CN1543717A - 在无线电通信系统的电台之间传输全局引导信号的方法及用于此方法的电台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从无线电通信系统的基地台向用户传输全局引导信号的方法，以及适用于实施此方法的基地台。基地台具有多个天线，给所述的天线各分配一个为之专用的引导位串。所述全局引导信号通过由基地台的多个天线发射的引导位串的重叠来构成，其中执行下面的步骤：a)把多个天线划分成每组各有至少一个天线的一个第一组和一个第二组，b)只发射属于第一组的天线的引导位串，c)改变第一和第二组的组成并且返回到步骤b)。

Description

在无线电通信系统的电台之间传输全局引导信号的 方法及用于此方法的电台
本发明涉及一种从无线电通信系统的第一电台向第二电台传输全局引导信号的方法，其中所述的第一电台具有多个天线，给所述的天线各分配一个为之表示特性用的引导位串，其中在方法中所述的全局引导信号通过第一电台的多个天线发射的引导位串的重叠来构成，还涉及一种适于发射这种全局引导信号的电台。
在譬如UMTS之类的移动无线电系统中为了充分利用空间分集，在基地台使用多个天线，在当前为两个天线。为了在专用的信道向各个用户台进行数据传输把这些天线用各不相同的加权系数加权。所述的加权系数一般是复数，由一个数值部分和一个相位部分组成。同时用于一个专用信道的加权系数的数组也称为加权向量。这样地选择加权系数：使得从权重中为一个小区的每个用户台得出一个指向其逗留地点的发射波瓣(波束形成或者说射束形成)。
在所谓的闭环传输分集方法中，用户台通过上行链路中的反馈信息通知基地台它应当如何确定加权系数，从而在用户台上达到在基地台的给定发射功率下最佳的接收功率。为了能够提供这种反馈信号，用户台必须有对从基地台的不同天线向用户台的信号传播路径上的衰减和相位的评估。这种评估在UTMS系统中常规地借助于全局引导信号得到，所述的全局引导信号从基地台向基地台小区中的所有用户台传输。全局引导信号是基地台的各个天线的引导位串的叠加，其中所述的引导位串从天线到天线而不同并且各对发射它的天线是表示特性的。因为这种引导位串是规定好的并且因而对用户台是“已知的”，所述用户台能够从下行链路信号中提取引导位串并且相互分离，从而评估信道特性，譬如每单个天线的衰减和相移。
为了能够在无线电通信系统中的一个相应的基地台的有效服务无线电小区内同时伺服尽可能多的用户台，如果能够把为给定的用户台确定的下行链路信号的发射方向尽可能准确而集束地对准该用户台是值得追求的。为此在基地台上需要比当前普遍的两个天线数量多的天线。
如果加大基地台的天线数量，就会导致这样的问题：所有这些天线都必需发射为其表示特性的引导位串，使得用户台能够对这些天线进行信道评估。但是因为不损害远离基地台的用户台的信道评估质量，就不能够降低各个天线的引导位发射功率，在这种情况下全局引导信号的总功率就必须与天线量成比例地升高。然而这会导致严重的干扰，所以这又限制了可同时提供的用户台的数量。
本发明的任务是，提出传输全局引导信号的一种方法，它允许处于给定的基地台的无线电小区中的所有用户台，用全局引导信号覆盖，使得能够有满意质量的信道评估而不必为此与天线数量成比例地提高全局引导信号的发射功率。
该任务的解决是通过：把基地台的多个天线分成每组各有至少一个天线的一个第一组和一个第二组，在给定的时间只发射属于第一组的天线的引导位串，并且第一和第二组的组成随时改变。
这使得每个引导位串都能够以所要求的功率发送，从而可以在基地台的无线电小区的整个区域内为这些引导位串进行信道评估，因为决不是所有天线都同时地发射其引导位串，所以全局引导信号的功率低于n倍的引导位串发射功率，在此n为天线的数量。尽管不是每个时间点都提供引导信号用于测量，通过适当地控制这两个组的组成以及充分频繁地改变组成可以保证，对所有天线都可以有足够的实际信道评估。
有利地所述组的组成周期性地重复。这使得能够对用户台，根据其规定的周期的“了解”事先“知道”从各个天线的引导位的哪些个组成给定的时间点的全局引导信号，而不必要偿试在接收的全局引导信号中识别这种引导位串之一。
在所述方法的一个简化结构中提出在每个周期中每个天线至少一次属于第二组，就是说在给定的时间段中至少一次不发射其引导位串。所有天线的同等处理使之能够简化控制。
根据一个优选的实施结构两个天线始终属于第一组。该结构的优点是，可以适用于现有的UMTS标准的进一步发展。这也就是提出，全局引导信号始终包含迄今规定的两个天线的引导位串，并且为此标准构成的用户台需要在全局引导信号中始终存在这两个天线的引导位串以正确地工作。
基地台的第三和第四天线(或者有的情况下其它天线)分别属于交替的第一或第二组，就是说，并不始终发射其引导位串。
如果基地台总共有四个天线，第三和第四天线优选地各交替划分到第一及第二组。就是说在第一时间段内全局引导信号由第一、第二和第三天线的引导位串组成，第二时间段内全局引导信号由第一、第二和第四天线的引导位串组成，并且在第三时间段内全局引导信号又由第一、第二和第三天线的引导位串组成。
在改变两个组的组成的时间点适宜地按照基地台的发射信号的时间结构而定。在UMTS系统和许多其它的移动无线电通信系统中这种发射信号被划分为帧，而帧又划分为众多时隙。
根据第一优选结构两个组的组成各在两个时隙之间的交界处进行。这种改变可以发生在两个时隙之间的每个交界上。在每帧有十五个时隙并且有四个天线的系统，其中第一和第二是恒定的而第三和第四各自交替地属于第一组的情况下，这样做的结果是在具有相同的传输号数的时隙中的全局引导信号的组成从一个帧的开始对于相继的帧是不同的，并且首先是一个帧至隔一个帧重复的。
还可以提出，在其中全局引导信号的不同组合重复的周期相应地是一个帧。这简化了由用户台进行的全局引导信号的分析，因为这对于正确安排对基地台的各个天线的信道评估不必考虑当前帧的传输号。
