專利名稱：無線電通信系統(tǒng)、無線電通信裝置和無線電通信方法,以及計算機程序的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及多個移動終端通過多路訪問同時與一個基站通信的無線電通信系統(tǒng)、無線電通信裝置和無線電通信方法，以及計算機程序，尤其涉及一種具有多小區(qū)多路訪問(multiple-access)結構的無線電通信系統(tǒng)，其中小區(qū)內和小區(qū)外的干擾被消除以擴大能力(通信能力)，一種無線電通信裝置和無線電通信方法，以及一種計算機程序。
更具體地說，本發(fā)明涉及其中頻率以較短間隔重復以增加通信能力的無線電通信系統(tǒng)，無線電通信裝置和無線電通信方法，以及計算機程序，尤其涉及例如在管制移交(handoff)過程中或者當小區(qū)過載時不需要基站之間的連接的一種無線電通信系統(tǒng)，一種無線電通信裝置和無線電通信方法，以及一種計算機程序。
背景技術：
因為與船舶、飛機和火車通信的必要性，起源于無線電波的發(fā)現(xiàn)的移動通信一直處于研究和發(fā)展中。通信的目標已經擴展成汽車和人類。不僅電報和電話信息而且計算機數(shù)據(jù)和多媒體內容例如圖像也可以通過移動通信來發(fā)送。
近年來，由于制造技術等的改進，移動終端的大小和成本的降低已經快速進展。信息通信服務等的擴展使得移動終端私有化，例如移動電話。另外，通信管制的取消和通信費用的降低使得用戶總數(shù)增加。
基本上，在移動通信中，移動站，例如交通工具中的電話和移動電話，檢測最近的基站以在移動站和基站之間發(fā)送無線電波。從一個基站發(fā)送的無線電波可以傳播的范圍稱作“小區(qū)(cell)”。小區(qū)通常是圍繞安裝在基站的天線的、具有預先確定半徑的圓。其間沒有間隔的小區(qū)的排列構成通信服務區(qū)。
圖15示意地說明移動無線電通信系統(tǒng)，典型地為蜂窩式系統(tǒng)中的小區(qū)結構，其中服務區(qū)用多個基站來二維擴展。以預先確定的間隔提供基站(沒有顯示)并且連續(xù)地(非稀疏地)排列由各自的基站提供的多個小區(qū)，如圖15中所示，允許移動站從任何地方與基站通信，從而構成廣闊的服務區(qū)。
移動通信系統(tǒng)中使用的小區(qū)的優(yōu)點如下所述。即，從基站發(fā)送的無線電波僅在相應小區(qū)中傳播，使得相同的頻率可以在其他小區(qū)中重復使用，有效利用有限的頻率資源，并且劃分成小區(qū)使得為通信而輸出的無線電波減少，減小通常作為電池驅動的移動設備而安裝的移動體的大小并且節(jié)省電力。最近，由于移動電話用戶等的數(shù)目的增加，小區(qū)大小的減小日益進展。
多個移動終端存在于一個小區(qū)中，并且它們同時與一個基站通信。換句話說，從基站的觀點來看，必需檢測哪個信號通過多路訪問，即通過多路復用無線電信號從每個用戶發(fā)送(多用戶檢測)。
無線電通信中的多路訪問技術包括時分多路訪問(TDMA)和頻分多路訪問(FDMA)。
TDMA是將通信信道預先以時間為基礎劃分成時間間隔并且不同的時間間隔分配給各個移動終端的一種通信系統(tǒng)，其彼此同時通信。TDMA被假設為數(shù)字系統(tǒng)。
FDMA是將不同的頻率分配給各個移動終端的一種通信系統(tǒng)，其彼此同時通信(即，為每個通信信道分配不同的頻率)，以建立通信。也就是，用于通信的多個信道基于頻率來排列，并且空閑信道適當?shù)胤峙浣o各個移動終端供使用。FDMA適應于模擬或數(shù)字通信系統(tǒng)。
例如，在同一小區(qū)中，基站可以通過TDMA同時連接到其本地小區(qū)中的多個移動站。在這種情況下，一個TDMA幀劃分成多個時域，每個時域分配給每個移動站的上行線路或下行線路。一種方法，例如信道分配用于時域的分配。
在小區(qū)之間，通過FDMA將所使用的頻率信道轉換到另一個頻率信道以進行通信，使得小區(qū)邊界周圍來自本地小區(qū)外的干擾波的問題被消除。
在一個小區(qū)中，基站發(fā)送(廣播)信標(標識信號)或者其他控制信息，以在本地小區(qū)中執(zhí)行同步，標識該小區(qū)，指定待使用的頻率信道等。
如何用較少的資源來提高通信能力，成為移動通信已變得快速普及并且多個移動站存在于一個小區(qū)中的無線電通信環(huán)境中一個大的任務。在這種無線電通信環(huán)境中，用于檢測小區(qū)中的多個用戶的多用戶檢測非常重要。使用已知的無線電通信系統(tǒng)，多路復用送往除期望的人之外的某人的信號以發(fā)送，沒有給出任何好處。這是因為干擾簡單地增加從而降低通信質量。換句話說，已知的無線電通信系統(tǒng)沒有在多用戶檢測以及綜合用戶數(shù)據(jù)和控制信息以發(fā)送綜合的數(shù)據(jù)的假設之下的。
同時，在如圖15中所示的小小區(qū)其間無間隔排列的服務區(qū)中，在與從一個小區(qū)移向另一個小區(qū)的移動站的連接中，待連接的基站必須轉換。待連接基站在移動站處的這種轉換稱作“越區(qū)切換(handover)”或“管制移交(handoff)”。管制移交的可能性隨著小區(qū)的小型化而增加。
對于每次管制移交，移動站必須確定下一個待鏈接的基站，即必須執(zhí)行小區(qū)檢測。例如，移動站朝向小區(qū)邊界的移動使得來自本地基站的期望波的通信質量降低，并且允許接收來自本地小區(qū)外的干擾信號，使得它必需檢測具有更高通信質量的另一個基站。小區(qū)檢測也在設備啟動時執(zhí)行。
在已知的蜂窩式系統(tǒng)中，控制信息通過控制轉換站在基站之間的轉換啟動管制移交過程。圖16是顯示蜂窩式通信系統(tǒng)中多小區(qū)環(huán)境的實例的圖。參考圖16，移動站201在與小區(qū)12中的基站102通信的同時移向小區(qū)13。當移動站201將要越過小區(qū)邊界時，用戶站通信信號的目標從原本的基站102中的收發(fā)機轉換到下一個基站103中的收發(fā)機的功能稱作“管制移交”。
蜂窩式通信系統(tǒng)中的管制移交技術主要分為兩類“軟管制移交”和“硬管制移交”。使用任意一種管制移交技術，都必須在基站之間建立通信，用以告知該移動站是管制移交的目標，當移動站在小區(qū)邊界轉換待連接的基站時。基站之間的這種通信通過干線(backbone)來建立。也就是，用于控制基站的基礎結構，例如移動通信控制中心是必需的，如圖17中所示。
硬管制移交通常發(fā)生在小區(qū)邊界附近。在這種情況下，基站連續(xù)不斷地測量來自與其通信的移動站的接收信號的功率，并且確定來自小區(qū)邊界附近的移動站的接收信號的功率是否低于額定值。待轉換到的候選小區(qū)中的基站與原本小區(qū)中的基站必須通過干線彼此通信關于管制移交的信息，以快速執(zhí)行管制移交而不中止正在進行中的呼叫。
軟管制移交在與原本小區(qū)中的基站和待轉換到的小區(qū)中的基站分離預先確定距離的范圍中連續(xù)不斷地執(zhí)行。在軟管制移交中，當移動站在小區(qū)之間的邊界附近移動時，它連接到各自小區(qū)中的兩個基站?；趶囊苿诱窘邮諏ьl信號來確定是否執(zhí)行轉換。位于相應網絡的干線上的電話交換中心，即控制轉換站確定從原本小區(qū)中的基站執(zhí)行轉換的點。
使用任意一種管制移交技術，在基站之間建立某種連接以實現(xiàn)多小區(qū)環(huán)境中的小區(qū)管制移交是必不可少的。因此，控制轉換站的數(shù)目根據(jù)基站數(shù)目的增加而增加，從而使得因蜂窩式網絡而導致的問題變得復雜。雖然近年來，轉換到更高的頻帶已經根據(jù)大容量的要求和高通信速度的要求而提出，但基于傳播特性等可以預見到，小區(qū)的大小減小，即基站的數(shù)目增加。連接基站的干線的通信量的減少是重要的關注點。
當連接到一個基站的用戶數(shù)目增加(即，小區(qū)過載)而連接到與上面的基站緊挨著的另一個基站的用戶數(shù)目小時，提出一種控制方法，用于當移動站位于基站之間的邊界附近時，強迫執(zhí)行連接到一個基站的移動站的管制移交到另一個基站。同樣在這種情況下，每個基站處的資源管理信息必須通過使用干線中的資源經由控制轉換站來通信，從而增加干線中的通信量。
