具有智能天线处理的无线数据通信系统中的协同轮询的制作方法

专利名称：具有智能天线处理的无线数据通信系统中的协同轮询的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线电通信，并且更具体涉及特别用于不断变化环境中的蜂窝或类似无线通信系统中的无线电通信的基站发射机/接收机(收发信机)与多个远程用户终端之间的无线电通信方法。
在这样的通信系统中，希望利用诸如智能天线系统的定向天线系统来增加通信链路的信噪比并减少干扰。智能天线系统的使用也能够抵抗多径与衰落。
智能天线系统包括天线振子阵列以及确定智能天线处理策略以增加信噪比和/或减少干扰的机制。智能天线系统可以是“转换波束”系统，包括形成几个固定波束的波束形成器和用于组合一个或多个波束的机制。智能天线系统可选择地可以是自适应天线阵列系统，具有智能天线处理策略确定机制，能够获得无限可变的天线辐射模式，对于特定的接收或发送情况能够根据处理策略改变辐射模式。
智能天线系统可以用于上行链路(从用户终端至基站)或下行链路(从基站至用户终端)上的通信或用于这两个阶段的通信上。
智能天线系统也可以允许空分多址(“SDMA”)。利用SDMA，只要同信道用户终端在空间上是分开的，基站的一个以上的用户终端就可以在同一“常规”信道，即，(对于FDMA与TDMA系统来说的)同一频率与时间信道或(对于CDMA系统来说的)代码信道上与基站通信。在这样的情况中，智能天线系统在同一常规信道内提供一个以上的“空间信道”。
传输RF与干扰环境在蜂窝系统中能够相对快速变化。在分组系统中，这些环境在顺序分组传输之间可以显著改变。例如，考虑包括具有智能天线系统的基站和一个或多个远程用户终端的蜂窝系统。在快速改变的环境中，合适的智能天线处理策略的确定需要适应在密切对应于发送周期的时间间隔期间从移动用户接收的上行链路信号。这样的适应一般使用从用户终端发送至基站的无线电信号，并且利用这样的接收信号确定智能天线处理策略。
在本领域中需要适应快速变化的RF与干扰环境。
轮询考虑包括几个基站的蜂窝系统的情况，其中每个基站具有一组一个或多个用户终端。在本领域中公知如何为特定基站的智能天线系统确定智能天线处理策略，以减轻来自可能正在同一信道中发送信号给其他基站的的同信道用户终端的干扰。这样的干扰减轻可以通过在特定基站上从干扰同信道用户终端接收无线电信号并区分需要信号与干扰信号来实现。
特定基站可能不能减轻上行链路上来自其他基站用户终端的干扰或减轻下行链路上对其他基站用户终端的干扰。此特定基站可能不具有足够的至其他用户终端的射频链路或可能不具有有关如何轮询其他基站的用户终端的信息。
开始通信在与远程用户终端开始通信时，此远程用户终端可能退出此系统或可能处于其中在基站与用户终端之间未进行通信或最近未进行通信或以具有大量寂静周期的相对慢的速率进行通信的“空闲”状态。
在基站与可能处于空闲状态中的用户终端之间开始通信可能相对困难。因为例如用户终端是移动的，所以可能不知道此用户终端的位置。而且，干扰模式可能在快速改变，因此即使知道位置，也可能存在显著干扰，这可以降低基站成功接收开始(例如，寻呼)消息的可能性。而且，用于寻呼的信道可能频繁地被其他基站的用户终端使用。在这样的情况中，对所希望/预定的用户终端的干扰可能相当大。
时常希望在常规信道上寻呼用户终端，此常规信道可能在不同的空间信道上被同一基站的其他用户终端频繁使用。在这样的情况中，对此用户终端的干扰也可能相当大。
一般理想地在具有快速不断变化干扰的环境中以增加位于未知与可能变化的位置上的用户终端从其相关基站中成功接收这样的寻呼(和其他控制信号)的可能性的方式来发送寻呼消息，从而寻呼用户终端。
概述一个实施例是包括在发送下行链路数据给第一用户终端之前从具有智能天线系统的第一基站中发送第一轮询给第一用户终端的方法。第一基站从第一用户终端中接收第一上行链路应答信号作为第一用户终端成功接收第一轮询的结果。第一基站也从一个或多个其他远程用户终端中接收一个或多个其他上行链路应答信号作为至少一个其他远程用户终端从第二基站成功接收第二轮询的结果。第一基站利用发送给第一用户终端的下行链路智能天线处理策略发送下行链路数据给第一用户终端，此策略包括减轻对第一基站从中接收到第一或其他上行链路应答信号并且在发送下行链路数据给第一用户终端期间可能正在接收的第一和一个或多个其他远程通信装置的干扰。此下行链路智能天线处理策略使用第一与其他接收的上行链路应答信号。第一基站与其相关用户终端一起使用第一协议，而第二基站使用与第一协议协调的第二协议，从而使第一基站能够从在发送下行链路数据给第一用户终端的步骤期间可能正在接收的第二与一个或多个其他远程通信装置中接收第一与其他上行链路应答信号。
一个实施例也是从具有智能天线系统的第一基站中传送下行链路数据给第一用户终端的一种方法。此方法包括为第一基站提供第一组顺序时间间隔。每个时间间隔具有选择数量的下行链路信道并且对于每个下行链路信道来说在上行链路上具有相关信道。相关的上行链路信道用于第一基站从第一用户终端中接收上行链路应答信号，以响应第一用户终端在与相关的上行链路信道有关的下行链路信道上从第一基站中接收信号。此方法还包括在第一组的第一时间间隔的第一下行链路信道上从第一基站中至少发送第一下行链路轮询信号给第一用户终端、在与第一组的第一下行链路信道有关的相关上行链路信道上在第一基站上接收第一上行链路应答信号以响应第一下行链路轮询信号、在与为第二基站提供的第二组顺序时间间隔的第二下行链路信道有关的第二相关上行链路信道上在第一基站上接收至少一个其他的上行链路应答信号。每个第二组的时间间隔具有选择数量的下行链路信道并且对于每个下行链路信道来说在上行链路上具有相关信道，而且协调每个第二组的顺序时间间隔与第一组的顺序时间间隔。从至少一个其他远程用户终端中接收其他上行链路应答信号，以响应在第二组顺序时间间隔之中的一个时间间隔的第二下行链路信道上从第二基站发送的数据。此方法还包括利用接收的第一与其他上行链路应答信号确定下行链路智能天线处理策略，用于从第一基站发送给第一用户终端。所确定的下行链路策略包括减轻对其他远程通信装置的干扰。此方法还包括在与接收第一上行链路应答信号的相关上行链路信道有关的第一组的下行链路信道上利用确定的下行链路智能天线策略从第一基站发送下行链路数据给第一用户终端。所述协调使得第一与第二组的相关上行链路信道允许第一基站接收在第一基站上接收的第一与其他上行链路应答信号并区分开第一上行链路应答信号和其他上行链路应答信号。


图1是包括至少两个基站的通信系统的图，其中至少一个基站具有智能天线系统；图2A与2B表示使用智能天线系统的基站的两个实施例；图2A表示其中智能天线系统是自适应天线阵列系统并且自适应发生在基带中的一种结构。图2B表示具有包含波束形成网络的转换波束智能天线系统的替换基站。
图3A、3B、3C、3D与3E表示根据本发明的半双工实施例的信号定时安排。
图4A、4B与4C表示根据本发明的全双工实施例的信号定时安排。
图5A、5B与5C表示根据本发明的替换实施例的信号定时安排。
详细描述蜂窝系统及其智能天线基站参见图1，总体表示出具有至少两个基站(即，第一基站102和至少一个第二基站111)的蜂窝无线通信系统100，其中第一基站102包括具有天线振子阵列104的智能天线系统。系统100也包括用于与第一基站102实施双向分组通信的多个远程、有可能移动的用户终端105、106、107与108以及用于与诸如第二基站111的其他基站实施双向分组通信的多个远程、有可能移动的用户终端109与110。假定第一基站102和用户终端105、106、107与108相关，而第二基站111和用户终端109与110相关。
第一基站102耦合到诸如数据和/或话音网络的网络。一个或多个第二基站111也可以耦合到同一网络。在一个实施例中，第一基站和其他基站111耦合到互联网。
图2A表示第一基站102的一个实施例。此基站包括是自适应天线阵列系统的智能天线系统203。智能天线系统203具有天线振子阵列104、一组发射机与一组接收机和用于执行上行链路与下行链路智能天线处理的空间处理器208，这一组发射机与一组接收机在一个实施例中实施为一组发射机/接收机(“收发信机”)206，对于阵列104的每个单独的天线振子具有一个发射机和一个接收机。
上行链路智能天线处理包括组合通过此组收发信机从各个天线振子中接收的信号，而下行链路智能天线处理包括生成多个版本的信号以便通过此组收发信机从各个天线振子中发送出去。控制计算机210控制智能天线处理。空间处理器208和控制计算机210包括一个或多个数字信号处理装置(DSP)；可以使用任何其他的机制来实现上行链路与下行链路智能天线处理与控制。
在上行链路上，通过根据一组上行链路加权参数在幅度与相位上加权接收的信号而在控制计算机210的控制下完成智能天线处理，以便有益地组合接收信号。这样的组合称为上行链路空间处理与上行链路智能天线处理。在这种情况中，利用这组上行链路加权参数来定义上行链路智能天线处理策略。这样的组合还可以包括用于时间均衡的时态滤波，并且在与空间处理组合时，这样的组合称为上行链路时空处理或者又称为上行链路智能天线处理。根据利用一组上行链路加权参数定义的上行链路智能天线处理策略来执行时空处理，其中这组上行链路加权参数包括用于在每个天线振子上始发的信号的时间处理参数。为了简单起见，术语上行链路空间处理与上行链路智能天线处理在本文中应表示上行链路时空或上行链路空间处理。
上行链路策略一般根据在基站102的天线振子上接收的信号来确定，并且在一个实施例中，下行链路策略也根据在这些天线振子上接收的信号来确定。
因而，在一个实施例中，基站102包括耦合到这些天线振子以便在下行链路信道上发送下行链路数据给相关的远程用户终端的下行链路发送单元、耦合到这些天线振子以便从远程用户终端中接收上行链路信号的上行链路接收单元以及耦合到下行链路发送单元的处理器，并且此处理器还耦合到上行链路接收单元，此处理器根据上行链路应答信号来确定下行链路智能天线处理策略。
注意虽然在一个实施例中第一基站102的天线振子104均用于发送与接收，但在另一实施例中，多个天线振子包括单独的天线用于接收和发送。
诸如105、106、107、108的用户终端一般包括天线系统和收发信机并且可以耦合到输入和/或输出装置和/或处理装置，以便通过互联网或其他的数据通信网络提供各种类型的功能，诸如话音通信和/或数据通信。这样的用户终端可以是移动的或固定的。在一个实施例中，天线系统可以具有单个天线或在另一实施例中可以包括多个天线振子，以便于分集接收与发送。在还一实施例中，此天线系统可以包括智能天线系统。在一个实施例中，用户终端甚至可以能够相互之间传送话音和/或数据。耦合到用户终端或作为用户终端一部分的可以是一个或多个诸如便携式计算机的计算机、双向寻呼机、个人数字助理(PDA)、视频监视器、音频播放器、蜂窝电话机或可以与诸如基站的另一通信装置或中心站以无线方式传送话音或数据的其他装置。
在从远程发射机105、106、107、108之一中接收信号时，自适应空间处理器208对于在阵列104的每个天线振子上接收的信号的幅度与相位进行应答并且以有效提供定向接收模式的方式执行组合这些信号的上行链路空间处理，其中定向接收模式有利地增强从用户终端至基站的信号链路，包括补偿可能存在的多径情况和减轻干扰。
公知用于确定利用加权参数定义的上行链路智能天线处理策略的各种技术。在一个实施例中，在上行链路信号中包括已知训练序列的码元。一个版本的实施例使用最小平方方式进行策略确定。在另一实施例中，使用“盲”方法，根据此方法构造包括已知上行链路具有的一个或多个特性(例如，恒定模数或特定调制格式)的基准信号。已知信号或构造的基准信号用于形成差错信号，并且上行链路智能天线策略根据此差错来确定优化某一准则的上行链路加权参数。在一个实施例中，此准则是最小平方差错准则。
