CN1330108C - 移动通信系统中用于发送分集方案模式转换的设备和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种采用发送分集的用于在移动通信系统中发送分集模式转换的设备和方法。在移动通信系统中包括一包含一个或多个天线的节点B，以及用于发送天线加权到节点B以使得多个天线实现最大化发送分集的移动站(MS)。当在发送分集模式中发射模式转变时，该用于将加权分配到天线的发送数据的设备和方法使得节点B实现最大化的发送分集，包括使用发送分集信息，确定是否发生模式转变；以及如果确定发生了模式转变，将考虑了当前加权和在模式转换前使用的先前加权之间的关系产生的加权分配给通过天线发送的数据。

Description

移动通信系统中用于发送分集方案模式转换的设备和方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统。更具体而言，本发明涉及用于当一个节点B使用Tx分集方案(Diversity scheme)发送数据时，根据发送(Tx)分集方案的变化，采用不同的加权(weight)的设备和方法。

背景技术

由于移动通信系统发展以及在这样的系统上发送数据量的增加，新近开发了以高速提供数据的第三代移动通信系统。对于第三代移动通信系统，异步的宽带码分多址(W-CDMA)格式已经作为无线接入标准广泛地用于欧洲，并且同步的码分多址-2000(CDMA-2000)格式已经作为无线接入标准广泛地用于北美洲。典型地，移动通信系统使多个用户设备(UE’s)能够经由一个节点B通信。然而，发生在移动通信系统中的接收信号的相位畸变导致在高速数据发送期间的衰减现象。衰减现象导致接收信号的幅度从几十dB减少到几dB。因此，如果在数据解调处理期间没有补偿接收信号畸变的相位，从发送端发送数据中发生非理想的信息错误，以致于移动通信系统的服务质量(QoS)恶化。为了发送高速的数据而不会使QoS恶化，必须解决衰减现象，已经广泛地使用各种分集方案来克服衰减现象。

典型地，CDMA方案运用瑞克接收器用于使用信道信号的延迟扩展(delayspread)执行分集接收。通用瑞克接收器运用接收(Rx)分集方案用于接收多路径信号，并且瑞克接收器的每个指(finger)被分配了一个信号通路，因此使它执行解调程序。然而，当延迟扩展的值低于规定值时，使用延迟扩展基于分集方案的上述瑞克接收器是不起作用的。此外，使用交织操作和编码操作的时间分集方案典型地被用于多普勒扩展信道。然而，在低速多普勒扩展信道中很难使用时间分集方案。

因此，为了解决衰减现象，空间分集方案已经被用于具有例如室内信道的低迟延传播(spread)的信道，和具有例如步行者信道(walker channel)的低速多普勒传播的信道。空间分集方案表现由至少两个发送和接收天线使用的分集方案。特别是，如果经由一个天线发送的信号的幅度由于衰减现象减少了，空间分集方案通过由其余天线发送的接收的信号来解调发送信号。空间分集方案被分为使用接收天线的接收天线分集方案，以及使用发送天线的发送天线分集方案。然而，因为对UE使用接收天线分集方案，由于每个UE的尺寸和成本很难为每个UE安装多个天线。因此，更适宜使用用于安装多个天线到节点B的发送天线分集方案。

发送分集方案控制发送端通过多个天线发送信号，并且控制接收端接收，解调，并且综合单个天线的输出信号以克服衰减信道。W-CDMA通过根据规定通信标准向节点B配备两个天线实施发送分集方案。

发送天线分集方案运用特定算法用于接收下行链路信号以获得分集增益，并且被分为开环发送分集和闭环发送分集。开环发送分集分为时间交换发送分集(TSTD)，和空时发送分集(STTD)，而闭环发送分集包括发送天线阵(TxAA)方案。

对于开环发送分集，如果节点B编码信息比特，而且经由多个分集天线发送它们，UE接收从节点B发送的信号，而且解码接收信号，因此获得分集增益。

对于闭环发送分集，如果UE估计且计算将来通过其传输经由节点B的发送天线发送的信号的信道环境，基于计算的估计值计算节点B的天线的加权，以获得接收信号的最大功率值，而且最终经由上行链路将加权发送到节点B，节点B从UE接收加权，并且把每一个加权应用到每个天线，从而把接收的加权适用于各个天线。在这种情况下，节点B发送每个天线的导频信号以测量UE的信道，从而UE使用每个天线的导频信号测量信道，并基于测量的信道信息产生最优的加权。

下面将参考图1说明闭环发送分集方法。图1是说明表示闭环发送分集方案代表性技术的TxAA方案发射机的方框图。

用于发送多个控制信号的专用物理控制信道(DPCCH)，和用于发送信息信号的专用物理数据信道(DPDCH)被多路复用，以配置专用物理信道(DPCH)102。在这种情况下，DPCCH和DPDCH典型地在下行链路方向上时间多路复用。

乘法器104使用扰码(scrambling code)对DPCH信号进行扰码。在乘法器(multiplier)106中，加扰的DPCH信号乘以预定的加权W1，且在乘法器108中乘以预定的加权W2，如此使得闭环发送分集被应用于加扰的DPCH信号。通过第一天线114和第二天线116发送各自的计算信号。

闭环发送分集方案根据加权使用方法分为第一模式方案和第二模式方案。特别是，第一模式方案(模式1)通过仅仅考虑在通过两个天线114和116接收的信号之间的相位差来确定加权，而第二模式方案(模式2)通过考虑在通过两个天线114和116接收的信号之间的相位差和幅度差来确定加权。

被发送到第一和第二天线的信号在各个多路调制器110和112中由于分别分配给每个天线的唯一导频信号CPICHI和CPICH2而被多路复用，如此使得可以测量通过单个天线发送的信道信号的状态信息。

