專利名稱：利用動態(tài)光束形成以供無線通信信號的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)系無線通信領(lǐng)域。更特定而言，本發(fā)明關(guān)于一種在無線網(wǎng)絡(luò)中利用動態(tài)光束形成以供無線通信信號的方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無線電信系統(tǒng)在業(yè)界為人所熟知。在過去，基站將提供許多用戶單元的無線通信?；净旧蠈⑼教幚砼c用戶系統(tǒng)的多重通信?；灸芰Φ囊环N度量為其可支持的同步通信的最大數(shù)目，其是由像是可用功率及頻寬所決定的因素。
因為并非所有的用戶皆同時與基站通信，一基站可提供的無線服務(wù)可超過其同時通信能力要多得多的用戶。如果一基站正進(jìn)行其同時通信的最大數(shù)目，嘗試建立另一個通信將會造成一個無法服務(wù)的表示，例如一系統(tǒng)忙碌信號。
一基站的服務(wù)覆蓋率并不限于其處理同時通信的能力，但其本質(zhì)上是限于一特定的地理區(qū)域。一基站的地理范圍基本上是由該基站的天線系統(tǒng)的位置及由該基站廣播的信號的功率所定義。
為了自一昂貴的地理區(qū)域內(nèi)提供無線服務(wù)，一網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)習(xí)用上具有多個基站。每個基站的天線系統(tǒng)可選擇性地實際上的位置可提供在由該系統(tǒng)所涵蓋的整體地理區(qū)域的一特定部份的涵蓋率。這種系統(tǒng)可容易地提供移動用戶單元的無線服務(wù)，其可行經(jīng)一基站的范圍的外，并進(jìn)入另一個基站的范圍，而不會中斷進(jìn)行中的無線通信。在這種網(wǎng)絡(luò)中，由一基站所涵蓋的地理區(qū)域通常稱的為一蜂巢，而提供的電話通信服務(wù)通常稱的為蜂巢式電話服務(wù)。
根據(jù)3rdGeneration Partnership Program(3GPP)的目前規(guī)格所建構(gòu)的系統(tǒng)是設(shè)計來提供這種服務(wù)。在這種系統(tǒng)中，一典型的傳送基站已知為一「節(jié)點b」，而一典型的用戶單元即已知為一用戶設(shè)備(UE)，不論是移動式或非移動。
在設(shè)計一種電信系統(tǒng)來涵蓋一特定的地理區(qū)域時，該地理區(qū)域可劃分為一預(yù)定型式的蜂巢。例如圖1A所示，是定義成六角形蜂巢，所以該蜂巢覆蓋了一蜂巢式樣式的整個地理區(qū)域。在這種系統(tǒng)中，每個蜂巢可具有一基站，其在該蜂巢的中心具有一天線來提供360°的覆蓋率。雖然一蜂巢覆蓋的地圖可設(shè)計成不具有任何重疊的區(qū)域，但實際上如圖1B所示，來自相鄰蜂巢的基站天線的傳輸光束的確會重疊，如虛線所示。此光束覆蓋率的重疊使得可由一移動UE進(jìn)行由一基站到另一個的通信的「交遞」，因為該移動UE可由一個蜂巢行進(jìn)到另一個。但是，一重疊基站信號會構(gòu)成由一不同基站的UE所接收的信號的干擾，當(dāng)該UE位在該重疊區(qū)域中。
其為了一些理由，蜂巢可定義成不同的非均勻形狀。方向性天線、相位陣列天線或其它型式的天線系統(tǒng)可提供來使得來自一基站用于傳輸及/或接收的光束可覆蓋一特定形狀及大小的特殊地理區(qū)域。如圖1B的基站BS′所示，使用方向性天線或相位的天線陣列的使用使得一基站天線可位在一蜂巢的邊緣，用以提供覆蓋該蜂巢的有形的光束。其好處在于較佳的功率使用，并避免在該蜂巢的外產(chǎn)生干擾，相反地，僅放置一單極天線在一蜂巢的邊緣，并傳送一360°的通信光束。
不像是無線通信系統(tǒng)，其僅服務(wù)靜態(tài)的用戶單元，系統(tǒng)是設(shè)計來與移動用戶通信，其具有復(fù)雜得多的使用型式，因為對于一移動UE的服務(wù)通常是由該系統(tǒng)內(nèi)的任何基站所提供。因此，一特殊基站可發(fā)現(xiàn)其能力可由移動UE從其它蜂巢進(jìn)入其蜂巢者來完全地利用。
本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)知到該基站及相關(guān)的天線系統(tǒng)可動態(tài)地用來重新設(shè)置基站傳輸及/或接收光束，來響應(yīng)于該無線系統(tǒng)的實際使用。此可造成動態(tài)地改變整體的蜂巢覆蓋率來更為容易地滿足系統(tǒng)需求，因此可較佳地避免所嘗試的通信會遇到一網(wǎng)絡(luò)忙碌信號。此亦可造成「智能型」交遞，以避免在當(dāng)一UE由一個蜂巢移動到另一個時的通信劣化。
為了實施動態(tài)光束形成，本發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)知到由一習(xí)用裝置所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，其可辨識一移動UE的地理位置，例如使用可用的全球定位衛(wèi)星(GPS)系統(tǒng)或一基站三角測量技術(shù)，其可較佳地應(yīng)用于基站天線系統(tǒng)的動態(tài)運作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種在無線電信系統(tǒng)中選擇性地導(dǎo)引基站RF通信信號的方法。一基站進(jìn)行與多個UE的無線RF通信。其可決定一UE的估計的位置。然后相對位置數(shù)據(jù)使用該估計的UE位置及一基站天線系統(tǒng)的已知位置來決定。光束形成條件是部份基于該相對位置數(shù)據(jù)來計算。一導(dǎo)引的光束是基于該計算的光束形成條件來對于該UE及該基站天線系統(tǒng)之間的RF通信，使得該導(dǎo)引的光束涵蓋該UE的估計位置。
一UE的估計位置的位置數(shù)據(jù)的決定可由一或多個基站所接收的UE傳送信號的電信系統(tǒng)三角測量所執(zhí)行。另外，或為其組合，一UE的估計位置的位置數(shù)據(jù)的決定可由UE來執(zhí)行，例如由使用全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)的UE，且該數(shù)據(jù)由該UE傳送到一基站。
該計算的光束形成條件較佳地是包含部份基于該相對位置數(shù)據(jù)來計算傳輸光束形成條件。該光束形成較佳地是包含基于該計算的傳輸光束形成條件，形成由該基站天線系統(tǒng)所傳送的基站RF通信信號的導(dǎo)引的傳輸光束，使得該導(dǎo)引的傳輸光束可涵蓋該UE的估計位置。另外或額外地，該計算的光束形成條件可包含部份基于該相對位置數(shù)據(jù)的計算接收光束形成條件，而該光束形成可包含形成該UE的導(dǎo)引接收光束，基于該計算的接收光束形成條件而由該基站天線系統(tǒng)所接收的RF通信信號，使得該導(dǎo)引的接收光束涵蓋該UE的估計位置。
較佳地是，一估計的位置可由該基站天線系統(tǒng)的指定地理范圍內(nèi)的多個UE所決定。然后每個UE的相對位置數(shù)據(jù)使用該估計的UE位置及該基站天線系統(tǒng)的已知位置來決定。傳輸光束形成條件是部份基于至少第一及第二UE所決定的相對位置數(shù)據(jù)來計算?；谠撚嬎愕膫鬏敼馐纬蓷l件的第一UE的基站RF通信信號的導(dǎo)引的傳輸光束即形成，并由該基站天線系統(tǒng)傳送，使得該導(dǎo)引的傳輸光束涵蓋該第一UE的估計位置?；谠撚嬎愕膫鬏敼馐纬蓷l件的第二UE的基站RF通信信號的導(dǎo)引的傳輸光束即形成，并由該基站天線系統(tǒng)傳送，使得該導(dǎo)引的傳輸光束涵蓋該第二UE的估計位置。同時對于該第一及第二UE的基站RF通信信號的一個導(dǎo)引的傳輸光束即可形成，并傳送，使得其同時涵蓋該第一UE及該第二UE的估計的位置。另外，該第一UE的基站RF通信信號的第一導(dǎo)引的傳輸光束即可形成并傳送，而該第二UE的基站RF通信信號的第二導(dǎo)引的傳輸光束即可形成并傳送，使得該第二導(dǎo)引的傳輸光束與該第一導(dǎo)引的傳輸光束具有不同的方向。
較佳地是，該計算傳輸光束形成條件是部份基于相對的信噪比(SNR)估計。形成同時用于第一及第二UE的基站RF通信信號的一個導(dǎo)引的傳輸光束的信噪比(SNR)較佳地是可以估計。較佳地是可估計形成該第一UE的基站RF通信信號的第一導(dǎo)引的傳輸光束的信噪比(SNR)，及該第二UE的基站RF通信信號的第二導(dǎo)引的傳輸光束，其與該第一導(dǎo)引的傳輸光束具有不同的方向。然后，該估計的SNR可做比較來決定是否該計算的傳輸光束形成條件可產(chǎn)生一或多個導(dǎo)引的傳輸光束。
較佳地是，一相位化天線陣列系統(tǒng)是做為該基站天線系統(tǒng)，而傳送光束形成條件是由估計一光束覆蓋率Abeam的面積成為RF相位及傳輸功率P的函數(shù)來計算，使得該相位及傳輸功率P的選擇使得該UE的相對位置是在Abeam內(nèi)。該UE的相對位置數(shù)據(jù)可提供成形式(θ，d)，其中θ代表該UE與該基站天線系統(tǒng)的0度參考之間的角度，而d代表該UE與該基站天線系統(tǒng)位置的距離。該天線系統(tǒng)可具有多個模式M，其可提供相同相位、功率的光束的不同形狀，然后傳輸光束形成條件可由估計一光束覆蓋率Abeam的面積成為相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)F來計算。較佳地是，該天線系統(tǒng)具有至少兩個模式M，其分別對于相同的相位及功率提供寬及窄的傳送光束形狀。該傳送光束形成條件可由估計一光束方向θbeam成為一相位的函數(shù)f來計算，θbeam＝f()，所以Abeam＝F(f-1(θbeam)，P，M)，而θbeam的選擇是基于θ，而P及M是基于d來選擇。
當(dāng)一估計的位置對多個UE來決定時，較佳地是接收光束形成條件是部份基于至少第一及第二UE的相對位置數(shù)據(jù)來計算。由該基站天線系統(tǒng)所接收的第一UE的RF通信信號的導(dǎo)引的接收光束是基于該計算的接收光束形成條件來告知，使得該導(dǎo)引的接收光束涵蓋該第一UE的估計位置。由該基站天線系統(tǒng)所接收的第二UE的RF通信信號的導(dǎo)引的接收光束是基于該計算的接收光束形成條件來告知，使得該導(dǎo)引的接收光束涵蓋該第二UE的估計位置。該第一及第二UE的RF通信信號的一個導(dǎo)引的接收光束，其形成使得可涵蓋該第一UE及第二UE的估計位置。另外，該第一UE的RF通信信號的第一導(dǎo)引的接收光束的形成使得該第一導(dǎo)引的光束涵蓋該第一UE的估計位置，而該第二UE的RF通信信號的第二導(dǎo)引的接收光束的形成使得該第二導(dǎo)引的光束涵蓋該第二UE的估計位置，并具有不同于該第一導(dǎo)引的接收光束。
較佳地是，該接收光束形成條件是部份基于相對的信噪比(SNR)估計。其同時估計形成第一及第二UE的RF通信信號的一個導(dǎo)向的接收光束的信噪比(SNR)。并估計形成該第一UE的RF通信信號的第一導(dǎo)引的接收光束的信噪比(SNR)，以及該第二UE的RF通信信號的第二導(dǎo)引的接收光束的信號噪聲比，其與第一導(dǎo)引的接收光束具有不同的方向。然后該估計的SNR即做比較來決定如果該計算的接收光束形成條件可產(chǎn)生一或多個導(dǎo)引的接收光束。
當(dāng)使用一相位化的天線陣列系統(tǒng)做為該基站天線系統(tǒng)，接收光束形成條件較佳地是由估計一光束覆蓋率Abeam做為RF相位及傳輸功率P的函數(shù)來計算，使得該相位及傳輸功率P的選擇使得該UE的相對位置(θ，d)是在Abeam內(nèi)。當(dāng)該天線系統(tǒng)具有多個模式M，其提供相同相位的不同的光束形狀，接收光束形成條件可由估計一光束覆蓋率Abeam的面積做為相位及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)F來計算。接收光束形成條件較佳地是由估計一光束方向θbeam做為相位的函數(shù)f，即θbeam＝f()，所以Abeam＝F(f-1(θbeam)，M)及θbeam基于θ來選擇，而M基于d來選擇。
一較佳的基站具有一RF模塊及一相結(jié)合的天線陣列系統(tǒng)。一光束形成器，其用來結(jié)合于該RF模塊，以在該基站的天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的光束范圍內(nèi)形成一組所要的光束。一地理位置處理器是耦合于該光束形成器，其設(shè)置來相對于該基站的天線陣列系統(tǒng)的位置的數(shù)據(jù)來處理UE地理位置數(shù)據(jù)，并輸出選擇的控制參數(shù)到該光束形成器。該光束形成器控制該RF模塊來以一有形的光束傳送或接收一選擇的UE的通信數(shù)據(jù)，其涵蓋該選擇的UE的估計的位置，其中對應(yīng)于該選擇的UE的估計位置的地理位置數(shù)據(jù)是由該地理位置處理器所處理。較佳地是，該地理位置處理器可設(shè)置成由估計一傳輸光束覆蓋率Abeam的面積做為一RF相位及傳輸功率P的函數(shù)來計算傳輸光束形成參數(shù)，使得相位及傳輸功率P的選擇使得該UE的相對位置數(shù)據(jù)(θ，d)可位在Abeam內(nèi)。較佳地是，該天線系統(tǒng)具有多個模式M，其對于相同的相位及功率提供不同形狀的光束，然后該地理位置處理器是設(shè)置成計算傳輸光束形成參數(shù)成為相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)，并輸出參數(shù)到個別的光束形成器，以代表一選擇的相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的組合，以控制傳輸光束形成。
