CN103155435A - 在软切换中设置上行链路天线传输权重 - Google Patents

Abstract

用户设备、计算机程序产品和在无线通信网络中设置用户设备的天线传输权重的方法。用户设备可操作来在至少两个天线进行传输并与其激活集中的至少两个基站通信。由该用户设备以及该计算机程序产品使用的方法包括以下步骤：自所述用户设备所关联的所述激活集中的至少两个基站接收优选天线传输权重(W₁，W₂)的指示，基于所述所接收的优选天线传输权重指示计算折中天线传输权重指示，所述折中天线传输权重指示将所述折中天线传输权重指示与自所述激活集中所述基站接收的所述优选天线传输权重指示之间的差异最小化，以及根据所述所计算的折中天线传输权重指示设置所述天线传输权重。

Description

在软切换中设置上行链路天线传输权重

技术领域

本发明涉及在无线通信网络中设置用户设备的天线传输权重的方法、用户设备和计算机程序产品。

背景技术

无线通信系统已为众所周知。在这些已知系统中，无线覆盖是通过地理区域来被提供至用户设备，比如，移动电话。基站位于每个地理区域中来提供所需要的无线覆盖。该区域中由基站服务的用户设备自该基站接收信息和数据并传输信息和数据至该基站。在高速分组接入(HSPA，high-speed packet access)通信网络中，数据和信息于无线频率载波上的数据包中在用户设备和基站之间被传输。

由基站传输至用户设备的信息和数据在被称为下行链路载波的无线频率载波上传输。由用户设备传输至基站的信息和数据在被称为上行链路载波的无线频率载波上传输。

在已知的无线HSPA通信系统中，用户设备可以在地理的基站覆盖区域之间移动。被提供至用户设备的服务由无线网络控制器(RNC，radio network controller)管理。无线网络控制器与用户设备和基站通信，并确定每个用户设备主要连接至哪个基站以及由该基站服务的地理区域中的哪个小区(被称为“服务小区”)。进一步，当用户设备从一基站服务的地理区域移动至另一基站服务的地理区域时，无线网络控制器采取行动来控制基站和用户设备并与它们进行通信。

在到达基站接收器之前，在无线信道上于用户设备和基站之间传输的信号典型地经历多个传输路径，比如，由于反射。这些路径上承载的每个信号在不同的时间、功率和相位到达该接收器。这些不同信号传输路径在该接收器处的总和导致所接收的总信号的衰减或放大，取决于所接收的不同传输路径的相位。

发射器位置或发射器环境的改变使得多个传输路径信号改变，导致在该接收器处的信号波动。该特征被称为多径衰落或快衰落。快衰落导致该信号在甚至较短时间跨度的波动。由于衰落或深衰落，信号可能遭受显著的衰减。经历过深衰落的信号可能是不可解码的。

发射分集(TxDiv，transmit diversity)是一种根据信号可以在两个或更多天线上被传输的方法。如果由第一天线传输的信号经历深衰落，在另一天线传输的相同信号，典型地经历不同的无线条件(radioconditions)及传输路径并可以高质量地到达。

在用户设备处的上行链路发射分集需要多于一个天线被提供，并需要信号可以在这些天线中的一个或多个上被发送至基站。自两个天线到达基站的信号可以由该基站进行组合且可因此导致所传输信号在该基站处的分集增益。进一步，如果使用一天线传输的信号被快衰落特别地影响，则使用另一天线传输的信号可被快衰落影响较少。

具有上行链路发射分集的用户的要求可能与网络中的其它适当要求相反。这些要求可能冲突，导致作为整体的无线通信网络中数据传输效率的降低。

因此，需要提高具有上行链路发射分集功能的无线通信网络的鲁棒性。

发明内容

根据第一方面，一种在无线通信网络中设置用户设备的天线传输权重的方法被提供，该用户设备可操作来在至少两个天线上进行传输并可操作来同时与该用户设备所关联的激活集(active set)中的至少两个基站通信，该方法包含以下步骤：

自该激活集中的该至少两个基站接收优选天线传输权重指示，

计算折中天线传输权重指示，其将该折中天线传输权重指示与该优选天线传输权重指示之间的差异最小化；以及

根据该折中天线传输权重指示设置该天线传输权重。

该第一方面认识到，发射分集(TxDiv)是一种根据信号可以在两个或多个天线上被传输的方法，且通过提供一个机会来克服或减轻衰减信号到不可再解程度的快衰落的可能性，该方法可以提供用户设备和基站之间的改进的通信。如果由第一天线传输的信号经历深衰落，在另一天线上传输的相同信号，典型地经历不同的无线条件及传输路径并可以高质量地到达。

上行链路发射分集在用户设备处的一种实现中，信号S被复制且每个拷贝被乘以一权重。信号S₁和S₂通过权重W₁和W₂分别乘以信号S的拷贝来生成。然后，这些信号中的每个经由不同的天线被发送。在基站处接收的信号S₁和S₂被该基站组合且可因此导致信号S在基站处的分集增益。

