CN1149754C - 基站装置和分组发送方法 - Google Patents
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Abstract
优先级决定部(107)根据表示下行线路的线路品质的信息来决定各通信终端装置的优先级。发送目的地决定部(108)根据表示信号到来方向的信息来估计各通信终端装置的存在方向，根据各通信终端装置的存在方向和优先级，来决定进行下行高速分组传输的通信终端装置。AAA发送控制部(154)根据从发送目的地决定部(108)决定的通信终端装置发送的信号的到来方向来计算发送加权。然后，AAA发送控制部(154)将从各天线振子(101～103)发送的信号与各个发送加权相乘。由此，在使用自适应阵列的情况下，能够高效地进行下行高速分组传输。
Description
技术领域
本发明涉及CDMA无线通信系统中使用的基站装置和分组发送方法。
背景技术
在CDMA的无线通信系统中，为了基站装置(BS)在短时间内对通信终端装置(TS)装入大量的数据，提出对各用户使用DSCH(Down link SharedCHannel：下行链路共用信道)等信道来进行下行高速分组传输的方式。以下，用图1来说明该方式。图1是表示现有的无线通信系统结构的图。
在图1中，基站装置11正在与通信终端装置21～23用通信信道(DPCH)进行双向的无线通信。在这种情况下，各通信终端装置21～23对基站装置11发送表示下行线路的线路品质的信息。作为表示线路品质的信息，可列举出SIR等。
基站装置11考虑线路品质等对选择的通信终端装置(例如，通信终端装置21)用DSCH发送分组信号。但是，该现有的基站装置由于高速分组传输的发送功率大而对其他台成为干扰，所以在时间分割的各时刻仅对一个台发送分组信号。
这里，在CDMA的无线通信系统中，有以减低干扰为目的而使用自适应阵列的情况。自适应阵列是指在基站装置上搭载多个天线振子构成的阵列天线，通过将发送信号与复数系数(以下，将该复数系数称为‘加权’)相乘并发送，从而进行方向性发送的方式。
如果将自适应阵列用于下行高速分组传输，由于可降低干扰，所以可期待对多个用户同时进行下行高速分组传输。
但是，直至目前，在使用自适应阵列的CDMA的无线通信系统中，还未披露高效地进行下行高速分组传输的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基站装置和分组发送方法，在使用自适应阵列的情况下，可以进行相互干扰少，对多个用户同时进行下行高速分组传输。
该目的如下实现：考虑各通信终端装置的位置关系、方向性图案的形状、方向性的宽度和各方向性的线路品质等，来选择相互干扰少的多个用户。
本发明提供一种使用自适应阵列进行下行高速分组传输的基站装置，包括：优先级决定部件，以下行线路的线路质量高的顺序来决定通信中的通信终端装置的优先级；发送目的地决定部件，决定包含优先级最高的通信终端装置、且相互干扰低于规定值的多个通信终端装置；调制方式决定部件，根据下行线路的线路质量决定分组信号的调制方式；以及方向性发送部件，以所述调制方式决定部件决定的调制方式对分组进行调制，并将调制后的分组信号对所述发送目的地决定部件决定的通信终端装置进行方向性发送。
本发明提供一种用于基站装置的分组发送方法，该基站装置使用自适应阵列进行下行高速分组传输，其中，对多个通信中的通信终端装置以下行线路的线路品质高的顺序来决定优先级，决定包含优先级最高的通信终端装置、且相互干扰低于规定值的多个通信终端装置，根据下行线路的线路质量决定分组信号的调制方式，以所述决定的调制方式对分组进行调制，并将调制后的分组信号对所述决定的通信终端装置进行方向性发送。
附图说明
图1表示现有的无线通信系统结构的图；
图2表示本发明实施例1的基站装置结构的方框图；
图3表示上述实施例的基站装置的优先级决定部中决定的优先级表示例的图；
图4表示上述实施例的基站装置的方向性图案的图；
图5表示本发明实施例2的基站装置结构的方框图；
图6表示上述实施例的基站装置的方向性图案的图；
图7表示本发明实施例3的基站装置的方向性图案的图；
图8表示上述实施例的基站装置结构的方框图；以及
