TW201818686A

TW201818686A - 指派傳輸時刻至無線電終端之方法、無線電網路節點、及無線電終端

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Publication number: TW201818686A
Application number: TW106136161A
Authority: TW
Inventors: 帕爾富蘭葛; 馬丁海瑟勒; 艾瑞克 G 拉森; 吉凡尼因特多納多; 艾米爾比昂森
Original assignee: Ｌｍ艾瑞克生（Ｐｕｂｌ）電話公司
Priority date: 2016-10-21
Filing date: 2017-10-20
Publication date: 2018-05-16
Also published as: TWI649996B; EP3530042B1; US10568056B2; CN109845356A; US20180352526A1; WO2018072842A1; CN109845356B; EP3530042A1

Abstract

本發明係關於一種在一無線電網路系統中指派一傳輸時刻至一無線電終端之方法，無線電網路系統包含至少一無線電網路節點及一無線電終端，且採用一分時雙工方法來將一傳輸時間劃分成一上行鏈路傳輸時間間隔及一下行鏈路傳輸時間間隔以用於無線電網路節點與無線電終端之間的傳輸，方法包括以下步驟：判定無線電終端相對於無線電網路節點之一移動速度；基於移動速度而指派下行鏈路或上行鏈路傳輸時間間隔中之一傳輸時刻至無線電終端。本發明進一步係關於一種經調適以根據上述方法指派一傳輸時刻之無線電網路節點及無線電終端。

Description

指派傳輸時刻至無線電終端之方法、無線電網路節點、及無線電終端

本發明係關於在一無線電網路系統中指派一傳輸時刻至一無線電終端之方法，該無線電網路系統包含至少一無線電網路節點及一無線電終端，且採用一分時雙工方法來將一傳輸時間劃分成一上行鏈路傳輸時間間隔及一下行鏈路傳輸時間間隔以用於無線電網路節點與無線電終端之間的傳輸。本發明係進一步關於一各別無線電網路節點及一無線電終端。

在一無線電網路系統中，一無線電終端通常在一上行鏈路傳輸中將一控制信號傳輸至一無線電網路節點。此一控制信號可含有關於無線電終端與無線電網路節點之間的一連接之品質之資訊。特定而言，無線電終端可傳輸一頻道品質指示符，該頻道品質指示符指示無線電終端與無線電網路節點之間的無線電連接之品質。然後，無線電終端與無線電網路節點之間的連接品質之此資訊在網路節點處用於計劃無線電終端與無線電網路節點之間的上行鏈路及一下行鏈路的進一步傳輸。在此內容脈絡中，基於互易性之分時雙工(TDD)系統對於未來無線電網路系統(諸如5G)而言特別重要，此乃因(舉例而言)一大型多輸入多輸出(MIMO)系統可在TDD模式中操作，該大型多輸入多輸出系統係用於第五代新無線電實體層之一候選技術。大型MIMO，亦被稱為大規模天線系統及極大MIMO，係一多使用者設備MIMO技術，其中每一無線電網路節點可配備有大數目個天線元件，其等可用於服務於共用同一時間及頻帶且可在一空間域中被分離的諸多無線電終端。一良好假定係存在比終端多或多得多之BS天線，但理想情況係儘可能多。大型MIMO提供優於習用的多使用者設備MIMO之諸多益處。首先，習用多使用者設備MIMO並非一可擴縮技術，此乃因其已經設計以支援具有大致相等數目之服務天線及終端之系統且依賴於分頻雙工(FDD)操作。相比而言，在大型MIMO中，服務天線大大多於主動終端，TDD操作給輸送量及經輻射能量效率帶來巨大改良。此等益處得益於空間多工，該空間多工係藉由對由無線電網路節點天線發出及接收之信號進行適當地整形而達成。藉由對所有天線應用預編碼，無線電網路節點可在預期無線電終端之位置處致使在信號當中發生相長干涉，且幾乎在其他有所地方致使相消干涉。此外，隨著天線數目增加，能量可以高精確度被聚焦至空間中之小區域中。大型MIMO之其他益處包含使用簡單低功率組件，此乃因其依賴於簡單信號處理技術、經減少延時及抗有意干擾之穩健性。藉由在TDD模式中操作，大型MIMO利用一頻道互易性質，根據互易性質頻道回應在上行鏈路及下行鏈路兩者中可係相同的。此頻道互易性可允許無線電網路節點自由終端在上行鏈路中傳輸之導頻序列獲取頻道狀態資訊(CSI)，且然後此CSI可用於上行鏈路及下行鏈路兩者的，如圖5中所展示。就此而言，一導頻序列可係指所使用傳輸資源內之參考信號之一型樣。由大數定律可知，每一終端之有效純量頻道增益可接近於一確定性常數。此可被稱為頻道強化。由於頻道強化，終端可僅使用長期統計CSI、最大程度地利用實體層控制發信冗餘(亦即低成本CSI獲取)來可靠地對下行鏈路資料進行解碼。此可使習用資源分配概念變得不再必要且使媒體存取控制MAC層簡化。此等益處可在初步的未來網路系統論述中將大型MIMO提升至一良好位置。然而，大型MIMO系統效能受某些限制性因素影響。舉例而言，頻道互易性可需要硬體校準。此外，一所謂的導頻污染效應係一基本現象，其可極大地限制大型MIMO系統之效能。理論上，一大型MIMO系統中之每一終端可被指派一正交上行鏈路導頻序列。然而，可存在之正交導頻序列之最大數目可因同調間隔之大小而有上限，該最大數目可係一同調時間與同調頻寬之積，亦即同調時間(亦即，其間上行鏈路導頻序列可被視為未改變或在一特定範圍內未變化之持續時間)與同調頻寬(亦即，其內導頻序列可被視為平穩之一頻率範圍之一統計量測，或換言之，導頻序列之兩個頻率可能經歷可比較或相關振幅衰落之一近似最大頻寬或頻率間隔)之積。因此，採取正交導頻序列可隨著終端數目之增加而導致資源分配效率低下，或者當同調間隔過短時該正交導頻序列不可能被實體地執行。因此，導頻序列可跨越無線電網路系統之組區或甚至在(舉例而言)較高組區密度之一家庭組區內被再次使用。此可導致共用同一導頻之終端當中之干擾。導頻污染不會隨著無線電網路節點天線數目之增大而消失，且因此其係一個漸近的減損。此外，基於互易性之波束成形可依賴於一傳輸器(諸如無線電終端)處之準確頻道狀態資訊(CSI-T)。若傳輸天線之數目顯著大於接收天線之數目(如在TDD大型MIMO下行鏈路情境中之情形)，則可藉由在反向鏈路中(亦即，在自無線電終端至網路節點之方向上)傳輸SRS來高效地獲得CSI-T。所需之SRS週期性可取決於無線電頻道之一同調時間，該同調時間繼而取決於無線電終端之移動速度。因此，需要在一無線電網路系統中確保所需之SRS週期性。因此，本發明之一目標係當傳輸時刻被指派至一無線電終端時確保使用準確傳輸品質資訊。本發明之另一目標係能夠基於互易性地獲取用於指派傳輸時刻至一無線電終端之傳輸品質資訊。本發明之又一目標係減少用於指派傳輸時刻至一無線電終端之參考信號額外負荷。

