CN1298268A

CN1298268A - 无线基站

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Publication number: CN1298268A
Application number: CN00137483A
Authority: CN
Inventors: 石田明
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1999-11-19
Filing date: 2000-11-18
Publication date: 2001-06-06
Anticipated expiration: 2020-11-18
Also published as: TW506162B; CN1281082C; US6791967B1; JP2001148655A; JP3416596B2

Abstract

无线基站,有多个天线,计算出接收时形成定向图案的第一加权值向量后形成定向图案,使用通过利用发送时或之前的接收时计算出的第一加权值向量形成与接收时的定向图案相同的定向图案方式跟踪移动站的自适应阵列方式,同时与多个移动站进行通信。在由于通信中的接收错误不能计算出形成一个移动站的现在的定向图案用的第一加权值向量的情况下,根据其它移动站现在的响应向量计算出形成把零指向其它移动站的定向图案用的第二加权值向量,使用第二加权值向量对于的一个移动站形成定向图案后进行通信。

Description

无线基站

本发明涉及通过调节多个天线的信号形成定向图案来进行收发信号与多个移动站进行空间多路复用通信的无线基站，特别涉及改进定向图案的形成。

近年来，在移动通信领域，以频率的有效利用、通信品质的提高为目的的自适应阵列方式的使用正受到关注。所谓自适应阵列方式是一种通过独立地控制多个天线的每一个的振幅和相位来进行定向特性的适应控制的通信方式。利用这种方式的无线基站控制多个无定向性的天线、形成在来自特定的移动站的信号的到来方向上接收灵敏度或者发射强度强的定向图案后与那个移动站进行通信。定向图案是表示从天线接收的或发射的电波在哪个方向上以多大的强度进行接收或发射的图案。

无线基站能形成一种定向图案，该图案在指向通信对象的移动站的信号到来方向的同时，把零定向性指向通信对象以外的移动站的信号到来的方向。v所谓零的意思是指在那个方向上没有定向性，即没有接收灵敏度或者发射强度。无线基站通过对多个移动站的每一个适当地形成这样的定向图案而能够同时与多个移动站进行通信。这种通信叫作空间多路复用通信。

图1(a)表示的是在无线基站与2个移动站进行空间多路复用通信的情况下形成的2个定向图案的例子。如该图案(a)所示的无线基站形成定向图案101，该图案对移动站a的定向性高而把零指向移动站b，与此同时，形成定向图案102，该图案把零指向移动站a而对移动站b的定向性高。

无线基站跟踪移动站的移动而变化定向图案。下面说明跟踪的一种方法。无线基站以5ms和数ms的帧单元与移动站进行时分多路复用双向通信。之后，在接收各个帧时，调整定向图案，以便正确接收到位于接收信号中的前面部分的已知的信号。执行以连续调整过的定向图案接收接收信号的主体部分，形成与接收各帧时使用的定向图案相同的定向图案来发送信号这样的操作。

图1(b)表示在无线基站进行与移动站a和移动站b的空间多路复用通信时，无线基站对移动站a形成的定向图案。在时刻T1、T2、T3移动站a和移动站b移动向如图案所示的位置。时刻T1、T2、T3对应于连续的帧T1、T2、T3，无线基站从在接收各个帧时由移动站a接收到的已知的信号形成最适当的定向图案101、103、104。或者在发送各个帧时形成定向图案101、103、104，这些定向图案与在相应的接收时所形成的定向图案相同。这样的无线基站对移动站a形成定向图案后以帧单元进行收发信号，在这些定向图案被最适当地形成的情况下，如图所示，该定向图案必定把零指向移动站b。通过与移动站a的定向图案形成相同的形成方法，无线基站也对移动站b形成跟踪移动站b的移动的定向图案。

无线基站通过以参数组加权合成与各个天线对应的收发信号的每一个来进行定向图案调整和形成。把该参数组叫作加权值向量。无线基站把最初的适当的某值的加权值向量设置为初始值。然后，由各个天线接收来自移动站的推挽和同步字(也叫作唯一字)等、已知信号，按照设定的加权值向量加权合成接收到的各个信号。合成的结果所得到的合成信号与预先存储的参考信号进行比较，调节加权值向量，以使得误差最小。通过在每个单位时间上反复操作这样的加权合成、比较、调节，加权值向量在接收信号时把来自移动站的主体部分的信号基本聚集到最适当的加权值向量。无线基站以聚集的加权值向量加权与由各个天线接收到的主体部分的信号相当的各个信号后得到主体部分的信号。在发射时，把向移动站发送的信号分配给天线，以接收同一帧时得到的加权值向量加权分配了的各个信号后将其从各个天线输出。

无线基站也可以这样构成：通过在实施自适应阵列方式的4个信道多路复用TDMA/TDD(Time Division Multiple Access/Time Division Duplex)方式进行时分多路复用通信。图案2表示在组合了空间多路复用通信和时分多路复用通信的情况下TDMA/TDD帧的结构示例。TDMA/TDD帧被分割为第1时隙到第8时隙的8个时隙，第1到第4时隙是从各个移动站向无线基站的上行时隙，第5到第8时隙是从无线基站到各个移动站的下行时隙。无线基站在第2、第6时隙通过空间多路复用通信进行对移动站a和移动站b的收发信号，在第3、第7时隙进行对移动站c的收发信号，在第4、第8时隙进行对移动站d的收发信号。通过这样把空间多路复用通信与时分多路复用通信组合起来，无线基站能够在1个帧内同时与多个移动站进行通信，多个移动站的数目是把空间多路复用通信的多路数目与时分多路复用的多路数目相乘得到的数值。

