CN1611018A - 用于减轻无线电接收机中信号衰减的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于减轻接收机处衰减和/或不良接收的方法和系统。接收机包括：操作于多种天线配置的天线分集机构，其中该每一种天线配置可以提供不同的接收特征。接收机通过处于第一配置中的天线和处于至少第二配置中的天线来评估无线电信号的接收质量并且在重复本过程时，选择供使用的具有最佳评估接收的天线配置，以使用直至随后迭代。天线配置可以对应于其中有利于不同方向接收的配置，或者对应于其中选择不同天线、每个天线与其他的天线互相隔开的配置。本方法也可以通过选择用于发射的天线配置来改善所发射信号的接收，其在目标接收机处改善了接收质量。

Description

用于减轻无线电接收机中信号衰减的系统和方法

发明领域

本发明涉及一种用于减轻无线电接收机中经历的信号衰减和/或接收不良的系统和方法。更具体地，本发明涉及一种减轻信号衰减和/或不良接收的系统和方法，该系统和方法根据接收质量选择接收和/发射信号的方向和/或位置。

发明背景

已熟知无线电信号可以遭受多种影响，这些影响导致接收机经历接收到的无线电信号的衰减。例如，在接收机中接收的无线电信号可以经常遭受瑞利衰减、其他多径或者环境衰减影响。

当在信号的多径形式破坏性地干扰而削弱了到达接收机的信号时产生瑞利衰减和其他多径衰减效应。由于信号接收机中经历的衰减取决于发射机和接收机之间信号传播的具体的多重路径，所以此衰减对于该接收机来说是典型地唯一的。该衰减在通信系统中是重要的问题，特别是在其中接收机的移动和环境改变对多径信号的改变都有贡献的移动系统中，。

现有的应对瑞利衰减等问题的努力集中于通过纠错编码、发射的码元重复和交织来在信号中提供冗余信息，以允许接收机重建在该接收机经历衰减过程中丢失的码元。尽管这些技术允许系统的设计者提供信号接收的可选择的概率，但是由于必须发射冗余信息，所以这是以降低系统的通过量为代价获得的，降低了发射过程中的带宽利用效率。

各种其它应对瑞利衰减等问题的不同的方法也已被提出。例如，用于发展下一代无线通信系统的第三代伙伴项目(“3GPP”)所提出的操作“压缩模式”。具体地，如获得自3GPP组织网站(www.3gpp.org)的文献中所详细描述的，3GPP空中接口被定义为时隙-帧的结构，其中数据(语音数据和诸如HTTP或FTP数据的“纯”数据)典型地以十毫秒时间长度的帧的形式从基站发射给接收机，而每个帧包括十五个数据时隙。由于衰减或其他因素，经历来自基站的不良接收的接收机可以向基站通知其希望对发射到它的一个或多个后面的帧进入压缩模式。一旦位于基站的发射机同意，就将已同意的压缩帧发射给接收机。

每个压缩帧在帧末端包含一些已同意空(也就是它们不含数据的)时隙数。了解到已同意的帧数将不含供其使用的数据的接收机在那些空时隙的发射时间中是空闲的，以试图接收来自其它发射机的信号，如基站之间互相广播的导频信号，从而评估接收机的能力以接收那些其他的发射机。换言之，针对接收机的数据发射仅发生在帧的一部分中，而当接收机不收听该发射机时在帧的剩余部分中不发射任何东西。

如果接收机相比于其正在收听的发射机可以更好地接收另一发射机，那么接收机可以通知当前的发射机其需要切换至更优接收的发射机。在这种被考虑为发射机分集的形式的情况下，经历来自一个发射机的衰减或其他不良接收特征的接收机可以切换至另一能够在更好条件下接收的发射机。

3GPP压缩模式的一个问题是每当发射空时隙时都会浪费无线电发射能力。3GPP目前期望在帧中十五个时隙中典型地七个在压缩模式中将是空的。3GPP压缩模式的另一个问题是由于将被另外在空时隙中发射的数据被延迟至随后的帧，所以在压缩模式期间增加了等待时间。仍然是3GPP压缩模式的另一个问题是其需要在发射机和接收机之间进行协调，而这加入了延时和对通信系统的开销服务要求。这样，当接收机从其正在接收的发射机经历衰减或其他不良接收特征时，在接收机能够以多快的速度评估其对其他发射机的接收中，将总是存在一些附加的延时。同样，压缩模式仅用在经历不良接收时，并且不是主动使用，用以在可能的情况中防止发生不被接受的接收。最后，3GPP压缩模式假设可利用系统中另外的发射机并且在发射机之间可以获得对于接收机责任的切换。

发明概述

本发明的目的在于提供一种用于减轻接收机中经历的无线电信号的衰减和/或其他不良接收特征的新型系统和方法，该接收机消除或减轻了现有技术领域的至少一些先前鉴别的缺陷。

根据本发明的第一方面，提供了一种在接收机处接收无线电信号的方法，包括以下步骤：

(i)在无线电接收机处通过天线分集机构的第一选择天线配置来接收无线电信号的第一部分，并且评估该部分的接收质量；

(ii)在无线电接收机处选择另一天线配置作为第二天线配置并通过第二天线配置来接收无线电信号的第二部分，并且评估该部分的接收质量，第二部分在发射持续时间上小于第一部分；

(iii)通过作为在本方法先前迭代中所提供最佳接收质量天线配置的第一天线配置来重复步骤(i)、(ii)和(iii)。

优选地，存在至少三个天线配置。同样是优选地，在本方法的开始阶段确定对于每个天线配置的接收质量并将其存储在接收机中。每一次当确定天线配置接收质量的评估时，都会更新存储的值，并且步骤(ii)中的第二选择配置是具有下一最佳存储值的配置。

同样优选地，存在至少三个天线配置，并且重复步骤(ii)用以接收未用于接收第一部分的每个配置的信号部分，而且在下一迭代中使用具有所评估的最佳接收质量的配置来接收信号的第一部分。同样优选地，将信号作为时隙帧发射并且第一部分包括多个时隙。

