定向波束产生装置及相关方法制造方法及图纸

用于一无线电通信站（３６）的定向波束产生装置（６２）及相关方法（１０２）形成与以ＴＤＭＡ通信系统（１０）操作的远程通信站（２４，２６，２８）进行通信信号的通信的定向天线波束方向图（２２，３４，３６，５２，５４，５６）。响应于标示远程通信站（２４，２６，２８）定位的位置指示，信道（１２，ｆ↓［１］）被分配来实现该无线电通信站（１８）与该远程站（２４，２６，２８）之间的通信。被标示定位在一选定区域内的远程通信站被分配给在单一载波（ｆ↓［１］）上形成的信道（１２，ｆ↓［１］）。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及在多用户通信系统的通信站，如依照TDMA(时分复用接入)通信模式来操作的蜂窝通信系统处定向天线波束方向图的产生。本专利技术尤其涉及用于发射台的波束形成装置和相关方法。定向天线波束方向图以促进在TDMA通信模式中限定的选定时隙期间与选定的远程通信站进行通信信号的通信的方式而形成。但是，定向天线波束方向图以允许其它远程通信站在选定时隙期间探测被该发射台发射向选定的远程通信站的通信信号的方式形成。在例如蜂窝通信系统的无线电基站中被实施时，定向天线波束方向图在一个载波上限定的连续时隙期间被形成以至少把通信信号传输到选定的移动终端。天线波束方向图形成有不仅减少与其它移动终端通信的通信信号的交互干扰而且允许其它移动终端利用被传输到选定移动终端的部分通信信号的结构。在发射站与接收站之间利用数字通信技术来传输信息近些年愈加普遍。无线电通信系统，如蜂窝通信系统，就是被日益广泛地构造来利用数字通信技术的通信系统的例子。当利用数字通信技术形成通信信号时，信息信号被数字化并在一个载波上被调制。因为信息信号被数字化，从那里形成的通信信号可以以发射站发出的离散脉冲串形式在通信信道上被传输。当通信信号在接收站被接收到时，脉冲串被连接在一起，从而再生成通信信号。因为通信信号可以以离散脉冲串被传输，单个载波可用于传输一个以上的通信信号。时隙在载波上限定，时隙组被格式化为帧。信道由载波限定的特定时隙构成。如果一个以上载波在载波上限定的时隙期间用来在其上传输通信信号的脉冲串，多路复用、时隙在载波上被限定，并且信道被限定为时隙-载波组合。根据全球数字移动电话系统(GSM)的操作标准构造的蜂窝通信系统是一个其中时隙被限定在一个载波上并且一个以上的信道被限定在单个载波上的通信系统的例子。根据美国数字蜂窝(USDC)操作标准或太平洋数字蜂窝(PDC)标准构造的系统也类似地是其中一个以上信道被限定在单个载波上的通信系统的例子。蜂窝通信系统的网络基础结构的无线电基站包括用来在基站与位于无线电基站附近的移动终端之间转换通信信号的天线装置。传统上，无线电基站的天线装置由全向天线或扇区天线构成。扇区天线有时根据覆盖的径向区域来限定，如覆盖120°的扇区。传统天线装置形成的天线波束方向图本质上通常是静态的。就是说，天线波束方向图的结构通常是不变的。例如全向天线装置产生全向的，即圆形天线波束方向图，贯穿它下行链路传输被传播而且贯穿它上行链路传输被探测。扇区天线装置贯穿被分成扇区的覆盖区域可类似地操作。已经发展了多种方式来确定传输通信信号的移动终端的位置。有人提出建议利用形成定向天线波束方向图的天线装置并利用移动终端的位置信息来选择天线波束方向图的结构。可选择定向天线波束方向图来包围移动终端被定位的区域而排除其它区域。通过在这种方式中形成包括拉长的波瓣的天线波束方向图，蜂窝通信系统中的通信质量可被改善。通过形成定向天线波束方向图，被无线电基站传输到移动终端的下行链路传输的能量被指向移动终端。从而无线电基站的传输范围被提高并且下行链路传输的通信与蜂窝通信系统中其它通信发生干扰的可能性被降低。类似地，天线波束方向图的定向性减少上行链路信道上无线电基站接收的上行链路传输的干扰电平。上行链路信道的敏感性从而也被改善。经过使用这种定向天线装置，蜂窝通信系统的通信能力也能被提高。通过利用这种定向天线装置而可能达到的减少的干扰电平使得这种通信能力提高。干扰电平通常决定限定信道在蜂窝通信系统中的再利用率的信道再用方向图。因为干扰电平被降低，信道再利用方向图可形成于信道被高频率再利用的情况下。或者信道再利用方向图被不变地保留下来，通信链接的质量被提高。这种提高例如可增加无线电基站与移动终端之间的通信的数据或语音质量。