TWI415398B - 用於多輸入多輸出傳輸系統之減少管理負擔的方法 - Google Patents

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Description

用於多輸入多輸出傳輸系統之減少管理負擔的方法
本發明係關於一種減少管理負載(overhead)之方法，且尤指減少多輸入、多輸出(MIMO)傳輸系統之管理負載之方法。
在行動通訊業界中，熟習此項技術者通常使用術語1G、2G及3G。該等術語指所使用之行動技術之世代。1G指第一代，2G指第二代，3G指第三代。
1G指類比電話系統，被稱為AMPS(先進行動電話服務)電話系統。2G通常用於指盛行全球之數位行動系統，並包括CDMAOne、全球行動通訊系統(GSM)及分時多重擷取(TDMA)。2G系統在一稠密區域較1G系統可支援更大量的用戶。
3G通常指現已部署之數位行動系統。這些3G通訊系統在概念上彼此類似，並具有某些顯著差異。
在一無線通訊系統中，設計增加資訊率和在嚴苛條件的無線環境下增進一通訊系統的健全性之方案和技術是重要的。為了應付較不理想的通訊狀態和/或為了增進通訊，可使用各種方法(包含減少傳輸不必要的資料)來釋放資源以及提昇更多有效率的和有效的傳輸。
因此，本發明相關於一種用以減少一多輸入、多輸出(MIMO)傳輸系統的管理負載之方法，其實質上消除由於先前技術之限制及缺點而導致之一或多個問題。
本發明之另一目標係提供一種在多輸入、多輸出(MIMO)傳輸系統中傳輸資料之方法。
在以下說明中將闡釋本發明之其他優點、目標及功能部分，部分將為在本項技術中具有普通技術者經審閱以下內容而顯而易見，或可從本發明之具體實施而瞭解。本發明之目標及其他優點可藉由在該書面說明及其申請專利範圍、以及所附圖式中特定指出之結構實現及達到。
為實現該等目標及其他優點及依據本發明之目的，如在此之體現及廣泛描述，一種在一多輸入、多輸出(MIMO)天線系統傳輸資料之方法，包括：基於滿足至少一特定標準選取一主要天線以傳輸一前文，以及藉由該主要天線傳輸該前文。
在本發明之另一態樣中，一種在一多輸入、多輸出(MIMO)系統中傳輸資料之方法，包括：依據具有來自複數傳輸天線之最佳通道狀況或一最小索引之天線，從複數傳輸天線選取一天線作為一主要天線，以傳輸至少一前文，以及藉由該主要天線傳輸下列至少一者：該前文和該資料。
在本發明之又一態樣中，一種在一多輸入、多輸出(MIMO)系統中傳輸資料之方法，包括：依據具有來自複數傳輸天線之最佳通道狀況或一最小索引之天線，從複數傳輸天線選取一天線作為一主要天線，以傳輸至少一前文，以及藉由該主要天線傳輸下列至少一者：該前文和該資料。
應瞭解上述一般說明及以下對本發明之詳細說明均係示例性及說明性的，及意欲進一步說明如在申請專利範圍中限定之本發明。
現詳細參考本發明之較佳具體實施例，在所附圖式中對其範例進行圖解說明。只要可能，在整個圖式中將使用相同參考號碼引用相同或類似之部件。
參照第1圖，圖解說明一無線通訊網路架構。用戶使用行動台(MS)2來存取網路服務。行動台2可為一便攜式通信單元，諸如一手持式行動電話、一安裝於車輛中之通訊單元，或一固定位置通信單元。
用於行動台2之電磁波藉由亦稱作節點B之基地台收發機系統(BTS)3傳輸。BTS 3由諸如用於傳輸及接收無線電波之天線及設備等無線裝置組成。基地台6控制器(BSC)4自一或多個BTS接收傳輸。BSC 4藉由與BTS及行動交換中心(MSC)5或內部IP網路交換訊息，提供對該來自每一BTS 3之無線傳輸的控制及管理。BTS 3及BSC 4屬於基地台6(BS)6之一部分。
基地台6與電路交換核心網路(CSCN)7及封包交換核心網路(PSCN)8交換訊息並向其傳輸資料。CSCN 7提供慣常之語音通信，PSCN 8提供網際網路應用及多媒體服務。
該CSCN 7之行動交換中心(MSC)5部分為往來自行動台2之慣常語音通信提供交換，且可儲存資訊以支援該等能力。可將MSC 2連接至多個BS 6之一以及其他公眾網路，舉例而言，公眾交換電話網路(PSTN)(未顯示)或整合服務數位網路(ISDN)(未顯示)。拜訪位置暫存器(VLR)9用於擷取資訊以用於處理往來自來訪用戶之語音通信。VLR 9可在MSC 5之內且可伺服一個以上MSC。
使用者識別被指配給該CSCN7之本地位置暫存器(HLR)10，以用於諸如用戶資訊等之記錄目的，該等用戶資訊例如為電子編號(ESN)、行動目錄編號(MDR)、概況資訊、目前位置及驗證期限。驗證中心(AC)11管理與行動台2有關之驗證資訊。AC 11可在HLR 10之內且可伺服一個以上HLR。MSC 5及HLR/AC 10、11之間之介面係一IS－41標準介面18。
該PSCN 8之封包資料服務節點(PDSN)12部分為往來自行動台2之封包資料訊務提供路由。PDSN 12建立、維護及中止與該行動台2's2之鏈路層對話(session)且可充當與多個基地台6之一及多個PSCN 8之一的介面。
