專利名稱：使用選擇的多重分集接收的蜂窩無線電話基站的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)，具體地講涉及蜂窩無線通信基站和相關(guān)方法。
蜂窩通信系統(tǒng)通常用于給多個移動單元或用戶提供話音或數(shù)據(jù)通信。模擬蜂窩系統(tǒng)諸如指定的AMPS、ETACS、NMT-450和NMT-900已成功地在全世界使用。最近，已引入了數(shù)字蜂窩系統(tǒng)，如北美指定的IS-54B和泛歐GSM系統(tǒng)。這些系統(tǒng)和其它系統(tǒng)例如在1993年由麻省Nor wood市Artech House出版社出版的Balston等人的文章“蜂窩無線電系統(tǒng)”中敘述了。
在蜂窩技術(shù)中通常采用頻率重用，其中頻率組被分配在稱為網(wǎng)孔的有限地理覆蓋區(qū)中使用。包含等效頻率組的網(wǎng)孔在地理上分開，允許在不同網(wǎng)孔中的移動單元同時使用相同頻率而不互相干擾。這樣做，幾千個用戶可由只有幾百個頻率的系統(tǒng)服務(wù)。例如在美國，聯(lián)邦主管部門分配給蜂窩通信一組UHF頻譜，該頻譜再分為窄頻帶對，稱為信道。信道配對是由于頻率雙工安排的結(jié)果，其中每對的發(fā)送和接收頻率偏移45MHZ。在美國目前有832個30KHZ寬的無線電信道分配給蜂窩移動通信。為了解決這個模擬系統(tǒng)的容量限制的問題，已經(jīng)提供數(shù)字傳輸標(biāo)準(zhǔn)，指定為IS-54B，其中這些頻率信道再細(xì)分為3個時隙。
如

圖1所示，如在現(xiàn)有技術(shù)中的蜂窩通信系統(tǒng)20包括一個或幾個移動站或單元21、一個或幾個基站23和一個移動電話交換局(MTSO)25。雖然在圖1中只示出三個網(wǎng)孔36，但典型的蜂窩網(wǎng)絡(luò)可包括幾百個基站、幾千個移動站和一個以上的MTSU。每個網(wǎng)孔已分配給它一條或幾條專用控制信道和一條或幾條話音信道。典型的網(wǎng)孔例如可有一條控制信道和21條話音/數(shù)據(jù)或業(yè)務(wù)信道?？刂菩诺朗怯糜诎l(fā)送網(wǎng)孔識別和尋呼信息的專用信道。業(yè)務(wù)信道傳遞話音和數(shù)據(jù)信息。
MTSO25是整個蜂窩網(wǎng)絡(luò)20的中央?yún)f(xié)調(diào)單元。它典型地包括一個蜂窩處理器28、一個蜂窩交換機(jī)29和還提供到公共交換電話網(wǎng)(PSTN)30的接口。通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)20，在兩個移動站21之間或在一個移動站21與一個陸線電話用戶33之間可實現(xiàn)雙工無線電通信鏈路32?；?3的功能通常是處理與移動站21的無線通信。在這個容量中，基站23簡單地起著數(shù)據(jù)和話音信號的中繼站的作用?；?3還監(jiān)視鏈路32的質(zhì)量并且監(jiān)視來自移動站21的接收信號強(qiáng)度。
如在現(xiàn)有技術(shù)中的典型基站23在圖2中示意地表示出，作為一個例子，圖2表示由瑞典斯特哥爾摩市的Ericsson Telecom AB制造的用于CMS8800蜂窩移動電話系統(tǒng)的型號RBS.882的功能部件。在由Ericsson Telecom AB出版的出版號EN/LZT 101908R2B中給出了這個模擬蜂窩網(wǎng)絡(luò)的詳細(xì)說明。
有關(guān)許多通路的現(xiàn)在公共看法是基站23包括一個控制單元34和一個天線塔35?？刂茊卧?4包括基站電子設(shè)備而且通常放置在或接近塔基的堅固的機(jī)殼內(nèi)。在這個機(jī)殼內(nèi)是無線電控制組37或RCG、交換無線電接口(ERI)38和一個主電源41及一個后備電源42，主電源41用于變換AC電網(wǎng)的電源以便對基站23內(nèi)的各個部件供電。
ERI38提供MTSO25和基站23之間的信號。ERI38從RCG37接收數(shù)據(jù)并且在專用的MTSO-BS鏈路45上將它發(fā)送給MTSO25。在相反方向，ERI38從MTSO25接收數(shù)據(jù)并且將它發(fā)送給RCG37，以便隨后發(fā)送給移動站21。
