DE60215073T2

DE60215073T2 - Mobiles Kommunikationsgerät mit Gruppenantenne und mobiles kommunikationsverfahren dafür

Info

Publication number: DE60215073T2
Application number: DE60215073T
Authority: DE
Inventors: 404-1201 Cheongmyeong Maeul Kim Paldal-gu Suwon-city Sung-jin; 730-803 Salgugol Hyundai Apt. Ju-ho Paldal-gu Suwon-city Lee; Jong-hyeuk Nam-gu Lee; c/o Samsung Advanced Inst of Tech Yong-suk Yongin-city Lee; Ki-ho Seocho-gu Kim; Hyeon-woo Suwon-City Lee
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-05-17
Filing date: 2002-05-16
Publication date: 2007-05-16
Anticipated expiration: 2022-05-17
Also published as: CN1263319C; CN1387375A; US7079514B2; EP1259008B1; US20030068983A1; EP1259008A2; JP2002368682A; DE60215073D1; EP1259008A3; JP3851589B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Mobilkommunikation, und insbesondere ein mobiles Kommunikationsgerät mit einer Gruppenantenne und ein mobiles Kommunikationsverfahren dafür, das den Einfluss von Fading (Überblendung), Interferenz und Rauschen minimieren kann.
Mobile Kommunikationssysteme der nächsten Generation erfordern Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung, schneller als das mobile Kommunikationssystem für persönliche Kommunikationsdienste. Als drahtlosen Kommunikationsstandard setzen Europa oder Japan den Breitband-Codemultiplex-Vielfachzugriff (W-CDMA, Wideband Code Division Multiple Access) ein und Nordamerika setzt den CDMA-2000 ein.
Ein mobiles Kommunikationssystem ist üblicherweise aus einer Basisstation und einer Mehrzahl von Mobilstationen konstruiert, die miteinander über die Basisstation kommunizieren. Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung in einem mobilen Kommunikationssystem kann durch Minimieren von gegenseitiger Interferenz von Benutzern und Signalverlust wie Fading erreicht werden, die durch die Kanalcharakteristiken beeinflusst werden. Es wurden Diversitätstechniken eingesetzt, um instabile Kommunikation aufgrund von Fading zu vermeiden. Eine Raumdiversitätstechnik, eine der Diversitätstechniken, verwendet mehrere Antennen.
Da die Verwendung von mehreren Antennen die Interferenz zwischen Benutzern minimieren kann, muss ein künftiges mobiles Kommunikationssystem der nächsten Generation mehrere Antennen verwenden. In Hinblick auf die Charakteristiken der mobilen Kommunikation der nächsten Generation erfordert ein System mit mehreren Übertagungsantennen, das verwendet wird, um die Kapazität eines Senders zu erhöhen, das eine Diversitätstechnik mit mehreren Antennen einsetzt, um Signalfading zu begegnen, viel Bandbreite zur Übertragung.
Für Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung ist es wesentlich, das Problem des Signalfading zu lösen, das die signifikanteste Kanalcharakteristik ist, die die Leistungsfähigkeit üblicher Mobilkommunikationssysteme beeinflusst. Dies liegt daran, dass Fading die Amplitude eines empfangenen Signals auf Dutzende dB oder sogar einige wenige dB reduzieren kann. Es werden viele Arten von Diversitätstechniken eingesetzt, um Fading zu überwinden. Eine übliche CDMA-Technik verwendet einen Rakeempfänger, der Mehrwegesignale unter Verwendung der Laufzeitspanne eines Kanals (Delay Spread Channel) empfängt und entspricht einer Empfangsdiversitätstechnik. Diese Empfangsdiversitätstechnik ist jedoch nicht wirksam, wenn die Laufzeitspanne gering ist.
Doppler-Spreadkanäle erfordern eine Zeitdiversitätstechnik unter Verwendung von Verschachtelungs- und Codiertechniken. Die Zeitdiversitätstechnik kann jedoch nicht bei einem langsamen Doppler-Kanal eingesetzt werden. Ein interner Kanal mit einer geringen Laufzeitspanne und einem Fußgängerkanal, was ein typisches Beispiel für einen langsamen Doppler-Kanal ist, erfordern eine Raumdiversitätstechnik, um Fading entgegenzuwirken. Die Raumdiversitätstechnik verwendet zwei oder mehr Antennen, um Signaldämpfung aufgrund von Fading bei der Übertragung durch Antennenumschaltung zu überwinden. Raumdiversität wird in Empfangsantennendiversität, die Empfangsantennen erfordert und Übertragungsantennendiversität, die Übertragungsantennen erfordert, klassifiziert. In Hinblick auf Kosten und Raumnutzung ist es unpraktisch, Empfangsantennendiversität bei einzelnen Mobilstationen für die Empfangsdiversität einzusetzen, so dass die Übertragungsantennendiversität an der Basisstation eingesetzt wird.
Übertragungsantennendiversität wird in geschlossene Übertragungsdiversität kategorisiert, wo Mobilstationen Abwärtskanalinformation zur Basisstation zurückführen und offene Übertragungsdiversität, wo kein Feedback von den Mobilstationen zur Basisstation auftritt. Gemäß einem Übertragungsdiversitätsansatz bestimmt eine Mobilstation Phase und Umfang bei jedem Kanal, um optimale Gewichtungswerte zu finden. Für diese Bestimmung von Phase und Amplitude des Kanals überträgt die Basisstation ein Pilotsignal durch jede Antenne zur Mobilstation. Dann bestimmt die Mobilstation Umfang und Phase des Kanals von jedem Pilotsignal und ermittelt optimale Gewichtswerte ausgehend von Umfang und Phase des Kanals.
Bei Übertragungsantennendiversität verbessern sich Diversitätseffekte und Signal-Rauschverhältnis, wenn die Anzahl an Antennen zunimmt. Die Verbesserung der Diversitätseffizienz nimmt jedoch ab, wenn die Anzahl an Antennen (oder Signalübertragungswegen), die an der Basisstation verwendet werden, d. h. der Diversitätsgrad zunimmt. Daher ist eine weitere Erhöhung der Anzahl an Antennen über einen gewissen Punkt nur zum Erreichen eines äußerst hohen Diversitätseffekts kostenintensiv und unpraktisch. Das Erhöhen der Anzahl an Antennen, die in der Basisstation verwendet werden, um die Interferenzsignalstärke zu minimieren und das interne Signal-Rauschverhältnis zu maximieren, ist jedoch eine wirksame und ziemlich praktische Technik.
Ein adaptives Übertragungsantennenanordnungssystem, das Diversitätseffekte und Beamformingeffekte ergibt, um ein internes Signal vor Interferenz und Rauschen zu schützen, wird "Abwärtsbeamformingsystem" genannt. Insbesondere ein System, das Feedbackinformation wie bei Übertragungsdiversität verwendet, wird ein "geschlossenes Abwärtsbeamformingsystem" genannt. Geschlossene Abwärtsbeamformingsysteme, die von Mobilstationen zur Basisstation zurückgeführte Information verwenden, erfordern eine ausreichend breite Feedbackka nalbandbreite. Wenn die Feedbackkanalbandbreite nicht ausreichend groß ist, nimmt die Kommunikationsleistung aufgrund schlechter Adaptierbarkeit an Kanalinformationsschwankungen ab.
Die Europäische IMT-2000 Standardisierungsgesellschaft hat die Übertragungsgruppenantennenmoden 1 und 2 (TxAA, Transmission Antenna Array), die geschlossene Übertragungsdiversitätspläne für zwei Antennen sind, in der 3 GPP (Generation Partnership Project) R (Release) 99 Version eingesetzt. Der von Nokia vorgeschlagene TxAA Modus 1, führt nur eine Phasenvariation zwischen zwei Antennen zurück, während der von Motorola vorgeschlagene TxAA Modus 2, die Verstärkungen sowie die Phasen von zwei Antennen zurückführt. Die TxAA Moden 1 und 2 sind in der Beschreibung für das UMTS (Universal Mobile Telecommunikations System) durch das 3 GPP offenbart.
Der TxAA Modus 1 oder 2 für geschlossene Übertragungsdiversität verwendet eine adaptive Antennenanordnung und setzt verschiedene komplexe Zahlengewichte für jede Antenne der adaptiven Übertragungsgruppenantennen ein. Die bei der adaptiven Antennenanordnung eingesetzten Gewichte sind Übertragungskanälen zugeordnet und werden daher zum Beispiel als w = h* ausgedrückt. Hier ist w ein Übertragungsgruppenantennengewichtsvektor und h ist ein Übertragungsanordnungskanalvektor. Nachfolgend geben fette Zeichen Vektoren an und normale Zeichen geben Scalare an.
Allgemein weisen in einem Mobilkommunikationssystem unter Verwendung einer Frequenzdivisionsduplextechnik (FDD) Übertragungs- und Empfangskanäle unterschiedliche Charakteristiken auf, so dass es notwendig ist, Übertragungskanalinformation zurückzuführen, um die Charakteristik eines Übertragungskanals h an der Basisstation zu identifizieren. Gemäß dem TxAA Modus 1 oder 2 berechnet eine Mobilstation Gewichtsinformation w, die von der Kanalinformation h erhalten werden soll und führt die errechnete Gewichtsinformation zur Basisstation zurück.
Der TxAA Modus 1 quantisiert nur die Phasenkomponente der Gewichtsinformation w, θ₂ – θ₁, in zwei Bits und führt das Ergebnis der Quantisierung zurück. Die Gewichtsinformation w wird ausgedrückt als w = [|w₁|exp(jθ₁), |w₂|exp(jθ₂)], wo w₁ und w₂ Scalare sind. Hier ist die Phasengenauigkeit B/2 und der maximale Quantisierungsfehler beträgt B/4. Ein verfeinertes Verfahren zum Aktualisieren nur eines von zwei Bits zu jedem Zeitpunkt wird angewendet, um die Feedbackeffizienz zu erhöhen. Als Beispiel beinhalten mögliche Kombinationen von zwei Bits {b(2k), b(2k!1)} und {b(2k), b(2k+1)}, wo b ein Bit angibt, das bei jedem folgenden Zeitschlitz zurückgeführt wird.
TxAA Modus 2 führt beide Bestandteile, Phase und Verstärkung, der Gewichtsinformation zurück. Die Phase der Gewichtsinformation wird als 3 Bits zurückgeführt und die Verstärkung der Gewichtsinformation wird als 1 Bit zurückgeführt. Deshalb ist die Phasengenauigkeit B/4 und der maximale Quantisierungsfehler ist B/8. Eine progressive verfeinerte Weise zum Aktualisieren nur eines von vier Bits zu jedem Zeitpunkt wird angewendet, um die Feedbackeffizienz zu erhöhen. Dieses progressive verfeinerte Verfahren gibt keine Vorschrift, im Gegensatz zum verfeinerten Verfahren mit der Vorschrift, dass jedes Bit ein orthogonaler Basiswert sein sollte.
Die oben beschriebenen TxAA Moden 1 und 2 weisen die folgenden Probleme auf, wenn die Anzahl an Antennen und Raum-Zeitcharakteristiken des Kanals schwanken.
Erstens, wenn die Anzahl an Antennen zunimmt, nimmt auch die Quantität an Gewichten für jede Antenne zu, die zurückgeführt werden sollten, und damit kann in Abhängigkeit von der Fortbewegungsgeschwindigkeit einer Mobilstation die Kommunikationsleistung sinken. Mit zunehmender Fortbewegungsgeschwindigkeit einer Mobilstation werden bei einem gewöhnlichen Kanal mit Fading, die Raum-Zeitkanalvariationen schwerwiegend. In diesem Fall sollte die Feedbackgeschwindigkeit der Kanalinformation erhöht werden. Aus diesem Grund kann, wenn die Feedbackgeschwindigkeit der Kanalinformation beschränkt ist, die Kommunikationsleistung aufgrund einer Zunahme der Menge an Feedbackinformation mit einer Zunahme der Anzahl an Antennen abnehmen.
Zweitens, wenn Antennen nicht ausreichend weit voneinander entfernt sind, nimmt die Korrelation zwischen Kanälen für jede Antenne zu. Diese erhöhte Kanal-Kanal-Korrelation reduziert die in einer Kanalmatrix transportierte Informationsmenge. Die Verwendung eines effektiven Feedbackschemas kann Kommunikationsleistungsabfall vermeiden, der bei einer Mobilstation auftritt, die sich bei hoher Geschwindigkeit fortbewegt, selbst bei zunehmender Anzahl von Antennen. Weil jedoch die TxAA Moden 1 und 2 unter der Annahme definiert sind, dass zwei Raum-Zeitkanäle für jede Antenne unabhängig sind, ist keine Effizienz gewährleistet, wenn die Anzahl an Antennen und Raum-Zeit-Kanalcharakteristiken schwanken. Außerdem wurden die TxAA Moden 1 und 2 nicht für Bedingungen unter Verwendung von mehr als zwei Antennen eingesetzt.
In "Description of the eigenbeam former concept (update) and performance evaluation" von Siemens, präsentiert bei der 3 GPP TSG RAN WGI Konferenz in Las Vegas, USA, 2001, wird ein Übertragungskonzept diskutiert. In diesem Ansatz wird Langzeitfeedback verwendet, um Eigenstrahlwerte zu bestimmen, die lineare Kombinationen von Signalen sind, die auf mehrere Antennen aufgegeben sind. Die Eigenstrahlen sind unkorreliert. Es wird dann schnelles Feedback verwendet, um einen Eigenstrahl für die Übertragung auszuwählen.
Gemäß der Erfindung wird ein mobiles Kommunikationsgerät, das eine Basisstation mit einer Gruppenantenne und eine Mobilstation beinhaltet, gemäß Anspruch 1 zur Verfügung gestellt.
Auf diese Weise wird Information, die Zeit-Raumkanalcharakteristiken für jede Basisstationenantenne reflektiert, zurückgeführt, um die Einflüsse von Fading, Interferenz und Rauschen zu minimieren.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein mobiles Kommunikationsgerät, das eine Basisstation beinhaltet, gemäß Anspruch 30 zur Verfügung.
In einem zweiten Aspekt wird ein mobiles Kommunikationsverfahren gemäß Anspruch 13 zur Verfügung gestellt.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein mobiles Kommunikationsverfahren gemäß Anspruch 44 zur Verfügung.
Eine Basisstation gemäß Anspruch 59 und eine Mobilstation gemäß Anspruch 58 werden auch zur Verfügung gestellt.
Die obigen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich durch eine ausführliche Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen, in denen:
1 eine Ansicht eines mobilen Kommunikationsgeräts mit einer Gruppenantenne gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
2 ein Fließbild ist, das eine bevorzugte Ausführungsform eines mobilen Kommunikationsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung für das mobile Kommunikationsgerät von 1 darstellt;
3 ein Fließbild ist, das eine bevorzugte Ausführungsform von Schritt 30 im mobilen Kommunikationsverfahren von 2 darstellt;
4 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform einer ersten Mobilstation, zweiten Mobilstation oder X-ten Mobilstation wie in 1 gezeigt ist;
5 ein Fließbild ist, das eine bevorzugte Ausführungsform für Schritt 42 von 3 gemäß der vorliegenden Erfindung ist, die Ermitteln der Anzahl von Strahlen und effektiven Basisvektoren umfasst;
6 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform für eine Langzeitinformationsbestimmungseinheit einer Mobilstation (MS) von 4 gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
7 ein Fließbild ist, das eine andere bevorzugte Ausführungsform für Schritt 42 von 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zum Erzeugen eines Modussignals darstellt;
8 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines Erzeugungsteils für ein erstes Modussignal von 6 gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
9 ein Fließbild ist, das eine andere Ausführungsform für Schritt 42 von 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zum Erzeugen eines Modussignals darstellt;
10 ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform des Erzeugungsteils für ein erstes Modussignal von 6 gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
11 ein Fließbild ist, das noch eine andere Ausführungsform für Schritt 42 von 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zum Erzeugen eines Modussignals darstellt;
12 ein Blockdiagramm noch einer anderen Ausführungsform des Erzeugungsteils für ein erstes Modussignal von 6 gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
13 ein Fließbild ist, das eine Ausführungsform für Schritt 44 von 3 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
14 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform einer ersten Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit von 4 ist;
15 ein Fließbild ist, das eine Ausführungsform für Schritt 32 von 2 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
16 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Basisstation wie in 10 gezeigt gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
17 ein Fließbild ist, das eine Ausführungsform für Schritt 310 von 15 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
18 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer ersten Gewichtsextraktionseinheit von 16 gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
19 ein Fließbild ist, das eine andere Ausführungsform des mobilen Kommunikationsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung für das in 1 gezeigte mobile Kommunikationsgerät darstellt;
20 ein Fließbild ist, das eine Ausführungsform für Schritt 450 von 19 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
21 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Mobilstation gemäß der vorliegenden Erfindung für die in 20 dargestellte Ausführungsform ist;
22 ein Fließbild ist, das eine Ausführungsform für Schritt 452 von 19 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
23 ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Basisstation gemäß der vorliegenden Erfindung für die in 22 dargestellte Ausführungsform ist;
24 ein Fließbild ist, das noch eine andere Ausführungsform des mobilen Kommunikationsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung für das in 1 gezeigte mobile Kommunikationsgerät darstellt;
25 ein Fließbild ist, das eine Ausführungsform für Schritt 600 von 24 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
26 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Mobilstation gemäß der vorliegenden Erfindung für die in 25 dargestellte Ausführungsform ist;
27 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Basisstation gemäß der vorliegenden Erfindung für die in 24 dargestellte Ausführungsform von Schritt 602 ist;
28 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer zweiten Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit wie in 21 oder 26 gezeigt gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
29 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Empfangsstärkenberechnungseinheit von 28 ist;
30 ein Fließbild ist, das eine Ausführungsform für Schritt 502 von 22 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
31 ein Fließbild ist, das eine andere Ausführungsform für Schritt 502 von 22 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
32 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer zweiten Gewichtsextraktionseinheit für die Ausführungsform von 30 oder einer dritten Gewichtsextraktionseinheit für die Ausführungsform von 31 gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
33 ein Fließbild ist, das eine Ausführungsform für Schritt 500 von 22 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
34 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform einer Langzeitinformationsbestimmungseinheit gemäß der vorliegenden Erfindung für die in 33 dargestellte Ausführungsform ist;
35 ein Fließbild ist, das den Prozess zum Erzeugen eines Modussignals Mode als Langzeitinformation durch einen zweiten Modussignalerzeugungsteil vorgesehen in einer in 34 gezeigten Langzeitinformationserzeugungseinheit darstellt;
36 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform für den zweiten Modussignalerzeugungsteil ist, der ein Modussignal Mode durch den in 35 dargestellten Prozess erzeugt;
37 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform für eine Basispilotsignalerzeugungseinheit 538 von 23 oder 27 gemäß der vorliegenden Erfindung ist; und
38 ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform für die Basispilotsignalerzeugungseinheit von 23 oder 27 gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
Die Struktur und Funktion jeder Ausführungsform eines mobilen Kommunikationsgeräts mit einer Gruppenantenne gemäß der vorliegenden Erfindung und eines mobilen Kommunikationsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung für jede Ausführungsform des mobilen Kommunikationsgeräts wird mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben.
Mit Bezug zu 1, die eine schematische Ansicht eines mobilen Kommunikationsgeräts mit einer Gruppenantenne gemäß der vorliegenden Erfindung ist, weist das mobile Kommunikationsgerät eine Basisstation 10 und eine erste Mobilstation 20, eine zweite Mobilstation 22, ... und eine X-te Mobilstation 24 auf.
2 ist ein Fließbild, das eine bevorzugte Ausführungsform eines mobilen Kommunikationsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, das im in 1 gezeigten mobilen Kommunikationsgerät durchgeführt wird. Das in 2 dargestellte mobile Kommunikationsverfahren beinhaltet Ermitteln eines Feedbacksignals (Schritt 30) und Extrahieren von Gewichten aus dem Feedbacksignal (Schritt 32).
Die in 1 dargestellten ersten bis X-ten Mobilstationen 20 bis 24 führen die selbe Funktion aus und jede Mobilstation kann mit einem Terminal implementiert sein. Jede Mobilstation 20, 22, ... und 24 bestimmt die Kanalabwärtscharakteristik H_DL für jede Antenne einer in der Basisstation 10 installierten Gruppenantenne (nachfolgend "Basisstationgruppenantenne") aus einem von der Basisstation übertragenen Signal und Langzeitinformation und Kurzzeitinformation, die die Korrelation der Charakteristiken zwischen Kanälen für jede Antenne reflektieren, aus der bestimmten Kanalabwärtscharakteristik H_DL, konvertiert die bestimmte Langzeitinformation und Kurzzeitinformation in ein Feedbacksignal und überträgt das Feedbacksignal zur Basisstation 10 (Schritt 30).
Ausführungsformen von Schritt 30 und der Mobilstation 20, 22, ... oder 24 gemäß der vorliegenden Erfindung werden unten mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
3 ist ein Fließbild, das eine bevorzugte Ausführungsform von Schritt 30 im mobilen Kommunikationsverfahren von 2 darstellt. Diese bevorzugte Ausführungsform beinhaltet Bestimmen der Kanalabwärtscharakteristik H_DL (Schritt 40), Bestimmen der Langzeitinformation und Kurzzeitinformation des Kanals aus der bestimmten Kanalabwärtscharakteristik H_DL (Schritte 42 und 44) und Konvertieren der bestimmten Langzeitinformation und Kurzzeitinformation in das Feedbacksignal (Schritt 46).
4 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der ersten Mobilstation 20, der zweiten Mobilstation 22, ... oder der X-ten Mobilstation 24, die in 1 gezeigt sind. Die in 4 gezeigte Mobilstation beinhaltet eine Antenne 60, eine Bestimmungseinheit 62 für die Mobilstationkanalcharakteristik, eine Bestimmungseinheit 64 für die Mobilstationlangzeitinformation, eine erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66, eine MS-Signalkonversionseinheit 68, eine erste Koeffizientenspeichereinheit 70 und eine erste Auswahleinheit 72.
Die in 4 gezeigte MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62 empfängt ein von der Basisstation 10 übertragenes Signal durch die Antenne 60, bestimmt die Kanalabwärtscharakteristik H_DL für jede Antenne aus dem empfangenen Signal und gibt die bestimmte Kanalabwärtscharakteristik H_DL an die MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 und die erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 (Schritt 40). Hier bedeutet die Kanalabwärtscharakteristik H_DL die Phase und Amplitude eines von der Basisstation 10 durch einen Kanal zur Mobilstation 20, 22, ... oder 24 übertragenen Signals.
Nach Schritt 40 erzeugt die MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 Basisvektoren und Eigenwerte aus der Kanalabwärtscharakteristik H_DL, die eine von der MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62 bestimmte Raum-Zeitmatrix ist (Schritt 42). Ebenso berechnet in Schritt 42 die MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 die Zahl der Strahlen N_B, die gleich der Zahl effektiver Basisvektoren ist und nicht höher als die Anzahl an Antennen, die die Antennenanordnung der Basisstation 10 bilden, aus den Eigenwerten. Außerdem erzeugt in Schritt 42 die MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 ein Modussignal Mode, das einen Kombinationsmodus der effektiven Basisvektoren darstellt, aus der Kanalabwärtscharakteristik H_DL. Ebenso bestimmt in Schritt 42 die MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die Zahl der Strahlen N_B und das Modussignal Mode als Langzeitinformation und gibt sie aus (Schritt 42). Hier ist die Kanalabwärtscharakteristik H_DL eine Matrix mit Raumspaltenkomponenten und Zeitreihenkomponenten.
Nachfolgend werden Ausführungsformen für Schritt 42 von 3 und der MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 von 4 mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
5 ist ein Fließbild, das eine bevorzugte Ausführungsform 42A für Schritt 42 von 3 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, zum Ermitteln der Anzahl von Strahlen N_B und der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB. Die bevorzugte Ausführungsform 42A beinhaltet Erzeugen von Basisvektoren v₁ ~ v_ant und Eigenwerten λ₁ ~ λ_ant (Schritt 100), Berechnen der Zahl der Strahlen N_B unter Verwendung der Eigenwerte λ₁ ~ λ_ant (Schritt 102) und Ermitteln der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB unter Verwendung der Zahl der Strahlen N_B (Schritt 104).
