在無線電通信系統的電臺之間傳輸全局引導信號的方法及用於此方法的電臺的製作方法

2023-09-22 20:25:20 5

專利名稱：在無線電通信系統的電臺之間傳輸全局引導信號的方法及用於此方法的電臺的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種從無線電通信系統的第一電臺向第二電臺傳輸全局引導信號的方法，其中所述的第一電臺具有多個天線，給所述的天線各分配一個為之表示特性用的引導位串，其中在方法中所述的全局引導信號通過第一電臺的多個天線發射的引導位串的重疊來構成，還涉及一種適於發射這種全局引導信號的電臺。
在譬如UMTS之類的移動無線電系統中為了充分利用空間分集，在基地臺使用多個天線，在當前為兩個天線。為了在專用的信道向各個用戶臺進行數據傳輸把這些天線用各不相同的加權係數加權。所述的加權係數一般是複數，由一個數值部分和一個相位部分組成。同時用於一個專用信道的加權係數的數組也稱為加權向量。這樣地選擇加權係數使得從權重中為一個小區的每個用戶臺得出一個指向其逗留地點的發射波瓣(波束形成或者說射束形成)。
在所謂的閉環傳輸分集方法中，用戶臺通過上行鏈路中的反饋信息通知基地臺它應當如何確定加權係數，從而在用戶臺上達到在基地臺的給定發射功率下最佳的接收功率。為了能夠提供這種反饋信號，用戶臺必須有對從基地臺的不同天線向用戶臺的信號傳播路徑上的衰減和相位的評估。這種評估在UTMS系統中常規地藉助於全局引導信號得到，所述的全局引導信號從基地臺向基地臺小區中的所有用戶臺傳輸。全局引導信號是基地臺的各個天線的引導位串的疊加，其中所述的引導位串從天線到天線而不同並且各對發射它的天線是表示特性的。因為這種引導位串是規定好的並且因而對用戶臺是「已知的」，所述用戶臺能夠從下行鏈路信號中提取引導位串並且相互分離，從而評估信道特性，譬如每單個天線的衰減和相移。
為了能夠在無線電通信系統中的一個相應的基地臺的有效服務無線電小區內同時伺服儘可能多的用戶臺，如果能夠把為給定的用戶臺確定的下行鏈路信號的發射方向儘可能準確而集束地對準該用戶臺是值得追求的。為此在基地臺上需要比當前普遍的兩個天線數量多的天線。
如果加大基地臺的天線數量，就會導致這樣的問題所有這些天線都必需發射為其表示特性的引導位串，使得用戶臺能夠對這些天線進行信道評估。但是因為不損害遠離基地臺的用戶臺的信道評估質量，就不能夠降低各個天線的引導位發射功率，在這種情況下全局引導信號的總功率就必須與天線量成比例地升高。然而這會導致嚴重的幹擾，所以這又限制了可同時提供的用戶臺的數量。
本發明的任務是，提出傳輸全局引導信號的一種方法，它允許處於給定的基地臺的無線電小區中的所有用戶臺，用全局引導信號覆蓋，使得能夠有滿意質量的信道評估而不必為此與天線數量成比例地提高全局引導信號的發射功率。
該任務的解決是通過把基地臺的多個天線分成每組各有至少一個天線的一個第一組和一個第二組，在給定的時間只發射屬於第一組的天線的引導位串，並且第一和第二組的組成隨時改變。
這使得每個引導位串都能夠以所要求的功率發送，從而可以在基地臺的無線電小區的整個區域內為這些引導位串進行信道評估，因為決不是所有天線都同時地發射其引導位串，所以全局引導信號的功率低於n倍的引導位串發射功率，在此n為天線的數量。儘管不是每個時間點都提供引導信號用於測量，通過適當地控制這兩個組的組成以及充分頻繁地改變組成可以保證，對所有天線都可以有足夠的實際信道評估。
有利地所述組的組成周期性地重複。這使得能夠對用戶臺，根據其規定的周期的「了解」事先「知道」從各個天線的引導位的哪些個組成給定的時間點的全局引導信號，而不必要償試在接收的全局引導信號中識別這種引導位串之一。
在所述方法的一個簡化結構中提出在每個周期中每個天線至少一次屬於第二組，就是說在給定的時間段中至少一次不發射其引導位串。所有天線的同等處理使之能夠簡化控制。
根據一個優選的實施結構兩個天線始終屬於第一組。該結構的優點是，可以適用於現有的UMTS標準的進一步發展。這也就是提出，全局引導信號始終包含迄今規定的兩個天線的引導位串，並且為此標準構成的用戶臺需要在全局引導信號中始終存在這兩個天線的引導位串以正確地工作。
