TWI484837B - 基地台的操作方法及基地台 - Google Patents

Description

基地台的操作方法及基地台

本發明係相關於蜂巢式通訊網路用的基地台之操作方法。本發明另相關於蜂巢式通訊網路用的基地台。

習知蜂巢式通訊網路用的基地台包含具有一或多個天線之天線系統，其具有固定波束圖案或者能夠在水平方向上調整波束圖案。

需要提供更精密的基地台和基地台之操作方法，其提供有關基地台的操作特性更多彈性。

根據本發明，有關上述基地台的操作方法，達成此目的係藉由：基地台包含至少一天線系統，其波束圖案係至少受有關傾斜角控制，及藉由使用於資料傳送至及/或自至少一終端的至少一無線電資源與傾斜角的特定值相關聯。

也就是說，本發明的原理建議將不同的傾斜角值用於由該基地台所管理之不同的無線電資源。

例如，根據較佳實施例，分配資料傳送之特定子框給傾斜角的不同值，即、藉由使用各自子框用的不同傾斜角之基地台來傳送前進的資料傳送之不同子框。例如，可分配如同從LTE通訊標準所知之子框的序列給不同的傾斜角 ，以便其各個例如可具有長度1ms(毫秒)之隨後子框利用不同的傾斜角。

根據另一較佳實施例，分配特定頻帶及/或載波頻率給傾斜角的不同值。即、基地台可決定以一或多個特定傾斜角傳送排程給特定頻帶及/或子頻帶的訊號。亦能夠分配各種載波頻率給不同的傾斜角每一個。當然，根據另一實施例，亦能夠組合分配不同傾斜角給各種子框、頻帶、載波頻率，及其他可能的無線電傳送資源之上述方法。

通常，根據另一實施例，基地台可被組構以執行某種最佳化演算法，藉以排程不同資源(子框、頻帶、載波頻率、...)給可以天線系統予以實現之可利用的傾斜角。

根據另一較佳實施例，依據至少以下其中之一來執行無線電資源及/或與該等無線電資源相關聯之終端到傾斜角的特定值之分配：特定規則、由該終端所提供的反饋資訊、基地台和終端之間的距離、相鄰基地台的排程資訊。

根據簡單的實施例，可利用預定的特定規則來分配無線電資源給可利用的傾斜角。例如，可交替分配LTE傳送的隨後子框給不同可利用的傾斜角。即、若以特定天線系統可利用兩不同傾斜角的最大值，則使用該兩可利用的傾斜角之天線系統來傳送每第二子框。

當然，亦可實現其他圖案。

依賴由該終端提供給基地台以使無線電資源與傾斜角的特定值相關聯之反饋資訊的另一有利變形有利地能夠最佳化從基地台到終端的資料傳送，反之亦然。較佳的是，反饋資訊使基地台能夠決定資料傳送的品質，如同由關於基地台所使用的特定傾斜角之行動終端可測量的一般。也就是說，利用此實施例，基地台包含具有依據所使用的傾斜角之傳送品質的特性之資訊。

而且，亦可考慮基地台和終端之間的距離，以分配無線電資源給傾斜角之特定值。

當使無線電資源與可利用的傾斜角相關聯時，亦能夠由基地台考慮相鄰基地台的排程資訊。如此，可以有關將其傾斜角設定成產生縮減的干擾角度之協調方式來操作相鄰基地台。

根據另一較佳實施例，該反饋資訊包含至少以下其中之一：以基地台和行動終端之間的傳送品質為特徵之資訊，諸如例如，如同LTE標準所使用之通道品質指示(CQI)資料，或者諸如亦由LTE標準使用等前置編碼矩陣指數(PMI)。從此類型的反饋資訊，基地台能夠可靠地判斷分配的特定傾斜角是否產生有關傳送品質之改良結果。

根據另一實施例，該反饋資訊包含使基地台和該行動終端之間的傳送品質及/或各種品質與可利用的特定傾斜角值及/或多個特定傾斜角值相關聯之資訊，其表示哪種傾斜角產生哪種傳送品質。