同样优选地，天线配置包括天线分集机构的配置，由此每个配置对应不同的有利接收方向。作为优选的另一种方案，天线配置包括不同的天线，每个天线与其他天线互相隔开。

根据本发明的另一方面，提供了在接收机处接收无线电信号的方法，包括以下步骤：

(i)在无线电接收机处通过被配置为有利于第一选择方向的天线来接收无线电信号的第一部分，并且评估该第一部分的接收质量；

(ii)通过用被配置为有利于第二选择方向的天线进行选择来接收无线电信号的第二部分，并且评估该第二部分的接收质量，第二部分在发射持续时间上小于第一部分；

(iii)将第一选择方向设置为在本方法先前的迭代中所提供的最佳接收质量的有利方向，并且重复步骤(i)、(ii)和(iii)。

优选地，无线电信号分为至少第一、第二和第三部分，第二和第三部分在发射持续时间上小于第一部分，并且其中步骤(ii)也通过被配置成用于无线电信号第三部分的、有利于第三方向的天线来执行。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于接收无线电信号的接收机，该无线电信号分为至少第一部分和第二部分，该第二部分具有少于第一部分的发射持续时间，该接收机包括：

天线分集机构，其具有至少两个天线配置；

控制器，其用于选择该至少两个天线配置中的一个，以接收无线电信号的第一部分，和用于选择该至少两个天线配置中的第二个，以接收无线电信号的第二部分；和

接收质量评估器，其用于确定以其接收无线电信号部分的接收质量，该控制器响应于已确定的接收质量，来将具有最佳的已确定接收质量的天线配置选择为用于接收随后无线电信号第一部分的选择天线配置。

优选地，天线分集机构包括可操纵天线，并且每个天线配置对应于从其接收无线电信号的有利方向。同样优选地，天线分集机构具有四个天线配置，每个配置对应于有利于从其接收无线电信号的约九十度的方向象限。

仍然根据本发明的另一方面，提供了一种无线通信系统，包括：

用于发射无线电信号的无线基站；和

用于接收无线电信号的用户站，该无线电信号分为至少第一部分和第二部分，该第二部分具有少于第一部分的发射持续时间，用户站包括：

天线分集机构，其具有至少两个天线配置；

控制器，其用于选择该至少两个天线配置中的一个，以接收无线电信号的第一部分，和用于选择该至少两个天线配置中的第二个，以接收无线电信号的第二部分；和

接收质量评估器，其用于确定以其接收无线电信号部分的接收质量，该控制器响应于已确定的接收质量，来将具有最佳的已确定接收质量的天线配置选择为用于接收随后无线电信号第一部分的选择天线配置。

优选地，用户站也可操作用于向基站发射无线电信号，控制器进一步选择该至少两个天线配置中的一个来向基站发射无线电信号。

本发明提供了一种用于减轻在接收机处的衰减和/或不良接收的方法和系统。该接收机包括：可操作于多种天线配置的天线分集机构，其中每个天线配置可以提供不同的接收特征。接收机评估通过处于第一配置的天线和通过处于至少第二配置的天线的无线电信号接收质量，并且选择具有最佳评估接收的天线配置，以使用直至该过程重复时的下一迭代为止。天线配置可以对应于其中有利于不同方向接收的配置，或者对应于其中选择了不同天线、每个天线与其他天线互相隔开的配置。

附图简述

仅通过实例的方法，结合参考附图描述本发明的优选实施例，其中：

图1示出了根据本发明实施例的一对收发信机的示意表示；

图2示出了用于本发明实施例中的天线分集机构的示意表示；

图3示出了根据本发明实施例的用户站的示意图；

图4a、4b、4c、4d和4e示出了信号的帧结构；

图5示出了根据本发明的切换图2的天线分集机构以改善接收质量的过程的实施例的流程图；

图6示出了根据本发明的切换图2的天线分集机构以改善发射质量的过程的实施例的流程图；和

图7示出了根据本发明实施例的具有另外的天线分集机构的收发信机。

发明详述

图1示出了通信网络10，如无线本地环路系统，包括第一收发信机，如基站20和第二收发信机，如用户站24，此两者根据本发明的实施例通过无线电信号28进行通信。正如已知的，无线电信号28在被用户站24的天线分集机构接收之前典型地通过许多信号路径28传播(为清楚起见仅在图中示出两条信号路径28a和28b)。如图所示，信号路径28b中由于信号被诸如建筑物的物体36反射使得信号路径28b的距离比作为直接路径的信号路径28a长。如果不使用本发明，当信号通过路径28a和28b到达时，在用户站24处经历的衰减等趋向于在用户站24处通过破坏性干扰来相互消除。

图2更详细地示出了使用可操纵天线的用户站24的天线分集机构32的实施例。适用的可操纵天线34的实例可以例如与美国专利申请09/775,510中描述的相似，该申请被转让给本专利的受让人，并且其内容在此处并入列为参考。适用可操纵天线的另一实例类似于在美国专利申请09/899,927中所描述的，该申请被转让给本发明的受让人，且其内容在此处并入列为参考。这些天线都允许在天线配置之间进行选择，其中可选择用于接收和/或发射的有利方向，该有利方向是天线最敏感和/或指示最大发射功率的方向。本领域的技术人员将想到适用的天线分集机构32的其它实例，如使用多重天线。

如图2的实例中所示，可操纵天线34包括：天线单元40和四个操纵单元44a、44b、44c和44d，其可在浮动和电气接地状态之间切换，以在四个约九十度扇区48i、48j、48k和48m中的一个的大致方向上使无线电信号的接收或发射有利，并且因此可操纵天线具有四个天线配置。对于本领域技术人员显而易见的是，操纵单元44可以单独切换或成对切换等等，用于产生不同的有利接收和发射方向的特征。如果需要，还期望也可以使用多于或少于四个的操纵单元44，以在多于或少于约九十度扇区的方向来获得有利的接收和发射。例如，具有更多的操纵单元44的天线可以用于提供六十度的六扇区或四十五度的八扇区等等的有利扇区天线配置。仅为清晰起见，此处的讨论仅涉及具有约九十度的发射和/或接收角度的扇区的天线配置，然而本发明的范围中包括更大角度或更小角度的扇区配置。

