DE69630616T2

DE69630616T2 - Winkeldiversitätsverfahren und basisstationsvorrichtung

Info

Publication number: DE69630616T2
Application number: DE69630616T
Authority: DE
Inventors: Ilkka Keskitalo; Peter Muszynsky; Jaana Laiho-Steffens
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 2004-08-12
Anticipated expiration: 2016-05-24
Also published as: FI952533A0; ATE253789T1; CN1097362C; CN1185249A; EP0872039A1; NO975356D0; NO975356L; DE69630616D1; JPH11505972A; EP0872039B1; US6212406B1; FI105512B; FI952533A; AU5696196A; WO1996037975A1; AU710336B2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von Winkel-Diversity in einer Basisstation eines zellularen Funksystems, wobei das System in jeder Zelle zumindest eine Basisstation aufweist, die mit sich in ihrem Bereich befindlichen Mobilstationen kommuniziert, und die ein Datensignal unter Verwendung von Antennenstrahlen, die sich über der Zeit verändern, an die Mobilstationen überträgt.
Die Erfindung ist zur Verwendung in einem Datenübertragungssystem anwendbar, das ein beliebiges Vielfachzugriffsverfahren anwendet, aber besonders in einem Code-Vielfachzugriff bzw. -Multiplex einsetzenden zellularen System. Code-Vielfachzugriff bzw. -Multiplex (CDMA: „Code Division Multiple Access") ist ein Vielfachzugriffsverfahren, das auf der Spreizspektrummethode basiert, und das in jüngster Zeit zusätzlich zu den vorherigen FDMA- und TDMA-Methoden in zellularen Funksystemen angewandt wird. CDMA weist gegenüber den vorherigen Methoden mehrere Vorteile auf, zum Beispiel spektrale Effizienz und die Einfachheit der Frequenzplanung. Ein Beispiel eines bekannten CDMA-Systems ist der zellulare Breitband-Funkstandard EIA/TIA IS-95.
Beim CDMA-Verfahren wird das schmalbandige Datensignal des Nutzers mittels eines Spreizcodes mit einem erheblich breiteten Band bzw. Frequenzbereich als das Datensignal auf eine relativ breite Bandbreite multipliziert. Bei bekannten Testsystemen wurden Bandbreiten von etwa 1,25 MHz, 10 MHz und 25 MHz verwendet. In Verbindung mit dem Multiplizieren dehnt sich das Datensignal auf das gesamte zu verwendende Band aus. Alle Nutzer übertragen durch gleichzeitiges Verwenden des gleichen Frequenzbandes. Über jede Verbindung zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation wird ein unterschiedlicher Spreizcode verwendet, und die Signale der unterschiedlichen Nutzer können in den Empfängern auf Grundlage des Spreizcodes jedes Nutzers voneinander unterschieden werden.
In den Empfängern bereitgestellte angepasste Filter bzw. „matched-filter" werden mit einem gewünschten Signal synchronisiert, das sie auf Grundlage eines Spreizcodes erkennen. Das Datensignal wird in dem Empfänger auf das ursprüngliche Band wiederhergestellt, indem es erneut mit dem gleichen Spreizcode multipliziert wird, der während der Übertragung verwendet wurde. Mit einem anderen Spreizcode multiplizierte Signale korrelieren im Idealfall nicht, und sie werden nicht auf das schmale Band wiederhergestellt. Sie erscheinen daher mit Bezug auf das gewünschte Signal als Rauschen. Die Spreizcodes des Systems werden vorzugsweise derart ausgewählt, dass sie wechselseitig orthogonal sind, d. h. dass sie nicht miteinander korrelieren.
In einer typischen Mobiltelefonumgebung breiten sich die Signale zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation entlang mehrerer Wege bzw. Pfade zwischen dem Sender und dem Empfänger aus. Diese Mehrwegeausbreitung beruht hauptsächlich auf den Reflektionen des Signals von den umgebenden (Ober-) Flächen. Signale, die sich entlang unterschiedlicher Pfade ausgebreitet haben, treffen aufgrund ihrer unterschiedlichen Übertragungsverzögerung zu unterschiedlichen Zeiten am Empfänger ein. Bei CDMA kann die Mehrwegeausbreitung beim Empfang des Signals auf die gleiche Weise als Diversity ausgenutzt werden. Der im Allgemeinen bei einem CDMA-System eingesetzte Empfänger ist ein mehrzweigiger Empfängeraufbau, bei dem jeder Zweig mit einer Signalkomponente synchronisiert ist, die sich entlang eines einzelnen Pfades ausgebreitet hat. Jeder Zweig ist ein unabhängiges Empfängerelement, dessen Funktion es ist, eine empfangene Signalkomponente zu bilden und zu demodulieren. Bei einem herkömmlichen CDMA-Empfänger werden die Signale der unterschiedlichen Empfängerelemente vorteilhaft kombiniert, entweder kohärent oder inkohärent, wodurch ein Signal guter Qualität erzielt wird.
CDMA-Systeme können auch einen Soft-Handover anwenden, bei dem eine Mobilstation unter Verwendung von Macrodiversity bzw. einer Mehrfachverbindung mit mehreren Basisstationen gleichzeitig kommunizieren kann.
Die Verbindungsqualität der Mobilstation bleibt daher während dem Handover erhalten und der Nutzer bemerkt keine Unterbrechung in der Verbindung.
Eine von anderen Verbindungen in der gewünschten Verbindung verursachte Störung bzw. Interferenz erscheint daher im Empfänger als Rauschen, das gleichmäßig verteilt ist. Dies trifft auch zu, wenn ein Signal in einem Winkelbereich gemäß den eingehenden Richtungen der in den Empfängern erfassten Signalen untersucht wird. Die von den anderen Verbindungen in der gewünschten Verbindung verursachte Störung bzw. Interferenz erscheint daher auch im Empfänger als in dem Winkelbereich verteilt, d. h. die Störung ist in den unterschiedlichen eingehenden Richtungen ziemlich gleichmäßig verteilt.
Die Kapazität von CDMA, die anhand der spektralen Effizienz gemessen werden kann, wurde mittels Sektorbildung weiter verbessert. Eine Zelle wird dabei in Sektoren einer gewünschten Größe unterteilt, die von direktionalen bzw. gerichteten Antennen versorgt werden. Der von den Mobilstationen verursachte wechselseitige Rauschpegel kann daher im Basisstationsempfänger erheblich reduziert werden. Dies basiert auf der Tatsache, dass die Störung durchschnittlich gleichmäßig zwischen den unterschiedlichen eingehenden Richtungen verteilt ist, deren Anzahl daher anhand der Sektorbildung reduziert werden kann. Die Sektorbildung kann natürlich in beiden Übertragungsrichtungen implementiert werden. Der mittels der Sektorbildung bei der Kapazität bereitgestellte Vorteil ist proportional zr Anzahl der Sektoren.
Eine sektorierte Zelle kann ebenfalls eine spezielle Art von Soft-Handover einsetzen, und zwar einen Softer-Handover, bei dem eine Mobilstation durch gleichzeitige Kommunikation mit beiden Sektoren einen Handover von einem Sektor zu einem anderen durchführt. Obwohl ein Soft-Handover die Verbindungsqualität verbessert und die Sektorbildung die Systemkapazität erhöht, führt die Bewegung der Mobilstationen natürlich dazu, dass die Stationen mehrere Handover von einem Sektor zum anderen durchführen. Dies belastet die Verarbeitungskapazität der Basisstationssteuerung. Mehrere Soft-Handover erzeugen also eine Situation, bei der mehrere Mobilstationen gleichzeitig mit mehr als einem (üblicherweise zwei) Sektoren kommunizieren, wodurch die mittels der Sektorbildung bereitgestellte erhöhte Kapazität verloren geht, da ein Signal einer Mobilstation in einem breiten Sektor vernehmbar ist.
Die Vielfachzugriffs-Störung der CDMA-Systeme wurde auch anhand unterschiedlicher, bekannter Vielfachzugriffs-Störungsauslöschungs(IC: „interference cancellation")-Verfahren und Mehrfachnutzererfassung (MUD: „multi-user detection") reduziert. Diese Verfahren sind am besten geeignet, die innerhalb der eigenen Zelle des Nutzers erzeugte Störung zu reduzieren, und die Systemkapazität kann daher verglichen mit einem ohne Störungsauslöschung implementierten System auf das Doppelte erhöht werden. Jedoch verbessern diese Verfahren nicht die Größe des Versorgungsbereichs der Basisstationen, d. h. die Zellgröße verändert sich nicht, wenn diese Verfahren verwendet werden. Die IC/MUD-Verfahren sind auch schwierig zu realisieren, weshalb sie nur in der Aufwärtsstrecken- bzw. Uplink-Richtung entwickelt wurden, und die entgegengesetzte Übertragungsrichtung ist ähnlich wie in einem herkömmlichen CDMA-System.
Ein anderes Verfahren, das entwickelt wurde, ist ein SDMA (Space Division Multiple Access)-Verfahren, bei dem die Nutzer auf Grundlage ihres Aufenthaltsorts voneinander unterschieden werden. Dies wird derart durchgeführt, dass die Strahlen der Empfängerantennen an der Basisstation an die gewünschten Richtungen entsprechend dem Aufenthaltsort der Mobilstationen angepasst werden. Zu diesem Zweck verwendet das System adaptive Antennenfelder, d. h. abgestimmte Antennen, und die Verarbeitung des empfangenen Signals, wodurch die Mobilstationen aufgespürt bzw. verfolgt werden.
