CN1298610A - 用于处理无线基站中的无线信号的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

描述了一种无线通信系统,其中配备了灵活的收发信机(400),它被可切换地连接到不同的天线结构(450,460)。在天线单元与接收处理电路(420)之间配备有开关矩阵(490),后者在中央处理单元(430)的控制下允许收发信机处理不同的天线结构。由本发明得到的增强的灵活性提供了一种新颖的收发信机,它可以在呼叫之间和呼叫期间被重新配置以便根据系统承受的负荷数量和类型的改变而动态地进行资源分配和调整,从而以使得现有的运行功能更有效。

Description

用于处理无线基站中的无线信号的方法和系统
背景
本发明涉及在无线通信系统中所包括的系统和方法，更具体地，涉及易于结合不同类型的天线装置使用的、可重新配置的收发信机，以及使用这样的收发信机的方法。
蜂窝电话工业在美国和世界的其余地方的商业运行中已迈出非凡的步伐。它在大都市地区的成长远远超过预期，并且正快速地超过系统容量。如果这种趋势继续，这种工业成长的影响甚至将立刻到达那些最小的市场。需要有革新的解决办法来满足这些增长的容量要求以及保持高质量服务和避免提高价格。
图1显示了传统的蜂窝无线通信系统100的例子。无线通信系统100包括多个无线基站170a-n，它们被连接到多个相应的天线130a-n。无线基站170a-n连同天线130a-n一起与在多个蜂窝小区110a-n内的多个移动终端(例如，终端120a，120b和120m)通信。从无线基站到移动终端的通信被称为下行链路，而从移动终端到无线基站的通信被称为上行链路。
无线基站被连接到移动电话交换中心(MSC)150。其中，例如在移动终端从一个小区越区切换到另一个小区期间，MSC协调无线基站的动作。MSC又可被连接到服务于各种通信装置180a，180b和180c的公共交换电话网160。
在蜂窝无线通信系统中出现的共同问题是由于多径衰落而在上行链路和下行链路中的信息的丢失，多径衰落是在发送的信号沿着在基站与预定的接收机之间的几条路径行进时造成的。当在基站与移动终端之间的路径长度的差值相对较小时，多个信号镜象(image)几乎同时到达。这些镜象以建设性地或者破坏性地进行相加，造成了衰落，它们将具有Rayleigh(瑞利)分布。当路径长度相对较大时，可以认为传输媒体是时间弥散的，因此所相加的镜象可被看作为发送的信号的回波，造成符号间干扰(ISI)。
衰落可以通过使用多个接收天线和采用某种分集组合(例如选择性组合，等增益组合，或最大比值组合)的形式而被减轻。分集是利用这样的事实，即，不同的天线的衰落是不同的，这样，当一个天线具有被衰落的信号时，有可能另一个天线的信号没有被衰落。ISI多径时间弥散可以通过某种形式的均衡(例如线性均衡，判决反馈均衡，或最大或然序列估值(MLSE))而被减轻。
干扰也会恶化在基站与移动终端之间传输的信号。例如，在已知小区中在基站与移动终端之间的预定的通信信道会被在已知小区内或相邻的小区内的另一个移动终端的发射恶化。工作在相同的频段上的另一个基站或RF传播实体也会产生干扰(例如，在使用时分多址(TDMA)技术提供接入的系统中的“同信道”或“相邻信道”干扰)。
频率复用尤其是可被用来通过把产生干扰的小区设置在互相尽可能远的地方而减轻干扰。功率控制也可被用来通过确保发射机以最小的有效功率电平通信而减小干扰。由于在每个基站接收单个频道上的信息，这样的功率控制技术在码分多址(CDMA)系统中是特别流行的。
干扰还可以通过使用多个定向天线来与小区内的移动终端通信而被减小。定向天线(也称为“扇区天线”)在有限的地理区域内发送和接收能量，由此减小了处在该区域以外的那些无线单元所受到干扰。典型地，无线通信小区被划分成三个由三个扇区天线服务的120°扇区，或六个由六个扇区天线服务的60°扇区。通过使用固定波束相控阵天线，它使用多个相对较窄的波束发送和接收信号，可以得到甚至更小的天线扇区。例如，图2显示这样的示例性无线通信系统200，它包括采用固定波束相控阵(未示出)的无线基站220。相控阵产生多个固定的窄波束(B1，B2，B3，B4等)，它们从基站220径向地延伸。优选地，波束互相重叠，以产生互相邻接的覆盖区域，以便为无线通信小区服务。虽然未示出，但相控阵实际上包含三个相控阵扇区天线，每个天线与从基站220延伸的120°区域通信。
