CN1215657C - 码分多址移动通信系统中基站的发送天线分集设备和方法 - Google Patents
码分多址移动通信系统中基站的发送天线分集设备和方法Download PDFInfo
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Abstract
Description
发明背景
1.发明领域
本发明一般涉及CDMA(码分多址)移动通信系统中的通信设备和方法，尤其涉及CDMA移动通信系统中的前向发送天线分集设备和方法。
2.相关技术描述
主要支持语音服务的现在CDMA移动通信系统已经发展成除了提供语音服务之外，还提供高速数据服务的未来CDMA移动通信系统。未来CDMA移动通信系统支持语音、运动图像和因特网搜索服务。在移动通信系统中，存在于基站和移动台之间的通信链路分为把信号从基站发送到移动台的前向链路、和把信号从移动台发送到基站的反向链路。
为了发送高速数据，移动通信系统必须解决衰落问题。衰落使接收信号的幅度下降几分贝(dB)到几十分贝。为了解决衰落问题，使用了各种各样的分集技术。
用在CDMA系统中的技术之一应用了利用信道的延迟扩展以分集为基础接收信号的Rake(耙式)接收器，Rake接收器支持接收多路径信号的接收分集技术。但是，这种分集技术的缺点在于，当延迟扩展处在低电平下时，是不可行的。
此外，利用交织和编码的时间分集技术技术用在Doppler(多普勒)扩展信道中。但是，这种技术在低速Doppler扩展信道中是无效的。然而，在具有低Doppler扩展电平的室内信道和普通信道，即低速Doppler信道中，利用空间分集技术可以有效地解决衰落问题。
空间分集技术使用两个或更多个天线。在这种技术中，尽管由于衰落，通过天线发送的信号衰减了，但是，利用通过其它天线发送的信号可以补偿这种衰减。空间分集技术分为利用数个接收天线的接收天线分集和利用数个发送天线的发送(发射)天线分集。考虑到移动台的尺寸和成本，在移动台中难以安装接收天线分集。因此，建议把发送天线分集用于基站。
发送天线分集包括根据从移动台反馈的前向信道信息发送信号的“闭环发送分集”、和不从移动台接收反馈信息的“开环发送分集”。在闭环发送分集方案中，基站根据移动台反馈的和测量到的信道信息，把权重加在各个发送天线的发送信号上，以便使移动台上天线的信噪比(SNR)达到最大。在开环发送分集方案中，基站不使用反馈信息，通过两条正交路径发送相同信号。正交路径可以通过时分、频分或码分来提供。
图1显示了基于现有技术的、利用开环发送分集方案的基站发送器的结构。参照图1，输入的位流由信道编码器101编码，信道编码器101的输出序列由M-ary码元调制器102映射成M-ary码元。取决于它的数据速率，M-ary码元调制器102用作QPSK(正交相移键控)、8-PSK(8-ary相移键控)、或16-QAM(16-ary正交调幅)调制器，并且，在可以改变数据速率的物理层分组单元中可以改变它的调制模式。从M-ary码元调制器102输出的M-ary码元的I和Q序列由STTD/STS(空间-时间发送分集/空间时间扩展器)调制器103调制成两个不同的复码元。STTD/STS调制器103的详细描述将参照图4和5进行。Walsh(沃尔什)覆盖部分104和105利用指定给移动台的Walsh正交码WNi正交扩展它们的输入码元。Walsh覆盖部分104和105的详细结构显示在图2中。经Walsh覆盖部分104和105扩展的两个复码元分别由它们相关的复扩展器106和107复扩展。复扩展器106和107的内部操作显示在图3中。复扩展器106和107的输出信号由相关的RF部分108和109移动成RF(射频)频带信号，然后，通过第一和第二天线ANT1和ANT2发射出去。
图2显示了图1所示的Walsh覆盖部分104和105的详细结构。Walsh覆盖部分104和105的每一个利用指定给发送信道的Walsh码，把它的输入复码元扩展成发送频带。图3显示了图1所示的复扩展器106和107的内部操作。复扩展器106和107的每一个利用由I-信道扩展序列PNI和Q-信道扩展序列PNQ组成的扩展序列，把它的输入复信号复扩展成I-信道(或I-arm)信号和Q-信道(或Q-arm)信号。
图4显示了当图1所示的STTD/STS调制器103在STTD(空间-时间发送分集)模式下操作时，它的内部操作。在STTD模式中，STTD/STS调制器103如表1所示那样操作。
表1
| 输入 | 天线#1 | 天线#2 | |
| 时刻t | S0 | S0 | -S*1 |
| 时刻t+T | S1 | S1 | S*0 |
在表1中，S0和S1代表复码元，并且通过下式表示：
S0＝Si0+jSq0
S1＝Si1+jSq1
如果在特定时刻t和时刻t+T，分别把码元S0和S1输入STTD调制器103，那么，STTD调制器103在时刻t，为第一天线ANT1输出S0，和为第二天线ANT2输出码元S1的负共轭值，和在时刻t+T，为第一天线ANT1输出S1，和为第二天线ANT2输出码元S0的共轭值。
