专利名称：电信网中资源的改善的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过将多个信号置于同一信道上使电信网中数据传输资源得到改善。
在电信系统中，移动台与基站收发信机可利用所谓无线接口的信道建立连接。连接中，根据所要发送的信息类型提出对数据信令速率、无差错性和传送延时的要求。
移动通信系统总是要分配一定的频率范围供其使用。频率范围进一步划分为信道，其数据传输资源根据电信系统所提供的业务被优化。为了在所分配的有限频率范围内具有足够的资源供电信系统使用，使用中的信道一定要反复使用。为此，将系统的覆盖区划分为一些小区，这些小区由各基站收发信机的无线覆盖区构成，因此，这种系统通常也称为蜂窝无线系统。
利用无线链路，移动台可使用电信网所提供的业务。
图1示出了已知电信系统的基本结构特征。该网络包括若干个互连的MSC(移动业务交换中心)。移动业务交换中心可建立与其他移动业务交换中心的连接，或者与其他电信网的连接，例如与ISDN(综合业务数字网)的连接，与PSTN(公共交换电话网)、因特网、PDN(分组数据网)、ATM(异步传送方式)的连接，或与GPRS(通用分组无线业务)的连接。若干个基站控制器BSC连接到MSC。基站收发信机BTS连接到每个基站控制器。基站收发信机可以形成与移动台MS的连接。网络管理系统NMS用于收集来自网络的信息并用于改变网络单元的编程。
基站收发信机与移动台之间的空中接口可用多种不同的方法被划分为信道。已知的方法至少有TDM(时分复用)、FDM(频分复用)和CDM(码分复用)。TDM系统中可用的时间带被划分为连续的时隙。一定数量的连续时隙构成周期重复的时帧。信道由时帧中所用的时隙来确定。在FDM系统中，信道由所用频率确定，而在CDM系统中，信道由所用的跳频模式或散列码确定。还可以综合使用上述划分方法。
所要传送的信息在传输信道上以调制方式传送。已知的调制方法包括调幅，其中信息包含在信号幅度中；调频，其中信息包含在信号频率中；和调相，其中信息包含在信号相位中。传输信道会造成含有信息的信号的变化，因此，接收机得到的信号决不是发信机所发送信号的完全复制。除了幅度衰减外，所发送的信号在传输信道中无论频率范围还是时间范围都将变宽。因此，通过某种调制方法得到的包含在信号中的信息也将改变。只要确切知道信道特性，就可以在接收端校正所发送信息中由信道所造成的变化。
网络服务器的最大连接数和这些连接的数据传输资源表示电信网的资源。在现有技术系统中，一个用户信号可以在每个信道上传送。另外，每个信道都有它自己的数据传输容量。在这些情况下，在某一小区的区域内系统的容量或资源直接受该小区中的可用信道数的限制。
移动台用户数急剧增加。同时，要求宽带宽的一些应用如多媒体应用也越来越多。在这种情况下，如果在网络中不进行大量高造价的扩充工程，则不可能用现有技术配置来有效地利用可用频谱。
本发明的目的是，通过改善电信网的资源来减轻上述问题。利用附属权利要求书中的方法和装置可以达到这一目的。
本发明的思想是，在同一小区中以同一信道发送多个信号，而对于接收机，使这些信号具有不同的无线频率特征。因此，可以用同一频带传送大量多路信息。例如通过以不同的方式对信号进行调制或者通过发送来自不同位置的信号，可以得到信号的不同特征，从而不同的信号将经历不同的无线信道。根据不同的特征，可以通过联合检测或干扰消除方法将信号彼此分离。
在从基站收发信机到移动台的下行链路方向上和在从移动台到基站收发信机的上行链路方向上，通常最好采用不同的方法。
根据一种实施方式，在下行链路方向上，通过使所要发送的信号具有不同的相位，可得到不同信号的不同特征。接收信号的移动台由此可根据信号的不同调制区分指定给它们的信号。基站收发信机天线可得到的由相互独立的移动台在上行链路方向上发送的信号的相位差不可能协调。由于信号所经历的信道不同，尽管如此，在基站收发信机处例如可利用通过信号的正交训练段得到的信道特征的估算，将这些信号彼此分离。不过，由于这些信号并不完全正交，因此采用联合检测方法来达到信号质量的很大改善。于是，两个或两个以上用户可以使用同一信道，据此，系统能为多个用户服务。
