專利名稱：無(wú)線通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信系統(tǒng)，更進(jìn)一步的涉及該系統(tǒng)中使用的主站和次級(jí)站以及該系統(tǒng)的操作方法。雖然本說(shuō)明書特別參考通用移動(dòng)通信系統(tǒng)(UMTS)描述了一個(gè)系統(tǒng)，然而應(yīng)當(dāng)理解公開(kāi)的裝置和方法可同樣應(yīng)用于其他移動(dòng)無(wú)線系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在無(wú)線通信系統(tǒng)中，無(wú)線信號(hào)從發(fā)射機(jī)典型地通過(guò)多條路徑到達(dá)接收機(jī)，每一個(gè)都包括來(lái)自一個(gè)或多個(gè)散射體的反射。從各個(gè)路徑接收到的信號(hào)在接收機(jī)端可能相互加強(qiáng)或削弱(由取決于位置的衰落造成)。更進(jìn)一步的，不同長(zhǎng)度的路徑使得信號(hào)從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)所需的時(shí)間不同，這有可能導(dǎo)致符號(hào)間干擾。
眾所周知，上述由多徑傳播造成的問(wèn)題可以通過(guò)在接收機(jī)端使用多個(gè)天線減輕(接收分集)，這可使多徑中的部分或全部得以分解。為了有效分集，由單個(gè)天線接收的信號(hào)必須具有低互相關(guān)。雖然可以使用我們的國(guó)際專利申請(qǐng)WO01/71843(申請(qǐng)人索引PHGB000033)中披露的技術(shù)采用近距天線，但一般通過(guò)根據(jù)波長(zhǎng)的實(shí)質(zhì)部分分離天線來(lái)保證其低的互相關(guān)。通過(guò)保證使用實(shí)際上非相關(guān)的信號(hào)，在任意時(shí)刻多于一個(gè)的天線上發(fā)生削弱的可能性減小了。
相似改善同樣可以在發(fā)射機(jī)端使用多個(gè)天線獲得(發(fā)送分集)。分集技術(shù)可以推廣到在發(fā)射機(jī)端和接收機(jī)端都使用多個(gè)天線，即已知的多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)，相比單側(cè)分集配置它可以更進(jìn)一步提高系統(tǒng)增益。進(jìn)一步發(fā)展，多個(gè)天線的存在允許空間多路復(fù)用，借此一個(gè)要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流可以分為幾個(gè)子流，每一個(gè)都通過(guò)多個(gè)不同路徑傳輸。美國(guó)專利6067290描述了這種系統(tǒng)的一個(gè)例子，另一個(gè)例子是作為公知的BLAST系統(tǒng)，1998年9月29日至10月2日在意大利比薩市的關(guān)于信號(hào)、系統(tǒng)及電子學(xué)的1998URSI國(guó)際討論會(huì)出版的論文集中P W Wolniansky等人的論文“V-BLAST用于在該散射的無(wú)線信道中實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)速率的系統(tǒng)”描述了該系統(tǒng)。
從MIMO系統(tǒng)中獲得的性能增益可用于在給定誤碼率下提高整個(gè)數(shù)據(jù)速率，或給定數(shù)據(jù)速率下減小誤碼率，或兩者的某個(gè)組合。MIMO系統(tǒng)也可以受控以減小在給定數(shù)據(jù)速率和誤碼率下的整個(gè)傳輸能量或功率。
MIMO技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)領(lǐng)域是高速下行鏈路分組接入方案(HSDPA)，目前該方案正在發(fā)展用于UMTS并可有助于傳輸高達(dá)4Mbps的分組數(shù)據(jù)到移動(dòng)站。在一個(gè)HSDPA的建議實(shí)施例中，基站的各個(gè)天線發(fā)送單獨(dú)的數(shù)據(jù)流，至少擁有和數(shù)據(jù)流數(shù)目相同的天線的移動(dòng)站理論上可以接收、解碼這些數(shù)據(jù)流。
