SE512656C2 - Procedure for reducing fading in a telecommunications system - Google Patents

Procedure for reducing fading in a telecommunications system

Info

Publication number
SE512656C2
SE512656C2 SE9802414A SE9802414A SE512656C2 SE 512656 C2 SE512656 C2 SE 512656C2 SE 9802414 A SE9802414 A SE 9802414A SE 9802414 A SE9802414 A SE 9802414A SE 512656 C2 SE512656 C2 SE 512656C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
base station
lobes
mobile terminal
lobe
road loss
Prior art date
Application number
SE9802414A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9802414L (en
SE9802414D0 (en
Inventor
Per Zetterberg
Original Assignee
Radio Design Innovation Tj Ab
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 Radio Design Innovation Tj Ab filed Critical Radio Design Innovation Tj Ab
Priority to SE9802414A priority Critical patent/SE512656C2/en
Publication of SE9802414D0 publication Critical patent/SE9802414D0/en
Priority to AU49499/99A priority patent/AU4949999A/en
Priority to PCT/SE1999/001226 priority patent/WO2000002329A1/en
Publication of SE9802414L publication Critical patent/SE9802414L/en
Publication of SE512656C2 publication Critical patent/SE512656C2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W48/00—Access restriction; Network selection; Access point selection
    • H04W48/20—Selecting an access point
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B7/00—Radio transmission systems, i.e. using radiation field
    • H04B7/02—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas
    • H04B7/04—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas
    • H04B7/0408—Diversity systems; Multi-antenna system, i.e. transmission or reception using multiple antennas using two or more spaced independent antennas using two or more beams, i.e. beam diversity
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/24—Cell structures

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Radio Transmission System (AREA)

Abstract

The present invention provides a method for decreasing fading and more particularly the down-link fading in a mobile telecommunication system having transmit lobe diversity. The telecommunication system comprises at least one base station having an antenna array providing lobe diversity, and communicating with mobile terminal units. According to the invention, the average path-loss between the base station and a mobile terminal unit is measured by the base station in order to select a set of alternative lobes. The instantaneous down-link path-loss of the alternative lobes between the base station and the mobile terminal unit is also measured by the mobile in order to select a communication lobe from said set of alternative lobes, such that the communication is effected in the communication lobe.

Description

10 15 20 25 30 35 512 656 2 Föreliggande uppfinning utnyttjar mätningar i upplänkssignalerna samt mobílåterkoppling för att justera antennmönstren. Detta minskar återkopplingsdata- hastigheterna märkbart vilka annars är för höga för att vara praktiska. The present invention utilizes measurements in the uplink signals as well as mobile feedback to adjust the antenna patterns. This significantly reduces the feedback data rates which are otherwise too high to be practical.

Sammanfattning av uppfinningen Således tillhandahåller föreliggande uppfinning ett förfarande för att minska fädning i ett telekommunikationssystem innefattande åtminstone en basstation som har en gruppantenn som tillhandahåller lobdiversitet och kommunicerar med mobilterminalenheter.SUMMARY OF THE INVENTION Thus, the present invention provides a method of reducing fading in a telecommunication system comprising at least one base station having a group antenna that provides lobe diversity and communicates with mobile terminal units.

Enligt uppfinningen mäts den genomsnittliga vägförlusten mellan bas- stationen och en mobilterminalenhet för att välja en uppsättning alternativa lober.According to the invention, the average road loss between the base station and a mobile terminal unit is measured to select a set of alternative lobes.

Den momentana vägförlusten mellan basstationen och mobilterminalenheten mäts också för att välja en kommunikationslob.The instantaneous road loss between the base station and the mobile terminal unit is also measured to select a communication lobe.