但是，无线基站在弱电场和干涉、同步偏离等的情况下不能从接收信号计算用于形成最适当的定向图案的加权值向量。不能从已知的信号得到适当的合成信号是因为不能把加权值向量聚集在最适当的值。由不适当的加权值向量形成的不适当的定向图案不被指向对象移动站，不把零指向对象之外的移动站。特别是在把上一帧的加权值向量设定为现在的帧的加权值向量的情况下，总是对后续的帧产生持久恶劣的影响，难以恢复到正常的通信。

为避免这样的情况，在弱电场和干涉、同步性偏离等的情况下，无线基站在发射时不使用接收时计算出来的不适当的加权值向量，而是使用上一帧算出的加权值向量来形成定向图案。由于1帧时间内移动站移动的距离短，上一帧的定向图案即使在现在的帧中指向对象移动站的概率也比不适当的定向图案指向对象移动站的概率高，对后续的帧产生恶劣影响的概率也低。

弱电场和干涉、同步性偏离等的产生能通过监测接收错误来检测。接收错误指示出无线基站不能检测接收信号中已知的同步字的情况以及检测CRC(循环冗余校验)的情况。

图3表示无线基站检测来自移动站a的接收错误的情况的一个例子。如该图所示，无线基站在帧(T1)、帧(T2)、帧(T3)的各个第2、第6时隙进行与移动站a和移动站b的空间多路复用通信。之后，无线基站在帧(T3)检测来自移动站a的接收错误。这里(T1)、(T2)、(T3)表示帧单元的时刻。

依次来说明帧，无线基站在帧(T1)的第2时隙接收移动站a和移动站b的已知的信号后计算出加权值向量Wa(T1)、Wb(T1)，使用这些值接收主体部分的信号。在同一帧的第6时隙使用加权值向量Wa(T1)、Wb(T1)分别向移动站a和移动站b发送信号。同样在帧(T2)也在计算出加权值向量Wa(T2)、Wb(T2)后接收信号，以同一加权值向量发射发送信号。接着无线基站也在帧(T3)从移动站a和移动站b的已知的信号计算出加权值向量Wa(T3)、Wb(T3)。这里无线基站检测对来自移动站a的信号的接收错误。这样，由于发送时使用以接收错误的状态算出的加权值向量Wa(T3)是不适当的，无线基站使用上一帧(T2)的加权值向量Wa(T2)对移动站a发送信号，对于移动站b使用加权值向量Wa(T3)发送信号。

但是，在形成与上一帧的定向图案相同的定向图案的情况下，有不把零指向对象之外的移动站的情况，这种情况下妨碍了对象之外的移动站与无线基站之间的通信。

具体例如图4所示。该图与图1(b)相同，表示在无线基站与移动站a和移动站b进行空间多路复用通信的情况下，无线基站对移动站a形成的定向图案。移动站a和移动站b在与图案1(b)相同的时刻(T1)、(T2)、(T3)移动向如图案4所示的位置。时刻T1、T2、T3对应于连续的帧T1、T2、T3，在接收帧T1、T2时从由移动站a接收的已知信号形成最适当的定向图案101、103，在对应的发送时刻也形成同样的定向图案101、103。图4与图1(b)的不同点是无线基站在帧T3产生来自移动站a的接收错误，如果有接收错误，不形成应该形成的定向图案104而形成与前一帧相同的定向图案103来进行发送。此时移动站b从时刻(T2)的位置向时刻(T3)的位置，通过这种移动，移动站b进入到定向图案103的1个波瓣内侧，结果定向图案103不只对移动站a而且对移动站b的指向性都变高。在时刻(T3)，移动站b接收为移动站b形成的定向图案(未示出)和定向图案103两者的指向，从无线基站接收的信号被定向图案103干扰，妨碍了接收。

因此，本发明的目的是提供一种无线基站，该无线基站即使在有接收错误的情况下，也形成把零指向承受接收错误的移动站之外的移动站的定向图案来与承受接收错误的移动站进行通信。

为达到上述目的，本发明的无线基站把计算出对应于多个移动站的每一个的第一加权值向量、通过以所述第一加权值向量加权由多个天线接收到的信号从所述多个移动站的每一个抽出发送来的信号的接收周期，和对于所述多个移动站的每一个由所述多个天线发送以所述第一加权值向量加权得到的信号的发送周期组合起来作为1个循环周期，以时分多路复用双向通信方式反复与多个移动站进行通信的无线基站，其特征在于：在所述接收周期，在检测对应于1个移动站抽出的信号有错误的情况下，计算出第二加权值向量，这是为了基于除所述1个移动站之外的其它移动站现在的响应向量，形成把零指向所述其它的移动站的定向图案；在对应的发送周期，对于所述1个移动站，以第二加权值向量替代第一加权值向量由所述多个天线发送加权的信号。

由于对于有这样的接收错误的一个移动站形成的定向图案不能指向其它移动站，其它移动站不受到这个移动站的定向图案的干扰，产生的效果是无线基站能正确向其它移动站收发信号。

无线基站以从移动站接收信号的接收周期与向移动站发送信号的发送周期的组合作为1个循环周期以时分多路复用双向通信方式反复与多个移动站进行通信的无线基站，配置有：接收装置，在所述接收周期，其计算出分别对应于多个移动站的第一加权值向量、通过以所述第一加权值向量加权由多个天线接收到的信号从所述多个移动站的每一个抽出发送来的信号；发送装置，在所述发送周期，其对于所述多个移动站的每一个由所述多个天线发送以所述第一加权值向量加权的信号；检测装置，在所述接收周期，其检测对应于1个移动站抽出的信号有错误，其特征在于在所述检测装置进行所述的检测时，所述发送装置计算出第二加权值向量，这是为了基于除所述1个移动站之外的其它移动站现在的响应向量，形成把零指向所述其它的移动站的定向图案，对于所述1个移动站，由所述多个天线发送以第二加权值向量替代第一加权值向量加权得到的信号。

