CN1317916A - 一种于非空分多址通讯系统中依方向区隔通讯频道的系统 - Google Patents

Abstract

一种通讯系统，以于一非空分多址的无线电通讯系统中提供依方向区隔通讯频道，其包含一智慧型天线；一基地台控制中心；复数个基地台；与一方向性波束控制系统，连接于该智慧型天线与该复数个通讯基地台之间，其在不发生信号干扰的情形下，可利用该智慧型天线来发出复数个利用同一通讯频道来传输信息的方向性波束来与该复数个可移动式通讯器分别建立通讯联系，并将该复数个可移动式通讯器分别经由不同的基地台来建立与该基地台控制中心的通讯联系。

Description

一种于非空分多址通讯系统中 依方向区隔通讯频道的系统

本发明是提供一种无线通讯系统及方法，尤指一种应用于一非依空分多址(non-spatial division multiple accesss；non-SDMA)的无线通讯系统中而提供依方向区隔通讯频道(SDMA communication channel)的系统及方法，其是利用一智慧型天线(smart antenna)来发出复数个利用同一通讯频道来传输信息的方向性波束，来与复数个不同方向的可移动式通讯器(mobilestation；MS)分别建立通讯联系，以期能在不降低通讯品质的情形下，高效率地使用有限的通讯频道。

请参阅图1，图1为已知第一种无线电通讯系统10的示意图。无线电通讯系统10是位于复数个通讯区域(未显示)中的某一预定通讯区域12内，以与位于其中的可移动式通讯器如移动电话14等建立无线电通讯联系，其包含有一全向型天线(omnidirectional antenna)16可对各方向发出无线电波束，一基地台(basetransceiver station；BTS)18，以及一基地台控制中心(basestation controller；BSC)20。基地台控制中心20用来控制通讯区域12内的移动电话14与其他通讯网络或通讯区域的信号传送或接收，而基地台18连接于基地台控制中心20，以与一个或多个使用者的移动电话建立与基地台控制中心20的通讯联系。由于全向型天线16会向各方向发出无线电波束，也就是说其所发出的无线电波束并不具有特殊的方向性，因此当多个使用者的移动电话欲同时与基地台控制中心20建立通讯联系时，就必须使用不同的无线电通讯频道(communication channel)以免造成无线电信号间相互的干扰。但是无线电通讯频道在一通讯系统中常常是有限的，尤其在有一拥有众多使用者的通讯系统中，因此无线电通讯系统10在可用的通讯频道有限的情形下，常无法扩充其用户数目，或常发生信号干扰的情形而无法提供用户较佳的通讯品质。举例而言，如果无线电通讯系统10于预定通讯区域12内可以使用三十组预定的通讯频道，则最多只能同时建立三十个用户的通讯联系，并且与通讯区域12相邻的其他通讯区域则必须避免或禁止使用这三十组通讯频道，以免发生信号干扰的情形，如此而言，整体通讯频道的再使用效率(reuse efficiency)则会受限而无法提升。

请参阅图2，图2为已知第二种无线电通讯系统30的示意图。无线电通讯系统30包含有一天线群组或复数个天线32、34、36，复数个相对应的基地台(BTS)52、54、56，以及一基地台控制中心(BSC)60。无线电通讯系统30所建立通讯联系的通讯区域28，会事先划分成不同通讯区隔(sector)22、24、26，每一个通讯区隔是由相对应的天线来负责无线电信号的接收或发射，并由相对应的基地台传送至基地台控制中心60。举例而言，如果通讯区域28内亦可以使用三十组预定的通讯频道，若将此三十个通信频道平均分配到基地台52、54和56，则每一基地台可分配到十个无线电通道，所以，在基地台52所管辖的小区域内，可同时有十个移动电话进行通话，基地台54、56也是相同的情形，于是也可以有三十个移动电话同时进行通话。整体而言，无线电通讯系统30其通讯频道的再使用效率可较无线电通讯系统10改善，然而其所付出的代价则是必须设立多个基地台52、54、56，因此也使得其成本相对大为提升。此外在每一通讯区隔内，不同用户的通讯联系必须使用不同的通讯频道来达成，因此其通讯频道的再使用效率仍然无法满足愈来愈庞大的通讯需求。

