在無線電系統內使用導頻的方法以及無線電系統的製作方法

2023-05-01 08:13:46

專利名稱：：在無線電系統內使用導頻的方法以及無線電系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種用於發射與接收導頻的方法以及實施該方法的無線電系統。
背景技術：
：眾所周知，被發射的信號會經受無線電路徑的極化響應，所述極化響應可能會表現為與無線電信號相關的電磁波的不同極化方向上的衰落、反射、延遲以及回波。在這種情況下，與無線電信號相關的電磁波的任何一個極化分量都可以幾乎完全衰落或是改變其方向，這可能會嚴重限制無線電系統的性能。尤其是，無線電路徑極化響應可能會引起故障，因為終端設備是藉助基站所發射的導頻執行信道估計的。在現有技術解決方案中，基站在預定極化方向上將導頻發射至小區的覆蓋區，所述預定極化方向例如是基於建立無線電系統時執行的現場測量或是無線電路徑的已知極化性質來定義的。現有技術解決方案的缺陷包括基站對於無線電路徑極化響應內以及終端設備極化方向上的改變的較差動態，因為導頻被發射到基站區域，這使得終端設備的信道估計難以實現
發明內容本發明的目的是提供一種改進的方法以及一種實施所述方法的無線電系統，其中可以考慮無線電路徑的極化響應。這是通過用於在無線電系統內使用導頻的方法來實現的，在所述方法中，第一M信機發射第二M信^/L內接收的導頻。所述方法的特徵在於，所述無線電系統^f吏用至少兩個導頻，每個所述導頻都是由互不相同的預知極化來極化的；在第一收發信機與第二收發信機之間發射並接收至少一個信號；確定所述信號的極化估計；以及基於所確定的極化估i"l的導頻中選擇一個將被使用的導頻。本發明涉及一種實施所述方法的無線電系統。本發明的無線電系統包括用於發射導頻的第一收發信機；以及用於接收導頻的第二收發信機。本發明的無線電系統的特徵在於，在第一收發信機與第二收發信機之間使用至少兩個導頻，每個所述導頻都是由互不相同的預知極化來極化的；在第一收發信機與第二收發信機之間發射並接收至少一個信號；所迷接收^信機被設置為確定所述信號的極化估計；以及所述無線電系統被設置為基擇一個將,皮使用的導頻。本發明的優選實施例在從屬權利要求內公開。本發明基於這樣的構思，即通過執行無線電系統的諸如基站與終端設備的收發信機之間的極化適配，可將導頻信號功率分配給無線電路徑所需的極化以及^信機的相互位置可能所需的極化。藉助本發明的方法以及無線電系統實現了若干優點。^信機的極化適配改善了導頻質量，並增強了在所述導頻上執行的信道估計，這反過來提高了無線電系統的性能。一個附加的優點是，本發明能夠將所述方法實施為軟體應用，並能夠在信道估計中^f吏用無線電系統標準導頻。以下將結合優選實施例，並參照附圖來描述本發明，在附圖中:圖l是電信系統的簡化方框圖；圖2是電信系統的第二簡化方框圖；圖3是終端設備的筒化方框圖；圖4示出了無線電系統內所使用的輻射圖；以及圖5是電信系統的第三簡化方框圖。具體實施方式由於本發明適合於在代間無線電系統中使用，所以在圖l所示的無線電系統內描述實施例，所述無線電系統包括並列的不同代的網絡單元。在描述中，2G無線電系統例如由GSM(全球移動通信系統)代表。2.5代無線電系統例如由GPRS(通用分組無線電系統)代表。3G無線電系統由使用基於GSM系統的3GEDGE(全球演進的增強型數據率)技術的系統以及至少淨皮命名為IMT-2000(國際移動電信)與UMTS(通用移動電信系統)的系統代表。但所述實施例並不僅限於這些作為實例給出的系統，本領域技術人員可以將所述教義應用於其它具有對應特性的無線電系統。圖l是在網絡單元層上描述無線電系統的主要部分及其之間的接口的簡化方框圖。所述網絡單元的結構與操作不再詳細描述，因其已為眾人所知。所述無線電系統的主要部分包括核心網(CN)100、無線電接入網130以及用戶設備(UE)170。所述無線電接入網(UMTS地面無線電接入網)130屬於第三代，並由寬帶碼分多址(WCDMA)技術實施。此外，圖l還示出了以時分多址(TDMA)^支術實施的基站系統160。一般而言，可能會定義無線電系統包括一個或多個還被稱為用戶終端與移動站的用戶i殳備，以及網絡部分，所述網絡部分包括無線電系統的所有固定基礎設施，即核心網、無線電接入網與基站系統。核心網100的結構對應於組合的GSM與GPRS系統的結構。GSM網絡單元負責實施電路交換連接，而GPRS網絡單元負責實施分組交換連接。但兩個系統中都包括某些網絡單元。移動業務交換中心(MSC)102是電路交換一側的核心網100的中心。相同的移動業務交換中心102可被用於服務無線電接入網130與基站系統160兩者的連接。