TW200845630A - Method and apparatus for utilizing a directional beam antenna in a wireless transmit/receive unit - Google Patents

Description

200845630 九、發明說明： 發明範疇 本發明種無線通信系統。祕定言之，本發明是—齡一運作 於-蜂巢式網路狀無線傳輸/接收單元（WTRU)中㈣—交換波束方向 性天線的綠及裝置。树财顧雜何鱗聽纽，射非紐性 包含全球行輯信綠（GSM)、整合封包鱗魏務（gprs)、及全球發 展強化資料傳輸率（EDGE)。 發明背景 蜂巢式技術發展之最重要領域的其中一個是對於提高系統容量之方 式的探索。行動系統中的頻譜效率和功率消耗正迫使無線通信設計師探索 此技術中會提供容量補_新镇。這些正娜索賴賴其巾之一是利 用方向性波束天線改善-基地台與—術奶間之前向和反向鏈結的鍵結餘 裕（Hnk margin)。方向性天線優於傳統全向性天線的增加利益在雷奶接 收器處提供提高的接收信號位準，容許基地台以—較低辨位準發射。此 容許更多使用者同時活動（亦即有更大容量），且降低被相鄰細胞内之 WTRUs感受到的干擾。 - WTRU内之天線的指向性亦能對於來自從相鄰基地台收到之信號 的干擾位準提供-縮減效果。從WTRU到基地台之反向鍵結享有相同的鏈 結祕改I ’ _容許WTRU α祕轉轉魏。這_刚目鄰細胞之 基地台感受到的干擾且能延長WTRU的電池壽命。 一 WTRU之一方向性天線的使用要求決定性地參考每一方向性波束 200845630 上的信號位準量測值以便選擇天線之最佳定向模式。在一行動通信網路 中，WTRU必須持續地監控每一定向模式的接收信號位準並定期重新選擇 最佳定向模式以配合環境變化和wtru的移動。在一採用一 TDMA架構以 容納多數使用者的GSM網路中，可利用無效時槽（亦即胃奶未被要求 進行發射或接收）進行這些測量。但是，胃如收到的信號位準因為多路 徑傳播而持續改變。因此，在一已知時間就一方向測得一高於另一方向之 接收信號位準無法得到最佳方向性波束選擇。 Γ 發明概述 本發明疋一種操控被用在一運作於一無線系統（非侷限性包含 GSM/GPRS/EDGE型蜂巢式系統）内之一资奶之交換波束定向性天線的 方法及裝置。該WTRU測量依該交換波束天線之每一定向模式從服務基地 台收到的信號並選擇具有最佳信號的方向。此等測量係在該醫即未被要 求發射或魏時的減時槽細進行。—般而言，該资即被指派以一個 時槽發射以-個時槽接收，而GSM系統忖八個tdma時槽可用，留 ί 下六個無效時槽。 每-疋向板式的信號量測值得為以在時槽期間從服務基地台就 BCCH收到之總触雜功率求平均_方式形成（町稱為接收信號強 度指示或卿）。其亦可為由在時槽之一部分時間内的一平均值形成。此容 許在相同時槽_量多個波束，從而減少發展出_波束選擇蚊所需要的 時間。 另-選擇，可利用GSM突發波形之衡序列（midamble)測量從天 200845630 s 線之不同定向模式收到之信號的信號品f或載波干擾比（CIR)。此種技術 可應用於測量同樣可能含有來自相地台之干_訊務頻道時槽之時。 訓練序列含有-被用來區纖望信號（亦即服務基地台）與從其他基地台 收到之干擾信號的已知資料序列。 整體而言，波束選擇決定並不依賴於單獨一組量測值，因為會有因多 路徑漸弱造成的錢辦波動。在選擇最佳方向之前從每—方向求量測值 之平均值的方式Τξ：-種有效率的技術選擇，在測量相肖時槽内之數 個波束時’可利用逐時槽感受到的信號位準差異形成波束選擇決定。 在進行4近細胞之接收功率測量以供做出轉接決定時，资如會被限 定於全向性天線^這提供可能以不同到達紐出現之鄰近細胞的一致相對 信號強度測量。但是，如果暫奶有空閒處理能力收集鄰近細胞上的多波 束量測值，則可考慮轉接到一方向性波束。 圖式簡單說明 1由x舉例方式翻且應連同騎圖式龍之町較佳實施例詳細 I酬可對本發縣為理解，圖式中： 圖1疋-依據本發明運作之—無線通信系制略圖「. 圖2是-在圖i系統之一篇即中使用一方向性波束天線之方法的 流程圖； 圖3是—_ 1系統之w™產生的範例方向性波束圖案； 圖4是一被建構為在圖1系統内使用-方向性波束天線之- WTRU 的方塊圖； 8 200845630 圖5和6分別是在GMSK調變和8-PSK調變之正常持續時間資料組 的時罩； 圖7是一依據本發明在單一時槽内之三個測量間隔的實例； 圖8是一 GMSK正常資料組位元結構的略圖； 圖9是一有鄰近細胞測量（FN)及服務細胞測量（fs)發生之GSM 多訊框，其中分解每一訊框類型以詳細展露訊框之八個時槽内的活動； 圖10是一 TDMA時間訊框；且 圖11-14是依據本發明選擇一有效波束之方法的流程圖。 