專利名稱：測定信號到達(dá)的角度的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及無線通信系統(tǒng)并且，特別地，涉及一種方法和裝置，用于測定由在一個無線通信系統(tǒng)中的一個遠(yuǎn)方單元所發(fā)送的信號的到達(dá)角度。
眾所周知，使用一種基于幅度差值的到達(dá)角度估計方法(AD-AOA)可以測定在一個無線通信系統(tǒng)中的一個遠(yuǎn)方單元的位置。在授予Imazeki的美國專利第4,636,796號《無線電測向系統(tǒng)》以及授予Nossen的美國專利第4,833,478號《自動測向器天線陣列》中，敘述了這樣一種AD-AOA定位方法。這兩份專利作為參考文獻(xiàn)已被收入本文。根據(jù)這樣一種方法，通過分析在一個基站中介于多個天線之間的諸幅度差值，就能測定從一個遠(yuǎn)方單元發(fā)送過來的信號的到達(dá)角度。在

圖1-2中說明了這樣一種方法。如圖1所示，被劃分為扇區(qū)的基站101包括多組天線103-113，它們接收從遠(yuǎn)方單元117發(fā)送過來的信號115。顯而易見，在扇區(qū)α中的天線103和105將以不同于在扇區(qū)β中的天線107和109的到達(dá)角度來接收信號117。因此，在扇區(qū)α中的天線也將以不同于在扇區(qū)β中的天線的幅度來接收信號117。正是利用在不同的天線中信號117的接收幅度的差值來測定信號117的到達(dá)角度。
圖2說明作為到達(dá)角度的一個函數(shù)的信號117的衰減。如圖所示，在中心線(或最大增益方向)處，處于扇區(qū)α中105°小區(qū)站點(diǎn)處的天線具有大約11dB的增益。從中心線偏移20°，增益略有降低，但是，處于扇區(qū)β的天線在偏離其中心線100°的這個到達(dá)角度上僅有1dB的增益，由此導(dǎo)致10dB的信號差值。隨著信號117的到達(dá)角度遠(yuǎn)離扇區(qū)α而靠近扇區(qū)β，這個差值將逐漸減少。在AD-AOA測定方法中，正是利用了在每一個扇區(qū)天線中介于信號幅度之間的這種關(guān)系?？梢岳靡环輰φ毡韥斫⑺鶞y得的幅度差值與一個到達(dá)角度之間的等同關(guān)系。
在一個陸地移動通信環(huán)境中，來自各遠(yuǎn)方單元的接收信號經(jīng)受著多徑散射。換句話說，由一個用戶發(fā)送的一組信號在它被一部接收機(jī)接收之前經(jīng)受了多徑反射，并且這些反射引起即將被接收機(jī)所接收的已發(fā)射信號的“回聲”。這些回聲通常具有不同幅度和不同時延，由此導(dǎo)致從每一個用戶處接收的一組信號實際上包含多個信號(一個首先到達(dá)的信號，或標(biāo)記，及其回聲)，每一個信號都具有一個不同的幅度，到達(dá)角度，以及時延。由于現(xiàn)有技術(shù)的AD-AOA方法沒有考慮這樣的多徑散射，使得一個到達(dá)角度的任何測定都受到多徑散射的污染。相應(yīng)地，現(xiàn)有技術(shù)的AD-AOA方法不能保證在所有天線上的接收機(jī)增益都相等。由于不能做到這一點(diǎn)，所以，所測得的任何到達(dá)角度都疊加了可察覺的誤差。
由于現(xiàn)有技術(shù)的各種AD-AOA方法都沒有考慮多徑散射，以及不能保證在所有天線上的接收機(jī)增益都相等，使得現(xiàn)有技術(shù)的各種AD-AOA干涉方法在任何到達(dá)角度的估計上都是有缺陷的。因此，需要有一種用測定在一個無線通信系統(tǒng)中來自遠(yuǎn)方單元(的信號)的到達(dá)角度的方法與裝置，這種方法與裝置由于考慮到接收信號的多徑發(fā)射，還考慮到不均等的諸接收機(jī)增益，從而獲得改進(jìn)了的AD-AOA估計。
圖1說明在一個無線通信系統(tǒng)中，基于幅度差值的到達(dá)角度(AD-AOA)測定方法的使用。
