DE602004000728T2

DE602004000728T2 - Vorrichtung und Verfahren für den Übergangsmodus von einem Sendediversitätschema in einem Mobilfunkssystem

Info

Publication number: DE602004000728T2
Application number: DE602004000728T
Authority: DE
Inventors: Young-Seok Lim
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2003-05-16
Filing date: 2004-05-17
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2024-05-18
Also published as: JP2004343773A; JP4027912B2; US20050084029A1; US7391831B2; KR20040098976A; DE602004000728D1; KR100575930B1; CN1574686A; CN1330108C; EP1478105A1; EP1478105B1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein System zur mobilen Kommunikation. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Anpassung verschiedener Gewichtungen gemäß einer Änderung in einem Übertragungs-(Tx)-Diversity-Schema, wenn ein Knoten B Daten unter Verwendung eines Tx-Diversity-Schemas überträgt.
Beschreibung des Standes der Technik
Im Zuge der Entwicklung mobiler Telekommunikationssysteme und der Zunahme der Datenmenge, die in solchen Systemen übertragen wird, wurde kürzlich ein mobiles Telekommunikationssystem der dritten Generation entwickelt, das Daten bei höherer Geschwindigkeit zur Verfügung stellt. Bezüglich des mobilen Telekommunikationssystems der dritten Generation wurde in Europa weitgehend ein asynchrones Breitband-Code-Division-Multiple-Access-(W-CDMA)-Format als Funkzugangsstandard verwendet, und in Nordamerika wurde weitgehend ein synchrones Code-Division-Multiple-Access-2000-(CDMA-2000)-Format als Funkzugangsstandard verwendet. Typischerweise ermöglicht es das mobile Telekommunikationssystem einer Mehrzahl von Nutzergeräten (UEs) über einen Knoten B zu kommunizieren. Jedoch tritt eine Phasenverzerrung eines Empfangssignals im mobilen Telekommunikationssystem auf, was während der Übertragung von Hochgeschwindigkeitsdaten zu einem Schwundphänomen (fading phenomenon) führt. Das Schwundphänomen verursacht eine Verringerung einer Amplitude ei nes Empfangssignals von mehreren Dutzend dBs zu einigen wenigen dBs. Folglich, wenn die verzerrte Phase des Empfangssignals während eines Datendemodulierungsvorgangs nicht kompensiert wird, tritt ein unerwünschter Informationsfehler in den Übertragungsdaten eines Übertragungsendes auf, so dass eine Dienstequalität (quality of service, QoS) des mobilen Telekommunikationssystems sich verschlechtert. Um Hochgeschwindigkeitsdaten ohne QoS-Verschlechterung zu übertragen, muss das Schwundphänomen angegangen werden. Eine Vielfalt an Diversity-Schemata wurde weitgehend verwendet, um das Schwundphänomen zu überwinden.
Typischerweise verwendet das CDMA-Schema einen Rake-Receiver zur Durchführung des Diversity-Empfangs unter Verwendung einer Verzögerungsspreizung eines Kanalsignals. Ein allgemeiner Rake-Receiver verwendet ein Emfpangs-(Rx)-Diversity-Schema zum Empfang eines Mehrpfadsignals, und jeder Finger des Rake-Receivers ist einem Signalpfad zugeordnet, so dass er einen Demodulationsvorgang durchführt. Jedoch ist der obige Rake-Receiver, der auf einem Diversity-Schema basiert, das eine Verzögerungsspreizung verwendet, inaktiv, wenn ein Wert der Verzögerungsspreizung geringer ist als ein vorgeschriebener Wert. Ebenso wird gewöhnlich ein Zeit-Diversity-Schema, das einen Verschränkungs-(Interleaving)-Vorgang und einen Kodierungsvorgang einsetzt, für einen Doppler-Spreizungskanal verwendet. Jedoch ist es schwierig, das Zeit-Diversity-Schema bei einem Doppler-Spreizungskanal geringer Geschwindigkeit zu verwenden.
Folglich, um das Schwundphänomen zu lösen, wurde ein Raum-Diversity-Schema sowohl für einen Kanal mit einer geringen Verzögerungsspreizung, wie beispielsweise ein Innenraumkanal, wie auch für einen Kanal mit einer Dopplerspreizung geringer Geschwindigkeit, wie beispielsweise ein Walker-Kanal, verwendet. Das Raum-Diversity-Schema ist ein Beispiel für ein Diversity-Schema, das mit wenigstens zwei Übertragungs- und Empfangsantennen eingesetzt wird. Genauer gesagt, wenn die Leistung eines über eine Antenne übertragenen Signals sich durch das Schwundphänomen verringert, demoduliert das Raum-Diversity- Schema ein Übertragungssignal, indem es Signale empfängt, die über die verbliebenen Antennen übertragen werden. Das Raum-Diversity-Schema wird unterteilt in ein Empfangsantennen-Diversity-Schema, das eine Empfangsantenne verwendet, und ein Übertragungsantennen-Diversity-Schema, das eine Übertragungsantenne verwendet. Jedoch, da das Empfangsantennen-Diversity-Schema für UEs verwendet wird, ist es schwierig, wegen der Größe und der Kosten eines jeden UE für jedes UE eine Mehrzahl von Antennen zu installieren. Folglich wird vorzugsweise das Übertragungsantennen-Diversity-Schema zum Installieren vieler Antennen an einem Knoten B verwendet.
Das Übertragungs-Diversity-Schema steuert ein Übertragungsende, um Signale über eine Mehrzahl von Antennen zu übertragen, und steuert ein Empfangsende, um Ausgangssignale einzelner Antennen zu empfangen, zu demodulieren und zu kombinieren, um Schwundkanäle zu überwinden. Das W-CDMA implementiert das Übertragungs-Diversity-Schema durch Anpassung zweier Antennen an den Knoten B gemäß den spezifizierten Kommunikationsstandards.
Das Übertrangungsantennen-Diversity-Schema verwendet einen spezifischen Algorithmus für den Empfang eines Abwärts-(downlink)-Signals, um eine Diversity-Verstärkung zu erhalten, und wird in eine Übertragungs-Diversity mit offenem Kreis und eine Übertragungs-Diversity mit geschlossenem Kreis unterteilt. Die Übertragungs-Diversity mit offenem Kreis ist in eine zeitgeschaltete Übertragungs-Diversity (TSTD) und eine Raumzeit-Übertragungs-Diversity (STTD) unterteilt, und die Übertragungs-Diversity mit geschlossenem Kreis umfasst ein Übertragungsantennen-Anordnungs-(TxAA)-Schema.
Bezüglich der Übertragungs-Diversity mit offenem Kreis, wenn ein Knoten B Informationsbits kodiert und diese über eine Mehrzahl von Diversity-Antennen überträgt, empfängt das UE vom Knoten B übertragene Signale und dekodiert die empfangenen Signale, so dass eine Diversity-Verstärkung erzielt wird.
Bezüglich der Übertragungs-Diversity mit geschlossenem Kreis schätzt und berechnet das UE Kanalumgebungen, über welche durch Übertragungsantennen eines Knotens B übertragene Signale sich in der Zukunft fortbewegen werden, berechnet Gewichtungen der Antennen des Knotens B auf der Basis der berechneten Schätzwerte, um so einen maximalen Leistungswert eines Empfangssignals zu erhalten, und überträgt schließlich die Gewichtungen an den Knoten B über eine Aufwärtsverbindung (uplink), der Knoten B empfängt die Gewichtungen von dem UE und wendet die Gewichtungen auf jede der Antennen an, wodurch er die empfangenen Gewichtungen an die individuellen Antennen anpasst. In diesem Fall überträgt der Knoten B ein Pilotsignal für jede Antenne, um einen Kanal des UE zu messen, und derart misst das UE einen Kanal unter Verwendung des Pilotsignals für jede Antenne und erzeugt eine optimale Gewichtung basierend auf der gemessenen Kanalinformation.
Das Übertragungs-Diversity-Verfahren mit geschlossenem Kreis wird im Folgenden mit Bezug auf 1 beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine TxAA-Schema-Übertragungsvorrichtung veranschaulicht, die ein Beispiel für eine repräsentative Technik des Übertragungs-Diversity-Schemas mit geschlossenem Kreis ist.
Ein gesondert zugewiesener physischer Kontrollkanal (DPCCH) zur Übertragung einer Mehrzahl von Kontrollsignalen und ein gesondert zugewiesener physischer Datenkanal (DPDCH) zur Übertragung von Informationssignalen werden gemultiplext, um einen gesondert zu gewiesenen physischen Kanal (DPCH) 102 zu konfigurieren. In diesem Fall sind der DPCCH und der DPDCH typischerweise in einer Abwärtsrichtung (downlink) zeitlich gemultiplext.