β β 較佳實施例詳細說明 在下文中’術語vvWTRir非侷限性包含一使用者設備、一行動台、 一固定或行動用戶單元、一呼叫器、或任何其他類型能夠在一無線環境内 運作的裝置。在下文中’術#基地台〃非侷限性包令—B節點（Node-B )、 一網點控制器、一存取點、或無線環境内之任何其他類型介接裝置。 本發明之特徵可被併入一積體電路（1C)内或是被建構在一包括多個 互連組件的電路内。 依據本發明之操控演算法對於一 GSM/GPRS/EDGE無線電話機中用 來與網路聯絡之一方向性天線（用戶型智慧天線_SBSA)提供一種操控方 法。此方法能在目前的GSM/GPRS/EDGE標準以内達成且部署於既有網 路，但本發明並不受限於這些標準。 本發明在一無線電話機已登錄於網路且正在使用一指定服務細胞 ARFCN (絕對射頻頻道編號）後進入運作。天線之全向模式通常是在登錄 200845630 前使用，但這並非必要的。操控天線之技術可為在無線電話機處於—閒置 ^在—有峨的晴行。在-天咖期間，操控 决异法依靡嶋_纟_輪錄纖辆控制頻道 (BCCH)之信號強度，因為bcch永遠處於活動狀態且以—怪定功率發 射。以監控到的最強信號位準為基礎選擇天線位置。 ' 刼控天線會要求文期測量可用定向模式以在W·處於移動中狀態 B⑶寺取从向。⑨些域缝測量触係在娜^未被要求進行資料解 調變的、、無效”時槽期間進行。這錄了因為天線錯誤指向而造成的任何 資料損失。此外，天_量係在已知服務細胞要發射的時槽當中進行。 在GSM時槽之訓練序列期間可測量兩種天線模式的信號強度。含有 -已知資料序列之訓練序列第_半部會被以_定向模式接收，且該剑練序 列之第二半部會被以另-定向模式接收。此二信號強度之量測值的比較用 於判定哪個Μ式提供-較佳信號位準。在—空閒bcch時槽，可進行一些 天線模式的鶴強制量，但魏於測量健及天線交鮮元的過渡要求。 在進行鄰近細胞之接收功率測量以供轉接（hand〇ff)決定之時，這提 供可能以不關達角度出現之鄰近細胞的—致相對信號強度測量。 圖1是一依據本發明運作之無線通信系統1〇()的略圖。無線通信系統 100包3複數個WTRUs 102a-c及基地台l〇4a-c。無線通信系統1〇〇之一覆 波區被劃分成複數個細胞l〇6a_c。每一細胞i〇6a_c被一相應基地台1〇如< 覆盍。- WTRU 102a-c對-相應服務細胞106a_c内之一基地台1〇4a_c發射 訊息且從該基地台接收訊息。 200845630 WTRU 102a-c被建構為產生-僅就一特定方向散發信號的方向性窄 波束，且較佳亦可產生-以相同功率位準就所有方向散發信號的全向性波 束。WTRU 1〇2a_c較佳在該WTRU 102a_c登錄於一無線通信網路之前是使 用一全向性波束。但WTRU102a-c亦可在登錄前使用一方向性波束。在登 錄後，WTRU 102a-c被指派為使用一頻道與基地台1〇4 a_c聯絡。 依據本發明，每-WTRU 1G2a_e 方向性波束以供對相應細胞 106a-c内之服務基地台104a-c傳輸信號及從該服務基地台接收信號。隨著 WTRU102a-c移動，該WTRU臟_c必須持續調整該方向性波束的方向。 WTRU 102a_e猶構為在複數她置當巾交波束財向以便維持 從服務細胞106a-c收到最佳信號品質。為維持散發信號之最佳方向， 102a-c必須就波束圖案之每一位置定期測量信號品質。 圖2是一包含在一wtru (例如wtru 1〇2a)中使用一方向性波束 天線之方法200之方法步驟的流程圖。在步驟2〇2中，1〇2a登錄於 無線通信系統100。為進行物理測量，wtru 1〇2&較佳經由一導頻頻道或 (一廣播頻道、譬如廣播共同控制頻道（BCCH)接收並處理從一服務細胞 106a内之一基地台104a發出的訊息（步驟2〇4)。經由導頻頻道或廣播頻道 傳輸之訊息是一直可取得的且係以一已知傳輸功率位準傳輸。因此，WTRU !〇2a利用該訊息就複數個方向當中每一方向測量信號品質（步驟2〇6)。 在步驟208中’WTRU 102a選擇一來自具有最佳信號品質之方向的 波束。在選擇最佳方向性波束的過程中，wtru可以就每一方向性波束測 知之一些信號品質量測值的平均值或差異為基準做決定。在步驟21〇中， π r 200845630 a依方峰控—方向性波束與服務細胞腕聯絡。由於假設 微U ，波束方向會__整雌躲佳方向。 在步驟212中’WTRul〇2a定期監控依目前波束方向從一導頻頻道、 廣播頻道或訊務頻道收到之訊息的信號品質。測量頻率應當高到足 以配合WTRU 102a的移動。 WTRU lG2a可此僅在_職時射監控健品質以便節省處理能 力如步驟214所判定，如果目前波束方向之信號品質掉到一預定閣值以 (、下’方法回到步驟2G6再次進行所有方向的測量，然後選擇並交換成 具有最佳品質的波束方向。如果目前波束方向之信號品質並未掉到預定閑 值以下’WTRU 102維持目前波束方向（步驟216)並繼續監控目前波束方 向的品質，且方法回到步驟210。