Die Verwendung von SDMA in Verbindung mit CDMA bringt mehrere Vorteile gegenüber den vorherigen Verfahren wie etwa der Sektorbildung. Werden die Sektorstrahlen bei der Sektorbildung schmaler, um die spektrale Effizienz zu erhöhen, steigt auch die Anzahl von Handovern an, die von einem Sektor zu einem anderen durchgeführt werden müssen. Dies erhöht wiederum die in der Basisstationssteuerung benötigte Rechenkapazität zu sehr.
In Verbindung mit der Anwendung von SDMA wird der Stand der Technik dargestellt in A. F. Naguib, A. Paulraj: Performance of CDMA Cellular Networks With Base-Station Antenna Arrays (Proc. International Zürich Seminar on Digital Communications, Seiten 87–100, Zürich, Schweiz, März 1994). Bei SDMA wird ein Signal also anhand eines Antennenfeldes empfangen, und das empfangene Signal wird mittels einer digitalen Signalverarbeitung derart geformt, dass die Richtfaktormuster bzw. Directivity-Muster der Antennen für die der Formung im Empfänger folgenden Phasen geeignet sind. Bei Anordnungen gemäß dem Stand der Technik wird das empfangene Signal geformt, um das Signal-Rausch-Verhältnis des gewünschten Signals zu maximieren. Das empfangene Signal wird daher derart geformt, dass das Richtfaktormuster des Antennenfeldes die von den anderen Verbindungen in dem gewünschten Signal verursachte Störung minimiert. Bei der Anordnung gemäß dem vorstehend erwähnten Literaturhinweis wird jede erfasste Signalkomponente einer individuellen Strahlformung unterzogen, d. h. die Impulsantwort muss vor der Formung bekannt sein.
Das Dokument „Experimental Studies of Space-Division-Multiple-Access Schemes for Spectral Efficient Wireless Communications" von G.Xu, H.Liu, W.J.Vogel, H.P.Lin, S.S.Jeng und G.W.Torrence (IEEE Int. Conf. On Comm. ICC 1994, New Orleans, USA, IEEE 1994) offenbart ein Verfahren, das SDMA anwendet, und bei dem das Richtfaktormuster der Senderantennen geformt wird. Jedoch ist das offenbarte Verfahren nur zur Verwendung in Systemen geeignet, bei denen beide Übertragungsrichtungen auf der gleichen Frequenz liegen.
Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, eine Basisstationsvorrichtung und ein Verfahren zum Steuern von Übertragungsantennen zu realisieren, mittels der/dem die spektrale Effizienz im Vergleich zu vorherigen CDMA-Systemen weiter verbessert werden kann, sodass die technische Implementierung der Vorrichtung weiter vorteilhaft sein wird, und wobei eine Verbindung von guter Qualität zwischen einer Basisstation und einer Mobilstation sogar bei schwierigen Ausbreitungsbedingungen von Funkwellen erhalten bleiben kann. Der Zweck der Erfindung ist es, SDMA effizient in einer CDMA-Umgebung anzuwenden, indem eine neue Art mehrdimensionaler Suche und die von einer Mobilstation übertragenen Verbindungsqualitätsinformationen eingesetzt werden. Die Anwendung der Erfindung erfordert nicht, dass beide Übertragungsrichtungen auf der gleichen Frequenz liegen.
Dies wird mit einem Verfahren des Typs erreicht, wie er im Oberbegriff beschrieben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungswinkel der über jede Verbindung verwendeten Antennenstrahlen in die Umgebung von gegebenen Richtungswinkeln abgelenkt werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Basisstationsvorrichtung zum Empfangen und Übertragen eines Signals eines gewünschten Teilnehmers, wobei das zu empfangende Signal an der Vorrichtung entlang mehrerer unterschiedlicher Pfade mit mehreren unterschiedlichen Verzögerung eintreffen kann, und wobei die Vorrichtung ein oder mehrere aus mehreren Elementen bestehende Antennenfelder, ein oder mehrere Kanaleinheiten aufweist, wobei die Kanaleinheiten Einrichtungen zum derartigen Abstimmen des von dem Antennenfeld zu übertragenden und zu empfangenden Signals aufweisen, dass der Gewinn von dem Antennenfeld in den gewünschten Richtungen am größten ist. Die Basisstationsvorrichtung gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kanaleinheit eine Einrichtung zum Suchen nach den eingehenden Richtungen und Verzögerungen der empfangenen Signalkomponenten, sowie eine Einrichtung zum derartigen Steuern der Abstimmungseinrichtungen auf Grundlage der Informationen aufweist, dass der Winkel des größten Gewinns der Antennenstrahlen in das Umfeld der gewünschten Richtungen abgelenkt wird.
Verglichen mit den herkömmlichen zellularen Systemen einschließlich von Systemen, die das CDMA-Verfahren anwenden, stellt das Verfahren gemäß der Erfindung eine erheblich bessere spektrale Effizienz zur Verfügung. Das Verfahren erhöht sowohl die Anzahl der verwendeten Kanäle um einen Faktor von 10 bis 100 als auch die Größe des Versorgungsbereichs der Basisstation um einen Faktor von 5 bis 10. Dies basiert auf der Tatsache, dass die Störung auf die anderen Nutzer in der Abwärtsstrecke- bzw. Downlink-Übertragungsrichtung erheblich sinkt, wenn das Signal während der Übertragung in die Richtungen gesteuert wird, aus denen die Signalkomponenten von der Mobilstation vorteilhafter Weise an der Basisstation empfangen wurden. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung kann das Auftreten von Fading bzw. Schwund erheblich gesenkt werden, wo die Richtung des verwendeten Antennenstrahls in das Umfeld der gewünschten Richtung abgelenkt wird, besonders wenn sich eine Mobilstation nicht bewegt. Da es die Anordnung gemäß der Erfindung ermöglicht, die Fading-Statistiken auf Zufallszahlen umzurechnen, können die Auswirkungen von Fading anhand von Kanalcodierung und Verschachtelung besser vermieden werden.
Bei der Anordnung gemäß der Erfindung ist es ebenso möglich, die von der Mobilstation übertragenen Verbindungsqualitätsinformationen zu verwenden. Auf Grundlage der von der Mobilstation übertragenen Verbindungsqualitätsinformationen ist es möglich, schnell auf sich verändernde Ausbreitungsbedingungen zu reagieren, und die Strahlen und Leistungen der Übertragungsantennen zu verändern. Die Suche gemäß der Erfindung nach vorteilhaften Signalkomponenten im mehrdimensionalen Signalbereich, welche bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung die Suche im Einfallswinkel-Zeit-Bereich aufweist, ist technisch vorteilhaft zu implementieren, da die Signalverarbeitung digital auf einem Basisband durchgeführt werden kann.
Im Folgenden wird die Erfindung ausführlicher mit Bezug auf die Beispiele gemäß den zugehörigen Zeichnungen beschrieben, bei denen darstellen:
1 die Mehrwegeausbreitung eines Signals zwischen einer Mobilstation und einer Basisstation,
2a die von der Mehrwegeausbreitung eines Signals verursachte Streuung im Zeitbereich,
2b die von der Mehrwegeausbreitung eines Signals verursachte Streuung im Einfallswinkel-Bereich,
3 die Steuerung bzw. Lenkung des Strahls der Basisstationsantenne in Richtung einer Mobilstation,
4 eine mögliche Implementierung eines adaptiven Antennenfeldes,
5 die Winkel-Diversity gemäß der Erfindung,
6 ein Blockschaltbild eines möglichen Aufbaus eines Empfängers gemäß der Erfindung, und
7 ein Blockschaltbild eines Beispiels des Aufbaus eines einzelnen Kanalelements.
Im Folgenden wird das Verfahren und der Empfänger gemäß der Erfindung ausführlicher unter Verwendung des CDMA-Systems als Beispiel beschrieben, aber die Beschreibung wird jedoch nicht darauf beschränkt, da die Erfindung auch in Verbindung mit anderen Mehrfachzugriffsverfahren anwendbar ist, wie es für einen Fachmann auf Grundlage der nachfolgenden Beschreibung ersichtlich ist.
1 veranschaulicht die typische Mehrwegeausbreitung eines übertragenen Signals in einem zellularen System. Die Figur zeigt eine Basisstation 100 und ein mobiles Teilnehmerendgerät 102, das mit der Basisstation kommuniziert. Ein charakteristisches Merkmal von zellularen Funksystemen besteht darin, dass die Mobilstationen von (Ober-)Flächen umgeben sind, die Funkwellen reflektieren und streuen. Derartige (Ober-) Flächen können zum Beispiel Gebäude und von der Natur gebildete Wände wie etwa Berge und Hügel sein.
Mobilstationen übertragen typischerweise mit einem omnidirektionalen Antennenmuster. Die Figur veranschaulicht einige Strahlen 112, 114, 116, die von der Mobilstation ausgehen. Die (Ober-)Flächen 104, 108, die sich nahe an der Mobilstation 102 befinden, reflektieren das übertragene Signal, das dadurch entlang mehrerer unterschiedlicher Pfade an der Antenne der Basisstation 100 eintrifft, aber die Verzögerung zwischen den unterschiedlichen Signalkomponenten ist jedoch eher gering. Die weiter entfernten reflektierenden (Ober-) Flächen, gemäß der Figur etwa 106, wie etwa größere Gebäude und Berge, erzeugen Signalkomponenten 114, die an der Basisstation 100 einige, sogar Dutzende von Mikrosekunden später eintreffen. Es können auch Hindernisse 110 im Gelände existieren, die eine direkte Verbindung zwischen der Mobilstation und der Basisstation verhindern.
