专利名称：具有改进的天线布置的移动通信系统的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一种使用例如TDMA(时分多址)或FDMA(频分多址)技术的移动通信系统，尤其涉及蜂窝无线电话通信系统内使用的改进的天线布置，该系统被设计成减小共用信道干扰以缩短分配有相同频率的无线电区或网孔之间的距离，改善频谱利用率。
在传统的蜂窝无线电话通信系统中，在基站设置一个全向天线或几个定向天线，来限定一个圆形无线电区或网孔。在TDMA或FDMA系统中，传输频率相同的多个无线电信号将引起共用信道干扰，导致数据传输故障。
图21示出了传统区域布局的一个例子。每个六边形网孔的中心设置有基站。标在每个网孔上的号码表示频率。号码相同的区分配相同的频率。在这种频率复用图形中，是通过增加分配有相同频率的网孔之间的距离来减小共用信道干扰的。然而，这降低了频谱利用率，从而导致难以提高电话用户的容量。
为了避免上述问题，日本专利二次公开号3-37336讲授了一种利用图22所示的扇形布局的蜂窝无线通信系统。
围绕基站7，把网孔分成6个扇区。在基站上设置六个定向天线，每个天线覆盖区网孔的扇形部分。通过向定向相反的两个天线分配同一频率组来提高频率复用，但没有降低DU(希望的信号/不希望的信号)比。例如把同一频率组F1分配给扇区1和4。把同一频率组F2分配给扇区2和5。把同一频率组F3分配给扇区3和6。这种频率复用会引起例如受到使用相同频率信道、与扇区1径向相对的扇区4的无线电信号的共用信道干扰。然而，扇区1向扇区4辐射的无线电信号的电平被前后(F/B)比(即正向发射的信号强度对反向发射的信号强度比)减小了。典型天线的F/B为25dB或更大。
然而，上述天线设置在网孔中央的已有通信系统在改善频谱利用率上遇到了困难，其原因如下上行链路信号位于网孔边缘上的移动站比位于该网孔边缘内的另一移动站更接近相邻网孔其传输功率最大。靠近相邻网孔会引起干扰最大。因此，必须考虑移动站位于网孔边缘上的情况来设计电路。
下行链路信号位于网孔边缘上的移动站离基站最远，所希望的频率的电平最低。另外，移动站遭受到另一网孔辐射的无线电信号的干扰最大。同样，这需要考虑移动站位于网孔边缘上的情况下来设计电路。
具体地说，不管采用何种网孔布局，只要基站位于网孔中央，上述问题是不可避免的。
因此，本发明的主要目的在于避免已有技术的缺点。
本发明的另一目的在于提供一种改进的天线布置，它能减小共用信道的干扰，从而可以减小分配有相同信道的网孔之间的距离。
根据本发明的一个方面，提供一种移动通信系统，它包含基站和多个连接到基站上的天线。天线设置在网孔周围，其方向特性朝向网孔中央。
在本发明的较佳模式中，每付天线的方向特性定向为覆盖网孔的120°的区域。天线以120°的角度间隔设置。
另一种选择方案是天线的方向特性定向为分别覆盖网孔的120°区域，且以60°的角度间隔设置。
天线的数量可以为三付，其中之一是为中央天线，其方向特性覆盖网孔60°的区域，其它每付天线的方向特性覆盖网孔120°的区域，位于中央天线的两侧。中央天线的方向特性可以覆盖网孔120°的区域。中央天线两侧的每付天线的方向特性可以选择为覆盖网孔60°的区域。
基站具有分集电路，它对天线接收到的无线电信号进行选择分集操作，以提供结果信号。
分集电路还可以对天线接收到的无线电信号进行等增益合并分集操作，以提供结果信号，或者对天线接收到的无线电信号进行最大比率合并分集操作，以提供结果信号。
基站可以具有判决反馈均衡器，从天线接收到的信号中除去包括共用信道干扰的分量。判决反馈均衡器的抽头间隔设置成码元周期的几分之一，使得在天线上信号到达的时间差引起的影响最小。
基站可以具有解码器，进行最大似然序列判断，使得在移动站的天线上信号到达的时间差引起的失真最小。
还设置一个具有判决反馈均衡器的移动站。移动站的判决反馈均衡器的抽头间隔设置成码元周期的几分之一，以使移动站天线的信号到达时间差造成的的影响最小。
移动站可以具有解码器，设计成进行最大似然序列判断，以使移动站天线的信号到达时间差引起的失真最小。
移动站可以具有多付天线和一个分集电路，以对天线接收到的信号进行指定的分集操作。移动站具有判决反馈均衡器和进行最大似然序列判断操作的解码器。
移动站可以具有自适应天线阵列、判决反馈均衡器和进行最大似然序列判断的解码器。
基站可以包括功率监视器和切换控制电路。功率监视器监视天线接收到的信号的功率，以确定移动站在网孔内的位置。切换控制电路根据功率监视器确定的移动站的位置进行切换。
站还可以选择地包括信道判断电路和分集电路。信道判断电路通过调节上行链路信号的频率和下行链路信号频相互一致来判断信道的状态，分集电路把对被判断信道状态相反的特性加到传输信号上。