驗證、授權及帳號(AAA)13伺服器提供與封包資料流量有關之網際網路協定驗證、授權及帳號功能。本地代理(HA)14提供行動台2 IP註冊之驗證，重定向往來自該PDSN 8之外地代理器(FA)15組件之封包資料，及為使用者接收來自AAA 13之供應資訊。HA 14亦可建立、維護及中止至該PDSN 12之安全通信及指派動態IP地址。PDSN 12經由一內部IP網路與AAA 13、HA 14及網際網路16通信。
存在多種類型之多重擷取方案，具體而言為分頻多重擷取存取(FDMA)、分時多重擷取(TDMA)及碼分多重擷取(CDMA)。在FDMA中，使用者通信按頻率分隔，舉例而言藉由使用30KHz通道。在TDMA中，使用者通信按頻率及時間分隔，舉例而言，藉由使用30KHz通道與6個時間槽分隔使用者通信。在CDMA中，使用者通信按數位編碼分隔。
在CDMA中，所有用戶在相同頻譜上，例如1.25MHz。每一使用者具有一唯一數位編碼識別碼，該等數位編碼分隔用戶以防止干擾。
CDMA訊號使用許多片斷輸送單一位元之資訊。每一使用者具有一唯一片斷型樣，其實質上係一編碼通道。為恢復位元，依據一使用者的已知片斷型樣對大量片斷進行整合。其他使用者的編碼型樣隨機出現並以一自取消方式經過整合，因此，不干擾根據用戶的適當編碼型樣作出之位元解碼判定。
使用一快速展頻序列對輸入資料進行組合並將其作為一展頻資料流進行傳輸。接收器使用相同展頻序列來提取原來的資料。第2A圖說明展頻及解展頻處理。如第2B圖中所示，可將多個展頻序列合併以產生唯一、穩固通道。
Walsh編碼係一種類型之展頻序列。每一Walsh編碼長度為64個片斷，且與所有其他Walsh編碼精確正交。該等編碼易於產生，且小到足以被儲存於唯讀記憶體(ROM)中。
短PN編碼係另一類型之展頻序列。短PN編碼由兩PN序列(I及Q)組成，其中每一者長度為32768個片斷且以類似方式產生，但以不同方式分接15位元移位暫存器。該等兩序列在I及Q相位通道上對資訊進行鎖碼。
長PN編碼係另一類型之展頻序列。長PN編碼在42位元暫存器中產生且長度為40天以上，或約4 X 1013 片斷長。由於其長度較長，不能將長PN編碼儲存於終端機之ROM中，因此，係逐芯片產生。
每一行動台2使用PN長編碼及一使用32位元長PN編碼ESN且10位元藉由系統設定而計算之唯一偏移，或公眾長編碼遮罩，編碼其訊號。該公眾長編碼遮罩產生一唯一移位。私密長編碼遮罩可用于增強隱私。當經過在短短64個片斷的時間段內之整合時，具有不同長PN編碼偏移量之行動台2實務上將顯示正交。
CDMA通訊使用正向通道及反向通道。正向通道用於自一BTS 3至一MS 2(行動台2)之訊號，反向通道用於自一行動台至一BTS之訊號。
正向通道使用其特定分派之Walsh編碼及一特定於一扇區之PN偏移，使使用者能夠同時擁有多個通道類型。正向通道藉由其CDMA射頻載波頻率、該扇區之唯一短編碼PN偏移及該使用者之唯一Walsh編碼而識別。CDMA正向通道包括指引通道、同步通道、呼叫通道及訊務通道。
指引通道係一“結構信標”，其中不包含字元流，而是包含一定時序列，其用於系統擷取及在交遞期間作為一測量裝置。指引通道使用Walsh編碼0。
同步通道承載行動台2在系統擷取期間所用之系統識別及參數資訊之資料流。同步通道使用Walsh編碼32。
根據容量要求，可有一至七個呼叫通道。呼叫通道承載呼叫、系統參數資訊及呼叫設定指令。呼叫通道使用Walsh編碼1－7。
訊務通道被指配給單獨使用者以承載呼叫訊務。訊務通道可使用全部容量範圍內之任何剩餘Walsh編碼，其受限於雜訊。
反向通道用於自一行動台2至一BTS3之訊號，使用Walsh編碼及特定於該行動台該長PN序列之偏移，使一使用者能夠同時傳輸多個類型通道。反向通道藉由其CDMA射頻載波頻率及該單獨行動台2之唯一長編碼PN偏移而識別。反向通道包括訊務通道及存取通道。
單獨使用者在實際呼叫期間使用訊務通道以將訊務傳輸至該BTS3。反向訊務通道基本上係一使用者特定的公眾或私密長編碼遮罩，反向訊務通道之數量與CDMA終端機之數量相同。
一尚未涉及呼叫中之行動台2使用存取通道以傳輸註冊請求、呼叫設定請求、呼叫響應、指令響應及其他訊號資訊。存取通道基本上係一BTS3扇區所獨有之一公眾長編碼偏移。存取通道與呼叫通道配對，每一呼叫通道具有多達32個存取通道。
CDMA通訊提供了許多優點。其中一些優點為可變速率音頻編碼及多工、功率控制、使用RAKE接收機及軟交遞。
CDMA允許使用可變速率音碼器壓縮語音，減少位元率及極大增加容量。可變速率音頻編碼在語音期間提供全部位元率，在語音暫停期間提供低資料速率，並且增加容量及使聲音更自然。多工化允許在CDMA訊框中混合語音、訊號及使用者輔助資料。
藉由利用正向功率控制，BTS 3連續降低每一使用者的轉信基頻片斷流強度。當特定行動台2在正向鏈路上遇到錯誤時，將要求更多能量和快速提升能量供給，之後能量再次降低。
使用RAKE接收器使行動台2能夠在每一訊框使用三個訊務相關器或“RAKE指”之組合輸出。每一RAKE指可獨立恢復特定PN偏移及Walsh編碼。該等指可瞄準於不同BTS 3之延遲多路徑反射，使用一搜尋器連續檢查指引訊號。
行動台2驅動軟交遞。行動台2連續檢查可用指引訊號並向該BTS 3報告當前所見到之指引訊號。BTS 3可指派最大達六個扇區，行動台2相應地指派其指。所有訊息發送藉由模糊－脈衝(dim－and－burst)而不抑制。該通訊鏈路之每一端在逐訊框的基礎上選取最佳組態，其交遞對用戶透明。