2a veranschaulicht ein Beispiel einer momentanen Verzögerung von Signalkomponenten im Zeitbereich, die durch die Mehrwegeausbreitung des Signals an einem Basisstationsempfänger verursacht wird. Die horizontale Achse 200 der schematischen Darstellung zeigt die Zeit und die vertikale Achse 202 zeigt die Leistung des empfangenen Signals. Im Beispiel von 2a hat der Basisstationsempfänger drei Gruppen von Signalkomponenten 204, 206, 208 erfasst, die am Empfänger zu unterschiedlichen Zeiten eingetroffen sind, und unter denen die Komponente 208 erheblich mehr verzögert ist als die anderen.
Wie das Beispiel von 1 zeigt, treffen die unterschiedlichen Signalkomponenten nicht nur zu unterschiedlichen Zeiten, sondern auch aus unterschiedlichen Richtungen ein. Es kann daher festgestellt werden, dass das Signal nicht nur im Zeitbereich streut, sondern auch im Winkelbereich, was durch den Einfallswinkel (AoA: „Angle-of-Arrival") des Signals beschrieben werden kann. 2b veranschaulicht ein Beispiel einer momentanen Streuung am Basisstationsempfänger als eine Funktion des Einfallswinkels, die von der Mehrwegeausbreitung des Signals verursacht wird. Die vertikale Achse 202 von 2b zeigt die Leistung der empfangenen Signalkomponente und die horizontale Achse 210 zeigt den Einfallswinkel. In Beispiel von 2b treffen die Signalkomponenten 212, 214 aus zwei Richtungen ein.
In großen Zellen, sogenannten Makrozellen, bei denen die Basisstationsantennen höher angeordnet sind, treffen die Signalkomponenten im Allgemeinen nur mit einigen unterschiedlichen Einfallswinkeln an der Antenne ein, die sich üblicherweise in der Nähe des direkten Strahls zwischen der Mobilstation und der Basisstation befinden. In kleinen Mikrozellen, wo die Basisstationsantennen üblicherweise unterhalb der Dächer von Gebäuden angeordnet sind, wurde herausgefunden, dass die Einfallswinkel der Signalkomponenten eine weit größere Zerstreuung aufweisen, da die Basisstationen genauso wie die Mobilstationen oft von mehreren sich in ihrer Nähe befindenden reflektierenden (Ober-)Flächen umgeben sind.
Die Mehrwegeausbreitung wurde vorstehend in der Aufwärtsstrecken-Übertragungsrichtung beschrieben. Es ist natürlich klar, dass ein entsprechendes Phänomen auch in der entgegengesetzten Abwärtsstrecken-Richtung auftritt. Es kann auch festgestellt werden, dass die mehrpfadigen Wegen in beiden Richtungen hauptsächlich symmetrisch sind, da die Streuung und Reflektion nicht sehr von der Frequenz abhängen. Es ist jedoch zu beachten, dass schnelle Signalfadings in unterschiedlichen Übertragungsrichtungen gegenseitig unabhängig sind. Erfasst die Basisstation eine Signalkomponente, die von der Mobilstation mit dem Einfallswinkel α₀ eingetroffen ist, lenkt eine Übertragung eines Signals mit dem gleichen Winkel α₀ das Signal daher in die Richtung der Mobilstation, außer bei schnellen Fadings.
Basierend auf dem Vorstehenden kann festgestellt werden, dass die für zellulare Systeme typische Mehrwegeausbreitungsumgebung in den Basisstationen zum Empfang eines Signals führt, das zeitlich in mehrere Komponenten verteilt ist, die unterschiedlich verzögert sind, und im Zeitbereich in mehrere Komponenten, die aus mehreren unterschiedlichen Richtungen eintreffen. Beide Verteilungsprofile verändern sich zeitlich, da sich die Teilnehmerendgeräte bewegen, aber die Veränderung ist eher langsam, d. h. im Bereich einiger Sekunden, und die Profile können miteinander synchronisiert werden und sie können überwacht werden.
Die empfangenen Signalkomponenten sind daher gekennzeichnet durch die Mehrdimensionalität des vorstehend beschriebenen Typs, der vorstehend mit dem Zeit-Winkel-Bereich, d. h. (α, τ)-Bereich, veranschaulicht ist, und der in der Basisstation gemäß der Erfindung zur Verbesserung der Erfassung des zu empfangenden Signals eingesetzt werden kann. Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung wird nach den besten Signalkomponenten des empfangenen Signals im mehrdimensionalen Signalbereich gesucht, wobei der Empfänger anhand der Komponenten derart gesteuert wird, dass die erfassten Komponenten vorzugsweise kombiniert und detektiert werden können. Der einfachste Maßstab für die Signalqualität kann der empfangene Leistungspegel sein, aber es können auch andere Maßstäbe verwendet werden, zum Beispiel das Signal-Rausch-Verhältnis.
Der Empfänger gemäß der Erfindung setzt ein adaptives Antennenfeld ein, welches ein aus mehreren unterschiedlichen Elementen bestehendes Antennenfeld ist. 4 veranschaulicht eine mögliche Implementierung eines adaptiven Antennenfelds, das in Verbindung mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung angewandt werden kann. Das Antennenfeld weist L Antennenelemente 400, 402, 404 auf, die zum Beispiel omnidirektionale Antennen sein können. Jedes Antennenelement ist an Funkfrequenz-Bauteile 406, 408, 410 angeschlossen, die das empfangene Signal in eine Zwischenfrequenz umwandeln und das Signal in (I,Q)-Komponenten gemäß bekannter Technologien abtasten. Die erhaltenen komplexen Abtastwerte werden dann in den MultipliziereN 412, 414, 416 mit den entsprechenden komplexen Wichtungskoeffizienten w_i multipliziert, wobei i = 1, ...,L. Die so multiplizierten Abtastwerte 422, 424, 426 werden über einen Addierer 418 auf andere Teile des Empfängers angewandt.
Die komplexen Wichtungskoeffizienten w_i werden derart gemäß einem üblicherweise adaptiven Algorithmus ausgewählt, dass ein Antennenmuster der gewünschten Form erzielt wird. Diese Art der Formung des empfangenen Signals kann digitale Abstimmungen des Signals genannt werden, da sie auf einem auf dem Basisband digitalisierten Signal durchgeführt wird, aber aufgrund dieser Formung kann der Antennengewinn des empfangenen Signals in die gewünschten Richtungen ausgerichtet werden. Ein derartiges Antennenfeld kann entweder direktionale oder omnidirektionale Antennenelemente aufweisen. Ein Abstimmen des von den unterschiedlichen Antennen erhaltenen Signals und ein Kombinieren der abgestimmten Signale erzeugt eine Art virtueller Antennenstrahlen in den gewünschten Richtungen. Eine entsprechende Verarbeitung kann auch auf dem zu übertragenden Signal durchgeführt werden, wodurch ein gewünschtes Abstrahlungsmuster erreicht werden kann.
3 veranschaulicht, wie ein aus einer gleichmäßig aufgeteilten, aus vier Elementen 300, 302, 304, 306 bestehenden, linearen Gruppe bestehendes Antennenfeld einen stark gerichteten Strahl 310 mit dem Einfallswinkel α in Richtung einer Mobilstation 308 erzeugt. Eine Gruppe kleinerer Seitenstrahlen 312 bis 316 werden auch gebildet. Diese Richtcharakteristik kann daher mit der Signalabstimmung implementiert werden, ohne dass die Antennen als solche direktional sind.
Bei der Anordnung gemäß der Erfindung wird die Mehrfachzugriffsstörung des Empfängers mit Antennenstrahlen reduziert, die im Winkelbereich gerichtet sind, und die mit Hilfe eines neuen Typs von Empfänger erzeugt werden, der eine Zeit-Winkel-Diversity anwendet. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung können die gemessenen Einfallswinkel des empfangenen Signals ebenso in der Senderichtung verwendet werden, wodurch die Verbindungsqualität in beiden Übertragungsrichtungen verbessert wird.
Im Folgenden wird als erstes das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, das eine Anwendung der digitalen Abstimmung des empfangenen Signals in dem CDMA-System betrifft.