移动站(MS)从单个天线接收信号，使用导频信号测量单个天线的信道状态，并且用两个天线的导频信号乘以加权，以便其确定用于最大化表示与单个天线相关的相乘结果之总和的接收信号的功率电平的特定加权。加权的信息被定义为预定的集合(set)。如果来自三个可用加权中的加权适用于接收端，接收端确定一个用于最大化所需的接收功率的加权。如果确定的加权的信息是通过上行链路DPCCH消息的反馈信息(FBI)字段(field)发送的，FBI消息确定单元118分析从接收端接收的反馈信息。加权发生器120产生用于每个天线的加权W1和W2，并且将加权W1和W2乘以需发送的DPCH信号。

参考图2和3在下文中说明上行链路DPCCH配置和FBI配置。图2是说明上行链路DPCCH的配置的示意图。上行链路DPCCH的一个帧包括15个时隙，并且每个时隙包括导频码元，发送格式组合指示符(TFCI)比特，反馈信息(FBI)码元，和下行链路发射功率控制指令(TPC)。当解调从MS向节点B发送的数据时，导频码元被用作信道估计信号。TFCI比特指示在当前的发送帧期间哪个发送格式组合(TFCs)被用于发送的下行链路信道。FBI码元根据使用的发送分集方案发送反馈信息，而TPC码元是用于控制下行链路信道发射功率的码元。上行链路DPCCH使用正交编码扩展(spread)，并且被发送到目的地。在这种情况下，扩展因子(SF)被定为具体的数字，例如，256。

图3说明了包括在上行链路DPCCH内的FBI码元的配置。FBI码元被分为S字段和D字段。S字段表示用于STTD信号的字段，而D字段表示用于闭环发送分集的字段。因此，MS通过上行链路DPCCH的FBI码元的D字段发送加权信息。D字段包括用于每个时隙的最大的1比特。

根据分层信息(hierarchicalinformat ion)的信号处理，用于W-CDMA通信系统的信道主要分为物理信道，传输信道，和逻辑信道。根据信息发送方向，用于空间地发送数据的物理信道被分为下行链路物理信道和上行链路物理信道。

在下表1中显示了用于各个物理信道的发送分集方案；

表1

物理信道类型	开环发送分集		闭环发送分集
						TSTD	STTD	Mode 1	Mode 2
P-CCPCH	X	O	X	X
					SCH	O	X	X	X
S-CCPCH	X	O	X	X
					DPCH	X	O	O	O
PICH	X	O	X	X
					PDSCH	X	O	O	O
HS-PDSCH	X	O	O	X
					HS-SCCH	X	O	O	X
AICH	X	O	X	X
					CSICH	X	O	X	X
AP-AICH	X	O	X	X
					CD/CA-ICH	X	O	X	X
用于CPCH的DL-DPCCH	X	O	O	O

在这种情况下，在下文中将说明用于使发送分集方案适用于物理信道的原则。

1)根据第一原则，STTD方案和闭环发送分集方案不能同时应用于相同的物理信道。

2)根据第二原则，当使发送分集方案应用于一个下行链路时，发送分集方案必须被用于P-CCPCH和SCM。

3)根据第三原则，PDSCH和它的相关DPCH必须一直使用同样的发送分集方案。4)根据第四原则，HS-SCCFH，HS-PDSCH，以及和它们相关的DPCH必须使用同样的发送分集方案。

基于W-CDMA方案的UMTS系统必须综合在软交接时从若干节点B发送的DPCH信号。用于发送即将同时接收的DPCH信号的节点B根据预定标准必须满足下列与发送分集方案用法有关的规则。

1)根据第一规则，当发送DPCH信号到期望的UE时，节点B使用一个发送分集方案。特别是，节点B避免复制开环发送分集方案和闭环发送分集方案。

2)根据第二规则，如果所有当前向UE提供所需服务的节点13不使用发送分集方案，用于DPCH发送的新近增加的节点B不受与指示已用或未用的发送分集方案的特定信息相关的通用节点B的影响。

3)根据第三规则，如果当前向UE提供所需服务的多个节点B中的一个或多个节点B使用开环发送分集方案发送DPCH，新近增加的节点B可以使用开环发送分集方案发送DPCH，或可以不使用发送分集方案发送DPCH。

4)根据第四规则，如果当前向UE提供所需服务的多个节点B中的一个或多个节点B使用闭环发送分集模型方案发送DPCH，新近增加的节点B可以使用闭环发送分集模型方案发送DPCH，或可以不使用发送分集方案发送DPCH。

5)根据第5原则，如果当前向UE提供所需服务的多个节点B中的一个或多个节点B使用闭环发送分集模式2方案发送DPCH，新近增加的节点B可以使用闭环发送分集模式2方案发送DPCH，或可以不使用发送分集方案发送DPCH。

在软交接时间在从多于两个节点B接收下行链路DPCH信号时，各个节点B不受指示发送分集方案是否适用于节点B的特定信息的影响。当使用发送分集方案时，闭环发送分集方案和开环发送分集方案不能同时使用。在使用闭环发送分集方案的情况下，上述模式1和模式2方案不能同时使用。用于向UE提供所需服务的多个节点B必须从多个发送分集方案中选择一个方案，并必须仅仅使用选择的方案。

将在下文中说明用于控制MS产生加权的方法。MS使用CPICH执行信道估计，而且可以由下列等式1表示配置为矩阵H形式的该信道估计值：

H＝[h₁，h₂]