一个实施例甚至可以根据空分多址(“SDMA”)操作。利用SDMA，只要同信道远程用户在空间上是隔开的，与第一基站102相关的一个以上的用户终端就能够在同一“常规”信道，即，(对于FDMA与TDMA系统来说的)同一频率与时间信道或(对于CDMA系统来说的)代码信道上在上行链路上与第一基站102通信。在这样的情况中，此智能天线系统用于同一常规信道内一个以上的“空间信道”，并且自适应空间处理器208执行上行链路空间处理，以减轻来自与第一基站102相关的与希望用户终端共享此常规信道的远程用户终端的干扰。
第一基站102也用于以有效提供定向信号模式的方式发送信号给一个或多个远程单元105、106、107、108，此定向信号模式有益地增强从基站至用户终端的信号链路，包括补偿可能存在的多径情况和减轻干扰。SDMA在下行链路方向中也是可能的，允许基站在同一常规信道上发送信号给一个以上的其相关用户终端。即，同一常规信道能够具有一个以上的空间信道。
在下行链路上，在控制计算机210的控制下，空间处理器208通过根据一组下行链路加权参数在幅度与相位上加权将发送给远程终端的信号来生成将发送给远程终端的此信号的各个版本。这样的处理一般称为下行链路空间处理或下行链路智能天线处理。在这种情况中，下行链路智能天线处理策略利用下行链路加权参数来定义。这样的处理还可以包括用于时间均衡的时间滤波，并且在与加权组合时，这样的智能天线处理称为下行链路时空处理。根据利用一组下行链路加权参数定义的下行链路智能天线处理策略来执行下行链路时空处理，此组下行链路加权参数包括用于将利用每个天线振子发送的信号的时间处理参数。为了简单起见，术语下行链路空间处理和下行链路智能天线处理在本文中应表示下行链路时空或空间处理。
已经知道用于确定在这种情况中利用下行链路加权参数定义的下行链路智能天线处理策略的各种机制。一个实施例操作在是使用时域双工(TDD)的TDMA系统的通信系统100中，因此特定用户终端与其相关基站之间的上行链路与下行链路频率是相同的。一般从同一用户终端的上行链路加权参数中确定下行链路加权参数。在从上行链路加权参数中确定下行链路加权参数时包含校准因素，以补偿失真差异，例如，在信号通过耦合到阵列104的每个天线振子的不同的接收与发送链时出现在这些信号中的幅度与相位偏移差。这样的链包括天线振子、电缆、滤波器、RF接收机、RF发射机、物理连接和在处理是数字时的模-数变换器。例如，均转让给本发明受让人的美国专利5546090和美国专利申请08/948772与09/295434包括用于校准的方法与设备的描述。
在操作在不使用时域双工的通信系统中的替换实施例中，例如，在操作在其中用于与特定用户终端通信的上行链路与下行链路频率不是相同的使用频域双工(FDD)的系统中的本发明的实施例中，各种技术可用于从用户终端接收的上行链路信号中确定下行链路加权参数，包括但不限于确定用户终端的到达方向(DOA)。
图2B表示第一基站102的可替换实施例，此第一基站包括是转换波束系统的智能天线系统223。智能天线系统223具有天线振子阵列104、形成一组固定波束用于阵列104的天线振子的波束形成网络225、一组收发信机227和用于组合收发信机227的一个或多个波束的组合器229，对于波束形成器227的每个单独的波束端子具有一个发射机/接收机。所包含的控制计算机231控制此智能天线系统。示例性的波束形成器包括但不限于布特勒(Butler)矩阵。组合器229选择一个或多个固定波束在上行链路或下行链路上使用，并且可以包括开关网络来选择一个或多个波束。组合器229还可以包括用于组合这一个或多个波束的机制。至于图2A的自适应智能天线系统，将如何控制用于下行链路通信的转换波束智能天线系统的确定称为确定上行链路智能天线处理策略。将下行链路通信期间组合器229的处理称为下行链路空间处理。在上行链路上，通过根据一组上行链路加权参数对于选择的波束进行加权，从而有益地组合接收的信号。至于图2A的自适应智能天线系统，将这样的上行链路组合称为上行链路空间处理，并将确定上行链路通信的组合称为确定上行链路智能天线处理策略。
更具体地，在从远程单元105、106、107、108上的一个远程发射机中接收信号时，波束组合器229对在阵列104的每个天线振子上接收的信号进行应答并以有效提供定向信号模式的方式执行组合来自波束形成器225的波束的上行链路空间处理，其中定向信号模式增强从此用户终端至基站的信号链路，包括补偿可能存在的多径情况以及根据本发明的一个方面减轻干扰。
仍然参见图2B，在下行链路上，组合器处理信号以确定通过波束形成器225的一个或多个选择波束发送的加权版本。此组合器的处理是改善从基站至用户终端的传输，包括补偿可能存在的多径情况以及根据本发明的一个方面减轻干扰。
在图2A与2B的这两个实施例中，根据本发明的一个方面，也从诸如其他基站111的远程单元109与110的同信道干扰信号中接收信号。空间处理以减轻来自诸如其他基站111的远程单元109与110的同信道用户的干扰的方式使用这些接收的信号。
由于变化的RF与干扰环境，所以最好在数据通信的特定时间上自适应确定特别用于可移动用户终端或多径环境或用于诸如互联网的计算机网络中的数据通信的有益智能天线策略或如蜂窝系统中这样的因素的组合。在远程用户终端是移动的情况中，用户终端的移动能导致用户终端在后续数据传输中在有利与非有利位置之间移动。在数据传输的情况中，例如，在通信系统100是诸如互联网的计算机网络的一部分时，如果在用户终端与第一基站102之间发送数据，则干扰环境可能在快速变化。因而，对于第一基站102来说，诸如远程终端109与110的干扰信号在不同的时间可能正在发送给其相应的第二基站111，并且这样的干扰模式可以快速变化。
从基站开始通信为了在下行链路上从第一基站102开始通信，为了快速确定最佳智能天线处理策略，根据本发明的一个实施例，第一基站102在约定的逻辑控制信道上发送初始下行链路寻呼消息给用户终端来表示第一基站102想开始通信。
用户终端可能未登录或可能处于它已被登录与验证但未与其相关的基站进行有效的通信交换的空闲状态中，或用户终端可能处于它与其相关基站进行有效通信的有效状态中。在用户终端处于空闲状态中时，基站和用户终端都准备好开始通信。而且，基站及其空闲终端具有表示用于基站寻呼用户终端或用于用户终端开始与基站通信的可能信道组的信息。
注意，用户终端可以具有在一个以上的信道上通信的能力，并因而可以在一个信道上是空闲的而在另一信道上是有效的。空闲表示在所述信道上是空闲的。应认识到，空闲用户终端在其他信道上可能不是空闲的。
希望以增加处于具有相对快速变化干扰的环境中的未知与可能变化的位置上的用户终端成功地从其相关基站接收寻呼(和/或其它控制信号)的可能性的某一方式来发送寻呼消息，从而寻呼用户终端。
本发明的一个方面需要以非定向方式发送下行链路信号，同时减轻对此基站知道是不希望用户终端的一个或多个用户终端的干扰，这是因为这一个或多个用户终端之中的每一个用户终端都可以在发送下行链路信号期间在特定的下行链路信道中接收一个或多个信号。
本文所使用的非定向方式指不打算将能量指向任何一个(一些)特定用户。在分扇区系统中，这表示扇区内的非定向。而且，在整个传输分成一组重复传输并且每个传输可能具有不同的策略时，非定向基本上也表示时间平均上的非定向。
本发明的一个方面需要用于在诸如系统100的无线分组数据系统中从诸如第一基站102的基站至特定用户终端可靠地开始通信的方法。此方法对于具有如下将解释的智能天线系统的基站特别有用。
本发明的一个实施例包括由第一基站102发送相对频繁编码、相对低速率寻呼消息，从而使用户终端应答。编码是有助于在用户终端上相对高概率检测的一种方法。发送低速率信号，这是因为发送不多的信息。用户终端检测并应答此寻呼消息。此应答随后由基站用于获取有关用于后续传输的通信链路的信息。有关通信链路的此信息一般在基站与用户终端之间提供可靠的与相对高速率(例如，业务数据)的通信。其他基站的用户终端也可以在同一常规信道上应答其相应基站，并且这样的应答也可以由第一基站102用于在后续下行链路或上行链路传输中减轻对干扰同信道用户终端的干扰或减轻来自这些干扰同信道用户终端的干扰。
在多个用户终端之间共享下行链咯数据传输的下行链路信道中寻呼在一个实施例中，可以在逻辑控制信道中发送寻呼消息，此逻辑控制信道能够占用和在第一基站102与一个或多个用户终端之间传送的诸如业务数据的其他数据相同的常规信道。
而且，可以在逻辑控制信道中从第一基站102发送寻呼消息，此逻辑控制信道能够占用和在其他基站与这样的其他基站的一个或多个用户终端之间传送的诸如业务数据或寻呼数据的其他数据相同的常规信道。
而且，可以在逻辑控制信道中从第一基站102发送寻呼消息，此逻辑控制信道能够占用和与第一基站102相关的其他用户终端以及一个或多个其他基站的其他用户相同的常规信道。
一个实施例包括为每个用户终端提供称为UT-Sequence(UT序列)的独特寻呼序列。此序列可以利用多种方式生成。例如，基站识别和/或用户终端识别号能够用作PN序列生成器的输入。所得到的比特随后被调制并且所得到的I/Q基带序列形成UT-Sequence。生成UT-Sequence的许多其他方法是可能的。例如，用户终端识别号能够利用低速率纠错码进行编码，并且通过利用与基站识别号的全部或一部分启动的PN序列生成器的输出进行XOR运算来加扰编码的数字。这些UT-Sequence使两个用户终端具有同一寻呼序列的概率相对低，并且在一个实施例中，UT-Sequence对于系统中的每个用户终端来说是独特的。在一个实施例中，UT-Sequence包括编码以提供非常大的冗余度，从而增加在希望用户终端上成功接收UT-Sequence的可能性。
每个用户终端在约定的逻辑控制信道上监听，试图检测其UT-Sequence。此逻辑控制信道可以是控制信道或根据本发明的一个方面可以是也由系统中的其他用户终端用于业务的常规信道。
用户终端使用用户终端序列检测准则，直至它成功检测到其UT-Sequence。一种检测方法使用相关，并且检测准则包括相关门限。
第一基站102以某一约定方式具有表示希望用户终端正在哪个(些)信道上监听的信息，并且基站在此信道上发送UT-Sequence。例如，监听的这个(些)信道可以在用户终端向其相关基站登记(“登录”)时进行的初始交换期间约定或可以预先设置。第一基站102为其智能天线系统确定智能天线处理策略，以便通过降低干扰将禁止通信的可能性来增加成功接收UT-Sequence的概率。
在寻呼之前，在将被寻呼的用户终端处于空闲并因而知道未在发送时的时间期间，第一基站102可能正在从一个或多个其相关用户终端中接收信号(“寻呼前接收的信号”)，但在此期间在同时并且在与寻呼消息相同的常规信道上可能正在从第一基站102接收数据的与第一基站102相关的任何一个(些)用户终端正在上行链路上发送信号给第一基站102。
第一基站102利用寻呼前接收的信号来为其智能天线系统确定下行链路智能天线处理策略，从而同时发送数据给这样的同信道用户终端并在同一常规信道的不同空间信道上发送寻呼消息。
除了从其相关用户终端中接收信号之外，第一基站102还可能正从干扰信号中接收信号。第一基站102将来自它自己的相关用户终端的信号和来自干扰信号的信号区分开来。在一个实施例中，利用用户终端识别符进行区分。
