TWI475826B - 無線網路中無線電存取網路控制頻道容量管理 - Google Patents

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Description

無線網路中無線電存取網路控制頻道容量管理
所描述實施例大體上係關於用於行動無線器件與無線網路之間的控制頻道通信之方法及裝置。更特定而言，本實施例描述使用多使用者多輸入多輸出通信來使無線網路之無線電存取部分與多個行動無線器件之間的控制頻道之容量增加。
優先權
本申請案主張2011年9月27日申請之題為「WIRELESS RADIO ACCESS NETWORK CONTROL CHANNEL CAPACITY MANAGEMENT」的共同擁有且同在申請中之美國專利申請案第13/246,810號的優先權，該案之全文以引用之方式併入本文中。
無線網路繼續演進以隨著新通信技術開發並標準化而支援新服務及增加之傳輸速率。無線網路服務提供者之代表性無線網路可包括對第三代合作夥伴計劃(3GPP)長期演進(LTE)無線通信標準及進階LTE無線通信標準之一或多個版本的支援。此代表性無線網路可經由LTE或LTE進階網路來支援封包交換連接(語音或資料)。
LTE(進階LTE)無線網路可同時支援至在地理區域內之多個行動無線器件的高速率封包通信。用於至該等多個行動無線器件之通信的無線電頻率頻譜可使用正交分頻多工(OFDM)傳輸方法而在多個行動無線器件之間進行共用。 行動無線器件中之收發器(傳輸器/接收器)可使用OFDM傳輸方法而適合於無線電頻率頻譜變化，該OFDM傳輸方法可將所佔用無線電頻率頻譜分成在平行副載波上傳輸之一組較窄平行頻寬及較低資料速率通信副頻道，且每一副頻道可經歷大致平坦之頻譜衰退。OFDM通信系統可將傳輸分成一系列在時間上連續之OFDM符號，其中每一OFDM符號同時提供於不同頻率居中的多個副頻道。傳輸「資源元素」(RE)可被視為單一OFDM符號內單一副頻道上的傳輸容量之單位，且無線網路可隨時間在多個無線器件之間越過多個副頻道動態地分配多個RE。無線網路可定期地將關於RE之分配的控制資訊廣播至藉由無線網路之無線電頻率存取系統伺服之地理區域內的多個無線器件。控制資訊自身可使用總可用RE之子集來傳輸，且可用於支援控制資訊之傳達的RE之數目可限制可同時連接至無線網路之行動無線器件的總數。
通信系統對在無線器件處接收到之控制資訊中可出現的錯誤可為敏感的，且無線網路可使用錯誤校正編碼之不同速率來在雜訊及干擾存在情況下在藉由行動無線器件進行之傳輸及接收期間保護控制資訊。基於行動無線器件關於位於無線網路之存取網路部分中的傳輸無線電頻率存取系統的位置且亦基於藉由行動無線器件接收到的雜訊及干擾的量，行動無線器件處之所接收信號品質可發生顯著變化。相較於較靠近存取網路傳輸器定位的行動無線器件，定位於較大距離處(諸如，較接近存取網路傳輸器之地理 涵蓋區域的邊緣)之行動無線器件可接收較弱信號。由於可將控制資訊同時廣播至藉由存取網路傳輸器伺服之所有多個無線器件，因此用於控制頻道傳輸之傳輸功率對於不同之多個無線器件可為相同的，同時可使所應用之錯誤校正編碼的量發生變化以更好地保護至不同行動無線器件的傳輸。具體而言，可分配更多RE以用於傳達控制資訊至具有較低所接收信號品質之行動無線器件，且可分配較少RE至發送至具有較高所接收信號品質之行動無線器件的控制頻道訊息。相同RE可藉由使用一形式之分域多工而共用藉由RE佔用之相同頻帶/時槽來分配至多個行動無線器件。多使用者多輸入多輸出(MU-MIMO)傳輸方法可應用至控制資訊之傳輸以在多個行動無線器件之間共用所選擇RE並增加可藉由無線網路之無線電扇區同時支援的行動無線器件之總數。
在一實施例中，描述一種使一無線網路中一控制頻道之傳輸容量增加的方法。該方法至少包括以下步驟。在一第一步驟中，該無線網路之一無線電存取網路中的一無線電節點估計連接至該無線電節點之複數個行動無線器件中之每一行動無線器件的一所接收下行鏈路信號品質。該無線電節點選擇該複數個行動無線器件中的行動無線器件之一第一集合。每一所選擇行動無線器件具有超出一第一臨限值的一所估計下行鏈路信號品質。該無線電節點使用多使用者(MU)多輸入多輸出(MIMO)傳輸經由複數個天線在該 控制頻道上同時傳輸至行動無線器件之該第一集合。在一代表性實施例中，該無線電節點將行動無線器件之該第一集合中的至少兩個行動無線器件指派給一第一控制頻道元素，該第一控制頻道元素在一傳輸時間間隔中佔用時間及頻率資源元素之一第一集合。該控制頻道之該傳輸容量受針對每一傳輸時間間隔排程的控制頻道元素之數目限制。
在另一實施例中，描述一種包括一接收器及一可組態處理器的行動無線器件。該接收器經組態以接收並解碼在一第一控制頻道上傳輸之信號。該接收器亦經組態以接收在一分離第二控制頻道上傳輸之一指示符。該所傳輸指示符指示使用MU MIMO傳輸來編碼該第一控制頻道上之傳輸的時間。該接收器經進一步組態以基於該指示符使在該第一控制頻道上接收到之信號的解碼在使用MU MIMO傳輸與不使用MU MIMO傳輸之間切換。該處理器經組態以計算自一無線網路中之一無線電節點接收到之傳輸的一下行鏈路信號品質。該處理器亦經組態以使用頻道品質指示符將該所計算下行鏈路信號品質傳輸至該無線網路中的該無線電節點。該無線網路至少部分基於該所傳達之所計算下行鏈路信號品質來判定在該第一控制頻道上使用MU MIMO傳輸。
