基站
阅读：750发布：2024-01-08
专利汇可以提供基站专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 涉及基站。根据从无线终端发射的DRC 信号 ，掌握无线终端的接收状态，适当地控制发射天线的定向。备有天线和控制上述天线的定向的控制单元，在与无线终端之间进行通信的基站中，上述天线是具有多个天线元件和改变供给上述天线元件的功率的 相位 的相位器的自适应天线，上述控制单元备有从上述无线终端取得关于上述无线终端的接收状态的信号的接收状态取得部件和根据上述取得的无线终端的接收状态的信号，切换并控制上述天线的定向的定向控制部件。，下面是基站专利的具体信息内容。
1、一种与无线终端之间进行通信的基站，其特征在于，备有：
自适应天线，
从上述无线终端取得关于上述无线终端的接收状态的数据速率控 制DRC信号的接收状态取得部件，所述数据速率控制DRC信号为表示 无线终端接收的来自基站的电波的状态的无线通信线路的品质信息的信 号；和根据上述取得的无线终端的接收状态的数据速率控制DRC信号， 控制上述自适应天线的定向的定向控制部件。
2、权利要求1所述的基站，其特征在于：
直到接受来自上述无线终端的连接要求，将上述自适应天线的定 向设定成无定向，
在接受来自上述无线终端的上述连接要求后，根据关于上述取得 的无线终端的接收状态的数据速率控制DRC信号，控制上述自适应天线 的定向。
技术领域
本发明涉及备有自适应天线装置的无线基站，特别是涉及在用于 CDMA(Code Division Multiple Access(码分多址存取))方式的移动通 信系统(蜂窝系统)的适当的无线基站中的自适应天线中的控制方式。
背景技术
在便携式电话系统等的移动通信系统中，在无线终端与无线基站之间 设定通过电波的通信线路，通过无线，发射接受声音、数据等进行通信。 而且，已经提出了为了使天线具有定向特性用由多个天线元件构成的 自适应阵列天线的无线基站的提案。当根据关于无线基站的自适应天线 的控制的已有技术时，根据CDMA中的路径搜索结果算出Eb/Io，在移 动终端存在的方向中形成天线的定向。
[专利文献]
日本2000年公布的2000-23225号专利公报
[专利文献]
日本2000年公布的2000-23225号专利公报
发明内容
可是，在多个移动通信系统中，因为从无线终端到无线基站的上行信 号的频率与从无线基站到无线终端的下行信号的频率不同，所以上行信 号和下行信号的传输路径(路径)不同。即，给出无线基站接收的电波 的最大接收电平的方向或妨害波最少的方向不限于当无线终端接收来自 无线基站的电波时最佳方向。因此，产生除了发射接收频率相等的TDD 方式的移动通信系统之外的移动通信系统中，即便根据接收上行信号的 结果，在无线基站中控制发射天线的定向，也不能够得到无线基站的最 佳定向的问题。
本发明的目的是提供根据在CDMA系统中从无线终端发射的DRC信 号，掌握无线终端的接收状态，适当地控制发射天线的定向的无线基站。
本申请的第1发明提供了与无线终端之间进行通信的基站，其特征在 于，备有：自适应天线，从上述无线终端取得关于上述无线终端的接 收状态的数据速率控制DRC信号的接收状态取得部件，所述数据速率控 制DRC信号为表示无线终端接收的来自基站的电波的状态的无线通信线 路的品质信息的信号；和根据上述取得的无线终端的接收状态的数据速 率控制DRC信号，控制上述自适应天线的定向的定向控制部件。
本申请的第2发明提供了本申请的第1发明所述的基站，其特征在于： 直到接受来自上述无线终端的连接要求，将上述自适应天线的定向设定 成无定向，在接受来自上述无线终端的上述连接要求后，根据关于上述 取得的无线终端的接收状态的数据速率控制DRC信号，控制上述自适应 天线的定向。
附图说明
图1是表示本发明的实施形态的基站的构成的方框图。
图2是表示本发明的实施形态的基站的构成的方框图。
图3是说明当本发明的实施形态的基站的自适应天线发射时的工作的 图。
图4是说明当本发明的实施形态的基站的自适应天线接收时的工作的 图。
其中：
1——天线阵列(自适应天线)
11——天线元件
2——基站
21——发射接收无线电路单元
