TWI523564B - 微型基地台,其架構方法與設備 - Google Patents
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Description
本發明係有關於數位蜂巢式電信網路之技術領域。
微型基地台係為小型蜂巢式基地台,例如,其可由網路提供者和其他人提供。微型基地台能用來構成一部分的蜂巢式網路。微型基地台通常被實作以在一相對小型範圍區域中,例如一辦公室大樓、一住家、一地鐵終站等,提供增強的通訊範圍。不同於傳統的蜂巢式基地台,係由網路操作者來靜態地部署和架構,微型基地台通常係較小容量的蜂巢式基地台,其能自行架構。原則上,使用者應能獲得一個微型基地台,將其放置在一蜂巢式通訊網路中,打開它,並使其開始運作。為了達成此目地,微型基地台必須能夠使用能接收蜂巢式通訊網路信號的無線電接收器來感應其環境,並能動態地自行架構以使鄰近的巢室之干擾最小化(並使協同作用最大化)。
完成上述的方法係讓微型基地台使用其無線電接收器來週期地勘測其環境,以確定其可能依附之蜂巢式通訊網路的特性。當微型基地台第一次啟動時,便發生第一次的勘測,之後接著執行週期性的再勘測。
實施第一級的勘測係為了偵測附近的基地台,微型基地台可從這些基地台獲得有關蜂巢式通訊網路的資訊。這樣的偵測目的係確定目前存在的基地台,以及識別一些微型基地台的一級架構參數。此步驟不包括對信號內部的「深度探討」(完成解調與解碼)。這僅包括(在一UMTS/WCDMA網路之實例中)識別由每個基地台所使用的擾碼、以及對應之已接收的功率。接著可使用此資訊來設定微型基地台之一級架構參數,例如擾碼和傳送功率。
隨後實施第二級的勘測,以嘗試恢復每個在先前步驟偵測到的基地台所廣播之系統資訊(「SysInfo」)。SysInfo包含較多有助於架構在蜂巢式通訊網路中運作的蜂巢式基地台之詳細資訊。係藉由解調每個基地台信號(將其從類比無線電信號轉換至一資料流,例如,1和0的資料流)並將SysInfo解碼至可理解的資訊來完成SysInfo之恢復。接著,微型基地台可使用從其他基地台接收的SysInfo來精煉其架構,以與周圍的基地台更加無縫地運作。
SysInfo之解調與解碼係受限於信干噪比(「SINR」)(意即,來自其他基地台之熱雜訊與干擾),因此全部SysInfo之恢復通常對於許多可被偵測到的蜂巢式基地台而言是不可能地。尤其是對那些為了住家/建築使用而設計的微型基地台,且用於接收的天線最好不要設置於此來接收區域基地台傳來之信號。此限制很不幸地限制了微型基地台理想化地自行架構的能力。結果便在基地台之間產生更多干擾,其最終轉變為降低網路容量以及減少連線,而造成微型基地台之運作不如預期。
一旦完成勘測,微型基地台便可利用已接收的資料儘可能的自行架構,並接著切換到操作模式。勘測係週期地重覆以確保能提供目前有關其網路環境的資訊給微型基地台。
一種方法和設備,用來架構如一微型基地台的一第一蜂巢式基地台,以在一數位蜂巢式電信網路中操作,包括:在數位蜂巢式電信網路中放置第一蜂巢式基地台;利用一無線電接收器來偵測在數位蜂巢式電信網路中的至少一第二運作蜂巢式基地台;解調至少一第二蜂巢式基地台傳送器的第一傳送,以獲得一第一資料流;預測地修改第一資料流以產生一已修改之第一資料流;關聯至少一週期部分的已修改之第一資料流,以形成一增強資料信號;解碼增強資料信號以獲得資訊;以及利用資訊來架構第一蜂巢式基地台。
在此係說明可用在一數位蜂巢式電信接收器中的方法和電路之具體實施例。那些熟知本技術之通常技藝者將了解到下列敘述僅為說明用的且不應以任何方式受限。這類具有本揭露的優勢之熟知技藝者能輕易思及其他實施例。現在將詳細的參考以實作出如在附屬圖示中所示的具體實施例。圖示中和下列敘述將儘可能使用相同的參考指示,來指到相同或類似的項目。
為了能清楚說明,不會顯示和說明所有在此說明的實作之常規特徵。當然,將可以了解到在任何一個這樣實際實作之開發中,必須作出許多具體實作的決定以達到開發者之特定目標,例如遵守與應用和商業相關的限制,且這些特定目標將從一實作變到另一個實作以及從一開發者變到另一個開發者。此外,將了解到這樣的發展工作可能是複雜且耗時的,但對於那些具有本揭露之優勢之熟知本技術之通常技藝者來說,將仍是工程上的常規工作。
依照本揭露書,可使用各種類型的作業系統、計算平台、電腦程式、及/或通用機器來實作在此敘述的元件、程序步驟、及/或資料結構。此外,那些熟知本技術之通常技藝者將了解在未違背在此揭露的發明概念之範圍與精神下,也可使用較少通用性質的裝置,例如固線式裝置、FPGA、ASIC、等等。這裡的方法包含藉由一電腦或一機器來實作的一連串程序步驟,且那些程序步驟會存成機器可讀的一連串指令,它們可存在一有形媒體上,如電腦記憶體裝置(例如,ROM(唯讀記憶體)、PROM(可編程唯讀記憶體)、EEPROM(電子可抹除可程式化唯讀記憶體)、快閃記憶體、Jump Drive、等等)、磁性儲存媒體(例如,磁帶、磁碟驅動機、等等)、光學儲存媒體(例如,CD-ROM、DVD-ROM、紙卡、紙帶等)以及其他類型之程式記憶體。
在此詳細說明關於標準UMTS(全球行動通訊系統)/WCDMA(寬頻碼分多重存取)微型基地台的預測SVI(PSVI)之技術。UMTS/WCDMA係為第三代(3G)蜂巢式網路技術標準。在此說明之利用PSVI的概念係可與這類的網路技術、早先的網路技術以及未來的網路技術一起使用。基於這些說明,那些熟知本技術之通常技藝者將能輕易地使PSVI技術適用到其他蜂巢式網路技術。