cdma2000系統係一第三代(3G)寬頻、展頻頻譜無線介面系統，其使用CDMA技術之增強式服務潛力以助實現諸如網際網路及企業內部網路存取、多媒體應用、高速商務交易及遙測術等資料處理能力。與其他第三代系統一樣，cdma2000之焦點在於網路經濟及無線傳輸設計，以克服有限數量之無線頻譜可用性之限制。
第3圖說明一用於cdma2000無線網路之資料連接協定架構層20。資料連接協定架構層20包括一上層60、一鏈路層30及一物理層21。
上層60包括三個子層：資料服務子層61、語音服務子層62及訊號服務子層63。資料服務61係代表行動終端使用者提供任何形式資料之服務，其包括諸如IP服務之封包資料應用、諸如異步傳真及B－ISDN仿真服務之電路資料應用及SMS。語音服務62包括PSTN存取、行動到行動語音服務及網際網路電話。訊號63控制行動操作之所有態樣。
訊號服務子層63處理行動台2及基地台6之間交換之所有訊息。該等訊息控制諸如呼叫建立及拆斷、交遞、功能啟動、系統組態、註冊及驗證等功能。
鏈路層30細分為鏈路存取控制(LAC)子層32及媒體存取控制(MAC)子層31。鏈路層30為資料傳輸服務提供協定支援及控制機制，並執行必要之功能以將上層60之資料傳輸之需要對映至該物理層21之特定能力及特性。鏈路層30可被視為上層60及物理層20之間之一介面。
分隔MAC 31及LAC 32子層之動機源于支援一寬範圍之上層60服務之需要及在一寬效能範圍內提供高效及低潛時資料服務之要求，具體而言自1.2Kbps至2Mbps以上。其他動機為支援電路及封包資料服務之高品質服務(QoS)提供之需要，諸如對可接受延遲及/或資料BER(位元錯誤率)之限制，及不斷增長的每一服務具有不同QoS要求之高階多媒體服務之需求。
需要LAC子層32以對點對點無線傳輸鏈路42提供可靠、順序傳送傳輸控制功能。LAC子層32管理上層60實體之間之點對點通訊通道，並提供架構以支援一寬範圍之不同端點間可靠鏈路層30協定。
鏈路存取控制(LAC)子層32提供訊號訊息之正確傳送。功能包括其中需要認可之確定傳送、其中無需認可之非確定傳送、重複訊息偵測、地址控制以將訊息傳送至一單獨行動台2、將訊息分段為適當之大小片斷以便透過物理媒體傳送、重新裝配及驗證接收之訊息及全域詰問驗證。
MAC子層31促進實現針對每一主動服務使用QoS管理能力之3G無線系統之複雜多媒體、多服務能力。MAC子層31提供用於控制對該物理層21之封包資料及電路資料服務存取之程序，包括來自單一使用者的多個服務之間、以及該無線系統中競爭使用者之間的競爭控制。MAC子層31亦執行邏輯通道及物理通道之間之對映、將來自多個來源之資料多工化為單一物理通道並使用無線鏈路協定(RLP)33以盡可能最佳之位凖可靠性透過無線電鏈路層提供合理之可靠傳輸。訊號無線叢發協定(SRBP)35係一為訊號訊息提供無連接協定之實體。多工化及QoS控制34負責藉由調解來自競爭服務之衝突請求及適當優先化存取請求加強協商QoS級別。
物理層20負責透過空中傳輸之資料的編碼及調變。物理層20調節來自更高層之數位資料以便可將該資料經由行動無線通道可靠地傳輸。
物理層20將該MAC子層31經由多個傳輸通道傳送之使用者資料及訊號，透過無線電介面對映至物理通道及傳輸資訊。在傳輸方向上，藉由物理層20執行之功能包括通道編碼、交插、鎖碼、展頻及調變。在接收方向上，該等功能被反轉以便在接受器處恢復傳輸之資料。
第4圖概述了呼叫處理。處理呼叫包括指引及同步通道處理、呼叫通道處理、存取通道處理及訊務通道處理。
指引及同步通道處理指在行動台2之初始化狀態下，行動台2處理指引及同步通道以擷取及同步CDMA系統。呼叫通道處理指在閒置狀態下，行動台2監視呼叫通道或轉信公共控制通道(F－CCCH)以接收來自基地台6之額外負擔及指向行動設備之訊息。存取通道處理指在系統存取狀態下，行動台2從存取通道或增強式存取通道將訊息發送至基地台6，基地台6始終偵聽該等通道並從呼叫通道或F－CCCH之任一者對該行動台做出響應。訊務通道處理指基地台6及行動台2在行動台2控制訊務通道狀態下使用專用正向及反向訊務通道通信，使專用正向及反向訊務通道承載諸如語音及資料等使用者資訊。
第5圖說明一行動台2初始化狀態。初始化狀態包括一系統確定子狀態、指引通道擷取、同步通道擷取、定時改變子狀態及一行動台閒置狀態。
系統確定係一該行動台2藉以判定從哪一系統獲得服務之處理。該處理可包括諸如類比對數位、行動對PCS及A載波對B載波之判定。自訂選取處理可控制系統確定。使用重定向處理之服務提供者亦可控制系統確定。行動台2選取系統之後，必須決定在系統內哪一通道上搜尋服務。一般而言，行動台2使用優先通道列表選取通道。
指引通道處理係一行動台2藉以藉由搜尋可用指引訊號第一次獲取有關系統定時之資訊之處理。指引通道不包含資訊，但行動台2可藉由與指引通道相關而對準其自己的定時。一旦完成此相關，行動台2即使用同步通道同步化，且可讀取同步通道訊息以進一步精細化其定時。行動台2在聲明失敗及返回系統確定選取另一通道或另一系統之前，允許在單一指引通道上搜尋多達15秒。該搜尋程序並未標準化，擷取系統之時間依賴於具體實施。
