专利名称：用于数据网络的高速率传输的导向性的最大比率组合和凋度的制作方法
技术领域：
本发明涉及并应用于无线信息通信系统，并且特别提供导向性的最大比率组合的应用和接入终端的调度。
背景技术：
在通信网络中，通常希望提供优化的数据通信(例如，保持可接受的信号质量的多个同时独立的通信会话和/或高数据通信速率)。例如，实现CDMA通信协议的无线通信网络提供用于同时多个接入终端(AT)同时发送，从而提供与多个AT中的每一个进行通信的至少一部分可用数据通信能力。在一个移动电话网络中，其中置于一个特定小区或一个小区的扇区中的多个AT具有要发送的数据，每个这种AT可以允许同时发送这种数据，而与在该多个AT中的其他AT的操作无关。
但是，无线通信网络通常受到在提供数据通信中可以容许的干扰量的限制。例如，上述利用CDMA协议系统通常具有干扰限制，即，在可以同时容纳并且保持最小可接受信号质量的AT的最大数目是对于每个这种AT信号的干扰能量的函数。相应地，无线通信网络可以实现一种技术，其中当多个这种AT被提供同时通信时，基本上任意地减小作为干扰能量的一个函数的所有或特定的一个AT的数据率。
实现这种技术的系统包括cdma20001XRTT系统和QUALCOMMHDR(高数据率)系统。例如，QUALCOMM HDR系统通常允许以高数据率与多个AT进行同时通信，并且监控该通信信道。利用QUALCOMM HDR系统，具有要在一个特定区域中(例如在一个小区或者一个小区的扇区的边界内)通信的数据的任何以及所有AT可以被允许同时发送。如果判断受到太多的干扰，则特定的AT可能限制为低数据率，例如基于由该系统所产生的一个随机变量。AT数据率将继续减小直到受到可接受的干扰电平。
但是，应当知道这种系统可能不提供最佳的数据通信。例如，尽管可以通过单个AT以高数据率提供通信的一个系统或者以多个AT以低数据率提供通信的一个系统以提供改进的数据通信能力，这种系统简单地适应尽可能多的通信会话，一般不考虑对经受的数据通信速率的影响。相应地，这种系统在它们的操作中是保守的，响应由各种AT所需的通信，并且不主动优化数据通信。
相应地，本领域中需要对多个AT提供优化的数据通信的系统和方法。
发明内容
本发明针对于一种系统和方法，其主动地确定具有用于通信的相关数据的多个AT中的特定AT，其兼容以高数据率进行同时通信，在此称为导向性的最大比率组合(DMRC)。最好，本发明确定这种兼容AT，并且执行操作以调度同时通信，使得数据通信被优化。例如，本发明的优选实施例提供用于计算各种AT之间的兼容性的结构以及用于选择以有效的方式同时通信的特定AT组。
本发明的优选实施例利用多个振子天线阵列以及与窄天线成束技术相关的相关阵列响应矢量(自适应阵列天线)，以识别兼容的AT。具体来说，通过分析这种阵列响应矢量，本发明的优选实施例可以计算特定的AT之间的相关性，并且可以最好利用一个预定相关阈值识别适当的不相关AT。使用这种信息，本发明的实施例可以判断哪一个特定AT可以被控制，便于同时以高数据率发送，而不是相现有系统那样同时发送。相应地，多个特定AT的排列被选择和控制，以同时发送，但是可能受到相互干扰，每个这种AT将造成较小的相互干扰，因此允许由所有被选择的AT所使用高数据率。根据本发明的优选实施例识别的兼容AT最好被调度用于在下一个时间间隔过程中使用高数据率同时通信，例如在下一个通信短脉冲周期、通信帧、通信超帧等等过程中。
可以对正向链路和/或反向链路使用本发明的实施例。例如，本发明的一个优选实施例对于cdma2000 1XRTT系统操作，分配在正向和反向链路中所用的补充信道(SCH)，以提供优化的正向链路能力以及优化的反向链路能力。
最好，本发明的实施例实现适用于有效地进行AT兼容判断的电路。具体来说，优选实施例允许仅仅以合理的费用而实现，但是促进在实时环境中的操作，其中在它们相关的通信信道中受到快速的改变。
本发明的一个优选实施例利用一个无限脉冲响应(IIR)滤波器，其具有多个阵列响应矢量的瞬时、最好是归一化的纠正信息，每个矢量与一个应用于它的特定AT相关。例如，一个优选实施例使用第一阵列响应矢量矩阵和第二阵列响应矢量矩阵的共轭的乘积提供在两个阵列响应矢量之间的瞬时兼容性系数，并且对其绝对值求平均。该瞬时兼容性系数最好被归一化，例如，归一化为对固定点应用具有足够的精度。该优选实施例可以把来自以前时间间隔n-1的归一化瞬时兼容性系数和滤波归一化兼容性系数提供到一个IIR滤波器，以提供在一个当前时间间隔n下在两个阵列响应矢量之间的滤波相关性，即，提供在与该阵列响应矢量相关的两个AT之间的滤波相关性。另外，本实施例最好使用第一阵列响应矢量矩阵和第一阵列响应矢量矩阵的共轭之间的乘积并且对其绝对值求平方而提供对两个阵列响应矢量之一的参考兼容性系数。该参考兼容性系数最好被归一化。该优选实施例可以把在以前时间间隔n-1过程中的归一化的参考兼容性系数和滤波的归一化的参考兼容性系数提供到一个IIR滤波器，以提供在当前时间间隔n内的一个滤波的参考相关性。
最好，在当前时间间隔n内的两个阵列响应矢量之间的滤波相关性被归一化，并且与滤波的参考相关性和一个阈值的乘积相比较，以判断与该阵列响应矢量相关的两个AT是否潜在地与同时通信相兼容。本发明的该实施例最好还执行上述处理，把使用共轭的阵列响应矢量和用于确定在上述乘积计算中的参考相关系数的阵列响应反转，以判断这两个AT中的每一个与根据本发明的其他AT相兼容。如果按照当前时间间隔n的两个阵列响应矢量之间的每个这种归一化滤波相关性与该阈值相比较，则两个相关AT最好被识别用于同时通信。
本发明的另一个优选实施例最好对于一个扇区射束归一化与AT相关的阵列响应矢量。与第一AT相关的归一化阵列响应矢量信息和与第二AT相关的归一化阵列响应矢量信息的共轭的乘积最好被确定，从而提供一个归一化的兼容性系数。根据一个优选实施例，该归一化的兼容性系数由一个预测平均数字增益单元(DGU)重新调节。与第一AT相关的归一化的阵列响应矢量信息和与第一AT相关的归一化的阵列响应矢量信息的共轭的乘积最好被确定，从而提供一个归一化的参考兼容性系数。根据一个优选实施例，该归一化的参考系数由一个预测平均数字增益单元(DGU)重新调节。
根据该优选实施例，参考该数据率作出对于特定AT的兼容性判断。例如，在一个优选实施例中，该重新调节的兼容性系数和重新调节的参考系数的商乘以一个数据率标量，例如可以由一个所需的数据率和最小的信道数据率的商所提供，并且与一个阈值相比较，以判断与该阵列响应矢量相关的两个AT是否潜在地兼容同时通信。本发明的该实施例最好还执行上述处理，把使用该共轭的阵列响应矢量信息和用于在上述乘积计算中确定参考互相关系数的阵列矢量反转，以根据本发明判断两个AT中的每一个是否与其他AT相兼容。如果按照当前时间间隔n的阵列响应矢量信息之间的每个这种归一化滤波相关性与该阈值相比较，则两个相关AT最好被识别用于同时通信。
本发明的实施例适用于在正向和/或反向链路中容纳两个以上的同时射束。相应地，本发明可以对于超过两个的多个AT实现如上文所述的兼容性分析，以判断多个AT是否相兼容，并且可以用于单个服务组中。
从上文，应当知道本发明用于通过实现导向性的最大比率组合技术和调度AT通信而对多个AT优化数据通信。
上文已经相当广泛地概括本发明的特征和技术优点，以便于使得下文对本发明的详细描述得到更好的理解。下面将描述构成本发明要求保护的主题的本发明的附加特征和优点。本领域的普通技术人员应当知道所公开的思想和具体实施例可以被容易地用作为更改或设计执行本发明的相同目的的其他结构。本领域的普通技术人员应当认识到这种等效的结构不脱离所附权利要求中给出的本发明的精神和范围。被认为是本发明的特征的新特点都关于操作的组织和方法，当考虑与附图相结合时，从下文的描述将更好地理解其他特点和优点。但是为了清楚理解，每个附图被提供仅仅用于说明和描述的目的，并且不作为对本发明的定义。
为了更加完整地理解，下面结合附图进行描述，其中图1示出可以实现本发明的实施例的通信系统；图2示出一个优选实施例的兼容性系数计算器系统；
图3示出一个优选实施例的兼容性比较器系统；图4示出一个优选实施例的兼容性判断逻辑；图5示出一个优选实施例的兼容性系数计算器系统；图6示出用于本发明的瞬时兼容性系数的优选实施例的调节系统；图7示出一个优选实施例的兼容性比较器系统；图8示出优选实施例的兼容性判断逻辑；图9示出一个优选实施例的兼容性系数计算器系统；图10示出一个优选实施例的兼容性比较器系统；以及图11示出优选实施例的兼容性判断逻辑。
