专利名称：用于在无线网络中动态控制自适应天线阵列下行链路波束宽度的装置和方法
背景技术：
无线通信系统在社会中已经普遍存在。商业和消费者使用很多种类的固定和移动无线终端，包括蜂窝电话、寻呼机、个人通信服务(PCS)系统、以及固定无线接入设备(例如具有蜂窝功能的自动售货机)。无线服务提供商通过使无线设备和服务更便宜、更可靠，不断地尝试为无线设备创造新的市场并扩展现有市场。
例如，在码分多址(CDMA)网络中，已经开发出了自适应天线阵列，以提高在CDMA网络中处理的呼叫的容量和质量。在从基站到无线终端的下行链路中，自适应天线阵列利用“波束形成”技术来提供方向性的天线波束。例如，可以使用从自适应天线阵列接收到的信号确定的到达角(AOA)信息来确定波束形成系数，以用于在下行链路中提供空间定向到(spatially directedto)特定无线终端的窄波束，从而提供改进的容量和质量。所述窄波束携带旨在用于特定无线终端的业务信号。
然而，在通信下行链路中使用窄波束带来一个新问题。在CDMA网络中，由单个的无线终端使用基站所服务的扇区或小区内的所有无线终端所接收的公共导频信号来解调业务信号。因此，在被发送到基站所在的整个小区或扇区的宽波束上携带公共导频信息。由于与导频信号相关联的下行链路信道(例如宽波束)和与业务信号相关联的下行链路信道(例如窄波束)不同，所以从导频信号提取出来的相位信息可能与业务信号不能准确相关。
为了补偿相位失谐(mismatch)，提出了各种波束优化技术。例如，在Scherzer等人(下文中称为Scherzer)提出的已公开美国专利申请2002/0146983中，将基站服务区域分割成许多部分，并在学习和校准阶段中预先计算每个部分的最优波束宽度，并将其存储在表中。在正常运行期间，识别无线终端所在的部分，并使用对表格的查找操作来确定该部分的最优波束宽度。在Scherzer的另外一个实施例中，将波束宽度作为无线终端测量的误帧率的反函数来计算。
然而，为每个部分预先计算波束形成系数是不灵活的解决方案，该方案没能在每个部分的全部区域内平均地校正相位失谐。另外，预先计算的查找表假设静态的物理环境，这在许多城市地区是不现实的。此外，学习或校准阶段是耗时、计算强度大的处理。同样地，使用FER计算波束宽度还涉及长时计算，这可能导致对波束宽度的次优选择。
因此，在本领域中需要一种更加灵活、准确和健壮的改进的下行链路波束宽度优化系统和方法。尤其是需要能够形成具有实时最优波束宽度的窄波束的基站。
发明内容
本发明提供一种实时优化下行链路业务波束的波束宽度的技术。特别是，本发明使用从移动站接收的导频强度信号和功率控制信号来确定空间定向以服务移动站的下行链路业务波束的最佳波束宽度。
为了解决上面讨论的现有技术的缺陷，本发明的主要目的是提供一种用于无线网络的基站，其能够优化下行链路业务波束的波束宽度。根据本发明的优选实施例，该基站包括(i)收发机，能够从选择的移动站接收导频强度信号和功率控制信号；以及(ii)波束形成电路，能够形成空间定向以服务选择的移动站的下行链路业务波束，其中，该下行链路业务波束将波束宽度设置为导频强度信号和功率控制信号的函数。
根据本发明的一个实施例，基站还包括自适应天线阵列，其能够帮助波束形成电路形成下行链路波束。
根据本发明的另一个实施例，基站还能够在导频波束上发送导频信号，以便由多个移动站使用。导频强度信号是由选择的移动站响应于接收到的导频信号而生成的，用以报告接收到的导频信号的信号强度。
根据本发明的再一个实施例，业务波束携带与选择的移动站相关联的业务信号。由选择的移动站响应于接收到的业务信号而生成功率控制信号，以请求基站增加或者减低业务信号的功率。
根据本发明的另一个实施例，基站还能够在波束更新时间内接收第一导频强度信号和第二导频强度信号，并且在波束更新时间期间接收多个功率控制信号。基站能够计算微分导频强度和微分功率控制，该微分导频强度对应于第一导频强度信号的值与第二导频强度信号的值的差。
