专利名称：无线基站设备和路径搜索方法
技术领域：
本发明涉及无线基站设备和路径搜索方法，更具体地，涉及一种无线基站设备，其经由前进基站(advance base station)与移动设备进行通信、检测从移动设备到前进基站的多路径、并对从这些路径中的每一条接收到的信号进行合成和处理，并且本发明还涉及该无线基站设备的路径搜索方法。
背景技术：
在移动通信中，出现了具有根据载波频率和移动物体速度而确定的最大频率的随机幅度、相位的变化和衰落，因此，与固定的无线通信比较，稳定的接收是非常困难的。扩频通信方法对减轻由这种频率选择性衰落效应引起的劣化是有效的。这是因为，即使由于窄带信号在扩展到高带宽之后进行发送而使得在某一特定频率范围中出现接收场强的下降，也可以根据其它带宽以很少的差错来恢复信息。因此，在第三代数字蜂窝无线通信系统中已经采用了DS-CDMA(直接序列码分多址)技术。利用DS-CDMA，通过扩频码对多个信道(用户)的发送信息进行多路复用，然后经由诸如无线链路的发送路径将其发送。
此外，在移动通信中，当由于来自高层建筑或者山脉等的延迟波而使得由于接收器的周边环境导致产生了与以上相同的衰落时，则存在多径衰落(multi-fading)环境。在DS的情况中，因为延迟波对扩频码构成干扰，所以引起接收特性的劣化。作为经常用于提高延迟波特性的一种方法，RAKA接收方法(Rake接收方法)是公知的。这种方法对经由多路径的每条路径到达的延迟波中的每一个进行解扩，并且通过调整各延迟时间来合成延迟波。
图12示出了DS-CDMA无线核心基站设备1的一个小区的构成。基站设备1位于其中心的小区2被分割成多个(例如6个)小区31到36，在小区31到36中的每一个中设置有定向天线41到46。此外，尽管在各小区中示出了单天线，但是包括两个分集天线的结构也是典型的。
核心基站设备1经由各天线向小区内的各移动站发送无线信号并从各移动站接收无线信号。例如，核心基站设备1能够通过以下方式进行通信通过天线43从移动站5接收信号、计算接收到的信号与希望的信号之间的相关性、创建对应于小区半径R的延迟分布(delay profile)、根据延迟分布的峰值来检测从移动站5到核心基站设备1的多路径、并且接收经由各路径到达的信号中的来自所有移动设备的无线电波。
图13是构成基站设备1的路径搜索部6和Rake合成/解调部7的框图。Rake合成/解调部7包括根据多路径中的每一条路径而设置的指部71、72、73；和对各指部的输出进行合成的Rake合成部7d。路径搜索部6包括匹配滤波器(MF)6a、积分电路6b、以及路径检测部6c，路径搜索部6检测多路径，识别经由各路径到达的信号的到达时间或者与基准时间的延迟时间，并且将用于开始解扩的定时数据t1到t3和延迟时间调整数据D1到D3输入到对应于各路径的指部。匹配滤波器6a和积分电路6b构成延迟分布创建部。
当受多路径影响的直接扩频信号输入到匹配滤波器6a时，同样对包含在接收信号中的希望信号进行自相关计算，并且积分电路6b输出对应于小区半径的延迟分布(图14)。路径检测部6c参照积分电路6b输出的对应于小区半径的延迟分布，根据大于一阈值的多径信号MP1、MP2、MP3来检测多路径，检测构成多路径的各路径和延迟时间t1、t2、t3，然后将用于开始解扩的定时数据t1、t2、t3和时间调整数据D1、D2和D3输入到对应于各路径的指部71、72、73。
对应于各路径的指部71、72、73具有相同的结构，每个指部都包括解扩电路7a、解调电路7b、和延迟电路7c。各解扩电路7a在路径搜索部6指示的定时(t1到t3)通过使用其自身信道的解扩码来对接收到的Ich信号和Qch信号进行解扩。解调电路7b通过使用借助解扩获得的I码元数据DI’和Q码元数据DQ’，对原始数据进行解调，并且，延迟电路7c施加与路径搜索部6指示的时段(D1到D3)对应的延迟并输出经延迟的信号。结果，各指部对移动设备扩频码在相同的时间执行解扩，根据路径调整延迟时间，相位一致地将信号输入到Rake合成部7d，由此Rake合成部7d对输入的信号进行合成和输出。
图12的小区构成适于在广阔的范围内存在很多移动设备的区域，例如城市或者乡村。然而，这种小区构成不适合移动设备的位置分散的地区(例如山区的情况)，或者诸如隧道的狭长地区。因此，还提出了图15所示的包括前进基站的小区结构。在这种小区结构中，多个前进基站8a到8f分别通过光纤缆线9a到9f连接到无线核心基站设备1上，无线核心基站设备1分别经由前进基站8a到8f与存在于各个小区(也称为呼叫小区)10a到10f中的移动设备进行通信。前进基站8a到8f仅仅对无线核心基站设备1与小区10a到10f中的移动设备之间的数据通信进行中继，并且，尽管未示出，前进基站8a到8f具有包括天线、无线收发器部、AD转换/DA转换部、以及OE/EO转换部等的简单结构。