Der eine Zeit-Winkel-Diversity anwendende Empfänger, der an der Basisstation verwendet wird, weist digitale Empfängereinrichtungen auf, die die empfangenen Signalkomponenten im zweidimensionalen (α, τ)-Bereich überwachen und die gewünschten Signalkomponenten demodulieren können. Vor der Demodulation werden die empfangenen, digitalisierten Signalabtastwerte einer Abstimmung unterzogen, durch die der Antennengewinn des empfangenen Signals in die eingehenden Richtungen des gewünschten Signals ausgerichtet wird. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die durch die Abstimmung erzeugten Antennenstrahlen Strahlen mit einer vorbestimmten Form, die durch die Wichtungskoeffizienten w_i und die Antennengeometrie bestimmt ist. Diese Koeffizienten können für jeden Winkel des größten Gewinns leicht berechnet werden, wenn die Form des Antennenstrahls als solche konstant bleibt. Daher kann die Abstimmung schnell angepasst werden, da sie nur von einem Parameter abhängt, d. h. dem Einfallswinkel α.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung besteht kein Bedarf zum Anwenden bekannter, komplizierter Methoden wie etwa MUSIC zur Schätzung des Einfallswinkels oder adaptiver Algorithmen wie etwa LMS und DMI. Obwohl diese Algorithmen die Berechnung der optimalen Strahlform für das zu empfangende Signal ermöglichen, sodass das Signal-Rausch-Verhältnis des gewünschten Signals durch Ausrichten der Nullstellen des Antennenmusters in Richtung der Quelle der Störung maximiert werden kann, ist dies in Verbindung mit CDMA nicht nötig, da bei CDMA wie vorstehend beschrieben das Störungssignal verteilt ist, um einem Rauschen zu ähneln, ohne klare Richtungen einer Störungsquelle aufzuweisen. Daher ist es in einer Umgebung mit gleichmäßig verteilter Störung ausreichend, dass die Winkel des größten Gewinns der Antennenstrahlen mit einer vorbestimmten Form in die Richtungen zeigen, aus denen die besten Signalkomponenten empfangen werden. Dies ermöglicht die Implementierung eines verglichen mit dem Stand der Technik einfacheren Empfängers.
Beim Verfahren gemäß der Erfindung sucht der Empfänger daher nach den gewünschten Signalkomponenten im (α, τ)-Bereich. Dies wird durch Kreuzkorrelation des empfangenen Spreizspektrum-Signals mit dem gewünschten Spreizcode und durch Vergleichen der erhaltenen Messergebnisse mit den gegebenen Schwellwerten durchgeführt. Die Suche kann als ein Durchlauf eines Antennenstrahls über die gegebene Fläche verstanden werden, wobei gleichzeitig die Messung der Kanalimpulsantwort und das Sammeln der aus jeder Richtung empfangenen Signalenergie der Endgeräte durchgeführt wird. Der Empfänger erfasst daher die Richtung und Codephase des Empfangs der besten Signale und weist eine benötigte Anzahl an Demodulationseinrichtungen zum Synchronisieren mit und Empfangen von diesen Signalkomponenten zu. Die empfangenen, demodulierten Signalkomponenten können vorzugsweise im Empfänger kombiniert werden. Die Suche nach den besten Signalkomponenten wird kontinuierlich durchgeführt und die Zuweisung der Demodulationseinrichtungen wird, falls nötig, verändert.
Der Empfänger kennt daher zu allen Zeitpunkten die Richtungen, aus denen die besten Signalkomponenten von den Mobilstationen empfangen werden. Diese Information kann auch in der Basisstationsvorrichtung gemäß der Erfindung in der Abwärtsstrecken-Richtung verwendet werden. Dies kann zum Beispiel auf eine solche Art und Weise durchgeführt werden, dass die Steuereinheit des Sende-Empfängers die Sendeeinheit über die Richtungen informiert, wo maßgebliche Signalkomponenten erfasst wurden. Die Sendeeinheit kann das mit dem adaptiven Antennenfeld zu übertragende Signal derart abstimmen, dass die Winkel des größten Gewinns der Antennenstrahlen in die gewünschten Richtungen zeigen. Es kann einen oder mehrere Sendestrahlen geben und ihre Anzahl kann sich auch von der Anzahl der Empfangsstrahlen unterscheiden.
Diese Verfahren bietet eine erhebliche Störungsauslöschung auch in der Abwärtsstrecken-Richtung. Das beim Senden verwendete Antennenfeld kann das gleiche Antennenfeld wie das beim Empfangen verwendete sein. Es kann auch ein gesondertes Antennenfeld sein. Die Signalabstimmung wird mit den Wichtungskoeffizienten genauso durchgeführt wie während des Empfangs..
Die Anordnung gemäß der Erfindung kann zum Beispiel Mobilstationen gemäß dem Stand der Technik verwenden, die kontinuierlich Messungen der Verbindungsqualität des von der Basisstation empfangenen Signals vornehmen. Diese Information kann Daten bezüglich der Anzahl, Qualität und relativen Verzögerung der Signalkomponenten enthalten, die von der Mobilstation empfangen wurden. Die Anordnung gemäß der Erfindung kann ein Verfahren zur Verwendung der Ergebnisse der von der Mobilstation durchgeführten Verbindungsqualitätsmessungen zur Steuerung der Strahlen der Sendeantennen in der Abwärtsstrecken-Richtung verwenden.
Die Mobilstation überträgt die Messergebnisse, die sie gesammelt hat, zu der Basisstation. Auf Grundlage der von der Mobilstation empfangenen Informationen und der von ihr selbst durchgeführten Messungen kann die Basisstation die Anzahl, Form oder Richtung der Antennenstrahlen verändern, die sie zum Senden des für die Mobilstation gedachten Signals verwendet. Diese Veränderungen können schrittweise implementiert werden, sodass die Mobilstation das sich verändernde Signal verfolgen kann.
Die Basisstation kann die von der Mobilstation empfangene Verbindungsqualitätsinformation auch zum Anpassen der Übertragungsleistung jedes Antennenstrahls verwenden, wenn die Messergebnisse zeigen, dass die vorstehend erwähnten Maßnahmen die Signalqualität in der Mobilstation nicht verbessern.
Ein Vorteil des vorstehend beschriebenen Verfahrens besteht darin, dass die Mobilstation zum Beispiel unter schwierigen Fadingumständen eine Anforderung an die Basisstation übertragen kann, die Parameter der bei der Signalübertragung verwendeten Antennenstrahlen zu verändern, zum Beispiel die Richtung, Form und Anzahl, wodurch die Qualität des von der Mobilstation empfangenen Signals schnell verbessert werden kann.
Bei der Anordnung gemäß der Erfindung werden die Richtungen der zur Übertragung eines Signals verwendeten Antennenstrahlen um geringe Winkel Δα_i in der Umgebung der gemessenen gewünschten Richtungen α_i abgelenkt. Dies erzeugt eine Winkel-Diversity im zu übertragenden Signal, wodurch die Wahrscheinlichkeit von Fading bzw. Schwund anhand der Diversity besonders dann reduziert werden kann, wenn sich die Mobilstation nicht bewegt.
Das Verfahren ist gemäß 5 veranschaulicht, wobei die Basisstation 100 ein Signal zu der Mobilstation 102 überträgt, indem zwei Strahlen 580, 582 verwendet werden, die in dem Beispiel gemäß der Figur von zwei Hindernissen 584, 586 im Gelände reflektiert werden. In der Anordnung gemäß der Erfindung lenkt die Basisstation jeden Antennenstrahl im Umfeld der gewünschten Richtungen um bestimmte Winkel Δα_i und Δα_j ab, woraufhin sich die Antennenstrahlen zeitweise jeweils entlang unterschiedlicher Pfade 588a bis 588b und 590a bis 590b ausbreiten. Die Ablenkung wird kontinuierlich auf der gebebenen Frequenz durchgeführt, woraufhin gewünschte Veränderungen in dem von der Mobilstation empfangenen Signal auftreten, wobei die Wahrscheinlichkeit eines langen Fading mit Hilfe der Veränderungen reduziert wird. Mit den Veränderungen ist es möglich, die Fading-Statistiken auf Zufallszahlen umzurechnen, sodass die Auswirkungen von Fading mit Hilfe von Kanalcodierung und Verschachtelung besser verhindert werden können.
Die Anordnung gemäß der Erfindung kann entsprechend beim Empfang eines Signals von einer Mobilstation angewendet werden, wobei die Richtungswinkel der beim Empfang des Signals verwendeten Antennenstrahlen dabei um geringe Winkel Δα_i im Umfeld der gemessenen gewünschten Richtungen α_i abgelenkt werden. Auf diese Art und Weise werden geringe gewünschte Veränderungen im empfangenen Signal in dieser Übertragungsrichtung erzeugt. Die durchgeführte Ablenkung beeinträchtigt nicht die Leistungspegel des empfangenen Signals, da die Antennenstrahlen in der Praxis üblicherweise erheblich breiter sind als die verwendeten Ablenkungswinkel. Die Breite der Antennenstrahlen kann zum Beispiel in der Größenordnung von 10 Grad liegen und der Ablenkungswinkel kann zum Beispiel 1 Grad sein. Die Breiten und Ablenkungswinkel der verwendeten Antennenstrahlen verändern sich natürlich abhängig von der Anwendung.
Die CDMA-Systeme gemäß dem Stand der Technik verwenden ein Pilotsignal, das von jeder Basisstation gesendet wird, und das bei der Identifikation von Basisstationen, bei einer Leistungsmessung und zum Ermöglichen eines kohärenten Empfangs in einer Mobilstation verwendet wird. Bei bekannten Systemen wird ein Pilotsignal, das ein datenunmoduliertes, spreizcodiertes Signal ist, im Versorgungsbereich der Basisstation auf die gleiche Weise übertragen wie die eigentlichen Verkehrskanäle.
Ein auf die Art und Weise gemäß der Erfindung implementiertes CDMA-System kann ein derartiges Verfahren zum Übertragen eines Pilotsignals anwenden, das zeitlich veränderliche Antennenstrahlen bei der Übertragung und dem Empfang von Datensignalen verwendet. Es ist dann möglich, ein erstes Pilotsignal in eine Übertragungsrichtung zu übertragen, die zeitlich konstant ist, und zweite Pilotsignale in Übertragungsrichtungen, die sich zeitlich verändern, und die den bei der Übertragung der Datensignale verwendeten Übertragungsrichtungen entsprechen.
