發射和接收數據的方法及其裝置的製作方法

2023-10-19 08:04:42 2

專利名稱：發射和接收數據的方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信裝置和操作無線通信裝置的方法。本發明還 涉及包括該裝置的無線通信系統和操作該無線通信系統的方法。本發 明例如但非排除性地應用在移動通信系統中。
背景技術：
移動通信系統需要隨機接入機制，通過該機制移動終端能夠接入
網絡。正在考慮用於UMTS LTE ( Universal Mobi ie Telecommunication System Long Term Evolution,通用移動電信系統長期演進)的隨枳』 接入機制的一個例子中，移動終端在異步隨機接入信道(RACH)上發 射籤名。移動終端從較大的集合(例如64個)中選擇特定的籤名，其 使得信息的少量比特(例如6個)能夠被傳送。 一種要求是衝突概率 (即兩個移動終端同時使用相同籤名的概率)應當足夠低。另一個要 求是產生的波形具有低的互相關性。
定義籤名的比特組合模式(bit pattern)可以按照一個或多個數 據欄位被考慮。可能的數據欄位內容的一些例子是
偽隨機數據(以臨時移動終端標識的形式以降低衝突的風險)
信道質量指示符(CQI)或路徑損耗測量
RACH接入的原因
CQI和原因欄位還可以幫助減少衝突，如果它們在終端之間是充分 不相關的。
在網絡或者更具體地由接入點檢測到籤名後，在上行鏈路(移動 終端至網絡)和下行鏈路(網絡至移動終端)兩者中發生進一步的信 令，例如為了分配用於數據傳輸的資源。
接入點需要信道狀態信息以選擇傳輸特性(例如速率、功率、波 束成形、預編碼)以最大化在隨機接入處理的最後級和隨後的下行鏈 路傳輸的效率。所描述的示例機制只提供小數量的能夠在第 一傳輸中 被發送的有用數椐比特，由此不能非常精確地描述信道。還希望最小 化潛在衝突的概率。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種改進的隨機接入機制。 根據本發明的第一方面，提供了一種從無線通信設備發射數據的
方法，包括
根據要發射的數據選擇信號；
作為第 一隨機接入傳輸，將選擇的信號發射至無線通信站； 根據數據導出標識符；和
使用該標識符標識打算發往無線通信設備的隨後接收的信號。 根據本發明的第二方面，提供了 一種在無線通信站接收數據的方 法，包括
從無線通信設備接收第 一 隨機接入信號，其指示將被接收的數據； 確定由第 一 隨機接入信號指示的數據； 根據確定的數據導出標識符；
將標識符包含在發自無線通信站的隨後的傳輸中，以將無線通信
設備標識為隨後的傳輸打算發往的接收方。 附加的步驟可以為 根據確定的數據導出傳輸參數；和 對於至無線通信設備的傳輸使用導出的傳輸參數。 本發明還提供了 一種操作通信系統的方法，包括根據本發明的第
一方面操作無線通信設備和根據本發明的第二方面操作無線通信站。 根據本發明的第三方面，提供了 一種用於發射數據的無線通信設
備，包括
適於根據要發射的數據選擇信號的裝置； 適於作為第 一隨機接入傳輸，將選擇的信號發射至無線通信站的 裝置；
適於根據數據導出標識符的裝置；和
適於使用該標識符標識打算發往無線通信設備的隨後接收的信號 的裝置。
根椐本發明的第四方面，提供了 一種用於接收數據的無線通信站，
包括
適於從無線通信設備接收第 一 隨機接入信號的裝置 > 第 一 隨機接
9入信號指示將被接收的數據；
適於確定由第 一隨機接入信號指示的數據的裝置； 適於根據確定的數據導出標識符的裝置；
適於將標識符包含在發自無線通信站的隨後的傳輸中，以將無線 通信設備標識為隨後的傳輸打算發往的接收方的裝置。 附加的特徵可以為
適於根據確定的數據導出傳輸參數的裝置；和 適於對於至無線通信設備的傳輸使用導出的傳輸參數的裝置。 本發明還提供了 一種通信系統，包括根據本發明第三方面的無線 通信設備和根據本發明第四方面的無線通信站。
