分派多路徑於耙式接收器分指的無線通信方法及系統的製作方法

2023-07-06 03:34:31 2

專利名稱：分派多路徑於耙式接收器分指的無線通信方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明有關耙式接收器(Rake receiver)架構。特別是，本發明有關指派引導多重路徑信號(pilot multi-paths)至耙式接收器分指(finger)。
背景技術：
在傳統第三代(3G)寬頻分碼多重存取(W-CDMA)系統中，基於單一或複數個數位訊號處理器(DSP)的耙式接收器(Rake receiver)是用來將基地臺(BS)及複數個無線傳輸及接收單元(WTRU)間的信號失真最小化。在這種寬頻分碼多重存取(W-CDMA)系統中，多重路徑信號的搜尋予以實施，藉以確保理想功率位準並進而改善接收特性。
另外，在利用複數個耙式接收器分指(finger)的耙式接收器(Rake receiver)中，快速且可靠的新多重路徑信號搜尋亦有其必要，藉以在各種衰減條件中獲得低失敗警訊/高檢測機率。對於任何給定無線傳輸及接收單元(WTRU)而言，有鑑於此，本發明的主要目便是基於建立優先級，在任何給定時刻，將最佳多重路徑信號指派至耙式接收器分指(finger)。另外，測量公差及誤差，特別是相位公差及誤差，亦需要予以考量。
有鑑於此，本發明的主要目的是提供一種耙式接收器分指(finger)指派及多重路徑信號搜尋程序，其更有效率且僅需較少資源，相較於傳統寬頻分碼多重存取(W-CDMA)系統。

發明內容
根據本發明，一種無線通信系統及方法是指派多重路徑信號至耙式接收器分指(finger)。耙式接收器分指指派資料庫被建立，其中，多重路徑信號是分類為已驗證群組及未驗證群組。已驗證群組是表示已被檢測到不止一次的多重路徑信號，且未驗證群組是表示未被檢測到一次以上的多重路徑信號。已驗證群組的多重路徑信號又分類為已指派次群組及未指派次群組。已指派次群組的各個多重路徑信號已指派至耙式接收器分指(finger)，且未指派次群組的各個多重路徑信號未指派至耙式接收器分指(finger)。
在測量間隔期間，各個最新測量的多重路徑信號會與耙式接收器分指指派資料庫的多重路徑信號進行比較。若最新測量的多重路徑信號未見於耙式接收器分指指派資料庫，則這個最新測量的多重路徑信號便可以加至耙式接收器分指指派資料庫。
各個多重路徑信號可以指派耙式接收器分指指派資料庫的各個目錄區(bin)。各個目錄區(bin)可以包括具有驗證旗標數據欄位的數據結構，其可以進行設定，進而表示多重路徑信號尚未驗證。若耙式接收器分指指派資料庫的多重路徑信號，其原本屬於未指派次群組，能夠與最新測量的多重路徑信號相配，則驗證旗標數據欄位便可以設定，進而表示多重路徑信號已經驗證。
耙式接收器分指指派資料庫的各個目錄區(bin)可以具有引導相位數據欄位、天線數據欄位、編碼數據欄位、平均信號強度數據欄位、指派旗標數據欄位、驗證旗標數據欄位、更新旗標數據欄位、指派耙式接收器分指數目數據欄位、及指派時間計數裝置數據欄位。


本發明的各種特徵及優點是利用較佳實施例，配合附圖被詳細說明如下，其中圖1是表示一種寬頻分碼多重存取(W-CDMA)系統的方塊圖，其具有根據本發明較佳實施例的耙式接收器分指指派架構；圖2是表示一種處理流程圖，其是根據本發明較佳實施例指派多重路徑信號至耙式接收器分指(finger)；圖3是表示一種耙式接收器分指指派資料庫架構的範例，其是根據本發明較佳實施例分類及處理掃描的引導多重路徑信號；圖4A及圖4B是表示一種處理流程圖，其是實時地維持圖3的耙式接收器分指指派資料庫；以及圖5是表示一種方法步驟流程圖，其是用以控制圖3的耙式接收器分指指派資料庫大小。
具體實施例方式
本發明提供一種耙式接收器分指集用池(pool)的資源管理策略及彈性耙式接收器結構的多重路徑信號搜尋實施策略。舉例來說，本發明可以用於無線分碼多重存取(W-CDMA)基地臺接收器特殊應用集成電路(ASIC)B節點處理器(NBP)，當應用於分頻雙工(FDD)情境的第一層(layer 1)時。分頻雙工(FDD)B節點處理器(NBP)具有與微控制器單元(MCU)界面的硬體路徑搜尋器(PS)。本發明提供一種耙式接收器分指指派及微控制器單元(MCU)路徑位置決定(PPD)的方法。
無線傳輸及接收單元(WTRU)包括、但不限於使用者設備(UE)、移動站、固定或移動訂戶單元、傳呼器、或能夠操作於無線環境的任何類型裝置。基地臺(BS)包括、但不限於基地臺、B節點、位置控制器、訪問點、或無線環境的任何界面裝置。
