CN1238654A - 蜂窝式无线电通信系统中分配信道的方法 - Google Patents

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Abstract

一种蜂窝式无线电通信系统中基站与移动终端之间分配信道的方法，此方法包括：确定诸移动站相对于一个或多个天线的大致位置；配置第一基站内的天线阵列，使得在其极坐标图上产生一个主波瓣和多个零点，此波瓣指向第一小区内第一移动终端的大致位置；在第一基站与第一移动终端之间分配一个数据通信信道；再把此数据信道分配给第二小区内第二基站与第二移动终端之间的通信，第一基站处的主波瓣并不指向第二移动终端附近的位置。

Description

蜂窝式无线电通信系统中分配信道的方法
本发明涉及蜂窝式无线电通信系统中基站与移动终端之间分配信道的方法。
提出过操纵天线便于下行线路的通信。本发明是基于这样一个认识，若天线的结构能把波瓣指向下行线路通信的移动终端，则位于波瓣方向上干扰小区内的诸移动站得不到改善。
按照本发明，提出一个蜂窝式无线电通信系统中基站与移动终端之间分配信道的方法，每个基站有一个天线阵列，此方法包括：
确定诸移动站相对于一个或多个天线的大致位置；
配置第一基站内的天线阵列，使得在其极坐标图上产生一个主波瓣和多个零点，此波瓣指向第一小区内第一移动终端的大致位置；
在第一基站与第一移动终端之间分配一个数据通信信道；和
再把此数据信道分配给第二小区内第二基站与第二移动终端之间的通信，第一基站处的主波瓣并不指向第二移动终端附近的位置。
此方法给出较好的区分开干扰者的能力和/或允许信道再分配给比用普通方法时更靠近的小区。
配置的阵列极坐标图包含被零点分开的多个次波瓣和一个主波瓣。最好是，信道分配给第二移动终端，使第一基站处的零点指向第二移动终端。
利用信令信道上的上行线路传输，可以找到移动站的大致方向。
参照附图并结合实例描述本发明的一个实施例，这些附图是：
图1是用于下行线路通信的多元天线阵列和空间处理器的示意图；
图2是部分蜂窝式无线电通信网的平面示意图；
图3是用于上行线路通信的天线阵列和空间处理器的示意图；和
图4表示一组相继帧的互相关度量标准axy组。
参照附图的图1和图2，多个天线2排列成一个阵列，相同的调制信号提供给一组相移器4。相移器的相移输出提供给各自的宽带放大器6，因而也给了阵列中各自的天线。
控制器8给相移器4提供相位控制信号，所以，天线阵列的辐射具有图2所示的极坐标图。此极坐标图有被零点14分开的一个主波瓣10和多个次波瓣12。施加上的相移能够使主波瓣受到控制。
图2中的极坐标图属于基站的天线阵列，基站位于极坐标中心16，图2中未画出天线阵列。基站为小区18服务。
为了与位于小区18内的移动终端20进行下行线路通信，基站根据上行线路通信确定移动终端20所在方向。利用下行线路信道f1，于是控制相移器4把主波瓣10指向此移动终端，因而减少所需的功率。
在与主波瓣10对齐的方向上，相邻小区内的移动终端24与采用扇区或全向天线的普通下行线路传输系统比较并无优越之处，所以就利用另一信道f2。在其他各个方向上，信道f1内的干扰减少了，可以把此信道再分配给从基站28到另一个移动终端26的下行线路通信，即使如图所示的基站28在邻近小区30内。
若信道f1被再分配的小区30是在基站16极坐标图零点所指的方向上，则移动站26获得最小的干扰。
理想地，移动站20也位于基站28的极坐标图零点所指的方向上。因此，给基站28再分配信道f1需要知道干扰基站16的信息，此信息是有关从基站16到移动站26的方向，这个信息也可以根据移动站26与基站16之间的上行线路通信确定。移动站20与26之间可以由不同的训练序列加以区别。
若信道f1可以在小区30内利用，在分配另外信道之前分配这个信道是有利的。