图9表示本发明实施例4的基站装置结构的方框图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施例。
(实施例1)
图2表示本发明实施例1的基站装置100的结构的方框图。
在图2中，基站装置100包括：构成阵列天线的天线振子101～103；发送接收共用器104；AAA(自适应阵列天线)接收控制部105；解调部106；优先级决定部107；以及发送目的地决定部108。基站装置100还包括：数据选择部151；调制方式决定部152；调制部153；AAA发送控制部154；与各天线振子101～103对应的加法器155～157。
发送接收共用器104对各天线振子101～103接收的信号进行变频处理和放大处理，输出到AAA接收控制部105。而且，发送接收共用器104对从加法器155～157输出的信号进行变频处理和放大处理，从各天线振子101～103进行无线发送。
将AAA接收控制部105准备进行无线通信的通信终端装置的数目，由发送接收共用器104对输出信号进行解扩处理，对解扩处理后的信号进行到来方向估计处理，计算接收加权并对解扩后信号进行阵列合成。然后，AAA接收控制部105将阵列合成后的信号输出到解调部106，将表示信号到来方向的信息输出到发送目的地决定部108。
将解调部106准备进行无线通信的通信终端装置的数目，对由AAA接收控制部105进行阵列合成的信号进行数据解调。然后，解调部106从解调的信号中分离表示下行线路的线路品质的信息，输出到优先级决定部107和调制方式决定部152。
优先级决定部107根据表示下行线路的线路品质的信息来决定各通信终端装置的优先级。例如，越是下行线路的线路品质高的通信终端装置，该优先级越高。然后，优先级决定部107将表示决定的优先级的信息输出到发送目的地决定部108。
发送目的地决定部108根据表示信号的到来方向的信息来估计各通信终端装置的存在方向，根据各通信终端装置的存在方向和优先级，来决定进行下行高速分组传输的通信终端装置的顺序。将这种过程称为调度。
然后，发送目的地决定部108将表示决定的通信终端装置的信息输出到数据选择部151和调制方式决定部152。而且，发送目的地决定部108将表示从决定的通信终端装置发送的信号的到来方向的信息输出到AAA发送控制部154。对于发送目的地决定部108中的调度的细节将后述。
数据选择部151根据发送目的地决定部108的决定，仅选择对应的通信终端装置的发送数据，输出到调制部153。
调制方式决定部152根据表示下行线路的线路品质的信息来决定进行下行高速分组传输的数据调制方式。例如，在下行线路的线路品质良好的情况下，形成16QAM或64QAM等高速速率的调制方式，而在下行线路的线路品质恶劣的情况下，形成QPSK等低速速率的调制方式。然后，调制方式决定部152对调制部153指示调制方式。
将调制部153准备能够同时进行下行高速分组传输的数据的数目，对数据选择部151的输出信号按照调制方式决定部152指示的调制方式来进行调制及扩频。然后，调制部153将扩频后的信号输出到AAA发送控制部154。能够同时进行下行高速分组传输的数据的数目由扩频码的数目等来预先决定。
将AAA发送控制部154准备能够同时进行下行高速分组传输的数据的数目，根据从由发送目的地决定部108决定的通信终端装置发送的信号的到来方向来计算发送加权。然后，AAA发送控制部154通过将发送信号和发送加权相乘，来生成从各天线振子101～103发送的信号，输出到加法器155～157。使用扩频码对发送信号进行扩频的扩频处理在发送加权乘法前或发送加权乘法后都可以。
加法器155在从各AAA发送控制部154输出的发送到各通信终端装置的信号中，将与天线振子101对应的信号相加并输出到发送接收共用器104。加法器156在从各AAA发送控制部154输出的发送到各通信终端装置的信号中，将与天线振子102对应的信号相加并输出到发送接收共用器104。加法器157在从各AAA发送控制部154输出的发送到各通信终端装置的信号中，将与天线振子103对应的信号相加并输出到发送接收共用器104。
图2虽未图示，但在基站装置100中，对各通信终端装置用DPCH发送信号的调制部和AAA发送控制部配有通信终端装置的数目。