圖1是無線分碼多重存取(W-CDMA)系統100的方塊圖，其具有根據本發明方法建立的特殊應用集成電路(ASIC)耙式接收器分指指派架構。無線分碼多重存取(W-CDMA)系統100包括路徑搜尋器(PS)105、第一組微控制器單元界面寄存器110、微控制器單元(MCU)115、耙式接收器120、第二組微控制器單元界面寄存器125、總線仲裁器130、及共享隨機存取存儲器(SRAM)。
分頻雙工(FDD)B節點處理器包括路徑搜尋器(PS)105，最好能夠利用硬體實施，其是通過微控制器單元界面寄存器110與微控制器單元115界面。路徑搜尋器(PS)105是經由共享隨機存取存儲器(SRAM)135接收指令、並利用微控制器單元(MCU)135指揮。為提供彈性且絕佳的耙式接收器分指指派解答，耙式接收器分指指派處理的最後階段是利用微控制器單元(MCU)115實施。
無線分碼多重存取(W-CDMA)分頻雙工(FDD)標準是要求基地臺(BS)，經由無線傳輸及接收單元(WTRU)接收多重路徑信號的主動管理，維持與所有無線傳輸及接收單元(WTRU)的同步。耙式接收器分指指派算法的主要目的是經由任何時刻的最佳多重路徑信號的多樣組合以容許基地臺(BS)的最佳解調，以及，是經由最可靠方法檢測某引導消失或新引導出現以確保低失敗警告/高檢測機率。
為有效實施這個工作，分頻雙工(FDD)B節點處理器(NBP)具有路徑搜尋器(PS)，藉以在指定搜尋窗口內檢測引導的存在，並且指定搜尋窗口足以覆蓋預期路徑延遲。分頻雙工(FDD)B節點處理器(NBP)是利用基於彈性向量相關器(VC)的路徑搜尋器(PS)。
摘要接收器功能的一個問題是有關於多重路徑信號是否存在於特定編碼-天線組合的編碼相平面特定位置的最終判定。另一個問題則是有關多重路徑信號，若存在，是否應該指派至耙式接收器分指。為此，耙式接收器分指應該視為能夠處理單一天線-編碼組合的單一路徑的信號處理資源。這類信號處理資源是存在有限集用池，其需要進行管理以利用最有效方式完成信元中的無線傳輸及接收單元(WTRU)間的資源指派。
圖2是利用軟體及/或硬體的實施方式，指派引導多重路徑信號至耙式接收器分指的處理流程圖200。路徑搜尋排程器205接收較高層的信號、並提供排程數據至共享隨機存取存儲器(SRAM)135的第一部分210。共享隨機存取存儲器(SRAM)135的第一部分210的數據是利用路徑搜尋向量相關器柵215接收、並提供評估為啟始引導強度測量(PSM)處理220的輸出，其結果是儲存於共享隨機存取存儲器(SRAM)135的第二部分225、並提供至微控制器單元(MCU)115以利用路徑位置檢測處理230處理。分指指派(FA)處 235與路徑位置檢測彼此相關，藉以提供指派輸出至耙式接收器分指集用池。
如圖2所示，路徑搜尋排程器205及共享隨機存取存儲器(SRAM)135間的界面是以最快幀為基礎。共享隨機存取存儲器(SRAM)135及路徑搜尋向量相關器柵215間的界面是用以讀取排程數據。這個界面可以基於時槽地讀取各個時槽的排程數據，或者，這個界面亦可以同時讀取完整排程數據、並將排程數據預存於硬體。引導強度測量(PSM)處理220及共享隨機存取存儲器(SRAM)135間的界面是以時槽速率或能夠及時提供數據的任何速率為基礎。共享隨機存取存儲器(SRAM)135及路徑位置檢測(PPD)230處理間的界面是使啟始引導強度測量(PSM)處理220在單一幀期間寫入的所有數據，亦能夠在單一幀期間讀取。然而，實時要求並不盡然限制於時槽時脈。
路徑搜尋排程器205的主要目的是確保路徑搜尋器(PS)能夠全力搜尋引導多重路徑信號。路徑搜尋排程器205是針對路徑搜尋器(PS)的無線傳輸及接收單元(WTRU)天線及編碼搜尋表列排程，藉以用於路徑搜尋器(PS)的測量。這個排程必須確保搜尋表列始終都是填滿的，進而確保路徑搜尋器(PS)絕對不會閒置。這個搜尋表列是經由無線傳輸及接收單元(WTRU)的搜尋組產生。雖然利用路徑搜尋器硬體105搜尋的實際編碼及天線將會以時槽為基礎地改變，但是搜尋排程數據本身應該只會在不止一個無線連結出現變動時改變。因此，任何排程數據更新均會發生在幀邊界。另外，由於搜尋排程數據更新通常是經由系統架構的改變造成，因此，這些搜尋排程數據更新亦可能會明顯放緩。
任何特定引導的搜尋速率是取決於需要搜尋的引導多重路徑信號的整體數目。路徑搜尋器(PS)具有足夠數量的搜尋硬體，藉以在系統負載最大數目的無線傳輸及接收單元(WTRU)時支持最小服務品質(QoS)。另外，在系統未負載最大數目的無線傳輸及接收單元(WTRU)時，無線傳輸及接收單元(WTRU)可以接收最小服務品質(QoS)以上的較佳服務品質(QoS)。因為這個排程是利用微控制器單元(MCU)控制，特定無線傳輸及接收單元(WTRU)亦可以指派較佳搜尋排程數據，藉以得到較佳服務品質(QoS)。這些選擇條件可以基於各種因子，其包括、但不限於經營者給予特定使用者的偏好條件。
