CN1371221A - 移动通信系统中的通信控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种在蜂窝移动通信系统中使用的通信控制方法,该蜂窝移动通信系统中的每个基站可向多个方向辐射无线电波束,并且每个基站利用相同频率与移动站通信,该方法包括步骤:控制基站辐射第一无线电波束的第一定时,以使第一定时与另一个基站辐射可对该第一无线电波束造成干扰的第二无线电波束的第二定时不同。

Description

移动通信系统中的通信控制方法及装置
技术领域
本发明涉及移动通信系统中的通信控制方法及装置。具体地说，本发明涉及在移动通信系统中用于根据空分多址(SDMA)控制基站与移动站之间通信的通信控制方法。
背景技术
按常规，提出了空分多址(下文称之为SDMA)的通信控制方法。当在使用蜂窝系统的移动通信系统中采用SDMA作为基站与移动站之间的通信控制方法时，如图1中所示，例如，分别控制通信区(小区)E1，E2，E3的基站201，202，203中的每一个形成向该移动站存在的方向延伸的无线电波束B，而不是覆盖整个通信区的辐射无线电波束来与移动站通信。
在根据SDMA通信控制方法进行基站与移动站之间的通信控制的蜂窝移动通信系统中，当从该基站到移动站的方向不同时，形成的无线电波束B的方向也不同。因此，使得在相邻区域中利用相同频率进行通信成为可能，以便能够期待改善水平面方向中的频率使用效率。
然而，随着每个基站的通信区域中存在的移动站的数量的增加，同一个定时在多个相邻区域中的相同方向或相反方向中形成无线电波束的情况，或从该基站到多个移动站形成的无线电波束重叠的情况随之增加，以致无线电波束作为干扰波相互影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于SDMA的通信控制方法和装置，能够减少移动通信系统中从每个基站向一个移动站辐射的无线电波束造成的干扰
通过蜂窝移动通信系统中使用的通信控制方法实现上述目的，该蜂窝移动通信系统中的每个基站可向多个方向辐射无线电波束，并且每个基站通过向移动站辐射无线电波束利用相同频率与移动站通信，该方法包括步骤：
控制基站辐射第一无线电波束的第一定时，以使该第一定时与另一个基站辐射可对第一无线电波束造成干扰的第二无线电波束的第二定时不同。
根据该通信控制方法，控制每个基站辐射无线电波束的定时，以使该定时与其它基站辐射可对该无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同。因此，能够避免多个基站同时在可引起干扰的方向辐射无线电波束。
在该通信控制方法中，该方法包括步骤：
应考虑预先决定由一个基站辐射的无线电波束对其造成干扰的其它基站；
向该基站通知由其它基站辐射的无线电波束的方向和辐射定时；
根据该方向和辐射定时控制该基站，以使该基站辐射无线电波束的定时与其它基站辐射可对由该基站辐射的无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同。
从考虑主要受基站辐射的无线电波束引起的干扰影响的基站的观点来看，在该通信控制方法中，其它基站中的每一个基站是与该基站相邻的基站。
从能使移动站越区切换的观点来看，在该通信控制方法中，该方法包括步骤：
当与移动站通信的基站随着该移动站的移动从第一无线电波束向第二无线电波束切换辐射的无线电波束时，控制该基站，以使辐射第一无线电波束的定时与辐射第二无线电波束的定时不同。
从更有效地使用频率的观点来看，当一个基站辐射的无线电波束覆盖多个移动站时，在该通信控制方法中，该方法包括步骤：
当一个基站辐射的无线电波束覆盖多个移动站时，控制该基站，以使辐射该无线电波束的定时对每个移动站是不同的。
在该通信控制方法中，该方法包括步骤：
控制基站辐射无线电波束的定时，以致在多个时隙中以预定间隔对一个移动站辐射无线电波束。
可以通过例如形成时间帧的时隙来定义这些时隙。
从根据每个基站中的通信状态控制该移动站的通信量的观点来看，在该通信控制方法中，根据基站中的通信状态确定时隙数量。
该基站中的通信状态可以是每个移动站的通信状态(一个移动站的通信量)，或者可以是该基站中的综合通信状态(业务量状态)。
从改善通信可靠性的观点来看，在该通信控制方法中，该方法包括步骤：
当移动站中通过直接来自基站的无线电波束对信号的接收电平降低时，该移动站将无线电波束指向另一束无线电波束到来的方向，该另一束无线电波束在从该基站到达该移动站的其它无线电波束中具有最好的接收质量，并且该移动站请求为该另一束无线电波束分配时隙；和
该基站分配时隙，以使该时隙与其它基站辐射可对该另一束无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同。
根据本发明，可以解决由使缩小波束引起的问题并可保持通信路径几乎没有干扰。