因此，有所谓依空分多址(spatial division multiple access；SDMA)的无线通讯系统被提出，其包含有一智慧型天线(smart antenna)，一个或复数个基地台，以及一基地台控制中心。智慧型天线可用来发射或接收具有方向性的无线电波束，来与位于通讯区域内的用户建立通讯联系，而基地台以及基地台控制中心并具备有可支援SDMA规格的软硬件配备，由于此种SDMA的无线通讯系统可处理使用者移动电话所发出带有方向性的无线电波束，并判断使用者所处的方位，因此其通讯频道的再使用效率可大幅提升，可参考如美国专利5886988号的SDMA无线通讯系统，其并提出改进基地台中软件流程判断方法，以提升其通讯品质。然而，目前的无线通讯系统并非都具有SDMA规格，要享受SDMA系统所带来的好处则必须更换整个系统，其所花费的成本将非常巨大。

因此，本发明的主要目的在于使一非SDMA的无线电通讯系统可进一步提供SMDA的通讯频道，当欲建立无线电通讯联系的复数个可移动式通讯器是位于不同方向时，该复数个可移动式通讯器仍可利用相同的通讯频道另加上不同的方向讯号以兹区分，以期以较低的成本仍能达到SDMA无线电通讯系统高效率使用既有通讯频道的目的。

本发明提供的一种通讯系统，以于一非空分多址(non-spatial divisionmultiple access；non-SDMA)的无线电通讯系统中提供依方向区隔通讯频道(SDMA communication channels)，该通讯系统是用来在一预定的通讯区域内与位于该通讯区域内的可移动式通讯器(mobile station)建立无线电通讯联系，其特征是该通讯系统包含有：一智慧型天线(smart antenna)，用来利用方向性波束来与位于该通讯区域内的可移动式通讯器建立通讯联系；一基地台控制中心(base station controller)，用来控制该通讯区域内各个可移动式通讯器与一外接通讯网路的信号传送或接收；复数个基地台(basetransceiverstation)，电连接于该基地台控制中心，每一基地台可为复数个可移动式通讯器建立与该基地台控制中心的通讯联系；一方向性波束控制系统(spatialspectrum management system)，连接于该智慧型天线与该复数个基地台之间，其可利用该智慧型天线来发出方向性波束来与位于该通讯区域内的可移动式通讯器建立通讯联系，并可依据每一可移动式通讯器的方位来由复数组预定的通讯频道(communication channel)中选择一组通讯频道来建立与该可移动式通讯器的通讯联系；其中当该通讯区域内位于不同方向的复数个可移动式通讯器欲同时建立通讯联系时，该方向性波束控制系统在不发生信号干扰的情形下，可利用该智慧型天线来发出复数个利用同一组通讯频道来传输信息的方向性波束来与该复数个可移动式通讯器分别建立通讯联系，并将该复数个可移动式通讯器分别经由不同的基地台来建立与该基地台控制中心的通讯联系以使该基地台控制中心得以分别建立该复数个可移动式通讯器的通讯联系。

本发明将结合实施例参考附图详细描述如下。

附图简要说明：

图1为已知第一种无线电通讯系统的示意图；

图2为已知第二种无线电通讯系统的示意图；

图3为本发明无线电通讯系统的示意图；

图4为本发明无线电通讯系统的功能方框图；

图5为本发明无线电通讯系统中方向调解器的示意图；

图6为本发明方向性频道管理中心的控制流程图；

图7至图14为本发明无线电通讯系统与移动电话建立通讯联系的示意图。

请参阅图3，图3为本发明无线电通讯系统100的示意图。无线电通讯系统100，是位于复数个预定通讯区域102、104、106、108、110中的某一通讯区域110内，以与位于其中的可移动式通讯器(mobile station；MS)建立无线电通讯联系。通讯区域102、104、106、108、110是经由某一种频率规划(frequency planning)下所形成的相似通讯单元(cell)，而可移动式通讯器举例而言则可为不同使用者所携带的移动电话(mobilephone)112、114、116。移动电话112、114、116等经由无线电通讯系统100可与一外接通讯网路120进行信号的传送或接收，因此即可在同一通讯区域110或不同通讯区域102、104、106、108间建立无线电通讯联系。