本發明處理200的功能是確保無線傳輸及接收單元(WTRU)組的所有無線傳輸及接收單元(WTRU)均可以測量其接收多重路徑信號的相位及強度。任何多重路徑信號是驗證以確保數據可靠性，並，回報至分指指派算法。這個驗證的實施是隨時間過濾觀察多重路徑信號的接收信號，並，傳送最小信號強度臨界值。
在收到路徑搜尋器(PS)105的搜尋結果時，多重路徑信號會根據目前多重路徑信號組分類至耙式接收器分指指派資料庫。根據目前多重路徑信號組的這個分類是由基地臺(BS)已知的某個無線傳輸及接收單元(WTRU)多重路徑信號組開始。這個分類處理包括辨別最新多重路徑信號是否匹配耙式接收器分指指派資料庫的現有多重路徑信號。若最新多重路徑信號已經存在於耙式接收器分指指派資料庫，則更新最新多重路徑信號的信號強度及相位預測。若最新多重路徑信號是新的多重路徑信號，則將這個多重路徑信號加至耙式接收器分指指派資料庫，藉以用於接下來的信號處理。
啟始處理需要檢查目前時槽的所有向量相關器柵輸出。對於各個無線傳輸及接收單元(WTRU)-天線組合而言，最佳候選者是予以識別並寫入共享隨機存取存儲器(SRAM)，且其餘測量是予以忽略。這個動作的目標是限制至共享隨機存取存儲器(SRAM)135，及，由共享隨機存取存儲器(SRAM)135至路徑位置檢測(PPD)處理230的界面負載，藉以使界面負載，對於遺失相關測量的機率，能夠具有可忽略的效應。本發明處理200是利用路徑位置檢測(PPD)處理230完成，其是根據輪流平均(round-robin)搜尋順序，搜尋無線傳輸及接收單元(WTRU)組的所有無線傳輸及接收單元(WTRU)的多重路徑信號。資料庫維持是實施於搜尋組。過濾是實施於引導測量，藉以確保高測量可靠性，舉例來說，低失敗警告機率及高檢測機率。時間多樣性的累積是實施於所有候選者以提供衰減效能公差。當找到強烈多重路徑信號時，多重路徑信號應該在向分指指派算法發表存在可用多重路徑信號前先行驗證。引導組維持是以不大於每個時槽一次的速率實施。
這個分指指派是利用耙式接收器的可變數目分指完成。為利用固有的空間-時間多樣性，分頻雙工(FDD)B節點處理器(NBP)晶片組的較佳實施例最好能夠利用能夠指派高達64個無線傳輸及接收單元(WTRU)的可變數目分指的耙式接收器架構。另外，接收多重路徑信號至可用耙式接收器分指的動態指派及維持是稱為分指指派。
根據本發明，分指指派的完成包括預測無線傳輸及接收單元(WTRU)組的所有引導多重路徑信號的強度及相位，及識別最佳多重路徑信號以提供最佳檢測。根據本發明的較佳實施例，無線傳輸及接收單元(WTRU)組最好可以包含高達64個無線傳輸及接收單元(WTRU)及高達6個天線的記錄。基本上，分指指派是接收多重路徑信號的資料庫維持工作。在發生任何指派前，多重路徑信號必須先行取得、解析、分類。取得多重路徑信號的處理是基於無線傳輸及接收單元(WTRU)組的引導多重路徑信號搜尋(如本發明處理200所述)的連續搜尋處理。更新的耙式接收器分指指派資料庫是掃描以決定最佳多重路徑信號，進而指派至耙式接收器分指。若某個多重路徑信號是不同於已指派的多重路徑信號，則最新多重路徑信號的指派便得以完成。
在分指指派的分類中，資料庫管理可以選自能夠提供分指指派數據的任何信號處理。隨即，這個數據是用以提供最佳分指指派。利用路徑搜尋器檢測的最佳多重路徑信號是指派指可用耙式接收器分指，藉以確保最佳解調效能。另外，在指派以前實施多重路徑信號過濾及驗證，及，在耙式接收器指派時排除瞬時多重路徑信號，引導多重路徑信號便可以確保其可靠性。另外，耙式接收器的多重路徑信號指派及移除應該予以管理，藉以使分指指派的速率不會大於每個幀一次。
路徑搜尋排程器205是針對無線傳輸及接收單元(WTRU)天線及編碼搜尋表列排程，藉以用於路徑搜尋器(PS)的測量。當無線傳輸及接收單元(WTRU)移動時，基地臺(BS)接收的各個多重路徑信號強度及相位亦可能根據無線傳輸及接收單元(WTRU)位置而改變。另外，基地臺(BS)是基於各個無線傳輸及接收單元(WTRU)的引導多重路徑信號的強度測量，進而做出分指指派的決策。
由於改變的頻道條件，給定時刻的各個引導多重路徑信號的強度測量本身即不可靠。舉例來說，引導多重路徑信號可能會在測量時間內出現衰減，或，引導多重路徑信號可能會因幹擾噪聲而變暗及無法檢測，或，引導多重路徑信號可能是瞬時多重路徑信號。或者，失敗警告可能會傳遞於系統間。為得到可靠測量，幾個測量結果亦需要列入考量，其是實施於預期都卜勒衰減以上的時間長度。另外，測量間隔應該使各個取樣，統計上，無關於頻道條件。如此，測量結果便可以具有低失敗機率及高檢測機率。
路徑搜尋器(PS)是連續搜尋無線傳輸及接收單元(WTRU)組的給定引導的多重路徑信號。隨後，搜尋器結果利用微控制器單元(MCU)，以每個時槽一次的平均速率處理，並且，單一幀產生的所有搜尋器結果最好能夠在單一幀中處理。搜尋順序是基於預定算法建立，且能夠考量無線傳輸及接收單元(WTRU)的較高層信息及更快速地搜尋具有較高優先級的無線傳輸及接收單元(WTRU)。