211——相位器
212——放大器
213——发射放大单元
214——接收放大单元
215——放大器
216——混合器
22——无线调制解调单元
221——通过频带调制单元
222——通过频带解调单元
23——基带通过频带信号处理单元
本发明的目的是提供根据在CDMA系统中从无线终端发射的DRC信 号，掌握无线终端的接收状态，适当地控制发射天线的定向的无线基站。
本申请的第1发明提供了与无线终端之间进行通信的基站，其特征在 于，备有：自适应天线，从上述无线终端取得关于上述无线终端的接 收状态的数据速率控制DRC信号的接收状态取得部件，所述数据速率控 制DRC信号为表示无线终端接收的来自基站的电波的状态的无线通信线 路的品质信息的信号；和根据上述取得的无线终端的接收状态的数据速 率控制DRC信号，控制上述自适应天线的定向的定向控制部件。
本申请的第2发明提供了本申请的第1发明所述的基站，其特征在于： 直到接受来自上述无线终端的连接要求，将上述自适应天线的定向设定 成无定向，在接受来自上述无线终端的上述连接要求后，根据关于上述 取得的无线终端的接收状态的数据速率控制DRC信号，控制上述自适应 天线的定向。
附图说明
图1是表示本发明的实施形态的基站的构成的方框图。
图2是表示本发明的实施形态的基站的构成的方框图。
图3是说明当本发明的实施形态的基站的自适应天线发射时的工作的 图。
图4是说明当本发明的实施形态的基站的自适应天线接收时的工作的 图。
其中：
1——天线阵列(自适应天线)
11——天线元件
2——基站
21——发射接收无线电路单元
211——相位器
212——放大器
213——发射放大单元
214——接收放大单元
215——放大器
216——混合器
22——无线调制解调单元
221——通过频带调制单元
222——通过频带解调单元
23——基带通过频带信号处理单元
具体实施方式
下面，我们参照附图说明本发明的实施形态。
图1是表示本发明的实施形态的基站的主要构成的方框图。
在基站2中，附加了构成自适应天线的天线阵列。
天线阵列(自适应天线)1具有多个天线元件11，通过各天线元件11 与发射接收无线电路单元21连接，使天线阵列1与基站2连接。
发射接收无线电路单元21由生成从天线阵列1向无线终端发射的电 波(高频信号)的发射单元、放大并频率变换由天线阵列1接收的来自 无线终端的电波(高频信号)等输出到无线调制解调单元22的接收单元 构成。
无线调制解调单元22具有模拟-数字变换器(AD变换器、DA变换器) 和正交调制器，对发射接收无线电路单元21处理的天线信号和基带通过 频带信号处理单元23处理的数字信号进行中继。
基带通过频带信号处理单元23具有DSP(Digital Signal Processor(数 字信号处理机))，由DSP进行编码，解码和经过编码的信号的压缩·伸长、 接收信号的纠错等。
基站2，除此以外，还备有控制单元50(图中未画出)。控制单元50 主要由CPU构成，根据存储在存储器中的数据，控制基站2的各单元。 控制单元50备有接收状态取得部件51和定向控制部件。接收状态取得 部件51是从无线终端取得无线终端的接收状态有关的DRC信号的装置。 另外，定向控制部件52是基于取得的DRC信号切换并控制天线阵列1 的定向的部件。
图2是表示本发明的实施形态的基站的发射接收无线电路单元21及 其周边的详细构成的方框图。
能够改变放大率的放大器和能够改变相位移动量的相位器与各天线元 件11连接，通过改变放大器和相位器的特性，改变天线阵列1的定向。
具体地说，将从通过频带调制单元221输出的高频信号输入到多个并 列地设置的相位器211。相位器211是为了通过控制单元50的控制改变 输入信号的相位而构成的，使输入到相位器211的高频信号变化到对于 每个相位器211都是不同的相位。而且，将具有对每个相位器211不同 的相位的高频信号输入到与相位器211对应地设置的放大器212，放大器 212是为了通过控制单元50的控制改变放大率而构成的，在每个放大器 212中将输入到放大器212的高频信号放大到不同的振幅。而且，将从放 大器212输出的高频信号输入到与放大器212对应地设置的发射放大器 213，放大到发射给无线终端所需的功率。