请参阅图4，图4为本发明无线电通讯系统100的功能方框图。图4中，与图2相同的元件以相同的标号加以标示。无线电通讯系统100包含有一智慧型天线(smart antenna)130，一方向性波束控制系统(spatial spectrummanagement system)140，复数个基地台(base transceiver station；BTS)152、154、156，一基地台控制中心(base station controller；BSC)160，以及一操作与维护中心(operation and maintenance center；OMC)170。智慧型天线130可为一切换波束式的智慧型天线(switched-beam smart antenna)，如揭露于美国专利5745841号者，或一调整阵列式的智慧型天线(adaptive-arraysmart antenna)，如揭露于美国专利5886988号者，因其并非为本发明专利的重点，故在此则不续加详述。

智慧型天线130是利用所发射或接收到的方向性波束如132、134、136，来与位于通讯区域110内的移动电话112、114、116建立通讯联系。基地台控制中心160则用来控制通讯区域110内不同使用者的移动电话112、114、116与外接通讯网路120的信号传送或接收。基地台152、154、156电连接于基地台控制中心160，每一基地台可为一个或多个使用者的移动电话同时建立与基地台控制中心160的通讯联系，至于确实服务的客户数目，则端看通讯联系建立的当时正在通话的客户数目，基地台原本设计的限制，所分配的通讯频道数目，以及通话的品质是否会因相互干扰而降低等种种因素来决定。方向性波束控制系统140则连接于智慧型天线130与基地台152、154、156之间，其可利用智慧型天线130来发出的方向性波束132、134、136来与位于通讯区域110内的移动电话112、114、116建立通讯联系，并可依据每一移动电话目前所在的方位来由复数组预定的通讯频道(communication channel)中，选择一组通讯频道来建立与该移动电话的通讯联系。譬如说，方向性波束控制系统140经由智慧型天线130与移动电话112建立通讯联系时，即选择了一组上传与下传频道(uplink and downlink channel)fc1、fc2来作为无线电信号的载波。而操作与维护中心(OMC)170则可与方向性波束控制系统140及基地台控制中心160相互联系，以提供方向性波束控制系统140各不同基地台正在使用的无线电频道，以及可介入基地台控制中心160有关通讯频道的适当指定或更改。有一点在此必须加以说明，不同组的通讯频道不仅可依据其频率(freguency)的不同来区分，也可依据其进槽(time slot)、编码(pseudo code)等，或以上的组合来加以区分。

方向性波束控制系统140包含有一方向调解器(spatialmultiplexer/demultiplexer)142，一方向性频道管理中心(spatial channelmanagement center)144，一干扰量测装置(interference measurementdevice)146。方向调解器142是连接于智慧型天线130，用来将智慧型天线130由各个方向所接收到的移动电话112、114、116的信号传送至相对应的基地台152、154、156。方向性频道管理中心144则是用来控制方向调解器142，以对于欲建立通讯联系的移动电话112、114、116个别指定适当的通讯频道。干扰量测装置146则可依据智慧型天线130所接收的方向性波束132、134、136，判断各个移动电话112、114、116的通讯联系是否有信号干扰的情形产生，并送出一指标讯息(index information)至方向性频道管理中心144，当方向性频道管理中心144收到干扰量测装置146所传送来的指标讯息后，便可依据指标讯息的内容来决定不同的方向性波束132、134、136间是否已产生了信号干扰，进而再决定是否将产生干扰的移动电话转换并指定其他不会产生干扰的通讯频道。

请参阅图5，图5为本发明无线电通讯系统100中方向调解器142的示意图。方向调解器142中并包含一波束控制器(beam controller)148以及一交换电路(switch circuit)150，两者并都接受方向性频道管理中心144的控制。波束控制器148连接于智慧型天线130，用来控制智慧型天线130所发射的方向性波束132、134、136，并动态追踪通讯区域110内的各个移动电话112、114、116的方位。交换电路150则依据方向性频道管理中心144的控制，以将移动电话112、114、116分别经由相同的基地台或不同的基地台来建立与基地台控制中心160的通讯联系。