微控制器單元(MCU)是程序共享存儲器的搜尋順序，且，路徑搜尋器是利用輪流平均(round-robin)方式，連續搜尋這個搜尋表列，除非這個搜尋表列已經因為無線傳輸及接收單元(WTRU)組的調整或搜尋順序的改變而調整。因此，維持這個搜尋表列的負擔將會反應搜尋順序或無線傳輸及接收單元(WTRU)組內容的改變而逐漸遞增。
引導強度測量的資料庫管理是經由掃描多重路徑信號的分類及處理達成。對於各個引導而言，基於接收多重路徑信號的相對偽幹擾噪聲(PN)相位，目錄區(bin)予以建立。分類是將類似多重路徑信號群組至相同目錄區(bin)，及將全新多重路徑信號指派至全新目錄區(bin)的處理。目錄區(bin)是形成耙式接收器分指指派資料庫。
在耙式接收器分指指派資料庫中，多重路徑信號是分類為兩個群組，亦即已驗證群組及未驗證群組。已驗證及未驗證多重路徑信號是用以更新耙式接收器分指指派資料庫。已驗證群組是表示被檢測到不止一次的引導多重路徑信號組，且因此，多重路徑信號為失敗警告的機率極低。這個群組是用於分指指派。未驗證群組是表示未被檢測到一次以上的引導多重路徑信號組。未驗證群組是表示多重路徑信號尚未確認為失敗警告或尚未確認為全新強烈多重路徑信號的可能引導多重路徑信號。對於未驗證群組的各個多重路徑信號而言，多重路徑信號極可能是失敗警告，且，多重路徑信號亦可能是全新強烈多重路徑信號。
在耙式接收器分指指派資料庫中，已驗證多重路徑信號更進一步分類為兩個子群組，亦即已指派子群組及未指派子群組。未指派子群組是未指派至某個耙式接收器分指的多重路徑信號子組。因此，已指派子群組的多重路徑信號是直接經由耙式接收器分指接收更新數據。由於耙式接收器分指的數據是經常可用且較為可靠(經由連續追蹤的鎖定信號)，因此，已指派子群組數據將可以成為平均多重路徑信號強度及相對相位的較佳預測。
圖3是表示耙式接收器分指指派資料庫300的較佳實施架構，其是根據本發明較佳實施例分類及處理掃描的引導多重路徑信號。關連於各個多重路徑信號的資料庫項目是放置於各個目錄區(bin)3051至305N，其數據結構具有引導相位數據欄位310、天線數據欄位315、編碼數據欄位320、平均信號強度數據欄位325、指派(ASSIGNED)旗標數據欄位330、驗證(VERIFIED)旗標數據欄位335、更新(UPDATE)旗標數據欄位340、指派耙式接收器分指數目(ARFN)數據欄位345、及指派時間計數器(ATC)數據欄位350。
在耙式接收器分指指派資料庫300中，引導相位數據欄位310、天線數據欄位315、及編碼數據欄位320是協助獨一無二地識別各個多重路徑信號。平均信號強度數據欄位325的內容是分指指派決策的度量。驗證旗標數據欄位335的內容是表示多重路徑信號是否已被檢測到不止一次(經由多樣性檢測驗證)。指派旗標數據欄位330的內容是表示多重路徑信號是否已經指派至某個耙式接收器分指。更新旗標數據欄位340的內容是表示無線傳輸及接收單元(WTRU)的數據已經在耙式接收器分指指派資料庫300的最後一次檢查(利用分指指派處理達成)後更新。
下文中，jd是表示多重路徑相對相位，且，Sd是表示耙式接收器分指指派資料庫300的引導相位數據欄位310及平均信號強度數據欄位325的資料庫項目的信號強度。
每當測量間隔開始時，當路徑搜尋器(PS)105傳送掃描無線傳輸及接收單元(WTRU)表列的結果時，對於各個候選多重路徑信號而言，這個表列均會在耙式接收器分指指派資料庫300中搜尋類似多重路徑信號的存在。若候選多重路徑信號並不存在，則這個候選多重路徑信號是加至耙式接收器分指指派資料庫300，且，驗證旗標數據欄位335是設定成未驗證。另外，多重路徑信號的相對相位jd是更新於耙式接收器分指指派資料庫300的各個引導相位數據欄位310，且，平均信號強度Sd是根據下列條件更新，其驗證旗標數據欄位335是設定成已驗證Sd＝αSd+(1-α)Sr等式(1)若候選多重路徑為已指派群組的成員，則耙式接收器分指回報的信號強度是取代Sd。若多重路徑信號的驗證旗標數據欄位335設定成未驗證，則驗證旗標數據欄位335是設定成已驗證，且，耙式接收器分指指派資料庫300的平均信號強度Sd是根據下列條件更新
Sd＝(Sd+Sr)/2 等式(2)其中，r及Sr是表示多重路徑信號的相對相位及信號強度，且，α是表示過濾器時間常數。
若候選多重路徑信號是已指派子群組的成員，則等式(1)所示的相同更新條件是同樣適用，除了r及Sr是表示耙式接收器分指追蹤迴路直接得到的多重路徑相對相位及信號強度信息，且，α是表示過濾器時間常數。