圖2說明作為到達(dá)角度的一個函數(shù)的射頻(RF)信號的衰減。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的一個通信系統(tǒng)的方框圖。
圖4說明經(jīng)受著多徑發(fā)射的一組射頻信號的接收。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的、示于圖3的放大器的方框圖。
圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的、示于圖3的基站的工作情況的流程圖。
總的來說，通過利用基于幅度差值的到達(dá)角度估計(AD-AOA)方法，可以測定在一個無線通信系統(tǒng)中的一個遠(yuǎn)方單元的位置。尤其是，來自一組已經(jīng)經(jīng)受了多徑散射的信號的一束標(biāo)記射線被多組天線所接收。在每一組天線處所接收的諸標(biāo)記射線被一個信號組合器與平均器加以組合。信號組合器與平均器隨即在多個功率控制分組上求出已疊加的標(biāo)記射線的能量的平均值，以測定已疊加的標(biāo)記射線的一個精確的能量水平。已疊加的標(biāo)記射線的能量平均值，連同在其他扇區(qū)的已疊加的標(biāo)記射線的能量平均值一起，隨即被輸出到一部AOA計算機(jī)。對從每一個扇區(qū)接收的已疊加的標(biāo)記射線的能量數(shù)值進(jìn)行分析，以測定一個適當(dāng)?shù)牡竭_(dá)角度。
本發(fā)明完成了一種用于測定在一個通信系統(tǒng)中的遠(yuǎn)方單元的位置的方法。本方法包括在一個劃分為扇區(qū)的基站中存在的一組第1和一組第2天線上接收一組射頻信號，該射頻信號包括通過經(jīng)受多徑發(fā)射而產(chǎn)生的多束射線，以及從在第1和第2天線處接收的多束射線中識別出的一束標(biāo)記射線。通過分析在第1和第2天線處所接收的標(biāo)記射線，就能測定該射頻信號的到達(dá)角度。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，通過測定在第1和第2天線處所識別的標(biāo)記射線的一個能量數(shù)值，并隨后從在第1和第2天線處所識別的標(biāo)記射線的能量數(shù)值測定一個到達(dá)角度，就能測定該到達(dá)角度。
本發(fā)明還完成了一種用于測定在一個通信系統(tǒng)中的遠(yuǎn)方單元位置的方法。該方法包括在存在于一個劃分為扇區(qū)的基站中的一個第1扇區(qū)內(nèi)的一組第1天線處接收一組射頻信號的諸步驟。在存在于一個劃分為扇區(qū)的基站中的一個第1扇區(qū)內(nèi)的一組第2天線附帶地接收該射頻信號。在位于該扇區(qū)內(nèi)的每一組天線處識別出一束標(biāo)記射線，并且這些標(biāo)記射線被疊加，以便產(chǎn)生一束已疊加的標(biāo)記射線。最后根據(jù)該已被疊加的標(biāo)記射線來測定一個到達(dá)角度。特別是，通過測定已疊加的標(biāo)記射線的一個第1能量數(shù)值，以及將在一個第3天線處接收的標(biāo)記射線跟在一個第4天線處接收的標(biāo)記射線相加，以產(chǎn)生一個第2已疊加的標(biāo)記射線，就能測定一個到達(dá)角度。根據(jù)第1和第2能量數(shù)值，就能測定第2已疊加的標(biāo)記射線的一個能量數(shù)值以及測定一個到達(dá)角度。
最后，本發(fā)明完成了一種用于測定在一個通信系統(tǒng)中的遠(yuǎn)方單元位置的裝置。該裝置包括在存在于一個劃分為扇區(qū)的基站中的一部第1接收機(jī)，該第1接收機(jī)具有一個射頻(RF)信號輸入以及具有一束標(biāo)記射線作為一個輸出。該標(biāo)記射線由經(jīng)受著多徑散射的射頻信號產(chǎn)生。該裝置還包括在存在于一個劃分為扇區(qū)的基站中的一部第2接收機(jī)，該第2接收機(jī)具有一個第2射頻信號輸入以及具有標(biāo)記射線作為一個輸出。