CN102845007A

CN102845007A - 用于使用对称相位差的移动发射分集的系统、方法和装置

Info

Publication number: CN102845007A
Application number: CN2010800581828A
Authority: CN
Inventors: H·哈雷尔; P·F·陈
Original assignee: Google LLC
Current assignee: Google LLC
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2030-10-19
Also published as: US20120314612A1; KR101879382B1; EP2491669A4; US20140119469A1; WO2011049977A1; CA2781337A1; KR20180014186A; CA2781337C; CA3035500C; US8634495B2; US9166665B2; US20100266063A1; CN102845007B; KR20170076798A; EP2491669A1; CA3035500A1; KR20120115230A; US8249187B2; EP2491669B1; KR101824159B1

Abstract

针对具有一组天线元件的第一通信设备执行通信。从第二通信设备（例如基站）接收质量指示信号。基于质量指示信号计算复数加权。基于复数发射分集加权来修改预传输信号，以产生一组经修改的预传输信号，其中，通过在第一方向上对一个信号近似地进行发射分集大小的一半的修改，并在第二方向上对另一个信号近似地进行发射分集大小的一半的修改来使得修改对称，第二方向与第一方向相反。来自该组经修改的预传输信号中的每个经修改的预传输信号唯一地与来自该组天线元件中的天线元件相关联。该组经修改的预传输信号是从该组天线元件发送的，以产生发射信号。

Description

用于使用对称相位差的移动发射分集的系统、方法和装置

背景技术

概括地说，本发明涉及通信，并且具体地说，涉及一种用于将被添加到通信系统中的发射信号并且被接收端使用的质量指示信号与多个天线元件结合使用的方法。接收机可以使用称为空间滤波或者在本文中还被称为智能天线的分离过程。

具有多个信息信道的宽带网络遇到某些类型的典型问题，例如信道间干扰、针对每个信息信道的有限带宽、限制可服务用户的最大数量的小区间干扰以及其它干扰。在无线通信信道的两端使用智能天线技术（例如，将多个天线元件用于称为空间滤波的分离过程）可以增强频谱效率，从而允许在给定的频带上同时向更多的用户提供服务。

功率控制信令是另一种用于最小化信道间干扰并增加网络容量的技术。例如，移动通信标准包括高速、连续的功率控制信令以确保移动通信设备不发送太多或太少的功率。更具体地，基于从通信设备发送的并且在基站处接收的信号的强度，基站向移动通信设备发送指示该通信设备是应当增加还是应当降低其发射信号的总功率的功率控制信号。功率控制信号的每个值的传输速率例如针对cdmaOne（IS-95）/CDMA2000是1.25ms，并且针对WCDMA是0.66ms。

功率控制信令的已知使用已经被仅仅限于调整从通信设备发送的信号的总功率。然而，下一代通信设备可以将多个天线元件（本文中也称为“智能天线”）用于称为空间滤波的分离过程。因而，需要可以将功率控制信令的优势与智能天线的优势相结合的改善的系统和方法。

发明内容

无线传输系统可以使用发射分集，借此使用多个发射天线同时向接收机发送信号。发送修改通信设备可以具有发送信号以传送信息的多个天线元件。用于发送的多个天线元件可以增强频谱效率和容量，从而允许在给定的单个地点和或多个小区区域中在给定的频带上同时向更多的用户提供服务，并通过以减小由多径和衰落引起的（在基站接收机处遭受的）各种UE天线之间的破坏性干扰的方式向UE增加额外的发射天线来改善覆盖，例如延伸小区边缘处的到达范围和性能。根据本发明的实施例，可以发送相差发射分集参数（例如，相位差、功率比等）的多个信号。

在移动发射分集设备中，通信是使用一组天线元件来执行的。从第二通信设备（例如，基站）接收的质量指示信号可以用作用于调整发射分集参数的反馈信号。质量指示信号可以包括基站通过下行链路向移动终端提供的作为用于发射分集参数的反馈的一个或多个功率控制比特或反向功率控制信号，或者由基站产生的其它可能的质量指示符。基于质量指示信号计算复数加权，例如，一个或多个发射分集参数。基于该复数加权来修改经调制的预传输信号以产生一组经修改的预传输信号。来自所述一组经修改的预传输信号的每个经修改的预传输信号唯一地与来自所述一组天线元件的天线元件相关联。从所述一组天线元件发送所述一组经修改的预传输信号，以产生发射信号。复数加权与所述发射信号的总功率以及来自相位旋转和功率比中的至少一个相关联，其中相位旋转和功率比是与来自所述一组天线元件中的每个天线元件相关联的。

根据本发明的特定实施例，发射分集参数可以是多个天线之间的相位差。即，可以调整在两个或更多个天线上发送的信号之间的相位差或相位旋转，以改善基站处的接收，例如通过在基站处建设性地组合已接收信号来增加信号强度和或质量。然而，移动发射分集通信设备和方法通常必须适合于结合已存在的接收机（例如，针对移动发射非分集设备和方法而被设计的基站）而运行。本发明的实施例提供了以减少基站对于过度环境改变的可能暴露的方式与基站通信协议相兼容的移动发射分集设备和方法，其中，过度环境改变可能使作为发射分集特征或接收机均衡的结果的其信道估计性能或SIR估计或干扰消除性能恶化。

附图说明

在说明书的结论部分中特别指出并明确要求保护被视为本发明的主题。然而，就操作的组织和方法及其目的、特征和优势而言，在结合附图阅读时通过参考以下详细描述可以更好地理解本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的实施例的通信网络的系统方框图；

图2示出了图1中所示的用户通信设备的发射机的系统方框图；

图3示出了根据已知系统的基站和用户通信设备的系统方框图；

图4示出了根据本发明的实施例具有两个发射天线的基站和用户通信设备的系统方框图；

图5示出了根据本发明的另一实施例的用户通信设备的发射机系统的一部分；

图6A-6E是示出了根据本发明的实施例在基站处接收的发射分集信号的示意图；

图6F-6G示出了根据本发明的实施例包括向量调制器的装置的示意性示例；

图7示出了根据本发明的另一实施例用于用户通信设备的发射机的一部分；

图8示出了根据本发明的另一实施例用于用户通信设备的发射部分；

图9示出了根据一个实施例用于通过调整与每个天线元件相关联的相位旋转来计算复数加权的流程图；

图10示出了根据另一实施例用于通过调整与每个天线元件相关联的相位旋转来计算复数加权的流程图；

图11示出了根据另一实施例用于通过调整与每个天线元件相关联的相位旋转来计算复数加权的流程图；

图12示出了根据本发明的实施例用于通过调整与每个天线元件相关联的功率比和相位旋转来计算复数加权的流程图；以及

图13示出了根据本发明的另一实施例用于通过调整与每个天线元件相关联的功率比和相位旋转来计算复数加权的流程图。

将清楚的是，为了解释的简便和清楚，不必按比例绘制附图中所示的元件。例如，为了清楚起见，可以相对于其它元件而放大一些元件的大小。此外，在认为适当的地方，在附图之间可以重复附图标记以指示相应或类似元件。

具体实施方式

从用户通信设备（例如，移动通信设备或用户设备（UE））发送到第二通信设备（例如，基站）的发射信号可能随着时间或者被依赖于传播地理的衰落和多径而削弱。换句话说，由于发射信号沿着不同路径进行传播并作为各自具有不同相位的信号的组合而到达基站这一事实，因此从用户通信设备发送到基站的信号将遭受破坏性干扰。

因此，通过在用户通信设备处控制发射信号的相位，可以使得在基站处接收的信号的组合建设性地干扰而不是破坏性干扰，或者降低破坏性干扰的强度。可以通过在用户通信设备处使用多个天线元件来控制发射信号的相位。如果对发射信号进行控制的速率超过了衰落的速率，那么基站将以基本上优化的功率以相对恒定的功率速率来接收发射信号。因为与某些已知通信协议中的功率控制信令的速率（例如，大约1000Hz）相比，衰落的速率相对较慢（例如，在几Hz和几百Hz之间），所以可以使用功率控制信令来调谐智能天线，以基本上优化从用户通信设备到基站的信号传输。

通过使用复数加权来对用户通信设备进行调谐。可以基于复数加权来调整与来自一组多个天线元件的每个天线元件相关联的信号。术语“复数加权”涉及信号的实部和虚部，其可以被改变以定义该信号的大小和相位。因为可以对这些信号中的每一个进行不同地调整，所以每个信号是预传输信号的低相关版本，其中，发射信号是基于该预传输信号的。换句话说，可以基于复数加权彼此分离地调整与每个天线元件相关联的信号，使得这些信号是预传输信号的低相关版本。在每个天线上发送的信号与其它信号相差这种复数加权，这种复数加权还可以称为一个或多个发射分集参数。发射分集参数可以是信号之间的相对相位差、信号之间的相对功率比等等。诸如一个或多个发射分集参数的复数加权可以用于调整发射信号的总功率和/或与在每个天线元件上发送的信号相关联的相位旋转和/或功率比。发射分集参数可以由处理器例如基于一个或多个质量指示信号来确定，并且可以由向量调制器应用到通过多个天线发送的信号上，如下文描述的。