图2显示了位于一个波束B1的覆盖区内的移动终端210。在基站220与这个移动终端210之间，通过使用波束B1、或另外使用一个或多个相邻的波束来进行通信。读者将看到，现代无线通信环境典型地包括在蜂窝小区内的许许多多的移动终端。无论如何，即使在一个蜂窝小区内有多个移动终端时，一个波束子集在它们的覆盖区内也不一定包括有移动终端站。所以，在传统的固定波束相控阵系统中，这些波束实际上保持空闲，直至移动终端进入它们的分配的地理区域为止。这样的空闲波束把不需要的能量传播到小区，从而造成了在该小区以及其它小区(特别是相邻的小区)内的无线单元所受到的纯干扰。这些波束也增加了施加到基站220上的处理和电源负荷。
这些问题通过使用以上讨论的系统的一种变化方案(称为“自适应”相控阵)而部分地被改善。这样的阵列允许在特定的方向上选择性地发送和接收信号。例如，如图3所示，阵列300可被使用来接收由目标移动终端380在角度Θ(相对于阵列的法线)上发送的信号，以及可同时抵消由另一个移动终端370发送的非预定的信号。这是通过选择应用到每个来自相控阵天线300的信号路径(r1,r2…,rn)上的(复数)加权因子(W1,W2,…,Wn)、以便增加阵列在某个角度方向上的灵敏度和减小阵列在其它方向上的灵敏度(例如，通过处理零点向着干扰源)而达到的。预定的加权因子是通过迭代地改变在包括波束形成单元340、加法器330和控制器320的反馈环中的加权因子而被选择的。反馈环被用来使得在波束形成单元的输出端“x”处的信噪比最大化。RF波束形成是达到固定的波束形成的另一种方法。把自适应相控阵天线应用到如图1所示的无线通信系统，将导致产生总体地指向单个移动终端210的方向的单个波束(或小的波束子集)。这样的系统提供了干扰的显著减小。例如，如在Grag等的：“Applicationsof GDMA in Wireless/Personal Communications(CDMA在无线/个人通信中的应用)”，Prentice Hall,1997中所揭示的，理想的八波束天线相对于有的方案(例如，小区分割)可给出网络容量的三倍增加(pp.332-334)。而且，在固定的和自适应的波束形成蜂窝无线通信系统中移动终端的存在和定位可通过测量在每个波束的上行链路方向的信号强度而被确定。产生最强的接收信号的波束方向可被用来指示预定的移动台的可能位置。
正如从以上看到的，有许多类型的天线装置可被用于或打算被使用于无线通信系统中的收发信机。然而，传统的收发信机被固定地设计成与特定的天线装置和分集组合技术一起使用，例如，今天使用的某些收发信机被设计成只与单个天线一起使用(无分集)，某些收发信机被设计成只与一对定向天线以特定的类型的分集组合技术一起使用，而另一些收发信机可被设计成只与天线阵列一起使用。而且，在将来，预期有各种附加的技术将被开发以便处理可通过使用多个天线或天线阵列单元提供的信息，这些技术例如是新的定位技术、新的组合技术等，以及各种另外的新天线结构将被开发。今天，希望改变他们的天线装置的网络运营者将面对着需要替换他们的收发信机硬件的艰难任务。例如，频率规划或天线装置的改变(即，从自适应天线阵列改变到扇区天线或反过来)一般需要昂贵的和费时的硬件改变。在某些情况下，与这样的硬件改变有关的花费可能使得想要的改进在经济上是不可实行的。
所以，本发明的示例的目的是提供没有上述缺点的收发信机。而且，在提供了更灵活的收发信机设计后，本发明的另一个示例的目的是：利用收发信机运行时的灵活性，以便更有效地执行某些收发信机功能，例如在移动终端接入到系统期间定位移动终端。
发明概要
按照本发明的第一示例方面，以上的目的是通过提供一种具有灵活的设计的收发信机单元而达到的，这允许收发信机单元可以结合多种不同类型的天线结构和信息处理技术来运行。例如，在天线装置与接收处理电路之间可以提供开关矩阵，它在中央处理单元的控制下允许收发信机管理不同的天线结构。这种灵活性可以以各种方式被引入。例如，网络运营者可调整被连接到收发信机的天线结构的类型，以便于实施新的频率规划。替换地，收发信机可在呼叫之间、或甚至在呼叫期间被重新配置，以便根据系统承受的负荷的数量和类型的改变而动态地分配资源。