根据等式1，h₁，和h₂是分别用于两个发送天线的信道估计矢量。MS选择加权w₁和w₂，加权w₁和w₂能够使用信道估计矢量最大化下列等式2的结果值。

p＝w^HH^HHw

根据等式2，w是[w₁，w₂]^T，而P表示当在当前信道环境中加权信息适用于第一和第二天线时的接收功率。MS搜索用于最大化接收功率的加权，并且将加权发送到节点B。

图4是从MS发送到节点B的为建立闭环发送分集方案的反馈信号消息(FSM)的配置。通过包含在图3中显示的FBI字段的D字段发送FSM配置。FSM分为指示相位信息的FSM_ph字段和指示幅度信息的FSM_po字段。

如果MS如上所述执行交接功能，在执行交接功能以前用于前一个节点B的发送分集方案可能不同于在执行交接功能以后用于后一个节点B的另一个发送分集方案。假如前一个节点B的发送分集方案与后一个节点B的相同，MS不必改变发送分集方案。否则，假如前一个节点B的发送分集方案不同于后一个节点B，MS必须根据交接情况改变发送分集方案。

如果MS改变发送分集方案，并特别是，如果闭环发送分集方案的模式发生变化，在改变一个模式为另一个模式时，MS必须建立初始加权。节点B必须接收能够在MS中最大化接收功率的加权信息，并使用接收的加权信息发送数据。然而，如图4所示，当闭环发送分集方案设置模式1时，加权信息包括2比特，当发送分集方案设置为模式2时，加权信息包括4比特，并且一比特是通过一个时隙发送的。节点B以预定的时间以它们可以从MS接收适当的加权的方式接收从MS发送的所有加权信息。因此，节点B必须使用在节点B和MS之间确定的预定加权发送在预定时间之前需发送的数据。然而当前的信道环境没有反映在上述的情况中，因此用于最大化接收功率的加权不适用于上述的情形，并且最佳的加权没用应用于产生的信号，直到应用了反映信道情况的加权，导致系统性能恶化。总之，必须开发用于解决上述在交接期间的问题的方法。

发明内容

因此，本发明目的在于解决上述问题，并且本发明的目的之一是提供一种用于当将发送分集方案改变为另一个方案时，最小化发送(Tx)分集性能恶化的设备和方法。

本发明的另一个目的是提供用于为其中改变闭环发送分集模式的第一情况和其中发送分集方案没有变化的第二情况分配不同加权的设备和方法，实现有效的发送分集。

根据本发明的一个方面，可以通过提供一种用于在移动通信系统中控制节点B将发送分集方案改变为另一个方案的方法实现上述及其他目的，该移动通信系统包括用于使用发送分集方案发送数据的节点B，和用于发送天线加权到节点B以向节点B提供最大发送分集性能的移动站(MS)，如此该移动通信系统可以实现最大发送分集。该方法包括以下步骤，依据从MS接收的发送分集信息，确定在发送分集方案中是否存在模式转变；如果确定在发送分集方案中发生模式转变，使用预定的用于不同发送分集方案的加权之间的关系产生与各个天线相关的加权；并且使用产生的加权发送数据。

按照本发明的另一个方面，提供了一种移动通信系统中的数据发送设备，用于在当前的发送分集方案改变为另一个方案时，实现最大发送分集，所述移动通信系统包括用于使用发送分集方案发送数据的节点B，以及用于发送多个天线的加权到节点B以向节点B提供最大发送分集性能的移动站(MS)。该设备包括一个模式转变确定单元，用于确定从MS接收到发送分集信息时，在发送分集方案中是否存在模式转变；一个加权发生器，用于根据模式转变确定单元的确定结果，使用不同发送分集方案加权之间的预定的关系产生与各个天线相关的加权，并且将产生的加权发送到信号处理器；以及一个信号处理器，用于使用产生的加权发送数据。

附图说明

结合所附附图以及下列详细说明，本发明的上述及其他目的，特征及其他优势将更加清晰易懂，其中：

图1是说明用于实现常规闭环发送分集的发射机的方框图；

图2是说明上行链路专用物理控制信道(DPCCH)配置的示意图；

图3是说明上行链路DPCCH信号的反馈信息(FBI)字段结构的示意图；

图4是说明通过FBI字段发送的反馈信号消息(FSM)的配置的示意图；

图5是说明基于星座图(constellation)的用于闭环发送分集模式1方案的加权的示意图；

图6是说明基于星座图的用于闭环发送分集模式2方案的加权的示意图；

图7是说明用于发送由闭环发送分集模式2的MS使用FSM确定的加权的方法的示意图；

图8是说明用于使用从闭环确定分集模式2的节点B接收的FSM确定加权的方法的示意图；

图9是说明用于根据本发明的实施例实现闭环发送分集的发射机的方框图；

图10是说明用于根据本发明的实施例把闭环发送分集模式2的加权转换成闭环发送分集模式1的加权的方法的示意图；和

图11是说明用于根据本发明的实施例把闭环发送分集模式1的加权转换成闭环发送分集模式2的加权的方法的示意图。

在附图中，注意到同样的或类似的元件由同样的附图标记表示，即使他们在不同的附图中被描述。

具体实施方式

根据所附附图详细说明本发明的实施例。在下面的描述中，为了简明起见，省略了在其中包括的已知的功能和配置的详细说明。

在下文中将说明闭环发送分集模式1和闭环发送分集模式2。

图5显示了在闭环发送分集模式1中使用的第二天线(天线2)的加权。各个加权具有同样的大小，但是在加权中存在90°的相位差。应用于模式1方案的第一和第二天线的加权集合可以由下列等式3表示：

$w_1=\frac{1}{\sqrt{2}},$ $w_2=[\frac{1+j}{2},\frac{1-j}{2},\frac{-1+j}{2},\frac{-1-j}{2}]$