基地臺的第三和第四天線(或者有的情況下其它天線)分別屬於交替的第一或第二組，就是說，並不始終發射其引導位串。
如果基地臺總共有四個天線，第三和第四天線優選地各交替劃分到第一及第二組。就是說在第一時間段內全局引導信號由第一、第二和第三天線的引導位串組成，第二時間段內全局引導信號由第一、第二和第四天線的引導位串組成，並且在第三時間段內全局引導信號又由第一、第二和第三天線的引導位串組成。
在改變兩個組的組成的時間點適宜地按照基地臺的發射信號的時間結構而定。在UMTS系統和許多其它的移動無線電通信系統中這種發射信號被劃分為幀，而幀又劃分為眾多時隙。
根據第一優選結構兩個組的組成各在兩個時隙之間的交界處進行。這種改變可以發生在兩個時隙之間的每個交界上。在每幀有十五個時隙並且有四個天線的系統，其中第一和第二是恆定的而第三和第四各自交替地屬於第一組的情況下，這樣做的結果是在具有相同的傳輸號數的時隙中的全局引導信號的組成從一個幀的開始對於相繼的幀是不同的，並且首先是一個幀至隔一個幀重複的。
還可以提出，在其中全局引導信號的不同組合重複的周期相應地是一個幀。這簡化了由用戶臺進行的全局引導信號的分析，因為這對於正確安排對基地臺的各個天線的信道評估不必考慮當前幀的傳輸號。
在上述的特定情況中系統具有四個天線，其中第一和第二是恆定的而第三和第四各自交替地屬於第一組，可以這樣實現其中第一組的組成相應地在同一個幀的兩個時隙之間改變，並且從一個幀的最後一個時隙至下個幀的第一個時隙保持不變。
在這樣的具有四個天線的系統中的另一種可能性是，第一時隙內第一、第二和第三天線屬於第一組，在隨後第二個時隙內有第一、第二和第四天線，而在隨後的第三時隙內只有第一和第二天線。這種三個時隙的周期可以在一個有十五個時隙的幀中重複5次，並且所述組合的序列是逐幀相同的。
儘管相應地與時隙交界關聯的組的組成改變可以用於不論是基於碼分復用還是基於時分復用的無線電通信系統，然而碼分復用的系統譬如UMTS系統也適用於不與時隙關聯的組的組成改變。就是說碼分復用的系統使能夠時間上連續地發射全局引導信號，從而可以在每個任意的用戶臺需要的時間點進行信道評估。在此所述組成的改變還可以在相應於時隙長度的M/m倍的時間間期中進行，這裡m是自然數，優選地是2M、M或者2M/3，而M是一個幀內的時隙數，這在UMTS中是15。
上述的方法可適用於在閉環傳輸分集方法中傳輸全部引導信號，其中為了從基地臺向用戶臺發射的信號的射束形成，基地臺藉助於由用戶臺提供的反饋信息為每個天線確定用於射束形成的加權係數。為此目的周期地重複以下的步驟-通過第二電臺為各至少一個當前含在全局引導信號中的引導位串進行信道評估，-推導出與這樣評估的引導位串相關聯的信道評估的反饋信息，並且向第一電臺傳輸該反饋信息，-藉助於反饋信息更新要指派給所評估的引導位串的加權係數。
為了達到儘可能及時地射束形成，把推導反饋信息和更新加權係數的步驟相應地在固定的時間間隔中進行，並且在每個更新的步驟中更新對之在剛才執行的推導步驟中導出並且傳輸反饋信息的那個加權係數。
為了保持要傳輸的反饋信息量很小，可以選擇其所屬的加權係數取常數的參照係數的基地臺天線；在此情況下該至少一個信道評估可以在另一個天線的引導位串上進行並且把由該信道評估推導出的反饋信息向基地臺傳輸。在此情況下對有n個天線的基地臺的加權係數的完全更新需(n-1)次的傳輸反饋信息就夠了。
以此方式達到的傳輸的反饋信息的節約是成比例的，天線的數量n越大節約的量越少。此外，如果在設定為參照的第一天線的信道上相移改變並且在其它天線的信道上相移保持不變時，由基地臺所使用的加權係數的總體只在改變全部其它的加權係數的相位情況下才能適應於這種改變。就是說所述的適應要求(n-1)次傳輸反饋信息，因此相當緩慢。為了避免這種缺點，提出一種方法，其中把加權係數的浮動的(gleitend)平均值計算為參照係數，對所有天線的引導位串進行信道評估，並且反饋信息相應地包含至少一個與相對於參照係數的受評估的引導位串的相位相關的相位信息。這個方法使得每個天線的加權係數的適應有相同的速度。