根据本发明的另一个实施例，基站还能够在微分功率控制等于0或者-1时降低业务波束的波束宽度，在微分功率控制等于+1并且微分导频强度等于+1时增加所述业务波束的波束宽度，在微分功率控制等于+1且微分导频强度等于0或者-1时降低所述业务波束的波束宽度。
在开始
具体实施例方式
之前，阐明在整个专利文件中使用的某些词、词组的定义是有利的术语“包括”及其衍生词是指非限制性的包括；术语“或”是指包括在内的，意思是和/或；词组“与…相关联”和“与之相关联”及其衍生词可以指包括、被包括在、与…互连、包含、被包含在、连接到或与…连接、耦接到或与…耦接、可与…通信、与…合作、交织、并列、与…接近、限制为(be bound to or with)、具有、具有…性质等；术语“控制器”指控制至少一个操作的任何设备、系统或其部分，这样的设备可以以硬件、固件或软件实现，或者以上述中至少两个的某个组合来实现。应当注意，与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或分布式的，无论是本地的还是远程的。规定了在本专利文件中通篇使用的特定词和词组的定义，本领域普通技术人员应当理解，在许多场合，如果不是大多数场合，优先使用这些定义，也会使用这些定义的词和词组的其它用法。
为了更加完整地理解本发明及其优点，现在结合附图参照下列说明，附图中相同的参考标记代表相同的部件图1示出了示例的无线网络，其中根据本发明的示例实施例优化波束宽度。
图2示出了提供下行链路波束的基站，所述波束可以根据本发明的示例图3更详细地示出了基站，该基站能够根据本发明的示例实施例优化下行链路波束的波束宽度。
图4是流程框图，示出了根据本发明的示例实施例的波束宽度优化处理。
具体实施例方式
在本专利文件中，下面讨论的图1至图4、以及用于描述本发明原理的各实施例仅仅是说明性的，不应该以任何方式理解成限制本发明的范围。本领域技术人员将会理解，本发明的原理可以在任何适当安排的无线网络中实现。
图1示出了示例的无线网络100，其中，根据本发明的原理优化波束宽度。无线网络100包括多个蜂窝小区(cell site)121-123，每个小区包含基站BS 101、BS 102、或BS 103中的一个。基站101-103通过例如根据IS-2000-C标准(即，cdma2000的版本C)的码分多址(CDMA)信道与多个移动站(MS)111-114通信。在本发明的优选实施例中，移动站111-114能够同时在两个或多个CDMA信道上接收数据业务和/或语音业务。移动站111-114可以是任何能够通过无线链路与基站101-103进行通信的适当的无线设备(例如，传统蜂窝电话、PCS手机、个人数字助理(PDA)手机、便携式计算机，遥测设备)。
本发明不限于移动设备。本发明还包含其它类型的无线接入终端，包括固定无线终端。为了简单起见，下文中仅示出和讨论移动站。但是，应该理解在权利要求书和下面的描述中使用的术语“移动站”旨在包含真正的移动设备(例如蜂窝电话，无线便携式计算机)以及固定无线终端(例如带有无线功能的机器监视器)两者。
虚线显示了基站101-103所在的蜂窝小区121-123的近似边界。将蜂窝小区显示成近似圆形仅仅是出于说明和解释的目的。应该清楚地理解，取决于所选择的小区配置以及自然和人造障碍物，蜂窝小区可以有其它不规则的形状。
如本领域中所公知的，每个蜂窝小区121-123包括多个扇区，其中连接到基站的方向性天线辐射(illuminate)每个扇区。图1的实施例示出了基站位于小区的中心。在替代实施例中，可以将方向性天线放置在扇区的角中。本发明的系统不局限于任何具体的蜂窝小区配置。
在本发明的一个实施例中，BS 101、BS 102和BS 103中的每一个都包括基站控制器(BSC)和一个或多个基站收发机子系统(BTS)。基站控制器和基站收发机子系统是本领域技术人员所公知的。基站控制器是为无线通信网络中指定的小区管理包括基站收发机子系统的无线通信资源的设备。基站收发机子系统包括RF收发机、天线和位于每个蜂窝小区内的其它电子设备。这些设备可能包括空气调节单元、加热单元、电源、电话线路接口以及RF发射机和RF接收机。为了简单清楚地解释本发明的操作，将每个小区121、122和123中的基站收发机子系统和与每个基站收发机子系统相关联的基站控制器分别共同表示成BS 101、BS 102和BS 103。
