū)相關(guān)的不同天線同時發(fā)射第二數(shù)字信號類型(例如，IS-95C)的下行鏈路信號。在一個例子中，第二數(shù)字信號類型的下行鏈路信道是作為分集分量信號通過第一α天線95和第二α天線195同時發(fā)射的。在另一個例子中，第二數(shù)字信號類型的下行鏈路信道是作為分集分量信號通過第一β天線97和第二β天線197同時發(fā)射的。在另一個例子中，第二數(shù)字信號類型的下行鏈路信道是作為分集分量信號通過第一γ天線99和第二γ天線199同時發(fā)射的。該分集分量信號包括從抽樣的信息信號群中得到的同相(I)和正交相位(Q)符號流。在普通方式下，基站8僅僅通過第一組天線28的一個扇區(qū)發(fā)射第一數(shù)字信號類型(例如，IS-95A)的下行鏈路信號。例如，基站8可以同時工作在普通方式和發(fā)射分集方式下，通過相同載波的不同下行鏈路信道。
基站8按照以下的方法處理分配到非分集方式的信道?？刂破?0通過控制和業(yè)務(wù)總線54提供第一數(shù)字信號類型的下行鏈路信道的傳輸信息到主信道板12。主信道板12包括的范圍是從第一個主信道板40至第M個主信道板42，其中每個信道板至少服務(wù)于空中接口的一個正向信道。主信道板12適合于提供數(shù)字信號處理操作，例如，按照IS-95A和IS-95B調(diào)制和編碼基帶信號。
基站8按照以下的方法處理分配到分集方式的信道?？刂破?0通過控制和業(yè)務(wù)總線54提供第二數(shù)字信號類型的下行鏈路信道的傳輸信息到次信道板14。次信道板14包括的范圍是從第一個次信道板36至第K個主信道板38。雖然M最好等于K，使所有的信道可以工作在發(fā)射分集方式下；但在另一個實施例中，M可以不等于K。因此，同一個基站8可以支持工作在IS-95A模式，IS-95B模式和IS-95C模式下的用戶臺。IS-95A用戶臺和IS-95B用戶臺實現(xiàn)反向兼容性的優(yōu)點(diǎn)，而IS-95C用戶臺允許服務(wù)供應(yīng)商通過發(fā)射分集提高無線系統(tǒng)的容量。
主信道板12可以安排成多級，且可以由第一發(fā)射總線55互連，使一個主信道板12的輸出成為下一個主信道板12的輸入，便于呼叫加入到與扇區(qū)相關(guān)的正確復(fù)合信號。對于給定扇區(qū)的激活信道，主信道板12把各個數(shù)字基帶信號加在一起，產(chǎn)生每個扇區(qū)的復(fù)合擴(kuò)頻同相和正交相位信號。復(fù)合的同相和正交相位信號出現(xiàn)在從第二級主信道板的到最后一級主信道板(即，第M個主信道板42)的第一發(fā)射總線55上。主信道板12中的第二級是與第一個主信道板40與第M個主信道板42之間的第一個主信道板40串行耦合。
每個主信道板12增加分配到特定主信道板12的呼叫和扇區(qū)。如圖1B所示，每個主信道板12處理高達(dá)3個扇區(qū)的呼叫，因此，提供3個復(fù)合的同相和正交相位信號作為從第二個主信道板至第M個主信道板42的輸出。主信道板12在逐個扇區(qū)的基礎(chǔ)上組合與相同扇區(qū)相關(guān)的不同信道。
次信道板14在逐個扇區(qū)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生復(fù)合的信號。如主信道板12那樣，次信道板14在逐級的基礎(chǔ)上增加不同的呼叫到復(fù)合的信號上。
第一個主信道板40至少支持一個非分集下行鏈路通信信道。如圖1B所示，第一個主信道板40不需要包括輸入接口，而可以包括服務(wù)于不同扇區(qū)的一個輸出接口。例如，該輸出接口可以提供6個包括同相分量和正交相位分量的輸出端口，這些同相分量和正交相位分量作為α扇區(qū)，β扇區(qū)，和γ扇區(qū)的數(shù)字基帶信號。第二個主信道板至第M個主信道板42中的每個主信道板可以包括一個輸入接口和一個輸出接口，用于級聯(lián)各個主信道板12成多級主信道板以服務(wù)于多個信道。