从下面给出的对本发明的较佳实施例的详细描述和附图可以更全面地理解本发明，然而，这些并不是把本发明限于具体的实施例，而仅是用于解释和理解。
附图中
图1(a)是示出了根据本发明第一实施例的天线布置限定的无线电区域内上行链路信号传输的示意图；图1(b)是示出了根据本发明第一实施例的天线布置限定的无线电区域内下行链路信号传输的示意图；图2是示出了根据本发明第二实施例，限定无线电区的天线布置示意图；图3(a)是示出了根据本发明第二实施例的频率复用图形的示意图；图3(b)是示出了传统频率复用图形的示意图；图4是示出了根据本发明第三实施例的限定无线电区的天线布置示意图；图5是示出了根据本发明第四实施例的限定无线电区的天线布置示意图；图6是示出了根据本发明第五实施例的限定无线电区的天线布置示意图；图7是示出了根据本发明第六实施例的限定无线电区的天线布置示意图；图8是根据本发明第七实施例的基站的电路图9是根据本发明第八实施例的基站的电路图；图10是根据本发明第九实施例的基站的电路图；图11是根据本发明第十实施例的基站的电路图；图12是根据本发明第十一实施例的基站的电路图；图13是根据本发明第十二实施例的基站的电路图；图14是根据本发明第十三实施例的移动站的电路图；图15是根据本发明第十四实施例的移动站的电路图；图16是根据本发明第十五实施例的移动站的电路图；图17是根据本发明第十六实施例的移动站的电路图；图18是根据本发明第十七实施例的移动站的电路图；图19是根据本发明第十八实施例的基站的电路图；图20是根据本发明第十九实施例的基站的电路图；图21是传统4网孔复用图形的示意图；图22是传统频率复用图形的示意图。
现在参照附图，尤其是图1(a)和图1(b)，这些图示出了诸如蜂窝无线电话通信系统的本发明第一实施例的移动通信系统的天线布置。图1(a)示出了上行链路信号传输。图1(b)示出了下行链路信号传输。
在图1(a)中，天线61、62、63、64和65连接到网孔50内的公共基站上。每付天线都是定向天线，其方向特性指向网孔50的中央。天线61至65分别接收移动站71和72输出的上行链路信号66、67、68、69、70和76。相邻的网孔77具有也网孔50相同的天线布置，只是图中简要地示出了天线73接收从移动站71和72发出的干扰波74和75。
在图1(b)中，天线81、82、83、84和85连接到网孔55的公共基站上。每付天线81至85的方向特性指向网55的中央。天线81至85分别向移动站91和92发射下行链路信号86、87、88、89、90和96。相邻的网孔97具有与网孔55相同的天线布置，只是图中简要地示出了天线93向移动站91和92辐射干扰波94和95。
在工作时，当移动站71通过全向天线发射信号时，如图1(a)所示的5付天线61至65接收该信号，然后在基站进行解调。由于移动站位于网孔50中央附近，所以基站基本上以相同的平均电平接收上行链路信号66至70。
当在网孔50的基站中使用选择分集时，则要求移动站71以高功率输出信号，因为天线61至65都远离移动站71。然而，由于移动站71位于网孔50中央附近，远离方向指向移动站71的天线73，且天线73位于比网孔77中的其他天线离移动站71更远的地方，所以减少了天线73处的共用信道干扰。与传统的蜂窝无线通信系统相比，这可以使网孔50和77之间的距离减小。
当网孔50的基站内使用合并分集时，它合并所有天线61至65的功率，因此，这可以降低移动站71的发射功率。
当位于网孔50的边缘或周围附近的移动站72通过全向天线发射信号时，所有天线61至65接收该信号，但，只有最近的天线63接收到的信号的电平最高。具体地说，移动站72能以降低功率来发射信号，而不管基站是否使用选择分集或合并分集。
在传统的蜂窝无线通信系统中，当移动站移动到网孔边缘时，要求它以高功率发射信号，然而，本实施例的天线布置使移动站移动到网孔边缘时，可以减小移动站的发射功率。这就减小了干扰波75。如上所述，方向特性指向移动站72的天线73位于比网孔77中的其它天线离移动站71更远的距离，因而，与传统的蜂窝电信系统相比，可以使网孔50和77之间的距离更短。因此，本实施例大大改善了频谱利用率。
在图1(b)中，移动站91的全向天线接收网孔55内的基站通过天线81至85发射的下行链路信号86至90。由于移动站91靠近网孔55的中央，所以它基本上以相同的平均电平接收下行信号86至90。
移动站91远离所有的天线81至85，所以下行链路信号86至90的电平都是低的，但是把它们在移动站91内合并后就可以提供足够的接收电平。移动站91位于网孔 55的中央，即远离相邻网孔97，所以共用信道干扰减少了。位于网孔55边缘的移动站92接收的最近天线83的下行链路信号96的电平最高。在相邻网孔97内的方向特性指向移动站92的天线93是网孔97内的其它天线中离移动站92最远的天线，所以减小了共用信道干扰。