BS 101、BS 102和BS 103相互之间传输语音和数据信号，并且通过通信线路131和移动交换中心(MSC)140与公共交换电话网(PSTN)(未示出)之间传输语音和数据信号。BS 101、BS 102和BS 103还通过通信线路131和分组数据服务器节点(PDSN)150与因特网(未示出)传输诸如分组数据的数据信号。分组控制功能(PCF)单元190控制基站101-103与PDSN150之间的分组数据流。PCF单元190可以被实现为PDSN 150的一部分，也可以被实现为MSC 140的一部分，或者如图1所示，可以实现为与PDSN 150通信的单独的设备。线路131还为MSC 140与BS 101、BS 102和BS 103之间发送的控制信号提供连接通路，该控制信号在MSC 140与BS 101、BS 102和BS 103之间建立语音和数据电路连接。
通信线路131可以是任何适当的连接方式，包括T1线路、T3线路、光纤链路、网络分组数据骨干网连接、或者任何其它类型的数据连接。线路131将BSC中的每个语音编码器与MSC 140中的交换元件相链接。线路131上的连接可以以脉冲编码调制(PCM)格式、因特网协议(IP)格式、异步传输模式(ATM)格式等发送模拟语音信号或数字语音信号。
MSC 140是交换设备，它在无线网络的用户和诸如PSTN或因特网的外部网络之间提供服务和协调。MSC 140是本领域技术人员公知的。在本发明的某些实施例中，通信线路131可以是几个不同的数据链路，每个数据链路将BS 101、BS 102和BS 103中的一个连接到MSC 140。
在示例的无线网络100中，MS 111位于蜂窝小区121中并与BS 101通信。MS 113位于蜂窝小区122中并与BS 102通信。MS 114位于蜂窝小区123中并与BS 103通信。MS 112还位于蜂窝小区123的边缘附近，并且如紧接着MS 112的方向箭头所示，其正在向蜂窝小区123的方向移动。在某个点，当MS 112移入蜂窝小区123并移出蜂窝小区121时，将会发生切换。
图2示出了提供下行链路波束的基站101，可以根据本发明的示例实施例来优化该下行链路波束。BS 101包括自适应天线阵列200，如本领域中所公知的，自适应天线阵列具有以预定几何结构配置的、用于波束形成的天线元件(未示出)。BS 101被显示为与MS 111进行通信。在优选实施例中，BS101和MS 111用作提供根据CDMA-2000协议的无线通信服务。然而，应该理解，本发明不局限于CDMA-2000协议，而是能够应用于任何使用自适应天线阵列形成方向性业务信号的通信协议。
根据CDMA-2000协议，每个MS 111在上行链路上向BS 101发送业务信号和与MS 111相关联的唯一的导频信号。在下行链路上，BS 101发送对每个MS 111是唯一的业务信号，并向BS 101服务的扇区或小区内的所有MS 111发送公共导频信号。空间定向到MS 111的业务波束220携带业务信号，而辐射到BS 101服务的整个区域(例如扇区或小区)的导频波束250携带公共导频信号。因此，导频波束250具有的波束宽度基本上比业务波束220宽。MS 111使用导频波束250携带的导频信号解调业务波束220所携带的业务信号。
BS 101根据MS 111的位置形成业务波束220，而MS 111的位置是根据诸如从MS 111向BS 101发送的信号的到达角(AOA)和/或到达时间(TOA)的各种上行信道信息确定的。根据MS 111的位置，BS 101计算与天线阵列200中的各个天线元件的信号相关联的波束形成系数，以用于形成空间定向到MS 111的窄波束(业务波束220)。波束形成系数定义业务波束220的各种波束形成属性。例如，波束形成系数可以定义业务波束220的波束宽度、方向(方位角和仰角)以及功率。