下面，用图3和图4具体说明发送目的地决定部108中的调度。设基站装置100正在与9个通信终端装置(MS)201～209进行无线通信。
图3是表示在优先级决定部107中决定的优先级表的示例的图。在图3的情况下，发送目的地决定部108首先选择优先级最高的MS201作为进行下行高速分组传输的目的地。
图4是表示对应于基站装置100的MS201的方向性图案的图。在图4中，横轴表示MS201存在的方向为0°的角度，纵轴表示方向性增益。而且，图4的方向性增益衰减量α是在将对MS201的发送信号看成干扰的情况下，即使有该干扰的影响，也是用于通信所需的方向性增益衰减量。
根据方向性图案，由于各位置的方向性增益被唯一地确定，所以与方向性增益衰减量α对应的方向性增益衰减角度φ也可唯一地确定。由于位于方向性增益衰减角度φ范围内的通信终端装置受到对MS201发送的信号的影响大，所以被从进行下行高速分组传输的对象中除去。
例如，在图4的情况下，发送目的地决定部108将处于方向性增益衰减角度φ的范围内的MS202、203、204从对象中除去，参照图3的优先级表，在剩余的通信终端装置中接着选择优先级最高的MS207作为进行下行高速分组传输的目的地。
于是，作为进行下行高速分组传输的目的地，选择优先级最高的通信终端装置，根据该通信终端装置所对应的方向性图案来选择下一个通信终端装置，在使用自适应阵列情况下，可以对相互干扰少的多个用户同时进行下行高速分组传输。
在本实施例中，举例说明了根据方向性增益衰减量，来规定可以同时发送的通信终端装置的范围的情况，但本发明并不限于此，在通信终端装置的发送功率变化的情况下，也可以根据绝对的发送功率值来规定可以同时发送的通信终端装置的范围。即，即使是同一方向，在发送功率小、干扰量少的情况下，也可以进行同时发送。在本实施例中示出了仅根据用户的线路品质来决定优先级的方法，但本发明并不限于此，除了用户的线路品质以外，也可以考虑其他的判断信息来决定优先级。在本实施例中，使用自适应阵列天线中的到来方向估计技术来进行来自用户的信号的到来方向估计，但本发明并不限于此，也可以根据用户接受的位置信息等来估计。
(实施例2)
在实施例2中，说明根据位置关系将通信终端装置分成几个组，在每个组中形成方向性进行发送的情况。在每组中形成方向性的方式详细说明于特愿2000-008364(日本专利)中。
图5表示本实施例的基站装置300的结构方框图。在图5所示的基站装置300中，与图2所示的基站装置100相同的构成部分附以与图2相同的标号，并省略说明。
图5所示的基站装置300的AAA接收控制部301的操作与基站装置100的AAA接收控制部105有所不同，发送目的地决定部302的操作与基站装置100的发送目的地决定部108有所不同。
将AAA接收控制部301准备方向性图案的数目，通过在同一组内共用的加权来进行阵列合成。然后，AAA接收控制部301将表示属于各组的通信终端装置的信息输出到发送目的地决定部302。在实施例1的AAA接收控制部105中，由于对各通信终端进行到来方向估计，所以在到来方向估计前进行解扩，但由于本实施例以组汇总，所以在AAA接收控制部301之后的解调部106中进行解扩处理。
发送目的地决定部302根据表示属于各组的通信终端装置的信息和优先级来进行调度。
以下，如图6所示，具体说明基站装置(BS)300在与通信终端装置(MS)201～209用三个方向性图案(A、B、C)进行无线通信情况中的发送目的地决定部302的调度。
在优先级决定部107决定的优先级为图3所示的优先级情况下，发送目的地决定部108选择属于组A的通信终端装置中优先级最高的MS201。同样地，发送目的地决定部108分别选择属于各个组B、C的通信终端装置中优先级最高的MS205、207。
于是，作为下行高速分组传输的目的地，通过选择各组中优先级最高的通信终端装置，在使用自适应阵列的情况下，可以进行相互干扰少、同时对多个用户的下行高速分组传输。
(实施例3)
这里，16QAM或64QAM等高速速率的调制方式需要以大功率来发送，以便获得与QPSK等低速速率的调制方式相同等级的接收品质。因此，在以高速速率的调制方式发送时，对周边的通信终端装置产生的干扰会增大。