图5显示了当图1所示的STTD/STS调制器103在STS(空间时间扩展器)模式下操作时，它的内部操作。参照图5，串行-并行(S/P)转换器501把它由I-相码元和Q-相码元组成的输入复码元的每一个转换成两个由I-相码元和Q-相码元组成的1/2-速率复码元。把两个复码元I1/Q1和I2/Q2提供给重复它们的码元重复器511-518。例如，把码元I1输入重复器511和515。码元重复器511(++)地重复输入码元I1，而码元重复器515(+-)地重复输入码元I1。把码元重复器511-518的输出提供给4个加法器519-522，然后，转换成两个复码元。这里，为了简单起见，称STTD/STS调制器为“分集调制器”。
图6显示了基于现有技术的、利用闭环发送分集方案的基站发送器的结构。参照图6，输入的位流由信道编码器601编码，和信道编码器601的输出序列由M-ary码元调制器602映射成M-ary码元。把码元调制器602的输出提供给Walsh覆盖部分611和612。也就是说，把调制器602的I-相输出提供给Walsh覆盖部分611和612二者，并且，也把调制器602的Q-相输出提供给Walsh覆盖部分611和612二者。Walsh覆盖部分611和612通过将它们的输入复码元乘以指定给移动台的Walsh正交码，进行正交扩展。复扩展器621和622复扩展它们相关Walsh覆盖部分611和612的输出。权重发生器651根据从移动台反馈的前向信道信息，生成施加给各个天线的权重C1和C2。这里，反馈信息可以是相位相关信息，也可以是幅度相关信息。复乘法器631和632将它们相关复扩展器621和622的输出分别与权重发生器651提供的权重C1和C2相乘。复乘法器631和632的输出分别由RF部分641和642调制成RF频带信号，然后，通过第一和第二天线ANT1和ANT2发射出去。
在用于cdma2000系统的IS-2000 Release A中，公用导频信道通过第一天线ANT1发送，而分集导频信道通过第二天线ANT2发送。移动台利用公用导频信道和分集导频信道计算两个天线的权重信息，然后，把计算的权重信息发送到基站。接着，基站中的权重发生器651根据接收的权重信息，生成权重C1和C2。
比较一下发送天线分集方案的最大理论性能，在获得给定位差错率(BER)所需的SNR(信噪比)方面，图6所示的闭环发送天线分集方案比图1所示的开环发送天线分集方案好3dB。但是，在非理想的常规Doppler信道的情况下，由于在移动台高速移动的高速衰落信息环境中反馈信息的延迟，闭环发送天线分集方案不能适当地进行发送分集，因此，它具有比开环发送天线分集方案差的性能。也就是说，在移动台高速移动的环境中，决不可能获得闭环发送天线分集的增益。因此，需要一种能够与移动台的移动速度无关地在整个速度范围上获得分集增益的发送天线分集方法。
发明概述
因此，本发明的一个目的是提供一种在CDMA移动通信系统中，与移动台的移动速度无关地在整个速度范围上获得发送天线分集增益的基站发送设备和方法。
本发明的另一个目的是提供一种在CDMA移动通信系统中，能够把闭环发送天线分集方案和开环发送天线分集方案组合在一起使用的基站发送设备和方法。
本发明的另一个目的是提供一种在CDMA移动通信系统中，在移动台低速移动的衰落信息环境中，获得闭环发送天线分集方案的增益，和在移动台高速移动的信息环境中，获得开环发送天线分集方案的增益的基站发送设备和方法。
根据本发明的第一个目的，在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送设备包括：调制器，用于响应编码码元，生成复码元；第一扩展器，用于响应来自调制器的复码元，生成数个不同复码元，和通过用指定给移动台的第一正交码扩展所述生成的数个不同的复码元，生成数个第一正交扩展码元；第二扩展器，用于响应来自调制器的复码元，生成数个相同复码元，用与第一正交码不同的、指定给移动台的第二正交码扩展数个相同复码元，和通过将通过使用所述第二正交码扩展的正交扩展码元乘以根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息确定的、用于天线的权重，生成数个第二正交扩展码元；数个加法器，用于相加来自第一扩展器的第一正交扩展码元和来自第二扩展器的第二正交扩展码元；和发送器，用于把所相加的第一和第二正交扩展码元移动到射频频带，和通过天线发送移位码元。
根据本发明的第二个目的，在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送设备包括：调制器，用于响应编码码元，生成复码元；串行-并行转换器，用于通过多路分用来自调制器的复码元，输出两个码元速率降低了的复码元；第一扩展器，用于响应来自串行-并行转换器的一个复码元，生成数个不同复码元，和通过用从指定给移动台的一个正交码中生成的第一子正交码扩展所述数个不同的复码元，生成数个第一子正交扩展码元；第二扩展器，用于响应来自串行-并行转换器的另一个复码元，生成数个相同复码元，用与第一子正交码不同的第二子正交码扩展数个相同复码元，和通过将通过使用所述第二正交码扩展的子正交扩展码元乘以根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息确定的、用于天线的权重，生成数个第二子正交扩展码元；数个加法器，用于相加来自第一扩展器的第一子正交扩展码元和来自第二扩展器的第二子正交扩展码元；和发送器，用于把相加的子正交扩展码元移动到射频频带，和通过天线发送移位码元。
