TWI410061B - 於具有可變帶寬載波之無線通訊系統中用於跳頻之方法及裝置 - Google Patents
於具有可變帶寬載波之無線通訊系統中用於跳頻之方法及裝置 Download PDFInfo
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Description
本發明係關於無線通訊系統中之跳頻。詳言之,本發明係關於可應用於利用具有可變帶寬之載波之通訊系統之跳頻方案。
在目前所使用之複數個無線通訊系統(諸如GSM)中,利用跳頻來達成頻率分集及干擾分集。主要需要頻率分集來減輕瑞雷衰退(Rayleigh fading)之效應,亦即,對於傳輸器及接收器之給定位置,特定頻率之信號可經歷實質衰減或衰退,而另一頻率之信號大體上較少衰減。干擾分集,尤其係小區間(inter-cell)干擾分集可用於增加通訊系統之容量及/或最佳化通訊系統中之傳輸功率。
先前技術中所使用之跳頻原則將主要係以GSM來例示。先前技術之FDMA系統在對應於200 kHz之GSM中為每一載波利用一固定帶寬,其在分時多向近接(TDMA)裝置中之8個可能使用者之間被共用。可論證之頻率範圍係用於基地台與行動台之間的每一通訊;然而,通常所使用之術語為頻率f 1
(亦稱為載波或載波頻率)係用於通訊,且另一頻率f 2
係用於(例如)基地台與另一行動台之間的通訊。每一小區/基地台具有以一經選擇以最小化小區間之干擾之模式而指派給其之許多載波或頻率。在設定一呼叫後,即給行動台指派一頻率:例如,頻率f 1
及時槽T 3
。而且,跳頻序列之識別符係用於彼連接及其跳頻計時之時間,以便使行動台及基地台能夠同時使用相同頻率。載波頻率根據所識別之跳頻序列而以預定模式來改變。在GSM 64中,提供不同模式,且必須將選擇傳達至跳頻所影響之所有實體。
此項技術中認識到以上所述之關於跳頻的可能優勢,且在複數個目前所使用或提議之系統中提供跳頻。因為帶寬固定,所以建構相當直接:系統在通訊期間改變被指派給小區之頻率之中的載波頻率。跳頻及其在GSM中之優勢之全面概述可在H.Olofsson等人之"Interference Diversity as Means for Increased Capacity in GSM"(Proceedings of EPMCC'95)中找到。
以上所概述之跳頻方法亦可擴展至具有可變傳輸帶寬之特定多載波系統,亦即,總傳輸帶寬為基本傳輸帶寬之倍數且傳輸支援分段頻率指派之系統。此等系統在Laroia等人之"Designing a Mobile Broadband Wireless Access Network"(IEEE Signal Processing Magazine,2004年9月)中得以描述。
以上所例示之先前技術之跳頻方案通常不適用於使用可變帶寬單載波傳輸之系統,因為此等方案對跳頻方案施加了額外約束。此單載波傳輸被(例如)認為係TR 25.814"Physical Layer Aspects of Evolved UTRA"(2005-11)9.1.1部分中所描述之演進式UTRA之上行鏈路中的候選方案。考慮區域化及分散式單載波方案兩者。後者有時亦稱為交錯式分頻多向近接IFDMA。類似地,以上所涉及之先前技術之跳頻方案不支援具有非分段(區域化)或分散式(但規則)頻譜配置之多載波傳輸。
將十分有價值的係亦在不使用固定帶寬配置之系統中能夠利用跳頻所提供之優勢。
顯然,需要亦適用於使用可變帶寬單載波傳輸之系統及使用分散式但規則帶寬配置之系統的改良型跳頻方法(諸如IFDMA)。
本發明之目標為提供一種克服先前技術之缺點之方法及裝置。此係藉由如請求項1之方法、如請求項12之在基地台中之方法、如請求項19之在使用者設備中之方法、如請求項28之基地台及如請求項28之使用者設備來達成。
在根據本發明之適用於單載波可變帶寬無線通訊系統之方法中,無線電基地台及使用者設備參加或維持一使用可用頻譜之一連續部分的通訊會話。根據該方法,將與可用頻譜相關聯之可用帶寬劃分為一分級結構(levelled structure),其中每一新級別n
處之可用帶寬將前一級別處之帶寬部分分裂為複數個新片段(piece),藉以帶寬分裂之所有可能組合形成一分層樹狀結構(帶寬樹),且在該樹中轉向特定級別之分枝識別具有特定級別相關性帶寬之載波頻率。特定級別處之跳頻係藉由在帶寬樹在指定級別處之不同分枝之間進行切換來執行。不同級別處之跳躍序列之間的正交性係藉由一級別n
處之分枝切換序列取決於相鄰較高級別n
-1處之分枝切換序列的約束來確保。
在根據本發明之方法之一較佳實施例中,藉由判定跳躍序列樹中之一位置而為通訊會話指派帶寬,該跳躍序列樹具有與帶寬樹之樹結構相同的樹結構,且其中每一樹葉表示一跳躍序列。將該位置自基地台轉移至使用者設備。在會話期間,基於跳躍序列樹中之位置來判定每一時間瞬時(time instance)之跳躍序列值,其中級別n