Förfarandet enligt uppfinningen är definierat i krav l, medan föredragna utföringsforrner av uppfinningen är angivna i de beroende kraven.The method according to the invention is defined in claim 1, while preferred embodiments of the invention are specified in the dependent claims.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer nu att beskrivas nedan med hänvisning till den åtföljande ritningen, i vilken ñgur 1 är en schematisk illustration av olika sändningsvägar mellan en basstation och en mobilstation som använder en uppsätt- ning av lober i enlighet med uppfinningen.Brief Description of the Drawings The invention will now be described below with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 is a schematic illustration of different transmission paths between a base station and a mobile station using a set of lobes in accordance with the invention.

Detaljerad beskrivning av föredragna utförin giformer Rayleigh-fadningens mekanism är välkänd inom området och diskuteras endast kortfattat här. Den orsakas av flervägsutbredning från en sändare till en mottagare. I ñgur 1 visas en basstation BS som sänder till en mobilstation MS. En möjlig väg representeras av en heldragen linje och en annan möjlig väg av en streckad linje. När signalerna interfererar kan minima orsakas. Om basstationen använder lobdiversitet används flera lober med olika riktningskarakteristiker, såsom visas av de två lobema illustrerade i figur 1. Eftersom lobema har olika fas- och förstärkningsegenskaper som en funktion av vinkeln uppträder fädningsminima i olika mönster i varje lob. Genom att på lämpligt sätt kombinera lobema kan således sannolikheten för ett fadningsminimum vid en speciell mobilposition minskas avsevärt. “ Basstationen är alltså försedd med gruppantennelement som kombineras till upplänksmottagningslober. På motsvarande sätt bildar ett fördelningsnät en upp- sättning nedlänkssändningslober. Typiskt utförs kommunikationen i upplänken och nedlänken vid olika frekvenser men detta är inte ett krav i den här uppfinningen.Detailed Description of Preferred Embodiments The mechanism of the Rayleigh fading is well known in the art and is only briefly discussed here. It is caused by fl path propagation from a transmitter to a receiver. Figure 1 shows a base station BS transmitting to a mobile station MS. One possible path is represented by a solid line and another possible path by a dashed line. When the signals interfere, minima can be caused. If the base station uses lobe diversity, several lobes with different directional characteristics are used, as shown by the two lobes illustrated in Figure 1. Since the lobes have different phase and gain properties as a function of angle, fading minima appear in different patterns in each lobe. Thus, by suitably combining the lobes, the probability of a fading minimum at a particular mobile position can be significantly reduced. “The base station is thus equipped with group antenna elements that are combined into uplink reception lobes. Correspondingly, a distribution network forms a set of downlink transmission lobes. Typically, the communication in the uplink and downlink is performed at different frequencies, but this is not a requirement in this invention.

Baserat på uppskattningar av si gnalstyrkan i upplänksloberna välj er basstationen en 10 15 20 25 30 35 512 656 3 uppsättning lober (de alternativa loberna) som skall användas i nedlänkstrans- missionen. Dessa lober bör typiskt väljas att ha låg genomsnittlig vägförlust.Based on estimates of the signal strength in the uplink lobes, the base station selects a set of lobes (the alternative lobes) to be used in the downlink transmission. These lobes should typically be chosen to have low average road loss.

Transmissionen överföres sedan i loben som uppskattas ha den lägsta momentana vägförlusten (förlust i överföringsvägen - eng. path-loss) av de alternativa lobema.The transmission is then transmitted in the lobe which is estimated to have the lowest instantaneous path loss (path-loss) of the alternative lobes.

Information om vilken som har den lägsta momentana vägförlusten erhålles av basen genom ett arrangemang som låter mobilen mäta den momentana vägförlusten i de alternativa lobema och skicka tillräcklig information tillbaka till basstationen.Information about which has the lowest instantaneous road loss is obtained by the base through an arrangement that allows the mobile to measure the instantaneous road loss in the alternative lobes and send sufficient information back to the base station.