在上述的特定情况中系统具有四个天线，其中第一和第二是恒定的而第三和第四各自交替地属于第一组，可以这样实现：其中第一组的组成相应地在同一个帧的两个时隙之间改变，并且从一个帧的最后一个时隙至下个帧的第一个时隙保持不变。
在这样的具有四个天线的系统中的另一种可能性是，第一时隙内第一、第二和第三天线属于第一组，在随后第二个时隙内有第一、第二和第四天线，而在随后的第三时隙内只有第一和第二天线。这种三个时隙的周期可以在一个有十五个时隙的帧中重复5次，并且所述组合的序列是逐帧相同的。
尽管相应地与时隙交界关联的组的组成改变可以用于不论是基于码分复用还是基于时分复用的无线电通信系统，然而码分复用的系统譬如UMTS系统也适用于不与时隙关联的组的组成改变。就是说码分复用的系统使能够时间上连续地发射全局引导信号，从而可以在每个任意的用户台需要的时间点进行信道评估。在此所述组成的改变还可以在相应于时隙长度的M/m倍的时间间期中进行，这里m是自然数，优选地是2M、M或者2M/3，而M是一个帧内的时隙数，这在UMTS中是15。
上述的方法可适用于在闭环传输分集方法中传输全部引导信号，其中为了从基地台向用户台发射的信号的射束形成，基地台借助于由用户台提供的反馈信息为每个天线确定用于射束形成的加权系数。为此目的周期地重复以下的步骤：
-通过第二电台为各至少一个当前含在全局引导信号中的引导位串进行信道评估，
-推导出与这样评估的引导位串相关联的信道评估的反馈信息，并且向第一电台传输该反馈信息，
-借助于反馈信息更新要指派给所评估的引导位串的加权系数。
为了达到尽可能及时地射束形成，把推导反馈信息和更新加权系数的步骤相应地在固定的时间间隔中进行，并且在每个更新的步骤中更新对之在刚才执行的推导步骤中导出并且传输反馈信息的那个加权系数。
为了保持要传输的反馈信息量很小，可以选择其所属的加权系数取常数的参照系数的基地台天线；在此情况下该至少一个信道评估可以在另一个天线的引导位串上进行并且把由该信道评估推导出的反馈信息向基地台传输。在此情况下对有n个天线的基地台的加权系数的完全更新需(n-1)次的传输反馈信息就够了。
以此方式达到的传输的反馈信息的节约是成比例的，天线的数量n越大节约的量越少。此外，如果在设定为参照的第一天线的信道上相移改变并且在其它天线的信道上相移保持不变时，由基地台所使用的加权系数的总体只在改变全部其它的加权系数的相位情况下才能适应于这种改变。就是说所述的适应要求(n-1)次传输反馈信息，因此相当缓慢。为了避免这种缺点，提出一种方法，其中把加权系数的浮动的(gleitend)平均值计算为参照系数，对所有天线的引导位串进行信道评估，并且反馈信息相应地包含至少一个与相对于参照系数的受评估的引导位串的相位相关的相位信息。这个方法使得每个天线的加权系数的适应有相同的速度。
为了计算第j个天线的引导位串的浮动的平均值构成∑wihi的公式的和，其中wi是加权系数而hi是第I个天线的引导位串的信道评估，且I≠j。此和可以用除第j个天线外的第一台的所有的天线构成；在此情况下必须至少为了在计算平均值的时间点划分给第二组的那些天线i，采用在一个较早的时间点得到的信道评估hi。另一个可能性是除了第j个天线以外把这种求和扩展到第一组的所有的天线上；在此情况下所有其信道评估都列入平均值内的所有的引导位串在计算时提供，从而当前的评估也可以为该引导位串使用。
附加于相位信息，反馈信息还可以包含一个取决于受评估的引导位串接收场强的场强信息，从而不仅控制一定的天线用之发射的相位，也控制其功率。
本发明的其它特征和优点由参照附图对实施例的说明得出。在附图中：
图1其中可以采用本发明的无线电通信系统的方框图；
图2图1所示的无线电通信系统的基地台的发射机级的方框图；
图3和3A各示出一个时间流程图、它示出在全局引导信号的各个引导位串、下行链路数据信道和上行链路数据信道之间的时间关系；而
图4至8举例说明根据本发明不同的结构按时间顺序的全局引导信号的交替组成。
图1示出其中可以采用本发明的无线电通信系统的结构。所述的系统包含多个移动交换台MSC，所述的移动交换台相互交织成网并且产生对固定网PSTN的通道。此外所述的移动交换台MSC与各自至少一个基地台控制器BSC连接。每个基地台控制器BSC可以再连接至少一个基地台BS。这样的基地台BS可以经过无线电接口对用户台MS建立消息连接。所述基地台装备有天线装置，所述的天线装置包含多个天线，在此是四个天线A1、A2、A3、A4。这些天线A1至A4由基地台BS馈给下行链路信号，所述的信号由许多成分组成。这些成分之一是全局引导信号CPICH(公共引导信道)，该引导信号由天线A1至A4的多个引导位串CPICH1、CPICH2、CPICH3和CPICH4组成；另一个成分组是专用数据信道DPCH(专用物理信道)，在其上相应地传输为用户台MS确定的有效数据。
图2示意地示出图1所示的基地台BS的发射级。如该图所示，在发射级把有效数据信道DPCH的符号相应地用乘法器M1至M4与复数加权系数W1、W2、W3、W4相乘，以此方式对天线发射出的有效信道上标明相移和幅度关系，这导致在无线电路径上的数据信道DPCH的定向传播。
乘法器M1、M2、M3、M4的输出信号流过相应的加法器S1、S2、S3、S4，可以通过所述的加法器向天线A1至A4输送全局引导信号CPICH的引导位串CPICH1、CPICH2、CPICH3、CPICH4。引导位串CPICH1至CPICH4是相互正交的并且在无线电小区中无方向地传播。因为它对无线电小区内的所有用户台都应当能够接收到，所以它以固定的功率发射，所述的固定的功率总体上高于有效数据信道的发射功率。