為了通過使用已知的管制移交技術來其間沒有間隔地擴展呼叫區(qū)，基站(接入點)的設計者必須根據(jù)計劃來分配頻率，使得相鄰小區(qū)中的基站不使用相同的頻率，以消除干擾?；A結構被設計，以通過提供固定地安裝有各種控制功能的基站來減小移動站的負載。在無線電跨度的這種設計下，移動終端不得不依賴于基站來控制，使得移動站驅動的控制操作不可能在無線電層中發(fā)生。

發(fā)明內容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種高級無線電通信系統(tǒng)，其中多個移動終端通過多路訪問同時與一個基站通信，以及一種無線電通信裝置、無線電通信方法和一種計算機程序。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種高級無線電通信系統(tǒng)，其中例如在管制移交過程中或者小區(qū)過載時，移動站可以切換基站到其本地小區(qū)外的另一個基站而不需要基站之間的連接，以及一種無線電通信裝置、無線電通信方法和一種計算機程序。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種高級無線電通信系統(tǒng)，其中即使基站無計劃地提供，也可以實現(xiàn)移動終端驅動的管制移交，以及一種無線電通信裝置、無線電通信方法和一種計算機程序。
在其第一方面，本發(fā)明提供一種具有多小區(qū)多用戶結構的無線電通信系統(tǒng)，其中各個基站能夠通信的小區(qū)鄰近地或接近地排列。每個基站具有多用戶檢測功能。基站基于用于識別用戶的來自移動站的發(fā)送信號的檢測來確定其本地小區(qū)外的移動站接近鄰接小區(qū)的邊界，并且將送往本地小區(qū)內的移動站的信號和送往本地小區(qū)外的移動站的信號混合并綜合，以輸出綜合的信號。
這里的“系統(tǒng)”指一個邏輯組的多個設備(或者用于實現(xiàn)某種功能的功能模塊)。每個設備或功能模塊是否包含在單個外殼中并不重要(這對于下面的描述也成立)。
在根據(jù)本發(fā)明第一方面的無線電通信系統(tǒng)中，當接收到來自位于鄰接小區(qū)邊界上的移動站的發(fā)送信號時，基站可以綜合送往本地小區(qū)內的移動站的用戶數(shù)據(jù)和送往本地小區(qū)外的移動站的用于控制管制移交操作的控制信息，并發(fā)送綜合的數(shù)據(jù)。響應于該發(fā)送，鄰接小區(qū)中的移動站通過多用戶檢測來分離控制信息以檢測信號，并且向基站發(fā)送管制移交請求。當基站接受管制移交請求時，它返回管制移交啟動信號。移動站可以脫離原本的基站以執(zhí)行管制移交。因此，在移動站的越區(qū)切換中，主干線上的通信量不需要增加，因為不需要基站之間的連接。
在其第二方面，本發(fā)明提供一種具有多小區(qū)多用戶結構的無線電通信系統(tǒng)，其中各個基站能夠通信的小區(qū)鄰近地或接近地排列。多用戶結構中的每個移動站具有多用戶檢測功能。移動站基于用于識別用戶的來自其本地小區(qū)外的基站的發(fā)送信號的檢測，來確定移動站接近鄰接小區(qū)的邊界，并且混合并綜合送往本地小區(qū)內的基站的信號和送往鄰接小區(qū)中的基站的信號，以輸出綜合的信號。
在根據(jù)本發(fā)明第二方面的無線電通信系統(tǒng)中，當接收到來自鄰接小區(qū)的基站的發(fā)送信號時，移動站可以綜合送往本地小區(qū)內的基站的用戶數(shù)據(jù)和送往鄰接小區(qū)的基站的、用于控制管制移交操作的控制信息，并發(fā)送綜合的數(shù)據(jù)。響應于該發(fā)送，鄰接小區(qū)中的基站通過多用戶檢測來分離控制信息以檢測信號，并且當它接受管制移交請求時返回管制移交啟動信號。移動站可以脫離原本的基站以執(zhí)行管制移交。因此，如在本發(fā)明第一方面中一樣，在移動站的越區(qū)切換中，主干線上的通信量不需要增加，因為不需要基站之間的連接。
在其第三方面，本發(fā)明提供在具有多小區(qū)多用戶結構、其中各個基站能夠通信的小區(qū)鄰近地或接近地排列的無線電通信環(huán)境中操作的一種無線電通信裝置或一種無線電通信方法。無線電通信裝置或無線電通信方法包括用于檢測多個接收信號作為期望信號的多用戶檢測裝置或多用戶檢測步驟，以及響應由多用戶檢測裝置或在多用戶檢測步驟中執(zhí)行的用于識別用戶的來自本地小區(qū)外的站的發(fā)送信號的檢測，來混合并綜合送往本地小區(qū)內的站的信號和送往本地小區(qū)外的站的信號，以輸出綜合信號的多路信號發(fā)送裝置或多路信號發(fā)送步驟。
在根據(jù)本發(fā)明第三方面的無線電通信裝置或方法中，例如送往本地小區(qū)內的站的用戶數(shù)據(jù)與送往本地小區(qū)外的站的控制信息混合，并發(fā)送混合的數(shù)據(jù)。在接收端，可以通過多用戶檢測來解調控制信息作為期望信號。因此，在移動站的越區(qū)切換中或者當小區(qū)過載時，主干線上的通信量不需要增加，即使基站之間沒有建立任何連接，因為與普通的用戶數(shù)據(jù)混合的控制信息可以在小區(qū)之間發(fā)送和接收。
多用戶檢測裝置或步驟可以通過應用干擾消除技術，例如通常所說的SIC(逐次干擾消除)來實現(xiàn)。特別地，多用戶檢測裝置或步驟通過以接收信號的接收功率的降序解調接收信號并且在接收站重復消除信號的過程來檢測所有的接收信號，每個接收信號是噪聲和從本地小區(qū)內和本地小區(qū)外的每個發(fā)送站發(fā)送并且通過各個傳播特性傳播的輸入信號的總和。
為了在接收端根據(jù)接收功率來較好地實現(xiàn)多用戶檢測，多路信號發(fā)送裝置或步驟優(yōu)選地交換送往本地小區(qū)內的站的信號的發(fā)送功率和送往本地小區(qū)外的站的信號的發(fā)送功率，并在發(fā)送端輸出它們。
當根據(jù)本發(fā)明第三方面的無線電通信裝置或方法用作連接到其本地小區(qū)中的一個或多個移動站的基站時，當基于由多用戶檢測裝置或在多用戶檢測步驟中執(zhí)行的用于識別用戶的來自本地小區(qū)外的移動站的發(fā)送信號的檢測，確定本地小區(qū)外的移動站接近鄰接小區(qū)的邊界時，多路信號發(fā)送裝置或步驟可以混合并綜合送往本地小區(qū)內的移動站的信號和送往本地小區(qū)外的移動站的信號，并輸出綜合的信號。無線電通信裝置或方法可以響應來自本地小區(qū)外的移動站的管制移交請求啟動管制移交。
當根據(jù)本發(fā)明第三方面的無線電通信裝置或方法用作位于由基站規(guī)定的小區(qū)中的移動站時，當基于由多用戶檢測裝置或在多用戶檢測步驟中執(zhí)行的用于識別用戶的來自本地小區(qū)外的基站的發(fā)送信號的檢測，而確定移動站接近鄰接小區(qū)的邊界時，多路信號發(fā)送裝置或步驟可以混合并綜合送往本地小區(qū)內的基站的信號和送往鄰接小區(qū)中的基站的信號，并輸出綜合的信號。無線電通信裝置或方法可以響應來自鄰接小區(qū)中的基站的管制移交允許來執(zhí)行管制移交。
在其第四方面，本發(fā)明提供在具有多用戶結構的無線電通信環(huán)境中操作的一種無線電通信裝置或一種無線電通信方法。該無線電通信裝置或無線電通信方法包括用于為多個發(fā)送目標產生多個發(fā)送信號的信號產生裝置或信號產生步驟，以及用于混合并綜合發(fā)送信號并且當輸出它們時改變送往每個發(fā)送目標的發(fā)送信號的發(fā)送功率的多路綜合發(fā)送裝置或多路綜合發(fā)送步驟。
在具有多用戶結構的無線電通信環(huán)境中，用作接收端的無線電通信裝置來自多個發(fā)送源的發(fā)送信號，作為通過各個傳播特性提供的信號的總和。通過應用干擾消除技術例如SIC，各個信號可以通過根據(jù)接收的功率執(zhí)行多用戶檢測來解調成期望信號。使用根據(jù)本發(fā)明第四方面的無線電通信裝置或無線電通信方法，通過假定根據(jù)接收功率的多用戶檢測在接收端執(zhí)行，來改變送往每個發(fā)送目標的發(fā)送功率，多個發(fā)送信號被混合并綜合，并輸出綜合的信號。因此，每個發(fā)送信號優(yōu)選地可以根據(jù)接收功率在接收端被檢測，以識別用戶。
