CN1529951A - 无线电通信系统中反馈传输的方法和无线电通信系统的台站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及具有两个运行状态用于从用户台向基站传输射束成型用的反馈信息无线电通信系统。在第一运行状态中，用户台从有限的第一组加权向量中选择一个(S0、S1)并且向基站传输所属的加权向量所属的第一标志符作为反馈信息(S3)。在第二运行状态中用户台从小于第一组并且分配给短于第一标志符的第二标志符的第二组加权向量中检测出适用的加权向量(S8、S9、S10)，并且向基站传输该加权向量所属的第二标志符作为反馈信息(S7)。

Description

无线电通信系统中反馈传输的方法和无线电通信系统的台站

本发明涉及无线电通信系统中用于射束成形的反馈信息传输方法，所述无线电通信系统具有：基站，其所属的天线有多个天线振子，从而可以在射束成形时得到空间解析；还具有多个用户台。此外本发明还涉及适用于该方法的用户台和基站。

在无线电通信系统中通过传输信道借助于电磁波(无线电界面)传输消息(语音、图像信息或者其它的数据)。传输既从基站向用户台沿下行方向(下行链路)也从用户台向基站沿上行方向(上行链路)进行。

用电磁波传输的信号在其在传播媒介中传播等时受到干扰的影响。噪音干扰可以通过接收机的输入级噪音等出现。通过折射和反射信号的分量经历不同的传播路径。这样的结果是，信号多重地，分别从不同的方向、带有不同的时延、衰减和相位抵达接收机，再者可以与接收信号的作用相干地以不固定的相位关系迭加在接收机上，并且在接收机导致对短时间的抵消作用(快衰落)。

从DE197 12 549 A1公知采用智能型天线(智能天线)，也就是，具有多个天线振子的天线装置，以提高上行方向的传输容量。这使得能够有目的地把天线增益对齐在上行信号发来的方向。

从A.J.Paulraj，C.B.papadias，“Space-time processing for wirelesscommunications”，IEEE Signal Processing Magazine，Nov.1997，S.49-83中公知不同的上行和下行方向空间信号分离的方法。

对于下行方向，也就是从基站向用户台，因为受到无线电信道传输的信号的影响进行射束成形而出现特别的困难。从R.Schmalenberger，J.J.Blanz，“Acomparison of two different algorithms for multi antenna C/I balancing”，Proc.2nd European Personal Mobile Communications Conference(EPMCC)，Bonn，Deutschland，Sept.1997，S.483490，公知一种下行方向射束成形算法，其中以基站与用户台之间的直接传播线路(直视通信)和射束成形矢量的迭代计算为先决条件。随着传输信道的每个改变必须重复整个费事的迭代计算。

从DE 198 03 188A公知一种方法，其中对基站向用户台的连接确定一种空间的协变矩阵。在基站中根据协变矩阵计算本征向量并且用作连接的射束成形向量。把用于连接的发射信号用射束成形向量加权并且输送到天线振子发射。小区内的干扰通过采用例如在终端装置内的联合检测而不包含进射束成形中，并且忽略由小区内干扰形成的接收的信号的畸变。

明确地说这种方法在具有多路径传播的环境中测定具有良好的传输特性的传播路径并且把基站的发射功率在空间上聚集在此传播路径上。然而由此却不能够防止干扰在该传输路径上引起短期地信号抵消并且从而中断传输。

3GPP(第三代伙伴关系计划，http：www3gpp.org)推荐因此提出一些方法，其中用户台估算第m个天线振子到用户台的信道的短期信道脉冲响应hm，并且计算通过第m个天线振子发射前发射信号要用之加权的加权系统wm。相应的概念还见于M.Raitola，A.Hottinen和R.Wichmann，“Transmission diversity in wideband CDMA”，该文发表在Proc.49th IEEEVehicular Technology Conf.Spring(VTC`99 Spring)，S.1545-1549，Houston，Texas 1999。

这种做法的一个严重问题是，必须向基站传输由用户台估算的加权系数的向量，并且因此根据3GPP的推荐每个时隙(slot)只能够提供一比特的很小的带宽。因此所述向量只能够粗略量化地传输。如果信道快速地改变并且必须逐时隙地更新权重时，只能够调整天线振子的两个不同的相对相位。如果信号改变缓慢并且，例如有四个时隙可用于传输向量，至少可以表达向量的16个不同值。

