专利名称：用于在切换天线正交频分复用通信系统中实现上行链路发射分集的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及正交频分复用(OFDM)通信系统，具体地，涉及切换天线OFDM通 信系统中的上行链路发射分集。
背景技术：
IEEE(电气和电子工程师学会)802. 16标准提出将正交频分多址(OFDMA)用于通 过空中接口进行数据传输。还已提出将OFDMA用于3GPP (第三代合作伙伴计划)演进通信 系统。在OFDMA通信系统中，将频率带宽分成多个连续的频率子载波，其中，在逻辑频率子 波段(在频率方面不一定是连续的)中布置子载波组，每个子波段包括被同时发射的多个 正交频率子载波。然后可以为用户分配一个或多个频率子波段以交换用户信息，从而允许 多个用户同时在不同的子波段上进行发射。这些子波段相互正交，并因此使用户间和小区 内干扰最小化。为了提供信道带宽的更高效使用，无线接入网络(RAN)可以使用包括多个天线的 天线阵列来发射和接收数据。在本文所述的切换天线系统中，客户端设备(CPE)进而使用 多个天线中的一个或多个来接收和发射数据。在OFDMA系统中，服务RAN可以对用于经由天 线阵列和通过相关子波段发射到CPE的下行链路信号进行波束形成。为了对信号进行波束 形成，RAN保持与CPE和天线阵列的每个天线相关的一组权值。当RAN向CPE进行发射时， RAN向施加于阵列的每个元件的信号应用权值组中的适当权值。为了确定用于CPE的权值 组，RAN测量与CPE相关的上行链路信道条件。也就是说，对于任何给定测量时段而言，诸 如传输时间间隔(TTI)(也称为子帧)，CPE在由RAN分配给CPE的子波段中向RAN发射预 定符号。基于接收到的符号与RAN知道被发射的符号的比较，RAN能够估计所分配的子波 段中的CPE的信道条件，并确定用于对到子波段中的CPE的下行链路传输进行波束形成的 一组权值。当多天线CPE实现用于发射分集的切换天线系统时，信道条件可能根据CPE的多 个天线中的哪个天线被CPE用来向RAN进行发射而改变。结果，当CPE在RAN最近使用的 信道声探(sounding)之后切换天线以确定波束形成权值时，由RAN实现的波束形成可能变
得非最佳。因此，需要一种用于控制OFDM系统中的CPE处的切换天线系统的切换、使得该切 换不破坏服务RAN处的波束形成的方法和装置。
图1是依照本发明的实施例的无线通信系统的方框图。图2是依照本发明的实施例的用户设备的方框图。图3是依照本发明的实施例的收发机的方框图。图4是依照本发明的实施例的图示在实现上行链路发射分集方案时由图1的通信系统执行的方法的逻辑流程图。图5A是依照本发明的实施例的在实现上行链路发射分集方案时由图1的通信系 统执行的方法的逻辑流程图。图5B是依照本发明的实施例的图示在实现上行链路发射分集方案时由图1的通 信系统执行的方法的图5A的逻辑流程图的继续。图6是正交频分多址通信系统所采用的示例性上行链路和下行链路子帧的方框 图。图7描绘依照本发明的实施例的示例性天线切换方案。图8描绘依照本发明的另一实施例的示例性天线切换方案。本领域的普通技术人员将认识到图中的元件是为了简单和明了而示出的且不一 定按比例绘制。例如，可以将图中的某些元件的尺寸相对于其他元件放大以帮助改善对本 发明的各种实施例的理解。而且，常常不描绘在商业上可行的实施例中有用或需要的普通 且被透彻理解的元件，以便有利于本发明的这些各种实施例的障碍较少的视图。
具体实施例方式为了解决对用于控制正交频分复用(OFDM)系统中的客户的无线通信设备处的切 换天线系统的切换、使得该切换不破坏服务RAN处的波束形成的方法和装置的需要，提供 了 一种方法和客户的无线通信设备，其在切换天线OFDM通信系统中执行上行链路发射分 集。被客户的无线通信设备用来发射上行链路信号的天线的切换被限制到包括在就在信道 质量相关上行链路信号的传输之前的一个或多个转换间隙的切换时间段和在转换间隙的 出现之后但在信道质量相关上行链路信号的传输之前的时间段，所述信道质量相关上行链 路信号可以被服务无线接入网络用来更新与客户的无线通信设备相关的信道响应和天线 阵列权值。