CN101479971B - 用于无线通信网络的方法和设备 - Google Patents

Abstract

提议了一种在无线通信网络中使用的通信方法，所述方法包括以下步骤：-为用于与所述至少两个用户终端通信的小区中至少两个信道的每个信道监视表示信道在时间和/或频率上的可变性的至少一个属性；-通过网络中或用户终端之一中的控制节点，使用监视结果控制小区中的通信。通信控制可包括人工引起时间选择性和/或频率选择性或为小区选择操作模式。

Description

用于无线通信网络的方法和设备

技术领域

本发明涉及用于在蜂窝通信网络中传送的方法和设备，并且具体地说，涉及在此类网络中的通信控制。

背景技术

在典型的蜂窝通信系统中，有许多应适应实际情况和相互适应以便使系统尽可能高效地工作的系统参数。例如，可调节(adapt)某些物理层参数，如帧结构、导频分布和多天线传送模式(波束形成、MIMO、空时编码和其它)。

在将来的系统中，它也可能根据部署方案在基站中的不同无线电接口之间选择。例如，在微小区或微微小区中，可使用WLAN，在大的宏小区中，可使用WCDMA或GSM/EDGE。

在调节系统参数时，运营商将尝试使这些参数匹配某些小区中可发生的情况。存在不同类型的计划工具，通过这些工具选择诸如无线电传播模型等某些参数以匹配预期环境，例如，在假定最差情况方案方面或在此环境的典型条件方面。小区中的实际通信可与部署系统时所做的初始假设大不相同。此外，如果小区已设计用于特殊环境，并且该环境发生更改，例如，新建筑物、道路或其它物体出现在周围环境中，则可更改参数以反映新情况。小区中的通信将不会有很好的工作效果，或者通信将是不必要地复杂。随着时间的进展，用户行为的变化也能够使经历的信道条件进一步偏离最初假设，例如，在忙时。

无线通信系统中无线电波的多径传播产生了一种驻波模式，其中，在所有波的矢量和为零或接近零时会遇到极小值。移动通过此驻波模式的移动单元将遇到快速的信号变化、衰落，这对保持和优化信息的传送和接收提出了挑战。多径衰落能够在时域和频域中均经历到。多径衰落能够是时间选择性或频率选择性的。

时间选择性多径衰落：

接收天线通过驻波模式的移动将导致在时间方面的信号变化。通过互易，如果传送的方向转向，即，移动接收器成为移动发射器，并且固定发射器成为固定接收器，将观测到相同的变化。此外，即使发射器和接收器均是固定的，两者周围环境的移动和更改可导致驻波模式更改，并因此导致接收的信号的时间变化。所有类型的移动产生了所谓的时间选择性多径衰落或时间选择性。

频率选择性多径衰落：

每个无线电波的相位是以波长表示的路径长度的函数。如果频率偏移，则每个无线电波的相位也可偏移，并且驻波模式被更改。因此，在给定的瞬间，接收的信号将具有在频带上的衰落变化，这称为频率选择性多径衰落或频率选择性。

另外，多个天线可用于无线电波的传送和/或接收。诸如相对位置、辐射模式、互耦和极化等天线设置的属性将导致在不同天线无线电波的不同加权和相移。因此，与一个发射天线相关联的驻波模式可部分或完全独立于与另一个发射天线相关联的驻波模式。通过互易，这同样适用于不同的接收天线。因此，不同的天线可遇到不同的信号强度，这将称为天线选择性。

无线通信信道的时间和频率选择性对保持高效通信提出了挑战。各种方法已设计为利用选择性并改进系统性能；此类方法的示例是编码、分集、调度和自动重发请求(ARQ)或混合ARQ。

编码和分集添加了冗余以避免衰落波谷引起的信息丢失，而调度利用信道知识从而在时间和频率上分布信息以避免其中在差的信号强度或高干扰方面信道条件差的时间或频率。

所有这些方法将改进对无线系统操作典型的某些信道条件下的信息传输。然而，所有所述方法也具有取决于信道的时间和频率选择性的限制。在时间或频率有关的信道变化与传送的数据块程度相比很慢时，方法无法提供对信道变化或C/I变化的顺应力。另一方面，在信道变化极快时，需要大量的开销信息以便接收器能够估计信道，使得用于信息传输的空间更少。频率选择性也引入了符号间干扰(ISI)，这可导致需要信道均衡化。这将要求使用更复杂和高成本的接收器。

用于在无线系统中形成另外的选择性的熟知方法是在发射器或接收器或两者使用不止一个天线。这形成了可或多或少非相关的多个信道，允许在天线域上使用冗余或调度。此解决方案的缺陷是增加了复杂度和成本，并且经常需要更多的开销信令。

使用蜂窝通信网络的多天线传送将时间或频率选择性添加到无线信道本身已为人所熟知。例如，在TDMA系统中，延迟分集可在小区中统一应用。这种情况下，两个或更多个天线用于传送相同信号的延迟的复制。在所有接收天线，延迟的复制将被叠加并导致与使用单天线情况相比增大的时间扩散。这样，实现了增大的频率选择性。如果频率选择性增大太多，则将产生增大的符号间干扰和系统退化。

