CN100384107C

CN100384107C - 用宏分集接收的数据传输方法

Info

Publication number: CN100384107C
Application number: CNB991264312A
Authority: CN
Inventors: C·门泽尔
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1999-12-16
Publication date: 2008-04-23
Anticipated expiration: 2019-12-16
Also published as: DE19858113C1; US6504837B1; CN1257360A

Abstract

根据本发明，在按照TDD模式的无线电通信系统内将一个帧的时隙分配给不同的基站，其中基站专门在分配给它们的下行方向的时隙内发送，但也在未分配给它们的上行方向的时隙内接收。因此可以把至少两基站的接收信号相互组合在一起。不必过大地增加费用，在某些时隙期间处于等待状态的现有基站可用于实现宏分集接收。通过在上行方向处理的多个传输路径改善了传输品质。

Description

用宏分集接收的数据传输方法

技术领域

本发明涉及经过用分集接收的无线电接口和无线电通信系统的数据传输方法。

背景技术

在无线电通信系统内借助电磁波经无线电接口传输信息(例如语言、图像信息或其它数据)。无线电接口涉及基站和用户站之间的通信连接，其中用户站可以是移动站或固定位置无线电站。这时借助为各系统设置的频带内的载频进行无线电波发射。为未来的无线电通信系统，例如UMTS(通用移动通信系统)或其它第3代系统提供频带约为2000MHz的频率。

为第3代系统提供两种模式。在TDD(时分双工)模式中上行方向(“uplink上行链路”-从移动站到基站)通过不同的时隙在频带内是可区分的。在FDD(频分双工)模式中有上行方向用的频带和下行方向用的频带。以下只探讨TDD模式。

按照TDD模式的无线电通信系统由例如DE 198 20 736获悉，在其中一个帧的时隙分配给不同的基站。这些时隙被基站专门用于发送或接收。

由不同基站管理的两个无线电小区或扇形地区之间的过渡区内，一般出现传输品质的损害。因此本发明的任务是：改进经无线电接口的数据传输的传输品质。本任务是通过的方法以及的无线电通信系统解决的。即用以下的数据传输方法和通信系统解决的：在无线电通信系统内经基站和用户站之间的无线电接口用宏分集接收的数据传输方法，所述无线电接口按照用于数据传输的时分复用多址方传输法是组织，其中在多个时隙(ts)分别形成每次形成一个帧的时隙内，时隙有选择地用于上行或下行方向，一个帧的时隙分配给不同的基站，基站专门在分配给它的下行方向的时隙中发送，基站也在未分配给它的上行方向的时隙中接收，至少从两台基站的接收信号彼此结合在一起。用宏分集接收经基站和用户站之间的无线电接口的数据传输的无线电通信系统，具有分配无线电技术资源的设备，使得所述无线电接口按照用于数据传输的时分复用多址方传输法是组织，其中在多个时隙分别形成每次形成一个帧的时隙内，时隙有选择地用于上行或下行方向，一个帧的时隙分配给不同的基站，在基站具有发送设备，它专门在分配给它的下行方向的时隙内发送，在基站具有接收设备，它也在未分配给它的上行方向的时隙内接收，具有组合设备，它把至少两基站的接收信号彼此组合在一起。有益的扩展自从属的权利要求中获悉。

根据本发明在TDD模式中的无线电通信系统内一个帧的时隙分配给不同的基站，其中基站专门在分配给它们的下行方向的时隙内发送，然而也在未分配给它们的上行方向的时隙内接收。因此可以将至少两基站的接收信号彼此组合在一起。这种组合只适用于上行方向的传输。

不用花费太多费用在某些时隙期间处于等待状态的现有基站就可以用于实现宏分集接收。通过多数在上行方向中处理的传播路径可以改进传输品质。

在无线电小区的边缘区，尤其是在扇形小区，提高了接收的可靠性，因为由至少两台基站接收信号，并且可能是受干扰的信号可以最佳组合。此方法改善了在上行方向的通信连接的功率平衡，以至即使在较小发送功率和不利的传输条件下用户站也可以运行，并因此允许更长的通话时间和备用时间。

通过宏分集接收法可以更充分利用安装在基站的硬件。此外接收装置硬件的改进利用，从TDMA帧分析，与分配给一个基站上每个帧多少个时隙无关。

发明内容

根据本发明有利的扩展，每一基站借助监控程序本身求出未分配给它的上行方向的时隙。该监控程序借助对接收的信号(多普勒频移，信息内容与结构)的分析可以区分在上行方向和下行方向间利用的时隙。根据本发明的发展不必额外的信令费用。此外有可能由中央单元通知基站不仅有分配给它们而且也有未分配给它们的上行方向的时隙。这可以在分配信令内实现，分配信令在极端情况下也必须包括分配给基站的所有时隙。本发明的另一实施例规定基站彼此通报分配给它们的上行方向的时隙，例如这时通过对另外基站的无线电接口的信令信道的处理可以额外地通报关于数据传输的其它信息，如数据传输的类型。