使用MIMO系統(tǒng)進(jìn)行分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊粋€(gè)問(wèn)題是不同無(wú)線鏈路質(zhì)量對(duì)于通信系統(tǒng)的影響。例如，一些數(shù)據(jù)流可能具有很低質(zhì)量的無(wú)線鏈路，如果合并所有數(shù)據(jù)，這將導(dǎo)致其他鏈路性能退化，降低整個(gè)系統(tǒng)容量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供具有改進(jìn)的性能的無(wú)線通信系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)，包括主站，具有至少兩個(gè)天線；至少兩個(gè)次級(jí)站，每個(gè)都具有至少一個(gè)天線；其中，主站包括在主站和第一、第二次級(jí)站之間從主站天線分別相互排斥的子集傳送相應(yīng)通信信道的裝置，其中的第一、第二次級(jí)站在主站天線兩個(gè)子集的覆蓋區(qū)中，其中的相應(yīng)信道由天線的相應(yīng)子集單獨(dú)區(qū)分，其中的第一、第二次級(jí)站包括估計(jì)接收信號(hào)中相應(yīng)通信信道的的信號(hào)子集的裝置。
通過(guò)在主站中使用不同天線傳輸?shù)讲煌渭?jí)站，在一個(gè)次級(jí)站從某些主站天線接收到的信號(hào)具有低質(zhì)量的情況下仍然可以提高系統(tǒng)容量。與已知的射束形成或空分多址接入(SDMA)(在主站使用天線元件相控陣列以產(chǎn)生在特定次級(jí)站方向上的射束)技術(shù)相比，本發(fā)明在從不同主站天線接收信號(hào)的次級(jí)站間不要求角間距。
本發(fā)明允許通常作為MIMO系統(tǒng)運(yùn)行的無(wú)線通信系統(tǒng)在某些情況下使用不同基站天線表征不同次級(jí)站而不是用所有天線表征一個(gè)次級(jí)站以提高其系統(tǒng)容量。在一個(gè)UMTS實(shí)施例中，從不同天線同時(shí)傳輸?shù)讲煌渭?jí)站可以通過(guò)使用相同信道化碼、擾頻碼、載波頻率和時(shí)隙實(shí)現(xiàn)，因此提高了整個(gè)系統(tǒng)的頻譜利用率。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一個(gè)主站，具有在有至少兩個(gè)次級(jí)站的無(wú)線通信系統(tǒng)中使用的至少兩個(gè)天線，其中提供了在主站和第一、第二次級(jí)站之間從主站天線分別相互排斥的子集中傳送相應(yīng)通信信道的裝置，其中的第一、第二次級(jí)站在主站天線兩個(gè)子集的覆蓋區(qū)中，其中的相應(yīng)信道由天線的相應(yīng)子集單獨(dú)區(qū)分。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一個(gè)具有至少一個(gè)天線的次級(jí)站，應(yīng)用于在具有至少兩個(gè)天線的主站和一個(gè)次級(jí)站和另一個(gè)次級(jí)站之間具有各自通信信道的無(wú)線通信系統(tǒng)中，其中主站天線分別相互排斥的子集發(fā)射通信信道，其中的一個(gè)次級(jí)站和另一個(gè)次級(jí)站在主站天線兩個(gè)子集的覆蓋區(qū)中，其中的相應(yīng)信道由天線的相應(yīng)子集單獨(dú)區(qū)分，并提供估計(jì)接收信號(hào)中包含次級(jí)站相應(yīng)通信信道的信號(hào)子集的裝置。
