專利名稱：使用零導(dǎo)引的碼復(fù)用及容量增強(qiáng)的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于無(wú)線通信領(lǐng)域。具體言之，本發(fā)明是關(guān)于增加用戶數(shù)量、數(shù)據(jù)容量及無(wú)線系統(tǒng)的數(shù)據(jù)率。具體言之，為增加該容量，本發(fā)明使用一系統(tǒng)，其使不同的用戶可在該系統(tǒng)的操作過(guò)程中同時(shí)使用相同或相關(guān)的簽章。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，碼分多址(CDMA)系統(tǒng)的容量、一小區(qū)中同時(shí)支持的用戶數(shù)量及配置給該用戶的數(shù)據(jù)率系取決于用作用戶簽章及其交互相關(guān)特性的擴(kuò)展碼可用度。如果一碼已指定給一用戶，那么在同一時(shí)間其它用戶便不能使用該碼。甚至具有多重傳輸天線的系統(tǒng)也使用此規(guī)則，其產(chǎn)生波束導(dǎo)引(波束形成)以減少干擾雖然目前的波束導(dǎo)引技術(shù)可達(dá)到一定的容量增強(qiáng)，但是因?yàn)椴荒軐⒏蓴_完全移除到場(chǎng)中的特定位置，所以(容量增強(qiáng)的)效果非常有限。此外，從實(shí)施的角度而言，該多重天線系統(tǒng)非常復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種機(jī)制以允許在同一區(qū)域及/或小區(qū)內(nèi)復(fù)用已配置的擴(kuò)展碼或使用與該已使用的碼相關(guān)的碼。結(jié)果提供了與每個(gè)小區(qū)所增加的基站天線數(shù)量成比例的容量改善。本發(fā)明使用碼配置的天線零導(dǎo)引技術(shù)以只保持理想的用戶之碼交互相關(guān)特性及獲得容量改善。


可通過(guò)閱讀隨附的說(shuō)明及圖式而理解本發(fā)明，其中相同的標(biāo)記表示相同的組件，且其中圖1為使用本發(fā)明的原理的處理單元示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明的數(shù)學(xué)范例而計(jì)算的組合信道功率輪廓三維圖；以及圖3為根據(jù)本發(fā)明的數(shù)學(xué)范例而計(jì)算的組合信道功率輪廓三維圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明使用簡(jiǎn)單的天線零導(dǎo)引技術(shù)以抑制不理想的干擾信號(hào)功率，其在理想的接收器處使用相同或相關(guān)的擴(kuò)展碼。因?yàn)閿U(kuò)展碼可同時(shí)復(fù)用，所以整個(gè)系統(tǒng)的容量會(huì)增加。實(shí)施方案的簡(jiǎn)單及容易是該零導(dǎo)引方法的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。但是，由于實(shí)施方案的容易，該零導(dǎo)引技術(shù)可用作一互補(bǔ)方法，其連同波束導(dǎo)引一起提供系統(tǒng)容量的進(jìn)一步改善。
該概念可使用不同的擴(kuò)展碼、用戶及天線。但是，本發(fā)明說(shuō)明了利用N+1個(gè)天線而使N個(gè)用戶同時(shí)使用相同或相關(guān)的擴(kuò)展碼。基站BS的N+1個(gè)天線使用信道信息，如空間信息，以在所有具有相同或相關(guān)擴(kuò)展碼的用戶(除了理想的用戶)位置處建立零(空值)。以下會(huì)針對(duì)「N＝2」及「N＝用戶數(shù)量」的情況說(shuō)明該概念。
考慮兩個(gè)用戶的情況。該系統(tǒng)在圖1中說(shuō)明，其中hiA及hiB(i＝1、2、3)分別代表從天線i到用戶A及用戶B的信道脈沖響應(yīng)。dA及dB分別表示傳輸至該兩個(gè)用戶A及B的數(shù)據(jù)。應(yīng)注意，數(shù)據(jù)dA及dB在該基站傳輸數(shù)據(jù)前通過(guò)相同或相關(guān)的碼{cA(k)，k＝1，2，…}及{cB(k)，k＝1，2，…}而擴(kuò)展。本發(fā)明的目標(biāo)是將用戶A的信息傳輸至用戶B，而不建立任何干擾，同時(shí)將用戶B的信息傳輸至用戶A，而不建立任何干擾。通過(guò)改變從BS到用戶A的組合信道脈沖響應(yīng)而在用戶B的位置建立零，并通過(guò)改變從BS到用戶B的組合信道脈沖響應(yīng)而在用戶A的位置建立零，便可達(dá)到該目標(biāo)。此處該組合信道脈沖響應(yīng)系定義為從該基站的散布器輸出至該天線用戶的接收器小區(qū)的傳輸函數(shù)。