Der Multiplizierer 104 verschlüsselt das DPCH-Signal mittels eines Verschlüsselungscodes. Das verschlüsselte DPCH-Signal wird in dem Multiplizierer 106 mit einer vorbestimmten Gewichtung W1 multipliziert, und wird in dem Multiplizierer 108 mit einer vorbestimmten Gewichtung W2 multipliziert, so dass die Ü bertragungs-Diversity mit geschlossenem Kreis auf das verschlüsselte DPCH-Signal angewendet wird. Getrennte Berechnungssignale werden über eine erste Antenne 114 und eine zweite Antenne 116 übertragen.
Das Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis unterteilt sich in ein Erstmodus-Schema und ein Zweitmodus-Schema gemäß den Gewichtungsnutzverfahren. Genauer gesagt. bestimmt das Erstmodus-Schema (Modus 1) eine Gewichtung, indem es lediglich eine Phasendifferenz zwischen über die zwei Antennen 114 und 116 empfangene Signale betrachtet, und das Zweitmodus-Schema (Modus 2) bestimmt eine Gewichtung, indem es die Phasendifferenz und die Betragsdifferenz zwischen Signalen betrachtet, die über die zwei Antennen 114 und 116 empfangen werden.
Die an die erste und die zweite Antenne übertragenen Signale werden in individuellen Multiplexern 110 und 112 mit einzigartigen Pilotsignalen CPICH1 und CPICH2, die jeder Antenne zugewiesen sind, jeweils gemultiplext, so dass die Zustandsinformation von über individuelle Antennen übertragene Kanalsignale gemessen werden kann.
Die Mobilstation (MS) empfängt Signale von individuellen Antennen, misst die Kanalzustände der einzelnen Antennen mittels der Pilotsignale und multipliziert die Gewichtungen mit den Pilotsignalen der zwei Antennen, so dass sie eine spezifische Gewichtung zur Maximierung eines Leistungsniveaus eines Empfangssignals bestimmt, die ein Maß für die Summe der multiplizierten. Ergebnisse in Verbindung mit den individuellen Antennen ist. Die Information über die Gewichtung ist als vorbestimmte Sätze definiert. Wenn die Gewichtung unter drei zur Verfügung stehenden Gewichtungen an ein Empfangsende angepasst ist, bestimmt das Empfangsende eine Gewichtung zur Maximierung einer erforderlichen Empfangsleistung. Wenn die Information über die bestimmte Gewichtung über das Feedback-Informations-(FBI)-Feld einer Uplink-DPCCH-Nachricht übertragen wird, analysiert die FBI-Nachrichtenbestimmungseinheit 118 die von dem Empfangsende empfangene Feedback-Information. Der Gewichtungsgenerator 120 erzeugt Gewichtungen W1 und W2 für jede Antenne und multipliziert die Gewichtungen W1 und W2 mit einem zu übertragenden DPCH-Signal.
Die Uplink-DPCCH-Konfiguration und die FBI-Konfiguration werden nun mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben. 2 ist eine Ansicht, die eine Konfiguration des Uplink DPCCH veranschaulicht. Ein Frame des Uplink DPCCH umfasst 15 Schlitze (slots) und jeder Schlitz umfasst ein Pilotsymbol, ein Übertragungsformat-Kombinationsindikator-(TFCI)-Bit, ein Feedback-Informations-(FBI)-Symbol und ein Downlink-Übertragungsleistungsteuerungsbefehlselement (Transmit Power Control Commander, TPC). Das Pilotsymbol wird als Kanalschätzsignal verwendet, wenn von der MS an den Knoten B übertragene Daten demoduliert werden. Das TFCI-Bit gibt an, welche der Transportformatkombinationen (TFCs) auf einen Downlink-Kanal angewandt wird, der während eines gegenwärtigen Übertragungs-Frames übertragen wird. Das FBI-Symbol überträgt Feedback-Informationen gemäß dem verwendeten Übertragungs-Diversity-Schema, und das TPC-Symbol ist ein Symbol zur Steuerung der Downlink-Kanalübertragungsleistung. Der Uplink DPCCH wird unter Verwendung eines orthogonalen Codes gespreizt und wird an einen Zielort übertragen. In diesem Fall wird ein Spreizfaktor (SF) auf einen bestimmten Wert, z.B. 256, festgelegt.
3 veranschaulicht eine Konfiguration eines FBI-Symbols, das in dem Uplink DPCCH enthalten ist. Das FBI-Symbol ist in ein S-Feld und ein D-Feld unterteilt. Das S-Feld ist ein Beispiel für ein Feld für das STTD-Signal, und das D-Feld ist ein Beispiel für ein Feld für die Übertragungs-Diversity mit geschlossenem Kreis. Folglich überträgt die MS Gewichtungsinformationen über das D-Feld des FBI-Symbols des Uplink DPCCHs. Das D-Feld umfasst maximal 1 Bit für jeden Schlitz.
Ein Kanal zur Verwendung in dem W-CDMA-Kommunikationssystem ist im Wesentlichen unterteilt in einen physischen Kanal, einen Transportkanal und ei nen logischen Kanal gemäß der Signalverarbeitung von hierarchischen Informationen. Der physische Kanal zur raumweisen Übertragung von Daten ist unterteilt in einen Downlink-physischen Kanal und einen Uplink-physischen Kanal, gemäß den Richtungen der Informationsübertragung.
Das Übertragungs-Diversity-Schema zur Verwendung in individuellen physischen Kanälen ist in der folgenden Tabelle 1 gezeigt: Tabelle 1
In diesem Fall werden im Folgenden die Grundsätze zur Anpassung des Übertragungs-Diversity-Schemas an die physischen Kanäle beschrieben.

1) Gemäß dem ersten Grundsatz können das STTD-Schema und das Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis nicht gleichzeitig auf den gleichen physischen Kanal angewandt werden.
2) Gemäß dem zweiten Grundsatz muss das Übertragungs-Diversity-Schema beim Anpassen des Übertragungs-Diversity-Schemas auf einen der Downlinks auf den P-CCPCH und den SCH angewandt werden.
3) Gemäß dem dritten Grundsatz müssen ein PDSCH und sein zugeordneter DPCH zu jeder Zeit dasselbe Übertragungs-Diversity-Schema verwenden.
4) Gemäß dem vierten Grundsatz müssen der HS-SCCH, der HS-PDSCH und deren zugeordneter DPCH dasselbe Übertragungs-Diversity-Schema verwenden.

Das auf dem W-CDMA-Schema basierende UMTS-System muss DPCH-Signale kombinieren, die zu einem weichen Übergabezeitpunkt (soft handover time) von mehrere Knoten B übertragen werden. Die Knoten B zur Übertragung der DPCH-Signale, die gleichzeitig empfangen werden sollen, müssen die folgenden Bestimmungen erfüllen, die gemäß den vorgeschriebenen Standards mit der Verwendung des Übertragungs-Diversity-Schemas verbunden sind.

1) Gemäß der ersten Bestimmung verwenden die Knoten B ein Übertragungs-Diversity-Schema, wenn sie ein DPCH-Signal an eine erwünschte UE übertragen. Genauer gesagt vermeiden die Knoten B eine Verdopplung des Übertragungs-Diversity-Schemas mit offenem Kreis und des Übertragungs-Diversity-Schemas mit geschlossenem Kreis.
2) Gemäß der zweiten Bestimmung wird ein für DPCH-Übertragung kürzlich hinzugefügter Knoten B, wenn alle Knoten B, die gegenwärtig UEs erforderliche Dienste zur Verfügung stellen, das Übertragungs-Diversity-Schema nicht verwenden, durch konventionelle Knoten B nicht berührt, in Verbindung mit spezifischen Informationen, die ein verwendetes oder nicht verwendetes Übertragungs-Diversity-Schema angeben.
3) Gemäß der dritten Bestimmung kann der kürzlich hinzugefügte Knoten B, wenn einer oder mehrere Knoten B aus einer Mehrzahl von Knoten B, die derzeit UEs mit erforderlichen Diensten versorgen, den DPCH unter Verwendung des Übertragungs-Diversity-Schemas mit offenem Kreis übertragen, den DPCH unter Verwendung des Übertragungs-Diversity-Schemas mit offenem Kreis übertragen oder kann den DPCH auch ohne Verwendung des Übertragungs-Diversity-Schemas übertragen.
4) Gemäß der vierten Bestimmung kann der kürzlich hinzugefügte Knoten B, wenn einer oder mehrere der Knoten B aus einer Mehrzahl von Knoten B, die derzeit UEs mit erforderlichen Diensten versorgen, den DPCH unter Verwendung des Übertragungs-Diversity-Modus-1-Schemas mit geschlossenem Kreis übertragen, den DPCH unter Verwendung des Übertragungs-Diversity-Modus-1-Schemas mit geschlossenem Kreis übertragen oder kann ebenso den DPCH ohne Verwendung des Übertragungs-Diversity-Schemas übertragen.