而且，本发明的另一个示例的实施例利用这些新颖的收发信机的灵活性，以使得其它的运行功能更有效。例如，对于在随机接入信道上的接入突发所进行的译码，可通过有选择地将某些无线处理电路切换到阵列的每个天线波束以使用数目减少的无线处理电路来执行扫描(定位)功能，从而与定位远端终端并行地进行。扫描频率可以这样地选择，以使得所有的波束在扇区天线上接收接入突发时都被轮询。
附图简述
在结合附图阅读以下的详细说明后就更容易了解本发明的上述的目的、特性、和优点、以及其它特性，其中：
图1显示包括多个基站和移动电话交换中心的传统的无线通信系统；
图2显示了使用带有固定的波束形成处理器的相控阵的传统基站；
图3显示了使用传统的自适应相控阵的基站的方框图；
图4显示了使用带有固定的波束形成处理器的相控阵和按照本发明的示例的方面的扇区天线的灵活的基站收发信机；
图5(a)描绘了图4的收发信机的一个示例的切换的配置；
图5(b)描绘了图4的收发信机的另一个示例的切换的配置；
图6描绘了按照本发明的示例的实施例在多个时隙上将无线接收机分配到不同的远端站；
图7显示了按照本发明的示例的实施例被配置来并行地执行译码和扫描的收发信机；
图8显示了按照本发明的示例的实施例在接入突发接收和天线单元扫描之间的定时关系；
图9是显示按照本发明的示例的实施例并行的译码和扫描的流程图；以及
图10显示了按照本发明的示例的实施例把固定的窄波束分成两个组的方法。
详细描述
在以下的说明中，为了说明而不是限制，阐述了具体的细节(诸如具体的电路、电路元件、技术等)以便提供对于本发明的透彻的了解。然而，本领域技术人员将会看到，本发明可以用不同于这些具体细节的其它的实施例来实施。在其它方面，熟知的方法、器件、和电路的详细说明将被省略，以免扰乱本发明的描述。
在这里讨论的示例的无线通信系统被描述为使用时分多址(TDMA)协议，其中在基站与移动终端之间的通信是在多个时隙上进行的。然而本领域技术人员将会看到，这里所揭示的概念在其它的协议中也可以找到应用，它们包括但不限于频分多址(FDMA)、码分多址(CDMA)、或任何以上的协议的某种混合。同样地，某些示例的实施例提供了有关GSM系统的说明性例子，然而，这里描述的技术同样可应用于任何系统的无线基站。
图4显示了按照本发明的示例的实施例的、可被使用于蜂窝基站的收发信机400。在其中，提供有多个无线发射机410和无线接收机420，其每个适合于在任何时间工作在特定的载频上。本领域技术人员将会看到，多个无线接收机可以工作在相同的载频上。无线发射机和接收机可以按照熟知的技术被设计，例如，发射机410可包括放大器、上变频器、滤波器、模拟-数字变换器等。以及接收机420将包括放大器、下变频器、滤波器、数字-模拟变换器等。这些装置由控制单元430控制，并且在这些装置与控制单元430之间进行信息传送，控制单元430包括中央处理单元(未示出)、存储器(未示出)、和信号处理装置440。信号处理装置440提供必要的软件功能，以用于处理分别通过发射机410和接收机420的要被发送的信号和接收的信号。例如，信号处理单元440可提供信号编码、调制、扰码和信道滤波功能等，取决于信道配置(例如接入方法、带宽等)，它们可能是必要的，正如本领域技术人员将会看到的。同样地，信号处理电路440也可以对接收信号执行信道滤波、解调、译码和去扰码任务。对于CDMA应用，例如，信号处理单元440可包括用来去扩频接收的信号的一个或多个RAKE接收机功能，这些信号是通过使用已知方式的代码被扩频和/或扰码的。
按照本发明的示例的实施例，信号处理装置440可通过使用灵活的ASIC方法而被实施，它允许信号处理功能被有选择地改变，以适应网络运营者想要的天线装置和信号处理。正如下面将更全面地描述的，例如，对于在空中接口帧结构中的每个时隙进行改变，或仅仅周期地改变，以及如果网络运营者决定加上新的天线结构的话，配置上的这种改变可以非常快速地作出。