因此本發明包括一種無線通信設備(例如移動終端)，採取臨時標 識符，該臨時標識符被連結到數據或至少部分地從該數據導出。無線 通信設備通過根據數據選擇信號來發射標識符和數據。無線通信站(例 如基站或其他網絡裝置)接收該信號，從該信號確定數據，並從該數 據確定標識符。使用從數據導出的標識符避免了發射標識符的另 一個 顯性指示的任何需要；數據隱含地傳送了標識符。以這種方式，系統 效率能夠被提高。
標識符的指示可以被包括在發自無線通信設備的隨後傳輸中以標 識傳輸的源，使得無線通信站能夠識別隨後傳輸的源，並且標識符的 指示可以被包括在發自無線通信站的隨後傳輸中以標識傳輸的目的 地。這種發自無線通信設備的隨後傳輸可以是隨機接入傳輸。這種臨 時標識符隨後的使用使得通信能夠繼續進行而不需要附加的信令以建 立無線通信設備的預定標識符。以這種方式，系統效率能夠被進一步 提高。
數據可以包括以下至少一個的指示
接收信號的信號質量；
多個頻率或頻帶的信號質量；
多個天線的信號質量；
信道傳輸函數；
在無線通信設備處可用的接收天線的數量； 隨機接入傳輸指向的所選擇的無線通信站的(預分配的)標識符； 預編碼矩陣；無線通信設備可支持的空間流的數量；無線通信設備的位置；
從無線通信設備至隨機接入傳輸指向的無線通信站的傳播路徑的角度；
從無線通信設備至隨機接入傳輸指向的無線通信站的傳播路徑的角度的角展度(angular spread)或不確定性；隨機接入傳輸的先前傳輸的數量；所請求的數據速率。
發自無線通信設備的隨機接入傳輸可以包括由無線通信站持有並與無線通信設備相關的存儲的參數的有效性的指示。響應於接收到這個指示，無線通信站可以根據存儲的參數控制隨後與無線通信設備的通信，例如可以根據存儲的參數導出傳輸參數。這個特徵可以使得無線通信站能夠再次使用已經存儲的與無線通信設備相關的信息，由此避免重獲該信息的任何需要，並避免對於無線通信設備重新傳輸無線通信站已經持有的當前有效的信息的任何需要。
例如，有效性的指示可以採取標誌(例如，單個比特)的形式以指示下面的一種或多種
先前發射的(例如與信道質量相關的)數據是否保持有效；
在無線通信站(例如基站或其它網絡設備)中標識符當前是否已知並與無線通信設備相關聯；
例如與較高層協議相關的另 一 個標識符當前是否被分配給無線通信設備並與標識符相關聯；
與無線通信設備相關的其它參數當前是否對於無線通信站已知並與標識符相關聯，諸如無線傳輸或接收能力、支持的或激活的應用或數據速率、天線數量、服務質量等級、等待時間要求或資源分配要求。
相應地，由無線通信站持有的存儲的參數可以為
另一個標識，例如與較高層協議相關的；
無線傳輸或接收能力；
支持的或激活的應用或數據速率；
天線的數量；
服務質量等級；
等待時間要求；或資源分配要求。附圖簡述
本發明現在將通過僅為示例的方式參照附圖被描述，其中

圖1是用於發射數據的無線通信設備的示意框圖；和圖2是用於接收數據的無線通信站的示意框圖。
執行發明的方式
本發明的實施方式將參考移動通信系統被描述，其中圖1的無線通信設備100是移動終端，諸如行動電話，圖2的無線通信站200是網絡中的基站或接入點。
根據本發明，移動終端100採用臨時標識，其可以被連結到或至少部分地得自於信道狀態或關於移動終端或網絡的其它信息。然後通過信號選擇級10根據標識選擇籤名信號來發射這個標識。
這意味著當接入點200的接收機110接收到特定籤名時，能夠通過標識符導出級130和關聯的信道狀態值或確立的其它參數而確定臨時標識。然後當這些存儲在參數存儲器160中時，它們能夠被用於為隨後的下行鏈路傳輸導出合適的參數。
對於先前或最近沒有連接至網絡的移動終端，移動終端可以在標識符導出級3 0的幫助下基於適當的過程導出它自己的臨時標識。例如，採用量化信道狀態參數的最高有效比特，可選地增加一些更多的比特以區分具有類似信道狀態的移動終端。
儘管選擇了籤名信號，仍然有衝突的可能，即接入點從不同的無線通信設備接收到兩個相同的籤名。因此在處理過程中可以增加一些附加的步驟以使得衝突解決成為可能。這種步驟是現有技術中公知的並且不在此進行描述。
當移動終端100已經建立了至接入點200的連接時，可以由網絡在一些方便時候分配臨時標識。為了可能在隨後使用，這個臨時標識被移動終端100保持在數據存儲器70中。優選地，這個標識可以與第一次接入使用的標識一致，第 一次接入使用的標識是基於信道狀態信息或其它類型的數據。完成此的一種方式是基於相同的信道狀態信息、或其它類型的數據產生標識的 一部分，但是其在接入點處是已知的或