在其第五方面，本發(fā)明提供一種計算機程序，其以計算機可讀形式來描述，以使計算機系統(tǒng)執(zhí)行在具有多小區(qū)多用戶結構、其中各個基站能夠通信的小區(qū)鄰近地或接近地排列的無線電通信環(huán)境中的無線電通信過程。該計算機程序包括用于檢測多個接收信號作為期望信號的多用戶檢測步驟，以及響應多用戶檢測步驟中用于識別用戶的來自本地小區(qū)外的站的發(fā)送信號的檢測來混合并綜合送往本地小區(qū)內的站的信號和送往本地小區(qū)外的站的信號，以輸出綜合信號的多路信號發(fā)送步驟。
根據(jù)本發(fā)明第五方面的計算機程序定義以計算機可讀形式描述的、用于在計算機系統(tǒng)上實現(xiàn)某種過程的計算機程序。換句話說，根據(jù)本發(fā)明第五方面的計算機程序安裝在計算機系統(tǒng)上，使計算機系統(tǒng)執(zhí)行協(xié)作操作，從而獲得與在根據(jù)本發(fā)明第二方面的無線電通信裝置或無線電通信方法中實現(xiàn)的操作效果類似的操作效果。
本發(fā)明上面的和其他的目的，特征，和優(yōu)點將從下面結合附加附圖的優(yōu)選實施方案描述中變得清楚。


圖1是示意地說明多小區(qū)多路訪問無線電通信環(huán)境的結構的圖。
圖2是示意地說明接收時移動站MS-A的信道結構的圖。
圖3是示意地說明接收作為兩個發(fā)送信號RXA和RYA以及噪聲的總和的接收信號RA的接收端的功能結構的圖。
圖4是詳細地說明通過使用SIC構造的多用戶檢測實體31的內部結構的圖。
圖5是示意地說明根據(jù)本發(fā)明實施方案的多小區(qū)多路訪問無線電通信環(huán)境的圖，其中管制移交操作被執(zhí)行。
圖6是示意地說明在圖5中所示多小區(qū)多路訪問無線電通信環(huán)境中的基站處執(zhí)行多用戶檢測的功能結構的圖。
圖7是示意地說明在圖5中所示多小區(qū)多路訪問無線電通信環(huán)境中的移動站處執(zhí)行多用戶檢測的功能結構的圖。
圖8是說明在根據(jù)本發(fā)明實施方案的多小區(qū)多路訪問無線電通信系統(tǒng)結構中執(zhí)行移動站的基站驅動管制移交的操作過程的順序圖。
圖9是說明在根據(jù)本發(fā)明實施方案的多小區(qū)無線電通信環(huán)境中用作移動站的無線電通信裝置的操作過程的流程圖。
圖10是說明在根據(jù)本發(fā)明實施方案的多小區(qū)無線電通信環(huán)境中用作基站的無線電通信裝置的操作過程的流程圖。
圖11是說明在根據(jù)本發(fā)明實施方案的多小區(qū)多路訪問無線電通信系統(tǒng)結構中執(zhí)行移動站的移動站驅動管制移交的操作過程的順序圖。
圖12是說明由TDMA綜合的信息包的結構實例的圖。
圖13是說明不需要用于控制多個接入點的機制而實現(xiàn)管制移交的實例的圖。
圖14是說明在普遍型網絡中實現(xiàn)管制移交的實例的圖。
圖15是示意地說明移動無線電通信系統(tǒng)中的小區(qū)結構的圖，其中服務區(qū)用多個基站來二維擴展。
圖16是說明移動站201與小區(qū)12中的基站102通信的同時向小區(qū)13移動的實例的圖。
圖17是舉例說明控制多個基站的移動通信控制中心的基礎結構(infrastructure)的圖。
具體實施例方式
本發(fā)明通過使用具有多用戶檢測功能的接收器和用于綜合控制信息和用戶數(shù)據(jù)以輸出綜合的數(shù)據(jù)的發(fā)送機，來實現(xiàn)一種蜂窩式網絡，例如在管制移交過程中或者當小區(qū)過載時，該蜂窩式網絡不需要基站之間的連接。
也就是，當接收到從位于鄰接小區(qū)邊界上的移動站發(fā)送的信號時，基站綜合送往其本地小區(qū)中的移動站的用戶數(shù)據(jù)和用于控制管制移交操作的控制信息，并發(fā)送綜合的數(shù)據(jù)。響應該發(fā)送，鄰接小區(qū)中的移動站通過多用戶檢測來分離控制信息以檢測信號，并且向基站發(fā)送管制移交請求。另一方面，當移動站請求管制移交時，它綜合用戶數(shù)據(jù)和用于控制管制移交操作的控制信息，并發(fā)送綜合的數(shù)據(jù)。響應于該發(fā)送，鄰接小區(qū)中的基站通過多用戶檢測來分離控制信息以檢測信號，并且接收管制移交請求。
為了執(zhí)行多用戶檢測，也就是為了檢測多個信號，可以應用干擾消除技術例如SIC(逐次干擾消除)。使用SIC，在接收站處重復以接收信號的接收功率的降序解調接收信號的過程和消除信號的過程，使所有的接收信號被檢測，其中每個接收信號是已經通過相應傳播特性從每個發(fā)送站傳播到接收站的輸入信號和噪聲的總和。例如，一種多路訪問通信系統(tǒng)，其中通過使用所有接收信號作為期望信號由SIC執(zhí)行的多用戶檢測用來實現(xiàn)使用非擴散機理重復一個頻率的多小區(qū)結構，在已經轉讓給本申請人的日本專利申請?zhí)?002-7959中公開。
現(xiàn)在將描述通過使用SIC技術的多用戶檢測。
提出一種多小區(qū)多路訪問無線電通信環(huán)境，如圖1所示。假設一個頻率以不使用多路訪問的擴散序列(也就是不執(zhí)行CDMA(碼分多路訪問))的非擴散機理來重復。
在圖1中的實例中，一個移動終端MS-A存在于小區(qū)X中，在該小區(qū)中基站BS-X可以建立通信，并且一個移動終端MS-B存在于由基站BS-Y規(guī)定的小區(qū)Y中。假設小區(qū)X鄰接小區(qū)Y，并且假設小區(qū)X的基站BS-X和小區(qū)Y的基站BS-Y都可以使用相同頻率f1來同時連接各自的移動站，其中小區(qū)Y鄰接小區(qū)X或者鄰近小區(qū)X。
雖然為了簡化描述和避免復雜繪圖，僅一個移動終端在每個小區(qū)中提供，多個移動終端可能實際地存在于每個小區(qū)中。應當理解，許多相鄰的小區(qū)圍繞小區(qū)X和Y排列，以構成擴展的通信服務區(qū)。
在圖1中的某一時刻，移動站MS-A建立與基站BS-X的通信并且移動站MS-B建立與基站BS-Y的通信。相同頻率用于兩對中每一對的基站和移動站之間的通信，并且兩對中每一對的基站和移動站同時彼此連接。
移動站MS-A在其下行線路接收的信號是從本地小區(qū)中的基站BS-X發(fā)送到移動站MS-A并且在移動站MS-A中接收的具有傳播特性HXA的信號(期望波)，與從本地小區(qū)外的基站BS-Y發(fā)送到移動站MS-B并且在移動站MS-A中接收的具有傳播特性HYA的信號(干擾波)的總和。類似地，移動站MS-B在其下行線路接收的信號是從基站BS-Y發(fā)送到移動站MS-B并且在移動站MS-B中接收的具有傳播特性HYB的信號(期望波)，與從本地小區(qū)外的基站BS-X發(fā)送到移動站MS-A并且在移動站MS-B中接收的具有傳播特性HXB的信號(干擾波)的總和。
基站BS-X在其上行線路接收的信號是從本地小區(qū)中的移動站MS-A發(fā)送到基站BS-X并且在基站BS-X中接收的具有傳播特性HAX的信號(期望波)，與從本地小區(qū)外的移動站MS-B發(fā)送到基站BS-Y并且在基站BS-X中接收的具有傳播特性HBX的信號(干擾波)的總和。類似地，基站BS-Y在其上行線路接收的信號是從本地小區(qū)中的移動站MS-B發(fā)送到基站BS-Y并且在基站BS-Y中接收的具有傳播特性HBY的信號(期望波)，與從本地小區(qū)外的移動站MS-A發(fā)送到基站BS-X并且在基站BS-Y中接收的具有傳播特性HAY的信號(干擾波)的總和。
一般地，為了抑制這種干擾，送往本地小區(qū)外的工作站的信號發(fā)送被抑制。相反地，根據(jù)本發(fā)明，送往本地小區(qū)外的工作站的信號發(fā)送在發(fā)送端肯定執(zhí)行，并且本地小區(qū)內的信號和來自本地小區(qū)外的工作站的信號都在接收端由多用戶檢測解調。
換句話說，基站和移動站中至少一個通過使用SIC提供多用戶檢測功能，并且從其本地小區(qū)內和從其本地小區(qū)外都可以接收期望波。在與這種基站或移動站通信的無線電發(fā)送端，兩種或多種發(fā)送數(shù)據(jù)例如用戶數(shù)據(jù)和控制信息，可以被綜合以發(fā)送綜合數(shù)據(jù)。這種操作特性可以確實地用于例如小區(qū)之間的管制移交，這將在下面描述。
圖2是示意地說明接收時移動站MS-A的信道結構的圖。如圖1中所示，移動站MS-A在其下行線路中接收來自其本地小區(qū)中的基站BS-X的信號和從其本地小區(qū)外的基站BS-Y發(fā)送到移動站MS-B的信號。將舉例說明移動站MS-A執(zhí)行多用戶檢測的情況。
