CN1692571B - 在无线电通信系统中选择传送天线的方法 - Google Patents

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Abstract

揭示了一种在无线电通信系统中选择传送天线的方法。本发明包括以下步骤：通过顺序选择的天线传送数据以及如果在传送的数据中产生差错，就重新传送相应的差错数据。因此，本发明根据接收方的响应信号(ACK或NACK)推测哪个天线的信道状态更好，随后通过推测的天线传送数据，从而改善传送性能。

Description

在无线电通信系统中选择传送天线的方法
技术领域
本发明涉及分组重复传送方法，尤其涉及在具有多个天线的无线电通信系统中重复传送分组的方法。
背景技术
近来，经过许多努力和开发的第三代移动通信系统支持多媒体服务以及以前移动通信系统的语音服务。特别是，多媒体服务对于世界范围内扩展的因特网是非常必要的。为了支持高速多媒体服务，应大大增加上行线路和下行线路的容量。下行线路容量由蜂窝站点(即基站)所使用的最大传送功率确定。因此，如果可以减少呼叫基站的呼叫区域中存在的所有移动终端所需的SNR，就可以增加下行线路容量。上行线路容量可以通过空间分集(Space Diversity)、多用户检测器(Multi-user Detector)等进行增加。将这些方法应用于上行线路，因为基站的接收装置的容许复杂性限制大于移动终端的而其功率消耗限制比移动终端的更小。
诸如空间分集、多用户检测器等的方法很难应用于移动终端来增加下行线路容量。移动终端的尺寸和功率消耗以及系统复杂性向下行线路的应用(即移动终端的接收算法)设置了限制。通过增加传送器的复杂性代替接收器的复杂性对增加下行线路通信容量的方法进行了许多努力。其中的一种是传送分集(Transmit Diversity)。
通过下行线路的传送器侧中的多个天线，传送分集提供了传送器和接收器之间的多路径，从而通过使用接收分集(Reception Diversity)生成分集增益。这种方法增加了下行线路上的通信容量而不增加移动终端的复杂性或尺寸，从而提升通信性能。
作为一种第三代移动通信标准的3GPP(第三代合伙人计划)的异步WCDMA(宽频码分多路访问)标准包括两种传送分集技术。其中一种是开环传送分集类型而另一种是闭环传送分集类型。STTD(时空传送分集)和TSTD(时间切换传送分集)属于开环传送分集类型，而CL1(闭环模式1)和CL2(闭环模式2)属于闭环传送分集类型。开环模式是传送器不使用信道状态信息，它周期性地使用多个传送天线改变传送天线或者使用简单的编码。闭环模式使用信道状态的反馈信息来计算用于传送分集的天线的权重。已知，与开环模式相比，从接收器接收信道状态信息的闭环模式具有更多改进的性能。
在STTD或TSTD中，传送天线被添加到常规单个传送天线系统中。在STTD中，装配了两个(或四个)传送天线的传送器分开编码和调制相同信号源的数据，通过各天线将其传送，随后接收器联合将其解调以改善接收性能。
TSTD是通过周期性地切换一对传送天线传送数据的方法，它适用于遵循作为欧洲IMT-200移动通信系统的UMTS(通用移动电信系统)标准的系统的下行线路传送分集。
将UMTS标准的TSTD应用于1.28Mcps TDD(时分复用，它通过时分执行传送和接收)。TSTD执行切换操作，从而在切换1.28Mcps TDD的传送单元时天线每隔5ms子帧传送数据。
图1示出3GPP的UMTS标准中限定的TSTD系统的配置。
参考图1，TSTD系统的前方是常规单天线系统中存在的普通传送信号处理方，而后方是TSTD装置方。
将通过TSTD系统的前方处理的信号(或数据)切换为被传送到DSCH(下行线路共享信道)上的各天线ANT1和ANT2。
分组数据服务采用使用校正码的技术和用于可靠数据传送的请求重复传送的技术。以下说明通过在接收方检测差错请求重复传送的各种技术。
首先，存在按以下方式执行的‘简单信息反馈’。一旦由接收器接收的信息被传送回传送器，传送器检测相应信息中的任何差错，且如果存在差错，该相应信息随后被重复传送。
其次，存在‘ARQ(自动重复请求)’，其中接收器校验被传送的数据中的任何差错，且如果存在差错就向传送器请求相应的差错数据的重复传送。
