TWI258314B

TWI258314B - Mobile communications system and method for providing common channel coverage using beamforming antennas

Info

Publication number: TWI258314B
Application number: TW092121436A
Authority: TW
Inventors: Christopher Cave; Marian Rudolf
Original assignee: Interdigital Tech Corp
Priority date: 2002-08-07
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2006-07-11
Also published as: NO20051152L; EP1527594B1; EP2549718A3; CA2494669A1; AU2003302310A8; CN1871836A; KR20060059851A; JP2006505224A; EP2549718A2; CA2494669C; TWI321965B; JP4406369B2; EP1527594A4; US20050014533A1; WO2004054153A2; ES2531970T3; CN1871836B; KR20060056887A; TW200726276A; EP1527594A2

Description

1258314 五、發明說明（1) -------- 發明領域本發明係關於行動通訊糸於無線通訊系、统，其支持行m特別的是’本發明關型或，|自動”天線的基地台之訊以及-種從具有束發明背景之使用而增加容量的方法。無線通訊系統在先前技藏中 ^ 統包含通訊基地在彼此之間一般而言’此糸 ^.宜仏△於心間傳插且接收無線通訊訊號。典型地台係被提供，其可以傳導無線共點的通訊以-禝Y基地一般上熟知如無線傳播/接收單元 (議），纟包含行動單元。通常，基地台的字面包含但不侷限於-基地台、NQde—B、網點控制站、接取點或其他在無線環境中之介面裝置CWTRU包含但並不侷限在一使用者裝置、行動基地、固定或行動電話用戶單元、呼叫器或任何其他形式的裝置可以在一無線環境下操作。

在全球行動電話通訊系統（UMTS)中如同特定之第三代無線技術和諸化（3GPP)，基地台係被稱為^^〇(16 Bs，電話用戶被稱為使用者手持裝備（UES )以及無線CDMA (分碼多重擷取）介面在Node B與UEs之間被了解為Uu介面0 一典型的UMTS系統構造依據現行3GPP規格在圖一a中描述。UMTS網路結構包含一核心網路（CN )與一UMTS陸地無線電接取網路（UTRAN )經由一介面了解如Iu互相連接’ Iu被詳細定義於現行公開的可用的3GPP規格文件中。 UTRAN係被裝配以提供無線電話通訊服務給使用者經由UEs

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藉由Uu無線電介面。UTRAN具有基地台，N〇de Bs，其共同地提供地理涵蓋與UEs無線通訊。在UTRAN中，一或#N〇de Bs群體係被連接至一無線電網路控制站（RNC )經由一介面如所知的Iub於3GPP中。UTRAN可能具有許多團體之N〇de Bs連接至不同的RNCs。兩個RNCs顯示於圖一a的例子中。夕於一個RNC之處係被提供於一UTRAN中，内部RNC通訊係經由一 I u r介面來執行。在現存系統中，當一行動單元係首先被打開或在多基地台涵蓋的區域中移動，則必須做出一個決定關於哪個基地台對於該行動單元將被配對組成傳導無線通訊。基於系統設計，行動單元，通訊網路或基地台將決定每一個行動單元以及一基地台之間的配對。在一種形式的裝配中，一行動單位監控從所有基地台之共有訊號’其接收且使其本身與基地台同步具有最好品 I的服務訊號（QoS )。在此系統中，每一個基地台所發射的無線電信標訊號係一全方向的高功率傳播，其具有一產生介面的傾向。自動天線包含束型功能係廣泛地被認為一有前途的技術用以改善無線電接取系統之容量以及/或涵蓋，例如 3GPP行動通訊系統。一利用自動天線之無線電接取系統之可區別的特徵係一使用者可被佔有空間地隔離。被引導至’或者接收自，一使用者之無線電傳播係被隔離以此方式而降低介面至或自其他使用者。圖一b說明一Node B之一自動天線著重在一3GPP系統之一UE。

1258314 五、發明說明（3) 無線電接取系統’例如UMTSs使用自動天線，衍生出兩倍系統等級的優勢藉由使用高度集中的方向性天線。首先，在產生介面降低之下造成系統容量改善。第二，系統涵蓋改善，由於一改良的連接預算。從使用自動天線技術在無線電涵蓋的增加表示一特別引人注目的特徵之無線通訊系統。自動天線技術的應用，包含束型係相當易{故的一但一無線電連接被建立於一行動以及一無線電接取點之間以在使用的頻道上交換資料。除了使用無線電連接’共用頻道係典型地被利用在無線電接取系統。共有頻道係為了許多目的被建立，例如了 1)允許短暫的或頻繁的行動同步，例如，一％ρρ共享同步頻道（SCH) ; 2)系統資料的廣播其係不可或缺的對於註 =網路之權限提高，例如在一3GPP廣播頻道中（BCH )； =及3)劇覽空閒模式的行動裝備，例如在一3Gpp瀏覽指示 ^頻逼（PICH )，瀏覽頻道（pch )以及前接取頻道 (FACH)。在統計學的觀點，由下接共有頻道提供之地理涵蓋定跑基地台之涵蓋區域，其在UTMS，係正常地被參考如一細。更特別地，一無線電接取系統提供之服務區域從共有々道之涵蓋被決定。自一明顯的增加一無線接取系統所涵蓋的細胞區域使用成動天線技術係可以藉由利用高度方向性天線的使用達卷其增加此系統的進展。方向性的天線進展已經可以達當天線的位置可被估計藉由其同等天線，反之亦然。此