按照这种结构，接收错误的时候，由于发送装置使用第二加权值向量形成的定向图案能够把零指向其它移动站，无线基站与其它移动站之间的收发信号不受到一个移动站的定向图案的干扰，无线基站能够正常地进行与其它移动站的收发信号。

发送装置配置有第一计算装置，其基于所述多个天线接收的信号和对应于所述多个移动站的每一个抽出的信号，计算出对应于所述多个移动站的每一个的响应向量，还配置有第二计算装置，在所述检测装置进行所述检测时，其在所述多个天线接收的信号中扣除含有的所述其它移动站的响应向量而计算出第二加权值向量。

发送装置的特征在于以所述第二加权值向量发送加权后的信号时提高了发送输出。

这样使用第二加权值向量形成的定向图案由于发送功能变大，效果是更进一步提高了，向迷失的对象移动站发送信号的到达概率，在对象移动站与无线基站100之间再次确立同步性的概率也提高了。

图1(a)是无线基站对2个移动站形成定向图案来进行空间多路复用通信的示例。

图1(b)表示在无线基站与移动站a和移动站b进行空间多路复用通信时跟踪移动站a的移动形成定向图案的状态。

图2表示组合空间多路复用通信和时分多路复用通信时TDMA/TDD帧的结构不例。

图3表示无线基站产生移动站a的接收错误的情况的示例。

图4对应于图1(b)，表示无线基站与移动站a和移动站b进行空间多路复用通信时，在时刻(T3)产生移动站a的接收错误的情况中的定向图案形成的状态。

图5是表示本实施例的无线基站100的结构的框图。

图6是信号调整部51的详细结构图案。

图7是用户处理部51A～51D与移动站a～d之间的对应关系。

图8是用户处理部51A的详细结构图案。

图9(a)表示在上行下行时隙中向用户处理部51A～51D输入的信号。

图9(b)表示在上行下行时隙中用户处理部51A～51D的处理内容。

图9(c)表示在上行下行时隙中向用户处理部51A～51D输出的信号。

图10表示在上行下行时隙中信号调整部51的输入和输出。

图11(a)表示响应存储器531的存储内容示例。

图11(b)表示在帧(T1)、(T2)、(T3)的各个上行下行时隙中响应存储器531的存储内容示例。

图12是表示无线基站100的操作顺序的流程图。

图13对应于图案3，表示无线基站100产生移动站a的接收错误时通过强制零控制处理的情况示例。

下面使用附图对本发明的实施例的无线基站进行说明。

本实施例的无线基站具有4个天线，通过自适应阵列方式和最大4个移动站进行空间多路复用通信，并且通过TDMA/TDD方式使用除控制信号收发用的第1时隙和第5时隙外的第2时隙和第6时隙、第3时隙和第7时隙、第4时隙和第8时隙与最大3个移动站进行时分多路复用通信。本实施例的无线基站通过作为操作说明的一个例子的图案2所示的TDMA/TDD帧结构与移动站a、b、c、d进行多路通信。本实施例确定了第1时隙和第5时隙作为控制信号收发用的时隙，但是并非一定确定把第1时隙和第5时隙用于控制信号收发，有时也可以确定其它的时隙作为控制信号收发用的时隙。

(无线基站100的结构)

图5是表示本实施例的无线基站100的结构的框图。该图中，无线基站100由天线10-40、无线部11-41、信号处理部50、调制解调器60、基带部70及控制部80构成。

(无线部11～41)

以无线部11为代表，无线部11～41每一个由对应于是下行时隙还是上行时隙而对发送和接收进行切换的收发切换开关113、把经对应的天线10接收的高频率信号变换为低频率信号后输出到信号处理部50的接收部112、把从信号处理部50输入的低频信号变换为高频信号、放大后从天线10输出的发送部111构成。无线部21、31、41也同样如此。

(信号处理部50)

信号处理部50在各个上行时隙经天线10～40、无线部11～41把来自各个移动站的已知信号作为4个信号输入，同时与原来一样，以加权值向量加权合成、与参考信号相比并反复调整加权值向量，计算出最适当的加权值向量。接着信号处理部50使用计算出的加权值向量把与从无线部11～41输入的来自各个移动站的主体部分相当的各个信号进行加权合成，把结果得到的合成信号输出到调制解调器60。

信号处理部50在各个下行时隙上使用以对应的上行时隙计算出的加权值向量加权合成向各个移动站的发送信号后输出到无线部11～41。

以图2为例说明，例如在第3时隙，与来自移动站c的已知信号相当的4个信号被输入时，信号处理部50计算出与移动站c对应的最适当的加权值向量，接着以计算出的加权值向量加权合成与输入的主体部分的信号相当的4个信号，把结果得到的合成信号输出到调制解调器60。在第7时隙中在由调制解调器60输入对移动站c的发送信号时，使用在第3时隙算出的加权值向量加权发送信号，把通过加权得到的4个信号输出到无线部11～41。