在传统的蜂窝无线通信系统中，当移动站移动到网孔的边缘时，要求移动站以最高功率发射信号，然而，本实施例的天线布置使得可以在移动站移动到网孔边缘时减小移动站的发射功率。这就减小了严重干扰天线92接收到的下行链路信号96的干扰波95。如上所述，方向特性指向移动站92的天线93位于比网孔97的其它天线离移动站92更远的地方，因而，与传统的蜂窝电信系统相比，可以缩短网孔70与97之间的距离。因此，本实施例大大改善了频谱利用率。
图2示出了根据本发明第二实施例的移动通信系统的天线布置。
天线101、102和103连接到公共基站，并以120°的角度间隔设置在六边形网孔的边缘。天线101至103的方向特性分别覆盖网孔150的120°区域(即子网孔104、105和106)，所以它们可以覆盖网孔150的整个区域。
图3(a)示出了使用图2所示天线布置的频率复用图形。图3(b)示出了传统的频率复用图形。每个网孔内的数字示出了分配给它的频率。例如，有阴影线的网孔使用相同的频率。黑圈表示天线位置。在图3(a)中，三个相邻基站的天线设置在同一位置上。
从这些图中可以看出，图3(a)实施例的系统具有三网孔复用图形，而图3(b)的传统系统具有四网孔复用图形。因此，本实施例的天线布置使它可以缩短可以使用相同频率信道的网孔之间的距离，从而提高了频谱利用率达33％。
图4示出了根据本发明第三实施例的移动通信系统的天线布置。为便于图示，仅示出了一个网孔。
天线201、202、203、204、205和206连接到公共基站上，并以60°的角度间隔设置在六边形网孔250的边缘。天线201至206的方向特性指向网孔250的中央，分别覆盖120°的区域。具体地说，天线201至206覆盖网孔250内的六个扇形区域211至216。
对于这种天线布置，网孔250的中央远离天线201至206中的任何一付天线，而在网孔250的中心累加这六个付天线201至206发射的信号的功率，因而使得在网孔250的中央仍能接收到足够电平的下行链路信号。与网孔250周围相比，所示的天线布置还在网孔250的中央减小了相邻网孔发射的共用信道干扰波，因而，可以使位于网孔250中央的移动站接收功率降低的下行链路信号。
通过利用合并分集合并天线201至206接收到的信号，即使以低功率发射上行链路信号，也可以接收到移动站的上行链路信号。
本实施例的天线布置使位于网孔边缘的移动站以及基站能以比图2所示的第二实施例更低的功率发射信号，因而，改善了接收信号的质量，还可以进一步缩短分配有相同频率的网孔之间的距离。
图5示出了根据本发明第四实施例的移动通信系统的天线布置。为便于图示，仅示出了一个网孔。
天线301、302、303、304、305、306和307连接到公共基站上。天线301至306以60°的角度间隔设置在六边形网孔350的边缘，它们的方向特性指向网孔350的中央，分别覆盖网孔350的120°区域。具体地说，天线301至306覆盖网孔350内的六个扇形区域311至316。天线307为全向天线，设置在网孔350的中央，以覆盖六个扇形区域311至316内的圆形区域317。对于这种天线布置，天线301至307覆盖了大部分网孔350。
本实施例的天线布置使分配相同频率的网孔之间的距离缩短了，并使位于网孔350中央的移动站能以比图4所示的第三实施例更低的功率发射信号，即使基站使用天线开关分集，因而，可以使基站的硬件体积减小。这还可以减小移动站的功耗，所以可以延长待用时间和通话时间。
图6示出了根据本发明第五实施例的移动通信系统的天线布置。为便于图示，仅示出了一个网孔。
天线401、402和403连接到公共基站上，并位于六边形网孔450的三个相邻的顶点上。天线402和403分别覆盖网孔450内的120°区域412和413。天线401布置在天线402和403之间，覆盖经过网孔450中心的60°区域411。
对于这种天线布置，使用了更少的天线，但可以得到与上述实施例相同的效果。
图7示出了根据本发明第六实施例的移动通信系统的天线布置，它是图6的第五实施例的改进。为便于图示，仅示出了一个网孔。
天线501、502和503连接到公共基站上，并位于六边形网孔550的三个相邻的顶点上。天线502和503覆盖网孔550内的60°区域512和513，每个区域从六边形的一侧延伸到网孔550的中央。天线501设置在天线502和503之间，覆盖六边形网孔550两相邻顶点之间的60°区域511。