在又一實施例中，描述編碼於一非暫時性電腦可讀媒體中的用於使一無線網路中一控制頻道的傳輸容量增加的非暫時性電腦程式產品。該無線網路之一無線電存取網路中之一無線電節點中的該非暫時性電腦程式產品包括以下非 暫時性電腦程式碼。用於估計連接至該無線電節點之複數個行動無線器件中之每一行動無線器件的一所接收下行鏈路信號品質之非暫時性電腦程式碼。用於選擇該複數個行動無線器件中的行動無線器件之一第一集合之非暫時性電腦程式碼，每一所選擇行動無線器件具有超出一第一臨限值的一所估計下行鏈路信號品質。用於使用多使用者(MU)多輸入多輸出(MIMO)傳輸經由複數個天線在該控制頻道上同時傳輸至行動無線器件之該第一集合之非暫時性電腦程式碼。
儘管依據一LTE或進階LTE網路進行了描述，但本文中所揭示之實施例可擴展至亦可支援多使用者多輸入多輸出傳輸的其他無線網路。
藉由參看結合隨附圖式進行之以下描述可最佳地理解所描述實施例及其優點。
在以下描述中，闡述眾多特定細節以提供所描述實施例之基礎概念的透徹理解。然而，對於熟習此項技術者而言，可在無此等特定細節中之一些或全部的情況下實踐所描述實施例將為顯而易見。在其他個例中，熟知程序步驟未進行詳細描述以便避免使基礎概念不必要地混淆。
下文提供之實例及實施例描述用於使與多個無線行動器件通信之無線網路中的控制頻道容量增加之各種方法及裝置。更具體而言，描述在LTE網路中使用多使用者多輸入多輸出(MU MIMO)傳輸的方法及裝置。然而，應理解，相 同方法及裝置之其他實施可應用至在支援MU MIMO傳輸之其他類型之無線網路中使用的行動無線器件。
行動無線器件繼續演進並給予可受益於較高資料輸送率的更進階特徵。3GPP LTE及進階LTE通信協定使封包通信標準化以提供自高速度資料發生變化至基本語音通信的廣泛之多種服務。LTE協定使用稱為正交分頻多工(OFDM)的靈活通信方法，該通信方法將所佔用頻譜分成多個並行低速率副頻道。下行鏈路傳輸之OFDM符號可藉由在OFDM符號中將不同副頻道指派給不同使用者來而含有意欲用於多個使用者的資訊。個別副頻道針對OFDM符號中之一者或一集合的指派可使用控制頻道廣播來傳達至連接至無線網路中之無線電存取子系統之特定無線電扇區的所有無線行動器件。由於行動無線器件之效能對於錯誤控制訊息可影響多個資料封包的控制頻道上之錯誤可為特別敏感的，因此可使用各種位準之錯誤校正能力來保護控制頻道。與具有強信號品質之彼等行動無線器件相比較，位於具有弱信號品質之區域中的行動無線器件可需要針對控制頻道的較高位準之錯誤保護。較高位準之錯誤保護可需要更多頻寬以傳達相同量的資訊；且因此，具有較弱信號品質之行動無線器件可需要控制頻道資源之較大分配。在藉由地理區域內之無線電存取子系統同時伺服之所有行動無線器件之間進行分配的控制頻道資源之總數在數目上可受到限制，該地理區域藉由無線電扇區涵蓋。因而，可經同時伺服之行動無線器件的總數可受可用控制頻道資源的總數限 制。
LTE及進階LTE通信協定包括信號在無線電存取子系統與行動無線器件之間使用多個天線的傳輸及接收之規定。稱為多輸入多輸出(MIMO)之傳輸技術可用以使傳輸容量增加及/或改良傳輸可靠性。稱為空間多工之一MIMO傳輸技術可允許在同一OFDM符號中於同一副頻道上在多個使用者之間共用控制頻道通信，亦即，將相同頻率/時間資訊再用於多個獨立行動無線器件。至一行動無線器件之傳輸可藉由在相同時間且在相同頻帶中於多個天線上發送傳輸而與至另一行動無線器件的傳輸分離。不同傳輸可藉由使用多個接收天線及複雜信號處理技術由而行動無線器件中之每一接收器而彼此分離。至其他行動無線器件之傳輸相對於意欲用於特定行動無線器件之「信號」傳輸可被視為「雜訊」。當行動無線器件接收足夠高品質之信號時，行動無線器件中之接收器可分離「信號」與「雜訊」。藉由使用此等技術，亦可使控制頻道之容量增加，亦即，可使可同時伺服之行動無線器件的數目增加。判定藉由何行動無線器件使用MIMO空間多工可係基於對多個行動無線器件處各別所接收信號品質的認識。相較於具有較低接收信號品質之彼等行動無線器件，具有較高接收信號品質的器件可更易於共用相同頻率/時間資源。與行動無線器件通信之無線網路的無線電存取子系統中之控制元素可判定何行動無線器件使用MIMO空間多工(且其中OFDM頻率副頻道及時間符號又使用MIMO)。MIMO空間多工在控制頻 道上之使用可預先傳達至行動無線器件，且隨著接收信號品質隨時間改變而可進行調適。
下文參看圖1至圖10來論述此等及其他實施例。然而，熟習此項技術者將易於瞭解，本文中給出之關於此等諸圖之詳細描述僅係為了解釋性目的，且不應解譯為限制性的。
圖1說明可包括多個行動無線器件102之代表性通用無線通信網路100，該等行動無線器件102藉由無線電鏈路126連接至藉由無線電存取網路128提供的無線電扇區104。每一無線電扇區104可表示無線電涵蓋的地理區域，該無線電涵蓋發源於使用處於所選擇頻率之無線電頻率載波的關聯無線電節點108。無線電扇區104視天線組態而可具有不同幾何形狀，諸如，自中央置放之無線電節點108起以大致圓形或六邊形或自角落置放之無線電節點108起以針對定向天線成形的錐形向外輻射。無線電扇區104可與地理區域涵蓋重疊，使得行動無線器件102可同時自一個以上無線電扇區104接收信號。每一無線電節點108可產生行動無線器件102可藉由一或多個無線電鏈路126連接至的一或多個無線電扇區104。
