TWI382728B - 基地台、下級站台及其傳輸方法 - Google Patents

Description

基地台、下級站台及其傳輸方法

本發明係關於一種基地台、下級站台及其傳輸方法。更具體而言，本發明係關於一種符合IEEE 802.16m標準之基地台、下級站台及其傳輸方法。

隨著科技的進步，人們對於通訊之要求也越來越高，除了對通訊品質的要求，現今，通訊之便利性也越來越受到重視。無線通訊具有不需實體通訊網路佈線、機動性高等優點，因此近幾年具無線通訊功能之產品，例如手機、筆記型電腦等等，也越來越受到人們之青睞，成為消費型電子產品市場上之主流。

在習知無線網路中，在傳輸中存在四種干擾類型：分時雙工(time division duplex；TDD)中之資料轉換(data transition)、分頻雙工(frequency division duplex；FDD)中之資料轉換、中央區邊緣之干擾及單元區(cell zone edge)邊緣之干擾。

詳言之，請參閱第1A圖，其係為習知無線網路中一傳輸單元1a之示意圖。傳輸單元1a包含複數個中央區100、104、108、複數個單元邊緣區102、106、110、一基地台(base station)101a、以及對應於基地台101a之複數個下級站台(subordinated station)103、105、107、109、111、113、115、117。首先，描述TDD中資料轉換之干擾。在不同之中央區中，若基地台101a與下級站台間之下行鏈路(down link；DL)及上行鏈路(up link；UL)同時運作，則不同之下級站台間可能會在資料傳輸時產生干擾。

FDD中資料轉換之干擾出現於以下情形中：若不同之下級站台於同一頻率中運作，則下級站台可能會接收到另一下級站台之訊號，並因此受到干擾。中央區邊緣中之干擾意味著，若下級站台位於中央區之邊緣，則其可從二不同之中央區接收到二種訊號，並且下級站台所接收之該二種訊號之一可視為干擾。舉例而言，下級站台117可從中央區100和104接收到二種訊號，並且下級站台117所接收之該二種訊號其中之一即為干擾。同樣地，下級站台109及113可遇到與下級站台117相同之干擾，茲不予贅述。

單元區邊緣中之干擾意味著，若下級站台位於單元區邊緣並且基地台之訊號功率較低，則其可接收到另一基地台之訊號而形成干擾。舉例而言，下級站台107位於單元區之邊緣並且基地台101a之訊號功率較低，因而下級站台107可接收到另一基地台之訊號而形成干擾。同樣地，下級站台111及115可遇到與下級站台107相同之干擾，茲不予贅述。

另外，請參閱第1B圖，其係為習知無線網路中傳輸單元1a與一傳輸單元1b之示意圖。如第1B圖所示，下級站台111係位於傳輸單元1a與傳輸單元1b間之訊號覆蓋區內。具體而言，下級站台111係位於傳輸單元1a與傳輸單元1b之一單元區邊緣中，並正在同時與傳輸單元1a之基地台101a及傳輸單元1b之基地台101b進行通訊，此為換手程序中常見之情形。然而，下級站台111可能同時自基地台101a及基地台101b接收到訊號，因此在單元區邊緣中將出現干擾而影響通訊品質。

綜上所述，上述干擾將嚴重影響無線網路中基地台與下級站台間之通訊品質。如何有效地降低無線網路中之干擾，仍係為該領域之業者亟需解決之問題。

本發明之一目的在於提供一種適用於一多重輸入多重輸出(multi-input multi-output；MIMO)網路之基地台(base station；BS)。該MIMO網路包括另一基地台及一下級站台(subordinated station；SS)。該下級站台係位於該基地台與該另一基地台間之一訊號覆蓋區內。該另一基地台藉由一第一超級訊框中之至少一第一導頻結構與該下級站台進行通訊。該基地台包含一收發機、一儲存模組及一產生模組。該收發機係用以接收該第一超級訊框。該儲存模組係用以儲存一導頻結構資訊。該產生模組係用以根據該導頻結構資訊及該第一超級訊框之該至少一第一導頻結構，選擇一第二超級訊框之至少一第二導頻結構，以產生具有該至少一第二導頻結構之該第二超級訊框。該至少一第二導頻結構係與該至少一第一導頻結構呈正交。該基地台之該收發機可藉由具有該至少一第二導頻結構之第二超級訊框與該下級站台進行通訊，以避免該基地台與該另一基地台間之傳輸干擾。