具体实施例方式
本发明的系统和方法优选地操作以主动地确定特定通信终端、通信节点、用户单元或者其他信息通信源或目标，在此总称为接入终端(AT)，其兼容在此称为导向性的最大比率组合(DMRC)的高数据率同时通信。最好，本发明确定这种兼容AT并且操作以调度同时通信，使得数据通信被优化。
例如，参见图1，例如蜂窝式收发基站(BTS)100这样的通信系统可以在例如小区110这样的一个服务区域中对多个AT(AT 121-125)提供无线通信。可以在BTS100和使用一个多单元天线阵列101-103的AT121-125之间建立无线信道，该多单元天线阵列例如可以由具有通过对该阵列的天线单元的信号进行波束成形加权(相位和/或幅度)以适用于波束成形的预定几何形状设置的多个天线单元来提供。相应地，与每个AT121-125相关的通信信号无论是正向或反向链路中都可以具有相关的一个阵列响应矢量，对在该天线阵列的天线单元接收或提供到天线阵列的天线单元的无线通信信号提供信息，例如到达角度(AOA)信息。一个阵列响应矢量最好是一个M乘1的复数矢量，其中M对应于提供与AT的通信的多个天线单元或者天线单元列。
本发明的一个优选实施例提供用于计算各个AT和用于选择特定的AT组以按照一种有效的方式同时通信的协议之间的兼容性的结构。具体来说，通过分析阵列响应矢量信息，本发明的优选实施例可以计算特定AT之间的相关性，并且可以适当地识别不相关的AT。使用这种信息，本发明的实施例可以判断哪个特定的AT可以被控制以同时高数据率地进行通信，而不是象现有技术那样使得所有AT同时通信。相应地，多个特定AT的排列或者一个服务组被选择和控制，以同时通信。
例如每个AT 121-125可以具有在特定时间点发送到BTS 100的数据。但是，如果每个AT被允许在该时间点发送，则相互干扰可能导致各个AT受到过量的干扰，例如，由于干扰可能导致位误码率太高。如图1中所示，AT 121和/或AT 122可能受到来自AT 121和AT 122中的另一个的不可接受的干扰能量级。类似地，AT 124和/或AT 125可能受到来自AT 124和/或AT 125中的另一个的不可接受的干扰能量级。但是，可以允许AT 121、AT 123和AT 124的组合、AT 121、AT 123和AT 125的组合、AT 122、AT 123和AT 124的组合或者AT 122、AT123和AT125的组合同时通信，而不受到来自AT 124和AT 125中的另一个的不可接受的干扰能量级。但是，可以使得每个AT 121、AT 123和AT 124的组合、AT 121、AT 123和AT 125的组合、AT 122、AT 123和AT 124的组合或者AT 122、AT123和AT125的组合同时通信，而不在任何同时通信的AT受到不可接受的相互干扰级。相应地，在随后的时间间隔过程中选择一组这样的AT用于同时进行高数据率通信(一个服务组)并且剩余的一个AT可以被安排用于以不同的适当时间间隔进行通信。另外，通过小心选择一个服务组的特定AT，所用的数据率可以被最大化，从而进一步优化信息通信。
相应地，在实现根据本发明的导向性(directed)的最大比率组合中的一个初始任务可以选择特定的AT，其可以同时通信，而不相互造成过量的干扰。理想地，导向性的最大比率组合将利用具有正交阵列响应矢量(ARV)的AT，用于同时通信，使得对于这些AT没有小区内的干扰，因此，对于这些AT具有最大载波干扰比(C/I)和最高容量。但是，在具有有限数目的天线单元和结构的实际系统应用中，获得许多AT之间的精确正交性是不可行的。相应地，本发明的优选实施例选择具有基本上不相关的信号的AT，但是可能不对同时通信获得正交性。
根据一个优选实施例，对于具有用于相关通信的数据的AT的每个组合计算瞬时兼容性系数。例如，当Ai表示第i个AT(i＝1，2，...N)的阵列响应矢量，并且Aj表示第j个AT(j＝1，2，...N)的阵列响应矢量，对于每个Ai和Aj(i≠j)的瞬时兼容性系数被优选地计算。一个优选实施例的瞬时兼容性系数可以被计算为|Ai*·Aj|，其中Ai*表示Ai的共轭转置。
本发明的优选实施例除了对AT的组合计算兼容性系数之外，还对每个具有用于相关通信的数据的AT计算瞬时参考系数。应当知道，除了上述计算的瞬时兼容性系数之外，该优选实施例的瞬时参考系数对Ai和Aj提供瞬时计算，其中i＝j。一个优选实施例的瞬时参考系数可以被计算为|Ai*·Aj|。
该瞬时兼容性系数最好与该瞬时参考系数相比较，以判断相应的AT是否兼容，用于作为一个服务组而同时通信。例如，如果|Ai*·Aj|＜thresholdA·|Ai*·Ai|，其中thresholdA是用于识别根据本发明的适当不相关的AT的预定阈值，可以判断ATj与ATi相兼容，因此一个兼容性指示符Bij可以被设置为真(1)。但是，由于与每个AT相关的信号功率不同，例如由于衰减和不良的功率控制，应当知道上述判断ATj与ATi(Bij＝1)相兼容，不一定意味着ATi与ATj相兼容。换句话说，即使ATj对ATi具有小的干扰，ATi也可能对ATj具有大量干扰。相应的，本发明最好进一步判断是否|Aj*·Ai|＜thresholdA·|Aj*·Aj|，以判断ATi与ATj相兼容，因此一个兼容性指示符Bji可以被设置为真(1)。
因此，应当知道该兼容性指示符矩阵B可能是不对称的，其中该矩阵B如下所示B=B11B12···B1NB21B22···B2N············BN1BN2···BNN]]>为了仅仅选择具有最少量干扰或可接受的低干扰量的AT，用于作为一个服务组同时服务，最好仅仅相互兼容的AT被选择作为一个兼容组合。例如，建立一个兼容组合指示符Sij＝Bij∩Bji，如果Sij＝1，则根据本发明的一个优选实施例，ATi和ATj是一个兼容组合。
因此，应当知道该兼容组合指示符矩阵S是对称的，其中该矩阵S如下所示S=S11S12···S1NS21S22···S2N············SN1SN2···SNN]]>图2-4示出用于作出上述兼容性判断的优选实施例的应用的系统。但是，应当知道在图2-4的系统实现中已经解决各种实现问题。例如，除了确定|Ai*·Aj|之外，图2的系统实现确定|Ai*·Aj|2，从而避免平方根的计算。另外，每个阵列响应矢量Ai被用n位表达为Ai≈AinBits·2EXPa，其中AinBits是Ai的最高有效的n位，并且EXPa是被移动以对AinBits进行归一化的位数。应当知道使用Ai的近似值用于归一化，仅仅需要移位，因此，硬件实现被简化。
参见图2，其中示出根据本发明的用于实现导向性的最大比率组合的一个优选实施例的系统作为兼容系数计算器200。具体来说，图2的优选实施例提供瞬时系数计算器220，用于接受所输入的阵列响应矢量信息并且提供一个瞬时兼容性系数结果；以及IIR滤波器230，用于在时间n接收瞬时兼容性系数结果，并且在时间n-1接收滤波的兼容性相关结果，以及在时间n提供一个滤波的兼容性相关结果。
最好，两组同相和正交阵列响应矢量信息被提供到瞬时系数计算器220，用于提供一个所计算的瞬时系数x[n]，其中x[n]是在时间n一个输入矢量共轭与一个输入矢量相乘的瞬时结果。例如，把用于阵列响应矢量Ai的同相和正交的阵列响应矢量信息以及用于阵列响应矢量Ai的同相和正交的阵列响应矢量信息提供到瞬时系数计算器220，并且该输出x[n]将是本发明的一个瞬时兼容性系数(|Ai*·Aj|2)。
应当知道，除了提供瞬时兼容性系数之外，瞬时系数计算器220可以被用于提供根据本发明而利用的瞬时参考系数。例如，两次把用于Ai的同相和正交的阵列响应矢量信息提供到瞬时系数计算器220，则该输出x[n]将为本发明的瞬时参考系数(|Ai*·Ai|2)。
相应的，应当知道，如果必要的话多个图2的系统可以并行地应用，以实现这种计算。另外，特定的一个AT可以被选择用于兼容性计算或者被排除在兼容性计算之外，例如通过参照AOA信息或者其他信息，提供表示适用于或不适用于根据本发明不需要兼容性计算的同时通信的可靠表示。
仍然参见图2，假设在所示的系统中，与各种AT相关的阵列响应矢量是已知的，并且以复数同相和正交的形式输入到兼容系数计算器200。用于使用自适应天线阵列对上行链路和下行链路信道提供快速成束的方法和结构在上文引用的名称为“用于CDMA通信容量增强的应用空间-时间无线方法(Practical Space-Time Radio Method for CDMACommunication Capacity Enhancement)”的美国专利申请中描述。
