CN1141542A - 传输分集系统 - Google Patents

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Abstract

一种在基站中的多个无线发送系统中选择一个执行向移动台的分集传输的分集制传输系统中，基站将发送数据与在多个无线发送系统中各不相同的识别信号相加，以从这些无线发送系统发送合成无线信号，并从由移动台作为无线电波发送的最佳无线发送系统信息确定的一个无线发送系统发送传输数据。移动台向基站发送最佳无线发送系统信息。

Description

传输分集系统
本发明涉及用于在基站与移动台之间的移动无线通信系统中执行从基站到移动台的分集发送的传输分集系统。
在传统的移动无线通信系统中，基站发送的无线电波的接收状态(可得到的接收状态)在车载移动台运行期间衰落时，将会发生变化。
当无线电波在山峰或其类似物上发生反射或绕射时，移动台的接收场强则会由于无线电波传播路径的不同带来的干扰而发生变化，即发生衰落。由于城市中建筑物的不规则反射会产生无线电波的多路传播(多重路径)。在这种情况下，周期缩短且趋于发生进一步的衰落。作为一个针对此情况的对策，是采用天线分集接收系统。
在这种天线分集接收系统中，从多个没有交互作用的天线的所有接收信号中选择一个具有最高场强的信号。在这种情况下，多个天线彼此远距以得到一个低的相关电平，并将电缆接到在这些天线上。即，装置变得笨重且昂贵。尤其是，使用这一系统对由用户携带的便携电话来说非常困难。
作为上述天线分集接收系统的改进技术的技术在公开号为5-29992的日本专利中已经描述，其中执行以分集发送的方式从基站发送以便获得与分集接收相同的效果。
图4示出了这个分集发送系统的电路。
参见图4，在此实例中，发送频率等于接收频率，且TDD(时分双I)可被用作基站和移动台之间的发送电路方案。在接收时隙中，在开关控制电路153的控制下，天线155a与接收器152a连接，且天线155b与接收器152b连接。由移动台发送的且被接收器152a接收的信号由译码器156a译码，且其误差由一个误差检测电路111a检测。
与此类似，由移动台发送的并由接收器152b接收的信号被一个译码器156b译码，且其误差由一个误差检测器111b检测。一个误差位数比较器电路112根据从各自接收路径的误差检测电路111a和111b输出的位数，识别具有最少误差位数一个接收路径(即，从天线155a和155b来的一个信号)，并且这一识别结果被存贮在存贮电路159中。
与此同时，基带开关158根据这一识别结果从具有最少误差位数的接收路径中选择一个接收数据信号，并将这一输出数据信号输出到下一级。在这种方式下，基站中执行的是分集接收。
在发送时隙中，高频开关154由开关控制电路153根据存贮在储存电路159中的接收路径信息来控制。从天线155a和155b来的具有最小接收误差数的一个信号(接收路径)在开关控制电路153的控制下被连接到一个发送器151，而另一个从天线155a和155b来的信号接地。由此，可以实现分集发送。
在这种方式下，在接收时选择的天线在发送时也获得最佳的曲线特性。另外，这一接收/发送时隙具有一个短时间周期，这样在这一时间周期内的多径衰落可被忽略。虽然上述方案可以应于PHP(个人手持电话系统)中，它也可以在当发送频率与接收频率不同时使用。另外，对于具有比发送/接收间隔(时隙)的周期短的衰落，不会有什么影响。
在公开号为2-200018的日本专利中描述的这种类型的另一技术已经公知。
图5A和图5B分别示出了基地站和移动台的电路图。
图5A示出了用于发送数据的基站a，图5B示出了用于接收数据的移动台b。通过控制部分211、识别符相加部分210、以及一个基带发生部分205，把基站a加入到第一组。分局识别符代表用于发送第一组的无线发送系统(无线发送线：分局)。基站a通过一个调制器206，一个发送器208，以及天线209a和209b中的一个分支发送数据。另一个分支由第二组选用，且其分局识别符被加入到第二组。发送合成数据组。
另一方面，在移动台b，从另一个分局发送的一组数据通过天线229以及一个接收器230接收。接收电平由电平检测部分225检测。如果接收电平为高电平，则其对应分局被存贮在存贮部分224。通过解调器228，基带发生部分227，以及识别符检测部分鉴别的分局识别器被存贮在存贮部分224。识别符加法部分223通过基带发生部分219，解调器220，发送器221以及一个天线222执行发送。