無線電控制組37包括實現(xiàn)無線電通信必要的電子設(shè)備。在圖3中示出現(xiàn)有技術(shù)的RCG37的功能方框圖。所示的結(jié)構(gòu)表示一個控制信道發(fā)送/接收模塊(TRM)51、多個話音信道TRM52和一個信號強(qiáng)度接收機(jī)53，正如是服務(wù)一個網(wǎng)孔或一個網(wǎng)孔的扇區(qū)所要求的典型結(jié)構(gòu)。每個TRM51、52包括相應(yīng)的發(fā)射機(jī)54、接收機(jī)55和控制單元57。TRM51、52典型地不是頻率靈活的而在唯一一條預(yù)定信道上工作。ERI38的控制信號由各個控制單元57接收。話音和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)信號在分開的接口上發(fā)送到ERI38。
用于控制和話音的每個發(fā)射機(jī)54連接到發(fā)射組合器58。發(fā)射組合器組合所有的輸入信號為通過同軸電纜62耦合到發(fā)送天線63的單個輸出信號。通過使用組合器58，典型地多達(dá)16個發(fā)射機(jī)54可連接到公共發(fā)送天線63。使用組合器58是因為在用于支持天線的天線桿和塔上經(jīng)常有空間的獎勵(premium)。在極端情況，可要求一個天線桿支持100無線電信道。
典型的基站23的一個可見的特性是天線塔35。為了取得合理的覆蓋區(qū)，天線63、65希望安裝在地面上的某些距離。現(xiàn)在另外參見圖4A的現(xiàn)有技術(shù)圖解平面視圖，在郊區(qū)該塔35通常位于網(wǎng)孔36的中心，因此提供全方位覆蓋。在全方向網(wǎng)孔中，控制信道和有效話音信道在該網(wǎng)孔的所有區(qū)域中--通常從單個天線廣播?；?3更密集地設(shè)置，分扇區(qū)的天線系統(tǒng)可如在現(xiàn)有技術(shù)中那樣采用，并且以圖4B的示意圖表示。扇區(qū)化要求定向天線70例如具有120度的輻射圖，如圖4B所示。每個扇區(qū)71本身是具有它自己的控制信道和業(yè)務(wù)信道的一個網(wǎng)孔。注意“信道”可能指模擬系統(tǒng)中的特定的載頻或者混合的TDMA/FDMA系統(tǒng)例如IS-54和GSM中特定的載波/時隙組合。
兩接收天線65的每個天線耦合到相應(yīng)的接收組合器66A、66B，其中接收的信號根據(jù)頻率分開并且傳送給每個TRM51、52中的各個接收機(jī)55。接收的信號經(jīng)常經(jīng)受干擾和衰落的有害影響。由于這個原因，兩接收天線65典型地間隔一個距離，通常大于十倍的載波信號波長，因此它們可從呈現(xiàn)無相關(guān)衰落的不同信號路徑接收信號，因為提供空間分集接收。
分集接收包括組合從兩個或幾個天線來的信號。有許多傳統(tǒng)技術(shù)用于預(yù)檢測和后檢測分集組合，這些技術(shù)例如在1992年McGraw-Hill公司出版的William C.Y.Lee所著的書名為“移動通信工程”第10章中敘述。典型的分集組合器從兩天線的每個天線接收一個信號，根據(jù)質(zhì)量指示指定每個信號的加權(quán)系數(shù)，如載波噪聲比或平均信號功率，并且根據(jù)這些加權(quán)系數(shù)組合信號產(chǎn)生單個增強(qiáng)的質(zhì)量信號。
不管蜂窩系統(tǒng)基站接收天線中空間分集的理論上的優(yōu)點，不是總能得到足夠的分開。換句話說，天線塔可能不允許接收天線的足夠物理分開以取得接收信號的不相關(guān)衰落。這也適用于使用波束形成技術(shù)的應(yīng)用中，該技術(shù)經(jīng)常要求接收天線陣列單元分開一個波長或更少。另外，線性極化移動天線的方向不總是與在基站的典型地垂直極化的接收天線成一直線，產(chǎn)生極化失配衰落。
眾所周知，極化分集接收可用于增強(qiáng)信號質(zhì)量。極化分集接收利用不同極化的信號之間的低相關(guān)。它包含組合不同極化典型地為互相正交的信號，使用類似于在空間分集技術(shù)中采用的分集組合技術(shù)的分集組合技術(shù)。例如在William C.Y.Lee所著的“移動通信工程”第9章中敘述極化分集接收。
對于空間和水平分集接收二者，通過加上另外的天線和將接收的另外信號傳送入更高階分集組合器能夠取得更大的分集增益。但是，這個方法增加計算和硬件復(fù)雜性，因為需要更復(fù)雜的更高階分集組合器。由于許多現(xiàn)有的基站采用耦合到兩分支分集組合器的兩個空間不同的天線，適于與多個天線一起使用的這些站可能需要替代現(xiàn)有兩個分支組合器。此外，利用較高階分集組合取得的增益增加一般隨增加階而減少，而附加噪聲從呈現(xiàn)較差質(zhì)量諸如低載波噪聲比或高干擾電平的信號分支匯入。
根據(jù)前述，因此本發(fā)明的目的是提供能夠與蜂窩電話機(jī)增強(qiáng)通信的蜂窩無線電話基站，特別是考慮衰落和/或干擾時。