最后，該接收機(jī)含有一個到達(dá)角度計算機(jī)，它具有作為輸入的來自第1接收機(jī)的標(biāo)記射線以及來自第2接收機(jī)的標(biāo)記射線，并且具有作為一個輸出的射頻信號的一個到達(dá)角度。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的一個通信系統(tǒng)300的方框圖。在本發(fā)明的這個優(yōu)選實施例中，通信系統(tǒng)300利用一種碼分多址(CDMA)協(xié)議，詳見電信工業(yè)協(xié)會/電子工業(yè)協(xié)會暫行標(biāo)準(zhǔn)IS-95A《用于雙模寬帶擴(kuò)頻蜂窩系統(tǒng)的移動站-基站兼容性標(biāo)準(zhǔn)》，電信工業(yè)協(xié)會，華盛頓特區(qū)，1993年7月(IS-95A)，該標(biāo)準(zhǔn)作為參考文獻(xiàn)已被收入本文。雖然在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，通信系統(tǒng)300利用了一種CDMA系統(tǒng)協(xié)議，但是通信系統(tǒng)300也可以利用其他的系統(tǒng)協(xié)議，例如，但不局限于，窄帶先進(jìn)移動電話業(yè)務(wù)(NAMPS)協(xié)議，先進(jìn)移動電話業(yè)務(wù)(AMPS)協(xié)議，個人數(shù)字蜂窩(PDC)協(xié)議，全球移動通信系統(tǒng)(GSM)協(xié)議，雙向?qū)ず魠f(xié)議，或者美國數(shù)字蜂窩(USDC)協(xié)議。
如圖所示，通信系統(tǒng)300包括劃分為扇區(qū)的基站101，它包括3個扇區(qū)，基站101的每一個扇區(qū)具有并行的點(diǎn)天線103和105，它們被連接到各自的接收機(jī)303和305。雖然基站101被表示為一個3扇區(qū)的基站，但是在本發(fā)明的別的諸實施例中，基站101也可以含有任意數(shù)目的扇區(qū)。接收機(jī)303和305被先后連接到信號組合器與平均器307以及基站電路317。如圖所示，信號組合器與平均器307被連接到AOA計算機(jī)309，它具有一個通往基站控制器(BSC)311的輸出端。雖然在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，AOA計算機(jī)被表示為處于基站101之內(nèi)，但是在本發(fā)明的一個別的實施例中，AOA計算機(jī)可以位于通信系統(tǒng)300以內(nèi)的任何地方(例如，在BSC 311里面)。雖然在圖3中沒有示出，但是天線103和105，接收機(jī)303和305，以及信號組合器307在基站101的每一個扇區(qū)中都是相同的，來自每一個信號組合器與平均器307的輸出都被送往AOA計算機(jī)309。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的通信系統(tǒng)300的工作情況如下在天線103和105處(也可能在通信系統(tǒng)300以內(nèi)的其他諸天線處)，已編碼的擴(kuò)頻數(shù)字信號117被接收。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，信號117含有來自各個遠(yuǎn)方單元的多個頻率以及在時間上重疊的諸編碼信號。這些信號中的每一個被同時地以相同的射頻(RF)被發(fā)送，并且僅僅借助于它的特定的調(diào)制與擴(kuò)頻方式來互相區(qū)分。換句話說，在一部基站接收機(jī)處所接收的上行信號是每一個已發(fā)射信號的復(fù)合信號，并且只有在去擴(kuò)頻和解調(diào)之后，一個個別用戶的信號才是可以區(qū)分的。信號117被放大器319和321放大后，得到已放大的信號340和341。諸信號340和341被分別地輸入到去擴(kuò)頻器321和327，在那里它們被去擴(kuò)頻，并且作為諸去擴(kuò)頻信號342和343被分別地輸出到解調(diào)器323和329。