CN101194429A - Cdma系统中以切换波束天线操作移动单元的测量机会 - Google Patents

Abstract

提供测量机会给在一CDMA无线通信系统中以一切换波束天线操作的一无线传输/接收单元(WTRU)。该切换波束天线是一产生多个定向波束及一全向波束的智能型天线。封包数据传输的丛发性本质会在一呼叫期间产生不活动或低讯务流量的时期。该无线传输/接收单元在此等不活动或低讯务流量期间切换成选定天线波束以外的天线波束以供接收并测量信号。此外，若网络已知晓该无线传输/接收单元利用一切换波束天线操作的事实，则该网络可在作出频道分配的决策时利用此信息，藉此对该无线传输/接收单元提供经常的测量机会以便支持切换波束天线运作。

Description

CDMA系统中以切换波束天线操作移动单元的测量机会

技术领域

本发明关于无线通信的范畴，更特定言之，是关于一种在一CDMA2000无线通信系统中以一切换波束天线操作的移动无线传输/接收单元(WTRU)。

背景技术

一切换波束系统是一种定义了多个固定方向波束且一收发器选取会提供最高信号品质及最低干扰的定向波束的系统。一定向波束与一无线传输/接收单元(WTRU)的使用要求对每一定向波束进行信号位准测量以选取该切换波束天线的最好定向模式。

该无线传输/接收单元监测利用每一定向波束收到的接收信号位准，且重选最好的定向波束以配合该无线传输/接收单元的环境变化及移动。在一CDMA2000无线通信系统中，测量作业是利用每一小区持续地发出的前向导频进行。

在利用(最好的)选定天线波束进行传输/接收数据的同时，无线传输/接收单元亦利用该选定天线波束进行测量。但是，为了确保最好的波束被使用，无线传输/接收单元必须在运作期间监测其它天线波束。切换成另一天线波束以进行测量可能造成数据损失。此系因为其它天线波束内的数据传输/接收会受到天线波束型样影响。各波束间的天线增益的差异可能非常大。

发明内容

有鉴于上述发明背景，因此本发明的一目的是提出一无线传输/接收单元(WTRU)在一CDMA2000无线通信系统中操作期间可于何时用选定天线波束以外的切换天线波束进行测量的指导原则。

依据本发明的此所述暨其它目的、特征、及优点由一种方法实行在包含多个小区的一CDMA无线通信系统中以一切换波束天线运作的一无线传输/接收单元的测量的方法提供。

该切换波束天线可为一产生包含多个定向波束及一全向波束的天线波束的智能型天线。该无线传输/接收单元在一呼叫期间的某些不活动或低讯务流量时期内进行测量。该无线传输/接收单元在此等不活动或低讯务流量期间切换成选定天线波束以外的天线波束以供接收并测量信号。本发明有利地使测量利用此等其它切换天线波束收到的信号时的封包损失最少化。此系通过在极少或完全没有数据要发送的时进行测量而达成。

进行测量的方法的第一实施例系以在一活动状态下操作无线传输/接收单元以供利用一选定天线波束与至少一小区交换数据为基础。数据通过一指派基本频道且必要时通过一指派辅助频道进行交换。该方法更包括在未被指派辅助频道时切换成该选定天线波束以外的天线波束以供从至少一小区接收信号。测量利用每一切换天线波束从至少一小区收到的接收信号。

进行测量的方法的第二实施例系以在一活动状态下操作无线传输/接收单元以供利用一选定天线波束与至少一小区交换数据，且该无线传输/接收单元等到被置入一控制保持状态才利用该选定天线波束以外的天线波束进行测量。在被置入该控制保持状态时利用该选定天线波束与该至少一小区维持一指派专用控制频道。该方法更包括在该专用控制频道被指派时切换成该选定天线波束以外的天线波束以供从该至少一小区接收信号。测量利用每一切换天线波束从该至少一小区收到的接收信号。此外，该切换及测量步骤可为在一反向导频被闸控断开(is gated off)时进行。