MS 111在导频强度信号(例如，导频强度测量消息(PSMM)或功率测量报告消息(PMRM))中向BS 101报告下行链路信道的信道特性。PSMM和PMRM两者都将MS 111接收到的导频信号的信号强度通知给BS 101，并且都可以被BS 101用于确定MS 111的位置。MS 111通过在功率控制消息(例如，功率控制组(PCG)消息)中发送DGU增加或者DGU降低来请求BS 101增加或者降低下行链路业务信号的数字增益单元(DGU)的功率。典型地，对应于波束更新周期，BS 101可以每100ms接收一次PSMM，而典型地，BS 101每1.25ms接收一次PCG。
通常，导频信道强度和PCG之间存在反比(inverse)关系。因此，如果导频信号强度增加(例如，由于MS 111靠近BS 101的移动)，PCG请求降低业务信号的功率。同样地，如果导频信号强度降低(例如，由于MS 111远离BS 101的移动)，则PCG请求增加业务信号的功率。因此，传统结构中的BS 101仅依靠PCG和误帧率(FER)来确定业务信号的发送功率。
然而，当使用带有窄业务波束220的自适应天线阵列200时，窄业务波束220的角度扩展(angle spread)(从其接收信号的角度扩展，归因于诸如散射区域、多径环境等信道特性)可能与宽导频波束250的角度扩展不同，从而可能导致业务信号和导频信号之间的相位失谐。结果，MS 111可能在PCG中报告请求增加功率，而没有报告相应地降低导频信号强度。这种情况下，根据本发明的实施例，可以通过增加业务波束220的波束宽度(+BW)来减少相位失谐，而不是通过增加业务信号的发送功率。
图3更具体地说明了根据本发明示例实施例的基站(BS)101，其具有优化下行链路波束的波束宽度的能力。基站101包括基站控制器(BSC)310和基站收发站(BTS)320。之前参照图1描述了基站控制器和基站收发站。BSC 310管理蜂窝小区121中的资源，包括BTS 320。BTS 320包括BTS控制器325、信道控制器335(其包含典型的信道元件(channel element)340)、收发机接口(IF)345、RF收发机单元350、自适应天线阵列200、和波束形成电路355。
BTS控制器325包括能够执行操作程序的处理电路和存储器，该操作程序控制BTS 320的全部操作以及与BSC 310通信。在正常情况下，BTS控制器325与波束形成电路355通信，以指导信道控制器335的操作，所述信道控制器包括多个信道元件，包括执行前向(下行链路)信道和反向(上行链路)信道中的双向通信的信道元件340。收发机IF 345在信道控制器340和RF收发机单元350之间传输双向信道信号。
自适应天线阵列200向BS 101的覆盖区域内的移动站发送从RF收发机单元350接收的前向信道信号。自适应天线阵列200还向RF收发机单元350发送从BS 101的覆盖区域内的移动站接收的反向信道信号。在本发明的优选实施例中，天线阵列200是诸如三扇区天线的多扇区天线，在三扇区天线中，每个天线扇区负责覆盖区域的120度弧度内的发送和接收，并且如图2所示，每个天线包括多个用于波束形成的天线元件。另外，RF收发机350可以包含天线选择单元，用以在发送和接收操作两者期间在天线阵列200中的不同天线和天线元件中进行选择。
RF收发机350从BS 101当前正在服务的每个移动站接收包括接收到的导频信号强度(PS)的PSMM和包括请求的DGU的PCG。RF收发机350将PS和PCG转发给波束形成电路355，以确定各种波束形成属性，包括在下行链路上发送的每个窄业务波束的波束宽度。由于通常每100ms接收一次PSMM，而每1.25ms接收一次PCG，因此为了将PS与请求的DGU进行比较，波束形成电路355将在波束更新时间周期内的累计的DGU变化(movement)与PS的微分值进行比较，如下dPS(t1)＝sign{PS(t1)-PS(t0)}，并且dDGU(t1)＝sign{对从t0到t1的所有功率控制周期求和}，或者可替代地dDGU(t1)＝sign{DGU_Tx_Power(t1)-DGU_Tx_Power(t0)}.
