CN101635926A - 以时隙及天线区段重用改进标识效能的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明是一种以时隙及天线区段重用改进标识效能的方法及系统，即是在UTRA－TDD及其它系统中，一种提供改善的信标频道获取性能的方法及系统。本发明使用时间交错信标时隙以提供改善的信标获取性能。本发明适用于区段的小区或具有以时间对准信标时隙导致不能接受的信标获取性能的不良分散情况的任何地方。

Description

以时隙及天线区段重用改进标识效能的方法及系统

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2003/028818，国际申请日为2005年3月17日，进入中国国家阶段的申请号为03822112.8，发明名称为“以时隙及天线区段重用改进标识效能的方法及系统”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明是一种使用时间交错信标时隙的具有改善的信标频道获取性能的方法及系统。本发明可以被展开于区段的小区或具有导致以时间对齐信标时隙的不能接受的信标获取性能的不利分散情况的任何地方。

背景技术

移动或固定无线传输/接收单元(WTRU)以快速及可靠方式获得信标频道的能力是第三代(Third Generation，3G)分时双工(Time Division Duplex，TDD)系统主要的功能。信标频道(beacon channel)，也被称为广播控制频道(broadcast controlchannels，BCHs)，在多重帧TDD系统的一特定帧内的一预定时隙中传输。

信标频道总是一种BCH，但其它的频道，例如呼叫指示频道(paging indicatorchannel，PICH)或呼叫频道(paging channel，PCH)，也可被用以当成信标频道。然而，信标频道的重要特征在于其必须在一固定的(高的)功率准位上被传输，因此信标可以于任何地方在小区中被可靠地接收。这允许WTRU从已知的信标频道决定路径损失评估。在TDD系统的一较佳的发展中，未受限数目的基站(base station，BS)可以在相同的时隙内传递其信标信号，允许在覆盖区域内的所有的WTRU同时测量所有的信标。此等WTRU随后可以比较从覆盖区域中每一BS所接收的功率并选择以最高品质信号连接至BS。

WTRU需要系统存取信息用的信标或寻找其它WTRUs做为最终小区交接或小区再选择。在相同时隙中具有所有相邻BS信标的优点也导致来自相同时隙的所有高功率信号的干扰形式的缺点。

信标频道可进一步被定义为特定的实体频道，用以在固定高的参考功率上传输，并使用一特定保留的正交可变扩散因子码(orthogonal variable spreadingfactor code，OVSF)，其于每一帧至少被传送一次。在包含一信标频道的时隙(TS)被称为一信标TS。

在TDD系统中有二种信标时隙用的共同发展方案。在第一种方案中，仅有一单一时隙被配置为一小区的信标TS。包含BCH的此单一信标BS总是在帧的一特定时隙位置TS(k)被发现。在第二种方案中，二时隙被配置为一小区的信标TSs。此BCH信标信息在帧的位置TS(k)被传送，而此帧的第二信标TS位于TS(k+8)。此第二波束TS已知为第二信标，且其可能包括其它的下行链接频道信息。此第二版本代表今日TDD系统普遍的发展。

在封闭地理区域及相同频率操作的TDD小区需要资源配对及时间同步以便达成最大的系统容量及效率。TDD小区的信标TSs的发展使用一种方法，其中所有相邻小区的信标频道在相同的时隙内被传递，因此需要时间对准。时间对准信标的主要利益在于其允许WTRUS同时测量它们相邻的小区BS以及目前服务的小区BS。此WTRU可能发现具较佳信号准位的另一BS且切换至该BS，借此允许该WTRU降低其传输功率并保存电池寿命。然而，如果覆盖区域在极相邻区域具有许多BSs，很可能时隙对准的信标TSs将导致极度退化的WTRU的BCH信标获得性能。