然后，客户的无线通信设备仅在切换时间段期间切换用于上行链路传输的天线。通常，本发明的实施例包括一种用于提供切换天线OFDM通信系统中的上行链路 发射分集的方法。该方法包括将供客户的无线通信设备用来发射上行链路信号的天线的切 换限制到包括在就在信道质量相关上行链路信号的传输之前的一个或多个转换间隙的切 换时间段和在转换间隙的出现之后但在信道质量相关上行链路信号的传输之前的时间段， 所述信道质量相关上行链路信号可以被服务无线接入网络用来更新与用户设备相关的信 道响应和天线阵列权值，并由客户的无线通信设备仅在切换时间段期间从使用多个天线中 的第一天线切换到使用所述多个天线中的第二天线来进行上行链路传输。本发明的另一实施例包括一种客户的无线通信设备，其能够在OFDM通信系统中 操作且其包括多个天线、耦合到所述多个天线的切换设备、和耦合到所述切换设备的处理 器。所述处理器被配置为促使所述切换装置仅在切换时间段期间从使用多个天线中的第一 天线切换到使用所述多个天线中的第二天线来进行上行链路传输，其中，所述切换时间段 被限制为包括在就在信道质量相关上行链路信号的传输之前的一个或多个转换间隙的时 间段和在转换间隙的发生之后但在信道质量相关上行链路信号的传输之前的时间段，所述 信道质量相关上行链路信号可以被服务无线接入网络用来更新与用户设备相关的信道响 应和天线阵列权值。可以参照图1 7来更全面地描述本发明。图1是依照本发明的实施例的无线通信系统100的方框图。通信系统100包括客户的无线通信设备102，例如客户端设备或 任何类型的多天线用户设备(在下文中统称为“UE”)，诸如但不限于多天线蜂窝式电话、 无线电话、或个人数字助理(PDA)或数字终端设备(DTE)，诸如膝上型计算机，其具有射频 (RF)能力。通信系统100还包括经由空中接口 104向UE 102提供通信服务的无线接入网 络(RAN) 110。RAN 110包括与UE 102进行无线通信的收发机120，诸如节点B、基站收发站 (BTS)、或接入点(AP)。RAN 110还可以包括耦合到收发机的网络控制器130，诸如无线网络 控制器(RNC)或基站控制器(BSC)；然而，在本发明的各种实施例中，可以在收发机120或 系统100的其他网络元件中实现控制器130的功能，或者可以将其分布在收发机120与系 统100的其他网络元件之间。空中接口 104包括下行链路(DL) 106和上行链路(UL) 108。 DL 106和UL 108中的每一个包括多个物理通信信道，包括多个控制信道和多个业务信道。收发机120经由双工器耦合到天线阵列122。天线阵列122包括多个天线元件 124、126(示出两个)。通过利用天线阵列来向位于诸如由该天线阵列提供服务的小区或扇 区等的覆盖区中的UE发射信号，RAN 110能够利用波束形成技术来传输信号。控制器130 包括处理器132，诸如一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、其组合或 本领域的普通技术人员公知的此类其他设备。处理器132、和因此的控制器130的特定操 作/功能由存储在与处理器相关的各自至少一个存储器设备134中的软件指令和例行程 序的执行来确定，所述存储器设备134诸如为随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器 (DRAM)、和/或只读存储器(ROM)或其等效物，其存储数据和可以由相应处理器执行的程 序。RAN 110还包括调度器136，其用于执行在本文中被描述为由RAN执行的调度功 能，诸如调度用于由RAN提供服务的诸如UE 102的UE的DL和UL数据突发。如图2所描 绘的，调度器136包括保持在控制器130的至少一个存储器设备134中并由控制器的处理 器132实现的数据和软件。然而，在本发明的各种其他实施例中，调度器136可以被保持在 收发机120的存储器中并由收发机120的处理器实现，可以包括分布在收发机与控制器之 间的功能，或者可以被包括在与收发机和控制器分离和与之耦合并包括其自己的处理器和 至少一个存储器设备的网络元件中。