專利名稱：無線通信中利用極化再用的方法和系統(tǒng)的制作方法
背景領(lǐng)域本發(fā)明一般涉及無線通信系統(tǒng)的領(lǐng)域，尤其涉及在無線通信系統(tǒng)中使用天線極化的技術(shù)。
背景在無線通信系統(tǒng)中幾個用戶共享一條公共通信信道。為了避免幾個用戶同時在通信信道上發(fā)射信息所產(chǎn)生的干擾，需要某些形式的可用信道的分配?？梢杂肅DMA等各種形式的多址協(xié)議達到用戶對通信信道接入的分配。在CDMA系統(tǒng)中，也稱為“擴頻”系統(tǒng)，通過對信號編碼而把每個信號與其它用戶的信號分開。每個用戶唯一地將其信息信號編碼成傳輸信號。所指向的接收機知道用戶的編碼序列，它可以對傳輸信號解碼以接收信息。
用于增加信號干擾比的技術(shù)類似于FDMA(“頻分多址”)無線通信系統(tǒng)中所使用的技術(shù)，它是在不同小區(qū)、甚至一個小區(qū)內(nèi)的不同扇區(qū)內(nèi)使用不同頻率，以便提高信號干擾比。例如，小區(qū)可被分成三個扇區(qū)，每個都分配到不同的頻率。同樣的頻率可以類似地分配給系統(tǒng)內(nèi)的其它小區(qū)，這稱為頻率再用。在分配到不同頻率的相鄰扇區(qū)處減少了其信號間的干擾，并且增加了兩個相鄰扇區(qū)內(nèi)用戶的信號干擾比。因此，通過頻率再用增加了扇區(qū)的容量，但不利之處是頻率再用要求使用更多頻率。
期望進一步增加無線通信系統(tǒng)內(nèi)的信號干擾比，用于加強并補充用不同頻率增加接收機終端處信號干擾比的現(xiàn)有方法。還期望實現(xiàn)接收機終端處增加了的信號干擾比而不消耗大量系統(tǒng)帶寬。
概述為了進一步增加接收機終端處的信號干擾比，這里公開的實施例通過用無線電信號的極化作為附加資源以加強和補充現(xiàn)有信道分配技術(shù)而解決上述需求。作為用于增加信號干擾比的方法的無線電信號的極化要求最小地耗費附加系統(tǒng)資源，譬如分配更多頻率。
在本發(fā)明的一方面，無線接入終端接收第一極化的第一組導(dǎo)頻信號，第一極化可能是如垂直極化。導(dǎo)頻信號包含可以用來標(biāo)識正在發(fā)射導(dǎo)頻信號的扇區(qū)和/或收發(fā)機基站的數(shù)據(jù)序列。隨后，排列第一組導(dǎo)頻信號。此后，接收第二極化的第二組導(dǎo)頻信號，第二極化可以是如水平極化，并且排列第二組導(dǎo)頻信號。
接著，根據(jù)信號質(zhì)量測量從已接收并排列的第一和第二組導(dǎo)頻信號中選擇一導(dǎo)頻信號。信號質(zhì)量測量可以是如信號干擾比。在選擇了提供最高信號質(zhì)量測量的導(dǎo)頻信號之后，無線終端與該扇區(qū)或基站進行通信。
另一方面，系統(tǒng)可以由用于接收正交極化的導(dǎo)頻信號的天線構(gòu)成。系統(tǒng)還包括接收機，用于解調(diào)導(dǎo)頻信號；以及CPU，用于排列導(dǎo)頻信號并且根據(jù)信號質(zhì)量測量選擇導(dǎo)頻信號。信號質(zhì)量測量可以是如信號干擾比。
附圖簡述

圖1示出按照本發(fā)明一實施例的示例性無線調(diào)制解調(diào)器和示例性無線通信系統(tǒng)的框圖。
圖2示出用于說明本發(fā)明示例實現(xiàn)的無線通信系統(tǒng)中兩個小區(qū)陣列的說明性表示。
圖3是按照本發(fā)明一實施例選擇最高的信號干擾比的過程流程圖。
詳細(xì)描述本發(fā)明針對無線通信中利用極化再用的方法和系統(tǒng)。盡管關(guān)于特定實施例描述了本發(fā)明，然而由這里所附權(quán)利要求所定義的發(fā)明原理顯然可以超過這里特別所述的說明書實施例而應(yīng)用。此外，為了不使本發(fā)明創(chuàng)造性方面模糊而省略了某些細(xì)節(jié)。本申請中未描述的特定細(xì)節(jié)是在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的知識范圍內(nèi)的。
本申請的附圖及其相應(yīng)的詳細(xì)描述僅針對本發(fā)明的示例實施例。為了保持簡潔，使用本發(fā)明原理的本發(fā)明其它實施例未在本申請中描述并且未由附圖特別說明。這里專門使用單詞“示例性”意指“充當(dāng)示例、實例或說明”。這里所述為“示例性”的任何實施例都不比被解釋為比其它實施例更優(yōu)選或更有利。
圖1說明了按照一實施例的示例性無線通信系統(tǒng)。圖1所示的示例性無線通信系統(tǒng)100可包括，如，部分碼分多址(“CDMA”)通信系統(tǒng)?；蛘?，系統(tǒng)100可以是頻分多址(“FDMA”)系統(tǒng)、時分多址(“TDMA”)系統(tǒng)、寬帶碼分多址(“WDMA”)、高數(shù)據(jù)速率(“HDR”)系統(tǒng)、或采用CDMA、TDMA和/或FDMA技術(shù)組合的一般任何無線通信系統(tǒng)。
