用于在无线网络中的用户设备与基站之间传输数据的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于在无线网络(10)中的用户设备(15)与基站(11)之间传输数据的方法。用户设备(15)包括至少第一天线(16)和第二天线(17)。基站(11)包括用于在基站(11)与用户设备(15)之间传输射频信号的多个天线(12)。根据该方法，在第一时间段经由第一天线(16)将第一训练信号从用户设备(15)传输到基站(11)。此外，在不同于第一时间段的第二时间段经由第二天线(17)将第二训练信号从用户设备(15)传输到基站(11)。针对基站(11)的每个天线(12)，基于第一训练信号确定对应第一配置参数，并且基于第二训练信号确定对应第二配置参数。此外，使用第一配置参数将第一下行链路数据(DL1)从基站(11)传输到用户设备，并且同时使用第二配置参数将第二下行链路数据(DL2)从基站(11)传输到用户设备(15)。然后，确定第一下行链路数据(DL1)的第一信号质量参数，并且确定第二下行链路数据(DL2)的第二信号质量参数。基于所确定的第一信号质量参数和所确定的第二信号质量参数，选择用户设备(15)的第一天线(16)和第二天线(17)中的天线以用于将上行链路数据(UL1、UL2)从用户设备(15)传输到基站(11)。
【专利说明】
用于在无线网络中的用户设备与基站之间传输数据的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于在无线网络中的用户设备与基站之间传输数据的方法。特别地，本发明涉及一种用于在包括多个天线的基站与用户设备之间传输数据的方法，多个天线根据所谓的多输入和多输出(MIMO)技术或根据所谓的分集模式传输射频信号。此外，本发明涉及实现该方法的基站和用户设备。
【背景技术】
[0002]为了提高数据传输性能和可靠性，所谓的多输入和多输出技术(MIMO)可以在用于在基站与用户设备之间传输信息的无线射频远程通信中使用。MMO技术涉及在基站和/或在用户设备处使用用于无线通信的多个发送和接收天线。MIMO技术形成使用时间以及空间维度用于传输信息的编码方法的基础，并且因此使得能够进行空间和时间编码。由此，可以提高无线通信的质量和数据速率。
[0003]在所谓的大规模MMO系统中，多个用户设备可以布置在由具有多个天线的基站服务的小区内。在大规模MMO系统中，基站的各个天线收发器的配置可以根据每个用户设备的位置以及基站和用户设备的环境中的传输条件而变化。
[0004]大规模MMO系统可以与时分双工(TDD)系统结合使用，在时分双工(TDD)系统中，使得基站与用户设备之间的信息流的传输在时隙中分离。用于上行链路(UL)数据通信和下行链路(DL)数据通信的不同时隙可以被提供用于将信息从用户设备向上传送到基站和用于将信息从基站向下传送到用户设备。在大规模MMO系统中，需要可以称为“头部”的另外时隙，以用于将训练信号或训练序列从用户设备传输到基站。基于所接收的训练信号，基站可以配置其天线阵列的收发器。由此，可以实现针对在随后时隙中传输的有效载荷的高天线增益。有效载荷可以在多个上行链路和下行链路时隙中被传输。然而，当用户设备移动时，信道质量可能由于基站和/或用户设备的空间布置的变化而降低。因此，可以传输另外训练信号并且更新收发器的配置。
[0005]通常，大规模MIMO系统预期处于建筑物(诸如办公室、购物中心等)中。在该环境中，可以预期大量用户设备。然而，由于由针对每个用户设备的天线参数的独立配置进行的空间编码，即使在该环境中，也可以利用MMO技术实现高数据吞吐量和高数据可靠性。为了进一步增强，可以使用所谓的3D-Mnro系统，在3D-Mnro系统中，均包括多个天线的多个基站协作，以用于使得能够进行所传输信息的甚至更增强空间编码。