本發明之另一目的在於提供一種適用於一MIMO網路之一基地台之傳輸方法。該基地台包含一收發機、一儲存模組及一產生模組。該儲存模組儲存一導頻結構資訊。該MIMO網路系統包括另一基地台及一下級站台。該下級站台係位於該基地台與該另一基地台間之一訊號覆蓋區內。該另一基地台藉由一第一超級訊框中之至少一第一導頻結構與該下級站台進行通訊。該傳輸方法包含以下步驟：令該收發機接收該第一超級訊框；令該產生模組根據該導頻結構資訊及該第一超級訊框之該至少一第一導頻結構，選擇一第二超級訊框之至少一第二導頻結構，以產生具有該至少一第二導頻結構之該第二超級訊框；以及令該收發機藉由具有該至少一第二導頻結構之該第二超級訊框與該下級站台進行通訊，以避免該基地台與該另一基地台間之傳輸干擾。

本發明係於多個基地台間，利用相互正交之不同導頻結構傳送資料至下級站台。據此，二相異基地台可利用相互正交之不同導頻結構，以不同頻率/通道與下級站台進行通訊，以有效減低當下級站台同時與不同基地台進行通訊時所出現之傳輸干擾。藉此，可有效克服習知技術之缺陷，並可顯著增強通訊品質。

在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，該技術領域具有通常知識者便可瞭解本發明之其他目的，以及本發明之技術手段及實施態樣。

以下將透過實施例來解釋本發明內容，然而，本發明的實施例並非用以限制本發明須在如實施例所述之任何特定的環境、應用或特殊方式方能實施。因此，關於實施例之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以限制本發明。須注意者，以下實施例及圖式中，與本發明非直接相關之元件已省略而未繪示；且圖式中各元件間之尺寸關係僅為求容易瞭解，非用以限制實際比例。

本發明之一第一實施例係繪示於第2圖中，其係為一MIMO網路2之示意圖。MIMO網路2包含一基地台21及一下級站台23。下級站台23係位於基地台21之一訊號覆蓋區內。應注意者，於本實施例中為便於說明，MIMO網路2僅包含基地台21及下級站台23。於其他實施例中，MIMO網路2更可包含其他基地台及下級站台，其操作及功能類似於基地台21及下級站台23。根據本實施例之說明，熟習此項技術者可輕易思及。

首先，將先說明基地台21與下級站台23間之下行鏈路(DL)傳輸。基地台21包含一儲存模組211、一產生模組213及一收發機215。儲存模組211用以儲存關於MIMO網路2之資源分配資訊210及一下級站台列表212，資源分配資訊210用以記錄MIMO網路2之資源當前如何分配。下級站台列表212用以記錄MIMO網路2中所有下級站台(包括下級站台23)之基本資訊，例如辨識符(ID)。

為傳輸DL資料至下級站台23，基地台21之產生模組213用以根據資源分配資訊210及下級站台列表212產生對應於下級站台23之一超級訊框214。產生模組213所產生之超級訊框214包含一干擾減低(interference-reducing；IR)區。該干擾減低區包含一導頻圖案。

詳言之，請參閱第3圖，其係為超級訊框214之一示意圖。在第3圖中，FH代表「訊框報頭(header)」，F0-F3分別代表「訊框0-3」，SFM代表「子訊框映射圖(sub-frame map)」，DLSF0-DLSF4分別代表「下行鏈路子訊框0-4」，IRR代表「干擾減低請求」，ULSF5-ULSF7分別代表「上行鏈路子訊框5-7」。超級訊框214更包含開關點(switch point)214a及214b。在以下說明中，將僅描述與習知技術之不同，超級訊框214的與習知技術相同之部分係為熟習此項技術者可輕易思及，故不予贅述。