通過特別示例，關(guān)于CDMA通信系統(tǒng)而討論本發(fā)明。然而，可以理解本發(fā)明可用于上述其它通信系統(tǒng)中。CDMA通信系統(tǒng)的一般原理，尤其是用于產(chǎn)生在通信系統(tǒng)上傳輸?shù)臄U頻信號的一般原理在美國專利號4901307中已作描述，該專利題為“Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite orTerrestrial Repeaters”并且被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。該專利(即，美國專利4901307)中所公開的內(nèi)容通過引用被完全結(jié)合在本申請中。此外，美國專利5103459題為“System and Method for Generating Signal Waveforms in a CDMACellular Telephone System”并且被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，其中公開了與PN擴展、Walsh覆蓋以及用于產(chǎn)生CDMA擴頻通信信號的技術(shù)有關(guān)的原理。該專利(即美國專利5103459)中所公開的內(nèi)容通過引用被完全結(jié)合在本申請中。而且，本發(fā)明使用了數(shù)據(jù)的時分復(fù)用以及與“高數(shù)據(jù)速率”通信系統(tǒng)有關(guān)的各種原理，本發(fā)明可以用于“高數(shù)據(jù)速率”通信系統(tǒng)中，譬如美國專利申請序列號08/963386中所公開的系統(tǒng)，該申請題為“Method and Apparatus for High Rate Packet DataTransmission”，于1997年11月3日提交，被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。該專利申請中所公開的內(nèi)容也通過引用完全被結(jié)合在本申請中。
繼續(xù)看圖1，示例性無線通信系統(tǒng)100可以是CDMA通信系統(tǒng)，它包括無線通信系統(tǒng)中一般可見的組件，包括像無線調(diào)制解調(diào)器110這樣的無線接入終端、收發(fā)機基站(“BTS”)134、基站控制器(“BSC”)136、移動交換中心(“MSC”)138、公共交換電話網(wǎng)(“PSTN”)140、以及因特網(wǎng)服務(wù)提供商(“ISP”)142。在無線通信系統(tǒng)100中，BTS134充當(dāng)無線接入終端(如，無線調(diào)制解調(diào)器110)和系統(tǒng)剩余部分間的無線電鏈路，BTS在本申請中也稱為“基站”。
如圖1所述，BTS134包括垂直極化的BTS天線130，它用于發(fā)射并接收垂直極化的無線電信號，還包括水平極化的BTS天線132，它用于發(fā)射并接收水平極化的無線電信號。通過背景技術(shù)可知，像垂直極化的BTS天線130這樣的垂直極化天線具有與地球表面垂直的電場，而像水平極化的BTS天線132這樣的水平極化天線具有與地球表面平行的電場。在一不同的實施例中，BTS134可包括右旋圓極化天線和左旋圓極化天線，用于發(fā)射并接收圓極化的無線電信號。通過背景，在圓極化天線內(nèi)，極化平面呈圓形轉(zhuǎn)動，在無線電波一周期內(nèi)作出一次完整旋轉(zhuǎn)。如果旋轉(zhuǎn)順傳播方向看是順時針，則被稱為右旋圓形。如果轉(zhuǎn)動是逆時針的，則稱為左旋圓形?；剡^頭參考圖1，BTS134、BSC136、MSC138、PSTN140和ISP142之間的連接可以是有線的、無線的、或兩者皆是。
圖1中的無線調(diào)制解調(diào)器110包括中央處理單元(“CPU”)112、只讀存儲器模塊(“ROM”)114、閃存模塊116、隨機存取存儲器模塊(“RAM”)118、以及發(fā)射機和接收機120，其它組件未在圖1中示出。如圖1所示，總線122耦合CPU112、ROM114、閃存模塊116、RAM118、以及發(fā)射機和接收機120。按照一實施例，無線調(diào)制解調(diào)器110包括垂直極化的調(diào)制解調(diào)器天線124和水平極化的調(diào)制解調(diào)器天線126。垂直極化的調(diào)制解調(diào)器天線124用于接收并發(fā)射垂直極化的無線電信號，而水平極化的調(diào)制解調(diào)器天線126用于接收并發(fā)射水平極化的無線電信號。在一不同的實施例中，無線調(diào)制解調(diào)器110可包括右旋極化天線和左旋極化天線，用于發(fā)射并接收圓極化的無線電信號。注意到無線調(diào)制解調(diào)器110在本申請中還稱為“極化接收系統(tǒng)”。
