補償多路徑方法

2023-08-10 17:24:11 4

專利名稱：補償多路徑方法
技術領域：
本發明有關無線通信服務。
背景技術：
近二十年來已經出現對於無線通信服務而言，在形式與要求雙方面都有了空 前的發展。現在無線聲音通信服務，包含蜂巢式電話、個人通信服務(PCS)，以 及其它相似的系統也提供幾乎無所不及的覆蓋。用於這種網絡的基礎建設也已經 在美國、歐洲與其它世界工業區域最多居民的地方所建設，所述基礎建設往往並 非只有一種，而是能夠提供居民選擇的多種服務。
對於接取網際網絡及服務與其所提供大量服務與特徵的要求而言，電子與計 算機工業的持續成長也對其提供貢獻。這種利用計算機設備的增殖現象，特別是 可傳導式的變化，包含膝上型計算機、手持式個人數字助理(PDAs)、具有網際 網絡功能的蜂巢式電話與類似的裝置，已經造成對於無線數據接取需求的對應增 加。
雖然蜂巢式電話與個人通信服務(PCS)網絡已經被廣泛地使用，這些系統
最初並非都預期用於運送數據訊務。做為替代，與用於網際網絡通信所需要的爆 炸模式數字通信協議相比之下，這些網絡則設計為有效率地支持連續性的模擬信 號。同樣也需要考慮聲音通信需要大概三千赫茲(kHz)的通信頻道頻寬。然而， 像是網絡瀏覽等有效網際網絡通信所一般能夠接受的則是每秒至少56千位 (kbps)或更高的數據傳輸率。
此外，數據訊務本身所具備的本質與聲音通信的本質不同。聲音需要一種連 續性的完整雙工連接；也就是說，連接一端的用戶預期可以連續地對所述連接另
一端用戶進行傳輸與接收，在同時，在另一端的用戶也可以進行傳輸與接收。然 而一般來說，通過網際網絡進行網頁接取則具有爆炸性目的的性質。 一般來說， 遠程客戶端計算機的用戶具體指明像是位在某一網頁伺服器上的計算機文件地
址。此請求接著被格式化為相對短的數據信息，其長度一般小於1000位組。所述 連接的另一端，像是在所述網絡中的網頁伺服器，接著便利用所述請求數據文件 進行響應，其可能是從10千位組至數百萬位組的文字、影像、影片、聲音數據或 其結合的數據。因為在所述網際網絡本身之中的固有延遲性，用戶通常預期在開 始將請求內容遞送至用戶本身之前只有數秒或稍多的延遲。而一旦內容開始被遞 送之後，在指定下載的次一頁面之前，所述用戶可以花上數秒或數分鐘進行觀看、 閱讀所述頁面內容。
此外，聲音網絡得建設則支持高傳導性的使用；也就是說，其考慮到支持具 有高速形式傳導性的極端長度，而在沿著公路進行高速傳導時，維持根據蜂巢式 或個人通信服務(PCS)網絡的聲音用戶連接。然而，膝上型計算機的用戶則是相 對固定的，像是設立於桌上。因此，對於支持數據接取而言， 一般上並不需要在 蜂巢對蜂巢式或是蜂巢內部高速傳導中，用於無線聲音網絡所考量的臨界值。
(3)

發明內容
應所述了解的是，現有無線基礎設施組件的翻新，可以更有效率地調和 無線數據。—對於具有高數據傳輸率，但低傳導性的新類別用戶所實作的額外 功能，應必須向後適應於現有具有低數據傳輸率，高傳導性用戶的功能。這 將允許利用相同的頻率分配平面、基站天線、建設位置、以及其它被利用的 現有聲音網絡基礎建設觀點，以提供新的高速數據服務。
特別重要的是，在這種網絡的反向連結上支持儘可能高的數據傳輸率， 以在所述反向連結上運送數據，例如從所述遠程單元至所述基站。考慮像是
IS-95碼分多路存取(CDMA)的現有數字蜂巢式標準，其具體指明為了維持
頻道之間的最小幹擾，而在一前向連結中使用不同的碼序列。具體來說，這 樣的系統在所述前向連結上利用定義各自邏輯頻道的正—交碼。然而，這種系 統的最佳操作，必須要求所有這樣的碼必須在時脈上調校一特定邊界，以在 所述接收器處維持正交性。因此，所述傳輸必須被同步化。
這在前向連結方向中並非特別的議題，因為所有的傳輸都源自於相同的 位置，即源自於一基站接收站位置。然而，目前的數字蜂巢式碼分多路存取
(CDMA)標準在一反向連結中，並不試圖利用或要求其正交性。其一般假設 難以將源自於位在與所述基站相距一段不同距離位置的遠程單元傳輸進行同 步化。取而代之的是，這些系統一般是利用一種晶片層擾亂碼，以分辨各自 的反向連結頻道，所述晶片層擾亂碼具有此長擬隨機碼的獨特位移。然而， 利用此擾亂技術，排除了不同用戶傳輸彼此之間為正交的可能性。
據此，本發明的一實施例包含一種系統，其支持在第一用戶群集與第二 用戶群集之間的通信。所述第一用戶群集可以是數字碼分多路存取(CDMA) 蜂巢式電話系統中的遺留用戶，其利用一第一共同碼將傳輸進行編碼。這樣 的第一用戶群集可利用提供對於每個用戶的獨特碼相位而被獨特識別。所述 第二用戶群集可以是具有高速數據服務的用戶，其利用相同的碼將傳輸進行 編碼，並分享所述碼的碼相位偏移之一。然而，每個第二群集中的用戶進一
步將其傳輸以一額外碼進行編碼，所述額外碼對於所述第二群集的每個用戶 而言都是獨特的。此允許所述第二用戶群集的傳輸對於彼此而言為正交，並 仍然同時維持對於所述第一群集而言，出現成為單一用戶的全體特性。
指定至所述第一用戶群集的碼可以是一種共同晶片傳輸率的擬隨機碼。 指定至所述第二終端群集的碼一般可以是一組獨特正交碼。所述第一終端群 集的各自成員可以利用擾亂碼進行分辨，所述擾亂碼持具有一選擇較長擬隨 機噪聲序列的獨特相位偏移。
在一較佳實施例中，其採取特定步驟以確保在所述第二用戶群集或所謂" 中心"之間的適當發信操作。具體來說， 一共同碼頻道可以專門做為一同步化
頻道。舉例來說，如果所述碼結構是在一反向連結方向中實作時，此允許所 述第二終端群集維持傳輸適當的時脈。
在另一實施例中，所述第二群—集的用戶可以分配具有用於傳輸的時槽，
並因此通過所述分時多路存取的使用維持正交性。同樣的，重點是所述第二 群集的用戶集合對於所述第一群集的用戶傳輸而言出現成為一單一用戶。