在一些無線網路100中，行動無線器件102可同時連接至一個以上無線電扇區104。行動無線器件102連接至之多個無線電扇區104可來自單一無線電節點108，或來自可共用共同無線電控制器110的數個分離無線電節點108。無線電節點108之群組連同關聯無線電控制器110可被稱為無線電 存取子系統106。通常，無線電存取子系統106中之每一無線電節點108可包括安裝於天線塔上的無線電頻率傳輸及接收裝備之集合，且連接至無線電節點108之無線電控制器110可包括用於控制並處理所傳輸及所接收無線電頻率信號的電子裝備。無線電控制器110可管理將行動無線器件102連接至無線電存取網路128之無線電鏈路126的建立、維持及解除。連接至無線電存取子系統106之每一行動無線器件102距無線電節點108可定位於一距離處，該距離不同於行動無線器件102可接收無線電鏈路126之無線電頻率信號的距離。無線電控制器110及/或無線電節點108可控制監視器並控制至每一行動無線器件102之所傳輸及接收信號的強度，以管理無線電鏈路126之連接的效能。無線電存取子系統106可使用信號強度、資料速率編碼、錯誤校正能力及多個天線傳輸的組合，以在無線網路100中可變雜訊及干擾存在情況下改良行動無線器件102處的信號接收之效能。
提供至行動無線器件102之無線電頻率空中鏈路連接的無線電存取網路128亦連接至核心網路112，該核心網路112可包括通常用於語音訊務之電路交換網域122，及通常用於資料訊務的封包交換網域124。無線電存取網路128之無線電存取子系統106的無線電控制器110可連接至核心網路112之電路交換網域122中的電路交換中心118及封包交換網域中的封包交換節點120。電路交換中心118可將諸如語音呼叫之電路交換訊務投送至公眾交換電話網路(PSTN) 114。封包交換節點120可將諸如資料封包之「無連接」集合的封包交換訊務投送至公眾資料網路(PDN)116。
圖2說明專門設計為封包交換網路的代表性長期演進(LTE)無線網路200之架構。行動終端機202可經由與無線電扇區204相關聯之無線電鏈路226連接至演進型無線電存取網路222，該等無線電扇區204發源於演進型節點B(eNodeB)210。eNodeB 210包括傳輸及接收基地台(諸如，通用無線網路100中之無線電節點108)以及無線電存取網路子系統之無線電控制器(諸如，通用無線網路100中的無線電控制器110)兩者。LTE無線網路200之等效核心網路係包括伺服閘道器212之演進型封包核心網路220，該等伺服閘道器212將演進型無線電存取網路222互連至公眾資料網路(PDN)閘道器216，該等公眾資料網路(PDN)閘道器216連接至外部網際網路協定(IP)網路218。多個eNodeB 210可分組在一起以形成演進型UTRAN(eUTRAN)206。eNodeB 210亦可連接至可提供對行動終端機202之連接之控制的行動性管理實體(MME)214。
演進型無線電存取網路222之eUTRAN 206中之eNodeB 210之間的無線電鏈路226可包括使用傳輸端處、接收端處及/或前述兩端處之多個天線的傳輸。使用多個天線之傳輸及接收可藉由無線電扇區204改良行動終端機202與eNodeB 210之間的可變雜訊及干擾存在情況下的信號接收。多個天線傳輸可以若干不同形式發生，該等形式包括傳輸分集、單一使用者空間分集及多使用者空間分集。藉 由傳輸分集，可經由兩個不同路徑發送相同資訊，此情形可提供關於在行動終端機202之接收器處恢復資訊的冗餘。藉由單一使用者空間分集，可經由兩個不同路徑發送不同資訊，此情形提供至個別行動終端機202之增加的輸送量。藉由多使用者空間分集，可將不同資訊發送至不同行動終端機202，藉此增加可傳輸至行動終端機202之一集合的總資訊量。可由演進型無線電存取網路222中之eUTRAN 206同時伺服的行動終端機202之數目可取決於可用於將控制資訊發送至行動終端機202之該集合的傳輸容量。如本文中將進一步描述，可藉由在LTE網路200中使用多使用者多輸入多輸出傳輸與多個天線經由空間分集而使控制資訊之傳輸容量增加。
LTE網路200上之傳輸可在下行鏈路方向(亦即，自eNodeB 210至行動終端機202)上使用正交分頻多重存取(OFDMA)之形式，且在上行鏈路方向上使用單載波分頻多重存取(SC-FDMA)。藉由OFDMA，資料可在多個並行副頻道上同時傳輸至多個行動終端機202，每一副頻帶以不同副載波頻率居中。副頻道至多個行動終端機202之分配對於不同OFDM符號可發生變化，且控制資訊可經傳輸至行動終端機202以指示無線電頻率資源隨時間的分配。可向每一行動終端機202分配數個副頻道歷時特定時間週期，亦即，越過數個連續OFDM符號之頻率的集合。無線電頻率資源之分配可由演進型無線電存取網路222之eUTRAN 206中的eNodeB 210來排程。可將LTE傳輸組織成 如圖3中所說明的一連串OFDM符號308。LTE訊框302可橫越10 ms之週期，且可包括各自橫越1 ms之時間週期的10個傳輸時間間隔(TTI)304。每一TTI 304可包括各自橫越0.5 ms之兩個時槽306，且每一時槽306可包括七個OFDM符號308。如圖3中所展示之OFDM符號308可包括循環首碼310，該循環首碼310可提供時域防護間隔以使連續OFDM符號308之間的符號間干擾最小化。
每一OFDM符號308可包括在多個副頻道上傳輸之資料，每一副頻道係在分離頻率上。連續OFDM符號之集合的副頻道(副載波)之集合的集合體可被視為如圖4中所展示的資源區塊406。在代表性實施例中，資源區塊406在具有七個OFDM符號308之時槽306期間可包括十二個鄰近頻率副載波的集合。兩個連續資源區塊可橫越傳輸時間間隔(TTI)306，且可包括分成控制402 OFDM符號的集合及資料404 OFDM符號的集合之十四個OFDM符號308。用於OFDM符號之頻率副載波的總數可取決於所分配之頻寬。在15 kHz之副載波間隔情況下，每一資源區塊406可橫越180 kHz之頻寬，且所佔用之總頻寬可取決於可用資源區塊406的數目。舉例而言，使用五十個資源區塊406之LTE傳輸系統可橫越9 MHz之頻寬(最低至最高副載波中心頻率)，且可適配於10 Mhz無線電頻率總頻寬內(包括旁瓣)。