还应注意，可能没有与第一基站102相关的其他用户终端与寻呼消息一起共享下行链路常规信道。
也可以在通信系统中包括一个或多个其它基站，并且在一个实施例中，其他基站与第一基站102协调，于是除了第一基站102接收寻呼前接收信号之外，在寻呼将被寻呼的用户终端之前，第一基站102还可以从与其它基站相关的一个或多个其它用户终端中接收信号(“其它用户终端接收的信号”)，这些其他用户终端包括在寻呼期间并且在与寻呼消息相同的常规信道上被发送到的那些用户终端。第一基站102将来自其相关用户终端的信号和来自与其他基站相关的其他用户终端的信号区分开来。注意与其他基站相关的其他用户终端可能在同时并且在与第一基站102的寻呼相同的常规信道上从其各自相关基站中接收数据。
每个基站利用协议来与其相关用户终端通信，因此协调两个基站包括协调这些基站使用的协议。
第一基站102利用寻呼之前接收的信号和其他用户终端接收的信号来为其智能天线系统确定下行链路智能天线处理策略，以便同时将数据发送给其相关的同信道用户终端并在同一常规信道的不同空间信道上发送寻呼消息，同时减轻对与第一基站102相关的用户终端的干扰和减轻对它从中接收到其它用户终端接收信号的其他用户终端的干扰。
根据一个实施例，下行链路智能天线处理策略确定使用利用校准从上行链路加权参数中确定的下行链路加权参数。从天线阵列的天线振子上接收的对应于寻呼前接收信号与其他用户终端接收信号的信号中确定上行链路加权参数。
在一个实施例中，智能天线处理策略确定使用利用校准从天线阵列的天线振子上接收的对应于寻呼前接收信号与其他用户终端接收信号的信号的接收协方差矩阵中确定的发送协方差矩阵。特别地，此策略包括利用从干扰远程用户到达的信号的干扰协方差矩阵减轻干扰。
对于在用于寻呼的常规信道中在基站上从其相关用户终端中接收的所有信号来说，假定ZR是天线振子上接收信号的m*n矩阵，每行是在m个天线之一中接收的信号的n个复值(I与Q值)样本的矢量。假定ZR是代表在m个天线之中的每一个天线中接收的信号与噪声的复数随机变量(I与Q值)的m*1矢量。接收协方差被定义为RR＝E[ZRZRH]，其中E[.]是期望操作，并且上标H代表复共轭转置运算，即，埃尔米(Hermitian)转置，因此对于m个天线振子来说，接收协方差矩阵RR是m*m矩阵。如果没有任何希望的上行链路信号，即，如果只在希望用户终端处于空闲状态时才在信道中存在干扰，则接收协方差矩阵是定义为RR1＝E[ZR1ZR1H]的接收干扰协方差矩阵，其中ZR1是从发送干扰远程终端到达天线阵列的m个天线振子之一上的信号的复值(T与Q值)随机变量的矢量。
接收干扰协方差矩阵包含有关干扰远程终端的平均空间行为的信息。此矩阵的本征矢量定义被干扰占用的平均空间方向。接收干扰协方差矩阵的本征值表示在每个本征值方向上被干扰占用的平均功率。因而，与相对大本征值相关的本征矢量方向表示接收相对大量的平均干扰功率的空间方向，而与相对少量本征值相关的本征矢量方向表示接收相对较小平均干扰功率的空间方向。
在一个实施例中，通过对这些信号的样本进行平均来进行期望运算，即，RR＝ZRZRH和RR1＝ZR1ZR1H，其中在不存在任何希望的上行链路信号时，对于在基站上接收的信号来说，ZR1是在天线振子上接收的信号样本的m*n矩阵，而且每行又是在m个天线中的一个接收的信号的n个复值(I与Q值)样本的矢量。
在一个实施例中，接收协方差矩阵用于确定有益的下行链路处理策略，包括减轻对不希望的同信道用户终端的干扰。如果在计算接收协方差矩阵期间发送的一组同信道用户终端之中的一些在第一基站发送时也在接收，则这样的策略对于实现干扰减轻相对有效。
根据本发明的一个方面，在寻呼之前，通过在知道将被寻呼的用户未在发送(例如，处于空闲状态中)的时间期间抽样来确定接收干扰协方差矩阵，但在此期间可能同时在下行链路上并且在与寻呼消息相同的常规信道上正在接收的不希望的用户终端在上行链路上可能正在发送信号给其相应的基站。
可选择地，通过对在将被寻呼的用户终端和其它用户终端(在同一常规信道上并且在寻呼的同时在下行链路上可能后来正在接收的那些用户终端)可能正在发送时在第一基站102上接收的信号执行上行链路空间处理来确定干扰协方差矩阵。上行链路空间处理从将被寻呼的用户终端中确定信号并且相减确定干扰信号。
在可能的同信道远程终端有可能正在发送数据时以及在希望用户终端处于空闲中时，从基站102接收的信号(例如，寻呼前接收的信号和其他用户终端接收的信号)中确定接收协方差矩阵。此接收协方差矩阵等于接收干扰协方差矩阵，并且可以用于有益地确定用于接收信号的智能天线处理策略，包括减轻干扰发射机的干扰。
假定执行校准或另一操作以解决去往和来自不同天线振子的电子装置链中的差异，因而能够从在不希望的用户终端正在上行链路上发送时确定的接收干扰协方差矩阵中确定用于寻呼的发送空间处理，包括减轻对不希望用户终端的干扰。特别地，从具有相对小值(优选但不一定为最小值)的接收干扰协方差矩阵的本征矢量中提取用于下行链路空间处理以便发送寻呼的此组下行链路加权参数。
注意如下进一步所述，根据一个实施例，系统100的基站与其相关用户终端之间的有效业务通信发生在顺序时间间隔(帧)组中，并且每个帧分成选择数量的下行链路常规信道(例如，用于TDMA系统的时间周期)。对于每个下行链路常规信道，在上行链路上具有相关的确认常规信道(例如，用于TDMA系统的时间周期)。下面的描述一般应用于在TDMA系统中使用的本发明的一个实施例，但本发明不限于TDMA系统。
在TDMA系统中，每个帧分成选择数量的下行链路数据传送周期(时隙)，并且对于每个下行链路数据传送周期，在上行链路上具有相关的确认传送周期(时隙)。在第一基站102与希望的用户终端之间建立通信之后，在从第一基站102至此用户终端的下行链路数据传输之前是在较早相关的确认传送周期(优选地但不一定是与下行链路数据传输的下行链路数据传送周期相关的上行链路上的最新确认传送周期)期间来自此用户终端的确认信号。在上行链路上接收的确认信号用于有益地确定第一基站102的智能天线系统的处理策略，以便在未来(优选但不一定为下一个)与确认传送周期相关的下行链路数据传送周期中发送给希望用户终端。而且，协调基站使用的这些顺序时间周期组，以便在第一基站102上也接收来自这一基站或其它基站的干扰用户终端的其他确认信号，并且这些其他确认信号用于确定智能天线处理策略。因而，在上行链路上在确认周期期间发送给其相应基站的通信系统100的用户终端的数量是在相关的未来(优选但不一定为下一个)下行链路数据传送周期期间可以发送至的这组有效的希望用户终端组的超集。
在特定下行链路数据传送周期期间发送寻呼消息给空闲用户终端的一个实施例中，利用校准和具有从在上行链路上在前一相关确认传送周期期间接收的信号中确定的协方差矩阵的最小本征值的本征矢量来确定下行链路智能天线处理策略。
使用这样的寻呼策略包括减轻对在上行链路上在前一相关确认传送周期期间由第一基站102从中接收到信号(例如，寻呼前接收的信号和其他用户终端接收的信号)的那些用户终端的干扰。对应于从发送用户终端中如此接收的信号的接收协方差矩阵的本征矢量具有显著大于最小本征值的本征值。因而，在一个实施例中，在上行链路上在最低功率干扰信号的方向上发送寻呼消息，以最小化对同信道用户的干扰。
在可选择实施例中，具有小于被提供的门限的值的发送(干扰)协方差矩阵的本征矢量可以用于确定用于寻呼的下行链路智能天线处理策略(例如，下行链路加权参数)。这样的本征矢量基本上在发送干扰协方差矩阵的零空间中。
本文所述的非定向方式发送的定义包括将能量“指向”协方差矩阵的相对小本征矢量方向的零空间发送。
在还一实施例中，在可能的同信道远程终端可能正在发送数据时并且在希望的用户终端处于空闲时确定的接收信号协方差矩阵与校准一起用于明显地将零指向不希望的同信道用户的方向，同时根据全向辐射模式在其他方向发送寻呼消息。全向模式是非定向方式发送的一种特殊情况。在分扇区系统中，全向表示此扇区内的大致全向。而且，在整个传输分成一组重复传输时，大致全向也表示在时间平均上的大致全向，其中每个重复传输有可能使用不同的策略。
1997年12月12日提交并转让给本发明受让人的Goldburg的美国专利申请08/988519提供确定下行链路空间处理加权参数以实现任何希望的辐射模式的一种方法的描述。根据Goldburg方法，通过优化最优准则来确定加权。对于本发明的此选择实施例来说，Goldburg方法能修改为包括将零指向从协方差矩阵中确定的可能干扰信号。
可选择地，基于到达方向(DOA)的方法可以用于确定下行链路智能天线处理策略。
减轻对不希望用户终端的干扰的替换方法包括从第一基站102在某一较早时间上从不希望用户终端接收的信号中形成有关不希望用户终端的辅助信息。此辅助信息可以存储在第一基站102的数据库中。
有关不希望用户终端的辅助信息是能够用于确定包括减轻对不希望用户终端的干扰的策略的有关用户的信息。如此存储的有关用户终端的辅助信息的一个示例是用户终端的空间特性。授予Barratt等人的题为“频谱有效的高容量无线通信系统(SPECTRALLY EFFICIENTHIGH CAPACITY WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS)”的美国专利5592490和授予Ottersten等人的题为“利用空-时处理的频谱有效的高容量无线通信系统(SPECTRALLY EFFICIENT HIGH CAPACITYWIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS WITH SPATIO-TEMPORALPROCESSING)”的美国专利5828658提供利用空间特性减轻干扰的一些技术的描述。在不存在任何干扰或其他用户终端的情况下，接收空间特性以基站阵列如何从特定用户终端中接收信号为特征。特定用户终端的发送空间特性以在不存在任何干扰的情况下远程用户终端如何从基站接收信号为特征。可以利用校准从接收空间特性中确定发送空间特性。
从数据库中检索辅助信息并且此辅助信息用于确定智能天线处理策略，以便包括减轻对至少一个不希望用户终端的干扰。
可以从第一基站102上从不希望用户终端接收的信号中形成辅助信息。可选择地，通信系统可以包括可以是硬线连接和/或无线连接的至少一个第二基站和基站间通信机制。一个或多个其他基站从不希望用户终端中接收信号，并且用于每个不希望用户终端的辅助信息形成步骤发生在从这样的每个不希望用户终端中接收信号的其他基站上。利用基站间通信机制将此辅助信息传送给第一基站102。在使用这样的方法时，其他这样的基站将哪些不希望的用户是“真正”不希望的信息传送给第一基站102。
其他形式的辅助信息包括一个或多个不希望用户终端的DOA并且实际上包括从这些不希望用户终端接收的信号。
虽然一个实施例实施操作在TDD系统中的方法，但本发明也可以用于操作在FDD系统中。在FDD系统中，发送与接收信道在任何指定时刻一般不相互相关。基于DOA的技术可以用于从用户终端的到达方向中确定下行链路智能天线处理策略。而且，如果在计算接收协方差或干扰协方差矩阵时使用足够的时间平均，特别地在上行链路频率相对靠近下行链路频率时，发送与接收协方差矩阵在FDD系统中一般大致是相等的。在这样的情况中，使用从上行链路空间处理策略中确定的下行链路空间处理策略(包括校准)可以提供令人满意的结果，例如，如清楚无线(Clarity Wireless)公司的Raleigh等发明人的于1998年3月5日公开的题为“用于通信的空-时处理(SPATIO-TEMPORALPROCESSING FOR COMMUNICATION)”的PCT国际专利申请号WO98/09385中所述。
