CN1382313A - 应用多具旋转天线的基站波束扫描方法与设备 - Google Patents

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Abstract

一种无线通信方法与设备,其中基站通过装在旋转天线组件上的多具定向天线收发无线信号。各定向天线发射的信号束以一个角度方向通过多个扇区覆盖区扫射。随着信号束从一个扇区跨向另一扇区,与该信号束相关的正向和反向链路信号的路由就从现在的扇区切换到真正在进入的扇区。

Description

应用多具旋转天线的基站波束扫描方法与设备
                           发明背景
1.发明领域
本发明涉及无线通信，尤其涉及一种在多用户无线通信系统中利用波束扫描技术提供更大容量的新颖设备。
2.相关技术的说明
现代化通信系统要求支持各种各样的应用场合。一种这样的通信系统就是码分多址(CDMA)系统，它符合“TIA/EIA/IS-95：双模宽带扩展频谱蜂窝系统的移动站-基站兼容标准(Mobile Station-Base Station Compatibility Standard forDual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System)”，下称IS-95。CDMA系统允许在用户之间通过陆基链路作无线话音与数据通信。题为“SPREADSPECTROM MOLTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USINGSATELLITE OR TERRISTRIAL REPEATERS”的美国专利No.4,901,307和题为“SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMACELLULAR TELEPHONE SYSTEM”的美国专利No.5,103,459,都揭示了多址通信系统中使用的CDMA技术，上述两专利已转让给本发明的受让人，并通过引用包括在此。
最近国际电信联盟要求对通过无线通信信道提供高速数据与优质话音服务提出推荐方法。第一种推荐方法由电信行业协会发布，题为“The cdma 2000ITU-R RTT Candidate Submission”，下称cdma 2000，通过引用包括在此。cdma2000揭示了若干在基本和增补信道上发射用户数据(非话音数据)的方法。
在CDMA系统中，用户通过一个或多个基站与网络通信，例如用户站的用户通过在递向链路上向基站发送数据，可与陆基数据网通信。基站接收该数据，并能通过基站控制器(BSC)把数据传给陆基数据网。正向链路指基站到用户站的传输，反向链路指用户站到基站的传输。在IS-95系统中，对正向和反向链路分配分别的频率。
通信期间，用户站与至少一个基站通信。CDMA用户站在软切换期间能同时与多个基站通信。软切换过程是在断开与前一基站链接之前，与一新基站建立一条链路。软切换尽量减少了丢失呼叫的机会。在题为“MOBILE ASSISTEOSOFT HANDOFF IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSYEM”的美国专利No.5,267,261中，揭示了在软切换处理期间通过一个以上基站与用户站提供通信的方法和系统，该专利已转让给本发明的受让人，并通过引用包括在此。利用软切换处理，可在同一基站服务的多个扇区内实现通信。在题为“METHODAND APPARATUS FOR PERFORMING HANDOFF BETWEEN SECTORS OFA COMMON BASE STATION”的共同来决美国专利No.5,625,876中，详细描述了软切换过程，该专利已转让给本发明的受让人，并通过引用包括在此。
根据对无线数据应用不断增长的要求，要求极其有效的无线数据通信系统变得越发主要了。IS-95标准能通过正向和反向链路发送业务数据与话音数据。在题为“METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATATRANSMISSION”的美国专利No.5,504,773中，详细描述了一种以固定大小编码信道帧发送业务数据的方法，该专利已转让给本发明的受让人，通过引用包括在此。按IS-95标准，业务数据或话音数据被分成持续时间为20毫秒的编码信道帧，数据率高达14.4Kbps(每秒千位)。