第三，存在‘奇偶校验’，它包括校验被传送数据中的任何差错的‘差错检测编码’。接收器通过使用冗余的1校验位来执行差错校验。
第四，存在通过块单元添加CRC码以便传送的‘循环冗余校验(CRC)’。
ARQ技术被分为停止和等待ARQ、连续ARQ和自适应ARQ类型。
停止和等待ARQ以如下方式执行：传送器传送一个数据块并进行等待直到在接收器中到达响应信号。如果在被传送的数据块中检测到差错，则接收器传送‘否定应答(以下简称为NACK)’。如果在被传送的数据块中没有检测到差错，则接收器传送‘应答(以下简称ACK)’到传送器。如果从接收器接收到ACK信号，传送器就传送下一个块，或者如果接收NACK信号没有响应直到经过预定时间，传送器就传送响应的数据块。
连续ARQ类型用于补偿停止和等待ARQ类型的缺点并被分成‘Go-Back-N ARQ’和‘选择性ARQ’。Go-Back-N ARQ以如下方式进行：一旦从接收器传送NACK信号，传送器就重复传送所有块以及相应的差错块。选择性ARQ是重新传送仅与NACK信号相对应的块的技术。
自适应ARQ是动态调整块长度以提升传送效率的方法，其中接收器将差错率传递到传送器，随后传送器调整适于传送的块的长度。因此，自适应ARQ具有良好的传送效率。
上述ARQ方法被等效地应用于无线电分组传送系统中。尽管各种ARQ类型都可应用于无线电分组通信系统中，接收器基本上应将ACK或NACK信号传送给传送器且ACK和NACK中的每一个都由1位限定。即，如果接收其传送1位的ACK信号，例如1，传送器判定该传送的分组被正确地接收。如果接收方传送NACK信号，例如-1，则传送器判定接收器未能正确地接收分组并随后重新传送相应的数据分组。
图2示出TSTD系统的常规天线切换方案。参考图2，1.28Mcps的子帧长度是5ms。第一和第二天线ANT1和ANT2分别交替地传送子帧。通过同一天线传送每个子帧的时间片(slot)。
如前所述，TSTD系统中的接收器执行差错校验以便将ACK或NACK响应传送给传送器。如果响应是ACK，则传送器传送接着的帧。如果响应是NACK，则重新传送相应的差错帧。在这种情况中，相关技术TSTD的天线切换(或选择)模式(以下称作天线切换)是顺序的和可重复的。即，不考虑每个天线的信道状态，不管是重新传送的帧或新的帧，通过预定时间间隔(子帧单元)相互切换的天线执行传送。
图3根据相关技术的天线分配实例的图示。
参考图3，假定传送延迟时间是一个子帧(5ms)。即，在第i个子帧(子帧_i)已被传送后，接收用于第(i-1)个子帧(子帧_i-1)的接收器的响应信号ACK或NACK。如果响应信号是NACK，则重新传送第(i-1)个子帧(子帧_i-1)，如果响应信号是ACK，则重新传送第(i+1)个子帧(子帧_i+1)。
根据使得一对天线ANT1和ANT2交替传送子帧(子帧_0到子帧_n)的TSTD技术执行根据相关技术的天线分配方法。
即，如果子帧_1被传送到第一天线，子帧_2就被传送到第二天线，子帧_3被传送到第一天线，子帧_4被传送到第二天线，等等。重复这种操作直到传送了所有子帧。
假定在传送子帧_1和子帧_3中存在差错，将重新说明上述天线分配方法。
在已将子帧_1传送到第一天线时，传送器将子帧_2传送到第二天线。在子帧_2的传送之后，传送器接收通知差错存在的信号F1/NACK。一旦接收到信号F1/NACK，传送器向第一天线传送子帧_1的重新传送帧(子帧_1’)作为子帧_2的下一帧。此后，放大器向第二天线传送子帧_3，随后向第一天线传送子帧_4。
在传送子帧_4之后，放大器接收通知子帧_3中存在差错的信号F3/NACK。一旦接收到信号F3/NACK，传送器向第二天线传送子帧_3的重新传送帧(子帧_3’)作为子帧_4的下一帧。
在信道状态缓慢变化的衰落环境中，通过切换传送天线使用空间分集，应用了ARQ的TSTD系统能够保持重新传送子帧之间的独立性。
但是，相关技术TSTD系统的天线切换被顺序地和重复地执行，不管两个天线ANT1和ANT2的信道状态，从而不能连续地使用具有更好的信道状态的天线。
发明内容
因此，本发明针对在无线电通信系统中分配传送天线的方法，它基本消除了由于相关技术的限制和缺点引起的一个或多个问题。
