NO320163B1 - Fremgangsmate for sending av pilotkanaler, samt celledelt radiosystem - Google Patents

Fremgangsmate for sending av pilotkanaler, samt celledelt radiosystem Download PDF

Info

Publication number
NO320163B1
NO320163B1 NO19970300A NO970300A NO320163B1 NO 320163 B1 NO320163 B1 NO 320163B1 NO 19970300 A NO19970300 A NO 19970300A NO 970300 A NO970300 A NO 970300A NO 320163 B1 NO320163 B1 NO 320163B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
signal
base station
antenna
received
radio system
Prior art date
Application number
NO19970300A
Other languages
English (en)
Other versions
NO970300D0 (no
NO970300L (no
Inventor
Ilkka Keskitalo
Peter Muszynski
Jaana Laiho-Steffens
Original Assignee
Nokia Telecommunications Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nokia Telecommunications Oy filed Critical Nokia Telecommunications Oy
Publication of NO970300D0 publication Critical patent/NO970300D0/no
Publication of NO970300L publication Critical patent/NO970300L/no
Publication of NO320163B1 publication Critical patent/NO320163B1/no

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/08Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery
    • H04W48/12Access restriction or access information delivery, e.g. discovery data delivery using downlink control channel
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/76Pilot transmitters or receivers for control of transmission or for equalising
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0491Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas using two or more sectors, i.e. sector diversity
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/08Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station
    • H04B7/0837Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas at the receiving station using pre-detection combining
    • H04B7/0842Weighted combining
    • H04B7/086Weighted combining using weights depending on external parameters, e.g. direction of arrival [DOA], predetermined weights or beamforming
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B7/00Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/022Site diversity; Macro-diversity
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24Cell structures
    • H04W16/28Cell structures using beam steering

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Transceivers (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Radio Relay Systems (AREA)