處之跳躍序列值取決於與上一級別n
-1上之相同分枝結構相關聯的跳躍序列值及與級別n
相關聯之輸入序列。
本發明提供用以為具有非分段頻譜之各種可變帶寬信號(例如,為支援可變帶寬傳輸之單載波信號)實現跳頻之方法。跳頻提供頻率分集,且在蜂巢類型之網路中,提供小區間干擾分集及小區內(相鄰通道)干擾分集。
本發明提供用以亦在使用分散式但規則帶寬配置之系統中實現跳頻之方法(諸如IFDMA)。
本發明之一優勢在於:得益於帶寬樹與自帶寬樹所產生之跳躍序列樹及一組先前分配之輸入序列之使用,可在一通訊設定中在基地台與使用者設備之間具有非常有限之交換資訊量的情況下在基地台及/或使用者設備中產生跳頻序列。在較佳實施例中,僅需要交換跳躍序列樹中之一位置(例如)作為級別指示符及樹葉指示符。
根據本發明之方法所提供之另一優勢在於:藉由組合對於所有基地台為共同之級別相關性跳躍序列與基地台特定混亂序列,可相對容易地達成基地台之間的干擾分集。
本發明之實施例在附屬請求項中得以界定。本發明之其他目標、優勢及新穎特徵將在結合隨附圖式及申請專利範圍來考慮時自本發明之以下詳細描述中變得顯而易見。
在可利用本發明之典型情景中,複數個實體或無線電節點共用用於無線通訊之無線電資源。通訊系統可為蜂巢類型,且一無線電節點為與複數個行動台(MS)或使用者設備(UE)通訊之基地台(BS)。此系統亦可包含行動及固定的中繼站。亦可共用無線電資源之其他系統包括不同種類的特用系統及多躍點系統,其中使用者設備通常亦充當向一末端節點轉發訊息之中繼站。此等系統與蜂巢式系統相比通常具有更少階次之結構。在下文中,將在一蜂巢情景中例示根據本發明之方法及裝置。然而,熟習此項技術者會瞭解,本發明可在僅作出輕微修改之情況下亦應用於其他類型之無線通訊系統,其中複數個使用者之間共用無線電資源。
在此項技術中熟知的係,通常將關於無線系統中之無線電介面之控制的功能性分配給一個以上之節點,且一集中式節點(無線電網路控制器(RNC))通常負責載波之指派、移交,等等,而功率控制及類似的高速調節係藉由BS來自主地處理。事實上,除了管理特定BS之操作以外,功能及動作可藉由RNC來控制。在下文中,為簡單起見,當涉及由BS所執行之功能及動作時,應瞭解,此等功能及動作可涉及無線電存取網路中之其他節點(例如,RNC),或甚至可藉由無線電存取網路中之其他節點(例如,RNC)來控制。
根據本發明之方法及裝置處理向帶寬配置必須為連續或者為分散式但規則(就交錯式分頻多向近接IFDMA而論)之系統應用跳頻之問題。術語"連續"在下文中意欲包含嚴格連續的帶寬配置及分散式但規則的配置。
根據本發明之方法提供可用帶寬之分級分裂,其中每一新級別n將前一級別處之帶寬部分分裂為許多新片段。帶寬分裂之所有可能組合可藉由分層樹狀結構來表示。該結構在下文中將稱為帶寬樹。在該樹中前往特定級別之分枝接著將識別具有特定分枝及級別相關性帶寬之載波頻率。可用帶寬至樹狀結構之分裂及帶寬樹之建立通常係在系統設定階段或在系統之維護時執行。例如,可改變帶寬樹以適於變化的訊務需求。該樹之改變可為週期性的或按需求。然而,通常,在無線系統之正常操作期間不頻繁地改變帶寬樹。
在上文中,且亦在下文中,僅為簡單起見,將帶寬分裂及帶寬樹之形成與利用描述為影響整個無線系統。熟習此項技術者會瞭解,一系統可包含複數個不同帶寬樹,其中一帶寬樹係用於該系統之一部分(一群基地台)中,且一不同帶寬樹係用於該系統之另一部分(第二群基地台)中。
在構造帶寬樹之過程中,假設B
[Hz]之總可用帶寬,其因而亦為最大傳輸帶寬。可假定可用帶寬駐存於級別0處。在下一級別(此處為級別1)上,藉由將帶寬B
劃分為M
個連續子頻帶來產生相等大小之M
個子頻帶。接著,又可將此等子頻帶中之每一者劃分為若干子頻帶,其中唯一約束為具有相同親本(根部)之子頻帶必須具有相同大小。帶寬之分割繼續,直至子頻帶之寬度等於最小被請求的傳輸帶寬。
舉例而言,將帶寬分裂(在每一步驟中)為兩個相等大小之部分。此二元分裂之結果示意性地描述於圖1a中,且相應之帶寬樹示意性地描述於圖1b中。帶寬樹中之樹葉表示對應於在與該樹葉之級別相同之級別處之帶寬分裂的資源。可在任何級別處指派資源,且因此可獲得不同的傳輸帶寬。一旦將對應於樹中之特定樹葉的資源指派給一使用者,則該特定樹葉之下的所有樹葉不可用於共用來自同一樹之資源的其他使用者。此外,該特定樹葉之上的親本樹葉因而亦不可被指派給其他使用者。圖1c中說明被指派給三個不同使用者U 1
、U 2
及U 3
之帶寬的實例。U 1
被指派一半可用帶寬,且U 2
及U 3
各被指派1/4可用帶寬。此係藉由U 1
被指派級別1上之樹葉115、U 2
及U 3
分別被指派級別2上之樹葉120及125來說明。樹葉115之下的樹葉不可用,且樹葉120及125之下的所有樹葉亦如此。因為樹葉110之下的資源係由使用者U 2
及U 3
佔有,所以樹葉110不能被指派給任何使用者。