收发信机单元400可以具有被连接到其上的任意数目和类型的天线装置。然而，为了说明本发明，收发信机单元400被连接到两个定向扇区天线450和一个具有N个天线波瓣的天线阵列460。正如技术上熟知的，天线阵列具有多个单元(有时称为部分天线)，它们在数目上可以与所产生的天线波瓣的数目不同。天线波瓣常常由波束形成单元形成，后者通过使用如图所示的复数加权因子把来自许多天线单元的信号转换成波瓣，或反过来。在某些情况下，天线波瓣由信号处理装置形成，信号处理装置借助于使用软件，通过直接与天线的单元进行通信而完成与波束形成单元相同的功能。
在图4上，天线阵列460由波束形成单元70支持，后者成形和控制多个波束使其到达想要的覆盖区域，以便得到图2所示的固定的波束形状。波束形成单元470可包括任何传统的固定的波束形成器，例如Butler矩阵。如图4所示，每个扇区天线450和天线阵列460的每个单元可分别通过发送开关480和接收开关490被连接到一个或多个各自的无线发射机410和无线接收机420。开关480和490被收发信机单元400使用来在控制单元430的监控下有选择地分配资源给各个连接。本发明的这个方面与那些一般将一个发射机和接收机链通过硬线连接到天线上的传统收发信机相比较，提供了很大的灵活性，该灵活性如下所述地被利用来提高效率和系统容量。
通过使用开关480和490，收发信机单元400可容易地重新配置，如图5(a)和5(b)所示。图5(a)显示了一个例子，其中接收开关矩阵490被配置成连接在无线接收机420和扇区天线之间，以提供多个载波上的业务。替换地，图5(b)显示一个例子，其中接收开关矩阵490被配置成使得每个无线接收机420被连接到各个阵列天线波瓣，以用于一个载波业务。按照本发明的、以这种方式重新配置收发信机的能力，在系统硬件的灵活性和兼容性方面给出了很大的改进，这在传统的无线基站中是找不到的。除了开关480和490以外，控制单元430包括灵活的ASIC，它允许复用接收和发送硬件，而不管不同的天线装置的连接。
通过允许天线结构可互换地连接到收发信机单元，本发明给网络运营者提供多种机会，以便使得现有的硬件资源的利用最佳化。例如，灵活的重新配置可以在安装收发信机单元期间被利用。如果被用作为一个公共“宏”小区基站使用，则本发明的灵活的收发信机可被配置成只使用自适应阵列天线，它比扇区天线提供更高的空间效率。另一方面，如果被用作为室内(例如，微微小区)应用，则灵活的收发信机可被连接到多个分布天线。例如，一个天线可被放置在建筑物的走廊中，该天线在单个无线发射机410和单个无线接收机420之间切换。在这后一个例子中，如果用户在建筑物周围移动，则通过使用接收开关490把分布天线中的两个天线路由到同一个无线接收机420而可以达到接收机分集。同样地，通过使用开关480把无线发射机410连接到两个最佳的天线以便从两个或更多的分布天线发送同一个信号，则可以达到发射分集。这些仅仅是在按照本发明的一种类型的收发信机如何被使用于多种不同的应用方面的一些例子。
而且，网络运营者提供的灵活性也可以扩展到安装以外的范围。按照本发明的收发信机也可在呼叫之间、或甚至在收发信机与移动终端之间的连接期间被重新配置。
在网络运营者能够识别出系统负荷的周期改变和自适应地重新配置收发信机以便有效地适应这样的改变的情况下，有可能按照本发明来重新配置收发信机。例如，考虑由蜂窝系统和本地环路(RLL)系统中的无线装置提供通信覆盖的区域的情况。正如本领域技术人员熟知的，RLL系统是混合的有线和无线系统，其中一部分传统的有线系统被两个无线接口代替。例如，在人口密度低的区域，可以提供RLL系统，其中无线接口被使用来代替在家庭中的电话机与网络(PSTN)之间的典型的有线连接。
在希望有蜂窝和RLL覆盖的区域中，按照本发明的灵活的收发信机给网络运营者提供一种用来动态地重新分配资源的装置，以提供更大的容量。例如，考虑如上所述的连接到天线阵列的灵活的收发信机。在白天，当大多数用户在移动(即，使用蜂窝系统)时，对于移动终端所需要的空间滤波，可以通过把灵活的收发信机配置为使每个无线接收机420连接到天线阵列460的一个波束以支持在单个载波频率上的通信而达到。在晚上，当大多数用户在家中使用RLL终端时，网络运营者可利用RLL终端的基本上固定的性质来重新配置灵活的收发信机，以使得只有一个或两个无线接收机420被分配给每个载波频率。这样，可由灵活的收发信机在运行于RLL模式时提供比在缺少按照本发明的重新配置的情况下所能提供的更多的通信链路。