該閾值得為一預定信號品#、信號強度、 或時間週期。信號品質較佳係利用一接收信號強度指示（Rssi)或一載波 干擾比（CIR)測得。應理解到可排除測量信號品質之方式採用其他參數或 是以其他參數與測量信號品質組合運用。另一選擇，胃肪可定期重新掃 ( 描天線模式而非依據對閾值之比較的結果重新掃描。一閾值架構在一多路 徑環境更為靜態的WLAN應用中更有用。 圖3繪出一由WTRU i〇2a產生之方向性波束圖案的實例。在此實例 中，WTRU 102a藉由在八個預定位置之間交換波束方向的方式建立該波束 圖案且就這八個位置或方向當中每一個進行物理測量。當然，熟習此技蓺 者會理解到雖然圖3中繪出八個預定位置，也可運用更多或較少位置。 圖4是一 WTRU、例如WTRU 102a的方塊圖。WTRU l〇2a包含一交 12 200845630 換波束方向性天線402、一接收器/發射器404、一波束操控單元4〇6、-美 帶處理器408、及一控制器410。 使一接收信號從接收器/發射器404送入基帶處理器4〇8和控制器 41〇。基帶處理器408測量該接收信號的信號品質。 使波束方向依序在複數個預定位置之間交換，且就每一方向測量信號 品質。控制器410比較測量結果並選擇一具有最佳信號品質的方向。應理 解到測量作業不一定要依一特定順序（譬如順時鐘方向或逆時鐘方向）就 不同位置進行。舉例來說，測量作業可為始於先前、最佳信號，，的方向， 然後可選擇在具有該先前最佳信號之方向之兩侧的兩個位置任一者進行測 量，依此類推。亦可採用一隨機架構。 WTRU 102a與服務細胞l〇6a之間的通信係在將一天線操控成選定方 向之後進行。在通信期間，控制器410持續監控目前波束方向的信號品質， 且判斷該信號品質是否已掉到一預定閾值以下。 可利用一訓練序列（midamble)測量並比較兩個方向的信號品質。含 ί 有一已知資料序列之訓練序列第一半部被以一方向接收，且該訓練序列之 第二半部被以另一方向接收。然後比較此二方向的信號品質，且比較結果 決定哪個方向提供一較佳信號品質。 一 WTRU 102a亦可被建構為產生一全向性波束。WTRU 102a可將該 全向性波束用在與網路的初始登錄以及用於細胞間之切換（handover)。為 了切換’ WTRU 102a必須測量鄰近細胞的信號品質。一全向性波束^供可 能以不同到達角度出現之鄰近細胞的一致相對信號強度測量。 13 200845630 由於每一細胞用一不同RF頻道（亦即一不同頻率）傳輸，在測量任 一頻道的品質之前，WTRU必須使其接收頻率調諧於此頻道使用的載波頻 率。要調諧於每一新載波頻率要花費大約250微秒，而測量頻道品質本身 要花上大概25微秒。因此，調諧接收載波頻道所需要的時間佔了測量每一 頻道之品質之所需總時間的大部分。 如圖5和6所示’ GSM/GPRS/EDGE系統將一恆定功率（命令功率） 時罩用在TDMA訊框内一資料組（burst)傳輸之一固定542.8 // s (有用部 f 分）。依據本發明，接收器信號量測值如圖7所示在以曲線之瞬變部分後一 固定時間週期内求平均值。 每一波束之SBSA測量較佳只有在資料組傳輸時間週期之有用部分内 進行。該542.8 /zs週期被劃分成複數個測量用部分。舉例來說，如果使用 二個波束（一右波束、一左波束及一全向性波束），一個時槽内的542.8 # s如圖7所示被劃分成二個測量用部分。在每一相位會有兩個階段。第一階 段是硬體測量準備，接下來是如圖7所示之實際測量窗口，但最後部分的 取後4個位兀（m〇不納入平均值内以避免一如同圖6之可能1〇%瞬變。 在鈾述圖7灵例中，假設其花費15〇. 進行測量準備，每一波束量 測值如以下計算式所示被以Μ·5 (6·4位元）求平均值。 左波束平均週期> (173.5-150) χ13/48 = 6·4位元，亦即（e4〇〜e46參 見圖8)。 全向性波束平均週期=(173.5-150) χ13/48 = 6·4位元，亦即（e58 + e64) 〇 200845630 右波束平均週期=(195.7-15〇·577χ1〇%+34.2) xl3/48=6 位元，亦即 (el05〜ell〇) 〇 另選擇’亦可以每時槽為基準測量個別SBSA波束。依此方式，SBSA 波束測里應备被乂替地安排在受測頻道之連續無線電訊框上