6 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform 62A für die MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 von 4 gemäß der vorliegenden Erfindung, die einen Eigenanalyseteil 120, einen zweiten Auswahlteil 122, einen Strahlzahlberechnungsteil 124 und einen ersten Modussignalerzeugungsteil 126 aufweist.
Der Eigenanalyseteil 120 von 6 erzeugt die Basisvektoren v₁ ~ v_ant und der Eigenwerte λ₁ ~ λ_ant, wo ant der Anzahl an Antennen entspricht, die die Gruppenantenne der Basisstation 10 bilden, ausgehend von der durch die Bestimmungseinheit 62 für die Mobilstationkanalcharakteristik eingegebene Kanalabwärtscharakteristik H_DL nach einer Eigenanalysetechnik und gibt die erzeugten Basisvektoren v₁ ~ v_ant an den zweiten Auswahlteil 122 und die erzeugten Eigenwerte λ₁ ~ λ_ant an den Strahlzahlberechnungsteil 124 (Schritt 100). Hier ist die Eigenanalysetechnik in "Matrix Computation", G. Golub und C. Van. Loan, Johns Hopkins University Press, London, 1996 offenbart.
Nach Schritt 100 zählt der Strahlzahlberechnungsteil 124 die Zahl der Eigenwerte, die höher ist als ein erster Schwellenwert V_th1 und gibt das Ergebnis der Zählung als Anzahl Strahlen N_B an den zweiten Auswahlteil 122, die MS-Signalkonversionseinheit 68 und die erste Koeffizientenspeichereinheit 70 (Schritt 102). Zu diesem Zweck kann der Strahlzahlberechnungsteil 124 mit einem Zählwerk implementiert sein (nicht gezeigt). Hier wird der erste Schwellenwert V_th1 auf einen Wert von ungefähr null gesetzt.
Nach Schritt 102 wählt der zweite Auswahlteil 122 so viele effektive Basisvektoren v₁ ~ v_NB unter den vom Eigenanalyseteil 120 eingegebenen Basisvektoren v₁ ~ v_ant aus, wie die Zahl der Strahlen N_B und gibt die ausgewählten effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB an die erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 und die MS-Signalkonversionseinheit 68 (Schritt 104).
Der erste Modussignalerzeugungsteil 126 der MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64A von 6 erzeugt ein Modussignal Mode unter Verwendung der von der MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62 eingegebenen Kanalabwärtscharakteristik H_DL und gibt das erzeugte Modussignal Mode an die erste Auswahleinheit 72 und die MS-Signalkonversionseinheit 68 wie in 4 gezeigt. Das heißt, der erste Modussignalerzeugungsteil 126 bestimmt, ob ein Auswahlkombinationsmodus oder ein Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus (Equal Gain Combination) die maximale Empfangsleistung für die Mobilstation von 4 ergibt und erzeugt ein Modussignal Mode, das den bestimmten Kombinationsmodus darstellt.
7 ist ein Fließbild, das eine bevorzugte Ausführungsform für Schritt 42 von 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zum Erzeugen eines Modussignals Mode darstellt. Die bevorzugte Ausführungsform von 7 beinhaltet Berechnen von Erwartungswerten (Schritt 140) und Erzeugen des Modussignals Mode durch Vergleichen der Erwartungswerte (Schritte 142 bis 150).
8 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform 126A des ersten Modussignalerzeugungsteils 126 von 6 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die bevorzugte Ausführungsform 126A des ersten Modussignalerzeugungsteils 126 beinhaltet einen Berechnungsteil 160 für eine Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix (R^ST _DL), einen Erwartungswertberechnungsteil 162 und einen ersten Vergleichsteil 164.
Nach Schritt 104 von 5 berechnet der erste Modussignalerzeugungsteil 126A von 8 Erwartungswerte für die jeweiligen Kombinati onsmoden unter Verwendung der von der MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62 eingegebenen Kanalabwärtscharakteristik H_DL, die in Tabellen gespeicherten Koeffizienten, die für die jeweiligen Kombinationsmoden ausgewählt sind entsprechend der Anzahl Strahlen N_B, aus Tabellen, die mit der Anzahl Strahlen N_B vorbestimmt sind und durch einen Eingangsport IN1 eingegeben, und der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die vom zweiten Auswahlteil 122 eingegeben sind (Schritt 140). Zu diesem Zweck berechnet der Berechnungsteil 160 für die Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix (R^ST _DL) von 8 eine Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix R^ST _DL unter Verwendung der von der MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62 eingegebenen Kanalabwärtscharakteristik H_DL unter Verwendung der Formel (1) unten und gibt die berechnete Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix R^ST _DL an den Erwartungswertberechnungsteil 162: RST DL = E[HDLHH DL) (1)wo E[A] einen Erwartungswert bezeichnet und H^H _DL die Konjugat-Transpositionsmatrix von H_DL. Der Erwartungswertberechnungsteil 162 berechnet einen Erwartungswert E^SL für den Auswahlkombinationsmodus und einen Erwartungswert E^EG für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus, ausgehend von der Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix R^ST _DL, die vom Berechnungsteil 160 für eine Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix (R^ST _DL) eingegeben ist, den Koeffizienten der Tabellen für die jeweiligen Kombinationsmoden mit der verwendeten Anzahl Strahlen N_B, die durch den Eingabeport IN1 von der ersten Koeffizientenspeichereinheit 70 eingegeben sind, und den effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die vom zweiten Auswahlteil 122 eingegeben sind, unter Verwendung der Formel (2) unten: ESL = E[ws HRDL STws] EEG = E[we HRDL STwe] (2) wo w_s ^HR_DL ^STw_s = max[w_s ^H(b)R_DL ^STw_s(b)] (hier 0 ≤ b ≤ N_B – 1), w_e ^HR_DL ^STw_e = max[w_e ^H(b)R_DL ^STw_e(b)] (hier 0 ≤ b ≤ 4^NB-1 – 1), w_s ein Gewichtswert ist, berechnet unter Verwendung der unten stehenden Formel (3) und den Koeffizienten einer Tabelle für den Auswahlkombinationsmodus, w_e ein Gewichtswert ist, berechnet unter Verwendung der unten stehenden Formel (4) und den Koeffizienten einer Tabelle für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus und w_s ^H eine Konjugat-Transpositionsmatrix von w_s ist, w_e ^H eine Konjugat-Transpositionsmatrix von w_e ist:
wo i eine ganze Zahl von 0 bis N_B – 1 ist, v_i ein effektiver Basisvektor ist, b der Index ist, a_i ^s(b) ein Koeffizient einer Tabelle ist, der vom Auswahlkombinationsmodus aus den Koeffizienten bestimmt ist, die vom ersten Koeffizientenspeicherteil 70 eingegeben sind, und a_i ^e(b) ein Koeffizient ist, der vom Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus aus den Koeffizienten bestimmt ist, die vom ersten Koeffizientenspeicherteil 70 eingegeben sind.
Die oben beschriebene erste Koeffizientenspeichereinheit 70 von 4 speichert zuvor Tabellen der Anzahl Strahlen N_B und Kombinationsmoden, deren jedes Koeffizienten der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB mit Indices b aufweist, und gibt die in Tabellen gespeicherten Koeffizienten entsprechend der Anzahl Strahlen N_B, die von der MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 eingegeben sind, an die MS-Langzeitinfor mationsbestimmungseinheit 64 und die erste Auswahleinheit 72. Hier sind die von der ersten Koeffizientenspeichereinheit 70 ausgegebenen Koeffizienten in den Tabellen enthalten, die mit der Anzahl Strahlen N_B in Beziehung stehen, ungeachtet der Kombinationsmoden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Koeffizienten von Tabellen entsprechend der Kombinationsmoden für unterschiedliche Strahlenanzahl N_B, die in der ersten Koeffizientenspeichereinheit 70 gespeichert sind, wie folgt bestimmt.
Erstens, Koeffizienten a_i(b) von Tabellen für den Auswahlkombinationsmodus werden gemäß Formel (5) bestimmt:
wo 0 ≤ b ≤ N_B– 1.
Zum Beispiel weist eine Tabelle für den Auswahlkombinationsmodus mit N_B = 1 keinen Koeffizienten auf, eine Tabelle für den Auswahlkombinationsmodus mit N_B = 2 weist Koeffizienten a₀(b) und a₁(b) wie in der folgenden Tabelle 1 auf, eine Tabelle für den Auswahlkombinationsmodus mit N_B = 3 weist Koeffizienten a₀(b), a₁(b) und a₂(b) wie in der folgenden Tabelle 2 auf und eine Tabelle für den Auswahlkombinationsmodus mit N_B = 4 weist Koeffizienten a₀(b), a₁(b), a₂(b) und a₃(b) wie in der folgenden Tabelle 3 auf. Tabelle 1
Tabelle 2
Tabelle 3
Dann werden Koeffizienten a_i(b) von Tabellen für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus gemäß Formel (6) bestimmt:
wo c(b) = Gray_Encoder (b, B^EG) ist, 0 ≤ b ≤ B^EG – 1 und B^EG = 4^NB-1. Hier ist Gray_Encoder eine Gray-Codierfunktion zum Verändern der Vektorordnung, zum Beispiel von [0 1 2 3] zu [0 1 3 2], wie es in "Digital Communication". 3. Ausgabe, Seiten 175, John G. Proakis, The Mc-Graw-Hill Book Companies, Inc., Singapore, 1995 beschrieben ist.
In der obigen Formel (6) sind d(c(b),i) wie in der folgenden Formel (7) ausgedrückt:
wo ⌊l/m⌋ den größten ganzzahligen Quotienten bedeutet, wenn l durch m geteilt wird und mod(l', m') bedeutet den Rest, wenn l' durch m' geteilt wird.
Zum Beispiel weist eine Tabelle für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus mit N_B = 1 keinen Koeffizienten auf, eine Tabelle für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus mit N_B = 2 weist Koeffizienten a₀(b) und a₁(b) wie in der folgenden Tabelle 4 auf und eine Tabelle für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus mit N_B = 3 weist Koeffizienten a₀(b), a₁(b) und a₂(b) wie in der folgenden Tabelle 5 auf. Tabelle 4
Tabelle 5
Nach Schritt 140 von 7 vergleicht der erste Vergleichsteil 164 die Erwartungswerte E^SL und E^EG, die vom Erwartungswertberechnungsteil 162 eingegeben sind, erzeugt ein Modussignal Mode in Reaktion auf das Vergleichsergebnis und gibt des erzeugte Modussignal Mode an den ersten Auswahlteil 72 und die MS-Signalkonversionseinheit 68 (Schritte 142 bis 150).
Die Funktionsweise des ersten Vergleichsteils 164 wird ausführlicher beschrieben. Der erste Vergleichsteil 164 bestimmt zunächst, ob der Erwartungswert E^SL für den Auswahlkombinationsmodus höher ist als der Erwartungswert E^EG für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus (Schritt 142). Wenn der Erwartungswert E^SL für den Auswahlkombinationsmodus als höher bestimmt ist als der Erwartungswert E^EG für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus, erzeugt der erste Vergleichsteil 164 ein Modussignal Mode, das den Auswahlkombinationsmodus darstellt, und gibt ihn aus (Schritt 144). Wenn hingegen der Erwartungswert E^SL für den Auswahlkombinationsmodus als kleiner als der Erwartungswert E^EG für den Verstärkungsgleichheitskombinations modus bestimmt ist, erzeugt der erste Vergleichsteil 164 ein Modussignal Mode, das den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus darstellt, und gibt ihn aus (Schritt 148). Wenn der Erwartungswert E^SL für den Auswahlkombinationsmodus als gleich dem Erwartungswert E^EG für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus bestimmt ist, erzeugt der erste Vergleichsteil 164 ein Modussignal Mode, das entweder den Kombinationsmodus oder den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus darstellt, und gibt ihn aus (Schritt 150).
Alternativ kann die MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 von 4 ein Modussignal Mode erzeugen, ohne die Koeffizienten aus der ersten Koeffizientenspeichereinheit 70 und die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die vom zweiten Auswahlteil 122 ausgegeben sind, zu verwenden. Die Ausführungsformen 126B und 126C des ersten Modussignalerzeugungsteils 126 gemäß der vorliegenden Erfindung, der auf diese Weise funktioniert, so dass ein Modussignal Mode erzeugt wird, werden bezüglich Struktur und Funktion beschrieben. Ebenso werden Ausführungsformen für Schritt 42 von 3 gemäß der vorliegenden Erfindung in jeder der Ausführungsformen 126B und 126C beschrieben.
9 ist ein Fließbild, das eine andere Ausführungsform für Schritt 42 von 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zum Erzeugen eines Modussignals Mode (Schritte 180 bis 186) unter Verwendung der Ankunftsrichtung (DOA, Direction of Arrival) an einer Mobilstation darstellt.
10 ist ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform 126B des ersten Modussignalerzeugungsteils 126 von 6 gemäß der vorliegenden Erfindung, der einen DOA-Berechnungsteil 200 und einen zweiten Vergleichsteil 202 aufweist. Der DOA-Berechnungsteil 200 des ersten Modussignalerzeugungsteils 126B von 10 berechnet DOAs an der Mobilstation 20, 22 oder 24 unter Verwendung der von der MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62 von 4 eingegebenen Ka nalabwärtscharakteristik H_DL und berechnet eine Differenz zwischen benachbarten berechneten DOAs (Schritt 180).
Nach Schritt 180 vergleicht der zweite Vergleichsteil 202 die Differenz zwischen angrenzenden DOAs, die vom DOA-Berechnungsteil 200 eingegeben sind, mit einem zweiten Schwellenwert V_th2, erzeugt ein Modussignal Mode entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs und gibt das erzeugte Modussignal Mode an die erste Auswahleinheit 72 und die MS-Signalkonversionseinheit 68 von 4 (Schritte 182 bis 186). Die Funktion des zweiten Vergleichsteils 202 wird unten ausführlicher beschrieben.
Der zweite Vergleichsteil 202 bestimmt, ob die Differenz zwischen angrenzenden DOAs, die vom DOA-Berechnungsteil 200 eingegeben sind, größer ist als der zweite Schwellenwert V_th2 (Schritt 182). Wenn die Differenz zwischen angrenzenden DOAs als größer als der zweite Schwellenwert V_th2 bestimmt ist, erzeugt der zweite Vergleichsteil 202 ein Modussignal Mode, das den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus darstellt, und gibt ihn aus (Schritt 184). Wenn hingegen die Differenz zwischen angrenzenden DOAs als nicht größer als der zweite Schwellenwert V_th2 bestimmt ist, erzeugt der zweite Vergleichsteil 202 ein Modussignal Mode, das den Auswahlkombinationsmodus darstellt, und gibt ihn aus (Schritt 186). Hier können die Schritte 180 bis 186 gleichzeitig, vor oder nach den Schritten 100 bis 104 von 5 durchgeführt werden.
11 ist ein Fließbild, das noch eine andere Ausführungsform für Schritt 42 von 3 gemäß der vorliegenden Erfindung zum Erzeugen eines Modussignals Mode unter Verwendung der Winkelverteilung (Angular Spread) der Ankunft an der Mobilstation darstellt (Schritte 220 bis 226).
12 ist ein Blockdiagramm noch einer anderen Ausführungsform 126C des ersten Modussignalerzeugungsteils 126 von 6 gemäß der vorliegenden Erfindung, das einen Berechnungsteil 240 für die Winkelspreizung und einen dritten Vergleichsteil 242 aufweist. Der Berechnungsteil 240 für die Winkelspreizung des ersten Modussignalerzeugungsteils 126C von 12 berechnet die Winkelverteilung der Ankunft an der Mobilstation 20, 22 oder 24 unter Verwendung der von der MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62 von 4 eingegebenen Kanalabwärtscharakteristik H_DL, berechnet die mittlere Winkelverteilung und gibt die mittlere Winkelverteilung an den dritten Vergleichsteil 242 (Schritt 220).
Nach Schritt 220 vergleicht der dritte Vergleichsteil 242 die vom Berechnungsteil 240 für die Winkelspreizung eingegebene mittlere Winkelverteilung mit einem dritten Schwellenwert V_th3, erzeugt ein Modussignal Mode entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs und gibt das erzeugte Modussignal Mode an die erste Auswahleinheit 72 und die MS-Signalkonversionseinheit 68 von 4 (Schritte 222 bis 226). Die Funktion des dritten Vergleichsteils 242 wird unten ausführlicher beschrieben.
Der dritte Vergleichsteil 242 bestimmt zunächst, ob die vom Berechnungsteil 240 für die Winkelspreizung eingegebene mittlere Winkelverteilung größer ist als der dritte Schwellenwert V_th3 (Schritt 222). Wenn die mittlere Winkelverteilung als größer als der dritte Schwellenwert V_th3 bestimmt ist, erzeugt der dritte Vergleichsteil 242 ein Modussignal Mode, das den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus darstellt, und gibt ihn aus (Schritt 224). Wenn hingegen die mittlere Winkelverteilung als nicht größer als der dritte Schwellenwert V_th3 bestimmt ist, erzeugt der dritte Vergleichsteil 242 ein Modussignal Mode, das den Auswahlkombinationsmodus darstellt, und gibt ihn aus (Schritt 226). Hier können die Schritte 220 bis 226 gleichzeitig, vor oder nach den Schritten 100 bis 104 von 5 durchgeführt werden.
Der Prozess zum Berechnen der DOAs aus der Kanalabwärtscharakteristik H_DL mit dem DOA-Berechnungsteil 200 wie in 10 gezeigt und der Prozess zum Berechnen der Winkelverteilung der Ankunft aus der Kanalabwärtscharakteristik H_DL mit dem Berechnungsteil 240 für die Winkelspreizung wie in 12 gezeigt, sind beschrieben in "Efficient One-, Two-, and Multidimensional High-Resolution Array Signal Processing", M. Haardt, Shaker Publication Co., Aachen (Germany), 1996, ISBN: 3-8265-2220-6.
Nach Schritt 42 von 3 berechnet die erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 von 4 Gewichtsvektoren durch Kombinieren von Koeffizienten einer Tabelle für die entsprechende Anzahl von Strahlen N_B und dem Kombinationsmodus entsprechend dem von der MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 ausgegebenen Modussignal Mode, die eine der Tabellen ist, die in der ersten Koeffizientenspeichereinheit 70 gespeichert sind, mit den effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die von der MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 eingegeben sind, ermittelt einen Index b, der zur maximalen Empfangsstärke führt, ausgehend von den berechneten Gewichtsvektoren und der Kanalabwärtscharakteristik H_DL, bestimmt den gefundenen Index b als Kurzzeitinformation und gibt die bestimmte Kurzzeitinformation b an die MS-Signalkonversionseinheit 68 (Schritt 44). Zur Unterstützung der ersten Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 bei der Durchführung von Schritt 44, ist die erste Auswahleinheit 72 vorgesehen.
Die erste Auswahleinheit 72 wählt die Koeffizienten der Tabelle entsprechend dem Kombinationsmodus gemäß dem von der MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 ausgegebenen Modussignal Mode, unter den Koeffizienten der Tabellen für beide Kombinationsmoden mit der entsprechenden Anzahl von Strahlen N_B und gibt die ausgewählten Koeffizienten an die erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66. Die von der ersten Auswahleinheit 72 ausgegebenen Koeffizienten sind in der Tabelle enthalten, die auf die Anzahl von Strahlen N_B und den Kombinationsmodus gemäß dem Modussignal Mode bezogen ist.
Wenn die Anzahl von Strahlen N_B gleich 1 ist, gibt die erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 keine Kurzzeitinformation b an die MS-Signalkonversionseinheit 68. Dies deshalb, weil die Tabelle für N_B = 1 keinen Koeffizienten aufweist und daher kein Koeffizient von der ersten Koeffizientenspeichereinheit 70 ausgegeben werden kann. Im Gegensatz zur Konfiguration von 4 kann die MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 die Anzahl von Strahlen N_B an die erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 geben und die erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 kann keine Kurzzeitinformation b an die MS-Signalkonversionseinheit 68 geben, wenn sie die Anzahl von Strahlen N_B gleich 1 von der MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 erhält.
Ausführungsformen für Schritt 44 von 3 und die erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 von 4 gemäß der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben.
13 ist ein Fließbild, das eine Ausführungsform 44A für Schritt 44 von 3 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Ausführungsform 44A beinhaltet Ermitteln von Gewichtsvektoren (Schritt 260) und Ermitteln eines Index b, der zu einem maximalen Empfangsstärkewert führt, unter den Empfangsstärkewerten, die unter Verwendung der Gewichtsvektoren errechnet sind (Schritte 262 und 264).
14 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform 66A für die erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 von 4, die einen ersten Basisvektorkombinationsteil 280, einen Empfangsenergiesuchteil 282 und einen Maximalenergieermittlungsteil 284 aufweist.
Nach Schritt 42 von 3 empfängt der erste Basisvektorkombinationsteil 280 die Koeffizienten der Tabelle entsprechend der Anzahl von Strahlen N_B und den Kombinationsmodus gemäß dem Modussignal Mode, α₀ ~ α_NB-1 durch einen Eingabeport IN2 von der ersten Auswahleinheit 72 von 4, kombiniert die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die von der MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 eingegeben sind, mit den empfangenen Koeffizienten α₀ ~ α_NB-1 unter Verwendung der unten stehenden Formel (8) und gibt die erhaltenen Kombinationen als Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1 an den Empfangsenergieberechnungsteil 282 (Schritt 260).
wo 0 ≤ b ≤ B' – 1 und B' gleich N_B im Auswahlkombinationsmodus ist und gleich 4^NB-1 im Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus ist.
Nach Schritt 260 multipliziert der Empfangsenergieberechnungsteil 282 die jeweiligen Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1, die vom ersten Basisvektorkombinationsteil 280 eingegeben sind, mit der Kanalabwärtscharakteristik H_DL, die von der MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62 von 4 eingegeben ist, berechnet das Normquadrat der entsprechenden Produkte unter Verwendung der unten stehenden Formel (9) so dass die Empfangsenergiewerte erhalten werden und gibt die erhaltenen Empfangsenergiewerte an den Maximalenergieermittlungsteil 284 (Schritt 262). ||HDLwb||2 (9)wo || || den Normvorgang bezeichnet. Zur Durchführung von Schritt 262 kann der Empfangsenergieberechnungsteil 282B' Empfangsstärkekalkulatoren 290, 292 ... und 294 aufweisen. Jeder Empfangsstärkekalkulator 290, 292 ... und 294 empfängt die entsprechenden Gewichtsvektoren vom ersten Basisvektorkombinationsteil 280, multipliziert die entsprechenden Gewichtsvektoren mit der Kanalabwärtscharakteristik H_DL, berechnet das Normquadrat der entsprechenden Produkte als B' Empfangsstärkewerte unter Verwendung der oben stehenden Formel (9) und gibt die berechneten Empfangsstärkewerte an den Maximalenergieermittlungsteil 284.
Nach Schritt 262 ermittelt der Maximalenergieermittlungsteil 284 als maximalen Empfangsstärkewert den höchsten Empfangsstärkewert unter den B' Empfangsstärkewerten, die vom Empfangsenergieberechnungsteil 282 eingegeben sind, und gibt einen Index b für die Koeffizienten α₀(b) ~ α_NB-1(b) aus, die zum Berechnen des Gewichtsvektors w_b verwendet werden, was zum maximalen Empfangsstärkewert für die MS-Signalkonversionseinheit 68 als Kurzzeitinformation führt (Schritt 264).
