JP2005509309A - 適応できるアンテナアレイを有する無線通信 - Google Patents
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Abstract
Description
分野
この発明は、一般に通信システムに関し、特に無線通信環境において、アンテナビームステアリング技術に関する。
移動無線システムは、ユーザが指定されたサービスエリア内を自由に移動することを可能にし、いかなる無線電話技術装置またはパーソナル通信システムと通信することを可能にする。そのような移動無線通信システムの1つは符号分割多重アクセス(CDMA)セルラシステムである。CDMAセルラシステムは、スペクトラム拡散通信に基づく変調および多重アクセススキームである。CDMAセルラシステムにおいて、多数の信号が同じ周波数スペクトラムを共有し、結果として、ユーザ容量を増大させる。これは、キャリアを変調する異なる擬似ランダムバイナリ系列を各信号を送信することにより達成され、それにより信号波長のスペクトラムを拡散する。送信された信号は、所望の信号のスペクトラムを逆拡散するために対応する擬似ランダムバイナリ系列を使用する相関器により受信器内で分離される。擬似ランダムバイナリ系列が一致しない好ましくない信号は帯域幅において逆拡散されず、雑音にのみ貢献する。
しきい値より下に留まるはずである。この手法は、偽ものの信号レベル変動のために加入者局のアクティブセットから基地局が取り除かれる可能性を、低減させる。
但しa0,b0,c0およびd0は重みである。重みを変えることにより、サーチビームの角方向を変更することができる。従って、以下のアルゴリズムを適用することにより第2の角方向に指向性サーチビームを形成することができる。
但し、a1,b1,c1およびd1は重みである。この手続きはt0において、いかなる数の所望の角方向に対して継続することができる。もう一つの方法として、t0において、1つの角方向にサーチビームを形成し、t1において第2の角方向を形成し、t2において第3の角方向を形成する、等々ことによりメモリに関して複雑さの低減を達成することができる。サーチメモリ510は、ビームステアリング技術または、もう一つの方法として、システムの要望、変化する伝搬環境、または他の考慮すべき事柄に応じて2つの間を適応的に切り替える柔軟性を供給する。
但し、a1',b1',c1'およびd1'は補償された重みであり、u0,x0,y0およびz0はt0におけるトラッキングメモリ520からのデジタルベースバンドサンプルである。従って、トラッキングフィルタ522からの結合された重み付けされた信号は復調器72に接続可能であり、所望の信号スペクトラムを逆拡散する。
Claims (102)
- 下記を具備する受信の方法:
領域をカバーするための第1のビームを形成する;
前記第1のビームを用いて前記領域内の信号を検出する;および
前記検出された信号を受信するために第2のビームを形成する。 - 前記領域の受信可能範囲は、前記領域を横切って前記第1のビームを掃引することを具備する、請求項1の方法。
- 前記領域の受信可能範囲は、前記領域内の複数の異なる位置に前記第1のビームを移動することを具備する、請求項1の方法。
- 前記第1のビームの形成は前記領域をカバーするための複数のビームを形成することを具備する、請求項1の方法。
- 前記第1のビームの形成は全方向性ビームを形成することを具備する請求項1の方法。
- 前記第1のビームを用いて前記領域内の第2の信号を検出し、前記第2のビームの形成は、前記信号および前記第2の信号の両方を受信するために前記第2のビームを形成することを具備する、請求項1の方法。
- 前記第2のビームの形成は、さらに、複数のビームの形成を具備し、前記複数のビームの一つは前記信号を受信し、および前記複数のビームの第2の一つは前記第2の信号を受信する、請求項6の方法。
- 前記第2のビームの形成は、前記信号および前記第2の信号を受信するために前記第2のビームの形状を形成することをさらに具備する、請求項6の方法。
- 前記第2のビームを調節し、前記検出された信号を追跡することをさらに具備する、請求項1の方法。
- 前記第2のビームの調節は前記第2のビームを移動することを具備する、請求項9の方法。
- 前記第2のビームの調節は、前記第2のビームの形状を変更することを具備する、請求項9の方法。
- 前記第1のビームの形成は、複数の空間的に分離された素子を介してエネルギーを受信し、前記素子の各々から受信したエネルギーに重みを印加し、前記重み付けされたエネルギーを結合することを具備する、請求項1の方法。
- 前記素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記重みは異なる、請求項12の方法。
- 前記第2のビームの形成は、第2の複数の空間的に分離された素子を介してエネルギーを受信し、前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに第2の重みを印加し、および前記第2の重み付けされたエネルギーを結合する、前記第2の重みは前記第1のビームを形成するために印加された重みの関数である、請求項12の方法。
- 前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みは、異なる、請求項14の方法。
- 前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みを調節することにより前記信号を追跡することをさらに具備する、請求項14の方法。
- 前記信号の追跡は、前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みを調節することにより、前記第2のビームを複数の位置に移動し、前記第2のビームを、最も高いエネルギーレベルを持つ位置に固定することを具備する、請求項16の方法。