移動業務交換中心102的功能例如包括交換、尋呼、位置登記、切換管理、用戶計費信息的收集、加密參數管理、頻率分配管理以及回波抵消。移動業務交換中心102的數量可能會有所不同較小的網絡運營商可能僅具有一個移動業務交換中心102，較大的核心網IOO則可能具有若干移動業務交換中心。圖1示出了第二移動業務交換中心106,但為了清晰起見，它到其餘網絡單元的連接並未在圖l中示出。較大的核心網IOO可能包括負責核心網IOO與外部網絡180之間的電路交換連接的獨立網關移動業務交換中心(GMSC)110。所述網關移動業務交換中心110位於移動業務交換中心102、106與外部網絡180之間。所述外部網絡180可能是^>眾移動網。>眾陸地移動通信網，PLMN)或是^^眾交換電話網(PSTN)。原籍位置寄存器(HLR)114包括永久用戶寄存器，即諸如以下數據國際移動用戶身份碼(IMSI)、移動用戶ISDN號碼(MSISDN)鑑權密鑰，以及PDP(分組數據協議)地址，如果該無線電系統支持GPRS的話。來訪位置寄存器(VLR)104包括關於在移動業務交換中心102的區域內的用戶設備170的漫遊信息。所述來訪位置寄存器104基本上包括與原始位置寄存器114相同的信息，但所述信息只是暫時地存在於來訪位置寄存器104內。設備身份登記器(EIR)112包括無線電系統內所使用的用戶設備170的國際行動裝置身份碼(IMEI)以及所謂的白名單，如果存在的話，還包括黑名單以;S^名單。鑑權中心(AuC)116始終位於物理上與原籍位置寄存器114相同的位置，且它包括用戶鑑權密鑰Ki以及對應的IMSL。圖l所示的網絡單元是整體操作的，其物理實施可能會有所不同。一般而言，移動業務交換中心102與來訪位置寄存器104形成一個物理裝置，而原籍位置寄存器114、設備識別登記器112與鑑權中心116形成另一個物理裝置。服務GPRS支持節點(SGSN)118是分組交換一側的核心網IOO的中心。服務GPRS支持節點118的主要功能是通過利用無線電接入網130或基站系統160將分組發射到支持分組交換傳輸的用戶設備170，並從所述用戶設備170接收所述分組。服務GPRS支持節點118包括關於用戶設備170的用戶信息以及位置信息。網關GPRS支持節點(GGSN)120是電路交換一側的網關移動業務交換中心110的分組交換一側對應物，但不同之處在於網關GPRS支持節點120必須還能夠從核心網IOO路由呼出業務至外部網絡182，而網關移動業務交換中心110僅路由呼入業務。在本實例中，網際網路代表外部網絡182。基站系統160包括基站控制器(BSC)166與基站JlUL器(BTS)162、164。基站控制器166控制基站162、164。原則上，目標是用於實施無線電路徑以及與之相關功能的設備位於基站162、164內，而控制設備位於基站控制器166內。基站控制器166負責以下任務，例如基站162、164的無線電資源管理，小區間切換，頻率管理，即將頻率分配給基站162、164，跳頻序列的管理，上行鏈路上的時延測量，操作與維護接口的實施以及功率控制管理。基站162、164包括至少一個收發信機，所述的收發信機實施一個栽波，即8個時隙，換句話說8個物理信道。一個基站162、164通常服務一個小區，但其中一個基站162、164服務多個扇形小區的技術方案也是可能的。小區直徑可能從幾米到數十公裡不等。一般認為基站162、164還包括碼型變換器，所述的碼型變換器執行無線電系統與公眾交換電話系統內所使用的不同話音編碼格式之間的轉換。但實際上，所述的碼型變換器一般物理上位於移動業務交換中心102內。基站162、164例如負責以下功能時間提前量(TA)的計算、上行鏈路測量、信道編碼、加密、解密以及跳頻。無線電接入網130包括無線電網絡子系統(RNS)140、150。每一無線電網絡子系統140、150都包括無線電網絡控制器(RNC)146、156以及B節點142、144、152、154。所述B節點是一個相當抽象的概念，因而通常使用術語基站作為替代。無線電網絡控制器146、156的操作大致對應於GSM系統的基站控制器166的操作，而B節點142、144、152、154的操作大致對應於GSM系統的基站162、164的操作。還存在其中同一設備起到所述的基站與B節點的作用的技術方案，即所述設備可以同時實施TDMA無線電接口與WCDMA無線電接口。用戶設備170包括兩個部分行動裝置(ME)172和UMTS用戶身份模塊(USIM)174。當然，GSM系統使用自身的用戶身份模塊。用戶設備170包括至少一個收發信機，可藉助所述的收發信機執行到無線電接入網130或基站系統160的無線電連接。用戶設備170可能包括至少兩個不同的用戶身份模塊。此外，用戶設備170包括天線、用戶接口以及電池。