除了提供在安装时配置收发信机和在连接之间重新配置收发信机的灵活性以外，本发明的示例的实施例也提供在远端终端与基站之间的连接期间用于重新配置收发信机的技术。例如，在考虑当前的系统负荷和估计呼叫阻塞的风险后，灵活的收发信机可以分配第一数目(例如8个)的无线接收机420和第二数目(例如4个)的无线发射机410来处理在它本身与移动台之间的连接。在连接被建立后的初始时间间隔期间，灵活的收发信机可使用来自相对较大数目的无线接收机的信息来帮助快速地和精确地估计移动终端的位置。然后，灵活的收发信机可调整无线接收机420和无线发射机410的分配，以使得较少的单元(例如，2个无线接收机和1个无线发射机)被使用来支持相同的连接，因为基站现在对移动终端的位置具有合理的估值，从而可选择适当的波束以用于发射和接收数据。这样，无线接收机420和无线发射机410可被释放，以便重新分配从而支持与其它移动终端的连接。
本领域技术人员将会看到，按照本发明的灵活的收发信机可以以多种方式被配置和重新配置，从而使得无线通信业务最佳化以及减小硬件花费。如图6所示的表格总结了某些可能的配置任选方案。沿着表格的垂直轴，列出了在灵活的收发信机中可提供的示例的8个无线接收机420中的每个无线接收机，而沿着水平轴，表示8个时隙中的每个时隙。在表内表示了在每个时隙期间的每个无线接收机420的分配。
其中，在第一时隙(TSO)期间，全部8个无线接收机被基站分配来支持在随机接入信道(RACH)上的通信。正如本领域技术人员将会看到的，小区内新的移动终端的引入(或在小区边界内新的呼叫的发起)，可以通过由新的移动终端检测在RACH上是否存在信号发送而被确定，该RACH信道被移动台使用来请求接入系统。想要接入的移动单元在RACH上发送短接入突发给基站。网络控制器从基站接收这个信息，分配空闲的话音信道给移动台，以及通过基站发送信道识别号给移动终端，从而移动站可将其本身调谐到新信道。在给出定位移动台的问题后，这个示例的实施例在RACH时隙期间分配所有可提供的无线接收机420以便支持这个功能。按照本发明的另一个示例的实施例，正如下面详细描述的，按照本发明的收发信机的灵活性可被用来通过使用较少的无线接收机而并行地执行扫描和译码RACH消息。
在下一个时隙(TSI)期间，两个移动终端由灵活的收发信机来支持。具体地，通过把四个无线接收机420连接到在MS1方向上的天线波束而实现对移动台MS1信号的接收，同时通过把四个无线接收机420连接到在MS2方向上的天线波束而实现对移动台MS2信号的接收。TS2显示另一个可能性，其中四个移动终端MS3-MS6中的每个移动终端由两个无线接收机420支持。这可以在扇区天线正在被连接到无线接收机以及采用标准的接收分集时发生。替换地，如果移动终端在一段足够的时间间隔内被连接、以使得通过使用两个窄波束可达到足够的链路质量和跟踪，则这种配置可以在灵活的收发信机被配置成与自适应天线单元一起运行时被采用。
在时隙TS3时，只有一个无线接收机420被使用于每个连接。这显示了灵活的收发信机在运行在上述的RLL模式时可能的配置，其中由于RLL的相对不可移动性质，分集增益是可忽略的。时隙TS4表示了时隙TS1和TS2的无线接收机分配方案的混合，从而表明：通过使用按照本发明的灵活的收发信机，不同的业务支持的组合也是可能的。
与按照本发明的收发信机有关的灵活性提供了减少为执行某些功能所需要的硬件数量的机会。例如，当对于收发信机采用天线阵列时，希望快速地和精确地估计远端终端在请求系统接入时的位置。这个位置估计被用来识别：天线阵列所支持的哪个窄波束应当被使用来支持该连接。通常，使用阵列天线的位置估值，是通过把阵列的每个波束固定地连接到其本身的专用无线接收机而被执行的。然后，当远端终端将信号发送到收发信机，例如在RACH上发送接入突发时，可以对于每个波束确定与该突发有关的一个或多个特征，例如信号强度。同时，接入突发可以在一个或多个无线接收机中被译码，以便得到在其中传送的信息。正如本领域技术人员将会看到的，任何的已知的到达方向(DOA)算法然后可被使用来估计远端终端的位置，以及选择适当的波束以用于处理业务信道。