Daher kann ein Pilotsignal, das mit zeitlich konstant bleibenden Übertragungsrichtungen versehen ist, zur Erfassung einer Basisstation und für Leistungsmessungen zur Erfassung eines Bedarfs für eine Weiterreichung bzw. einen Handover verwendet werden. Da sich das verwendete Antennen-Richtcharakteristikmuster von dem Muster der Datensignale unterscheidet, kann das Signal nicht als eine Referenz für kohärente Detektion verwendet werden. Es ist möglich, für diesen Zweck ein Pilotsignal zu verwenden, das mit dem gleichen Antennenmuster in Verbindung mit jedem Datensignal übertragen wird, und das sich daher entlang des gleichen Pfads wie das eigentliche Datensignal ausbreitet, und das eine kohärente Detektion in Mobilstationen ermöglicht.
Bei der Anordnung gemäß der Erfindung kann ein Pilotsignal weiterhin unter Verwendung eines relativ schmalen Antennenstrahls übertragen werden, und der Winkel des größten Gewinns dieses Antennenstrahls kann derart gerichtet werden, dass der Antennenstrahl den Zellbereich durchläuft. Daher durchläuft der das Pilotsignal aufweisende Antennenstrahl die Zelle wie ein Leuchtturm, und die Übertragung eines kontinuierlichen Pilots auf den gesamten Zellenbereich kann vermieden werden. Der Pilot kann auch mit mehreren durchlaufenden Antennenstrahlen übertragen werden, die derart abgestimmt sind, dass sie sich nicht überlappen. Die Basisstation informiert die Mobilstationen auf einem Steuerkanal über die Zeit, wann der Pilotkanal jeden Bereich durchläuft.
Im Folgenden wird der Aufbau. eines Empfängers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. 6 ist ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines Empfängers gemäß der Erfindung veranschaulicht. Der Empfänger weist ein aus L getrennten Antennenelementen bestehendes Antennenfeld 500 auf. Das Antennenfeld kann linear, planar (zweidimensional) oder omnidirektional sein. Das Antennenfeld 500 empfängt ein über mehrere Pfade ausgebreitetes Signal, das mit jedem der L Elemente von mehreren unterschiedlichen Richtungen von jeder Mobilstation auf unterschiedliche Arten verzögert ist, führt die Vorverstärkung durch, wandelt das Signal in eine Zwischenfrequenz, und digitalisiert alle L Signale. Die erhaltenen L digitalen, komplexen I,Q-Abtastwerte 514 werden an einen Eingang von Kanalelementen 504, 506, 508 bereitgestellt.
Jede mit der Basisstation kommunizierende aktive Mobilstation wird von einem Kanalelement versorgt, das eine digitale Signalverarbeitung sowohl auf dem empfangenen Signal als auch auf dem zu übertragenden Signal durchführt, wie es nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Jedes Kanalelement weist einen (α, τ)-Empfänger und einen entsprechenden Sender auf. Die digitalen Formungsfunktionen des Antennenstrahls, die anhand der Signalabstimmung realisiert werden, werden sowohl in der Übertragungsrichtung als auch in der Richtung des Empfangs in einem Kanalelement durchgeführt.
In der Richtung des Empfangs filtert ein Kanalelement das Signal im Winkel-Raum-Bereich, demoduliert die empfangenen Signalkomponenten und kombiniert sie in einem Diversity-Kombinierer und decodiert das Signal letztendlich, das von der Mobilstation empfangen wurde, und das kombiniert wurde. Die erhaltenen Nutzer-Datenbits werden weiter einer Basisbandeinheit 510 bereitgestellt, die sie an andere Bauteile des Netzwerks weiterleitet.
In der Übertragungsrichtung treffen die Nutzer-Datenbits von den anderen Bauteilen des Netzwerks an der Basisbandeinheit 510 ein, die sie an das richtige Kanalelement 504 bis 508 weiterleitet, wo sie codiert, mittels eines Spreizcodes moduliert und der Abstimmung des zu übertragenden Signals unterzogen werden, wobei die Abstimmung die Richtungen der zu übertragenden Antennenstrahlen bestimmt. Die erhaltenen L Signale werden an jedes der L Elemente des Antennenfelds 502 bereitgestellt. In der Praxis können die Empfangs- und Übertagungs-Antennenfelder 500, 502 entweder getrennt oder anhand des gleichen physikalischen Antennenfelds implementiert sein, wo die Richtungen von Übertragung und Empfang mit einer geeigneten Duplex-Filterung getrennt werden.
Im Übertragungs-Antennenfeld 502 werden die Signale, die von jedem Kanalelement eingetroffen sind, und die für jedes Antennenelement gedacht sind, in eine analoge Form umgewandelt, in eine Funkfrequenz überführt und über die Antennenelemente übertragen.
Bei der Anordnung gemäß der Erfindung können die Übertragungs- und Empfangs-Antennenfelder natürlich eine unterschiedliche Anzahl von Antennenelementen aufweisen, obwohl die vorstehende Beschreibung aus Gründen der Einfachheit die gleiche Anzahl L von Elementen in jeder Gruppe offenbart. Die Figur zeigt ebenfalls einen Steuerblock 512, der den Betrieb der unterschiedlichen Einheiten der Vorrichtung steuert, wie etwa die Zuweisung der Kanaleinheiten zu unterschiedlichen Verbindungen gemäß den Nachrichten von der Basisstationssteuerung.
7 zeigt ein Blockschaltbild, das den Aufbau eines Kanalelements in dem Empfänger gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Das Kanalelement weist eine oder mehrere digitale Empfängereinheiten 600, 602 auf, von denen zwei in der Figur gezeigt sind, eine oder mehrere Suchereinheiten 604, von denen eine in der Figur gezeigt ist, einen Diversity-Kombinierer 608, dessen Eingabe ein Signal von den Empfängereinheiten aufweist, einen Decodierer 610, an dessen Eingang ein Signal angeschlossen ist, das am Ausgang des Diversity-Kombinierers 608 sichtbar ist, und eine Steuereinrichtung 612. Die L digitalen, komplexen I,Q-Abtastwerte 514, die von dem Antennenfeld eintreffen, werden an den Eingang aller digitaler Empfängereinheiten 600, 602 und Suchereinheiten 604 bereitgestellt. Wird die Anordnung gemäß der Erfindung in einem Sende-Empfänger angewandt, weist der Sende-Empfänger gemäß der Erfindung ebenso einen Codierer 614 und eine digitale Übertragungseinheit 606 auf.
Der Betrieb der digitalen Suchereinheit 604 wird als erstes mit Bezug auf 7 untersucht. Auf die gleiche Art und Weise wie in einem herkömmlichen Rake-Empfänger besteht die Funktion der Suchereinheit darin, nach den gewünschten Signalkomponenten aus dem empfangenen Signal zu suchen. Bei der Anordnung gemäß der Erfindung überwacht ein neuer Typ von Suchereinheit das empfangene Signal kontinuierlich im (α, τ)-Bereich und sucht nach nützlichen Signalkomponenten und gibt ihre Parameter, d. h. den Einfallswinkel (AoA) und das Verzögerungsprofil, an die Steuereinrichtung 612, die wiederum eine erforderliche Anzahl von Empfängereinheiten zum Demodulieren der besten Komponenten zuweist. Der Empfänger gemäß der Erfindung kann natürlich auch derart implementiert werden, dass ein Kanalelement keine getrennte Steuereinrichtung 612 aufweist, sondern die Suchereinheit 604 leitet die die zu überwachenden Signalkomponenten betreffenden Informationen direkt an die Empfängerzweige 600, 602 weiter.
Die Suchereinheit weist eine Einrichtung 634 zum Abstimmen des von den Funkfrequenz-Bauteilen des Antennenfelds bereitgestellten Signals auf, und eine Einrichtung 636 zum Erfassen, ob das vom Ausgang der Abstimmungseinrichtung 634 erhaltene Signal eine mit der gegebenen Verzögerung empfangene Signalkomponente aufweist, und zum Messen der Qualität dieser Signalkomponente. Die Suchereinheit weist ferner eine Einrichtung 638 zum derartigen Steuern der vorstehend erwähnten Abstimmungseinrichtung 634 und der Messeinrichtung 636 auf, dass die eingehenden Richtungen und Verzögerungen des empfangenen Signals gemessen werden können.
Die Einrichtung 634 zum Abstimmen des von den Funkfrequenz-Bauteilen des Antennenfelds bereitgestellten Signals kann zum Beispiel mit einer Vorrichtung des vorstehend beschriebenen und gemäß 4 gezeigten Typs implementiert werden, wobei die Vorrichtung die Multiplikation des Signals mit komplexen Koeffizienten wi (i = 1, ..., L) aufweist, anhand derer es möglich ist, den Einfallswinkel des Signals zu bestimmen, das im Ausgabesignal der Abstimmungseinrichtung verstärkt erkennbar ist. Jede Kombination der Koeffizienten entspricht wie vorstehend beschrieben einer bestimmten Kombination von Antennenstrahlen. Die Abstimmungseinrichtung (634) wird von der Einrichtung 638 derart gesteuert, dass alle wesentlichen eingehenden Richtungen des Signals untersucht werden können.