根据所示的实施例，用于输入阵列响应矢量的同相和正交分量最好被复数乘法器201相乘，例如，Ai共轭的每个矩阵分量的实部和虚部与Aj的每个相应矩阵分量的实部和虚部相乘。累加器202和203最好分别累加从复数乘法器201的矩阵分量乘法得出的实部和虚部。绝对值和截短电路204和205最好分别取实部和虚部的绝对值，并且把该结果截短为预定的最高有效位，以保持特定的位包(bit package)。
来自绝对值和截短电路204和绝对值和截短电路205的实部截短的绝对值最好被提供到复数共轭加法器206，以实现乘方。相应地，复数共轭加法器206的输出，即瞬时系数计算器220的输出x[n]可以为|Ai*·Aj|2或|Ai*·Ai|2，这取决于在复数乘法器201所输入的矢量信息。
根据本发明的优选实施例，为了提供有意义的比较，瞬时系数计算器220的输出最好被归一化。相应地，图2的优选实施例的系统包括耦合到瞬时系数计算器220的归一化器207，接受x[n]作为输入，并且提供一个相应的归一化输出X[n]。最好，使用一种相对简单实现的位移和截短技术来完成归一化。相应地，归一化器207包括对于多个数位输入m提供信息，从而位移x[n]，以获得归一化的输出X[n]。该归一化数值m最好被作为对由瞬时系数计算器220相乘的阵列响应矢量归一化所用的位移位数，例如EXPa和EXPb，以及对两个阵列响应矢量之间的滤波相关性归一化所用的位移位数，例如EXPy，的函数而导出。具体来说，根据所示的实施例，m＝(EXPa·2)+(EXPb·2)+EXPy。
应当知道，瞬时系数计算器220的瞬时结果x[n]，例如|Ai*·Aj|2，和相应的X[n]可能是相对噪声较大的。相应地，本发明的优选实施例应用第一级无限脉冲响应(IIR)滤波器，例如图2的IIR滤波器230，以对该噪声结果滤波。该优选实施例的IIR滤波器230提供滤波相关结果y[n]＝y[n-1]+k(x[n]-y[n-1])，其中y[n]是在时间n的滤波结果，并且x[n]是在时间n的瞬时结果，以及k是确定IIR滤波器的带宽的滤波器系数。为了简化，k最好被选择为2-kBits，其中kBits是由该滤波器带宽所确定的一个整数。
最好，对于时间n的归一化瞬时系数(X[n])和对于时间n-1的滤波的归一化系数(Y[n-1])被提供到IIR滤波器230，以提供在时间n的两个阵列响应矢量之间的滤波相关性(y[n])。例如，把用于阵列响应矢量Ai的同相和正交的阵列响应矢量信息以及用于阵列响应矢量Aj的同相和正交的阵列响应矢量信息提供到瞬时系数计算器220，IIR滤波器230的输出y[n]将是对于Ai和Aj的滤波相关性(Zij)。
应当知道，除了提供滤波的兼容性相关结果之外，IIR滤波器230可以被用于提供根据本发明而应用的滤波参考相关结果。例如，两次把用于阵列响应矢量Ai的同相和正交的阵列响应矢量信息提供到瞬时系数计算器220，IIR滤波器230的输出y[n]将是一个对Ai的滤波参考相关性(Zii)。相应地，如上文所述，如果需要的话，多个图2的系统可以并行地应用以实现这种计算。
根据所示的实施例，用于时间n的归一化瞬时系数(X[n])和来自时间n-1的滤波的归一化系数(Y[n-1])被提供到IIR滤波器230的低通滤波器208。最好，低通滤波器208提供根据方程x[n]-y[n-1]的滤波。由低通滤波器208所提供的滤波结果最好被提供到滤波器带宽电路209，并且最好接受滤波器带宽系数k，从而提供k·(x[n]-y[n-1])。该滤波器带宽电路209的结果最好被提供到高通滤波器210，其根据方程y[n-1]+z[n]，其中z[n]是输入信号(在此为k·(x[n]-y[n-1]))。相应地，由高通滤波器210所提供的该滤波的结果(y[n|)最好为y[n-1]+k·(x[n]-y[n-1])。
为了根据本发明的优选实施例提供有意义的比较，IIR滤波器230的输出最好被归一化。相应地，图2的该优选实施例的系统包括耦合到IIR滤波器230的归一化器211，其接受y[n]作为一个输入，并且提供一个相应的归一化输出Y[n]。最好，使用一个相对简单地实现位移和截短的技术来实现归一化。相应的，归一化器211最好把结果y[n]位移多个数位，以把y[n]的最高有效位置于所需位置，从而避免溢出和下溢条件。所用的位移位数(EXPy)最好被作为反馈用于对上述瞬时系数x[n]进行归一化。
参见图3，用于实现根据本发明的导向性的最大比率组合的一个优选实施例系统被示出作为兼容性比较器300。具体来说，图3的优选实施例提供滤波的参考相关性，例如Zii，乘以预定阈值，例如thresholdA(阈值A)，与一个滤波的兼容性相关，例如Zij，的比较。
该优选实施例的相关性阈值，thresholdA，由根据系统操作参数可接受的载波干扰比(C/I)所确定。但是，为了避免长乘法，thresholdA最好被选择为使得thresholdA≈thresholdAmBits·2ExPthresholdA，其中thresholdAmBits最好为1至3位。相应的，假设Zij为n为表示，thresholdA·Zii的运算是mBits乘n位的乘法之后接着EXPthresholdA位的位移。这种乘法和位移功能最好由具有滤波的参考相关性Zii的乘法和位移电路312所提供，例如可以由上述兼容系数计算器200提供，并且如上文所述的thresholdA被输入到该电路。
比较电路313最好对于由阈值thresholdA相乘的滤波的参考相关性Zii是否小于滤波的兼容相关性Zij。如果由阈值thresholdA相乘的滤波的参考相关性Zii小于滤波的兼容相关性Zij，则兼容性指示符Bij最好被兼容性比较器300设置为真(1)。但是，如果由阈值thresholdA相乘的滤波的参考相关性Zii不小于滤波的兼容相关性Zij，则兼容性指示符Bij最好被兼容性比较器300设置为伪(0)。
但是，如上文所述，由于与每个AT相关的信号功率可以不同，因此上述判断ATj与ATi(Bij＝1)相兼容不一定意味着ATi与ATj相兼容。相应的，兼容性比较器300最好进一步被利用来通过分别为Zii和Zij提供Zjj和Zji判断相反兼容性，并且确定兼容性指示符Bji。相应的，如上文参见图2所述，多个图3的系统可以被并行地使用，以在需要时满足这种判断。
参见图4，最好通过使用“与”电路400判断相互兼容性。具体来说，兼容性指示符Bij和反向兼容性指示符Bji最好被提供到“与”电路400，以确定兼容组合指示符Sij。具体来说，如果Bij和Bji为真(1)，Sij也为真(1)。但是，如果Bij和Bji都为伪(0)，则Sij也为伪(0)。
应当知道，当对多个具有用于通信的数据获得矩阵M时，可以容易地导出与多个AT的兼容组合，例如2、3和更多的AT。但是，根据一个优选实施例，当发现一组以上的兼容AT时，其他标准被用于对一个服务组识别特定的AT。例如，如上述名称为“用于高数据率业务的导向性的最大比率组合方法(Directed Maximum Ratio CombiningMethods for High Data Rate Traffic)”参考专利申请中所示和描述，可以使用具有最小发送功率的组合，以向其他小区或小区的扇区产生最少量的干扰。
图5-11示出用于作出上述兼容性判断的系统的另一个优选实施例，图5-11的系统特别适用于确定兼容AT，用于在例如使用1XRTTcdma2000协议的系统调度补充信道。具体来说，图5-8的系统对正向链路调度提供一个优选实施例的方案，并且图9-11对于反向链路调度提供一个优选实施例的解决方案。
应当知道，用于1XRTT cdma2000数据束形成的最佳射束，无论是正向链路或反向链路，可以通过学习或其他方法获得，例如射束相关。但是，在特定的系统应用中，用于数据的最佳射束可能与用于语音的最佳射束相同。例如，尽管如果用于数据信道的射束宽度已知被分离，则用于一个数据信道的最佳射束可能比用于语音信道的最佳射束更窄，对于正向射束形成，但是最佳射束可以从一个语音信道的学习结果而获得，以缩短学习周期。