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十月况一般得以實現當一使用的無線電連接被建立在一行動以及一無線接取點之間。、自動天線的使用對於共有頻道的傳播以及接收係不被定義於無線電接取系統中存在3(;吓規格以及因使用自動天線技術的所產生的優點在共用頻道的傳播以及接收中尚未被剝削。關於此之一個理由為共用頻道的涵蓋，例如bch 以及PICH必須被肯定對於所有行動裝置，包含那些未知的位置。更特別的是，一無線接取網路必須確定所有行動裝置可以確實的與網路同步，讀取廣播資料，以及監視器網頁，舉一些例。因無線電接取系統傳播共用頻道使用傳統全方向的天線而產生的複雜性其覆蓋完全的細胞或細' 段。為了付合使用自動天線之頻道延伸的涵蓋，下接北用頻道之傳播功率可能被增加。然而，全部無線電接取點辦加傳播功率，例如，基地台，亦造成一介面的增加。此^ 解決在無線電接取系統是無效果的，其被介面所限制。目前較佳的解決從自動天線技術得到優勢用以擴展涵蓋低介面。發明簡介本發明使自動天線技術的使用成功，包含一無線電接取系統的束型。自動天線的功能性對於無線電連接係較佳地被利用於共用頻道，結果一顯著的增加胞元涵蓋。二入方向的聲音脈衝係被使用與開始行動單元無線通訊有關聲音脈衝，一無線電頻率（RF )訊號具有或沒有作 f三 π I口忍，處

1258314 五、發明說明（5) 不與傳統行動單元上接頻道混淆。實施例中’一無線電網路係被提供，具有一複數斤二口，每一個提供無線通訊服務在一個別的地理覆蓋 =域/、I能或可能不與其他的基地台之地理涵蓋區域重 $。一介面係被連接至基地台。一無線通訊係被建立藉由首先傳播一全方向的聲音脈無、單元位於至少一個的基地台之-地理覆蓋該被偵測的聲音脈衝之資料係被傳遞至介面 ‘之-係被；ΐ!偵：該ΐ音脈衝。偵測聲音脈衝之基地 X ^ Α η, « 以仃動單兀通訊基於傳播資料。被選擇 I導—通訊束至行動單元以建立無線通訊。 UMTSP地的例子之第一實施例中，無線電網路係一網路（UTRAN)，每-基地台係一單元係-；： = 控制站⑽）以及該行動資料係介;R 備（UE) °在此例子中，通訊貝抖係"於Node B以及該RNC之間經人 IUb/IUI•介面經由另一個R σ 來執行藉由選擇一 Node Β以及二=較佳地獲 B以及UE之間係經由一Uu介面。° 於該被選擇的Node 線。5 :、甬：Γ ί地台ΐ有一選擇性可操作的束型天之該束型天線相關之：J:J = f::，選擇的基地台 ^測3音脈衝之資料為基礎。據此立= = W中’被選擇的基地台之天線係被操作以；成第10頁 1258314 五、發明說明（6)

涵蓋被選擇的基地台所服務的涵蓋區域之一被選擇的部分其包含行動單元之相關位置。刀形成的通訊束較佳地帶有共用頻道。在此例中，被選擇的基地台之天線係被操作以形成一通訊束其包含行動單元之相關位置如此其他行動單元以此傳導無線通訊之被選擇的基地台亦包含在形成的通訊束中，因此形成的通訊束提供共用頻道服務至複數的行動單元。 ° 如預設時始較佳全方向的聲音測聲音亦功率等設等級加功率被傳播個可區別的選單元通被偵測行動單果行動間週期地被重的聲音脈衝，脈衝的，行動級且重之下。的全方全方向。在此別的聲擇的介訊選擇的聲音元之可單元未中從其新開始脈衝來其可能基地台單元係複通訊此外，向聲音的聲音例中，音脈衝從一基地台接收傳播全方向。據此，行開始與一基引導的通訊束在具有增加的未被建立。較佳地被裝配以監開始如果被監控的行動單元可被裝配脈衝以起始與一基振幅可能從從每一個個資料被一基面。每一個個別的的聲音脈衝開始，通訊開動單元係被裝配以傳播一地台通訊以及傳播一後續功率如果一通訊束從一偵控基地功率等以傳播地台之行動單動單元厶台之一通訊級降至一預一連串的增通訊。複數的別的行地台偵介面為每一個一基地台以關於個脈衝資料為基礎從每一個分別的聲音脈衝別的行動單元之母—個之關於每一測係被傳遞至一個個別的行動之可區別的偵測個別的的行動單口對於每個個別

1258314 五、發明說明（7) 元，至少一個基地台接收一可區別的聲音脈衝，一通訊束從個別被選擇的基地台被引導至行動單元以建立無線通訊0 較佳地，形成的通訊束帶有共用頻道。在一些例子中，一第一基地台係被選擇用以與一第一行動單元通訊，且易被選擇與一第二行動單元通訊。第一基地台之天線係接著被操作以形成一通訊束包含第一以及第二行動單元之相關位置因此形成的通訊束提供共用頻道服務至第一以及第二行動單元。在其他例子之第一基地台係被選擇用以與一第一行動單元通訊藉由一第一被選擇的介面以及一第二基地台係被選擇以與一第二行動單元通訊藉由一第二被選擇的介面。當至少一的定一接收一或多基置以及據在一線通訊。播從位於通訊束係測聲音脈之通訊束行動單元執行功率等地台之此引導一通訊第二實施例中如同在第一實一至少一個基從偵測衝之基基地台接收聲級以及一到達此資料音脈衝行動單用來決動單元單元選，一全一地理。一無之間。無線電聲音脈地台之線通訊可被使束至行，行動施例中地台之衝之基地台被一係接著被選係接著被建立，測量可被執行以決元的角度的估計。從定行動單元的相關位〇擇基地台以此建立無方向的聲音脈衝被傳涵蓋之行動單元。一引導至行動單元。偵擇基於行動單元接收於選擇的基地台以及、罔路可具有一控制介面連接至基地台。在

第12 1258314

此例中’關於被偵測的聲音脈衝的資料可被傳遞到介面藉由每-個偵測聲音脈衝之基地台。—或多個㈣聲音脈^ 之基地台可接著被選擇以通訊資料為基礎因此僅有被選擇的基地台引導一通訊束到行動單元。以此方法無線電接取網路可選擇性地限制行動單元所做的選擇。士立一較佳的行動單元包含一傳播器用以傳播一全方向的聲音脈衝以及一接收器用以從偵測從行動單元之聲音脈衝之基地台接收通訊束。為了完成第二實施例，行動單元包含一 ^理斋用以選擇一基地台，以其建立一無線通訊基於行動單元從基地台接收之通訊束，其偵測行動單元傳播之聲音脈衝。每一個行動單元可以與一全球定位系統（GPS )被裝 ,°在此例中，行動單元較佳地被裝配以傳播一全方向的 $音脈衝其包含其GPS所決定之行動單元位置資料。行動早_亦了以被裝配以傳播一全方向的聲音脈衝其包含行動單元定義資料。本發明之其他目的以及優點對於那些熟習此技藝之人士將十分明顯，從下列詳細描述以及相關圖示說明。車又佳實施例之詳細說明

