CN1913389B - 移动通信系统的控制方法、控制装置、移动通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种接收装置、移动通信系统中的通信控制方法。在移动通信系统中，执行为每个信道切换发送分集方式的控制，从而提高该信道的品质。在上行链路中信道种类是传送语音的信道的情况下，使用开环发送分集(步骤S1→S3)、在该信道种类是传送分组的信道的情况下，使用闭环发送分集(步骤S1→S2)。由于能够适当地使用开环发送分集、闭环发送分集，因此，能够适当地为每个信道切换发送分集方式，从而能够提高信道品质。

Description

移动通信系统的控制方法、控制装置、移动通信系统

技术领域

本发明涉及移动通信系统的控制方法、控制装置、以及移动通信系统，特别涉及移动通信系统中的发送分集方式的控制。

背景技术

通常，在移动通信系统中，由于发生多路径衰落等，有时会出现在接收侧发生瞬时电平变动，无线基站中的上行接收特性和移动台中的下行接收特性大幅度恶化的情况。作为用于减轻这一缺点的技术，包括在接收侧执行使用多个天线的接收的接收分集、在基站侧使用多个天线执行发送的发送分集等。发送分集由于是使接收侧的电路规模(或天线数)增大以减轻所述电平变动的方法，因此，主要应用于下行线路。例如，在非专利文献1中，可分为通过执行预先确定的码元转换而从基站的各天线得到分集效果的开环发送分集(非专利文献1中的STTD)；以及，移动台就来自各天线的信号振幅、相位，以最适当的方式来发送反馈指令，基站根据该指示，确定发送相位、振幅的闭环型发送分集(非专利文献1中闭环模式1、以及闭环模式2)这2种类型。

图8是开环型发送分集(STTD)的概念图，图9是闭环型发送功率控制(闭环模式1或闭环模式2)的概念图。

以下，参照图8对作为开环发送分集的一个例子的STTD进行说明，如该图所示，在STTD中，在基站侧设置了STTD编码器(STTDEncoder)3、天线Ant1和Ant2，在移动台一侧设置了天线MS Ant、STTD译码器4(STTD Decoder)。

该图中所示的STTD编码器针对奇数码元计算其共轭复数，针对偶数码元，在计算共轭复数后求负，之后，使所述奇数码元和偶数码元反转后发送。

这里，设α1和α2分别是从天线1(第1天线)到移动台的传输通路的衰落矢量和从天线2(第2天线)到移动台的传输通路的衰落矢量，则移动台接收的信号可以用下式来表示。其中，为了检测，假设没有附加噪音。

r₁＝α₁S₁-α₂S₂ ^＊

r₂＝α₁S₂+α₂S₁ ^＊

......(式1)

这在STTD译码器中是如下计算的，并输出计算结果Output。

Output 1＝α₁ ^＊r₁+α₂r₂ ^＊＝(|α₁|²+|α₂|²)S₁

Output 2＝α₂ ^＊r₂+α₁r₁ ^＊＝(|α₁|²+|α₂|²)S₂

......(式2)

按照上述方法，有可能对来自天线1的衰落、来自天线2的衰落进行最大比合成。

以下，参照图9来说明作为闭环发送分集的一个例子的闭环模式1。如该图所示，在闭环模式1下，在基站侧设置了乘法器5和6、FBI译码器(FBI decoder)7、天线Ant1以及Ant2，在移动台一侧设置了天线MS Ant、数据译码器(Data decoder)8、权重选择器(WeightSelector)9。在乘法器5和6中所乘的相乘权重经由专用下行链路信道而从移动台一侧被发送，在FBI译码器7内被译码。

在该图中所示的W₁与发送信号相乘，它表示从天线Ant1发送出的信号的相乘权重，W₂与发送信号相乘，它表示从天线Ant2发送出的信号的相乘权重。权重取以下模式。

(W₁，W₂)＝(1，exp(jφ))......(式3)

φ＝{π/4，3π/4，5π/4，7π/4}

图10以相位平面图示了权重W₂的模式。据此，接收信号如下。

r＝(α₁W₁+α₂W₂)S......(式4)