如前面所讨论的，通常，在dPS和dDGU之间存在反比关系。然而，当使用自适应天线阵列200时，可能在前向业务信道和前向导频信道之间具有相位失谐，在这种情况下移动站将报告dDGU＞0和dPS＝0。这种情况下，可以通过增加业务波束的波束宽度(+BW)来减少相位失谐，而不是通过增加业务信号的发送功率。一般来讲，波束形成电路355能够使用如下的算法来改变特定移动站的业务波束的波束宽度(BW)如果dDGU＝0或-1，则降低BW(-BW)。
如果dDGU＝+1并且dPS＝+1，则增加BW(+BW)，否则降低BW(-BW)。
具体地说，考虑前向链路业务波束wt，导频波束wp，衰落信道a和方向(steering)向量v(θ)。移动站接收的业务信号可以表示为r＝wtHas+n，其中n是加性白高斯噪声(AWGN)过程。由于a(t)＝∑iv(θi)α(θi)，其中α(θi)是复瑞利衰落，协方差可以定义为R＝E[aaH]＝∑iv(θi)p(θi)vH(θi)，其中p(θi)是散射区域包括角度θi的概率。术语“E[]”表示方括号内的统计期望值。通常，将p(θi)选择为标准方差20度的正态分布。为了考虑各种测量中的误差，可以使用对角线加载(diagonal loading)，即R＝R+δI，其中δ是各种误差容许的百分比，通常为10％。
RF收发机350实现最大比合并(MRC)检测器，其中被估计的信道是导频信道。因此，检测器统计量为wtHaaHwp，该统计量是导频和业务信道之间的相位失谐的函数Φ(t)＝相位{wtHa(t)aH(t)wp}。因此有必要选择wt以使得相位失谐Φ对于特定调制方案(scheme)是可接受的，如下在满足‖wt‖2＝1的条件下，最大化wtHRwt/wtHwt。
最大化问题的一个公知的解决方案是选择wt作为对应于R的最大特征值的特征向量。然而，业务波束可能与导频波束不匹配。为了使业务波束与导频波束匹配，增加导频成分，直到导频波束与业务波束匹配。可以如下地计算业务波束对于给定的信道协方差矩阵R以及与特征值[λ1λ2λ3λ4]对应的特征向量的矩阵G＝[g1g2g3g4]，其中λ1＞λ2＞λ3＞λ4，并且给定自适应速率0＜μ＜1，则以表格形式生成[g1Hwpg1μg2Hwpg2μg3Hwpg3μg4Hwpg4]。应当注意到，较大的μ将较快地生成相位匹配波束，但是波束将是次优的(less optimum)(较低的增益)。
在运行中，当呼叫建立时，波束形成电路355计算wt＝g1Hwpg1的初始值，其中wt是最窄的波束，wp是最宽的波束，并且i＝2，n＝0。每次接收到PSMM消息时，波束形成电路355都执行下面的算法如果{n＞1/μ，并且(+BW)并且i＜4}，则设置{i＝i+1；n＝0，wt(t+1)＝wt(t)+μgiHwpgi，n＝n+1}.
