CN1653643B - 控制无线电系统中传输的方法 - Google Patents

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CN1653643B CN028250451A CN02825045A CN1653643B CN 1653643 B CN1653643 B CN 1653643B CN 028250451 A CN028250451 A CN 028250451A CN 02825045 A CN02825045 A CN 02825045A CN 1653643 B CN1653643 B CN 1653643B
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Abstract

本发明涉及在基站收发器(204)中控制无线电系统的方法，在所述基站收发器(204)中形成至少一个天线阵列，所述天线阵列包括至少两个发射和接收信号的天线(236，238)，并且在所述方法中以这样一种方式设置每个天线阵列的至少两个天线(236，238)，以至于由所述至少两个天线形成的天线射束(410，412)相互垂直地偏离其中至少一个特性。通过控制为所述天线阵列的每个天线提供的信号功率的比例，能够以希望的方式控制所述天线阵列。本发明的解决方案提供了例如控制信号功率的灵活性，这就降低了无线电系统中的干扰并增加了无线电系统中数据传输能力。

Description

控制无线电系统中传输的方法
技术领域
本发明涉及一种控制无线电系统中传输的方法和实现该方法的装置，所述装置包括至少一个与其区域内的终端连接的基站收发器。
背景技术
本发明可以在任何无线电系统中应用，特别是使用宽带码分多址，WCDMA的蜂窝无线电系统。
在WCDMA方法中，窄带数据信号与明显比所述数据信号带宽更宽的扩展码相乘，因此所述数据信号中的信息分布在被使用的全部频带上。所有终端和基站收发器同时发射相同的频带，并且通过对每个终端使用单独的扩展码在每个终端和基站收发器间建立连接。在接收机处利用在传输连接中使用的扩展码将所述数据信号返回到原始频带。理想情况下，用其他扩展码去扩展的信号既不与所述窄带相关，也不返回所述窄带，但是它们可以被视为与需要的信号相关的被增加的噪声级。这种现象被称为多址干扰，是限制无线电系统的数据传输能力的重要因素。
当发射过大的传输功率的终端在基站收发器中干扰接收由位于所述终端所在蜂窝或其相邻蜂窝区域内的其他终端发射的信号时，可能造成多址干扰。多址干扰也能够由基站收发器造成。例如当基站收发器蜂窝的一个终端要求所述基站收发器大的传输功率时会出现这样的情况。在相邻蜂窝区域内的终端处也要求所述大的传输功率，这意味着它们的干扰等级增加了，因此讨论的所述蜂窝的基站收发器试图通过增加传输功率对其进行补偿。增加的传输功率在相邻蜂窝中造成干扰，多址干扰因此造成无线网络级的问题。
基于上述多址干扰机理，无线电系统中多址干扰的大小取决于能够对基站收发器和终端之间的信号功率进行多好的空间分配。在当前方法的方案中，终端分配无线电信号的能力是有限的，并且主要在基站收发器中进行信号功率的分配。
在当前方法的方案中，由天线射束实现信号功率的分配。由多个天线构成天线射束，所述多个天线由一个或多个基本天线构成，所述射束结构的形状和方向由提供给每个基本天线的信号功率和所述信号之间的相移确定。典型的基站收发器包括构成水平射束结构的两个或多个独立天线。
已经观察到，将天线射束也指向垂直方向使相邻蜂窝之间的多址干扰明显地受到控制。在当前方法的方案中，基站收发器中被水平指向的一个或多个天线射束的垂直方向在所述天线的安装阶段就被相同地设置，例如在现场测量确定的位置上，或借助于马达机械地控制的所述天线射束的公共方向。这种垂直方向也被称为向下倾斜(down-tilting)。固定方向的缺点在于无线电系统为要求的对象动态分配信号功率的能力低。机动化的方向允许动态地改变射束的公共方向，因此能够控制由射束确定的蜂窝串扰。机动化方向的缺点包括马达和与其使用和控制相关的电子和机械装置的高成本以及它们有限的寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供用于增加数据传输能力的改进的蜂窝无线电系统方法，以及实现所述方法的装置。用在基站收发器中控制无线电系统的方法实现这个目的，在所述基站收发器中形成至少一个天线阵列，所述天线阵列包括至少两个发射和接收信号的天线，在所述方法中以这样的方法设置每个天线阵列的至少两个天线，以至于由所述至少两个天线构成的天线射束相互垂直地偏离，产生所述天线射束的至少一个特性。本发明的方法的特征在于控制通过每个天线阵列的不同天线发射的信号功率的比例。