本发明也可应用于CDMA系统。通常，CDMA系统提供频率信道中基本上所有的资源给少量用户终端。因而，与对应于发送用户终端的接收协方差矩阵的本征矢量有关的本征值将明显大于最小(即，零空间)本征值。
因而，本发明的一个实施例允许基站以非定向方式发送下行链路消息给希望的用户终端(例如，寻呼远程终端)，从而同时减轻对其他用户终端的干扰。而且，在一个实施例中，第一基站102同时发送其它数据给一个或多个其它用户终端。因而，本发明的一个实施例也用于组合同一常规信道上的定向业务(诸如正在进行的业务数据)和广播业务(诸如寻呼)。
重复寻呼为了响应成功接收寻呼消息，用户终端发送信号给第一基站102。此用户终端通过在约定信道中发送随机接入请求信号给此基站来应答。第一基站102随后发送包括指定频率信道和下行链路时间周期用于业务通信的接入分配消息给用户终端。此接入分配消息也可以用于完成几种控制功能，包括测量用户终端与基站之间的链路中的路径损耗和/或执行功率控制。
寻呼消息优选但不一定相对频繁编码。许多方法可用于从用户终端的接收天线上接收的信号中检测如此频繁编码的UT序列。一种这样的技术使用相关。
随机接入请求信号因而是给第一基站102的指示，表示希望的用户终端已成功检测到其UT-Sequence。在一个版本中，不存在随机接入请求信号提供希望的用户终端未成功接收到寻呼的反馈给基站102。提供成功或失败反馈的其它方法也可以用于本发明的其他实施例中。
因而，在一个实施例中，第一基站102接收表示希望的用户终端是否已成功接收寻呼的反馈。
本发明的另一方面是通过一次或多次利用相同重复(即，以重复方式在未来帧的同一相对时间部分中使用相同的下行链路策略)重复发送寻呼来进一步增加成功寻呼接收检测的可能性的方法。非相同重复指一个或多个下行链路策略或未来帧的相对时间部分是不同的。在一个实施例中，非相同重复用于实现干扰环境在重复时是不同的并因此增加希望用户终端成功接收寻呼的超过相同重复情况中的可能性的累积可能性。例如，可以使用不同的智能天线策略，或不同的定时可以用于增加干扰环境是不同的可能性。利用不同的下行链路智能天线策略提供下行链路策略多样性，或通过在不同的干扰环境中重复寻呼来提供干扰多样性。在一个实施例中，使用下行链路策略多样性和干扰多样性。
在一个实施例中，使用在寻呼中的成功与否的反馈。在一个实施例中，在第一未成功寻呼之后，基站在未来(例如，下一个)帧中使用不同的非定向下行链路策略重复寻呼。
在第一实施例中，不同的非定向系策略发送给大致在干扰协方差矩阵零空间中的另一个本征矢量，以确定用于下行链路寻呼的智能天线处理策略。系列帧之中未来帧中的重复在出现不同组的干扰信号时可以用于寻呼，这是因为干扰环境例如由于不同组的用户终端可能在下一帧中被寻呼而可能在快速变化。利用零空间中的不同本征矢量控制不同辐射模式上的寻呼，提供下行链路策略多样性。
干扰环境可以不明显快速变化。因而，在第二实施例中，在此组顺序时间周期之中不同的下行链路数据传送周期中完成重复。在CDMA情况中，例如，这可以与不同的时隙相符。总之，重复传输发生在与第一传输的特定下行链路业务数据传送常规信道不同的下行链路常规信道上。对于FDMA系统来说，这可以是不同的频率。
因而，根据第二实施例，从在与不同的下行链路数据传送周期相关的确认传送周期上接收的信号中确定接收干扰协方差矩阵，并且接收干扰协方差矩阵之中具有最小本征值的本征矢量用于确定在此不同的下行链路数据传送周期期间在寻呼传输期间用于智能天线系统的下行链路空间处理，以便于在不同的干扰环境中重复寻呼。
替换实施例利用不一定从干扰协方差矩阵中确定的下行链路策略来完成重复寻呼。在还一实施例中，利用设计为增加位于未知位置上的用户终端接收寻呼的概率的智能天线系统的一系列加权参数组之中不同的一组参数重复给特定用户终端寻呼发送。例如，于1998年2月9日提交并转让给本发明受让人的Barratt等人的美国专利申请09/020619描述用于确定这样的序列的技术。根据一个实施例，在智能天线处理策略中用于顺序发送消息的加权参数序列是基于离散傅立叶变换(DFT)的复值加权参数组的正交序列。为了进一步增加成功接收寻呼的机会，寻呼传输的重复发生在不同的下行链路数据传送周期期间，以便于在不同的干扰环境中重复寻呼。
在使用寻呼重复的另一实施例中，均利用宽的例如全向波束发送寻呼，但又在每个不同的重复期间在不同的下行链路数据传送周期(例如，不同的时隙)期间发送这些寻呼，以保证重复寻呼发生在不同的干扰环境中。利用全向模式发送的方法例如描述在上面提到的Go1dburg的美国专利申请08/988519中。
在一个实施例中，每个下行链路数据传送周期为了寻呼而分成两半。能在任何一个下行链路数据传送周期的第一半或第二半上发送寻呼。这在给定数量的下行链路数据传送周期内提供可能的相对多的寻呼消息，这也提供另一种方法用于在寻呼重复之间改变干扰环境。在下行链路数据传送周期的一半中发送寻呼之后，在下一帧的下行链路数据传送周期(在一个实施例中为不同的下行链路数据传送周期)的另一半中发送下一重复。因而，至少相对寻呼传输来说，干扰环境可以在第一与第二传输之间变化。
其它的实施例可以包括将下行链路数据传送周期分成两个以上的寻呼周期。
图3表示与TDMA一起使用的本发明的一个实施例的帧序列。图3A表示三个完整帧，图3B表示单个(第N个)帧，并且图3C表示下行链路数据传送周期(在这种情况中为周期D3)如何为了寻呼而分成第一与第二半。同样地，图4描述替换的全双工安排。图4C表示下行链路数据传送周期(在此示例中为周期D3)如何为了寻呼而分成第一与第二半。
在本发明的一个实施例中，重复的数量是希望用户终端相对寻呼基站的接近度估算的函数。在初始登记(例如，登录)期间或在前一成功寻呼序列期间估算用户终端的接近度。一般，但不一定假定估算在寻呼基站附近的用户终端比估算在远处的用户终端经历较少干扰。在一个实施例中，估算的靠近程度是近、远和非常远之一，并且近处的用户终端接收一个寻呼(即，不重复)，远处的用户终端接收两个寻呼(即，一次重复)，而非常远的用户终端接收两次重复。
然而，替换实施例可以使用其它的准则来确定重复的各种次数。根据本发明的至少一个实施例，公开利用智能天线系统从具有智能天线系统的基站中重复发送寻呼给用户终端以使每次重复发生在不同的干扰环境中的一种方法。
业务通信在本发明的一个实施例中，基站与其相关用户终端之间的业务通信根据无线电协议进行。此无线电协议提供第一组顺序时间间隔(帧)，用于第一基站102与其相关用户终端通信。此无线电协议也为无线通信系统的一组其它基站111之中的每个基站提供其它组的顺序时间间隔(帧)。
图3表示在一个TDMA实施例中传输顺序的一组传输时间图表。图3A表示整个时间分成一系列连续帧，这些帧在一个实施例中具有相等时长。在图3A中表示出三个完整的顺序帧。为了系统定时控制，提供用户终端在需要时可以协商的同步信道。在替换实施例中，每个信令部分从来自基站的帧标记信号开始将所有的远程用户终端同步到基站的定时序列上。
本发明一个方面主要涉及每个帧内信号的排列，并且因此在图3B中更具体表示出示例性帧(帧N)以及前一帧(帧N-1)的末尾和下一帧(帧N+1)的开头。
根据本发明的一个TDMA实施例的帧细分成选择数量的下行链路数据传送周期(时隙)D1、D2、D3等和选择数量的上行链路数据传送周期(时隙)U1、U2等。在上行链路上也具有许多确认传送周期(时隙)AKD1、AKD2、AKD3等，每个确认传送周期与每个下行链路数据传送周期相关并且与此基站知道的其相关下行链路数据传送周期具有预定关系，而且在一个实施例中具有固定关系。在上行链路上也具有许多确认传送周期(时隙)AKU1、AKU2等，每个确认传送周期与每个上行链路数据传送周期相关并且与此基站知道的其相关上行链路数据传送周期具有预定关系，而且在一个实施例中具有固定关系。对于一个TDMA实施例来说，数据传送周期与其相关的确认传送周期之间的固定关系利用时隙来指定。即，用于数据业务周期的特定时隙确定用于相反方向中相关确认传送周期的时隙。而且，在一个实施例中，此关系对于此系统的所有基站的所有组的顺序时间周期来说是相同的。
注意对于TDMA实施例来说，每个数据传送周期对应于常规信道。
在图3B所示的示例中，具有四个下行链路数据传送周期，因而具有四个上行链路确认传送周期，以及具有两个上行链路数据传送周期，并因而具有两个下行链路数据确认传送周期。想起SDMA在同一时隙期间实现一个以上称为空间信道的通信信道，因此图3B的示例对应于容纳在下行链路上通信的至少四个有效用户终端以及在上行链路上通信的至少两个有效用户终端。
时间间隔序列的一个特性是它能够在上行链路上以及在下行链路上容纳不同数量的数据传送周期。在数据通信中，例如在基站耦合到诸如互联网的计算机网络时，一般在下行链路上具有比上行链路上多的通信。本发明的一个方面是容纳上行链路与下行链路业务数据通信之间的不对称性。系统可以包括较大或较少数量的每种类型的周期，这在本文中表示为取决于在特定信道中容纳的有效用户终端的数量以及每个方向中系统的数据传送要求和容量。对于较高数据传送速率来说，利用本发明的各个实施例能够在任何方向中容纳较多数量的用户。
在一个替换实施例中，同样数量的上行链路与下行链路数据传送周期存在于每个顺序时间间隔中，因此此组提供的下行链路业务信道总的数据传送容量和此组提供的上行链路业务信道总的数据传送容量相同。
下行链路业务通信在成功寻呼之后，来自第一基站102的接入分配消息分配第一组顺序时间间隔中每个顺序时间间隔内的下行链路传送周期(即，下行链路业务信道)和相关的确认传送周期(即，相关的上行链路信道)。
成功寻呼(例如，作为来自其相关基站的初始下行链路寻呼的结果而接收到的接入分配消息)的每个用户终端在上行链路上在对应于其分配的下行链路业务传送周期的确认传送周期上对寻呼序列进行应答(例如，应答接入分配消息)。第一与其他组的顺序时间间隔使上行链路上用户终端对初始下行链路寻呼序列的应答(例如，对接入分配消息的应答)发生在第一基站102知道的确认常规信道(例如，传送周期和频率/代码信道)上，所述应答包括来自诸如第二基站111的其他基站的用户终端的应答。特别地，在一个TDMA实施例中，同步基站的定时，并且任何希望的用户终端的应答在时间上与可能出现在同一频率信道和下行链路数据传送周期中的诸如与第一基站102相关或其他基站111的其他同信道用户终端的任何干扰用户终端的可能应答对准。
从用户终端发送至其相关基站的确认信号可以包括一些定时训练数据和一些识别信息。在一个实施例中，训练数据包括识别信息。此识别信息有助于第一基站102区分来自它自己的相关用户终端的信号和来自其他基站的用户终端的信号。此识别信息可以包括基站识别符。第一基站102接收应答(即，确认)并使用训练数据与识别信息来确定智能天线处理策略，以便在用于此用户终端的未来(在一个实施例中为下一个)下行链路数据传送周期期间发送数据。
第一基站102用于发送下行链路业务数据给用户终端的希望的智能天线策略被确定为包括减轻对同信道干扰信号的干扰，从而减轻来自发送基站的对这些其他同信道用户终端的干扰。而且，用于从用户终端接收确认信号的希望的智能天线处理策略在一个实施例中确定为包括减轻来自同信道干扰信号的干扰。
在一个实施例中，确认包括确认消息(ACK)，以提供在用户终端上从基站成功接收信号的反馈给基站。在基站未接收到期望ACK或反馈未成功接收消息的信息给基站时，基站重新安排数据的发送。
