專利名稱：在無線通信系統(tǒng)中用于合并正交發(fā)送分集與自適應陣列技術(shù)的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明一般地涉及無線通信系統(tǒng)，更具體地說，本發(fā)明涉及采用自適應天線陣列的無線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
最近，無線通信系統(tǒng)的所有者和運營商要求通信系統(tǒng)設計者提高無線通信系統(tǒng)的容量。運營商銷售給系統(tǒng)用戶的就是用于傳送用戶數(shù)據(jù)的容量或能力。因此，提高容量即意味著提高通信系統(tǒng)運營商的獲利能力。
提高容量的一種方法是降低通過無線空中接口發(fā)送一位信息所需的能量。已經(jīng)建議了幾種方法用于降低每位的能量。其中兩種方法是利用自適應天線陣列發(fā)送用戶數(shù)據(jù)和利用公知的“正交發(fā)送分集”發(fā)送方法發(fā)送數(shù)據(jù)。
利用自適應天線陣列發(fā)送用戶數(shù)據(jù)技術(shù)是通過測量信道特性并調(diào)節(jié)施加到天線陣列的每個單元的信號的增益和相位來建立使發(fā)送到用戶單元的功率最大的天線方向圖實現(xiàn)的。自適應陣列技術(shù)的一個缺點是，需要固定測量并反饋信道特性，然后重新計算調(diào)節(jié)各天線單元的信號使用的自適應陣列權(quán)重。測量和計算權(quán)重所需的時間限制了調(diào)節(jié)天線方向圖對變更信道進行補償?shù)乃俣取Ｒ虼?，當用戶以高速移動時，信道變化的速度比自適應天線陣列補償?shù)乃俣瓤?。所以，自適應陣列技術(shù)中的反饋回路跟不上基站天線與高速用戶單元之間信道的快速變更。
關(guān)于正交發(fā)送分集，它是通過首先利用復用器將串行業(yè)務信道轉(zhuǎn)換為兩個或多個并行業(yè)務信道實現(xiàn)的。如果將業(yè)務信道轉(zhuǎn)換為兩個并行業(yè)務信道，則這兩個并行業(yè)務信道以輸入到復用器的串行業(yè)務信道一半速率運行。
一旦數(shù)據(jù)被復用，則利用不同擴頻碼對每個并行業(yè)務信道進行擴頻以產(chǎn)生兩個或多個擴頻業(yè)務信號。然后，將這兩個擴頻業(yè)務信號疊加在一起并通過一個天線發(fā)送它們，或者通過兩個或多個單獨天線分別發(fā)送它們。
一些設計者建議了一種在自適應天線傳輸過程要求的反饋開始失效時，從自適應天線傳輸過程轉(zhuǎn)換到正交發(fā)送分集的通信系統(tǒng)。這種模式轉(zhuǎn)換建議方案的第一個問題是，接收機必須能夠在兩種模式下運行，其中自適應陣列利用解擴碼進行解調(diào)，而正交分集模式利用多代碼解擴過程進行解調(diào)。在兩種模式下運行增加了接收機的復雜性。
因為最好使用一種接收機結(jié)構(gòu)，所以建議具有正交發(fā)送分集能力的無線系統(tǒng)即使發(fā)送分集未被激活，也始終利用多代碼進行發(fā)送。當前眾所周知的、采用自適應陣列的發(fā)射機利用一個代碼擴頻發(fā)送數(shù)據(jù)，這是一種與正交發(fā)送分集建議方案不兼容的模式。
這種模式轉(zhuǎn)換建議方案的另一個問題是，要求基站發(fā)送告知移動臺使用哪種模式的消息。在轉(zhuǎn)換模式過程中，此消息發(fā)送過程慢，而且需要附加移動臺電路系統(tǒng)或編程過程來實現(xiàn)。
因此，顯然，需要一種采用根據(jù)正交發(fā)送分集和自適應天線陣列傳輸技術(shù)發(fā)送和接收業(yè)務信道的改進方法和系統(tǒng)。
本發(fā)明的詳細說明現(xiàn)在參考

圖1，圖1示出無線通信系統(tǒng)50，無線通信系統(tǒng)50可以用于實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明方法和系統(tǒng)的一個實施例。無線通信系統(tǒng)50包括基站發(fā)射機52，基站發(fā)射機52通過通信信道54將信號發(fā)射到用戶單元56。請注意，圖1僅示出通信系統(tǒng)的下行鏈路，但是通信系統(tǒng)還包括進行雙工通信的上行鏈路。還可以要求上行鏈路對數(shù)據(jù)和命令提供反饋回路從而以自適應陣列模式運行下行鏈路。