Med andra ord, först väljs en uppsättning alternativa lober. I utföríngsformen som visas i figuren inbegriper uppsättningen endast två lober men ett större antal lober kan användas. Dessa lober väljs så att de har låg genomsnittlig vägförlust.In other words, first a set of alternative lobes is selected. In the embodiment shown in the figure, the set includes only two lobes, but a larger number of lobes can be used. These lobes are selected so that they have a low average road loss.

Den genomsnittliga vägförlusten definieras som kvoten mellan sänd effekt och mottagen effekt, där effekterna medelvärdesbildas över ett tidsintervall som är i storleksordningen sekunder. Den genomsnittliga vägförlusten har typiskt en lognormal fördelning och är i stort sett oberoende av frekvensen. Även om olika frekvenser används för nedlänken kan således upplänkssignaler användas för att uppskatta den genomsnittliga vägförlusten i nedlänken. Således har basstationen BS ansvaret för att mäta den genomsnittliga vägförlusten och mobilterminalen är inte inblandad.The average road loss is defined as the ratio between transmitted power and received power, where the effects are averaged over a time interval of the order of seconds. The average road loss typically has a log normal distribution and is largely independent of frequency. Thus, even if different frequencies are used for the downlink, uplink signals can be used to estimate the average road loss in the downlink. Thus, the base station BS is responsible for measuring the average road loss and the mobile terminal is not involved.

För det andra skall en kommunikationslob väljas i vilken kommunikationen mellan basstationen BS och mobilstationen MS skall utföras. För att välja den bästa loben måste den momentana vägförlusten hos de alternativa loberna mätas. Den momentana vägförlusten är definierad som kvoten mellan sänd effekt och mottagen effekt, där effekterna medelvärdesbildas över ett tidsintervall som är i storleks- ordningen millisekunder eller kortare. Mätningarna av den momentana vägförlusten görs av mobilstationen.Second, a communication lobe shall be selected in which the communication between the base station BS and the mobile station MS shall be performed. To select the best lobe, the instantaneous road loss of the alternative lobes must be measured. The instantaneous road loss is defined as the ratio between transmitted power and received power, where the effects are averaged over a time interval that is in the order of milliseconds or shorter. The measurements of the instantaneous road loss are made by the mobile station.

Innan en kommunikationslob väljs mäter basstationen korrelationen hos de mottagande lobema. Allmänt är det bättre att välja lober som har låg korrelation, så att de komplementerar varandra och har sina respektive minima vid olika positioner.Before a communication lobe is selected, the base station measures the correlation of the receiving lobes. In general, it is better to choose lobes that have low correlation, so that they complement each other and have their respective minima at different positions.

Lober som har låg vägförlust men stark korrelation är således inte alltid det bästa valet för den altemativa uppsättningen av lober.Lobes that have low road loss but strong correlation are thus not always the best choice for the alternative set of lobes.

I en utföringsfonn av uppfinningen används två altemativa lober och mobilen sänder tillbaka en signal till basstationen för att beordra ett byte av kommunikationslob, vid behov. Annars fortsätter kommunikationen i samma lob.In one embodiment of the invention, two alternative lobes are used and the mobile transmits a signal back to the base station to order a change of communication lobe, if necessary. Otherwise, communication continues in the same lobe.

I en utföringsforrn sänder basen korta skurar i den altemativa loben så att mobilstationen kan utföra sina mätningar. Mobilen vet när dessa skurar sänds och ingen information bärs av dem. I kommunikationsloben sänder basstationen hela skurar.In one embodiment, the base transmits short bursts in the alternate lobe so that the mobile station can perform its measurements. The mobile knows when these bursts are transmitted and no information is carried by them. In the communication lobe, the base station transmits entire bursts.

