TWI516045B - 用於支援多個反向鏈路資料串流的系統和方法 - Google Patents

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Description

用於支援多個反向鏈路資料串流的系統和方法 【相關申請的交叉引用】
本專利申請案請求享有2009年4月6日提出申請的名稱為「RL MIMO for EV-DO」的美國臨時申請案第61/167,118號的優先權並且請求2009年10月20日提出申請的名稱為「Systems and Methods Providing Mobile Transmit Diversity」的美國申請案第12/582,514號的優先權，且本案是美國申請案第12/582,514號的部分接續案，美國申請案第12/582,514號請求2009年6月11日提出申請的名稱為「Mobile Transmit Diversity for EVDO,」的美國臨時申請案第61/186,124號以及2008年10月24日提出申請的名稱為「Mobile Transmit Diversity for EVDO」的美國臨時申請案第61/108,352號的優先權，所有該等申請案已經轉讓給本案的受讓人，故以引用方式明確併入本文。
在無線通訊系統中，發射機可以使用多個發射天線進行資料傳輸。無線通訊系統中的接收機可以具有接收資料傳輸的不同能力。與接收機進行通訊的狀況可能變化，使得 在給定的時間和地點一種類型的通訊比另一種類型的通訊更適合。雖然狀況和能力存在差異，但是發射機應能夠根據其特定環境與不同接收機進行通訊。
先前技術中似仍存有缺失。
本發明揭示用於在無線存取網路中進行秩調適和多個串流反向鏈路通訊的技術。遠端單元使用單獨的識別符發送一或多個反向鏈路資料串流到基地台。可以根據來自基地台的回饋可決定反向鏈路資料串流的數量或者藉由測試一或多個多天線發射假設來對其進行決定。基地台可以使用從一或多個反向鏈路資料串流獲得的資訊來估計通道狀況並且可以決定通訊通道的空間秩。遠端單元可以與基地台協作對每個反向鏈路資料串流進行單獨的錯誤控制和功率控制程序。
本案揭示由演進資料最佳化(EV-DO)網路中的存取終端使用的方法。該方法包括：決定要發送的反向鏈路資料串流的數量並且從複數個天線決定用於發送反向鏈路資料串流的天線選擇。要發送的反向鏈路資料串流的數量可以基於來自基地台的回饋，或者其可以涉及在沒有來自基地台的具體指導的情況下測試不同的多天線假設。該方法亦包括：當反向鏈路資料串流的數量至少為2時，使用該天線選擇發送包括第一媒體存取控制(MAC)指數的第一資料串流並且同時發送包括第二MAC指數的第二資料串 流。
本案亦揭示支援EV-DO的存取終端。該存取終端可以包括：用於決定要發送的反向鏈路資料串流的數量的構件，以及用於從複數個天線決定用於發送反向鏈路資料串流的天線選擇的構件。該存取終端亦包括：用於回應於決定反向鏈路資料串流的數量至少為2，使用該天線選擇來發送包括第一媒體存取控制(MAC)指數的第一資料串流並且同時發送包括第二MAC指數的第二資料串流的構件。
本案揭示具有複數個天線和複數個收發機的支援EV-DO的存取終端。每個收發機耦合到複數個天線中對應的天線。該存取終端亦包括耦合到該收發機的控制器。該控制器決定要發送的反向鏈路資料串流的數量並且從複數個天線決定的用於發送反向鏈路資料串流的天線選擇。要發送的反向鏈路資料串流的數量可以基於從基地台接收的回饋。該控制器亦可以基於在沒有來自基地台的具體指導的情況下測試一或多個多天線假設的結果來決定反向鏈路資料串流的數量。該控制器回應於決定反向鏈路資料串流的數量至少為2，使得使用該天線選擇來發送包括第一媒體存取控制(MAC)指數的第一資料串流並且與其同時發送包括第二MAC指數的第二資料串流。
一種電腦程式產品包括處理器可讀取媒體，該處理器可讀取媒體儲存用於EV-DO網路中的存取終端的處理器可讀取指令。指令用於使處理器決定要發送的反向鏈路資料串流的數量以及從複數個天線決定用於發送反向鏈路資 料串流的天線選擇。指令亦用於使該存取終端當反向鏈路資料串流的數量至少為2時使用該天線選擇發送包括第一媒體存取控制(MAC)指數的第一資料串流並且同時發送包括第二MAC指數的第二資料串流。
本案揭示由EV-DO網路中的基地台使用的方法。該方法包括：估計與存取終端進行通訊的通道狀況以及基於所估計的通道狀況來決定該存取終端的空間秩。該存取終端的空間秩與該存取終端可以在EV-DO網路的反向鏈路上發送的資料串流的數量相對應。該方法亦包括：向存取終端分配針對該多個資料串流中的每個資料串流的單獨的媒體存取控制(MAC)指數並回應於該存取終端發送的資料串流使用分配的每個MAC指數來發送功率控制信號。
本案揭示EV-DO基地台。該基地台包括：複數個天線構件、用於估計與存取終端進行通訊的通道狀況的構件，以及用於基於所估計的通道狀況決定該存取終端的空間秩的構件。該基地台亦包括：用於決定該存取終端在EV-DO網路的反向鏈路上進行發送時由該存取終端使用的複數個導引向量的構件，每個導引向量包括調適到所估計的通道狀況的波束成形參數。該基地台包括：用於使用被分配由該存取終端使用的一或多個媒體存取控制(MAC)指數，向該存取終端發送與該空間秩和該複數個導引向量有關的資訊的構件。