从通过解决由缩小波束造成的问题而保持良好通信质量的观点来看，在该通信控制方法中，该方法包括步骤：
移动站通过来自基站方向的第一无线电波束接收信号，
该移动站将无线电波束指向第二无线电波束到来的方向，第二无线电波束由该基站辐射并到达该移动站；
移动站请求为第二无线电波束分配时隙；
基站分配时隙，以使该时隙与其它基站辐射可对该第二无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同；和
移动站把通过第一无线电波束接收的信号和通过第二无线电波束接收的信号组合。
从保持通信路径在基站侧几乎没有干扰的观点来看，在该通信控制方法中，该方法包括步骤：
当基站中通过来自移动站方向的无线电波束对信号的接收电平降低时，该基站使无线电波束指向另一束无线电波束到来的方向，以保持一条路径，该另一束无线电波束在从该移动站到达该基站的其它无线电波束中具有最好的接收质量。
从改善通信可靠行的观点来看，当该移动站具有非定向天线而不是定向天线时，在该通信控制方法中，该方法包括步骤：
当移动站通过直接来自基站的无线电波束对信号的接收电平降低时，该移动站选择另一束无线电波束，该另一束无线电波束在从该基站到达该移动站的其它无线电波束中具有最好的接收质量，并且该移动站请求为该另一束无线电波束分配时隙；和
基站分配该时隙，以使该时隙与其它基站辐射可对该另一束无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同。
从保持良好通信质量的观点来看，当该移动站具有非定向天线而不是定向天线时，在该通信控制方法中，该方法包括步骤：
移动站通过来自基站的一个方向的第一无线电波束接收信号，
该移动站请求为第二无线电波束分配时隙，该第二无线电波束由该基站辐射并到达该移动站；
基站分配该时隙，以使该时隙与其它基站辐射可对该第二无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同；和
该移动站组合通过第一无线电波束接收的信号和通过第二无线电波束接收的信号。
在控制每个基站与移动站之间的通信的蜂窝移动通信系统中的通信控制装置也可实现上述目，该蜂窝移动通信系统中的每个基站可向多个方向辐射无线电波束，并且每个基站通过向移动站辐射无线电波束利用相同频率与移动站通信，该装置包括：
定时控制部分，用于控制基站辐射第一无线电波束的第一定时，以使该第一定时与另一个基站辐射可对该第一无线电波束造成干扰的第二无线电波束的第二定时不同。
一种蜂窝移动通信系统中的移动站也可实现上述目的，该蜂窝移动通信系统中的每个基站向移动站辐射无线电波束，并且每个基站利用相同频率与移动站通信，该移动站包括：
当移动站中通过直接来自基站的无线电波束对信号的接收电平降低时，用于将一束无线电波束指向另一束无线电波束到来的方向，并请求为该另一束无线电波束分配时隙的部分，该另一束无线电波束在从该基站到达该移动站的其它无线电波束中具有最好的接收质量；
其中该基站分配时隙，以使该时隙与其它基站辐射可对该另一束无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同。
也可构成该移动站以使该移动站包括：
用于通过来自基站方向的第一无线电波束接收信号，并将无线电波束指向第二无线电波束到来的方向的部分，该第二无线电波束由该基站辐射并到达该移动站；
用于为该第二无线电波束请求分配时隙的部分；
用于在该基站分配时隙后组合通过第一无线电波束接收的信号和通过第二无线电波束接收的信号，以使该时隙与其它基站辐射可对该第二无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同的部分。
附图说明
在结合附图阅读时，通过下面的详细描述将使本发明的其它目的，特性和优点变得更加显而易见，其中：
图1表示根据空分多址(SDMA)进行通信控制的常规移动通信系统的实例；
图2表示根据本发明实施例的通信控制方法在基站和移动站之间进行通信控制的移动通信系统的构成实例；
图3是表示每个基站的构成实例的方框图；
图4表示可从每个基站辐射的无线电波束的实例；
图5表示当通信区域中的基站和移动站进行通信时形成的每个无线电波束的状态；
图6表示从基站200辐射的无线电波束与来自可造成干扰的相邻基站201 -206的无线电波束之间的关系的实例；
图7表示干扰管理表的实例；
图8表示分配给从每个基站辐射的无线电波束的时隙的实例；
图9表示分配给从每个基站辐射的无线电波束的时隙的另一个实例；
图10表示移动站进行越区切换时的操作实例；
图11表示从基站200辐射的无线电波束与来自可造成干扰的相邻基站201 -206的无线电波束之间的关系的另一个实例；
图12表示干扰管理表的另一个实例；
图13是表示移动站的构成实例的方框图；
图14是说明当建筑物等阻断通信路径时的操作示意图；
图15是说明当移动站从两个方向接收信号并组合该信号时的操作示意图。
