专利名称：Cdma蜂窝无线通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一个使用码分多址(CDMA)操作进行蜂窝移动通信的基站设施，更具体地讲，是涉及一个当初次建立基站时能够自动确定用于标识相关基站的扩展码的基站设施。
在使用CDMA操作的移动通信中，根据一个用于传输的扩展码，把信息信号的频谱扩展到比其固有信息带宽更宽的频带上，从而进行频谱扩展通信。扩展码被分配给用户以实现多址，即码分多址(CDMA)。
并且，在采用CDMA操作的蜂窝移动通信系统中，为各基站分配一个作为其标识码的扩展码，以便移动站通过一个共享控制信道接收使用相应的扩展码从基站发送的信息，从而识别出一个扩展码，而使用该扩展码可以得到最高相关输出并识别出移动站所属的小区。
另外，考虑如何进行编码分配，其中把长编码分配给基站，把短编码分配给各用户，从而通过把长编码与短编码相乘来创建扩展码。有关内容参见“DS-CDMA移动无线系统的信道编码分配”，Umeda等人，1995IEICE会议B-426。
在CDMA蜂窝移动通信系统中，在所有小区中可以重复使用相同的频率。但是在分配被指定给相应基站的扩展码时，需要编码分配保证能够合理地识别出基站。
为此，如
图10所示，当建立一个新基站BS7时，某些未被相邻基站BS1至BS6使用并且可以被基站BS7使用的扩展码被选作候选编码。被基站BS1使用的一个候选编码被设置成扩展码，其中基站BS1和基站BS7不在一起，并且基站BS1的接收场强(field level)在BS7的安装位置上非常地低。
但是，在常规CDMA蜂窝移动通信系统中，系统管理人员设计站点的分配以确定各基站的扩展码。因而，每当建立一个新基站时，需要大量的人力和时间来确定有关基站的扩展码。
在另一方面，“基础微/皮(Micro/Pico)小区系统的自动频率选择和干扰检测算法”，Kakinuma等人，1995IEICE会议B-379公开了根据移动站和基站中的信号电平测量选择被用于小基站的发送频率的算法。并且，根据JP-A-7-222232，其中描述了一个无线信道分配方法，其中根据一个自治分布分配方法，即使因为建立新基站在无线传播装置中造成了改变，呼损概率和出现干扰的机会也不会增高。在该方法中，各无线信道被分配了一个优先等级。即无线信道得到一个加权系数(weight)，根据无线信道过去的可分配或可指定判决结果来改变该系数。具体地，根据相对于当前时间点的可指定判决的过去可指定判决次数来改变加权系数。按着所指定的优先等级的降序来确定无线信道的信道可指定性。在该文章中，描述了一个确定无线信道的可指定性的方法，其中测量有关信道中的接收电平或期望电波与干扰电波的比值，从而在测量值等于或大于一个阈值时分配该信道。但是，扩展码的相关性在CDMA操作中是必要的，并且上述分配确定方法不必产生一个优化状态以接收信号。
因而本发明的一个目标是提供一种CDMA基站设施，其中在建立一个新基站时，可以独立确定该基站使用的扩展码，从而解决现有技术的问题。
为了实现该目标，根据本发明，提供了一种用在通信系统中的CDMA基站设施，其中包含存储可以被系统中的基站使用的所有候选扩展码的存储装置，接收从相邻基站发送的信号的基站信号接收装置，计算来自相邻基站的接收信号和存储在存储装置中的扩展码之间的相关值的相关值计算装置，比较计算出的相关值的比较装置，和根据比较结果选择被基站使用的一种扩展码和/或扩展码相位的扩展码选择装置。
当在一个新位置建立基站时，CDMA基站设施从相邻基站接收信号并独立选择未被外部站点使用的一个扩展码和/或扩展码相位，从而为其本站(ownstation)选定一个扩展码。因而，系统管理员在建立基站时不必设计基站的分配或指定。
