CN1424860A - 在基站的自适应天线和移动用户设备之间传送信号的方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种在基站的自适应天线和移动用户设备之间传送信号的方法。计算出由基站接收到的信号的至少一个上行链路参数。所述上行链路参数与移动用户设备的具体位置有关。求出由基站发送的信号的至少一个下行链路参数。所述下行链路参数与移动用户设备的所述相同具体位置有关。将所述上行链路参数和所述相应的下行链路参数存储在基站中。

Description

在基站的自适应天线和移动用户 设备之间传送信号的方法

技术领域

本发明涉及一种在通信网络中在基站的自适应天线和移动用户设备之间传送信号的方法。

背景技术

在通用移动通信系统(UMTS)中，基站与一个或多个移动用户设备通信。该基站包括有自适应天线，该天线用来在所谓的下行链路中向用户设备发送数据并且在上行链路中接收来自用户设备的数据。

该自适应天线包括两个或多个天线元件。

在来自具体移动用户设备的上行链路中，基站接收几个来自自适应天线的信号。用一个复因子(complex factor)对每个信号进行加权。然后，累积这些加权信号以便产生上行链路信号，该上行链路信号在基站内受到进一步处理。作为一个示例，所述复因子可以与相应的接收信号的幅度和相位有关。

这些复因子由一种所谓的上行链路自适应天线函数来确定。计算这些复因子，使得生成一个最优的上行链路信号。可以在所产生的上行链路信号的最优信号干扰比的意义上来看上行连路信号的优化。但是，对于最优上行链路信号，也可以选择其它标准。

上行链路自适应天线函数的另一个任务在于在通信期间使这些复因子保持最优。为此，例如每秒钟要对这些复因子进行几次计算。

可以在没有任何反馈等的条件下通过基站来计算这些复因子。在现有技术中知道有许多算法来计算这些复因子。同样，还知道一些算法，用来根据所计算出的复因子来确定具体移动用户设备相对于基站的大致方向。

例如，在上行链路中可以使用闭环功率控制算法来将从具体移动用户设备接收到的信号的信号干扰比调节到一个给定目标值。

在通向具体移动用户设备的下行链路中，基站产生出一个下行链路信号，该信号被转送到自适应天线的两个或多个天线元件上。这两个或多个天线元件中的每一个用一个复因子对该下行链路信号进行加权。然后，通过该自适应天线的两个或多个天线元件将这些加权信号发送出去。同样，该复因子可以与相应信号的幅度和相位有关。

对由自适应天线的两个或多个天线元件发送出的信号进行加权使得能够将自适应天线的波束调节到具体移动用户设备的方向。

通过一个所谓的下行链路自适应天线函数来计算这些复因子。这样计算这些复因子，使自适应天线的两个或多个天线元件发送出的信号最优。可以在移动用户设备所接收到的信号的信号干扰比最优的意义上来看这些信号的优化。但是，对于最优下行链路信号，也可以选择其它标准。

下行链路自适应天线函数的另一个任务在于在通信期间使这些复因子保持最优。为此，例如每秒钟要对这些复因子进行几次计算。

通过基站来计算这些复因子。但是，在这些复因子与由移动用户设备接收到的信号的信号干扰比相关的情况中，需要来自移动用户设备的一些反馈。在EP1067710A1中描述了用于计算这些复因子的一个可能的算法。

当开启一个新的移动用户设备时在下行链路中会出现一个问题。在这种情况中，基站不知道该新移动用户设备的位置，从而就不可能将自适应天线的波束调节到新用户设备的方向。

可以如下来解决这个情况：

可以使用一个非常宽范围的旧复因子来“起动”自适应天线波束的调节。然后，可以根据EP1067710A1来优化这些复因子。但是，该方法的缺点在于，在调节的“起动”期间在新移动用户设备中接收到的下行链路信号的质量可能较低。

如果用于上行链路的自适应天线和用于下行链路的自适应天线相同，则可以利用这样一个事实，即从上行链路的第一次传输，就知道了该新用户设备相对于基站的方向。如前所述，基站计算出由自适应天线接收到的上行链路信号的复因子，这些复因子尤其可以与该具体用户设备相对于基站的方向对应。然后可以利用上行链路的这些复因子来推导出下行链路的与该新用户设备的方向对应的复因子。

