一种具有零控设备的基站 |
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申请号 | CN02287390.2 | 申请日 | 2002-11-01 | 公开(公告)号 | CN2674803Y | 公开(公告)日 | 2005-01-26 |
申请人 | 交互数字技术公司; | 发明人 | N·博卢彻; L·卡扎克维奇; 杨瑞; | ||||
摘要 | 通过在同一扇区或者蜂窝内再使用已经被分配的扩展码或者使用与已用扩展码相关的扩展码的原理,增加了无线系统中扩展码的可用数目,因而通过所述设备和方法增加无线系统的用户数和数据容量。因此本实用新型对每个蜂窝提供的容量改善与基站增加的天线的数目成比例。进行码分配的一种天线零控技术只向需要的用户维持其互相关特性,并从而得到容量改善增益。 | ||||||
权利要求 | 1.一种具有零控设备的基站,其特征在于在一个给定蜂窝或者扇 区内,至少两个远端用户使用一种相同的或者相关的扩展码,当所述 基站向所述至少两个远端用户发射信号时,其中只有一个用户能够从 所述基站接收通信信号,所述基站通过包含多个天线的天线阵列向各 所述远端用户发射信号,该基站包括: |
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说明书全文 | 技术领域本实用新型涉及无线通信领域。特别地,本实用新型涉及增加无 线系统的用户数、数据容量和数据速率。特别地,为了增加所述容量, 本实用新型使用一种在其运行时允许不同的用户同时使用相同的或者 相关的信号的系统。 背景技术传统的码分多址(CDMA)系统的容量、在一个蜂窝小区内同时 支持的用户数、分配给所述用户的数据速率是由作为用户特征的扩展 码、和这些扩展码的互相关特性决定的。如果一个码被指定给一个用 户,那么这个码就不能被其他用户同时使用。即使具有多个传输天线 的系统也遵循这个原则,其中所述多个天线产生的波束调向(波束成 形)是一种减少干扰的手段。尽管目前的波束调向技术可以提高一定 的容量,但是所述结果(在容量提高方面)是非常有限的,因为不能 完全消除在覆盖范围内的某个特定位置上的干扰。另外,从实现的角 度来看,这样一个多天线系统是非常复杂的。 实用新型内容 根据本实用新型的原理,在同一个扇区和/或蜂窝小区内,允许再 次使用已经被分配的扩频码或者使用可能与那些已用的扩频码相关的 扩频码。因而本实用新型对每个蜂窝提供的容量改善与增加的基站天 线的数目成比例。为了分配码字本实用新型使用了一种天线零控技术, 只对需要的用户维持其互相关特性,以此改善了容量。 附图说明 说明书和附图具体描述了本实用新型,其中相同的部件以相同的 数字加以编号,而且: 图1是一种实现本实用新型原理的处理单元的示意图; 图2是根据本实用新型的一种数学范例计算出的一个三维复合信 道功率分布曲线图; 图3是根据本实用新型的一种数学范例计算出的一个三维复合信 道功率分布曲线图。 具体实施方式本实用新型使用一种简单的天线零控(null steering)技术,在所 希望的接收机上抑制不需要的干扰信号的功率,所述信号可能使用了 相同或者相关的扩展码。因为所述扩展码可以被同时重复使用,整个 系统的容量因而增加了。实施的简单和容易是零控方法的一个优点。 然而由于容易实施,零控技术可以作为波束调向技术的互补方法来进 一步改善系统容量。 上述原理可以利用不同的扩展码、用户、和天线。然而,本实用 新型描述了N个用户同时使用相同的或相关的扩展码、使用N+1个 天线的情况。一个基站BS的N+1个天线利用信道信息,例如空间信 息,在除了指定用户位置以外的所有其他使用相同的或者相关的扩展 码的用户位置上生成零符号。所述原理被下述的N=2的情况说明,在 此N=用户数。 考虑两个用户的情况。所述系统表示于图1中,在此hiA和hiB分别 表示从天线i到用户A和B的信道脉冲响应,其中i=1,2,3。dA和dB 分别表示发射到用户A和B的数据。注意数据dA和dB在基站发射前被 相同的或者相关的扩展码{cA(k),k=1,2,...}和{cB(k),k=1,2,...}所扩展。我们 的目标就是向用户A发射信息而不会对用户B产生任何干扰,而且同 时向用户B发射信息但不会对用户A产生任何干扰。所述目标是这样 实现的:通过改变从基站到用户A的复合信道脉冲响应在用户B的位 置处生成零符号;通过改变从基站到用户B的复合信道脉冲响应在用 户A的位置处生成零符号。在此所述的复合信道脉冲响应定义为从所 述基站扩展器的输出到用户接收机单元的天线之间的传输函数。 为了在用户B处生成零符号,我们将选择复数加权系数w1A、w2A、 和w3A,使得从基站到用户A的复合信道增益达到最大化,并且从基站 到用户B的复合信道增益为0。在数学上,这是一个约束条件下的优 化问题,可以表示如下: 在 条件下, ……方程式1 类似地,为了在用户A处生成零符号,我们将选择复数加权系数 w1B、w2B、和w3B,使得从基站到用户B的复合信道增益达到最大化, 并且从基站到用户A的复合信道增益为0。在数学上,这也是一个约 束条件下的优化问题,可以表示如下: 在 条件下, ……方程式2 上述的优化问题可以很容易地被解决。在下面的一个例子中,我 们演示了如何从方程式1中确定w1A、w2A、和w3B。首先从方程式1的 约束条件中,我们按照下式选择w3A: ……方程式3 代入w3A,用户A的复合信道脉冲响应成为: w1Ag1+w2Ag2 ……方程式4 其中, ……方程式5 一般地,g1是一个复数,定义为 i=1,2;其中ai>0,i =1,2。同样定义 i=1,2。 因此从基站到用户A地复合信道脉冲响应增益可表示为: ……方程式6 这清楚地表明为了达到最大可能的增益,应当使: θ2-θ1+φ2-φ1=0 ……方程式7 满足上述等式的一种方法是作如下选择: ……方程式8 例如,定义一个简化的信道模型为: ……方程式9 i=1,2,3而p=A,B,其中Dip是从用户p到天线i的距离,且λ 表示波长,在本例中该波长假设为0.15米。另外,我们假定三个天线 分布在OXY平面的X轴上,两个相邻的天线间距0.75米,而且天线 2放置在OXY平面的原点(O)上。我们假定用户A的位置为(xA,yA) =(-70,20),而用户B的位置为(xB,yB)=(50,50)。则这两个点 附近的复数信道功率分布曲线(用dB表示)分别表示为图2、图3。 这样,通过生成复数w1A、w2A、和w3A,图1所示例子中的需要的用户 A将用最强的功率(见图2)接收通信,而其他用户处的功率将为零(见 图3)。 |