5) Gemäß der fünften Bestimmung kann der kürzlich hinzugefügte Knoten B, wenn einer oder mehrere der Knoten B aus einer Mehrzahl von Knoten B, die derzeit die UEs mit erforderlichen Diensten versorgen, den DPCH unter Verwendung des Übertragungs-Diversity-Modus-2-Schemas mit geschlossenem Kreis übertragen, den DPCH unter Verwendung des Übertragungs-Diversity-Modus-2-Schemas mit geschlossenem Kreis übertragen oder kann ebenso den DPCH ohne Verwendung des Übertragungs-Diversity-Schemas übertragen.

Beim Empfang von Downlink-DPCH-Signalen von mehr als zwei Knoten B bei einem weichen Übergabezeitpunkt (soft handover time) werden individuelle Knoten B nicht durch spezifische Informationen berührt, die angeben, ob das Übertragungs-Diversity-Schema an die Knoten B angepasst ist. Wenn das Übertragungs- Diversity-Schema verwendet wird, können das Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis und das Übertragungs-Diversity-Schema mit offenem Kreis nicht gleichzeitig verwendet werden. Im Falle der Verwendung des Übertragungs-Diversity-Schemas mit geschlossenem Kreis können die vorgenannten Modus-1- und Modus-2-Schemata nicht gleichzeitig verwendet werden. Eine Mehrzahl von Knoten B zur Versorgung der UEs mit erforderlichen Diensten muss ein Schema aus der Mehrzahl von Übertragungs-Diversity-Schemata auswählen und darf nur das ausgewählte Schema einsetzen.
Im Folgenden wird nun ein Verfahren zur Steuerung der MS zur Erzeugung von Gewichtungen beschrieben. Die MS führt Kanalschätzungen unter Verwendung des CPICH durch, und dieser Kanalschätzwert, der in der Form einer Matrix H konfiguriert ist, kann durch die folgende Gleichung 1 dargestellt werden: H = [h1, h2]
Mit Bezug auf die Gleichung 1 sind h₁ und h₂ Kanalschätzvektoren jeweils für zwei Übertragungsantennen. Die MS wählt unter Verwendung der Kanalschätzvektoren Gewichtungen w₁ und w₂ aus, die es erlauben, den Ergebniswert der folgenden Gleichung 2 zu maximieren. P = wHHHHw
Mit Bezug auf die Gleichung 2 ist w [w₁, w₂]^T und ist P ein Maß der Empfangsleistung, wenn die Gewichtungsinformation in den gegenwärtigen Kanalumgebungen an die erste und an die zweite Antenne angepasst ist. Die MS sucht nach einer Gewichtung zur Maximierung der Empfangsleistung und überträgt die Gewichtung an den Knoten B.
4 ist eine Konfiguration einer Feedback-Signalnachricht (FSM), die von der MS an den Knoten B übertragen wird, um das Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis zu etablieren. Die FSM-Konfiguration wird über das D-Feld übertragen, das in dem in der 3 gezeigten FBI-Feld enthalten ist. Die FSM ist unterteilt in ein FSM_ph-Feld, das ein Maß für die Phaseninformation ist, und ein FSM_po-Feld, das ein Maß für die Betragsinformation ist.
Wenn die MS eine wie oben beschriebene Übergabefunktion durchführt, kann ein Übertragungs-Diversity-Schema zur Verwendung im vorherigen Knoten B vor Durchführung der Übergabefunktion unterschiedlich sein von dem anderen Übertragungs-Diversity-Schema zur Verwendung in dem späteren Knoten B nach Durchführung der Übergabefunktion. Vorausgesetzt, dass das Übertragungs-Diversity-Schema des vorherigen Knotens B gleich demjenigen des späteren Knotens B ist, braucht die MS das Übertragungs-Diversity-Schema nicht zu verändern. Ansonsten, vorausgesetzt dass das Übertragungs-Diversity-Schema des vorherigen Knotens B sich von demjenigen des späteren Knotens B unterscheidet, muss die MS das Übertragungs-Diversity-Schema. gemäß den Übergabesituationen ändern.
Wenn die MS das Übertragungs-Diversity-Schema verändert, und insbesondere wenn eine Veränderung im Modus des Übertragungs-Diversity-Schemas mit geschlossenem Kreis auftritt, muss die MS zum Zeitpunkt des Wechsels von einem Modus zum anderen Modus eine Anfangsgewichtung etablieren. Der Knoten B muss Gewichtungsinformation empfangen, die es ermöglicht, die Empfangsleistung in der MS zu maximieren, und Daten unter Verwendung der empfangenen Gewichtungsinformation übertragen. Jedoch, wie es in 4 gezeigt ist, umfasst die Gewichtungsinformation 2 Bits, wenn das Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis auf den Modus 1 gesetzt ist, umfasst 4 Bits, wenn das Übertragungs-Diversity-Schema auf den Modus 2 gesetzt ist, und es wird ein Bit über einen Schlitz übertragen. Die Knoten B brauchen eine vorbestimmte Zeit, um alle von der MS übertragenen Gewichtungsinformationen zu empfangen, so dass sie angemessene Gewichtungen von der MS empfangen können. Folglich muss der Knoten B Daten, die vor der vorbestimmten Zeit zu übertragen sind, unter Verwendung einer vorbestimmten Gewichtung übertragen, die zwischen dem Knoten B und der MS festgelegt ist. Jedoch spiegeln sich gegenwärtige Kanalumgebungen in dem vorgenannten Fall nicht wider, so dass die Gewichtung zur Maximierung der Empfangsleistung auf den vorgenannten Fall nicht angewandt wird, und es wird keine optimale Gewichtung auf die erzeugten Signale angewandt, bis zur Anwendung einer Gewichtung, wo sich eine Kanalsituation widerspiegelt, was zu einer Verschlechterung der Systemleistung führt. Zusammenfassend muss ein Verfahren entwickelt werden, um die während einer Übergabe auftretenden vorgenannten Probleme zu lösen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Folglich wurde die vorliegende Erfindung im Hinblick auf die obigen Probleme gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Minimierung der Verschlechterung der Übertragungs-(Tx)-Diversity-Leistung beim Wechsel von einem Übertragungs-Diversity-Schema zu einem anderen Schema bereitzustellen.