在cdma2000中，在單一通道上可存在許多指引通道，諸如OTD指引、STS指引及輔助指引。在系統擷取期間，行動台2將不尋找任何此等指引通道，因為其使用不同Walsh編碼且行動台僅搜尋Walsh0。
同步通道訊息在同步通道上連續傳輸，並為行動台2提供資訊精細化定時及讀取一呼叫通道。行動裝置在同步通道訊息中接收來自基地台6之資訊，以使其能夠確定其是否能夠與基地台通信。
在閒置狀態下，行動台2接收該等呼叫通道之一及處理在該通道上之訊息。將額外開銷或組態訊息與儲存之序列號碼相比以確保行動台2擁有最新參數。檢查發至該行動台2之訊息以確定意欲連接之用戶。
基地台6可支援多個呼叫通道及/或多個CDMA通道(頻率)。行動台2使用基於其IMSI之散列函數以確定在閒置狀態下監視哪一通道及頻率。基地台6使用相同之散列函數以確定當呼叫行動台2時使用哪一通道及頻率。
在呼叫通道及F－CCCH上使用一時槽循環指示(SCI)可支援開槽呼叫(slotted paging)。開槽呼叫之主要目的係節省行動台2之電池能量。行動台2及基地台6同意行動台將呼叫哪些時槽。在未指派之時槽期間，行動台2可關閉其某些處理電路之電源。可利用一般呼叫訊息或通用呼叫訊息之任一者在F－CCCH上呼叫行動裝置。亦支援在F－PCH或F－CCCH上僅使用開槽呼叫，使行動台2能夠在盡可能更短之時間內開機之快速呼叫通道。
第6圖說明系統存取狀態。該系統存取處理之第一步係更新額外開銷資訊以確保該行動台2正在使用正確的存取通道參數，諸如初始功率位凖及功率步增。行動台2選取一隨機存取通道並傳輸，而不與基地台6或其他行動台協調。此一隨機存取程序可能導致碰撞(collision)。可採取幾個步驟以降低碰撞之可能性，諸如使用開槽結構、使用多重擷取通道、以隨機開始時間傳輸及使用擁塞控制，例如超載類別(overload classes)。
行動台2可在存取通道上發送請求或回應訊息。請求係一自發發送之訊息，諸如一發起訊息。回應係一發送以回應一自基地台6接收之訊息的訊息。舉例而言，呼叫回應訊息係對一般呼叫訊息或通用訊息之一回應。
多工化及QoS控制子層34同時具有傳輸功能及接收功能。傳輸功能合併來自各種來源之資訊，諸如來自資料服務61、訊號服務63或語音服務62，及為傳輸形成物理層SDU及PDCHCF SDU。接收功能分隔包含於物理層21之資訊與PDCHCF SDU，並將該資訊導向正確的實體，諸如資料服務61、上層訊號63或語音服務62。
多工化及QoS控制子層34操作時在時間上與物理層21同步。若物理層21正在使用非零值訊框偏移傳輸，則多工化及QoS控制子層34將藉由物理層以相對系統時間之適當的訊框偏移為傳輸傳送物理層SDU。
多工化及QoS控制子層34使用一物理通道特定之服務介面基元組向該物理層提供一物理層21 SDU。該物理層21使用一物理通道特定之接收指示服務介面操作向該多工化及QoS控制子層34提供一物理層SDU。
SRBP子層35包括同步通道、轉信公共控制通道、廣播控制通道、呼叫通道及存取通道程序。
LAC子層32為層360提供服務。SDU在層360及LAC子層32之間傳遞。LAC子層32將該SDU適當封裝為LAC PDU，LAC PDU經分段及重新裝配後以封裝的PDU片斷之形式被傳送至MAC子層31。
在LAC子層32內之處理順序進行，處理實體以既定順序在彼此間傳遞部份形成之LAC PDU。SDU及PDU沿功能路徑處理及傳送，無需上層注意到該等物理通道之無線特性。然而，上層可注意到該等物理通道之特性且可指示層230使用特定物理通道用於傳輸特定PDU。
1xEV－DO針對封包資料服務進行了系統最佳化，其特徵在於單一1.25MHz載波(1x)僅用於資料或資料最佳化(DO)。此外，在正向鏈路上存在2.4Mbps或3.072Mbps之峰值資料速率，在反向鏈路上為153.6Kbps或1.8432Mbps。此外，1xEV－DO系統提供分隔頻帶及與1x系統網間網路連接。第7圖說明用於1x系統及一1xEV－DO系統之cdma2000之比較。
在cdma2000中，存在同作服務，藉此在實施中以一614.4Kbps及307.2Kbps之最大資料速率將語音及資料一起傳輸。一行動台2與MSC 5通信以進行語音呼叫，並與PDSN 12通信以進行資料呼叫。cdma2000系統之特徵在於固定速率與可變功率，使用Walsh－code分隔正向訊務通道。
在1xEV－DO系統中，最大資料速率為2.4Mbps或3.072Mbps且不存在與電路交換核心網路7之通訊。1xEV－DO系統之特徵在於固定功率及一可變速率，使用分時多工化之單一正向通道。
第8圖說明一1xEV－DO系統架構。在1xEV－DO系統中，一訊框由16個時槽組成，600時槽/秒，及具有26.67毫秒或32768個片斷之持續時間。單一時槽長度為1.6667毫秒，及具有2048個片斷。控制/訊務通道在一時槽中具有1600個片斷，指引通道在一時槽中具有192片斷，MAC通道在一時槽中具有256個片斷。1xEV－DO系統可促進實現更簡單及更快速之通道估算及時間同步操作，第9圖說明一1xEV－DO預設協定架構。第10圖說明一1xEV－DO非預設協定架構。