注意，术语“质量指示信号”在本文中用于表示具有与使用多个天线元件来发送信号的通信源与接收信号的通信设备之间的通信链路的质量有关的信息的信号。例如，根据码分多址（CDMA）协议，质量指示信号可以是功率控制信号。这种CDMA协议可以是例如CDMA-IS-95A/B、CDMA20001X/RTT、CDMA 20003X、CDMA EV-DO、宽带CDMA（WCDMA）、第三代（3G）通用移动电信系统（UMTS）和第四代（LTE UMTS和或WiMAX）。实际上，虽然本文描述的实施例通常是关于这种功率控制信号的，但是根据任意类型的通信协议的任意类型的质量指示信号都可以是适当的。

此外，虽然本文描述的实施例是关于基站向具有多个天线元件的用户通信设备发送质量指示信号的，但是可替换的实施例也是可能的。例如，在可替换的实施例中，可以从用户通信设备向具有多个天线元件的基站发送质量指示信号。可替换地，可以从一个通信设备向具有多个天线元件的另一通信设备发送质量指示信号。

图1示出了根据本发明的实施例的无线通信网络的系统方框图。如图1中所示，网络100耦合到包括天线111的基站110。用户通信设备120通过例如无线通信链路130耦合到基站110。用户通信设备120包括基带子系统121、基于质量指示的信号修改器122、无线子系统123、接收天线124、发射天线阵列125以及处理语音/数据/显示器/键盘的应用子系统126等等。基带子系统121包括两个主要的部分：调制器140和解调器129。无线子系统123包括两个主要的部分：接收机127和多信道发射机128。

基带子系统121、基于质量指示的信号修改器122、多信道发射机128以及发射天线阵列125是用户通信设备120的发射机的各个部分。

基带子系统121是无线通信系统的一部分，其接收经调制的接收信号141，对该信号进行解调以产生经解调的接收信号142并提取从无线链路130的另一侧发送的质量指示符。将经解调的接收信号142提供给应用子系统126。经由质量指示信号143将提取出的质量指示符馈送到基于质量指示的信号修改器122。基于质量指示的信号修改器122以如下方式修改预传输信号145：无线链路130的另一侧（例如，基站110）经历改善的接收而不必增加从用户通信设备120发送的组合功率电平。相反，通过操纵向发射天线阵列125中的其相应天线元件提供反馈的各功率放大器的加权，可以在无线链路130的另一侧（例如，基站110）处实现更好的多径行为，如下文进一步详细解释的。换句话说，应用子系统126接收用于传输的信息，例如，数据和/或语音信息。应用子系统126向基带子系统121的调制器140发送未经调制的传输信号144。调制器140对未经调制的传输信号144进行调制，以产生预传输信号145，预传输信号145被提供给质量指示信号修改器122。质量指示信号修改器基于质量指示信号143计算复数加权，并修改预传输信号，以产生多个经修改的预传输信号146。每个经修改的预传输信号唯一地与来自发射天线阵列145的天线元件相关联。将经修改的预传输信号146发送到多信道发射机128，多信道发射机128将经修改的预传输信号146转发到发射天线阵列125。发射天线阵列125基于经修改的预传输信号146发送有效的经组合的发射信号。

图2示出了图1中所示的用户通信设备的发射机的系统方框图。发射机系统200包括基带子系统210、基于质量指示的信号修改器220、无线子系统230、功率放大器241、242、243和244以及天线元件251、252、253和254。基带子系统210、基于质量指示的信号修改器220、无线子系统230、以及天线元件251、252、253和254与图1中所示的基带子系统121、基于质量指示的信号修改器122、无线子系统123以及发射天线阵列125相对应。

注意，虽然在图2中将用户通信设备示出为具有四个天线元件251到254以及四个相应的功率放大器241和244，但是任意数量的两个或更多个天线元件（以及相应的功率放大器）也是可能的。因此，将理解的是，虽然在本文中将用户通信设备描述为具有四个天线元件，但是其它实施例可以具有任意数量的两个或更多个天线元件。

基带子系统210耦合到基于质量指示的信号修改器220，并发送预传输信号260和质量指示信号270。基于质量指示的信号修改器220包括向量调制器221和控制逻辑222。质量指示信号修改器220耦合到无线子系统230和功率放大器241到244。更具体地，基于质量指示的信号修改器220将经修改的预传输信号提供给无线子系统230。基于质量指示的信号修改器220的控制逻辑222将复数加权提供给向量调制器221和功率放大器241到244，如下文中进一步描述的。

无线子系统230从基于质量指示的信号修改器220接收经修改的预传输信号。经修改的预传输信号可以是例如基带信号、IF信号或RF信号。无线子系统230将已接收的预传输信号转换成射频（RF）信号，该RF信号被提供给功率放大器241到244。

功率放大器241到244均接收RF经修改的预传输信号，并对那些信号进行放大以便传输。功率放大器241到244分别耦合到天线元件251到254。功率放大器241到244将经放大的信号提供给天线元件251到254，天线元件251到254中的每一个发送其相应的RF经修改的预传输信号，以产生发射信号。换句话说，每个天线元件251到254发送相应的信号分量，所有信号分量形成发射信号。

图3示出了根据已知系统的基站和用户通信设备的系统方框图。这对于理解现有CDMA基站系统如何采用功率控制信号来调整用户通信设备的发射功率是有帮助的。

在图3中，基站300包括接收机（Rx）310和发射机（Tx）320。接收机310包括解调器312、信噪比（SNR）或RSSI（RF信号强度指示符）估计器313以及功率控制比特发生器314。接收机310耦合到天线311。发射机320包括调制器321、复用器322以及功率放大器（PA）323。发射机320耦合到天线324。

用户通信单元350包括接收机360、发射机370、双工器/共用器380以及天线390。双工器/共用器380可以包括将不同频带（例如，蜂窝服务对个人通信服务（PCS））分离和/或将接收/发送分离的滤波器；通常，双工器/共用器380具有连接到一个天线的一个端口以及连接到同时或交替运行的各种无线电路的另一端口。接收机360包括解调器361。发射机370包括调制器371、功率控制逻辑372、功率放大器（PA）373以及无线子系统374。

基站接收机310处的天线311耦合到解调器312，解调器312进而耦合到SNR或RSSI估计器313。SNR或RSSI估计器313耦合到功率控制比特发生器314，功率控制比特发生器314进而耦合到复用器322。复用器322还耦合到调制器321和功率放大器（PA）323，功率放大器（PA）323进而耦合到天线324。

用户通信设备350的接收机360处的天线390耦合到双工器/共用器380。双工器/共用器380将来自天线390的接收信号中继到接收机360，并将从发射机370发送的信号中继到天线390。更具体地，双工器/共用器380耦合到解调器361，解调器361耦合到功率控制逻辑372。

转到发射机370，调制器371接收用于传输的预传输信号，并将其提供给无线子系统374。无线子系统374将预传输信号转换成RF信号，并将其转发到功率放大器373。功率放大器373还耦合到功率控制逻辑372，功率控制逻辑372提供功率控制信息。更具体地，接收信号包括信道指示信号，例如，具有一个或多个功率控制比特的功率控制信号。这些功率控制比特指示用户通信设备应当修改发射信号的总功率的方式。功率控制指示是最初在无线通信链路的另一侧（例如，基站300）处生成的，并被发送回用户通信单元350，从而以将产生减少的干扰的方式获得改善的信号质量。将这些功率控制比特提供给功率放大器373，功率放大器373基于功率控制比特来调整发射信号的总功率。功率放大器373耦合到双工器/共用器380，双工器/共用器380将经放大的预传输信号转发到天线单元390以进行传输。

注意，在已知的用户通信设备350中，功率控制逻辑372将基于已接收的功率控制比特的信息提供给功率放大器373。对发射信号进行的唯一调整是对功率放大器输出电平进行的调整。

图4示出了根据本发明的实施例的基站和用户通信设备的系统方框图。基站400包括接收机（Rx）410和发射机（Tx）420。接收机410包括天线411、解调器412、SNR或RSSI估计器413以及功率控制比特发生器414。发射机420包括调制器421、复用器422、功率放大器（PA）423以及天线424。

用户通信单元450包括接收机460、发射机（Tx）470、双重双工器/共用器480以及天线490和495。双重双工器/共用器480例如是一组两个单元，每个单元包括双工器/共用器。接收机460包括解调器461。发射机470包括基于质量指示的信号修改器475，信号修改器475包括向量调制器471以及功率控制逻辑472。发射机470还包括无线子系统476和477以及功率放大器473和474。

基站接收机410处的天线411耦合到解调器412，解调器412进而耦合到SNR估计器413。SNR或RSSI估计器413耦合到功率控制比特发生器414，功率控制比特发生器414进而耦合到复用器422。复用器422还耦合到调制器421和功率放大器423，功率放大器423进而耦合到天线424。

用户通信单元450包括用于接收和发射的天线490和495，并耦合到双重双工器/共用器480。双重双工器/共用器480耦合到接收机460和发射机470。注意，为了本实施例的目的，接收机可以只使用两个天线490和495中的一个或者使用其组合。接收机460包括解调器461，解调器461耦合到基于质量指示的信号修改器475的控制逻辑472。控制逻辑472耦合到基于质量指示的信号修改器475的向量调制器471。向量调制器471耦合到无线子系统476和477，无线子系统476和477分别耦合到功率放大器473和474。功率放大器473和474还耦合到控制逻辑472。此外，功率放大器473和474通过双重双工器/共用器480分别耦合到天线元件490和495。