具体实施方式
下面参考附图描述本发明的实施例。
例如，如图2所示构成根据本发明实施例的通信控制方法在基站和移动站之间进行通信控制的移动通信系统。
如图2所示，将分别控制通信区域(小区)E0，E1，E2，E3，E4，E5，E6的基站200，201，202，203，204，205，206连接到控制站30。移动站10(蜂窝电话，PHS终端和个人数字助理(PDA)等)与基站200进行无线通信，并通过基站200，控制站和通信网络(图中未示出)与另一个通信终端进行通信(话音通信，数据通信)。处在其它通信区域E1-E6中的移动站以同样的方式与各自控制相应通信区域的基站201，202，203，204，205，206进行无线通信。基站201，202，203，204，205，206使用相同的频率进行无线通信。
基站201，202，203，204，205，206(下文中参考标号20通常用于称呼基站)中的每一个基本上按照SDMA与移动站进行无线通信。基站20的构成例如如图3所示。
在图3中，基站20包括由多个天线单元形成的阵列天线21，组合部分21，方向检测部分23，波束形成部分24，收发信机25和基站控制装置26。方向检测部分23根据通过组合部分21输入的阵列天线21中每个天线单元的接收信号检测与基站20通信的移动站10的方向。波束形成部分24设置预定参数，以致在从基站控制装置26指示的辐射定时，在由方向检测部分23检测的移动站10的方向形成无线电波束。
收发信机25通过阵列天线21，组合部分22和波束形成部分24利用以上述方式形成的无线电波束与移动站10发射/接收信号。在发射/接收信号时，能够应用任何多址方法(TDMA，CDMA等)。如上所述，基站控制装置26向波束形成站26指示无线电波束的辐射定时并控制收发信机25，以便把收发信机25接收的信号传送到通信网络，和把来自通信网络的信号提供给收发信机25。
具有上述结构的基站20利用所谓的自适应阵列天线的控制方法向移动站10的方向形成无线电波束，并根据预定的多址方法(TDMA，CDMA等)利用信道(时隙，代码等)与移动站10进行通信。然后，例如，如图4所示，可形成指向把通信区域E的所有方向分成m个方向(这种情况下为12个方向)的方向(0°，30°，60°，90°，120°，150°，180°，210°，240°，270°，300°，330°，360°)的波束B1-Bm(这种情况下是B1-B12)。该波束的一部分与相邻的无线电波束重叠。
如图2所示，控制部分30管理由基站200，201，202，203，204，205，206形成的无线电波束的方向和辐射定时(时间)。后面将描述管理方法的详细内容。
例如，如图5所示，在通信区域E0中，当移动站101处于30°方向，移动站102处于90°方向，移动站104和105处于300°方向时，基站200分别向30°，90°，240°，300°的方向辐射无线电波束B1，B2，B3，B4。然后，基站200(基站控制站26)控制每束无线电波束B1，B2，B3，B4和每个辐射定时(形成每个无线电波束的定时)。对无线电波束B1，B2，B3，B4的辐射定时进行控制，以使无线电波束B1，B2，B3，B4在与可对由基站201 -206形成的无线电波束中的无线电波束B1，B2，B3，B4造成干扰的无线电波束的辐射定时不同的定时辐射，其中基站201 -206控制与基站200的通信区域E0相邻的通信区域E1-E6。在该实例中，假设来自基站200的无线电波束由于传播损耗不对来自除该相邻基站201 -206外的其它基站的无线电波束造成干扰。
例如，可如图6所示预测来自可对从基站200辐射的无线电波束造成干扰的相邻基站201 -206的无线电波束。
在图6中，可以预测从基站200辐射到0°方向的无线电波束变成对使用从相邻基站201辐射到240°方向的无线电波束的通信，和对使用从相邻基站206辐射到120°方向的无线电波束的通信的干扰波。另外，可以预测从基站200辐射到30°方向的无线电波束变成对使用从相邻基站201辐射到210°方向(相反方向)的无线电波束的通信，和对使用从相邻基站201辐射到30°方向(相同方向)的无线电波束的通信的干扰波。另外，可以预测从基站200辐射到60°方向的无线电波束变成对使用从相邻基站201辐射到180°方向的无线电波束的通信，和对使用从相邻基站202辐射到300°方向的无线电波束的通信的干扰波。另外，可以预测从基站200辐射到90°方向的无线电波束变成对使用从相邻基站202辐射到270°方向的无线电波束的通信，和对使用从相邻基站202辐射到90°方向的无线电波束的通信的干扰波。
同样，可以预测从基站200辐射到120°，150°，180°，210°，240°，270°，300°和330°方向的无线电波束变成对使用从相邻基站202，203，204和205辐射到如图6所示方向的无线电波束的通信的干扰波。