目前存在著各種用戶設備170,例如車載與便攜用戶設備。USIM174包括與用戶相關的數據，尤其是諸如加密算法的涉及信息安全型的數據。最後，表l中內示出了圖l所示的不同網絡單元之間的接口。UMTS內最重要的接口是核心網與無線電接入網之間的Iu接口，以及無線電接入網與用戶設備之間的Uu接口，所述Iu接口被劃分為電路交換一側的接口IuCS(CS-電路交換)與分組交換一側的接口luPS(PS:分組交換)。GSM內最重要的接口為基站控制器與移動業務交換中心之間的A接口、基站控制器與服務支持節點之間的Gb接口、基站與用戶設備之間的Um接口。所述接口確定不同網絡單元可以通信何種消息。目標是實現一種無線電系統，其中不同製造商的網絡單元能夠良好協作，以形成有效的無線電系統。但實際上某些接口是依賴於製造商的。表ltableseeoriginaldocumentpage10tableseeoriginaldocumentpage11圖l示出了相當概括的描迷，因此圖2提供了蜂窩無線電系統的更為詳細的實例。圖2隻示出了最基本的部件，但對於本領域的技術人員而言，常規蜂窩無線電網絡顯然還包括其它功能與結構，此處不必贅述。蜂窩無線電系統的細節可從圖2中得到，但其與本發明無關。圖2示出了移動業務交換中心106以及網關移動業務交換中心110，所述網關移動業務交換中心110負責到外界的移動系統連接，在圖2的情況下，其負責到公眾交換電話網180、網絡部分200以及終端設備202的連接。蜂窩無線電系統一般包括固定網絡J^出設施，即網絡部分200和終端設備202，所述終端設備可以是固定、車載或便攜終端，例如允許與無線電電信系統通信的移動站或M上型電腦。網絡部分200包括基站204。基站對應於前圖中的B節點。多個基站204反過來由無線電網絡控制器146以集中方式控制，所述無線電網絡控制器146與所述的多個基站204通信，且包括組交換域220與控制單元222。所述的組交換域220被用於交換話音與數據以及連接信令電路。而控制單元222執行呼叫控制、移動性管理、統計的收集、信令以及資源控制與管理。由基站204與無線電網絡控制器146組成的無線電網絡子系統140還包括碼型變換器226，所述碼型變換器將公眾交換電話網與無線電電話網之間所使用的不同數字話音編碼格式轉換為相互兼容，例如從固定網絡格式轉換為蜂窩無線電網絡的另一格式，反之亦然。所述碼型變換器226通常儘可能靠近移動業務交換中心106，因為隨後可以蜂窩無線電網絡格式將話音在所述碼型變換器226與無線電網絡控制器146之間發射，從而節省傳輸容量。基站204還包括多路復用器單元212、收發信機單元208以及控制單元210。多路復用器212將收發信機單元208所使用的業務與控制信道置於一個傳輸鏈路214上。所述傳輸鏈路214形成接口lub。此外，多路復用器單元212執行糾錯操作，還可能執行比特的交織與去交織。在所要求的技術方案的一個極化適配實施例中，在多路復用器212內設置所發射信號的傳輸權重。存在著有限數量的不同的可能傳輸權重，且藉助每一個傳輸權重發射至少一個導頻。基於所測量的極化從同一個傳輸權重組中選擇特定於用戶的傳輸權重。控制單元210控制J^C信機單元208以及多路復用器212的操作。例如，控制單元2IO確定權重與相位，J^L信機208藉助所述的權重與相位將信號提供給天線236、238，且到達天線236、238的無線電信號被藉助所述的權重與相位方文大。此外，控制單元210校準天線236、238，包括天線信號236、238的測量以及任選的校準加權。所述測量確定天線236、238的加權，這反過來確定來自天線236、238的信號的極化。所述校準加權允許校正^信機單元208內生成的可能權重失真，所述失真一般是源於收發信機單元208的分量並不理想。基站收發器單元208包括至少兩條輸入線路，所述輸入線路例如包括用於將基帶信號與射頻混合併將基帶信號與射頻分離的變頻器、用於將指向天線的信號放大的天線放大器、用於將經由無線電路徑接收的信號數位化並將發射至無線電路徑的數位訊號轉換為模擬信號的A/D和D/A變頻器。此外，^ML信機單元208包括數位訊號處理器，在所述數位訊號處理器中可能會執行諸如信號加權的天線信號處理。基站204的收發信機單元208輸入線路的每一條都與天線236和238通信，所述天線實施到終端設備202的無線電鏈路216。將被在無線電鏈路216上發射的幀的結構被特定於系統地定義，且被稱為空中接口Uu。天線236和238構成一對天線，它們通常為相互交叉極化，分別從天線236、238發射的電磁波的電場分量因而相互垂直。M信機208可將單獨的信號指向每一天線236、238，且藉助所述信號的相互相位與強度，可以理想的方式修改天線對236、238共同生成的信號的極化。