本案揭示具有複數個天線的EV-DO基地台。該基地台包括：通道模組，用於估計與存取終端進行通訊的通道狀況 並且基於所估計的通道狀況決定該存取終端的空間秩。該基地台亦包括：波束成形模組，用於決定該存取終端在EV-DO網路的反向鏈路上進行發送時使用的複數個導引向量，該複數個導引向量包括調適到所估計的通道狀況的波束成形參數。該基地台亦包括：回饋模組，用於使用被分配用於該存取終端的一或多個媒體存取控制(MAC)指數，向該存取終端發送與該空間秩和該複數個導引向量有關的資訊。
本案揭示包括處理器可讀取媒體的電腦程式產品，該處理器可讀取媒體儲存用於EV-DO網路中的基地台的處理器可讀取指令。該等指令用於：使處理器估計與存取終端進行通訊的通道狀況並且基於所估計的通道狀況決定該存取終端的空間秩。該存取終端的空間秩與該存取終端可以在EV-DO網路的反向鏈路上發送的資料串流的數量相對應。該等指令用於：使該處理器向該存取終端分配針對該多個資料串流中的每個資料串流的單獨的媒體存取控制(MAC)指數，並且回應於該存取終端發送的資料串流使用分配的每個MAC指數來發送功率控制信號。
100‧‧‧無線通訊系統
120‧‧‧遠端單元
125A‧‧‧半導體處理器設備
125B‧‧‧半導體處理器設備
125C‧‧‧半導體處理器設備
130‧‧‧遠端單元
140‧‧‧遠端單元
150‧‧‧基地台
160‧‧‧基地台
180‧‧‧前向鏈路(FL)信號
190‧‧‧反向鏈路(RL)信號
200‧‧‧系統
210‧‧‧基地台
212‧‧‧資料源
220‧‧‧TX資料處理器
230‧‧‧TX空間處理器
2321‧‧‧發射機
232t‧‧‧發射機
2341‧‧‧天線
234t‧‧‧天線
236‧‧‧RX空間處理器
238‧‧‧RX資料處理器
239‧‧‧資料槽
240‧‧‧控制器/處理器
242‧‧‧記憶體
244‧‧‧通道處理器
250‧‧‧存取終端
2521‧‧‧天線
252r‧‧‧天線
2541‧‧‧接收機(RCVR)
254r‧‧‧接收機(RCVR)
260‧‧‧接收(RX)空間處理器
270‧‧‧RX資料處理器
272‧‧‧資料槽
280‧‧‧資料源
282‧‧‧TX資料處理器
284‧‧‧TX空間處理器
290‧‧‧控制器/處理器
292‧‧‧記憶體
294‧‧‧通道處理器
300‧‧‧程序
310‧‧‧方塊
320‧‧‧方塊
330‧‧‧方塊
340‧‧‧方塊
350‧‧‧方塊
400A‧‧‧程序
400B‧‧‧程序
410‧‧‧方塊
420‧‧‧方塊
430‧‧‧方塊
440‧‧‧方塊
465‧‧‧方塊
470‧‧‧方塊
475‧‧‧方塊
480‧‧‧方塊
500‧‧‧系統
510‧‧‧基地台
520‧‧‧通道模組
525‧‧‧BTS波束成形模組
530‧‧‧回饋模組
535‧‧‧干擾消除模組
540‧‧‧資料槽
550‧‧‧存取終端
560‧‧‧波束成形模組
565‧‧‧第一串流
570‧‧‧第二串流
600‧‧‧程序
610‧‧‧方塊
620‧‧‧方塊
630‧‧‧方塊
640‧‧‧方塊
650‧‧‧方塊
700‧‧‧程序
710‧‧‧方塊
720‧‧‧方塊
730‧‧‧方塊
740‧‧‧方塊
750‧‧‧方塊
800‧‧‧波束成形
圖1圖示無線通訊系統的方塊圖。
圖2圖示基地台和存取終端的方塊圖。
圖3圖示用於反向鏈路MIMO資料傳輸的程序。
圖4A圖示示例性錯誤控制程序。
圖4B圖示示例性功率控制程序。
圖5圖示基地台和存取終端的方塊圖。
圖6圖示反向鏈路資料傳輸使用的秩調適程序。
圖7圖示用於封閉迴路MIMO系統中的資料傳輸的程序。
圖8圖示波束成形和天線選擇的態樣。
在圖中，相似的元件及/或特徵可以具有相同的元件符號。可以使用帶有破折號的第一元件符號和區分相似元件的第二元件符號來識別相似的元件。若只使用第一元件符號，則描述適用於第一元件符號標出的任何類似的組件。
圖1圖示包括三個遠端單元(亦稱「存取終端」)120、130和140以及兩個基地台150、160的示例性無線通訊系統100。基地台150、160是遠端單元120、130、140可以經由其接收語音和資料服務的存取網路(AN)的一部分。為了討論的目的，只圖示少數設備。然而，無線通訊系統100可以具有許多更多的遠端單元和基地台。
遠端單元120、130和140分別包括半導體處理器設備125A、125B和125C，其在各個實施例中為多輸入多輸出(MIMO)資料傳輸提供包括天線選擇、波束成形、功率控制、錯誤校正等的功能。可以使用儲存到電腦可讀取媒體的可執行代碼實現本文描述的操作，電腦可讀取媒體整合到或者分離於處理器設備125A、125B和125C。代碼包括的指令可以用於當處理器125直接或間接執行該等指令時使該處理器執行所述功能。