Die Ausgabe der Abstimmungseinrichtung zeigt daher ein Signal, das dem von einer gegebenen Richtung empfangenen Signal entspricht, auf Grundlage der Steuerung der Einrichtung 638. Die Messeinrichtung 636 führt eine Messung mit unterschiedlichen Verzögerungen auf einem an der Ausgabe der Abstimmungseinrichtung sichtbaren Signal durch, wobei es der Zweck der Messung ist, die Signalkomponenten zu erfassen, die unterschiedliche Verzögerungen aufweisen. Die zu jedem Zeitpunkt zu messende Verzögerung wird mit der vorstehend erwähnten Einrichtung 638 eingestellt. In der Messeinrichtung wird das sich am Eingang der Einrichtung befindende Signal einer Endspreizung, einer Messung der komplexen Signalenergie und einer Quadrierung der Energie zum Beispiel über die Kohärenzzeit des Kanals und einem Vergleich des erhaltenen Messergebnisses mit dem gegebenen Schwellwert unterzogen. Die Parameter der gemessenen Signalkomponenten, deren Stärke den gegebenen Schwellwert übersteigt, d. h. den Einfallswinkel, die Verzögerung und die Leistung, werden an die Steuereinrichtung 612 des Kanalelements geliefert.
Die Einrichtung 638 steuert daher den Betrieb der Abstimmungseinrichtung 634 und der Messeinrichtung. Die Einrichtung 638 entspricht einer im Sucherzweig eines herkömmlichen Rake-Empfängers bereitgestellten Synchronisierungsschleife, obwohl die Einrichtung in der Anordnung gemäß der Erfindung auf eine neue Art und Weise arbeitet. Die Suche nach den gewünschten Signalkomponenten aus dem (α, τ)-Bereich kann unter der Kontrolle der Einrichtung 638 auf verschiedene Weisen implementiert werden. Wie vorstehend beschrieben kann die Messung der Signalleistung durch eine andere Messung der Signalqualität ersetzt werden.
Das von dem Antennenfeld empfangene, digitalisierte Signal kann in der Abstimmungseinrichtung 634 Schritt für Schritt derart abgestimmt werden, dass der Richtungswinkel des größten Gewinns mit gegebenen Winkelintervallen verändert wird. Aus den möglichen eingehenden Richtungen wird eine repräsentative Gruppe von Einfallswinkeln α_j ausgewählt, die sich an gewünschten Winkelintervallen voneinander entfernt befinden, und jede eingehende Richtung wird mehreren Energiemessungen bei unterschiedlichen Verzögerungswerten unterzogen, wodurch ein Verzögerungsprofil τ_k für die eingehenden Richtungen erhalten wird.
Ein anderer Weg besteht darin, die Messeinrichtung 636 anzuleiten, das Verzögerungsprofil τ_k des empfangenen Signals als erstes zum Beispiel mit einem nicht gerichteten Antennenmuster zu messen. Die möglichen Verzögerungen, mit denen Signalkomponenten empfangen werden, werden so erfasst. Die Abstimmungseinrichtung 634 wird danach angeleitet, die unterschiedlichen Richtungswinkel mit einem schmalbandigen, gerichteten Strahl zu durchlaufen, und die Messeinrichtung wird gleichzeitig angeleitet, mit den bei der ersten Messung erfassten, vorstehend erwähnten Verzögerungswerten zu messen. Die eingehenden Richtungen α_j der Komponenten, die mit unterschiedlichen Verzögerungen eingetroffen sind, werden so erhalten.
Die Parameter der erfassten Signalkomponenten werden so an die Steuereinrichtung 612 des Kanalelements gegeben. Die Steuereinrichtung weist die Empfangselemente 600, 602 zu, um die besten erfassten Signalkomponenten zu empfangen und zu demodulieren, indem das Empfängerelement der eingehenden Richtung und Verzögerung der Signalkomponente informiert wird. Wie vorstehend beschrieben können die Empfängerelemente auch direkt durch die Suchereinheit 604 ohne getrennte Steuereinrichtung gesteuert werden.
Der Betrieb der digitalen Empfängereinheit 600, 602 wird als Nächstes mit Bezug auf 7 beschrieben. Auf die gleiche Art und Weise wie in einem herkömmlichen Rake-Empfänger besteht die Funktion der Empfängereinheit daran, eine gegebene Signalkomponente zu empfangen und zu demodulieren. Es wird angenommen, dass die Steuereinrichtung 612 des Kanalelements eine Empfängereinheit zugewiesen hat, um eine bestimmte Signalkomponente zu empfangen, deren Parameter der Einfallswinkel α_j und die Verzögerung τ_k sind.
Die Empfängereinheit 600, 602 weist Überwachungseinrichtungen 624, 632 auf, an die die Steuereinrichtung 612 des Kanalelements die Information über die Phase und eingehende Richtung der zu überwachenden Signalkomponente weiterleitet. Die Überwachungseinrichtungen steuern die erste Abstimmungseinrichtung der Empfängereinheit, deren Eingabe das von dem Antennenfeld erhaltene, digitalisierte Signal ist. Die Abstimmungseinrichtungen 618, 626 haben einen ähnlichen Aufbau wie die Abstimmungseinrichtung 634, die in der Suchereinheit bereitgestellt ist. Auf Grundlage der Information, die den Einfallswinkel α_j betrifft, und die von der Steuereinheit empfangen wird, stellt die Überwachungseinrichtung die komplexen Wichtunqskoeffizienten w_i (i = 1, ..., L) derart ein, dass ein aus der gewünschten eingehenden Richtung eintreffendes Signal an der Ausgabe der Abstimmungseinrichtung sichtbar ist. Dieses kann daher als ein in die gewünschte Richtung zeigender Empfänger-Antennenstrahl mit einer vorbestimmten Form verstanden werden.
Die Empfängereinheit 600, 602 weist weiterhin eine Demodulationseinrichtung 620, 628 auf, deren Eingabe ein von der Abstimmungseinrichtung 618, 628 erhaltenes Signal aufweist. Die Überwachungseinrichtung 624, 632 leitet die Demodulationseinrichtung an, sich mit einer mit einer gegebenen Verzögerung τ_k eintreffenden Signalkomponente zu synchronisieren. In der Demodulationseinrichtung wird das Signal einer Entspreizung und Demodulation gemäß einer bekannten Technologie unter Verwendung des gegebenen τ_k als die Codephase unterzogen. Die erhaltenen Symbole werden zusammen mit den Verzögerungsdaten an die anderen Bauteile des Kanalelements bereitgestellt.
Die Empfängereinheit 600, 602 weist weiterhin eine zweite Abstimmungseinrichtung 622, 630 auf, deren Eingabe ein von dem Antennenfeld erhaltenes, digitalisiertes Signal aufweist. Das ausgegebene Signal der zweiten Abstimmungseinrichtung wird an die Überwachungseinrichtung 624, 632 bereitgestellt. Die Überwachungseinrichtung steuert den Betrieb der zweiten Abstimmungseinrichtung durch Messung des Umfelds der aktuellen Parameter (α_j, τ_k) der dem Empfänger zugewiesenen Signalkomponente mit dieser Einrichtung, um mögliche Veränderungen in der eingehenden Richtung und Verzögerung der empfangenen Signalkomponente zu erfassen. Zu diesen Zweck weist die zweite Abstimmungseinrichtung ähnlich der ersten Abstimmungseinrichtung komplexe Koeffizienten zur Abstimmung des Signals auf, und eine Einrichtung ähnlich der Messeinrichtung 636, die in der Suchereinheit angeordnet ist, zum Messen der Impulsantwort. Erfasst die Überwachungseinrichtung mit Hilfe der zweiten Abstimmungseinrichtung Veränderungen in der eingehenden Richtung α_j oder Verzögerung τ_k der gewünschten Signalkomponente, aktualisiert sie diese Daten an der ersten Abstimmungseinrichtung und an der Demodulationseinrichtung.
Der Stand der Technik offenbart mehrere Arten, wie die Überwachungseinrichtungen 624, 632 in einem Spreizspektrum-System implementiert werden können, zum Beispiel Early-Late-Gatter, die bei der Anordnung gemäß der Erfindung verwendet werden können. Diese Schaltungen schätzen den Code-Zeitsteuerungsfehler mittels Durchführung zweier Energiemessungen mit der gegebenen Zeitdifferenz Δτ ab, die üblicherweise ein Bruchteil der Chip-Zeit des Spreizcodes im Umfeld des aktuellen, eingestellten Punktes τ_k ist. Die Energiemessungen werden mit der Messeinrichtung der zweiten Abstimmungseinrichtung 622, 630 durchgeführt, die die Korrekturdaten bereitstellt, die von dem nominal eingestellten Punkt τ_k benötigt werden, wenn sich die Verzögerung verändert.
Dementsprechend können Veränderungen im Einfallswinkel α_j des Signals mit Hilfe der zweiten Abstimmungseinrichtung überwacht werden. Es ist zum Beispiel möglich, mit der gegebenen Verzögerung τ_k zwei oder mehr Energiemessungen mit Antennenstrahlen durchzuführen, die anhand einer Abstimmung um einen Winkel Δα in beide Richtungen von dem aktuellen Einfallswinkel α_j abgelenkt wurden. Der verwendete Grad der Ablenkung Δα ist typischerweise ein Bruchteil der Breite des Antennenstrahls.