第一基站102现在在指定的下行链路数据传送周期中发送数据(即，业务数据)给用户终端。有效用户终端从第一基站102中接收发送给它的下行链路业务数据。在一个实施例中，除了传送业务数据之外，发送给用户终端的下行链路信号也用作下行链路轮询信号，以便在上行链路上获得应答，从而确定用于进一步通信的智能天线处理策略。因而，为了响应下行链路业务数据，在上行链路上用于指定的下行链路数据传送周期的下一个确认传送周期期间，用户终端将确认信号发回给基站。此基站接收此确认并且也从分配到同一下行链路数据传送周期的一个或多个同信道干扰用户终端中接收确认，而且使用从用户终端接收的这些信号来确定智能天线处理策略，以便在用于此用户终端的下一个指定的下行链路数据传送周期期间有益地发送数据给此用户终端。所确定的下行链路智能天线处理策略包括减轻对其他基站111的同信道远程终端的干扰。而且，第一基站102也确定其智能天线系统的处理策略，以便以一种方式有益地从希望的与干扰的同信道远程终端中接收确认信号，所述方式包括减轻来自干扰同信道用户终端的干扰。在系统根据本发明的一个实施例也在同一常规信道(例如，TDMA系统中的同一时隙)中提供一个以上的空间信道时，所确定的智能天线处理策略包括减轻对同一常规信道的其他空间信道上同一基站102的同信道干扰远程终端的干扰。
注意在用于从用户终端接收确认信号的给定确认传送周期上，第一基站102从可能在应答寻呼序列(例如，接入分配消息)或应答下行链路业务数据的用户终端中接收确认。
一旦如此开始下行链路数据传送，就在指定的下行链路数据传送周期上逐帧继续下行链路业务数据传送。每个下行链路数据信号也用作下行链路轮询信号。用户终端在指定的下行链路数据传送周期上从其相关基站中接收下行链路数据，并在下一个指定的确认传送周期期间将确认信号发回给基站。接收与在基站上和来自同一基站或其他基站的其他同信道用户终端的任何其他确认信号一起的此确认信号，而且基站又为其智能天线系统确定处理策略，以便最佳接收这些确认并在下一个指定的下行链路数据传送周期上最佳发送下一个下行链路数据信号。最佳表示利用下行链路策略减轻来自第一基站102从中接收确认的干扰用户终端的干扰并减轻对这些干扰用户终端的干扰，同时增强与一个或多个希望的用户终端的通信。
因而，在智能天线处理策略确定使用在特定确认传送周期期间接收的信号并用于在与此特定确认传送周期相关的下一个下行链路数据传送周期期间发送数据的情况中，在此下一个下行链路数据传送周期期间正被发送信号的此组有效用户终端是在前一特定确认传送周期期间发送信号给其相应基站的用户终端组的一个子组。在一个实施例中，在下一个相关下行链路数据传送周期上在下行链路上只发送信号给在前一特定确认传送周期上从中接收到信号的用户终端。因而，知道正在特定一个下行链路数据传送周期上从基站发送信号给之的有效(即，未处于空闲状态中)用户终端在与同一特定下行链路数据传送周期相关的上行链路上在前一确认传送周期上首先发送数据给此基站。
从用户终端中开始上行链路通信根据本发明的另一方面，提供从与第一基站102相关的一个用户终端中开始在上行链路上通信。在用户终端试图开始发送数据给第一基站102时，此用户终端首先在约定的逻辑控制信道上发送随机接入请求信号，并且此随机接入请求由第一基站102接收。在响应中，第一基站102也在约定的逻辑控制信道上发送接入分配消息给此用户终端，包括发送信息给此用户终端以便将已接收到随机接入请求信号指示给此用户终端，并且也包括指定上行链路数据传送周期与频率信道用于在上行链路上从用户终端中接收数据传送的数据。
用户终端为了响应而在指定的上行链路业务传送周期期间发送上行链路业务数据。基站从此用户终端中接收上行链路数据。诸如第二基站111的其他基站的用户终端也可能在发送上行链路业务数据给其相应基站，并且这些信号可以干扰发送给第一基站102的上行链路业务信号。而且，在第一基站102也用于SDMA时，共享常规信道的其相关的其他用户终端也可以如此干扰。根据本发明的一个实施例，上行链路数据用作对来自此基站的接入分配消息的应答，并且第一基站102利用此应答(即，上行链路业务数据)来确定从用户终端接收信号的智能天线处理策略。根据这一个实施例，指定第一与其他组的顺序时间间隔，以便在第一基站102知道的上行链路常规信道(例如，数据传送周期和频率/代码信道)上发送上行链路业务信号来响应接入分配消息或作为继续的上行链路业务数据。第一基站102利用从接收信号中确定的智能天线处理策略来接收上行链路业务信号。此智能天线处理策略用于从其有效的相关用户终端中接收数据信号。在一个实施例中，指定的上行链路数据传送周期内的每个上行链路业务数据信号包括训练数据，以提供信息给基站来确定智能天线系统的处理策略。此训练数据可以包括识别信息。在一个实施例中，控制计算机提供适应性，以使智能天线处理策略有益地在同一上行链路数据传送周期内接收上行链路数据。在其中控制计算机不具有足够的计算能力从而不能为了最佳接收同一上行链路数据传送周期的数据而足够快速地确定上行链路智能天线处理策略的替换实施例中，从在一个上行链路数据传送周期内接收的数据中确定的上行链路策略由智能天线系统用于在未来帧的上行链路数据传送周期上、在用于此特定用户终端的未来(例如，下一个)上行链路数据传送周期上接收数据。在TDMA实施例中，同步基站的定时，并且发送给这样的用户终端的相应基站的希望用户终端的上行链路数据传送周期和干扰的同信道用户终端的上行链路数据传送周期可以出现在同一时隙上和同一频率信道中。
在一个实施例中，在基站成功地从有效的用户终端中接收上行链路业务数据时，它在用于上行链路数据传送周期的下行链路上指定的确认传送周期期间发送确认信号给用户终端。此上行链路业务数据信号因而用作来自用户终端的反向轮询信号，并且对此的应答是来自基站的确认信号，这在通信开始之后能够认为是反向轮询确认信号。对另一反向轮询确认信号(即，对来自基站的确认)的应答可以由此基站用于进一步确定其智能天线系统的处理策略。
在一个实施例中，为了增加在用户终端上成功接收下行链路上的确认的可能性，第一基站102利用正被确认的上行链路业务数据来确定其智能天线系统的处理策略，以便有益地在下行链路上在下一个指定的确认周期上发送确认给此用户终端。所确定的策略包括减轻对第一基站102从中接收到上行链路业务数据的其他基站或第一基站102的一个或多个同信道用户终端的干扰。
在一个实施例中，从第一基站102发送给用户终端的确认信号也给用户终端提供确认消息(ACK)作为在基站上成功接收的反馈。此确认消息也可以是否定确认消息(NACK)或其他这样的反馈。在用户终端接收到NACK或未接收到期望ACK时；或被反馈未接收到消息的信息时，此用户终端重新安排此数据的发送。而且，此确认信号可以包括训练数据以辅助用户终端上的成功接收。而且，在一个实施例中，一个或多个用户终端可以包括智能天线系统，并且在这样的情况中，下行链路上对上行链路业务的确认也可以用于为这些用户终端的智能天线系统确定智能天线处理策略。
从用户终端至第一基站102的上行链路通信可以在指定的上行链路数据传送周期上逐帧继续。由此基站接收的每个上行链路数据与来自其他干扰用户终端的任何同信道上行链路业务数据一起用于在第一基站102上确定智能天线系统的处理策略，以便从用户终端中接收数据，并且此基站随后也确定其智能天线系统的处理策略，以便发送确认信号给其相关用户终端作为另一反向轮询确认信号。
虽然本发明的一个实施例用于具有智能天线系统的唯一一个基站中，但根据其他的实施例，通信系统100可以具有多个基站，每个基站都包括这样的智能天线系统。在一个实施例中，第一基站102和一个或多个第二基站111使用相同构造的顺序时间间隔组，因此第一组顺序时间周期和其他组的顺序时间间隔具有相同结构。
图3B所示的信号用于包括TDD的TDMA系统，因此上行链路信号和下行链路信号组合在一起，以减少基站的智能天线系统从上行链路转换为下行链路的次数。作为图3B所示信号的替换方案，时间周期的顺序可以改变，例如在基站使用频域双工(FDD)时，其中下行链路频率与上行链路频率对于与同一用户终端的通信来说是不同的。一个这样的替换方案表示在图3D中。图3E表示类似于图3B安排的另一替换方案，但具有移动的帧边界。图3B安排的许多其他替换方案是可能的而不脱离所附权利要求书所提出的本发明的范畴。
用于业务通信的替换实施例利用图3B所示帧结构的一个实施例是半双工实施例，其中对于同一用户终端来说，此组帧的任何上行链路数据传送周期不一定与下行链路数据传送周期相关。
根据一个替换的半双工实施例，用于确认上行链路数据传送的一系列帧之中的一个帧的确认传送周期包括在用于此用户终端的未来(例如，下一个)指定的下行链路数据传送周期中。因而，在下行链路数据传送周期期间在下行链路上传送的数据可以包括确认数据和/或可以包括训练数据。而且，对于每个上行链路数据传送周期，有一个下行链路数据传送周期。
而且，根据另一个替换的半双工实施例，用于确认下行链路数据传送(或应答接入分配消息)的帧中的确认传送周期包括在用于此用户终端的未来(例如，下一个)指定的上行链路数据传送周期中。因而，在上行链路数据传送周期期间传送的数据可以包括训练和/或识别数据和/或确认数据。而且，对于每个下行链路数据传送周期，有一个上行链路数据传送周期。
图4是表示在利用全双工系统并因而在本文中称为全双工替换实施例的还一替换实施例情况中的传输顺序的一组传输时间图表。图4A表示整个时间分成一系列具有相等时长的连续帧。在图4A中表示出三个完整的顺序帧。
用于特定信道的示例性数据传送部分更具体表示在图3B中。根据本发明的全双工替换实施例的帧细分成多个上行链路数据传送周期U1、U2、U3等和同样数量的下行链路数据传送周期D1、D2、D3等。在图4B所示的示例中，具有5个下行链路与上行链路数据传送周期，对应于容纳至少5个有效用户终端。如在本文中所述，利用来自其相关基站的接入分配消息给每个有效用户终端分配上行链路与下行链路数据传送周期。其他实施例在每个帧中可以具有更多或更少的下行链路与上行链路数据传送周期。例如，一个实施例使用一种帧结构，在每个帧中具有3个上行链路与3个下行链路数据传送周期。
根据全双工替换实施例，用于确认上行链路数据传送的一系列时间间隔的帧中的确认传送周期包括在用于此用户终端的未来(优选为下一个)指定的下行链路数据传送周期中。而且，用于确认下行链路数据传送(或应答接入分配消息)的一系列时间间隔的帧中的确认传送周期包括在用于此用户终端的未来(优选为下一个)指定的上行链路数据传送周期中。
对于本文所述的一个半双工实施例来说，如上所述从基站开始数据通信。基站首先发送寻呼消息。用户终端利用随机接入请求进行应答。此基站利用包括指定上行链路与下行链路时间周期用于业务通信的接入分配消息进行应答。
在用户终端接收到此接入分配消息时，它在其分配的上行链路业务信道期间发送确认信号。此信号可以包括由其相关基站用于为此用户终端与基站之间的无线电链路确定有益的智能天线处理策略的训练数据和/或识别数据。协调用于第一基站102的此组顺序时间周期与用于诸如第二基站111的其它基站中的基站的顺序时间周期组，因此对来自用户终端的接入分配消息的应答位于基站知道的时间/频率位置上，于是基站(例如，第一基站102)不仅从其相关用户终端中接收包括干扰信号的信号，而且还从与诸如第二基站111的其他基站相关的同信道用户终端中接收信号。用于与用户终端通信的有益的智能天线处理策略确定为包括减轻来自同信道干扰信号(在上行链路上)的干扰和减轻对同信道干扰信号(在下行链路上)的干扰。
而且，在基站从至少一个其相关用户终端中接收到上行链路业务数据时，它在对应于它接收上行链路数据的上行链路数据传送周期的下行链路数据传送周期中发送确认信号给这样的用户终端。
因而，由用户终端发送信号不仅响应来自其相关基站的接入分配消息，而且也作为对从其相关基站接收的下行链路业务数据的确认。