根据等式3，用于第一天线的加权w₁仅仅指示幅度信息，而用于第二天线的加权w₂指示幅度和相位信息。如等式3所示，加权w₁具有相同的幅度

图5是说明用于闭环发送分集模式1方案的第二天线的加权集合的星座图。如上所述，用于模式1方案第一天线的每一个加权都具有0相位。MS使用等式2计算具有最大接收功率的参数w₂。移动台(MS)使用等式2计算与w2所有参数相关的接收功率值以获得最大接收功率，并且从计算的接收功率值中识别具有最大的功率的加权。MS同时发送与被识别的第二天线相关的加权，和与第一天线相关的另一个加权。然而，第一天线的加权被固定为恒定值，因此MS可以仅仅发送第二天线的加权到节点B。以下说明MS仅仅发送第二天线的加权的特定情况。从MS获得的加权通过上行链路专用物理控制信道(DPCCH)发送到节点B。用于模式2方案的MS仅仅发送相位信息，因此它有选择地仅仅发送来自显示在图4中的反馈信号消息(FSM)配置的相位组成部分，并且仅仅使用2比特发送相位信息。

如上所述，指定FSM相关信息以便对每个时隙仅仅发送一比特。特别是，如果时隙数是由偶数表示的，它发送0和π之一。如果时隙数是由奇数表示的，它发送π/2或-π/2之一。节点B使用通过上行链路DPCCH接收的反馈信息(FBI)字段的FSM比特从相应的时隙获得相位信息。节点B使用相位信息从MS获得加权信息。在下面表2中显示了时隙单元中从MS发送的加权信息：

下列等式4说明朋MS发送的一般化的加权信息：

$W_1=\frac{1}{\sqrt{2}}$ (常数)，

$W_2=\frac{\underset{i=n-1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\cos \left({\mathrm{\φ}}_i\right)}{2}+j\frac{\underset{i=n-1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\sin \left({\mathrm{\φ}}_i\right)}{2},{\mathrm{\φ}}_i\∈\{0,\mathrm{\π},\frac{\mathrm{\π}}{2},-\frac{\mathrm{\π}}{2}\}$

在从特定时隙接收到了反馈信息时，节点B把从由特定时隙的前一时隙接收的反馈信号消息(FSM)信号获得的加权信息改变为另一个信息。节点B使用作为第二天线的初始加权直到接收到第一FSM信号。如果节点B接收到第一FSM信息，使用下列等式5计算第二天线的加权：

$W_2=\frac{\cos (\mathrm{\π}/2)+\cos \left({\mathrm{\φ}}_0\right)}{2}+j\frac{\sin (\mathrm{\π}/2)+\sin {\mathrm{\φ}}_0)}{2}$

关于等式5，φ₀表示首先从节点B接收的FSM信息，并且是0编号时隙的发送值。节点B使用0编号的时隙的发送信息以及存储为初始加权的信息来更新加权。在从1编号的时隙接收到FSM信息时，节点B使用来自1编号时隙的发送信息，以及由0编号时隙的发送信息更新的加权信息来更新加权信息。考虑到往返行程延迟，用于闭环发送分集模式2方案的节点B要求大约四个时隙，以使得它可以根据信道情况建立加权信息。

在下文中将说明闭环发送分集模式2方案，图6是说明用于基于星座图的闭环发送分集模式2方案的加权的示意图。如图6所示，用于模式2方案的加权信息根据它们幅度的大小和相位信息进行不同调整。图4显示了由相位部分和幅度部分组成的FSM信息。由下列等式6可以表示用于模式2方案的加权信息：

$w_1=\{\sqrt{0.8},\sqrt{0.2}\},$

$w_2=\left\{\begin{array}{c}\sqrt{0.2}{e}^{j0\mathrm{\π}},{\sqrt{0.2}e}^{j\frac{\mathrm{\π}}{4}},{\sqrt{0.2}e}^{j\frac{\mathrm{\π}}{2}},{\sqrt{0.2}e}^{j\frac{3\mathrm{\π}}{4}}\sqrt{0.2}{e}^{\mathrm{j\π}}{\sqrt{0.2}e}^{-j\frac{\mathrm{\π}}{4}}{\sqrt{0.2}e}^{-j\frac{\mathrm{\π}}{2}}{\sqrt{0.2}e}^{-j\frac{3\mathrm{\π}}{4}},\\ \sqrt{0.8}{e}^{j0\mathrm{\π}},{\sqrt{0.8}e}^{j\frac{\mathrm{\π}}{4}},{\sqrt{0.8}e}^{j\frac{\mathrm{\π}}{2}},{\sqrt{0.8}e}^{j\frac{3\mathrm{\π}}{4}}\sqrt{0.8}{e}^{\mathrm{j\π}}{\sqrt{0.8}e}^{-j\frac{\mathrm{\π}}{4}}{\sqrt{0.8}e}^{-j\frac{\mathrm{\π}}{2}}\sqrt{0.8}{e}^{-j\frac{3\mathrm{\π}}{4}}\end{array}\right\}$

根据等式6，第一天线仅仅包括幅度信息，而第二天线不但包括幅度信息而且还包括相位信息。需要四比特以接收所有用于模式2方案的加权信息。MS和节点B每个都使用渐进的(progressive)更新方法以减少4个时隙的时间延迟。渐进的更新方法确定之前发送的FSM比特的基础之上的下一个FSM比特。