本發明係被描述參考圖示其中相似的數字表示所有的相似元件。本發明可被應用於一些或全部的系統下接共用頻這中。為了簡化的理由，本發明如同使用於一UTMS系統之下接共用頻道係於此描述。然而，提出的發明係可應用在任何無線系統中。

第13頁 1258314 -------------------- 五、發明說明（9) 本發明提供^一無線電接取網路具有網路工作基地a呈有行動単元之一改良的基地台選擇機制，即行動WTRjjs，當他們進入以及/或移動經由個別基地台所提供之地理涵蓋的個別區域。此行動單元，例如UEs描述於圖一a中，妒常包含一傳播器，一接收器以及一通訊訊號處理器。網路較佳地包含一些形式的基地台介面，其作出選擇。此一 3 G P P網路之N 〇 d e B s之介面係一無線電網路控制站 (RNC )。然而，一隨後的實施例提供行動單元之自身選擇。 & 在提供完全均勻的涵蓋所有胞元或胞元區段的場所，一基地台選擇性地引導至少一些，但較佳地為所有，下接共用頻道到個別的行動單元使用自動天線技術，包含束型。圖一b說明此涵蓋在一3GPP系統中藉由一Node B，對一行動單元UE1移動一胞元指向陰影。較佳地，一基地台涵蓋之一下接共用頻道或信標頻道符合其使用自動天線°的頻道。、’ 一彼此獨有的胞元圖樣可在地圖上表示代表一無線電接取網路之全部涵蓋區域如圖一 c陰影所示。然而，確實的地理涵蓋區域可被每一個基地台所提供正常地延展到地圖上有名稱的胞元之後且與鄰近基地台之實際地理涵蓋區域重疊。例如，在圖一 c中，行動單元U E係被描述可被至少任何的基地台BS1、BS2或BS4服務。圖二係--基地台選擇程序流程圖根據本發明之一實施例。再一第一步驟2 〇 2中，一行動單元發射一聲音脈衝

第14頁 1258314 五、發明說明（ίο) 在一使用一全方向的天線中以製造一均勻的發射無線電頻率（RF )圖樣。每一個基地台接收聲音脈衝，傳遞資料至一無線電網路控制站（R N C )如步驟2 0 4所指示。例如，一聲音脈衝由圖一c中行動單元UE發射將非常可能被一基地台BS2以及BS4接收，但是可能也被基地台BS1接收且可能基地台BS6以及BS7亦同。接收的基地台可能或可能不被相同的RNC控制。在多於一 RNC牽涉的地方，較佳地首先從其聯合的N〇de b基地 σ之一接收一通訊變成決定的RNC以及具有聲音脈衝資料的接收傳播至其藉由RNC與其他基地台聯合，其接收聲音脈衝例如經由一標準Iur介面如圖一&所示。在一基地台在其他UTRAN之處，通訊到決定的RNC可被達成經由一存在的 3GPP系統之核心網路。 RAN選擇脈衝之一接收基地台且決定從被選擇的基地台到行動單元的方向如步驟2〇6表現。選擇決定係較佳地以接收訊號的強度為基礎。再多於一個基地台之處接收聲音脈衝南於一被選擇的最小強度，其他標準量之服務準則可在一選擇程序中被比較。亦，所有網路交通可被慮在一選擇決定如在本發明之所有人之美國專利申这 1 0/30 5, 5 9 5中所揭露。明乐決定的RNC之處不是RNC直接聯合被選擇的基地台，，擇的基地台之RNC可被使用來決定從選擇基地台到行？單元的方向。然而，所有網路交通被評價之處，遞所有的資料到核心網路且核心網路可以被利用來、

1258314 五、發明說明（Π) 作基地台選擇。此供選擇的方法可被一RNC或UTRAN達到某特定的最小等級。如同圖一示’即使基地台BS2以及BS4較接近行動單谓，基地台 BS1可此被選擇基於Qos以及全部網路交通考量。如步驟208所指示，當一旦被選擇，被選里擇的基地台弓m下接共用頻道至行動單元如圖一b所示。基地供具有—束型天線為了此目的以及通訊束的方向係較佳地以行動單元位置之估計為基礎。#向性天 :線丄其他形式的天線系統可被提供如此-束 5的57 彳.遞以及或/接收涵蓋一特殊形狀以及尺。位置估計可被被衍生-大量的方法，為美礎又、目關於一或多基地台之接收聲音脈衝資料接收角度可被使3 = 1以及/或從一或多基地台之置。在-3GPP型李％中t方法去計算一相關行動單元位脈衝藉由；動；：：及上的數據可能被附屬於聲音地台天線決定相關位i一猎2較已知位置之被選擇的基 (，)被裝備為了此目：動早兀可能與-全球定位系統播，=號其較佳地使用一等向天線傳形式係較佳地依^ A二接收相等的所有方向。聲音脈衝的統，-非常短的持續=取技術，，在隱基礎系列，可表示聲音脈衝;^間爆炸含有多碎片，一短的碎片序

1258314 五、發明說明（12) 聲音脈衝的時間選擇以利用以及了解物理訊號為基礎，其依賴無線接取技術。每一個無線通訊媒介需要一不同的脈衝時間結構。例如，一FDD-CDMA聲音脈衝將不同於一TDD-CDMA聲音脈衝。

物理訊说定義聲音脈衝本身可能被了解以一 Aloha或 slotted Aloha技術。在一類似Aloha技術中，行動單元僅僅傳播聲音脈衝爆炸當其想要時。沒有時間限制在類似 A 1 oha的系統。如果行動單元未從一基地台得到一回應，此被認為一連接失敗。一重新程序接著被執行。此程序不可或缺地重新測試以連接在行動單元等待一隨機數量的時間之後直到重新傳播。在類似slotted Aloha技術中，行動單元傳播聲音脈衝在一特定時間間格。此技術需要一些類型的主要時間。在失敗的例子中，重新步驟符合一行動單元等待一隨機數量的時間間隔直到行動單元重新傳播。