基站BS-X通過發(fā)送機X 11執(zhí)行發(fā)送信息IXA(001)的信號處理，例如調制或上變換以將發(fā)送信息IXA轉換成發(fā)送信號TXA(002)以發(fā)送?；綛S-Y通過發(fā)送機Y 21執(zhí)行發(fā)送信息IYB(011)的信號處理，例如調制或上變換以將發(fā)送信息IYB轉換成發(fā)送信號TYB(012)以發(fā)送。
發(fā)送信號TXA(002)通過傳播特性HXA傳播到移動站MS-A，并且發(fā)送信號TYB(012)通過傳播特性HYA傳播到移動站MS-A。熱噪聲(noise)在到移動站的途中加上。結果，在移動站MS-A接收到的接收信號RA(020)由下面的等式給出RA＝HXATXA+HYATYB+noise因為接收到接收信號RA的接收端(本情況中是移動站MS-A)檢測到涉及兩個信息源也就是基站BS-X和BS-Y的信息，它基于用戶數(shù)目為二的假設來執(zhí)行干擾消除。
圖3是示意地說明接收到接收信號RA的接收端的功能結構的圖，接收信號是兩個發(fā)送信號RXA和RYA以及噪聲的總和。如圖3中所示，接收端包括從接收信號RA(020)檢測用戶的多用戶檢測實體(MUD)，和通過將從接收信號中提取的兩個信號硬決策解碼來分別估計發(fā)送信息IXA和IYB的硬決策解碼器32和33。
多用戶檢測實體31基于用戶數(shù)目為二的假設來執(zhí)行多用戶檢測。根據(jù)本實施方案，多用戶檢測由SIC基于接收信號的強度來執(zhí)行。在SIC中，所有接收信號通過重復下面的過程在接收端檢測以接收信號的接收功率的降序來解調接收信號并消除信號。一般地，假設發(fā)送較高強度信號的用戶具有較高的可靠性。
圖4是詳細說明多用戶檢測實體31的內部結構的圖，多用戶檢測實體31通過使用SIC來構造。如圖4所示，作為干擾消除過程的一個基本小區(qū)，多用戶檢測實體31具有用于基于傳播特性HXA來校正接收信號RA并且通過解調和軟決策(或硬決策)解碼來估計來自基站BS-X的發(fā)送信號TYA的濾波器(解調器A)41，用于基于發(fā)送信號TXA的估計結果從所有接收信號中減去從基站BS-X發(fā)送的接收信號的干擾消除器(1C)42，用于基于傳播特性HXA來校正干擾消除的結果并且通過解調和軟決策(或硬決策)解碼估計來自基站BS-Y的發(fā)送信號TYB的濾波器(解調器B)43，以及用于基于發(fā)送信號TYB的估計結果來從所有接收信號中減去從基站BS-Y發(fā)送的接收信號的干擾消除器(IC)44?；拘^(qū)重復的次數(shù)考慮信號處理的精度和處理成本來確定。
當RA通過相應的傳播路徑來接收時，濾波器41-1通過使用傳播特性HXA的估計值將來自基站BS-X的發(fā)送信號TXA的拷貝(021)輸出到相應的移動站MS-A。
由多路復用器45-1將從基站BS-X到相應移動站MS-A的發(fā)送信號TXA的拷貝(021)乘以傳播特性HXA的估計值，產生從基站BS-X輸出到移動站MS-A的傳輸路徑的拷貝(022)。
從基站BS-X輸出到移動站MS-A的傳輸路徑的拷貝(022)是移動站MS-B的干擾分量。干擾消除器42-1從接收信號RA(020)中減去作為干擾分量的拷貝(022)，并且將減得的結果(023)提供給濾波器43-1。濾波器43-1通過使用傳播特性HYB的估計值輸出從基站BS-Y到相應移動站MS-B的發(fā)送信號TYB的拷貝(024)。
由多路復用器46-1將從基站BS-Y到相應移動站MS-B的發(fā)送信號TYB的拷貝(024)乘以傳播特性HYB的估計值，產生從基站BS-Y輸出到移動站MS-B的傳輸路徑的拷貝(025)。
從基站BS-Y輸出到移動站MS-B的傳輸路徑的拷貝(025)是移動站MS-A的干擾分量。干擾消除器44-1從干擾消除器42-1中的減得結果(023)減去作為干擾分量的拷貝(025)。
由加法器47-2將從基站BS-X輸出到移動站MS-A的傳輸路徑的拷貝(022)和干擾消除器44-1中的減得結果(026)相加，產生提供給下一級干擾消除處理小區(qū)40-2的輸入(027)。類似的干擾消除處理被重復。
當干擾消除處理重復的次數(shù)達到預先確定的數(shù)目N時，來自移動站MS-A中的濾波器41-N的輸出(028)提供給解碼器A 51，其輸出提供到移動站MS-A的發(fā)送信息IXA的拷貝(029)。同樣地，來自移動站MS-B中的濾波器43-N的輸出(030)提供給解碼器B 52，其輸出提供到移動站MS-B的發(fā)送信息IYB的拷貝(031)。
在完成上述多用戶檢測之后，來自各自基站BS-X和BS-Y的拷貝(040)和(042)經過硬決策解碼，以產生決策值(041)和(043)。
移動站MS-A使用決策值(041)和(043)中IXA的決策值(041)。類似地，移動站MS-B使用決策值(041)和(043)中IYB的決策值(043)。
因此，雖然基站BS-X和BS-Y使用相同的頻率f1，它們可以同時分別連接到移動站MS-A和MS-B。換句話說，因為可以實現(xiàn)通過使用一個頻率的重復，通信能力大大地增加。不使用擴散序列的非擴散機制使用較低的頻帶，因此可以預見通信能力增加。
雖然多用戶檢測在上文在從基站到移動站的下行線路的環(huán)境中描述，多用戶檢測也可以甚至在從移動站到基站的上行線路中實現(xiàn)，如果每個基站實現(xiàn)干擾消除技術例如SIC。
根據(jù)本實施方案，接收端具有多用戶檢測功能以從其本地小區(qū)內和本地小區(qū)外接收期望波的操作特性，肯定用于小區(qū)之間的管制移交等。現(xiàn)在將描述圖5中所示的無線電通信環(huán)境。
在圖5中的無線電通信環(huán)境中，它是多小區(qū)結構，其中一個頻率通過使用非擴散機制來重復，多路訪問通過時分多路復用在每個小區(qū)中實現(xiàn)。為了簡單，一個移動站208在由基站102構成的小區(qū)12中操作，并且一個移動站209在由基站103構成的鄰接小區(qū)13中操作。
圖6是示意地說明在圖5中所示多小區(qū)多路訪問無線電通信環(huán)境中的基站處執(zhí)行多用戶檢測的功能結構的圖。
移動站208包括用于產生發(fā)送信號082的信號產生器381，該發(fā)送信號082具有送往其本地小區(qū)中的基站102的用戶數(shù)據(jù)，用于產生發(fā)送信號083的信號產生器382，該發(fā)送信號083具有送往其本地小區(qū)外的基站103的控制信息，用于通過時分多路復用等混合該兩個發(fā)送信號的多路復用器383，以及用于發(fā)送多路復用信號001作為發(fā)送信號002的無線電發(fā)送機384。信號產生器381和382的實體是，例如為每個發(fā)送目標產生的處理方法。當移動站208在小區(qū)12內時，信號產生器381正常工作，而當移動站208位于鄰接小區(qū)13的邊界附近時，信號產生器382開始工作(如下所述)。當基站102和103類似于SIC基于接收信號的強度來執(zhí)行多用戶檢測時，無線電發(fā)送機384優(yōu)選地將用戶數(shù)據(jù)的發(fā)送功率和控制信息的發(fā)送功率交換，并輸出它們。
移動站209包括用于產生發(fā)送信號093的信號產生器391，該發(fā)送信號093具有送往其本地小區(qū)中的基站103的用戶數(shù)據(jù)，用于產生發(fā)送信號092的信號產生器392，該發(fā)送信號092具有送往其本地小區(qū)外的基站102的控制信息，用于通過時分多路復用等混合該兩個發(fā)送信號的多路復用器393，以及用于發(fā)送多路復用信號005作為發(fā)送信號006的無線電發(fā)送機394。信號產生器391和392的實體是，例如為每個發(fā)送目標產生的處理方法。當移動站209在小區(qū)13內時，信號產生器391正常工作，而當移動站209位于鄰接小區(qū)12的邊界附近時，信號產生器392開始工作(如下所述)。當基站102和103類似于SIC基于接收信號的強度來執(zhí)行多用戶檢測時，無線電發(fā)送機394優(yōu)選地將用戶數(shù)據(jù)的發(fā)送功率和控制信息的發(fā)送功率交換，并輸出它們。