本發(fā)明的另一個目的是提供改進(jìn)的蜂窩無線電話基站和方法，用于增強(qiáng)蜂窩無線電話通信而無需對蜂窩無線電話基站單元的設(shè)計增加不適當(dāng)?shù)膹?fù)雜性。
由蜂窩無線電話基站和信號選擇裝置提供本發(fā)明的這些和其它目的、優(yōu)點和特性，該基站從蜂窩無線電話天線陣列產(chǎn)生至少三個處理的無線電話通信信號，該信號選擇裝置用于選擇至少兩個但少于所有的處理的無線電話通信信號。然后選擇的信號可傳送給解碼器，諸如常規(guī)的兩分支組合器。因此該基站可適用于與多個天線一起使用，而不要求其它硬件單元的不適當(dāng)替換。
特別地，根據(jù)本發(fā)明，蜂窩無線電話基站包括蜂窩無線電話接收天線陣列，用于接收代表來自蜂窩無線電話機(jī)的蜂窩無線電話通信的蜂窩無線電話通信能量。蜂窩無線電話通信處理裝置響應(yīng)該天線陣列，用于處理接收的蜂窩無線電話通信能量，產(chǎn)生至少三個處理的無線電話通信信號，每個通信信號代表從一個覆蓋扇區(qū)接收的蜂窩無線電話通信能量。處理的無線電話信號選擇裝置響應(yīng)該處理裝置，用于選擇兩個但小于所有的至少三個處理的無線電話通信信號。解碼裝置響應(yīng)信號選擇裝置，用于從該至少兩個但小于所有的至少三個處理的無線電話通信信號來的無線電話通信。
本發(fā)明提供來自多個天線陣列的信號分集接收的優(yōu)點，通過選擇輸入到較低階分集組合器的特別處理的無線電話通信信號，不要求在單個分集組合器中組合從多個天線接收的所有信號的增加的復(fù)雜性和費用。因此本發(fā)明可提供更多種的處理無線電話通信信號的組合。本發(fā)明還可通過防止從具有差的質(zhì)量的如低載波噪聲比的信號的噪聲注入到該分集組合器提供增強(qiáng)的分集接收。另外，本發(fā)明可允許使用具有較高階多天線陣列的現(xiàn)有較低階分集組合器。
根據(jù)本發(fā)明，該無線電話信號選擇裝置最好在諸如最高功率或信號質(zhì)量的基礎(chǔ)上選擇。最好該無線電話信號選擇裝置只選擇兩個處理的無線電話通信信號，傳送給一個常規(guī)的兩分支組合器。解碼裝置最好包括均衡裝置，諸如用于根據(jù)一定的特性諸如載波器聲比和信號功率執(zhí)行選擇的處理的蜂窩無線電話信號的加權(quán)組合的均衡器。應(yīng)該懂得，無線電話接收天線陣列可包括至少三個天線振子，如單個的水平或垂直偶極天線。還應(yīng)懂得，該處理裝置可包括波束形成裝置，諸如波束形成硬件，用于從天線陣列產(chǎn)生天線波束，以一個或幾個波束覆蓋一個覆蓋扇區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，該處理裝置可包括用于產(chǎn)生至少兩個處理的第一極化無線電話通信信號和至少兩個處理的第二極化無線電話通信信號的裝置，每個處理的第一極化無線電話通信信號代表從一個覆蓋扇區(qū)接收的并具有第一極化的蜂窩無線電話通信能量，每個處理的第二極化無線電話通信信號代表從一個覆蓋區(qū)接收的并且具有第二極化的無線電話通信能量。兩個極化最好互相正交，例如水平和垂直。
處理的無線電話信號選擇裝置選擇該至少兩個處理的第一極化無線電話通信信號中至少一個信號和該至少兩個處理的第二極化無線電話通信信號中至少一個的信號。該選擇裝置最好在最高功率或最高信號質(zhì)量的基礎(chǔ)上從代表每個極化的處理的無線電話通信信號中選擇。因此本發(fā)明用于增強(qiáng)極化分集接收。
蜂窩無線電話接收陣列可包括至少三個天線振子，如偶極子天線。四個天線陣列振子可包括用于接收具有第一極化的無線電話通信能量的至少兩個天線振子和用于接收具有第二極化的無線電話通信能量的至少兩個天線振子。
蜂窩無線電話信號處理裝置可包括波束形成裝置，諸如用于從天線振子的陣列產(chǎn)生天線波束的波束形成硬件。最好每個波束覆蓋一個覆蓋扇區(qū)和接收具有特定極化的蜂窩無線電話通信能量。最好具有第一極化的天線波束的覆蓋扇區(qū)與具有第二極化的相鄰天線波束的覆蓋扇區(qū)重疊。
本發(fā)明的方法方面操作蜂窩無線電話基站與至少一個蜂窩無線電話機(jī)通信。代表來自蜂窩無線電話機(jī)的蜂窩無線電話通信的蜂窩無線電話通信能量在蜂窩無線電話接收天線陣列上接收。接收的蜂窩無線電話通信能量被處理。產(chǎn)生至少三個處理的無線電話通信信號，每個處理的無線電話通信信號代表從一個覆蓋扇區(qū)接收的蜂窩無線電話通信能量。選擇至少兩個但少于所有的該至少三個處理的無線電話通信信號。從該至少兩個但少于所有的該至少三個處理的無線電話通信信號來的無線電話通信被解碼。因而提供增強(qiáng)的蜂窩無線電話通信，而對基站單元無需增加不適當(dāng)?shù)膹?fù)雜性。