因為所述正交發信，本發明的原則使得在一多路徑環境中具有剛好一天 線的碼分多路存取(CDMA)系統，可以因為所述獨特正交碼能夠在兩個或更 多不同的相位處所見，而產生分散性決策。在一較佳實施例中，對於在一多 路徑環境中來自所述第二群集中已知域單元的多相位處所接收的信號而言， 一基站可以利用在所述相位的一處，選擇一"最佳"反向連結信號的方式，產生 分散性決策。在所述選擇相位處的反向連結信號，正交調校於在所述選擇群 集中其它域單元的反向連結信號。所述正交調校反向連結信號在此可以參照 為所述正交連結，而在不與所述第二群集中其它域單元信號正交調校相位處 的反向連結信號，在此則可以參照為非正向連結。
因為一正向連結必須時脈調校，以維持一用戶與次一用戶之間的正交性， 便利用來自所述基站的一時脈控制迴路，以保持在所述選擇相位處的反向鏈 接信號，正交調校於在所述第二群集中其它域單元的反向連結信號。
現有的碼分多路存取(CDMA)系統定義了反向連結頻道化得非正交性。 這是利用定義對於每個反向連結用戶的獨特分散碼位移方式所執行。正交與 非正交向後適用性可以藉助一主要基站分享所述相同散布碼的正交用戶所達 成。當這些用戶信號在其它基站接收時，其不太可能彼此時脈調校，但是其 將全部都具有獨特碼位移，而可以根據所述碼位移與正交碼的結合而被獨特 識別。
當所述分散性選擇進行且所述反向連結信號的碼相位位移的時候，其可 以存在一顯著的碼相位偏移。利用一種傳統式的單一位差異時脈控制迴路， 可能是過慢而無法快速地獲得反向連結信號對於其它域單元的正交性。因此， 當發生分散性選擇時，可以利用一種總體時脈調整命令或信息，快速地進行 反向連結的再次調校。所述總體時脈調整可以是一種絕對數值或相對數值。 在所述時脈命令的情況中，所述域單元被告知產生一種粗糙的時脈調整，在
所述時脈信息的情況中，所述用戶單元自主地響應在所述時脈信息中的信息。
用於時脈控制選擇(的即分散性選擇)的臨界值，可以根據包含下述各 項之一的臨界值所決定 —
1. 一替代路徑量度單位超過一段指定時間的臨界值；
2. —次要(的即未選擇的)路徑量度單位超過相對於目前路徑的一段指 定時間的臨界值；
3. 所述主要(的即目前所選擇的)路徑落至一絕對量度單位以下；或是
4. 所述次要路徑超過一絕對量度單位。 其中所述量度單位可以是下述各項之一或一項以上
a. 功率；
b. 信號噪聲比(SNR);
c. 功率變異數； -
d. 信號噪聲比(SNR)變異數
e. 所述主要路徑與次要路徑之間的上述量度單位相對比例。


本發明的前述與其它對象、特徵及優點，將從後續對於本發明較佳實施例的 特定描述獲得了解，其在參照附圖的描述中，以相同的標號代表不同附圖之間的 相同部分。所述各附圖並不一定符合尺寸比例，而是用於強調描述本發明的原則。
圖1為一無線通信系統的塊狀圖，其支持正交與非正交反向連結；
圖2為由圖1接取終端所使用的電路塊狀圖3為圖2的電路塊狀圖，其另外包含一碼產生器，以在具有其它接取終端 的正交反向連結上操作；
圖4為在多路徑的存在中，圖1基站控制所述正交反向連結信號時脈的環境 塊狀圖5為圖1中基站接收站(BTS)的塊狀圖6為在圖4基站接收站處接收反向連結信落的時脈圖7為利用圖4基站接收站與接取終端所執行的處理流程圖。
具體實施例方式
圖1為利用一信號編碼結構的碼分多路存取(C應A)通信系統IO塊狀圖， 其中一第一邏輯頻道類別被指定具有不同碼相位偏移的獨特長碼，而一第二 邏輯頻道類別則利用一共同長碼與共同碼相位偏移，並結合利用一種用於每 個頻道的獨特正交碼額外編碼處理所提供。
在後續對於一較佳實施例的描述中，所述描述的通信系統10的分享頻道 資源為一種無線或無線電頻道。然而應所述了解的是，在此所描述的技術可 以應用於實作對於其它媒介形式的分享接取，像是電話連接、計算機網絡連 接、纜線連接以及其它實體媒介，而其接取則是在一種需求驅動的基礎上所 認可。
所述系統10支持用於一第一用戶群集110與一第二用戶群集210的無線 通信。所述第一用戶群集110 —般為蜂巢式電話設備的遺留用戶，像是無線 手持式設備113-1、 113-2及/或在汽車中所設置的蜂巢傳導式電話113-h。此 第一用戶群集110原則上在一種聲音模式中使用網絡，藉此其通信被編碼成 為連續性傳輸。在一較佳實施例中，這些用戶的傳輸是從所述用戶單元113 通過前向連結40無線電頻道以及反向連結50無線電頻道所遞送。其信號在 一中央位置處所管理，所述中央位置則包含一基站電線118、基站接收站(BTS) 120、基站控制器(BSC) 123。因此所述第一用戶群集110 —般上便利用所述 傳導用戶單元113、所述基站接收站(BTS) 120與所述基站控制器(BSC) 123， 通過公眾交換電話網絡(PSTN) 124連接至電話連接，進行聲音交談。
由所述第一用戶群集110所使用的前向連結40可以根據已知的數字蜂巢 式標準進行編碼，像是由電信協會(TIA)所具體指明IS-95B中所定義的碼 分多路存取(CDMA)標準。此前向連結40包含至少一呼叫頻道141與一訊務 頻道142，以及其它的邏輯頻道144。這些前向連結40遺留頻道141、 142、 144 則定義於一種利用正交編碼信道的系統中。此第一用戶群集110也將其傳輸 根據所述IS-95B標準遍及反向連結50進行編碼。其因此利用數個在反向鏈 接50方向中的邏輯頻道，包含一接取頻道151、訊務頻道152以及其它的邏 輯頻道154。在此反向連結50中，所述第一用戶群集110 —般將信號利用不 同碼相位偏移以一共同長碼方式進行編碼。這種用於所述反向連結50上遺留
用戶110的信號編碼方式，在此領域中也是被熟知的。
所述通信系統10也包含一第二用戶群集210。此第二用戶群集210 —般 來說是一種需要高速無線數據服務的用戶。其系統組件包含多個遠程位置個