解调器461经由双重双工器/共用器480从天线490和495接收信号，以产生质量指示信号。该质量指示信号可以是例如具有一个或多个功率控制比特的功率控制信号。将该质量指示信号提供给控制逻辑472。注意，解调器461执行其它的功能并产生其它的信号，为了清楚的目的在图4中未示出。控制逻辑472产生复数加权值，并将这些复数加权值转发给向量调制器471和功率放大器473和474。功率放大器473与天线元件490相关联，并且功率放大器474与天线元件495相关联。

注意，控制单元472与图3中所示的已知的用户通信设备350的功率控制逻辑372不同。功率控制逻辑372只向功率放大器373提供功率控制信息，而图4中所示的控制逻辑472向向量调制器471和所述一组功率放大器473和474都提供复数加权。这不仅允许基于已接收的功率控制比特来调整发射信号的总功率，而且还允许基于已接收的功率控制信息来调整与每个天线元件490和495相关联的相位旋转和/或功率比。相应地，这允许发射信号对于基站400对其的接收而言是最佳的。一旦基站400接收到这种最佳的信号，基站400随后就可以向用户通信设备450发送功率控制信号，以指示用户通信450应当调整其发射信号的总功率。因此，相对于图3中描述的具有单个天线的通信设备的情况，通过优化发射信号，可以降低发射信号的总功率。这种优化有利地允许例如用户通信单元450的电池寿命的增加、通信网络的蜂窝系统容量的增加以及对用户通信单元450的用户的辐射危害的降低。

控制逻辑472所提供的复数加权可以基于发射信号的总功率以及与每个天线元件490和495相关联的相位旋转和功率比中的一个或两个。

图5示出了根据本发明的另一实施例用于用户通信设备的发射机系统的一部分。基于质量指示符的信号修改器500包括控制逻辑502、模数（A/D）转换器504、向量调制器506以及数模（D/A）转换器508到509。D/A转换器508耦合到无线子系统510，并且D/A转换器509耦合到无线子系统512。

注意，D/A转换器和无线子系统重复的数量与天线元件的数量相对应。换句话说，如果用户通信设备具有N个天线元件，那么用户通信设备具有N个D/A转换器和无线子系统。因此，如图5中所示，D/A转换器508和无线子系统510与来自一组天线元件（图5中未示出）中的一个天线元件相关联。D/A转换器509和无线子系统512与来自所述一组天线元件中的不同天线元件相关联。来自所述一组天线元件的任意其余天线元件中的每一个还唯一地与D/A转换器和无线子系统相关联。

基于质量指示符的信号修改器500接收IF预传输信号和功率控制信号。A/D转换器504接收IF预传输信号，A/D转换器504将模拟的预传输信号转换成数字形式。A/D转换器504将数字的预传输信号转发给向量调制器506。控制逻辑502接收功率控制信号，其中控制逻辑502确定复数加权值。

通过确定与同相信号分量以及正交信号分量相关联的合适的加权值来计算复数加权，其中，同相信号分量以及正交信号分量与每个天线元件相关联。例如，在调整相位旋转的情况中，同相信号分量的加权值将与正交信号分量的加权值不同。在调整功率比的情况中，对于给定的天线元件，同时并行地增加或减小同相信号分量的加权值和正交信号分量的加权值。最终，在调整发射信号的总功率的情况中，对于全部天线元件，同时并行地增加或减小同相信号分量的加权值和正交信号分量的加权值。

控制逻辑502将复数加权值提供给向量调制器506。向量调制器506从A/D转换器504接收数字的预传输信号并从控制逻辑接收复数加权值。向量调制器506将预传输信号划分成与天线元件的数量相对应的多个预传输信号。向量调制器506随后将复数加权应用于各个预传输信号，使得唯一地与天线元件相对应的每个预传输信号基于复数加权值来修改相应的预传输信号。然后，将经修改的预传输信号提供给D/A转换器508到509，D/A转换器508到509将预传输信号从数字形式转换成模拟形式。然后，将这些预传输信号分别提供给无线子系统510到512，无线子系统510到512随后将IF形式的预传输信号转换成RF形式。然后，将这些信号转发给功率放大器和相应的天线元件（图5中未示出）。

将回想起基站可以将传输感知成单个组合信号。即，基站可以接收两个或更多个发射分集信号作为具有幅度和相位的单个信号。基站所接收的组合的发射分集信号的特性在本文中被称为感知特性。因而，例如，移动发射分集通信设备可以发送第一和第二信号，其中第一和第二信号之间具有相位差。在基站处可以感知这第一和第二信号，作为具有感知的相位和感知的幅度的组合信号。此外，移动通信设备的天线分别发送的信号的路径可能遭受不同的衰落，例如不同的复杂路径损耗。因此，一个天线发送的信号可以以第一相移到达基站，而另一天线发送的信号可以以不同于第一相移的第二相移到达基站。因此，天线发送的信号之间的相位差和幅度差可能不（并且通常不）等于在基站处感知的发射信号之间的相位差和幅度差。因此，当在基站处作为感知的组合信号被接收时，发射信号可以建设性地或破坏性地组合。这种对移动单元的天线所发送的信号产生作用的自干扰可能不是先验已知的，并且通常是不能被基站测量的。因此，本发明的实施例可以使用梯度搜索扰动（gradient-seeking perturbation）方法（如本文中在多个变形中描述的）以便确定发射信号之间的最佳相位差，使得在被接收时，信号建设性地组合。

根据本发明的实施例，移动通信设备的处理器或控制逻辑可以输出一个或多个参数，以通过调整将在第一天线上发送的第一信号与将在第二天线上发送的第二信号进行区分的发射分集参数的标称值，来修改预传输信号。如本文中更充分描述的，根据本发明的实施例，在扰动周期期间对发射分集参数的调制可以包括：在扰动周期的第一部分期间，使用在第一方向上与标称值偏离的发射分集参数进行发送，并且然后在扰动周期的第二部分期间，使用在第二方向上与标称值偏离的发射分集参数进行发送。变形也是可能的，例如，在多个时隙上的在第一方向上可以存在多个连续扰动，随后在多个时隙上的在第二方向上可以存在多个连续扰动。在另一变形中，移动单元可以基于质量指示符反馈信号的序列等来改变发射分集参数。在本发明的范围内，改变发射分集参数的其它方法也是可能的。

根据本发明的操作的一个实施例，移动通信设备可以通过对信号进行扰动来修改该信号。对信号进行扰动可以是指相对于信号的标称值来调制该信号的信号特征，例如，在针对第一反馈间隔的第一方向上以及在针对另一反馈间隔的第二方向上修改信号特征。扰动周期可以是指第一方向上的第一调制以及第二方向上的第二调制。在本发明的一些实施例中，扰动周期可以包括不同的（例如更长或更复杂的）调制序列。作为针对本发明的实施例的示例（其中，发射分集参数是相对相位旋转或相位差），扰动可以包括调制第一方向上的相位差以及调制第二方向上的相位差。如果反馈通信设备（例如，基站）提供的反馈信息指示使用一个扰动调制方向接收的信号与使用另一扰动调制方向接收的信号相比有所改善，则可以在改善的方向上以可以小于或等于调制的量来进行下一标称值调整。

移动站的天线发送的信号均具有幅度和相位。相应地，可以将信号示意性地描述成具有正标量幅度和方向或相位的向量。为了使说明简单的目的，可以将相位视为信号向量相对于x轴的角度。因此，如上文描述的，发射信号的信号向量（例如幅度和相位）在发送时可以是已知的，但是移动单元通常并不能使用基站感知到的先验（例如，理论上计算的）或测量的相位差。相反，基站基于组合信号提供信号质量指示符。根据本发明实施例的用于计算发射分集参数的移动设备和由此采用的方法的目的是，当被应用时，允许在基站处将发射信号感知成基本上不具有相位差，或者至少减少移动设备的相位改变所产生的感知相位差的分量，从而允许信号以如下方式建设性地组合：使得基站基本上感知不同的幅度，而很少或不感知相位改变。相反，将理解的是，在基站处感知的180°的相位差将被避免，或者应当使其出现最小化，因为其可以使得天线发送的信号破坏性地干扰，从而使得基站感知较弱的信号或噪声信号。

将认识到，本发明的实施例还可以应用于提供任何种类的信号质量反馈的基站。例如，与仅仅提供单个比特的POWER UP或POWER DOWN信号相比，基站可以向移动单元提供更详细的信息；例如，基站可以向移动单元建议推荐的下一发射分集参数。在这种情况中，本发明中的相位差的对称改变仍然可以应用。因而，例如，在基站可以请求相位差的特定改变的情况下，移动单元可以在天线路径上对称地实现这种相位差的改变。

图6A是用符号表示在基站处被感知为组合的发射信号的示例性向量的示意图。因此，信号向量A和B分表表示基站处接收的、由天线发送的信号A和B，所述信号中的每一个具有相应的幅度（|A|和|B|）以及相位（α和β）。可以应用已知的向量运算来获得由此产生的信号（向量）的幅度（大小）和相位（角度）。

