TWI282219B - Method and system for selecting transmit antennas to reduce antenna correlation - Google Patents

Method and system for selecting transmit antennas to reduce antenna correlation Download PDF

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TWI282219B TW094136618A TW94136618A TWI282219B TW I282219 B TWI282219 B TW I282219B TW 094136618 A TW094136618 A TW 094136618A TW 94136618 A TW94136618 A TW 94136618A TW I282219 B TWI282219 B TW I282219B
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Description

1282219 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種無線通訊系統。本發明尤其是關於一 選擇傳輸天線以降低天線相關性之方法及系統。、 、 【先前技術】
多重輸入多重輸出(ΜΙΜΟ)是關於無線傳輪和接收 的一種型式,其發射器和接收器皆使用了一個以上的天二 ΜΙΜΟ的特殊例子為當接收器端僅有一個天線而發射器端 =個天線時,又稱為單一輸入多重輸出(SIM〇),以及备 ^有,發射器端僅有—個天線時,其^ 貝j%為早一輸入早一輪出(SIS0)型式。 是有因多重天線所產生的空間多樣性或 可看出,如果發射器和接收器能適當地處ίί 骑二I'n、線通簡—大障礙)的話,則其可幫助改盖整 實質上每一個多祕捏組成分帶有關於該發射信 H,以如果適當地解析和收集該多重路徑組成份 14些多重路徑元件會揭露更多關於該發射信號之資訊則 於入/Ϊ、ίίϊ2導致無軸时多4天綠_如:多重 輸輪 )系統)之多樣性和容量降低的因素之 一。天線娜歧在發姊魏 傳 -個具有 描天大r 於系統選擇能增強效能的特定發射天線來傳 1282219 的回饋資訊便是頻道脈衝響應。通常來說,回 ΐ、貝其中該接收器估測頻道脈衝響應,並將之 ;;;ii ° t« 叮v因^曰要提供一種方法和系、統’其在天線選擇方面 可以以少該是不需要上述提供給發射儲訊來達成。 【發明内容】
Wί發明是—觀以在至少—發射天線上傳輸資料之方法 /Γ、、、、以降低在無線通訊系統中的天線相關性。該發射天線 係包含隨機選獅天線元件,其中該天線元件係由在一無線通 訊系統中之=節點之複數個天線的天線元件中隨機選出,在隨 機選出天線兀件群組中之天線元件的數量可為固定或是隨時 【實施方式】 本發明提供一種發射天線選擇(亦即天線跳動)技術,其有 效地降低在一發射天線及一接收天線上之天線相關性,因此, 其提供在無線通訊系統中的多樣性的增加以及容量的增強。本 發明之天線跳動技術並不需要任何回饋資訊,因此,根據本發 明之系統變得更簡單、更易實施、且藉由降低天線相關性增加 了系統容量。 本發明適用於任何型式的無線通訊系統,其包含但並未 限制於下列形式,例如蜂巢式系統、行動系統、無線LANS、 無線MANS、無線PANS、固定存取系統、以及點對點(ad_h〇cy 網狀網路。此種無線通訊系統的例子包含1G到3G的蜂巢式系 統(AMPS、IS-136、GSM/GPRS/EDGE、IS-95、CDMA2000、 UMTS FDD/TDD)以及802·χχ家族(8〇2·η、802.16、802.15)。 於本案中一無線傳輸/接收單元(WTRU),其包含但並未限 1282219 制為-使用者設備、-行動站台、一固定或—行動用 、 二=器、或任何其他可在—無線環境中操 $抑斤提到的-基地台,其包含但並未限制於m 2 ^ 存r點(AP)、或例可在—無線環境中之介面裝 置ι式。為了方面描述本發明,一基地台係為一 可可發射通訊信號的節點都可為發射“。同樣丄, 為了方便描述本發明,一WTRU係為一「接收铢破,妙 任何可接收通訊信號的節點皆可為接收終端。、」八' 第1圖所示為根據本發明之無線通訊系統100方姊圖。嗲 系統觸包含複數個天細、谢、1〇6、簡无 陣列,所述無線實體在本例中:係為一基地 ^ifo '104'106' 108 Γ、Γ=0δ之不同的天線元件110可虛擬地分固天 ,、在7L件的虛擬群組有效地運作如同一單一發 一 =發射天線具有橫跨任何數量實體^ (以第二 例來說,其便顯示三個發射天細、114、π以弟1圖舉 Μ 树110樹圭地係根據一偽隨機號石馬產生哭戋是根 據一些預設而任意排列的隨機、偽 f王疋裉 =ίΓ 據本發明,所述隨機選擇也可透過觸機選 時,它們同時也ί二:f J吏用*「隨機選擇」 已3偽ik械」和「偽隨機選擇」。 天線,#料便會在 ρΐί ΪΪ運作如同—個單—發&天線,這會導ϊΐίί^ίΐ 隨機騎以―_崎機村祕做亥 1282219 ^結果便可被視為是一種天線跳動的型式。根 Γ自ί ϊί 料的傳輸。隨機選擇具有的優勢便是不需要 說隨機選化枝的系统來 ;:例發射天線114 ’然而特定的天線組; 輸,秋而目^ff 116以在任何時間點進行資料傳 者是實細上述這樣的安排通常很難實施或 據本i明2 ^二W輪ί μ無法實施的。因此,根 可在複雜性降低二:=的的隨目, 生「ίΓ來本發明中,即便是在任何時間點都可能發 _ ί ϋ線疋件組合(亦即具有高相關的天線元件组合) 生機ίΧϋΓί隨機性的關係,上述這種「不良」組合發 ,來說’這樣的天線系統的整體效能仍^強::且 的複雜降低的狀況下仍會增加哪樣ί 在統 速衰曼人為地製造快 有^ϊ ^發射和接收處於嚴重且緩慢的衰退時是 況,緩和嚴重且緩慢的的衰退狀 個「i s;广良」的信號可在一個短時間内變成-成-個」在慢速衰退中,「不良」的信號在其變
由隨機地跳動該發射天線四周的信號,便可:產生:述二速J 8 1282219 退的方案。 报清楚地,提供於其中每一發射天線112、 :小ί配置方式,或是其他配置方式都是可行的有 】樣執,他配置的改變也是可行的,像是以相反極性配置雙 、早-地配置耕或是將沒赫成錢的元件成對地配置。 在每一種配置中,於本發明之内容中一個發射天線的大 太旅=組ί—^特定發射天線之天線元件的數量而定義。根據 基之第—實施例’每一次都是隨機地選擇天線的大小,接
所選擇的大小隨機地選擇天線。天線大小可以是預先配 3疋隨者時_進行動態地配置,_地,天制配置可動 變或是預先改變。舉例來說,每次系統為了最佳化效能 t因為其侧素錢定纽變天線A小時,倾機地選擇天 線大小。 ^ 這種方式使用一個可動態地配置的方法,這個方法可允 许天線大小隨時間的進行作改變,舉例來說,M1天線元件係 由1/2、〜、|^個天線元件中選出,在此案例中,由]\^個天 線π件中選擇Ml個天線元件便有CG個可能組合。當下一次 天線大小被調整時,天線大小再一次地由1、2、…、Μτ個天 線兀件中隨機地選出,假設天線大小為M2,則接著M2個天線 由Μτ個天線中被隨機地選出,在這樣的案例中,便有π 能的組合。 "2 根據本發明之第二實施例,天線大小是固定的,且天線 係根據該固定大小隨機地選出。舉例來說,假設天線大小為固 疋值,並預设在好比是Μ時,在此案例中,每次系統為了最佳 化效能或是因為其他因素而決定去改變天線大小時,便隨機地 選擇’便由Μτ個天線元件中隨機地選出μ個天線元件,所選出 的天線便為個可能組合中的一個。 藉由上面所說明之發射天線大小的決定,天線之間的相 9 1282219 ► ^便可減少,此乃因為基於預設天線大小選出的所選天線元 藉f,職斜過久的錢的信號組合 p p二/、有回天線相關的天線)。值得注竟旁 明的天線跳動技術可用於以平面為參數的^鱗系統乂 χ 以及 姻系統,·收:系統▲說,所 述相的無梅 天绩]照第2圖,其顯示了一天線跳動發射器200,該
〇包含一發射器202、一切換裝置綱、—天 、巧動ί工制备206、以及複數個天線駕。如同上文所說明的, =二固,線2〇8包含複數個天線元件(圖上未示〕。該發射器观 二換裝置2G4’該切換裝置2G4透過一個隨 的天線兀件群組發射該信號,以便增加多樣性,其中以 曰力π夕樣性發射§亥#號。根據由該天線跳動控制器所 產生之一隨機選擇而隨機地由該天線2〇8的天線元件中選出該 天線元件。P通機所遥出的天線元件較佳地是會隨時間改變,除 此之外’遥擇作為天線元件之一隨機選擇群組之一部份的元件 的數量,可是以固定的或是可動態地根據特定演算法去做調整 的0 —儘官當實施本發明之技術並不需要回饋資訊,但在其他 貝施例中送疋可以使用回饋資訊。因此,在一較佳實施例中, 在接收裔接收的信號係由該接收器所處理,以便決定信號品 質、天線相關性、以及為在該發射器端的每個發射天線 其他^目關測量。較佳地,將會回送識別號碼以識別接收具有良 好測量結果的信號的發射天線,天線識別號碼的回饋可簡化系 統,且導致要回送給發射器處理的資料便的比較少的結果。舉 例來說’在本發明中,發射天線識別號碼可為1、2、3···、N, 這疋取決於運作中的發射天線數量亦即那些確實在發射資料 的天線)’以及在發射端的天線最大數量,好比說是N。對具有 10 1282219 八個、,線的發射端來說,該回饋資訊係僅由三個二位元 ,,這比處理現行系統中的頻道脈衝響應要簡單多 且 系統中,假設每個天線之頻道脈衝響應有[個 = 可能需要L的倍數之數量之回饋資訊,舉例來說 上L倍數之數量的_f訊要被_給該發射器,且^ f 需要兩個浮動數,其中每個浮動數就需要—些二氺二 ;° &樣的配置明顯地可在發射器端執行更多的I 理,以便處理該回饋資訊。 夕0處 來的^’辦f f訊可隨著識職鱗供。舉例 、蝴赚、錄㈣資訊可隨^ 於一個單 的積體電路(1C)上,例如一庫用牲中:触 (ASIC)、乡舰S、錄元件较雜 儘管本發明之特徵和元件皆於實施 6 ,述’但實施射每—特徵或元件能獨 他特徵和元件做不同之組合。除不與,明之其 型式的無線通訊系統中。 ' 每明可貫施於任何 时取件朗,雜树可實施 電路 個組合 【圖式簡單說明】 線選擇以降低天線 第1圖所示為根據本發明,—種執行 相關性之系統;以及 A于天 發射天線選擇之發 η所示細康本發明,一種配 射裔方塊圖。 仃 無線通訊系統 【主要元件符號說明】 100 %I282219 r 110 天線元件 112、114、116 發射天線 102、104、106、108、208 天線 2⑻ 天線跳動發射器
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Claims (1)

1282219 包含: 申請專利範園: 種在一無線通訊系統中選擇天線以 發射資料之方法,該方法 為組成大小係定義 由一天線陣列中以一隨機方式潠摆 加 發射天線,i中,所擇天線兀件,以產生該虚擬 兮夭綠士' 4線70件之該數量等於該座擬發射天線之 5亥天線大小,且小_天_彳之―_天_、風射天線之 J、為 固定大d ^申請專纖_摘叙紐,更包含提健天線大/ 3.如申請專利範圍第2項所述之方法,更包含: 藉由從該所選天線元件中重新建立 擬發射天線之所選天線元件;以及域財i組成该虛 列。執行一天線跳動相,該天線跳動序列延伸橫跨該天線陣 項所述之方法,其巾該天、__列提供 在X千方向之天線夕樣性,同時維持一相當固定的水平方向。 t 專利範圍第3項所述之方法,其中該天線跳動序列提供 在一水平方向及一垂直方向的天線多樣性。 、 6·如申請專利範圍第1項所述之方法,更包含從一包含建立天線 大小之天鱗财建立天線,使得從—天斜列所建立之該 之一配置可建立該天線大小。 7·如申請專利範圍第6項所述之方法,更包含: 藉由重新建立該天線來改變該天線配置;以及 執行一天線跳動序列,該天線跳動序列延伸橫跨相同天線陣 列之複數個天線配置。 8·如申清專利範圍第7項所述之方法,更包含在該天線跳動序列 13 1282219 中所橫跨複數個天線跳動中維持一相當固定的天線大小。 供 II· -個多重輸入/多重輪出(MIM0)之無線通訊系統, 小,其一中以為::虛擬發射天線建立一^大 數量/;、以〗、疋義為組成该虛擬發射天線之天線元件之— ^選^電路,其從一天線陣列中隨 如申請專利範圍第U項所述之ΜΙΜΟ通訊系統, 藉由彳之該所選天線元件中重新建立天線, 13. 更包含 該選擇電路係配置 以及 以隨機地選擇天線元件,組成麵擬發射天線_ 列延伸===置峨卜天軸相,敍線跳動序 圍^13項所述之_通訊系統,其中用以執行 性,同時維持著-相當固定的水。水干方向之天線多樣 的生列之親行電路,提供在一水平方向及—垂直方向 16.如申凊專利範圍第!)項所述之mim〇通訊系統,其中配置以隨 14 1282219 機地選擇天線元件之簡擇魏 ,,陣列建立天線,使得由一天線陣列二5=大 配置建立該天線大小。 之忒天、、泉之一 Π.如申請專利範圍第16項所述之MIM〇通訊 人. 重新建 延伸橫跨該相^線^該天線跳動序列 =====在=,r_, 性’同時維持著-相當固定的水平方向。千方向之天線多樣 19. 如申請專利範圍第17所述 山 -天線職糊之概行魏,其㈣以執行 向的天線多樣性。在水千方向及一垂直方 20. 如申請專利範圍第17項所述之奶 地選擇天線元件之該選㈣路,在奴線,其中用以隨機 個天線跳動中維持一相當固定的天^大。匕動序列中所橫跨複數 21· —種積體電路裝置,其包含·· 一建立電路,其配置以為一 其中該天線大小定義為組成射天線建立-天線大小, 量;以及 以趣發射天線之天線元件之-數 生該施峨地選擇天㈣,以產 天線之該天線大小,且小於兮件之數量等於該虛擬發射 22.如申請專利範圍第〜:=一路=大二 供之回饋裝置’其配置以接收和處理由-接收議提 15 '1282219 η r- 一選擇電路,其配置為所接收之良好回饋資訊選擇虛擬發射 天線,以發射資料至該接收器端。 23·如申請專利範圍第22項所述之積體電路裝置,其中該回饋資 訊包含一天線識別號碼。
16 1282219 七、指定代表圖·· (一) 本案指定代表圖為:第(1 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 100 無線通訊系統 110 天線元件 112、114、116 發射天線 102、104、106、108 天線 • 八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式:
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