现在参照图2和3，分别提供了依照本发明的实施例的UE 102和收发机120的方 框图。UE 102和收发机120中的每一个包括各自的处理器202、302，诸如一个或多个微处 理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、其组合或本领域的普通技术人员公知的此类其他 设备。处理器202、302及因此的UE 102和收发机120各自的特定操作/功能由存储在与 处理器相关的各自至少一个存储器设备204、304中的软件指令和例行程序的执行确定，所 述存储器设备204、304诸如为随机存取存储器(RAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、和/或 只读存储器(ROM)或其等效物，其存储可以由相应处理器执行的数据和程序。UE 102还包 括每个被耦合到UE的处理器202的多个接收机208、210(示出两个)和发射机206。收发 机120还包括每个耦合到收发机的处理器302的发射机206和接收机208。UE 102还包括天线阵列214，其包括每个可经由切换设备212连接到发射机206 和接收机208的多个天线216、218(示出两个)，所述切换设备还被耦合到处理器202。处 理器202被配置为促使切换设备212在天线阵列214的天线216、218之间进行切换，也就 是说，处理器202控制切换设备212，使得UE 102可以通过在任何给定时间经由切换设备只将多个天线216、218中的一个连接到发射机206来实现切换发射分集。收发机120还包括耦合到处理器302并插在天线阵列122与发射机306和接收机 308中的每一个之间的加权器310。加权器310基于从UE 102接收到的信道质量相关上行 链路信令对施加于天线阵列122的多个天线元件124、126的信号进行加权，以便对用于通 过下行链路106发射到UE的信号进行波束形成。例如，在本发明的一个实施例中，所述信 道质量相关上行链路信令可以是从UE 102接收到并由RAN 110测量的已知上行链路信号， 例如声探信号。在本发明的另一实施例中，所述信道质量相关上行链路信令可以包括由UE 102基于UE所测量的下行链路信号提供给RAN 110的信道质量反馈。收发机120还在至少一个存储器设备304或加权器310中保持加权矩阵，该加权 矩阵包括多组权值，并且其中，每组权值与UE和用于到UE的下行链路DL的天线元件的组 合相关联，并提供可适用于被传送到进行此类DL传输的每个天线元件的信号的权值。对于 每个UE而言，由RAN 100基于从UE接收到的信道质量相关上行链路信令来确定权值。也 就是说，基于信道质量相关上行链路信令，RAN 110确定与UE相关的信道响应并基于所确 定的信道响应来计算一组复杂权值。该组复杂权值可以是从UL声探信号测量导出的最大 比传输(MRT)矢量或本征波束形成(EBF)。本发明的实施例优选地在UE 102、收发机120、和控制器130中实现，更具体地，用 存储在各自至少一个存储器设备204、304、134中并由各自处理器202、302、132执行的软 件程序和指令实现或在其中实现。然而本领域的普通技术人员认识到可以替换地在硬件中 实现本发明的实施例，例如集成电路(IC)、专用集成电路(ASIC)等，诸如在UE 102、收发机 120、和控制器130中的一个或多个中实现的ASIC。基于本公开，本领域的技术人员很容易 能够在不进行过多实验的情况下产生并实现此类软件和/或硬件。此外，除非本文另做说 明，否则优选地由调度器136、更具体地由与调度器相关的处理器基于存储在与调度器相关 的至少一个存储器设备中的程序和指令来执行在本文中被描述为由RAN 110执行的功能。通信系统100包括采用OFDM调制方案来通过空中接口 104发射数据的正交频分 复用(OFDM)通信系统，其中，频道、或带宽在给定时间段期间被分成多个频率子波段或资 源块。每个子波段包括给定数目的OFDM符号上的多个正交频率子载波，其为物理层信道， 通过该物理层信道以TDM或TDM/FDM方式发射业务和信令信道。