两个或更多个天线也可通过不同的时间变化幅度和/或相位传送相同信号以实现时间选择性。此技术与信道相关或质量相关调度组合，称为机会波束形成。以此方式引入的另外的时间选择性在慢速变化的信道中是有益的，但在信道已经快速变化时能造成问题。

时间和频率选择性的组合也已描述，其中，在不同的频带分段中引入不同的时间变化。

在信道未提供充分的时间和频率选择性时，使用人工形成的时间和频率选择性能导致系统容量和吞吐量有大的改进。另一方面，如果用于某个用户的信道已经提供充分的选择性，则在时间或频域中从人工形成更多的选择性不存在另外的增益。如果选择性超出用于系统以最佳方式操作的所需，这甚至可能有害。这种情况下，时间和频率变化可如此之快，以致它们由于例如符号间干扰或信道估计误差而导致退化。在假定某个系统配置的条件下，存在一个选择性区域，与此区域外相比，在该区域内系统性能得以改进。现有技术解决方案只允许移动而不允许扩展此区域。

此外，在多用户系统中，每个用户经历各自的信道条件。对于一些用户，性能将受益于人工选择性，而其它用户可能受到其损害。选择适当的人工选择性量成了一个困难的设计选择，在经历的信道条件与预期不同时，这种选择可造成不需要的后果。相关的设计选择是选择某个系统性能应要达到的最大的时间扩散和移动速度。人工引起的时间和频率变化必须考虑在内，这有效地降低了信道变化的最大可能速率。

但现有解决方案有关的另一问题是瞬间和平均信道特征将在上行链路与下行链路之间不同，这是因为人工选择性只在链路之一中引起。因此，依赖上行链路与下行链路之间特征类似性的方法将遭受到性能退化。例如，在时分双工(TDD)复用系统中，信道通常假设为在两个方向上相同。如果人工选择性在链路之一中引入，则情况将不是如此。另一个示例能够是传送单元可从两个可能的编码/交织方案中选择，一个最适用于信道的快速时间变化，另一个最适用于慢速信道变化。

通信系统可设计为在传送的信息如何在时间和频率上扩展方面是灵活的，能够适应信道的相干时间和频率以及适应不同用户的不同要求。人工引起固定量的选择性可限制此灵活性的益处，例如，在一个用户要求大部分可用频带时。太多的频率选择能够导致此用户被调度在许多小的非连续频率分段上，而使用较少的频率选择，用户已能够被调度在一个连续的分段上。后一情况将需要更少的信令开销。

发明目的

本发明的目的是改进蜂窝通信系统在多种信道条件下提供高效通信的能力。

发明内容

此目的根据本发明，通过一种在包括至少一个小区的无线通信网络中使用的通信方法而得以实现，其中，基站设置为通过无线接口与至少两个用户终端通信，所述方法包括以下步骤：

-为用于与所述至少两个用户终端通信的小区中至少两个信道的每个信道监视表示信道在时间上和/或频率上可变性的至少一个属性；

-由网络的控制节点使用监视的结果控制小区中的通信。

目的也通过一种用于在无线电信网络中传送的控制单元而实现，其特征在于它包括为用于与所述至少两个用户终端通信的小区中至少两个信道的每个信道获得有关表示信道在时间上和/或频率上可变性的至少一个属性的信息的部件；

-控制部件，用于使用监视的结果控制小区中的通信。

根据本发明，系统环境可测量，并且系统参数可根据测量结果设定。这样，系统参数值能够被优化。因此，系统运营商能够依据例如基站所处位置调节系统参数值。基站的位置因而能够以比通过现有技术可能的更高自由度进行选择。备选，系统参数可根据所需条件进行设定。例如，覆盖可优先考虑高数据速率以使分集重要(或反之亦然)。此类测量可由运营商在系统部署之前或系统在操作中时执行。备选，系统本身可包括用于进行这些测量并也可能用于依据测量结果调整系统参数的功能。

系统参数的调节或选择，或者接入技术的选择将取决于多个参数。根据本发明，这些参数被测量，并且系统调节依据实际参数值，即，小区中的当前情况进行。这样，系统资源的使用能够优化。取决于环境的所有参数可用于调节，包括保护时间，如循环前缀或两个时隙之间的距离、测量报告的频度、接入方法、编码方法、交织深度及其它。也可能依据小区中典型的时间扩散或多普勒频移选择接入方法。

因此，根据本发明，参数可依据任何给定时间的当前环境设定，而不是如在现有技术中一样，尝试调节接入方法以便它将在所有可能环境中令人满意地工作。

调节可由运营商基于来自控制节点的报告进行。备选，调节可由控制节点中存在的软件自动进行。

在优选实施例中，至少一个属性由至少两个用户终端监视，并且结果从每个用户终端传递到控制节点。备选或除此之外，至少一个属性可由网络中的节点监视。

在优选实施例中，通信的控制优选包括依据监视结果为小区选择操作模式。在此实施例中，小区中的信道属性和/或系统参数可更改，以便根据某一标准优化每个无线电链路。

操作模式可定义为将产生系统某些属性的参数集。通过更改一个或多个参数而更改操作模式将更改系统的属性。例如，系统能够根据例如在系统中典型移动终端的速度而在低多普勒模式或高多普勒模式中。操作模式例如可包括：

