无线通信系统技术方案

一种蜂窝无线通信系统中，该系统包括多个无线通信基站和多个无线通信终端，并且该系统中一个小区被划分成多个扇区，其中所述多个无线通信基站的每个无方向地收发控制信息。定向地收发通信信息。并且在一个小区内的多个扇区中把控制信息错开时间定向地进行收发，并且定向地收发通信信息。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及诸如便携式电话和移动电话的一种无线通信系统，尤其涉及控制信道信息的一种发送方法。特别是，本专利技术涉及一种使用码分多址(CDMA)方式的无线通信系统。在蜂窝无线通信系统中，迄今已提出若干种增加用户容量的方法。固定扇区制式是这些已提出的方法之一。附图说明图1示意性显示出固定扇区制式的无线通信系统中发送无线电波的一种方法。所谓固定扇区制式，是通过由具有方向性的多个天线把一个小区分为几个扇区，减小对其它扇区的干扰，由此来增加用户容量。图1显示了这样的方式的示例，其中三个扇区构成一个小区，即每个具有固定方向的天线17a、17b、17c分割小区19以提供扇区22、23、24。下面，说明作为无线通信的多址方式而受到重视的码分多址(CDMA)方式中的扇区化。在CDMA方式中为了扩展码的同步，需要导频信号当码分多址方式的小区被划分成若干扇区时，发送导频信号，同时对每个扇区改变扩展码的相位。因此，终端能够将各扇区辨认成不同的基站。在美国，TTA/EIA/IS-95-A被作为DS/CDMA的蜂窝无线通信系统(直接序列/码分多址系统)的标准。另一方面，在日本，Association of RadioIndustries and Businesses(ARIIB)已考虑CDMA制式的蜂窝无线系统。然而，当一个小区被划分成若干扇区时，则出现下列问题即便是在通信期间，终端也要通过所谓的小区搜寻，搜寻其它连接信道，其中的小区搜寻是用于建立该终端与基站之间的同步并搜寻最近的小区的一个过程。如果终端发现一个满足预定门限值的候选连接信道，则该终端将一个转向不同扇区或不同小区的通信期间信道切换请求(越区切换请求)发往基站。当小区被划分成若干扇区时，不可避免地增加各扇区或各小区之间的越区切换的处理量。为支持这样一种较为软性的越区切换，这种越区切换是诸扇区之间的连续通话期间越区切换，在切换时一个终端不得不同时连接至两个扇区，即两个基站。然而，当两个扇区同时与一个终端连接时，该终端在两个扇区的天线之间发送和接收控制信息，从而不可避免地增加总的电功率发送量。另外，在越区切换时，不得不准备若干附加信道以便避免扇区与该终端之间的通信被强制切断。因此，当扇区的数量增加时，尽管扇区数量增加，但用户容量并不与扇区数量成比例地增加。作为这样一种系统——其中以上所提及的固定扇区制式得到进一步发展并且其中提供了多个于其内天线指向部分地重叠的扇区，已提出这样一种自适应阵列天线，其中天线的指向可被自由控制，并且能使来自一个天线的干扰最小。这种自适应阵列天线被公开于Institute of Electronics，Information and Communication Engineers的1995年度Society MeetingSB-1-3。阵列天线能够通过关于位于多个方向上的诸无线通信终端改变指向波束减小干扰。并且在该阵列天线中，一种作为波束空间进展的数字波束形成是最为有效的方法，这是因为它易于被控制，并且数字波束形成是靠数字电路技术的革命而发展起来的。在固定扇区系统中存在这样一个区域，其中天线增益在诸扇区的边界地区有所降低。图2描述了这种情形。如图2所示，基站20通过定向天线(参看扇区55、56、57)发射一个控制信号。当终端处在扇区之间的边界地区时，不得不通过控制电功率来补偿降低了的天线增益。通常由导频信号代表的控制信号需要大的发送电功率，因为它必须被发送至小区的边界地区。这将更增加发送电功率。另一方面，使用阵列天线的系统将诸如控制信道信息的具有高公用特性的信息同时发送至一个小区(扇区)内的诸终端是困难的。其原因如下。因为存在多个天线单元，反而难以通过无方向天线发送无线电波。