根据本发明的第三个目的，在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送设备包括：调制器，用于响应编码码元，生成复码元；分集调制器，用于响应来自调制器的复码元，生成数个不同复码元；数个Walsh覆盖部分，用于通过用指定给移动台的正交码扩展数个复码元，生成数个正交扩展码元；和数个发送器，发送器的个数等于从Walsh覆盖部分输出的正交扩展码元的个数，用于通过将来自Walsh覆盖部分的所述数个正交扩展码元中的每一个乘以根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息确定的、用于天线的权重，生成数个加权正交扩展码元，把加权正交扩展码元移动到射频频带，和通过与权重相对应的天线发送移位码元。
根据本发明的第四个目的，在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送设备包括：调制器，用于响应编码码元，生成复码元；分集调制器，用于响应来自调制器的复码元，生成数个不同复码元；数个Walsh覆盖部分，用于通过用指定给移动台的正交码扩展来自分集调制器的数个复码元，生成数个正交扩展码元；切换器，用于在给定间隔内从所述多个Walsh覆盖部分中依次选择数个正交扩展码元；复乘法器，用于通过将从切换器输出的正交扩展码元乘以根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息确定的、用于天线的权重，生成数个加权正交扩展码元；和RF部分，用于把加权正交扩展码元移动到射频频带，和通过天线发送移位码元。
根据本发明的第五个目的，提供一种在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送方法，包括如下步骤：根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息，确定用于数个天线的权重；响应编码码元，生成复码元；响应复码元，生成数个不同复码元，和通过用指定给移动台的第一正交码扩展数个生成的复码元，生成数个第一正交扩展码元；响应复码元，生成数个相同复码元，用与第一正交码不同的第二正交码扩展数个相同复码元，和通过将正交扩展码元乘以确定的权重，生成数个第二正交扩展码元；相加第一正交扩展码元和第二正交扩展码元；和把相加的正交扩展码元移动到射频频带，和通过天线发送移位码元。
根据本发明的第六个目的，提供一种在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送方法，包括如下步骤：根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息，确定用于数个天线的权重；响应编码码元，生成复码元；通过多路分用复码元，生成两个码元速率降低了的复码元；响应两个复码元当中的一个复码元，生成数个不同复码元，和通过用从指定给移动台的一个正交码中生成的第一子正交码扩展数个不同复码元，生成数个第一子正交扩展码元；响应两个复码元当中的另一个复码元，生成数个相同复码元，用与第一子正交码不同的第二子正交码扩展数个相同复码元，和通过将正交扩展码元乘以确定的权重，生成数个第二子正交扩展码元；相加第一子正交扩展码元和第二子正交扩展码元；和把相加的子正交扩展码元移动到射频频带，和通过天线发送移位码元。
根据本发明的第七个目的，提供一种在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送方法，包括：根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息，确定用于数个天线的权重；响应编码码元，生成复码元；响应复码元，生成两个不同复码元；通过用指定给移动台的正交码扩展两个不同复码元，生成第一和第二正交扩展码元；通过将第一正交扩展码元乘以确定的权重当中的第一权重，生成数个加权正交扩展码元，把加权正交扩展码元移动到射频频带，和通过与第一权重相对应的天线发送移位码元；和通过将第二正交扩展码元乘以确定的权重当中的第二权重，生成数个加权正交扩展码元，把加权正交扩展码元移动到射频频带，和通过与第二权重相对应的天线发送移位码元。
根据本发明的第八个目的，提供一种在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送方法，包括：根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息，确定用于数个天线的权重；响应编码码元，生成复码元；响应复码元，生成数个不同复码元；通过用指定给移动台的正交码扩展数个复码元，生成数个正交扩展码元；在给定间隔内交替选择数个正交扩展码元；通过将所选的正交扩展码元乘以确定的权重，生成数个加权正交扩展码元；和把加权正交扩展码元移动到射频频带，和通过天线发送移位码元。