在另一個實施例中，為了獲得規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，第一個主信道板40至第M個主信道板42可以是完全相同的，因此，每個主信道板12包括輸入接口和輸出接口。所以，如果是這種結(jié)構(gòu)，則第一個主信道板的輸入接口是用負(fù)載電阻器終止的，用于匹配輸入接口的阻抗，或按照另一種適當(dāng)方式給以安排。
第一個次信道板36至少支持一個分集下行鏈路通信信道。如圖1B所示，第一個次信道板36不需要包括輸出接口，而可以包括服務(wù)于不同扇區(qū)的一個輸出接口。例如，該輸出接口可以提供12個包括同相分量和正交相位分量的輸出端口，這些同相分量和正交相位分量作為第一組天線28和第二組天線30中α扇區(qū)，β扇區(qū)，和γ扇區(qū)的數(shù)字基帶信號。第二個次信道板至第K個次信道板38中的每個次信道板可以包括一個輸出接口和一個輸出接口，用于級聯(lián)各次主信道板14成多級次信道板以服務(wù)于多個分集信道。
在另一個實施例中，為了獲得規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益，第一個次信道板36至第K個次信道板38可以是完全相同的，因此，每個次信道板14包括輸入接口和輸出接口。所以，如果是這種結(jié)構(gòu)，則第一個次信道板的輸入接口是用負(fù)載電阻器終止的，用于匹配輸入接口的阻抗，或按照另一種適當(dāng)方式給以安排。
如圖1B所示，主信道板12的輸出79和次信道板14的某些輸出端口77耦合到數(shù)字組合器16的輸入端口。次信道板14的某些輸出端口77最好提供一個數(shù)字信號分量(用于第一組天線28的傳輸)，該信號分量對應(yīng)于第二數(shù)字信號類型的另一個數(shù)字信號分量(用于第二組天線30的傳輸)。數(shù)字組合器16最好接收第M個主信道板42輸出接口的輸入和接收與第K個次信道板38輸出接口中某些輸出端口77相關(guān)的輸入。第K個次信道板38輸出接口中的某些輸出端口77包括給第一組天線28中各個扇區(qū)的輸出信號。在一個實施例中，第K個次信道板38的部分輸出接口經(jīng)多心纜線耦合到數(shù)字組合器16。
在另一個實施例中，次信道板14的某些輸出端口77經(jīng)光纖接口耦合到組合器板。光纖接口可以包括由光纖通信纜線互連的一對光收發(fā)信機(jī)。數(shù)字組合器16可以包括耦合到主發(fā)射機(jī)裝置20的輸出端口。數(shù)字組合器16傳送來自主信道板12的第一信號類型到主發(fā)射機(jī)裝置20。
主發(fā)射機(jī)裝置20包括耦合到對應(yīng)功率放大器24的發(fā)射無線電模塊18，用于支持與對應(yīng)扇區(qū)相關(guān)的不同信號分支。發(fā)射無線電模塊18可以包括上變頻器，用于轉(zhuǎn)變第一信號類型的基信號，第二信號類型的基帶信號，或包含第一信號類型和第二信號類型的復(fù)合信號成無線電頻率或微波頻率，把它傳輸?shù)接脩襞_。例如，發(fā)射無線電模塊18可以產(chǎn)生所需載波頻率的低功率無線電頻率信號，它合并與一個扇區(qū)相關(guān)的調(diào)制同相和正交相位基帶信號。功率放大器24可以耦合到濾波器26，例如，通帶濾波器或陷波濾波器，用于限制基站8的下行傳輸?shù)剿璧膸?。主發(fā)射機(jī)裝置20可以耦合到第一組天線28(例如，定向天線)。在一個實施例中，主發(fā)射機(jī)裝置20中的每個發(fā)射無線電模塊18，功率放大器24，和濾波器26是與第一組天線28中的對應(yīng)扇區(qū)相關(guān)。
次發(fā)射機(jī)裝置22可以耦合到第K個次信道板38的輸出接口。次發(fā)射機(jī)裝置22可以包括耦合到對應(yīng)功率放大器24的發(fā)射無線電模塊18，用于支持與對應(yīng)扇區(qū)相關(guān)的不同信號分支。功率放大器24可以耦合到濾波器26。次發(fā)射機(jī)裝置22可以耦合到第二組定向天線30。在一個實施例中，次發(fā)射機(jī)裝置22中的每個發(fā)射無線電模塊18，功率放大器24，和濾波器26是與第二組天線30中的對應(yīng)扇區(qū)相關(guān)。