在图15中的小区构成(其使用前进基站)的情况中，小区10a到10f是在其中心具有前进基站8a到8f的小小区单元。小区半径不必相同。此外，无线核心基站设备1与前进基站8a到8f中的每一个之间的距离(前进距离(advance distance))根据小区的位置而改变，这些距离并不相同。因此，无线核心基站设备1必须根据前进距离和小区半径等适当地改变用于生成延迟分布数据的定时及其数据长度。
然而，在常规的产品组中，不执行对前进距离和小区半径等进行考虑的延迟分布生成处理，并且，利用图15的小区结构，针对与前进基站的位置无关而相当于40(km)的时间区间创建延迟分布和执行路径搜索是必需的，并带来大的路径检测处理负担。即，当前进距离长时，就产生相当于信号从前进基站返回到无线核心基站设备1的时间段的延迟时间。常规地，信号接收操作即使在延迟时间之间的信号不返回时的时段上也必须继续，这带来大的路径检测处理负担。因此，这引起了电路规模的增大以及容纳信道的数量的减少等。前进距离还对前进基站的小区半径施加了限制。
例如，图16示出了根据W-CDMA方法的在基站设备1与小区10a中的移动设备5之间的发送/接收顺序。也就是说，如(A)所示，基站设备1在时间T0发送的信号在经过了与前进距离和小区半径对应的下行链路延迟时间td1之后的时间T1到达移动设备5。移动设备5在接收到下行链路信号之后进行等待，直到经过了固定的定时偏移时段(一个时段相当于1024个码片)tc，并在经过了该时段之后的时间T2发送上行链路信号。上行链路信号在经过了与前进距离和小区半径对应的上行链路延迟时间td2之后的时间T3到达基站设备1。
在发送下行链路信号之后，如图16B所示，基站设备1启动从经过了固定的定时偏移时段tc的时间T12开始的接收操作，当在时间T3接收到上行链路信号之后接收与对应于小区半径的时间相当的上行链路信号，由此为T12到T4的时间区间创建延迟分布，并且根据该延迟分布检测多路径。如之前所详细描述，常规地，基站设备1不考虑前进距离和与小区半径对应的延迟时间(td1+td2)。因此，存在如下问题当在包含延迟时间的长时间中创建延迟分布数据之后才执行路径搜索，意味着获得并处理了无用的数据。特别地，因为针对每个信道(用户)来执行发送/接收控制，所述这种影响很大，这对路径检测处理造成很大的负担，并且引起电路规模的增大以及容纳信道的数量的减少等。
现有技术包括频谱扩展通信系统(例如，参见JP2000-50338A的权利要求1和13)，该频谱扩展通信系统使得可以在移动设备或者切换目的基站中执行快速的信号解调而不是执行大范围的路径搜索。
根据JP2000-50338A的现有技术，当移动设备执行切换时，对在切换源基站与切换目的基站之间的接收定时差进行存储，并且，通过考虑存储的接收定时差来建立预定时间区间的时段作为接收定时，从而使路径搜索范围变窄并且减轻了信号解调处理负担。然而，现有技术未防止由于与包括前进基站的小区构成中的前进距离和小区半径等对应的延迟时间而引起的路径搜索范围的增大。
发明内容
相应地，本发明的一个目的是通过从数据接收定时中扣除与前进距离、小区半径等对应的延迟时间，减少不必要的数据接收。
本发明的另一目的是通过缩短数据接收时段来使得延迟分布的时间区间(即，路径搜索范围)变窄，并由此减轻处理负担。
本发明的再一目的是即使在切换期间也通过对与各小区特有的前进距离和小区半径对应的延迟时间进行考虑从而减少不必要的数据接收、处理等。
本发明通过经由前进基站与移动设备进行通信的无线基站设备、以及该无线基站设备的路径搜索电路和路径搜索方法来实现上述目的。
本发明的无线基站设备包括接收定时确定部，其根据无线基站设备与前进基站之间的距离以及前进基站的小区半径，来确定由存在于前进基站的小区中的移动设备发送的数据的接收定时；数据接收部，其通过在接收定时执行接收操作来从移动设备接收数据；延迟分布创建部，其根据接收到的数据创建延迟分布；路径检测部，其根据延迟分布来检测源自移动设备的路径；以及解调部，其从经由检测到的路径接收的信号来解调数据。前进基站还包括顺序地级联连接到前进基站的前进基站。
无线基站设备还包括对根据移动设备的移动而进行的切换进行控制的切换控制部，其中，接收定时确定部根据切换控制部的控制来对移动设备经由与该切换相关联的各小区发送的数据的接收定时进行确定；延迟分布创建部根据在各接收定时从小区接收到的数据来创建延迟分布；并且路径检测部从由此创建的所有延迟分布中检测大功率路径。
在这种情况下，切换控制部参照各接收定时并计算生成最早延迟分布的定时与生成另一延迟分布的定时之间的差，当该差等于或者大于一设定值时，切换控制部执行控制以缩短延迟分布创建和路径检测的总处理时间。此外，切换控制部对经历切换的移动设备的所有小区的信道进行管理，并且对源自对其获得了所有信道的延迟分布的移动设备的路径进行检测。