如果{n＜1/μ，并且(+BW)并且i＜＝4}，则设置{wt(t+1)＝wt(t)+μgiHwpgi，n＝n+1}.
如果{n＝0，并且(-BW)并且i＞2}则设置{i＝i-1；n＝1/μ；wt(t+1)＝wt(t)-μgiHwpgi，n＝n-1}.
如果{n＞0，并且(-BW)并且i＞＝2}则设置{wt(t+1)＝wt(t)-μgiHwpgi，n＝n-1}.
图4是示出根据本发明示例实施例的波束宽度优化处理的流程图400。最开始，BS 101在波束更新周期内从MS 111接收导频强度信号(例如PSMM)和功率控制信号(例如PCG)(处理步骤410)。然后，BS 101计算波束更新周期内的微分导频强度(DPS)和微分功率控制(DPC)(处理步骤420)。如果DPC等于0或-1(判决步骤430)，指示MS 111正在请求保持不变或者降低业务信号的功率，则BS 101降低被空间定向以服务MS 111的业务波束的波束宽度(-BW)(处理步骤440，来自判决步骤430的“是”分支)。降低波束宽度具有降低接收到的业务信号的功率的效果。
然而，如果DPC等于+1，指示MS 111请求增加业务信号的功率，则BS 101确定DPS的数值。如果DPC和DPS两者都等于+1，指示业务信号和导频信号之间相位失谐，(判决步骤450，来自判决步骤430的“否”分支)，则BS 101增加空间定向以服务MS 111的业务波束的波束宽度(+BW)，以校正相位失谐(处理步骤440，来自判决步骤450的“是”分支)。但是，如果DPC等于+1且DPS等于0或者-1，则BS 101降低空间定向以服务MS 111的业务波束的波束宽度(-BW)(处理步骤440，来自判决步骤450的“否”分支)。
虽然描述了本发明的示范实施例，但是本领域技术人员能联想到各种变化和修改。本发明旨在包括落在所附的权利要求范围之内的变化和修改。
权利要求
1.用于无线网络中，能够服务多个移动站的基站，所述基站包括收发机，可操作用以从多个移动站中选择的一个移动站接收导频强度信号和功率控制信号；以及波束形成电路，可操作用以形成下行链路业务波束，该下行链路业务波束空间定向以服务所述多个移动站中的所述选择的一个移动站，所述下行链路业务波束具有被设置为所述导频强度信号和所述功率控制信号的函数的波束宽度。
2.权利要求1中所述的基站，还包括自适应天线阵列，其连接到所述波束形成电路，以帮助所述业务波束形成电路形成所述下行链路业务波束。
3.权利要求1中所述的基站，其中，所述波束形成电路包括可操作用以形成所述下行链路业务波束的业务波束形成电路，以及可操作用以形成服务所述多个移动站的导频波束的导频波束形成电路。
4.权利要求3中所述的基站，其中，所述导频波束的波束宽度比所述业务波束的所述波束宽度宽。
5.权利要求3中所述的基站，其中，所述导频波束携带导频信号，以便由所述多个移动站使用，所述导频强度信号由所述多个移动站中的所述选择的一个移动站响应于所述多个移动站中的所述选择的一个移动站所接收到的所述导频信号而生成。
6.权利要求3中所述的基站，其中，所述业务波束携带与所述多个移动站中的所述选择的一个移动站相关联的业务信号，所述功率控制信号由所述多个移动站中的所述选择的一个移动站响应于所述多个移动站中的所述选择的一个移动站所接收到的所述业务信号而生成。
7.权利要求6中所述的基站，其中，所述功率控制信号请求所述基站增加或者降低所述业务信号的功率。
8.权利要求1中所述的基站，其中，所述功率控制信号包括数字增益单元。
9.权利要求1中所述的基站，其中，所述收发机还可操作用以在波束更新时间内接收第一导频强度信号和第二导频强度信号，并在所述波束更新时间期间接收多个功率控制信号。