圖1是表示如在現(xiàn)有技術(shù)中的蜂窩通信系統(tǒng)的基本部件的示意方框圖；圖2是表示如在現(xiàn)有技術(shù)中的蜂窩通信基站的功能部件的示意方框圖；圖3是表示如在現(xiàn)有技術(shù)中的基站的無線電控制組的功能單元的示意方框圖；圖4A是表示如在現(xiàn)有技術(shù)中全方向蜂窩圖的示意平面圖；圖4B是表示如在現(xiàn)有技術(shù)中的分扇區(qū)的蜂窩圖的示意平面圖；圖5是表示在蜂窩無線電話通信基站和蜂窩無線電話機(jī)之間的蜂窩無線電話通信的示意方框圖；圖6是表示根據(jù)本發(fā)明的蜂窩無線電話基站的方框圖；圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的蜂窩無線電話基站的方框圖；圖8是表示根據(jù)本發(fā)明包括極化分集接收的蜂窩無線電話基站的方框圖；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明包括極化分集接收和波束形成的蜂窩無線電話基站的方框圖；圖10a是根據(jù)本發(fā)明的蜂窩無線電話天線陣列的前透視圖；圖10b是根據(jù)本發(fā)明包括極化分集和波束形成的蜂窩無線電話基站的增益圖曲線；和圖11是表示根據(jù)本發(fā)明選擇處理的無線電話信號操作的方框圖。
在下面參照附圖更全面地敘述本發(fā)明，圖中示出本發(fā)明的優(yōu)選實施例。但是，這個發(fā)明可用許多不同形式實施，而且不應(yīng)構(gòu)成為限制在這里提出的實施例；而是提供這些實施例，使得這個公開內(nèi)容充分和完整，而且對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，完全覆蓋本發(fā)明的范圍。相同標(biāo)號指相同的單元。
現(xiàn)在參見圖5，在蜂窩無線電話通信基站500的蜂窩無線電話天線陣列510從蜂窩無線電話機(jī)520接收代表蜂窩無線電話通信501的蜂窩無線電話通信能量521。從覆蓋扇區(qū)530接收蜂窩無線電話通信能量521。本領(lǐng)域的技術(shù)人員懂得，天線陣列510典型地用于在基站500接收和發(fā)送。還懂得，天線陣列510可包括多個單獨安裝的天線或隔開的子陣列，以便通過空間分集接收取得增強(qiáng)的通信質(zhì)量。
參見圖6，蜂窩無線電話通信信號處理裝置610響應(yīng)從無線電話接收天線陣列510接收的無線電話通信能量601產(chǎn)生至少三個處理的無線電話通信信號611。每個處理的信號611代表在特定覆蓋扇區(qū)530中接收的蜂窩無線電話通信能量。如本領(lǐng)域技術(shù)人員懂得的，一個覆蓋扇區(qū)530可對應(yīng)于代表相對特定處理信號611的天線陣列510的增益的一個或幾個波束。
處理的無線電話通信信號選擇裝置620選擇至少兩個但少于所有的該至少三個處理的蜂窩無線電話通信信號611。選擇裝置620最好在諸如信號功率或信號質(zhì)量的基礎(chǔ)上選擇。本領(lǐng)域的技術(shù)人員懂得，可單獨或組合地使用各種信號功率或信號質(zhì)量的測量，諸如同步字的相關(guān)或載波噪聲比。
解碼裝置630解碼來自該至少兩個選擇的處理蜂窩無線電話通信信號621的無線電話通信501。最好，解碼裝置630包括均衡裝置，用于組合該至少兩個選擇的處理無線電話通信信號621。均衡處理的例子在授予Chennakeshu等人的美國專利5285480中敘述，而均衡一般在1983年由McGraw-Hill公司出版的J.Proakis的“數(shù)字通信”中敘述。本領(lǐng)域技術(shù)人員懂得，用于解碼選擇的處理信號621的其它裝置，諸如具有兩個或多個輸入分支的轉(zhuǎn)換的或等增益組合器可與本發(fā)明一起使用。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明包括選擇的分集接收的蜂窩無線電話基站。天線陣到510包括四個天線陣列振子710a-d。本領(lǐng)域的技術(shù)人員懂得，陣列振子710可包括單個偶極子、偶極子或其它振子的子陣列或者其它結(jié)構(gòu)。處理裝置620典型地包括由耦合到陣列振子的低噪聲放大器722。低噪聲放大器722處理來自天線陣列510的無線電話通信能量601，產(chǎn)生輸入給接收機(jī)714的放大的無線電話通信信號713。接收機(jī)714產(chǎn)生處理的無線電話通信信號611。選擇裝置620典型地在諸如最高功率或信號質(zhì)量的基礎(chǔ)上從處理的無線電話通信信號611中選擇兩個處理的無線電話通信信號621。選擇的處理無線電話通信信號621由解碼裝置630解碼，產(chǎn)生無線電話通信501。