再说明一个例子，例如，在第2时隙，输入与来自移动站a和移动站b的每一个的信号进行混合得到的信号相当的4个信号时，信号处理部50计算出与移动站a和移动站b的每一个对应的最适当的加权值向量，接着以与移动站a和移动站b的每一个对应的加权值向量加权合成与输入的主体部分的信号相当的4个信号，把结果得到的与移动站a和移动站b的每一个对应的合成信号输出到调制解调器60。在第6时隙中在由调制解调器60输入对移动站a和移动站b的每一个的发送信号时，使用在第2时隙算出的对于移动站a和移动站b的每一个的加权值向量加权发送信号，把通过加权得到的对于移动站a和移动站b的每一个的4个信号输出到无线部11～41。

信号处理部50在进行空间多路复用的上行时隙中从无线部11～41的每一个输入的各个信号与移动站的每一个的合成信号计算出每一个移动站的响应向量，并将其存储在内部存储器中。即以图案2说明时，由于进行空间多路复用的是第2时隙，在第2时隙从由无线部11～41输入的4个信号与对应于移动站a和b的合成信号计算出移动站a和b的每一个的响应向量，并将其存储在内部存储器中。这里，响应向量是关于来自移动站的信号的到来方向的信息。内部存储器对每一移动站存储响应向量，把存储内容更新为新的响应向量被算出的次数。

在控制部80通知检测接收错误时，信号处理部50根据与正常时的算出方式不同的方式计算出特殊的加权值向量，作为对应于接收错了的移动站的加权值向量，使用该加权值向量进行对该移动站发送的信号的加权。这个特殊的加权值向量叫作强制零加权值向量。使用除承受接收错误的移动站以外的其它移动站的响应向量来算出强制零加权值向量，使用强制零加权值向量形成的定向图案具有的特征是把零指向除承受接收错误的移动站以外的其它移动站。这样，接收错误的移动站以外的移动站在接收来自无线基站100的信号时不受到向承受接收错误的移动站发送的信号的干扰产生的恶劣影响，效果是接收不被破坏。

(调制解调器60)

调制解调器60在信号处理部50与基带部70之间在每个时隙上对于空间多路复用的各个信号根据π/4相移QPSK方式进行调制和解调。

(基带部70)

基带部70有空间多路复用空间数目的即4个TDMA/TDD处理部，对于在经电话交换网连接的多个线路与调制解调器60之间收发的信号，在每个空间多路上进行TDMA/TDD的分解和组合。

基带部70通知控制部80各种错误的发生。

具体来说，在对调制解调器60输入的信号进行TDMA/TDD的分解时，基带部70检测信号中的同步字，以进行帧单元的同步性确立。更具体地说，基带部70比较信号中的同步字位置附近与偏离开微小的单位的同时预先存储的同步字，根据其是否一致检测同步字。一致时容许有1位的错误。在没有检测同步字的情况下，基带部70把没有检测同步字的意思通知控制部80。

在对调制解调器60输入的信号进行TDMA/TDD的分解时，基带部70从信息信号的末尾附加的CRC信号检测是否有CRC误差。在检测有CRC误差的情况下，基带部70把CRC误差通知控制部80。

(控制部80)

控制部80与原来一样进行通常的通信控制，另外，监测基带部70是否没有检测同步字以及是否有CRC误差的通知，有误差通知时，指示信号处理部50计算出对发生误差的移动站的强制零加权值向量，进行使用强制零加权值向量的发送信号的加权。

(信号处理部50的详细结构)

以下说明信号处理部50的详细结构。

信号处理部50由信号调整部51、强制零加权值计算部52、响应向量计算部53和RSSI检测部54构成。具体讲，信号处理部50通过DSP(数字信号处理器)实现，根据记载信号处理部50的各个组成部件的处理的流程图案来操作。

(信号调整部51)

信号调整部51进行加权值向量的算出和加权。

这里预先确定表示各种信号的符号，以进行清楚的说明。把在每个上行时隙上由无线部11～41输入到信号调整部51的信号设置为X1、X2、X3、X4。设对应于移动站a、b、c、d的加权值向量为Wa、Wb、Wc、Wd，合成信号为URa、URb、URc、URd，发送信号为UTa、UTb、UTc、UTd。Wa由W1a、W2a、W3a、W4a的参数组构成，同样，Wb由W1b、W2b、W3b、W4b的参数组构成，Wc由W1c、W2c、W3c、W4c的参数组构成，Wd由W1d、W2d、W3d、W4d的参数组构成。把以Wa加权UTa得到的信号作为S1a、S2a、S3a、S4a。同样，把从Wb和UTb得到的信号作为S1b、S2b、S3b、S4b，把从Wc和UTc得到的信号作为S1c、S2c、S3c、S4c，把从Wd和UTd得到的信号作为S1d、S2d、S3d、S4d。在每个下行时隙上对它们进行多路复用，把信号调整部51输出到无线部11～41的信号作为S1、S2、S3、S4。

(信号调整部51的详细结构)

图6是信号调整部51的详细结构图。

如该图所示，信号调整部51由用户处理部51A～51D、加法器551～554、与TDMA/TDD帧的发送和接收对应进行切换的切换器561～564构成。

(用户处理部51A～51D)

用户处理部51A～51D每一个都在1个时隙内对应于1个移动站计算出加权值向量，并进行根据计算出的加权值向量的加权。图7是用户处理部51A～51D与移动站a～d的对应关系的一个示例。如该图所示，用户处理部51A在第2、第6时隙对应于移动站a，用户处理部51B与用户处理部51A一样在第2、第6时隙对应于移动站b，用户处理部51C在第3、第7时隙对应于移动站c，用户处理部51D在第4、第8时隙对应于移动站d。哪个用户处理部在哪个时隙对应于哪个移动站由控制部80来管理。