然而，这种方法具有缺点，它需要用于每个天线波束的专用无线接收机。当天线波束数目增加时，收发信机单元的尺寸、花费和复杂性也增加。
通过使用在以上的示例的实施例中描述的灵活的收发信机，用于扫描远端终端的位置所需要的无线接收机的数目可以减少。考虑图7所示的、运行在GSM系统中的示例的收发信机。其中相同的参考数字用来表示与以上图4描述的相同的单元。这个示例的收发信机具有四个无线接收机420，它们被使用来接收和译码接入突发，以及扫描用于远端终端位置的多个波束。为了并行地完成这些目的，两个无线接收机420(即，RX1A和1B)由控制单元430通过天线开关490进行有选择地切换，以便与一个相应的扇区天线450连接。这些接收机将对接收信号进行处理，以便由控制单元430的单元700译码，从而得出由远端终端在RACH上发送的接入突发中的信息。另两个无线接收机420(即，RX2A和2B)中的每个接收机通过开关490被顺序地连接到天线单元的子集，以便在控制单元430的协调下扫描与天线阵列460有关的波束。更具体地，对于示例的八个波束阵列，在第一时间间隔期间，无线接收机RX2A和2B将被连接到波束1和2；在第二时间间隔期间，无线接收机RX2A和2B将被连接到波束3和4；在第三时间间隔期间，无线接收机RX2A和2B将被连接到波束5和6；以及在第四时间间隔期间，无线接收机RX2A和2B将被连接到波束7和8。这个程序然后被重复，以使得这两个无线接收机周期地轮询每个天线，如图8所示。
在无线接收机被连接到天线波束时的时间间隔期间，接收机处理接收信号，以提取(或使得波束选择单元710能够提取)信号的一个或多个特征。然后，把特征存储在缓存器即存储器装置(未示出)中，以便由波束选择单元710以后进行估计，如下所述。在缓存特定的特征后，无线接收机然后被切换到在其指定的序列中的下一个天线波束。
由于无线传播的性质，由远端终端发送的接入突发将以相对于RACH帧结构的某些延时而到达收发信机，这个延时通常被称为接入延时。这样，接入突发的接收可能与那些被分配来迭代地连接到天线阵列的波束的无线接收机的扫描程序的起始点不一致。这种可能性也反映在图8，其中接入突发被显示为在数据t1时被接收，它在无线接收机RX2A和2B被连接到天线单元3和4时的时间间隔期间发生。然而，在无线接收机被连接到天线单元时的时间间隔的长度被这样来进行选择，以使得不管何时接收接入突发，所有的天线波束将在接入突发终结之前被轮询。
接入延时是由收发信机通过识别在接入突发中发送的、和被存储起来以供译码之用的同步字而被确定的。而且，接入延时也在本发明中被用于从缓存器中检索适当的特征，从而确定哪个波束应当被选择用来支持业务信道。这样，波束选择单元710从译码单元700接收接入延时，以及利用这个信息来选择被缓存的特征，这些特征是根据在时间t1到t2期间在天线波束1-8上接收的信号而被存储起来的。然后，波束选择单元710把它的DOA算法应用到所检索到的特征上，从而识别适当的波束以便用来支持以后的通信。
图9的流程图上显示了与本发明的这个示例的实施例有关的方法。这个方法以它运行在GSM系统中为特征，然而，本领域技术人员将会看到，它可应用于任何系统。处理过程在方块900开始，其中远端终端发送它的接入突发。在GSM中，这个接入突发在RACH上以信标频率被发送。接入突发在扇区天线上被接收，并且被译码。同时，天线上的波束被扫描和被存储在缓存器中。接着，在方块905，译码功能把接入延时以及译码的比特提供给DOA算法。然后，在方块910，DOA算法被使用来识别最佳波束，即，一个最精确地指向远端终端的波束。如上所述，这包括通过利用接入延时从缓存器中检索正确的波束扫描信息。然后，在方块912，收发信机将业务信道分配发送到远端终端，后者返回一个应答消息。在步骤914，应答的接收也可被利用来通过扫描天线阵列和传送与所估计的特征有关的附加数据给DOA算法而进一步改善步骤910的波束选择。最后，在步骤916，例如通过在下行链路上采用窄波束和在上行链路上采用四个无线接收机来执行跟踪程序过程，从而使该连接切换到业务信道。