相應地，可在M信機208內藉助所需的相位與振幅檢測指向天線對236、238的無線電信號，這允許相對於指向天線對236、238的信號控制天線對236、238的極化。圖3以方框圖示出了終端設備202的結構。終端設備202包括用戶接口370UI、信源編解碼器360SC、基帶部分350BB、收發信機330、天線322以及控制單元380。終端設備202的用戶接口370例如包括終端鍵盤以及諸如顯示器、話筒和耳機的視聽裝置。信源編解碼器360執行信源編碼與數位訊號處理。基帶部分350包括信號處理器以及必要的存儲裝置，所述存儲裝置用於處理將被發射到收發信糸U330的信號，以及將被從所述的收發信機440接收的信號。基帶部分350執行終端設備202的數字發射機與接收機過濾。此夕卜，在基帶部分350中，所發射信號由擴頻碼擴頻，而所接收信號被去擴頻。收發信機330將所接收的射頻信號轉換為基帶信號，並將所發射的基帶信號轉換為射頻信號。此外，收發信機330還包括放大器，從天線322發射以及由天線322接收的信號被藉助所述J改大器放大，並淨皮根據控制單元382給出的控制指令選擇性地定相。信號放大和定相類似地發生在^信機內。收發信機330還包括用於分離所發射信號與所接收信號的雙工濾波器。控制單元380控制收發信機330、基帶部分350以及信源編解碼器360的操柞。所述控制單元380包括處理器與存儲裝置，藉助所述處理器與存儲裝置可以執行控制單元內程序化的過程，例如計算操作。參照圖4研究無線電系統內所使用的導頻。導頻一般被稱為無線電系統標準信號，其為發射機與接收機預知，且接收機可以基於其形成無線電信道的信道估計。圖4示出了輻射圖420、430、432、434、436，其中至少兩個具有互不相同的預知極化，且與每一輻射圖相關的極化由不同的線條式樣象徵性地指示。可能會將導頻發射到至少兩個圖4的輻射圖420、430、432、434、436，由此使得所述導頻與所述輻射圖的極化相關。因此，無線電系統使用至少兩個導頻，每一個所述導頻都是由互不相同的預知極化來極化的。圖4所示的輻射圖420、430、432、434、436可能會部分或完全重疊。在圖4中，橫軸400代表基站204內的天線波束結構的方位角，而縱軸410代表由基站天線提供的天線放大。圖4還示出了位於基站的小區範圍內的終端i殳備202、203。在一個實施例中，所述導頻是特定於小區的導頻，其被發射至類似於輻射圖420的輻射圖，且除了初級擴頻碼之外，所述導頻可能還包括小區範圍內的終端202、203共用的固定信道碼。小區或是扇區的尺寸通常是藉助特定於小區的導頻來確定的，這包括諸如接收機的小區選擇以及終端設備202、203的切換的操作。特定於小區的導頻還通過滑動接收機202、203所使用的解碼代碼來同步無線電信道。在一個實施例中，藉助任何確保小區範圍內的導頻的最佳可能覆蓋區的基本極化將特定於小區的導頻儘可能中性地極化。在第二實施例中，所述導頻是特定于波束的，由此每一個導頻都會淨皮發射至自身的輻射圖430、432、434。除了擴頻碼之外，通常還藉助信道碼來編碼特定于波束的導頻，多個終端i殳備202、203可^f吏用所述導頻。在終端設備202、203內可將所述的特定于波束的導頻用於信道估計。在一個實施例中，特定于波束的導頻被發射至圖4的每一輻射圖430、432、434，且終端設備202可被指令為使用具有最有利的極化的導頻。所述導頻選擇例如可以基於極化估計，所述極化估計為基站204基於終端設備202所發射的信號形成的。特定于波束的導頻的極化互不相同，且它們是被預先確定的。所述極化的數量和方向被選擇為使可用的極化儘可能覆蓋不同的極化方向。因此，如果特定于波束的導頻的輻射圖430、432、434被線性極化，則特定于波束的導頻的輻射圖430的極化角可以與水平面成45度角，而輻射圖432可被水平極化，且輻射圖432的極化角可以與水平面成135度角。此外，特定于波束的導頻是藉助與特定於小區導頻的極化不同的極化來發射。因此，與特定於小區的導頻相關的輻射圖420可^L水平極化。參照圖4，所公開的技術方案還可以應用於這樣一種情況，即基站203的輻射圖的極化可以持續改變，且該輻射圖的方向或許可以持續改變，因而可用的極化右向並不僅限於預定的極化。圖4的輻射圖436代表特定於用戶的輻射圖，從而可以發射根據終端設備203的需要動態地極化的信號。因此，可以藉助特定於小區的導頻或是專用導頻執行終端設備203的信道估計，所述導頻一般是被在分別指向每一用戶的數據之間時分地發射。如果已藉助加權修改了所發射的專用信號，則專用導頻以及特定於小區的導頻經歷每一個不同信道，這產生了一個問題，即根據特定於小區的導頻420形成的信道估計的質量不佳。