进行测量的方法的第三实施例系以用一指派讯务频道操作无线传输/接收单元以供利用一选定天线波束与至少一小区交换数据，且等到进入一上链不连续传输模式。该方法更包括在该上链不连续传输模式时切换成该选定天线波束以外的天线波束以供从该至少一小区接收信号。测量利用每一切换天线波束从该至少一小区收到的接收信号。此外，该无线传输/接收单元可利用该选定天线波束监测下链讯务，且可在监测结果超过一阈值时停止切换及测量该选定天线波束以外的天线波束的作业。

进行测量的方法的第四实施例系以无线传输/接收单元利用一选定天线波束与至少一小区交换数据为基础，其中交换的数据包含该无线传输/接收单元以切换波束天线操作的信息。网络协调频道分配以通过该无线传输/接收单元与切换波束天线操作的信息为基础而在该无线传输/接收单元内供予测量机会，并且产生一响应于此的命令。该无线传输/接收单元从网络接收此命令以使该无线传输/接收单元在一预定运作状态下操作一段预定时间。该无线传输/接收单元在处于该预定运作状态下时切换成该选定天线波束以外的天线波束以供从该至少一小区接收信号。该无线传输/接收单元测量利用每一切换天线波束从该至少一小区收到的接收信号。

附图说明

图1是一依据本发明的一CDMA2000无线通信系统及在该系统中运作的一无线传输/接收单元(WTRU)的简图。

图2是一图1所示无线传输/接收单元的方块图。

图3是一图1所示CDMA2000无线通信系统的MAC转变状态的简图。

图4至图7是由图1所示无线传输/接收单元进行测量的个别实施例的流程图。

具体实施方式

以下参照所附图式更详细地说明本发明，其中示出本发明的较佳实施例。然本发明可被以许多不同形式实施且不应被解释为仅限于本说明书提及的实施例。事实上这些实施例是为了使本说明书更为透彻完整而提供，且会向熟习此技艺者完整传输本发明的范围。全文中以相同数字代表相同组件。

一开始参照图1和图2，说明一无线通信系统100及一用于在该无线通信系统内运作的无线传输/接收单元(WTRU)120。无线传输/接收单元120包含一用于产生天线波束的切换波束天线130，此等天线波束包含多个定向波束140及一全向波束150。图中所示定向波束140是一用于与基地台160(其亦为服务小区)联络的切换波束。无线传输/接收单元120亦在邻近基地台180的附近。

基地台160、180可为网点控制器(site controllers)、存取点或一无线环境中的任何其它类型的介接装置，如熟习此技艺者所能轻易理解。无线通信系统100举例来说可应用在一码分多址(CDMA)2000系统以及一般的无线通信系统，如熟习此技艺者所能轻易理解。

无线传输/接收单元120包含能够在一无线环境中运作的装置，举例来说譬如使用者设备(UE)、移动台、移动用户单元以及呼叫器。无线传输/接收单元120包括一连接于切换波束天线130的波束切换单元220，一连接于该波束切换单元的收发器240，及一连接于该收发器的测量单元260，如图2所示。测量单元260测量从不同小区收到的信号。就一CDMA2000无线通信系统来说，较佳利用先导信号(pilotsignals)进行此等测量。然亦可以从小区发出的任何其它信号作此用途。

一控制器280被连接于收发器240、测量单元260、及波束切换单元220以供控制。一阈单元290亦被连接于控制器280。阈单元290可包括一用于储存用来跟测量单元260进行的测量作比较的阈值。

图3提供CDMA2000无线通信系统的MAC转变状态的简图。MAC活动由下列状态表示：活动状态300，控制保持状态320，及休眠状态340。

在活动状态300中，一基本频道(FCH)及/或一辅助频道(SCH)被指派给无线传输/接收单元120，且一连结层和一点对点通讯协议(PPP)连接被建立在IWF与MS之间。