在本发明的第二种实施方式中，至少数据传输的一方比如基站收发信机在其配置中具有若干付发射天线。因此，可利用不同天线发送的信号所经历的不同无线信道。移动台例如可利用它们通过信号的正交训练段估算出的信号所经受的这些不同信道的特征，将从同一信道中接收到的信号彼此分离。如果所要发送到一个移动台的多个信号由不同的天线所发射，那么，这一移动台的数据传输速率可被提高。如果所要发送到不同移动台的信号发自不同的天线，那么，可增加用户数。不过，由于信道传输函数至少部分重叠，因此最好采用联合检测方法。
在上行链路业务方向上，不同位置的移动台所发送的信号将自动经历不同的无线信道。另外，装有若干付天线的基站收发信机因此也利用基于天线的干扰消除。
下面将参照附图详述本发明，其中图1示出了电信网结构的一个例子；图2示出了下行链路方向上以同一信道发送两个不同信号的配置；
图3示出了两个调相信号的相加；图4示出两个信号的复用和调制；图5A和5B示出了两种复用方法；图6示出接收机的操作；图7示出了上行链路方向上以同一信道发送两个不同信号的配置；图8示出了基站收发信机接收到的和信号的形成；图9示出了一种脉冲串；图10示出了信道校正原理；图11示出了信道传输函数的定义；图12示出了从接收到的和信号中解译出两个信号；图13示出了用两付天线进行的发送；图14示出了四个连续的时分多址TDMA时帧；图15示出了自适应天线的使用情况；和图16示出了自适应天线的基本使用原理。
下面举例说明本发明的优选实施方式。
根据图2中所示的实施方式，在下行链路方向上，通过以不同的方法对信号进行调制例如通过使所要发送到不同移动台的信号具有不同的相位，可得到不同信号的不同特征。信号S1和S2输入到专门进行复用和调制的单元。所得到的将要发送到无线路径信道的调制信号M1(S1)+M2(S2)包括不同调制的信号。信号S1以M1(S1)方式调制，而信号S2以M2(S2)方式调制。移动台MS1和MS2接收由无线信道以K1(M1(S1)+M2(S2))方式和以K2(M1(S1)+M2(S2))方式所变换的信号，其中K1和K2是信号所经历的无线信道的传输函数。移动台利用它们知道的信道特征并利用复用和调制方法解译出发送给它们的信号S1和S2。
复用和调制可用多种不同的方式实现。一种简单的实现方式是使信号具有预定的相位差。图3示出了由两个二进制调相信号得到的要被发送到无线路径的和信号。发送到移动台MS1的信号这样调制信号二进制值1以+45度相角表示，相应地，信号二进制值0以-135度相角表示。发送到移动台MS2的信号这样调制信号二进制值1以+135度相角表示，而值0以-45度相角表示。图中所示的例子中，发送到移动台MS2的信号分量的幅度等于发送到移动台MS1的信号分量的幅度的一半。把以同一信道发送的信号相加，从而在相位图中得到4个可能的信号点，这些信号点叫作星座点。位于72度相角的星座点表示信号S1和信号S2都在状态1的情况。在18度相角，信号S1的值为1而信号S2的值为0。在198度相角，信号S1的值为0而信号S2的值为1。在252度相角，两个信号的值均为0。
图4示出了另一种情况，用于表示在多级调制方法的不同星座点处指定给两个移动台的信号。这些信号先输入到复用器，产生一个复用信号S(MUX)，其速率为信号S1和S2的数据速率的和。S(MUX)输入到多相调制器，比如输入到四相QPSK(四相移相键控)调制器。例如，通过将两个普通二进制调制信号合成为一个二维信号(该信号通过四相调制方法调制得到)，这些信号可以以同一信道来发送。在调制信号中，0度相角相应于S1=S2=1的情况，90度相角相应于S1=1和S2=0的情况，180度相角相应于S1=S2=0的情况，而270度相角相应于S1=0和S2=1的情况，除了上述复用和调制方法外，复用还可以用其他方法进行，其中的两个例子如图5A和5B中所示。在图5A的例子中，脉冲串由信号S1的S2构成，并且在脉冲串的前半部分中发送信号S1的比特，而在后半部分中发送信号S2的比特，它们通过多级调制方法调制。然而，不同的信号由此可能经受完全不同的无线信道干扰。采用图5B中所示的复用方法，可以消除不同的信号所经受的干扰，图中，在一个脉冲串中所要发送的信号S1和S2的数据比特都被划分为10个部分。通过使这些部分一个接一个并且两个连续的部分中总是一个属于信号S1而另一个属于S2的方式，构成所要发送的脉冲串。