諸信號342和343(代表來自一個單獨(dú)的遠(yuǎn)方單元的傳輸信號)隨即被解調(diào)為同相分量(I)344以及正交分量(Q)345。如同上面所討論的那樣，諸分量I和Q在被接收之前經(jīng)受了多徑反射，并且這些反射引起將被接收機(jī)303和305輸出的諸分量I和Q的回聲。如圖4所示，這些回聲一般地具有不同的幅度以及不同的時延，并因此導(dǎo)致每一個遠(yuǎn)方單元實際上含有多種分量(標(biāo)記分量401及其回聲403和405)，其中的每一個各具有一個不同的幅度，到達(dá)角度，以及時延。為了簡單起見，雖然在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，諸接收機(jī)303和305針對信號117的每一個分量401、403和405各自分配了單獨(dú)的去擴(kuò)頻器/解調(diào)器對(321/323以及327/329)，但在圖3中所表示的是標(biāo)記分量401以及它的回聲403和405出自一個單獨(dú)的去擴(kuò)頻器/解調(diào)器組合。
接著，接收機(jī)303和305同時將諸分量I和Q以及它們的回聲(諸信號344和345)輸出到信號組合器與平均器307以及基站電路317。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，基站電路317包括為實現(xiàn)在IS-95A中所描述的每一個遠(yuǎn)方單元的I和Q分量的標(biāo)準(zhǔn)的CDMA組合與解碼所需的電路。例如，現(xiàn)有技術(shù)的組合器331從每一部接收機(jī)303和305那里接收I和Q諸分量以及它們的回聲，并將諸回聲加以組合，以形成一組相干信號[即，6個分量被接收(從每一根天線接收3組)然后諸分量被組合為一個]。換句話說，含有特定的遠(yuǎn)方單元的傳輸信號(已經(jīng)經(jīng)受散射)的諸信號344和345作為去擴(kuò)頻諸信號342和343，分別從去擴(kuò)頻器321和327輸出。諸去擴(kuò)頻信號342和343分別被解調(diào)器323和329解調(diào)，由此得到從遠(yuǎn)方單元發(fā)送過來的6組去擴(kuò)頻解調(diào)信號(從每一根天線接收3組)，其中的每一組都含有I和Q分量。現(xiàn)有技術(shù)的組合器331將所接收到的所有諸分量和諸回聲組合在一起，以形成一組相干的I和Q信號。這個信號被分為預(yù)定長度的采樣信號的諸分組(例如，長度為64個樣本的諸分組)，它們被單獨(dú)地輸入到正交解碼器333，以便進(jìn)行后繼的解碼運(yùn)算。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，對于一個需要進(jìn)行AD-AOA估計的遠(yuǎn)方單元，其I和Q諸分量以及諸回聲進(jìn)入信號組合器與平均器307并進(jìn)行信號組合，使得個別的I和Q分量被疊加，由此得到疊加后的I和Q分量。換句話說，來自天線103的最先到達(dá)的分量(即，標(biāo)記射線401)不跟諸回聲403或405疊加，而是跟來自天線105的標(biāo)記射線401疊加，以形成一根疊加的標(biāo)記射線。此外，來自天線103的回聲403跟來自天線105的回聲403疊加，并且來自天線103的回聲405跟來自天線105的回聲405疊加。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，這樣的疊加導(dǎo)致3個I和3個Q分量。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，信號組合器與平均器307在多個功率控制分組上對已疊加的標(biāo)記射線的能量進(jìn)行平均運(yùn)算，以便確定標(biāo)記射線401的一個精確的能量水平。