引导位串是相互正交的并且各自对分派给它的天线是特征性的。正交性使得用户台MS1、...MSk...能够在接收信号中分离不同引导位串的组分，并且对于每个这样的位串，也就是对于每个天线A1至A4分开地进行信道评估。进行这样的评估的方式和方法是公知的在此不需要详细地说明。它给出关于从所属的天线对用户台传输的信道上的衰减和相移的说明。
基地台BS的特殊性是，不是所有的引导位串同时地加入到发射信号中。取而代之地，基地台BS周期地把天线以及其所属的引导位串划分成第一和第二组，并且只把第一组的引导位串加入到发射信号中。下面说明对此的实施例。
实施例1
基地台的发射信号划分成帧，而每帧又划分成十五个时隙。第一和第二组的组成相应地从一个时隙到随后的时隙被改变；对第一或第二组的引导位串的从属关系在下表中列出
表1
时隙   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14
 反馈至    w 4    w 1    w 2    w 3    w 4    w 1    w 2    w 3    w 4    w 1    w 2    w 3    w 4    w 1    w 2
 CPICH1   X   X   X   X
 CPICH2   X   X   X   X
 CPICH3   X   X   X   X
 CPICH4   X   X   X
表中X标在与引导位串相应的行和与时隙相应的列交叉处，该时隙中的引导位串属于第一组，而空的小格表示属于第二组的的引导位串从属关系。可以看出，在每个时隙中全局引导信号都只包含相应的一个引导位串，其中各个引导位串CPICH1至CPICH4在时隙0至14中周期地交替。
另可选择地还可以提出，周期的交替还可以跨越地从一帧至下一帧进行，在这样的情况下，在此表中的时隙14上接着下一帧的时隙0，其中全局引导信号只由CPICH4组成。
然而优选地是，第一和第二组的组成序列在顺序的帧中相应地相同地重复。这使得用户台能够只借助于时隙号判断哪个(或者哪些)引导位串包含在全局引导信号中，而不顾及帧号。
用户台在每个时隙中为该时隙中传输的引导位串CPICHj取得一个信道评估hj。从较早的时隙中知道其它的引导位串的信道评估hi，i≠j，以及用户台为这些引导位串选取的加权系数wi。这时用户台为所评估的引导位串CPICHj如此选择一个加权系数wj，使乘积wjhj的相位与
Figure A0281608100111
的相位相等，并且所有天线的加权系数的平方和
Figure A0281608100112
保持等于1。按照下式计算加权系数
w j = h j * · Σ i ≠ j w i h i ( n - 1 ) | h j | 2 - - - - - - - ( 1 )
式中hj *标示与hj共轭的复数。这样得出的加权系数wj在续后的时隙中作为反馈信息向基地台传输。
按照公式(1)计算出的加权系数既有可变的数值也有可变的相位。为了简化，尤其是为了降低反馈信息的传输量，所有的加权系数的数值可以都取常数，并且只有相位取变量。在此变例中加权系数按照公式
e j ^ φ j = K h j * Σ i ≠ j e j ^ φ i h i , - - - - - - ( 2 )
计算，式中 是虚数，而K为归一化因子，而φi、φj分别标示wi和wj的相位。
基地台BS在每个时隙中更新一次由它为射束形成采用的加权系数组。
图3详细地示出三个时隙期间的这些过程的顺序。在全局引导信号CPICH的第一时隙中发射的引导位串CPICH1在渡越时间Δt1后抵达用户台MS。可以在用户台MS上得到引导位串CPICH1，同时用户台导出一个信道评估S，用户台处理和向基地台BS传输回由此得到的反馈信息FB1。反馈信息FB1在下行链路信号的时隙Slot1离开始不远时到达基地台。基地台借助于反馈信息FB1更新分配给发射CPICH1的天线A1的加权系数w1。下行链路信号的时隙Slot1带着更新的加权向量组被发射。在随后的时隙中相应地对天线A2、A3及其引导位串CPICH2、CPICH3进行重复。
如图3A所示，信道评估S还可以取其中用户台MS接收引导位串CPICH1的全部的时间段。延长评估的时间长度使得能够有较高的准确度，然而反馈信息FB1也要迟于图3所示例子才能提供。只有在时隙Slot1的运行时间中它才能抵达基地台BS并且在这时才能为时隙Slot2中的射束形成进行考虑。
在表1中用“反馈至”标示的行给每个时隙指出在此时隙中为哪个加权系数提供反馈信息。在此总是其引导位串在前个时隙中构成全局引导信号的那个加权系数。
实施例2
在实施例1中全局引导信号CPICH1在每个时间点只含有一个单一的引导位串。这比根据现有技术为带有两个天线的UMTS设置的少，在现有技术中全局引导信号相应地含有两个天线的引导位串。在如本发明所述的方法中全局引导信号也可以含有两个引导位串，而不需要与生效的UMTS标准相比较提高发射全局引导信号的发射功率。根据本发明方法的第二实施例在此根据下面的表2分派给第一和第二组的引导位串CPICH1至CPICH4。
表2
 时隙   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14
 反馈至    w 4    w 1    w 2    w 3    w 4    w 1    w 2    w 3    w 4    w 1    w 2    w 3    w 4    w 1    w 2
 CPICH1   X   X   X   X   X   X   X   X
 CPICH2   X   X   X   X   X   X   X
 CPICH3   X   X   X   X   X   X   X   X
 CPICH4   X   X   X   X   X   X   X