通过头对尾地放置向量，将明白的是，当（在基站处感知的）A的相位等于（在基站处感知的）B的相位时，即当感知的相位差接近零时，由此产生的向量的幅度具有最大值。因此，本文描述的扰动方案旨在系统地尝试各种相位差并获得来自基站的反馈，以确定相位差的这种变化的感知效果是改善了还是恶化了信号质量指示符（例如，基站接收机或活动基站的组合所感知的信号功率）。在信号质量指示符指示信号质量改善的情况中，推断出这种变化使得感知的相位差降低，并且在信号质量指示符指示信号质量恶化的情况中，推断出这种变化使得感知的相位差增加。

然而，反馈通信设备（例如基站）可以跟踪从修改通信设备（例如，移动发射分集设备）接收到的信号的某些接收参数，例如以用于信道估计、SIR估计和/或干扰消除的目的。可以被基站跟踪的一个这样的参数可以是基站感知的已接收（组合）信号的相位。

基站可以在多个时隙的过程中记录多个这样的接收参数，以检测并可能预期接收信号的趋势。基站感知的信号相位的突然或立即变化对于基站的操作可能是破坏性的。因此，为了改善接收信号质量而进行的发射分集参数特别是相位差的改变可能例如通过引起接收信号的感知相位的突然或立即变化，而具有破坏基站感知的连续性的副作用，即使降低感知的相位差也是如此。

图6B示出了第一天线发送的信号A以及第二天线在随后传输中发送的信号B1和B2，其中，信号B1的相位是β1，并且信号B2的相位是β2。组合向量A+B2的大小比组合向量A+B1大。然而，基站将对感知信号的相位的变化进行感知，并且可能破坏基站处的连续性。

根据本发明的实施例，可以降低由于感知相位的变化引起的对基站的潜在负面影响。在本发明的一些实施例中，可以以降低或最小化对感知接收信号相位的连续性的破坏的方式来实现对发射分集参数的修改。

如本文中描述的，在本发明的一些实施例中，特别是在具有两个天线的移动发射分集设备中，相位变化可以应用于偏移机制以及用于实现当前标称或中心相位值的步长，其中，相位可以单调地并连续地反复扰动、以固定值摆动并使符号序列交替、标识优选方向、以及相应地修改中心相位值，从而促进梯度搜索过程。根据本发明，可以以降低或最小化对接收信号的感知相位的连续性的破坏的方式来实现这样的相位变化。

在本发明的一些实施例中，可以对称地对发射分集参数进行修改，即，通过修改第一方向上的第一发射信号的参数，并且同时修改第二方向上的第二发射信号的参数，使得在基站处存在很少的或不存在感知效果。

例如，在相位差的情况中，可以通过将修改应用于多个天线中的每一个而不是仅仅应用于第一和第二信号中的一个信号来调整第一和第二信号的相位。更具体地，根据本发明的一些实施例，为了实现特定的相位差，第一信号的相位可以被调整将近是第一方向（例如，正的）上的期望相位差的一半，第二信号的相位可以被调整将近是与第一方向相反的第二方向（例如，负的）上的期望相位差的一半。例如，在两个发射天线的功率电平被基站接收机感知为相同的情况中，因而可以最小化或者甚至消除所应用的发射分集相位差的感知相位效果。

在本发明的一些实施例中，例如，如果期望相位差为那么在一个天线分支上发送的信号可以被修改

而在另一天线上发送的信号可以被修改因而产生整个

相位变化，同时降低或消除了基站感知的相位变化。接下来，在本发明的一些实施例中，这之后将是对分支进行反向，即，之前被修改的分支随后将被修改到而之前被修改的另一分支随后将被修改到

相应地，实现了两个分支之间的

相位差，从而对发射分集参数进行扰动，进而获得反馈信息，同时在基站处降低或最小化了相对于之前感知相位的感知相位变化。将认识到的是，可以在每一次应用相位变化时重复这种反向。

在图6C、6D和6E中示出了本发明的实施例的例证。图6C示出了用特定的任意相位差发送的两个信号A和B。这些信号均以相应的相位（分别为α和β）被接收，从而导致接收相位差，接收相位差通常可以与发射相位差不同。为了说明的目的，假定在基站处接收的信号A和B的大小大致相等。

在图6D中所示的第一扰动中，将信号的相位差对称地减小偏移量或增量

具体地，信号A是以相位

发送的，并且信号B是以相位

发送的。因此，基站感知的组合信号的相位，基站感知的差在图6C和图6D中是相同的；然而，组合信号的大小变化了。在所示的示例中，组合信号的组合大小或强度已经增加了，这可能导致正向移动站发送的改善的信号质量指示符。

在图6E中所示的第二扰动中，将信号的相位差对称地增加偏移量或增量

具体地，信号A是以相位

发送的，并且信号B是以相位

发送的。因此，基站感知的组合信号的相位，基站感知的差在图6C和图6E中是相同的；然而，组合信号的大小变化了。在所示的示例中，组合信号的组合大小或强度已经减小了，这可能导致正向移动站发送的恶化的信号质量指示符。

相应地，本发明的实施例可以将对称相位变化（例如偏移量或增量）应用于在天线上发送的信号，使得当被相同地增加时，这些相位变化的由此产生的和将较小或为零。因此，这种求和可以在基站处创建感知大小变化而具有较小或不具有感知相位变化，从而减小或最小化对基站处的感知接收信号相位的连续性的破坏。例如，当该算法通过单调扰动得到（朝向优选计算方向）增加或降低中心相位的决策时，相同的机制可以应用于相位跃变。

在本发明的一些实施例中，发射天线可以具有不同的效率，这可能导致不平等的组合。相应地，当不平等地组合两个发射信号时，幅度变化还可以伴随相位变化，其与天线的效率比成比例。因此，例如，根据本发明的实施例，当天线的效率不相等时，那么可以基于上面的变形计算对称性，上面的变形可以考虑不同的效率。因此，与平均功率不平衡类似的按比例分配可以应用于一个分支的相位变化与另一分支的相位变化之比。例如：

\sin Δ φ_{2} = - \sin Δ φ_{1} [\frac{η_{1}}{η_{2}}],

其中η1表示第一天线的效率，并且η2表示第二天线的效率。相应地，组合的复数向量将保持较小或为零，并且在基站处相位改变将被感知为较小或没有。在相应天线使用不同功率发送信号的情况中，例如，当功率比与天线的相应无效率成反比地大于或小于单位1的情况中，可以执行类似的计算。

在本发明的一些实施例中，针对每个做出算法决策的过程，相位差

可以是偏移（被称为“δ”）和可选步长大小（被称为

）的组合，其中，偏移可以是扰动机制，例如系统的并单调的相等幅度以及来回摆动的相反符号，可选步长大小是不时地只添加到一个分支的变化。该算法决策可以导致以下六个可能相位变化中的一个：±δ或即，

可以在分支之间将这种相位差划分成一个分支上的δ/2以及另一分支上的-δ/2或

因此，例如，如果相位差是

则一个分支可以被修改δ/2，而第二分支部分可以被修改在本发明的另一实施例中，可以均等地划分相位差，尤其是在天线具有相同的效率的情况中。在天线具有不同的效率的情况下，可以如上面等式所提供的那样划分相位差。

图6F示出了图5中所示的向量调制器的实施例的系统方框图。向量调制器506包括滤波器610、同相信号调整器620到630、正交信号调整器640到650以及组合器660到670。

同相信号调整器620、正交信号调整器640和组合器660都是与来自一组天线元件（图6F中未示出）的天线元件唯一相关联的。在与用户通信设备的剩余天线元件的数量相对应的向量调制器506中重复这组组件。因此，如图6中所示，还针对用户通信设备的另一天线元件示出了同相信号调整器630、正交信号调整器650和组合器670。

滤波器610从A/D转化器504接收数字预传输信号。滤波器610将所接收的预传输信号划分成同相和正交分量。将预传输信号的同相分量提供给同相信号调整器620到630。将预传输信号的正交分量提供给正交信号调整器640到650。同相信号调整器620到630以及正交信号调整器640到650从控制逻辑502接收复数加权值。同相信号调整器620到630以及正交信号调整器640到650将复数加权应用于预传输信号分量，以产生经修改的预传输信号。同相信号调整器620到630以及同相信号调整器640到650将经修改的预传输信号分别提供给组合器660和670。然后，组合器660和670将相应的经修改的预传输信号相加，并将相加后的信号分别转发给D/A转换器508和509。

图6G示出了用于产生至少两个天线上的信号之间的相位差的对称变化的对称向量调制器的示意性示意图。在输入节点675处，将预传输信号输入到向量调制器。可以将预传输信号划分成至少两个分支，一个分支用于每个传输天线路径。在一个路径中，信号的幅度被修改放大因子a，并且信号的相位被修改

在第二路径中，信号的幅度被修改放大因子√(1-a²)，并且信号的相位被修改

假定发射信号的幅度是相等的，即，a=1/√2，并且天线效率是相等的，那么相位差的对称变化δ可以通过设置

并且

或者另一组合使得

来实现。

图7示出了根据本发明的另一实施例用于用户通信设备的发射机的一部分。图7中所示的发射机部分将模拟基带信号（在图7中标记为“基带I信道数据信号（In）”和“基带Q信道数据信号（In））接收到质量指示符信号修改器700中。