在本发明的框架内基站是安装在一个地点或不同地点的扇形小区内。因而接收信号的组合或者已经在一个地点的基站复合体内或者在连接多个基站的中央设备内实现。

本发明可以特别有利地使用于，当频带是宽带的并且在频带内同时传输的信号依靠单独连接的扩展代码区分时。在宽带的频带内多个通信连接是可传输的，以致在这种情况下分集增益可以共同使用在许多，在极端情况可以使用在所有的，通信连接中。

接收信号的组合可以在物理层次内通过MRC(Maximum RatioCombining)组合或者在更高层次上通过选择性组合实现。

附图说明

本发明的实施例依靠附图详细说明如下：

图1示出无线电通信系统，

图2示出在基站和用户站之间的TDD-无线电接口的简图，

图3，4示出基站安排的不同方案，和

图5，6示出宏分集接收法的简图。

具体实施方式

作为无线电通信系统的例子，图1所示的移动无线电系统是由多个彼此联网以及对固定网PSTN有入口的移动电话局MSC组成。此外，移动电话局MSC与至少各一台用于控制基站BS和用于分配无线电技术资源的设备RRC，即与无线电资源管理器相连接。每一台这种设备RRC又可以对至少一台基站BS实现通信连接。这样一台基站BS可以经无线电接口与用户站，例如移动站MS或其它的移动和固定的终端设备建立通信连接。通过每一基站BS可以至少形成一个无线电小区。

图1示出为传输数据的示范的通信连接V1，V2，V3。操作和维护中心OMC对移动无线电系统及其部件实现控制和维护功能。这种结构的功能性是可以转移给其它可使用本发明的无线电通信系统，尤其是对于具有无绳用户接口的用户入口网以及为在未特许频带内运行的基站和用户站。

由图2可看到TDD(时分双工)无线电传输的帧结构。在宽带频段内，例如带宽B＝5MHZ根据TDMA(时分多址)部分可以分成多个相同持续时间的时隙ts，例如每帧fr分为16个时隙ts1到16。分配给每一基站BS1到BS3几个时隙ts。一部分时隙各自用于下行方向DL而一部分时隙用于上行方向UL。

在这种TDD传输法中上行方向UL的频带相当于下行方向DL的频带。同样的情况重复用于其它载频。通过对上行方向UL或下行方向DL可变的时隙分配可以进行多种非对称资源分配和通过时隙ts任意分配给基站BS1到BS3，使分配给基站BS的无线电技术资源进行与负荷有关的匹配。

在分配无线电技术资源的设备内实现时隙ts分配，其中一个时隙ts只分配给BS1到BS3中的一个基站。分配给一个基站BS1的时隙ts通过设备RRC发信令给基站BS1。第1基站BS1可以不同的方式查明其余的基站BS2，BS3使用哪些时隙，以及使用哪一个传输方向UL，DL。

第1种方法：

不仅将有关的分配而且将帧的每一单个时隙ts的分配和使用(此外还有所使用的扩展代码c)传信令给第1基站BS。因此对整个分配有一个信令程序。

第2种方法：

基站BS彼此之间信令化，包括基站利用了哪些时隙ts以及这是在上行或下行方向UL，DL内进行。时隙ts的利用一般用FACH(前向连接存取信道)信道(点对多点通信连接)经下行方向DL的无线电接口被传信令给移动站MS，因此使其得到以下信息，发生数据传输以及发生哪种类型的数据传输。在FACH内传输的信息还包含以下信息，基站MS的哪些资源在什么时候，多久以及分配给哪一个移动站MS。根据方法2这些信息也由其余的基站BS进行处理。

第3种方法：

用监控程序每个基站BS确定，在哪个传输方向和由哪个基站BS利用其余的并未分配给它的时隙ts。为此基站BS在所有未分配给它的时隙ts内接收并依靠接收的信息重新建立分配。

这三种方法的彼此组合也属于本发明的范畴。

在时隙ts内多个通信连接的信息以无线电字组的方式传输。数据是通信连接单独地用精细结构，扩展代码c扩展的，以致在接收端例如n个通信连接是可以通过CDMA部分(码分多址)分离的。

三个基站BS1到BS3或安置在相同位置并管理不同的扇形区(图3)或安放在不同位置(图4)。在两种情况下基站BS的幅射图至少局部地重叠。

图5示出一种状况，其中开始的4个时隙1-4分配给第1基站BS1，时隙5-11分配给第2基站BS2，而时隙12-16分配给第3基站BS3。移动站处于第1基站BS1的无线电小区内并第1时隙1用于上行方向UL，第3时隙用于下行方向DL。下面不分析扩展代码c。