话音服务与数据服务的主要差异在于前者提出了严格而固定的延迟要求，话语帻单向总延迟一般必须小于100毫秒。与之相比，数据延迟可以变成用来优化数据通信系统效率的可变参数。尤其是，可以应用更有效的纠错编码技术，这类技术要求比话音服务允许的延迟大得多的延迟。
衡量数据通信系统的质量与有效性的参数是传输数据包所需的传输延迟和该系统的平均数据处理率。在数据通信中，传输延迟的影响与它对话音通信的影响不一样，但在衡量数据通信系统的质量方面是个重要的量度。平均数据处理率则是通信系统数据传输能力效率的一个量度。在题为“METHOD ANDAPPARATUS FOR HIGHER RATE PACKET DATA TRANSMISSION”的共同未决美国专利申请连续号08/963,386中，已描述了一种通过无线链路提供数据服务的示例性系统，该申请已转让给要发明的受让人，通过引用包括在此。
在CDMA通信系统中，当将信号发射能量保持为能满足可靠性性能要求的最小值时，容量就最大。接收信号的可靠性取决于接收机方的载波-干扰比(C/I)，因而希望提供一种在接收机方保持C/I不变的传输功率控制系统。在题为“Method and Apparatus for Controlling Transmission Power in a CDMA cellularTelephone System”的美国专利No.5,056,109(‘109专利)中，已详细描述了这种系统，该专利已转让给本发明的受让人，通过引用包括在此。
在’109专利中，描述了一种闭环功率控制系统，其中在接收机方测量了C/I(在’109专利中指信噪比)，并将它与单一阈值作比较。当测得过且的C/I超出该阈值时，就发出功率控制指令，要求发射机降低其发射功率。反之，当测得的C/I低于该阈值时，则发出功控指令要求发射机提高其发射功率。因为C/I并非是决定信号接收可靠性的唯一因素，所以’109专利还描述了一种外环路功率控制系统，为了满足目标可靠性，该系统可改变该阈值。
众所周知，在蜂窝系统中，任一指定用户的载波-干扰比(C/I)是该用户在覆盖区内地点的函数。为了保持规定的服务水准，TDMA与FDMA系统都要求助于频率再使用技术，即每个基站并非使用所有的频率信道和/或时隙。在CDMA系统中，系统每一小区再使用同一频率分配，从而提高总效率。对于这种从基站到用户的用户站的特定链路而言，任一指定用户的用户站得到的C/I决定了能予以支持的信息速率。
还知道，在负荷的CDMA系统中，大多数信号干扰是负荷系统自身从基站和用户站开始发送而造成的。从基站到用户站的发送，也称为正向链路传输，在其自身和邻近小区内引起干扰。从用户站到基站的发送，也称为反向链路传输，对其它用户站的反向链路传输造成干扰。为了保持能可靠地通信的C/I，要克服这一干扰，负荷CDMA系统中的基站和用户站便发射更大的功率。无线通信信道的容量限制着在正向和反向链路上发射的功率之和，因而各用户站在正向或反向链路上发射更多的功率，系统能支持的用户站就更少。因此，要求有若干识别方法来降低正向和反向链路功率而不牺牲C/I。
                          发明内容
本发明提供的一种扩容无线系统，利用波束控制技术来降低系统中基站和用户站所要求发射功率。改良无线系统中的基站，通过沿窄信号波束发射正向链路信号，降低了它对邻近小区造成的干扰。用户站位于一邻近小区或扇区。
为了改进正向和反向链路的载波-干扰比(C/I)，曾经提出的基站设计方案用窄的移动信号波束替代或加入扇区的宽波束覆盖区。例如，这种基站可以利用在任何时刻覆盖一小部分各扇区的窄信号波束，向其扇区内的用户站发射信号。
在信号波束内传播的反向链路信号很少受到来自该信号波束以外的信号的干扰，因为后者大部分被定向天线衰减了。结果，这类反向链路信号能比宽信号波束更低的功率发射，从而减少了对邻近覆盖区的干扰。
在正向链路上，通过窄波束发射减小了发射基站对邻近覆盖区造成的干扰。当无线通信系统的多个基站都通过窄信号波束发射时，可减少各基站对其邻居造成的平均干扰。这种干扰减小允许以低功率可靠地发射正向链路信号。