本发明的另一个目的是实现所述方法的无线电系统，包括至少一个终端和至少一个基站收发器，所述基站收发器包括至少一个天线阵列，所述天线阵列包括至少两个天线，设置所述天线以形成相互垂直地偏离的天线射束，以产生所述天线射束的至少一个特性。本发明的无线电系统的特征在于它包括控制通过每个天线阵列的不同天线发射的信号功率的比例的装置。
本发明的优选实施例在从属权利要求中描述。
本发明基于所述天线阵列的天线，以这样的方式设置所述天线阵列，以至于由它们形成的射束可以在它们的垂直特性，例如包括方向角度和形状上相互偏离。通过控制为所述天线阵列每个天线提供的信号功率的比例能够以希望的方式控制所述天线阵列。
本发明的方案具有多个优点。一个本质优点在于实现了控制信号功率的灵活性，减少了无线电系统中的干扰并增加了无线电系统中数据传输能力。
附图说明
现在结合优选实施例参考附图详细描述本发明，其中
图1表示通信系统的简化框图；
图2a表示通信系统的第二种简化框图；
图2b表示一种天线阵列；
图2c表示一种天线阵列；
图3表示无线电系统示意图；以及
图4a到4f表示根据本发明的天线射束结构。
具体实施方式
由于第二代(2G)无线电系统和第三代(3G)无线电系统以及它们的不同组合，即所谓的2.5代无线电系统，在全球范围内被使用以及持续地发展，在图1表示的并列地包括不同代网络要素的无线电系统中描述实施例。在描述中，2G无线电系统由GSM(移动通信全球系统)代表，3G无线电系统由基于GSM和利用EDGE(增强的全球开发数据速率(Enhanced Data Rates for Global Evolution))技术增加数据传输速度的无线电系统代表，所述无线电系统也能够被用于在代表2.5G无线电系统的GPRS系统(通用分组无线电系统)中实现分组传输。3G系统也由至少已知名称IMT2000(国际移动通信2000)和UMTS(通用移动通信系统)的系统代表。但是，实施例并不局限于这些只作为例子描述的系统，本领域的技术人员能够将其应用于其他包括相应特征的无线电系统中。
图1是表示无线电系统最重要部分以及它们之间在网络单元级的接口的简化框图。没有详细描述所述网络单元的结构和功能，这是因为它们是公知的。
无线电系统的主要部分是核心网络(CN)100，无线接入网络130和用户设备(UE)170。术语UTRAN是UMTS地面无线接入网的缩写，即无线接入网130属于第三代并由宽带码分多址(WCDMA)技术实现。图1也表示由时分多址(TDMA)技术实现的基站收发器系统160。
一般意义上，无线电系统也能够被定义为包括一个或多个也被认为是用户终端和移动电话的用户设备单元，以及包括无线电系统固定设施，即核心网络100，无线接入网130和基站收发器系统160的网络部分。
所述核心网络100的结构对应于GSM和GPRS系统的组合结构。GSM网络单元负责建立电路交换连接，而GPRS网络单元负责建立分组交换连接，但是某些网络单元存在于两种系统中。
移动业务交换中心(MSC)102是所述核心网络100的电路交换方的中心点。同样的移动业务交换中心102能够被用于服务无线接入网130和基站收发器系统160二者的连接。移动业务交换中心102的任务包括：交换、寻呼、用户设备位置登记、越区切换管理、收集用户计费信息、加密参数管理、频率分配管理以及回波抵消。
移动业务交换中心102的数目可以变化：小的网络运营商可以只有一个移动业务交换中心102，而在大的核心网络100中可以有多个。图1表示第二移动业务交换中心106，但是为了保持图1足够清楚没有表示它与其他网络单元的连接。
大的核心网络100可以有独立的负责核心网络100和外部网络180之间电路交换连接的网关移动业务交换中心(GMSC)110。所述网关移动业务交换中心110位于移动业务交换中心102，106和外部网络180之间。例如外部网络180可以是公用陆地移动通信网(PLMN)或公用交换电话网(PSTN)。
原籍位置登记处(HLR)114包括永久用户寄存器，即以下信息，例如：国际移动用户标识(IMSI)，移动用户ISDN号(MSISDN)，鉴权密钥，以及当无线电系统支持GPRS时，分组数据协议(PDP)地址。
访问者位置寄存器(VLR)104包括移动业务交换中心102区域内的用户设备170的漫游信息。所述访问者寄存器104包括的信息与原籍位置登记处几乎相同，但是在访问者位置寄存器104中，只临时保存信息。