藉由獨立請求項之標的物解決上述習用方法之問題及缺陷。此外，在隨附申請專利範圍中闡述較佳實施例。根據本發明之一態樣，提供一種在一無線電網路系統中指派一傳輸時刻至一無線電終端之方法，該無線電網路系統包含至少一無線電網路節點及一無線電終端，且採用一分時雙工方法來將一傳輸時間劃分成一上行鏈路傳輸時間間隔及一下行鏈路傳輸時間間隔以用於該無線電網路節點與該無線電終端之間的傳輸。該方法包括以下步驟：判定該無線電終端相對於該無線電網路節點之一移動速度；及基於該移動速度而指派該下行鏈路傳輸時間間隔或該上行鏈路傳輸時間間隔中之一傳輸時刻至該無線電終端。根據本發明之另一態樣，提供一種用於一無線電網路系統之無線電網路節點，該無線電網路系統包含至少該無線電網路節點及一無線電終端，且採用一分時雙工方法來將一傳輸時間劃分成一上行鏈路傳輸時間間隔及一下行鏈路傳輸時間間隔以用於該無線電網路節點與該無線電終端之間的傳輸。該無線電網路節點經調適以：判定該無線電終端相對於該無線電網路節點之一移動速度；且基於該移動速度而指派該下行鏈路傳輸時間間隔或該上行鏈路傳輸時間間隔中之一傳輸時刻至該無線電終端。根據本發明之另一態樣，提供一種用於一無線電網路系統之無線電終端，該無線電網路系統包含至少一無線電網路節點及該無線電終端，且採用一分時雙工方法來將一傳輸時間劃分成一上行鏈路傳輸時間間隔及一下行鏈路傳輸時間間隔以用於該無線電網路節點與該無線電終端之間的傳輸。該無線電終端經調適以：接收一經指派傳輸時刻；在該下行鏈路傳輸時間間隔中製止傳輸直至一經指派傳輸時刻為止；僅在該下行鏈路傳輸時間間隔之該經指派傳輸時刻期間傳輸；且在該下行鏈路傳輸時間間隔之剩餘部分中製止傳輸。根據本發明之另一態樣，提供一種包括程式碼之電腦程式，該程式碼在於處理資源上被執行時指示該等處理資源執行本發明之一方法實施例。根據本發明之又一態樣，提供一種儲存程式碼之電腦程式產品，該程式碼在於處理資源上被執行時指示該等處理資源執行本發明之一方法實施例。本發明適用於基於TDD波束成形系統之所有系統及經由基於由使用者設備發送之上行鏈路探測參考信號(SRS)之頻道互易性之下行鏈路頻道狀態資訊(CSI)獲取。本發明之一自然應用將係5G大型MIMO系統。