在一1xEV－DO系統中與對話有關之資訊包括一行動台2或存取終端機(AT)及一基地台6或存取網路(AN)經由一空中鏈路所用之一組協定、一單點廣播終端機辨識碼(UATI)、由AT及AN透過空中鏈路使用之該等協定之組態及一當前AT位置之估算。
應用層提供最佳工作(訊息藉以被發送一次)及可靠傳送(訊息藉以可重新傳輸一或多次)。流層提供為一AT 2多路傳輸多達4(預設)或255(非預設)個應用流之能力。
對話層確保對話仍然有效及管理關閉對話、指定用於初始UATI指派之程序、維護AT位址及協商/提供在對話期間使用之協定及用於該等協定之組態參數。
第11圖說明建立一1xEV－DO對話之過程。如第14圖中所示，建立一對話包括地址組態、連接建立、對話組態及交換密鑰。
地址組態指指定UATI及子網遮罩之一地址管理協定。連接建立指設定一無線鏈路之連接層協定。對話組態指設定所有協定之一對話組態協定。交換密鑰指在安全層中設定用於驗證之密鑰之一密鑰交換協定。
對話指AT 2及RNC之間之邏輯通訊鏈路，其長時間保持開放，預設為54小時。對話將持續直到PPP對話亦啟動。在AN6中藉由RNC控制及維護對話資訊。
當連接打開時，AT 2可被分派該正向訊務通道且被分派一反向訊務通道及反向功率控制通道。在單一對話期間可能發生多個連接。
連接層管理網路及通信之初始擷取。此外，連接層維護一大致AT 2位置及管理AT 2及AN 6之間之一無線鏈路。此外，連接層執行監視、優先化及封裝自對話層接收之傳輸資料，將優先資料轉信至該安全層及自安全層解封裝接收之資料及轉信至該對話層。
第12圖說明連接層協定。如第12圖中所示，該等協定包括一初始化狀態、一閒置狀態及一連接狀態。
在該初始化狀態下，AT 2擷取AN 6及啟動初始化狀態協定。在該閒置狀態下，啟動一關閉連接及啟動閒置狀態協定。在該連接狀態下，啟動一開放連接及啟動連接狀態協定。
關閉連接指其中AT 2未分派任何專用空中鏈路資源及AT及AN 6之間之通信透過存取通道及控制通道進行之一狀態。開放連接指其中AT 2可被分派該正向訊務通道，被分派一反向功率控制通道及反向訊務通道及AT 2及AN 6之間之通訊透過該等分派通道以及透過控制通道進行之一狀態。
初始化狀態協定執行與擷取一AN 6相關聯之動作。閒置狀態協定執行與一己擷取一AN 6，而不具有一開放連接之AT 2相關聯之動作，諸如使用路由更新協定保持追蹤該AT位置。連接狀態協定執行與一具有一開放連接之AT 2相關聯之動作，諸如管理AT及AN 6之間之無線鏈路及管理導致一關閉連接之程序。路由更新協定執行與保持追蹤該AT 2位置及維護AT及AN 6之間之無線鏈路相關聯之動作。額外開銷訊息協定透過控制通道廣播諸如QuickConfig、SectorParameters及AccessParameters(存取參數)訊息等基本參數。封包整合協定(Packet Consolidation Protocol)作為其分派優先級及目標通道之一函式合併及優先化用於傳輸之封包，以及在接受器上提供封包多工化解訊。
安全層包括一密鑰交換功能、驗證功能及加密功能。密鑰交換功能提供AN 2及AT 6所遵循以驗證訊務之程序。驗證功能提供AN 2及AT 6所遵循以交換用於驗證及加密安全密鑰之程序。加密功能提供AN 2及AT 6所遵循以加密訊務之程序。
1xEV－DO正向鏈路之特徵在於不支援功率控制和軟交遞。AN 6以常數功率傳輸，AT 2在正向鏈路上要求可變速率。因為在TDM中不同使用者可能在不同時間傳輸，難以建構來自意欲用於單一使用者之不同BS 6之分集式傳輸。
在該MAC層中，透過物理層傳輸來源於更高層之兩種類型之訊息，具體而言係一用戶資料訊息及一訊號訊息。有兩種協定用於處理該等兩種類型之訊息，具體而言為一用於用戶資料訊息之正向訊務通道MAC協定及一用於訊號訊息之控制通道MAC協定。
物理層之特徵在於展頻速率為1.2288Mbps，一訊框包括16個時槽及26.67毫秒，時槽為1.67毫秒及2048個片斷。正向鏈路通道包括一指引通道、一正向訊務通道或控制通道及一MAC通道。
指引通道類似於cdma2000指引通道，其包含所有0資訊位元，Walsh展頻使用W0，一時槽為192片斷。
正向訊務通道之特徵在於資料速率自38.4Kbps至2.4576Mbps或自4.8Kbps至3.072Mbps變化。物理層封包可傳輸1至16個時槽，當分配了一個以上時槽時，該等傳輸時槽使用4個時槽交插。若在所有該等分配時槽已經傳輸之前，在反向鏈路認可(ACK)通道上接收到認可(ACK)，則不應傳輸剩餘時槽。
控制通道類似於cdma2000中之同步通道及呼叫通道。控制通道之特徵在於一256個時槽或427.52毫秒之期間，物理層封包長度為1024位元或128、256、512及1024位元及資料速率為38.4Kbps或76.8Kbps或19.2Kbps、38.4Kbps或76.8Kbps。
1xEV－DO反向鏈路之特徵在於AN 6可藉由使用反向功率控制控制反向鏈路之功率，及一個以上AN可經由軟交遞接收AT 2之傳輸。此外，在反向鏈路上不存在使用長PN編碼藉由Walsh編碼通道化之TDM。