如上所述，以较小的传输功率可靠地通信，可以扩大无线通信系统的容量，所以非常欢迎有利于通过窄波束作无线通信的方法和设备。另外，还十分欢迎提供通过覆盖区可靠稳定地扫描的信号波束的方法。当把基站划分成普通三扇区结构时，希望在任一规定时刻至少有一个通过各扇区扫描的信号波束。若这种信号波束总是以同一方向通过扇区扫描，就可提供相对均一的覆盖区。
为了使信号波束以同一方向通过120度的扇区扫描，在每次扫描后，要求信号波束能从一个扇区边缘跳到另一扇区边缘。换言之，信号波束必须从一个边缘通过扇区覆盖区扫描到相对的边缘，并在第一边缘立即开始重新扫描。这种信号波束移动可利用诸如使用相控天线阵的非机械波束控制机构实现，但是这类非机械方法实施起来价贵而复杂。使用机械装置控制信号波束，诸如转动定向蝶形天线，就致便宜。以物理方法转动蝶形天线的问题在于，较难作出大而突然的束角变化，如从120度扇区的一个边缘迅速地变到另一边缘。
本发明的该较佳实施例提供三个信号波束，它们容易通过普通三个扇区小区的各扇区扫描，波束沿一个方向扫描，可对各扇区所有部分提供均匀的波束覆盖。在该例中，这三个信号波束由装在天线组件上三具定向蝶形天线的每具天线发射，各天线相互以约120度角定向。当该天线组件在普通三扇区小区中心以一个方向转动时，三条信号波束就同时穿过扇区边界。
在该较佳实施例中，与各扇区正向和反向链路通信相关的基站设备接至信号转换器，信号转换器在任何时刻通过三具蝶形天线之一传送各扇区的正向和反向链路信号。当三条信号波束扫射到扇区之间的边界时，信号天关把与各扇区基站设备往来信号路经改变到波束刚进入该扇区的蝶形天线。换言之，随着各信号波束从一扇区跨入另一扇区，该波束信号就从现在所处的扇区切换到正在进入的扇区。从单一扇区基站设备的角度来看，该扇区的信号波束从扇区一个边缘均匀地扫射到另一边缘，而且再次立即改变对扇区第一边缘的位置。
这里把信号波束的扫描称为波束扫描，应用波束扫描技术的基站称为波束扫描基站。
                            附图简介
通过以下结合附图所作的详细描述，本发明的特征、目的和优点就更清楚了。附图中用同样的标号表示相应的物种，其中：
图1a是本发明一实施例的配备扇区化基站的通信系统示图，基站用宽束天线在各扇区中提供信号广播覆盖区。
图1b是本发明一实施例的配备扇区化波束扫描基站的通信系统示图，基站用三束天线向用户站发射增补信道信号。
图2a是基站发射设备示图，该设备应用按本发明一实施例配置的小功率转换器和三束天线。
图2b是基站发射设备示图，该设备应用按本发明一实施例配置的大功率转换器和三束天线。
图3是CDMA基站设备的框图，该设备应用按本发明一实施例配置的三束天线覆盖三扇区之一。
图4是本发明一实施例调节信号从多扇区到多个天线到多个发送子系统的路由的方法的流程图。
图5是按本发明一较佳实施例的信号发射方法步骤的流程图。
图6是按本发明一较佳实施例的信号接收方法步骤的流程图。
                    较佳实施的详细描述
图1a是扇区化基站102的示图，根据本发明一实施例，用宽束天线101对各扇区104提供信号广播覆盖区。该常规扇区化基站结构作为建立本发明较佳实施例的起点。利用常规扇区化CDMA基站，通过两具宽束定向天线101a提供宽覆盖范围的扇区104a。在该常规结构中，两具天线都用于反向链路分集接收，只有一具天线用于正向链路发送。本例中，宽束天线101一般供窄信号束不适合的信号使用。最好用宽束发射的几例CDMA信号包括导频、同步与基本信道。
在图1b中，基站102通过三束天线112与用户站110作无线通信。三具定向天线108以机械方法装到三束天线112，其辐射图106(这里也指信号束)从三束天线112中心相互以120度角度向外作经向指引。三束天线112转动时，三个信号束106之一总是扫过每个扇区覆盖区104。
在图示的例子中，两用户站110都位于β扇区104b的覆盖区内，虽然波束扫描在任一方向都有效，但是为便于讨论，假定三束天线112(这里也指天线组件)以顺时针方向旋转。因此，各信号束先后通过扇区α104a、β104b和γ104c扫描，接着再从α104a开始扫描。每具定向蝶形天线104在各不同扇区104内的定向时间占三分之一。
在图中，信号束106a向用户站110b扫射。如图所示，用户站110b未位于任一信号束106的覆盖区内，因此，要与用户站110b可靠地作信号发送，要求强的或大功率的信号。当实现某种可靠性程度而要求大功率发送时，就认为发送是低效的。反之，若用户站110a位于信号束106b内，就可有效地通过三束天线112收发信号。