这使得例如在时隙0中能够不只是如根据表1进行CPICH1的信道评估，而且同时也为CPICH3进行，并且从而借助于一个在同一时隙中进行对PICH3的信道评估h3确定加权系数w1，而在根据表1的确定加权系数的方法中有时必须评估多个时隙前的信道。
实施例3
如刚才所述，生效的UMTS标准的基地台设有两个天线。在全局引导信号的每个时隙中传输这两个天线的引导位串。为了保证根据本发明的方法与UMTS标准的兼容性，因此要求两个天线的引导位串，此例中是天线A1和A2的引导位串CPICH1，CPICH2在此也恒定地包含在全局引导信号中；换句话说，这两个引导位串必须恒定地包含在第一组中。第三和第四天线A3、A4的引导位串只是按时隙地接入，如下面的表3所示。
表3
时隙   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14
 反馈至    w 2    w 3    w 4    w 2    w 3    w 4    w 2    w 3    w 4    w 2    w 3    w 4    w 2    w 3    w 4
 CPICH1   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X
 CPICH2   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X
 CPICH3   X   X   X   X   X
 CPICH4   X   X   X   X   X
第一和第二组的组成相应地以三个时隙的周期重复，其中，在三个时隙之一中发射天线A1、A2、A3的引导位串，在另一个时隙中，发射天线A1、A2、A4的引导位串，而在第三时隙只有发射天线A1、A2的引导位串被发射。
天线A1的加权系数w1在此实例中是一个实数常数，例如1/√n＝1/2，如果天线数量n等于4时。对于这样的加权系数不需要传输反馈信息。在其中全局引导信号含有天线A1、A2、A3的引导位串CPICH1、CPICH2、CPICH3的时隙0中，用户台MS得出该三个引导位串的信道评估h1、h2、h3并且由此确定加权系数w3，所述的加权系数w3在有效数据信道DPCH的恒定发射功率的边缘条件下把表达式 最大化。这种加权系数w3在后续的时隙1开始时向基地台BS传输并且为了有效数据信道DPCH的射束形成在该时隙中使用。
在时隙1中，全局引导信号含有天线A1、A2、A4的引导位串CPICH1、CPICH2、CPICH4。在此以类似的方式更新加权系数w4的值、向基地台BS传输并且该新的w4值为射束形成在时隙2中使用。在其中全局引导信号仅含有引导位串CPICH1、CPICH2的时隙2中得出随后被传输的更新的加权系数w2。
实施例4
各个引导位串CPICH1至CPICH4对第一及第二组的分配在下面的表中及图4中示出。CPICH1和CPICH2恒定地属于第一组，CPICH3和CPICH4相应地交替。因此第一组恒定地含有3个元。如果加权系数w1保持恒定，得出在表中示出的各个加权系数的更新序列。
表4
 时隙    0    1    2    3    4    5    6    7    8    9   10   11   12   13   14
 反馈至    w 2    w 3    w 4    w 2    w 4    w 3    w 2    w 3    w 4    w 2    w 4    w 3    w 2    w 3    w 4
 CPICH1   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X
 CPICH2   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X
 CPICH3   X   X   X   X   X   X   X   X
 CPICH4   X   X   X   X   X   X   X
如表4所示，引导位串CPICH3和CPICH4严格地从一个时隙向下个时隙交替地传输。在此情况下得出两个不同的帧类型，一个在其第一时隙CPICH3中传输，而一个，在其第一时隙CPICH4中传输。
还可以提出组的组成逐帧地准确重复；在这样的情况下，在图5中示出，所述组的组成相应地在从一个帧的时隙14至下个帧的时隙0的过渡时保持不变。
实施例5
如图5所示引导位串CPICH1至CPICH4的分配还适于这样的方法：其中不以加权系数是常数为前提，而是如已经参照实施例1和2所指出的，传输的反馈信息参照平均的加权系数指出并且按照公式(1)或(2)计算每个天线的加权系数的幅度和相位。一个在其中这样地传输与各个天线有关的反馈信息的可能的顺序示于表5中。在此也是这样地确定传输顺序：在每个时隙的开始传输的反馈信息溯源于在刚好上个时隙中进行的加权系数的计算。
表5
 时隙   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13 14
 反馈至    w 2    w 3    w 4    w 1    w 2    w 3    w 4    w 1    w 2    w 3    w 4    w 1    w 2    w 3 w 4
 CPICH1   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X X
 CPICH2   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X X
 CPICH3   X   X   X   X   X   X   X X
 CPICH4   X   X   X   X   X   X X