基于质量指示符的信号修改器700包括A/D转换器710和715、滤波器720和725、向量调制器730、控制逻辑740、组合器750和755以及D/A转换器760和765。质量指示符信号修改器700的D/A转换器760和765分别耦合到无线子系统770和780。

A/D转换器710接收基带同相信号。A/D转换器715接收基带正交预传输信号。A/D转换器710和715分别耦合到滤波器720和725，滤波器720和725进而耦合到向量调制器730。控制逻辑740接收功率控制信号并将复数加权值转发到调制器730。向量调制器730耦合到组合器750到755。

组合器755、D/A转换器760以及无线子系统770与来自用户通信设备的一组天线元件（图7中未示出）的给定天线元件唯一地对应。还存在与用户通信设备的天线元件的数量相对应的这一组组件。因此，还示出了与来自所述一组天线元件的不同天线元件相对应的组合器755、D/A转换器765以及无线子系统780。可以存在与天线元件的数量相对应的任意数量的额外多组组件。

图8示出了根据本发明的另一实施例的用户通信设备的发射机部分。更具体地，图8示出了接收基带数字信号的质量指示符信号修改器。

基于质量指示符的信号修改器800包括向量调制器810、控制逻辑802、D/A转换器830、835、840和845以及组合器850和860。基于质量指示符的信号修改器800的组合器850和860分别耦合到无线子系统870和880。

控制逻辑820接收功率控制信号，并产生提供给向量调制器810的复数加权值，向量调制器810还接收数字基带同相预传输信号和数字基带正交预传输信号。向量调制器810将同相和正交预传输信号分量划分成与用户通信设备的天线元件的数量相对应多个的信号。然后，将复数加权值应用到针对来自用户通信设备的所述一组天线元件的每个天线元件而关联的同相和正交预传输信号，以产生经修改的预传输信号。然后，将这些经修改的预传输信号提供给D/A转换器830到845，D/A转换器830到845将数字形式的经修改的预传输信号转换成模拟形式，并将这些预传输信号分别转发给组合器850到860。组合器850从D/A转换器830和835分别接收经修改的预传输信号的同相和正交分量。组合器850将这两个信号相加，并将相加后的信号转发给无线子系统870。类似地，组合器860从D/A转换器840和850分别接收经修改的预传输信号的模拟的同相和正交信号分量，并将这些信号相加。组合器860将这两个信号相加，并将相加后的信号转发给无线子系统880。

图9示出了根据实施例用于通过调整与每个天线元件相关联的相位旋转来计算复数加权的流程图。虽然为了方便将参考图1、图5和图6来描述图9，但是参考图9描述的方法可以与用户通信设备的任意配置一起使用。此外，虽然质量指示信号可以是向用户通信设备提供关于信号质量的信息的任意适当类型的信号，但是为了便于讨论，假定质量指示信号是根据CDMA协议的功率控制信号。

在步骤900，从基站110经由无线连接130向用户通信设备120发送功率指示信号。在步骤910，从基带子系统121向基于质量指示符的信号修改器122（在图5中还示为基于质量指示符的信号修改器500）发送功率控制信号。根据CDMA协议的功率控制信号指示针对任意给定时间段的两个可能值中的一个：“增加”值或“减小”值。“增加”值表示从基站到用户通信设备的指示，该指示是指用户通信设备应当增加其发射信号的总功率。“减小”值表示从基站到用户通信设备的指示，该指示是指用户通信设备应当减小其发射信号的总功率。功率控制信号的特定值在本文中还涉及包括功率控制比特，功率控制比特以二进制形式表示增加值或减小值。

在步骤920，保持该过程直到功率控制信号达到稳定状态为止。功率控制信号可以以多个方式达到稳定状态。例如，增加-减小-增加或减小-增加-减小的功率控制信号的连续序列。一旦功率控制信号达到稳定状态，该过程就继续到步骤930。

在步骤930，调整与一个天线元件相关联的相位旋转。返回到图5和图6，控制逻辑502计算新的复数加权，使得改变一个天线元件的相位旋转。将该复数加权提供给针对该天线元件的信号调整器（例如，信号调整器620和640，或者信号调整器630和650）。在接收到复数加权以后，这些信号调整器调整相位旋转，从而修改从该天线元件发送的信号分量，并因此修改发射信号的总功率。

在条件步骤940，控制逻辑502确定随后的时间段的功率控制信号是否指示减小（例如，由减小值表示）。如果功率控制信号指示减小，那么对一个天线元件的相位旋转的调整导致了基站更佳地接收发射信号。换句话说，因为基站接收具有增加的总功率的发射信号，所以基站将在随后的功率控制信号中发送减小指示。用户通信设备可以继续尝试对该天线元件的相位旋转进行优化，并同时降低发射信号的总功率。可以降低发射信号的总功率，这是因为用户通信设备正以更佳的方式与基站进行通信。

在条件步骤940，如果功率控制信号并不指示发射信号的总功率的减小（例如，功率控制信号指示增加值），那么相位旋转调整不是有效的，并且该过程继续到步骤950。在步骤950，逻辑控制502将与该天线元件相关联的相位旋转改变到相反方向。然后，该过程继续到步骤920，其中基于相位旋转的相反方向重复步骤920到940。

在条件步骤940，如果功率控制信号指示发射信号的总功率的减小（例如，功率控制信号指示减小值），那么相位旋转调整是有效的，并且该过程继续到步骤960。在步骤960，保持该过程直到功率控制信号达到稳定状态为止。在步骤970，逻辑控制502将与该天线元件相关联的相位旋转改变到相同的方向。然后，该过程继续到步骤920，其中基于相位旋转的相同方向重复步骤920到940。

图10示出了根据另一实施例用于通过调整与每个天线元件相关联的相位旋转来计算复数加权的流程图。在步骤1000，保持该过程直到功率控制信号达到稳定状态为止。一旦功率控制信号达到稳定状态，该过程就继续到步骤1010。在步骤1010，基于控制逻辑502计算出的新的复数加权来调整与一个天线元件相关联的相位旋转。

在条件步骤1020，控制逻辑502确定随后时间段的功率控制信号是否指示发射信号的总功率的减小（例如，由减小值表示）。如果功率控制信号指示减小，那么对一个天线元件的相位旋转的调整导致了基站更佳地接收发射信号。因此，相位旋转的选定方向是正确的，并且在相同方向上对相位旋转的进一步调整可以导致更佳的发射信号。

在条件步骤1020，如果功率控制信号并不指示发射信号的总功率的减小（例如，功率控制信号指示增加值），那么相位旋转调整不是有效的，并且该过程继续到步骤1030。在步骤1030，逻辑控制502将与该天线元件相关联的相位旋转改变到相反方向。然后，该过程继续到步骤1000，其中，基于相位旋转的相反方向重复步骤1000到1020。

在步骤1040，逻辑控制502在相同的方向上改变与该天线元件相关联的相位旋转。在条件步骤1050，控制逻辑502确定随后时间段的功率控制信号是否指示了减小（例如，由减小值表示）。如果功率控制信号指示减小，那么对相位旋转的调整是有效的，并且过程再次继续到1040。重复步骤1040和1050直到控制逻辑502确定随后时间段的功率控制信号指示发射功率的总功率的增加为止。此时，通过对步骤1040期间的相位旋转进行平均可以获得最佳的相位旋转，并且该过程继续到步骤1060。在步骤1060，将天线元件的相位旋转返回到之前的最佳相位旋转值。然后，该过程继续到步骤1000，在步骤1000，针对另一天线元件重复该过程。以这种方式，可以针对每个天线元件重复该过程，以获得多个天线元件的全部最佳值。

图11示出了根据另一实施例用于通过调整与每个天线元件相关联的相位旋转来计算复数加权的流程图。图11描述了两个最近接收的功率控制比特的值用于确定适当的相位旋转并因此确定适当的复数加权的方法。

在这个实施例中，使用CDMA协议的用户通信设备以与两个相邻功率控制组（PCG）相关联的功率处于相同电平P的方式来发送这两个PCG的信号。为了使这一讨论简化，对于该实施例假定用户通信设备具有两个天线元件，但是任意数量的多个天线元件都是可能的。在快速PCG中第二天线元件相对于第一天线元件的相位旋转是Phi。在第二PCG中第二天线元件相对于第一天线元件的相位旋转是Phi+Delta。

第一和第二PCG之间引入的相位旋转偏移（称为“Delta”）提供用于确定两个天线元件之间的相位旋转的方向的机制，其中该方向将改善基站处接收的信号质量。因此，可以通过以下方式来计算复数加权：如果最近时间段的功率控制比特的值与第二最近时间段的功率控制比特的值相对应，那么在保持两个天线元件的相位旋转（即，保持Phi）的同时调整发射信号的总功率；如果最近时间段的功率控制比特的值与第二时间段的功率控制比特的值不同，则在保持发射信号的总功率的同时调整两个天线元件的相位旋转（即，Phi）。下面更充分地讨论这一实施例。

在步骤1100，初始化与两个天线元件中的一个相关联的相位旋转。在步骤1110，为两个相邻PCG引入相位旋转偏移（上文还称为Delta）。基于该引入的相位旋转偏移，从用户通信设备向基站发送发射信号。然后，基站基于这一已接收的发射信号发送功率控制信号。