附图简述
通过结合附图，进行如下详细描述，本发明的上面和其它目的、特征和优点将更加清楚，在附图中：
图1显示了基于现有技术的、利用开环发送分集方案的基站发送器的结构；
图2显示了图1所示的Walsh覆盖部分的详细结构；
图3显示了图1所示的复扩展器的详细结构；
图4显示了基于现有技术的一般STTD(空间-时间发送分集)调制器的操作；
图5显示了基于现有技术的一般STS(空间时间扩展器)调制器的操作；
图6显示了基于现有技术的、利用闭环发送分集方案的基站发送器的结构；
图7显示了基于本发明一个实施例的、带有两个天线的发送天线分集设备，其中，把两个Walsh码指定给移动台，和开环天线分集设备与闭环天线分集设备并联；
图8显示了基于本发明另一个实施例的、带有两个天线的发送天线分集设备，其中，把一个Walsh码指定给移动台，和开环天线分集设备与闭环天线分集设备并联；
图9显示了图8所示的串行-并行转换器的详细操作；
图10显示了基于本发明另一个实施例的、带有四个天线的发送天线分集设备，其中，开环天线分集设备与闭环天线分集设备串联；和
图11显示了基于本发明另一个实施例的、带有两个天线的发送天线分集设备，其中，开环天线分集设备与闭环天线分集设备串联。
优选实施例详述
下文参照附图描述本发明的优选实施例。在如下的描述中，对那些众所周知的功能或结构将不作详细描述，否则的话，本发明的重点将不突出。
本发明把闭环天线分集设备与能够与移动台的速度无关地获得恒定性能的开环天线分集设备组合在一起。在本发明的优选实施例中，开环天线分集设备补偿闭环天线分集设备由于移动台的高速移动引起的性能变差，从而防止性能突然变差。
图7显示了基于本发明一个实施例的、带有两个天线的基站发送设备，其中，把开环天线分集设备与闭环天线分集设备并联，以便获得开环天线分集的增益和闭环天线分集的增益两者。如图7所示，通过指定给移动台的两个不同Walsh码，把通过开环天线分集方案发送的信道与通过闭环天线分集方案发送的信道分开。
参照图7，信道编码器701编码输入的位流。调制器702把从信道编码器701输出的编码码元映射成M-ary复码元。这里，取决于它的数据速率，调制器702用作QPSK、8-PSK或16-QAM调制器。STTD/STS调制器(分集调制器)703把从调制器702输出的复码元(I和Q序列)调制成两个不同的复码元。STTD/STS调制器703的详细操作已参照图4和5作了描述。Walsh覆盖部分704通过将来自STTD/STS调制器703的一个复码元乘以指定给移动台的Walsh正交码，扩展这个复码元。Walsh覆盖部分705通过将来自STTD/STS调制器703的另一个复码元乘以Walsh正交码，扩展另一个复码元。
权重发生器716根据从移动台反馈的前向信道信息，生成要施加给两个天线的权重C1和C2。Walsh覆盖部分712和713通过将来自调制器702的复码元(I和Q序列)乘以与上面指定给移动台的Walsh正交码不同的Walsh正交码，扩展它们。复乘法器714将Walsh覆盖部分712的输出与来自权重发生器716的权重C1相乘，和复乘法器715将Walsh覆盖部分713的输出与来自权重发生器716的权重C2相乘。
第一加法器(或Walsh码片层次加法器)706在Walsh码片层次上相加Walsh覆盖部分704的输出和复乘法器714的输出，和第二加法器707在Walsh码片层次上相加Walsh覆盖部分705的输出和复乘法器715的输出。复扩展器708和709分别复扩展第一和第二加法器706和707的输出。复扩展器708和709的详细操作已参照图3作了描述。RF部分710和711把相关复扩展器708和709的输出移动到RF频带。移位的RF频带信号通过它们相关的天线发送到移动台。
下面描述图7所示的结构的操作。从信道编码器701输出的编码码元由调制器702调制成复码元。把从调制器702输出的复码元(I和Q序列)同时提供给第一扩展部分和第二扩展部分。第一扩展部分包括STTD/STS调制器703和Walsh覆盖部分704和705，而第二扩展部分包括Walsh覆盖部分712和713和复乘法器714和715。将提供给第一和第二扩展部分的信号分别与指定给移动台的Walsh码WNi和WNj相乘，以便把它们分离成两个互不相干的信道。此后，第一加法器706相加第一和第二扩展部分的输出信号当中，要通过第一天线ANT1发送的信号，而第二加法器707相加第一和第二扩展部分的输出信号当中，要通过第二天线ANT2发送的信号。第一和第二加法器706和707的输出由复扩展器708和709进行复扩展，然后，通过RF部分710和711移动到RF频带。移位的RF频带通过第一和第二天线ANT1和ANT2发送出去。
图8显示了基于本发明另一个实施例的、带有两个天线的基站发送设备的结构，其中，开环天线分集设备与闭环天线分集设备并联，以便获得开环天线分集的增益和闭环天线分集的增益两者。如图8所示，利用从指定给移动台的一个Walsh码中生成的两个子Walsh码，把通过开环天线分集方案发送的信道与通过闭环天线分集方案发送的信道分开。