因此，有效发送诸如控制信道信息的具有高公用特性的信息引起一个严重问题。另外，因为CDMA制式所要求的导频信号占据下行链路信息电功率的很大比例，如果降低该平均功率，则有可能使用户容量有相当大的增加。本专利技术的一个目的是实施这样一种处理，该处理是终端以较小的费用进行在诸扇区之间移动所必要的。本专利技术的另一个目的是更有效地发送诸如导频信号的控制信号。这些目的可借助以下系统来达到。这是一种包括多个通信基站和多个无线通信终端的无线通信系统。无线通信基站包含一个由多个天线组成的天线群、一个用于通过将相位旋转加到天线群的诸终端上而生成任意指向波束的波束生成单元、一个与网络连接用于调制与解调通信信息的业务信道发送与接收单元、一个用于将业务信道发送与接收单元所生成的信号与一个发送方向加以结合的波束选择单元、以及一个用于控制业务信道发送与接收单元和波束选择单元的基站控制单元。波束选择单元通过多个波束接收由一个特定无线通信终端发送的信号，从诸接收波束中选出一个具有最强接收电功率或一个具有极佳通信质量的波束，或通过将多个波束加以结合来改善信号质量并接收这个拥有极佳信号质量的信号。发送时，XZ选择一个在接收时具有最强接收电功率的波束或一个具有极佳通信质量的波束，并随后发送无线电波。在此，构成为使该定向波束和相邻波束重叠，并且通过无方向波束从无线通信基站发送或接收诸如导频信号、广播信息、呼叫连接信息或寻呼信息的控制信息。无线通信基站通过不同定向波束或同一定向波束发送或接收呼叫连接信息、广播信息、寻呼信息和同步中所使用的导频信号，并在经过一段时间后进一步通过相邻的定向波束发送和接收同样的信息，从而以这样一种方式切换信息波束使得从上面看基站装置时相同信息波束可按顺时针或反时针方向旋转。根据本专利技术，在同一小区内不出现软性的越区切换，使得不须加倍一个信道，就可以增加用户容量。进一步地，根据本专利技术，在使用一个阵列天线的无线通信系统中，无须补偿控制信道的方向性波动(ripple)，就可以减少控制信道所占据的基站的发送电功率的比例。另外，可将相邻小区之间的导频信号的干扰抑制到最小，并因此增加用户容量。图1是用于说明由现有技术构成的一个三扇区类型的无线通信基站示意图；图2显示由现有技术构成的控制信道和业务信道的同一方向性的示例；图3显示由根据本专利技术的无方向控制信道和阵列天线实现的一个多方向波束业务信道的示例；图4是显示根据本专利技术的一个无线通信系统的基站的框图；图5是显示根据本专利技术的一个无线通信系统的基站的框图；图6说明根据本专利技术的载有各个控制信息的波束围绕象灯塔一样的基站旋转的状况；图7显示多个小区彼此相邻的状况。图8是显示基于本专利技术的控制信道的发射状态的概念图；图9A和9B分别用于说明基于本专利技术的定向波束以及由这样的定向波束载有的信息；图10A和10B分别显示当同时发射多个导频信号时被遮蔽较少的波束；图11显示当一个导频信号的间歇时间不恒定时的接收状态。图12显示当一个导频信号的间歇时间恒定时的接收状态。图13显示相邻小区之间导频信号的发送角度被彼此同步的状况。图14用于说明位于边界地区一个终端接到的多个导频信号和业务信道信息之间的间歇发送。I.第一实施例以下说明把本专利技术适用于CDMA移动通信方式，特别是美国标准的TIA/IS-95-A的第一实施例。图3是根据本专利技术的天线的方向图。该实施例中，发送和接收用的天线方向图方面，控制信道有别于业务信道。图3中，50至54是通话信道用的波束，有向发送以跟踪终端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蜂窝无线通信系统，这是包括多个无线通信基站和多个无线通信终端，并且一个小区被划分成多个扇区的蜂窝无线通信系统，其中所述多个无线通信基站的每个无方向地收发控制信息，并定向地收发通信信息。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：桑原干夫，花冈诚之，土居信数，雅乐隆基，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]