由移动台b发送的信号通过天线218a和218b中的一个，及开关217和一个接收器216被接收。其发送电平(场强)由电平检测部分212检测。与此同时，通过解调器215，基带发生部分214，以及一个识别符检测部分213鉴别分局识别符。使用已鉴别的分局识别符，并根据该分局识别符选择天线209a和209b中的一个。
如上所述，移动台决定最佳分局。将该决定结果通知给基站a，基站a选择一个最佳天线，由此执行分集发送。
图6A到6C示出了使用TDMA(时分多址)或FDD方案的无线信道的格式。
图6A所示为一个帧结构，图6B示出了一个下行负载线路，及图6C所示为一个上行线路。帧结构具有一个TDMA帧，一个控制隙，及通信隙，且控制隙中有一个分局识别隙B。
一帧中的下行负载线路由一个控制隙和一个通信隙构成。上行负载线路具有一个通信隙。包括分局识别符的通知信号在每一个预定时间间隔内发送以通知移动台有关基站的信息或类似信息。每次发送通知信号时，发送天线路被切换到另外一处。每次移动台接收通知信号时，移动台检测接收场强的电平，并存贮该检测结果。重复执行这一过程以确定具有最大场强电平的分局。
以这种鉴别方式选择的分局识别符被插入到数据中，且发送合成数据。例如，在指定给移动台的通信时隙C中，移动台通过上行负载线中的该隙向基站发送所选择的识别符。当所选择的识别符接收时，基站从由分局识别符确定的天线发送指定给移动台的时隙，在这种方式下，发送天线每三帧切换一次，其帧间隔最小。
在上述的已有技术中，当发送频率与接收频率不同时，不能使用前面的实例，且在其间隔比发送/接收间隔短的衰减中也没有效果。但后面的例子既使在发送频率和接收频率不同时也可以使用。由于后一种方法建立在分组发送的基础上，所以分局的场强必须是时分测量(计算2)。例如，当一个TDMA帧的长度为8ms时，则允许测量场强的最短周期是16ms，它对应于两个帧周期，即，大约60HZ的频率，这不适合于其中趋于发生100HZ衰落的峰窝分集单元。另外，由于连续发送数据的无线移动系统仍然可用，则需要一种连续的，高速分集发送系统。
本发明解决了上述传统的缺点，并且本发明的一个目的是提供一种能够将由移动台检测始终从基站发送的识别信号而获得的最佳线发送系统信息通知给基站，并且可以连续、高速分集发送，可以在移动台以一种使用展布频谱调制电路的CDMA(码分多址)方式接收的分集制发送系统。
为了实现本发明的上述目的，提供一种分集发送系统，用于在基站的多个发送系统中选择一个来执行向移动台分集发送数据，其中，基站将发送数据与在多个无线发送系统中各不相同的识别信号相加，以从这些无线发送系统发送无线合成信号，并从由移动台作为无线波发送的最佳无线发送系统信息所确定的那个无线发送系统发送传输数据，且移动台从基站的多个无线发送系统接收的数据中检测到的多个识别信号中确定一个代表最佳接收状态的识别信号，并向基站发送已确定的无线发送系统信息。
在具有上述设置的分集发送系统中，基站发送多个无线发送系统各不相同的无线迭加识别信号和由CDMA方式多路复用的传输数据，并且分别从多个无线发送系统发送无线信号。移动台从基站接收的数据中检测多个无线发送系统的多个识别信号，并确定一个代表最佳接收状态的识别信号。该确定的最佳无线发送系统信息被发送到基站。基站从由移动台发送的最佳无线发送系统信息所确定的那个无线发送系统发送数据。
在这种情况下，基站发送多个无线发送系统各不相同的多种类型的识别信号，移动台发送代表最佳接收状态的那个识别信号的最佳无线发送系统信息。
基站发送多个无线发送系统彼此不同且由一个参考识别信号延时后的多种类型的识别信号，而移动台根据在计算移动函数时代表识别信号的强度分布相对于延迟时间的延时剖面图来发送最佳无线发送系统信息。
在这种方式下，由基站发送的识别信号的场强总是由移动台来检测，且根据这一检测结果把最佳无线发送系统信息通知给基站。这样，在使用展布频率调制方式的CDMA中，可以实现连续、高速的分集发送。
图1所示是按照本发明的第一实施例的分集制传输系统的电路框图；
图2所示是按照本发明的第二实施例的分集制传输系统的电路框图；
图3是说明搜索电路中的导频信号的标志及图2的电平状态的曲线图；
图4所示是传统分集制传输系统的电路框图；
图5A和5B所示是另一种传统的分集制传输系统的基站和移动台的电路框图；以及
图6A到6C所示是
下面参照附图描述按照本发明的分集制传输系统的实施例。