Es ist andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Zuweisung verschiedener Gewichtungen, in einem ersten Fall, bei welchem ein Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis verändert wird, und einem zweiten Fall, bei welchem keine Veränderung beim Übertragungs-Diversity-Schema. stattfindet, was zu einer effektiven Umsetzung der Übertragungs-Diversity führt, bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die obige und andere Aufgaben gelöst werden durch die Bereitstellung eines Verfahrens zur Kontrolle eines Knotens B, so dass dieser ein Übertragungs-Diversity-Schema in ein anderes Schema ändert, in einem mobilen Kommunikationssystem mit dem Knoten B zur Übertragung von Daten unter Verwendung des Übertragungs-Diversity-Schemas und einer Mobilstation (MS) zur Übertragung von Antennengewichtun gen an den Knoten B, um den Knoten B mit einer maximalen Übertragungs-Diversity-Leistung zu versorgen, so dass er eine maximale Übertragungs-Diversity umsetzen kann. Das Verfahren umfasst. die Schritte der Feststellung, ob beim Empfang einer Übertragungs-Diversity-Information von der MS ein Modusübergang im Übertragungs-Diversity-Schema vorliegt; der Erzeugung von mit individuellen Antennen assoziierten Gewichtungen unter Verwendung einer vorbestimmten Beziehung zwischen Gewichtungen zur Verwendung in verschiedenen Übertragungs-Diversity-Schemata, wenn festgestellt wird, dass der Modusübergang im Übertragungs-Diversity-Schema stattfindet; und der Übertragung von Daten unter Verwendung der erzeugten Gewichtungen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird bereitgestellt: eine Datenübertragungsvorrichtung zur Umsetzung einer maximalen Übertragungs-Diversity, wenn ein gegenwärtiges Übertragungs-Diversity-Schema in ein anderes Schema geändert wird, in einem mobilen Kommunikationssystem mit einem Knoten B zur Übertragung von Daten unter Verwendung eines Übertragungs-Diversity-Schemas und einer Mobilstation (MS) zur Übertragung von Gewichtungen einer Mehrzahl von Antennen an den Knoten B, um den Knoten B mit einer maximalen Übertragungs-Diversity-Leistung zu versorgen. Die Vorrichtung umfasst eine Einheit zur Feststellung eines Modusübergangs, um festzustellen, ob bei Empfang einer Übertragungs-Diversity-Information von der MS ein Modusübergang im Übertragungs-Diversity-Schema vorliegt; einen Gewichtungserzeuger zur Erzeugung von mit individuellen Antennen assoziierten Gewichtungen unter Verwendung einer vorbestimmten Beziehung zwischen Gewichtungen verschiedener Übertragungs-Diversity-Schemata gemäß dem Feststellungsergebnis der Einheit zur Feststellung eines Modusübergangs, und Übertragung der erzeugten Gewichtungen an einen Signalprozessor; und einen Signalprozessor zur Übertragung von Daten unter Verwendung der erzeugten Gewichtungen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden, in welchen:
1 ein Blockdiagramm ist, das einen Transmitter zur Umsetzung einer herkömmlichen Übertragungs-Diversity mit geschlossenem Kreis veranschaulicht;
2 ein Diagramm ist, das die Konfiguration eines Uplink gesondert zugewiesenen physischen Kontrollkanals (DPCCH) veranschaulicht;
3 ein Diagramm ist, das eine Feedback-Information-(FBI)-Feldkonfiguration des Uplink DPCCH-Signals veranschaulicht;
4 eine Ansicht ist, die eine Feedback-Signalnachrichten-(FSM)-Konfiguration veranschaulicht, die über das FBI-Feld übertragen wird;
5 eine Ansicht ist, die Gewichtungen für ein Übertragungs-Diversity-Modus-1-Schema mit geschlossenem Kreis basierend auf einer Konstellation veranschaulicht;
6 ein konzeptuelles Diagramm ist, das Gewichtungen zur Verwendung in einem Übertragungs-Diversity-Modus-2-Schema mit geschlossenem Kreis basierend auf einer Konstellation veranschaulicht;
7 ein Diagramm ist, das ein Verfahren zur Übertragung einer durch eine MS bestimmten Gewichtung des Übertragungs-Diversity-Modus-2 mit geschlossenem Kreis unter Verwendung einer FSM veranschaulicht;
8 ein Diagramm ist, das ein Verfahren zur Bestimmung einer Gewichtung unter Verwendung einer vom Knoten B empfangenen FSM des Übertragungs-Diversity-Mndus-2 mit geschlossenem Kreis veranschaulicht;
9 ein Blockdiagramm ist, das einen Transmitter zur Umsetzung einer Übertragungs-Diversity mit geschlossenem Kreis gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
10 ein Diagramm ist, das ein Verfahren zur Umwandlung von Gewichtungen des Übertragungs-Diversity-Modus-2 mit geschlossenem Kreis in Gewichtungen des Übertragungs-Diversity-Modus-1 mit geschlossenem Kreis gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht; und
11 ein. Diagramm ist, das ein Verfahren zur Umwandlung von Gewichtungen des Übertragungs-Diversity-Modus-1 mit geschlossenem Kreis in Gewichtungen des Übertragungs-Diversity-Modus-2 mit geschlossenem Kreis gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Es wird hervorgehoben, dass in den Zeichnungen dieselben oder ähnliche Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, obwohl sie in unterschiedlichen Zeichnungen dargestellt sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail mit Bezug auf die angehängten Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird auf eine detaillierte Beschreibung bekannter Funktionen und Konfigurationen, die hier eingeschlossen sind, zu Zwecken der Knappheit verzichtet.
Im Folgenden werden der Übertragungs-Diversity-Modus-1 mit geschlossenem Kreis und der Übertragungs-Diversity-Modus-2 mit geschlossenem Kreis beschrieben.
5 zeigt Gewichtungen zur Verwendung in der zweiten Antenne (Antenne 2) des Übertragungs-Diversity-Modus-1 mit geschlossenem Kreis. Einzelne Gewichtungen haben die gleiche Größe, es tritt jedoch ein Phasenunterschied von 90° bei den Gewichtungen auf. Der Satz an Gewichtungen für die erste und die zweite Antenne, angewandt auf das Modus-1 Schema, kann durch die folgende Gleichung 3 dargestellt werden:
Mit Bezug auf die Gleichung 3 gibt die Gewichtung w₁ für die erste Antenne nur eine Betragsinformation an, und die Gewichtung w₂ für die zweite Antenne gibt Betrags- und Phaseninformation an. Die Gewichtungen w₁ und w₂ haben den gleichen Betrag von 1/√2, wie es in der Gleichung 3 gezeigt ist.
5 ist eine Konstellation, die Gewichtungssätze für die zweite Antenne des Übertragungs-Diversity-Modus-1-Schema mit geschlossenem Kreis veranschaulicht. Die Gewichtungen zur Verwendung in der ersten Antenne des Modus-1-Schemas haben alle eine Phase von 0, wie oben beschrieben. Die MS berechnet unter Verwendung der Gleichung 2 einen Parameter von w₂, der die maximale Empfangsleistung aufweist. Die Mobilstation (MS) berechnet unter Verwendung der Gleichung 2 Empfangsleistungswerte, die allen Parametern w₂ zugeordnet sind, um die maximale Empfangsleistung zu erhalten, und erkennt Gewichtungen mit maximaler Empfangsleistung unter den berechneten Empfangsleistungswerten. Die MS überträgt die der erkannten zweiten Antenne zugeordnete Gewichtung und die andere der ersten Antenne zugeordnete Gewichtung gleichzeitig. Jedoch ist die Gewichtung für die erste Antenne auf einen konstanten Wert festgelegt, so dass die MS nur die Gewichtung für die zweite Antenne an den Knoten B übertragen kann. Im Folgenden wird ein spezifischer Fall beschrieben, bei welchem die MS nur die Gewichtung für die zweite Antenne überträgt. Die von der MS erhaltenen Gewichtungen werden an den Knoten B über einen Uplink gesondert zugewiesenen physischen Kontrollkanal (DPCCH) übertragen. Die MS für das Modus-2-Schema. überträgt nur die Phaseninformation, so dass sie selektiv nur eine Phasenkomponente unter einer in der 4 gezeigten Feedback- Signalnachrichten (FSM)-Konfiguration überträgt, und nur 2 Bits verwendet, um die Phaseninformation zu übertragen.
Wie oben angegeben, ist die FSM-zugeordnete Information ausgelegt, um nur ein Bit für jeden Schlitz zu übertragen. Genauer gesagt, wenn eine Schlitzzahl mit einer geraden Zahl bezeichnet ist, überträgt sie entweder eine 0 oder π. Wenn die Schlitzzahl mit einer ungeraden Zahl bezeichnet ist, überträgt sie entweder π/2 oder –π/2. Der Knoten B erhält Phaseninformation von einem entsprechenden Schlitz unter Verwendung eines FSM-Bits eines Feedback-Informations-(FBI)-Felds, das über den Uplink DPCCH empfangen wird. Der Knoten B erhält Gewichtungsinformation von der MS unter Verwendung der Phaseninformation. Die von der MS in Schlitzeinheiten übertragene Gewichtungsinformation ist in der folgenden Tabelle 2 gezeigt: Tabelle 2
Die folgende Gleichung 4 gibt verallgemeinerte Gewichtungsinformation wieder, die von der MS übertragen wird: w1 = 1/√2 (const.),
Beim Empfang der Feedback-Information von einem spezifischen Schlitz verändert der Knoten B die Gewichtungsinformation, die er von einem Feedback-Signalnachten-(FSM)-Signal erhalten hat, das von einem zu dem spezifischen Schlitz vorangehenden Schlitz empfangen wurde, zu einer anderen Information.
Der Knoten B verwendet
als eine Anfangsgewichtung für die zweite Antenne, bis er das erste FSM-Signal empfängt. Wenn der Knoten B die erste FSM-Information empfängt, wird die Gewichtung für die zweite Antenne unter Verwendung der folgenden Gleichung 5 berechnet:
Mit Bezug auf die Gleichung 5 ist ϕ₀ ein Maß für die durch den Knoten B zuerst empfangene FSM-Information, und ist ein Übertragungswert eines mit 0 bezifferten Schlitzes. Der Knoten B aktualisiert Gewichtungen unter Verwendung der Übertragungsinformation des mit 0 bezifferten Schlitzes und der Information, die als die Anfangsgewichtung gespeichert ist. Mit dem Empfang von FSM-Information von einem mit 1 bezifferten Schlitz aktualisiert der Knoten B die Gewichtungsinformation unter Verwendung der Übertragungsinformation vom mit 1 bezifferten Schlitz und die Gewichtungsinformation, die durch die Übertragungsinformation des mit 0 bezifferten Schlitzes aktualisiert wurde. Der Knoten B zur Verwendung im Übertragungs-Diversity-Modus-2-Schema mit geschlossenem Kreis benötigt bei Betrachtung der Verzögerung einer Rundstrecke ungefähr vier Schlitze, so dass er Gewichtungsinformationen gemäß den Kanalzuständen etablieren kann.
