CN1188964C - 自适应天线指向性控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

自适应天线指向性控制方法及系统，能降低越区转接开始时上、下行链路中干扰，改善通信质量，加速指向性控制。基站的多个天线振子的发送或接收信号在振幅和相位上是变化的，合并的辐射方向图建立指向性。移动台开始软越区转接，获得越区转接前连接的第一基站安装位置和其相对于移动台的上行链路的指向性信息，根据获得的信息将由越区转接连接的第二基站预报移动台离自己的方位，确定与移动台方位对应的上行链路初始指向性控制参数。

Description

自适应天线指向性控制方法及系统

技术领域

本发明涉及应用码分多址联接(CDMA)系统的移动通信系统中的一种自适应天线指向性控制方法及一种系统。更具体说，本发明涉及涉及一种自适应天线指向性控制方法及其系统，在其中多个天线振子各自的发送信号和接收信号的振幅和相位是变化的，以形成对于一个特别的方向的一个合并辐射方向图，并且抵销其他方向的输出信号，形成一种指向性。

背景技术

在无线电通信中，当多个通信终端以相同的或者接近的频率同时地执行通信时，由于相互的干扰，时常引起例如交叉调制等通信干扰杂音。

因此，允许同时的多个通信的多路复用通信系统，比如已知的CDMA系统，频分多址联接(FDMA)和时分多址联接(TDMA)已经被使用。即使在这样的无线电通信中，在一个有限频带内大量的通信还可能引起相互的干扰，并且因此限制了频率的使用效率。另一方面，由于在存在许多反射主体例如建筑物的大都市中对多路复用波传播路径(多路径)不利的影响，也可能引起干扰。

CDMA系统通过分配一正交码将各个通信终端与其他终端区别开，该正交码具有高自动相关性和低交叉相关性。因此，所有的这些终端使用相同的频率进行通信。尤其是在一个移动通信系统中的，比如在数字蜂窝移动电话系统中，传播特性可以根据移动终端的移动突然地变化。在这样的波传播状态中，该码的正交性可能被破坏，由于通信的相互的干扰可能引起通信质量的下降。因此，在CDMA系统中，执行了根据IS-95标准等的，用于保持在各个终端干扰均匀的一种发送功率控制，用于有效地使用有不同的延迟期的多个多路径波的瑞克(RAKE)接收法(多径分离接收)，路径捕获等等。

在这样的CDMA系统的移动通信系统中，为了改善通信质量和改善频率的使用效率，自适应天线的采用已经被引起注意。自适应天线是由有规则地排列的多个天线振子构成的，在接收中，用于对于经各个天线振子的不同振幅和相位的接收信号，通过振幅和相位成分的适当的加权形成一个特殊的滤波器。在发送中类似于接收的情况，通过适当的加权振幅和相位成分，在天线辐射中建立任意的指向性特性(波束图形并有时候简称为指向性)。

结果，在应用CDMA系统的移动通信系统中，通过使用自适应天线以相同的频率通信的多个移动的终端可以被空间地分隔以缩小相互的干扰。因此，频率的使用效率可以被提高。

在应用CDMA系统的蜂窝移动通信系统情况下，与移动终端(有时候称为移动台)的运动关联的，在小区基站(有时候称作基站)之间的切换被执行以建立无线电信道连接。即，所谓的越区转接被执行。在执行越区转接的蜂窝移动通信系统中，特别是CDMA系统的蜂窝移动通信系统中，所有的基站和移动台通过利用相同频率的扩频在各自的上行链路和下行链路进行通信。  因此，在移动台切换基站之前，移动台可以同时地与在越区转接之前连接的基站和将通过越区转接重新连接的基站通信。即，可以执行软越区转接。

在采用上面所述的执行指向性控制的自适应天线中，在CDMA系统的越区转接中，对越区转接之间连接的基站的指向性稳定地建立并且满意地跟随移动台的运动，然而，由于移动台的方向(方向/角度)不能被确定，所以最初不能建立对将被连接的基站的尖锐的指向性(波束图形具有小的半角)。因此，立刻对所有的方向检索以便逐渐地预报该移动台的方向，以便最后为该移动台建立尖锐的指向性。

图15是用于说明当使用传统的自适应天线时，在将经越区转接被连接的基站中上行链路中对该移动台的初始指向性控制的视图。

在图15中，移动台3最初位于只有基站1的发送波的一个小区范围5内(服务区)，并且因此仅仅与基站1建立无线电信道连接。其后，移动台3向基站2移动将位于接近基站2的小区范围6(服务区)。然后，开始软越区转接。

图15示出在移动台3中软越区转接开始之后基站1和基站2各自的上行链路的指向性。作为在越区转接之前连接的基站的基站1的上行链路适当地跟随移动台的移动位置并且因此建立尖锐的指向性(波束图形7)。