还可以对通信会话分配 用于交换承载信息的子波段或子波段组，从而允许多个用户同时在不同的子波段上进行发 射，使得每个用户的发射与其他用户的发射正交。另外，通信系统100优选地包括依照IEEE (电气和电子工程师学会)802. 16标准 操作的微波存取全球互通(WiMAX)通信系统，所述标准指定无线通信系统操作协议，包括 无线系统参数和呼叫处理过程。然而，本领域的普通技术人员认识到通信系统100可以依 照采用正交频分复用(OFDM)调制方案的任何无线通信系统进行操作，诸如3GPP (第三代合 作伙伴计划)E-UTRA (演进UMTS陆上无线接入)通信系统、3GPP2 (第三代合作伙伴计划2) 演进通信系统，例如CDMA(码分多址)10001XEV-DV通信系统、如例如802. lla/HiperLAN2、 802. llg、或802. 20标准的IEEE 802. xx标准所描述的无线局域网(WLAN)通信系统、或多 个提出的超宽带(UWB)通信系统中的任何一个。为了提供诸如UE 102的UE处的切换天线系统的切换，使得该切换不破坏服务RAN 即RAN 110处的波束形成，通信系统100使此类天线切换被限制到限地，通信系统100使UE进行的上行链路发射天线的切换被限制到仅在就在信道质量相关上 行链路信号的传输之前的一个或多个转换间隙期间，或在转换间隙的出现之后但在信道质 量相关上行链路信号的传输之前发生，所述信道质量相关上行链路信号可以被服务RAN用 来更新与UE相关的信道响应和天线阵列权值。现在参照图4，提供了逻辑流程图400，其图示依照本发明的实施例的上行链路发 射分集方案的实现。图4在通信系统100、具体地是UE 102使供UE用来发射上行链路信号 的天线的切换限制到(404)被限制在就在信道质量相关上行链路信号的传输之前的一个 或多个转换间隙的切换时间段和在转换间隙的出现之后但在信道质量相关上行链路信号 的传输之前的时间段时开始(402)，所述信道质量相关上行链路信号可以被服务无线接入 网络用来更新与用户设备相关的信道响应和天线阵列权值。然后，UE 102仅在切换时间段 期间切换(406)供在上行链路传输期间使用的天线，例如，从使用天线阵列214的诸如天线 216的第一天线到使用诸如天线218的第二天线。然后，逻辑流程图400结束(408)。例如，现在参照图5A和5B，提供了逻辑流程图500，其进一步图示依照本发明的实 施例的图4的上行链路发射分集方案的实现。逻辑流程图500在UE 102经由本领域中已 知的技术选择(504)天线阵列214的多个天线216、218中的例如天线216的第一天线用于 信号到RAN 110的上行链路传输时开始(502)。例如，UE 102可以基于由UE经由多个天线 中的每一个从RAN 110接收到的诸如导频信号的信号来选择天线。然后，UE 102将选择提 供最佳接收信号质量的天线，最佳接收信号质量诸如最佳接收信号强度、载波干扰加噪声 比(CINR)、信噪比(SNR)、误码率(BER)、误帧率(FER)等等。然后，UE 102经由切换设备212将所选天线216耦合到(506)UE的发射机206以 进行随后的上行链路传输。在将所选天线216耦合到每个发射机206之后，UE 102经由第 一天线216和上行链路108向RAN 110发射(508)且RAN在第一帧期间从UE接收(510) 第一上行链路子帧中的第一信道质量相关上行链路信号。第一信道质量相关上行链路信号 与第一天线216相关并提供在第一天线与RAN 110之间的上行链路108的条件的指示。例如，在本发明的一个实施例中及如上所述，信道质量相关上行链路信号可以是 由UE 102通过频率带宽的指定子载波并经由第一天线216发射且由RAN 110测量的已知 上行链路信号，诸如声探信号。例如，现在参照图6，提供了方框图600，其描绘依照本发明 的实施例的声探区中的声探信号的传输。更具体地，图6描绘多个示例性子帧。在第一传 输时间间隔(TTI)(也称为子帧)604期间，RAN 110发射第一下行链路(DL)子帧610。