专利名称：波束成型处理方法及tdma移动通信网的基站装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及基站装置的波束成型处理相关的技术，更详细说是涉及一种波束成型处理方法及TDMA移动通信网的基站装置(Base station TransceiverSystem)。在本发明中，用于除去GSM等TDMA移动通信网中发生的多重路径信号，将利用陈列天线向所需的方向生成波束，使在移动终端的角度上提高收信信号增益，而针对不需要的多重路径信号将起到衰减效果，使将可有效提高收信信号质量。
背景技术：
GSM移动通信网使用将各移动终端用时隙划分的时分多址方式执行服务，GSM移动通信网的基站装置(Base station Transceiver System)在与各移动终端进行通信时，为了补偿传播延迟(propagation delay)而利用时间提前(timingadvance)技术将基站装置接收的所有移动终端的信号时间(timing)保持一致。
但是，在GSM移动通信网的基站装置中没有针对多重路径信号的传播延迟对应的补偿技术，像CDMA移动通信网中使用RAKE接收器补偿多重路径信号的方法也将无法在GSM移动通信网中使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供一种波束成型处理方法及TDMA移动通信网的基站装置，本发明在GSM移动通信网等TDMA移动通信网的基站装置中，利用空间性方法分离空间上需要的信号和不需要的与多重路径对应的收信信号，使对分离的信号起到增益和衰减效果并除去与多重路径对应的收信信号。
为达到上述目的，本发明提供的TDMA移动通信网的基站装置，其特征在于，包含有陈列天线；存储时隙及用于在相应时隙将执行的波束成型的波束模式的存储部；通过陈列天线推定各移动终端的角度并生成用于除去与相应移动终端的多重路径对应的收信信号的波束模式，将上述生成的波束模式按不同的时隙存储在存储部的波束模式处理部；根据与相应时隙对应存储在存储部的波束模式按时隙执行波束成型操作的波束形成器。
进一步的，上述TDMA移动通信网的基站装置，特征在于，波束模式处理部中包含有利用通过陈列天线从各移动终端接收的信号推定各移动终端的角度的角度推定部；根据通过角度推定部推定的各移动终端的角度，使用适应滤波算法生成用于除去各移动终端的基于多重路径的收信信号的波束模式的波束模式生成部；将通过波束模式生成部生成的各波束模式按各移动终端的时隙存储在存储部波束模式存储处理部。
进一步的，上述TDMA移动通信网的基站装置，特征在于角度推定部执行利用从各移动终端接收的通信(traffic)信号的角度推定算法并推定相应移动终端的角度。
进一步的，上述TDMA移动通信网的基站装置，特征在于波束模式生成部执行适应滤波算法，上述适应滤波算法针对从推定的移动终端的角度方向接收的收信信号具有较高的收信增益特性，而针对从相应移动终端的多重路径接收的收信信号具有较低的收信增益特性。
为进一步达到上述目的，本发明还提供了一种波束成型处理方法，作为TDMA移动通信网的基站装置中处理波束成型的方法，其特征在于，包含有如下步骤通过陈列天线推定各移动终端的角度，生成用于除去从相应移动终端接收的基于多重路径的收信信号的波束模式，并将上述生成的波束模式按不同的时隙进行存储的波束模式处理步骤；根据按不同的时隙存储的波束模式按时隙执行波束成型操作的波束成型步骤。
进一步的，上述波束成型处理方法，特征在于，波束模式处理步骤中包含有利用通过陈列天线从各移动终端接收到的信号推定各移动终端的角度的角度推定步骤；根据角度推定步骤中推定出的各移动终端的角度，使用适应滤波算法并生成用于除去从各移动终端接收的基于多重路径的收信信号的波束模式的波束模式生成步骤；将通过波束模式生成步骤生成的各波束模式按各移动终端的时隙进行存储的波束模式存储处理步骤。
进一步的，上述波束成型处理方法，特征在于在角度推定步骤中，执行利用从各移动终端接收的通信信号的角度推定算法并推定相应移动终端的角度。