通过下面结合附图的详细描述本发明的目标和特性会更加易于理解，其中图1是说明基于本发明的第一实施例中的CDMA基站设施的结构的模块图；图2是第一实施例中的CDMA基站设施计算系统中的相关输出的定时图，在该系统中基站以异步方式进行操作；图3是第一实施例中的CDMA基站设施计算系统中的相关输出的定时图，在该系统中基站以同步方式进行操作；图4是说明基于本发明的第二实施例中的CDMA基站设施的结构的模块图；图5是说明基于本发明的第三实施例中的CDMA基站设施的结构的模块图；图6是第三实施例中的CDMA基站设施计算系统中的相关输出的定时图，在该系统中基站以同步方式进行操作；图7是说明基于本发明的第四实施例中的CDMA基站设施的结构的模块图；图8是说明基于本发明的第五实施例中的CDMA基站设施的结构的模块图；图9是说明基于本发明的第六实施例中的CDMA基站设施的结构的模块图；图10是说明蜂窝移动通信系统中的单元布局的图例；图11是解释FDD和TDD通信的图例；图12是基于本发明的第七实施例中的CDMA基站设施计算相关输出的定时图；图13是第七实施例中的CDMA基站设施设置其本站的相位的定时图。
现在参照附图逐个实施例地描述基于本发明的CDMA基站设施。
在第一实施例的CDMA基站设施中独立确定其本站所使用的扩展码。如图1所示，该设施包含一个接收信号的天线1，一个接收从相邻基站发送的信号的无线接收器2，一个存储可以被系统的基站使用的所有扩展码候选编码的扩展码存储电路5，一个计算从存储电路5读出的扩展码i4和接收信号之间的相关值的相关电路3，一个存储相关电路3计算出的各个相关值的量级的相关值存储电路6，一个相互比较所存储的相关值量级的比较器电路7，和一个根据比较结果选择一个扩展码的扩展码选择电路8。
当建立一个新基站时，以上述方式构成的基站设施通过公共控制信道接收从其相邻基站发送的信号。
接收信号被接收部分2进行下变转换，接着由相关电路3计算出信号和从存储电路5得到的相互不同的扩展码i之间的相关值。电路3得到的相关值被存储在相关值存储电路6中，该相关值对应于扩展码i的码号。比较电路7相互比较所存储的相关值的量级，扩展码选择电路8选择被指定给具有等于或小于预定值的相关值的扩展码的号码并且接着输出该号码。
之后基站把所选择的号码定作其本站的扩展码以便和移动站进行通信。
图2说明了当在系统中建立一个新基站时确定一个扩展码的定时，在该系统中基站以异步方式进行通信并接收来自相邻基站的信号。在该系统中，基站1，2和N分别使用扩展码1，扩展码2和扩展码N。
假定在新基站计算接收信号和扩展码1，2，N和N+1之间的相关值时，分别输出一个相关输出1，一个最大相关输出2，一个小相关输出，和一个为0的相关输出。
新基站根据所有系统可用的扩展码来计算相关值。接着基站在等于扩展码长度的间隔内相互比较所计算出的相关值，并且从中选择对应于具有最小量级的相关值的扩展码N+1，从而把扩展码N+1定为本站的目标扩展码。
图3说明了当在系统中建立一个新基站时确定一个扩展码的定时，在该系统中基站以同步方式进行通信并接收来自相邻基站的信号。在该系统中，由于各基站以同步方式相互通信，所以其中建立的新基站通过在一个间隔(与基站之间的同步差错有关)内比较所计算出的相关值可以确定其扩展码，在该间隔中基站之间的同步受到干扰。
通过这种方式，在不需系统管理员的任何帮助的情况下基站设施可以独立确定其本站所使用的扩展码。
对于第二实施例，将针对在CDMA基站设施中独立设置扩展码的结构和根据设置的扩展码从移动站接收信号的结构来进行描述。
与图1所示的第一实施例类似，象图4所示的独立确定扩展码的系统那样，基站设施包含一个从相邻基站接收信号的无线接收器42，一个存储可以被系统的基站使用的所有扩展码候选编码的扩展码存储电路45，一个计算扩展码i44和接收信号之间的相关值的相关电路43，一个存储相关电路43计算出的各个相关值的量级的相关值存储电路46，一个相互比较所存储的相关值量级的比较器电路47，和一个根据比较结果选择一个扩展码M的扩展码选择电路48。并且，象接收来自移动站的信号的系统那样，该设施包含一个从移动站接收传输信号的无线接收器32，一个计算接收信号和所选择的扩展码M 36之间的相关值的相关电路33，一个解调接收信号的检测电路34，和一个对解调结果进行二元判决，从而把信号解码成接收数据的二元判决电路35。并且，该设施包含一个接收信号的天线41和一个根据切换信号在接收信号的输出目标之间进行切换操作的开关31。
