專利名稱：用于確定天線加權(quán)因子的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于確定天線加權(quán)因子以調(diào)節(jié)蜂窩式無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的基站中的天線權(quán)重的方法，在所述蜂窩式無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中移動(dòng)終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)線電連接可同時(shí)經(jīng)由多個(gè)基站存在，所述多個(gè)基站分別并行地通過(guò)多條傳輸路徑從不同的天線出發(fā)向該終端設(shè)備發(fā)射，其中所述終端設(shè)備針對(duì)所分配的基站分別確定針對(duì)從有關(guān)基站的天線到該終端設(shè)備的傳輸路徑的信道系數(shù)，并且借助于單個(gè)信道系數(shù)確定天線加權(quán)因子，并且將這個(gè)天線加權(quán)因子傳送給基站。此外，本發(fā)明涉及一種用于運(yùn)行蜂窩式無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的方法，其中按照這種方法實(shí)現(xiàn)天線加權(quán)因子的確定，以及涉及一種用于這種方法的移動(dòng)終端設(shè)備。
在現(xiàn)代移動(dòng)無(wú)線電系統(tǒng)、例如如UMTS網(wǎng)絡(luò)的所謂第三代移動(dòng)無(wú)線電系統(tǒng)中，基站能夠經(jīng)由多個(gè)發(fā)射天線(在目前的UMTS規(guī)范中具有兩個(gè)發(fā)射天線)同時(shí)發(fā)射。被稱為發(fā)射分集方法(TransmitDiversity)的方法的優(yōu)點(diǎn)在于，待傳送的信號(hào)并行地經(jīng)由不同傳輸路徑傳輸，其中消息至少經(jīng)由一條路徑無(wú)誤差地到達(dá)移動(dòng)終端設(shè)備的概率增加。由此，從基站到移動(dòng)終端設(shè)備的傳輸信道的連接變得更加安全，并且如與時(shí)幀有關(guān)的誤差率(“誤幀率(Frame Error Rate)”)和誤碼率(“Bit Error Rate”)的誤差率被減小。傳輸信道的質(zhì)量的這種改進(jìn)直接導(dǎo)致系統(tǒng)的小區(qū)容量的增加，也就是說(shuō)導(dǎo)致小區(qū)內(nèi)的可能的用戶的數(shù)量的增加。
為了能夠使終端設(shè)備的位置處的基站的發(fā)射天線的功率最大，經(jīng)由不同傳輸路徑傳送的信號(hào)應(yīng)該在接收點(diǎn)相干疊加，以便能夠?qū)崿F(xiàn)正干擾。在此，通過(guò)根據(jù)預(yù)定的最佳天線加權(quán)因子由基站適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)天線權(quán)重(Antenna Weight)能夠?qū)崿F(xiàn)接收功率的這種最大化。一方面，該天線加權(quán)因子預(yù)定不同天線之間的相位偏移，該相位偏移對(duì)應(yīng)于由不同天線發(fā)出的信號(hào)之間的相對(duì)相位。在某些傳輸方法、例如在UMTS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的模式2方法中，天線加權(quán)因子另外還可以預(yù)定所謂的功率偏移，通過(guò)該功率偏移確定，以何種方式把發(fā)射功率分配給不同的天線。
由于終端設(shè)備處的接收功率最后只能由終端設(shè)備本身確定，所以例如在3 GPP UMTS規(guī)范的所謂的具有調(diào)節(jié)環(huán)的傳輸分集方法(“閉環(huán)發(fā)射分集(Closed Loop Transmit Diversity)”方法)中，該終端設(shè)備根據(jù)由基站發(fā)出的控制信號(hào)來(lái)估計(jì)從基站到終端設(shè)備的有關(guān)信道的所謂的信道脈沖應(yīng)答。在這種情況下，從基站到終端設(shè)備的信道(也稱為下行(“下行鏈路(Downlink)”)信道)的信道脈沖應(yīng)答由從基站的不同天線到終端設(shè)備的單條傳輸路徑的復(fù)信道系數(shù)組成。因而，在下文中，也同義地應(yīng)用概念“信道脈沖應(yīng)答”和“信道系數(shù)”?？刂菩盘?hào)是終端設(shè)備已知的信號(hào)。為此，在UMTS網(wǎng)絡(luò)中，使用所謂的公共(也就是說(shuō)由多個(gè)移動(dòng)終端設(shè)備或終端使用的)導(dǎo)頻信道(“Common Pilot Channel”)CPICH。于是，借助于信道系數(shù)，最佳的天線加權(quán)因子在終端設(shè)備中被確定。
在此，天線加權(quán)因子可以由終端設(shè)備通過(guò)最大化根據(jù)下列公式的接收功率P來(lái)確定。
P＝wHHHHw(1)在這種情況下，天線加權(quán)因子w和由終端設(shè)備所估計(jì)的信道脈沖應(yīng)答H是矢量，這兩個(gè)矢量的元素是不同天線的單個(gè)天線加權(quán)因子或不同傳輸路徑的信道系數(shù)。只有針對(duì)基站的信號(hào)只在一條路徑上傳播的特殊情況，H才是矢量。在通常情況下，H是矩陣，其中每列代表經(jīng)由一條路徑的傳播。可是，這對(duì)加權(quán)矢量本身沒(méi)有影響。對(duì)于具有兩個(gè)發(fā)射天線的基站，如這在目前的UMTS標(biāo)準(zhǔn)中是這種情況，適用 在該例中，wa和wb是基站的兩個(gè)天線的單個(gè)加權(quán)因子，而ha和hb是從這兩個(gè)天線到終端設(shè)備的傳輸路徑的單個(gè)信道系數(shù)。但是，原則上，相應(yīng)地?cái)U(kuò)展到多于兩個(gè)天線也是可能的。在公式(1)中，wH是w的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矢量，而HH是H的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矢量或復(fù)共軛矩陣。