根據另一實施例，基地台傳送指示選定的傾斜角之資訊給該終端。也就是說，通知終端哪一傾斜角已被基地台用來資料傳送到終端。此種資訊可例如包含在額外控制領域中，如包含用以表示可能傾斜值角度的其中之一的一些位元。也就是說，關於兩可能傾斜角，在下行連接中只需要一位元來執行對應的”傾斜角發信號”到終端。此有利地使終端能夠組合如由終端所獲得之傳送品質資訊與指示選定的傾斜角之資訊。如此，終端可簡單地連同局部所決定的傳送品質資訊和所接收的傾斜角發信號資訊一起轉寄到基地台，卻不需要決定基地台已使用哪一傾斜角來各自資料傳送。

根據另一實施例，設定用於該傾斜角的特定值係藉由電子式控制該天線系統之波束圖案。根據此實施例，天線系統具有電子式可控制的波束圖案，其傾斜角可受控。

根據另一較佳實施例，設定該傾斜角的特定值係藉由：設置各個具有特定傾斜角之不同天線(尤其可以是固定傾斜角)，依據欲待設定的想要傾斜角來選擇不同天線的其中之一，及透過該選定天線來傳送資料。也就是說，在此實施例中，可使用習知具有固定傾斜角的天線。關於達成各種不同傾斜角，依據想要的傾斜角，在基地台的操作期間，必須提供和選擇具有不同固定傾斜角之天線的各自數目(即、兩或更多)。

本發明的目的之另一解決方案係由根據申請專利範圍第9項之基地台所給予。基地台包含至少一天線系統，其波束圖案係至少受有關傾斜角控制，其中，基地台被組構以使用於資料傳送至及/或自至少一終端的至少一無線電資源與傾斜角的特定值相關聯。

在附屬項中給予本發明的其他有利實施例。

圖1為蜂巢式通訊網路的基地台100之簡化方塊圖。藉由以本身而言已知的方式來維持各自資料通訊期，基地台100可服務諸如行動使用者終端等一些終端20a。例如，基地台100可根據下面標準的至少其中之一來操作：GSM(全球行動通訊系統)、UMTS(通用行動電信系統)、LTE(長期演進技術)/LTE進階版、WiMax(全球互通微波存取)、WLAN(無線區域網路)。

基地台100包含天線系統110，以形狀111表示之其特有的波束圖案。根據實施例，可電子式控制天線系統110，以重新組構其波束圖案111或至少主波瓣的軸112延伸之波束圖案111的主波瓣之方向。也就是說，可電子式控制被定義作主波瓣的軸112和平行於地面的虛平面P之間的角度之天線系統110的傾斜角θ，更精確的說是其主波瓣111(如可從圖1所收集一般)。例如藉由亦以本身已知的方式來控制基地台100之基本操作的處理機構120來完成此。而且，處理機構120亦可被組構以執行根據下面參考其他圖式所說明之實施例的方法。

根據另一實施例，基地台100可包含其波束圖案無法以電子式控制之天線系統。圖2描劃此種系統。圖2之天線系統包含兩個不同天線110a、110b，其各個被安裝，以便具有相對於地面P之特定、較佳的固定傾斜角。

目前，第一天線110a具有固定傾斜角θa。結果，其輻射圖案的主波瓣111a具有第一方向112a。第二天線110b具有固定傾斜角θb，其不同於第一天線110a的傾斜角θa。結果，其輻射圖案的主波瓣112a具有第二方向112b。

利用圖2所描劃的天線系統，傾斜角控制可被執行如下：因為具有有著不同(固定)傾斜角θa、θb之兩不同天線，所以為了設定特定傾斜角，基地台100(圖1)或其處理機構120分別決定使用哪一傾斜角，之後，具有已決定的傾斜角之天線被選擇及用於資料傳送例如到終端20a。顯然地，以根據圖2之系統所實現的不同傾斜角之數目依賴具有不同傾斜角的天線110a、110b之總數而定。

以電子方式可控制的天線系統110(圖1)與根據2的技術之組合亦可以。

為了提供有關基地台100的操作特性更多彈性，執行下面說明之有關圖3的流程圖之方法。

在第一步驟200中，用於資料傳送至及/或自至少一終端20a之至少一無線電資源(圖1)係與傾斜角θ的特定值相關聯。即、基地台100選擇資料傳送用的特定傾斜角，其特徵係藉由使用特定載波頻率或由基地台所利用之各自通訊標準所定義的一些其他無線電資源所附予。在步驟210中，基地台100使用先前選擇的特定傾斜角來執行資料傳送。