当通讯区域110内位于不同方向的移动电话112、114、116欲同时建立通讯联系时，方向性波束控制系统140在不发生信号干扰的情形下，会控制智慧型天线130来发出方向性波束132、134、136，来与移动电话112、114、116分别建立通讯联系，而方向性波束132、134、136如图4所示皆利用同一组通讯频道fc1、fc2来传输信息，由于方向性波束132、134、136各自内含有代表不同方向的方向讯息(spatial information)在其中，因此即使利用同一组通讯频道fc1、fc2来传输，也可以将方向性波束132、134、136加以区分出来而不至于产生混淆。当移动电话112、114、116是利用同一组通讯频道来收发无线电信号时，方向性波束控制系统140并会将其各别的无线电信号分别经由不同的基地台152、154、156来与基地台控制中心160建立通讯联系。由于基地台控制中心160可以依据不同的识别码来识别不同基地台152、154、156所传来的无线电信号，因此即使移动电话112、114、116是利用同一组通讯频道来进行无线电信号传输，在基地台控制中心160仍可加以区分开来。

由于移动电话的使用者会任意地移动其所在方位，因此当移动电话112、114、116移动至约略相同的方向时，其与智慧型天线130间的通讯联系则有可能因方向相似而相互发生信号干扰，此时则无法如前所述继续利用同一组通讯频道来进行无线电信号传输，因此，方向性波束控制系统140会利用智慧型天线130来发出具有不同通讯频道的方向性波束，继续与移动电话112、114、116分别建立通讯联系。

举例而言，某一使用者目前位于无线电通讯系统100所服务的通讯区域110，当使用者欲利用移动电话112建立通讯联系时，即从目前所在地以移动电话112进行拨号，而无线电通讯系统100接收到此一拨号讯息后，即经由智慧型天线130来建立一方向性波束132与移动电话112建立通讯联系，而方向性波束132中所包含的无线电信号亦会传递至方向性波束控制系统140中的方向调解器142与干扰量测装置146。方向调解器142会对无线电信号进行解调(demodulation)并由其中的方向讯息(spatialinformation)得知使用者所在的方向，因此即使使用者在通讯建立期间移动方位，方向性波束132也得以修正而追踪移动电话112确实的方位。至于如何使智慧型天线130所收发的方向性波束132可准确追踪移动电话112确实方位的方法有很多种，而此种方法也与智慧型天线130的类型有关，如果是切换波束式的智慧型天线(switched-beam smart antenna)，可参考美国专利5745841号所揭露的方法，如果是调整阵列式的智慧型天线(adaptive-array smart antenna)，可参考美国专利5886988号所揭露的方法，在此则不加详述。

干扰量测装置146会对无线电信号进行量测并送出指标讯息(indexinformation)至方向性频道管理中心144，以代表其目前通讯品质的状况，此一指标讯息举例而言可为通讯系统中常用的位错误率(bit error rate)。当目前通讯品质已低于一预定的标准时，方向性频道管理中心144则会改变方向性波束132所使用的通讯频道(如：fc1、fc2)，并指定其他不会产生干扰的通讯频道(如：fc3、fc4)。当然，如前所述，除了改变频率之外也可改变其时槽或编码等。此外，当移动电话的使用者移动其方位时，其与智慧型天线130间之通讯联系则有可能因为与其他移动电话使用者方向相似而相互发生信号干扰的情形，此时方向性频道管理中心144亦可从干扰量测装置146所传送来的指标讯息得知此一情形，而重新指定方向性波束132所使用的通讯频道。

请参阅图6，图6为本发明方向性频道管理中心144的控制流程图。

步骤162：接收到移动电话112的拨号讯息；

步骤164：利用智慧型天线130所发射或接收的方向性波束以追踪位于通讯区域110内移动电话112的方位；

步骤166：依据移动电话112的方位，由复数组预定的通讯频道中选择一组通讯频道来建立与移动电话112的通讯联系；

步骤168：以方向性波束132持续追踪移动电话112的确切方位，必要时加以修正；

步骤170：依据指标讯息来判断通讯品质是否已低于一预定的标准?是，到步骤172；否，到步骤174；

步骤172：改变方向性波束132所使用的通讯频道，如：改变频率、时槽或编码等，到步骤168；

步骤174：方向性波束132是否与其他方向性波束发生信号干扰？是，到步骤176；否，到步骤168；

步骤176：改变方向性波束132或其他方向性波束所使用的通讯频道，如：改变频率、时槽或编码等，到步骤168。

请参阅图7至图14，图7至图14为本发明无线电通讯系统100与移动电话112、114建立通讯联系的示意图。以下针对本发明无线电通讯系统100中各部分工作做一详细说明，无线电通讯系统100包括基地台控制中心160、基地台152、154和156、智慧型天线130、方向性波束控制系统140，其中主要的工作可分为四个阶段。