現在來看圖示,第1圖說明一傳統缺乏任何形式之SVI的微型基地台架構程序10。在程序10中,微型基地台(其可實作成一在軟體程式碼的控制下而操作的設備型硬體裝置)發動並偵測可能在附近的基地台12。對於每個所偵測到的基地台,從基地台接收的信號會被解調14,且在每個基地台都會重覆執行的單向過程18中,經過解碼已解調之信號16可獲得SysInfo。一旦獲得SysInfo,便可在20中使用SysInfo來架構微型基地台。週期地重覆程序10以確保微型基地台可獲得目前資訊。
第2圖和第3圖描述一簡化蜂巢式網路22,其具有一些以理想方式部署之巢室(巢室1、巢室2、巢室3、巢室4、巢室5、巢室6及巢室7)。每一個巢室具有至少一蜂巢式基地台傳送器/接收器24與至少一用來傳送和接收信號之對應的天線系統26。微型基地台28係部署在蜂巢式網路22中,通常在多於一個巢室的基地台範圍中。微型基地台28也可部署在名義上的巢室邊界內或一邊緣上。正如第3圖所示,微型基地台28具有自己的至少一基地台傳送器/接收器及對應的至少一天線,但因為通常將其設計成服務較少的使用者,所以通常較不實用。
預測SVI背景:將SVI應用在接收蜂巢式SysInfo上,需要對已知的典型SVI方法進行一些修改。已修改的SVI方法在此係指「預測SVI」或「PSVI」,基於其能力來預測由在下層資料中的已知變化所造成的在接收器所看到之變異,並使用這些知識來將資料恢復到可應用典型的SVI之狀態。
典型的SVI係已知的信號處理技術,其藉由積分(「關聯」)相同資料的重覆副本來增進已接收的週期波形之信號品質。此技術成效良好但受限於嚴格週期性資料,意即,恰好重覆的資料。我們想要改善蜂巢式基地台所廣播的SysInfo訊息之接收;然而,由於已傳送的SysInfo並非嚴格週期性的,因此排除使用典型的SVI。PSVI提供一種方法來將嚴格週期性的SysInfo恢復到準週期性的SysInfo,以能夠使用SVI技術來重獲增強資料。
藉由檢查這類資訊之傳送模型可了解蜂巢式SysInfo之準週期性之性質。以下詳細說明關於UMTS/WCDMA的具體例子之模型。如上述所指出的,以類似方式來操作其他蜂巢式技術,則那些具有本揭露之優勢之熟知本技術之通常技藝者將能對其應用在此說明的PSVI技術。
如第4圖所示,依照本發明通常將PSVI增加到處理鏈中。PSVI明顯地改善從鄰近的蜂巢式基地台接收SysInfo。具體來說,SysInfo可從更多鄰近的蜂巢式基地台來重新獲得。SysInfo可從更遠的蜂巢式基地台獲得,其具有較低的傳送功率(例如,其他微型基地台),或其信號路徑係阻塞的(由於建築、樹木、等等)。在邊界SINR例子中,PSVI也能夠快速獲得SysInfo。這是由於PSVI將大量已傳送的SysInfo之雜訊副本一起平均起來(關聯),而不須費時去隨機地傳送原始副本給接收器。更具體來說,第4圖係根據本發明之一實施例之一PSVI微型基地台的架構程序40。在程序40中,微型基地台(其可實作成一個在軟體程式碼的控制下而操作的設備型硬體裝置)發動並偵測可能在附近的基地台42。對於每個所偵測到的基地台,從基地台接收的信號會被解調44,並獲得SysInfo。資料會被竄改(預測地修改)以反向傳送結果,使其不具有嚴格地週期性46。當再一次週期地提供資料時,便在複數個傳送上使用SVI以相關地積分或「關聯」資料,以便增進接收品質48。接著利用在使用中的蜂巢式電信網路協定之α先驗條件來解碼SysInfo 50(可對所偵測到的基地台中的每個或挑選出的子集重覆步驟44-50)。一旦獲得SysInfo,便可在52中使用SysInfo來架構微型基地台。週期地重覆程序40以確保微型基地台可獲得目前資訊。
為了解釋如在PSVI程序中執行的預設地修改已接收且已解調之資料流,以及它與典型的SVI程序有何不同,如一(非常簡化的)實例中,假設所獲得的SysInfo係由位元010來表現。(現在,實際上可包括更大量的位元,然而本實例應讓PSVI程序更為清楚)。數值010在沒有任何事物中斷信號的週期性下被重覆地且週期地發送。受到雜訊和干擾的接收器接收,說,010 001 010 011 110 010 010 000 010 010。使用SVI方法,可能會計數在第一位元槽中出現10個0中的第9個、計數在第二位元槽中出現10個1中的第8個、以及計數在第三位元槽中出現10個0中的第8個。使用任何數量的統計及數學適用演算法,之後便可正確地斷定原本所發送的內容極有可能是010。本質上,這就是典型的SVI技術。
在蜂巢式電話網路中,為了各種必須與其解碼和傳送一起處理的理由,週期性資料會被修改成準週期性資料,但其中的修改規則是已知或可知的,因此便可能「預測地修改」已接收的資料流回到具有週期元件的資料流,並接著應用SVI技術來增強信號。因此,假設發送之原始信號為重覆的010,意即,010 010 010 010 010 010 010 010 010 010。然而,所應用的各種解碼和傳送技術會對第二組、第四組、等等造成影響,各組三位元會變成反或運算(XOR),因此所傳送的信號就變成:010 101 010 101 010 101 010 101 010 101。現在,假設實際接收的信號(受到雜訊與干擾)為:010 110 010 100 110 101 010 111 010 101。沒有應用預測性修改,可能計數在第一位元槽中出現10個1中的第6個、在第二位元槽中出現10個1中的第7個、以及在第三位元槽中出現10個0中的第7個,其可能會導致斷定出原始資料為110之錯誤推論。在此例中使用預測性修改可取消(或反向)對第二組、第四組、等的XOR運算,位元群組重組原始資料流於是獲得:010 001 010 011 110 010 010 000 010 010。在預測地已修改之資料流上使用SVI方法,接著可計數在第一位元槽中出現10個0中的第9個、在第二位元槽中出現10個1中的第8個、以及在第三位元槽中出現10個0中的第8個。如同之前,使用那些在信號處理技術中之通常技藝者熟知的任何數量之統計技術,之後便可正確地斷定原本所發送的內容極有可能是010。這會是正確的且此方法(雖然極為簡化)是PSVI的本質。