。這延長SBSA 波束選擇週期並且將前-實例中的環境變化回應_雜成三分之-。 在通L罔路内運作之配備SBSA的胃即必須進行頻道品質測量 、运擇有效波束’且該術奶也必須執行一習知gs顺观施行動單 —Η執行的所有，气能。本發明提出一種用於sbsa之頻道品質測量方 CJSM/CJPKS/EDGE WTRU之正常功能的干擾最小化。 以下將參照—被建構為會產生三個波束：_右波束、一左波束、及一 ^向f生波束之祀例WTRU說明本發明。但應理解到這只是一個實例省肪 可此產生任何數1的波束，且本發明之内容不應被解釋成僅限於任何特定 數量的波束。 以下說明會用到的英文縮寫如下： 1 )#近載波（Neighbor Carriers : NC)-此為WTRU從讀取自己的 服務細胞之BCCH頻道所得到轉近細胞之Β(χΗ做之—絲。假設 在此列表中有N個載波，其被表示為NC叫fi’u)。 2)排序鄰近載波（0細鑛娜〇心如：〇Ν〇姻表係藉 由將NC絲㈣①素依據就全向性波束測得之每—鄰近載波之信號位 準（亦即載波功率）排序的方式構成。此列表有N個元素，且會被表示 為ONC列表。 15 200845630 3) 鄰近載波/波束（Neighbor Carriers/Beams : NCB)-此列表之每 一元素是鄰近載波列表内之一載波與一 SBSA波束（左、右、或全向性） 之一獨特組合。此列表有3N個元素且被表示為NCB= { flO, flL，flR， f20，eL，f2R..”fN0，fNL，fNIU 〇 4 )排序鄰近載波/波束（Ordered Neighbor Carriers/Beams : ONCB ) -此列表係藉由將NCB列表内的元素依據每一載波/波束對之信號位準排 序的方式構成。此列表有3N個元素且被表示為0NCB。舉例來說，0NCB 之第二元素是具備第二高信號位準的鄰近載波/波束。 5) 服務載波/波束（Serving Carrier/Beams : SCB)-此列表之每一元 素是服務細胞之BCCH載波與一 SBSA波束（左、右、或全向性）之一 獨特組合。此集合有三個元素且被表示為SCB= {fOO,fDL，fOR}。 6) 時間T1 (TimeT1)-遞減計時器T1被用來避免交換有效波束過 程中之一乒乓效應。每當有效波束交換，此計時器被初始化成 在有效波束交換後，在計時器T1到零之前會用掉τΐ_ΜΑΧ秒。有效波 束得僅在Τ1是零時改變。 7) 慢速相伴控制頻道（SACCH)塊（1〇4個訊框）内之訊框的子 集-測量程序在每一 SACCH塊之開頭重複。每一 SACCH塊由104個如 圖9所示的連續TDMA訊框組成（圖9中僅繪出52個訊框，因為另外 52個訊框是相同的）。測量程序每1〇4個訊框重複。這1〇4個訊框其中 四個必須專供解碼基地台識別碼（BSICs)使用。因此，1〇〇個訊框可用 於測量各BCCH載波/波束的信號位準。這1〇4個訊框如圖9所示被劃分 16 200845630 成二個子集（FB、FS、及FN)，且有一 TDMA訊框結構示於圖10。 FB子集是專供解碼BSICs使用之四個TDMA訊框的集合。一般而 吕’WTRU嘗試解碼鄰近載波列表中之六個最強載波的BSIC (以一依序輪 循方式進行）。 FS子集是100個TDMA訊框之一子集，在此期間WTRU測量服務細 胞之BCCH載波的信號位準。 FN子集是1〇〇個TDMA訊框之子集，在此期間wtru測量鄰近細 胞之BCCH載波的信號位準。 FS與FN内之元素的合計總數永遠是1〇〇。但FS和FN内之元素的實 際數量是一設計參數。將FS列表製作成較大會導致服務細胞之BCch更頻 繁測量。將FS子集製作成較小會導致鄰近細胞之BCCH更頻繁測量。R代 表FS大小除以FN大小的比率。 計數從1到LISTSIZE，其中LISTSIZE是前述列表内之元素的數量。 就每一列表來說，此計數是{ 1，."，LISTSIZE}與列表元素間之一對一映

I 、 射。就每一列表來說，指數可採用從1到LISTSIZE的數值。每一實施例定 義WTRU在這104個訊框當中每一訊框期間應當採取的行動。 在有效波束選擇之一第一實施例中，SBSA程序在每一 SACCH塊(1〇4 個TDMA訊框）重複。WTRU測量服務細胞及鄰近細胞之所有三種波束的 5虎強度’且WTRU被要求在有效波束改變前解碼服務頻道之bcch之新 候選有效波束的BSIC。由於WTRU知道訊框在服務細胞上的正時，\\TfRu 僅嘗試解碼在其訊務頻道上與BCCH頻道之同步訊框（亦即訊框 17 200845630 (l〇3,337,623,857，1143 })重疊之閒置訊框的BSIC。依此方式，SBSA之 BSIC解碼作業僅使用10%的閒置訊框（亦即SBSA之解碼BSIC作業對於 系統其他部分的影響相當小）。 圖11是一依據本發明一第一實施例選擇一有效波束之方法1100的流 程圖。WTRU取得目前訊框的編號（步驟11〇2)。如果該訊框隸屬於FS， 方法1100前進到步驟1104，且測量來自服務細胞的信號。如果該訊框隸屬 於FN，方法1100前進到步驟111〇，且測量來自鄰近細胞的信號。如果該 (4雜隸屬於FB，方法謂前進到步驟1116，且WTRU解碼新鄰近細胞或 服務細胞的BSIC。 β 3 如果該訊框隸屬於FS，且在步驟！ i〇4判定有一休眠時槽，則測量娜 之所有it素的信號辦（步驟聰）。然後更新信號鱗的運行平均值（步 驟_)。