次級(jí)站通過(guò)將主站天線其他子集發(fā)送給其他次級(jí)站的信號(hào)作為噪聲處理，可以估計(jì)與相應(yīng)通信信道相對(duì)應(yīng)的信號(hào)。然而，在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，次級(jí)站包括用于從主站天線但不包括相應(yīng)的天線子集發(fā)射的信號(hào)中分離出包含有它的相應(yīng)通信信道的信號(hào)的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種操作一個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)的方法，該系統(tǒng)包括一個(gè)至少具有兩個(gè)天線的主站；至少兩個(gè)次級(jí)站，每個(gè)至少具有一個(gè)天線。該方法包括主站在主站和第一、第二次級(jí)站之間從主站天線分別相互排斥的子集傳輸相應(yīng)通信信道，第一、第二次級(jí)站均在主站天線兩個(gè)子集的覆蓋區(qū)中，相應(yīng)信道由天線的相應(yīng)子集單獨(dú)區(qū)分，該方法進(jìn)一步包括每一個(gè)次級(jí)站估計(jì)接收信號(hào)中包括與自身相應(yīng)的通信信道的信號(hào)子集。


現(xiàn)在描述本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)示例參考相應(yīng)附圖，其中圖1是一個(gè)MIMO無(wú)線系統(tǒng)實(shí)施例的框圖；圖2是MIMO無(wú)線系統(tǒng)中一個(gè)基站實(shí)施例的框圖，在傳輸前它加權(quán)子流信號(hào)；圖3表明當(dāng)發(fā)射天線相關(guān)增益改變時(shí)在每個(gè)具有兩個(gè)天線的站之間的信道容量變化的曲線圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的框圖，其中不同子流導(dǎo)向不同終端；和圖5示出根據(jù)本發(fā)明的無(wú)線通信系統(tǒng)操作的流程圖。
在附圖中使用相同參考數(shù)字指示相同特征。
具體實(shí)施例方式
圖1示出一個(gè)MIMO系統(tǒng)從主站100傳送下行鏈路分組數(shù)據(jù)到次級(jí)站110的例子。主站100包括用于產(chǎn)生傳輸?shù)酱渭?jí)站110的數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)源102，該數(shù)據(jù)流被串/并轉(zhuǎn)換器(S/P)104分割以產(chǎn)生提供給發(fā)射機(jī)(TX)106的眾多數(shù)據(jù)子流。發(fā)射機(jī)106安排數(shù)據(jù)子流從基站(BS)100經(jīng)多個(gè)天線108(在圖1中標(biāo)號(hào)為1、2、3和4)傳輸?shù)揭苿?dòng)站(MS)110。天線108被假定是大體全向(或設(shè)計(jì)為覆蓋一個(gè)扇區(qū)單元)。
適當(dāng)?shù)木幋a，典型包括前向糾錯(cuò)(FEC)，可在串/并變換之前在基站100中應(yīng)用。上述作為公知的垂直編碼，具有將編碼應(yīng)用于整個(gè)子流的優(yōu)點(diǎn)。然而，因?yàn)樾枰褂寐?lián)合解碼，因此在提取子流時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，分別提取每一個(gè)子流是困難的。作為選擇方案，每個(gè)子流可分別編碼，一個(gè)稱作水平編碼的已知技術(shù)可以簡(jiǎn)化接收機(jī)的操作。這些技術(shù)在論文“執(zhí)行BLAST的迭代檢測(cè)和譯碼的作用”(X Li et al in the Proceedings of the IEEE Globecom 2000 Conference，SanFrancisco，November 27 to December 1 2000)中有所討論。
如果采用垂直編碼，則所應(yīng)用的FEC必須有足夠糾錯(cuò)能力以處理包括多條路徑的整個(gè)MIMO信道。將注意到，在BS100和MS110之間的一組路徑一般包括直接路徑和間接路徑，后者由于信號(hào)被一個(gè)或多個(gè)散射體反射形成。
MS110包括多個(gè)天線118(在圖1中標(biāo)號(hào)為A、B、C和D)，天線118接收到的信號(hào)提供給接收機(jī)(RX)116，它從接收到的信號(hào)中提取眾多傳輸?shù)臄?shù)據(jù)子流。數(shù)據(jù)子流被并/串轉(zhuǎn)換器(P/S)114重組并提供給數(shù)據(jù)輸出模塊112。雖然圖示中BS100和MS110具有相同數(shù)目的天線，在實(shí)際中這并不是必需的，天線的數(shù)量可根據(jù)空間和容量限制來(lái)優(yōu)化。