為了計算第j個天線的引導位串的浮動的平均值構成∑wihi的公式的和，其中wi是加權係數而hi是第I個天線的引導位串的信道評估，且I≠j。此和可以用除第j個天線外的第一臺的所有的天線構成；在此情況下必須至少為了在計算平均值的時間點劃分給第二組的那些天線i，採用在一個較早的時間點得到的信道評估hi。另一個可能性是除了第j個天線以外把這種求和擴展到第一組的所有的天線上；在此情況下所有其信道評估都列入平均值內的所有的引導位串在計算時提供，從而當前的評估也可以為該引導位串使用。
附加於相位信息，反饋信息還可以包含一個取決於受評估的引導位串接收場強的場強信息，從而不僅控制一定的天線用之發射的相位，也控制其功率。
本發明的其它特徵和優點由參照附圖對實施例的說明得出。在附圖中

圖1其中可以採用本發明的無線電通信系統的方框圖；圖2圖1所示的無線電通信系統的基地臺的發射機級的方框圖；圖3和3A各示出一個時間流程圖、它示出在全局引導信號的各個引導位串、下行鏈路數據信道和上行鏈路數據信道之間的時間關係；而圖4至8舉例說明根據本發明不同的結構按時間順序的全局引導信號的交替組成。
圖1示出其中可以採用本發明的無線電通信系統的結構。所述的系統包含多個移動交換臺MSC，所述的移動交換臺相互交織成網並且產生對固定網PSTN的通道。此外所述的移動交換臺MSC與各自至少一個基地臺控制器BSC連接。每個基地臺控制器BSC可以再連接至少一個基地臺BS。這樣的基地臺BS可以經過無線電接口對用戶臺MS建立消息連接。所述基地臺裝備有天線裝置，所述的天線裝置包含多個天線，在此是四個天線A1、A2、A3、A4。這些天線A1至A4由基地臺BS饋給下行鏈路信號，所述的信號由許多成分組成。這些成分之一是全局引導信號CPICH(公共引導信道)，該引導信號由天線A1至A4的多個引導位串CPICH1、CPICH2、CPICH3和CPICH4組成；另一個成分組是專用數據信道DPCH(專用物理信道)，在其上相應地傳輸為用戶臺MS確定的有效數據。
圖2示意地示出圖1所示的基地臺BS的發射級。如該圖所示，在發射級把有效數據信道DPCH的符號相應地用乘法器M1至M4與複數加權係數W1、W2、W3、W4相乘，以此方式對天線發射出的有效信道上標明相移和幅度關係，這導致在無線電路徑上的數據信道DPCH的定向傳播。
乘法器M1、M2、M3、M4的輸出信號流過相應的加法器S1、S2、S3、S4，可以通過所述的加法器向天線A1至A4輸送全局引導信號CPICH的引導位串CPICH1、CPICH2、CPICH3、CPICH4。引導位串CPICH1至CPICH4是相互正交的並且在無線電小區中無方向地傳播。因為它對無線電小區內的所有用戶臺都應當能夠接收到，所以它以固定的功率發射，所述的固定的功率總體上高於有效數據信道的發射功率。
引導位串是相互正交的並且各自對分派給它的天線是特徵性的。正交性使得用戶臺MS1、...MSk...能夠在接收信號中分離不同引導位串的組分，並且對於每個這樣的位串，也就是對於每個天線A1至A4分開地進行信道評估。進行這樣的評估的方式和方法是公知的在此不需要詳細地說明。它給出關於從所屬的天線對用戶臺傳輸的信道上的衰減和相移的說明。
基地臺BS的特殊性是，不是所有的引導位串同時地加入到發射信號中。取而代之地，基地臺BS周期地把天線以及其所屬的引導位串劃分成第一和第二組，並且只把第一組的引導位串加入到發射信號中。下面說明對此的實施例。
實施例1基地臺的發射信號劃分成幀，而每幀又劃分成十五個時隙。第一和第二組的組成相應地從一個時隙到隨後的時隙被改變；對第一或第二組的引導位串的從屬關係在下表中列出表1
表中X標在與引導位串相應的行和與時隙相應的列交叉處，該時隙中的引導位串屬於第一組，而空的小格表示屬於第二組的的引導位串從屬關係。可以看出，在每個時隙中全局引導信號都只包含相應的一個引導位串，其中各個引導位串CPICH1至CPICH4在時隙0至14中周期地交替。
另可選擇地還可以提出，周期的交替還可以跨越地從一幀至下一幀進行，在這樣的情況下，在此表中的時隙14上接著下一幀的時隙0，其中全局引導信號只由CPICH4組成。