方法回到步驟謂以判斷是否有另一休眠時槽可用。如果沒有 休眠時槽可用，方法_前進到步驟1126以判斷是否有另一可用訊框。 如果有則$進到下個訊框且方法n〇〇回到步驟11〇2。 必須使用每-TDMA訊框狀休_難中兩倾區域缝器穩定 以進行資歡聽和魏；_，這兩娜_财麵述錢 使用。 如果該訊框隸屬於FN，且在步驟111〇判定有一休眠時槽 〇脇之财元麵《辦（_ lm)。顯更赌驗準行平 值（步驟则。方法回到步請簡斷是否有另-休眠時槽可用。如 果沒有休眠時槽可用，方法㈣㈣到步驟ιΐ26以判斷是否有另一可用 18 200845630 訊框。如果有則前進到下個訊框且方法1100回到步驟1102。 必須使用每—TDMA訊_之休眠喃其中兩個使輯振盪器穩定 以進订貝料之傳輸和触。因此，這_目休眠時财供舰健位準測量 使用。 如果該訊框隸屬於FB，則判斷NCB元素中具有前六高平均信號位準 的元素（步驟1116)。如果在轉1118狀在具讀六高平均信號位準之 元素列表时_ NCB元素，齡倾從最強元侧鱗碼該等新 元素的BSIC。在解碼_ NCB元素的過財，如果在最後—個試用的解 碼成功或是目前試用的解碼嘗試次數已經超過三次，則試用〇NCB内的下 -個元素。如果SCB之最就素與先前_獨，且如果目前痛編號（模 1326)隸屬於集合丨卿37,623,857,1143丨，卿碼賴最強元素的BSIC (步驟1122、1124)。如SSCB之新最強元素之bSIC解碼成功，且遞減計 時器τι已經到達零，則將有效波束設定成該新SCB元素，且將Ή重設成 Ή_ΜΑΧ (步驟 1130)。 在GSM話務(voice)中，利用SACCH多訊框（其在每組1〇4個tdma 訊框中發生一次），WTRU向網路報告鄰近載波列表中具有前六高信號位準 的BSICs。在GPRS中，WTRU必須在每當網路請求此資訊時就向網路報 告此資訊。 在有效波束選擇之一第二實施例中，SBSA程序在每一 SACCH多訊 框（104個TDMA訊框）重複。WTRU測量服務細胞及鄰近細胞之所有三 種波束的信號強度，但不要求在交換前解碼最強有效波束的BSIC。 19 200845630 圖12是一依據一第二實施例選擇一有效波束之方法1200的流程圖。 U取传目别訊框的編號（步驟1202)。如果該訊框隸屬於fs，方法1200 刖進到步驟1204且測量來自服務細胞的信號。如果該訊框隸屬於FN，方 法〗200别進到步驟1214，且測量來自鄰近細胞的信號。如果該訊框隸屬於 FB，方法1200前進到步驟122〇且wtru解碼新鄰近細胞或服務細胞的 BSIC。 如果該訊框隸屬於FS，且在步驟1204判定會有一休眠時槽，則測量 SCB之所有元素的信號位準(步驟12〇6)。然後，更新信號位準的運行平均 值（步驟1208)。如果在步驟1210中發現一新的SCB最強元素，且計時器 Ή是零’職有效波束設定成此SCB最強元素，且將遞断時器Ή重設 成T1_MAX (步驟1212)。方法酬步驟12()4關斷是否有另—休眠時槽 可用。如紐有休眠時槽可用，方法12〇〇前進到步驟1226以判斷是否有 另一可用訊框。如果是，前進到下_個訊框（步驟1228)且方法議回到 步驟1202。 必顶使用每TDMA訊框内之休眠時槽其中兩個使區域振盘器穩定 以進行資料之傳輸和雛。因此，這兩個休眠時财供前述錢位準測量 使用。 如果該訊框隸屬於FN，且在步驟咖判定有一休眠時槽，則測量 〇職之所有元素的信號鱗（步驟卿。紐更新信號轉的運行平均 值（步_8)。方法回到步驟1214以判斷是否有另—休眠時槽可用。如 果沒有休眠時槽可用，方法議前進到步驟咖以判斷是否有另一可用 20 200845630 訊框。如果有則前進到下個訊框（步驟1228)且方法1200回到步驟12〇2。 必須使用每一 TDMA訊框内之休眠時槽其中兩個使區域振盪器穩定 以進行資料之傳輸和接收。因此，這兩個休眠時槽不供前述信號位準測量 使用。 如果該訊框隸屬於FB，則判斷NCB元素中具有前六高平均信號位準 的元素（步驟1220)。如果在步驟1222判定在具有前六高平均信號位準之 元素列表内有新的NCB元素，則在步驟1224從最強元素開始解碼該等新 Ο 元素的BSIC。在解碼新的NCB元素的過程中，如果在最後一個試用的解 碼成功或是目前試用的解碼嘗試次數已經超過三次，則試用〇NCB内的下 一個元素。 在GSM話務中，利用SACCH多訊框（其在每組1〇4個TDMA訊框 中發生一次）’ WTRU向網路報告鄰近載波列表中具有前六高信號位準的 BSICs。在GPRS中，WTRU必須在每當網路請求此資訊時就向網路報告此 資訊。 { … 在有效波束選擇之一第三實施例中，WTRU測量服務細胞之所有三種 波束以及鄰近細胞之全向性波束的信號強度。wtru被要求在有效波束改 變前成功地解碼新候選有效波束的BSIC。