Nach Schritt 44 von 3 empfängt die MS-Signalkonversionseinheit 68 in der MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 bestimmte Langzeitinformation und in der ersten Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 bestimmte Kurzzeitinformation b, konvertiert die empfangene Langzeitinformation und Kurzzeitinformation in ein Feedbacksignal und überträgt das konvertierte Feedbacksignal durch die Antenne 60 zur Basisstation 10 (Schritt 46). Zu diesem Zweck kann die MS-Signalkonversionseinheit 68 mit einem MS-Langzeitinformationsformatierteil 80 implementiert sein, einem MS-Kurzzeitinformationsformatierteil 82 und einem Zeitdivisionsmultiplexteil (TDM) 84 wie in 4 gezeigt. Insbesondere formatiert der MS-Langzeitinformationsformatierteil 80 die von der MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 eingegebene Langzeitinformation und gibt das formatierte Ergebnis an den TDM-Teil 84. Der MS-Kurzzeitinformationsformatierteil 82 formatiert die von der Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 eingegebene Kurzzeitinformation b und gibt das formatierte Ergebnis an den TDM-Teil 84. Der TDM-Teil 84 führt Zeitdivisionsmultiplex am formatierten Ergebnis vom MS-Langzeitinformationsformatierteil 80 und am formatierten Ergebnis vom MS-Kurzzeitinformationsformatierteil 82 aus und überträgt das Ergebnis des TDM als Feedbacksignal zur Basisstation 10 durch die Antenne 60. Als Beispiel kann das vom TDM-Teil 84 ausgegebene Feedbacksignal ein Wiederholungsmuster von vier Kurzzeitinformationen gefolgt on einer Langzeitinformation sein oder kann ein einzelnes Bündel von vielen Kurzzeitinformationen und gefolgt von einem einzelnen Bündel vieler Langzeitinformationen sein. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der TDM-Teil 84 durch einen Codedivisionsmultiplexteil (nicht gezeigt) oder einen Frequenzdivisionsmultiplexteil (nicht gezeigt) ersetzt sein.
Die von der MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 ausgegebene Langzeitinformation wird durch die Lage der Mobilstation beeinflusst und reflektiert Kanalvariationen über eine lange Zeit. Die Langzeitinformation verändert sich sehr langsam und die Menge an Langzeitinformation, die zu einem Zeitpunkt verarbeitet wird, ist relativ groß. Im Gegensatz dazu wird die von der ersten Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 ausgegebene Kurzzeitinformation durch die Bewegung der Mobilstation beeinflusst und reflektiert Kanalvariationen über eine kurze Zeit. Obwohl die Menge der Kurzzeitinformation, die zu einem Zeitpunkt verarbeitet wird, relativ klein ist, erfordert die Kurzzeitinformation wegen der hohen Variationsrate eine große Bandbreite, wenn sie zur Basisstation zurückgeführt wird. Deshalb trennt die MS-Signalkonversionseinheit 68 von 4 die Langzeitinformation und die Kurzzeitinformation, konvertiert beide Informationsteile so, dass sie eine für die Charakteristik geeignete Dauer haben und überträgt das Ergebnis der Konversion an die Basisstation 10.
In einer alternativen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung kann die MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 von 4 kein Modussignal Mode erzeugen. In diesem Fall liegen die selben Strukturen und Vorgänge der Mobilstation von 4 vor und ihre Ausführungsformen sind wie oben beschrieben mit der folgenden Ausnahme.
Zunächst gibt es keinen Grund, dass der erste Modussignalerzeugungsteil 126 in der in 6 gezeigten MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64A bleibt. Die in 4 gezeigte erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 kombiniert die Koeffizienten einer Tabelle für die entsprechende Anzahl von Strahlen N_B, die aus den Tabellen ausgewählt ist, die in der ersten Koeffizientenspeichereinheit 70 gespeichert sind, mit den effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die von der MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 eingegeben sind, so dass die Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1 erhalten werden. In diesem Fall kann die erste Koeffizientenspeichereinheit 70 nur die Tabellen für entweder den Auswahlkombinationsmodus oder den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus speichern, nicht beide Moden. Entgegen der Konfiguration von 4 kann jede Mobilstation 20, 22, ... und 24 keine erste Auswahleinheit 72 aufweisen. Das heißt, die Koeffizienten der Tabelle entsprechend der Anzahl von Strahlen N_B, und die von der ersten Koeffizientenspeichereinheit 70 ausgegeben sind, werden direkt an die erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 gegeben. Dies deshalb, weil die Koeffizienten der Tabelle bezüglich der Anzahl von Strahlen N_B, ungeachtet der Kombinationsmoden mit den effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB kombiniert werden, so dass die Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1 in der ersten Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 66 erhalten werden.
Der in 14 gezeigte ersten Basisvektorkombinationsteil 280 empfängt die Koeffizienten der Tabelle bezüglich der Anzahl von Strahlen N_B, α₀ α_NB-1 durch den Eingabeport IN2 von der ersten Koeffizientenspeichereinheit 70, kombiniert die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die von der MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 eingegeben sind, mit den empfangenen Koeffizienten α₀ ~ α_NB-1 unter Verwendung der oben stehenden Formel (8) und gibt die erhaltenen Kombinationen als Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1 an den Empfangsenergieberechnungsteil 282 (Schritt 260). In der obigen Formel (8) ist B' auf N_B oder 4^NB-1 gesetzt, je nach dem, ob die in der ersten Koeffizientenspeichereinheit 70 gespeicherten Tabellen für den Auswahlkombinationsmodus oder den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus sind.
Nach Schritt 30 von 2 empfängt die in 1 gezeigte Basisstation 10 das von der ersten Mobilstation 20, der zweiten Mobilstation 22, ... oder der X-ten Mobilstation 24 übertragene Feedbacksignal, extrahiert eine Mehrzahl von Gewichten aus der Langzeitinformation und Kurzzeitinformation, die aus dem empfangenen Feedbacksignal wiederhergestellt sind, multipliziert ein Multiplex-DPCH-Signal (Dedicate Physical Channel) mit den jeweiligen Gewichten, addiert Pilotkanalsignale (PICH) P₁(k), P₂(k), P₃(k), ... und P_ant(k) zu den entsprechenden Produkten und überträgt die Ergebnisse der Additionen durch die Gruppenantenne zur ersten Mobilstation 20, der zweiten Mobilstation 22, ... oder der X-ten Mobilstation 24 (Schritt 32).
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Basisstation 10 von 1 und Schritt 32 von 2 der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben.
15 ist ein Fließbild, das eine Ausführungsform 32A für Schritt 32 von 2 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Ausführungsform 32A beinhaltet Extrahieren von Gewichten (Schritt 310), Multiplizieren eines Multiplex-DPCH-Signals mit den entsprechenden Gewichten und Addieren der entsprechenden PICH-Signale zu den Produkten (Schritte 312 und 314).
16 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Basisstation 10 von 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine Multiplexeinheit 321, eine Additionseinheit 322, eine Gruppenantenne 326 und eine erste Gewichtsextraktionseinheit 328 aufweist.
Zur Durchführung von Schritt 32 von 2 stellt die erste Gewichtsextraktionseinheit 328 die Langzeitinformation und Kurzzeitinformation aus dem durch einen DPCCH-Aufwärtskanal von der Gruppenantenne 326 empfangenen Feedbacksignal wieder her, extrahiert eine Mehrzahl von Gewichten w₀ ~ w_ant aus der wiederhergestellten Langzeitinformation und Kurzzeitinformation und gibt die extrahierten Gewichte w₀ ~ w_ant an die Multiplikationseinheit 322 (Schritt 310).
Nach Schritt 310 multipliziert die Multiplikationseinheit 322 das Multiplex-DPCH-Signal von der Multiplexeinheit 321 mit den entsprechenden Gewichten w₀ ~ w_ant, die von der ersten Gewichtsextraktionseinheit 328 extrahiert sind, und gibt die Produkte zur Additionseinheit 324 (Schritt 312). Wenn das mobile Kommunikationsgerät und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein CDMA-Schema einsetzen, kann die Multiplexeinheit 321 mit einem Multiplier 320 implementiert sein, der das DPCH-Signal mit einem SPREAD/SCRAMBLE-Signal multipliziert, das durch einen Eingangsport IN3 eingegeben ist und gibt das Produkt als Ergebnis des Multiplexvorgangs an die Multiplikationseinheit 322. Wenn das mobile Kommunikationsgerät und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein TDMA-Schema einsetzen, kann die Multiplexeinheit 321 mit einer TDM-Einheit (nicht gezeigt) implementiert sein, die Zeitdivisionsmultiplex eines DPCH-Signals vornimmt, das von verschie denen Nutzern stammt, und gibt das Ergebnis der TDM an die Multiplikationseinheit 322. Die Basisstation von 16 kann ferner einen DPCH-Signalgenerator aufweisen (nicht gezeigt), der ein DPCCH-Signal und ein DPDCH-Signal (Dedicate Physical Data Channel) empfängt und das empfangene DPCCH-Signal und das DPDCH-Signal entsprechend dem Format des DPCH-Signals multiplext.
Zur Durchführung von Schritt 312 kann die Multiplikationseinheit 322 ant Multiplier 340, 342, 344, ... und 346 aufweisen. Jeder Multiplier 340, 342, 344, ... und 346 multipliziert das Ergebnis des Multiplexvorgangs von der Multiplexeinheit 321 mit den entsprechenden Gewichten w₀ ~ w_ant, die von der ersten Gewichtsextraktionseinheit 328 ausgegeben sind und gibt die erhaltenen Produkte an die Additionseinheit 324.
Nach Schritt 312 addiert die Additionseinheit 324 die PICH-Signale P₁(k), P₂(k), P₃(k), ... und P_ant(k) zu den entsprechenden Produkten, die von der Multiplikationseinheit 322 eingegeben sind und gibt die Ergebnisse der Additionen an die Gruppenantenne 326 (Schritt 314). Hier kann das PICH-Signal P_i(k), wobei 1 ≤ i ≤ ant, ein CPICH-Signal (Common Pilot CHannel) sein, ein DCPICH-Signal (Dedicate Common Pilot Channel) oder ein sekundäres SCPICH-Signal (Secondary Common Pilot Channel). Zur Durchführung von Schritt 314 kann die Additionseinheit 324 ant Addierer 360, 362, 364, ... und 366 aufweisen. Die Addierer 360, 362, 364, ... und 366 addieren die von den Multipliern 340, 342, 344, ... und 346 der Multiplikationseinheit 322 ausgegebenen Produkte zu entsprechenden PICH-Signalen P₁(k), P₂(k), P₃(k), ... und P_ant(k) und geben die Ergebnisse der Additionen an die Gruppenantenne 326.
Die Gruppenantenne 326 dient zum Übertragen der Ergebnisse der Additionen, die von der Additionseinheit 324 ausgegeben sind, an die erste Mobilstation 20, die zweite Mobilstation 22, ... oder die X-te Mobilstation 24. Zu diesem Zweck umfasst die Gruppenantenne 326 ant Antennen 380, 382, 384 und 386. Jede Antenne 380, 382, 384 und 386 überträgt die Ergebnisse der Additionen von den jeweiligen Addierern 360, 362, 364, ... und 366 zu den jeweiligen Mobilstationen 20, 22, ... und 24.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform 328A gemäß der vorliegenden Erfindung für die in 16 gezeigte erste Gewichtsextraktionseinheit 328 bezüglich ihrer Struktur und Funktionsweise mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben. Ebenso wird eine Ausführungsform 310A für den Schritt zum Extrahieren von Gewichten durch die erste Gewichtsextraktionseinheit 328 gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
17 ist ein Fließbild, das die Ausführungsform 328A für Schritt 310 von 15 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Ausführungsform 310A beinhaltet Wiederherstellen der Langzeitinformation und Kurzzeitinformation (Schritt 400) und Ermitteln einer Mehrzahl von Gewichten unter Verwendung der wiederhergestellten Langzeitinformation und Kurzzeitinformation (Schritte 402 und 404).
18 ist ein Blockdiagramm der Ausführungsform 328A der ersten Gewichtsextraktionseinheit 328 von 16 gemäß der vorliegenden Erfindung, die einen ersten Informationswiederherstellungsteil 420, einen zweiten Koeffizientenspeicherteil 422 und einen zweiten Basisvektorkombinationsteil 424 aufweist.
Der in 18 gezeigte erste Informationswiederherstellungsteil 420 stellt die Langzeitinformation und Kurzzeitinformation aus dem Feedbacksignal, das durch den Eingangsport IN3 von der Gruppenantenne 326 eingegeben ist, wieder her und gibt die wiederhergestellte Langzeitinformation mit den effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB und die Zahl der Strahlen N_B, die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, das Modussignal Mode und die Zahl der Strahlen N_B, oder die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, das Modussignal Mode, die Eigenwerte λ₁ ~ λ_ant und die Zahl der Strahlen N_B, und die wiederhergestellte Kurzzeitinformation b aus (Schritt 400). Zu diesem Zweck kann als Beispiel der erste Informationswiederherstellungsteil 420 einen Zeitdivisionsdemultiplexteil (nicht gezeigt), einen Langzeitinformationsdeformatierteil für die Basisstation (BS) (nicht gezeigt), und einen BS-Kurzzeitinformationsdeformatierteil (nicht gezeigt), die inverse Vorgänge der MS-Signalkonversionseinheit 68 wie in 4 gezeigt durchführen. Insbesondere der Zeitdivisiondemultiplexteil führt Demultiplex des eingegebenen Feedbacksignals durch und gibt das Ergebnis des Demultiplexvorgangs an den BS-Langzeitinformationsdeformatierteil und den BS-Kurzzeitinformationsdeformatierteil. Der BS-Langzeitinformationsdeformatierteil deformatiert das Ergebnis des Zeitdivisionsdemultiplex und gibt das deformatierte Ergebnis als wiederhergestellte Langzeitinformation aus. Der BS-Kurzzeitinformationsdeformatierteil deformatiert das Ergebnis des Zeitdivisionsdemultiplex und gibt das deformatierte Ergebnis als wiederhergestellte Kurzzeitinformation aus.
Nach Schritt 400 wählt der zweite Koeffizientenspeicherteil 422 eine entsprechende Tabelle gemäß der Zahl der Strahlen N_B und dem Modussignal Mode, die in der Langzeitinformation enthalten sind, extrahiert Koeffizienten aus der ausgewählten Tabelle gemäß der Kurzzeitinformation b und überträgt die extrahierten Koeffizienten an den zweiten Basisvektorkombinationsteil 424 (Schritt 402).
Wenn die Langzeitinformation auch ein Modussignal Mode enthält, kann der zweite Koeffizientenspeicherteil 422 unter den gespeicherten Tabellen eine Gruppe von Tabellen auswählen, die dem Kombinationsmodus gemäß dem Modussignal Mode entsprechen und dann in der ausgewählte Gruppe von Tabellen eine Tabelle auswählen, die der Zahl der Strahlen N_B entspricht, die entsprechenden Koeffizienten aus der ausgewählten Tabelle gemäß der Kurzzeitinformation b extrahieren und die extrahierten Koeffizienten an den zweiten Basisvektorkombinationsteil 424 ausgeben. Hier speichert der zweite Koeffizientenspeicherteil 422 zuvor die Tabellen, deren jede unterschiedliche Koeffizienten der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB mit Indices aufweist, gemäß den Kombinationsmoden und der Zahl der Strahlen N_B.
Wenn jedoch die Langzeitinformation kein Modussignal Mode enthält, kann der zweite Koeffizientenspeicherteil 422 eine entsprechende Tabelle gemäß der Zahl der Strahlen N_B, die in der Langzeitinformation vorhanden ist, auswählen, die entsprechenden Koeffizienten aus der ausgewählten Tabelle gemäß der Kurzzeitinformation b extrahieren und die extrahierten Koeffizienten an den zweiten Basisvektorkombinationsteil 424 ausgeben. Hier speichert der zweite Koeffizientenspeicherteil 422 zuvor die Tabellen, deren jede unterschiedliche Koeffizienten der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB mit Indices aufweist, gemäß der Zahl der Strahlen N_B.
Tatsächlich speichert der zweite Koeffizientenspeicherteil 422 die selben Tabellen wie sie in der in 4 gezeigten ersten Koeffizientenspeichereinheit 70 gespeichert sind.
In einer alternativen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung kombiniert nach Schritt 402, der zweite Basisvektorkombinationsteil 424 die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die in der Langzeitinformation enthalten sind, unter Verwendung der vom zweiten Koeffizientenspeicherteil 422 eingegebenen Koeffizienten und gibt die erhaltenen Kombinationen als Mehrzahl von Gewichten w₁, w₂, w₃, ... und w_ant an die Multiplikationseinheit 322 (Schritt 404). Hier wird durch Bezeichnen eines der Gewichte w₁, w₂, w₃, ... und w_ant als w_j (1 ≤ j ≤ ant), das Gewicht w_j wie in der Formel (10) unten ausgedrückt:
In einer anderen Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung kombiniert nach Schritt 402, der zweite Basisvektorkombinationsteil 424 die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die in der Langzeitinformation enthalten sind, unter Verwendung der von der zweiten Koeffizientenspeicherteil 422 eingegebenen Koeffizienten und der Eigenwerte λ₁ ~ λ_ant, die vom ersten Informationswiederherstellungsteil 420 eingegeben sind, und gibt die erhaltenen Kombinationen als eine Mehrzahl von Gewichten w₁, w₂, w₃, ... und w_ant an die Multiplikationseinheit 322 (Schritt 404). Hier wird durch Bezeichnen eines der Gewichte w₁, w₂, w₃, ... und w_ant als w₀ (1 ≤ 0 ≤ ant), das Gewicht w₀ wie in der Formel (11) unten ausgedrückt:
wo β_i ein Wert proportional dem Eigenwert λ_i des i-ten effektiven Basisvektors ist. Zum Beispiel kann β_i wie in Formel (12) unten ausgedrückt werden:
Zum Ermitteln der als Formel (11) oben ausgedrückten Gewichte bringt in Schritt 42 von 3 zum Bestimmen der Langzeitinformation, die MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 von 4 die Eigenwerte λ₁ ~ λ_ant, die von der Kanalabwärtscharakteristik H_DL des Zeitraumkanals erzeugt sind, die von der MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62 eingegeben ist, in die Langzeitinformation ein und gibt die Langzeitinformation mit den erzeugen Eigenwerten λ₁ ~ λ_ant an die MS-Signalkonversionseinheit 68. Zu diesem Zweck gibt der in 6 gezeigte Eigenanalyseteil 120 die Eigenwerte λ₁ ~ λ_ant aus, die von der Kanalabwärtscharakteristik H_DL erzeugt sind, die von der Kanalcharak teristikbestimmungseinheit 62 eingegeben ist, durch eine Eigenanalysetechnik an die MS-Signalkonversionseinheit 68 sowie den Strahlzahlberechnungsteil 124 in Schritt 100 von 5. Dementsprechend weist die vom ersten Informationswiederherstellungsteil 420 von 18 wiederhergestellte Langzeitinformation die Eigenwerte λ₁ ~ λ_ant auf.
Ein herkömmliches Mobilkommunikationssystem verwendet keine Basisvektoren, die an die Zeitraumkanalcharakteristik angepasst sind. Im Gegensatz dazu erzeugt das mobile Kommunikationsgerät und Verfahren unter Verwendung einer Gruppenantenne gemäß der vorliegenden Erfindung Gewichte unter Verwendung des Auswahlkombinationsmodus in einer Makrokanalbedingung, die durch Fading signifikant beeinflusst wird, mit einer geringen Winkelspreizung, und unter Verwendung des Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus in einer Mikro- oder Picokanalbedingung, wo beträchtliche Interferenz und Rauschen vorliegen, mit einer hohen Winkelspreizung. Alternativ kann die vorliegende Erfindung Gewichte unter Verwendung eines speziellen Kombinationsmodus ungeachtet der Kanalbedingungen, der Makro- oder Mikrokanalbedingungen erzeugen. Zum Extrahieren der in einer Mobilstation erzeugten Gewichte in der Basisstation werden die Langzeitinformation und Kurzzeitinformation zur Basisstation übertragen. Dementsprechend werden Kanalcharakteristikvariationen aufgrund von Fading, Interferenz und Rauschen in der Mobilstation bemerkt und die bemerkten Ergebnisse werden in einem minimalen Umfang in die Langzeitinformation und Kurzzeitinformation konvertiert und das konvertierte Ergebnis zur Basisstation übertragen. Dies gewährleistet eine optimale Kommunikationsbedingung.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Basisstation 10 anstelle jeder Mobilstation 20, 22 und 24 mit der in 4 gezeigten MS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 64 versehen sein. Nachfolgend werden Ausführungsformen des mobilen Kommunikationsgeräts mit der Gruppenantenne gemäß der vorliegenden Erfindung, wo die Basisstation anstelle einer Mobilstation die Langzeitinformation bestimmt, bezüglich Struktur und Funktion mit Bezug zu den bei gefügten Zeichnungen beschrieben. Ebenso wird das mobile Kommunikationsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, das in diesen Ausführungsformen durchgeführt wird, beschrieben.
19 ist ein Fließbild, das eine weitere Ausführungsform des mobilen Kommunikationsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, das im in 1 gezeigten mobilen Kommunikationsgerät durchgeführt wird. Die Ausführungsform von 19 beinhaltet jeweils erste, zweite, ... und X-te Mobilstationen 20, 22, ... und 24, die ein Feedbacksignal erhalten, das nur die Kurzzeitinformation enthält, von der Kanalabwärtscharakteristik H_DL für jede Antenne (Schritt 450) und die Basisstation 10 die Gewichte aus der Langzeitinformation extrahiert, die unter Verwendung einer Kanalaufwärtscharakteristik H_UL für jede Antenne bestimmt ist und die Kurzzeitinformation, die aus dem Feedbacksignal wiederhergestellt ist (Schritt 452).
Beim mobilen Kommunikationsverfahren unter Verwendung der Gruppenantenne gemäß der vorliegenden Erfindung, bestimmt jede erste, zweite, ... und X-te Mobilstationen 20, 22, ... und 24 zunächst die Kanalabwärtscharakteristik H_DL für jede Antenne aus einem von der Basisstation 10 übertragenen Signal, bestimmt die Kurzzeitinformation ausgehend von den Korrelationscharakteristiken von Kanälen unter Verwendung der bestimmten Kanalabwärtscharakteristik H_DL für jede Antenne, konvertiert die bestimmte Kurzzeitinformation in ein Feedbacksignal und überträgt des konvertierte Feedbacksignal an die Basisstation 10 (Schritt 450). Nachfolgend wird eine Ausführungsform für Schritt 450 gemäß der vorliegenden Erfindung und die Struktur und Funktionsweise einer Mobilstation, die diese Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführt, beschrieben.
20 ist ein Fließbild, das eine Ausführungsform 450A für Schritt 450 von 19 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Ausführungsform 450A beinhaltet Bestimmen der Kanalabwärtscharakteristik (Schritt 460), Bestimmen der Kurzzeitinformation (Schritt 462) und Konvertieren der Kurzzeitinformation in ein Feedbacksignal (Schritt 464).
21 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der ersten, zweiten, ... oder X-ten Mobilstation 20, 22, ... oder 24 gemäß der vorliegenden Erfindung, die die in 20 gezeigte Ausführungsform 450A durchführt. Die Mobilstation von 21 beinhaltet eine Antenne 60, eine MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62, eine zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480, eine MS-Signalkonversionseinheit 482 und eine dritte Koeffizientenspeichereinheit 484.
Die in 21 gezeigte Antenne 60 und die MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62 führen die selben Funktionen aus wie sie in 4 gezeigt sind.
Zur Durchführung von Schritt 450 von 19 empfängt die MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62 zunächst durch die Antenne 60 ein Signal, das von der Basisstation 10 übertragen ist, bestimmt die Kanalabwärtscharakteristik H_DL für jede Antenne in Raum-Zeitstruktur aus dem empfangenen Signal und gibt die bestimmte Kanalabwärtscharakteristik H_DL an die zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480 (Schritt 460).