进一步的，上述波束成型处理方法，特征在于在波束模式生成步骤中执行适应滤波算法，上述适应滤波算法针对从推定的移动终端的角度方向接收的收信信号具有较高的收信增益特性，而针对从相应移动终端的多重路径接收的收信信号具有较低的收信增益特性。
与现有技术相比，本发明在GSM移动通信网等TDMA移动通信网中，基站装置推定出各移动终端的角度并生成针对上述推定出的角度的方向具有较高的收信增益特性，而针对其外的方向具有较低的收信增益特性的波束模式并按不同的时隙进行存储。此外，基站装置在各时隙根据按时隙存储的波束模式执行波束成型操作，并接收与相应时隙对应的相应移动终端传送的信号。
由此，按每时隙在移动终端的角度方向上以较高的收信增益特性接收信号，而在其外角度的方向上以较低的收信增益特性接收信号，从而可有效解决GSM移动通信网等TDMA移动通信网中发生的基于多重路径的传播延迟的问题。
图1是本发明一实施例中的基站装置的结构框图；图2是本发明一实施例中的基站装置中设置的存储部中存储的按不同时隙的波束模式的结构示意图；图3是本发明一实施例的基站装置中执行波束成型的动作流程图；图4是本发明一实施例的基站装置中针对任意的移动终端的波束模式示意图。
其中附图标记为100基站装置 110陈列天线(array antenna)120波束模式处理部121角度推定部122波束模式生成部123波束模式存储处理部130存储部140波束形成器(beamformer)200移动终端
具体实施例方式
下面参照附图对本发明中的一实施例进行说明。
图1是本发明一实施例中的基站装置(Base station Transceiver System)的结构框图。
参照图1，本发明一实施例的基站装置100中包含有陈列天线110、波束模式处理部120、存储部130及波束形成器140。
其中，陈列天线110由多个天线陈列(array)构成并从各移动终端接收无线信号或向相应移动终端传送无线信号。在构成陈列天线110的各天线接收的无线信号中，即使接收到一个移动终端传送的无线信号，将接收反映了各天线的传播延迟的无线信号。因此，通过各天线接收的无线信号将可推定出相应移动终端的角度。
陈列天线110的各天线中发生的传播延迟是由于任意的移动终端传送的无线信号经由多重路径传送给基站装置100的陈列天线而引起的。
在GSM移动通信网等TDMA移动通信网的情况下，基站装置100按各移动终端分配时隙(time slot)，并在任意的移动终端中分配的时隙与相应移动终端执行通信操作。
因此，在GSM移动通信网等TDMA移动通信网的基站装置100中，与相互不同的移动终端传送的无线信号的干涉问题比较时，由于各移动终端传送的无线信号通过多重路径接收而基于多重路径的收信信号的处理更是急需要解决的问题。
波束模式处理部120利用通过构成陈列天线110的各天线接收的无线信号推定各移动终端的角度，并根据上述推定出的各移动终端的角度执行适应滤波算法，生成用于除去移动终端的基于多重路径的收信信号的波束模式，并将上述生成的各波束模式按各移动终端的时隙存储在存储部130中。
为此，上述波束模式处理部120中包含有角度推定部121和波束模式生成部122及波束模式存储处理部123。
其中，角度推定部121从通过构成陈列天线110的各天线接收的移动终端的无线信号推定出相应移动终端的角度。
此时，上述角度推定部121利用角度推定算法推定出各移动终端的角度，其中，上述角度推定算法是数学性的计算方法并已公开介绍有多种角度推定算法，在本发明的实施例中，将使用已公开介绍的角度推定算法执行用于推定各移动终端的角度的步骤。
例如，在GSM移动通信网等TDMA移动通信网中，将可使用利用从各移动终端接收的通信信号的角度推定算法推定出相应移动终端的角度。
角度推定部121用于执行对按各时隙分配到相应时隙的移动终端的角度进行推定的操作，并在推定出上述移动终端的角度时，将相应移动终端的角度存储在存储部130中。
当角度推定部121由于移动终端发生移动而执行具有位置变动的各移动终端的角度推定操作时，将对存储部130中存储的相应移动终端的角度进行更新。
通过上述角度推定部121推定出的移动终端的角度将用于生成波束模式，上述波束模式用于提高从移动终端的角度方向接收的信号的收信增益特性，并降低通过多重路径接收的信号的收信增益特性。