主發(fā)射機(jī)裝置20接收傳輸?shù)牡谝粩?shù)字信號類型和第二數(shù)字信號類型作為下行鏈路傳輸。第一數(shù)字信號類型是與非分集發(fā)射信道相關(guān)，而第二數(shù)字信號類型是與分集發(fā)射信道相關(guān)。主發(fā)射機(jī)裝置20支持第一組28的分集信號分支，該信號分支是從主發(fā)射機(jī)裝置20的輸入延伸到第一組天線28的α扇區(qū)，β扇區(qū)，和γ扇區(qū)。次發(fā)射機(jī)裝置22支持第二組30的分集信號分支，該信號分支是從次發(fā)射機(jī)裝置22的輸入延伸到第二組天線30的α扇區(qū)，β扇區(qū)，和γ扇區(qū)。
第二組天線30最好是在空間上與第一組天線28分開一段距離，足以產(chǎn)生用戶臺從第一組28和第二組30接收下行鏈路傳輸?shù)目臻g分集增益。例如，若第一組天線28包括小區(qū)中3個扇區(qū)的定向天線和第二組天線30包括相同的3個扇區(qū)的定向天線，則服務(wù)于相同扇區(qū)的各個天線之間分開的距離最好是在工作頻率下5個波長至20個波長的范圍。就是說，可以給每個扇區(qū)提供一對空間不同的天線(spatially diverseantennas)。第二數(shù)字信號類型和第一數(shù)字信號類型可以共享該對天線中的一個天線。第二數(shù)字信號類型是在該對天線中的另一個天線傳送。
在另一個實施例中，可以利用不同于空間分集的另外的分集裝置，或分開或組合在一起，用于提高下行鏈路的發(fā)射性能。這些不同的分集裝置包括第一組天線28與第二組天線30之間的角分集和極化分集。角分集是指扇區(qū)內(nèi)瞄準(zhǔn)不同方向的天線。例如，第一組天線28與第二組天線30之間可以在α扇區(qū)，β扇區(qū)，和γ扇區(qū)的方位角，仰角，或二者偏移一定的角度。極化分集是指具有不同極化方向的天線。例如，第一組天線28與第二組天線30之間可以在α扇區(qū)，β扇區(qū)，和γ扇區(qū)內(nèi)互相正交極化。
圖2A表示按照IS-95A或IS-95B模式工作的圖1A和圖1B基站8中選取的元件。為了簡單化，省略了工作在不同于IS-95A或IS-95B模式下基站8中的某些其他元件。圖1A，圖1B，和圖2A中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。
主信道板12從控制器10接收用戶產(chǎn)生信息(例如，話音或數(shù)據(jù)信息)的輸入信號，并經(jīng)數(shù)字組合器16提供調(diào)制和編碼的基帶輸出信號到主發(fā)射機(jī)裝置20。主信道板12包括耦合到混頻器58的調(diào)制器46。編碼器48提供輸入到混頻器58?；祛l器58的輸出可以耦合到數(shù)字信號處理系統(tǒng)60，用于其他的數(shù)字信號處理。
輸入信號包括傳輸?shù)揭粋€扇區(qū)(例如，α扇區(qū))的用戶信號比特流，給工作在IS-95A模式或IS-95B模式下的用戶臺。調(diào)制器46從輸入信號中取出輸入信號的交錯比特(例如，每隔一個比特)，形成數(shù)字基帶信號的同相比特流和正交相位比特流。例如，編碼器48可以利用64比特長Walsh碼給同相比特流和正交相位比特流編碼，用于確定CAMD載波上不同于其他下行鏈路信道的下行鏈路信道。編碼的同相比特流和編碼的正交相位比特流是由數(shù)字信號處理系統(tǒng)60給以處理，并傳輸通過數(shù)字組合器16到主發(fā)射機(jī)裝置20。主發(fā)射機(jī)裝置20發(fā)射處理后的同相和正交相位比特流，作為復(fù)合的無線電頻率或微波信號通過一個天線發(fā)射給與第一組天線28相關(guān)的特定扇區(qū)。
圖2B表示按照IS-95C模式?jīng)]有發(fā)射分集工作的圖1A和圖1B的基站8中選取的元件，它與本發(fā)明一個實施例中支持發(fā)射分集方式和非分集發(fā)射方式下雙模式工作的基站一致。為了簡單化，省略了工作在不同于IS-95C模式的圖1A和圖1B的基站8中某些元件。圖1A，圖1B，和圖2B中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。