本发明的无线基站设备的路径搜索电路包括接收定时确定部，其根据无线基站设备与前进基站之间的距离以及前进基站的小区半径，来确定由存在于前进基站的小区中的移动设备发送的数据的接收定时；数据接收部，其通过在接收定时执行接收操作来从移动设备接收数据；延迟分布创建部，其根据接收到的数据创建延迟分布；以及路径检测部，其根据延迟分布来检测源自移动设备的路径。
路径搜索电路包括对根据移动设备的移动而进行的切换进行控制的切换控制部，其中，接收定时确定部根据切换控制部的控制来对移动设备经由与该切换相关联的各小区发送的数据的接收定时进行确定；延迟分布创建部根据在各接收定时从各小区接收到的数据来创建延迟分布；并且路径检测部从由此创建的所有延迟分布检测大功率路径。
在这种情况下，切换控制部参照各接收定时并计算最早生成延迟分布的定时与生成另一延迟分布的定时之间的差，当该差等于或者大于一设定值时，切换控制部执行控制以缩短延迟分布创建和路径检测的总处理时间。此外，切换控制部对经历切换的移动设备的所有小区的信道进行管理，并且对源自为其获得了所有信道的延迟分布的移动设备的路径进行检测。
本发明的路径搜索方法是如下的无线基站设备的路径搜索方法该无线基站设备经由前进基站与移动设备进行通信、检测从移动设备到前进基站的路径、并且从经由检测到的路径接收的信号来解调数据，所述路径搜索方法包括以下步骤根据无线基站设备与前进基站之间的距离以及前进基站的小区半径，确定由存在于前进基站的小区中的移动设备发送的数据的接收定时；通过在接收定时执行接收操作来从移动设备接收数据；根据接收到的数据创建延迟分布；以及根据延迟分布来检测源自移动设备的多路径。
根据本发明，随着从数据接收定时扣除对应于前进距离和小区半径的延迟时间等，可以减少不必要的数据接收和处理等。
根据本发明，因为从数据接收定时扣除了对应于前进距离和小区半径的延迟时段等，所以可以缩短数据接收定时，并且可以使延迟分布的时间区间(即，路径搜索范围)变窄，因此可以减轻处理负担。因此，可以减轻路径检测处理，并且可以防止电路规模的增大以及容纳信道的数量的减少等。
本发明即使在切换期间也通过考虑与各小区特有的前进距离和小区半径对应的延迟时间从而能够减少不必要的数据接收和处理等，这意味着可以减轻处理负担，并且可以防止电路规模的增大以及容纳信道的数量的减少等。
根据以下结合附图的说明，本发明的其它特征和优点变得明了。
图1示出了本发明的一个实施例；图2示出了本发明的无线基站设备的构成；图3示出了数据接收的处理流程；图4示出了切换期间的路径搜索的处理流程；图5示出了路径检测处理；图6示出了在切换期间不缩短处理时间的情况下的延迟分布创建结束定时差ΔT、以及在切换期间缩短处理时间的情况下的延迟分布创建结束定时差ΔT；图7示出了第三实施例的延迟分布数据生成部的构成；图8示出了第三实施例的处理时间控制流程；图9示出了实现第四实施例的路径搜索部的构成；图10是根据第五实施例的前进基站的级联连接的布置的示例；图11示出了级联连接的前进基站的结构；图12示出了无线核心基站设备的第一小区的构成；图13是构成基站设备的路径搜索部和Rake合成/解调部的框图；图14示出了延迟分布；图15示出了包括前进基站的另一小区构成；以及图16是基站设备与移动设备之间的发送/接收顺序。
具体实施例方式
(A)第一实施例图1示出了本发明的一个实施例。光纤缆线61连接在无线基站设备11与前进基站51之间以使得能够进行光纤通信。接收定时确定部12根据无线基站设备11与前进基站51之间的距离以及前进基站51的小区半径，确定由存在于小区中的移动设备71发送的数据的接收定时。数据接收部13通过在接收定时执行接收操作来从移动设备71接收数据，然后存储该数据。延迟分布创建部14根据接收到的数据创建延迟分布，路径检测部15根据延迟分布检测源自移动设备71的多路径，解调部16从经由检测到的多路径接收到的信号中检出并合成希望的信号，并且，基带处理部17根据所合成的信号来执行处理以对数据进行识别和解码。接收定时部12、数据接收部13、延迟分布创建部14、以及路径检测部15形成路径搜索电路。
在切换期间，接收定时确定部12根据切换控制部18的控制，确定由移动设备经由与切换相关联的小区发送的数据的接收定时，从而，延迟分布创建部14根据在各接收定时从各小区接收的数据来创建延迟分布，并且路径检测部15从由此创建的所有延迟分布中检测具有大功率的路径。