人計算機(PC)裝置212-1、 212-2、…、212-h，以及對應的遠程用戶接取單 元(SAUs) 214-1、 214-2、…、214-h，以及相關的天線216-1、 216-2、…、 216-h。中央位置配備則包含一基站天線218與一基站處理器(BSP) 220。所 述基站處理器(BSP) 220提供來自於及連接至一網際網絡網關222的連接， 其接著提供對於像是連接至所述網絡222的網際網絡224及網絡文件伺服器 230等數據網絡的接取。應所述了解的是所述基站接收站(BTS) 120可以被 更新，而利用與所述基站處理器(BSP) 220的相同方式操作，並提供來自於 及連接至一網際網絡網關222的相同連接。因此，在某些實施例中，所述遠 程用戶接取單元(SAUs) 214可以在所述前向連結40與反向連結50中，與所 述基站處理器(BSP) 220或所述基站接收站(BTS) 120通信。
所述個人計算機(PCs) 212可以通過雙向無線網絡連接實作，遍及所述 遺留用戶110所使用的所述前向連結40與反向連結50，將數據傳輸至網絡服 務器230或從所述網絡伺服器230接收數據。應所述了解的是，在所顯示的 單點對多點的多接取無線網絡系統10中， 一已知基站處理器220利用與蜂巢 式電話通信網路中的相同方式，支持與多個不同主動用戶接取單元214的通 信。
在現在的方案中，由所述第一群集110所使用的分配無線電頻率與由所 述第二群集210所使用的分配無線電頻率相同。本發明的一項觀點，是具體 地考量如何容許一種由所述第二群集210所使用的不同編碼結構，同時對所 述第一群集110造成最小幹擾。
所述個人計算機(PCs) 212 —般來說為膝上型計算機212-1、手持式單 元212-h等具有網際網絡功能的蜂巢式電話或個人數字助理(PDA)形式計算 裝置。所述個人計算機(PCs) 212每個都通過像是以太形式的適當有線連接 方式，連接至一各別的用戶接取單元(SAU) 214。
用戶接取單元(SAU) 214準許其相關的個人計算機(PC) 212通過所述 基站處理器(BSP) 220、網際網絡網關(IG) 222及網絡224連接至所述網絡-
文件伺服器230。在所述反向連結方向中，也就是說，在對於數據訊務由所述
個人計算機(PC) 212朝向所述伺服器230的傳導中，所述個人計算機(PC) 212提供一網際網絡通訊協議(IP)層封包至所述用戶接取單元(SAU) 214。 所述用戶接取單元(SAU) 214接著利用適當的無線連接幀及編碼方式將所述 有線幀(的即以太幀)封裝。所述適當格式化的無線數據封包接著便通過所 述天線216與218，遍及包括所述反向連結50的無線頻道的一傳導，在所述 中央基站位置處，所述基站處理器(BSP) 220接著取得所述無線電連結幀， 將其重新格式化為網際網絡通訊協議(IP)形式，並將其交遞至所述網際網 絡網關(IG) 222。所述封包接著通過任何數目及/或任何形式像是網際網絡224 的傳輸控制/網絡通訊協議(TCP/IP)網絡所路由，並抵達其像是網絡文件服 務器230的最終目的地。
數據也可以在一前向連結40方向中，從所述網絡文件伺服器230傳輸至 所述個人計算機(PC) 212。在此情況中，在所述文件伺服器230處所起源的 網際網絡通訊協議(IP)封包，通過所述網際網絡224與所述網際網絡網關 (IG) 222傳導，並抵達所述基站處理器(BSP) 220。接著對所述網際網絡通 訊協議(IP)封包加入適當的無線通訊協議幀與編碼。所述封包接著通過所 述天線216與218傳導，到達預期的接收器用戶接取單元(SAU) 214。所述 接收用戶接取單元(SAU) 214將所述無線封包格式解碼，並將所述封包交遞 至預期的個人計算機(PC) 212，其實作所述網際網絡通訊協議(IP)層處理。
一已知的個人計算機(PC) 212與所述文件伺服器230因此可以被視作在 所述網際網絡通訊協議(IP)層處雙工連接的端點。 一旦建立連接，在所述 個人計算機(PC) 212處的用戶在之後便可以傳輸數據至所述文件伺服器230， 以及從所述文件伺服器230接收數據。
從所述第二用戶群集210觀點而言，所述反向連結50實際上由多個不同 型式的邏輯及/或實體無線電頻道組成，其包含一接取頻道251、多個訊務頻 道252-1、…、252-1以及一維持頻道253。所述反向連結接取頻道251則由 所述用戶接取單元(SAUs) 214使用，以將信息傳送至所述基站處理器(BSP) 220，進行其準許的訊務頻道請求。所述指定的訊務頻道252接著從所述用戶 接取單元(SAU) 214，運送負載數據至所述基站處理器(BSP) 220。應所述
了解的是， 一已知網際網絡通訊協議(IP)層連接實際上可以具有多於一個
指定的訊務頻道252。此外，維持頻道253可以運送像是同步化與功率控制信 息的信息，以進一步支持遍及所述反向連結50的信息傳輸。
相同的，所述第二用戶群集210具有一前向連結40，其包含一呼叫頻道 251、多個訊務頻道242-1、、 242-1以及一維持頻道243。所述呼叫頻道251 則由所述基站處理器(BSP) 220使用，不但用來知會所述用戶接取單元(SAU) 214已經分配好其前向連結訊務頻道252，也用來知會所述用戶接取單元(SAU) 214於所述反向連結方向中的分配訊務頻道252。在一替代實施例中，所述基 站處理器(BSP) 220並;,、委派在所述反向連結方向中的分配訊務頻道252; 舉例而言，可以使用一種時槽AL0HA技術。在所述前向連結40上的訊務頻道 242-1、…、242-1接著便用來從所述基站處理器(BSP) 220運送負載數據信 息至所述用戶接取單元(SAU) 214。此外，在所述前向連結40上，所述維持 頻道243從所述基站處理器(BSP) 220運送同步化與功率控制信息至所述用 戶接取單元(SAUs) 214。