图3详细示出了用户站24。如上文提到的，用户站包括天线分集机构32，该天线分集机构32包括：电操纵天线34和用于在可利用的天线配置之间进行选择的控制器50。用户站24还包括：无线电设备54和调制解调器58，此两者按顺序通过无线电链路28接收信号并将接收到的信号转换为数据。诸如Intel StrongArm处理器的处理器62处理接收到的数据并将其提供给连接到用户站24的数据设备66/或电话设备70。无线电设备54包括接收质量评估功能，该质量评估功能确定合适的接收度量标准，如信噪比，并且将测量结果提供给处理器62。处理器62操作用于响应此测量结果来指示控制器50为可操纵天线34选择天线配置，如下文所述。

在本发明的本实施例中，在时隙帧100结构中将数据从基站20发射给用户站24，如图4a所示，这一点与由3GPP组织所提出的相似。如上文提及的3GPP结构，每个帧100包括十五个时隙104。在这个实施例中，CDMA被用作多址技术，并且使用了三百八十四万码片每秒的码片速率。因此，对于十毫秒长度的帧100，一帧中将包括三万八千四百个码片，且帧100中的每个时隙104包括两千五百六十个码片。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，本发明不限于使用该时隙帧结构，并且本发明与许多其他发射结构相兼容。

图4b示出了根据现有技术构造为3GPP组织提出的压缩模式的帧100，其中画成阴影的时隙是空的，也就是说当发射机和接收机同意进入压缩模式时，该时隙不包含供接收机使用的数据。在空时隙的发射过程中，典型地通过评估由这种另外的发射机发射的导频信号的接收质量，接收机可以试图定位其能够以更优质量接收的另一发射机。

相反地，在本发明中，用户站24选择初始扇区48，从该扇区48用户站24可以最佳地接收来自基站20的信号。该选择可作为通常捕获处理的一部分首先执行，籍此用户站确定为其服务的基站20。基本上地，作为捕获处理的一部分，对于每个扇区48可以确定来自基站20的信号的接收质量，并且最初将选择具有最佳接收质量的扇区48。对于本领域技术人员显而易见的是，也可以使用其他用于选择初始扇区的、包括随机选择的技术。

然后，用户站24将时常确定其是否能够从另一扇区48更好地接收来自基站20的信号。例如，如果用户站24在给出的信噪比(SNR)或任何其他的接收质量的合适度量标准下，从扇区48j接收来自基站20的信号，那么用户站24可以在合适的时刻切换到另外的扇区，如48k，用以确定其是否能够以更好的SNR自该方向接收信号。在此实例中，如果扇区48k提供了比当前从扇区48j经历的更好的SNR，那么用户站24将继续从48k接收。如果扇区48k不提供比48j更好的SNR，那么用户站24要么可以返回从48j接收，要么可以评估来自其他扇区的接收(48i和48m)，如下文中详细讨论的。

大部分CDMA系统使用RAKE接收机，该RAKE接收机的指针(finger)定位到最强的多径接收信号，以允许多径信号组合来获得比其他可能方式更高的SNR。RAKE接收机的每个指针具有为其确定的参数组，它定义了其接收的信号的多径形式的接收特征。通过本发明，在用户站24启动时对每个扇区48确定这些参数的值。每当接收到来自扇区48的信号，就然后更新用于扇区48的参数，并且每当可操纵天线34切换至另一扇区48时，就存储当前扇区48中用于指针参数的最后值。如果用户站24中不使用RAKE接收机，例如使用均衡器来替代，则确定并存储用于每个扇区48的均衡器的相应的接收参数。因此，用户站24保持为来自每个扇区48i、48j、48k和48m的接收信号所确定的最后接收参数组。

通过存储的参数，可以非常迅速的实现可操纵天线34到另一扇区48的切换。例如在一个单一码片间隔内。具体地，所存储的合适的接收参数可以在单元44接地或浮动时加载到RAKE接收机或均衡器中，用于切换扇区48以接收来自新选择的扇区48的信号。因此，通过本发明可以执行来自扇区48的接收质量的非常快速评估，并且如果需要，预期在时隙间隔或者甚至是子时隙间隔中能够执行扇区48中的接收质量的评估。

由于可以实现接收质量的快速(在某些情况下是时隙或子时隙)评估，因此与3GPP压缩模式不同，在本发明中数据可以通过基站20在帧100的每个时隙104中发射。在最坏的情况下，如果用户站24通过很低的接收质量来接收帧100并选择不同的扇区48以至于不能准确的接收时隙104的内容，那么时隙104的内容将丢失。然而，用于通过帧100所发射数据的纠错编码和码元重复将典型地允许遗失的时隙104或帧100的其他部分进行恢复和/或重建。如果出现不足的纠错和/或重复，用户站24可以要求重新发射遗失时隙104或帧100的其他部分的内容。如果用户站24使用子时隙评估，则可以获得时隙104的恢复和/或重建的更大的可能性。

本发明中预期使用几种不同的操作方法。第一种方法是在接收到每个帧100、或每个第X个帧的最后的时隙104时执行到不同的扇区48的切换，其中X可以是一到十，或者更大。例如，如图4c所示，对于帧100的前十四个时隙104i，用户站24可以从扇区48i接收，而对于第十五个时隙104j，然后执行可操纵天线34的切换，用以从另一被选择的扇区接收，如48j。如果用户站24接收的来自基站20的信号具有至少与来自扇区48i的接收质量一样好的来自扇区48j的接收质量，那么对于随后的十四个时隙104j(来自未显示的下一个帧100)继续从扇区48j接收。如果来自扇区48j的时隙104j的接收比来自扇区48i的时隙104i的接收质量差，那么对于随后的十四个时隙104i(来自下一个帧100)，接收返回到扇区48i。