即，相位器211、放大器212和发射放大器213是与天线元件11对应， 对每个天线元件11设置的，决定供给天线元件11的高频信号的相位和 功率。该相位器211和放大器212受到控制单元50的控制，控制供给天 线元件11的高频信号的相位和功率，控制天线阵列1的定向。
将天线单元11接收的来自无线终端的信号输入到与天线单元11对应 地设置的接收放大单元214，被放大到在基站2内的各单元中的的处理所 需的强度。而且，将经过放大的高频信号输入到与接收放大单元214对 应地设置的放大器215。放大器215是为了通过控制单元50的控制改变 放大率而构成的，在每个放大器215中将输入到放大器215的高频信号 放大到不同的振幅。而且，由混合器216对它们进行合成，输入到通过 频带解调单元222。
此外，也可以成对地设置相位器211和放大器212，个别地控制发射 天线的波束转向和无效转向。又，也可以成对地设置放大器215，个别地 控制接收天线的波束转向和无效转向。
图3是说明本发明的实施形态的基站的自适应天线工作的图，表示对 发射时的定向的控制。
在某个特定方向上发射强的电波的波束转向中，基准方向(配置天线 元件的列方向)与所要方向的角度为θ，供给各天线元件11的高频信号 的延迟(相位差：Delay1)由下式表示。
Delay1＝N×λ＝Lcosθ 即，为了满足该式，控制供给各天线元件11的发射信号的相位差，并使 在θ方向发射的电波变强。
另一方面，在使某个特定方向发射的电波变弱的无效转向中，基准方 向(配置天线元件的列方向)与所要方向的角度为θ，供给各天线元件11 的高频信号的延迟(相位差：Delay1)由下式表示。
Delay1＝(2×N+1)×λ/2＝Lcosθ 即，为了满足上式，能够控制供给各天线元件11的发射信号的相位差， 并使在θ方向发射的电波变弱。
这里，N是表示天线元件11的顺序的号码(整数)，λ是发射波的波 长，L是天线元件11的配置间隔。
图4是本发明的实施形态的基站的自适应天线的控制操作程序图。
首先，控制装置50判断是否存在来自无线终端的连接要求(S101)。 如果没有检测出来自无线终端的连接要求，基站不对发射天线的定向进 行控制，将发射天线的特性设定成无定向，发射来自基站的报知信息(导 频信号)(S109)。另一方面，当检测出来自无线终端的连接要求时，将 发射天线的定向设定在预定的方向(例如，0度方向)，发射报知信息(导 频信号)(S102)。
而且，基站接收作为无线终端接收来自基站的信号的结果的DRC信 号。该DRC信号是表现表示在CDMA2001×EV-DO方式的无线通信系 统中使用的，无线终端接收的来自基站的电波的状态的无线通信线路的 品质信息的信号，用于对每个时隙变更从基站向无线终端发射的数据的 速率，每经过1.66毫秒从无线终端向基站进行发射。因此，在基站中进 行算出预定时间(例如30毫秒间)的DRC信号的平均的DRC平均化处 理，求得来自吸收DRC信号的突发变动的无线终端中的基站的信号的接 收状态(S103)。
而且，通过改变定向，在该定向中发射报知信息(导频信号)(S104)。 例如，当每经过30毫秒使定向改变20度时，在0.54秒内结束全方向中 的搜索。
而且，进行算出预定时间(例如30毫秒间)的DRC信号的平均的DRC 平均化处理，求得无线终端中的接收状态(S105)。
而且，控制装置50判定是全方向(360度)中的报知信息(导频信号) 的发射和DRC信息的取得是否结束(S106)。如果全方向中的DRC信息 的取得还没有结束，则回到步骤S104，进一步改变定向，取得DRC信 息。
另一方面，如果全方向中的DRC信息的取得已经结束，则在取得的 DRC信息中，决定给出最佳接收状态的方向为发射天线的定向(S107)。
而且，监视DRC信息，判定是否不使无线终端的接收状态恶化 (S108)。如果根据DRC信息检测出无线终端的接收状态恶化，则回到 步骤S104，再次改变发射天线的定向，取得DRC信息，决定给出最佳 接收状态的方向。