本发明的该较佳实施例是一种CDMA系统，在基站与用户站之间发射组合的话音与数据业务。话音业务容不得延迟，要用覆盖整个扇区104的静止宽束天线101发射。因特网数据等高速数据传输通常应用误差控制协议，所以更容易延迟。在cdma 200中，话音业务通过基本信道发射，非话音数据用增补信道发射。本例中，导频信道和基本信道通过宽束天线101发射，增补数据通过三束天线112发射。在王码电脑公司软件中心替代实施例中，基站102则通过宽束天线101与三束天线112相组合而收发增补数据。
在通过定向天线108b接收信号时，来自信号束106b以外的用户站110b的传输，对信号束106b内用户站110a发射的信号造成最小干扰。由于窄束以外的干扰减小了，用户站110a能以较小功率发射其信号，基站102仍能可靠地收到。反向链路功率的这种减小，导致基站102和邻近小区的小区覆盖区内的容量增大。
通过窄信号束发射还减小了正向链路可靠接收所需的功率。在信号束106a较窄时，扇区覆盖区104b偏出信号束的部分比落在信号束的部分更大。一般而言，基站102对邻近基站的干扰较小。在多个基站以窄信号束发射增补信道信号的系统中，正向链路功率的减小可增大整个系统的容量。
在该示例性实施例中，定向天线108是天线辐射图106较窄的蝶形天线，如每具定向天线108都是30度半功率束宽天线。三具定向天线108以机械方式耦合到转动组件上，各天线相互以约120度指向某一方向，得到的组件是一具装在电机(后面附图中示出)顶部的旋转三束天线112，电机以一个方向连续地转动三束天线112。随着三束天线112转动，天线辐射图或信号束106也转动，覆盖基站102覆盖区的三个分别区域。本领域的技术人员将明白，本发明并不限于定向蝶形天线，诸如直排天线降或相控降天线等其它天线类型，都可装在旋转平台上形成各信号束106。
另外，本领域的技术人员还会明白，本发明并不限于三信号束或定向天线，可以用任意数量的信号束或旋转定向天线束覆盖扇区而不违背本发明。而且，本发明可使用多束天线改变扇区覆盖区104的形状而不违背本发明，例如α扇104a可以覆盖基站102覆盖区的180度部分，β扇区104b和γ扇区104c代表90°扇区。
图2a示出的基站发射设备，使用了按本发明一实施例配置的小功率转换器202和三束天线112。在图示示例性实施例中，发射机204a对应于α扇区，发射机204b对应于β扇区，而发射机204c对应于γ扇区。各定向天线108接至大功率放大器(HPA)208，后者再接至信号转换器202。三束天线装在电机210顶部，后者以一个方向逆转动三束天线112。
随着三束天线112转动，各定向天线108的信号束106通过三个不同扇区104的每一个扫射。信号转换器202引导来自发射机204a的信号，使它们总是通过信号束106在α扇区104a里的定向天线108发射。同样地，信号转换器202传送发射机204b通过瞄准beta扇区104b的定向天线108发射的信号，并且传送发射机204c通过瞄准γ扇区104c的定向天线108发射的信号。例如在图1所示的时刻，来自发射机204a的信号通过HPA208a与天线108a传送，使它们通过位于α扇区104a内的信号束106a发射。来自发射机204b的信号通过HPA208b和天线108b传送，使它们通过位于α扇区104b内的信号束106b发射。来自发射机204c的信号则通过HPA208c和天线108c传送，使它们通过位于α扇区104c内的信号束106c发射。
控制处理器206向信号转换器202发出控制信号，指示应对各HPA108传送哪一发射机信号和路由何时改变。在该示例性实施例中，基站102的覆盖区均分为三个120度扇区104。控制处理器206向信号转换器202发出控制信号，在所有三条信号束106都跨过扇区边界时，传送给所有三个信号转换器。运用三条信号束106相互分离120度瞄准的三束天线112，可以同时切换所有三台发射机204与三个HPA208之间的连接。
在本例中，控制处理器206基于三束天线112转动的角位置制定其控制信号发给信号转换器202的时序。控制处理器206接收来自电机210的角位置信号。在该较佳实施例中，该角位置信号只有在扇区变更时才向控制处理器206批示应将哪具天线分配给哪一扇区。例如，电机210可以发出一信号，表明定向天线108a跨越α与β、β与γ及γ与α之间边界的时间。这种信息是以让控制处理器206正确地调节信号从所有三台发射机204到所有三个HPA208的传送。