根據本發明,跳頻係藉由使用帶寬樹及一組輸入序列來完成。該組輸入序列包含輸入序列之群,其中每一群與帶寬樹中之一級別相關聯。在一群內,個別輸入序列應相互相關,但在群(亦即,與不同級別相關聯之輸入序列)之間,輸入跳躍序列無需相互相關。輸入序列之典型特殊情況為恆定的(無跳躍)、循環的(例如,010101...)及偽隨機的。將該組輸入序列分配給所有所涉及之無線電節點。該分配可較佳地同時且以與帶寬樹之分配相同的方式進行。特定級別處之跳頻序列係藉由無線電節點在指定級別處之不同分枝之間以至少部分地基於與彼級別相關聯之輸入序列或輸入序列群之序列進行切換而得以形成。
在級別n
處之分枝切換序列係藉由與自級別n
-1
至級別n
之可用新分枝上之輸入序列組合之在級別n
-1
處的分枝切換序列來判定之約束下,將正交跳躍序列形成為分枝切換。
圖2a至圖2c說明在帶寬如圖1c所描述在時間瞬時t=0、1、2、3已被指派給使用者之情況下的可能跳頻。虛線區域說明與每一使用者相關聯之分枝結構。可看出,該結構保持不變,從而確保為每一使用者保證所指派之連續帶寬,儘管其樹葉(亦即,所使用之頻率)將改變。此亦可被描述為:在跳頻期間,被指派給使用者之樹葉與所有下伏樹葉之間的關係將完好無損。
根據本發明之一較佳實施例,使用一跳躍序列樹來執行用於一使用者之帶寬的指派及跳躍序列的產生。跳躍序列樹與帶寬樹緊密相關,且需要帶寬樹之知識來構造跳躍序列樹。跳躍序列樹應具有與帶寬樹之樹結構相同的樹結構,亦即,相同數目之樹葉(節點)、相同數目之級別,及每一級別上相同數目之樹葉。此反映了以下事實:一級別處之可能跳躍序列的數目等於相應級別處之帶寬資源的數目。因此,若已將由帶寬樹所表示之帶寬分裂傳達至相關無線電節點,則不必傳達跳躍序列樹。跳躍序列樹中之每一級別對應於一等於帶寬樹中相同級別之帶寬分裂。與跳頻樹中之每一樹葉相關聯的係輸入序列,且可自根部引導至彼(該)樹葉之分枝上之所有樹葉導出跳躍序列。藉由將對應於帶寬需求之級別上之跳躍序列樹中的樹葉指派給一使用者而將帶寬指派給該使用者。遵循級別n
處之跳躍序列係藉由級別n
-1
(亦即,較靠近於跳躍序列樹之根部的相鄰級別)處之跳躍序列且組合與樹葉相關聯之輸入序列來判定的約束,可導出與樹葉相關聯之跳躍序列。跳躍序列將給出所指派之帶寬,亦即,每一時間瞬時之帶寬樹中之位置。因此,跳躍序列給出帶寬樹中之分枝切換。
圖3為與圖1a至圖1b所說明之帶寬樹相關聯之跳躍序列樹。使用者U 1
被指派一半可用帶寬,且U 2
及U 3
各被指派1/4可用帶寬。此係藉由U 1
被指派級別1上之樹葉315、U 2
及U 3
分別被指派級別2上之樹葉320及325來說明。圖3中指示與樹葉相關聯且產生圖2所說明之跳頻之跳躍序列的實例。
基地台之間的干擾分集可藉由組合對於所有基地台為共同之級別相關性跳躍序列與基地台特定混亂序列來達成。
根據本發明之方法包含一系統設定階段及一操作階段,其在圖4之流程圖中得以說明。該系統設定階段包含以下步驟:405:藉由將可用帶寬B
劃分為M個連續子頻帶來建立帶寬樹。又將該等子頻帶劃分為若干子頻帶,其中唯一限制為具有相同親本之子頻帶必須具有相同大小。帶寬之分割繼續,直至子頻帶之寬度等於所假設之最小被請求的傳輸帶寬。每一分裂對應於樹中之一級別,且一級別處之每一狀態稱為一樹葉。在帶寬樹之建立中,較佳地考慮到預期之訊務情景。
410:將帶寬樹映射至物理載波頻率。
415:將帶寬樹及相應的物理載波頻率傳達至系統中之所有無線電節點或系統中之與帶寬樹相關的部分。
420:判定待用於導出跳躍序列之至少一組輸入序列。每一組輸入序列包含複數群輸入序列,其中每一群與帶寬樹中之一特定級別相關聯。在每一群中,輸入序列應相互相關。
425:將該組輸入序列傳達至系統中之無線電節點或系統之一部分。
430:視需要,判定基地台特定混亂序列,其與輸入序列組合可形成基地台特定輸入序列。
435:視需要,將基地台特定混亂序列傳達至各別基地台。
帶寬樹及該組輸入序列之建立係(例如)經由一操作及維護節點(O&M節點)來執行,且經由通訊系統中之無線電網路控制器(RNC)來分配。
包含一通訊(呼叫)設定及一通訊會話之操作階段包含以下步驟:440:在通訊設定時,將帶寬指派給UE,且判定使UE及BS遵循之跳頻方案。所指派之帶寬通常且較佳地至少部分地基於來自UE之帶寬需求。UE已使其跳頻計時與基地台同步。假設UE已具有帶寬樹及相關之輸入序列組。該指派包含:440:1 BS判定反映所指派之帶寬樹、跳躍序列樹及跳躍序列識別符之跳頻參數。藉由使用跳躍序列樹,在樹中指派一位置足以指派帶寬及跳躍序列。一較佳方式係以(跳躍序列)樹級別識別符k
及樹葉識別符l
之形式。帶寬樹中之開始位置係藉由跳頻時脈之時間t
及所指派之跳躍序列來給出。
440:2將跳頻參數(較佳為跳躍序列樹級別識別符k及樹葉識別符l
)自基地台轉移至UE。
440:3視需要,將基地台特定混亂序列轉移至UE。