為減低或避免資料傳輸之干擾，本發明於超級訊框214中提供干擾減低區(即訊框F1)，超級訊框214之干擾減低區包含一導頻圖案216，導頻圖案216被配置為下級站台23之一辨識符。導頻圖案包含複數個導頻及資料，其中各該導頻包含減輕資訊(mitigation information)，其功能將闡述於下文中。導頻圖案之配置可如第4A圖所示。在第4A圖中，橫軸代表「符號」，豎軸代表「子載波(subcarrier)」，灰色網格代表導頻，白色網格代表資料。在本實施例中，基地台21與下級站台23分別使用二天線進行通訊，故導頻圖案之配置將簡化如第4B-4I圖所示，其僅繪示第4A圖中導頻之部分。

舉例而言，第4B圖顯示八個可能之導頻圖案，各該導頻圖案具有六個導頻結構。因基地台21與下級站台23分別使用二天線進行通訊，故各該導頻結構具有二導頻(第4B圖以非白色網格顯示之)。第4B圖中之各該導頻圖案可被視為下級站台23之一辨識符。換言之，第4B圖中之導頻圖案可分別係為八個下級站台23之辨識符。同樣地，第4B-4I圖中之各該導頻圖案可係為一下級站台之一辨識符。

請參閱第5A圖，其係繪示導頻圖案之另一配置。在第5A圖中，橫軸代表「符號」，豎軸代表「子載波」，灰色網格代表導頻，白色網格代表資料。導頻圖案之配置亦將簡化如第5B-5D圖所示，其僅顯示第5A圖中導頻之部分。同樣地，第5B-5D圖中之各該導頻圖案可係為一下級站台之一辨識符。

於基地台21之生成模組213產生超級訊框214後，收發機215藉由超級訊框214將下行鏈路資料傳輸至下級站台23，俾下級站台23於確認超級訊框214之導頻圖案與下級站台23之辨識符相匹配後，接收下行鏈路資料。詳言之，下級站台23包含一收發機231及一確認模組233，下級站台23之收發機231用以接收超級訊框214之導頻圖案216。然後，確認模組233用以確認超級訊框214之導頻圖案216是否與下級站台23之辨識符相匹配，並接著產生一確認結果230。

若確認結果230顯示超級訊框214之導頻圖案216與下級站台23之辨識符相匹配，則收發機231更用以根據確認結果230接收下行鏈路資料。此外，因導頻圖案216中之各該導頻包含減輕資訊，故收發機231在接收到下行鏈路資料後更用以根據減輕資訊克服下行鏈路資料之傳輸干擾。

現在將描述基地台21與下級站台23間之上行鏈路(UL)傳輸。下級站台23之收發機231更用以藉由超級訊框214傳輸UL資料至基地台21，其類似於基地台21與下級站台23間之下行鏈路傳輸。基地台21之收發機215用以接收超級訊框214之導頻圖案216，並確認超級訊框214之導頻圖案216是否與下級站台23之辨識符相匹配。若相匹配，則基地台21之收發機215將接收該上行鏈路資料，並於接收到該上行鏈路資料後，更根據減輕資訊克服上行鏈路資料之傳輸干擾。

本發明之一第二實施例係繪示於第6A-6B圖中，其係為一種傳輸方法之流程圖，該傳輸方法用於第一實施例之MIMO網路2。首先，執行步驟300，以根據資源分配資訊及下級站台列表，產生對應於下級站台23之一超級訊框。該超級訊框包含一導頻圖案，該導頻圖案被配置成下級站台23之一辨識符。執行步驟301，於超級訊框中產生一干擾減低區，其中干擾減低區包含該導頻圖案，執行步驟302，藉由超級訊框傳輸下行鏈路資料至下級站台23。

接著，執行步驟303，接收超級訊框之導頻圖案。執行步驟304，確認超級訊框之導頻圖案是否與下級站台23之辨識符相匹配，並產生一確認結果。若確認結果為「否」，則執行步驟305，停止接收下行鏈路資料。而若確認結果為「是」，則執行步驟306，根據確認結果接收下行鏈路資料。因導頻圖案包含複數個導頻且各該導頻包含減輕資訊，故執行步驟307，在接收到下行鏈路資料後根據減輕資訊克服下行鏈路資料之傳輸干擾。

