TWI333755B - Wireless transmit/receive units having multiple receivers and methods - Google Patents

Description

九、發明說明： 發明領域 此申請關於無線傳輸/接收單元（WTRU)用於使用在無線通訊 系統環境+且_是_WTRUS其具有辣觀減之不同接收 品質經由使用多接收器。 發明背景 無線通訊系财此技針絲所周知…般上，此系統包含 通訊站或者單元，其在彼此之間傳紅接收絲通訊訊號。對於 網路系統例如行㈣話系絲說，有典__類韻通訊站， 那就是，基地台其提供存取到網路基礎建構以及無線傳輸/接收單 元（WTRUs)其絲地台料無線通訊。 使用在此之名稱基地台包含，但不限制在—基地台，

Node-B、位置控制器’存取點或其他在一無線環境中之介面裝置 其提供腿Us具有無線存取到—網路以其基地台係被聯合。 此處所用的名稱WTRU包含’但不偏限於，一使用者裝置，行 動站台，岐或行動電話用戶單元，傳呼器，或者任何其他類型 可在無線環境中操作贼置。_S包含個人通訊裝置，例如電 話、無_触及崎鱗漏t話其具有_触。此外，_s 包含攜帶式個人電職置，例如具有無線數據機之腿以及筆記 型電腦其具有她_輕[可鮮料可祕他方式改變位 置的WTRUs係被參考如一行動單元。 典型地，基地台之-網路係被提供，該處每—個基地台可以 1333755 以適當裝置之WTRUs傳導同時發生的無線通訊。一些靈此係被裝 配用以直接在彼此之間傳導無線通訊，即，無經由一基地台通過 網路被轉播。此係一般地被稱為同等對同等無線通訊。WTRUs可被 裝配用以使用於具有網路以及同等對同等通訊性能之多重網路 中。 為了k供無線系統全世界的連線，標準已經被發展且被執 行。在廣泛的使用中-現行的標準係已知如泛歐數位式行動電話 系統(GSM )。此係被考慮如一所謂的第二代行動無線系統標準（％) φ 以及藉由其修iL (2.5G)而被遵循。GPRS以及EDGE係為2 5G技術 之範本其提供相關地高速度資料服務在（2G) GSM網路之最高程 度。每一個的這些標準意圖以額外的特徵以及增加來改善先前的 ‘準在1998年一月，歐洲電話通訊標準原則_特殊行動集團（Επί SMG)對-無線存取概要用於第三代無線系統稱為普及行動通訊系 統（UMTS)取得一致意見。為了進一布執行UMTS標準，第三代合 作方案（3GPP)係被形成於聰年十二月。3Gpp繼續作用於一普 φ 遍的第三代行動無線標準上。 類型的無線糸統，稱為一無線寬頻區域網路（Wlan)，可 被裝配具有WLAN數據機用以與WTRUs傳導無線通訊其亦可以傳導 同等對同等通訊已相似裝置的腿Us。一廣為流行的無線寬頻區域 網路環境具有—或多謂存取點，即，基地台，係被建構根據臓 8〇2.llb標準。對於乳ANs的無線服務區域可被限制於特定的適當 7 1333755 被定義的地理H域已知v，過熱點"。此無線通訊系統係有利地被 部署在例如航空站、★啡廳以及旅館的區域中。 存取這些網路經常需要使用者證明程序。這㈣統的通訊協 疋在WLAN技術領域中尚未完全標準化，因為IEEE 8〇2標準的家族 係逐步形成。 為了提供行動性’其係已知為提供電池操作單元^作為行動 單兀經由不同的無線服務區域或在相關的其他證此中旅行到他 們可能直接連接的單元’無線訊號強度以及品質將因為麵原因籲 而改變’例如相關的距離，阻礙物以及從其偏_3與其他來源的 干擾。亦’在-網路設定中’―基地台可能企圖降低其訊號強度 到-™I其鮮雜為了降低干躺可以在狀輯增加無線交 通0 無線訊號的接收可藉由提供具有多於—個接收^之通訊站台 且結合多接㈣所處理的被接㈣訊號被增加。具有兩個接收器 的通訊站台相較於-相等的訊號接收器站台通f實現增加的訊號籲 獲取在一結合的訊號中。在4-7db的程度上增加獲取係正常地可達 成，該處兩個接收器係被使用來取代一個，甚至更高的獲取增加 可以多於兩個接收器而被實現。然而’使用多接收器增加一通訊 站台的功率消耗，其造成電池操作的行動單元之多接收器的使用 較低的吸引力。發明豕已經承認提供一行動Wtru具有提高的接收 能力而無一過度增加功率消耗將被需要。 8 本發明提供-無轉輸/触單s (WTRU)其具有彡接收器而 選擇性地可操作已節省功率。 在一較佳的組態中，WTRU具有一複數的接收器用以處理無線 通訊訊號來製造糊的—無線通訊意欲由WT嶋收。-介面係被 連接至接收n且制以結合細的—無線軌且製造無線通訊之 結合的變化。一選擇性地可控制的功率供應單元提供每一個接 收器功率。-控制單元係被與接收器，介面以及功率供應單元連 接。控制單讀秦X監控預先決定的參數以藉其選擇性地控制接 ，器之功率供應基於預先蚊賴值，使選擇的接收器在預先決 定的狀況之下，當其想要限制能量消耗時，不被供應功率。 較佳地’介面包含接收訊號功率監控用來輸出一接收訊號功 率指示之電路系統。控制單元健著被裝關以_-預先決定 的接收訊號功率位準作為—_用於控制接㈣的功率供應時， 以使至少-個接收器在介面所輸出之接收訊號功率指示超過接收 訊號功率位準_時不被供應功率。二者選—或結合此一組態， 可L 3服務之接收訊號品質（Q〇s)用來輸出一接收訊號 指不之監控f路H控制單S係接著被裝配以利用—預先決定 的接收訊躲)S位準料—難歸控繼㈣之功率供應以使 至少一個接收器在介面輸出之QoS指示超過接收訊號QoS位準閾值 時不被供應辨。辨以及QqS被監控之處，控鮮元係較佳地被 1333755 裝配以使用接收訊號功率位準以及接收訊號QoS位準之一預先決 定的結合作為一閾值用於控制接收器之功率供應以使至少一個接 收器在介面輪出之接收訊號位準以及Q〇S指示結合超過接收訊號 結合閾值時，不被供應功率。 較佳地，功率供應單元係被改造成一或多個電池且包含一電 池充電監控裝置用以輸出一電池充電指示。控制單元係接著被裝 配用以使用一預先決定的充電位準作為一閾值用於控制接收器之 功率供應以使至少一個接收器在功率供應單元輸出之充電指示低鲁 於充電位準閾值時不被供應功率。為了準備WTRU以使用，功率供 應單元包含一充電電池。亦，功率供應單元可包含一線内功率輸 入端且可被裝配用以輸出一撤銷訊號當功率經由線内輸入提供 時。