另外或額外地，該地理位置處理器較佳地是設(shè)置成通過估計一接收光束覆蓋率的面積成為一RF相位的函數(shù)來計算接收光束形成參數(shù)，使得該選擇的UE的相對位置數(shù)據(jù)是位于該接收光束覆蓋率的面積內(nèi)。當(dāng)該天線系統(tǒng)具有多個接收模式，其提供了相同相位的不同形狀的接收光束，該地理位置處理器是用來計算接收光束形成參數(shù)成為一相位及天線系統(tǒng)接收模式的函數(shù)，并輸出參數(shù)到該光束形成器來代表一選擇的相位及天線系統(tǒng)接收模式的組合，以控制接收光束形成。
較佳地是，該RF模塊可具有能力來提供超過一個傳輸光束，使得每個傳輸光束能夠承載一獨立的UE組合的通信信號。在這種狀況下，該光束形成器是用于結(jié)合該RF模塊以在一傳輸光束的范圍內(nèi)形成一組想要的傳輸光束，其為該基站的天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生者。然后該地理位置處理器即設(shè)置來通過基于多個選擇的UE的每個UEi的相對位置數(shù)據(jù)(θi，di)來估計一組傳輸光束覆蓋的面積以計算傳輸光束形成參數(shù)，其中θi代表該UEi與該基站天線系統(tǒng)的0度參考的角度，而di代表該UEi與該基站天線系統(tǒng)位置的距離，其為RF相位及傳輸功率P的函數(shù)，使得該相位及傳輸功率P的選擇使得多個選擇的UE的每個UEi的相對位置數(shù)據(jù)(θi，di)是位在該組傳輸光束覆蓋的區(qū)域中的一個區(qū)域的內(nèi)。當(dāng)該天線系統(tǒng)具有多個模式M，其對于相同的相位及功率提供不同形狀的光束，該地理位置處理器較佳地是設(shè)置成計算傳輸光束形成參數(shù)成為相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)，并輸出參數(shù)到個別的光束形成器，以代表一選擇的相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的組合，以控制傳輸光束形成。
另外或額外地，該RF模塊可具有能力來提供超過一個接收光束，使得每個接收光束能夠承載一獨立的UE組合的通信信號。在這種狀況下，該光束形成器是用于結(jié)合該RF模塊以在該天線陣列系統(tǒng)的接收光束能力范圍內(nèi)來形成一組想要的接收傳輸光束。然后該地理位置處理器即設(shè)置來通過基于多個選擇的UE的每個UEi的相對位置數(shù)據(jù)(θi，di)來估計一組傳輸光束覆蓋的面積以計算接收光束形成參數(shù)，其中θi代表該UEi與該基站天線系統(tǒng)的0度參考的角度，而di代表該UEi與該基站天線系統(tǒng)位置的距離，其為RF相位的函數(shù)，使得該相位的選擇使得多個選擇的UE的每個UEi的相對位置數(shù)據(jù)(θi，di)是位在該組接收光束覆蓋的區(qū)域中的一個區(qū)域之內(nèi)。當(dāng)該天線系統(tǒng)具有多個模式M，其對于相同的相位及功率提供不同形狀的光束，該地理位置處理器較佳地是設(shè)置成計算接收光束形成參數(shù)成為相位及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)，并輸出參數(shù)到個別的光束形成器，以代表一選擇的相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的組合，以控制接收光束形成。
一無線電信系統(tǒng)是通過-提供多個這種基站及多個移動UE來建構(gòu)。較佳地是，每個UE包含具有一相結(jié)合的天線的RF模塊。該UE可具有一地理位置處理器，其使用一全球定位衛(wèi)星(GPS)系統(tǒng)來決定目前的UE的地理位置數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由該UE RF模塊天線傳送來由該基站使用。每個UE可包含一光束形成器，其用于結(jié)合該UE RF模塊來在該UE天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的光束范圍內(nèi)來形成一想要的光束。在這種狀況下，一地理位置處理器耦合于該UE光束形成器，其用來處理相對于一選擇的基站的已知位置的數(shù)據(jù)的估計UE位置的UE地理位置數(shù)據(jù)，并輸出選擇的控制參數(shù)到該光束形成器。該UE光束形成器控制該UE RF模塊來以一有形的光束傳送或接收該選擇的基站的通信數(shù)據(jù)，其可涵蓋該選擇的基站的已知位置，其中相對于該選擇的基站的已知位置的UE地理位置數(shù)據(jù)即由該UE地理位置處理器所處理。
較佳地是，該地理位置處理器可設(shè)置成由估計一傳輸光束覆蓋率Abeam的面積做為一RF相位及傳輸功率P的函數(shù)來計算傳輸光束形成參數(shù)，使得相位及傳輸功率P的選擇使得相對于該選擇的基站的已知位置的該估計的UE位置的相對位置數(shù)據(jù)可位在Abeam內(nèi)。相對于該選擇的基站的已知位置的該估計UE位置的相對位置數(shù)據(jù)可表示成(θ，d)，其中θ代表該基站與該估計的UE位置的0度參考的角度，而d代表該選擇的基站的估計的UE位置與該已知位置之間的距離。
該UE天線系統(tǒng)可具有多個模式M，其對于相同的相位及功率提供不同形狀的光束。在這種狀況下，該UE地理位置處理器較佳地是設(shè)置成計算傳輸光束形成參數(shù)成為相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)，并輸出參數(shù)到該光束形成器，來代表一選擇的相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的組合，以控制傳輸光束形成。
該地理位置處理器可設(shè)置成藉由估計一接收光束覆蓋率的面積成為一RF相位的函數(shù)來計算接收光束形成參數(shù)，使得該選擇的UE的相對位置數(shù)據(jù)是位在該接收光束覆蓋率的面積內(nèi)。當(dāng)該天線系統(tǒng)具有多個接收模式，其提供了相同相位的不同形狀的接收光束，該地理位置處理器較佳地是用來計算接收光束形成參數(shù)成為一相位及天線系統(tǒng)接收模式的函數(shù)，并輸出參數(shù)到該光束形成器來代表一選擇的相位及天線系統(tǒng)接收模式的組合，以控制接收光束形成。
本發(fā)明另一方面是提供一種在無線電信系統(tǒng)中選擇性導(dǎo)引基站RF通信信號的方法，其中具有重疊的傳輸范圍的基站可與多個UE進(jìn)行無線RF通信。其可決定多個UE中每一個的估計位置來接收基站RF通信信號。一UE的估計位置的決定較佳地是由一或多個基站接收的UE傳送的信號的電信系統(tǒng)三角測量來執(zhí)行，及/或在該UE處的全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)所執(zhí)行。對于每個UE，可辨識出具有涵蓋該估計的UE位置的傳輸范圍的每個基站。對于每個UE，關(guān)于每個辨識的基站的相對UE位置數(shù)據(jù)是使用該UE位置數(shù)據(jù)，及該辨識的基站的預(yù)先定義的位置數(shù)據(jù)來辨識。對于每個辨識的基站，光束形成條件是部份基于該決定的相對位置數(shù)據(jù)來計算，使得每個UE是指定到一特定的基站，其為該UE所要傳送RF通信信號的基站。該UE的基站RF通信信號的一組導(dǎo)引的光束是基于該計算的光束形成條件來形成，使得對于每個該UE中，對于該UE的具有RF通信信號的導(dǎo)引的光束涵蓋該UE的估計位置。該處理是基于選擇的條件來重復(fù)，以動態(tài)地重新設(shè)置基站傳輸光束。
每個UE的通信數(shù)據(jù)可具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求。在這種狀況下，光束形成條件較佳地是計算成每個UE是部份基于要傳送到該UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求來指定到一特定的基站。較佳地是，每個UE的相對位置數(shù)據(jù)包含該UE的估計的相對速度數(shù)據(jù)。在這種狀況下，光束形成條件較佳地是計算成每個UE是部份基于對應(yīng)于該估計的UE位置的相對位置數(shù)據(jù)，及該UE的相對估計速度來指定到一特定的基站。
要動態(tài)地重新設(shè)置基站傳輸光束的方法較佳地是基于一選擇的種類來重復(fù)，如下述a.對應(yīng)于該估計的UE位置及該UE的相對估計的速度數(shù)據(jù)而改變相對位置數(shù)據(jù)，b.要傳送到該UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及/或數(shù)據(jù)速率需求的改變，及/或c.基站失效。
要動態(tài)地重新設(shè)置基站傳輸光束的較佳的無線電信系統(tǒng)包含多個基站，用于與多個UE進(jìn)行無線RF通信。每個基站具有一RF模塊及一相結(jié)合的天線系統(tǒng)，其是位在一預(yù)定的位置及一地理傳輸范圍，其至少重疊于至少另一個基站的傳輸范圍。一光束形成器是用來結(jié)合于每個基站的RF模塊，以在光束范圍內(nèi)形成一組所要的光束，其為該基站的天線陣列系統(tǒng)即可產(chǎn)生。一網(wǎng)絡(luò)接口交互連接于該基站。該網(wǎng)絡(luò)接口及一或多個相結(jié)合的地理位置處理器是用來a.處理UE地理位置數(shù)據(jù)，其對應(yīng)于選擇的UE的估計的位置，其相對于具有涵蓋該選擇的UE的估計位置的傳輸范圍的基站的天線陣列系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù)，b.分配該選擇的UE成為群組，每個群組是維持與具有涵蓋該選擇的UE的估計位置的傳輸范圍的基站中一選擇的基站的通信，及c.輸出選擇的參數(shù)到具有涵蓋該估計位置的傳輸范圍的基站的光束形成器，使得一選擇的基站以一有形的光束傳送該相對應(yīng)分配的UE的群組中每個UE的通信數(shù)據(jù)，其可涵蓋該個別的UE的估計的位置。
每個選擇的UE的通信數(shù)據(jù)可具有多個服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求。較佳地是，該網(wǎng)絡(luò)接口及相結(jié)合的地理位置處理器是用來分配該選擇的UE成為群組，其部份基于要傳送到該選擇的UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求。每個選擇的UE的地理位置數(shù)據(jù)可包含該UE的估計的相對速度數(shù)據(jù)。較佳地是，該網(wǎng)絡(luò)接口及相關(guān)的地理位置處理器是用來分配該選擇的UE成為群組，其部份基于對應(yīng)于該估計的UE位置的地理位置數(shù)據(jù)，及該選擇的UE的相對估計速度數(shù)據(jù)。
較佳地是，每個基站包含耦合于其光束形成器的地理位置處理器，其是用來處理相對于其天線陣列系統(tǒng)的預(yù)定位置的UE地理位置數(shù)據(jù)，以輸出選擇的參數(shù)到其光束形成器，使得其光束形成器控制其RF模塊來以一有形的光束傳送一選擇的UE的通信數(shù)據(jù)，其涵蓋該選擇的UE的估計的位置，其中對應(yīng)于該估計的位置的地理位置數(shù)據(jù)是由該地理位置處理器所處理。當(dāng)一UE的通信數(shù)據(jù)具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求，每個基站地理位置處理器較佳地是設(shè)置成部份基于要傳送到該選擇的UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求來計算導(dǎo)引到一選擇的UE的光束的光束形成參數(shù)。當(dāng)每個選擇的UE的地理位置數(shù)據(jù)包含該UE的相對速度數(shù)據(jù)，每個基站地理位置處理器較佳地是用來計算導(dǎo)引到一選擇的UE的光束的光束形成參數(shù)，其部份基于對應(yīng)于該估計位置的地理位置數(shù)據(jù)及該選擇的UE的相對估計速度數(shù)據(jù)。
此外，每個基站地理位置處理器可用來輸出選擇的參數(shù)到該基站的光束形成器，使得該基站的光束形成器控制該RF模塊來以一有形的光束傳送或接收一選擇的UE的通信數(shù)據(jù)，其涵蓋該選擇的UE的估計的位置，其中對應(yīng)于該選擇的UE的估計位置的地理位置數(shù)據(jù)可由該地理位置處理器來處理。每個基站RF模塊可具有能力來提供超過一個傳輸或接收光束，使得每個傳輸或接收光束能夠承載一獨立的UE組合的通信信號。在這種狀況下，每個個別的光束形成器可用來結(jié)合于該RF模塊來在該基站的天線陣列系統(tǒng)的能力內(nèi)的一光束范圍下的一組想要的傳輸或接收光束。