遠端設備可以包括行動設備，諸如蜂巢式電話、手持個人通訊系統(PCS)設備，及/或諸如個人資料助理、筆記型電腦、小筆電等的攜帶型資料單元。遠端單元亦可以包括固定位置資料單元。此處，遠端單元120是行動電話，遠端單元130是攜帶型電腦，並且遠端單元140是無線區域迴路系統中的電腦。儘管圖1根據本案內容的教示圖示遠端單元，本案內容不限於該等示例性所示單元。可以使用包括多個天線的任何設備來合適地使用本案內容。
圖1亦圖示從基地台150、160到遠端單元120、130和140的前向鏈路(FL)信號180以及從遠端單元120、130和140到基地台150、160的反向鏈路(RL)信號190。在一個實例中，系統100是EV-DO網路，其中前向鏈路是時間多工的，並且反向鏈路是分碼多工的。反向鏈路上的一些傳輸包括幫助解碼的引導頻信號，並且一些前向鏈路傳輸包括由遠端單元用來如本文所述改良通訊的回饋。
儘管以下實例專門代表EV-DO網路中的基地台和遠端單元，實施例的範圍不限於此。例如，本文描述的許多特徵適用於EV-DO系統以外的系統，諸如使用高速封包存取(HSPA)、通用行動電訊系統(UMTS)、GSM演進的增強型資料速率(EDGE)、長期進化(LTE)等的系統。
圖2圖示包括存取終端250和基地台210的示例性系統200。基地台210裝有多個(T個)天線2341至234t，其每個耦合到相應的收發機232，以進行前向鏈路上的資料發送和反向鏈路上的資料接收。存取終端250亦裝有耦合 到收發機254的多個(R個)天線2521至252r，以進行前向鏈路上的資料接收和反向鏈路上的資料發送。每個天線234、252可以是實體天線或天線陣列。
在前向鏈路上，在基地台210，發射(TX)資料處理器220從資料源212接收訊務資料、根據封包格式處理(例如，格式化、編碼、交錯和符號映射)訊務資料並且產生資料符號。如本文所使用的，符號通常具有複數值。資料符號是用於資料的符號，並且引導頻符號是用於引導頻的符號。引導頻包括發射機和接收機皆先驗已知的資料。封包格式可以指示資料速率、編碼方案或碼速率、調制方案、封包大小及/或其他參數。TX資料處理器220將資料符號解多工為M個串流，其中1≦M≦T，M由控制器/處理器240決定。M個資料符號串流亦可以稱為資料串流、空間串流、輸出串流或其他術語。
TX空間處理器230多工引導頻符號與資料符號、對多工的資料和引導頻符號進行波束成形，並且提供T個輸出符號串流到T個發射機(TMTR)232。每個發射機232處理(例如，調制、變換為類比、濾波、放大和升頻轉換)其輸出符號串流並且產生前向鏈路信號。從天線2341至234t分別發射來自發射機2321至232t的T個前向鏈路信號。
在存取終端250，R個天線2521至252r接收T個前向鏈路信號，並且每個天線252提供接收信號到各別的接收機(RCVR)254。每個接收機254處理(例如，濾波、放大、 降頻轉換、數位化和解調制)其接收信號、提供接收的資料符號到接收(RX)空間處理器260，並且提供接收的引導頻符號到通道處理器294。通道處理器294基於接收的引導頻符號來估計前向鏈路通道回應並且提供通道估計到RX空間處理器260。RX空間處理器260可以使用通道估計對接收的資料符號進行MIMO偵測並且提供資料符號估計。RX資料處理器270進一步處理(例如，解交錯和解碼)資料符號估計並且提供解碼的資料到資料槽272。
如通道狀況所決定的，存取終端250可以在反向鏈路上同時發送一或多個資料串流。在RL-MIMO操作模式中，基地台210可以給存取終端250分配至少兩個識別符。AN可以使用識別符將分開的RL資料串流關聯到存取終端250。例如，在EV-DO網路中，識別符可以是對應於前向鏈路信號的媒體存取控制(MAC)指數(index)。存取終端250亦可以工作在單個串流發射分集模式。在此種情況下，使用例如一對天線252在反向鏈路上發送單個資料串流。如下文更詳細描述的，存取終端250的操作模式可以基於通道狀況而變化。
開放迴路或封閉迴路控制機制可以用於RL-MIMO和單個串流發射分集模式。使用開放迴路控制，存取終端250可以決定要發送的反向鏈路資料串流的數量，以及在沒有來自基地台210的明確指導的情況下決定用於發送該等數量的反向鏈路資料串流的天線選擇或波束成形參數。存取終端250可以測試關於用於在反向鏈路上進行發送的對於 多個天線使用的各種假設，並且選擇滿足一或多個預定準則的假設。該預定準則可以包括減少反向鏈路上的發射功率或者減少錯誤率。
使用封閉迴路控制，另一方面，存取終端250和基地台210基於通道狀況合作決定天線選擇或波束成形參數。存取終端250可以以相同功率位準發射兩個或兩個以上引導頻並且基地台210可以基於從引導頻獲得的資訊來估計通道狀況。基地台210可以發送導引向量(steering vector)或編碼簿資訊(codebook information)到存取終端250，以協助用於反向鏈路傳輸的天線選擇及/或波束成形。導引向量及/或編碼簿可以與指令一起儲存在記憶體292中，當由控制器/處理器290執行該指令時，其可用於執行本文描述的操作。