与上述第五实施例相同，与图2所示的第二实施例相比，本实施例的天线布置使天线501至503中两相邻天线之间的距离缩短了，因而，缩短了连接电缆。此外，与第五实施例相比，这种天线布置还减小了要求的最大发射功率。具体地说，如图6所示，天线401和被天线401覆盖的区域411内的移动站的发射功率都大于该实施例的发射功率。本实施例的天线布置还减小了共用信道干扰。
图8示出了根据本发明第七实施例基站的电路结构。
基站包括信号分离电路604、选择分集电路605、基带电路607和调制/放大电路606。信号分离电路604把输入信号分离成接收到的信号和发射信号，并向选择分集电路605提供接收到的信号，向天线601、602和603提供发射信号。如图中清楚地所示的，该实施例使用了三付天线601至603，但也可以使用如上述第一至第六实施例所讨论的任意天线布置的三付以上天线。
工作时，天线601至603从移动站接收上行链路信号，然后把它们通过信号分离电路604提供给选择分集电路605。选择分集电路605选择天线601至603接收到的电平最大的信号，并把它提供给基带电路607。基带电路607解调输入的信号，并把它作为接收到的数据传送给网络608。
把网络608的下行链路信号输入给调制/放大电路606。调制/放大电路606调制输入信号，把发射信号通过信号分离电路604分别提供给天线601至603。
图9示出了根据本发明第八实施例基站的电路结构。
基站包括信号分离电路704、等增益合并分集电路705、基带电路707和调制/放大器706。信号分离电路704把输入信号分离成接收信号和发射信号，并把接收信号提供给等增益合并分集电路705，把发射信号提供给天线701、702和703。等增益合并分集电路705包括移相器709和加法器710。本实施例也使用三付天线701至703，但它也可以使用三付以上天线，布置成如上述第一至第六实施例所讨论的任一种天线布置。
工作时，天线701至703接收移动站的上行链路信号，然后，把它们通过信号分离电路704提供给等增益合并分集电路705。等增益合并分集电路705通过移相器709调整天线701至702接收到的信号的相位，使它们彼此一致，并把它们通过加法器710相加，以改善信噪(S/N)比。基带电路707解调等增益合并分集电路705的输入，并把它作为接收数据传输给网络708。
把网络708的下行链路信号输入给调制/放大器706，然后，进行调制，产生三路发射信号。把发射信号通过信号分离电路704提供给天线701至703。
图10示出了根据本发明第九实施例基站的电路结构。
基站包括信号分离电路804、最大比率合并分集电路805、基带电路807和调制/放大电路806。信号分离电路804把输入信号分离成接收信号和发射信号，并把接收信号提供给最大比率合并分集电路805，把发射信号提供给天线801、802和803。最大比率合并分集电路805包括移相器809、增益控制器811(即加权电路)以及加法器810。本实施例也使用三付天线801至803，但也可以使用三付以上天线，天线布置可以与上述第一至第六实施例计论的任一种一样。
工作时，天线801至803接收移动站的上行链路信号，然后把它们通过信号分离电路804提供给最大比率合并电路805。最大比率合并分集电路805通过移相器809调整天线801至802接收到的信号的相位，使它们彼此一致，通过增益控制器811分别把它们乘上与接收信号电平成比例的增益，然后，把通过加法器810把它们相加，以改善信噪比。基带电路807解调最大比率合并分集电路805的输入，并把它作为接收数据传输给网络808。
把网络808的下行链路信号输入给调制/放大器806，然后，进行调制，产生三路发射信号。通过信号分离电路804把发射信号从天线801至803向外辐射。
图11示出了根据本发明第十实施例基站的电路结构。
基站包括信号分离电路904、判决反馈均衡器905、鉴相器912、基带电路907和调制/放大电路906。信号分离电路904把输入信号分离成接收信号和发射信号，并把接收信号提供给判决反馈均衡器905，把发射信号提供给天线901、902和903。判决反馈均衡器905包括码元间隔延迟电路909、增益控制器910和加法器911。本实施例也使用三付天线901至903，但也可以使用三付以上天线，天线布置可以与上述第一至第六实施例计论的任一种一样。
工作时，天线901至903接收移动站的上行链路信号，然后把它们通过信号分离电路904提供给判决反馈均衡器905。判决反馈均衡器905从输入信号中除去由于天线901至903之间的距离差引起的将产生码间干扰的分量或者建筑特或高山的无线电信号的衍射或反射产生的延迟波，并把它们通过加法器911输出给鉴相器912。鉴相器912在逻辑上对判决反馈均衡器905的输出进行鉴相，并把它通过基带电路907提供给网络908。