-大或小的小区

-高或低多普勒

-高或低频率选择性

对于每种操作模式，不同的参数将具有最佳值。

优选是指定定义系统参数的特定值的多个离散状态及可能用于不同系统参数的值的组合，以便实现可管理的多个系统状态。这样，运营商可选择适合小区中当前条件的预定系统状态而不必单独调整每个系统参数。

根据本发明，实现了更灵活的系统。此外，系统可向不同方案优化而不会增大太多的开销。

可以是基站或用户终端的传送单元可以几种不同的方式获得有关信道条件的知识。接收的信道可被测量，并且获得的信息可用于控制反方向上的传送。因此，移动终端将进行有关从基站接收的下行链路信道的测量，并使用此信息调节上行链路信道，且反之亦然。备选或除此之外，单元可向发送器报告有关接收的信道的质量信息，而发送器可使用该信息调节系统参数。

调整通信特征的单元(基站或用户终端)将优选告知接收器(分别为用户终端或基站)所做的调整。如果在网络中的其它控制机制是基于上行链路与下行链路信道具有相同的属性的假设，则这特别重要。如果一个链路被更改，则此假设将是错误的，并且其它控制机制将不正常工作。

有关所做调整的信息可扩展到也涉及计划的更改。例如，信息可包括调整将立即或在一定数量的帧后开始。每次激活、停用或更改调整时，应发送新信息。

在优选实施例中，可依据相应终端经历的条件，单独在系统中为每个用户终端引起时间和/或频率选择性。优选是有关人工引起的选择性的信息从基站传递到用户终端。

优化的标准包括但不限于以下所述：

-保护时间，如OFDM系统中的循环前缀长度

-均衡器长度(在GSM系统中)

-搜索器窗口/瑞利复杂度(rake complexity)(在CDMA系统中)

-时间和频率方面的导频密度

-用户数量和调度要求

-时隙长度

-各个用户条件，或备选，平均或最差情况条件

因此，例如，对于未在移动的用户终端，能够添加时间变化而无需为任何其它用户终端更改条件。

正如将在下面所示一样，人工引入的时间和频率选择性的组合能够表示为

$Y(f,t)=X(f,t)\·\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{W}_n(f,t)H_n(f,t),$

其中

Y(f，t)是接收的信号，

X(f，t)是传送的信号，

H_n(f，t)是随时间和频率变化的信道，以及

W_n(f，t)是随时间和频率变化的加权函数

本发明的基本想法是发射器应通过选择适当的天线加权函数W_n(f，t)来优化有效信道中的选择性的量。这需要无线电信道H_n(f，t)的一些属性的知识。此知识可以两种不同的方式获得：

1.通过来自接收器、描述信道的时间和频率选择性的信息反馈；或者

2.通过来自在双工链路上传送的信息、描述信道时间和频率的选择性的参数估计。

优化步骤包括为预先选定的加权函数选择天线加权函数W_n(f，t)或比例因数。在给定情况下，天线加权函数的选择可取决于以下的一些或所有参数：

-循环前缀长度(在OFDM系统中)

-均衡器长度(在GSM系统中)

-搜索器窗口/瑞利复杂度(在CDMA系统中)

-传送的导频信息的时间和频率密度

-要传送到的接收器数量

-用于分集和冗余或用于调度的方法

-时间和频率方面的基本结构(符号长度、时隙长度、最小资源块大小)

如果使用多普勒分集或延迟分集，则引入的时间和频率变化将对于固定信道在时间上是周期性的，并且对于频率平坦信道在频率上是周期性的。此周期性能够以几种方式使用：

1.如果周期已知，则能够改进信道估计。从当前状态可推断将来瞬间或在其它频率的信道条件。信道质量反馈的量也可减少。

2.导频可得到更有效地分配。

优选是接收器得到有关引入的人工选择性的量的告知。这可通过专用信令方法实现，如：

-通过有限比特序列(码字)表示可能的人工选择性方案的有限集

-开/关信令(一比特)。这甚至对于非-自适应(non-adaptive)人工选择性也是适当的。这是以上所述的特殊情况

-传递描述人工信道的参数，即，W_n(f，t)。

它也能够间接实现，例如，通过人工分集的时隙或频隙应用。这将意味着对于一些预定的时隙或频率，将不存在人工选择性。接收器可通过比较不同时隙或频率的信道条件，使用此来了解人工选择性的量。

信令可以是共用或专用的，这取决于人工形成的选择性是否共用于所有接收单元，或单独适应每个接收器。

人工引起的周期时间和/或频率变化可结合知道周期长度的调度器一起使用，以便可推断将来瞬间或其它频率的信道条件。

人工引起的选择性可与例如传送分集、波束形成或MIMO组合。换而言之，M个导频可从N个天线(N＞M)传送，并且剩余的N-M个天线可通过传送在N个天线的一些或所有天线上传送的信息的加权的复制而用于人工形成选择性。