隨后，已疊加的標(biāo)記射線的能量平均值，連同在其他扇區(qū)的已疊加的標(biāo)記射線的能量平均值一起，被輸出到AOA計算機(jī)309。對每一個扇區(qū)的標(biāo)記射線的能量數(shù)值進(jìn)行分析，以確定適當(dāng)?shù)牡竭_(dá)角度。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，使用將在下面敘述的AD-AOA技術(shù)來實現(xiàn)這一步。一旦由AOA計算機(jī)確定了信號117的實際的到達(dá)角度，它就被輸出到BSC 311以及定位服務(wù)中心313。
在實施本發(fā)明的優(yōu)選實施例中可能遇到的一個問題就是，到達(dá)一個扇區(qū)的一組信號幅度可能大于到達(dá)其余兩個扇區(qū)中的一個的信號幅度(后者可以低到如此程度，使得能量測量被噪聲所污染以致變?yōu)闊o用)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，使用了多種方法來智勝這個問題。例如，通過在一段時間內(nèi)將功率控制位設(shè)置為高，或者通過請求由遠(yuǎn)方單元發(fā)出一段特定的報文，就能增大信號117。后一種方法如同在授予Bruckert等人的美國專利第_號(attorney docket號碼CE-03200R)《在一個通信系統(tǒng)中用于測定遠(yuǎn)方單元位置的方法與裝置》中所描述的那樣，此項專利已轉(zhuǎn)讓予本發(fā)明的受讓人。然后，通過發(fā)送一個已知信號，或者通過解調(diào)最強(qiáng)的信號并用它來解調(diào)較弱的諸信號，就能以相干方式解調(diào)該信號。
在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，諸放大器319和325使用自動增益控制(AGC)，如同在授予Turney等人的美國專利第4,334,185號《一種具有恒定響應(yīng)時間的自動增益控制電路》中所描述的那樣，此項專利已轉(zhuǎn)讓予本發(fā)明的受讓人。因此，從諸放大器319和325輸出的諸信號340和341的幅度被保持恒定。AGC導(dǎo)致不同天線之間以及不同扇區(qū)之間不匹配的諸接收機(jī)增益。例如，到達(dá)一對分集天線的中心線的一組信號應(yīng)當(dāng)具有相同的幅度，如果它被移動到另一個扇區(qū)的中心線那里的話。由于使用了AGC，就不會出現(xiàn)這種情形。因此，對具有不同增益的諸放大器應(yīng)當(dāng)進(jìn)行調(diào)適，以便抵消AGC的效果。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，通過用一組已知幅度的信號來校準(zhǔn)每一部接收機(jī)，就能實現(xiàn)這一步。尤其是，以周期性的間隔，將一個校準(zhǔn)信號插入到天線103和105(以及在通信系統(tǒng)300以內(nèi)的所有天線)的基底之上。在校準(zhǔn)信號的基礎(chǔ)上進(jìn)行正常的AGC，并且一個AGC數(shù)值(放大器增益數(shù)值)被輸出到信號組合器與平均器307。在圖3中，這分別地被表示為放大器319和325的諸輸出信號346和347。信號組合器與平均器307利用AGC數(shù)值346和347來相應(yīng)地標(biāo)定I信號344和Q信號345。
圖5是根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的、示于圖3的一個放大器的一份方框圖。該放大器包括第1放大器501，聲表面波(SAW)濾波器503，本地振蕩器505，模擬到數(shù)字(A/D)轉(zhuǎn)換器507，以及AGC放大器509。除了A/D轉(zhuǎn)換器的輸出511以外，還有AGC增益數(shù)值的輸出513以及放大器的輸出340、341。AGC放大器509的輸出是出現(xiàn)在大約100微秒的信號電平增高時間內(nèi)的一個恒定電壓。