445:UE及基地台兩者為每一時間瞬時判定一跳躍序列值。該跳躍序列值表示帶寬樹中之一位置或樹葉,且係藉由與跳躍序列樹中之所指派之樹葉相關聯的跳躍序列來判定。遵循以上所描述之關於如何自輸入序列導出跳躍序列之約束,一級別n
處之跳躍序列取決於與較靠近於樹之根部之相鄰級別n
-1
上之相同分枝結構相關聯的跳躍序列值及用於級別n
之輸入序列。因此,與由同一基地台所維持之其他通訊會話相比,與通訊會話相關聯之跳躍序列值係藉由確保正交性之遞歸過程來判定。
450:將所判定之跳躍序列用於整個通訊會話中。
步驟445中之跳躍序列值可在當時為即將到來之時間瞬時而加以判定。或者,(例如)表示完整重複循環之跳頻方案可在通訊設定階段期間加以判定。作為一替代例,判定跳頻方案之過程(步驟445)可在所涉及之無線電節點之僅一者(較佳為基地台或一與該基地台相關聯之控制節點(RNC))中執行,且將該方案傳達至另一節點(UE)。
帶寬需求可在通訊會話期間改變。需求之改變可能係歸因於會話期間服務之改變,例如,開始下載或自音訊呼叫切換為視訊呼叫。改變歸因於無線電環境之變化而亦可為必需的-系統可能在(例如)過載情形下不能夠保留大的帶寬。根據本發明之方法可藉由使用上文所述之指派過程(步驟440-450)向使用者重新指派帶寬而容易適於亦迎合通訊會話期間之帶寬變化。
BS可識別出跳躍序列樹中位置之配置為非最佳的。若(例如)向使用者指派稀少指派之跳躍序列樹之一部分中的樹葉,則可能有利的係向彼使用者重新指派更密集指派之部分,以便使BS能夠接受需要更多帶寬之通訊會話。指派過程(步驟440-450)亦可用於此重新指派。該過程在圖3b至圖3d中得以示意性地說明,其中在b)中,三個使用者U 1
、U 2
及U 3
分別被指派級別2上之樹葉320、325及330。在此情形下,BS可接受級別2上之另一使用者。若(例如)c)與使用者U 2
相關聯之通訊會話結束,則BS可接受兩個會話,但仍僅具有對應於級別2之最大所需帶寬。藉由向使用者U 3
重新指派樹葉325,BS準備接受亦具有較高帶寬需求(亦即,對應於級別1之帶寬)的會話。因此,藉由利用根據本發明之指派過程來在跳躍序列樹中重新指派使用者,達成了較高之靈活性。一最佳化原則為爭取盡可能在跳躍序列樹中靠攏來指派使用者。應注意,此不會導致減少之跳躍序列擴展。
在下文中將給出建構根據本發明之方法的一實例,其表示本發明之一較佳實施例。假設根據圖1之具有n
+1
個級別之帶寬樹及輸入序列組為所涉及之無線電節點所知(對應於系統設定階段415-430)。帶寬分裂為二元的,且因此帶寬樹及相應的跳躍序列樹為二元樹。另外,已將跳躍序列樹級別識別符k
及樹葉識別符l
轉移至UE,使得基地台及UE兩者具有足夠的資訊來為每一時間瞬時判定跳躍序列值。
在此實施例中,判定跳躍序列之步驟445包含以下子步驟:445:1使跳躍序列樹中級別k n
處之樹葉(其中n
為相應帶寬樹之最高級別)藉由向量(x 1
,x 2
,…,x k
)(其中x i
表示在級別i
處所選擇之分枝)來指定。對於二元樹,x i
為0或1。對於每一級別處之每一樹葉(x 1
,x 2
,…,x i
),i
與在{0,1,...,2 i
-1}中取值之跳躍序列s i
(t
;x 1
,x 2
,…,x i
)相關聯。
445:2,6其中,時間索引(亦即,跳頻時脈之時間,t
=0,1,2,...)對於序列中之每一躍點而步進。
445:3,5對於使用跳躍序列樹中級別k
處之樹葉(x 1
,…,x k
)的連接,時間t
之跳躍序列值係藉由下式來判定:445:3-4(1)s k
(t
;x 1
,x 2
,…,x k
)=s k - 1
(t
;x 1
,x 2
,…,x k - 1
).2+a k
(t
;x 1
,x 2
,…,x k
),其中對於所有t,s 0
(t
)=0,且a i
(t
;x 1
,x 2
,…,0)(i
=1,2…,n
)為輸入序列(例如,偽隨機),使得a i
(t
;x 1
,x 2
,…,1)=a i
(t
;x 1
,x 2
,…,0)⊕1,其中a
⊕b
=(a
+b
)mod2。一特殊情況為:對於每一級別i
及分枝(x 1
,x 2
,…,x i - 1
),a i
(t
;x 1
,x 2
,…,0)=a 1
(t
;0),其中a 1
(t
;0)(t
=0,1,2,...)為一給定二元序列。
為了構造用於連接之完整跳躍序列,終端機必須知道基地台所使用之輸入序列a i
(t
;x 1
,x 2
,…,0)(對於具有n+1個級別之二元樹而言,至多2n - 1
個不同序列)。
注意,方程式(1)為對應於跳躍序列樹中之級別之特定帶寬指定一跳躍序列。此藉由將時間t
之跳躍序列值與關聯的帶寬樹中之相應位置(其中指定帶寬配置)相關聯而映射至物理頻率。
舉例而言,在具有n
+1
個級別(亦即,最小帶寬B/
2 n
)之二元樹中,為級別k