图2示出了本发明的无线基站的构成。前进基站511至516通过光纤缆线611至616双向地以可通信方式连接到无线基站11。各前进基站511至516具有相同的结构，并包括收发器部52，其包括放大器部；O/E转换器部53，其执行从光信号到电信号的转换以及从电信号到光信号的转换；以及AD/DA转换部54，其对天线接收信号进行AD转换并将无线基站设备11发送的数据转换成模拟信号；以及天线55。前进基站511至516中的每一个在将从移动设备711至716接收的信号转换成数字信号之后产生光纤信号，然后将该光纤信号发送到无线基站设备11。前进基站511至516中的每一个还将从无线基站设备11接收的信号转换为电信号，然后将该电信号转换为模拟信号，并且将该其发送到移动设备711至716。
在无线基站设备11中，O/E转换部21通过将经由光纤缆线611至616输入的光纤信号转换成电信号来捕获信号，并且将从调制部(未示出)输入的数字数据转换成光纤信号，之后将其发送到光纤缆线。
前进距离测量部22根据广泛应用于光缆长度测量的公知方法(TDR方法或者OTDR方法等)，测量无线基站设备11与前进基站511至516中的每一个之间的光缆长度，作为前进距离di，并且将该光缆长度存储在前进距离存储器23中。以固定的间隔对前进距离进行测量，并且不断地以最新值来更新前进距离存储器23。基站结构参数存储器24存储有基站安装信息(小区CL1至CL6中的每一个的小区半径、各信道的接收开始定时、以及每个小区的当前用户数量等)。
MPU 25执行控制以确定数据开始定时和切换控制等。当对数据开始定时进行确定时，MPU 25的接收定时确定控制部25a使用前进距离、小区半径和信道接收开始定时，以针对每个小区的每个信道计算接收定时和范围(接收定时区间)时。现在，假定分配给存在于第一小区CL1中的移动设备711的信道1的接收定时是T11，第一小区CL1的前进距离(往返距离(round trip))是d1，并且小区半径(往返距离)是CELL1，则实际的接收开始定时Tstart11和接收结束定时Tend11可以通过下面的公式来计算Tstart11＝T11+t(d1)…………(1)Tend11＝T11+t(d1)+t(CELL1)…………(2)，其中t(d1)是将前进距离d1转换成延迟时间的函数，t(CELL1)是将小区半径CELL1转换成延迟时间的函数。附于各变量的字符“11”表示这是第一小区CL1的第一信道的参数。当MPU 25求出接收开始定时Tstart11和接收结束定时Tend11时，MPU 25将这些定时与小区信息和信道信息一起发送给接收定时调节部26。接收定时调节部26根据MPU 25如此计算的接收开始定时Tstart11开始对第一小区CL1的信道1的数据接收，并且在将接收到的数据存储在第一小区CL1的接收数据存储器271的信道1的区域中之前，根据接收结束定时Tend11来结束数据接收。类似地，MPU 25对所有小区的所有信道确定接收定时，并且控制接收数据在接收数据存储器271至276中的存储。
延迟分布数据生成部28使用存储在各个接收数据存储器271至276中的第i小区的第j信道(其中i＝1至6，j＝1至ui，ui是第i小区用户的数量)的接收数据来创建延迟分布，并且将该延迟分布输入到路径搜索部29。路径搜索部29从输入的延迟分布中检测预定数量(＝指部的数量)的等于或者大于阈值的峰值作为多路径，并且将路径信息(路径时间等)输入到解调部(未示出)。路径搜索部29在执行路径检测时计算延迟分布的平均干扰功率电平，从各峰值功率电平减去平均干扰功率电平，并且按照大小顺序选择预定数量的峰值功率电平等于或者大于阈值的峰值，由此创建多路径。此外，路径搜索部29计算各小区的最新平均干扰功率电平并将这些值存储在干扰电平存储器30中。
图3示出了数据接收的处理流程。
前进距离测量部22测量无线基站设备11与前进基站511至516中每一个之间的光缆长度作为前进距离di(其中i＝1至6)，并且，MPU 25的接收定时确定控制部25a测量与前进距离di对应的延迟时间t(d1)(步骤102)、通过公式(1)和公式(2)来计算第i小区的第j信道(其中i＝1至6，j＝1至ui，ui是第i小区用户的数量)的接收开始定时Tstartij和接收结束定时Tendij(步骤103)，并将计算结果设置在接收定时调节部26中(步骤104)。
接收定时调节部26根据第i小区的第j信道的接收开始定时Tstartij开始数据接收，根据接收结束定时Tendij结束数据接收，并将接收到的数据存储在小区i的接收数据存储器27i中的对应于信道j的区域中。同样地，接收定时调节部26为所有小区的所有信道确定接收定时，并且执行控制以将接收到的数据存储在接收数据存储器271至276中(步骤105)。
延迟分布数据生成部28通过使用存储在各个接收数据存储器271至276中的第i小区的第j信道的接收数据来创建延迟分布(步骤106)，并且，路径搜索部29根据向其输入的延迟分布检测到多路径(步骤107)并将路径信息(路径时间等)输入到解调部(未示出)。