(用户处理部51A～51D的详细结构)

图8是用户处理部51A～51D的详细结构图。

如该图所示，用户处理部51A由乘法器521～524、乘法器581～584、加权值计算部58、参考信号发生部55、加法器59、切换器56、加权值选择部57构成。下面说明用户处理部51A对应于移动站a的情况中的各个组成元件的处理。

加权值计算部58在上行时隙接收到来自移动站a的已知内容的信号时向乘法器521～524输出加权值向量Wa的参数组W1a、W2a、W3a、W4a。输出的结果是，由于把无线部11～41输入的信号X1～X4和参数组W1a、W2a、W3a、W4a由乘法器521～524和加法器59加权合成而得到的信号URa被反馈，加权值计算部58反复进行调节加权值向量Wa后输出到乘法器581～584的操作以得到最适当的加权值向量Wa，以便使信号URa与参考信号发生部55产生的参考信号d的误差最小。这里，为了进行比较，参考信号d是把移动站的信号中包含的已知信号的位模式变换为符号数据的信号。例如，PHS规格的情况下，由于1个时隙结构中的R(ramp位)、SS(起始符号)、PR(前同步信号)、UW(唯一字)的每个字段的位模式被预先规定而能够用于参考信号。对于加权值向量的计算由于是公知的，因此说明从略。

加权值计算部58在接收来自移动站a的主体部分的信号时输出计算出的加权值向量Wa到乘法器521～524。

加权值计算部58在下行时隙中把在同一帧的上行时隙算出的加权值向量Wa输出到加权值选择部57。如果在上行时隙进行了正常接收，输出到加权值选择部57的加权值向量Wa被输出到其原来的乘法器581～584。

参考信号发生部55在接收来自移动站a的已知的信号期间把符号数据输出到加权值计算部58，该符号数据是符合于时序的参考信号。

乘法器521～524和加法器59在上行时隙使用加权值计算部58输出的加权值向量Wa加权来自无线部11～41的信号X1～X4后输出信号URa。

在下行时隙中，来自调制解调器60的对应于移动站a的信号UTa被分配后输入时，乘法器581～584使用加权值选择部57输出的加权值向量Wa来加权、输出信号S1a～S4a。

(加权值选择部57)

在上行时隙中发生接收错误的情况下，加权值选择部57在对应的下行时隙中代替使用加权值计算部58输入的加权值向量而选择强制零加权值计算部52输入的强制零加权值向量Fa来输出到乘法器581～584。这里Fa由参数组F1a、F2a、F3a、F4a构成。在没有发生接收错误时，加权值选择部57选择加权值计算部58输入的加权值向量Wa来输出到乘法器581～584。加权值选择部57对应于检测错误的控制部80的指示来进行切换选择。

由于用户处理部51B～51D都与用户处理部51A相同结构，因此省略了对它们的说明。

图9(a)、(b)、(c)表示在上行下行时隙中用户处理部51A～51D的输入、处理内容和输出。

图9(a)表示在上行下行时隙中输入到用户处理部51A～51D的信号。

如该图所示，各个上行时隙中，由无线部11～41向用户处理部51A～51D输入X1、X2、X3、X4。在各个下行时隙中，输入对应于移动站a、b、c、d的UTa、UTb、UTc、UTd。

图9(b)表示在上行下行时隙中用户处理部51A～51D的处理内容。

如该图所示，各个上行时隙中，用户处理部51A～51D计算出移动站的加权值向量Wa、Wb、Wc、Wd，使用每一个加权值向量加权合成X1、X2、X3、X4。在各个下行时隙中，对于每个移动站a、b、c、d的信号UTa、UTb、UTc、UTd以在各个上行时隙中使用的加权值向量Wa、Wb、Wc、Wd进行加权。

图9(c)表示在上行下行时隙中用户处理部51A～51D输出的信号。

如该图所示，各个上行时隙中，用户处理部51A～51D输出每一个移动站的合成信号URa、URb、URc、URd。在各个下行时隙中，用户处理部51A～51D输出每一个天线每一个移动站的分配信号S1a～S4a、S1b～S4b、S1c～S4c、S1d～S4d。

(加法器551～554)

加法器551～554通过在每一个下行时隙中加法计算每个移动站的分配信号S1a～S4a、S1b～S4b、S1c～S4c、S1d～S4d来多路复用对应于每个天线的信号S1～S4后输出。

图10表示在上行下行时隙中信号调整部51的输入和输出。

如该图所示，在各个上行时隙中，输入对应于各个天线的信号X1～X4后，输出每个移动站的信号URa～URd。在各个下行时隙中，输入每个移动站的信号URa～URd后，输出对应于各个天线的信号S1～S4。

(响应向量计算部53)

响应向量计算部53在各个上行时隙中计算并保持对应于移动站a～d的响应向量Ra～Rd，在上行时隙中接收错误时，响应于控制部80的指示，把响应向量输出到强制零加权值计算部52。

响应向量计算部53有响应向量存储器531，在每一个上行时隙和每一个用户处理部上，即在每一个移动站上，从信号X1～X4及合成信号URa～URd计算出响应向量Ra～Rd，存储到响应向量存储器531中。图案11(a)表示响应向量存储器531的存储内容示例。