對於多重路徑信號已存在於耙式接收器分指指派資料庫300、但卻不是目前接收表列部分的無線傳輸及接收單元(WTRU)300而言，信號強度是根據下列條件更新Sd＝αSd等式(3)最終，對於各個更新的多重路徑信號而言，更新旗標數據欄位是設定成」已更新」。
由於多重路徑信號的相對位置可能改變，因此，部分多重路徑信號可能會經由同點合併或發散。因此，當耙式接收器分指指派資料庫300更新時，耙式接收器分指指派資料庫300的元素必須要重新調解。若多重路徑信號發散，則這些多重路徑信號將會視為全新的多重路徑信號。因此，這些多重路徑信號，在正常操作程序中，將會被標幟為全新路徑。
然而，若多重路徑信號合併，則呼叫合併處理，藉以將合併多重路徑信號組合成單一多重路徑信號。對於兩個欲合併的多重路徑信號而言，這些多重路徑信號必須具有相同的天線及編碼組合，且，這些多重路徑信號間的相對相位最好至多Kpsm個刻度(tick)(8個刻度(tick)等於一個缺(chip))。Kpsm是可程序參數。利用上述條件，至多兩個多重路徑信號可以合併，只要這些多重路徑信號均已驗證。下列程序是用以更新兩合併多重路徑信號的相對相位及信號強度，若兩個多重路徑信號的更新旗標數據欄位均設定為」已更新」。
d＝(d(1)+d(2))/2 等式(4)Sd＝(Sd(1)+Sd(2))/2 等式(5)其中，d(j)及Sd(j)是表示合併多重路徑信號的信號強度及相對相位，其中，j＝1，2。最後，耙式接收器分指指派資料庫的所有多重路徑信號的更新信號強度是相對於幹擾噪聲基準臨界值(NF)地檢查。信號強度小於幹擾噪聲基準臨界值的多重路徑信號是由耙式接收器分指指派資料庫300移除。移除多重路徑信號的處理是控制資料庫大小，且因此，控制資料庫儲存及資料庫處理的存儲器數量及微處理器循環配置，的關鍵動作。若耙式接收器分指指派資料庫移除某個已指派多重路徑信號，則指派至這個多重路徑信號的耙式接收器分指便會立即成為未指派且予以釋放。
包括數個多重路徑信號的特別」胖」多重路徑信號是可以利用，藉此，路徑位置是編碼相位的範圍、而非單一數值。多重路徑信號的相位計算是指派這個」胖」多重路徑信號可用的一組信號強度測量{Si}，藉以使測量相位彼此間隔1個缺口(chip)，且，全部位於路徑位置範圍內。隨後，多重路徑信號的信號強度是表示為∑iSj等式(6)每當識別」胖」多重路徑信號，分指指派算法便要決定是否應該設置資源以接收這個多重路徑信號。這個決定的條件是給定的。若決定是應該接收這個」胖」多重路徑信號，則耙式接收器分指是根據下列方式指派至這個」胖」多重路徑信號。以彼此間隔1個缺口(chip)的速率，一組耙式接收器分指是選定並指派至這個」胖」多重路徑信號。指派耙式接收器分指的數目應該足以覆蓋路徑位置範圍。耙式接收器分指的編碼追蹤迴路是中斷，藉以使耙式接收器分指的位置不會改變。
分指指派決定及分指重新指派決定是以幀速率實施。分指指派的目的是利用最佳方式，將許多可用的多重路徑信號指派至耙式接收器分指。各個無線傳輸及接收單元(WTRU)至少會指派一個耙式接收器分指，且，其餘的多重路徑信號會最佳化地指派至其它耙式接收器分指，藉以平衡無線傳輸及接收單元(WTRU)間的聚集功率。需要注意的是，某個無線傳輸及接收單元(WTRU)的最強多重路徑信號可能會遠超過其它無線傳輸及接收單元(WTRU)的聚集多重路徑信號。
分指指派算法的啟始問題是在候選多重路徑信號位置及關連觀察功率的小表列出現前，特定數量的前處理便已經實施。這個輸入是常態提供，且，觀察功率是僅在單一觀察間隔內測量。
分指指派算法的實施是基於已驗證多重路徑信號。這個分指指派是假設任何已驗證多重路徑信號均會具有足夠信號強度，藉以保證分指指派的可能性。這個分指指派的決策是利用下列數量，其包括Kep是保留為」緊急集用池」的耙式接收器分指數目。耙式接收器分指(緊急集用池)的數目最好是小數目，其可以用於隨機存取頻道(RACH)訊息的接收。KT是可用的耙式接收器分指數目。若耙式接收器分指數目是足以適應所有已驗證多重路徑信號，則這些多重路徑信號便可以指派至這些耙式接收器分指。否則，這個分指指派便會根據下列條件實施(1)對於各個無線傳輸及接收單元(WTRU)而言，所有已驗證多重路徑信號是由最強至最弱信號強度地依序放置。
(2)產生(KT-Kep)項目的分指指派表格，且，各個無線傳輸及接收單元(WTRU)的最強多重路徑信號候選者是指派至某個耙式接收器分指。
(3)決定已指派不到Nhyst個幀(可程序數值)且迄今未予考量的所有目前已指派多重路徑信號，及，將這些多重路徑信號加至分指指派表格。假設耙式接收器分指是包含具有基於幀順序的啟始到達(pull-in)時間的算法，則多重路徑信號指派，若最近已指派的話，最好能夠不要改變。因此，計數器Nhyst便可以維持，進而追蹤分指指派時間及提供部分磁滯。此時，多重路徑信號強度應該評估以確保指派的正確性。