图7是一个例子，其中MS使用渐进的更新方法发送FSM比特。参考图6和7说明用于MS的渐进的更新方法。

图7显示了四个时隙和从四个时隙发送的FSM比特。四个时隙包括4m，4m+1，4m+2，和4m+3，包括在时隙‘4m’内的MS发送b3的值，而包括在时隙‘4m+1’内的MS发送b2的值。包括在时隙‘4m4+2’内的MS发送b1的值，而包括在时隙‘4m+3’内的MS发送b0的值。MS使用等式2计算具有最大接收功率的加权。如等式6所示，如果第一天线包括

的值，则第二天线2包括

的幅度。如果第一天线包括

的值，则第二天线2包括 的幅度。因此，MS执行总共为16加权的假设测试，以在时隙‘4m’中发送b3的值，并且确定具有最大接收功率的加权。与确定的加权相关，MS发送相应于来自于包括在时隙‘4m’内的四个比特中的b3的值的比特。如图7所示，b3的值相应于x3的值。如果已经确定x3的值，MS确定基于实数轴的上下位置，如图6所示的星座图所示。

具有时隙‘4m’中的确定的x3的值的MS确定时隙‘4m+1’中的x2的值。MS测量仅仅与包括在由x3的值确定的位置内的加权相关的最大接收功率，而不是测量与所有加权相关的最大接收功率。因此，MS测量仅仅与八个加权相关的接收功率，确定一个具有最大接收功率的加权，并且在测量接收功率之后确定将从MS发送的x2的值。具有确定的时隙‘4m+1’中的x2的值的MS确定时隙‘4m+2’中的x1的值。MS测量仅仅与包括在由x3和x2的值确定的位置内的加权相关最大接收功率，而不是测量与所有加权相关的最大接收功率。因此，MS测量仅仅与四个加权有关的接收功率，确定一个具有最大接收功率的加权，并且在测量接收功率之后确定将从MS发送的x1的值。在下列表3中显示了从MS发送的FSM相位信息：

表3

FSM相位信息	天线之间的相位差
		----	维持π或预定相位差
0--	π
		1--	0
00-	π
		01-	-π/2
11-	0
		10-	π/2
000	π
		001	-3π/4
010	-π/2
		011	-π/4
100	0
		101	π/4
110	π/2
		111	3π/4

具有时隙‘4m+2’中确定的x1值的MS确定时隙‘4m+3’中的x₀的值。x₀的值表示幅度信息。MS测量仅仅与包括在由x3，x2，和x1的值确定的位置内的加权相关的最大接收功率，而不是测量与所有加权相关的最大接收功率。因此，MS测量仅仅与两个加权相关的接收功率，确定一个具有最大接收功率的加权，并且在测量接收功率之后确定将从MS发送的x0的值。在下列表4中显示了根据x₀的值发送的FSM幅度信息：

表4

FSM幅度信息	第一天线的发送功率	第二天线的发送功率
			0	0.2	0.8
1	0.8	0.2

图8是说明用于从结合使用渐进更新方法的节点B接收FSM时确定加权的过程的示意图。参考图8，节点B不仅使用预定的加权，而且还用一个从特定时隙接收到的信息来确定需要的加权。在节点B的特定时隙第一天线和第二天线使用的加权矢量由下列等式7指示，等式7由简化的等式6的配置形式表示：

$W=\left[\stackrel{\sqrt{\mathrm{power}\_\mathrm{antl}}}{\sqrt{\mathrm{power}\_\mathrm{ant}2}}\exp (\mathrm{jphase}\_\mathrm{diff})\right]$

在节点B从MS接收第一FSM比特之前，第一天线和第二天线各自的发送功率每个都维持在特定的值 在节点B从MS接收第一FSM相位信息之前，第一天线和第二天线之间的相位差维持在特定的值π。节点B使用上述表3确定朋MS发送的FSM相位信息。

将参考图6和下列表5描述上述方法的一个典型例子：

表5

C	D	E	F	G
					1000	1110	1100	1100	1101
1010	1100	1101
					1110	1111
1100	1101
					1001
1011
					1111
1101

假设在初始的闭环发送分集模式2期间，第一天线包括加权‘A’而第二天线包括加权‘B’。假如在第二天线情况下，在时隙‘4m’接收到1的值，第二天线的加权移动到第一和第二象限的位置‘c’。MS测量包括在第一和第二象限内的8个加权的接收功率，并且确定一个用于最大化接收功率的加权。根据确定的加权，MS确定发送1的值到时隙‘4m+1’。如果节点B接收在时隙‘4m+1’中的1的值，确定的加权移动到包括在第一象限内的位置‘D’。MS测量包括在第一象限内的四个加权的接收功率，并且根据测量结果确定一个具有最大接收功率的加权。根据确定的加权，MS决定发送0的值到时隙‘4m+2’。如果节点B接收在时隙‘4m+2’中的0的值，确定的加权移动到包括在第四个象限内的位置‘E’。最终，MS测量指示第一象限中的幅度信息的两个加权的接收功率，并且根据测量结果确定一个具有最大接收功率的加权。根据确定的加权，MS确定发送0的值到时隙‘4m+3’。如果节点B接收时隙‘4m+3’中的0的值，确定的加权移动到包括在第一象限内的位置‘F’，并且第一天线移动到包括在第一象限内的位置‘G’。其后，顺序地接收用于每个时隙的信息单元，以使得可利用一个新的加权更新加权。

图9是说明基于用作闭环发送分集实现技术的代表性例子的发送天线阵列(TxAA)方案的发射机的方框图。

包括多个控制信号的DPCCH和包括数据信号的专用物理数据信道(DPDCH)多路复用以配置一个专用物理信道(DPCH)902.。在这种情况下，DPCCH和DPDCH902通常在下行链路方向上是时间多路复用的。