参照图3和图4，阵列有M个天线2在一个极化方向，有M个天线在正交的极化方向。每个极化方向上M个天线的每一个连接到各自的接收器4。阵列接收的信号是高斯最小频移键控(GMSK)调制信号。接收到的信号在接收器4中被消旋(de-rotated)以去除GMSK信号的差分相位编码。从每个接收器输出的消旋信号馈入到模数转换器6中，在此转换器中信号被抽样和量化，量化的样本转换成编码数字信号。
数字化消旋信号存储在存储器8中，可以按顺序从中读出这些信号。
对第i组的8个相继帧执行迭代过程，把方向Di赋予移动终端。
在每次迭代过程中，反复地空间处理存储的数据化消旋信号，产生的效果是，此阵列在其极坐标图上的主波瓣朝着多个相继不同的方向。
通过对每个天线接收到的信号加权并对加权信号求和，可以完成空间处理。空间处理器可以是物理的，或是由一个或多个数据处理器模拟的。在任一情况下，这个处理的执行快于实时的处理，所以，在一帧中可以处理所有不同的方向。
不管空间处理器是物理的或是虚拟的，在每个分支40中信号被各自的复数权重42加权。加权信号的分支信号在加法器46中相加，这些权重有相同的幅度而有不同的相位，从-60°到+60°扫描主波瓣120°。
在由移动终端20,26传送的每帧信号中，有一个包含26个符号的训练序列的中间部分(mid-amble)。有多个不同的训练序列，移动终端接收基站的指令以发送哪一个序列。移动终端不重复使用训练序列，以免可能与终端20,26产生干扰，所以可区分开这此终端。
在一个实例中，有四个天线在一个极化方向，有四个天线在正交的极化方向。在每个方向和每个极化方向分开的方向上，对以加法器46输出相加的信号与已知训练序列实行互相关，得出一个中间互相关度量标准。对一组5个符号反复地完成11次互相关，在相继迭代过程之间从存储器中读出一组5个信号，相对于这组信号滑动已知训练序列一个符号。选取最高值中间互相关度量标准，并对每个方向计算方向度量标准a其中p(1至2)代表极化方向，y(1至25)代表方向，x(1至8)代表该帧的一组度量标准。
通过对接收的信号与设定值之间的差距求和，可以方便地计算出接收的信号功率。
对第i组8个相继帧计算方向度量标准，图4表示一组相继帧的度量标准，每个方向上的度量标准是对此组中8帧求和。
每个方向上的各方向度量标准相加 A y = Σ p = 1 x = 1 p = 2 x = 8 a pxy 选取具有最大相加的方向度量标准Ay值的方向Di给第i组。此过程重复13次，i=1至13，以覆盖全部104帧。计算平均值 D av = Σ i = 1 i = 13 D i / 13 , 把此平均方向Dav赋予此移动终端。
在计算平均值Dav时，可以丢弃明显的杂乱值Di。因此，可以计算出中间平均值，例如，可以丢弃与平均值之间差距超过预定值的Di，再从余下的Di值中重新计算平均值。
由于移动终端能够到处移动，所以，每104帧再重新计算方向。为了进一步避免杂乱的结果，从一个确定方向到下一个方向之间的变化可以限制在某个最大值内。
已经赋予了移动终端某个方向，就可以操纵天线阵列，使其下行线路信号在极坐极图上的主波瓣朝着移动终端的方向，因此减少了其他方向的可能干扰。

Claims (4)

1．一种在蜂窝式无线电通信系统中的基站与移动终端之间分配信道的方法，每个基站有一个天线阵列，此方法包括：
确定诸移动站相对于一个或多个天线的大致位置；
配置第一基站处的天线阵列，使得在其极坐标图上产生一个主波瓣和多个零点，此波瓣指向第一小区内第一移动终端的大致位置；
在第一基站与第一移动终端之间分配一个数据通信信道；和
再把此数据信道分配给第二小区内第二基站与第二移动终端之间的通信，第一基站处的主波瓣并不指向第二移动终端附近的位置。
2．按照权利要求1的方法，其中第一基站处的零点指向第二移动终端。
3．按照权利要求1或2的方法，其中第二小区靠近第一小区。
4．按照以上任一项权利要求的方法，其中利用信令信道上的上行线路传输，找到移动站的大致方向。
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