在 接下来的第二 TTI 606期间，UE 102向RAN发射上行链路(UL)子帧620，并且在接下来的 第三TTI 608期间，RAN发射第二 DL子帧630。在每个子帧之间的是转换时间间隔或间隙 650、652。更具体地，在DL子帧610与UL子帧620之间的是发射转换间隙(TTG)650且在 UL子帧620与DL子帧630之间的是接收转换间隙(RTG)652。在这些间隙期间，UE 102和 RAN 110不进行发射，并且从发射或接收模式变成接收或发射模式。每个DL子帧610、630包括DL调度字段(DL-MAP) 614、634、UL调度字段 (UL-MAP) 616、636、和DL数据分组字段618、638。每个DL子帧610、630还可以包括前导字 段612、632。DL调度字段614、634提供帧持续时间、帧号、用于DL突发的DL子波段分配、 以及用于每个DL突发的编码和调制方案。UL调度字段616、636提供用于UL突发的UL子 波段调度、用于每个UL突发的编码和调制方案、以及用于每个UL突发的起始时间。DL数据分组字段618、638包括DL突发，亦即，是其中RAN基于子波段调度和所确定的波束形成权 值向被服务的UE发射数据分组的字段。前导字段612、632通常包括可以被UE 102用于定 时同步、频率同步、和信道估计的导频。UL子帧620包括UL数据分组字段622和声探区624。UL数据分组字段622包括 UL突发，亦即，是其中UE 102基于UL调度字段616向RAN 110发射数据分组的字段。声 探区624是其中UE 102通过分配给UE的频率载波发射RAN和UE两者已知的预定OFDM符 号的字段。信道声探假设UL与DL信道的相互性，并且还假设RAN具有用于解决可能存在 于RAN收发机硬件中的任何非相互性的装置。基于接收到的符号，RAN然后能够确定RAN至 UE信道响应。例如，如图6所描绘的，UE可以在时间间隔606期间并通过频率带宽602的 指定子载波向UL帧620的声探区624中的服务RAN发射OFDM符号，亦即已知波形。基于 接收到的符号，RAN、具体地是相关收发机能够估计RAN至UE信道响应，调度包括用于对UE 进行下行链路传输的一组子载波626的子波段，并确定用于通过经调度的子载波组对到UE 的DL传输进行波束形成的一组权值。然后，RAN在DL子帧630的DL数据分组字段638中 向UE传送DL突发640，DL子帧630是在下一个时间间隔608期间发射的。使用基于接收 到的声探区符号确定的权值组通过经调度的子载波组和子波段来发射DL突发。在本发明的其他实施例中，第一信道质量相关上行链路信号可以是多种其他形式 的信道质量反馈中的一个或多个，其指示由UE 102测量并可以被RAN 100、具体地是收发 机120用来计算用于DL传输的一组权值的下行链路信号质量。例如，一种形式的此类信道 质量反馈是IEEE 802. 16标准中所描述的直接信道反馈，其中，UE发射已编码波形，并且该 已编码波形传送RAN上的每个发射天线与UE上的接收天线之间的信道响应。又例如，另一 种形式的此类信道质量反馈是协方差反馈，其中，UE测量RAN至UE信道响应，计算空间协方 差矩阵，并发射已编码波形，并且该已编码波形传送下行链路空间协方差矩阵的条目。又 例如，另一种形式的此类信道质量反馈是特征向量反馈，其中，UE测量RAN至UE信道响应， 计算空间协方差矩阵，计算该空间协方差矩阵的特征向量，并发射已编码波形，并且该已编 码波形传送下行链路空间协方差矩阵的特征向量的条目。所有这些实施例都涉及UE测量 RAN至UE信道响应和计算RAN至UE信道响应的特性，其中，RAN至UE信道响应的特性是实 际信道响应(对于直接信道反馈而言)、空间协方差矩阵(对于协方差反馈而言)、或空间 协方差矩阵的特征向量(对于特征向量反馈而言)。然后，UE返回包括已编码波形的信道 质量反馈信号(而不是声探信号)。此外，涉及来自UE的反馈传输的其他形式的反馈也是 可能的且在本发明的范围内。其他形式的反馈的示例是信道质量指示(CQI)反馈、MIMO秩 反馈、载波干扰加噪声比(CINR)反馈、优选调制和编码策略(MCS)反馈、信道条件反馈、及 其他相关形式的反馈，其面向适配RAN至UE链路的数据速率和调制方案策略。