專利名稱：自適應(yīng)陣列通信系統(tǒng)中的模式轉(zhuǎn)換的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信系統(tǒng)領(lǐng)域，并且特別涉及一種用于在通信設(shè)備的發(fā)送模式間進(jìn)行選擇從而改善性能的方法和系統(tǒng)。
天線陣列一般包括多個(gè)空間分離但耦合到一個(gè)或多個(gè)處理器的天線。自適應(yīng)天線陣列(或者簡(jiǎn)稱為自適應(yīng)陣列)周期地分析自陣列中每個(gè)天線接收的信號(hào)，從而分辨出一個(gè)或多個(gè)期望的信號(hào)(例如來(lái)自諸如蜂窩電話或其它遠(yuǎn)程用戶終端等期望源的信號(hào))和一個(gè)或多個(gè)非期望的信號(hào)(例如，來(lái)自共享相同或鄰近頻率的遠(yuǎn)程用戶終端的干擾、來(lái)自信道上重疊的其它射頻(RF)發(fā)射的干擾，約翰遜(Johnson)噪聲、多徑干擾、其它干擾源等)。在這種情況下，自適應(yīng)陣列系統(tǒng)通常計(jì)算出上行鏈路和下行鏈路的“權(quán)值”，該權(quán)值包括關(guān)于如何發(fā)送(下行鏈路權(quán)值情況下)以及如何接收(上行鏈路權(quán)值情況下)的信息，從而減少一個(gè)或多個(gè)干擾源方向上的增益，同時(shí)增加期望源方向上的增益。因此，權(quán)值描述了自適應(yīng)陣列系統(tǒng)中上行鏈路和/或下行鏈路波束形成策略。這里應(yīng)該清楚的是，自適應(yīng)陣列系統(tǒng)可以是轉(zhuǎn)換波束或者是自適應(yīng)的，在后一種情況下實(shí)際上有無(wú)限數(shù)目的波束形成模式能夠根據(jù)變化的信號(hào)環(huán)境自適應(yīng)地改變。
因?yàn)樽赃m應(yīng)陣列系統(tǒng)有時(shí)能夠區(qū)分空間上截然不同的源(例如兩個(gè)在不同位置的蜂窩用戶單元)，所以這樣的系統(tǒng)有時(shí)也被稱為“空間處理”或“空分多址接入(SDMA)”系統(tǒng)。一般而言，自適應(yīng)陣列系統(tǒng)相對(duì)于單天線元件系統(tǒng)提供了相對(duì)顯著的性能改善。


圖1A是描述根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的一種天線陣列系統(tǒng)的簡(jiǎn)化輻射模式的圖。在圖1A所示的系統(tǒng)中，天線陣列10向期望源12發(fā)送(下行鏈路)信號(hào)和/或從期望源12接收(上行鏈路)信號(hào)，例如期望源12為移動(dòng)或固定遠(yuǎn)程用戶終端等(例如蜂窩語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)通信設(shè)備、具備無(wú)線能力的PDA等等)。如圖所示，波束形成模式8表示天線陣列10在發(fā)送和/或接收方向上的增益模式(僅僅描述為2維)，波束形成模式8包括一個(gè)增益增強(qiáng)區(qū)域6，增益相對(duì)最小化或“零點(diǎn)”區(qū)域2以及另一個(gè)增益相對(duì)最小化區(qū)域或零點(diǎn)4。
零點(diǎn)區(qū)域2和4表現(xiàn)了自適應(yīng)陣列和“智能天線”處理的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。特別地，在談到天線陣列10的波束形成模式時(shí)，每個(gè)零點(diǎn)2和4表示增益相對(duì)最小化的區(qū)域或方向。同樣地，天線陣列10一般將零點(diǎn)定向到干擾源的方向。為此，零點(diǎn)2被定向到干擾源14，而零點(diǎn)4被定向到干擾源16。干擾源14和16每一個(gè)都可以代表移動(dòng)的轎車、與天線陣列10通信的另一個(gè)移動(dòng)或固定遠(yuǎn)程用戶終端或者另一個(gè)通信設(shè)備(例如包含或者不包含天線陣列的基站)等，它們都能帶來(lái)干擾。同樣地，零點(diǎn)的產(chǎn)生被視為干擾緩解，并且每個(gè)“零點(diǎn)區(qū)域”可以被稱為干擾緩解區(qū)域。
通過增強(qiáng)期望源方向上的增益，并且減小(理想情況下減小到零)一個(gè)或多個(gè)干擾源方向上的增益，天線陣列10可以方向性地接收和發(fā)送信號(hào)，因此增加系統(tǒng)的容量并且減小對(duì)期望源的干擾。
圖1B是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的圖1A所示的天線陣列10的波束形成模式圖形表示。在圖1B中，天線陣列10的發(fā)送(下行鏈路)和接收(上行鏈路)增益級(jí)在垂直軸上描述，而(空間)方向在水平軸上顯示。如圖所示，相對(duì)于干擾源14或者干擾源16的方向，在期望源12的方向上有相對(duì)較大的增益，期望源12的方向?qū)?yīng)于增益增強(qiáng)區(qū)域6，干擾源14和16分別對(duì)應(yīng)于零點(diǎn)區(qū)域2和零點(diǎn)區(qū)域4，。
應(yīng)該知道的是，在自適應(yīng)陣列系統(tǒng)背景下使用的“零點(diǎn)”不一定并且經(jīng)常并不意味著一個(gè)零電磁能量的區(qū)域，因?yàn)榱泓c(diǎn)經(jīng)常可以包含某些級(jí)別的增益，雖然通常要小于增強(qiáng)區(qū)域6。理想情況下，使用自適應(yīng)陣列的通信設(shè)備將有零增益的零點(diǎn)定向到干擾源。此外，零點(diǎn)的增益值越接近零，該零點(diǎn)越強(qiáng)烈或越“深”。因此，天線陣列或自適應(yīng)陣列系統(tǒng)可能產(chǎn)生的“零陷量(mount of nulling)”可以定義為零點(diǎn)的數(shù)目和/或這樣的零點(diǎn)的強(qiáng)度，因此，零陷量越大，產(chǎn)生的零點(diǎn)的數(shù)目越大和/或一個(gè)或多個(gè)零點(diǎn)越強(qiáng)烈/深。例如，如圖1B所示，零點(diǎn)2不如零點(diǎn)4強(qiáng)烈，因?yàn)楹笳弑硎据^低的增益(和更大的零陷強(qiáng)度)。