在条件步骤1120，确定两个最近接收的功率控制比特的值是否是相同的。换句话说，对于每个时间段，功率控制比特将具有特定值。例如，对于CDMA和WCDAM协议，该时间段分别是1.25毫秒和666微妙。步骤1120处的确定将最近时间段的功率控制比特的值与第二最近时间段的功率控制比特的值进行比较。如果这两个功率控制比特的值一致，则该过程继续到步骤1130。如果这两个功率控制比特的值不同，则该过程继续到步骤1140。

在步骤1130，在保持天线元件的相位旋转的同时调整发射信号的总功率。控制逻辑502通过适当地计算新的复数加权来调整发射信号的总功率，并保持两个天线元件的相位旋转。然后，该过程继续到步骤1110，使得重复该过程。

在步骤1140，在保持发射信号的总功率的同时调整这两个天线元件的相位旋转。控制逻辑502通过适当地计算新的复数加权来调整天线的相位旋转，并保持发射信号的总功率。然后，该过程继续到步骤1110，使得重复该过程。

以这种方式，两个最近接收的功率控制比特的值用于确定适当的相位旋转并因此确定适当的复数加权。虽然根据这一实施例调整发射信号的总功率，但是并没有调整相应天线元件的功率比。下文结合图12和图13讨论的实施例解决了复数加权的计算，使得发射信号的总功率、天线元件的相位旋转和功率比被调整。

图12示出了根据本发明的实施例的用于通过调整与每个天线元件相关联的功率比和相位旋转来计算复数加权的流程图。在这一实施例中，在调整天线元件的任意相位旋转或功率比之前考虑元件阈值检测。同样，为了简化这种讨论，对于该实施例假定用户通信设备具有两个天线元件，但是任意数量的多个天线元件都是可能的。通过检查天线元件的比，基站可以使用功率控制信号的功率控制比特来提供反馈。

更具体地，基于阈值的值，可以调整相位旋转以收敛于基本上最佳的相位旋转值。在已经确定了基本上最佳的相位旋转值以后，可以计算天线元件的功率比值，直到基本上最佳的功率比值收敛为止。该过程是迭代的，并且可以在任何时刻被中断以改变诸如相位旋转或功率比的任意参数。

在步骤1200，测量两个天线元件的功率比。在条件步骤1210，确定功率比是否低于预定阈值。如果功率比不低于预定阈值，则该过程继续到步骤1240。如果功率比低于预定阈值，则该过程继续到步骤1220以调谐相位旋转。

在步骤1220，改变相位旋转以查找最大值。在条件步骤1230，检查相位旋转以确定其是否是基本上最佳的值。如果该相位旋转不是基本上最佳的值，则该过程继续到步骤1220，在步骤1220，用于查找基本上最佳的相位旋转值的过程继续。如果相位旋转是基本上最佳的值，则该过程继续到步骤1240。

在步骤1240，改变功率比以查找最大值。在条件步骤1250，检查功率比以确定其是否是基本上最佳的值。如果该功率比不是基本上最佳的值，则该过程继续到步骤1240，在步骤1240，用于查找基本上最佳的功率比值的过程继续。如果功率比是基本上最佳的值，则该过程继续到步骤1200，在步骤1200，重复整个过程。

总之，可以通过首先调整与天线元件相关联的相位旋转，然后调整与天线元件相关联的功率比，来计算复数加权。以这种方式，可以调整相位旋转和功率比来基本上优化从用户通信设备发送的、在基站处接收的发射信号。

图13示出了根据本发明的另一实施例用于通过调整与每个天线元件相关联的功率比和相位旋转来计算复数加权的流程图。与图11类似，图13描述了两个最近接收的功率控制比特值用于确定适当的相位旋转。然而，在图13中，在调整了与第二天线元件相关联的相位旋转之后调整与两个天线元件相关联的功率比。调整功率比的过程与上面参考图11描述的用于调整相位旋转的过程类似。

在这个实施例中，使用CDMA协议的用户通信设备以与两个相邻功率控制组（PCG）相关联的功率处于相同电平P的方式来发送这两个PCG的信号。同样，为了简化这一讨论，对于该实施例，假定用户通信设备具有两个天线元件，但是任意数量的多个天线元件都是可能的。

第一天线元件与第二天线元件之间的与第一PCG相关联的功率比是Lambda。第一天线元件与第二天线元件之间的与第二PCG相关联的功率比是Lambda+Zeta。第一与第二PCG之间引入的功率比偏移（即，Zeta）提供了用于确定改变两个天线元件之间的功率比的方向的机制，其中所述方向将改善基站处接收的信号质量。因此，可以通过以下方式来计算复数加权：如果最近接收时间段的功率控制比特值与第二最近接收时间段的功率控制比特值相符，则在保持两个天线元件的功率比的同时调整发射信号的总功率；如果最近接收时间段的功率控制比特值与第二最近接收时间段的功率控制比特值不同，则在保持发射信号的总功率的同时调整功率比Lambda。下面更充分地讨论这一实施例。

在步骤1300，初始化与两个天线元件相关联的相位旋转和功率比。在步骤1310，为两个相邻PCG引入相位旋转偏移（上面也称为Delta）。基于这一引入的相位旋转偏移，从用户通信设备向基站发送发射信号。然后，基站基于这一已接收的发射信号来发送功率控制信号。

在条件步骤1320，确定两个最近接收的功率控制比特值是否相同。如果这两个功率控制比特值一致，则该过程继续到步骤1330。如果这两个功率控制比特值不同，则该过程继续到步骤1340。

在步骤1330，在保持天线元件的相位旋转的同时调整发射信号的总功率。控制逻辑502通过适当地计算新的复数加权来调整发射信号的总功率，并保持两个天线元件的相位旋转。注意，在这个步骤期间，还保持这两个天线元件的功率比。然后，该过程继续到步骤1310，使得重复该过程。

在步骤1340，在保持发射信号的总功率的同时调整这两个天线元件的相位旋转。控制逻辑502通过适当地计算新的复数加权来调整天线的相位旋转并保持发射信号的总功率。注意在这个步骤期间，还保持这两个天线元件的功率比。然后该过程继续到条件步骤1345。

在条件步骤1345，确定步骤1340所产生的经调整的相位旋转是否是最佳的。如果该相位旋转不是基本上最佳的，则该过程继续到步骤1310。如果该相位旋转是基本上最佳的，则该过程继续到步骤1350。

在步骤1350，为两个相邻PCG引入功率比偏移（上面也称为Zeta）。在条件步骤1350，确定两个最近接收的功率控制比特值是否一致。如果两个最近接收的功率控制比特值一致，则该过程继续到步骤1380。如果两个最近接收的功率控制比特值不同，则该过程继续到步骤1370。

在步骤1370，在保持发射信号的总功率并保持两个天线元件的相位旋转的同时调整天线元件的功率比。控制逻辑502通过适当地计算新的复数加权来调整天线的功率比并保持发射信号的总功率和两个天线元件的相位旋转。然后，该过程继续到步骤1350，使得重复步骤1350和1360，直到最近接收的功率控制比特值的两个值一致为止。

在步骤1380，在保持天线元件的功率比和相位旋转的同时调整发射信号的功率。控制逻辑502通过适当地计算新的复数加权来调整发射信号的总功率并保持天线元件的功率比和相位旋转。在条件步骤1390，确定是否丢失了监测。如果没有丢失监测，则该过程继续到步骤1350，使得在步骤1350到1390中重复调谐与天线元件相关联的功率比和发射信号的总功率的过程。

返回到条件步骤1390，如果丢失了监测，则该过程继续到步骤1310，其中，在步骤1310到1390中重复优化相位旋转以及随后优化功率比的过程。

上面的讨论公开了使用质量指示信号的移动发射波束成形分集系统，其可以不需要网络和移动单元之间的任何新的标准化动态反馈信令。基站接收机可能没有意识到移动单元处于开环波束成形发射分集模式，即，不需要为了使移动单元适应该模式而对基站接收机处理（同步、信道估计、解调、解码）进行任何改变。移动发射波束成形可以实现与相移类似的性能，相移只是引起了第一流与第二流之间的相位差。这里提供了根据一个或多个质量指示信号（即，上行链路功率控制比特）来确定相位差的一些算法。

将认识到，一般情况下，如上面讨论的，天线信号之间的相位差可以用于产生波束成形，使得改变相位差可以改变信号的建设性干扰所形成的波束的方向。相应地，来自基站的（例如，一个或多个功率控制比特的形式的）反馈可以用于通过引导波束以使用相位旋转变化在基站处形成来产生基站处的增加的感知功率。本文描述了根据本发明的实施例用于使用相位旋转来最大化基站处的感知功率的一种方法。

在本发明的一些实施例中，为了确定新相位差的值，可以使相位旋转改变连续的调整（例如，-/+δ/2），使得在一个传输中，相位旋转是Δ-δ/2，并且在后续传输中，相位旋转是Δ+δ/2。因此，在一个传输中，一个天线可以使用Φ进行发送，而另一个天线可以使用相位Φ+Δ-δ/2来进行发送，并且在第二传输中，一个天线可以使用相位Φ进行发送，而另一个天线可以使用Φ+Δ+δ/2进行发送。与这两个传输相对应的功率控制信号可以被接收并被比较。如果第一传输导致POWER DOWN，并且第二传输导致POWERUP，那么用更高的感知功率来接收第一传输，并且Δ可以在-δ/2的方向上递增。如果第一传输导致POWER UP，并且第二传输导致POWER DOWN，则用更高的感知功率接收第二传输，并且Δ可以在+δ/2的方向上递增。