在一替代实施例中，电机210向控制处理器206发送更详尽的角位置信息，这类信号可让控制处理器206调节扇区104的相对大小。在上例中，α扇区104a可以覆盖基站102覆盖区的180度部分，β扇区104b与γ扇区104c代表90度扇区。在一应用波束相互隔开120度的三束天线的实施方案中，这意味着在某些时刻，β扇区104b和γ扇区104c没有通过它们扫射的波束。然而，α扇区104a有时却有两条波束在扫射。
电机210可以是任一种能转动天线组件112的电机设计。电机210可以连续扫描，或通过预定的转动角度作步进扫描。能转动天线组件的电机设计方法，已为本领域公知，任一种方法都可应用而不违背本发明的范围。
在另一替代实施例中，控制处理器206向电机210发出控制信号以加速或减速其转速。这种加减速以任一种可能的判据为基础，包括基站102覆盖区内的负载模式。
在另一替代实施例中，控制处理器206在控制信号转换器202的路由时无须从电机210接收角位置信号。在该例中，控制处理器206根据接收自特定用户站的功控信号等判据，或根据控制处理器206内的内部定时器将信号从诸扇区传给天线。若使用独立的内部定时器，扇区104的安排可作为时间的函数而移动，可能希望这样，也可能不希望这样。
图2b示出一替代实施例，它在HPA208与定向天线108之间应用一只大功率转换器212。该例不是将来自发射机204的小功率信号通过信号转换器202送至HPA208的输入端，而是用大功率转换器212把HPA208放大的输出传给天线108。信号从HPA208到天线108的路由以上述控制处理器206发出的同样信号为基础。通过图2a设备中无线108发射的最终信号，一般相当于图26设备中的信号。
图3是CDMA基站设备的框图，用于根据其信号束106的位置，把信号从一个CDMA扇区模块302路由选择到有关的天线发射模块322。在该示例性实施例中，数字信号转换器324为双向转换器，根据来自控制处理器206的信号，在CDMA扇区模块302与各个天线发射模块322之间路由传送正向和反向两种链路的数字信号。该例中，控制处理器206接收来自电机210的角位置信息。
每个天线发射模块322都包括定向天线108和双工器320。双工器320允许正向和反向链路的不同频率信号通过天线108馈送而不相互干扰。在正向，束自数字信号转换器324的复合数字信号馈入发射机326，信号调制后转换成模拟信号并且上变频RF载频。来自发射机326的上变频模拟信号供给HPA208，后者放大该信号并通过双工器320和天线108发射。反向链路模拟信号经天线108接收，通过双工器320馈给接收机328。在接收机328中，反向链路信号在提供给数字信号转换器324之前，先作下变频和采样。
CDMA扇区模块302处理与单个扇区104相关的正向和反向链路信号。正向链路帧提供给正向纠错(FEC)模块304，后者根据FEC码对帧编码。FEC模块304使用任何一种正向纠错技术，包括涡轮编码、卷积编码或其它形式的软判断或块编码。FEC模块304把得到的编码帧提供给交织器306，后者交织该数据而将时间分集提供到发射信号中。交织器306应用任一种交织技术，如块交织与位颠倒交织。交织器的输出为二进制，提供给信号点映射模块308，在此将二进制采样流转换成复合数字采样流，然后在沃尔什(Walsh)扩展器310中用沃尔什信道码扩展。在本发明的该较佳实施例中，沃尔什扩展器310所作的沃尔什扩展对应于CDMA增补信道。沃尔什扩展后，将沃尔什扩展器310的输出提供给伪噪声(PN)扩展器312，用PN码扩展。然后，将PN扩展器308的输出送给数字信号转换器324，这里对一个或多个天线发射模块322选路由。数字信号转换器324还向一个或多个CDMA指状解调器330提供该复合反向链路采样流，对反向链路信号进行PN解扩展、解调和解码。
在该较佳实施例中，PN扩展器312是一种复数PN扩展器，用复数PN码乘沃尔什扩展器310的复数输出。在一替代例中，PN扩展器312用实数(非复数)PN码乘沃尔什扩展器310的复数输出。