根据第一实施例，从数据接收定时中扣除与前进距离、小区半径等对应的延迟时段之后，可以缩短数据接收时段，并且可以使得延迟分布时间区间(即，路径搜索范围)变窄，以减轻处理负担。因此，可以减轻路径检测处理并防止电路规模的增大以及容纳信道的数量的减少等。
(B)第二实施例第一实施例涉及在正常接收期间的路径搜索控制，但是在切换期间需要的路径搜索控制与正常接收期间的路径搜索控制有一些不同。这是因为路径搜索部29必须通过考虑与切换相关联的所有小区(移动源小区和移动目的候选小区)来检测多路径。即，路径搜索部29通过从与切换相关联的所有小区接收来自正在经历该切换的移动设备的传输数据，从而创建延迟分布，并且路径搜索部29必须通过考虑创建的全部延迟分布来检测多路径。
图4示出了切换期间的路径搜索处理流程。
例如，当正在第一小区CL1中进行通信的移动设备711正靠近第一小区CL1与第六小区CL6之间的边界时，开始公知的切换控制，将与切换相关联的小区的小区编号以及该小区中分配给移动设备711的信道编号通知给MPU 25。因此，MPU 25的切换控制部25b将与移动设备711的切换相关联的小区(第一小区和第六小区)的小区编号以及信道编号通知给路径搜索部29(步骤201)。其后，MPU 25的接收定时确定控制部25a根据公式(1)、(2)计算从第一小区CL1和第六小区CL6中的每一个接收到移动设备711发送的数据的定时，并将各接收定时设置在接收定时调节部26中(步骤202)。
接收定时调节部26根据第一小区中分配给移动设备711的信道和第六小区中分配给移动设备711的信道的各自的接收定时来接收数据，并将接收到的数据存储在接收数据存储器271至276的对应于所述信道的区域中(步骤203)。
延迟分布数据生成部28通过使用存储在各存储器271和276中的移动设备711的信道的接收数据来创建各延迟分布(步骤204)。
路径搜索部29检查对步骤201中通知的第一小区和第六小区中的移动设备711的信道的延迟分布的创建是否完成(步骤205)。如果延迟分布创建完成，那么路径搜索部29根据两个延迟分布来检测多路径(步骤206)，并将路径信息(路径定时等)输入到解调部(未示出)。执行上述的路径检测控制直到切换结束。
图5示出了路径检测处理，其中，图5A示出了在第一小区中分配给移动设备的信道的延迟分布DPF1(当经由第一小区接收到来自移动设备711的信号时的延迟分布)，图5B是在第六小区中分配给移动设备的信道的延迟分布DPF6(当经由第六小区接收到来自移动设备711的信号时的延迟分布)，其中t1至t1’是第一小区的信道的接收定时，t6至t6’是第六小区的信道的接收定时。当延迟分布DPF1和DPF6都已创建时，对于第一延迟分布DPF1，路径搜索部29首先计算峰值的接收定时T11至T13、以及峰值功率电平PL11至PL13和平均干扰功率电平IL1。之后，通过从各峰值功率电平PL11至PL13减去平均干扰功率电平IL1来计算峰值的净功率电平(net power level)A11至A13。同样地，对于第二延迟分布DPF6，路径搜索部29计算峰值的接收定时T21至T23、以及峰值功率电平PL21至PL23和平均干扰功率电平IL2。之后，路径搜索部29通过从各峰值功率电平PL21至PL23减去平均干扰功率电平IL2来计算峰值的净功率电平A21至A23。
一旦求出了所有延迟分布的峰值净功率电平，就按照大小顺序从净功率电平A11至A13和A21至A23中选择预定数量(＝指部数量)的功率电平，并根据与选择的功率电平对应的峰值的定时(其构成多径定时)检测出路径。
根据第二实施例，即使在切换期间，通过考虑与各小区特有的前进距离和小区半径对应的延迟时间，也可以减少不必要的数据接收和处理等，因此，可以减轻处理负担，并且可以防止电路规模的增大和容纳信道的数量的减少等。
(C)第三实施例在其中安装有前进基站的小区结构中，在切换期间，如第二实施例所示，必须从与切换相关联的所有小区中顺序选择具有良好S/N的路径。因此，除非获得了所有小区的延迟分布数据，否则路径检测处理就不能开始。也就是说，在获得了与切换相关联的所有小区的延迟分布之后，路径搜索部29才执行路径检测。然而，因为来自小区的数据接收定时不相同，所以获得所有的延迟分布数据耗费时间。更具体地，在根据前进距离和小区半径而确定的延迟时间中存在大差异的情况下，获得所有的延迟分布耗时良久。例如，当切换处理是在第一小区CL1和第六小区CL6之间执行时，假定第一小区CL1的前进距离大于第六小区CL6的前进距离，则公式(1)和(2)产生了延迟分布数据的生成完成的定时的差，并且，路径信息最终移交到解调部的定时取决于具有长前进距离的第一小区。因此，其间，路径搜索部29不能执行其它信道的处理，操作效率下降。因此，当延迟时间中存在大差异时，为了减少每信道的硬件占用率，需要进行控制以缩短较大延迟时间的延迟分布数据生成和路径检测等所需要的时间。