响应向量计算部53在每一帧更新响应向量存储器531的存储内容。图11(b)表示在帧(T1)、(T2)、(T3)的各个上行时隙中响应向量存储器531的存储内容。如该图所示，响应向量计算部53在帧(T1)计算出响应向量Ra(T1)～Rd(T1)后存储到响应向量存储器531中。这里，添加了Ra(T1)～Rd(T1)的(T1)表示在帧(T1)计算出的响应向量。接着响应向量计算部53在帧(T2)计算出响应向量Ra(T2)～Rd(T2)后更新响应向量存储器531的内容。这样，响应向量计算部53常常计算出最新的响应向量后存储到响应向量存储器531中。

但是，在响应向量计算部53由于接收错误而不能得到信号X1～X4或合成信号URa～URd时，不能计算出最新的帧中的响应向量。这时响应向量存储器531连续存储上一帧的响应向量。例如，在如图案11(b)所示的帧(T3)的第二时隙中，对于移动站a有接收错误的情况下，由于响应向量计算部53不能得到帧(T3)的信号X1～X4或合成信号URa，不能计算出响应向量Ra(T3)。因此，响应向量计算部53预先存储在响应向量存储器531中存储的上一帧(T2)的响应向量Ra(T2)。

响应向量计算部53接收控制部80对各个响应向量算出时序的指示。

(响应向量的算出细节)

下面说明响应向量计算部53进行的响应向量算出方法。

设移动站a、移动站b、移动站c、移动站d发送的信号为Pa’(t)、Pb’(t)、Pc’(t)、Pd’(t)，把经天线10～40(也分别叫作第1天线～第4天线)和接收部11～41输入到信号处理部50的各个信号设置为X1(t)、X2(t)、X3(t)、X4(t)。hij表示从移动站j到第i个天线的传播路径的复数。

这样，Pa’(t)～Pd’(t)与X1(t)～X4(t)之间的关系确立如下。

[式1]

X1(t)=h1a·Pa’(t)+h1b·Pb’(t)+h1c·Pc’(t)+h1d·Pd’(t)+n1(t)

X2(t)=h2a·Pa’(t)+h2b·Pb’(t)+h2c·Pc’(t)+h2d·Pd’(t)+n2(t)

X3(t)=h3a·Pa’(t)+h3b·Pb’(t)+h3c·Pc’(t)+h3d·Pd’(t)+n3(t)

X4(t)=h4a·Pa’(t)+h4b·Pb’(t)+h4c·Pc’(t)+h4d·Pd’(t)+n4(t)

n1(t)、n2(t)、n3(t)、n4(t)是杂音。如果发送的信号能够正常接收，分离抽出可适当的进行，则无线基站100分离抽出的合成信号URa(t)和移动站a发送的信号即Pa’(t)是相等的。

响应向量计算部53使用抽出信号URa(t)的共轭复数即Ura·(t)和信号X1(t)、X2(t)、X3(t)、X4(t)按下式计算出接收响应向量成分，即h1a、h2a、h3a、h4a。

[式2]

h1a=E[X1(t)·Ura^*(t)]

h2a=E[X2(t)·Ura^*(t)]

h3a=E[X3(t)·Ura^*(t)]

h4a=E[X4(t)·Ura^*(t)]

这里E[]表示不抽样平均，其表示在某个程度期间t=1，2，^*，n的平均值。例如，设置n为100，计算出100个符号期间的平均值。

在正常得到合成信号URa(t)、URb(t)、URc(t)、URd(t)、把各个发送的信号Pa’(t)、Pb’(t)、Pc’(t)、Pd’(t)视为同等的情况下，在式1中把Pa’(t)、Pb’(t)、Pc’(t)、Pd’(t)与URa(t)、URb(t)、URc(t)、URd(t)分别来置换，在两侧都乘以URa^*(t)后取不抽样平均时，得到下面的式3。

[式3]

E[X1(t)·URa^*(t)]=E[h1a·URa(t)·URa^*(t)]+E[h1b·URb(t)·URa^*(t)]+E[h1c·URc(t)·URa^*(t)]+E[h1d·URd(t)·URa^*(t)]+E[n1(t)·URa^*(t)]

E[X2(t)·URa^*(t)]=E[h2a·URa(t)·URa^*(t)]+E[h2b·URb(t)·URa^*(t)]+E[h2c·URc(t)·URa^*(t)]+E[h2d·URd(t)·URa^*(t)]+E[n2(t)·URa^*(t)]

E[X3(t)·URa^*(t)]=E[h3a·URa(t)·URa^*(t)]+E[h3b·URb(t)·URa^*(t)+E[h3c·URc(t)·URa^*(t)]+E[h3d·URd(t)·URa^*(t)]+E[n3(t)·URa^*(t)]

E[X4(t)·URa^*(t)]=E[h4a·URa(t)·URa^*(t)]+E[h4b·Urb(t)·URa^*(t)]+E[h4c·URc(t)·URa^*(t)]+E[h4d·URd(t)·URa^*(t)]+E[n4(t)·URa^*(t)]

这里E[URa(t)·URa^*(t)=1，由于从各个移动站发送来的信号Pa’(t)、Pb’(t)、Pc’(t)、Pd’(t)之间基本上没有相互关系，信号Pa’(t)与杂音成分之间也没有相互关系，E[URb(t)·URa^*(t)]=0、E[URc(t)·URa^*(t)]=0、E[URd(t)·URa^*(t)]=0、E[n1(t)·URa^*(t)]=0、E[n2(t)·URa^*(t)]=0、E[n3(t)·URa^*(t)]=0、E[n4(t)·URa^*(t)]=0。

因此，能从式3导出式2。由此在公式上除去杂音成分的影响。

响应向量计算部53进行如式2所示的计算后求出对应于移动站j的响应向量Hj=(h1j，h2j，h3j，h4j)。

(强制零加权值计算部52)