尽管在公式(1)和(2)中对所有与位串CPICHj不同的引导位串CPICHi展开求和，为其相应地计算新加权系数wj，可以根据该实施例的一个变例也可把求和限制成只对在其中被确定加权系数wj的时隙期间含在全局引导信号中并且与CPICHj不同的那些引导位串CPICHi。由此可以达到，所有的进入加权系数wj的计算中的变量追溯到在相同的时隙中执行的测量，也就是具有尽可能大的现实性。这样对于更新的加权系数得出下面的表达式：
w j = h j · · Σ i ≠ j i ∈ Gruppel w i h i ( # ( Gruppel ) - 1 ) | h j | 2 , - - - - - - - - - - ( 3 )
式中#(Gruppe1)(组1)表示第一组的天线数和在此情况下，只有加权系数的相位被改变，
e j ^ φ j = K ′ h j · Σ i ≠ j i ∈ Gruppel e j ^ φ i h i , - - - - - - - - ( 4 )
式中K`是在考虑相对于公式(2)降低的相加项的情况下适配的归一化因子。
实施例6
图6示出一个帧的过程中的全局引导信号CPICH的组合的时间进程的第六个例子，所述帧具有十五个用0至14标号的时隙。引导位串CHICH1，CHICH2连续地发射，引导位串CPICH3、CPICH4相应在半个时隙的时间长度上交替地发射。这就是说第一和第二组的组成每个时隙两次或者说每个帧m＝30地改变。
这使得用户台MS能够，在每个时隙中得到一个对全部引导位串CPICHi的当前的信道评估hi并且从而能够得出一个加权系数wj，所述的加权系数要相应地借助于信道评估hi作为反馈信息向基地台BS提供，所述的信道评估hI中没有一个比时隙早的。因为在每个时隙中的引导位串的划分是相同的，可以在每个时隙中为每个任意的加权系数得到反馈信息，并且向基地台传输。如果加权系数w1取常数，从而在每个帧中运行三个时隙的五个周期，其中相应地对三个其它的加权系数w2、w3、w4每个传输一次反馈信息。
实施例7
全局引导信号的组成的时间进程的第七个例子示于图7中。在此也是恒定地传输天线A1、A2的引导位串CPICH1、CPICH2并且交替地传输天线A3、A4的引导位串CPICH3、CPICH4。然而第一和第二组的组成却每帧只改变m＝10次，从而全局引导信号的组成相应地经1.5个时隙保持不变。在时隙0用户台MS接收引导位串CPICH1、CPICH2、CPICH3并且可以为之产生信道评估。它从这些中为天线A3计算新的加权系数w3，并且在时隙1中向基地台BS传输与此加权系数w3相关的反馈信息。
在时隙1的进程中全局引导的组成改变；借助于在该时隙中得出的信道评估用户台为天线2计算一个新的加权系数w2，在续后的时隙2中传输与此相关的反馈信息。
在时隙2中全局引导信号含有引导位串CPICH1、CPICH2、CPICH4，从而可以得到A1、A2、A4的信道评估。由此推导出的加权系数w4的反馈信息在时隙3中向基地台传输。这个过程每帧重复5次，如在下面的表6中所列。
表6
 时隙   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13 14
 反馈至    w 4    w 3    w 2    w 4    w 3    w 2    w 4    w 3    w 2    w 4    w 3    w 2    w 4    w 3 w 2
 CPICH1   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X X
 CPICH2   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X   X X
 CPICH3   X      X      X      X      X   
CPICH4      X      X      X      X    X
因为在该实施例中全局引导信号的组成在多于一个时隙的相对长的时间段上保持不变，可以认为信道评估也能够对A3、A4有良好的准确性。
实施例8
在UMTS系统中提出，基地台BS能够确定在有效数据(Nutzdaten)信道DPCH与相应地经过全局引导信号CPICH的过程对用户台可识别的帧边界之间的时间偏差τDPCH。传统地该时间偏差可以取0至149个符号长度的值，其中0的值对应于在网络数据信道与帧边界之间没有时间偏差，而150的值对应于整个帧长度的时间偏差。因此有效数据信道DPCH的第一个时隙在上行链路和下行链路中可以具有实际上相对于全局引导信号CPICH的相应帧的开始任意的时间偏差。
在每个上行链路时隙中基地台BS等待对一定的加权系数的反馈信息。在下文中例如假定所等待的反馈信息顺序相应于上面的表4，然而很明显所述的顺序还可以以任意的另一个表为基础或者是其它的顺序。为了能相应地及时提供反馈信息，用户台MS在有效数据信道DPCH的上行链路帧中安置反馈信息时必须考虑到时间偏差τDPCH。显然要求有几个符号的一定的最低时间偏差，从而用户台MS能够从在下行链路时隙中传输的全局引导信号中产生信道评估并且推导出反馈信息。这种反馈信息必须在上行链路时隙的确定的时间位置上传输，例如作为10字位的第九个，以由基地台本身识别。因此适当地这样选择时间偏差：使向基地台BS传输的反馈信息在基地台可以以尽可能小的延迟用于下个下行链路时隙的射束形成。为了保证能够达到这点，指出把可能的时间偏差τDPCH的选择限制为公式p＝10k+9+d的值，式中k可以取0至14的，而d是以符号测度的时间长度，所述的时间长度是用户台MS在测量结束时计算反馈信息所需要的。
这要借助于图8的时序图说明。行CPICH1、2、CPICH3和CPICH4示出在一个帧的传输过程中全局引导信息的组成，相应于表4及图4和5的第一帧。