与此形成对比，由于移动台的位置不能确定，基站2的上行链路建立初始指向性(区域9)用于检索所有的方向或者只是特别的方向(扇区)。另外，基站2的上行链路的指向性(区域9)是与基站2的小区范围6具有相同的面积。

基站2的上行链路的指向性(区域9)的宽处(在3dB增益带宽的位置)将要增加对接收来自另一移动台4的发送波的相互干扰的可能性，该另一移动台4位于该移动台不存在的方向位置。此外，如上面所述，根据全方向检索的情况，自适应天线指向性控制已经被启动以获取一个重要的期间用于恢复控制的正常状态。

图16是在上面所述的传统的自适应天线指向性控制情况中，管理局、基站和移动台之间一序列的流程图。

图16显示了基于开始从基站1到基站2的移动台3的软越区转接的，包括管理局的一序列情况。移动台正式地通告一个接收的导频信道强度。来自移动台的通知通过基站1被通知到管理局。在管理局中，根据通知内容，作出移动台3是否可以与除了基站1之外的基站越区转接的判断。(在图16中的“H”)。

此时，如果没有将作为越区转接目的基站，那么将不发生任何情况。另一方面，如果有一个基站要越区转接(图15中的基站2)(图16中的“I”，那么管理局命令对于基站2分配用于移动台3(图16中的“J”)的通信信道。根据来自管理局的命令，基站2分配通信信道，并且与其相关地向管理局发送一个应答，表示通道分配完成(图16中的“K”)。

一般说来，在这个阶段，基站2开始通过下行链路通信信道传输，并且能够通过自移动台3起的上行链路接收通信。然而，如上面所述，在这个阶段，对于该预定宽的区域建立了上行链路的指向性。另一方面，接受来自基站2的应答的管理局识别出在基站2和移动台3之间通信准备的完成，命令开始在移动台3和基站2之间的初始软越区转接(图16中“L”)。

接受该命令的移动台3通过自基站2的下行链路开始通信接收。同时，越区转接的完成通过该基站通知到该管理局。此时，在图16的“K”阶段，由于基站2从最初的宽的指向性的状态开始控制并且进行跟踪移动台3，它用了比在图5中“E”到“F”(稍候将讨论)之间时间更长的一个期间以便恢复正常状态控制(图16中的“M”)。换言之，在这个期间中，基站通过上行链路接收来自移动台3的通信，并且继续接收来自所有的方向的传输波以引起相互的干扰。

同样地，甚至在下行链路，在越区转接之前连接的基站可以满意地跟随移动台具有十分稳定的指向性，而通过越区转接将要连接的基站不得不对基于该基站的设立预先确定的整个扇形区域进行发送。

图17是用于说明当使用上述的传统的自适应天线指向性控制时，在经越区转接将被连接的基站的下行链路中的初始指向性控制的视图。

图17显示一个例子，在其中导频通道和通信信道将被以互相不同的指向性控制。另一方面，移动台3的运动和它的位置与图15所示的一样。区域10表示在基站1的某一个扇区(对于移动台3的扇区)中一个导频信道的指向性。另一方面，区域11表示在某一个扇区(对于移动台3的扇区)中一个导频信道的指向性。波束图形12表示对于移动台3的由基站1建立的下行链路的指向性。另一方面，波束图形14表示对于移动台3的由基站2建立的下行链路的初始指向性。

类似于上行链路的情况，建立了越区转接之前连接的基站1的下行链路的指向性以满意地跟随该移动台，并且是迅速建立的。与此对比，由于移动台3的方向是不知道的，所以将通过越区转接连接的基站2的下行链路的指向性是无定向地通过下行链路进行传输(小区范围6)，或者，作为一种替代，根据基站2的导频信道的信息通过识别扇区只是对特别的扇区区域1进行传输，通过管理局并且按照管理局的命令移动台与其建立无线电信道连接。

因此，当基站2通过下行链路对于小区范围6执行发送时，在位于该小区中的除了移动台3之外的所有的移动台中可能引起相互干扰。另一方面，当基站2通过下行链接对扇区区域14执行发送时，在位于该扇区中的除了移动台3之外的所有的移动台中可能引起相互干扰。此外，类似于上行链路的情况，为了恢复控制的正常状态，需要长的周期。应该注意到图16的序列是可适用于下行链路，因此对其的讨论将被省略。另一方面，在给出导频信道和下行链路的指向性是不同的这个情况的讨论的同时，在某一个系统中也能够给出将指向性控制在相同的指向性。

图18是用于说明在使用上述的传统的自适应天线指向性控制时，在经越区转接将被连接的基站的下行链路中初始指向性控制的视图。

在图18中，导频信道的和通信信道的指向性被控制为相同的指向性。波束图形15表示某一个扇区(对于移动台3的扇区)的导频信道和下行链路的指向性，该扇区是由对于移动台3的基站1形成的。波束图形17表示某一个扇区(对于移动台3的扇区)的导频信道和下行链路的指向性，该扇区是由对于移动台3的基站2形成的。