存取終端的控制器/處理器290指導TX資料處理器282從資料源280發送一或多個資料串流。TX資料處理器282處理每個資料串流的資料符號並且將其與引導頻符號多工。TX空間處理器284進一步處理多工的串流以產生一或多個反向鏈路信號。TX空間處理器284將RL信號傳送到與天線選擇252相關聯的發射機254，在該處使用由波束成形參數決定的權重和相位將其發送。記憶體292耦合到控制器/處理器290並且儲存資料和程式指令，當由控制器/處理器290執行時其使得存取終端250執行本文描述的操作。
在基地台210，RL信號由天線234接收、由接收機 (RCVRS)232處理、由RX空間處理器236空間處理並且進一步由RX資料處理器238處理以恢復存取終端250發送的回饋資訊和訊務資料。例如，使用EV-DO網路，回饋資訊可以包括規定對應的反向鏈路資料串流的資料速率的反向速率指示符(RRI)，以及來自H-ARQ(混合自動重複請求)程序的應答和DRC(資料速率控制)資訊。從RL信號恢復的訊務資料被傳送到資料槽239。資料槽239可以耦合到AN，在AN可以結合提供網路服務來合併來自存取終端250的分開的資料串流。
控制器/處理器240控制去往存取終端250的資料傳輸。在封閉迴路模式中，控制器/處理器240可以決定通道的空間秩(spatial rank)以及合適的天線選擇或波束成形參數，以用於基於當前狀況與存取終端250進行通訊。空間秩S定義存取終端250可以在反向鏈路上同時發送的RL資料串流的數量，並且可以給定為S≦min(T,R)。例如，若基地台210具有16個天線(T=16)並且存取終端250具有2個天線(R=2)，則存取終端250可以同時發送的資料串流的最大數量是2。
通道處理器244基於來自存取終端250的RL傳輸來估計通道狀況。在一個實施例中，來自存取終端250的至少一個RL信號包括正交的主引導頻和次級引導頻。通道處理器244可以基於從引導頻獲得的資訊來估計通道狀況，並且，例如，可以產生通道回應矩陣。控制器/處理器240基於來自通道處理器244的資訊決定存取終端250的空間 秩。在封閉迴路模式中，控制器/處理器240亦可以計算由存取終端使用的導引向量或者從對應於預定的導引向量的編碼簿中選擇條目。
控制器/處理器240可以在一或多個前向鏈路信號中將關於空間秩及/或導引向量的資訊傳送到存取終端250。使用EV-DO網路，可以分配不同的MAC指數以由存取終端250用於RL-MIMO模式，並且每個MAC指數可以用來發送單獨的反向鏈路資料串流。使用對應的MAC指數，基地台210可以發送波束成形和天線選擇資訊到存取終端250以用於RL傳輸，並且可以單獨地控制每個RL資料串流的發射功率位準。記憶體242耦合到控制器/處理器240並且可以儲存資料和程式指令，當由控制器/處理器240執行該等資料和程式指令時其使得基地台210執行本文所述的操作。
圖3圖示用於在開放迴路系統中進行天線選擇和波束成形的示例性程序300。例如，程序300可以由諸如存取終端250(圖2)的存取終端執行。
在方塊310，存取終端與存取網路進行能力交換程序。例如，其可發生於存取終端(AT)上電時或者當其進入基地台的覆蓋區域時。AT可以將其設備能力傳送到基地台，包括其是否支援RL-MIMO及/或單個串流分集發射模式。基於設備能力，AN可以分配一或多個識別符以由存取終端在發送和接收RL資料串流時使用。例如，使用EV-DO網路，可以自動分配兩個MAC指數以由支援RL-MIMO或 單個串流分集的AT使用。或者，在空間秩決定之前可分配單個MAC指數。
在方塊320至330，存取終端決定要發送的RL串流的數量以及對應的波束成形或天線選擇參數。當工作於開放迴路模式時，AT可以測試不同的發射假設以決定要發送的RL串流的數量。例如，AT可以假設通道狀況支援RL-MIMO並且可以決定用於發送兩個(或兩個以上)RL資料串流的波束成形參數。此後，AT可以調整用於其RL-MIMO假設的波束成形參數，或者當其決定RL串流的數量是1時可以從RL-MIMO轉變為單個串流分集模式。對波束成形參數及/或要發送的RL資料串流的數量的調整可以基於從來自存取網路的間接回饋。此種間接回饋的實例可以包括用於被測試的假設的發射功率位準及/或重傳的數量。
例如，在EV-DO網路中，基地台使用開放連接發送功率控制訊息到每個AT以增加或降低RL發射功率。當反向鏈路資料傳輸被成功解碼或者需要重傳時基地台亦對AT進行應答。使用開放迴路控制，AT可以監測功率控制及/或重傳訊息的數量，並且相對於預定閾值、觀測的均值或者一些其他度量對其天線選擇或波束成形進行調整。例如，在MIMO模式，若成功發送兩個資料串流所需要的功率超過預定值，則AT可以改變其天線選擇或波束成形參數。若此種情況繼續存在，AT可以停止發送一個RL資料串流並且退回單個串流分集模式。
或者，在封閉迴路模式中，AT基於來自AN的與通道的空間秩有關的回饋來決定要發送的RL串流的數量。例如，若來自AN的回饋指示空間秩為2，則存取終端可以進入RL-MIMO模式，在其中其同時發送兩個反向鏈路資料串流。另一方面，若來自AN的回饋指示更低的空間秩，則存取終端可在單個串流分集模式中僅發送一個RL資料串流，或者在單天線模式中發送一個RL資料串流。