次信道板14從控制器10接收用戶產(chǎn)生的輸入(例如，數(shù)據(jù)或話音)信號，并提供調(diào)制和編碼的基帶輸出信號到次發(fā)射機(jī)裝置22。次信道板14包括耦合到混頻器58的調(diào)制器146。編碼器64提供輸入到混頻器58。例如，編碼器64可以利用128比特長Walsh碼給同相比特流和正交相位比特流編碼，用于確定CDMA載波上不同于其他下行鏈路信道的下行鏈路信道。混頻器58的輸出可以耦合到數(shù)字信號處理系統(tǒng)60，用于其他的數(shù)字信號處理。
用戶產(chǎn)生的輸入信號包括給用戶臺的下行鏈路傳輸?shù)揭粋€扇區(qū)(例如，α扇區(qū))的比特流。調(diào)制器146從輸入信號中取出輸入信號的交錯比特(例如，每隔一個比特)，形成同相比特流和正交相位比特流的基帶信號。次信道板14饋入到次發(fā)射機(jī)裝置22。同相比特流和正交相位比特流可以作為復(fù)合的無線電頻率或微波信號通過一個天線發(fā)射到與第二組天線30相關(guān)的特定扇區(qū)。
圖2C表示按照IS-95C模式有發(fā)射分集工作的圖1A和圖1B中基站8。圖2C表示按照IS-95C模式有發(fā)射分集工作的選取元件。為了簡單化，省略了工作在其他模式的基站8中某些元件。圖1A，圖1B，和圖2C中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。
次信道板14從控制器10接收用戶產(chǎn)生信息(例如，話音或數(shù)據(jù)信息)的輸入信號。次信道板14提供調(diào)制和編碼的基帶輸出信號到主發(fā)射機(jī)裝置20和次發(fā)射機(jī)裝置22。次信道板14包括耦合到兩對混頻器的調(diào)制器146。第一編碼器62提供輸入到第一對混頻器158，而第二編碼器64提供輸入到第二對混頻器258。第一對混頻器158和第二對混頻器258的輸出至少可以耦合到一個數(shù)字信號處理系統(tǒng)60。
輸入信號包括分集傳輸?shù)缴葏^(qū)(例如，第一組天線28的α扇區(qū)和第二組天線30的α扇區(qū))的用戶信號比特流。調(diào)制器46從輸入信號中取出輸入信號的交錯比特，形成數(shù)字基帶信號的第一同相比特流，第二同相比特流，第一正交相位比特流，和第二正交相位比特流。基于用戶產(chǎn)生的信號，第一和第二同相比特流以及第一和第二正交相位比特流一起包含單個下行鏈路信道的信息。例如，第一編碼器62可以利用一個256比特長Walsh碼給第一同相比特流和第一正交相位比特流編碼，用于確定CDMA載波上不同于其他下行鏈路信道的部分下行鏈路信道。例如，第二編碼器64可以利用一個256比特長Walsh碼給第二同相比特流和第二正交相位比特流編碼，用于確定CDMA載波上不同于其他下行鏈路信道的部分下行鏈路信道。編碼的第一同相比特流和第一正交相位比特流作為復(fù)合的無線電頻率或微波信號通過一個天線發(fā)射到與第一組天線28相關(guān)的特定扇區(qū)。編碼的第二同相比特流和第二正交相位比特流作為復(fù)合的無線電頻率或微波信號通過一個天線發(fā)射到與第二組天線30相關(guān)的特定扇區(qū)。在接收到第一同相比特流，第二同相比特流，第一正交相位比特流和第二正交相位比特流之后，用戶臺重建該用戶輸入信號的復(fù)制品或表達(dá)式。有利的是，若冗余信息存在于第一組28和第二組30的分集信號分量上，則移動臺可以實現(xiàn)分集增益。當(dāng)?shù)谝唤M28和第二組30的分集信號分量大致是非相關(guān)時，就得到可以實現(xiàn)的最高分集增益。
圖3A和圖3B表示圖1A和圖1B中基站的另一個實施例。圖1A，圖1B，圖3A和圖3B中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。圖3A和圖3B中的基站108類似于圖1A和圖1B中的基站8，不同的是圖3A和圖3B的基站108中沒有數(shù)字組合器16和第M級主信道板42。作為代替，圖3A和圖3B中的每一個包括M-1個主信道板12和一個輸出信道板44。輸出信道板44包括耦合到主信道板12和次信道板14的輸入接口。輸出信道板44包括耦合到主發(fā)射機(jī)裝置20的輸出接口。