終端設(shè)備把以這種方式所確定的、從終端設(shè)備角度來(lái)說(shuō)是最佳的天線加權(quán)因子w經(jīng)由通常的傳輸信道(所謂的上行鏈路信道)轉(zhuǎn)發(fā)給基站。在目前的UMTS標(biāo)準(zhǔn)中，這例如經(jīng)由固定分配的物理上行連接控制信道(“上行鏈路(Uplink)-DPCCH(專用物理控制信道(Dedicated Physical Control Channel))”)進(jìn)行。上行連接(“上行鏈路(Uplink)”)被理解為從終端或者終端設(shè)備到基站的連接。包含天線加權(quán)因子的信號(hào)通常也被稱為反饋消息(“Feedback-Message”)。于是，基站應(yīng)用由終端設(shè)備用信號(hào)通知的天線加權(quán)因子，以便相應(yīng)地調(diào)節(jié)從基站到終端設(shè)備的下行鏈路信道。目前的移動(dòng)無(wú)線電系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于，在沒(méi)有附加的防錯(cuò)保護(hù)的情況下，該反饋消息被發(fā)射到從終端設(shè)備到基站的上行鏈路信道上，因?yàn)橹T如奇偶校驗(yàn)位的添加或者冗余數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)的每種防錯(cuò)保護(hù)措施可能意味著附加的數(shù)據(jù)量。因而，對(duì)于反饋消息必須考慮幾個(gè)百分比的誤碼率(所謂的“反饋誤差率(Feedback Error Rate)”)。目前，4％至10％范圍中的反饋誤差率被認(rèn)為是切合實(shí)際的。只要在反饋消息中出現(xiàn)錯(cuò)誤，那么基站就不應(yīng)用由終端設(shè)備所計(jì)算的天線加權(quán)因子，而是應(yīng)用次最佳的天線加權(quán)因子。在此，應(yīng)該考慮，UMTS標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)定運(yùn)行方式模式1中的反饋消息例如僅僅是兩個(gè)比特，隨著所述兩個(gè)比特，具有不同相位偏移的四個(gè)可能的天線權(quán)重之一被傳送給基站。在另一模式2中，涉及四個(gè)比特，隨著所述四個(gè)比特，給基站總共預(yù)定天線權(quán)重的16種可能性之一，其中前三個(gè)比特包含相位偏移，而最后一個(gè)比特包含功率(“Power”)偏移。因此，唯一有錯(cuò)誤的比特已經(jīng)可能導(dǎo)致，由基站接收到的天線加權(quán)因子明顯地與由終端設(shè)備所確定的天線加權(quán)因子偏離。更確切地說(shuō)，誤碼率只在很少情況下導(dǎo)致所接收到的天線加權(quán)因子與所發(fā)射的天線加權(quán)因子的微小偏離。在接收到由基站所發(fā)射的信號(hào)時(shí)，雖然移動(dòng)終端設(shè)備通常能夠借助于后面還要詳細(xì)描述的天線權(quán)重驗(yàn)證方法(Antenna-Weight-Verification方法)確定有關(guān)基站是應(yīng)用預(yù)定的天線加權(quán)因子，還是取代該預(yù)定的天線加權(quán)因子應(yīng)用次最佳的天線加權(quán)因子。可是，這沒(méi)有阻止由于由基站所應(yīng)用的錯(cuò)誤的天線加權(quán)因子而使終端設(shè)備處的接收功率小于最佳值。
這種情況在這些系統(tǒng)中還是有問(wèn)題的，在這些系統(tǒng)中終端設(shè)備同時(shí)從多個(gè)不同基站獲得信號(hào)，也就是說(shuō)在這些系統(tǒng)中并行通過(guò)多個(gè)基站保持終端設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)之間的連接。這例如在UMTS標(biāo)準(zhǔn)中在所謂的頻分雙工(“Frequency division duplex”)FDD模式中是可能的。這種方法具有以下優(yōu)點(diǎn)，即在網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)動(dòng)的終端設(shè)備可滑動(dòng)地在單個(gè)基站之間切換，這被稱為所謂的軟切換方法(“Soft-Handover”)。因此，在這種軟切換中，在移動(dòng)無(wú)線電終端設(shè)備從一個(gè)小區(qū)轉(zhuǎn)到另一小區(qū)時(shí)，不能“硬”地從一個(gè)信道切換到一個(gè)新的信道上。取而代之，一旦終端設(shè)備位于一個(gè)基站的作用距離中，則到該基站的附加連接被建立，而經(jīng)由其他基站的連接保持。當(dāng)終端設(shè)備從一個(gè)基站的范圍中移出時(shí)，該連接才被中斷，而其余連接繼續(xù)保持。由于兩個(gè)或者多個(gè)基站中的大多數(shù)基站發(fā)射相同的信號(hào)，所以此外在該方法中接收質(zhì)量提高，并且到網(wǎng)絡(luò)的連接切斷很少可能會(huì)發(fā)生。