在方塊340，使用第一MAC指數，AT向存取網路發送第一RL資料串流。如前所述，第一資料串流可以包括與訊務資料多工的主引導頻和次級引導頻。主引導頻和次級引導頻可以是正交的，並且可以提供資訊以協助基地台估計通道狀況並依須求提供空間秩回饋。可以使用不同的長碼遮罩、使用不同的Walsh碼或者使用不同的正交展頻來發送各種引導頻。
在方塊350，在MIMO模式，AT使用第二MAC指數在反向鏈路上發送第二RL資料串流。發送第二RL資料串流(以及可能額外的RL資料串流)可能與發送第一RL資料串流是同時的。存取終端發送的RL資料串流的數量可根據空間秩或者測試不同發射假設的結果而改變；每個RL資料串流可以由存取網路單獨控制，並且每個RL資料串流可以具有其自己的功率位準、資料速率、錯誤控制程序等。
圖4A圖示諸如可以用於反向鏈路MIMO資料傳輸的示例性錯誤控制程序400A。例如，程序400A可以由存取終 端執行，諸如存取終端250(圖2)。
在反向鏈路MIMO模式，例如，可以分配兩個MAC指數M1、M2由AT使用。MAC指數用來識別屬於AT的資料串流，並可以根據通訊通道的空間秩分配MAC指數由AT使用。在一些實施例中，存取網路中的其他AT可以重用MAC指數值。例如，AN可以排程存取終端要求與其各別的RL傳輸有關的回饋，尤其是FL信號的時槽，使得相同的MAC指數可以在不同時槽中由不同的AT使用。
可以使用混合自動重複請求(H-ARQ)程序來實現對RL資料串流的錯誤控制。在方塊410，AT從基地台接收與第一RL資料串流(RL1)有關的第一錯誤控制回饋。錯誤控制回饋可以包括：指示在RL1上發送的資料被成功解碼的ACK訊息、指示RL1資料沒有被成功解碼的NACK訊息、或者與RL1資料串流有關的一些其他訊息。在方塊420，AT接收與其第二RL資料串流(RL2)有關的第二錯誤控制回饋。
可以使用對應的MAC指數值在前向鏈路上將第一和第二錯誤控制訊息發送到AT。例如，可以使用MAC指數M1發送與RL1傳輸有關的回饋、可以使用MAC指數M2發送與RL2傳輸有關的回饋，等等。在方塊430，AT基於第一錯誤控制回饋進行第一H-ARQ程序。取決於接收的回饋，AT可以繼續其資料傳輸或者重傳一或多個資料區塊。在方塊440，AT基於第二錯誤控制回饋進行第二H-ARQ程序。注意，AT可以回應於來自基地台的錯誤控 制訊息對其每個RL資料串流進行單獨的錯誤控制程序。
圖4B圖示示例性功率控制程序400B，諸如可以用於反向鏈路MIMO資料傳輸的控制程序。存取終端(諸如存取終端250)可以將程序400B與錯誤控制程序400A一起進行或者分別進行。
當資料在基地台與存取終端之間交換時，可以根據當前狀況來調整反向鏈路發射功率。在反向鏈路MIMO模式，存取終端可以基於來自基地台的回饋對其每個反向鏈路資料串流單獨地調整發射功率位準。在方塊465，AT從基地台接收第一反向功率控制命令RPC1。RPC1訊息可以與第一反向鏈路資料串流RL1的發射功率位準有關，並且，例如，可以指示RL1發射功率應該增加、減少或者維持在其當前水平。在方塊470，AT接收與其第二RL資料串流RL2的發射功率有關的第二反向功率控制命令RPC2，等等。像H-ARQ程序中的錯誤控制一般，可以使用對應於其每個RL資料串流的MAC指數值來將RPC訊息引導至AT。
RL傳輸的資料速率可以受若干因素的影響，其包括：發射功率、通道狀況、存取終端的行動性、細胞服務區-扇區內AT的位置等。例如，當AT位於細胞服務區邊緣時維持特定資料速率所需要的發射功率可能高於當AT位於接近基地台時維持特定資料速率所需要的發射功率。因此，AT對於其每個RL資料串流可以獨立地決定資料速率。在方塊475，AT決定用於RL1的第一資料速率。在方塊480， AT決定用於RL2的第二資料速率。可以由AT添加到RL資料串流的對應的反向速率指示符RRI來將每個資料速率指示給AN。如方塊475所示，根據RPC1調整發射功率以後，AT以信號告知AN：RL1是以資料速率RRI1發送的。類似地，在方塊480，AT調整RL2的發射功率並且以信號告知AN：RL2是以資料速率RRI-2發送的。
圖5圖示示例性系統500，其包括協作對反向鏈路資料傳輸進行波束成形的存取終端550和基地台510。基地台510和存取終端550可以類似於結合圖2所描述的基地台210和存取終端250。
存取終端550圖示為具有兩個RL資料串流，包括第一串流565和第二串流570。串流565、570包括多種信號，其包括：主引導頻、資料和管理負擔資訊，如x(n)和y(n)，其分別被傳送到波束成形模組560。在本實例中，AT波束成形模組560將正交於主引導頻的次級引導頻添加到第一串流565，以協助基地台510估計通道。第一串流與第二串流可以具有不同的長碼遮罩、不同的Walsh碼以及不同的正交展頻。
基地台510圖示為包括：通道模組520、BTS波束成形模組525、回饋模組530、干擾消除模組535和資料槽540。現在參照圖6的程序600來描述基地台510的封閉迴路MIMO操作。