執行步驟308，藉由超級訊框傳輸上行鏈路資料至基地台21。執行步驟309，於確認超級訊框之導頻圖案與下級站台23之辨識符相匹配後，接收上行鏈路資料。最後，執行步驟310，於接收到上行鏈路資料後，根據減輕資訊克服上行鏈路資料之傳輸干擾。

除了第6A及6B圖中所示之步驟，本實施例亦能執行前述實施例所描述之所有操作及功能。所屬技術領域具有通常知識者可直接瞭解本實施例如何基於第一實施例之說明執行此等操作及功能，故不贅述。

上述方法可實施於一電腦可讀取記錄媒體中，該電腦可讀取記錄媒體儲存有用以執行上述步驟之前述電腦程式。該電腦可讀取記錄媒體可係為軟碟、硬碟、光碟、隨身碟、磁帶、可由網路存取之資料庫或熟習此項技藝者所習知且具有相同功能之任何其它儲存媒體。

本發明之一第三實施例係繪示於第7圖中，其係為一MIMO網路7之示意圖。MIMO網路7包含一基地台(即第7圖中之基地台71)、另一基地台(即第7圖中之基地台72)及一下級站台73。基地台71包含一儲存模組711、一產生模組713及一收發機715。儲存模組711用以儲存一導頻結構資訊712，導頻結構資訊712記錄關於基地台71及基地台72之導頻結構之資訊。下級站台73係位於基地台71與基地台72間之一訊號覆蓋區內。

為方便下文說明，假設下級站台73正同時與基地台71及基地台72通訊以進行一換手程序。於其他實施例中，下級站台73可以不同之程序同時與基地台71、72進行通訊。熟習此項技術者可根據本實施例之說明輕易理解。

基於上述假定，下級站台73正從基地台72換手至基地台71。於換手程序開始前，基地台72藉由一第一超級訊框724中之至少一第一導頻結構與下級站台73進行通訊。於換手程序開始後，下級站台73須同時與基地台72及基地台71進行通訊。為避免在下級站台73與基地台71及基地台72通訊時出現傳輸干擾，基地台71之收發機715係用以接收第一超級訊框724，以得知該至少一第一導頻結構。

產生模組713係用以根據導頻結構資訊712及第一超級訊框724之該至少一第一導頻結構，產生具有至少一第二導頻結構之一第二超級訊框714。其中，該至少一第二導頻結構係與該至少一第一導頻結構呈正交。於產生第二超級訊框714後，基地台71之收發機715可藉由第二超級訊框714與下級站台73進行通訊，以避免基地台71與基地台72間之傳輸干擾。

詳言之，請一併參閱第8圖。如前述實施例中所述，第一超級訊框724可包含如第4A圖所示之一導頻圖案。第一超級訊框724所包含之該導頻圖案，可依頻率劃分成三個子通道751-753。各該子通道751-753可包含一第一導頻結構，即第一導頻結構7241、第一導頻結構7242及第一導頻結構7243。各該第一導頻結構可包含複數個導頻(例如第8圖之灰色網格及條紋網格)，各該導頻可包含一減輕資訊，使下級站台73可根據該等減輕資訊克服傳輸干擾。類似於第一超級訊框724，第二超級訊框714亦包含第二導頻結構7141-7143。

此外，如第8圖所示，第二導頻結構7141係與第一導頻結構7241呈正交以避免傳輸干擾。儲存模組711之導頻結構資訊712係用以記錄如第8圖所示之第一導頻結構7241-7243及第二導頻結構7141-7143之對應關係。因此，於收發機715接收到第一超級訊框724後，產生模組713便可得知，第一超級訊框724之該至少一第一導頻結構係如同第一導頻結構7241，並接著根據導頻結構資訊712及第一導頻結構7241，選擇第二超級訊框714之該至少一第二導頻結構(如第二導頻結構7141)。

至此，基地台71之收發機715可藉由具有該至少一第二導頻結構(即第二導頻結構7141)之第二超級訊框714與下級站台73進行通訊，以避免基地台71與基地台73間之傳輸干擾。此外，產生模組713更用以在第二超級訊框714中產生一干擾減低(IR)區，該IR區包含該至少一第二導頻結構。該IR區已於前述實施例中加以解釋，茲不予贅述。