由於WTRU知道訊框在服務細 胞上的正時，WTRU僅嘗試解碼在其訊務頻道上與BCCH頻道之同步訊框 (亦即訊框U〇3,337,623,857，1143})重疊之閒置訊框的BSIC。依此方式， SBSA之BSIC解碼作業僅使用10%的閒置訊框（亦即SBSA之解碼BSIC 作業對於系統其他部分的影響相當小）。 21 200845630 圖13是依據本發明―第三實施例選擇__有效波束之方法丨獅的流 程圖。WTRU取得目前訊框的編號（步驟_。如果該訊框隸屬於FS， 方法謂前進齡驟·，且職來自服務細_錢。如賴訊框隸屬 於FN，方法1300前進到步驟131〇，且測量來自鄰近細胞的信號。如果該 訊框隸屬於FB ’方法丨前_步驟1316，且雷奶解碼新鄰近細胞或 服務細胞的BSIC。 >果該訊框隸屬於FS，且在步驟13G4判^有一休眠時槽，則測量$⑶ ('之所有元素的信號位準（步驟1306)。然後更新信號位準的運行平均值（步 驟1308)。方法回到步驟13〇4以判斷是否有另一休眠時槽可用。如果沒有 休眠時槽可用’方法測前進到步驟1326以判斷是否有另一可用訊框。 如果有則别進到下個訊框（步驟1328)且方法1300回到步驟1302。 必須使用每-TDMA訊_之魏時槽其巾兩個舰域振盪器穩定 以進行資料之傳輪和接收；因此，這兩個休眠時槽不供前述信號位準測量 使用。 1 ㈣該訊框隸屬於FN，且在步驟131〇判定有一休眠時槽，則測量 〇NC之所有元素的信號位準（步驟1312)。然後更新信號位準的運行平均 值（步驟1314)。方法回到步驟⑽以判斷是否有另一休眠時槽可用。如 果沒有休眠時槽可用，方法1300前進到步驟1326以判斷是否有另一可用 訊框。如果有則前進到下個訊框（步㈣28)且方法13〇〇回到步驟酿。 必須制每_ TDMA訊_之休晴财巾兩個域紐器穩定 以進行資狀倾和接收。，這_休眠_不縣舰齡準測量 22 200845630 使用。 如果該訊框隸屬於FB，則判斷NC元素中具有前六高平均信號位準 的元素（步驟1316)。如果在步驟1318判定在具有前六高平均信號位準之 元素列表内有新的NC元素，則在步驟1320從最強元素開始解碼該等新元 素的BSIC。在解碼新的NC元素的過程中，如果在最後一個試用的解碼成 功或是目前試用的解碼嘗試次數已經超過三次，則試用0NC内的下一個元 素。如果SCB之最強元素與先前那個不同，且如果目前訊框編號（模1326) 〇 隸屬於集合丨103,337,623,857，1143 }，則解碼該新最強元素的BSIC (步驟 1322、1324)。如果SCB之新最強元素之BSIC解碼成功，且遞減計時器 τι已經到達零，則將有效波束設定成該新SCB元素，且將Ή重設成 Tl_MAX (步驟 1330)。 在有效波束選擇之一第四實施例中，SBSA程序在每一 SACCH多訊 框（104個TDMA訊框）重複。wxru測量服務細胞之所有三種波束及鄰 近、、、田胞之全向性波束的信號強度，但不要求在交換前解碼最強有效波束的 i BSIC。 圖14疋一依據一第四實施例選擇一有效波束之方法i4〇〇的流程圖 WTRU取件目賴框的編號（步驟14〇2)。如果該訊框隸屬於^，方法刚 j進到竭1撕且測量來自服務細胞的信號。如果該訊框隸屬於fn，方 月il進到步驟1414，且測量來自鄰近細胞的信號。如果該訊框隸屬於 方去1400則進到步驟142〇且術如解碼新鄰近細胞或服務細胞的 BSIC 〇 23 200845630 如果該訊框隸屬於FS，且在步驟1404判定會有一休眠時槽，則測旦 SCB之所有元素的佗號位準（步驟1406)。然後’更新信號位準的運行平均 值（步驟1408)。如果在步驟1410中發現一新的SCB最強元素，且呀 T1是零，則將有效波束設定成此SCB最強元素，且將遞減計時器T1 «λ! 成Tl—MAX (步驟1412)。方法回到步驟1404以判斷是否有另一休眠聍槽 可用。如果沒有休眠時槽可用，方法1400前進到步驟1426以判斷是否有 另一可用訊框。如果是，前進到下一個訊框（步驟1428)且方法前進到牛 ( ' 驟 1402。 如果該訊框隸屬於FN，且在步驟1414判定有一休眠時槽，則測量 ONC之所有元素的信號位準（步驟1416)。然後更新信號位準的運行平均 值（步驟1418)。方法回到步驟1404以判斷是否有另一休眠時槽可用。如 果沒有休眠時槽可用，方法1400前進到步驟1426以判斷是否有另一 訊框。如果有則前進到下個訊框（步驟1428)且方法1400前進到步驟14〇2。 如果該訊框隸屬於FB，則判斷NC元素中具有前六高平均信號仅準 I 的元素（步驟1420)。如果在步驟1422判定在具有前六高平均信號位準之 元素列表内有新的NC元素，則在步驟1424從最強元素開始解碼該等新元 素的BSIC。在解碼新的NC元素的過程中，如果在最後一個試用的解碼成 功或是目前試用的解碼嘗試次數已經超過三次，則試用〇NC内的下一個元 素（圖14未不）。 在GS1V[話務中，在SACCH訊框期間，WTRU向網路報告鄰近載波 列表中具有岫六向信號位準的BSICs。在GPRS中，胃奶必須在每當網 24 200845630 路請求此資訊時就向網路報告此資訊