在方塊610，通道模組520從存取終端550至少接收第一RL資料串流565。在方塊620，通道模組520使用從主 引導頻和次級引導頻獲得的資訊來估計MIMO通道的秩。在本實例中，兩個引導頻皆被包括於同一RL串流，以確保其以相同的功率位準被發射。結合圖4B所討論的，由於可以對每個RL資料串流565、570進行獨立功率控制，此種方法有助於通道估計。
在方塊630，通道模組520評估不同通道秩的性能，並且決定用於與存取終端550進行通訊的空間秩。可以根據基於性能的準則來選擇空間秩。例如，可以由諸如通道容量、吞吐量、信號品質等的度量來量化性能。通道模組520可以選擇與其他可能性相比而增加性能度量的空間秩，並且在一些實施例中，可以收集關於信號品質的資訊，諸如信雜比(SNR)、信號-雜訊與干擾比(SINR)、每符號能量-雜訊比(Es/No)等等。
BTS波束成形模組525決定對應於估計的通道秩的波束成形(「導引」)向量。可以基於來自通道模組520的通道回應資訊來計算波束成形向量。或者，可以從基地台和存取終端共享的編碼簿獲取波束成形向量。編碼簿可以具有對應於預定義波束的若干個條目。每個導引向量或編碼簿條目可以包括多天線資料傳輸的權重(冪)和相位。
例如，使用兩個天線，向量[1,1]規定在波束成形中第二天線使用與第一天線相同的相位。[1,-1]向量意謂第二天線的相位與第一天線有180度的偏移。向量可以是複數值，其中虛數j指示90度的相對相移，並且負數j指示270度的相對相移。可替換地或者附加地，天線選擇向量([0, 1]、[1,0])可以包括在波束成形向量中，以作為開始或者停止使用特定天線的方式。
在方塊640，回饋模組530發送空間秩和波束成形資訊到存取終端550。基地台510可以為將用於多天線傳輸的每個天線提供波束成形向量。或者，基地台510可以僅為第一天線提供波束成形向量，並且存取終端550可以計算或者獲取另外的波束成形向量。例如，使用兩個天線，波束成形模組525可以為第一天線計算波束成形向量，並且存取終端550可以為使用第二天線發送的資料決定一或多個正交的波束成形向量。或者，波束成形模組525可以選擇一或多個編碼簿條目，並且基地台510可以發送所選條目的指數到存取終端550。
回饋模組530可以使用其分配的MAC指數值將空間秩和波束成形資訊添加到發往存取終端550的封包。在一個實例中，回饋模組將波束成形和空間秩資訊插入到前向鏈路上的波束成形回饋通道(BFFC)。可以在分配由存取終端550使用的每4個時槽中的1或2個時槽中發送BFFC。在某些情況下，現有的FL通道可以用來承載BFFC資訊。例如，使用EV-DO網路，反向功率控制(RPC)通道、DRCLOCK通道(控制通道)及/或ARQ通道(用來承載ACK/NACK信號)可被刪餘(puncture)要發送到存取終端550的通道狀態/導引向量指數。BFFC承載的資訊量(例如，位元數量)和提供更新的速率可根據存取終端處的通道狀況或多個狀況而變化。例如，提供更新的頻率可以隨 存取終端的行動性增加及/或通道狀況惡化而增加。
在方塊650，基地台510回應於來自存取終端550的每個RL資料串流而發送功率控制及/或錯誤控制訊息，如結合圖4A和圖4B描述的該等操作。
現在參照圖7的程序700描述存取終端550的封閉迴路MIMO操作。程序700可以由圖5所示的系統500中的存取終端550來進行。
在方塊710，存取終端550從基地台510接收空間秩和波束成形資訊。空間秩可以指示在反向鏈路上可以同時發送多少個資料串流565、570。例如，在本實例中，空間秩為2可以指示MIMO操作，並且空間秩為1可以指示單個串流發射分集模式。波束成形資訊可以包括：導引向量或編碼簿條目，其用於決定將用於相應的RL資料串流的權重、相位和天線選擇。
在方塊720，波束成形模組560使用波束成形資訊來建立可導引的波束，以用於以選擇的第一和第二天線來發送第一資料串流565。方塊730，若空間秩大於1，波束成形模組560決定用於發送第二資料串流570的波束成形參數。在一些實施例中，根據從第一資料串流565的基地台510接收的波束成形資訊來計算或者獲得第二資料串流570的波束成形參數。例如，在方塊740，存取終端550可以計算正交於基地台510所規定的第一資料串流565的波束方向的第二資料串流570的波束方向。
在方塊750，存取終端550在反向鏈路上同時發送若干 資料串流。可以由空間秩決定串流的數量，並且可以以來自基地台的回饋所決定的功率位準和錯誤控制來發送每個串流。
圖8提供了與AT波束成形模組560的示例性操作有關的波束成形800的態樣。如其所示，波束成形模組560分別接收對應於第一串流565和第二串流570的信號x(n)和y(n)。波束成形參數(w0,w1)被應用於信號x(n)並且波束成形參數資訊(s0,s1)亦應用於信號y(n)。如前所注，波束成形參數可以包括用於以選擇的天線發送每個串流的權重/相位資訊。
若空間秩是2，波束成形模組560在選擇的每個發射天線A1、A2上合併RL串流565、570。另一方面，若空間秩是1，只使用選擇的天線來發送第一串流565。例如，藉由設定s0=s1=0可以在單個串流發射分集模式中停止第二串流570的傳輸。藉由設定w1=0，AT波束成形模組560亦可以切換到x(n)的單天線傳輸。