图1所示是第一实施例的分集制传输系统的电路图。
图1所示的第一实施例主要包括一个具有二个分局的基站1和一个移动台2。
基站1包括一个导频信号发生器3，它用于产生识别两个分局中的一个分局的导频信号A，还包括一个导频信号发生器4，它用于产生识别两个分局中的另一个分局导频信号B。另外，该基站1还包括一个用于编码并输出传输数据的编码器5，和一个将导频信号A和编码数据相加的加法器6，以及一个将导频信号B和编码数据相加的加法器8。
基站1还包括衰减器(ATTS)9和10，用于将来自编码器5的编码数据的电平进行衰减，还包括一个发送器11和一个天线13，它们将来自ATT9的编码数据和导频信号进行调制，设置发送频率，并发送结果数据，基站1还包括一个发送器12和一个天线14，它们将导频信号B和来自ATT10的编码数据进行调制，设置发送频率，并输出结果数据。
基站1还包括一个天线15，用于接收从移动台2发送来的无线电波，还包括一个用于接收由天线来的信号的接收器16，该接收器16执行高频放大，频率转换，及解调，并输出一个解调信号，它还包括一个译码器17，用于将来自接收器16的解调信号进行译码并输出接收数据。
移动台2包括一个用于从基站1接收无线电波的天线8，和一个将天线18接收到的信号进行高频放大，频率转换及解调的接收器19，以及一个将来自接收器19的解调信号译码并输出译码数据的译码器20。该移动台2还包括一个用于从来自接收器19的解调信号中检测导频信号A及其电平(接收场强)的导频信号电平检测器21，和一个用于从来自接收器19的解调信号中检测导频信号B及其电平(接收场强)的导频信号电平检测器22。
移动台2还包括一个检测电路23，用于比较从导频信号电平检测器21和22来的导频信号A和B的若干段电平信息，并确定导频信号A和B中的哪一个的电平高；它还包括一个编码器24，用于将传输数据编码，并将检测结果的分局信息插入这一编码数据，且输出该合成数据；和一个发送器25和一个天线26，它们将来自编码器24的编码数据和检测结果发送到基站。
下面将描述第一实施例的操作。
从导频信号发生器3输出的导频信号A总是通过加法器6，发送器11和天线13发送。从导频信号发生器4输出的导频信号B总是通过加法器8，发送器12和天线14发送。发送到移动台2的数据被输入到编码器5，且已编码数据被输出到ATTS9和ATTS10。
来自ATT9的编码数据由加法器6加法(迭加)，且从发送器11发送的合成数据通过天线13发送到移动台2。来自ATT10的编码数据由加法器8相加(迭加)，且从发送器12发送的合成数据通过天线发送到移动台2。来自基站1的无线电波由移动台2的天线18接收并输入到接收器19。接收器19执行高频放大，频率转换和解调。从基站1接收的并由译码器20从解调信号中译码的数据被输出。
从接收器19输出的解调信号号输入到导频信号电平检测器21以检测导频信号A，和它的电平(接收场强)。与此同时，从接收器19输出的解调信号输入到导频信号电平检测器22以检测导频信号B及其电平(接收场强)。
由导频信号电平检测器21和22检测的导频信号A和导频信号B的几段(the plecs)电平信息输入到检测电路23。检测电路23比较输入几段(the pleces of)电平信息以确定导频信号A或B哪个具有较高的电平。换句话说，确定具有较高的场强的分局的发送。检测结果的最合适的分局信息被输出到编码电路24。编码器24将传输数据编码，并将最合适的分局信息插入到编码数据中，从发送器25将合成数据通过天线26发送到基站1。
从移动台2来的无线电波通过基站1的天线由接收器16接收，且从接收器16输出的解码信号输入到译码器17。从基站1发送的数据由译码器17译码，与此同时，提取出最合适的分局信息。这一最合适的分局信息改变ATTS9和10的增益。
当导频信号A的分局代表最合适的分局信息时，则ATT10的增益设为，例如，-30dB，而在ATT9中不执行衰减。导频信号B的分局停止发送编码数据(发送器12和天线14)，而导频信号B的分局发送编码数据(发送器11和天线13)。
当导频信号B和分局代表最合适的分局信息时，则执行与上述相反的操作。即，ATT9的增益设为，例如，-30dB，且导频信号A的分局停止发送编码信号。
如上所述，在移动台识别具有最佳接收状态的最佳分局信息，并将这一最佳分局信息发送到基站1。基站1根据最佳分局信息从被选择的分局发送数据。由此，实现连续的高速分集传输，且移动台2可以稳定的接收。