图6示出了接收信号的移动台所进行的解调和去复用。接收机进行解调，从而再现所发送的复用信号S(MUX)。再利用去复用器进行去复用，从而得到原始信号S1和S2。移动台从中选出指定给它的信号，例如图中所示的信号S1。信号S2则被拒绝。
两个移动台使用同一上行链路信道的情况如图7中所示。移动台以普通方式对例如以二进制调制方法发送的信号进行调制。于是，移动台MS1发送调制信号M(S1)而移动台MS2发送调制信号M(S2)。这些信号之间有一个随机相位差，这是因为，不可能协调相互独立的移动台所发送的信号的参考相位。不同移动台发送的信号所经历的无线信道不同，因此，基站收发信机检测到在信道中被相加后的信号K1(M(S1))+K2(M(S2))，其中，K1为移动台MS1与基站收发信机的天线之间的无线信道的传输函数，而K2为移动台MS2与基站收发信机的天线之间的无线信道的传输函数。在基站收发信机处，对这些信号进行解调、信号校正和干扰消除。
图8示出了基站收发信机的天线接收到的和信号的构成的一个简化的例子。在基站收发信机的天线处，移动台MS1发送的信号的幅度是移动台MS2发送的信号的幅度的两倍。移动台MS1发送的信号S1的值1在基站收发信机天线处呈现为+45度的相位，而值0呈现为-135度的相位。相应地，在基站收发信机天线处，移动台MS2发送的信号S2的值1呈现为164度的相位，而值0呈现为-16度的相位。和信号中位于75度相角的星座点表示信号S1和信号S2都在状态1的情况。在25度相角，信号S1的值为1而信号S2的值为0。在-155度相角，信号S1的值为0而信号S2的值为1。在-105度相角，两个信号的值均为0。另外，在点S1=1；S2=0和S1=0；S2=1处，和信号的幅度为其他星座点的幅度的1.5倍。
为了简化所要接收的信号的检测，最好将不同信号的幅度例如以10dB的精度调整到基本相等。这将影响到上行链路和下行链路方向上的发射功率的调整。尤其在上行链路方向上，最好将这些仅经历等幅度的无线路径距离衰减的连接置于同一信道上。这样，利用有限动态范围的功率调节算法就可按要求的精度将幅度调整到等值。如果功率调节的动态范围足够大，那么，当将连接置于信道上时不必考虑连接所经受的无线路径衰减。
为了能将信号彼此分离，基站收发信机必须充分了解不同信道对不同信号所造成的变化，即它必须知道信道传输函数。正如这里所用的，信道传输函数主要是指信道的脉冲响应和信号可能的空间特征，即信号的入射方向。在含有多付接收天线的系统中，可通过对不同天线所接收的信号进行相互比较估算出入射方向。
信道的传输函数可事先利用已知的训练段估算出。图9示出了训练段怎样置于数字无线通信中所用的脉冲串中。图中，训练段置于该脉冲串的中部，从而可使构成比特与训练段的平均距离最短。含有所要发送信息的前半个脉冲串位于训练段之前，而含有信息的另半个脉冲串位于训练段之后。此外，在脉冲串的两端，还有检测脉冲串终点所需的尾部以及用以防止连续脉冲串重叠所需的安全时间。在不同的移动台所发送的脉冲串中，在将训练段相互比较时，通过利用这些尽可能正交的训练段，可以相当精确地估算出不同的移动台与基站收发信机的天线之间的信道的传输函数。
为了能将以同一信道发送的信号彼此分离，置于信号中的训练段彼此必须充分正交。为此，网络必须为连接分配这些彼此充分正交的训练段。这就要求例如在现有GSM系统中进行一些小变化，在该系统中，一个小区中必然只用一个训练段。
为了估算信道特征，除了采用基于用训练段的方法外或者不用这种方法，还可以采用其他估算方法如盲信道估算。在盲信道估算中，通过根据接收信号确定统计上最有可能的发射信号，得出信道特征的估算。如果根据接收信号利用所估算的信道特征再现的信号不太可能或者甚至不可能，那么将改变这种信道特征的估算。在开始估算时，为了得到可靠的信道估算，必须对接收信号进行相当长时间的考查，或者在其内容是接收方已知的发射信号中必须包含这种短时间段。由于信道特征中的变化，估算必须不断被更新，这需要相当多的计算功率。事实上，在采用连续传输的系统中，盲信道估算是最好的，而在采用时分(这是本申请中基于利用训练段的例子中所采用的方法)的电信系统中，它却不太适用于信道的估算。