圖1展示一例示性網路環境之一示意性概述。一網路100 (舉例而言，一無線電網路系統或一無線電通信網路)包含若干個網路元件101至103，諸如網路節點、路由器、閘道器、交換器、交換中心、基地台、無線或有線鏈路等。通常，網路100之目的將係將一網路服務提供至複數個無線電終端11、12、13，其中通常服務包含電話、視訊電話、聊天、網際網路瀏覽、電子郵件發送與接收等。出於此目的，網路元件101至103將經由無線電網路節點120、130、140遞送去往及來自該複數個無線電終端11、12、13之資料。無線電網路節點120、130、140可經由用於傳輸及接收去往及來自一無線電終端11、12、13之資料之通常無線電鏈路與個別無線電終端11、12、13通信。網路100可進一步具有與某些種類之網路實體110 (諸如，一伺服器或一資料中心中之一資源)之一連接。網路實體110亦可具有去往無線電網路120、130、140或無線電終端11、12、13中之任一者之一直接鏈路。無線電終端11、12、13可以不同速度移動，如由無線電終端11、12、13之頂部上之一箭頭所指示。注意，無線電終端11、12、13上所指示之箭頭愈長，移動速度愈快。舉例而言，無線電終端11以一高速度移動且可(舉例而言)位於一高速火車、飛機、一公路上之車輛等中。無線電終端12以一中等速度移動且可(舉例而言)位於一緩慢移動車輛中，諸如一常規街道上之一汽車或公共汽車、一自行車等。無線電終端13不移動且在一穩定位置中。根據實施例，一傳輸時間間隔TTI中之一無線電終端傳輸時刻係基於各別無線電終端之移動速度而被指派。傳輸時間間隔可係一下行鏈路傳輸時間間隔DL TTI或一上行鏈路傳輸時間間隔UL TTI，亦即DL TTI或UL TTI可係(舉例而言)一無線電網路節點與一無線電終端之間的一無線電鏈路中之傳輸之一持續時間。根據本發明之至少一項實施例，指派至以一高速度移動之一無線電終端之傳輸時刻可在一交換符號(亦即，分離正在傳輸之無線電終端與寂靜無線電終端之DL TTI或UL TTI中之一時間點)之前。另一方面，指派至以一低速度移動之一無線電終端之傳輸時刻可係在一交換符號之後。特定而言但不失一般性，無線電終端亦可被稱為一無線終端、一行動終端、無線電終端裝置、一使用者設備UE等。無線電終端可係一行動電話、一行動平板PC或連接至無線電網路系統之任何其他無線通信裝置。所需之參考發訊(諸如，一探測參考信號SRS)週期性取決於一無線電頻道之一傳輸時刻之一同調時間，該同調時間繼而取決於無線電終端(諸如UE)之一速度。高速度無線電終端需要一高SRS傳輸週期性且低速度無線電終端較佳地由較低SRS週期性服務。可考慮採用分時雙工TDD之一系統。亦即，可使用(舉例而言)用於上行鏈路及下行鏈路(亦即，自無線電終端角度來看，傳輸及接收)之一單個頻帶。然後，可藉由指派交替時槽至傳輸操作及接收操作來共用彼頻帶。在服務於眾多無線電終端之一習用分時雙工TDD系統中，一網路可需要選擇一個單個SRS週期性，該選定單個SRS週期性可僅對於具有一特定頻道同調時間之無線電終端而言最佳且對於所有其他無線電終端而言係次最佳。當將頻道自下行鏈路還原至上行鏈路以使無線電終端能夠傳輸SRS時，基地台可需要係寂靜的，亦即不可傳輸。此外，無線電網路節點可需要在一時間域中插入額外保護間隔以解釋可進一步增加傳輸一SRS之一成本之一傳播延遲。在一多組區TDD系統中，一個無線電網路節點中之SRS週期性選擇可受一附近無線電網路節點中之SRS週期性選擇影響。通常，可亦需要在周圍無線電網路節點中使用相同SRS型樣以避免問題干涉情況。因此，一無線電網路中之SRS週期性之選擇可係一折衷。亦即，高SRS週期性可為高速度無線電終端提供良好效能，但以低速度無線電終端之高SRS額外負荷為代價。然而，低SRS週期性遭受高速度無線電終端之一傳輸器處之頻道狀態資訊CSI-T老化，亦即所傳輸資訊因無線電終端快速移動而過時，此導致一顯著信號與干擾加雜訊比(SINR)降級，但形成低速度無線電終端之良好效能。因此在根據先前技術之以上方法中，不可能選擇將對網路中之所有無線電終端而言皆係最佳之一SRS週期性。然而，本發明解決上述先前技術之缺點。圖2展示經調適以執行根據本發明之一方法之一無線電終端14。無線電終端14可對應於圖1中所展示之無線電終端11、12、13中之一者。無線電終端14係用於一無線電網路系統，該系統包含至少一無線電網路節點(舉例而言，圖1中所展示之無線電網路節點120、130、140中之一者)及無線電終端14，且採用一分時雙工方法。此方法將一傳輸時間劃分成一上行鏈路傳輸時間間隔及一下行鏈路傳輸時間間隔以用於無線電網路節點與無線電終端之間的傳輸。無線電終端14經調適以接收一經指派傳輸時刻，製止下行鏈路傳輸時間間隔中之傳輸直至一經指派傳輸時刻為止，僅在下行鏈路傳輸時間間隔之經指派傳輸時刻期間傳輸，且製止下行鏈路傳輸時間間隔之剩餘部分中之傳輸。亦即，換言之，無線電終端14可接收指示一傳輸窗或傳輸時刻(例如被編碼為一開始時間及一停止時間)之一指派，其中該傳輸窗係一下行鏈路傳輸時間間隔之一部分。因此，當無線電終端14接收到用於一下行鏈路傳輸之一指派時，其不可立即開始傳輸，當下行鏈路傳輸時間間隔開始時，且可傳輸直至傳輸時間間隔結束為止。在圖2之左手側上所展示之一第一實施例中，無線電終端14可包含至少一個處理器14-1、一記憶體14-2及具有接收及傳輸能力之一收發器14-3。該至少一個處理器耦合至記憶體及收發器。包括程式碼之一電腦程式碼儲存於記憶體中。該程式碼可由該至少一個處理器執行。當該至少一個處理器執行程式碼時，致使無線電終端14執行下文更詳細地闡釋之上述步驟。在圖之右手側中所展示之一第二實施例中，無線電終端14包含判定模組14a、處理模組14b及通信模組14c。在本發明之一項實施例中，無線電終端14可能夠使用(舉例而言)感測器來判定相對於無線電網路節點之一移動速度。