圖3A給出基站108的通用方框圖。圖3B給出實施圖3A中方框的元件例子，并說明典型的3扇區(qū)配置中各個元件之間的互連。各個主信道板12之間串行耦合，路由第一數(shù)字信號類型到輸出信道板44。輸出信道板44支持第一數(shù)字信號類型和第二數(shù)字信號類型的輸入到與對應(yīng)不同扇區(qū)相關(guān)的信號分支。輸出信道板44最好包括輸入接口的端口兩倍于輸出接口的端口，適應(yīng)于具有正交發(fā)射分集的IS-95模式工作。
圖4A和圖4B表示圖1A和圖1B中基站8的另一個實施例。圖4A和圖4B中的基站208類似于圖1A和圖1B中的基站8，不同的是圖4A和圖4B中的基站208沒有數(shù)字組合器16，并以不同的第一主信道板140為特征。圖1A，圖1B，圖4A和圖4B中相同的參考數(shù)字表示相同的元件。圖4A和圖4B中的主信道板用參考數(shù)字112表示。圖4A和圖4B中的第一主信道板140有輸入接口，用于接收次信道板14的輸出。所以，第一主信道板140的輸入接口有若干個輸入端口，它的數(shù)目與第K個次信道板38中輸出接口的輸出端口數(shù)目相當(dāng)或相等。
包括圖1A至圖4B所示例子在內(nèi)的各種改動是可能的。例如，任何主信道板可以有接收第二數(shù)字信號類型的附加輸入引腳，用于組合出現(xiàn)在主信道板上的第一數(shù)字信號類型。第二數(shù)字信號類型可以從第二信道板的連接路由到主信道板的附加引腳。在另一個例子中，主發(fā)射機(jī)裝置的發(fā)射無線電模塊可以配備積分組合器，用于組合第一數(shù)字信號類型和第二數(shù)字信號類型。
雖然本發(fā)明基站的描述主要參照正交發(fā)射分集，但在另一個實施例中，該基站可以支持多載波發(fā)射分集，其中碼分多址載波是從分集裝置中的多個天線發(fā)射，形成支持一組天線的寬帶信號。因此，圖1B，圖3B和圖4B中任一個的同相和正交相位信號可以代表多個CDMA載波上不同信道的復(fù)用同相信號和復(fù)用正交相位信號。從扇區(qū)化天線發(fā)射的電磁信號可以包含多個CDMA載波或單個CDMA載波的調(diào)制信息。
可應(yīng)用于圖1B，圖3B或圖4B中的復(fù)用同相信號和復(fù)用正交相位信號代表按照本發(fā)明多載波配置的例子，其他的配置可以組合來自主發(fā)射機(jī)裝置，次發(fā)射機(jī)裝置，或其他裝置中不同載波的信號。利用復(fù)用同相信號和復(fù)用正交相位信號，復(fù)合的電磁輸出信號可以通過不同頻率范圍內(nèi)至少兩個載波發(fā)射，便于多載波分集。類似地，利用復(fù)用同相信號和復(fù)用正交相位信號，多種電磁輸出信號可以通過不同頻率范圍內(nèi)至少兩個載波發(fā)射。如果需要，這種多載波分集可以與正交發(fā)射分集同時實現(xiàn)。通過至少兩個載波形成相對寬的帶寬發(fā)射電磁信號，往往可以改進(jìn)發(fā)射信號的衰落特性。
在多載波發(fā)射分集配置中，可以把寬帶CDMA信號分成多個(例如，3個)不同頻率范圍內(nèi)的多個(例如，3個)載波來傳輸。下行鏈路信道分布在多載波發(fā)射分集配置的多個載波上。因此，接收機(jī)利用來自多個載波的信息恢復(fù)單個信道。在多載波發(fā)射分集配置下，單個天線上可以發(fā)射多于一個載波。例如，若有3個載波，第一個載波和第二個載波可以從第一天線發(fā)射，而第三個載波可以從相對于第一天線的分集裝置中第二天線發(fā)射。多載波發(fā)射分集可以在每個天線上發(fā)射一個載波，其中接收機(jī)利用來自多個載波的信息以恢復(fù)每個信道。
雖然本發(fā)明基站的描述主要參照正交發(fā)射分集，但在另一個實施例中，基站可以支持時間交換分集。時間交換分集是指在各個天線之間(例如，在第一組天線28與第二組天線30之間)交換下行鏈路傳輸或其分量。在主信道板(例如，主信道板12)和次信道板(例如，次信道板14)處理之后，時間交換分集可以在無線電頻率量級或微波頻率量級上完成。例如，無線電頻率交換矩陣可以耦合在主發(fā)射機(jī)裝置20的輸出與第一組天線28之間，以及耦合在在次發(fā)射機(jī)裝置22的輸出與第二組天線30之間，便于時間交換分集工作。