Såsom framgår ur det ovanstående tillhandahåller föreliggande uppfinning en metod som har flera fördelar jämfört med den tidigare tekniken. Metoden ger 10 512 656 4 antenndiversitet i nedlänken utan att använda flera antenner eller mottagare i mobilen och använder mätningar gjorda av såväl basen som mobilen, vilket minskar återkopplingshastigheterna avsevärt jämfört med användning av enbart åter- koppling. Dessutom, även om mobilstationen gör vissa mätningar, krävs det inte att mätresultaten återkopplas till basstationen, förutom en enkel omkastningssignal.As can be seen from the above, the present invention provides a method which has fl your advantages over the prior art. The method provides antenna diversity in the downlink without using multiple antennas or receivers in the mobile and uses measurements made by both the base and the mobile, which significantly reduces the feedback speeds compared to using only the feedback. In addition, even if the mobile station makes certain measurements, it is not required that the measurement results be fed back to the base station, except for a simple reversal signal.

Detta minskar återkopplingsdatahastighetema avsevärt.This significantly reduces the feedback data rates.

En fackman på området inser att föreliggande uppfinning kan implementeras med olika kombinationer av hårdvara och mjukvara. Alla dessa kombinationer avses falla inom omfattningen av följande patentkrav.One skilled in the art will recognize that the present invention may be implemented with various combinations of hardware and software. All of these combinations are intended to fall within the scope of the following claims.

Claims (8)

10 15 20 25 30 512 656 5 PATENTKRAV10 15 20 25 30 512 656 5 PATENT REQUIREMENTS 1. Förfarande för att minska fadning i ett telekommunikationssystem inne- fattande åtminstone en basstation (BS) som har en gruppantenn som tillhandahåller lobdiversitet, och kommunicerar med mobilterminalenheter (MS), kännetecknat av stegen: att mäta den genomsnittliga vägförlusten mellan basstationen och en mobiltenninalenhet, för att välja en uppsättning av altemativa lober; att mäta den momentana vägförlusten hos de altemativa loberna; varvid mobilterrninalenheten återkopplar tillräckligt med information för att låta basen välja en kommunikationslob bland nämnda uppsättning av alternativa lober.A method of reducing fading in a telecommunication system comprising at least one base station (BS) having a group antenna providing lobby diversity, and communicating with mobile terminal units (MS), characterized by the steps of: measuring the average path loss between the base station and a mobile terminal unit, to select a set of alternative lobes; to measure the instantaneous road loss of the alternative lobes; wherein the mobile terminal unit feedbacks enough information to allow the base to select a communication lobe from said set of alternative lobes. 2. Förfarande enligt krav 1, kännetecknat av att den genomsnittliga vägförlusten mäts av basstationen.Method according to claim 1, characterized in that the average road loss is measured by the base station. 3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att den momentana vägförlusten mäts av mobilterminalenheten.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the instantaneous road loss is measured by the mobile terminal unit. 4. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att mobil- terminalenheten sänder tillbaka en signal till basstationen för att begära ett byte till en alternativ lob.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the mobile terminal unit sends back a signal to the base station to request a change to an alternative lobe. 5. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att bas- stationen sänder en hel skur i kommunikationsloben och sänder korta skurar i de altemativa lobema.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the base station transmits an entire burst in the communication lobe and transmits short bursts in the alternative lobes. 6. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att bas- stationen mäter korrelationen av de mottagna lobema innan den väljer en kommunikationslob.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the base station measures the correlation of the received lobes before selecting a communication lobe. 7. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den genomsnittliga vägförlusten mäts genom att medelvärdesbilda vägförlusten över en tid i storleksordningen några sekunder.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the average road loss is measured by averaging the road loss over a period of the order of a few seconds. 8. Förfarande enligt något av föregående krav, kännetecknat av att den momentana vägförlusten mäts genom att medelvärdesbilda vägförlusten över en tid i storleksordningen millisekunder. li» tll.. llMethod according to one of the preceding claims, characterized in that the instantaneous road loss is measured by averaging the road loss over a period of the order of milliseconds. li »tll .. ll
SE9802414A 1998-07-06 1998-07-06 Procedure for reducing fading in a telecommunications system SE512656C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9802414A SE512656C2 (en) 1998-07-06 1998-07-06 Procedure for reducing fading in a telecommunications system
AU49499/99A AU4949999A (en) 1998-07-06 1999-07-06 Method for decreasing fading in a telecommunication system
PCT/SE1999/001226 WO2000002329A1 (en) 1998-07-06 1999-07-06 Method for decreasing fading in a telecommunication system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9802414A SE512656C2 (en) 1998-07-06 1998-07-06 Procedure for reducing fading in a telecommunications system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9802414D0 SE9802414D0 (en) 1998-07-06
SE9802414L SE9802414L (en) 2000-01-07
SE512656C2 true SE512656C2 (en) 2000-04-17