例如，根據較佳實施例，資料傳送之特定子框係分配給傾斜角的不同值，即、進行的資料傳送之不同子框係藉由使用各自子框用的不同傾斜角之基地台100來傳送。例如，可分配從LTE通訊標準所知之子框的序列給不同傾斜角，以便其各個例如具有長度1ms(毫秒)之隨後子框利用不同傾斜角。圖4圖示沿著時間軸t之該基地台100的LTE資料傳送之連續子框0、...、9的序列。如亦從圖4所收集一般，奇數子框1、3、...係與特定傾斜角θb相關聯，而偶數子框0、2、...係與另一可能傾斜角θa相關聯。

根據另一較佳實施例，分配特定頻帶及/或載波頻率給傾斜角的不同值。也就是說，基地台100可決定以一或多個特定傾斜角傳送排程給特定頻帶的訊號。亦能夠分配各種載波頻率給不同的傾斜角每一個。當然，根據另一實施例，亦能夠組合分配不同傾斜角給各種子框、頻帶、載波頻率、及其他可能的無線電傳送資源與由基地台100所利用之通訊標準所定義的其他無線電傳送資源之上述方法。

通常，根據另一實施例，基地台100可被組構以執行最佳化演算法，藉以排程不同資源(子框、頻帶、載波頻率、...)給可以天線系統110予以實現之可利用的傾斜角θa、θb。

根據另一較佳實施例，依據至少以下其中之一來執行無線電資源及/或與該等無線電資源相關聯之終端20a到傾斜角的特定值之分配：特定規則、由該終端20a所提供 的反饋資訊、基地台100和終端20a之間的距離、相鄰基地台(未圖示)的排程資訊。

根據實施例，可利用預定的特定規則來分配無線電資源給可利用的傾斜角θa、θb。例如，如同上面參考圖4所說明一般，可交替分配LTE傳送的隨後子框給不同的可利用傾斜角θa、θb。即、若以特定天線系統110可利用兩不同傾斜角θa、θb的最大值，則使用該兩可利用的傾斜角之天線系統來傳送每第二子框。

當然，亦可實現其他圖案。

依賴由該終端20a提供給基地台100以使無線電資源與傾斜角的特定值相關聯之反饋資訊的另一有利變形有利地能夠最佳化從基地台100到終端20a的資料傳送，反之亦然。較佳的是，反饋資訊使基地台100能夠決定資料傳送的品質，如同由關於基地台100所使用的特定傾斜角之行動終端20a可測量的一般。也就是說，利用此實施例，基地台100包含具有依據所使用的傾斜角之傳送品質的特性之資訊。

而且，亦可考慮基地台100和終端20a之間的距離，以分配無線電資源給傾斜角之特定值。

當使無線電資源與可利用的傾斜角θa、θb相關聯時，亦能夠由基地台100考慮相鄰基地台的排程資訊。如此，可以有關將其傾斜角設定成產生縮減的干擾角度之協調方式來操作相鄰基地台。

根據另一較佳實施例，該反饋資訊包含至少以下其中之一：以基地台100和行動終端20a之間的傳送品質為特徵之資訊，諸如例如，如同LTE標準所使用之通道品質指示(CQI)資料，或者諸如亦由LTE標準使用等前置編碼矩陣指數(PMI)。從此類型的反饋資訊，基地台100能夠可靠地判斷分配的特定傾斜角θa、θb是否產生有關傳送品質之改良結果。

根據另一實施例，該反饋資訊包含使基地台100和該行動終端20a之間的傳送品質與用於該傳送之特定傾斜角θa、θb相關聯之資訊，如此，確定特定傾斜角影響傳送的特定品質。