以上的示例的实施例描述了在呼叫建立时用于并行地执行译码和扫描的方法。然而，相同的方法也可被应用到越区切换。其主要差别产生于这一事实，即，在呼叫建立的情况下，由于远端终端处在连接之中，越区切换信令是在业务信道上执行的，而不是在控制信道或信标频率上执行。这意味着，新的无线基站(即支持越区切换后的连接的基站)必须对由远端终端在其扇区天线上发送的越区切换信号进行译码，以使得它的天线阵列的波束可被同时地扫描，以便去估计远端终端的位置。例如，新的基站可以在四个TDMA帧的窗口上译码和组合来自远端终端的越区切换信号，这相应于两个无线接收机对于整个扇区进行天线阵列扫描所需要的时间。
然而，如果要求收发信机使用其扇区天线译码在业务信道上的越区切换信令，则将会需要比起在按照GSM设计的系统中一般可提供的更大的信号增益。因此，按照本发明的示例的实施例，可命令远端终端(或对其预编程以便)以增加的功率(例如，6dB)来发送前几个越区切换接入突发，以便补偿窄波束天线增益。
在另一个替换的实施例中，窄波束可被使用来接收越区切换时的接入突发和确定移动台的方向。如图10所示，窄波束被分成两个组，即波束1,3,5,和7，以及波束2,4,6,和8。基站首先在第一时隙接收波束1,3,5,和7，以及在下一个时隙接收波束2,4,6,和8。由于越区切换接入突发被重复，所以可以通过组合来自两个或多个接连突发的结果而得到天线阵列的总天线增益。
如上所述，按照本发明的灵活的收发信机可以在那些其中至少部分地根据代码而实现信道化的系统中找到相同的功用。例如，在某些CDMA系统中，通过使用多个信道化代码来向移动台进行发送以提供更高的数据速率是很有用的，这个功能可以通过上述的示例的实施例而容易实行。而且，某些CDMA系统可以采用在基站的发送范围内按地理位置分配的多个码组。在这样的环境下，灵活的收发信机具有如上所述在系统接入期间定位移动台的能力，该收发信号也可根据所确定的位置来从多个组之一中分配一个代码。而且，代码切换(即其中首先通过使用一个扩频/扰码代码向移动台进行发送，然后，例如当移动台从一个波束的覆盖区移动到与灵活的收发信机有关的另一个覆盖区时，通过使用第二扩频/扰码代码来向移动台进行发送)也易于通过上述的扩展和切换功能而实现。除了一个或多个时间和频率以外，其它的代码是信道接入的一个组成部分的的变化方案对于本领域技术人员也将是显而易见的。
上述的示例的实施例在本发明的所有方面都是说明性的，而不是限制性的。因此，本发明能够具有在详细的实施方案中由本领域技术人员从这里所包含的说明中得出的许多变化方案。所有这样的变化方案和修改都被认为属于由以下的权利要求规定的本发明的范围和精神之内。

Claims (26)

1．用于与至少一个移动终端通信的基站，所述基站包括：
天线装置，用于接收来自所述至少一个移动终端的信号，所述天线装置具有第一或第二类型中的任一种类型；
接收处理电路，用于对所述信号执行第一组信号处理任务；以及
处理器，用于执行第二组信号处理任务，所述第二组信号处理任务由所述处理器根据所述天线装置具有第一类型还是第二类型而进行选择。
2．权利要求1的基站，其特征在于，其中所述天线装置还包括多个天线单元，所述接收处理电路还包括多个接收处理单元，以及所述基站还包括：
切换单元，用于根据来自所述处理器的控制信号把至少一个的所述多个天线单元有选择地耦合到所述多个接收处理单元。
3．权利要求2的基站，其特征在于，还包括波束形成单元，它连接所述多个天线单元和所述切换单元。
4．权利要求1的基站，其特征在于，其中所述第一类型的天线装置是多个扇区天线，以及所述第二类型的天线装置是天线阵列。
5．权利要求2的基站，其特征在于，其中所述第一类型的天线装置是多个扇区天线，以及所述第二类型的天线装置是天线阵列。
6．权利要求3的基站，其特征在于，其中所述第一类型的天线装置是多个扇区天线，以及所述第二类型的天线装置是天线阵列。
7．权利要求1的基站，其特征在于，其中所述第一组信号处理任务包括射频下变频。