本發(fā)明又另一方面提供了在一無線電信系統(tǒng)中選擇性地導(dǎo)引基站RF通信信號的智能型交遞方法，其中具有已知位置及重疊的傳輸范圍的基站可與一移動UE進(jìn)行無線RF通信。一自基站接收RF通信信號，及位在多個基站的傳輸范圍內(nèi)的一移動UE的估計的位置即可決定。一UE的估計位置的決定較佳地是由一或多個基站接收的UE傳送的信號的電信系統(tǒng)三角測量來執(zhí)行，及/或在該UE處的全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)所執(zhí)行。對于每個UE，可辨識出具有涵蓋該估計的UE位置的傳輸范圍的每個基站。其可辨識出具有涵蓋該估計的UE位置的傳輸范圍的每個基站。關(guān)于每個辨識的基站的相對UE位置數(shù)據(jù)是使用該估計的UE位置及該基站的已知位置來決定。光束形成條件是部份基于該決定的相對位置數(shù)據(jù)來計算，使得該UE是指定給該辨識的基站中的一個，其為該UE要傳送RF通信信號者。自該指定的基站所傳送的UE的基站RF通信信號的導(dǎo)引的光束是基于該計算的光束形成條件所形成，使得該導(dǎo)引的光束涵蓋該UE的估計的位置。該智能型交遞處理是基于選擇的條件來重復(fù)，以動態(tài)地重新設(shè)置基站傳輸光束。
該UE的通信數(shù)據(jù)可具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求。在這種狀況下，使得該UE指定給該辨識的基站的一的光束形成條件較佳地是部份基于要傳送到該UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求來計算。該UE的相對位置數(shù)據(jù)可包含該UE的估計的相對速度數(shù)據(jù)。在這種狀況下，使得每個UE指定到該辨識的基站中的一個的光束形成條件較佳地是部份基于對應(yīng)于該估計的UE位置的相對位置數(shù)據(jù)，及該UE的相對估計速度來計算。
該智能型交遞處理較佳地是重復(fù)來基于以下的選擇類形來動態(tài)地重新設(shè)置基站傳輸光束a.對應(yīng)于該估計的UE位置及該UE的相對估計的速度數(shù)據(jù)而改變相對位置數(shù)據(jù)，b.要傳送到該UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及/或數(shù)據(jù)速率需求的改變，及/或c.基站失效。
一種用以實施智能型交遞的較佳無線電信系統(tǒng)包含多個基站，用以與一移動UE進(jìn)行無線RF通信。每個基站具有一RF模塊及一相結(jié)合的天線系統(tǒng)，其是位在一預(yù)定的位置及一地理傳輸范圍，其至少重疊于至少另一個基站的傳輸范圍。一光束形成器是用來結(jié)合于每個基站的RF模塊，以在光束范圍內(nèi)形成一組所要的光束，其為該基站的天線陣列系統(tǒng)即可產(chǎn)生。一網(wǎng)絡(luò)接口交互連接于該基站。該網(wǎng)絡(luò)接口及一或多個相結(jié)合的地理位置處理器是用來a.處理UE地理位置，其對應(yīng)于一選擇的移動UE的估計的位置，其相對于具有涵蓋該選擇的UE的估計位置的傳輸范圍的天線陣列系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù)；b.選擇基站中具有涵蓋該選擇的UE的估計位置的傳輸范圍的基站；及c.輸出參數(shù)到該選擇的基站的光束形成器，使得該選擇的基站以一有形的光束傳送該選擇的UE的通信數(shù)據(jù)，以涵蓋該選擇的UE的估計的位置。
該選擇的UE的通信數(shù)據(jù)可具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求。在這種狀況下，該網(wǎng)絡(luò)接口及相結(jié)合的地理位置處理器較佳地是設(shè)置成部份基于要傳送到該選擇的UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求來選擇一基站。該選擇的UE的地理位置數(shù)據(jù)可包含該UE的估計的相對速度數(shù)據(jù)。在這種狀況下，該網(wǎng)絡(luò)接口及相結(jié)合的地理位置處理器是設(shè)置成部份基于同時對應(yīng)于該選擇的UE的估計位置及相對估計速度數(shù)據(jù)的地理位置數(shù)據(jù)來選擇一基站。
每個基站可包含耦合于其光束形成器的地理位置處理器，其是用來處理相對于其天線陣列系統(tǒng)的預(yù)定位置的UE地理位置數(shù)據(jù)，以輸出選擇的參數(shù)到其光束形成器，使得其光束形成器控制其RF模塊來以一有形的光束傳送一選擇的UE的通信數(shù)據(jù)，其涵蓋該選擇的UE的估計的位置，其中對應(yīng)于該估計的位置的地理位置數(shù)據(jù)是由該地理位置處理器所處理。當(dāng)一UE的通信數(shù)據(jù)具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求，每個基站地理位置處理器較佳地是設(shè)置成部份基于要傳送到該選擇的UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求來計算導(dǎo)引到一選擇的UE的光束的光束形成參數(shù)。當(dāng)該UE的地理位置數(shù)據(jù)包含該UE的估計相對速度數(shù)據(jù)，每個基站地理位置處理器較佳地是設(shè)置成部份同時基于對應(yīng)于該UE的估計位置及相對估計速度數(shù)據(jù)的地理位置數(shù)據(jù)來計算導(dǎo)引到該UE的光束的光束形成參數(shù)。
每個基站地理位置處理器亦可設(shè)置成由估計一傳輸光束覆蓋率Abeam的面積來計算傳輸光束形成參數(shù)，做為一RF相位及傳輸功率P的函數(shù)，使得相位及傳輸功率P的選擇使得該UE的相對位置數(shù)據(jù)可位在Abeam內(nèi)。其中每個基站天線系統(tǒng)具有多個模式M，其對于相同的相位及功率提供不同形狀的光束，每個基站地理位置處理器較佳地是設(shè)置成計算傳輸光束形成參數(shù)成為相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)，并輸出參數(shù)到個別的光束形成器，以代表一選擇的相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的組合，以控制傳輸光束形成。
每個基站地理位置處理器亦可設(shè)置成輸出選擇的參數(shù)到該基站的光束形成器，使得該基站的光束形成器控制該RF模塊來以一有形的光束傳送或接收該UE的通信數(shù)據(jù)，其涵蓋了該UE的估計位置，其中對應(yīng)于該UE的估計位置的地理位置數(shù)據(jù)是由該地理位置處理器所處理。在這種狀況下，每個基站地理位置處理器較佳地是設(shè)置成藉由估計一接收光束覆蓋率的面積成為一RF相位的函數(shù)來計算接收光束形成參數(shù)，使得該相位的選擇將該UE的相對位置數(shù)據(jù)位在該接收光束覆蓋率的面積內(nèi)。其中每個基站天線系統(tǒng)具有多個接收模式，其提供了相同相位的不同形狀的接收光束，該地理位置處理器較佳地是用來計算接收光束形成參數(shù)成為一相位及天線系統(tǒng)接收模式M的函數(shù)，并輸出參數(shù)到該光束形成器來代表一選擇的相位及天線系統(tǒng)接收模式的組合，以控制接收光束形成。
每個基站RF模塊可具有能力來提供超過一個傳輸光束，使得每個傳輸光束能夠承載一獨立的UE組合的通信信號。在這種狀況下，每個個別的光束形成器較佳地是用于結(jié)合該RF模塊以在一傳輸光束的范圍內(nèi)形成一組想要的傳輸光束，其為該基站的天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生。
在任何所揭示的系統(tǒng)中，每個UE較佳地是包含一RF模塊，其具有一相結(jié)合的天線。每個UE可具有一地理位置處理器，其用于使用一全球定位衛(wèi)星(GPS)系統(tǒng)來決定目前的UE地理位置。依照需要，每個UE亦可包含運作上結(jié)合該UE RF模塊的光束形成器來在該天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的光束范圍內(nèi)形成一想要的光束，及耦合于該UE光束形成器的地理位置處理器，其用來處理相對于一選擇的基站的已知位置的數(shù)據(jù)的估計UE位置的UE地理位置數(shù)據(jù)，并輸出選擇的參數(shù)到該光束形成器，使得該光束形成器控制該RF模塊來以一有形的光束傳送或接收該選擇的基站的通信數(shù)據(jù)，其涵蓋該選擇的基站的已知的位置，其中相對于該選擇的基站的已知位置的UE地理位置數(shù)據(jù)是由該UE地理位置處理器所處理。
本發(fā)明的其它目的及好處對于本技術(shù)專業(yè)人士可通過以下的詳細(xì)說明來了解。


圖1A及1B所示為一習(xí)用的蜂巢布置及傳輸類型。
圖2所示為動態(tài)使用有形的傳輸光束來處理一特定的用戶密度。
圖3所示為動態(tài)使用有形的傳輸光束，其中一基站有失效。
圖4所示為該蜂巢覆蓋的動態(tài)重新配置的流程圖。
圖5A-5E所示為使用光束形成的基站，以提供無線光束覆蓋率到不同狀況下的選擇的UE。
圖6所示為實施地理位置為主的光束形成的流程圖。
圖7所示為根據(jù)本發(fā)明原理對于一地理位置輔助的光束形成移動通信系統(tǒng)的基站及UE組件的方塊圖。
圖8所示為當(dāng)一UE由一個蜂巢移動到另一個時的交遞方式。
圖9所示為在智能型交遞中合作的基站之間的協(xié)調(diào)處理。
圖10所示為根據(jù)本發(fā)明揭示內(nèi)容中使用智能型交遞透過光束形成基站所支持的UE。
圖11所示為用于智能型交遞于光束形成基站的步驟的流程圖。
具體實施例方式
一無線通信系統(tǒng)的初始蜂巢覆蓋率可使用例如圖1B所示的習(xí)用方法來設(shè)置。但是，為取代維持嚴(yán)謹(jǐn)定義的覆蓋區(qū)域，本發(fā)明利用蜂巢覆蓋率的動態(tài)形成來適應(yīng)于實際實時系統(tǒng)使用需求。無線電資源、覆蓋面積及服務(wù)的用戶皆可較佳地在一些相鄰且合作的基站之間來共享。此可造成系統(tǒng)容量、使用率及效率的增加。
以下的說明主要是關(guān)于動態(tài)地成形來自基站的傳輸光束。但是，本技術(shù)專業(yè)人士將亦可了解用于接收的光束形成的應(yīng)用性。因為在不同類型的雙向通信中的數(shù)據(jù)需求對于相同通信的上鏈及下鏈部份會相當(dāng)?shù)夭煌?，較佳地是對于傳輸及接收可獨立控制光束成形。此外，在UE處傳輸或接收的光束形成亦可有利地來使用。
較佳地是，每個蜂巢的基站使用一相位的天線陣列或類似的天線系統(tǒng)。在本技術(shù)中亦熟知的是，相位的天線陣列及其它習(xí)用系統(tǒng)可使得一基站在一選擇的方向上傳送(或接收)一選擇性大小的光束。對于一相位的天線陣列，一RF信號相位可調(diào)整來導(dǎo)引該傳輸光束，而信號功率可調(diào)整來控制該光束的大小。同時，天線選擇及大小可在該光束的形狀及大小當(dāng)中扮演一種角色。舉例而言，一基站可具有包含兩個天線陣列的天線系統(tǒng)，其中一個在一給定方向上產(chǎn)生相當(dāng)窄的光束，而另一個則在一給定方向上產(chǎn)生相當(dāng)寬的光束。
透過調(diào)整這些參數(shù)，兩個或多個相鄰的蜂巢可協(xié)調(diào)及重新定義由每個基站所覆蓋的區(qū)域，其方法比將所有蜂巢考慮在一起的方式要更為最佳化。一基站可啟始在相鄰蜂巢中與其相鄰者的一或多個的協(xié)調(diào)處理，其是由于在目前由其所覆蓋的區(qū)域中的用戶的過量需求，或由于由低交通量產(chǎn)生的過剩資源。除了上述之外，有其它的考慮可使得一蜂巢啟始一協(xié)調(diào)處理。該協(xié)調(diào)處理本身較佳地是限定了在合作的基站之間使用它們當(dāng)中的接口的一系列的訊息交換。在該協(xié)調(diào)處理結(jié)束時，該蜂巢群組可到達(dá)該覆蓋的整體區(qū)域的一新的區(qū)隔，藉此改進(jìn)該共同的運作效能。由每個基站所覆蓋的新區(qū)域是由該天線陣列的光束形成技術(shù)來利用RF能量說明。
圖2及3所示為該方法的范例。圖2所示為在該基站BS1區(qū)域，及該基站BS1及基站BS3之間的區(qū)域中用戶的密度。當(dāng)決定在這些區(qū)域中用戶為高密度時，在基站BS1及基站BS3處的天線陣列是用來傳送一選擇性成形及導(dǎo)引的光束，以提供所需要的無線電資源到該用戶密度。圖3所示為基站BS3遇到失效的狀況。然后基站BS1及基站BS2即用于傳送一選擇性成形及導(dǎo)引的光束，以提供所需要的無線電資源到正常由基站BS3所服務(wù)區(qū)域中的用戶。
圖4所示為牽涉到使用天線陣列的動態(tài)重新配置基站覆蓋率的步驟的典型程序的流程圖。首先，參數(shù)是設(shè)定為觸發(fā)該重新配置。為了追蹤及決定觸發(fā)事件，該網(wǎng)絡(luò)較佳地是追蹤每個基站與UE及UE位置之間的活動通信的數(shù)目。較佳地是，此信息是以一快速的速率所更新，因為移動UE位置可連續(xù)地改變。
除了UE的位置之外，該UE的速率及方向亦可由UE回報，或由BS估計。此信息結(jié)合了地理地圖信息，可用來預(yù)測該UE的未來位置。此信息可用于(1)降低該位置數(shù)據(jù)必須由UE傳送到BS的頻率，(2)決定如果該網(wǎng)絡(luò)有可能在最近達(dá)到滿載。后者可在該光束形成決策處理中考慮。