控制單元係接著較佳地被裝配用以維持全部接收器之功率供 應以反應接收自功率供應單元之撤銷訊號。在一較佳的實施例 中FTRU具有i要接收器，其係以一不被控制單元控制的方式 供應功率以及-第二接收器’其係以一被控制單元所控制的方式 _ 供應功率。亦，一較佳的考慮係訂RU被裝配作為一行動單元之處 而用在一碼分多址（CDMA)無線通訊系統中。此外，為了容易製 造且維持一相關低成本的WTRU，控制單元以及介面係較佳地被實 現在一應用特殊積體電路（ASIC)。 -功率管理方法用於-具有-複數的接收器之無線傳輸/接 收單元（WTRU)係被提供。該處WTRU具有一介面連接至接收器用 10 1333755 以結合相關的一無線通訊以及一功率供應單元用以提供每一個接 收器功率，介面以及功率供應單元係被使用以監控預先決定的參 數。接收器之功率供應係接著被選擇性地控制基於預先決定的閾 值以使被選獅触ϋ在預先蚊的狀狀下，當其意欲限制能 量消耗之時，不被供應功率。 其方法較佳地包含監控接收訊號功率以及利用一預先決定的 接收訊號功率辦作為—閾值驗控繼收器之功率供應以使至 少一個接收器在被監控的接收訊號功率超過接收訊號功率位準閾 值時，不被供應功率。 二者擇一或額外的，該方法可包含監控服務之接收訊號品質 (QoS)以及使用-預先決定的接收峨⑽位準作為—閣值用來 控制接收|§之功率供彭X使至少_個接收^在監㈣⑽超過接 收訊號QoS位準閎值時，不被供應功率。均被監控之處，其方法可 包含使用_預先決定的接收喊神轉以及接㈣則沾位準 之結合作為—驗，絲㈣接㈣之功率供獻使至少一健 收器在被監㈣魏城轉以騎^之結合料触訊號結合 閾值時’不被供應功率。 功率供應單元被改造成—或多電池之處，該方法較佳地包含 監控電池充電以及糊_預先決定的充電辦作為-閾值用於控 制接收II之功率供應以使至少―健收器在被監控的電池電荷低 於充電位準閾值時’不被供應功率。在功率供應單元包含一線内 11 川Ο：) 功率輸入端之處，方法可包含產生一撤銷訊號當功率經由線内輸 入提供時且轉到全部接㈣的神以反應撤舰號產生。 本發明其他目的與優點對於熟習此技藝的人士將明顯的依照 描述與隨附的圖示。 實施例詳細說明 名稱基地台，無線傳輸/接收單元（WTRU)以及行動單元係被 使用以他們的—般常識。使用於此之基地台包含，但不限制於， 一基地台，Node-B，位置控制站，存取點或者其他在無線環境中 的介面裝置，其提供具有無線存取之WTRUs到一網路以其該基地台 係被聯繫。 此處所用的名稱WTRU包含有，但並不侷限於’使用者裝置 (UE)，行動站台，固定或行動電話使用護單元，傳呼器或者其 他任何形式的裝置可以操作於一無線環境中。WTRUs包含個人通訊 裝置，例如電話，無線電話，以及網際網路預備電話，其具有網 路連接。此外，WTRUs包含可攜帶式個人電腦裝置，例如具有無線 數據機之PDAs以及筆記型電腦其具有相似的網路效能。可攜帶戋 可以其他方式改變位置之WTRUs係參照如行動單元。 本發明提供一 WTRU具有提高的接收能力經由包含多接收器組 件，其具有一聯合的功率控制以限制功率消耗。使用兩個或更多 的接收器在一WTRU服務中用來提高接收效能，可使降低功率之傳 播之接收以及支持每一頻寬之較高資料。本發明係特別有用當使 12 1333755 用於連接行動單元時’即’行動WTRUs其係以一電池功率被操作。 參考第1圖，一範例WTRU 10係被顯示，其具有兩個接收器組 件12a ’ 12b。接收器係被裝配以接收一或多型態的無線通訊如所 欲。第1圖的範例說明接收器12a，12b用於接收碼分多址（CDMA) 無線通訊訊號中。就其本身而言，接收器12a，12b具有一輸入端 13，其係與一接收天線系統連結。每一個接收器可被連接至一不 同的天線系統以提供一程度的空間多樣性或者一普通天線系統可 被利用於所有的WTRU之接收器。一較佳的天線系統包含一"聰明"鲁 或相陣列的天線系統，該處一方向性的接收束可被選擇性的行程 以提高接收品質且限制其他WTRUs與基地台的干擾。 在CDMA接收器12a，12b的範例.中，輸入被接收的訊號係通過 傳統組件例如一放大器14，其供應一同相以及偏轉九十度相位差 混合組件15其製造同相以及九十度相位差（丨以及q)的接收通訊 訊號。I與Q組件訊號係為每一個以傳統方式經由一過濾器組件 16，一傳輸媒介放大器17以及類比對數位轉換器18被處理。 籲 一被處理的訊號介面2〇係被提供，其不僅結合被處理的丨與卩 訊號組件以傳統方法來製造每一個接收器之一接收使用者資料訊 號，亦共同地結合自接收器被處理的訊號以提供一增加的獲取訊 號當兩接收器均被操作時。對於CDMA類型的接收器，介面2〇亦較 佳地提供資料用於一傳統的相鎖迴路控制19中，其適當地調整訊 號的相當被形成為I與Q組件時。不管被使用之特殊類型的接收 13 1333755 器，介面20共同地結合被處理的訊號自全部操作的接收器加上 WTRU以提供一增加的獲取訊號當至少兩個接收器被操作時。 WTRU包含一功率供應單元25以及控制組件3〇。典型地，功率 供應將包含一電池組或者相似的裝置，但可能為一可選擇的類型 的能量源例如一太陽能蓄電池或者其他能量提供適合於一行動 WTRU。結合以及可選擇的能源選擇可容易地被使用。例如，功率 供應單元25可包含一太陽能蓄電池用以補充電池功率該處組態包 含電池以及太陽能功率之一撤銷當線内功率來源被連接時，例如鲁 一典型的A/C轉接器。 控制組件30有效地與接收器i2a，12b以及功率供應單元25連 接。控制組件30係被裝配用以鑑定接收訊號之品質以及其他參數 例如功率供應源以及/或狀態且控制接收器以其為基礎之功率供 應。一般上，控制組件30監控接收通訊訊號的訊號品質。因為第 二接收器被啟動，如果被監控的訊號功率為高，且訊號為好的品 質’接著’ 一些或全部的第二接收器係被關閉以節省功率。然而，馨 當被監控的訊號品質較差且低功率時，步驟將被執行來增加訊號 品質藉由提供第二接收器功率且結合被接收的較差品質訊號之多 接收。 WTRU可被裝配以使一接收器被指派為一主要接收器，其係永 遠在WTRU打開時開啟且控制組件30僅控制合併在WTRU中一或多額 外接收器的功率供應。然而，控制組件可被裝配以控制到全部接 14

L I · ΓΙ333755 收器的功率且做出-有位準體系的選擇，其中接收器基於被接收 的訊號類型供應功率或者對於_係監控潛在的接收品恥麵 係被裝配以使用在多類型的網路中，被啟動之接收器之一不同的 位準體系可基於此被選擇’ WTRU以其網路的類型來通訊。 曰控制組件30可包含-數據機以及其他電路系統以執行功率測 量’頻道品質估計錢提供輸人到-蚊區塊使功率管理可行。 控制組件係較佳地被裝配用以選擇性地提供接收器功率，當_ 以電池能量操作時且提供所有接收器功率，當麵被連接至一外鲁 部功率來源時’例如經由一A/c轉接器。 較佳地，一個接收器係被設定為一預設的接收器，其係至少 初始設定為-開啟狀態當麵被啟動時。之後，控制組件3〇操作 以決定哪一個接收器被供應功率為節省功率消耗。控制組件可具 有一手動的多樣化以及/或自動的設定。對於一設定，所有的接收 器可被供應功率以一獲得模式因此WTRU係被準備以回答任何直接 對其之通訊。在一無線通訊獲得之後，一些或全部的第二接收器鲁 係被撤銷以節省功率基於接收訊號的品質與功率，因此至少一個 預先決定的服務最小品質被維持。服務品質係被監控作為一無線 通訊係被繼續被傳播因此一或多個接收器在通訊期間被重新啟動 當通訊品質衰退到一預先決定的閾值之下。 一功率官理設定可被提供’其可被手動的操作以限制接收器 功率供應僅提供到預設的接收器’因此預防額外的接收器消耗任 15 1333755

何功率。較佳地，控制組件30監控電池功率以及自動地限制接收 器的數量，其可被啟動當作為電池之充電狀態降低到預先決定的 位準之下時。此類型自動設定之一手動的撤銷可被提供以使WTRU 的使用者可以獲得最佳的接收性能在較快速的電池功率消耗成本 之下。 對於WTRU的使用於一網路環境中，控制組件30可監控接收通 訊訊號之訊號品質以及一反向功率控制狀態。反向功率控制係亦 稱為一上接功率控制’其增加或降低WTRU傳輸功率位準基於在一鲁 基地台所測量之訊號強度為了維持服務品質固定（qos)。在基地 台被接收的訊號功率可被固定經由打開或關閉迴路功率控制。當 WTRU非常接近基地台，為了達到一所欲q〇s，WTRU將一般地僅需要 在一非常低功率位準傳播。然而，當WTRU遠離基地台，WTRU將需 要一非常高位準被傳播以達成所欲q〇S。 控制組件30被裝配以監控接收通訊訊號之訊號品質以及一反 向功率控制狀態之處，一設定基於訊號品質以及反向功率控制狀鲁 態係較佳地被提供於第二接收器的功率供應。當接收訊號太高， 以及/或，反向功率控制達到一較低限制，接著，一些或者全部的 弟二接收器被撤銷。 在-較佳的構造中m控鮮元3()以及介面2G係被執行 在-單-積體電路上，例如-應用特殊積體電路（ASIC)，雖然 組件可能在多分隔積體電路上。接收驗件亦可讀實施在此」 16

Claims (1)

1333755 "—一…—^ 十、申請專利範圍： 種一無線傳輸/接收單元（WTRU)之應用特定積體電路 )，其具有複數接收器用以處理無線通訊訊號，其係用以產 欲由該WTRU接收之-無線通訊之各版本，以及一選擇性地可 二1功率供應單元，其係用以提供每一該接收器功率，該胤包 含· 一介面，其係配置以連接至該冗了拙接收器； 更配置以組合一無線通訊之各版本，且產生該無線通訊 該介面&含接收信號品質監控電路，該接收信號品質監控電路 用以輸出一接收信號品質指示； 能^介步面更包含反向功率控制狀態監控電路，該反向功率控制狀 控電路用以輸出一反向頻道功率等級指示； 功车=接-至該介面的控制單元，其係配置以連接這些接收器及該 功华供應早兀；以及 解70更配置以湘-預設触錢品質難及一預設 等級閥t藉此選擇性地控制這些接收器的功率， 反!接收信號品質指示超出該接收信號品質閥值或該 的二示低於該功率等級閥值時，不會提供所選擇 Lm利範圍第1項的asic，其中該接收信號品質監控電路 接收信號服務品質_指示，以及該控制單ΐ係 接收信號⑽等級作為—閥值，用以控制提供 便當由該介面輸出之該qqs指示超出該接 收L則QS等級閥值時’不會提供功率給至少 圍第2項的紐，其中該控制單元係配置以利用 制該:二收===-閥值:以控 輸出之QoS指示之組合超出該接收信號 IS 1333755 ^ 〇T'm4- 率給至少一接收器。 4.—種用於一 WTRU之如申請專利範圍第1項之ASIC，其具有一 接收器’該主要接收11和該次要接收器分別 要接收器之該I力率^應路徑 Ο ^ ^