舉例而言，無線電終端14可使用判定模組14a (諸如一陀螺儀或一光學相機)來判定其相對速度。無線電終端14然後可進一步使用處理模組14b來實施移動速度之一判定程序，且可進一步使用通信模組14c來將所判定移動速度傳達至一服務無線電網路節點。圖3展示本發明的用於指派傳輸時刻至無線電終端(舉例而言，無線電終端11、12、13、14中之一者)之一個一般性網路節點實施例。網路節點可對應於圖1中所闡述之網路節點120、130、140。特定而言，網路節點110可經調適以執行根據本發明之一項實施例之一方法。亦即，根據本發明之一項實施例，網路節點110可設置有記憶體模組111、處理模組112、通信模組113、判定模組114及指派模組115。在根據本發明之另一實施例中，網路節點110 (亦即，網路節點120、130、140)，可包含至少一個處理器110-1、一記憶體110-2及具有接收及傳輸能力之一收發器110-3，如圖3之左側上所圖解說明。至少一個處理器耦合至記憶體及收發器。包括程式碼之一電腦程式碼儲存於記憶體中。程式碼可由至少一個處理器執行。當至少一個處理器執行程式碼時，致使無線電終端14執行下文更詳細闡釋之上文所闡述步驟。換言之，根據本發明之一項實施例，本發明係關於用於一無線電網路系統之一無線電網路節點，該無線電網路系統包含至少無線電網路節點及一無線電終端，且採用一分時雙工方法來將一傳輸時間劃分成一上行鏈路傳輸時間間隔及一下行鏈路傳輸時間間隔以用於無線電網路節點與無線電終端之間的傳輸，無線電網路節點包括：經調適以判定無線電終端相對於該無線電網路節點之一移動速度之一模組；及經調適以基於該移動速度而指派下行鏈路或上行鏈路傳輸時間間隔中之傳輸時刻至無線電終端之一模組。通常，所述處理模組112可係一處理單元、一處理單元集合、CPU、一資料處理中心之一部分等。然而，識別模組114及判定模組115可設置在處理模組112內或可連接至記憶體模組111、處理模組112或通信模組113中之任一者。具體而言，記憶體模組111可儲存指示處理模組112在操作期間實施本發明之任何方法實施例之程式碼。舉例而言，在本發明之一項實施例中，網路實體110可係一無線電網路節點，諸如一基地台、一eNodeB、一gNode、一閘道器、一外部處理實體等。圖4展示本發明之一個一般性方法實施例之一流程圖。根據本發明之一項實施例，可相對於一無線電網路節點110、120、130、140判定無線電終端11、12、13、14、15、16之移動速度(S1)。此外，無線電網路節點可基於所判定移動速度而指派一傳輸時間間隔(諸如，下行鏈路或上行鏈路傳輸時間間隔)中之一傳輸時刻(S2)。就此而言，傳輸時刻可對應於下行鏈路或上行鏈路時間間隔內之一時間窗。根據本發明之一項實施例，在指派傳輸時刻至無線電終端11、12、13、14、15、16時，無線電終端11、12、13、14、15、16之移動速度愈高，下行鏈路或上行鏈路傳輸時間間隔內之傳輸時刻愈早。根據本發明之又一實施例，在指派傳輸時刻至無線電終端11、12、13、14、15、16時，具有低於一臨限值之一移動速度之無線電終端11、12、13、14、15、16被指派貫穿整個下行鏈路或上行鏈路傳輸時間間隔之一傳輸時刻。亦即，處於一穩定位置中之無線電終端11、12、13、14、15、16 (諸如，圖1中之無線電終端13)可被指派貫穿整個下行鏈路或上行鏈路傳輸時間間隔之一傳輸時刻。關於應提前被判定之臨限值，情形可係：以一中等速度移動之無線電終端12亦可被指派貫穿整個下行鏈路或上行鏈路傳輸時間間隔之一傳輸時刻。因此，對於以低於臨限值之一速度移動之無線電終端11、12、13、14、15、16而言，發訊額外負荷可被減少。換言之，根據本發明之一項實施例，低速無線電終端11、12、13、14、15、16可在傳輸時間間隔TTI之整個下行鏈路部分期間而非僅在其後半部分期間接收服務。亦即，低速無線電終端11、12、13、14、15、16在整個下行鏈路間隔中接收服務，而高速無線電終端11、12、13、14、15、16僅在較早部分中接收服務。特定而言，若一個或多個低速無線電終端11、12、13、14、15、16具有一強頻道且被施加一最大最小SINR功率控制，此等低速無線電終端11、12、13、14、15、16可僅消耗所發射總下行鏈路功率之一小部分且就此而言可接收服務而幾乎無額外成本，亦即免費。在整個下行鏈路間隔期間服務於此等低速運動無線電終端11、12、13、14、15、16可由於自由度之一增益而形成最佳操作。另外，無線電網路節點110、120、130、140可由於其等較長之頻道同調而可能對去往低速運動無線電終端11、12、13、14、15、16之CSI具有較佳估計，且因此當波束成形為去往高速運動無線電終端11、12、13、14、15、16時，逼零技術或MMSE波束成形技術可較佳地用於抑制對低速運動無線電終端之干擾。網路可在其不再服務於高速無線電終端11、12、13、14、15、16時在TTI之後面部分指派額外功率至低速無線電終端11、12、13、14、15、16。網路可通知行動終端11、12、13、14、15、16關於TTI之第一部分及第二部分之功率(例如)以便在無線電終端中達成準確軟位元可靠性計算及頻道估計。根據本發明之另一實施例，在指派傳輸時刻至無線電終端11、12、13、14、15、16時，無線電終端11、12、13、14、15、16之移動速度愈高，參考信號之傳輸時刻愈接近下行鏈路傳輸時刻之傳輸時刻。亦即，下行鏈路參考信號(亦被稱為導頻)可用於輔助無線電終端11、12、13、14、15、16處之解調製。當(舉例而言)服務於高速運動及低速運動無線電終端11、12、13、14、15、16之一混合時(亦即以一高速度移動之無線電終端11、12、13、14、15、16及以一低速度移動之無線電終端11、12、13、14、15、16)，下行鏈路導頻之頻率可經調適使得高速運動無線電終端11、12、13、14、15、16比低速運動無線電終端11、12、13、14、15、16更經常地接收導頻符號。