Im Folgenden wird nun das Übertragungs-Diversity-Modus-2-Schema mit geschlossenem Kreis beschrieben. 6 ist ein Diagramm, das Gewichtungen zur Verwendung im Übertragungs-Diversity-Modus-2-Schema mit geschlossenem Kreis, basierend auf einer Konstellation, veranschaulicht. Wie es in 6 gezeigt ist, wird die Gewichtungsinformation zur Verwendung im Modus-2-Schema unterschiedlich gemäß deren Betrag und Phaseninformation angepasst. 4 zeigt die FSM-Information, die aus einem Phasenabschnitt und einem Betragsabschnitt besteht. Die Gewichtungsinformation zur Verwendung im Modus-2-Schema kann durch die folgende Gleichung 6 angegeben werden: w1 = {√0.8, √0.2},
Mit Bezug auf die Gleichung 6 umfasst die erste Antenne nur Betragsinformation und die zweite Antenne umfasst nicht nur Betragsinformation, sondern auch Phaseninformation. Vier Bits werden benötigt, um die gesamte Gewichtungsinformation zur Verwendung im Modus-2-Schema zu empfangen. Die MS und der Knoten B verwenden jeder ein progressives Aktualisierungsverfahren, um eine Zeitverzögerung von 4 Schlitzen zu verringern. Das progressive Aktualisierungsverfahren bestimmt das nächste FSM-Bit auf der Basis des vorher übertragenen FSM-Bits.
7 ist ein Beispiel, in welchem die MS das FSM-Bit unter Verwendung des progressiven Aktualisierungsverfahrens überträgt. Das progressive Aktualisierungsverfahren zur Verwendung in der MS wird im Folgenden mit Bezug auf die 6 und 7 beschrieben.
7 zeigt vier Schlitze und FSM-Bits, die von den vier Schlitzen übertragen werden. Die vier Schlitze umfassen 4m, 4m + 1, 4m + 2 und 4m + 3. Die im Schlitz „4m" enthaltene MS überträgt den Wert b₃, und die in dem Schlitz „4m + 1" enthaltene MS überträgt den Wert b₂. Die in dem Schlitz „4m + 2" enthaltene MS überträgt den Wert b₁ und die in dem Schlitz „4m + 3" enthaltene MS überträgt den Wert b₀. Die MS berechnet eine Gewichtung mit maximaler Empfangsleistung unter Verwendung der Gleichung 2. Wie es in Gleichung 6 gezeigt ist, wenn die erste Antenne den Wert 0,8 enthält, enthält die zweite Antenne 2 den Betrag 0,2. Wenn die erste Antenne den Wert 0,2 enthält, enthält die zweite Antenne 2 den Betrag 0,8. Folglich führt die MS einen hypothetischen Test für eine Gesamtheit von 16 Gewichtungen durch, um den Wert von b₃ im Schlitz „4m" zu übertragen, und bestimmt eine Gewichtung mit maximaler Empfangsleistung. In Verbindung mit der bestimmten Gewichtung überträgt die MS ein dem Wert b₃ entsprechendes Bit unter 4 Bits, die im Schlitz „4m" enthalten sind. Der Wert von b₃ entspricht dem Wert von x₃, wie es in 7 gezeigt ist. Wenn der Wert von x₃ bestimmt wurde, bestimmt die MS obere und untere Positionen auf der Grundlage einer Achse der reellen Zahlen, wie es in der Konstellation der 6 gezeigt ist.
Nachdem die MS den Wert von x₃ im Schlitz „4m" bestimmt hat, bestimmt sie den Wert von x₂ im Schlitz „4m + 1". Die MS misst die maximale Empfangsleistung nur in Verbindung mit Gewichtungen, die in der Position enthalten sind, die durch den Wert von x₃ bestimmt ist, anstatt die maximale Empfangsleistung in Verbindung mit allen Gewichtungen zu messen. Folglich misst die MS die Empfangsleistung lediglich in Verbindung mit acht Gewichtungen, bestimmt eine Gewichtung mit maximaler Empfangsleistung und bestimmt den Wert von x₂, der von der MS übertragen werden soll, nachdem die Empfangsleistung gemessen wurde. Nachdem die MS den Wert von x₂ im Schlitz „4m + 1" bestimmt hat, bestimmt sie den Wert von x₁ im Schlitz „4m + 2". Die MS misst die Empfangsleistung lediglich in Verbindung mit Gewichtungen, die in der Position enthalten sind, die durch die Werte von x₃ und x₂ bestimmt sind, anstatt die Empfangsleistungen in Verbindung mit allen Gewichtungen. zu messen. Folglich misst die MS die Empfangsleistung lediglich. in Verbindung mit vier Gewichtungen, bestimmt eine Gewichtung mit maximaler Empfangsleistung und bestimmt den Wert von x₁, der von der MS übertragen werden soll, nachdem die Empfangsleistung ge messen wurde. Die von der MS übertragene FSM Phaseninformation ist in der folgenden Tabelle 3 gezeigt: Tabelle 3
Nachdem die MS den Wert von x₁ im Schlitz „4m + 2" bestimmt hat, bestimmt sie den Wert von x₀ im Schlitz „4m + 3". Der Wert von x₀ gibt die Betragsinformation an. Die MS misst die Empfangsleistung nur in Verbindung mit Gewichtungen, die in der Position enthalten sind, die durch die Werte von x₃, x₂ und x₁ bestimmt ist, anstatt die Empfangsleistungen in. Verbindung mit allen Gewichtungen zu messen. Folglich misst die MS die Empfangsleistung nur in Verbindung mit zwei Gewichtungen, bestimmt eine Gewichtung mit maximaler Empfangsleistung und be stimmt den Wert von x₀, der von der MS übertragen werden soll, nachdem die Empfangsleistung gemessen wurde. Die vom Wert x₀ übertragene FSM Betragsinformation ist in der folgenden Tabelle 4 gezeigt: Tabelle 4
8 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Bestimmung einer Gewichtung im Anschluss an den Empfang von FSM Informationen vom Knoten B zur Verwendung mit der progressiven Aktualisierungsmethode veranschaulicht. Mit Bezug auf die 8 bestimmt der Knoten B eine erforderliche Gewichtung unter Verwendung nicht nur einer vorbestimmten Gewichtung sondern auch einer von einem spezifischen Schlitz empfangenen Information. Ein Gewichtungsvektor zur Verwendung in der ersten und der zweiten Antenne im spezifischen Schlitz des Knotens B ist mit der folgenden Gleichung 7 bezeichnet, die eine vereinfachte Konfiguration der Gleichung 6 angibt:
Bevor der Knoten B das erste FSM Bit von. der MS empfängt, werden individuelle Übertragungsleistungen der ersten Antenne und der zweiten Antenne jeder bei einem bestimmten Wert von 0,5 gehalten. Bevor der Knoten B die erste FSM Phaseninformation von der MS empfängt, wird eine Phasendifferenz zwischen der ersten Antenne und der zweiten Antenne bei einem bestimmten Wert von π gehal ten. Der Knoten B bestimmt die von der MS übertragene FSM Phaseninformation unter Verwendung der obigen Tabelle 3.
Ein repräsentatives Beispiel des vorher erwähnten Verfahrens wird im Folgenden mit Bezug auf die 6 und die folgende Tabelle 5 beschrieben: Tabelle 5
Es wird angenommen, dass während der Durchführung eines anfänglichen Übertragungs-Diversity Modus 2 mit geschlossenem Kreis die erste Antenne die Gewichtung „A" umfasst und die zweite Antenne die Gewichtung „B" umfasst. Vorausgesetzt, dass der Wert 1 im Schlitz „4m" im Fall der zweiten Antenne empfangen wird, bewegt sich die Gewichtung der zweiten Antenne zu der Position „C" des ersten und zweiten Quadranten. MS misst die Empfangsleistungen von acht Gewichtungen, die in dem ersten und zweiten Quadranten enthalten sind, und bestimmt eine Gewichtung zur Maximierung der Empfangsleistung. Die MS bestimmt die Übertragung des Wertes 1 an den Schlitz „4m + 1" auf der Grundlage der bestimmten Gewichtung. Wenn der Knoten B den Wert 1 im Schlitz „4m + 1" empfängt, bewegt sich die bestimmte Gewichtung zur im ersten Quadranten enthaltenen Position „D". Die MS misst die Empfangsleistung von vier in dem ersten Quadranten enthaltenen Gewichtungen und bestimmt eine Gewichtung mit maxi maler Empfangsleistung gemäß dem Messergebnis. Die MS entscheidet die Übertragung des Wertes 0 an den Schlitz „4m + 2" auf der Grundlage der bestimmten Gewichtung. Wenn der Knoten B den Wert 0 im Schlitz „4m + 2" empfängt, bewegt sich die bestimmte Gewichtung zur im vierten Quadranten enthaltenen Position „E". Schließlich misst die MS die Empfangsleistungen zweier Gewichtungen, welche die Betragsinformation im ersten Quadranten angeben, und bestimmt eine Gewichtung mit maximaler Empfangsleistung gemäß dem Messergebnis. Die MS bestimmt die Übertragung des Wertes 0 an den Schlitz „4m + 3" auf der Grundlage der bestimmten Gewichtung. Wenn der Knoten B den Wert 0 im Schlitz „4m + 3" empfängt, bewegt sich die bestimmte Gewichtung zur Position „F", die im ersten Quadranten enthalten ist, und die erste Antenne bewegt sich zur im ersten Quadranten enthaltenen Position „G". Daraufhin werden sequenziell für jeden Schlitz Informationseinheiten empfangen, sodass eine Gewichtung mit einer neuen Gewichtung aktualisiert werden kann.
