TW201304590A

TW201304590A - 傳輸方法及實施此傳輸方法之移動站

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Publication number: TW201304590A
Application number: TW101111721A
Authority: TW
Inventors: Shin Horng Wong; Matthew P J Baker
Original assignee: Alcatel Lucent
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2012-04-02
Publication date: 2013-01-16

Abstract

一種方法，在包含核心網路及存取網路的蜂巢式無線電通訊系統中，該存取網路包含用以將無線鏈結提供給至少一個移動站之基地站，該移動站能夠操作於不使用波束成形傳送分集的第一傳輸模式和使用波束成形傳送分集的第二傳輸模式中，該方法包含在判定符合與該移動站以軟式交遞方式操作相關的至少一個預定標準之後，立即自該第二傳輸模式切換至該第一傳輸模式。

Description

傳輸方法及實施此傳輸方法之移動站

本發明係有關於無線蜂巢式通訊網路的領域，且更特別的是有關於用以在無線蜂巢式通訊網路的移動站中，以傳送分集模式來進行傳送之方法。

如同在此文中所使用的術語「無線蜂巢式通訊網路」係指任何型式的無線電(或無線)蜂巢式通訊網路，特別是GSM(「全球移動通訊系統」)、UMTS(「通用移動電信系統」)、CDMA、CDMA 2000(3GPP2)、FDD(「分頻雙工」)、TDD(「分時雙工」)、WiMAX、演進的UTRAN(也稱為「長期演進」或LTE)。

如同在此文中所使用的術語「移動站」係指能夠與無線電通訊鏈結上的無線電通訊網路交換資料之任何型式的固定或移動(或可攜式)通訊終端(諸如，例如可攜式、口袋式、手持式、包括電腦、或車載的移動裝置)。因此，除此之外，其可為移動電話設備(也稱為「行動電話」或「智慧型電話」)、配備有無線電通訊介面的膝上型電腦或個人數位助理器(PDA)、配備有無線電通訊介面的伺服器或本地路由器、高頻無線電接收器、或地面或衛星電視接收器。在UMTS及LTE系統中，此移動站被稱為「使用者設備」(UE)。

在典型的蜂巢式無線通訊系統中，移動站經由無線電存取網路(RAN)而與一個或多個核心網路相通訊。此無線電存取網路提供跨越地理區域的無線電涵蓋範圍，此地理區域被分割成單元(cell)區域，其中，各個單元係藉由無線電存取節點(諸如，基地站)來予以提供服務。單元為其中之無線電涵蓋範圍係藉由在基地站位置處的基地站設備來予以提供之地理區域。當移動站為在藉由無線電存取節點或移動站位置所服務的單元之無線電涵蓋範圍內時，這些無線電存取節點及移動站適以透過空中介面而相通訊。

蜂巢式無線通訊系統的無線電存取網路基礎架構典型上包含散佈於涵蓋地區之上的基地站，用以與設置在其服務的區域或單元中之移動站相通訊。巨分集(macrodiversity)技術在於將以在下鏈方向(自基地站至移動站)上，移動站接收相同的資訊許多次，且在上鏈方向上，由移動站所傳送的訊號被基地站所獲得，以便構成然後可在網路基礎架構中相結合的不同估測如此之方式而與不同基地站同時通訊的能力提供給移動站。

由於相同資訊項目的不同觀察之結合，所以巨分集達成改善此系統的性能之接收增加。當移動站正移動時，也使其可實施軟式蜂巢間(intercellular)轉移(「軟式交遞」或SHO)。在頻率雙工通訊(FDD)的寬頻CDMA(W-CDMA)之本文中，巨分集技術係提供於UMTS系統中。例如，由UE所傳送的無線電訊號值被許多節點-Bs接收之事實被稱為上鏈上的巨分集，且此種巨分集起因於經由所謂之節點-Bs的「現役組」而接收自此UE所傳送的無線電訊號之估測。