在图8所示的例子中，只示出了不同信号分量之间所形成的随机相位差。除此之外，不同信号分量所经历的不同的多径传播还造成了信道之间的相位差。多径传播是指，在发射与接收点之间信号不仅走最直接的可能的路径，而且接收机还检测到一些经各种障碍物反射的并以不同方式延时的分量。这些不同的延时不仅造成了信号衰落而且还造成了连续发送的信息之间的混乱。在模拟系统中，这被认为是信号的混响。在信息以连续码元发送的数字系统中，沿较短路径传播的信号所传递的码元Sk和沿较长路径传播的信号所传递的前一码元Sk-1在接收信号中将被重叠。这种被称为ISI(码元间干扰)的现象使得在接收端更难以正确解译出所发送的信号。例如在已知的GSM系统中，1比特的持续时间为3.7ms，在这段时间内，光线行进约1100m。由此可见，信号行进路径的长度之间即使相差几百米也足以造成接收信号中两个比特的严重重叠。
利用信道校正器可以校正信号之间ISI干扰的影响，其思想是考查信道对信号所造成的变化，并据此根据接收信号再现原始信号。图10示出了信道校正器的使用情况。在信道上发送信号ψ(f)，通过信道后该信号变成所要接收的信号ψ’(t)。信道校正器得到关于信道造成了信号中何种变化的信息，于是校正器根据它接收到的信号并根据它知道的信道特征再现所发送的信息。由于从不同位置发射到基站收发信机天线的信号经历了不同的无线信道，因此信道校正器将放大所需的信号。
然而，由于同一信道上相加的信号并不完全正交，因此采用联合检测方法使信号质量得到明显的改善。利用其他用户的信号参数来改进一个用户的或若干个独立用户的信号的检测的各种联合检测方法尤其可从CDMA(码分多址)系统中得知。在联合检测过程中来自周围小区的合成信号在某些情况下可以进一步增进这种方法所得到的优点。通常采用这样一种方法从基站收发信机所接收到的信号中去除干扰信号来实现干扰消除，这种方法是以串行或并行处理形式从接收信号中去掉其他信号，因此从未检测的信号来看，减小了噪声电平。无论对宽带或是窄带信号都可以进行干扰消除。干扰消除通常用来减小同一小区内的干扰。除了CDMA系统外，干扰消除也可以应用于其他系统中。例如，一种为TDMA(时分多址)系统设计的干扰消除的方法参见出版物“P.Ranta et.al.‘Co-channel interference cancelling receiver for TDMA MobileSystems’，ICC’97”。
下面来讨论一个例子，该例子中，采用联合检测从基站收发信机接收到的天线信号中解译出两个信号。信号S1和S2所经历的信道的传输函数用标号K1和K2标记。基站收发信机的天线得到已通过信道的发射信号的和信号RR≈K1*S1+K2*S2其中*号表示卷积运算。图11示出了确定信道的传输函数K1和K2的原理。为了确定不同信号所经历的信道的特征，将训练段TP1和TP2置于脉冲串中，对于这些训练段，下式成立TP1*TP1=δ，而TP1*TP2=0。
在训练段期间接收方得到的信号为RTP≈K1*TP1+K2*TP2。
利用已知的训练段，由此式解出信道的传输函数K1和K2RTP*TP1≈K1*TP1*TP1+K2*TP2*TP1=K1，而RTP*TP2≈K1*TP1*TP2+K2*TP2*TP2=K2。
利用这些传输函数，还可确定解卷积的运算符D1和D2，对于这些运算符，下式成立D1*K1*S1≈S1，而D2*K2*S2≈S2。
图12示出了从接收到的和信号中解译出两个信号。在含有接收方事先不知道的用户数据的脉冲串的部分中，要被接收的信号为R≈K1*S1+K2*S2，据此，利用信道校正算子D1和D2得到所要接收的信号的第一估算S1’和S2’S1’=D1*R(D1*K1*S1+D1*K2*S2(S1+D1*K2*S2，和S2’=D2*R(D2*K1*S1+D2*K2*S2(D2*K1*S1+S2。