另一方面，專用導頻的信道估計的質量通常也不佳，因為與特定於小區的導頻相比，專用導頻的總強度通常較低。這一問題會損害無線電系統的性能。為了避免所述的問題，有必要確定一種準則，基於該準則，終端設備203可根據特定於小區的導頻或是專用導頻形成信道估計。在一個實施例中，終端設備203將信號發射至基站204，基站204確定所接收信號的極化估計，並根據所述極化估計確定極化適配的質量值。基於所述質量值，終端設備被劃分為"不良終端設備，，或"其它終端設備"。被劃分為"其它終端設備"的終端設備203被指令為使用特定於小區的導頻。被劃分為"不良終端設備"的終端設備203則被指令為使用專用導頻，從向仗付田丞站2U4及^T玍^瑪"在極化控制中，基站204的極化適合於對應於終端設備203的極化。所述類別是基於極化適配的門限值來確定的，且所述門限值可被確定為使被劃分為"不良終端設備"的終端設備203的性能提高由於極化控制的存在而大於如果特定於小區導頻用於信道估計而未使用所述極化控制所造成的性能降低。終端設備203的速度以及信道的時間分集都可以影響所述門限值。上述導頻系統的實例是UTRAN導頻系統，其中初級導頻(P-CPICH，初級—^共導頻信道)對應於特定於小區的導頻，其被發射至整個小區區域，而次級導頻(S-CPICH，次級公共導頻信道)對應於特定于波束的導頻，其可在必要時僅淨itt射至小區區域的一部分。第三種導頻的類型包括專用導頻，其被在分別指向每一用戶的數據之間時分地發射。可以像藉助UTRAN系統的初級和次級導頻所實施的那樣持續發射導頻信號，或是像借所公開的技術方案使得極化適配得以實現，其中基站204與終端設備該技術方案基於這樣的構思，即藉助由基站204或終端設備202自身所執行的信號測量來指令終端設備202使用有利地極化的導頻。在基站204確定將被使用導頻的情況下，基站204必須將改變導頻的指令發射至終端設備202,這可以通過^f吏用已知控制信道來實施。在一個優選實施例中，導頻極化被選捧為將所選擇導頻用作相位基準的業務ff道的極化。參照圖5以及圖4所示的導頻，在一般水平上研究無線電系統的收發信機之間信號的極化以及所述極化的確定。圖5示出了第一收發信機500、無線電路徑530以及第二M信^50。信號580被從收發信機500指向收發信機550,而信號5卯被從》1^1信機550指向》^信機500。參照圖l、2、3和4,第一收發信機500例如位於基站204內，而第二收發信機550位於終端設備202、203內。此外，參照諸如UTRAN、GERAN以及CDMA2000的已知無線電系統，信號580是上述導頻中的一種，而信號590是任何由終端設備550發射且可由基站204接收的信號。在所公開的技術方案中，收發信機500包括諸如天線對520、522的天線陣，所述天線陣可被設置為發射並選擇性地接收以特定方式極化的信號。天線對520、522的天線520與522對應圖1的天線236和238。而收發信機550包括這樣一種天線陣，所述天線陣允許發射並號。所述時標例如被確定為使收發信機550的極化保持100毫秒不變。但為了易於理解說明，M信機550的天線陣藉助天線對570、572來表現。天線對570、572對應圖3所示的終端設備202的天線322。在一個實施例中，第二M信機550包括用於發射與接收正交極化信號的天線陣，從而使得收發信機天線570、572被交叉極化。無線電路徑530包括M信機500、550附近的物理環境，這可能會引起收發信機500、550之間的信號內的吸收、延遲、反射與回波，且每一種所述影響都可能取決於極化。此外，參照圖5研究所公開技術方案的實施例。在所公開技術方案的一個實施例中，第二收發信機550發射由第一^信機500接收的信號5卯。此後，第一收發信機500確定所接收信號590的極化估計，並且基於所確定的導頻580。然後，第一收發信機500可能會通過使用現有技術控制信道來指令笫二收發信機550將所選擇的導頻580用於信道估計。隨著極化估計的形成，可能會考慮基於連續信號590測量將信號590的極化暫時改變，並可能選擇性地預測傳輸時刻的導頻580的極化。在另一實施例中，第一收發信機500發射至少兩個導頻580，每一個所述導頻都是由互不相同的預知極化來極化的，且所述導頻580由第二^信機550接收。然後，第二J^iC信機580確定每一個導頻580的極化估計，且將被使用的導頻580是在第二收發信機550內基於所確定極化估計從由互不相同的預知極化來極化的至少兩個導頻中選擇的。上述的極化估計是一個變數，該變數包括關於相對於接收機極化的所接收信號的極化的信息。在更寬泛的意義上，所述極化估計是一組根據所接收信號形成的變數，且該組變數中的至少一個的值取決於所接收信號的極化。