在本实施例中，来自每个扇区48的最后经历的接收质量(LERQ)的表保存在用户站24中，并且如调整缓存的接收参数那样通过此最后的信息来进行更新。根据LERQ表中指出的下一个最高接收质量的级别可以对在下一个间隔中使用哪一个扇区48测试做出选择。

作为实例，给出了附录A的LERQ表1，并且随后将测试经由扇区48i、扇区48j进行接收的用户站24。如果在测试时，扇区48j以比48i低的接收质量被接收，则用户站24切换回扇区48i，并且将LERQ表更新为用于对于48j的附录A表2中的值。现在扇区48m具有除48i之外的三个扇区中最高历史接收质量，并且将因此成为下一个由用户站24测试的扇区。如果在测试时，用户站24经由扇区48m具有更好的接收质量，则用户站24继续经由该扇区进行接收，并且将LERQ表更新为附录A的表3所显示的样子。在下一步切换中，由于扇区48i具有最高历史接收质量，所以用户站24将再考虑扇区48i。如果扇区48m具有比扇区48i更好的接收质量，该扇区48i可能例如经历衰减，那么接收返回扇区48m，并且LERQ表更新为如附录A的表4所示。在此情况下，在下一步切换中，将测试扇区48k。

对于本领域技术人员显而易见的是，除LERQ表外还可以使用其他选择方法，在此情况下可以省略LERQ表。例如，可能通常的情况是，如果扇区48遭受衰减，那么最有可能具有较好接收的扇区将是与被影响的扇区成九十度的扇区中的一个。例如。扇区48i和48k在一个时刻可能具有最佳的接收，而扇区48i是被选中的扇区，但是当扇区48i处经历的接收质量下降时，在48k处经历的接收质量也将下降。因此，扇区48m和48j将被评估和/或使用而它们中的一个将被选择并评估。

同样可能的情况是在衰减前经历的接收质量与衰减过程中经历的接收质量之间不存在相关性。因此，可随机选择待评估的新的扇区48，并且这一过程可以重复直至每个扇区48均被评估，而产生最佳结果的扇区48被选择。

在任何情况下，在图5的流程图中说明了用于接收的扇区切换过程，其中在步骤200中，接收预先定义的发射信号的一部分，如帧100的十五个时隙104中的十四个，并且确定接收质量。如在本文中所使用的，用语“部分”意指包括发射信号的持续时间，并且可以定义为时间周期或定义为若干发射业务比特、码片或任何其他的发射信号的适当的量。在步骤204中，基于LERQ表中的值或者基于任何其他的适当的标准来选择替代天线方向，包括执行随机选择。在步骤208中，天线被切换到选择的方向并且为信号的已选部分(例如一个时隙)来评估和确定接收质量。如果使用LERQ表或者其他已接收的发射质量的记录，那么该记录通过已确定的接收值来更新。

对于本领域技术人员显而易见的是，在用户站24启动时，在一个持续时间中(如五个帧)在每个方向执行接收，该持续时间被选择成用以确保对接收和/或发射特征以及RAKE接收机、均衡器或其他接收机参数的良好的评估。在执行初始特征化/确定之后，图5的过程开始。

在步骤216中做出关于在步骤204中选择的方向是否比步骤200中使用的方向提供了更好的接收质量的确定。如果获得了改善，则过程返回步骤200并且使用步骤204中选择的方向。如果没有获得改善，则过程继续切换回步骤220中的先前的天线方向，并然后返回步骤204，并且重复该过程。

用于管理本发明的另一技术是在帧100的接收过程中检查三个替代扇区48的每一个。在该实施例中，每个帧100的前十二个时隙104可经由一个扇区48i接收，然后对图4d所示的剩余三个时隙104j、104k和104m中的各自每一个测试其他三个扇区48j、48k和48m中的每一个。选择具有最佳的已确定的接收质量的扇区48，以用于下一个帧100的前十二个时隙104的接收。

仍然是用于管理本发明的另一技术包括对三个替代扇区48执行子时隙测试。这样，帧100的前十四个时隙104i经由一个扇区48i接收，并且针对图4e所示的帧100的每个第十五个时隙104jkm的约三分之一测试三个替代扇区48j、48k和48m中的每一个。再一次，选择具有最佳接收质量的扇区48，以用于接收下一个帧100的前十四个时隙。

如果相对于帧100的持续时间，衰减发生得很快，例如当接收机或发射机或者两者都在移动时，则每帧可以使用多于一次的子时隙测试。例如，自一个扇区48可以接收四个时隙104，然后对第五个时隙可以检查其他三个扇区48，选择具有最佳接收的扇区48用于下面的四个时隙104并重复该过程。因此，由在每个帧100中三次得出的所有扇区48来确定最佳的扇区。

如将显而易见的，上文提及的每一个操作技术在响应于衰减或其它无线电接收因素中具有不同的特征。例如，相对慢的改变，诸如固定无线环境中的典型的瑞利衰减可以通过第一种提及的技术来充分地管理，而在移动环境中的衰减可以更好地由一种子时隙采样技术来处理。

预期在其他被评估方向上的速率可以在操作过程中变化，其取决于网络中经历的操作条件。例如，当用户站24用于固定环境中时，也就是用户站24在使用中不移动，则可以使用相对低的评估速率，如每两个帧100一次，等等。如果用户站24随后用于移动环境中，也就是以相对快的速度在位置之间移动时使用该用户站24，系统20可以切换到更频繁向和从该用户站24评估方向，如每帧一次或者甚至更频繁。因此，某些用户站可以以相对低的速率评估其发射和/或接收方向，而其他的用户站24是系统20使用更快或者快得多的评估速率。

如上文所提及的，还期望可以使用具有多于或少于四个天线配置的天线分集机构。例如，可以使用六个六十度扇区，并且可以执行上文提及的处理，以在六个扇区中选择一个具有最佳接收质量的扇区。