不幸的是，執(zhí)行干擾緩解(或“零陷”)通常也減小了天線陣列系統(tǒng)的總體發(fā)射和/或接收功率。通常，自適應(yīng)陣列能夠產(chǎn)生的零點(diǎn)數(shù)目是有限的。例如，如果使用天線陣列的基站將相對(duì)最高的功率定向到期望的遠(yuǎn)程用戶終端，這樣或者產(chǎn)生了一些零點(diǎn)，或者沒有產(chǎn)生零點(diǎn)，再或者產(chǎn)生強(qiáng)度相對(duì)較低的零點(diǎn)，其它遠(yuǎn)程用戶終端無(wú)論它們是在與該基站通信還是在與另外的基站通信都可能受到干擾，這是因?yàn)榕c期望源進(jìn)行的通信使用了相對(duì)較高的發(fā)射功率。在一個(gè)或多個(gè)基站支持空間信道的系統(tǒng)中，也就是當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端同時(shí)共享相同的載波頻率和/或時(shí)隙與基站通信時(shí)，這個(gè)干擾就特別成問題。另一方面，如果基站使用將相對(duì)較低增益定向到期望遠(yuǎn)程用戶終端的下行鏈路波束形成策略，例如因?yàn)橥瓿上鄬?duì)較多量的零陷，即使對(duì)其它源的效應(yīng)干擾也可能減小，但期望的遠(yuǎn)程用戶終端可能因?yàn)榛静怀渥愕陌l(fā)射功率而遭受衰落或者其它類型的性能降低。
因此，解決自適應(yīng)陣列系統(tǒng)中與完成干擾緩解相關(guān)的上述問題或其它效應(yīng)的方法和系統(tǒng)是我們所期望的。
詳細(xì)描述本發(fā)明提供了一種基于至少一個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端和至少一個(gè)集線器通信設(shè)備之間的通信質(zhì)量的判決選擇性執(zhí)行干擾緩解(或“零陷”)的方法和設(shè)備。
應(yīng)該知道的是，本發(fā)明可以在多種類型無(wú)線結(jié)構(gòu)和應(yīng)用中使用。例如，本發(fā)明可以用于時(shí)分雙工(TDD)或頻分雙工(FDD)系統(tǒng)或其它無(wú)線體系結(jié)構(gòu)中。相似地，本發(fā)明可以結(jié)合TDMA、CDMA和/或FDMA接入?yún)f(xié)議一起使用。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明被應(yīng)用于個(gè)人手機(jī)系統(tǒng)(PHS)中。在其它的實(shí)施例中，本發(fā)明可以應(yīng)用于多種類型的無(wú)線系統(tǒng)，并不局限于蜂窩系統(tǒng)。
正如這里所使用的，“基站”不同于遠(yuǎn)程用戶終端的地方在于，基站能夠同時(shí)處理來(lái)自一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端的信號(hào)，并且該基站通常耦合到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)(例如公眾交換電話網(wǎng)(PSTN)，因特網(wǎng)和/或語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)網(wǎng))。但是本發(fā)明并不限于任何一種無(wú)線通信系統(tǒng)或設(shè)備，而是可用于許多使用天線陣列來(lái)執(zhí)行“定向的”干擾緩解(或零陷)的無(wú)線應(yīng)用。雖然本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是參考包括一個(gè)自適應(yīng)陣列的基站進(jìn)行描述的，但是應(yīng)該知道，一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端也可以包括一個(gè)天線陣列。同樣地，本發(fā)明的方法和設(shè)備也可以被遠(yuǎn)程用戶終端采用，至少可以部分采用。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例使用的自適應(yīng)干擾緩解機(jī)制的自適應(yīng)陣列系統(tǒng)的框圖。如圖所示，在一個(gè)實(shí)施例中，系統(tǒng)20可以是基站的一部分，它包括一個(gè)天線陣列22，該天線陣列22進(jìn)而又包括多個(gè)天線元件。天線陣列22用于發(fā)射下行鏈路信號(hào)到遠(yuǎn)程用戶終端以及用于從遠(yuǎn)程用戶終端接收上行鏈路信號(hào)。當(dāng)然，系統(tǒng)20可以與幾個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端通信，因此可以處理許多與遠(yuǎn)程用戶終端或者其它信號(hào)源相關(guān)的信號(hào)。此外，系統(tǒng)20可以應(yīng)用于無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)的幾個(gè)基站之中的任何一個(gè)基站，其中每個(gè)基站使用給定的信道集與給定地理區(qū)域內(nèi)的遠(yuǎn)程用戶終端單元通信。這樣的遠(yuǎn)程用戶終端可以是固定的或者移動(dòng)的，它還可以與系統(tǒng)20進(jìn)行語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)通信。