为取得BCH信标的获取时间，以路径损失为基础的简单的地理排列表现出在小区边界的WTRU(二相邻BSs的间相等的距离)经验0dB的小区内部的干扰(intra-cell interference，Ior)对小区之间(inter-cell ihterference，Ioc)干扰的比例。此小区内部干扰(Ior)是来自与WTRU通讯的BS的一时隙内的总接收功率信号。小区间干扰(Ioc)是来自所有相邻BSs的相同TS中的总接收信号功率的总合。小区内干扰(Ior)因此是「有用的」能量，或来自与WTRU通讯的BS的信号。小区间干扰是由来自所有其它由WTRU接收的BSs的不想要的信号能量所导致的干扰，且因此不利于「有用」信号的译码。

此Ior/Ioc比例对于多使用者侦测器(MUD)的性能是重要的参数。在更传统的信号侦测器，例如分频双工(FDD)的RAKE接收器，中所发现的连续比例为Ec/Io，其中″Ec″为所欲的扩展码每一码片(chip)的能量，而Io为WTRU可以接收的所有其它扩展码的能量的总合，但不需要译码。当地理路径损失情况延展至大于二接近相邻时，，Ior/Ioc比例将继续降低且接近-1.5dB。

遮蔽(shadowing)及衰减将使通讯变坏且更分散。在衰退的环境中，可以预期至少-1至0dB或更高范围中的一Ior/Ioc是需要的，以便以适合的合利获取时间适当地译码BCH。分析已经表示出对于时间对准的BCH TS通讯系统，小区边缘大约25％的WTRUs以及所有小区区域中的15％将经验Ior/Ioc＜-1dB。这造成极为退化的BCH信标侦测，其导致使用者服务品质认知的不利影响。当Ior/Ioc值下降时，BCH信标获取被妥协，且最坏情况环境中的WTRU同步对展开区域的一重要部份将是不可能的。

因此希望提供一种新颖的信标TS使用方法以排除以上讨论的缺点。

发明内容

本发明是一种使用时间交错信标时隙的具有改善的信标频道获取性能的方法及系统。本发明可以被展开于区段的小区或具有导致以时间对齐信标时隙的不能接受的信标获取性能的不利分散情况的任何地方。

附图说明

本发明较详细的了解将从以下例示的较佳实施例的描述结合附图获得。

图1表示习知典型具有一配置TS的时隙的范例。

图2表示具有二最小的允许信标TSs的小区区段的范例。

图3表示每一小区位置三区段的范例。

具体实施方式

本发明使用一种干扰回避策略，其可被用以改善信标频道获取性能。本发明可被实施于TDD系统，或任何其它小区能够容忍信标频道的时间交错的系统中。其可使用区段的小区位置或非区段的小区位置被分散于一区域中。通常，这是小区及其区段的特性，不论操作者如何放置其基站以提供服务。虽然此处的附图仅表示区段的小区，也有可能一基站对应一小区或区段，当适合地放置于小区或区段的中间时。

图1一表示习知技术典型的信标TS 14。信标TS 14是帧12的一部份。在宽频TDD中，一帧包括15时隙且具有10ms长度，但在其它不同型态的帧结构也可被使用。例如，在窄频TDD中，具有整体5ms长度的7时隙的群被称为次帧。二次帧形成具有长度10ms的一射频帧10，其包括射频帧10的多帧结构的一帧。

在本发明中，信标TSs被配置于区段的小区，因此它们互相的干扰依据特定的再使用形式而被降至最小。最佳的再使用形式依据区段的或正常小区位置，可用的信标TSs数目以及射频环境的特性而定。虽然以下描述是以TDD系统为例，该TDD系统是为方便而被选择。因此，本发明不应受限于TDD系统。

时间交错的方法可以包括一简单的方法，其中习知技术配置所有小区或区段至每一帧中的TS(k)及TS(k+n)。本发明提出这些小区或区段的第一群具有其信标于每一帧中的TS(k)及TS(k+n)，以及这些小区或区段的第二群具有其信标于每一帧中的TS(m)及TS(m+p)，或任何此时隙再使用形式原理的延伸。UTRA TDD标准不固定信标于任何特定的时隙内(不像GSM)。其表示信标频道(BCH)必须在一些TS(k)，其中k的范围从1至7。当有一第二信标TS在帧内时，其必须在TS(k+8)。