此外，在以上说明的实施形态中，根据比较取得的DRC信息的结果， 决定给出最佳接收状态的方向，但是也可以在DRC信息上设置阈值，根 据与该阈值比较的结果，将给出良好的DRC信息的方向决定为发射天线 的定向。这样因为根据与预定阈值比较的结果，决定给出良好的DRC信 息的方向，不需要决定最佳的DRC信息，所以能够迅速地决定发射天线 的定向。
以上，通过根据来自无线通信终端的关于接收状态的信号(DRC信号) 控制天线定向，能够与处理能力有关地控制自适应天线的定向。
又，我们用附图说明了本发明的实施形态，但是具体的构成不限于该 实施形态，也包含在不脱离本发明要旨的范围内的设计变更等。
例如，也可以不取得全方向中的DRC信息，而取得在预定方向内的 DRC信息。
如果根据本发明，则因为根据关于来自无线终端的接收状态的信号 (DRC信号)，基站切换并控制自适应天线的定向，所以，在发射接收频 率不同的无线通信系统中，无线终端可以在良好的接收状态中进行通信， 另外，本发明能适用于TDD方式的无线通信系统。
图1是表示本发明的实施形态的基站的主要构成的方框图。
在基站2中，附加了构成自适应天线的天线阵列。
天线阵列(自适应天线)1具有多个天线元件11，通过各天线元件11 与发射接收无线电路单元21连接，使天线阵列1与基站2连接。
发射接收无线电路单元21由生成从天线阵列1向无线终端发射的电 波(高频信号)的发射单元、放大并频率变换由天线阵列1接收的来自 无线终端的电波(高频信号)等输出到无线调制解调单元22的接收单元 构成。
无线调制解调单元22具有模拟-数字变换器(AD变换器、DA变换器) 和正交调制器，对发射接收无线电路单元21处理的天线信号和基带通过 频带信号处理单元23处理的数字信号进行中继。
基带通过频带信号处理单元23具有DSP(Digital Signal Processor(数 字信号处理机))，由DSP进行编码，解码和经过编码的信号的压缩·伸长、 接收信号的纠错等。
基站2，除此以外，还备有控制单元50(图中未画出)。控制单元50 主要由CPU构成，根据存储在存储器中的数据，控制基站2的各单元。 控制单元50备有接收状态取得部件51和定向控制部件。接收状态取得 部件51是从无线终端取得无线终端的接收状态有关的DRC信号的装置。 另外，定向控制部件52是基于取得的DRC信号切换并控制天线阵列1 的定向的部件。
图2是表示本发明的实施形态的基站的发射接收无线电路单元21及 其周边的详细构成的方框图。
能够改变放大率的放大器和能够改变相位移动量的相位器与各天线元 件11连接，通过改变放大器和相位器的特性，改变天线阵列1的定向。
具体地说，将从通过频带调制单元221输出的高频信号输入到多个并 列地设置的相位器211。相位器211是为了通过控制单元50的控制改变 输入信号的相位而构成的，使输入到相位器211的高频信号变化到对于 每个相位器211都是不同的相位。而且，将具有对每个相位器211不同 的相位的高频信号输入到与相位器211对应地设置的放大器212，放大器 212是为了通过控制单元50的控制改变放大率而构成的，在每个放大器 212中将输入到放大器212的高频信号放大到不同的振幅。而且，将从放 大器212输出的高频信号输入到与放大器212对应地设置的发射放大器 213，放大到发射给无线终端所需的功率。
即，相位器211、放大器212和发射放大器213是与天线元件11对应， 对每个天线元件11设置的，决定供给天线元件11的高频信号的相位和 功率。该相位器211和放大器212受到控制单元50的控制，控制供给天 线元件11的高频信号的相位和功率，控制天线阵列1的定向。
将天线单元11接收的来自无线终端的信号输入到与天线单元11对应 地设置的接收放大单元214，被放大到在基站2内的各单元中的的处理所 需的强度。而且，将经过放大的高频信号输入到与接收放大单元214对 应地设置的放大器215。放大器215是为了通过控制单元50的控制改变 放大率而构成的，在每个放大器215中将输入到放大器215的高频信号 放大到不同的振幅。而且，由混合器216对它们进行合成，输入到通过 频带解调单元222。
此外，也可以成对地设置相位器211和放大器212，个别地控制发射 天线的波束转向和无效转向。又，也可以成对地设置放大器215，个别地 控制接收天线的波束转向和无效转向。