如圖2所示，天線陣列22的每個(gè)天線元件耦合到一個(gè)功率放大器(PA)和低噪放大器(LNA)24。每個(gè)天線元件的PA/LNA 24放大接收到的(上行鏈路)和/或發(fā)送的(下行鏈路)信號(hào)。如圖所示，每個(gè)PA/LNA24耦合到下變頻器26和上變頻器28。下變頻器26將天線陣列22在載波頻率上接收到的“原始”信號(hào)變換成接收(Rx)基帶信號(hào)，產(chǎn)生的基帶信號(hào)被提供給基帶處理器(也稱為調(diào)制解調(diào)器板)30。相反地，上變頻器28將基帶處理器30提供的發(fā)送(Tx)基帶信號(hào)變換成載波頻率發(fā)射信號(hào)，該載波頻率發(fā)射信號(hào)被提供給PA/LNA 24從而發(fā)射(例如發(fā)射到一個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端)。雖然沒有圖示，但模數(shù)轉(zhuǎn)換(ADC)和數(shù)模轉(zhuǎn)換(DAC)電路可以相應(yīng)地耦合在下變頻器26和基帶處理器30之間以及耦合在上變頻器28和基帶處理器30之間。
基帶處理器30通常包括硬件(例如電路)和/或軟件(例如存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)/設(shè)備上的機(jī)器可執(zhí)行代碼/指令)以便于處理接收到的(上行鏈路)和發(fā)送的(下行鏈路)信號(hào)。根據(jù)圖2所示的本發(fā)明的實(shí)施例，基帶處理器30至少包括一個(gè)窄帶濾波器36，用于過濾接收到的信號(hào)(例如，減少與系統(tǒng)20通信的兩個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端的上行鏈路信號(hào)之間的干擾)。在窄帶濾波器36過濾過的信號(hào)進(jìn)而又被提供給空間處理器38。
空間處理器38通常至少包括一個(gè)通用和/或數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，以便于空間或時(shí)空處理。因此，基于一個(gè)或多個(gè)下行鏈路信號(hào)的時(shí)空特征，空間處理器38能夠以空間可選的方式在一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端之間發(fā)送和接收信號(hào)。相應(yīng)地，在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端可以同時(shí)占用相同的載波頻率信道，但是它們可以被系統(tǒng)20基于其唯一的空間或時(shí)空特征進(jìn)行區(qū)分?？臻g特征的一個(gè)實(shí)例就是到達(dá)方向(DOA)或到達(dá)角度(AOA)。自適應(yīng)陣列領(lǐng)域內(nèi)的其它類型的空間特征可以與本發(fā)明一起使用。
通常，天線陣列22促進(jìn)了系統(tǒng)20與期望源(例如遠(yuǎn)程用戶終端)之間的數(shù)據(jù)傳送。例如，天線陣列發(fā)送下行鏈路信號(hào)到遠(yuǎn)程用戶終端，同時(shí)也從遠(yuǎn)程用戶終端接收上行鏈路信號(hào)。處理器38將確定來(lái)自(期望)遠(yuǎn)程用戶終端的上行鏈路信號(hào)的空間特征，它也確定一個(gè)或多個(gè)干擾源的空間特征。基于這些特征，系統(tǒng)20將執(zhí)行波束形成以增加期望遠(yuǎn)程用戶終端方向上的增益，同時(shí)將一個(gè)或多個(gè)干擾源方向上的增益相對(duì)最小化(或零陷)。
如圖2所示，空間處理器38還耦合到解調(diào)器及差錯(cuò)控制單元40，解調(diào)器及差錯(cuò)控制單元40從空間處理器38接收“提取出的”或“期望的”信號(hào)或信號(hào)集并且輸出該提取出的信號(hào)到網(wǎng)絡(luò)處理器32。在將該上行鏈路信息以數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的形式輸出到網(wǎng)絡(luò)處理器32之前，該單元40可以執(zhí)行糾錯(cuò)，提供分組開銷和/或執(zhí)行其它處理。
網(wǎng)絡(luò)處理器32可以是構(gòu)成系統(tǒng)20的一部分或者不構(gòu)成系統(tǒng)20的一部分，它在系統(tǒng)20和外部網(wǎng)絡(luò)34之間進(jìn)行信息傳送。例如，遠(yuǎn)程用戶終端可以包括一個(gè)蜂窩電話、兩個(gè)尋呼機(jī)或其它通信設(shè)備，這些設(shè)備的用戶正在與位于遠(yuǎn)程位置的有線電話用戶通信，在這種情況下，網(wǎng)絡(luò)接口處理器32可以執(zhí)行處理以便在遠(yuǎn)程用戶終端和網(wǎng)絡(luò)34之間為信號(hào)選擇路由，這個(gè)例子中的網(wǎng)絡(luò)34可以包括公眾交換電話網(wǎng)(PSTN)、因特網(wǎng)、和/或其它語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)網(wǎng)。同樣地，遠(yuǎn)程用戶終端可以包括計(jì)算設(shè)備(例如便攜式數(shù)字助理設(shè)備、膝上/筆記本電腦、計(jì)算式蜂窩電話手機(jī)等)和Web瀏覽器，在這種情況下，網(wǎng)絡(luò)34可以代表因特網(wǎng)，而網(wǎng)絡(luò)接口處理器可以在遠(yuǎn)程用戶終端(通過系統(tǒng)20)與一個(gè)或多個(gè)服務(wù)器或其它耦合到因特網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)之間進(jìn)行通信。同樣地，語(yǔ)音和/或數(shù)據(jù)(例如視頻、音頻、圖片、文本等等)可以在系統(tǒng)20(和與之通信的一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端)和外部網(wǎng)34之間進(jìn)行傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，系統(tǒng)20提供了基于(期望)遠(yuǎn)程用戶終端的接收質(zhì)量判決的自適應(yīng)選擇性零陷機(jī)制。期望遠(yuǎn)程用戶終端的接收質(zhì)量判決可以基于遠(yuǎn)程用戶終端對(duì)從系統(tǒng)20發(fā)送到遠(yuǎn)程用戶終端的下行鏈路信號(hào)進(jìn)行的直接測(cè)定，或者基于系統(tǒng)20對(duì)從遠(yuǎn)程用戶終端發(fā)送到系統(tǒng)20的上行鏈路信號(hào)進(jìn)行的其它間接的測(cè)定。