如果上行链路和下行链路使用相同的载波频率，则从上行链路计算出的复因子可以同样用于下行链路。

但是，在UMTS的情况中，如果上行链路和下行链路使用不同的载波频率，则上行链路的复因子只有在对上行链路和下行链路的信号路径进行了校准的情况下才能用于下行链路。

但是，信号路径的校准非常复杂且昂贵，并且例如由于温度变化或老化而必须定期进行。

在上行链路中还存在另一个问题。如前所述，通过上行链路自适应天线函数来确定复因子，从而产生出一个优化的上行链路信号。但是，该上行链路自适应天线函数(不论由于什么原因)可能未检测到绝对最优值而只检测到一个局部最优值。因此，所产生的上行链路信号不是最优的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在通信网络中在基站的自适应天线和移动用户设备之间传送信号的方法，该方法克服了上述和其它问题。

本发明通过一种在通信网络中在基站的自适应天线和移动用户设备之间传送信号的方法来实现这个目的，该方法包括以下步骤：计算出由基站接收的信号的至少一个上行链路参数，其中该上行链路参数与移动用户设备的具体位置相关；求出由基站发出的信号的至少一个下行链路参数，其中所述下行链路参数与移动用户设备的相同的具体位置相关；并且将所述上行链路参数和所述相应的下行链路参数存储在基站中。

本发明还通过一个相应的通信网络、通过用于这个通信网络的基站及用于这个通信网络的移动用户设备来实现这个目的。

所存储的相应上行链路和下行链路参数可以用于自适应天线的一些校准。具体地说，所存储的相应上行链路和下行链路参数可以用来产生出下行链路信号而无须进行复杂且昂贵的校准。同样，所存储的相应上行链路和下行链路参数可以反过来使用，即用来检查上行链路或下行链路信号的正确性。

本发明的一个优选实施方案包括根据上行链路参数选择存储的下行链路参数的步骤，其中从来自新移动用户设备的信号计算上行链路参数，并且使用所选择的下行链路参数作为所选择的下行链路参数的进一步适应的起点。

利用所存储的上行链路和下行链路参数，可以为一个新的用户设备选择一个下行链路参数，该下行链路参数可以用作这个下行链路参数进行进一步适应的起点。所选的下行链路参数的优点在于，它没有非常宽的范围，从而发送信号的质量不低。相反，由于该下行链路信号是根据新的用户设备的上行链路参数来选择的，所以该下行链路参数相当好地指向新的用户设备的方向。

该方法的一个优点在于以下事实，它不需要例如进行现场干预来计算自适应天线的校准值。它只需要选择并提取所存储的与上行链路参数相关的下行链路参数。

本发明的另一个优选实施方案包括用上行链路参数和相应的下行链路参数的一对新值与所存储的相应数值进行比较的步骤。

通过这个比较，可以检测出例如所校准的上行链路参数是否只是一个局部最优值而不是一个绝对最优值。

最好通过由进一步适应产生的下行链路参数来更新所存储的下行链路参数。

另外，优选的是，所述上行链路和所述下行链路参数与移动用户设备相对于基站的方向有关。

可以将相应的上行链路和下行链路参数存储在基站的列表中。同样，作为替代方案或者附加地，可以在上行链路参数和下行链路参数之间建立一个或多个方程，从而将相关信息存储在基站中。

列表的创建不需要许多努力。它只需要用许多相应上行链路和下行链路参数来创建该列表。然后用附加的和/或优化的相应数值自动地更新该列表。这种方式对于所述至少一个方程而言同样有用。

要注意的是，本发明不仅可以用在通信系统的基站中，而且还可以用在移动用户设备中，尤其是在该移动用户设备与移动计算机系统例如笔记本结合的情况中。

附图说明

在附图的下面说明中列出了本发明的其它实施方案和优点。附图只有一幅，显示出根据本发明在通信网络中在基站的自适应天线和移动用户设备之间传送信号的方法的一个实施方案的示意方框图。