本領(lǐng)域技術(shù)人員懂得，處理裝置610、選擇裝置620和解碼裝置630的其它安排可與本發(fā)明一起使用。例如，解碼裝置630的全部或部分諸如解調(diào)功能可包括在處理裝置610中，因此選擇裝置620以后檢測模式操作。本領(lǐng)域技術(shù)人員懂得，信號處理裝置610、信號選擇裝置620和解碼裝置630可以是分離的或組合的單元、具有軟件的通用處理器、專用硬件或其組合。
本領(lǐng)域技術(shù)人員懂得，使用極化分集接收可取得增強(qiáng)的通信質(zhì)量。極化分集接收包含對應(yīng)于具有不同的，最好是正交極化的接收通信能量的信號組合。極化分集接收利用這樣的事實從相同信號源但具有不同極化發(fā)出的無線電波一般呈現(xiàn)低相關(guān)。極化分集接收補(bǔ)償極化交叉耦合和由于移動單元天線相對該基站天線不對準(zhǔn)引起的極化失配。
圖8表示根據(jù)本發(fā)明用于增強(qiáng)包括選擇的極化分集接收的通信質(zhì)量的蜂窩無線電話基站。處理裝置610產(chǎn)生代表具有第一極化的接收蜂窩無線電話通信的兩個處理的蜂窩無線電話通信信號611a和代表具有第二極化的接收蜂窩無線電話通信的兩個處理的蜂窩無線電話通信信號611b。最好這些極化是正交的，諸如水平和垂直的或者右旋園和左旋園極化。選擇裝置620選擇代表第一極化的一個處理的蜂窩無線電話通信信號621a和代表第二極化的一個處理的蜂窩無線電話通信信號621b，最好在諸如最高功率和最高信號質(zhì)量的基礎(chǔ)上選擇。解碼裝置630解碼來自選擇的處理信號621a和621b的無線電話通信501。
蜂窩無線電話天線陣列510可包括用于接收具有第一極化的無線電話通信能量和用于接收具有第二極化的無線電話通信能量。例如，天線810a可包括垂直偶極子，而天線810b可包括水平偶極子。本領(lǐng)域的技術(shù)人員懂得，提供各種覆蓋扇區(qū)和極化結(jié)構(gòu)的天線可與本發(fā)明一起使用，包括產(chǎn)生重疊扇區(qū)、重疊極化、交替極化及其組合的天線。還將懂得，天線810a和810b可共同放置或間隔開，以便通過空間分集接收增強(qiáng)通信質(zhì)量。
本領(lǐng)域技術(shù)人員懂得，波束形成可用于從天線陣提供多波束增益圖。典型地，波束形成技術(shù)用于從精確地間隔的天線陣振子的陣列產(chǎn)生多波束圖。波束形成技術(shù)包括互連振子和控制天線陣的振子中電流的幅度及相位的各種方法。在1994年麻省Norwood市Artech House出版社出版的Robert J.Mailloux的文章“相控陣天線手冊”中可找到波束形成技術(shù)的例子。本領(lǐng)域技術(shù)人員懂得，各個天線振子的輸出可以各種方式組合產(chǎn)生呈現(xiàn)任何數(shù)量增益特性的單個或多個復(fù)合輸出。
圖9表示根據(jù)本發(fā)明包括選擇的極化分集接收和波束形成的基站。蜂窩無線電話天線陣510包括用于接收第一極化的無線電話通信能力的四個天線陣振子910a和用于接收具有第二極化的無線電話通信能量的四個天線陣振子910b。在圖10a中示出天線陣510的一個例子，其中天線陣振子910a和910b包括與四個水平偶極子914子陣共同放置的四個垂直偶極子912的垂直子陣。
信號處理裝置610包括波束形成裝置920并且從接收的蜂窩無線電話通信能量601中產(chǎn)生8個處理的無線電話通信信號911a和911b代表具有第一極化的蜂窩無線電話通信能量的處理的信號911a和代表具有第二極化的無線電話通信能量的處理的信號911b。圖10b示出代表對于處理的信號911a及911b天線陣510與處理裝置610組合的復(fù)合增益的典型復(fù)合增益圖560。水平極化波束570最好與垂直極化波束580交替地重疊。
本領(lǐng)域技術(shù)人員懂得，蜂窩無線電話天線陣510和處理裝置610的其它結(jié)構(gòu)可與本發(fā)明一起使用，并且可能產(chǎn)生其它覆蓋扇區(qū)和極化圖。例如，處理裝置610可分解接收的蜂窩無線電話通信能量601為代表其它極化諸如園或橢園極化的處理的蜂窩無線電話通信信號。還將懂得，蜂窩無線電話天線陣510可包括比由處理裝置610產(chǎn)生的處理的蜂窩無線電話通信信號數(shù)量更多的天線振子，或者可包括用于接收具有垂直或水平之外的極化的能量的天線振子。