附图说明

在下述内容中，将通过示例并参照附图更详细地描述本发明，其中：

图1示出其中可应用本发明原理的移动电信网络。

图2是本发明第一方面的流程图。

图3是本发明第二方面的流程图。

具体实施方式

图1示出其中可应用本发明原理的蜂窝电信网络1。基站3与控制单元5相关联，或者包括控制单元5。基站3通过无线接口与小区中的一个或多个用户终端7通信。通信受小区的布局和大小、终端7是否在移动和移动速度、可在小区中存在的任何反射物体及可能的其它因素影响。技术人员熟知影响蜂窝网络中通信的因素。

基站与用户终端之间的通信是双向的。因此，基站3和用户终端7均包括发射器、接收器和用于控制通信的控制部件。控制单元包括用于执行控制功能的控制部件8。此外，控制单元5和用户终端7均优选分别包括用于监视表示信道质量的一个或多个参数的监视部件9、11。这些参数报告到控制部件8，以便它们可用于控制小区中的通信并优选存储在数据库13中。备选，当然网络中的监视部件9可实现为与控制单元5通信的单独单元。

根据本发明的第一主要实施例，获得的信道质量参数用于选择要在整个小区中使用的系统参数。这在下面参照图2论述：

步骤S1：测量小区中的信道条件。这可由基站3、监视部件9和/或网络中的其它节点完成。它也可由用户终端7的监视部件11完成，这种情况下，该部件将测量结果报告到网络中的控制节点5。

步骤S2：根据测量选择操作模式或接入技术。这由控制节点5完成。备选，它可由运营商基于控制节点5生成的报告手动完成。

步骤S3：告知小区的用户终端有关为小区选择的系统参数，例如，选定的导频密度。此信息优选包括在同步信道或诸如此类中，这是因为允许信道从其它信道获取信息可需要它。

在步骤S1中执行的测量也可在部署系统之前通过其它测量设备执行。

备选，用户终端7的监视部件11可充当控制单元并为上行链路选择某些操作模式参数。这种情况下，在步骤S3中，用户终端可将用户终端7选定的系统参数告知基站中的控制节点5。

如上所述，步骤S1的测量结果可存储在系统的数据库13中。系统可周期性地从数据库获取要使用的统计资料以用于调节系统参数。例如，系统可查找一段时间内一些参数的最小和最大值，并随后相应地调节系统参数。这也可与位置参数组合使用。这种情况下，在系统部署前，运营商测量区域中的相关参数，并且这些参数存储与位置参数一起存储在数据库中。在系统部署时，数据库可用于使用位置参数数据在每个小区中单独设定参数。

此外，如果在系统操作时更新包括定位参数的参数，则此数据库可用于在链路建立时为每个用户设定参数。这样，在新用户进入系统时，估计其位置并且使用此值查找将用于此特殊终端的参数设定。可存储描述时间和/或频率选择性的参数，如延迟扩展和角度扩展。

在步骤S2中，系统参数可相互独立设定。备选，可定义系统参数值集定义的离散状态，这种情况下，参数的设定涉及根据小区的当前条件选择适合的集合。

步骤S3是可选的，但优选执行以允许用户终端以最佳方式通信。

例如，为在具有大为不同延迟扩展的方案中支持有效操作，OFDM系统可具有调谐到不同方案的不同循环前缀。为选择操作的优选模式，基站可能测量时间扩散，并随后选择适当的循环前缀长度。此外，根据本发明，网络运营商可根据传播环境，相应地调谐网络参数。

根据第一主要实施例，可设定系统参数以便优化通信而不会使系统变得不必要地复杂。例如，如果不存在有关时间的变化，则时间相关调度将无意义。类似地，如果不存在频率相关性或频率相关性很小，则频率选择性将只使系统变得更复杂而对质量无益。如果小区基本上是稳定的，则与小区中存在快速变化相比，导频信号可更少发送，并且帧可更长。例如，室内小区将比室外小区变化更少。

诸如导频密度(pilot density)等一些参数对于同一小区内的不同用户终端可具有不同值。其它参数将在整个小区始终具有相同的值。

根据本发明的第二主要实施例，获得的信道质量参数用于单独使时间和/或频率选择性适应每个用户终端。

人工形成时间或频率选择性的技术已经为人所熟知，但将在下文概述以便描述新本发明优点。

通过在不同天线上传送相同时间和频率变化信号X(f，t)的复制，每个天线上的复制乘以时变复加权w_n(t)，引起了时间选择性。从天线n传送的信号将经历时间变化和频率变化信道H_n(f，t)，并且最后所有传送的信号将叠加在接收天线上，根据以下等式产生接收的信号Y(f，t)：

$Y(f,t)=X(f,t)\·\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{w}_n\left(t\right)H_n(f,t)---\left(1\right)$