此數(shù)據(jù)使得該網(wǎng)絡(luò)可決定如果一特定的基站正達(dá)到滿載，或有可能達(dá)到滿載。然后該重新配置處理可在當(dāng)與一特定基站同時通信的用戶臨界數(shù)目或數(shù)據(jù)交通量的臨界量皆到達(dá)時來觸發(fā)。在相鄰蜂巢中所進(jìn)行的通信數(shù)目即做比較，且如果有一足夠較低的數(shù)目，即會進(jìn)行兩個或多個基站之間的協(xié)調(diào)處理。因為UE位置為已知，在一小區(qū)域中顯著較高的密度，亦可做為一觸發(fā)事件。較佳地是，一基站失效亦可定義為一觸發(fā)事件，以提供相鄰基站的輔助覆蓋率。
該協(xié)調(diào)處理在由一觸發(fā)事件啟始之后，較佳地是限定評估與該特定基站通信的UE的UE位置的所有數(shù)據(jù)，并將其匹配于該特定基站可使用的一組光束樣式，其可提供具有相同或降低信號噪聲比(SNR)的UE的更為均勻的服務(wù)分布。一旦完成該協(xié)調(diào)處理，該基站重新聚焦其傳送的RF信號，以提供在該協(xié)調(diào)處理期間所決定的該UE的光束。
光束形成選擇較佳地是使用UE地理位置數(shù)據(jù)來決定。數(shù)據(jù)交通量亦為一重要的考量，特別是當(dāng)使用光束形成來與多個UE通信。
圖5A所示為一基本的案例，其中一基站10聚集一無線光束12在一單一UE上，即UE1。該基站光束使用該目標(biāo)的用戶的位置的明確數(shù)據(jù)來形成，在此例中為UE1。
圖6提供該處理的基本流程圖。該第一步驟包含決定該目標(biāo)的單一UE及/或多個UE的位置。此較佳地是使用熟知的技術(shù)來達(dá)到，其包含1)UE為主的技術(shù)，例如GPS為主的方法；2)網(wǎng)絡(luò)為主的三角測量方法，例如基于到達(dá)時間差(TDOA)及到達(dá)角度(AOA)的方法；3)同時包含UE及網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合方法。當(dāng)使用UE為主的技術(shù)時，一第二通信步驟是由使得該網(wǎng)絡(luò)可知道每個目標(biāo)的UE的位置數(shù)據(jù)來提供。此處理包含在UE及網(wǎng)絡(luò)之間適當(dāng)設(shè)計的訊息的交換。
然后一光束形成計算步驟即發(fā)生，其較佳地是包含基于目標(biāo)的UE的位置數(shù)據(jù)的決策處理。在此步驟期間，該網(wǎng)絡(luò)決定該光束形成的特性，用以利用視為對該網(wǎng)絡(luò)適當(dāng)及/或最佳化的方式來服務(wù)該目標(biāo)的UE。此決策處理亦可包含一雙向通信處理，其中該UE亦牽涉在該決策處理中。最后，該光束是基于決策處理而形成，以產(chǎn)生一選擇性大小及導(dǎo)引的RF光束，其可覆蓋該UE的位置，如同由其地理位置數(shù)據(jù)所反應(yīng)。
一基站20及一UE30的相關(guān)組件的方塊圖是示于圖7。該基站20較佳地是經(jīng)由一組頻道處理器22而耦合到網(wǎng)絡(luò)組件，其可處理及格式化數(shù)據(jù)。該基站/網(wǎng)絡(luò)接口可為有線、無線或任何其它種類的連接。
該頻道處理器32是耦合于一組調(diào)制解調(diào)器單元24。該調(diào)制解調(diào)器單元24調(diào)制傳輸用信號，并解調(diào)制接收的信號。一RF模塊26具有一相結(jié)合的相位化天線陣列系統(tǒng)27，并耦合該等調(diào)制解調(diào)器24。該RF模塊26將自該基站調(diào)制解調(diào)器單元24接收的調(diào)制信號轉(zhuǎn)譯成一選擇的傳輸用載波頻率。該RF模塊26在運作上結(jié)合一光束形成器28，其可選擇性調(diào)整功率、RF相位及天線選擇，用以由該天線陣列系統(tǒng)27能夠產(chǎn)生的光束范圍來形成一所要的光束。一地理位置處理器29處理該UE地理位置數(shù)據(jù)來輸出選擇的參數(shù)到該光束形成器28。
該天線系統(tǒng)27可具有一連續(xù)范圍的角度導(dǎo)向的光束，或一分散角度導(dǎo)向的光束范圍。該光束范圍亦可具有不同的光束寬度可用于特定的角度方向。較佳地是，該RF模塊26的設(shè)置使得其能夠提供超過一個傳輸光束，使得每個光束能夠承載一獨立組合的UE的通信信號。較佳地是，用于接收的光束形成是獨立于用于傳輸?shù)墓馐纬?，因為該用戶通信的?shù)據(jù)流通常為非對稱。舉例而言，如果該UE已經(jīng)請求一數(shù)據(jù)鏈結(jié)來下載一檔案，在這種通信期間，到達(dá)該UE的下鏈數(shù)據(jù)通常將為明顯地大于任何到達(dá)該基站的上鏈數(shù)據(jù)流。
該UE30包含一頻道處理器32來處理及格式化耦合于一調(diào)制解調(diào)器單元34的數(shù)據(jù)。一應(yīng)用處理器33可提供來支持多種語音及數(shù)據(jù)處理應(yīng)用。該調(diào)制解調(diào)器單元34調(diào)制用于傳輸?shù)男盘枺⒔庹{(diào)制所接收的信號。一RF模塊36具有一相結(jié)合的天線37，并耦合該調(diào)制解調(diào)器34。該RF模塊36將自該UE調(diào)制解調(diào)器34接收的調(diào)制信號轉(zhuǎn)譯成一選擇的傳輸用載波頻率。一地理位置處理器39可提供來由一GPS系統(tǒng)決定UE地理位置，然后傳送到該基站20，較佳地是對于一移動UE為頻繁的間隔之下。
該UE可具有一光束形成器38(顯示為虛線)，其可選擇性地調(diào)整功率、RF相位及天線選擇，用以由該天線陣列系統(tǒng)37能夠產(chǎn)生的光束范圍來形成一所要的光束。在這種狀況下，該地理位置處理器39是用來處理該UE地理位置數(shù)據(jù)來輸出選擇的參數(shù)該UE的光束形成器。使用于UE傳輸及/或接收的光束形成可同時在UE處及對于網(wǎng)絡(luò)的SNR降低具有好處。傳送一導(dǎo)向的光束在許多情況下將可降低由UE所產(chǎn)生對于其它系統(tǒng)基站或該光束的外的UE的干擾量。透過一導(dǎo)引的光束的接收將在許多情況下可降低對于該光束的外的來源的接收信號的干擾量。
為了方便起見，每個UE的地理位置數(shù)據(jù)可利用該基站的基站天線位置相對于要傳送到該UE的光束的極坐標(biāo)來描述。請參考圖5A，在運作上，該基站接收UE1的地理位置成為(θ1，d1)，其中θ1代表該UE與該基站天線系統(tǒng)的0度參考射線的角度，而d1代表該UE與該基站天線系統(tǒng)位置的估計的距離。
當(dāng)動態(tài)光束形成由UE使用時，該UE的地理位置數(shù)據(jù)可類似地利用該UE正在通信的一選擇的基站的已知位置所相對的極坐標(biāo)來描述。在這種狀況下，該相對位置數(shù)據(jù)坐標(biāo)θ代表該選擇的基站與該UE的0度參考射線的角度，而d代表該UE與該選擇的基站的估計的距離。
當(dāng)利用一相位化的天線陣列系統(tǒng)，該光束覆蓋面積Abeam為RF相位的函數(shù)F()，而用于傳送的光束、傳輸功率P。所使用的特定天線系統(tǒng)亦可提供不同的天線選擇模式M，其提供相同的相位及功率的不同形狀的光束，例如一寬的光束及一窄的光束選擇可用于一給定的相位。因此，一般而言Abeam＝F(，P，M)(傳輸用)Abeam＝F(，M) (接收用)。
因為光束方向θbcam主要為相位的函數(shù)，θbeam＝f()AbCam＝F(f-1(θbeam)，P，M) (傳輸用)Abeam＝F(f-1(θbcam)，M)(接收用)。
應(yīng)用此在圖5A中可提供一傳輸光束12來涵蓋UE1，Abeam12＝F(f-1(θ1)，P，M)其中P、M的選擇使得Abeam12延伸至少一距離d1。
其可使用具有雙向光束的相位化數(shù)組天線?；旧希@種天線是導(dǎo)引對于一軸為對稱的光束。藉由沿著該軸定義該天線角度為0度的參考，該光束方向θbeam對相位的函數(shù)關(guān)系可利用其絕對值來表示，如下式|θbeam|＝f()其中該UE位置數(shù)據(jù)的極坐標(biāo)表示可以轉(zhuǎn)換，使得該角度數(shù)據(jù)θ的范圍為該基站的0度角度參考為±180degrees，即-180°≤θ≤180°。
在選擇光束形成參數(shù)時的一主要因素，特別是P及M，其是要維持該接收信號的一適當(dāng)?shù)男盘枌υ肼?干擾)比(SNR)。在容量或覆蓋率有限的系統(tǒng)中，該目標(biāo)通常是要盡可能達(dá)到最高的SNR。在有限干擾的系統(tǒng)中，例如CDMA，該目標(biāo)是要達(dá)到某個最小的SNR，以保證該鏈接所需要的一滿足的QoS，但不會太高，所以不會造成對于其它鏈接的不需要的干擾。SNR為S÷I，其中S為所想要的信號，而I為干擾。一通式為SI=SbN0+ΣSk,]]>其中Sb為在該接收器處所要的信號，N0為噪聲，及∑Sk為來自其它通信的信號干擾的總和。
該Sk值的性質(zhì)通常是根據(jù)所使用的調(diào)制，其與距離成反比。
圖5B到5D說明不同的策略。在圖5B中，UE2及UE3是充份地隔開，使得形成在每個來自基站天線陣列10的UE的光束為最佳。在傳輸上，導(dǎo)引到UE2的光束是移動遠(yuǎn)離導(dǎo)引到UE3的光束。因此，其皆不能提供明顯的干擾來降低該接收的信號的個別的SNR。
在圖5C中，該光束具有明顯的重疊，其顯示出該個別的信號造成彼此之間明顯的干擾。不論在UE2及UE3，其它的傳輸將呈現(xiàn)為一明顯的噪聲因素。在圖5D中，相同的兩個UE，例如UE2及UE3，是顯示在相同的位置，而由一單一寬光束所覆蓋。該信號到每個UE可看到一較低的干擾者，因為對于其它UE沒有第二個信號，藉此改善該信號噪聲比的起源。如果到達(dá)該UE的功率可保持為固定，反射一寬光束形狀的模式參數(shù)M的選擇是用來改進(jìn)在圖5C中所示的另一個的SNR。
在實際的應(yīng)用中，將會有其它的變量有影響。在該傳送器中的功率限制或相距一段距離的潛在干擾實際上可需要一較低的功率，以在由該基站傳輸期間到達(dá)該UE，且會發(fā)生由于加寬的光束而增加來自其它來源的噪聲。特別是，當(dāng)兩個或多個相鄰的基站的光束是對于蜂巢的重新配置來加以決定時，要由相鄰蜂巢傳送的該光束的功率及形狀較佳地是在決定牽涉在該處理中的基站的適當(dāng)?shù)墓馐M合時來考慮。
此外，該種通信即可考慮，因為不同類型的通信可具有不同的數(shù)據(jù)速率及服務(wù)品質(zhì)需求。舉例而言，數(shù)據(jù)文件傳輸可在一相當(dāng)?shù)偷乃俾氏聛磉M(jìn)行，但可需要一高的服務(wù)品質(zhì)，因為一計算機數(shù)據(jù)程序檔案的每一個位通常必須正確，藉以使得該傳送的程序檔案可正確地運作。語音或視訊會議可具有一較低的服務(wù)品質(zhì)需求，但可需要一較高的數(shù)據(jù)速率，因為該語音或視訊會議可呈現(xiàn)給用戶為實時地進(jìn)行，而不會有中斷。音樂或視訊串流通信可具有對于下鏈的類似的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求，但可相對于上鏈需求為非常地不對稱。因此，由于分別在基站10與UE2及UE3之間的兩個獨立的通信的非對稱數(shù)據(jù)速率及服務(wù)品質(zhì)需求，圖5C可代表由基站10到UE2及UE3的選擇性形成的下鏈傳輸光束，而圖5D可代表對于那些通信的基站10所選擇性形成的上鏈接收光束。
如果使用一個光束的數(shù)據(jù)速率并不適合來支持兩個UE的需求，其必須來改變該調(diào)制格式(速率、每個符號的位等等)，來能夠使用一個光束。這種改變有可能降低在該分子中的信號值。因此，該基站的地理位置處理器較佳地是進(jìn)行相對的計算來決定是否該較佳的狀況可包含一或兩個光束，及這些光束所需要的功率?；赟NR所提供的最佳信號的光束樣式較佳地是即可實施。其有可能來延伸該計算來包含旋轉(zhuǎn)該光束而直接聚焦它們在該UE上的可能性，因為該增加的區(qū)隔會部份不利于該分母，而在分子中更為顯著。
圖5E所示為增加了UE數(shù)目的狀況，即UE1到UE7。為了計算簡單，該UE可根據(jù)其角度極坐標(biāo)來辨識，使得所有由(θi，di)所表示的所有UEi，及由(θi+1，di+1)所代表個UEi+1，其中θi≤θi+1。對于任何數(shù)目N的UE，該光束形成選擇處理即可搜尋(θi-θi+1)的兩個最大值，即Δθi，i+1，包含有ΔθN，1，以決定兩個群組的UE，其可在相對于該基站天線陣列10的角度方向上最為接近。圖5E代表在UE7及UE1(Δθ7，1)之間的角度差，及UE3與UE4(Δθ3，4)之間的角度差為最大，所以UE1到UE3，以及UE4到UE7的UE在初始時即選擇成群組。
兩個所提出的光束配置中每一個的θbeam即可在初始時選擇來畫分該兩個群組中每一個的末端UE的角度方向。在圖5E中的次況，該第一種提出的光束配置的θbeam較佳地是初始化為(θ1+θ3)÷2，而該第二種提出的光束配置的θbeam較佳地是初始化為(θ4+θ7)÷2。
然后M是選擇來保證一足夠?qū)挼墓馐鴣砗w每個群組的末端UE之間的角度展開，而P是選擇來保證該信號投射的距離足以涵蓋在該個別UE群組中每個UE的距離坐標(biāo)d中所反射的距離。對于其它群組的計算可進(jìn)行來決定如果SNR可在一系統(tǒng)的基礎(chǔ)之下來改善，使得無法提供改善即會造成所嘗試的群組化變化的類型的中止。當(dāng)該天線陣列提供如上所述的一雙向?qū)ΨQ光束時，上述的計算可基于每個UE的相對角度位置0的絕對值來修正，其可轉(zhuǎn)換為范圍-180°≤θ≤180°。