一：广播系统信息；

二：建立通讯联系(语音或数据或语音和数据联系)；

三：维护无线电通讯频道使用情况；

四：终止通信联系。

这里所指的无线电通讯频道是基地台与移动电话之间的无线电传输模式，包括依频率区分、依时间区分或依编码区分的无线电通讯频道。无线电通讯频道可用来做控制用途，如广播系统信息与建立通信联系，又可用来做通信用途，如传送语音与数字信息。本发明的好处是利用智慧型天线130与方向性波束控制系统140提供一个维护无线电通讯频道使用情况的机制，尤其是通信用途的无线电通讯频道的使用。它令基地台152、154和156可同时使用方向不同而无线电通讯频道相同的方向性波束来做通信的用途，达到增加系统的容量的目的。

举例而言，若有30个无线电通讯频道可供通信使用，已知技术二的作法是将此30个通信用无线电频道分别分配到基地台52、54和56，因此每一基地台可分配到10个无线电通讯频道，所以，在基地台52所管辖的小区域内，可同时有10个移动电话进行通话，基地台54、56也是相同的情形，于是可以有30个移动电话同时进行通话。本发明的好处是，在方向不同的前提下，一个通信用途无线电频道可同时为基地台152、154和156所使用，于是最多可以有90个移动电话同时进行通话。现将这四个阶段的动作分别描述如下：

第一个阶段，智慧型天线130持续广播系统信息至整体通讯区域，使得在此区域内的移动电话可以在无线电通讯系统100上注册。注册完成的移动电话可以要求无线电通讯系统100给予通话服务，无线电通讯系统100也可以呼叫已经注册的移动电话进行通信联系。本发明在这个阶段的动作可参考已知技术一与二的作法来设计。已知技术一的作法是将基地台传来的系统信息经由一载送此系统信息的控制用无线电频道广播至全区域。已知技术二的作法是将基地台52、54和56传来的系统信息分别经由三个载送这三组系统信息的控制用无线电频道广播至三个小区域，而这三个小区域组成一个完整的全区域。由于本发明将已知技术二的三组小区域天线换成一个智慧型天线，故已知技术二的基地台52、54和56可保留而成为本发明的基地台152、154和156。基地台152、154和156传来的系统信息分别经由三个载送这三组系统信息的控制用无线电频道以三条电缆线连接到智慧型天线130。此时，智慧型天线130将系统信息广播至整体通讯区域的作法至少可有下列三种：

1．将三个基地台之一的系统信息广播至全区域，而另外两个基地台传来的系统信息不广播。

2．将此三个基地台传来的三组系统信息全部广播至全区域。

3．将此三个基地台传来的三组系统信息广播至三个子区域，如已知技术二一样。

以上三种作法皆可达到广播系统信息的目的。而作法3子区域广播所造成的干扰较作法1与作法2小。一个作法3的例子描述如下，智慧型天线130将基地台152,154，和156传来的三组系统信息，经由载送它们的三组控制用无线电频道广播至三个子区域，如图7所示。图7中，移动电话112、114位于基地台154的系统信息的覆盖区域，故经由基地台154向无线电通讯系统100注册。假设有无线电频道C01～C30可供通信之用，基地台152,154，和156皆有使用C01～C30的权利。

第二个阶段是利用广播系统信息的控制用无线电频道与未被使用的通信用无线电频道建立通信联系。建立通信的程序可分为1．呼叫2．协商3．开始通信。当移动电话主动要求通信服务时，移动电话发射信号呼叫基地台。当无线电通信网路100主动要求通信服务时，基地台发射信号呼叫移动电话。接着协商使用者的使用权利要求与将用来作为通信用途的无线电频道。呼叫与协商的程序可在广播系统信息的控制用无线电频道上进行。最后，利用协商的无线电频道进行通信联系。在这个过程中智慧型天线130可能在呼叫时得知移动电话的方位，也可能在协商时才得知，也可能在开动通信时才得知。为了确保本发明可实施性，在这个阶段并不使用移动电话的方位信息。然而，因为移动电话在那一个区域注册是已知的，故在这个阶段，所有无线电频道的发射与接收的范围必须与注册的区域相同，以确保基地台与移动电话可以接收到对方发射的信号。再者，由于通信用无线电频道可被重复使用，故在这个阶段所使用的无线电频道必须是在该区域未被使用过的，以免造成干扰。