参照图8，信道编码器801输入的位流编码成编码码元。调制器802把来自信道编码器801的编码码元映射成M-ary复码元。这里，取决于它的数据速率，调制器802用作QPSK、8-PSK或16-QAM调制器。串行-并行(S/P)转换器803把从调制器802输出的复码元分离成两个复码元。
更明确地说，如图9所示，串行-并行转换器803重复两次通过I信道接收的码元Si0，通过I信道把重复码元提供给第一扩展部分，并且还重复两次通过I信道接收的码元Si1，通过I信道把重复码元提供给第二扩展部分。并且，串行-并行转换器803重复两次通过Q信道接收的码元Sq0，通过Q信道把重复码元提供给第一扩展部分，并且还重复两次通过Q信道接收的码元Sq1，通过Q信道把重复码元提供给第二扩展部分。也就是说，与串行-并行转换器803的输入流相比，提供给各个扩展部分的码元流具有1/2码元速度。
STTD/STS调制器804把从串行-并行转换器803输出的复码元(I和Q序列)调制成两个不同的复码元。STTD/STS调制器804的详细操作已参照图4和5作了描述。Walsh覆盖部分805通过将从STTD/STS调制器804输出的一个复码元乘以从指定给移动台的一个Walsh码中生成的两个子Walsh码当中的第一Walsh码，正交扩展这个复码元。Walsh覆盖部分806通过将从STTD/STS调制器804输出的另一个复码元乘以第一Walsh码，正交扩展另一个复码元。
例如，如果假设把长度为N的Walsh码WNi指定给移动台，那么，从Walsh码WNi中生成长度为2N的两个子Walsh正交码WiNWiN和
。这里，对于二进制码元x∈{-1，1)，x＝-x。
权重发生器817根据从移动台反馈的前向信道信息，生成要施加给各个天线的权重C1和C2。Walsh覆盖部分813和814通过将从串行一并行转换器803输出的复码元(I和Q序列)乘以两个子Walsh码当中的第二Walsh码，正交扩展它。这里，用在Walsh覆盖部分805和806中的第一Walsh码与用在Walsh覆盖部分813和814中的第二Walsh码不同。复乘法器815将Walsh覆盖部分813的输出与来自权重发生器817的权重C1相乘，和复乘法器816将Walsh覆盖部分814的输出与来自权重发生器817的权重C2相乘。
第一加法器(或Walsh码片层次加法器)807在Walsh码片层次上相加Walsh覆盖部分805的输出和复乘法器815的输出，和第二加法器808在Walsh码片层次上相加Walsh覆盖部分806的输出和复乘法器816的输出。复扩展器809和810复扩展它们相关加法器807和808的输出。复扩展器809和8lO的详细操作已参照图3作了描述。RF部分81l和812把相关复扩展器809和810的输出移动到RF频带，并且，把移位的RF频带信号通过它们相关的天线ANT1和ANT2发送到移动台。
下面描述图8所示的结构的操作。从信道编码器801输出的编码码元由调制器802调制成复码元。从调制器802输出的复码元由串行-并行转换器803分成两个复码元，把码元速率降低成1/2。把两个复码元同时提供给第一和第二扩展部分。这里，第一扩展部分包括STTD/STS调制器804和Walsh覆盖部分805和806，而第二扩展部分包括Walsh覆盖部分813和814和复乘法器815和816。将提供给第一和第二扩展部分的信号分别与上述Walsh码相乘，以便把它们分离成互不相干的两个信道。此后，第一加法器807相加第一和第二扩展部分的输出当中，要通过第一天线ANT1发送的信号，而第二加法器808相加第一和第二扩展部分的输出当中，要通过第二天线ANT2发送的信号。第一和第二加法器807和808的输出由复扩展器809和810进行复扩展，然后，通过RF部分811和812移动到RF频带。移位的RF频带通过第一和第二天线ANT1和ANT2发送出去。
图10显示了基于本发明另一个实施例的、带有四个天线的基站发送设备的结构，其中，开环天线分集设备与闭环天线分集设备串联，以便获得开环天线分集的增益和闭环天线分集的增益两者。
参照图10，信道编码器1001把输入的位流编码成编码码元。调制器1002把来自信道编码器1001的编码码元映射成M-ary复码元。这里，取决于它的数据速率，调制器1002用作QPSK、8-PSK或16-QAM调制器。STTD/STS调制器1003把从调制器1002输出的复码元(I和Q序列)调制成两个不同的复码元。STTD/STS调制器1003的详细操作已参照图4和5作了描述。权重发生器1011根据从移动台反馈的前向信道信息，生成要施加给各个天线的权重C1、C2、C3和C4。
Walsh覆盖部分1004通过将来自STTD/STS调制器1003的一个复码元乘以指定给移动台的Walsh正交码，扩展这个复码元。复乘法器1005将Walsh覆盖部分1004的输出与来自权重发生器1011的权重C1相乘，和复乘法器1006将Walsh覆盖部分1004的输出与来自权重发生器1011的权重C2相乘。复扩展器1007和1008分别复扩展相关复乘法器1005和1006的输出。复扩展器1007和1008的详细操作已参照图3作了描述。RF部分1009和1010把它们相关复扩展器1007和1008的输出移动到RF频带。移位的RF频带信号通过它们相关的天线ANT1和ANT2发送到移动台。