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for sending av pilotkanaler i et celledelt radionett, som omfatter i hver celle minst en basestasjon som kommuniserer med mobilstasjoner som befinner seg innen basestasjonens område, hvilke basestasjoner sender et datasignal i nedgående retning ved å benytte senderetninger som er foranderlige i tid, og som sender informasjon om systemet til mobilstasjonene på styringskanaler.
For å fungere krever mobilstasjoner i et celledelt radionett en mengde informasjon om den basestasjon de befinner seg i området til. For å være i stand til å kommunisere med basestasjonen, må mobilstasjonene allerførst informeres om basestasjonens eksistens, og synkroniseres med sendingen fra basestasjonen. De behøver også informasjon for eksempel om nettet som basestasjonen tilhører, og om de trafikkanaler som benyttes. I de nåværende celledelte systemene sender basestasjonene informasjon av den type som er beskrevet ovenfor i hver celle på kanaler som er tildelt for dette formål.
Foreliggende oppfinnelse er anvendelig til bruk spesielt i et celledelt system som benytter kodedelt multiaksess. Kodedelt multiaksess (CDMA) er en multiaksess-metode som er basert på spredt spektrum-teknikken, og som nylig er tatt i bruk i celledelte radiosystemer, i tillegg til de tidligere FDMA- og TDMA-metodene. CDMA har flere fordeler i forhold til de tidligere metodene, for eksempel spektraleffektivitet og enkeltheten ved frekvensplanleggingen. Et eksempel på et kjent CDMA-system fremgår av EIA/TIA Interim Standard: Mobile Station-Base Station Campatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System, TIA/AIA/IS-95, juli 1993 EIA/TIA IS-95, som innlemmes heri ved henvisning.
I CDMA-metoden multipliseres brukerens smalbåndede datasignal opp til et relativt bredt bånd ved hjelp av en spredningskode med et betraktelig bredere bånd enn datasignalet. I kjente testsystemer båndbredder slik som 1,25 MHz, 10 MHz og 25 MHz benyttet. I forbindelse med multipliseringen sprer datasignalet seg til hele det bånd som benyttes. Alle brukere sender ved å benytte samme frekvensbånd samtidig. En separat spredningskode benyttes over hver forbindelse mellom en basestasjon og en mobilstasjon, og signalene fra de forskjellige brukerne kan skjelnes fra hverandre i mottakerne på grunnlag av hver brukers spredningskode.
Tilpassede filtere som er tilveiebrakt i mottakerne, synkroniseres med et ønsket signal, som de gjenkjenner på grunnlag av en spredningskode. Datasignalet gjenopprettes i mottakeren til det opprinnelige båndet ved å multiplisere det igjen med den samme spredningskode som ble benyttet ved sendingen. Signaler som multipliseres med en annen spredningskode, korrelerer i et ideelt tilfelle ikke, og gjenopprettes ikke til det smale båndet. De opptrer således som støy i forhold til det ønskede signalet. Systemets spredningskoder velges fortrinnsvis på en slik måte at de er innbyrdes ortogonale, dvs. de korrelerer ikke med hverandre.
I et celledelt CDMA-radiosystem er det mulig å benytte en såkalt pilotkanal i senderetningen fra basestasjon til abonnentutstyr, dvs. i nedadgående retning. En pilotkanal er et data-umodulert signal som sendes med en spesiell spredningskode og som utnytter samme frekvensbånd som der de aktuelle trafikkanalene befinner seg på, idet pilotsignalet kan skjelnes fra disse bare på grunnlag av spredningskoden. Pilotsignalet er en kanal som er kjent og som lyttes til av alt abonnentutstyr innen cellens område, og det benyttes for eksempel ved effektmålinger og ved generering av en koherent fasereferanse. Hver basestasjon i systemet sender sitt eget pilotsignal på grunnlag av hvilket abonnentutstyrene kan skjelne sendingene fra forskjellige basestasjoner fra hverandre.
US-patent nr 5 109 390, som innlemmes heri ved henvisning, og den tidligere nevnte standarden IS-95 oppviser et tidligere kjent celledelt CDMA-system som benytter en separat pilotkanal som sendes til samme dekningsområde og sammen med datasignalene.
I et typisk mobiltelefon-miljø forplanter signalene seg mellom en basestasjon og en mobilstasjon langs flere baner mellom senderen og mottakeren. Denne flerbane-forplantningen er hovedsakelig på grunn av refleksjoner av signalet fra omgivende overflater. Signaler som har forplantet seg langs forskjellige baner, ankommer til mottakeren på forskjellige tidspunkter på grunn av deres forskjellige overføringsforsinkelser. CDMA skiller seg fra de vanlige FDMA- og CDMA-teknikkene ved at flerbaneforplantningen kan utnyttes ved mottakingen av signalet. Mottakeren som vanligvis benyttes i et CDMA-system, er en flergrenet mottak-erstruktur hvor hver gren er synkronisert med en signalkomponent som har forplantet seg langs en individuell bane. Hver gren er et uavhengig mottakerelement som har som funksjon å sammensette og demodulere en mottatt signalkomponent. I en konvensjonell CDMA-mottaker kombineres de forskjellige mottakerele-mentenes signaler med fordel, enten på koherent eller inkoherent måte, hvorved det oppnås et signal av god kvalitet.
CDMA-systemer kan også anvende en myk overlevering, hvor en mobilstasjon samtidig kan kommunisere med flere basestasjoner ved å benytte makro-diversitet. Mobilstasjonens forbindelseskvalitet forblir således høy under overlever-ingen, og brukeren legger ikke merke til noe avbrudd i forbindelsen.
Interferens som forårsakes av andre forbindelser i den ønskede forbindelsen, kommer således til syne i mottakeren som støy som er jevnet fordelt. Dette er også tilfellet når et signal undersøkes i et vinkel-domene i henhold til de innkommende retninger for de signaler som detekteres i mottakerne. Interferensen som forårsakes av de andre forbindelsene i den ønskede forbindelsen, opptrer således også i mottakeren som fordelt i det vinkelmessige domenet, dvs. interferensen fordeles nokså jevnt mellom de forskjellige innkommende retninger.
CDMA-systemets kapasitet, som kan måles ved hjelp av spektraleffektivitet (spectral efficiency), er forbedret ytterligere med sektoroppdeling. En celle opp-deles da i sektorer av ønsket størrelse, som betjenes ved hjelp av retningsbestemte antenner. Det innbyrdes støynivå som forårsakes av mobilstasjonene, kan således reduseres betraktelig i basestasjonens mottaker. Dette er basert seg på det faktum at i gjennomsnitt fordeler interferensen seg jevnt mellom de forskjellige innkommende retninger, og antallet av disse retningene kan således reduseres ved hjelp av sektor-oppdeling. Sektor-oppdelingen kan naturligvis implementeres i begge senderetninger. Fordelen som tilveiebringes når det gjelder kapasitet ved hjelp av sektor-oppdeling, er proporsjonal med antallet sektorer.
En sektor-oppdelt celle kan også benytte en mykere overlevering, hvor en mobilstasjon utfører en overlevering fra en sektor til en annen ved å kommunisere samtidig med begge sektorer. Selv om myk overlevering forbedrer forbindelseskvaliteten og sektor-oppdeling øker systemets kapasitet, fører mobilstasjonenes bevegelse naturlig til at stasjonene utfører flere overleveringer fra en sektor til en annen. Dette belaster basestasjon-styringsenhetens behandlingskapasitet. Flere myke overleveringer frembringer også en situasjon hvor adskillige mobilstasjoner kommuniserer samtidig med flere enn en sektor (vanligvis to), hvorved den økte kapasitet som tilveiebringes ved sektor-oppdelingen, går tapt når et signal fra en mobilstasjon er hørbart i en bred sektor.
Multiaksess-interferensen i CDMA-systemer har også blitt redusert ved hjelp av forskjellige kjente metoder for multiaksess-interferensekansellering (IC, Interference Cancellation) og flerbruker-deteksjon (MUD, Multi-user detection). Disse metodene er best egnet til å redusere den interferens som frembringes inne i brukerens egen celle, og systemets kapasitet kan således økes til omkring det dobbelte, sammenlignet med et system som implementeres uten interferens-kansellering. Disse fremgangsmåtene forbedrer imidlertid ikke i noen betraktelig grad størrelsen av basestasjonens dekningsområde, sammenlignet med kjent teknologi. IC/MUD-teknikkene er også kompliserte å realisere, og derfor harde hovedsakelig blitt utviklet for bruk i oppadgående retning.
En annen metode som er utviklet, er en SDMA (Space Division Multiple Access, romdelt multiaksess) hvor brukerne skjelnes fra hverandre på basis av deres posisjoner. Dette utføres på en slik måte at lobene (retningsmønstrene) for mottakerantennene i basestasjonen justeres til de ønskede retninger i samsvar med mobilstasjonenes posisjoner. For dette formål benytter systemet adaptive antenne-grupper, dvs. fasede antenner, og behandling av det mottatte signalet, og ved hjelp av dette sporfølges mobilstasjonene.
Bruken av SDMA i forbindelse med CDMA gir flere fordeler i forhold til de tidligere kjente metodene, slik som sektor-oppdeling. Dersom sektor-lobene i sektor-oppdelingen smalnes ned for å øke den spektrale effektiviteten, øker også antallet overleveringer som må utføres fra en sektor til en annen. Dette øker igjen den nødvendige beregningskapasitet i basestasjon-styringsenheten i altfor høy grad.
I forbindelse med anvendelse av SDMA illustreres bakgrunnsteknikken i A.F. Naguib, A. Paulraj: «Performance of CDMA Cellular Networks With Base-Station Antenna Arrays» (Proe. International Zurich Seminar on Digital Communications, side 87-100, Zurich, Sveits, mars 1994) som innlemmes heri ved henvisning. I SDMA mottas således et signal ved hjelp av en antennegruppe, og det mottatte signalet formes ved hjelp av digital signalbehandling på en slik måte at antennenes direktivitetsmønstere er egnet for de trinn som følger etter formingen i mottakeren. I tidligere kjente arrangementer formes det mottatte sig- naiet for å maksimalisere signal/interferens-forholdet for det ønskede signalet. Det mottatte signalet formes således på en slik måte at antennegruppens direktivitets-mønster minimaliserer den interferens som bevirkes av de andre forbindelsene i det ønskede signalet. I arrangementet ifølge ovenstående henvisning utsettes hver detektert signalkomponent for individuell lobe-forming, dvs. pulsresponsen må være kjent før formingen.
Experimental Studies of Space-Division-Multiple-Access Schemes for Spectral Efficient Wireless Communications av G.Xu, H.Liu, W.J.Vogel, H.P.Lin, S.S.Jeg og G.W.Torrence (IEEE Int. Conf. On Comm. ICC 1994, New Orleans, USA, IEEE 1994), som innlemmes heri ved henvisning, fremviseren metode som anvender SDMA, og hvor mottakerantennenes direktivitetsmønster er formet. Metoden som omtales, er imidlertid egnet til bruk bare i systemer hvor begge senderetninger er på samme frekvens.
Når datasignaler, dvs. trafikkanaler, sendes til mobilstasjoner i ifølge SDMA-prinsippet, ved å benytte foranderlige lober, vil bruken av pilotsignalet være problematisk i de tidligere kjente arrangementene. I kjente metoder har således pilotsignalet blitt sendt sammen med trafikkanalene, slik at pilotsignalet kunne benyttes i mobilstasjonene som en fasereferanse for å muliggjøre koherent mottaking. Pilotsignalet er også benyttet ved identifisering av basestasjoner og som en indikator på et behov for overlevering. I tilfellet med foranderlige antenne-lober, kan pilotsignalet ikke benyttes for dette sistnevnte formål.
Målet for foreliggende oppfinnelse er å virkeliggjøre en fremgangsmåte for sending av pilotkanaler i forbindelse med adaptive antenne-lober på en slik måte at bruken av pilotkanaler er så effektiv som mulig. Målet for arrangementet ifølge oppfinnelsen er å muliggjøre bruk av pilotkanaler både som en fasereferanse og for å forenkle overlevering.
Dette oppnås med en fremgangsmåte av den type som beskrives innled-ningsvis som kjennetegnes ved at basestasjonene sender minst ett første pilotsignal med et forut bestemt strålingsmønster, som bestemmer cellens dekningsområde, og, i forbindelse med datasignalet, de andre pilotsignalene i senderetninger som forandrer seg i tid.
Oppfinnelsen angår også et celledelt radiosystem som i hver celle omfatter minst en basestasjon som kommuniserer med mobilstasjoner som befinner seg i dens område, hvilke basestasjoner sender informasjon om systemet til mobil stasjonene ved å benytte styringskanaler, og hvilket system omfatter minst en basestasjon som sender et datasignal tii mobilstasjonene ved å benytte senderetninger som forandrer seg i tid. Radiosystemet kjennetegnes ifølge oppfinnelsen ved at det omfatter minst en basestasjon som sender minst ett første pilotsignal med forut bestemte senderetninger, som bestemmer cellens dekningsområde, og, i forbindelse med datasignalet, andre pilotsignaler i senderetninger som forandrer seg i tid.
I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, som benytter adaptive antenne-lober og således tilveiebringer betraktelig bedre spektraleffektivitet enn de konvensjonelle celledelte systemene, innbefattende systemer som anvender CDMA-metoden, er det således mulig å benytte for eksempel pilotsignalet både som en fasereferanse og som en basestasjon-detektor. Dette er basert på det faktum at både trafikk-kanaler og andre pilotsignaler sendes ved å benytte et felles strålings-mønster, hvorpå disse pilotsignalene og trafikkanalene utsettes for samme for-plantningsbetingelser. Derfor tilveiebringer et pilotsignal en fasereferanse for deteksjon av det ønskede signalet. Tilsvarende kan et pilotsignal som sendes ved å benytte et forut bestemt, uforanderlig strålingsmønster, som for eksempel kan være et rundtstrålende mønster, benyttes for å detektere behovet for overlevering fra en basestasjon til en annen.