根據另一實施例，基地台100傳送指示選定的傾斜角θa、θb之資訊給該終端20a。也就是說，通知終端20a哪一傾斜角已被基地台100用來傳送特定資料給終端20a。此種資訊可例如包含在額外控制領域中，如包含用以表示可能傾斜值角度θa、θb的其中之一的一些位元。也就是說，關於兩可能傾斜角θa、θb，在下行連接中只需要一位元來執行對應的“傾斜角發信號”到終端20a。此有利地使終端20a能夠組合如由終端所獲得之傳送品質資訊與指示如由基地台100所傳遞之選定的傾斜角θa、θb之資訊。如此，終端20a可簡單地連同局部所決定的傳送品質資訊和所接收的傾斜角發信號資訊一起轉寄到基地台100，本身卻不需要決定基地台100已使用哪一傾斜角來各自資料傳送。

根據另一實施例，在LTE通訊標準的背景中亦可被稱作eNB(逐漸形成節點B)之基地台100將特定時間間距(如、LTE子框)的不同傾角(即、傾斜角)用於下行連接(DL)傳送。根據特定規則或順序來進行分配傾角給子框，以便不時使用各傾角。較佳的是，根據另一實施例，終端20a從各子框內的共同引示來測量前置編碼矩陣指數(PMI)和通道品質指示(CQI)，及將這些值報告給eNB 100。此外，為了捕獲由於訊號傳播影響所導致的反饋延遲和組件20a、100內的處理延遲，將在有關報告資訊的子框上之資訊(即、反饋資訊)傳送給eNB 100。

從此資訊，eNB 100有利地能夠衍生最佳適當的傾角來服務特定終端20a，例如，藉由比較所反饋的CQI及/或PMI資訊。

可例如由處理機構120實施之eNB 100的排程器使用此資訊，來排程專屬於最佳適當傾角之子框中的各使用者/終端20a之DL(下行連接)傳送。

根據另一實施例，在各框內，eNB 100發送指示所使用的傾角之控制資訊。終端20a解碼此資訊，及將其連同衍生自此子框之CQI/PMI資訊一起發送回去。如此，eNB 100知道所使用的傾角和對應的反饋報告的關係。

根據另一實施例，組合上述實施例的原理與協調排程的技術亦可行：若測量相鄰基地台(未圖示)之最佳伙伴及/或最糟伙伴PMI及知道測量子框/所使用的傾角之關係，則基地台100的排程器及其鄰居具有以最佳方式分配可利用的資源所需之所有資訊。傾角資訊如此添加額外的自由度給現存的排程演算法。

根據另一實施例，基地台100配備有天線系統110，其實現某些數目的分開傾斜角(”傾角(downtilts)”)，如、兩不同傾角。傾角的數目映射到子框的群組數目。在本實施例中，使用兩群組子框，偶數或奇數子框。在下行連接方向上，關於群組內的各子框，應用同一下傾角。在實施例中，以交替的傾角傳送LTE-A子框，具有第一傾角值的奇數子框，具有第二可能傾角值的偶數子框。終端20a接收以已知方式由基地台100傳送之共同引示，及以每一子框為基礎來測量CQI和PMI。連同反饋資訊(CQI、PMI)，終端20a反饋測量是依據偶數還是奇數子框。在此特定例子中，只需要1額外位元反饋。以2位元反饋可處理四個不同傾角。應事先定義和組構不同的子框群組之數目。

根據另一實施例，若例如個別子框數目連同測量反饋一起回報給基地台100，則無須應用特定映射或傾角序列。關於各報告，eNB 100知道已知的傾角，因為已由終端20a對應地通知eNB 100。

根據另一實施例，在下行連接方向上，”傾角控制”資訊插入在各子框中，其識別目前所使用的傾角。終端20a依據子框來測量PMI及/或CQI，及將這些報告連同測量子框內的DL所接收之控制資訊一起反饋。由於此，在終端側上不需要有關所使用的傾角之額外瞭解。

根據另一實施例，將可被用於資料傳送之頻帶的特定部分分配給eNB 100中之可利用的各傾角。每一頻率子帶執行終端20a的PMI和CQI測量(在10-MHz LTE系統中可以下至6 PRB(實體資源區塊)的寬度)。每一頻率子帶反饋報告。以此方式，可由eNB 100衍生出測量與目前所使用的傾角之關係，不需終端20a的特定瞭解。