為在用戶B處建立零，可選擇復(fù)合權(quán)值W1A、W2A及W3A，因此從該基站到用戶A的該組合信道的增益會(huì)最大化，而從該基站到用戶B的組合信道增益為0。數(shù)學(xué)上，這便是約束條件下的最佳化問(wèn)題，可表達(dá)如下maxw1A,w1A,w3A(Σi=13wiAhiA)*(Σi=13wiAhiA)]]>等式1subjecttoΣi=13wiAhiB=0]]>相似地，為在用戶A處建立零，可選擇復(fù)合權(quán)值W1B、W2B及W3B，因此從該基站到用戶B的該組合信道的增益會(huì)最大化，而從該基站到用戶A的組合信道增益為0。數(shù)學(xué)上，這同樣為約束條件下的最佳化問(wèn)題，可表達(dá)如下maxw1B,w2B,w3B(Σi=13wiBhiB)*(Σi=13wiBhiB)]]>等式2subjecttoΣi=13wiBhiA=0]]>上述最佳化問(wèn)題可輕易解決。然后，舉例來(lái)說(shuō)，會(huì)說(shuō)明如何根據(jù)等式1決定W1A、W2A及W3A。首先，根據(jù)等式1中的約束條件，可選擇W3A如下w3A=w1Ah1B+w2Ah2Bh3B]]>等式3應(yīng)用W3A，在用戶A處的該組合信道脈沖響應(yīng)會(huì)變成w1Ag1+w2Ag2； 等式4其中g(shù)i=hiA-h3Ah3BhiBfori=1,2]]>等式5一般而言，gi為多個(gè)。定義gi＝αiejφi(i＝1，2)；其中αi＞0(i＝1，2)。也定義wiA=ejθifori=1,2.]]>會(huì)顯示從該基站到用戶A的該組合信道脈沖響應(yīng)之信道增益為(Σi=13wiAhiA)*(Σi=13wiAhiA)=a12+a22+2a1a2cos(θ2-θ1+φ2-φ1)]]>等式6顯而易見(jiàn)，為達(dá)到最大可能的增益，應(yīng)有θ2-θ1+φ2-φ1＝0 等式7滿足上述等式的一種方法系選擇wiA=1aigi*fori=1,2]]>等式8例如，定義簡(jiǎn)化的信道模型為hip=exp(j2πDipλ);]]>等式9
(i＝1，2，3，及p＝A，B)，其中Dip為用戶p與天線i間的距離，λ為波長(zhǎng)，其在本例中為0.15米。此外，假定沿著OXY平面中的X軸分布三個(gè)(3)個(gè)天線，其中兩個(gè)鄰近的天線間的間隔為0.75米，且天線2放置于該OXY平面的原點(diǎn)(O)。選擇用戶A的位置為(xA，yA)＝(-70，20)，用戶B為(xB，yB)＝(50，50)。在該兩點(diǎn)附近的組合信道功率輪廓(以dB表示)分別顯示于圖2及圖3中。因此，通過(guò)產(chǎn)生多個(gè)值W1A、W2A及W3A，在圖1的范例中，理想的用戶A會(huì)接收最大功率的通信(圖2)，但是其它用戶的功率為零(圖2)。
權(quán)利要求
1.一種零波束技術(shù)，其中至少兩個(gè)遠(yuǎn)程用戶(所有用戶在一既定的小區(qū)或區(qū)域內(nèi)使用一相同或相關(guān)的擴(kuò)展碼)中只有其中一個(gè)可接收從一基站傳輸至該至少兩個(gè)遠(yuǎn)程用戶的一通信，該基站在一具有多個(gè)天線的天線陣列上傳輸至該遠(yuǎn)程用戶，該技術(shù)包含a)該基站調(diào)制數(shù)據(jù)di(i＝1，..，N)，其預(yù)定傳輸至具有N+1個(gè)復(fù)合權(quán)值Wi(i＝1，...，N，每個(gè)均為一N+1維復(fù)合向量)之N(N＞1)個(gè)遠(yuǎn)程用戶的其中之一，每個(gè)已調(diào)制信號(hào)傳輸至該N+1個(gè)天線的其中之一；其中該向量W1及W2的每個(gè)元素為一從該天線陣列至該遠(yuǎn)程用戶位置的信道脈沖響應(yīng)的一函數(shù)；b)加總該已調(diào)制的數(shù)據(jù)信號(hào)d1，d2，..dN以及c)傳輸該加總的信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該復(fù)合權(quán)值Wi為該陣列中天線數(shù)量的一函數(shù)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(c)包含在至少兩個(gè)(2)天線的一陣列上傳輸。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中步驟(a)包含選擇該復(fù)合權(quán)重值以最大化一第一此類該遠(yuǎn)程用戶之一從該基站所接收的一通信之一功率。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中步驟(a)包含選擇該復(fù)合權(quán)重值以最大化一第二此類該遠(yuǎn)程用戶之一從該基站接收的一通信之一功率。