9 ist ein Blockdiagramm, das einen auf dem Übertragungsantennenanordnungs- (TxAA) Schema basierenden Transmitter veranschaulicht, der als repräsentatives Beispiel von Umsetzungstechniken der Übertragungs-Diversity mit geschlossenem Kreis verwendet wird.
Ein DPCCH mit einer Mehrzahl von Kontrollsignalen und ein gesondert zugewiesener physischer Datenkanal (DPDCH) mit Datensignalen werden gemultiplext, um einen gesondert zugewiesenen physischen Kanal (DPCH) 902 zu konfigurieren. In diesem Fall werden der DPCCH und der DPDCH im Allgemeinen in einer Downlink-Richtung Zeit gemultiplext.
Der Multiplizier 904 verschlüsselt das DPCH Signal unter Verwendung eines Verschlüsselungskodes. Das verschlüsselte DPCH Signal wird im Multiplizier 906 mit einer vorbestimmten Gewichtung W1 multipliziert und wird im Multiplizier 908 mit einer vorbestimmten Gewichtung W2 multipliziert, sodass die Übertragungs-Diversity mit geschlossenem Kreis auf das verschlüsselte DPCH Sig nal angewandt wird. Individuelle Berechnungssignale werden über eine erste Antenne 914 und eine zweiten Antenne 916 übertragen.
Das Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis ist unterteilt in ein Erstmodusschema und Zweitmodusschema, gemäß Gewichtungsverwendungsmethoden. Genauer gesagt bestimmt das Erstmodusschema (Modus 1) eine Gewichtung durch Betrachtung lediglich einer Phasendifferenz zwischen über die zwei Antennen 914 und 916 empfangene Signale, und das Zweitmodusschema (Modus 2) bestimmt eine Gewichtung nicht nur unter Betrachtung der Phasendifferenz sondern auch der Betragsdifferenz zwischen über die zwei Antennen 914 und 916 empfangene Signale. Die FBI Nachrichtenbestimmungseinheit 918 analysiert eine über den Uplink DPCCH übertragene FBI Nachricht und überträgt das analysierte Ergebnis an die Modusumwandlungsbestimmungseinheit 922. Die Modusübergangsbestimmungseinheit 922 bestimmt, ob ein Übertragungs-Diversity-Schema in ein anderes Schema verändert wird, im Anschluss an den Empfang eines Übertragungs-Diversity-Schema-Signals von der oberen Schicht. Genauer gesagt bestimmt die Modus-Übergangsbestimmungseinheit 922, ob das Übertragungs-Diversity-Schema vom Übertragungs-Diversity-Modus 1 zum Übertragungs-Diversity-Modus 2 verändert wird, oder vom Übertragungs-Diversity-Modus 2 zum Übertragungs-Diversity-Modus 1 verändert wird. Mit anderen Worten, wenn eine Veränderung zwischen Übertragungs-Diversity-Modi auftritt, empfängt die FBI Nachrichtenbestimmungseinheit 918 ein empfangenes FSM Bit und Gewichtungsinformation der einzelnen vorhergehenden Antennen und bestimmt einzelne Antennengewichtungen, die anfänglich nach dem Ablauf einer Modusübergangszeit angewandt werden sollen. Der Gewichtungsgenerator 920 erzeugt eine vorbestimmte Gewichtung gemäß der Modusübergangsinformation und überträgt die erzeugte Gewichtung an die Multiplizierer 906 und 908. Nachdem der Gewichtungsgenerator 920 von der Modusübergangsbestimmungseinheit 922 Informationen erhalten hat, die keinen Modusübergang angeben, erzeugt er eine für den Knoten B zu verwendende Gewichtung unter Verwendung eines typischen Gewichtungserzeugungsverfahrens.
Das an die erste Antenne übertragene Signal wird mit einem einzigartigen Pilotkanalsignal CPICH1 der ersten Antenne mittels des Multiplexers 910 gemultiplext, und das andere an die zweite Antenne übertragene Signal wird mittels des Multiplexers 912 mit einem einzigartigen Pilotkanalsignal CPICH2 der zweiten Antenne gemultiplext. Das Pilotkanalsignal gibt ein Kanalsignal an, das üblicherweise von allen Nutzern empfangen wird, und ist dafür ausgelegt, einen Demodulationsvorgang durchzuführen und drahtlose Kanalzustandsinformationen zu messen.
Im Folgenden wird nun ein Verfahren zur Erzeugung von Gewichtungen in Antwort auf einen Modusübergang beschrieben. Im Folgenden werden im Detail ein erster Fall zur Umwandlung des Übertragungs-Diversity-Modus 2 mit geschlossenem Kreis in den Übertragungs-Diversity-Modus 1 mit geschlossenem Kreis und ein zweiter Fall zur Umwandlung des Übertragungs-Diversity-Modus 1 mit geschlossenem Kreis in den Übertragungs-Diversity-Modus 2 mit geschlossenem Kreis beschrieben. Wenn die Modusübergangsbestimmungseinheit 922 der 9 zu einem Funklink-Rekonfigurationszeitpunkt des DPCH ein einem Übertragungs-Diversity-Schema zugeordnetes Signal von der oberen Schicht empfängt, vergleicht sie das dem empfangenen Signal zugeordnete Übertragungs-Diversity-Schema mit einem vorhergehenden Übertragungs-Diversity-Schema, sodass die Modusübergangsoperationen etabliert werden könne. Zuerst. wird im Folgenden der vorgenannte erste Fall beschrieben.
10 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Umwandlung von Gewichtungen des Übertragungs-Diversity-Modus 2 mit geschlossenem Kreis in Gewichtungen des Übertragungs-Diversity-Modus 1 mit geschlossenem Kreis gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Mit Bezug auf die 10 bestimmt der Knoten B eine zu verwendende Gewichtung nach dem Ablauf einer Modusübergangszeit mit Bezug auf vorherige Ge wichtungsinformation, die vor der Modusübergangszeit verwendet wurde. Die Gewichtungen zur Verwendung im Modus 2 sind in der gleichen Anzahl gruppiert, wie die Gewichtungen zur Verwendung im Modus 1. Obwohl ein solches Gruppierungsverfahren frei festgelegt werden kann, wird zu Zwecken der Beschreibung die folgende Beschreibung im Folgenden mit Bezug auf die 10 beschrieben. Wie es in 10 gezeigt ist, wird die Gruppierung von für den Modus 2 zur Verfügung stehenden Gewichtungen unter Verwendung von Gewichtungen durchgeführt, die im selben Quadranten enthalten sind. Im Anschluss an den Empfang von vorheriger Gewichtungsinformation und FSM Bit-Information, die kurz vor der Modusübergangszeit empfangen wurden, wird zunächst die für den Übertragungs-Diversity-Modus 2 zu verwendende Gewichtungsinformation bestimmt. Eine anfänglich für den Modus 1 zu verwendende Gewichtung wird unter Verwendung einer Phase der bestimmten Gewichtungsinformation bestimmt.