在控制保持状态320中，仅有一专用控制频道被维持在无线传输/接收单元120与基地台160之间。控制命令可被以低潜伏时间(latency)发送。在此状态中维持功率控制以最小化因功率控制收敛所造成的起动高速数据传输的潜伏时间。此时不允许数据讯务，且通常是在需要时进行一非常快速的讯务频道再指派作业。反向导频道在此状态下可能被闸控。

在休眠状态340，没有专用频道被维持。PPP的状态信息被维持。也就是说，无线传输/接收单元120被登录。

在讨论依据本发明的无线传输/接收单元120的测量机会以及与基地台160的协调的前，首先要讨论CDMA2000讯务频道做为背景信息。一CDMA2000无线通信系统中的讯务频道永远包含一基本频道及/或一专用控制频道。该讯务频道亦可包含一或多个辅助频道。

该基本频道支持语音、数据或信令(signaling)。该专用控制频道支持信令或丛发数据。该辅助频道支持高数据传输率服务。

基本频道和专用控制频道是具备连续分配(无穷持续时间)的频道。辅助频道可为连续的或者可被指派为有一指定持续时间，且该频道在该持续时间届满后被释出。

整体而言，无线传输/接收单元120在产生呼叫时被指派一基本频道及/或一专用控制频道。然后网络监测无线传输/接收单元120的活动以及频道状况并且决定辅助频道分配。无线传输/接收单元120具有请求一辅助频道分配的能力。

网络在指派一频道给一无线传输/接收单元120时会将数种参数纳入考量，譬如使用者的活动(待发送的数据的量)、使用者路径损失(path-loss)、干扰、及小区负荷。

当一辅助频道被指派，可定义出一激活时间和一持续时间。该频道在该激活时间被提供给无线传输/接收单元120并且在指定的持续时间内保持为该使用者可用。在该频道被释出的后可将其指派给另一无线传输/接收单元。要释出频道并不需要信令。辅助频道可被指派无穷持续时间，在此情况中，网络必须向无线传输/接收单元120发送一指定讯息以释出该频道。

以下参照图4至图7所示流程图说明由无线传输/接收单元120进行的测量机会以及与网络的协调的四个不同实施例。

封包数据传输的丛发性本质会在一呼叫期间产生不活动的时期。此外，会有数据传输率非常高的时期(例如当基本频道和辅助频道二者被指派时)以及数据传输率非常低的时期(例如仅有基本频道被指派时)。亦有仅只信令/控制被发送的时期(亦即控制保持模式)。

由与一切换波束天线130操作的无线传输/接收单元120进行测量的第一实施例示于图4的流程图中。从开始(方块400)起，在方块402，无线传输/接收单元120在一活动状态下运作以利用一选定天线波束与至少一小区160交换数据。数据系通过一指派基本频道交换，且视需要通过一指派辅助频道交换。

该方法更包括在方块404当该辅助频道未被指派时切换成该选定天线波束以外的天线波束以从该至少一小区接收信号。在方块406，测量利用每一切换天线波束从该至少一小区收到的接收信号。

无线传输/接收单元120因而在辅助频道未被指派时进行切换波束测量，因为数据传输率较低，且有可能在天线波束切换期间损失的位数量较少。该方法结束于方块408。

测量作业举例来说可包括测量接收信号的一信号干扰比、一信噪比及一信号强度的至少一者。测量接收信号的目的是判断链路的一品质藉以能作出决定是否要留在选定天线波束，或是要切换成会提供一较好链路品质的另一天线波束。就一CDMA2000无线通信系统来说，此等接收信号是先导信号。

由与一切换波束天线130操作的无线传输/接收单元120进行测量的第二实施例示于图5的流程图中。从开始(方块500)起，在方块502，无线传输/接收单元120在一活动状态下运作以利用一选定天线波束与至少一小区160交换数据。然后在方块504，无线传输/接收单元120等到被置入一控制保持状态。