在从每个基站辐射的无线电波束对使用从相邻基站辐射的无线电波束的通信造成的干扰预测的基础上，控制站30以下列方式管理从每个基站辐射的无线电波束的方向和辐射定时。
每个基站(基站控制站26)针对由该系统中预先定义的多个时隙形成的每个时间帧来控制每个方向的无线电波束的辐射定时。根据该控制，在为该无线电波束分配的时隙的定时辐射每个方向的无线电波束。每个基站依次向控制站30报告分配给每个方向的无线电波束的时隙。接收该报告的控制站30管理分配给从每个基站向每个方向辐射的无线电波束的时隙。
然后，根据该报告，控制站30检验已经指定给从可能对从一个基站(例如基站202)辐射的无线电波束造成干扰的相邻基站辐射的无线电波束(参考图6)的时隙。结果是，控制站30为每个基站产生如图7所示的干扰管理表。
图7示出对基站202的干扰管理表。
在该干扰管理表中，S5是已经指定给辐射到与基站200的0°方向对应的相邻基站201的240°方向的无线电波束的时隙。另外，S1是已经指定给辐射到与基站200的0°相同方向对应的相邻基站206的120°方向的无线电波束的时隙。另外，在该干扰管理表中，S2和S6是已经指定给辐射到与基站200的30°方向对应的相邻基站201的210°方向的无线电波束的时隙。另外，S3是已经指定给辐射到同一个相邻基站201的30°方向的无线电波束的时隙。另外，在该干扰管理表中，S4和S5是已经指定给辐射到与基站200的60°方向对应的相邻基站201的180°方向的无线电波束的时隙。另外，S2是已经指定给辐射到与基站200的相同方向对应的相邻基站202的300°方向的无线电波束的时隙。
另外，该干扰管理表以同样的方式给出了已经指定给从与基站200的每个方向(90°，120°，150°，180°，210°，240°，270°，300°和330°)对应的每个相邻基站辐射的无线电波束的时隙。
该干扰管理表给出在相邻基站205的60°方向和与基站200的300°方向对应的相邻基站206的180°的方向中没有移动站，并且不辐射无线电波束。
每当从每个基站向控制站30报告为辐射无线电波束而分配的时隙时更新干扰管理表中的信息。每当更新干扰管理表中的信息时，控制站30将干扰管理表传送到每个基站。
接收该干扰管理表的基站参考该干扰管理表并控制将要向每个方向形成的无线电波束的辐射定时。就是说，根据一种预定规则将时隙分配给各方向(0°，30°，60°，90°，120°，150°，180°，210°，240°，270°，300°和330°)的无线电波束，以便分配除已经指定给从相邻基站向可对标的基站的无线电波束造成干扰的方向辐射的无线电波束的时隙之外的时隙。另外，当未从相邻基站向与标的基站的方向对应的方向辐射任何无线电波束时，即使在从相邻基站向不与该方向对应的方向辐射无线电波束时，根据预定规则向将要辐射到每个基站的每个方向的无线电波束分配时隙，而与来自相邻基站的辐射波束无关。
作为例如由基站200为由每个基站辐射的无线电波束分配时隙的结果，例如，如图8所示控制该无线电波束的辐射定时控制。
在图8中，基站200向30°方向辐射无线电波束B1，以便在与由相邻基站201向与波束B1的30°方向对应的210°方向辐射无线电波束B11以便与移动站1011和1012通信的时隙S2和S6不同的时隙S1的定时与移动站101通信。另外，基站200向90°方向辐射无线电波束B2，以便在与由相邻基站203向与波束B2的90°方向对应的270°方向辐射无线电波束B21以便与移动站1021通信的时隙S2不同的时隙S3的定时与移动站102通信。另外，基站200向210°方向辐射无线电波束B3，以便在与由相邻基站204向与波束B3的210°方向对应的30°方向辐射无线电波束B41以便与移动站1041和1042通信的时隙S1和Sm不同的时隙Sn的定时与移动站103通信。
由于未向与基站200的300°方向对应的相邻基站205的60°方向和相邻基站206的180°方向辐射无线电波束，基站200向300°方向辐射无线电波束B4，以便在不考虑从相邻基站205和206辐射的无线电波束的情况下定义的时隙Si和Sj的定时与移动站104和105通信。
如上所述，为了控制无线电波束的辐射定时，由诸如向移动站通知时隙(时隙规定信号)的信号之类用于控制的控制信号的时隙和包括要发送的信息的用于通信的通信信号的时隙形成该系统中定义的时间帧。每个基站根据通信的目的(发送/接收控制信号或发送/接收通信信号)，利用通信伙伴的移动站来切换将要分配给无线电波束的时隙的类型(用于控制的时隙或通信信号时隙)。
移动站包括阵列天线并使波束指向接收无线电波最强的方向。然后，当基站在用于控制的时隙的定时辐射无线电波束时，移动站10接收用于通信的时隙的指定信号。当基站在由该指定信号指定的通信时隙的定时辐射无线电波束时，移动站从基站20接收通信信号。另外，移动站10在指定的通信时隙的定时向基站20发送通信信号。基站20在通信时隙的定时从移动站10接收通信信号。由此，在基站20与移动站之间进行通信。