TxDiv方案可以使用多种方法来确定权重W₁和W₂。允许基站来直接确定合适的权重W₁和W₂而非允许用户设备来选择是可能的。由于信号S₁和S₂传输通过的无线信道可以在基站(BS，base station)处被估计，在该基站处组合信号S₁和S₂之后，该基站能够确定可以最大化信号S的接收质量的权重W₁和W₂。由该基站选择的权重W₁和W₂将需要明确地通过信号发送至用户设备。

HSPA网络通过允许用户设备与多于一个基站通信来在上行链路中提供增加的数据吞吐量。也即，由用户设备传输的任何数据包可以在不止一个基站处被接收。该网络，更具体地，RNC，能够组合由不同基站接收的数据包，并因此可以帮助确保用户设备与整体网络之间的通信更稳健。该场景被称为软切换(SHO，soft handover)并包括多个小区，由一个或多个基站支持，与一个用户设备通信。

参与用户设备的软切换的小区属于该用户设备的“激活集”。在HSPA中，该激活集内将有一个向该用户设备提供服务的主小区，被称为“服务小区”。该激活集内不是服务小区的其它小区被称为非服务小区。如果该激活集中的小区与该服务小区的归属基站属于相同的基站，这被称为“更软切换(Softer Handover)”。

在具有上行链路发射分集功能的高速上行链路分组接入(HSUPA，High Speed Uplink Packet Access)网络中，来自用户设备的上行链路数据传输将典型地使用SHO，因此提供与整体网络的更稳健的通信。

上行链路发射分集(TxDiv)权重基于用户设备与在基站处的接收器之间的无线信道被确定。由于用户设备天线和激活集中的每个小区(基站(NB，Node B)接收天线)之间的无线信道是不同的，与用户设备通信的每个小区或基站将典型地需要不同的TxDiv权重来尝试优化该用户设备与其自身之间的通信。

然而，用户设备典型地可操作来仅将一组权重应用于它的传输。如果一个总体不合适的权重被选择，基于对用户设备激活集中单个基站的推荐，所使用的权重可能会降低一些小区的接收，导致网络效率的总体损耗。

该第一方面认识到平衡HSPA要求与发射分集方案来优化整体网络的效率和运行是可能的，而非仅作为单个基站的从属。因此，平衡自用户设备激活集中的基站接收的传输权重要求的方法可以允许达到一些折中，由此考虑到由尚未被基站要求的权重选择引起的对一基站的任何损耗，该基站将被补偿对所选择的权重更接近由用户设备激活集中的另一基站选择的权重的调整。

可以理解，多种方法可以被利用来确定合适的折中，但这些方法寻求将所实现的权重与所请求的各种权重之间的差异最小化。

在一个实施例中，计算步骤包括以下步骤：将折中天线传输权重指示与自该激活集中基站接收的优选天线传输权重指示之间的均方距离最小化。

因此，所有接收的被请求的权重与被选择的权重之间的差异被最小化，由此达到激活集中所有请求发射分集权重的基站之间的数值折中。

在一个实施例中，计算步骤包括以下步骤：对自该激活集中基站接收的优选天线传输权重指示求均值。因此，折中权重可以仅表示所有被请求权重的均值。

在一个实施例中，计算步骤包括以下步骤：计算自该激活集中基站接收的模式优选天线传输权重。因此，该方法自可用的可能权重中选择最需要的权重。如果多于一个权重选择被确定为该模式，即如果具有相等频率的两个权重被选择，该方法可以操作来随机选择这些模式权重选择中的一种。

在一个实施例中，计算步骤进一步包括以下步骤：对来自该激活集中每个基站的优选天线传输权重指示指定一权重，该权重基于激活集中每个基站相对于网络中用户设备的操作的相对重要性指示来确定。因此，当确定用于执行的折中权重时，那些对无线通信网络中用户设备的有效操作更完整的基站被赋予优先级，由此减轻变化，即折中权重的执行将不必要地打断无线通信网络的运行。

在一个实施例中，该权重基于在用户设备处自该激活集中基站接收的导频信号强度的指示被指定。因此，那些表现为最近的或表现为与用户设备之间具有最强通信链路的基站可以被指定更高的重要性，导致折中权重倾向于它们的天线权重选择。因此，激活集中与用户设备之间具有较差通信链路的基站对于折中天线权重的计算具有较小的重要性。

在一个实施例中，该权重考虑该激活集中的哪个基站负责向用户设备提供服务小区。因此，服务小区可以被提供一个相对非服务小区更高的权重。进一步，在一个实施例中，服务小区可以确定由用户设备执行的折中权重。

在一个实施例中，优选天线传输权重指示包括一个信号在至少两个天线上的传输之间的相对相移的指示。可以理解，每个基站可以操作来为在用户设备处的每个天线传输所需要的相对相位和振幅的指示。然而，这样的装置将导致高信令数据流量穿过该无线网络。该基站可以需要的相位和/或振幅代替传输指示，这些指示包括，比如，引起用户设备在本地存储的码本或类似物中查找相对权重的索引。因此，该指示可以包括用户设备天线之间的相对相移的指示。在一个实施例中，优选天线传输权重的指示包括一个信号在至少两个天线上的传输之间的幅移的指示。