波束模式生成部122使用利用通过上述角度推定部121推定出的各移动终端的角度的适应滤波算法生成波束模式，上述波束模式生成部122利用适应滤波算法生成可降低基于多重路径的信号的收信增益特性，并可提高从相应移动终端的角度接收的信号的收信增益的波束模式。
此时，由于每个时隙中分配相应时隙的移动终端各不相同，上述波束模式生成部122在每个时隙输入相应移动终端的角度，并生成具有在相应角度的方向提高收信增益特性，而在除了移动终端的角度以外降低收信增益特性的特性的波束模式。
由此，通过上述波束模式生成部122生成的波束模式按不同的时隙各不相同。并且，上述波束模式生成部122将按不同的时隙生成的波束模式存储在存储部130中，将之前存储的与各时隙对应的波束模式采用在适应滤波算法，执行上述适应滤波算法并生成针对任意的移动终端可有效除去除了相应移动终端的角度以外的基于多重路径的收信信号的波束模式。
波束模式存储处理部123根据各移动终端的时隙将通过上述波束模式生成部122生成的各波束模式存储在存储部130中。其中，上述波束模式存储处理部123根据各移动终端的时隙将通过上述波束模式生成部122生成的各波束模式存储在存储部130的原因在于，不使用固定的波束模式执行波束成型操作，而是使各移动终端以用于除去从各移动终端接收的多重路径的收信信号的波束模式根据各时隙执行波束成型操作。
存储部130按各移动终端的时隙存储通过上述波束模式处理部120处理的波束模式，在存储部130中按不同的时隙存储的波束模式按不同的时隙具有各移动终端的波束模式。因此，上述存储部130中存储的波束模式按各时隙将通过波束形成器140形成各不相同的波束模式，并且，上述存储部130中存储有通过上述角度推定部121推定出的各移动终端的角度，上述存储部130中存储的各移动终端的角度随着相应移动终端不固定而移动的状态下将得到更新。
存储部130中存储的波束模式如图2所示将按各时隙进行存储，参照附图2，各时隙中将存储与分配到相应时隙的移动终端对应的波束模式。即，在时隙0(TS0)中存储有移动终端1的波束模式，在时隙1(TS1)中存储有移动终端2的波束模式。
波束形成器140按各移动终端时隙而执行与存储部130中存储的波束模式对应的波束成型操作，上述波束形成器140根据由波束模式处理部120生成的波束模式，将执行用于对构成陈列天线110的天线的增益(gain)进行调节的波束成型操作。
上述波束形成器140不使用固定波束模式执行波束成型操作，而是参照按各时隙存储在存储部130中的波束模式，将在各时隙与各移动终端的角度对应生成的波束模式执行波束成型操作。
上述波束形成器140根据按各时隙生成的用于除去相应移动终端的基于多重路径的收信信号的波束模式执行波束成型操作，使根据通过波束模式处理部120的角度推定部121推定出的各移动终端的角度在相应角度的方向提高收信增益特性，而在相应角度以外的方向降低收信增益特性，从而可有效除去基于多重路径的其它收信信号。
图3是本发明一实施例的基站装置中执行波束成型的动作流程图。
参照附图3，本发明的波成成型包括以下步骤步骤S1角度推定部121利用通过构成陈列天线110的各天线接收的移动终端的通信信号按时隙推定各移动终端的角度。
步骤S2当通过上述角度推定部121推定出各移动终端的角度时，波束模式生成部122使用利用通过上述角度推定部121推定出的各移动终端的角度的适应滤波算法，使生成在推定的角度的方向上具有较高的收信增益特性，而在其外的角度的方向上具有较低的收信增益特性的波束模式。
步骤S3当通过上述波束模式生成部122生成在需要接收的方向上具有较高的收信增益特性的波束模式时，波束模式存储处理部123将通过上述波束模式生成部122生成的各波束模式按各移动终端的时隙存储在存储部130中。
步骤S4波束形成器140在按各移动终端时隙执行波束成型操作时，读取与相应时隙对应存储的波束模式并根据相应波束模式对构成陈列天线110的各天线的增益进行控制，从而其针对推定出的移动终端的角度具有较高的收信增益特性，而针对其外的方向具有较低的收信增益特性( )。
图4是本发明一实施例的基站装置中针对任意的移动终端的波束模式示意图。