Die Gewichtungen des ersten Quadranten unter einer Mehrzahl von für den Modus 2 zur Verfügung stehenden Gewichtungen entsprechen Gewichtungen, die im ersten Quadranten enthalten sind. Gewichtungen, die unter einer Mehrzahl von für den Modus 2 zur Verfügung stehenden Gewichtungen im zweiten Quadranten enthalten sind, entsprechen Gewichtungen, die im zweiten Quadranten enthalten sind. Die Gewichtungen, die unter der Mehrzahl an für den Modus 2 zur Verfügung stehenden Gewichtungen im dritten Quadranten enthalten sind, entsprechen Gewichtungen, die im dritten Quadranten enthalten sind. Die Gewichtungen, die unter der Mehrzahl für den. Modus 2 zur Verfügung stehenden Gewichtungen im vierten Quadranten enthalten sind, entsprechen Gewichtungen, die im vierten Quadranten enthalten sind. Ein repräsentatives Beispiel zur Umwandlung von für den Modus 2 zur Verfügung stehende Gewichtungen in andere für den Modus 1 zur Verfügung stehende Gewichtungen ist durch die folgende Gleichung 8 angegeben: w1 = 1/√2
Mit Bezug auf die 8 gibt θ eine Phasendifferenz zwischen der ersten Antenne und der zweiten Antenne im Modus 2 an. Wie es der Gleichung 8 entnommen werden kann, wird eine Gewichtung zur Verwendung in der zweiten Antenne des Modus 1 nur durch Betrachtung der Phasendifferenz zwischen der ersten und der zweiten Antenne bestimmt.
Die durch das Verfahren der 10 bestimmten Gewichtungen werden verwendet, bis das durch die MS in Modus 1 gemessene FSM Bit über einen Uplink DPCCH übertragen wird, und das übertragene FSM Bit wird an den Knoten B angepasst. Nachdem der Knoten B das FSM Bit von der MS empfangen hat, aktualisiert er eine Gewichtung mit einer neuen Gewichtung unter Verwendung eines Verfahrens, das dem Verfahren gleicht, das in dem ersten Beispiel unter Verwendung der 6 und der Gleichung 5 beschrieben wurde.
11 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Umwandlung von Gewichtungen des Übertragungs-Diversity-Modus 1 mit geschlossenem Kreis in Gewichtungen des Ubertragungs-Diversity-Modus 2 mit geschlossenem Kreis gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Wie oben festgestellt, umfassen die Gewichtungen zur Verwendung im Modus 1 nur Phaseninformationen, wohingegen andere Gewichtungen zur Verwendung im Modus 2 nicht nur Betrags- sondern auch Phaseninformationen umfassen. Um die Gewichtungen zur Verwendung im Modus 2 unter Verwendung von Gewichtungen zur Verwendung im Modus 1 zu bestimmen, müssen zur Modusübergangszeit den Gewichtungen zugeordnete Betragsinformationen etabliert werden. Der Wert von 0,5 ist als Betragsinformation der Gewichtungen zur Verwendung im Modus 2 angepasst, wie es die 11 zeigt. Jedoch, obwohl die Betragsinformation durch eine Auswahl des Nutzers frei festgelegt werden kann, wird hervorgehoben, dass die Betragsinformationen im Allgemeinen derart festgelegt ist, dass sie einen der Werte √0,2 ∼ √0,8 beträgt. Die Beziehung zwischen Gewichtungen, die etabliert wird, wenn die Übertragungs-Diversity vom Modus 1 in den Modus 2 verändert wird, kann durch die folgende Gleichung 9 dargestellt werden: w1 = √0,5
Mit Bezug auf die Gleichung 9 gibt ein θ eine Phasendifferenz zwischen der ersten Antenne und der zweiten Antenne im Modus 1 an, und ϕ gibt eine Phasendifferenz zwischen der ersten Antenne und der zweiten Antenne an. Auf der Grundlage der obigen Gleichung 9 wird die Phasendifferenz zwischen individuellen Gewichtungen der ersten und der zweiten Antenne, die für den Modus 2 verwendet werden soll, als eine Phasendifferenz zwischen individuellen Gewichtungen der ersten und der zweiten Antenne, die für den Modus 1 verwendet werden, festgelegt. Ein Vorgang zur Speicherung von FSM Bit-Information, die einer vorab festgesetzten Gewichtung zugeordnet ist, wird durchgeführt. In diesem Fall wird die Betragsinformation noch nicht bestimmt, sodass drei FSM Bits unter Verwendung der Tabelle 3 bestimmt werden, welche die Phaseninformation angeben.
Gewichtungen, die durch das Verfahren der 11 bestimmt wurden, werden verwendet, bis das FSM Bit, das durch eine spezifische Gewichtung bestimmt ist, die durch die MS unter Betrachtung der Modus 2 Situation bestimmt wurde, über ein FBI Feld des Uplink DPCCH übertragen wird, und das übertragene FSM Bit wird an den Knoten B angepasst. Nachdem der Knoten B das FSM Bit von der MS empfangen hat, aktualisiert er eine Gewichtung unter Verwendung des Verfahrens der 8. Der Knoten B passt dieselbe Übertragungsleistung an die erste und zweite Antenne an, bis er Informationen empfängt, welche die Betragsinformationen angeben, die in dem FSM Bit enthalten sind. Nachdem der Knoten B die Phaseninformationen innerhalb des durch die MS übertragenen FSM Bits empfangen hat, aktualisiert er seine Gewichtung unter Verwendung der Tabelle 3. Nachdem der Knoten B die Betragsinformation innerhalb des von der MS übertragenen FSM Bit empfangen hat, aktualisiert er seine Gewichtung unter Verwendung der Tabelle 4.
Der Fall der Umwandlung des Übertragungs-Diversity-Schemas mit offenem Kreis in das Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis kann mittels der folgenden einfachen Vorgänge durchgeführt werden. Die Modusübergangsbestimmungseinheit 922 bestimmt im Anschluss an den Empfang eines Übertragungs-Diversity-Schemasignals von der oberen Schicht, ob ein Übertragungs-Diversity-Schema in ein anderes Übertragungs-Diversity-Schema umgewandelt wird. Genauer gesagt, bestimmt die Modusübergangsbestimmungseinheit 922, ob das Übertragungs-Diversity-Schema mit offenem Kreis in das Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis umgewandelt wird, oder bestimmt, ob das Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis in das Übertragungs-Diversity-Schema mit offenem Kreis umgewandelt wird. Genauer gesagt, im Falle des Wechsels des Diversity-Schemas mit offenem Kreis zum Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis, überträgt die Modusübergangsbestimmungseinheit 922 Informationen an den Gewichtungsgenerator 920, welche den Modusübergang angeben. Nach dem Empfang des Bestimmungsergebnisses von der Modusübergangsbestimmungseinheit 922 bestimmt der Gewichtungsgenerator 920 den Wert von A, der in der Gewichtungsinformation angebenden Konstellation enthalten ist, als eine Gewichtung, sodass er den Wert von A erzeugen kann, der als eine solche Gewichtung dient. Daraufhin wird Phasen- und Betragsinformation oder nur Phaseninformation durch von der MS empfangene Gewichtungsinformation aktualisiert, was zu einer neuen Gewichtung führt. Nach dem Empfang der neuen Gewichtung werden Daten an die einzelnen Antennen übertragen, wobei sie mittels des Gewichtungsgenerators 920 gemäß den Antennen unterteilt werden.
Der andere Fall der Umwandlung des Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis in das Übertragungs-Diversity-Schema mit offenem Kreis braucht keine weiteren Gewichtungen für die Antennen zu erzeugen.
Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, wenn ein Übergang zwischen Übertragungs-Diversity-Modi mit geschlossenem Kreis unter einer Vielfalt von Übertragungs-Diversity-Schemata auftritt, bestimmen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Gewichtung, die während einer anfänglichen Übergangszeit im veränderten Modus verwendet werden soll, unter Verwendung vorab verwendeter Gewichtungsinformationen, sodass drahtlose Kanalzustandsinformation in dem veränderten Modus widergespiegelt werden kann, was in einer verringerten Verschlechterung der Übertragungs-Diversity-Leistung resultiert.
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu beispielhaften Zwecken offenbart wurden, wird der Fachmann feststellen, dass verschiedene Änderungen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne den Rahmen und den Geist der Erfindung zu verlassen, wie sie in den beigefügten Ansprüchen offenbart sind.

Claims

Verfahren zur Kontrolle eines Knotens B, so dass dieser ein Übertragungs-Diversity-Schema in ein anderes Schema ändert, in einem mobilen Kommunikationssystem mit dem Knoten B zur Übertragung von Daten unter Verwendung des Übertragungs-Diversity-Schemas und einer Mobilstation (ms) zur Übertragung von Antennengewichtungen an den Knoten B, um den Knoten B mit einer maximalen Übertragungs-Diversity-Leistung zu versorgen, so dass er eine maximale Übertragungs-Diversity umsetzen kann, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Feststellung, ob bei Empfang einer Übertragungs-Diversity-Information ein Modusübergang im Übertragungs-Diversity-Schema vorliegt; Erzeugen von mit individuellen Antennen assoziierten Gewichtungen unter Verwendung einer vorbestimmten Beziehung zwischen Gewichtungen zur Verwendung in verschiedenen Übertragungs-Diversity-Schemata, wenn festgestellt wird, dass der Modusübergang im Übertragungs-Diversity-Schema stattfindet; und Übertragen von Daten unter Verwendung der erzeugten Gewichtungen.