通常，时变加权w_n(t)经选择，以使得

$\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{\left|w_n\left(t\right)\right|}^2=P\left(t\right)---\left(2\right)$

其中，P(t)是通常将在一个天线上传送的功率。即使H_n(f，t)在一段时间内是静态或准静态的，只要不同的H_n(f，t)充分不相关，时变加权便将在接收的信号Y(f，t)引入时间变化。在每个天线以某个载波频率偏移Δf_n传送时，人工时间选择性的简单形式“多普勒分集”是：

$Y(f,t)=X(f,t)\·\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{H}_n(f,t)\·e^{j2\mathrm{\π\Δ}{f}_{n}t}---\left(3\right)$

频率选择性可以两种不同的方式引入，最简单的方式是使用延迟分集。此处，接收的信号可表示为传送的信号与有效信道脉冲响应的卷积：

$y(\mathrm{\τ},t)=x(\mathrm{\τ},t)*\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{h}_n(\mathrm{\τ}-{\mathrm{\Δt}}_n)---\left(4\right)$

其中，Δt_n是从天线n传送的信号复制的延迟。在频域中：

$Y(f,t)=X(f,t)\·\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{H}_n(f,t)\·e^{j2\mathrm{\πf\Δ}{t}_n}---\left(5\right)$

即使H_n(f，t)频率平坦，只要Δt_n对于不同n不同，有效信道便将是频率选择性的。

引入频率选择性的第二种方法是将传送的信号直接乘以用于每个传送天线的频变加权W_n(f)：

$Y(f,t)=X(f,t)\·\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{H}_n(f,t)\·W_n\left(f\right)---\left(6\right)$

此方法特别适用于在频域中使用信号处理的系统(如在例如OFDM系统中)，但通过将传送的信号与W_n(f)的脉冲响应表示的卷积，也能够在时域中实现。

人工引起的时间和频率选择性组合可描述为：

$Y(f,t)=X(f,t)\·\underset{n=1}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{W}_n(f,t)H_n(f,t)---\left(10\right)$

甚至对于稳定和频率平坦的信道，在W_n(f，t)选择正确的情况下，也能够获得时间和频率选择性。

对于这些不同的方法，我们能够确定有效信道，这在表1中为各种方法进行了概述。注意，多普勒分集、延迟分集和多普勒延迟分集是人工选择性更常见形式的特殊情况。

表1.用于不同种类选择性的有效信道

基本想法是发射器应通过选择适当的天线加权函数W_n(f，t)来优化在有效信道中选择性的量。这需要无线电信道H_n(f，t)的一些属性的知识，该知识能够以两种不同方式获得：

1.通过来自接收器、描述信道的时间和频率选择性的信息反馈。

2.通过来自在双工链路上传送的信息、描述信道时间和频率的选择性的参数估计。

优化步骤相当于选择天线加权函数W_n(f，t)或用于预先选定的加权函数(如在延迟分集和多普勒分集情况下的Δf_n和Δt_n或幅度系数)的比例因数。决定在给定情况下哪些天线加权函数最佳的标准可取决于以下的一些或所有参数：

·循环前缀长度(OFDM)、均衡器长度(GSM)、搜索器窗口和瑞利复杂度(WCDMA)

·传送的导频信息的时间密度和频率密度

·要传送到的接收器数量

·用于分集和冗余或用于调度的方法

·时间和频率方面的基本结构(符号长度、时隙长度、资源块大小)

发射器同时需要传送信息到不止一个接收器时，我们能够考虑两种可能方案：

1.通过为所有链路使用相同天线加权函数来引起选择性。

2.天线加权函数单独适用于每个链路。

第二方案提供了更大的自由度，但如果要告知所有接收器其各自的天线加权函数，则可能产生更多信令。

多普勒分集和延迟分集方案的一个关注方面是引入的时间和频率变化对于稳定信道将在时间上是周期性的，并且对于频率平坦信道在频率上是周期性的(周期变化也可通过W_n(f，t)的其它选择而引入)。周期性能够以几种方式利用：

1.如果周期已知，则能够改进信道估计。从当前状态可推断将来瞬间或在其它频率的信道条件。信道质量反馈的量也可减少。

2.假定信道条件将在时间和频率上自行重复，则可更有效地分配导频。与非周期情况相比，需要的导频开销更少。

人工选择性可在接收器不知道有关其的任何信息的情况下使用，这是因为在无人工引入的选择性的情况下，信道变化与时间或频率更多选择的信道的那些变化难以区分。但是，一些情况下，告知接收器有关引起的人工选择性量可是有益的。这可通过专用信令方法或更间接的方式实现。一些示例如下：