8．权利要求2的基站，其特征在于，其中所述第一组信号处理任务包括射频下变频。
9．权利要求3的基站，其特征在于，其中所述第一组信号处理任务包括射频下变频。
10．权利要求1的基站，其特征在于，其中所述第二组信号处理任务包括信道滤波、解调和译码。
11．无线通信系统中用于重新配置基站的方法，包括以下步骤：
给基站配备多个接收处理电路和多个发送处理电路；
初始分配第一数目的所述多个接收处理电路来处理从远端站接收的信号，和第二数目的所述多个发送处理电路来处理由所述基站向所述远端站的信号发送；
通过使用所述第一数目的所述多个接收处理电路来处理所述接收的信号，和通过使用所述第二数目的所述多个发送处理电路来处理所述发送的信号；
改变所述分配以使得第三数目的所述接收处理电路处理从所述远端站接收的信号，和第四数目的所述多个发送处理电路处理从所述基站到所述远端站的信号发送；以及
通过使用所述第三数目的所述多个接收处理电路随后处理所述接收信号，和通过使用所述第四数目的所述多个发送处理电路随后处理所述发送信号。
12．权利要求11的方法，其特征在于，其中所述改变所述分配的步骤发生在所述基站与所述远端站之间的连接期间。
13．权利要求12的方法，其特征在于，其中所述处理步骤还包括估计所述远端站的位置。
14．权利要求12的方法，其特征在于，其中所述第一数目大于所述第三数目，和所述第二数目大于所述第四数目。
15．权利要求12的方法，其特征在于，其中所述改变分配的步骤是响应于受所述基站支持的业务负荷的改变而发生的。
16．权利要求11的方法，其特征在于，其中所述改变所述分配的步骤发生在各个连接之间。
17．一个基站，包括：
多个接收处理电路；
多个发送处理电路；
多个天线单元；
切换装置，用于把接收处理电路有选择地连接到天线单元和把发送处理电路有选择地连接到天线单元；以及
控制单元，用于发送控制信号到所述切换装置，其中所述控制单元初始分配第一数目的接收处理电路和第二数目的发送处理电路给受所述基站支持的第一无线连接，以及随后分配第三数目的接收处理电路和第四数目的发送处理电路给第二连接。
18．权利要求17的基站，其特征在于，其中所述第一和第二无线连接是相同的连接。
19．权利要求18的基站，其特征在于，其中所述第一数目大于所述第三数目，其中所述基站可以估计与所述第一连接有关的远端站的位置。
20．权利要求19的基站，其特征在于，其中所述控制单元根据所述估计的位置发送控制信号给所述切换装置，以便连接所述第四数目的发送处理电路到天线单元。
21．权利要求17的基站，其特征在于，其中所述控制单元根据系统负荷的改变作出所述随后的分配。
22．权利要求17的基站，其特征在于，其中所述控制单元作出所述初始分配。
23．在无线通信系统中用于估计远端终端的位置的方法，包括以下步骤：
(a)在多个天线单元中的每个天线单元上接收来自所述远端终端的传输；
(b)把无线信号处理电路连接到至少一个所述多个天线单元，以产生与所述至少一个所述多个天线单元有关的所述接收的传输的特征；
(c)缓存所述的特征；以及
(d)切换所述无线信号处理单元，以使得所述无线信号处理单元被连接到另外的至少一个所述多个天线单元，从而产生与所述另外的至少一个所述多个天线单元有关的所述接收的传输的所述特征。
24．权利要求23的方法，其特征在于，其中所述多个天线单元包含分布天线。
25．权利要求23的方法，其特征在于，其中所述多个天线单元是天线阵列的一部分，
所述无线信号处理单元通过波束形成单元被连接到所述多个天线单元，以及
其中所述特征是波束的特征。
26．在无线通信系统中用于译码和扫描的方法，包括以下步骤：
在至少一个扇区天线上接收来自远端终端的突发；
对所述突发进行译码，以便得到译码的数据；
在与阵列有关的多个天线波束上接收所述同一个突发；
在接收所述突发时的时间间隔期间把无线接收机迭代地连接到所述多个天线波束，其中与所述突发有关的特征可以针对每个所述多个天线波束而被确定；以及
使用所述测量的特征来形成对所述远端终端位置的估计。
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