動態(tài)光束形成亦可較佳地用來實施進(jìn)行中的通信的交遞。為了使一UE通信繼續(xù)進(jìn)行，該UE已經(jīng)建立了其本身與一基站天線系統(tǒng)之間的RF鏈接，其可位在一蜂巢塔中。當(dāng)UE移動時，該RF鏈接的特性即改變，且在UE及/或該蜂巢塔處所接收的信號品質(zhì)即會降低，造成其觸發(fā)一交遞考慮處理。圖8所示為一UE與一蜂巢中的基站BS1進(jìn)行通信，并移動朝向由一不同基站BS2所服務(wù)的一相鄰蜂巢。
該交遞考慮處理包含該UE與一些候選的目標(biāo)蜂巢，其中之一即對于該交遞來選擇，如果有執(zhí)行交遞的話。圖9所示為在合作的基站之間的協(xié)調(diào)處理，以進(jìn)行智能型交遞決策。在此交遞考慮處理期間，每個候選的蜂巢會在它們之間通信，并交換關(guān)于該RF資源的可用性的信息，及任何其它相關(guān)的考慮，來支持正在考慮中的UE。因為當(dāng)兩個或多個相鄰的基站的光束是對于蜂巢的重新配置來加以決定時，要由相鄰蜂巢傳送的該光束的功率及形狀較佳地是在決定牽涉在該處理中的基站的適當(dāng)?shù)墓馐M合時來考慮。該協(xié)調(diào)處理使用基于UE地理位置數(shù)據(jù)的光束形成選擇，如上所述。該協(xié)調(diào)的結(jié)果為對于所牽涉的基站來決定一選擇組合的光束，以提供具有一相對較低的SNR的UE覆蓋率。
在此協(xié)調(diào)階段期間，該UE持續(xù)地由原來的蜂巢塔來支持，其憑借其天線陣列來使用追蹤及聚焦的光束。因此，該交遞考慮處理不需要受到嚴(yán)格的時間限制。如圖10所示，在該極端的例子中，如果一相鄰蜂巢不能夠有效率地接收該UE，其可決定該原先的蜂巢為最佳的位置，且必須繼續(xù)來服務(wù)該UE。此是利用例如基站BS1的天線陣列的光束形成及追蹤能力來完成，以繼續(xù)維持與UE1及UE3的通信，即使它們已經(jīng)移動超出BS1的正常的蜂巢覆蓋范圍。在圖10所示的范例中，鄰近基站BS2的高密度的用戶會造成該「智能型」交遞決定，以重新設(shè)置來自基站BS1的延伸的光束來繼續(xù)服務(wù)UE3。
圖11所示為用以進(jìn)行「智能型」交遞的一般性處理的流程圖，其實際上不會造成交遞的進(jìn)行。該第一步驟是要在發(fā)生一觸發(fā)事件時來觸發(fā)該智能型交遞處理。該觸發(fā)事件較佳地是包含關(guān)于UE位置數(shù)據(jù)的臨界值，位置數(shù)據(jù)的改變，其代表行進(jìn)方向、UE信號品質(zhì)劣化、服務(wù)中基站負(fù)載，及該UE的服務(wù)需求改變，其可在一通信期間由一低數(shù)據(jù)速率切換到一高數(shù)據(jù)速率，其為一潛在的通信應(yīng)用所需要。
一旦觸發(fā)該處理，該服務(wù)基站決定那一個基站要牽涉在內(nèi)，并進(jìn)行該協(xié)調(diào)處理來對于所有牽涉到的基站來選擇一較佳的光束配置類型。一旦選擇了新的光束配置處理，其是實施來重新聚焦該個別的基站光束。當(dāng)要發(fā)生一交遞時，該新的服務(wù)基站首先將實施對于其所決定的該選擇光束，并取得該UE通信，其是在該原先服務(wù)的基站實施其新的光束型式之前。
當(dāng)同時使用智能型交遞及蜂巢覆蓋的整體網(wǎng)絡(luò)動態(tài)成形時，該智能型交遞條件可僅做為一觸發(fā)事件，對于圖4所示的蜂巢覆蓋處理的動態(tài)成形。
當(dāng)本發(fā)明利用某些特定參數(shù)來說明時，本技術(shù)專業(yè)人士將可立即了解到其它的變化，其皆視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在一無線電信系統(tǒng)中選擇性地導(dǎo)引基站RF通信信號的方法，其中一基站與多個用戶設(shè)備(UE)進(jìn)行無線RF通信，該方法包含決定一UE的一估計位置；使用該估計的UE位置及一基站天線系統(tǒng)的一已知位置來決定相對性位置數(shù)據(jù)；部份基于該相對位置數(shù)據(jù)來計算光束形成條件；及基于該計算的光束形成條件來在該UE及該基站天線系統(tǒng)之間形成RF通信信號的一導(dǎo)引的光束，使得該導(dǎo)引的光束涵蓋該UE的估計的位置。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，一UE的一估計位置的位置數(shù)據(jù)的決定可由一或多個基站所接收的UE傳送信號的電信系統(tǒng)三角測量來執(zhí)行。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，一UE的一估計位置的位置數(shù)據(jù)的決定可由該UE來執(zhí)行，而該數(shù)據(jù)由該UE傳送到一基站。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，一UE的一估計位置的位置數(shù)據(jù)的決定可由該UE使用一全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)來執(zhí)行。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，一UE的一估計位置的位置數(shù)據(jù)的決定可由一或多個基站所接收的UE傳送信號的電信系統(tǒng)三角測量來執(zhí)行，并配合該UE使用一全球定位衛(wèi)星(GPS)系統(tǒng)，其中GPS數(shù)據(jù)是由該UE傳送到一基站。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該計算的光束形成條件包含部份基于該相對位置數(shù)據(jù)來計算傳輸光束形成條件；及該光束形成包含基于該計算的傳輸光束形成條件，形成由該基站天線系統(tǒng)所傳送的基站RF通信信號的導(dǎo)引的傳輸光束，使得該導(dǎo)引的傳輸光束可涵蓋該UE的估計位置。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包含部份基于該相對位置數(shù)據(jù)來計算接收光束形成條件；及基于該計算的接收光束形成條件來對于由該基站天線系統(tǒng)所接收的UE RF通信信號來形成一導(dǎo)引的接收光束，使得該導(dǎo)引的光束涵蓋該UE的估計的位置。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包含決定在該基站天線系統(tǒng)的一指定地理范圍內(nèi)的多個UE的一估計位置；使用該估計的UE位置及一基站天線系統(tǒng)的已知位置來決定每個UE的相對性位置數(shù)據(jù)；部份基于至少第一及第二該UE的決定的相對位置數(shù)據(jù)來計算傳輸光束形成條件；基于該計算的傳輸光束形成條件，由該基站天線系統(tǒng)形成及傳送該第一UE的基站RF通信信號的導(dǎo)引的傳輸光束，使得該導(dǎo)引的傳輸光束涵蓋該第一UE的估計位置；及基于該計算的傳輸光束形成條件，由該基站天線系統(tǒng)形成及傳送該第二UE的基站RF通信信號的一導(dǎo)引的傳輸光束，使得該導(dǎo)引的傳輸光束涵蓋該第二UE的估計位置。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該第一及第二UE的基站RF通信信號的一個導(dǎo)引的傳輸光束即形成及傳送，使得該一個導(dǎo)引的傳輸光束可涵蓋該第一UE及該第二UE的估計位置。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，該第一UE的基站RF通信信號的一第一導(dǎo)引的傳輸光束即形成及傳送，使得該第一導(dǎo)引的傳輸光束涵蓋該第一UE的估計的位置，而該第二UE的基站RF通信信號的一第二導(dǎo)引的傳輸光束即形成及傳送，使得該第二導(dǎo)引的傳輸光束涵蓋該第二UE的估計位置，其方向與該第一導(dǎo)引的傳輸光束并不相同。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，計算傳輸光束形成條件是部份基于估計形成同時對于該第一及第二UE的基站RF通信信號的一個導(dǎo)引的傳輸光束的信噪比(SNR)，其涵蓋該第一UE及該第二UE的估計位置；估計形成該第一UE的基站RF通信信號的一第一導(dǎo)引傳輸光束的信噪比(SNR)，其涵蓋該第一UE的估計位置，以及該第二UE的基站RF通信信號的一第二導(dǎo)引的傳輸光束，其涵蓋該第二UE的估計位置，其方向與該第一導(dǎo)引的傳輸光束并不相同；及比較該估計的SNR，以決定如果該計算的傳輸光束形成條件是要產(chǎn)生一或多個導(dǎo)引的傳輸光束。
12.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，一相位化的天線陣列系統(tǒng)是做為該基站天線系統(tǒng)，而該計算傳輸光束形成條件估計一傳輸光束覆蓋率Abeam的面積做為一RF相位及傳輸功率P的函數(shù)，使得相位及傳輸功率P的選擇使得該UE的相對位置數(shù)據(jù)(θ，d)可位在Abeam內(nèi)，其特征在于θ代表該UE與該基站天線系統(tǒng)的0度參考的角度，而d代表與該基站天線系統(tǒng)位置的距離。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該天線系統(tǒng)具有多個模式M，其可提供相同相位及功率的不同形狀的光束，而該計算傳輸光束形成條件估計一光束覆蓋率Abeam的面積成為相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)F。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，該天線系統(tǒng)具有兩個模式M，其可分別提供相同相位及功率的寬及窄的形狀的傳輸光束，而該計算傳輸光束形成條件估計一光束覆蓋率Abeam成為相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)F。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，該計算傳輸光束形成條件估計一光束方向θbeam成為相位的函數(shù)f，即θbeam＝f()，所以Abeam＝F(f-1(θbeam)，P，M)而θbeam是基于θ來選擇，而P及M是基于d來選擇。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該計算的光束形成條件包含部份基于該相對位置數(shù)據(jù)來計算接收光束形成條件；及該光束形成包含部份基于該計算的接收光束形成條件來對于由該基站天線系統(tǒng)接收的UE RF通信信號的一導(dǎo)引的接收光束，使得該導(dǎo)引的接收光束涵蓋該UE的估計的位置。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，進(jìn)一步包括決定在該基站天線系統(tǒng)的一指定地理范圍內(nèi)的多個UE的一估計位置；使用該估計的位置及一基站天線系統(tǒng)的已知位置來決定每個UE的相對性位置數(shù)據(jù)；部份基于至少第一及第二該UE的決定的相對位置數(shù)據(jù)來計算接收光束形成條件；基于該計算的接收光束形成條件來形成由該基站天線系統(tǒng)接收的該第一UE的RF通信信號的一導(dǎo)引接收光束，使得該導(dǎo)引的接收光束涵蓋該第一UE的估計的位置；及基于該計算的接收光束形成條件來形成由該基站天線系統(tǒng)接收的該第二UE的RF通信信號的一導(dǎo)引接收光束，使得該導(dǎo)引的接收光束涵蓋該第二UE的估計的位置。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，形成同時對于該第一及第二UE的RF通信信號的一個導(dǎo)引的接收光束，使得一導(dǎo)引的接收光束涵蓋該第一UE及該第二UE的估計位置。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，形成該第一UE的RF通信信號的一第一導(dǎo)引的接收光束，使得該第一導(dǎo)引的光束涵蓋該第一UE的估計位置，并形成該第二UE的RF通信信號的一第二導(dǎo)引接收光束，使得該第二導(dǎo)引光束涵蓋該第二UE的估計位置，并與該第一導(dǎo)向的接收光束具有一不同的方向。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，計算接收光束形成條件是部份基于估計形成同時該第一及第二UE的RF通信信號的一個導(dǎo)引的接收光束的信噪比(SNR)，其涵蓋該第一UE及該第二UE的估計位置；估計形成同時該第一UE的RF通信信號的一第一導(dǎo)引的接收光束的信噪比(SNR)，其涵蓋該第一UE的估計位置，及該第二UE的RF通信信號的一第二導(dǎo)引的接收光束，其涵蓋該第二UE的估計位置，其方向與該第一導(dǎo)引的接收光束并不相同；及比較該估計的SNR來決定如果該計算的接收光束形成條件是要產(chǎn)生一或多個導(dǎo)引的接收光束。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，進(jìn)一步包括部份基于該相對性位置數(shù)據(jù)來計算傳輸光束形成條件；及基于該計算的傳輸光束形成條件形成自該基站天線系統(tǒng)傳送的基站RF通信信號的一導(dǎo)引的傳輸光束，使得該導(dǎo)引的傳輸光束涵蓋該UE的估計位置。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括部份基于至少該第一及第二UE的決定的相對性位置數(shù)據(jù)來計算傳輸光束形成條件；基于該計算的傳輸光束形成條件自該基站天線系統(tǒng)形成及傳送該第一UE的基站RF通信信號的一導(dǎo)引的傳輸光束，使得該導(dǎo)引的傳輸光束涵蓋該第一UE的估計位置；及基于該計算的傳輸光束形成條件自該基站天線系統(tǒng)形成及傳送該第二UE的基站RF通信信號的一導(dǎo)引傳輸光束，使得該導(dǎo)引的傳輸光束涵蓋該第二UE的估計位置。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，計算傳輸光束形成條件是部份基于估計形成同時該第一及第二UE的基站RF通信信號的一個導(dǎo)引傳輸光束的信噪比(SNR)，其涵蓋該第一UE及該第二UE的估計位置；估計形成該第一UE的基站RF通信信號的一第一導(dǎo)引傳輸光束的信噪比(SNR)，其涵蓋該第一UE的估計位置，以及該第二UE的基站RF通信信號的一第二導(dǎo)引傳輸光束，其涵蓋該第二UE的該估計位置，其方向與該第一導(dǎo)引的接收光束并不相同；及比較該估計的SNR，以決定如果該計算的傳輸光束形成條件可產(chǎn)生一或多個導(dǎo)引的傳輸光束。