第5圖係根據一實施例之一微型蜂巢式基地台54。微型基地台包括一用來將信號傳送到蜂巢式通訊網路的傳送器56、一用來從蜂巢式通訊網路接收信號的接收器58、以及至少一耦接至傳送器56與接收器58的天線60。將一或多個處理器62與記憶體64程式化以進行偵測功能(偵測附近的蜂巢式基地台);解調器功能(將接收器54的類比信號解調成數位資料流);預測修改器功能(在傳送回復週期性的已接收之資料流之前,反向其他蜂巢式基地台使用的程序);相關器功能(利用統計來增強週期資料流);解碼器功能(解碼部分已接收之資料流以提供資訊);以及架構功能(運用資訊來架構微型基地台)。
以下說明如何使用在真實蜂巢式通訊網路中之鄰近巢室的SysInfo可改善架構微型基地台的一些具體實例。
鄰近列表:每個基地台傳送一鄰近列表(能被附近基地台使用的一列擾碼)作為部分自己的SysInfo。鄰近列表係重要的,因為其告訴了蜂巢式裝置(例如,手機和類似裝置)在哪個他們也許不能接觸到的其他基地台之特定巢室中。因此,鄰近列表在使用者移動時對於持續地網路操作係很重要的。當一個新的微型基地台進入網路時,其必須能夠知道哪些是其鄰近的巢室,如此才可將他們包括在自己的鄰近列表中。它可利用基地台偵測器來偵測鄰近巢式到第一級,基地台偵測器會提供在範圍內的每個鄰近基地台之擾碼。然而,這樣可能會導致一些遺漏,因為在一些例子中,微型基地台天線所放置之處無法看到鄰近的基地台,但仍然具有重疊覆蓋範圍區域,因此事實上應該在鄰近列表中。更完善的方法是接收每個鄰近巢室所傳送的鄰近列表,並使用此作為所欲架構之微型基地台的鄰近列表之基礎。
PSC選擇:依照UMTS/WCDMA標準,每個基地台使用一稱作主擾碼(PSC)的擾碼來傳送,其係從一組已知的512擾碼獲得。為了使干擾最小化,在重疊的覆蓋範圍區域中不同的基地台不應使用相同的PSC-事實上,網路提供者通常試著保有這些PSC的例子,以在地理上儘可能遙遠處能再次使用(此部分與鄰近列表係由PSC所指定有關,因此網路會將PSC視為在一區域範圍中唯一的)。當一個新的微型基地台進入網路時,其必須選擇所欲使用的PSC。這通常係藉由使用基地台偵測器結果來完成,這些結果提供了在範圍內的每個鄰近基地台之擾碼。然而,這由於兩個原因而未達最佳標準。第一,若微型基地台之視線無法看到鄰近基地台,則根本無法偵測到它,其意指其將不能知道此PSC已經在附近被使用了。第二,此方法僅是針對在一個非常局部的區域範圍中提供PSC使用資訊;將不會發現位於偵測範圍之外的基地台所使用的PSC。一較佳方法係從儘可能多的基地台來獲得鄰近列表。整體來說,鄰近列表資訊完整敘述了在區域範圍中正使用的PSC。接著微型基地台可安全地選擇任何未出現在任何鄰近列表中的PSC。
位置區域:位置區域係被定義為一群分等級的巢室-他們係藉由網路來分組以促進網路運作並使整個網路更有效率。每個巢室屬於一特定位置區域,並傳送自己的位置區域碼(LAC)作為部分的SysInfo。從鄰近巢室接收SysInfo可幫助微型基地台對於應該使用什麼LAC作出最好的選擇。
每個在蜂巢式網路中的基地台會廣播SysInfo。大約每隔幾秒便重覆廣播相同的資訊,以將及時資訊提供給在任何特定時間可能嘗試獲得網路的電話。UMTS/WCDMA SysInfo包含許多被稱作系統資訊廣播(SIB)訊息的不同訊息。不同類型的SIB(例如,類型1、類型2、等等)攜帶不同類型的資訊。並非所有SIB類型都需要被傳送;每個基地台可傳送其自有的預定SIB類型之子集。在每個SIB類型中,重覆訊息之內容係相同的;例如,每個SIB類型1的訊息包含與其他所有的SIB類型完全相同的資料。然而,在映射到用於傳送之實體層的程序中,這些相同的訊息經過許多破壞嚴格週期性之步驟,便造成只是準週期的已傳送之信號。在以下段落會說明為了預測地修改的傳送程序之細節。其他蜂巢式電信協定將詳細地稍微改變,然而預測地修改之方法本質上係相同的。
SIB訊息經過的第一步驟係分段的。在此步驟中,可變長度SIB訊息係被「切」成固定長度段。下一個步驟使不同的SIB段進行時間多工至一個稱作BCH傳輸通道的單一資料流,其由20 ms(毫秒)傳輸區塊所組成。每個傳輸區塊可攜帶一個單一的SIB段,且也包含一個系統訊框編號(SFN),其係一個11位元的連續計數器。如同基地台的排程,每個SIB類型被允許具有其自己的重覆週期。例如,SIB類型1訊息可配置成每320 ms重覆一次,而SIB類型2可每640 ms重覆一次。一種稱作主要資訊區塊(MIB)的特定SIB類型指示目前存在的其他SIB類型以及每個SIB類型使用的重覆週期。MIB會一直存在且每80 ms重覆一次。
接著,BCH傳輸區塊便經過一連串的實體層處理步驟,其準備資料以在空氣介面上傳送。首先,每個傳輸區塊會以附加在傳輸區塊之末端的16位元CRC(循環冗餘檢查碼)來編碼。接著,資料以具有約束長度為9且碼率為1/2的迴旋碼來編碼。然後,資料在被映射到一特定實體通道(稱作P-CCPCH)上之前經過兩個交錯步驟以傳送在空氣介面上。
隨著對傳送模型適當的了解,現在已可能詳細闡明將SysInfo資料稱為準週期信號的意思。首先請注意雖然對應的SIB段之連續副本本身係週期性的,但複合的傳輸通道並非週期性的,因為其包含許多彼此多路通訊的不同SIB類型,每個SIB類型可能以不同的週期重覆。此外,即使傳輸區塊流僅包含單一的SIB類型,其仍然並非嚴格週期性地。這可藉由考量兩個攜帶相同SIB段之連續傳輸區塊來理解。雖然他們包含相同的承載資料,但這些區塊將具有不同的SFN值。在CRC編碼期間,這些不同的SFN值造成16位元的CRC之結果不同。接著,藉由傳統的編碼程序來放大SFN與CRC位元的差異,因為輸出到編碼器之每個相異位元會由於編碼器記憶體(約束長度=9),而造成多達9位元會與編碼器輸出不同。交錯步驟會更傳遞位元差異。所有這些影響之最終結果便使得SIB訊息之基本週期性不顯著,且提供無法使用的典型SVI。另一方面,PSVI竄改已接收的資料,特別是攜帶SysInfo訊息的資料以恢復週期性,如此可應用典型的SVI。現在解釋PSVI技術的一實施例之細節。