另一方面，自适应阵列可以控制方向性宽度，如果使方向性宽度变窄，那么可以减小对周边的通信终端装置产生的干扰。
例如，如图7所示，基站装置400在向密度高的区域中存在的通信终端装置(MS)201发送信号的情况下，如果使方向性宽度窄，那么可以减小对周边的通信终端装置产生的干扰。相反地，在向密度低的区域存在的通信终端装置(MS)209发送信号的情况下，即使扩大方向性宽度，对其他通信终端装置产生的干扰也小。
在实施例3中，鉴于这点来说明控制方向性宽度的情况。
图8表示本实施例的基站装置400的结构方框图。在图8所示的基站装置400中，与图2所示的基站装置100相同的构成部分附以与图2相同的标号，并省略说明。
图8所示的基站装置400与图2所示的基站装置100相比，采用追加密度计算部401和方向性宽度控制部402的结构。
AAA接收控制部105将表示信号的到来方向的信息输出到发送目的地决定部108和密度计算部401。
发送目的地决定部108将表示决定的通信终端装置的信息输出到数据选择部151、调制方式决定部152和密度计算部401。
密度计算部401根据表示信号的到来方向的信息，计算进行下行高速分组传输的通信终端装置的周边区域的密度。然后，密度计算部401将计算的密度输出到调制方式决定部152和方向性宽度控制部402。
调制方式决定部152根据表示下行线路的线路品质的信息和密度，来决定进行下行高速分组传输的数据的调制方式。例如，在进行下行高速分组传输的通信终端装置的周边区域的密度低的情况下，由于对周边的通信终端装置产生的干扰小，可以用大功率来进行下行高速分组传输，所以调制方式决定部152采用高速速率的调制方式。然后，调制方式决定部152将表示决定的调制方式的信息输出到调制部153和方向性宽度控制部402。
方向性宽度控制部402根据密度和调制方式来决定方向性宽度，控制AAA发送控制部154的方向性宽度。具体地说，即使调制方式相同，在将信号发送到在密度高的区域中存在的通信终端装置的情况下，以变窄方向性宽度来进行控制，而在将信号发送到在密度低的区域中存在的通信终端装置的情况下，以扩大方向性宽度来进行控制。而且，在密度相同程度的情况中，在以高速速率的调制方式进行发送的情况下，以变窄方向性宽度来进行控制，而在以低速速率的调制方式发送信号的情况下，以扩大方向性宽度来进行控制。
于是，通过考虑进行下行高速分组传输的通信终端装置的周边区域的密度和调制方式来控制方向性宽度，与实施例1相比，可以高效地进行下行高速分组传输。
(实施例4)
在上述实施例3中，说明了通过考虑密度和调制方式来控制方向性宽度的情况。但是，在估计信号的到来方向时，由于需要对接收信号进行长时间平均，所以如果对移动速度快的通信终端装置用窄的方向性宽度来进行发送接收，那么不能正确地估计信号的到来方向。
实施例4说明要解决该问题，除了密度和调制方式以外，还考虑通信终端装置的移动速度来控制方向性宽度的情况。
图9是表示本实施例的基站装置500的结构方框图。在图9所示的基站装置500中，对于与图8所示的基站装置400相同的构成部分附以与图8相同的标号，并省略说明。
图9所示的基站装置500与图8所示的基站装置400相比，采用追加速度检测部501的结构。
AAA接收控制部105将阵列合成后的接收信号输出到解调部106和速度检测部501。
发送目的地决定部108将表示决定的通信终端装置的信息输出到数据选择部151、调制方式决定部152、密度计算部401和速度检测部501。
速度检测部501根据阵列合成后的接收信号来检测进行下行高速分组传输的通信终端装置的移动速度，输出到调制方式决定部152和方向性宽度控制部402。
作为速度检测部501的移动速度的检测方法之一，是基于多普勒频率的方法。即，速度检测部501测定接收信号的多普勒频率，多普勒频率越高，就判断为移动速度越快，而多普勒频率越低，就判断为移动速度越慢。
作为速度检测部501的另一移动速度的检测方法，是基于加权追踪的方法。这种情况下，AAA接收控制部105根据当前的方向性图案，即使是偏移了+θ°及-θ°的方向性图案，仍进行AAA接收处理，将各方向性图案中的接收信号输出到速度检测部501。速度检测部501测定各方向性图案中的接收信号的SIR，根据SIR的测定结果来进行通信终端装置在移动、不在移动的判定。通过汇集该结果，来计算通信终端装置的移动速度。