再次参照逻辑流程图500，基于接收到的第一信道质量相关上行链路信号，RAN 110、具体地是收发机120使用本领域中已知的技术来估计(512)第一 RAN至UE信道响应。 基于所估计的第一信道响应，RAN 110、具体地是调度器136调度(514)包括多个子载波的 子波段供UE使用。并且，基于第一估计信道响应，RAN 110、具体地是收发机120确定(516) 用于通过调度子波段进行到UE的DL传输的第一组天线权值。然后，RAN 110、具体地是收 发机120使用由加权器310应用的第一组权值在一个或多个DL子帧的DL数据分组字段中 传送(518) —个或多个DL数据突发。另外，UE 102仅经由第一天线216在一个或多个UL子帧的UL数据分组字段中发射(520) —个或多个UL数据突发。在选择第一天线216用于UL传输之后，UE 102使用天线阵列214的多个天线216、 218中的每一个间歇地测量(522)来自RAN 110的DL传输的信号质量，例如导频信号。也 就是说，UE 102在多个天线216和218中的每一个处接收来自RAN的信号并测量在多个天 线中的每一个处接收到的信号的质量，再次地，诸如接收信号强度、CINR、SNR、BER、FER等 等。在某一时间点，基于所测量的信号质量，UE 102确定(524)将用于UL传输的天线从天 线阵列214的第一天线216切换到第二天线，亦即天线218。响应于确定切换天线，UE 102还确定(526)在第二帧期间经由第二天线218发射 第二上行链路子帧中的第二信道质量相关上行链路信号。第二信道质量相关上行链路信号 与第二天线218相关并提供第二天线与RAN 110之间的上行链路108的条件指示。然而，在 切换到用于传输第一信道质量相关上行链路信号的第一天线216之后，UE 102继续经由第 一天线216发射(528)上行链路信号，直至出现被限制为在就在第二上行链路子帧之前的 一个或多个转换间隙的切换时间段和在转换间隙的出现之后但在第二上行链路子帧中的 第二信道质量相关上行链路信号的传输之前的时间段为止。然后，UE 102在切换时间段期 间切换(530)到第二天线218，并经由第二天线218且在第二上行链路子帧期间发射(532) 且RAN 110在第二上行链路子帧期间接收(534)第二信道质量相关上行链路信号。第一和 第二 UL子帧不必是连续的UL子帧，因为在第一与第二子帧之间，在时间上可能经过多个子 帧。基于接收到的第二信道质量相关上行链路信号，RAN 110、具体地是收发机120更 新估计信道响应，亦即使用本领域中已知的技术来估计(536)第二 RAN至UE信道响应。基 于估计的第二信道响应，RAN 110、具体地是调度器136调度(538)包括多个子载波的子波 段供UE使用。并且，基于第二估计信道响应，RAN 110、具体地是收发机120更新天线权值， 亦即确定(540)用于通过调度的子波段对UE进行DL传输的第二组天线权值。然后，RAN 110、具体地是收发机120使用由加权器310应用的第一组权值在一个或多个DL子帧的DL 数据分组字段中传送(542) —个或多个DL数据突发。另外，UE 102仅经由第二天线218 在一个或多个UL子帧的UL数据分组字段中发射(544) —个或多个UL数据突发。然后，逻 辑流程400结束(546)。例如，图7描绘依照本发明的实施例的示例性天线切换方案700。图7所描绘的， 调度诸如UE 102的UE以便每第N个帧、例如每第八个帧发射CQI波形、或消息。因此，由 UE进行的UL天线切换被限制为在就在包括CQI波形或消息的UL子帧之前或部分地包括 该UL子帧的切换时间段，诸如TTG。也就是说，如果UE在帧‘N’中发射CQI波形或消息，则 UE可以在就在帧N的UL子帧之前的TTG期间切换UL天线。然后，不允许UE再次切换UL 天线，直至就在包括下一个CQI波形或消息的UL子帧、亦即帧‘N+8’的UL子帧之前的TTG 为止。也就是说，不允许UE在帧‘Ν+Γ至帧‘N+7，期间切换UL天线。