乘法器904使用扰码对DPCH信号进行加扰。加扰的DPCH信号乘以乘法器906中预定的加权W1，并且在一个乘法器908中乘以预定的加权w2，因此使得闭环发送分集被用于扰码DPCH信号。通过第一天线914和第二天线916发送各个计算的信号。

根据加权使用方法，闭环发送分集方案被分为第一模式方案和第二模式方案。特别是，第一模式方案(模式1)通过仅仅考虑在通过两个天线914和916接收的信号之间的相位差，来确定一个加权，而第二模式方案(模式2)通过不但考虑在两个天线914和916接收的信号之间的相位差，还考虑幅度差，来确定一个加权。FBI消息确定单元918分析通过上行链路DPCCH发送的FBI消息，并且把分析的结果发送到模式转换确定单元922。模式转变确定单元922在从上层接收发送分集方案信号时，确定发送分集方案是否转换为另一个方案。特别是，模式转变确定单元922确定发送分集方案是否从发送模式1变化到发送分集模式2，或从发送分集模式2变化到发送分集模式1。换句话说，如果在发送分集模式之间发生变化，FBI消息确定单元918接收一个接收的FSM比特，以及各个的前一个天线的加权信息，并且确定各个天线的欲在模式转换时间之后最初应用的加权。根据模式转变信息，加权发生器920产生预定的加权，并且发送产生的加权到乘法器906和908。己从模式转变确定单元922接收的指示没有模式转变的信息的加权发生器920，使用典型的加权产生方法产生将用于节点B的加权。

发送到第一天线的信号通过多路复用器910由于第一天线的唯一导频信道信号CPICH1被多路复用，并且发送到第二天线的另一个信号通过多路复用器912以第二天线的唯一导频信道信号CPICH2被多路复用。导频信道信号指示所有用户中通常接收的信道信号，并且适用于执行解调操作，以及测量无线信道状态信息。

在下文中将说明用于响应于模式转变产生加权的方法。在下文中将详细描述把闭环发送分集模式2转换成闭环发送分集模式1的第一情况，和把闭环发送分集模式1转换成闭环发送分集模式2的第二情况。如果图9的模式转变确定单元922在DPCH的无线链路重新配置时间上从上层接收到发送分集方案相关的信号，并且将与接收信号相关的发送分集方案和先前的发送分集方案相比较，以使得可以建立这样的模式转变操作，首先，在下文中将说明上述的第一情况。

图10是说明根据本发明的实施例用于把闭环发送分集模式2的加权转换成闭环发送分集模式1的加权的方法的示意图。

根据图10，参照在模式转换时间以前使用的先前的加权信息，节点B确定将要在模式转换时间之后使用的加权。在模式2中使用的加权被分组到与模式1中使用的加权相同的号码。尽管可以自由地确定这样的分组方法，为方便起见，在下文中将参考图10描述下列说明。如图10所示，使用包括在相同象限内的加权执行模式2可用的加权的分组。在接收到先前的加权信息和在模式转换时间之前接收的FSM比特信息时，首先确定用于发送分集模式2的加权信息。使用确定的加权信息的相位确定最初用于模式1的加权。

来自可用于模式2的多个加权中的第一象限的加权相应于包括在第一象限内的加权。来自可用于模式2的多个加权中的第二象限的加权相应于包括在第二象限内的加权。来自可用于模式2的多个加权中的第三象限的加权相应于包括在第三象限内的加权。来自可用于模式2的多个加权中的第四象限的加权相应于包括在第四象限内的加权。通过下列等式8表示了把模式2可用的加权转换成用于模式1可用的其他的加权的一个代表性的例子：

$w_1=\frac{1}{\sqrt{2}}$

$w_2=\left\{\begin{array}{cc}0& \mathrm{\&theta;}<\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}:\frac{1+j}{2}\\ \frac{\mathrm{\&pi;}}{2}& \mathrm{\&theta;}<\mathrm{\&pi;}:\frac{-1+j}{2}\\ \mathrm{\&pi;}& \mathrm{\&theta;}<\frac{3\mathrm{\&pi;}}{2}:\frac{-1-j}{2}\\ \frac{3\mathrm{\&pi;}}{2}& \mathrm{\&theta;}<2\mathrm{\&pi;}:\frac{1-j}{2}\end{array}\right.$

根据图8，θ指示在模式2中第一天线和第二天线之间的相位差。从等式8可以看到，通过仅仅考虑在第一和第二天线之间的相位差，来确定在模式1中的第二天线中使用的加权。

使用通过使用图10的方法确定的加权，直到通过上行链路DPCCH发送由模式1中的MS测量的FSM比特，并且发送的FSM比特适用于节点B。已从MS接收的FSM比特的节点B采用新的加权使用类似于第一例子中使用图6和等式5说明的方法来更新加权。

图11是说明根据本发明实施例的用于把闭环发送分集模式1的加权转换成闭环发送分集模式2的加权的方法的示意图。如上所述，模式1中使用的加权仅仅包括相位信息，但是模式2中使用的其他加权不但包括幅度而且包括相位信息。为了使用模式1中使用的加权来确定模式2中使用的加权，必须在模式转换时间建立与加权有关的幅度信息。采用 的值作为在模式2中使用的加权的幅度信息，如图11所示。然而，尽管可以自由地通过用户的选择确定幅度信息，应当注意到通常幅度信息被确定为

之间的一个值。在发送分集从模式1向模式2改变时建立的加权之间的关系可以通过下列等式9表示：

$w_1=\sqrt{0.5}$

$w_2=\sqrt{0.5}{e}^{\frac{\mathrm{j\&phi;}}{4}}=\left\{\begin{array}{c}\frac{1+j}{2},\mathrm{\&theta;}=\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}\\ \frac{-1+j}{2},\mathrm{\&theta;}=\frac{3\mathrm{\&pi;}}{4}\\ \frac{-1-j}{2},\mathrm{\&theta;}=-\frac{3\mathrm{\&pi;}}{4}\\ \frac{1-j}{2},\mathrm{\&theta;}=-\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}\end{array}\right.$