具体实施方式

假设基站和具体用户设备从某个时间开始在上行链路以及下行链路中传送数据。还假设，在下行链路方面，基站已经通过调节由自适应天线发送出的信号的相位而将自适应天线的波束调节到了具体用户设备的方向。另外，假定在上行链路方面，基站已经计算出从具体用户设备接收到的与该具体用户设备相对于基站的方向有关的信号的相位。

要注意的是，还可以不仅调节或计算所述相位，而且还可以调节或计算如现有技术所述的复因子。但是在上面的假设中，只采用了相位以便简化所说明的实施例。

在这些假设的前提下，对于具体用户设备的具体位置，可以存储由基站计算出的上行链路的相位和由基站调节的下行链路的相位。将上行链路和下行链路的这些相位存储在基站内，例如列表中。该列表在图中由附图标记10表示。在用“UL”表示的左边列中存放着上行链路的相位，并且在用“DL”表示的右边列中存放着下行链路的相应相位。

再次要强调的是，该列表10不一定只包括相位，而是还可以包括发送和接收到的信号的其它或附加参数，例如幅度等。

如图所示，列表10不是只存储具体用户设备的一个具体位置的上行链路和下行链路的相位，而是存储该具体用户设备的许多不同位置的上行链路和下行链路的相位。

如果开启新的用户设备的话，则进行下面的方法：

在开启新的用户设备之后，它向基站发送数据。从在上行链路中由基站接收的信号，基站计算出所接收信号的相位即上行链路的相位。

然后，该基站提取下行链路的相应相位，即，由基站的自适应天线以该相位发出的信号必须加以调节的相位。根据如下所述计算出的上行链路相位，从列表10中提取该下行链路相位。

在该图中，箭头11表示基站根据由自适应天线接收到的信号计算出的上行链路输入相位。在新的用户设备的“起动”时，通过一个开关12将这个上行链路相位提供给列表10。该开关12表示在新的用户设备“起动”之后不再将上行链路相位提供给列表10。

然后，根据上行链路输入相位，从列表10中读出相应的下行链路相位。这在图中由两个箭头13、14表示，这两个箭头应该表示根据上行链路相位从列表10读出下行链路相位。同样，开关15应该表示在新的用户设备“起动”之后不再从列表10中读出下行链路相位。

总之，通过使用存储在列表10中的与新的用户设备“起动”之后从基站接收到的上行链路信号计算出的上行链路信号相应的相位，来进行新的用户设备的“起动”。

因此，从列表10中读出的下行链路相位用作用来调节由基站的自适应天线发送的信号的起始点。然后，这个起始点然后用来根据新的用户设备的移动来使下行链路相位优化或进一步适应。这个优化或适应在该图中由附图标记16表示。

如上所述，可以采用EP1067710A1来进行优化或适应16。

然后将通过优化或适应16计算出的相位转送给自适应天线以产生出由该自适应天线发送给新的用户设备的信号。这在图中由箭头17表示。

同样，将这些适应了的相位写进列表10中。这在图中由两个箭头18、19表示，这两个箭头表示根据相同时刻的相应上行链路相位将适应了的相位写入列表10中。通过将适应了的相位写入列表10中，从而使该列表10更新。

因此，再也不必用旧相位的非常宽范围的复因子来“起动”基站的自适应天线的调节。相反，对从列表10中读出的这些相位，可以使用一个起动点。然后，根据该起动点，可以如前所述不用列表10就继续进行自适应天线的适应。但是，要更新列表10，以便使存储在列表10中的相应上行链路相位和下行链路相位持久优化。

与上述方法无关，该列表10可以进一步如下进行使用：

将上行链路参数和下行链路参数的一对新的相应数值与存储在列表10中的相应数值对进行比较。在用新的数值更新该列表之前进行这种比较。

如果该比较表明上行链路参数和下行链路参数的一对新的相对应数值至少与所存储的一对相应数值类似，则假定这对新的相应数值是正确的。但是，如果这对新的相应数值与任何所存储的相应数值对都不同，则假定出现问题。从而，可以采用这种比较来检查新的数值对的正确性，尤其是所计算出的上行链路参数的正确性。

例如，由基站计算出的上行链路参数可能与上行链路信号的绝对最优值无关，而只是与局部最优值有关。这样，这个问题可以通过将新的相应数值对与所存储的相应数值对进行比较来检测出。