基站102具有多用戶檢測器3002。來自移動站208的發(fā)送信號002通過具有傳播特性H82的傳播路徑作為接收信號003提供到基站102，并且來自移動站209的發(fā)送信號006通過具有傳播特性H92的傳播路徑作為接收信號007也提供到基站102。多用戶檢測器3002通過多用戶檢測功能例如SIC來檢測用于識別用戶的接收信號003，以再現(xiàn)信號082’作為由信號產生器381產生的信號，并且再現(xiàn)信號083’作為由信號產生器382產生的信號。類似地，多用戶檢測器3002檢測用于識別用戶的接收信號007，以再現(xiàn)信號093’作為由信號產生器391產生的信號并且再現(xiàn)信號092’作為由信號產生器392產生的信號。
基站103具有多用戶檢測器3003。來自移動站208的發(fā)送信號002通過具有傳播特性H83的傳播路徑作為接收信號004提供到基站103，并且來自移動站209的發(fā)送信號006通過具有傳播特性H93的傳播路徑作為接收信號008也提供到基站103。多用戶檢測器3003通過多用戶檢測功能例如SIC來檢測用于識別用戶的接收信號004，以再現(xiàn)信號082”作為由信號產生器381產生的信號并且再現(xiàn)信號083”作為由信號產生器382產生的信號。類似地，多用戶檢測器3003檢測用于識別用戶的接收信號008，以再現(xiàn)信號093”作為由信號產生器391產生的信號并且再現(xiàn)信號092”作為由信號產生器392產生的信號。
圖7是示意地說明在圖5中所示多小區(qū)多路訪問無線電通信環(huán)境中的移動站處執(zhí)行多用戶檢測的功能結構的圖。
基站102包括用于產生發(fā)送信號028的信號產生器421，該發(fā)送信號028具有送往其本地小區(qū)中的移動站208的用戶數(shù)據(jù)，用于產生發(fā)送信號029的信號產生器422，該發(fā)送信號029具有送往其本地小區(qū)外的移動站209的控制信息，用于通過時分多路復用等混合該兩個發(fā)送信號的多路復用器423，以及用于發(fā)送多路復用信號009作為發(fā)送信號010的無線電發(fā)送機424。信號產生器421和422的實體是例如為每個發(fā)送目標產生的處理方法。信號產生器421正常工作，以發(fā)送數(shù)據(jù)到小區(qū)12內的移動站208，而當鄰接小區(qū)13中的移動站209位于小區(qū)邊界附近時，信號產生器422開始工作(如下所述)。當移動站208和移動站209類似于SIC基于接收信號的強度來執(zhí)行多用戶檢測時，無線電發(fā)送機424優(yōu)選地將用戶數(shù)據(jù)的發(fā)送功率和控制信息的發(fā)送功率交換，并輸出它們。
基站103包括用于產生發(fā)送信號039的信號產生器431，該發(fā)送信號039具有送往其本地小區(qū)中的移動站209的用戶數(shù)據(jù)，用于產生發(fā)送信號038的信號產生器432，該發(fā)送信號038具有送往其本地小區(qū)外的移動站208的控制信息，用于通過時分多路復用等混合該兩個發(fā)送信號的多路復用器433，以及用于發(fā)送多路復用信號013作為發(fā)送信號014的無線電發(fā)送機434。信號產生器431和432的實體是例如為每個發(fā)送目標產生的處理方法。信號產生器431正常工作，以發(fā)送數(shù)據(jù)到小區(qū)13內的移動站209，而當鄰接小區(qū)12中的移動站208位于小區(qū)邊界附近時，信號產生器432開始工作(如下所述)。當移動站208和移動站209類似于SIC基于接收信號的強度來執(zhí)行多用戶檢測時，無線電發(fā)送機434優(yōu)選地將用戶數(shù)據(jù)的發(fā)送功率和控制信息的發(fā)送功率交換，并輸出它們。
移動站208具有多用戶檢測器4008。來自基站102的發(fā)送信號010通過具有傳播特性H28的傳播路徑作為接收信號011提供到移動站208，并且來自基站103的發(fā)送信號014通過具有傳播特性H38的傳播路徑作為接收信號015也提供到移動站208。多用戶檢測器4008通過多用戶檢測功能例如SIC來檢測用于識別用戶的接收信號011，以再現(xiàn)信號028’作為由信號產生器421產生的信號并且再現(xiàn)信號029’作為由信號產生器422產生的信號。類似地，多用戶檢測器4008檢測用于識別用戶的接收信號015，以再現(xiàn)信號039’作為由信號產生器431產生的信號并且再現(xiàn)信號038’作為由信號產生器432產生的信號。
移動站209具有多用戶檢測器4009。來自基站102的發(fā)送信號010通過具有傳播特性H29的傳播路徑作為接收信號012提供到移動站209，并且來自基站103的發(fā)送信號014通過具有傳播特性H39的傳播路徑作為接收信號016也提供到移動站209。多用戶檢測器4009通過多用戶檢測功能例如SIC來檢測用于識別用戶的接收信號012，以再現(xiàn)信號028”作為由信號產生器421產生的信號并且再現(xiàn)信號029”作為由信號產生器422產生的信號。類似地，多用戶檢測器4009檢測用于識別用戶的接收信號016，以再現(xiàn)信號039”作為由信號產生器431產生的信號并且再現(xiàn)信號038”作為由信號產生器432產生的信號。
移動站在圖5～7中所示多小區(qū)多路訪問無線電通信系統(tǒng)結構中執(zhí)行管制移交的操作過程現(xiàn)在將參考圖8中的順序圖來描述。
(1)移動站和基站之間小區(qū)邊界上的傳播環(huán)境例如，將考慮移動站208從小區(qū)12移向小區(qū)13的情況。在該情況中，因為小區(qū)12中的移動站208位于小區(qū)13的邊界附近，從無線電波傳播的觀點，基站103也可以在上行線路接收時，接收來自位于鄰近小區(qū)12中的移動站208的信號?；?03將該信號當作是以基站103作為目標的信號，以執(zhí)行多用戶檢測。
(2)位于其本地小區(qū)中心周圍的每個移動站移動站208主要與小區(qū)12中的基站102通信。特別地，移動站208在信號產生器381中接收包括用戶數(shù)據(jù)的信息以產生信號082，該信號082通過無線電發(fā)送機384發(fā)射到無線電信道上作為信號002而不經過多路復用。當通過傳播特性H82接收到信號003時，基站102通過多用戶檢測將信號003解調成信號082’。類似于上面的操作，用戶數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收操作在移動站209和基站103之間執(zhí)行。
(3)移動站到達小區(qū)邊界附近當移動站208在上述條件下到達小區(qū)邊界附近時，發(fā)射到無線電信道上的信號002通過傳播特性H83作為信號004到達基站103。提供有多用戶檢測器3003的基站103檢測由多用戶檢測產生的信號082”。因此，基站103可以在相同的信道上知道移動站208位于小區(qū)邊界附近，即使在與移動站209通信過程中。
(4)在基站處開始混合一旦知道移動站208進入本地小區(qū)，基站103與本地小區(qū)中的移動站209通信的同時，混合入局的移動站208中的某種響應。該某種響應可以是發(fā)往相應移動站的包括表達例如“在小區(qū)邊界上”或者“可見”的信息數(shù)據(jù)，并且該信息數(shù)據(jù)用作管制移交操作的控制信息。
如圖7中所示，基站103在信號產生器431中產生送往移動站209的信號039，并且在信號產生器432中產生送往移動站208的信號038。基站103在多路復用器433中通過TDMA等綜合信號039和038，以產生信號013。
由TDMA綜合的信息包的實例在圖12中說明。包括目的地信息等的首標(header)段，送往本地小區(qū)中作為原本通信目標的移動站209的數(shù)據(jù)發(fā)送段，送往不是原本通信目標的移動站208的數(shù)據(jù)發(fā)送段，接收信號段，和用于差錯控制的CRC(循環(huán)冗余校驗和)段以時間序列多路復用。用于鑒別以原本目的地作為目標的信號和以原本目的地之外的工作站作為目標的信號的方法包括首標段用來指定數(shù)據(jù)的前沿的方法。