24.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，一相位化天線陣列系統(tǒng)是做為該基站天線系統(tǒng)，而該計算的接收光束形成條件估計光束覆蓋率Abeam的面積成為一RF相位的函數(shù)，使得該相位的選擇可使該UE的相對位置數(shù)據(jù)(θ，d)位在Abeam內(nèi)，其中θ代表該UE與該基站天線系統(tǒng)的0度參考的角度，而d代表該基站與該基站天線系統(tǒng)的距離。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，該天線系統(tǒng)具有多個模式M，其可提供相同相位的光束的不同形狀，而該計算的接收光束形成條件估計一光束覆蓋率Abeam的面積成為相位及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)F。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于，該天線系統(tǒng)具有兩個模式M，其可分別提供相同相位的寬及窄的形狀的接收光束，而該計算接收光束形成條件估計一光束覆蓋率Abeam的面積成為相位、及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)F。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于，該計算接收光束形成條件估計一光束方向θbeam成為一相位的函數(shù)f，θbeam＝f()，所以Abeam＝F(f-1(θbeam)，M)且θbeam是基于θ來選擇，而M是基于d來選擇。
28.一種在無線電信系統(tǒng)中與多個UE進(jìn)行無線RF通信的基站，其包括一RF模塊及一相結(jié)合的天線陣列系統(tǒng)；一光束形成器，其用來結(jié)合于該RF模塊，以在該基站的天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的光束范圍內(nèi)形成一組所要的光束；及一地理位置處理器，其耦合于該光束形成器，其設(shè)置成相對于該天線陣列系統(tǒng)的位置的數(shù)據(jù)來處理UE地理位置數(shù)據(jù)，并輸出選擇的參數(shù)到該光束形成器，使得該光束形成器控制該RF模塊來以一有形的光束傳送或接收一選擇的UE的通信數(shù)據(jù)，其可涵蓋該選擇的UE的一估計位置，其中對應(yīng)于該選擇的UE的估計位置的地理位置數(shù)據(jù)是由該地理位置處理器所處理。
29.如權(quán)利要求28所述的基站，其特征在于，該地理位置處理器是設(shè)置成藉由估計一傳輸光束覆蓋率Abeam的面積成為RF相位及傳輸功率P的函數(shù)來計算傳輸光束形成參數(shù)，使得該相位及傳輸功率P的選擇為該選擇的UE的相對位置數(shù)據(jù)(θ，d)可位在Abeam內(nèi)，其中θ代表該UE與該基站天線系統(tǒng)的0度參考之間的角度，而d代表與該基站天線系統(tǒng)位置的距離。
30.如權(quán)利要求29所述的基站，其特征在于，該天線系統(tǒng)具有多個模式M，其對于相同的相位及功率提供不同形狀的光束，而該地理位置處理器是設(shè)置成計算傳輸光束形成參數(shù)成為相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)，并輸出參數(shù)到該光束形成器，以代表一選擇的相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的組合，以控制傳輸光束形成。
31.如權(quán)利要求30所述的基站，其特征在于，該地理位置處理器是設(shè)置成通過估計一接收光束覆蓋的面積成為一RF相位的函數(shù)來計算接收光束形成參數(shù)，使得相位的選擇可使該選擇的UE的相對位置數(shù)據(jù)位在該接收光束覆蓋的面積內(nèi)。
32.如權(quán)利要求31所述的基站，其特征在于，每個基站天線系統(tǒng)具有多個接收模式，其提供了相同相位的接收光束的不同的形狀，且該地理位置處理器是用來計算接收光束形成參數(shù)成為一相位及天線系統(tǒng)接收模式的函數(shù)，并輸出參數(shù)到該光束形成器，以代表一選擇的相位及天線系統(tǒng)接收模式的組合，以控制接收光束形成。
33.如權(quán)利要求28所述的基站，其特征在于該RF模塊可具有能力來提供超過一個傳輸光束，使得每個傳輸光束能夠承載一獨立的UE組合的通信信號；及該光束形成器在運作上結(jié)合該RF模塊來在該天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的傳輸光束范圍內(nèi)形成一組所要的傳輸光束。
34.如權(quán)利要求33所述的基站，其特征在于，該地理位置處理器是設(shè)置來通過基于多個選擇的UE的每個UEi的相對位置數(shù)據(jù)(θi，di)來估計一組傳輸光束覆蓋面積以計算傳輸光束形成參數(shù)，其中θi代表該UEi與該基站天線系統(tǒng)的0度參考之間的角度，而di代表該UEi與該基站天線系統(tǒng)位置的距離，使其成為RF相位及傳輸功率P的函數(shù)，使得相位及傳輸功率P的選擇可使多個選擇的UE中每一個UEi的相對位置數(shù)據(jù)(θi，di)是位在該組傳輸光束覆蓋面積中的一個區(qū)域內(nèi)。
35.如權(quán)利要求34所述的基站，其特征在于，該天線系統(tǒng)具有多個模式M，其對于相同的相位及功率提供不同形狀的光束，且該地理位置處理器是設(shè)置成計算傳輸光束形成參數(shù)成為相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)，并輸出參數(shù)到該光束形成器，以代表一選擇的相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的組合，以控制傳輸光束形成。
36.如權(quán)利要求33所述的基站，其特征在于，該地理位置處理器是設(shè)置成通過估計一接收光束覆蓋的面積成為一RF相位的函數(shù)來計算接收光束形成參數(shù)，使得相位的選擇可使該選擇的UE的相對位置數(shù)據(jù)位在該接收光束覆蓋的面積內(nèi)。
37.如權(quán)利要求36所述的基站，其特征在于，該RF模塊可具有能力來提供超過一個接收光束，使得每個接收光束能夠承載一獨立的UE組合的通信信號；該天線系統(tǒng)具有多個接收模式，其對于相同的相位提供不同形狀的接收光束；及該光束形成器在運作上結(jié)合該RF模塊來在該天線陣列系統(tǒng)的一接收光束能力范圍內(nèi)形成一組所要的接收光束。
38.如權(quán)利要求28所述的基站，其特征在于，該地理位置處理器是設(shè)置成通過估計一傳輸光束覆蓋率Abeam的面積成為RF相位的函數(shù)來計算接收光束形成參數(shù)，使得該相位的選擇為該選擇的UE的相對位置數(shù)據(jù)(θ，d)可位在Abeam內(nèi)，其中θ代表該UE與該基站天線系統(tǒng)的0度參考之間的角度，而d代表與該基站天線系統(tǒng)位置的距離。
39.如權(quán)利要求38所述的基站，其特征在于每個天線系統(tǒng)具有多個接收模式M，其提供了相同相位的接收光束的不同的形狀，且該地理位置處理器是用來計算接收光束形成參數(shù)成為一相位及天線系統(tǒng)接收模式M的函數(shù)，并輸出參數(shù)到該光束形成器，以代表一選擇的相位及天線系統(tǒng)接收模式M的組合，以控制接收光束形成。
40.如權(quán)利要求38所述的基站，其特征在于，該RF模塊可具有能力來提供超過一個接收光束，使得每個接收光束能夠承載一獨立的UE組合的通信信號；及該光束形成器在運作上結(jié)合該RF模塊來在該天線陣列系統(tǒng)的一接收光束能力范圍內(nèi)形成一組所要的接收光束。
41.如權(quán)利要求40所述方法的基站，其特征在于，該地理位置處理器是設(shè)置成通過基于多個選擇的UE中每一個UEi的相對位置數(shù)據(jù)(θi，di)來估計一組接收光束覆蓋的面積，其中θi代表該UEi與該基站天線系統(tǒng)的0度參考之間的角度，而di代表該UEi與該基站天線系統(tǒng)位置的距離，其成為RF相位的函數(shù)，使得相位的選擇可使多個選擇的UEi中每個UEi的相對位置數(shù)據(jù)(θi，di)可位在該組接收光束覆蓋面積中的一個區(qū)域內(nèi)。
42.如權(quán)利要求41所述的基站，其特征在于，該天線系統(tǒng)具有多個接收模式M，其提供了相同相位的接收光束的不同的形狀，且該地理位置處理器是用來計算接收光束形成參數(shù)成為一相位及天線系統(tǒng)接收模式M的函數(shù)，并輸出參數(shù)到該光束形成器，以代表一選擇的相位及天線系統(tǒng)接收模式M的組合，以控制接收光束形成。
43.一種包含根據(jù)權(quán)利要求28所述的多個基站的無線電信系統(tǒng)。
44.如權(quán)利要求43所述的無線電信系統(tǒng)，進(jìn)一步包含多個移動UE，每個UE包括一RF模塊，其具有一相結(jié)合的天線；及一地理位置處理器，其設(shè)置來使用一全球定位衛(wèi)星(GPS)系統(tǒng)的目前UE地理位置數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)是由該UE RF模塊天線傳送來由該基站使用。
45.如權(quán)利要求43所述的無線電信系統(tǒng)，進(jìn)一步包含多個移動UE，每個UE包括一RF模塊及一相結(jié)合的天線陣列系統(tǒng)；一光束形成器，其用來結(jié)合于該RF模塊，以在該基站的天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的光束范圍內(nèi)形成一組所要的光束；及一地理位置處理器，其耦合于該光束形成器，其用于處理相對于一選擇的基站的已知位置的數(shù)據(jù)的估計UE位置的UE地理位置數(shù)據(jù)，并輸出選擇的參數(shù)到該光束形成器，使得該光束形成器控制該RF模塊來以一有形的光束來傳送或接收該選擇的基站的通信數(shù)據(jù)，其可涵蓋該選擇的基站的已知的位置，其中相對于該選擇的基站的已知位置的UE地理位置數(shù)據(jù)是由該地理位置處理器來處理。
46.一種在無線電信系統(tǒng)中用于與具有已知位置的基站進(jìn)行無線RF通信的UE，其包括一RF模塊及一相結(jié)合的天線陣列系統(tǒng)；一光束形成器，其用來結(jié)合于該RF模塊，以在該基站的天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的光束范圍內(nèi)形成一組所要的光束；及一地理位置處理器，其耦合于該光束形成器，其用于處理相對于一選擇的基站的已知位置的數(shù)據(jù)的估計UE位置的UE地理位置數(shù)據(jù)，并輸出選擇的參數(shù)到該光束形成器，使得該光束形成器控制該RF模塊來以一有形的光束來傳送或接收該選擇的基站的通信數(shù)據(jù)，其可涵蓋該選擇的基站的已知的位置，其中相對于該選擇的基站的已知位置的UE地理位置數(shù)據(jù)是由該地理位置處理器來處理。
47.如權(quán)利要求46所述方法的UE，其特征在于，該地理位置處理器是設(shè)置成通過估計一傳輸光束覆蓋率Abeam的面積成為RF相位及傳輸功率P的函數(shù)來計算傳輸光束形成參數(shù)，使得該相位及傳輸功率P的選擇可使該估計的UE位置相對于該選擇的基站的已知位置的相對位置數(shù)據(jù)(θ，d)可位在Abeam內(nèi)，其中θ代表該選擇的基站與該估計的UE位置的0度參考之間的角度，而d代表該估計的UE位置與該選擇的基站的已知位置之間的距離。