在此，由各種基站通過(guò)各種下行連接(“Downlink”)信道(在UMTS中尤其是被稱為“下行鏈路-DPCH”(固定分配的、物理下行連接信道(“Downlink-Dedicated Physical Channel)”))所接收到的信號(hào)首先分開地被終端設(shè)備解調(diào)，并且然后被組合?？墒牵诮K端設(shè)備的發(fā)射側(cè)只有一個(gè)物理上行鏈路信道，也就是說(shuō)終端設(shè)備只發(fā)出一個(gè)信號(hào)，該信號(hào)被傳送到所有基站。對(duì)于在上述方法范圍內(nèi)的單個(gè)基站的天線加權(quán)因子的優(yōu)化，這意味著，終端設(shè)備不能有針對(duì)性地把對(duì)于各個(gè)基站最佳的天線加權(quán)因子傳送給每個(gè)基站，以便如此優(yōu)化各種基站和終端設(shè)備之間的單個(gè)下行鏈路信道。取而代之，必須確定一個(gè)公共的天線加權(quán)因子，該公共的天線加權(quán)因子使所有下行鏈路信道的總和的接收功率最大。
這可以類似于公式(1)通過(guò)最大化根據(jù)P＝wH(HB1HHB1+HB2HHB2+...+HBiHHBi+...HBnHHBn)w(3)的功率P實(shí)現(xiàn)。在這種情況下，矢量或矩陣HBi(i＝1至n)是分別由終端設(shè)備所估計(jì)的第i個(gè)基站的信道脈沖應(yīng)答，而HBiH又是對(duì)此的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矢量或矩陣。于是，如此確定的天線加權(quán)因子w通常在上行鏈路信道、例如在上行鏈路-DPCCH(所分配的物理上行連接控制信道(“Uplink dedicated physical control channel”))上作為反饋消息由終端設(shè)備發(fā)射，并且由所有基站接收和分析。
可是，從終端設(shè)備到基站的傳播條件通常是不同的，以致一些基站比其他基站更好地接收到上行鏈路信道。此外，終端設(shè)備的發(fā)射功率在目前常用的標(biāo)準(zhǔn)中被如此調(diào)節(jié)，以致該發(fā)射功率只針對(duì)具有最好的傳播條件的基站被優(yōu)化。這導(dǎo)致，必要時(shí)反饋誤差率只針對(duì)基站中的唯一一個(gè)基站位于上述4％至10％的范圍中。對(duì)于所有其他基站，反饋誤差率明顯更高，以致只有極少情況下所有基站使用由終端設(shè)備所確定的天線加權(quán)因子。但是，另一方面，該天線加權(quán)因子被如此計(jì)算，以致所有基站考慮該天線加權(quán)因子，以便共同優(yōu)化接收功率。因而，當(dāng)只有一部分基站正確接收天線加權(quán)因子并且據(jù)此調(diào)節(jié)天線權(quán)重時(shí)，這是不夠的?？傊?，這因此導(dǎo)致，只有在極少情況下，終端設(shè)備處的接收功率實(shí)際上是最佳的。
本發(fā)明的任務(wù)是，這樣擴(kuò)展開頭所述類型的方法，使得能夠以較高的概率改善終端設(shè)備處的接收功率。
該任務(wù)通過(guò)以下方式來(lái)解決，即對(duì)于單個(gè)基站，有關(guān)基站與終端設(shè)備之間的傳輸信道的傳輸質(zhì)量值分別被確定，并且在確定天線加權(quán)因子時(shí)，單個(gè)基站的信道系數(shù)分別根據(jù)有關(guān)基站與所述終端設(shè)備之間的所確定的傳輸質(zhì)量值按優(yōu)先序排列地來(lái)考慮。
也就是說(shuō)，按照本發(fā)明，在確定天線加權(quán)因子時(shí)，優(yōu)選也以足夠高的可靠性接收反饋消息的基站。這種按優(yōu)先序排列具有以下優(yōu)點(diǎn)，即在到所有基站的無(wú)差錯(cuò)的上行鏈路信道中，終端設(shè)備處的接收功率是最大的，因?yàn)樵谟?jì)算天線加權(quán)因子時(shí)相同考慮了所有基站。相反，如果上行鏈路信道可能由幾個(gè)基站只非常有錯(cuò)誤地接收，那么由于有錯(cuò)誤的傳送，這些基站無(wú)論如何只應(yīng)用或多或少隨機(jī)的天線加權(quán)因子。因此，與按照傳統(tǒng)方法確定天線加權(quán)因子時(shí)相比，假設(shè)這些基站必然明顯更不利于實(shí)際的接收功率。相反，由于在本發(fā)明方法中，在確定天線加權(quán)因子時(shí)根本不考慮這些基站或者只次要地考慮這些基站，所以據(jù)此以足夠的質(zhì)量接收上行鏈路信道和從而取決于由終端設(shè)備所確定的天線加權(quán)因子的基站為所述接收功率貢獻(xiàn)相應(yīng)更高的份額?？傊?，因此，總的接收功率通過(guò)按優(yōu)先序排列而被優(yōu)化，并且由此該方法的效率被大大改善。
為此，有利地不需要改變移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)中的任何標(biāo)準(zhǔn)，也就是說(shuō)基站或背景網(wǎng)絡(luò)的特定活動(dòng)是不必要的。終端設(shè)備僅僅必須能夠確定或者估計(jì)傳輸信道的質(zhì)量，并且按照本發(fā)明，移動(dòng)終端設(shè)備內(nèi)的計(jì)算方式必須被改變。
除了信道系數(shù)確定單元和天線加權(quán)因子確定單元之外，用于這種方法中的移動(dòng)終端設(shè)備另外必須具有傳輸信道控制單元，以便針對(duì)單個(gè)基站分別確定有關(guān)基站和終端設(shè)備之間的傳輸信道的傳輸質(zhì)量值，所述信道系數(shù)確定單元用于針對(duì)所分配的基站分別確定基站的天線和終端設(shè)備之間的傳輸路徑的信道系數(shù)，而所述天線加權(quán)因子確定單元根據(jù)信道系數(shù)確定天線加權(quán)因子并將該天線加權(quán)因子傳送給基站。此外，所述天線加權(quán)因子確定單元必須被這樣構(gòu)造，使得其在確定天線加權(quán)因子時(shí)分別根據(jù)有關(guān)基站和終端設(shè)備之間的所確定的傳輸質(zhì)量值按優(yōu)先序排列地考慮單個(gè)基站的信道系數(shù)。所述傳輸信道控制單元在這種情況下也可以是天線加權(quán)因子確定單元的部分。
優(yōu)選地，在計(jì)算所述天線加權(quán)因子時(shí)如此考慮單個(gè)基站的優(yōu)先級(jí)，以致終端設(shè)備具有按優(yōu)先序排列單元，該按優(yōu)先序排列單元根據(jù)單個(gè)基站的傳輸質(zhì)量值確定加權(quán)因子，該加權(quán)因子在計(jì)算所述天線加權(quán)因子時(shí)由天線加權(quán)因子確定單元加以考慮。該按優(yōu)先序排列單元也可以是所述天線加權(quán)因子確定單元的部分。