基站103將產生的信號013提供到無線電發(fā)送機434，以將它發(fā)送到無線電信道上作為無線電信號014。通過無線電信道，無線電信號014通過信道H39作為信號016到達位于其本地小區(qū)中的移動站209，并且通過信道H38作為信號015到達移動站208。
具有多用戶檢測功能的移動站209通過多用戶檢測來檢測接收信號016，以再現(xiàn)信號039”和038”。類似地，移動站208通過多用戶檢測來檢測接收信號015，以再現(xiàn)信號039’和038’。然后，移動站208前進到下一個操作模式，當它確認來自基站103的入局信號038’不是來自其本地小區(qū)中的基站的信號時。如上所述，信號038包括表達例如“在小區(qū)邊界上”或“可見”，并且信號038是控制信息，其指示可以接收來自鄰接小區(qū)13中的基站103的信號。
(5)移動站中的響應和開始混合當移動站208從鄰接小區(qū)13中的基站103被通知它進入了基站103的接收區(qū)時，移動站208像前面一樣繼續(xù)在信號產生器381中產生送往其本地小區(qū)中的基站102的通信信息082。該信息跟隨已經由移動站208發(fā)送到小區(qū)12中的信息。
移動站208在信號產生器382中產生指示它請求管制移交的信息083作為管制移交信息，并且在多路復用器383中通過TDMA等來綜合信號082和083。綜合的信號001在無線電發(fā)送機384中轉換成發(fā)送信號002，以發(fā)送到無線電信道上。
另一方面，發(fā)射信號002通過傳播特性H82作為信號003到達基站102，并且通過傳播特性H83作為信號004到達基站103。在基站102處，信號003通過多用戶檢測繼續(xù)解調成從移動站208提供到基站102的信號082’。基站103證實移動站208已經確認接受管制移交，這通過從多用戶檢測所檢測的信號中解調并檢測送往基站103的管制移交啟動信號083”來實現(xiàn)。
(6)移動站和基站處的混合通信基站103在信號產生器432中產生包括控制信息等的信息038，并且同時，在信號產生器431中產生送往其本地小區(qū)13中的移動站209的通信信息039?；?03在多路復用器433中綜合信號038和039。綜合的信號013在無線電發(fā)送機434中轉換成發(fā)送信號014，以發(fā)送到無線電信道上。
發(fā)射信號014通過無線電信道H39作為信號016到達移動站209，并且通過無線電信道H38作為信號015到達移動站208。移動站209在多用戶檢測器4009中通過多用戶檢測來檢測從其本地小區(qū)中的基站103提供的信號039”，然后解調所檢測的信號。已經請求管制移交的移動站208可以通過以相同方式在多用戶檢測器4008中執(zhí)行多用戶檢測，來解調并檢測信息038’，例如送往移動站208的控制信息，以便從鄰接小區(qū)13中的基站103接收控制信息，數(shù)據(jù)信息等。
在確定越區(qū)切換之后，移動站208發(fā)送斷開連接請求到基站102，并且開始僅與基站103通信。換句話說，在移動站208中，信號產生器381的操作被掛起而僅有信號產生器382工作，以繼續(xù)將發(fā)送信號083發(fā)送到基站103。
在上述一系列管制移交處理中，管制移交僅使用來自移動站208的管制移交請求在基站102和103之間實現(xiàn)，而沒有基站102和103之間的任何連接。特別地，基站可以通過多用戶檢測來接收涉及位于其本地小區(qū)外的終端的信息中的包括越區(qū)切換可用性的、不曾發(fā)送到基站的控制信息或數(shù)據(jù)。換句話說，在移動站越區(qū)切換時，主干線上的通信量不需要增加。多用戶檢測其特征在于從傳播特性的觀點，通常發(fā)生在小區(qū)邊界附近，使得多用戶檢測可能與越區(qū)切換有緊密關系。而且，當檢測到接近小區(qū)邊界的移動站時第一次啟動控制信息的混合，允許帶寬的有效利用。
圖9是說明在根據(jù)本實施方案的多小區(qū)無線電通信環(huán)境中用作移動站的無線電通信裝置的操作過程的流程圖。
移動站具有多用戶檢測功能。移動站試圖解調送往其本地小區(qū)中它自身的信號和從其本地小區(qū)外提供的、送往其他站的信號(步驟S1)，并且確定來自其本地小區(qū)外的信號是否存在(步驟S2)。
如果接收信號中不存在來自本地小區(qū)外的信號，移動站僅發(fā)送送往其本地小區(qū)中的基站的信號(步驟S3)。
如果來自本地小區(qū)外的信號通過多用戶檢測而被檢測到，確定是否執(zhí)行管制移交(步驟S4)。因為檢測到來自本地小區(qū)外的信號將意味著移動站接近鄰接小區(qū)的邊界，并且意味著來自連接中的基站的接收信號的場強降低，從而降低通信質量，管制移交的可用性考慮到這些情況來確定。
如果確定不執(zhí)行管制移交，僅發(fā)送送往其當前本地小區(qū)中的基站的信號(步驟S5)。如果確定執(zhí)行管制移交，發(fā)送送往其當前本地小區(qū)中的基站的信號和送往鄰接小區(qū)的基站的信號的混合(步驟S6)。例如，信息，例如送往鄰接小區(qū)的基站的管制移交請求或者管制移交請求的接受，被混合以發(fā)送到鄰接小區(qū)的基站。
圖10是說明在根據(jù)本實施方案的多小區(qū)無線電通信環(huán)境中用作基站的無線電通信裝置的操作過程的流程圖。
基站具有多用戶檢測功能?；驹噲D解調送往其本地小區(qū)中它自身的信號和從其本地小區(qū)外提供的、送往其他站的信號(步驟S11)，并且確定來自其本地小區(qū)外的信號是否存在(步驟S12)。
如果接收信號中不存在來自本地小區(qū)外的信號，基站僅發(fā)送送往其本地小區(qū)中的移動站的信號(步驟S13)。
如果來自本地小區(qū)外的信號通過多用戶檢測而被檢測到，確定是否啟動管制移交(步驟S14)。因為檢測到來自本地小區(qū)外的信號將意味著鄰接小區(qū)中的移動站接近本地小區(qū)的邊界，管制移交的可用性考慮到這些情況來確定。
如果確定不執(zhí)行管制移交，僅發(fā)送送往其當前本地小區(qū)中的移動站的信號(步驟S15)。如果確定啟動管制移交，發(fā)送送往其當前本地小區(qū)中的移動站的信號和送往鄰接小區(qū)的移動站的管制移交請求啟動信號的混合(步驟S16)。
圖8中所示的管制移交操作序列涉及基站驅動越區(qū)切換，其基于由基站103執(zhí)行的來自位于鄰接小區(qū)附近的移動站208的信號的多用戶檢測。相反地，可以基于由移動站執(zhí)行的、來自鄰接小區(qū)基站的信號的多用戶檢測來執(zhí)行移動站驅動越區(qū)切換。后者的管制移交過程現(xiàn)在將參考圖11中所示的操作序列來描述。
(1)移動站和基站之間小區(qū)邊界上的傳播環(huán)境例如，將考慮移動站208從小區(qū)12移向小區(qū)13的情況。在該情況中，因為小區(qū)12中的移動站208位于小區(qū)13的邊界附近，從無線電波傳播的觀點，移動站208也可以在下行線路接收時，接收來自鄰近小區(qū)13中的基站103的信號。移動站208將該信號當作是以移動站208作為目標的信號，以執(zhí)行多用戶檢測。
(2)位于其本地小區(qū)中心周圍的每個移動站移動站208主要與小區(qū)12中的基站102通信。特別地，基站102在信號產生器421中接收包括用戶數(shù)據(jù)的信息以產生信號028，該信號028通過無線電發(fā)送機424發(fā)送到無線電信道上作為信號010而不經過多路復用。當通過傳播特性H28接收到信號011時，移動站208通過多用戶檢測將信號011解調成信號028’。類似于上面的操作，用戶數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收操作在基站103和移動站209之間執(zhí)行。也就是，基站103在信號產生器431中接收包括用戶數(shù)據(jù)的信息以產生信號039，該信號039通過無線電發(fā)送機434發(fā)送到無線電信道上作為信號014而不經過多路復用。
(3)移動站到達小區(qū)邊界附近當移動站208在上述條件下到達小區(qū)邊界附近時，由基站103發(fā)送到無線電信道上的信號014通過傳播特性H38作為信號015到達移動站208。提供有多用戶檢測器4008的移動站208檢測由多用戶檢測產生的信號039”。因此，移動站208可以在相同的信道上知道移動站208位于向基站103的小區(qū)邊界附近，即使在與基站102通信過程中。