單一OFDM符號308內之單一頻率副載波上的每一傳輸可被視為實體層傳輸的個別資源元素(RE)408。一般而言，RE 408可被稱為頻率/時間資源。TTI 304之資料部分404中 的資源元素408可在多個行動終端機202之間進行分配，且RE 408之分配可使用TTI 304之控制部分402中的資源元素408傳達至行動終端機202。單一OFDM符號308內之四個不同資源元素408可形成資源元素群組(REG)410，且九個不同REG 410可形成控制頻道元素(CCE)。取決於經選擇以用於實體下行鏈路控制頻道(PDCCH)訊息的格式，LTE傳輸系統中至行動終端機202中之一者的PDCCH訊息可使用一個、兩個、四個或八個CCE。PDCCH訊息格式可基於在行動終端機202所量測並報告至LTE無線網路200之eNodeB 210的所接收下行鏈路信號品質條件。在行動終端機202處之高接收信號品質情況下，一個CCE可滿足PDCCH訊息需要，而在低接收信號品質情況下，可需要高達八個CCE來使行動終端機202處PDCCH訊息的解碼錯誤最小化。
在給定TTI 304中可被同時支援的行動終端機202之總數可取決於行動終端機202中之每一者處的可用信號品質及可用於控制頻道傳輸之OFDM符號308的數目。對於每一TTI 304，總共十四個OFDM符號308可為可用的，且可在控制傳輸與資料傳輸之間進行劃分。TTI 304中總共十四個OFDM符號308中的一個、兩個或三個OFDM符號308可用於控制402，而TTI 304中的剩餘OFDM符號308可用於資料404。如藉由由圖4之資源區塊408中之字母「R」所標示的選擇RE 408所指示，每一資源區塊406中之資源元素408中的一些可經預留以攜載參考信號412。參考信號412之資源元素408可提供預定已知信號，行動終端機202可針對該 預定已知信號定位並同步化以及使自無線網路200之演進型無線電存取網路222中的eNodeB 210至行動終端機202的下行通信頻道特徵化。在可具有可用於控制402頻道傳輸之三個OFDM符號的資源區塊406內，三十六個資源元素408中的兩個可用於參考信號412。由於針對給定TTI 304對於用於每一行動終端機202的控制頻道通信可需要一個CCE(36個RE)的最小分配，因此，即使在針對控制402資訊之傳輸所指派的三個OFDM符號308情況下，小於五十之最大數目個獨立行動終端機202可容納於佔用10 MHz頻率頻寬的LTE傳輸系統中。需要一個以上CCE用於控制頻道傳輸之每一行動終端機202(亦即，當行動終端機202可具有差接收無線電頻率信號品質且可需要2個、4個或8個CCE時)可減小每TTI 304可被同時支援的行動終端機202之總數。由於LTE系統可預期輸送高速度資料及眾多較低速率語音連接兩者，因此使每一TTI 304中可被同時支援之行動終端機202的數目增加可證明為有益的。
圖5說明可用於行動無線器件102(或行動終端機202)中之若干不同架構的選擇元件。行動終端機202可包括多個天線以改良下行鏈路所接收信號之效能，諸如雜訊及干擾存在情況下增加之穩健性以及較高資料速率。行動終端機202之架構可包括應用程式處理器(AP)502、一或多個收發器及多個天線。在第一架構500中，行動終端機202可包括連接至AP 502且亦連接至兩個天線的一收發器504。行動終端機202之AP 502可回應於行動終端機202中起作用之應 用階層服務而起始並終止與無線網路200的連接。AP 502可提供可經由無線網路200建立封包階層連接的「較高層」處理，而收發器504可提供「較低層」信號處理，該「較低層」信號處理可將較高層封包訊息轉譯成適用於經由無線電扇區204中之無線電鏈路226傳輸的格式，該無線電扇區204係藉由演進型無線電存取網路222中之eUTRAN 206之eNodeB 210支援。收發器504可(例如)藉由在具有較強信號強度或較高信號品質的天線中做出選擇而經由兩個天線中之一天線或經由兩個天線同時自eNodeB 210接收下行鏈路傳輸，且組合所接收信號以改良信號接收。
以基本分集形式，具有組態500之行動終端機202可經由天線中之一者(天線0或天線1)接收在eNodeB 210處藉由單一天線傳輸的信號，其中所使用天線藉由行動終端機202切換至服務中(切換未圖示)。可將此分集形式視為如下「天線分集」：天線中之一者(例如)基於信號強度及/或信號品質可提供較好效能，且所使用天線可經動態選擇以用於連接。或者，當行動終端機202中之收發器504可同時處理來自兩個天線之信號時，收發器504可組合在OFDM符號中之不同頻率副頻道中之每一者上傳輸的信號以貫穿所接收頻譜改良信號強度及/或信號品質。經由多個天線同時接收之信號的此組合可被視為「接收器分集」。藉由此等基本分集形式，報告至無線網路200中之eNodeB 210的接收信號品質相較於無分集情況可為較高的，且經指派以用於PDCCH傳輸之CCE的數目可為較低的，藉此釋放某CCE 以用於其他行動終端機202。
更進階分集形式可使用eNodeB 210處經由多個天線之同時傳輸，及行動終端機202處經由多個天線的同時接收。此分集形式可被稱為多輸入多輸出(MIMO)傳輸，且可用以使至單一行動終端機202的傳輸資料速率增加(亦即，單一使用者(SU)MIMO)或同時將資料傳輸至多個行動終端機202(亦即，多使用者(MU)MIMO)。越過多個行動終端機202使用MU MIMO來共用相同頻率/時間資源可使每TTI 304可藉由有限數目個可用CCE同時伺服之行動終端機202的數目增加，藉此使LTE系統中控制頻道通信之容量增加。用於MIMO之傳輸及接收天線的數目可為兩個(如對於架構500所展示)，以及四個(針對架構520所展示)或甚至四個以上(未圖示)。LTE及進階LTE通信協定包括一個、兩個、四個及八個天線之組態的選項。行動終端機202可藉由使用所傳輸之參考信號412來判定藉由無線網路200中之eNodeB 210使用之傳輸天線的數目。