例如，遠(yuǎn)程用戶終端可以測(cè)定系統(tǒng)20發(fā)送的下行鏈路信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度，并且作為遠(yuǎn)程用戶終端發(fā)送給系統(tǒng)20的上行鏈路信號(hào)所包含的信息將測(cè)定的信號(hào)接收質(zhì)量指示給系統(tǒng)20。應(yīng)該清楚的是，本發(fā)明的替換實(shí)施例可以使用接收到的信號(hào)強(qiáng)度(RSSI)和/或信號(hào)質(zhì)量或強(qiáng)度的一個(gè)或多個(gè)測(cè)定(例如基于信噪比、誤碼率或其它接收信號(hào)質(zhì)量指示)。
另一方面，系統(tǒng)20可以包括測(cè)定電路來(lái)測(cè)定遠(yuǎn)程用戶終端發(fā)送的上行鏈路信號(hào)的接收強(qiáng)度或其它質(zhì)量，并且將系統(tǒng)20接收到的上行鏈路信號(hào)的測(cè)定用作遠(yuǎn)程用戶終端的(下行鏈路)信號(hào)接收質(zhì)量的間接估計(jì)。換句話說(shuō)，系統(tǒng)20和與系統(tǒng)20進(jìn)行通信的遠(yuǎn)程用戶終端中的任何一個(gè)或者兩者都可以測(cè)定或判決遠(yuǎn)程用戶終端的接收質(zhì)量。此外，這樣的接收質(zhì)量可以由遠(yuǎn)程用戶終端和/或系統(tǒng)20基于不同信號(hào)質(zhì)量指示的一個(gè)或其組合來(lái)判決，不同的信號(hào)質(zhì)量指示包括但不限于信噪比(SNR)、每比特能量比噪聲加干擾的頻率密度(Eb/NO)、接收信號(hào)強(qiáng)度指示(RSSI)、信號(hào)與干擾加噪聲之比(SINR)、誤碼率(BER)等等。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，基于遠(yuǎn)程用戶終端的信號(hào)接收質(zhì)量指示，系統(tǒng)20將選擇一個(gè)運(yùn)行模式以便在期望遠(yuǎn)程用戶終端方向上提供足夠的發(fā)射和/或接收增益，同時(shí)它也試圖在一個(gè)或多個(gè)干擾源方向上提供相對(duì)最優(yōu)的干擾緩解(或零陷)。在一個(gè)實(shí)施例中，如果(期望)遠(yuǎn)程用戶終端的信號(hào)接收質(zhì)量例如與門限值相比時(shí)相對(duì)較小，系統(tǒng)20將運(yùn)行于第一模式中，其中系統(tǒng)20將產(chǎn)生相對(duì)較小數(shù)量的零陷以便定向到一個(gè)或多個(gè)干擾源，這些干擾源包括與系統(tǒng)20或者其它一些基站通信的一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端。另一方面，如果遠(yuǎn)程用戶終端的信號(hào)接收質(zhì)量與門限相比相對(duì)較高的話，那么系統(tǒng)20就運(yùn)行于第二模式，這里的零陷量相對(duì)于第一模式是較大的。在一個(gè)實(shí)施例中，不僅零陷量可以在這個(gè)第二模式中增加，而且與期望遠(yuǎn)程用戶終端有關(guān)的系統(tǒng)20的整體發(fā)射功率可以減小，從而進(jìn)一步減小對(duì)其它遠(yuǎn)程用戶終端或其它源產(chǎn)生的干擾。根據(jù)其中可以采用本發(fā)明的特定系統(tǒng)限制，例如在支持?jǐn)?shù)據(jù)通信的系統(tǒng)中的最大允許BER，相應(yīng)地選擇用于確定第一和第二模式的門限，該門限還可用于確定定向到期望遠(yuǎn)程用戶終端的發(fā)射功率和/或定向到一個(gè)或多個(gè)干擾源的零陷數(shù)量。
例如，在系統(tǒng)20支持空間信道的一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端可以在相同的載波頻率信道和/或時(shí)隙上與系統(tǒng)20通信，在第一和第二模式之間選擇可以顯著地減少兩個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端的共同信道干擾，同時(shí)也保證了期望遠(yuǎn)程用戶終端接收有足夠功率的下行鏈路信號(hào)。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每當(dāng)信號(hào)在系統(tǒng)20之間或在特定的時(shí)間間隔傳送時(shí)，系統(tǒng)20可以適應(yīng)于改變(期望)遠(yuǎn)程用戶終端上的接收質(zhì)量。例如，遠(yuǎn)程用戶終端的信號(hào)接收質(zhì)量可以在每次信號(hào)傳送時(shí)確定，并且系統(tǒng)20可以基于上面所述運(yùn)行于兩個(gè)模式中的一個(gè)模式。另一方面，在某些規(guī)則的時(shí)間間隔內(nèi)(例如在給定數(shù)目的上行鏈路和/或下行鏈路傳送后)，信號(hào)接收質(zhì)量可以被判決并且正確的模式被選擇。
圖3是選擇性執(zhí)行干擾緩解的方法的流程圖，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，該方法基于遠(yuǎn)程用戶終端和另一個(gè)通信設(shè)備(例如基站)之間的通信質(zhì)量的判決。
在塊50，一個(gè)或多個(gè)信號(hào)在遠(yuǎn)程用戶終端和通信設(shè)備之間傳送，在本實(shí)施例中，該通信設(shè)備是使用天線陣列的基站。
在塊52，基于已傳輸?shù)男盘?hào)，基站判決遠(yuǎn)程用戶終端和通信設(shè)備之間的通信質(zhì)量。特別地，基站直接或者間接地判決遠(yuǎn)程用戶終端的相對(duì)接收質(zhì)量。例如，在CDMA系統(tǒng)中，基站之間的切換通常是由遠(yuǎn)程用戶終端輔助完成的。遠(yuǎn)程用戶終端可以測(cè)定其從一個(gè)或多個(gè)基站接收到的信號(hào)的信號(hào)質(zhì)量，并且向它當(dāng)前正在與之通信的基站報(bào)告這些測(cè)定。