再參見圖9，處理裝置610產(chǎn)生代表具有垂直極化的接收能量的四個處理信號911a和代表具有水平極化的接收能量的四個處理信號911b。選擇裝置620選擇代表垂直極化的一個信號651a和代表水平極化的一個信號651b。最好每個選擇的信號包括來自具有最高功率和信號質(zhì)量的每個極化的信號。
圖6還表示根據(jù)本發(fā)明從包括選擇的分集接收的蜂窩無線電話機(jī)接收蜂窩無線電話通信的操作。在蜂窩無線電話通信天線陣510中接收蜂窩無線電話通信能量521。接收的通信能量601在蜂窩無線電話通信處理裝置610中進(jìn)行處理，產(chǎn)生至少三個處理的無線電話通信信號611，每個信號611代表從覆蓋扇區(qū)530接收的無線電話通信能量。最好在諸如功率和信號質(zhì)量的基礎(chǔ)上在處理的無線電話選擇裝置620中選擇至少兩個處理的信號。選擇的處理信號621在解碼裝置640中解碼以便產(chǎn)生蜂窩無線電話通信能量521。
圖8表示根據(jù)本發(fā)明與包括選擇的極化分集接收的至少一個蜂窩無線電話機(jī)通信的蜂窩基站的操作。無線電話通信能量521在蜂窩無線電話通信天線陣510中接收。接收的無線電話通信能量601在蜂窩無線電話通信處理裝置610中處理，產(chǎn)生代表具有第一極化的接收的無線電話通信能量的至少兩個處理的蜂窩無線電話通信信號611a和代表具有第二極化的接收的無線電話通信能量的至少兩個處理的蜂窩無線電話通信信號611b。在處理的無線電話選擇裝置620中，最好在諸如最高功率和信號質(zhì)量的基礎(chǔ)上，從代表第一極化的處理信號中選擇至少一個處理信號621a和從代表第二極化的處理信號中選擇至少一個處理的信號621b。選擇的處理信號621a和621b在解碼裝置630中解碼，產(chǎn)生蜂窩無線電話通信501。
圖6和11更詳細(xì)地表示選擇用于解碼的處理的無線電話通信的操作。在方框750中選擇至少一個處理的無線電話通信信號。在方框760，測量該選擇信號的特性。方框750的選擇操作在選擇裝置620中執(zhí)行，而方框760的測量操作在解碼裝置630中執(zhí)行。典型地，所測量的特性包括諸如信號功率或信號質(zhì)量的特性。解碼裝置可包括具有方框760的測量操作的均衡裝置，該測量操作包括確定衰落系數(shù)的操作作為均衡裝置中每個信號621的信號質(zhì)量的度量。重復(fù)方框750及760的選擇及測量步驟直到測量了每個處理的無線電話通信信號的特性為止，如方框770所示的。然后在方框780中比較信號的測量特性，和選擇具有最希望特性的信號并在解碼裝置630中解碼，產(chǎn)生蜂窩無線電話通信501。本領(lǐng)域技術(shù)人員懂得，方框760的測量操作可包括除信號功率和信號質(zhì)量之外的信號特性的確定。還將懂得，信號質(zhì)量測量可包括不是或除了衰落系數(shù)之外的其它特性，諸如同步字相關(guān)性。
在附圖和說明書中，已公開了本發(fā)明典型的優(yōu)選實施例，而且雖然采用專門術(shù)語，但是只用于一般的和敘述意義，而且不是用于限定目的，本發(fā)明的范圍在權(quán)利要求書中提出。
權(quán)利要求
1．在蜂窩無線電話通信系統(tǒng)中與至少一個蜂窩無線電話機(jī)通信的蜂窩無線電話基站，所述蜂窩無線電話基站包括一個蜂窩無線電話天線陣，用于從蜂窩無線電話機(jī)接收代表蜂窩無線電話通信的蜂窩無線電話通信能量；蜂窩無線電話通信處理裝置，響應(yīng)所述蜂窩無線電話天線陣，用于處理接收的蜂窩無線電話通信能量，以便產(chǎn)生至少三個處理的無線電話通信信號，每個所述至少三個處理的無線電話通信信號代表從一個覆蓋扇區(qū)接收的蜂窩無線電話通信能量；處理的無線電話信號選擇裝置，響應(yīng)所述蜂窩無線電話通信處理裝置，用于選擇至少兩個但少于所有的所述至少三個處理的無線電話通信信號；和解碼裝置，響應(yīng)所述處理的無線電話信號選擇裝置，用于解碼來自所述至少兩個但不是所有的所述至少三個處理的無線電話通信信號。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩無線電話基站，其中所述選擇裝置包括用于選擇具有最高功率的至少兩個但少于所有的至少三個處理的無線電話通信信號的裝置。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩無線電話基站，其中所述選擇裝置包括用于選擇具有最高信號質(zhì)量的至少兩個但少于所有的所述至少三個處理的無線電話通信信號的裝置。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩無線電話基站，其中所述解碼裝置包括均衡裝置。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩無線電話基站，其中所述無線電話通信信號處理裝置包括波束形成裝置。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩無線電話基站，其中所述蜂窩無線電話天線陣包括至少三個天線振子。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩無線電話基站，其中所述選擇裝置包括用于只選擇所述至少三個處理的無線電話通信信號中的兩個信號的裝置；和其中所述解碼裝置包括用于解碼來自所述至少三個處理的無線電話通信信號中的所述僅兩個信號的裝置。