然而優選地是，第一和第二組的組成序列在順序的幀中相應地相同地重複。這使得用戶臺能夠只藉助於時隙號判斷哪個(或者哪些)引導位串包含在全局引導信號中，而不顧及幀號。
用戶臺在每個時隙中為該時隙中傳輸的引導位串CPICHj取得一個信道評估hj。從較早的時隙中知道其它的引導位串的信道評估hi，i≠j，以及用戶臺為這些引導位串選取的加權係數wi。這時用戶臺為所評估的引導位串CPICHj如此選擇一個加權係數wj，使乘積wjhj的相位與
的相位相等，並且所有天線的加權係數的平方和
保持等於1。按照下式計算加權係數
wj=hj*ijwihi(n-1)|hj|2-------(1)]]>式中hj*標示與hj共軛的複數。這樣得出的加權係數wj在續後的時隙中作為反饋信息向基地臺傳輸。
按照公式(1)計算出的加權係數既有可變的數值也有可變的相位。為了簡化，尤其是為了降低反饋信息的傳輸量，所有的加權係數的數值可以都取常數，並且只有相位取變量。在此變例中加權係數按照公式ej^j=Khj*ijej^ihi,------(2)]]>計算，式中 是虛數，而K為歸一化因子，而φi、φj分別標示wi和wj的相位。
基地臺BS在每個時隙中更新一次由它為射束形成採用的加權係數組。
圖3詳細地示出三個時隙期間的這些過程的順序。在全局引導信號CPICH的第一時隙中發射的引導位串CPICH1在渡越時間Δt1後抵達用戶臺MS。可以在用戶臺MS上得到引導位串CPICH1，同時用戶臺導出一個信道評估S，用戶臺處理和向基地臺BS傳輸回由此得到的反饋信息FB1。反饋信息FB1在下行鏈路信號的時隙Slot1離開始不遠時到達基地臺。基地臺藉助於反饋信息FB1更新分配給發射CPICH1的天線A1的加權係數w1。下行鏈路信號的時隙Slot1帶著更新的加權向量組被發射。在隨後的時隙中相應地對天線A2、A3及其引導位串CPICH2、CPICH3進行重複。
如圖3A所示，信道評估S還可以取其中用戶臺MS接收引導位串CPICH1的全部的時間段。延長評估的時間長度使得能夠有較高的準確度，然而反饋信息FB1也要遲於圖3所示例子才能提供。只有在時隙Slot1的運行時間中它才能抵達基地臺BS並且在這時才能為時隙Slot2中的射束形成進行考慮。
在表1中用「反饋至」標示的行給每個時隙指出在此時隙中為哪個加權係數提供反饋信息。在此總是其引導位串在前個時隙中構成全局引導信號的那個加權係數。
實施例2在實施例1中全局引導信號CPICH1在每個時間點只含有一個單一的引導位串。這比根據現有技術為帶有兩個天線的UMTS設置的少，在現有技術中全局引導信號相應地含有兩個天線的引導位串。在如本發明所述的方法中全局引導信號也可以含有兩個引導位串，而不需要與生效的UMTS標準相比較提高發射全局引導信號的發射功率。根據本發明方法的第二實施例在此根據下面的表2分派給第一和第二組的引導位串CPICH1至CPICH4。
表2
這使得例如在時隙0中能夠不只是如根據表1進行CPICH1的信道評估，而且同時也為CPICH3進行，並且從而藉助於一個在同一時隙中進行對PICH3的信道評估h3確定加權係數w1，而在根據表1的確定加權係數的方法中有時必須評估多個時隙前的信道。
實施例3如剛才所述，生效的UMTS標準的基地臺設有兩個天線。在全局引導信號的每個時隙中傳輸這兩個天線的引導位串。為了保證根據本發明的方法與UMTS標準的兼容性，因此要求兩個天線的引導位串，此例中是天線A1和A2的引導位串CPICH1，CPICH2在此也恆定地包含在全局引導信號中；換句話說，這兩個引導位串必須恆定地包含在第一組中。第三和第四天線A3、A4的引導位串只是按時隙地接入，如下面的表3所示。
表3
第一和第二組的組成相應地以三個時隙的周期重複，其中，在三個時隙之一中發射天線A1、A2、A3的引導位串，在另一個時隙中，發射天線A1、A2、A4的引導位串，而在第三時隙只有發射天線A1、A2的引導位串被發射。
天線A1的加權係數w1在此實例中是一個實數常數，例如1/√n＝1/2，如果天線數量n等於4時。對於這樣的加權係數不需要傳輸反饋信息。在其中全局引導信號含有天線A1、A2、A3的引導位串CPICH1、CPICH2、CPICH3的時隙0中，用戶臺MS得出該三個引導位串的信道評估h1、h2、h3並且由此確定加權係數w3，所述的加權係數w3在有效數據信道DPCH的恆定發射功率的邊緣條件下把表達式