在第三实施例中，参照各接收定时，并计算生成最早延迟分布的定时与生成另一延迟分布的定时之间的差，并且，当该差等于或者大于一设定值时，执行控制以缩短创建延迟分布和检测路径的总处理时间。更具体地，当这个差等于或者大于该设定值时，对于较大的延迟时间(1)通过减少过采样(oversample)的数量来缩短延迟分布计算时间；以及(2)通过使用干扰功率电平存储器中的值而非计算路径搜索中的平均干扰功率电平来缩短路径搜索计算时间。如果小区中的用户数量基本相同，则平均干扰功率电平不会明显改变。
延迟分布数据生成部28对过采样的数量进行控制。如果将过采样的数量减半，那么延迟分布创建处理花费的时间也可以减半。此外，路径搜索部29控制对存储的干扰功率电平值的使用。路径搜索部29通常根据延迟分布数据来计算平均干扰功率电平。然而，通过根据指示使用存储在干扰功率电平存储器30中的干扰功率电平值，可以缩短路径检测时间。
图6示出了在切换期间未缩短处理时间的情况(A)下和在切换期间缩短了处理时间的情况(B)下的延迟分布创建结束定时差ΔT。当在切换期间未缩短处理时间时，如图6A所示，产生了对应于延迟时间的大的延迟分布创建结束定时差ΔT。此外，t6和t6’是从第六小区的数据接收定时，t6”是延迟分布创建结束定时，t1和t1’是从第一小区的数据接收定时，t1”是延迟分布创建结束定时。
然而，如果在切换期间通过上述的(1)、(2)缩短了延迟分布创建和路径搜索处理时间，则如图6B所示，与图6A的情况相比，第一小区的延迟分布创建结束定时t1”早，并且延迟分布创建结束定时差ΔT短。因此，可以降低各信道的硬件占用率，并且减少引入前进基站的缺点。
图7示出了第三实施例的延迟分布数据生成部28的结构。选择器28a按顺序从接收数据存储器271至276中顺序选择各小区的各信道的接收数据，减少并输出由过采样控制部28b指示的预定小区的预定信道的接收数据的过采样数量。例如，接收数据通过前进基站的AD/DA转换部54进行8倍过采样，因此，当过采样控制部28b指示采样数量减少时，选择器28a就疏化并输出数据以产生4倍过采样数据。对于MPU 25(图1)的切换控制部25b指示的预定小区中的预定信道，过采样控制部28b指示选择器28a从8倍的过采样中产生4倍的过采样。
256级的第一移位寄存器28c存储有256比特的接收数据的同相分量I，其一次将数据移动一比特，256级的第二移位寄存器28d存储有256比特的接收数据的正交分量Q，其一次将数据移动一比特。解扩码生成部28e生成256码片的解扩码；乘法部28f将256码片的扩频码与256个同相分量I相乘，并将256码片的扩频码与256个正交分量Q相乘并输出。合成部28g合成256个扩频码与256个同相分量I的乘法结果，并通过电功率转换部28i执行到电功率的转换。此外，合成部28h合成256个扩频码与256个正交分量Q的相乘结果，并通过电功率转换部28j执行到电功率的转换。然后，输出加法器28k对各功率转换部28i和28j的输出进行相加的时刻的延迟分布数据。
因此，在由第一移位寄存器28c和第二移位寄存器28d分别将接收数据的同相分量和正交分量一次移动一比特时，可以通过执行上述的计算来创建延迟分布数据。其后，通过将过采样的数量从8倍减少到4倍，可以使延迟分布计算时间减半。
图8示出了第三实施例的处理时间控制流程。
首先，MPU 25根据公式(1)、(2)计算从与切换相关联的各小区接收经历该切换的移动设备的数据的定时(接收开始定时，接收结束定时)(步骤301)。其后，MPU 25通过下面的公式，计算最早对其生成延迟分布的小区的接收结束定时Tend(min)与其它小区的接收结束定时Tendi之间的时间差ΔTΔTi＝Tendi-Tend(min)(步骤302)然后，MPU 25检查是否存在其ΔTi等于或者大于一阈值的小区(步骤303)，并且如果不存在这种小区就结束处理。另一方面，如果存在其ΔTi等于或者大于该阈值的第i小区，则MPU 25确定要缩短用于对第i小区中分配给移动设备的信道进行延迟分布创建和路径检测的处理时间，并将该事实通知延迟分布数据生成部28和路径搜索部29(步骤304)。结果，延迟分布数据生成部28将第i小区的信道的过采样数量从8倍减小到4倍，并且，路径搜索部29使用存储在干扰功率电平存储存储器30中的值作为平均干扰功率电平值。
根据第三实施例，可以增大在前进基站之间的切换期间的数据处理速度，因此可以降低每信道硬件占用率。
(D)第四实施例第四实施例对经历切换的多个信道和与该切换相关联的多个小区的响应进行管理，并且当与预定切换相关联的所有信道的延迟分布都已获得时执行路径检测。