換句話說，在一個1.25毫秒功率控制分組(PCG)間隔內(nèi)的平均功率是恒定的，對于所有的間隔和所有天線分支來說，情況也與此相同。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，AGC是足夠地快，它能跟蹤整體衰落，甚至在整體的脈沖振幅調(diào)制由于語音編碼器速率適應(yīng)(而出現(xiàn)急劇變化)(一種繁忙時段現(xiàn)象)時也能跟蹤。在已放大信號340、341中，一束射線的能量簡單地就是在輸出端511處的能量乘以AGC增益(GAGC)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，在一個沃爾什符號的中部，這個增益沒有發(fā)生改變，因為(若發(fā)生改變)，將影響到解調(diào)器的輸出，并且在很重的通信負(fù)荷下，可能給出一個錯誤的結(jié)果。
叉指式解調(diào)器可以向信號組合器與于平均器307提供被選定的射線的功率的一個估計(Pmcc)，作為總的功率的一部分(前面已經(jīng)表明，它是一個常數(shù))。因此，在AGC放大器前面的功率為Pmcc/GAGC。從天線輸入端到A/D轉(zhuǎn)換器輸出端的增益(GB)由兩級校準(zhǔn)來建立，首先是通過一次嘗試來測量增益的固定部分，其次是定期校準(zhǔn)，測量時變部分?？梢越频卣J(rèn)為，在定位間隔的持續(xù)時間以內(nèi)，分支增益的變化是固定的。α和β扇區(qū)的信號電平為Aα＝(∑(Pmcc，1，α/GAGC，1，α)/GB，1，α+∑(Pmcc，2，α/GAGC，2，α)/GB，2，α)/2Aβ＝(∑((Pmcc，1，β/GAGC，1，β)/GB，1，β+∑(Pmcc，2，β/GAGC，2，β)/GB，2，β)/2
式中Pmcc，N，x＝來自第x扇區(qū)中的第N組天線的平均信號功率，以及GAGC，N，x＝在第x扇區(qū)中的第N組天線分支的AGC增益。
所希望得到的統(tǒng)計數(shù)字僅僅是比值A(chǔ)α/Aβ。典型地，Pmcc是通過在一個功率控制分組(PCG)中求平均值而建立的，由于在不同的PCG中，GAGC-可能發(fā)生改變，這意味著項Pmcc/GAGC必須局限于一個PCG之內(nèi)。在本發(fā)明的一個可供選擇的實施例中，兩者中的較大者被選擇在疊加運(yùn)算中使用，而不是將兩個信號分支求平均值。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到解調(diào)器。來自一組天線的一個叉指的輸出344、345提供了所選定的信號幅度的一個估計。實際上，叉指電壓輸出(v)是信號電壓(s)以及一個具有方差＝(已放大信號-Pmcc)/64的噪聲項(n)之和v＝s(t)+n(t)假設(shè)信號為已知，為了改進(jìn)此項估計，在進(jìn)行平方運(yùn)算之前，至少在一個PCG的持續(xù)時間內(nèi)，在一個含有k個樣本的間隔中，通過矢量求和而得出v。該方程式(線性，不是分貝)為Vavg＝(∑s+∑n)/6＝s+∑n/6針對Pmcc求解，得Pmcc＝s2＝Vavg2-∑n2/36-2*s*∑n/6-2*∑(ninj)/36典型地，vavg2是解調(diào)器的輸出，并且在另外一處被用來設(shè)置pcb的極性。若在兩個直流項上進(jìn)行了充分的平均運(yùn)算以減少兩個上述交流項加上一個由于加權(quán)的每個PCG的GAGC而產(chǎn)生的一個附加項的影響，用它的期望值來置換n2，則下列近似關(guān)系成立
Pmcc＝s2≈Vavg2-var(n)/6即使這樣，若信號項跟噪聲項太接近，則在進(jìn)一步的處理步驟中，就不應(yīng)當(dāng)使用該數(shù)值。
有兩種用于估計n的方差的方法。請注意已放大的信號＝∑(Walsh 0到63)2，式中，Walsh N＝在信號的解調(diào)中所使用的快速哈馬德變換器的第N個輸出口的值。