Videre er det teknisk fordelaktig å implementere leting ifølge oppfinnelsen etter fordelaktige signalkomponenter i ankomstvinkel/tid-domenet.
Ifølge den første fortrukne utførelse av oppfinnelsen kan signalbehandlin-gen utføres digitalt i basisbåndet, hvorpå antenne-lobene kan orienteres direkte mot de ønskede retninger ved hjelp av fasing av det mottatte signalet. I den andre foretrukne utførelse av oppfinnelsen utføres signalfasingen analogt, hvilket således resulterer i et antall faste antenne-lober, som lobene som mottar de beste komponenter av det ønskede signalet velges fra for mottakingen.
Oppfinnelsen angår videre en fremgangsmåte for sending av pilotsignaler i et celledelt radiosystem som i hver celle omfatter minst en basestasjon som kommuniserer med mobiltelefoner i dens område, hvilke basestasjoner sender et datasignal i nedadgående retning og sender informasjon om radiosystemet til mobilstasjonene på styringskanaler. Fremgangsmåten kjennetegnes ved at basestasjonene sender minst ett første pilotsignal med et forutbestemt strålingsmøns-ter, som bestemmer cellens dekningsområde, og et andre pilotsignal som er spe sifikt for visse mobilstasjoner, og som sendes i forbindelse med datasignalet via samme antenne-strålingsmønster som mobilstasjonens spesifikke datasignal.
Oppfinnelsen angår også en basestasjon i et celledelt radiosystem som i hver celle omfatter minst en basestasjon, hvilken basestasjon er konfigurert for å sende et datasignal i nedadgående retning til mobilstasjoner som befinner seg i basestasjonens område, og å sende informasjon om radiosystemet til mobilstasjonene på styringskanaler. Basestasjonen kjennetegnes ved at den er konfigurert for å sende minst ett første pilotsignal med et forutbestemt strålingsmønster, som bestemmer cellens dekningsområde, og et andre pilotsignal som er spesifikt for visse mobilstasjoner og som sendes, i forbindelse med datasignalet, via samme antenne-strålingsmønster som mobilstasjonens spesifikke datasignal.
I det følgende skal oppfinnelsen beskrives i nærmere detalj med henvisning til eksemplene ifølge de vedføyde tegningene, hvor
Fig. 1 illustrerer flerbane-forplantning av et signal mellom en mobilstasjon
og en basestasjon,
Fig. 2a illustrerer, i et tidsdomene, spredningen som forårsakes av flerbane- forplantning av et signal, Fig. 2b illustrerer, i ankomstvinkel-domenet, spredningen som forårsakes av
flerbane-forplantning av et signal,
Fig. 3 illustrerer en mulighet for orientering av basestasjon-antennenes
lobe mot mobilstasjonen,
Fig. 4 viser en mulig implementering av en adaptiv antennegruppe,
Fig. 5 illustrerer fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen for sending av flere
pilotkanaler,
Fig. 6 er et blokkdiagram som illustrerer en mulig struktur av en mottaker i
ifølge oppfinnelsen,
Fig. 7 er et blokkdiagram som illustrerer et eksempel på strukturen av et
individuelt kanalelement
Fig. 8 er et blokkdiagram som illustrerer et annet mulig eksempel på en
mottaker ifølge oppfinnelsen,
Fig. 9 illustrerer et annet eksempel på strukturen av et individuelt kanal element, og Fig. 10 illustrerer i nærmere detalj et eksempel på strukturen av et individuelt kanalelement.
I det følgende skal fremgangsmåten og mottakeren ifølge oppfinnelsen beskrives i nærmere detalj ved benyttelse av CDMA-systemet som et eksempel, men beskrivelsen skal imidlertid ikke begrenses til dette, siden oppfinnelsen også kan anvendes i forbindelse med andre multiaksess-metoder, slik det vil være åpenbart for en person med kjennskap til teknikken, på grunnlag av nedenstående beskrivelse. Figur 1 illustrerer den typiske flerbane-forplantningen av et utsendt signal i et celledelt system. Figuren viser en basestasjon 100 og mobilabonnentutstyr 102 som kommuniserer med basestasjonen. Et karakteristisk trekk ved celledelte radiosystemer er at mobilstasjonene er omgitt av flater som reflekterer og sprer radiobølger. Slike overflater kan for eksempel være bygninger og vegger som dannes av naturen, slik som fjell og bakker. Mobilstasjoner sender typisk med et rundtstrålende antennemønster. Figuren illustrerer noen få stråler 112,114,116 med opphav i en mobilstasjon. Overflatene 104,108 som befinner seg nær mobilstasjonen 102, reflekterer det utsendte signalet, som derfor ankommer til basestasjonens 100 antenne langs flere forskjellige baner, men forsinkelsen mellom de forskjellige signalkomponentene er imidlertid ganske liten. De reflekterende flater som befinner seg lengre unna mobilstasjonen, slik som større bygninger og fjell, som i denne figuren betegnes med henvisningstall 106, frembringer signalkomponenter 114 som ankommer til basestasjonen 100 flere, og til og med flere titalls mikrosekunder senere. Det kan også forekomme hindringer 110 i terrenget som forhindrer en direkte forbindelse mellom mobilstasjonen og basestasjonen. Figur 2a illustrerer, i tidsdomenet, et eksempel på en øyeblikkelig forsinkelse av signalkomponenter, bevirket av flerbane-forplantningen av signalet, i en basestasjons mottaker. Den horisontale asken 200 i den skjematiske figuren viser tiden, og den vertikale asken 202 viser det mottatte signalets effekt. I eksempelet i figur 2a har basestasjonens mottaker detektert tre grupper signalkomponenter 204, 206, 208, som har ankommet til mottakeren på forskjellige tidspunkter, og blant disse komponentene er komponenten 208 forsinket betraktelig mer enn de andre komponentene.
Slik eksempelet i figur 1 viser, ankommer de forskjellige signalkomponentene ikke bare på forskjellige tidspunkter, men også fra forskjellige retninger. Det kan således sies at signalet spres ikke bare i tidsdomenet, men også i det vinkelmessige domenet, som kan beskrives ved hjelp av signalets ankomstvinkel (AoA, angle of arrival). Figur 2b illustrerer et eksempel på en øyeblikkelig spredning som funksjon av ankomstvinkel, forårsaket av signalets flerbane-forplantning, i basestasjonens mottaker. Den vertikale aksen 202 i figur 2b viser dén mottatte signalkomponentens effekt, og den horisontale aksen 210 viser ankomstvinkelen. I eksempelet i figur 2b ankommer signalkomponentene 212, 214 fra to retninger.
I store celler, såkalte makroceller, hvor basestasjonens antenner befinner seg høyt oppe, ankommer signalkomponentene generelt til antennen med bare noen få forskjellige ankomstvinkler, som vanligvis ligger i nærheten av den direkte strålen mellom mobilstasjonen og basestasjonen. I små mikroceller, hvor basestasjonens antenner vanligvis befinner seg under takene på bygninger, finner man at signalkomponentenes ankomstvinkler viser langt større spredning, siden basestasjonene, mye på samme måte som mobilstasjonene, ofte omgis av flere reflekterende overflater som befinner seg like ved.
Flerbane-forplantningen er beskrevet ovenfor i oppadgående senderetning. Det er like klart at et tilsvarende fenomen også forekommer i motsatt, dvs. nedadgående retning. Det kan også uttrykkes at flerbane-rutene er stort sett symmet-riske i begge retninger, siden spredningen og refleksjonen ikke avhenger stort av frekvensen. Det skal imidlertid bemerkes at hurtige signal-fadinger er gjensidig uavhengige i forskjellige senderetninger. Dersom basestasjonen detekterer en signalkomponent som har ankommet fra mobilstasjonen med ankomstvinkel a0, vil utsendelse av et signal med samme vinkel a0derfor lede signalet i retning mot mobilstasjonen, bortsett fra raske fadinger.
På grunnlag av det ovenstående kan det uttrykkes at flerbane-forplant-ningsmiljøet som er typisk for celledelte systemer, i basestasjoner fører til mottaking av et signal som er fordelt i tid i flere komponenter som er forsinket forskjellig, og i vinkel-domenet i komponenter som ankommer fra flere forskjellige retninger. Begge fordelingsprofiler varierer i tid, siden abonnet-utstyrene beveger seg, men variasjonen er temmelig langsom, dvs. den foregår i området noen få sekunder, og det er mulig å synkronisere seg med profilene, og de kan overvåkes.
De mottatte signalkomponentene kjennetegnes således ved fler-dimensjo-nalitet av den type som er beskrevet ovenfor og som er illustrert ovenfor med tid/vinkel-domenet, dvs. (a, x)-domenet, og som kan utnyttes i basestasjonen ifølge oppfinnelsen til å forbedre deteksjonen av det signal som skal mottas. I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen letes det etter det mottatte signalets beste signalkomponenter i det flerdimensjonale signaldomenet, idet mottakeren styres ved hjelp av komponentene på en slik måte de detekterte komponentene fortrinnsvis kan bli kombinert og detektert. Den enkleste standard for signalkvalitet kan være det mottatte effektnivået, men andre standarder kan også benyttes, for eksempel signal/støy-forholdet.
Mottakeren ifølge oppfinnelsen benytter en adaptiv antennegruppe, som er en antennegruppe som består av flere forskjellige elementer. Figur 4 illustrerer en mulig implementering av en adaptiv antennegruppe, som kan anvendes i forbindelse med den første foretrukne utførelse av oppfinnelsen. Antennegruppen omfatter L antenneelementer 400, 402, 404, som for eksempel kan være rundstrålende antenner. Hvert antenneelement er forbundet med radiofrekvens-deler 406,408,
410, som omformer det mottatte signalet til en mellomfrekvens, og sampler signalet til (I, Q)-komponenter i samsvar med kjent teknologi. De oppnådde, komplekse samplene multipliseres så med de tilsvarende, komplekse vektleggingskoeffisienteneWj, hvor i = 1,..., L i multipliseringsenheter 412, 414,416. Samplene 422, 424, 426 som såler multiplisert, føres via en summasjonsenhet 418, til andre deler av mottakeren.
De komplekse vektleggingskoeffisienteneWjvelges i henhold til en algo-ritme som vanligvis er adaptiv, på en slik måte at det oppnås et antennemønster med ønsket form. Denne metoden for å forme det mottatte signalet, kan kalles digital fasing av signalet, siden den utføres på et signal som er digitalisert i basisbåndet, men på grunn av denne formingen av det mottatte signalet kan antenne-vinningen orienteres i de ønskede retninger. En antennegruppe som sådan kan omfatte enten retningsbestemte eller rundtstrålende antenneelementer. Fasing av signalet som oppnås fra de forskjellige antenner, og kombinering av de fasede signalene, frembringer en slags virtuelle antenne-lober mot de ønskede retninger. En tilsvarende behandling kan også utføres på det signal som skal sendes, hvorved et ønsket strålingsmønster kan oppnås.
Figur 3 illustrerer hvordan en antennegruppe som består av en jevnt fordelt, lineær gruppe som omfatter fire elementer 300, 302, 304, 306, frembringer en sterk, rettet lobe 310 med ankomstvinkel a mot en mobilstasjon 308. En gruppe av mindre side-lober 312 til 316 dannes også. Denne direktiviteten kan således implementeres med signalfasingen, uten at antennene som sådanne er retningsbestemte.
I arrangementet ifølge oppfinnelsen reduseres mottakerens multiaksess-interferens med antenne-lober som er rettet i vinkel-domenet, og som frembringes ved hjelp av en ny type mottaker som anvender tid/vinkel-diversitet. I arrangementet ifølge oppfinnelsen, kan ankomstvinklene som måles ut fra det mottatte signalet, også benyttes i senderetningen, hvorved forbindelseskvaliteten forbedres i begge senderetninger.
I det følgende skal den først foretrukne utførelse av oppfinnelsen, som angår anvendelse av digital fasing av det mottatte signalet i CDMA-systemet, bli beskrevet først.
Mottakeren som anvender tid/vinkel-diversitet i basestasjonen, omfatter en digital mottakeranordning som kan overvåke de mottatte signalkomponentene i det todimensjonale (a, x)-domenet og demodulere de ønskede signalkomponentene. Før demoduleringen utsettes de mottatte, digitaliserte signalsamplene for fasing, og ved hjelp av fasingen orienteres antenne-vinningen for det mottatte signalet i de ønskede retninger for det innkommende signalet. I den foretrukne utfør-elsen er antenne-lobene som frembringes ved fasingen, lober med en forut bestemt form som bestemmes av vektleggingskoeffisientene wijog antenne-geome-trien. Disse koeffisientene kan enkelt beregnes for hver vinkel med størst vinning, dersom formen av antenne-loben som sådan forblir konstant. Fasingen kan derfor justeres hurtig, siden den bare avhenger av en parameter, dvs. ankomstvinkelen a.
I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen foreligger det intet behov for å anvende kjente, kompliserte teknikker, slik som MUSIC, for å anslå ankomstvinkelen, eller adaptive algoritmer slik som LMS og DMI. Selv om disse algoritmene muliggjør beregning av den optimale lobe-form for signalet som skal mottas, slik at det ønskede signalets signal/støy-forhold kan maksimaliseres ved å rette antenne-mønsterets nullpunkter mot interferenskildene, er dette ikke nødvendig i forbindelse med CDMA, siden interferens-signalet i CDMA-systemet, slik som beskrevet ovenfor, er fordelt for å ligne på støy, uten noen klare retninger til interferenskilder. Derfor er det tilstrekkelig i et miljø med jevnt fordelt interferens, at vinklene med størst vinning for antenne-lobene med forut bestemt form, peker i de retninger som de beste signalkomponentene mottas fra. Dette muliggjør implementering av en enklere mottaker i sammenligning med den tidligere kjente teknikk.
I fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen leter således mottakeren etter de ønskede signalkomponenter i (a, x)-domenet. Dette utføres ved å krysskorrelere det mottatte spredt spektrum-signalet med den ønskede spredningskoden, og ved å sammenligne de oppnådde måleresultatene med de gitt terskel-verdier. Letingen kan forstås som en sveiping av en antenne-lobe over det gitte området, og samtidig utføres måling av kanalens pulsrespons og innsamling av terminalutstyr-enes signalenergi som mottas fra hver retning. Mottakeren detekterer således retningen og kode-fasen ved mottaking av de beste signalene, og tildeler et ønsket antall demoduleringsanordninger til å synkronisere seg med og motta disse signalkomponentene. De mottatte, demodulerte signalkomponentene kan fortrinnsvis kombineres i mottakeren. Letingen etter de beste signalkomponentene utføres kontinuerlig, og tildelingen av demoduleringsanordninger forandres om nødvendig.
Mottakeren kjenner således til enhver tid de retninger som de beste signalkomponentene fra mobilstasjonene mottas fra. Denne informasjonen kan også benyttes i basestasjon-utstyret i følge oppfinnelsen i nedadgående retning. Dette kan utføres for eksempel på en slik måte at sender/mottakerens styringsenhet infor-merer senderenheten om de retninger hvor signifikante signalkomponenter er detektert. Senderenheten kan fase signalet som skal sendes med den adaptive antennegruppen, på en slik måte at vinklene med størst vinning for antenne-lobene peker i de ønskede retninger. Det kan være en eller flere sende-lober, og antallet av dem kan også avvike fra antallet mottaker-lober.
Denne fremgangsmåten tilveiebringer betydelig interferens-kansellering også i nedadgående retning. Antennegruppen som benyttes ved sendingen, kan være den samme som antennegruppen som benyttes ved mottakingen. Det kan også være en separat antennegruppe. Signal-fasingen utføres på samme måte som ved mottakingen med vektleggingskoeffisientene.
Arrangementet ifølge oppfinnelsen kan benytte for eksempel tidligere kjente mobilstasjoner, som kontinuerlig utfører målinger på forbindelseskvaliteten ut fra det signal de har mottatt fra basestasjonen. Denne informasjonen kan omfatte data som vedrører antallet av, kvaliteten på og den relative forsinkelse for de signalkomponenter som mobilstasjonen har mottatt. Arrangementet ifølge oppfinnelsen utnytter resultatene av forbindelseskvalitetsmålingene som mobilstasjonen har utført, når sende-antennenes lober er rettet i nedadgående retning.
Mobilstasjonen sender måleresultatene den har opptatt, til basestasjonen. På grunnlag av den informasjon som mottas fra mobilstasjonen og de målinger den selv har utført selv, kan basestasjonen variere antallet av, formen av eller retningen på de antenne-lober den bruker til sendingen av signalet som er ment for denne mobilstasjonen. Disse forandringene kan iverksettes gradvis, slik at mobilstasjonen kan følge det foranderlige signalet.
Basestasjonen kan også benytte informasjonen den har mottatt om forbindelseskvalitet fra mobilstasjonen, til å justere sendeeffekten for hver antenne-lobe, dersom måleresultatene viser at de foran nevnte tiltak ikke forbedrer signalkvalite-ten i mobilstasjonen.
En fordel ved den ovenfor beskrevne metode, er at for eksempel i en van-skelig fading-situasjon kan mobilstasjonen sende til basestasjonen en anmodning om forandring av parametrene ved antenne-lobene som benyttes ved signalover-føringen, for eksempel retningen, formen og antallet, hvorved kvaliteten av det signal som mottas av mobilstasjonen, kan forbedres hurtig.
De tidligere kjente CDMA-systemene benytter således et pilotsignal som sendes av hver basestasjon, og som benyttes ved identifiseringen av basestasjoner, ved effekt-målinger og til å muliggjøre koherent mottaking i en mobilstasjon. I kjente systemer sendes et pilotsignal som er et data-umodulert, spredningskodet signal, til basestasjonens dekningsområde, på samme måte som de faktiske trafikkanalene.
Et CDMA-system implementert på måten ifølge oppfinnelsen, anvender en slik metode til å sende et pilotsignal som benytter antenne-lober som forandrer seg i tid, ved sendingen og mottakingen av datasignaler. Det er da mulig å sende et første pilotsignal i en senderetning som er konstant i tiden, og andre pilotsignaler i senderetninger som forandrer seg i tid, og som kan tilsvare de senderetninger som benyttes ved sending av datasignalene.
Et pilotsignal som er tilveiebrakt med senderetninger som forblir konstant i tid, kan derfor benyttes til detektering av en basestasjon og til effektmålinger for å detektere et behov for overlevering. Siden det benyttede antenne-retningsmønster skiller seg fra mønsteret for datasignalene, kan ikke signalet benyttes som refe-ranse for koherent deteksjon. For dette formål er det mulig å benytte et pilotsignal som sendes med samme antennemønster i forbindelse med hvert datasignal, og som derfor forplanter seg langs samme bane som det aktuelle datasignal, og som muliggjør koherent deteksjon i mobilstasjoner.
Fremgangsmåten illustreres i et eksempel i samsvar med figur 5, hvor en basestasjon 550 kommuniserer med to mobilstasjoner 552 og 554. Basestasjonen sender et første pilotsignal i en forut bestemt senderetning 560, som forblir konstant i tid og som er et rundtstrålende mønster i eksempelet i figuren. Strålings-mønsteret for denne pilotkanalen bestemmer det faktiske dekningsområdet for basestasjonen hvor mobilstasjonene kan etablere en datamaskin med basestasjonen. Basestasjonen sender videre andre pilotsignaler til mobilstasjonene med strålingsmønstere 556, 558 som tilsvarer trafikkanalene.
Det første pilotsignalet, som sendes i en forut bestemt senderetning som
forblir konstant i tid, kan sendes med bruk av en høyere sendeeffekt enn de kanaler som benytter trafikkanalene, og den høyere sendeeffekten kan kompensere for den lavere antenne-vinningen, hvorved samme dekningsområde således kan oppnås som med de rettede antenne-lobene. Et annet alternativ er å øke behand-lingsforsterkningen i abonnent-terminalene.
I systemet ifølge oppfinnelsen kan et pilotsignal videre sendes ved å benytte en relativt smal antenne-lobe, og vinkelen med størst vinning for denne antenne-loben kan rettes på en slik måte at antenne-loben sveiper cellens område. Antenne-loben, som omfatter pilotsignalet, sveiper således cellen på samme måte som et fyr, og sendingen av et kontinuerlig pilotsignal til hele cellens område kan unngås. Pilotsignalet kan også sendes med flere sveipende antenne-lober, som fases på en slik måte at de ikke overlapper hverandre. Basestasjonen infor-merer mobilstasjonene på en styringskanal om tidspunktet når pilotkanalen sveiper hvert område.
I det følgende skal strukturen av en mottaker ifølge den første utførelse av oppfinnelsen, beskrives. Figur 6 er et blokkdiagram som illustrerer strukturen av en mottaker ifølge oppfinnelsen. Mottakeren omfatter en antennegruppe 500 som består av L separate antenneelementer. Antennegruppen kan være lineær, pla-nåer (todimensjonal) eller rundstrålende. Antennegruppen 500 mottar et flerbane-forplantet signal som er forsinket på forskjellige måter, fra flere forskjellige retnin ger fra hver mobilstasjon med hvert av de L elementene, utfører for-forsterkning, omformer signalet til en mellomfrekvens og digitaliserer alle de L signalene. De oppnådde L digitale, komplekse I, Q-samplene 514 leveres til en inngang på kanal-elementene 504, 506, 508.
Hver aktiv mobilstasjon som kommuniserer med basestasjonen, betjenes av ett kanalelement, som utfører digital signalbehandling både på det mottatte signalet og på det signal som skal sendes, slik det skal beskrives i nærmere detalj nedenfor. Hvert kanalelement omfatter en (a, x)-mottaker og en tilsvarende sender. De digitale formgivende funksjonene for antenne-loben, som virkeliggjøres ved hjelp av signalfasingen, utføres i et kanalelement både i senderetning og i mottakingsretning.
I retningen for mottaking filtrerer et kanalelement signalet i vinkel/rom-domenet, demodulerer de mottatte signalkomponentene og kombinerer dem i en diversitetskombinerer, og dekoder til slutt signal som er mottatt fra mobilstasjonen og som er kombinert. De oppnådde bruker-databits leveres videre til en basis-båndenhet 510, som framsender dem til andre deler av nettet.
I senderetningen ankommer brukerens databits fra de andre deler av nettet til basisbånd-enheten 510, som framsender dem til det korrekte kanalelementet 504 til 508, hvor de kodes, moduleres med en spredningskode og utsettes for fasing av det signal som skal sendes, idet fasingen bestemmer retningene for de antenne-lober som skal sendes. De oppnådde L signalene leveres til hvert av de L elementene i antennegruppen 502.1 praksis kan mottaker- og sende-antenne-gruppene 500, 502 enten være separate eller implementert ved hjelp av den samme fysiske antennegruppe, hvor retningene for sending og mottaking separe-res med egnet dupleks-filtrering.
I sende-antennegruppen 502 omformes signalene som har ankommet fra hvert kanalelement, og som er ment for hvert antenne-element, på analog form, overføres til en radiofrekvens og sendes via antenne-elementene.
I arrangementet ifølge oppfinnelsen, kan sende- og mottaker-antenne-gruppene naturligvis omfatte et forskjellig antall antenne-elementer, selv om den ovenstående beskrivelse omtaler samme antall L elementer i hver gruppe for enkelthets skyld. Figuren viser også en styringsblokk 512 som styrer driften av de forskjellige enheter i utstyret, slik som tildelingen av kanalenheter til forskjellige forbindelser ifølge med meldinger fra basestasjon-styringsenheten.
Figur 7 er et blokkdiagram som illustrerer strukturen av et kanalelement i en mottaker ifølge den første utførelse av oppfinnelsen. Kanalelementet omfatter en eller flere digitale mottakerenheter 600, 602, som det vises to av i figuren, en eller flere søkeenheter 604, som det vises en av i figuren, en diversitetskombinerer 608, med inngang som mottar et signal fra mottakerenhetene, en dekoder 610
som på sin inngang mottar et signal som fremkommer på utgangen av diversitetskombinereren 608, samt en styringsanordning 612. De L digitale, komplekse I, Q-samplene 514 som ankommer fra antennegruppen. Leveres til inngangen på alle de digitale mottakerenhetene 600, 602, og søkeenhetene 604. Dersom arrangementet ifølge oppfinnelsen anvendes i en sender/mottaker, omfatter sender/mottakeren ifølge oppfinnelsen også en koder 614 og en digital sendeenhet 606.
Driften av den digitale søkeenheten 604 undersøkes først med henvisning til figur 7. På samme måte som i en konvensjonell rake-mottaker er søkeenhetens funksjon å lete etter de ønskede signalkomponenter fra det mottatte signalet. I arrangementet ifølge oppfinnelsen overvåker en ny type søke-enhet det mottatte signalet i (a, t)-domenet, og leter etter nyttige signalkomponenter og angir deres parametere, dvs. ankomstvinkel (AoA) og forsinkelsesprofil, til styringsanordningen 612, som i sin tur tildeler et ønsket antall mottakerenheter for å demodulere de beste komponentene. Mottakeren ifølge oppfinnelsen kan naturligvis også implementeres på en slik måte at et kanalelement ikke omfatter noen separate styringsanordning 612, men søkeenheten 604 fremsender informasjonen vedrør-ende signalkomponentene som skal overvåkes, direkte til mottakergrenene 600, 602.
Søkeenheten omfatter en anordning 634 for å fase signalet som leveres fra antennegruppens radiofrekvens-deler, og en anordning 636 for å detektere hvor vidt signalet som oppnås fra fasingsanordningens 634 utgang, omfatter en signalkomponent mottatt med den gitte forsinkelse, og for å måle denne signalkomponentens kvalitet. Søkeenheten omfatter videre en anordning 638 for å styre den foran nevnte fasingsanordningen 634 og måleanordningen 636 på en slik måte at de innkommende retninger og forsinkelser for det mottatte signalet kan måles.
Anordningen 634 for fasing av signalet som leveres fra antennegruppens radiofrekvens-deler, kan implementeres for eksempel med utstyr av den type som er beskrevet ovenfor og fremgår av figur 4, idet dette utstyret omfatter multiplise-ring av signalet med komplekse koeffisienterWj(I = 1.....L) ved hjelp av hvilke det er mulig å bestemme ankomstvinkelen for signalet som fremgår forsterket i utgangssignalet fra fasingsanordningen. Hver kombinasjon av koeffisientene tilsvarer en viss kombinasjon av antenne-lober, som beskrevet ovenfor. Fasingsanordningen 634 styres av anordningen 638 slik at alle de viktigste innkommende retninger for signalet kan undersøkes.
Utgangen fra fasingsanordningen viser således et signal som tilsvarer det signal som mottas fra en gitt retning på grunnlag av styringen av anordningen 638. Måleanordningen 636 utfører en måling med forskjellige forsinkelser på et signal som fremkommer på utgangen fra fasingsanordningen, idet formålet ved målingen er å detektere de signalkomponenter som har forskjellige forsinkelser. Forsinkelsen som skal måles hver gang, innstilles med den foran nevnte anordningen 638.
I måleanordningen utsettes signalet som befinner seg på anordningens inngang, for de-spredning, måling av den komplekse signalenergien og kvadrering av ener-gien for eksempel over kanalens koherens-tid, samt sammenligning av det oppnådde måleresultatet med den gitte terskelverdien. De parametere for de målte signalkomponenter som har en styrke som overskrider den gitte terskelverdien, dvs. ankomstvinkelen, forsinkelsen og effekten, leveres til kanalelementets styringsanordning 612.