另一方面，遠(yuǎn)程用戶終端可以通過測(cè)定來(lái)自基站的至少一個(gè)下行鏈路信號(hào)直接判決通信的質(zhì)量。例如，在本發(fā)明的一個(gè)使用IS-95 CDMA空中接口標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施例中，被稱為導(dǎo)頻測(cè)定請(qǐng)求命令消息(PMROM)的協(xié)議被提供用于報(bào)告遠(yuǎn)程用戶終端上接收到的信號(hào)強(qiáng)度。當(dāng)基站在導(dǎo)頻信道上發(fā)送PMROM時(shí)，遠(yuǎn)程用戶終端使用導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)定消息(PSMM)進(jìn)行響應(yīng)，PSMM包含在遠(yuǎn)程用戶終端測(cè)定的PRMOR標(biāo)識(shí)的導(dǎo)頻信道的信號(hào)強(qiáng)度測(cè)定。在這個(gè)實(shí)施例中，基站能夠以直接測(cè)量的信號(hào)強(qiáng)度為基礎(chǔ)在兩個(gè)或多個(gè)運(yùn)行模式中選擇一個(gè)模式。
在塊54，基站比較通信質(zhì)量和門限。在替換實(shí)施例中，遠(yuǎn)程用戶終端直接測(cè)定它的信號(hào)接收質(zhì)量，遠(yuǎn)程用戶終端可以比較該質(zhì)量和門限值，并且將比較結(jié)果報(bào)告給基站，例如，作為指示給基站的運(yùn)行于第一模式或第二模式的數(shù)據(jù)。因此，應(yīng)該知道的是，不僅遠(yuǎn)程用戶終端的信號(hào)接收質(zhì)量可以由遠(yuǎn)程用戶終端直接測(cè)定或者由基站間接測(cè)定，而且基于這些質(zhì)量的運(yùn)行模式的指示或甚至選擇都可以由遠(yuǎn)程用戶終端或者基站完成。
在塊56，基于該比較，基站選擇性地執(zhí)行干擾緩解。換句話說(shuō)，基于選擇用戶終端的信號(hào)接收質(zhì)量的指示，基站選擇一種運(yùn)行模式以便在期望遠(yuǎn)程用戶終端方向提供相對(duì)充足的發(fā)射和/或接收增益，同時(shí)還試圖在一個(gè)或多個(gè)干擾源方向提供相對(duì)最優(yōu)的干擾緩解(或零陷)。在一個(gè)實(shí)施例中，如果(期望)遠(yuǎn)程用戶終端的信號(hào)接收質(zhì)量例如和門限值相比較小時(shí)相對(duì)較差，基站將運(yùn)行在第一模式中，基站產(chǎn)生相對(duì)較小數(shù)量的零陷或甚至不產(chǎn)生零陷。另一方面，如果遠(yuǎn)程用戶終端的信號(hào)接收質(zhì)量相對(duì)較高，基站則運(yùn)行于第二模式，此時(shí)零陷量相對(duì)于第一模式較大。在一個(gè)實(shí)施例中，不僅零陷數(shù)量可以在第一模式中增加，而且和期望遠(yuǎn)程用戶終端相關(guān)的基站的總體發(fā)射功率可以減小，從而進(jìn)一步減小對(duì)其它遠(yuǎn)程用戶終端或其它源的干擾。
因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)基站在與遠(yuǎn)程用戶終端或者其它期望源通信時(shí)，它從多個(gè)發(fā)送下行鏈路信號(hào)到遠(yuǎn)程用戶終端的下行鏈路發(fā)送模式中選擇性地確定一個(gè)下行鏈路發(fā)送模式。
在第一模式中，基站可以使下行鏈路發(fā)射最優(yōu)化，從而最大的或接近最大的功率被定向到期望源，而一個(gè)或多個(gè)干擾源方向上零陷量相對(duì)削弱。但是，這個(gè)第一模式可以導(dǎo)致增加對(duì)其它遠(yuǎn)程用戶終端的干擾。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端可以共享時(shí)間和頻率信道，但是被基站基于空間信道加以區(qū)分，這個(gè)第一運(yùn)行模式可能產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)這樣的遠(yuǎn)程用戶終端的共同信道干擾。因此，第一運(yùn)行模式可以給期望遠(yuǎn)程用戶終端提供最強(qiáng)的信號(hào)，同時(shí)使發(fā)送基站范圍內(nèi)的其它遠(yuǎn)程用戶終端遭受相對(duì)較高電平的共同信道(或甚至相鄰信道)干擾。
在第二運(yùn)行模式中，基站可以執(zhí)行波束形成，從而相對(duì)較低的增益被定向到期望的遠(yuǎn)程用戶終端，并且相對(duì)于第一模式而言，零陷量增加了。雖然基站以較低的功率發(fā)送到遠(yuǎn)程用戶終端，但根據(jù)用于在這兩種模式之間進(jìn)行選擇的門限，這樣的功率一般是足夠的。此外，在這個(gè)第二運(yùn)行模式中，其它遠(yuǎn)程用戶終端受到的干擾相對(duì)于在第一運(yùn)行模式中受到的要小，在第一運(yùn)行模式中，最大總體功率在期望遠(yuǎn)程用戶終端方向上產(chǎn)生，然而相對(duì)較小的零陷數(shù)量完成。
在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，基站可以產(chǎn)生定向到一個(gè)或多個(gè)與第二基站通信的遠(yuǎn)程用戶終端的零點(diǎn)。因此，第一基站可以減小與其它基站或其它通信設(shè)備通信的“漂泊”遠(yuǎn)程用戶終端受到的干擾影響。該基站通過偵聽漂泊遠(yuǎn)程用戶終端的傳輸來(lái)確定它們的方向。