Nach Schritt 460 werden Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1 durch Kombinieren von Identitätsbasisvektoren mit den entsprechenden Koeffizienten der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB berechnet, die in einer vorbestimmten Tabelle gespeichert sind, die die Koeffizienten der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB mit Indices aufweist, und ein Index b, der zur maximalen Empfangsstärke führt, wird als die Kurzzeitinformation unter Verwendung der Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1 und der Kanalabwärtscharakteristik H_DL bestimmt (Schritt 462). Hier ist eine N_B × N_B Identitätsmatrix I_NB×NB bestehend aus den Identitätsbasisvektoren wie in Formel (13) unten ausgedrückt:
Zur Durchführung von Schritt 462 weist die in 21 gezeigte Mobilstation eine zweite Kurzinformationsbestimmungseinheit 480 und eine dritte Koeffizientenspeichereinheit 484 auf. Die dritte Koeffizientenspeichereinheit 484 bestimmt die Tabellen vor und speichert sie, deren jede die Koeffizienten der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB mit Indices aufweist und gibt die Koeffizienten der gespeicherten Tabelle an die zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480. Die zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480 berechnet die Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1 durch Kombinieren der gegebenen Identitätsbasisvektoren mit den Koeffizienten, die von der dritten Koeffizientenspeichereinheit 484 eingegeben sind, ermittelt einen Index b, der zur maximalen Empfangsstärke führt unter Verwendung der Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1 und der Kanalabwärtscharakteristik H_DL und gibt den gefundenen Index b als die Kurzzeitinformation an die MS-Signalkonversionseinheit 482.
Nach Schritt 462 konvertiert die MS-Signalkonversionseinheit 482 die bestimmte Kurzzeitinformation b, die von der zweiten Kurzzeitinformationseinheit 480 eingegeben ist, in ein Feedbacksignal und überträgt das konvertierte Feedbacksignal durch die Antenne 60 zur Basisstation 10 (Schritt 464). Zu diesem Zweck kann die MS-Signalkonversionseinheit 482 zum Beispiel mit dem in 4 gezeigten MS-Kurzzeitinformationsformatierteil 80 implementiert sein. Ein MS-Kurzzeitinformationsformatierteil (nicht gezeigt) der MS-Signalkonversionseinheit 482 formatiert die Kurzzeitinformation b, die von der zweiten Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480 eingegeben ist, und gibt das formatierte Ergebnis an die Antenne 60.
Nach Schritt 450 von 19 bestimmt die Basisstation 10 die Kanalaufwärtscharakteristik H_UL für jede Antenne unter Verwendung des Feedbacksignals, das von der in 21 gezeigten Mobilstation 20, 22, oder 24 übertragen ist, und extrahiert eine Mehrzahl von Gewichten unter Verwendung der Langzeitinformation, die ausgehend von der Kanalaufwärtscharakteristik H_UL bestimmt ist und die Kurzzeitinformation b, die aus dem empfangenen Feedbacksignal wiederhergestellt ist. Dann multipliziert die Basisstation 10 auch ein Multiplex-DPCH-Signal mit den entsprechenden Gewichten, addiert Basispilotsignale u₁(k), u₂(k), ... und u_ant(k), die unter Verwendung von N_B Pilotkanalsignalen P_i(k), wo 1 ≤ i ≤ N_B, und der Langzeitinformation erhalten sind, zu den entsprechenden Produkten und überträgt die Ergebnisse der Additionen durch die Gruppenantenne zur Mobilstation 20, 22, ... oder 24 (Schritt 452). Hier ist die Mehrzahl von Gewichten gleich einem Gewichtsvektor w_b entsprechend dem Index b, der von der zweiten Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480 bestimmt ist.
Eine Ausführungsform für Schritt 452 von 19 gemäß der vorliegenden Erfindung und die Struktur und Funktionsweise einer Basisstation gemäß der vorliegenden Erfindung, die die Ausführungsform durchführen, werden beschrieben.
22 ist ein Fließbild, das eine Ausführungsform für Schritt 452 von 19 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Ausführungsform von 22 beinhaltet Extrahieren einer Mehrzahl von Gewichten (Schritte 500 und 502) und Multiplizieren eines Multiplex-DPCH-Signals mit den entsprechenden Gewichten und Addieren von Basispilotsignalen u₁(k), u₂(k), ... und u_ant(k) zu den entsprechenden Produkten (Schritte 504 bis 520). Schritt 512 von 22, der nicht in der Ausführungsform für Schritt 452 enthalten ist, wird später beschrieben.
23 ist ein Blockdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform einer Basisstation gemäß der vorliegenden Erfindung, die die Ausführungsform (Schritte 500 bis 510) von 22 für Schritt 452 durchführt. Die bevorzugte Ausführungsform der in 23 gezeigten Basisstation beinhaltet eine Multiplexeinheit 321, eine Multiplikationseinheit 532, eine Additionseinheit 534, eine Gruppenantenne 536, eine Basispilotsignalerzeugungseinheit 538, eine zweite Gewichtsextraktionseinheit 540 und eine BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542.
Die in 23 gezeigte BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 bestimmt die Kanalaufwärtscharakteristik H_UL für jede Antenne unter Verwendung eines von der in 21 gezeigten Mobilstation übertragenen Signals, bestimmt die Langzeitinformation unter Verwendung der bestimmten Kanalaufwärtscharakteristik H_UL und gibt die bestimmte Langzeitinformation an die zweite Gewichtsextraktionseinheit 540 und einen Ausgangsport OUT1 (Schritt 500).
Nach Schritt 500 stellt die zweite Gewichtsextraktionseinheit 540 die Kurzzeitinformation b aus dem durch die Gruppenantenne 536 empfangenen Feedbacksignal wieder her und extrahiert eine Mehrzahl von Gewichten unter Verwendung der wiederhergestellten Kurzzeitinformation b und der Langzeitinformation, die von der BS-Langzeitinformationsbestimmungsseinheit 542 bestimmt ist (Schritt 502).
In Schritt 502 führt die in 23 gezeigte Multiplexeinheit 321 die selbe Funktion aus wie die, die in 16 gezeigt ist. Das heißt, die Multiplexeinheit 321 von 23 multiplext ein DPCH-Signal und gibt des Multiplexergebnis an die Multiplikationseinheit 532 (Schritt 504). Zu diesem Zweck kann die Multiplexeinheit 321 mit einem Multiplier 320 implementiert sein, der das DPCH-Signal mit einem SPREAD/SCRAMBLE-Signal multipliziert, das durch einen Eingangsport IN3 eingegeben ist und gibt das Produkt an die Multiplikationseinheit 532. Im Gegensatz zur Darstellung von 22 kann Schritt 504 gleichzeitig mit den Schritten 500 und 502 durchgeführt werden.
Nach Schritt 504 multipliziert die Multiplikationseinheit 532 das Ergebnis des Multiplexvorgangs, das von der Multiplexeinheit 321 ausgegeben ist, mit den entsprechenden Gewichten w₁, w₂, ... und w_ant, die von der zweiten Gewichtsextraktionseinheit 540 eingegeben sind, und gibt die Produkte zur Additionseinheit 534 (Schritt 506). Zu diesem Zweck kann die Multiplikationseinheit 532, wie die in 16 gezeigte Multiplikationseinheit 322, eine Mehrzahl von Multipliern 550, 552, 554, .. und 556 aufweisen. In diesem Fall multiplizieren die Multiplier 550, 552, 554, ... und 556 das Ergebnis des Multiplexvorgangs, das von der Multiplexeinheit 321 ausgegeben ist, mit den entsprechenden Gewichten w₁, w₂, ... und w_ant und gibt die Produkte zur Additionseinheit 534.
Die Basispilotsignalerzeugungseinheit 538 erzeugt die Basispilotsignale u₁(k), u₂(k), ... und u_ant(k) unter Verwendung der Pilotkanalsignale P₁(k), P₂(k), ... und P_ant(k) und der Langzeitinformation, die durch die BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 bestimmt und durch einen Eingangsport IN4 eingegeben ist, und gibt die erzeugten Basispilotsignale u₁(k), u₂(k), ... und u_ant(k) zur Additionseinheit 534 (Schritt 508). Im Gegensatz zur Darstellung in 22 kann Schritt 508 während der Zeit der Durchführung der Schritte 502 bis 506 durchgeführt werden.
Nach Schritt 508 addiert die Additionseinheit 534 die Basispilotsignale u₁(k), u₂(k), ... und u_ant(k), die von der Basispilotsignalerzeugungseinheit 538 eingegeben sind, zu den entsprechenden Produkten, die von der Multiplikationseinheit 532 eingegeben sind und gibt die Ergebnisse der Additionen an die Gruppenantenne 536 (Schritt 510). Zu diesem Zweck kann die Additionseinheit 534 Addierer 560, 562, 564, ... und 566 aufweisen. Die Addierer 560, 562, 564, ... und 566 addieren die von den Multipliern 550, 552, 554, ... und 556 der Multiplikationseinheit 532 eingegebenen Produkte zu den entsprechenden Basispilotsignalen u₁(k), u₂(k), ... und u_ant(k) und geben die Ergebnisse der Additionen an die Gruppenantenne 536. Die Ergebnisse der Additionen von der Additionseinheit 534 werden durch die Gruppenantenne 536 zu der in 21 gezeigten Mobilstation übertragen. Zu diesem Zweck weist die Gruppenantenne 536 ant Antennen 570, 572, 574, ... und 576 auf. Die Antennen 570, 572, 574, ... und 576 übertragen die Ergebnisse der Additionen von den Addierern 560, 562, 564, ... und 566 der Additionseinheit 534 jeweils zu der in 21 gezeigten Mobilstation. Die Gruppenantenne 536 empfängt auch das von der Mobilstation von 21 übertragene Signal und gibt das empfangene Signal an die zweite Gewichtsextraktionseinheit 540 und die BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542.
Obwohl die Ausführungsformen des mobilen Kommunikationsverfahrens und des Geräts gemäß der vorliegenden Erfindung wie in den 19 bis 23 dargestellt, keine an der Basisstation bestimmte Langzeitinformation an die Mobilstation übertragen, kann die an der Basisstation bestimmte Langzeitinformation, zum Beispiel das Modussignal Mode und die Anzahl Strahlen N_B, an die Mobilstation gemäß der vorliegenden Erfindung übertragen werden. Ausführungsformen des mobilen Kommunikationsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die an der Basisstation bestimmte Langzeitinformation zur Mobilstation übertragen wird und die Struktur und Funktionsweise des mobilen Kommunikationsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung, das diese Ausführungsformen durchführt, werden mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
24 ist ein Fließbild, das noch eine andere Ausführungsform des mobilen Kommunikationsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt, das im in 1 gezeigten mobilen Kommunikationsgerät durchgeführt wird. Die Ausführungsform von 24 beinhaltet Ermitteln eines Feedbacksignals, das die Kurzzeitinformation enthält, die unter Verwendung der wiederhergestellten Langzeitinformation und der Kanalabwärtscharakteristik H_DL bestimmt ist (Schritt 600), und Extrahieren einer Mehrzahl von Gewichten unter Verwendung der aus der Kanalaufwärtscharakteristik H_UL für jede Antenne bestimmten Langzeitinformation und der aus dem Feedbacksignal wiederhergestellten Kurzzeitinformation und Übertragen der bestimmten Langzeitinformation an die Mobilstation (Schritt 602).
Das in 24 dargestellte mobile Kommunikationsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist das gleiche wie das in 19 dargestellte mobile Kommunikationsverfahren, mit der Ausnahme, dass die Langzeitinformation, die aus dem von der Basisstation 10 übertragenen Signal wiederhergestellt ist, sowie die Kanalabwärtscharakteristik H_DL für jede Antenne zum Bestimmen der Kurzzeitinformation verwendet werden und die Basisstation 10 die bestimmte Langzeitinformation in ein Funksignal konvertiert und das Funksignal an die erste, zweite, ... oder X-te Basisstation 20, 22, ... oder 24 überträgt. Zum Beispiel bestimmt die erste, zweite, ... oder X-te Basisstation 20, 22, ... oder 24 die Kanalabwärtscharakteristik H_DL für jede Antenne unter Verwendung des Signals, das von der Basisstation 10 übertragen ist, stellt die Langzeitinformation aus dem von der Basisstation 10 übertragenen Signal wieder her, bestimmt die Kurzzeitinformation ausgehend von der Kanalabwärtscharakteristik H_DL unter Verwendung der wiederhergestellten Langzeitinformation und der Kanalabwärtscharakteristik H_DL, konvertiert die bestimmte Kurzzeitinformation in ein Feedbacksignal und überträgt das konvertierte Feedbacksignal zur Basisstation 10 (Schritt 600). Eine Ausführungsform für Schritt 600 gemäß der vorliegenden Erfindung und die Struktur und Funktionsweise einer Mobilstation, die diese Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung durchführt, wird unten beschrieben.
25 ist ein Fließbild, das eine Ausführungsform 600A für Schritt 600 von 24 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Diese Ausführungsform 600A beinhaltet Bestimmen der Kanalabwärtscharakteristik H_DL und Wiederherstellen der Langzeitinformation (Schritt 610) und Übertragen der Kurzzeitinformation, die unter Verwendung der wiederhergestellten Langzeitinformation und der Kanalabwärtscharakteristik H_DL bestimmt ist (Schritte 612 bis 614).
26 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Mobilstation gemäß der vorliegenden Erfindung, die die in 25 gezeigte Ausführungsform 600A durchführt. Die Mobilstation von 26 weist eine Antenne 60, eine MS-Kanal charakteristikbestimmungseinheit 62, eine zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480, eine MS-Signalkonversionseinheit 482, eine vierte Koeffizientenspeichereinheit 620 und eine zweite Informationswiederherstellungseinheit 622 auf. Die Antenne 60, die MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62, die zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480 und die MS-Signalkonversionseinheit 482 wie in 26 gezeigt, führen die selben Funktionen aus wie die von 21.
Die in 26 gezeigte Antenne 60 empfängt ein Signal, das von der Basisstation 10 übertragen ist und die MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62 bestimmt die Kanalabwärtscharakteristik H_DL für jede Antenne in einer Raumzeitstruktur unter Verwendung des durch die Antenne 60 empfangenen Signals und gibt die Kanalabwärtscharakteristik H_DL an die zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480. Die zweite Informationswiederherstellungseinheit 622 stellt die Langzeitinformation aus dem durch die Antenne 60 empfangen Signal wieder her und gibt die wiederhergestellte Langzeitinformation an die vierte Koeffizientenspeichereinheit 620 (Schritt 610). Hier kann die wiederhergestellte Langzeitinformation die Anzahl Strahlen N_B und/oder das Modussignal Mode aufweisen.
Nach Schritt 610 werden Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1 berechnet durch Kombinieren von Identitätsbasisvektoren mit Koeffizienten einer Tabelle, die der wiederhergestellten Langzeitinformation entsprechen, aus einer Anzahl von Tabellen, deren jede Koeffizienten der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB mit Indices aufweist und die zuvor mit Langzeitinformation gespeichert sind. Dann wird ein Index b, der zur maximalen Empfangsstärke führt, als Kurzzeitinformation unter Verwendung der Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1 und der Kanalabwärtscharakteristik H_DL bestimmt (Schritt 612). Zu diesem Zweck bestimmt die vierte Koeffizientenspeichereinheit 620 eine Anzahl von Tabellen vor und speichert sie, deren jede Koeffizienten der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB mit Indices der Langzeitinformation aufweist, zum Beispiel entsprechend der unterschiedlichen Anzahl Strahlen N_B und/oder der Kombinationsmoden, wählt eine Tabelle für die Langzeitinformation aus, die von der zweiten Informationswiederherstellungseinheit 622 eingegeben ist, aus den gespeicherten Tabellen und gibt die Koeffizienten der ausgewählten Tabelle an die zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480. Wie die in 21 gezeigte zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480, berechnet die zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480 von 26 die Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1 durch Kombinieren gegebener Identitätsbasisvektoren mit den Koeffizienten, die von der vierten Koeffizientenspeichereinheit 620 eingegeben sind, bestimmt einen Index b, der zur maximalen Empfangsstärke führt unter Verwendung der Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1 und der Kanalabwärtscharakteristik H_DL, und gibt den bestimmten Index b als die Kurzzeitinformation an die MS-Signalkonversionseinheit 482.
Wie die in 21 gezeigte MS-Signalkonversionseinheit 482 konvertiert die MS-Signalkonversionseinheit 482 von 26 die bestimmte Kurzzeitinformation in ein Feedbacksignal und überträgt das Feedbacksignal durch die Antenne 60 (Schritt 614).
Es wird die Zeittaktung zur Durchführung jedes Schritts in der in 20 oder 25 dargestellten Ausführungsform beschrieben. Wenn Schritt 460 oder 610 für den X-ten Zeitschlitz eines MS-Abwärtsrahmens durchgeführt wird, um die Kanalabwärtscharakteristik H_DL zu bestimmen, wird Schritt 462 oder 612 für irgendeine Zeitspanne im (x + 1)-ten Zeitschlitz des MS-Abwärtsrahmens durchgeführt, um die Kurzzeitinformation b zu erzeugen. Sobald die Kurzzeitinformation b im (x + 1)-ten Zeitschlitz des MS-Abwärtsrahmens erzeugt ist, gefolgt von Schritt 464 oder 614, so dass des konvertierte Feedbacksignal die Basisstation 10 erreicht, bevor der (x + 2)-te Zeitschlitz eines BS-Abwärtsrahmens beginnt.
Nach Schritt 600 von 24 bestimmt die Basisstation 10 die Kanalaufwärtscharakteristik H_UL für jede Antenne unter Verwendung des von der Mobilstation 20, 22, ... oder 24 von 26 übertragenen Signals und extrahiert eine Mehrzahl von Gewichten unter Verwendung der Langzeitinformation, die unter Verwendung der Kanalaufwärtscharakteristik H_UL bestimmt ist und die Kurzzeitin formation b, die aus dem empfangenen Feedbacksignal wiederhergestellt ist. Dann multipliziert die Basisstation 10 ein Multiplex-DPCH-Signal mit den entsprechenden Gewichten und addiert die Basispilotsignale u₁(k), u₂(k), ... und u_ant(k), die unter Verwendung von N_B Pilotkanalsignalen P_i(k) und der Langzeitinformation ermittelt sind, zu den entsprechenden Produkten und überträgt die Ergebnisse der Additionen durch die Gruppenantenne zur Mobilstation 20, 22, ... oder 24. Hier konvertiert die Basisstation 10 die bestimmte Langzeitinformation in ein Funksignal und überträgt das Funksignal an die Mobilstation (Schritt 602).
Eine Ausführungsform für Schritt 602 von 24 gemäß der vorliegenden Erfindung und die Struktur und Funktionsweise einer Basisstation, die diese Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung durchführt, wird unten beschrieben.
27 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Basisstation gemäß der vorliegenden Erfindung, die eine Ausführungsform (Schritte 500 bis 512 von 22) des in 24 gezeigten Schritt 602 durchführt. Die Basisstation von 27 beinhaltet eine Multiplexeinheit 321, eine Multiplikationseinheit 532, eine Additionseinheit 534, eine Gruppenantenne 536, eine Basispilotsignalerzeugungseinheit 538, eine dritte Gewichtsextraktionseinheit 640, eine BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 und eine BS-Signalkonversionseinheit 642.
Die in 27 gezeigte Basisstation funktioniert auf die selbe Weise mit der selben Struktur wie die in 23 gezeigte Basisstation, mit der Ausnahme, dass die Basisstation von 27 ferner die BS-Signalkonversionseinheit 642 aufweist, und die dritte Gewichtsextraktionseinheit 640 funktioniert anders als die zweite Gewichtsextraktionseinheit 540. Deshalb werden Beschreibungen der selben Strukturen und Funktionen hier nicht angeführt. Wenn die Mobilstation wie in 25 funktioniert und mit der Struktur von 26 implementiert ist, führt die Basisstation die Schritte 500 bis 512 von 22 aus. Die Schritte 500 bis 510 von 22 bilden eine Ausführungsform von Schritt 452 von 19 und die Schritte 500 bis 512 von 22 bilden eine Ausführungsform von Schritt 602 von 24.
Nach Schritt 510 von 22 konvertiert die BS-Signalkonversionseinheit 642 von 27 von der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 bestimmte Langzeitinformation in ein Funksignal und überträgt das Funksignal durch die Gruppenantenne 536 zur Mobilstation von 26 (Schritt 512). Hier kann die BS-Signalkonversionseinheit 642 mit einem BS-Langzeitinformationsformatierteil (nicht gezeigt) implementiert sein. Der BS-Langzeitinformationsformatierteil formatiert die von der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 eingegebene Langzeitinformation und gibt das formatierte Ergebnis durch einen Ausgangsport OUT2 an die Gruppenantenne 536. Die Gruppenantenne 536 überträgt das formatierte Ergebnis, das vom BS-Langzeitinformationsformatierteil ausgegeben ist, zur in 26 gezeigten Mobilstation.
Die in 23 gezeigte zweite Gewichtsextraktionseinheit 540 empfängt die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB und/oder die Eigenwerte λ₁ ~ λ_ant als die Langzeitinformation von der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542, während die in 27 gezeigte dritte Gewichtsextraktionseinheit 640 die Anzahl an Strahlen N_B und/oder das Modussignal Mode sowie die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB und/oder die Eigenwerte λ₁ ~ λ_ant als die Langzeitinformation empfängt. Mit Ausnahme dieses Unterschieds führt die dritte Gewichtsextraktionseinheit 640 die selbe Funktion aus wie die zweite Gewichtsextraktionseinheit 540. Insbesondere stellt die dritte Gewichtsextraktionseinheit 640 die Kurzzeitinformation aus dem Feedbacksignal wieder her, das durch die Gruppenantenne 536 empfangen ist, extrahiert eine Mehrzahl von Gewichten w₁, w₂, ... und w_ant unter Verwendung der wiederhergestellten Kurzzeitinformation und der Langzeitinformation, die von der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 bestimmt ist, und gibt die extrahierten Gewichte w₁, w₂, ... und w_ant an die Multiplikationseinheit 532.
Eine Ausführungsform der zweiten Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480 von 21 oder 26 gemäß der vorliegenden Erfindung wird bezüglich Struktur und Funktionsweise mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben.
28 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der in 21 oder 26 gezeigten zweiten Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit von 28 weist einen dritten Basisvektorkombinationsteil 660, einen Empfangsenergieberechnungsteil 662 und einen Maximalenergieermittlungsteil 664 auf.
Der Empfangsenergieberechnungsteil 662 und der Maximalenergieermittlungsteil 664, die in 28 gezeigt sind, führen die selben Funktionen aus wie der Empfangsenergieberechnungsteil 282 und der Maximalenergieermittlungsteil 284, die in 14 gezeigt sind, und daher werden keine Beschreibungen hierzu angegeben. Der dritte Basisvektorkombinationsteil 660 führt die selbe Funktion aus wie der erste Basisvektorbestimmungsteil 280 von 14, mit der Ausnahme, dass der dritte Basisvektorkombinationsteil 660 Identitätsbasisvektoren anstelle von effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB empfängt. Die zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit von 28 führt die Funktion der in 13 dargestellten Ausführungsform 44A aus.
Zum Beispiel kombiniert der in 28 gezeigte dritte Basisvektorkombinationsteil 660 N_B Identitätsbasisvektoren wie in Formel (14) unten ausgedrückt unter Verwendung der durch einen Eingangsteil IN6 von der dritten Koeffizientenspeichereinheit 484 von 21 oder der vierten Koeffizientenspeichereinheit 620 von 26 eingegebenen Koeffizienten und gibt die erhaltenen Kombinationen als Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1 an den Empfangsstärkenberechnungsteil 662 (Schritt 260 von 13).
In der obigen Formel (14) weist jeder Identitätsbasisvektor N_B Komponenten auf.