1.开/关信令(一比特)。这甚至对于非-自适应人工选择性也是适当的。

2.通过有限比特序列(码字)表示可能的人工选择性方案的有限集。情况1是此示例的特殊情况。

3.传递描述人工信道的参数，即，W_n(f，t)。

间接方法能够是人工分集的时隙或频隙应用，即，对于一些预定的时隙或频率，不存在人工选择性。接收器随后可通过比较不同时隙或频率的信道条件，了解人工选择性的量。

根据人工形成的选择性对所有接收单元是共用的还是对每个接收器是特定的，信令也要是共用的或专用的。

引入人工选择性的基本发明想法可以有利的方式与多天线传送组合。这特别适用于传送分集、波束形成和MIMO的想法。“选择性天线”定义为具有不止一个天线元件并且人工变化(自适应或固定)应用到每个天线元件的天线。诸如传送分集、波束形成和MIMO等常规技术随后可应用到“选择性天线”集。一个示例是通过两对天线传送分集，其中，每个对对接收器表现为单个天线(相同的导频从对中的两个天线传送，但施加了人工选择性)。

总之，根据本发明的第二主要实施例，方法包括以下步骤：

步骤S11：获得系统行为和信道条件的知识。此类知识可由控制节点从双工链路估计，或者经来自接收器的反馈报告。

步骤S12：使用在步骤S11中获得的知识优化时间和/或频率选择性。

步骤S13：将有关人工生成的时间和/或频率选择性的信息传递到接收器。进行信道估计或者在确定用于传送的适当方法时，接收器能够使用此信息。

在步骤S12中，优化的标准包括但不限于以下所述：

-保护时间，如循环前缀长度(在OFDM系统中)

-均衡器长度(在GSM系统中)

-搜索器窗口/瑞利复杂度(在CDMA系统中)

-导频在时间和频率上的密度

-用户数量和调度要求

-时隙长度

-各个用户条件，或备选，平均或最差情况条件。

如上结合图2所述，时间和频率选择性的优化可在网络中的控制单元5中执行，或者对于某些参数，在用户终端7中的控制单元中执行，该控制单元可以是具有一些增加功能的监视单元11或单独的单元。在后一情况下，在步骤S13中，用户终端7将人工生成的时间和/或频率选择性告知网络中的控制单元5。

虽然上述本发明的两个方面可单独使用以改进小区内的通信，但它们也可组合。例如，通过应用本发明的第一方面，系统可先测量小区中所有用户终端的信号传送条件。随后可确定小区中任何用户终端的最高多普勒频移，并且可将系统参数设为优化用于此多普勒频移的通信。根据本发明的第二方面，用于所有其它用户终端的多普勒频移可增大以在有新系统参数的条件下为每个用户终端优化通信。

正如在技术领域中所熟知的一样，通过使用以稍微不同频率传送的两个天线，可引入多普勒频移。

通常，在许多无线通信系统中，信道的上行链路和下行链路具有对应的属性。这种情况下，从上行链路获得的数据能够用于调节下行链路，且反之亦然。根据本发明的第二主要实施例，情况可能不是如此，这是因为上行链路和下行链路的属性可相互独立更改。因此，有关信道调节的数据必须从控制单元传递到在该信道上通信的移动终端。

一些情况下，例如，在执行切换时，移动终端一次与不止一个基站通信可能是必需或合乎需要的。这种情况下，应为与两个(或所有)基站进行的通信执行信道调节。

其它实施例

实施例1.一种在包括至少一个小区的无线通信网络(1)中使用的通信方法，其中，基站(3)设置为通过无线接口与至少一个用户终端(7)通信，所述方法包括以下步骤：

为用于与所述至少一个用户终端通信的所述小区中至少一个信道监视表示信道在时间上和/或频率上可变性的至少一个属性；

通过所述网络中或所述至少一个用户终端中的控制节点，使用所述监视的所述结果控制所述小区中的所述通信；

其中所述小区中所述通信的控制包括在所述基站与所述至少一个用户终端之间的所述通信中人工引起时间选择性和/或频率选择性；以及

所述人工引起的时间选择性和/或频率选择性用于通过选择天线加权函数为在所述小区中所述至少一个信道中的选择性的量执行优化步骤。

实施例2.如实施例1所述的通信方法，其中所述至少一个属性由所述至少一个用户终端监视，并且所述结果从所述至少一个用户终端传递到所述控制节点。

实施例3.如实施例1或实施例2中任一个所述的通信方法，其中所述至少一个属性由所述网络中的节点监视。

实施例4.如实施例3所述的通信方法，其中所述监视的属性从所述网络节点传递到所述至少一个用户终端。

实施例5.如实施例1所述的通信方法，其中有关所述人工引起的选择性的信息从所述基站传递到所述用户终端和/或从所述用户终端传递到所述基站。

实施例6.如实施例1所述的通信方法，其中所述天线加权函数的所述选择需要用于所述小区中所述至少一个信道的所述至少一个属性的知识。

实施例7.如实施例6所述的通信方法，其中所述至少一个属性能够通过来自所述接收器、描述所述小区中所述至少一个信道的所述时间选择性和频率选择性的信息反馈而获得，或者通过估计来自于传送的信息、描述所述小区中所述至少一个信道的所述时间选择性和频率选择性的参数而获得。

实施例8.如实施例7所述的通信方法，其中所述传送的信息在传送到不止一个接收器时能够通过为所有信道使用相同的天线加权函数，人工引起所述选择性，或者为每个信道单独调节所述天线加权函数。