Walsh覆盖部分1012通过将来自STTD/STS调制器1003的另一个复码元乘以指定给移动台的Walsh码，扩展另一个复码元。复乘法器1013将Walsh覆盖部分1012的输出与来自权重发生器1011的权重C3相乘，和复乘法器1014将Walsh覆盖部分1012的输出与来自权重发生器1011的权重C4相乘。复扩展器1015和1016分别复扩展相关复乘法器1013和1014的输出。复扩展器1015和1016的详细操作已参照图3作了描述。RF部分1017和1018把它们相关复扩展器1015和1016的输出移动到RF频带。移位的RF频带信号通过它们相关的天线ANT3和ANT4发送到移动台。
下面描述图10所示的结构的操作。从信道编码器1001输出的编码码元由调制器1002调制成复码元。并且，复码元由STTD/STS调制器1003调制成两个不同的复码元。这里，把从STTD/STS调制器1003输出的两个复码元当中的一个复码元提供给第一发送部分，而把另一个复码元提供给第二发送部分。第一发送部分包括Walsh覆盖部分1004、复乘法器1005和1006、复扩展器1007和1008、和RF部分1009和1010。第二发送部分包括Walsh覆盖部分1012、复乘法器1013和1014、复扩展器1015和1016、和RF部分1017和1018。从第一发送部分输出的两个复信号通过第一和第二天线ANT1和ANT2发送出去，而从第二发送部分输出的两个复信号通过第三和第四天线ANT3和ANT4发送出去。也就是说，基站通过总共4个天线把信号发送到移动台。
在用于cdma2000系统的IS-2000 Release A中，公用导频信道通过第一天线ANT1发送，而分集导频信道通过第二天线ANT2发送。移动台利用公用导频信道和分集导频信道计算两个天线ANT1和ANT2的权重信息，然后，把计算的权重信息发送到基站。如果把图10所示的结构应用于支持IS-2000Release A的系统，那么，把辅助导频信道指定给第三天线ANT3，和把辅助分集导频信道指定给第四天线ANT4。移动台利用辅助导频信道和辅助分集导频信道计算第三和第四天线ANT3和ANT4的权重信息，然后，把计算的权重信息发送到基站。图10所示的权重发生器1011根据第一到第四天线ANT1-ANT4R的权重信息，生成权重C1、C2、C3、和C4。图10所示的基站结构通过两个相关信道发送由STTD/STS调制器1003分离的两个信道的每一个，从而保证增益比只使用开环天线分集时的增益高。
图11显示了基于本发明另一个实施例的、带有两个天线的发送天线分集设备的结构，其中，开环天线分集设备与闭环天线分集设备串联，以便获得开环天线分集的增益和闭环天线分集的增益两者。
参照图11，信道编码器1101把输入的位流编码成编码码元。调制1102把从信道编码器1101输出的编码码元映射成M-ary复码元。这里，取决于它的数据速率，调制器1102用作QPSK、8-PSK或16-QAM调制器。STTD/STS调制器1103把从调制器1102输出的复码元(I和Q序列)调制成两个不同的复码元。STTD/STS调制器1103的详细操作已参照图4和5作了描述。权重发生器1113根据从移动台反馈的前向信道信息，生成要施加给各个天线的权重C1和C2。
切换器1106选择从Walsh覆盖部分1104和覆盖部分1105输出的复码元之一，并且把选择的复码元提供给复乘法器1107和1108。在上层控制器(未示出)的控制下，切换器1106以1X或2X Walsh码片速率进行切换操作。当切换器1106以1X Walsh码片速率进行操作时，只发送一半STTD/STS调制器1103的输出码元。但是，当切换器1106以2X Walsh码片速率进行操作时，发送所有STTD/STS调制器1103的输出码元。并且，切换器1106还可以以预定码片数为单位(例如，以码元为单元)进行切换操作。
复乘法器1107将切换器1106提供的复码元与来自权重发生器1113的权重C1相乘。复乘法器1108将从切换器1106接收的复码元与权重发生器1113提供的权重C2相乘。复扩展器1109和1110复扩展它们相关乘法器1107和1108的输出。复扩展器1109和1110的详细操作已参照图3作了描述。RF部分1111和1112把它们相关复扩展器1109和1110的输出移动到RF频带。移位的RF频带信号通过相关天线ANT1和ANT2发送到移动台。
下面描述图11所示的结构的操作。从信道编码器1101输出的编码码元由调制器1102调制成复码元(I和Q序列)。并且，复码元由STTD/STS调制器1103调制成两个不同的复码元，和两个复码元分别由Walsh覆盖部分1104和1105进行正交扩展。通过切换器1106把两个扩展复码元交替提供给复乘法器1107和1108。切换器既可以以1X或2X Walsh码片速率进行切换操作，也可以以码元为单元进行切换操作。此后，切换器1106的输出由复乘法器1107和1108乘以权重C1和C2。让加密复信号经受复扩展，然后，移动到RF频带。移位的RF频带信号通过第一和第二天线ANT1和ANT2发送出去。图11的结构提供了能够在把硬件的复杂性降到最低程度的同时，获得开环天线分集的增益和闭环天线分集的增益两者的串联型天线分集技术。