在BS100最簡(jiǎn)單的實(shí)施中，每一個(gè)數(shù)據(jù)子流被映射到一個(gè)單獨(dú)的天線108上。該實(shí)施適于空間不相關(guān)無(wú)線信道。一般情況下，圖2示出了一個(gè)適當(dāng)?shù)腂S100，每一個(gè)數(shù)據(jù)子流在應(yīng)用復(fù)數(shù)加權(quán)202(對(duì)于每一個(gè)數(shù)據(jù)子流每個(gè)天線108有一個(gè)權(quán)值)后發(fā)送到每一個(gè)天線108?？墒褂么朔椒▽⒚恳粋€(gè)數(shù)據(jù)子流映射到不同天線射束。天線射束可以被瞄準(zhǔn)于預(yù)定方向，或動(dòng)態(tài)確定這些方向以便利用變化的無(wú)線信道條件。具有動(dòng)態(tài)變化射束方向的MIMO系統(tǒng)的例子在我們共同的懸而未決的未出版的英國(guó)專利申請(qǐng)0102316.7(申請(qǐng)人索引PHGB010012)中披露。一個(gè)重要的特例是每一個(gè)數(shù)據(jù)流被映射到天線的一個(gè)子集上(也就是一些權(quán)值為0的)。
為簡(jiǎn)化起見(jiàn)，下面的實(shí)施例在數(shù)據(jù)子流和天線108間使用一對(duì)一映射這種最簡(jiǎn)單的情況，但是應(yīng)當(dāng)意識(shí)到本發(fā)明并不局限于此種特定情形。
已經(jīng)示出由MIMO配置帶來(lái)的容量提高在高斯信道甚至在一個(gè)開(kāi)環(huán)配置(在此發(fā)射機(jī)(BS110)不知道下行鏈路的信道特性)中是可以獲得的。雖然每一個(gè)發(fā)射機(jī)天線108(在MS110接收分集組合之后)發(fā)射的接收信號(hào)與干擾和與噪聲比率(SINRs)的差別大會(huì)減小信道容量的增加，但在開(kāi)環(huán)配置的瑞利衰落信道也可以獲得一些信道容量的增加。
閉環(huán)方案可能提供附加的益處。從不同BS天線108傳輸?shù)姆瓤杀患訖?quán)從而發(fā)射機(jī)功率導(dǎo)向在MS110端具有最佳接收SINR的天線108。當(dāng)BS天線108被用于一個(gè)空-時(shí)編碼的MIMO系統(tǒng)，其從每一天線上發(fā)送不同數(shù)據(jù)，從而每一天線上的數(shù)據(jù)速率和功率可被調(diào)整，如我們共同的懸而未決的未出版國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/EP01/13690(申請(qǐng)人索引PHGB000168)所披露的。在下述討論中，假定來(lái)自所有天線的全部組合傳輸功率受限。
在某些情況下，尤其是來(lái)自不同發(fā)送天線的信道增益差別非常大(例如一個(gè)或多個(gè)天線處于強(qiáng)衰落時(shí))，最佳無(wú)線鏈路容量可以通過(guò)完全切斷BS天線108中的一個(gè)或多個(gè)獲得(例如降低功率或數(shù)據(jù)速率至0)。此種策略，即閉環(huán)天線選擇分集傳輸還有其他優(yōu)點(diǎn)，諸如減少M(fèi)S110端所需的天線數(shù)量。
圖3是一個(gè)曲線圖，表示在可用容量C作為第二發(fā)送天線108的信道增益G2的函數(shù)和C作為第一發(fā)送天線的給定值信道增益G1的函數(shù)之間的基本比較。曲線表明在BS100的兩個(gè)發(fā)射機(jī)天線108和MS110的兩個(gè)接收機(jī)天線118使用開(kāi)環(huán)空-時(shí)編碼MIMO系統(tǒng)302和閉環(huán)發(fā)射機(jī)天線選擇方案304可實(shí)現(xiàn)容量增加。注意到天線選擇方案的信道增益是在接收分集組合在MS110完成后計(jì)算出來(lái)的。