因此第1基站BS1的接收设备RX在第1时隙1中接收由移动站MS发送的信号，而第1基站的发送设备TX在第3时隙中向移动站MS发送。与第1基站BS1相邻的基站的第2基站BS2的接收设备RX额外地在第1时隙1中接收移动站MS的信号，虽然该时隙1并未分配给它。因此可以将两基站BS1，BS2的接收信号彼此组合在一起。这在组合设备KE内进行。为了组合或者使用MRC(最大定额组合)物理层次的数据组合或者使用RLC(无线电链路控制)数据帧选择性组合。由EP 96114 902可获悉两个接收信号组合的细节。

如果通过移动站MS的运动，移交到相邻的基站BS2是必须的，则与W-CDMA(宽带码分多址)不同的是，这是硬转移，因为新的时隙ts6和8分配给移动站MS(见图6)。第2基站BS2不能保留时隙1和3，而必须利用分配给它的时隙5-11提供给移动站MS使用。当接收情况允许时，则宏分集接收继续进行，并且第1基站BS1在原来分配给第2基站BS2的时隙8内额外地进行接收。

因为根据图2在一个时隙ts内不仅传输移动站MS的信号，而且传输通过扩展代码c可分离的多个移动站MS的信号，所以基站BS接收复合信号。该复合信号在有关时间的同步性和对管理移动站MS的基站BS1的接收功率方面是最佳化的。在第2基站BS2接收信号中的哪一个信号进行组合，取决于通信连接专用的传输条件。在那里功率太弱的接收信号或与其它基站BS2相比具有不足的同步性的信号不能进行宏分集接收。因此宏分集接收是通信连接专用的。

判断什么时候开始或结束对移动站MS的宏分集接收，这取决于不断地被确定的品质参量。如果各附加的基站BS2，BS1对于提高接收品质的贡献是微不足道的，或者甚至是无效益的，然后调整组合。视组合设备KE是否安置在两个参与宏分集接收的基站BS1，BS2的一个地点而定，一个额外的传输容量在基站与其它网络元件通信连接时是需要的。这也影响关于宏分集的断或通的判断。如果额外的费用大，则宏分集接收只在基站BS之间极差的接收品质时或在足够的传输资源的情况下被利用。

移动站MS发送功率的调整是在宏分集接收的情况下进行虽然只建立在通过基站BS1或BS2的分析处理的基础上。多重接收的事实不起任何作用。

Claims

1.在无线电通信系统内经基站(BS)和用户站(MS)之间的无线电接口用宏分集接收的数据传输方法，其中，

-所述无线电接口按照用于数据传输的时分复用方法组织，其中多个时隙(ts)分别形成一个帧(fr)，

-所述时隙(ts)有选择地被用于上行或下行方向(UL，DL)，

-一个帧(fr)的时隙(ts)被分配给不同的基站(BS)，

-所述基站(BS)专门以被分配给它的下行方向(DL)的时隙(ts)进行发送，

-所述基站(BS)也以未被分配给它的上行方向(UL)的时隙(ts)进行接收，

-至少两台基站(BS)的接收信号彼此组合在一起。

2.根据权利要求1的方法，其中，各基站(BS)借助监控程序本身确定未被分配给它的上行方向(UL)的时隙(ts)。

3.根据权利要求1的方法，其中，由中央单元(RRC)通知所述基站(BS)未被分配给这些基站(BS)的上行方向(UL)的时隙(ts)。

4.根据权利要求1的方法，其中，所述基站(BS)彼此之间通知被分配给它们的上行方向(UL)的时隙(ts)。

5.根据前述权利要求之一的方法，其中，所述多个基站(BS)被安置在一个位置处并且每一个基站负责一个扇形区，其中所述多个基站的辐射图至少部分重叠。

6.根据权利要求1的方法，其中，所述多个基站(BS)被安置在不同位置上。

7.根据权利要求1的方法，其中，所述频带是宽带的，并且在频带内依靠通信连接专用的扩展代码(c)区分同时传输的信号。

8.根据权利要求1的方法，其中，所述组合是最大比合并组合。

9.根据权利1的方法，其中，所述组合是有选择的组合。

10.用宏分集接收经基站(BS)和用户站(MS)之间的无线电接口的数据传输的无线电通信系统，

-具有分配无线电技术资源的设备(RRC)，该设备(RRC)被设计成：

-所述时隙(ts)有选择地被用于上行或下行方向(UL，DL)，

-一个帧(fr)的时隙(ts)被分配给不同的基站(BS)，

-具有基站(BS)中的发送设备(TX)，该发送设备(TX)专门以被分配给它的下行方向(DL)的时隙(ts)进行发送，

其特征在于：

-在基站(BS)中设置有接收设备(RX)，该接收设备(RX)也以未被分配给它的上行方向(UL)的时隙(ts)进行接收，并且

-在一个位置的一个基站复合体内或者在连接多个基站的中央设备中设置有一个组合设备(KE)，该组合设备(KE)把至少两个基站(BS)的接收信号彼此组合在一起。