设备识别注册处(EIR)112包括无线电系统中使用的用户设备170的国际移动设备标识(IMEI)，以及所谓的白表(white list)，可能还有黑表和灰表。
验证中心(AuC)116总是与原籍位置登记处位于相同的物理位置，并且包括用户鉴权密钥Ki和相应的IMSI。
图1中表示的网络单元是物理实现可以变化的功能实体。一般地，移动业务交换中心102和访问者位置寄存器104形成一个物理设备，而原籍位置登记处114，设备识别注册处112和验证中心116形成第二物理设备。
服务GPRS支持节点(GGSN)118是核心网络100分组交换方的中心点。服务GPRS支持节点118的主要任务是利用无线接入网130或基站收发器系统160用支持分组交换传输的用户设备170发射和接收分组。服务GPRS支持节点118包括关于用户设备170的用户和位置信息。
网关GPRS支持节点(GGSN)120是电路交换方网关移动业务交换中心110的分组交换方对应物，但是其区别在于网关GPRS支持节点120必须也能够从核心网络100路由业务到外部网络182，而网关移动业务交换中心110只路由输入业务。在我们的例子中，外部网络182由因特网代表。
基站收发器系统160包括基站收发器控制器(BSC)166和基站收发器(BTS)162，164。所述基站收发器控制器166控制基站收发器162，164。原则上，目的是实现无线路径及其功能的设备位于基站收发器162，164中，而控制设备位于基站收发器控制器166中。
基站收发器控制器166负责以下任务，例如：基站收发器162，164的无线资源管理，蜂窝间越区切换，频率控制，即基站收发器162，164的频率分配，跳频顺序管理，上行链路上的时间延迟测量，操作和维护接口的实现以及功率控制。
基站收发器162，164包括至少一个收发机，所述收发机提供一个载波，即八个时间片，即八个物理信道。一般一个基站收发器162，164服务一个蜂窝，但是也可能存在这样的方案，其中一个基站收发器162，164服务多个分扇区的蜂窝。蜂窝直径能够从几米变化到几十千米。基站收发器162，164也包括将无线电系统中使用的语音编码格式转化为公用交换电话网中使用的格式以及反向转换的代码转换器。实际上，代码转换器物理上位于移动业务交换中心102内。基站收发器162，164的任务包括：计算定时超前(TA)，上行链路测量，信道编码，加密，解密以及跳频。
无线接入网130由无线网络子系统140，150组成。每个无线网络子系统140，150由无线网络控制器146，156和B节点142，144，152，154组成。A B节点是抽象概念，并且经常用术语“基站收发器”代替。
无线网络控制器140，150近似对应于GSM系统的基站收发器控制器166，而B节点142，144，152，154近似对应于GSM系统的基站收发器。也存在这样的方案，其中同一个设备既是基站收发器也是B节点，即所述设备能够同时实现TDMA和WCDMA无线接口。
用户设备170包括两个部分：移动设备(ME)172和UMTS用户识别模块(USIM)174。GSM系统自然使用它自己的识别模块。用户设备170包括至少一个建立到无线接入网130或基站收发器系统160的无线链路的收发机。用户设备170可以包括至少两个不同的用户识别模块。另外，用户设备170包括天线，用户接口和电池。现在，存在不同类型的用户设备170，例如安装在车内的设备和便携式设备。
USIM174包括用户信息，特别包括关于信息安全的信息，例如加密算法。
最后，图1中表示的不同网络单元之间的接口在表1中列出。在UMTS中，最重要的接口是核心网络和无线接入网之间的lu接口，所述lu接口被分为电路交换方的接口luCS和分组交换方的接口luPS，以及无线接入网和用户设备之间的Uu接口。在GSM中，最重要的接口是基站收发器控制器和移动业务交换中心之间的A接口，基站收发器控制器和服务GPRS支持节点之间的Gb接口，以及基站收发器和用户设备之间的Um接口。接口定义不同网络单元能够在相互通信中使用哪种类型的消息。目的是提供一个无线电系统，其中不同厂商的网络单元良好地相互工作，就如同提供一个有效的无线电系统一样。实际上，某些接口是依赖于制造商的。
 
接口 网络单元之间
Uu UE-UTRAN
lu UTRAN-CN
IuCS UTRAN-MSC
luPS UTRAN-SGSN
Cu ME-USIM
Iur RNC-RNC
lub RNC-B
A BSS-MSC
Gb BSC-SGSN
A-bis BSC-BTS
 
Um BTS-UE
B MSC-VLR
E MSC-MSC
D MSC-HLR