由于在空间多路复用的接收时隙发生一个移动站的接收错误时，强制零加权值计算部52根据控制部80的计算出强制零加权值向量的指示，使用对应于该接收时隙的响应向量计算出强制零加权值向量，把强制零加权值向量输出到与接收错误的移动站对应的用户处理部。

例如，在如图2所示的第2时隙中，发生来自移动站a的接收错误。这样，强制零加权值计算部52根据控制部80的计算出强制零加权值向量的指示，一边把在第2时隙输出到用户处理部51A的强制零加权值向量计算出来。跟踪这个指示，强制零加权值计算部52从响应向量计算部53接收在第2时隙的响应向量，即移动站a和移动站b的响应向量Ra和Rb的输入。这里，如图11(b)所示的那样，响应向量Rb是现在的帧的响应向量，但是响应向量Ra是前一帧的响应向量。强制零加权值计算部52从响应向量Ra和Rb计算出强制零加权值向量Fa，在对应的下行时隙，即第6时隙输出到用户处理部51A。

(强制零加权值的计算细节)

这里说明由强制零加权值计算部52计算出的强制零加权值向量的计算。

把移动站a的强制零加权值向量分别设置为

[式4]

Fa=(fla、f2a、f3a、f4a)^T

T为转置。

在信号调整部51，从X1～X4和强制零加权值向量Fa得到的合成信号URa的计算式为

[式5]

URa=f1a·X1+f2a·X2+f3a·X3+f4a·X4

对于移动站a的合成信号UR，使用所述的响应向量的定义式展开后，得到

[式6]

URa=f1a(h1a·Pa’+h1b·Pb’+h1c·Pc’+h1d·Pd’)

+f2a(h2a·Pa’+h2b·Pb’+h2c·Pc’+h2d·Pd’)

+f3a(h3a·Pa’+h3b·Pb’+h3c·Pc’+h3d·Pd’)

+f4a(h4a·Pa’+h4b·Pb’+h4c·Pc’+h4d·Pd’)

=(f1a·h1a+f2a·h2a+f3a·h3a+f4a·h4a)Pa’

+(f1a·h1b+f2a·h2b+f3a·h3b+f4a·h4b)Pb’

+(f1a·h1c+f2a·h2c+f3a·h3c+f4a·h4c)Pc’

+(f1a·h1d+f2a·h2d+f3a·h3d+f4a·h4d)Pd’

由于URa是移动站a送来的信号Pa’、即是理想地接收到的信号Pa’，有下式

[式7]

f1a·h1a+f2a·h2a+f3a·h3a+f4a·h4a=1

f1a·h1b+f2a·h2b+f3a·h3b+f4a·h4b=0

f1a·h1c+f2a·h2c+f3a·h3c+f4a·h4c=0

f1a·h1d+f2a·h2d+f3a·h3d+f4a·h4d=0

该式7中，把前一帧的移动站a的响应向量替代为{h1a、h2a、h3a、h4a}，如果把现在的帧的移动站b～d的响应向量代入{h1b、h2b、h3b、h4b}、{h1c、h2c、h3c、h4c}、{h1d、h2d、h3d、h4d}，求出指向移动站a的把零指向移动站b、c、d的强制零加权值向量Fa={f1a、f2a、f3a、f4a}

这里，也可以根据使用接收错误之前的加权值向量满足上述条件的修正方法来求出强制零加权值向量Fa。

对于移动站b、c、d，也进行同样的计算，能够根据响应向量求出强制零加权值向量Fb～d。

(RSSI检测部54)

RSSI检测部54检测每个时隙的电场强度后把该值输出到控制部80。

(控制部80的详细结构)

控制部80由错误检测部81和强制零指示部82构成。

错误检测部81检测接收错误的产生通知，该通知是由于从基带部70没有检测同步字或同步性不一致引起的，此后把检测的情况通知强制零指示部82。

在由于没有检测同步字而检测接收错误的通知的情况下，错误检测部81判定是否有同步性不一致。更具体说，错误检测部81根据是否由涉及预定数目个帧的连接的基带部70通知发生了没有检测同步字的接收错误来判定是否有同步性不一致。

在错误检测部81判定是同步性不一致的情况下，控制部80对于引起接收错误的移动站进行反复发送同步脉冲信号的处理，该同步脉冲信号为的是确立同步性。

移动站响应于来自无线基站100的同步脉冲信号发送反复发送同步脉冲，控制部80反复发送同步脉冲，连续15秒后，如果没有响应，停止同步脉冲信号发送。

强制零指示部82一被通知错误检测部81检测了接收错误，就进行强制零控制处理。强制零指示部82从向应向量计算部53向强制零加权值计算部52输出发生接收错误的上行时隙中的响应向量，使强制零加权值计算部52算出与该上行时隙中的引起接收错误的移动站相对应的强制零加权值向量后，将其输出到对应的用户处理部，使该用户处理部的加权值选择部57选择强制零加权值向量。

强制零指示部82对应于检测的接收错误是否是同步性不一致而进行不同的强制零控制处理。更具体地，在情况判定为同步性不一致的情况下，强制零指示部82在进行反复发送同步脉冲信号的处理期间，还进行对于对象移动站的反复强制零控制处理。因此，在信号处理部51中，从同步脉冲发送中、对象移动站的同步脉冲发送前的响应向量和空间多路复用的其它移动站的响应向量计算出对应于对象移动站的强制零加权值向量，该强制零加权值向量被用于向对象移动站发送同步脉冲。其结果，在同步脉冲发送中形成来用于同步脉冲的发送的定向图案的零点被指向空间多路复用的其它移动站，效果是消除了因干扰对其它移动站的收发信号而带来的破坏问题。