本发明如何达到这个目的呢?假设有30个无线电频道可供通信使用，基地台152、154和156皆有使用这些无线电频道的权利。方向性波束控制系统140可向一操作与维护中心(OMC,Operation and Maintenance Center)取得各基地台正在使用的无线电频道，也可向智慧型天线130取得各个无线电频道的接收与发射特性，如方向、角度、范围等。方向性波束控制系统140有了这些资料后，便可得知在那个区域或子区域内，那些无线电频道是在使用的，于是可利用操作与维护中心介入基地台控制中心的运作，禁止该区域相对的基地台使用这些频道做为建立通话之用。例如，使用者以移动电话112进行拨号，因其注册在基地台154，故移动电话112与基地台154在基地台154系统信息的覆盖区内利用一在该区未被使用的无线电频道建立通信联系(如：C24)，如图8所示。

在建立通信或通信开始以后，智慧型天线130可利用上传讯号解析出移动电话112的方位。于是方向性波束控制系统140控制智慧型天线130形成一方向性波束追踪移动电话112。如图9所示。由图9得知，基地台154的系统信息的覆盖区域内的移动电话不能再用C24做建立通信之用。这个禁止动作可由操作与维护中心介入基地台控制中心的运作达成。此时移动电话114的使用者进行拨号，因为其亦注册在基地台154，故移动电话114与基地台154在基地台154的系统信息的覆盖区域内利用一在该区未被使用的通信频道建立通话联系(如：C15)，如图10所示。同样地，在建立通信或通信开始以后，智慧型天线130可利用上传讯号解析出移动电话114的方位。于是方向性波束控制系统140控制智慧型天线130形成一方向性波束追踪移动电话114，如图11所示。

第三个阶段是利用智慧型天线130与方向性波束控制系统140提供一个维护无线电频道的机制。增加系统容量。在通信的过程中，智慧型天线130的方向多工分工器分析使用中的通信频道的上传部分的方向特性，利用此方向特性形成上传部分的接收方向性波束与下传部分的发射方向性波束，以此追踪手机的方位。方向性波束追踪手机的行为传达到方向性波束控制系统140。方向性波束控制系统140综合这些方向性波束资料与向操作与维护中心所取得的各个基地台使用无线电频道的情况，得知每个移动电话使用的无线电频道与该方向性波束的特性，如方位和扩张角度等。这些资料可用于第二阶段建立通话联系时，判定某一区域内无线电频道的使用情况。在这个阶段，这些资料可用来检测两个方向性波束的夹角，当夹角大于某一事先设定角度且使用不同无线电频道时，可令其中之一切换至另一基地台而使用相同的无线电频道。于是方位夹角大的两个手机可使用同一无线电频道，系统容量于是倍增。当使用相同无线电频道的两个手机的方向性波束夹角小于某一事先设定角度，必需令其中之一切换至不同的通信频道，以确保通讯品质。举例而言，当方向性波束控制系统140发现移动电话112与114是位于不同的方向(彼此之间相隔一特定角度以上)，移动电话114所使用的无线电频道C15可切换到基地台152使用无线电频道C24。如图12所示。也就是说，同一个无线电频道C24可以使用两次以上。移动电话114继续移动，智慧型天线130的方向性波束继续追踪它，而移动电话114继续使用C24经由基地台152与无线通讯系统100通信，如图13所示。移动电话114继续移动，当移动电话114与移动电话112的夹角小于某一事先预定的角度时，就不能使用同一无线电频道C24。方向性波束控制系统140察觉这个现象时就利用操作与维护中心介入基地台控制中心的运作令移动电话114或112切换无线电频道。例如，移动电话114切换至无线电频道C12，如图14所示。