如果不同信号所经历的信道彼此正交，则D1*K2=D2*K1=0，因此可以直接再现信号S1和S2。然而，情况通常不是这样，而是以同一信道发送的信号S1和S2会在各自的接收方中造成相互干扰。不过，在图中上面所示的支路中，信号分量S1相对于分量S2而言已被增强。同样，在下面的支路中，信号分量S2相对于分量S1而言也已被增强。上下两条支路都被输入到估算器，估算器将消除不同支路中的信号彼此造成的干扰。接收信号S1REC和S2REC是所得到的最终结果。
在实际实现方式中，这些信号通常直接输入到多维信号估算器。为了便于描述接收机的工作情况，在图12所示的例子中，举例说明了信号在输入到估算器之前先被解卷积。
为了实现上述实施方式，基站收发信机必须可以在下行链路方向上发送以预定方式被复用和调制的多个不同的信号。在上行链路方向上，基站收发信机或与它相连的某网络单元必须能估算从不同位置所发射的信号的信道的特征，并且利用这些信道特征解译出基站收发信机以同一信道接收到的多个信号。另外，在信号解译中基站收发信机最好还能利用信号之间的干扰消除。
相应地，移动台必须能接收基站收发信机所发送的信号，解译出复用到一个信道上的多个信号，并根据所解译出的信号选出指定给它的那些部分。
根据本发明的另一种实施方式的实现方式如图13中所示。在这种实施方式中，发射机可用多付天线。这些天线彼此分离，其间距可以是比如无线路径信号的几个波长，例如在GSM1800系统中波长为17cm。当然，天线间距还可以更长，比如几百米或几千米。
在图中所示的例子中，基站收发信机具有两付天线天线A1和A2。基站收发信机可以将它所发送的信息分为两个信号S1和S2。信号S1由天线A1发送，而信号S2由天线A2发送。由于这些天线物理上是分开的，因此不同的天线与移动台MS之间的无线信道是不同的。移动台例如利用置于信号的中训练段来估算无线信道的特征。训练段必须尽可能正交，以便能将它们彼此分离。在分配连接中所要用的训练段时，必须考虑这一点。估算出信道的传输函数后，移动台可以根据所知的不同信道的传输函数和根据信号之间的干扰消除，利用上述方法将经不同天线所发送的信号彼此分离。
根据本发明，可以以多种不同的方式来应用提高的数据传输速率。例如，所要发送的信号S1和S2均可以指定给同一接收方，如某个移动台。另一种可能性是，多个移动台可以解译信号S1和S2并从中选出指定给它们的那部分。当然，各移动台为此必须事先例如通过信令过程商定所要指定给不同移动台的信息如何置于信号中。
应用提高的数据信令速率的第三种可能性如图14中所示，图中示出了四个连续的TDMA(时分多址)时帧。每个TDMA帧中都有四个时隙。时隙2分配给移动台MS1和MSD2使用。在单数TDMA帧的时隙2中，指定给移动台MS1的信息根据本发明以双倍速率发送。在双数TDMA帧的时隙2中，指定给移动台MS2的信息根据本发明同样以双倍速率发送。这样，一个信道能为双倍数量的用户服务，从而使电信网的业务能力提高一倍。
如果移动台装有多付天线，那么在上行链路方向上也可以采用上述多天线发射。因此，在上行链路方向上单个移动台的数据传输资源也可以倍增。或者说，这种实施方式也可以采用所述的若干个不同的移动台在同一小区中以同一信道进行的传输。
装有多付天线的接收机可利用所谓的自适应天线进行干扰消除。这可以应用于例如移动台只有一付天线而基站收发信机具有多付天线的情况。
已知，在基站收发信机中可以采用自适应天线(即能自适应调整方向图的天线)，利用这种天线，可将基站收发信机处的接收定向到一个窄的地理区域。来自自适应定向天线主射束之外的信号与从主射束接收到的信号相比按天线方向图所确定的比例被衰减。当采用自适应天线时，由于接收端较好的天线放大和信号处理，所选定的移动台可以以低于正常功率的发射功率发送它的信号。因此，采用自适应天线大大减小了对邻近小区造成的干扰，同时增大了基站收发信机在天线主射束方向上的覆盖面。定向天线可以是自适应的，方向可变，或者它们也可以是方向固定的。单个移动台所发送的信号可以通过多个天线射束被接收，因此，可以例如将多径传播造成的信号分量合成，要么例如通过以不同的方式将接收信号加权来对不同天线接收到的移动台的信号进行处理，使得，这一信号相比其他接收信号而言可被放大。因此，通过多个方向固定的天线射束接收信号并以适当的方式将由此接收到的信号加权，可以改变自适应天线的方向图。自适应天线的采用因其窄天线射束使得干扰电平减小，此时，不仅来自其他用户的干扰将被减小，而且对其他用户造成的干扰也将被减小。