本发明的目的在于在无线电天线系统中提供分配传送天线的方法，从而选择特定天线以考虑各传送天线的信道状态。
本发明的其它优点、目的和特点将部分在以下描述中阐述，且部分是本技术领域内的普通技术人员在审查以下内容显而易见的或通过实施本发明而学习的。本发明的目的和其它优点可以通过所写的描述及其权利要求以及附图中特别指出的结构实现和获得。
为了实现这些目的和其它优点并根据本发明的目的，如这里体现和广泛描述的，在具有多个天线的分组传送系统中，根据本发明的一种选择传送天线的方法包括以下步骤：通过顺序选择的天线传送数据；以及如果在传送的数据中出现差错，就重新传送相应的差错数据。
较佳地，重新传送步骤包括选择特定天线和通过所选的特定天线重新传送相应差错数据的步骤。
更佳地，在重新传送的步骤之后，该方法进一步包括以下步骤：再次顺序地选择天线以及通过所选天线传送其余数据。
更佳地，特定天线是已执行之前的差错数据传送的天线之外的天线之一。
更佳地，重新传送步骤包括以下步骤：选择特定的天线；通过所选的特定天线重新传送相应的差错数据；以及通过所选的特定天线传送其余数据。
更佳地，保持传送其余数据直到产生其它数据传送差错。
在本发明的另一个方面中，在具有多个天线的分组传送系统中，一种选择传送天线的方法包括以下步骤：检查接收器的响应信号以及如果该响应信号是重新传送请求信号，就通过特定天线重新传送相应的差错数据。
较佳地，检查步骤包括以下步骤：顺序地选择天线；通过所选天线传送数据；以及接收以检查接收器的响应信号。
较佳地，重新传送步骤包括以下步骤：选择特定天线；以及通过所选的特定天线重新传送相应的差错数据。
更佳地，分组传送系统根据TSTD(时间切换传送分集)执行传送。
较佳地，将ARQ(自动重复请求)的差错控制方法应用于分组传送系统。
在根据本发明的一个方面中，一种在具有多个天线的分组传送系统中选择传送天线的方法，包括：通过多个顺序地选择的天线中的第一个来传送第一数据；通过该多个天线中的第二个来传送第二数据；接收第一差错信号，该第一差错信号指示在第一数据的传送和接收期间出现差错，其中在传送第二数据之后接收该第一差错信号；响应第一差错信号而中断多个天线的顺序选择，从而选择多个天线中的第二个；通过多个天线中的第二个重新传送第一数据，其中，以与通过多个天线中的第二个而传送的第二数据连续的顺序来重新传送第一数据，其中中断多个天线的顺序选择防止通过多个天线中的第一个来重新传送第一数据；以及在接收到其它差错信号之前通过多个天线中的第二个传送随后的数据。
可以理解，前述一般说明和以下的本发明详细说明是实例性的和说明性的并旨在提供如所要求的本发明的进一步说明。
附图说明
包含了附图以提供本发明的进一步理解并结合入该申请并构成其一部分，这些附图说明了本发明的实施例并与描述内容一起用来说明本发明的原理。附图中：
图1示出3GPP的UMTS标准中限定的TSTD系统的配置的框图；
图2是根据相关技术的TSTD系统的天线切换模式的示图；
图3是根据相关技术的天线分配实例的示图；
图4是根据本发明第一实施例的分配天线的方法的流程图；
图5是根据本发明第一实施例的分配天线的方法的示图；
图6是根据本发明第二实施例的分配天线的方法的流程图；以及
图7是根据本发明第二实施例的分配天线的方法的示图。
具体实施方式
现在将详细参考本发明的优选实施例，其实例在附图中加以说明。
图4是根据本发明第一实施例的分配天线的方法的流程图，而图5是描述根据本发明第一实施例的分配天线的方法的示图。
参考图4，根据本发明第一实施例的分配天线方法包括以下步骤：顺序地选择天线(S10)，经由所选天线传送数据(S20)，接受以检查接收器的响应信号(S30、S40)，如果响应信号是重新传送请求信号就选择天线中的特定一个(S50)，以及经由所选的特定天线重新传送相应的差错数据(S60)。
以下通过图4和图5说明根据本发明第一实施例的分配天线方法。
首先，假定子帧_1和子帧_2的传送是差错的。
根据本发明第一实施例的分配天线方法的概念是基于这样一个事实，即‘用于重新传送的子帧被切换到通过与传递原始子帧的另一个天线不同的天线传递’。
以下将详细说明这种概念。