按照本實施例，通過極化無線電信號的發(fā)射和接收而實現(xiàn)無線調(diào)制解調(diào)器110和BTS134之間的通信。例如，BTS134可以通過用垂直極化的BTS天線130發(fā)射由垂直極化的調(diào)制解調(diào)器天線124所接收的垂直極化的無線電信號而與無線調(diào)制解調(diào)器110進行通信。類似地，無線調(diào)制解調(diào)器110和BTS134間的通信會包括水平極化BTS天線132發(fā)射由水平極化的調(diào)制解調(diào)器天線126接收的水平極化無線電信號。
繼續(xù)看圖1，PSTN140是指常規(guī)的有線電話網(wǎng)絡(luò)，而ISP142是指提供向因特網(wǎng)的訪問的服務(wù)。由ISP142和PSTN140提供的數(shù)據(jù)和話音信息可以經(jīng)NSC138、BSC136和BTS134路由而被傳送到無線調(diào)制解調(diào)器110。MSC138一般充當(dāng)無線網(wǎng)絡(luò)以及PSTN140和ISP142間的交換，BSC136尤其是用于管理BTS134的信號傳輸功率。例如，為使BTS134以本領(lǐng)域已知方式把數(shù)據(jù)作為垂直極化BTS天線130和水平極化BTS天線132上的射頻信號發(fā)射到無線調(diào)制解調(diào)器110，因特網(wǎng)數(shù)據(jù)可以通過從ISP142路由至MSC138、BSC136和BTS134而被傳送至無線調(diào)制解調(diào)器110。
BTS134可以發(fā)射射頻信號，作為由垂直極化BTS天線130所發(fā)射的垂直極化無線電信號，它們一般由垂直極化的調(diào)制解調(diào)器天線124所接收。射頻信號由發(fā)射機和接收機120解調(diào)，在無線調(diào)制解調(diào)器110處提取信息。從而完成了ISP142和無線調(diào)制解調(diào)器110之間的通信。這樣，圖1示出示例性無線通信系統(tǒng)的框圖，其中用極化無線電信號完成收發(fā)機基站和無線調(diào)制解調(diào)器間的通信。
圖2說明了按照一實施例、無線通信系統(tǒng)中的兩個小區(qū)陣列。圖2所示的小區(qū)陣列包括無線通信系統(tǒng)中的一地理區(qū)域，無線通信系統(tǒng)可以是如CDMA通信系統(tǒng)。小區(qū)陣列200包括小區(qū)210和小區(qū)240，它們由實線定義并且在圖2中表示為六邊形。在本實施例中，小區(qū)210被分成六個扇區(qū)，它們是扇區(qū)214、扇區(qū)216、扇區(qū)218、扇區(qū)220、扇區(qū)222和扇區(qū)224。扇區(qū)214、216、218、220、222和224由圖2中的虛線所定義。類似地，小區(qū)240包括六個扇區(qū)，它們是扇區(qū)244、246、248、250、252和254并且也由虛線所定義。注意到在題為“Smart Antennas forBroadband Wireless Access Networks”的論文中(作者為Khurram Sheikh、DavidGesbert、Dhananjay Gore和Arogyaswami Paulraj，在1999年11月的IEEE通信雜志的第100到105頁上發(fā)表)討論了在小區(qū)的相鄰扇區(qū)中的垂直極化和水平極化的信號。然而，該論文未公開或提出接入終端怎樣利用相鄰扇區(qū)中的這些不同極化的信號。
再次參考圖2，小區(qū)陣列200的小區(qū)210包括位于小區(qū)210中心的收發(fā)機基站(“BTS”)230。按照本實施例，BTS230裝有垂直極化的BTS天線232和水平極化的BTS天線234。垂直極化的BTS天線232用于發(fā)射并接收垂直極化的無線電信號，而水平極化的BTS天線234用于發(fā)射并接收水平極化的無線電信號。通過使用垂直極化的BTS天線232和水平極化的BTS天線234，BTS230可以用極化的無線電信號與小區(qū)陣列200中的無線接入終端進行通信。無線接入終端未在圖2中示出，但可以是像圖1所示的無線調(diào)制解調(diào)器110這樣的無線調(diào)制解調(diào)器。