而且，根据此全双工替换实施例，上行链路业务数据也包括训练数据和识别数据，并且基站利用这样的数据来确定其智能天线系统的处理策略。
因而，在下行链路数据传送周期期间在下行链路上传送的数据可以包括训练数据并且可以包括确认数据，诸如ACK和/或NACK数据或用于确认的其它机制，并且在上行链路数据传送周期期间传送的数据可以包括训练和/或识别数据和/或确认数据，诸如ACK和/或NACK数据或某一其他确认数据。在发送实体接收到NACK或未接收到期望ACK或知道具有未成功接收时，它重新安排数据的发送。
现在描述本发明的还一替换实施例。根据此替换实施例，为了从基站中开始通信，基站102与111均在从其相应的相关有效用户终端接收数据传输之前发送下行链路轮询信号给这样的用户终端。根据本发明的一个实施例，完成此轮询，以便于为特定分组数据通信确定智能天线处理策略。在一个实施例中，由第一基站102和一个或多个第二基站111在为第一基站102提供的第一组顺序时间间隔内和在为每个第二基站111提供的其他组的顺序时间间隔内完成下行链路轮询，其中每个时间间隔包括具有选择数量的下行链路传送周期的数据传送部分、包括正向轮询周期和多个相关的上行链路传送周期以及多个业务数据传送周期，其中每个相关的上行链路传送周期与正向轮询周期有关。
图5是表示此替换实施例情况中的传输顺序的传输时间图表。图5A表示整个时间分成一系列具有相等时长的连续帧。每个帧包括用于发送与接收系统开销信号(诸如，蜂窝开销)的信令部分和数据传送部分。三个完整的顺序帧表示在图5A中。为了系统定时控制，每个信令部分从来自基站的帧标记信号开始将所有远程单元同步到此基站的定时序列上。
本发明的一个方面主要涉及每个帧的数据传送部分内信号的安排，并因此用于特定信道的示例性数据传送部分更具体描述在图5B中。
根据本发明的此替换实施例的数据传送部分细分成多个正向轮询周期F1、F2、F3等、多个反向轮询周期R1、R2、R3等和多个业务数据传送周期D1、D2、D3等。在图5B所示的示例中，具有5个正向轮询周期、5个反向轮询周期和5个业务数据传送周期，对应于容纳至少5个有效用户终端。给每个有效用户终端分配信号信道和正向轮询周期以及反向轮询周期。
第一基站102和其他基站111在其相应的正向轮询周期中发送其下行链路轮询信号。从其相关基站中接收到轮询信号的每个用户终端在与此正向轮询周期相关的上行链路传送周期上应答此轮询信号。相关的上行链路传送周期是其相关基站的顺序时间间隔组的业务数据传送周期的一部分。第一与其他组的顺序时间间隔使这些用户终端对下行链路轮询的应答出现在第一基站102知道的相关上行链路传送周期和频率/代码信道上。
基站102接收这些应答并利用这些应答来确定智能天线系统的下行链路处理策略，而且利用确定的下行链路处理策略发送数据信号给其有效的相关用户终端。在一个TDMA实施例中，对于基站的定时进行同步，并且希望的用户终端105、106、107、108与干扰用户终端109、110对来自这样的用户终端的相应基站的下行链路轮询的应答出现在同一时隙和同一频率信道中。确定的智能天线处理策略包括减轻对这样的干扰同信道远程终端的干扰。
为了从与第一基站102相关的一个用户终端中开始通信，在用户终端希望发送数据传输给第一基站102时，此用户终端在由第一基站102接收的反向轮询周期期间发送反向轮询信号。第一基站102现在发送反向轮询确认信号给此用户终端，包括发送信息给此用户终端，以便将已接收到反向轮询指示给此用户终端，并且包括指定业务数据传送周期和频率信道用于在上行链路上从此用户终端中接收数据传送的数据。
此用户终端随后在指定的上行链路业务数据传送周期期间发送数据传送信号。此数据传送信号可以在上行链路业务数据传送周期的训练数据部分中包括训练数据，如图5D所示。基站从此用户终端中接收信号。诸如第二基站111的其他基站也可能在接收信号以响应来自其相应基站的反向轮询确认，并且这些信号可以干扰发送给第一基站102的数据传送信号。根据本发明的一个实施例，第一与其他组的顺序时间间隔使得数据传送信号被发送，以响应第一基站102知道的上行链路业务数据传送周期和频率/代码信道上的反向轮询确认信号。第一基站102接收对反向轮询确认的应答并利用这些应答来确定智能天线系统的处理策略，以便从其有效的相关用户终端中接收。
第一基站102随后利用确定的智能天线处理策略从其有效的相关用户终端中接收数据信号。在一个TDMA实施例中，对于这些基站的定时进行同步，并且希望的用户终端105、106、107、108和可能干扰的用户终端109、110对来自这样的用户终端的相应基站的反向轮询确认的应答可以出现在同一时隙和同一频率信道中。智能天线处理策略确定为包括减轻来自这样的干扰用户的干扰。
在一个实施例中，系统100包括第一基站102和一个或多个其他基站111，每个基站具有智能天线系统，并且第一基站102和其他基站111使用相同构造的顺序时间间隔组，因此第一组的顺序时间周期和其他组的顺序时间间隔具有相同的结构。在另一实施例中，只有第一基站102具有智能天线系统。
作为图5B所示信号的替换方案，首先提供反向轮询周期并随后提供正向轮询周期可能是有益的，如图5C所示。在这种情况中，基站能够确认从用户终端接收到反向轮询信号并在相应的正向轮询周期期间利用选择的反向轮询确认信号来指定数据传送部分。在正向轮询的情况中，如上所述，不要求确认，这是因为在数据传送周期开始时由用户终端发送训练数据使基站充分认识到此用户终端已接收到正向轮询信号。
替换实施例可以利用不同的方式来增加在远程终端上成功接收由基站发送的开销信令和轮询信号的可能性。在一种替换方案中，利用阵列104的单元在宽波束上发送开销信令和轮询信号(例如，参见Goldburg于1997年12月12日提交并转让给本发明受让人的美国专利申请08/988519)。
替换实施例还可以在用户终端的应答中使用导频音而不使用训练信号。其他替换实施例可以不包括训练信号或导频音，并且在这样的情况中，可以使用已知的“盲”方法来为第一基站102的智能天线系统确定加权参数。
在其他的替换实施例中，可以对允许获得加权参数用于基站的智能天线系统的其他公知的轮询安排进行修改。可以对此进行修改的一种这样的协议由Z.Zhang与A.S.Amapora在“在苛刻衰落环境中用于宽带无线LAN的修改的论询策略的性能(Performance of a modifiedpolling strategy for broadband wireless LANs in a harsh fadingenvironment)”，GLOBECOM’91会议论文集，(“Zhang”)、A.S.Amapora与S.V.Krishnamurthy在“在苛刻衰落和干扰环境中用于无线ATM网络的新的自适应MAC层协议(New adaptive MAC layer protocol forwireless ATM networks in harsh fading and interferenceenvironments)”1997年在加利福尼亚圣迭戈的CCUPC’97会议论文集(“Amapora与Krishnamurthy”)和S.V.Krishnamurthy，A.S.Amapora与M.Zorzi在“供智能适应阵列天线使用的基于论询的媒体接入协议(Polling based media access protocol for use withsmart adaptive array antennas)”ICUPC’98会议论文集，第337-341页，1998(“Krishnamurthy”)中提出。Zhang建议基于令牌的协议，允许基站的智能天线系统通过顺序轮询每个远程终端来周期性地更新其加权参数。远程终端利用信息请求或未调制导频音来应答轮询请求，并且任何应答可以用于更新加权。为了修改Zhang方法以采用本发明，协调基站和一个或多个其他基站使用的协议，使得从诸如第二基站111的其他基站的远程用户终端中接收的信息请求或未调制导频信号出现在第一基站102知道的时间/频率位置上，并且此信息请求或未调制导频信号用于为第一基站102的智能天线系统确定处理策略，以减轻对与其他基站相关的用户终端的干扰或减轻来自与其他基站相关的用户终端的干扰。Amapora与Krishnamurthy建议一种媒体接入协议，宣称允许比Zhang方案更快的适应能力。在任何一个方向中的每次传输之前是用于立即使阵列适应那个远程终端的远程终端至基站的导频信号。Amapora与Krishnamurthy方法的修改是类似的。在Krishnamurthy方案中，任何远程终端可以将其信息请求捎带到基站与它自己之间的任何信息传送上。因此，在当前帧中只轮询在前一帧中未传送信息的远程终端。帧大小因此不是固定的，并且至少根据包括的轮询数量而变化。在一种变型中，基站使用限制的轮询，由于在每个轮询时，远程终端发送一个待处理的请求给基站，并且在第二种变型中，基站穷尽地轮询每个远程终端，而远程终端在被轮询时发送其所有待处理的请求。修改的Krishnamurthy方案也可以容纳在本发明的替换实施例中，其中协调特定基站使用的协议和其他基站使用的协议，以使远程终端的应答出现在此特定基站可利用的时间/频率位置上。
虽然上面讨论大多数针对TDMA系统，但本发明也可以在FDMA与CDMA系统中实施。
本发明可以在硬件、软件或其组合中实施。例如，在一个实施例中，本发明至少部分地利用存储在机器可读媒体上的信息来实施，此信息代表一组指令，此组指令在被机器(例如，由诸如基站或用户终端的通信装置采用的数据处理系统)执行时使此机器执行至少一部分本发明所采用的方法。此媒体可以包括存储材料(例如，磁性存储盘、光盘等)和/或存储装置(例如，ROM、RAM、DRAM、SRAM等)。诸如数字信号处理器(DSP)的一个或多个通用和/或专用处理器可以由根据本发明实施例操作的基站或用户终端采用。
本发明中的用户终端可以代表各种类型的通信装置，并且可以耦合到输入和/或输出装置和/或处理装置，以便通过互联网或其他的数据通信网络提供各种类型的功能，诸如话音通信、数据通信。
还应认识到，已经以通信为内容并且特别以采用至少一个具有智能天线系统的基站的蜂窝通信系统为内容描述了本发明，但本发明不限于这样的内容而可以在各种无线应用与系统中应用，例如，应用于包括具有智能天线系统的诸如通信站的通信装置的系统中。而且，本发明不限于任何一种类型的结构或空中接口，并因而可以根据TDMA、FDMA或CDMA和TDD或FDD或其他结构/协议之一或组合来使用本发明。
因而，虽然已经描述了认为是优选的本发明的实施例，但本领域技术人员将认识到，可以对此进行其他和进一步的修改而不脱离本发明的精神，并且打算保护落入本发明范畴内的所有这样的变化和修改。
权利要求
1.一种方法，包括在发送下行链路数据给第一远程通信装置之前，从具有智能天线系统的第一通信装置中发送第一轮询给第一远程通信装置；在第一通信装置上从第一远程通信装置中接收第一上行链路应答信号作为第一远程通信装置成功地接收第一轮询的结果；在第一通信装置上从一个或多个其他远程通信装置中接收一个或多个上行链路应答信号作为至少一个其他远程通信装置成功地从第二通信装置中接收第二轮询的结果；确定下行链路智能天线处理策略以便从第一通信装置中发送给第一远程通信装置，所述策略包括减轻对第一通信装置从中接收第一或其他上行链路应答信号并且在发送下行链路数据给第一远程用户装置期间可能正在接收的第一与一个或多个其他远程通信装置的干扰；和利用确定的下行链路策略从第一通信装置中发送下行链路数据给第一远程通信装置；第一通信装置能够利用第一协议与第一远程通信装置通信，第二通信装置能够利用与第一协议协调的第二协议和一个或多个其他远程通信装置通信，从而使第一通信装置能够从在发送下行链路数据给第一远程通信装置的步骤期间可能正在接收的第二与一个或多个其他远程通信装置中接收第一与其他上行链路应答信号。