根据对无线电波束的辐射定时的控制，基站向干扰可在时间帧中的不同时隙中发生的方向辐射无线电波束。因此，当基站利用相同频率向移动站方向辐射无线电波束时，可降低其它无线电波束对每个移动站造成的干扰。
在上面的实例中，当无线电波束中包括多个移动站时，例如当从基站200的300°方向辐射的无线电波束B4中包括移动站104，105时，虽然该基站为了与移动站通信而改变每个时间帧中的时隙，也有可能在相同时隙辐射无线电波束和利用不同信道(TDMA中的时隙，CDMA中的代码)进行通信
另外，当无线电波束中包括的移动站的数量超过预定阈值时，也可以在一个时隙中辐射无线电波束并利用不同信道进行通信。
另外，在上面的实例中，虽然由用于控制的时隙和用于通信的时隙形成该系统中定义的时间帧，当通过不同信道(频率，代码)接收/发射控制信号和通信信号时，也可以将不同的时间帧用于用于控制的时隙和用于通信的时隙。这种情况下，由每个不同的时间帧单元控制用于控制信号的无线电波束的辐射定时和用于通信信号的无线电波束的辐射定时。
另外，也可以根据诸如基站与移动站之间的通信量，和基站中的业务量(时隙的分配状态)之类的通信状态控制将要向该移动站的无线电波束分配的时隙的数量。
例如，在图9中，当基站200中的业务量降低时，或当基站200与移动站101之间的通信量增加时，基站200可向30°方向辐射无线电波束B1，以便在与无线电波束B11的时隙S2和S6不同的时隙S1，S3和Sn的定时与移动站101通信，无线电波束B11是从相邻基站201向与30°方向对应的210°方向辐射的，以便与移动站1011和1012通信。
当移动站从一束无线电波束覆盖的区域移动到由相邻无线电波束覆盖的另一个区域时，例如，如图10所示，进行越区切换控制。
在图10中，基站20通过在时隙Sn-x中辐射无线电波束B1而在位置P1与移动站10通信。当移动站10移动到无线电波束B1覆盖的区域和无线电波束B2覆盖的区域这两者所覆盖的位置P2并同时与基站20通信时，基站20通过在时隙Sn-x中辐射无线电波束B1和在时隙Sn-i中辐射无线电波束B2而继续与移动站通信。当移动站10移动到仅由无线电波束B2覆盖的位置P3时，基站20通过在时隙Sn-i中辐射无线电波束B2继续与移动站10通信。
图6所示的实例表示将相同频率用于每个通信区域(小区)中的通信时预测的干扰状态。例如，在将每个小区分成如图11所示分别分配了频率F1，F2，F3的扇区时，从基站200向被分配了频率F1的扇区辐射的无线电波束可变成被分配了频率F1的相邻基站206，201，202，203中扇区的干扰波。具体地说，预计辐射到基站200的0°方向的无线电波束对使用从相邻基站206辐射到120°方向的无线电波束的通信成为干扰波。另外，预计辐射到基站200的30°方向的无线电波束对使用从相邻基站201辐射到30°方向的无线电波束的通信成为干扰波。另外，预计辐射到基站200的90°方向的无线电波束对使用从相邻基站202辐射到90°方向的无线电波束的通信成为干扰波。另外，预计辐射到基站200的120°方向的无线电波束对使用从相邻基站203辐射到0°方向的无线电波束的通信成为干扰波。
同样，从基站200辐射到被分配了频率F2的扇区的无线电波束可变成被分配了频率F2的相邻基站202，203，204，205中扇区的干扰波。同样，从基站200辐射到被分配了频率F3的扇区的无线电波束可变成被分配了频率F3的相邻基站204，205，206，201中扇区的干扰波。
根据由从每个基站辐射的无线电波束对使用从相邻基站辐射的无线电波束的通信造成的干扰状态的预测，控制站30例如根据从每个基站报告的分配给每束无线电波束的时隙产生如图12A，12B和12C所示的干扰管理表。
图12A，12B和12C示出基站200的干扰管理表。
图12A所示的干扰管理表用于管理指定给辐射到被分配了频率F1的扇区的每个无线电波束的时隙。在图12A中，S4是为从相邻基站206向与基站200的0°方向对应的120°方向辐射无线电波束而指定的时隙。S2是为从相邻基站201向与基站200的30°方向对应的30°方向辐射无线电波束而指定的时隙。另外，S4和S6是为从相邻基站202向与基站200的90°方向对应的90°方向辐射无线电波束而指定的时隙。S1是为从相邻基站203向与基站200的120°方向对应的0°方向辐射无线电波束而指定的时隙。
图12B所示的干扰管理表用于管理指定给辐射到被分配了频率F2的扇区的每个无线电波束的时隙。图12C所示的干扰管理表用于管理指定给辐射到被分配了频率F3的扇区的每个无线电波束的时隙。以与图12A相同的方式，图12B和12C表示已经为从相邻基站向与从基站200辐射的无线电波束的方向对应的方向辐射而指定的时隙。
接收该干扰管理表的基站200以与前述实例相同的方式参考该干扰管理表，并确定可造成干扰的每个方向的无线电波束的辐射定时，以使每个辐射定时与辐射到相邻基站对应方向的无线电波束的辐射定时不同。