按照一實施例，BTS230是扇區(qū)化的收發(fā)機基站。BTS230在為特定扇區(qū)指明的極化上在小區(qū)210的每個扇區(qū)內(nèi)連續(xù)廣播一導(dǎo)頻信號。BTS230用垂直極化的BTS天線232把垂直極化的導(dǎo)頻信號發(fā)射到扇區(qū)216、220和224，并且用水平極化的BTS天線234把水平極化的導(dǎo)頻信號發(fā)射到扇區(qū)214、218和222。作為背景，來自BTS230的數(shù)據(jù)在幀內(nèi)被發(fā)射，其中每個數(shù)據(jù)幀包含初始導(dǎo)頻序列和隨后的消息數(shù)據(jù)序列。例如，初始導(dǎo)頻序列可能占據(jù)整個數(shù)據(jù)幀的約5％。導(dǎo)頻序列一般是接收無線接入終端可辨認(rèn)的已知數(shù)據(jù)序列。接收無線接入終端可以用包含在導(dǎo)頻信號內(nèi)的數(shù)據(jù)序列來標(biāo)識正在發(fā)射特定導(dǎo)頻信號的特定扇區(qū)和收發(fā)機基站。像圖1中無線調(diào)制解調(diào)器110這樣的無線接入終端裝有垂直和水平極化的天線，它能夠接收由BTS230發(fā)射的垂直極化和水平極化導(dǎo)頻信號。
繼續(xù)看圖2，小區(qū)240類似于小區(qū)210而組織。收發(fā)機基站260(“BTS260”)位于小區(qū)210的中心，并且包括垂直極化的BTS天線262和水平極化的BTS天線264，它們分別用于發(fā)射和接收垂直和水平極化的無線電信號。BTS260是扇區(qū)化的收發(fā)機基站，它在為扇區(qū)指定的極化上把導(dǎo)頻信號連續(xù)廣播至小區(qū)240的每個扇區(qū)240。BTS260用垂直極化的BTS天線262把垂直極化的導(dǎo)頻信號發(fā)射到扇區(qū)244、248和252，并且用水平極化的BTS天線264把水平極化的導(dǎo)頻信號發(fā)射到扇區(qū)246、250和254。由BTS260發(fā)射的導(dǎo)頻信號可由小區(qū)陣列200內(nèi)的無線接入終端所接收，無線接入終端裝有垂直和水平極化的天線。無線接入終端可使用如它所接收的導(dǎo)頻信號中所包含的唯一數(shù)據(jù)序列來標(biāo)識正在發(fā)射特定導(dǎo)頻信號的特定扇區(qū)和收發(fā)機基站。
注意到即使已在圖2中示出小區(qū)210和240及它們的扇區(qū)是分開定義的區(qū)域，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解，小區(qū)或扇區(qū)的射頻覆蓋區(qū)域通常與相鄰小區(qū)和/或扇區(qū)重疊。因此，無線接入終端(特別是位于相鄰小區(qū)和/或扇區(qū)間邊界處的無線接入終端)可能從不同的小區(qū)和扇區(qū)接收信號。因此，圖2說明了示例性通信系統(tǒng)中的兩個小區(qū)陣列，其中位于小區(qū)中心的收發(fā)機基站裝有極化天線，用于在每個扇區(qū)內(nèi)發(fā)射極化導(dǎo)頻信號。在一實施例中，為了標(biāo)識正在發(fā)射導(dǎo)頻信號的特定扇區(qū)和收發(fā)機基站，導(dǎo)頻信號由使用包含在導(dǎo)頻信號內(nèi)的唯一數(shù)據(jù)序列的無線接入終端所接收。
參考圖3，流程圖300說明了按照一實施例選擇具有最高信號干擾比的導(dǎo)頻信號的一示例方法。信號干擾比是期望信號與干擾信號功率比的定量。因此，信號干擾比指明了接收數(shù)據(jù)信號的信號質(zhì)量。圖3中流程圖300所述的過程描述了由無線通信系統(tǒng)內(nèi)的無線接入終端所執(zhí)行的過程，無線通信系統(tǒng)可以是如CDMA通信系統(tǒng)。為了說明目的，流程圖300中所示的過程以圖1中無線調(diào)制解調(diào)器110和圖2中示例性小區(qū)陣列200的上下文來描述。這樣，顯然流程圖300中所述的過程可以由除無線調(diào)制解調(diào)器110之外的接入終端并且在除小區(qū)陣列200之外的無線環(huán)境中實現(xiàn)。
流程圖300說明了選擇具有最高信號干擾比的導(dǎo)頻信號的過程，從步驟302開始。過程在步驟304繼續(xù)，其中使用垂直極化天線的無線接入終端接收由位于無線通信系統(tǒng)中的收發(fā)機基站所發(fā)射的垂直極化的導(dǎo)頻信號。例如，無線調(diào)制解調(diào)器110可以使用垂直極化的調(diào)制解調(diào)器天線124來接收由垂直極化的BTS天線232和垂直極化的BTS天線262所發(fā)射的垂直極化導(dǎo)頻信號。
如上所討論的，由于一個扇區(qū)或小區(qū)內(nèi)的信號通常與相鄰小區(qū)和扇區(qū)重疊，因此垂直極化的調(diào)制解調(diào)器天線124可能接收貫穿小區(qū)陣列200發(fā)射的垂直極化導(dǎo)頻信號，即，由垂直極化的BTS天線232和垂直極化的BTS天線262兩者所發(fā)射的垂直極化導(dǎo)頻信號。與此同時，垂直極化的調(diào)制解調(diào)器天線124可能不接收由垂直極化的BTS天線232和垂直極化的BTS天線262所發(fā)射的所有垂直極化的導(dǎo)頻信號，這取決于傳輸功率，以及垂直極化的調(diào)制解調(diào)器天線124以及垂直極化的BTS天線232和262之間的距離和地形。