Nach Schritt 260 multipliziert der Empfangsenergieberechnungsteil 662 die jeweiligen Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1, die vom dritten Basisvektorkombinationsteil 660 eingegeben sind, mit der Kanalabwärtscharakteristik H_DL, die vom MS-Kanalcharakteristikbestimmungssteil 62 von 21 oder 26 eingegeben ist, berechnet das Normquadrat der jeweiligen Produkte, so dass die Empfangsenergiewerte erhalten werden und gibt die erhaltenen Empfangsenergiewerte an den Maximalenergieermittlungsteil 664 (Schritt 262 von 13). Der Empfangsenergieermittlungsteil 662 von 28 kann mit B' Empfangsenergiekalkulatoren 290, 292, ... und 294 implementiert sein, wie es in 14 gezeigt ist. Alternativ kann der Empfangsenergieermittlungsteil 662 unter Verwendung der Formel (15) unten implementiert sein:
Eine Ausführungsform des Empfangsenergieberechnungsteils 662 gemäß der vorliegenden Erfindung, der unter Verwendung der oben stehenden Formel (15) implementiert ist, wird bezüglich Struktur und Funktionsweise mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
29 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform 662A der Empfangsenergieberechnungseinheit 662 von 28. Die Ausführungsform 662A von 29 weist einen Berechnungsteil 680 für eine Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix (R_DL ^ST) auf und Subenergiekalkulatoren 682, 684, 686, ... und 688.
Zur Durchführung von Schritt 262 erzeugt der Berechnungsteil 680 für eine Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix (R_DL ^ST ) des Empfangsenergieberechnungsteils 662A eine Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix R_DL ^ST aus der Kanalabwärtscharakteristik H_DL, die von der in 21 oder 26 gezeigten MS-Kanalcharakteristikbestimmungseinheit 62 eingegeben ist und gibt die erzeugte Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix R_DL ^ST an die Subenergiekalkulatoren 682, 684, 686, ... und 688. Die Subenergiekalkulatoren 682, 684, 686, ... und 688 multiplizieren die Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix R_DL ^ST mit den entsprechenden Gewichtsvektoren w₀ ~ w_B'-1. und Konjugat-Transpositionsvektoren w₀ ^H ~ w_B'-1 ^H der Gewichtsvektoren und geben die Produkte durch einen Ausgangsport OUT3 an den Maximalenergieermittlungsteil 664.
Nach Schritt 262 ermittelt der Maximalenergieermittelungsteil 664 einen Index b, der zur maximalen Empfangsstärke führt, wie der in 14 gezeigte Maximalenergieermittlungsteil 284 (Schritt 264 von 13).
Eine Ausführungsform 502A gemäß der vorliegenden Erfindung für Schritt 502 von 22, die eine Ausführungsform für Schritt 452 von 19 zeigt, wird mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben.
30 ist ein Fließbild, das die Ausführungsform 502A gemäß der vorliegenden Erfindung für Schritt 502 von 22 darstellt, das eine Ausführungsform für Schritt 452 von 19 zeigt. Die Ausführungsform 502A von 30 beinhaltet Berechnen von Gewichten unter Verwendung der Koeffizienten, die ausgehend von nur der wiederhergestellten Kurzzeitinformation und der Langzeitinformation mit nur den effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB oder sowohl den effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB und den Eigenwerten λ₁ ~ λ_NB extrahiert sind (Schritte 700 bis 704).
Insbesondere stellt die zweite Gewichtsextraktionseinheit 540 zunächst die Kurzzeitinformation aus dem Feedbacksignal wieder her, das durch die Gruppenantenne 536 eingegeben ist (Schritt 700). Nach Schritt 700 wird aus Tabellen, deren jede Koeffizienten der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB mit Indices aufweist und die entsprechend der wiederhergestellten Kurzzeitinformation b vorbestimmt sind, extrahiert (Schritt 702). Nach Schritt 702 werden eine Mehrzahl von Gewichten w₁ ~ w_ant unter Verwendung der extrahierten Koeffizienten und der Langzeitinformation, die in Schritt 500 von 2 bestimmt ist und nur die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB oder sowohl die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB. und die Eigenwerte λ₁ ~ λ_NB enthält, berechnet (Schritt 704). Wenn die Langzeitinformation nur die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB enthält, werden die Gewichte w₁ ~ w_ant unter Verwendung der oben stehenden Formel (10) berechnet. Wenn die Langzeitinformation sowohl die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB und die Eigenwerte λ₁ ~ λ_NB enthält, werden die Gewichte w₁ ~ w_ant unter Verwendung der oben stehenden Formel (11) berechnet. Eine andere Ausführungsform 502B gemäß der vorliegenden Erfindung für Schritt 502 von 22, die eine Ausführungsform von Schritt 602 von 24 zeigt, wird mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben.
31 ist ein Fließbild, das eine andere Ausführungsform 502B gemäß der vorliegenden Erfindung für Schritt 502 von 22 darstellt, die dem Schritt 602 von 24 zugeordnet ist. Die Ausführungsform 502B beinhaltet Berechnen von Gewichten unter Verwendung der Langzeitinformation und den extrahierten Koeffizienten ausgehend von der wiederhergestellten Kurzzeitinformation und der bestimmten Langzeitinformation (Schritte 710 bis 714).
Insbesondere führt zur Durchführung von Schritt 502 von 22 die dritte Gewichtsextraktionseinheit 640 von 27 zunächst die Kurzzeitinformation aus dem durch die Gruppenantenne 536 empfangenen Feedbacksignal wieder her (Schritt 710). Nach Schritt 710 werden aus den Tabellen, deren jede Koeffizienten der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NBs mit Indices enthält und die zuvor von der Langzeitinformation (die Anzahl von Strahlen N_B und/oder das Modus signal Mode) bestimmt sind, Koeffizienten entsprechend der Kurzzeitinformation und der Langzeitinformation (die Anzahl Strahlen N_B und/oder das Modussignal Mode), die in Schritt 500 von 22 bestimmt sind, extrahiert (Schritt 712). Nach Schritt 712 werden eine Mehrzahl von Gewichten unter Verwendung der extrahierten Koeffizienten und der in Schritt 500 bestimmten Langzeitinformation berechnet (Schritt 714). Hier kann die Langzeitinformation effektive Basisvektoren v₁ ~ v_NB und die Anzahl Strahlen N_B, die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die Anzahl Strahlen N_B und das Modussignal Mode oder die effektiven Basisvektoren, die Anzahl Strahlen N_B und die Eigenwerte λ₁ ~ λ_NB beinhalten. Alternativ kann die Langzeitinformation die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die Anzahl Strahlen N_B, das Modussignal Mode und die Eigenwerte λ₁ ~ λ_NB enthalten.
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der zweiten oder der dritten Gewichtsextraktionseinheit 540 oder 640 von 23 oder 27 zur Durchführung der Ausführungsform 502A oder 502B von 30 oder 31 gemäß der vorliegenden Erfindung bezüglich der Struktur und Funktionsweise mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben.
32 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der zweiten oder der dritten Gewichtsextraktionseinheit 540 oder 640 zur Durchführung der Ausführungsform 502A oder 502B von 30 oder 31 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Ausführungsform von 32 beinhaltet einen dritten Informationswiederherstellungsteil 730, einen fünften Koeffizientenspeicherteil 732 und einen vierten Basisvektorkombinationsteil 734.
Der dritte Informationswiederherstellungsteil 730 des zweiten oder dritten Gewichtsextraktionsteils 540 oder 640 wie in 32 gezeigt stellt die Kurzzeitinformation b aus dem durch die Gruppenantenne 536 und dann einen Eingangsport IN7 empfangenen Feedbacksignal wieder her und gibt die wiederhergestellte Kurzzeitinformation b an den fünften Koeffizientenspeicherteil 732 (Schritt 700 von 30 oder Schritt 710 von 31).
Nach Schritt 700 speichert die fünfte Koeffizientenspeichereinheit 732 die vorbestimmten Tabellen, deren jede die Koeffizienten der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB mit Indices aufweist und extrahiert Koeffizienten entsprechend der Kurzzeitinformation b, die vom dritten Informationswiederherstellungsteil 730 eingegeben sind und gibt die extrahierten Koeffizienten an den vierten Basisvektorkombinationsteil 734 (Schritt 702).
Indessen speichert nach Schritt 710 der fünfte Koeffizientenspeicherteil 732 eine Anzahl von Tabellen, deren jede die Koeffizienten der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB mit Indices aufweist, und die mit Langzeitinformation vorbestimmt sind, zum Beispiel die Anzahl Strahlen N_B und/oder Kombinationsmoden, wählt eine Tabelle gemäß der Kurzzeitinformation aus, die vom dritten Informationswiederherstellungsteil 730 eingegeben ist, und der Anzahl Strahlen N_B und/oder einem Modussignal Mode, das in der Langzeitinformation enthalten ist, die durch einen Eingangsport IN8 eingegeben ist, und extrahiert die Koeffizienten aus der ausgewählten Tabelle und gibt die extrahierten Koeffizienten an den vierten Basisvektorkombinationsteil 734 (Schritt 712).
Nach Schritt 702 oder 712 kombiniert der vierte Basisvektorkombinationsteil 734 die vom fünften Koeffizientenspeicherteil 732 eingegebenen Koeffizienten mit der Langzeitinformation, die durch einen Eingangsport IN9 von der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 von 23 oder 27 eingegeben ist, und gibt die erhaltenen Kombinationen als eine Mehrzahl von Gewichten w₁ ~ w_ant an die Multiplikationseinheit 532 (Schritt 704 oder 714). Wenn die durch den Eingangsport IN9 eingegebene Langzeitinformation die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB enthält, werden die Gewichte w₁ ~ w_ant unter Verwendung der oben angegebenen Formel (10) berechnet. Wenn die durch den Eingangsport IN9 eingegebene Langzeitinformation die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB und die Eigenwerte λ₁ ~ λ_NB enthält, werden die Gewichte w₁ ~ w_ant unter Verwendung der oben angegebenen Formel (11) berechnet.
Eine Ausführungsform 500A für Schritt 500 von 22 gemäß der vorliegenden Erfindung und die Struktur und Funktionsweise einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung für die BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 von 23 oder 27 zum Durchführen der Ausführungsform 500A werden mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
33 ist ein Fließbild, das die Ausführungsform 500A für Schritt 500 von 22 gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Ausführungsform 500A von 33 beinhaltet Konvertieren einer Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_UL ^LT, die aus der bestimmten Kanalaufwärtscharakteristik H_UL erzeugt ist, in eine Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_DL ^LT (Schritte 750 bis 754) und Erzeugen der Langzeitinformation aus der konvertierten Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_DL ^LT (Schritt 756).
34 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform 542A der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 von 23 gemäß der vorliegenden Erfindung, die die in 33 dargestellte Ausführungsform 500A durchführt. Die Ausführungsform 542A von 34 weist einen BS-Kanalcharakteristikbestimmungsteil 780, einen Erzeugungsteil 782 für eine Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix (R_UL ^LT), einen Kanalinformationskonversionsteil 784 und einen Langzeitinformationserzeugungsteil 786 auf.
Der in 34 gezeigte BS-Kanalcharakteristikbestimmungsteil 780 empfängt das von der in 21 oder 26 gezeigten Mobilstation übertragene Signal durch die Gruppenantenne 536 und dann einen Eingangsport IN10, bestimmt die Kanalaufwärtscharakteristik H_UL für jede Antenne aus dem empfangenen Signal und gibt die bestimmte Kanalaufwärtscharakteristik H_UL an den Erzeugungsteil 782 für eine Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix (R_UL ^LT) (Schritt 750). Hier ist das Funktionsprinzip des BS-Kanalcharakteristikbestimmungsteils 780 gleich wie das des in 4 gezeigten MS-Kanalcharakteristikbestimmungsteils 62.
Nach Schritt 750 erzeugt der Erzeugungsteil 782 für eine Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix (R_UL ^LT) die Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_UL ^LT aus der Kanalaufwärtscharakteristik H_UL, die durch den BS-Kanalcharakteristikbestimmungsteil 780 bestimmt ist und gibt die erzeugte Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_UL ^LT an den Kanalinformationskonversionsteil 784 (Schritt 752). Die Kanalaufwärtscharakteristik H_UL und die Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_UL ^LT weisen die Beziehung der unten stehenden Formel (16) auf:
Nach Schritt 752 konvertiert der Kanalinformationskonversionsteil 784 die vom Erzeugungsteil 782 für eine Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix (R_UL ^LT) erzeugte Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_UL ^LT in eine Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_DL ^LT und gibt die konvertierte Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_DL ^LT an den Langzeitinformationserzeugungsteil 786 (Schritt 754). Dieser Konversionsprozess von der Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_UL ^LT zur Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_DL ^LT ist in "Smart Antenna for Wireless Communications: IS-95 and Third Generation CDMA Applications" J.C. Liberti, Jr., & Theodore S. Rappaport, The Prentice Hall Co., 1999, ISBN: 0-13-719287-8 beschrieben.
Nach Schritt 754 erzeugt der Langzeitinformationserzeugungsteil 786 die Langzeitinformation, zum Beispiel die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB und mindestens eines von den Eigenwerten λ₁ ~ λ_NB, der Anzahl Strahlen N_B oder dem Modussignal Mode, ausgehend von der Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_DL ^LT, die vom Kanalinformationskonversionsteil 784 eingegeben ist, durch die oben beschriebene Eigenanalysetechnik und gibt die erzeugte Langzeitinformation durch einen Ausgangsport OUT5 aus (Schritt 756).
Alternativ kann der in 34 gezeigte Langzeitinformationserzeugungsteil 786 einen zweiten Modussignalerzeugungsteil (nicht gezeigt) aufweisen, der unter Verwendung der Langzeitinformation, die im Langzeitinformationserzeugungsteil 786 durch eine Eigenanalysetechnik erzeugt ist, und/oder die vom BS-Kanalcharakteristikbestimmungsteil 780 eingegebene Kanalaufwärtscharakteristik H_UL ein Modussignal Mode erzeugt.
Ausführungsformen für den zweiten Modussignalerzeugungsteil gemäß der vorliegenden Erfindung, die im Langzeitinformationserzeugungsteil 786 vorgesehen sein können, werden beschrieben.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der zweite Modussignalerzeugungsteil wie der in 8 gezeigte erste Modussignalerzeugungsteil 126A implementiert sein. In diesem Fall ist der Berechnungsteil 160 für eine Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix (R_DL ^ST) durch einen Berechungsteil für eine Aufwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix R_UL ^LT (nicht gezeigt) ersetzt, der eine Aufwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix R_UL ^LT aus der Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_UL ^LT berechnet und die berechnete Aufwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix R_UL ^LT an den Erwartungswertberechnungsteil 162 ausgibt. Hier wird R_UL ^LT unter Verwendung der Beziehung zwischen der Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix R_UL ^LT und der Aufwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix R_UL ^LT erhalten, die wie in der oben stehenden Formel (16) ausgedrückt ist.
Der Erwartungswertberechnungsteil 162 des zweiten Modussignalerzeugungsteils berechnet Erwartungswerte E^SL und E^EG, wie in Schritt 140, der mit Bezug zu 7 beschrieben ist, unter Verwendung der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die in der Langzeitinformation enthalten sind und der Koeffizienten, die durch einen Eingangsport IN11 vom fünften Koeffizientenspeicherteil 732 von 32 eingegeben sind. Zu diesem Zweck gibt der fünfte Koeffizientenspeicherteil 732 von 32 die extrahierten Koeffizienten durch einen Ausgangsport OUT4 an den Erwartungswertberechnungsteil 162 des zweiten Modussignalerzeugungsteils, der im Langzeitinformationserzeugungsteil 786 vorgesehen ist. Hier erzeugt der erste Vergleichsteil 164 des zweiten Modussig nalerzeugungsteils ein Modussignal Mode unter Verwendung der berechneten Erwartungswerte E^SL und E^EG wie in 7 dargestellt.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der zweite Modussignalerzeugungsteil wie der erste Modussignalerzeugungsteil 126B implementiert sein, der in 10 gezeigt ist, um ein Modussignal Mode zu erzeugen, wie es in 9 dargestellt ist. In diesem Fall berechnet der DOA-Berechnungsteil 200 DOAs an der in 26 gezeigten Mobilstation unter Verwendung der Kanalaufwärtscharakteristik H_UL, die vom BS-Kanalcharakteristikbestimmungsteil 780 eingegeben ist, berechnet eine Differenz zwischen benachbarten berechneten DOAs und gibt die berechnete Differenz an den zweiten Vergleichsteil 202. Der zweite Vergleichsteil 202 vergleicht die Differenz zwischen benachbarten DOAs, die vom DOA-Berechnungsteil 200 eingegeben sind, mit einem zweiten Schwellenwert V_th2 und erzeugt ein Modussignal Mode entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs.
In noch einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der zweite Modussignalerzeugungsteil wie der erste Modussignalerzeugungsteil 126C implementiert sein, der in 12 gezeigt ist, um ein Modussignal Mode zu erzeugen, wie es in 11 dargestellt ist. In diesem Fall berechnet der Winkelverteilungsberechnungsteil 240 des zweiten Modussignalerzeugungsteils die Winkelspreizung von Ankünften an der Mobilstation unter Verwendung der Kanalaufwärtscharakteristik H_UL, die vom BS-Kanalcharakteristikbestimmungsteil 780 eingegeben ist, berechnet die mittlere Winkelverteilung und gibt die berechnete mittlere Ankunftswinkelverteilung an den dritten Vergleichsteil 242. Der dritte Vergleichsteil 242 vergleicht die mittlere Winkelverteilung mit einem dritten Schwellenwert V_th3 und erzeugt ein Modussignal Mode entsprechend dem Ergebnis des Vergleichs.
In noch einer weiteren anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann der zweite Modussignalerzeugungsteil ein Modussignal Mode unter Verwendung der Eigenwerte λ₁ ~ λ_NB erzeugen. Die Struktur und Funktionsweise des zweiten Modussignalerzeugungsteils in dieser Ausführungsform, wo das Modussignal Mode unter Verwendung der Eigenwerte λ₁ ~ λ_NB erzeugt wird, und der Prozess zum Erzeugen des Modussignal Mode werden mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
35 ist ein Fließbild gemäß der vorliegenden Erfindung, das den Prozess zum Erzeugen eines Modussignals Mode in der Langzeitinformation durch einen zweiten Modussignalerzeugungsteil darstellt, der im in 34 gezeigten Langzeitinformationserzeugungsteil 786 vorgesehen ist. Der Prozess von 35 beinhaltet Erzeugen eines Modussignals Mode unter Verwendung einer Differenz zwischen den Eigenwerten λ₁ ~ λ_NB (Schritte 800 bis 806).
36 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform für den zweiten Modussignalerzeugungsteil, der ein Modussignal Mode durch den in 35 dargestellten Prozess erzeugt. Der in 36 gezeigte zweite Modussignalerzeugungsteil weist einen vierten Vergleichsteil 810 auf.
Der in 34 gezeigte Langzeitinformationserzeugungsteil 786 erzeugt zunächst die Eigenwerte λ₁ ~ λ_NB aus der Langzeitraumkovarianzmatrix R_DL ^LT durch eine Eigenanalysetechnik und bringt die erzeugten Eigenwerte λ₁ ~ λ_NB in die Langzeitinformation ein. Der in 36 gezeigte vierte Vergleichsteil 810 vergleicht eine Differenz zwischen dem ersten höchsten Eigenwert λ_max1 und dem zweithöchsten Eigenwert λ_max2 von den Eigenwerten λ₁ ~ λ_NB, die in der Langzeitinformation vorhanden sind, mit einem vierten Schwellenwert v_th4 und gibt das Ergebnis des Vergleichs als Modussignal Mode aus. Hier berechnet der vierte Vergleichsteil 810 die Differenz zwischen dem ersten höchsten Eigenwert λ_max1 und dem zweithöchsten Eigenwert λ_max2 unter den Eigenwerten λ₁ ~ λ_NB (Schritt 800). Nach Schritt 800 wird bestimmt, ob die Differenz zwischen dem ersten höchsten Eigenwert λ_max1 und dem zweithöchsten Eigenwert λ_max2 geringer ist als der vierte Schwellenwert V_th4 (Schritt 802).
Wenn die Differenz zwischen dem ersten höchsten Eigenwert λ_max1 und dem zweithöchsten Eigenwert λ_max2 kleiner als der vierte Schwellenwert V_th4 bestimmt ist, wird ein Modussignal Mode erzeugt, das den Auswahlkombinationsmodus darstellt (Schritt 804). Wenn hingegen die Differenz zwischen dem ersten höchsten Eigenwert λ_max1 und dem zweithöchsten Eigenwert λ_max2 als nicht kleiner als der vierte Schwellenwert V_th4 bestimmt ist, wird ein Modussignal Mode erzeugt, das den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus darstellt (Schritt 806). Der oben beschriebene zweite, dritte und vierte Schwellenwert V_th2, V_th3 und V_th4 werden experimentell bestimmt.
Ausführungsformen der in 23 oder 27 gezeigten Basispilotsignalerzeugungseinheit 538 gemäß der vorliegenden Erfindung werden bezüglich Struktur und Funktionsweise mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben.
37 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform 538A für die Basispilotsignalerzeugungseinheit 538 von 23 oder 27 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Ausführungsform 538A weist Multiplikationsteile 830, 832, ... und 834 in einer Menge gleich der Anzahl Strahlen N_B und einen Additionsteil 836 auf.
In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung multipliziert die in 37 gezeigte Basispilotsignalerzeugungseinheit 538A N_B Pilotkanalsignale P₁(k) ~ P_NB(k) mit den jeweiligen effektiven Basisvektoren v₁, v₂, ... und v_NB, die von der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 eingegeben sind, addiert die Produkte und gibt die Ergebnisse der Addition als Basispilotsignale u₁(k) ~ u_ant(k) an die Additionseinheit 534 von 23 oder 27. Zu diesem Zweck multiplizieren die Multiplikationsteile 830, 832, ... und 834 der Basispilotsignalerzeugungseinheit 538A die N_B Pilotkanalsignale P₁(k) ~ P_NB(k) mit den jeweiligen effektiven Basisvektoren v₁, v₂, ... und v_NB, die durch den Eingangsport IN4 von der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 eingegeben sind und gibt die Produkte zum Additionsteil 836. Hier weist jeder Multiplikationsteil 830, 832, ... und 834 ant Multiplier auf. Zum Beispiel weist der Multiplikationsteil 830 ant Multiplier 840, 842, 844, ... und 846 auf, die das erste Pilotkanalsignal P₁(k) mit den jeweiligen Komponenten v₁₁, v₁₂, v₁₃, ... und v_1ant des ersten effektiven Basisvektors v₁ multiplizieren und die Produkte an den Additionsteil 836 geben. Der Multiplikationsteil 832 weist ant Multiplier 850, 852, 854, ... und 856 auf, die das zweite Pilotkanalsignal P₂(k) mit den jeweiligen Komponenten v₂₁, v₂₂, v₂₃, ... und v_2ant des zweiten effektiven Basisvektors v₂ multiplizieren und die Produkte an den Additionsteil 836 geben. Gleichermaßen weist der Multiplikationsteil 834 ant Multiplier 860, 862, 864 ... und 866 auf, die das N_B-te Pilotkanalsignal P_NB(k) mit den jeweiligen Komponenten v_NB1, v_NB2, v_NB3, ... und v_NBant des N_B-ten effektiven Basisvektors v_Nn multiplizieren und die Produkte an den Additionsteil 836 ausgeben.
Der Additionsteil 836 addiert die von den Multiplikationsteilen 830, 832 ... und 834 ausgegebenen Produkte für jede Antenne und gibt als Ergebnis der Additionen die Basispilotsignale u₁(k) ~ u_ant(k) für jede Antenne an die Additionseinheit 534 von 23 oder 27. Zu diesem Zweck weist der Additionsteil 836 ant Addierer 870, 872, 874 ... und 876 auf. Hierbei addiert der Addierer 870 die Produkte von den ersten Multipliern 840, 850, ... und 860 der jeweiligen Multiplikationsteile 830, 832, ... und 834 und gibt das Ergebnis der Addition als das erste Basispilotsignal u₁(k) an den in 23 oder 27 gezeigten Addierer 560. Der Addierer 872 addiert die Produkte von den zweiten Multipliern 842, 852, ... und 862 der jeweiligen Multiplikationsteile 830, 832, ... und 834 und gibt das Ergebnis der Addition als das zweite Basispilotsignal u₂(k) an den in 23 oder 27 gezeigten Addierer 562. Gleichermaßen addiert der Addierer 876 die Produkte von den ant-ten Multipliern 846, 856, ... und 866 der jeweiligen Multiplikationsteile 830, 832, ... und 834 und gibt das Ergebnis der Addition als das ant-te Basispilotsignal u_ant(k) an den in 23 oder 27 gezeigten Addierer 566.