輸入到PSVI之說明(UMTS/WCDMA特有的):PSVI輸入係由已接收的P-CCPCH位元所組成,如第三代行動通訊合作計畫之5.3.3.3章節;技術規格書群組無線存取網路;實體通道與映射傳輸通道至實體通道(FDD);發行7;3GPP規格書文件TS 25.211之修訂於2007-09的7.3.0版本所述。
假設已經移除了在每個槽的開端之傳送間隙,如此每個槽便包含18位元。因此每個訊框(15個槽)包含270個P-CCPCH位元。假設輸入包含至少200個連續訊框(值2秒的資料)。一般來說,當輸入資料量增加,結果會改善。
PSVI步驟之概要(UMTS/WCDMA特有的):下列係實作PSVI之步驟的最高級概述。將於接下來的段落提供細節。
1.去交錯每個已接收之訊框
2.將已去交錯的訊框分成P-CCPCH區塊(可能兩個群組)
3.應用SVI到MIB
對於每個P-CCPCH區塊群組:
3a.去交錯每個P-CCPCH區塊
3b.確定MIB起始區塊
3c.找出MIB起始區塊之SFN
3d.取得與實施修正以恢復MIB區塊之不變性
3e.整合MIB區塊(典型的SVI)
3f.解碼MIB區塊
4.確定正確的P-CCPCH區塊群組(從步驟2)
5.聚集SIB段
6.處理每個SIB段群組
6a.對每個SIB段群組取得與實施修正
6b.整合SIB段(典型的SVI)
6c.解碼SIB段
7.處理每個SIB類型
7a.重組SIB訊息(假設每段都經過CRC檢查)
7b.對每個已重組之SIB訊息實施ASN1解碼
步驟1:去交錯每個已接收之訊框:此為標準的去交錯步驟,其取消在傳送器上實施的「第二交錯」步驟。此步驟係詳細敘述在第三代行動通訊合作計畫之4.2.11章節;技術規格書群組無線存取網路;多路傳輸及通道編碼(FDD);發行7;GPP規格書文件TS 25.212之修訂於2007-09的7.6.0版本中。在此例中,參數R2=9。
步驟2:將已去交錯的訊框分成P-CCPCH區塊(可能兩個群組):這裡的P-CCPCH區塊係定義為一組由先前去交錯步驟輸出的兩個連續無線訊框。因此每個P-CCPCH區塊包含270*2=540位元且表現20 ms。請注意有兩個可行方式來將訊框分成P-CCPCH區塊:以雙數訊框開始和以奇數訊框開始。每個這些群組便在此產生。具體來說:
2-1 使輸入訊框編號為0、1、2、等等。
2-2 P-CCPCH區塊群組#1包含:
2-2a. P-CCPCH區塊0(訊框0、訊框1)
2-2b. P-CCPCH區塊1(訊框2、訊框3)
2-2c. P-CCPCH區塊2(訊框4、訊框5)
2-2d. 等等。
2-3 P-CCPCH區塊群組#2包含:
2-3a. P-CCPCH區塊0(訊框1、訊框2)
2-3b. P-CCPCH區塊1(訊框3、訊框4)
2-3c. P-CCPCH區塊2(訊框5、訊框6)
2-3d. 等等。
步驟3:應用SVI到MIB:此步驟係應用PSVI技術到主要資訊區塊(MIB)。請注意對在先前步驟2中產生的兩個P-CCPCH區塊群組之每一個都會重覆子步驟3a-3f。
步驟3a:去交錯每個P-CCPCH區塊:這是標準的去交錯步驟,其取消在傳送器中實施的「第一交錯」步驟。此步驟係詳細敘述在第三代行動通訊合作計畫之4.2.5章節;技術規格書群組無線存取網路;多路傳輸及通道編碼(FDD);發行7;GPP規格書文件TS 25.212之修訂於2007-09的7.6.0版本中。在此例中,參數C1=2且R1=270。
步驟3b:確定MIB起始區塊:在UMTS/WCDMA中MIB區塊必定每80 ms會出現一次,其表示每第四P-CCPCH區塊就包含MIB。然而,並不知道第一個已接收的MIB是否出現在第一、第二、第三或第四個已接收區塊。MIB起始區塊可判斷如下:
3b-1.使已去交錯的P-CCPCH區塊(從步驟3a產生)編號成0、1、2、等等。假如必要,可丟棄最高編號區塊以確保區塊總數量係4的倍數。
3b-2.將區塊分成4個群組,如下:
3b-2a.群組0包含每個以區塊0開始的第四區塊
3b-2b.群組1包含每個以區塊1開始的第四區塊
3b-2c.群組2包含每個以區塊2開始的第四區塊
3b-2d.群組3包含每個以區塊3開始的第四區塊
3b-3.對於每個群組:
3b-3a.形成一個每列對應於每個在群組中的區塊之矩陣
3b-3b.總計矩陣的行,結果為向量「s」
3b-3c.取向量「s」中每個元素之絕對值,並相加這些絕對值。定義此數量為群組「i」的分數。
3b-4.判斷哪個群組具有最大分數。定義MIB起始區塊為區塊「i」,這裡的群組「i」具有最大分數。
步驟3c:找出MIB起始區塊之SFN:資料之系統訊框編號(SFN)必須在實施PSVI之前取得。雖然SFN內含在每個P-CCPCH區塊中,但在此假設資料準確性太低(由於雜訊與干擾)以致於無法直接可靠地取得SFN-否則正好可直接取得所有資料且可能不需要SVI。反之,使用嘗試錯誤方法來對每個可能的SFN值進行假設測試。具體步驟如下:
3c-1.定義區塊B組為在步驟3b中具有最大分數的群組。將B中的區塊從0到N-1編號。
3c-2.定義可能的基本SFN值組為(0、4、8、12、...2044)
3c-3.對於每個可能的基本SFN值「b」
3c-3a.對於每個在B組中的區塊「k」(k從0到N-1)
3c-3a(i).計算區塊「k」的修正遮罩,如下:
3c-3a(i)(1).計算b和(b+4*k) mod 2048的XOR,其中這兩個數值中的每一個係以11位元的二進制數來表示。XOR的結果也具有11位元。
3c-3a(i)(2).建立一246位元傳輸區塊,其第一組11位元包含先前步驟中的XOR,且其餘的235位元為0。
3c-3a(i)(3).在先前步驟中的246位元上計算16位元CRC,並將CRC位元附加到246位元之末端以產生262位元區塊。這是敘述在第三代行動通訊合作計畫之4.2.1章節;技術規格書群組無線存取網路;多路傳輸及通道編碼(FDD);發行7;GPP規格書文件TS 25.212之修訂於2007-09的7.6.0版本中。
3c-3a(i)(4).將先前步驟中的262位元區塊輸入到碼率為1/2之迴旋編碼步驟,其敘述於第三代行動通訊夥伴合作計畫之4.2.3.1章節;技術規格書群組無線存取網路;多路傳輸及通道編碼(FDD);發行7;GPP規格書文件TS 25.212之修訂於2007-09的7.6.0版本中。這產生一個540位元區塊。
3c-3a(i)(5).此程序之結果為540位元的「修正遮罩」。每一個「1」指示出在兩個區塊之間的(假設的)SFN差異會造成在區塊0與區塊k之間的位置上發生位元差異。
3c-3a(ii).以-1取代每個在修正遮罩中的1,並以1取代每個0。兩兩相乘修正遮罩與區塊「k」。結果具有540個元素。
3c-3a(iii).對於此特定的基本SFN數值,在所有區塊上保留先前步驟的結果之連續逐個元素之總和。
3c-3b.平方每個連續總和的540元素,並加總他們。記錄此數值作為基本SFN「b」之SVI量。
3c-4.在所有基本SFN數值中找出最大的SVI量。所對應之基本SFN會被判定為在B中的第一區塊之SFN。
步驟3d:取得與實施修正以恢復MIB區塊之不變性:在此步驟背後的概念係預測由於增加SFN而在每個MIB區塊中將造成的改變,並接著把適當的修正施加到資料,如此連續的MIB區塊便真正地相同了。這個在實施典型的SVI技術之前是必要的,其整合連續的區塊。
3d-1.從在先前步驟之步驟1中形成的區塊「B」組開始
3d-2.使「b」成為在先前步驟中找出的基本SFN
3d-3.對於每個在B組中的「k」區塊(對於從0到N-1的k):
3d-3a.計算區塊k之修正遮罩,如下:
3d-3a(i).計算「b」和(b+4*k) mod 2048的XOR,其中這兩個數值中的每一個係以11位元的二進制數來表示。XOR的結果也具有11位元。
3d-3a(ii).建立一246位元傳輸區塊,其第一組11位元包含先前步驟中的XOR,且其餘的235位元為0。
3d-3a(iii).在先前步驟中的246位元上計算16位元CRC,並將CRC位元附加到246位元之末端以產生262位元區塊。這是敘述在第三代行動通訊合作計畫之4.2.1章節;技術規格書群組無線存取網路;多路傳輸及通道編碼(FDD);發行7;GPP規格書文件TS 25.212之修訂於2007-09的7.6.0版本中。
3d-3a(iv).將262位元區塊從先前步驟輸入到碼率為1/2之迴旋編碼步驟,其敘述於第三代行動通訊合作計畫之4.2.3.1章節;技術規格書群組無線存取網路;多路傳輸及通道編碼(FDD);發行7;GPP規格書文件TS 25.212之修訂於2007-09的7.6.0版本中。這產生一個540位元區塊。
3d-3a(v).此程序之結果為540位元「修正遮罩」。每一個「1」指示出在兩個區塊之間的(假設的)SFN差異會造成在區塊0與區塊k之間的位置上發生位元差異。
3d-3a(vi).以-1取代每個在修正遮罩中的1,並以1取代每個0。
3d-3b.兩兩相乘修正遮罩與區塊「k」。使540元素結果成為一新矩陣「M」的第k列,其中矩陣「M」的維度是N*540。
步驟3e:整合MIB區塊(典型的SVI):既然藉由先前步驟已真正地使連續的MIB區塊不變,就可應用典型的SVI:
3e-1.從在先前步驟中形成的N*540矩陣「M」開始
3e-2.加總在M中的每行元素,形成一540元素向量「c」。直覺地,由於許多相同信號之副本(每個具有未修正之雜訊)已經被有條理地平均起來,故此向量表示MIB之整理版。
步驟3f:解碼MIB區塊:這裡的標準通道解碼步驟係施用於整理過的MIB區塊。請注意在此不需要去交錯步驟,因為其已在先前步驟中完成。
3f-1.從在先前步驟中形成的540元素向量「c」開始。
3f-2.應用一標準碼率為1/2的維特比解碼器,產生262位元的輸出。
3f-2a.迴旋編碼程序之細節係敘述在第三代行動通訊合作計畫之4.2.3.1章節;技術規格書群組無線存取網路;多路傳輸及通道編碼(FDD);發行7;GPP規格書文件TS 25.212之修訂於2007-09的7.6.0版本中。
3f-3.對先前步驟的262位元輸出進行標準的16位元CRC解碼程序。此產生一246位元向量與一CRC檢查結果(通過/失敗)。
3f-3a.CRC編碼程序之細節係敘述在第三代行動通訊合作計畫之4.2.1章節;技術規格書群組無線存取網路;多路傳輸及通道編碼(FDD);發行7;GPP規格書文件TS 25.212之修訂於2007-09的7.6.0版本中。
步驟4:確定正確的P-CCPCH區塊群組(從步驟2):在此步驟中,解決了步驟2之P-CCPCH區塊群組中的模糊不清。這是藉由查看兩個可能群組中的哪一個(假設有的話)在先前步驟中產生一正的CRC檢查來完成。
4-1.當P-CCPCH區塊群組#1(從步驟2)用來作為輸入時,便將先前步驟CRC結果標記為「CRC1」。當P-CCPCH區塊群組#2(從步驟2)用來作為輸入時,便將CRC結果標記為「CRC2」。
4-2.對兩個CRC有四個可能結果:
4-2a.若CRC1通過且CRC2失敗,則表示群組#1係正確的群組。繼續進行至步驟5,並定義在後續步驟中的已去交錯之P-CCPCH為步驟3a之第一個通過而產生的資料。