如上所述，当CDMA移动通信系统使用闭环天线分集设备和开环天线分集设备的组合天线分集设备时，尽管天线的移动速度增加了，但是可以防止性能突然变差。因此，与不使用天线分集设备的系统相比，根据本发明的系统显示出在移动台的整个速度范围上都具有较好的性能，并且可以防止在只使用开环或闭环天线分集设备的系统中可能引起的、在特定速度上的性能下降。因此，与只使用开环或闭环天线分集设备时相比，可以提高系统的数据吞吐量和扩大了可用服务区域。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。
Claims (19)
1.一种在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送设备，包括：
调制器，用于响应编码码元，生成复码元；
第一扩展器，用于响应来自调制器的复码元，生成数个不同复码元，和通过用指定给移动台的第一正交码扩展所述生成的数个不同的复码元，生成数个第一正交扩展码元；
第二扩展器，用于响应来自调制器的复码元，生成数个相同复码元，用与第一正交码不同的、指定给移动台的第二正交码扩展数个相同复码元，和通过将通过使用所述第二正交码扩展的正交扩展码元乘以根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息确定的、用于天线的权重，生成数个第二正交扩展码元；
数个加法器，用于相加来自第一扩展器的第一正交扩展码元和来自第二扩展器的第二正交扩展码元；和
发送器，用于把所相加的第一和第二正交扩展码元移动到射频频带，和通过天线发送移位码元。
2.根据权利要求1所述的基站发送设备，其中，第一扩展器包括：
分集调制器，用于响应来自调制器的复码元，生成数个不同复码元；和
数个Walsh覆盖部分，用于通过将来自分集调制器的数个不同复码元乘以第一正交码，生成数个第一正交扩展码元。
3.根据权利要求2所述的基站发送设备，其中，分集调制器是空间-时间发送分集调制器和空间时间扩展器调制器之一。
4.根据权利要求1所述的基站发送设备，其中，第二扩展器包括：
数个Walsh覆盖部分，用于通过用第二正交码扩展来自调制器的所述数个相同的复码元，生成数个正交扩展码元；和
复乘法器，用于通过将来自Walsh覆盖部分的正交扩展码元乘以相关权重，生成数个第二正交扩展码元。
5.根据权利要求1所述的基站发送设备，其中，反馈信息指示基站信号在移动台上的接收相位。
6.一种在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送设备，包括：
调制器，用于响应编码码元，生成复码元；
串行-并行转换器，用于通过多路分用来自调制器的复码元，输出两个码元速率降低了的复码元；
第一扩展器，用于响应来自串行-并行转换器的一个复码元，生成数个不同复码元，和通过用从指定给移动台的一个正交码中生成的第一子正交码扩展所述数个不同的复码元，生成数个第一子正交扩展码元；
第二扩展器，用于响应来自串行-并行转换器的另一个复码元，生成数个相同复码元，用与第一子正交码不同的第二子正交码扩展数个相同复码元，和通过将通过使用所述第二正交码扩展的子正交扩展码元乘以根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息确定的、用于天线的权重，生成数个第二子正交扩展码元；
数个加法器，用于相加来自第一扩展器的第一子正交扩展码元和来自第二扩展器的第二子正交扩展码元；和
发送器，用于把相加的子正交扩展码元移动到射频频带，和通过天线发送移位码元。
7.根据权利要求6所述的基站发送设备，其中，第一扩展器包括：
分集调制器，用于响应来自串行-并行转换器的所述一个复码元，生成数个不同复码元；和
数个Walsh覆盖部分，用于通过用第一子正交码元扩展来自分集调制器的数个复码元，生成数个第一子正交扩展码元。
8.根据权利要求7所述的基站发送设备，其中，分集调制器是空间-时间发送分集调制器和空间时间扩展器调制器之一。
9.根据权利要求6所述的基站发送设备，其中，第二扩展器包括：
数个Walsh覆盖部分，用于通过用第二子正交码扩展来自串行-并行转换器的所述另一个复码元，生成正交扩展码元；和
复乘法器，用于通过将来自Walsh覆盖部分的正交扩展码元乘以相关权重，生成数个第二子正交扩展码元。
10.一种在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送设备，包括：
调制器，用于响应编码码元，生成复码元；
分集调制器，用于响应来自调制器的复码元，生成数个不同复码元；
数个Walsh覆盖部分，用于通过用指定给移动台的正交码扩展数个复码元，生成数个正交扩展码元；和