所述信號處理操作序列一般實作以進行所述各別反向連結50邏輯頻道 251、 252與253的編碼。在所述反向連結方向中，所述傳輸器為所述用戶接 取單元(SAUs) 214之一，而所述接收器為所述基站處理器(BSP) 220。本發 明的較佳實施例是在一種碼分多路存取(CDMA)數字蜂巢式電話系統遺留用 戶也存在於所述反向連結50的環境中實作，像是根據IS-95B標準所進行的 操作。在IS-95B系統中，反向連結碼分多路存取(CDMA)頻道信號是利用指 定非正交擬隨機噪聲(PN)碼的方式所識別。
現在注意圖2，其將詳細描述用於所述第一遺留用戶群集110的頻道編碼 處理。此第一用戶類別舉例而言包含數字碼分多路存取(CDMA)蜂巢式電話 系統用戶，其如同以上所敘述根據IS-95B標準進行信號編碼。所述各自頻道 則因此可利用用於每個頻道的擬隨機噪聲(PN)碼序列，進行所述輸入數字 化聲音信號的調變方式所識別。具體來說，所述頻道編碼處理將取得一代表 被傳輸信息的輸入數位訊號302。 一正交調變器304則提供同向(i)與正交 相位差(q)信號路徑至一多任務器對306-i與306-q。 一短擬隨機噪聲(PN) 碼產生器305則提供一種用於頻譜分散目的的短長度(在此情況中為215-1
或32767位)碼。因此所述短碼一般來說對於所述第一群集110的每個邏輯 頻道而言為相同。
一第二碼調變步驟則利用一額外的長擬隨機噪聲(PN)碼將所述兩信號 路徑進行多任務處理，而施加至所述同向(i)與正交相位差(q)信號路徑。 這是由所述長碼產生器307與所述長碼多任務器308-i與308-q所完成。所 述長碼提供在所述反向連結50上每個用戶的獨特識別。所述長碼可以是一種 非常長的碼，舉例而言，只在每242-1位處重複。所述長碼則施加在所述短 碼晶片傳輸率處，例如所述長碼的一位被施加至由所述短碼調變處理所輸出 的每個位，因此並不產生額外的頻譜分散。
藉助對每個用戶施加所述擬隨機噪聲(PN)的不同相位偏移，便可以識 別各自用戶。應所述了解的是，對於所述第一用戶群集110而言並不需要進 行其它的同步化步驟。具體來說，在所述反向連結50上這些傳輸的設計為異 步化，並因此不需要完美正交。
圖3為用於所述第二用戶群集210的頻道編碼處理詳細圖示。此第二群 集210，舉例而言，包含根據數據傳輸最佳格式進行信號編碼的無線數據用者。
所述各別頻道則利用一擬隨機噪聲(PN)碼序列調變的輸入數據所識別， 其與用於所述第一用戶群集110的方式相同。然而，可以被簡單了解的是在 第二群集210中的頻道是利用像是華氏碼(Walsh Codes)的特定正交碼所獨 特識別。具體來說，用於此第二用戶群集210的頻道編碼處理，取用一輸入 數位訊號402，並施加由一短碼產生器405、華氏碼(Walsh Code)產生器413 以及長碼產生器407所產生的數個碼。
做為第一步驟， 一正交調變器404提供同向(i)與正交相位差(q)信 號路徑至一第一多任務器對406-i與406-q。所述短擬隨機噪聲(PN)碼產生 器405則提供一種用於頻譜分散目的的短長度，在此情況中為215-1的碼。 因此所述短碼與在所述第一群集110的每個頻道所使用的短擬隨機噪聲(PN) 碼相同。
此處理的第二步驟是施加一像是由華氏碼(Walsh Code)產生器413所 產生的正交碼。這是由所述多任務器412-i與412-q將所述正交碼壓印在所 述每個同向與正交信號路徑上所完成。所述指定至每個邏輯頻道的正交碼都 不同，並獨特地識別這些頻道。
在此處理的最後步驟中，對所述同向(i)與正交相位差(q)信號路徑 施加一第二擬隨機噪聲(PN)長碼。所述長碼產生器407因此交遞所述長碼 至所述同向408-i與正交408-q多任務器的各別之一。此長碼並不獨特地識 別所述第二群集210中的每個用戶。具體來說，此碼可以是與所述第一群集 中所使用非常相同的長碼之一，其獨特地識別所述第一用戶群集110。因此， 舉例而言，其利用與一短碼晶片傳輸率碼相同的方式進行施加，因此所述長 碼的一位被施加至由所述短碼調變處理所輸出的每個位。在此方法中，在所 述第二群集210中的所有用戶對於所述第一群集110而言，將出現成為單一 遺留用戶。無論如何，如果已經利用獨特正交華氏碼所指定，所述第二群集210 的用戶可以被獨特地識別。
做為在所述較佳實施例中的實作，其在一反向連結50上，反饋額外的信 息以維持在所述第二群集210中不同用戶之間的正交性。具體來說， 一維持 頻道243便因此包含於所述前向連結40中。 一維持頻道或"中心"頻道"253也 存在於所述反向連結50中，並提供同步化信息及/或其它時脈信號，因此所 述遠程單元214可以將其傳輸適當的同步化。所述維持頻道也可以區分為時 槽。對於此反向連結維持頻道的格式細節而言，可以參考於2001年二月1日 所申請，標題為"MAINTENANCE LINK USING ACTIVE/STANDBY REQUEST CHANNELS" 的共同待決文件U.S. Patent Application Serial No. 09/775,305，其在此 完全整合為參考文獻。
應所述了解的是，所述某些基礎建設因此可以由所述第二用戶群集210 與所述第一用戶群集110所分享。舉例而言，所述天線218與118雖然在圖1 中顯示為分離的基站天線，但其確實可以是一種分享的天線。同樣的，所述 天線的位置也因此可以相同。此允許所述第二用戶群集210分享已經由所述 遺留用戶110所使用的設備與實體建設位置。此大大地簡化了用於所述新第 二用戶群集210的無線基礎建設發展，舉例而言，不需要建立新的位置與新 的天線點。
所述基站接收站(BTS) 120與基站處理器(BSP) 220可以通過(i)一通 信連結(未顯示)於彼此之間直接通信的方式，(ii)響應來自於所述基站控