在一些狀況中，多行動單元可能同時暫停以獲得相同 RAN之注意。當此發生且Node Bs可以區別從行動單元而來的訊號’ RAN選擇Node Bs來指引共用頻道至每一個行動單元。如果Node Bs不能區別從每一個行動單元來的訊號， RAN不能作出一恰當的Node b選擇來指引共用頻道到每一個行動單元。在此例子中，選擇較佳地等待每一個行動單元傳播之下一個脈衝。為了確認從這些行動單元而來之隨後的脈衝不牴觸，一行動單元之較佳的“仏^衍程序包含等待一隨機量的時間在重新傳播一聲音脈衝之前，如此避

第17頁 1258314 五、發明說明（13) ---------- 免1個衝犬。後圯的脈衝可能在增加率如之討論。「 —:說明於圖二之程序的變化係被提出於圖三中。一旦仃動單7L進入一網路服務區域，步驟3〇2，其發射一第一聲音脈衝f 了低功率，步驟304。然而，取代一單〆脈衝，，動單兀發射一連串的脈衝且漸漸地增加傳播功率在連串聲音脈衝發射期間，步驟3 〇 6。較佳地，每一個後續的脈衝係以較其緊接的原有脈衝較大的功率傳播。

一或多基地台其每一個偵測至少一聲音脈衝傳遞其聲音脈衝接收資料至一RAN，步驟308。RAN選擇基地台之一且計算行動單元之相關位置，步驟3丨〇。被選擇的基地台接著使用自動天線技術引導一或多下練共用頻道至行動單凡’步驟3 1 2。行動單元接著接收下接頻道且可以接著開始與另一個單元聯絡經由被選擇的基地台，步驟3丨4。

在每一個實施例中，在偵測一聲音脈衝上，無線電接取、’周路（R A N )較佳地使用表現於聲音脈衝之測量以隨後引導被選擇的基地台之傳播一或多下接共用頻道使用一自動天線。例如，聲音脈衝之接收訊號功率以及訊號到達角度關於一單一基地台可被使用已決定行動單元之位置以及使用自動天線決定共用頻道應該被發射之方向。然而， RNC可以使接收自所有基地台之資料相關，該基地台傳播接收的聲音脈衝以完成一較準確的計算之行動單元之地理位置。一行動單元較佳地使其存在被一RAN所之在增加或當

第18頁 1258314 五、發明說明（14) 進入一 UTRAN服務區域。據此，基地台必須聽從聲音脈衝在一規則的時間間隔或連續的為了偵測新行動單元的出現。此外，為了維持與一特別基地台之關係，行動單元係駐紮在厂特別的基地台之外，即不主動地傳導通訊，較佳地排疋週，的脈衝以確認行動單元之位置的追縱，因此引導至行動單元的通訊可被迅速地接上。、，為了製造傳播以及聲音脈衝之偵測，確定的下接共有頻迢提供枯間資料關於上街聲音脈衝之存取機會可能被傳播使用全方向的天線。然而，此係較佳地僅僅執行當此同步化頻道之涵蓋可被確信而無犧牲的下接容量。在一圖二實施力的變化中，一連串的聲音脈衝被傳送根據一功率跳升程序如下列所述。一行動單元傳播一起始聲音脈衝在一低功率等級如步驟3〇4所示。在一段時間無接收一基地台的回應之後，行動單元將增加傳播功率^且重新=試其聲音脈衝。此步驟係被重複直到一足夠的下接通訊從一地台被接收。換句話說，步驟3〇6跳過，或停止， =旦步驟308、310以及31 2被執行。時間的量直到^ ，加，較高的功率聲音脈衝可亦被固定或決定從一隨機由行動單元執行之back-off程序。此外，功率的量每二舟驟增加可被固定或變化。乂 ” 除了或如一可選擇的方法來傳播一聲音脈衝進入一服務區域，行動單元可被裝配以傳播一聲音脈衝，當一或多個選擇的共用頻道之接收訊號密碼功率（RSCP )降至一特疋起增等級之下。亦，一旦無線接取網路已經決定行動單

1258314___ 五、發明說明（15) ""—"' 元的位置，註冊以及認證資料係較佳地在網路以及行動單元之間交換。網路註冊係較佳地使用傳統通信協定執行如同在現行無線系統中。本發明關於自動天線在下接共用頻道之使用，上接★主冊以及認證資料係不需要被傳播使用自動天線。在更進— 步閒置模式的操作，其包括監控瀏覽器，更新系統以及廣播資料，網路同步以及其他程序經由一機制被確認其使用聲音脈衝以追蹤取代的行動單元。一取代的行動單元係一已經從基地台之集中的天線之濃淡交界處之下搬出之行動單元，其已經被選擇用以與行動單元聯絡。如同在不連續的接收之傳統UMTS系統中，一閒置模式 _ 的行動單元必須”醒來”且獲得一或多共用頻道例如一瀏^ 器頻道或更新系統資訊於一廣播頻道（BCH)。如果接故功率在所需的共用頻道不足夠，則行動單元可被裝配以傳播一聲音脈衝如此無線電接取網路可在引導共用頻道之傳播使用一基地台之自動天線。另一個應用係被了解用於行動單元其利用一傳統Drx 系列。一⑽X系列係一模式〈一行動單元回復到當其與網路失去聯繫時。如果一行動單元變成從網路斷線，行動單元將較佳地週期性的傳播一聲音脈衝每一個DRX週期優先於鲁獲得共用頻道根據本發明如上所述。當一行動單元來回在一涵蓋區域以及更特別地遠離_ 以之胞元之涵蓋區域，則有必要重新選擇一適當的基地台用以與行動單元製造通訊。此可以被達成根據上述裎序&

1258314 五、發明說明（16) 用一基地台介面裝置如一3GPP RNC。另一行動單元可被裝配以可以選擇或自m二- 訊，-行動單元自身選擇之重新用於起始無線通二實施例係提出於圖四中。在I =序根據本發明之第元”-現在#摆選擇的例子中，行動單兀皿控現在選擇的基地台傳播之一下接八= 率以決定當其掉到一預先選摞的 a用頻道接收功當起增點被越過，行動單起之下’步驟4。2。根據聲音脈衝：Ξ:=::音脈衝，步驟404。下桩丘爾4S f 1收接收脈衝之鄰近的基地台引導下接共用頻道之傳播到行動單元，步驟4〇6。、圖一C代表基地台BS1被預先選擇以作為行動單元肫 ίΐΪ例I、其已經發射一聲音脈衝在移出基地台服務之 ί ίϊΐυ圖說明基地台BS2以及BS4，已經接收脈 I導下接，、用頻道，例如一信標頻道，至行動單元 UE。在此另一種實施例中，行動單元選擇一基地台基於一接收下接共有頻道從此鄰近基地台之比較，步驟408。較么地i胞元注冊程序係接著執行經由最新選擇的基地台以恰當地重新設計行動單元位置關於網路，步驟4丨〇。 — 無線電接取網路可以控制一行動單元選擇哪一個胞元藉由其基地台傳播之控制之效力。根據從多基地台之聲音，衝之接收，一RNC可以估計行動單元之位置使用三角測量技術且從所有基地台測量聲音脈衝。無線電網路控制站可利用行動單元位置來引導共用頻道之傳播從僅僅一基地台’即RNC選擇之基地台該行動單元應該選擇。此類型的第21頁 1258314

特別有用當估計所有爽用以及特殊N〇de Bs之容量因此為了提供在一已知時間一較好的網路資源聲音脈衝可被產生於一頻繁外部正常上接話通訊頻率，因此減輕頻率擁擠。例如，在一的調度，行動單元係通常被分派頻道至少i 25MHz八仃 ' 提供大約42頻道在目前頻率分配體制 γ ’ 被刀派至一緊密接近上接或下頻率當上接或下接傳播其中之—進行時+ c疋不在相同

次=常聲音脈衝係較佳地為—簡單短訊號。包含不元二;此；；聲：2可隨意地包含定義資料從行動單行動i - 、7 ’基地口可立即決定且區別現在從多於一個連接至。峨可以指示行動單元想要路或其可能希望i立!電：動單元可能只是想要註冊網而易對於那些熟習此技藝之人士將為顯見為於本發明之範圍中。

第22頁 258314 圖式簡單說明 ί Ξ Ϊ述一典suMTS系統結構根據現行3GPP規格。笛1 : ί明—N〇de B之自動天線著重於3GPP系統之一UE。说明—UE從被一網路涵蓋之Node B基地台胞元行進々 ^在一使用自動天線之3GPP系統。第2圖係一根據本發明之一實施例之基地台選擇程序流程圖。第3圖係一根據本發明之一實施例之一基地台選擇程序變化流程圖。第4圖$ —根據本發明之一實施例之一重新選擇程序流程圖0 元件符號說明 :C發射一聲音脈衝使用一全方向的天線母一接收該聲音脈衝之基地台與一無線電接取網路通訊 2 06 RAN選擇接收的基地台來聯絡行動單元且決定位置或方向到該行動單元相關於被選擇的基地台 208被k擇的基地台引導通訊訊號之傳播朝向行動單元使用一自動天線 302行動單元進入一服務區域 3 0 4行動單元發射一聲音脈衝在一相對低功率 3 0 6行動單元增加隨後一連串的聲音脈衝每一個之功率 3 0 8 —或多個基地台偵測至少一聲音脈衝且與一無線電接取網路（RAN )聯絡

1258314 圖式簡單說明 3 1 0 RAN選擇一基地台且計算行動單元相關於被地台之位置、的基 312被選擇的積弊台引導一或多下接共有頻道至元使用自動天線技術單 31 4行動單元揍收下接頻道且開始通訊經由被選擇台的基地 4 0 2接收的下接共有頻道之功率掉到一起增點之下 404行動單元發射至少一聲音脈衝 406鄰近的基地台接收聲音脈衝，引導下接丘播至行動單元〃頻道之傳 408行動單元重新選擇一基地台基於下接共有頻道之功率、各自的基地台接收 410行動單元之單體註冊係執行何义的鄰近基地台被選擇

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Claims

1258314 六、申請專利範圍 —— 1 · 一種用來建立無線通訊之方法，其係在一具有複數的基地口以及連接至該基地台之一介面之無線電網路中，复中每一個基地台提供無線通訊服務於一各自的地理涵蓋區域其可能或可能不與其他基地台之地理涵蓋區域重疊，該法包含： 1位於該基地台中至少一個之地理涵蓋區域中之無線行動單元傳播一全方向的聲音脈衝；藉由偵測該聲音脈衝之每一個基地台通訊相關於偵測到的聲音脈衝之資料至該介面；一個選擇基地台，其以該通訊的資料為基礎偵測該行動單 _ 元通訊之聲音脈衝；以及從該選擇的基地台將一通訊束引導至該行動單元以建立無線通訊。 2 ·根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中：該無線電網路係一籠TS陸地無線電接取網路（UTRAN )，母一基地台係一 Node B，該介面係一無線網路控制站 (RNC)以及該行動單元係一行動使用者設備（UE); 該通訊資料係介於Node B以及該RNC之間經由一 lub或結合 Iub/ Iur 介面; 該基地台選擇係以該RNC藉由選擇一Node B來執行；以及該建立於該被選擇的Node B以及UE之間之通訊係經由一Uu 介面。 3 ·根據申睛專利範圍第2項所述之方法，其中每一個N 〇 d e β具有一選擇性地可操作的束型天線，更包含：

第25頁 1258314 、'中請專利範圍置疋與该被選擇的Node B之束型天線有關之卯之— 導=關於該被偵測的聲音脈 =位 :園：:;選擇的Nod“所服務之涵蓋區域擇；:1 ι Ν该UE之相關位置。、伴邙分，其 4訊ΪΪΓίί利範圍第3項所述之方法’其中該形成的通成及該操作被選擇的Node Β之天線以形摆的Μ '、匕圍該UE之相關區域係被傳導以便I右^r、g 释的Node R氺俏道么a i ^ τ 1文具有該選通訊束之中，n Es亦包含在該形成的的UES。形成❸束型提供共有頻道服務至複數台ί : ?專利範圍第1項所述之方法，㊣中每-個基地決二有一選擇性地可操作的束型天線，更包含：之-i目^被選擇的基地台之該束型天線相關之該行動單元此一渴f位置基於相關於該被偵測的聲音脈衝之資料，以成一=訊束之引導包含操作該被選擇的基地台之天線以形被、琴t成束涵蓋該被選擇的基地台所服務之涵蓋區域之一 6 f 的部分’其包圍該行動單元之相關位置。通^ ί ΐ請專利範圍第5項所述之方法，其中該被形成之形成帶有共有頻道以及操作該被選擇的基地台之天線以、sa Λ之傳導無線通訊之其他行動單元亦包含在該形成之叙^中’因此該形成的通訊束提供共有頻道服務至複要文的行動單元。豕甲晴專利範圍第1項所述之方法，其中如果該行動

第26頁 1258314 六、申請專利範圍單元從一全方向的聲立未從一基地台接收一 9 =衝傳播之在一預設的時間週期中始。弓| ^的通訊束，則該方法被重新開 8·根據申請專利範圍第1 行動單元接收之基地A 、；L方法，更包含監控從被如果該監控的功率笨引$的通Λ束之功率等級，且利範圍第1項之方法。、及降至一預設的等級，則重複申請專 9·根據申請專利範一全方向的聲音脈弟1項所述之方法，其中：該通訊資料包含相2係從每一個複數的行動單元中傳播；區別的聲音脈衝之胃於從每一個個別行動單元之每一個可擇的介面用於且古^訊資料被一基地台所偵測至一個別選該基地台選擇 >包人该各自行動單元之基地台選擇；元通訊之每一偏擇一基地台藉由每一個各自的行動單行動單元之可區；的選擇介面，基於該相關於該各自的自的行動單元之的被偵測的聲音脈衝的資料，從偵測各及芝一可區別的聲音脈衝之每一個基地台；以各自的行動單元，至少-基地台接收-可區別 0 —W導一通訊束從該各自的被選擇的基地台至該仃動早70以建立無線通訊。主 1 〇 ·根據申請專利範圍第9項所述之方法，其中： f無線電網路係一UMTS陸地無線電接取網路（UTRAN)，每基地台—係一Node B，每一介面係一無線網路控制站 (RNC )且每一個行動單元係一行動使用者設備（ue );

第27頁 1258314 六、申請專利範圍 Node B以及每一個選擇的之間的通訊係經由一或結合Iub/Iur介面；以及、" 建立於每一個被選擇的Node β以及各別的UE之間之各自的通說係經由一 U u介面。 ^ ·根據申請專利範圍第9項所述之方法，其中每一個基地台具有一選擇性地可操作的束塑天線，更包含·· 夫疋母個行動單元關於該個別的選擇基地台之束型天線 =相關位置，以關於個別行動單元之該被偵測的聲音脈衝貝料為基礎，以其一通訊束之個別引導包含操作該個別的被選擇的基地台之天線以形成一通訊束涵蓋該各別被選擇的基地台所服務之預定覆蓋區城之一選擇的部分，其包圍該個別行動單元之相關區域。 1 2 ·根據申請專利範圍第丨丨項所述之方法，其中·· 被形成的通訊束帶有共有頻道；一第一基地台係被選擇用以與/第一行動單元通訊且亦被選擇用以與一第二行動單元通訊；以及操作第一基地台之天線以形成/通訊束係被傳導，如此第一以及第二行動單元都被包含在被形成的通訊束之中，且该被形成的通訊束提供共有頻道服務至第一以及第二行動單元。、一丁 1 3 ·根據申請專利範圍第9項所述之方法，其中·· 一第一基地台被選擇用以藉由/第一被選擇之介面來與一第一行動單元通訊；以及一第二基地台被選擇用以藉由/第二被選擇的介面來與一

第28貢 1258314 六、申請專利範圍第二行動單元通訊。 1 4.根據申請專利範圍第9項所述之方法，其中該方法之每一個行動單元在從其傳播一全方向的聲音脈衝開始之一預設的時間週期中若未從一基地台接收一引導通訊束則係被重新開始。 1 5.根據申請專利範圍第9項所述之方法，其中從複數的行動單元之每一個所傳播之一全方向的聲音脈衝包含行動單元識別資料之傳播結合由個別行動單元傳播之該聲音脈衝。 1 6.根據申請專利範圍第9項所述之方法，其中：每一該行動單元係有被裝備一全球定位系統（GPS )，以及該從每一複數的行動單元傳播之一全方向的聲音脈衝包含行動單元位置資料結合每一個別行動單元所傳播之該聲音脈衝。 1 7.根據申請專利範圍第9項所述之方法，其中從複數的行動單元之每一個所傳播之一全方向聲音脈衝包含傳播一增加功率之隨後的聲音脈衝藉由每一個行動單元其在從其傳播一全方向的聲音脈衝之一預設的時間週期中未從一基地台接收一引導的通訊束。 1 8.根據申請專利範圍第9項所述之方法，其中從複數的行動單元中之每一個所傳播之一全方向的聲音脈衝包含從複數的行動單元中之每一個傳播一連串的增加功率之全方向聲音脈衝。

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=·根據申凊專利範圍第1項所述之方法，其中一全方Λ辣二脈衝之傳播包含傳播識別資料結合該 ^ = 音脈衝。 7平凡得播之琴六、申請專利範圍 20·根據申請專利範圍第丨項所，被裝備右一入分A /、T仃勳早7L係王农疋位系統（G P S )，且一全方向聲立阶输之傳播包含傳播行動單元位置資m姓人耳曰脈衝該聲音脈衝。貝仃動早7"所傳播之根據^申請專利範圍第1項所述之方法，其中該傳播之一王方向聲音脈衝包含傳播一隨後的增加功由，行動單元若其在從其傳播一全方向聲音脈==; 犄間週期中未從一基地台接收一引導束通訊。、又 2士2·根據申請專利範圍第1項所述之方法，其中該一全方向聲音脈衝之傳播包含從該行.動單元傳播一連串的烊二 ^ 之全方向聲音脈衝。 " 牛 2 3 · —種具有行動單元無線通訊之通訊網路，其包含· 複數的基地台，在一地理涵蓋區域中每一個提供無3線通訊服務其可能或可能不與其他基地台之；I；也理涵蓋區域重最· 至少一個基地台介面連接至該基地台；每一個基地台被裝配以偵測從行動單元所發射之聲音脈為了以此行動單元建立無線通訊； ‘ 每一個基地台被裝配以相關於從一行動單元至一被選擇、介面之一偵測的聲音脈衝之通訊資料； ^ 的當被選擇時’每一個介面被裝配以選擇一基地台用於具一行動單元之無線通訊，其基於從偵測從行動&元所&射

第30頁 1258314 —------------- 六、申請專利範圍之該聲音脈衝之每個基地台所通訊的資料而傳播一聲音脈衝；以及當被一個別的行動單元選擇時，每一個基地台被裝配以引導一通訊束以建立無線通訊。 24·根據申請專利範圍第23項所述之通訊網路，其中該無線電網路係一UTMS陸地無線電接取網路（UTRAN )，每一個基地台係一N〇de B被裝配以與行動單元通訊，該行動單 =裝置如行動使用者設備（UEs )，經由一Uu介面，以及每一個基地台介面係一無線電網路控制站（RNC)被裝配用末以Node B傳遞資料經由一 lub介面或結合iub/lur介面與另一個RNC連結。 25·根據申請專利範圍第24項所述之通訊網路，其中每一個Node B具有一選擇性的可操作的束型天線可裝配來引導一通訊束涵蓋該Node B所服務之涵蓋區域之一被選擇的部分’其包圍一UE之該相關區域當Node B係被選擇來與該此通訊。 2 6 ·根據申請專利範圍第2 5項所述之通訊網路，其中每一個Node B係被裝配以操作其天線來形成一通訊束，其帶有共有頻道包含該複數的UE的相關位置，如此該被形成的通訊束提供共有頻道服務至複數的UE。 2 7 ·根據申請專利範圍第2 4項所述之通訊網路，其中：每一個基地台具有一選擇性可操作的束型天線；每一個介面被裝配以決定發射一聲音脈衝之一行動單元之關於一基地台之該束型天線之一相關位置，其選擇來與該

第31頁 1258314 六、申請專利範圍行動單元通訊，以關於從行動單元之該被偵測的聲音脈衝資料為基礎；以及每一個基地台，當被一介面選擇時，係被裝配以操作其天線形成一通訊束涵蓋其涵蓋區域之一被選擇的部分，其包含該行動單元之相關位置如該介面所決定。 28·根據申請專利範圍第24項所述之通訊網路，更包含行動單元，每一個被裝備以傳播一全方向的聲音脈衝以開始與一基地台通訊。 2 9 ·根據申請專利範圍第2 8項所述之通訊網路，其中該行動單元係每一個被裝配以監控從一基地台之一引導通訊束之功率等級，其係被該行動單元接收且傳播一全方向的聲音脈衝如果該被監控的功率等级降至一預設的等級。 3 0 ·根據申請專利範圍第2 §項所述之通訊網路，其中每一個行動單元係被裝配以傳播^隨後的全方向聲音脈衝如果一引導通訊束未在從傳播一金方向聲音脈衝之預設的時間週期中從一基地台被接收。 3 1.根據申請專利範圍第2 8項所述之通訊網路’其中每一個行動單元被與一全球定位系統（G P S )裝備且被裝配以傳播一全方向的聲音脈衝，其包含由G P S所決定之行動單元位置資料。 32·根據申請專利範圍第28項所述之通訊網路，其中每一個行動單元被裝配以傳播—金方向的聲音脈衝其包含行動單元位置資料。 33.根據申請專利範圍第24項所述之通訊網路，更包含行

1258314 方向的聲音脈衝而開始動單元，每一個被裝配以傳播_食的聲音脈衝如與-基地台通訊，且傳播一隨後增=向聲音脈衝之預設的一被引導的通訊束未在從傳播〆食方時間週期中從一基地台被接收。蛹訊網路，更包含行 34.根據申請專利範圍第24項所述I/ 加功率的全方向動單元，每一個被裝配以傳播〆速学聲曰脈衝而與一基地台開始通訊其係在 /台在具有一複數的基各自的地理涵蓋 3 5 · —種建立無線通訊的方法> 在各目的地理涵蓋地台之無線電網路中，每一個基地:能不與其他基地台區域中提供無線通訊服務，其町能歲之地理涵蓋區域重疊，該方法包含梦區威中之無線行動單從一位於至少一個基地台之地理、/函, 元傳播一全方向的聲音脈衝 ^ N 咪束至該行動單元；從偵測該聲音脈衝之基地台引導〆^ 元接收之通訊束選擇該基地台中之一個，其以被該打為基礎偵測該聲音脈衝；以及在該被選擇的基地台以及該行動訊° μ α <法，其中該無線電 •根據申請專利範圍第35項所述之力 1跋目士 . 审包含· 單元之間建立一無線通 •'队佩T i貢寻利範圍第；3 b項所迎〜網路具有一介面連接至該基地台，更包二A 傳遞相關該被偵測的聲音脈衝之資料至;丨9母 $測該聲音脈衝的基地台；選，一或多個該基地台，其以該通訊的資料為基礎偵測行動單元通訊之聲音脈衝，因此只有該被選擇的基地台引導個

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六、申請專利範圍一通訊束至該行動單元。 3'根據申請專利範圍第36項所述之方法，其中· :無係一則s陸地無線電接取網路、_ ::二為一N〇de β ’該介面為-無線電網路控制站 (RNC)、以及έ亥行動單元係一行動使用者設備（叩 I 〇h; Τ以人及RNC之間的通訊資料係經由_ 1 ub或結合 Iub/Iur介面；以及口 ^立於被選擇的N〇de B以及UE之間之通訊係經由一Uu介 B八有一選擇性可操作的束型天線，更 3=·於個聲音脈衝脚_ ^該束型天線之装引導—通1^ 7 ί該被偵測的聲音脈衝資料為基礎，以訊i操作該個別的N〇de β之天線以形成通擇的部二所服務的_ 線形成—頻道且操作每一個N〇de b的天以其該個別的Ν / 之相關位置係、被傳導，#此其他UE 束之中。J的Node B傳導無線通訊亦包含在㈣成的通訊 4 0 ·根據申諳衷殊| ^ 地台具有—上：圍弟35項所述之方法，其中每-個基決定該行動J:，可#作的束型天線，更包含：關於每一個聲音脈衝接收基地台之該束型

第34頁 1258314 -------------- ’、申凊專利範圍天線之一相關位置，以關於該被偵測的聲音脈衝資料為基礎’該引導之一通訊束包含操作該個別基地台天線以形成通訊束涵蓋該個別基地台所服務之涵蓋區域之/被選擇的。卩分其包圍該行動單元之相關位置。 4 1 ·根據申請專利範圍第4 0項所述之方法，其中每一個個 2开> 成的通訊束帶有共有頻道且該操作每一個個別的基地 σ天線形成一通訊束包含該行動單元之相關位置係被傳導 $此其他行動單元因其個別的基地台傳導無線通訊亦可包含在形成的通訊束之中。根據申請專利範圍第35項所述之方法，其中當該行動 ^疋在從其傳播一全方向聲音脈衝後之一預設的週期時間 ’未從一基地台接收一引導通訊束，則該方法係被曰開始。！所 $ 根據申請專利範圍第35項所述之方法，更包含在一基二與該行動單元之間監控一引導通訊束之功率等級，且複申請專利範圍第34項所述之方法，如果被監控降至一預設等級之下。力率 4声ί·立根據申請專利範圍第3 5項所述之方法，其中該全方向耳曰脈衝之傳播包含傳播識別資料結合該行動單元所之該聲音脈衝。 ^ 4 一5、根據申請專利範圍第3 5項所述之方法，其中該行動單 =係被與一全球定位系統（GPS )裝備且傳播一全方向荦音脈衝包含傳播行動單元位置資料結合該行動單播之聲音脈衝。所傳

第35頁 1258314 六、申請專利範圍 4 6 ·根據申請專利範圍第3 5項所述之方法，其中該傳播之全方向聲音脈衝包含該行動單元所傳播之一隨後增加功率的聲音脈衝，如果在其傳播一全方向聲音脈衝後之一預設時間週期中，其未從一基地台接收一引導通訊束。 4 7 ·根據申請專利範圍第3 5項所述之方法，其中該傳播一全方向聲音脈衝包含從該行動單元傳播一連串增加功率的全方向聲音脈衝。 4 8 · —種行動單元，用在一具有複數的基地台之無線電網路中’每一個基地台提供無線通訊服務於一個別的地理涵蓋區域中，其可能或可能不與其他基地台之地理涵蓋區域重疊，該行動單元包含：一傳播器裝配以傳播一全方向的聲音脈衝；一接收器以從基地台接收通訊束，該基地台偵測一從該行動單元傳播之聲音脈衝；以及一處理器裝配以選擇一基地台，以其建立一無線通訊基於该行動單元從該基地台所接收之通訊束，該基地台偵測一從該行動單元傳播之聲音脈衝。 4 9 ·根據申請專利範圍第4 8項所述之行動單元，其中該行動單元係被裝配以監控與一基地台之一無線通訊之功率等級且傳播一全方向的聲音脈衡如果該被監控的功率等級降至一預設等級之下。 5 〇 ·根據申請專利範圍第4 8項所述之行動單元，其中該行動單元係被裝配以傳播一後續的全方向聲音脈衝如果在傳播一全方向聲音脈衝後之一預設時間週期中，一通訊束未

第36頁 1258314 — 一 '~" --- =一偵測該行動單元傳播之聲音脈衝之基地台被接收。 •。。艮-據申請專利範圍第4 8項所述之行動單元，其中該行播係被與一全球定位系統（gps)裝備且被裝配^傳次王方向的聲音脈衝包含其GPS所決定之行動單元位置頁料。 5 2 4 \σ根據申請專利範圍第48項所述之行動單元，其中該行單元係被裝配以傳播一全方向聲音脈衝包含行動單元識別資料。 5 3 艮據申請專利範圍第4 8項所述之行動單元，其中該行動單元係被裝配以傳播一全方向的聲音脈衝以開始與一基地台通訊且傳播一後續的增加功率的聲音脈衝，如果偵測該行動單元傳播之聲音脈衝之基地台之通訊束’在該全方向聲音脈衝傳播後之一預設時間週期中未被接收。 5 4 ·根據申請專利範圍第4 8項所述之行動單元，其中該行動單元係被裝配以傳播一連串增加功率的全方向聲音脈衝以開始與一基地台通訊。 55· —種用於無線通訊之通訊網絡係包含：複數的基地台，每一個在一地嫂涵蓋的區域中提供無線通訊服務，其可能或可能不與其他基地台之地理涵蓋區域重疊；每一個基地台裝配以偵測從行動單70發射之聲音脈衝為了建立與此行動單元之無線通訊；以及複數的行動單元，每一個包含：士一傳播器裝配以傳播一全方向的聲音脈衝；

1258314 六、申請專利範圍一接收器以從基地台接收通訊束，該基地台偵測一從該行動單元傳播之聲音脈衝；以及一處理器裝配以選擇一基地台，以其建立一無線通訊基於該行動單元從該基地台所接收之通訊束，該基地台偵測一從該行動單元傳播之聲音脈衝。 5 6.根據申請專利範圍第5 5項所述之通訊網路，更包含：至少一個基地台介面連接至該基地台；每一個基地台被裝配以傳遞相關於一被偵測的聲音脈衝資料從一行動單元至一被選擇的介面；每一個介面，當被選擇時，被裝配以選擇基地台來引導一通訊束到一行動單元，其以從每一個基地台傳播之資料為基礎傳播一聲音脈衝，該基地台偵測從該行動單元所發射之聲音脈衝；以及每一個基地台被裝配用以僅當其被選擇時引導一通訊束到一個別的行動單元。

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