在一个实施例中，优选天线传输权重指示包括天线选择的指示。因此，基站可以指示并传输哪个天线正在传输正被最可靠地接收的信号的指示，并因此经历更好的无线传输条件。

第二方面提供一种计算机程序产品，其可操作来当被运行于计算机时，执行该第一方面所述的方法。

第三方面提供用户设备，其可操作来在无线通信网络中设置天线传输权重，该用户设备可操作来使用至少两个天线进行传输并可操作来同时与该用户设备所关联的激活集中的至少两个基站进行通信，该用户设备包括：

接收逻辑，可操作来自该激活集中的该至少两个基站接收优选天线传输权重指示，

计算逻辑，可操作来计算折中天线传输权重指示，该折中天线传输权重指示将该折中天线传输权重指示与该优选天线传输权重指示之间的差异最小化；以及

实现逻辑，可操作来根据所计算的折中天线传输权重指示设置该天线传输权重。

在一个实施例中，该计算逻辑可操作来将折中天线传输权重指示与自激活集中基站接收的优选天线传输权重指示之间的均方距离最小化。

在一个实施例中，该计算逻辑可操作来对自该激活集中基站接收的优选天线传输权重指示求均值。

在一个实施例中，该计算逻辑可操作来计算自该激活集中基站接收的模式优选天线传输权重。

在一个实施例中，该计算逻辑可操作来对来自该激活集中每个基站的优选天线传输权重指示指定一权重，该权重基于该激活集中每个基站相对于网络中的该用户设备的操作的相对重要性指示来确定。

在一个实施例中，该权重基于在该用户设备处自该激活集中基站接收的导频信号强度的指示被指定。

在一个实施例中，该权重考虑该激活集中的哪个基站负责向该用户设备提供服务小区。

在一个实施例中，该优选天线传输权重指示包括一个信号在至少两个天线上的传输之间的相对相移的指示。

在一个实施例中，优选天线传输权重指示包括一个信号在至少两个天线上的传输之间的幅移的指示。

在一个实施例中，优选天线传输权重指示包括天线选择的指示。

进一步特定且优选的方面被阐述于所附的独立及从属权利要求。从属权利要求的特征可以与独立权利要求的特征恰当结合，并可以权利要求中所明确阐述的结合以外的方式相互结合。

附图说明

参照附图，本发明的实施例现将被进一步描述，其中：

图1示出根据一个实施例的无线通信系统；

图2示意地示出发射器及接收器之间的典型传输路径；

图3示出以速度3kmph移动的用户设备中工作在2000Mhz的信号的信号功率的快衰落；

图4示意地示出根据一个实施例的在用户设备处的上行链路发射分集的实现；

图5示意地示出工作于软切换的用户设备；

图6示意地示出上行链路切换天线发射分集的一个实施例；

图7示意地示出根据一个实施例的一组传输天线权重；

图8示意地示出根据一个实施例的一组传输天线权重；

图9和10是根据第一模型的平均损耗L_WEIGHT相对索引距离D_INDEX的图表；

图11示意地示出权重矢量间的差异；

图12示出码本相位差异的环绕(wrap around)；

图13示意地示出用户设备的基站的激活集；

图14示意地示出示例用户设备的激活集中的五个基站的装置；以及

图15示出根据一个实施例计算的折中权重矢量。

具体实施方式

图1示出根据一个实施例的无线通信系统10。用户设备50在该无线通信系统中漫游。基站20被提供，其支持无线覆盖区域30。多个这样的基站20被提供并在地理上进行分布，以向用户设备50提供广阔的覆盖区域。当用户设备处于由基站20服务的区域，该用户设备及该基站之间的通信可以经由所关联的无线链路被建立。每个基站典型地在地理服务区域30内支持多个扇区。

典型地，基站内的不同天线支持一个相关联的扇区。因此，每个基站20具有多个天线，并且经由不同天线被发送的信号被电子加权来提供扇区化(sectorised)的方法。当然，可以理解，图1示出在典型的通信系统中可能出现的用户设备和基站的总数量的一个小子集。

无线通信系统的无线接入网络由无线网络控制器(RNC)40管理。无线网络控制器40通过与多个基站在回程通信链路60上通信来控制该无线通信系统的操作。该网络控制器也经由每个基站与用户设备50进行通信。

无线网络控制器40维护一邻居列表，该邻居列表包括关于由基站20支持的扇区之间的地理关系的信息。此外，该无线网络控制器40维护位置信息，其提供关于该无线通信系统10内的用户设备50的位置的信息。该无线网络控制器可操作来经由电路交换和分组交换网络来路由流量。因此，移动交换中心被提供，该无线网络控制器可以与之进行通信。移动交换中心可以与电路交换网络，比如公共交换电话网(PSTN，public switched telephone network)70通信。类似地，网络控制器可以与GPRS服务支持节点220(SGSNs，service generalpackage radio service support nodes)及GPRS网关支持节点(GGSN，gateway general packet support node)通信。该GGSN可以与分组交换核心网，比如互联网通信。

用户设备50典型地传输信息和数据至基站20，以便其可以在无线通信网络内被重路由。比如，当用户使用该设备来进行电话呼叫或其它数据时，用户设备可能需要传输数据至基站来中继文本消息、声音信息。结合由无线网络控制器40设置的参数，基站20通过意在优化无线通信网络10的操作的方式为用户设备分配资源。