當從存取終端接收多個RL資料串流時，基地台510可採用干擾消除技術。如圖5所示，基地台510包括耦合到資料槽540的干擾消除模組535。干擾消除模組535可以在解碼第二發送串流以前對來自第一資料串流的干擾進行消除或調零。在一個實例中，在解碼第二資料串流570以前，干擾消除模組535解碼第一發送串流565、基於來自通道模組520的通道資訊決定其對接收信號的貢獻，並且然後從接收信號減去第一資料串流565的貢獻。藉由相 繼去除其他串流的貢獻，可以增加信雜比並且可能可以支援更高的資料速率。
結合本文內容描述的各種說明性邏輯方塊、模組、電路和演算法步驟，可以實現為電子硬體、處理器執行的電腦軟體或者其組合。為了清楚的說明硬體和軟體的此種互換性，各種說明性元件、方塊、模組、電路和步驟一般已經根據其功能在上文中進行了描述。某一功能是否以硬體或軟體的方式實現，取決於特定應用和對整個系統施加的設計約束。可以根據每個特定應用將所描述的功能以各種方式實現，但該實現方式的決定不應理解為偏離了本案內容的範圍。
設計用於執行本發明所述功能的通用處理器、數位信號處理器(DSP)、特定應用積體電路(ASIC)、現場可程式閘陣列(FPGA)或其他可程式邏輯設備、個別閘門或者電晶體邏輯裝置、個別硬體部件或者其任意組合，可以實現或執行結合本案內容所描述的各種說明性的邏輯方塊、模組和電路。通用處理器可以是微處理器，但或者，該處理器亦可以是任何一般的處理器、控制器、微控制器或者狀態機。處理器亦可能實現為計算設備的組合，例如，DSP和微處理器的組合、多個微處理器、一或多個微處理器與DSP核心的結合，或者任何其他此種配置。
結合本案內容所描述的方法或者演算法的方塊可直接體現為硬體、由處理器執行的軟體模組或兩者的組合。軟體模組可以位於RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記憶體、 EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬碟、可移除磁碟、CD-ROM或者本領域熟知的任何其他形式的儲存媒體中。一種示例性的儲存媒體耦合至處理器，從而使處理器能夠從該儲存媒體讀取資訊，且可向該儲存媒體寫入資訊。或者，儲存媒體亦可以是處理器的組成部分。處理器和儲存媒體可以位於ASIC中。另外，該ASIC可以位於使用者終端中。或者，處理器和儲存媒體亦可以作為個別元件存在於使用者終端中。
在一或多個示例性設計中，本發明所描述的功能可以用硬體、處理器執行的軟體、韌體或其任意組合來實現。當在由處理器執行的軟體中實現時，可以將該等功能儲存在電腦可讀取媒體中或者作為電腦可讀取媒體上的一或多個指令或代碼進行傳輸。電腦可讀取媒體包括電腦儲存媒體和通訊媒體，其中通訊媒體包括便於從一個地方向另一個地方傳送電腦程式的任何媒體。儲存媒體可以是通用或專用電腦能夠存取的任何可用媒體。舉例而言(但並非限制)，電腦可讀取媒體可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存、磁碟儲存媒體或其他磁性儲存設備、或者能夠用於攜帶或儲存期望的指令或資料結構形式的程式碼構件並能夠由通用或專用電腦進行存取的任何其他媒體。此外，任何連接可以適當地稱作為電腦可讀取媒體。例如，若軟體是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數位用戶線(DSL)或者諸如紅外線、無線電和微波之類的無線技術從網站、伺服器或其他遠端源傳輸的，則 同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL或者諸如紅外線、無線電和微波之類的無線技術包括在媒體的定義中。如本文所使用的，磁碟和光碟包括壓縮光碟(CD)、鐳射光碟、光碟、數位多功能光碟(DVD)、軟碟和藍光光碟，其中磁碟(disk)通常磁性地再現資料，而光碟(disc)則用鐳射來光學地再現資料。上文的組合亦應當包括在電腦可讀取媒體的保護範圍之內。
前文對本案內容進行了描述，以使得任何本領域技藝人士能夠實現或者使用本案內容。對於本領域技藝人士來說，對本案內容的各種修改皆是顯而易見的，並且本文定義的整體原理亦可以適用於其他變形而不偏離本案內容的精神或者範圍。因此，本案內容並不局限於本文描述的實例或者設計，而是應與本案內容的原理和新穎特徵的最大保護範圍相一致。
600‧‧‧程序
610‧‧‧方塊
620‧‧‧方塊
630‧‧‧方塊
640‧‧‧方塊
650‧‧‧方塊

Claims (17)

  1. 一種在一演進資料最佳化(EV-DO)網路中進行通訊的方法，該方法包括以下步驟：在一基地台中，估計與一存取終端進行通訊的通道狀況；藉由該基地台，基於該等所估計的通道狀況來決定與該存取終端在該EV-DO網路的一反向鏈路上能夠發送的資料串流的一數量相對應的一空間秩；藉由該基地台，向該存取終端分配針對該多個資料串流中的每個資料串流的一單獨的媒體存取控制(MAC)指數；及回應於該存取終端發送的資料串流，使用分配的每個MAC指數從該基地台發送功率控制訊息。