Anordningen 638 styrer således driften av fasingsanordningen 634 og måleanordningen. Anordningen 638 tilsvarer en synkroniseringssløyfe tilveiebrakt i søke-grenen i en konvensjonell rake-mottaker, selv om anordningen i arrangementet ifølge oppfinnelsen fungerer på en ny måte. Søkingen etter de ønskede signalkomponenter fra (a, x)-domenet, kan iverksettes på mange måter under styring av anordningen 638. Som uttrykt ovenfor kan målingen av signaleffekten er-stattes med en annen måling av signalkvalitet.
Det digitaliserte signalet som mottas av antennegruppen, kan fases i fasingsanordningen 634 trinn for trinn på en slik måte at retningsvinkelen med størst vinning forandres med gitte vinkel-intervaller. Blant de mulige innkommende retninger velger man en representativ gruppe av ankomstvinkler ajsom befinner seg med ønskede vinkel-intervaller i forhold til hverandre, og hver innkommende retning utsettes for flere energimålinger med forskjellige forsinkelsesverdier, hvorved en forsinkelsesprofil ti<oppnås for de innkommende retningene.
En annen metode er å dirigere måleanordningen 636 til først å måle forsinkelsesprofilen tk for det mottatte signalet, for eksempel med et ikke-retningsbe-stemt antennemønster. De mulige forsinkelser som signalkomponenter mottas med, detekteres således. Fasingsanordningen 634 dirigeres deretter til å sveipe de forskjellige retningsvinkler med en smal, rettet lobe, og måleanordningen ledes samtidig for å måle med den foran nevnte forsinkelse verdier detektert i den første målingen. De innkommende retningene ajfor de komponenter som er ankommet med forskjellige forsinkelser, oppnås således.
De detekterte signalkomponentenes parametere gis således til kanalelementet styringsanordning 612. Styringsanordningen allokerer mottakerelementene 600, 602 til å motta og demodulere de beste, detekterte signalkomponentene ved å informere mottakerelementet om signalkomponentens innkommende retning og forsinkelse. Som uttrykt ovenfor kan mottakerelementene også styres direkte av søkerenheten 604, uten noen separat styringsanordning.
Driften av den digitale mottakerenheten 600, 602 skal så undersøkes med henvisning til figur 7. På samme måte som i en konvensjonell rake-mottaker, er mottakerenhetens funksjon å motta og demodulere en gitt signalkomponent. Anta at kanalelementets styringsanordning 612 har allokert en mottakerenhet til å motta en spesiell signalkomponent, hvis parameteret er ankomstvinkelen ajog forsinkelsen tr.
Mottakerenheten 600, 602 omfatter en overvåkningsanordning 624, 632 og til denne fremsender kanalelementets styringsanordning 612 informasjonen om fasen og den innkommende retning for den signalkomponenten som skal overvåkes. Overvåkningsanordningen styrer mottakerenhetens den første fasingsanordning, hvis inngangssignal er det digitaliserte signalet som oppnås fra antennegruppen. Fasingsanordningen 618, 626 har en lignende struktur som den fasingsanordningen 634 som er tilveiebrakt i søkeenheten. På grunnlag av den informasjonen som vedrører ankomstvinkelen a, - og som mottas fra styringsenheten, innstiller overvåkningsanordningen de komplekse vektleggingskoeffisienteneWj(1 = 1 L) på en slik måte at et signal som ankommer fra den ønskede, innkommende retning, er synlig på utgangen av fasingsanordningen. Dette kan således forstås som en mottaker-antennelobe som peker i den ønskede retning og har en forut bestemt form.
Mottakerenheten 600, 602 omfatter videre en demoduleringsanordning 620, 628, hvis inngangssignal omfatter et signal som oppnås fra fasingsanordningen 618, 626. Overvåkningsanordningen 624, 632 styrer demoduleringsanordningen til å synkronisere seg med en signalkomponent som ankommer med en gitt forsinkelse ik. I demoduleringsanordningen utsettes signalet for de-spredning og demodulering ifølge kjent teknologi, og med bruk av den gitte xksom kode-fasen. De oppnådde symbolene leveres til de andre deler av kanalelementet sammen med forsinkelsesdataene.
Mottakerenheten 600, 602 omfatter videre en andre fasingsanordning 622, 630, hvis inngangssignal omfatter et digitalisert signal som oppnås fra antenne-gruppen. Utgangssignalet fra den andre fasingsanordningen leveres til overvåkningsanordningen 624. 632. Overvåkningsanordningen styrer driften av den andre fasingsanordningen ved å måle med anordningen miljøet for de aktuelle parametere (aj, xk) for den signalkomponent som tildeles til mottakeren, for å detektere mulige forandringer i den innkommende retning og forsinkelse for den mottatte signalkomponenten. For dette formål omfatter den andre fasingsanordningen komplekse koeffisienter på lignende måte som den første fasingsanordningen, for å fase signalet, og en anordning som ligner på måleanordningen 636 som befinner seg i søkeenheten, for å måle pulsresponsen. Dersom overvåkningsanordningen ved hjelp av den andre fasingsanordningen detekterer endringer i den innkommende retning aj, eller forsinkelse xk for den ønskede signalkomponenten, oppdaterer de disse data for den første fasingsanordningen og for demoduleringsanordningen.
Den tidligere kjente teknikk viser flere måter å implementere overvåkningsanordningen 624, 632 på i et spredt spektrum-system, for eksempel tidlig/sent-porter som kan benyttes i arrangementet ifølge oppfinnelsen. Disse kretsene an-slår kode-tidsfeilen ved å utføre to energimålinger med den gitte tidsforskjell Ax, som typisk er en brøkdel av avbruddstiden (chip time) for spredningskoden i nærheten av det aktuelle innstillingspunktet xk. Energimålingene utføres med måleanordningen i den andre fasingsanordningen 622, 630, som tilveiebringer de korrek-sjonsdata som kreves av det nominelle innstillingspunktet xk ettersom forsinkelsen forandrer seg.
Tilsvarende kan forandringer i ankomstvinkel ajfor signalet overvåkes ved hjelp av den andre fasingsanordningen. Det er for eksempel mulig å utføre, med den gitte forsinkelse xk, to eller flere energimålinger med antenne-lober som er av-bøyd en vinkel Aa i begge retninger fra den aktuelle ankomstvinkel ajved hjelp av fasing. Avbøyningsvinkelen Aa som benyttes, er typisk en brøkdel av antenne-loben bredde.
Overvåkningsanordningen 624, 632 styrer således energimålingene som utføres av den andre fasingsanordningen 622, 630, slik at et signal kan mottas med størst mulig energi til enhver tid. Overvåkningsanordningen oppdaterer dataene om de forandrede parameterne (aj, xk) for den første fasingsanordningen, for demoduleringsanordningen og også til kanalelementets styringsanordning 612, slik at dataene om nødvendig kan benyttes i senderetningen.
Den ovenfor beskrevne maksimalisering av det mottatte signalet kan sam-menlignes med mottakerantenne-diversiteten som benyttes i konvensjonelle
systemer, hvor et signal mottas med to eller flere antenner som befinner seg med en avstand fra hverandre lik lengden av flere bølgelengder for det mottatte signalet. Dersom et signal mottatt i mottakeren ifølge oppfinnelsen, med ankomstvinkel aj, innfanges i en dyp og langvarig fading-situasjon, kan sannsynligvis fadingen elimineres ved å forandre mottaker-lobens vinkel, en liten vinkel Aa. Det foreligger således intet behov for to separate antenner som befinner seg i gitt avstand fra hverandre.
Funksjonen av kanalelementets diversitetskombinerer 608 og dekoder 610 ligner på funksjonen i tidligere kjente diversitetsmottakere. Kombinereren 608 kombinerer de symbolsekvenser som ankommer fra de forskjellige mottakerelementene ved å ta i betraktning og kompensere for deres forskjellige forsinkelserXk, og eventuelt ved å vektlegge de forskjellige symbolsekvenser i samsvar med deres signal/støy-forhold for å oppnå maksimalforhold-kombinering. Den kombi-nerte symbolsekvens som således oppnås, leveres til dekoderen 610, som dekoder symbolene til bruker-databits, vanligvis ved å utføre de-interleaving utføres først. CDMA-anvendelsene benytter vanligvis en sterk foldingskoding (konvolver-ingskoding), for hvilken den beste detekteringsmetode Viterbi-algoritmen, som gir en myk avgjørelse.
Det er klart at det ovenfor beskrevne kanalelementet også kan benyttes til å overvåke og motta en aksess-kanal. Antenne-lobene som benyttes i mottakings-retningen, har da bredere antennemønstere, dvs. de kan for eksempel være 120° brede, siden den nøyaktige posisjon for mobilstasjonene som sender meldinger om oppsetting av anrop, ikke er kjent.
Driften av den digitale sendeenheten 606 skal så undersøkes, også med henvisning til figur 7. Bruker-databitene leveres først til koderen 614, som koder bitene typisk med en foldingskode og utfører interleaving på de kodede symbolene. De oppnådde, interieavede symbolene påtrykkes på en spredt spektrum-modulator 642, som utfører vanlig modulering. Alle de ovenfor beskrevne funksjoner kan utføres i samsvar med kjent teknologi.
I foreliggende oppfinnelse omfatter imidlertid sendeenheten anordninger 644, 640 for styring og digital fasing av det signal som skal sendes som reaksjon på det mottatte signalet. I sendeenheten ifølge oppfinnelsen mottar anordningen 644 for justering av sende-loben fra kanalelementets styringsanordning 612 informasjon på sin inngang om de innkommende retninger som benyttes i de forskjellige mottakerenheter 600, 602 for mottaking av et signal fra mobilstasjon. Styringsanordningen 612 kan også rapportere om de andre innkommende retninger for det signal som detekteres av søkeenheten 604, men ikke alle retninger benyttes nødvendigvis ved mottakingen av signalet.
Sendeenhetens anordning 644 for justering av sende-loben styrer fasings-anordningen 640, som beregner ut fra forut bestemte lobe-dannende funksjoner J x L en kompleks vektleggingskoeffisientWy (i=1 ,...L; j=1 ,...,J) som frembringer J antenne-lober ved hjelp av L antenne-elementer. I tillegg til retningen og antallet av antenne-lober styrer anordningen 644 fasingsanordningen 640 ved å indikere den sendeeffekt som må benyttes med hver lobe og som anordningen 644 oppnår fra kanalelementets styringsanordning 612.
Fasingsanordningens 640 struktur kan være lik den fasingsanordning 618. 626, 634som er beskrevet ovenfor i mottakerretningen. I fasingsanordningen multipliseres således de digitaliserte (I, Q)-samplene av det utgående signalet som leveres fra moduleringsanordningen 642, med L komplekse vektleggings-koeffisienter, hvor L er antallet antenne-elementer, på følgende måte:
hvorved L komplekse sampel-følger oppnås for antennegruppen. Den komplekse multipliseringen benytter også en reell skaleringsfaktor gj0=1 J)> som oppnås fra justeringsanordningen 644 og som kan brukes for uavhengig effektjusteringen av hver antenne-lobe. Justeringsanordningen 644 indikerer også den frekvens som skal brukes, slik at vektleggingskoeffisientene wy kan innstilles korrekt.
Arrangementet ifølge oppfinnelsen kan også benytte spesielle lobe-styringsbits som en mobilstasjon genererer på grunnlag av det signal den mottar, og som den tilføyer til signalet den sender til basestasjonen. Mottakeren ifølge oppfinnelsen omfatter en anordning 616 for demultipleksing og detektering av disse lobe-styringsbitene fra det mottatte signalet. Deteksjonen bør utføres allerede før dekoderen 610 for å unngå forsinkelser. Lobe-styringsbitene fremsendes til justeringsanordningen 644 i sendeenheten.
Anordningene 644 for justering av sende-loben styrer fasingsanordningen 640 på basis av den informasjon som oppnås fra kanalelementets styringsanordning, og lobe-styirngsbitene som sendes av mobilstasjonen. Justeringen kan ut-føres på mange måter ved å modifisere parametrene ajog gj0=1 J) på forskjellige måter. For eksempel kan sendeeffekten som benyttes med noen antenne-lober justeres uavhengig, eller retningsvinkelen a\ for noen antenne-lober kan forandres en gitt vinkel Aa, eller antallet antenne-lober som benyttes, kan forandres. Med disse tiltakene er det mulig å kompensere for svekkelser av signalkvalitet, slik som fading, som forekommer på radiobanen.
I arrangementet ifølge oppfinnelsen kan justeringsanordningen 644 i sendeenheten 606 avbøye retningen for en eller flere av de benyttede antenne-lobene med små vinkler Aa i nærheten av den gitte retningsvinkelen a j. Ved hjelp av slik avbøyning er det mulig å redusere sannsynligheten for at mobilstasjonen vil være i dyp fading i lang tid. Siden en antenne-lobes retningsvinkel kontinuerlig vibrerer omkring en nominell retningsvinkel aj, bruker ikke et signal som har forplantet seg over radiobanen, kontinuerlig samme rute. Denne metoden kan ses som en ny type antenne-diversitet i nedadgående retning.
Videre, i arrangementet ifølge oppfinnelsen kan justeringsanordningen 644 styre fasingsanordningen 640 på en slik måte at et signal med høy effekt og med bred antenne-lobe oppnås fra antennegruppen med egnet justering av vektleggingskoeffisienteneWy j=1,...,J) og faktorene gj(j=1,...,J). Det oppnådde antennemønsteret kan for eksempel være et sektor-oppdelt mønster eller et rundtstrålende mønster. For eksempel et data-umodulert pilotsignal kan således sendes med et permanent antennemønster. Samme metode kan også anvendes ved sending av styringskanaler.
Også i arrangementet ifølge oppfinnelsen kan justeringsanordningen 644
styre fasingsanordningen 640 på en slik måte at med egnet justering av vektleggingskoeffisientene wy (i=1,...,L; j=1 J) og faktorene gjQ=1 J), oppnås ett eller flere signaler med temmelig smal antenne-lobe fra antenne-gruppen, idet vinkelen med størst vinning for signalet sveiper kontinuerlig over cellens område. Det oppnådde antenne-mønsteret kan benyttes for sending av et data-umoduleret pilotsignal.
Den andre foretrukne utførelse av oppfinnelsen, hvor analog fasing av et mottatt signal anvendes i CDMA-systemet, skal beskrives nedenfor.