根据等式9，θ指示在模式1中的第一天线和第二天线之间的相位差，而φ指示在第一天线和第二天线之间的相位差。基于上述等式9，在用于模式2的第一和第二天线各个加权之间的相位差被确定为在用于模式1的第一和第二天线各个加权之间的相位差。执行一个存储与先前设置的加权相关的FSM比特信息的过程。在这种情况下，还没有确定幅度信息，如此使用表3确定指示相位信息的三个FSM比特。

使用由图11的方法确定的加权，直到由特定加权确定的FSM比特，通过上行链路DPCCH的FBI字段被发送并且被发送的FSM比特适合于节点B，所述特定加权已经由MS考虑到模式2的情况确定了。已从MS接收的FSM比特的节点B使用图8的方法更新加权。节点B采用与第一和第二天线相同的发射功率，直到接收到包括在FSM比特内指示幅度信息的信息。已从MS发送的FSM比特中接收的相位信息的节点B使用表3更新它的加权。已从MS发送的FSM比特中接收的幅度信息的节点B使用表4更新它的加权。

使用下列简单的程序可以执行把开型环路发送分集方案转换成闭环发送分集方案的情况。在从上层接收发送分集方案信号时，模式转变确定单元922确定发送分集方案是否转换为另一个方案。特别是，模式转变确定单元922确定开型环路发送分集方案是否转换为闭环发送分集方案，或确定闭环发送分集方案是否转换为开型环路发送分集方案，特别是，在开型环路分集方案转换为闭环发送分集方案情况下，模式转变确定单元922发送指示模式转变的信息到加权发生器920。一旦从模式转变确定单元922收到确定结果，加权发生器920确定包括在指示加权信息的星座图内的值A是加权，因此它可以产生值A作为如所指的加权。其后，通过从MS接收的加权信息更新相位和幅度信息，或仅仅更新相位信息，产生新的加权。一旦收到新的加权，在根据天线通过加权发生器920分类的同时时，数据被发送到单个天线。

用于把闭环发送分集方案转换成开型环路发送分集方案的其它情况下，不必产生用于天线的额外的加权。

从上可知，如果在多种发送分集方案中在闭环发送分集模式之间发生转变，本发明的实施例使用先前使用的加权信息，确定用于改变的模式中的在初始转变时间使用的加权，如此它可以反映在转变的模式中的无线信道状态信息使发送分集性能的恶化最小化。

尽管为了说明性的目的已经公开了本发明的实施例，本领域的技术人员将理解在没有偏离如在所附权利要求中公开的发明范围和精神的前提下，可以进行各种各样的修改，增加和替换。

Claims (19)

1.一种用于在移动通信系统中控制节点B以将发送分集方案改变成另一种方案的方法，该移动通信系统包括用于使用发送分集方案发送数据的节点B，以及用于发送天线加权到节点B以向节点B提供最大发送分集性能的移动站MS，以便该移动通信系统可以实现最大化的发送分集，该方法包括以下步骤：

一旦从MS接收到发送分集信息，确定在发送分集方案中是否存在模式转变；

如果确定在发送分集方案中发生模式转变，使用用于不同发送分集方案的加权之间的预定关系产生与各个天线相关的加权；以及

使用产生的加权来发送数据。

2.根据权利要求1的方法，进一步包括步骤：

将在模式转变之前使用的发送分集方案的加权与在模式转变之后将要使用的发送分集方案的加权进行相关，以便使加权位于包括在指示加权信息的星座图中的相同象限中。

3.根据权利要求2的方法，进一步包括步骤：

如果开环发送分集方案改变为闭环发送分集方案，使用不同发送分集方案的加权之间的预定关系来产生加权。

4.根据权利要求3的方法，其中产生加权的步骤包括步骤：

根据发送分集方案，更新在由预定关系产生的加权中的相位信息，或者相位/幅度信息，由此产生在每一个都具有最大化的发送分集的各个天线中使用的加权。

5.根据权利要求2的方法，其中每一个闭环发送分集方案包括：仅包括相位信息的模式1方案，以及包括相位和幅度信息的模式2方案。

6.根据权利要求5的方法，其中在模式1方案的天线中使用的加权由下列等式表示：

$w_1=\frac{1}{\sqrt{2}},$ $w_2=[\frac{1+j}{2},\frac{1-j}{2},\frac{-1+j}{2},\frac{-1-j}{2}]$

其中w₁指示在基准天线中使用的加权，而w₂指示在不同于基准天线的天线中使用的加权。

7.根据权利要求5的方法，其中在模式2方案的各个天线中使用的加权由下列等式表示：

$W_1=\{\sqrt{0.8},\sqrt{0.2}\},$

$w_2=\left\{\begin{array}{c}{\sqrt{0.2}e}^{j0\mathrm{\&pi;}},{\sqrt{0.2}e}^{j\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}},{\sqrt{0.2}e}^{j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}},{\sqrt{0.2}e}^{j\frac{3\mathrm{\&pi;}}{4}}{\sqrt{0.2}e}^{\mathrm{j\&pi;}}{\sqrt{0.2}e}^{-j\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}}{\sqrt{0.2}e}^{-j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}}{\sqrt{0.2}e}^{-j\frac{3\mathrm{\&pi;}}{4}},\\ {\sqrt{0.8}e}^{j0\mathrm{\&pi;}},{\sqrt{0.8}e}^{j\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}},{\sqrt{0.8}e}^{j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}},{\sqrt{0.8}e}^{j\frac{3\mathrm{\&pi;}}{4}}{\sqrt{0.8}e}^{\mathrm{j\&pi;}}{\sqrt{0.8}e}^{-j\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}}{\sqrt{0.8}e}^{-j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}}{\sqrt{0.8}e}^{-j\frac{3\mathrm{\&pi;}}{4}}\end{array}\right\}$