[0006]许多用户设备(例如，手机，像移动电话)提供用于蜂窝通信的两个或甚至更多个天线。用户设备的天线通常在用户设备的外壳处或内彼此隔开布置，例如，一个天线在用户设备的顶部处，而一个天线在用户设备的底部处。例如，两个天线可以在用于下行链路(DL)通信的两个不同模式(在分集模式下或在MMO模式下)下使用。在分集模式下，基站发送单个射频信号，并且假设两个天线接收该射频信号。如果天线中的一个碰巧处于衰落波谷或者如果用户覆盖一个天线，则另一个天线仍然可以与基站联系，并且继续接收。分集模式还称为秩I模式。在分集模式下，第二天线可以被视为备用天线。在还称为秩2模式的MMO模式下，基站在几乎相同频率信道上发送两个不同空间编码信号。由此，数据速率可以高达两倍。两个不同射频信号可以在用户设备的两个空间分离的天线处被接收。使得两个不同信号中的一个信号可以由用户设备的两个天线中的第一个天线来接收并且两个不同信号中的另一个信号可以由用户设备的两个天线中的另一个天线同时接收的射频信号的波束形成或聚焦可以由根据上述大规模MMO或3DH\OMO技术操作的一个基站或多个基站的多个天线来完成。如上所述，在具有丰富散射环境或大量用户设备的场景中，不能预测如何馈送基站的所有天线以提供射频能量的所要求聚焦。因此，每个用户设备需要发送训练序列，并且然后，例如，针对基站的每个天线的振幅和相位可以被确定为使得射频信号可以被发送聚焦到已经发送训练序列的用户设备。
[0007]用于下行链路通信的配置参数可以根据基于信道互易性在上行链路中接收的训练序列来实现。利用提高的传输频率并且在具有大量反射且没有可视通路(LOS)的环境场景中(例如，在室内办公室中)，聚焦可能非常窄，实际上足够窄以仅覆盖用户设备的天线中的一个。例如，焦距可能仅为传输频率的波长的十分之一。因此，对于需要被由基站形成的波束覆盖的每个天线，可能需要传输训练序列，并且因此需要用于用户设备的每个天线的发送器。然而，在具有两个天线的典型用户设备中，为了成本优化，可能仅提供单个发送器，而通常预计两个接收器，以使得能够进行上述分集模式。因此，需要使得能够在不增加用户设备的复杂度和成本的情况下在大规模MMO或3D-M頂O系统中根据上述MMO技术在用户设备与基站之间传输数据的方法。
【发明内容】
[0008]根据本发明，该目的由如权利要求1定义的用于在无线网络中的用户设备与基站之间传输数据的方法、如权利要求11定义的用于无线网络的基站、如权利要求13定义的用于无线网络的用户设备、以及如权利要求16定义的用于在无线网络中的用户设备与基站之间传输数据的方法来实现。从属权利要求定义本发明的优选且有利实施方式。
[0009]根据本发明的一方面，提供了一种用于在无线网络中的用户设备与基站之间传输数据的方法。用户设备包括用于在用户设备与基站之间传输射频信号的至少第一天线和第二天线。用户设备可以具有多于两个天线，并且在这种情况下，所述方法可以相应地适于使用多于两个天线。然而，即使用户设备具有多于两个天线，所述方法也可使用天线中的仅两个来执行。基站包括用于在基站与用户设备之间传输射频信号的多个天线。如在本说明书中使用的术语“传输”等可能涉及在基站处从用户设备接收信息、以及将信息从基站发送到用户设备。从基站传输到用户设备的数据将还称为下行链路(DL)数据或在下行链路方向上发送的数据，并且从用户设备传输到基站的数据还将称为上行链路(UL)数据或在上行链路方向上发送的数据。根据该方法，在第一时间段经由用户设备的第一天线将训练信号从所述用户设备传输到所述基站。针对所述基站的所述多个天线的子集的每个天线，基于在对应天线处接收的第一训练信号确定对应第一配置参数。此外，在第二时间段经由用户设备的所述第二天线将第二训练信号从所述用户设备传输到所述基站。第二时间段不同于第一时间段，例如，在时分多路传输方案中，第一时间段可以包括第一时隙，而第二时间段可以包括第二时隙。针对所述基站的所述多个天线的子集的每个天线，基于在所述对应天线处接收的第二训练信号确定对应第二配置参数。第一配置参数和第二配置参数可以用于在基站与用户设备之间传输有效载荷信息块。多个天线的子集可以包括被布置为从用户设备接收第一训练信号和第二训练信号的多个天线中的那些天线。