当最初建立时，基站设施控制开关31的切换操作向无线接收器42输出接收信号。当天线41通过共享控制信道接收到从相邻基站发送的信号时，包含无线接收器42，相关电路43，扩展码存储电路45，相关值存储电路46，比较电路47和扩展码选择电路48的系统象结合第一实施例所描述的那样进行接收信号的操作，从而选择具有小相关值量级的，被赋予号码M的扩展码。
在选择扩展码M之后，该设施向开关31发送一个切换信号，从而把接收信号输出到无线接收器32。结果，天线41接收的从移动站发送的传输信号被传递到部分32。无线接收器32对接收信号的频率进行下变转换，接着相关电路33计算出接收信号和扩展码M之间的相关值。检测电路34解调接收信号，而二元判决电路35对接收信号进行二元判决以便把信号解码成接收数据。
如上所述，当接收到从相邻基站发送的信号并且确定出本站使用的扩展码时，基站设施进行开关的切换操作以便快速启动与移动站的通信。
在第三实施例中，配置了一个CDMA/TDD(TDD时分双工)基站设施。如图11所示，在TDD方法中以相同的频率在相互不同的定时点上进行信号发送和接收。
如图5所示，该设施包含一个天线51，一个根据切换信号在开启定时点和关闭定时点之间进行切换操作的开关61，一个从相邻基站和移动站接收传输信号的无线接收器52，一个存储可以被系统的基站使用的所有扩展码候选编码的扩展码存储电路55，一个计算从存储电路55读出的扩展码i54或为本站选择的扩展码M与接收信号之间的相关值的相关电路53，一个存储相关器53计算出的相关值的量级的相关值存储电路56，一个相互比较所存储的相关值量级的比较电路57，一个根据比较结果选择一个扩展码M的扩展码选择电路58，一个解调从移动站接收的信号的检测电路64，和一个对解调结果进行二元判决，从而把信号解码成接收数据的二元判决电路65。
图6说明了基站彼此同步的CDMA/TDD系统中的开关61的切换定时点。一个相邻基站i在其它基站的发送间隔或周期内向移动站发送一个用扩展码i扩展接收信号所得到的信号，并且在其它基站的接收间隔内从移动站接收信号，在其它基站的发送间隔之后有一个保护时间(GT)间隔，其间通过使用扩展码i的解扩展操作对接收信号进行解调。在这种情况下，假定在发送和接收间隔内通过使用扩展码i重复进行两次扩展和解扩展操作。
在相邻基站i+1中，在基本相同的时间使用扩展码i对发送信号进行扩展操作并且对接收信号进行解扩展操作。
新建立的基站(即，本基站)在一个定时切换点1打开和关闭开关61，使得开关61只在其它基站的发送间隔内被打开。因而，天线51接收在其它基站的发送间隔内从相邻基站发送的信号。针对该信号，包含无线接收器52，相关电路53，扩展码存储电路55，相关值存储电路56，比较电路57和扩展码选择电路5 8的一个电路组进行结合第一实施例所描述的操作，从而选择具有小相关值量级的扩展码。
在选择扩展码M之后，新基站向开关61发送一个切换信号以便把开/关定时改变成切换定时2。因而，通过天线51接收在接收间隔内从移动站发送的信号。
无线接收器52对接收信号的频率进行下变转换，接着相关电路54计算出接收信号和所选的扩展码M之间的相关值。检测电路64解调接收信号，而二元判决电路6 5对接收信号进行二元判决以便把信号解码成接收数据。
在上述CDMA/TDD基站设施中，在扩展码被设置到本站并且从移动站接收一个信号时，可以以一种共享方式使用无线接收器和相关电路。这样就简化了基站设施。