图9示出了实现第四实施例的路径搜索部29的结构，在该路径搜索部29中安装有分布数据存储器29a1至29a6，用于存储各小区的N个信道的延迟分布数据；以及路径检测部29b。
MPU 25将已从延迟分布数据生成部28流向各小区的数据存储在分布数据存储器29a1至29a6的空闲信道区域中，并且，如果该数据是经历切换的移动设备的数据，则MPU 25管理与该切换相关联的信道间的关系(例如，小区1信道1，小区5信道8，等等)。此外，MPU 25监视是否已获得了与切换相关联的所有信道的延迟分布数据，并将来自所有已获得的信道的延迟分布数据传送到路径检测部29b，从而，路径检测部29b通过使用由此传送的多个延迟分布数据来执行路径检测。
根据第四实施例，可以降低路径搜索部的每信道占用率。
(E)第五实施例如果多个前进基站(即，多个小区)以直线形式布置在隧道中，则可以估计各小区中的每信道用户数量。然而，事实上，这并不意味着存在这个数量的用户，并且首先不考虑满使用。此外，之后必须并行铺设光维缆线，这是浪费。另外，如下的情况是相似的希望不仅在隧道中、而且沿着道路顺序地(in series)设置小区，以及希望在高层建筑内的层中顺序地安装小区等等。
第五实施例在这种情况下通过由光纤缆线611、612、613……来级联连接前进基站511、512、513……(如图10所示)，可以有效使用无线核心基站设备11的资源。图10是其中无线核心基站11的小区半径被设置为50km、前进基站511、512、513……的每一个的小区半径被设置为10km的示例。
图11示出了对图1的前进基站结构加入接收数据传送部56的前进基站的结构。接收数据传送部56通过向数据添加报头(head)来执行向无线核心基站设备11的发送，该报头使得可以识别数据来自哪个前进基站。
如果从无线核心基站设备11接收到下行链路数据，则各前进基站的O/E转换部53捕获该下行链路数据并通过天线对其进行发送，将该下行链路转发到下一级前进基站。此外，如果从较低级的前进基站接收到上行链路数据，则前进基站的O/E转换部53随即将该上行链路数据照原样转发至无线核心基站设备11。
如上所详述，如果多个前进基站级联连接，则对应于一个小区的用户数量被多个前进基站覆盖。因此，不会浪费无线核心基站11的资源。此外，假定三个前进基站可以级联连接且六个前进基站可以顺序地连接到无线核心基站设备11，则实际上可以安装18个前进基站。结果，例如可以在建筑物的每一层安装一个前进基站。
在上面的实施例中，本发明应用于Rake接收机，该Rake接收机执行多路径搜索并且从经由各路径接收的信号中检出并合成希望信号。本发明还可以应用于其中检测到一条路径并且通过经由该路径接收的信号来解调数据的情况。
由于在不脱离本发明的精神和范围的情况下能够作出多种显著不同的实施例，所以应当理解，本发明不限于其具体实施例，除非在所附权利要求中进行限定。
权利要求
1.一种无线基站设备，其经由前进基站与移动设备进行通信，所述无线基站设备包括接收定时确定部，其根据无线基站设备与前进基站之间的距离以及前进基站的小区半径，确定由位于前进基站的小区中的移动设备发送的数据的接收定时；数据接收部，其通过在确定的接收定时执行接收操作来从移动设备接收数据；延迟分布创建部，其根据接收到的数据来创建延迟分布；路径检测部，其根据创建的延迟分布来检测源自移动设备的路径；以及解调部，其从经由检测到的路径接收的信号来解调数据。
2.根据权利要求1所述的无线基站设备，包括用于测量无线基站设备与前进基站之间的距离的装置；以及存储器，用于存储各前进基站的小区半径和为位于各小区中的移动设备分配的信道的接收定时，其中，接收定时确定部根据所述距离、小区半径和信道接收定时来对各信道确定接收开始定时和接收结束定时。
3.根据权利要求1所述的无线基站设备，其中，所述前进基站包括级联连接到该前进基站的前进基站。
4.根据权利要求1至3中任何一项所述的无线基站设备，包括切换控制部，其对根据移动设备的移动而执行的切换进行控制，其中，接收定时确定部根据切换控制部的控制，确定移动设备经由与该切换相关联的各小区发送的数据的接收定时；延迟分布创建部根据在所述各接收定时从各小区接收的数据，创建延迟分布；并且路径检测部根据全部所述延迟分布检测大功率路径。
5.根据权利要求4所述的无线基站设备，其中，切换控制部参照各接收定时，并计算最早生成延迟分布的定时与生成另一延迟分布的定时之间的差，当该差等于或者大于一设定值时执行控制以缩短用于延迟分布创建和路径检测的总处理时间。
6.根据权利要求5所述的无线基站设备，其中，切换控制部减少接收数据的过采样的数量，以缩短延迟分布创建时间。