例如，如果基站的天线被圆柱地布置，则仅天线的子集可以接收从用户设备发送的训练信号，而另外一些天线可能不接收训练信号。此外，如果使用非常大天线阵列，则仅天线阵列的一部分或子集可以用于特定用户设备。然而，子集还可以包括由基站提供的多个天线中的所有天线。作为示例，基站可以包括例如以矩阵或圆柱地布置的三十至一百个甚至更多个天线的天线阵列。同样地，用户设备可以包括两个或更多个天线，例如，三个或四个天线。在用户设备包括多于两个天线的情况下，所述方法可以相应地适于更多天线。由于针对多个天线的子集的每个天线确定的配置参数，可以使得基站能够根据上述MMO技术与用户设备的每个天线通信。因此，根据该方法，使用针对基站的所述天线确定的第一配置参数将第一下行链路数据从所述基站传输到所述用户设备，并且同时使用针对基站的所述天线的所确定的第二配置参数将第二下行链路数据从所述基站传输到所述用户设备。第一和第二下行链路数据可以以相同频率被传输。通过使用第一配置参数用于传输第一下行链路数据并且通过使用第二配置参数用于传输第二下行链路数据，空间编码可以被提供为使得虽然同时传输第一和第二下行链路数据，但是可以在用户设备的第一天线处以高质量接收第一下行链路数据，并且可以在用户设备的第二天线处以高质量接收第二下行链路数据。用户设备的天线之间的泄漏可以通过编码来处理，使得用户设备能够分离第一数据和第二数据。
[0010]在分集模式下，第一下行链路数据可以包括与第二下行链路数据相同的数据，并且用户设备可以根据哪个下行链路数据提供更好接收质量来选择第一下行链路数据或第二下行链路数据以用于进一步处理。另外地或作为另选方案，还可以接收并组合第一和第二下行链路数据的信号，以提供下行链路数据用于进一步处理。因此，在分集模式下，即使例如由于用户保持用户设备并且因此干扰天线处的接收引起例如用户设备的天线中的一个或两个被覆盖和/或具有降低的接收质量，也可以提供高传输质量和可靠性。在MMO模式下，第一下行链路数据可以不同于第二下行链路数据，并且这两个数据可以在接收之后在用户设备中被处理。因此，在MMO模式下，可以实现更高数据速率(例如，经由两个天线的高达两倍的数据速率)。
[0011]根据该方法，确定在所述用户设备处接收的所述第一下行链路数据的第一信号质量参数，并且确定在所述用户设备处接收的所述第二下行链路数据的第二信号质量参数。基于所确定的第一质量参数和所确定的第二质量参数，选择用户设备的第一天线和第二天线中的一个天线以用于将上行链路数据从用户设备传输到基站。换言之，根据上述方法，利用针对基站的天线的准确调整的配置参数使得支持MIMO模式或分集模式的下行链路通信能够聚焦在用户设备的多个天线处。此外，在上行链路方向上，可以实现选择分集或切换分集。由于基站的天线的适当配置，给从用户设备的天线中的一个的上行链路通信提供高质量。此外，因为第一训练信号和第二训练信号在单独时间段被发送，所以上述方法可以仅利用用户设备内的一个发送器或发送单元来实现。因此，上述方法在本用户设备设计中可以以低成本实现。
[0012]根据一个实施方式，选择用于传输上行链路数据的用户设备的天线的步骤由用户设备来执行。基站可以在两个信道上侦听来自用户设备的第一天线或第二天线的上行链路数据。然而，将仅存在来自第一天线或第二天线的上行链路数据。因此，基站将在仅一个信道上接收上行链路数据。因为在针对上行链路数据的天线选择中不涉及或不通知基站，所以这种布置可以称为开环天线选择。不需要用于同步用户设备和基站的额外协议元素和协议开销。
[0013]根据另一个实施方式，选择用户设备的第一天线和第二天线中的一个天线以用于传输上行链路数据可以由用户设备来执行，并且将所选天线从用户设备通知到基站。如上所述，在选择处理中不涉及基站，因此该实施方式也表示开环处理。然而，通过通知基站选择结果，可以在基站内更有效地实现上行链路数据的接收。