Figur 8 er et blokkdiagram som illustrerer et eksempel på utstyret ifølge den andre foretrukne utførelse av oppfinnelsen. Utstyret omfatter i retningen for mottaking et gitt antall L antenne-elementer 700 til 704, og i retningen for sending en gruppe antenne-elementer 772 til 776.1 sender/mottakeren kan sender- og mottaker-antennene være de samme, hvorved dupleks-filtrering benyttes til å atskille de forskjellige senderetningene fra hverandre. Figuren viser forskjellige antenne-elementer for de forskjellige senderetningene fra hverandre. Figuren viser forskjellige antenne-elementer for de forskjellige senderetningene. Gruppen som dannes av antenne-elementer kan være lineær, planar (todimensjonal) eller rundtstrålende. Antenne-gruppen mottar et flerbane-forplantet signal som er forsinket på forskjellige måter fra forskjellige retninger, med hvert av de L elementene fra hver mobilstasjon.
Antenne-elementene er forbundet med en RX-matrise 706, som utfører fasing på det analoge signalet som mottas av antenne-elementene, på en slik måte at matrisens utgangssignal 708 omfatter K utgangssignaler hvor hvert av disse tilsvarer et signal mottatt av en antenne-lobe som peker i en forut bestemt retning for innkommende signal. Matrisen kan implementeres ved hjelp av tidligere kjente arrangementer, slik som en Butler-matrise som realiseres med passive 90° hybrider og fase-skiftere. Antallet K antenne-lober som frembringes med matrisen 706 tilsvarer ikke nødvendigvis antallet L antenne-elementer.
Antenne-lobene oppnås således i retningen for mottaking ved å fase signalet som mottas av antennene, og i retningen for sending ved å fase signalet som skal sendes av antennene. Antenne-lobene som benyttes, er konstante, og deres retninger kan ikke forandres. Antallet antenne-lober avhenger av implementeringen av matrisen 706, og lobene kan innstilles med ønskede vinkel-intervaller i forhold til hverandre, og utformes med en ønsket bredde.
Utgangssignalene 708 fra matrisen påtrykkes, om nødvendig, på en gruppe lavstøy-forsterkere 710, som kompenserer for kabel-svekninger og andre tap. De L signalene som forsterkes på denne måten, leveres til radiofrekvens-delen 712 til 716, som utseter hvert signal for ned-omforming til en mellomfrekvens og for de nødvendige filtreringer. Radiofrekvens-delene kan implementeres på en måte ifølge kjent teknologi.
Mellomfrekvens-signalene føres så til omformeranordninger 718 til 722, som omformer det analoge signalet til digitale sampler. Omformingen kan utføres på måter i samsvar med kjent teknologi og med kommersielt tilgjengelige komponenter. Det utføres typisk kompleks sampling til I- og Q-komponenter i anordningene.
Utgangssignalene 724, 726, 728 fra omformeranordningene 718, 720, 722, leveres videre til en gruppe kanalelementer 738, 740, 742 via en RX-svitsj 732, 734, 730 som står foran hvert kanalelement. Alle utgangssignalene 730 fra om-formerne tilføres til alle RX-svitsjene. Hver RX-svitsj omfatter således K innganger og ett eller flere utgangssignaler som påtrykkes på et tilsvarende kanalelement. Funksjonen av RX-svitsjen er å lede et signal som mottas av en ønsket antenne-lobe, til en ønsket komponent av kanalelementet i henhold til styring fra kanalelementet.
Den ovenfor beskrevne mottakerstrukturen kan naturligvis også implementeres på en slik måte at en eller flere av de foran nevnte delene (antenne-elementene 700-704, forsterkerne 710, radiofrekvens-delene 712-716 og omformeranordningene 718-722) befinner seg enten integrert sammen eller separat. I et slikt tilfelle varierer detaljene av implementeringen, slik det er åpenbart for en fagmann, for eksempel på en slik måte at dersom radiofrekvens-delene befinner seg i forbindelse med en antenne-gruppe, foreligger det ikke noe behov for forsterkere 710.
I det følgende skal strukturen og funksjonen av et kanalelement i en mottaker ifølge den andre utførelse av oppfinnelsen, beskrives ved hjelp av blokkdia-grammet i figur 9. Kanalelementet omfatter en eller flere anordninger 804, 806, 808 for å demodulere et signal, idet figuren viser tre av disse anordningene, en eller flere søke-enheter 802, av hvilke en er vist i figuren, en diversitetskombinerer 608 hvis inngangssignal omfatter et signal fra mottakerenhetene, og en dekoder 610 som et signal som fremkommer på utgangen av diversitetskombinereren 608, er koplet til inngangen på.
Inngangene ln#1 til ln#K på RX-svitsjen 732 omfatter således de K signaler 730 fra omformeranordningene 718 til 722. Kanalelementet 738 omfatter således en søke-enhet 802 hvis funksjon det er å utføre letingen etter de beste signalkomponenter fra det flerdimensjonal signaldomenet, slik som beskrevet i forbindelse med søke-enheten i den første utførelse. I foreliggende utførelse leter søke-enheten 802 etter de beste signalkomponentene fra inngangene på RX-svitsjen, idet hver av disse således tilsvarer en signalkomponent som ankommer fra en viss retning, ved å måle forsinkelsesprofilen fra hver inngang på RX-svitsjen. Målingen av forsinkelsesprofilen kan utføres på samme måte som i søke-grenen i en konvensjonell rake-mottaker. Som et resultat av målingen detekterer således søke-grenen de innkommende retninger og forsinkelser for de beste signalkomponentene. Søke-enheten leder demoduleringsanordningen 804, 806, 808 til å synkronisere seg med de beste komponentene ved å gi hver demoduleringsanordning informasjon om den ønskede komponentenes forsinkelse og ved å tilføre signalet for denne retningen fra RX-svitsjen til den tilsvarende demoduleringsanordningen.
Demoduleringsanordningene 804, 806, 808 demodulerer således det gitte signalet, overvåker forandringene i signalet forsinkelse og innkommende retning, og starter mottaking av en ny antenne-lobe ved hjelp av RX-svitsjen om nødven-dig. Utgangssignalene fra demoduleringsanordningene tilføres til en diversitetskombinerer 608, som fortrinnsvis kombinerer de demodulerte symbolene og detekterer den overførte informasjonen. Utgangssignalet fra diversitetskombinereren leveres videre til en dekodingsanordning 610, som deinterleaver symbolene og dekoder informasjonssekvensen.
Den ovenfor beskrevne mottaker-strukturen implementerer således arrangementet ifølge oppfinnelsen ved hjelp av analog fasing. Ved mottakingen frembringes et antall (K) faste antenne-lober ved hjelp av fasingen, idet de sterkeste signalkomponentene utvelges for demodulering blant de komponenter som mottas av antenne-lobene. Når terminalutstyret beveger seg og signalets innkommende retninger forandres, velges alltid signalet fra den antenne-lobe som gir best signal-styrke, for demodulering.
Mottakerstrukturen ifølge den andre foretrukne utførelse av oppfinnelsen skal undersøkes nedenfor, med henvisning til figur 9.
Brukerens databits leveres først til en koder 614, som koder bitene typisk med en foldingskode og utfører interieaving på de kodede symbolene. De oppnådde, interleavede symbolene påtrykkes på en spredt spektrum-modulator 642, som utfører konvensjonell modulering. Alle de ovenfor beskrevne funksjoner kan utføres ifølge kjent teknologi.
I foreliggende oppfinnelse omfatter videre mottaker-implementeringen er anordning 802 for å styre den analoge fasingen av signalet som skal sendes som reaksjon på det mottatte signalet. På grunnlag av de målinger den har utført, kjenner søke-enheten 802 retningsvinklene og de tilsvarende antenne-lober som mottar de beste signalkomponentene. Søke-enheten har således allokert en gruppe demoduleringsanordninger til å motta disse komponentene. I en praktisk implementering kan styringen av sendesiden finne sted i søke-enheten, eller i en separat styringsenhet. For enkelthets skyld beskrives her bare det første alterna-tivet, imidlertid uten å begrense oppfinnelsen til dette. I alle fall er ideen ifølge oppfinnelsen den samme i begge alternativer. Som beskrevet ovenfor benyttes i arrangementet ifølge oppfinnelsen de detekterte innkommende retninger som omfatter et godt signalnivå, når et signal sendes i motsatt senderetning.
Implementeringen av sendedelen skal undersøkes nedenfor ved hjelp av figur 8. Senderen omfatter et gitt antall L antenne-elementer 772, 774, 776, som således kan være de samme som antenne-elementene i retningen for mottaking. Antenne-elementene er forbundet med en TX-matrise 770 hvis funksjon er å fase analogt det signal som skal sendes til forskjellige antenne-elementer, slik at direk-tivitetsmønsterets hoved-lobe peker i den ønskede retning. TX-matrisens inn gangssignal omfatter K signaler 756, som er omformet til analog form i D/A-omformere 758 til 762, omformet til en radiofrekvens og forsterket i radiofrekvens-deler 764 til 768. Som allerede nevnt i forbindelse med beskrivelsen av mottaker-siden, kan de ovenfor beskrevne komponenter implementeres i praksis på flere måter, enten sammen eller separat, slik det er klart for en fagmann innen denne teknikk.
TX-matrisen faser de K signalene som befinner seg på inngangen på en slik måte at antennene frembringer antenne-lober i K forskjellige retninger, idet antenne-lobenes retninger er faste og lobene tilsammen dekker det ønskede området. Implementeringen av TX-matrisen 770 ligner på RX-matrisen 706, og den kan realisere for eksempel med en Butler-matrise som implementeres med passive 90° hybrider og faseskiftere. Antallet K antenne-lober frembrakt med matrisen 770 tilsvarer ikke nødvendigvis antallet L antenne-elementer.
Det modulerte datasignalet og styringen 746 fra søke-enheten leveres fra hvert kanalelement 738, 740, 742 til TX-svitsjematrisen 744, hvorfra signalene leveres videre til en summeringsanordning 754. Funksjonen av svitsjematrisen 744 og summeringsanordningen 754 skal undersøkes i nærmere detalj ved hjelp av figur 10.
TX-svitsjematrisen omfatter en TX-svitsj 900, 902, 904 som tilsvarer hver kanalenhet, og svitsjenes inngangssignaler består av både det modulerte datasignalet som skal sendes og som ankommer fra kanalenheten, og et styringssignal 746, 748, 750 fra søke-enheten i kanalenheten. Utgangen fra TX-svitsjen omfatter K utganger 746a til 746i, dvs. like mange som det forekommer sendeantenne-lober. Funksjonen av hver TX-svitsj er å rute signalet fra kanalelementet til de korrekte sende-lober for å bli summert sammen med signaler som ankommer fra de andre kanalelementene og er ment for den samme lobe på basis av styringen fra kanalelementet. TX-svitsjen leder det innkommende datasignalet inn i en eller flere utganger Txut#1 til Txut#K, avhengig av styringen til kanalelementet, dvs. avhengig av hvilke antenne-lober signalet er ment for. Hvert utgangssignal er et kvadratisk, digitalt sampel som er vektlagt med signalnivået.
Hver utgang 746a til 746i fra svitsjen tilføres til en av de K summeringsenhetene 906 til 910 i summeringsanordningen 745. Hver summeringsenhet legger digitalt sammen datasignalene som ankommer fra forskjellige kanalenheter og er gitt for en gitt antenne-lobe. Det nødvendige antallet bits for et utgående sampel oppnås med formelen 2<*>(log(n) +m) hvor n er antallet innganger (kanalenheter) for summeringsenhetene, log er en to-basert logaritme og m er bit-tallet for samplene.
Hver av utgangene 756a til 756c på TX-svitsjene er forbundet med en tilsvarende omformeranordning 758 til 762, og videre med antenner via en analog fasingsmatrise, slik som beskrevet ovenfor.
I den andre foretrukne utførelse av oppfinnelsen er det også mulig å benytte spesielle lobe-styringsbits som en mobilstasjon genererer på basis av det signal den har mottatt og som den tilfører til det signal den sender til basestasjonen. Med henvisning til figur 9 omfatter mottakeren ifølge oppfinnelsen en anordning 616 for demultipleksing og deteksjon av disse lobe-styringsbitene fra det mottatte signalet. Deteksjonen bør utføres allerede før dekoderen 610 for å unngå forsinkelser. Disse lobe-styringsbitene fremsendes til kanalenhetens søke-enhet 802.
Søke-enheten 802 utvelger de antenne-lober som skal benyttes ved sendingen på grunnlag av den informasjon den har målt og de lobe-styringsbits som er overført av mobilstasjonen.
I den andre foretrukne utførelse av oppfinnelsen kan et pilotsignal som sveiper cellens område i form av en smal antenne-lobe, implementeres på en slik måte at antenne-loben som benyttes ved sendingen av pilotsignalet, forandres slik at pilotsignalet sendes ved å benytte hver antenne-lobe etter tur, hvorved pilotsignalet sveiper cellens område i trinn.
Selv om oppfinnelsen er beskrevet ovenfor med henvisning til eksemplene ifølge de vedføyde tegningene, er det klart at oppfinnelsen ikke er begrenset til dette, men kan modifiseres på mange måter innen omfanget av den oppfinneriske ide som fremgår av de vedføyde kravene.
Innrettingen av antenne-lobene kan benyttes for eksempel både i vertikal og horisontal retning, hvorved det ovenfor beskrevne (a, x)- domenet kan forstås som et (a, p, x)-domene, hvor a er den vertikale vinkel, p er den horisontale vinkel og x er forsinkelsen.
En mulighet er å benytte koherente, inkoherente eller differensiert koherente modulasjons- og demodulasjonsmetoder i kanalelementene. For eksempel for å muliggjøre koherent demodulering i en mobilstasjon kan basestasjonen inn-befatte et ytterligere spredningskodet signal uten datamodulasjon i hver antenne- lobe som en fasereferanse. Alternativt kan kjente referansesymboler benyttes for samme formål.
En alternativ utførelse av oppfinnelsen innbefatter plassering av kanalele-mentenes digitale fasingsanordninger 618 til 634 i en felles fasingsanordnings-blokk, som betjener alle kanalelementer.