最大化。這種加權係數w3在後續的時隙1開始時向基地臺BS傳輸並且為了有效數據信道DPCH的射束形成在該時隙中使用。
在時隙1中，全局引導信號含有天線A1、A2、A4的引導位串CPICH1、CPICH2、CPICH4。在此以類似的方式更新加權係數w4的值、向基地臺BS傳輸並且該新的w4值為射束形成在時隙2中使用。在其中全局引導信號僅含有引導位串CPICH1、CPICH2的時隙2中得出隨後被傳輸的更新的加權係數w2。
實施例4各個引導位串CPICH1至CPICH4對第一及第二組的分配在下面的表中及圖4中示出。CPICH1和CPICH2恆定地屬於第一組，CPICH3和CPICH4相應地交替。因此第一組恆定地含有3個元。如果加權係數w1保持恆定，得出在表中示出的各個加權係數的更新序列。
表4
如表4所示，引導位串CPICH3和CPICH4嚴格地從一個時隙向下個時隙交替地傳輸。在此情況下得出兩個不同的幀類型，一個在其第一時隙CPICH3中傳輸，而一個，在其第一時隙CPICH4中傳輸。
還可以提出組的組成逐幀地準確重複；在這樣的情況下，在圖5中示出，所述組的組成相應地在從一個幀的時隙14至下個幀的時隙0的過渡時保持不變。
實施例5如圖5所示引導位串CPICH1至CPICH4的分配還適於這樣的方法其中不以加權係數是常數為前提，而是如已經參照實施例1和2所指出的，傳輸的反饋信息參照平均的加權係數指出並且按照公式(1)或(2)計算每個天線的加權係數的幅度和相位。一個在其中這樣地傳輸與各個天線有關的反饋信息的可能的順序示於表5中。在此也是這樣地確定傳輸順序在每個時隙的開始傳輸的反饋信息溯源於在剛好上個時隙中進行的加權係數的計算。
表5
儘管在公式(1)和(2)中對所有與位串CPICHj不同的引導位串CPICHi展開求和，為其相應地計算新加權係數wj，可以根據該實施例的一個變例也可把求和限制成只對在其中被確定加權係數wj的時隙期間含在全局引導信號中並且與CPICHj不同的那些引導位串CPICHi。由此可以達到，所有的進入加權係數wj的計算中的變量追溯到在相同的時隙中執行的測量，也就是具有儘可能大的現實性。這樣對於更新的加權係數得出下面的表達式wj=hjijiGruppelwihi(#(Gruppel)-1)|hj|2,----------(3)]]>式中#(Gruppe1)(組1)表示第一組的天線數和在此情況下，只有加權係數的相位被改變，ej^j=KhjijiGruppelej^ihi,--------(4)]]>式中K`是在考慮相對於公式(2)降低的相加項的情況下適配的歸一化因子。
實施例6圖6示出一個幀的過程中的全局引導信號CPICH的組合的時間進程的第六個例子，所述幀具有十五個用0至14標號的時隙。引導位串CHICH1，CHICH2連續地發射，引導位串CPICH3、CPICH4相應在半個時隙的時間長度上交替地發射。這就是說第一和第二組的組成每個時隙兩次或者說每個幀m＝30地改變。
這使得用戶臺MS能夠，在每個時隙中得到一個對全部引導位串CPICHi的當前的信道評估hi並且從而能夠得出一個加權係數wj，所述的加權係數要相應地藉助於信道評估hi作為反饋信息向基地臺BS提供，所述的信道評估hI中沒有一個比時隙早的。因為在每個時隙中的引導位串的劃分是相同的，可以在每個時隙中為每個任意的加權係數得到反饋信息，並且向基地臺傳輸。如果加權係數w1取常數，從而在每個幀中運行三個時隙的五個周期，其中相應地對三個其它的加權係數w2、w3、w4每個傳輸一次反饋信息。
實施例7全局引導信號的組成的時間進程的第七個例子示於圖7中。在此也是恆定地傳輸天線A1、A2的引導位串CPICH1、CPICH2並且交替地傳輸天線A3、A4的引導位串CPICH3、CPICH4。然而第一和第二組的組成卻每幀只改變m＝10次，從而全局引導信號的組成相應地經1.5個時隙保持不變。在時隙0用戶臺MS接收引導位串CPICH1、CPICH2、CPICH3並且可以為之產生信道評估。它從這些中為天線A3計算新的加權係數w3，並且在時隙1中向基地臺BS傳輸與此加權係數w3相關的反饋信息。