如果基站的天线振子数量大于二，公知的概念就受到限制了，因为用户传输向量所需要的带宽随着部件数量也就是随着天线振子的数量增加。这意味着：一方面值得追求大量的天线振子以尽可能准确地校准发射射束，另一方面可由于有限的可用带宽而不能够如适应快衰落所需要地那样频繁地更新加权向量。

因此人们在努力地寻找可以利用从用户台向基站传输射束成形反馈信息用的带宽，以通过用户台在一方面尽可能准确地控制基站采用的加权向量，另一方面尽可能频繁地更新基站采用的加权向量的途径。

一个这方面的建议在三星和汉城国立大学在2000年7月4至7日在芬兰欧路的TSG-RAN-讨论会上提出(TSGR1#14(00)-0882)。该建议提出定义一组用户台和基站同时都知道的基本向量，并且，取代从用户台向基站传输基站用于射束成形的加权向量的分量，用户台只选取通过其线性组合应在基站上构成加权向量的基本向量组合，并且向基站传输这种组合的标志符以及关于进入到线性组合中的基本向量的相对相位。

显然，在这样的方法中，如果不让所有的基本向量组合作为加权向量，基本向量的给定组合的标志符的比特数就降低。允许的组合越少，用户台对加权向量的控制必然地也越粗。

只要用户台的速度不超过几km/h，就可以采用公知的方法。在用户台速度高时基站采用的加权向量需要改变，就是说需要以其它方式线性组合基本向量，的频度就会增加，以保持对用户台良好的传输条件。然而用公知的方法，只有在进一步降低为每个更新传输的比特数并且从而降低加权向量控制的准确性时才能达到较频繁的加权向量更新。

本发明的任务是，提出在无线电通信系统中传输反馈信息的方法以及适用于该方法的用户台和基站，在用户台高速度时也能够通过用户台以满意的准确性控制基站使用的加权向量。

该任务通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求16所述的用户台以及根据权利要求18所述的基站解决。

根据本发明，对于基站和用户台设有两个运行状态。在每个这样的运行状态用户台周期地向基站传输标志符，所述的标志符规定确定的用于射束成形的加权向量。视运行状态传输第一或者第二标志符，它们在其长度上不同，从而也在其可标志的加权向量数量上不同。视运行状态不同基站采用所传输的标志符以从第一或者第二组加权向量中选取要采用的加权向量。

也就是视运行状态不同可以选择的加权向量的数量不同从而由用户台控制加权向量的精细度不同。当用户台缓慢运动时，可以精确地分析接收的条件，从而可以以较高的精确度给出基站要使用的加权向量。在这样的情况下可以优选在此称为第一运行状态的运行状态，在相对长的标志符中从大的向量中选取加权向量，从而可以精细地控制加权向量。当用户台快速运动时，接收的条件的测量相对地不可靠，从而只在降低的要求下才能估计所预期的接收条件，采用第二运行状态，其中较短的给定的时间间隔内较频繁地采用可传输的标志符。借助于第二运行状态的较短的标志符只可能选取减少了的数量的加权向量的事实可能导致，在第二运行状态只能够相对粗地控制加权向量，但是这不是必然的，而是在第二运行状态中可选择的加权向量的组是灵活地确定的。

确定该第二组加权向量的方略是，例如，经常地重新确定的第二组的组成，其中采用系统过去最常采用的那些加权向量。在极端的情况下可以把第二组加权向量降低到只有两个元，也就是在第一运行状态由用户台最近选取的或者由基站为射束成形采用那两个加权向量。

另外第二组加权向量可以由在第一运行状态由用户台用以通过线性组合构成加权向量时最后一次采用的基本向量组成。

为了控制基站向第二运行状态的过渡，适当地事先定义切换比特串，其从用户台向基站的传输触发该过渡。在此情况下第一组的标志符有利地在选择不以切换比特位开始的给定的第一长度的数据词。由此可以在单个的信道上通过传输切换比特串而不是第一标志符控制向第二运行状态的过渡。

过渡到第二运行状态后可以把它保持到用户台通知基站返回第一运行状态为止。这样的通知可以优选地通过在第二运行状态中用户台在作为反馈信息传输的第二标志符之间周期性地插入说明是继续第二运行状态还是返回第一运行状态的控制信息进行。这种控制信息可以特别地由接在每个第二标志符后或者接在多个第二标志符后传输的单个比特组成。