在交換矩陣的輸入端口與輸出端口之間，有源互連中的變化可以按照偽隨機(jī)碼或其他方式完成。交換矩陣可以按照預(yù)定的順序(例如，偽隨機(jī)碼)在不同的多種天線之間交替?zhèn)鬏攺?fù)合的電磁輸出信號。交換矩陣可以按照預(yù)定的順序(例如，偽隨機(jī)碼)在不同的多種天線(different diverse antennas)之間交替?zhèn)鬏敹喾N電磁輸出信號。如果需要，時間交換分集可以與正交發(fā)射分集同時實現(xiàn)。
圖5是按照本發(fā)明發(fā)送發(fā)射分集信號的方法流程圖。該方法從步驟S10開始。在步驟S10，調(diào)制和編碼第一數(shù)字信號類型。第一數(shù)字信號類型可以是利用第一調(diào)制信息信號調(diào)制的。第一調(diào)制信息信號代表發(fā)送到一個用戶臺的語言信息或數(shù)據(jù)。利用一種正交碼給每個激活用戶臺編碼第一數(shù)字信號類型，用于確定一個或多個下行鏈路信道。在CDMA語境下，正交碼最好是Walsh碼。在一個實施例中，第一數(shù)字信號類型包括國際標(biāo)準(zhǔn)(IS)-95A信號或國際標(biāo)準(zhǔn)(IS)-95B信號。
在步驟S12，利用區(qū)別于第一調(diào)制信息信號的第二調(diào)制信息信號調(diào)制第二數(shù)字信號類型。第二調(diào)制信息信號代表發(fā)送到另一個用戶臺的語言信息或數(shù)據(jù)，該用戶臺不同于步驟S10中描述的用戶臺。至少利用一種正交碼給每個激活用戶臺編碼第二數(shù)字信號類型，用于確定一個或多個下行鏈路信道。例如，為了獲得正交發(fā)射分集，利用兩種不同的正交碼給第二數(shù)字信號類型編碼，這兩種不同的正交碼確定每個下行鏈路傳輸?shù)接脩襞_的兩個下行鏈路信道。在一個實施例中，第二數(shù)字信號類型包括國際標(biāo)準(zhǔn)(IS)-95C信號。
在步驟S14，組合第一數(shù)字信號類型和第二數(shù)字信號類型以形成組合的基帶信號。此外，根據(jù)要求，上變頻和放大組合的基帶信號，形成與至少一個覆蓋區(qū)(例如，扇區(qū)或小區(qū))相關(guān)的復(fù)合電磁輸出信號。利用圖1A所示的組合器16，圖3A所示的主信道板112，或利用圖4A所示的輸出信道板44，可以組合第一數(shù)字信號類型和第二數(shù)字信號類型。對于基站中的這種組合，第一數(shù)字信號類型和第二數(shù)字信號類型確定為兼用的，沒有第一調(diào)制信息信號和第二調(diào)制信息信號中信息內(nèi)容的損失，訛誤或破壞。步驟S14中的上變頻和放大操作可以由主發(fā)射機(jī)裝置20完成。
在步驟S16，基于第二數(shù)字信號類型，提供多種電磁輸出信號。第二數(shù)字信號類型代表基帶信號，而多種電磁信號代表具有擴(kuò)頻調(diào)制(例如，CDMA調(diào)制)的無線電頻率或微波信號。此外，多種電磁信號可以被放大或作其他的處理。可以利用次發(fā)射機(jī)裝置完成步驟S16。
多種電磁輸出信號補(bǔ)充復(fù)合的電磁輸出信號。復(fù)合的電磁輸出信號是從第一組天線中至少一個天線發(fā)射的。多種電磁輸出信號是從第二組天線中至少一個天線發(fā)射的。在一個實施例中，第二組天線在空間上不同于第一組天線。把第一組天線與第二組天線對準(zhǔn)，使它們基本覆蓋相同的覆蓋區(qū)(例如，扇區(qū)或小區(qū))。
在一個實施例中，復(fù)合的電磁輸出信號是通過不同頻率范圍內(nèi)至少兩個載波發(fā)射的。多種電磁輸出信號可以通過不同頻率范圍內(nèi)至少兩個載波發(fā)射的，與復(fù)合電磁輸出信號同時或非同時發(fā)射。