上之終端機所產生之跳躍序列將在最精細的頻率標度上(亦即,在級別n
處)由下式來給出:(2)s i
(t
;x 1
,x 2
,…,x i
).2 n - i
。
如先前所論述,根據本發明之方法提供獲得連接至操作於相同頻帶上之不同基地台之使用者之間的干擾分集,各基地台之間的基本輸入序列a i
(t
;x 1
,x 2
,…,0),t
=0,1,2,…,i
=1,2,…,n
,x i
=0,1,應不同。然而,應考慮分配及管理大量輸入序列之複雜性。一用以在不顯著地增加複雜性及信號傳輸之情況下達成頻率分集之有效方式為根據下式來構造基地台特定輸入序列:
其中(t
;x 1
,x 2
,…,0)為所有基地台所使用之輸入序列,且r ( b )
(t
)為特定用於特定基地台之二元混亂序列(偽隨機)。在通訊設定時,將識別基地台所使用之二元混亂序列之混亂序列識別碼以信號告知終端機。
圖5a及圖5b中示意性地說明分別適於實行上文所述之實施例之無線電基地台及使用者設備中根據本發明之裝置。根據本發明之模組及區塊將被視為通訊系統中之基地台及/或使用者設備之功能部分,且未必由其本身視為實體物體。該等模組及區塊較佳地至少部分地被建構為軟體程式碼構件,其適於實行根據本發明之方法。術語"包含"並不主要指代邏輯結構,且術語"連接"在此處應被解釋為功能部分之間的鏈結,且未必為實體連接。然而,視所選建構而定,可將特定模組實現為接收或發送節點中之實體上與眾不同的物體。
基地台505包含無線電通訊構件510,其提供用於執行無線電信號之實際接收及傳輸之必要功能性,且為熟習此項技術者所熟知。根據本發明,基地台505具有一帶寬樹儲存器525,其經配置以接收及儲存帶寬樹之表示及輸入序列之表示。舉例而言,視建構而定,此資訊永久地儲存於帶寬樹儲存器中,或可在系統維護期間進行改變。帶寬樹及輸入序列對於系統中之所有節點為共同的。與帶寬樹儲存器525連接之跳躍序列樹儲存器535儲存與帶寬樹緊密關聯之跳躍序列樹之表示及與跳躍序列樹中之樹葉相關聯的跳躍序列。儲存於跳躍序列樹儲存器535中之資訊為區域的且僅由基地台505使用。帶寬指派模組530與無線電通訊構件及跳躍序列樹儲存器535連接。帶寬指派模組530適於藉由使用自跳躍序列樹儲存器535所擷取之資訊來向使用者指派及傳達帶寬。帶寬指派模組530連接至跳躍序列值模組540,且向跳躍序列值模組540提供所指派之帶寬之資訊,較佳為跳躍序列樹中之位置。跳躍序列值模組540經配置以使用輸入序列及跳躍序列樹而為每一時間瞬時判定一跳躍序列值,且向無線電通訊構件510輸出將哪一頻率用於即將到來之傳輸/接收之指令(跳躍序列值)。因此,跳躍序列值模組540連接至帶寬樹儲存器525、跳躍序列樹儲存器535及無線電通訊構件510。視需要,基地台505可包含一連接至帶寬指派模組530及跳躍序列樹儲存器535之最佳化模組545,且該最佳化模組適於監視跳躍序列樹之狀態及向帶寬指派模組530提出重新指派。
使用者設備555包含無線電通訊構件560,其提供用於執行無線電信號之實際接收及傳輸之必要功能性,且為熟習此項技術者所熟知。根據本發明,基地台555具有一帶寬樹儲存器565,其經配置以接收及儲存帶寬樹之表示及輸入序列之表示。視建構而定,此資訊永久地儲存於帶寬樹儲存器中,或可經由用於更新行動設備之普通構件來改變/更新。與帶寬樹儲存器565連接之跳躍序列樹儲存器575儲存與帶寬樹緊密關聯之跳躍序列樹之表示及與跳躍序列樹中之樹葉相關聯的跳躍序列。儲存於跳躍序列樹儲存器575中之資訊為區域的且僅由使用者設備505使用。指派接收模組570與無線電通訊構件及跳躍序列樹儲存器575連接。指派接收模組570適於接收來自基地台之所指派之帶寬之表示。指派接收模組570連接至UE跳躍序列值模組580,且向UE跳躍序列值模組580提供所指派之帶寬之資訊,較佳為跳躍序列樹中之位置。UE跳躍序列值模組580經配置以使用輸入序列及跳躍序列樹而為每一時間瞬時判定一跳躍序列值,且向無線電通訊構件560輸出將哪一頻率用於即將到來之傳輸/接收之指令(跳躍序列值)。因此,跳躍序列值模組580連接至帶寬樹儲存器565、跳躍序列樹儲存器575及無線電通訊構件560。使用者設備可(例如)為行動台、膝上型電腦、PDA、相機、視訊/音訊播放機或具有無線電通訊能力之遊戲板。其他實例包括(但不限於)具有無線電通訊能力之機械,諸如車輛或固定式機器(諸如自動販賣機)。
圖6a至圖6c中示意性地說明藉由根據本發明之方法及裝置而產生之不同跳躍方案。在a)中,3個使用者分別被指派具有所指派之帶寬之1/2、1/4及1/4的跳躍序列樹;在b)中,4個使用者分別被配置1/2、1/4、1/8及1/8之帶寬;且在c)中,7個使用者分別被配置1/4、1/4、1/8、1/8、1/8、1/16及1/16之帶寬。