本领域的技术人员将明白，信号点映射模块308可执行任一种映射功能而不背离本发明。信号点映射模块308可以应用的映射功能包括二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)或与8元相移键控(8PSK)。
图3所示CDMA扇区模块320部分能在单个扇区104中提供无线通信服务。如图所示，数字信号转换器324接收来自PN扩展器312的两个正向链路信号，并把两个反向链路信号提供给指状解调器330。每对信号代表复合信号流的实部与虚部分量。王码电脑公司软件中心一个正向链路复合信号流与一个反向链路复合信号流的信号组，构成了与数字信号转换器324一起切换的单个扇区104相关的信号。换言之，数字信号转换器324总是将与指定扇区相关的正向链路复合信号流像与同一扇区相关的反向链路复合信号流那样路由选送到同一组天线发射模块322，把单个扇区的正向和反向链路信号流合在一起称为扇区信号流。用于在数字信号转换器324与同该扇区相关的硬件或设备之间载送扇区信号流的连接称为扇区连接。
在该较佳实施例中，CDMA扇区模块302包括适于在三个扇区内提供服务的附加硬件。例如，可对每个支持的扇区复制正向链路信号处理链，包括FEC模块304、交织器306、信号点映射模块308、沃尔什扩展器310和PN扩展器312，一组附加的复合信号由PN扩展器312提供给数字信号转换器324。一组共用的指状解调器330对所有三个扇区提供反向链路服务，每个指状解调器330利用数字信号转换器324访问以三个天线发射模块322中每个模块传送的三个复合采样流。这种配置可让单个用户站110发射的信号被多个扇区用软切换技术解调。
如上所述，本发明的扇区数量不限于最大为三个，而且扇区数量不一定与天线发射模块322的数量一样。如在一替代实施例六具定向天线装在转动组件上相互分开60度。在该替代例中，基站102包括六个向三扇区104提供服务的天线发射模块322，控制处理器206令数字信号转换器324对信号选择路由，从而每个扇区104正好有两条在任何时刻通过它扫射的波束106。
图4是本发明方法的流程图，用于调整信号从多个扇区到多个天线传输子系统的路由。在流程图起点402，假定天线组件112处于初始角位置或波束角，而且扇区信号流(通常每个扇区一条信号流)正通过信号转换器324路由选择到天线发射子系统322。由于电机210的运动，天线组件112的角位置或波束角就增大(404)。
在本示范实施例中，根据波束角指示的信号波束106是否从一扇区104扫出而扫入另一扇区，判断406改变信号通过信号转换器324的路由。例如，新的波束角可以指示信号束106b已从β扇区104b扫入γ扇区104c。若断定信号束104这样跨过了某扇区边界，则通过与该信号束相关的天线发射子系统322接收的信号，必须对CDMA扇区模块302的有关扇区连接再次选路由(408)。
一旦根据波束角变化作出了任何必需的再选路由调整，就重新改变天线组件112的波束角。
图5是本发明一较佳实施例发射信号方法步骤的流程图。该例用于利用上述天线组悠扬112从基站发射CDMA正向链路信号。信号在开始步骤502之前产生，在其通过具有信号束106的一具或多具定向天线108发射(520)而结束(522)。
产生的基带数据用上述FEC编码器304和交织器306作正向纠错(FEC)编码(504)和交织(506)，然后用信号点映射模块308应用信号点映射法(508)将得到的交织数据映射为复数值。得到的复合采样流由沃尔什扩展器310应用沃尔什扩展法扩展(510)，再由PN扩展器312利用伪噪声(PN)扩展法扩展沃尔什扩展数据(512)，于是将该PN扩展信号流传给有关的发射机326(514)。接着，由发射机326将每个发射信号上变频为RF(516)，并由HPA208放大(518)，于是像通过定向天线108那样，通过信号束发射该信号(520)。如上所述，可以应用不同类型的FEC编码(504)、交织(506)、信号点映射(508)和沃尔什扩展(510)而不违背本发明。
图6是本发明一较佳实施例接收信号方法步骤的流程图，该例供按本较佳实施例配置的CDMA基站用来通过上述天线组件112接收反向链路信号并对其解码。
像通过定向天线108一样，通过一条或多条信号束106接收信号(604)，接收机328将接收的信号从RF下变频到基带(606)，再通过一个或多个扇区连接把下变频信号路由选送给一个或多个指状解调器330(608)。