雖然本文中之描述涵蓋行動終端機202的可使用多個天線與一或多個收發器之若干不同架構，但一些行動無線器件102可包括多個接收器以支援至給予不同無線通信協定之無線網路的連接。無線網路部署之演進可導致使用可需要不同收發器之不同無線通信協定之交疊技術時期(period)。展示於圖4中之行動無線終端機102的架構540包括可支援多天線通信之第一收發器504，及可支援單一天線通信的第二收發器542依據具有多個天線及單一收發器 區塊504之行動無線終端機102概述的本文中所提供之描述可同樣地應用至雙收發器行動無線終端機102。在一些實施例中，單一收發器區塊504亦可包括多個並行收發器，或可支援經由多個天線之並行接收的可組態區塊。如針對圖5中之行動無線終端機102之架構504所展示，藉由「單一」收發器區塊504的描繪並不意欲一般性的損失。
藉由MIMO傳輸，無線網路200中之eNodeB 210可經由多個天線發送信號。圖6說明可在eNodeB 210之兩個不同天線之間劃分參考信號412的方式。藉由第一天線0輸出之歷時一TTI 304的資源區塊610可包括選擇頻率/時間資源元素408中之參考信號412，且可排除其他資源元素408(標示為「未使用」RE 602)中的發送信號。類似地，藉由第二天線1輸出之歷時一TTI 304的資源區塊620可包括藉由第一天線0「未使用」之相同頻率/時間資源元素408中的參考信號412。因此，可藉由每一天線傳輸截然不同之參考信號412，且行動終端機202可使用截然不同之參考信號412來分離地量測每一天線的傳輸頻道特性。
圖7說明四個截然不同之傳輸路徑，該等傳輸路徑可藉由行動終端機202使用自eNodeB 210處之傳輸(TX)處理702發送的參考信號412來特徵化。行動終端機202中之接收(RX)處理704可用以分離地經由接收天線中之每一者接收藉由TX天線0在eNodeB 210處傳輸的參考信號412。TX0/RX0傳輸路徑可藉由行動終端機202之RX處理704使用藉由TX天線0在特定時間/頻率資源元素408中傳輸的參考 信號412來與TXO/RX1傳輸路徑分離地特徵化。類似地，TX1/RX1及TX1/RXO傳輸路徑可使用藉由TX天線1在頻率/時間資源元素408之不同集合中傳輸至RX天0及RX天線1的參考信號412來分離地特徵化。由於如圖6中所展示來自TX天線0及TX天線1之參考信號可在分離時間/頻率資源元素408中進行發送，因此分離傳輸路徑可被獨立地特徵化。一旦傳輸路徑經特徵化，兩個不同傳輸天線中之每一者的構成組份傳輸便可自於每一天線處接收之所傳輸信號的線性組合來判定。對於相同頻率/時間資源元素而言，如圖7中所展示之MIMO傳輸藉由同時使用兩個傳輸天線來發送資料量兩次而可用以使傳輸至個別行動終端機202的資訊量增加。MIMO傳輸(例如)藉由使資料輸送率增加而亦可用以傳輸至兩個不同行動終端202，其中一半資料用於一行動終端機202，且另一半資料同時用於另一行動終端機202。
LTE及進階LTE通信協定指定可應用至下行鏈路資料頻道之若干不同MIMO傳輸方法；然而，對於下行鏈路控制頻道而言，指定僅一傳輸分集方法。傳輸分集可改良信號完整性，但並不直接在多個使用者之間共用相同頻率/時間無線電頻率資源元素。藉由應用來自eNodeB 210之控制頻道通信的MU MIMO，無線網路200可使控制頻道之容量增加，且藉此同時伺服更多行動終端機202。使用MU MIMO及兩個空間分離傳輸天線，eNodeB 210可同時將兩個並行控制頻道資料串流傳輸至兩個不同行動終端機202 從而共用相同頻率/時間資源元素。並行控制頻道資料串流中之每一者可經分離編碼，使得意欲用於一行動終端機202之控制頻道資料可與意欲用於另一行動終端機202的控制頻道資料分離。eNodeB 210處之此編碼可被稱為「預編碼」，且可將控制頻道資料串流映射至合適控制頻道資料符號中以供多個天線傳輸。
在代表性實施例中，一行動終端機202之控制頻道資料串流可使用一「秩1」向量來預編碼，而第二行動終端機202之控制頻道資料串流可使用一分離「秩1」向量來預編碼。選擇用於每一行動終端機202之預編碼向量所自之四個不同「秩1」向量之代表性集合可包括以下複合值向量，其中每一向量中之上部條目可表明應用於在第一天線上傳輸之資料的預編碼，且每一向量中之下部條目可表明應用於在第二天線上傳輸之資料的預編碼。經由MU MIMO可共用頻率/時間資源的行動終端機集合中之每一行動終端機202可被指派預編碼向量中之不同預編碼向量，且可使用該知識來正確地解碼經由行動終端機202的兩個天線所接收之信號並重建行動終端機202自身所欲的原始資料串流。當使用四個傳輸天線時，預編碼向量之集合可包括長度為四而非如上文針對兩個傳輸天線所展示之長度為二的向量。
圖8說明無線網路100之無線電扇區104基於距無線網路100之無線電存取子系統106的距離而名義上至三個截然不同區的分割800。遠區806中之行動無線器件102的集合可 位於距無線電存取子系統106最遠的距離處，且藉由無線電存取子系統106傳輸至遠區806中之行動無線器件102的信號可招致顯著衰減量。因而，遠區中之行動無線器件102可具有無線網路100中之無線電扇區104中藉由無線電存取子系統106伺服之行動無線器件102的最弱接收信號強度及/或最差信號品質。由於行動無線器件102可將頻道品質指示符(CQI)週期地報告至無線電存取子系統106，且無線電存取子系統106可基於CQI(或其他效能資訊)對行動無線器件102進行分類以判定針對下行鏈路控制頻道(例如，實體下行鏈路控制頻道PDCCH)指派至藉由無線電存取子系統106伺服之每一行動無線器件102的CCE之數目。