此外，在使用空間傳送分集的蜂巢式無線通訊系統中，資料係藉由使用n個發送天線(其中，n≧2)的發送器，透過空中介面而被發送至使用m個接收天線(其中，m≧1)的接收器。許多傳送分集架構已予以界定，諸如，例如針對由供UMTS型式的蜂巢式無線通訊系統之用的3GPP所指定之空間時間傳送分集架構(STTD)。其他的傳送分集架構(被稱為封閉迴路傳送分集架構)已針對UMTS來予以指定，其中，在具有傳送參數(其係根據反映接收到之訊號的品質之由接收器所提供的回授資料來予以判定)之n個發送天線的各者上，發送相同的展頻訊號。經常，此種回授資料係根據與供這些天線的各者之用的傳播通道對應之脈衝響應估測來予以計算。此發送器站將參數(反映相移，或相移和增益)施加於各個發送天線上，使得自不同天線所發送的訊號到達接收器，而沒有顯著的相位差。此種傳送分集架構(其中，此發送站以自此回授資料所計算出的權值而於各個發送天線上傳送)也被稱為「波束成形傳送分集」。

在本說明中，本發明將更特別以其應用於(而非限制於)UMTS型式的第三代通訊網路來予以說明。在此系統中，本發明找出目前正由3GPP(第三代合作夥伴計畫)所指定之所謂的「高速下鏈封包存取」(HSDPA)特性內之應用，其的全部說明可在由3GPP於2011年3月所發佈的10.4.0版之3GPP 25.308技術規格書「UTRA高速下鏈封包存取(HSDPA)；全部說明；階段2(發行版本10)」中找出。HSDPA允許一組位於基地站的涵蓋區域中之移動站(UE)的資料之高速率下鏈傳輸，亦即，從基地站到移動站。

圖1顯示此種UMTS網路的架構。屬於核心網路(CN)之移動服務10的開關一方面被鏈結至一個或多個固定網路11，而另一方面藉由所謂的lu介面而被鏈結至命令設備12或RNCs(「無線電網路控制器」)。各個RNC12係藉由所謂的lub介面而被鏈結至一個或多個基地站13。散佈於由此網路所涵蓋的地區之上的基地站13能夠藉由無線電而與稱為UE(「使用者設備」)的移動終端14、14a、14b相通訊。這些基地站可被群組化在一起，以構成稱為「節點B」的節點。某些RNCs 12可另藉由所謂的lur介面而彼此互相通訊。這些RNCs及這些基地站構成稱為UTRAN(「UMTS地面無線電存取網路」)的存取網路。

此UTRAN包含以提供無線電介面(稱為Uu)上所需的鏈結之態樣的ISO模型之層1及2的元件，以及用以控制屬於層3的無線電資源(RRC，「無線電資源控制」)(如同在由3GPP於2004年1月所發佈之發行版本6的6.0.0版之3GPP TS 25.301技術規格書「無線電介面協定架構」中所述)中之站台15A。鑑於較高的層，此UTRAN僅作為此UE與此CN之間的中繼(relay)。

在UMTS型式的封閉迴路上鏈傳送分集系統中，此UE使用超過一支天線而將無線電訊號傳送至節點-B(s)，且使用由節點-B所提供的回授資訊，以判定初傳輸參數。節點-B根據上鏈傳播通道的估測，以判定出一組傳送分集(TxDiv)權值，且將這些判定出的權值發出訊號至此UE，其在後續的傳輸上，依序使用此接收到的TxDiv權值。在波束成形傳送分集架構中，這些權值被選用，以隨著給定的傳播通道而給予最大可能增益，以便使來自此UE的傳輸能量集中至服務節點-B。如圖2中所顯示者，將大部分的傳輸能量集中至特定節點-B也將導致其他節點-Bs的傳輸衰減。典型上，這給予感興趣的節點-B之增益，而降低其他節點-Bs的干擾。

然而，在軟式交遞中，UE將與超過一個節點-B相通訊，因此，一個節點-B(例如，服務節點-B)的傳輸之波束成形將導致其他節點-Bs(例如，非服務節點-Bs)的傳輸衰減。因為軟式交遞將增益提供給單元邊界處的UE，所以波束成形傳送分集的效應降低此軟式交遞增益。雖然非服務節點-Bs也將傳送分級權值提供給此UE，使得此UE可判定出所使用的最佳權值(其將使所有節點-Bs的增益最大)將是可能的，但是這受到提供傳送分集權值的非服務節點-Bs之可用性的影響。因此，有使實施波束成形的UE之軟式交遞增益最大，且不接收來自非服務節點-Bs的傳送分集權值回授之需要。