7.根据权利要求5所述的无线基站设备，其中，为每个小区设置有用于存储干扰功率的存储器；并且切换控制部通过使用存储在该存储器中的干扰功率而非计算平均干扰功率，来缩短用于路径检测的处理时间。
8.根据权利要求4所述的无线基站设备，其中，切换控制部对经历切换的移动设备的所有小区的信道进行管理，并对源自对其已获得所有信道的延迟分布的移动设备的路径进行检测。
9.一种无线基站设备的路径搜索电路，所述无线基站设备经由前进基站与移动设备进行通信、对从移动设备到前进基站的路径进行检测、并从经由检测到的路径接收的信号来解调数据，所述路径搜索电路包括接收定时确定部，其根据无线基站设备与前进基站之间的距离以及前进基站的小区半径，确定由位于前进基站的小区中的移动设备发送的数据的接收定时；数据接收部，其通过在确定的接收定时执行接收操作来从移动设备接收数据；延迟分布创建部，其根据接收到的数据创建延迟分布；以及路径检测部，其根据创建的延迟分布来检测源自移动设备的路径。
10.根据权利要求9所述的路径搜索电路，包括用于测量无线基站设备与前进基站之间的距离的装置；以及存储器，用于存储各前进基站的小区半径和为位于各小区中的移动设备分配的信道的接收定时，其中，接收定时确定部根据所述距离、小区半径和信道接收定时来为各信道确定接收开始定时和接收结束定时。
11.根据权利要求9或10所述的路径搜索电路，包括切换控制部，其对根据移动设备的移动而进行的切换进行控制，其中，接收定时确定部根据切换控制部的控制，确定移动设备经由与该切换相关联的各小区发送的数据的接收定时；延迟分布创建部根据在所述各接收定时从各小区接收的数据，创建延迟分布；并且路径检测部根据全部所述延迟分布检测大功率路径。
12.根据权利要求11所述的路径搜索电路，其中，切换控制部参照各接收定时，计算最早生成延迟分布的定时与生成另一延迟分布的定时之间的差，当该差等于或者大于一设定值时执行控制以缩短用于延迟分布创建和路径检测的总处理时间。
13.根据权利要求11所述的路径搜索电路，其中，切换控制部对经历切换的移动设备的所有小区的信道进行管理，并对源自对其已获得所有信道的延迟分布的移动设备的路径进行检测。
14.一种无线基站设备的路径搜索方法，所述无线基站设备经由前进基站与移动设备进行通信、检测从移动设备到前进基站的路径、从经由检测到的路径接收的信号来解调数据，该路径搜索方法包括以下步骤根据无线基站设备与前进基站之间的距离以及前进基站的小区半径，确定由位于前进基站的小区中的移动设备发送的数据的接收定时；通过在确定的接收定时执行接收操作，接收来自移动设备的数据；根据接收到的数据创建延迟分布；以及根据创建的延迟分布来检测源自移动设备的路径。
15.根据权利要求14所述的路径搜索方法，包括以下步骤将各前进基站的小区半径、以及为位于各小区中的移动设备分配的信道的接收定时预存储到存储器；测量无线基站设备与前进基站之间的距离；以及根据所述距离、小区半径和信道接收定时，为各信道确定数据接收开始定时和数据接收结束定时。
16.根据权利要求14或15所述的路径搜索方法，包括以下步骤在根据移动设备的移动而执行的切换期间，确定由移动设备经由与该切换相关联的各小区发送的数据的接收定时；在确定的接收定时执行从各小区的接收操作；根据各个接收到的数据来创建延迟分布；以及根据全部所述延迟分布检测大功率路径。
17.根据权利要求16所述的路径搜索方法，包括以下步骤通过参照各接收定时，计算最早创建延迟分布的定时与创建另一延迟分布的定时之间的差；以及当所述差等于或者大于一设定值时，执行控制以缩短延迟分布创建和路径检测的总处理时间。
18.根据权利要求17所述的路径搜索方法，包括以下步骤通过减少接收数据的过采样的数量来缩短延迟分布创建时间。
19.根据权利要求17所述的路径搜索方法，包括以下步骤为各前进基站设置用于存储干扰功率的存储器；以及通过使用存储在所述存储器中的干扰功率而非计算平均干扰功率来缩短用于路径检测的处理时间。
20.根据权利要求16所述的路径搜索方法，包括以下步骤对经历切换的移动设备的所有小区的信道进行管理，并且对源自对其已获得所有信道的延迟分布的移动设备的路径进行管理。
全文摘要
无线基站设备和路径搜索方法。在经由前进基站与移动设备进行通信的无线基站设备中，接收定时确定部根据无线基站设备与前进基站之间的距离以及前进基站的小区半径，确定由位于前进基站的小区中的移动设备发送的数据的接收定时。数据接收部通过在确定的接收定时执行接收操作来从移动设备接收数据，延迟分布创建部根据接收到的数据创建延迟分布，路径检测部根据创建的延迟分布来检测源自移动设备的路径。
文档编号H04B1/707GK1756394SQ200510063779
公开日2006年4月5日 申请日期2005年4月1日 优先权日2004年9月30日
发明者泽本敏郎, 箕轮守彦 申请人:富士通株式会社