在根据本发明的一个优选实施例的操作中，例如在对于1XRTTcdma2000的操作中，基本信道(FCH)射束形成按照一种正常操作模式来完成，例如一种正常语音通信模式。也就是说，当存在一个基本信道时，最佳射束最好被使用而不是使用一个扇区射束。但是，在根据该优选实施例的操作中，对于补充信道(SCH)，尽管用于具有要通过SCH传送的信息的每个AT的最佳射束可能是已知的，但是这种通信的调度考虑到关于AT的通信的兼容性。具体来说，具有较小的相互干扰的射束被考虑为兼容的，因此，可以在一个服务组中调度，例如多达4AT的一个服务组，其中支持4个补充信道。应当知道在任何时间点，可以找到许多AT的服务组的组合。但是，根据本发明的优选实施例，通过考虑到例如可用功率、信道条件、优先级等等这样的附加情况，由一个调度算法确定哪一个服务组被选择用于通信。
参见图5-8，其中示出根据本发明用于在正向链路中提供导向性的最大比率组合的优选实施例的系统。在图5中用于实现本发明的一个优选实施例的系统被示出为兼容性系数计算器520。具体来说，该优选实施例的图5的兼容系数计算器接所输入的受归一化的阵列响应矢量信息，并且提供用于时间n的瞬时兼容性系数。
最好，两组归一化的同相和正交的阵列响应矢量信息被提供到兼容性系数计算器520，用于提供一个所计算瞬时兼容性系数W[n]，其中W[n]是在时间n一个输入矢量共轭乘以一个输入矢量的归一化瞬时结果。例如，对置于栅格位置i(wi)的一个AT训练的射束系数可以在目标方向AOAi上对扇区射束系数(Wp)归一化(Wi)，用于作为如下文所示的第一归一化的阵列响应矢量信息而输入。
||ARVAOAi·conj(Wp)||2＝||ARVAOVi·conj(Wi)||2
其中，在上述方程中ARVAOA是在AOAi的天线多重矢量。类似地，对置于栅格位置j(wj)的一个AT训练的射束系数可以在目标方向AOAj上对扇区射束系数(Wp)归一化(Wj)，用于作为如下文所示的第二归一化的阵列响应矢量信息而输入。
||ARVAOAi·conj(Wp)||2＝||ARVAOVj·conj(Wj)||2上述归一化最好提供关于一个扇区射束的恒定有效辐射功率(ERP)，从而提供根据本发明的有意义的兼容性比较。
根据所示的实施例，并且基本上如上文参照图2所述，用于输入阵列响应矢量信息的同相和正交分量最好乘以复数乘法器501。累加器502和tpe最好分别累加从复数乘法器501的矩阵分量乘法获得的实部和虚部。绝对值和截短电路504和505最好分别取实部和虚部的绝对值，并且截短该结果为预定的最高有效位，以保持特定位包。
来自绝对值和截短电路504的实部截短的绝对值和来自绝对值和截短电路505的虚部截短的绝对值最好被提供到复数共轭加法器506，以实现平方，并且平方根电路551最好计算复数共轭加法器506的输出的平方根。相应地，平方根电路551的输出，即复数共轭加法器506的输出，W[n]根据在复数乘法器501的输入的矢量信息可以为||Wi*·Wj||或||Wi*·Wi||，其中Wi*是Wi的共轭转置。
例如，提供归一化的同相和正交阵列响应矢量信息Wi和归一化的同相和正交阵列响应矢量信息Wj到兼容性系数计算器520，该输出W[n]将是本发明的一个瞬时兼容性系数(||Wi*·Wj||)。应当知道，当输入到兼容性系数计算器520的阵列响应矢量信息被归一化时，||Wi*·Wj||＝||Wj*·Wi||。相应的，一个兼容性指示符Cij＝乘积＝||Wi*·Wj||＝||Wj*·Wi||。
应当知道，除了提供瞬时兼容性系数之外兼容性系数计算器520可以被用于提供根据本发明利用的瞬时参考系数。例如，两次把同相和正交的阵列响应矢量信息Wi提供到兼容性系数计算器520，该输出W[n]将为本发明的瞬时参考系数(||Wi*·Wi||)。
相应的，应当知道如果需要的话，多个图5的系统可以并行地应用，以适应这种计算。另外，特定的一个AT可以被选择用于兼容性计算，或者从兼容性计算中排除，例如通过参照AOA信息或者其他信息，提供关于同时通信适当或不适当的可靠指示，其不需要根据本发明的兼容性计算。
根据本发明的一个优选实施例，用于有效AT的兼容组合指示符被重新调节，以反映实际功率电平，或者适当的相对功率电平，因此反映与其相关的实际干扰。例如，标度的瞬时兼容性系数w[n]可以被确定为与一个特定AT相关兼容组合指示符W[n]和用于该AT的预测数字增益单元(DGU)的函数。例如，与ATi和ATj(Dij)相关的该标度的瞬时兼容性系数w[n]可以被确定如下。
Dij＝Cij·DGU2j在图6中示出用于提供上述计算的一个系统的优选实施例实现方式。具体来说，乘法器600接受输入W[n]，其中当关于Wi和Wj的阵列响应矢量信息被输入在复数乘法器501中时，W[n]＝Cij，并且当W[n]＝Cij时，DGU2a＝DGU2j。乘法器600输出w[n]，其中当满足上述条件时，w[n]＝Dij。
应当知道，可以使用一个阈值(例如，thresholdA)基本上确定参照图2-4的优选实施例所述的兼容射束或AT，例如Dij＜thresholdA Dii。但是，本发明的一个优选实施例在确定本发明的一个服务组时，还考虑到数据率信息，从而进一步优化信息通信。例如，用于一个补充信道(SCH)的最低支持的数据率可以被表示为Rmin，并且用于要由一个特定的ATi所使用的补充信道的数据率可以被表示为Ri。使用标量Ri/Rmin，本发明的一个优选实施例可以根据如下所示的数据率信息的一个函数确定兼容射束或AT。
DijDii·RiRmin≤thresholdli]]>
如果上述条件为真，则ATj可以被确定为对ATi造成足够小的干扰，因此射束Wj与Wi相兼容。但是，应当知道射束Wj与Wi相兼容并不保证射束Wi与射束Wj相兼容。相应地，本发明的优选实施例进一步作出反兼容性判断，用于为一个服务组识别AT，如下所示。和DijDii·RiRmin≤thresholdli]]>和DjiDii·RjRmin≤thresholdlj]]>如果上述条件为真，则根据本发明的实施例，ATi和ATj可以置于相同的服务组中。
如上文所述，本发明的操作不限于识别兼容的AT对，而是可以提供包括任何数目的兼容AT的服务组。当在一个服务组中没有两个以上的射束时，所有这样的射束最好相互兼容。例如，根据一个优选实施例，当在位置i、j和k存在三个AT时，如下方程为真，用于识别三个AT为兼容的AT。
Dij+DikDii·RiRmin≤thresholdli]]>Dji+DjkDjj·RjRmin≤thresholdlj]]>Dki+DkjDkk·RkRmin≤thresholdlk]]>用于提供根据上文所述的计算的一个系统的优选实施例应用在图7和8中示出，具体来说，参见图7，求和器701提供适当的标度瞬时兼容性系数，除法器702提供与适当的标度瞬时兼容性系数的除法，以及除法器703提供与数据率标量Ri/Rmin的乘法。比较电路704最好提供关于该结果是否小于一个阈值的判断，在此为threshold1。如果该结果小于该阈值，则该兼容性指示符B最好被设置为真(1)。但是，如果该结果不小于该阈值，则兼容性指示符B最好被设置为伪(0)。例如，当提供到求和器701的标度瞬时兼容性系数为Dij和Dik，并且被提供到除法器702的标度瞬时兼容性系数为Dii时，Bi＝1表示射束Wj和Wk与Wi相兼容，以及Bi＝0表示射束Wj和Wk不与射束Wi相兼容。类似地，当提供到求和器701的标度瞬时兼容性系数为Dji和Djk，并且被提供到除法器702的标度瞬时兼容性系数为Djj时，Bj＝1表示射束Wi和Wi与Wk相兼容，以及Bj＝0表示射束Wi和Wk不与射束Wj相兼容。类似地，当提供到求和器701的标度瞬时兼容性系数为Dki和Dki，并且被提供到除法器702的标度瞬时兼容性系数为Dkk时，Bk＝1表示射束Wi和Wj与Wk相兼容，以及Bk＝0表示射束Wi和Wj不与射束Wk相兼容。
参见图8，“与”电路801被提供使得如果Bi、Bj和Bk分别为“真”时导致一个“真”输出(1)，并且如果Bi、Bj或Bk中的任何一个为伪时导致一个“伪”输出(0)。比较电路802确定“与”电路801的输出是否为真(1)或伪(0)。如果为真，则确定射束Wi、Wj和Wk可以被选择作为根据本优选实施例的一个服务组。但是，如果为伪，则确定该射束Wi、Wj和Wk不可以被选择作为根据本优选实施例的一个服务组。