如本領(lǐng)域所公知的，無線電信號隨距離推移而損失它們的功率，并且還能被它們通路中的像小山、建筑物以及樹木這樣的障礙物所反射。這樣，當(dāng)包含導(dǎo)頻信號的無線電信號到達垂直極化的調(diào)制解調(diào)器天線124時，某些導(dǎo)頻信號可能太弱以致于不能被接收。而且，由于各導(dǎo)頻信號通過不同的通路而到達無線調(diào)制解調(diào)器110，因此垂直極化的調(diào)制解調(diào)器天線124以不同的接收功率或信號干擾比接收各導(dǎo)頻信號。一旦無線調(diào)制解調(diào)器110接收到導(dǎo)頻信號，它們就能由發(fā)射機和接收機120內(nèi)的接收機模塊來解調(diào)，以便提取導(dǎo)頻信號內(nèi)的信息。信息信號可包括，例如，標(biāo)識正在發(fā)射導(dǎo)頻信號的收發(fā)機基站和扇區(qū)的數(shù)據(jù)序列。對無線電信號的解調(diào)中所涉及的步驟一般是本領(lǐng)域已知的。
在步驟306中，由無線調(diào)制解調(diào)器110處的垂直極化調(diào)制解調(diào)器天線124所接收的垂直極化導(dǎo)頻信號根據(jù)它們的信號干擾比被排列。根據(jù)信號干擾比排列垂直極化導(dǎo)頻信號包括測量每個所接收導(dǎo)頻信號的信號質(zhì)量、把導(dǎo)頻信號的導(dǎo)頻質(zhì)量互相比較、以及根據(jù)其信號干擾比排列導(dǎo)頻信號。根據(jù)信號干擾比排列垂直極化的導(dǎo)頻信號可以由CPU112上運行的軟件來執(zhí)行。排列可被存儲在如閃存116中。
繼續(xù)看流程圖300，在步驟308中，無線調(diào)制解調(diào)器110從垂直極化的調(diào)制解調(diào)器天線124切換至水平極化的調(diào)制解調(diào)器天線126，以便接收水平極化的導(dǎo)頻信號。小區(qū)陣列200內(nèi)水平極化的BTS天線234和264連續(xù)發(fā)射水平極化的導(dǎo)頻信號。如上所討論的，由于無線電信號會重疊到相鄰小區(qū)和扇區(qū)中，因此水平極化的調(diào)制解調(diào)器天線126可能通過整個小區(qū)陣列200接收水平極化的導(dǎo)頻信號。水平極化的導(dǎo)頻信號以不同的信號干擾比由水平極化調(diào)制解調(diào)器天線126所接收，信號干擾比取決于正在發(fā)射導(dǎo)頻信號的水平極化調(diào)制解調(diào)器天線126和水平極化BTS天線間的距離和地形類型。
在步驟310中，根據(jù)信號干擾比排列由水平極化調(diào)制解調(diào)器天線126所接收的水平極化導(dǎo)頻信號。與步驟306中垂直極化導(dǎo)頻信號的排列一樣，水平極化導(dǎo)頻信號的排列包括測量每個所接收導(dǎo)頻信號的信號質(zhì)量、比較導(dǎo)頻信號的導(dǎo)頻質(zhì)量、以及根據(jù)其信號干擾比排列導(dǎo)頻信號。根據(jù)信號干擾比排列水平極化的導(dǎo)頻信號可以由CPU112上運行的軟件來執(zhí)行。排列可被存儲在如閃存116中。
在步驟312中，垂直極化導(dǎo)頻信號的排列與水平極化導(dǎo)頻信號的排列相比較。通過比較兩組排列，可以選擇總體上具有最高信號干擾比的導(dǎo)頻信號。導(dǎo)頻信號的信號干擾比指明了數(shù)據(jù)幀內(nèi)初始導(dǎo)頻序列的信號質(zhì)量、以及在從正在發(fā)射導(dǎo)頻信號的特定扇區(qū)上的收發(fā)機基站接收的數(shù)據(jù)幀內(nèi)的消息數(shù)據(jù)序列的信號質(zhì)量。然后，選擇具有最高信號干擾比的導(dǎo)頻信號的操作在步驟314結(jié)束。
在已經(jīng)選擇了具有最高信號干擾比的導(dǎo)頻信號之后，無線調(diào)制解調(diào)器110用包含在導(dǎo)頻信號內(nèi)的信息來標(biāo)識并選擇正在發(fā)射導(dǎo)頻信號的扇區(qū)和收發(fā)機基站。無線調(diào)制解調(diào)器110把標(biāo)識信號(“ID信號”)發(fā)送到正在發(fā)射導(dǎo)頻信號的收發(fā)機基站。ID信號可以是，例如，對于無線調(diào)制解調(diào)器110唯一的電子序列號，它標(biāo)識到收發(fā)機基站的無線調(diào)制解調(diào)器110。ID信號通知特定的收發(fā)機基站無線調(diào)制解調(diào)器110已經(jīng)選擇與特定扇區(qū)上的該站通信，其中無線調(diào)制解調(diào)器110已確定該特定扇區(qū)有最高信號質(zhì)量。注意到ID信號在本申請中也稱為“扇區(qū)標(biāo)識”。用與具有最高信號干擾比的導(dǎo)頻信號的極化相同的極化執(zhí)行無線調(diào)制解調(diào)器110和所選扇區(qū)上的所選收發(fā)機基站間的通信。這樣，圖3中的流程圖說明了選擇具有最高信號干擾比的導(dǎo)頻信號以及與正在發(fā)射具有最高信號干擾比的導(dǎo)頻信號的扇區(qū)和收發(fā)機基站進行通信的過程，以便按照一實施例改進信號接收質(zhì)量。