因此，通过把每个基站控制的小区分成多个小区，减少了来自可能受由该基站作为干扰辐射的无线电波束影响的相邻基站的无线电波束的数量。因而利用干扰管理表可更加简化对无线电波束辐射定时的控制。
在上述每个实例中，控制站30产生干扰管理表并将其发送到每个基站。然而，本发明不限于这种方法。通过传送指定给辐射到基站之间每个方向的无线电波束的时隙，考虑到上述干扰，根据传送的信息确定每个方向的无线电波束的辐射定时。
在上述每个实例中，由控制站30和基站200的功能实现构成通信控制装置的定时控制部分。
<第二实施例>
下面描述本发明的第二实施例。
在诸如使用窄波束的SDMA之类的方法中，移动站周围的建筑等经常阻碍来自基站的无线电波，因此，很难保持基站与移动站之间的通信路径。另一方面，向其它方向辐射的波束可能被建筑物等反射，以致该波束到达该移动站(利用宽波束向各方向辐射无线电波等同于向各方向辐射窄波束)。因此，移动站可通过将波束指向反射波的方向而不是到相反基站的方向来保持路径。
然而，根据连续使用一个方向的波束的SDMA，当利用该波束进行通信时，不向其它方向的通信分配任何时隙。当除SDMA之外利用CDMA分配时隙时，由于干扰量增加，系统容量受到压力。不管怎样，降低了通信质量。
在如第一实施例中解释的由时分复用使用波束的TSDMA方法中，可向另一个通信分配除一个波束中使用的时隙之外的另一个时隙。
从这一点来看，在该实施例中，当该移动站将一束波指向相对的基站并且该基站对反射波方向形成零位时，当接收的电平因建筑物等阻碍路径而降低时，移动站将该束波指向具有最大功率的另一束波到来的方向，并为该束波请求到该基站的时隙分配，以保持路径。由此变得能够进行路径分集，以便能够解决因窄波束造成的上述问题，并保持通信路径几乎不受干扰。
移动站可例如通过进行查询而掌握每个方向的接收电平来检测具有最大功率的另一个波束。接收该时隙分配请求的基站通过参考图7所示的干扰管理表来分配时隙。
另外，当移动站通过把波束指向相对基站(将波束指向基站的方向)来接收指定的时隙，移动站可对来自不同方向的、具有最大功率的其它波束请求时隙分配，接收指定的时隙，并对这些时隙进行选择组合。
图13示出具有用于实现上述功能的自适应阵列天线(定向天线)的移动站的结构。
该移动站包括由多个天线单元形成的阵列天线31，组合部分32，方向检测部分33，波束形成部分34，和收发信机35。方向检测部分33根据通过组合部分32输入的阵列天线31中每个天线单元的接收信号来检测具有最大功率的波束的方向。波束形成部分34设定预定参数，以便在该基站的方向或具有由方向检测部分33检测的最大功率的波束的方向形成无线电波束。
收发信机35通过阵列天线31，组合部分32和波束形成部分34利用以上述方式形成的无线电波束与该基站发射/接收信号。在发射/接收信号时，能够应用任何多址联接(TDMA，CDMA等)。
具有上述结构的移动站利用所谓自适应阵列天线的控制方法形成到具有最大波束的波束(反射波)方向的无线电波束，并根据预定的多址联接(TDMA，CDMA等)利用信道(时隙，代码等)与基站进行通信。
下面利用图14描述该系统的具体操作，其中当建筑物等阻碍基站与移动站之间的路径而使接收电平降低时，移动站将波束指向具有最大功率的其它波束到来的方向，并为该其它波束请求时隙分配以便保持路径。
通常，移动站将波束指向通信伙伴的基站，并在其它波束的反射方向形成零位。在基站200向通信区域E0中270°方向辐射波束A的情况下，当移动站#j和基站200之间存在诸如建筑物等之类的阻挡物SA时，来自基站200的波束A的无线电波受到衰减，以致在移动站#j接收的电平降低。
此时，当存在着到达辐射到基站200的300°方向的波束B的无线电波被反射物SB反射的移动站#j的无线电波传播路由时，该移动站#j利用自适应阵列天线或该移动站#j拥有的定向天线测量从基站200辐射的无线电波束的功率，并选择诸如接收的信号电平之类的接收质量最好(最大)的波束。此时，移动站#j的天线不必在几何上指向基站200。控制该天线以使其指向接收质量(在该实例中是无线电波的功率)最大的方向(从移动站#j到反射物SB的方向)。然后，移动站将波束指向该方向，为该反射波束请求时隙分配以便保持通信路径。
下面利用图7的干扰管理表描述此时的时隙分配。
如图7的干扰管理表所示，将时隙SK分配给与基站200的270°对应的相邻基站205的270°方向，将时隙Si分配给与基站200的270°对应的相邻基站205的90°方向。另外，不向相邻基站205的60°方向和与作为波束B方向的基站200的300°方向对应的相邻基站206的180°方向分配时隙。因此，为了通过反射波束B与移动站通信而分配除Sk和Si之外的时隙。
由波束A方向和波束B方向的时隙管理与移动站#j的通信。把有关时隙分配的信息发送到控制站并更新每个基站的干扰管理表。