图2示出了第二实施例的电路。
图2所示的第二实施例与第一实施例一样具有一个有二个分局的基站1和一个移动台2。该基站1包括一个用于产生导频信号A的导频信号发生器3、一个编码器5、加法器6和8、ATTS9和10、发送器11和12、天线13、14和15、一个接收器16、以及一个译码器17。
设置一个延时电路27，用于将从导频信号发生器3输出的导频信号A延时，使第二实施例输出一个导频信号Ba到加法器8。
移动台2包括一个天线18，一个接收器19，一个译码器20，一个检测电路23，一个编码器24，一个发送器25以及一个天线26。作为第二实施例，该移动台2还包括一个搜索电路28，它用于搜索并识别导频信号A和Ba，以及检测导频信号A和Ba的电平。
下面描述第二实施例的操作。
从导频信号发生器3输出的导频信号A输入到加法器6和延时电路27。该延时电路27将导频信号A延时一个时间T，输出导频信号Ba到加法器8。如第一实施例，从编码器5输出的编码数据通过ATTS9和10输入到加法器6和8并叠加到导频信号A和Ba上。合成信号从发送器11和12以及天线13和14发送出去。
如第一实施例一样，移动台在天线18，接收器19，以及译码器20执行处理。来自接收器19的解调信号输入到搜索电路28。搜索电路28搜索并识别导频信号A和Ba，检测导频信号A和Ba的电路。
图3说明了在搜索电路28中，导频信号A和Ba的电平状态和标志。
参见图2和3，搜索电路28采用了一个相关器用于计算导频信号A和一个接收信号之间的移动函数。从相关的计算结果得到对应于延迟时间的代表导频信号A和Ba的电平(场强值)的延时断面图，如图3所示。
参见图3，时间D是基站1和移动台2之间无线电波传播的延迟时间，时间T是导频信号A与导频信号A经延时电路27延时而得到的导频信号Ba之间的时间。由于时间T在上文已知，这样，导频信号A的捕获使得导频信号Ba的识别在时间T内出现。在这种情况下，当最大电平的导频信号A和Ba被检测到时，其它导频信号Aa，Ab，Baa和Bab就检测不到，则随后的检测可以被简化。
检测电路23导频信号A和Ba中哪一个具有较高的电平。换句话说，就是检测具有较高场强的分局的发送。检测结果的最佳分局信息通过编码器24，发送器25以及天线26发送到基站1。在基站中随后的处理与第一实施例中的相同。
在第二实施例中，执行连续、高速的分集发送，且在移动台2中执行与第一实施例中一样的稳定接收。
如上所述中显然，，按照本发明的分集发送系统，基站把将要发送数据与无线发送系统(分局)不同的多种类型的识别信号相加，并从多个无线发送系统发送其合成数据。移动台在从基站接收到的数据中检测代表最佳接收状态的无线发送系统的识别信号，并将检测到的最佳无线发送系统的信息发送到基站。由于从基站的一个发送系统发送的数据是根据这个信息而发送的，这样，可以实现连续高速的分集传输，并且在移动台以使用展布频谱调制电路的CDMA方式可以实现稳定的接收。

Claims (12)

1.一种在基站(1)中的多个无线发送系统(11，13；12，14)中选择一个以执行向移动台(2)的分集传输的分集制传输系统，
其特征在于：所述基站(1)将发送数据与无线发送系统不同的识别信号(A，B；A，Ba)相加，以从所述多个无线发送系统(11，13；12，14)发送合成后无线信号，并根据作为无线电波从所述移动台(2)发送来的最佳无线发送系统信息所确定的一个无线发送系统发送传输数据，以及
所述移动台(2)在从所述基站(1)的多个无线发送系统(11，13；12，14)接收到的数据中检测的多个信号识别(A，B；A，Ba)中确定一个代表最佳接收状态的识别信号，并向所述基站(1)发送确定的最佳无线发送系统信息。
2.如权利要求1的系统，其中
所述基站(1)包括：
识别信号发生装置(2，4)，用于产生多个无线发送系统(11，13；12，14)不同的多种类型的识别信号(A，B)，
设置装置(9，10)用于设定分别构成所述多个无线发送系统(11，13；12，14)的数据的发送或不发送，
加法装置(6，8)，用于将来自所述识别信号发生装置(3，4)的识别信号(A，B)与从所述设置装置(9，10)输出的数据相加，并输出相加合成数据，基站无线发送装置(11，12)，用于发送分别从所述加法装置(6，8)输出的无线迭加数据，
基站无线接收/提取装置(16，17)，用于接收发自所述移动台(2)的无线发送信息并提取代表通过由所述移动台(2)所确定的最佳无线发送系统发送的最佳无线发送系统信息，以及