其中w₁指示在基准天线中使用的加权，而w₂指示在不同于基准天线的天线中使用的加权。

8.根据权利要求5的方法，其中

如果模式1方案改变成了模式2方案，则改变了的模式的各个天线使用相同幅度的信息。

9.一种用于当当前的发送分集方案改变为另一种方案时在移动通信系统中实现最大化的发送分集的发送设备，该移动通信系统包括用于使用发送分集方案发送数据的节点B，以及用于发送多个天线的加权到节点B以向节点B提供最大发送分集性能的移动站MS，该设备包括：

一个模式转换确定单元，用于一旦从MS接收到发送分集信息，就确定在发送分集方案中是否存在模式转变；

一个加权发生器，用于根据模式转换确定单元的确定结果，使用不同发送分集方案的加权之间的预定关系产生与各个天线相关的加权；并且将产生的加权发送到一个信号处理器中；以及

该信号处理器用于使用产生的加权来发送数据。

10.根据权利要求9的设备，其中加权发生器确定在发送分集方案中是否发生了模式转换，如果确定在发送分集方案中发生了模式转换，响应于该模式转换选择性地产生一个加权，该加权来自在相同象限中包括在模式转换之前使用的发送分集方案的加权和在模式转换之后将要使用的发送分集方案的加权的星座图，并且如果确定在发送分集方案中没有发生模式转换，使用接收的加权信息产生一个新的加权。

11.根据权利要求10的设备，其中如果开环发送分集方案改变为闭环发送分集方案，加权发生器从星座图中选择加权，并产生选择的加权。

12.根据权利要求10的设备，其中如果闭环发送分集方案改变为开环发送分集方案，加权发生器不产生在星座图中的加权。

13.根据权利要求9的设备，其中加权发生器存储闭环发送模式，每一个闭环发送分集模式包括一个仅包括相位信息的模式1方案，以及一个包括相位和幅度信息的模式2方案。

14.根据权利要求13的设备，其中在模式1方案的天线中使用的加权由下列等式表示：

$w_1=\frac{1}{\sqrt{2}},$ $w_2=[\frac{1+j}{2},\frac{1-j}{2},\frac{-1+j}{2},\frac{-1-j}{2}]$

其中w₁指示在基准天线中使用的加权，而w₂指示在不同于基准天线的天线中使用的加权。

15.根据权利要求13的设备，其中在模式2方案的各个天线中使用的加权由下列等式表示：

$W_1=\{\sqrt{0.8},\sqrt{0.2}\},$

$w_2=\left\{\begin{array}{c}{\sqrt{0.2}e}^{j0\mathrm{\&pi;}},\sqrt{0.2}{e}^{j\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}},\sqrt{0.2}{e}^{j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}},\sqrt{0.2}{e}^{j\frac{3\mathrm{\&pi;}}{4}}\sqrt{0.2}{e}^{\mathrm{j\&pi;}}\sqrt{0.2}{e}^{-j\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}}{\sqrt{0.2}e}^{-j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}}\sqrt{0.2}{e}^{-j\frac{3\mathrm{\&pi;}}{4}},\\ \sqrt{0.8}{e}^{j0\mathrm{\&pi;}},\sqrt{0.8}{e}^{j\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}},{\sqrt{0.8}e}^{j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}},\sqrt{0.8}{e}^{j\frac{3\mathrm{\&pi;}}{4}}\sqrt{0.8}{e}^{\mathrm{j\&pi;}}\sqrt{0.8}{e}^{-j\frac{\mathrm{\&pi;}}{4}}\sqrt{0.8}{e}^{-j\frac{\mathrm{\&pi;}}{2}}\sqrt{0.8}{e}^{-j\frac{3\mathrm{\&pi;}}{4}}\end{array}\right\}$

其中w₁指示在基准天线中使用的加权，而w₂指示在不同于基准天线的天线中使用的加权。

16.根据权利要求13的设备，其中

如果模式1方案改变成了模式2方案，则改变了的模式的各个天线使用相同幅度的信息。

17.一种用于在移动通信系统中将发送分集方案改变成另一种方案的方法，该移动通信系统包括用于使用发送分集方案发送数据的节点B，以及用于发送天线加权到节点B，以便向节点B提供最大发送分集性能的移动站MS，该方法包括以下步骤：

由MS从多个天线接收发送分集信息，并估计节点B的信道状态；

使用估计的信道状态，包括在发送分集信息中的预定加权，确定具有最大化的发送分集的天线的加权，并且发送包含预定结果的发送分集信息；

由节点B基于发送分集信息确定在发送分集方案中是否发生了模式转换，并且如果确定在发送分集方案中发生了模式转换，通过考虑不同发送分集方案的加权之间的预定关系，产生于个各天线相关的加权，以及

使用产生的加权通过多个天线来发送数据。

18.根据权利要求17的方法，其中MS向反馈信息FBI字段分配发送分集信息，以便通过上行链路专用物理控制信道DPCCH向节点B发送发送分集信息。

19.根据权利要求17的方法，其中预定发送分集方案之间的关系将模式转变之前使用的发送分集方案的加权与在模式转变之后将要使用的发送分集方案的加权进行相关，以便使加权位于包括在指示加权信息的星座图中的相同象限中。

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