闭环模式1的情况下，如上述(式3)所示，W₁的“1”是固定的。据此，在移动台中，确定W₂，以便使α₁W₁+α₂W₂最大。利用奇数时隙来指示W₂的I轴分量的正负，利用偶数时隙来指示W₂的Q轴的正负。在基站中，使用最新的I轴、Q轴分量来执行发送。

但是，时隙如图10所示，由个别物理数据信道(Dedicated PhysicalData Channel；DPDCH)和个别物理控制信道(Dedicated PhysicalControl Channnel；DPCCH)构成。在该图中，个别物理数据信道由N_data位的数据部(Data)构成。个别物理控制信道由N_pilot位的导频部(Pilot)、N_TFCI位的TFCI(Transport Format Combination Indicator)部、N_FBI位的FBI(Feed Back Information)部、以及N_TPC位的TPC部构成。于是，使用分配给DPCCH的FBI部(以下称为FBI位)来执行权重的更新。

在闭环的数据译码器中执行以下计算，从而得到原始信号。但是，这里，为了简化，省略了噪声分量。

Output 2＝(α₁W₁+α₂W₁)r＝|α₁W₁+α₂W₁|²S......(式5)

由此，接受信道可以得到和相位相符的增益(波束成形增益)，理想的情况是，与开环发送分集相比，能够得到大的增益。但是，有时所述FBI位在上行线路中产生错误并被检出，在越是会发生基站中采用的权重和移动台假定的权重不同的状态下，品质越是恶化。

为了减轻由于上述FBI位错误所引起的恶化，移动台有时也会存在为了更精确地推测在基站中使用的权重，而执行天线检验的情况。在非专利文献1的AnnexA中，介绍了该方法的一个例子。如上述例子所示，通过假设FBI位的上行线路的BER(Bit Error Rate：位错误率)、包含先验概率，而提高了判断精度。但是，由于即便在正确执行了天线检验的情况下，也会存在因FBI位错误而引起的波束成形增益的恶化，另外，由于还存在错误地推断在基站中使用的权重的天线检验错误，同样，可以说在FBI位的错误率增大的情况下，闭环发送分集的增益恶化。

综上所述，在从移动台到基站的上行链路中FBI位的错误率小的情况下，闭环发送分集得到了比开环发送分集大的增益，但是，在上行链路中FBI位的错误率大的情况下，与闭环发送分集相比，还是开环发送分集一方得到了稳定的增益。

但是，上述FBI位错误率随着上行链路的信道的传输速度、扩散率、发送时间间隔(Transmission Time Interval；以下，称为TTI)、FBI位数、目标错误率、时隙格式而不同，一般而言，在传输速度大的情况下，FBI位的错误率小，在传输速度小的情况下，FBI位的错误率大。FBI位由于不是与个别物理数据信道DPDCH，而是与个别控制信道DPCCH匹配，因此，在DPCCH相对于DPDCH的振幅比小和大的情况下，振幅比大的情况下，FBI位的错误率小。

在专利文献1中记载了如下技术：在没有无线传输通路特性的变化等规定条件时，基于应用请求信息来使用闭环发送分集。

[专利文献1]特开2002-64414号公报

[非专利文献1]“3GPP RAN TS25.214 V3.c.0”

发明内容

[发明要解决的问题]

如上所述，闭环发送分集在FBI位错误率小的情况下，可以得到比开环发送分集要大的增益。但是，闭环发送分集在FBI位错误率大的情况下，与开环发送分集相比，只能得到小的增益。

上述FBI位错误率是由上行链路的信道种类、或传输速度、扩散率、TTI、FBI位数、目标错误率、时隙格式确定的。一般而言，在传输速度大或DPCCH的功率大的情况下变小，在传输速度小或DPCCH的功率小的情况下变大。

本发明是为解决上述已有技术的缺陷而作出的，其目的在于提供一种移动通信系统的控制方法、控制装置、移动通信系统，所述移动通信系统为每个信道执行切换发送分集方式的控制，以便在推断为是在上行链路中FBI错误率小的信道的情况下使用闭环发送分集，在推断为是上述FBI错误率大的信道的情况下应用开环发送分集等，从而能够提高该信道的品质。