其他從屬權(quán)利要求包含本發(fā)明方法的特別有利的改進(jìn)方案和擴(kuò)展方案。在此，也可以根據(jù)方法權(quán)利要求的特征擴(kuò)展根據(jù)本發(fā)明的移動(dòng)終端設(shè)備。
在特別簡(jiǎn)單的、優(yōu)選的實(shí)施例中，這樣實(shí)現(xiàn)按優(yōu)先序排列，使得在確定天線加權(quán)因子時(shí)，只考慮該基站的信道系數(shù)，在這些基站中傳輸質(zhì)量值不超過(guò)或者超過(guò)某一極限值。對(duì)于所有其他的基站，信道系數(shù)根本不被考慮。為此，例如上述按優(yōu)先序排列單元可以根據(jù)單個(gè)基站的傳輸質(zhì)量值確定這些基站是獲得加權(quán)因子0還是獲得加權(quán)因子1。據(jù)此，在根據(jù)公式(3)計(jì)算天線加權(quán)因子時(shí)，使不同基站的單個(gè)信道系數(shù)或信道脈沖應(yīng)答HBi要么與加權(quán)因子0相乘要么與加權(quán)因子1相乘，以致有關(guān)基站的信道系數(shù)或者完全或者根本不被考慮。
可替代地，也可能在確定天線加權(quán)因子時(shí)與有關(guān)基站和終端設(shè)備之間的傳輸信道的傳輸質(zhì)量值成比例或者成反比例地對(duì)基站的信道系數(shù)進(jìn)行加權(quán)。為此，例如可以與傳輸質(zhì)量值成比例地或與傳輸質(zhì)量值成反比例地選擇加權(quán)因子，并且將所述加權(quán)因子與信道系數(shù)或信道脈沖應(yīng)答相乘。
但是，原則上也可以應(yīng)用傳輸質(zhì)量值，該傳輸質(zhì)量值對(duì)應(yīng)于從基站到終端設(shè)備的下行鏈路信道的傳輸質(zhì)量，該傳輸質(zhì)量值例如是根據(jù)終端設(shè)備處的各個(gè)下行鏈路信道的功率的值。于是，其出發(fā)點(diǎn)是近似地，這樣的基站也以較大的概率不能正確地接收上行鏈路信道中的反饋消息，所述基站的下行鏈路信道只能由終端設(shè)備以小功率來(lái)接收。可是，由于下行鏈路信道和上行鏈路信道處于不同的頻率范圍中，所以該方法只是有條件地適用，并且應(yīng)該優(yōu)選地確定傳輸質(zhì)量值，該傳輸質(zhì)量值直接是上行鏈路信道的傳輸質(zhì)量的量度。
為此，存在各種可能性。一方面，用于確定上行鏈路信道的傳輸質(zhì)量值的終端設(shè)備可以考慮反饋誤差率，該反饋誤差率可以通過(guò)控制由有關(guān)基站所調(diào)整的天線加權(quán)因子來(lái)確定。該反饋誤差率直接是由基站分別接收的天線加權(quán)因子與最初所發(fā)射的天線加權(quán)因子的偏差的量度，并且因而也能夠直接被用作傳輸質(zhì)量值。
該反饋誤差率可以借助于上面已經(jīng)進(jìn)一步提及的天線權(quán)重驗(yàn)證方法來(lái)確定。這種方法也已經(jīng)在迄今已知的方法中由終端設(shè)備使用，以便獲悉實(shí)際上由基站所應(yīng)用的天線加權(quán)因子，并且由此能夠解調(diào)所分配的下行鏈路數(shù)據(jù)信道(所分配的物理下行連接信道(“Downlink-Dedicated Physical Channel”)DPCH)。在此，為了確定天線加權(quán)因子利用以下事實(shí)，即下行鏈路DPCH通常同樣包含已知的符號(hào)序列(在UMTS中為所謂的導(dǎo)頻符號(hào)(Pilot Symbol))作為控制信號(hào)。通過(guò)所接收到的符號(hào)序列與已知的、所尋找的符號(hào)序列的比較，終端設(shè)備能夠檢驗(yàn)，各個(gè)基站是應(yīng)用了用信號(hào)通知的最佳天線加權(quán)因子還是應(yīng)用了其他天線加權(quán)因子。
另一替代方案在于，所述終端設(shè)備根據(jù)發(fā)射功率請(qǐng)求信號(hào)來(lái)確定上行鏈路信道的傳輸質(zhì)量值，有關(guān)基站將該發(fā)射功率請(qǐng)求信號(hào)發(fā)射給所述終端設(shè)備。因此，例如在UMTS標(biāo)準(zhǔn)中由基站有規(guī)律地一起發(fā)射下行鏈路DPCH中的所謂的傳輸功率控制信號(hào)(“Transmit PowerControl-Signal”)或TPC信號(hào)，利用該信號(hào)請(qǐng)求終端設(shè)備，增加或者減小功率。如果基站持續(xù)地請(qǐng)求更高的發(fā)射功率，那么其出發(fā)點(diǎn)是，該基站沒(méi)有足夠好地接收上行鏈路信道。
下面，參考附圖借助于實(shí)施例再次詳細(xì)地描述本發(fā)明。其中

圖1示出具有三個(gè)基站的移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)的一部分的示意圖，所述三個(gè)基站同時(shí)向一個(gè)移動(dòng)終端設(shè)備發(fā)射，圖2示出本發(fā)明的移動(dòng)終端設(shè)備的示意圖，圖3示出根據(jù)目前的UMTS規(guī)范的下行鏈路DPCH的幀內(nèi)的時(shí)隙(“Slot”)的結(jié)構(gòu)的示意圖。
對(duì)于下文的描述，其出發(fā)點(diǎn)是蜂窩式無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)是按照目前的標(biāo)準(zhǔn)的UMTS移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)。此外其出發(fā)點(diǎn)是如在目前標(biāo)準(zhǔn)中通常的那樣，每個(gè)基站只利用兩個(gè)天線向終端設(shè)備發(fā)射。但是，本發(fā)明明確地不局限于這樣的蜂窩式網(wǎng)絡(luò)。尤其，也能夠不需加以說(shuō)明地在其基站應(yīng)用多于兩個(gè)天線的網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用本發(fā)明。