38 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform für die Basispilotsignalerzeugungseinheit 538 von 23 oder 27 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die in 38 gezeigte Basispilotsignalerzeugungsein heit weist einen Umgehungsteil 900 und erste, zweite und (N_B – 1)-te Größeneinstellungseinrichtungen 902, 904 ... und 906 auf.
In dieser Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung stellt die Basispilotsignalerzeugungseinheit 538 die Größen der effektiven Basisvektoren v₁, v₂, ... und v_NB ein, die durch den Eingangsport IN4 von der in 23 oder 27 gezeigten BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 eingegeben sind, multipliziert N_B Pilotkanalsignale P₁(k) ~ P_NB(k) mit den jeweiligen größeneingestellten effektiven Basisvektoren v'₁, v'₂, ... und v'_NB, addiert die Produkte und gibt die Ergebnisse der Additionen als Basispilotsignale u₁(k) ~ u_ant(k) an die Additionseinheit 534 von 23 oder 27.
Zu diesem Zweck kann die Basispilotsignalerzeugungseinheit 538A von 37 ferner den Umgehungsteil 900 und die ersten, zweiten und (N_B – 1)-ten Größeneinstelleinrichtungen 902, 904, .. und 906 wie in 38 gezeigt aufweisen.
Der in 38 gezeigte Umgehungsteil 900 führt den ersten effektiven Basisvektor v₁ ohne seine Größe einzustellen, als den ersten größeneingestellten effektiven Basisvektor v'₁ zum Multiplikationsteil 830 von 37. Hierbei teilt die erste Größeneinstelleinrichtung 902 den zweiten Eigenwert λ₂ durch den ersten Eigenwert λ₁, multipliziert das Ergebnis der Division (λ₂/λ₁) mit dem zweiten effektiven Basisvektor v₂ und gibt das Produkt (λ₂v₂/λ₁) als den zweiten größeneingestellten effektiven Basisvektor v'₂ anstelle des zweiten effektiven Basisvektors v₂ an den Multiplikationsteil 832. Gleichermaßen teilt die (N_B – 1)-te Größeneinstelleinrichtung 906 den N_B-ten Eigenwert λ_NB durch den ersten Eigenwert λ₁, multipliziert das Ergebnis der Division (λ_NB/λ₁) mit dem N_B-ten effektiven Basisvektor v_NB und gibt das Produkt (λ_NBv_NB/λ₁) als den N_B-ten größeneingestellten effektiven Basisvektor v'_NB anstelle des N_B-ten effektiven Basisvektors v_NB an den Multiplikationsteil 834.
Beispiele der Funktion für die mobilen Kommunikationsgeräte und -verfahren, die in den 19 bis 38 dargestellt sind, wo die Langzeitinformation an der Basisstation 10 anstelle an der Mobilstation 20, 22 oder 24 bestimmt ist, werden beschrieben.
Zunächst wird angenommen, dass die Anzahl Strahlen N_B festgelegt ist und das Modussignal Mode nicht als Langzeitinformation bestimmt ist, d. h. dass die Langzeitinformation, die an der Basisstation bestimmt ist, nicht zur Mobilstation übertragen wird. In diesem Fall sind die in 21 gezeigte Mobilstation und die in 23 gezeigte Basisstation verfügbar.
Die in 21 gezeigte dritte Koeffizientenspeichereinheit 484 und der in 32 gezeigte fünfte Koeffizientenspeicherteil 732 speichern eine Tabelle entsprechend einem festen Kombinationsmodus und der festen Anzahl Strahlen N_B, zum Beispiel eine der Tabellen 1 bis 5, die oben dargestellt sind. Der Langzeitinformationserzeugungsteil 786 der in 34 gezeigten BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542A bestimmt die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB allein oder zusammen mit den Eigenwerten λ₁ ~ λ_NB als die Langzeitinformation und gibt die bestimmte Langzeitinformation durch den Ausgangsport OUT5 an den vierten Basisvektorkombinationsteil 734 (siehe 32) der zweiten Gewichtsextraktionseinheit 540.
Wenn zum Beispiel die Anzahl Strahlen N_B gleich 2 ist, enthält die bestimmte Langzeitinformation kein Modussignal Mode und die dritte Koeffizientenspeichereinheit 484 und der fünfte Koeffizientenspeicherteil 732 speichern eine Tabelle entsprechend dem Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus mit N_B = 2, der in 28 gezeigte dritte Basisvektorkombinationsteil 660 der zweiten Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit empfängt zwei Identitätsbasisvektoren [10]^T und [01]^T und gibt vier Gewichtsvektoren w₀ ~ w₃ aus. Ebenso empfängt die in 37 gezeigte Basispilotsignalerzeugungseinheit 538A zwei effektive Basisvektoren v₁ und v₂ und zwei Pilotkanalsignale P₁(k) und P₂(k) und gibt ant Basispilotsignale u₁(k) bis u_ant(k) aus.
Zweitens wird angenommen, dass die Langzeitinformation an der Basisstation bestimmt und dann zur Mobilstation übertragen wird. Das heißt, es werden drei mögliche Fälle angenommen: (1) ein Modussignal Mode wird mit einer festen Anzahl an Strahlen N_B erzeugt, (2) ein Modussignal Mode wird mit einer nicht festgelegten Anzahl an Strahlen N_B erzeugt, (3) es wird kein Modussignal Mode mit einer nicht festgelegten Anzahl an Strahlen N_B erzeugt. In diesen Fällen sind die in 26 gezeigte Mobilstation und die in 27 gezeigte Basisstation verfügbar.
Wenn zum Beispiel die Anzahl Strahlen N_B nicht festgelegt ist oder wenn ein Modussignal Mode erzeugt wird, stellt die zweite Informationswiederherstellungseinheit 622 der in 26 gezeigten Mobilstation entweder die Anzahl Strahlen N_B oder das Modussignal Mode als Langzeitinformation wieder her. Die vierte Koeffizientenspeichereinheit 620 wählt die entsprechende Tabelle gemäß entweder der Anzahl Strahlen N_B oder dem Modussignal Mode, die von der zweiten Informationswiederherstellungseinheit 622 ausgegeben sind, unter einer Anzahl Tabellen aus, die zuvor bestimmt und gespeichert sind, durch die Kombinationsmoden oder Anzahl Strahlen N_B und gibt die Koeffizienten der ausgewählten Tabelle an die zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480. Indessen bestimmt der Langzeitinformationserzeugungsteil 786 (siehe 34) der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 von 27 entweder die Anzahl Strahlen N_B oder das Modussignal Mode als die Langzeitinformation. Die bestimmte Langzeitinformation wird zur BS-Signalkonversionseinheit 642 und der Mobilstation von 26 durch die Gruppenantenne 536 übertragen. Ebenso werden entweder die Anzahl Strahlen N_B oder das Modussignal Mode zusammen mit den effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB als die Langzeitinformation vom Langzeitinformationserzeugungsteil 786 der BS-Signalkonversionseinheit 542 an die dritte Gewichtsextraktionseinheit 640 ausgegeben. Der fünfte Koeffizientenspeicherteil 732 der in 32 gezeigten dritten Gewichtsextraktionseinheit 640 wählt die entsprechende Tabelle gemäß entweder der Anzahl Strahlen N_B oder dem Modussignal Mode, die durch den Eingangsport IN8 von der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 eingegeben sind, unter einer Anzahl von Tabellen, die zuvor bestimmt und gespeichert wurden, durch die Kombinationsmoden oder Anzahl Strahlen N_B aus. Der fünfte Koeffizientenspeicherteil 732 gibt die entsprechenden Koeffizienten aus der ausgewählten Tabelle an den vierten Basisvektorkombinationsteil 734.
Als weiteres Beispiel, wenn ein Modussignal Mode mit nicht festgelegter Anzahl Strahlen N_B erzeugt wird, stellt die zweite Informationswiederherstellungseinheit 622 der in 26 gezeigten Mobilstation die Langzeitinformation, die die Anzahl Strahlen N_B und das Modussignal Mode enthält, unter Verwendung eines Signals, das durch die Gruppenantenne 536 empfangen und von der Basisstation von 27 übertragen ist, wieder her. Die vierte Koeffizientenspeichereinheit 620 wählt eine Tabelle entsprechend der Anzahl Strahlen N_B und dem Modussignal Mode, die in der von der zweiten Informationswiederherstellungseinheit 622 eingegebenen Langzeitinformation enthalten sind, unter einer Anzahl Tabellen, die zuvor bestimmt und gespeichert wurden, mit den Kombinationsmoden und der Anzahl Strahlen N_B und gibt die Koeffizienten der ausgewählten Tabelle an die zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit 480. Indessen bestimmt der Langzeitinformationsbestimmungsteil 786 (siehe 34) der in 27 gezeigten BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 die Anzahl Strahlen N_B und das Modussignal Mode als die Langzeitinformation und überträgt die bestimmte Langzeitinformation an die BS-Signalkonversionseinheit 642 und die Mobilstation von 26 durch die Gruppenantenne 536. Ebenso werden die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die Anzahl Strahlen N_B und das Modussignal Mode als die Langzeitinformation von der BS-Signalkonversionseinheit 642 an die dritte Gewichtsextraktionseinheit 640 ausgegeben. Der fünfte Koeffizientenspeicherteil 732 der dritten Gewichtsextraktionseinheit 640, wie in 32 gezeigt, wählt eine Tabelle entsprechend der Anzahl Strahlen N_B und dem Modussignal Mode, die durch den Eingangsport IN8 von der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 eingegeben sind, unter einer Anzahl Tabellen, die zuvor bestimmt und gespeichert sind, mit den Kombinationsmoden und der Anzahl Strahlen N_B aus. Der fünfte Koeffizientenspeicherteil 732 gibt die Koeffizienten der ausgewählten Tabelle an den vierten Basisvektorkombinationsteil 734.
Drittens, wenn die obige Formel (10) oder (11) verwendet wird, um eine Mehrzahl von Gewichten w₁ ~ w_ant an der Basisstation zu extrahieren, sind die in 21 gezeigte Mobilstation und die in 23 gezeigte Basisstation oder die in 26 gezeigte Mobilstation und die in 27 gezeigte Basisstation verfügbar.
Wenn zum Beispiel die Gewichte w₁ ~ w_ant unter Verwendung der obigen Formel (10) an der Basisstation extrahiert werden, kann die in 23 oder 27 gezeigte Basispilotsignalerzeugungseinheit 538 als die in 37 gezeigte Basispilotsignalerzeugungseinheit 538A implementiert sein. Der Langzeitinformationserzeugungsteil 786 (siehe 34) der Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 gibt die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB als die Langzeitinformation an die zweite Gewichtsextraktionseinheit 540 oder die dritte Gewichtsextraktionseinheit 640. Dann extrahiert der vierte Basisvektorkombinationsteil 734 der zweiten Gewichtsextraktionseinheit 540 oder die dritte Gewichtsextraktionseinheit 640 von 32 die Gewichte w₁ ~ w_ant unter Verwendung der obigen Formel (10) aus den effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB, die durch den Eingangsport IN9 von der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 eingegeben sind.
Als anderes Beispiel, wenn die Gewichte w₁ ~ w_ant unter Verwendung der obigen Formel (11) an der Basisstation extrahiert werden, kann die in 23 oder 27 gezeigte Basispilotsignalerzeugungseinheit 538 als die in 37 gezeigte Basispilotsignalerzeugungseinheit 538A mit der in 38 gezeigten Schaltung implementiert sein. Das heißt, der Umgehungsteil 900 und die ersten bis (N_B – 1)-ten Größeneinstelleinrichtungen 902 bis 906 stellen die Größen der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB ein. Die Multiplikationsteile 830, 832, ... und 834 der Basispilotsignalerzeugungseinheit 538A von 37 empfangen die jeweiligen größeneingestellten effektiven Basisvektoren v'₁ ~ v'_NB anstelle der effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB Der Langzeitinformationsbestimmungsteil 786 der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 gibt die effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB und die Eigenwerte λ₁ ~ λ_NB als die Langzeitinformation an die zweite Gewichtsextraktionseinheit 540 oder die dritte Gewichtsextraktionseinheit 640. Dann extrahiert der vierte Basisvektorkombinationsteil 734 der zweiten Gewichtsextraktionseinheit 540 oder die dritte Gewichtsextraktionseinheit 640 wie in 32 gezeigt die Gewichte w₁ ~ w_ant unter Verwendung der obigen Formel (11) aus den effektiven Basisvektoren v₁ ~ v_NB und den Eigenwerten λ₁ ~ λ_NB, die durch den Eingangsport IN9 von der BS-Langzeitinformationsbestimmungseinheit 542 eingegeben sind.
Wie oben beschrieben verwendet ein mobiles Kommunikationsgerät mit einer Gruppenantenne und ein mobiles Kommunikationsverfahren dafür gemäß der vorliegenden Erfindung Basisvektoren ausgehend von der Korrelationscharakteristik des Zeitraumkanals und kann daher die Menge an Feedbackinformation ausgehend von den Korrelationswerten zwischen mehreren Antennen, die eine Gruppenantenne bilden, minimieren. Deshalb kann selbst bei zunehmender Anzahl von Antennen in einer Gruppenantenne Leistungsminderung bedingt durch zunehmende Bewegungsrate einer Mobilstation reduziert werden mit verbessertem Empfangssignal-Rauschverhältnis, das an der Mobilstation erforderlich ist. Die vorliegende Erfindung führt Information zum geeigneten Kombinieren von Langzeitkanalinformation und Kurzzeitkanalinformation zurück, was ermöglicht, dass mehr Benutzer die selbe Bandbreite durch effiziente Feedbackbandbreitennutzung nutzen können, und maximiert Diversitäts- und Beamformingeffekte gemäß der Kanalcharakteristiken. Wenn die Langzeitinformation an der Basisstation bestimmt wird, nicht an der Mobilstation, kann die Mobilstation einen geringeren Umfang mit reduziertem Energieverbrauch aufweisen. Wenn die Langzeitinformation an der Mobilstation anstelle der Basisstation bestimmt wird, kann die Kommunikationsleistung erhöht werden.
Während diese Erfindung insbesondere mit Bezug zu den bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, versteht es sich für die Fachleute, dass verschiedene Änderungen in Form und Details hierzu vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Mobiles Kommunikationsgerät, das eine Basisstation (10) mit einer Gruppenantenne und eine Mobilstation (20) beinhaltet, die Mobilstation ist so angeordnet, dass sie eine Kanalabwärtscharakteristik für jede Antenne unter Verwendung eines von der Basisstation übertragenen Signals bestimmt, Langzeitinformation und Kurzzeitinformation unter Verwendung der Kanalabwärtscharakteristik bestimmt, die bestimmte Langzeitinformation und Kurzzeitinformation in ein Feedbacksignal konvertiert und das Feedbacksignal an die Basisstation überträgt; und die Basisstation ist so angeordnet, dass sie das Feedbacksignal empfängt, einen Mehrzahl von Gewichten aus der Langzeitinformation und Kurzzeitinformation extrahiert, die aus dem empfangenen Feedbacksignal wiederhergestellt ist, ein dediziertes physikalisches Multiplexkanalsignal mit den entsprechenden Gewichten multipliziert, ein entsprechendes Pilotkanalsignal zu den Produkten addiert und die Ergebnisse der Additionen durch die Gruppenantenne zur Mobilstation überträgt; dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilstation umfasst: eine Bestimmungseinheit (62) für die Mobilstationkanalcharakteristik, die das von der Basisstation übertragene Signal empfängt, die Kanalabwärtscharakteristik aus dem empfangenen Signal bestimmt und die bestimmte Kanalabwärtscharakteristik für die Antennen ausgibt; eine Bestimmungseinheit (64) für die Mobilstationlangzeitinformation, die Basisvektoren und Eigenwerte aus der Kanalabwärtscharakteristik ausgehend von der Korrelation von Charakteristiken zwischen Kanälen für jede Antenne erzeugt, die Anzahl Strahlen, die gleich der Zahl der effektiven Basisvektoren ist, aus den Eigenwerten berechnet und die effektiven Basisvektoren und die Anzahl Strahlen als Langzeitinformation ausgibt; eine erste Koeffizientenspeichereinheit (70) so angeordnet, dass sie ausgehend von Strahlenanzahltabellen, wobei jede Tabelle Koeffizienten des effektiven Basisvektors mit Indices aufweist, bestimmt und speichert und die Koeffizienten einer Tabelle ausgewählt durch die Anzahl von Strahlen, die von der Mobilstationlangzeitinformationsbestimmungseinheit eingegeben sind, ausgibt; eine erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit (66), die Gewichtungsvektoren unter Verwendung der von der ersten Koeffizientenspeichereinheit ausgegebenen Koeffizienten und den effektiven Basisvektoren ermittelt, den Index, der zu einer maximalen Empfangsenergie führt, unter Verwendung der Gewichtungsvektoren und der Kanalabwärtscharakteristik bestimmt und den bestimmten Index als Kurzzeitinformation ausgibt, worin die Gewichtungsvektoren als Kombinationen von effektiven Basisvektoren und den Koeffizienten ausgedrückt sind, und der Gewichtungsvektor, der dem als Kurzzeitinformation bestimmten Index entspricht, aus den Gewichten besteht; eine Mobilstationsignalkonversionseinheit (68) zum Konvertieren der bestimmten Langzeitinformation und Kurzzeitinformation in das Feedbacksignal; und eine erste Auswahleinheit (72), die selektiv die Koeffizienten von der ersten Koeffizientenspeichereinheit gemäß einem Modussignal ausgibt, die Bestimmungseinheit für die Mobilstationlangzeitinformation erzeugt das Modussignal, das einen Kombinationsmodus der effektiven Basisvektoren darstellt, unter Verwendung der Kanalabwärtscharakteristik, führt das Modussignal in die Langzeitinformation ein, die erste Koeffizientenspeichereinheit führt Vorbestimmung und Speicherung von Tabellen der Anzahl von Strahlen und der Kombinationsmoden durch, und die erste Kurzeitinformationsbestimmungseinheit ermittelt die Gewichte unter Verwendung der von der ersten Auswahleinheit ausgegebenen Koeffizienten und effektiven Basisvektoren.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 1, worin die Bestimmungseinheit (64) für die Mobilstationlangzeitinformation die Eigenwerte in Langzeitinformation einführt und die Langzeitinformation an die Mobilstationsignalkonversionseinheit ausgibt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 2, worin die Mobilstationsignalkonversionseinheit (68) umfasst: einen Formatierteil (80) für Mobilstationlangzeitinformation, der die von der Bestimmungseinheit für die Mobilstationlangzeitinformation eingegebene Langzeitinformation formatiert und das formatierte Ergebnis ausgibt; einen Formatierteil (82) für Mobilstationkurzzeitinformation, der die von der ersten Kurzzeitinformationbestimmungseinheit eingegebene Kurzzeitinformation formatiert und das formatierte Ergebnis ausgibt; und einen Zeitmultiplexteil (84), der Zeitmultiplex des vom Formatierteil für Mobilstationlangzeitinformation eingegebenen formatierten Ergebnisses und des vom Formatierteil für Mobilstationkurzzeitinformation eingegebenen formatierten Ergebnisses durchführt und das Ergebnis des Zeitmultiplex als Feedbacksignal ausgibt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 2 oder 3, worin die Basisstation umfasst: eine erste Gewichtsextraktionseinheit, die Langzeitinformation und Kurzzeitinformation aus dem durch die Gruppenantenne empfangenen Feedbacksignal wiederherstellt, die Gewichte aus der wiederhergestellten Langzeitinformation und Kurzzeitinformation extrahiert und die extrahierten Gewichte ausgibt; eine Multiplexeinheit (321), die Multiplex eines dedizierten physikalischen Kanalsignals vornimmt und das Multiplexergebnis ausgibt; eine Multiplikationseinheit (532), die das von der Multiplexeinheit eingegebene Multiplexergebnis mit den entsprechenden von der ersten Gewichtsextraktionseinheit eingegebenen Gewichten multipliziert und die Produkte ausgibt; und eine Additionseinheit (534), die die entsprechenden Pilotkanalsignale zu den von der Multiplikationseinheit eingegebenen Produkten addiert und die Ergebnisse der Addition ausgibt, worin die von der Additionseinheit ausgegebenen Additionsergebnisse durch die Gruppenantenne zur Mobilstation übertragen werden.
Mobiles Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Bestimmungseinheit für Mobilstationlangzeitinformation umfasst: einen Eigenanalyseteil (120), der Basisvektoren und die Eigenwerte aus der Kanalabwärtscharakteristik durch Eigenanalyse erzeugt; einen Strahlzahlberechnungsteil (124), der die Anzahl der Eigenwerte zählt, die größer ist als ein erster Schwellenwert und das Ergebnis der Zählung als Anzahl Strahlen ausgibt; einen zweiten Auswahlteil (122), der Basisvektoren in einer Menge gleich der Anzahl Strahlen unter den vom Eigenanalyseteil eingegebenen Basisvektoren als effektive Basisvektoren auswählt und die effektiven Basisvektoren ausgibt; und einen ersten Modussignalerzeugungsteil (126), der das Modussignal unter Verwendung der Kanalabwärtscharakteristik erzeugt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 5, worin der erste Modussignalerzeugungsteil umfasst: einen Berechnungsteil (160) für eine Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix, der eine Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix aus der Kanalabwärtscharakteristik berechnet; einen Erwartungswertberechnungsteil (162), der Erwartungswerte E^SL und E^EG ausgehend von der Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix, den von der ersten Koeffizientenspeichereinheit eingegebenen Koeffizienten und den effektiven Basisvektoren unter Verwendung der folgenden Formeln berechnet: ESL = E[ws HRDL STws] und EEG = E[we HRDL STwe]wo R_DL ^ST die Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix bezeichnet,
w_s ^H eine Konjugat-Transpositionsmatrix von w_s ist und w_e ^H eine Konjugat-Transpositionsmatrix von w_e ist, wo v_i der effektive Basisvektor ist, b der Index ist, N_B die Anzahl Strahlen bezeichnet, a_i ^s(b) Koeffizienten sind, die für den Auswahlkombinationsmodus (Selection Combination) mit dem Index b aus den vom ersten Koeffizientenspeicherteil eingegebenen Koeffizienten bestimmt sind, und a_i ^e(b) Koeffizienten sind, die für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus (Equal Gain Combination) mit dem Index b aus den vom ersten Koeffizientenspeicherteil eingegebenen Koeffizienten bestimmt sind; und einen ersten Vergleichsteil (164), der die Erwartungswerte vergleicht und das Modussignal in Reaktion auf das Vergleichsergebnis erzeugt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 5, worin der erste Modussignalerzeugungsteil umfasst: einen Berechnungsteil (200) für die Ankunftsrichtung (DOA, direction-of-arrival), der DOAs an der Mobilstation aus der Kanalabwärtscharakteristik berechnet; und einen zweiten Vergleichsteil (202), der eine Differenz zwischen benachbarten DOAs mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht und das Modussignal in Reaktion auf das Vergleichsergebnis erzeugt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 5, worin der erste Modussignalerzeugungsteil umfasst: einen Divergenzberechnungsteil (240) der die Divergenz der Ankunftsrichtung (DOAs) an der Mobilstation aus der Kanalabwärtscharakteristik berechnet; und einen dritten Vergleichsteil (242), der die mittlere Divergenz mit einem dritten Schwellenwert vergleicht und das Modussignal entsprechend dem Vergleichsergebnis erzeugt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit umfasst: einen ersten Basisvektorkombinationsteil (280), der die effektiven Basisvektoren mit den von der ersten Koeffizientenspeichereinheit ausgegebenen Koeffizienten kombiniert und die erhaltenen Kombinationen als die Gewichtungsvektoren ausgibt; einen Empfangsenergieberechnungsteil (282), der die vom ersten Basisvektorkombinationsteil eingegebenen Gewichtungsvektoren mit der Kanalabwärtscharakteristik multipliziert, das Normquadrat der jeweiligen Produkte berechnet und die Berechnungsergebnisse als Empfangsenergiewerte ausgibt; und einen Maximalenergieermittlungsteil (284), der als maximale Empfangsenergie den größten Energieempfangswert unter den vom Empfangsenergieberechnungsteil eingegebenen Empfangsenergiewerten findet und als Kurzzeitinformation den Index ausgibt, in dem die zum Berechnen des Gewichtungsvektors verwendeten Koeffizienten positioniert sind.