第四个阶段是终止通话联系，在此阶段，方向性波束控制系统140可由操作与维护中心得到那一无线电频道由使用中变成非使用中。

总而言之，方向性波束控制系统140有完整的无线电频道使用情况的监督与控制能力。监督的能力来自于1．向操作与维护中心取得的资料与2．智慧型天线130传来的资料。控制能力来自于1．利用操作与维护中心介入基地台控制中心的运作与2．控制智慧型天线130形成方向性波束追踪使用中的移动电话。操作与维护中心介入基地台控制中心的运作包括1．适当地禁止某一基地台使用某一无线电频道以免干扰与2．适时地要求切换无线电频道。方向性波束控制系统140有了完整的无线电频道使用情况的监督与控制能力后，便可实行上述四个阶段的动作达到维护无线电频道的使用，增加系统容量的目的。

相较于已知非SDMA的无线电通讯系统10、30，本发明无线电通讯系统100包含有一方向性波束控制系统140，可在原本非SDMA的无线通讯系统100中进一步提供SDMA的通讯频道，当欲建立无线电通讯联系的多个移动电话112、114、116是位于不同方向时，移动电话112、114、116仍可利用相同的通讯频道另加上不同的方向讯号以兹区分，以期以较低的成本仍能达到SDMA无线电通讯系统高效率使用既有通讯频道的目的。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (20)

1．一种通讯系统，以于一非空分多址(non-spatial division multipleaccess；non-SDMA)的无线电通讯系统中提供依方向区隔通讯频道(SDMAcommunication channels)，该通讯系统是用来在一预定的通讯区域内与位于该通讯区域内的可移动式通讯器(mobile station)建立无线电通讯联系，其特征是该通讯系统包含有：

一智慧型天线(smart antenna)，用来利用方向性波束来与位于该通讯区域内的可移动式通讯器建立通讯联系；

一基地台控制中心(base station controller)，用来控制该通讯区域内各个可移动式通讯器与一外接通讯网路的信号传送或接收；

复数个基地台(base transceiver station)，电连接于该基地台控制中心，每一基地台可为复数个可移动式通讯器建立与该基地台控制中心的通讯联系；

一方向性波束控制系统(spatial spectrum management system)，连接于该智慧型天线与该复数个基地台之间，其可利用该智慧型天线来发出方向性波束来与位于该通讯区域内的可移动式通讯器建立通讯联系，并可依据每一可移动式通讯器的方位来由复数组预定的通讯频道(communicationchannel)中选择一组通讯频道来建立与该可移动式通讯器的通讯联系；

其中当该通讯区域内位于不同方向的复数个可移动式通讯器欲同时建立通讯联系时，该方向性波束控制系统在不发生信号干扰的情形下，可利用该智慧型天线来发出复数个利用同一组通讯频道来传输信息的方向性波束来与该复数个可移动式通讯器分别建立通讯联系，并将该复数个可移动式通讯器分别经由不同的基地台来建立与该基地台控制中心的通讯联系以使该基地台控制中心得以分别建立该复数个可移动式通讯器的通讯联系。

2．如权利要求1所述的通讯系统，其特征是当该通讯区域内复数个可移动式通讯器欲同时建立通讯联系时，若该复数个可移动式通讯器与该智慧型天线间的通讯联系有可能因方向相似而相互发生信号干扰时，该方向性波束控制系统会利用该智慧型天线来发出复数个具有不同通讯频道的方向性波束来与该复数个可移动式通讯器分别建立通讯联系。

3．如权利要求2所述的通讯系统，其特征是该方向性波束控制系统可将该复数个可移动式通讯器分别经由相同的基地台或不同的基地台来建立与该基地台控制中心的通讯联系。

4．如权利要求1所述的通讯系统，其特征是该智慧型天线是为一切换波束式的智慧型天线(switched-beam smart antenna)。

5．如权利要求1所述的通讯系统，其特征是该智慧型天线是为一调整阵列式的智慧型天线(adaptive-array smart antenna)。

6．如权利要求1所述的通讯系统，其特征是该方向性波束控制系统包含有一方向调解器(spatial multiplexer/demultiplexer)连接于该智慧型天线，用来将该智慧型天线由各个方向所接收到的可移动式通讯器的信号传送至相对应的基地台。

7．如权利要求6所述的通讯系统，其特征是该方向调解器包含一波束控制器(beam controller)连接于该智慧型天线，用来控制该智慧型天线所发射的方向性波束，并动态追踪该通讯区域内的各个可移动式通讯器的方位。