(4)在基站處開始混合一旦知道處于鄰接小區(qū)13的邊界附近，移動站208發(fā)送某種響應給鄰接小區(qū)13中的基站103，同時與移動站208所處小區(qū)12中的基站102通信。該某種響應可以是包括表達例如“在小區(qū)邊界上”或者“可見”的信息數(shù)據(jù)，并且該信息數(shù)據(jù)用作管制移交操作的控制信息。
如圖6中所示，移動站208在信號產生器381中產生送往基站102的信號082，并且在信號產生器382中產生送往基站103的信號083。移動站208在多路復用器383中通過TDMA等綜合信號082和083，以產生信號001。移動站208將產生的信號001提供到無線電發(fā)送機384，以將其作為無線電信號002發(fā)送到無線電信道上。通過無線電信道，無線電信號002通過信道H82作為信號003到達當前與其連接的基站，并且通過信道H83作為信號004到達鄰接小區(qū)13中的基站103。
具有多用戶檢測功能的基站103通過多用戶檢測來檢測接收信號004，以再現(xiàn)信號082”和083”。類似地，基站102通過多用戶檢測來檢測接收信號003，以再現(xiàn)信號082’和083’。然后，基站103前進到下一個操作模式，當它確認來自移動站208的入局信號083”不是來自本地小區(qū)13中的移動站的信號時。如上所述，信號083包括表達例如“在小區(qū)邊界上”或“可見”，并且信號083是控制信息，其指示可以接收來自位于鄰接小區(qū)12的邊界附近的移動站208的信號。
(5)基站中的響應和開始混合當基站103被通知位于鄰接小區(qū)12邊界附近的移動站208進入基站103的接收區(qū)時，基站103像前面一樣，繼續(xù)在信號產生器431中產生送往本地小區(qū)13中的移動站209的通信信息039。該信息跟隨已經由基站103發(fā)送到小區(qū)13中的信息。
基站103在信號產生器432中響應管制移交請求產生管制移交啟動信號038作為管制移交信息，并且在多路復用器433中通過TDMA等來綜合信號039和038。綜合的信號013在無線電發(fā)送機434中轉換成發(fā)送信號014，以發(fā)送到無線電信道上。
另一方面，發(fā)射信號014通過傳播特性H38作為信號015到達移動站208，并且通過傳播特性H39作為信號016到達移動站209。在移動站209處，信號016通過多用戶檢測，繼續(xù)解調成從基站103提供到移動站209的信號039”。移動站208證實基站103已經確認接受管制移交，這通過從多用戶檢測所檢測的信號中解調并檢測送往移動站208的管制移交啟動信號038’來實現(xiàn)。
(6)移動站和基站處的混合通信移動站208在信號產生器382中產生包括控制信息等的信息083，并且同時，在信號產生器381中產生送往其本地小區(qū)12中的基站102的通信信息082。移動站208在多路復用器383中綜合信號082和083。綜合的信號001在無線電發(fā)送機384中轉換成發(fā)送信號002，以發(fā)送到無線電信道上。
發(fā)射信號002通過無線電信道H82作為信號003到達基站102，并且通過無線電信道H83作為信號004到達基站103?；?02在多用戶檢測器3002中通過多用戶檢測來檢測從其本地小區(qū)12中的移動站208提供的信號082’，然后解調所檢測的信號。已經提交管制移交啟動信號的基站103可以通過以相同方式在多用戶檢測器3003中執(zhí)行多用戶檢測，來解調并檢測信息083”，例如送往基站103的控制信息，以便從鄰接小區(qū)12中的移動站208接收控制信息，數(shù)據(jù)信息等。
在確定越區(qū)切換之后，移動站208發(fā)送斷開連接請求到基站102，并且開始僅與基站103通信。換句話說，在移動站208中，信號產生器381的操作被掛起而僅有信號產生器382工作，以繼續(xù)將發(fā)送信號083發(fā)送到基站103。
在上述一系列管制移交處理中，管制移交僅使用來自移動站208的管制移交請求在基站102和103之間實現(xiàn)，而沒有基站102和103之間的任何連接。特殊地，基站可以通過多用戶檢測來接收涉及位于其本地小區(qū)外的終端的信息中包括越區(qū)切換可用性的、不曾發(fā)送到基站的控制信息或數(shù)據(jù)。換句話說，移動站的越區(qū)切換時，主干線上的通信量不需要增加。
如圖8和11中所示，用于起動終端驅動越區(qū)切換請求的方法(也就是，不需要主干線的越區(qū)切換請求)包括這樣的方法，其中場強被監(jiān)控，如果從期望基站接收的場強減小，則確定移動站位于小區(qū)邊界附近，還包括這樣的方法，其中通過使用由GPS(全球定位系統(tǒng))等獲得的位置信息或者通過使用一種用無線電波來測量移動站和基站之間的距離的方法，來確定移動站是否位于小區(qū)邊界附近。這些方法可以由系統(tǒng)自動執(zhí)行或可以由用戶手動執(zhí)行。
根據(jù)上述實施方案，不啟動送往本地小區(qū)外的站的信號混合，直到確定移動站位于小區(qū)邊界附近。在這種情況下，更寬的帶寬可以分配給用戶數(shù)據(jù)的發(fā)送，而沒有越區(qū)切換，從而提高數(shù)據(jù)發(fā)送效率。雖然可以提供用于啟動信號混合的各種標準，它們不在本描述中提及。
在本描述中，“位于小區(qū)內”意味著位于移動站所屬的基站的小區(qū)內(移動站注冊到該基站上)。多用戶檢測不僅當移動站位于小區(qū)邊界附近時執(zhí)行，而且當移動站位于其本地小區(qū)中心周圍時也執(zhí)行，在后者情況下，來自其他站的干擾被降低?？梢詫⑿盘柗诸惓伞八屯镜卣镜男盘枴焙汀捌渌盘枴?。當移動站位于兩個小區(qū)之間的邊界并且要執(zhí)行管制移交時，從兩個基站送往移動站的信號和其他信號都作為期望信號來接收。
圖13是說明本發(fā)明應用于熱點服務中的管制移交的實例的圖。
近年來，通過在店鋪例如咖啡店中安裝無線LAN接入點，來提供因特網訪問服務的熱點(hostpot)服務已經變得普遍。在本情況下，每個接入點僅連接到因特網，使得當啟動管制移交時用戶不能在熱點之間移動。這是因為接入點由各個店鋪無計劃地提供，并且不存在用于控制多個接入點的機制(蜂窩式系統(tǒng)的移動通信控制中心(MSC))。這里的“接入點”基本上與基站同義。
根據(jù)圖8和11中所示的本發(fā)明，由每個都具有多用戶檢測的接入點和移動終端來引導的各個管制移交處理，可以不需要用于控制多個接入點的機制而實現(xiàn)管制移交，如圖13中所示。
每個接入點，例如藥店或咖啡店，僅連接到因特網；然而每個移動站在與每個接入點建立連接的同時無縫地實現(xiàn)管制移交。這不需要根據(jù)計劃來提供多個接入點。
圖14是說明本發(fā)明應用于普遍型網絡中的管制移交實例的圖。
近年來，家庭中或辦公室中的所有電氣設備都連接到網絡上的普遍型網絡已經吸引人們。在普遍型網絡中，不同的接入點在客廳和個人用房間中提供，如圖14中所示。
雖然在已知的管制移交處理中需要用于控制多個接入點機制，引申根據(jù)圖8和11中所示的本發(fā)明的管制移交處理，可以不需要用于控制多個接入點的機制而實現(xiàn)管制移交。
以這種方式，移動站可以在與每個接入點建立連接的同時，無縫地實現(xiàn)管制移交，即使用戶任意地提供作為接入點的電氣設備。
補充本發(fā)明已經以其優(yōu)選形式來描述，具有某種程度的特殊性。但是，對本領域技術人員將顯然的是，可以不背離本發(fā)明的本質和范圍而在本發(fā)明中做各種改變和修改。因此，本發(fā)明是說明性的而不是限制性的。應當理解，本發(fā)明的范圍由所附的權利要求書來確定。
工業(yè)應用性本發(fā)明可以提供一種高級無線電通信系統(tǒng)，其中多個移動終端通過多路訪問來同時與一個基站通信，以及一種無線電通信裝置、無線電通信方法和一種計算機程序。
本發(fā)明可以提供一種高級無線電通信系統(tǒng)，其中例如在管制移交過程中或者當小區(qū)過載時，移動站可以切換基站到其本地小區(qū)外的另一個基站，而不需要基站之間的連接，以及一種無線電通信裝置、無線電通信方法和一種計算機程序。
本發(fā)明可以提供一種高級無線電通信系統(tǒng)，其中即使基站無計劃地提供，也可以實現(xiàn)移動終端驅動的管制移交，以及一種無線電通信裝置、無線電通信方法和一種計算機程序。