Mobiles Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die erste Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit umfasst: einen ersten Basisvektorkombinationsteil, der die effektiven Basisvektoren mit den von der ersten Auswahleinheit ausgegebenen Koeffizienten kombiniert und die erhaltenen Kombinationen als die Gewichtungsvektoren ausgibt; einen Empfangsenergieberechnungsteil (322), der jeweils die vom ersten Basisvektorkombinationsteil eingegebenen Gewichtungsvektoren mit der Kanalabwärtscharakteristik multipliziert, das Normquadrat der jeweiligen Produkte berechnet und die Berechnungsergebnisse als Empfangsenergiewerte ausgibt; und einen Maximalenergieermittlungsteil (324), der als die maximale Empfangsenergie den größten Energieempfangswert unter den vom Empfangsenergieberechnungsteil eingegebenen Empfangsenergiewerten findet und den Index ausgibt, in dem die zum Berechnen des Gewichtungsvektors verwendeten Koeffizienten positioniert sind, worin der Gewichtungsvektor, der dem Index entspricht, der als die Kurzzeitinformation bestimmt ist, aus den Gewichten besteht.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 4, worin die erste Gewichtsextraktionseinheit umfasst: einen ersten Informationswiederherstellungsteil (420), der die Langzeitinformation und Kurzzeitinformation aus dem empfangenen Feedbacksignal wiederherstellt und die wiederhergestellte Langzeitinformation und Kurzzeitinformation ausgibt; einen zweiten Koeffizientenspeicherteil (422), der durch Strahlenanzahltabellen, deren jede Koeffizienten des effektiven Basisvektors mit Indices aufweist, bestimmt und speichert und Koeffizienten aus einer Tabelle extrahiert, die in Reaktion auf die Anzahl Strahlen ausgewählt ist, die in die Langzeitinformation eingeführt sind, in Reaktion auf die Kurzzeitinformation; und einen zweiten Basisvektorkombinationsteil (424), der die in der Langzeitinformation eingeführten effektiven Basisvektoren unter Verwendung von Koeffizienten kombiniert, die vom zweiten Koeffizientenspeicherteil eingegeben sind, und die erhaltenen Kombinationen als Gewichte an die Multiplikationseinheit ausgibt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 11, worin der zweite Basisvektorkombinationsteil (424) die in die Langzeitinformation eingeführten effektiven Basisvektoren unter Verwendung von Koeffizienten, die vom zweiten Koeffizientenspeicherteil eingegeben sind, und die in die Langzeitinformation eingeführten Eigenwerte kombiniert und die erhaltenen Kombinationen als Gewichte an die Multiplikationseinheit ausgibt.
Mobiles Kommunikationsverfahren unter Verwendung einer Gruppenantenne für ein mobiles Kommunikationsgerät, das eine Basisstation (10) mit der Gruppenantenne und einer Mobilstation (20) beinhaltet, wobei das Verfahren umfasst: (a) Bestimmen einer Kanalabwärtscharakteristik für jede Antenne unter Verwendung eines von der Basisstation (10) übertragenen Signals, Bestimmen von Langzeitinformation und Kurzzeitinformation unter Verwendung der Kanalabwärtscharakteristik, Konvertieren der bestimmten Langzeitinformation und Kurzzeitinformation in ein Feedbacksignal und Übertragen des Feedbacksignals an die Basisstation; und (b) Empfangen des Feedbacksignals, Extrahieren einer Mehrzahl von Gewichten aus der Langzeitinformation und Kurzzeitinformation, die aus dem empfangenen Feedbacksignal wiederhergestellt ist, Multiplizieren eines dedizierten physikalischen Multiplexkanalsignals mit den entsprechenden Gewichten, Addieren entsprechender Pilotsignale zu den Produkten und Übertragen der Additionsergebnisse durch die Gruppenantenne zur Mobilstation; dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (a) umfasst: (a1) Empfangen des von der Basisstation übertragenen Signals und Bestimmen der Kanalabwärtscharakteristik aus dem empfangenen Signal; (a2) Erzeugen von Basisvektoren und Eigenwerten aus der Kanalabwärtscharakteristik ausgehend von der Korrelation von Charakteristiken zwischen Kanälen für jede Antenne, Berechnen der Anzahl Strahlen, die gleich der Zahl der effektiven Basisvektoren ist, aus den Eigenwerten und Ausgeben der effektiven Basisvektoren und Anzahl Strahlen als Langzeitinformation; (a3) Bestimmen als Kurzzeitinformation den Index, der zu einer maximalen Empfangsenergie führt, unter Verwendung von aus den effektiven Basisvektoren berechneten Gewichtungsvektoren, der Kanalabwärtscharakteristik und der Koeffizienten einer Tabelle, die der Anzahl Strahlen entspricht unter Tabellen, die durch die Anzahl Strahlen vorbestimmt sind und deren jede Koeffizienten der effektiven Basisvektoren mit Indices aufweist und in der Mobilstation gespeichert ist; (a4) Konvertieren der bestimmten Langzeitinformation und Kurzzeitinformation in das Feedbacksignal, worin die Gewichtungsvektoren als Kombinationen der effektiven Basisvektoren und der Koeffizienten ausgedrückt sind und der Gewichtungsvektor, der dem Index entspricht, der als Kurzzeitinformation bestimmt ist, aus Gewichten besteht; worin in Schritt (a2) ein Modussignal, das einen Kombinationsmodus der effektiven Basisvektoren darstellt, aus der Kanalabwärtscharakteristik erzeugt wird und das erzeugte Modussignal in die Langzeitinformation eingeführt wird, und in Schritt (a3), der Index, der zu einer maximalen Empfangsenergie führt, als die Kurzzeitinformation bestimmt wird unter Verwendung der Gewichtungsvektoren, die aus den effektiven Basisvektoren berechnet sind, der Kanalabwärtscharakteristik und den Koeffizienten einer Tabelle, die der Anzahl Strahlen entspricht und dem Modussignal unter Tabellen, die durch die Anzahl Strahlen und die Kombinationsmoden vorbestimmt sind, und deren jede die Koeffizienten der effektiven Basisvektoren mit Indices aufweist und in der Mobilstation gespeichert wird.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 13, worin in Schritt (a2) die Eigenwerte in die Langzeitinformation eingeführt werden.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 14, worin Schritt (b) umfasst: (b1) Wiederherstellen der Langzeitinformation und Kurzzeitinformation aus dem durch die Gruppenantenne empfangenen Feedbacksignal und Extrahieren der Gewichte aus der wiederhergestellten Langzeitinformation und Kurzzeitinformation; (b2) Durchführen von Multiplex des dedizierten physikalischen Kanalsignals und Multiplizieren des Multiplexergebnisses mit den entsprechenden in Schritt (b1) extrahierten Gewichten; und (b3) Addieren der entsprechenden Pilotkanalsignale zu den in Schritt (b2) erhaltenen Produkten, worin die Ergebnisse der Additionen in Schritt (b3) durch die Gruppenantenne zur Mobilstation übertragen werden.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 13, 14 oder 15, worin Schritt (a2) umfasst: (a21) Erzeugen der Basisvektoren und Eigenwerte aus der Kanalabwärtscharakteristik durch Eigenanalyse; (a22) Zählen der Anzahl Eigenwerte, die größer ist als ein erster Schwellenwert, zum Ermitteln der Anzahl Strahlen und Auswählen von Basisvektoren in einer Menge gleich der Anzahl Strahlen, unter den in Schritt (a21) erzeugten Basisvektoren als effektive Basisvektoren; und (a23) Erzeugen des Modussignals unter Verwendung der Kanalabwärtscharakteristik.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 16, worin Schritt (a23) umfasst: (a231) Berechnen von Erwartungswerten für die entsprechenden Kombinationsmoden unter Verwendung der Kanalabwärtscharakteristik, der effektiven Basisvektoren und der Koeffizienten von Tabellen entsprechend der Anzahl Strahlen, aus Tabellen, die durch die Anzahl Strahlen vorbestimmt sind und die Kombinationsmoden; (a232) Bestimmen, ob ein Erwartungswert für einen Auswahlkombinationsmodus größer ist als ein Erwartungswert für einen Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus; (a233) wenn der Erwartungswert für den Auswahlkombinationsmodus als größer bestimmt ist als der Erwartungswert für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus, Erzeugen des Modussignals, das den Auswahlkombinationsmodus darstellt; und (a234) wenn der Erwartungswert für den Auswahlkombinationsmodus als nicht größer als der Erwartungswert für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus bestimmt ist, Erzeugen des Modussignals, das den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus darstellt, worin Schritt (a231), Schritt (a232), Schritt (a233) und Schritt (a234) zur gleichen Zeit wie Schritt (a21) und Schritt (a22) durchgeführt werden.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 17, worin Schritt (a231) umfasst: Berechnen einer Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix aus der Kanalabwärtscharakteristik; und Berechnen der Erwartungswerte ausgehend von der Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix, den Koeffizienten der Tabellen, die der Anzahl Strahlen entsprechen, und den effektiven Basisvektoren unter Verwendung der folgenden Formeln: ESL = E[ws HRDL STws] und EEG = E[we HRDL STwe]wo E^SL den Erwartungswert für den Auswahlkombinationsmodus bezeichnet, E^EG den Erwartungswert für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus bezeichnet, R_DL ^ST die Abwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix bezeichnet,
w_s ^H eine Konjugat-Transpositionsmatrix von w_s ist und w_e ^H eine Konjugat-Transpositionsmatrix von w_e ist, wo v_i der effektive Basisvektor ist, b der Index ist, N_B die Anzahl Strahlen bezeichnet, a_i ^s(b) Koeffizienten sind, die für den Auswahlkombinationsmodus mit dem Index b aus Koeffizienten bestimmt sind, die in einer Tabelle entsprechend der Anzahl Strahlen gespeichert sind, und a_i ^e(b) Koeffizienten sind, die für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus mit dem Index b aus Koeffizienten bestimmt sind, die in Tabellen entsprechend der Anzahl Strahlen gespeichert sind.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, worin Schritt (a23) umfasst: (a241) Berechnen der Ankunftsrichtung (DOAs) an der Mobilstation aus der Kanalabwärtscharakteristik; (a242) Bestimmen, ob eine Differenz zwischen benachbarten DOAs größer ist als ein zweiter Schwellenwert; (a243) wenn die Differenz zwischen benachbarten DOAs als größer bestimmt ist als der zweite Schwellenwert, Erzeugen des Modussignals, das den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus darstellt; und (a244) wenn die Differenz zwischen benachbarten DOAs als nicht größer als der zweite Schwellenwert bestimmt ist, Erzeugen des Modussignals, das den Auswahlkombinationsmodus darstellt, worin Schritt (a241), Schritt (a242), Schritt (a243) und Schritt (a244) zur gleichen Zeit wie Schritt (a21) und Schritt (a22) durchgeführt werden.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, worin Schritt (a23) umfasst: (a251) Berechnen der Divergenz der Ankunftsrichtung (DOAs) an der Mobilstation aus der Kanalabwärtscharakteristik; und (a252) Bestimmen, ob die mittlere Divergenz größer ist als ein dritter Schwellenwert; (a253) wenn die mittlere Divergenz als größer bestimmt ist als der dritte Schwellenwert, Erzeugen des Modussignals, das den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus darstellt; und (a254) wenn die mittlere Divergenz als nicht größer als der dritte Schwellenwert bestimmt ist, Erzeugen des Modussignals, das den Auswahlkombinationsmodus darstellt, worin Schritt (a251), Schritt (a252), Schritt (a253) und Schritt (a254) zur gleichen Zeit wie Schritt (a21) und Schritt (a22) durchgeführt werden.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, worin Schritt (a3) umfasst: (a311) Berechnen der Gewichtungsvektoren durch Kombinieren der effektiven Basisvektoren mit den Koeffizienten von Tabellen, die der Anzahl Strahlen entsprechen; (a312) Multiplizieren der jeweiligen in Schritt (a311) erhaltenen Gewichtungsvektoren mit der Kanalabwärtscharakteristik und Berechnen des Normquadrats der jeweiligen Produkte, um Empfangsenergiewerte zu erhalten; und (a313) Definieren des größten Energieempfangswerts unter den Empfangsenergiewerten als maximale Empfangsenergie und Bestimmen des Index, in dem die zum Berechnen des Gewichtungsvektors verwendeten Koeffizienten positioniert sind, als Kurzzeitinformation.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 20, worin Schritt (a3) umfasst: (a321) Berechnen der Gewichtungsvektoren durch Kombinieren der effektiven Basisvektoren mit den Koeffizienten von Tabellen, die der Anzahl Strahlen entsprechen und des Modussignals; (a322) Multiplizieren der jeweiligen in Schritt (a321) erhaltenen Gewichtungsvektoren mit der Kanalabwärtscharakteristik und Berechnen des Normquadrats der jeweiligen Produkte, um Empfangsenergiewerte zu erhalten; und (a323) Definieren des größten Energieempfangswerts unter den Empfangsenergiewerten als maximale Empfangsenergie und Bestimmen des Index, in dem die zum Berechnen des Gewichtungsvektors verwendeten Koeffizienten positioniert sind, als Kurzzeitinformation.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, worin Schritt (b1) umfasst: (b11) Wiederherstellen der Langzeitinformation und Kurzzeitinformation aus dem Feedbacksignal; (b12) Auswählen einer Tabelle entsprechend der Anzahl Strahlen, die in die Langzeitinformation eingeführt sind, aus Tabellen, die durch die Anzahl Strahlen vorbestimmt sind und deren jede die Koeffizienten der effektiven Basisvektoren mit Indices aufweist und in der Basisstation gespeichert ist, und Extrahieren von Koeffizienten entsprechend der Kurzzeitinformation aus den Koeffizienten der ausgewählten Tabelle; (b13) Ermitteln der Gewichte durch Kombinieren der effektiven Basisvektoren, die in die Langzeitinformation eingeführt sind, unter Verwendung der in Schritt (b12) extrahierten Koeffizienten.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 23, worin in Schritt (b12) eine Tabelle entsprechend der Anzahl Strahlen und das in die Langzeitinformation eingeführte Modussignal unter Tabellen ausgewählt wird, die durch die Anzahl Strahlen vorbestimmt sind und die Kombinationsmoden und deren jede die Koeffizienten der effektiven Basisvektoren mit Indices aufweist und in der Basisstation gespeichert ist, und Koeffizienten, die der Kurzzeitinformation entsprechen, unter Koeffizienten der ausgewählten Tabelle extrahiert werden.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 23 oder 24, worin in Schritt (b13) die Gewichte durch Kombinieren der effektiven Basisvektoren, die in die Langzeitinformation eingeführt sind, unter Verwendung der in Schritt (b12) extrahierten Koeffizienten und der in die Langzeitinformation eingeführten Eigenwerte erhalten werden.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 17, worin die Koeffizienten a_i(b) der Tabelle entsprechend dem Auswahlkombinationsmodus zuvor nach der folgenden Formel erhalten werden:
wo i eine ganze Zahl von 0 bis N_B – 1 ist, N_B die Anzahl Strahlen bezeichnet, b den Index bezeichnet und eine ganze Zahl von 0 bis N_B – 1 ist.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 17, worin die Koeffizienten a_i(b) der Tabelle entsprechend dem Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus zuvor nach der folgenden Formel erhalten werden:
wo i eine ganze Zahl von 0 bis N_B – 1 ist, c(b) = Gray-Encoder (b, B^EG),
N_B die Anzahl Strahlen bezeichnet, b den Index bezeichnet und eine ganze Zahl von 0 bis B^EG – 1 und B^EG = 4^NB-1.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 13, worin die in Schritt (a3) verwendete Tabelle der Koeffizienten für den Auswahlkombinationsmodus vorgesehen ist.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 13, worin die in Schritt (a3) verwendete Tabelle der Koeffizienten für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus vorgesehen ist.
Mobiles Kommunikationsgerät, das eine Basisstation (10) mit einer Gruppenantenne und eine Mobilstation (20) beinhaltet, die Mobilstation (20) ist so angeordnet, dass sie eine Kanalabwärtscharakteristik für jede Antenne unter Verwendung eines von der Basisstation übertragenen Signals bestimmt, Kurzzeitinformation ausgehend von der Korrelation von Charakteristiken zwischen Kanälen jeder Antenne unter Verwendung der Kanalabwärtscharakteristik bestimmt, die bestimmte Kurzzeitinformation in ein Feedbacksignal konvertiert und das Feedbacksignal an die Basisstation überträgt; und die Basisstation (10) ist so angeordnet, dass sie eine Kanalaufwärtscharakteristik für jede Antenne aus einem von der Mobilstation übertragenen Signal bestimmt, eine Mehrzahl von Gewichten ausgehend von unter Verwendung der Kanalaufwärtscharakteristik bestimmter Langzeitinformation und der aus dem empfangenen Feedbacksignal wiederhergestellten Kurzzeitinformation extrahiert, ein dediziertes physikalisches Multiplexkanalsignal mit den entsprechenden Gewichten multipliziert, entsprechende Basispilotsignale, die unter Verwendung mindestens eines Pilotkanalsignals und der Langzeitinformation erhalten sind, zu den Produkten addiert und die Ergebnisse der Additionen durch die Gruppenantenne zur Mobilstation überträgt; dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation umfasst: eine Bestimmungseinheit (542) für Basisstationlangzeitinformation, die die Kanalaufwärtscharakteristik unter Verwendung des von der Mobilstation übertragenen Signals bestimmt und die Langzeitinformation unter Verwendung der bestimmten Kanalaufwärtscharakteristik bestimmt; eine zweite Gewichtsextraktionseinheit (540), die die Kurzzeitinformation vom durch die Gruppenantenne empfangenen Feedbacksignal wiederherstellt und die Gewichte unter Verwendung der wiederhergestellten Kurzzeitinformation und der von der Basisstationlangzeitinformationsbestimmungseinheit bestimmten Langzeitinformation extrahiert; eine Multiplexeinheit, die an einem dedizierten physikalischen Kanalsignal Multiplex durchführt und das Multiplexergebnis ausgibt; eine Multiplikationseinheit (532), die das von der Multiplexeinheit eingegebene Multiplexergebnis mit den jeweiligen Gewichten multipliziert, die von der zweiten Gewichtsextraktionseinheit eingegeben sind, und die Produkte ausgibt; und eine Basispilotsignalerzeugungseinheit (538), die Basispilotsignale unter Verwendung mindestens eines Pilotkanalsignals und der von der Basisstationlangzeitinformationsbestimmungseinheit bestimmten Langzeitinformation erzeugt; eine Additionseinheit (534), die die jeweiligen Basispilotsignale zu den von der Multiplikationseinheit eingegebenen Produkten addiert und die Ergebnisse der Addition ausgibt, worin die von der Additionseinheit ausgegebenen Additionsergebnisse durch die Gruppenantenne zur Mobilstation übertragen werden; worin die Bestimmungseinheit für Basisstationlangzeitinformation umfasst: einen Basisstationkanalcharakteristikbestimmungsteil (780), der die Kanalaufwärtscharakteristik für jede Antenne unter Verwendung des von der Mobilstation übertragenen Signals bestimmt; einen Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrixerzeugungsteil (782), der eine Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix aus der vom Basisstationkanalcharakteristikbestimmungsteil bestimmten Kanalaufwärtscharakteristik erzeugt; einen Kanalinformationskonversionsteil (784), der die Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix in eine Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix konvertiert; und einen Langzeitinformationserzeugungsteil (786), der die Langzeitinformation aus der vom Kanalinformationskonversionsteil eingegebenen Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix durch ein Eigenanalyseverfahren erzeugt; worin der Langzeitinformationserzeugungsteil (786) einen zweiten Modussignalerzeugungsteil umfasst, der ein Modussignal, das einen Kombinationsmodus der effektiven Basisvektoren darstellt, aus der unter Verwendung des Eigenanalyseverfahrens erzeugten Langzeitinformation und der Kanalaufwärtscharakteristik erzeugt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 30, worin die Mobilstation die Kurzzeitinformation unter Verwendung der aus dem von der Basisstation übertragenen Signal wiederhergestellten Langzeitinformation und der Kanalabwärtscharakteristik bestimmt, und die Basisstation die bestimmte Langzeitinformation in ein Funksignal konvertiert und das Funksignal zur Mobilstation überträgt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 30 oder 31, worin die Mobilstation umfasst: eine Mobilstationkanalcharakteristikbestimmungseinheit, die das von der Basisstation übertragene Signal empfängt, die Kanalabwärtscharakteristik für jede Antenne aus dem empfangenen Signal in Raum-Zeit bestimmt, und die bestimmte Kanalabwärtscharakteristik ausgibt; eine dritte Koeffizientenspeichereinheit, die Vorbestimmung und Speicherung einer Tabelle durchführt, die Koeffizienten von effektiven Basisvektoren aufweist, die mit Indices kombiniert werden sollen; eine zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit, die Gewichtungsvektoren durch Kombinieren gegebener Identitätsbasisvektoren mit den von der dritten Koeffizientenspeichereinheit ausgegebenen Koeffizienten ermittelt, den Index, der zu einer maximalen Empfangsenergie führt, unter Verwendung der Gewichtungsvektoren und der Kanalabwärtscharakteristik bestimmt, und den bestimmten Index als Kurzzeitinformation ausgibt; und eine Mobilstationsignalkonversionseinheit zum Konvertieren der bestimmten Kurzzeitinformation in das Feedbacksignal; worin der Gewichtungsvektor, der dem Index entspricht, der von der zweiten Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit als Kurzzeitinformation bestimmt ist, aus den Gewichten besteht, und das konvertierte Feedbacksignal zur Basisstation übertragen wird.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 31, worin die Mobilstation umfasst: eine Mobilstationkanalcharakteristikbestimmungseinheit, die das von der Basisstation übertragene Signal empfängt, die Kanalabwärtscharakteristik für jede Antenne aus dem empfangenen Signal in Raum-Zeit bestimmt, und die bestimmte Kanalabwärtscharakteristik ausgibt; eine zweite Informationswiederherstellungseinheit, die das von der Basisstation übertragene Signal empfängt, die Langzeitinformation aus dem empfangenen Signal wiederherstellt und die wiederhergestellte Langzeitinformation ausgibt; eine vierte Koeffizientenspeichereinheit, die Vorbestimmung und Speicherung von Tabellen mit der Langzeitinformation durchführt, die Koeffizienten von effektiven Basisvektoren aufweisen, die mit Indices kombiniert werden sollen, und die Koeffizienten einer Tabelle ausgibt, die der von der zweiten Informationswiederherstellungseinheit eingegebenen Langzeitinformation entsprechen, die aus den gespeicherten Tabellen ausgewählt ist; eine zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit, die Gewichtungsvektoren durch Kombinieren gegebener Identitätsbasisvektoren mit von der vierten Koeffizientenspeichereinheit ausgegebenen Koeffizienten ermittelt, den Index, der zu einer maximalen Empfangsenergie führt, unter Verwendung der Gewichtungsvektoren und der Kanalabwärtscharakteristik bestimmt und den bestimmten Index als Kurzzeitinformation ausgibt; und eine Mobilstationsignalkonversionseinheit zum Konvertieren der bestimmten Kurzzeitinformation in das Feedbacksignal; worin der Gewichtungsvektor, der dem Index entspricht, der von der zweiten Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit als Kurzzeitinformation bestimmt ist, aus den Gewichten besteht, und das konvertierte Feedbacksignal zur Basisstation übertragen wird.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 32 oder 33, worin die zweite Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit umfasst; einen dritten Basisvektorkombinationsteil, der die Identitätsbasisvektoren unter Verwendung der von der dritten Koeffizientenspeichereinheit eingegebenen Koeffizienten kombiniert und die erhaltenen Kombinationen als Gewichtungsvektoren ausgibt; einen Empfangsenergieberechnungsteil, der die jeweiligen Gewichtungsvektoren, die vom dritten Basisvektorkombinationsteil eingegeben sind, mit der Kanalabwärtscharakteristik multipliziert, das Normquadrat der jeweiligen Produkte berechnet und die Berechnungsergebnisse als Empfangsenergiewerte ausgibt; und einen Maximalenergieermittlungsteil, der den größten Energieempfangswert unter den vom Empfangsenergieberechnungsteil eingegebenen Empfangsenergiewerten als maximale Empfangsenergie findet und als Kurzzeitinformation den Index ausgibt, in dem die zum Berechnen des Gewichtungsvektors verwendeten Koeffizienten positioniert sind.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 33, worin die Basisstation ferner umfasst: eine Basisstationsignalkonversionseinheit (642), die die von der Langzeitinformationsbestimmungseinheit bestimmte Langzeitinformation in ein Funksignal konvertiert; und worin das von der Basisstationsignalkonversionseinheit ausgegebene Funksignal durch die Gruppenantenne zur Mobilstation übertragen wird.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 30, worin die zweite Gewichtsextraktionseinheit umfasst: einen dritten Informationswiederherstellungsteil (730), der die Kurzzeitinformation aus dem empfangenen Feedbacksignal wiederherstellt und die wiederhergestellte Kurzzeitinformation ausgibt; einen fünften Koeffizientenspeicherteil (732), der Vorbestimmung und Speicherung einer Tabelle durchführt, die Koeffizienten von effektiven Basisvekto ren aufweist, die mit Indices kombiniert werden sollen, und Koeffizienten ausgibt, die der vom dritten Informationswiederherstellungsteil eingegebenen Kurzzeitinformation entsprechen; und einen vierten Basisvektorkombinationsteil (734), der die vom fünften Koeffizientenspeicherteil eingegebenen Koeffizienten und die in die Langzeitinformation eingeführten effektiven Basisvektoren, die von der Basisstationlangzeitinformationsbestimmungseinheit eingegeben sind, kombiniert und die erhaltenen Kombinationen als Gewichte an die Multiplikationseinheit ausgibt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 36, worin der fünfte Koeffizientenspeicherteil (732) Vorbestimmung und Speicherung der Tabellen mit der Langzeitinformation durchführt, deren jede die Koeffizienten der effektiven Basisvektoren aufweist, und die Koeffizienten des vierten Basisvektorkombinationsteils ausgibt, die der von der Basislangzeitinformationsbestimmungseinheit bestimmten Langzeitinformation und der vom dritten Informationswiederherstellungsteil eingegebenen Kurzzeitinformation entsprechen.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 30, worin der zweite Modussignalerzeugungsteil umfasst: einen Aufwärtskurzzeitraumkovarianzmatrixberechnungsteil, der eine Aufwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix aus der Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix berechnet; einen Erwartungswertberechnungsteil, der Erwartungswerte E^SL und E^EG ausgehend von der Aufwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix, den von der fünften Koeffizientenspeichereinheit eingegebenen Koeffizienten und den effektiven Basisvektoren, die in die Langzeitinformation von der Langzeitinformationsbestimmungseinheit eingeführt sind, unter Verwendung der folgenden Formeln berechnet: ESL = E[wsHRUL STws] und EEG = E[we HRUL STwe] wo R_UL ^ST die Aufwärtskurzzeitraumkovarianzmatrix bezeichnet,
w_s ^H eine Konjugat-Transpositionsmatrix von w_s ist und w_e ^H eine Konjugat-Transpositionsmatrix von w_e ist, wo v_i der effektive Basisvektor ist, b der Index ist, N_B die Anzahl Strahlen bezeichnet, die gleich der Anzahl an effektiven Basisvektoren ist, a_i ^s(b) Koeffizienten sind, die für den Auswahlkombinationsmodus mit dem Index b aus den vom fünften Koeffizientenspeicherteil eingegebenen Koeffizienten bestimmt sind, und a_i ^e(b) Koeffizienten sind, die für den Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus mit dem Index b aus den vom fünften Koeffizientenspeicherteil eingegebenen Koeffizienten bestimmt sind; und einen ersten Vergleichsteil, der die Erwartungswerte vergleicht und das Modussignal in Reaktion auf das Vergleichsergebnis erzeugt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 30, worin der zweite Modussignalerzeugungsteil umfasst: einen Berechnungsteil für die Ankunftsrichtung (DOA), der DOAs an der Mobilstation aus der Kanalaufwärtscharakteristik berechnet; und einen zweiten Vergleichsteil, der eine Differenz zwischen benachbarten DOAs mit einem zweiten Schwellenwert vergleicht und das Modussignal in Reaktion auf das Vergleichsergebnis erzeugt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 30, worin der zweite Modussignalerzeugungsteil umfasst: einen Divergenzberechnungsteil, der die Divergenz der Ankunftsrichtung (DOAs) an der Mobilstation aus der Kanalaufwärtscharakteristik berechnet; und einen dritten Vergleichsteil, der die mittlere Divergenz mit einem dritten Schwellenwert vergleicht und das Modussignal in Reaktion auf das Vergleichsergebnis erzeugt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 30, worin der zweite Modussignalerzeugungsteil einen vierten Vergleichsteil umfasst, der eine Differenz zwischen dem ersten größten Eigenwert und dem zweitgrößten Eigenwert unter den Eigenwerten mit einem vierten Schwellenwert vergleicht und das Modussignal in Reaktion auf das Vergleichsergebnis ausgibt, und die Eigenwerte werden aus der Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix unter Verwendung des Eigenwertanalyseverfahrens im Langzeitinformationserzeugungsteil erzeugt und in die Langzeitinformation eingeführt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 30, worin die Basispilotsignalerzeugungseinheit die Pilotkanalsignale in einer Menge gleich der Anzahl Strahlen, die gleich der Anzahl der effektiven Basisvektoren ist, mit den jeweiligen effektiven Basisvektoren multipliziert, die Produkte addiert und die Ergebnisse der Additionen als Basispilotsignale an die Additionseinheit ausgibt.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 30, worin die Basispilotsignalerzeugungseinheit Amplituden der effektiven Basisvektoren einstellt, die Pilotkanalsignale in einer Menge gleich der Anzahl Strahlen, die gleich der Anzahl der effektiven Basisvektoren ist, mit den jeweiligen effektiven Basisvektoren nach Amplitudeneinstellung multipliziert, die Produkte addiert und die Ergebnisse der Additionen als Basispilotsignale an die Additionseinheit ausgibt.