(4)重複實施下列處理，直到所有耙式接收器分指用盡(A)計算分指指派表格的各個無線傳輸及接收單元(WTRU)的所有已指派多重路徑信號的聚集強度；
(B)利用聚集強度尋找數個(最好是2個)最弱的無線傳輸及接收單元(WTRU)，最弱的無線傳輸及接收單元(WTRU)是WTRU1、次弱的無線傳輸及接收單元(WTRU)是WTRU2、以此類推。
(C)對於最弱無線傳輸及接收單元(WTRU1)的未指派多重路徑信號而言，繼續指派次強的多重路徑信號，直到聚集強度超過次弱無線傳輸及接收單元(WTRU2)的聚集強度。
(5)根據全新分指指派表格指派及解除指派耙式接收器分指，藉以確保已指派耙式接收器分指均不會被幹擾。
(6)更新所有多重路徑信號的指派旗標數據欄位，藉以反映指派條件。
分指集用池大小為系統設計的函數。較佳者，384個分指功能是採用，其分別切割為具有192個分指功能的兩個群組。任何無線傳輸及接收單元(WTRU)的所有耙式接收器分指必須指派至相同群組。因此，兩個獨立的分指管理程序予以維持，其分別用於約略相同數目的無線傳輸及接收單元(WTRU)，且，分別具有其緊急集用池。由於這種架構可能需要執行上述程序兩次，因此，這個處理可以簡化，因為各個集用池的管理資源數目會縮小2倍。
有鑑於此，分指指派會需要將接收信號分類為已驗證群組及未驗證群組。另外，根據各個信號是否指派給某個耙式接收器分指，已驗證群組的多重路徑信號亦會分類為已指派多重路徑信號及未指派多重路徑信號，且，已指派多重路徑信號是直接更新以提供平均多重路徑信號強度及相對相位的預測。隨後，已指派多重路徑信號是選擇一個耙式接收器分指，藉以實施信號處理。無線傳輸及接收單元(WTRU)的信號是由接收可能信號源的集用池中，具有最弱的最大驗證接收信號的信號源開始排序。多重路徑信號是指派至具有最弱的最大驗證接收信號的信號源。在具有最弱的最大驗證接收信號的信號源指派後，多重路徑信號是指派至具有次弱的最大驗證接收信號的信號源。這個處理是以各個信號源的多重路徑信號的最大強度的相反順序重複實施。
圖4A及圖4B是表示根據本發明方法的耙式接收器分指集用池及路徑搜尋處理400的流程圖。在步驟405中，耙式接收器分指指派資料庫300予以建立。在步驟410中，耙式接收器分指指派資料庫300的多重路徑信號是分類為已驗證群組及未驗證群組。在步驟415中，已驗證群組的多重路徑信號是分類為已指派子群組及未指派子群組。在耙式接收器分指指派資料庫300中，各個多重路徑信號表列，在發生測量間隔時利用路徑搜尋器(PS)105傳送(步驟420)，是在耙式接收器分指指派資料庫300中搜尋，藉以找到類似多重路徑信號的存在。若多重路徑信號尚未存在於耙式接收器分指指派資料庫300，則這個多重路徑信號是加至耙式接收器分指指派資料庫300的某個目錄區(bin)(步驟435)，且，這個目錄區(bin)的驗證旗標數據欄位335是設定成未驗證(步驟440)。若多重路徑信號已經存在於耙式接收器分指指派資料庫300，則檢查這個目錄區(bin)的指派旗標數據欄位330(步驟445)，藉以決定這個多重路徑信號是否屬於已指派子群組或未指派子群組的成員。若這個多重路徑信號不是已指派子群組的成員，且，驗證旗標數據欄位335是設定成已驗證，則相對相位d及多重路徑信號的平均信號強度Sd是根據等式(1)及等式(2)更新(步驟450)，且，更新旗標數據欄位340是設定成已更新(步驟455)。若這個多重路徑信號的驗證旗標數據欄位335是設定成未驗證，則驗證旗標數據欄位335是設定成已驗證(步驟465)，且，相對相位d及多重路徑信號的平均信號強度Sd是根據等式(3)及等式(4)更新(步驟470)，且，更新旗標數據欄位340是設定成已更新(步驟475)。
圖5是表示一種處理500的方法步驟流程圖，藉以控制耙式接收器分指指派資料庫300的大小。在步驟505中，耙式接收器分指指派資料庫300的各個多重路徑信號的已更新信號強度是與預定幹擾噪聲基準臨界值(NF)比較。在步驟510中，若多重路徑信號的信號強度是判定為小於預定幹擾噪聲基準臨界值(NF)，則耙式接收器分指指派資料庫300是移除這個多重路徑信號(步驟515)。移除多重路徑信號的處理是控制資料庫大小，且因此，控制資料庫儲存及資料庫處理的存儲器數量及微處理器循環配置，的關鍵動作。若耙式接收器分指指派資料庫移除某個已指派多重路徑信號，則指派至這個多重路徑信號的耙式接收器分指便會立即成為未指派且予以釋放(步驟520)。
根據本發明，在通用行動電話系統(UMTS)B節點的分頻雙(FDD)模式的路徑搜尋及分指指派方法中，為解決接收器的路徑搜尋及分指管理問題，所謂的連續比例測試(SRT)可以採用。為此，大部分接收器功能是足以摘要。連續比例測試(SRT)的處置是基於下列出版品」Discrete StochasticProcesses」，by R.G.Gallager，Kluwer Academic Publisher，1996，Boston，MA。連續比例測試(SRT)完成的一項工作是將長期」存儲器」加入連續多重路徑信號的功率觀察處理。