6.一種零波束技術(shù)，其中至少兩個(gè)遠(yuǎn)程用戶(所有用戶在一既定的小區(qū)或區(qū)域內(nèi)使用不同的擴(kuò)展碼)中只有其中一個(gè)可接收從一基站傳輸至該至少兩個(gè)遠(yuǎn)程用戶的一通信，該基站在一具有多個(gè)天線的天線陣列上傳輸至該遠(yuǎn)程用戶，該技術(shù)包含a)該基站調(diào)制數(shù)據(jù)di(i＝1，...，N)，其預(yù)定傳輸至具有N+1個(gè)復(fù)合權(quán)值Wi(i＝1，...，N，每個(gè)均為一N+1維復(fù)合向量)之N(N＞1)個(gè)遠(yuǎn)程用戶的其中之一，每個(gè)已調(diào)制信號(hào)傳輸至該N+1個(gè)天線的其中之一；而該向量W1及W2的每個(gè)元素為從該天線陣列至所有遠(yuǎn)程用戶位置的信道脈沖響應(yīng)的一函數(shù)；b)加總該已調(diào)數(shù)據(jù)信號(hào)d1，d2，..dN以及c)傳輸該加總的信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中該復(fù)合權(quán)值Wi為該陣列中天線數(shù)量的一函數(shù)。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其中步驟(c)包含在至少三個(gè)(3)天線的一陣列上傳輸。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其中步驟(a)包含選擇復(fù)合信號(hào)以最大化一第一遠(yuǎn)程用戶從該基站接收的一通信的一功率。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中步驟(a)包含選擇該復(fù)合信號(hào)以最小化一第二遠(yuǎn)程用戶從該基站接收的一通信的一功率。
11.一種使用一零波束技術(shù)之基站，其中至少兩個(gè)遠(yuǎn)程用戶(所有用戶在一既定的小區(qū)或區(qū)域內(nèi)使用一相同或一相關(guān)的擴(kuò)展碼)中只有其中一個(gè)可接收從一基站傳輸至該至少兩個(gè)遠(yuǎn)程用戶的一通信，該基站在一具有多個(gè)天線的天線陣列上傳輸至該遠(yuǎn)程用戶，該基站包含該基站具有調(diào)制數(shù)據(jù)di(i＝1，...，N)之裝置，該數(shù)據(jù)預(yù)定傳輸至具有N+1個(gè)復(fù)合權(quán)值Wi(i＝1，...，N，每個(gè)均為N+1維復(fù)合向量)之N(N＞1)個(gè)遠(yuǎn)程用戶的其中之一，其中每個(gè)已調(diào)制信號(hào)傳輸至該N+1個(gè)天線的其中之一；而該向量W1及W2的每個(gè)元素為從該天線陣列至該遠(yuǎn)程用戶位置之信道脈沖響應(yīng)的一函數(shù)；加總該已調(diào)數(shù)據(jù)信號(hào)d1，d2，..dN的裝置；以及將該加總的信號(hào)傳輸至用以傳輸?shù)脑撎炀€陣列的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的基站，其進(jìn)一步包含產(chǎn)生復(fù)合權(quán)值Wi的裝置，該復(fù)合權(quán)值為該陣列中天線數(shù)量的一函數(shù)。
13.如權(quán)利要求11所述的基站，其中該陣列至少包含兩個(gè)(2)天線。
14.如權(quán)利要求11所述的基站，其進(jìn)一步包含選擇復(fù)合權(quán)值的裝置，以最大化一第一該遠(yuǎn)程用戶從該基站所接收的一通信的一功率。
15.如權(quán)利要求14所述的基站，其進(jìn)一步包含選擇該復(fù)合權(quán)值的裝置，以最小化一第二該遠(yuǎn)程用戶之一從該基站所接收的一通信的一功率。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種增加系統(tǒng)中可用擴(kuò)展碼(spreading code)數(shù)量的裝置及方法，其是通過(guò)提供一種機(jī)制，以在同一區(qū)域/小區(qū)內(nèi)復(fù)用已配置的擴(kuò)展碼或使用與該已使用的碼相關(guān)的碼而達(dá)到，通過(guò)使用該系統(tǒng)及方法可增加無(wú)線系統(tǒng)的用戶數(shù)量及數(shù)據(jù)容量。結(jié)果，提供了與每個(gè)小區(qū)所增加的基站(BS)天線數(shù)量成比例的容量改善。碼配置的天線零導(dǎo)引技術(shù)只保持理想的用戶的碼交互相關(guān)特性，并于容量改善中可獲得一增益。
文檔編號(hào)H04W88/08GK1582537SQ02821961
公開(kāi)日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2002年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月2日
發(fā)明者那達(dá)·寶祿奇, 李歐尼·卡薩柯菲奇, 楊瑞 申請(qǐng)人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司