對於具有相對高信號強度及/或高信號品質(例如，位於相對靠近無線電存取子系統106之近區802中)的行動無線器件，最小僅一CCE可用於控制頻道資訊。由於無線電扇區中可被同時伺服之行動無線器件102的數目可受可用CCE之總數限制，因此無線電存取子系統106可將位於無線電扇區104之近區802中的行動無線器件102之一或多個集合分組在一起。該集合中之每一行動無線器件102可具有可比擬信號強度及/或信號品質且可針對控制頻道資訊使用MU MIMO傳輸來在近區802中之該集合的行動無線器件102之間共用CCE。當藉由兩個天線自無線電存取子系統106傳輸至具有兩個天線的行動無線器件102時，無線電存取子系統106可使具有具可比擬信號強度/品質之兩個行動無線器件102之集合中在近區802中的行動無線器件102 配對。當藉由四個天線傳輸至可藉由四個天線接收MU MIMO傳輸的行動無線器件102時，無線電存取子系統106可將近區802中之行動無線器件102分組成具有至多四個行動無線器件102的集合以共用單一CCE。
無線電存取子系統106取決於諸如以下各者之一或多個因數而可藉由MU MIMO傳輸來使用不同策略從而增添控制頻道容量：與無線電存取子系統106相關聯之行動無線器件102之數目、主動連接至無線電存取子系統106之行動無線器件102的數目、無線電存取子系統106處之傳輸天線的數目、每一行動無線器件102處接收天線的數目、自每一行動無線器件102傳達至無線電存取子系統106的所量測接收信號強度及/或信號品質，及資料頻道上針對特定行動無線器件102的MU MIMO之選擇及使用。
圖9說明使無線網路100中之控制頻道的傳輸容量增加的代表性方法900。可在無線網路100之無線電存取網路128中的無線電節點108處執行方法。在步驟902中，無線電節點108可估計複數個行動無線器件102之下行鏈路信號品質。在代表性實施例中，下行鏈路信號品質可藉由複數個行動無線器件102中之一或多者使用頻道品質回饋指示符報告至無線電節點108。在步驟904中，無線電節點108可選擇行動無線器件102之集合，每一行動無線器件102具有超出第一預定臨限值之所估計下行鏈路信號品質。在代表性實施例中，第一預定臨限值可在無線網路100處設定，且可傳達至行動無線器件102。在步驟906中，無線電節點 108可使用MU MIMO傳輸在控制頻道上同時傳輸至行動無線器件102之集合。在代表性實施例中，行動無線器件102之集合中的行動無線器件102中之至少兩者可被指派至共同控制頻道元素(CCE)，該共同控制頻道元素(CCE)在針對控制頻道之傳輸時間間隔期間佔用時間及頻率資源元素的集合。控制頻道之傳輸容量可受可針對每一傳輸時間間隔排程的控制頻道元素之數目限制。在代表性實施例中，當MU MIMO傳輸用於控制頻道之傳輸時，無線電節點可將一指示傳輸至行動無線器件102。使用MU MIMO傳輸共用共同CCE之行動無線器件102的數目可取決於所估計之接收下行鏈路信號品質。較高接收下行鏈路信號品質相較於較低接收下行鏈路信號品質可同時支援在更多行動無線器件102之間共用共同CCE。
圖10說明使無線網路100中之控制頻道的傳輸容量增加的另一代表性方法1000。可在無線網路100中之行動無線器件102處執行方法。在步驟1002中，行動無線器件102可計算所接收下行鏈路信號品質。在步驟1004中，行動無線器件102可使用頻道品質指示符將所計算下行鏈路信號品質傳輸至無線網路100中的無線電節點108。在步驟1006中，行動無線器件102可在第一控制頻道上接收並解碼信號。在步驟1008中，行動無線器件102可在第二控制頻道上接收一指示符，該指示符指示第一控制頻道上之傳輸可使用MU MIMO的時間。在步驟1010中，行動無線器件可基於來自無線網路100之所接收指示符使於第一控制頻道 上接收之信號的解碼在使用MU MIMO與不使用MU MIMO之間切換。在代表性實施例中，行動無線器件102可自無線網路100接收關於用於第一控制頻道上之MU MIMO傳輸的所指派秩1預編碼矩陣的通知。行動無線器件102可使用該所指派秩1預編碼矩陣來解碼在該第一控制頻道上接收到的信號。
在代表性實施例中，行動無線器件102在上面可接收MU MIMO傳輸之第一控制頻道及行動無線器件102在上面可接收第一控制頻道上之傳輸使用MU MIMO傳輸之時間的指示之第二控制頻道可為同一實體控制頻道。例示性實體控制頻道可為PDCCH控制頻道。行動無線器件102最初可在不使用MU MIMO情況下接收實體控制頻道，且基於在實體控制頻道中傳輸之訊息而切換至使用MU MIMO。訊息可指示在特定訊框處至MU MIMO傳輸的切換。實體控制頻道中之訊息自該特定所指示訊框向前可使用MU MIMO傳輸，直至隨後訊息可指示至不使用MU MIMO傳輸的切換為止。在另一實施例中，行動無線器件102可偵測使用MU MIMO傳輸之時間，且可基於該偵測適當地解碼PDCCH控制頻道上之所接收傳輸。在另一實施例中，行動無線器件102可解碼PDCCH控制頻道上之嘗試不同傳輸模式(諸如藉由MU MIMO或不藉由MU MIMO)的傳輸，以達成PDCCH控制頻道的最佳解碼。