参见图9-11，其中示出根据本发明用于在反向链路中提供导向性的最大比率组合的优选实施例的系统。在图9中，用于实现根据本发明导向性的最大比率组合的一个优选实施例的系统被示出作为一个兼容性系数计算器920。具体来说，图9的优选实施例的兼容性系数计算器接受所输入的归一化的阵列响应矢量信息，并且提供用于时间n的一个瞬时兼容性系数。
最好，两组归一化的同相和正交阵列响应矢量信息被提供到兼容性系数计算器920，用于提供一个所计算的瞬时兼容性系数V[n]，其中V[n]是一个输入矢量共轭与在时间n的输入矢量相乘的归一化瞬时结果。例如，用于在方向AOAi(vi)和AOAj(vj)的最窄射束的射束系数可以被归一化(分别为Vi和Vj)，用于作为如下文所示的第一和第二归一化阵列响应矢量信息而输入。
||ViT·Vi||＝1和||VjT·Vj||＝1根据所示的实施例，并且基本上如参照图5所述，用于输入阵列响应矢量信息的同相和正交分量最好被复数乘法器901所乘。累加器902和903最好分别累加从复数乘法器901的矩阵分量乘法所获得的实部和虚部。绝对值和截短电路904和905最好分别取该实部和虚部的绝对值，并且把该结果截短为最高有效位的预定位数，以保持特定的位包。
来自绝对值和截短电路904的实部截短的绝对值以及来自绝对值和截短电路905的虚部截短的绝对值最好被提供到复数共轭加法器906，以执行平方运算，并且平方根电路951最好计算复数共轭加法器906的输出的平方根。相应地，该平方根电路951的输出，即兼容性系数计算器920的输出，V[n]可以为||Vi*·Vj||或||Vi*·Vi||，其中Vi*是Vi的共轭转置，这取决于在复数乘法器901输入的矢量信息。
例如，把归一化的同相和正交阵列响应矢量信息Vi和归一化的同相和正交阵列响应矢量信息Vj提供到兼容性系数计算器920，该输出V[n]将为本发明的瞬时兼容性系数(||Vi*·Vj||)。应当知道，当输入到兼容性系数计算器920的阵列响应矢量信息被归一化时，||Vi*·Vj||＝||Vj*·Vi||。相应地，一个兼容性指示符Qij＝Qji＝||Vi*·Vj||＝||Vj*·Vi||。
应当知道，除了提供瞬时兼容性系数之外，兼容性系数计算器920可以被利用以提供根据本发明所用的瞬时参考系数。例如，两次把同相和正交阵列响应矢量信息Vi提供到瞬时兼容性计算器920，该输出V[n]将为本发明的瞬时参考系数(||Vi*·Vi||)。
相应地，应当知道，如果需要的话，多个图9的系统可以并行地应用，以适应这种计算。另外，特定的一个AT可以被选择用于兼容性计算或者从兼容性计算中排除，例如通过参照AOA信息或者其他信息，提供对于不需要根据本发明的兼容性计算的同时通信适当或不适当的可靠指示。
根据本发明的一个优选实施例，用于有效AT的兼容组合指示符被进一步处理，以确定两个以上AT的兼容性。例如，作为一个例子ATi、j和k分别具有相关到来角度AOAi、AOAj和AOAk，ATj和ATk对于ATi(Ii)的兼容系数可以如下确定。
Ii=Qij·RjRmin+Qik·RkRmin]]>
类似地，ATi和ATk对于ATj(Ij)的兼容性系数，以及ATi和ATj对于ATk(Ik)的兼容性系数可以确定如下。
Ij=Qji·RiRmin+Qjk·RkRmin]]>Ik=Qki·RiRmin+Qkj·RjRmin]]>在上述用于确定兼容性系数的优选实施例中，Rmin可以是反向补充信道支持的最低数据率，并且Rx可以是在用于置于方向AOAx上的AT的补充信道上的所需数据率，例如，Ri是在用于ATi的补充信道上的所需数据率。
用于提供上述计算的系统的一个优选实施例的应用在图10中示出。具体来说，乘法器1001接受输入V[n]，其中当关于Vi和Vj的阵列响应矢量信息被在复数乘法器901输入时，V[n]＝Qij。类似地，乘法器1002接受另一个输入V[n]，其中当关于Vi和Vk的阵列响应矢量信息被在复数乘法器901输入时，V[n]＝Qik。如上文参见图7所述，本发明的优选实施例在确定本发明的一个服务组时考虑到数据率信息。相应地，一个相应标量Rx/Rmin，其中Rmin是用于一个补充信道(SCH)的最低支持的数据率，并且用于要由一个特定ATi所使用的补充信道的数据率还被输入到每个乘法器1001和1002，用于根据数据率信息的一个函数确定兼容射束或AT。所获得的乘法器1001和1002的乘积最好被求和器1003求和，以提供结果Ii、Ij和Ik，对应于被提供到乘法器1001和1002的特定输入V[n]。
然后，对于AT或射束兼容性作出判断，最好通过由比较电路1004参照一个阈值。具体来说，根据所示的实施例，如果Ii小于threshold2(阈值2)，则当Qij和Qik以及相应的数据率标量被输入到乘法器1001和1002时提供Ii，然后根据该优选实施例，ATj和ATk与ATi相兼容。类似地，如果Ik小于threshold2，则当Qki和Qkj以及相应的数据率标量被输入到乘法器1001和1002时提供Ik，然后根据该优选实施例，ATi和ATj与ATk相兼容。
然后该结果小于该阈值，则该兼容性指示符B最好被设置为真(1)。但是，如果该结果不小于该阈值，则兼容性指示符B最好被设置为伪(0)。例如，当被提供到乘法器1001和1002的兼容性系数为Qij和Qik时，Bi＝1表示射束Vj和Vk与射束Vi不兼容时，并且Bi＝0表示射束Vj和Vk与射束Vi不兼容。类似地，当提供到乘法器1001和1002的兼容性系数为Qji和Qjk时，Bj＝1表示射束Vi和Vk与Vj兼容，并且Bj＝0表示射束Vi和Vk与射束Vj不兼容。类似地，当提供到乘法器1001和1002的兼容性系数为Qki和Qkj时，Bk＝1表示射束Vi和Vj与Vk兼容，并且Bk＝0表示射束Vi和Vj与射束Vk不兼容。
参见图11，“与”电路1101被提供使得如果Bi、Bj和Bk分别为“真”时导致一个“真”输出(1)，并且如果Bi、Bj或Bk中的任何一个为伪时导致一个“伪”输出(0)。比较电路1102确定“与”电路1101的输出是否为真(1)或伪(0)。如果为真，则确定射束Vi、Vj和Vk可以被选择作为根据本优选实施例的一个服务组。但是，如果为伪，则确定该射束Vi、Vj和Vk不可以被选择作为根据本优选实施例的一个服务组。
应当指出，图5-11的导向性的最大比率组合系统的另一个实施例可以采用参照图2-4的系统所述的实现方式。例如，图5和/或9的系统的一个特殊实现方式可以采用图2的绝对平方运算，从而避免平方根计算。类似地，图5-11的系统可以进一步使用图2中所示的IIR滤波器，或者其他噪声抑制电路，其中在图5和9的系统的瞬时结果中具有所不希望出现的噪声。
如上文所述，一般不可能选择用于具有相关的精确正交信号属性的一个服务组的AT，相应的本发明的优选实施例选择用于具有各种属性的服务组的AT，从而导致与在一个服务组中的同时使用相关的可接受的干扰电平。相应的，上述优选实施例已经对于在确定用于一个服务组中的AT兼容性所用的预定阈值进行讨论。在根据优选实施例确定阈值中，可以作出各种假设，例如AT被均匀地在一个相关扇区上分布，补充信道不均匀地在相关扇区上分布，在AT中的附加白高斯噪声(AWGN)可以被忽略，以及Nu是在一个相关扇区中支持的用户数目。
在确定该正向链路中所用的优选实施例的阈值中，threshold1i，用于在一个自适应阵列天线系统中的基本信道i和补充信道j的BTS发送功率可以被分别表示为PFCHi和PSCHj。当在、仅仅存在相关扇区中的基本信道时，用于使用基本信道i的AT的所接收的信号干扰比(SIRFCHi)如下。
SIRFCHi=PFCHi(1-ρ)(Pother+ΣkPFCHi)1Giρ+Pinteri]]>在上述公式中，Piinter是小区间干扰，Gi是在该扇区射束上的业务射束增益，Pother是在相同扇区中的所有公共信道的总功率(例如，导频信道、同步信道、寻呼信道等等)，以及ρ表示由于多路径的干扰功率与在一个相关的特定射束中的总功率的比率。
当补充信道被提供在相关扇区中时，用于使用补充信道i的所接收信号干扰比(SIRSCHi)如下所示SIRSCHi=PSCHi(1-ρ)(Pother+ΣkPFCHi)1Giρ+(ΣjCijdguj2)ρ+Pinteri]]>=dgui2Cii(1-ρ)(Pother+ΣkPFCHi)1Giρ+(ΣjCijdguj2)ρ+Pinteri]]>=(1-ρ)(ΣjDij/Dii)ρ+((Pother+ΣkPFCHi)1Giρ+Pinteri)/dgui2Cii]]>
在上述方程中，Cij和Dij如上文所定义，并且dgui是用于补充信道i的数字增益单元。
为了支持根据该优选实施例的特定数据率，SIRSCHi≥SIRFf(Ri/Rmin)，其中SIRF是数据率Rmin所需的SIR，并且f(Ri/Rmin)表示Ri/Rmin的一个函数。应当知道，在确定用于上述服务组的兼容AT时，f(Ri/Rmin)被假设为等于Ri/Rmin。从上述方程中，可以导出如下方程。
Σj≠iDijDiif(RiRmin)≤1-ρSIRFρ-((Pother+ΣkPFCHi)1Giρ+Pinteridgui2Ciiρ+1)f(RiRmin)]]>thresholdli=1-ρSIRFρ-((Pother+ΣkPFCHi)1Giρ+Pinteridgui2Ciiρ+1)f(RiRmin)]]>应当知道， 是除了补充信道之外的基站的总发送功率。相应地，当SIRF为已知时，f(Ri/Rmin)是特定的，并且ρ和Piinter被假设为基于经验数据，可以容易地找到threshold1(阈值1)。
在确定用于反向链路中的导向性的最大比率组合中的优选实施例的阈值中，threshold2(阈值2)，请注意来自AT的所接收功率近似于与用于相同数据率的功率相同(由于根据各种通信协议的功率控制算法，例如上述cdma2000和HDR协议)。用于在一个自适应阵列天线系统中的基本信道的所接收功率可以被表示为PRX，一个基本信道的数据率可以被表示为Ri，并且用于补充信道支持的数据率Ri的所接收功率可以被表示为PRSCHi。相应地，PRSCHi＝PRXri，其中ri＝g(Ri/Rmin)，其是Ri/Rmin的一个函数。应当指出，在为上述服务组确定兼容AT中，g(Ri/Rmin)被假设为等于Ri/Rmin。当仅仅一个基本信道出现在一个相关扇区中时，用于使用该基本信道的AT的所接收信号干扰比如下所示。
SIRRX=PRX(Nu-1)PRX1G+Iinter·1G]]>在上述方程中Iinter是小区间干扰，并且G是在该扇区射束上的业务射束增益。当补充信道被提供在相关的扇区中时，用于使用补充信道i的AT的所接收信号干扰比(SIRRSCHi)如下所示。
SIRSCHiR=PRXriNuPRX1G+(Σj≠iQijri)RRX+Iinter·1G]]>在上述方程中，Qij被定义如上。
为了支持根据一个优选实施例的特定数据率，SIRRSCHi≥SIRR·ri，其中SIRR是数据率Rmin所需的SIR。从上述方程中，可以推导出如下方程。
Σj≠iQijrj≤1SIRR-IinterPRXG-NuG]]>threshold2=1SIRR-IinterPRXG-NuG]]>应当指出，当SIRr是已知，并且Iinter被假设为基于经验数据时，可以容易地确定threshold2。
在根据本发明确定兼容AT之后，优选实施例进一步用于调度与AT相关的通信，以进一步优化信息通信。例如，在一个HDR系统中，当一个特定的AT要通信的数据，但是该AT被调度以高数据率进行通信时，网络容量被浪费。相应地，本发明的优选实施例实现调度技术，以更加完全地利用网络容量。下面描述两个优选实施例的调度技术，其应用该原理，即当一个AT被调度以高数据率进行通信时，该AT应当有较高的可能性具有要通信的相关数据。
根据第一优选实施例的调度技术，假设该AT测量一个被通信的数据包是否是相对较短的数据包或者相对较大的数据包。最好，以最低的可能数据率发送短数据包，例如在上述HDR系统中为9.6Kbps。相应地，最好不发送大数据包，除非相应的AT被控制，以高数据率发送。，在根据一个优选实施例的操作中，当被调度以进行通信时执行通信的AT被假设为具有要通信的大数据包，因此具有更高的可能性被调度用于在后续的时间中以高数据率通信。
应当知道一个区分大和小的数据包的阈值可能影响该优选实施例的调度技术的效率。例如，如果该阈值太高，则大量的AT将以最低的数据率进行通信。但是，当该阈值太低时，即使一个AT具有在当前调度的时隙中通信的数据，在随后的时间中仍然具有等待通信的数据的可能性不高，这样，在被调度为进行通信时执行通信的AT具有要通信的大数据包这样的论断将不是一个精确的预测。而是，调度可能实质上是随机进行的，近似于现有系统的调度，导致网络容量的浪费。
根据另一个优选实施例的调度技术，不利用数据包大小的测量。在该优选实施例中，当该AT不被调度为以高数据率进行发送时，每个AT以最低的可能速率进行通信，例如在上述HDR系统中为9.6Kbps。然后，调度时期回顾前n个时隙，以近似地预测一个AT是否可能具有要发送的数据。例如，大部分过去的n个时隙中具有速率0的一个AT可能没有太多的数据要发送，因此在当前调度时期中将没有高数据率被调度。但是，如果所有过去n个时隙处于非零速率，则该AT被确定为可能具有更多的数据被发送，因此高数据率通信将被调度。
应当知道，根据本发明的该优选实施例，基于过去的数据通信预测的高数据率调度不总是精确地预测当前用于高数据率通信的数据。但是，该优选实施例提供一个不依赖于确定调度的数据包测量的优点，因此可以在现有的协议中实现，例如上述HDR系统，而不需要对现有AT进行更改。
应当知道上述优选实施例的系统可以用硬件来实现，例如使用专用集成电路(ASIC)，或者用软件实现，例如使用基于通用处理器的系统，其具有中央处理单元、存储器和定义在此所述的操作的一个指令集的控制下工作的适当的输入/输出设备。
尽管本发明及其优点已经被详细描述，但是应当知道可以作出各种改变、代替和改进而不脱离由所附权利要求定义的本发明的精神和范围。但是，本申请的范围不限于在说明书中所述的处理、机器、制造、组件、装置、方法和步骤的特定实施例。如本领域的普通技术人员从本发明的公开可知，根据本发明可以利用现有或将来开发的实现基本上与在此所述的相应实施例相同效果的处理、机器、制造、组件、装置、方法和步骤。
权利要求
1.一种用于分析接入终端的兼容性的系统，所述系统包括兼容性系数计算器，其接受输入的与第一接入终端相关的第一阵列响应矢量信息以及与第二接入终端相关的第二阵列响应矢量信息，并且按照第一阵列响应矢量信息和第二阵列响应矢量信息的共轭的乘积的绝对值的一个函数，提供第一兼容性系数结果。
2.根据权利要求1所述的系统，其中进一步包括参考系数计算器，其接受所输入的第一阵列响应矢量信息并且按照第一阵列响应矢量信息和第一阵列响应矢量信息的共轭的乘积的绝对值的一个函数，提供第一参考系数结果。
3.根据权利要求2所述的系统，其中进一步包括一个比较器，其接受输入的关于所述第一兼容性系数结果的信息和关于所述第一参考系数结果的信息，并且把关于所述第一兼容性系数结果的所述信息与关于所述第一参考系数结果的所述信息相比较，以确定所述第二接入终端与所述第一接入终端的兼容性。
4.根据权利要求3所述的系统，其中利用一个预定阈值进行关于所述第一兼容性系数结果的所述信息与关于所述第一参考系数结果的信息的比较，以确定兼容性。
5.根据权利要求4所述的系统，其中所述预定阈值由根据系统操作参数而可接受的一个载波干扰比所确定。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述预定阈值(thres)被近似用于所述系统的简化实现，使得thresmBits最好为1至3位。
7.根据权利要求4所述的系统，其中所述预定阈值被特别选择用于反向信道通信。
8.根据权利要求4所述的系统，其中所述预定阈值被特别选择用于正向信道通信。
9.根据权利要求3所述的系统，其中进一步包括一个兼容性系数计算器，其接受所输入的所述第一阵列响应矢量信息和所述第二阵列响应矢量信息，并且按照第二阵列响应矢量信息和第一阵列响应矢量信息的共轭的乘积的绝对值的一个函数，提供一个第二兼容性系数结果；参考系数计算器，其接受所输入的第二阵列响应矢量信息，并且按照第二阵列响应矢量信息和第二阵列响应矢量信息的共轭的乘积的绝对值的一个函数，提供第二参考系数结果；以及比较器，其接受关于所述第二兼容性系数结果的信息和关于所述第二参考系数结果的信息，并且把关于所述第二兼容性系数结果的所述信息和关于所述第二参考系数结果的所述信息相比较，以确定所述第一接入终端与所述第二接入终端的兼容性。
10.根据权利要求9所述的系统，其中如果关于所述第一兼容性系数结果的所述信息和关于所述第一参考系数结果的所述信息的比较被确定为在一个预定阈值之内，并且关于所述第二兼容性系数结果的所述信息与关于第二参考系数结果的所述信息的所述比较被确定为在一个预定阈值之内，则所述第一和第二接入终端被确定为兼容的。
11.根据权利要求9所述的系统，其中进一步包括第一归一化器，其使得所述第一兼容性系数结果归一化；以及第二归一化器，其使得所述第二兼容性系数结果归一化，其中在所述比较之前，所述第一兼容性系数结果和所述第二兼容性系数结果被归一化。
12.根据权利要求9所述的系统，其中在所述第一兼容性系数结果的计算之前，所述第一阵列响应矢量信息和所述第二阵列响应矢量信息被归一化。
13.根据权利要求1所述的系统，其中所述兼容性系数计算器包括复数乘法器，其接受所述第一阵列响应矢量信息和所述第二阵列响应矢量信息，并且输出其复数乘法结果；累加器，其接受所述复数累加器结果的至少一部分，并且对所述第一和第二阵列响应矢量信息的单元累加所述复数乘法结果的至少一部分；绝对值电路，其接受所述累加器和累加结果，并且按照其绝对值的一个函数，提供输出；以及复数求和器，其接受所述绝对值函数并且提供对它的求和。
14.根据权利要求1所述的系统，其中进一步包括无限脉冲响应滤波器，其接受所述第一兼容性系数结果，并且提供一个滤波的兼容性相关结果。
15.根据权利要求14所述的系统，其中所述接受的第一兼容性系数结果和所述滤波的兼容性系数结果是对于时间n，并且其中所述无限脉冲响应滤波器进一步接受对于时间n-1的一个滤波的兼容性相关结果，用于提供对于时间n的所述滤波的兼容性相关结果。
16.根据权利要求15所述的系统，其中所述无限脉冲响应滤波器按照对于时间n-1的所述滤波的兼容性相关结果(y[n-1])的一个函数，由方程y[n]＝y[n-1]+k·(x[n]-y[n-1])所表示，其中y[n]是在时间n的滤波结果，并且k是确定该无限脉冲响应滤波器的带宽的滤波器系数，提供在时间n的所述接受的第一兼容性系数结果(x[n])的滤波。
17.根据权利要求7所述的系统，其中所述滤波器系数k被选择用于简化所述系统的实现，使得k＝2-kBits，其中kBits是由一个所需的无限脉冲响应滤波器带宽所确定的整数。
18.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一阵列响应矢量信息包括被提供到一个自适应天线阵列的关于所述第一接入终端的信号的信息，以及所述第二阵列响应矢量信息包括被提供到一个自适应天线阵列的关于所述第二接入终端的信号的信息。
19.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一阵列响应矢量信息包括与所述第一接入终端的信号相关的一个自适应天线阵列的射束系数，所述系数对于与一个扇区信号相关的所述自适应天线阵列的射束系数被归一化，以及所述第二阵列响应矢量信息包括与所述第二接入终端的信号相关的一个自适应天线阵列的射束系数，该系数对于与一个扇区信号相关的所述自适应天线阵列的射束系数被归一化。
20.根据权利要求1所述的系统，其中进一步包括调度器，其按照所述第一兼容性系数结果的一个函数，调度关于所述接入终端的高数据率通信。
21.根据权利要求20所述的系统，其中所述接入终端测量要被通信的数据包，从而识别相对较短的数据包和相对较长的数据包，其中所述调度器以低数据率提供对所述相对较短的数据包的调度，并且在所述高数据率通信过程中传送所述相对较长数据包。
22.根据权利要求21所述的系统，其中所述调度器对在先前调度的低数据率通信过程中不通信的接入终端提供调度高数据率通信的更高可能性。
23.根据权利要求21所述的系统，其中所述调度器分析多个以前的通信，以确定一个特定的接入终端是否应当具有被调度的所述高数据率通信。
24.一种用于分析接入终端的兼容性的方法，所述方法包括接受与第一接入终端相关的第一阵列响应矢量信息；接受与第二接入终端相关的第二阵列响应矢量信息；以及按照第一阵列响应矢量信息和第二阵列响应矢量信息的共轭的乘积的一个函数，计算第一兼容性系数结果。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述计算进一步是第一阵列响应矢量信息和第一阵列响应矢量信息的共轭的乘积的绝对值的一个函数。
26.根据权利要求24所述的方法，其中进一步包括按照第一阵列响应矢量信息和第一阵列响应矢量信息的共轭的乘积的一个函数，计算第一参考系数结果。
27.根据权利要求26所述的方法，其中计算所述第一参考系数的所述计算进一步是该第一阵列响应矢量信息和该第一阵列响应矢量信息的所述共轭的所述乘积的绝对值的一个函数。
28.根据权利要求28所述的方法，其中进一步包括把关于所述第一兼容性系数结果的信息与关于所述第一参考系数结果的信息相比较，以确定所述第二接入终端与所述第一接入终端的兼容性。
29.根据权利要求29所述的方法，其中所述比较包括把一个预定阈值用于关于所述第一兼容性系数结果的所述信息与关于所述第一参考系数结果的所述信息的比较。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述预定阈值由根据系统操作参数而可接受的一个载波干扰比所确定。
31.根据权利要求30所述的方法，其中所述预定阈值(thres)被近似用于所述方法的简化实现，使得thresmBits最好为1至3位。
32.根据权利要求29所述的方法，其中所述预定阈值被特别选择用于反向信道通信。
33.根据权利要求29所述的方法，其中所述预定阈值被特别选择用于正向信道通信。
34.根据权利要求28所述的方法，其中进一步包括按照第二阵列响应矢量信息和第一阵列响应矢量信息的共轭的乘积的一个函数，计算一个第二兼容性系数结果；按照第二阵列响应矢量信息和第二阵列响应矢量信息的共轭的乘积的一个函数，计算一个第二参考系数结果；以及把关于所述第二兼容性系数结果的信息和关于所述第二参考系数结果的信息相比较，以确定所述第一接入终端与所述第二接入终端的兼容性。
35.根据权利要求34所述的方法，其中进一步包括识别具有用于同时通信的服务组的所述第一接入终端和所述第二接入终端，如果关于所述第一兼容性系数结果的所述信息和关于所述第一参考系数结果的所述信息的比较被确定为在一个预定阈值之内，并且关于所述第二兼容性系数结果的所述信息与关于第二参考系数结果的所述信息的所述比较被确定为在一个预定阈值之内，则所述第一和第二接入终端被确定为兼容的。
36.根据权利要求34所述的方法，其中进一步包括对所述第一兼容性系数结果归一化；以及对所述第二兼容性系数结果归一化，其中在所述比较之前，所述第一兼容性系数结果和所述第二兼容性系数结果被归一化。
37.根据权利要求34所述的方法，其中进一步包括对所述第一阵列响应矢量信息归一化；以及对所述第二阵列响应矢量信息归一化，其中所述归一化在所述第一兼容性系数结果的计算之前。
38.根据权利要求24所述的方法，其中计算所述兼容性系数的所述计算包括把所述第一阵列响应矢量信息和所述第二阵列响应矢量信息相乘，从而提供其复数乘法结果；对所述第一和第二阵列响应矢量信息的单元累加所述复数乘法结果的至少一部分，从而提供其累加结果；提供作为所述累加结果的一个函数的绝对值，从而提供它的一个绝对函数；以及对所述绝对值函数求和。
39.根据权利要求24所述的方法，其中进一步包括使用一个无限脉冲响应滤波器对所述第一兼容性系数结果滤波，从而提供一个滤波的兼容性相关结果。
40.根据权利要求39所述的方法，其中所述接受的第一兼容性系数结果和所述滤波的兼容性系数结果是对于时间n，并且其中所述滤波利用对于时间n-1的一个滤波的兼容性相关结果，用于提供对于时间n的所述滤波的兼容性相关结果。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述无限脉冲响应滤波器按照对于时间n-1的所述滤波的兼容性相关结果(y[n-1])的一个函数，由方程y[n]＝y[n-1]+k·(x[n]-y[n-1])所表示，其中y[n]是在时间n的滤波结果，并且k是确定该无限脉冲响应滤波器的带宽的滤波器系数，提供在时间n的所述接受的第一兼容性系数结果(x[n])的滤波。
42.根据权利要求41所述的方法，其中进一步包括选择所述滤波器系数k，用于简化所述方法的实现，使得k＝2-kBits，其中kBits是由一个所需的无限脉冲响应滤波器带宽所确定的整数。
43.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一阵列响应矢量信息包括被提供到一个自适应天线阵列的关于所述第一接入终端的信号的信息，以及所述第二阵列响应矢量信息包括被提供到一个自适应天线阵列的关于所述第二接入终端的信号的信息。
44.根据权利要求24所述的方法，其中所述第一阵列响应矢量信息包括与所述第一接入终端的信号相关的一个自适应天线阵列的射束系数，所述系数对于与一个扇区信号相关的所述自适应天线阵列的射束系数被归一化，以及所述第二阵列响应矢量信息包括与所述第二接入终端的信号相关的一个自适应天线阵列的射束系数，该系数对于与一个扇区信号相关的所述自适应天线阵列的射束系数被归一化。
45.根据权利要求24所述的方法，其中进一步包括使用一个数据率标量，按照关于所述第一兼容性系数结果的信息和关于所述第一参考系数结果的信息的一个函数，识别具有用于同时通信的服务组的所述第一接入终端和所述第二接入终端。
46.根据权利要求45所述的方法，其中所述数据率标量包括关于一个所需数据率和最小数据率的比率。
47.根据权利要求24所述的方法，其中进一步包括按照所述第一兼容性系数结果的一个函数，调度关于所述接入终端的高数据率通信。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述调度包括测量要被传送的数据包，从而识别相对较短的数据包和相对较长的数据包；以低数据率调度所述相对较短的数据包；以及在所述高数据率通信中调度所述相对较大的数据包。
49.根据权利要求48所述的方法，其中所述调度包括对在先前调度的低数据率通信过程中不通信的接入终端提供调度高数据率通信的更高可能性。
50.根据权利要求47所述的方法，其中所述调度包括分析多个以前的通信，以确定一个特定的接入终端是否应当具有被调度的所述高数据率通信。
51.一种用于确定以高数据率进行同时通信的兼容接入终端的系统，所述系统包括兼容性系数计算器，其接受输入的与第一接入终端相关的第一阵列响应矢量信息和与第二接入终端相关的第二阵列响应矢量信息，并且按照该第一阵列响应矢量信息和第二阵列响应矢量信息的共轭乘积的一个函数，提供一个第一兼容性系数结果，所述兼容性系数计算器进一步按照第二阵列响应矢量信息和第一阵列响应矢量信息的共轭的乘积的一个函数，提供一个第二兼容性系数结果；参考系数计算器，其接受所输入的该第一阵列响应矢量信息，并且按照第一阵列响应矢量信息和第一阵列响应矢量信息的共轭的乘积的绝对值的一个函数，提供一个第一参考系数结果，所述参考系数计算器进一步按照第二阵列响应矢量信息和第二阵列响应矢量信息的共轭的乘积的一个函数，提供第二参考系数结果；以及比较器，其接受关于所述第一兼容性系数结果的信息和关于所输入的所述第一参考系数结果的信息，并且把关于所述第一兼容性系数结果的所述信息和关于所述第一参考系数结果的所述信息相比较，以确定所述第二接入终端与所述第一接入终端的兼容性，所述比较器进一步接受关于所述第二兼容性系数结果的信息和关于所述第二参考系数结果的信息，并且把关于所述第二兼容性系数结果的所述信息和关于所述第二参考系数结果的所述信息相比较，以确定所述第一接入终端与所述第二接入终端的兼容性。
52.根据权利要求51所述的系统，其中利用一个预定阈值进行关于所述第一兼容性系数结果的所述信息和关于所述第一参考系数结果的所述信息的比较以确定兼容性，并且其中利用所述预定阈值进行关于所述第二兼容性系数结果的所述信息和关于所述第二参考系数结果的信息的比较，以确定兼容性。
53.根据权利要求52所述的系统，其中所述由根据系统操作参数而可接受的一个载波干扰比所确定。
54.根据权利要求53所述的系统，其中所述预定阈值被特别选择用于反向信道通信。
55.根据权利要求54所述的系统，其中所述预定阈值被特别选择用于正向信道通信。
56.根据权利要求51所述的系统，其中进一步包括无限脉冲响应滤波器，其接受所述第一兼容性系数结果，并且提供一个滤波的兼容性相关结果，以及接受所述第二兼容性系数结果并且提供一个第二滤波的兼容性相关结果，其中由所述比较器所接受的关于所述第一参考系数结果的所述信息包括所述第一滤波的兼容性相关结果和由所述比较器的所接受的关于所述第二兼容性系数结果的所述信息包括所述第二滤波的兼容性相关结果。
57.根据权利要求56所述的系统，其中所述无限脉冲响应滤波器按照对于时间n-1的所述滤波的兼容性相关结果(y[n-1])的一个函数，由方程y[n]＝y[n-1]+k·(x[n]-y[n-1])所表示，其中y[n]是在时间n的滤波结果，并且k是确定该无限脉冲响应滤波器的带宽的滤波器系数，提供在时间n的一个接受的兼容性系数结果(x[n])的滤波。
58.根据权利要求51所述的系统，其中所述第一阵列响应矢量信息包括被提供到一个自适应天线阵列的关于所述第一接入终端的信号的信息，以及所述第二阵列响应矢量信息包括被提供到一个自适应天线阵列的关于所述第二接入终端的信号的信息。
59.根据权利要求51所述的系统，其中所述第一阵列响应矢量信息包括与所述第一接入终端的信号相关的一个自适应天线阵列的射束系数，所述系数对于与一个扇区信号相关的所述自适应天线阵列的射束系数被归一化，以及所述第二阵列响应矢量信息包括与所述第二接入终端的信号相关的一个自适应天线阵列的射束系数，该系数对于与一个扇区信号相关的所述自适应天线阵列的射束系数被归一化。
60.根据权利要求51所述的系统，其中进一步包括调度器，其按照所述第一兼容性系数结果的一个函数，调度关于所述接入终端的高数据率通信。
61.根据权利要求60所述的系统，其中所述接入终端测量要被通信的数据包，从而识别相对较短的数据包和相对较长的数据包，其中所述调度器以低数据率提供对所述相对较短的数据包的调度，并且在所述高数据率通信过程中传送所述相对较长数据包。
62.根据权利要求61所述的系统，其中所述调度器对在先前调度的低数据率通信过程中不通信的接入终端提供调度高数据率通信的更高可能性。
63.根据权利要求60所述的系统，其中所述调度器分析多个以前的通信，以确定一个特定的接入终端是否应当具有被调度的所述高数据率通信。
64.一种用于调度用于高数据率通信的接入终端的方法，所述方法包括分析多个接入终端的阵列响应矢量信息，以确定可兼容用于同时通信的接入终端的至少一个服务组；对于所述至少一个服务组的接入终端调度高数据率通信。
65.根据权利要求64所述的方法，其中所述调度包括测量要被传送的数据包，从而识别相对较短的数据包和相对较长的数据包；以低数据率调度所述相对较短的数据包；以及在所述高数据率通信中调度所述相对较大的数据包。
66.根据权利要求65所述的方法，其中所述调度包括对在先前调度的低数据率通信过程中不通信的接入终端提供调度高数据率通信的更高可能性。
67.根据权利要求64所述的方法，其中所述调度包括分析多个以前的通信，以确定一个特定的接入终端是否应当具有被调度的所述高数据率通信。
68.根据权利要求61所述的方法，其中所述分析阵列响应矢量信息以确定至少一个服务组的步骤包括使用一个数据率标量，用于确定所述至少一个服务组。
69.根据权利要求68所述的方法，其中所述数据率标量包括关于所需数据率和一个最小数据率的比率。
70.根据权利要求61所述的方法，其中所述分析阵列响应矢量信息以确定至少一个服务组的步骤包括使用一个预定阈值，用于确定所述至少一个服务组。
71.根据权利要求70所述的方法，其中所述预定矢量由根据系统操作参数而可接受的一个载波干扰比所确定。
72.根据权利要求70所述的方法，其中所述预定矢量被特别选择用于反向信道通信。
73.根据权利要求70所述的方法，其中所述预定阈值被特别选择用于正向信道通信。
全文摘要
在此公开主动确定兼容以高数据率进行同时通信的特定接入终端的系统和方法，以及优选实施例提供同时通信的调度，使得数据通信被优化。本发明的优选实施例利用一个多单元天线阵列，以及与窄天线射束形成技术相关的相关阵列响应矢量，(自适应阵列天线)以识别兼容的接入终端，例如通过计算特定接入终端之间的相关性，以及最好利用一个预定相关阈值，识别适当的不相关的接入终端。使用这种信息，本发明的实施例可以确定哪个特定的接入终端可以被控制，以同时高数据率地进行发送。可以对正向和/或反向链路使用本发明的实施例。
文档编号H04B1/707GK1701531SQ02813826
公开日2005年11月23日 申请日期2002年6月4日 优先权日2001年6月5日
发明者吴江峰, 黄飚, 施莫恩·B·谢尔泽 申请人:凯瑟雷恩工厂两合公司