本發明之一第四實施例係繪示於第9圖中，其係為一種用於一MIMO網路之一基地台(例如第三實施例中MIMO網路7之基地台71)之傳輸方法之流程圖。該基地台包含一收發機、一儲存模組及一產生模組。該儲存模組儲存一導頻結構資訊。該MIMO網路系統包含另一基地台及一下級站台。該下級站台係位於該基地台與該另一基地台間之一訊號覆蓋區內。該另一基地台藉由一第一超級訊框中至少一第一導頻結構與該下級站台進行通訊。

本實施例之傳輸方法包含以下步驟。首先，執行步驟901，令該收發機接收該第一超級訊框。執行步驟902，令該產生模組產生一第二超級訊框。執行步驟903，令該產生模組於該第二超級訊框中產生一IR區。執行步驟904，令該產生模組於該第二超級訊框之IR區中產生至少一第二導頻結構。

總括來說，步驟902-904可視為一令該產生模組根據該導頻結構資訊及該第一超級訊框之該至少一第一導頻結構，產生具有該至少一第二導頻結構之該第二超級訊框之步驟。最後，執行步驟905，令該收發機藉由具有該至少一第二導頻結構之該第二超級訊框，與下級站台進行通訊，以避免該基地台與該另一基地台間之傳輸干擾。此外，該至少一第二導頻結構包含複數個導頻，各該導頻包含一減輕資訊，以使下級站台可更根據該等減輕資訊克服傳輸干擾。

除了第9圖中所示之步驟，本實施例亦能執行第三實施例所描述之所有操作及功能。所屬技術領域具有通常知識者可直接瞭解本實施例如何基於第三實施例以執行此等操作及功能，故不贅述。

上述方法可具體實施於一電腦可讀取記錄媒體中，該電腦可讀取記錄媒體儲存有用以執行上述步驟之前述電腦程式。該電腦可讀取記錄媒體可係為軟碟、硬碟、光碟、隨身碟、磁帶、可由網路存取之資料庫或熟習此項技藝者所習知且具有相同功能之任何其它儲存媒體。

本發明係將超級訊框的包含複數個導頻之一導頻圖案配置為下級站台之一辨識符。無論對於TDD中之資料轉換、FDD中之資料轉換、中央區邊緣還是單元區邊緣，基地台及下級站台均將確認超級訊框之導頻圖案是否與基地台/下級站台試圖與之通訊之下級站台之辨識符相一致。若確認結果為「是」，則進行通訊。而若確認結果為「否」，則將終止通訊。藉由確認導頻圖案，可有效地降低MIMO網路中之傳輸干擾，並將有效地增強通訊品質。

再者，本發明更於多個基地台中利用相互正交之不同導頻結構傳送資料至下級站台。該二不同基地台可利用該等相互正交之不同導頻結構以不同頻率/通道與一下級站台進行通訊。此可有效減低當下級站台同時與不同基地台進行通訊時所出現之傳輸干擾。藉此，可有效克服習知技術之缺陷，並可顯著增強通訊品質。

上述之實施例僅用來例舉本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技術者可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。