本发明第一实施例表示于图2，其使用不具有空间尺寸小区区段之2的信标时隙再使用因子。此覆盖区域28具有4个基站BS1，BS2，BS3及BS4。每一基站BS1-BS4为传输至三小区之一内的信标而被指派一不同的交错时间。第一群BSs分别在时隙TS(k)与TS(k+n)传输其信标至小区20及22内。第二群BS分别在时隙TS(m)及TS(m+p)传输其信标至小区24至26。TS(k)代表在时间k的时隙而TS(k+n)代表从TS(k)偏移n时隙的另外时隙。相同的方式适用小区TS(m)至TS(m+p)。

位置29的WTRU于其位于BS1的小区24中时变得主动，其是位于覆盖区域28中。在此分散的版本中，WTRU可以接收4个可能时隙TS(k)，TS(k+n)，TS(m)及TS(m+p)之一，每一个代表一可能的小区位置。为此范例及简化起见，具有最佳信号品质的被接收信标是由BS1以一信标时隙TS(m)传输至小区24。位置29的WTRU将获得此BCH信标并经由BS1建立其通讯。当WTRU移动经过覆盖区域28时，其可监视不同时隙内的其它信标并决定其是否应该基于信标频道信号跳跃至另一BS。

如果WTRU将移动至一位置其周围的基站BS1-BS4在相同的时隙内传输它们的BCH信标，该WTRU将发现难以获取一BCH信标，由于前述的Ior/Ioc比例问题。因此，相邻小区的信标频道的互相干扰的降低将改善覆盖区域中的行动单元的平均经验Ior/Ioc，因此改善BCH获取时间。

在另一实施例中，图3表示具有每小区三区段的小区区段或空间尺寸及具有2的再使用的无线的复数小区。每一基站BS1-BS4广播信标信号至三区段内。此三区段包括二TS(k)区段以及一TS(m)区段或一TS(k)区段以及二TS(m)区段。当BS1传输BCH信标至区段31及33内时，BS1在时隙k广播信标。或者是，当BS1传输至区段32中时，BS1在时隙m传输信标。

此外，除了标准的大量小区位置之外，有可以适用本发明的特定小区区段的其它实施例。例如，密集位置中的大的聚集人群用的微微BTS小区(pico-BTS)，例如运动事件或会议可具有大会堂中的列位置的区段。大量的BTS小区可以覆盖具有二不同区段的一条街，一者表示一条街的北侧，而另一区段表示南侧。

本发明提供一种非常简单，但有效的，例如UTRA-TDD系统，的系统中的信标分散用的干扰避免策略，其可借由射频网络计划改善信标获取时间。使用具有无线区段形再使用小区的本发明使得UTRA-TDD系统设计者在稠密城市徒步WTRU环境中能够产生具有可接受使用者系统获取认知以及实际的使用。本发明完全与UTRA UMTS标准兼容，尤其是因为移动单元需要能够在任何时隙测量邻近的小区。应该注意的是，本发明方法中给小区的信标TS依然能够在系统操作期间被改变，并可以特别有效地进行，当存在区段小区位置时。

以上所述的本发明无意取代在WTRU电池寿命及系统容量方面具有优点的时间对准的信标TS方法。但是，对于时间对准信标时隙分散导致覆盖区域内相当百分比的WTRU的不能接受的信标获取性能的分散方案，本发明代表一种有价值且易于实施的射频资源管理(radio resource management，RRM)方法。

虽然特定的处理功能已经被揭示为由特定的组件所执行，应该了解的是处理功能的性能可以如所欲地在网络组件中散布。

虽然本发明已经揭示了细节，可以了解的是本发明并不受其限制，且在不脱离由所附权利要求所定义的本发明的精神及范围下可有不同的改变。

Claims (19)