应该注意到，与上述的图17的差别只是基站1和2各自的导频信道和下行链路的指向性是相同的，并且其它的情况也基本上相同。相应地，甚至在图18，也将遇见与图17相关讨论的问题。

如上所述，在已有技术中，在任何移动台中在软越区转接开始的每个时机，可能引起将通过越区转接连接的基站中的在上行链路和下行链路中的干扰。此外，因为新近的移动通信系统，例如蜂窝移动电话系统具有变窄每一基站(形成微小区)的小区范围的趋向，所以对于实质上发生的软越区转接的增加，这个问题变得更重要。换言之，信道容量被减少。

在这种已有技术的越区转接中，对于“指向性受控天线设备”有日本的未审查专利平10-70502。在这个已有技术中，随预报移动台的方向，天线被适当的控制以便有效率的使用频率和发送功率。

另一方面，日本的未审查的专利平9510595，“具有改良的功率效率的相控天线阵蜂窝基站和与其关联的方法”，通过增加功率效率、减少小区范围的大小和在基站中减少通过引起交叉调制的杂散信号的辐射，促进了有源相控阵天线的使用。

在这样的已有技术中，基站的小区范围趋向被缩小，而软越区转接出现的频率将变的更高。因此，在任何有关的移动台中每次出现开始软越区转接时，在将通过越区转接连接的基站中的干扰趋向于在上行链路和下行链路两方频繁产生，降低了在越区转接开始时的通信质量。在此种情况下，也会遇到信道容量降低的问题。因此，即使在上面确定的出版物中公开的已有技术中，仍然留下了可以改进的空间。

发明内容

本发明是针对上面所述的现有技术中的缺点作出的。本发明的一个目的是提供一个自适应天线指向性控制方法和一种系统，它在越区转接开始时减少在上行链路以及/或者下行链路的干扰，以改善越区转接开始时的通信质量，并且可以允许指向性控制的正常状态的快速恢复，导致信道容量的增加。

根据本发明的第一方面，一种自适应天线指向性控制方法，其中一个移动台和将通过上行链路和下行链路与该移动台无线电通信连接的基站是由一个管理局支配的，该基站的多个天线振子的各自发送信号或接收信号在振幅和相位上是变化的并在一个特定的方向合并，以便建立一个合并的辐射方向图指向性，此方法包括：

在移动台中的开始软越区转接的步骤；

获得来自第一基站的安装位置信息和该第一基站相对于该移动台的上行链路指向性信息的步骤，该第一基站是越区转接之前连接的基站；

根据上行链路的指向性信息，由将通过越区转接连接的第二基站预报该移动台离第二基站的方位的步骤；以及

确定与获得的移动台的方位相对应的上行链路的初始指向性控制参数的步骤。

将由第二基站初始设定的上行链路的指向性可以通过确定一个指向性控制参数加以控制，以使上行链路的指向性比一个正常小区或扇形区域更窄。

可以用第一基站的下行链路的指向性信息代替第一基站的上行链路指向性信息，用于由第二基站预报移动台的方位，为下行链路确定初始指向性控制参数。

该第二基站可以为移动台确定各自的导频信道的指向性控制参数和下行链路的初始指向性控制参数。

指向性控制参数可以被确定为以使当第二基站初始传送信号时使用的下行链路的指向性比正常扇形区域窄。

通过经管理局向第二基站通告第一基站的安装位置信息和指向性控制参数，可以在软越区转接开始时在第一基站确定初始指向性控制参数。

移动台相对于第一基站的位置信息可以通过管理局通知给第二基站代替第一基站的安装位置信息，用于在第二基站确定初始指向性控制参数。

第一基站的安装位置信息可以预先从管理局通知到外围基站，代替通知到第二基站。

在第二基站得出移动台的大致方向。

根据本发明的第二方面，一种自适应天线指向性控制系统，其中一个移动台和将通过上行链路和下行链路与该移动台无线电通信连接的基站是由一个管理局支配的，该基站的多个天线振子的各自发送信号或接收信号在振幅和相位上是变化的并在一个特定的方向合并，以便建立一个合并的辐射方向图指向性，此系统包括：

移动台包括用于初始软越区转接的装置；

将通过越区转接连接的第二基站包括一装置，其根据来自越区转接之前连接的第一基站的安装位置信息和第一基站的上行链路的指向性信息预报移动台离第二基站的方位，并且确定上行链路以及/或者下行链路的初始指向性控制参数。

基站可以包括：至少处理与一个管理局对接的一个有线电路接口部分，一个无线电接收部分，一个无线电传送部分和一个基站控制和存储部分，在无线电接收部分下行链路中的以及/或者在无线电发送部分中下行链路中的指向性控制参数是通过控制基站控制和存储部分的处理确定的。