图2示意地示出发射器与接收器之间的典型传输路径，在该例中，发射器在用户设备50以及接收器在基站20。在无线信道上传输的信号在到达接收器之前典型地经历多个传输路径，比如，由于反射。这些信号路径在图2中被表示为S(t₁)、S(t₂)、及S(t₃)，且每个在不同时间、功率和相位到达该接收器。基于所接收的不同传输路径的相位，不同的信号传输路径在该接收器处的总和导致所接收的总信号的衰减或放大。

发射器位置或发射器环境的改变使得多个传输路径信号改变，导致在该接收器处的信号波动。该特征被称为多径衰落或快衰落。

图3示出以速度3kmph移动的用户设备中工作于2000Mhz的信号的信号功率的快衰落。快衰落导致该信号在甚至较短时间跨度的波动。由于衰落或深衰落，信号可能遭受显著的衰减。深衰落如图3所示，且由圆圈圈出。该深衰落衰减信号17dB。经历过深衰落的信号可能是不可解码的。

发射分集(TxDiv)是一种根据信号可以在两个或多个天线上被传输的方法。如果由第一天线传输的信号经历深衰落，在另一天线上传输的相同信号，典型地经历不同的无线条件及传输路径并可以高质量地到达。

图4示意地示出上行链路发射分集在具有两个传输天线的用户设备的一个实施例。如图4所示，信号S被复制且每个拷贝被乘以一权重。信号S₁和S₂通过权重W₁和W₂分别乘以信号S的拷贝来生成。然后，这些信号中的每个经由不同的天线被发送。在基站处接收的信号S₁和S₂被该基站组合且可因此导致信号S在基站处的分集增益。

可能的TxDiv方案使用开环方法来确定权重W₁和W₂，并且在用户设备处对这些权重的确定是基于所接收的由服务基站(BS)发送的发射功率控制(TPC，Transmit Power Control)指令。由于TPC被用于功率控制目的，间接使用TPC来确定TxDiv权重并不给出上行链路无线条件的真实反映，并且所选择的权重可能对非服务小区产生影响，导致微弱的增益。

可以允许基站代替用户设备来确定合适的权重W₁和W₂。信号S1和S2传输经过的无线信道可以在基站处被估计，并且一旦无线信道已知，在组合信号S₁和S₂之后，该基站能够确定可以最大化信号S的接收质量的权重W₁和W₂。可以期待，相比利用TPC指令的开环TxDiv提供的增益，这样的方案将提供更高的增益。由基站选择的权重W₁和W₂选择将需要明确地通过信号发送至用户设备。

HSPA网络通过允许用户设备与多于一个基站通信来在上行链路中提供增加的数据吞吐量。也即，由用户设备传输的任何数据包可以在不止一个基站处被接收。该网络，更具体地，RNC，能够组合由不同基站接收的数据包，并因此可以帮助确保用户设备与整体网络之间的通信更稳健。该场景被称为软切换(SHO)并包括多个小区，由一个或多个基站支持，与一个用户设备通信。

参与用户设备的软切换的小区属于该用户设备的“激活集”。在HSPA中，该激活集内将有一个向该用户设备提供服务的主小区，被称为“服务小区”。该激活集内不是服务小区的其它小区被称为非服务小区。如果该激活集中的小区与该服务小区的归属基站属于相同的基站，这被称为“更软切换”。

在具有上行链路发射分集功能的高速上行链路分组接入(HSUPA)网络中，来自用户设备的上行链路数据传输将典型地使用SHO，因此提供与整体网络的更稳健的通信。

上行链路发射分集(TxDiv)权重基于用户设备与在基站处的接收器之间的无线信道被确定。由于用户设备天线和激活集中的每个小区(基站接收天线)之间的无线信道是不同的，每个小区将从给定用户设备请求不同TxDiv权重。

然而，用户设备典型地可操作来仅将一组权重应用于它的传输。如果一个总体不合适的权重被选择，基于对用户设备激活集中单个基站的推荐，所使用的权重可能会降低一些小区的接收。

图5示意地示出操作于软切换的用户设备。如图5所示，基站1、基站2和基站3属于用户设备1的激活集。用户设备1处于基站4的覆盖之外，因此基站4不在用户设备1的激活集中。为在用户设备1处实现上行链路发射分集，基于优化在其自身成功接收数据包的机会，激活集中的每个基站进行传输权重推荐。基站1选择W(1)，基站2选择W(2)及基站3选择W(3)。该用户设备可以仅执行一个权重。这些方面解决了该问题：如何确定合适的传输权重，用于由处于软切换的用户设备实现来用于上行链路TxDiv。

上行链路发射分集-概述

图4示出权重W₁和W₂的一组值，可以取无限。大量的比特被需要来将权重W₁和W₂的实际值反馈至用户设备，导致大量的网络流量。为最小化网络10中的不必要信令，有限的权重值的组被选择，并且基站仅反馈一组值的索引(即，查找表中的参考)至用户设备。