頻道之時變性可致使CSI在網路節點110、120、130、140 (例如基地台)及無線電終端11、12、13、14、15、16兩處皆過時。此過時之此效應可由於天線之平均而在無線電終端11、12、13、14、15、16處比在基地台處更糟。特定而言，每一基地台天線處之頻道係數之一隨機相位旋轉可由於大數定律而達到平均：波束成形之後的有效頻道增益可涉及所有頻道係數之一加權和，且對此等係數之擾動可在和上達到平均。相比而言，無線電終端11、12、13、14、15、16處所接收之符號分佈之一相位旋轉不可經受此平均且可導致嚴重效能降級。因此，根據本發明之一項實施例，無線電終端11、12、13、14、15、16之移動速度愈高，參考信號之傳輸時刻愈接近於下行鏈路傳輸時刻之傳輸時刻。根據本發明之另一實施例，在指派傳輸時刻至無線電終端11、12、13、14、15、16時，具有低於一臨限值之一移動速度之無線電終端11、12、13、14、15、16被指派貫穿整個上行鏈路傳輸時間間隔之上行鏈路參考信號之一傳輸時刻。亦即，上行鏈路導頻(諸如SRS)之放置可取決於無線電終端運動性而被調適。對於期望獲取良好上行鏈路服務或者上行鏈路服務及下行鏈路服務兩者之無線電終端11、12、13、14、15、16而言，在整個上行鏈路間隔上散佈與資料符號交錯之導頻可係有利的。另一方面，對於主要期望獲取下行鏈路服務之無線電終端11、12、13、14、15、16而言，高速運動無線電終端11、12、13、14、15、16可歷經短於一傳輸時間間隔TTI之一頻道同調時間。然後，其上行鏈路導頻可較佳地在下行鏈路間隔開始即刻計劃好，此乃因有用地外插頻道回應之可能性係有限的。另一方面，低速運動無線電終端11、12、13、14、15、16可具有長於一TTI之一同調時間。然後，其上行鏈路導頻可散佈於TTI之整個上行鏈路部分上(亦即，實際上散佈於當前TTI之SRS部分及先前TTI之上行鏈路有效負載部分上)以在下行鏈路部分期間促進高度準確之頻道外插。根據本發明之又一實施例，無線電網路系統係一多輸入多輸出系統或一大型多輸入多輸出系統，且方法進一步包含採用分時雙工方法來將傳輸時間劃分成上行鏈路傳輸時間間隔及下行鏈路傳輸時間間隔以用於無線電網路節點110、120、130、140與無線電終端11、12、13、14、15、16之間的傳輸。圖6展示一多輸入多輸出MIMO系統中之基於互易性之波束成形之一例示性實施例。大型MIMO，亦被稱為大規模天線系統及極大MIMO，係一多使用者設備MIMO技術，其中每一無線電網路節點(BS)可配備有大數目個天線元件，該等天線元件可用於服務於共用同一時間及頻帶且可在一空間域中被分離之諸多無線電終端11、12、13、14、15、16。一良好假定係存在比終端多或多得多之BS天線；但理想情況係儘可能多。大型MIMO提供優於習用多使用者設備MIMO之諸多益處。首先，習用多使用者設備MIMO並非一可擴縮技術，此乃因其已經設計以支援具有大致相等數目之服務天線及終端之系統且依賴於分頻雙工(FDD)操作。相比而言，在大型MIMO中，服務天線大大多於主動終端，TDD操作給輸送量及經輻射能量效率帶來巨大改良。此等益處得益於空間多工，該空間多工係藉由對由無線電網路節點天線發出及接收之信號進行適當地整形而達成。藉由對所有天線應用預編碼，無線電網路節點110、120、130、140可在預期無線電終端11、12、13、14、15、16之位置處致使在信號當中發生相長干涉，且幾乎在其他有所地方致使相消干涉。。此外，隨著天線數目增加，能量可以高精確度被聚焦至空間中之小區域中。大型MIMO之其他益處包含使用簡單低功率組件，此乃因其依賴於簡單信號處理技術、經減少延時及抗有意干擾之穩健性。藉由在TDD模式中操作，大型MIMO利用一頻道互易性質，根據互易性質頻道回應在上行鏈路及下行鏈路兩者中可係相同的。根據本發明之又一實施例，無線電終端11、12、13、14、15、16之速度係使用自無線電終端11、12、13、14、15、16至無線電網路節點110、120、130、140之一上行鏈路傳輸來判定。圖7圖解說明一大型MIMO情境。所有無線電終端11、12、13、14、15、16可在同調間隔之開端處經由SRS發送自己之CSI。另一選擇係，無線電終端11、12、13、14、15、16可發送SRS且網路節點110、120、130、140可接收SRS並判定CSI。無線電網路節點110、120、130、140可收集此資訊且可估計每一無線電終端11、12、13、14、15、16之一都卜勒(Doppler)擴展。假定具有兩個無線電終端類別：(i)低速無線電終端11、13、14，亦即行人；(ii)高速無線電終端12、15、16，亦即車輛。圖8展示本發明之其中無線電網路節點110、120、130、140估計受服務無線電終端11、12、13、14、15、16之移動速度之一例示性實施例。根據本發明之一項實施例，無線電網路節點將無線電終端11、12、13、14、15、16 (在下文亦被稱為UE)群組至對應類別，且藉由解決以下問題計算最佳TDM組態(亦即，最佳交換符號)，其中S 係下行鏈路速率和，亦即K 個使用者設備之DL可達成速率之和，且表示資源侷限，諸如同調時間間隔侷限、頻譜侷限、功率侷限等。一旦最佳交換符號被計算出來，BS將TDM組態傳達至高速UE。基本上，此控制發訊在一DL TTI內遞送關於其中UE可處於連接/閒置模式中之時間間隔之資訊。最後，無線電網路節點110、120、130、140可執行資料傳輸。可在其中高速UE移動至閒置模式且低速UE變得活躍之交換符號時間處針對低速UE重複相同過程。此可關於參考模型保證UE側處之功率消耗較低。圖9展示一例示性訊框結構及一參考發訊與根據本發明之一項實施例之一方法之間的資源分配之一比較。根據先前技術，所有無線電終端11、12、13、14、15、16同時接收服務。在此情形中，低SRS週期性(諸如每同調間隔1 SRS)，可致使高速無線電終端11、12、13、14、15、16由於CSI-T老化而經歷SINR降級。另一方面，採取一高SRS週期性或等效地將訊框定大小為等於由高速無線電終端11、12、13、14、15、16施加之同調間隔導致較高SRS額外負荷。兩種情形皆減小DL速率和。圖9展示訊框結構之一實例及參考發訊與根據本發明之一方法(亦被稱為一都卜勒相異方案)之間的資源分配比較。根據本發明之一項實施例，與較低SRS週期性結合之使用者設備時間多工與先前技術方法相比可提供不同益處。舉例而言，該等益處係一較高DL速率和。此乃因每一使用者設備可在活躍時經歷較高SINR。實際上，將無線電終端11、12、13、14、15、16分離成在不同時間接收服務之兩個子群組可在無線電終端11、12、13、14、15、16活躍時增加其DL功率。此可由於更準確頻道預編碼而顯著減少使用者設備當中之干擾。此外，舉例而言，該等益處亦係較低SRS額外負荷。此乃因一無線電網路節點110、120、130、140可在低速度無線電終端11、12、13、14、15、16之每一同調間隔之後旋即執行SRS獲取而不發生效能降級。因此，所需SRS間隔可取決於低速無線電終端11、12、13、14、15、16之速度。此外，舉例而言，該等益處亦係較低無線電終端功率消耗。此乃因在指派至一特定無線電終端類別之時間-頻率資源(亦即符號)期間，屬另一類別之無線電終端11、12、13、14、15、16處於閒置模式中。無線電終端11、12、13、14、15、16可花費更少之時間傳輸SRS且花費更少之時間接收DL資料。在以下內容中，闡述一實例來詳述本發明優於先前技術之益處。以一大型MIMO系統為例，其中同時配備有若干天線之一BS可藉由在TDD模式中操作以相同頻帶來服務於配備有單天線之無線電終端(M＞K)。時間-頻率資源可被劃分成長度τ符號之同調間隔(訊框)。同調間隔可係期間頻道可合理地視為不隨時間變化之間隔。TDD同調間隔可被劃分成三個階段：上行鏈路訓練(training)，亦即SRS傳輸；下行鏈路有效負載資料傳輸，亦即DL TTI；及上行鏈路有效負載資料傳輸。使作為每同調間隔花費在上行鏈路SRS之傳輸上之符號數目，τ_DL 作為每同調間隔花費在下行鏈路有效負載資料傳輸上之樣本數目，且τ_UL 作為每同調間隔花費在上行鏈路有效負載資料傳輸上之樣本數目。同調間隔τ之符號長度由給定，其中。最後，假定TTI符號長度等於由低速使用者設備施加之。圖11展示用於一模擬之基本參數。模擬旨在鑒於藉由使用根據本發明之方法及先前技術方法獲得之速率和方面而比較效能。圖11中列出了模擬參數，此處SNR可係在MU-MIMO之功率共用之前的單個使用者設備SNR。根據如先前技術之方法，所有使用者設備在TTI期間由BS提供服務。速率和受SINR降級影響，高速使用者設備由於其較短同調間隔而經歷該SINR降級。相比而言，根據本發明，TTI可被分離成兩個部分。高速使用者設備及低速使用者設備可分別在第一部分中及在第二部分中單獨地接收服務。交換符號，亦即其中低速無線電終端11、12、13、14、15、16開始接收服務之符號可藉由將一速率和最大化來適當地計算。圖10展示由根據先前技術之方法及根據本發明之方法(稱為都卜勒相依TDM)提供之下行鏈路速率和。在此特定模擬(亦即實例)中，藉由選擇符號4124作為交換符號，效能可比習用方案提高達9%。圖10展示一參考發訊與根據本發明之一項實施例之一方法之間的一比較。注意，上文所提供之實例可十分不適用於根據本發明之方法，且若對所傳輸信號執行一等級限制，則所提出之解決方案相對於先前技術之功率共用解決方案而言可提供更好效能。在以上實例中，當所有無線電終端11、12、13、14、15、16皆正在傳輸時，以10個高速度無線電終端及10個低速度無線電終端為例，基本上一頻道傳輸等級係20。根據本發明，可首先傳輸至10個高速度無線電終端且然後傳輸至10個低速度無線電終端，且基本上一頻道傳輸等級僅係10。此外，根據本發明之方法優於當前技術(SOTA)解決方案。另外，舉例而言，由於在使用傳輸等級20的情況下干擾會增加，因此導頻額外負荷將增加且SINR減少。以在基地台硬體中(例如) 10之一等級限制為例，則在SOTA解決方案中，將能夠僅服務於無線電終端11、12、13、14、15、16中之一半，此有效地將SOTA解決方案之速率和減小50%，但絕不會影響所提出之解決方案。在做出此一比較之情況下，根據本發明之方法與SOTA解決方案相比可提供顯著多於100%之增益。儘管已闡述詳細實施例，但此等實施例僅用於提供對由隨附申請專利範圍界定之本發明之一較佳理解且不應被視為限制性的。藉由在下行鏈路(DL)傳輸時間間隔(TTI)中對高速度使用者設備及低速度使用者設備進行時間多工，可使用一較低SRS週期性，從而形成較低SRS額外負荷。更具體而言，高速無線電終端11、12、13、14、15、16可在DL TTI中較早地被指派頻道，而低速無線電終端11、12、13、14、15、16可在DL TTI之剩餘部分期間接收服務。高速使用者設備頻道狀態可極快速地改變，且其效能可深受無線電網路節點110、120、130、140處之CSI準確性影響。出於此原因，高速使用者設備可需要緊接著在BS處獲取SRS而接收服務。相比而言，低速無線電終端頻道狀態由於其所經歷之較大同調時間間隔而可在一DL TTI期間保持大致恆定。因此，無線電網路節點110、120、130、140處之CSI-T準確性可甚至在DL TTI之結束處仍有益於低速無線電終端。因此，在DL TTI之結束處服務於低速無線電終端11、12、13、14、15、16可不會導致效能降級。藉由解決一最佳化問題，提供將DL速率和最大化之資源分配之最佳組態。

11‧‧‧無線電終端/高速無線電終端/低速無線電終端/低速運動無線電終端/高速運動無線電終端/行動終端

12‧‧‧無線電終端/高速無線電終端/低速無線電終端/低速運動無線電終端/高速運動無線電終端/行動終端

13‧‧‧無線電終端/高速無線電終端/低速無線電終端/低速運動無線電終端/高速運動無線電終端/行動終端

14‧‧‧無線電終端/高速無線電終端/低速無線電終端/低速運動無線電終端/高速運動無線電終端/行動終端

14-1‧‧‧處理器

14-2‧‧‧記憶體

14-3‧‧‧收發器

14a‧‧‧判定模組

14b‧‧‧處理模組

14c‧‧‧通信模組

15‧‧‧無線電終端/高速無線電終端/低速無線電終端/低速運動無線電終端/高速運動無線電終端/行動終端

16‧‧‧無線電終端/高速無線電終端/低速無線電終端/低速運動無線電終端/高速運動無線電終端/行動終端

100‧‧‧網路

101‧‧‧網路元件

102‧‧‧網路元件

103‧‧‧網路元件

110‧‧‧網路實體/無線電網路節點/網路節點

110-1‧‧‧處理器

110-2‧‧‧記憶體

110-3‧‧‧收發器

111‧‧‧記憶體模組

112‧‧‧處理模組

113‧‧‧通信模組

114‧‧‧判定模組

115‧‧‧指派模組

120‧‧‧無線電網路節點/網路節點

130‧‧‧無線電網路節點/網路節點

140‧‧‧無線電網路節點/網路節點

現在將參考圖闡述本發明之實施例，呈現該等實施例以用於更好地理解發明性概念但並不被視為限制本發明，在圖中：圖1展示一例示性網路環境之一示意性概述，在該環境中以不同速度移動之無線電終端由至少一個無線電網路節點服務；圖2展示適用於根據本發明之一項實施例之用於指派傳輸時刻之一方法之一無線電終端；圖3展示本發明之用於指派一傳輸時刻至一無線電終端之一個一般性實體實施例；圖4展示本發明之一個一般性方法實施例之一流程圖；圖5展示在無線電網路節點處經由參考發訊之一例示性頻道狀態資訊獲取；圖6展示一多輸入多輸出MIMO系統中之基於互易性之波束成形之一例示性實施例；圖7展示服務於具有不同移動速度之無線電終端之一單個組區MIMO系統之一例示性實施例；圖8展示本發明之其中無線電網路節點估計接收服務無線電終端之移動速度之一例示性實施例；圖9展示一例示性訊框結構及一參考發訊與根據本發明之一項實施例之一方法之間的資源分配之一比較；圖10展示一參考發訊與根據本發明之一項實施例之一方法之間的一比較；且圖11展示一模擬之基本參數。

Claims

一種在一無線電網路系統中指派一傳輸時刻至一無線電終端(11、12、13、14、15、16)之方法，該無線電網路系統包含至少一無線電網路節點(110、120、130、140)及一無線電終端(11、12、13、14、15、16)，且採用一分時雙工方法來將一傳輸時間劃分成一上行鏈路傳輸時間間隔及一下行鏈路傳輸時間間隔以用於該無線電網路節點(110、120、130、140)與該無線電終端(11、12、13、14、15、16)之間的傳輸，該方法包括以下步驟：判定該無線電終端(11、12、13、14、15、16)相對於該無線電網路節點(110、120、130、140)之一移動速度；基於該移動速度而指派該下行鏈路傳輸時間間隔或該上行鏈路傳輸時間間隔中之一傳輸時刻至該無線電終端(11、12、13、14、15、16)。
如請求項1之方法，其中在指派該傳輸時刻至該無線電終端(11、12、13、14、15、16)時，該無線電終端(11、12、13、14、15、16)之該移動速度愈高，該下行鏈路傳輸時間間隔或該上行鏈路傳輸時間間隔內之該傳輸時刻愈早。
如請求項1或2之方法，其中在指派該傳輸時刻至該無線電終端時，為具有低於一臨限值之一移動速度之該無線電終端指派貫穿該整個下行鏈路傳輸時間間隔或該整個上行鏈路傳輸時間間隔之一傳輸時刻。
如請求項1或2之方法，其中在指派該傳輸時刻至該無線電終端(11、12、13、14、15、16)時，該無線電終端(11、12、13、14、15、16)之該移動速度愈高，用於參考信號之傳輸時刻愈接近於該下行鏈路傳輸時刻之該傳輸時刻。
如請求項1或2之方法，其中在指派該傳輸時刻至該無線電終端(11、12、13、14、15、16)時，為具有低於一臨限值之一移動速度之該無線電終端(11、12、13、14、15、16)指派貫穿該整個上行鏈路傳輸時間間隔的用於上行鏈路參考信號之一傳輸時刻。
如請求項1或2之方法，其中該無線電網路系統係一多輸入多輸出系統且該方法進一步包含採用一分時雙工方法來將該傳輸時間劃分成該上行鏈路傳輸時間間隔及該下行鏈路傳輸時間間隔以用於該無線電網路節點(110、120、130、140)與該無線電終端(11、12、13、14、15、16)之間的傳輸。
如請求項1或2之方法，其中使用自該無線電終端(11、12、13、14、15、16)至該無線電網路節點(110、120、130、140)之一上行鏈路傳輸來判定該無線電終端(11、12、13、14、15、16)之該速度。
如請求項1或2之方法，其中使用一傳輸信號之一移位來判定該無線電終端(11、12、13、14、15、16)之該速度。
如請求項1或2之方法，其進一步包含以下步驟：比較該所判定移動速度與一臨限值，及基於該比較而指派該傳輸時刻。
如請求項1或2之方法，其進一步包含以下步驟：基於該所判定移動速度而將無線電終端(11、12、13、14、15、16)分群成至少兩個群組，對在一個群組內之無線電終端(11、12、13、14、15、16)應用相同傳輸時刻。
如請求項1或2之方法，其中與具有一低移動速度之該無線電終端(11、12、13、14、15、16)相比，該網路節點(110、120、130、140)將更多下行鏈路參考信號發送至具有一高移動速度之該無線電終端(11、12、13、14、15、16)。
一種用於一無線電網路系統之無線電網路節點(110、120、130、140)，該無線電網路系統包含至少該無線電網路節點(110、120、130、140)及一無線電終端(11、12、13、14、15、16)，且採用一分時雙工方法來將一傳輸時間劃分成一上行鏈路傳輸時間間隔及一下行鏈路傳輸時間間隔以用於該無線電網路節點(110、120、130、140)與該無線電終端(11、12、13、14、15、16)之間的傳輸，該無線電網路節點(110、120、130、140)經調適以判定該無線電終端(11、12、13、14、15、16)相對於該無線電網路節點(110、120、130、140)之一移動速度；基於該移動速度而指派該下行鏈路傳輸時間間隔或該上行鏈路傳輸時間間隔中之一傳輸時刻至該無線電終端(11、12、13、14、15、16)。
一種無線電網路節點(110、120、130、140)，其經調適以執行如請求項1至11中任一項之一方法。
一種用於一無線電網路系統之無線電終端(11、12、13、14、15、16)，該無線電網路系統包含至少一無線電網路節點(110、120、130、140)及該無線電終端(11、12、13、14、15、16)，且採用一分時雙工方法來將一傳輸時間劃分成一上行鏈路傳輸時間間隔及一下行鏈路傳輸時間間隔以用於該無線電網路節點(110、120、130、140)與該無線電終端(11、12、13、14、15、16)之間的傳輸，該無線電終端(11、12、13、14、15、16)經調適以接收一經指派傳輸時刻；在該下行鏈路傳輸時間間隔中製止傳輸直至一經指派傳輸時刻為止；僅在該下行鏈路傳輸時間間隔之該經指派傳輸時刻期間進行傳輸；且在該下行鏈路傳輸時間間隔之剩餘部分中製止傳輸。
一種包括程式碼之電腦程式，其中該程式碼在於處理資源上被執行時指示該等處理資源執行如請求項1至11中任一項之一方法。
一種儲存程式碼之電腦程式產品，其中該程式碼在於處理資源上被執行時指示該等處理資源執行如請求項1至11中任一項之一方法。