4-2b.若CRC2通過且CRC1失敗,則表示群組#2係正確的群組。繼續進行至步驟5,並定義在後續步驟中的已去交錯之P-CCPCH為步驟3a之第二個通過而產生的資料。
4-2c.若兩個CRC皆失敗,則中止處理。一般來說,這意味著信號量太少以致於無法成功地處理。在一些例子中,回到步驟1並使用更多輸入資料來重覆整個處理鏈或許會有用。
4-2d.若兩個CRC皆通過,則回到步驟1並使用不同輸入資料來重覆整個處理鏈。請注意此情況係極罕見的。
步驟5:聚集SIB段:已重新獲得MIB,下一個步驟便重新獲得其他攜帶系統資訊之系統資訊區塊(SIB)。與MIB相同的是,在實施SVI之前,第一群組會重覆每個訊息之副本。然而,不同於MIB,其他系統資訊區塊(SIB)不以具有已知重覆率之已知時間來廣播。反之,這些排程參數係被網路設定並被傳送作為部分的MIB。標準程序係針對電話去首次解碼MIB,以在嘗試恢復其他SIB之前,能得知目前的SIB類型是什麼,以及預期他們何時會出現。這裡係使用類似的程序。此外,在被傳送到P-CCPCH上之前,SIB訊息通常會被分段。換句話說,通常每個P-CCPCH區塊包含一段SIB訊息,而不是全部的訊息。此步驟之目的係將攜帶重覆的相同段之P-CCPCH區塊聚集在一起。例如,假設SIB5訊息包含3段。則對SIB5形成三個群組:一個包含全部的第一段、一個包含全部的第二段、以及一個包含全部的第三段。
5-1.從步驟3f之246位元向量開始(對應產生CRC通過的P-CCPCH區塊群組)。
5-2.取出246位元段的「資料欄位」部分,如第三代行動通訊合作計畫之8.1.1.1.3章節;技術規格書群組無線存取網路;無線電資源控制(RRC);協定規格書;發行7;GPP規格書文件TS 25.331之修訂於2007-06的7.5.0版本中所述。
5-3.進行MIB區塊之ASN1解碼。ASN1解碼的細節係敘述在國際電信聯盟ITU-T推薦X.680(07/2002)「資訊技術-抽象語法記法1(ASN.1):基礎記法之規格書」、國際電信聯盟ITU-T推薦X.681(07/2002)「資訊技術-抽象語法記法1(ASN.1):資訊物件規格書」、以及國際電信聯盟ITU-T推薦X.691(07/2002)「資訊技術-ASN.1編碼規則:壓縮編碼規則(PER)之規格書」中。使用了第三代行動通訊合作計畫之11章節;技術規格書群組無線存取網路;無線電資源控制(RRC);協定規格書;發行7;GPP規格書文件TS 25.331之修訂於2007-06的7.5.0版本的ASN1定義。
5-4.已解碼的MIB提供了指示出其他SIB段何時出現的SIB排程資訊。這個資訊係詳細敘述在第三代行動通訊合作計畫之8.1.1.1.5章節;技術規格書群組無線存取網路;無線電資源控制(RRC);協定規格書;發行7;GPP說明書文件TS 25.331之修訂於2007-06的7.5.0版本中。
5-5.使用重新獲得的SIB排程資訊來將包含每個SIB段之重覆內容之已去交錯P-CCPCH區塊(步驟4之結果)群組起來。
5-6.當聚集區塊時,記錄與每個區塊相關的SFN。使用在步驟3c獲得的基本SFN可確定每個區塊的SFN。
步驟6:處理每個SIB段群組:對每個SIB段群組執行步驟6a與6b。
步驟6a:對每個SIB段群組取得和實施修正:
6a-1.從一特定SIB段之已去交錯P-CCPCH區塊的群組開始。使群組中的區塊數量為NB。
6a-2.指定群組中的第一區塊為參考區塊。這個區塊的SFN係參考SFN。
6a-3.對每個在群組中的區塊「k」(對從0到NB-1的k):
6a-3a.計算區塊k的修正遮罩,如下:
6a-3a(i)計算區塊「k」的SFN與參考SFN之XOR,其中這兩個數值中的每一個係以11位元二進制數來表示。XOR的結果也具有11位元。
6a-3a(ii).建立一246位元傳輸區塊,其第一組11位元包含先前步驟中的XOR,且其餘的235位元為0。
6a-3a(iii).在先前步驟中的246位元上計算16位元CRC,並將CRC位元附加到246位元之末端以產生262位元區塊。這是敘述在第三代行動通訊合作計畫之4.2.1章節;技術規格書群組無線存取網路;多路傳輸及通道編碼(FDD);發行7;GPP規格書文件TS 25.212之修訂於2007-09的7.6.0版本中。
6a-3a(iv).將先前步驟中的262位元區塊輸入到碼率為1/2之迴旋編碼步驟,其敘述於第三代行動通訊合作計畫之4.2.3.1章節;技術規格書群組無線存取網路;多路傳輸及通道編碼(FDD);發行7;GPP規格書文件TS 25.212之修訂於2007-09的7.6.0版本中。這產生一個540位元區塊。
6a-3a(v).此程序之結果為540位元的「修正遮罩」。每一個「1」指示出在兩個區塊之間的(假設的)SFN差異會造成在區塊0與區塊k之間的位置上發生位元差異。
6a-3a(vi).以-1取代每個在修正遮罩中的1,並以1取代每個0。
6a-3b.兩兩相乘修正遮罩與區塊「k」。使540元素結果成為一新矩陣「M」的第k列,其中矩陣「M」的維度是NB*540。
步驟6b:整合SIB段(典型的SVI):既然藉由先前步驟已真正地使連續的SIB區塊不變,就可實施典型的SVI:
6b-1.從在先前步驟中形成的NB*540矩陣「M」開始。
6b-2.加總在M中的每行元素,形成一540元素向量「c」。直覺地,由於許多相同信號之副本(每個具有未修正之雜訊)已經被有條理地平均起來,故此向量表示SIB段之整理版。
步驟6c:解碼SIB段:這裡的標準通道解碼步驟係施用於整理過的SIB段。請注意在此不需要去交錯步驟,因為其已在先前步驟中完成。
6c-1.從在先前步驟中形成的540元素向量「c」開始。
6c-2.應用一標準碼率為1/2的維特比解碼器,產生262位元的輸出。