AT 2使用一存取通道以啟動與AN 6之通訊或對AT導向訊息做出響應。存取通道包括指引通道及資料通道。
AT 2在存取通道上發送一系列存取探測直至接收到來自AN 6之回應或定時器過期。一存取探測包括一前文及一或多個存取通道物理層封包。該存取通道之基本資料速率為9.6Kbps，可使用較高之資料速率19.2Kbps及38.4Kbps。
當多於一個AT 2使用相同控制通道封包呼叫時，存取探測可被同時傳輸，可能發生封包碰撞。當AT 2共置、在一組群呼叫中或具有類似傳播延遲時，問題可能更加嚴重。
多輸入、多輸出(MIMO)意指在發射器和接收器使用多重天線，以改善效能。例如，當使用二或多發射器和二或多接收器時，可傳輸二同步資料流，以得到兩倍的資料傳輸率。
在MIMO，可基於是否能獲得在發射器端的通道狀態資訊，採用二操作模式：開放迴路和封閉迴路操作。在開放迴路操作中，不採用通訊資訊。儘管簡化操作，因為缺乏通道狀態資訊，開放迴路操作可能導致效能損失。
不同於開放迴路操作，在封閉迴路操作中，可採用全部狀態資訊之部分。
MIMO傳輸的操作通常需要傳輸來自所有相關天線的管理負載。結果可能因為其他使用者的干擾，而浪費資源(例如，電力)或影響到總處理能力。
為了提昇在MIMO系統中開放迴路和封閉迴路兩者的效能，可修正管理負載的傳輸。另言之，可減少管理負載(例如，前文、媒體存取控制“MAC”、和/或在1xEV－DO的指引)的傳輸。從而可較有效率和有效地使用傳輸電力，以及減少影響總處理能力的干擾。
第13圖係說明一多天線傳輸架構之一示例性圖式。尤其是，第13圖係用於傳輸各種天線選取的架構。請參照第13圖，基於來自接收端的回饋資訊編碼資料流。尤其是，基於回饋資訊，在傳輸端使用可調整的模組和編碼(AMC)方案處理資料。依據AMC方案處理的資料被通道編碼、插入、而後模組化為符號(其亦可稱為編碼的或模組化的資料流)。
而後該等符號被解多工化為多STC編碼器區塊。這裡，解多工化係基於載波可支援的編碼速率和模組。每一STC編碼器區塊編碼該等符號，並輸出編碼的符號至反向快速傅立葉轉換(IFFT)區塊。該IFFT區塊轉換該等編碼的符號。而後，該等轉換的符號被分派至由天線選取器所選取的天線，用以傳輸至接收端。對於用於傳輸的天線之選取可基於回饋資訊。
第14圖係說明結合天線選取之傳輸變化之另一示例性圖式。不同於為一單一編碼文字“codeword”(SWC)設計之第13圖，第14圖中者可按每一載波執行可調整的模組化和編碼化，並為一多重編碼文字操作而設計。
依據第13和14圖，在由該IFFT區塊處理之前，由該STC編碼器處理資料。然而，在被該STC編碼器區塊處理之前，資料亦可能由該IFFT區塊處理。簡言之，可轉換該STC編碼器和該IFFT區塊間的處理次序。
細言之，來自接收端的回饋資訊可被用於對資料流執行通道編碼和模組化(或執行AMC方案)。這種AMC方案處理係圖示於虛線方塊中。例如，用於通道編碼和模組化的回饋資訊可以是一資料速度控制(DRC)或一通道品質指標(CQI)。此外，回饋資訊可包含之各種資訊，例如，區塊識別、載波/頻率索引、天線索引、可支援CQI值、最佳天線組合、選取的天線、和一給定的指定多重載波之一可支援的訊號對干擾噪音比率(SINR)。
例如，可對每一傳輸天線量測該DRC或該CQI。以該CQI為例，一傳輸端可傳送訊號(例如，指引)至一接收端，以決定訊號經由其中傳送之通道的品質。每一天線對該接收端傳輸它自己的指引，以從天線元件擷取通道資訊給該接收端。該傳輸端亦可稱為一存取節點、基地台、網路或節點B。此外，該接收端亦可稱為一存取終端、行動終端、行動站台、或行動終端站台。為了回應來自該傳輸端之訊號，該接收端可傳送該CQI至該傳輸端，以提供訊號經由其中傳送之通道的通道狀態或通道情況。
此外，可使用一偵測前方案或一偵測後方案來量測該回饋資訊(例如，DRC或CQI)。偵測前方案包含在一正交分頻多工化(OFDM)區塊之前，使用一分時多工化(TDM)，插入天線專屬已知指引序列。該偵測後方案相關於在OFDM傳輸前使用天線專屬已知指引類型。
此外，該回饋資訊係因每一頻寬或輸出而異，該回饋資訊包括在N個1.25 MHz、5 MHz或OFDM頻寬之一子頻帶之每一者的該通道狀態資訊。
如上所述，使用AMC方案處理的符號被解多工為多重STC編碼區塊。該STC編碼器區塊可部署各種型式的編碼技術。例如，編碼器區塊可以是一STC編碼器。每一STC編碼器可具有一基本單元的MHz。事實上，在第16圖中，該STC編碼器涵蓋1.25 MHz。其他類型的編碼技術包括空間－時間區塊編碼(STBC)、非正交STBC(NO－STBC)、空間－時間Trellis編碼(STTC)、空間－頻率區塊編碼(SFBC)、空間－時間頻率區塊編碼(STFBC)、循環轉換變異、循環延遲變異(CDD)、Alamouti、和預編碼。
如上所述，該天線選取器依據該回饋資訊指派該IFFT轉換符號至特定天線。也就是說，在第16圖，該天線選取器選取一對天線，其對應於來自該回饋資訊指定之該STC編碼器之二輸出。
該天線選取器選取天線，以用於傳輸特定的符號。同時，該天線選取器可選取用以傳輸該等符號之載波(或頻寬)。天線選取及頻率選取係基於回饋資訊，其針對每一操作頻寬而提供。此外，配置天線和頻率之無線系統可以是一多輸入、多輸出(MIMO)系統。