在每一 FS訊框期間’ WRU嘗試解碼服務細胞之bcch載波的 BSIC由於BSIC僅就時槽之小子集在服務細胞的bcch載波上傳輪，且 因為WTRU知道載送BSIC的這些時槽會在何時發生於服務細胞的虹η 載波上，最好將FS訊框安排為使每一 FS訊框與在服務細胞之上載 送一 BSIC的該等訊框重疊。

相似方式得應用於FN訊框之安排，前提是WTRU要知道在鄰近細 胞之BCCH載波上載送BSIC的這些時槽會在何時發生。在—GSM/GpRS 、、鱗中’每-WTRU永遠使其本相步於其服務細胞的正時。因此，胃奶 永遠知道載送BSIC之訊框會在何時發生於其服務細胞之BCCH載波上。 然一 GSM/GPRS WTRU通常未被同步於鄰近細胞（且gsm/GPRS内之不 同細胞未被一起同步化）。因此，取得鄰近細胞之正時對於wtru來說是 一額外步驟。

依據本發明，訊務頻道上的資料接收不被SBSA之施行影響。SBSA 25 200845630 波束選擇之測量係在贿和休眠時槽_進行。要做㈣最重要挟擇 是要測量鄰近做赚之所有三種波束·麵度或者麵量鄰近載波列 表之全向性波束的信號強度。 集合FN内之元素數量除以集合FS内之元素數量的比率（以r表示） 可被用來折衷服務細胞上的量測鋪鄰近細胞上的量測值。 雖然已參照較佳實施例關式和文字酬本發明，_此技藝者會理 解到可不麟迄今所述本發明範圍就形式和細節做多樣改變。 9里 / 主要元件符號說明 BCC 廣播共同控制頻道 BSIC 基地台識別碼 NC 鄰近載波 NCB 鄰近载波/波束 ONC 排序鄰近載波 ONCB 排序鄰近載波/波束 SCB 服務載波/波束 WTRU 無線傳輸/接收單元 100 無線通信系統 102a-c WTRU 104a-c 基地台 106a-c細胞 402 交換波束天線 404 接收器/發射器 406 波束操控單元 408 基帶處理器 410 控制器 26

Claims (1)

1. 200845630 十、申請專利範圍： 1·操控一用戶型智慧天線(SBSA)的裝置，包括： 在一服務細胞測量（FS)訊框的一休眠時隙中測量一服務載波/波束 (SCB)列的每個元件上的一信號水準，該SCB列包括所有細胞廣播控制頻 道(BCCH)載波和SBSA波束的結合；以及 若一現行訊框為該服務細胞的一廣播控制頻道上的一同步訊框，且在 該SCB列中有-新的最強元件，則在該SCB列中的該新的最強元件上解碼 C' -基地台識別碼(BSIC)並設定—有效波束至該SCB财的該新的最強元 件0 2·如申請專利範圍第1項之方法，更包括·· 在-鄰近細胞測量⑽）訊框的一休眠時隙中測量—鄰近載波/波束 _觸每航件上的-域轉，該NCB聽_有㈣細胞廣播控 制頻道(BCCH)載波和SBSA波束的結合。 3·如申請專利範圍第2項之方法，更包括： 若該現行訊框為-解碼(FB)訊框，且在該SCB列中之—預缝量的最 強元件當中有—新元件，_細的—梅她陶。 4.如申請專利範圍第1項之方法，更包括： 在郴近細胞測里（FN )訊框的一休眠時隙中 别沾〜 民才丨永中/則罝一鄰近載波(NC) 歹J的母個元件上的-信號水準，該N (Bcch)·。 込括財_細職播控制頻道 5·如申請專利範圍第4項之方法，更包括： 27 200845630 若該現行訊框為-解娜B)訊框，且在該呢列中之一預定數量的最 強元件當巾有—航件’顺碼賴元制—基地台酬碼卿 6.如申請專利細第1項之方法，其巾該鶴轉是_在-時隙中之一 訓練序列測量而得。 如申月專她圍第6項之方法，其中該訓練序列的一第一半被用以測量 在- SBSA波束中之一信號水準且該訓練序列的一第二半被用以測量在其 他SBSA波束中之一信號水準。 Γ 8.-種麟操控—用戶型智慧天線(sbsa)的方法，該方法包括： 在服務細胞測里（Fs)訊框的一休眠時隙中測量一服務載波/波束 (SCB)列的每個元件上的-信號水準，該SCB歹恤括所有服務細胞廣播控 制頻道(BCCH)載波和SBSA波束的結合；以及 右在該SCB财有一新的最強元件，則改變一有效波束至該scb列 中的該新的最強元件。 , 9·如中請專利範圍第8項之方法，更包括： 在-鄰近細胞測量（FN)訊框的一休眠時隙中測量一鄰近載波/波束 (NCB)列的每個元件上的一信號水準，該ncb列包括所有鄰近細胞廣播控 制頻道(BCCH)載波和SBSA波束的結合。 10.如申請專利範圍第9項之方法，更包括： 若一現行訊框為一解碼(FB)訊框，且在該NCB列中之一預定數量的 最強元件當中有一新元件，則解碼該新元件的-基地台識別碼(BSIC)。 