对于第四实施例，将针对在CDMA基站设施中使用FDD(频分双工)方法独立设置扩展码的结构和根据设置的扩展码向移动站发送信号的结构来进行描述。如图11所示，在FDD方法中，从基站向移动站发送信号的反向链路的频率F1不同于从移动站向基站发送信号的前向链路的频率F2。
与图1所示的第一实施例类似，象图7所示的独立确定扩展码的系统那样，基站设施包含被虚线括起来的一个无线接收器72，一个扩展码存储电路75，一个相关电路73，一个相关值存储电路76，一个比较器电路77，和一个扩展码选择电路78。并且，象根据所确定的扩展码向移动站发送信号的系统那样，该设施包含一个根据所确定的扩展码M79扩展发送数据的扩展电路68和一个把发送信号上变转换成具有射频F1的信号的无线发送部分67。另外，该设施包含一个发送和接收信号的天线41和一个把发送和接收信号传递到不同的路径的共享单元66。
在基站设施中，进行一个设置操作，使得无线接收器在反向链路上接收具有频率F1的信号。因而，由无线接收器72通过天线71和共享单元66接收从一个相邻基站发送到共享控制信道的信号。包含部分72，扩展码存储电路75，相关电路73，相关值存储电路76，比较电路77和扩展码选择电路78的系统进行结合第一实施例所描述的操作，从而选择具有小相关值量级的，被赋予号码M的扩展码。
在选择扩展码M的设施中，扩展电路68扩展发送数据，接着无线发送部分67把信号频率上变转换成反向链路的频率F1。通过共享单元66和天线7 1发送从部分67输出的信号。
如上所述，在基站设施中，当从相邻基站接收到信号并且确定了被本站使用的扩展码时，可以立即使用该扩展码发送信号。
结合第五实施例，将针对在CDMA基站设施中使用FDD方法独立设置扩展码的结构和根据设置的扩展码向移动站发送信号并且从移动站接收信号的结构来进行描述。
如图8所示，除了图7的第四实施例的结构之外，该设施包含一个在接收信号的输出目的地之间进行切换操作的开关81，一个在前向链路上接收具有频率F2的信号的无线接收器82，一个计算所选择的扩展码M79与接收信号之间的相关值的相关电路83，一个解调接收信号的检测电路84，和一个对解调结果进行二元判决，从而把信号解码成接收数据的二元判决电路85。
在初始的建立阶段，基站设施控制开关81进行切换操作，使得接收信号被输出到无线接收器72。
通过天线71，共享单元66和开关81把从相邻基站发送到反向链路的信号输入到无线接收器72，接着无线接收器72下变转换接收信号的频率。包含相关电路73，扩展码存储电路75，相关值存储电路76，比较电路77和扩展码选择电路78的一个电路组象结合第一实施例所描述那样进行一个针对接收信号的操作，从而选择具有小相关值量级并且被赋予号码M的扩展码。
在选择扩展码M时，该设施向开关81发送一个切换信号，从而把接收信号输出到无线接收部分82。
扩展电路68根据扩展码M79扩展发送到移动站的数据，以便无线发送部分67把发送信号上变转换成具有反向链路的频率F1的信号。接着通过共享单元66和天线71发送信号。
另一方面，通过天线71，共享单元66和开关81把从移动站发送到前向链路的信号输入到接收部分82，接着把接收信号下变转换成具有频率F2的信号。相关电路83计算出接收信号和扩展码M之间的相关值。检测电路84解调接收信号，而二元判决电路85对解调结果进行二元判决，从而把信号解码成接收数据。
如上所述，当从相邻基站接收到信号并且确定了被本站使用的扩展码时，基站设施控制开关进行切换操作以便开始与移动站之间的信号发送和接收。
结合第六实施例，将针对在CDMA基站设施中使用TDD方法独立设置扩展码的结构和根据设置的扩展码向移动站发送信号并且从移动站接收信号的结构来进行描述。