根據本發明之方法較佳地藉由包含用於執行該方法之步驟之軟體程式碼構件的程式產品或程式模組產品來建構。程式產品較佳地在一網路內複數個實體上加以執行。程式自電腦可用媒體(諸如軟碟、CD)被分配及載入,或在空中傳輸,或自(例如)網際網路被下載。
雖然已結合目前認為係最實用且最佳之實施例的內容來描述本發明,但應瞭解,本發明並不限於所揭示之實施例,相反地,其意欲涵蓋在附加申請專利範圍內之各種修改及等效配置。
110...樹葉
115...樹葉
120...樹葉
125...樹葉
315...樹葉
320...樹葉
325...樹葉
330...樹葉
505...無線電基地台
510...無線電通訊構件
525...帶寬樹儲存器
530...帶寬指派模組
535...跳躍序列樹儲存器
540...跳躍序列值模組
545...最佳化模組
555...使用者設備
560...無線電通訊構件
565...帶寬樹儲存器
570...指派接收模組
575...跳躍序列樹儲存器
580...跳躍序列值模組
圖1a至圖1b示意性地說明根據本發明可用帶寬至子頻帶之劃分,且圖1c說明特定時間之帶寬指派;圖2a至圖2c示意性地說明根據本發明之在三個不同時間之帶寬指派;圖3a示意性地說明利用根據本發明之跳躍序列樹之帶寬及跳頻序列之指派,且圖3b至圖3d說明不同指派;圖4a至圖4b為根據本發明之方法之流程圖;圖5a及圖5b示意性地說明根據本發明之發送及接收節點;及圖6a至圖6c示意性地說明在利用根據本發明之方法及裝置之系統中的不同指派情況及所得的帶寬配置與跳頻。
315...樹葉
320...樹葉
325...樹葉
330...樹葉
Claims (29)
- 一種適於在至少一第一無線電節點與一第二無線電節點之間的通訊期間用於單載波可變帶寬無線通訊系統中之跳頻方法,其中可用頻譜之一連續部分經指派用於該通訊,該方法之特徵在於將與該可用頻譜相關聯之可變帶寬劃分為一分級結構,其中每一新級別n處之該可用帶寬將前一級別處之一帶寬部分分裂為複數個新片段,藉以帶寬分裂之所有可能組合形成一分層樹狀結構,在下文中稱為帶寬樹,且在該樹中轉向一特定級別之一分枝識別一具有一特定級別相關性帶寬之載波頻率;且一特定級別處之跳頻係藉由在該指定級別處該帶寬樹之不同分枝之間進行切換來執行。
- 如請求項1之跳頻方法,其中不同級別處之跳躍序列之間的正交性係藉由一級別n 處之一分枝切換序列取決於相鄰較高級別n-1 處之一分枝切換序列的約束來確保。
- 如請求項2之跳頻方法,其中一特定級別處之該等跳頻序列進一步取決於一來自與該帶寬樹之該特定級別相關聯之一群輸入序列的輸入序列。
- 如請求項3之跳頻方法,其中該方法包含以下待在一設定階段執行之步驟:藉由將該可用帶寬B 劃分為M 個連續子頻帶來建立(405)一帶寬樹,且又將該等子頻帶劃分為若干子頻帶,其中約束為具有相同親本(parent)之子頻帶必須具有相同大小; 將該帶寬樹映射(410)至物理載波頻率;將該帶寬樹及該等相應的物理載波頻率分配(315)給該系統中之複數個無線電節點;判定(320)至少一組輸入序列,其中每一組輸入序列包含複數群輸入序列,且每一群與該帶寬樹中之一特定級別相關聯;及將該組輸入序列分配(325)給該複數個無線電節點。
- 如請求項3之跳頻方法,其中該等無線電節點先前已具有該帶寬樹及該組輸入序列之一表示。
- 如請求項4或5之跳頻方法,其中該通訊系統包含複數個基地台,該方法進一步包含以下待在一設定階段執行之步驟:判定(330)基地台特定混亂序列,其與該等輸入序列組合可形成基地台特定輸入序列;及將該等基地台特定混亂序列分配(335)給各別基地台。
- 如請求項4或5之跳頻方法,其中一無線電節點為一基地台,且另一無線電節點為一使用者設備,該基地台及該使用者設備建立或維持一通訊會話,該方法進一步包含以下待在一操作階段執行之步驟:藉由判定一跳躍序列樹中之一位置而將一帶寬指派(340:1)給該通訊會話,該跳躍序列樹具有與該帶寬樹之樹結構相同的樹結構,且其中每一樹葉表示一跳躍序列;將該跳躍序列樹中之該位置自該基地台轉移(340:2)至該使用者設備; 基於該跳躍序列樹中之該位置而為每一時間瞬時判定(345)跳躍序列值,其中該級別n 處之該跳躍序列值取決於與較靠近於該跳躍序列樹之根部的相鄰級別n-1 上之相同分枝結構相關聯的該跳躍序列值及一與該級別n 相關聯之輸入序列。
- 如請求項7之跳頻方法,其中該指派步驟(340:1)包含指定一指定一帶寬之樹級別識別符k 及一指示級別k 上該跳躍序列樹中之一樹葉的樹葉識別符l ;且該轉移步驟(340:2)包含將該樹級別識別符k 及該樹葉識別符l 自該基地台轉移至該使用者設備。
- 如請求項8之跳頻方法,其進一步包含該基地台將一基地台特定混亂序列轉移至該使用者設備之一步驟;且在判定跳躍序列值之該步驟(345)中,該混亂序列係用於修改該或該等輸入序列。