在检测的接收错误判定为同步性不一致的情况下，强制零指示部82对于同步脉冲发送中的对象移动站进行反复的强制零处理，同时也可以进行使对于无线部11～41的发送功率变大的控制处理。这样，由于发送功率变大，使用强制零加权值向量形成的、同步脉冲发送用的定向图案到达迷失的对象移动站的发送脉冲的概率变得更高，在对象移动站与无线基站100之间再次确立同步性的概率也变高了。

在检测的接收错误判定出不是同步性不一致的情况下，强制零指示部82对检测接收错误的帧进行强制零控制处理。

(操作说明)

下面说明上述结构的无线基站100的操作。

图12是表示无线基站100的操作顺序的流程图。

在该图中无线基站100在每一帧上反复进行步骤80～90的处理。

无线基站100在各个上行时隙反复进行步骤80～85的处理。

更具体地，在上行时隙接收到来自移动站的信号后(步骤81)，在错误检测部81没有检测接收错误的情况下(步骤82：否)，响应向量计算部53进行该上行时隙的响应向量的计算后将其保持在响应向量存储器531中。在步骤82，错误检测部81检测接收错误的情况下，错误检测部81判定接收错误是否是同步性不一致，强制零指示部82使强制零加权值计算部52计算出强制零加权值向量(步骤83)。在步骤83，响应向量计算部53计算出对于引起接收错误的移动站以外的移动站的响应向量后保持下来。

接着无线基站100在各个下行时隙反复进行步骤86～90的处理。

更具体地，在下行时隙没有检测对应的上行时隙中的接收错误的情况下(步骤87：否)，信号调整部51进行通常的处理(步骤88)。信号调整部51根据在上行时隙使用的加权值向量进行加权。在上行时隙检测接收错误的情况下(步骤87：是)，强制零指示部82对应于检测的接收错误是否是同步性不一致来进行强制零控制(步骤88)。

图13对应于图3，表示在无线基站100没有引起移动站a的接收错误的情况下，根据强制零控制的情况的示例。与图3相同，无线基站100在帧(T1)、帧(T2)、帧(T3)的各个第2、第6时隙进行移动站a和移动站b的空间多路复用通信，在帧(T3)引起来自移动站a的接收错误。无线基站100在帧(T1)、(T2)正常地分别计算出加权值向量Wa(T1)、Wb(T1)和Wa(T2)、Wb(T2)后进行加权。接着无线基站100由于对移动站a引起的接收错误而不能在帧(T3)计算出加权值向量Wa(T3)。此时，无线基站100根据控制部80的强制零指示部82的指示，信号处理部50计算出强制零加权值向量Fa。强制零指示部82一指示用户处理部51A选择强制零加权值向量Fa，用户处理部51A使用强制零加权值向量Fa进行对应于移动站a的信号的加权后在下行时隙进行发送。

按以上的说明，由于在检测移动站a的接收错误时，无线基站100使用移动站a的强制零加权值向量Fa形成移动站a的定向图案后进行发送，因为对于移动站a形成的定向图案使零点指向移动站b，无线基站100和移动站b不受到移动站a的定向图案的干扰，能够正确地进行收发信号。

Claims

1．一种无线基站，把计算出对应于多个移动站的每一个的第一加权值向量，通过以所述第一加权值向量加权由多个天线接收到的信号从所述多个移动站的每一个抽出发送来的信号的接收周期，和对于所述多个移动站的每一个由所述多个天线发送以所述第一加权值向量加权得到的信号的发送周期组合起来作为1个循环周期，以时分多路复用双向通信方式反复与多个移动站进行通信，其特征在于：

在所述接收周期，在检测对应于所述1个移动站抽出的信号有错误的情况下，计算出第二加权值向量，这是为了基于除所述1个移动站之外的其它移动站现在的响应向量，形成把零指向所述其它的移动站的定向图案；在对应的发送周期，对于所述1个移动站，由所述多个天线发送以第二加权值向量替代第一加权值向量加权的信号。

2．一种无线基站，以从移动站接收信号的接收周期与向移动站发送信号的发送周期的组合作为1个循环周期以时分多路复用双向通信方式反复与多个移动站进行通信，包括：

接收装置，在所述接收周期，其计算出分别对应于多个移动站的第一加权值向量、通过以所述第一加权值向量加权由多个天线接收到的信号从所述多个移动站的每一个抽出发送来的信号；

接收装置，在所述发送周期，其对于所述多个移动站的每一个由所述多个天线发送以所述第一加权值向量加权的信号；

检测装置，在所述接收周期，其检测对应于1个移动站抽出的信号有错误；

在所述检测装置进行所述的检测时，所述发送装置计算出第二加权值向量，这是为了基于除所述1个移动站之外的其它移动站现在的响应向量，形成把零指向所述其它的移动站的定向图案，对于所述1个移动站，由所述多个天线发送以第二加权值向量替代第一加权值向量加权得到的信号。

3．根据权利要求2的发送装置，其特征在于包括：

第一计算装置，其基于所述多个天线接收的信号和对应于所述多个移动站的每一个抽出的信号，计算出对应于所述多个移动站的每一个的响应向量；

第二计算装置，在所述检测装置进行所述检测时，其在所述多个天线接收的信号中扣除含有的所述其它移动站的响应向量而计算出第二加权值向量。

4．根据权利要求2或3的发送装置，其特征在于发送以所述第二加权值向量加权后的信号时提高了发送输出。