例如在CPICH-时隙7中基地台BS等待所有由它伺服的用户台的反馈信息以更新加权系数w3，使之从CPICH信道的时隙8的开始为射束形成进行考虑。用户台在其中发送这种反馈信息的上行链路DPCH帧的时隙号数取决于指派给该用户台MS的时间偏差的值k。图中示出k＝5的情况下上行链路和下行链路-DPCH帧的时间位置。在此情况下用户台MS必须发送反馈信息FB0以在其上行链路-DPCH帧的时隙0中更新w3，从而在考虑电台之间信号传播时间τp的情况下所述反馈信息FB0及时地抵达基地台BS。就是说，用户台MS在CPICH时隙6的整个时间长度上进行所要求的测量，并且在测量结束到FB0的发射时间点之间的时段d上进行由测量结果计算FB0。如可以很容易地从图8看出，用户台必须在其DPCH帧的后续的上行链路时隙中依次地为w4、w2、w4、w3、w2、w3等发送反馈信息(参见表7，k＝5的栏)。
图8中没有示出的k＝0的情况下，DPCH帧的下行链路时隙0对CPICH的时隙0延迟p＝9+d个符号。如果d＝1，所述的延迟刚好是1个时隙(因为在UTMS系统中一个时隙含有10个符号)。如类似于上述的k＝5的情况从图8可以读出，在此情况下用户台MS在下行链路-DPCH-时隙0中进行测量，从测量中移动台MS接着得出对h1、h2和h4的信道评估，并且从中为w4计算反馈信息。在上行链路-DPCH时隙0中所述用户台向基地台BS传输反馈信息，并且所述基地台BS考虑该反馈信息以发送下行链路-DPCH-时隙2(与CPICH时隙3同时)。如上所述每个时隙只能够传输一个加权系数wi的反馈信息。
表7示出所有的k值，其中，如果如图5所示在每个帧中相同地重复第一和第二组的组成，在用于加权系数w2至w4的上行链路-DPCH时隙中向基地台传输反馈信息。总共得出十五个不同的用于传输反馈信息的顺序，这些顺序由于推移一个元而有别。
表7
时隙   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13   14
 k＝0  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w3
 k＝1  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w3  w4
 k＝2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w3  w4  w2
 k＝3  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w3  w4  w2  w4
 k＝4  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w3  w4  w2  w4  w3
 k＝5  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2
 k＝6  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3
 k＝7  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4
 k＝8  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2
 k＝9  w3  w2  w3  w4  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4
 k＝10  w2  w3  w4  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3
 k＝11  w3  w4  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2
 k＝12  w4  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3
 k＝13  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4
 k＝14  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2
在此为每个k值，通过粗体字指出涉及CPICH帧的第一时隙中的信道评估的那些反馈信息(在此例中是w3)。
如果如图4中所示两个组的组成从一个帧到其随后的帧改变并且只相应地从一个帧到再下一个帧重复，就与时间偏差值k相关地得出下面的反馈信息分配：
表8
                                         奇数帧
slot   0   1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  12  13  14
k＝0  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3
k＝1  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4
k＝2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2
k＝3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4
k＝4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3
k＝5  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2