如從圖1中可以看出，在UMTS標(biāo)準(zhǔn)中，終端設(shè)備1同時(shí)經(jīng)由多個(gè)基站BS1、BS2、BS3(也被稱為“節(jié)點(diǎn)B”)維持到網(wǎng)絡(luò)N的連接是可能的。
在此，這些基站BS1、BS2、BS3的每個(gè)基站都經(jīng)由自己的下行鏈路信道(Downlink-DPCH)發(fā)射，可是其中要傳輸?shù)挠行?shù)據(jù)、也就是不被用于控制傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在所有下行鏈路-DPCH中都是相同的。參考圖3以更詳細(xì)地描述，在圖3中示出下行鏈路-DPCH的一個(gè)幀的一個(gè)時(shí)隙。在這種情況下，被稱為DPDCH(專用物理數(shù)據(jù)信道)的區(qū)域分別包含純有效數(shù)據(jù)，例如包含所傳送的通話數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)、多媒體數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)在各種基站的所有下行鏈路-DPCH中被并行地傳輸。被稱為DPCCH(專用物理控制信道)的區(qū)域分別包含控制信號(hào)，該控制信號(hào)用于實(shí)現(xiàn)或維持并且按優(yōu)先序排列各個(gè)基站BS1、BS2、BS3和終端設(shè)備1之間的連接。這些數(shù)據(jù)在各種基站BS1、BS2、BS3的下行鏈路-DPCH中部分地不同。
一方面，通過(guò)經(jīng)由多個(gè)基站發(fā)射DPDCH，存在終端設(shè)備1正確地和無(wú)干擾地接收有效數(shù)據(jù)的較高概率。此外，終端設(shè)備1和網(wǎng)絡(luò)N之間的完整的連接切斷的概率被降低。此外，該方法能夠?qū)崿F(xiàn)已經(jīng)描述的軟切換。
在此，移動(dòng)終端設(shè)備1自己只經(jīng)由上行鏈路信道發(fā)出，也就是說(shuō)該移動(dòng)終端設(shè)備1不是向各種基站BS1、BS2、BS3發(fā)射特定不同的信號(hào)，而是如在迄今常用的方法中、例如在GSM網(wǎng)絡(luò)中發(fā)出能夠由所有基站BS1、BS2、BS3接收并且解調(diào)或解碼的信號(hào)。在圖2中，該上行鏈路信道用UL表示。在圖1中，相反到不同基站的上行鏈路信道被不同地用UL1、UL2、UL3來(lái)表示?？墒?，這應(yīng)該僅僅表明，本身在物理上相同的上行鏈路信道可以由各種基站BS1、BS2、BS3不同良好程度地接收。
如此外從圖1中表明的那樣，在UMTS方法中可能使用所謂的發(fā)射分集方法，其中單個(gè)基站BS1、BS2、BS3分別經(jīng)由兩個(gè)天線A1a、A1b、A2a、A2b、A3a、A3b并行發(fā)射。通過(guò)應(yīng)用基站BS1、BS2、BS3處的兩個(gè)發(fā)射天線A1a、A1b、A2a、A2b、A3a、A3b，能夠極大改善傳輸性能。
在此，兩個(gè)天線A1a、A1b、A2a、A2b、A3a、A3b之間的天線權(quán)重應(yīng)該分別被如此調(diào)整，以致終端設(shè)備1處的接收功率最大。為此，移動(dòng)終端設(shè)備1按照下述方法計(jì)算天線加權(quán)因子，并且將該天線加權(quán)因子經(jīng)由上行鏈路信道UL、UL1、UL2、UL3發(fā)射給各種基站BS1、BS2、BS3。
關(guān)于為此在移動(dòng)終端設(shè)備1中所需要的部件和其相互作用參照?qǐng)D2，在圖2中示意性地示出了對(duì)本發(fā)明重要的部件。此外，本發(fā)明的移動(dòng)終端設(shè)備1也具有所有其他常用部件，諸如編碼器、解碼器或調(diào)制器、解調(diào)器、具有顯示器的用戶接口、鍵盤、揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)、用于容納SIM卡等的接口以及存儲(chǔ)器等，移動(dòng)無(wú)線電終端設(shè)備通常配備有這些部件。這些部件對(duì)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)充分熟知，并且因而將不被進(jìn)一步討論。因此，為了更清楚起見，在圖2中沒(méi)有示出這些部件。
為了計(jì)算天線加權(quán)因子，終端設(shè)備試圖從所有當(dāng)前進(jìn)行發(fā)射的基站BS1、BS2、BS3確定信道系數(shù)HB1、HB2、HB3。為此，終端設(shè)備1借助于常用的發(fā)射/接收單元6接收到各種基站BS1、BS2、BS3的特定控制信號(hào)KS1、KS2、KS3。在這種情況下，在UMTS標(biāo)準(zhǔn)中，涉及用于確定信道系數(shù)的特定的訓(xùn)練序列(被稱為CPICH)。在此，每個(gè)基站BS1、BS2、BS3經(jīng)由兩個(gè)天線、也就是經(jīng)由兩條傳輸路徑DL1a、DL1b、DL2a、DL2b、DL3a、DL3b在公共導(dǎo)頻信道(“common pilotchannel”)CPICH上發(fā)出不同信號(hào)。
在發(fā)出控制信號(hào)KS1、KS2、KS3時(shí)，不調(diào)整特定的天線加權(quán)因子，以致該信號(hào)不依賴于當(dāng)前的天線加權(quán)因子。移動(dòng)終端設(shè)備1已知單個(gè)基站BS1、BS2、BS3的這些控制信號(hào)KS1、KS2、KS3，以致借助于信號(hào)KS1、KS2、KS3在信道系數(shù)確定單元2中能夠估計(jì)針對(duì)單條傳輸路徑DL1a、DL1b、DL2a、DL2b、DL3a、DL3b的信道系數(shù)HB1、HB2、HB3。