1L如申請專利範圍第8項之方法，更包括： 28 200845630 在一鄰近細胞測量（FN)訊框的一休眠時隙中測量一鄰近載波⑺ 列的每個元件上的一信號水準，該NC列包括所有鄰近細胞廣播控制頻道 (BCCH)載波。 12·如申請專利範圍第^項之方法，更包括： 若一現行訊框為一解碼(FB)訊框，且在該NC列中之一預定數量的最 強元件當中有一新元件，則解碼該新元件的一基地台識別碼(BSIC)。 I3·如申請專槪圍第8項之方法，其巾該信號水準是_在_時隙中之一 f、 訓練序列測量而得。 14·如申請專利範圍第13項之方法，其中該訓練序列的一第二半被用以測量 在一 SBSA波束中之一信號水準且該訓練序列的一第二半被用以測量在其 他SBSA波束中之一信號水準。 15·—種用於操控一用戶型智慧天線的一無線傳輸/接收單元（^如），該 WTRU包括： 一用戶型智慧天線，用以產生複數波束； I 一收發器，用以經由該用戶型智慧天線傳送和接收一信號； 一波束操控單元，用以操控一波束至該複數波束的其中之一；以及 一控制态，設置用以在一服務細胞測量（FS)訊框的一休眠時隙中測 篁一服務載波/波束(SCB)列的每個元件上的一信號水準，該scb列包括所 有服務細胞廣播控制頻道(BCCH)載波和SBSA波束的結合，以及若一現行 訊框為該服務細胞的一廣播控制頻道上的一同步訊框，且在該Scb列中有 一新的最強元件，則在該SCB列中的該新的最強元件上解碼一基地台識別 29 200845630 碼(BSIC)並設定一有效波束至該SCB列中的該新的最強元件。 16·如申請專利範圍第15項之WTRU，其中該控制器是設置用以在一鄰近 細胞測量（FN)訊框的一休眠時隙中測量一鄰近載波/波束(NCB)列的每個 元件上的一信號水準，該NCB列鸹括所有鄰近細胞廣播控制頻道(BCCH) 載波和SBSA波束的結合。 17.如申請專利範圍第16項之WTRU，其中該控制器是設置用以，若該現 行訊框為一解碼(FB)訊框，且在該NCB列中之一預定數量的最強元件當中 有一新元件，則解碼該新元件的一墓地台識別碼(BSIC)。 18.如申請專利範圍第15項之WTRU，其中該控制器是設置用以在一鄰近 細胞測夏（FN)訊框的一休眠時隙中測量一鄰近載波(NC)列的每個元件上 的一#號水準，該NC列包括所有鄰近細胞廣播控制頻道(BCCH)載波。 19·如申請專利範圍第18項之WTRU ’其中該控制器是設置用以，若該現 行訊框為-解碼㈣訊框，且在該NC列中之一預定數量的最強元件當中有 一新元件，則解碼該新元件的一基地台識別碼(BSIC)。 其中該訓練序列的一第一半被用以

   在其他SBSA波束中之一信號水準。 22·—種用於操控一

   20·如申請專利範圍第15項之WTRU， 之一訓練序列測量而得。 21.如申請專利範圍第20項之WTRU， (WTRU)，該 WTRU 包括·· 其中該^號水準是利用在一時隙中 30 200845630 一用戶型智慧天線，用以產生複數波束； 一收發器，用以經由該SBSA傳送和接收一信號； 一波束操控單元，用以操控一波束至該複數波束的其中之一；以及 一控制器，設置用以在一服務細胞測量（FS)訊框的一休眠時隙中測 量一服務載波/波束(SCB)列的每個元件上的一信號水準，該SCB列包括所 有服務細胞廣播控制頻道(BCCH)載波和SBSA波束的結合，以及若在該 SCB列中有一新的最強元件，則改變一有效波束至該SCB列中的該新的最 強元件。 β θ ·- 23.如申請專利範圍第22項之WTRU，其中該控制器是設置用以在一鄰近 細胞測量（FN)訊框的一休眠時隙中測量一鄰近載波/波束(NCB)列的每個 元件上的一h號水準’該NCB列包括所有鄰近細胞廣播控制頻道 載波和SBSA波束的結合。 24·如申請專利範圍第23項之WTRU，其中該控制器是設置用以，若一現 行訊框為一解碼(FB)訊框，且在該！^(：3列中之一預定數量的最強元件當中 有一新元件，則解碼該新元件的一基地台識別碼(BSIC)。 25.如申請專利範圍第22項之WTRU，其中該控制器是設置用以在一鄰近 細胞測量（FN)訊框的一休眠時隙中測量一鄰近載列的每個元件上 的一信號水準，該NC列包括所有鄰近細胞廣播控制頻道(BCCH)載波。 26·如申請專利範圍第25項之WTRU，其中該控制器是設置用以，若現行 一訊框為一解碼(FB)訊框，且在該NC列中之一預定數量的最強元件當中有 一新元件，則解碼該新元件的一基地台識別碼(BSIC)。 31 200845630 27.如申請專利範圍第22項之WTRU，其中該信號水準是利用在一時隙中 之一訓練序列》則里而得0 28·如申請專利範圍第U項之胃奶，其中該訓練序列的〆第一半被用以 測里在SBSA ;皮束中之一信號水準且該訓練序列第二半被用以測量 在其他S腿波束中之—信號水準。

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