在上文描述的系统和方法中，作了简化的假设，即从用户站24到基站20的发射将在自其获得了来自基站20的最佳信号接收的相同扇区48中发射。对于本领域技术人员显而易见的是，由于上行链路和下行链路发射路径可以明显不同，所以该假设不是必然正确的，至少在频分双工(FDD)系统中是这样的。因此本发明还可以切换扇区48，以用于从用户站24发射到基站24。

具体地，如果系统10是时分双工(TDD)系统(也就是用户站仅可以在给定的时刻以相同的频率要么发射要么接收数据)，那么可操纵天线34可以在接收时切换到合适的扇区48，如上文所述。当发射时，由于接收的信号通过的路径将是发射的信号通过的同一路径，因此用户站24使用最后选择用于接收的相同扇区48。

如果系统10是频分双工(FDD)系统(也就是用户站24在同一时刻通过不同的频率既可以接收也可以发射信号)，那么天线分集机构可以包括用户站24中的两个天线32，一个用于发射且一个用于接收。这些天线32中的一个将评估并被切换到具有最佳接收质量的扇区48，而其他的将评估并被切换到具有最佳发射质量的扇区48。在后面的情况中，当发射时，用户站24使用从基站20到用户站24的最后发射中发送的信息来选择在其上用于发射的扇区48。具体地，基站20将向用户站24通知其最后发射在基站20处被接收的质量(该信息可以明确地提供给用户站24或可以由用户站24不明显地得自功率控制信息或其他从基站20发送给用户站24的信息)。

用户站24为其每个扇区48保存在基站20处经历的最后发射接收质量(LTRQ)的记录，如由基站所报告的，并且在发射之前将可操纵天线34切换到具有最佳记录的LTRQ的扇区48。如果基站20通知用户站24其发射接收质量正在下降，那么用户站24将更新在其LTRQ记录中用于扇区48的记录质量，并将确定哪个扇区48当前具有最佳记录质量，并且然后选择该扇区用于下面的发射。另一选择是，用户站24可以从每一个扇区48发射用于帧100的一部分，并且基站20将通知接收每一个相应部分所用的质量。用户站24将然后选择基站以最佳质量接收的基站20用于发射下一个帧100的大部分。因此，用户站24可以从扇区48i接收来自基站20的发射，且仍可以通过扇区48k向基站20发射等。

在FDD情况中，图6的流程图中示出了用于发射的切换扇区48的过程，其中在步骤250中，自用户站24到基站20的发射通过扇区48产生。如上文所讨论的，该发射可以包括帧的一部分、完整的帧或者甚至多个帧。基站20接收该发射，并确定该发射的接收质量，在步骤254中，向用户站24通知其经历的发射接收质量并且用户站24构成发射接收质量的记录。在步骤258中，作出关于来自任何其他扇区的先前发射接收质量是否比当前使用的扇区的发射接收质量好的确定。如果来自当前扇区的发射接收质量至少同最后记录的用于其他扇区的发射接收质量一样好，那么当前的扇区将用于下一步发射并且过程返回步骤250。如果发射接收质量不是与最后记录的用于其他扇区的发射接收质量一样好，那么在步骤262中选择具有最佳的最后记录的发射接收质量的扇区用于下一步发射并且过程返回步骤250。

通过在扇区48之间主动地切换，其中在用户站24处获得改善的接收质量，由基站20分配给向用户站24发射的发射功率很可能减小，允许该功率被分配给自基站20的其他通信。通过在扇区48之间主动地切换，其中在基站20处获得改善的接收质量，可以使用更加有效的发射技术(诸如使用较少的FEC编码或码元重复)以增加从用户站24到基站20的数据通过量。相似地，通过在扇区48之间切换用以改善基站20处的接收，要么可使用更少的功率用于发射，要么用相同的功率可以发射更多的数据，在这两种情况中改进了系统20中从用户站24到基站20的整体发射能力。

还预期在某些环境中，用户站24将接收来自第一基站20的信号并且将信号24发射给第二基站20(未示出)。在此情况下，将确定与第一基站20有关的从其接收的扇区48，并且将确定与第二基站20有关的从其发射的扇区48，且第二基站20将(例如通过陆线回程网络(未示出))向第一基站20通知关于第二基站20经历的接收质量，并且第一基站20将向用户站24转发该信息。

图7示出了根据本发明的用户站300的另一实施例。在该实施例中，不同于具有包括可操纵天线34的天线分集机构32，天线分集机构34包括在用户站300处的多个间隔式天线304，每个天线304处于与其他的天线304的相互距离至少是无线电信号的1/2波长的位置。用户站24包括：适用的控制器，用以选择包括多个天线304中一个天线的配置用于发射和/或接收。在另一方案中，除了如第一替代选择中一样被相互隔开之外，每个天线是定向天线并且对准或可以对准与其他天线304互相不同的方向。

如通过上文中可操纵的实施例所描述的，在图7的实施例中天线304中的一个被选择用于接收和/或发射。具体地，在适当的时间间隔确定具有同其他天线相比较的最佳接收质量的天线304，并且该天线然后被选择用于接收直至下一个时间间隔。在FDD实施例中，也在适当的时间间隔确定具有最佳发射质量的天线304，并且该天线304然后被选择用于发射，直至下一个时间间隔。

本发明的上文所述的实施例的目的在于成为本发明的实例，而在不偏离由文中附属的权利要求所唯一限定的本发明范围的前提下，本领域的技术人员可对其进行改变和变型。

                         附件A

扇区	接收质量
		48i	57
48j	48
		48k	39
48m	41

表1

扇区	接收质量
		48i	57
48j	37
		48k	39
48m	41

表2

扇区	接收质量5
		48i	57
48j	37
		48k	39
48m	59

表3

扇区	接收质量
		48i	22
48j	37
		48k	39
48m	59

表4

Claims (91)

1.一种在接收机处接收无线电信号的方法，包括以下步骤：

(i)在所述无线电接收机处通过天线分集机构的第一选择天线配置来接收所述无线电信号的第一部分，并且评估该部分的接收质量；

(ii)在所述无线电接收机处选择另一天线配置作为第二天线配置，并通过所述第二天线配置来接收所述无线电信号的第二部分，并且评估该部分的接收质量，所述第二部分在发射持续时间上小于所述第一部分；