在時隙1的進程中全局引導的組成改變；藉助於在該時隙中得出的信道評估用戶臺為天線2計算一個新的加權係數w2，在續後的時隙2中傳輸與此相關的反饋信息。
在時隙2中全局引導信號含有引導位串CPICH1、CPICH2、CPICH4，從而可以得到A1、A2、A4的信道評估。由此推導出的加權係數w4的反饋信息在時隙3中向基地臺傳輸。這個過程每幀重複5次，如在下面的表6中所列。
表6
因為在該實施例中全局引導信號的組成在多於一個時隙的相對長的時間段上保持不變，可以認為信道評估也能夠對A3、A4有良好的準確性。
實施例8在UMTS系統中提出，基地臺BS能夠確定在有效數據(Nutzdaten)信道DPCH與相應地經過全局引導信號CPICH的過程對用戶臺可識別的幀邊界之間的時間偏差τDPCH。傳統地該時間偏差可以取0至149個符號長度的值，其中0的值對應於在網絡數據信道與幀邊界之間沒有時間偏差，而150的值對應於整個幀長度的時間偏差。因此有效數據信道DPCH的第一個時隙在上行鏈路和下行鏈路中可以具有實際上相對於全局引導信號CPICH的相應幀的開始任意的時間偏差。
在每個上行鏈路時隙中基地臺BS等待對一定的加權係數的反饋信息。在下文中例如假定所等待的反饋信息順序相應於上面的表4，然而很明顯所述的順序還可以以任意的另一個表為基礎或者是其它的順序。為了能相應地及時提供反饋信息，用戶臺MS在有效數據信道DPCH的上行鏈路幀中安置反饋信息時必須考慮到時間偏差τDPCH。顯然要求有幾個符號的一定的最低時間偏差，從而用戶臺MS能夠從在下行鏈路時隙中傳輸的全局引導信號中產生信道評估並且推導出反饋信息。這種反饋信息必須在上行鏈路時隙的確定的時間位置上傳輸，例如作為10字位的第九個，以由基地臺本身識別。因此適當地這樣選擇時間偏差使向基地臺BS傳輸的反饋信息在基地臺可以以儘可能小的延遲用於下個下行鏈路時隙的射束形成。為了保證能夠達到這點，指出把可能的時間偏差τDPCH的選擇限制為公式p＝10k+9+d的值，式中k可以取0至14的，而d是以符號測度的時間長度，所述的時間長度是用戶臺MS在測量結束時計算反饋信息所需要的。
這要藉助於圖8的時序圖說明。行CPICH1、2、CPICH3和CPICH4示出在一個幀的傳輸過程中全局引導信息的組成，相應於表4及圖4和5的第一幀。
例如在CPICH-時隙7中基地臺BS等待所有由它伺服的用戶臺的反饋信息以更新加權係數w3，使之從CPICH信道的時隙8的開始為射束形成進行考慮。用戶臺在其中發送這種反饋信息的上行鏈路DPCH幀的時隙號數取決於指派給該用戶臺MS的時間偏差的值k。圖中示出k＝5的情況下上行鏈路和下行鏈路-DPCH幀的時間位置。在此情況下用戶臺MS必須發送反饋信息FB0以在其上行鏈路-DPCH幀的時隙0中更新w3，從而在考慮電臺之間信號傳播時間τp的情況下所述反饋信息FB0及時地抵達基地臺BS。就是說，用戶臺MS在CPICH時隙6的整個時間長度上進行所要求的測量，並且在測量結束到FB0的發射時間點之間的時段d上進行由測量結果計算FB0。如可以很容易地從圖8看出，用戶臺必須在其DPCH幀的後續的上行鏈路時隙中依次地為w4、w2、w4、w3、w2、w3等發送反饋信息(參見表7，k＝5的欄)。
圖8中沒有示出的k＝0的情況下，DPCH幀的下行鏈路時隙0對CPICH的時隙0延遲p＝9+d個符號。如果d＝1，所述的延遲剛好是1個時隙(因為在UTMS系統中一個時隙含有10個符號)。如類似於上述的k＝5的情況從圖8可以讀出，在此情況下用戶臺MS在下行鏈路-DPCH-時隙0中進行測量，從測量中移動臺MS接著得出對h1、h2和h4的信道評估，並且從中為w4計算反饋信息。在上行鏈路-DPCH時隙0中所述用戶臺向基地臺BS傳輸反饋信息，並且所述基地臺BS考慮該反饋信息以發送下行鏈路-DPCH-時隙2(與CPICH時隙3同時)。如上所述每個時隙只能夠傳輸一個加權係數wi的反饋信息。