本發明是適用於下列系統，包括無線工商協會(ARIB)、通用行動電話系統(UMTS)、分碼多重存取(CDMA)、及分碼多重存取二千(CDMA 2000)。雖然本發明是配合較佳實施例詳細說明，但是，熟悉本技術的人員亦可以改變其形式及細節。另外，雖然較佳實施例是配合寬頻分碼多重存取(W-CDMA)系統詳細說明，諸如利用分頻雙工(FDD)模式的第三代合作計劃(3GPP)，但是，這些較佳實施例亦可以適用於混合式分碼多重存取(CDMA)/分時多重存取(TDMA)通信系統。另外，部分較佳實施例可以適用於分碼多重存取(CDMA)系統，其通常會利用光束成型，諸如第三代合作計劃(3GPP)寬頻分碼多重存取(W-CDMA)的分時雙工(TDD)模式。舉例來說，即使較佳實施例是配合分時雙工(TDD)情境的第1層(layer 1)詳細說明，本發明亦可以適用於無線工商協會(ARIB)、通用行動電話系統(UMTS)、分碼多重存取(CDMA)、及分碼多重存取二千(CDMA 2000)。
雖然本發明已利用較佳實施例詳細說明如上，但是，熟悉本技術的人員亦可以在不違背本發明精神及範圍的前提下，改變其形式及細節。因此，本發明的保護範圍是以本申請權利要求範圍為準。
權利要求
1.一種無線通信方法，用以指派多重路徑至耙式接收器分指，該方法包括下列步驟(a)建立一耙式接收器分指指派資料庫；(b)將該資料庫中的複數個多重路徑信號分類為一已驗證群組及一未驗證群組，其中，該已驗證群組包含已被檢測到不止一次的多重路徑信號，且該未驗證群組是表示未被檢測到一次以上的多重路徑信號；以及(c)將該已驗證群組中的多重路徑信號分類為一已指派次群組及一未指派次群組，其中，該已指派次群組中的各個多重路徑信號已指派至一耙式接收器分指，且該未指派次群組中的各個多重路徑信號未指派至一耙式接收器分指。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於還包括下列步驟(d)比較各多重路徑信號的信號強度及一預定幹擾噪聲基準臨界值；以及(e)若該多重路徑信號的信號強度小於該預定幹擾噪聲基準臨界值，由該資料庫中移除該多重路徑信號。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於，若移除的多重路徑信號分類至該已指派群組，該耙式接收器分指不再指派至移除的多重路徑信號。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於還包括下列步驟(d)在一測量間隔期間，接收複數個最新測量的多重路徑信號；(e)比較各個最新測量的多重路徑信號及該資料庫中的多重路徑信號；以及(f)若一最新測量的多重路徑信號未見於該資料庫，將該最新測量的多重路徑信號加至該資料庫。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，各多重路徑信號被指派在該資料庫中的一各自目錄區，該目錄區包括具有一驗證旗標數據欄位的一數據結構，其中步驟(F)還包括下列步驟設定該驗證旗標數據欄位，藉以表示該多重路徑信號尚未驗證。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，各多重路徑信號是被指派在該資料庫中的一目錄區，該目錄區包括具有一驗證旗標數據欄位的一數據結構，該方法還包括下列步驟(d)在一測量間隔期間，接收複數個最新測量的多重路徑信號；(e)比較各最新測量的多重路徑信號及該資料庫中的多重路徑信號；以及(f)若該資料庫中的一多重路徑信號，其原本屬於該未指派次群組，與一最新測量的多重路徑信號相配，設定該驗證旗標數據欄位，藉以表示該最新測量的多重路徑信號已經驗證。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，各多重路徑信號是被指派在該資料庫中的一各自目錄區，該目錄區包括一數據結構，其具有一數據欄位以表示該各個多重路徑信號的引導相位。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，各個多重路徑信號是被指派在該資料庫中的一各自目錄區，該目錄區包括一數據結構，其具有一數據欄位以表示該多重路徑信號的平均信號強度。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，各多重路徑信號是被指派在該資料庫中的一各自目錄區，該目錄區包括一數據結構，其具有一數據欄位以辨識一指派耙式接收器分指。