2.根据权利要求1的方法，其中在第一下行链路信道上发送第一轮询，在与第一下行链路信道相关并与该第一下行链路信道具有预定关系的第一上行链路信道上接收第一上行链路应答信号，在一个或多个第二下行链路信道上发送一个或多个第二轮询，并且在一个或多个第二相关的上行链路信道上接收一个或多个上行链路应答信号，其中每一个第二相关的上行链路信道与相应的第二下行链路信道相关并且与该相应的第二下行链路信道具有预定关系。
3.根据权利要求2的方法，其中第一与第二下行链路信道和相关的上行链路信道是常规的TDMA信道。
4.根据权利要求3的方法，其中第一相关的上行链路信道和第二相关的上行链路信道是同步的，并且其中第一下行链路信道与第二下行链路信道是同步的。
5.根据权利要求2的方法，其中第一与第二下行链路信道和相关的上行链路信道是常规的FDMA信道。
6.根据权利要求2的方法，其中第一与第二下行链路信道和相关的上行链路信道是常规的CDMA信道。
7.根据权利要求1的方法，其中第一通信装置是通信系统的第一基站，第一远程通信装置是与第一基站相关的远程用户终端，第二通信装置是第二基站，其他的远程通信装置是与第二基站相关的远程用户终端，其中所述通信系统还包括与第一基站相关的一个或多个附加用户终端，所述方法还包括在发送下行链路数据给第一基站的一个或多个附加用户终端之前，从第一基站中发送一个或多个其他轮询给所述一个或多个附加用户终端；在第一基站上从第一基站的一个或多个附加用户终端中接收附加上行链路应答信号作为这些附加用户终端从第一基站中成功地接收轮询的结果，其中确定的下行链路智能天线处理策略包括减轻对第一基站从中接收到附加上行链路应答信号的与第一基站相关的一个或多个附加用户终端的干扰。
8.根据权利要求1的方法，其中第一通信装置包括蜂窝基站。
9.根据权利要求1的方法，其中第一远程通信装置包括第二多个天线振子。
10.根据权利要求9的方法，其中第一远程通信装置包括具有第二多个天线振子的第二智能天线系统。
11.根据权利要求1的方法，其中第一通信装置耦合到外部数据和/或话音网络。
12.根据权利要求1的方法，其中第一远程通信装置包括远程用户终端。
13.根据权利要求12的方法，其中所述远程用户终端是移动的。
14.根据权利要求1的方法，其中所述下行链路数据包括话音。
15.根据权利要求1的方法，其中所述下行链路数据包括通过互联网交换的信息。
16.根据权利要求1的方法，其中所述智能天线系统包括多个天线振子和用于根据从这些天线振子上接收的信号中确定的一组接收加权参数对在这些天线振子上接收的信号进行上行链路空间处理的机制以及用于根据一组发送加权参数对信号进行下行链路空间处理以便发送的机制，其中下行链路策略确定步骤包括利用在接收第一与其他上行链路应答信号的步骤期间接收的第一与其他上行链路应答信号来确定所述组上行链路加权参数以及从所述组上行链路加权参数中确定所述组下行链路加权参数。
17.根据权利要求1的方法，其中去往和来自第二与其他远程通信装置的通信是逐帧进行，和其中下行链路策略确定步骤利用在最新帧中接收的第一与其他上行链路应答信号来确定所述策略。
18.根据权利要求17的方法，其中第一上行链路应答信号包括由第一远程通信装置为应答由第一远程通信装置从第一通信装置中接收的每个帧而发送的确认数据。
19.根据权利要求16的方法，其中所述下行链路策略确定步骤利用盲方法和最新接收的第一与其他上行链路应答信号来确定发送加权参数。
20.根据权利要求16的方法，其中第一与其他上行链路应答信号包括训练数据，和其中下行链路策略确定步骤利用最新接收的第一与其他上行链路应答信号中的训练数据来确定发送加权参数。
21.一种机器可读媒体，在该机器可读媒体上存储有代表一组机器可执行指令的信息，该组指令在利用机器执行时使所述机器执行包括以下步骤的方法在发送下行链路数据给第一远程通信装置之前，从具有智能天线系统的第一通信装置中发送第一轮询给第一远程通信装置；在第一通信装置上从第一远程通信装置中接收第一上行链路应答信号作为第一远程通信装置成功地接收第一轮询的结果；在第一通信装置上从一个或多个其他远程通信装置中接收一个或多个其他上行链路应答信号作为至少一个其他远程通信装置从第二通信装置中成功地接收第二轮询的结果；确定下行链路智能天线处理策略用于从第一通信装置发送给第一远程通信装置，所述策略包括减轻对第一通信装置从中接收第一或其他上行链路应答信号并且在发送下行链路数据给第一远程通信装置期间可能正在接收的第一与一个或多个其他远程通信装置的干扰；和利用确定的下行链路策略从第一通信装置中发送下行链路数据给第一远程通信装置，第一通信装置能够利用第一协议与第一远程装置通信，第二通信装置能够利用与第一协议协调的第二协议和一个或多个其他远程通信装置通信，以使第一通信装置能够从在发送下行链路数据给第一远程通信装置的步骤期间可能正在接收的第二与一个或多个其他远程通信装置中接收第一与其他上行链路应答信号。
22.根据权利要求21的机器可读媒体，其中在第一下行链路信道上发送第一轮询，在与第一下行链路信道相关并与该第一下行链路信道具有预定关系的第一上行链路信道上接收第一上行链路应答信号，在一个或多个第二下行链路信道上发送一个或多个第二轮询，而且在一个或多个第二上行链路信道上接收一个或多个上行链路应答信号，每个第二上行链路信道与相应的第二下行链路信道相关并且该与相应的第二下行链路信道具有预定关系。
23.根据权利要求22的机器可读媒体，其中第一与第二下行链路信道与相关的上行链路信道是常规的TDMA信道。
24.根据权利要求23的机器可读媒体，其中第一相关的上行链路信道与第二相关的上行链路信道是同步的，并且其中第一下行链路信道与第二下行链路信道是同步的。
25.根据权利要求22的机器可读媒体，其中第一与第二下行链路信道和相关的上行链路信道是常规的FDMA信道。
26.根据权利要求22的机器可读媒体，其中第一与第二下行链路信道和相关的上行链路信道是常规的CDMA信道。
27.根据权利要求21的机器可读媒体，其中第一通信装置是通信系统的第一基站，第一远程通信装置是与第一基站相关的远程用户终端，第二通信装置是第二基站，其他的远程通信装置是与第二基站相关的远程用户终端，其中所述通信系统还包括与第一基站相关的一个或多个附加用户终端，所述方法还包括在发送下行链路数据给与第一基站相关的一个或多个附加用户终端之前，从第一基站中发送一个或多个其他轮询给所述一个或多个附加用户终端；第一基站从与第一基站相关的一个或多个附加用户终端中接收其他上行链路应答信号作为这些附加用户终端从第一基站中成功地接收轮询的结果，其中确定的下行链路智能天线处理策略包括减轻对第一基站从中接收到附加上行链路应答信号的一个或多个附加用户终端的干扰。
28.根据权利要求21的机器可读媒体，其中第一与第二协议使用TDMA。
29.根据权利要求23的机器可读媒体，其中第一相关的上行链路信道与第二相关的上行链路信道是同步的，并且其中第一下行链路信道与第二下行链路信道是同步的。
30.根据权利要求21的机器可读媒体，其中第一与第二协议使用FDMA。
31.根据权利要求21的机器可读媒体，其中第一与第二协议使用CDMA。
32.根据权利要求21的机器可读媒体，其中第一通信装置包括蜂窝基站。
33.根据权利要求21的机器可读媒体，其中第一远程通信装置包括第二多个天线振子。
34.根据权利要求33的机器可读媒体，其中第一远程通信装置包括具有第二多个天线振子的第二智能天线系统。
35.根据权利要求21的机器可读媒体，其中第一通信装置耦合到外部数据和/或话音网络。
36.根据权利要求21的机器可读媒体，其中第一远程通信装置包括远程用户终端。
37.根据权利要求36的机器可读媒体，其中所述远程用户终端是移动的。
38.根据权利要求21的机器可读媒体，其中所述下行链路数据包括话音。
39.根据权利要求21的机器可读媒体，其中所述下行链路数据包括通过互联网交换的信息。
40.根据权利要求21的机器可读媒体，其中所述智能天线系统包括多个天线振子和用于根据从这些天线振子上接收的信号中确定的一组接收加权参数对在这些天线振子上接收的信号进行上行链路空间处理的机制以及用于根据一组发送加权参数对信号进行下行链路空间处理以便发送的机制，其中所述下行链路策略确定步骤包括利用在接收第一与其他上行链路应答信号的步骤期间接收的第一与其他上行链路应答信号来确定所述组上行链路加权参数以及从所述组上行链路加权参数中确定所述组下行链路加权参数。
41.根据权利要求21的机器可读媒体，其中去往和来自第二与其他远程通信装置的通信是逐帧进行的，并且其中下行链路策略确定步骤利用在最新帧中接收的第一与其他上行链路应答信号来确定所述策略。
42.根据权利要求41的机器可读媒体，其中第一上行链路应答信号包括为应答由第一远程通信装置从第一通信装置中接收的每个帧而由第一远程通信装置发送的确认数据。
43.根据权利要求40的机器可读媒体，其中下行链路策略确定步骤包括利用盲方法和最新接收的第一与其他上行链路应答信号来确定发送加权参数。
44.根据权利要求40的机器可读媒体，其中第一与其他上行链路应答信号包括训练数据，和其中下行链路策略确定步骤利用最新接收的第一与其他上行链路应答信号中的训练数据来确定这些发送加权参数。
45.一种第一通信装置，包括智能天线系统，利用智能天线处理策略与至少一个远程通信装置通信，所述智能天线系统包括多个天线振子；下行链路发送单元，耦合到所述多个天线振子，用于发送下行链路数据给第一远程通信装置，所述下行链路发送单元还在发送下行链路数据给第一远程通信装置之前发送第一轮询给所述远程通信装置；上行链路接收单元，耦合到所述多个天线振子，用于从第一远程用户终端中接收上行链路应答信号以应答第一轮询，所述上行链路接收单元还从一个或多个其他远程通信装置中接收一个或多个其他上行链路应答信号作为至少一个其他远程通信装置从第二通信装置中成功地接收第二轮询的结果，处理器，耦合到所述下行链路发送单元，并且还耦合到上行链路接收单元，所述处理器用于确定下行链路智能天线处理策略以便发送给第一远程通信装置，所述策略包括减轻对所述上行链路接收单元从中接收到第一或其他上行链路应答信号并且在发送下行链路数据给第一远程通信装置期间可能正在接收的第一与一个或多个其他远程通信装置的干扰；和与第二通信装置协调的通信装置，以便所述下行链路发送单元从在发送下行链路数据给第一远程通信装置期间可能正在接收的第一与一个或多个其他远程通信装置中接收第一与其他上行链路应答信号。
46.根据权利要求45的第一通信装置，其中所述下行链路发送单元提供第一下行链路信道，在该第一下行链路信道上发送第一轮询，第二通信装置提供一个或多个第二下行链路信道，在这些第二下行链路信道上发送一个或多个第二轮询，所述上行链路接收单元提供第一相关的上行链路信道和一个或多个第二相关的上行链路信道，在第一相关的上行链路信道上接收第一轮询，在一个或多个第二相关的上行链路信道上接收一个或多个第二上行链路应答信号，第一上行链路信道与第一下行链路信道相关并与该第一下行链路信道具有预定关系，而第二相关的上行链路信道中的每一个都与相应的第二下行链路信道相关并与该相应的第二下行链路信道具有预定关系。
47.根据权利要求46的第一通信装置，其中第一与第二下行链路信道和相关的上行链路信道是常规的TDMA信道。