将W作为该权重组，用于具有两个传输天线的用户设备，如下：

$W=\left\{\begin{array}{cc}{W}_1\left(1\right)& W_2\left(1\right)\\ W_1\left(2\right)& W_2\left(2\right)\\ .& .\\ .& .\\ .& .\\ W_1\left(n\right)& W_2\left(n\right)\\ .& .\\ .& .\\ .& .\\ W_1\left(N\right)& W_2\left(N\right)\end{array}\right\}$

其中，n是一对权重W₁和W₂的索引。N是基站可能选择的权重对的数量。

基站典型地相对被估计的无线信道来评估组W的N对权重中的每对，以寻找被用于下一个上行链路传输的最佳权重对。基站之后将“最佳”索引n通过信号发送至用户设备。用户设备被提供包括相同权重组W的查找表并将由索引n指示的权重应用于每个天线的传输信号。因此，反馈信道中需要的比特数量是表示N个索引所需要的比特数量。

发射分集方案

为在用户设备处实现发射分集，切换天线TxDiv(SATD，SwitchedAntenna TxDiv)和波束形成TxDiv(BFTD，Beam Forming TxDiv)两者都是可能的。

图6示意地示出上行链路切换天线发射分集的一个实施例。在SATD中，用户设备一次可以仅经由一个天线传输并因此W₁和W₂的可能的值是1或0。这避免在用户设备具有额外的昂贵的功率放大器(PA，power amplifier)。权重仅是逻辑表示，但从实现观点来看，一个简单切换如图6所示。因此，对于SATD，索引的大小N为2，可以仅用1比特来指示。

在BFTD中，包括一组预定的相对权重的码本或查找表被使用。在闭环TxDiv中，基于无线信道估计，基站操作来选择最佳预定权重。

对于具有两个传输分支的用户设备，仅权重矢量之间的相位差异影响增益。一个实施例是，确定一个权重的值，即W₁(n)，并且改变其它权重的相位，即W₂(n)与W₁(n)相关。

图7示意地示出根据一个实施例的一组传输天线权重。图7中所示的码本为N＝16的码本，其中当第二权重的相位变化时第一权重W₁(n)，被确定为n＝1至16。

非码本BFTD可以被实现来用于开环TxDiv，其中第一权重被确定且第二权重的相位Φ按照±δ来变化，通过相位增加来向上或向下改变的指示由基站发送至用户设备。

图8示意地示出根据一个实施例的一组传输天线权重，用于有能力支持2个分支的上行链路TxDiv的用户设备。在所示实施例中，第一权重被标识为W₁且被确定。W₁和第二权重W₂之间的相位是Φ，其中Φ可以按照δ来增加或减少，这将W₂改变为图8所示的虚线矢量。在一些开环方案中，用户设备基于TPC决定是否对相位Φ增加或减少δ。对于闭环方案，基站基于上行链路无线信道估计向用户设备发送信号来对相位Φ增加或减少δ。

折中权重

在SATD和BFTD中，用户设备的激活集中的每个小区(或基站)被期待来发送传输权重反馈请求或指示至该用户设备，根据基站，该请求指示的优选传输天线或优选权重。所描述的多个方面允许用户设备基于来自用户设备的激活集中全部小区的反馈来计算有益于尽可能多的小区的“折中”权重。

在SATD中，小区或基站仅需要指示优选天线且简单的“折中”方案可以被使用，由此该用户设备选择大多数小区(或基站)优选的天线。这将导致用户设备选择有益于多数小区的天线。

在BFTD中，使用一个并非“优选”基站所需权重的权重的用户设备降低了网络整体所可以获得的增益。在一些情形下，相对于未使用上行链路发射分集方案的用户设备，使用错误权重的用户设备可造成损耗。

最概括地，将使用错误权重的损耗L_WEIGHT以单位dB表示为：

L_WEIGHT＝G₀-G_X

公式2

其中：

G₀是使用优选权重的增益(dB)

G_X(dB)是使用非优选权重的权重的增益。

假定索引与所产生的相移相关，也可以概括地定义索引距离D_INDEX为：

D_INDEX＝n_X-n₀

公式3

其中：

n_X是由用户设备所使用的索引n指示的权重

n₀是由索引n指示的基站优选权重

图9和图10是基于仿真的行人(A&B)和车辆(A&B)的无线信道各自的平均损耗L_WEIGHT相对索引距离D_INDEX的图表。

图9和图10的图表中的仿真使用图7中示意地示出的码本，该码本的码本尺寸N＝16。这些图示出损耗随着索引距离的增加而增长且损耗与索引变化的方向无关。索引距离与权重矢量间的差异Δw成比例，因此损耗取决于用户设备使用的权重矢量与基站优选的权重矢量之间的差异(即Δw)。

L_WEIGHT标准偏差(由图9和图10中的垂直线所指示)也随着索引距离D_INDEX的增加而增加(在每个方向)。这意味着损耗的不确定性随着索引距离D_INDEX的增加而增加。

为确定合适的折中权重，所使用的折中权重应最小化权重矢量中的差异Δw。在一个实施例中，权重矢量差异的最小值可使用MMSE(最小均方差，Minimum Mean Squared Error)来达到。其它用于Δw的距离最小化技术也可以被使用。

图11示意地示出权重矢量中的差异。图11示出Δw，对于2个分支的TxDiv系统，其中第一权重是常量。因此，在此Δw表示两个第二权重矢量之间距离的差异，W_k是由小区k选择的权重矢量以及W_C是由用户设备使用的“折中”权重矢量。

