TWI427986B - 無線通信系統中使用角跳躍之方法及系統 - Google Patents
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Description
本發明係有關一種無線通信系統。更特別是，本發明係有關使用角跳躍來改善無線通信系統容量。
無線通信系統中，被傳送於系統內之無線信號通常易散播。散播係無線信號被反射各類物體產生被接收於接收器處之信號多重實例。現在參考第一圖，若干例子係被提供來描繪散播如何發生及其對無線通信之影響。
第一A圖中，散播發生於環繞接收器104之區域106中。散播可能藉由任何類型物體(如山，建築等)並產生接收器104處之大量分集(也就是接收分集)。同樣地，第一B圖中，散播發生於環繞傳送天線110之區域108中並產生傳送天線110處之大量分集(也就是傳送分集)。第一C圖中，散播發生於傳送天線114及接收天線116間之區域112中並產生大量分集。第一D圖中，超微胞元118係被顯示，其中散播發生遍佈胞元118而有大量傳送及接收分集遍佈胞元118。
傳送及接收分集提供單信號多重實例而對無線通信系統有助益。此提供被運載於信號中之資料多重實例，藉此增強處理被接收資料時接收器執行誤差修正之能力。
然而，分集缺點係信號某些實例被以不良頻道情況傳送，而信號其他實例被以良好頻道情況傳送。目前無線通信系統中，無論其具有良好或不良頻道情況，接收器均可接收所有被接收實例之特定信號處理多重實例。
因此先前技術中，分集之利益並不被完全最適化，其中功率及處理資源係被浪費於處理具有不良頻道情況之信號實例上。此安排亦降低系統容量，其中接收天線係被分配來接收不明顯貢獻從被傳送信號擷取資料之信
號。
因此，預期提供一種藉由特定角傳送無線信號利用無線通信系統分集之方法及系統。
本發明係為一種以特定角(也就是角跳躍)傳送信號，藉此降低大量信號被以導致信號或其實例被接收器以不良頻道情況接收之角度傳送之方法及系統。無線信號可以依據預定量被隨機時間選擇或隨時間改變之角度來傳送。另外，回授資訊從接收器被提供至傳送器處，信號可被以接收器已標示信號被以良好頻道情況接收之角度傳送。
102、110、114‧‧‧環繞傳送天線
104、116‧‧‧環繞接收器
106、108、112‧‧‧區域
118‧‧‧超微胞元
202、302、502‧‧‧傳送器
204、206、304、306、506‧‧‧複數天線
208‧‧‧無線信號
210、212、214‧‧‧特定角度
216、350‧‧‧接收器
218、330‧‧‧時槽一
220、334‧‧‧時槽二
222、338‧‧‧時槽三
224、226、228、230、232、332、336、340、344、348‧‧‧塊
234、342‧‧‧時槽四
236、346‧‧‧時槽五
308‧‧‧傳送信號
310‧‧‧第一信號
312‧‧‧第一傳送角度
314‧‧‧第二信號
316‧‧‧第二傳送角度
318‧‧‧第三信號
320‧‧‧第三傳送角度
322‧‧‧第四信號
324‧‧‧第四傳送角度
500‧‧‧角跳躍傳送器
504‧‧‧切換裝置
508‧‧‧傳送角度控制器
本發明可從以下較佳實施例說明及附圖或得更詳細了解，其中：第一A，B，C及D圖係為顯示傳統無線通信系統中散播之各例圖式；第二A圖係為依據本發明之無線信號被以隨機選擇角度傳送自傳送器之圖式；第二B圖係為第二A圖中之無線信號隨時間被傳送之角度圖式；第三A圖係為依據本發明之無線信號被以依據預定量定期變化之角度傳送自傳送器之圖式；第三B圖係為第三A圖中之無線信號隨時間被傳送之角度圖式；第四A圖係為無線信號被以特定角度傳送之圖式，其中接收器係經由回授資訊標示其正以良好頻道情況接收信號；第四B圖係為第四A圖中之無線信號隨時間被傳送之角度圖式；第五圖係為依據本發明之角跳躍傳送器方塊圖。
如在此被使用，"無線傳輸/接收單元"係包含但不限於使用者設備(UE)，行動台，固定或行動用戶單元，呼叫器，或可操作於無線環境中之任何其他類型元件。當在此被稱為"基地台"者係包含但不限於B節點，位址控制器，存取點(AP)或無線環境中之任何其他接介裝置。當在此被稱為一天線，係可包含複數天線。再者，一天線可包含複數天線元件。
應注意，當涉及選擇，調整或操縱信號被傳送之角度時之術語係可變化。例如，本發明中，傳送角度係被選擇及定期調整利用分集來最大化信號或其實例被以良好頻道情況接收之機率。傳送角度之選擇可被稱為傳送器之天線組態。天線組態亦應用至多進多出(MIMO)系統，例如，被選擇用於傳送之天線數(也就是傳送天線尺寸)，天線間隔等。傳送角調整可被稱為抖動(也就是將傳送器之電流天線組態抖動)，天線增益極性角之調整，天線角方向增益之調整等。