[用于解决问题的手段]

根据本发明技术方案1的移动通信系统的控制方法，所述移动通信系统包括无线基站和移动台，其中所述无线基站应用了利用多个天线来执行无线发送的发送分集，所述移动台与所述无线基站进行通信，该控制方法的特征在于：根据与从所述移动台到所述无线基站的上行链路中的信道有关的信息来确定发送分集方式。以这种方式，能够为每个信道适当地切换发送分集方式，能够提高信道品质。

根据技术方案2的移动通信系统的发送控制方法，其特征在于，在技术方案1中，与所述上行链路中的信道有关的信息为信道种类，在该信道种类为传送语音的信道的情况下，使用开环发送分集，而在该信道种类为传送分组的信道的情况下，使用闭环发送分集。使用这种方法，能够适当地使用开环发送分集、闭环发送分集。

根据技术方案3的移动通信系统的控制方法，其特征在于，在技术方案1中，与所述上行链路中的信道有关的信息是上行链路中的信道的传输速度、控制信道相对于数据信道的振幅比、发送时间间隔、目标错误率、以及时隙格式，基于这些信息中的至少之一来确定发送分集方式。按照这种方法，能够更加更低确定发送分集方式。

根据技术方案4的移动通信系统的控制方法，其特征在于，在技术方案3中，所述发送分集方式控制单元在所述上行链路中的信道传输速度小的情况下，使用开环发送分集，而在上述上行链路的传输速度大的情况下，使用闭环发送分集。按这种方法，能够适当地使用开环发送分集、闭环发送分集。

根据技术方案5的移动通信系统的控制方法，其特征在于，在技术方案1中，与所述上行链路的信道有关的信息是上行链路的物理控制信道的期望波功率与干扰波功率之比、导频信号的期望波功率与干扰波功率之比，基于这些信息中的至少之一来确定发送分集方式。按照这种方法，能够基于时时刻刻变化的SIR更适当地确定发送分集方法。

根据技术方案6的控制装置，用于控制执行利用多个天线与移动台进行无线发送的无线基站的发送分集，其特征在于，根据与自所述移动台起的上行链路中的信道有关的信息来确定发送分集方式。若采用如此构成的控制装置，能够为每个信道适当地切换发送分集方式，从而能够提高信道的品质。

根据技术方案7的控制装置，其特征在于，在技术方案6中，与所述上行链路中的信道有关的信息为信道种类，所述发送分集方式控制单元在所述信道种类为传送语音的信道的情况下，使用开环发送分集，而在该信道种类为传送分组的信道的情况下，使用闭环发送分集。若采用这种控制装置，则能够适当地采用开环发送分集、闭环发送分集。

根据技术方案8的控制装置，其特征在于，在技术方案6中，与所述上行链路中的信道有关的信息是该上行链路中的信道传输速度、控制信道相对于数据信道的振幅比、发送时间间隔、目标错误率、以及时隙格式，所述发送分集方式控制单元基于这些信息中的至少之一来确定发送分集方式。若采用这种控制装置，则能够更适当地确定发送分集方式。

根据技术方案9的控制装置，其特征在于，在技术方案8中，所述发送分集方式控制单元在所述上行链路中的信道传输速度小的情况下，使用开环发送分集，而在上述上行链路的传输速度大的情况下，使用闭环发送分集。若采用这种控制装置，能够适当地使用开环发送分集、闭环发送分集。

根据技术方案10的控制装置，其特征在于，在技术方案6中，与所述上行链路中的信道有关的信息是上行链路的物理控制信道的期望波功率与干扰波功率之比、导频信号(例如图11中的导频部)的期望波功率与干扰波功率之比(Signal-to-Interfernece power Ratio；以下，称为SIR)，所述发送分集方式控制单元基于这些信息中的至少1个来确定发送分集方式。按这种方法，能够基于时时刻刻变化的SIR来更适当地确定发送分集方式。