另外还有可能为了保持第二运行状态，周期性地传输切换比特串，就是说在预定的时间期间，或者如果在接在切换比特串的传输后传输预定数量的反馈比特时，如果不重新传输切换比特串，基站就自动地返回到第一运行状态。

第一和第二标志符及切换比特串的总比特数优选地彼此间确定得使第一标志符的总比特数相应于切换比特串和n个第二标志符的比特数的总和相当，其中n≥2。这使得在第二运行状态中可以用n倍于第一运行状态中的频度更新加权向量。

优选地第二运行状态的标志符可以用切换比特串的最后一次的比特替换并且从而在时间上提前。这种第二标志符的提前使之可能用至少近似地相同的时间间隔在第二运行状态中传输第二标志符。

对第一及第二组的加权向量安排第一或第二标志符在原则上是任意的。为了避免向基站错误地传输标志符的个别比特导致基站采用总体上错误的加权向量，把每个基本向量的线性组合的标志符安排得使有一个以上区别的线性组合的标志符至少有两个比特的差别是适宜的。

为了能够处理大量的第一标志符，把第一标志符由两段组成是适宜的：一个是由预定数量的从中可以通过线性组合构成所标志的加权向量的基本向量中的一或多个所指定的选择段，一个是含有关于指定的基本向量插入线性组合中的相对相位的说明的相位段。还有可能相位段含有关于指定的基本向量插入线性组合的相对幅度的信息。

对于指定仅由一个预定的基本向量构成的加权向量，传输相位或者幅度信息是多余的。

为了能够经济地向基站传输加权向量，要至少确定一个一定的选择段，向基站传输信令：说明要采用的加权向量由单个基本向量构成，并且其后续的相位段传输用哪个基本向量作为加权向量的的说明。

下面参照附图说明的实施例给出本发明的其它特点和优点。在附图中：

图1移动无线电网络的方框图；

图2图1所示的移动无线电网络的基站的方框图；

图3该移动无线电网络的用户台的方框图；

图4图3所示的用户台的工作方式的第一实例的流程图；

图5按图4所示的工作方式用户台向基站传输的反馈比特串的实例；

图6图3所示的用户台的工作方式的第二实例的流程图；

图7按图6所示的工作方式用户台向基站传输的反馈比特串的实例；

图8按图6所示的工作方式用户台向基站传输的反馈比特串的另一个实例，清楚地表明第二标志符的提前；

图9图3所示的用户台的工作方式的第三实例的流程图。

图1示出可以采用本发明所述方法的无线电通信系统的结构。所述的无线电通信系统由许多相互连接成网络并且产生对固定网络PSTN的接入的移动交换台MSC构成。此外移动交换台MSN各连接至少一个基站控制器BSC。每个基站控制器BSC使得又与至少一个基站连接。这样的基站BS可以通过无线电界面向用户台建立信息通信。为此至少一个单个基站BS装备具有多个天线振子(A1-Am)的天线装置AE。

在图1中是示例地表示出在用户台MS1、MS2、MSk、MSn与基站BS之间传输有用信息和信令信息的连接V1、V2、Vk。

图2示意地示出基站BS的结构。信号产生装置SA用无线电块汇集为用户台MSk确定的发射信号并且把它分配给频分信道TCH。发射/接收装置TX/RX含有信号产生装置SA发出的发射信号Sk(t)。发射/接收装置TX/RX包含射束成形网络，其中把用户台MSk的发射信号Sk(t)与为分配给相同的发射频率的其它的用户台确定的发射信号S1(t)、S2(t)、...相关联。射束成形网络对于每个发射信号和每个天线振子包含一个乘法器M，它把发射信号Sk(t)乘以分配给接收的用户台MSk的加权向量W(k)的分量Wi(k)。各个分配给天线振子AE1、AE2、...AEm的乘法器M的输出信号由一个加法器AD1、AD2、...、Adm相加，由数模转换器DAC转换成模拟信号，变换成发射频率(HF)并且在放大器PA中放大，然后抵达天线振子AE1、...、AEm。在图中没有示出的，一个与所述的射束成形网络相似的结构安排在天线振子AE1、...、AEm与数字信号处理器DSP之间，以把接收的上行链路信号混合分开成各个用户台的部分中并且把它们分开地输送到所述DSP。

存储装置SE含有多个基本向量BV，从中通过系数信号c产生相应地由乘法器M通过线性组合器LC控制线性组合用的加权向量。系数信号c由为每个基本向量BV确定它用之插入所采用的加权向量中的权重的一串复数值系数组成。