6c-2a.迴旋編碼程序之細節係敘述在第三代行動通訊合作計畫之4.2.3.1章節;技術規格書群組無線存取網路;多路傳輸及通道編碼(FDD);發行7;GPP規格書文件TS 25.212之修訂於2007-09的7.6.0版本中。
6c-3.對先前步驟的262位元輸出進行標準的16位元CRC解碼程序。此產生一246位元向量與一CRC檢查結果(通過/失敗)。
6c-3a.CRC編碼程序之細節係敘述在第三代行動通訊合作計畫之4.2.1章節;技術規格書群組無線存取網路;多路傳輸及通道編碼(FDD);發行7;GPP規格書文件TS 25.212之修訂於2007-09的7.6.0版本中。
步驟7:處理每個SIB類型:執行步驟7a與7b。
步驟7a:重組SIB訊息:在步驟5中,確定有多少SIB段包含每個SIB訊息(例如,SIB5包含3個SIB段)。現在每個SIB訊息會由其構成之SIB段來重組。下列步驟說明施加於每個存在的SIB訊息之程序。
7a-1.在步驟6c之解碼程序期間,檢查以確保SIB訊息之每個構成的SIB段皆通過CRC。
7a-2.若每個CRC皆通過:
7a-2a.從構成的段來重組SIB訊息。SIB重組過程係一標準程序,其敘述在第三代行動通訊合作計畫之8.1.1.1.3與8.1.1.1.4章節;技術規格書群組無線存取網路;無線電資源控制(RRC);發行7;GPP規格書文件TS 25.331之修訂於2007-06的7.5.0版本中。
7a-3.若並非所有的CRC皆通過,則有兩個選擇:
7a-3a.收集更多資料並再次嘗試(在較大量區塊上實施SVI以增加成功的可能性)
7a-3b.跳過解碼此SIB訊息
7a-3b(i).這意味著將無法恢復一些系統資訊參數,其在一些應用中是尚可接受的。
步驟7b:對每個已重組的SIB訊息實施ASN1解碼
7b-1.對先前步驟的每個已重組SIB訊息進行ASN1解碼以恢復SysInfo內容。這是標準的處理步驟;ASN1解碼的細節係敘述在國際電信聯盟ITU-T推薦X.680(07/2002)「資訊技術-抽象語法記法1(ASN.1):基礎記法之規格書」、國際電信聯盟ITU-T推薦X.681(07/2002)「資訊技術-抽象語法記法1(ASN.1):資訊物件規格書」、以及國際電信聯盟ITU-T推薦X.691(07/2002)「資訊技術-ASN.1編碼規則:壓縮編碼規則(PER)之規格書」中。使用了第三代行動通訊合作計畫之11章節;技術規格書群組無線存取網路;無線電資源控制(RRC);協定規格書;發行7;GPP規格書文件TS 25.331之修訂於2007-06的7.5.0版本的ASN1定義。
如在此充分提出,下列文件係可應用在UMTS/WCDMA電話通訊標準之技術標準文件,且於此合併參考:
(1).第三代行動通訊合作計畫;技術規格書群組無線存取網路;實體通道與映射傳輸通道至實體通道(FDD);發行7;3GPP規格書文件TS 25.211之修訂於2007-09的7.3.0版本;
(2).第三代行動通訊合作計畫;技術規格書群組無線存取網路;多路傳輸及通道編碼(FDD);發行7;GPP規格書文件TS 25.212之修訂於2007-09的7.6.0版本;
(3).第三代行動通訊合作計畫;技術規格書群組無線存取網路;無線電資源控制(RRC);協定規格書;發行7;GPP規格書文件TS 25.331之修訂於2007-06的7.5.0版本;
(4).國際電信聯盟ITU-T推薦X.680(07/2002)「資訊技術-抽象語法記法1(ASN.1):基礎記法之規格書」、
(5).國際電信聯盟ITU-T推薦X.681(07/2002)「資訊技術-抽象語法記法1(ASN.1):資訊物件規格書」、及
(6).國際電信聯盟ITU-T推薦X.691(07/2002)「資訊技術-ASN.1編碼規則:壓縮編碼規則(PER)之規格書」。
儘管已展示並說明實施例與應用,但明顯對那些具有本揭露之優勢的本領域之技藝者,是可能在沒有違背於此揭露之發明概念下提出許多比上述更多的修改。因此,除了附加的申請專利範圍,本發明不受到限制。
22...蜂巢式網路
1-7...巢室
24...傳送器/接收器
26...天線系統
28...微型基地台
54...微型蜂巢式基地台
56...傳送器
58...接收器
60...天線
62...處理器
64...記憶體
併入及構成部分之本說明書的附屬圖例係說明一或多個實施例之實例,並連同實例實施例的說明來解釋本實施例之原理與實作。
在圖例中:
第1圖係根據先前技術來架構一微型基地台的程序之程序流程圖。
第2圖係部分之理想的數位蜂巢式電信網路之概略圖。
第3圖係一傳統蜂巢式基地台之概略圖。
第4圖係根據本發明之一實施例來架構一微型基地台的程序之程序流程圖。
第5圖係根據本發明之一實施例之一蜂巢式基地台之概略圖。
40...對每個偵測到的基地台重覆
42...偵測基地台
44...解調信號
46...預測地修改已接收資料
48...SVI
50...解碼SysInfo
52...確定架構及應用微型基地台
Claims (17)