現在參考第二A圖，係顯示具有複數天線204之一傳送器202。各天線係包含複數天線206。依據本發明，傳送器202係選擇天線組態，而無線信號208係以特定角度210，212，214被傳送自傳送器202。此實施例中，角度210，212，214係被隨機選擇。例如，該角度可使用演算法被隨機選擇。以隨機選擇角度傳送信號208係降低任何信號208或其實例被接收器216以不良頻道情況接收之機率。現在參考第二B圖，本發明被實施於時槽通信系統處，角度係較佳每時槽改變。例如，時槽一218中，信號係被以角度212傳送，時槽二220以角度214，而於時槽三222中，信號係被以角度210傳送，其中塊224，226及228係分別對應角212，214及210。
如210，212，214之隨機選擇角度組可被重複或新隨機選擇角度可被用
於各時槽中。例如，第二B圖中，新隨機選擇角度可被用於各時槽中。因此，新隨機選擇角度(塊230，232)係被用於時槽四234及五236 232中。相對地，如210，212，214之隨機選擇角度組係被重複，塊224被重複於時槽四234，塊226於時槽236中等等。
現在參考第三A圖，顯示傳送角度依據預定量被定期改變之較佳實施例。具有多天線304，其中各天線304包含複數天線元件306之一傳送器302，係被配置改變其傳送信號308之角度一預定量。單純例如，第三A圖中，第一信號310被傳送特定傳送角度312，而接著傳送角度被增加三倍預定量來分別傳送第二，第三及第四信號。因此，此例中，第二信號314係以第二傳送角度316被傳送，第三信號318係以第三傳送角度320被傳送，第四信號322係以第四傳送角度324被傳送。
現在參考第三B圖，傳送角度較佳以時槽基礎被增加。因此，時槽一330中，信號(用於傳送器302之各天線304)係以傳送角度312被傳送。接著，時槽二334中，信號係以傳送角度316(也就是塊336)被傳送。同樣地，時槽三338及四342中，信號係以角度320被傳送(也就是分別塊340及344)。時槽五346中，傳送器302重複先前圖案並再次以傳送角度312(也就是塊348)傳送其信號。
現在參考第四A圖，本發明另一較佳實施例係被顯示。此實施例中，繼續上述第三A及三B圖中所呈現之例，傳送器402係被配置接收來自接收器350有關被傳送自傳送器302且被接收器350接收之信號頻道情況之回授資訊。首四個信號再次被以角度312，316，320及324傳送。然而，此實施例中，回授資訊係被提供自接收器350。例如，被提供至傳送器之回授資訊類型係
為任何類型服務品質(QoS)測量。該回授資訊可促使傳送器302來辨識信號被接收器以令人滿意服務品質位準接收之角度。
第四B圖中，繼續上例，信號係分別被以角度312，316，320及324傳送於時槽330，334，338及342中。角度312，316，320及324再次對應塊332，336，340及344。被接收器350提供之回授資訊係標示被傳送於傳送角度312及320之信號被接收器以令人滿意服務品質位準接收，而被傳送於傳送角度316及324之信號則否。因此，傳送器將繼續僅以角度312及320傳送信號。因此，第一B圖中，傳送器將更替於塊332及340之間。
應注意，較佳具有滿足被建立服務品質要求之至少兩角度，使得傳送器302可更替於至少兩個傳送角度之間。然而，本發明可被實施僅一單傳送角度滿足服務品質要求，而隨後傳輸係被以該角度執行。
上述中，相同傳送角度係被傳送器每時槽用於所有傳送器天線。然而，傳送器可每時槽使用各其天線不同傳送角度。雖然可使用不同傳送角度，但較佳使用相同傳送角度。此係因不同傳送角度例中，不同天線路徑之多路功率延遲輪廓能會喪失同步化。也就是說，針對接收器位址處之被接收信號，該天線可能具有不同延遲輪廓，其可能導致多集增益之效能降級或增加接收器處之空間多工複雜性。
現在參考第五圖，顯示依據本發明之角跳躍傳送器500。角跳躍傳送器500係包含一傳送器502，一切換裝置504，複數天線506及一傳送角度控制器508。切換裝置504係被配置切換於傳送角度控制器508所標示之各傳送角度之間。傳送角度控制器508係被配置控制天線506傳送無線信號之角度。如上述，該角度可被隨意產生或其可藉由預定量被週期性增加。
再者，回授資訊可被用來鎖定角度，其中該回授資訊係標示角度被接收於服務品質可接受位準。該回授資訊被接收處，傳送角度控制器508將僅使用其已標示信號被以服務品質可接受位準接收之這些傳送角度。傳送角度控制器508所輸出之各種傳送角度係被輸入切換裝置504。切換裝置504接著調整天線之傳送角度。應注意，切換裝置504可進一步被配置控制天線506輪廓(也就是天線尺寸，天線間隔等等)。應注意，角度被隨機產生或其被週期性改變之回授資訊係被使用。