48.根据权利要求47的第一通信装置，其中第一相关的上行链路信道与第二相关的上行链路信道是同步的，并且其中第一下行链路信道与第二下行链路信道是同步的。
49.根据权利要求46的第一通信装置，其中第一与第二下行链路信道和相关的上行链路信道是常规的FDMA信道。
50.根据权利要求46的第一通信装置，其中第一与第二下行链路信道和相关的上行链路信道是常规的CDMA信道。
51.根据权利要求43的第一通信装置，其中第一远程通信装置是与第一通信装置相关的远程用户终端，其他的远程通信装置是与第二通信装置相关的远程用户终端，第一通信装置与一个或多个附加用户终端相关，其中所述下行链路发送单元还用于在发送下行链路数据给与第一通信装置相关的一个或多个附加用户终端之前从第一基站中发送一个或多个附加轮询给所述一个或多个附加用户终端，和其中所述上行链路接收单元还用于从与第一通信装置相关的一个或多个附加的其他用户终端中接收上行链路应答信号作为这些附加用户终端成功地接收附加轮询的结果，以及其中确定的下行链路智能天线处理策略包括减轻对第一通信装置从中接收到其他上行链路应答信号的一个或多个其他用户终端的干扰。
52.根据权利要求45的第一通信装置，其中第一通信装置耦合到外部数据和/或话音网络。
53.从第一通信装置中传送下行链路数据给第一远程通信装置的一种方法，第一通信装置包括智能天线系统，所述方法包括为第一通信装置提供第一组顺序时间间隔，每个时间间隔具有选择数量的下行链路信道并且对于每个下行链路信道在上行链路上具有相关的信道，这些相关的上行链路信道用于第一通信装置从第一远程通信装置中接收上行链路应答信号以响应第一远程通信装置在与相关的上行链路信道有关的下行链路信道上从第一通信装置中接收信号；在第一组的第一时间间隔的第一下行链路信道上从第一通信装置中发送至少一个第一下行链路轮询信号给第一远程通信装置；在与第一组的第一下行链路信道有关的相关上行链路信道上在第一通信装置上接收第一上行链路应答信号，以响应第一下行链路轮询信号；在与为第二通信装置提供的第二组顺序时间间隔的第二下行链路信道有关的第二相关上行链路信道上在第一通信装置上接收其他上行链路应答信号，第二组的每个时间间隔具有选择数量的下行链路信道并且对于每个下行链路信道在上行链路上具有相关的信道，协调每个第二组的顺序时间间隔与第一组的顺序时间间隔，其他上行链路应答信号来自其他远程通信装置，以响应在第二组的顺序时间间隔的一个时间间隔的第二下行链路信道上从第二通信装置中发送的数据；利用接收的第一与其他上行链路应答信号确定下行链路智能天线处理策略，以便从第一通信装置发送给第一远程通信装置，所述下行链路策略包括减轻对其他远程通信装置的干扰；和在与其上接收到第一上行链路应答信号的相关上行链路信道有关的第一组的下行链路信道上利用确定的下行链路智能天线策略从第一通信装置中发送下行链路数据给第一远程通信装置；协调第一与第二组，从而第一与第二组的相关上行链路信道使第一通信装置能够接收在第一通信装置上接收的第一与其他上行链路应答信号并能够区分开第一上行链路应答信号和其他的上行链路应答信号。
54.根据权利要求53的方法，其中第一通信装置是第一基站，第一远程通信装置是与第一基站相关的远程用户终端，第二通信装置是第二基站，其他的远程通信装置是与第二基站相关的远程用户终端，第一与第二组的时间间隔中的下行链路信道是常规的TDMA信道，并且第一与第二组的时间间隔中相关的上行链路信道是常规的TDMA信道，因此每个下行链路信道是每个时间间隔中不同的下行链路数据传送周期，而且每个相关的上行链路信道是与一个下行链路数据传送周期相关的每个时间间隔中用于上行链路通信的不同的数据传送周期。
55.根据权利要求53的方法，其中第一通信装置是第一基站，第一远程通信装置是与第一基站相关的远程用户终端，第二通信装置是第二基站，其他的远程通信装置是与第二基站相关的远程用户终端，第一与第二组的时间间隔中的下行链路信道是常规的FDMA信道，并且第一与第二组的时间间隔中相关的上行链路信道是常规的FDMA信道。
56.根据权利要求53的方法，其中第一通信装置是第一基站，第一远程通信装置是与第一基站相关的远程用户终端，第二通信装置是第二基站，其他的远程通信装置是与第二基站相关的远程用户终端，第一与第二组的时间间隔中的下行链路信道是常规的CDMA信道，并且第一与第二组的时间间隔中相关的上行链路信道是常规的CDMA信道。
57.根据权利要求53的方法，其中第一通信装置包括蜂窝基站。
58.根据权利要求53的方法，其中第一远程通信装置包括第二多个天线振子。
59.根据权利要求58的方法，其中第一远程通信装置包括具有第二多个天线振子的第二智能天线系统。
60.根据权利要求53的方法，其中第一通信装置耦合到外部和/或话音网络。
61.根据权利要求53的方法，其中第一远程通信装置包括远程用户终端。
62.根据权利要求61的方法，其中所述远程用户终端是移动的。
63.根据权利要求53的方法，其中所述下行链路数据包括话音。
64.根据权利要求53的方法，其中所述下行链路数据包括通过互联网交换的信息。
65.根据权利要求53的方法，其中所述下行链路数据包括第二下行链路轮询信号并且被在比第一组的第一时间间隔晚的第一组的第二时间间隔期间进行发送，所述方法还包括在一个或多个后续时间间隔中重复进行以下步骤在第一通信装置上接收第一与其他上行链路应答信号，确定下行链路智能天线处理策略；和发送下行链路，以使第一通信装置与第一远程通信装置之间的业务通信继续，利用从第三通信发送给其他远程通信装置的下行链路数据提供下行链路信号，其他远程通信装置利用其他上行链路应答信号应答所述下行链路信号，利用下行链路数据提供另一下行链路轮询信号。
66.根据权利要求53的方法，其中所述智能天线系统包括多个天线振子；用于根据从这些天线振子上接收的信号中确定的一组接收加权参数对这些天线振子上接收的信号进行上行链路空间处理的机制；和用于根据一组发送加权参数对信号进行下行链路空间处理以便发送的机制，其中所述策略确定步骤包括从接收的第一与其他上行链路应答信号中确定所述组上行链路加权参数以及从所述组上行链路加权参数中确定所述组下行链路加权参数。
67.根据权利要求65的方法，其中所述下行链路轮询信号包括下行链路数据；并且其中第一上行链路应答信号包括确认以提供成功接收所述下行链路数据的反馈给第一通信装置。
68.根据权利65的方法，其中所述下行链路发送步骤是在与用于上行链路接收的相关上行链路信道有关的第一组的下一个下行链路常规信道期间进行的。
69.根据权利要求68的方法，其中在下行链路发送步骤期间发送的所述组通信装置是在前一个相关的上行链路信道上发送的一组通信装置的一个子组。
70.根据权利要求54的方法，其中所述下行链路发送步骤是在与用于上行链路接收步骤的上行链路上的相关传送周期有关的第一组的下一个下行链路数据传送周期期间进行的。
71.根据权利要求66的方法，其中第一与其他上行链路应答信号包括训练数据，并且其中下行链路智能天线处理策略的确定包括从作为接收的第一与其他上行链路应答信号的一部分接收的训练数据中确定所述组上行链路加权参数。
72.根据权利要求66的方法，其中下行链路智能天线处理策略的确定使用盲方法。
73.根据权利要求66的方法，其中确定的下行链路智能天线处理策略包括减轻对可能正在与第一组的下行链路信道有关的相关上行链路信道上发送一个或多个其他上行链路应答信号的任何一个或多个同信道用户的干扰。
74.根据权利要求71的方法，其中所述上行链路应答信号还包括识别信息。
75.根据权利要求65的方法，其中第一与其他组的时间间隔还包括选择数量的上行链路信道；所述方法还包括在第一组的上行链路信道上在第一通信装置上接收从第一远程通信装置中发送的第一上行链路数据，所述接收形成接收的上行链路数据信号；和利用天线接收的数据信号来确定上行链路智能天线处理策略，以便从第一远程通信装置中接收数据；和利用确定的上行链路智能天线处理策略估计第一上行链路数据。
76.根据权利要求54的方法，其中所述下行链路数据传送周期包括下行链路业务数据传送周期和下行链路轮询周期，并且其中在下行链路轮询周期期间发送所述下行链路轮询信号，而且在所述下行链路业务数据传送周期期间由第一通信装置发送所述下行链路数据。
77.根据权利要求76的方法，其中所述下行链路业务数据传送周期和所述下行链路轮询周期是不相交的。
78.一种从第一基站中传送数据信号给与第一基站相关的多个用户终端之中的至少一个用户终端的方法，其中第一基站包括智能天线系统，所述方法包括以下步骤为第一基站提供第一组顺序时间间隔，每个时间间隔包括数据传送部分，所述数据传送部分具有选择数量的正向轮询周期、多个上行链路数据传送周期和多个下行链路数据传送周期；在对应于第一通信装置的至少一个用户终端的正向轮询周期期间从第一通信装置中发送至少一个第一基站轮询信号；在第一基站上接收在第一组顺序时间间隔的指定上行链路数据传送周期期间从第一通信装置的至少一个用户终端中发送的一个或多个上行链路应答信号，以响应接收至少一个第一基站轮询信号；在第一基站上从与一个或多个其他基站相关的一个或多个用户终端中接收一个或多个其他上行链路应答信号，发送每个其他上行链路应答信号，以响应与其他基站相关的其他用户终端之一在其他组的顺序时间间隔的一个或多个正向轮询周期期间接收从其他基站中发送的至少一个其他基站轮询信号，为每个其他基站提供一个其他组的顺序时间间隔，其他组的每个时间间隔包括数据传送部分，所述数据传送部分具有选择数量的正向轮询周期、多个上行链路数据传送周期和多个下行链路数据传送周期，协调每个其他组的顺序时间间隔与第一组的顺序时间间隔，其他组的顺序时间间隔的一个或多个正向轮询周期对应于与一个或多个其他基站相关的至少一个用户终端，在其他组的顺序时间间隔之中的指定上行链路数据传送周期期间接收一个或多个其他上行链路应答信号；利用接收的第一与其他上行链路应答信号确定下行链路智能天线处理策略，以便发送给与第一基站相关的至少一个用户终端；和在指定的下行链路数据传送周期期间利用被配置的天线系统从第一通信装置中发送数据信号并在第一通信装置的用户终端上接收这些数据信号，协调其他组与第一组的顺序时间间隔，从而用于第一与第二上行链路发送步骤的指定上行链路数据传送周期使第一基站能够接收并区分在第一通信装置上接收的第一与第二信号。
全文摘要
公开了一种方法、通信装置和机器可读媒体。所述方法包括从具有智能天线系统的第一基站中发送第一轮询给第一用户终端。第一基站从第一用户终端中接收第一上行链路应答信号作为第一用户终端成功接收第一轮询的结果。第一基站也接收至少一个其他的上行链路应答信号作为至少一个其他的远程用户终端从第二基站中成功接收第二轮询的结果。第一基站利用用于发送给第一用户终端的下行链路智能天线处理策略发送下行链路数据给第一用户终端，所述策略包括减轻对第一基站从中接收第一或其他上行链路应答信号并且在发送下行链路数据给第一用户终端期间可能正在接收的第一与一个或多个其他远程通信装置的干扰。所述下行链路智能天线处理策略使用第一与其他接收的上行链路应答信号。第一基站与其相关的用户终端一起使用第一协议，而第二基站使用与第一协议协调的第二协议，以使第一基站能够从在发送下行链路数据给第一用户终端的步骤期间可能正在接收的第二与一个或多个其他远程通信装置中接收第一与其他的上行链路应答信号。
文档编号H04B7/06GK1478362SQ01819625
公开日2004年2月25日 申请日期2001年9月26日 优先权日2000年9月29日
发明者M·尤赛夫米尔, M·D·特罗特, R·罗加德, M 尤赛夫米尔, 拥, 特罗特 申请人:阿雷伊通讯有限公司