8．如权利要求7所述的通讯系统，其特征是该方向性波束控制系统包含一方向性频道管理中心(spatial channel management center)，用来控制该方向调解器及其波束控制器，并对于欲建立通讯联系的可移动式通讯器指定一组通讯频道。

9．如权利要求8所述的通讯系统，其特征是该方向性波束控制系统包含有一干扰量测装置(interference measurement device)，该干扰量测装置可依据该智慧型天线所接收的方向性波束，判断各个可移动式通讯器的通讯联系是否有信号干扰的情形产生，并送出一指标讯息(index information)至该方向性频道管理中心，使该方向性频道管理中心可依据该指标讯息来决定是否将该可移动式通讯器转换至其他组通讯频道。

10．如权利要求9所述的通讯系统，其特征是该指标讯息是为一位错误率(bit error rate)。

11．如权利要求1所述的通讯系统，其特征是该可移动式通讯器为一移动电话。

12．一种于一非空分多址(non-SDMA)的无线电通讯系统中提供依方向区隔通讯频道(SDMAcommunication channels)的方法，该通讯系统是用来在一预定的通讯区域内与位于该通讯区域内的可移动式通讯器(mobile station)建立无线电通讯联系，并包含有一智慧型天线(smart antenna)，以发射或接收方向性波束；

一基地台控制中心(base station controller)，用来控制该通讯区域内各个可移动式通讯器与一外接通讯网路的信号传送或接收；复数个基地台(basetransceiver station)，电连接于该基地台控制中心，每一基地台可为复数个可移动式通讯器建立与该基地台控制中心的通讯联系；其特征是该方法包含有：

利用该智慧型天线所发射或接收的方向性波束以追踪位于该通讯区域内的可移动式通讯器的方位；

依据每一可移动式通讯器的方位来由复数组预定的通讯频道(communication channel)中选择一组通讯频道来建立与该可移动式通讯器的通讯联系；

当该通讯区域内位于不同方位的复数个可移动式通讯器欲同时建立通讯联系时，该通讯系统在不发生信号干扰的情形下，会利用该智慧型天线来发出复数个利用同一组通讯频道来传输信息的方向性波束来与该复数个可移动式通讯器分别建立通讯联系。；

将该复数个可移动式通讯器分别经由不同的基地台来建立与该基地台控制中心的通讯联系以使该基地台控制中心得以分别建立该复数个可移动式通讯器的通讯联系。

13．如权利要求12所述的方法，其特征是当该通讯区域内复数个可移动式通讯器欲同时建立通讯联系时，若该复数个可移动式通讯器与该智慧型天线间的通讯联系有可能因方向相似而相互发生信号干扰时，该通讯系统会利用该智慧型天线来发出复数个具有不同通讯频道的方向性波束，来与该复数个可移动式通讯器分别建立通讯联系。

14．如权利要求12所述的方法，其特征是该通信系统可将该复数个可移动式通讯器分别经由相同的基地台或不同的基地台来建立与该基地台控制中心的通讯联系。

15．如权利要求12所述的方法，其特征是该通讯系统包含有一方向调解器(spatial multiplexer/demultiplexer)连接于该智慧型天线，用来将该智慧型天线由各个方向所接收到的可移动式通讯器的信号传送至相对应的基地台。

16．如权利要求15所述的方法，其特征是该方向调解器包含一波束控制器(beam controller)连接于该智慧型天线，用来控制该智慧型天线所发射的方向性波束，并动态追踪该通讯区域内的各个可移动式通讯器的方位。

17．如权利要求16所述的方法，其特征是该通讯系统包含一方向性频道管理中心(spatial channel management center)，用来控制该方向调解器及其波束控制器，并对于欲建立通讯联系的可移动式通讯器指定一组通讯频道。

18．如权利要求17所述的方法，其特征是该方向性波束控制系统包含有一干扰量测装置(interference measurement device)，该干扰量测装置可依据该智慧型天线所接收的方向性波束，判断各个可移动式通讯器的通讯联系是否有信号干扰的情形产生，并送出一指标讯息(index information)至该方向性频道管理中心，使该方向性频道管理中心可依据该指标讯息来决定是否将该可移动式通讯器转换至其他组通讯频道。

19．如权利要求18所述的方法，其特征是该指标讯息是为一位错误率(bit error rate)。

20．如权利要求12所述的方法，其特征是该可移动式通讯器为一移动电话。

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