假定在圖3推導(dǎo)過(guò)程中，全部可用發(fā)送功率是一個(gè)恒量Ptx，因此，當(dāng)G2＝G1時(shí)，在開(kāi)環(huán)MIMO情況下，BS天線108的每一個(gè)傳輸Ptx/2，但在天線選擇情況下，一個(gè)天線傳輸Pbx而其他天線并沒(méi)有能量。注意到當(dāng)G2＝G1時(shí)天線選擇情形中的發(fā)射機(jī)天線108的選擇是任意的，在此情況下由于MIMO增益容量C1大于C2，然而當(dāng)G2＝0時(shí)，開(kāi)環(huán)MIMO情況下的容量大量降低至C3，是從無(wú)用天線108傳輸?shù)陌l(fā)射機(jī)功率的一半，但在閉環(huán)天線選擇情況下容量保持恒定。
因此，可以從圖3中看出，在標(biāo)有”X”的區(qū)域，使用閉環(huán)天線選擇而非開(kāi)環(huán)MIMO方案更有益。
在已知的MIMO系統(tǒng)中，在單元中給一個(gè)MS110的下行鏈路信號(hào)通過(guò)頻率(頻分多址，F(xiàn)DMA)和/或時(shí)隙(時(shí)分多址，TDMA)和/或碼(碼分多址，CDMA)與給其他MSs110的區(qū)分開(kāi)來(lái)，由此定義給MS110的信道。對(duì)于給定的MS，所有可用的BS發(fā)射天線108在該信道上用于此MS110。然而，在上述描述的情況中，優(yōu)化傳輸方案是發(fā)射天線選擇的因素之一，當(dāng)某些天線在某些信道上傳輸不可用時(shí)，系統(tǒng)容量是次優(yōu)化的。
因此，根據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的系統(tǒng)中，用于特定MS110的信道也可全部或部分被發(fā)送信道的BS天線108的子集定義，BS天線108的子集可能包括一個(gè)或多個(gè)天線。該方案可稱為“線分多址”(ADMA)。
本發(fā)明實(shí)施例中一個(gè)簡(jiǎn)單的例子如圖4所示，包括一個(gè)BS100，具有兩個(gè)天線108；兩個(gè)MSs110a，110b，每一個(gè)都包括兩個(gè)天線118。BS100包括兩個(gè)數(shù)據(jù)源102(D1和D2)，用于將給不同MS110的數(shù)據(jù)子流提供至發(fā)射機(jī)(TX)106。應(yīng)用本發(fā)明的實(shí)際系統(tǒng)可能包括大量MS和天線。
該系統(tǒng)的初始操作將參考圖5中的流程圖進(jìn)行描述。操作在步驟502開(kāi)始于BS100，BS100準(zhǔn)備發(fā)送信號(hào)給第一MS110a表明有數(shù)據(jù)要傳輸。然后BS100在步驟504從它的天線108中的每一個(gè)發(fā)送信號(hào)使第一移動(dòng)站MS110a表征無(wú)線信道。這樣的信號(hào)可以例如包含從每個(gè)BS天線108發(fā)送的已知導(dǎo)頻信息的正交序列。MS110a在步驟506測(cè)量各個(gè)接收到的信號(hào)的SINR(在從各個(gè)天線118接收到的信號(hào)分集組合之后)。在該例中，第一MS110a由此確定從BS110的天線1接收到的信號(hào)的SINR比從天線2接收到的信號(hào)的SINR大。
在測(cè)量完成之后，MS110a在步驟508發(fā)送信令消息至BS100表明天線1給出最好的SINR，該消息可以使用很多形式，例如●最好和/或最壞的BS天線108的標(biāo)記；●最好和/或最壞的BS天線108的絕對(duì)SINR測(cè)量值；或●每個(gè)BS天線108的絕對(duì)SINR測(cè)量值。
作為該信令消息的結(jié)果，BS確定指定給第一MS110a的數(shù)據(jù)只能從天線1發(fā)送。因此BS100的天線2可使用和天線1用于第一MS110a相同的頻率，時(shí)隙和信道化碼來(lái)傳輸指定給其它不同MS的數(shù)據(jù)。由此，在步驟510，使用和上述相同的協(xié)議識(shí)別第二MS110b，天線2給出最佳SINR。在步驟512，信號(hào)從天線1傳送到第一MS110a，從天線2傳送到第二MS110b，這些傳輸路徑在圖4中使用實(shí)線箭頭標(biāo)出，虛線箭頭表明由于兩個(gè)移動(dòng)站都處于兩個(gè)天線108的覆蓋區(qū)域中，因此，打算發(fā)送給MS110a、MS110b的信號(hào)也可能到達(dá)其它MS。