自适应天线的使用情况如图15所示，图中，具有固定方向图的全向天线为基站收发信机BS提供了小区覆盖区C1，而定向天线提供了小区覆盖区C2-C4。在图15所示的情况下，移动台MS1的信号接收在基站收发信机BS处由小区C2的天线负责，而移动台MS3的信号接收由小区C3的天线负责。移动台MS1的信号还可以例如通过小区C3的天线来接收，同样，移动台MS3的信号可以由小区C2和/或小区C4的天线来接收。为了简化信号的检测，通过不同天线接收到的移动台MS1的信号被合成。同样，所有接收到的来自移动台MS3信号也可以被合成。图中所示的其他移动台MS2和MS4的信号由小区C1的全向天线接收。采用自适应天线的缺点在于，指向所有用户的接收要求在网络中进行很多的处理工作。
图16示出了自适应天线16的基本使用原理。基站收发信机通过多个不同的天线单元A1…A4得到两个移动台MS1和MS2发送的信号S1和S2。尽管每个单独的天线单元接收到的信号x1…x4实际上都是两个独立发射的信号S1和S2的合成，然而不同的天线得到的都是不同的合成。在接收机所知的信号S1和S2的不同训练段期间，可将这些信号分量彼此分离。因此，接收机可以得出在不同天线接收到的信号中信号S1和S2是如何相加的，并且接收机据此可以断定信号的入射方向。利用这一信息，可以根据天线信号得出信号入射方向上定向的天线射束。天线射束的方向本质上增强了来自射束方向的所需信号的强度。
如果移动台与基站收发信机均采用多个天线，那么在每个传输方向上，既可以采用根据本发明的不同信号通过不同天线的传输，又可以采用基于天线的干扰消除。如果在每个传输方向上都用同一频率，据此称该系统是TDD(时分双工)的，那么无线信道在不同的传输方向上是相似的。因此，采用多个天线的进行数据传输的那一方，即移动台或基站收发信机，在确定其发射天线的射束时可以借助它利用接收到的训练段所得到的所需信号的入射方向。对于在下行链路方向上控制基站收发信机所发送的信号的方向而言，这一实施方式尤其有好处。据此，基站收发信机根据所接收到的和信号估算所需信号的入射方向以及这些信号所经历的无线信道的特征。根据这一信息，在下行链路方向上，基站收发信机将所要发送到移动台的信号射向接收这些信号的移动台，从而可以减小对其他连接造成的任何干扰。再者，通过将总信号分成分信号(每个分信号采用不同的训练段)并以不同的天线发送不同的分信号的方式，来发送所要发送到移动台的信号。如果基站收发信机采用例如8付天线，并且将信号S1和S2发送到同一移动台，那么信号S1通过天线1-4发送而信号S2通过天线5-8发送。这些天线群所发送的信号按天线的入射方向被发出，天线的入射方向是根据上行链路方向上接收到的信号所估算出的。
利用根据本发明的方法，主要是可以改善单个小区的数据传输资源。这对小区中出现的业务过热点的服务很有好处。由于在根据本发明的方法的实现方式中，以某个信道发送的总发射功率高于单个连接中所用的发射功率，因此，对其他小区造成的干扰电平会增加。不过通过把根据本发明的方法与小区间所协调的信道分配结合起来，可以使整个电信网的资源得到改善。
应当注意，尽管在上述例子中所采用的调制方法是二进制调制法，但本发明并不局限于此。本发明还可以应用于采用其他调制方法的系统，例如包括4个星座点的QPSK(四相移相键控)，或者包括16个星座点的16-QAM(QAM即正交调幅)。
为了便于说明，在上述例子中，只说明了以同一信道发送的两个信号。不过，应当注意，本发明并不局限于此，根据本发明的方法还可应用于更多信号的情况。据此，在调制中可以采用更多的星座点或是更多的天线。利用根据本发明的方法，数据传输资源在不同的方向上还可以得到不同程度的改善。因此，通过调整分配给不同传输方向所用的频带的不对称性可以达到最优化。将多个信号置于同一信道上不会使接收机的结构有任何实质性的改变，尽管信号数量的增加必定会对接收机的信号处理能力提出更高要求。
权利要求