10.权利要求9中所述的基站，其中，每1.25ms接收所述多个功率控制信号，并且其中，所述波束更新时间为100ms。
11.权利要求9中所述的基站，其中，波束形成电路还可操作用以计算微分导频强度以及微分功率控制，其中所述微分导频强度对应于所述第一导频强度信号的值与所述第二导频强度信号的值之间的差。
12.权利要求11中所述的基站，其中，所述微分功率控制包括在所述波束更新时间内所述功率控制信号的累积值。
13.权利要求11中所述的基站，其中，所述微分功率控制对应于在所述波束更新时间内第一时间的所述功率控制信号的值与在所述波束更新时间内第二时间的所述功率控制信号的值之间的差。
14.权利要求11中所述的基站，其中，波束形成电路还可操作用以在所述微分功率控制等于0或者-1时降低所述业务波束的波束宽度。
15.权利要求11中所述的基站，其中，所述波束形成电路还可操作用以在所述微分功率控制等于+1且所述微分导频强度等于+1时增加所述业务波束的波束宽度，并且在所述微分功率控制等于+1且所述微分导频强度等于0或者-1时降低所述业务波束的波束宽度。
16.一种包括多个基站的无线网络，每个所述基站能够服务多个移动站，所述每个基站包括收发机，可操作用以从多个移动站中的选择的一个移动站接收导频强度信号和功率控制信号；以及波束形成电路，可操作用以形成下行链路业务波束，该下行链路业务波束空间定向以服务所述多个移动站中的所述选择的一个移动站，所述下行链路业务波束将波束宽度设置为所述导频强度信号和所述功率控制信号的函数。
17.权利要求16中所述的无线网络，其中，每个所述基站还包括自适应天线阵列，其连接到所述波束形成电路，以帮助所述波束形成电路形成所述下行链路业务波束。
18.权利要求16中所述的无线网络，其中，所述波束形成电路包括可操作用以形成所述下行链路业务波束的业务波束形成电路，以及可操作用以形成服务各个多个移动站的导频波束的导频波束形成电路。
19.权利要求18中所述的无线网络，其中，所述导频波束具有的波束宽度比所述业务波束的所述波束宽度宽。
20.权利要求18中所述的无线网络，其中，所述导频波束携带导频信号，以便由所述各个多个移动站使用，所述导频强度信号由所述多个移动站中的所述选择的一个移动站响应与所述多个移动站中的所述选择的一个移动站所接收到的所述导频信号而生成。
21.权利要求18中所述的无线网络，其中，所述业务波束携带与所述多个移动站中的所述选择的一个移动站相关联的业务信号，所述功率控制信号由所述多个移动站中的所述选择的一个移动站响应于所述多个移动站中的所述选择的一个移动站所接收到的所述业务信号而生成。
22.权利要求21中所述的无线网络，其中，所述功率控制信号请求所述各个基站增加或者降低所述业务信号的功率。
23.权利要求16中所述的无线网络，其中，所述功率控制信号包括数字增益单元。
24.权利要求16中所述的无线网络，其中，所述收发机还可操作用以在波束更新时间内接收第一导频强度信号和第二导频强度信号，并在所述波束更新时间期间接收多个功率控制信号。
25.权利要求24中所述的无线网络，其中，每1.25ms接收所述多个功率控制信号，并且其中，所述波束更新时间为100ms。
26.权利要求24中所述的无线网络，其中，波束形成电路还可操作用以计算微分导频强度以及微分功率控制，其中微分导频强度对应于所述第一导频强度信号的值与所述第二导频强度信号的值之间的差。
27.权利要求26中所述的无线网络，其中，所述微分功率控制包括在所述波束更新时间内所述功率控制信号的累积值。