10.一種無線通信系統，用以指派多重路徑信號至耙式接收器分指，該系統包括(a)一耙式接收器分指指派資料庫；(b)一裝置，用以將該資料庫中的複數個多重路徑信號分類為一已驗證群組及一未驗證群組，其中，該已驗證群組包含已被檢測到不止一次的多重路徑信號，且該未驗證群組包含未被檢測到一次以上的多重路徑信號；以及(c)一裝置，用以將該已驗證群組的多重路徑信號分類為一已指派次群組及一未指派次群組，其中，該已指派次群組的各多重路徑信號已指派至一耙式接收器分指，且該未指派次群組的各多重路徑信號未指派至一耙式接收器分指。
11.如權利要求10所述的系統，其特徵在於還包括(d)一比較裝置，用以比較各多重路徑信號的信號強度及一預定幹擾噪聲基準臨界值；以及(e)一移除裝置，若該多重路徑信號的信號強度小於該預定幹擾噪聲基準臨界值，用以由該資料庫中移除該多重路徑信號。
12.如權利要求11所述的系統，其特徵在於，若該移除的多重路徑信號被分類至該已指派次群組，該耙式接收器分指不再被指派至該移除的該多重路徑信號。
13.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，在一測量間隔期間，複數個最新測量的多重路徑信號被接收，該系統還包括(d)一裝置，用以比較各最新測量的多重路徑信號及該耙式接收器分指指派資料庫中的多重路徑信號；以及(e)一裝置，若該最新測量的多重路徑信號未見於該資料庫，用以將最新測量的多重路徑信號加至該資料庫。
14.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，各多重路徑信號是被指派在該資料庫中的一各自目錄區，該目錄區包括具有一驗證旗標數據欄位的一數據結構，其中，該驗證旗標數據欄位被設定，藉以表示該多重路徑信號尚未驗證。
15.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，各多重路徑信號是被指派該資料庫中的一各自目錄區，該目錄區包括具有一驗證旗標數據欄位的一數據結構，且在一測量間隔期間，複數個最新測量的多重路徑信號被接收，該系統還包括(d)一裝置，比較各最新測量的多重路徑信號及該資料庫中的多重路徑信號；以及(e)一裝置，用以設定該驗證旗標數據欄位，藉以表示多重路徑信號已經驗證，若該資料庫的一多重路徑信號，其原本屬於該未指派次群組，與該最新測量的多重路徑信號相配。
16.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，各多重路徑信號是被指派該資料庫的一各自目錄區，該目錄區包括一數據結構，其具有一數據欄位以表示該多重路徑信號的引導相位。
17.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，各多重路徑信號是被指派該資料庫的一各自目錄區，該目錄區包括一數據結構，其具有一數據欄位以表示該多重路徑信號的平均信號強度。
18.如權利要求10所述的系統，其特徵在於，各多重路徑信號是指被派該資料庫的一各自目錄區，該目錄區包括一數據結構，其具有一數據欄位以辨識一指派耙式接收器分指。
19.如權利要求11所述的系統，其特徵在於，該系統是一基於時槽的系統，且該測量間隔是逐幀地發生。
20.一種無線通信系統，用以指派多重路徑至耙式接收器分指，該系統包含(a)一路徑排程器，以維持一引導多重路徑表；(b)一處理器，其與所述路徑排程器通信；以及(c)一存儲器裝置，其與所述處理器及所述路徑排程器通信，其中所述存儲器裝置具有一第一部份與一第二部分，所述第一部份用於儲存所述處理器上所執行的一引導路徑搜尋過程的結果，而所述第二部分用於儲存所述處理器上所執行的一引導信號測量的結果。
全文摘要
一種無線通信系統及方法，用以指派多重路徑信號至耙式接收器分指(finger)。耙式接收器分指指派資料庫予以建立，其中，多重路徑信號是分類為已驗證群組及未驗證群組。各個多重路徑信號被指派至耙式接收器分指指派資料庫的各個目錄區(bin)。各個目錄區(bin)具有引導相位數據欄位、天線數據欄位、編碼數據欄位、平均信號強度數據欄位、指派旗標數據欄位、驗證旗標數據欄位、更新旗標數據欄位、指派耙式接收器分指數目數據欄位、及指派時間計數裝置數據欄位。已驗證群組的多重路徑信號又分類為已指派次群組及未指派次群組。在測量間隔期間，各個最新測量的多重路徑信號會與耙式接收器分指指派資料庫的多重路徑信號進行比較並據以處理。
文檔編號H04B1/707GK1864341SQ200480006548
公開日2006年11月15日 申請日期2004年3月11日 優先權日2003年3月13日
發明者亞力山大·瑞茨尼克, 尤根德拉·夏 申請人:美商內數位科技公司