该方法更包括在方块506当被置入该控制保持状态时利用该选定天线波束与该至少一小区维持一指派专用控制频道。在方块508，当该专用控制频道未被指派时，无线传输/接收单元120切换成该选定天线波束以外的天线波束以从该至少一小区160接收信号。在方块510，测量利用每一切换天线波束从该至少一小区收到的接收信号。此外，该切换作业及测量作业可为在一反向导频被闸控断开时进行，如熟习此技艺者所能轻易理解。该方法结束于方块512。

由与一切换波束天线130操作的无线传输/接收单元120进行测量的第三实施例示于图6的流程图中。无线传输/接收单元120及/或基地台160可各自中断传输一段特定时间。此特征被称为DTX-不连续传输。DTX决策系以讯框为基础在一讯框作出，且无线传输/接收单元120不知道下链会在何时处于DTX。无线传输/接收单元120得利用其自有的DTX(在上链内)做为一指导原则以进行测量(在上链处于DTX的同时进行测量)。

但是，上链处于DTX的事实并不是指下链处于DTX。因此，在依循此指导原则时，无线传输/接收单元120亦将下链讯务纳入考量，且较佳是在下链内的讯务负荷为轻时进行测量。

从开始(方块600)起，在方块602，无线传输/接收单元120与一指派讯务频道操作以利用一选定天线波束与至少一小区160交换数据，且在方块604等到进入一上链不连续传输模式。在方块606，该方法更包括当处于该上链不连续传输模式时切换成该选定天线波束以外的天线波束以从该至少一小区160接收信号。在方块608测量利用每一切换天线波束从该至少一小区收到的接收信号。

此外，可监测使用选定天线波束的下链讯务，且切换及测量该选定天线波束以外的天线波束的作业可在监测结果超过一阈值时被停止。该方法结束于方块610。

由与一切换波束天线130操作的无线传输/接收单元120进行测量的第四实施例示于图7的流程图中。从开始(方块700)起，在方块702，无线传输/接收单元120利用一选定天线波束与至少一小区160交换数据。交换的数据包含无线传输/接收单元120正在以切换波束天线130操作的信息。

网络协调频道分配以在无线传输/接收单元120内供予测量机会的作业系以该无线传输/接收单元正在以切换波束天线操作的信息为基础，且在方块704响应于此而产生一命令。该命令在方块706被无线传输/接收单元120接收以供以一预定运作状态操作一预定时间。

在方块708，该方法更包括当处于该预定运作状态时切换成该选定天线波束以外的天线波束以从至少一小区160接收信号。在方块710测量利用每一切换天线波束从该至少一小区收到的接收信号。

该预定运作状态可包括一活动状态300，其如前所述包含一指派基本频道而未指派一辅助频道。无线传输/接收单元120被周期地置入该预定运作状态。

整体而言，网络在指派一频道给一无线传输/接收单元120时会将数种参数纳入考量，譬如使用者的活动(待发送的数据的量)、使用者路径损失、干扰、及小区负荷。若网络确知一切换波束天线130在无线传输/接收单元120内的存在，则该网络亦可利用此信息协调频道分配，且在无线传输/接收单元内供予测量机会以支持一波束切换作业。此有利地为无线传输/接收单元120提供一些闲置时期进行测量，从而增加测量机会。举例来说，网络以一特定周期性将无线传输/接收单元120送到控制保持状态320，让测量得以进行。此因数据传输量没有太过敏感的延迟的事实而为可行。该方法结束于方块712。

本发明有利地使在测量利用选定天线波束以外的切换天线波束收到的信号时的封包损失最少化。此系通过在有少量数据或完全没有数据被发送时进行测量而达成。

熟习此技艺者会想出具有在以上说明及相关图式中呈现的揭示内容的好处的许多修改型及本发明其它实施例。因此，应理解到本发明并不局限于已揭示的特定实施例，且希望此等修改及实施例被包容在所附申请专利范围所述的范围以内。

Claims (22)

1.一种由在包含多个小区的CDMA2000无线通信系统中以切换波束天线操作的无线传输/接收单元(WTRU)进行测量的方法，该切换波束天线用于产生包含多个定向波束及一全向波束的天线波束，该方法包括：