如果每個(gè)MS110a、MS110b至少具有和BS100一樣多的天線，無(wú)線信道包含足夠多的散射體使得信道的傳輸功能在每個(gè)BS發(fā)送天線108和特定MS110的每個(gè)接收天線118之間實(shí)質(zhì)上不同，從而每個(gè)MS可以解碼來(lái)自與它相應(yīng)的BS天線108的信號(hào)從而避免來(lái)自其他BS天線的信號(hào)造成不適當(dāng)?shù)母蓴_。
例如，在剛才描述的情況中，在第一MS110a兩個(gè)天線108接收到的信號(hào)由下式給出r1r2=h11h21h12h22t1t2,]]>其中ri是在MS第i個(gè)天線118接收到的信號(hào)，ti是BS第i個(gè)天線108發(fā)送的信號(hào)，hij是從BS第i個(gè)天線108至MS第j個(gè)天線118的復(fù)合信道傳輸特性。
t1相應(yīng)于從BS天線1發(fā)送的信號(hào)，對(duì)于第一MS110a是所需信號(hào)，在信道提取(CX)模塊414中這個(gè)信號(hào)被提取，如式t1=h22r1-h21r2h11h22-h12h21.]]>如上文所討論的，信道傳輸系數(shù)hij由已知的導(dǎo)頻信息確定。導(dǎo)頻信息傳輸所用頻率以及信道傳輸系數(shù)的更新取決于信道的相干時(shí)間。已知的導(dǎo)頻信息必須使用足夠能量傳輸以便在有噪聲存在情況下獲得對(duì)信道傳輸系數(shù)的足夠正確估計(jì)。已知導(dǎo)頻信息的能量可通過(guò)發(fā)送更長(zhǎng)的導(dǎo)頻信息序列或提高導(dǎo)頻信息的發(fā)送功率增加。用于估計(jì)每個(gè)信道傳輸系數(shù)的已知導(dǎo)頻信息的每個(gè)序列長(zhǎng)度必須明顯少于信道的相干時(shí)間。MS110可使用其他已知技術(shù)，如聯(lián)合檢波和干擾消除，從接收到的來(lái)自于BS天線108的信號(hào)中提取所需信號(hào)。
實(shí)際應(yīng)用中，接收信號(hào)r1和r2也將包括噪聲，可以通過(guò)一些已知方法恢復(fù)發(fā)送的信號(hào)，例如最小均方誤差(MMSE)或最大似然序列估計(jì)(MLSE)，如“Antennas and Propagation for Wireless Communication Systems”中第16章描述的(1999John Wiley and Sons出版，S R Saunders著)。MMSE可以作為MLSE方法的一部分使用，或是自己?jiǎn)为?dú)使用。在后一情況中，沒(méi)有關(guān)于傳輸比特的可能序列的先驗(yàn)知識(shí)可以采用。
在實(shí)際系統(tǒng)中，因?yàn)榫哂写罅縈S110，因此僅僅使用ADMA作為區(qū)分給不同MS的信道的裝置是不可取的，因?yàn)檫@將需要每一個(gè)MS110至少具有和單元中的MS總數(shù)相同的天線118。典型的方案是使用ADMA作為附加手段與其他多址接入方案例如CDMA、FDMA或TDMA同時(shí)使用以優(yōu)化無(wú)線資源的使用。ADMA可以用于給定的碼、頻率、時(shí)隙以區(qū)分n個(gè)不同MS的信道，n等于組合使用碼、頻率、時(shí)隙的任何MSs上的天線數(shù)目的最小值。例如，每個(gè)具有兩個(gè)天線的一對(duì)MS可以使用ADMA共享由特定碼和/或頻率和/或時(shí)隙確定的下行鏈路信道。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，MS110可能不需要如上建議的天線數(shù)量，上述有兩個(gè)MS的例子中，如果來(lái)自一個(gè)BS天線108的信號(hào)非常弱，被認(rèn)為是噪聲，那么只需要一個(gè)天線118。然而，這需要特定的信道條件，因此并不總是可靠。我們共同的懸而未決的英國(guó)專利申請(qǐng)0115937.5(申請(qǐng)人索引PHGB010100)公開(kāi)了一個(gè)MIMO系統(tǒng)，其中MS110可以具有比導(dǎo)向它的子流數(shù)目更少的天線。