- 一種用來架構第一蜂巢式基地台以在數位蜂巢式電信網路中操作的方法,該方法包含:a)在該數位蜂巢式電信網路中放置該第一蜂巢式基地台;b)以一無線電接收器來偵測在該數位蜂巢式電信網路中的至少一第二運作蜂巢式基地台;c)解調該至少一第二運作蜂巢式基地台傳送器的第一傳送,以獲得一第一資料流;d)預測地修改該第一資料流以回復其週期性並藉由形成與施加一修正遮罩,來產生一已修改之第一資料流,該形成與施加該修正遮罩包含:i)決定在該至少一第二運作蜂巢式基地台傳送器的該第一資料流的資料區塊間之一組位元差異;ii)施加該至少一第二運作蜂巢式基地台傳送器所用的編碼與傳輸程序至該組位元差異,以形成該修正遮罩;及iii)藉由施加該修正遮罩,以選擇地修改該第一資料流的該等位元,來產生該修改之第一資料流;e)加總至少兩週期部分的該已修改之第一資料流,以形成一增強資料信號;f)解碼該增強資料信號以獲得資訊;及g)以該資訊來架構該第一蜂巢式基地台。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,更包含: 週期地重覆步驟b)到g)。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,更包含:對在步驟b)偵測到的每個第二運作蜂巢式基地台,重覆步驟c)到g)。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該數位蜂巢式電信網路符合UMTS/WCDMA標準協定。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該預測地修改該第一資料流以產生一已修改之第一資料流之步驟包括於產生該第一傳送中反向為該至少一第二運作蜂巢式基地台所施加於一原始資料流的至少一程序。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該加總至少兩週期部分的該已修改之第一資料流,以形成一增強資料信號之步驟中包括:將複數個版本的該已修改之第一資料流儲存在一記憶體中,並對在該記憶體中的該複數個版本的該已修改之第一資料流施加一統計技術,以產生該增強資料信號。
- 如申請專利範圍第1項所述之方法,其中該決定該第一資料流的該等資料區塊間之該組位元差異包含:假設複數個可能組的位元差異;計算各個該可能組的位元差異的信號不變性的量度;及依據該所計算的信號不變性的量度,選擇一組複數個可能組位元差異。
- 一種用來架構第一蜂巢式基地台以在數位蜂巢式電 信網路中操作的設備,該設備包含:無線電接收器;用來以該無線電接收器來偵測在該數位蜂巢式電信網路中的至少一第二運作蜂巢式基地台之手段;用來解調該至少一第二運作蜂巢式基地台傳送器的第一傳送,以獲得一第一資料流的手段;用來預測地修改該第一資料流以回復其週期性並使用形成及施加修正遮罩的手段以產生一已修改之第一資料流的手段,該形成及施加該修正遮罩的手段包含:決定發生在該至少一第二運作蜂巢式基地台傳送器的該第一資料流的資料區塊間之一組位元差異的手段;施加該至少一第二運作蜂巢式基地台傳送器所用的編碼與傳輸程序至該組位元差異,以形成該修正遮罩的手段;及藉由施加該修正遮罩,以選擇地修改該第一資料流的該等位元,來產生該修改之第一資料流的手段;用來加總至少兩週期部分的該已修改之第一資料流以形成一增強資料信號的手段;用來解碼該增強資料信號以獲得資訊的手段;及用來以該資訊來架構該第一蜂巢式基地台的手段。
- 如申請專利範圍第8項所述之設備,其中該數位蜂巢式電信網路符合UMTS/WCDMA標準協定。
- 如申請專利範圍第8項所述之設備,其中用來預 測地修改該第一資料流以產生一已修改之第一資料流之手段包括用來在產生該第一傳送中藉由反向該至少一第二運作蜂巢式基地台所施加於一原始資料流的至少一程序之手段。
- 如申請專利範圍第8項所述之設備,其中用來加總至少兩週期部分的該已修改之第一資料流以形成一增強資料信號的手段包括:一記憶體、用來將複數個版本的該已修改之第一資料流儲存在該記憶體中的手段、以及用來對該複數個版本的該已修改之第一資料流使用一統計技術以產生該增強資料信號的手段。
- 如申請專利範圍第8項所述之設備,其中該決定該第一資料流的該等資料區塊間之該組位元差異的手段包含:假設複數個可能組的位元差異的手段;計算各個該可能組的位元差異的信號不變性的量度的手段;及依據該所計算的信號不變性的量度,選擇一組複數個可能組位元差異的手段。
- 一種架構來在數位蜂巢式電信網路中使用的第一蜂巢式基地台,該基地台包含:無線電接收器,被架構以接收數位蜂巢式電信網路信號;偵測器,係耦接到該無線電接收器,被架構以偵測在該數位蜂巢式電信網路中的至少一第二運作蜂巢式基地台 傳送器;解調器,被架構以解調該至少一第二運作蜂巢式基地台傳送器的第一傳送,以獲得第一資料流;預測修改器,被架構以預測地修改該第一資料流以回復其週期性並藉由形成與施加修正遮罩,以產生已修改之第一資料流,該預測修改器更被架構以:決定在該至少一第二運作蜂巢式基地台傳送器的該第一資料流的資料區塊間發生之一組位元差異:施加該至少一第二運作蜂巢式基地台傳送器所用的編碼與傳輸程序至該組位元差異,以形成該修正遮罩;及藉由使用該修正遮罩,以選擇地修改該第一資料流的該等位元;相關器,被架構以加總至少兩週期部分的該已修改之第一資料流以形成一增強資料信號;解碼器,係配置來解碼該增強資料信號以獲得資訊;及架構器,係配置來以該資訊來架構該第一蜂巢式基地台。
- 如申請專利範圍第13項所述之基地台,其中該預測修改器係被架構以在產生該第一傳送中藉由反向該至少一第二運作蜂巢式基地台所施加於原始資料流的一或多個程序,以產生該已修改之第一資料流。
- 如申請專利範圍第13項所述之基地台,更包含一 記憶體,且其中該相關器被架構以將複數個版本的該已修改之第一資料流儲存在該記憶體中,並對在該記憶體中的該複數個版本的該已修改之第一資料流施加一統計技術,以產生一增強資料信號。
- 如申請專利範圍第13項所述之基地台,其中該數位蜂巢式電信網路符合UMTS/WCDMA標準協定。
- 如申請專利範圍第13項所述之基地台,其中為決定該第一資料流的該等資料區塊間之該組位元差異,預測修改器更被架構以:假設複數個可能組的位元差異;計算各個該可能組的位元差異的信號不變性的量度;及依據該所計算的信號不變性的量度,選擇一組複數個可能組位元差異。
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