在一活动状态下运作以利用一选定天线波束与至少一小区交换数据，该数据是通过一指定基本频道且视需要通过一指定辅助频道而交换；

当该辅助频道未被指派时，切换成该选定天线波束以外的天线波束以从该至少一小区接收信号；及

测量通过每一切换天线波束从该至少一小区所接收的接收信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其更包括以该受测信号为基础来选取一天线波束。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，被测量的该等接收信号包括一先导信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该测量步骤包括测量该等接收信号的一信号干扰比、一信噪比及一信号强度中至少其一。

5.一种由在包含多个小区的CDMA2000无线通信系统中以切换波束天线操作的无线传输/接收单元(WTRU)进行测量的方法，该切换波束天线用于产生包含多个定向波束及一全向波束的天线波束，该方法包括：

在一活动状态下运作以利用一选定天线波束与至少一小区交换数据；

等到被置入一控制保持状态；

当被置入该控制保持状态时利用该选定天线波束以该至少一小区维持一指派专用控制频道；

当该专用控制频道被指派时，切换成该选定天线波束以外的天线波束以从该至少一小区接收信号；及

测量利用每一切换天线波束从该至少一小区所接收的接收信号。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该切换及测量步骤是在一反向导频被闸控断开时进行。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，更包括以该受测信号为基础选取一天线波束。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，被测量的该等接收信号包括一先导信号。

9.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，该测量步骤包括测量该等接收信号的一信号干扰比、一信噪比及一信号强度的至少其一。

10.一种由在包含多个小区的CDMA2000无线通信系统中以切换波束天线操作的无线传输/接收单元(WTRU)进行测量的方法，该切换波束天线用于产生包含多个定向波束及一全向波束的天线波束，该方法包括：

以一指派讯务频道进行运作，以利用一选定天线波束与至少一小区交换数据；

等到进入一上链不连续传输模式；

当处于该上链不连续传输模式时，切换成该选定天线波束以外的天线波束，以从该至少一小区接收信号；及

测量通过每一切换天线波束从该至少一小区所接收的接收信号。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，其更包括：

利用该选定天线波束监测下链讯务；及

若监测结果超过一阈值，则停止切换及测量该选定天线波束以外的天线波束的步骤。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，更包括以该受测信号为基础选取一天线波束。

13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，被测量的该等接收信号包括一先导信号。

14.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，该测量步骤包括测量该等接收信号的一信号干扰比、一信噪比及一信号强度的至少其一。

15.一种由在包含多个小区的CDMA无线通信系统中以切换波束天线操作的无线传输/接收单元(WTRU)进行频道分配的方法，该切换波束天线用于产生包含多个定向波束及一全向波束的天线波束，该方法包括：

该无线传输/接收单元利用一选定天线波束与至少一小区交换数据，交换的数据包含该无线传输/接收单元正在以该切换波束天线操作的信息；

网络以该无线传输/接收单元正在以该切换波束天线操作的信息为基础协调频道分配以在该无线传输/接收单元内供予测量机会，且响应于此而产生一命令；

该无线传输/接收单元从该网络接收该命令使该无线传输/接收单元以一预定时间为基础在一预定运作状态下操作；

该无线传输/接收单元在处于该预定运作状态时切换成该选定天线波束以外的天线波束以从该至少一小区接收信号；及

该无线传输/接收单元测量通过每一切换天线波束从该至少一小区所接收的接收信号。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该预定运作状态包括一活动状态，其中数据是通过一指派基本频道与该至少一小区交换，且一辅助频道未被指派。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该预定运作状态包括一控制保持状态，其中利用该选定天线波束与该至少一小区维持一指派专用控制频道。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，该切换及测量步骤是在一反向导频被闸控断开时进行。

19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该无线传输/接收单元被周期地置入该预定运作状态。

20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，更包括以该受测信号为基础选取一天线波束。

21.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，被测量的该等接收信号包括一先导信号。

22.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，该测量步骤包括测量该等接收信号的一信号干扰比、一信噪比及一信号强度的至少其一。

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