48.如權(quán)利要求46所述的UE，其特征在于，該天線系統(tǒng)具有多個模式M，其對于相同的相位及功率提供不同形狀的光束，且該地理位置處理器是設(shè)置成計算傳輸光束形成參數(shù)成為相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)，并輸出參數(shù)到該光束形成器，以代表一選擇的相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的組合，以控制傳輸光束形成。
49.如權(quán)利要求47所述的UE，其特征在于，該地理位置處理器是設(shè)置成藉由估計一接收光束覆蓋的面積成為一RF相位的函數(shù)來計算接收光束形成參數(shù)，使得相位的選擇可使該選擇的UE的相對位置數(shù)據(jù)位在該接收光束覆蓋的面積內(nèi)。
50.如權(quán)利要求48所述的UE，其特征在于，每個基站天線系統(tǒng)具有多個接收模式，其提供了相同相位的接收光束的不同的形狀，且該地理位置處理器是用來計算接收光束形成參數(shù)成為一相位及天線系統(tǒng)接收模式的函數(shù)，并輸出參數(shù)到該光束形成器，以代表一選擇的相位及天線系統(tǒng)接收模式的組合，以控制接收光束形成。
51.一種無線電信系統(tǒng)，其包含多個基站，用以與多個UE進(jìn)行無線RF通信；每個基站具有一RF模塊及一相結(jié)合的天線系統(tǒng)，其是位在一預(yù)定的位置及一地理傳輸范圍，其至少重疊于至少另一個基站的傳輸范圍；及一光束形成器，其運作上結(jié)合于該RF模塊來在該基站的天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的一光束范圍內(nèi)形成一組所要的光束；一網(wǎng)絡(luò)接口，其交互連接該基站及一或多個相結(jié)合的地理位置處理器，用以處理對應(yīng)于選擇的UE的估計位置的UE地理位置數(shù)據(jù)，其是相對于具有涵蓋該選擇的UE的估計位置的傳輸范圍的基站的天線陣列系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù)；分配該選擇的UE成為群組，每個群組是維持與具有涵蓋該選擇的UE的估計位置的傳輸范圍的基站中一選擇的基站的通信；及輸出選擇的參數(shù)到該基站的光束形成器，其具有涵蓋該估計的位置的傳輸范圍，使得一選擇的基站以一有形的光束來傳送該對應(yīng)的分配UE群組的每個UE的通信數(shù)據(jù)，其是涵蓋該個別UE的估計的位置。
52.如權(quán)利要求51所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個選擇的UE的通信數(shù)據(jù)具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求，且該網(wǎng)絡(luò)接口及相結(jié)合的地理位置處理器是設(shè)置成部份基于要傳送到該通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求來分配該選擇的UE成為群組而傳送到該選擇的UE。
53.如權(quán)利要求51所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個選擇的UE的地理位置數(shù)據(jù)包含該UE的估計相對速度數(shù)據(jù)，且該網(wǎng)絡(luò)接口及相結(jié)合的地理位置處理器是設(shè)置為部份基于同時對應(yīng)該估計位置的地理位置數(shù)據(jù)及該選擇的UE的相對估計速度數(shù)據(jù)來分配該選擇的UE成為群組。
54.如權(quán)利要求53所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個選擇的UE的通信數(shù)據(jù)具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求，且該網(wǎng)絡(luò)接口及相結(jié)合的地理位置處理器是設(shè)置成部份基于要傳送到該通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求來分配該選擇的UE成為群組而傳送到該選擇的UE。
55.如權(quán)利要求51所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個基站包括一地理位置處理器，其耦合于其光束形成器，用以相對于其天線陣列系統(tǒng)的預(yù)定位置來處理UE地理位置數(shù)據(jù)，以輸出選擇的參數(shù)到其光束形成器，使得其光束形成器控制其RF模塊來以一有形的光束傳送一選擇的UE的通信數(shù)據(jù)，其可涵蓋該選擇的UE的一估計位置，其中對應(yīng)于該估計位置的地理位置數(shù)據(jù)是由該地理位置處理器所處理。
56.如權(quán)利要求55所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，一UE的通信數(shù)據(jù)具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求，每個基站地理位置處理器較佳地是設(shè)置成部份基于要傳送到該選擇的UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求來計算導(dǎo)引到一選擇的UE的光束的光束形成參數(shù)。
57.如權(quán)利要求56所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個選擇的UE的地理位置數(shù)據(jù)包含該UE的估計相對速度數(shù)據(jù)，且每個基站地理位置處理器是設(shè)置來計算導(dǎo)引到一選擇的UE的光束的光束形成參數(shù)，其部份基于對應(yīng)于該估計的位置的地理位置數(shù)據(jù)及該選擇的UE的相對估計速度數(shù)據(jù)。
58.如權(quán)利要求55所述方法的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個地理位置處理器是設(shè)置成通過估計一傳輸光束覆蓋率Abeam的面積成為RF相位及傳輸功率P的函數(shù)來計算傳輸光束形成參數(shù)，使得該相位及傳輸功率P的選擇可使該估計的UE位置相對于該選擇的基站的已知位置的相對位置數(shù)據(jù)(θ，d)可位在Abeam內(nèi)，其中θ代表該選擇的基站與該估計的UE位置的0度參考之間的角度，而d代表該估計的UE位置與該選擇的基站的已知位置之間的距離。
59.如權(quán)利要求58所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個基站天線系統(tǒng)具有多個模式M，其對于相同的相位及功率提供光束的不同形狀，每個基站地理位置處理器是設(shè)置成計算傳輸光束形成參數(shù)成為相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)，并輸出參數(shù)到個別的光束形成器，以代表一選擇的相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的組合，以控制傳輸光束形成。
60.如權(quán)利要求59所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個基站地理位置處理器是設(shè)置來輸出選擇的參數(shù)到該基站的光束形成器，使得該基站的光束形成器控制該RF模塊來以一有形的光束傳送或接收一選擇的UE的通信數(shù)據(jù)，其可涵蓋該選擇的UE的估計位置，其中對應(yīng)于該選擇的UE的估計位置的地理位置數(shù)據(jù)是由該地理位置處理器所處理。
61.如權(quán)利要求60所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個基站地理位置處理器較佳地是設(shè)置成通過估計一接收光束覆蓋率的面積成為一RF相位的函數(shù)來計算接收光束形成參數(shù)，使得該相位的選擇將該UE的相對位置數(shù)據(jù)位在該接收光束覆蓋的面積內(nèi)。
62.如權(quán)利要求61所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個基站天線系統(tǒng)具有多個接收模式，其提供了相同相位的接收光束的不同的形狀，該地理位置處理器是用來計算接收光束形成參數(shù)成為一相位及天線系統(tǒng)接收模式的函數(shù)，并輸出參數(shù)到該光束形成器來代表一選擇的相位及天線系統(tǒng)接收模式的組合，以控制接收光束形成。
63.如權(quán)利要求55所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個基站RF模塊具有能力來提供超過一個傳輸光束，使得每個傳輸光束能夠承載一獨立組合的UE的通信信號；及每個個別的光束形成器是用于結(jié)合該RF模塊以在該基站的天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的傳輸光束的范圍內(nèi)形成一組想要的傳輸光束。
64.如權(quán)利要求51所述的無線電信系統(tǒng)，進(jìn)一步包含多個移動UE，每個UE包括一RF模塊，其具有一相結(jié)合的天線；及一地理位置處理器，其用于使用一全球定位衛(wèi)星(GPS)系統(tǒng)來決定目前的UE地理位置。
65.如權(quán)利要求51所述的無線電信系統(tǒng)，進(jìn)一步包含多個移動UE，每個UE包括一RF模塊及一相結(jié)合的天線陣列系統(tǒng)；一光束形成器，其用來結(jié)合于該RF模塊，以在該基站的天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的光束范圍內(nèi)形成一組所要的光束；及一地理位置處理器，其耦合于該光束形成器，其用于處理相對于一選擇的基站的已知位置的數(shù)據(jù)的估計UE位置的UE地理位置數(shù)據(jù)，并輸出選擇的參數(shù)到該光束形成器，使得該光束形成器控制該RF模塊來以一有形的光束來傳送或接收該選擇的基站的通信數(shù)據(jù)，其可涵蓋該選擇的基站的已知的位置，其中相對于該選擇的基站的已知位置的UE地理位置數(shù)據(jù)是由該地理位置處理器來處理。
66.一種在無線電信系統(tǒng)中選擇性地導(dǎo)引基站RF通信信號的方法，其特征在于，具有重疊的傳輸范圍的基站與多個UE進(jìn)行無線RF通信，該方法包含a.決定用于接收基站RF通信信號的多個UE中每一個的估計位置；b.對于每個該UE，辨識出具有涵蓋該估計的UE位置的一傳輸范圍的每個基站；c.對于每個該UE，決定相關(guān)的UE位置數(shù)據(jù)，其是關(guān)于使用該UE位置數(shù)據(jù)的每個辨識的基站，及該辨識的基站的預(yù)定的位置數(shù)據(jù)；d.對于每個辨識的基站，部份基于該決定的相對位置數(shù)據(jù)來計算光束形成條件，使得每個UE由該UE所要傳送RF通信信號到的一特定基站；及f.基于該計算的光束形成條件，對于由該基站傳送的該UE的基站RF通信信號來形成一組導(dǎo)引光束，使得對于每個該UE，具有對于該UE的RF通信信號的導(dǎo)引的光束可涵蓋該UE的估計位置；及g.基于選擇的條件來重復(fù)步驟a-g，以動態(tài)地重新設(shè)置基站傳輸光束。
67.如權(quán)利要求66所述的方法，其特征在于，每個UE的通信數(shù)據(jù)具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求，以及該計算光束形成條件，使得每個UE是指定到一特定的基站，其是部份基于要傳送到該UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求。
68.如權(quán)利要求66所述的方法，其特征在于，每個UE的相對位置數(shù)據(jù)包含該UE的估計的相對速度數(shù)據(jù)，及該計算光束形成條件，使得每個UE是指定到一特定的基站，其是部份基于同時該估計的UE位置的相對位置數(shù)據(jù)，及該UE的相對估計速度數(shù)據(jù)。
69.如權(quán)利要求68所述的方法，其特征在于，每個UE的通信數(shù)據(jù)具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求，以及該計算光束形成條件，使得每個UE是指定到一特定的基站，其是部份基于要傳送到該UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求。
70.如權(quán)利要求68所述的方法，其特征在于，步驟a-g是重復(fù)進(jìn)行，以基于對應(yīng)于該估計的UE位置的相對位置數(shù)據(jù)，及該UE的相對估計速度數(shù)據(jù)中一選擇的變化類型來動態(tài)地重新設(shè)置基站傳輸光束。
71.如權(quán)利要求67所述的方法，其特征在于，步驟a-g是重復(fù)進(jìn)行，以基于要傳送到該UE的通信數(shù)據(jù)的該服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)需求中一選擇的變化類型來動態(tài)地重新設(shè)置基站傳輸光束。