該系統(tǒng)使用采樣技術(shù)產(chǎn)生充足的實(shí)質(zhì)非相關(guān)的接收信號(hào)以使子流被抽取。本系統(tǒng)一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例使用碼分技術(shù)傳輸信號(hào)，在MS110中使用一個(gè)Rake接收機(jī)確定接收到的信號(hào)的樣本。這些技術(shù)同樣可以應(yīng)用于本發(fā)明，從而減輕對(duì)MS上的天線118的數(shù)量的要求。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)通過(guò)最優(yōu)化使用所有可用BS天線108比常規(guī)系統(tǒng)提供增加的下行鏈路容量。在實(shí)際系統(tǒng)中，有時(shí)有可能對(duì)于每一個(gè)MS的最好的BS天線108是相同的，這種情況下，可能在通過(guò)MS的空間采用MMSE方法分配天線108給MS110以使系統(tǒng)整體達(dá)到最優(yōu)。
本發(fā)明的實(shí)施例可能使用具有雙極化性能的單個(gè)天線結(jié)構(gòu)，其功能與兩個(gè)天線相當(dāng)。別的結(jié)構(gòu)，例如印刷電路板金屬化，可被使用以提供和一個(gè)天線相當(dāng)?shù)墓δ堋?br> 用于傳輸至單個(gè)的MS110的MIMO技術(shù)可同樣用于根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)中，因?yàn)橛锌赡芊峙銪S天線108中的多個(gè)，即BS天線總數(shù)中的一個(gè)子集，至特定MS110。更進(jìn)一步，至每個(gè)MS110的至少一個(gè)數(shù)據(jù)信道使用ADMA并不排除使用其它例如碼分或頻分多址技術(shù)，同時(shí)傳輸一個(gè)或多個(gè)其它數(shù)據(jù)信道至一個(gè)或多個(gè)相同MSs110。
在上述描述中，術(shù)語(yǔ)“基站”或“主站”和一個(gè)實(shí)體有關(guān)，該實(shí)體實(shí)際中可能分布在固定基礎(chǔ)設(shè)施若干部分之間。在UMTS系統(tǒng)中，例如BS100的功能在節(jié)點(diǎn)B實(shí)現(xiàn)，該節(jié)點(diǎn)是直接和MS110接口的固定基礎(chǔ)設(shè)施的一部分，在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)中的更高一層。在BS100至眾多MS110傳輸數(shù)據(jù)使用所描述的技術(shù)同樣可以用于相反方向(例如在UMTS軟切換期間)。此種情況下，上述說(shuō)明中的BS100和MS110的作用互換，BS100為次級(jí)站而MS110為主站。
通過(guò)現(xiàn)在公開(kāi)的內(nèi)容，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)顯然有其他改進(jìn)，這些改進(jìn)可能涉及到在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及使用無(wú)線通信系統(tǒng)和組成部分中公知的其他特征，和替換或與在此描述的特征一起使用的特征。
權(quán)利要求
1一個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)，包括具有至少兩個(gè)天線的主站，和至少兩個(gè)次級(jí)站，每個(gè)次級(jí)站都具有至少一個(gè)天線；其中，主站包括在主站和第一、第二次級(jí)站之間從主站天線分別相互排斥的子集傳送相應(yīng)通信信道的裝置，其中的第一、第二次級(jí)站在主站天線兩個(gè)子集的覆蓋區(qū)中，其中的相應(yīng)信道由天線的相應(yīng)子集單獨(dú)區(qū)分，其中的第一、第二次級(jí)站包括估計(jì)接收信號(hào)中相應(yīng)通信信道的信號(hào)子集的裝置。
2如權(quán)利要求1所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，主站天線子集之一包括至少兩個(gè)天線，且從該子集至相應(yīng)次級(jí)站的傳輸中使用多輸入多輸出技術(shù)。