F MSC-EIR
Gs MSC-SGSN
PSTN MSC-GMSC
PSTN GMSC-PLMN/PSTN
G VLR-VLR
H HLR-AUC
Gc HLR-GGSN
Gr HLR-SGSN
Gf EIR-SGSN
Gn SGSN-GGSN
Gi GGSN-INTERNET
表1
图1的说明是一般意义上的，因此图2a表示蜂窝无线电系统的更详细的例子。图2a只包括最本质的方框，但是本领域的技术人员显然知道通常的蜂窝无线网络还包括其他功能和结构，这里不需要在上下文中更详细的解释。蜂窝无线电系统的细节可能偏离图2中说明的那样，但是这样的区别对本发明而言是不重要的。
图2a表示移动业务交换中心106，负责移动电话系统到外部世界，这里是公用交换电话网180的连接的网关移动业务交换中心110，以及网络部分200和终端202。
蜂窝无线网络一般包括固定网络设施，即网络部分200，例如基站收发器，和能够被固定安置的，位于车辆或便携式终端上的终端202，例如允许连接到无线通信系统的移动电话或便携式计算机。网络部分200包括基站收发器204。基站收发器对应于前图中的B节点。多个基站收发器204由连接到它们的，包括一组交换字段220和控制单元222的无线网络控制器146控制。所述一组交换字段220被用于交换语音和数据以及被用于连接信令电路。所述控制单元222执行语音控制，移动性管理，收集统计数据，信令和资源控制和管理。
由基站收发器204和无线网络控制器146构成的无线网络子系统140还包括代码转换器226，所述代码转换器将在公用交换电话网和移动电话网之间使用的不同数字语音编码格式转换为相互兼容，例如从固定网络格式转换为蜂窝无线网络的其他格式，以及反向转换。代码转换器226一般位于尽量接近移动业务交换中心106的位置，这是因为语音因此能够以蜂窝无线网络格式在代码转换器226和无线网络控制器146之间被转发，节省了转发量。
基站收发器204还包括复用器单元212，收发机208和控制所述收发机208和复用器212工作的控制单元210。利用复用器212，业务和多个收发机208使用的控制信道位于一个传输链路214上。所述传输链路214形成接口lub。
基站收发器204的收发机208与包含至少两个天线236，238的天线阵列234通信。到至少一个终端202的至少一个无线链路216由所述天线阵列234实现。在至少一个无线链路216中，被转发的帧的结构被系统特定地定义，并且它被称为空中接口Uu。
图2b表示基站收发器204的天线阵列234的结构。每个基站收发器都包括至少一个天线阵列234，所述天线阵列包括至少两个天线236，238。每个天线236，238包括至少一个天线单元242，它与天线单元242其余部分的距离一般是基站收发器204使用的载波波长的0.5到1倍。每个天线236，238的电磁场形成射束结构，可以通过适当地配置它的至少一个天线单元242以及通过控制提供给至少一个天线单元242的功率和相位来塑造，指引和极化所述射束结构。因此天线236，238一般是自适应的。控制和定相所述天线单元能够例如在基站收发器204的收发机208中被实现。
图2b和2c表示基站收发器204的至少两个天线236，238的天线结构和由所述天线236，238形成的射束结构的垂直方向，以及关于所述方向的量。所述射束结构的垂直方向能够由表示射束结构物理取向的数量250，256，260，264定义，例如相对于参考面254的天线射束最大放大的方向252，262，266。例如天线射束方向252，262，266可以被定义为所述射束最大放大的仰角252。为了阐明这个解释，数量250，256，260，264被称为天线射束250，256，260，264。除了配置所述至少一个天线单元242和至少一个天线单元的信号处理，例如定相，可以通过将所述天线236，238物理地旋转到希望的方向来垂直地指引天线射束250，256，260，264，借此改变方向252，262，266。
可以将方向252，262，266作为固定方向来实现，例如可以基于长测量。也能够动态地执行物理方向，其中天线236，238的方向252，262，266例如被电动地或液压地改变。天线射束250，256，260，266的物理垂直方向252，262，266能够在包括被要求的机制和例如具有控制单元的步进电机的单元244中被实现。在物理方向上，天线射束模式实际上保持不变。
在图2b说明的当前技术的方案中，天线射束250，256的垂直方向252保持相同，而不管方向252的值。