基本向量BV的组可以是对于与基站BS通信的所有用户台MS统一地预先给定的。从而，例如可以固定地预先确定各相应于基站BS的天线装置AE的不同发射装置的基本向量组。另外还可能在存储装置SE中对每个单个的用户台MS1...MSn存储个别地确定的基本向量组，所述的个别地确定的基本向量组只用来产生相应分配的用户台的加权向量。这样的基本向量涉及相关的用户台接收的下行链路信号或者由该用户台发出的由基站接收的上行链路信号的时间上测定的协变矩阵的本征向量。

图3示意地示出用于实施根据本发明第一实施形式的用户台MSk的结构。用户台MSk含有接收基站BS发出的下行链路信号的唯一的天线A。变换成基带的、天线A接收的信号输送到称为分离多径的搜索器RS，所述的搜索器起测量沿不同的传播路径抵达天线A的下行链路信号造成的传输时间差的作用。接收的信号还送到含有多个分离多径指针的分离多径放大器RA，图中示出了其中的三个分离多径指针，这些指针各有一个延迟线路DEL和一个去扩展去加扰器EE。延迟线路DEL延迟接收信号各相应一个分离多径搜索器RS发出的延迟值τ1、τ2、τ3...。去扩展去加扰器EE在其输出上相应地一系列估算的符号，其中由于去加扰和去扩展代码的下行链路信号不同相位在分离多径放大器的各个销针中对各个去加扰器的估算的结果可能不同。

在去扩展去加扰器EE发出的符号串中还含有基站BS发射的、并且对基站的每个天线振子准正交的并且是特征性的、训练序列的估算结果。信号处理器SP起把序列的估算结果与用户站知道的、实际上含在训练序列中的符号比较的作用。借助于这种比较可以得到基站BS与用户MSk之间的传输信道对于每个单个指针或者支路的脉冲应答。在去扩展去加扰器EE输出上还连接有最大比例组合器MRC，后者把各个估算的符号串汇集到带有尽可能高的信噪比的组合的符号串并且发送到语音处理单元SSV。该单元SSV的工作方式是把接收到的符号串转换成使用者可听到的信号或者把接收至的声音转换成符号，这是久已公知的在本文中不需要说明。

信号处理器SP测定每个天线振子AE1、...、AEm的脉冲响应。分析短期的脉冲响应使用户台MSk能够估算“优化的加权向量”，用所述的优化的加权向量由基站BS在当前时刻进行射束成形可以达到优化的传输质量。在计算单元RE中借助于存放在存储单元SE中的基本向量和脉冲响应计算优化的加权向量。在编码单元KE中把加权向量用标志符编码。

对于确定基本向量的用户台MSk的一个适用的可能是，用由引述的DE19803 188中公知的方式确定空间的协变矩阵Rxx，短时间地通知用户台MSk并且测定其本征向量。接着把协变矩阵向基站BS传输并且由台BS、MSk双方用作基本向量。

随着在步骤S0确定所述的优化的加权向量开始了图4的流程图所述插曲基站BS传输反馈信息的方法。

在进行该方法前定义一个下文中称为组1的第一组。所述的组1包含预定义的基本向量BV的线性组合。对每个这样的线性组合划分一个标志符，所述的标志符不论对于用户台MSk还是对于基站都是已知的。因为组1的加权向量的数量是有限的，它们一般地只能够近似地表达步骤S0得出的优化的向量。因此在步骤1中在组1的不同的加权向量中选取下一个优化向量，准确地说其使用在移动台上时产生最佳的接收信号的下一个向量。

在步骤S2中检验选取的下一个加权向量是否也含在加权向量的第二组或者说组2中。组2代表组1的部分量并且在第一次执行步骤S2时取空的值。当步骤S2的检验得出，下一个加权向量不含在组2中，该方法转到步骤S3，在步骤S3中传输从组1中分配给下一个加权向量。接着在步骤S4中把同一个加权向量加入到组2中。如果这导致组2超过预定的元的数量，在后续步骤S5中把最早的项，也就是在组2的加权向量中最长时间没有向基站传输的项，从而组2中去掉。接着该方法转回到步骤S0。

如果相反，当步骤S2的检验得出，下一个加权向量含在组2中时，这就意味着，如果用户台MSk和基站BS用第二运行状态传输时，可以较快速地向基站BS传输反馈信息。为此目的，在步骤S6中用户台MSk向基站BS传输预先定义的切换比特串。接着它传输属于下一个加权向量的组2的标志符(S7)。因为基站事先接收了切换比特串，所以它“知道”用户台MSk传输的下一个标志符属于组2，并且从而能够对之正确地分析，然后由用户台MSk采用所希望的加权向量去进行射束成形。