角跳躍傳送器500可被實施於可傳送信號於無線環境中之任何裝置中。例如，角跳躍傳送器500可被實施於基地台及/或無線傳送/接收單元中。再者，角跳躍傳送器500可被實施為可傳送信號於無線環境中之任何類型裝置中之積體電路。再者，應注意，傳送角度可以調整方位角，仰角或其組合。
雖然圖式元件被描述為分離元件，但這些元件可被實施於單積體電路，如特定應用積體電路(ASIC)，多重積體電路，分離組件或分離組件及積體電路之組合。雖然本發明之特性及元件被以特定組合說明於較佳實施例中，但各特性及元件可被單獨使用而不需較佳實施例之其他特性及元件，或有或無本發明其他特性及元件之各種組合中。再者，本發明可被實施於任何類型無線通信系統中。
202‧‧‧傳送器
204、206‧‧‧複數天線
208‧‧‧無線信號
210、212、214‧‧‧特定角度
216‧‧‧接收器
Claims (16)
- 一種用於傳送無線通信資料的傳送器，該傳送器包含：一天線陣列，可配置以在不同角度傳送一無線信號；一傳送角度控制器，配置以控制天線傳送配置，以控制該天線陣列傳送該無線信號的該角度，以使得一序列的連續無線信號以一重複型態而在不同角度被傳送；以及該傳送角度控制器基於從一對等實體所接收的回授而進一步被配置以消除至少一角度，以使得一序列的連續無線信號以一重複型態而在消除之後的不同角度被傳送。
- 如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中，該控制器被配置以藉由調整一天線增益極性角而控制該天線傳送配置。
- 如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中，該控制器被配置以依據回授值而選擇一組的天線傳送配置，並控制該天線傳送配置，以優先地包括所選擇天線配置組。
- 如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中，該控制器被配置以依據回授值而選擇一組的天線增益極性角，以控制該天線傳送配置。
- 如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中，該控制器被配置為藉由未以回授調整該天線增益極性角而控制該天線傳送配置。
- 如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中，該控制器被配置以依據回授資料的可用性而控制一所選擇回授系統實施或一無回授系統實施中的該天線傳送配置。
- 如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中，該控制器被配置以藉由以下而 控制該天線傳送配置：在一給定時間，以在一角度之一初始角方向增益而傳送資料，該角度為θ；在一隨後時間間隔，以一預定值增加該傳送角方向增益；在隨後時間間隔的一序列中重複改變的角方向增益之該序列；以及在重複改變的角方向增益變量的該序列之後，將該傳送角方向增益重設為θ。
- 如申請專利範圍第7項所述的傳送器，其中，該控制器被配置以藉由估計一頻道情況並決定那一傳送角方向增益提供改善的頻道品質而依據頻道回授的可用性來控制該天線傳送配置。
- 如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中，該天線陣列包括具有一固定尺寸的天線。
- 如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中，該控制器被配置以控制該天線傳送配置，以在一方位角方向提供天線分集而同時維持一實質不變的仰角方向。
- 如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中，該控制器被配置以控制該天線傳送配置，以在方位角與仰角方向都提供天線分集。
- 如申請專利範圍第1項所述的傳送器，其中，該控制器被配置以依據該天線陣列的天線元件之一數量選擇一天線尺寸。
- 如申請專利範圍第12項所述的傳送器，其中，該控制器被配置以控制該天線傳送配置，以在一方位角方向提供天線分集而同時維持一實質不變的仰角方向。
- 如申請專利範圍第12項所述的傳送器，其中，該控制器被配置以控制該天 線傳送配置，以在方位角與仰角方向都提供天線分集。
- 一種包括如申請專利範圍第1-14項中任一項所述傳送器的基地台。
- 一種包括如申請專利範圍第1-14項中任一項所述傳送器的無線傳輸/接收單元(WTRU)。
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| TWI430628B (zh) | 2014-03-11 |
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