图2c表示根据本发明的优选实施例指引天线射束260，264的方案。在这种情况下，天线射束260，264以这样的方式指引，以至于它们相对于参考面254的方向262，266不相同。
在本发明的优选实施例中，能够控制位于基站收发器204中并按照图2c设置的天线阵列234的至少两个天线236，238的信号功率比例。在每个基站收发器204中使用的信号功率比例更适宜表示为特定于基站的加权系数。因此，信号功率比例是加权系数的函数。信号功率比例，即加权能够特定于蜂窝地和特定于用户地被控制。
在特定于蜂窝加权中，由不同终端202处的天线阵列234的天线236，238要求的信号功率不受影响，但是每个天线236，238的传输功率通过加权天线236，238处要求的信号来控制。
在特定于用户加权中，由不同终端202处的天线阵列234的天线236，238要求的信号功率受到影响，因此每个天线236，238的传输功率可以改变。
信号功率的特定于蜂窝和特定于用户加权也可以同时执行，其中希望的终端202处要求的信号能够以希望功率从天线阵列234任何希望的天线236，238中被发射。
图3表示蜂窝无线电系统的简化说明，包括基站收发器300A到300C，以及例如是装备有无线链路的移动电话或便携式计算机的一个或多个终端302A，304A，302B和302C。图3的基站收发器包括图2a表示的基站收发器结构204和天线阵列234。每个基站收发器300A到300C的覆盖区域，即蜂窝在图中用C1到C3表示。实际上，这些蜂窝部分重叠，例如图例中，蜂窝C2与蜂窝C1和C3部分重叠。在实际蜂窝系统中，蜂窝形状一般不同于所表示的规则椭圆形，例如因为地理障碍。
图3还表示终端302A，304A，302B和302C与基站收发器300A，300B和300C之间的双向无线连接312A，314A，312B和312C。从基站收发器300A向终端302A的传输被称为下行链路DL。相反方向的传输被称为上行链路UL。
上面提到的信号加权实施例可以以下面的方式数学地阐明。假设天线阵列234中M个天线236，238的数目是M≥2，由基站收发器204维持的链路216的数目是K。矢量X表示不同用户的信号，而矢量Y表示对不同天线236的加权信号。因此，
X＝(x1，x2，...，xk)T
Y＝(y1，y2，...，yk)T
其中上标指矢量或矩阵的转置。下面的公式被应用到矢量X和Y：
Y＝U·(VX)
其中矩阵U包括由无线网络控制器146或基站收发器204为不同天线236，238选择的特定于蜂窝加权，矩阵V包括由无线网络控制器146或基站收发器204为不同天线236，238选择的特定于用户加权。矩阵U和V被定义为：
U = U 1 0 · · · 0 0 u 2 · · · 0 · · · · · · · · · 0 0 · · · u M , V = V 1,1 V 1,2 · · · V 1 , K V 2,1 V 2,2 · · · V 2 , K · · · · · · · · · V M , 1 V M . 2 · · · V M , K
特定于蜂窝加权和特定于用户加权二者都是相对的，因此被归一化为1，换言之，应用下面等式：
Σ m - 1 M u m 2 = 1 , Σ m - 1 M v m , k 2 = 1
下面研究确定矩阵U和V的元素的标准，观察图3中蜂窝C1，其相邻蜂窝是C2和C3。用户是所述蜂窝中的终端。在本发明的一个优选实施例中，矩阵U表示的加权在控制器146中被选择，加权的选择基于被观察的蜂窝C1及其相邻蜂窝C2，C3的能力要求。因此，影响选择的参数是蜂窝C1到C3之间的干扰和单个蜂窝C1，C2，C3改变能力要求。另外，矩阵V表示的加权在被观察的蜂窝C1的基站收发器204中根据蜂窝C1当时的需要被选择。影响这些需要的参数包括，例如在蜂窝C1区域内用户的分布和单个用户的能力要求。
在一个可能的例子中，终端302A在与基站收发器300A的UL连接312A中，并且位于与相邻蜂窝C2邻近的，基站收发器蜂窝C1的边界区域内。相应地，终端302B在与基站收发器300B的连接312B中，并且位于蜂窝C1邻近的，蜂窝C2的边界区域内。因此，终端302A发射的信号与基站收发器300B从终端302B接收的信号312B混合，所述终端302B被视为基站收发器300B中的无线接口。所述无线接口的大小能够通过例如SIR(信干比)估计来测量，所述SIR估计例如在基站收发器300B的处理器中作为软件应用被确定。基于所述无线接口的大小，无线网络控制器146或基站收发器300A确定基站收发器300A的加权系数，基于所述加权系数基站收发器300A试图改进无线链路312A，因此基站收发器300A能够发送减少传输功率的请求到终端302A。所述加权系数也能够以这样的方式被确定，以至于基站收发器300A和终端302A之间的连接被恶化，因此所述终端移到基站收发器300B的运营区中。
