[发明专利]定向无线电通信的方法与设备

说明书

本发明涉及一种用于定向无线电通信的方法与设备，其中在第一站与第二站之间的信号只能在某些方向中传送。特别是，而且是毫无例外地，本发明可用于采用空分多址的蜂窝通信网络。

利用当前已实施的蜂窝通信网络，提供了一种基本的发送接收机站(BTS)，发送指定给于一个给定的移动站(MS)的信号，这种移动站可以是由该基本的发送接收机站提供服务的一个移动电话，整个一个蜂窝或蜂窝的一部分。然而，空分多址(SDMA)系统现在已经提出来了。在一个空分多址系统中，基本发送接收机站并不将指定给于一个给定的移动站的信号发送到整个蜂窝，而只将信号发送在来自移动站的信号被接收的波束方向。SDMA系统也可以允许基本发送接收机站确定来自移动站的信号被接收的方向。

SDMA系统对于现有系统来说有许多优点可以获得。尤其是，因为由BTS发送的波束可以只在特定的方向中发射，因此可以是相当窄，发送接收机的功率可被集中在窄的波束中。可以相信，这将导致良好的信号噪声比，无论是从基本发送接收机站发送信号还是由基本发送接收机站接收信号。另外，作为基本发送接收机站定向性的结果，由基本发送接收机站接收到的信号的信号干扰比的改善可被实现。而且，在发射方向中，BTS的定向性允许能量集中在一个窄波束中，以致由BTS发送的信号可以用比通常的BTS需要的低的功率水平达到位于远处的移动站。这将允许移动站成功地工作在离基本发送接收机站远距离的地方，这就意味着，蜂窝网络的每个蜂窝或蜂窝扇面的尺寸可以增加。作为较大蜂窝尺寸的结果，所需要的基站的数目也可以减少，这将导致较低的网络成本。SDMA系统通常需要许多天线单元，以便可在所需要的许多不同的波束方向发送与接收信号。提供许多天线单元增加了BTS对接收到的信号的灵敏度。这就意味着较大的蜂窝尺寸并没有对BTS从移动站接收信号带来不利的影响。

SDMA系统也可以增加系统的容量，也就是，可以由系统同时支持的移动站的数目被增加。这是由于通信的定向性质，这意味着BTS将挑出来自采用相同频率的其它蜂窝中的移动站的干扰。当BTS与有关的蜂窝中给定的MS通信时，将对在其它蜂窝中采用相同频率的其它移动站产生较少的干扰。

最后，可以相信，SDMA系统将允许相同的频率同时用于发送两个或甚至更多的不同的移动站，这些移动站被安排在相同蜂窝中的不同位置上。这可导致蜂窝网络可传送的通信量的明显增加。

SDMA系统可在模拟与数字蜂窝网络中实施，可以并入各种已有的标准，例如GSM,DCS1800,TACS,AMPS和NMT。SDMA系统也可以与其它已有的多址技术一道使用，例如时分多址(TDMA)码分多址(CDMA)和频分多址(FDMA)技术。

利用SDMA系统的一个问题是信号发送到移动站的方向需要被确定。在某种环境中，一种相当窄的波束将被用来发送信号从一个基本发送接收机站到一个移动站。因此，移动站的方向需要被适当精确地确定。利用SDMA系统的一个问题是，虽然来自位于BTS一定距离以外的移动站的信号一般只从一个或仅少数不同的波束方向被接收，来自相当靠近基本发送接收机站的移动站的信号看上去是从许多波束方向来。这是由于来自移动站的信号被从，例如，靠近的建筑物反射，相当大量的这些反射信号将被基本发送接收机站从大量的不同的波束方向接收到。

另外一个问题是，由BTS发送到移动站的信号的方向是以BTS从移动站接收到的上行信号为基础确定的。然而，从移动站发送到BTS的下行信号的频率是与由BTS发送到移动站的信号所用的频率不同的。在上行与下行信号中所用频率的差别意味着在上行方向中通道的性能可以与在下行方向中通道的性能不同。因此，对于上行信号确定的最佳方向并不始终是对于下行信号的最佳方向。

因此，本发明的某些实施方案的目的是解决由这些问题引起的困难。

依照本发明的第一方面，提供一种在移动通信网络中，在第一站与第二站之间的定向无线电通信方法，所述的方法包括以下步骤：

在所述的第一站接收由所述的第二站发送的信号；

监测代表在第二站与第一站之间的距离的参数；和

从所述的第一站发送信号波束到所述的第二站，其中由第一站发送的信号波束的角展度取决于由所述的参数代表的距离。

依据在第一与第二站之间的距离参数改变由第一站发送的信号波束的角展度，由于第二站靠近或者远离第一站引起的性能的差别可得到补偿。