MSE(均方差，Mean Squared Error)E_MSE被给出：

$E_{\mathrm{MSE}}=\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{(W_k-W_C)}^2$

公式4

MMSE通过相对W_C最小化E_MSE来被确定且被给出：

$-\frac{2}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}(W_k-W_C)=0$

$W_C=\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{W}_k$

公式6

在一个实施例中，该折中权重可以通过将自激活集中小区接收的全部权重取平均值来确定。W_C的计算可以导致不在码本内的权重矢量。如果用户设备被限制于使用码本中定义的权重，则W_C需要被量化为码本中最近的权重矢量。在一些实施例中，用户设备使用非量化的W_C是可能的。

在图11中，Φ_k是矢量W_k的相位，Φ_C是矢量W_C的相位以及ΔΦ是W_k与W_C之间相位的差异。需要注意，ΔΦ与Δw成比例且最小值ΔΦ使Δw最小化。由于ΔΦ也与索引差异D_INDEX线性成比例，一种可替代的方案是来找到使D_INDEX最小化的权重或索引n。该方案的一个示例是采用由用户设备的激活集中全部小区指示的索引n_k的平均值。然而，使用该方法，相位Φ的“环绕”需要被考虑。

图12示出码本相位差异的环绕。权重矢量通常是一个圆圈(或用于3D矢量的球体)内的矢量。以弧度表示，相位Φ自I-相位(真实轴)以顺时针方向观察，其范围自0至2π，以及以逆时针方向观察范围自0至-2π。图12中，在一个码本尺寸N＝16的实施例中，索引n＝2的相位为Φ₂，同时索引n＝16的相位为Φ₁₆。索引n＝16的相位也可以为-Φ₂，使用两者中的任一值(Φ₁₆或-Φ₂)将产生相同的增益，因为两者均指向相同矢量(n＝16)。然而，索引数量n不共享该相同属性，比如，在码本尺寸N＝16中，数量16不同于数量-2。如果折中索引n_C使用n_k的平均值来确定，则环绕需要被考虑。

在基于非码本的BFTD中，每个小区(或基站)指示其是否愿意对相位Φ增加或减少δ。如果优选相位与折中相位(即用户设备选择的相位)之间的差异被最小化，则损耗L_WEIGHT被最小化，从而类似的MMSE方法可以被使用来确定折中相位变化δ_C，其为δ的平均值。即：

${\mathrm{\δ}}_C=\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\δ}}_k$

公式7

其中：

δ_k是基站k的优选相位变化且它可以取值+δ或-δ。

如果用户设备仅可以对相位Φ增加步径δ，则在一个实施例中，所实施的折中权重计算方法类似于在SATD中的方法，其中用户设备基于大多数小区来选择+δ或-δ。

在一些实施例中，用户设备可以按照δ的部分(或非整数倍)来改变它的相位Φ。在这种情形，用户设备可以直接将公式7中计算的值δ_C应用于Φ。

以上所述的折中权重方法也适用于具有大于2个分支的TxDiv。SATD中多数投票的使用可以容易地被扩展用于更多数量的天线。

对于BFTD，公式6中索引的MMSE(比如平均值)可直接应用于更多分支的TxDiv。对于基于非码本的BFTD中的更多分支的TxDiv，对应于一个天线的每个权重将具有它自己的折中权重。

即：

${\mathrm{\δ}}_C\left(j\right)=\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\δ}}_k\left(j\right)$

公式8

其中：

δ_C(j)是天线j的折中权重

δ_k(j)是来自小区(或基站)k的对天线j的权重矢量的优选增加/减少。

在此假设每个基站将为对应于每个天线的每个权重矢量发送优选相位增加/减少。

加权平均

在一些实施例中，当计算折中权重时，额外信息可作为影响因素。

图13示意地示出用户设备的基站的激活集。用户设备1在它的激活集中具有4个小区(基站)：基站1、基站2、基站3及基站4。由于基站的位置，在用户设备处自每个基站接收的CPICH(CommonPilot Channel，公共导频信道)信号强度在下行链路中将是不同的。

进一步，从用户设备1至每个基站的传输将经历不同的路径损耗。由于用户设备1对它的激活集中每个小区的影响是不同的，对波束形成发射分集权重的改变将在激活集中的每个基站上有不同的影响。因此，对于如果用户设备改变它的传输权重将经历最大影响的基站，应给予该基站的优选权重更高的优先级。从而，在一些实施例中，当计算折中权重时，加权平均可以被使用。因此，权重因子α_k可以被包括来用于公式6和公式7中的每个小区(基站)k如下：

$W_C=\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_k{W}_k$

公式9

${\mathrm{\δ}}_C=\frac{1}{K}\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_k{\mathrm{\δ}}_k$

公式10

公式9和公式10中的因子α_k，取决于用户设备对基站具有多少的影响。在一些实施例中，影响的指示可以是由用户设备自每个基站接收的CPICH信号质量(比如功率或信号噪声干扰比，SNIR)。比如在图13中，用户设备自基站3接收最高的CPICH功率，接着是基站1、基站4以及最后是基站2，因此α₃≥α₁≥α₄≥α₂。