假定上行链路TPC命令DOWN用-1表示，并且TPC命令UP用+1表示。每隔一个时隙通过测试相位变化偏移+δ或-δ和/或每隔两个时隙通过相位变化步长+ε或-ε而应用相位变化的一个波束成形算法表示如下：

1、针对第一时隙，初始化两个发射机之间的相对相位，

2、对于下一时隙，应用测试相位变化正偏移，

3、对于下一时隙，应用测试相位变化负偏移，

4、根据两个最近接收的TPC值（例如，TPC1和TPC2（对于第一次迭代，与和

相对应，或者对于第二次或后续迭代，与

和相对应）），确定相位变化步长，使得：

a、如果TPC1>TPC2，即，TPC1=POER UP，并且TPC2=POWERDOWN，则与

相对应的感知功率比与

相对应的感知功率弱，因而

b、如果TPC2>TPC1，即，TPC1=POWER DOWN，并且TPC2=POER UP，则与

相对应的感知功率比与相对应的感知功率强，因而

c、否则，不对

进行改变，即

5、转到步骤2。

如果TPC1和TPC2在步骤3之前是可用的，则通过如下方式交换步骤3和步骤4可以进一步降低每隔两个时隙应用相位变化的上述算法的响应延迟：

1、对于第一时隙，初始化两个发射机之间的相对相位，

2、对于下一时隙，应用测试相位变化正偏移，

3、根据两个最近接收的TPC值（例如，TPC1和TPC2（与

和

相对应）），确定相位变化步长，使得：

a、如果TPC1>TPC2，则

b、如果TPC2>TPC1，则

c、否则，不对

进行改变。

4、对于下一时隙，应用测试相位变化负偏移，

5、转到步骤2。

下面给出通过每隔一个时隙测试的相位变化偏移+δ或-δ以及每隔一个时隙的相位变化步长+ε或-ε而应用相位变化的另一种波束成形算法：

1、对于第一时隙，初始化两个发射机之间的相对相位，

2、对于下一时隙，应用测试相位变化正偏移，

3、对于下一时隙，应用测试相位变化负偏移，

4、根据两个最近接收的TPC值（例如，TPC1和TPC2（与

和相对应））来确定相位变化步长，使得：

a、如果TPC1>TPC2，则

b、如果TPC2>TPC1，则

c、否则，不对

进行改变，即

5、对于下一时隙，应用测试相位变化偏移，

6、根据两个最近接收的TPC值（例如，TPC1和TPC2（与和

相对应））来确定新的相位变化步长，使得：

a、如果TPC1>TPC2，则

b、如果TPC2>TPC1，则

c、否则，不对

进行改变，即

7、对于下一时隙，应用测试相位变化偏移，

8、根据两个最近接收的TPC值（例如，TPC1和TPC2（与

和

相对应））来确定新的相位变化步长，使得：

a、如果TPC1>TPC2，则

b、如果TPC2>TPC1，则

c、否则，不对

进行改变，即

9、转到步骤5。

如果在步骤3之前TPC1和TPC2是可用的，则可以通过如下方式交换步骤3和步骤4来进一步减小每隔一个时隙应用相位变化步长的上述算法的响应延迟：

1、对于第一时隙，初始化两个发射机之间的相对相位，

2、对于下一时隙，应用测试相位变化正偏移，

3、根据两个最近接收的TPC值（例如，TPC1和TPC2（与和相对应））来确定相位变化步长，使得：

a、如果TPC1>TPC2，则

b、如果TPC2>TPC1，则

c、否则，不对

进行改变。

4、对于下一时隙，应用测试相位变化负偏移，

5、根据两个最近接收的TPC值（例如，TPC1和TPC2（与

和相对应））来确定新的相位变化步长，使得：

a、如果TPC1>TPC2，则

b、如果TPC2>TPC1，则

c、否则，不对

进行改变，即

6、转到步骤2。

可以以多种方式分配应用到第一流和第二流的相移，以创建相同的相位差变化，

例如，

并且或者并且

另一种分配相移变化的示例是

并且

可以将相移只应用到第二流。例如，

并且

这里，每隔一个时隙应用测试相位变化偏移，并且根据两个最近接收的TPC来确定新的相位变化步长。然而，在不丧失一般性的情况下，可以每隔两个、三个或更多个时隙应用测试相位变化偏移，并且可以根据两个以上的最近接收的TPC来确定新的相位变化步长。例如，每隔两个时隙应用测试相位变化偏移，并根据四个最近接收的TPC来确定新的相位变化步长。

测试相位变化偏移的绝对值|δ|可以大于或等于相位变化步长的绝对值|ε|。|δ|和|ε|之比可以是1，或者可以是2，或者可以是3，或者可以是4。

测试相位变化偏移的绝对值|δ|可以大于或等于相位变化步长的绝对值|ε|。因此，例如|δ|可以等于|ε|。相应地，在一个示例中，|δ|和|ε|可以是5到20度之间的数；在另一示例中，|δ|和|ε|可以是10到15度之间的数；在另一示例中，|δ|和|ε|可以是12度。

测试相位变化偏移的绝对值|δ|可以大于或等于相位变化步长的绝对值|ε|的两倍。相应地，在一个示例中，|δ|可以是10到40度之间的数，并且|ε|可以是该数的一半，例如5到20度之间的数；在另一示例中，|δ|可以是20到30度之间的数，并且|ε|可以是该数的一半，例如10到15度之间的数；在另一示例中，|δ|可以是24度，并且|ε|可以是12度。

测试相位变化偏移的绝对值|δ|可以大于或等于相位变化步长的绝对值|ε|的四倍。相应地，在一个示例中，|δ|可以是20到80度之间的数，并且|ε|可以是该数的四分之一，例如5到20度之间的数；在另一示例中，|δ|可以是40到60度之间的数，并且|ε|可以是该数的四分之一，例如10到15度之间的数；在另一示例中，|δ|可以是48度，并且|ε|可以是12度。

将认识到，为了使用TPC信息获得精确的反馈，期望UE应当能够将TPC信息与基站所响应的传输相匹配。即，为了适当的操作，该算法应当能够在UE相位扰动与从BTS接收的TPC之间进行正确匹配；具体地，需要正确地确定-/+对之间的边界。即，应当识别针对

的TPC，并且应当识别针对

的TPC。然而，不同的基站和协议可能导致UE的传输与基站对TPC命令的响应的接收之间的不同延迟。相应地，在本发明的一些实施例中，UE可以识别基站的协议和/或可能的制造商或型号，并查找适当的延迟。因而，例如，识别协议/制造商/型号可能导致考虑1个时隙或2个时隙或3个时隙的延迟。在将TPC与分集传输参数进行匹配的过程中可以考虑延迟参数。因此，如果延迟参数是1个时隙，那么可以将所接收的TPC考虑为与紧邻的前一传输相对应。类似地，如果延迟参数是2个时隙，那么可以将所接收的TPC考虑为不是与紧邻的前一传输相对应，而是与倒数第二个传输相对应。最后，如果延迟参数是3个时隙，那么可以将所接收的TPC考虑为不是与上一个或倒数第二个传输相对应，而是与倒数第三个传输相对应。

可以在注册到网络上时确定延迟参数。例如，在向网络注册时，UE可以识别基站的网络协议和制造/型号，然后UE将使用其存储器中存储的查找表来识别上面提及的正确的延迟并相应地对其进行设置。确定适当的延迟的其它方法也是可能的。例如，UE可以对基站的响应时间进行测试和测量。

此外，当网络和/或基站可能由于UE的移动而变化时，可以定期地在每次更改注册时重复用于确定延迟参数的类似过程。

虽然上面已经描述了本发明的各个实施例，但是应当理解的是，这些实施例只是通过举例说明的方式而非限制性的方式呈现的。因此，本发明的宽度和范围不应当由上面描述的实施例来限制，而是应当仅根据后面的权利要求及其等同形式来限定。

提供了这些实施例的以上描述，以使得本领域的任何技术人员能够利用或使用本发明。虽然已经参考本发明的实施例特别示出并描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在形式上和细节上进行各种改变。例如，虽然这些实施例的以上描述通常提及使用CDMA协议的通信设备，但是其它类型的协议也是可能的。例如，与上面描述的通信设备类似的通信设备可以与时分多址（TDMA）或频分多址（FDAM）协议一起使用。这种TDMA协议可以包括例如全球移动通信系统（GSM）协议。

注意，虽然通过使用复数加权来描述通信设备的调谐，但是在其它实施例中，其它类型的控制信号也可以调谐通信设备。换句话说，通过使用这种控制信号来调谐通信设备不必限于关于改变信号的大小和相位的信息。例如，控制信号可以承载用于改变与每个天线元件相关联的信号的大小、相位、频率和/或定时的信息。