然后，單條傳輸路徑DL1a、DL1b、DL2a、DL2b、DL3a、DL3b或基站BS1、BS2、BS3的所確定的信道系數(shù)HB1、HB2、HB3被轉(zhuǎn)交給天線加權(quán)因子確定單元3，該天線加權(quán)因子確定單元3根據(jù)下面進(jìn)一步描述的方法計(jì)算天線加權(quán)因子w。然后，該天線加權(quán)因子w又經(jīng)由發(fā)射/接收設(shè)備6在上行鏈路信道UL中被傳送給單個(gè)基站BS1、BS2、BS3。
借助于其他控制信號(hào)SKS1、SKS2、SKS3，傳輸質(zhì)量值Q1、Q2、Q3被確定，所述其他控制信號(hào)SKS1、SKS2、SKS3由發(fā)射/接收設(shè)備6傳送給傳輸信道控制單元5。傳輸質(zhì)量值Q1、Q2、Q3是到單個(gè)基站BS1、BS2、BS3的上行鏈路連接UL1、UL2、UL3如何良好的量度，也就是說(shuō)由各個(gè)基站BS1、BS2、BS3以何種質(zhì)量接收上行鏈路信道UL的量度。這些控制信號(hào)SKS1、SKS2、SKS3可以例如是在圖3中所示的、時(shí)隙末端的DPCCH中的導(dǎo)頻信號(hào)。在這種情況下，同樣也可以涉及移動(dòng)終端設(shè)備已知的數(shù)據(jù)，以致通過(guò)所接收到的導(dǎo)頻信號(hào)與已知的、最初發(fā)射的信號(hào)的比較，該終端設(shè)備能夠推斷出所調(diào)整的天線加權(quán)因子。由于終端設(shè)備確實(shí)是自身不斷預(yù)定天線加權(quán)因子w，所以能夠通過(guò)將該預(yù)定的天線加權(quán)因子與實(shí)際在各個(gè)基站BS1、BS2、BS3上所調(diào)整的天線加權(quán)因子相比較來(lái)確定所謂的反饋誤差率，該反饋誤差率可被用作傳輸質(zhì)量值Q1、Q2、Q3。
替代地或者附加地，也可以借助于基站的發(fā)射功率請(qǐng)求信號(hào)LA1、LA2、LA3來(lái)確定傳輸質(zhì)量，所述發(fā)射功率請(qǐng)求信號(hào)可以被遞交給傳輸信道控制單元5。在UMTS標(biāo)準(zhǔn)中，這種功率請(qǐng)求信號(hào)LA1、LA2、LA3是同樣在圖3中時(shí)隙內(nèi)所示的TPC信號(hào)。單個(gè)基站BS1、BS2、BS3的TPC指令也可被相對(duì)簡(jiǎn)單地分析。
TPC信號(hào)由一個(gè)比特組成，其中針對(duì)終端設(shè)備的TPC＝1用信號(hào)通知，該終端設(shè)備應(yīng)該增加發(fā)射功率，而TPC＝0表示，該終端設(shè)備應(yīng)該降低功率。因此，TPC＝0和TPC＝1之間的持續(xù)變換意味著，功率大致正確，并且各個(gè)基站能夠良好地接收上行鏈路信道。相反，在一定時(shí)間間隔上持續(xù)地只發(fā)射TPC＝1的基站中，其出發(fā)點(diǎn)是，功率太小或上行鏈路DPCH上的信噪比(“Signal to InterferenceRatio”)SIR太低，并因此反饋消息不能被可靠地檢測(cè)到。
然后，以這種方式或者其他方式所確定的傳輸質(zhì)量值Q1、Q2、Q3被遞送給按優(yōu)先序排列單元4。于是，該按優(yōu)先序排列單元確定加權(quán)因子α1、α2、α3，利用這些加權(quán)因子在計(jì)算天線加權(quán)因子w時(shí)考慮單個(gè)基站BS1、BS2、BS3或其信道系數(shù)HB1、HB2、HB3。在最簡(jiǎn)單的情況下，按優(yōu)先序排列單元4只檢驗(yàn)，傳輸質(zhì)量值Q1、Q2、Q3是否達(dá)到某一閾值(例如反饋誤差率是否小于某一誤差率)，并且然后把相應(yīng)的加權(quán)因子α1、α2、α3設(shè)為1，否則設(shè)為0。
然后，加權(quán)因子α1、α2、α3被遞送給天線加權(quán)因子確定單元3，所述天線加權(quán)因子確定單元3相應(yīng)地考慮這些加權(quán)因子α1、α2、α3。在此，類似于上述公式(3)通過(guò)最大化接收功率P來(lái)實(shí)現(xiàn)天線加權(quán)因子的計(jì)算，其中現(xiàn)在適用P＝wH(α1HB1HHB1+α2HB2HHB2+α3HB3HHB3)w(4)如公式(3)那樣，該公式同樣也可被擴(kuò)展到任意數(shù)量的基站i＝1至n。
在此，基于依照加權(quán)因子α1、α2、α3對(duì)到單個(gè)基站BS1、BS2、BS3的連接的質(zhì)量的考慮來(lái)保證，在計(jì)算天線加權(quán)因子時(shí)僅僅考慮了這樣的基站BS1、BS2、BS3的信道系數(shù)HB1、HB2、HB3，所述基站BS1、BS2、BS3也以相當(dāng)高的概率正確地接收和轉(zhuǎn)換天線加權(quán)因子w。
在圖2中所示的部件可以以硬件模塊和/或軟件模塊的形式在終端設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。特別地，諸如傳輸信道控制單元、按優(yōu)先序排列單元、信道系數(shù)確定單元以及天線加權(quán)因子確定單元等的一部分部件能夠以軟件的形式被實(shí)施在終端設(shè)備的已經(jīng)存在的處理器上，所述處理器也用于控制該終端設(shè)備的其他功能。
最后，再次指明，在附圖中所示的和先前描述的、移動(dòng)無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)和終端設(shè)備的結(jié)構(gòu)僅僅是一個(gè)實(shí)施例，該實(shí)施例在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下能夠由本領(lǐng)域技術(shù)人員修改。因此，例如除了天線加權(quán)因子確定單元之外，按優(yōu)先序排列單元、傳輸信道控制單元以及信道系數(shù)確定單元作為真正的物理上的、分開的單元或軟件模塊存在不是必要的，而是也可能不加考慮地將單個(gè)部件組合為一個(gè)功能單元。同樣，例如能夠?qū)鬏斝诺揽刂茊卧c按優(yōu)先序排列單元組合，和/或?qū)⑿诺老禂?shù)確定單元集成在天線加權(quán)因子確定單元中。就這方面而言，圖2中的圖示首先說(shuō)明用于確定天線加權(quán)因子的過(guò)程內(nèi)的單個(gè)等級(jí)。