- 第1のビームおよび第2のビームを形成するように構成されたアンテナ;および
前記第1のビームで第1の信号を検索し、前記第2のビームで第2の信号を受信するようにアンテナを制御するように構成されたプロセッサ;
とを具備する受信システム。 - 前記アンテナは、さらに前記第1のビームを全方向性ビームとして形成するように構成される、請求項18の受信システム。
- 前記アンテナは、さらに複数の第1のビームを形成するように構成される、請求項18の受信システム。
- 前記プロセッサはさらに、領域を横切って前記第1のビームを掃引することにより前記第1の信号を検索するように前記アンテナを制御するように構成される、請求項18の受信システム。
- 前記プロセッサは、さらに前記第1のビームを領域内の複数の異なる位置に移動することにより前記第1の信号を検索するために前記アンテナを制御するように構成される、請求項18の受信システム。
- 前記プロセッサはさらに前記第2の信号を追跡するために前記アンテナを制御するように構成される、請求項18の受信システム。
- 前記プロセッサは、さらに、前記第2のビームを移動することにより、前記第2の信号を追跡するために、前記アンテナを制御するように構成される、請求項23の受信システム。
- 前記プロセッサは、さらに、前記第2ビームの形状を変更することにより、前記第2信号を追跡するために、前記アンテナを制御するように構成される、請求項23の受信システム。
- 前記アンテナは、複数の空間的に分離された素子から構成される、請求項18の受信システム。
- 前記素子は第1および第2のグループから構成され、前記第1のグループは、前記第1のビームを形成するように構成され、前記第2のグループは、前記第2のビームを形成するように構成される、請求項25の受信システム。
- 前記プロセッサは、さらに、前記第1のグループの素子の各々から受信したエネルギーに重みを印加し、前記重み付けされたエネルギーを結合して、前記第1のビームを形成するように構成されたフィルタを具備する、請求項27の受信システム。
- 前記フィルタは、さらに、前記第1のグループの素子の各々から受信したエネルギーに異なる重みを印加するように構成される、請求項28の受信システム。
- 前記プロセッサは、さらに、前記第1の信号を、結合され重み付けされたエネルギーの関数として検索するように構成されたサーチャーを具備する、請求項28の受信システム。
- 前記プロセッサは、さらに、前記第2のグループの素子の各々から受信したエネルギーに第2の重みを印加し、前記重み付けされたエネルギーを結合して前記第2のビームを形成するように構成された第2のフィルタを具備し、前記第2のグループの素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みは前記サーチャーに応答する、請求項30の受信システム。
- 前記第2のフィルタは、さらに、前記第2のグループの各々から受信したエネルギーに異なる第2の重みを印加するように構成される、請求項31の受信システム。
- 前記プロセッサは、さらに前記結合された第2の重み付けされたエネルギーを復調するように構成された復調器を具備する、請求項31の受信システム。
- 前記第2のフィルタは、さらに、前記復調され結合された第2の重み付けされたエネルギーの関数として、前記第2のグループの素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みを調節するように構成される、請求項33の受信システム。
- 下記を具備する、通信の方法:
基地局からの信号を送信する;
領域内に送信された信号を検索するために遠隔局において第1のビームを形成する;
前記領域内において、前記第1のビームで前記送信された信号を検出する;および
前記遠隔局において、第2のビームを形成し、前記信号を受信する。 - 前記信号の検索は、前記領域を横切って前記第1のビームを掃引することを具備する、請求項35の方法。
- 前記信号の検索は、前記第1のビームを前記領域内の複数の異なる位置に移動することを具備する、請求項35の方法。
- 前記第1のビームの形成は、複数のビームを形成し、前記領域をカバーすることを具備する、請求項35の方法。
- 前記第1のビームの形成は、全方向性ビームを形成することを具備する、請求項35の方法。
- 第2の基地局から第2の信号を送信し、前記領域内において、前記第1のビームで前記第2の送信された信号を検出することをさらに具備し、前記第2のビームの形成は前記第2のビームを形成し、前記信号および前記第2の信号の両方を受信する、請求項35の方法。
- 前記第2のビームの形成はさらに複数のビームを形成し、前記複数のビームの1つが前記信号を受信するために位置付けされ、前記複数のビームの第2のひとつが前記第2の信号を受信するように位置づけされる、請求項40の方法。
- 前記第2のビームの形成は、前記第2のビームの形状を形成し、前記信号および前記第2の信号の両方を受信することをさらに具備する、請求項41の方法。
- 前記第2のビームを調節し、前記検出された信号を追跡することをさらに具備する、請求項35の方法。
- 前記第2のビームの調節は前記第2のビームを移動することを具備する、請求項43の方法。
- 前記第2のビームの調節は、前記第2のビームの形状を変更することを具備する、請求項43の方法。
- 前記第1のビームの形成は、複数の空間的に分離された素子を介してエネルギーを受信し、前記素子の各々から受信したエネルギーに重みを印加し、前記重み付けされたエネルギーを結合することを具備する、請求項35の方法。
- 前記素子の各々から受信したエネルギーに印加された重みが異なる、請求項46の方法。
- 前記第2のビームの形成は、第2の複数の空間的に分離された素子を介してエネルギーを受信し、前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに第2の重みを印加し、および前記第2の重み付けされたエネルギーを結合することを具備し、前記第2の重みは、前記第1のビームを形成するために印加された重みの関数である、請求項46の方法。