應(yīng)該知道的是，上面描述的模式以外的幾種模式都可用于本發(fā)明的不同實(shí)施例中。例如，每種模式可以提供不同程度的被基站或使用天線陣列的其它通信設(shè)備定向到一個(gè)或多個(gè)干擾源的零陷和/或被基站定向到期望遠(yuǎn)程用戶終端的總功率傳送。這不同程度的零陷和/或到期望遠(yuǎn)程用戶終端的傳輸功率通常取決于遠(yuǎn)程用戶終端經(jīng)歷的通信質(zhì)量(例如信號(hào)強(qiáng)度)，該通信質(zhì)量由遠(yuǎn)程用戶終端直接測(cè)定或者由基站間接測(cè)定。在這個(gè)實(shí)施例中，通信質(zhì)量越好，基站產(chǎn)生的干擾緩解區(qū)域的數(shù)量或數(shù)目越大。因此，許多模式可以被提供，每一種模式代表不同的零陷數(shù)量和/或功率傳送，并且每一種模式都依賴于至少一個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端的不同的接收質(zhì)量門限。
應(yīng)該知道的是，圖中描繪的以及上面描述的每一種元件都可以以硬件、軟件或者軟硬結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，處理器(例如數(shù)字信號(hào)處理器、通用微處理器、FPGA、ASIC以及上面幾個(gè)的組合等)配置用來(lái)執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)程序從而導(dǎo)致與多個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端相關(guān)的上行鏈路信號(hào)之間產(chǎn)生偏移并且還基于這些偏移辨別感興趣的遠(yuǎn)程用戶。此外或代替上面，抽頭延時(shí)線等延時(shí)電路可以用于相對(duì)于其它信號(hào)延遲下行鏈路信號(hào)，從而在上行鏈路信號(hào)間產(chǎn)生相對(duì)偏移。應(yīng)該知道的是，在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明可以在軟件中排它性地使用，它包括一個(gè)軟件模塊用于在上行鏈路信號(hào)傳輸之間產(chǎn)生偏移，還包括另一個(gè)軟件模塊基于上行鏈路信號(hào)之間引起的偏移分辨出上行鏈路信號(hào)。這樣的軟件模塊可以存儲(chǔ)在可被執(zhí)行電路存取的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)上，執(zhí)行電路包括一個(gè)或多個(gè)通用或數(shù)字信號(hào)處理器或其它數(shù)據(jù)處理設(shè)備等。因此，應(yīng)該知道的是，本發(fā)明的方法以及圖中和本文描述的元件可以以硬件(例如電路)、軟件或軟硬結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)。
雖然本發(fā)明是參考幾個(gè)實(shí)施例描述的，但是應(yīng)該知道的是，不偏離本發(fā)明的精神和范圍作不同的變更和修改是可能的，本發(fā)明的精神和范圍通過下面的權(quán)利要求是最容易理解的。
權(quán)利要求
1.無(wú)線通信系統(tǒng)中的一種方法，包括獲取與一個(gè)使用天線陣列的通信設(shè)備通信的第一遠(yuǎn)程用戶終端的信號(hào)接收質(zhì)量的指示；給所述通信設(shè)備提供第一運(yùn)行模式，所述第一運(yùn)行模式產(chǎn)生與至少一個(gè)干擾源相關(guān)的第一零陷量；給所述通信設(shè)備提供第二運(yùn)行模式，所述第二運(yùn)行模式的特征在于提供和至少一個(gè)干擾源相關(guān)的第二零陷量，其特征在于，所述第二零陷量比所述的第一零陷量相對(duì)較大；和基于所述指示，所述通信運(yùn)行于所述第一和所述第二模式中的一個(gè)模式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述零陷量由所述通信設(shè)備產(chǎn)生的零點(diǎn)數(shù)量定義，從而所述第二運(yùn)行模式中產(chǎn)生的零點(diǎn)數(shù)量比所述第一運(yùn)行模式中產(chǎn)生的零點(diǎn)數(shù)量大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，零陷量由所述通信設(shè)備產(chǎn)生的至少一個(gè)零點(diǎn)的強(qiáng)度定義，從而所述第二運(yùn)行模式產(chǎn)生的至少一個(gè)零點(diǎn)的強(qiáng)度比所述第一運(yùn)行模式產(chǎn)生的所述至少一個(gè)零點(diǎn)的強(qiáng)度大。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述零陷量由所述第一和第二運(yùn)行模式產(chǎn)生的零點(diǎn)的數(shù)量以及所述第一和第二運(yùn)行模式產(chǎn)生的至少一個(gè)零點(diǎn)的強(qiáng)度兩者共同定義。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述指示由所述通信設(shè)備發(fā)送到所述第一遠(yuǎn)程用戶終端的下行鏈路信號(hào)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度定義，所述相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度由所述第一遠(yuǎn)程用戶終端測(cè)定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述指示由所述第一遠(yuǎn)程用戶終端發(fā)射到所述通信設(shè)備的上行鏈路信號(hào)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度定義，所述相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度由所述通信設(shè)備測(cè)定。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，還包括所述第一遠(yuǎn)程用戶終端作為包含在上行鏈路信號(hào)中的信息給所述通信設(shè)備提供所述指示。