首先，在接收到信号F1/NACK之前通过相关技术传送每个子帧。同时，如果从接收器接收到信号F1/NACK，传送器就用第二天线代替第一天线传送子帧_1的重新传送帧(子帧_1’)作为子帧_2的下一个子帧。这伴随着一概念，即‘用于重新传送的子帧被切换到通过与传递原始子帧的另一个天线不同的天线传递’。
在子帧_1′传送之后，在接收到信号F3/NACK之前通过相关技术方法传送每个子帧。由于子帧_1′通过第二天线传送，子帧_3和子帧_4分别通过第一和第二天线传送。
同时，如果从接收器接收到信号F3/NACK，传送器就传送子帧_3′作为子帧_4的下一帧，从而子帧_3′通过第二天线代替第一天线传送。
图6是根据本发明第二实施例的分配天线方法的流程图，而图7是描述根据本发明第二实施例的分配天线方法的示图。
参考图6，根据本发明第二实施例的分配天线方法包括以下步骤：顺序地选择天线(S10)，通过所选天线传送数据(S20)，接收以检查接收方的响应信号(S30、S40)，如果响应信号是重新传送请求信号就选择天线中的特定一个(S150)，经由所选的特定天线重新传送相应的差错数据(S160)，以及通过特定天线传送其余数据(S190)。
以下通过参考图6和图7说明根据本发明第二实施例的分配天线方法。
根据本发明第二实施例的分配天线方法的概念基于一事实，即‘如果通过第一天线传送原始子帧，则用于重新传送的子帧和随后的子帧被切换成通过不引起传送差错的天线传递’。
以下详细说明这种概念。
首先，在接收到信号F1/NACK之前通过相关技术方法传送每个子帧。同时，如果从接收器接收到信号F1/NACK，则传送器通过第二天线代替第一天线传送子帧_1的重新传送帧(子帧_1′)作为子帧_2的下一个子帧。
在子帧_1′重新传送后，在接收到信号F3/NACK之前通过第二天线传送每个子帧，子帧_3和子帧_4。这是基于一事实，即第二天线的信道比引起差错的第一天线的信道更加稳定。
同时，如果从接收器接收到信号F3/NACK，传送器就传送子帧_3′作为子帧_4的下一帧，从而子帧_3′通过第一天线代替第二天线被传送。
此后，在接收到其它NACK信号之前，其余的子帧，子帧_5，...，子帧_n通过第一天线传送。
工业应用性
因此，根据本发明分配天线的方法根据接收器的响应信号(ACK或NACK)推测哪个天线的信道状态更好，随后通过该推测的天线传送数据，从而改善传送性能。
虽然这里参考其优选实施例描述和说明了本发明，但本技术领域内的熟练技术人员显而易见的是，可以在其中进行各种修改和变化而不背离本发明的精神和范围。因此，期望本发明覆盖包含在所附权利要求书及其等效物范围之内的该发明的修改和变化。

Claims (8)

1.一种在具有多个天线的分组传送系统中选择传送天线的方法，包括：
通过多个顺序地选择的天线中的第一个来传送第一数据；
通过该多个天线中的第二个来传送第二数据；
接收第一差错信号，该第一差错信号指示在第一数据的传送和接收期间出现差错，其中在传送第二数据之后接收该第一差错信号；
响应第一差错信号而中断多个天线的顺序选择，从而选择多个天线中的第二个；
通过多个天线中的第二个重新传送第一数据，其中，以与通过多个天线中的第二个而传送的第二数据连续的顺序来重新传送第一数据，其中中断多个天线的顺序选择防止通过多个天线中的第一个来重新传送第一数据；以及
在接收到其它差错信号之前通过多个天线中的第二个传送随后的数据。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一差错信号指示接收器是否正确地接收通过多个天线中的第一个传送的数据。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一差错信号是从接收器传送的否定应答信号。
4.如权利要求1所述的方法，其中，该第一数据的传送和重新传送是下行线路传送。
5.如权利要求1所述的方法，其中，通过移动通信系统，发生该第一数据的传送和重新传送。
6.如权利要求5所述的方法，其中，在移动通信系统中使用开环传送分集技术来传送第一或第二数据。
7.如权利要求6所述的方法，其中，该开环传送分集技术是时间切换传送分集TSTD技术。
8.如权利要求1所述的方法，其中，基于自动重复请求ARQ，从接收器接收该第一差错信号。
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