以下將研究理論上的電磁波的極化、極化估計的形成以及極化適配的原理。收發信機500與550之間的信號580和5卯包括電磁場，所述電磁場的極化被確定為電磁場的電場分量的方向。在此連接中，假設信號580、590的信息內容在無線電路徑530上並不發生實質變化，但信號580、590的強度與極化可能改變。一般情況下，在固定的觀察點處，例如在天線520、522、570、572的表面上，可藉助如下的平面內振動電場矢量E來表示信號580、590的極化E(Ev，EHAco)=(uvEv+uHEHejS)ejf0t(1)在等式(1)中，Ev和EH是電磁場的電場分量的大小，Uv和Uh是將被觀察的坐標的正交基矢量，5是矢量Uv和UH方向上的E的分量之間的相位差，co是電磁場的角頻率，而j是虛數單位。在此連接中，並未在該表達式中注釋角頻率O，因為假設它對極化影響很小。方向Uv和UH是基本極化方向。變數Ev和En和o也可被稱為極化參數，因為它們定義信號的極化。註腳V是指垂直方向，而註腳H指的是水平方向，所述註腳例如可根據全球基準來確定。等式(1)表示在位於諸如傳輸天線或接收天線的固定觀察點處的平面上，矢量E所牽曳的極化橢圓是時間t的函數。極化橢圓的一個特殊實例是相位差S為180度的倍數的情況。因此，極化橢圓將變為極化平面內的直線，其斜率取決於電場分量Ev和EH彼此的大小。以下參照圖5和公式(1)來研究收發信機500充當發射機而第二JJUL信機550充當接收機的情況。在發射機500中，根據等式(1):E(Ev，Eh,6)來極化信號580。在到達接收機550的天線570、572時，已藉助無線電路徑530的極化響應效應將信號580的極化E修改為極化E，(EV,E'H，8')。在這種情況下，信號580E(Ey,EH，S)的垂直分量Ev與水平分量EH相比在該環境中被更為強烈地吸收，從而使得到達接收機550的信號580主要包括水平極化E'H。接收機550被設置為接收具有根據等式(1)的極化F(Fv，FH，o)的信號580。在這種情況下，接收機550的極化F並非必然對應於到達接收機550的信號580的極化E'，從而必須執行極化適配，藉助所述極化適配，發射機500或接收機550或是選擇性的兩者的極化將被調整為使到達接收機550信號的極化與接收機550的極化具有所需的彼此相關性。在一個實施例中，到達接收機550的信號的極化E，與接收機580的極化F儘可能地相似，這使得極化適配能夠將無線電路徑對於將被檢測信號的影響，以及4^信機500、550的相互位置對於將糹皮檢測信號的可能影響最小化。以下將研究極化適配的數學符號，並將其應用於上述情況。可使用極化適配參數L來表現接收機550的極化f(fv,fh，(j)與藉助極化e，(ev，e，h，3)極化的信號之間的兼容性，而所述參數L可藉助矢量E'，與F以下述形式來表現丄=其中F+是矢量F的復共軛，IE'I是矢量E'的絕對值，而同是矢量F的絕對值。公式(2)是一個數學符號，其代表以兩種不同方式極化的信號的相互兼容性。根據公式(2)，在接收機550的極化參數Fv、FH以及o被選擇為FV=E'V、FH=E'H、(7=3時，極化適配參數L將具有最大值。但是，接收機550的極化^t的選擇需要天線陣，可藉助所述天線陣調整接收機極化。參照公式(2)和圖5，在接收機550的極化F(Fv,Fh，(t)保持實質不變時，也可通過改變發射機500的極化E(Ev，EH,8)來執行極化適配。在這種情況下，發射機500的極化E(Ev，EH,S)被修改為使信號580的後無線電路徑極化E'(EV，E，h，S)與接收機550的極化F(Fv，Fh，ct)兼容。因此，發射機500必須以一種或另一方法來估計所發射信號580的極化，以實施所述極化適配。發射機500的極化E與接收機550的極化F的適配可以基於接收機550研發射的信號590，該信號是被在發射機500內接收的，且可以根據該信號形成極化估計。接收機550發射具有極化P的信號590，所述極化F被無線電路徑530的極化響應效應修改為極化F'。發射機500執行極化F'測量，這例如包括通過測量到達天線520、522的功率來確定至少一個極化參數Fv、Fh或o。因此，極化估計是至少一個以下^fc:Fv、FH、o。基於所確定的極化;f^t，發射機500確定信號580的極化。在一個實施例中，發射機500例如將其傳輸極化的參數如下設置EfFV、Eh=F'h、S=o。藉助這些參數極化的信號580被發射至接收機550。上述實施例是基於無線電路徑530在電磁波的傳播方向被倒置時的不變性。以上假設在FDD(頻分雙工)系統中，下行鏈路與上行鏈路頻率的差異並不顯著影響無線電路徑530的極化響應。