1．电信网中用于改善数据传输资源的方法，该电信网至少包括移动台、基站收发信机以及它们的天线单元，并且其中数据传输资源被划分为一些信道，移动台与基站收发信机之间可利用这些信道建立连接，其特征在于在同一信道上，第一信号由第一发射机天线发送，而第二信号由第二发射机天线发送，并且在接收时估算不同信号所经历的信道的特征，和利用所估算的信道特征从和信号中检测出以同一信道接收到的信号。
2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一和第二发射机天线在同一基站收发信机中。
3．如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一和第二天线在同一移动台中。
4．如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一和第二发射机天线是两个不同的移动台中的发射机天线。
5．如权利要求4所述的方法，其特征在于，控制移动台的发射功率，以便基站收发信机的天线将认为移动台所发送的信号按要求的精度是等强度的。
6．如权利要求1所述的方法，其特征在于，利用置于信号中的训练段估算不同信号所经历的信道的特征。
7．如权利要求6所述的方法，其特征在于，置于不同信号中的训练段彼此基本正交。
8．如权利要求7所述的方法，其特征在于，系统分配训练段供不同的信号使用。
9．如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用盲信道估算方法估算不同信号所经历的信道的特征。
10．如权利要求1所述的方法，其特征在于，另外在信号解译中还利用信号之间的干扰消除。
11．如权利要求10所述的方法，其特征在于，另外在信号解译中还利用基于自适应天线的干扰消除。
12．如权利要求1所述的方法，其特征在于在从基站收发信机到移动台的下行链路方向上，指定给不同移动台的至少两个信号被复用和调制到同一无线信道上，并且这些移动台利用它们所知道的调制和复用方法解译出指定给它们的信号，和在从移动台到基站收发信机的上行链路方向上，至少两个移动台相互独立地以同一信道发送它们的信号，并且在接收信号时估算来自不同移动台的信号所经历的信道的特征，和利用所估算的无线信道的特征解译出这些信号。
13．如权利要求12所述的方法，其特征在于，在解译下行链路信号时，还采用一种消除信号之间干扰的信号处理方法。
14．如权利要求12所述的方法，其特征在于，在解译上行链路信号时，还采用一种消除信号之间干扰的信号处理方法。
15．如权利要求12所述的方法，其特征在于，在解译下行链路信号和上行链路信号时，均采用消除信号之间干扰的信号处理。
16．在基站收发信机有至少两付天线的系统中，如权利要求1所述的方法，其特征在于在从基站收发信机到移动台的下行链路方向上，第一信号由第一发射机天线发送，而第二信号由第二发射机天线发送，这两个信号均在同一信道发送，移动台估算不同信号所经历的信道的特征，和移动台利用所估算的信号分量的不同信道的特征解译出以同一信道接收到的信号。
17．如权利要求16所述的方法，其特征在于，在从移动台到基站收发信机的上行链路方向上不同的发射机天线以同一信道将至少两个信号发送到同一基站收发信机，在基站收发信机处由多个天线接收这些信号，估算不同信号所经历的无线信道的特征，和利用所估算的信道特征和天线信号解译出这些信号。
18．如权利要求16所述的方法，其特征在于，这些信号相互独立地发自两个不同的移动台。
19．如权利要求16所述的方法，其特征在于移动台具有多付天线，从移动台发送到基站收发信机的信息被分为至少两个信号，和这些信号以不同的天线发送。
20．在采用时分双工的系统中，如权利要求19所述的方法，其特征在于，在基站收发信机处估算上行链路方向上从移动台接收到的信号所经历的无线信道的特征，和利用上行链路方向上所估算的无线信道的特征控制下行链路方向上指定给移动台的信号的发射方向。