在另一個實施例中，復(fù)合的電磁輸出信號的傳輸可以按照確定的順序在不同的多種天線之間交替進(jìn)行。多種電磁輸出信號的傳輸可以按照確定的順序在不同的多種天線之間交替進(jìn)行，與復(fù)合電磁輸出信號的傳輸是同時或非同時的。交替?zhèn)鬏敹喾N電磁輸出信號最好是與復(fù)合電磁輸出信號的傳輸同步和協(xié)調(diào)進(jìn)行，以避免在天線使用上發(fā)生沖突或不需要的干擾。時間保護(hù)頻帶代表離散間隔的傳輸禁止，可用于避免這種不需要的干擾。
這個技術(shù)說明描述本發(fā)明的各種說明性實施例。權(quán)利要求書的范圍可以覆蓋該技術(shù)說明中說明性實施例的各種改動或等同裝置。所以，以下的權(quán)利要求書與合理的最廣泛解釋相一致，它覆蓋與符合本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的改動，等同結(jié)構(gòu)和特征。
權(quán)利要求
1.一種基站，包括多個主信道板，用于調(diào)制和編碼第一數(shù)字信號類型；多個次信道板，用于調(diào)制和編碼第二數(shù)字信號類型；第一多個發(fā)射無線電模塊，用于接收第一數(shù)字信號類型和第二數(shù)字信號類型，并提供復(fù)合的電磁輸出信號，每個發(fā)射無線電模塊與不同的扇區(qū)相關(guān)；第二多個發(fā)射無線電模塊，用于從次信道板接收第二數(shù)字信號類型，并提供多種電磁輸出信號以補(bǔ)充復(fù)合的電磁輸出信號。
2.按照權(quán)利要求1的基站，還包括耦合到主信道板和次信道板的數(shù)字組合器，第一多個無線電模塊從組合器接收第二數(shù)字信號類型。
3.按照權(quán)利要求2的基站，其中數(shù)字組合器，次信道板和第二多個發(fā)射無線電模塊代表升級組件，用于添加到包含主信道板和第一多個發(fā)射無線電模塊的現(xiàn)行基站中。
4.按照權(quán)利要求2的基站，其中多個次信道板中第K個次信道板的輸出接口耦合到數(shù)字組合器。
5.按照權(quán)利要求1的基站，還包括第一組天線，用于發(fā)射復(fù)合的電磁輸出信號，它與第一多個無線電模塊相關(guān)；第二組天線，用于發(fā)射多種電磁輸出信號，第二組天線在空間上不同于第一組天線，并與第二多個無線電模塊相關(guān)。
6.按照權(quán)利要求1的基站，其中第一組天線和第二組天線適合于覆蓋相同的扇區(qū)。
7.按照權(quán)利要求1的基站，其中第一數(shù)字信號類型包括國際標(biāo)準(zhǔn)(IS)-95A信號，而其中第二數(shù)字信號類型包括IS-95C信號。
8.按照權(quán)利要求1的基站，其中第一數(shù)字信號類型包括國際標(biāo)準(zhǔn)(IS)-95B信號，而其中第二數(shù)字信號類型包括IS-95C信號。
9.按照權(quán)利要求1的基站，其中控制器耦合到主信道板和次信道板。
10.按照權(quán)利要求1的基站，其中多個次信道板中第K個次信道板的輸出接口耦合到多個主信道板中第一個主信道板的輸入接口，K是次信道板的總數(shù)。
11.按照權(quán)利要求1的基站，其中多個次信道板中第K個次信道板的輸出接口耦合到與主信道板相關(guān)的輸出信道板，K是次信道板的總數(shù)，M-1是主信道板的總數(shù)，并且M＝K。
12.一種基站，包括串行耦合的主信道板，至少路由第一數(shù)字信號類型到與對應(yīng)不同扇區(qū)相關(guān)的信號分支；提供第一組信號分支的第一多個發(fā)射無線電模塊，每個發(fā)射無線電模塊與不同扇區(qū)中對應(yīng)的一個扇區(qū)相關(guān)，第一多個發(fā)射無線電模塊從主信道板至少接收第一信號類型；提供第二組信號分支的第二多個發(fā)射無線電模塊；和串行耦合的次信道板，次信道板適合于路由第一信號分支與第二信號分支之間的第二數(shù)字信號類型。
13.按照權(quán)利要求12的基站，其中次信道板的輸出級耦合到主信道板的輸入級。
14.按照權(quán)利要求12的基站，其中主信道板包含M個信道板和次信道板包含K個信道板，M＝K；第K個次信道板的輸出接口耦合到第一個主信道板的輸入接口。