如图9所示，该设施包含一个在定时发送点和定时接收点之间进行切换操作的开关88，一个把接收信号的频率下变转换成频率F3的无线接收器72，一个存储可以被系统的基站使用的所有扩展码候选编码的扩展码存储电路75，一个计算从存储电路75读出的扩展码i74或一个为本站选择的扩展码M和接收信号之间的相关值的相关电路83，一个存储电路73计算出的相关值的量级的相关值存储电路76，一个相互比较所存储的相关值量级的比较电路77，一个根据比较结果选择一个扩展码M的扩展码选择电路78，一个解调接收信号的检测电路84，一个对解调结果进行二元判决，从而把信号解码成接收数据的二元判决电路85，一个根据扩展码M 79扩展发送数据的扩展电路68，和一个把发送信号上变转换成具有频率F3的信号的无线发送部分67。
在初始的建立阶段，基站设施控制开关81进行切换操作以便在一个反向链路发送间隔中接收信号。因而，通过天线71接收从相邻基站发送的信号并输入到无线接收电路72。电路72把接收信号的频率下变转换成频率F3。包含相关电路73，扩展码存储电路75，相关值存储电路76，比较电路77和扩展码选择电路78的一个电路组象结合第一实施例所描述那样进行一个针对接收信号的操作，从而选择具有小相关值量级并且被赋予号码M的扩展码。
在选择扩展码M时，该设施向开关86发送一个切换信号以进行定时点的切换操作，使得在前向链路的发送间隔内接收信号并且在反向链路的发送间隔内发送信号。
扩展电路68根据所选择的扩展码M79扩展发送数据，以便无线发送部分67把发送信号上变转换成具有反向链路的频率F3的信号，接着在反向链路的发送间隔内通过开关86和天线71发送信号。
另一方面，通过天线71和开关86把在前向链路的发送间隔内从移动站发送的信号输入到接收部分72，接收部分72接着下变转换接收信号的频率。相关电路73计算出接收信号和所选择的扩展码M之间的相关值。检测电路84解调接收信号，而二元判决电路85对解调结果进行二元判决，从而把信号解码成接收数据。
如上所述，在以TDD方法进行操作的当基站设施中，当设置了本站的扩展码并且与移动站传输了信号时，可以以共享方式使用无线接收器和相关电路。因而可以简化该设施。
对于第七实施例，将针对各基站分别使用具有不同相位的共享扩展码的系统中的基站进行描述。
在其间建立了同步的情况下，该系统的各基站发送和接收信号。并且，当发送和接收信号时，以不同的相位使用标识各站点的扩展码。根据相位差来区分各基站。
基站设施具有类似于第一至第六实施例中所描述的那些基站设施，即根据扩展码的种类来区分各基站的系统的基站设施的结构。但是，在各实施例中，扩展码存储电路只存储系统的基站以共享方式使用的扩展码，相关值存储电路存储相关电路计算出的相关值和扩展码的相位之间的关系，而扩展码选择电路选择本站使用的扩展码的相位。
图12说明了系统的基站设施根据来自相邻基站的发送信号计算出相关输出的操作的定时图。
在包含基站1，基站2和基站N的相邻基站根据具有不同相位的共享扩展码1发送信号的情况下，当一个新基站接收到信号时，分别计算出涉及基站1，基站2和基站N的相关输出1，2和N。因而，在新基站的相关值存储电路中存储所有这些相关输出。新基站的扩展码选择电路选择一个相关输出在相关值计算间隔内为0的相位，使得本站使用具有该相位的扩展码。
图13说明了在CDMA/TDD系统的相互之间建立了同步的各个基站使用包含扩展码A的长编码(LC)发送和接收信号的情况下的定时图，其中各站点使用相互不同的相位。
这里假定基站i和i+1使用扩展码A，其间具有一个LC相位差1，而基站i和M使用扩展码A，其间具有一个LC相位差2。
其间建立了同步的基站i，i+1和M在基本相同的时间在其它基站的发送间隔内发送信号，并且在基本相同的时间在其它基站的接收间隔内接收信号。在信号发送和接收过程中，长编码A和短编码B之间的乘积被用作扩展码。
新基站(本基站)结合在基站i中使用的扩展码a计算出相关输出i，并且结合在基站i+1中使用的扩展码a计算出相关输出i+1。但是，由于基站M与本站不在一起，假定对应于在基站M中使用的扩展码A的相关输出为0。
根据计算结果，新基站把相对于基站i的相位差2设置成本站的相位差，针对基站i的相关输出为0。利用涉及具有相位差的扩展码A的长编码，基站在接收间隔内从移动站接收信号，并且在发送间隔内向移动站发送信号。