根據(jù)本發(fā)明，管制移交啟動信號和管制移交停止信號不需要是獨立的信號，從而提高整個通信系統(tǒng)的吞吐量。
權利要求
1.一種無線電通信系統(tǒng)，具有多小區(qū)多用戶結構，其中各個基站能夠通信的小區(qū)鄰近地或接近地排列，其中具有多用戶檢測功能的每個基站，基于用于識別用戶的、來自移動站的發(fā)送信號的檢測，來確定其本地小區(qū)外的移動站接近鄰接小區(qū)的邊界，并且將送往本地小區(qū)內的移動站的信號和送往本地小區(qū)外的移動站的信號混合并綜合，以輸出綜合的信號。
2.根據(jù)權利要求1的無線電通信系統(tǒng)，其中本地小區(qū)外的移動站發(fā)送管制移交請求到鄰接小區(qū)中的基站，并且響應被啟動的管制移交，脫離原本的基站以實現(xiàn)管制移交。
3.一種無線電通信系統(tǒng)，具有多小區(qū)多用戶結構，其中各個基站能夠通信的小區(qū)鄰近地或接近地排列，其中具有多用戶檢測功能的移動站，基于用于識別用戶的、來自其本地小區(qū)外的基站的發(fā)送信號的檢測，來確定該移動站接近鄰接小區(qū)的邊界，并且將送往本地小區(qū)內的基站的信號和送往鄰接小區(qū)中的基站的信號混合并綜合，以輸出綜合的信號。
4.根據(jù)權利要求1的無線電通信系統(tǒng)，其中鄰接小區(qū)中的基站響應來自移動站的信號的接收，而發(fā)送管制移交啟動信號；并且其中移動站響應被啟動的管制移交，脫離原本的基站，以實現(xiàn)管制移交。
5.一種無線電通信裝置，在具有多小區(qū)多用戶結構、其中各個基站能夠通信的小區(qū)鄰近地或接近地排列的無線電通信環(huán)境中操作，該無線電通信裝置包括多用戶檢測裝置，其用于檢測多個接收信號作為期望信號；以及多路信號發(fā)送裝置，其響應由多用戶檢測裝置執(zhí)行的用于識別用戶的來自本地小區(qū)外的站的發(fā)送信號的檢測，來將送往本地小區(qū)內的站的信號和送往本地小區(qū)外的站的信號混合并綜合，以輸出綜合信號。
6.根據(jù)權利要求5的無線電通信裝置，其中多用戶檢測裝置通過以接收信號的接收功率的降序解調接收信號、并且在接收站重復消除信號的過程，來檢測所有的接收信號，每個接收信號是噪聲與從本地小區(qū)內和本地小區(qū)外的每個發(fā)送站發(fā)送的并且通過每個傳播特性傳播的輸入信號的總和。
7.根據(jù)權利要求6的無線電通信裝置，其中多路信號發(fā)送裝置將送往本地小區(qū)內的站的信號的發(fā)送功率與送往本地小區(qū)外的站的信號的發(fā)送功率交換，并輸出它們。
8.根據(jù)權利要求5的無線電通信裝置，其中無線電通信裝置用作基站，其連接到基站能夠通信的小區(qū)中的一個或多個移動站，其中當基于由多用戶檢測裝置執(zhí)行的用于識別用戶的來自本地小區(qū)外的移動站的發(fā)送信號的檢測，確定本地小區(qū)外的移動站接近鄰接小區(qū)的邊界時，多路信號發(fā)送裝置將送往本地小區(qū)內的移動站的信號和送往本地小區(qū)外的移動站的信號混合并綜合，以輸出綜合的信號；并且其中無線電通信裝置響應來自本地小區(qū)外的移動站的管制移交請求而啟動管制移交。
9.根據(jù)權利要求5的無線電通信裝置，其中無線電通信裝置用作移動站，其位于由基站規(guī)定的小區(qū)中，其中當基于由多用戶檢測裝置執(zhí)行的用于識別用戶的來自本地小區(qū)外的基站的發(fā)送信號的檢測，確定移動站接近鄰接小區(qū)的邊界時，多路信號發(fā)送裝置將送往本地小區(qū)內的基站的信號和送往鄰接小區(qū)中的基站的信號混合并綜合，以輸出綜合的信號；并且其中無線電通信裝置響應來自鄰接小區(qū)中的基站的管制移交允許而執(zhí)行管制移交。
10.在具有多小區(qū)多用戶結構、其中各個基站能夠通信的小區(qū)鄰近地或接近地排列的無線電通信環(huán)境中的一種無線電通信方法，該無線電通信方法包括多用戶檢測步驟，其用于檢測多個接收信號作為期望信號；以及多路信號發(fā)送步驟，其響應多用戶檢測步驟中用于識別用戶的來自本地小區(qū)外的站的發(fā)送信號的檢測，來將送往本地小區(qū)內的站的信號和送往本地小區(qū)外的站的信號混合并綜合，以輸出綜合的信號。
11.根據(jù)權利要求10的無線電通信方法，其中多用戶檢測步驟通過以接收信號的接收功率的降序解調接收信號、并且在接收站重復消除信號的過程，來檢測所有接收信號，每個接收信號是噪聲與從本地小區(qū)內和本地小區(qū)外的每個發(fā)送站發(fā)送的并且通過每個傳播特性傳播的輸入信號的總和。
12.根據(jù)權利要求10的無線電通信方法，其中多路信號發(fā)送步驟將送往本地小區(qū)內的站的信號的發(fā)送功率與送往本地小區(qū)外的站的信號的發(fā)送功率交換，并輸出它們。
13.根據(jù)權利要求10的無線電通信方法，對于用作基站的操作，該基站連接到基站能夠通信的小區(qū)中的一個或多個移動站，其中當基于多用戶檢測步驟中用于識別用戶的來自本地小區(qū)外的移動站的發(fā)送信號的檢測，確定本地小區(qū)外的移動站接近鄰接小區(qū)的邊界時，多路信號發(fā)送步驟將送往本地小區(qū)內的移動站的信號和送往本地小區(qū)外的移動站的信號混合并綜合，以輸出綜合的信號；并且其中無線電通信方法包括響應來自本地小區(qū)外的移動站的管制移交請求而啟動管制移交的管制移交啟動步驟。
14.根據(jù)權利要求10的無線電通信方法，對于用作移動站的操作，該移動站位于由基站規(guī)定的小區(qū)中，其中當基于多用戶檢測步驟中用于識別用戶的來自本地小區(qū)外的基站的發(fā)送信號的檢測，確定該移動站接近鄰接小區(qū)的邊界時，多路信號發(fā)送裝置將送往本地小區(qū)內的基站的信號和送往鄰接小區(qū)中的基站的信號混合并綜合，以輸出綜合的信號；并且其中無線電通信方法包括響應來自鄰接小區(qū)中的基站的管制移交允許而執(zhí)行管制移交的管制移交步驟。
15.一種無線電通信裝置，在具有多用戶結構的無線電通信環(huán)境中操作，該無線電通信裝置包括信號產生裝置，其用于為多個發(fā)送目標產生多個發(fā)送信號；以及多路復用綜合發(fā)送裝置，其用于混合并綜合發(fā)送信號并且改變送往每個發(fā)送目標的發(fā)送信號的發(fā)送功率以輸出。
16.具有多用戶結構的無線電通信環(huán)境中的一種無線電通信方法，該無線電通信方法包括信號產生步驟，其用于為多個發(fā)送目標產生多個發(fā)送信號；以及多路復用綜合發(fā)送步驟，其用于混合并綜合發(fā)送信號并且改變送往每個發(fā)送目標的發(fā)送信號的發(fā)送功率以輸出。
17.一種計算機程序，其以計算機可讀的形式來描述，以使計算機系統(tǒng)執(zhí)行在具有多小區(qū)多用戶結構、各個基站能夠通信的小區(qū)鄰近地或接近地排列的無線電通信環(huán)境中的無線電通信過程，該計算機程序包括多用戶檢測步驟，其用于檢測多個接收信號作為期望信號；以及多路信號發(fā)送步驟，其用于響應多用戶檢測步驟中用于識別用戶的來自本地小區(qū)外的站的發(fā)送信號的檢測，來將送往本地小區(qū)內的站的信號和送往本地小區(qū)外的站的信號混合并綜合，以輸出綜合的信號。
全文摘要
一種無線電通信系統(tǒng)，其使用具有多用戶檢測功能的接收機，以及將控制信息和用戶數(shù)據(jù)組合并輸出合成結果的發(fā)送機，以實現(xiàn)例如當執(zhí)行管制移交時或當小區(qū)過載時，不需要基站之間的協(xié)調的無線電通信網絡。當接收到來自鄰接小區(qū)邊界處的移動站的發(fā)送信號時，基站將用于管制移交操作控制的控制信息和送往其自身小區(qū)中的移動站的用戶數(shù)據(jù)組合在一起，并發(fā)送該數(shù)據(jù)。響應于該數(shù)據(jù)，鄰接小區(qū)中的移動站通過使用多用戶檢測功能分離控制信息，檢測信號，并且將管制移交請求發(fā)送到基站。
文檔編號H04B7/005GK1518840SQ03800158
公開日2004年8月4日 申請日期2003年2月14日 優(yōu)先權日2002年2月18日
發(fā)明者內田薰規(guī), 鈴木三博, 迫田和之, 之, 博 申請人:索尼株式會社