制器(BSC) 123的輸入，以及(iii)通過所述網絡124、 224進行間接通信的 方式，將所述基站接收站(BTS) 120與基站處理器(BSP) 220的時脈進行結 合(的即同步化)。當從所述基站接收站(BTS) 120傳導至基站處理器(BSP) 220，或是在相反方向傳導時，同步化對於調校所述反向連結50與確保遺留 與非遺留用戶110、 210的適當轉換而言是有用的。
此外，來自所述遺留用戶113與用戶接取單元(SAUs) 214的反向連結功 率控制，可以利用不同的技術進行。舉例而言，所述基站接收站(BTS) 120 與基站處理器(BSP) 220兩者，可以提出功率命令或信息至所述用戶110、 210。 所述用戶接取單元(SAUs) 214與用戶113舉例而言便可以(i)如果所述基站 接收站(BTS) 120與基站處理器(BSP) 220兩者指示應所述增加功率時，便 以較小的總量增加其各別反向連結信號的功率以及(ii)如果所述基站接收站 (BTS) 120與基站處理器(BSP) 220兩者指示應所述降低功率時，便以較大 的總量(即為負更多的數值)減少其反向連結信號的功率。如果其中之一指 示抬升所述功率，而另一個指示降低所述功率，在此範例中所述受影響的用 戶接取單元(SAU) 214便降低其功率。也可以使用替代的反向連結信號功率 控制技術。
圖4為一種多路徑(g卩"多路路徑")環境400的圖示，其中所述第二群 集用戶之一與所述基站接收站(BTS) 120通信。在此範例中，所述用戶利用 用戶接取單元(SAU) 214-1，其在一汽車401中使用，通過所述天線塔118 於所述反向連結中與所述基站處理器(BSP) 220通信。在此圖中，由於其在 一多路徑環境400中進行傳輸，所述反向連結信號便利用介於所述用戶接取 單元(SAU) 214-1與所述基站處理器(BSP) 220之間的多路路徑405、 405' (集合為405)。在此範例中，所述多路路徑環境400是由一種人造結構402 (即建物)所形成，其具有反射無線電頻率(RF)的電磁性質。所述多路徑405 也參照為一種反向連結主要路徑405與反向連結次要路徑405'。由於所述兩 個或更多的路徑，便可在所述基站處理器(BSP) 220處，接收具有共同長正 交碼與像是華氏碼(或是其它參考圖3所描述的適用、正交碼)的獨特正交 碼相同數目反向連結信號410、 410'(集合為410)。
因為所述具有相同獨特正交碼的兩個反向連結信號410、 410'是在所述基
站處理器(BSP) 220處接收，所述基站處理器(BSP) 220便具有實作所述反 向連結信號410、 410'分散性選擇的機會。所述基站處理器(BSP) 220可以 選擇舉例而言，具有最高信號噪聲比(SNR)的反向連結信號410、 410'，以 將所述用戶單元214-1與所述基站處理器(BSP) 220之間的反向連結通信效 能最大化。其它的量度單位也可以用來選擇來自於所述用戶單元214-1的〃最 佳"反向連結信號。
在選擇所述"最佳"反向連結信號之後，所述基站處理器(BSP) 220根據 因為被選擇反向連結信號410應所述被正交調校，而來自所述第二群集210(圖 1)中其它用戶單元214-2、…、212-h反向連結信號的時脈偏移，決定所述 選擇反向連結信號410的總體時脈偏移。所述基站處理器(BSP) 220在所述 前向連結415中，傳輸所述總體時脈偏移至所述用戶接取單元(SAU) 214-1， 以所選擇的反向連結信號410調校來自其它用戶單元214-2、…、212-h的反 向連結信號。在所述前向連結415中也傳輸細微時脈偏移。所述總體與細微 時脈偏移反饋也可以利用時脈命令或時脈報告的形式，傳輸至所述用戶單元 214-1。
在時脈報告的情況中，所述用戶單元214-1自主地位移所述長碼的相位 (即與由所述群集中其它用戶單元所使用長碼共同的正交碼)，以致使與所 述其它用戶單元的長碼正交調校，藉此使得所述第二用戶群集210對於所述 第一用戶群集110而言出現成為單一用戶。
所述基站處理器(BSP) 220也可以決定所述選擇反向連結信號的功率級， 並以命令或報告的形式，提供所述功率級的反饋至所述用戶單元214-1。所述 基站處理器(BSP) 220也可以決定所述選擇反向連結信號的信號噪聲比(SNR) 是否符合一品質臨界值。所述品質臨界值也可以包含至少下述各項之一(a) 所述次要路徑(或替代或候選)的量度單位超過一預定時間段的臨界值，(b) 所述次要路徑的量度單位超過相對於所述主要路徑的預定時間段臨界值，(c) 所述主要路徑的量度單位落於一絕對量度單位之下，以及(d)所述次要路徑量 度單位超過一絕對量度單位。所述量度單位可以包含至少下述各項的一(a) 功率，(b)信號噪聲比(SNR) ， (c)功率變異數，(d)信號噪聲比(SNR)變異 數，(e)兩路徑的功率、信號噪聲比(SNR)或變異數的相對比例，(f)位錯誤
率，以及(g)每晶片能量除以幹擾密度(Ec/Io)。 一替代路徑則表示為由在 所述基站接收站(BTS)接收器於一不同相位處，從所述反向連結信號在與所
述相同群集中其它域反向連結信號所正交調校相位處所接收的反向連結信 號。
所述功率級反饋可以使得所述用戶單元214-1調整所述編碼信號的功率 級，以響應所述反饋。舉例而言，當(i)所述選擇路徑的信號噪聲比(SNR) 並不符合所述品質臨界值，或是(ii)非選擇路徑的信號噪聲比(SNR)符合一 品質臨界值時，所述基站接收站(BTS) 120可以使得所述反向連結信號的時 脈通過利用所述總體及細微時脈偏移進行位移，以造成在所述用戶單元中長 碼的相位位移。所述長碼的相位位移造成所述"最佳"反向連結信號以來自利 用所述相同長碼的其它用戶單元反向連結信號時脈調校。