1a．．．傳輸單元

1b．．．傳輸單元

2．．．MIMO網路

7．．．MIMO網路

21．．．基地台

23．．．下級站台

71．．．基地台

72．．．基地台

73．．．下級站台

100．．．中央區

101a．．．基地台

101b．．．基地台

102．．．單元邊緣區

103．．．下級站台

104．．．中央區

105．．．下級站台

106．．．單元邊緣區

107．．．下級站台

108．．．中央區

109．．．下級站台

110．．．單元邊緣區

111．．．下級站台

113．．．下級站台

115．．．下級站台

117．．．下級站台

210．．．資源分配資訊

211．．．儲存模組

212．．．下級站台列表

213．．．產生模組

214．．．超級訊框

214a．．．開關點

214b．．．開關點

215．．．收發機

216．．．導頻圖案

230．．．確認結果

231．．．收發機

233．．．確認模組

711．．．儲存模組

712．．．導頻結構資訊

713．．．產生模組

714．．．第二超級訊框

715．．．收發機

724．．．第一超級訊框

751．．．子通道

752．．．子通道

753．．．子通道

7141．．．第二導頻結構

7142．．．第二導頻結構

7143．．．第二導頻結構

7241．．．第一導頻結構

7242．．．第一導頻結構

7243．．．第一導頻結構

第1a圖係為一習知無線網路中之傳輸單元1a之示意圖；第1b圖係為一習知無線網路中之傳輸單元1a以及傳輸單元1b之示意圖；第2圖係為本發明之第一實施例之示意圖；第3圖係為本發明之第一實施例之超級訊框之示意圖；第4A圖係為本發明之第一實施例之導頻圖案之配置之示意圖；第4B-4I圖係為本發明之第一實施例之導頻圖案配置之各種變型示意圖；第5A圖係為本發明之第一實施例之導頻圖案之另一配置示意圖；第5B-5D圖係為本發明之第一實施例之導頻圖案之另一配置之各種變型示意圖；以及第6A-6B圖係為本發明之第二實施例之示意圖；第7圖係為本發明之第三實施例之示意圖；第8圖係為本發明第一實施例之導頻結構之示意圖；以及第9圖係為本發明之第四實施例之流程圖。

7．．．MIMO網路

71．．．基地台

72．．．基地台

73．．．下級站台

711．．．儲存模組

712．．．導頻結構資訊

713．．．產生模組

714．．．第二超級訊框

715．．．收發機

724．．．第一超級訊框

Claims (6)

1. 一種用於一多重輸入多重輸出(multi-input multi-output；MIMO)網路之基地台(base station；BS)，該MIMO網路包括另一基地台及一下級站台(subordinated station；SS)，該下級站台係位於該基地台與該另一基地台間之一訊號覆蓋區內，該另一基地台藉由一第一超級訊框之至少一第一導頻結構與該下級站台進行通訊，該基地台包含：一收發機，用以接收該第一超級訊框；一儲存模組，用以儲存一導頻結構資訊；以及一產生模組，用以根據該導頻結構資訊及該第一超級訊框之該至少一第一導頻結構，產生具有至少一第二導頻結構之一第二超級訊框；其中，該至少一第二導頻結構係與該至少一第一導頻結構呈正交，該基地台之該收發機可藉由具有該至少一第二導頻結構之該第二超級訊框與該下級站台進行通訊，以避免該基地台與該另一基地台間之一傳輸干擾。
2. 如請求項1所述之基地台，其中該至少一第二導頻結構包含複數個導頻，各該導頻包含一減輕資訊(mitigation information)，俾該下級站台更可根據該等減輕資訊克服該傳輸干擾。
3. 如請求項1所述之基地台，其中該產生模組更用以在該第二超級訊框中產生一干擾減低(interference-reducing；IR)區，該干擾減低區係包含該至少一第二導頻結構。
4. 一種用於一MIMO網路之一基地台之傳輸方法，該基地台包含一收發機、一儲存模組及一產生模組，該儲存模組儲存一導頻結構資訊，該MIMO網路系統包含另一基地台及一下級站台，該下級站台係位於該基地台與該另一基地台間之一訊號覆蓋區內，該另一基地台藉由一第一超級訊框中之至少一第一導頻結構與該下級站台進行通訊，該傳輸方法包含下列步驟：(a)令該收發機接收該第一超級訊框；(b)令該產生模組根據該導頻結構資訊及該第一超級訊框之該至少一第一導頻結構，產生具有至少一第二導頻結構之一第二超級訊框；以及(c)令該收發機藉由具有該至少一第二導頻結構之該第二超級訊框與該下級站台進行通訊，以避免該基地台與該另一基地台間之一傳輸干擾。
5. 如請求項4所述之傳輸方法，其中該至少一第二導頻結構包含複數個導頻，各該導頻包含一減輕資訊，俾該下級站台更可根據該等減輕資訊克服該傳輸干擾。
6. 如請求項4所述之傳輸方法，其中步驟(b)包含下列步驟：令該產生模組產生該第二超級訊框；令該產生模組於該第二超級訊框中產生一干擾減低區區；以及令該產生模組於該第二超級訊框之該干擾減低區中產生該至少一第二導頻結構。