此外，參照圖5來研究被極化導頻的使用與形成。在一個實施例中，收發信機550將被極化的信號5卯發射至天線對520、522，這可以表示為r=xHuH+xvuH，其中XH是水平天線522的信號分量，而xv是垂直天線520的信號分量。M信機550的天線對520、522的接收才;A化是iii，從而使得所接收信號yi將具有形式y產Ujr=xHUi.uH+xvUjuv。在一個實施例中，收發信機500被配置為具有預定的一組傳輸權重Uj，可藉助其發射信號，也可能藉助其接收信號。極化Ui可^^示為Ui-CiHllH+Civllv，其中係數CiH與Civ是複數。此外，極化Ui可被預先固定。使得不同的可能極化Ui的數量為K。於是，由4tj^信機500發射並可能地接收的信號的極化組有利的是由具有以下形式的極化矩陣PM表示formulaseeoriginaldocumentpage20.(3)並形成到達天線對520、522的信號乂=(xv,xh)1與映^象矢量7=(yi，y2，yK)7之間的如下關係y=PMx(4)上標T是指矢量或矩陣的轉置。每個映像矢量y分量yi都對應於藉助不同極化Ui接收的信號，所述信號的質量取決於關於到達天線對520、522的信號590的極化Ui的極化適配。因此，極化矩陣(3)可被用於分析由收發信機500接收的信號590，以及實施從^信機500發射的信號580的極化適配。例如可在收發信機204的數位訊號處理器內形成單獨的鏈路的極化矩陣。在一個實施例中，從收發信機500發射至^C信機550的信號580的極化適配被實施為使發射機550發射信號590。收發信機500接收信號590並根據公式(3)生成極化矩陣，可藉助所述極化矩陣確定映像矢量分量yi。然後，收發信機500基於所估計的接收功率或噪聲電平來選擇最佳映像矢量分量yi。例如可通過4艮據現有技術方法過濾所接收信號來估計所述判定變數。在一個實施例中，藉助以上確定的極化Uj將來自收發信機500的導頻580發射至收發信機550，從而使得JlUC信機550可以根據所述導頻580形成信道估計。在另一實施例中，收發信機500發射一系列藉助根據極化矩陣(3)的極化Ui來極化的信號580，所述信號580由接收機550接收。在一個實施例中，信號580為導頻。收發信機500確定藉助每一極化iii發射的信號的強度，所述極化Ui在這種情況下充當極化估計。對應於每一所接收信號的極化估計被相互比較，將基於此選擇最有利於接收的極化。可能還通過比較代表信號質量的諸如SIR(信幹比)估計的變數來比較極化估計。在選擇了最有利的極化之後，收發信機550改變為使用被最有利地極化的導頻。此外，接收機550可能會使用WCDMA標準的邏輯信道結構或是其它任何為所述目的預訂的返回信道將關於所需極化的消息發射至^信機500。例如可通過參照圖5，也可以藉助二維極化信道模型來表現信號580、590在M信機對500、550之間的傳播，所述模型還考慮了典型的移動電信環境內的信道的衰落與失真。在這種情況下，發射機500發射被在收發信機550內作為信號r接收的符號s。所述信號r可以表示為以下形式其中信號矢量包括信號分量ri。信道矢量h包括覆信道係數hi，而噪聲與幹擾矢量n包括如下的復噪聲幹擾項，如下所示指數L是信道路徑的數量。信道路徑代表信號的多徑傳播，這會引起信號內的相位移動、強度改變以及延遲。假設J)^L信機500^L射機的作用，而收發信機550起接收機的作用，其天線極化方向是u。由於極化方向u是r,，r2，.."rL)h-(hbh2，...，hL)n-(ih，n2，.."nL)(6)(7)(8)正交矢量跨越的極化平面的映像，所以圖5的天線570、572可能被認為;L^擬天線跨越正交極化。因此，得到被接收機550視為如下映像的極化信道hh=(Hvuv+HHuH)u*(9)其中-是矢量u的復共扼，且其中Hv,'vhw+WHhnv(10)HH=WHhHH+WvhvH(11)其中wy與WH是收發信機500在不同天線分支236、238內所使用的復權重；hw是藉助垂直極化發射並藉助水平極化到達接收機的信號部分；h冊是藉助水平極化發射並藉助水平極化到達接收機的信號部分；huv是藉助水平極化發射並藉助垂直極化到達接收機的信號部分；hvH是藉助垂直極化發射並藉助水平極化到達接收機的信號部分。所述參數hw、hHH、hHV、hVH是矢量，它們的分量是覆信道抽頭。例如在信道估計中，接收機估計矢量h的信道抽頭，極化估計是藉助所迷信道抽頭形成的。在一個實施例中，收發信機500藉助不同極化來發射導頻580，這例如可以通過選擇權重(Wv,WH)從而使得一個導頻580被藉助每一個傳輸權重對發射。