(iii)通过作为在本方法先前迭代中所提供最佳接收质量天线配置的所述第一天线配置来重复步骤(i)、(ii)和(iii)。

2.权利要求1的方法，其中步骤(ii)中第二天线配置是从可能的配置组中随机选择。

3.权利要求2的方法，其中存在至少三个可能的天线配置用于从中选择。

4.权利要求1的方法，其中至少三个天线配置是可利用的，并且进一步包括以下步骤：先于步骤(i)，对每个天线配置评估接收质量，并且为每个配置存储所评估接收质量的指示，而其中步骤(i)进一步包括：将具有最佳接收质量的存储指示的天线配置选为第一选择配置，并且将用于第一选择天线配置的存储指示更新为在步骤(i)过程中评估的接收质量；且步骤(ii)进一步包括：将具有下一个最佳接收质量的存储指示的配置选为第二天线配置，并且将用于第二选择天线配置的存储指示更新为在步骤(ii)过程中评估的接收质量。

5.权利要求1的方法，其中所述信号分为至少第一、第二和第三部分，第二和第三部分在发射持续时间上小于第一部分，并且其中至少通过用于信号第三部分的第三天线配置来重复步骤(ii)。

6.权利要求1的方法，其中每个所述天线配置对应于所述天线结构的有利接收方向。

7.权利要求1的方法，其中每个所述天线配置对应于所述天线分集机构中的天线位置。

8.权利要求5的方法，其中每个所述天线配置对应于所述天线结构的有利接收方向。

9.权利要求5的方法，其中每个所述天线配置对应于所述天线分集机构中的天线的位置。

10.权利要求1的方法，其中所述接收机是第一收发信机，并且所述无线电信号接收自第二收发信机，所述第一收发信机在向所述第二收发信机发射时使用所述第一选择天线配置。

11.权利要求1的方法，其中所述接收机是第一收发信机，并且所述无线电信号接收自第二收发信机，所述第一收发信机从所述第二收发信机接收发射的接收质量的指示，该接收质量是第一收发信机经由选择的天线配置向所述第二收发信机的最后发射被接收时的接收质量，所述第一收发信机保存并更新关于在所述第一收发信机处的每个天线配置的发射接收质量的记录，并且所述第一收发信机选择具有最佳记录的发射接收质量的天线配置用于向所述第二收发信机的下一发射。

12.权利要求1的方法，其中所述无线电信号是以时隙帧结构发射，并且所述第一部分包括所述帧的多个时隙。

13.一种在接收机处接收无线电信号的方法，包括以下步骤：

(i)在所述无线电接收机处通过被配置为有利于第一选择方向的天线来接收所述无线电信号的第一部分，并且评估所述第一部分的接收质量；

(ii)通过用被配置为有利于第二选择方向的所述天线进行选择来接收所述无线电信号的第二部分，并且评估所述第二部分的接收质量，所述第二部分在发射持续时间上小于第一部分；

(iii)将所述第一选择方向设置为在本方法先前的迭代中所提供的最佳接收质量的有利方向，并且重复步骤(i)、(ii)和(iii)。

14.权利要求13的方法，其中所述信号分为至少第一、第二和第三部分，所述第二和第三部分在发射持续时间上少于所述第一部分，并且其中至少通过用于信号第三部分的有利于第三天线配置来重复步骤(ii)。

15.一种用于减轻接收机处无线电信号的衰减和/或不良接收的方法，包括操作于多种天线配置的天线分集机构，其中每一种天线配置可以提供不同的接收特征，该方法包括以下步骤：

接收机评估通过处于第一配置的天线和通过处于至少第二配置的天线的无线电信号的接收质量；以及

选择具有最佳评估接收的天线配置，以使用直至该方法的下一迭代为止。

16.权利要求15的方法，其中天线配置对应于其中接收有利于不同方向的配置。

17.权利要求15的方法，其中天线配置对应于其中选择不同的天线、每个天线与其他的天线互相隔开的配置。

18.一种用于接收无线电信号的接收机，该无线电信号分为至少第一部分和第二部分，所述第二部分具有少于所述第一部分的发射持续时间，所述接收机包括：

天线分集机构，其具有至少两个天线配置；

控制器，其用于选择所述至少两个天线配置中的一个，以接收所述无线电信号的所述第一部分，和用于选择所述至少两个天线配置中的第二个，以接收所述无线电信号的所述第二部分；和

接收质量评估器，其用于确定以其接收所述无线电信号所述部分的接收质量，所述控制器响应于所述已确定的接收质量，来将具有最佳的已确定接收质量的天线配置选择为用于接收随后无线电信号所述第一部分的选择天线配置。

19.权利要求18的接收机，其中所述天线分集机构包括：可操纵天线，并且每个天线配置对应于从其接收所述无线电信号的有利方向。

20.权利要求19的接收机，其中所述天线分集机构具有四个天线配置，每个配置对应于有利于从其接收所述无线电信号的约九十度的方向象限。

21.权利要求18的接收机，其中所述天线分集机构包括至少两个天线，每个天线通过至少是无线电信号的1/2波长的距离与其他天线相互隔开，并且每个天线对应所述至少两个天线中的所选择的一个。

22.权利要求21的接收机，其中所述至少两个天线是全向天线。

23.权利要求18的接收机，进一步包括：用于向不同的无线电接收机发射第二无线电信号的发射机，所述控制器进一步选择所述至少两个天线配置中的一个用于发射所述第二无线电信号。

24.一种无线通信系统，包括：

用于发射无线电信号的无线基站；和

用于接收所述无线电信号的用户站，该无线电信号分为至少第一部分和第二部分，所述第二部分具有少于所述第一部分的发射持续时间，所述用户站包括：

天线分集机构，其具有至少两个天线配置；

控制器，其用于选择所述至少两个天线配置中的一个，以接收所述无线电信号的所述第一部分，和用于选择所述至少两个天线配置中的第二个，以接收所述无线电信号的所述第二部分；和