對于s為較小值時var(n)≈(已放大的信號-Vavg2)/63≈已放大的信號/64或，var(n)≈(∑Walsh(i)2-V2)/63通過在前一式中在多個PCG上求出平均值，或者在后一方程式中對諸沃爾什符號求出平均值，都能作出一個優(yōu)良的估計。最后，若被放大的信號同樣地是一個常數(shù)。則可以用分析方法找到var(n)。
圖6是一份流程圖，說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的、示于圖3的基站的工作情況。邏輯流程開始于步驟601，在這個步驟中，一組射頻信號117在一個基站扇區(qū)被接收。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，為了從空間分集中得到好處，每一個扇區(qū)用兩組接收天線來接收射頻信號117。下一步，在步驟605，射頻信號117被放大、去擴(kuò)頻和解調(diào)。在步驟610。在兩組扇區(qū)天線處所接收的標(biāo)記射線被組合，并且隨后在多個功率控制分組上進(jìn)行平均運(yùn)算(步驟615)。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，已疊加的標(biāo)記射線在一個功率控制分組上進(jìn)行平均運(yùn)算，以確定該標(biāo)記射線的能量的一次精確測量。然后，通過一個AGC增益數(shù)值對該標(biāo)記射線的能量進(jìn)行標(biāo)定(步驟616)，并連同在其他各基站扇區(qū)所接收的諸標(biāo)記射線的已標(biāo)定的能量平均值一起送往AOA計算機(jī)(步驟620)，并且在步驟625，利用各種AD-AOA方法來確定射頻信號117的一個到達(dá)角度。更具體地說，通過對來自每一組天線的16個已標(biāo)定的功率控制分組能量平均值進(jìn)行疊加運(yùn)算，在最大和以及次最大和之間求出分貝差值，并且在聯(lián)系幅度差值以及到達(dá)角度的一份對照表中進(jìn)行查找，就能確定射頻信號117的到達(dá)角度。
在參照于一個特定的實施例對本發(fā)明已經(jīng)具體地加以展現(xiàn)和描述的同時，專業(yè)人士應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本發(fā)明的精神實質(zhì)和范圍的前提下，可以在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種更改。并且指望所有這些更改都處于下列的權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求書(修改)[國際專利局于1998年6月12日收到；原來的權(quán)利要求7-8被撤銷；其余的權(quán)利要求不變(1頁)]5.如權(quán)利要求1所述方法，其中測定到達(dá)角度的步驟包括下列諸步驟測定在第1天線處所接收的標(biāo)記射線的一個第1能量；測定在第2天線處所接收的標(biāo)記射線的一個第2能量；測定一個放大器增益數(shù)值；通過放大器增益數(shù)值，調(diào)整該標(biāo)記射線的第1和第2能量；以及根據(jù)已調(diào)整的該標(biāo)記射線的第1能量，測定一個到達(dá)角度。
6.如權(quán)利要求1所述方法，其中該通信系統(tǒng)是一個碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種用于測定在一個通信系統(tǒng)中的一個遠(yuǎn)方單元的到達(dá)角度的方法，本方法包括下列諸步驟在存在于一個已劃分為扇區(qū)的基站中的一組第1天線上接收一組射頻信號，該射頻信號包括通過經(jīng)受多徑散射而產(chǎn)生的多束射線；在存在于一個已劃分為扇區(qū)的基站中的一組第2天線上接收該射頻信號，從在第1天線中所接收的多束射線中識別出一束標(biāo)記射線；從在第2天線中所接收的多束射線中識別出該標(biāo)記射線；從在第1和第2天線中所接收的標(biāo)記射線中確定到達(dá)角度。