參考符號(hào)列表1 終端設(shè)備2 信道系數(shù)-確定單元3 天線加權(quán)因子-確定單元4 按優(yōu)先序排列單元5 傳輸信道控制單元6 發(fā)射/接收單元N 蜂窩式無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)w天線加權(quán)因子Q1傳輸質(zhì)量值Q2傳輸質(zhì)量值Q3傳輸質(zhì)量值α1加權(quán)因子α2加權(quán)因子α3加權(quán)因子UL 上行鏈路信道HB1信道系數(shù)HB2信道系數(shù)HB3信道系數(shù)UL1上行鏈路信道UL2上行鏈路信道UL3上行鏈路信道LA1發(fā)射功率請(qǐng)求信號(hào)LA2發(fā)射功率請(qǐng)求信號(hào)LA3發(fā)射功率請(qǐng)求信號(hào)A1a 天線A1b 天線A2a 天線A2b 天線A3a 天線A3b 天線BS1 基站
BS2 基站BS3 基站KS1 控制信號(hào)KS2 控制信號(hào)KS3 控制信號(hào)DL1a 傳輸路徑DL1b 傳輸路徑DL2a 傳輸路徑DL2b 傳輸路徑DL3a 傳輸路徑DL3b 傳輸路徑SKS1 控制信號(hào)SKS2 控制信號(hào)SKS3 控制信號(hào)
權(quán)利要求
1.用于確定天線加權(quán)因子(w)以調(diào)整蜂窩式無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)(N)的基站(BS1，BS2，BS3)中的天線權(quán)重的方法，在所述蜂窩式無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)(N)中，移動(dòng)終端設(shè)備(1)和網(wǎng)絡(luò)(N)之間的無(wú)線電連接可同時(shí)經(jīng)由多個(gè)基站(BS1，BS2，BS3)存在，所述多個(gè)基站(BS1，BS2，BS3)分別并行地經(jīng)由多條傳輸路徑(DL1a，DL1b，DL2a，DL2b，DL3a，DL3b)從不同的天線(A1a，A1b，A2a，A2b，A3a，A3b)出發(fā)向所述終端設(shè)備(1)發(fā)射，其中，所述終端設(shè)備(1)針對(duì)所分配的基站(BS1，BS2，BS3)分別確定從有關(guān)基站(BS1，BS2，BS3)的天線(A1a，A1b，A2a，A2b，A3a，A3b)到所述終端設(shè)備(1)的傳輸路徑(DL1a，DL1b，DL2a，DL2b，DL3a，DL3b)的信道系數(shù)(HB1，HB2，HB3)，并且借助于所述信道系數(shù)(HB1，HB2，HB3)確定天線加權(quán)因子(w)，并且將該天線加權(quán)因子(w)傳送給所述基站(BS1，BS2，BS3)，其特征在于，針對(duì)單個(gè)基站(BS1，BS2，BS3)，分別確定有關(guān)基站(BS1，BS2，BS3)和所述終端設(shè)備(1)之間的傳輸信道(UL1，UL2，UL3)的傳輸質(zhì)量值(Q1，Q2，Q3)，并且在確定所述天線加權(quán)因子(w)時(shí)，分別根據(jù)有關(guān)基站(BS1，BS2，BS3)和所述終端設(shè)備(1)之間的所確定的傳輸質(zhì)量值(Q1，Q2，Q3)按優(yōu)先序排列地考慮所述單個(gè)基站(BS1，BS2，BS3)的信道系數(shù)(HB1，HB2，HB3)。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，這樣實(shí)現(xiàn)按優(yōu)先序排列，使得，在確定所述天線加權(quán)因子(w)時(shí)，只考慮所述基站(BS1，BS2，BS3)的信道系數(shù)(HB1，HB2，HB3)，在所述基站(BS1，BS2，BS3)中傳輸質(zhì)量值(Q1，Q2，Q3)不超過(guò)或者超過(guò)某一極限值。
3.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在確定所述天線加權(quán)因子(w)時(shí)，與有關(guān)基站(BS1，BS2，BS3)和所述終端設(shè)備(1)之間的傳輸信道(UL1，UL2，UL3)的傳輸質(zhì)量值(Q1，Q2，Q3)成比例或者成反比例地對(duì)所述基站(BS1，BS2，BS3)的信道系數(shù)(HB1，HB2，HB3)進(jìn)行加權(quán)。
4.按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述傳輸質(zhì)量值(Q1，Q2，Q3)借助于誤碼率和/或誤幀率和/或發(fā)射功率或接收功率來(lái)確定。
5.按照權(quán)利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，所述傳輸質(zhì)量值(Q1，Q2，Q3)是針對(duì)從所述終端設(shè)備(1)到有關(guān)基站(BS1，BS2，BS3)的上行鏈路信道(UL1，UL2，UL3)的傳輸質(zhì)量的量度。
6.按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述用于確定所述上行鏈路信道(UL1，UL2，UL3)的傳輸質(zhì)量值(Q1，Q2，Q3)的終端設(shè)備通過(guò)控制由有關(guān)基站(BS1，BS2，BS3)所調(diào)整的天線加權(quán)因子來(lái)確定反饋誤差率。