对该方法的变例可以提出，在步骤2中第一次确定在组2中含有选取的加权向量时，还不准备转换到第二运行状态，而是在经过连续的n1次这种情况后才转换到第二运行状态。

也不是一定地要求在步骤2的检验中下一个加权向量与组2的向量完全一样；只要两者之间的偏差不超过预定的极限值就足够了。

接着的步骤S8、S9、S10用作确定优化的加权向量、从组1选取下一个加权向量并且检验它是否含在组2中，这相应于前面已经说明的步骤S0至S2，唯一的区别是在步骤S8至S10的过程中用户台MSk和基站BS处在第二运行状态。如果在步骤10确定，下一个加权向量在含在组2中，该方法转回到步骤7，并且向基站重新传输组2中的与下一个加权向量相应的标志符。

用户台和基站停留在其第二运行状态中，直到在步骤S10中确定下一个加权向量不含在组2中。在此情况下用户台和基站转回到第一运行状态，该方法继续传输组1中的下一个加权向量的标志符。

把基站BS返回到第一运行状态有着不同的可能性。第一个可能性是，每次接着步骤S10的检验后向基站传输其值指示出检验结果的控制比特。如果基站借助于该控制比特知道下一个加权向量含在组2中，它就保留在第二运行状态，不然就切换回第一运行状态。还可以设想，定义一种第二切换比特串，该切换比特串在步骤6中可以在传输上不同，并且如果要重新地采取第一运行状态时，相应地接在步骤S10后由用户台MSk传输。

上述的可能性哪个在传输的反馈信息量经济些，取决于第一和第二组的元的数量。如果第二组只有两个元，在步骤7中传输唯一的比特作为第二组的标志符就足够通告基站下个要采用的加权向量了，从而须接在传输该标志符后传输指出是否保留第二运行状态的控制比特。相反，如果组2含有三个元，这些元的标志符须至少有两个比特的长度，这里在2个比特的四个可能的组合中有一个不分配加权向量并且从而用于提供返回第一运行状态的切换比特串。

图5示出根据图4的方法从用户台MSk向基站BS传输的反馈信息的比特串的示例。该串在时刻t0开始传输3个比特x1、x2、x3，它们表示第一组的标志符。这些标志符在此有三个比特的长度。从时刻t3开始传输由比特y1、y2、y3组成的第一组的第二标志符。从时刻t6开始传输切换比特串，在此该位串只由两个零组成，并且引起在第二运行状态传输。在时刻t8传输第二组的标志符，这此值为1，并且接着在时刻t9传输值为0的控制比特，它指示保持在第二运行状态。这个过程重复到通过在时刻t13传输值为1的控制比特，指示重新采取第一运行状态为止。接着传输3比特长的第一组标志符z1、z2、z3。

为了让基站BS能够区分组1的标志符和切换比特串，必须把这些标志符相应地选择得使它们在起始位与切换比特串有区别。就是说在所述的示例中把所有的不以00开头的3比特组合都可用作第一组的标志符。这样在此情况下有六个可能的不同标志符，就是说组1总共可以包含六个加权向量。如果需要较大数量的加权向量，必须采用较长的标志符。

如上所述，还可以定义第二切换比特串，以触发从第二运行状态返回第一运行状态。这个变例也可以借助于图5所示的比特串说明：从t0到t6，如前所述，传输第一组的两个标志符，并且在t6传输“00”作为第一切换比特串以切换到第二运行状态。接着传输两次比特串“10”作为组2中的标志符，在t12接着传输定义为第二切换比特串的比特串“11”。因为把“11”保留为第二切换比特串，第二组可以包含三个标志符“00”、“01、“10”。

用户台MSk的另一个工作方式借助于图6示出。该流程图的步骤S0至S8与图4的相同因此不再重新说明。图4和图6的方法的主要区别在于，后者定义一个在一旦安排第二运行状态后保留第二运行状态的最短持续时间。接在步骤S8后的步骤S11检验，是否经过了这个预定的持续时间。如果没有经历完该持续时间，就不能够返回到第一运行状态，从而在步骤S8中确定的优化向量的下一个到来的加权向量在步骤12中直接地从组2中选取，接着该方法返回步骤S7，其中传输所选取的加权向量。