在另一代表性實施例中，第一控制頻道及第二控制頻道可為分離實體控制頻道。分離實體控制頻道可為(例如)第 一PDCCH及第二PDCCH。第一控制頻道上之訊息可基於在第二控制頻道上傳輸之訊息而在使用MU MIMO與不使用MU MIMO之間切換。第二控制頻道可使用具有高可靠性(諸如，具有傳輸分集)的固定傳輸方法。
在另一代表性實施例中，第一控制頻道及第二控制頻道可為同一實體控制頻道上之分離邏輯頻道。分離邏輯頻道可為共用同一PDCCH的兩個不同邏輯頻道。PDCCH可使用橫越多個時間/頻率資源元素之多個控制頻道元素(CCE)，可供PDCCH使用之時間/頻率資源元素的兩個不同區塊可被分組成分離控制頻道(有效地分離PDCCH控制頻道內的控制副頻道)。
可分離地或以任何組合來使用所描述實施例的各種態樣、實施例、實施或特徵。所描述實施例之各種態樣可藉由軟體、硬體或硬體與軟體之組合來實施。
為了解釋目的，前述描述使用特定術語來提供所描述實施例之透徹理解。
然而，對於熟習此項技術者而言，並不需要特定細節以便實踐所描述實施例將為顯而易見。因此，為了說明及描述而呈現本文中所描述之特定實施例的前述描述。前述描述之目標並非係詳盡的或將實施例限於所揭示之精確形式。以下情形對於一般熟習此項技術者將為顯而易見：許多修改及變化鑒於上文教示而為可能的。
所描述實施例之優點為眾多的。不同態樣、實施例或實施可產生以下優點中的一或多者。本實施例之許多特徵及 優點自所書寫之描述而為顯而易見，且因此意欲藉由附加申請專利範圍來涵蓋本發明的所有此等特徵及優點。另外，由於熟習此項技術者將易於想到眾多修改及改變，因此不應將實施例限於如所說明並描述之準確構造及操作。因此，可採用如屬於本發明之範疇的所有合適修改及等效物。
100‧‧‧代表性通用無線通信網路
102‧‧‧行動無線器件/行動無線終端機
104‧‧‧無線電扇區
106‧‧‧無線電存取子系統/無線電存取系統
108‧‧‧關聯無線電節點
110‧‧‧無線電控制器
112‧‧‧核心網路
114‧‧‧公眾交換電話網路(PSTN)
116‧‧‧公眾資料網路(PDN)
118‧‧‧電路交換中心
120‧‧‧封包交換節點
122‧‧‧電路交換網域
124‧‧‧封包交換網域
126‧‧‧無線電鏈路
128‧‧‧無線電存取網路
200‧‧‧代表性長期演進(LTE)無線網路
202‧‧‧行動終端機
204‧‧‧無線電扇區
206‧‧‧演進型UTRAN(eUTRAN)
210‧‧‧演進型節點B(eNodeB)
212‧‧‧伺服閘道器
214‧‧‧行動性管理實體(MME)
216‧‧‧公眾資料網路(PDN)閘道器
218‧‧‧外部網際網路協定(IP)網路
220‧‧‧核心網路
222‧‧‧演進型無線電存取網路
226‧‧‧無線電鏈路
302‧‧‧LTE訊框
304‧‧‧傳輸計時間隔(TTI)
306‧‧‧時槽
308‧‧‧正交分頻多工(OFDM)符號
310‧‧‧循環首碼
402‧‧‧控制部分/控制
404‧‧‧資料部分/資料
406‧‧‧資源區塊
408‧‧‧資源元素
410‧‧‧資源元素群組(REG)
412‧‧‧參考信號
500‧‧‧第一架構
502‧‧‧應用程式處理器(AP)
504‧‧‧收發器
520‧‧‧架構
540‧‧‧架構
542‧‧‧第二收發器
602‧‧‧「未使用」資源元素
620‧‧‧資源區塊
702‧‧‧傳輸(TX)處理
704‧‧‧接收(RX)處理
800‧‧‧分割
802‧‧‧近區
806‧‧‧遠區
TX0/RX0‧‧‧傳輸路徑
TXO/RX1‧‧‧傳輸路徑
TX1/RX1‧‧‧傳輸路徑
TX1/RXO‧‧‧傳輸路徑
圖1說明通用無線通信網路之組件。
圖2說明LTE無線通信網路之組件。
圖3說明LTE無線網路中之OFDM傳輸訊框的組件。
圖4說明LTE無線網路中之OFDM傳輸的傳輸時間間隔之構成組份。
圖5說明支援接收分集之行動無線器件中之選擇組件的若干架構。
圖6說明越過多個副載波在一傳輸時間間隔內多個天線上之傳輸的資源元素之組織。
圖7說明多輸入多輸出傳輸的傳輸路徑。
圖8說明在LTE無線網路中之無線電存取子系統的無線電扇區中排成陣列之多個行動無線器件。
圖9說明使無線網路中之控制頻道的傳輸容量增加之代表性方法。
圖10說明使無線網路中之控制頻道的傳輸容量增加之另一代表性方法。

Claims (20)

  1. 一種行動無線器件，其包含：一接收器；與該接收器資料通信之一處理器；及與該接收器及該處理器資料通信的邏輯，該邏輯經組態以使該無線器件：接收並解碼在一第一控制頻道上傳輸之信號；接收在一分離第二控制頻道上傳輸之一指示符，該指示符指示使用多使用者多輸入多輸出(MU MIMO)傳輸來編碼該第一控制頻道上之傳輸的時間；基於該所接收指示符使在該第一控制頻道上接收到之信號的解碼在使用MU MIMO傳輸與不使用MU MIMO傳輸之間切換；計算自一無線網路中之一無線電節點接收到之傳輸的一下行鏈路信號品質；且使用頻道品質指示符將該所計算下行鏈路信號品質傳輸至該無線網路中的該無線電節點；其中該無線網路至少部分基於該所傳達之所計算下行鏈路信號品質來判定在該第一控制頻道上使用MU MIMO傳輸。
  2. 如請求項1之行動無線器件，其中該邏輯經進一步組態以：自該無線網路接收關於用於該第一控制頻道上之MU MIMO傳輸的一所指派唯一秩1預編碼矩陣的通知，且 使用該所指派秩1預編碼矩陣來解碼在該第一控制頻道上接收到的該等信號。
  3. 如請求項1之行動無線器件，其中該第一控制頻道上之傳輸容量受針對每一傳輸時間間隔排程的控制頻道元素之數目限制。