Claims (21)

1. Fremgangsmåte for sending av pilotsignaler i et celledelt radiosystem, som i hver celle omfatter minst en basestasjon (550) som kommuniserer med mobilstasjoner (552, 554) som befinner seg innen dens område, hvilke basestasjoner sender et datasignal i nedadgående retning ved bruk av senderetninger som forandrer seg i tid, og hvilke basestasjoner sender informasjon om radiosystemet til mobilstasjonene på styringskanaler, karakterisert vedat basestasjonene sender minst ett første pilotsignal med et forut bestemt strålingsmønster (560), som bestemmer cellens dekningsområde, og, i forbindelse med datasignalet, andre pilotsignaler i senderetninger (556, 558) som er foranderlige i tid.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat datasignalet og de andre pilotsignalene sendes ved bruk av de samme senderetninger (556, 558)
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat mobilstasjonene benytter effekten som måles fra det mottatte pilotsignalet som ble sendt med et forut bestemt strålingsmønster,
(560) til å forenkle en overlevering.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat mobilstasjonene benytter de andre pilotsignalene de har mottatt som fasereferanser, ved koherent mottaking av et datasignal.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat basestasjonen mottar et signal fra en mobilstasjon ved hjelp av en antenne-gruppe (500, 700-704) som består av flere elementer, og at signalkomponentenes innkommende retninger og forsinkelser søkes etter fra det mottatte signalet, og at når et datasignal sendes fra basestasjonen til mobilstasjonen, styres dannelsen av det benyttede strålingsmønsteret på grunnlag av den nevnte målingen.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert vedat mobilstasjonen sender til basestasjonen informasjon om antallet av, effektnivået for og den relative forsinkelsen av de datasignal-komponenter som mottas i mobilstasjonen, og at den nevnte informasjonen brukes i basestasjonen ved dannelse av strålingsmønsteret for det datasignal som skal sendes til mobilstasjonen.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat det forut bestemte strålingsmønsteret (560) har en rundstrålende form.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat når det forut bestemte strålingsmønsteret (560) sendes, benyttes en høyere sendeeffekt enn på de kanaler som benytter trafikk-kanaler.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat når det forut bestemte strålingsmønsteret (560) mottas, benyttes en høyere behandlingsforsterkning enn på de kanaler som benytter trafikkanaler.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat strålingsmønstrene som benyttes i de senderetninger som forandrer seg i tid, har en hovedsakelig lobe-lignende form.
11. Celledelt radiosystem som i hver celle omfatter minst en basestasjon (550) som kommuniserer med mobilstasjoner (552, 554) som befinner seg innen dens område, hvilke basestasjoner sender informasjon om radiosystemet til mobilstasjonene ved bruk av styringskanaler, og hvilket radiosystem omfatter minst en basestasjon (550) som sender et datasignal til mobilstasjonene (552, 554) ved å benytte senderetninger som forandrer seg i tid, karakterisert vedat systemet omfatter minst en basestasjon (550) som sender minst ett første pilotsignal med forut bestemte senderetninger (560) som bestemmer cellens dekningsområde, og, i forbindelse med datasignalet, andre pilotsignaler i senderetninger (556, 558) som forandrer seg i tid.
12. Celledelt radiosystem ifølge krav 11, karakterisert vedat basestasjonen (550) omfatter minst en antenne-gruppe (500) som består av flere elementer, en gruppe radiofrekvens-deler (500) som er forbundet med antennegruppen, en eller flere kanalenheter (504-508) hvis inngangssignal omfatter et signal oppnådd fra radiofrekvens-delene (500) og hvilken kanalenhet omfatter en anordning (618) for å fase signalet som skal sendes og mottas med antennegruppen (500) slik at vinningen som oppnås fra antenne-gruppen er størst i den ønskede retning, og en styringsenhet (612) som regulerer kanalenhetens funksjon, og en anordning (616) for å atskille symbolene som inne-holder informasjon om forbindelseskvaliteten, fra signalet som mottas fra mobilstasjonen, og hvilken mottaker videre omfatter en basisbånd-enhet (510) forbundet funksjonelt med kanalenhetenes (504-508) utgang, og at kanalenheten (504-508) omfatter en anordning (604) for å lete etter de innkommende retninger og forsinkelser for de beste signalkomponenter som mottas fra mobilstasjonen, og en anordning (606) for å styre dannelsen av det strålingsmønster som benyttes ved sendingen av et datasignal ment fra basestasjonen til mobilstasjonen på grunnlag av den nevnte målingen og informasjonen mottatt fra mobilstasjonen vedrørende forbindelseskvaliteten.
13. Celledelt radiosystem ifølge krav 11, karakterisert vedat basestasjonen (550) omfatter anordninger (504-508) for å sende de andre pilotsignalene i de samme senderetninger som datasignalene.
14. Celledelt radiosystem ifølge krav 12, karakterisert vedat hver kanalenhet (504-508) omfatter en anordning (614) for koding av det signal som skal sendes, og minst en sendingsblokk (606) hvis inngangssignal omfatter et signal oppnådd fra kodeanordningen (614), og minst en søkeblokk (604) hvis inngangssignal omfatter et signal oppnådd fra radiofrekvens-delene (500).
15. Celledelt radiosystem ifølge krav 14, karakterisert vedat søkeblokken (604) omfatter en fasingsanordning (634) hvis inngangssignal er et signal oppnådd fra radiofrekvens-delene (500) og en anordning (636) for å detektere hvorvidt et signal oppnådd fra fasingsanordningen (634) og mottatt fra en viss innkommende retning, omfatter den ønskede signalkomponent med en viss forsinkelse, og for å måle denne signalkomponentens effekt, og en måleanordning (638) slik at de ønskede innkommende retninger og forsinkelser for det signal som skal mottas, kan måles, samt en anordning (636) for å informere kanalelementets styringsenhet (612) om den innkommende retning, forsinkelse og effekt for hver detektert signalkomponent.
16. Celledelt radiosystem ifølge krav 14, karakterisert vedat sendingsblokken (606) omfatter en moduleringsan-ordning (642) hvis inngangssignal er et signal oppnådd fra kodeanordningen (614), en fasingsanordning (640) hvis inngangssignal er et signal som fremkommer på utgangen av moduleringsanordningen, samt en anordning (644) for styring av fasingsanordningen (640) på en slik måte at den største vinning for det signal som skal sendes, kan innstilles i den ønskede retning.
17. Celledelt radiosystem ifølge krav 11, karakterisert vedat basestasjonen (550) omfatter minst en antenne-gruppe (700-704) som består av flere elementer, en anordning (706) forbundet med antenne-gruppen (700-705) for analog fasing av det mottatte signalet slik at vinningen som oppnås fra antennegruppen, er størst i de ønskede, lobe-aktige retningene, en gruppe radiofrekvens-enheter (712-716) hvis inngangssignal omfatter et faset signal, anordninger (718-722) forbundet med radiofrekvens-enhetenes utgang for digitalisering av signalet, en eller flere kanalenheter (738-742) hvis inngangssignal omfatter et digitalisert signal, og hvilken kanalenhet omfatter minst en måle- og svitsjeanordning (802-732) for i det mottatte signalet å lete etter de antenne-lober som tilsvarer de innkommende retninger for den sterkeste signal komponenten og for å måle forsinkelsene for disse komponentene, samt anordninger (802, 744) for å styre fasings-anordningen (770) på en slik måte at den største vinningen for det signal som skal sendes, innstilles i den ønskede retning.
18. Celledelt radiosystem ifølge krav 17, karakterisert vedat den analoge fasingsanordningen (706) omfatter et antall utganger, hvor hver av disse oppviser et signal som mottas av en antenne-lobe som peker i en viss retning.
19. Celledelt radiosystem ifølge krav 17, karakterisert vedat svitsje-anordningene (730-734) fører de ønskede signalene fra de digitaliserte utganger på den analoge fasings-anordningen (706) som opptrer på svitsje-anordningenes inngang og som er omformet til en mellomfrekvens, til den ønskede demodulerings-anordning (804-808) under styring av måleanordningen (802) og at måleanordningen (802) styrer hver demodulerings-anordning til å synkronisere seg med et signal som ledes dit.
20. Fremgangsmåte for sending av pilotsignaler i et celledelt radiosystem, som i hver celle omfatter minst en basestasjon som kommuniserer med mobilstasjoner som befinner seg innen dens område, hvilke basestasjoner sender et datasignal i nedadgående retning, og sender informasjon om radiosystemet til mobilstasjonene på styringskanaler, karakterisert vedat basestasjonene sender minst ett første pilotsignal med et forutbestemt strålingsmønster, som bestemmer cellens dekningsområde, og et andre pilotsignal som er spesifikt for visse mobilstasjoner og som sendes, i forbindelse med datasignalet, via samme antenne-strålingsmønster som mobilstasjonens spesifikke datasignal.
21. Basestasjon (550) i et celledelt radiosystem som i hver celle omfatter minst en basestasjon, hvilken basestasjon er konfigurert for å sende et datasignal i nedadgående retning til mobilstasjoner (552, 554) som befinner seg i basestasjonens område, og å sende informasjon om radiosystemet til mobilstasjonene på styringskanaler, karakterisert vedat basestasjonen er konfigurert for å sende minst ett første pilotsignal med et forutbestemt strålingsmønster, som bestemmer cellens dekningsområde, og et andre pilotsignal som er spesifikt for visse mobilstasjoner og som sendes, i forbindelse med datasignalet, via samme antenne-strålingsmønster som mobilstasjonens spesifikke datasignal.
NO19970300A 1995-05-24 1997-01-23 Fremgangsmate for sending av pilotkanaler, samt celledelt radiosystem NO320163B1 (no)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI952532A FI98171C (fi) 1995-05-24 1995-05-24 Menetelmä pilottikanavien lähettämiseksi ja solukkoradiojärjestelmä
PCT/FI1996/000293 WO1996037970A1 (en) 1995-05-24 1996-05-23 Method for transmitting pilot channels, and a cellular radio system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO970300D0 NO970300D0 (no) 1997-01-23
NO970300L NO970300L (no) 1997-03-20
NO320163B1 true NO320163B1 (no) 2005-11-07