在每个指状解调器330内，运用CDMA技术对CDMA数据帧解码。这些技术包括搜索收到的信号指针(610)、对探测到的一个或多个指针作PN解扩展(612)、对PN解扩展信号作沃尔什解码(614)、把得到的复合采样流去映射成二进制数据流(616)。对去映射二进制流作去交织(618)，并用正用纠错(FEC)技术解码(620)，判断接收帧的有效性。接收了一个或多个有效帧后，随着收到其它信号，过程继续下去(604)。
作正向链路传输时，图示的步骤可可用各种现有技术执行而不背离本发明，如步骤612与614中的PN解扩展和沃尔什解扩展可以是实数或复数。信号点解映射616可以使用各种映射法，包括二进制相移键控(BPSK)、正交相移键控(QPSK)或与8元相移健控(8PSK)。去交织步骤618可以应用各种交织技术，如块交织与位颠倒交织。FEC解码步骤620可以应用各种解码技术，如涡轮编码、卷积编码或其它形式的软判断或块编码。
上述对诸较佳实施例的描述旨在使本领域的技术人员能应用本发明，他们显然明白，可对这些实施例作各种修改，而且这里规定的一般原理适用于其它实施例而无须运用创新才智。因此，本发明并不限于示出的实施例，而与揭示的原理和新特征在最广的范围内相一致。

Claims (55)

1.无线通信基站，其特征在于包括：
包括第一预定数量定向天线的天线组件，其中将所述第一预定数量的定向天线装入所述天线组件，使每具所述天线的辐射图从所述天线组件的中心径向地向外指；
以机械方法接至所述天线组件的电机，用于使所述天线组件绕其轴线旋转；和
信号转换器，用于在每具所述定向天线与第二预定数量扇区连接之间的信号选路由。
2.如权利要求1的基站，其特征在于还包括发射导频信道信号的宽束天线，其中所述导频信道信号相对于通过所述天线组件发射的信号相干发射。
3.如权利要求1的基站，其中所述信号转换器是一种数字信号转换器。
4.如权利要求1的基站，其中所述定向天线是30度半功率天线。
5.如权利要求1的基站，其中所述定向天线是蝶形天线。
6.如权利要求1的基站，其中所述定向天线是直排天线阵。
7.如权利要求1的基站，其中所述第一预定数量大于三。
8.如权利要求1的基站，其中所述第一预定数量为三。
9.如权利要求8的基站，其中所述辐射图相互以约120度射出所述无线组件。
10.如权利要求1的基站，其中所述第二预定数量为三。
11.如权利要求10的基站，其中所述第一预定数量为六。
12.如权利要求1的基站，其特征在于还包括用于放大模拟RF信号而产生放大信号的大功率放大器，其中所述信号转换器将所述放大信号从所述大功放大器路由选送到所述定向天线。
13.如权利要求1的基数，其特征在于还包括产生扇区路由选择信号的控制处理器，其中所述信号转换器根据所述扇区路由选择信号将信号从至少一个所述扇区连接路由选送到每具所述定向天线。
14.如权利要求1的基站，其特征在于还包括所述第一预定数量的大功率放大器，其中每个大功率放大器设置在所述定向天线之一与所述信号转换器之间，而且每个所述大功率放大器从所述信号转换器接收一模拟RF信号，通过放大所述模拟RF信号而产生放大信号。
15.如权利要求14的基站，其特征在于还包括所述第一预定数量的发射机，其中各发射机设置在所述大功率放大器之一与所述信号转换器之间，用于从所述信号转换器接收基带信号，并对所述基带信号上变频而产生所述模拟RF信号。
16.如权利要求14的基站，其特征在于还包括产生扇区路由选择信号的控制处理器，其中所述信号转换器根据所述扇区路由选择信号，将信号从至少一个所述扇区连接路由选送到每个所述定向天线。
17.如权利要求16的基站，其中所述电机向所述控制处理器提供角位置信号，所述扇区路由选择信号以所述角位置信号为基础。
18.如权利要求14的基站，其特征在于还包括伪噪(PN)扩展器，用于对第一数据信号作PN扩展而产生PN扩展信号，并向所述至少一个扇区连接提供所述PN扩展信号供所述信号转换器选路由。
19.如权利要求18的基站，其中所述PN扩展器是一种用实数PN码乘上所述第一数据信号的实数PN扩展器。
20.如权利要求18的基站，其中所述PN扩展器是一种用复数PN码乘上所述第一数据信号的复数PN扩展器。
21.如权利要求18的基站，其特征在于还包括宽束天线，其中所述PN扩展器还扩展导频信号而产生PN扩展导频信号，所述PN扩展导频信号通过所述宽束天线发射。