下面描述该系统的具体操作，其中利用图15描述该基站方向的波束的时隙与具有最大功率的其它波束的时隙之间的选择组合。
在图15中，当基站200向基站200的通信区域E0中270°的方向辐射波束A时，在移动站#j与基站200之间形成无线电波传播路由，以便进行通信。此时，存在着由基站200辐射的另一束波束B被建筑物等SB反射，以致在反射建筑物SB和移动站#j之间形成无线电波通信路径并可用于通信的情况。就是说，基站200与移动站#j之间的路由和建筑物SB与移动站#j之间的路由二者都可供通信使用。
通常，由波束A和波束B形成的无线电波传播路径的特性是不同的，即无线电波传播的时间变化特性不同(当移动站#j移动时)。这种情况下，最好是波束A和波束B都使用，而不是选择两个波束中的一束。就是说，当存在着可供每束波束使用的时隙时，为用于辐射无线电波的每个波束提供时隙，移动站#j向无线电波到来的多个方向形成天线波束。此后，移动站#j组合并接收来自两个方向的无线电波。由此可保持通信质量。
同样在这种情况下，在图7的干扰管理表中，以与上述实例相同的方式将时隙Sk分配给与基站200的270°方向对应的相邻基站205的270°方向，和将时隙Si分配给与基站200的270°方向对应的相邻基站205的90°方向。另外，由于未向相邻基站205的60°方向和与作为波束B方向的基站200的300°方向对应的相邻基站206的180°方向分配时隙，为波束A分配除Sk和Si之外的时隙Sm，和向波束B分配除Sk，Si和Sm之外的时隙Sn。可将分配给波束A的时隙Sm看作是已经指定的时隙。对于组合方法，可使用选择组合，最大比组合和相同增益组合中的任何一种。
在移动站的相同操作中，当基站将波束指向移动站方向时，当建筑物等阻碍路径时，该基站将波束指向另一束具有最大功率的波束到来的方向，以保持路径。可由有关时隙分配请求的信息执行该操作。
也可在移动站具有非定向天线而不是诸如自适应阵列天线之类的定向天线时进行上述波束切换和组合。
当来自基站200的波束处在图14所示的状态时，包括非定向天线的移动站#j利用移动站#j的天线测量从基站200辐射的每个无线电波束的功率，并选择诸如接收的信号电平之类的接收质量最好(最大)的波束(这种情况下，选择向300°方向辐射并被阻挡物SB反射的波束)。因此，能够以与使用定向天线相同的方式利用波束B进行通信。以与使用定向天线的情况相同的方式进行时隙的指定。
下面描述当移动站包括非定向天线而不是定向天线时，移动站对来自如图15所示的多个方向的波束的时隙进行组合的情况。
当来自基站200的波束处在图15所示的状态时，如果存在可供每个波束使用的时隙，移动站组合波束A和B的接收信号，而不是选择为无线电波辐射提供时隙的波束A和B中的一个。时隙的指定与使用定向天线的情况相同。
此时，移动站#j接收来自无线电波以不同时间到达移动站的多个方向的无线电波。这种情况下，利用组合来自具有时差的多个路径的信号的CDMA接收机中的RAKE接收机可使用路径分集效应。在不进行代码扩展的其它数字通信方法中，能够利用设定多个传输信号码元时间间隔或积分因数的横向滤波器对通过多个路径到来的接收信号进行均衡和组合。结果是，可利用路径分集效应改善接收特性。
如上所述，根据本发明，由于可防止将无线电波束同时辐射到可对多个基站出现干扰的点，基于SDMA的通信控制方法和装置可降低从移动通信系统中的每个基站向移动站辐射的无线电波束造成的干扰。
另外，即使从基站到移动站的通信路径被建筑物等阻挡时，通过向具有最大功率的其它无线电波束分配时隙可保持路径。因此，可改善通信的可靠性。
另外，在从多个方向接收基站的无线电波时，通过组合接收的信号可改善通信质量。
本发明不限于具体公开的实施例，在不脱离本发明范围的情况下可作出变化和改进。

Claims (15)

1.一种在蜂窝移动通信系统中使用的通信控制方法，该蜂窝移动通信系统中的每个基站可向多个方向辐射无线电波束，并且每个基站通过向移动站辐射无线电波束利用相同频率与移动站通信，所述方法包括步骤：
控制基站辐射第一无线电波束的第一定时，以使所述第一定时与另一个基站辐射可对所述第一无线电波束造成干扰的第二无线电波束的第二定时不同。
2.根据权利要求1所述的通信控制方法，所述方法包括步骤：
应考虑预先决定由一个基站辐射的无线电波束对其造成干扰的其它基站；
向所述基站通知由所述其它基站辐射的无线电波束的方向和辐射定时；
根据所述方向和辐射定时控制所述基站，以使所述基站辐射无线电波束的定时与所述其它基站辐射可对由所述基站辐射的无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同。
3.根据权利要求2所述的通信控制方法，其中所述其它基站中的每一个是所述基站的相邻基站。
4.根据权利要求1所述的通信控制方法，所述方法包括步骤：
当与移动站通信的基站随着所述移动站的移动将辐射的无线电波束从第一无线电波束切换到第二无线电波束时，控制所述基站以使辐射所述第一无线电波束的定时与辐射所述第二无线电波束的定时不同。