72.如權(quán)利要求66所述的方法，其特征在于步驟a-g是重復(fù)進(jìn)行，以基于一選擇的基站失效類型來動態(tài)地重新設(shè)置基站傳輸光束。
73.如權(quán)利要求66所述的方法，其特征在于，一UE的一估計位置的決定是由一或多個基站所接收的UE傳送的信號的電信系統(tǒng)三角測量所執(zhí)行。
74.如權(quán)利要求66所述的方法，其特征在于，一UE的一估計位置的決定是由在該UE處的一全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)所執(zhí)行。
75.一種在無線電信系統(tǒng)中選擇性地導(dǎo)引基站RF通信信號的智能型交遞方法，其中具有已知位置及重疊的傳輸范圍的基站與一移動UE進(jìn)行無線RF通信，該方法包含a.決定正在由一基站接收RF通信信號，且位在多個基站的該傳輸范圍中的移動UE的一估計位置；b.辨識出具有涵蓋該估計的UE位置的一傳輸范圍的每個基站；c.決定相對的UE位置數(shù)據(jù)，其是關(guān)于使用該估計的UE位置及該基站的已知位置的每個辨識的基站；d.部份基于該決定的相對位置數(shù)據(jù)來計算光束形成條件，使得該UE是指定給該UE所要傳送的RF通信信號要到的該辨識的基站中的一個；及f.基于該計算的光束形成條件，對于由該一個基站所傳送的該UE形成基站RF通信信號的一導(dǎo)引的光束，使得該導(dǎo)引的光束涵蓋該UE的估計的位置；及g.基于選擇的條件來重復(fù)步驟a-g，以動態(tài)地重新設(shè)置基站傳輸光束。
76.如權(quán)利要求75所述的方法，其特征在于，該UE的通信數(shù)據(jù)具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求，及該計算光束形成條件，使得該UE指定到該辨識的基站中的一個，其是部份基于要傳送到該UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求。
77.如權(quán)利要求75所述的方法，其特征在于，該UE的相對位置數(shù)據(jù)包括該UE的估計相對速度數(shù)據(jù)及該計算的光束形成條件，使得每個UE是指定給該辨識的基站中的一個，其是部份基于同時對應(yīng)于該估計的UE位置的相對位置數(shù)據(jù)及該UE的相對估計速度數(shù)據(jù)。
78.如權(quán)利要求77所述的方法，其特征在于，該UE的通信數(shù)據(jù)具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求，及該計算光束形成條件，使得該UE指定到該辨識的基站中的一個，其是部份基于要傳送到該UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求。
79.如權(quán)利要求77所述的方法，其特征在于，步驟a-g是重復(fù)進(jìn)行，以基于對應(yīng)于該估計的UE位置的相對位置數(shù)據(jù)，及該UE的相對估計速度數(shù)據(jù)中一選擇的變化類型來動態(tài)地重新設(shè)置基站傳輸光束。
80.如權(quán)利要求76所述的方法，其特征在于，步驟a-g是重復(fù)進(jìn)行，以基于要傳送到該UE的通信數(shù)據(jù)的該服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)需求中一選擇的變化類型來動態(tài)地重新設(shè)置基站傳輸光束。
81.如權(quán)利要求75所述的方法，其特征在于，步驟a-g是重復(fù)進(jìn)行，以基于一選擇的基站失效類型來動態(tài)地重新設(shè)置基站傳輸光束。
82.如權(quán)利要求75所述的方法，其特征在于，該UE的一估計位置的決定是由一或多個基站所接收的UE傳送的信號的電信系統(tǒng)三角測量來執(zhí)行。
83.如權(quán)利要求75所述的方法，其特征在于，該UE的一估計位置的決定是由在該UE處的一全球定位衛(wèi)星系統(tǒng)所執(zhí)行。
84.一種無線通信系統(tǒng)，其包含多個基站，用以與一移動UE進(jìn)行無線RF通信；每個基站具有一RF模塊及一相結(jié)合的天線系統(tǒng)，其是位在一預(yù)定的位置及一地理傳輸范圍，其至少重疊于至少另一個基站的傳輸范圍；及一光束形成器，其運作上結(jié)合于該RF模塊來在該基站的天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的一光束范圍內(nèi)形成一組所要的光束；一網(wǎng)絡(luò)接口，其交互連接該基站及一或多個相結(jié)合的地理位置處理器，用以處理UE地理位置，其對應(yīng)于一選擇的移動UE的估計的位置，其相對于具有涵蓋該選擇的UE的估計位置的傳輸范圍的天線陣列系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù)；選擇基站中具有涵蓋該選擇的UE的估計位置的傳輸范圍的基站；及輸出參數(shù)到該選擇的基站的光束形成器，使得該選擇的基站以一有形的光束傳送該選擇的UE的通信數(shù)據(jù)，以涵蓋該選擇的UE的估計的位置。
85.如權(quán)利要求84所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，該選擇的UE的通信數(shù)據(jù)具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求，且該網(wǎng)絡(luò)接口及地理位置處理器是設(shè)置成部份基于要傳送到該選擇UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求來選擇一基站。
86.如權(quán)利要求84所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，該選擇的UE的地理位置數(shù)據(jù)包含該UE的估計相對速度數(shù)據(jù)，且該網(wǎng)絡(luò)接口及地理位置處理器是設(shè)置為部份基于同時對應(yīng)于該選擇的UE的估計位置及相對估計速度數(shù)據(jù)的該地理位置數(shù)據(jù)來選擇一基站。
87.如權(quán)利要求86所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，該選擇的UE的通信數(shù)據(jù)具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求，且該網(wǎng)絡(luò)接口及地理位置處理器是設(shè)置成部份基于要傳送到該選擇UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求來選擇一基站。
88.如權(quán)利要求84所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個基站包括一地理位置處理器，其耦合于其光束形成器，用以相對于其天線陣列系統(tǒng)的預(yù)定位置來處理UE地理位置數(shù)據(jù)，以輸出選擇的參數(shù)到其光束形成器，使得其光束形成器控制其RF模塊來以一有形的光束傳送一選擇的UE的通信數(shù)據(jù)，其可涵蓋該選擇的UE的估計位置，其中對應(yīng)于該估計位置的地理位置數(shù)據(jù)是由該地理位置處理器所處理。
89.如權(quán)利要求88所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，一UE的通信數(shù)據(jù)具有一服務(wù)品質(zhì)及一數(shù)據(jù)速率需求，每個基站地理位置處理器較佳地是設(shè)置成部份基于要傳送到該選擇的UE的通信數(shù)據(jù)的服務(wù)品質(zhì)及數(shù)據(jù)速率需求來計算導(dǎo)引到一選擇的UE的光束的光束形成參數(shù)。
90.如權(quán)利要求89所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，該UE的地理位置數(shù)據(jù)包含該UE的估計相對速度數(shù)據(jù)，且每個基站地理位置處理器是設(shè)置成部份同時基于對應(yīng)于該UE的估計位置及相對估計速度數(shù)據(jù)的地理位置數(shù)據(jù)來計算導(dǎo)引到該UE的光束的光束形成參數(shù)。
91.如權(quán)利要求90所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個基站地理位置處理是設(shè)置來通過估計一傳輸光束覆蓋率Abeam的面積做為一RF相位及傳輸功率P的函數(shù)來計算傳輸光束形成參數(shù)，使得相位及傳輸功率P的選擇使得該UE的相對位置數(shù)據(jù)(θ，d)可位在Abeam內(nèi)，其中θ代表該UE與該基站天線系統(tǒng)的0度參考的角度，而d代表與該基站天線系統(tǒng)位置的距離。
92.如權(quán)利要求91所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個基站天線系統(tǒng)具有多個模式M，其對于相同的相位及功率提供光束的不同形狀，每個基站地理位置處理器是設(shè)置成計算傳輸光束形成參數(shù)成為相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的函數(shù)，并輸出參數(shù)到個別的光束形成器，以代表一選擇的相位、傳輸功率P及天線系統(tǒng)模式M的組合，以控制傳輸光束形成。
93.如權(quán)利要求88所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個基站地理位置處理器是設(shè)置來輸出選擇的參數(shù)到該基站的光束形成器，使得該基站的光束形成器控制該RF模塊來以一有形的光束傳送或接收該UE的通信數(shù)據(jù)，其可涵蓋該UE的估計位置，其中對應(yīng)于該UE的估計位置的地理位置數(shù)據(jù)是由該地理位置處理器所處理。
94.如權(quán)利要求88所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個基站地理位置處理器是設(shè)置成通過估計一接收光束覆蓋率的面積成為一RF相位的函數(shù)來計算接收光束形成參數(shù)，使得該相位的選擇將該UE的相對位置數(shù)據(jù)位在該接收光束覆蓋率的面積內(nèi)。
95.如權(quán)利要求94所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個基站天線系統(tǒng)具有多個接收模式，其提供了相同相位的接收光束的不同的形狀，該地理位置處理器是用來計算接收光束形成參數(shù)成為一相位及天線系統(tǒng)接收模式的函數(shù)，并輸出參數(shù)到該光束形成器來代表一選擇的相位及天線系統(tǒng)接收模式的組合，以控制接收光束形成。
96.如權(quán)利要求88所述的無線電信系統(tǒng)，其特征在于，每個基站RF模塊具有能力來提供超過一個傳輸光束，使得每個傳輸光束能夠承載一獨立組合的UE的通信信號；及每個個別的光束形成器是用于結(jié)合該RF模塊以在該基站的天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的傳輸光束的范圍內(nèi)形成一組想要的傳輸光束。
97.如權(quán)利要求84所述的無線電信系統(tǒng)，進(jìn)一步包含多個移動UE，每個UE包括一RF模塊，其具有一相結(jié)合的天線；及一地理位置處理器，其用于使用一全球定位衛(wèi)星(GPS)系統(tǒng)來決定目前的UE地理位置。
98.如權(quán)利要求84所述的無線電信系統(tǒng)，進(jìn)一步包含多個移動UE，每個UE包括一RF模塊及一相結(jié)合的天線陣列系統(tǒng)；一光束形成器，其用來結(jié)合于該RF模塊，以在該基站的天線陣列系統(tǒng)能夠產(chǎn)生的一光束范圍內(nèi)形成一組所要的光束；及一地理位置處理器，其耦合于該光束形成器，其用于處理相對于一選擇的基站的已知位置的數(shù)據(jù)的估計UE位置的UE地理位置數(shù)據(jù)，并輸出選擇的參數(shù)到該光束形成器，使得該光束形成器控制該RF模塊來以一有形的光束來傳送或接收該選擇的基站的通信數(shù)據(jù)，其可涵蓋該選擇的基站的已知的位置，其中相對于該選擇的基站的已知位置的UE地理位置數(shù)據(jù)是由該地理位置處理器來處理。
全文摘要
本發(fā)明揭示關(guān)于一種在無線網(wǎng)絡(luò)中利用動態(tài)光束形成以供無線通信信號的方法及系統(tǒng)?；炯?或用戶設(shè)備(UE)包含具有一個范圍的光束形成選擇的天線系統(tǒng)。相對基站及UE位置為一種用于進(jìn)行光束形成決策的條件。
文檔編號H04W36/00GK1596511SQ02823878
公開日2005年3月16日 申請日期2002年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月29日
發(fā)明者普瑞哈喀·R·奇翠普, 史蒂芬·杰弗瑞·高柏 申請人:美商內(nèi)數(shù)位科技公司