基站發(fā)射機52包括業(yè)務信道58，業(yè)務信道58通常為用戶數(shù)據(jù)的串行數(shù)據(jù)流源。這種數(shù)據(jù)可以是語音信號，也可以是諸如軟件、文檔、圖像、傳真數(shù)據(jù)等的其它用戶數(shù)據(jù)。
如圖所示，業(yè)務信道58與擴頻處理器60相連。擴頻處理器60包括復用器62，復用器62用于將業(yè)務信道58轉(zhuǎn)換為兩個或多個并行業(yè)務信道，并行業(yè)務信道的數(shù)據(jù)速率與復用器62建立的業(yè)務信道數(shù)成反比。例如，如圖1所示，復用器62將業(yè)務信道58轉(zhuǎn)換為兩個并行業(yè)務信道64和66，則每個并行業(yè)務信道分別以輸入到復用器62的業(yè)務信道58一半的數(shù)據(jù)速率運行。
復用器62輸出的并行業(yè)務信道64和66與擴頻器68和70相連，擴頻器68和70利用擴頻碼W0和W1對并行業(yè)務信道進行擴頻，如圖所示。擴頻處理器60的輸出被擴頻為業(yè)務信號72和74。
擴頻業(yè)務信號72和74被連接到自適應陣列處理器76，其中，在所示的實施例中，加法器78將這兩個信號疊加在一起以產(chǎn)生合成信號80。
將合成信號80連接到加法器82的輸入端以將輔助導頻84疊加到合成信號80。這樣疊加輔助導頻84以致用戶單元56可以將它用作解調(diào)接收信號的基準。
將加法器82的輸出分開并連接到濾波器86和88，濾波器86和88根據(jù)自適應陣列權(quán)重90和92對該信號進行濾波以產(chǎn)生單元信號94和96?？梢岳门c復數(shù)乘法器等效的具有0延遲的單抽頭數(shù)字濾波器實現(xiàn)濾波器86和88。
將單元信號94和96連接到導頻處理器98，導頻處理器98將一個或多個導頻信號疊加到單元信號94和96。如圖所示，加法器100和102將單元導頻信號104和106分別疊加到單元信號94和96。用戶單元56利用單元導頻信號104和106估計或測量通信信道54的信道特性。此信道特性即所示的信道脈沖響應h0，108和h1，110。
加法器100和102的輸出是天線單元信號112和114。對這兩個信號進行調(diào)制和放大，并將它們連接到天線陣列的天線單元116和118。
現(xiàn)在，參考用戶單元56，用戶天線120接收天線單元116和118發(fā)射的信號。盡管在圖1中未示出，但是用戶天線120接收的信號被降頻變換并連接到模式檢測器122和解擴器124和126。通過利用擴頻碼W0和W1乘以接收信號，解擴器124和126對該接收的信號進行解擴，其中兩個乘法器之后是積分運算，如圖所示。將解擴器124和126輸出的解擴信號128和130連接到乘法器132和134。乘法器132和134將解擴信號128和130分別乘以瑞克(RAKE)權(quán)重g0和g1。
利用瑞克權(quán)重計算器136和138計算瑞克權(quán)重g0和g1。通過計算信道脈沖響應的復共軛可以實現(xiàn)瑞克權(quán)重計算過程。當自適應陣列模式有效時，模式檢測器122將信號發(fā)送到導頻選擇器140和142以選擇瑞克權(quán)重計算器136和138的輔助導頻。然后，瑞克權(quán)重計算器利用輔助導頻計算各單元116和118與用戶天線120之間的復合信道的復共軛。此復合信道響應包括脈沖響應h0和h1，如參考編號108和110所示。
如果基站發(fā)射機52內(nèi)的自適應陣列模式無效，瑞克權(quán)重計算器136和138利用導頻選擇器140和142選擇的導頻P0和P1來計算單元116和118輸出的各個信道的復共軛脈沖響應，如h0和h1所示。
對不同運行模式選擇不同導頻的原因是，在天線116和118輸出的信號內(nèi)均存在輔助導頻，而僅在天線單元116和118之一上存在單元導頻P0和P1。