因子α_k也适合于SATD实施例。在这样的实施例中，每个基站的“投票”被乘以因子α_k。函数F^k _SATD(j)为：

公式11

折中传输分支(即天线)j_C因此为值j，从而满足以下公式：

$\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_k{F}_{\mathrm{SATD}}^k\left(j_C\right)=\underset{j=1\mathrm{toM}}{\max }\left(\underset{k=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{\α}}_k{F}_{\mathrm{SATD}}^k\left(j\right)\right)$

公式12

其中M是传输分支的总数。

在一个实施例中，权重可以被确定来给予服务小区的权重因子α_k一个更高的值。这样的方法与给予受用户设备影响更多的基站更高的权重因子的目的是一致的。由于服务小区自用户设备接收必要的信息(比如仅传输至服务小区的HS-DPCCH)，相对非服务小区的影响，选择错误的权重(或天线)造成的接收信号减弱将导致对系统性能的更大影响。在极端情况下，如果k不是服务小区，α_k＝0，否则为1，这给予服务小区绝对优先权。服务小区相对非服务小区的优先级等级可以由网络发信号至用户设备。

其它影响基站接收的因素也可以被使用且权重不需要被限制于基于所接收的信号质量或基站是服务或非服务小区来计算。

也即，这些实施例允许将被用户设备使用的折中传输权重利用发射分集，那些折中传输权重以最小化折中权重和由用户设备的激活集中全部小区指示的优选权重之间的差异的方式来计算。

在一个实施例中，折中权重通过使用MMSE技术来确定，其中权重矢量的差异被最小化。在一个实施例中，折中权重是激活集中小区的全部优选权重的平均值。在一个实施例中，折中权重是MMSE或激活集中小区的权重表示的平均值。该表示可以是相位或权重的索引。在一个实施例中，折中权重是由激活集中全部小区优选的多数权重。在一个实施例中，与用户设备对基站(且反之亦然)具有的影响量成比例的因子被应用于折中权重计算。

例1

在用户设备处自基站接收的信号功率取决于基站和用户设备之间经历的路径损耗。用户设备对基站操作的影响取决于到达该基站的用户设备传输的强度。因此，如果基站1自具有两倍于基站2功率的用户设备接收信号，则用户设备对基站1的影响是它对基站2影响的两倍。因此，在该示例中，如上所述，权重因子α_k与路径损耗成比例。

尽管下行链路和上行链路中的路径损耗由于下行链路和上行链路中使用不同的载波频率可以不同，基于CPICH功率估计的下行链路路径损耗是上行链路路径损耗的良好指示。路径损耗可以因此被认为与用户设备从基站K接收的CPICH功率(P_k，CPICH(以nW形式))成比例。

权重因子因此可以被计算，根据：

${\mathrm{\α}}_k=\frac{S_k{P}_{k,\mathrm{CPICH}}}{\underset{k}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{S}_k{P}_{k,\mathrm{CPICH}}}$

公式13

其中：如果k为服务小区，则S_k为2(否则为1)。

图14示意地示出在示例用户设备的激活集中的五个基站即基站1、基站2、基站3、基站4和基站5中的装置，其中基站3是服务小区。在该示例中，相比非服务小区，服务小区被确定具有两倍影响。在用户设备UE处自每个基站接收的CPICH功率以及对应的权重因子α_k被总结于表1中。

表1：用于例1的权重因子α_k计算

假定用户设备使用两个传输分支的SATD方案。基站的优选传输分支(即天线)如下：

表2：计算折中传输分支

因此基于以上计算的折中传输分支为j_C＝1。

例2

如图14所示的基站的相同示例分布被用于第二示例。用户设备的激活集仍包括5个基站：基站1、基站2、基站3、基站4和基站5，且基站3是服务小区。该用户设备使用基于码本的BFTD，索引尺寸N＝8。权重矢量被总结于表3中。

表3：码本权重N＝8

权重因子与公式13中的CPICH接收功率成比例，但在该示例中，无附加重要性被给予服务小区，即，S_k＝1用于所有k。CPICH接收功率和对应的权重因子α_k被总结于表4中。

表4：用于例2的权重因子α_k计算

基站优选的索引n_k，其对应的权重W₂和折中权重W_C使用公式9在表5中被计算。

表5：计算折中权重

每个基站的权重矢量W_k和对应所计算的折中权重W_C在图15中示出。在此用户设备仅可以选择码本中的权重，该权重量化折中权重使得W_C＝W₂(6)，其是由基站3使用的相同权重。

例3

如图14所示的基站的相同示例分布被用于第三示例。用户设备的激活集包括5个基站：基站1、基站2、基站3、基站4和基站5，且基站3是服务小区。该用户设备使用基于非码本的BFTD，其中δ＝π/4(或45°)。权重因子与公式13中的CPICH接收功率成比例，但在此不赋予服务小区重要性，即，S_k＝1用于所有k。该接收CPICH功率和对应权重因子α_k与表4中的相同。