因此，如图7所描绘 的，在首先使用多个UE天线中的第一天线进行UL传输与然后切换到多个UE天线中的第二 天线进行UL传输之间，在时间上可以经过七个帧。又例如，图8描绘依照本发明的另一实施例的示例性天线切换方案800。如图8 所描绘的，调度诸如UE 102的UE以响应于从诸如RANllO的服务RAN、具体地是收发机120 接收到声探请求而发射声探信号。因此，由UE进行的UL天线切换被限制到在就在包括声探信号的UL子帧之前的切换时间段，诸如TTG。也就是说，如果UE在帧‘N’中发射声探信 号，则UE可以在就在帧N的UL子帧之前的TTG期间切换UL天线。然后，不允许UE再次切 换UL天线，直至就在包括下一个声探信号的UL子帧之前的TTG为止。因此，如图8所描绘 的，在首先使用多个UE天线中的第一天线进行UL传输与然后切换到多个UE天线中的第二 天线进行UL传输之间，在时间上可以经过一个或多个帧。通过使客户的无线通信设备的多个天线之间的切换被限制到包括在就在信道质 量相关上行链路信号的传输之前的一个或多个转换间隙的切换时间段和在转换间隙的出 现之后但在信道质量相关上行链路信号的传输之前的时间段，所述信道质量相关上行链路 信号可以被服务无线接入网络用来更新与客户的无线通信设备相关的信道响应和天线阵 列权值，通信系统100更好地保证此类切换不破坏并导致次最佳的服务RAN处的波束形成。虽然已参照本发明的特定实施例具体地示出并描述了本发明，但本领域的技术人 员应理解的是在不脱离权利要求所阐述的本发明范围的情况下可以进行各种修改并用等 价物替换其元件。因此，应将本说明书和附图视为说明性而不是限制性的，并且所有此类变 化和替换意图被包括在本发明的范围内。上文已相对于特定实施例描述了益处、其他优点、和问题的解决方案。然而，不应 将所述益处、优点、问题的解决方案、以及可促使任何益处、优点、或解决方案发生或变得更 加明显的任何要素理解为任何或全部权利要求的关键、必要、或本质特征或要素。本文所使 用的术语“包括”、“包含”或其任何其他变体意图涵盖非排他性包括，使得包括一系列要素 的过程、方法、物品、或装置不仅包括那些要素，而且可以包括未明确列出或为此类过程、方 法、物品、或装置所固有的其他要素。此外，除非本文另外指明，否则诸如第一和第二、上和 下等关系术语(如果有的话)的使用仅仅用来将一个实体或动作与另一实体或动作区别 开，而不一定要求或暗示此类实体或动作的任何实际此类关系或顺序。
权利要求
一种用于在切换天线正交频分复用通信系统中提供上行链路发射分集的方法，所述方法包括将供客户的无线通信设备用来发射上行链路信号的天线的切换限制到包括就在信道质量相关上行链路信号的传输之前的一个或多个转换间隙的切换时间段和在所述转换间隙的出现之后但在所述信道质量相关上行链路信号的传输之前的时间段，所述信道质量相关上行链路信号可以被服务无线接入网络用来更新与所述客户的无线通信设备相关的信道响应和天线阵列权值；以及所述客户的无线通信设备仅在所述切换时间段期间从使用多个天线中的第一天线切换到使用所述多个天线中的第二天线来进行上行链路传输。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述信道质量相关上行链路信号包括声探信号和 由所述客户的无线通信设备测量的下行链路信号质量的指示中的一个或多个。
3.如权利要求1所述的方法，还包括 选择所述第一天线用于上行链路传输；在选择所述第一天线之后，在第一上行链路子帧中经由所述第一天线发射第一信道质 量相关上行链路信号；以及 其中，切换包括确定在第二上行链路子帧期间经由所述第二天线发射第二信道质量相关上行链路信 号；以及在就在所述第二信道质量相关上行链路信号的传输之前的一个或多个转换间隙和在 所述转换间隙的出现之后但在传输所述信道质量相关上行链路信号之前的时间段期间，切 换到所述第二天线。
4.如权利要求3所述的方法，还包括在选择所述第一天线之后，仅使用所述第一天线 来发射上行链路数据突发，直至切换到所述第二天线为止。
5.如权利要求3所述的方法，其中，在选择所述第一天线与切换到所述第二天线之间， 在时间上经过多个帧。