3如權(quán)利要求1或2所述的無(wú)線通信系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)在主戰(zhàn)和次級(jí)站之一之間包括另一個(gè)通信信道，該信道不單獨(dú)由傳輸它的天線子集區(qū)分。
4一個(gè)主站，有在具有至少兩個(gè)次級(jí)站的無(wú)線通信系統(tǒng)中使用的至少兩個(gè)天線，其中提供在主站和第一、第二次級(jí)站之間從主站天線分別相互排斥的天線子集傳送相應(yīng)通信信道的裝置，其中的第一、第二次級(jí)站在主站天線兩個(gè)子集的覆蓋區(qū)中，其中的相應(yīng)信道由天線的相應(yīng)子集單獨(dú)區(qū)分。
5如權(quán)利要求4所述的主站，其特征在于，具有從子集包括的每個(gè)天線傳送已知信號(hào)的裝置，從而使次級(jí)站表征在主站天線和次級(jí)站天線之間的無(wú)線信道。
6如權(quán)利要求4或5所述的主站，其特征在于，具有從次級(jí)站接收提供接收信號(hào)質(zhì)量的信息的信號(hào)，并使用該信息確定每個(gè)子集的天線分配的裝置。
7一個(gè)次級(jí)站，其在具有至少兩個(gè)天線的主站和一個(gè)次級(jí)站和另一個(gè)次級(jí)站之間具有各自通信信道的無(wú)線通信系統(tǒng)中具有至少一個(gè)天線，其中主站天線分別相互排斥的子集發(fā)射通信信道，其中的一個(gè)次級(jí)站和另一個(gè)次級(jí)站在主站天線兩個(gè)子集的覆蓋區(qū)中，其中的相應(yīng)信道由天線的相應(yīng)子集單獨(dú)區(qū)分，并提供估計(jì)接收信號(hào)中包含次級(jí)站相應(yīng)通信信道的的信號(hào)子集的裝置。
8如權(quán)利要求7所述的次級(jí)站，其特征在于，估計(jì)裝置包括用于從主站天線但不包括相應(yīng)的天線子集發(fā)射的信號(hào)中分離包含有相應(yīng)的通信信道的信號(hào)的裝置。
9如權(quán)利要求7或8所述的次級(jí)站，其特征在于，次級(jí)站包括至少與包括在相互排斥的子集中的主站天線總數(shù)一樣多的天線，這些天線發(fā)送具有除了各自的天線子集之外沒(méi)有其它區(qū)別特征的信道。
10如權(quán)利要求7至9中任一所述的次級(jí)站，其特征在于，提供了使用主站發(fā)送的信號(hào)表征至少一個(gè)無(wú)線信道并將表征結(jié)果發(fā)送信令給主站的裝置。
11操作包括至少具有兩個(gè)天線的主站和各自具有至少一個(gè)天線的兩個(gè)次級(jí)站的無(wú)線通信系統(tǒng)的方法，該方法包括主站從主站相互排斥的天線子集中在主站和第一、第二次級(jí)站之間發(fā)送相應(yīng)通信信道，第一、第二次級(jí)站均在主站天線兩個(gè)子集的覆蓋區(qū)域之中，相應(yīng)信道通過(guò)相應(yīng)天線子集單獨(dú)區(qū)分，該方法進(jìn)一步包括每一個(gè)次級(jí)站估計(jì)接收信號(hào)中包括與之相應(yīng)的通信信道的信號(hào)子集。
全文摘要
一個(gè)無(wú)線通信系統(tǒng)，包括一個(gè)主站(100)和至少兩個(gè)次級(jí)站(110a，110b)，每個(gè)都至少包括一個(gè)天線(108，118)。主站被安排從相互排斥的天線子集(108)傳送相應(yīng)的通信信道至每一個(gè)次級(jí)站。無(wú)線信道由天線相應(yīng)子集(108)單獨(dú)區(qū)分，每一個(gè)次級(jí)站具有從接收信號(hào)中提取包括與之相應(yīng)通信信道的子集的裝置。
文檔編號(hào)H04B7/04GK1462516SQ02801345
公開(kāi)日2003年12月17日 申請(qǐng)日期2002年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月25日
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