在另一个示例性情况下，基站收发器300A在与终端302A的DL连接中，因此基站收发器300B和终端302A之间的DL连接312B可能被干扰。在这样的情况下，在根据本发明的方案中，终端302B确定它受到的无线干扰的大小，例如通过在终端302B的处理器中通过软件确定的SIR估计，基于所述SIR估计定义确定基站收发器300A的信号功率的加权系数。因此，基站收发器300A能够分配某些其信号功率到终端302A，因此终端302B的干扰等级被降低了。或者，基站收发器以这样的方式分配其信号功率，以至于所述终端302A移到基站收发器300B的区域。
在本发明的一个实施例中，可以基于基站收发器300A从终端302A和304A接收的信号312A和314A的大小确定加权系数。在这样的情况下，基站收发器300A的每个天线236，238确定它已经从每个终端302A，304A接收到的信号的大小以及所述大小的比例，和来自信号大小比例的加权系数。基站收发器对终端302A和304A的发射功率直接由被定义的加权系数确定。
加权系数的确定也能够基于无线电系统中实现的链路312A和312B的数据传输能力。在这样的情况下，不同基站收发器的加权系数以这样一种方式确定，以至于整个无线电系统或其一部分的数据转发性能最优化。
也能够基于无线电系统中检测的丢失链路数目确定加权系数。
图4a到4f表示根据本发明加权天线信号的优选实施例在由基站收发器204天线阵列234的至少两个天线236，238形成的射束结构中情况的例子。在图中表示终端402和404是为了阐明解释，它们可以被理解为作为无线信号源或对象活动的蜂窝区域。
图4a的基站收发器包括至少一个天线阵列234，每个天线阵列包括至少两个天线236，238。图4a的天线构造在图2c中表示。至少两个天线236，238形成至少两个射束406，408。至少两个天线236，238中的每个都形成至少一个表示由每个天线236，238输出或输入到其中的信号功率的射束406和408。以这样的方式设置每个天线236，238，以至于由它们形成的天线射束垂直地相互偏离，并因此借助于单个天线236，238信号功率的加权为无线电系统的运作实现希望的效果。根据图4a，天线236，238以这样一种方式设置，例如以至于由至少两个位于同一天线阵列234中的天线236，238形成的射束406，408的垂直方向相对于相同参考面相互偏离。在图4d表示的第二优选实施例中，设置天线236，238形成垂直地具有不同的形状的天线射束418，420。所述设置也可以包括天线236，238的极化。天线236，238也能够以这样一种方式被设置，以至于由它们形成的天线射束对于多于一个的上述特征是相互偏离。例如，两个射束对于它们的垂直方向，垂直形状和极化可以相互偏离。
在图4a情况下，设置每个天线236，238形成关于它们的垂直方向相互偏离的射束406，408。在这个例子中，终端402完全位于基站收发器204的覆盖区域内，而终端404位于基站收发器204覆盖区域的边缘或之外。对信号408执行特定于蜂窝加权导致图4b的情况，终端404要求的信号功率412被实现，并且终端404因此位于基站收发器204覆盖区域内。同时，在终端402处要求的信号406的加权降低了，因此信号406被修改为信号410，这满足了终端402要求的信号功率。
在根据图4a的实施例中，基站收发器204天线射束上的垂直方向信息也能够被用于定位基站收发器204区域内的终端402，404。在本发明的一个优选实施例中，基站收发器204确定由至少两个天线236，238从至少一个终端402，404接收的信号功率。也能够将信号功率的测量例如作为100毫秒的时间平均来执行。当已知基站204天线236，238的方向260，264时，能够计算所述终端相对于方向角260，264共同参考面的方向，例如在由天线236，238确定的终端402，404的信号功率作为加权使用时作为方向角260，264的加权平均。如果射束260，264的仰角被作为方向测量使用，就能够借助于上述方法确定终端仰角。
在4c的情况下，设置基站收发器204的天线形成具有相同垂直方向而不同垂直形状的天线射束418，420。图4c表示终端404具有比终端402更大的信号功率和因此位于基站收发器覆盖区域之外的情况。因此信号功率420的特定于蜂窝加权增加了，而信号功率418的特定于蜂窝加权同时降低了。这就产生了图4d的射束结构，其中信号418已经被修改为信号422，信号420已经被修改为信号424。因此基站收发器204区域内终端的功率要求几乎被最优化了。