基站控制和存储部分可以设置在无线电接收部分以及/或者无线电发送部分内部或者外部。

通过以下结合本发明优选具体化的附图的详细的描述，对本发明将能更全面的理解，然而，这将不应该被认为是对本发明的限制，而只是为了解释和理解。

附图说明

图1是示出根据本发明的自适应天线指向性控制方法和系统的第一实施例的总体结构的一示意图；

图2是显示图1中基站的内部结构的一个方块图；

图3是示出图1中的发送部分中的基带调制部分的内部结构的一张方块图；

图4是示出图2中的接收部分中的基带解调部分的内部结构的一张方块图；

图5是在示出的实施例中在一个移动台、一个基站和一个管理局之间处理过程的一个顺序图；

图6是示出所示实施例中的图1的一部分的一放大的示意图；

图7是示出根据本发明的自适应天线指向性控制方法和系统的第二

实施例的一示意图；

图8是显示图7中一基站的内部结构的方块图；

图9是显示图8中基带调制部分的内部结构的一个方块图；

图10是一视图，用于说明在所示实施例中下行链路和导频信道的指向性被控制为相同指向性的下行链路的指向性控制；

图11是与第三实施例的操作过程一致的一序列流程；

图12是一个示意图，用于讨论在所示实施例中，从基站的安装位置信息和指向性控制信息预测进入另外一个基站的一移动台的方向预测；

图13是示出所示实施例中的发送部分中一改变形式的基带调制部分的内部结构方块图；

图14是示出所示实施例中的接收的部分中一改变形式的基带解调部分的方块图；

图15是用于说明，在已有技术中通过与移动台相关的越区转接，在将被连接的基站的上行链路中的初始指向性控制的视图；

图16是已有技术中在管理局、基站和移动台之间的一序列流程图；

图17是用于说明，在已有技术中通过与移动台相关的越区转接，在将被连接的基站的下行链路中的初始指向性控制的视图；

图18是用于说明，已有技术中通过与移动台相关的越区转接，在将被连接的基站的下行链路中的初始指向性控制的视图。

具体实施方式

在下文中将参照附图详细地描述本发明优选实施例。在下述描述中，阐明了很多的具体细节以便对本发明提供一全面的理解。然而，显然，对于本领域的熟练者来说，没有这些具体的细节也可以实施本发明。在另外一个情况下，所熟知的结构没有详细地示出，以便避免不必要的使本发明模糊。

下面将参照附图详细地讨论根据本发明的自适应天线指向性控制方法和系统的优选的实施例。

应该注意到，与图15到18中所示的元件同样的那些元件将由同样的参考数字标识，并且对它们的讨论将被省略以便避免多余的讨论，保持揭示的内容简单的足以帮助清楚的理解本发明。

图1是示出根据本发明的自适应天线指向性控制方法和系统的第一实施例的总体结构的一示意图。

图1示出围绕基站1和2的小区范围以及与对于一移动台3的软越区转接关联的小区范围。小区范围5是基站1的服务区而小区范围6是基站2的服务区。波束图形7表示由基站1建立的接收指向性的有效范围，该基站1在上行链路接收来自移动台3的通信。同样地，波束图形8表示由基站2建立的接收指向性的有效范围，该基站2在上行链路接收来自移动台3的通信。

另一方面，在图1中，移动台3是在从基站1对基站2的方向移动。图1示出在基站1和基站2之间软越区转接的开始之后即刻的一个情况。

图2是显示基站1和2的内部结构的一个方块图。

在基站1和2中的每一个中，用于与移动台3和4进行通信的一个发送部分25和一个接收部分26被连接到与图1所示的一个管理局主机连接的有线电路的一接口部分24。发送部分25具有基带调制部分27、28和29，无线电调制部分30、31、32...33，发送放大部分34、35、36...37，和天线38、39、40...41。而且，基站1和2中的每一个中，设置了一个基站控制部分42和一个存储部分49。

接收部分26具有基带解调制部分44、45、46，无线电解调部分47、48、49...50，接收放大部分51、52、53...54，和天线55、56、57...58。

图3是示出图2中的基带调制部分27、28和29中的每一个的内部结构的方块图。

各个基带调制部分27到29有一个选择部分59，一个数据产生部分60，一编码部分61，一个扩散部分62，一个扩散码产生部分63，一个指向性产生部分64和一个指向性控制部分65。

图4是示出图2中的接收部分26中的每一基带解调部分44到46的内部结构的一个方块图；每一基带解调部分44到46有一个解码部分76，一个去扩展部分77，一个扩散码产生部分78，一个搜索部分79，一个指向性产生部分80，一个指向性控制部分81和一个指向性参数存储部分82。

接下来，将讨论根据本发明的自适应天线指向性控制方法和系统的第一实施例的操作。

在图1和2中，来自与管理局主机连接的有线电路接口部分24的数据(例如，在蜂窝移动电话系统中的声音数据，控制数据等等)在基带调制部分27到29受到主调制，并且更进一步受到无线电调制部分30...33的扩散码调制(辅助的调制)。接下来，该扩散码调制信号被发送放大部分34...37功率放大，并且通过天线38...41在下行链路被发送到移动台3和4。