Die Überwachungseinrichtung 624, 632 steuert daher die von der zweiten Abstimmungseinrichtung 622, 630 durchgeführten Energiemessungen derart, dass ein Signal zu allen Zeiten mit der größtmöglichen Energie empfangen werden kann. Die Überwachungseinrichtung aktualisiert die Daten über die veränderten Parameter (α_j, τ_k) an der ersten Abstimmungseinrichtung, an der Demodulationseinrichtung und auch an der Steuereinrichtung 612 des Kanalelements, sodass die Daten, falls nötig, in der Übertragungsrichtung verwendet werden können.
Die vorstehend beschriebene Maximierung des empfangenen Signals kann mit der bei herkömmlichen Systemen verwendeten Empfängerantennen-Richtcharakteristik bzw. -Diversity verglichen werden, wobei ein Signal mit zwei oder mehr Antennen empfangen wird, die mit einer Distanz voneinander angeordnet sind, die die Länge mehrerer Wellenlängen des empfangenen Signals aufweist. Bei dem Empfänger gemäß der Erfindung kann, wenn ein empfangenes Signal mit dem Einfallswinkel α_j in einer tiefen und langen Fading-Situation gefangen ist, das Fading wahrscheinlich durch Veränderung des Winkels des Empfängerstrahls um einen geringen Winkel Δα beseitigt werden. Es besteht daher kein Bedarf nach zwei getrennten Antennen, die mit einer gegebenen Distanz voneinander entfernt angeordnet sind.
Der Betrieb des Diversity-Kombinierers 608 und des Decodierers 610 des Kanalelements ist ähnlich wie bei Diversity-Empfängern gemäß dem Stand der Technik. Der Kombinierer 608 kombiniert die von den unterschiedlichen Empfängerelementen eintreffenden Symbolsequenzen unter Berücksichtigung und Kompensation ihrer unterschiedlichen Verzögerungen τ_k und möglicherweise durch Gewichtung der unterschiedlichen Symbolsequenzen gemäß ihren Signal-Rausch-Verhältnissen, um eine Maximum-Ratio-Kombination zu erhalten. Die so erhaltene kombinierte Symbolsequenz wird am Decodierer 610 bereitgestellt, der die Symbole zu Nutzer-Datenbits decodiert, wobei üblicherweise als erstes die Entschachtelung durchgeführt wird. Die CDMA-Anwendungen verwenden im Allgemeinen eine starke Faltungscodierung, für die das beste Verfahren zur Detektion der eine weiche Entscheidung zur Verfügung stellende Viterbi-Algorithmus ist.
Es ist klar, dass das vorstehend beschriebene Kanalelement ebenso zum Überwachen und Empfangen eines Zugangskanals verwendet werden kann. Die in der Richtung des Empfangs verwendeten Antennenstrahlen weisen dabei breitere Antennenmuster auf, d. h. sie können zum Beispiel 120° breit sein, da der exakte Aufenthaltsort der Rufaufbau-Nachrichten übertragenden Mobilstationen nicht bekannt ist.
Der Betrieb der digitalen Übertragungseinheit 606 wird als Nächstes mit Bezug auf die 7 untersucht. Die Nutzer-Datenbits werden als erstes dem Codierer 614 bereitgestellt, der die Bits typischerweise mit einem Faltungscode codiert und eine Verschachtelung der codierten Symbole durchführt. Die erhaltenen verschachtelten Symbole werden auf einen Spreizspektrum-Modulator 642 angewandt, der eine herkömmliche Modulation durchgeführt. Alle vorstehend beschriebenen Funktionen können gemäß bekannter Techniken durchgeführt werden.
Bei der vorliegenden Erfindung weist die Übertragungseinheit jedoch eine Einrichtung 644, 640 zum Steuern und digitalen Abstimmen des zu übertragenen Signals als Reaktion auf das empfangene Signal auf. In der Übertragungseinheit gemäß der Erfindung empfängt die Einrichtung 644 zum Anpassen des Übertragungsstrahls von der Steuereinrichtung 612 des Kanalelements Informationen in ihrer Eingabe über die in den unterschiedlichen Empfängereinheiten 600, 602 zum Empfangen eines Signals von der Mobilstation verwendeten eingehenden Richtungen. Die Steuereinrichtung 612 kann auch die anderen eingehenden Richtungen des von der Suchereinheit 604 erfassten Signals melden, aber es werden nicht alle Richtungen beim Empfang des Signals notwendigerweise verwendet.
Die Einrichtung 644 der Übertragungseinheit zum Anpassen des Übertragungsstrahls steuert die Abstimmungseinrichtung 640, die aus vorbestimmten, strahlformenden Funktionen J × L komplexe Wichtungskoeffizienten w_ij (i = 1, ...L; j = 1, ..., J) berechnet, die J Antennenstrahlen mit Hilfe von L Antennenelementen erzeugen. Zusätzlich zu der Richtung und Anzahl der Antennenstrahlen steuert die Einrichtung 644 die Abstimmungseinrichtung 640 durch Angabe der Übertragungsleistung, die mit jedem Strahl zu verwenden ist, und die die Einrichtung 644 von der Steuereinrichtung 612 des Kanalelements erhält.
Der Aufbau der Abstimmungseinrichtung 640 kann ähnlich den vorstehend in der Empfangsrichtung beschriebenen Abstimmungseinrichtungen 618, 626, 634 sein. In der Abstimmungseinrichtung werden die digitalisierten (I,Q)-Abtastwerte des von der Modulationseinrichtung 642 bereitgestellten abgehenden Signals daher mit L komplexen Wichtungskoeffizienten wie folgt multipliziert, wobei L die Anzahl der Antennenelemente ist:
wobei L komplexe Abtastsequenzen für das Antennenfeld erhalten werden. Die komplexe Multiplikation verwendet auch einen reellen Skalierungsfaktor g_j(j = 1, ..., J), der von der Abstimmungseinrichtung 644 erhalten wird, und der für die unabhängige Leistungsanpassung jedes Antennenstrahls verwendet werden kann. Die Anpassungseinrichtung 644 gibt auch die zu verwendende Frequenz an, sodass die Wichtungskoeffizienten w_ij richtig eingestellt werden können.
Die Anordnung gemäß der Erfindung kann auch spezielle Strahlsteuerbits verwenden, die eine Mobilstation auf Grundlage des Signals erzeugt, das sie empfangen hat, und die sie dem Signal hinzufügt, das sie zu der Basisstation überträgt. Der Empfänger gemäß der Erfindung weist eine Einrichtung 616 zum Demultiplexen und Erfassen dieser Strahlsteuerbits aus dem empfangenen Signal auf. Die Erfassung soll schon vor dem Decodierer 610 durchgeführt werden, um Verzögerungen zu vermeiden. Die vorstehend erwähnten Strahlsteuerbits werden an die Anpassungseinrichtung 644 der Übertragungseinheit weitergeleitet.
Die Einrichtung 644 zur Anpassung des Übertragungsstrahls steuert die Abstimmungseinrichtung 640 auf Grundlage der von der Steuereinrichtung des Kanalelements erhaltenen Informationen und der von der Mobilstation übertragenen Strahlsteuerbits. Die Anpassung kann auf viele Arten durchgeführt werden, indem die Parameter α_j und g_j (j = 1, ..., J) auf verschiedene Arten verändert werden. Zum Beispiel kann die mit einigen Antennenstrahlen verwendete Übertragungsleistung unabhängig angepasst werden, oder der Richtungswinkel α_j einiger Antennenstrahlen kann um einen gegebenen Winkel Δα verändert werden, oder die Anzahl der verwendeten Antennenstrahlen kann geändert werden. Mit diesen Maßnahmen ist es möglich, die Verschlechterungen der Signalqualität wie etwa Fading zu kompensieren, die auf dem Funkpfad auftreten.
Bei der Anordnung gemäß der Erfindung kann die Anpassungseinrichtung 644 der Übertragungseinheit 606 die Richtung von einem oder mehreren der verwendeten Antennenstrahlen um geringe Winkel Δα im Umfeld des gegebenen Richtungswinkels α_j ablenken. Aufgrund einer derartigen Ablenkung ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit zu reduzieren, dass sich die Mobilstation für eine lange Zeit in einem tiefen Fading befindet. Da der Richtungswinkel eines Antennenstrahls kontinuierlich um einen nominalen Richtungswinkel α_j schwankt, verwendet ein Signal, das sich über den Funkpfad ausbreitet, nicht durchgehend den gleichen Weg.
Des Weiteren kann die Anpassungseinrichtung 644 bei der Anordnung gemäß der Erfindung die Abstimmungseinrichtung 640 derart steuern, dass mit der geeigneten Anpassung der Wichtungskoeffizienten w_ij (i = 1, ..., L; j = 1, ..., J) und der Faktoren g_j (j = 1, ..., J) ein Hochleistungssignal mit einem breiten Antennenstrahl vom Antennenfeld erhalten wird. Das erhaltene Antennenmuster kann zum Beispiel ein Sektormuster oder ein omnidirektionales Muster sein. Zum Beispiel kann ein datenunmoduliertes Pilotsignal so mit einem dauerhaften Antennenmuster übertragen werden. Das gleiche Verfahren kann auch bei der Übertragung von Steuerkanälen angewandt werden.
Auch bei der Anordnung gemäß der Erfindung kann die Anpassungseinrichtung 644 die Abstimmungseinrichtung 640 derart steuern, dass mit der geeigneten Anpassung der Wichtungskoeffizienten w_ij (i = 1, ..., L; j = 1, ..., J) und der Faktoren g_j (j = 1, ..., J) ein oder mehrere Signale mit einem eher schmalen Antennenstrahl vom Antennenfeld erhalten werden, wobei der Winkel des größten. Gewinns des Signals den Zellbereich kontinuierlich durchläuft. Das erhaltene Antennenmuster kann für die Übertragung eines datenunmodulierten Pilotsignals verwendet werden.