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述第一干擾源包括與所述通信設(shè)備通信的第二遠(yuǎn)程用戶終端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述第一干擾源包括第二遠(yuǎn)程用戶終端，所述通信設(shè)備包括耦合到通信網(wǎng)絡(luò)的第一基站，所述第二遠(yuǎn)程用戶終端與耦合到所述網(wǎng)絡(luò)的第二基站通信。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括在預(yù)定時(shí)間間隔確定所述指示。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括所述通信設(shè)備在所述通信從所述第一遠(yuǎn)程用戶終端接收到上行鏈路信號(hào)后確定所述指示。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括所述第一遠(yuǎn)程用戶終端從所述通信設(shè)備接收多個(gè)下行鏈路信號(hào)；和所述第一遠(yuǎn)程用戶終端發(fā)送所述多個(gè)下行鏈路信號(hào)中的每一個(gè)信號(hào)的所述指示到所述通信設(shè)備。
13.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，還包括所述第一和第二遠(yuǎn)程用戶終端同時(shí)共享包括一個(gè)載波頻率的通信信道。
14.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括所述第一和第二遠(yuǎn)程用戶終端同時(shí)共享包括一個(gè)載波頻率的通信信道。
15.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，還包括所述第一和第二遠(yuǎn)程用戶終端同時(shí)使用通信的相鄰信道。
16.一種通信設(shè)備，包括一個(gè)天線陣列，用于在它和與該通信設(shè)備通信的第一遠(yuǎn)程用戶終端之間傳送上行鏈路信號(hào)和下行鏈路信號(hào)，并且零陷至少一個(gè)干擾源；一個(gè)處理器，它耦合到天線陣列，用于處理在第一個(gè)遠(yuǎn)程用戶終端與通信設(shè)備之間傳送的上行鏈路和下行鏈路信號(hào)；和一個(gè)選擇器，它耦合到處理器，用于在所述第一遠(yuǎn)程用戶終端的接收質(zhì)量低于門限時(shí)為所述通信設(shè)備選擇第一運(yùn)行模式，還用于在所述第一遠(yuǎn)程用戶終端的接收質(zhì)量高于門限時(shí)為所述通信設(shè)備選擇第二運(yùn)行模式，第二運(yùn)行模式的特征在于在干擾源方向提供相對(duì)于第一運(yùn)行模式中定向到干擾源的零陷數(shù)量而言增加的零陷數(shù)量。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的通信設(shè)備，還包括信號(hào)質(zhì)量測(cè)定單元，確定第一遠(yuǎn)程用戶終端的接收質(zhì)量作為利用天線陣列從第一遠(yuǎn)程用戶終端接收到的上行鏈路信號(hào)的測(cè)量強(qiáng)度的函數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的通信設(shè)備，其特征在于，第一遠(yuǎn)程用戶終端包括用于確定第一遠(yuǎn)程用戶終端從通信設(shè)備接收到的下行鏈路信號(hào)的接收質(zhì)量的信號(hào)質(zhì)量測(cè)定單元。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的通信設(shè)備，其特征在于，零陷量由通信設(shè)備在第一和第二運(yùn)行模式中產(chǎn)生的零點(diǎn)的數(shù)目定義，這樣，通信設(shè)備在第二運(yùn)行模式中產(chǎn)生的零點(diǎn)數(shù)目超過了通信設(shè)備在第一運(yùn)行模式中產(chǎn)生的零點(diǎn)數(shù)目。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的通信設(shè)備，其特征在于，零陷數(shù)量由通信設(shè)備在第一和第二運(yùn)行模式產(chǎn)生的至少一個(gè)零點(diǎn)的強(qiáng)度定義，這樣通信設(shè)備產(chǎn)生的至少一個(gè)零點(diǎn)的強(qiáng)度將大大超過通信設(shè)備在第一運(yùn)行模式產(chǎn)生的至少一個(gè)零點(diǎn)的強(qiáng)度。
21.根據(jù)權(quán)利要求16的通信設(shè)備，其特征在于，干擾源包括占用導(dǎo)致干擾第一遠(yuǎn)程用戶終端和第二遠(yuǎn)程終端之間通信的信道的第二遠(yuǎn)程用戶終端。
22.一種其上存儲(chǔ)有機(jī)器可執(zhí)行指令的機(jī)器可讀介質(zhì)，當(dāng)這些指令被機(jī)器處理時(shí)將導(dǎo)致機(jī)器執(zhí)行包括以下步驟的方法為與使用天線陣列的通信設(shè)備通信的第一遠(yuǎn)程用戶終端判決信號(hào)接收質(zhì)量的指示；為所述通信設(shè)備提供第一運(yùn)行模式，所述第一運(yùn)行模式產(chǎn)生與至少一個(gè)干擾源相關(guān)的第一零陷量；為所述通信設(shè)備提供第二運(yùn)行模式，所述第二運(yùn)行模式的特征在于提供與所述至少一個(gè)干擾源相關(guān)的第二零陷量，其中所述第二零陷量比所述第一零陷量相對(duì)較大；和基于所述相關(guān)信號(hào)接收質(zhì)量指示，所述通信設(shè)備在所述第一運(yùn)行模式和所述第二運(yùn)行模式中選擇一個(gè)模式。