图4e和4f表示在天线射束垂直方向相互偏离时对基站收发器204和终端402，404之间的信号功率进行特定于用户加权的效果，但是相应的例子也能够在天线射束垂直形状不同的情况下出现。图4e中，天线236，238形成射束结构，其中特定于用户射束430，432一起形成总射束438，而特定于用户射束434，436相应地形成总射束440。射束特定链路432，434代表基站收发器204到终端402的信号。特定于用户射束430，436相应地代表基站收发器204到终端404的信号。总射束438，440在这里被定义为例如电磁场的水平表面，而特定于用户射束430，432，434，436代表在每个终端402，404处要求的信号的大小。图4e中，终端402，404位于基站收发器204覆盖区域内，但是在不同终端402，404处要求的信号相互干扰。对天线信号430，432，434，436执行特定于用户加权导致图4e的射束结构。这里，在天线238终端402处要求的信号432的加权增加了，因此信号432被修改为信号442。同时，在终端404处要求的来自天线238的信号430的加权减少了，因此信号430被修改为信号444。同时，终端404处要求的来自天线236的信号436的加权增加了，因此信号436被修改为信号446。同时，来自天线236的在终端402处要求的信号434的加权减少了，因此信号434被修改为信号448。作为加权的结果，在每个终端402，404处要求的信号被加强，并且例如多址干扰大小明显降低了。
尽管上面已经根据附图参考例子描述了本发明，但是本发明显然并不局限于此，而能够在权利要求表示的发明观念内进行多种形式的修改。

Claims (32)

1.一种在基站收发器(204)中控制无线电系统的方法，在所述基站收发器(204)中形成至少一个天线阵列(234)，所述天线阵列包括至少两个发射和接收信号的天线(236，238)，包括：
以这样一种方式设置每个天线阵列(234)的至少两个天线，即由所述至少两个天线(236，238)形成的天线射束的垂直方向相对于相同参考面相互偏离，以产生所述天线射束的至少一个特性；
其特征在于：
按照以下方式控制通过每个天线阵列的不同天线发射的信号功率的比例：终端处要求的信号能够以希望的功率从所述天线阵列(234)的任何希望的天线(236，238)中被发射，
其中，通过特定于蜂窝加权和特定于用户加权来控制所述信号功率的比例，并且其中，特定于蜂窝加权和特定于用户加权二者都是相对的，并且被归一化为1。
2.根据权利要求1的方法，其中借助于加权系数控制所述信号功率的比例。
3.根据权利要求1的方法，其中所述无线电系统的一个或多个基站收发器确定由位于一个或多个其它基站收发器区域内的一个或多个终端(302A)造成的无线干扰的大小，基于所述无线干扰大小控制一个或多个其它基站收发器的特定于基站的信号功率的比例。
4.根据权利要求1的方法，其中位于一个或多个基站收发器发射区域内的一个或多个终端(302B)确定由一个或多个其它基站收发器造成的无线干扰的大小，基于所述无线干扰的大小控制一个或多个其它基站收发器的特定于基站的信号功率的比例。
5.根据权利要求1的方法，其中所述基站收发器从终端(202)接收信号，测量来自不同天线(236，238)的功率，并控制通过不同天线(236，238)发射的信号功率的比例。 
6.根据权利要求1的方法，其中确定利用一个或者多个基站收发器的信号功率的比例所实现的所述无线电系统的性能增益，基于所述性能增益控制所述信号功率的比例。
7.根据权利要求1的方法，其中确定一个或多个基站收发器(204)区域内丢失的一个或多个链路(216)的数目，基于所述数目控制所述信号功率的比例。
8.根据权利要求2的方法，其中一个或多个基站收发器的所述加权系数是基于位于每个基站收发器的发射区域内的一个或多个终端所要求的数据传输能力。
9.根据权利要求3或4的方法，其中由SIR估计确定无线干扰的大小。
10.根据权利要求1的方法，其中通过物理地调谐所述天线(236，238)控制所述天线射束的垂直方向(262，266)。
11.根据权利要求1的方法，其中由所述天线(236，238)形成的天线射束的垂直射束模式相互不同。
12.根据权利要求1或11的方法，其中由所述天线(236，238)形成的天线射束的极化相互不同。
13.根据权利要求1的方法，其中所述天线(236，238)是自适应天线。