由于所形成的天线波束方向图的定向特性，通过允许一个以上的移动终端在单一覆盖区域内的单一通信信道上通信使通信能力被提高，通信可由第一移动终端应用一个天线波束方向图来完成，以及由第二移动终端应用第二个非叠加的天线波束方向图来完成。就是说，两个或更多个天线波束方向图可被形成来沿不同的方向延伸以允许与定位在一个单元内的不同位置中的移动终端通信。在通信能力中超过传统通信系统的两倍或更大的通信能力的提高可能就是处于这样的配置。当利用能产生定向天线波束方向图的天线装置的建议有利地减少了通信系统中的干扰电平时，蜂窝系统标准要求在某些情况下无线电基站产生的信号能量可由不是通信信号的通信被指向的移动终端探测到。就是说，一些蜂窝通信系统的标准要求移动终端能从被传送到另一移动终端的下行链路传输中抽取信息。例如，在一些蜂窝通信系统中，要求即使通信信号不被传输到活动移动终端，能量也在下行链路载波上被传输。移动终端对信号能量的探测有助于减低复杂性并有助于移动终端在通信系统中被同步化及有助于移动终端来跟踪下行链路信号。而且，在根据IS-136标准构造的蜂窝通信系统中，移动终端应能够利用被传输到其它移动终端的通信信号的训练顺序和颜色编码。这种信息被移动终端用来增强移动终端的均衡器电路系统的功能。另外，如果载波上的时隙之一是活动的，在非活动时隙中允许没有能量控制，即在根据IS-136标准构造的蜂窝通信系统中在时隙基础上允许没有能量控制。在PDC(太平洋数字蜂窝)通信系统中，移动终端包括二分支分集式天线。响应于传输到其它移动终端的信号的信号强度的测量值来选择天线分支以在接收被指向那里的下行链路传输时使用。PDC标准协议提出载波上限定的信道而非被指定给来接收指向那里的下行链路传输的移动终端的信道的最大的能量电平的减少。而且，例如，在为GPRS(通用分组无线电通信业务)提供的GSM通信系统中，移动终端必须也能探测被传输到其它移动终端的信息。即，被无线电基站传输的上行链路状态标志必须由移动终端探测。为使在不同蜂窝通信系统的操作标准中提出的要求得到满足，利用定向天线装置的无线电基站必须能以使适当的信息被下行链路传输要被指向的移动终端以外的移动终端来探测的方式来操作。在这一背景信息中阐明了关于用来转换本专利技术包括的明显改善的通信信号的天线装置。因此，本专利技术有利地提供了用于发射站的波束形成装置和相关方法。要被实现与之通信的远程通信站的位置指示被用于选择天线波束方向图的结构。定向天线波束方向图形成来在根据TDMA通信模式限定的选定时隙期间促进发射站与远程通信站之间的通信信号的通信。定向天线波束方向图也以有助于发射站发射的部分通信信号被其它远程通信站来探测的方式形成。当在例如利用TDMA通信模式的蜂窝通信系统的无线电基站操作时，定向天线波束方向图在一个载波上限定的连续时隙期间被形成以至少把通信信号传输到选定的移动终端。因为天线波束方向图是定向的，被无线电基站向选定移动终端进行下行链路传输的通信更不可能引起对与其它移动终端通信产生负作用的干扰。并且，由于天线波束方向图的定向特性，选定的移动终端产生的上行链路传输被该无线电基站来接收，同时引入其上的电平干扰减轻。信道被分配用于在无线电基站与移动终端之间的通信信号的通信，但是其方式也有助于被无线电基站下行链路传输的其它移动终端探测。适当地选择形成于本专利技术的实施例的操作期间的天线波束方向图允许满足在各种类型的蜂窝通信系统据以构造的标准协议中提出的无本文档来自技高网...

【技术保护点】
在操作来在至少一第一载波上限定的多个时隙上以脉冲串形式向远程通信站传输通信信号的一个发射站中，用来在至少该第一载波上限定的至少两个连续时隙期间形成天线波束方向图的波束形成装置的改进，所述波束形成装置包括： 一个耦合来接收远程通信站被定位的位置指示的分配器，所述分配器用来分配一第一远程通信站以向它传输至少两个连续时隙的一第一时隙上的一第一通信信号并用来分配至少一第二远程通信站以在该至少两个连续时隙的至少一第二时隙期间传输至少一第二通信信号，该第一和该至少第二远程通信站分别被指示定位于一第一选定区域内；和 一个可操作来响应于所述分配器所作的分配的波束形成器，所述波束形成器用来形成天线波束方向图，通过它允许在该至少两个连续时隙上的该第一和该至少第二通信信号分别向该第一和该至少第二远程通信站的传输。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B哈格尔曼，U福尔森，T厄斯特曼，H马勒，
申请(专利权)人：艾利森电话股份有限公司，
类型：发明
国别省市：SE[瑞典]