5.根据权利要求1所述的通信控制方法，所述方法包括步骤：
当由基站辐射的无线电波束覆盖多个移动站时，控制所述基站以使辐射所述无线电波束的定时对每个移动站是不同的。
6.根据权利要求1所述的通信控制方法，所述方法包括步骤：
控制基站辐射无线电波束的定时，以便以预定间隔在多个时隙中为移动站辐射所述无线电波束。
7.根据权利要求6所述的通信控制方法，其中根据所述基站中的通信状态确定所述时隙的数量。
8.根据权利要求1所述的通信控制方法，所述方法包括步骤：
当移动站中通过直接来自基站的无线电波束对信号的接收电平降低时，所述移动站将无线电波束指向另一束无线电波束到来的方向，所述另一束无线电波束在从所述基站到达所述移动站的其它无线电波束中具有最好的接收质量，所述移动站请求为所述另一束无线电波束分配时隙；和
所述基站分配所述时隙，以使所述时隙与其它基站辐射可对所述另一束无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同。
9.根据权利要求1所述的通信控制方法，所述方法包括步骤：
移动站通过来自基站方向的第一无线电波束接收信号，
所述移动站将无线电波束指向第二无线电波束到来的方向，所述第二无线电波束由所述基站辐射并到达所述移动站；
所述移动站请求为所述第二无线电波束分配时隙；
所述基站分配所述时隙，以使所述时隙与其它基站辐射可对所述第二无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同；和
所述移动站组合通过所述第一无线电波束接收的信号和通过所述第二无线电波束接收的信号。
10.根据权利要求1所述的通信控制方法，所述方法包括步骤：
当基站中通过来自移动站方向的无线电波束对信号的接收电平降低时，所述基站将无线电波束指向另一束无线电波束到来的方向以保持一条路径，所述另一束无线电波束在从所述移动站到达所述基站的其它无线电波束中具有最好的接收质量。
11.根据权利要求1所述的通信控制方法，所述方法包括步骤：
当移动站中通过直接来自基站的无线电波束对信号的接收电平降低时，所述移动站选择另一束无线电波束，所述另一束无线电波束在从所述基站到达所述移动站的其它无线电波束中具有最好的接收质量，所述移动站请求为所述另一束无线电波束分配时隙；和
所述基站分配所述时隙，以使所述时隙与其它基站辐射可对所述另一束无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同。
12.根据权利要求1所述的通信控制方法，所述方法包括步骤：
移动站通过来自基站方向的第一无线电波束接收信号，
所述移动站请求为第二无线电波束分配时隙，所述第二无线电波束由所述基站辐射并到达所述移动站；
所述基站分配所述时隙，以使所述时隙与其它基站辐射可对所述第二无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同；和
所述移动站组合通过所述第一无线电波束接收的信号和通过所述第二无线电波束接收的信号。
13.一种在蜂窝移动通信系统中控制每个基站与移动站之间通信的通信控制装置，该蜂窝移动通信系统中的每个基站可向多个方向辐射无线电波束，并且每个基站通过向移动站辐射无线电波束利用相同频率与移动站通信，所述装置包括：
定时控制部分，用于控制基站辐射第一无线电波束的第一定时，以使所述第一定时与另一个基站辐射可对所述第一无线电波束造成干扰的第二无线电波束的第二定时不同。
14.一种蜂窝移动通信系统中的移动站，该蜂窝移动通信系统中的每个基站向移动站辐射无线电波束，并且每个基站利用相同频率与移动站通信，所述移动站包括：
当移动站中通过直接来自基站的无线电波束对信号的接收电平降低时，将无线电波束指向另一束无线电波束到来的方向，并为所述另一束无线电波束请求时隙分配的部分，所述另一束无线电波束在从所述基站到达所述移动站的其它无线电波束中具有最好的接收质量；
其中所述基站分配所述时隙，以使所述时隙与其它基站辐射可对所述另一束无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同。
15.一种蜂窝移动通信系统中的移动站，该蜂窝移动通信系统中的每个基站向移动站辐射无线电波束，并且每个基站利用相同频率与移动站通信，所述移动站包括：
通过来自基站方向的第一无线电波束接收信号，并将无线电波束指向第二无线电波束到来的方向的部分，所述第二无线电波束由所述基站辐射并到达所述移动站；
请求为所述第二无线电波束分配时隙的部分；
在所述基站分配所述时隙以使所述时隙与其它基站辐射可对所述第二无线电波束造成干扰的无线电波束的定时不同后，组合通过所述第一无线电波束接收的信号和通过所述第二无线电波束接收的信号的部分。
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