表7示出所有的k值，其中，如果如圖5所示在每個幀中相同地重複第一和第二組的組成，在用於加權係數w2至w4的上行鏈路-DPCH時隙中向基地臺傳輸反饋信息。總共得出十五個不同的用於傳輸反饋信息的順序，這些順序由於推移一個元而有別。
表7
在此為每個k值，通過粗體字指出涉及CPICH幀的第一時隙中的信道評估的那些反饋信息(在此例中是w3)。
如果如圖4中所示兩個組的組成從一個幀到其隨後的幀改變並且只相應地從一個幀到再下一個幀重複，就與時間偏差值k相關地得出下面的反饋信息分配
表8
在此情況下總共有6個不同的反饋信息順序，所述的反饋信息順序經2個幀展開，並且用戶臺必須能夠產生所述的反饋信息順序。這種6個可能的順序之一在表8中通過斜體字組示出。
實施例9對例8變通地還可以提出，用戶臺與基地臺BS對之指定的時間偏差τDPCH無關地以固定的順序發送反饋信息，所述的固定的順序例如是根據表1至6所示的。在此例中基地臺BS的任務是，對於每個由用戶臺提供的反饋信息藉助於其中接收所述反饋信息的下行鏈路時隙的號數和所述的固定順序判斷所述的反饋信息屬於哪個加權係數，並且與之相應地更新它。
實施例10在切換的範圍內，UMTS系統中出現其中一個用戶臺MS與多個基地臺同時通信，並且從這些基地臺接收一個全局引導信號CPICH的情況。DPCH幀格式在每個時隙中只允許為一個天線傳輸由所有的基地臺接收和分析的反饋信息。因此這些基地臺的全局引導信號要在從用戶臺MS的角度上任何時候都總是包含同樣天線的貢獻的程度上同步。這樣地選擇由兩個不同的基地臺分配給一個用戶臺的延遲值k及τDPCH，使得DPCH信號在同一個時間進入該用戶臺MS。
就是說，在實施例3和7的情況下，在基地臺的各個引導信號CPICH之間時間偏差可以有q倍的3個時隙，其中可以q＝0、1、2等等。在實施例6中所述的時間偏差可以有q倍的1個時隙的值，在實施例4、5、8、9中偏差可以分別有q倍的15或者q倍的30個時隙。
在使用用戶臺MS可以接收不同基地臺的相同天線A1、A2、A3或A4的引導位串的情況下，用戶臺得出相應的信道評估並且發射出從這些信道評估中計算出的反饋信息，所述的反饋信息由所有的基地臺接收和分析。
權利要求
1.從無線電通信系統的基地臺向用戶臺傳輸全局引導信號的方法，其中所述的基地臺具有多個天線，給所述的天線各分配一個對其為特徵性的引導位串，其中全局引導信號通過由基地臺的多個天線發射的引導位串的重疊構成，其特徵在於步驟a)把多個天線劃分成每組各有至少一個天線的一個第一組和一個第二組，b)只發射屬於第一組的天線的引導位串，c)改變第一和第二組的組成並且返回到步驟b)。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，周期性地重複組的組成。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，兩個天線恆定地屬於第一組。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，一個第三天線和一個第四天線分別交替地屬於第一及第二組。
5.如權利要求1至3之一所述的方法，其特徵在於，由第三和第四天線交替地都屬於第二組、第三天線屬於第一組且第四天線屬於第二組，或者第三天線屬於第二組且第四天線屬於第一組。
6.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，在每個周期中每個天線至少一次屬於第二組。
7.如以上權利要求之一所述的方法，其特徵在於，全局引導信號是其一部分的基地臺發射信號劃分為各有多個時隙的幀。
8.如權利要求7所述的方法，其特徵在於，步驟c)相應地在兩個時隙之間的一個交界處，優選地在兩個時隙之間的每個交界處進行。
9.如權利要求2或7所述的方法，其特徵在於，在其中所述組合被重複的周期是一個幀。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，發射信號是碼分多路信號，時間上連續地發射全局引導信號，並且用相同的時間間隔重複步驟c)，所述時間間隔的長度是該幀的長度的M/m倍，這裡m是自然數，優選地是2M、M或者2M/3，而M是一個幀內的時隙數，優先是15。