  2. 如請求項1之方法，進一步包括以下步驟：從該存取終端接收包括一第一引導頻和一第二引導頻的一傳輸，其中估計該等通道狀況的步驟是基於從該第一引導頻和該第二引導頻獲得的資訊的。
  3. 如請求項1之方法，進一步包括以下步驟：決定包括與該等所估計的通道狀況相對應的波束成形參數的複數個導引向量；及向該存取終端發送該複數個導引向量。
  4. 如請求項3之方法，其中該等波束成形參數包括：用 於至少使用該存取終端的一第一天線和一第二天線來發送一第一資料串流的相位資訊。
  5. 如請求項1之方法，進一步包括以下步驟：接收第一資料串流和第二資料串流，該第一資料串流和第二資料串流具有被分配由該存取終端使用的對應的第一MAC指數和第二MAC指數；及在該基地台解碼該第二資料串流之前消除來自該第一資料串流的干擾。
  6. 一種演進資料最佳化(EV-DO)基地台，該基地台包括：複數個天線；一通道模組，用於估計用於與一存取終端進行通訊的通道狀況並且基於該等所估計的通道狀況來決定該存取終端的一空間秩；一波束成形模組，用於決定該存取終端在該EV-DO網路的一反向鏈路上進行發送時使用的複數個導引向量，該複數個導引向量包括調適到該等所估計的通道狀況的波束成形參數；及一回饋模組，用於使用被分配由該存取終端使用的一或多個媒體存取控制(MAC)指數，從該基地台向該存取終端發送與該空間秩和該複數個導引向量有關的資訊。
  7. 如請求項6之基地台，其中該通道模組用於：從該存取終端接收包括一第一引導頻和一第二引導頻的一傳輸，並且基於從該第一引導頻和該第二引導頻獲得的資訊來估計該等通道狀況。
  8. 如請求項6之基地台，其中該等波束成形參數包括用於至少使用該存取終端的一第一天線和一第二天線來發送一第一資料串流的相位資訊。
  9. 如請求項6之基地台，進一步包括一干擾消除模組，其用於：接收具有被分配由該存取終端使用的各別的第一MAC指數和第二MAC指數的第一資料串流和第二資料串流，及在解碼該第二資料串流之前消除來自該第一資料串流的干擾。
  10. 一種演進資料最佳化(EV-DO)基地台，包括：複數個天線構件；用於在該EV-DO基地台中估計與一存取終端進行通訊的通道狀況的構件；用於藉由該EV-DO基地台，基於該等所估計的通道狀況來決定該存取終端的一空間秩的構件；用於藉由該EV-DO基地台，決定該存取終端在該EV-DO網路的一反向鏈路上進行發送時使用的複數個導引向量的構件，該複數個導引向量包括調適到該等所估計的通道 狀況的波束成形參數；及用於使用被分配由該存取終端使用的一或多個媒體存取控制(MAC)指數，從該EV-DO基地台向該存取終端發送與該空間秩和該複數個導引向量有關的資訊的構件。
  11. 如請求項10之基地台，進一步包括：用於從該存取終端接收包括一第一引導頻和一第二引導頻的一傳輸的構件，並且其中基於從該第一引導頻和該第二引導頻獲得的資訊來估計該等通道狀況。
  12. 如請求項10之基地台，其中該等波束成形參數包括用於至少使用該存取終端的一第一天線和一第二天線來發送一第一資料串流的相位資訊。
  13. 如請求項10之基地台，進一步包括干擾消除構件，其用於：接收具有被分配由該存取終端使用的各別的第一MAC指數和第二MAC指數的第一資料串流和第二資料串流，並且在解碼該第二資料串流之前消除來自該第一資料串流的干擾。
  14. 一種電腦程式產品，包括：一處理器可讀取媒體，其儲存用於一演進資料最佳化(EV-DO)網路中的一基地台的處理器可讀取指令，其中該等指令用於使一處理器進行以下操作： 在該基地台上估計用於與一存取終端進行通訊的通道狀況；藉由該基地台，基於該等所估計的通道狀況來決定與該存取終端能夠在該EV-DO網路的一反向鏈路上發送的資料串流的一數量相對應的該存取終端的一空間秩；藉由該基地台，向該存取終端分配針對該多個資料串流中的每個資料串流的一單獨的媒體存取控制(MAC)指數；及回應於該存取終端發送的資料串流，使用分配的每個MAC指數從該基地台發送功率控制信號。
  15. 如請求項14之電腦程式產品，其中該等指令用於使該處理器進行以下操作：從該存取終端接收包括一第一引導頻和一第二引導頻的一傳輸，及基於從該第一引導頻和該第二引導頻獲得的資訊來估計通道狀況。
  16. 如請求項14之電腦程式產品，其中該等指令用於使該處理器進行以下操作：決定包括與該等所估計的通道狀況相對應的波束成形參數的複數個導引向量；及向該存取終端發送該複數個導引向量。
  17. 如請求項14之電腦程式產品，其中該等指令用於使該處理器進行以下操作：接收第一資料串流和第二資料串流，該第一資料串流和第二資料串流具有被分配由該存取終端使用的第一MAC指數和第二MAC指數；及在該基地台解碼該第二資料串流之前消除來自該第一資料串流的干擾。
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