依據一個態樣，本發明提出一種方法，在包含核心網路及存取網路的蜂巢式無線電通訊系統中，該存取網路包含用以將無線鏈結提供給至少一個移動站之基地站，該移動站能夠操作於不使用波束成形傳送分集的第一傳輸模式和使用波束成形傳送分集的第二傳輸模式中，該方法包含在判定符合與該移動站以軟式交遞方式操作相關的至少一個預定標準之後，立即自該第二傳輸模式切換至該第一傳輸模式。

該標準，或根據自該第二傳輸模式切換至該第一傳輸模式的決定之標準的其中一個標準可予以界定，使得若當以軟式交遞方式操作時之該移動站的現役組中之基地站的數量超過預定臨限值，則符合該標準或該其中一個標準。

額外的標準可予以界定，使得當以軟式交遞方式操作時之該移動站的現役組中之那些基地站，與該移動站的無線電鏈結超過預定品質臨限值，則符合該額外標準。

該標準，或根據自該第二傳輸模式切換至該第一傳輸模式的決定之標準的其中一個標準可予以界定，使得若自該存取網路中接收到自該第二傳輸模式切換至該第一傳輸模式的請求訊息，則符合該標準或該其中一個標準。

另一個廣泛的態樣提供一種移動站，在包含核心網路及存取網路的蜂巢式無線電通訊系統中，該存取網路包含用以將無線鏈結提供給至少一個移動站之基地站，該移動站包含天線系統，該天線系統包含至少兩支天線，供以波束成形傳送分集模式方式的傳輸之用；無線電模組，適以操作於不使用波束成形傳送分集的第一傳輸模式，及使用波束成形傳送分集的第二傳輸模式中；以及控制模組，適以判定符合與該移動站以軟式交遞方式操作相關的至少一個預定標準，且回應於該判定而使該無線電模組的操作自該第二傳輸模式切換至該第一傳輸模式。

該控制模組可另適以判定若當以軟式交遞方式操作時之該移動站的現役組中之基地站的數量超過預定臨限值，則符合至少一個預定標準。

該控制模組還可另適以判定若當以軟式交遞方式操作時之該移動站的現役組中之基地站的數量超過預定臨限值，且對於當以軟式交遞方式操作時之該移動站的現役組中之基地站而言，與該移動站的無線電鏈結超過預定品質臨限值，則符合至少一個預定標準。

該控制模組可另適以判定若自該存取網路中接收到自該第二傳輸模式切換至該第一傳輸模式的請求訊息，則符合至少一個預定標準。

在此所提出的方法可有助益地被嵌入於通用移動電信系統(UMTS)無線通訊系統中，此移動站為能夠UMTS的使用者設備。

另一個廣泛的態樣提供一種電腦可讀取媒體，而在該電腦可讀取媒體上具有用以供處理器來予以實施之處理器可執行指令，該等指令執行以上所提及的方法。

本發明現在將更詳細地以UMTS HSDPA特性的架構來做說明。

提出當符合UE以軟式交遞方式操作相關的一個或多個標準時，使在UE處的傳送分集功能關閉(或除能)。下面的實施例提供那些標準的範例，及其可與彼此互相結合的方式。重新開啟傳送分集的決定也可另被鏈結至那些額外標準的部分或全部。藉由使用不傳送分集的軟式交遞所達成之全部增益確實可大於當使用傳送分集時的全部增益。切斷傳送分集(且因此，一次僅自一支天線傳送)導致更一致的傳輸輻射場型(其對於節點-B位置較不靈敏)。

針對UE的傳送分集功能之如同在此文中所使用的術語「關閉」、「切斷」、「除能」有關於自UE使用藉由複數支天線的傳送分集架構傳送之一種狀態轉變至UE不使用傳送分集架構傳送之另一種狀態。

在第一實施例中，若UE的現役組中之單元的數量變成大於預定臨限值，則UE切斷傳送分集。在此實施例中，若此種預定臨限值被設定成等於一，則每當UE為在軟式交遞時，將切斷此傳送分集。此預定臨限值可在初始UE組態中被指定，或設定(而且，有可能在稍後階段時被更新)，且藉由基礎架構網路而發送訊號至UE。

在第二實施例中，若UE的現役組中之單元的數量變成大於預定臨限值，且對於此現役組中之這些單元的一個或多個單元而言，符合訊號品質標準，則UE切斷傳送分集。此訊號品質標準可包含在離最強單元的(或與服務節點-B相對應之服務單元的)訊號品質之預定距離(例如，X dB)內，持續預定週期的時間(例如，T秒)之第二單元的訊號品質。此訊號品質可包含接收到的SINR或另一種類似的公制。