数个发送器，发送器的个数等于从Walsh覆盖部分输出的正交扩展码元的个数，用于通过将来自Walsh覆盖部分的所述数个正交扩展码元中的每一个乘以根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息确定的、用于天线的权重，生成数个加权正交扩展码元，把加权正交扩展码元移动到射频频带，和通过与权重相对应的天线发送移位码元。
11.根据权利要求10所述的基站发送设备，其中，分集调制器是空间-时间发送分集调制器和空间时间扩展器调制器之一。
12.根据权利要求10所述的基站发送设备，其中，发送器包括：
数个复乘法器，用于通过将来自Walsh覆盖部分的一个正交扩展码元乘以权重，生成所述数个加权正交扩展码元；和
射频部分，用于把加权正交扩展码元移动到射频频带，和通过天线发送移位码元。
13.一种在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送设备，包括：
调制器，用于响应编码码元，生成复码元；
分集调制器，用于响应来自调制器的复码元，生成数个不同复码元；
数个Walsh覆盖部分，用于通过用指定给移动台的正交码扩展来自分集调制器的数个复码元，生成数个正交扩展码元；
切换器，用于在给定间隔内从所述多个Walsh覆盖部分中依次选择数个正交扩展码元；
复乘法器，用于通过将从切换器输出的正交扩展码元乘以根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息确定的、用于天线的权重，生成数个加权正交扩展码元；和
RF部分，用于把加权正交扩展码元移动到射频频带，和通过天线发送移位码元。
14.根据权利要求13所述的基站发送设备，其中，分集调制器是空间-时间发送分集调制器和空间时间扩展器调制器之一。
15.根据权利要求13所述的基站发送设备，其中，反馈信息指示基站信号在移动台上的接收相位。
16.一种在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送方法，包括如下步骤：
根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息，确定用于数个天线的权重；
响应编码码元，生成复码元；
响应复码元，生成数个不同复码元，和通过用指定给移动台的第一正交码扩展数个生成的复码元，生成数个第一正交扩展码元；
响应复码元，生成数个相同复码元，用与第一正交码不同的第二正交码扩展数个相同复码元，和通过将正交扩展码元乘以确定的权重，生成数个第二正交扩展码元；
相加第一正交扩展码元和第二正交扩展码元；和
把相加的正交扩展码元移动到射频频带，和通过天线发送移位码元。
17.一种在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送方法，包括如下步骤：
根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息，确定用于数个天线的权重；
响应编码码元，生成复码元；
通过多路分用复码元，生成两个码元速率降低了的复码元；
响应两个复码元当中的一个复码元，生成数个不同复码元，和通过用从指定给移动台的一个正交码中生成的第一子正交码扩展数个不同复码元，生成数个第一子正交扩展码元；
响应两个复码元当中的另一个复码元，生成数个相同复码元，用与第一子正交码不同的第二子正交码扩展数个相同复码元，和通过将正交扩展码元乘以确定的权重，生成数个第二子正交扩展码元；
相加第一子正交扩展码元和第二子正交扩展码元；和
把相加的子正交扩展码元移动到射频频带，和通过天线发送移位码元。
18.一种在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送方法，包括：
根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息，确定用于数个天线的权重；
响应编码码元，生成复码元；
响应复码元，生成两个不同复码元；
通过用指定给移动台的正交码扩展两个不同复码元，生成第一和第二正交扩展码元；
通过将第一正交扩展码元乘以确定的权重当中的第一权重，生成数个加权正交扩展码元，把加权正交扩展码元移动到射频频带，和通过与第一权重相对应的天线发送移位码元；和
通过将第二正交扩展码元乘以确定的权重当中的第二权重，生成数个加权正交扩展码元，把加权正交扩展码元移动到射频频带，和通过与第二权重相对应的天线发送移位码元。
19.一种在带有数个天线的基站与移动台之间使用发送天线分集的移动通信系统中的基站发送方法，包括：
根据指示基站信号的接收状态的、从移动台接收的反馈信息，确定用于数个天线的权重；
响应编码码元，生成复码元；
响应复码元，生成数个不同复码元；
通过用指定给移动台的正交码扩展数个复码元，生成数个正交扩展码元；
在给定间隔内交替选择数个正交扩展码元；
通过将所选的正交扩展码元乘以确定的权重，生成数个加权正交扩展码元；和
把加权正交扩展码元移动到射频频带，和通过天线发送移位码元。
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