流程圖300中所示的步驟用于接收并排列導(dǎo)頻信號，然后與具有最高質(zhì)量信號的扇區(qū)上的所選基站進行通信，這些步驟是周期性重復(fù)的，譬如每隔幾天。原因是由于地形變化，例如信號通路中像建筑物和樹木這樣的障礙物的結(jié)構(gòu)變化，有必要周期性地確定為與無線調(diào)制解調(diào)器110通信應(yīng)該使用不同的收發(fā)機基站還是不同的扇區(qū)。注意到盡管本發(fā)明使用信號干擾比作為排列并選擇導(dǎo)頻信號的信號質(zhì)量測量，但顯然可以使用其它信號質(zhì)量測量。例如，還可以使用信噪比測量。注意到盡管關(guān)于垂直極化和水平極化的信號討論了本申請，然而本發(fā)明還可以與右旋園極化和左旋園極化的信號一起使用。
在未在本申請任一附圖中說明的另一實施例中，像無線調(diào)制解調(diào)器110這樣的無線接入終端用圖3提出的過程來接收并選擇具有最高信號干擾比的極化導(dǎo)頻信號。隨后，無線接入終端與對應(yīng)于一個或多個收發(fā)機基站的許多扇區(qū)進行通信，收發(fā)機基站的極化與提供最高信號干擾比的導(dǎo)頻信號的極化相同。一個或多個收發(fā)機基站的每個扇區(qū)會被配置成在與導(dǎo)頻信號的極化相同的極化上進行發(fā)射。例如，如果在垂直極化的天線上接收的具有最高信號干擾比的導(dǎo)頻信號，則無線接入終端會通過垂直極化的無線電信號與一個或多個收發(fā)機基站內(nèi)的許多“垂直極化的扇區(qū)”進行通信。在該實施例中，來自收發(fā)機基站的垂直極化信號被接收，然后被組合以產(chǎn)生分集。
在其各實施例中，本發(fā)明是用于“極化再用”的系統(tǒng)和方法。如本申請中所討論的，極化再用涉及為相鄰扇區(qū)分配正交極化，而非為相鄰扇區(qū)分配不同的頻率。通過使用上述極化再用系統(tǒng)和方法，由于信號彼此垂直地被極化，所以減少了各扇區(qū)間的干擾。上述極化再用的一個優(yōu)點是它提高了總系統(tǒng)容量而不要求分配更多頻率。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員會理解，信息和信號可以用多種不同技術(shù)和工藝中的任一種來表示。例如，上述說明中可能涉及的數(shù)據(jù)、指令、命令、信息、信號、比特、碼元和碼片可以用電壓、電流、電磁波、磁場或其粒子、光場或其粒子、或它們的任意組合來表示。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員能進一步理解，結(jié)合這里所公開的實施例所描述的各種說明性的邏輯塊、模塊和算法步驟可以作為電子硬件、計算機軟件或兩者的組合來實現(xiàn)。為了清楚說明硬件和軟件間的互換性，各種說明性的組件、框圖、模塊、電路和步驟一般按照其功能性進行了闡述。這些功能性究竟作為硬件或軟件來實現(xiàn)取決于特定的應(yīng)用和對整個系統(tǒng)所施加的設(shè)計約束。技術(shù)人員可能以對于每個特定應(yīng)用以不同的方式來實現(xiàn)所述功能，但這種實現(xiàn)決定不應(yīng)被解釋為造成背離本發(fā)明的范圍。
結(jié)合這里所描述的實施例來描述的各種說明性的邏輯塊、模塊和算法步驟的實現(xiàn)或執(zhí)行可以用通用處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件、或為執(zhí)行這里所述功能而設(shè)計的任意組合。通用處理器可能是微處理器，然而或者，處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器也可能用計算設(shè)備的組合來實現(xiàn)，如，DSP和微處理器的組合、多個微處理器、結(jié)合DSP內(nèi)核的一個或多個微處理器、或任意其它這種配置。
結(jié)合這里所公開實施例描述的方法或算法的步驟可能直接包含在硬件中、由處理器執(zhí)行的軟件模塊中、或在兩者當(dāng)中。軟件模塊可能駐留在RAM存儲器、快閃(flash)存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動盤、CD-ROM、或本領(lǐng)域中已知的任何其它形式的存儲媒體中。示例性存儲媒體與處理器耦合，使得處理器可以從存儲媒體讀取信息，或把信息寫入存儲媒體。或者，存儲媒體可以與處理器整合。處理器和存儲媒體可能駐留在應(yīng)用專用集成電路ASIC中。ASIC可能駐留在訂戶單元中?；蛘?，處理器和存儲媒體可能作為離散組件駐留在用戶終端中。