當模式檢測器122檢測到基站發(fā)射機52已經(jīng)激活自適應陣列模式時，模式檢測器122使導頻選擇器140和142選擇輔助導頻作為瑞克權(quán)重計算器136和138的基準。當模式檢測器122檢測到自適應陣列模式無效時，模式檢測信號144使導頻選擇器140和142選擇單元導頻P0和P1作為對瑞克權(quán)重計算器136和138提供的基準。
將乘法器132和134的輸出連接到解復用器146。如圖1所示，解復用器146接收兩個輸入并產(chǎn)生一個輸出。
為了在基站發(fā)射機52內(nèi)支持自適應陣列模式，用戶單元56包括信道測量與反饋處理器149。信道測量與反饋處理器149測量信道108和110的特性，信道108和110合并在一起稱為基站發(fā)射機52與用戶單元56之間的復合信道，然后，對消息進行適當?shù)母袷交园l(fā)回基準接收機。包含在此消息內(nèi)的信息用于確定濾波器86和88的運行過程，該運行過程包括計算數(shù)值V0和V1。
將解復用器146的輸出連接到解碼器148，解碼器148對業(yè)務信道58初始發(fā)送的數(shù)據(jù)進行解碼。
現(xiàn)在，參考圖2，圖2示出根據(jù)本發(fā)明用于從天線陣列多個單元發(fā)送業(yè)務信道的天線單元信號產(chǎn)生過程的高級流程圖。如圖所示，處理過程從方框200開始，之后通過方框202，在方框202，處理過程將串行業(yè)務信道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多個并行業(yè)務信道數(shù)據(jù)。此過程可以由復用器實現(xiàn)，例如圖1所示的復用器62。請注意，并行業(yè)務信道數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率為串行業(yè)務信道數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率除以多個并行業(yè)務信道的數(shù)量。因此，多個并行業(yè)務信道數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率最大是串行業(yè)務信道數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)速率的一半。
接著，該過程利用擴頻碼對各并行業(yè)務信道數(shù)據(jù)進行擴頻，如方框204所示。利用如圖1所示的擴頻器68和70實現(xiàn)此擴頻過程。在優(yōu)選實施例中，擴頻器采用唯一擴頻碼，或者采用相互不同的各擴頻碼。此外，這些擴頻碼為正交序列，正交序列使得可以在接收機內(nèi)恢復擴頻數(shù)據(jù)。
接著，處理過程確定是否激活自適應陣列模式，如方框206所示。當用戶單元的可靠反饋有效時，并且當天線自適應速度快到足以適應信道變更速度時，優(yōu)先激活自適應陣列模式。
如果自適應陣列模式被激活，則所示實施例的處理過程將被稱為輔助導頻的用戶導頻與各并行業(yè)務信道數(shù)據(jù)合并以產(chǎn)生合成信號，如方框208所示。在本發(fā)明的一個最簡單實施例中，通過拆分加法器的輸出產(chǎn)生合成信號，其中加法器將所有并行業(yè)務信道數(shù)據(jù)與輔助導頻相加。此加法器的例子是如圖1所示的加法器78和82。在本發(fā)明的其它更復雜實施例中，通過正確計算并行業(yè)務信道數(shù)據(jù)的權(quán)重并將所示的以及根據(jù)圖5、圖6和圖7所描述的加權(quán)數(shù)據(jù)相加實現(xiàn)此合并過程。利用矩陣乘法實現(xiàn)此計算權(quán)重和相加步驟。(參考圖7以及有關(guān)說明)盡管圖2所示的過程在方框208內(nèi)組合了用戶導頻信號或輔助導頻信號，但是本發(fā)明的某些實施例不需要此輔助導頻信號。不對輔助導頻信號進行組合的通信系統(tǒng)實施例在用戶單元的接收機內(nèi)合成導頻信號以提供信號解調(diào)基準。關(guān)于在用戶單元內(nèi)合成導頻信號的進一步信息請參考1998年6月30日提交的、標題為“Method and System forTransmitting and Demodulating a Communications Signal Using anAdaptive Antenna Array in a Wireless Communication System(無線通信系統(tǒng)中利用自適應天線陣列發(fā)射和解調(diào)通信信號的方法和系統(tǒng))”的第09/107,106號美國專利申請，在此一并引用供參考。