如果在步骤S11中的检验得出，第二运行状态已经经历了该预定的持续时间，就可以返回第一运行状态了。在此情况下如在图4的步骤S9那样从组1选择下一个加权向量(S13)。如果在步骤S14中的检验得出，从组1选取的下个加权向量也含在组2中，就可以保留第二运行状态。

一个第一变例让第二运行状态进行预定持续时间的另一个时间间期，并且该方法返回到步骤S7。如果在步骤S14中的检验得出，从组1选取的下个加权向量不含在组2中，该方法返回到第一运行状态。在第一变例中这必须在步骤S15中向基站BS明确地说明，如前面与图4和5相联系地说明地那样通过传输第二切换比特串那样。

根据第二个变例，如果如果在步骤S14中确定，所述加权向量含在组2中，该方法返回步骤S6。从而向基站重新传输切换比特串，使基站BS“知道”保留第二运行状态另一个预定持续时间的时间间期。如果加权向量不含在组2中，并且因此应当返回第一运行状态，在此第二变例中用第一步骤S15向基站BS明确地说明就是多余的，因为，只要不重新接收到步骤S6的切换比特串，基站BS在经历了该预定的持续时间后自然地自行返回第一运行状态。

根据该变例传输的反馈信息的比特串的一个示例示于图7中：第一组的标志符在此各为5比特长，在时刻t0起传输带有比特x1、x2、...、x5的这样的标志符。从t5起传输切换比特串“000”，接着在时刻t8传输由值“1”的比特组成的第二组的标志符。在时刻t9接着又是一个值为1的第二组的标志符。从t10至t12重复切换比特串，接着在时刻t13和t14是第二组的标志符。

于是在此保持第二运行状态的持续时间相当于传输5比特的反馈信息的时间。

在接收完整的标志符后基站BS可以相应地更新用于射束成形的加权向量，以图7为例就是分别接在时刻t4、t8、t9、t13、t14之后。

为了在第二运行状态中达到两次更新间有均匀的时间间隔，根据该方法的一个优选的扩展提出，通过切换比特串的最后一比特的安排相应地提前第二组的两个标志符之一的传输。

在图8中示出该扩展。在此第二组的标志符在间距上交替地为两个及三个比特。

参照图6到图8所述的两个方法变例的优点在于，与图4的方法比较可以显著地减少对通知基站BS是否保留第二运行状态的控制信息的传输。如果组2的加权向量的数量限制为两个，实际上在此单个的比特就足够在第二运行状态的过程中向基站传输加权向量的选择。

图9中所示的第三变例中不明确地实施优化加权向量的确定。用户台在步骤20中借助于对其运行速度的估算判断要采用的运行状态。在高的速率下选择小的组2，相反，在低速下选择组1。在此组1中一个加权向量表明它可以达到比组2的向量更好的接收条件，然而如果用户台的速率高到在传输了该第一组的标志符后由其标志出的加权已经不再实际了，从而用第二运行状态的较粗放，但是却快速的加权向量控制更加有利时，也可以从组2中选择加权向量。在第一运行状态中，检测在组1中表达的加权向量，它们在什么程度上改善传输特性(S21)，并且把借助于测量的脉冲响应分析的最适向量通过第一标志符向基站信令发出(S22)。接着，如以上所述，更新第二组(步骤S4、S5)。

如果在切换比特串前完全地(如图7所示)或者部分地(如图8所示)传输了第二运行状态(S23)。在组2的向量中选择出最适合改善接收条件的(S24)并且向基站BS传输第二组的相应的标志符(S25)。在有的情况下只传输切换比特串的第二部分，然而重新从组2中选择最适合的向量，并且传输其标志符(S26、S27)。

在采用图8的比特串时在对基站完全传输切换比特串前并不知道是否确实希望切换到第二运行状态。为了避免错误控制，可以因此提出，只在基站以前已经在处在第二运行并且保留这种状态的概率较大时，才在第二运行状态中由基站立即采用相应最初传输的标志符进行射束成形。

如第一组的加权向量那样，在原则上也可以固定地预先给出第二组的加权向量。然而有利的是上述例子中已经阐述的可能性，第二组基本向量是从第一组加权向量中选出的、动态地相应于该加权向量的采用更新的，就是说，第二组包含由用户台MSk最近选择出的第一组中的加权向量。

