[发明专利]填隙扇区系统

说明书

本申请是分案申请的分案申请，其作为分案申请的母案申请的申请号为200410044693.0，其申请日为1997年10月7日，其发明名称为“填隙扇区系统”。

发明背景

本发明的技术领域

本发明涉及用于蜂窝通信系统的扇区化天线，更具体而言是涉及扇区化天线配置，该配置利用了使其波束宽度聚焦于基站站址周围多个等间隔空间扇区之内的多个频率。

相关技术说明

个人通信业务(PCS)系统经由低功率便携式电话单元给用户提供各种无线电话业务。PCS的普及预期在最近几年之内成指数地增长以及在U.S.之内的PCS面临提供全国覆盖以便吸引用户的问题。对于提供者，要求较大小区的应用以便给其用户经济地提供全国覆盖。

然而，PCS电话必须更小以及具有更长的通话时间。这要求电话单元具有较低的功耗。为了保持现存的或者更大的小区规模与具有更低功率输出的单元相结合，这要求改进基站的接收能力。由于噪声系数大概已经尽可能地低，所以一个用于得到更好基站接收机能力的解决方法可以是减少与激励天线相连的馈线损耗。改进的天线装置及更多分集接收的应用是另一个用于改进基站接收机特性的解决方法。

发明综述

根据本发明用于改进基站接收机特性的方法及装置克服了前述的及其它问题。一个具有多个所指配信道频率的正常三扇区基站站址可以划分成为多个120度的扇区，其中每个扇区有一个产生一个对于该扇区的方向性天线波束的天线。

给每个扇区这样来指配多个信道频率，即使基站通过每个扇区天线只发送及接收指配给该扇区的频率。对于诸如DAMPS这样的蜂窝电话系统，在每个上述扇区之间均等地划分频率信道，这样无特定的频率用于一个以上的扇区内。然而，在GSM类型的系统内，可以采用跳频技术与邻近的扇区共享特定扇区的频率。

通过增加在特定基站周围的扇区数量以及给每个扇区唯一地指配一组信道频率，将大大增加位于波束峰值之内的便携式移动单元的似然性。此外，波束峰值的角距离以及据此导致的增益损失必定更小。这些因素相结合改进了用于低功率电话单元的基站接收机特性。使用从在邻近扇区之内同一个移动单元所收到信号之间的分集组合，该系统还可以进一步改进接收机特性。

附图简述

参照下面的详述并且同时结合附图可以对本发明的方法及装置得到更加全面的理解，其中

图1A及1B说明了普遍使用的三扇区站址装置；

图2说明了在现行扇区化天线配置之内所固有路径损耗的几何关系；

图3说明了填隙扇区方法，该方法用于改进在现存小区规模之内的基站接收或者能够在对于DAMPS系统的更大小区规模之内进行接收；

图4是一个表，该表说明了多扇区配置及分集合并对于离波束峰值的各种角度处增益损失的影响；

图5说明了填隙扇区方法，该方法用于改进在现存小区规模之内的基站接收或者能够在用于GSM系统的更大小区规模之内进行接收；

图6是一个表，该表说明了用于24个移动台与单个站址通信的正交跳频组；以及

图7是一个方框图，该方框图说明了一个使用填隙扇区方法用于处理在基站站址处所收到信号的系统。

优选实施方案详述

现在参照各个图，更具体而言是参照图1a及1b，此处说明了用于提供蜂窝空间覆盖的每个站址装置的两个普遍使用的三扇区。图1a的配置这样安排每个站址，即在每个站址8处的三个扇区化天线10的一个天线直接地指向邻近站址8。在图1b的配置之内，在每个站址8处的三扇区化天线10指向邻近站址之间。

信号功率、范围、以及传播的原因决定了哪一个特定的站址将控制蜂窝呼叫。最佳接收移动单元信号的站址最好控制呼叫。图2说明了用于图1a之内所示站址配置的路径损耗几何关系。计算到达在等强度处全部小区边缘的相对天线增益作为离扇区化天线10的焦点方向的角度函数。沿着天线10的焦点线记录无增益损失。在离天线10的焦点线30度角度处，天线方向图显示离峰值波束方向下降了-2.45dB的增益。在60度处，下降值是离峰值波束方向的-12dB。增益/角度的这些值基本确保了沿着小区边界往来于移动台的恒定信号强度。

例如，从在具有全天线增益的距离2X处的站址“A”或者从具有12dB天线增益损失的距离X处的站址“B”能够以相等的功率达到在位置“C”处的移动台。从在具有离峰值增益的2.45dB天线增益减少的距离 X处的站址“A”或者“B”能够达到在点“D”处的移动台。图1b的站址配置具有类似的损耗特性。