Claims

1.一种移动通信设备，包括：

处理器，其用于产生数据信号和发射分集参数的值；

向量调制器，其用于基于所述数据信号产生第一信号和第二信号，所述第一信号基于所述发射分集参数的所述值而与所述第二信号不同；

第一天线和第二天线，其分别用于发送所述第一信号和所述第二信号，

其中，所述移动通信设备用于从接收通信设备接收信号质量指示，所述信号质量指示与如在所述接收通信设备处接收的被组合的所述第一信号和所述第二信号的质量有关，

其中，所述处理器至少用于基于所述信号质量指示来确定所述发射分集参数的经修改的值，

其中，所述向量调制器用于产生第一经修改的信号和第二经修改的信号，所述第一经修改的信号基于所述发射分集参数的所述经修改的值而与所述第二经修改的信号不同，其中，所述向量调制器用于通过在第一方向上修改其传输参数来修改所述第一信号，并且其中，所述向量调制器用于通过在与所述第一方向相反的第二方向上修改其所述传输参数来修改所述第二信号，并且

其中，所述第一天线和所述第二天线分别用于发送所述经修改的第一信号和所述经修改的第二信号。

2.如权利要求1所述的移动通信设备，其中，所述信号质量指示是从所述接收通信设备向所述移动通信设备发送的功率控制信号。

3.如权利要求1所述的移动通信设备，其中，所述发射分集参数是使用所述第一天线发送的信号与使用所述第二天线发送的信号之间的相位差，并且其中，所述传输参数是相位。

4.如权利要求3所述的移动通信设备，

其中，所述处理器用于基于初始标称相位差值来产生第一相位差值，并且其中，所述向量调制器用于产生基于所述第一相位差值而不同的第一信号和第二信号，其中，所述向量调制器用于在第一方向上修改所述第一信号的相位，并且在与所述第一方向相反的第二方向上修改所述第二信号的相位；

其中，所述移动通信设备用于从所述接收通信设备接收第一信号质量指示，所述第一信号质量指示与如在所述接收通信设备处接收的被组合的基于所述第一相位差值而不同的所述第一信号和所述第二信号的质量有关；

其中，所述处理器用于产生第二相位差值，并且其中，所述向量调制器用于产生基于所述第二相位差值而不同的第一信号和第二信号，其中，所述向量调制器用于在第二方向上修改所述第一信号的相位，并用于在第一方向上修改所述第二信号的相位；

其中，所述移动通信设备用于从所述接收通信设备接收第二信号质量指示，所述第二信号质量指示与如在所述接收通信设备处接收的被组合的、相差所述第二相位差值的所述第一信号和所述第二信号的质量有关；

其中，所述处理器用于基于到所述初始标称相位差值的相位变化步长来确定经修改的相位差值，其中，所述相位变化步长偏离所述初始标称相位差值的方向是至少基于所述第一信号质量指示和所述第二信号质量指示的；并且

其中，所述第一天线和所述第二天线用于基于所述经修改的标称相位差值发送数据信号。

5.如权利要求4所述的移动通信设备，其中，所述第一相位差值与所述第二相位差值之差是相位变化偏移值，并且其中，所述初始标称相位差比所述第一相位差值和所述第二相位差值中的一个大所述相位变化偏移值的一半并且比所述第一相位差值和所述第二相位差值中的另一个小所述相位变化偏移值的一半。

6.如权利要求5所述的移动通信设备，其中，所述相位变化偏移的大小大于或等于所述相位变化步长的大小。

7.如权利要求6所述的移动通信设备，其中，所述相位变化偏移的所述大小和所述相位变化步长的所述大小各自均在5度到20度之间。

8.如权利要求6所述的移动通信设备，其中，所述相位变化偏移的所述大小和所述相位变化步长的所述大小各自均在10度到15度之间。

9.如权利要求6所述的移动通信设备，其中，所述相位变化偏移的所述大小和所述相位变化步长的所述大小各自均为12度。

10.如权利要求5所述的移动通信设备，其中，所述相位变化偏移的所述大小大于或等于所述相位变化步长的所述大小的两倍。

11.如权利要求10所述的移动通信设备，其中，所述相位变化偏移的所述大小在10度到40度之间，并且所述相位变化步长的所述大小在5度到20度之间。

12.如权利要求10所述的移动通信设备，其中，所述相位变化偏移的所述大小在20度到30度之间，并且所述相位变化步长的所述大小在10度到15度之间。

13.如权利要求10所述的移动通信设备，其中，所述相位变化偏移的所述大小是24度，并且所述相位变化步长的所述大小是12度。

14.如权利要求5所述的移动通信设备，其中，所述相位变化偏移的大小大于或等于所述相位变化步长的大小的四倍。

15.如权利要求14所述的移动通信设备，其中，所述相位变化偏移的所述大小在20度到80度之间，并且所述相位变化步长的所述大小在5度到20度之间。

16.如权利要求14所述的移动通信设备，其中，所述相位变化偏移的所述大小在40度和60度之间，并且所述相位变化步长的所述大小在10度到15度之间。

17.如权利要求14所述的移动通信设备，其中，所述相位变化偏移的所述大小是48度，并且所述相位变化步长的所述大小是12度。

18.一种修改由移动通信设备发送的信号的方法，包括：

分别从第一天线和第二天线发送第一信号和第二信号，所述第一信号基于发射分集参数的第一值而与第二信号不同；

从接收通信设备接收信号质量指示，所述信号质量指示对如在所述接收通信设备处接收的被组合的所述第一信号和所述第二信号的信号质量进行指示；

至少基于所述信号质量指示确定所述发射分集参数的经修改的值，

通过在第一方向上修改所述第一信号的传输参数并且在与所述第一方向相反的第二方向上修改所述第二信号的传输参数来产生第一经修改的信号和第二经修改的信号，所述第一经修改的信号与所述第二经修改的信号相差所述发射分集参数的所述经修改的值；以及

分别在所述第一天线和所述第二天线上发送所述第一经修改的信号和所述第二经修改的信号。

19.如权利要求18所述的方法，其中，所述信号质量指示是从所述接收通信设备向所述移动通信设备发送的功率控制信号。

20.如权利要求18所述的方法，其中，所述发射分集参数是使用所述第一天线发送的信号与使用所述第二天线发送的信号之间的相位差，并且其中，所述传输参数是相位。

21.如权利要求20所述的方法，包括：

通过产生第一信号和第二信号而基于初始标称相位差值产生第一相位差值，所述第一信号和所述第二信号基于所述第一相位差值而不同，其中，所述第一信号的相位是在第一方向上修改的，并且所述第二信号的相位是在与所述第一方向相反的第二方向上修改的；

从所述接收通信设备接收第一信号质量指示，所述第一信号质量指示与如在所述接收通信设备处接收的被组合的、相差所述第一相位差值的所述第一信号和所述第二信号的质量有关；

通过产生第一信号和第二信号而基于所述初始标称相位差值产生第二相位差值，所述第一信号和所述第二信号基于所述第二相位差值而不同，其中，所述第一信号的相位是在所述第二方向上修改的，并且所述第二信号的相位是在所述第一方向上修改的；

从所述接收通信设备接收第二信号质量指示，所述第二信号质量指示与如在所述接收通信设备处接收的被组合的、相差所述第二相位差值的所述第一信号和所述第二信号的质量有关；

基于到所述初始标称相位差值的相位变化步长来确定经修改的相位差值，其中，所述相位变化步长偏离所述初始标称相位差值的方向是至少基于所述第一信号质量指示和所述第二信号质量指示的；以及

基于所述经修改的标称相位差值来发送数据信号。

22.如权利要求21所述的方法，其中，所述第一相位差值与所述第二相位差值之差是相位变化偏移值，并且其中，所述初始标称相位差比所述第一相位差值和所述第二相位差值中的一个大所述相位变化偏移值的一半，并且比所述第一相位差值和所述第二相位差值中的另一个小所述相位变化偏移值的一半。

23.如权利要求22所述的方法，其中，所述相位变化偏移的大小大于或等于所述相位变化步长的大小。

24.如权利要求23所述的方法，其中，所述相位变化偏移的所述大小和所述相位变化步长的所述大小各自均在5度到20度之间。

25.如权利要求23所述的方法，其中，所述相位变化偏移的所述大小和所述相位变化步长的所述大小各自均在10度到15度之间。

26.如权利要求23所述的方法，其中，所述相位变化偏移的所述大小和所述相位变化步长的所述大小各自均为12度。

27.如权利要求22所述的方法，其中，所述相位变化偏移的所述大小大于或等于所述相位变化步长的所述大小的两倍。

28.如权利要求27所述的方法，其中，所述相位变化偏移的所述大小在10度到40度之间，并且所述相位变化步长的所述大小在5度到20度之间。

29.如权利要求27所述的方法，其中，所述相位变化偏移的所述大小在20度到30度之间，并且所述相位变化步长的所述大小在10度到15度之间。

30.如权利要求27所述的方法，其中，所述相位变化偏移的所述大小是24度，并且所述相位变化步长的所述大小是12度。

31.如权利要求22所述的方法，其中，所述相位变化偏移的大小大于或等于所述相位变化步长的大小的四倍。

32.如权利要求31所述的方法，其中，所述相位变化偏移的所述大小在20度到80度之间，并且所述相位变化步长的所述大小在5度到20度之间。

33.如权利要求31所述的方法，其中，所述相位变化偏移的所述大小在40度到60度之间，并且所述相位变化步长的所述大小在10度到15度之间。

34.如权利要求31所述的方法，其中，所述相位变化偏移的所述大小是48度，并且所述相位变化步长的所述大小是12度。