7.按照權(quán)利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述終端設(shè)備(1)根據(jù)發(fā)射功率請(qǐng)求信號(hào)(LA1，LA2，LA3)確定所述上行鏈路信道(UL1，UL2，UL3)的傳輸質(zhì)量值(Q1，Q2，Q3)，所述有關(guān)基站(BS1，BS2，BS3)將該發(fā)射功率請(qǐng)求信號(hào)(LA1，LA2，LA3)發(fā)射給所述終端設(shè)備(1)。
8.用于運(yùn)行蜂窩式無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)(N)的方法，其中，移動(dòng)終端設(shè)備(1)和所述網(wǎng)絡(luò)(N)之間的無(wú)線電連接可同時(shí)經(jīng)由多個(gè)基站(BS1，BS2，BS3)存在，所述多個(gè)基站(BS1，BS2，BS3)分別并行地經(jīng)由多條傳輸路徑(DL1a，DL1b，DL2a，DL2b，DL3a，DL3b)從不同的天線(A1a，A1b，A2a，A2b，A3a，A3b)出發(fā)向所述終端設(shè)備(1)發(fā)射，其中，所述終端設(shè)備(1)針對(duì)所分配的基站(BS1，BS2，BS3)分別確定從有關(guān)基站(BS1，BS2，BS3)的天線(A1a，A1b，A2a，A2b，A3a，A3b)到所述終端設(shè)備(1)的傳輸路徑(DL1a，DL1b，DL2a，DL2b，DL3a，DL3b)的信道系數(shù)(HB1，HB2，HB3)，并且借助于所述信道系數(shù)(HB1，HB2，HB3)確定天線加權(quán)因子(w)，以及將該天線加權(quán)因子(w)傳送給所述基站(BS1，BS2，BS3)，以及所述基站(BS1，BS2，BS3)根據(jù)所述天線加權(quán)因子(w)來(lái)調(diào)整天線權(quán)重，其特征在于，按照根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的方法實(shí)現(xiàn)所述終端設(shè)備(1)中的所述天線加權(quán)因子(w)的確定。
9.用于按照權(quán)利要求1至8之一所述的方法的移動(dòng)終端設(shè)備(1)，具有信道系數(shù)確定單元(2)，以便針對(duì)所分配的基站(BS1，BS2，BS3)分別確定從有關(guān)基站(BS1，BS2，BS3)的天線(A1a，A1b，A2a，A2b，A3a，A3b)到所述終端設(shè)備(1)的傳輸路徑(DL1a，DL1b，DL2a，DL2b，DL3a，DL3b)的信道系數(shù)(HB1，HB2，HB3)，并且具有天線加權(quán)因子確定單元(3)，以便根據(jù)所述信道系數(shù)(HB1，HB2，HB3)確定天線加權(quán)因子(w)，和將該天線加權(quán)因子(w)傳送給所述基站(BS1，BS2，BS3)，其特征在于，所述終端設(shè)備具有傳輸信道控制單元(5)，以便針對(duì)所述單個(gè)基站(BS1，BS2，BS3)分別確定有關(guān)基站(BS1，BS2，BS3)和所述終端設(shè)備(1)之間的傳輸信道(UL1，UL2，UL3)的傳輸質(zhì)量值(Q1，Q2，Q3)，和所述天線加權(quán)因子確定單元(3)這樣被構(gòu)造，使得該天線加權(quán)因子確定單元(3)在確定所述天線加權(quán)因子(w)時(shí)分別根據(jù)有關(guān)基站(BS1，BS2，BS3)和所述終端設(shè)備(1)之間的傳輸信道(UL1，UL2，UL3)的所確定的傳輸質(zhì)量值(Q1，Q2，Q3)按優(yōu)先序排列地考慮所述單個(gè)基站(BS1，BS2，BS3)的信道系數(shù)(HB1，HB2，HB3)。
10.按照權(quán)利要求9所述的終端設(shè)備，其特征在于，所述終端設(shè)備(1)具有按優(yōu)先序排列單元(4)，所述按優(yōu)先序排列單元(4)根據(jù)所述傳輸質(zhì)量值(Q1，Q2，Q3)為所述單個(gè)基站(BS1，BS2，BS3)確定加權(quán)因子(α1，α1，α1)，并且在計(jì)算所述天線加權(quán)因子(w)時(shí)，這些加權(quán)因子(α1，α1，α1)由所述天線加權(quán)因子確定單元(3)來(lái)考慮。
全文摘要
說(shuō)明了一種用于針對(duì)蜂窩式無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)(N)的基站(BS1，BS2，BS3)確定天線加權(quán)因子的方法，在所述蜂窩式無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)(N)中可同時(shí)經(jīng)由多個(gè)基站(BS1，BS2，BS3)存在到終端設(shè)備(1)的無(wú)線電連接，所述基站(BS1，BS2，BS3)分別并行地經(jīng)由多條傳輸路徑(DL1a，DL1b，DL2a，DL2b，DL3a，DL3b)從不同的天線(A1a，A1b，A2a，A2b，A3a，A3b)出發(fā)向所述終端設(shè)備(1)發(fā)射。該終端設(shè)備(1)分別針對(duì)所分配的基站(BS1，BS2，BS3)確定傳輸路徑(DL1a，DL1b，DL2a，DL2b，DL3a，DL3b)的信道系數(shù)，并且根據(jù)所述信道系數(shù)確定天線加權(quán)因子，并且將該天線加權(quán)因子傳送給基站(BS1，BS2，BS3)。在此，針對(duì)單個(gè)基站(BS1，BS2，BS3)分別確定有關(guān)基站(BS1，BS2，BS3)和所述終端設(shè)備(1)之間的傳輸信道(UL
文檔編號(hào)H04B7/02GK1839563SQ200480023796
公開日2006年9月27日 申請(qǐng)日期2004年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月20日
發(fā)明者F·伯克特, H·格爾拉赫 申請(qǐng)人:西門子公司