如上述，可以不同方式來實現不同傾斜角(”傾角”)，例如：

-使用具有電子傾角控制之天線或天線系統110。

-每一eNB 100使用多個天線110a、110b，各個具有不同傾角θa、θb。各子框傳送被切換到適當天線。

-與額外的基帶單元一起組合使用具有不同傾角θa、θb之多個天線110a、110b(如、每一天線一基帶單元)。此亦能夠在同一子框內以不同傾角分配給子頻帶。

較佳的是，執行同步化上行連接(UL)操作(同時開始之DL/UL框)。

實施例所利用之發明原理有利地能夠減少單元間干擾，因此增加光譜效率。

藉由提供可行方案具有固定傾斜角之可利用的天線，所建議的方案能夠馬上部署終端(即、UE-)特定傾角。由終端20a所提供的關於時序關係之任何可能需要的額外資訊並非專屬於這些實施例，而是亦可有助於或可用於有關協調的排程之目前討論的建議及接合的處理技術。

本發明原理能夠以相當簡易的天線硬體來部署高階的單元間干擾縮減方法。

上述實施例並不侷限於蜂巢式通訊網路的基地台100。而是可將分配不同傾角給不同傳送資源之本發明原理應用到具有至少一天線系統110的任何基地台，其傾角(或對應波束圖案的主波瓣之傾角)可被控制，如以電子方式或以電機為基礎或者藉由在具有固定傾角的不同天線110a、110b之間切換。典型上，可將此原理應用到GSM-、UMTS-、LTE-、及WiMAX-為基的基地台，以及到根據其他現存或未來的標準來操作之基地台。

有利地，應用本發明原理減少網路規劃所需的付出，及增加網路健全性。而且，因為基地台100或其處理機構120可應用本發明原理，所以能夠分散適應無線電存取網路對改變的環境和操作條件。

由應用本發明原理所增加的進一步自由度可有利地被用於提高現存排程技術，如有關公平或光譜效率等等。

說明和圖式僅圖解說明本發明的原理。如此應明白，精於本技藝之人士將能夠設計雖然此處未清楚說明或圖示之各種配置，體現本發明的原理並且包括在其精神和範疇內。而且，此處所列舉之所有例子原則上明確欲用於僅作教育目的，來幫助讀者瞭解本發明人所提供之本發明的原理和概念及促進本技藝，及此種特定列舉的例子和條件應被闡釋作非限制性。而且，列舉本發明的原理、觀點、和實施例之此處的所有陳述與其特定例子欲包含其同等物。

經由使用專屬硬體以及能夠執行與適當軟體相關聯之軟體的硬體，可提供包括標稱作’處理器’之任何功能性方塊的圖式所示之各種元件的功能。當由處理器提供時，可由單一專屬處理器、由單一共享處理器、或由複數個個別處理器(其中一些可共享)來提供功能。而且，字詞’處理器’或’控制器’的明確使用不應被闡釋作排他性意指能夠執行軟體的硬體，而是可暗示性包括(非限制性)數位訊號處理器(DSP)硬體、網路處理器、應用特定積體電路(ASIC)、現場可程式閘陣列(FPGA)、儲存軟體用的唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、及非揮發性儲存體。亦可包括習知及/或訂製的其他硬體。同樣地，圖式所示之任何開關只是概念性的。可經由程式邏輯的操作、經由專屬邏輯、經由程式控制和專屬邏輯的互動、或甚至相互來實行其功能，從內容尤其可更加明白能夠由實施者來選擇特別技術。

20a．．．終端

100．．．基地台

110．．．天線系統

110a．．．第一天線

110b．．．第二天線

111．．．波束圖案

111a．．．主波瓣

111b．．．主波瓣

112．．．主波瓣的軸

112a．．．第一方向

112b．．．第二方向

120．．．處理機構

在下面參考圖式的詳細說明中給予本發明的其他特徵、觀點、及有利點，在圖式中：

圖1為根據實施例之基地台的簡化方塊圖，

圖2為根據另一實施例之基地台的天線系統之簡化方塊圖，

圖3為根據實施例之基地台的操作方法之簡易流程圖，以及

圖4為子框和相關傾斜角的例示序列圖。

20a．．．終端

100．．．基地台

110．．．天線系統

111．．．波束圖案

112．．．主波瓣的軸

120．．．處理機構

Claims (14)