接著，在所示的實施例中，根據(jù)自適應陣列的權(quán)重，該處理過程濾除合成信號以產(chǎn)生單元信號，如方框210所示?？梢岳脭?shù)字濾波器實現(xiàn)此濾波步驟，數(shù)字濾波器在某些情況下是單抽頭、0延遲濾波器，它等效于乘法器。通過測量或估計由基站的天線陣列各單元發(fā)送到用戶天線的各信道的信道脈沖響應可以獲得濾波器使用的自適應陣列權(quán)重?？梢詤⒖忌鲜雒枋龅?998年6月30日提交的、標題為“Methodand System for Transmitting and Demodulating a Communications SignalUsing an Adaptive Antenna Array in a Wireless Communication System(無線通信系統(tǒng)中利用自適應天線陣列發(fā)射和解調(diào)通信信號的方法和系統(tǒng))”的第09/107,106號美國專利申請，來計算這些陣列權(quán)重。
濾除合成信號后，處理過程將單元導頻信號附加到各單元信號以產(chǎn)生天線單元信號，如方框212所示。每個單元導頻信號分別與各其它單元導頻信號不同，因此可以從用戶單元的角度識別信道。用戶單元可以測量這些單元導頻信號以確定天線單元與用戶天線之間信道的信道脈沖響應。
附加導頻信號后，通過調(diào)制、放大天線單元信號，處理過程發(fā)射該天線單元信號并將該信號連接到天線單元內(nèi)的相應天線單元，如方框214所示。
再參考方框206，如果自適應天線陣列模式無效，則處理過程將單元導頻附加到各擴頻并行業(yè)務信道以產(chǎn)生天線單元信號，如方框216所示。此后，處理過程發(fā)射天線單元信號，如方框214所示。
盡管在方框218內(nèi)示出終止處理過程，但是對于從業(yè)務信道58輸入到基站發(fā)射機52的每個位碼組，最好重復此處理過程。因此，可以將此處理過程理解為在基站發(fā)射機52內(nèi)實現(xiàn)的連續(xù)處理過程，其中在自適應陣列處理器76為了計算自適應陣列權(quán)重90和92進行所要求的測量過程和計算過程的同時，要連續(xù)接收業(yè)務信道數(shù)據(jù)進入發(fā)射機，如圖1所示。
現(xiàn)在參考圖3，圖3示出根據(jù)本發(fā)明在發(fā)射信號的用戶單元內(nèi)對信號進行解調(diào)過程的高級流程圖。如圖所示，該處理過程從方框300開始，此后通過方框302，在方框302，處理過程確定是否激活自適應陣列模式。處理過程可以利用幾種技術(shù)來確定是否激活自適應陣列模式，以下將對一些技術(shù)進行說明。在圖1所示的系統(tǒng)中，模式檢測器122進行此確定過程。
如果激活自適應陣列模式，則處理過程選擇輔助導頻作為用戶單元解調(diào)器使用的解調(diào)基準，如方框304所示。利用產(chǎn)生序列系數(shù)的已知方法產(chǎn)生輔助導頻，其中利用基站發(fā)射機52發(fā)出的消息或其它信號來規(guī)定此序列。
如果不激活自適應陣列模式，則處理過程選擇單元導頻作為用戶單元的解調(diào)基準，如方框306所示。與產(chǎn)生輔助導頻類似的方式產(chǎn)生單元導頻。單元導頻即由基站發(fā)射機52發(fā)出的消息或其它信號規(guī)定的各已知序列。
如圖1所示利用與導頻選擇器140和142相連的模式檢測器122實現(xiàn)方框302至方框306所示的各步驟。
選擇一個或多個解調(diào)基準后，處理過程利用選擇的一個或多個解調(diào)基準計算瑞克權(quán)重，如方框308所示。瑞克權(quán)重通常是具有最大振幅的信道脈沖響應系數(shù)的復共軛。