Mobiles Kommunikationsverfahren unter Verwendung einer Gruppenantenne in einem mobilen Kommunikationsgerät, das eine Basisstation (10) mit der Gruppenantenne und einer Mobilstation (20) beinhaltet, wobei das Verfahren umfasst: (a) Bestimmen einer Kanalabwärtscharakteristik für jede Antenne unter Verwendung eines von der Basisstation übertragenen Signals, Bestimmen von Kurzzeitinformation ausgehend von der Korrelation von Charakteristiken zwischen Kanälen jeder Antenne unter Verwendung der Kanalabwärtscharakteristik, Konvertieren der bestimmten Kurzzeitinformation in ein Feedbacksignal und Übertragen des Feedbacksignals zur Basisstation; und (b) Bestimmen der Kanalaufwärtscharakteristik für jede Antenne aus einem von der Mobilstation übertragenen Signal, Extrahieren einer Mehrzahl von Gewichten ausgehend von Langzeitinformation, die unter Verwendung von Kanalaufwärtscharakteristik bestimmt ist, und der aus dem empfangenen Feedbacksignal wiederhergestellten Kurzzeitinformation, Multiplizieren eines dedizierten physikalischen Multiplexkanalsignals mit den entsprechenden Gewichten, Addieren entsprechender Basispilotsignale, die unter Verwendung mindestens eines Pilotkanalsignals und der Langzeitinformation erhalten sind, zu den Produkten und Übertragen der Ergebnisse der Additionen durch die Gruppenantenne zur Mobilstation; dadurch gekennzeichnet, dass Schritt (b) umfasst: (b1) Bestimmen der Kanalaufwärtscharakteristik unter Verwendung des von der Mobilstation (20) übertragenen Signals und Bestimmen der Langzeitinformation unter Verwendung der bestimmten Kanalaufwärtscharakteristik; (b2) Wiederherstellen der Kurzzeitinformation aus dem durch die Gruppenantenne empfangenen Feedbacksignal und Extrahieren der Gewichte unter Verwendung der wiederhergestellten Kurzzeitinformation und der in Schritt (b1) bestimmten Langzeitinformation; (b3) Durchführen von Multiplex an einem dedizierten physikalischen Kanalsignal; (b4) Multiplizieren des Multiplexergebnisses von Schritt (b3) mit den entsprechenden in Schritt (b2) extrahierten Gewichten; (b5) Erzeugen der Basispilotsignale unter Verwendung mindestens eines Pilotkanalsignals und der in Schritt (b1) bestimmten Langzeitinformation; und (b6) Addieren der jeweiligen Basispilotsignale zu den Produkten aus Schritt (b4), worin Schritt (b2) umfasst: (b21) Wiederherstellen der Kurzzeitinformation aus dem empfangenen Feedbacksignal; (b22) Extrahieren von Koeffizienten, die der Kurzzeitinformation entsprechen, aus Koeffizienten von Tabellen, die vorbestimmt sind und deren jede die Koeffizienten der effektiven Basisvektoren aufweist, die mit Indices kombiniert werden sollen; und (b23) Ermitteln der Gewichte unter Verwendung der extrahierten Koeffizienten und der in Schritt (b1) bestimmten Langzeitinformation, worin die Ergebnisse der Additionen von Schritt (b6) durch die Gruppenantenne zur Mobilstation übertragen werden; worin Schritt (b1) umfasst: (b11) Bestimmen der Kanalaufwärtscharakteristik für jede Antenne unter Verwendung des von der Mobilstation übertragenen Signals; (b12) Erzeugen einer Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix aus der in Schritt (b11) bestimmten Kanalaufwärtscharakteristik; (b13) Konvertieren der Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix in eine Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix; und (b14) Erzeugen der Langzeitinformation durch ein Eigenanalyseverfahren aus der in Schritt (b13) erhaltenen Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix; worin Schritt (b14) umfasst: (b141) Erzeugen eines Modussignals, das einen Kombinationsmodus der effektiven Basisvektoren darstellt, aus der unter Verwendung des Eigenanalyseverfahrens erzeugten Langzeitinformation und der Kanalaufwärtscharakteristik; worin Schritt (b141) umfasst: Berechnen einer Differenz zwischen dem ersten größten Eigenwert und dem zweitgrößten Eigenwert unter den Eigenwerten; Bestimmen, ob die Differenz zwischen dem ersten größten Eigenwert und dem zweitgrößten Eigenwert kleiner ist als ein vierter Schwellenwert; wenn die Differenz zwischen dem ersten größten Eigenwert und dem zweitgrößten Eigenwert als kleiner als der vierte Schwellenwert bestimmt ist, Er zeugen des Modussignals, das einen Auswahlkombinationsmodus darstellt; und wenn die Differenz zwischen dem ersten größten Eigenwert und dem zweitgrößten Eigenwert als nicht kleiner als der vierte Schwellenwert bestimmt ist, Erzeugen des Modussignals, das einen Verstärkungsgleichheitskombinationsmodus darstellt, worin die Eigenwerte aus der Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix unter Verwendung des Eigenanalyseverfahrens erzeugt und in die Langzeitinformation eingeführt werden.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 44, worin in Schritt (a) die Kurzzeitinformation unter Verwendung der Langzeitinformation bestimmt wird, die aus dem von der Basisstation übertragenen Signal wiederhergestellt ist, und der Kanalabwärtscharakteristik und in Schritt (b) die bestimmte Langzeitinformation in ein Funksignal konvertiert und zur Mobilstation übertragen wird.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 44, worin Schritt (a) umfasst: (a1) Empfangen des von der Basisstation übertragenen Signals und Bestimmen der Kanalabwärtscharakteristik für jede Antenne aus dem empfangenen Signal in Raum-Zeit; (a2) Berechnen von Gewichtungsvektoren durch Kombinieren von Identitätsbasisvektoren mit entsprechenden Koeffizienten unter Koeffizienten einer Tabelle, die vorbestimmt und gespeichert ist, und Koeffizienten der effektiven Basisvektoren mit Indices aufweist, und Bestimmen des Index, der zu einer maximalen Empfangsenergie führt, unter Verwendung der Gewichtungsvektoren und der Kanalabwärtscharakteristik als Kurzzeitinformation; und (a3) Konvertieren der bestimmten Kurzzeitinformation in das Feedbacksignal, worin der Gewichtungsvektor, der dem in Schritt (a2) bestimmten Index entspricht, aus Gewichten besteht, und das konvertierte Ergebnis von Schritt (a3) zur Basisstation übertragen wird.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 45, worin Schritt (a) umfasst: (a1) Empfangen des von der Basisstation übertragenen Signals, Bestimmen der Kanalabwärtscharakteristik für jede Antenne aus dem empfangenen Signal in Raum-Zeit und Wiederherstellen der Langzeitinformation aus dem empfangenen Signal; (a2) Berechnen von Gewichtungsvektoren durch Kombinieren von Identitätsbasisvektoren mit den jeweiligen Koeffizienten einer Tabelle, die gemäß der in Schritt (a1) wiederhergestellten Langzeitinformation aus Tabellen ausgewählt ist, die vorbestimmt sind und deren jede Koeffizienten von effektiven Basisvektoren aufweist, die mit Indices kombiniert werden sollen, und als Kurzzeitinformation den Index Bestimmen, der zu einer maximalen Empfangsenergie führt, unter Verwendung der Gewichtungsvektoren und der Kanalabwärtscharakteristik; und (a3) Konvertieren der bestimmten Kurzzeitinformation in das Feedbacksignal, worin der Gewichtungsvektor, der dem in Schritt (a2) bestimmten Index entspricht, aus den Gewichten besteht, und das konvertierte Ergebnis von Schritt (a3) zur Basisstation übertragen wird.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 46, worin Schritt (a2) umfasst: (a21) Berechnen der Gewichtungsvektoren durch Kombinieren der Identitätsbasisvektoren unter Verwendung der Koeffizienten der Tabelle; (a22) Multiplizieren der jeweiligen Gewichtungsvektoren, die in Schritt (a21) berechnet sind, mit der Kanalabwärtscharakteristik und Berechnen des Normquadrats der jeweiligen Produkte als Empfangsenergiewerte; und (a23) Ermitteln des größten Energieempfangswerts unter den Empfangsenergiewerten als maximale Empfangsenergie und Bestimmen des Index als Kurzzeitinformation, in dem die Koeffizienten positioniert sind, die zum Berechnen des Gewichtungsvektors verwendet werden.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 47, worin Schritt (b) ferner umfasst: (b7) Konvertieren der in Schritt (b1) bestimmten Langzeitinformation in ein Funksignal, worin Schritt (b2) umfasst: (b22) Extrahieren von Koeffizienten, die der Kurzzeitinformation und der in Schritt (b1) bestimmten Langzeitinformation entsprechen, unter Koeffizienten von Tabellen, die durch Langzeitinformation vorbestimmt sind und deren jede die Koeffizienten der effektiven Basisvektoren aufweist, die mit Indices kombiniert werden sollen, und worin die Ergebnisse der Additionen von Schritt (b6) und das konvertierte Ergebnis von Schritt (b7) durch die Gruppenantenne zur Mobilstation übertragen werden.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 44, worin in Schritt (b5) die Pilotkanalsignale in einer Menge gleich der Anzahl Strahlen, die gleich der Anzahl der effektiven Basisvektoren ist, mit jeweiligen effektiven Basisvektoren multipliziert werden, die Produkte addiert werden und die Ergebnisse der Additionen als Basispilotsignale bestimmt werden und dann Schritt (b6) durchgeführt wird.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 44, worin in Schritt (b5) die Amplituden der effektiven Basisvektoren eingestellt werden, die Pilotkanalsignale in einer Menge gleich der Anzahl Strahlen, die gleich der Anzahl der effektiven Basisvektoren ist, mit den jeweiligen effektiven Basisvektoren nach Amplitudeneinstellung multipliziert werden, die Produkte addiert werden und die Ergebnisse der Additionen als Basispilotsignale bestimmt werden und dann Schritt (b6) durchgeführt wird.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 4, worin die Multiplexeinheit einen Multiplikator umfasst, der das dedizierte physikalische Kanalsignal mit einem Spread/Scramble-Signal multipliziert und das Produkt als Multiplexergebnis ausgibt.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 13, worin das dedizierte physikalische Multiplexkanalsignal durch Multiplizieren eines Spread/Scramble-Signals mit einem dedizierten physikalischen Kanalsignal erhalten wird.
Mobiles Kommunikationsgerät nach Anspruch 4, worin die Multiplexeinheit einen Zeitmultiplexteil umfasst, der Zeitmultiplex an verschiedenen dedizierten physikalischen Kanalsignalen für jeden Benutzer durchführt und das Ergebnis des Zeitmultiplex als Multiplexergebnis ausgibt.
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 13, worin das dedizierte physikalische Multiplexkanalsignal durch Zeitmultiplex verschiedener dedizierter physikalischer Kanalsignale für jeden Benutzer erhalten wird.
Mobiles Kommunikationsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, worin die Pilotkanalsignale CPICH-Signale sind (common pilot channel), DPICH-Signale (dedicate pilot channel) oder sekundäre SCPICH-Signale (secondary common pilot channel).
Mobiles Kommunikationsverfahren nach Anspruch 13, worin die Pilotkanalsignale CPICH-Signale sind (common pilot channel), DPICH-Signale (dedicate pilot channel) oder sekundäre SCPICH-Signale (secondary common pilot channel).
Mobilstation zur Verwendung in mobilem Kommunikationsgerät mit einer Basisstation, wobei die Mobilstation umfasst: eine Bestimmungseinheit (62) für die Mobilstationkanalcharakteristik, die das von der Basisstation übertragene Signal empfängt, die Kanalabwärtscharakteristik aus dem empfangenen Signal bestimmt und die bestimmte Kanalabwärtscharakteristik für die Antennen ausgibt; eine Bestimmungseinheit (64) für die Mobilstationlangzeitinformation, die Basisvektoren und Eigenwerte aus der Kanalabwärtscharakteristik ausgehend von der Korrelation von Charakteristiken zwischen Kanälen für jede Antenne erzeugt, die Anzahl Strahlen, die gleich der Zahl der effektiven Basisvektoren ist, aus den Eigenwerten berechnet und die effektiven Basisvektoren und die Anzahl Strahlen als Langzeitinformation ausgibt; eine Koeffizientenspeichereinheit (70) so angeordnet, dass sie ausgehend von Strahlenanzahltabellen, wobei jede Tabelle Koeffizienten des effektiven Basisvektors mit Indices aufweist, bestimmt und speichert und die Koeffizienten einer Tabelle ausgewählt durch die Anzahl von Strahlen, die von der Mobilstationlangzeitinformationsbestimmungseinheit eingegeben sind, ausgibt; eine Kurzzeitinformationsbestimmungseinheit (66), die Gewichtungsvektoren unter Verwendung der von der Koeffizientenspeichereinheit ausgegebenen Koeffizienten und den effektiven Basisvektoren ermittelt, den Index, der zu einer maximalen Empfangsenergie führt, unter Verwendung der Gewichtungsvektoren und der Kanalabwärtscharakteristik bestimmt und den bestimmten Index als Kurzzeitinformation ausgibt, worin die Gewichtungsvektoren als Kombinationen von effektiven Basisvektoren und den Koeffizienten ausgedrückt sind, und der Gewichtungsvektor, der dem als Kurzzeitinformation bestimmten Index entspricht, aus den Gewichten besteht; eine Mobilstationsignalkonversionseinheit (68) zum Konvertieren der bestimmten Langzeitinformation und Kurzzeitinformation in das Feedbacksignal; und eine Auswahleinheit (72), die selektiv die Koeffizienten von der Koeffizientenspeichereinheit gemäß einem Modussignal ausgibt, die Bestimmungseinheit für die Mobilstationlangzeitinformation erzeugt das Modussignal, das einen Kombinationsmodus der effektiven Basisvektoren darstellt, unter Verwendung der Kanalabwärtscharakteristik, führt das Modussignal in die Langzeitinformation ein, die Koeffizientenspeichereinheit führt Vorbestimmung und Speicherung von Tabellen der Anzahl von Strahlen und der Kombinationsmoden durch, und die Kurzeitinformationsbestimmungseinheit ermittelt die Gewichte unter Verwendung der von der Auswahleinheit ausgegebenen Koeffizienten und effektiven Basisvektoren.
Basisstation zur Verwendung in mobilem Kommunikationsgerät mit einer Mobilstation, wobei die Basisstation umfasst: eine Bestimmungseinheit (542) für Basisstationlangzeitinformation, die die Kanalaufwärtscharakteristik unter Verwendung des von der Mobilstation übertragenen Signals bestimmt und die Langzeitinformation unter Verwendung der bestimmten Kanalaufwärtscharakteristik bestimmt; eine Gewichtsextraktionseinheit (540), die die Kurzzeitinformation vom durch die Gruppenantenne empfangenen Signal wiederherstellt und die Gewichte unter Verwendung der wiederhergestellten Kurzzeitinformation und der von der Basisstationlangzeitinformationsbestimmungseinheit bestimmten Langzeitinformation extrahiert; eine Multiplexeinheit, die an einem dedizierten physikalischen Kanalsignal Multiplex durchführt und das Multiplexergebnis ausgibt; eine Multiplikationseinheit (532), die das von der Multiplexeinheit eingegebene Multiplexergebnis mit den jeweiligen Gewichten multipliziert, die von der Gewichtsextraktionseinheit eingegeben sind, und die Produkte ausgibt; und eine Basispilotsignalerzeugungseinheit (538), die Basispilotsignale unter Verwendung mindestens eines Pilotkanalsignals und der von der Basisstationlangzeitinformationsbestimmungseinheit bestimmten Langzeitinformation erzeugt; eine Additionseinheit (534), die die jeweiligen Basispilotsignale zu den von der Multiplikationseinheit eingegebenen Produkten addiert und die Ergebnisse der Additionen ausgibt, worin die von der Additionseinheit ausgegebenen Additionsergebnisse durch die Gruppenantenne zur Mobilstation übertragen werden; worin die Bestimmungseinheit für Basisstationlangzeitinformation umfasst: einen Basisstationkanalcharakteristikbestimmungsteil (780), der die Kanalaufwärtscharakteristik für jede Antenne unter Verwendung des von der Mobilstation übertragenen Signals bestimmt; einen Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrixerzeugungsteil (782), der eine Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix aus der vom Basisstationkanalcharakteristikbestimmungsteil bestimmten Kanalaufwärtscharakteristik erzeugt; einen Kanalinformationskonversionsteil (784), der die Aufwärtslangzeitraumkovarianzmatrix in eine Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix konvertiert; und einen Langzeitinformationserzeugungsteil (786), der die Langzeitinformation aus der vom Kanalinformationskonversionsteil eingegebenen Abwärtslangzeitraumkovarianzmatrix durch ein Eigenanalyseverfahren erzeugt; worin der Langzeitinformationserzeugungsteil (786) einen Modussignalerzeugungsteil umfasst, der ein Modussignal, das einen Kombinationsmodus der effektiven Basisvektoren darstellt, aus der unter Verwendung des Eigenanalyseverfahrens erzeugten Langzeitinformation und der Kanalaufwärtscharakteristik erzeugt.