11.控制從移動無線電通信系統的基地臺向用戶臺發射的信號的射束形成的方法，其中，基地臺藉助於由用戶臺提供的反饋信息為每個天線確定用於射束形成的加權係數，其特徵在於，基地臺向使用如以上權利要求之一的方法的用戶臺傳輸全局引導信號，並且周期性地重複以下的步驟d)通過用戶臺為各個至少一個當前包含在全局引導信號中的引導位串進行至少一次信道評估，e)推導出與這樣評估的引導位串相關聯的信道評估的反饋信息，並且向基地臺傳輸該反饋信息，f)藉助於該反饋信息更新指派給所評估的引導位串的加權係數。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，步驟e)和f)各在確定的時間間隔內進行，並且在每個步驟f)中每次更新這樣的加權係數，緊接剛才進行的步驟e)向其傳輸了反饋信息。
13.如權利要求11或12所述的方法，其特徵在於，把指派給基地臺的第一天線的加權係數假定為常數的參照係數並且所述的反饋信息相應包含至少一個取決於相對於參照係數的受評估的引導位串的相位的相位信息。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，對第一天線以外的天線進行推導和傳輸反饋信息。
15.如權利要求11或12所述的方法，其特徵在於，把加權係數的浮動的平均值計算作為參照係數計算，並且反饋信息相應地包含至少一個取決於相對於參照係數的引導位串的相位的相位信息。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於，在所有天線的引導位串上進行信道評估。
17.如權利要求15或16所述的方法，其特徵在於，為了計算第j個天線的引導位串的浮動的平均值構成 的公式的和，其中wi是加權係數而hi是第i個天線的引導位串的信道評估，且i≠j。
18.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，除了第j個天線以外構成基地臺的所有的天線的和。
19.如權利要求17所述的方法，其特徵在於，除了第j個天線以外構成第一組的所有的天線的和。
20.如權利要求15至19之一所述的方法，其特徵在於，反饋信息從加權係數wj=Khj*|hj|2wihi]]>確定，其中wi是加權係數而hi是第i個天線的引導位串的信道評估，而k是實數常數。
21.如權利要求13至20之一所述的方法，其特徵在於，反饋信息包含一個取決於受評估的引導位串的接收場強的場強信息。
22.如以上權利要求之一所述的方法，其特徵在於，用戶臺與兩個或多個基地臺同時通信，並且在相應的基地臺隨時相同地確定兩個組的組成。
23.如權利要求22所述的方法，其特徵在於，第一和第二組的組成以一個周期t按照改變各一個整數1周期性地重複，並且在於各個基地臺的全局引導信號的幀相互間有一個時間偏移，所述的時間偏移是周期t的q倍，在此q＝0、1、2、...。
24.移動無線電通信系統的基地臺，帶有多個天線，所述的天線的相應地設置，以發射對其特徵性的引導位串，其特徵在於，設置基地臺在給定的時間發射多數天線中包含至少一個天線的第一天線組的引導位串，並且不發射多數天線中包含至少一個天線的第二天線組的引導位串。
25.如權利要求22所述的基地臺，其特徵在於，周期地改變所述組的組成。
全文摘要
本發明涉及從無線電通信系統的基地臺向用戶傳輸全局引導信號的方法，以及適用於實施此方法的基地臺。基地臺具有多個天線，給所述的天線各分配一個為之專用的引導位串。所述全局引導信號通過由基地臺的多個天線發射的引導位串的重疊來構成，其中執行下面的步驟a)把多個天線劃分成每組各有至少一個天線的一個第一組和一個第二組，b)只發射屬於第一組的天線的引導位串，c)改變第一和第二組的組成並且返回到步驟b)。
文檔編號H04B7/005GK1543717SQ02816081
公開日2004年11月3日 申請日期2002年8月1日 優先權日2001年8月17日
發明者B·拉亞夫, A·羅賓格, R·維德曼, A·西格爾, B 拉亞夫, 侶, 穸 , 齦 申請人:西門子公司