如圖3所示，方框302至308示出與對信號進行解碼的步驟(如方框310至316所示)并行地進行的計算瑞克權(quán)重的過程。
現(xiàn)在回到解碼步驟，從利用兩個或多個解擴碼對接收信號進行解擴開始此處理過程，如方框310所示。所使用的解擴碼數(shù)量與圖1所示的擴頻處理器60使用的擴頻碼數(shù)量相同?？梢岳萌鐖D1所示的解擴器124和126實現(xiàn)此解擴步驟。
計算解擴信號的權(quán)重并利用計算的瑞克權(quán)重合并解擴信號，如方框312所示。如方框308所示和描述的那樣計算瑞克權(quán)重。此計算權(quán)重與合并步驟補償接收信號所通過的通信信道54的作用。
接著，處理過程解復用信號，如方框314所示。此解復用步驟具有兩個或更多個數(shù)據(jù)輸入，并將它們合并為一個串行輸出。如圖1所示，可以利用解復用器146實現(xiàn)此處理過程，解復用器146接收兩個輸入信號并將它們合并為一個輸出信號?？梢詫⒋颂幚磉^程看作基站發(fā)射機52的復用過程(如圖2的方框202所示，利用圖1所示的復用器62實現(xiàn)的)的反過程。
然后，對解復用信號進行解碼，如方框316所示。通常利用包括軟判決維特比解碼器的糾錯碼解碼器實現(xiàn)此解碼過程。
根據(jù)本發(fā)明對接收信號進行解碼的過程在方框318終止。然而，圖3所示的處理過程可以用于對基站發(fā)射機52發(fā)送的信號連續(xù)進行接收、解擴、計算權(quán)重、解復用以及解碼。
現(xiàn)在，參考圖4，圖4示出圖1所示的自適應陣列處理器76的變換實施例。圖4所示的自適應陣列處理器150可以替代圖1所示的自適應陣列處理器76。如圖所示，將擴頻業(yè)務信號72和74輸入到自適應陣列處理器150?？刂菩盘?52指示在基站發(fā)射機52內(nèi)是否激活自適應陣列模式。如果未激活自適應陣列模式，則開關(guān)154和156處于上位以將擴頻業(yè)務信號72和74發(fā)送到自適應陣列處理器150的輸出端。
如果在發(fā)射機52內(nèi)激活自適應陣列模式，則開關(guān)154和156處于下位以將擴頻業(yè)務信號72和74連接到加法器158，加法器158將這兩個信號疊加在一起。將加法器158的輸出連接到加法器160，加法器160將輔助導頻與加法器158輸出的合成信號疊加。
對加法器160的輸出進行拆分，并利用參考圖1所示的濾波器86和88描述的同樣方式對它們進行濾波。
最后，由自適應陣列處理器150輸出濾波器162和164的輸出作為單元信號94和96。因此，除了利用控制信號52激活或關(guān)閉自適應陣列處理過程之外，自適應陣列處理器150以與自適應陣列處理器76同樣方式運行。如果不激活自適應陣列處理器150，則基站發(fā)射機52以正交發(fā)送分集模式運行。
現(xiàn)在參考圖5，圖5示出自適應陣列處理器76的又一個變換實施例。如圖所示，自適應陣列處理器166接收擴頻業(yè)務信號72和74作為加法器168和170的輸入。加法器168和170將導頻信號AUX0和AUX1與擴頻業(yè)務信號72和74疊加。導頻AUX0和AUX1不同，因為不象在圖1和圖4所示的自適應陣列處理器166中那樣，簡單將兩個信號疊加在一起來合并擴頻業(yè)務信號72和74，而是通過將一個通路內(nèi)的部分信號疊加到另一個通路內(nèi)的信號，來合并擴頻業(yè)務信號72和74。利用系數(shù)α來確定此信號部分，如圖5所示。因此，乘法器172和174分割加法器168輸出的信號功率，其中一部分信號功率通過自適應陣列處理器166進入通路變成單元信號94，加法器168輸出的另一部分信號功率沿通路變成單元信號96。按另一方式敘述，利用α值確定到達自適應陣列處理器166的各輸出端的信號功率部分，其中α值在0到2的平方根的倒數(shù)之間變化。
同樣，乘法器176和178在產(chǎn)生單元信號94和96的自適應陣列處理器166各分支之間分割加法器170輸出的信號功率。