在具有多天線之MIMO系統中，用以傳輸資料之天線可以被歸類為主要天線和輔助天線。該主要天線可定義為提供最接收品質的天線，或在相關於傳輸的天線中具有最小索引的天線。
第15圖係是示例性圖式，其繪示減少管理負擔的傳輸。這裡，一單一天線(亦稱作一主要天線)係用於傳送管理負擔資訊。如上所述，該主要天線可基於標準來選取。亦即，可以將具有最佳通道情況之天線或具有最小索引的天線選作主要天線。
該主要天線可用於傳送(或傳輸)前文。前文可包括在資料封包的資訊。此外，該主要天線可被用於傳送管理負擔資訊，其可包含指引和媒體存取控制(MAC)。還有，該主要天線可被用於傳輸資料，其包含分碼多工(CDM)資料和OFDM資料。此外，前文的任何重新傳輸是藉由該主要天線來傳輸。
未選作主要天線之天線，或具有非最佳通道情況之天線和/或具有最小索引的天線可被選作輔助天線。該輔助天線可以只被用於傳輸資料(例如，CDM資料和OFDM資料)。不同於主要天線，輔助天線不傳輸前文，亦不傳輸管理負載資訊。該管理負載資訊係經由該主要天線傳輸，以支援舊有存取終端(ATs)和/或Ats。這裡，支援舊有AT可當作傳輸CDM資料，而新AT可當作傳輸OFDM資料。
傳輸前文(例如，舊有前文)和舊有資料(例如，CDM資料)通常發生在子槽(或一四分之一槽)。子槽通常具有400片斷之一持續時間，且通常該400片斷的一部分係由前文佔用，而該400片斷的其他部分係由資料佔用。
請參照第15圖，選取天線‘0’和天線‘2’以在載波0和1傳輸資料。此外，選取天線‘0’和天線‘1’以在載波2傳輸資料，以及選取天線‘1’和天線‘2’以在載波3傳輸資料。因此，天線‘0’係載波0、1、和2的主要天線，而天線‘1’係載波3之主要天線。
如上所述，可基於接收品質來選取主要天線。亦即，主要天線可被定義為提供最佳接收品質之天線。替代地，主要天線的選取可以基於在關聯於傳輸之天線中的最小索引，例如，一個以上的天線選取式傳輸、空間多工化、和傳輸變異式傳輸。
透過一或多天線，可藉由載波傳輸前文。尤其是，在第15圖中，使用基本傳輸單元之第一部分來傳輸前文。例如，在1xEV－DO中，基本單元係1.667ms之持續時間，以及該第一部分是具有400片斷之1/4槽(每一片斷的持續時間是1/1.2288 μs)。使用1/4槽的部分發生前文傳輸。
在第15圖中，來自區塊#0、#1、和#2之前文係在載波0、1和2上傳輸。此外，來自區塊#3之前文係在載波3(亦可標示為f3)上傳輸。因為天線‘0’係載波0、1、和2之主要天線，而天線‘1’係載波3之主要天線，據以使用各別的槽之第一部分來傳輸前文。此外，藉由主要天線進行前文的重新傳輸。
進一步討論前文和CDM資料之1/4槽(或子槽)的傳輸，前文亦可以一正交分頻多工化(OFDM)資料來傳輸。如上所述，第15圖圖示在1/4槽使用前文＋CDM資料傳輸之示例性傳輸。
依據第15圖的實施例，管理負載資訊之傳輸和/或重新傳輸只使用主要天線進行。管理負載可包括一前文，用於使用者識別或通道類型(例如，資料或控制通道)、媒體存取控制(MAC)、和在1xEV－DO之指示。此外，可經由主要天線產生包含指引和媒體存取控制(MAC)的管理負載，以支援舊有存取終端(ATs)和/或新Ats。
如第16圖所示，藉由主要和輔助天線可傳輸資料。本文中，可傳輸資料傳輸天線專屬指引訊號，以協助新Ats評估來自每一天線的通道。
第16圖係是示例性圖式，其繪示採用前文和OFDM資料的傳輸。尤其是，第16圖繪示在1/4傳輸槽之前言和OFDM資料的傳輸。
如上所述，可以基於通道情況和/或索引大小來選取主要天線和輔助天線。有可能在多天線情況下，有一個以上的輔助天線。
請參考第16圖，由天線‘0’管進行理負載的傳輸(包括指引和AMC)，以達到向後相容的支援。然而，如果向後向容可被忽略或者不再是一個問題，則只有前文被一固定的天線(例如，天線‘0’)固定和/或傳送。即使向後相容不再是問題，可藉由具有最佳通道狀況之每一載波傳送前文。
然而，可能因狀況而有訊號問題，以及因此最好固定會選取用於傳輸之天線，以增進可靠度。
使用一些指派的子載波，採用前文來傳輸。在第16圖，主要和輔助天線都可被用於傳輸前文，但只使用主要天線來傳輸MAC和指示。
如上所述，只藉由一天線來傳送前文。例如，主要天線(例如，天線‘0’)可被用於傳輸前文。另言之，可選取天線‘0’以在載波0、1、2、和3上傳輸資料。因此，天線‘0’被視為主要天線。
此外，藉由多重天線來傳送前文。例如，第16圖繪示藉由全部三天線傳輸之前文。亦即，不只藉由主要天線，亦藉由輔助天線來傳輸前文。
對於載波0，選取天線0和2。如此，天線‘0’是主要天線，而天線‘2’是輔助天線。
不同於只藉由/從一天線傳輸前文的狀況，只藉由主要天線傳輸和重新傳輸前文。在藉由/從多天線傳輸前文的狀況，前文不限於只從主要天線傳輸，亦可使用輔助天線。
簡言之，第16圖之前文係藉由主要天線(例如，天線‘0’和天線‘1’)傳輸，以及前文的任何重新傳輸只能藉由主要天線發生。然而，如第16圖所示，如果藉由多天線傳送前文，主要和輔助天線都可被用來傳輸前文。