k＝6  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3
k＝7  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4
k＝8  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2
k＝9  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4
k＝10  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3
k＝11  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2
k＝12  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3
k＝13  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4
k＝14  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2
                                                     偶数的帧
k＝0  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4
k＝1 w2 w4 w3 w2 w3 w4 w2 w4 w3 w2 w3 w4 w2 w4 w3
k＝2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2
k＝3  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3
k＝4  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4
k＝5  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2
k＝6  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4
k＝7  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3
k＝8  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2  w3  w4  w2  w4  w3  w2
  k＝9   w3   w2   w3   w4   w2   w4   w3   w2   w3   w4   w2   w4   w3   w2   w3
  k＝10   w2   w3   w4   w2   w4   w3   w2   w3   w4   w2   w4   w3   w2   w3   w4
  k＝11   w3   w4   w2   w4   w3   w2   w3   w4   w2   w4   w3   w2   w3   w4   w2
  k＝12   w4   w2   w4   w3   w2   w3   w4   w2   w4   w3   w2   w3   w4   w2   w4
  k＝13   w2   w4   w3   w2   w3   w4   w2   w4   w3   w2   w3   w4   w2   w4   w3
  k＝14   w4   w3   w2   w3   w4   w2   w4   w3   w2   w3   w4   w2   w4   w3   w2
在此情况下总共有6个不同的反馈信息顺序，所述的反馈信息顺序经2个帧展开，并且用户台必须能够产生所述的反馈信息顺序。这种6个可能的顺序之一在表8中通过斜体字组示出。
实施例9
对例8变通地还可以提出，用户台与基地台BS对之指定的时间偏差τDPCH无关地以固定的顺序发送反馈信息，所述的固定的顺序例如是根据表1至6所示的。在此例中基地台BS的任务是，对于每个由用户台提供的反馈信息借助于其中接收所述反馈信息的下行链路时隙的号数和所述的固定顺序判断所述的反馈信息属于哪个加权系数，并且与之相应地更新它。
实施例10
在切换的范围内，UMTS系统中出现其中一个用户台MS与多个基地台同时通信，并且从这些基地台接收一个全局引导信号CPICH的情况。DPCH帧格式在每个时隙中只允许为一个天线传输由所有的基地台接收和分析的反馈信息。因此这些基地台的全局引导信号要在从用户台MS的角度上任何时候都总是包含同样天线的贡献的程度上同步。这样地选择由两个不同的基地台分配给一个用户台的延迟值k及τDPCH，使得DPCH信号在同一个时间进入该用户台MS。
就是说，在实施例3和7的情况下，在基地台的各个引导信号CPICH之间时间偏差可以有q倍的3个时隙，其中可以q＝0、1、2等等。在实施例6中所述的时间偏差可以有q倍的1个时隙的值，在实施例4、5、8、9中偏差可以分别有q倍的15或者q倍的30个时隙。
在使用用户台MS可以接收不同基地台的相同天线A1、A2、A3或A4的引导位串的情况下，用户台得出相应的信道评估并且发射出从这些信道评估中计算出的反馈信息，所述的反馈信息由所有的基地台接收和分析。

Claims (25)

1.从无线电通信系统的基地台向用户台传输全局引导信号的方法，其中所述的基地台具有多个天线，给所述的天线各分配一个对其为特征性的引导位串，其中全局引导信号通过由基地台的多个天线发射的引导位串的重叠构成，其特征在于步骤：
a)把多个天线划分成每组各有至少一个天线的一个第一组和一个第二组，