簡單利用濾波器實現(xiàn)的乘法器180和182根據(jù)自適應陣列權(quán)重調(diào)節(jié)合成信號以產(chǎn)生單元信號94和96。這些濾波器的運行方式與圖1所示的濾波器86和88的運行方式相同。如圖所示，這些濾波器是0延遲、單抽頭濾波器。
應該注意，如果α值為0，并且乘法器180和182的自適應陣列權(quán)重V0和V1等于1，則可以將自適應陣列處理器166配置成使基站發(fā)射機52以正交發(fā)送分集模式運行。在這種情況下，自適應陣列處理器166的作用就象圖4所示的自適應陣列處理器150內(nèi)的開關(guān)154和156被設置在上位使業(yè)務信號72和74直接到達單元信號94和96的輸出端。
如果α值被設置為等于2的平方根的倒數(shù)，并且所計算的自適應陣列權(quán)重V0和V1用于乘法器180和182，則將自適應陣列處理器166配置成使基站發(fā)射機52以自適應陣列模式運行。在此配置中，自適應陣列處理器166的作用類似于其開關(guān)154和156被設置為下位以使擴頻業(yè)務信號72和74通過加法器158和濾波器162和164的自適應陣列處理器150的作用。
如果α值被設置在0與2的平方根的倒數(shù)之間，則將自適應陣列處理器166配置成使基站發(fā)射機52以既不將模式限制為正交發(fā)送分集模式也不將模式限制為自適應陣列模式的混合模式運行。在此混合模式下，基站發(fā)射機52具有兩種模式特性。如果允許α在其極限值之間變化，則基站發(fā)射機52可以在正交發(fā)送分集模式與自適應陣列模式之間平滑轉(zhuǎn)換。此平滑轉(zhuǎn)換過程可以使基站發(fā)射機52與反饋數(shù)據(jù)質(zhì)量下降程度成正比緩慢地關(guān)閉自適應陣列模式，隨著用戶單元速度的提高，反饋數(shù)據(jù)的質(zhì)量通常在下降。
因為疊加諸如AUX0和AUX1的輔助導頻會消耗功率，否則此功率可以用于發(fā)送用戶數(shù)據(jù)，理想目標是在自適應陣列處理器166內(nèi)不疊加AUX0和AUX1。然而，需要疊加AUX0和AUX1，因為它們?yōu)橛脩魡卧?6提供解調(diào)基準。如果沒有此解調(diào)基準，則用戶單元必須知道自適應陣列權(quán)重V0和V1以對接收信號進行正確解調(diào)。因此，如果不使用AUX0和AUX1，則用戶單元56必須能夠計算自適應陣列權(quán)重V0和V1，這通常是利用數(shù)學方法，通過結(jié)合已知的α值對解擴器124和126輸出的信號的聯(lián)合統(tǒng)計特性進行分析實現(xiàn)的，這樣就描述了如何合并擴頻業(yè)務信號72和74。
現(xiàn)在參考圖6，圖6中示出了自適應陣列處理器76的又一個實施例。如圖6所示，與具有兩個輸入端的自適應陣列處理器76、150和166不同，自適應陣列處理器230包含有n+1個輸入端。在自適應陣列處理器230內(nèi)，功率從n個通路的各通路被分割為相等的部分，并且將各分割部分分別疊加到n個通路的另一個分割部分上。α值設定與輸入到特定通路的位功率合并的其它通路內(nèi)的位功率的比率。被分割的或由輸入通路改道傳遞并與另一個通路合并的能量部分是全部相等的。
自適應陣列處理器230內(nèi)的α值的范圍在0到n+1的平方根的倒數(shù)之間，如圖6所示的范圍。如果α值等于0，則將自適應陣列處理器配置成使基站發(fā)射機52以正交發(fā)送分集模式運行。如果α值等于n+1平方根的倒數(shù)，則這樣配置自適應陣列處理器230，使得基站發(fā)射機52以自適應陣列模式運行。因此，當α值為兩個極限值時，自適應陣列處理器230類似于在兩種模式之間進行轉(zhuǎn)換的自適應陣列處理器150具有n+1個輸入端。
現(xiàn)在參考圖7，圖7示出了自適應陣列處理器76的又一個實施例。如圖7所示，自適應陣列處理器250包含有n+1個用于接收擴頻業(yè)務信號b0至b1的輸入端。圖7中所示的自適應陣列處理器250與圖6中所示的自適應陣列處理器230之間的差別在于，自適應陣列處理器250有能力拆分信號功率的不相等部分，從而與自適應陣列處理器內(nèi)的其它信號通路合并。在圖6所示的自適應陣列處理器230內(nèi)，被分割的或由輸入通路改道傳遞并與另一個通路合并的能量部分是全部相等的。