12確定的。標識的第二部分可以由隨機生成的附加比特組成以避免兩個移動終端具有相同標識的可能性。
本發明應用於固TS LTE的一個示例性實施方式如下。使用UMTS術語，移動終端IOO被稱為用戶設備(UE)，基站200被稱為節點B(NodeB)。我們假設64個籤名的集合被斧配給節點B 200, UE100試圖與其通信。在該例子中，接入點具有多個發射天線(例如在一個線性陣列中有4個)，每一個發射正交的導頻序列。UE IOQ通過它的信號選擇級10基於六比特臨時標識從這些籤名中選擇一個。
對於UE先前或最近沒有連接至網絡的情況，標識如下導出。通過測量相對於參考方向到接入點的角度獲得三個最高有效比特。這可以通過在UE IOO測量來自接入點每個天線的導頻傳輸而確定。這個信息使得能夠設計發射機波束成形器。基於通過測量下行鏈路導頻而確定的期望SNR (信噪比)或SIR (信號幹擾比)，從下行鏈路信道質量信息導出三個最低有效比特。由於信道質量信息近似依賴於與接入點的距離，所組合的信息代表UE位置的粗略測量。
當接入點200的接收機IIO接收該籤名時，則能夠基於從籤名確定的角度值和信道質量信息而使用對於UE信道合適的功率、數據速率和波束成形樣式完成隨後的下行鏈路傳輸，該隨後的下行鏈路傳輸例如為了為進一 步的上行鏈路傳輸分配資源。
在另一個實施方式中，如果至UE 100的角度能夠由接入點200例如使用傳輸參數導出級190通過測量上行鏈路(即從RACH籤名)而確定，則不必要在上行鏈路籤名中發射角度。在這種情況中，上面描述的角度信息可以被另 一 個參數所代替，諸如角度不確定性或角展度。這使得能夠設計穩健的波束成形器用於隨後的下行鏈路傳輸。
在時分雙工(TDD)系統中，互易性(reciprocity)可以被使用，這樣信道參數的測量可以在任一個接收機處被完成。可以假設瞬時信道狀態對於上行鏈路和下行鏈路是類似的。
在頻分雙工(FDD)操作的情況中，上行鏈路和下行鏈路在不同的頻率，所以瞬時信道狀態很可能是不同的。然而，信道統計可以是類似的。這意味著對於FDD操作需要在時間或頻率域中的平均。寬的信號帶寬將允許頻域平均，這可能更適合於RACH接入的情況。
本發明可以應用於不同的信道狀態度量。例如信道傳輸函數
對於多於一個頻率或頻帶的CQI對於多於一個天線的CQI
對於多於一個天線的平均CQI
在天線間的不同CQI
優選的預編碼矩陣
優選的預編碼向量
信道秩(支持的空間流的數量)
UE的位置
從UE至接入點的路徑的角度
角展度或不確定性
可用的接收機天線的數量
在臨時UE標識從信道狀態信息中導出的情況中，只要信道狀態沒有重大改變，或者只要指示信道狀態信息的另 一種手段沒有被建立，這將僅僅對於進一步的RACH接入嘗試是有用的。這是由於嵌入在標識中的信道狀態信息可以被接入點使用。因此可以提供一些更新UE標識的手段，諸如發信號請求改變。例如通過有效性存儲器60而實現此，該有效性存儲器60指示存儲的參數的有效性。可替換地，必要時可以為新的RACH接入創建新的標識。隨後的信令可以刪除舊的標識。
可替換地或附加地，例如單個比特的標誌可以指示MCH接入是在使用新的標識還是舊的標識，對於該新的標識信道狀態信息是有效的，但是UE的標識對於接入點是未知的，在舊的標識情形中UE的標識對於接入點也是已知的。
可替換地，單比特標誌可以指示在標識中的信道狀態信息是否有效。
在本說明書和權利要求書中，在部件前面的詞語"一"或"一個"不排除多個這種部件的存在。此外，詞語"包括"不排除列出的那些之外的其它部件或步驟的存在。
權利要求中括號內包含的參考標記意欲幫助理解並且不是意圖限定。
通過閱讀本公開，對於本領域技術人員來說其它改變是明顯的。這些改變可以包括在無線通信領域中已知的其它特徵，並且其可以被
14用來代替或附加在此處已描述的特徵上。工業實用性
無線通信系統，例如UMTS LTE或其它蜂窩系統，諸如UMTS WCDMA(寬帶碼分多址)。
權利要求
1. 一種從無線通信設備(100)發射數據的方法，包括根據要發射的數據選擇信號；作為第一隨機接入傳輸，將選擇的信號發射至無線通信站(200)；根據數據導出標識符；和使用該標識符標識打算發往無線通信設備的隨後接收的信號。