实施例9.如实施例1到实施例8任一个所述的通信方法，其中所述通信的所述控制包括依据所述监视结果为所述小区选择操作模式。

实施例10.如实施例9所述的通信方法，其中所述选择的操作模式从所述基站传递到所述至少一个用户终端。

实施例11.如实施例1或实施例4或实施例5任一个所述的通信方法，包括结合调度器、使用所述人工引起的周期的时间变化和/或频率变化以推断将来瞬间或其它频率的信道条件。

实施例12.如实施例1或实施例4或实施例5任一个所述的通信方法，包括将所述人工引起的时间变化和/或频率变化与传送分集、波束形成或MIMO组合。

实施例13.如实施例1到实施例12任一个所述的通信方法，其中所述至少一个用户终端的位置用于控制所述小区中的所述通信。

实施例14.如实施例1到实施例13任一个所述的通信方法，其中所述基站设置为使用所述小区中的至少两个信道与至少两个用户终端通信。

实施例15.如实施例1到实施例14任一个所述的通信方法，其中所述小区中所述通信的控制包括通过所述至少一个信道将有关所述通信的所述调节的命令传递到一个或多个基站或用户终端。

实施例16.一种用于在包括至少一个小区的无线通信网络(1)中传送的控制单元(5，11)，其中，基站(3)设置为通过无线接口与至少一个用户终端(7)通信，控制单元包括

部件(9，11)，该部件(9，11)为用于与所述至少一个用户终端通信的所述小区中至少一个信道监视表示所述信道在时间上和/或频率上可变性的至少一个属性；

控制部件(8，11)，该控制部件用于使用所述监视的所述结果控制所述小区中的所述通信；

其中所述控制部件(8，11)设置为为所述至少一个信道人工引起时间选择性和/或频率选择性；以及

所述控制部件(8，11)还设置为选择用于所述人工引起的时间选择性/或频率选择性的天线加权函数，以便为所述小区中所述至少一个信道中的选择性的量执行优化步骤。

实施例17.如实施例16所述的控制单元，还包括设置为监视所述至少一个属性并将所述信息转发到所述控制部件的监视部件(9，11)。

实施例18.如实施例16或实施例17任一个所述的控制单元，还包括用于通过所述至少一个信道、将有关所述人工引起的时间选择性和/或频率选择性的信息传递到另一控制单元的部件。

实施例19.如实施例16到实施例18任一个所述的控制单元，还设置为结合调度器、使用所述人工引起的周期的时间变化和/或频率变化以推断将来瞬间或其它频率的所述信道条件。

实施例20.如实施例19所述的控制单元，还设置为将所述人工引起的周期的时间变化和/或频率变化与传送分集、波束形成或MIMO组合。

实施例21.如实施例16到20任一个实施例所述的控制单元，还包括用于存储有关所述至少一个属性的所述信息的数据库(13)。

实施例22.如实施例16到21任一个实施例所述的控制单元，其中所述控制部件设置为控制所述基站，并从所述至少一个用户终端接收所述信息。

实施例23.如实施例22所述的控制单元，其中所述控制部件设置为依据所述监视的所述结果，为所述小区选择操作模式。

实施例24.如实施例23所述的控制单元，其中所述控制部件设置为将有关所述操作模式的信息传递到通过所述至少一个信道通信的所述用户终端。

实施例25.在附属于实施例23时如实施例22到24任一个所述的控制单元，其中所述数据库(13)设置为存储系统部署前获得的信息。

实施例26.如实施例25所述的控制单元，其中所述控制单元设置为基于系统操作期间的测量更新所述信息。

实施例27.如实施例22到实施例26之一所述的控制单元，其中所述控制部件设置为单独为所述至少一个用户终端控制所述小区中的所述通信。

实施例28.如实施例22到实施例26任一个实施例所述的控制单元，其中所述控制部件设置为以统一方式为与所述基站通信的每个用户终端控制所述小区中的所述通信。

实施例29.如实施例22到实施例28任一项所述的控制单元，其中用于获得有关表示信道在时间上和/或频率上可变性的至少一个属性的信息的所述部件(9，11)设置为为用于与至少两个用户终端(7)通信的所述小区中至少两个信道获得此类信息。

实施例30.如实施例16到实施例21任一个实施例所述的控制单元，设置为控制用户终端(7)，所述控制单元(11)设置为调节要由所述用户终端用于上行链路通信的参数。

实施例31.如实施例30所述的控制单元，所述控制单元设置为告知所述基站有关要由所述基站在下行链路通信中使用的参数。

实施例32.如实施例16到实施例31任一个实施例所述的控制单元，还包括用于通过所述至少一个信道、将有关所述通信的所述调节的命令传递到一个或多个基站或用户终端的部件。

实施例33.一种包括至少一个小区的无线通信网络，其中基站(3)设置为通过无线接口与至少一个用户终端(7)通信，其特征在于它包括如实施例22-29任一项所述的控制单元(5，11)。