6.如权利要求3所述的方法，还包括由无线接入网络接收所述第一信道质量相关上行链路信号； 基于所述第一信道质量相关上行链路信号来估计信道响应；以及 基于所估计的信道响应来确定用于下行链路传输的一组天线权值。
7.如权利要求3所述的方法，其中，所述信道响应是第一信道响应且所述一组天线权 值是第一组天线权值，并且其中，所述方法还包括由所述无线接入网络接收所述第二信道质量相关上行链路信号； 基于所述第二信道质量相关上行链路信号来估计第二信道响应；以及 基于所估计的第二信道响应来确定用于下行链路传输的第二组天线权值。
8.一种客户的无线通信设备，能够在正交频分复用通信系统中操作，并且包括 多个天线；切换设备，耦合到所述多个天线；以及处理器，耦合到所述切换设备并被配置为促使所述切换设备仅在切换时间段期间从使 用所述多个天线中的第一天线切换到使用所述多个天线中的第二天线来进行上行链路传输，其中，所述切换时间段被限制为包括就在信道质量相关上行链路信号的传输之前的一 个或多个转换间隙的时间段和在所述转换间隙的出现之后但在所述信道质量相关上行链 路信号的传输之前的时间段，所述信道质量相关上行链路信号可以被服务无线接入网络用 来更新与所述客户的无线通信设备相关的信道响应和天线阵列权值。
9.如权利要求8所述的客户的无线通信设备，其中，所述信道质量相关上行链路信号 包括声探信号和由所述客户的无线通信设备测量的下行链路信号质量的指示中的一个或 多个。
10.如权利要求8所述的客户的无线通信设备，其中，所述处理器还被配置为选择第一 天线用于上行链路传输，并在选择所述第一天线之后，在第一上行链路子帧中经由所述第 一天线发射第一信道质量相关上行链路信号，并且其中，所述处理器被配置为通过确定在 第二上行链路子帧期间经由所述第二天线发射第二信道质量相关上行链路信号，并在就在 所述第二信道质量相关上行链路信号的传输之前的一个或多个转换间隙和在所述转换间 隙的出现之后但在传输所述信道质量相关上行链路信号之前的时间段期间切换到第二天 线，促使所述切换设备从使用所述第一天线切换到使用第二天线。
11.如权利要求10所述的客户的无线通信设备，其中，所述处理器还被配置为在选择 所述第一天线之后，仅使用所述第一天线来发射上行链路数据突发直至切换到所述第二天 线为止。
12.如权利要求10所述的客户的无线通信设备，其中，在选择所述第一天线与切换到 所述第二天线之间，在时间上经过多个帧。
13.一种无线通信系统，包括如权利要求10所述的客户的无线通信设备，并且还包括 基于网络的收发机，所述基于网络的收发机被配置为接收第一信道质量相关上行链路信 号，基于所述第一信道质量相关上行链路信号来估计信道响应，并基于所估计的信道响应 来确定用于下行链路传输的一组天线权值。
14.一种无线通信系统，包括如权利要求10所述的客户的无线通信设备，其中，所述信 道响应是第一信道响应，其中，所述一组天线权值是第一组天线权值，并且其中，所述系统 还包括基于网络的收发机，所述基于网络的收发机被配置为接收第二信道质量相关上行链 路信号，基于所述第二信道质量相关上行链路信号来估计第二信道响应，并基于所估计的 第二信道响应来确定用于下行链路传输的第二组天线权值。
全文摘要
本发明公开一种用于在切换天线正交频分复用通信系统中实现上行链路发射分集的方法和装置。提供了一种方法和客户的无线通信设备，其在切换天线OFDM通信系统中执行上行链路发射分集。被客户的无线通信设备用来发射上行链路信号的天线的切换被限制到包括就在信道质量相关上行链路信号的传输之前的一个或多个转换间隙的切换时间段和在转换间隙的出现之后但在信道质量相关上行链路信号的传输之前的时间段，所述信道质量相关上行链路信号可以被服务无线接入网络用来更新与客户的无线通信设备相关的信道响应和天线阵列权值。然后，客户的无线通信设备仅在切换时间段期间切换用于上行链路传输的天线。
文档编号H04L27/26GK101931448SQ201010224289
公开日2010年12月29日 申请日期2010年6月22日 优先权日2009年6月22日
发明者吴伟, 弗雷德里克·W·沃克, 马修·S·席尔马赫 申请人:摩托罗拉公司