8．根據(jù)權(quán)利要求1的蜂窩無線電話基站。其中所述蜂窩無線電話通信處理裝置包括用于處理接收的蜂窩無線電話通信能量以產(chǎn)生至少兩個處理的第一極化無線電話通信信號和至少兩個處理的第二極化無線電話通信信號的裝置，每個所述處理的第一極化無線電話通信信號代表從一個覆蓋扇區(qū)接收的并且具有第一極化的蜂窩無線電話通信能量，而每個所述處理的第二極化無線電話通信信號代表從一個覆蓋扇區(qū)接收的并且具有第二極化的蜂窩無線電話通信能量；其中所述處理的無線電話信號選擇裝置包括用于選擇至少一個但少于所有的所述至少兩個處理的第一極化無線電話通信信號和至少一個但少于所有的所述至少兩個處理的第二極化無線電話通信信號的裝置；和其中所述解碼裝置包括用于解碼來自所述至少一個但少于所有的所述至少兩個處理的第一極化無線電話通信信號和所述至少一個但少于所有的所述至少兩個處理的第二極化無線電話通信信號的所述無線電話通信的裝置。
9．根據(jù)權(quán)利要求8的蜂窩無線電話基站，其中所述選擇裝置包括用于選擇具有最高功率的至少一個但少于所有的所述至少兩個處理的第一極化無線電話通信信號和具有最高功率的至少一個但少于所有的所述至少兩個處理的第二極化無線電話通信信號的裝置。
10．根據(jù)權(quán)利要求8的蜂窩無線電話基站，其中所述選擇裝置包括用于選擇具有最高信號質(zhì)量的至少一個但少于所有的所述至少兩個處理的第一極化無線電話通信信號和具有最高信號質(zhì)量的至少一個但少于所有的所述至少兩個處理的第二極化無線電話通信信號的裝置。
11．根據(jù)權(quán)利要求8的蜂窩無線電話基站，其中所述解碼裝置包括均衡裝置。
12．根據(jù)權(quán)利要求8的蜂窩無線電話基站，其中所述無線電話通信信號處理裝置包括波束形成裝置。
13．根據(jù)權(quán)利要求8的蜂窩無線電話基站，其中所述蜂窩無線電話天線陣包括至少三個天線振子。
14．根據(jù)權(quán)利要求8的蜂窩無線電話基站，其中所述選擇裝置包括用于選擇所述至少兩個處理的第一極化無線電話通信信號中僅一個和所述至少兩個處理的第二極化無線電話通信信號中僅一個信號的裝置；和其中所述解碼裝置包括用于解碼來自所述至少兩個處理的第一極化無線電話通信信號中所述僅一個信號和所述至少兩個處理的第二極化無線電話通信號中所述僅一個信號的所述無線電話通信信號的裝置。
15．根據(jù)權(quán)利要求8的蜂窩無線電話基站，其中所述第一極化和所述第二極化是正交的。
16．一種操作與至少一個蜂窩無線電話機(jī)通信的蜂窩基站的方法，該方法包括步驟從蜂窩無線電話機(jī)接收代表蜂窩無線電話通信的蜂窩無線電話通信能量；處理所述接收的蜂窩無線電話通信能量，產(chǎn)生至少三個處理的無線電話通信信號，每個所述至少三個處理的無線電話通信信號代表從一個覆蓋扇區(qū)接收的蜂窩無線電話通信能量；選擇至少兩個但少于所有的所述至少三個處理的無線電話通信信號；和解碼來自所述至少兩個但不是所有的所述至少三個處理的無線電話通信信號中的所述無線電話通信。
17．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述選擇步驟包括選擇具有最高功率的至少兩個但少于所有的所述至少三個處理的無線電話通信信號的步驟。
18．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述選擇步驟包括選擇具有最高信號質(zhì)量的至少兩個但少于所有的所述至少三個處理的無線電話通信信號的步驟。
19．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述選擇步驟包括選擇所述至少三個處理的無線電話通信信號中只二個信號的步驟；和其中所述解碼步驟包括解碼來自所述至少三個處理的無線電話通信信號中所述只二個信號的所述蜂窩無線電話通信信號的步驟。
20．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述解碼步驟包括均衡的步驟。