接收部分26通过天线55...58经接收放大部分51接收来自移动台3和4的发送波。对于接收信号，无线电解调部分47到50执行与想要的信道的扩散信号的相关处理(去扩散)，用于提取一目标主调制信号。此外，基带解调部分44到46执行解调，以通过有线电路接口部分24向管理局HOST传送来自移动台3和4的控制数据和通信(发送)数据。

另一方面，基站控制部分42根据储存在存储部分49中的自己站的位置信息、来自管理局主机的该基站的安装位置信息和该通信信道的指向性信息，执行对于上行链路的接收指向性控制。

在图3中所示的发送部分25的基带调制部分27到29通过选择部分59和数据产生部分60对于来自管理局HOST(有线电路接口部分24)的通信数据执行选择，并且通过编码部分61更进一步执行编码。然后，由扩散部分62和扩散码产生部分63执行扩散。另一方面，由指向性产生部分64和指向性控制部分65执行指向性控制。

在图4中所示的接收部分26的基带解调部分44到46通过指向性控制部分80、指向性控制部分81和指向性参数存储部分82，在基站控制部分42的控制之下，为来自无线电解调部分47...50的解调信号产生指向性。  此外，由去扩散部分77、扩散码产生部分78和搜索部分79执行去扩散。随后，来自解码部分76的解码的数据(来自移动台3，4的数据)被传输到管理局HOST(有线电路接口部分24)。

图5是示出在移动台3、基站1和2和管理局之间的处理过程的一序列流程图；管理局主机(在图1中未示出)被安置在不同于基站1和2的位置的一个位置，并且覆盖除了基站1和2之外的其它基站并对它们执行控制。移动台3有规则地监视收到的导频信道强度和它的信息(导频信号自其到达的基站的信息)，将监视结果通知基站。

最初，只有基站1在与移动台3通信。因此，是为基站1执行来自移动台的收到的导频信道的通告。一旦收到该接收的导频信道强度的通告，根据通知的内容，基站1作出判断，判断来自非自己的该基站的接收的导频信道强度是否高于或等于一个预定阈值，即足以用于越区转接的电平。  如果接收的导频信道强度小于该阈值，来自该移动台3的通知被传输到管理局正如(图5中的“A”)。

这里，当其他基站(此时为基站2)的收到的导频信道强度是超过阈值时，基站1利用对移动台增加上行链路的一指向性控制信息(图5中的“B”)从移动台3向管理局传送该通知。

管理局通过来自基站1的该通知认可移动台3可以与基站越区转接(在图5中的“C”)，传送一个对基站2分配信道的命令用于建立与移动台3的通信。同时，管理局依次传送基站1的安装位置信息和从基站1传输的对基站2的上行链路的指向性控制信息(图5中的“D”)。接收信道分配命令的基站2根据来自管理局的基站1的安装位置信息和上行链路的指向性控制信息，预报移动台3与自己这个基站的方向，以便确定上行链路的初始指向性(图5中“E”)。

在完成信道分配之后，对其的响应被返回到该管理局。在这个时候，相对于该移动台的基站1和2的各自的上行链路的指向性被显示在图1中。如上面所述，在图6中的波束图形7是跟随移动台3的移动受控的上行链路中的指向性。基站1和移动台3具有定时的某一个通信周期并且因此可以建立稳定的和尖锐的指向性。

另一方面，波束图形18是根据通过管理局从基站1收到的信息通过预报移动台3的方向，由基站2确定的指向性。在图5中，从来自基站1的指向性控制信息和安装位置信息确定初始上行链路指向性的基站2能够在信道分配的同时接收来自移动台3的发送波，以便逐渐地稳定指向性控制(在图5中的虚线“E”到“F”)。接受来自基站2信道分配响应的管理局认可用于在基站2和移动台3之间通信的准备完成，发出一个命令开始越区转接(图5中“G”)。

接收用于开始越区转接的命令的移动台3开始接收基站2的下行链路，并且经由各自的基站向管理局传送显示该移动台已经开始接收基站2的下行链路的应答，然后完成该开始越区转接。

下面，讨论将是在这种情况下进行的，即移动台3的方位(角)是由基站2从基站1的指向性控制信息和安装位置信息预报的。

图6是放大的图1中的一部分的示图。

在图6中，为了方便算法运算，在各自的基站中的小区范围(服务区)的区域是由圆周显示的。在坐标轴上，安装各个基站的空间取一个平面，以表示基站各自的安装位置的坐标。在图6中点A表示作为越区转接之前连接的基站的基站1(未示出)的安装位置坐标(XA，YA)，点B表示作为将要由越区转接连接的基站的该基站的安装位置坐标(XB，YB)。