如果將自適應陣列處理器設置為正交發(fā)送分集模式，則基站發(fā)射機52將通過整個扇區(qū)或天線覆蓋區(qū)發(fā)射均勻的功率電平。如果自適應陣列模式被激活，則自適應陣列處理器230和基站發(fā)射機52將通過扇區(qū)發(fā)射不均勻的功率，在理想情況下，是將最大的功率發(fā)送到用戶單元。
因為可以獨立選擇在自適應陣列處理器250內(nèi)被分割的或由一個通路改道轉(zhuǎn)遞用于與另一個選擇通路合并的能量，并且因為可以單獨選擇各種通路合成的相位，所以基站發(fā)射機52可以利用不同代碼以通過扇區(qū)內(nèi)不同方向上的不同功率發(fā)射不同擴頻位。此運行模式是正交發(fā)送分集和自適應天線傳輸過程的進一步統(tǒng)一。
請注意，如果自適應陣列處理器76內(nèi)的通路或分支數(shù)量增加到多于兩條通路，則必須在擴頻處理器60、導頻處理器98以及用戶單元56內(nèi)進行調(diào)節(jié)。在擴頻處理器60內(nèi)，乘法器62必須輸出n+1個分支或通路。必須為各通路添加諸如68和70的其它擴頻器。關(guān)于導頻處理器98，伴隨著諸如單元導頻信號104和106的新單元導頻信號，各通路需要諸如100和102的其它加法器。此外，還需要其它天線單元116和118。
在用戶單元56內(nèi)，需要其它解調(diào)通路，其中這種解調(diào)通路包括解擴器124和126以及乘法器132和134。解復用器146必須能夠解復用n+1個輸入。
還請注意，在圖1所示的實施例中，擴頻業(yè)務信號72和74的數(shù)量可以等于也可以不等于單元信號94和96的數(shù)量。例如，不需要所使用的擴頻碼數(shù)量等于天線陣列內(nèi)使用的單元數(shù)量。
關(guān)于圖1所示的模式檢測器122，可以利用幾種方法來檢測發(fā)射機是否在以自適應陣列模式進行發(fā)射。一種簡單的方法是從基站發(fā)射機52向用戶單元56發(fā)送消息?？梢圆捎玫牧硗庖环N方法是檢測輔助導頻84。例如，如果采用如圖4中所示的實施例，則在控制信號152將開關(guān)154和156置于下位以激活自適應陣列模式時，自適應陣列處理器150將輔助導頻疊加到單元信號94和96。如果控制信號152將開關(guān)154和156置于上位，則在單元信號94和96內(nèi)不存在輔助導頻信號。這樣就可以指示用戶單元56發(fā)射機52以正交發(fā)送分集模式運行。
為了說明的目的，以上對本發(fā)明優(yōu)選實施例進行了描述。但是本發(fā)明并不完全局限于所披露的形式。根據(jù)上述教導可以進行各種調(diào)整和變更。選擇實施例并對實施例進行說明是為了更好地說明本發(fā)明原理及其實際應用，并使本技術(shù)領域內(nèi)的普通技術(shù)人員以各種實施例形式并利用適于設想的特定用途的各種變換例使用本發(fā)明。當根據(jù)公平、公正、合法原則授予的范圍進行解釋時，所有這些調(diào)整和變更均屬于所附權(quán)利要求確定的本發(fā)明范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生天線單元信號從而從天線陣列內(nèi)的多個單元發(fā)射串行業(yè)務信道的方法，該方法包括步驟將串行業(yè)務信道內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為兩個或更多個并行業(yè)務信道內(nèi)的數(shù)據(jù)；利用擴頻碼對兩個或更多個并行業(yè)務信道內(nèi)的數(shù)據(jù)進行擴頻以產(chǎn)生擴頻業(yè)務信號；將各擴頻業(yè)務信號合并以產(chǎn)生合成信號；根據(jù)自適應陣列權(quán)重對每個合成信號進行修正以產(chǎn)生單元信號；以及將導頻信號疊加到至少一個單元信號以產(chǎn)生兩個或更多個天線單元信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于產(chǎn)生天線單元信號