根据参照图9所示的方法的有利的变例，如果为组2选取的加权向量不再有代表性时，也就是不再能够达到优化的接收改善时，用户台MSk从第二运行状态切换成第一运行状态。在典型的埸合下在第一运行状态下从组1中选择出最适加权向量，从而这些加权向量常常是上述的特性向量。向基站传输了两个这样的加权向量的各自的特性向量后，可以切换到第二运行状态，并且只在这两个组2的特性向量之间来回地切换，这可以以较高的频率进行，从而在较高速度下也可以达到良好的结果。如果传播特性发生了改变使得为组2选择的向量不再良好地接近当前的特性向量(以及常用的优化加权向量)时，尽管在较高的速度也暂时地切换到第一运行状态，传输新的加权向量然后再切换到由此更新了的组2，可以是适当的。在此，在暂时在第一运行状态运行时在一定的短期间内采取降低的性能，以接着返回到第二运行状态以达到长时间的性能改善，这也可能是有利的。

与确定第一组有关的是，如前所述，这可以包含所有的用户台统一地预先给定基本向量的线性组合的固定的选择，或者向基站BS传输的、由用户台MSk测量通知的协变矩阵Rxx的线性组合的固定的选择。这种基本向量的数量典型地是3或者4，并且通过这种基本向量的线性组合可以构成大量加权向量。为了确保基站BS能够正确地理解由用户台MSk采用的标志符，要求一个向加权向量系统地分配标志符的前步骤。本发明提出，这些标志符各自分为选择段上和相位段，其中在标志符的选择段上指出进入所标志的线性组合的基本向量，而在相位段上指出各个基本向量的相对相位。表1中示出按该方案构成的第一标志符的组。它各包含一个3比特长的选择段，接着是2比特长的相位段。选择段可以取八个不同的值，标示出四个基本向量的两个基本向量的所有可以选择只要其中的六个值就足够了。其余的值“111”和“000”可以用于特殊的功能。尤其是这种值，在此是“111”可以起向第二运行状态切换的切换比特串的作用；另一个值，在此是“000”标示不由两个而是只由四个基本向量组成的加权向量。

表1

比特	选择出的基本向量	相位φ
			选择段    相位段x1 x2 x3    x4 x5
001ab				BV1、BV2	φ(a、b)
	010ab	BV1、BV3	φ(a、b)
011ab				BV1、BV4	φ(a、b)
	100ab	BV1、BV3	φ(a、b)
110ab				BV1、BV4	φ(a、b)
	111ab	BV1、BV4	φ(a、b)
111				切换比特串
	00000	BV1	-
00001				BV2	-
	00010	BV3	-
00011				BV4	-

如果选择段标示出两个基本向量的组合，从而相位段的两个比特指示出这两个基本向量的相互的相对相位。相位在此可以取四个不同的值，例如0°、90°、180°和270°。选取的基本向量进入线性组合具有的数量取常数并且对所有的基本向量都相同。

如果选择段的值“000”指出加权向量应当只由一个基本向量构成，就不需要两个相位段确定相位。在这种情况下可以用它们把编码应当构成椟标志的加权向量的那四个基本向量。

在需要时第一组的标志符除了选择段和相位段之外还具有幅度段，该段指出选择了基本向量的幅度。从而可以设有一个只设有一个比特宽度的幅度段，它指出两个选取的基本向量是以1∶2还是以2∶1的幅度比例。

把相位段的一个值分配给基本向量的组合在原理上是有效的。为了尽可能低出错率地传输反馈信息，可以适当地把组合的值分配得在尽可能多的情况下，一个比特故障段的颠倒只会导致所标示的组合中的一个单个的基本向量的替换。从而确保由用户台MSk识别为适用于射束成形的基本向量的两个的选择段的单个错误地传输的比特的情况下，也能够至少地有一个由基站实际上用于构成加权向量并且发射下行链路信号。从而降低了在出错地传输反馈信息的情况下完全地错误控制下行链路发射的风险。哪个选择段数量值对基本向量的组合的分配可以最佳地完成该要求不可能一般地指出，但是可以通过系统地研究较可能的分配的最终数量对给定数量的可选择及可组合的基本向量测量出。

Claims (18)

1.方法，用于无线电通信系统中传输射束成形用的反馈信息，所述无线电通信系统具有：用户台(MSk、MS1、MS2、...)和基站(BS)，所述基站包含带有多个天线振子(AE1至AEm)的天线(AE)，所述的天线振子向用户台发射分别用当前的加权向量W＝W1 W2...Wm)^T的分量(Wi，i＝1、...、m)加权了的下行链路信号，其中用户台(MSk)在第一运行状态从有限的第一组加权向量中选择一个并且向基站传输所属加权向量所属的第一标志符作为反馈信息，

其特征在于，

用户台(MSk)和基站(BS)短时间地以第二运行状态传输，其中在第二运行状态中用户台(MSk)从小于第一组并且被分配有短于第一组的标志符的第二标志符的第二组加权向量中选取适用的加权向量，并且向基站(BS)传输该加权向量所属的第二标志符作为反馈信息。

2.如权利要求1所述的方法，

其特征在于，

当用户台(MSk)的加权向量的估算低于一个极限值时选取第一运行状态，而超过该极限值时选取第二运行状态。

3.如权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在优化的加权向量和第二组加权向量之间的偏差n1次低于一个极限值时选择第二运行状态和/或在优化的加权向量和第二组加权向量之间的偏差n2次超过一个极限值时选择第一运行状态，这里n1、n2是小的自然数。

4.如以上权利要求之一所述的方法，

其特征在于，事先

-定义一个不长于第一标志符的切换比特串，

-第一标志符的量从不以切换比特位开头或与之相同的给定第一长度的数字数据词中选取，并且

-用户台通过传输切换比特串代替第一标志符引起基站(BS)从第一运行状态向第二运行状态过渡。

5.如以上权利要求之一所述的方法，

其特征在于，

用户台(MSk)和基站(BS)保留在第二运行状态中直到用户台(MSk)通知基站(BS)返回第一运行状态为止。

6.如权利要求1至4之一所述的方法，

其特征在于，

为了保持第二运行状态，周期性地传输切换比特串。

7.如权利要求6所述的方法，

其特征在于，

第一标志符的总比特数与切换比特串和n个第二标志符的比特数的总和相同(n≥2)。

8.如权利要求7所述的方法，

其特征在于，

在第二运行状态中传输由切换比特串的第一部分、第二标志符、切换比特串的第二部分和另一个第二标志符组成的比特串作为反馈信息。

9.如权利要求8所述的方法，

其特征在于，

切换比特串的第二部分的长度与第一部分相等或者比之小1。

10.如以上权利要求之一所述的方法，

其特征在于，

第二标志符标记曾经从用户台向基站传输过的或者由由基站向该用户台发送时采用过的加权向量。

11.如以上权利要求之一所述的方法，

其特征在于，

第二加权向量组包含两个元并且第二标志符各为一比特长。

12.如以上权利要求之一所述的方法，

其特征在于，

第一和/或第二标志符由选择段和相位段组成，其中选择段从预定数量的基本向量中指定一或多个基本向量，从所述预定数量的基本向量中可以通过线性组合构成所标志的加权向量的基本向量，而相位段含有关于指定的基本向量插入线性组合中的相对相位的说明。

13.如权利要求12所述的方法，

其特征在于，

相位段还含有关于指定的基本向量插入线性组合的相对幅度的信息。

14.如权利要求12或13所述的方法，

其特征在于，

使用至少一个一定的选择段，向基站传输信令：说明加权向量相应于单个基本向量，并且其相位段传输哪个基本向量相应于该加权向量的说明。

15.如权利要求10至14之一所述的方法，

其特征在于，

把第一标志符向基本向量的组合分配得，使在两个基本向量中不同的组合的标志符至少有两个比特的差别。

16.无线电通信系统的用户台，尤其是用于实施如以上权利要求之一所述方法的用户台，所述用户台配置得借助于从基站接收的无线电信号确定由基站用于成形的向用户台发射的射束的加权向量，并且向基站传输该加权向量的标志符作为反馈信息，

其特征在于，

所述用户台可以在两个运行状态之间切换，其中它分别向基站传输不同长度的标志符。

17.如权利要求16所述的用户台，

其特征在于，

该用户台在给定的时刻采用的运行状态借助于过去曾经确定过的加权向量的记录选取。

18.无线电通信系统的基站，尤其是用于实施如权利要求1至15之一所述方法的基站，配置所述用户台配置，使得把用户台通过反馈信息标志出的加权向量用于向用户台发射的射束的成形，

其特征在于，

所述基站可以在两个运行状态之间切换，其中它从用户台传输的反馈信息中提取视运行状态而长度有别的加权向量的标志符，并且依据运行状态从第一或第二数量的加权向量中选择要采用的加权向量。

Images