1. 一種蜂巢式通訊網路用的基地台(100)之操作方法，其中，該基地台(100)包含至少一天線系統(110)，其波束圖案係至少受有關傾斜角(θ)控制，其中，用於資料傳送至及/或自至少一終端(20a)的至少一無線電資源係與該傾斜角(θ)的特定值相關聯，其中，該等無線電資源及/或與該等無線電資源相關聯之終端(20a)到該傾斜角(θ)的特定值之該分配係依據以下至少其中之一來執行：特定規則、由該終端(20a)所提供的反饋資訊、該基地台(100)和終端(20a)之間的距離、相鄰基地台的排程資訊，其中，該反饋資訊包含至少以下其中之一：以該基地台和該行動終端之間的傳送品質為特徵之資訊、以及使該基地台(100)和該行動終端(20a)之間的傳送品質與該傳送用的特定傾斜角值相關聯之資訊。
2. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中，特定子框係分配給該傾斜角(θ)的不同值。
3. 根據申請專利範圍第1項之方法，其中，特定頻帶及/或載波頻率係分配給該傾斜角(θ)的不同值。
4. 據申請專利範圍第1項之方法，其中，該反饋資訊包含至少以下其中之一：以該基地台(100)和該行動終端(20a)之間的傳送品質為特徵之資訊、使該基地台(100)和該行動終端(20a)之間的傳送品質與該傳送用的特定傾斜角值相關聯之資訊。
5. 根據申請專利範圍第4項之方法，其中，該基地台(100)傳送指示選定的傾斜角之資訊到該終端(20a)。
6. 根據申請專利範圍第4項之方法，其中，設定該傾斜角(θ)的特定值係藉由：電子式控制該天線系統(110)的該波束圖案。
7. 根據申請專利範圍第4項之方法，其中，設定該傾斜角(θ)的特定值係藉由：設置各個具有特定傾斜角(θa，θb)之不同天線(110a，110b)，依據欲待設定的想要傾斜角來選擇該等不同天線(110a，110b)的其中之一，及透過該選定天線來傳送資料。
8. 一種蜂巢式通訊網路用的基地台(100)，其中，該基地台(100)包含至少一天線系統(110)，其波束圖案係至少受有關傾斜角(θ)控制，其中，該基地台(100)被組構以使用於資料傳送至及/或自至少一終端(20a)的至少一無線電資源與該傾斜角(θ)的特定值相關聯，其中，該基地台(100)被組構以依據以下至少其中之一：特定規則、由該終端(20a)所提供的反饋資訊、該基地台(100)和終端(20a)之間的距離、相鄰基地台的排程資訊，來執行無線電資源及/或與該等無線電資源相關聯之終端(20a)到該傾斜角(θ)的特定值之該分配，其中，該反饋資訊包含至少以下其中之一：以該基地台和該行動終端之間的傳送品質為特徵之資訊、以及使該基地台(100)和該行動終端(20a)之間的傳送品質與該傳送用的特定傾斜角值相關聯之資訊。
9. 根據申請專利範圍第8項之基地台(100)，其中，該基地台(100)被組構以分配特定子框給該傾斜角(θ)的不同值。
10. 根據申請專利範圍第8項之基地台(100)，其中，該基地台(100)被組構以分配特定頻帶及/或載波頻率給該傾斜角(θ)的不同值。
11. 根據申請專利範圍第8項之基地台(100)，其中，該反饋資訊包含至少以下其中之一：以該基地台(100)和該行動終端(20a)之間的傳送品質為特徵之資訊、使該基地台(100)和該行動終端(20a)之間的傳送品質與該傳送用的特定傾斜角值相關聯之資訊。
12. 根據申請專利範圍第8項之基地台(100)，其中，該基地台(100)被組構以傳送指示選定的傾斜角之資訊到該終端(20a)。
13. 根據申請專利範圍第8項之基地台(100)，其中，該基地台(100)被組構以設定該傾斜角(θ)的特定值係藉由：電子式控制該天線系統(110)的該波束圖案。
14. 根據申請專利範圍第8項之基地台(100)，其中，該基地台(100)被組構以設定該傾斜角(θ)的特定值係藉由：設置各個具有特定傾斜角(θa，θb)之不同天線(110a，110b)，依據欲待設定的想要傾斜角來選擇該等不同天線(110a，110b)的其中之一，及透過該選定天線來傳送資料。