- 如請求項8之跳頻方法,其中在判定跳躍序列值之該步驟(345)中,時間t 之該跳躍序列值係自以下遞歸式中獲得:s k (t ;x 1 ,x 2 ,…,x k )=s k -1 (t ;x 1 ,x 2 ,…,x k -1 ).2+a k (t ;x 1 ,x 2 ,…,x k )k =1,2...,n ,其中級別k n 處之該樹葉係藉由向量(x 1 ,x 2 ,…,x k )來指定,其中x i 表示級別i 處之該所指派之分枝,且與每一級別i 相關聯的係一在{0,1,...,2 i -1}中取值之跳躍序列s i (t ;x 1 ,x 2 ,…,x i ),一時間索引t =0,1,2,...對於該序列中之每一躍點而步進,且a i (t ;x 1 ,x 2 ,…,0)為一來自該組輸入序列之輸入序列,且a i (t ;x 1 ,x 2 ,…,1)=a i (t ;x 1 ,x 2 ,…,0)⊕1,其中a ⊕b :=(a +b )mod2。
- 如請求項10之跳頻方法,其中在修改一輸入序列之該步 驟中,該輸入序列a i (t ;x 1 ,x 2 ,…,0)係根據
- 一種在一無線通訊系統中之一無線電基地台中之跳頻方法,其中該基地台及一使用者設備建立或維持一通訊會話,該方法之特徵在於已將與可用頻譜相關聯之可用帶寬劃分為一分級結構,其中每一新級別n 處之該可用帶寬將前一級別處之一帶寬部分分裂為複數個新片段,藉以帶寬分裂之所有可能組合形成一分層樹狀結構,在下文中稱為帶寬樹,且在該樹中前往一特定級別之一分枝識別一具有一特定級別相關性帶寬之載波頻率;且一特定級別處之跳頻係藉由在該指定級別處該帶寬樹之不同分枝之間進行切換來執行。
- 如請求項12之跳頻方法,其中已將一基地台特定混亂序列指派給該基地台。
- 如請求項12或13之跳頻方法,其中該方法進一步包含以下步驟:藉由判定一跳躍序列樹中之一位置而將一帶寬指派(340:1)給該通訊會話,該跳躍序列樹具有與該帶寬樹之樹結構相同的樹結構,且其中每一樹葉表示一跳躍序列;將該跳躍序列樹中之該位置自該基地台轉移(340:2)至該使用者設備;基於該跳躍序列樹中之該位置而為每一時間瞬時判定 (345)跳躍序列值,其中該級別n 處之該跳躍序列值取決於與較靠近於該跳躍序列樹之根部的相鄰級別n-1 上之相同分枝結構相關聯的該跳躍序列值及一與該級別n 相關聯之輸入序列。
- 如請求項14之跳頻方法,其中該指派步驟(340:1)包含指定一指定一帶寬之樹級別識別符k 及一指示級別k 上該跳躍序列樹中之一樹葉的樹葉識別符l ;且該轉移步驟(340:2)包含將該樹級別識別符k 及該樹葉識別符l 自該基地台轉移至該使用者設備。
- 如請求項14之跳頻方法,其進一步包含該基地台將一基地台特定混亂序列轉移至該使用者設備之一步驟;且在判定跳躍序列值之該步驟(345)中,該混亂序列係用於修改該或該等輸入序列。
- 如請求項15之跳頻方法,其中在判定跳躍序列值之該步驟(345)中,時間t 之該跳躍序列值係自以下遞歸式中獲得:s k (t ;x 1 ,x 2 ,…,x k )=s k -1 (t ;x 1 ,x 2 ,…,x k -1 ).2+a k (t ;x 1 ,x 2 ,…,x k )k =1,2,...,n ,其中級別k n 處之該樹葉係藉由向量(x 1 ,x 2 ,…,x k )來判定,其中x i 表示級別i 處之該所指派之分枝,且與每一級別i 相關聯的係一在{0,1,...,2 i -1}中取值之跳躍序列s i (t ;x 1 ,x 2 ,…,x i ),一時間索引t =0,1,2,...對於該序列中之每一躍點而步進,a i (t ;x 1 ,x 2 ,…,0)為一來自該組輸入序列之輸入序列,且a i (t ;x 1 ,x 2 ,…,1)=a i (t ;x 1 ,x 2 ,…,0)⊕1,其中a ⊕b :=(a +b )mod2。
- 如請求項17之跳頻方法,其中在修改一輸入序列之該步 驟中,該輸入序列a i (t ;x 1 ,x 2 ,…,0)係根據
- 一種在一無線通訊系統中之一使用者設備中之跳頻方法,其中該使用者設備及一基地台建立或維持一通訊會話,該方法之特徵在於已將與可用頻譜相關聯之可用帶寬劃分為一分級結構,其中每一新級別n 處之該可用帶寬將前一級別處之一帶寬部分分裂為複數個新片段,藉以帶寬分裂之所有可能組合形成一分層樹狀結構,在下文中稱為帶寬樹,且在該樹中轉向一特定級別之一分枝識別一具有一特定級別相關性帶寬之載波頻率;且一特定級別處之跳頻係藉由在該指定級別上該帶寬樹之不同分枝之間進行切換來執行。
- 如請求項19之跳頻方法,其中該方法進一步包含以下步驟:自該基地台接收一判定一跳躍序列樹中之一位置之帶寬指派(440:2),該跳躍序列樹具有與該帶寬樹之樹結構相同的樹結構,且其中每一樹葉表示一跳躍序列;基於該跳躍序列樹中之該位置而為每一時間瞬時判定(345)跳躍序列值,其中該級別n 處之該跳躍序列值取決於與較靠近於該跳躍序列樹之根部的相鄰級別n-1 上之相同分枝結構相關聯的該跳躍序列值及一與該級別n 相關聯之輸入序列。