把网络908的下行链路信号通过基带电路907输入给调制/放大器906，然后，通过信号分离电路904把它从天线901至903向外辐射。
图12示出了根据本发明第十一实施例基站的电路结构。
基站包括信号分离电路1004、分数间隔判决反馈均衡器1005、鉴相器1012、基带电路1007和调制/放大电路1006。信号分离电路1004把输入信号分离成接收信号和发射信号，并把接收信号提供给分数间隔判决反馈均衡器1005，把发射信号提供给天线1001、1002和1003。
分数间隔判决反馈均衡器1005包括码元间隔延迟电路1009、增益控制器1010和加法器1011和分数间隔延迟电路1013。本实施例也使用三付天线1001至1003，但也可以使用三付以上天线，天线布置可以与上述第一至第六实施例计论的任一种一样。
工作时，天线1001至1003接收移动站的上行链路信号，然后把它们通过信号分离电路1004提供给分数间隔判决反馈均衡器1005。在分数间隔判决反馈均衡器1005中，分数间隔延迟电路1013对天线1001至1003接收到的信号进行延迟，码元间隔延迟电路1009对鉴相器1012的输出进行延迟。增益控制器1010对分数间隔延迟电路1013和码元间隔延迟电路1009的输出进行加权，然后，由加法器1011进行相加，以消除码间干扰。把加法器1011的输出通过鉴相器1012和基带电路1007提供给网络1008。
如已有技术中所知的一样，分数间隔判决反馈均衡器1005把正向反馈抽头之间的间隔调整成码元周期的几分之一，以消除取样定时的误差或偏移。
把网络1008的下行链路信号通过基带电路1007输入给调制/放大器1006，然后，通过信号分离电路1004把它从天线1001至1003向外辐射。
图13示出了根据本发明第十二实施例基站的电路结构。
基站包括信号分离电路1104、利用MLSE(最大似然序列判断)技术的最大似然解码器1105、基带电路1107和调制/放大电路1106。信号分离电路1104把输入信号分离成接收信号和发射信号，并把接收信号提供给最大似然解码器1105，把发射信号提供给天线1101、1102和1103。最大似然解码器1105包括码元间隔延迟电路1109、增益控制器1110、加法器1111和维特比算法运算电路1112。本实施例也使用三付天线1101至1103，但也可以使用三付以上天线，天线布置可以与上述第一至第六实施例计论的任一种一样。
工作时，天线1101至1103接收移动站的上行链路信号，然后把它们通过信号分离电路1104提供给最大似然解码器1105。最大似然解码器1105通过维特比算法运算电路1112提供候选数据1113，从天线1101至1103接收到的信号中分别减去候选数据1113的复制品，以确定它们之间的差异。如果这些差异小，则确定出候选数据1113正确，把它用作维特比算法运算电路1112的分支量度，以补偿码间干扰，改善接收信号的质量。基带电路1107对维特比算法运算电路1112的输出进行解调，然后把它传输至网络1108。
把网络1108的下行链路信号通过基带电路1107输入给调制/放大器1106，然后，通过信号分离电路1104把它从天线1101至1103向外辐射。
图14示出了根据本发明第十三实施例移动站的电路结构，它可以与上述第一至第十二实施例中的移动通信系统任一系统一起使用。
移动站包括信号分离电路1202、判决反馈均衡器1203、鉴相器1210、基带电路1205和调制/放大电路1204。信号分离电路1202把输入信号分离成接收信号和发射信号，并把接收信号提供给判决反馈均衡器1203，把发射信号提供给天线1201。判决反馈均衡器1203包括码元间隔延迟电路1207、增益控制器1208和加法器1209。
工作时，天线1201接收基站的下行链路信号，然后把它们通过信号分离电路1202提供给判决反馈均衡器1203。在判决反馈均衡器1203中，码元间隔延迟电路1207对接收信号和鉴相器1210的输出进行延迟，由增益控制器1208进行加权，然后由加法器1209进行相加，以除去基站天线之间的距离差引起的码间干扰和/或建筑物或高山上无线电信号的衍射或反射产生的延迟波。鉴相器1210对加法器1209的输出进行鉴相，由基带电路1205解调，然后把它提供给信息源1206。
把信息源1206的上行链路信号通过基带电路1205输入给调制/放大器1204，然后，通过信号分离电路1202把它从天线1201向外辐射。
图15示出了根据本发明第十四实施例移动站的电路结构，它可以与上述第一至第十二实施例中的任一移动通信系统一起使用。