2.如權(quán)利要求1所述方法，其中測定到達(dá)角度的步驟包括下列諸步驟測定在第1天線處所識別的該標(biāo)記射線的一個能量；測定在第2天線處所識別的該標(biāo)記射線的一個能量；從在第1天線處所識別的該標(biāo)記射線的能量以及從在第2天線處所識別的該標(biāo)記射線的能量來測定該到達(dá)角度。
3.如權(quán)利要求2所述方法，其中確定該標(biāo)記射線的能量的步驟包括在多個功率控制分組上對標(biāo)記射線的能量進(jìn)行平均運(yùn)算。
4.如權(quán)利要求2所述方法，其中測定到達(dá)角度的步驟包括根據(jù)在第1天線處所識別的標(biāo)記射線的能量與在第2天線處所識別的標(biāo)記射線的能量之比來測定到達(dá)角度的諸步驟。
5.如權(quán)利要求1所述方法，其中測定到達(dá)角度的步驟包括下列諸步驟測定在第1天線處所接收的標(biāo)記射線的一個第1能量；測定在第2天線處所接收的標(biāo)記射線的一個第2能量；測定一個放大器增益數(shù)值；通過放大器增益數(shù)值，調(diào)整該標(biāo)記射線的第1和第2能量；以及根據(jù)已調(diào)整的該標(biāo)記射線的第1能量，測定一個到達(dá)角度。
6.如權(quán)利要求1所述方法，其中該通信系統(tǒng)是一個碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)。
7.一種用于測定在一個通信系統(tǒng)中的一個遠(yuǎn)方單元的(信號)到達(dá)角度的裝置，本裝置包括一部存在于一個已劃分為扇區(qū)的基站中的第1接收機(jī)，該第1接收機(jī)具有一個射頻(RF)信號輸入，并且具有作為一個輸出的一束標(biāo)記射線，該標(biāo)記射線由經(jīng)受著多徑散射的射頻信號產(chǎn)生；一部存在于一個已劃分為扇區(qū)的基站中的第2接收機(jī)，該第2接收機(jī)具有一個第2射頻(RF)信號輸入，并且具有作為一個輸出的一束標(biāo)記射線；以及一部到達(dá)角度計算機(jī)具有作為輸入的來自第1接收機(jī)的標(biāo)記射線以及來自第2接收機(jī)的標(biāo)記射線，還具有作為一個輸出的射頻信號的到達(dá)角度。
8.如權(quán)利要求13所述裝置還包括一個信號組合器與平均器，它具有作為輸入的來自第1接收機(jī)的標(biāo)記射線以及來自第2接收機(jī)的標(biāo)記射線，還具有作為一個輸出的來自第1和第2接收機(jī)的標(biāo)記射線的一個能量平均值。
全文摘要
通過利用一種基于幅度差值的到達(dá)角度估計方法(AD－AOA)來測定在一個無線通信系統(tǒng)中的一個遠(yuǎn)方單元的位置。特別是,來自一組已經(jīng)經(jīng)受多徑散射的信號(117)的一束標(biāo)記射線(401)被多組天線(103和105)所接收。在每一組天線處所接收的標(biāo)記射線(401)被一個信號組合器與平均器(307)組合在一起。信號組合器與平均器(307)隨即在多個功率控制分組上對已疊加的標(biāo)記射線的能量進(jìn)行平均運(yùn)算,以便針對已疊加的標(biāo)記射線確定一個精確的能量水平。接著,已疊加的標(biāo)記射線的能量平均值,連同在其他各扇區(qū)的已疊加的標(biāo)記射線的能量平均值一起。被輸出到一部到達(dá)角度計算機(jī)(309)。對從每一個扇區(qū)接收的已疊加的標(biāo)記射線的能量數(shù)值進(jìn)行分析,以便確定一個適當(dāng)?shù)牡竭_(dá)角度。
文檔編號G01S3/02GK1248326SQ98802813
公開日2000年3月22日 申請日期1998年1月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月24日
發(fā)明者尤金·J·布魯科爾特 申請人:摩托羅拉公司