根据本发明技术方案11的移动通信系统，用于控制执行所述无线基站的发送分集，所述移动通信系统包含移动台、利用多个天线向所述移动台进行无线发送的无线基站、以及控制所述无线基站的无线控制站，其特征在于，在移动台、所述无线基站、所述无线控制站中的至少一个中设置如权利要求6到10之一所述的控制装置。若如此构成移动通信系统，则能够为每个信道适当地设置发送分集方式，从而能够提高信道的品质。

[发明效果]

如上所述，根据本发明，由于基于上行链路的信道种类或传输速度等来确定发送分集方式，因此，有能够提高下行链路的品质例如BLER(Block Error Rate)或所需的发送功率的效果。

附图说明

图1是表示根据本发明实施方式的移动通信系统的构成例的框图。

图2是表示图1中的无线控制站30的构成例的功能框图。

图3是表示与信道种类相对应的发送分集方式的流程图。

图4是表示与上行链路的传输速度相对应的发送分集方式的流程图。

图5是表示与控制信道的振幅比相对应的发送分集方式的流程图。

图6是表示与传输速度和振幅比相对应的发送分集方式的流程图。

图7是表示与SIR相对应的发送分集方式的流程图。

图8图示了开环发送分集(STTD)的概念。

图9图示了闭环发送分集(闭环模式1或闭环模式2)的概念。

图10图示了权重W₂的相位模式。

图11图示了上行链路的DPDCH、DPCCH的时隙格式。

具体实施方式

以下，将参照附图来说明本发明的实施方式。在以下说明中所参照的各图中，与其他图同等的部分利用同一符号来表示。

(移动通信系统)

以下，将使用附图来说明本发明的实施方式。图1表示本发明应用的移动通信系统的系统构成例。如图所示，本移动通信系统假定包括：移动台10；使用多个天线与移动台10执行无线通信的基站20；以及，控制基站20的无线控制台30。

本发明涉及在下行链路中应用发送分集时，根据上行链路的信道种类来切换下行链路的发送分集方式的控制，与本发明无关的部分的记述予以省略。

图2是表示依据本实施方式的无线控制站30的构成例的功能框图。如该图所示，无线控制站30由信道设置部31、以及确定发送分集方式的发送分集方式控制部34构成。信道设置部31包括上行链路信道设置部32以及下行链路信道设置部33构成。在该图中，在无线控制站30中，仅仅记载了与本实施方式有关的、设置无线部分中的信道的部分、以及确定发送分集方式的部分。

在本例中，发送分集方式控制部34被设置在无线控制站30内，但是，也可以在移动台10和基站20内部等设置发送分集方式控制部34，以确定发送分集方式。

(信道设置部)

信道设置部31从核心网络上获取被提供给移动台10的服务种类、例如是语音通信、电视电话、分组通信等的信息。之后，在位于信道设置部31内部的上行链路信道设置部32以及下行链路信道设置部33中，分别设置上行链路信道和下行链路信道的参数。

这里，所谓参数例如是传输速度或扩散率、TTI、FBI位数、目标错误率、DPCCH相对于DPDCH的振幅比(仅仅是上行链路)、时隙格式等。之后，信道设置部31将上述设置的上行链路的参数、即传输速度或扩散率、TTI、目标错误率、DPCCH相对于DPDCH的振幅比(仅仅是上行链路)、时隙格式等通知给发送分集方式控制部34。

信道设置部31也可以不通知上述参数，而通知在上行链路中传送的服务种类、例如是语音和电视电话、分组通信等。

(发送分集方式控制部)

发送分集方式控制部34从信道设置部31接受上行链路的参数、即传输速度或扩散率、TTI、目标错误率、DPCCH相对于DPDCH的振幅比、时隙格式等、或者是上行链路的信道种类。于是，基于上述上行链路的传输速度或扩散率、TTI、目标错误率、DPCCH相对于DPDCH的振幅比、时隙格式等、或基于信道种类内的至少1个，来确定发送分集方式。之后，将确定的发送分集方式通知给移动台10和无线基站20。

这里，例如，发送分集方式控制部34在上行链路的信道是传送语音信号的信道的情况下，将所述发送分集方式确定为开环发送分集，在上行链路的信道种类是传送分组信号的信道的情况下，将所述发送分集方式确定为闭环发送分集。