圖5為所述基站處理器(BSP) 220的塊狀圖，以及可以由所述基站接收 站(BTS) 120所使用，以決定一總體時脈偏移417的處理單元505-520範例。 所述處理單元包含接收器505、關聯器510、選擇器515與正交時脈控制器520。
在所述多路徑環境400的操作中，所述基站處理器(BSP) 220從接收器 505處的天線塔118，接收多路徑反向連結信號410、 410'。所述接收器505 接收所述多路徑反向連結信號410、 410'，其包含相同的共同碼與獨特正交碼， 將在所述主要路徑405與至少一次要路徑405'上，從所述用戶單元214-1傳 導至所述基站處理器(BSP) 220。
所述接收器505輸出一相同數目的反向連結信號(即對應於在所述多路 徑環境400中的反向連結路徑405、 405'數目)，每個都包含所述共同碼與獨 特正交碼。在由所述接收器505進行處理之後，所述每個接收反向信號410、 410'便以基頻信號412、 412'的形式，被傳送至所述關聯器510與正交時脈控 制器520。所述關聯器510將一量度單位與所述每個接收反向連結信號410、 410'的數據建立關聯。所述關聯器510傳送所述量度單位與反向連結信號數 據至所述選擇器515，以選擇與最佳量度單位關聯的反向連結信號410、 410'。 換句話說，提供用於反向連結通信最佳信號的反向連結信號410、 410'，將被 選擇以來自所述第二群集210中其它用戶單元214-2、、 214-h的反向連結 信號進行正交調校。
所述選擇器515傳送與所述選擇反向連結信號相對應的信息517至所述 正交時脈控制器520。根據所述信息517，所述正交時脈控制器520對所述相 關(即"最佳〃)的反向連結信號進行處理，並決定總體與細微時脈偏移417 及418。所述控制器520根據所述選擇反向連結信號對於來自利用所述相同長 碼其它用戶單元214-2、…、214-h的反向連結信號時脈，決定所述偏移417、 418，如參考圖3中所討論。
繼續參考圖5，所述總體與細微時脈偏移417及418被傳送到一傳輸器 (Tx) 525。所述傳輸器(Tx) 525在所述前向連結415上傳輸所述總體與細 微時脈偏移417至所述及418至所述用戶接取單元(SAU) 214-1，如參考圖4 中所討論。應所述了解的是，所述正交時脈控制器520也可以提出總體與細 微時脈偏移417及418，以藉助首先傳送所述總體時脈偏移417傳送至所述用 戶單元214-1，並接著在所述反向連結信號已經成功地位移靠近來自所述其它 用戶單元214-2、…、214-h的反向連結信號正交調校之後，由所述正交時脈 控制器520決定細微時脈偏移418。
圖6為時脈圖605，其描述在多路徑環境400的情況中，從五個域單元A-E 接收所述多數反向連結信號410、 410'的時脈。所述時脈圖605所包含以垂直 記號標示的信號，是用於在多路徑環境中操作的一組五個域單元A-E (例如， 214-1、 214-2、 214-3、 113-1與214-h)。域單元A-C與E為非遺留無線裝 置，其具有製造所述反向連結中用於傳輸的共同碼總體相位偏移的能力，也 具有在傳輸反向連結中包含一獨特正交碼的能力，以辨別來自所述反向連結 信號與其它非遺留用戶單元的反向連結信號。域單元D為一種遺留無線裝置， 其並不支持在所述反向連結信號中的獨特正交碼，也不支持所述共同碼的總 體相位偏移。
當所述非遺留域單元A-C與E的反向連結信號為正交調校時，且因此出 現成為一單一域單元，但根—據獨特正交碼，每個反向連結的時脈便於一共同 調校時脈610處進行調校。然而，在用於已知域單元的多路徑情況中，其中 由所述已知域單元所傳輸的多數反向連結信號，便在所述基站120處接收， 並且由所述相同的獨特正交碼所識別(例如，參考圖1中所描述的華氏碼)， 所述基站120可以選擇所述多數反向連結之一，以於所述共同調校時脈610
處進行調校。
舉例而言，繼續參考圖6，域單元A具有與所述基站處理器(BSP) 220 於兩端處及時接收的相同反向連結信號，如同利用標號615與615'所標示指 明。在此實施例中，對於利用一標號標示所代表的接收域單元A反向連結信 號而言， 一偏移時脈與信號量度單位便由所述關聯器510 (圖5)所決定。根 據所述信號量度單位，所述選擇器515決定所述兩個反向連結信號615、 615' 哪一個將與所述相同群集(的即域單元B、 C與E)中其它域單元的反向連結 信號，於所述共同調校時脈610處進行調校。在此範例的域單元A情況中， 較靠近所述共同調校時脈610的反向連結信號615將根據所述信號量度單位， 被選擇由所述基站處理器(BSP) 220所使用。因此，所述基站處理器(BSP) 220提出一總體時脈偏移417，其與所述偏移時脈相對應，以將所述選擇反向 連結信號615於所述共同調校時脈610處進行調校。域單元A位移所述共同 長碼的相位，以與所述域單元B、 C及E的反向連結信號調校。自然地，來自 所述域單元A的另一接收反向連結信號615'，便由於所述長正交碼相位位移 而以相同的量所位移。
域單元B則在共同調校時脈610處進行調校，並且如同由所述單一標號 標示沿著其時脈線所決定，並非位於一多路徑環境之中。因此，所述基站處 理器(BSP) 220並不需要決定有關一非調校接收反向連結是否具有較高量度 單位，或是所述基站處理器(BSP) 220是否需要反饋一時脈偏移至所述域單 元B的決策。