图3是说明本发明的实施形态的基站的自适应天线工作的图，表示对 发射时的定向的控制。
在某个特定方向上发射强的电波的波束转向中，基准方向(配置天线 元件的列方向)与所要方向的角度为θ，供给各天线元件11的高频信号 的延迟(相位差：Delay1)由下式表示。
Delay1＝N×λ＝Lcosθ 即，为了满足该式，控制供给各天线元件11的发射信号的相位差，并使 在θ方向发射的电波变强。
另一方面，在使某个特定方向发射的电波变弱的无效转向中，基准方 向(配置天线元件的列方向)与所要方向的角度为θ，供给各天线元件11 的高频信号的延迟(相位差：Delay1)由下式表示。
Delay1＝(2×N+1)×λ/2＝Lcosθ 即，为了满足上式，能够控制供给各天线元件11的发射信号的相位差， 并使在θ方向发射的电波变弱。
这里，N是表示天线元件11的顺序的号码(整数)，λ是发射波的波 长，L是天线元件11的配置间隔。
图4是本发明的实施形态的基站的自适应天线的控制操作程序图。
首先，控制装置50判断是否存在来自无线终端的连接要求(S101)。 如果没有检测出来自无线终端的连接要求，基站不对发射天线的定向进 行控制，将发射天线的特性设定成无定向，发射来自基站的报知信息(导 频信号)(S109)。另一方面，当检测出来自无线终端的连接要求时，将 发射天线的定向设定在预定的方向(例如，0度方向)，发射报知信息(导 频信号)(S102)。
而且，基站接收作为无线终端接收来自基站的信号的结果的DRC信 号。该DRC信号是表现表示在CDMA2001×EV-DO方式的无线通信系 统中使用的，无线终端接收的来自基站的电波的状态的无线通信线路的 品质信息的信号，用于对每个时隙变更从基站向无线终端发射的数据的 速率，每经过1.66毫秒从无线终端向基站进行发射。因此，在基站中进 行算出预定时间(例如30毫秒间)的DRC信号的平均的DRC平均化处 理，求得来自吸收DRC信号的突发变动的无线终端中的基站的信号的接 收状态(S103)。
而且，通过改变定向，在该定向中发射报知信息(导频信号)(S104)。 例如，当每经过30毫秒使定向改变20度时，在0.54秒内结束全方向中 的搜索。
而且，进行算出预定时间(例如30毫秒间)的DRC信号的平均的DRC 平均化处理，求得无线终端中的接收状态(S105)。
而且，控制装置50判定是全方向(360度)中的报知信息(导频信号) 的发射和DRC信息的取得是否结束(S106)。如果全方向中的DRC信息 的取得还没有结束，则回到步骤S104，进一步改变定向，取得DRC信 息。
另一方面，如果全方向中的DRC信息的取得已经结束，则在取得的 DRC信息中，决定给出最佳接收状态的方向为发射天线的定向(S107)。
而且，监视DRC信息，判定是否不使无线终端的接收状态恶化 (S108)。如果根据DRC信息检测出无线终端的接收状态恶化，则回到 步骤S104，再次改变发射天线的定向，取得DRC信息，决定给出最佳 接收状态的方向。
此外，在以上说明的实施形态中，根据比较取得的DRC信息的结果， 决定给出最佳接收状态的方向，但是也可以在DRC信息上设置阈值，根 据与该阈值比较的结果，将给出良好的DRC信息的方向决定为发射天线 的定向。这样因为根据与预定阈值比较的结果，决定给出良好的DRC信 息的方向，不需要决定最佳的DRC信息，所以能够迅速地决定发射天线 的定向。
以上，通过根据来自无线通信终端的关于接收状态的信号(DRC信号) 控制天线定向，能够与处理能力有关地控制自适应天线的定向。
又，我们用附图说明了本发明的实施形态，但是具体的构成不限于该 实施形态，也包含在不脱离本发明要旨的范围内的设计变更等。
例如，也可以不取得全方向中的DRC信息，而取得在预定方向内的 DRC信息。
如果根据本发明，则因为根据关于来自无线终端的接收状态的信号 (DRC信号)，基站切换并控制自适应天线的定向，所以，在发射接收频 率不同的无线通信系统中，无线终端可以在良好的接收状态中进行通信， 另外，本发明能适用于TDD方式的无线通信系统。
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