- 前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みは異なる、請求項48の方法。
- 前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みを調節することにより、前記信号を追跡することをさらに具備する、請求項48の方法。
- 前記信号の追跡は、前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みを調節することにより、前記第2のビームを複数の位置に移動し、および前記第2のビームを最も高いエネルギーレベルを持つ位置に固定することを具備する、請求項50の方法。
- 第1のビームで第1の信号を検索し、第2のビームで第2の信号を受信するためにアンテナを制御するように構成されたプロセッサを具備する、遠隔局。
- 前記プロセッサは、さらに、前記第1のビームを全方向性ビームとして形成するためにアンテナを制御するように構成された、請求項52の遠隔局。
- 前記プロセッサは、さらに、複数の第1のビームを形成するためにアンテナを制御するように構成される、請求項52の遠隔局。
- 前記プロセッサはさらに、領域を横切って前記第1のビームを掃引することにより、前記第1の信号を検索するためにアンテナを制御するように構成される、請求項52の遠隔局。
- 前記プロセッサは、さらに、前記第1のビームを領域内の複数の異なる位置に移動することにより、前記第1の信号を検索するために、前記アンテナを制御するように構成された、請求項52の遠隔局。
- 前記プロセッサはさらに、前記第2のビームで前記第2の信号を追跡するために、アンテナを制御するように構成される、請求項52の遠隔局。
- 前記プロセッサは、さらに前記第2のビームを移動することにより前記第2の信号を追跡するためにアンテナを制御するように構成される、請求項57の遠隔局。
- 前記プロセッサは、さらに、前記第2のビームの形状を変更することにより、前記第2の信号を追跡するためにアンテナを制御するように構成される、請求項57の遠隔局。
- 前記プロセッサは、さらに、アンテナの複数の素子からエネルギーを受信し、前記素子の各々から受信したエネルギーに重みを印加し、重み付けされたエネルギーを結合して前記第1のビームを形成することを具備する、請求項52の遠隔局。
- 前記フィルタはさらに前記素子の各々から受信したエネルギーに異なる重みを印加するように構成される、請求項60の遠隔局。
- 前記プロセッサは、さらに、前記結合され、重み付けされたエネルギーの関数として前記
第1の信号を検索するように構成されたサーチャーを具備する、請求項60の遠隔局。 - 前記サーチャーは、パイロット信号を逆拡散するように構成された相関器を具備し、前記第1の信号の検索は、前記パイロット信号の関数である。
- 前記プロセッサは、さらに、前記アンテナの第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに第2の重みを印加し、前記重み付けされた第2のエネルギーを結合して前記第2のビームを形成するように構成された第2のフィルタを具備し、前記第2の重みは、前記第1のビームを形成するために印加された重みの関数である、請求項62の遠隔局。
- 前記第2のフィルタはさらに、前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに第2の異なる重みを印加するように構成された、請求項64の遠隔局。
- 前記プロセッサは、さらに、前記結合された第2の重み付けされたエネルギーを復調するように構成された復調器をさらに具備する、請求項64の遠隔局。
- 前記復調器は、前記第2の信号を逆拡散するように構成された第2の相関器を具備する、請求項66の遠隔局。
- 前記第2のフィルタはさらに、前記逆拡散された第2の信号の関数として、前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みを調節するように構成された、請求項67の遠隔局。
- 受信の方法を具現化するコンピュータ読み出し可能な媒体、前記方法は下記を具備する:
領域をカバーするための第1のビームを形成する;
前記第1のビームを用いて前記領域内の信号を検出する;および
第2のビームを形成し、前記検出された信号を受信する。 - 前記領域の受信可能範囲は前記領域を横切って前記第1のビームを掃引することを具備する、請求項69のコンピュータ読み出し可能な媒体。
- 前記領域の受信可能範囲は、前記第1のビームを前記領域内の複数の異なる位置に移動することを具備する、請求項69のコンピュータ読み出し可能な媒体。
- 前記第1のビームの形成は、前記領域をカバーするために、複数のビームを形成することを具備する、請求項69のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 前記第1のビームの形成は、全方向性ビームを形成することを具備する、請求項69のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 前記方法は、さらに前記第1のビームを用いて前記領域内の第2の信号を検出することを具備し、前記第2のビームの形成は、前記第2のビームを形成し、前記信号および前記第2の信号の両方を受信することを具備する、請求項69のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 前記第2のビームの形成は、複数のビームを形成することを具備し、前記複数のビームの1つは前記信号を受信し、前記複数のビームの第2の1つは、前記第2の信号を受信する、請求項74のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 