移动站包括信号分离电路1302、分数间隔判决反馈均衡器1303、鉴相器1310、基带电路1305和调制/放大电路1304。信号分离电路1302把输入信号分离成接收信号和发射信号，并把接收信号提供给分数间隔判决反馈均衡器1303，把发射信号提供给天线1301。分数间隔判决反馈均衡器1303包括码元间隔延迟电路1307、增益控制器1308、加法器1309和分数间隔延迟电路1311。
工作时，天线1301接收基站的下行链路信号，然后把它们通过信号分离电路1302提供给分数间隔判决反馈均衡器1303。在分数间隔判决反馈均衡器1303中，分数间隔延迟电路1311对天线1301接收到的信号进行延迟，码元间隔延迟电路1307对鉴相器1310的输出进行延迟。增益控制器1308对分数间隔延迟电路1311和码元间隔延迟电路1307的输出进行加权，然后由加法器1309进行相加，以消除码元间干扰。把加法器1309的输出通过鉴相器1310提供给基带电路1305，然后在其内进行解调，此后，把它提供给信息源1306。
如上述实施例所讨论的一样，分数间隔判决反馈均衡器1303把正向反馈抽头之间的间隔调整成码元周期的几分之一，以消除取样定时的误差或偏移。
把信息源1306的上行链路信号通过基带电路1305输入给调制/放大器1304，然后，在其内进行调制。把调制/放大器1304的输出通过信号分离电路1302提供给天线1301。
图16示出了根据本发明第十五实施例移动站的电路结构，它可以与上述第一至第十二实施例中的移动通信系统任一系统一起使用。
移动站包括信号分离电路1402、利用MLSE(最大似然序列判断)技术的最大似然解码器1403、基带电路1405和调制/放大电路1404。
信号分离电路1402把输入信号分离成接收信号和发射信号，并把接收信号提供给最大似然解码器1403，把发射信号提供给天线1401。最大似然解码器1403包括码元间隔延迟电路1407、增益控制器1408、加法器1409和维特比算法运算电路1410。
工作时，天线1401接收基站的下行链路信号，然后把它们通过信号分离电路1402提供给最大似然解码器1403。最大似然解码器1403通过维特比算法运算电路1410提供候选数据1411，从接收信号中减去候选数据1411的复制品，以确定它们之间的差异。如果该差异小，则确定候选数据1411正确，所以把它用作维特比算法运算电路1410内的分支度量，补偿码间的干扰，改善接收信号的质量。基带电路1405解调维特比算法运算电路1403的输出，然后，把它传输给信息源1406。
把信息源1406的上行链路信号通过基带电路1405输入给调制/放大器1404，然后，通过信号分离电路1402从天线1401向外辐射。
图17示出了根据本发明第十六实施例移动站的电路结构，它可以与上述第一至第十二实施例中的任一移动通信系统一起使用。
移动站包括信号分离电路1502、分集电路1503、基带电路1505、调制/放大电路1504和天线1507和1501。信号分离电路1502把输入信号分离成接收信号和发射信号，并把接收信号提供给分集电路1503，把发射信号提供给天线1501。
工作时，天线1501和1507接收基站的下行链路信号。把天线1507接收的信号直接提供给分集电路1503，而把天线1501接收的信号通过信号分离电路1502提供给分集电路1503。分集电路1503包括如第十三至十五实施例所述的均衡器或最大似然解码器，利用诸如上面已经描述的选择/合并、等增益合并或最大增益合并技术等已知的分集技术对两路接收信号进行处理，把结果信号提供给基带电路1505，进行解调。然后把解调信号提供给信息源1506。
把信息源1506的上行链路信号通过基带电路1505输入给调制/放大器1504，然后，通过信号分离电路1502从天线1501向外辐射。
在该实施例中，利用分集技术对两天线1507和1501接收到的信号进行处理，补偿由于衰落作用引起的接收信号电平的变化造成的无线电接收质量的劣化。
图18示出了根据本发明第十七实施例移动站的电路结构，它可以与上述第一至第十二实施例中的任一移动通信系统一起使用。
移动站包括直接连接自适应阵列定向控制电路1603的自适应天线阵列1607、通过信号分离电路1602连接到自适应阵列定向控制电路1603和调制/放大器1604的天线1601以及连接到信息源1606的基带电路1605。信号分离电路1602把输入信号分离成接收信号和发射信号，并把接收信号提供给自适应阵列定向控制电路1603，把发射信号提供给天线1601。
工作时，自适应天线阵列1607和1601接收基站的下行链路信号。这些天线排列成它们之间具有给定的相关性。把天线1607接收的信号直接提供给自适应阵列定向控制电路1603，而把天线1601接收的信号通过信号分离电路1602提供给自适应阵列定向控制电路1603。自适应阵列定向控制电路1603进行所谓的定向控制，以减小指向不要的波将到达的方向的天线1607和1601中一些天线的天线增益，向基带电路1605提供最佳的结果信号。基带电路1605解调输入信号，并把它提供给信息源1606。