Family

ID=8543475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO19970300A NO320163B1 (no) 1995-05-24 1997-01-23 Fremgangsmate for sending av pilotkanaler, samt celledelt radiosystem

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6415163B1 (no)
EP (1) EP0772919B1 (no)
JP (1) JP3859711B2 (no)
CN (1) CN1088947C (no)
AT (1) ATE230902T1 (no)
AU (1) AU707721B2 (no)
DE (1) DE69625671T2 (no)
ES (1) ES2188762T3 (no)
FI (1) FI98171C (no)
NO (1) NO320163B1 (no)
WO (1) WO1996037970A1 (no)

Families Citing this family (58)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5960350A (en) * 1996-12-05 1999-09-28 Motorola, Inc. Method and system for optimizing a traffic channel in a wireless communications system
US5953325A (en) * 1997-01-02 1999-09-14 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Forward link transmission mode for CDMA cellular communications system using steerable and distributed antennas
US6122266A (en) * 1997-02-19 2000-09-19 Lucent Technologies Inc. Multi-level sectorized CDMA communications
SE509776C2 (sv) 1997-07-04 1999-03-08 Ericsson Telefon Ab L M Anordning och förfarande vid antennlobsstyrning i radiokommunikationssystem
US6285655B1 (en) 1997-09-08 2001-09-04 Qualcomm Inc. Method and apparatus for providing orthogonal spot beams, sectors, and picocells
US6108323A (en) * 1997-11-26 2000-08-22 Nokia Mobile Phones Limited Method and system for operating a CDMA cellular system having beamforming antennas
EP0954121B1 (en) * 1997-12-10 2013-04-10 Research In Motion Limited Mobile communication system
JP3266091B2 (ja) 1998-03-04 2002-03-18 日本電気株式会社 セルラシステム
US6282434B1 (en) * 1998-06-10 2001-08-28 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson Uplink and downlink transmission quality improvement by differentiated base station antenna pattern downtilt
US6459740B1 (en) * 1998-09-17 2002-10-01 At&T Wireless Services, Inc. Maximum ratio transmission
JP4181259B2 (ja) * 1998-12-14 2008-11-12 松下電器産業株式会社 受信装置及び受信方法
EP1142161A1 (en) 1998-12-15 2001-10-10 Nokia Corporation A receiver
CN100361415C (zh) * 1999-03-25 2008-01-09 西门子公司 在移动无线通信系统中发送功率的调节方法和相应的移动无线通信系统
EP1063790B1 (en) * 1999-06-24 2002-05-29 Alcatel Diversity transmission in a Mobile Radio System
EP1067816A1 (en) * 1999-07-09 2001-01-10 Alcatel Base station of a CDMA radiocommunication network and radio terminal for communicating therewith
JP2001102970A (ja) * 1999-09-29 2001-04-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 通信端末装置及び無線通信方法
JP3663092B2 (ja) * 1999-11-19 2005-06-22 三洋電機株式会社 無線基地局
EP1111812A1 (en) * 1999-12-20 2001-06-27 Nortel Matra Cellular Omni transmit and sectored receive cellular telecommunications network and method of operating the same
JP2001203620A (ja) * 2000-01-19 2001-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無線基地局装置及び無線通信方法
JP4187377B2 (ja) * 2000-02-23 2008-11-26 富士通株式会社 無線送受信機及び電波放射方向制御方法
CN1107358C (zh) * 2000-02-24 2003-04-30 信息产业部电信科学技术研究院 分布式智能天线系统
US6823021B1 (en) * 2000-10-27 2004-11-23 Greenwich Technologies Associates Method and apparatus for space division multiple access receiver
JP2001339758A (ja) * 2000-05-26 2001-12-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd 無線基地局装置及び無線通信方法
US6895258B1 (en) * 2000-08-14 2005-05-17 Kathrein-Werke Kg Space division multiple access strategy for data service
US7173916B2 (en) 2001-01-19 2007-02-06 Raze Technologies, Inc. Wireless access system using multiple modulation formats in TDD frames and method of operation
US7230931B2 (en) 2001-01-19 2007-06-12 Raze Technologies, Inc. Wireless access system using selectively adaptable beam forming in TDD frames and method of operation
US6996418B2 (en) * 2000-12-29 2006-02-07 Nortel Networks Limited Apparatus and method for OFDM data communications
US6836675B2 (en) * 2001-01-08 2004-12-28 Franklin Zhigang Zhang Method for aiming and adjusting microwave antenna during installation, and apparatus
US7210062B2 (en) 2001-03-14 2007-04-24 Mercury Computer Systems, Inc. Wireless communications systems and methods for nonvolatile storage of operating parameters for multiple processor based multiple user detection
US7376175B2 (en) 2001-03-14 2008-05-20 Mercury Computer Systems, Inc. Wireless communications systems and methods for cache enabled multiple processor based multiple user detection
DE10122696C2 (de) * 2001-05-10 2003-06-18 Siemens Ag Sendeverfahren zur Übertragung eines nicht-kontunuierlich gesendeten Mobilfunkkanals sowie Mobilfunk-Basisstation und Mobilfunknetz
KR100803115B1 (ko) * 2001-06-07 2008-02-14 엘지전자 주식회사 적응 안테나 어레이가 구비된 wcdma 시스템에서의 신호 처리 방법 이를 위한 시스템
DE60206715T2 (de) * 2001-08-07 2006-07-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Drahtloses Kommunikationssystem und drahtlose Station
JP4308655B2 (ja) * 2001-09-14 2009-08-05 富士通株式会社 移動通信システム,移動局及び基地局
US7539496B1 (en) * 2002-03-28 2009-05-26 Intel Corporation Channel assignment based on spatial strategies in a wireless network using adaptive antenna arrays
US7366200B2 (en) * 2002-08-26 2008-04-29 Qualcomm Incorporated Beacon signaling in a wireless system
US7388845B2 (en) * 2002-08-26 2008-06-17 Qualcomm Incorporated Multiple access wireless communications system using a multisector configuration
CN100479350C (zh) * 2003-03-12 2009-04-15 日本电气株式会社 发射束控制方法、自适应天线收发设备及无线电基站
JP4103666B2 (ja) * 2003-04-03 2008-06-18 株式会社村田製作所 無線受信装置
FR2854020B1 (fr) * 2003-04-17 2005-09-09 Wavecom Procede de transmission de donnees radio mettant en oeuvre plusieurs motifs de pilotes distincts, procede de reception, systeme, mobile et station de base correspondants
US20050070285A1 (en) * 2003-09-29 2005-03-31 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Handover for use with adaptive antennas
US7440766B1 (en) * 2004-06-07 2008-10-21 University Of Hawaii Method for employing multipath propagation in wireless radio communications
JP2006287757A (ja) * 2005-04-01 2006-10-19 Ntt Docomo Inc 下りリンクチャネル用の送信装置及び送信方法
US8351405B2 (en) * 2006-07-14 2013-01-08 Qualcomm Incorporated Method and apparatus for signaling beacons in a communication system
US9178732B2 (en) 2006-10-19 2015-11-03 Qualcomm Incorporated Beacon coding in wireless communications systems
US8494588B2 (en) * 2007-07-06 2013-07-23 Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) Method and apparatus for improving the performance of a mobile radio communications system by adjusting antenna patterns
EP2326127B1 (en) * 2009-11-18 2017-11-15 Mitsubishi Electric R&D Centre Europe B.V. Method and a device for controlling signals transferred by a wireless telecommunication device
US20130321207A1 (en) * 2012-05-31 2013-12-05 Alcatel-Lucent Usa Inc. Transforming precoded signals for wireless communication
EP2926470B1 (en) 2012-11-28 2021-09-29 Andrew Wireless Systems GmbH Reconfigurable single and multi-sector cell site system
KR20140107088A (ko) * 2013-02-27 2014-09-04 주식회사 케이티 스몰셀 환경에서 단말의 버퍼상태보고 전송방법 및 장치
CN108464040B (zh) * 2014-06-19 2020-09-15 三菱电机株式会社 基站、控制站以及切换方法
CN105991175B (zh) 2015-01-29 2019-02-05 电信科学技术研究院 一种导频信号的发送、接收处理方法及装置
CN105141347B (zh) * 2015-06-12 2018-08-24 北京理工大学 超小型基站基带处理器芯片组
CN109429235B (zh) * 2017-08-30 2022-04-01 中国移动通信有限公司研究院 一种波束扫描方法、网络侧设备及移动通信终端
CN108777371B (zh) * 2018-04-10 2020-11-17 海能达通信股份有限公司 天线装置
TWI708520B (zh) * 2018-11-20 2020-10-21 財團法人工業技術研究院 基地台及其操作方法與通訊系統
KR20220156599A (ko) 2020-05-18 2022-11-25 구글 엘엘씨 적응형 위상 변화 디바이스의 포지션 제어
US11381266B1 (en) * 2020-12-31 2022-07-05 Iridium Satellite Llc Wireless communication with interference mitigation

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2553193B2 (ja) * 1989-03-30 1996-11-13 日本電気株式会社 ネットワーク制御パス網の予備回線制御方式
US5109390A (en) * 1989-11-07 1992-04-28 Qualcomm Incorporated Diversity receiver in a cdma cellular telephone system
US5267261A (en) * 1992-03-05 1993-11-30 Qualcomm Incorporated Mobile station assisted soft handoff in a CDMA cellular communications system
JP2802870B2 (ja) * 1993-03-10 1998-09-24 エヌ・ティ・ティ移動通信網株式会社 符号分割多重移動通信機及び符号分割多重移動通信のセル選択方法
GB2281007B (en) * 1993-08-12 1998-04-15 Northern Telecom Ltd Base station antenna arrangement
DE69431583T2 (de) * 1993-08-12 2003-03-06 Nortel Networks Ltd., St.Laurent Antenneneinrichtung für Basisstation
TW351886B (en) 1993-09-27 1999-02-01 Ericsson Telefon Ab L M Using two classes of channels with different capacity
US5491837A (en) * 1994-03-07 1996-02-13 Ericsson Inc. Method and system for channel allocation using power control and mobile-assisted handover measurements
FI941221A (fi) * 1994-03-15 1995-09-16 Nokia Mobile Phones Ltd Menetelmä matkaviestinjärjestelmän radiopuhelimen tehonkulutuksen pienentämiseksi ja matkaviestin
US5724666A (en) * 1994-03-24 1998-03-03 Ericsson Inc. Polarization diversity phased array cellular base station and associated methods
US5596333A (en) * 1994-08-31 1997-01-21 Motorola, Inc. Method and apparatus for conveying a communication signal between a communication unit and a base site
US5646632A (en) * 1994-11-14 1997-07-08 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for a portable communication device to identify its own location
FI105515B (fi) * 1995-05-24 2000-08-31 Nokia Networks Oy Menetelmä kanavanvaihdon nopeuttamiseksi sekä solukkoradiojärjestelmä
US5771461A (en) * 1996-06-28 1998-06-23 Motorola, Inc. Method and apparatus for power control of a first channel based on a signal quality of a second channel
US5825762A (en) * 1996-09-24 1998-10-20 Motorola, Inc. Apparatus and methods for providing wireless communication to a sectorized coverage area

Also Published As

Publication number Publication date
FI98171C (fi) 1997-04-25
ES2188762T3 (es) 2003-07-01
EP0772919A1 (en) 1997-05-14
EP0772919B1 (en) 2003-01-08
DE69625671D1 (de) 2003-02-13
NO970300D0 (no) 1997-01-23
FI98171B (fi) 1997-01-15
CN1088947C (zh) 2002-08-07
WO1996037970A1 (en) 1996-11-28
CN1157066A (zh) 1997-08-13
FI952532A0 (fi) 1995-05-24
AU707721B2 (en) 1999-07-15
DE69625671T2 (de) 2003-10-09
NO970300L (no) 1997-03-20
JPH10503912A (ja) 1998-04-07
JP3859711B2 (ja) 2006-12-20
ATE230902T1 (de) 2003-01-15
FI952532A (fi) 1996-11-25
AU5820896A (en) 1996-12-11
US6415163B1 (en) 2002-07-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO320163B1 (no) Fremgangsmate for sending av pilotkanaler, samt celledelt radiosystem
EP0772918B1 (en) Method for transmitting a pilot signal, and a cellular radio system
US6073032A (en) Reception method and a receiver
EP0772950B1 (en) Methods for making a faster handover, and a cellular radio system
EP0872038B1 (en) Base station equipment, and a method for steering an antenna beam
EP0872037B1 (en) Base station equipment, and a method for steering an antenna beam
EP0872039B1 (en) Method for providing angular diversity, and base station equipment
US6108323A (en) Method and system for operating a CDMA cellular system having beamforming antennas

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees