专利名称：闭环发射天线分集方法以及基站设备和移动台设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及发射天线分集，尤其涉及闭环发射天线分集方法，以及下一代移动通信系统的基站设备和移动台设备。
第三代移动通信系统的数据传输速度标准高于第二代移动通信系统，它可以由个人通信系统(PCS)来代表。作为无线连接规范的W-CDMA方法是一种异步方法，它的标准由欧洲和日本制订，而IS-2000方法是一种同步方法，它在北美标准化。移动通信系统的构造使得多个移动台能够通过一个基站彼此通信。
在移动通信系统中，必须很好地消除衰落的影响，才能发送高速数据。衰落使接收信号的振幅减小了若干分贝。为了消除衰落，采用了不同的分集技术。CDMA方法采用瑞克接收机，后者利用信道的延时扩展在分集接收过程中接收信号。瑞克接收机是一种多径分集技术。该技术具有以下缺点在延时扩展较小时，它无法工作。时间分集技术采用交织和编码，用于多普勒扩频信道。在低速多普勒信道中，难以采用这种技术。
空间分集方法是为了消除室内信道和行人信道的衰落，室内信道的延时扩展较小，而行人信道是低速多普勒信道。空间分集方法采用两根多多根天线。如果一根天线接收的信号因衰落而衰减，则使用另一天线接收信号。空分方法天线分集被划分成使用接收天线的接收天线分集和使用发射天线的发射分集。因为从空间和成本的角度来看，难以在终端中安装接收天线分集，所以建议在基站使用发射天线分集。
此外，发射天线分集被划分成闭环发射分集，其中终端反馈上行信道信息，以及开环发射分集，它没有反馈操作。闭环发射分集在信号对噪声和干扰比率(SNIR)方面的增益是开环发射分集的两倍。但是，闭环分集通过反馈的信道信息工作，它的缺点在于它严重依赖于反馈环。馈环。如果反馈环很长，因为信道在反馈信息到达终端之前发生了改变，所以性能降低。如果每单元时间反馈很多信息以跟踪快速变化的信道，则上行容量减小。因此，如果因为高多普勒频率而导致信道快速变化，那么快速发送最少数量的必要信息比在信道上发送具体信息对性能的改善更为有利。
此外，按照分集组合模式，可以将发射天线分集划分成最大比率组合(MRC)模式、等增益组合(EGC)模式和选择组合(SC)模式。EGC模式与MRC模式相比，性能稍差，但却被广泛使用，这是因为EGC模式的峰值平均比率(PAR)较小。MRC模式的PAR较高，增加了CDMA基站中发射功率放大器的成本。
图1的框图示出了采用工作在相关组合的等增益模式下的常规发射天线分集方法的基站的结构。
参看图1，第I个移动台测量基站两个发射天线100和110所发送的两个不同信道的信息，得到天线间的相位差，将相位差反馈给基站。基站利用反馈信息解码器120解码反馈信息中的相位差，利用相位调整器130对解码结果进行相位补偿。发射信号生成器140中生成的数据信号与第一导引信号一起通过第一天线100发射，经过相位补偿相位差加权的同一信号则与第二导引信号一起通过第二天线110发射。
在发射天线分集方法方面，有美国专利No.5,634,199,“Method ofSubspace Beamforming Using Adaptive Transmitting Antennas withFeedback”(Dreak Gerlach,Columbus,Ohio；Arogyaswami Paulraj,Stanford；Gregory G．Raleigh,EI Grannanda,都来自加州，1997年5月27日)和美国专利No,5471,647,“Method for MinimizingCross-talk in Adaptive Transmission Antennas”(Dreak Gerlach,Columbus,Ohio；Arogyaswami Paulraj,Stanford)，它们由美国加州Stanford的Stanford大学申请。这两个专利在反馈模式中都使用了发射分集。
这些专利提出的信道测量和反馈方法采用了微扰算法和增益矩阵，这对高效处理信道信息而言，不是一种很好的方法。
同时，摩托罗拉公司提出了一种方法，其中如图1那样对信道信息进行高效地量化和反馈。也就是说，如果采用工作在等增益模式的发射分集，基天线的相位差可以通过两比特信息{0,π/2,π,-π/2}或一比特信息{0,π}量化。
等增益模式是这样一种分集组合方法，其中如果两个发射天线信道的相位差导致破坏性的干扰，则预先通过基天线相位补偿分集天线相位，使得通过各天线信道接收的信号同相。基天线相位差可以通过第k个天线信道的相位减去第一天线信道的相位，即基天线信道得到。
两比特信息等增益模式很好地量化了信道，但仍需要减少用以满足快速变化的信道所需的比特。一比特量化导致大量信息丢失，因此比两比特模式差，只是传输速率高。一种通过较快环路反馈两比特信息的方法已被提出，但该方法的缺陷在于大大减小了上行容量。
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种闭环发射天线分集方法，该方法发射天线间相位差的单位时间变化量作为反馈信息，在采用多根天线时，它有效地改进了下行和上行的性能，这可能是下一代通信系统最重要的目标。
另一目的是提供一种闭环发射天线分集方法，该方法发射天线间相位差的单位时间变化量作为反馈信息，尤其在采用两根天线时，它有效地改进了下行和上行的性能，这可能是下一代通信系统最重要的目标，以及有效地跟踪快速变化的信道。
另一目的是提供一种基站设备以实现上述闭环发射天线分集方法。
另一目的是提供一种移动台设备以实现上述闭环发射天线分集方法。
为了实现本发明的第一目的，提供了一种闭环发射天线分集方法，在移动通信系统采用多根天线时，该闭环发射天线分集方法包括以下步骤(a)移动台针对基站使用的多根天线中的每根天线，测量天线间相位差的单位时间变化量；(b)将步骤(a)中的测量结果作为调整发射天线分集的反馈信息发送给基站；(c)基站接收并解释反馈信息；(d)利用解释的反馈信息，为每根天线计算阵列天线的加权值；(e)将基站需要发送给移动台的数据乘上阵列天线加权值，通过相应天线输出该结果，其中天线间相位差的单位时间变化量可以通过从当前移动台计算得到的天线间相位差中减去基站所知的天线间前一相位差得到。
为了实现本发明的第一目的，提供了另一种闭环发射天线分集方法，在无线通信系统采用多根天线时，该闭环发射天线分集方法包括以下步骤(a)接收台测量发送台使用的多根天线的天线间相位差的单位时间变化量；(b)将步骤(a)中的测量结果作为调整发射天线分集的反馈信息发送给发送台；(c)发送台接收并解释反馈信息；(d)利用解释的反馈信息，为每根天线计算阵列天线的加权值；(e)将发送台需要发送给接收台的数据乘上阵列天线加权值，通过相应天线输出该结果，其中天线间相位差的单位时间变化量可以通过从当前接收台计算得到的天线间相位差中减去发送台所知的天线间前一相位差得到。
为了实现本发明的第二目的，提供了一种闭环发射天线分集方法，在移动通信系统采用两根天线时，该闭环发射天线分集方法包括以下步骤(a)移动台得到基站使用的两根天线的天线间相位差的单位时间变化量的符号；(b)将步骤(a)中得到的符号作为调整发射天线分集的反馈信息发送；(c)基站接收并解释反馈信息；(d)利用解释的反馈信息，为每根天线计算阵列天线的加权值；(e)将基站需要发送给移动台的数据乘上阵列天线加权值，通过相应天线输出该结果，其中天线间相位差的单位时间变化量可以通过从当前移动台计算得到的天线间相位差中减去基站所知的天线间前一相位差得到。
为了实现本发明的第三目的，提供了一种实现闭环发射天线分集的基站设备，在移动通信系统采用两根天线时，该基站包括第一和第二天线，其中之一或者两者都接收第i个移动台生成的反馈信息；反馈信息解码器，用于解释接收的反馈信息，检测出天线间相位差的单位时间变化量；加权值计算单元，用于利用单位时间变化量，计算第二天线的加权值；发射单元，用于通过第一天线发送数据信号和导引信号给移动台，将数据信号乘上阵列天线加权值之后，通过第二天线发送相乘结果，其中天线间相位差的单位时间变化量的值可以通过移动台作为反馈信息测量的天线间相位差的单位时间变化量加上因上行信道噪声而导致的反馈误差得到。
为了实现本发明的第四目的，提供了一种实现闭环发射天线分集的移动台设备，在移动通信系统采用两根天线时，该移动台包括指状元件1到L，用于使得两根天线之一的基天线的L个多径信道，从第一多径信道道第L多径信道，的每一个共轭，并从基天线接收各多径导引码元，从第一多径导引码元到第L多径导引码元；乘法器，从1到L，用于将共轭值乘上各对应的导引码元；加法器，用于累加乘法器1到L的输出；虚数选择单元，用于选择加法器输出的复数信号的虚部；以及判定单元，用于判定选出的虚部的符号，并输出指示正值或负值的信号作为反馈信息。
以下结合附图，通过优选实施例予以详细描述，本发明的上述目的和优点将会更为明显。在附图中图1的框图示出了采用工作在相关组合的等增益模式下的常规发射天线分集方法的基站的结构；图2的流程图解释了按照本发明的闭环发射天线分集方法；图3说明了在采用两根天线时，每根天线的信道中的几何关系、需要补偿的值以及反馈的信息；图4是按照本发明的发射天线分集的基站设备的优选实施例框图；以及图5是按照本发明的发射天线分集的移动台设备的优选实施例框图。
下面结合附图，详细描述本发明的实施例。本发明并不局限于以下实施例，在本发明的精神和范围内可以有许多变化。本发明的实施例用于对本领域技术人员更为彻底地解释本发明。
图2的流程图解释了按照本发明的闭环发射天线分集方法。
首先，步骤200中，移动台测量基站所用多根天线中的每根天线的天线间相位差的单位时间变化量。移动台在步骤210中将测量结果发送给基站，作为调整发射天线分集的反馈信息。
将测量结果，天线间相位差的单位时间变化量，作为反馈信息发射是本发明独有的。天线间相位差的单位时间变化量是一种能够正确表示信道状态的反馈信息，同时需要反馈的数据量较少。这里的天线间相位差(φiMS(t,k,k-1)=θi(t,k)-θi(t,k-1))是空间距离最近的两根天线间的相位差。θi(t,k)是时刻t第i个移动台的第k个天线信道的相位。这里k是2,…,K(k=2，…,K)，K是发射中所用天线的数量。在第k根天线，第(k+1)根天线中，…，第K根天线中，任何(k-1)根天线的位置都与第k根最近。两根天线之间的距离越近，两根天线所承受的信道环境就越类似。这两根相邻天线所发送的信号的相位差比θi(t,k)-θi(t,1)信息量小，后者对应于第k根天线和基天线之间的相位差，用于前一方法。
步骤200中测得的天线间相位差的单位时间变化量ΔφiMS(t)可以此下得到从移动台当前测得的天线间相位差(ΔφiMS(t))减去基站所知的天线间相位差ΔφiBS(t-TTD-delay)。因为单位时间变化量(ΔφiMS(t))仅给出了变化量，它比天线间相位差(φiMS(t))含的信息量少。这里i(i=1,2，…,I)是区分不同移动台终端的数字，TTD-delay表示了需要反馈信息的时刻。这里基站所知的相位差是移动台前一次测得的天线间相位差通过上行链路发送给基站时，基站得到的值。如果出现反馈差错，基站所知的天线间相位差不匹配移动台前一次测得并反馈的天线间相位差。此时，φiBS(t)由φiBS(t)=φiBS(t)+ni(t)表示，其中ni(t)是因上行信道噪声引起的反馈误差。
如果基站使用多根天线，天线间相位差(φiMS(t,2,1))，此后称φiMS(t)=θi(t,2)-θi(t,1))可以由以下方程式1得到。φiMS(t)=angle{hi(t,2)·conj(hi(t,1))}………(1)这里，hi(t,1)和hi(t,2)分别表示了第i个移动台的第一天线信道信息和第二信道信息，利用基站中通常使用的正交导引信号得到。也就是说，信道信息利用按照移动台用户划分的下行导引信号测得。
天线间相位差的单位时间变化量ΔφiMS(t)由以下方程式2给出。ΔφiMS(t)=φiMS(t)-φiBS(t-TTD-delay)……(2)这里假定将第二天线信道信息以基站所知相位差加权得到的值是hi^(t,2)=hi(t,2)exp{jφiBS(t-TTD-delay)},]]>天线间相位差的单位时间变化量由以下方程式3给出。ΔφiMS(t)=angle{hi^(t,2)conj(hi(t,2))}………(3)]]>图3说明了在采用两根天线时，每根天线的信道中的几何关系、需要补偿的值以及反馈的信息。
图3首先给出了第i个移动台的第一天线信道信息(hi(t,1))，以及第i个移动台的第二天线信道信息(hi(t,2))，它们具有预定相位差。如图3所示， 是第二天线信道信息，它被调整到第i个基站，它与第i个移动台的第一天线信道信息的天线间相位差与相位差的单位时间变化量相等。
此外，该移动台测量基站所用的两根天线的信道，以及可以考虑信道快速改变的情况。在本发明中，为了正确地跟踪变化的信道，移动台得到天线间相位差的单位时间变化量的符号，然后仅将符号发送给基站作为反馈信息。
为了得到天线间相位差的单位时间变化量的符号(sgn(ΔφiMS(t))，使用必须从基站发送给每个移动台用户的导引码元(di(t))比使用上述 更为有效。图3示出的 和导引码元(di(t))符号相同。参看图3，导引信号所乘的ρi的值反比于第i个移动台的功率控制所引起的幅值变化。
这里，导引码元(di(t))原用于发送链路功率控制和相关解调。利用导引码元(di(t))，基站不需要发送每个移动用户测量的附加信息 这是本发明的一个优点。如果通过下行链路发送附加信息，增加下行容量的传输分集增益就会减小。但是，利用无论如何都需要发送的导引码元(di(t))，可以进一步增加下行容量，因为不需要测量的附加信息 测量天线信道的导引码元需要约10％的信道容量。天线间相位差的单位时间变化量的符号(sgn(ΔφiMS(t))可以由方程式4来表示。sgn(ΔφiMS(t))=sgn{angle(di(t)conj(hi(t,1)))}………(4)但是，在y=angle(x)中，x的相位由满足-π＜y≤π的值来调整。
再次参看图2，在步骤210之后，基站在步骤220中接收并解释反馈信息。基站通过上行链路从移动台接收天线间相位差的单位时间变化量。这里基站所解释的天线间相位差的单位时间变化量是ΔφiBS(t)=ΔφiMS(t)+ni(t)，其中ni(t)是因上行信道噪声引起的反馈误差。
在步骤220之后，利用解释的反馈信息，在步骤230中计算每根天线的阵列天线的加权值。利用天线间相位差的单位时间变化量，基站根据以下方程式5计算天线间的当前相位差。φiBS(t)=φiBS(t-TTD-delay)+μΔdφiBS(t)………(5)在存储了基站已知的天线间相位差φiBS(t-TTD-delay)之后，需要加法器将变化量加到存储的值上。这里，μi表示了加法器的步进量。为了得到优化步进量，基站测量从各天线接收的信号的多普勒频率，正比于测量值设置步进量。尤其在仅从移动台向基站发送天线间相位差的单位时间变化量的符号时，需要得到优化步进量。
如果不容易测量多普勒频率，则将步进量设置成缺省的π/4。该值是经验值，不论速度如何都有极好的性能。但是，对非常高速的移动台而言(40公里/小时或更高，虽然是相对的)，将步进量设置成π/2性能较好。因此，根据速度的变化，步进量从π/4切换到π/2，或者从π/2切换到π/4。通过多普勒频率优化步进量利用了上行多普勒和下行多普勒之间的交互特性。
根据从方程式5得到的天线间相位差φiBS(t)，可以得到阵列天线的加权值(exp(jφiBS(t)))。阵列天线的加权值是相位补偿值，在多根天线组成阵列时，它用于补偿与基天线的天线相位差。
在步骤230之后，将需要从基站发送给移动台的数据乘上步骤230得到的阵列天线加权值，然后在步骤240中通过相应天线输出结果。
到这里为止，解释了移动通信系统中使用的多根天线的闭环发射天线分集方法。如果CDMA系统中基站和移动台之间建立了多径信道，则移动台使用多个指状元件，因为多径所导致的延时扩展很大。在上述步骤200中，移动台利用多个指状元件为每个多路由信道测量单位时间变化量。为了根据这样测得的单位时间变化量得到优化的单位时间变化量，还需要利用本征方法进行相加。
可以这样来简单解释，本征方法是将本征矢量设置成优化分集加权值的一种方法，前述本征矢量对应于天线间信道相干矩阵的最大本征值R=HH·H。这里H满足H=[h1,h2,…hK],hK=[hK,1,hK,2,…hK,L]T。K是天线数量，L是多径的数量。参看D.Gerlach的“AdaptiveTransmitting Antenna Method for Multipath Environment”(GlobeCom’94,PP425～429)。
尤其是基站使用两根天线，并且基站和移动台之间通过多径形成了信道时，天线间相位差的单位时间变化量的符号(sgn(ΔφiMS(t))可以通过以下方程式6利用该算法容易地得到。sgn(ΔφiMS(t))=sgn{Im(Σl=1Ldi,l(t)conj(hi,l(t,l)))}………(6)]]>这里，多径由I=1,2,…,L来表示，L是最大多径数量。如果移动台需要使用对应于多径的多个指状元件，则可以利用本征方法来得到单位时间变化量的符号。如果采用本征方法，则与已有方法不同，不需要矩阵相乘，从而可以容易地实现移动台。
到这里为止，解释了移动通信系统中基站和移动台之间使用的按照本发明的分集方法。但是，该分集方法也可以用于无线通信系统中的发送台和移动台之间，这对本领域技术人员而言是显然的。
图4是按照本发明的发射天线分集的基站设备的优选实施例，以及具有两根天线的设备的例子的框图。
图4的基站设备具有第一天线400和第二天线410，反馈信息解码器420，多普勒估计器430，第一乘法器440，加法器450，延时单元460，相位调整器470，发射信号生成器480和第二乘法器490。
反馈信息可以从任一第i个移动台生成，通过第一天线400和/或第二天线410接收。反馈信息解码器420解释接收的反馈信息，检测出天线间相位差的单位时间变化量(ΔφiBS(t))。这里基站检测出的天线间相位差的单位时间变化量(ΔφiBS(t)，可以表示成ΔφiBS(t)=ΔφiMS(t)+ni(t)。多普勒估计器430利用从第一天线400和第二天线410接收的信号计算优化步进量(μi)。如果难以或者根本不可能测量步进量，则通常输出π/4。如果将步进量设置为π/4，则结果大多优于前一方法。但是，对非常高速的移动台而言(40公里/小时或更高，虽然是相对的)，将步进量设置成π/2性能较好。为此，多普勒估计器430包括一个开关(该图未示出)，可以根据速度的变化，将步进量从π/4切换到π/2，或者从π/2切换到π/4。
第一乘法器400将天线间相位差的单位时间变化量(ΔφiBS(t)乘上优化步进量(μi)，输出μi·ΔφiBS(t)。加法器450将μi·ΔφiBS(t)加到延时单元460的输出，ΔφiBS(t-TTD-delay)，延时预定时间(TTD-delay)之后的天线间相位差，输出天线间单位时间的相位差φiBS(t)。相位调整器470输出天线的加权值(exp(jφiBS(t)))，以根据天线间的相位差φiBS(t)，补偿第二天线的相位。
发射信号生成器480生成并输出数据信号，发射给第一天线400和第二乘法器490。此外，生成的导引信号被传送到第一天线400。发射给第一天线400的数据信号和导引信号在时间、频率或码上正交调制。第二乘法器490在将需要发送的数据信号乘上天线的加权值(exp(jφiBS(t)))之后，输出相乘结果给第二天线410。第一天线400发射数据信号和导引信号，第二天线410发射第二乘法器490的输出信号。
图5是按照本发明生成反馈信息以调整发射天线分集的移动台设备，以及因CDMA系统中多径所导致的延时扩展很大而采用多个指状元件的例子的框图。
图5的CDMA移动台设备包括指状元件501到50L，乘法器511到51L，以及加法器520，虚数选择器530和判定器540。
在基站使用多根发射天线时，任一第i基站都可以按照本发明发送天线间相位差的单位时间变化量。但是，如果使用两根发射天线，只发射变化量符号，而不是天线间相位差的单位时间变化量，在信道快速变化时，它可以很好地跟踪变化的信道。通过只发射符号，基站可以利用多普勒频率估计变化量。
按照本发明的第i基站利用第一天线400的信道和导引符号，来输出天线间相位差的单位时间变化量，第一天线400是基天线。
更具体地说，第一指状元件501测量第一天线400的第一多径信道，然后实现共轭，从第一天线400接收第一多径导引码元(di,1(t))。连接到第一指状元件的第一乘法器501接收并将第一天线400的共轭第一多径信道(conj(hi,1(t,1))乘上第一多径引导码元(di,1(t))。
第二指状元件502测量第一天线400的第二多径信道，然后实现共轭，并从第一天线400接收第二多径导引码元(di,2(t))。连接到第二指状元件的第二乘法器512接收并将第一天线400的共轭第二多径信道(conj(hi,2(t,1))乘上第二多径引导码元(di,2(t))。
同样，第L指状元件50L测量第一天线400的第L多径信道，然后实现共轭，并从第一天线400接收第L多径导引码元(di,L(t))。连接到第L指状元件的第L乘法器51L接收并将第一天线400的共轭第L多径信道(conj(hi,L(t,1))乘上第L多径引导码元(di,L(t))。
加法器520通常连接到各乘法器511到51L，用于累加乘法器的输出信号。虚数选择器530选择加法器520的相加结果的共轭信号的虚部并输出。判定器540判定虚数选择器520输出的信号的符号，如果信号是正的，输出“0”，如果信号是负的，输出“1”。从判定器输出的“0”或“1”通过反馈信道发射给基站作为调整发射天线分集的反馈信号。
如上所述，首先，与以前的方法相比，本发明改进了上行和下行容量，这对移动通信系统非常重要。尤其是与摩托罗拉公司所提出的方法相比，噪声和干扰对功率的影响在20公里/小时时减小多于25％。如果移动台在同一环路中发射反馈信息以调整发射分集，则通过以前方法信息量的一半就可以保证相同的性能。
其次，如果使用两根天线，在测量反馈信息中使用必须分配给移动台的导引信号，从而不再需要测量分集天线信道的附加导引，增加了下行容量，能够传送更多的用户信息。
第三，如果使用两根天线，得到天线间相位差的单位时间变化量的符号，仅发送一比特的反馈信息，因此与以前的方法相比，可以很容易地实现测量信道。此外，如果使用多个路由信道，为了容易地测量信道可以使用本征方法。
第四，基站实现较为容易，这优化了针对移动台速度的性能。与通过与移动台的第三层消息握手方法切换模式的以前方法不同，按照本发明的基站设备如下优化步进量测量这样的多普勒频率，不论移动台速度变化如何，它都提供较优容量。
权利要求
1．一种闭环发射天线分集方法，在移动通信系统采用多根天线时，该闭环发射天线分集方法包括以下步骤(a)移动台针对基站使用的多根天线中的每根天线，测量天线间相位差的单位时间变化量；(b)将步骤(a)中的测量结果作为调整发射天线分集的反馈信息发送给基站；(c)基站接收并解释反馈信息；(d)利用解释的反馈信息，为每根天线计算阵列天线的加权值；(e)将基站需要发送给移动台的数据乘上阵列天线加权值，通过相应天线输出该结果，其中天线间相位差的单位时间变化量可以通过从当前移动台计算得到的天线间相位差中减去基站所知的天线间前一相位差得到。
2．根据权利要求1的闭环发射天线分集方法，其中步骤(a)中，利用为各移动台用户划分的下行导引信号测量天线间相位差的单位时间变化量。
3．根据权利要求2的闭环发射天线分集方法，其中如果采用多径信道，则利用步骤(a)中的本征方法将各信道的单位时间变化量加在一起。
4．根据权利要求1的闭环发射天线分集方法，其中步骤(d)中，测量从各天线接收的信号的多普勒频率，测量结果提供给解释的反馈信息，并得到每根天线的阵列天线加权值。
5．一种闭环发射天线分集方法，在移动通信系统采用两根天线时，该闭环发射天线分集方法包括以下步骤(a)移动台得到基站使用的两根天线的天线间相位差的单位时间变化量的符号；(b)将步骤(a)中得到的符号作为调整发射天线分集的反馈信息发送；(c)基站接收并解释反馈信息；(d)利用解释的反馈信息，为每根天线计算阵列天线的加权值；(e)将基站需要发送给移动台的数据乘上阵列天线加权值，通过相应天线输出该结果，其中天线间相位差的单位时间变化量可以通过从当前移动台计算得到的天线间相位差中减去基站所知的天线间前一相位差得到。
6．根据权利要求5的闭环发射天线分集方法，其中步骤(a)还包括以下子步骤(a1)共轭通过测量两根天线的基站天线信道得到的值，将共轭值乘上基天线接收的导引码元；(a2)选择相乘的结果复数的虚部；以及(a3)确定选择的虚部符号，然后输出指示正值和负值的信号。
7．根据权利要求5的闭环发射天线分集方法，其中步骤(a)是多径信道，它还包括以下子步骤(a1)共轭通过分别测量两根天线的天基线的从第一多径信道到第L多径信道得到的所有值，这里L是大于1的整数，将每个共轭值乘上从基站的第一多径导引码元到第L多径导引码元的相应多径导引码元；(a2)累加相乘的结果，选择相乘的结果复数的虚部；以及(a3)确定选择的虚部符号，然后输出指示正值和负值的信号。
8．根据权利要求5的闭环发射天线分集方法，其中步骤(d)还包括以下子步骤(d1)测量两根天线接收的信号的多普勒频率，得到优化步进量；(d2)将解释的反馈信息乘上该步进量；(d3)将相乘结果加上基站所知的天线间前一相位差，得到天线间当前相位差；以及(d4)根据天线间当前相位差，计算阵列天线的加权值以补偿天线相位。
9．根据权利要求8的闭环发射天线分集方法，其中如果步骤(d1)中不容易测量多普勒频率，则将步进量设置成缺省的π/4，根据速度变化，步进量可以从π/4切换到π/2，或者从π/2切换到π/4。
10．一种闭环发射天线分集方法，在无线通信系统采用多根天线时，该闭环发射天线分集方法包括以下步骤(a)接收台测量发送台使用的多根天线的天线间相位差的单位时间变化量；(b)将步骤(a)中的测量结果作为调整发射天线分集的反馈信息发送给发送台；(c)发送台接收并解释反馈信息；(d)利用解释的反馈信息，为每根天线计算阵列天线的加权值；(e)将发送台需要发送给接收台的数据乘上阵列天线加权值，通过相应天线输出该结果，其中天线间相位差的单位时间变化量可以通过从当前接收台计算得到的天线间相位差中减去发送台所知的天线间前一相位差得到。
11．一种实现闭环发射天线分集的基站设备，在移动通信系统采用两根天线时，该基站包括第一和第二天线，其中之一或者两者都接收任一第i个移动台生成的反馈信息；反馈信息解码器，用于解释接收的反馈信息，检测出天线间相位差的单位时间变化量；加权值计算单元，用于利用单位时间变化量，计算第二天线的加权值；发射单元，用于通过第一天线发送数据信号和导引信号给移动台，将数据信号乘上阵列天线加权值之后，通过第二天线发送相乘结果，其中天线间相位差的单位时间变化量的值可以通过移动台在作为反馈信息测量的天线间相位差的单位时间变化量加上因上行信道噪声而导致的反馈误差得到。
12．根据权利要求11的基站设备，其中加权值计算单元还包括多普勒测量单元，用于测量第一天线和第二天线接收的信号的多普勒频率，计算正比于测量结果的优化步进量；变化量乘上步进量；延时单元，用于存储延时预定时间的天线间相位差；加法器，用于累加第一乘法器的输出和延时单元的输出，输出天线间相位差；以及相位调整单元，用于输出相位补偿值，它对应于天线间相位差，作为第二天线加权值。
13．根据权利要求12的基站设备，其中如果不容易测量多普勒频率，则多普勒测量单元将步进量设置成缺省的π/4，该单元还包括一个开关，根据速度变化，将步进量从π/4切换到π/2，或者从π/2切换到π/4。
14．一种实现闭环发射天线分集的移动台设备，在移动通信系统采用两根天线时，该移动台包括指状元件1到L，用于使得两根天线之一的基天线的L个多径信道，从第一多径信道道第L多径信道，的每一个共轭，并从基天线接收各多径导引码元，从第一多径导引码元到第L多径导引码元；乘法器1到L，用于将共轭值乘上各对应的导引码元；加法器，用于累加乘法器1到L的输出；虚数选择单元，用于选择加法器输出的复数信号的虚部；以及判定单元，用于判定选出的虚部的符号，并输出指示正值或负值的信号作为反馈信息。
全文摘要
给出了一种闭环发射天线分集方法,以及下一代移动通信系统中的基站和移动台设备。在移动通信系统采用多根天线时,该闭环发射天线分集方法包括以下步骤:(a)针对基站使用的多根天线中的每根天线,测量天线间相位差的单位时间变化量;(b)将测量结果作为调整发射天线分集的反馈信息发送;(c)基站接收并解释反馈信息;(d)利用解释的反馈信息,为每根天线计算阵列天线的加权值;(e)将基站需要发送给移动台的数据乘上阵列天线加权值,通过相应天线输出该结果。
文档编号H04B7/26GK1291011SQ0012404
公开日2001年4月11日 申请日期2000年8月24日 优先权日1999年8月24日
发明者金成珍, 朴亨运 申请人:三星电子株式会社