21．电信系统中的一种基站收发信机，该电信系统至少包括移动台、基站收发信机以及它们的天线单元，并且其中数据传输资源被划分为一些信道，移动台与基站收发信机之间可利用这些信道建立连接，其特征在于，该基站收发信机适用于以同一信道发送至少两个使信号具有不同信号特征的信号，并在接收信号的处理中估算多个不同发射机天线发送的信号所经历的无线信道的特征，和利用所估算的信号的信道特征解译出以同一信道接收到的信号。
22．如权利要求21所述的基站收发信机，其特征在于，基站收发信机适用于使信号之间具有预定的相位差，该相位差与接收点无关。
23．如权利要求21所述的具有多付天线的基站收发信机，其特征在于，基站收发信机适用于通过不同的天线发送不同的信号。
24．如权利要求21所述的基站收发信机，其特征在于，基站收发信机还适用于消除以同一信道所接收到的信号之间的干扰。
25．电信系统中的基站收发信机，该电信系统至少包括移动台、基站收发信机以及它们的天线单元，并且其中数据传输资源被划分为一些信道，移动台与基站收发信机之间可利用这些信道建立连接，其特征在于，该基站收发信机适用于将所发送的信息分为多个不同的信号，和通过不同的天线以同一信道发送这些不同的信号。
26．如权利要求25所述的基站收发信机，其特征在于，基站收发信机适用于将发送给不同移动台的信息分为不同的信号，并通过不同的天线以同一信道发送这些不同的信号。
27．如权利要求25所述的基站收发信机，其特征在于，基站收发信机适用于将发送给一个移动台的信息分为多个不同的信号，并通过不同的天线以同一信道发送这些不同的信号。
28．如权利要求25所述的基站收发信机，其特征在于，基站收发信机适用于接收以同一频率所发送的多个信号，估算上行链路方向上从移动台接收到的信号所经历的无线信道的特征，和利用上行链路方向上所估算的无线信道的特征控制下行链路方向上指定给移动台的信号的发射方向。
29．电信系统中的一种移动台，该电信系统至少包括移动台、基站收发信机以及它们的天线单元，并且其中数据传输资源被划分为一些信道，移动台与基站收发信机之间可利用这些信道建立连接，其特征在于，该移动台适用于解译出以预定方式复用和调制到一个信道上的多个信号，和根据所解译出的信号选出指定给它的那些部分。
30．电信系统中的移动台，该电信系统至少包括移动台、基站收发信机以及它们的天线单元，并且其中数据传输资源被划分为一些信道，移动台与基站收发信机之间可利用这些信道建立连接，其特征在于，该移动台适用于，在处理从基站收发信机接收到的信号时估算多个不同发射机天线发送的信号所经历的无线信道的特征，和利用估算信号的所估算信道特征解译出以同一信道接收到的信号。
31．如权利要求30所述的移动台，其特征在于，移动台还适用于消除以同一信道所接收到的信号之间的干扰。
32．电信系统中的移动台，该电信系统至少包括移动台、基站收发信机以及它们的天线单元，并且其中数据传输资源被划分为一些信道，移动台与基站收发信机之间可利用这些信道建立连接，并且该移动台具有多付天线，其特征在于，该移动台适用于将发送给基站收发信机的信息分为多个不同的信号，和通过不同的天线发送这些不同的信号。
33．如权利要求32所述的移动台，其特征在于，该移动台还适用于，在处理从基站收发信机接收到的信号时估算多个不同发射机天线发送的信号所经历的无线信道的特征，和在接收机中利用所估算的信号分量的不同信道的特征解译出以同一信道接收到的信号。
34．如权利要求33所述的移动台，其特征在于，移动台还适用于，采用基于天线的自适应定向的干扰消除方法，消除以同一信道所接收到的信号之间的干扰。
全文摘要
本发明的思想是,在同一小区中以同一信道发送多个信号,并使以同一信道接收到的信号具有不同的无线频率特征。例如通过以不同的方式对信号进行调制或者通过发送来自不同位置的信号,可以得到信号的不同特征,从而不同的信号将经历不同的无线信道。由于不同的特征,可以通过联合检测、干扰消除方法将信号彼此分离。在从基站收发信机到移动台的下行链路方向上和在从移动台到基站收发信机的上行链路方向上,通常最好采用不同的方法。
文档编号H04B7/02GK1282467SQ98812323
公开日2001年1月31日 申请日期1998年12月11日 优先权日1997年12月16日
发明者皮卡·兰塔, 朱哈·T·伊利塔罗 申请人:诺基亚网络有限公司