2. 如權利要求1中所述的發射數據的方法，包括將標識符的指示 包含在發自無線通信設備(100)的隨後的傳輸中，以標識傳輸的源。
3. 如權利要求2中所述的發射數據的方法，其中，隨後的傳輸是 隨後的隨機接入傳輸。
4. 如權利要求1至3中任一個所述的發射數據的方法，其中，數 據包括以下的至少一種接收信號的信號質量； 多個頻率或頻帶的信號質量； 多個天線的信號質量； 信道傳輸函數；在無線通信設備U00)處可用的接收天線的數量； 隨機接入傳輸指向的所選擇的無線通信站(200 )的標識符； 預編碼矩陣；無線通信設備(100)可支持的空間流的數量； 無線通信設備(100)的位置；從無線通信設備(100)至隨機接入傳輸指向的無線通信站(200 ) 的傳播路徑的角度；從無線通信設備(100)至隨機接入傳輸指向的無線通信站(2 00 ) 的傳播路徑的角度的角展度不確定性；隨機接入傳輸的先前傳輸的數量；所請求的數據速率。
5. 如權利要求1， 2, 3或4中所述的發射數據的方法，其中，第 一隨機接入傳輸包含無線通信站(200 )所持有的並且與無線通信設備(100)相關的存儲的參數的有效性的指示。
6. —種在無線通信站(200 )接收數據的方法，包括 從無線通信設備(100)接收第一隨機接入信號，第一隨機接入信號指示將被接收的數據；確定由第 一 隨機接入信號指示的數椐； 根據確定的數椐導出標識符；將標識符包含在發自無線通信站(200 )的隨後的傳輸中，以將無 線通信設備(100)標識為隨後的傳輸打算發往的接收方。
7，如權利要求6中所述的接收數據的方法，包括 根據確定的數據導出傳輸參數；和對於至無線通信設備(100)的傳輸使用導出的傳輸參數。
8. 如權利要求6或7中所述的接收數據的方法，包括使用標識符 來標識隨後接收的信號的源。
9. 如權利要求8中所述的接收數據的方法，其中，隨後接收的信 號是隨後接收的隨機接入信號。
10. 如權利要求6至9中任一個所述的接收數據的方法，其中，數 據包括以下的至少一種接收信號的信號質量；多個頻率或頻帶的信號質量；多個天線的信號質量；信道傳輸函數；在無線通信設備(100)處可用的接收天線的數量；無線通信站(200 )的標識符；預編碼矩陣；無線通信設備(100)可支持的空間流的數量； 無線通信設備(100)的位置；從無線通信設備(100)至無線通信站(200 )的傳播路徑的角度； 從無線通信設備(100)至無線通信站(00)的傳播路徑的角度的 角展度或不確定性；隨機接入傳輸的先前傳輸的數量； 所請求的數據速率。
11. 如權利要求6， 7, 8, 9或10中所述的接收數據的方法，其中， 第一隨機接入傳輸包括無線通信站(200 )所持有的並且與無線通信設 備(100)相關的存儲的參數的有效性的指示，該方法進一步包括響應 於該指示，根據存儲的參數控制與無線通信設備U00)隨後的通信'
12. 如權利要求11中所述的接收數據的方法，其中，控制隨後的 通信包括根據存儲的參數導出傳輸參數。
13. 如權利要求11或12中所述的接收數據的方法，其中，存儲的 參數包括以下的至少一種另一個標識符；無線發射或接收能力；支持的應用；支持的數據速率；天線的數量；服務質量等級；等待時間要求；資源分配要求。
14. 一種操作無線通信系統的方法，包括根據權利要求1至5中任 一個操作無線通信設備(100)和根據權利要求6-13中任一個操作無 線通信站(200 )。
15. —種用於發射數據的無線通信設備(100),包括 適於根據要發射的數據選擇信號的裝置U0);適於將選擇的信號作為第 一 隨機接入傳輸發射至無線通信站 (200 )的裝置(20);適於根據數據導出標識符的裝置(30);和適於使用該標識符來標識打算發往無線通信設備U00)的隨後接 收的信號的裝置(40)。
16. 如權利要求15中所述的無線通信設備(100)，包括適於將標 識符的指示包含在發自無線通信設備UOO)的隨後的傳輸中以標識傳 輸的源的裝置(50)。
17. 如權利要求16中所述的無線通信設備(100),其中，隨後的傳輸是隨後的隨機接入傳輸。