1.一种通过减少信标信道相互干扰以在无线传输/接收单元中提升信标信道获取表现的方法，包括：

在第一时隙中从小区的多个区段中的至少其中之一的多个基站的各基站接收信标信号；以及

在不同于所述第一时隙的第二时隙中，从所述小区的区段中的至少另一个区段的各个基站接收信标信号。

2.根据权利要求1所述的方法，特征在于所述方法还包括：

于特定位置决定哪一个信标信号具有最佳信号品质；

获取所述一个信标信号；以及

经由产生具有所述最佳信号品质的所述一个信标信号的所述基站而建立通信。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述第一时隙自所述第二时隙偏移一预设数目的时隙。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于各个小区具有至少三个小区区段，所述方法还包括：

在所述第一时隙中从所述至少三个小区区段中的二个小区区段的各个基站接收信标信号；以及

在所述第二时隙中从剩余的小区区段接收信标信号。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述无线传输/接收单元使用时分复用系统进行操作。

6.一种无线传输/接收单元，包括：

接收器，被配置用以：

在第一时隙中从小区的多个区段中的至少其中之一的多个基站的各基站接收信标信号；以及

在不同于所述第一时隙的第二时隙中，从所述小区的区段中的至少另一个区段的各个基站接收信标信号；以及

处理器，被配置用以：

于特定位置决定哪一个信标信号具有最佳信号品质；

获取所述一个信标信号；以及

经由产生具有所述最佳信号品质的所述一个信标信号的所述基站而建立通信。

7.根据权利要求6所述的无线传输/接收单元，其特征在于所述第一时隙自所述第二时隙偏移一预设数目的时隙。

8.根据权利要求6所述的无线传输/接收单元，其特征在于各个小区具有至少三个小区区段，以及所述接收器还被配置用以：

在所述第一时隙中从所述至少三个小区区段中的二个小区区段的各个基站接收信标信号；以及

在所述第二时隙中从剩余的小区区段接收信标信号。

9.根据权利要求6所述的无线传输/接收单元，其特征在于所述无线传输/接收单元被配置用以使用时分复用系统进行操作。

10.一种通过减少信标信道相互干扰而提升信标信道获取表现的方法，包括：

在第一时隙中通过基站将信标信号广播到第一小区；以及

在不同于所述第一时隙的第二时隙中通过所述基站将信标信号广播到第二小区。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于所述第一时隙自所述第二时隙偏移一预设数目的时隙。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于所述基站操作使用分时双工系统。

13.一种通过减少信标信道相互干扰以在包括多个小区的无线通信中提升信标信道获取表现的方法，其中各个小区具有至少三个小区区段，所述方法包括：

在第一时隙中通过基站将信标信号广播到所述至少三个小区区段中的二个小区区段；以及

在不同于所述第一时隙的第二时隙中通过所述基站将信标信号广播到剩余的小区区段中。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于所述第一时隙自所述第二时隙偏移一预设数目的时隙。

15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于所述基站使用时分复用系统进行操作。

16.一种基站，包括：

传输器，经配置以：

在第一时隙中将信标信号广播到小区的多个区段中的至少其中之一；以及

在不同于所述第一时隙的一第二时隙中将信标信号广播到所述小区区段中的至少另一个区段。

17.根据权利要求16所述的基站，其特征在于所述第一时隙自所述第二时隙偏移一预设数目的时隙。

18.根据权利要求16所述的基站，其特征在于各个小区具有至少三个小区区段，以及所述传输器还被配置用以：

在所述第一时隙中将一信标信号广播到所述至少三个小区区段中的二个；以及

在所述第二时隙中将信标信号广播到剩余的小区区段中。

19.根据权利要求16所述的基站，其特征在于所述基站经配置以使用时分复用系统进行操作。

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