基站优选的相位变化和折中相位变化，δ_c于表6中使用公式10来计算。在此基站反馈+1或-1来分别指示+δ和-δ的变化。

表6：计算折中相位变化

如果用户设备可以应用可为δ的部分的权重矢量，则相位改变+4.3099°。如果它不能应用δ的部分，则凑整的(rounded)相位变化为0°或无相位变化。

本领域技术人员可以容易地认识到，以上所述各种方法的步骤可以通过编程的计算机来被执行。在此，一些实施例也意在覆盖程序存储设备，比如，数字数据存储介质，其为机器或计算机可读的并编码机器可执行或者计算机可执行的程序指令，其中所述指令执行以上所述方法的部分或者全部步骤。所述程序存储设备可以是，比如，数字存储装置、磁性存储介质如磁盘及磁带、硬盘或者光学可读的数字数据存储介质。这些实施例也意在覆盖被编程来执行上述方法的所述步骤的计算机。

附图中所示的各种部件的功能，包括任何标为“处理器”或“逻辑”的功能块，可以通过使用专用硬件及能够执行软件的硬件并结合合适的软件来提供。当以处理器来提供，功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器或由多个单个处理器来提供，其中一些处理器可以被共享。此外，术语“处理器”或“控制装置”或“逻辑”的明确使用不应被解释为专指能够执行软件的硬件，且可隐含地包括但不限于，数字信号处理器(DSP，digital signal processor)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC，application specific integrated circuit)、现场可编程门阵列(FPGA，field programmable gate array)，用于存储软件的只读存储器(ROM，read only memory)、随机存取存储器(RAM，randomaccess memory)，以及非易失性存储器。其它硬件，惯用的和/或定制的，也可以被包括。类似的，图中所示的任何交换仅为概念性的。它们的功能可以通过程序逻辑的操作、通过专用逻辑、通过程序控制和专用逻辑的配合，或甚至手工地被执行，由实施者选择的特定技术可以从文中更明确地理解。

本领域技术人员应能理解，任何框图在此表示体现本发明原理的示例性电路的概念图。类似地，还将理解任何流程表、流程图、状态转换图、伪代码，诸如此类，代表各种过程，其可以被充分地描述于计算机可读介质内并因此被计算机或处理器执行，无论这些计算机或处理器是否被明确示出。

描述和附图仅说明本发明的原理。因此它将被理解为本领域技术人员将能够设计，尽管未在此被明确地描述或示出，体现本发明的原理并被包含于其精神和范围内的各种装置。进一步地，在此所述的全部例子主要意在明确地仅用于教学目的来帮助读者理解本发明的原理与发明人所贡献的概念以促进本领域，并且将被解释为没有对这些具体列举的例子和条件的限制。此外，在此所有列举本发明的原理、方面及实施例的陈述，以及它们的具体示例，意在包括它们的等同方式。

Claims (12)

1.一种在无线通信网络中设置用户设备的天线传输权重的方法，所述用户设备可操作来在至少两个天线上进行传输并可操作来同时与所述用户设备所关联的激活集中的至少两个基站通信，所述方法包括以下步骤：

自所述激活集中的所述至少两个基站接收优选天线传输权重指示，

计算折中天线传输权重指示，其将所述折中天线传输权重指示与所述优选天线传输权重指示之间的差异最小化；以及

根据所述折中天线传输权重指示设置所述天线传输权重。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算步骤包括以下步骤：将所述折中天线传输权重指示与自所述激活集中的所述基站接收的所述优选天线传输权重指示之间的均方距离最小化。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算步骤包括以下步骤：对自所述激活集中的所述基站接收的所述优选天线传输权重指示求均值。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述计算步骤包括以下步骤：计算自所述激活集中的所述基站接收的模式优选天线传输权重。

5.根据任一在先权利要求所述的方法，其中所述计算步骤进一步包括以下步骤：对来自所述激活集中每个基站的所述优选天线传输权重指示指定一权重，所述权重基于所述激活集中每个基站相对于所述网络中所述用户设备的操作的相对重要性指示来确定。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述权重基于在所述用户设备处自所述激活集中的所述基站接收的导频信号强度的指示被指定。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其中所述权重考虑所述激活集的所述基站中哪个基站负责向所述用户设备提供服务小区。

8.根据任一在先权利要求所述的方法，其中所述优选天线传输权重指示包括一信号在所述至少两个天线上的传输之间的相对相移的指示。

9.根据任一在先权利要求所述的方法，其中所述优选天线传输权重指示包括一信号在所述至少两个天线上的传输之间的幅移的指示。

10.根据任一在先权利要求所述的方法，其中所述优选天线传输权重指示包括天线选择的指示。

11.一种计算机程序产品，可操作来当被运行于计算机时，执行如权利要求1至10中任一所述的方法。

12.可操作来在无线通信网络中设置天线传输权重的用户设备，所述用户设备可操作来使用至少两个天线进行传输并可操作来同时与所述用户设备所关联的激活集中的至少两个基站通信，所述用户设备包括：

接收逻辑，可操作来自所述激活集中的所述至少两个基站接收优选天线传输权重指示，

计算逻辑，可操作来计算折中天线传输权重指示，该折中天线传输权重指示将所述折中天线传输权重指示与所述优选天线传输权重指示之间的差异最小化；以及

实现逻辑，可操作来根据所述所计算的折中天线传输权重指示设置所述天线传输权重。

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