21．根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述處理步驟包括產(chǎn)生具有第一極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的至少兩個處理的蜂窩無線電話通信信號和具有第二極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的至少兩個處理的蜂窩無線電話通信信號的步驟；和其中所述選擇步驟包括選擇具有第一極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的所述至少兩個處理的無線電話通信信號中至少一個信號和具有第二極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的所述至少兩個處理的無線電話通信信號中至少一個信號；和其中所述解碼步驟包括解碼具有第一極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的所述至少兩個處理的無線電話通信信號中所述至少一個信號和具有第二極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的所述至少兩個處理的無線電話通信信號中所述至少一個信號的步驟。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述選擇步驟包括選擇具有最高功率的具有第一極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的所述至少兩個處理的無線電話通信信號中至少一個信號和具有最高功率的具有第二極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的所述至少兩個處理的無線電話通信信號中至少一個信號的步驟。
23．根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述選擇步驟包括選擇具有最高信號質(zhì)量、具有第一極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的所述至少兩個處理的無線電話通信信號中至少一個信號和具有最高信號質(zhì)量、具有第二極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的所述至少兩個處理的無線電話通信信號中至少一個信號的步驟。
24．根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中所述選擇步驟包括選擇具有第一極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的所述至少兩個處理的無線電話通信信號中僅一個信號和具有第二極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的所述至少兩個處理的無線電話通信信號中僅一個信號的步驟；和其中所述解碼步驟包括解碼具有第一極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的所述至少兩個處理的無線電話通信信號中所述僅一個信號和具有第二極化的代表接收的蜂窩無線電話通信能量的所述至少兩個處理的無線電話通信信號中所述僅一個信號的步驟。
全文摘要
蜂窩無線電話基站通過以下步驟與蜂窩無線電路機(jī)通信:在天線陣(510)上接收來自蜂窩無線電話機(jī)的蜂窩無線電話通信能量(601);處理(610)接收的通信能量以便產(chǎn)生代表從一個覆蓋扇區(qū)接收的通信能量的至少三個處理的無線電話通信信號(611);和選擇(620)至少兩個處理的信號(621)用于在常規(guī)解碼器中進(jìn)行解碼(630)。最好所選擇的信號是具有最高功率或信號質(zhì)量的處理的信號。分集增益通過以下步驟取得:處理所接收的通信能量以產(chǎn)生具有第一極化的代表接收的通信能量的至少兩個處理的第一極化信號和具有第二極化的代表接收的通信能量的至少兩個處理的第二極化信號;和選擇至少一個處理的第一極化信號及至少一個第二極化的處理信號進(jìn)行解碼。最好所選擇的處理的第一極化及第二極化信號是具有最高功率或信號質(zhì)量的來自每個極化的信號。
文檔編號H04B7/10GK1209919SQ97191945
公開日1999年3月3日 申請日期1997年1月21日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月29日
發(fā)明者K·J·莫爾納 申請人:艾利森公司