上述優(yōu)選實施例的描述使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能制造或使用本發(fā)明。這些實施例的各種修改對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，這里定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它實施例中而不背離本發(fā)明的精神或范圍。例如，在上述本發(fā)明的實施例中，接入終端(即，無線調(diào)制解調(diào)器110)帶有單一接收機。在該實施例中，發(fā)射機和接收機模塊120內(nèi)的單一接收機必須在不同的無線調(diào)制解調(diào)器天線間切換，譬如垂直極化天線124和水平極化天線126，使得無線調(diào)制解調(diào)器110可以接收并排列上述最高信號干擾比。在另一實施例中，接入終端對每一天線都有一專用接收機。在該實施例中，專用接收機不在接入終端的各天線間切換。
注意到在一實施例中，除常規(guī)的頻率再用之外，可以采用本發(fā)明的極化再用技術(shù)。還注意到本發(fā)明可用于MIMO(“多輸入多輸出”)系統(tǒng)中，其中通信信道用多根發(fā)射天線和多根接收天線來傳送多個用戶數(shù)據(jù)流。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實施例，而要符合與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬泛的范圍。
這樣，已經(jīng)描述了在無線通信中利用極化再用的方法和系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括步驟接收第一極化的第一組導(dǎo)頻信號；排列所述第一組導(dǎo)頻信號；接收第二極化的第二組導(dǎo)頻信號；排列所述第二組導(dǎo)頻信號；根據(jù)信號質(zhì)量測量從所述第一組導(dǎo)頻信號和所述第二組導(dǎo)頻信號中選擇一導(dǎo)頻信號。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在接收所述第一組導(dǎo)頻信號的所述步驟之后和排列所述第一組導(dǎo)頻信號的所述步驟之前解調(diào)所述第一組導(dǎo)頻信號的步驟。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于還包括在接收所述第二組導(dǎo)頻信號的所述步驟之后和排列所述第二組導(dǎo)頻信號的所述步驟之前解調(diào)所述第二組導(dǎo)頻信號的步驟。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一極化與所述第二極化正交。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，從包括垂直極化和水平極化的組中選擇所述第一極化和所述第二極化。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，從包括右旋圓極化和左旋圓極化的組中選擇所述第一極化和所述第二極化。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述信號質(zhì)量測量包括信號干擾比。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述信號質(zhì)量測量包括信噪比。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，排列所述第一組導(dǎo)頻信號的所述步驟是基于所述信號質(zhì)量測量的。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，排列所述第二組導(dǎo)頻信號的所述步驟是基于所述信號質(zhì)量測量的。