接收质量评估器，其用于确定以其接收所述无线电信号所述部分的接收质量，所述控制器响应于所述已确定的接收质量，来将具有最佳的已确定接收质量的天线配置选择为用于接收随后无线电信号所述第一部分的选择天线配置。

25.权利要求24的无线通信系统，其中所述天线分集机构包括可操纵天线，并且每个天线配置对应于从其接收所述无线电信号的有利方向。

26.权利要求25的无线通信系统，其中所述天线分集机构具有四个天线配置，每个配置对应于有利于从其接收所述无线电信号的约九十度的方向象限。

27.权利要求24的无线通信系统，其中所述天线分集机构包括至少两个天线，每个天线通过至少是无线电信号的1/2波长的距离与其他天线相互隔开，并且每个天线对应所述至少两个天线中的所选择的一个。

28.权利要求24的无线通信系统，其中所述用户站也操作用于向所述基站发射无线电信号，所述控制器进一步选择所述至少两个天线配置中的一个用于发射所述无线电信号到所述基站。

29.一种通过时隙帧结构用于发射和接收无线电信号的系统，所述系统包括：

第一收发信机，其操作用于发射所述无线电信号；

第二收发信机，其操作用于从初始天线配置接收所述无线电信号，该初始天线配置是通过天线分集来从多个可能天线配置中选择的；

其中在接收包含来自处于所述最初天线配置中的所述第一收发信机数据的时隙中，所述第二收发信机可以确定所述来自至少一个替代天线配置的无线电信号的接收质量，该替代天线配置是选自所述多个可能天线配置；和

其中所述第二收发信机可以作出选择天线配置，以用于接收来自所述初始天线配置和所述至少一个替代天线配置之间的所述无线电信号。

30.权利要求29的系统，其中所述替代天线配置的所述选择是基于接收质量的历史做出的，该接收质量获得自所述多个可能的天线配置中的每一个，该可能的天线配置发生于所述第二收发信机处。

31.权利要求29的系统，其中所述替代的天线配置的所述选择是随机做出的。

32.权利要求29和30的系统，其中所述替代的天线配置的所述选择是使用随机选择和历史选择进行组合做出的。

33.权利要求32的系统，其中基于在所述第二收发信机处经历的衰减速率来选择所述随机选择和所述历史选择中的一个。

34.权利要求29的系统，其中所述接收质量的确定是在有规律的时间周期后进行。

35.权利要求34的系统，其中所述有规律的时间周期在时隙持续时间中至少出现一次。

36.权利要求29的系统，其中所述接收质量的确定是在可变的时间间隔中进行，所述可变的时间间隔是通过在所述第二收发信机处经历的衰减速率确定。

37.权利要求29的系统，其中每当接收质量下降到最小阈值水平以下时，进行所述接收质量的确定。

38.权利要求29的系统，其中所述接收质量的确定是针对多于一个的替代的天线配置进行。

39.权利要求29的系统，其中所述多个可能的天线配置包括四个天线配置。

40.权利要求29的系统，其中在所述第二收发信机上的所述天线分集方案是通过可操纵天线提供。

41.权利要求29的系统，其中在所述第二收发信机上的所述天线分集方案是通过多个全向天线提供。

42.权利要求29的系统，其中在所述第二收发信机上的所述天线分集方案通过多个等向性天线提供。

43.权利要求29的系统，其中所述无线电信号使用CDMA协议。

44.权利要求29的系统，其中所述第二收发信机通过使用与用于接收的天线配置不同的天线配置，可以向所述第一收发信机进行发射。

45.权利要求44的系统，其中所述第二收发信机基于在所述无线电信号的接收过程中从所述第一收发信机接收的信息来确定发射天线配置，其中所述信息指示在所述第一收发信机处的接收质量。

46.权利要求45的系统，其中所述第二收发信机基于发射质量的历史来确定所述发射天线配置，该历史获得自所述多个可能的天线配置中的每一个，该可能的天线配置已由所述第二收发信机使用。

47.权利要求45的系统，其中当从所述第一收发信机接收所述无线电信号时，所述第二收发信机可以向第三收发信机发射。

48.权利要求47的系统，其中所述第二收发信机基于通过所述第二收发信机从所述第三收发信机接收的信息来确定所述第一收发信机和所述第三收发信机的哪一个要进行发射。

49.权利要求48的系统，其中所述第二收发信机基于获得自所述第一和第三收发信机中每一个的发射质量历史来确定所述第一收发信机和所述第三收发信机的哪一个要进行发射。

50.一种用于在收发信机处接收无线电信号的方法，该收发信机具有可操作用于从多个可能的天线配置中接收所述无线电信号的天线，所述方法包括：

在所述收发信机处接收定义数量的所述无线电信号，其中所述天线从初始天线配置中接收所述无线电信号；

对用于在所述最初天线配置中接收所述无线电信号的所述天线确定接收质量；

确定不是所述初始天线配置的至少一个替代的天线配置，以从所述天线接收所述无线电信号；

在至少一个替代的天线配置中调节所述天线用以接收所述无线电信号；

确定在所述至少一个替代的天线配置中接收到的所述无线电信号的接收质量；

比较在所述初始天线配置下和所述替代的天线配置下所接收的所述无线电信号的接收质量；和

在所述初始天线配置和所述至少一个替代的天线配置之间选择用于接收所述无线电信号的进一步的数量。

51.权利要求50的方法，其中通过分析接收质量历史来确定对所述至少一个替代的天线配置的选择，该接收质量历史获得自所述多个可能的天线配置中的每一个，该可能的天线配置已已发生在所述收发信机中。