Obwohl die Erfindung mit Bezug auf das Beispiel gemäß den zugehörigen Zeichnungen beschrieben ist, ist es klar, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, sondern auf viele Arten innerhalb des Schutzbereichs der erfinderischen Idee, die in den anhängenden Ansprüchen offenbart ist, verändert werden kann.
Die Ausrichtung der Antennenstrahlen kann zum Beispiel sowohl in der vertikalen als auch in der horizontalen Richtung verwendet werden, wodurch der vorstehend beschriebene (α, τ)-Bereich als ein (α, β, τ)-Bereich verstanden werden kann, wobei α der vertikale Winkel, β der horizontale Winkel und τ die Verzögerung ist.
Eine Möglichkeit besteht darin, in den Kanalelementen kohärente, inkohärente oder differentiell kohärente Modulations- und Demodulationsverfahren einzusetzen. Um zum Beispiel eine kohärente Demodulation in einer Mobilstation zu ermöglichen, kann die Basisstation ein zusätzliches spreizcodiertes Signal ohne Datenmodulation in jedem Antennenstrahl als eine Phasenreferenz aufweisen. Alternativ können bekannte Referenzsymbole für den gleichen Zweck verwendet werden.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet die Anordnung der digitalen Abstimmungseinrichtungen 618 bis 634 der Kanalelemente in einem gemeinsamen Abstimmungseinrichtungsblock, der alle Kanalelemente versorgt.

Claims

Basisstationsvorrichtung zum Empfangen und Übertragen eines Signals eines gewünschten Teilnehmers, wobei das zu empfangende Signal an der Vorrichtung entlang mehrerer unterschiedlicher Pfade mit mehreren unterschiedlichen Verzögerungen eintreffen kann, und wobei die Vorrichtung ein oder mehrere aus mehreren Elementen bestehende Antennenfelder (500), ein oder mehrere Kanaleinheiten (504–508) aufweist, wobei die Kanaleinheiten Einrichtungen (600–606) zum derartigen Abstimmen des von dem Antennenfeld (500) zu übertragenden und zu empfangenden Signals aufweisen, dass der Gewinn von dem Antennenfeld in den gewünschten Richtungen am größten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanaleinheit (504–508) eine Einrichtung (604) zum Suchen nach den eingehenden Richtungen und Verzögerungen der empfangenen Signalkomponenten, sowie eine Einrichtung (604) zum derartigen Steuern der Abstimmungseinrichtungen (600–606) auf Grundlage der Informationen aufweist, dass der Winkel des größten Gewinns der Antennenstrahlen in das Umfeld der gewünschten Richtungen abgelenkt wird.
Basisstationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstationsvorrichtung eine an das Antennenfeld (500) angekoppelte Gruppe von Funkfrequenz-Einheiten (500), eine oder mehrere Kanaleinheiten (504–508) aufweist, deren Eingabe ein Signal von den Funkfrequenz-Bauteilen (500) aufweist, und wobei die Kanaleinheit zumindest eine Einrichtung (618) zum derartigen Abstimmen des von dem Antennenfeld (500) empfangenen Signals aufweist, dass der erhaltene Gewinn von dem Antennenfeld in der gewünschten Richtung am größten ist, sowie zumindest eine Einrichtung (620) zum Demodulieren der gewünschten empfangenen Signalkomponente aufweist, wobei die Eingabe der Demodulationseinrichtungen das Ausgabesignal der Abstimmungseinrichtungen (618) ist, sowie Einrichtungen (624, 638) zum Suchen nach den eingehenden Richtungen und Verzögerungen der empfangenen Signalkomponenten, sowie Einrichtungen (624, 638) zum Steuern der Abstimmungseinrichtungen (618) und der Demodulationseinrichtungen (620) auf Grundlage der Informationen aufweist.
Basisstationsvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kanaleinheit (504) eine den Betrieb der Kanaleinheit regelnde Steuereinheit (612), zumindest einen Empfängerblock (600–602) und zumindest einen Sucherblock (604) aufweist, wobei die Eingabe der Blöcke ein Signal von den Funkfrequenz-Bauteilen (500) aufweist, und einen Diversity-Kombinierer (608) aufweist, dessen Eingabe Signale von den Empfängerblöcken (600–602) aufweist, und eine Einrichtung (610) zum Decodieren des kombinierten Signals aufweist.
Basisstationsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sucherblock (604) eine Abstimmungseinrichtung (634) aufweist, deren Eingabe ein Signal von den Funkfrequenz-Bauteilen (500) ist, und eine Einrichtung (636) zum Erfassen aufweist, ob das aus einer bestimmten eingehenden Richtung empfangene und von den Abstimmungseinrichtungen (634) erhaltene Signal eine gewünschte Signalkomponente mit einer bestimmten Verzögerung aufweist, und zum Messen der Qualität der Signalkomponente, sowie eine Einrichtung (638) zum derartigen Steuern der Abstimmungseinrichtungen (634) und der Messeinrichtungen (636) aufweist, dass die gewünschten eingehenden Richtungen und Verzögerungen des zu empfangenden Signals gemessen werden können, sowie eine Einrichtung (636) zum Informieren der Steuereinheit (612) des Kanalelements über die eingehenden Richtung, die Verzögerung und die Qualität jeder erfassten Signalkomponente aufweist.
Basisstationsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Übertragerblock (606) eine Modulationseinrichtung (624) aufweist, deren Eingabe ein Signal von der Codierungseinrichtung (614) ist, eine Abstimmungseinrichtung (640) aufweist, deren Eingabe ein an der Ausgabe der Modulationseinrichtung sichtbares Signal ist, sowie eine Einrichtung (644) zum derartigen Steuern der Abtimmungseinrichtung (640) aufweist, dass der größte Gewinn des zu übertragenden Signals in die gewünschte Richtung ausgerichtet werden kann.
Basisstationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmungseinrichtungen (618, 622, 634) Einrichtungen (412–416) zum Multiplizieren der von jedem Antennenelement empfangenen Signalkomponente mit einem komplexen Wichtungskoeffizienten aufweist, der speziell für jede Komponente eingestellt ist, wobei die Koeffizienten den Winkel des größten Gewinns eines vorbestimmten Verstärkungsmusters in die gewünschte Richtung lenken.
Basisstationsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanaleinheit (504–508) eine Einrichtung (616) zum Unterscheiden der Verbindungsqualitäts-Informationen der Downlink-Richtung von den von der Mobilstation empfangenen Informationen aufweist, und dass die Vorrichtung eine Einrichtung (604) zum Steuern der Abstimmungseinrichtung (606) der entgegengesetzten Übertragungsrichtung durch Berücksichtigen der Verbindungsqualitäts-Informationen aufweist.
Verfahren zum Bereitstellen von Winkel-Diversity an einer Basisstation eines zellularen Funkssystems, wobei das System in jeder Zelle zumindest eine Basisstation (100) aufweist, die mit sich in ihrem Bereich befindlichen Mobilstationen (102) kommuniziert, und die unter Verwendung von sich zeitlich verändernden Antennenstrahlen ein Datensignal an die Mobilstationen überträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtungswinkel der über jede Verbindung zu den Mobilstationen verwendeten Antennenstrahlen in das Umfeld von gegebenen, die Verbindung betreffenden Richtungswinkel (580) abgelenkt werden (588a–588b).
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisstation ein Signal von der Mobilstation anhand eines aus mehreren Elementen bestehenden Antennenfeldes (500) empfängt, das Signal in eine Zwischenfrequenz und in eine digitale Form umwandelt, und dass nach den eingehenden Richtungen und Verzögerungen der besten Signalkomponenten in dem empfangenen Signal gesucht wird, und dass das Abstimmen und die Verstärkung des in die entgegengesetzte Übertragungsrichtung zu übertragenden Signals auf Grundlage der Messungen und der von den Mobilstationen übertragenen Verbindungsqualitäts-Informationen der Downlink-Richtung gesteuert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mobilstation Informationen über die Anzahl, Qualität und relative Verzögerung der von der Mobilstation empfangenen Signalkomponenten an die Basisstation überträgt.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Mobilstation empfangenen Informationen zum Anpassen der Ablenkung des Richtungswinkels der Antennenstrahlen verwendet werden.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstimmung des zu übertragenden Signals mittels einer Multiplikation des zu übertragenden Signals durch jedes Antennenelement (400–404) mit einem komplexen Wichtungskoeffizienten durchgeführt wird, der speziell für jedes Element eingestellt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kombination der speziell eingestellten komplexen Wichtungskoeffizienten der Gewichtung von bestimmten Richtungen bei der Übertragung des Signals entspricht.
Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Richtungswinkel abgelenkt wird, indem die Kombinationen der eingestellten komplexen Wichtungskoeffizienten verändert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel des größten Gewinns des vorbestimmten Verstärkungsmusters bei der Abstimmung des zu übertragenden Signals in das Umfeld der gewünschten Richtung abgelenkt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Suche nach den eingehenden Richtungen und Verzögerungen, die den Signalkomponenten mit den stärksten Energiepegeln entsprechen, in einer getrennten Suchereinheit (604) durchgeführt wird, die die Ergebnisse der Suche der die Abstimmungseinrichtung der Übertragungseinheit steuerende Steuereinheit (612) angeben.