Family

ID=20411973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9802414A SE512656C2 (en) 1998-07-06 1998-07-06 Procedure for reducing fading in a telecommunications system

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU4949999A (en)
SE (1) SE512656C2 (en)
WO (1) WO2000002329A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101881847B1 (en) * 2012-02-21 2018-08-24 삼성전자주식회사 Method and apparatus for transmitting and receiving signal in a communication system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5471647A (en) * 1993-04-14 1995-11-28 The Leland Stanford Junior University Method for minimizing cross-talk in adaptive transmission antennas
US5634199A (en) * 1993-04-14 1997-05-27 Stanford University Method of subspace beamforming using adaptive transmitting antennas with feedback
US5437055A (en) * 1993-06-03 1995-07-25 Qualcomm Incorporated Antenna system for multipath diversity in an indoor microcellular communication system
US5680419A (en) * 1994-08-02 1997-10-21 Ericsson Inc. Method of and apparatus for interference rejection combining in multi-antenna digital cellular communications systems
FI107851B (en) * 1996-05-22 2001-10-15 Nokia Networks Oy Method for selecting antenna cone, a base station and a cellular radio system

Also Published As

Publication number Publication date
SE9802414L (en) 2000-01-07
SE9802414D0 (en) 1998-07-06
WO2000002329A1 (en) 2000-01-13
AU4949999A (en) 2000-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6985466B1 (en) Downlink signal processing in CDMA systems utilizing arrays of antennae
EP1792420B1 (en) Measurement support for a smart antenna in a wireless communication system
US6600933B1 (en) Transmission diversity method
EP1273108B1 (en) Multi-antenna transmission method and system
US6738020B1 (en) Estimation of downlink transmission parameters in a radio communications system with an adaptive antenna array
US7003310B1 (en) Coupled uplink/downlink power control and spatial processing with adaptive antenna arrays
US6233466B1 (en) Downlink beamforming using beam sweeping and subscriber feedback
JP5223012B2 (en) System for wireless communication and method for providing wireless communication
US6512917B1 (en) Radio communication device and transmitting power control method
US6373433B1 (en) Apparatus and method for generating transmitter antenna weights
US20100321233A1 (en) Method for calibrating antenna arrays
US6963619B1 (en) Spatial separation and multi-polarization of antennae in a wireless network
JP2004297750A (en) Wireless communication system
KR20060121965A (en) Method and apparatus for reducing excessive impact of beam switching in a switching beam antenna system
KR101414476B1 (en) Methods of transmitting and receiving data, and apparatus therefor
US8009096B2 (en) Method, system and apparatus for determining antenna weighting for transmit diversity
US7415249B2 (en) Method for operating a mobile radio communications system and stations thereof
EP0951759B1 (en) Transmission method and radio system
US7039016B1 (en) Calibration of wideband radios and antennas using a narrowband channel
US20060245512A1 (en) Apparatus and method for preventing call failure in an adaptive smart antenna system
EP1428327A1 (en) Adaptive transceiver system
US20030130012A1 (en) Method and device for evaluating an uplink radio signal
SE512656C2 (en) Procedure for reducing fading in a telecommunications system
US20040235512A1 (en) Adaptive transceiver system
KR102193752B1 (en) Beam radiation angle estimation apparatus for improving channel capacity based on hybrid beamforming system and method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed