TWI364925B - Measurement opportunities for a mobile unit operating with a switched beam antenna in a cdma system - Google Patents

Description

丄 3,64925 » 九、發明說明： 發明範疇 本發明關於無線通信之範嘴，更特定言之係關於一種在一 cdma2〇〇〇 無線通信线巾以-切換波束天線操作的行動無線傳輸/接收單元 (WTRU)〇 發明背景 -切換波絲統是-種定義了知固定方向波束且—收發器選取會 提供最高㈣品質及最低干擾之定向波束_統一定向波束與一益線傳 輸/接收單元（WTRU)的烟要求對每-定向波錢行信號位準測量以選 取該切換波束天線的最好定向模式。 該WTRU監測利用每一定向波束收到的接收信號位準，且重選最好 的定向波束以配合該WTRU之環境變化及移動沭_③峨麵系統中， 測量作錢_每-胞元持續地發出的前向導頻進行。

在利用（最_)選定天驗束進行觸/接 亦利用該敎讀波束進行㈣，是，為了確料㈣波束被使用， 丽必彡胸侧雜他天嶋，域另—天帳以進行測 量可能造傭料敏。此侧辅他天魏細崎料傳輸/接收會受到天 線波束娜影響。各波束間之天線增益的差異可能非常大。 發明概述 有鑑於上述發明背景，因此本發明之— 疋杈出一無線傳輸/接收單 元侧在_CDMA2_系統中操作齡㈣物選定天線波束以 5 1364925 I * 外之切換天線波束進行測量的指導原則。 依據本發明之此項暨其他目的、特徵、及優點由—種方法實行在包含 複數個胞元之- CDMA無線通信系統中以一切換波束天線運作之一 WTRU 的測量的方法提供。 。亥切換波束天線可為-產生包含複數個定向波束及—全向波束之天 線波束的智慧型天線。該WTRU在一呼叫期間之某些不活動或低訊務流量 時内進行測里。6亥WTRU在此等不活動或低訊務流量期間切換成選定天 馨線絲以外的天驗束以供接收並測量錢。本發财獅制量利用此 等其他切換天線波束收到之信號時的封包損失最少化。此係藉由在極少或 兀全沒有資料要發送之時進行測量而達成。 進仃測里之方摘第―實賴細在—活紐態下操作以供 、選疋天線波束與至少一胞元交換資料為基礎。資料透過一指派基本 頻道且必要時透過一指派輔助頻道進行交換。該方法更包括在未被指派輔 助頻道時切換成該選定天線波束以外的天線波束以供從至少—胞元接收信 着號測里利用每一切換天線波束從至少一胞元收到的接收信號。 進仃測篁之方法的第二實施例係以在—活動狀態下操作W而以供 利用-選定天線波束與至少—胞元交換龍，且該WTRU制被置入一控 制保持狀態才該敎天驗絲外之天線絲進行。在被置入^ ==狀態時_該選定天線波束與該至少—胞轉持—指派專用控制 頻道。該方法更包括在該專驗·道被指派時婦成該選定天線波束以 外的天線波束以供從該至少—胞元接收信號。測量利用每—切換天線波束 6 1364925 從該至少-胞元__收信號。此外，該切換及測量步驟可為在一反向 導頻被閛控斷開（is gated off)時進行。 進行測量之方法的第三實施__—纽贿頻道操作w簡以 供利用-選定天線波束與至少—胞元交換㈣，且等到進人—上鍵不連續 傳輸»亥方法更包括在该上鏈不連續傳輸模式時切換成該選定天線波 束以外的天線波束以供從該至少—胞元接收信號。測量_每—切換天線 波束攸違至少-胞;^收到的接收信號。此外，該wtru可利用該選定天線 鲁波束監測下鏈訊務，且可在監測結果超過一閨值時停止切換及測量該選定 天線波束以外之天線波束的作業。 進斤測里之方摘帛四實關似WTRU糊—較天線波束與至 夕胞凡父換身料為基礎’其中交換的資料包含該WTRu以切換波束天線 操作的資訊。_協調頻道分配以藉由該WTRU與切換波束天線操作之資 -K為基礎而在WTRU内供予測量機會’並且產生—回應於此的命令。該 WTRU從網路接收此命令以使該WTRu在一預定運作狀態下操作一段預定 籲N·間。纟WTRU在處於該狀運條態下時切換成闕定天舰束以外的 天線波束賴從駐少—胞元接收信號。該wtru測量彻每—切換天線 波束從該至少一胞元收到的接收信號。 圖式簡單說明 藉由以舉例方式提出且應連同所關式閱覽之以下較佳實施例詳細 說明可對本發明更為理解，圖式中： 第1圖是一依據本發明之一 CDMA2000無線通信系統及在該系統中 7 1364925 運作之一無線傳輸/接收單元（WTRU)的簡圖。 第2圖是一第1圖所示WTRU的方塊圖。 第3圖是-第1圖所示CDMA2〇〇〇無線通信系統之MAC轉變狀態的 簡圖。 第4圖至第7 ®是由第丨圖所示WTRU進行測量之侧實施例的流 程圖。 較佳實施例詳細說明 以下參，日.?、所附圖式更詳細地說明本發明，其中示出本發明的較佳實施 例。然本發明可被以許Μ同形式實施且^應被解釋為僅限於本說明書提 及的實施例。事實上這些實施例是為了使本說明書更為透徹完整而提供， 且會向ϋ此技藝者完整傳輸本發明的範圍。全文巾以相同數字代表相同 元件。 -開始參照第1圖和第2圖，說明-無線通信系統⑽及—用於在該 無線通彳5系統内運作的無線傳輸/接收單元（WTRU) 120。WTRU 120包含 用於產生天線波朿的切換波束天線13〇,此等天線波束包含複數個定向波 束140及一全向波束15〇。圖中所示定向波束14〇是一用於與基地台16〇(其 亦為服務胞元）聯絡的切換波束。WTRU 12〇亦在鄰近基地台18〇的附近。 基地σ 160、180可為網點控制器（sitec〇ntr〇iiers)、存取點或一無線 %境中之任何其鋪型的介接裝置，如熟習此技藝者所能輕易理解。無線 通信系統來說可顧在—分碼多向雌（CDMA) 2_系統以及 一般的CDMA，如熟習此技藝者所能輕易理解。 8 1364925 * · WTRU 120包含能夠在_無線環境中運作的裝置，舉例來說譬如使用 者設備（UE)、行動台、行動用戶單元以及呼叫器。wmj 12〇包括一連接 於切換波束天線B0的波束切換單元22〇, 一連接於該波束切換單元的收發 器240，及-連接於該收發器的測量單元26〇，如圖2所示。測量單元挪 測量從不同胞元收到的信號。就_ CDMA2〇〇〇系統來說，較佳利用先導信 號（幽signds)進行此等測量。然亦可以從胞元發出之任何其他信號作此 用途。 • —控㈣被連接於收發器24G '測量單元26G、及波束切換單元 220以供控制。-閾單兀290亦被連接於控制器28〇。閾單元29〇可包括一 用於儲存用來跟測量單元260進行之測量作比較的閾值。 第3圖提供CDMA2000無線通信系統iMAC轉變狀態的簡圖。MAC 活動由下列狀態表示：活動狀態·，控制保持狀態32〇 ,及休眠狀態34〇。 在活動狀態300中，-基本頻道（FCH)及/或一輔助頻道（SCH)被 指派給WTRU 120，且-連結層和一點對點通訊協定（ppp)連接被建立在 _ IWF與MS之間。 在控制保持狀態320中，僅有一專用控制頻道被維持在WTRU 12〇與 基地台160之間。控制命令可被以低潛伏時間〇atency)發送。在此狀態中 維持功率控制以最小化_雜做_造成之起動高速顏傳輸的潛伏 時間。此時不允許貢料訊務’且通常是在需要時進行一非常快速的訊務頻 道再指派作業。反向導頻道在此狀態下可能被閘控。 在休眠狀態 ’沒有專用頻道被維持。ppp之狀態資訊被維持。也 9 1364925 » 就是說’ WTRU 120被登錄。 在討論依據本發明之WTRU 120的測量機會以及與基地台16〇的協調 之如’首先要付論CDMA2000訊務頻道做為背景資訊。_ CDMA2000系 統中的訊務頻道永遠包含一基本頻道及/或一專用控制頻道。該訊務頻道亦 可包含一或多個輔助頻道。 該基本頻道支援語音、數據或信令（signaling)。該專用控制頻道支援 信令或叢發資料。該輔助頻道支援高資料傳輸率服務。 鲁基本頻道和專用控制頻道是具備連續分酉己（無窮持續時間）的頻道。 輔助頻道可為連續的或者可被指派為有一指定持續時間，且該頻道在該持 續時間屆滿後被釋出。 整體而言’ WTRU 120在產生呼叫時被指派一基本頻道及/或一專用控 制頻道。然後網路監測WTRU 120之活動以及頻道狀況並域定辅助頻道 分配。WTRU 120具有請求一輔助頻道分配的能力。 •網路在指派-頻道給- WTRU 120時會將數種參數納入考量，譬如使 籲用者的活動（待發送之資料的量）、使用者路徑損失（___)、干擾、及 胞元負荷。 當-輔助頻道被指派，可定義出—激活時間和—持續時間。該頻道在 該激活時間被提供給WTRU120並且在指定的持續時間内保持為觀=者 可用。在該頻道被釋出之後可將其指派給另—WTR…要釋出頻道並不需 要信令。輔助頻道可被指·派無窮持續時間，在此情況中，網路必須向術如 120發送一指定訊息以釋出該頻道。 以下參知第4圖至第7圖所示流程圖說明由wtru i2〇進行之測量機 會以及與網路之_的四個不同實施例。 封包貝料傳輸的叢發性本質會在一啤叫期間產生不活動的時期。此 外s有貝料傳輸率非常高的時期（例如當基本頻道和輔助頻道二者被指 派時）以及㈣率非常低的時期（例如财基本頻道被躲時亦有 僅只信令/控制被發送的時期（亦即控制保持模式）。 由與-切換波束天線13晴作之WTRU12〇進行測量的第一實施例示 於第4圖之"IL知圖中。從開始（方塊4〇〇)起’在方塊，wtru —在 活動狀態下運作以利用一選定天線波束與至少一胞元16〇交換資料。資 料係透m基本賴錄，且聽要透過—驗_舰交換。 »亥方法更包括在方塊404當該獅頻道未被指派時切換成該選定天線 波束以外的天線波束以從該至少_胞元接收信號。在方塊顿，測量利用每 切換天線波束從該至少一胞元收到的接收信號。 WTRU 120因而在輔助頻道未被指派時進行切換波束測量，因為資料 傳輸率較低，且有可能在天線波束切換期間損失的位元數量較少。該方法 結束於方塊408。 測量作業舉例來說可包括測量接收信號之一信號干擾比、一信嗓比及 —信號強度的至少一者。測量接收信號的目的是判斷鏈路之一品質藉以能 作出決定是否要留在選定天線波束，或是要切換成會提供一較好鏈路品質 的另一天線波束。就一 CDMA2000系統來說’此等接收信號是先導信號。 由與一切換波束天線130操作之WTRU 120進行測量的第二實施例示 1364925 • & 於第5圖之流程圖中。從開始（方塊500)起，在方塊5〇2，WTRu i2〇在 —活動狀態下運作以利用一選定天線波束與至少一胞元16〇交換資料。然 後在方塊504，WTRU 120等到被置入一控制保持狀態。 該方法更包括在方塊506當被置入該控制保持狀態時利用該選定天線 波束與該至少一胞元維持一指派專用控制頻道。在方塊5〇8，當該專用控制 頻道未被指料’ WTRU⑽切誠該敎天驗拉外的天紐束以從 該至少-胞S 160接收信號。在方塊51〇，測量利用每一切換天線波束從該 ® 至少一胞兀收到的接收信號。此外，該切換作業及測量作業可為在一反向 導頻被閘控斷開時進行，如熟習此技藝者所能輕易理解。該方法結束於方 塊 512。 由與一切換波束天線130操作之WTRU 120進行測量的第三實施例示 於第6圖之流程圖中。WTRU 120及/或基地台16〇可各自中斷傳輸一段特 定時間。此特顺_ DTX.不連續雜。DTX決策係以赌為基礎在一 訊框作出’ WTRU 12〇不知道下鏈會在何時處於DTX。WTRU 12〇得利 _用其自有的DTX(在上鏈内）做為一指導原則以進行測量（在上鏈處於dtx 的同時進行測量）。 但疋，上鏈處於DTX的事實並不是指下鏈處於沉乂。因此，在依循 此指導原麟，WTRU W亦將下鏈訊務納人考量，且較佳是在下鍵内的 訊務負荷為輕時進行測量。 從開始（方塊600)起，在方塊602，WTRU 12〇與一指派訊務頻道 操作以利用-選定天線波束與至少一胞元16〇交換資料，且在方塊綱等 12 1364925 * » 到進入一上鏈不連續傳輸模式。在方塊606 ’該方法更包括當處於該上鏈不 連續傳輸模式時切換成該選定天線波束以外的天線波束以從該至少一胞元 160接收信號。在方塊608測量利用每一切換天線波束從該至少一胞元收到 的接收信號。 此外’可監測使用選定天線波束的下鍵訊務，且切換及測量該選定天 線波束以外之天線波束的作業可在監測結果超過一閾值時被停止。該方法 結束於方塊610。 鲁 由與一切換波束天線130操作之WTRU 120進行測量的第四實施例示 於第7圖之流程圖中。從開始（方塊700)起，在方塊702，WTRU 120利 用一選疋天線波束與至少一胞元160交換資料。交換的資料包含WTRU120 正在以切換波束天線130操作的資訊。 網路協調頻道分配以在WTRU Π0内供予測量機會的作業係以該 WTRU正在以切換波束天線操作的資訊為基礎，且在方塊7〇4回應於此而 產生一命令。該命令在方塊706被WTRU 120接收以供以一預定運作狀態 # 操作一預定時間。 在方塊708，該方法更包括當處於該預定運作狀態時切換成該選定天 線波束以外的天線波束以從至少一胞元160接收信號。在方塊710測量利 用每一切換天線波束從該至少一胞元收到的接收信號。 該預定運作狀態可包括一活動狀態300，其如前所述包含一指派基本 頻道而未指派一輔助頻道^ WTRU 120被週期地置入該預定運作狀態。 整體而言，網路在指派一頻道給一 WTRU 120時會將數種參數納入考 13 1364925 量’譬如使用者的活動（待發送之資料的量）、使用者路徑損失'干擾、及 胞兀負何。若網路確知_切換波束天線13〇在WTRU 12〇 Θ的存在，則該 網路亦可棚此f訊關舰分配，且在WTRU _侧量齡以支援— 波束切換作業。此有舰為WTRU⑽提供-㈣置咖進行測量，從而 增加測量齡。糊來說，齡以-歡職性將WTRu i2G送到控制保 持狀態32〇，讓測量得以進行。此因資料傳輸量沒有太過敏感之延遲的事實 而為可行。該方法結束於方塊712。 本發明有利地使在測量利用選定天線波束以外之切換天線波束收到 的信號時騎包敎最少化。此係藉由在有少量㈣或完全沒有資料被發 送時進行測量而達成。 此技藝者會想出具有在以上說明及相關圖式中呈現之揭示内容 之好處的許夕修改型及本發明其他實施例。因此，應理解到本發明並不偶 限於已揭示的歡實闕’且希望此等修改及實關被包容麵附申請專 利範圍項的範圍以内。 14 1364925 * m 主要元件符號說明 100 無線通信系統 120 WTRU 130 切換波束天線 140 定向波束 150 全向波束 160、 180基地台 220 波束切換單元 240 收發器 260 測量單元 280 控制器 290 閾單元 300 活動狀態 320 控制保持狀態 340 休眠狀態 15

Claims (1)

1. 十、申請專利範圍·· 種在包含複數個胞元之CDMA2000無線通信系統中操作的行動單 元，該行動單元包括： 刀換波束天線，用於產生包括複數個定向波束及—全向波束的天 線波束； 無線魏《，在-活触訂運如—敎天線波束與至 胞元交換資料，該資料透過—指派基本頻道且視需要時透過一指派 輔助頻道而交換； 、f控制器，肋當助頻道未被指㈣，切換成該選定天線波束 以夕的天線波紅從該至少—胞元接收信號；以及 ^測她，料—嫩請—每—_天線波束從 忒至y—胞元所接收的接收信號。 2.如申睛專利範圍第]項之行動單元，其 來選取-天線波束。 較翁號為基礎 I ::陶' — 虎干擾比―㈣比及—信號強度中至少其一。 5.-種由在包含複數個胞元的cdma2〇oo無 、 線操作的無線傳輸/接收單元（W 丁 RU)進行^糸、，先中以切換波束天 線用於產购辑向嫩— =切換波束天 束的天錢束’該方法包括： 16 1364925 • 1100年丨2月w日修正替換頁 舌動狀態下運作以利用—選定天線波束與至少一胞元交換資 料； ’ 2到被置人—控制保持狀態； 田被置入該控制保持狀態時利用該選定天線波束以該至少一胞元 維持-指派專用控制頻道; ^ 田°亥專用控制頻道被指派時，切換成嗜遽定夭線波束以外的天線波 束以攸该至少—胞元接收信號；及 在一活動狀態下操作時測量每—切換天線波束從該至少一胞元所 接收的接收信號。 月專矛〗範圍弟5項之方法，其中該切換及測量步驟是在一反向導頻 被閘控斷開時進行。 7. 如申請專利範圍第5項之方法更包括以該受測信號為基礎選取一天線波 束。 8. 如申請專利範圍第5項之方法，其中被測量的該等接收信號包括一先導 信號。 9_如申請專利範圍第5項之方法’其中該測量步驟包括測量該等接收俨號 的一信號干擾比、一信嗓比及一信號強度的至少其一。 1〇_ —種由在一包含複數個胞元之CDMA無線通信系統中操 ’、的行動單元 方法， 個全向波束的 一切換波束天線，用於產生包括複數個定向波束及— 天線波束，該方法包括： 17 1364925 ..、 ^-- ' 1GQ年12月丨9日修正替換頁 -Mtm ’ 指絲錢道進行運作~-- 々j用一選定天線 波束與至少—胞元交換資料，並等到進人—上鏈科續傳輪模式；' -控制器，當處於該上鏈不連續傳輸模式時 ,.L 、战嗞選定天線波 束以外的天線波束，以從該至少—胞元接收信號；以及 ▲ 一測量電路’ _測量在—活綠態下操作時每—切換场波束從 該至少一胞元所接收的接收信號。 11.如申請專利範圍第10項之方法，更包括： 利用該選定天線波束監測下鏈訊務；以及 當監測結果超過一閾值時，則停止切換及測量 、义天線波朿以外 . 之天線波束的步驟。 • 12_如申請專利範圍第項之方法，更包括以該受測信號為基礎選取一天線 波束。 13.如申請專利範圍第1()項之方法’其中被測量的該等接收信號包括一先導 信號。 該等接收信號 】4·如申請專利範圍第1〇項之方法，其中該測量步驟包括測量 的一信號干擾比、一信噪比及一信號強度的至少其一。 15·-種由在包含賴個胞元的CDMA無線聽系統巾叫換波束天線操 作的無線傳輸/接收單元（WTRU)崎頻道分_方法，該切換波束天 線用以產生包括複數個定向波束及-個全向波束的天線波束，該方法包 括： 該 W丁RU利用/選定天線波朿以與至少一胞元交換 實料，該交換的 18 100年12月19日修正替換頁 實料包含該WTHU正細騎換縣天_作的資^~ -- 網路以該說u正在以該切換波束天線操作的資訊為基礎協調頻 道分配叫該wm;内供予晴機會，且喊於絲產生一命令； 該微U從該網路接收該命令使該㈣u以-預定時間為基礎在 /預定運作狀態下操作； 該簡在處於該預定運作狀態時切換成該選定天線波束以外的 天線波束以觀至少-胞元接收信號；以及 該賢U在-活動狀態下操作時測量每一切換天線波束從該至少 一胞元所接收的接收信號。 16.如申”月專利粑圍第15項之方法，其中該預定運作狀態包括—活動狀態， 其中資料是透過-纽基本頻道與該至少一胞元交換，且一輔助頻道未 被指派 17·如申請專糊第15項之方法，其中該預纖狀態包括-控制保持狀 也其中利用該選定天線波束與該至少一胞元維持一指派專用控制頻道。 18·如申請專利範圍第17項之方法，其中該切換及該測量步驟是在-反向導 頻被閘控斷開時進行。 19.如申明專利乾圍第15項之方法，其中該^^被週期地置入該預定運 作狀態。 ' 2〇.如U利㈣第ls項之方法’更包括以該受難號為基礎選取一天線 波束。 21.如申請專利範圍第15 項之方法，其中被測量的該等接收信號包括一先導 1364925 _ ,‘ .* . 】00年12月19日修正替換頁 信號。 2 2.如申請專利範圍第15項之方法，其中該測量步驟包括測量該等接收信號 的一信號干擾比、一信噪比及一信號強度的至少其一。 20