15.按照權(quán)利要求12的基站，還包括與M-1個主信道板相關(guān)的輸出信道板，次信道板包含K個信道板，M＝K；第K個次信道板的輸出接口耦合到輸出信道板的輸入接口。
16.按照權(quán)利要求12的基站，還包括用于每個扇區(qū)的一對空間不同的天線，第二數(shù)字信號類型和第一數(shù)字信號類型共享該對天線中的一個天線，第二數(shù)字信號類型在該對天線中的另一個天線上傳送。
17.按照權(quán)利要求12的基站，其中第一數(shù)字信號類型包括(國際標(biāo)準(zhǔn))IS-95A信號，而其中第二數(shù)字信號類型包括IS-95C信號。
18.按照權(quán)利要求12的基站，其中第一數(shù)字信號類型包括(國際標(biāo)準(zhǔn))IS-95B信號，而其中第二數(shù)字信號類型包括IS-95C信號。
19.按照權(quán)利要求12的基站，其中次信道板和第二多個發(fā)射無線電模塊代表升級組件，用于添加到包含第一發(fā)射模塊和主信道板的現(xiàn)行基站中。
20.按照權(quán)利要求12的基站，其中控制器耦合到主信道板和次信道板。
21.按照權(quán)利要求12的基站，其中主信道板與次信道板之間經(jīng)光接口互相耦合。
22.按照權(quán)利要求12的基站，其中主信道板與次信道板之間經(jīng)多心纜線互相耦合。
23.一種發(fā)送發(fā)射分集信號的方法，該方法包括調(diào)制和編碼第一數(shù)字信號類型；調(diào)制和編碼第二數(shù)字信號類型；組合第一數(shù)字信號類型和第二數(shù)字信號類型，提供與至少一個覆蓋區(qū)相關(guān)的復(fù)合電磁輸出信號；和基于第二數(shù)字信號類型，提供多種電磁輸出信號，用于補(bǔ)充復(fù)合電磁輸出信號。
24.按照權(quán)利要求23的方法，還包括從第一組天線中至少一個天線發(fā)射復(fù)合電磁輸出信號；和從第二組天線中至少一個天線發(fā)射多種電磁輸出信號，第二組天線在空間上不同于第一組天線。
25.按照權(quán)利要求24的方法，還包括步驟安排第一組天線和第二組天線，使它們基本上覆蓋相同的扇區(qū)。
26.按照權(quán)利要求23的方法，其中第一數(shù)字信號類型包括國際標(biāo)準(zhǔn)(IS)-95A信號，而其中第二數(shù)字信號類型包括IS-95C信號。
27.按照權(quán)利要求23的方法，其中第一數(shù)字信號類型包括國際標(biāo)準(zhǔn)(IS)-95B信號，而其中第二數(shù)字信號類型包括IS-95C信號。
28.按照權(quán)利要求23的方法，還包括通過不同頻率范圍內(nèi)至少兩個載波發(fā)射復(fù)合的電磁輸出信號。
29.按照權(quán)利要求23的方法，還包括通過不同頻率范圍內(nèi)至少兩個載波發(fā)射多種電磁輸出信號。
30.按照權(quán)利要求23的方法，還包括按照預(yù)定的順序在不同的多種天線之間交替?zhèn)鬏攺?fù)合的電磁輸出信號。
31.按照權(quán)利要求23的方法，還包括按照預(yù)定的順序在不同的多種天線之間交替?zhèn)鬏敹喾N電磁輸出信號。
全文摘要
單個基站支持第一數(shù)字信號類型的非分集傳輸和第二數(shù)字信號類型的分集傳輸。該基站包括:調(diào)制和編碼第一數(shù)字信號類型的主信道板和調(diào)制和編碼第二數(shù)字信號類型的次信道板。第一組發(fā)射天線模塊接收第一數(shù)字信號類型和第二數(shù)字信號類型,并提供復(fù)合的電磁輸出信號。每個發(fā)射無線電模塊是與不同的扇區(qū)相關(guān)。第二組發(fā)射天線模塊從次信道板接收第二數(shù)字信號類型,并提供多種電磁輸出信號以補(bǔ)充復(fù)合的電磁輸出信號。
文檔編號H04B7/06GK1327319SQ0112082
公開日2001年12月19日 申請日期2001年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月30日
發(fā)明者哈維·魯賓, 密古爾·達(dá)杰爾, 彼得·凱施·拉肯特 申請人:朗迅科技公司