前記第2のビームの形成は、さらに、前記第2のビームの形状を形成し、前記信号および前記第2の信号の両方を受信することをさらに具備する、請求項74のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 前記第2のビームを調節し、前記検出された信号を追跡することをさらに具備する、請求項69のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 前記第2のビームの調節は、前記第2のビームを移動することを具備する、請求項77のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 前記第2のビームの調節は、前記第2のビームの形状を変更することを具備する、請求項77のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 前記第1のビームの形成は、複数の空間的に分離された素子を介してエネルギーを受信し、前記素子の各々から受信したエネルギーに重みを印加し、および前記重み付けされたエネルギーを結合することを具備する、請求項69のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 前記素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記重みは異なる、請求項80のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 前記第2のビームの形成は、第2の複数の空間的に分離された素子を介してエネルギーを受信し、前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに第2の重みを印加し、および前記第2の重み付けされたエネルギーを結合することを具備し、前記第2の重みは、前記第1のビームを形成するために印加された前記重みの関数である、請求項80のコンピューータ読み出し可能媒体。
- 前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みは異なる、請求項82のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 前記方法はさらに、前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みを調節することにより、前記信号を追跡することを具備する、請求項82のコンピュータ読み出し可能媒体。
- 前記信号の追跡は、前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みを調節することにより、前記第2のビームを複数の位置に移動し、前記第2のビームを最も高いエネルギーレベルを持つ位置に固定することを具備する、請求項84のコンピュータ読み出し可能媒体。
- アンテナを介して第1のビームを形成し、第1の信号を検索する手段;および
前記アンテナを介して第2のビームを形成し、第2の信号を受信する手段;
を具備する、受信システム。 - 前記第1のビームを形成する手段は、全方向性ビームとして前記第1のビームを形成する
手段を具備する、請求項86の受信システム。 - 前記第1のビームを形成する手段は複数の第1ビームを形成する手段を具備する、請求項86の受信システム。
- 領域を横切って前記第1のビームを掃引する手段をさらに具備する、請求項86の受信システム。
- 前記第1のビームを領域内の複数の異なる位置に移動することにより前記第1の信号を検索する手段をさらに具備する、請求項86の受信器システム。
- 前記第2のビームで前記第2の信号を追跡する追跡手段をさらに具備する、請求項86の受信器システム。
- 前記追跡手段は、前記第2のビームを移動することにより、前記第2の信号を追跡する、請求項91の受信器システム。
- 前記追跡手段は、前記第2のビームの形状を変更することにより、前記第2の信号を追跡する、請求項91の受信器システム。
- 前記第1のビームを形成する手段は、複数の素子からエネルギーを受信する手段と、前記素子の各々から受信したエネルギーに重みを印加する手段と、前記重み付けされたエネルギーを結合し、前記第1のビームを形成する手段を具備する、請求項86の受信器システム。
- 前記複数の素子の各々から受信したエネルギーに印加された重みは異なる、請求項94の受信器システム。
- 前記結合された重み付けされたエネルギーとして前記第1の信号を検索する検索手段をさらに具備する、請求項94の受信器システム。
- 前記検索手段はパイロット信号を逆拡散する手段を具備し、前記検索手段による前記第1の信号の検索はパイロット信号の関数である、請求項96の受信システム。
- 前記第2のビームを形成する手段は、第2の複数の素子からエネルギーを受信する手段と、第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに第2の重みを印加する手段と、前記重みづけされた第2のエネルギーを結合し、前記第2のビームを形成する手段とをさらに具備し、前記第2の重みは前記第1のビームを形成するために印加された重みの関数である、請求項96の受信器システム。
- 前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みは異なる、請求項98の受信システム。
- 前記結合された第2の重み付けされたエネルギーを復調する復調手段をさらに具備する、請求項98の受信器システム。
- 前記復調手段は前記第2の信号を逆拡散する手段を具備する、請求項100の受信器システム。
- 前記第2のビームを形成する手段は、逆拡散された第2の信号の関数として、前記第2の複数の素子の各々から受信したエネルギーに印加された前記第2の重みを調節する手段を具備する、請求項101の受信器システム。
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