在图1和图6中，θA表示在基站1安装坐标(自水平线反时针方向的)指向移动台3的一个角，该坐标是从基站1对于移动台3的上行链路的指向性控制信息得到的。rA代表基站1的小区半径。θA和rA用于使基站2能根据该已知的信息得出图6中的θB。θB表示在自基站2的安装坐标的水平线反时针方向的指向移动台3的角。θB是从基站2看过去的移动台3的角的方向(角)。

基站2得出图6中X点的坐标。X点是延长通过点A和移动台3的一条直线和小区范围5的边界的一个交叉点(较靠近移动台的交叉点中的一个)。基站2考虑以点B为中心延长通过点X的圆周公式，因为在B点和X点之间的距离可以确定，所以通过利用因此得出的半径导出圆周，可以轻易地导出该公式。最后，点X的坐标是用θB表达的，并且利用点X是在圆周上的事实，可以导出θB。

此时，严格地说点X不同于移动台3的位置。因此，从基站2看，得出的θB不是与移动台3的方位完全一致。然而，基站1和基站2的小区范围重叠的一个区域与小区半径相比是相当窄的，一般说来，因为上行链路的波束图形18具有一定的宽度，所以误差实质上是可忽略的。

如上面所述，在第一实施例中，由于将要通过越区转接连接的基站可以预先预报移动台的方位，所以变成即使实际上没有收到移动台的发送波，也能够确定上行链路的接收指向性以形成适当地相符合的波束图形。

换句话说，变成能够减少来自另外一个移动台的接口，以改进越区转接开始后将通过越区转接连接的基站的上行链路的通信质量，相应地增加信道容量。

此外，因为将通过越区转接连接的基站可以预先预报移动台的方向，变成能够在信道分配的同时，建立与在移动台方位的上行链路的初始指向性适当地一致的波束图形。通过此方式，将通过越区转接连接的基站的上行链路接收指向性控制可以很快地被恢复。

接下来将给出对于第二实施例的讨论。

在第二实施例中，在第一实施例中的来自移动台的上行链路的指向性控制显示在图1到6中，即使对于来自基站的下行链路，该指向性控制也可以被执行。

图7是用于讨论第二实施例的一个视图。在与图1相同的情况中(紧接着基站1和基站2的越区转接开始)，当导频信道的下行链路和指向性分别地被控制(这个导频信道是所有移动台通用的)时，图7示出在下行链路中的指向性控制的情况。

在图7中的区域10是其中基站1A的某一个扇区(在此为移动台3所处的扇区)的导频信道有效的一区域。另一方面，区域11是其中基站2A的某一个扇区(在此为移动台3所处的扇区)的导频信道有效的一区域。波束图形12表示从基站1A到移动台3的下行链路的有效范围。波束图形13表示从基站2A到移动台3的下行链路的有效范围。其他结构与图1所示的一样。

图8是显示基站1A和2A的内部构造的一个方块图。

基站1A和2A接收部分26是相同的如图2所示，不同之处在于发送部分25A的各自的基带调制部分27A、28A和29A是受基站控制部分42A和存储部分49A的控制。

图9是显示图8中每个基带调制部分27A到29A的内部结构的方块图。

在图9所示的基带调制部分27A到29A是对于图3所示第一实施例的基带调制部分27到29新配备指向性参数存储部分83。指向性控制部分65A和指向性参数存储部分83由基站控制部分42A和存储部分49A控制。其他结构与图3所示的一样。

接下来将给出对于第二实施例的操作的讨论。

在图7中，图1中上行链路的波束图形7和8由下行链路的波束图形12和13替代。另一方面，在图7中上行链路的指向性控制信息被下行链路的指向性控制信息替换。此外，在图6中上行链路的波束被下行链路的波束替换。

应该注意到，在图7中，示出基站各自的导频信道的有效范围的区域10和11是不控制目标的固定的区域。

因此，在第二实施例中，可以由将越区转接连接的基站预报移动台的方位。即使当来自移动台的发送波实际上未收到，为了预报移动台的位置，变成能够预先确定下行链路的发送指向性，以形成与其大致相一致的波束图形。通过此方式，将通过越区转接连接的基站的下行链路中的干扰，在越区转接开始时可以被降低。

此外，因为将通过越区转接连接的基站可以预先预报移动台的方向，下行链路中初始指向性可以与信道分配同时地设置在移动台的方位。即，将通过越区转接连接的基站的下行链路发送指向性控制可以很快地被恢复。

接下来将给出对于第三实施例的讨论。

当在图7所示的第二实施例中来自基站的导频信道和下行链路的指向性各自被控制的时候，变成能够将导频信道和下行链路的指向性控制成相同的指向性。

图10是一视图，其显示了指向性控制的一种情况，在此情况中下行链路和导频信道的指向性是以与图7相同的情况(基于基站1和基站中越区转接的开始)，被控制到相同的指向性(当移动台是各自地单独的导频信道时)。

在图10中波束图形15表示自基站1A到移动台3的导频信道和下行链路的有效范围(指向性)。波束图形16表示来自基站2A到移动台3的导频信道和下行链路的有效范围。应该注意到其他构造与图3所示的一样。