- 如請求項20之跳頻方法,其中該帶寬指派包含一指定一帶寬之樹級別識別符k 及一指示級別k 上該跳躍序列樹中之一樹葉的樹葉識別符l 。
- 如請求項21之跳頻方法,其中在判定跳躍序列值之該步驟(345)中,時間t 之該跳躍序列值係自以下遞歸式中獲得:s k (t ;x 1 ,x 2 ,…,x k )=s k -1 (t ;x 1 ,x 2 ,…,x k -1 ).2+a k (t ;x 1 ,x 2 ,…,x k )k =1,2,...,n ,其中級別k n 處之該樹葉係藉由向量(x 1 ,x 2 ,…,x k )來判定,其中x i 表示級別i 處之該所指派之分枝,且與每一級別i 相關聯的係一在{0,1,...,2 i -1}中取值之跳躍序列s i (t ;x 1 ,x 2 ,…,x i ),一時間索引t =0,1,2,...對於該序列中之每一躍點而步進,a i (t ;x 1 ,x 2 ,…,0)為一來自該組輸入序列之輸入序列,且a i (t ;x 1 ,x 2 ,…,1)=a i (t ;x 1 ,x 2 ,…,0)⊕1,其中a ⊕b :=(a +b )mod2。
- 如請求項22之跳頻方法,其中在修改一輸入序列之該步驟中,該輸入序列a i (t ;x 1 ,x 2 ,…,0)係根據
- 一種適用於一通訊系統中之無線電基地台(505),其中該基地台適於與至少一使用者設備通訊,且可用頻譜之一連續部分經指派用於該通訊,該基地台(505)包含無線電通訊構件(510),且該基地台之特徵在於:一帶寬樹儲存器(525),其適於接收及儲存一帶寬樹之 一表示及輸入序列之表示;一跳躍序列樹儲存器(535),其與該帶寬樹儲存器(525)連接且適於儲存與該帶寬樹緊密關聯之一跳躍序列樹之一表示及與該跳躍序列樹中之樹葉相關聯的跳躍序列;及一跳躍序列值模組(540),其與該跳躍序列樹儲存器(535)及與該無線電通訊構件(510)連接,且適於使用自該跳躍序列樹儲存器(535)所擷取之資訊來為通訊會話之每一時間瞬時判定一跳躍序列值,且適於向該無線電通訊構件(510)輸出一基於該跳躍序列值之將哪一頻率用於即將到來之傳輸/接收的指令。
- 如請求項24之無線電基地台(505),其進一步包含一帶寬指派模組(530),該帶寬指定模組(530)與該無線電通訊構件(510)、該跳躍序列樹儲存器(535)及該跳躍序列值模組(540)連接,該帶寬指派模組(530)適於藉由使用自該跳躍序列樹儲存器(535)所擷取之資訊而向一使用者指派及傳達一帶寬指派,且適於較佳地以該跳躍序列樹中之一位置之形式而為該跳躍序列值模組(540)提供該所指派之帶寬之資訊。
- 如請求項25之無線電基地台(505),其進一步包含一最佳化模組(545),該最佳化模組連接至該帶寬指派模組(530)及該跳躍序列樹儲存器(535),且適於監視該跳躍序列樹之狀態及向該帶寬指派模組(530)提出重新指派。
- 如請求項25或26之無線電基地台(505),其中該跳躍序列值模組(540)適於基於該跳躍序列樹中之該位置而為每一 時間瞬時判定跳躍序列值,其中級別n 處之該跳躍序列值取決於與較靠近於該跳躍序列樹之根部的相鄰級別n-1 上之相同分枝結構相關聯的該跳躍序列值及一與該級別n 相關聯之輸入序列。
- 一種適用於一通訊系統中之使用者設備(555),其中該使用者設備適於與一基地台(505)通訊,且可用頻譜之一連續部分經指派用於該通訊,該使用者設備(555)包含無線電通訊構件(560),且該使用者設備之特徵在於:一帶寬樹儲存器(565),其適於接收及儲存一帶寬樹之一表示及輸入序列之表示;一跳躍序列樹儲存器(575),其與該帶寬樹儲存器(565)連接,且適於儲存與該帶寬樹緊密關聯之一跳躍序列樹之一表示及與該跳躍序列樹中之樹葉相關聯的跳躍序列;一指派接收模組(570),其與該無線電通訊構件(560)及該跳躍序列樹儲存器(575)連接,該指派接收模組(570)適於自一基地台接收一所指派之帶寬之一表示;一使用者設備跳躍序列值模組(580),其與該跳躍序列樹儲存器(575)、該指派接收模組(570)及該無線電通訊構件(510)連接,該使用者設備跳躍序列值模組(580)適於基於一所指派之帶寬之該表示及使用自該跳躍序列樹儲存器(535)所擷取之資訊而為通訊會話之每一時間瞬時判定一跳躍序列值,且適於向該無線電通訊構件(560)輸出一基於該跳躍序列值之將哪一頻率用於即將到來之傳輸/接 收的指令。
- 如請求項28之使用者設備(555),其中該跳躍序列值模組(540)適於基於該跳躍序列樹中之該位置而為每一時間瞬時判定跳躍序列值,其中級別n 處之該跳躍序列值取決於與較靠近於該跳躍序列樹之根部的相鄰級別n-1 上之相同分枝結構相關聯的該跳躍序列值及一與該級別n 相關聯之輸入序列。
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