例如，发送分集方式控制部34也可以在上行链路的信道的传输速度小于或等于32kbps的情况下，将所述发送分集方式确定为开环发送分集，在上行链路的信道种类的传输速度不是小于或等于32kbps的情况下，将所述发送分集方式确定为闭环发送分集。

例如，也可以在上行信道的DPCCH相对于DPDCH的振幅比小于12/15的情况下，将所述发送分集方式确定为开环发送分集，在上行信道的DPCCH相对于DPDCH的振幅比大于或等于12/15的情况下，将所述发送分集方式确定为闭环发送分集。

也可以基于传输速度和上行信道的DPCCH相对于DPDCH的振幅比这两者，来确定发送分集方式。例如，也可以在传输速度小于或等于32kbps，且上行信道的DPCCH相对于DPDCH的振幅比小于12/15的情况下，将发送分集方式确定为开环发送分集，在传输速度小于或等于32kbps，且上行信道的DPCCH相对于DPDCH的振幅比大于或等于12/15的情况下，将发送分集方式确定为闭环发送分集，在传输速度大于32kbps的情况下，总是将所述发送分集方式确定为闭环发送分集。

发送分集方式控制部34也可以基于上行链路的物理控制信道的SIR、或导频信道的SIR值，来确定发送分集方式。即，若上述SIR大于或等于规定阈值，则将发送分集方式确定为闭环发送分集，若小于规定的阈值，则将发送分集方式确定为开环发送分集。按照这种方法，能够基于时时刻刻变化的SIR，更适当地来确定发送分集方式。另外，上述SIR也可以在基站20中被测定，将该测定结果通知给控制站30中的发送分集方式控制部34。或者也可以采取以下方式：在基站20中，根据上述SIR来确定发送分集方式，并将该确定结果通知给控制站30。

在上述说明中，发送分集方式控制部34使用上行链路的信道种类和传输速度等来确定发送分集方式，但一般而言，由于上行链路和下行链路的信道具有对称性，因此，也可以使用下行链路的信道种类或传输速度等来代替上行链路的信道种类或传输速度等，来确定发送分集方式。

(移动通信系统的通信控制方法)

接下来，使用图3的流程图来说明依据本发明的移动通信系统的通信控制方法。

(与信道种类相对应的发送分集方式)

首先，在图3的步骤S1中，判定上行链路的信道是否传送语音信号，在判定为发送语音信号的情况下，转到步骤S3，在判定为不发送语音信号的情况下，转到步骤S2。

在步骤S2中，针对该信道，确定将闭环发送分集用作发送分集方式。

在步骤S3中，针对该信道，确定将开环发送分集用作发送分集方式。

(与上行链路的传输速度相应的发送分集方式)

以下，使用图4的流程图来说明依据本发明的接收装置中的接收方法的另一个实施方式。

首先，在该图的步骤S11中，判定上行链路的传输速度是否小于或等于32kbps，在判定为上行链路的传输速度小于或等于32kbps的情况下，转到步骤S13，在判定为上行链路的传输速度不是小于或等于32kbps的情况下，转到步骤S12。

在步骤S12中，针对该信道，确定将闭环发送分集用作发送分集方式。

在步骤S13中，针对该信道，确定将开环发送分集用作发送分集方式。

这里，尽管通过判定上行传输速度是否小于或等于32kbps来确定发送分集方式，但是，也可以利用32kbps以外的传输速度来执行判断。

(与控制信道的振幅比相应的发送分集方式)

以下，将使用图5的流程图来说明依据本发明的接收装置中接收方法的另一方式。

首先，在该图中的步骤S21中，判定上行链路的DPCCH相对于DPDCH的振幅比是否小于12/15，在判定为上行链路的DPCCH相对于DPDCH的振幅比小于12/15的情况下，转到步骤S23，在判定为上行链路的DPCCH相对于DPDCH的振幅比不小于12/15的情况下，转到步骤S22。

在步骤S22中，针对该信道，确定将闭环发送分集用作发送分集方式。

在步骤S23中，针对该信道，确定将开环发送分集用作发送分集方式。

这里，尽管通过判定上行链路的DPCCH相对于DPDCH的振幅比是否小于12/15来确定发送分集方式，但是，也可以利用12/15以外的值来执行判定。

(与传输速度和振幅比相应的发送分集方式)