應該注意的是，UE可通知其服務節點-B已被切換至不再使用傳送分集的傳輸模式。在UE處之傳送分集的此自主除能之後之UTRAN的通知允許更快的回應，且一旦SHO增益為高於波束成形傳送分集的增益，就利用SHO增益。

若所有的非服務節點-Bs皆未顯示在離服務節點-B的訊號品質之預定距離(例如，X’dB)內，持續預定時間週期(例如，T’秒)之訊號品質，則UE也可重新開啟波束成形傳送分集，且通知其服務節點-B。在以上所提供的範例中，參數X和X’；及T和T’分別可被選擇為相等的。

在第三實施例中，取代當符合某種預定標準時，UE自主地除能傳送分集的是，當符合此標準時，UE例如以層1訊號、MAC訊息或UTRAN的RRC量測報告之形式觸發指示。在接收到此種指示之後，節點-B將請求訊息(較佳藉由諸如HS-SCCH命令的「快速」訊號來予以載送，或另一種是RRC重新組態訊息)傳送至UE，以使UE處的波束成形傳送分集除能。

在第四實施例中，自節點-B接收上述的請求訊息，以使UE處的波束成形傳送分集除能構成根據除能波束成形傳送分集之決定的其中一個標準。

第三與第四實施例的結合避免UTRAN必須持續地比較及估測波束成形傳送分集與軟式交遞的相對增益。來自第三實施例中所提供的UE之指示使UTRAN能夠僅在接收到此指示之後，立即比較及估測波束成形傳送分集與軟式交遞的相對增益。就這一點而言，應該注意的是，UTRAN知道軟式交遞增益，且因為節點-B(在UTRAN中)知道傳播通道及所使用的傳送分集權值，所以節點-B(在UTRAN中)知道波束成形傳送分集增益。判定各個架構的增益之估測因此在此網路處是可行的。因為若此指示不是可用的，則各個UE將需要比較，所以這樣節省在UTRAN側的顯著處理。根據此比較，若判定出波束成形傳送分集不值得給定的UE保持，則UTRAN可將訊息傳送至請求除能波束成形傳送分集的此種UE。

若所有的非服務節點-Bs皆未顯示在離服務節點-B的訊號品質之預定距離(例如，X’dB)內，持續預定時間週期(例如，T’秒)之訊號品質，則UE也可觸發UTRAN的指示。在以上所提供的範例中，參數X和X’；及T和T’分別可被選擇為相等的。UTRAN然後可將訊號傳送至請求重新開啟波束成形傳送分集的UE，且UTRAN可再次停止比較波束成形傳送分集與軟式交遞之間的增益。

在第五實施例中，當UE正改變服務單元(或服務節點-B)時，關閉波束成形傳送分集功能。當非服務單元的其中一個非服務單元有比此服務單元的訊號品質更佳之訊號品質時，服務單元的改變經常發生。因此，在此時期的期間，目標服務單元(亦即，此單元將變成UE的新服務單元)的傳輸不會衰減是有益的。一旦UE已成功地移動至新服務單元，新的服務單元即可使此UE的波束成形傳送分集重新啟動。