28.权利要求26中所述的无线网络，其中，所述微分功率控制对应于在所述波束更新时间内第一时间的所述功率控制信号的值与在所述波束更新时间内第二时间的所述功率控制信号的值之间的差。
29.权利要求26中所述的无线网络，其中，波束形成电路还可操作用以在所述微分功率控制等于0或者-1时，降低所述业务波束的波束宽度。
30.权利要求26中所述的无线网络，其中，所述波束形成电路还可操作用以在所述微分功率控制等于+1且所述微分导频强度等于+1时增加所述业务波束的波束宽度，并且在所述微分功率控制等于+1且所述微分导频强度等于0或者-1时降低所述业务波束的波束宽度。
31.一种在能够服务多个移动站的基站中使用的、控制下行链路业务波束的波束宽度的方法，该下行链路业务波束空间定向以服务所述多个移动站中的选择的一个移动站，该方法包括步骤从所述多个移动站中的所述选择的一个移动站接收导频强度信号和功率控制信号，并且形成所述下行链路业务波束，该下行链路业务波束的波束宽度被设置为所述导频强度信号和所述功率控制信号的函数。
32.权利要求31中所述的方法，其中，所述形成的步骤还包括使用自适应天线阵列来帮助形成所述下行链路波束。
33.权利要求31中所述的方法，还包括形成携带服务所述多个移动站的导频信号的导频波束，所述导频波束具有的波束宽度比所述业务波束的所述波束宽度宽。
34.权利要求33中所述的方法，其中，所述接收的步骤还包括接收由所述多个移动站中的所述选择的一个移动站响应于所述多个移动站中的所述选择的一个移动站所接收到的所述导频信号而生成的所述导频强度信号。
35.权利要求31中所述的方法，其中，所述接收的步骤还包括接收由所述多个移动站中的所述选择的一个移动站响应于由所述业务波束携带的、并且由所述多个移动站中的所述选择的一个移动站接收到的业务信号而生成的所述功率控制信号。
36.权利要求31中所述的方法，其中，所述接收的步骤还包括在波束更新时间内接收第一导频强度信号和第二导频强度信号，并在所述波束更新时间期间接收多个功率控制信号。
37.权利要求36中所述的方法，其中，所述形成的步骤还包括计算微分导频强度以及计算微分功率控制，其中微分导频强度对应于所述第一导频强度信号的值与所述第二导频强度信号的值之间的差。
38.权利要求37中所述的方法，其中，所述计算所述微分功率控制还包括计算所述波束更新时间内所述功率控制信号的累积值。
39.权利要求37中所述的方法，其中，所述计算所述微分功率控制还包括计算在所述波束更新时间内第一时间的所述功率控制信号的值与在所述波束更新时间内第二时间的所述功率控制信号的值之间的差。
40.权利要求37中所述的方法，其中，所述形成的步骤还包括在所述微分功率控制等于0或者-1时，降低所述业务波束的波束宽度。
41.权利要求37中所述的方法，其中，所述形成的步骤还包括当所述微分功率控制等于+1且所述微分导频强度等于+1时，增加所述业务波束的波束宽度；并且当所述微分功率控制等于+1且所述微分导频强度等于0或者-1时，降低所述业务波束的波束宽度。
全文摘要
提供了一种用于实时优化下行链路业务波束的波束宽度的无线网络基站。该基站包括收发机，用于从移动站接收导频强度信号和功率控制信号。该基站还包括波束形成电路，可操作用以形成空间定向以服务移动站的下行链路业务波束，并且该下行链路业务波束将波束宽度设置为接收到的导频强度信号和功率控制信号的函数。
文档编号H04B1/38GK1910840SQ200580002753
公开日2007年2月7日 申请日期2005年3月25日 优先权日2004年3月26日
发明者科尼利厄斯·范伦斯伯格, 珀瓦·R·雷杰科蒂亚 申请人:三星电子株式会社