  4. 一種使一無線網路中一控制頻道之傳輸容量增加的方法，該方法包含：估計連接至一無線電節點之複數個行動無線器件中之每一行動無線器件的一所接收下行鏈路信號品質；選擇該複數個行動無線器件中的行動無線器件之一第一集合，每一所選擇行動無線器件具有超出大於零之一第一預定臨限值的一所估計下行鏈路信號品質；及使用多使用者(MU)多輸入多輸出(MIMO)傳輸經由複數個天線在該控制頻道上同時傳輸至行動無線器件之該第一集合。
  5. 如請求項4之方法，其進一步包含：將行動無線器件之該第一集合中的至少兩個行動無線器件指派給一第一控制頻道元素，該第一控制頻道元素在一傳輸時間間隔中佔用時間及頻率資源元素之一第一集合；其中該控制頻道之該傳輸容量受針對每一傳輸時間間隔排程的控制頻道元素之數目限制。
  6. 如請求項4之方法，其進一步包含：自該複數個行動無線器件中的每一者接收下行鏈路信 號品質指示符；及至少基於自該行動無線器件接收到之該下行鏈路信號品質指示符來估計至每一行動無線器件的該下行鏈路信號品質。
  7. 如請求項4之方法，其進一步包含：將用於該控制頻道上之MU MIMO傳輸的一唯一秩1預編碼矩陣指派給行動無線器件之該第一集合中的每一行動無線器件；及向每一行動無線器件通知該所指派秩1預編碼矩陣。
  8. 如請求項7之方法，其進一步包含：在一分離第二控制頻道上將一指示符傳輸至每一行動無線器件，該指示符指示MU MIMO用於該第一控制頻道上之傳輸的時間。
  9. 如請求項4之方法，其中行動無線器件之該第一集合中的行動無線器件之數目取決於行動無線器件之該第一集合中之該等行動無線器件的該所估計下行鏈路信號品質。
  10. 如請求項5之方法，其進一步包含：將行動無線器件之該第一集合中的至少兩個行動無線器件指派給一第二控制頻道元素，該第二控制頻道元素在該傳輸時間間隔中佔用時間及頻率資源元素之一第二集合。
  11. 如請求項10之方法，其中指派給該第一控制頻道元素之行動無線器件的數 目等於指派給該第二控制頻道元素之行動無線器件的數目。
  12. 如請求項11之方法，其進一步包含：選擇該複數個行動無線器件中的行動無線器件之一第二集合，每一所選擇行動無線器件具有超出一第二臨限值且低於該第一臨限值的一所估計下行鏈路信號品質；使用MU MIMO傳輸經由該複數個天線在該控制頻道上同時傳輸至行動無線器件之該第二集合；及將行動無線器件之該第二集合中的至少兩個行動無線器件指派給一第三控制頻道元素，該第三控制頻道元素在該傳輸時間間隔中佔用時間及頻率資源元素之一第三集合；其中行動無線器件之該第一集合中的指派給該第一控制頻道元素的行動無線器件之該數目超出行動無線器件之該第三集合中的指派給該第三控制頻道元素的行動無線器件之數目。
  13. 一種包含用於使一無線網路中一控制頻道的傳輸容量增加之複數個指令的非暫時性電腦可讀媒體，該複數個指令在經執行時使該無線網路之一無線電存取網路中的一無線電節點：估計連接至該無線電節點之複數個行動無線器件中之每一行動無線器件的一所接收下行鏈路信號品質；選擇該複數個行動無線器件中的行動無線器件之一第一集合，每一所選擇行動無線器件具有超出大於零的一 第一預定臨限值的一所估計下行鏈路信號品質；且使用多使用者(MU)多輸入多輸出(MIMO)傳輸經由複數個天線在該控制頻道上同時傳輸至行動無線器件之該第一集合。
  14. 如請求項13之電腦可讀媒體，該複數個指令經進一步組態以：將行動無線器件之該第一集合中的至少兩個行動無線器件指派給一第一控制頻道元素，該第一控制頻道元素在一傳輸時間間隔中佔用時間及頻率資源元素之一第一集合；其中該控制頻道之該傳輸容量受針對每一傳輸時間間隔排程的控制頻道元素之數目限制。
  15. 如請求項13之電腦可讀媒體，該複數個指令經進一步組態以：自該複數個行動無線器件中的每一者接收下行鏈路信號品質指示符；且至少基於自該行動無線器件接收到之該下行鏈路信號品質指示符來估計至每一行動無線器件的該下行鏈路信號品質。
  16. 如請求項13之電腦可讀媒體，該複數個指令經進一步組態以：將用於該控制頻道上之MU MIMO傳輸的一唯一秩1預編碼矩陣指派給行動無線器件之該第一集合中的每一行動無線器件；且 向每一行動無線器件通知該所指派秩1預編碼矩陣。
  17. 如請求項16之電腦可讀媒體，該複數個指令經進一步組態以：在一分離第二控制頻道上將一指示符傳輸至每一行動無線器件，該指示符指示MU MIMO用於該第一控制頻道上之傳輸的時間。
  18. 如請求項13之電腦可讀媒體，其中行動無線器件之該第一集合中的行動無線器件之數目至少部分取決於行動無線器件之該第一集合中之該等行動無線器件的該所估計下行鏈路信號品質。
  19. 如請求項14之電腦可讀媒體，該複數個指令經進一步組態以：將行動無線器件之該第一集合中的至少兩個行動無線器件指派給一第二控制頻道元素，該第二控制頻道元素在該傳輸時間間隔中佔用時間及頻率資源元素之一第二集合；其中指派給該第一控制頻道元素之行動無線器件的數目等於指派給該第二控制頻道元素之行動無線器件的數目。
  20. 如請求項19之電腦可讀媒體，該複數個指令經進一步組態以選擇該複數個行動無線器件中的行動無線器件之一第二集合，每一所選擇行動無線器件具有超出一第二臨限值且低於該第一臨限值的一所估計下行鏈路信號品質； 使用MU MIMO傳輸經由該複數個天線在該控制頻道上同時傳輸至行動無線器件之該第二集合；且將行動無線器件之該第二集合中的至少兩個行動無線器件指派給一第三控制頻道元素，該第三控制頻道元素在該傳輸時間間隔中佔用時間及頻率資源元素之一第三集合；其中行動無線器件之該第一集合中的指派給該第一控制頻道元素的行動無線器件之該數目超出行動無線器件之該第三集合中的指派給該第三控制頻道元素的行動無線器件之數目。
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