在圖2上，所顯示的是連接至服務節點-B(22)的UE(20)，及兩個非服務節點-Bs(21，23)。UE 20使用波束成形傳送分集而傳送至節點-Bs，以及一個部分(24)集中在服務節點-B(22)上，且在波束的其他部分(25)中，經過非服務節點-Bs(21，23)之傳輸波束的形狀傳輸而衰減之傳輸波束也被繪示於此圖上。作為現有的UE軟式交遞程序之部分，UE(20)將量測其服務節點-B(22)及非服務節點-Bs(21，23)的CPICH品質。UE(20)能夠操作於不使用波束成形傳送分集的第一傳輸模式和使用波束成形傳送分集的第二傳輸模式中。其包含天線系統，此天線系統包含以波束成形傳送分集模式傳輸之至少兩支天線，此至少兩支天線被連接至適以操作於不使用波束成形傳送分集的第一傳輸模式和使用波束成形傳送分集的第二傳輸模式中之無線電模組。此無線電模組依序被連接至包括處理器及記憶體裝置的控制模組。若非服務節點-Bs(21，23)之任一個的CPICH品質為在服務節點-B(22)的CPICH品質之2dB內，持續超過一秒，則在此控制模組處，事件被設定成觸發。要注意的是，若採用事件的參數，則為了此目的，可使用諸如事件1d(對於最佳單元的改變而言，目前被界定為供頻率間量測報告之用之事件中的其中一個事件)的現有事件。在此範例中，假設第一事件觸發導致下面的量測：CPICH量測的訊號品質(以dB計的訊號強度)對於節點-B 21為-90 dB、對於節點-B 22為-91.5 dB、而對於節點-B 23為-94 dB。UTRAN知道軟式交遞的增益。與來自此事件觸發的量測一起之這些增益被提供給節點-B 22。節點-B 22自使用波束成形傳送分集所獲得的許多TTI中估測出增益，且假設來自波束成形傳送分集的增益高於軟式交遞的增益。在此種情況中，不需動作。在發生另一個事件觸發之後，立即獲得下面的量測：CPICH量測的訊號品質(以dB計的訊號強度)對於節點-B 21為-90 dB、對於節點-B 22為-91 dB、而對於節點-B 23為-91.5 dB。此時，在節點-B 21及節點-B 23的範例中，自經由非服務節點Bs的軟式交遞所達成之增益重新估測為高於波束成形傳送分集的增益。服務節點-B 22然後將HS-SCCH命令傳送至UE 20，以關閉波束成形傳送分集，亦即，切換至不使用波束成形傳送分集的傳輸模式。

熟習此項技術者將立即了解各種上述方法的步驟可藉由程式化的電腦來予以實施。在此，某些實施例也意謂涵蓋程式儲存裝置(例如，數位資料儲存媒體)，其為機器或電腦可讀取的，且將指令的機器可執行或電腦可執行程式編碼，其中，該等指令實施該等上述方法的步驟之某些或全部。這些程式儲存裝置可為例如數位記憶體、諸如磁碟及磁帶的磁性儲存媒體、硬碟機、或光學可讀取的數位資料儲存媒體。這些實施例也意謂涵蓋被程式化成實施上述方法的該等步驟之電腦。

此說明及圖式僅繪示本發明的原理。因此將瞭解的是，熟習此項技術者將能想出實施本發明的源理，且被包括在本發明的精神及範圍內之各種配置(雖然在此未明確地予以說明或顯示)。再者，在此所述的所有範例主要明確地意謂僅為了教導目的，以協助讀者瞭解本發明的原理，及由增進此技術的此發明人(這些發明人)所貢獻之概念，且係要被解釋為未限制於此類特定敘述的範例及條件。此外，敘述本發明的原理、態樣、及實施例之在此的所有說明，以及其特定的範例意謂涵蓋其等效。

這些圖式(包括稱為或標記為「處理器」、「控制器」、或「控制模組」的任何功能方塊)中所顯示的各種元件之功能可經由專用硬體，以及結合適當軟體之能夠執行軟體的硬體之使用來予以提供。當藉由處理器來予以提供時，這些功能可藉由單一專用處理器、藉由單一共用處理器、或藉由複數個個別處理器(其中的某些可被共用)來予以提供。此外，術語「處理器」、「控制模組」或「控制器」的明確使用不應該被解釋成純粹有關於能夠執行軟體的硬體，且可隱含地包括(而非限制)數位訊號處理器(DSP)硬體、網路處理器、特定應用積體電路(ASIC)、場域可程式化閘陣列(FPGA)、用以儲存軟體的唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、及非揮發性儲存器。也可包括習知及/或客製化的其他硬體。

10‧‧‧移動服務

11‧‧‧固定網路

12‧‧‧命令設備

13‧‧‧基地站

14‧‧‧移動終端

15A‧‧‧站台

20‧‧‧使用者設備

21‧‧‧服務節點-B

22‧‧‧非服務節點-B

23‧‧‧非服務節點-B

24‧‧‧一個部分

25‧‧‧波束的其他部分

本發明的其他特性及優點將自下面之參考附圖的非限制範例實施例之說明中而變成顯然可知，其中：圖1係可應用本發明的UMTS網路之圖形；以及圖2係顯示服務節點-B的UE波束成形及非服務節點-Bs的衰減傳輸之圖形。