Verfahren gemäß Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt: Zuordnen einer Gewichtung eines Übertragungs-Diversity-Schemas, welches vor dem Modusübergang verwendet wird, zu einer Gewichtung eines Übertragungs-Diversity-Schemas, welches nach dem Modusübergang verwendet werden wird, so dass die Gewichtungen in demselben Quadraten positioniert sind, welcher in einer Konstellation enthalten ist, die Gewichtungsinformationen anzeigt.
Verfahren gemäß Anspruch 2, mit dem weiteren Schritt: Erzeugen von Gewichtungen unter Verwendung einer vorbestimmten Beziehung zwischen den Gewichtungen der verschiedenen Übertragungs-Diversity-Schemata, wenn ein Übertragungs-Diversity-Schema mit offenem Kreis zu einem Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis geändert wird.
Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei. der Schritt zur Erzeugung der Gewichtungen folgenden Schritt umfasst: Aktualisieren entweder der Phaseninformation oder der Phasen-/Betragsinformation in den. Gewichtungen, die durch die vorbestimmte Beziehung gemäß der Übertragungs-Diversity-Information erzeugt werden, wodurch Gewichtungen zur Verwendung in einzelnen Antennen erzeugt werden, die jede eine maximale Übertragungs-Diversity haben.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Übertragungs-Diversity-Schemata mit geschlossenem Kreis alle ein Modus-1-Schema umfassen, welches nur Phaseninformation enthält, und ein Modus-2-Schema, welches Phasen und Betragsinformation enthält.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Gewichtungen zur Verwendung in einzelnen Antennen des Modus-1-Schemas durch die folgende Gleichung beschrieben sind:
wobei w₁ eine Gewichtung zur Verwendung in einer Referenzantenne bezeichnet und w₂ Gewichtungen zur Verwendung in anderen Antennen als der Referenzantenne bezeichnet.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Gewichtungen zur Verwendung in individuellen Antennen des Modus-2-Schemas durch die folgende Gleichung angegeben sind: w1 = {√0.8, √0.2},
wobei w₁ eine Gewichtung zur Verwendung in der Referenzantenne bezeichnet und w₂ Gewichtungen zur Verwendung in anderen Antennen als der Referenzantenne bezeichnet.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei: individuelle Antennen des geänderten Modus die gleiche Betragsinformation verwenden, wenn das Modus-1-Schema zum Modus-2-Schema geändert wird.
Datenübertragungsvorrichtung zur Umsetzung einer maximalen Übertragungs-Diversity, wenn ein gegenwärtiges Übertragungs-Diversity-Schema in ein anderes Schema geändert wird, in einem mobilen Kommunikationssystem mit einem Knoten B zur Übertragung von Daten unter Verwendung eines Übertragungs-Diversity-Schemas und einer Mobilstation (MS) zur Übertragung von Gewichtungen einer Mehrzahl von Antennen an den Knoten B, um den Knoten B mit einer maximalen Übertragungs-Diversity-Leistung zu versorgen, wobei die Vorrichtung folgendes umfasst: eine Einheit zur Feststellung eines Modusübergangs, um festzustellen, ob bei Empfang einer Übertragungs-Diversity-Information ein Modusübergang im Ubertragungs-Diversity-Schema vorliegt; ein Gewichtungserzeuger zur Erzeugung von mit individuellen Antennen assoziierten Gewichtungen unter Verwendung einer vorbestimmten Beziehung zwischen Gewichtungen verschiedener Übertragungs-Diversity-Schemata gemäß dem Feststellungsergebnis der Einheit zur Feststellung eines Modusübergangs, und Übertragung der erzeugten Gewichtungen an einen Signalprozessor; und den Signalprozessor zur Übertragung von Daten unter Verwendung der erzeugten Gewichtungen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der Gewichtungserzeuger feststellt, ob der Modusübergang im Übertragungs-Diversity-Schema stattfindet, selektiv eine Gewichtung in Antwort auf den Modusübergang aus einer Konstellation erzeugt, die in demselben Quadranten eine Gewichtung eines Übertragungs-Diversity-Schemas enthält, welches vor dem Modusübergang verwendet wurde, und eine Gewichtung eines Übertragungs-Diversity-Schemas, die nach dem Modusübergang verwendet werden soll, wenn festgestellt wird, dass der Modusübergang in dem Übertragungs-Diversity-Schema stattfindet, und eine neue Gewichtung unter Verwendung der empfangenen Gewichtungsinformation generiert, wenn festgestellt wird, dass kein Modusübergang in dem Übertragungs-Diversity-Schema stattfindet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 10, wobei der Gewichtungserzeuger Gewichtungen von der Konstellation auswählt, wenn ein Übertragungs-Diversity-Schema mit offenem Kreis in ein Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis geändert wird, und die ausgewählten Gewichtungen erzeugt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der Gewichtungserzeuger keine Gewichtung in der Konstellation erzeugt, wenn das Übertragungs-Diversity-Schema mit geschlossenem Kreis in das Übertragungs-Diversity-Schema mit offenem Kreis geändert wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der Gewichtungserzeuger die Übertragungs-Diversity-Schemata mit geschlossenem Kreis speichert, wobei jedes ein Modus-1-Schema umfasst, das nur Phaseninformation enthält, und ein Modus-2-Schema, das Phasen- und Betragsinformation enthält.
Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Gewichtungen zur Verwendung in individuellen Antennen des Modus-1-Schemas durch die folgende Gleichung angegeben werden:
wobei w₁ die Gewichtung zur Verwendung in einer Referenzantenne bezeichnet und w₂ Gewichtungen zur Verwendung in anderen Antennen als der Referenzantenne bezeichnet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei die Gewichtungen zur Verwendung in individuellen Antennen des Modus-2-Schemas durch die folgende Gleichung angegeben sind: w1 = {√0.8, √0.2},
wobei w₁ eine Gewichtung zur Verwendung in der Referenzantenne bezeichnet und w₂ Gewichtungen zur Verwendung in anderen Antennen als der Referenzantenne bezeichnet.
Vorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei: individuelle Antennen des geänderten Modus die gleiche Betragsinformation verwenden, wenn das Modus-1-Schema in das Modus-2-Schema geändert wird.
Verfahren zur Änderung eines Übertragungs-Diversity-Schemas in ein anderes Schema in einem mobilen Kommunikationssystem mit einem Knoten B zur Übertragung von Daten unter Verwendung des Übertragungs-Diversity-Schemas und einer Mobilstation (MS) zur Übertragung von Gewichtungen einer Mehrzahl von Antennen an den Knoten B, um so den Knoten B mit einer maximalen Übertragungs-Diversity-Leistung zur versorgen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Empfangen von Übertragungssignalen von der Mehrzahl der Antennen durch die MS und Abschätzen des Kanalzustands des Knotens B: Bestimmen der Gewichtungen der Antennen, welche die maximale Übertragungs-Diversity haben unter Verwendung des abgeschätzten Kanalzustandes, Einfügen der bestimmten Gewichtungen in eine Übertragungs-Diversity-Information und Übertragen der das festgestellte Ergebnis enthaltenden Übertragungs-Diversity-Information; und Festellen, durch den Knoten B, ob basierend auf der Übertragungs-Diversity-Information ein Modusübergang im Übertragungs-Diversity-Schema stattfindet, und Erzeugen von mit den individuellen Antennen assoziierten Gewichtungen durch Betrachtung einer vorbestimmten Beziehung zwischen vorbestimmten Übertragungs-Diversity-Schemata, wenn festgestellt ist, dass der Modusübergang in dem Übertragungs-Diversity-Schema stattfindet, und Übertragen von Daten über die Mehrzahl von Antennen unter Verwendung der erzeugten Gewichtungen.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die MS die Übertragungs-Diversity-Information einem Rückkopplungsinformationsfeld (FBI) zuordnet, so dass die Übertragungs-Diversity-Information an den Knoten B über einen für Uplink gesondert zugewiesenen physischen Kontrollkanal (DPCCH) übertragen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Beziehung zwischen vorbestimmten Übertragungs-Diversity-Schemata eine Gewichtung eines Übertragungs-Diversity-Schemas, welches vor dem Modusübergang verwendet wird, mit einer Gewichtung eines Übertragungs-Diversity-Schemas, welches nach dem Modusübergang verwendet werden soll, assoziiert, so dass die Gewichtungen in demselben Quadranten positioniert sind, der in einer Konstellation enthalten ist, die Gewichtungsinformation angibt.