11.一種方法，包括步驟測量用第一極化接收系統(tǒng)接收的第一組極化導(dǎo)頻信號的第一信號質(zhì)量，其中所述第一組極化導(dǎo)頻信號的每個導(dǎo)頻信號都標(biāo)識第一組扇區(qū)之一；測量用第二極化接收系統(tǒng)接收的第二組極化導(dǎo)頻信號的第二信號質(zhì)量，其中所述第二組極化導(dǎo)頻信號的每個導(dǎo)頻信號都標(biāo)識第二組扇區(qū)之一；通過把所述第一信號質(zhì)量與所述第二信號質(zhì)量相比較而從所述第一組扇區(qū)和所述第二組扇區(qū)中選擇一扇區(qū)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一組極化導(dǎo)頻信號與所述第二組極化導(dǎo)頻信號正交。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一信號質(zhì)量是用信號干擾比測量的。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二信號質(zhì)量是用信號干擾比測量的。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第一信號質(zhì)量是用信噪比測量的。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述第二信號質(zhì)量是用信噪比測量的。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述選擇步驟包括把扇區(qū)標(biāo)識發(fā)送至基站。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述選擇步驟還包括以下步驟排列所述第一組極化導(dǎo)頻信號；排列所述第二組極化導(dǎo)頻信號。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，排列所述第一組極化導(dǎo)頻信號的所述步驟是基于信號干擾比測量的。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，排列所述第二組極化導(dǎo)頻信號的所述步驟是基于信號干擾比測量的。
21.一種系統(tǒng)，包括第一天線，用于接收第一極化的第一組導(dǎo)頻信號；第二天線，用于接收第二極化的第二組導(dǎo)頻信號；接收機，用于解調(diào)所述第一組導(dǎo)頻信號和所述第二組導(dǎo)頻信號；CPU，用于排列所述第一組導(dǎo)頻信號和所述第二組導(dǎo)頻信號，所述CPU還用于根據(jù)信號質(zhì)量測量從所述第一組導(dǎo)頻信號和所述第二組導(dǎo)頻信號中選擇一導(dǎo)頻信號。
22.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于還包括一閃存模塊，其中所述CPU把所述第一組導(dǎo)頻信號的第一排列和所述第二組導(dǎo)頻信號的第二排列存儲在所述閃存中。
23.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一極化與所述第二極化正交。
24.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，從包括垂直極化和水平極化的組中選擇所述第一極化和所述第二極化。
25.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，從包括右旋圓極化和左旋圓極化的組中選擇所述第一極化和所述第二極化。
26.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號質(zhì)量測量包括信號干擾比。
27.如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述信號質(zhì)量測量包括信噪比。
28.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一組導(dǎo)頻信號的所述第一排列是基于所述信號質(zhì)量測量的。
29.如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第二組導(dǎo)頻信號的所述第二排列是基于所述信號質(zhì)量測量的。
全文摘要
按照所公開的實施例，接收(304)并排列(306)第一極化的第一組導(dǎo)頻信號。隨后，接收(308)并排列(310)第二極化的第二組導(dǎo)頻信號。接著，根據(jù)像信號干擾比這樣的信號質(zhì)量測量(312)從第一和第二組導(dǎo)頻信號中選擇導(dǎo)頻信號。此外，可以構(gòu)造一系統(tǒng)包括天線(124，126)，用于接收第一和第二極化的導(dǎo)頻信號。系統(tǒng)還包括用于解調(diào)導(dǎo)頻信號的接收機(120)以及用于根據(jù)信號質(zhì)量測量排列導(dǎo)頻信號和選擇導(dǎo)頻信號的CPU(112)。通過與發(fā)射導(dǎo)頻信號并提供最高信號質(zhì)量測量的收發(fā)機基站通信而改進通信質(zhì)量。
文檔編號H04B7/04GK1529952SQ02809415
公開日2004年9月15日 申請日期2002年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月7日
發(fā)明者A·賈拉里, A 賈拉里 申請人:高通股份有限公司