实施例34.如实施例33所述的无线通信网络，其中所述基站设置为与至少两个用户终端(7)通信。

实施例35.一种在无线通信网络中用于通过无线接口与基站通信的用户终端，其特征在于它包括如实施例30到实施例31任一个实施例所述的控制单元。

Claims (18)

1.一种在包括至少一个小区的无线通信网络(1)中使用的通信方法，其中，基站(3)设置成通过无线接口与至少一个用户终端(7)通信，所述方法包括以下步骤：

为用于与所述至少一个用户终端通信的所述小区中至少一个信道监视表示信道在时间上和/或频率上可变性的至少一个属性；

通过所述网络中或所述至少一个用户终端中的控制节点、使用监视的结果控制所述小区中的所述通信；

其特征在于

所述小区中通信的控制包括在所述基站与所述至少一个用户终端之间的所述通信中人工引起时间选择性和/或频率选择性，其中通过在不同天线上传送相同时间和频率变化信号的复制并且用每个天线上的复制乘以时变复加权来人工引起时间选择性，和/或通过使用延迟分集或用传送的信号直接乘以用于每个传送天线的频变加权来人工引起频率选择性；以及

所述人工引起的时间选择性和/或频率选择性用于通过选择天线加权函数为所述小区中所述至少一个信道中的选择性的量执行优化步骤。

2.如权利要求1所述的通信方法，其中所述至少一个属性由所述至少一个用户终端监视，并且所述结果从所述至少一个用户终端传递到所述控制节点。

3.如权利要求1或2所述的通信方法，其中所述至少一个属性由所述网络中的节点监视。

4.如权利要求3所述的通信方法，其中所述监视的属性从所述网络节点传递到所述至少一个用户终端。

5.如权利要求1所述的通信方法，其中有关所述人工引起的选择性的信息从所述基站传递到所述用户终端和/或从所述用户终端传递到所述基站。

6.如权利要求1所述的通信方法，其中所述天线加权函数的所述选择需要用于所述小区中所述至少一个信道的所述至少一个属性的知识。

7.如权利要求6所述的通信方法，其中所述至少一个属性能够通过来自接收器的、描述所述小区中所述至少一个信道的所述时间选择性和频率选择性的信息反馈而获得，或者通过估计来自双工链路上传送的信息、描述所述小区中所述至少一个信道的所述时间选择性和频率选择性的参数而获得。

8.如权利要求7所述的通信方法，其中所述双工链路上传送的信息在传送到不止一个接收器时能够通过为所有信道使用相同的天线加权函数人工引入所述选择性，或者为每个信道单独调节所述天线加权函数。

9.一种用于在包括至少一个小区的无线通信网络(1)中传送的控制单元(5，11)，其中，基站(3)设置成通过无线接口与至少一个用户终端(7)通信，所述控制单元包括：

为用于与所述至少一个用户终端通信的所述小区中至少一个信道监视表示信道在时间上和/或频率上可变性的至少一个属性的部件(9，11)；

用于使用监视的结果控制所述小区中的所述通信的控制部件(8，11)；

其特征在于

所述控制部件(8，11)设置成为所述至少一个信道人工引起时间选择性和/或频率选择性，其中通过在不同天线上传送相同时间和频率变化信号的复制并且用每个天线上的复制乘以时变复加权来人工引起时间选择性，和/或通过使用延迟分集或用传送的信号直接乘以用于每个传送天线的频变加权来人工引起频率选择性；以及

所述控制部件(8，11)还设置成选择用于所述人工引起的时间选择性和/或频率选择性的天线加权函数，以便为所述小区中所述至少一个信道中的所述选择性的量执行优化步骤。

10.如权利要求9所述的控制单元，其中为用于与所述至少一个用户终端通信的所述小区中至少一个信道监视表示信道在时间上和/或频率上可变性的至少一个属性的部件(9，11)还设置成将监视的结果转发到所述控制部件。

11.如权利要求9或10所述的控制单元，还包括用于通过所述至少一个信道、将有关所述人工引起的时间选择性和/或频率选择性的信息传递到另一控制单元的部件。

12.如权利要求9或10所述的控制单元，还设置成结合调度器、使用所述人工引起的周期的时间和/或频率变化以推断将来瞬间或其它频率的信道条件。

13.如权利要求12所述的控制单元，还设置成将所述人工引起的周期的时间和/或频率变化与传送分集、波束形成或MIMO组合。

14.如权利要求9或10所述的控制单元，还包括用于存储有关所述至少一个属性的监视的结果的数据库(13)。

15.如权利要求9或10所述的控制单元，其中所述控制部件设置成控制所述基站，并从所述至少一个用户终端接收监视的结果。

16.如权利要求15所述的控制单元，其中所述控制部件设置成依据所述监视的结果，为所述小区选择操作模式。

17.如权利要求16所述的控制单元，其中所述控制部件设置成将有关所述操作模式的信息传递到通过所述至少一个信道通信的用户终端。

18.一种包括至少一个小区的无线通信网络，其中基站(3)设置成通过无线接口与至少一个用户终端(7)通信，其特征在于所述无线通信网络包括如权利要求15-17任一项所述的控制单元(5，11)。

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