使用图6的流程图来说明依据本发明的接收装置中接收方法的另一方式。

首先，在该图的步骤S31中，判定上行链路的传输速度是否小于或等于32kbps，在判定为上行链路的传输速度小于或等于32kbps的情况下，转到步骤S33，在判定为上行链路的传输速度不是小于或等于32kbps的情况下，转到步骤S32。

在步骤S33中，判定上行链路的DPCCH相对于DPDCH的振幅比是否小于12/15，在判定为上行链路的DPCCH相对于DPDCH的振幅比也小于12/15的情况下，转到步骤S34，在判定为上行链路的DPCCH相对于DPDCH的振幅比不小于12/15的情况下，转到步骤S32。

在步骤S32中，针对该信道，确定将闭环发送分集用作发送分集方式。

在步骤S23中，针对该信道，确定将开环发送分集用作发送分集方式。

(与SIR相应的发送分集方式)

使用图7的流程图来说明依据本发明的接收装置中接收方法的另一方式。

首先，在该图中的步骤S41中，判定上行链路的物理控制信道的SIR值是否大于或等于3dB，在判定为该SIR值大于或等于3dB的情况下，转到步骤S43，在判定为该SIR值不是大于或等于3dB的情况下，转到步骤S42。

在步骤S43中，针对该信道，确定将闭环发送分集用作发送分集方式。

在步骤S42中，针对该信道，确定将开环发送分集用作发送分集方式。

根据以上的接收方法，能够基于时时刻刻变化的SIR，更为适当地确定发送分集方式。在以上的说明中，尽管是基于上行链路的物理控制信道的SIR来确定发送分集方式，但是，也可以代之以基于导频信号(例如图11中的导频部)的SIR值来确定发送分集方式。

(总结)

如以上说明所述，根据本实施方式，能够基于上行链路的信道种类和传输速度等来确定发送分集方式，作为结果，可以为各信道应用适当的发送分集方式，作为结果，能够减小各信道的错误率。在执行发送功率控制的情况下，能够降低应当分配给该信道的发送功率。

例如，与传送语音的信道相比，传送分组的信道由于一般传输速度较大，因此，能够推断为：在是传送语音的信道的情况下，FBI位错误率大，而在是传送分组的信道的情况下，FBI位错误率小。

因此，通过执行以下控制，对传送语音的信道应用开环发送分集，对传送分组的信道应用闭环发送分集，从而可以提高该信道的无线特性。

上述实施例尽管是针对3GPP(3^rd Generation PattnershipProject)中的高速分组传输方式HSDPA进行的描述，但是，本发明并不仅限于上述HSDPA，也可以应用于移动通信系统中的使用了发送分集的通信方法、或应用于使用了反馈信息的MIMO(Multiple InputMultiple Output)系统和自适应阵列天线系统内。

(产业上的可应用性)

本发明能够用于移动通信系统中的发送分集方式控制。

Claims (2)

1.一种包括无线基站和移动台的移动通信系统的控制方法，所述方法包括：

将利用多个天线来执行无线发送的发送分集应用到所述无线基站；以及

所述移动台与所述无线基站进行通信，其中由发送分集方式控制单元根据与从所述移动台到所述无线基站的上行链路中的信道有关的信息来确定发送分集方式，

其中与所述上行链路中的信道有关的信息为信道种类，在该信道种类为传送语音的信道的情况下，所述发送分集方式控制单元使用开环发送分集，而在该信道种类为传送分组的信道的情况下，所述发送分集方式控制单元使用闭环发送分集。

2.一种用于控制执行利用多个天线与移动台进行无线发送的无线基站的发送分集的控制装置，包括根据与自所述移动台起的上行链路中的信道有关的信息来确定发送分集方式的发送分集方式控制单元，

其中与所述上行链路中的信道有关的信息为信道种类，所述发送分集方式控制单元在所述信道种类为传送语音的信道的情况下使用开环发送分集，而在该信道种类为传送分组的信道的情况下使用闭环发送分集。

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