上述方法基于这样的假设：在基站中实际存在有列表10，并且该列表10包括用户设备的许多不同位置的上行链路相位和相应下行链路相位。

为了创建列表10，存在以下可能性：

对上行链路和下行链路，可以根据基站的自适应天线的信号路径的校准来计算出许多上行链路和下行链路相位。这种计算必须只进行一次，然后根据上述方法，永久地并且自动地对列表10的内容进行更新。

另一个可能性在于用非常宽范围的旧相位来“起动”自适应天线的自适应。然后，在该“起动”时可能是空的的列表10将填满相应的上行相位和下行相位。在一段时间之后，该列表10将包括许多相应的相位，从而例如可以根据上述方法来进行任何新的用户设备的“起动”。

另外，可以同时采用两种可能性。例如，可以用如上所述的空列表10“起动”，并且创建少量的相应上行链路和下行链路相位。根据这些少量数值，然后可以在考虑上行链路和下行链路中基站的自适应天线的校准的情况下，并/或在考虑已经存储的相应上行链路和下行链路相位值的情况下，计算出相应上行链路和下行链路相位的进一步的数值。

所述可能性只与列表10的创建有关。一旦列表10存在，则这些可能性不再有关。这意味着，在列表10创建之后，可以根据从新的用户设备接收到的信号的上行链路相位来从列表10中读出新的用户设备的下行链路相位。这些下行链路相位可以立刻用作用来调节由基站的自适应天线发送给新的用户设备的信号的起点。同样，可以将这些上行链路相位和相应的下行链路相位进行比较，以便检测出例如并非绝对最优值的局部最优值。

Claims (10)

1.一种在通信网络中在基站的自适应天线和移动用户设备之间传送信号的方法，该方法包括以下步骤：计算出由基站接收的信号的至少一个上行链路参数，其中该上行链路参数与移动用户设备的一个具体位置相关；求出由基站发出的信号的至少一个下行链路参数，其中所述下行链路参数与移动用户设备的所述相同具体位置相关；并且将所述上行链路参数和所述相应的下行链路参数存储在基站中。

2.如权利要求1所述的方法，包括根据上行链路参数选择存储的下行链路参数的步骤，其中从新移动用户设备接收到的信号计算出上行链路参数，并且使用所选择的下行链路参数作为所选择的下行链路参数的进一步适应的起点。

3.如权利要求1或2所述的方法，包括用上行链路参数和相应的下行链路参数的一对新数值与所存储的相应数值进行比较的步骤。

4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，包括用进一步适应产生的下行链路参数来更新所存储的下行链路参数的步骤。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述上行链路和所述下行链路参数与移动用户设备相对于基站的方向有关。

6.如权利要求1所述的方法，其中，将用户设备的各种位置的相应上行链路和下行链路参数存储在基站的列表中。

7.如权利要求1所述的方法，其中将上行链路和下行链路参数存储为至少一个方程。

8.一种用于在基站的自适应天线和移动用户设备之间传送信号的通信系统，其中，计算出由基站接收到的信号的至少一个上行链路参数，其中所述上行链路参数与移动用户设备的具体位置有关，其中求出由基站发送的信号的至少一个下行链路参数，其中所述下行链路参数与移动用户设备的所述相同具体位置有关，并且其中将所述上行链路参数和所述相应的下行链路参数存储在基站中。

9.一种用于通信系统的基站，所述通信系统用于在基站的自适应天线和移动用户设备之间传送信号，其中，计算出由基站接收到的信号的至少一个上行链路参数，其中所述上行链路参数与移动用户设备的具体位置有关，其中求出由基站发送的信号的至少一个下行链路参数，其中所述下行链路参数与移动用户设备的所述相同具体位置有关，并且其中将所述上行链路参数和所述相应的下行链路参数存储在基站中。

10.一种用于通信系统的移动用户设备，所述通信系统用于在基站的自适应天线和移动用户设备之间传送信号，其中，计算出由基站接收到的信号的至少一个上行链路参数，其中所述上行链路参数与移动用户设备的具体位置有关，其中求出由基站发送的信号的至少一个下行链路参数，其中所述下行链路参数与移动用户设备的所述相同具体位置有关，并且其中将所述上行链路参数和所述相应的下行链路参数存储在基站中。

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