52.权利要求50的方法，其中对所述替代的天线配置的选择是随机确定。

53.权利要求51和52的方法，其中对所述替代的天线配置的选择是使用随机选择和历史选择的组合做出的。

54.权利要求50的方法，其中接收质量的确定是在有规律的时间周期后进行。

55.权利要求50的方法，其中每当接收质量下降到最小阈值水平以下时，进行接收质量的确定。

56.权利要求50的方法，其中所述接收质量的确定是针对多于一个的替代的天线配置进行。

57.权利要求50的方法，其中所述多个可能的天线配置包括四个天线配置。

58.权利要求50的方法，其中在所述第二收发信机上的所述天线分集方案是通过可操纵天线提供。

59.权利要求50的方法，其中在所述第二收发信机上的所述天线分集方案是通过多个全向天线提供。

60.权利要求50的方法，其中在所述第二收发信机上的所述天线分集方案是通过多个等向性天线提供。

61.权利要求50的系统，其中所述无线电信号使用CDMA协议。

62.一种用于通过天线向第一收发信机发射和自其接收用于第二收发信机的无线电信号，该天线操作用于在接收包含来自第一收发信机的数据的无线电信号时从多个可能的天线配置中发射无线电信号，所述方法包括：

在所述第二收发信机处，向所述第一收发信机发射所述无线电信号，其中在所述第二收发信机上的所述天线正在从初始天线配置发射所述无线电信号；

在所述第一收发信机处，向所述第二收发信机发射关于所述无线电信号的接收到的接收质量的指示；

在所述第二收发信机处，确定不是所述最初天线配置的至少一个替代的天线配置用于从其发射所述无线电数据；和

将所述天线调节为从所述至少一个替代的天线配置来发射所述无线电信号。

63.权利要求62的方法，其中在所述第二收发信机，通过分析发射质量历史来进行确定所述替代的天线配置，该发射质量历史获得自所述多个可能的天线配置中的每一个。

64.权利要求62的方法，其中在所述第一收发信机，发射所述接收质量的指示是发生于有规律的时间周期后。

65.权利要求62的方法，其中在所述第一收发信机，每当接收到的接收质量下降到最小阈值水平以下时，发生所述接收质量的指示的发射。

66.权利要求62的方法，其中所述多个可能的天线配置包括四个天线配置。

67.权利要求62的方法，其中在所述第二收发信机上的所述天线分集方案是通过可操纵天线提供。

68.权利要求62的方法，其中在所述第二收发信机上的所述天线分集方案是通过多个全向天线提供。

69.权利要求62的方法，其中在所述第二收发信机上的所述天线分集方案是通过多个等向性天线实现。

70.权利要求62的系统，其中所述无线电信号使用CDMA协议。

71.一种操作用于从另外的无线电收发信机接收无线电信号的无线电收发信机，其中所述无线电信号使用时隙帧结构，每个时隙操作用于包含数据，所述无线电收发信机包括：

无线电收发信机

天线，其操作用于从多个可能天线配置接收所述无线电信号；和

处理装置，其操作用于在以所述初始天线配置中从所述第一收发信机接收包含数据的时隙过程中，对来自初始天线配置以及选自所述多个可能天线配置中的至少一个替代天线配置的所述无线电信号确定其接收质量，以及进行天线配置选择，以从其接收所述无线电信号。

72.如权利要求71的无线电收发信机，其中所述替代的天线配置的所述选择是基于接收质量的历史做出的，该接收质量历史获得自所述多个可能的天线配置中的每一个。

73.如权利要求71的无线电收发信机，其中所述替代的天线配置的所述选择是随机做出的。

74.如权利要求72和73的无线电收发信机，其中所述替代的天线配置的所述选择是使用随机选择和历史选择的组合做出的。

75.如权利要求74的无线电收发信机，其中基于在所述无线电收发信机处经历的衰减速率来选择所述随机选择和所述历史选择中的一个。

76.如权利要求71的无线电收发信机，其中所述接收质量的确定是在有规律的时间周期后进行。

77.如权利要求71的无线电收发信机，其中所述有规律的时间周期在时隙周期中至少出现一次。

78.如权利要求71的无线电收发信机，其中所述接收质量的确定是在可变的时间间隔中进行，所述可变的时间间隔是通过在所述无线电收发信机处经历的衰减速率确定。

79.如权利要求71的无线电收发信机，其中每当接收质量下降到最小阈值水平以下时，进行所述接收质量的确定。

80.如权利要求71的无线电收发信机，其中所述接收质量的确定是针对多于一个的替代的天线配置进行。

81.如权利要求71的无线电收发信机，其中所述多个可能的天线配置包括四个天线配置。

82.如权利要求71的无线电收发信机，其中在所述无线电收发信机上的所述天线分集方案是通过可操纵天线提供。

83.如权利要求71的无线电收发信机，其中在所述无线电收发信机上的所述天线分集方案是通过多个全向天线提供。

84.如权利要求71的无线电收发信机，其中在所述无线电收发信机上的所述天线分集方案是通过多个等向性天线实现。

85.如权利要求71的无线电收发信机，其中所述无线电信号使用CDMA协议。

86.如权利要求71的无线电收发信机，其中所述无线电收发信机通过使用与用于接收的天线配置不同的天线配置可以向所述另一无线电收发信机进行发射。

87.如权利要求86的无线电收发信机，其中所述无线电收发信机基于在所述无线电信号的接收过程中从所述另一收发信机接收的信息来确定发射天线配置。

88.如权利要求87的无线电收发信机，其中所述无线电收发信机基于发射质量的历史来确定所述发射天线配置，该发射质量的历史获得自所述多个可能的天线配置中的每一个。

89.如权利要求88的无线电收发信机，其中所述无线电收发信机在从所述另一个无线电收发信机接收无线电信号时可以向再一个无线电收发信机发射。

90.如权利要求89的无线电收发信机，其中所述无线电收发信机基于从所述再一个无线电收发信机经由所述另一个无线电收发信机所接收到的信息来确定所述另一个无线电收发信机和所述再一个无线电收发信机中的哪一个要进行发射。

91.如权利要求90的无线电收发信机，其中所述无线电收发信机基于获得自所述另一个无线电收发信机和所述再一个无线电收发信机的发射质量历史来确定所述另一个无线电收发信机和所述再一个无线电收发信机中的哪一个要进行发射。

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