域單元C則是另一個位於一多路徑環境400中的域單元。在域單元C的 情況中，在所述基站處理器(BSP) 220處的選擇器515決定所述接收反向鏈 接信號625是否調校於其它具有與所述非調校反向連結信號625'相比之下為 較小量度單位的域單元反向連結。應所述了解的是，所述非調校反向連結信 號625'可以是在所述主要路徑或次要路徑中傳導的反向連結信號。在任一情 況中，所述基站處理器(BSP) 220傳送一總體時脈偏移417，用於位移所述 長碼以在所述共同調校時脈610處與所述第二反向連結信號625'進行調校。 所述另一接收反向連結信號625便因此位移出所述正交調校。
域單元D為遺留域單元，且其反向連結信號並不與所述非遺留域單元A-C
及E調校。如果以其它域單元的反向連結調校來自域單元D的反向連結信號， 可能會因為所述域單元D並不包含所述獨特正交碼而造成破壞性幹擾，如同
在非遺留域單元A--C及E的情況。
在域單元E的情況中，其反向連結信號則在共同調校時脈610中進行調 校，而不受到一多路徑環境的影響；因此，對此反向連結信號並不需要進行 時脈調整。
圖7為根據之前描述，分別由所述基站處理器(BSP) 220與所述用戶接 取單元(SAU) 214-1所執行的處理700與765流程圖示。在此實施例中，所 述用戶接取單元(SAU) 214-1處理765 (步驟745)並傳輸具有共同長碼與獨 特正交碼的反向連結信號至所述基站處理器(BSP) 220 (步驟750)。在多路 徑環境400中， 一主要路徑405與一次要路徑405'，其可能是自然形成或人 為建設，為所述反向連結信號410、 410'所沿著傳導至所述基站處理器(BSP) 220的路徑。
所述基站處理器(BSP)處理700開始(步驟705)並接收所述反向連結 信號410、 410'(步驟710)。所述基站處理器(BSP)處理700將一量度單 位與所述每個接收反向連結信號410、 410'建立關聯(步驟715)。根據所述 量度單位，所述基站處理器(BSP)處理700由從所述用戶接取單元(SAU)214-1 於每個主要與次要路徑405、 405'中所接收的反向連結信號之中，選擇一〃最 佳"反向連結信號(步驟720).。
所述基站處理器(BSP)處理700決定所述選擇的反向連結信號是否以來 自其它利用所述共同長碼的用戶單元反向連結信號正交調校(見圖6)(步驟 725)。如果來自所述用戶接取單元(SAU) 214-1的最佳反向連結信號(720) 為正交調校的，所述基站處理器(BSP)處理700便結束(步驟740)，而無 須傳送時脈調整信息回到所述用戶接取單元(SAU) 214-1，或是在一替代實 施例中傳送一零相位位移。如果所述最佳反向連結信號並不與其它利用所述 共同長碼的用戶單元反向連結信號正交調校，所述基站處理器(BSP)處理700 便決定一總體時間偏移(步驟730)，並傳輸所述總體時間偏移(步驟735) 至所述用戶接取單元(SAU) 214-1。
由所述用戶接取單元(SAU) 214-1處理765接收所述總體時間偏移417，
將造成所述用戶接取單元(SAU) 214-1建立在所述反向連結信號中的共同長 碼粗糙相位調整(步驟755)。所述用戶接取單元(SAU)處理765可以終止 (步驟760)，或從所述基站接收站(BTS) 120繼續(未顯示)接收總體或 細微時脈偏移，如參考圖5所討論。
應所述了解的是在此所描述的處理可以在硬體、固件或軟體中實作。在 實作於軟體中的情況中，所述軟體可以儲存在一計算機可讀媒介，像是隨機 存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、光碟只讀存儲器(CD-ROM)、磁 盤或光碟，或是其它的計算機可讀媒介。所述軟體可從存儲器載出，並由處 理器執行，像是一種一般或特別目的的處理器，其在所述基站處理器(BSP) 220中並選擇性的在所述基站接收站(BTS) 120中操作。同樣的，於用戶單 元中在軟體中實作的處理，也可以儲存在一計算機可讀媒介中，並由其中的 操作處理器執行。
應所述了解的是，在所述第二群集210中的單一用戶，可以使用多於一 個的獨特正交(華氏)碼。舉例而言，所述用戶可能具有一明顯的負載，以 遞送至所述基站處理器(BSP) 220，所以所述用戶便可利用兩個頻道，每個 都利用所述用戶所根據的獨特正交碼所識別。同樣的，在另一實施例或網絡 環境中，所述長碼可以是一種短碼、正交碼或是其它可以使用具有與上述長 碼相同目的的碼。
另外，應所述了解的是本發明也可以應用於其它的無線網絡中。舉例而 言，在一種802.11無線區域網路(WL認)中、 一接取點(AP)實作在此敘述 與所述基站接收站(BTS)的相同處理，而一客戶站臺實作在此描述與所述域 單元/用戶接取單元的相同處理。
雖然本發明已經特別顯示，並以參考其較佳實施例所敘述，本領域技術 者所應所述了解的是，在不背離由權利要求所包含的本發明觀點下，可以進 行形式與細節上的不同改變。
權利要求
1. 一種在多路徑環境中用於控制來自一用戶單元的反向連結信號時脈的裝置，所述裝置包括一接收器，其位於一基站中，用於接收包含一共同碼與一獨特正交碼的反向連結信號，所述反向連結信號在一主要路徑與至少一次要路徑上，從一已知用戶單元傳導至所述基站，並被接收成為相同數目的反向連結信號，每個都包含所述共同碼與獨特正交碼；一關聯器，其耦接至所述接收器，用於關聯一量度單位與所接收的反向連結信號中的每一個反向連結信號；一選擇器，其耦接至所述關聯器，用於選擇與一最佳量度單位相關聯的所接收的反向連結信號；以及一時脈控制器，其耦接至所述選擇器，用於決定所選擇的反向連結信號的總體時脈偏移，並利用具有一共同相位的共同碼及利用獨特正交碼，以所述選擇的反向連結信號調校來自其它用戶單元的反向連結信號。
2. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述時脈控制器決定一細微時 脈偏移，並產生所選擇的反向連結信號共同碼的一細微相位調整。
3. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述時脈控制器以一種時脈命 令的形式，將所述總體時脈偏移提供至所述用戶單元。
4. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述時脈控制器以一種時脈報 告的形式，將所述總體時脈偏移提供至所述用戶單元。
5. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述選擇器決定是否符合一接 收品質臨界值，如果符合，就使所述正交時脈控制器以來自其它用戶單元的 反向連結信號調校來自所述已知用戶單元的未調準反向連結信號。
6. 如權利要求5所述的裝置，其特徵在於所述接收品質臨界值包括下述 各項的至少其中一項(a)—未調校反向連結信號的量度單位超過一預定時間 段的臨界值，(b)—未調校反向連結信號的量度單位超過相對於一預定時間段 最佳量度單位的臨界值，(c)所述最佳量度單位低於一絕對量度單位，以及(d) 一未調校反向連結信號的量度單位超過一絕對量度單位。
7. 如權利要求6所述的裝置，其特徵在於所述量度單位包含下述各項的至少其中一項(a)功率，(b)信號噪聲比，(c)功率變異數，(d)信號噪聲比變異 數，(e)兩路徑的功率、信號噪聲比或變異數的相對比例，(f)位錯誤率，以及(g) 每晶片能量除以幹擾密度(Ec/Io)。
8. 如權利要求1所述的裝置，其特徵在於還包含一功率控制器，用於決 定所述調校反向連結信號的功率級，並提供所述功率級的反饋至所述用戶單 元。
9. 如權利要求8所述的裝置，其特徵在於所述功率控制器以一種功率命 令的形式，將所述功率級提供至所述用戶單元。
10. 如權利要求8所述的裝置，其特徵在於所述功率控制器以一種功率報 告的形式，將所述功率級提供至所述用戶單元。
11. 一種在多路徑環境中，用於控制來自一反向連結中用戶單元的信號時 脈的方法，所述方法包括接收一反向連結信號，其包含一共同正交長碼與一獨特正交碼，所述反 向連結信號於一反向連結中，在一主要路徑與至少一次要路徑上，從一已知 用戶單元傳導至所述基站，並被接收成為相同數目的反向連結信號，每個都 包含所述共同與獨特正交碼；關聯一量度單位與所接收的反向連結信號中的每一個反向連結信號； 選擇與一最佳量度單位關聯的所接收的反向連結信號；以及 決定所選擇的反向連結信號的總體時脈偏移，並利用具有一共同相位的共同碼及利用獨特正交碼，以來自其它用戶單元的反向連結信號調校所選擇的反向連結信號。
12. 如權利要求11所述的方法，其特徵在於還包含決定一細微時脈偏移， 並產生所選擇的反向連結信號共同碼的一細微相位調整。
13. 如權利要求11所述的方法，其特徵在於還包含以一種時脈命令的形 式提供所述總體時脈偏移至所述用戶單元。
14. 如權利要求11所述的方法，其特徵在於還包含以一種時脈報告的形 式，將所述總體時脈偏移提供至所述用戶單元。
15. 如權利要求11所述的方法，其特徵在於還包含決定是否符合一接收 品質臨界值，如果符合，就使所述正交時脈控制器以來自其它用戶單元的反 向連結信號調校來自所述已知用戶單元的未調校反向連結信號。
16.如權利要求15所述的方法，其特徵在於所述接收品質臨界值包括下 述各項的至少其中一項(a) —未調校反向連結信號的量度單位超過一預定時間段的臨界值，(b)—未調校反向連結信號的量度單位超過相對於一預定時間段最佳量度單位的臨界值，(c)所述最佳量度單位低於一絕對量度單位，以及(d)一未調校反向連結信號的量度單位超過一絕對量度單位。
17..如權利要求16所述的方法，其特徵在於所述量度單位包含下述各項 的至少其中一項(a)功率，(b)信號噪聲比，(c)功率變異數，(d)信號噪聲比變 異數，(e)兩路徑的功率、信號噪聲比或變異數的相對比例，(f)位錯誤率，以 及(g)每晶片能量除以幹擾密度(Ec/Io)。
18. 如權利要求11所述的裝置，其特徵在於還包含決定所調校的反向鏈 接信號的功率級，並提供所述功率級的反饋至所述用戶單元。
19. 如權利要求18所述的裝置，其特徵在於，提供所述功率級以傳送至所述用戶單元的步驟，包含以一種功率命令的形式將所述功率級反饋傳輸至 所述用戶單元。
20. 如權利要求18所述的裝置，其特徵在於，提供所述功率級以傳送至 所述用戶單元的步驟，包含以一種功率報告的形式，將所述功率級反饋傳輸 至所述用戶單元。
21. —種控制來自一用戶單元的反向連結信號時脈的裝置，所述裝置包括用於接收一反向連結信號的裝置，所述反向連結信號包含一共同碼與一 獨特正交碼，並於一反向連結中在一主要路徑與至少一次要路徑上，從一己 知用戶單元傳導至所述基站，並被接收成為相同數目的反向連結信號，每個 都包含所述共同與獨特正交碼；用於關聯一量度單位與所接收的每一個反向連結信號的裝置； 用於選擇與一最佳量度單位關聯的所接收的反向連結信號的裝置；以及用於決定所選擇的反向連結信號的總體時脈偏移的裝置，其利用具有一 共同相位的共同碼及利用獨特正交碼，以來自其它用戶單元的反向連結信號所選擇的反向連結信號。
全文摘要
一基站接收來自一已知域單元的反向連結信號，所述反向連結信號包含一共同碼(即與其它域單元分享)與一獨特正交碼(即用於分辨所述已知域單元與其它域單元)。所述反向連結信號在一多路徑環境中，沿著一主要路徑及至少一次要路徑傳導。所述基站根據在兩個不同相位處所見的獨特正交碼產生一分散性決策。所述基站決定一總體時間偏移，並利用獨特正交碼以來自其它域單元的共同碼調校已知域單元的共同碼。所述已知域單元產生其本身共同碼的對應相位粗糙調整。
文檔編號H04B1/707GK101385265SQ200580003579
公開日2009年3月11日 申請日期2005年1月27日 優先權日2004年1月29日
發明者詹姆士·A·小波拉特 申請人:美商智慧財產權授權股份有限公司