18，如權利要求15至17中任一個所述的無線通信設備(100),其中，數據包括以下的至少一種 接收信號的信號質量； 多個頻率或頻帶的信號質量； 多個天線的信號質量；信道傳輸函數；在無線通信設備處可用的接收天線的數量； 隨機接入傳輸指向的所選擇的無線通信站的標識符； 預編碼矩陣；無線通信設備可支持的空間流的數量； 無線通信設備的位置；從無線通信設備至隨機接入傳輸指向的無線通信站的傳播路徑的 角度；從無線通信設備至隨機接入傳輸指向的無線通信站的傳播路徑的 角度的角展度或不確定性；隨機接入傳輸的先前傳輸的數量； 所請求的數據速率。
19. 如權利要求15, 16， 17或18中所述的無線通信設備(100), 包括適於在第一隨機接入傳輸中包含無線通信站所持有的並且與無線 通信設備相關的存儲的參數的有效性的指示(60)的裝置(50)。
20. —種用於接收數據的無線通信站(200 )，包括 適於從無線通信設備接收第一隨機接入信號的裝置(110)，第一隨機接入信號指示將被接收的數據；適於確定由第一隨機接入信號指示的數據的裝置(140);適於根椐確定的數據導出標識符的裝置(130);適於將標識符包含在發自無線通信站的隨後的傳輸中，以將無線 通信設備標識為隨後的傳輸打算發往的接收方的裝置(150)。
21. 如權利要求20中所述的無線通信站(2 00 ),包括 適於根據確定的數據導出傳輸參數的裝置(190);和 適於對於至無線通信設備(100)的傳輸使用導出的傳輸參數的裝置(120)。
22. 如權利要求20或21中所述的無線通信站(200 ),包括適於使 用標識符來標識隨後接收的信號的源的裝置(140)。
23. 如權利要求22中所述的無線通信站(200 ),其中，隨後接收 的信號是隨後接收的隨機接入信號。
24. 如權利要求20至23中任一個所述的無線通信站(200 ),其中，數據包括以下的至少 一種接收信號的信號質量； 多個頻率或頻帶的信號質量； 多個天線的信號質量； 信道傳輸函數；在無線通信設備(100)處可用的接收天線的數量；無線通信站(200 )的標識符；預編碼矩陣；無線通信設備(100)可支持的空間流的數量； 無線通信設備(100)的位置；從無線通信設備(100)至無線通信站(200 )的傳播路徑的角度； 從無線通信設備(100)至無線通信站(00)的傳播路徑的角度的 角展度或不確定性；隨機接入傳輸的先前傳輸的數量； 所請求的數據速率。
25. 如權利要求20， 21， 22， 23或24中所述的無線通信站(200 ), 其中，第一隨機接入傳輸包括無線通信站(200 )所持有的並且與無線 通信設備(100)相關的存儲的參數(150)的有效性的指示，該無線 通信站(200 )進一步包括適於響應於該指示，根據存儲的參數控制與 無線通信設備(100)隨後的通信的裝置(150)。
26. 如權利要求25中所述的無線通信站(2 00 ),其中，適於控制 隨後的通信的裝置(150)適於根據存儲的參數導出傳輸參數。
27. 如權利要求25或26中所述的無線通信站(200 )，其中，存儲的參數包括以下的至少一種 另一個標識符； 無線發射或接收能力； 支持的應用； 支持的數據速率； 天線的數量； 服務質量等級； 等待時間要求； 資源分配要求。
28. —種無線通信系統，包括根據權利要求15至19中任一個的無線通信設備(100)和根據權利要求20-27中任一個的無線通信站。
全文摘要
數據通過如下步驟被從無線通信設備(100)發射根據將被發射的數據選擇信號，將選擇的信號作為隨機接入傳輸發射至無線通信站(200)，根據數據導出標識符，和使用該標識符來標識打算發往無線通信設備(100)的隨後接收的信號。數據通過如下步驟在無線通信站(200)被接收接收隨機接入信號，其指示將被接收的數據，確定由隨機接入信號指示的數據，根據確定的數據導出標識符，和將標識符包含在發自無線通信站(200)的隨後的傳輸中，以標識隨後的傳輸打算發往的接收方。
文檔編號H04W74/08GK101507136SQ200780031295
公開日2009年8月12日 申請日期2007年8月20日 優先權日2006年8月22日
發明者F·託薩託, M·P·J·巴克, T·J·莫爾斯利 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司