由於藉助正交多路傳輸碼發射所述導頻，所以收發信機550能夠估計藉助不同極化分別發射的導頻，並從中選擇一個就接收而言能夠提供最佳結果的極化。然後，收發信機550將最適合的極化或是對應的導頻號通知給收發信機500，M信機500通過使用傳輸權重來發射指向收發信機550的特定於用戶的信息，所述傳輸權重形成M信機所選擇的極化。在另一實施例中，^信機500根據所接收信號590來估計收發信機550所使用的極化，並從預定傳輸權重組中選擇形成下行鏈路傳輸的最兼容敗化的傳輸權重。上述信道估計例如可被在終端設備202的控制單元380內執行。儘管以上參照附圖的實例描述了本發明，但本發明顯然並不僅限於此，而是可以在所附權利要求書公開的發明構思的範圍內以各種方法對其進行修改。權利要求1.一種使用導頻的方法，包括在第一收發信機(500)中使用至少兩個導頻(580)，每個所述導頻被互不相同的預知極化來極化；由所述第一收發信機(500)發射至少一個信號；由所述第一收發信機(500)接收關於所述信號的極化估計的信息；以及基於所述信息，從被互不相同的預知極化來極化的至少兩個導頻選擇將被使用的導頻(580)。2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述第一收發信機(500)指令另一收發信機(550)使用所選擇的導頻(580)。3.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述第一收發信機(500)接收來自另一收發信機(550)的信號；確定極化估計；以及選擇所述導頻(580)。4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於所述第一收發信機(500)指令另一收發信機(550)使用所選擇的導頻(580);以及使用所選擇的導頻(580)。5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所述第一收發信機(500)發射至少兩個導頻(580)，所述兩個導頻的每一個都被互不相同的預知極化來極化；接收來自另一M信機(550)的關於所選擇的導頻(580)的信息。6.根據權利要求5所述的方法，其特徵在於所述第一^信機(500)指令另一收發信機(550)使用所選擇的導頻(580);以及使用所選擇的導頻(580)。7.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於所迷導頻在下述公共導頻信道上發射初級導頻信道P-PCIPH、次級導頻信道S-PCICH。8.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於將所述導頻(580)的極化選擇為將所選擇的導頻(580)用作其相位基準的業務信道的極化。9.一種_信機，被設置為使用至少兩個導頻(580)，每個所述導頻被互不相同的預知極化來極化；發射至少一個信號；接收關於所述信號的極化估計的信息；以及基於所述信息，從被互不相同的預知極化來極化的至少兩個導頻選擇將,皮^使用的導頻(580)。10.根據權利要求9所述的收發信機，其特徵在於所述^MC信機(500)被設置為指令第二收發信機(550)使用所選擇的導頻(580);以及使用所選擇的導頻(580)。11.根據權利要求9所述的M信機，其特徵在於所述收發信機(500)接收信號；從接收到的信號確定極化估計；以及選擇導頻(580)。12.根據權利要求11所述的收發信機，其特徵在於所述收發信機(500)被設置為指令第二收發信機(550)使用所選擇的導頻(580);以及使用所選擇的導頻(580)。13.根據權利要求9所述的^信機，其特徵在於所述收發信機(500)被設置為發射至少兩個導頻(580)，所述兩個導頻的每一個都被互不相同的預知極化來極化；接收來自第二M信機(550)的關於所選擇的導頻(580)的信息。14.根據權利要求9所述的收發信機，其特徵在於所述^信機(500)被設置為在下述公共導頻信道上發射初級導頻信道P-PCIPH、次級導頻信道S-PCICH。15.根據權利要求9所述的^信機，其特徵在於所述M/fl^M皮設置為將所述導頻(580)的極化選擇為將所選擇的導頻(580)用作其相位基準的業務信道的極化。全文摘要本發明涉及一種方法以及一種無線電系統，它們使用至少兩個由互不相同的預知極化來極化的導頻。所述方法執行兩個收發信機之間的極化適配，並基於此選擇將被使用的導頻。在無線電系統內使用導頻的方法以及無線電系統。文檔編號H04B1/707GK101431359SQ20081018691公開日2009年5月13日申請日期2003年5月27日優先權日2002年5月28日發明者朱利·哈瑪萊內申請人:諾基亞公司