接下来将给出对于第四实施例的讨论。

在图10中所示的第四实施例除了导频信道和下行链路是被控制在相同的指向性之外，其余是与图7所示的实施例相同的。

接下来，将给出对于第五实施例的讨论。

在示出第一实施例的图5中，从移动台通知的接收的导频信道强度信息的判断是由基站执行的。与此相反，在该第五实施例，对于接收的导频信道强度信息的判断是由管理局执行的。

图11是与第五实施例的操作过程一致的一序列流程；

直到移动台3向基站1通知接收的导频信道强度信息时的操作过程是与图5和11所示的操作过程相同的。基站1向管理局传送从移动台3收到的该接收导频信道强度信息。管理局检查在接收的信息之中导频信号是否超过阈值(图11中的“N”)。如果导频信号超过阈值(图11中的“O”)，管理局作出判断，即该移动台与其他基站(在本例中为基站2)的越区转接可以执行，向与移动台3有关的基站1申请指向性控制信息的通告(图11中的“P”)。

接收该申请的基站1向管理局传送对移动台3的指向性控制信息(图11中“Q”)。接收这个通知的管理局传送信道分配命令以便建立基站2和移动台3之间的通信(图11中“R”)。

同时，管理局向基站2传送从基站1传送的基站1的安装位置信息和指向性控制信息。接收信道分配命令的基站2根据自管理局发送的基站1的安装位置信息和指向性控制信息，预报移动台3与自己这个基站的方向，以便确定上行链路、下行链路和导频信道中的一个的初始指向性(图11中“S”)。紧接着信道分配的完成，向管理局返回响应。

根据来自基站1的指向性控制信息和安装位置信息，初始指向性确定的基站2能够在信道分配的同时收到移动台的发送波。然后，指向性控制逐渐地稳定(图11中虚线“S”到“T”)。接收来自基站2的信道分配应答的管理局认可基站2准备与移动台3通信，命令对移动台3的越区转接开始(图11中的“U”)。接收这个命令的基站3开始自基站2的下行链路的接收，并且通过各自的基站向管理局传送表示接收开始的一个应答，以便完成开始越区转接。

因此，在第五实施例中，来自移动台的接收的导频信道强度的判断由代替基站的管理局集中地执行。通常，管理局比基站有更高的处理能力，并且有许多这样的例子，即在传统的越区转接开始阶段，接收的导频信道强度的判断是由管理局执行的，所以第五实施例可以轻易地实现。结果，在基站中越区转接开始的算法处理负荷可以被减小。

接下来将给出对于第六实施例的讨论。

图12是一个示意图，用于根据基站1的安装位置信息和指向性控制信息，说明将由基站2执行的移动台3的方位的预测。

首先，基站2得出图12中点X的坐标。点X是在延伸通过点A和移动台3的直线和小区范围6的边界之间的一交叉点(较靠近移动台的交叉点)。X点位于以B点为中心的圆周上，并且具有rB的半径以及可以由一极坐标表示。因此，可以导出θB。

此时，与图6的情况类似，X点确实不同于移动台3的位置。因此，从基站2看，得出的θB不是与移动台3的方位完全一致。然而，类似于图6所讨论的原因，在该范围内的误差将被忽略。应该看到，用于得出图6和图12所示的θB的方式仅仅是例子，在其中θB的近似值原则上是从θA和位置A和B的坐标得出的，以基于建立初始指向性，降低算法处理负荷。

接下来将讨论实施例的修改。

图13是示出图9所示实施例中基带调制部分27A到29A的一改变形式的方块图。

在这个修改中每一基带调制部分27B到29B设置有一个指向性参数存储部分82、通过有线电路接口部分24连接到管理局主机的CPU86，以及存储部分87。其它构造是与图9所示的基带调制部分27A到29A一样的。CPU86和存储部分87执行与图8所示的基站控制部分42A和存储部分49A相当的操作。其它操作类似于图9所示的基带调制部分27A到29A的操作。

当基带调制部分27B到29B的修改被应用到图8中的发送部分25A时，变得无必要设置基站控制部分42A和存储部分49A。

图14是一个方块图，其示出在图2(图8)的接收部分26中的基带解调部分44到46的修改。

每一基带调制部分44A、45A和46A的修改是具有一内部指向性参数存储部分92，通过有线电路接口部分24连接到管理局主机并且接收来自解码部分76的解码数据的CPU94，以及一个存储部分95。其它构造类似于图4所示的基带解调部分44到46。CPU94和存储部分95执行与图2(图8)所示的基站控制部分42和存储部分49相应的操作(基站控制部分42A和存储部分49A)。其它操作类似于图4所示的基带解调部分44到46的那些操作，当所示的修改的基带解调部分44到46被应用图2(图8)的接收部分26时，没有必要提供基站控制部分42和存储部分49(基站控制部分42A和存储部分49A)。