如上所述，在各基站采用一个具有不同相位的共享扩展码的系统中，基站设施可以独立确定用于标识本站的扩展码相位。
通过前面的描述可以发现，本发明的CDMA基站设施在其新建立的位置上可以确定由本站使用的扩展码或扩展码相位。因而可以最小化设计建立新基站所需的人力。从而使增加新基站变得容易。
虽然针对具体的图示实施例描述了本发明，但不受那些实施例的约束，并且只受所附权利要求书的约束。本领域的技术人员可以理解在不偏离本发明的范围和精神的前提下能够改变或改进实施例。
权利要求
1.一个用于蜂窝无线系统的CDMA(码分多址)基站设施，在该系统中可以通过在相应一个基站中使用的一个扩展码来标识各基站，上述CDMA基站设施的特征在于存储可以被系统的基站使用的所有扩展码候选编码的存储装置；接收从相邻基站发送的信号的基站信号接收装置；计算存储装置中存储扩展码和从相邻基站接收的信号之间的相关值的相关值计算装置；相互比较所计算的相关值的比较装置；根据比较结果选择在基站中使用扩展码的模式的扩展码选择装置。
2.如权利要求1所述的CDMA基站设施，其特征在于可以通过一种在相应的一个基站中使用的扩展码来分别标识各个基站；扩展码选择装置根据比较结果选择一种被有关基站使用的扩展码。
3.如权利要求1所述的CDMA基站设施，其特征在于可以通过使用各基站共用但在各基站上相位各不相同的一个扩展码来标识各个基站；扩展码选择装置根据比较结果选择一种被有关基站使用的扩展码的相位。
4.如权利要求1，2或3所述的CDMA基站设施，其特征在于基站彼此同步。
5.如权利要求2所述的CDMA基站设施，其特征在于根据扩展码选择装置选择的扩展码扩展发送信号的扩展装置；发送扩展发送编码的发送装置。
6.如权利要求3所述的CDMA基站设施，其特征在于根据扩展码选择装置选择的相位扩展发送信号的扩展装置；发送扩展发送编码的发送装置。
7.如权利要求2，4或5所述的CDMA基站设施，其特征在于从移动站接收信号的移动站信号接收装置；计算从移动站接收的信号和扩展码选择装置选择的扩展码之间的相关值的相关值计算装置；根据计算出的相关值解调接收数据的解调装置。
8.如权利要求3，4或6所述的CDMA基站设施，其特征在于从移动站接收信号的移动站信号接收装置；计算从移动站接收的信号和扩展码选择装置选择的相位之间的相关值的相关值计算装置；根据计算出的相关值解调接收数据的解调装置。
9.如权利要求7或8所述的CDMA基站设施，其特征在于在基站信号接收装置和移动站信号接收装置之间切换接收信号的输出目的地的开关装置。
10.如权利要求7或8所述的CDMA基站设施，其特征在于基站信号接收装置也被用作移动站信号接收装置；计算从相邻基站接收的信号和扩展码之间的相关值的相关值计算装置也被用作计算从相邻基站接收的信号和扩展码之间的相关值的相关值计算装置；并且该设施还包含在反向链路的发送间隔和上行链路的发送间隔之间切换接收定时的开关装置。
11.如权利要求7，8，9或10所述的CDMA基站设施，其特征在于使用TDD(时分双工)方法与移动站进行通信。
12.如权利要求7，8，9或10所述的CDMA基站设施，其特征在于使用FDD(频分双工)方法与移动站进行通信。
全文摘要
在新建立基站时能够自动确定被本站使用的扩展码的一个无线通信系统中,CDMA基站设施包含存储可以被系统的基站使用的所有扩展码候选编码的存储装置,接收从相邻基站发送的信号的基站信号接收装置,计算存储装置中存储扩展码和从相邻基站接收的信号之间的相关值的相关值计算装置,相互比较所计算的相关值的比较装置,和根据比较结果选择被本站使用的一种扩展码和/或扩展码相位的扩展码选择装置。新建立的基站能自动设置本站的扩展码。
文档编号H04J13/00GK1192110SQ9712599
公开日1998年9月2日 申请日期1997年12月26日 优先权日1996年12月26日
发明者宫和行 申请人:松下电器产业株式会社