把信息源1606的上行链路信号通过基带电路1605输入给调制/放大器1604，然后，通过信号分离电路1602从天线1601向外辐射。
在该实施例中，使用了自适应阵列定向控制电路1603使共用信道干扰和延迟波的影响最小。自适应阵列定向控制电路1603可以使用如上面第十三至第十五实施例所述的均衡器或最大似然解码器，以进一步改善无线电接收质量。
图19示出了根据本发明第十八实施例基站的电路结构，它使用三付天线1701、1702和1703，但也可以使用三付以上天线，天线布置可以与上述第一至第六实施例讨论的任一种一样。
基站包括信号分离电路1704、功率监视器1709、切换控制电路1710、合并器1705、调制/放大器1706和基带电路1707。信号分离电路1704把输入信号分离成天线1701、1702和1703接收的信号和从调制/放大器1706输入的发射信号，并把接收信号提供给功率监视器1709和合并器1705，把发射信号提供给天线1701至1703。
工作时，天线1701至1703接收移动站的上行链路信号。把这些信号通过信号分离电路1704提供给功率监视器1709和分集电路1705。发如第七至第十二实施例之一所描述的一样，合并器1705对输入信号进行分集操作，以把最佳结果信号提供给基带电路1707。功率监视器1709测量天线1701至1703接收到的信号的电平，利用预定的天线1701至1703之间的地理位置关系确定移动站的位置和方向。切换控制电路1710确定是否应当进行切换。例如，当移动站位于网孔边缘时，切换控制电路1710确定现在正在服务的通信信道应当转换至另一网孔的信道上，还指定一进行通信信道切换的网孔。然后切换控制电路1701通过基带电路1707把包括这种信息的切换控制信号加到包含在发射信号中的控制信号上，并把它发射给移动站。在传统的系统中，确定要切换的通信信道的网孔是通过监视相邻网孔辐射的信号来进行的，然而，本实施例的系统减轻了移动站的负担，因而，可以减小移动站的体积、制造成本和功率要求。
把来自信号源1708的下行链路信号通过基带电路1707输入给调制/放大器1706。调制/放大器1706调制输入信号，并把调制后的信号通过信号分离电路1704提供给天线1701至1703。
图20示出了根据本发明第十九实施例基站的电路结构，它使用三付天线1801、1802和1803，但也可以使用三付以上天线，天线布置可以与上述第一至第六实施例讨论的任一种一样。
基站包括信号分离电路1804、合并器1805、信道判断电路1809、发射分集控制电路1810、调制/放大器1806和基带电路1807。信号分离电路1804把输入信号分离成天线1801、1802和1803接收的信号和要从天线1801至1803发射的信号，并把接收信号提供给合并器1805和信道判断电路1809，把发射信号提供给天线1801、1802和1803。
工作时，天线1801至1803接收移动站的上行链路信号。把这些信号通过信号分离电路1804提供给信道判断电路1809和合并器1805。如第七至第十二实施例之一所描述的一样，合并器1805对信号分离电路1804的输入信号进行分集，以把最佳结果信号提供给基带电路1807。基带电路1807解调输入信号，并把它提供给网络1808。信道判断电路1809判断天线1801至1803接收的信号的线路或信道状态。在以相同频率发射和接收下行链路和上行链路信号的TDD(时分多工)系统中，上行链路和下行链路信道状态是基本相同的。因此，通过把判断出的信道状态的相反特性加到发射信号上可以在移动站内实现没有信号失真的高质量无线电接收。具体地说，发射分集控制电路1810把信道判断电路1809判断出的信道状态的相反特性加到发射信号上，该发射信号是通过调制/放大电路1806调制由网络1808通过基带电路1807输入的下行链路信号取得的，并通过信号分离电路1804提供给天线1801至1803。通常，如果信道失很大，则必须在移动站内安装诸如均衡器等电路，以使信道失真最小，然而，本实施例使基站信道失真最小，从而减轻对移动站的负荷。
尽管为了更好地理解本发明，已经通过较佳实施例进行了描述，但应当理解，本发明可以用各种方式来实施，而不脱离本发明的原理。因此，本发明应当理解为包括对可以实施的且不脱离所附权利要求的本发明原理的所有可能的实施例和改动。
权利要求
1.一种移动通信系统，包含基站；和多个连接到基站的天线，所述天线位于网孔的边缘，其方向特性指向网孔的中央。
2.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，每付天线的方向特性指向覆盖网孔的120°区域，天线以120°角度间隔设置。