第17圖係是示例性圖式，其繪示前文和OFDM資料的傳輸。本文中，整體指派基本頻寬。亦即，不同於第15圖，整體指派多重基本單元的頻寬(即，1.25MHz)。另言之，在載波(或載送帶)間的間隙可被消除，且用作OFDM資料的一部分。此外，可結合管理負載傳輸(例如，指引和MAC)，以消除在載波間的間隙。
熟習此項技術者將顯而易見，在不偏離本發明之精神或範疇的情況下可對本發明做出各種修改及變化。因此，本發明意欲涵蓋對本發明之該等修改及變化，只要其在所附申請專利範圍及其等同物之範圍以內。
1．．．無線通訊網路架構
2．．．行動台
3．．．基地台收發機系統(BTS)
4．．．基地台6控制器(BSC)
5．．．行動交換中心(MSC)
6．．．基地台
7．．．電路交換核心網路(CSCN)
8．．．封包交換核心網路(PSCN)
9．．．拜訪位置暫存器(VLR)
10．．．本地位置暫存器(HLR)
11．．．驗證中心(AC)
12．．．封包資料服務節點(PDSN)
13．．．驗證、授權及帳號(AAA)
14．．．本地代理(HA)
15．．．外地代理器(FA)
16．．．網際網路
17．．．網際網路IP網路
18．．．IS－41標準介面
20．．．資料連接協定架構層
21．．．物理層
30．．．鏈路層
31．．．媒體存取控制(MAC)子層
32．．．鏈路存取控制(LAC)子層
33．．．無線鏈路協定(RLP)
34．．．多工化及QoS控制
35．．．訊號無線叢發協議(SRBP)
42．．．無線傳輸鏈路
60．．．上層
61．．．資料服務子層
62．．．語音服務子層
63．．．訊號服務子層
附圖係提供對本發明之進一步了解，且併入作為本申請案之一部分，以及說明本發明之實施例並配合文字敘述，用以解釋本發明之要旨。圖式中：第1圖說明一無線通訊網路架構；第2A圖說明CDMA展頻及解展頻處理；第2B圖說明使用多個展頻序列之CDMA展頻及解展頻處理；第3圖說明一用於cdma2000無線網路之資料連接協定架構層；第4圖說明cdma2000呼叫處理；第5圖說明cdma2000初始化狀態；第6圖說明cdma2000系統存取狀態；第7圖說明用於1x系統及一1xEV－DO系統之cdma2000之比較。
第8圖說明一1xEV－DO系統架構；第9圖說明一1xEV－DO預設協定架構；第10圖說明1xEV－DO非預設協定架構；第11圖說明1xEV－DO對話建立；第12圖說明1xEV－DO連接層協定；第13圖係說明一多天線傳輸架構之一示例性圖式；第14圖係說明結合天線選取之傳輸變化之另一示例性圖式；第15圖係說明減少管理負擔的傳輸之一示例性圖式；第16圖說明採用前文和OFDM資料傳輸的傳輸之一示例性圖式；以及第17圖說明前文和OFDM資料的傳輸之另一示例性圖式。

Claims (10)

  1. 一種在一多輸入、多輸出(MIMO)系統傳輸資料之方法，包括以下步驟：從一接收端接收關於天線組合之資訊；從複數個傳輸天線選取一主要天線，其中該複數個傳輸天線係藉由該天線組合而識別；從該複數個傳輸天線選取一輔助天線，其中該輔助天線係不同於該主要天線；透過該主要天線傳輸管理負載資訊，其中該管理負載資訊包括前文、媒體存取控制(MAC)及指引之至少一者；及僅透過該輔助天線傳輸該資料，其中該資料不包括該管理負載資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中透過該主要天線傳輸該管理負載資訊之步驟包含以下步驟：與該資料一起傳輸該管理負載資訊。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該資料是下列的至少一者：分碼多工化(CDM)資料和正交分頻多工(OFDM)資料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中使用一基本傳輸單元之一第一部分來傳輸該管理負載資訊。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該基本傳輸單元是具有1.667 ms持續時間之槽。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該第一部分是具有400片斷之持續時間的一四分之一槽。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該四分之一槽包括下列的至少一者：一分碼多工化(CDM)前文、一正交分頻多工(OFDM)前文、一CDM資料和OFDM資料。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，進一步包含以下步驟：透過該主要天線重新傳輸該管理負載資訊。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該MIMO系統支援多重載波，且根據一相對應載波選取該主要天線及該輔助天線。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該管理負載資訊和該資料之整體被指派至一頻寬。
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