参照附图4，其图示出基站装置100中设置的波束形成器140在任意的时隙执行的波束成型操作中使用的波束模式。如图所示，波束模式针对以基站装置100为中心推定出的移动终端200角度的方向具有较高的收信增益特性，而针对其外的方向具有较低的收信增益特性。由此，可有效除去移动终端200的基于多重路径的收信信号。
当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种TDMA移动通信网的基站装置其特征在于，包含陈列天线；存储时隙及用于在相应时隙将执行的波束成型的波束模式的存储部；通过所述陈列天线推定各移动终端的角度并生成用于除去与相应移动终端的多重路径对应的收信信号的波束模式，将上述生成的波束模式按不同的时隙存储在所述存储部的波束模式处理部；根据与相应时隙对应存储在所述存储部的波束模式按时隙执行波束成型操作的波束形成器。
2.根据权利要求1所述的TDMA移动通信网的基站装置，其特征在于，所述波束模式处理部中包含利用通过所述陈列天线从各移动终端接收的信号推定各移动终端的角度的角度推定部；根据通过所述角度推定部推定的各移动终端的角度，使用适应滤波算法生成用于除去各移动终端的基于多重路径的收信信号的波束模式的波束模式生成部；将通过所述波束模式生成部生成的各波束模式按各移动终端的时隙存储在所述存储部波束模式存储处理部。
3.根据权利要求2所述的TDMA移动通信网的基站装置，其特征在于所述角度推定部执行利用从各移动终端接收的通信(traffic)信号的角度推定算法并推定相应移动终端的角度。
4.根据权利要求2所述的TDMA移动通信网的基站装置，其特征在于所述波束模式生成部执行适应滤波算法，所述适应滤波算法针对从推定的移动终端的角度方向接收的收信信号具有较高的收信增益特性，而针对从相应移动终端的多重路径接收的收信信号具有较低的收信增益特性。
5.一种波束成型处理方法，作为TDMA移动通信网的基站装置中处理波束成型的方法，其特征在于，包含有如下步骤通过陈列天线推定各移动终端的角度，生成用于除去从相应移动终端接收的基于多重路径的收信信号的波束模式，并将上述生成的波束模式按不同的时隙进行存储的波束模式处理步骤；根据按不同的时隙存储的波束模式按时隙执行波束成型操作的波束成型步骤。
6.根据权利要求5所述的波束成型处理方法，其特征在于，所述波束模式处理步骤中包含利用通过陈列天线从各移动终端接收到的信号推定各移动终端的角度的角度推定步骤；根据所述角度推定步骤中推定出的各移动终端的角度，使用适应滤波算法并生成用于除去从各移动终端接收的基于多重路径的收信信号的波束模式的波束模式生成步骤；将通过所述波束模式生成步骤生成的各波束模式按各移动终端的时隙进行存储的波束模式存储处理步骤。
7.根据权利要求6所述的波束成型处理方法，其特征在于在所述角度推定步骤中，执行利用从各移动终端接收的通信信号的角度推定算法并推定相应移动终端的角度。
8.根据权利要求6所述的波束成型处理方法，其特征在于在所述波束模式生成步骤中执行适应滤波算法，所述适应滤波算法针对从推定的移动终端的角度方向接收的收信信号具有较高的收信增益特性，而针对从相应移动终端的多重路径接收的收信信号具有较低的收信增益特性。
全文摘要
本发明公开了一种波束成型处理方法及TDMA移动通信网的基站装置，该TDMA移动通信网的基站装置，其特征在于，包含陈列天线；存储时隙及用于在相应时隙将执行的波束成型的波束模式的存储部；通过陈列天线推定各移动终端的角度并生成用于除去与相应移动终端的多重路径对应的收信信号的波束模式，将上述生成的波束模式按不同的时隙存储在存储部的波束模式处理部；根据与相应时隙对应存储在存储部的波束模式按时隙执行波束成型操作的波束形成器。根据如上所述的本发明，用于除去GSM等TDMA移动通信网中发生的多重路径信号，将利用陈列天线向所需的方向生成波束，使在移动终端的角度上提高收信信号增益，而针对不需要的多重路径信号将起到衰减效果，使将可有效提高收信信号质量。
文档编号H04J14/08GK1956565SQ20061014009
公开日2007年5月2日 申请日期2006年10月18日 优先权日2005年10月25日
发明者南锺吉 申请人:乐金电子(中国)研究开发中心有限公司