调制方式决定部152除了根据表示下行线路的线路品质的信息和密度以外，还根据速度来决定进行下行高速分组传输的数据的调制方式。例如，在进行下行高速分组传输的通信终端装置的移动速度快的情况下，调制方式决定部152采用速率更低的调制方式。
方向性宽度控制部402除了根据密度和调制方式以外，还根据速度来决定方向性宽度，控制AAA发送控制部154的方向性宽度。例如，在进行下行高速分组传输的通信终端装置的移动速度快的情况下，方向性宽度控制部402进行扩大方向性宽度的控制。
于是，除了密度和调制方式以外，通过考虑进行下行高速分组传输的通信终端装置的移动速度来控制方向性宽度，与实施例3相比，可以高效地进行下行高速分组传输。
从以上的说明可知，根据本发明，通过考虑各通信终端装置的位置关系、方向性图案的数目、方向性宽度和各方向性的线路品质等，来选择相互干扰少的多个用户，从而能够用自适应阵列高效地对多个用户同时进行下行高速分组传输。
本说明书基于2000年5月26日申请的特愿2000-156895(日本专利)。其内容全部包含于此。
产业上的可利用性
本发明适用于CDMA的无线通信系统的基站装置。
Claims (12)
1.一种使用自适应阵列进行下行高速分组传输的基站装置，包括：
优先级决定部件，以下行线路的线路质量高的顺序来决定通信中的通信终端装置的优先级；
发送目的地决定部件，决定包含优先级最高的通信终端装置、且相互干扰低于规定值的多个通信终端装置；
调制方式决定部件，根据下行线路的线路质量决定分组信号的调制方式；以及
方向性发送部件，以所述调制方式决定部件决定的调制方式对分组信号进行调制，并将调制后的分组信号对所述发送目的地决定部件决定的通信终端装置进行方向性发送。
2.如权利要求1所述的基站装置，其中，发送目的地决定部件首先选择优先级最高的通信终端装置，在除了对该首先选择的通信终端装置发送的分组信号影响大于规定值的通信终端装置以外，接着选择优先级最高的通信终端装置。
3.如权利要求1所述的基站装置，其中，发送目的地决定部件在方向性发送部件将通信终端装置分成几个组，对每个组形成方向性并进行发送的情况下，在各组中选择优先级最高的通信终端装置。
4.如权利要求1所述的基站装置，其中，调制方式决定部件采用下行线路的线路品质越好速率越高的调制方式。
5.如权利要求1所述的基站装置，其中，包括：密度计算部件，计算由发送目的地决定部件决定的通信终端装置的周边区域的密度；以及方向性宽度控制部件，根据调制方式和所述计算的密度来控制方向性宽度；调制方式决定部件根据所述计算的密度来决定分组信号的调制方式，方向性发送部件根据所述方向性宽度控制部件的控制来进行方向性发送。
6.如权利要求5所述的基站装置，其中，调制方式决定部件采用密度计算部件计算的密度越低速率越高的调制方式。
7.如权利要求5所述的基站装置，其中，方向性宽度控制部件进行越是速率高的调制方式，使方向性宽度越窄的控制。
8.如权利要求5所述的基站装置，其中，方向性宽度控制部件进行密度计算部件计算的密度越高，使方向性宽度越窄的控制。
9.如权利要求5所述的基站装置，其中，包括检测发送目的地决定部件决定的通信终端装置的速度的速度检测部件，调制方式决定部件根据所述检测的速度来决定分组信号的调制方式，方向性宽度控制部件根据所述检测的速度来控制方向性宽度。
10.如权利要求9所述的基站装置，其中，调制方式决定部件采用速度检测部件检测的速度越快，速率越低的调制方式。
11.如权利要求9所述的基站装置，其中，方向性宽度控制部件进行速度检测部件检测的速度越快，越扩大方向性宽度的控制。
12.一种用于基站装置的分组发送方法，该基站装置使用自适应阵列进行下行高速分组传输，其中，对多个通信中的通信终端装置以下行线路的线路品质高的顺序来决定优先级，决定包含优先级最高的通信终端装置、且相互干扰低于规定值的多个通信终端装置，根据下行线路的线路质量决定分组信号的调制方式，以所述决定的调制方式对分组进行调制，并将调制后的分组信号对所述决定的通信终端装置进行方向性发送。
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