应该注意到，在只是相对于基站中指向性控制讨论所示实施例的同时，它是可适用于移动台的，比如装在车辆上的便携式移动通信单元。在移动台一方的指向性控制将应包含在本发明中。

从上面给出的讨论中可以明确，对于按照本发明的自适应天线指向性控制方法及其系统，与某一个基站通信的移动台开始软越区转接以便同时地与其它基站通信，以便根据来自各个基站的安装位置信息和在越区转接之前连接的基站的指向性控制信息，允许预测移动台离将通过越区转接连接的基站的方位，用于确定初始指向性控制参数以便预先建立初始指向性。

结果，在越区转接开始时上行链路以及/或者下行链路中的干扰可以被降低，以便改善在越区转接开始时的基站的上行链路的通信质量。而且，指向性控制可以快速恢复以使信道容量增加。

虽然根据本发明的实施例已经描述了本发明，对于本领域的熟练者来说应该认识到，对前面的实施例是可以做出各种改变和增加和删减的，但是并没有脱离本发明的实质和范围。因此，不应该理解本发明受上述实施例的限制，本发明应是包含在与所附的权利要求相对应的范围内的所有的可能的实施例。

Claims (12)

1.一种自适应天线指向性控制方法，其中一个移动台和将通过上行链路和下行链路与所述的移动台无线电通信连接的基站是由一个管理局支配的，所述的基站的多个天线振子的各自发送信号或接收信号在振幅和相位上是变化的并在一个特定的方向合并，以便建立一个合并的辐射方向图指向性，此方法包括：

在所述移动台中的开始软越区转接的步骤；

获得来自第一基站的安装位置信息和所述第一基站相对于所述移动台的上行链路的指向性信息的步骤，所述第一基站是越区转接之前连接的基站；

根据上行链路的指向性信息，由将通过越区转接连接的一个第二基站预报所述移动台离该第二基站的方位；

确定与获得的所述移动台的方位相对应的上行链路的初始指向性控制参数的步骤。

2.如权利要求1所述的一种自适应天线指向性控制方法，其特征在于将由所述第二基站初始设定的上行链路的指向性是通过确定一个指向性控制参数控制，以使所述第二基站初始设定的上行链路的指向性比一个正常小区或扇形区域更窄。

3.如权利要求1所述的自适应天线指向性控制方法，其特征在于为了确定下行链路初始指向性控制参数，用所述第一基站的下行链路的指向性信息代替所述第一基站的上行链路指向性信息，用于由所述第二基站预报移动台的方位。

4.如权利要求3所述的自适应天线指向性控制方法，其特征在于所述第二基站为移动台确定各自的导频信道的指向性控制参数与下行链路的初始指向性控制参数。

5.如权利要求3所述的自适应天线指向性控制方法，其特征在于指向性控制参数被确定为以使下行链路的指向性比正常扇区区域的窄。

6.如权利要求1所述的自适应天线指向性控制方法，其特征在于通过经所述管理局向所述第二基站通告所述第一基站的安装位置信息和指向性控制参数，在所述移动台软越区转接开始时在所述第一基站确定初始指向性控制参数。

7.如权利要求1所述的自适应天线指向性控制方法，其特征在于所述移动台相对于所述第一基站的位置信息通过所述管理局通知给所述第二基站，代替所述第一基站的所述安装位置信息，用于在所述第二基站确定所述初始指向性控制参数。

8.如权利要求1所述的自适应天线指向性控制方法，其特征在于所述第一基站的安装位置信息预先从所述管理局通知到外围基站，以代替通知到所述第二基站。

9.如权利要求1所述的自适应天线指向性控制方法，其特征在于在所述第二基站得出所述移动台的方位。

10.一种自适应天线指向性控制系统，其中一个移动台和将通过上行链路和下行链路与所述的移动台无线电通信连接的基站是由一个管理局支配的，所述的基站的多个天线振子的各自发送信号或接收信号在振幅和相位上是变化的并在一个特定的方向合并，以便建立一个合并的辐射方向图指向性，此系统包括：

所述移动台包括用于初始软越区转接的装置；

将通过越区转接连接的第二基站包括一装置，其根据来自越区转接之前连接的第一基站的安装位置信息和所述第一基站的上行链路的指向性信息预报所述移动台离第二基站的方位，并且确定上行链路以及/或者下行链路的初始指向性控制参数。

11.如权利要求10所述的自适应天线指向性控制系统，其特征在于所述基站包括：至少处理与一个管理局对接的一个有线电路接口部分，一个无线电接收部分，一个无线电传送部分和一个基站控制和存储部分，在无线电接收部分上行链路中的以及/或者在无线电发送部分中下行链路中的指向性控制参数是由所述基站控制和存储部分的控制处理确定的。

12.如权利要求11所述的自适应天线指向性控制系统，其特征在于所述基站控制和存储部分被设置在所述无线电接收部分以及/或者所述无线电发送部分内部或者外部。

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