的方法，其中對數(shù)據(jù)進行擴頻的步驟進一步包括利用唯一擴頻碼在兩個或更多個并行業(yè)務信道的每一個內(nèi)分別對數(shù)據(jù)進行擴頻以產(chǎn)生擴頻業(yè)務信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于產(chǎn)生天線單元信號的方法，其中合并各擴頻業(yè)務信號以產(chǎn)生合成信號的步驟進一步包括步驟計算擴頻業(yè)務信號的權(quán)重以產(chǎn)生加權(quán)擴頻業(yè)務信號；以及將各加權(quán)擴頻業(yè)務信號相加以產(chǎn)生多個合成信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于產(chǎn)生天線單元信號的方法，其中合并擴頻業(yè)務信號以產(chǎn)生合成信號的步驟進一步包括步驟疊加各擴頻業(yè)務信號以產(chǎn)生疊加信號；以及拆分各疊加信號以產(chǎn)生多個合成信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于產(chǎn)生天線單元信號的方法，其中各合成信號是實質(zhì)上相同的信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于產(chǎn)生天線單元信號的方法，其中根據(jù)自適應陣列權(quán)重對各合成信號進行調(diào)節(jié)以產(chǎn)生單元信號的步驟進一步包括根據(jù)自適應陣列權(quán)重對各合成信號進行濾波以產(chǎn)生單元信號的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于產(chǎn)生天線單元信號的方法，其中將導頻信號疊加到至少一個單元信號以產(chǎn)生兩個或更多個天線單元信號的步驟進一步包括將單元導頻信號疊加到各單元信號以產(chǎn)生兩個或更多個天線單元信號的步驟，其中所有單元導頻信號與各其它單元導頻信號不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于產(chǎn)生天線單元信號的方法，其中根據(jù)自適應陣列權(quán)重對各合成信號進行修正以產(chǎn)生單元信號的步驟進一步包括根據(jù)自適應陣列權(quán)重對各合成信號進行調(diào)節(jié)以產(chǎn)生單元信號的步驟，其中通過測量天線陣列與用戶天線之間信道的信道特性獲得自適應陣列權(quán)重。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于產(chǎn)生天線單元信號的方法，其中合并擴頻業(yè)務信號以產(chǎn)生合成信號的步驟進一步包括將擴頻業(yè)務信號與輔助導頻合并以產(chǎn)生合成信號的步驟。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種用于產(chǎn)生天線單元信號從而從天線陣列內(nèi)的多個單元發(fā)射串行業(yè)務信道的方法,在該方法中,將串行業(yè)務信道內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為兩個或更多個并行業(yè)務信道內(nèi)的數(shù)據(jù)。此后,利用不同擴頻碼對兩個或更多個并行業(yè)務信道內(nèi)的數(shù)據(jù)進行擴頻以產(chǎn)生擴頻業(yè)務信號。將各擴頻業(yè)務信號合并以產(chǎn)生合成信號,根據(jù)自適應陣列權(quán)重對各合成信號進行調(diào)節(jié)以產(chǎn)生單元信號。然后,將導頻信號疊加到至少一個單元信號以產(chǎn)生兩個或更多個天線單元信號。
文檔編號H04B7/26GK1383660SQ01801865
公開日2002年12月4日 申請日期2001年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月30日
發(fā)明者羅伯特·馬克·哈里森 申請人:摩托羅拉公司