22.如权利要求18的基站，其特征在于还包括沃尔什扩展器，用于接收第二数据信号并用沃尔什码对它相乘而产生所述第一数据信号。
23.如权利要求16的基站，基中所述沃尔什码是增补信道沃尔什码。
24.如权利要求14的基站，其特征在于还包括一个或多个CDMA指状解调器，用于从至少一个所述扇区连接接收下变频反向链路采样流，并对所述下变频反向链路采样流作PN解扩展而产生PN解扩展反向链路信号。
25.一种发射信息信号的方法，其特征在于还包括如下步骤：
根据所述第一定向天线的角位置，将第一预定数量的正向链路信号的一个正向链路信号路由选送到第二预定数量的定向天线的第一定向天线；和
通过对应于所述第一定向天线的信号束发射所述一个正向链路信号。
26.如权利要求25的方法，其特征在于还包括通过宽信号束发射导频信道信号的步骤，其中所述导频信道信号与所述第一预定数量的至少一个正向链路信号协调。
27.如权利要求25的方法，其特征在于还包括随时间调整所述角位置，使所述信号束通过所述第一预定数量的不相交扇区覆盖区扫射的步骤。
28.如权利要求27的方法，其特征在于还包括步骤：根据所述信号束对所述第一预定数量的扇区覆盖区当中的两个区之间边界的扫射，将所述一个正向链路信号路由选送到所述第二预定数量的定向天线中的第二定向天线。
29.如权利要求25的方法，其中所述第一定向天线是蝶形天线。
30.如权利要求25的方法，其中所述第一定向天线是直排天线阵。
31.如权利要求25的方法，其中所述第二预定数量大于三。
32.如权利要求25的方法，其中所述第二预定数量为三。
33.如权利要求32的方法，其中所述定向天线相互以约120度角度从轴线经向地向外指。
34.如权利要求25的方法，其中所述第一预定数量为三。
35.如权利要求34的方法，其中所述第一预定数量为六。
36.如权利要求25的方法，其特征在于还包括对PN解扩展信号作伪噪声(PN)扩展而形成所述一个正向链路信号的步骤。
37.如权利要求36的基站，其中所述PN扩展步骤是实数PN扩展，其中将所述PN解扩展信号乘上实数PN码。
38.如权利要求36的基站，其中所述PN扩展步骤是复数PN扩展，其中将所述PN解扩展信号乘上复数PN码。
39.如权利要求36的方法，其特征在于还包括用沃尔什码对沃尔什解扩展信号作沃尔什扩展而形成所述PN解扩展信号的步骤。
40.如权利要求39的方法，其中所述沃尔什码是增补信道沃尔什码。
41.一种接收信息信号的方法，其特征在于还包括以下步骤：
通过第一信号束接收第一反向链路信号，所述第一信号束对应于第一预定数量定向天线的第一定向天线；和
根据所述第一预定数量定向天线角位置，通过第二预定数量扇区连接的第一扇区连接，将所述第一反向链路信号传给指状解调器。
42.如权利要求41的方法，其特征在于还包括步骤：随时间调整所述角位置，使所述第一信号束通过所述第二预定数量的不相交扇区覆盖区扫射。
43.如权利要求42的方法，其特征在于还包括步骤：当所述信号束在所述第二预定数量扇区覆盖区的两个覆盖区之间的边界扫射时，调节所述第一反向链路信号的所述路由，使其通过第二扇区连接路由选通。
44.如权利要求41的方法，其中所述一具定向天线是蝶形天线。
45.如权利要求41的方法，其中所述一具定向天线是直排天线阵。
46.如权利要求41的方法，其中所述第一预定数量大于三。
47.如权利要求41的方法，其中所述第一预定数量为三。
48.如权利要求47的方法，其中所述第一预定数量定向天线相互以约120度角度从轴线经向地向外指。
49.如权利要求41的方法，其中所述第二预定数量为三。
50.如权利要求49的方法，其中所述第一预定数量为六。
51.如权利要求41的方法，其特征在于还包括对所述第一反向链路信号作伪噪(PN)解扩展而形成PN解扩展信号的步骤。
52.如权利要求51的基站，其中所述PN解扩展步骤是实数PN解扩展，所述第一反向链路信号乘上实数PN码。
53.如权利要求51的基站，其中所述PN解扩展步骤是复数PN解扩展，所述第王码电脑公司软件中心反向链路信号乘上复数PN码。
54.如权利要求51的方法，其特征在于还包括用沃尔什码对所述PN解扩展信号作沃尔什解扩展而形成沃尔什解扩展信号的步骤。
55.如权利要求54的方法，其中所述沃尔什码是增补信道沃尔什码。
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