3.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，每付天线的方向特性指向覆盖网孔120°区域，天线以60°角度间隔设置。
4.如权利要求3所述的移动通信系统，其特征在于，还包含位于网孔中央的全向天线。
5.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，天线的数量为三付，其中之一为中心天线，其方向特性覆盖网孔60°区域，其它每付天线的方向特性覆盖网孔120°区域，设置在中心天线的两侧。
6.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，天线的数量为三付，其中之一为中心天线，其方向特性覆盖网孔120°区域，其它每付天线的方向特性覆盖网孔60°区域，设置在中心天线的两侧。
7.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，所述基站具有分集电路，对天线接收的无线电信号进行选择分集操作，提供结果信号。
8.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，所述基站具有分集电路，对天线接收的无线电信号进行等增益合并分集操作，提供结果信号。
9.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，所述基站具有分集电路，对天线接收的无线电信号进行最大比率合并分集操作，提供结果信号。
10.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，所述基站具有判决反馈均衡器，从天线接收的信号中除去包括共用信道干扰的分量。
11.如权利要求10所述的移动通信系统，其特征在于，把所述判决反馈均衡器的抽头间隔设置成码元周期的几分之一，使天线上信号到达时间差的影响最小。
12.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，所述基站具有解码器，进行最大似然序列判断，以使天线上信号到达时间差引起的失真最小。
13.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，还包含具有判决反馈均衡器的移动站。
14.如权利要求13所述的移动通信系统，其特征在于，把移动站的所述判决反馈均衡器的抽头间隔设置成码元周期的几分之一，以使移动站上天线的信号到达时间差的影响最小。
15.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，还包含具有解码器的移动站，所述解码器设计成进行最大似然序列判断，使移动站上天线的信号到达时间差引起的失真最小。
16.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，还包含具多付天线和分集电路的移动站，对天线接收到的信号进行给定的分集操作。
17.如权利要求16所述的移动通信系统，其特征在于，所述移动站具有判决反馈均衡器和进行最大似然序列判断操作的解码器。
18.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，还包含具有自适应阵列天线的移动站。
19.如权利要求1 8所述的移动通信系统，其特征在于，所述移动站具有判决反馈均衡器和解码器，进行最大似然序列判断操作。
20.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，所述基站包括功率监视器和切换控制电路，功率监视器监视天线接收到的信号的功率，确定移动站在网孔内的位置，切换控制电路根据所述功率监视器确定的移动站的位置进行切换。
21.如权利要求1所述的移动通信系统，其特征在于，所述基站包括信道判断电路和分集电路，信道判断电路通过调整上行链路信号频率与下行链路信号频率，使它们彼此一致来判断信道状态，分集电路把与判断出的信道状态相反的特性加到发射信号上。
全文摘要
本发明提供一种经改进的蜂窝无线通信系统中使用的天线布置。连接到公共基站上的多付天线位于无线电区或网孔的边缘。每付天线的方向特性指向网孔的中心,覆盖网孔内。这种天线布置使共用信道干扰最小,因而,可以缩短分配相同信道的网孔之间的距离。
文档编号H04B7/005GK1173793SQ9711400
公开日1998年2月18日 申请日期1997年6月28日 优先权日1996年7月2日
发明者上杉充 申请人:松下电器产业株式会社