14.根据权利要求1的方法，其中所述无线电系统是WCDMA系统。
15.根据权利要求1的方法，其中所述无线电系统是GSM/EDGE系统。
16.根据权利要求1的方法，其中确定从一个或多个终端(202)发射到所述基站收发器(204)天线阵列(234)的天线(236，238)的信号(216)的大小，并且利用所述信号(216)的大小以及所述天线射束上的垂直方向信息(262，266)确定所述终端(202)的位置。
17.一种无线电系统，包括： 
至少一个终端(202)；
至少一个基站收发器(204)，所述基站收发器(204)包括至少一个天线阵列(234)，所述天线阵列(234)包括至少两个天线(236，238)，以这样一种方式设置所述天线(236，238)，即由所述至少两个天线形成的天线射束的垂直方向相对于相同参考面相互偏离，以产生所述天线射束的至少一个特性；
其特征在于：
所述无线电系统包括用于按照以下方式控制通过每个天线阵列(234)不同天线(236，238)发射的信号功率的比例的装置(146，204)：终端(202)处要求的信号能够以希望的功率从所述天线阵列(234)的任何希望的天线(236，238)中被发射，
其中，通过特定于蜂窝加权和特定于用户加权来控制所述信号功率的比例，并且其中，特定于蜂窝加权和特定于用户加权二者都是相对的，并且被归一化为1。
18.根据权利要求17的无线电系统，其中所述装置(146，204)借助于加权系数控制所述信号功率的比例。
19.根据权利要求17的无线电系统，其中所述无线电系统的一个或多个基站收发器确定由位于至少一个其它基站收发器区域内的至少一个终端(302A)造成的无线干扰的大小，并传输所述无线干扰的大小到所述基站收发器以及所述装置(146，204)，所述装置(146，204)被设置成基于所述无线干扰的大小控制所述至少一个其它基站收发器的信号功率的特定于基站的比例。
20.根据权利要求19的无线电系统，其中所述一个或多个基站收发器根据SIR估计确定无线干扰的大小。
21.根据权利要求17的无线电系统，其中位于一个或多个基站收发器发射区域内的至少一个终端(302B)确定由至少一个其它基站收发器造成的无线干扰的大小，并传输所述无线干扰的大小到所述装置(146， 204)，所述装置(146，204)被设置成基于所述无线干扰控制所述至少一个其它基站收发器信号功率的特定于基站的比例。
22.根据权利要求21的无线电系统，其中位于所述一个或多个基站收发器发射区域内的所述至少一个终端根据SIR估计确定无线干扰的大小。
23.根据权利要求17的无线电系统，其中所述装置(146，204)利用所述基站收发器(204)的天线(236，238)从所述终端(202)接收的信号功率，控制通过所述天线(236，238)发射的信号功率的比例。
24.根据权利要求17的无线电系统，其中所述装置(146，204)利用借助于一个或多个基站收发器(204)信号功率的比例实现的所述无线电系统能力增益，控制所述信号功率的比例。
25.根据权利要求17的无线电系统，其中所述装置(146，204)基于至少一个基站收发器(204)区域内丢失的至少一个链路(216)的数目，控制所述信号功率的比例。
26.根据权利要求18的无线电系统，其中所述装置(146，204)控制一个或多个基站收发器的加权系数，所述加权系数是基于由位于每个基站收发器的发射区域内的至少一个终端所要求的数据传输能力。
27.根据权利要求17的无线电系统，其中所述无线电系统包括控制所述天线(236，238)的天线射束的垂直方向(262，266)的装置。
28.根据权利要求27的无线电系统，其中所述无线电系统包括物理地控制所述天线(236，238)的装置。
29.根据权利要求17的无线电系统，其中所述无线电系统包括控制由所述天线(236，238)形成的天线射束的垂直形状的装置。
30.根据权利要求27或29的无线电系统，其中所述无线电系统包括控制由所述天线(236，238)形成的天线射束的极化的装置。
31.根据权利要求17的无线电系统，其中所述无线电系统的天线阵列(234)包括自适应天线。 
32.根据权利要求17的无线电系统，其中所述装置(146，204)利用从所述终端(202)发射到所述基站收发器(204)的天线阵列(234)的天线(236，238)的信号(216)的大小，以及所述基站收发器(204)的天线射束上的垂直方向信息(262，266)，确定所述至少一个终端(202)的位置。 
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