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述零陷量由所述通信設(shè)備產(chǎn)生的零點(diǎn)的數(shù)量來(lái)定義，這樣在所述第二運(yùn)行模式中產(chǎn)生的零點(diǎn)數(shù)量比在所述第一運(yùn)行模式中產(chǎn)生的零點(diǎn)數(shù)量大。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述零陷數(shù)量由所述通信設(shè)備產(chǎn)生的至少一個(gè)零點(diǎn)的強(qiáng)度來(lái)定義，這樣在所述第二運(yùn)行模式中產(chǎn)生的至少一個(gè)零點(diǎn)的強(qiáng)度比在所述第一運(yùn)行模式中產(chǎn)生的所述至少一個(gè)零點(diǎn)的強(qiáng)度高。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述零陷量由所述第一和第二運(yùn)行模式中的每一個(gè)模式中產(chǎn)生的零點(diǎn)的數(shù)目以及在所述第一和第二運(yùn)行模式中產(chǎn)生的至少一個(gè)零點(diǎn)的強(qiáng)度兩者共同決定。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述指示由所述通信設(shè)備發(fā)送到所述第一遠(yuǎn)程用戶終端的下行鏈路信號(hào)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度定義，所述相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度由所述第一遠(yuǎn)程用戶終端測(cè)定。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述指示由所述第一遠(yuǎn)程用戶終端發(fā)送到所述通信設(shè)備的上行鏈路信號(hào)的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度定義，所述相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度由所述通信設(shè)備測(cè)定。
28.根據(jù)權(quán)利要求26的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述方法還包括所述第一遠(yuǎn)程用戶終端作為上行鏈路信號(hào)中包含的信息中給所述通信設(shè)備提供所述指示。
29.根據(jù)權(quán)利要求22的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述第一干擾源包括與所述通信設(shè)備通信的第二遠(yuǎn)程用戶終端。
30.根據(jù)權(quán)利要求22的機(jī)器可讀介質(zhì)，其特征在于，所述第一干擾源包括第二遠(yuǎn)程用戶終端，所述通信設(shè)備包括耦合到通信網(wǎng)絡(luò)的第一基站，所述第二遠(yuǎn)程用戶終端與耦合到所述網(wǎng)絡(luò)的第二基站通信。
31.根據(jù)權(quán)利要求22的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述方法還包括在預(yù)定時(shí)間間隔確定所述指示。
32.根據(jù)權(quán)利要求22的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述方法還包括所述通信設(shè)備在所述通信從所述第一遠(yuǎn)程用戶終端接收到上行鏈路信號(hào)后確定所述指示。
33.根據(jù)權(quán)利要求22的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述方法還包括所述第一遠(yuǎn)程用戶終端從所述通信設(shè)備接收多個(gè)下行鏈路信號(hào)；和所述第一遠(yuǎn)程用戶終端發(fā)送所述多個(gè)下行鏈路信號(hào)中的每一個(gè)信號(hào)的所述指示給所述通信設(shè)備。
34.根據(jù)權(quán)利要求29的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述方法還包括所述第一和第二遠(yuǎn)程用戶終端同時(shí)共享包括一個(gè)載波頻率的通信信道。
35.根據(jù)權(quán)利要求30的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述方法還包括所述第一和第二遠(yuǎn)程用戶終端同時(shí)共享包括一個(gè)載波頻率的通信信道。
36.根據(jù)權(quán)利要求29的機(jī)器可讀介質(zhì)，所述方法還包括所述第一和第二遠(yuǎn)程用戶終端同時(shí)使用相鄰的通信信道。
全文摘要
一種用于在自適應(yīng)陣列系統(tǒng)中提供選擇性干擾緩解(或零陷)的方法和系統(tǒng)。一種通常使用自適應(yīng)陣列的通信設(shè)備為與該通信設(shè)備通信的第一遠(yuǎn)程用戶終端確定信號(hào)接收質(zhì)量的指示。該通信設(shè)備提供了第一運(yùn)行模式，在第一運(yùn)行模式下，與至少一個(gè)干擾源相關(guān)的第一零陷量由通信設(shè)備產(chǎn)生。此外，該通信設(shè)備提供了第二運(yùn)行模式，第二運(yùn)行模式的特征在于產(chǎn)生了與至少一個(gè)干擾源相關(guān)的第二零陷量，其中第二零陷量比第一零陷量大。基于相關(guān)信號(hào)接收質(zhì)量指示，該通信設(shè)備在第一和第二運(yùn)行模式之中選擇一個(gè)模式。
文檔編號(hào)H04J15/00GK1478363SQ01819769
公開日2004年2月25日 申請(qǐng)日期2001年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月29日
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