b)只发射属于第一组的天线的引导位串，
c)改变第一和第二组的组成并且返回到步骤b)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，周期性地重复组的组成。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，两个天线恒定地属于第一组。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，一个第三天线和一个第四天线分别交替地属于第一及第二组。
5.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，由第三和第四天线交替地都属于第二组、第三天线属于第一组且第四天线属于第二组，或者第三天线属于第二组且第四天线属于第一组。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在每个周期中每个天线至少一次属于第二组。
7.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，全局引导信号是其一部分的基地台发射信号划分为各有多个时隙的帧。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤c)相应地在两个时隙之间的一个交界处，优选地在两个时隙之间的每个交界处进行。
9.如权利要求2或7所述的方法，其特征在于，在其中所述组合被重复的周期是一个帧。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，发射信号是码分多路信号，时间上连续地发射全局引导信号，并且用相同的时间间隔重复步骤c)，所述时间间隔的长度是该帧的长度的M/m倍，这里m是自然数，优选地是2M、M或者2M/3，而M是一个帧内的时隙数，优先是15。
11.控制从移动无线电通信系统的基地台向用户台发射的信号的射束形成的方法，其中，基地台借助于由用户台提供的反馈信息为每个天线确定用于射束形成的加权系数，其特征在于，
基地台向使用如以上权利要求之一的方法的用户台传输全局引导信号，并且周期性地重复以下的步骤：
d)通过用户台为各个至少一个当前包含在全局引导信号中的引导位串进行至少一次信道评估，
e)推导出与这样评估的引导位串相关联的信道评估的反馈信息，并且向基地台传输该反馈信息，
f)借助于该反馈信息更新指派给所评估的引导位串的加权系数。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤e)和f)各在确定的时间间隔内进行，并且在每个步骤f)中每次更新这样的加权系数，紧接刚才进行的步骤e)向其传输了反馈信息。
13.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，把指派给基地台的第一天线的加权系数假定为常数的参照系数并且所述的反馈信息相应包含至少一个取决于相对于参照系数的受评估的引导位串的相位的相位信息。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，对第一天线以外的天线进行推导和传输反馈信息。
15.如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，把加权系数的浮动的平均值计算作为参照系数计算，并且反馈信息相应地包含至少一个取决于相对于参照系数的引导位串的相位的相位信息。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在所有天线的引导位串上进行信道评估。
17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，为了计算第j个天线的引导位串的浮动的平均值构成 的公式的和，其中wi是加权系数而hi是第i个天线的引导位串的信道评估，且i≠j。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，除了第j个天线以外构成基地台的所有的天线的和。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，除了第j个天线以外构成第一组的所有的天线的和。
20.如权利要求15至19之一所述的方法，其特征在于，反馈信息从加权系数 w j = K · h j * | h j | 2 · Σ w i h i 确定，其中wi是加权系数而hi是第i个天线的引导位串的信道评估，而k是实数常数。
21.如权利要求13至20之一所述的方法，其特征在于，反馈信息包含一个取决于受评估的引导位串的接收场强的场强信息。
22.如以上权利要求之一所述的方法，其特征在于，用户台与两个或多个基地台同时通信，并且在相应的基地台随时相同地确定两个组的组成。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，第一和第二组的组成以一个周期t按照改变各一个整数1周期性地重复，并且在于各个基地台的全局引导信号的帧相互间有一个时间偏移，所述的时间偏移是周期t的q倍，在此q＝0、1、2、...。
24.移动无线电通信系统的基地台，带有多个天线，所述的天线的相应地设置，以发射对其特征性的引导位串，其特征在于，设置基地台在给定的时间发射多数天线中包含至少一个天线的第一天线组的引导位串，并且不发射多数天线中包含至少一个天线的第二天线组的引导位串。
25.如权利要求22所述的基地台，其特征在于，周期地改变所述组的组成。
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