选择装置，用于设定来自所述设置装置(9，10)中，除了由所述基站无线接收/提取装置(16，17)提取的最佳无线发送系统信息所确定的一个无线发送系统以外的装置的数据的不发送；以及
所述移动台(2)，它包括：
移动台无线接收装置(19)，用于输出从所述基站(1)接收到的数据，
识别信号检测装置(21，22)，用于在所述移动台无线接收装置(19)接收到的数据中检测在所述多个无线发送系统(11，13；12，14)中各不相同的多个识别信号(A，B)，
检测装置(23)，用于在由所述识别信号检测装置(21，22)检测的多个识别信号中确定一个信号，以及
移动台无线发送装置(25)，用于发送代表所述基站中发送的识别信号由所述制定装置(23)确定了的无线发送系统的最佳无线发送系统信息。
3.如权利要求1的系统，其中
所述基站(1)包括：
识别信号发生装置(3)，用于产生一个识别信号A，
延时装置(27)，用于将来自所述识别信号发生装置(3)的识别信号A延时；
设置装置(9、10)，用于设定分别构成多个无线发送系统(11，13；12，14)的数据的发送或不发送，
加法装置(6、8)，用于将由所述设置装置(9、10)输出的数据和来自所述识别信号发生器(3)或来自所述延时装置(21)的识别信号(A；Ba)相加，并输出相加合成数据，
基站无线发送装置(11，12)，用于分别发送从所述加法装置(6，8)输出的无线迭加数据；
基站无线接收/提取装置(16，17)，用于从所述移动台(2)接收无线发送信息，并提取代表通过所述移动台(2)确定的最佳无线发送系统发送的最佳无线发送系统信息，以及
选择装置，用于设定来自所述设置(9，10)中，除了由所述基站无线接收/提取装置(16，17)提取的最佳无线发送系统信息所确定的一个无线发送系统以外的装置发送的数据的不发送；以及
所述移动台(2)，它包括：
移动台无线接收装置(19)，用于输出从所述基站(1)接收到的数据，
识别信号检测装置(28)，用于从所述移动台无线接收装置(19)接收到的数据中检测所述多个无线发送系统(11，13；12，14)的多个识别信号(A，Ba)，
判定装置(23)，用于在多个识别信号中确定一个由所述识别信号检测装置(28)检测的，代表最佳接收状态的一个识别信号，以及
移动台无线发送装置(25)，用于发送代表所述基站中其发送的识别信号由所述判定装置(23)确认的无线发送系统的最佳无线发送系统信息。
4.如权利要求3的系统，其中所述识别信号检测装置(28)包括：
识别信号搜索电路(28)，用于计算接收信号与来作所述识别信号发生装置(3)作为一个参考的识别信号(A)之间的移动函数，并得到一个表示识别信号的场强相对于延迟时间的延时断面图；以及
判定装置(23)，用于从由所述识别信号搜索装置(28)获得的延时断面图中得到代表多个识别信号中具有较高的信号强度的一个识别信号的最佳无线发送系统信息。
5.如权利要求2的系统，其中所述设置装置(9、10)包括多个可变衰减装置(9、10)，它们用于可变地衰减各无线发送系统的发送数据，并将该发送数据设置在输出或不输出模式。
6.如权利要求2的系统，其中所述设置装置(9、10)包括用于设定各个无线发送系统(11，13；12，14)的发送数据的发送或不发送的开关。
7.如权利要求2的系统，它进一步包括多路复用装置(5)，用于将多个移动台(2)的多个发送数据编码，并将该编码数据输出到所述设置装置(9、10)。
8.如权利要求7的系统，其中所述多路复用装置(5)使用CDMA(码分多址)电路作为多路复用电路。
9.如权利要求3的系统，其中所述设置装置(9、10)包括多个可变衰减装置(9、10)、它们用于将各个无线发送系统的发送数据可变地衰减，并将这些发送数据设置在输出或不输出模式。
10.如权利要求3的系统，其中所述设置装置(9、10)包括用于设定各个无线发送系统(11，13；12，14)的发送数据的发送或不发送的开关。
11.如权利要求3的系统，它进一步包括多路复用装置(5)，用于将多个移动台(2)的多个发送数据编码，并将该编码数据输出到所述设置装置(9、10)。
12.如权利要求11的系统，其中所述多路复用装置(5)使用CDMA(码分多址)电路作为多路复用电路。
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