[0014]根据又一实施方式，为了选择用于传输上行链路数据的用户设备的天线，由所述用户设备基于所确定的第一信号质量参数和所确定的第二信号质量参数选择所述用户设备的所述第一天线和所述第二天线中的优选天线以用于传输上行链路数据。将优选天线从所述用户设备通知到所述基站，并且基站可以向所述用户设备应答(acknowledge)所述基站已排除所述用户设备的所述优选天线将被用作用于将上行链路数据从所述用户设备传输到所述基站的所选天线。换言之，用户设备在基站处请求用于选择将被用于传输上行链路数据的天线的允许。在从基站得到应答时，用户设备可以使用所选天线。因此，提供闭合通信环路，并且在选择处理中涉及基站和用户设备二者。
[0015]根据还有的另一个实施方式，所述第一信号质量参数和所述第二信号质量参数从所述用户设备被传输到所述基站。在基站中，基于第一信号质量参数和第二信号质量参数选择用户设备的第一天线和第二天线中的一个天线。所选天线从所述基站被通知到所述用户设备。换言之，基站控制将使用用户设备的哪个天线。这使得基站能够另外考虑由基站服务的小区内的其它状况(例如，到小区内的其它用户设备的通信信道)选择天线。
[0016]根据另一个实施方式，用户设备包括发送单元和开关，所述开关被构造用于将所述第一天线或所述第二天线选择性地联接到所述发送单元。在用户设备具有多于一个天线的情况下，开关可以被构造用于将发送单元选择性地联接到多于两个天线中的每单个天线。此外，用户设备可以包括多于一个发送单元，但是发送单元少于天线。在这种情况下，开关可以被构造用于将每个天线选择性地联接到至少一个发送单元，使得每个天线可以以时分复用方式联接到发送单元。然而，这还意味着不可能将所有天线同时联接到对应发送单元。根据该实施方式，为了将第一训练信号从用户设备传输到基站，发送单元在第一时间段期间经由开关被联接到第一天线。然后，在第二时间段期间，发送单元经由开关被联接到第二天线，以用于传输第二训练信号。通过以时分复用方式将发送单元联接到第一和第二天线或者通过以时分复用方式将多个发送单元联接到用户设备的多个天线，需要比天线更少数量的发送单元来实现上述方法。特别地，可能仅需要一个发送单元服务于第一天线和第二天线甚至更多天线以用于传输对应训练信号。
[0017]第一质量参数和第二质量参数可以均包括例如对应下行链路数据的误码率、对应下行链路数据的接收信号强度指示、或对应下行链路数据的信噪比。上述质量参数可以在用户设备内容易地确定，并且提供关于下行链路数据的传输质量的可靠信息。此外，上述质量参数可以在对应协议数据单元中以众所周知的方式被传输到基站，以用于基站内的上述处理。
[0018]根据一个实施方式，针对基站的多个天线的子集的每个天线确定的配置参数可以包括例如振幅信息、相位信息、包括振幅信息和关联相位信息的参数对、多个这些参数、或在接收对应训练信号期间在对应天线处接收的信号强度的信号强度信息。然而，上面列出的类型的配置参数仅是示例，并且配置参数可以包括用于配置基站的天线以使得能够根据上述MIMO传输方案进行数据传输的其它或另外信息。此外，因为训练序列在相同上行链路方向上已被发送，所以相位和振幅信息可以直接用于确定用于从用户设备接收上行链路数据的基站的天线的配置参数。然而，用于将下行链路数据发送到用户设备的配置参数可以基于用于接收上行链路数据的配置参数的共轭转置来确定。例如，如果在基站处以不同延迟(相位)接收来自用户设备的两个上行链路信号波束，则为了发送下行链路波束，需要反转相位，这是因为具有较短路径的波束第一个到达并且两个波束需要在下行链路方向上在用户设备处对准。
[0019]根据本发明的另一个方面，提供了一种用于无线网络的基站。基站包括多个天线，该多个天线用于在所述基站与用户设备之间传输射频信号，该用户设备包括用于在所述用户设备与所述基站之间传输射频信号的至少第一天线和第二天线。基站还包括处理装置，该处理装置被构造为接收在第一时间段经由所述第一天线从所述用户设备发送到所述基站的第一训练信号。处理装置被构造为针对所述基站的所述多个天线的子集的每个天线基于在对应天线处接收的第一训练信号确定对应第一配置参数。此外，处理装置被构造为接收在第二时间段经由所述第二天线从所述用户设备发送到所述基站的第二训练信号。第一时间段和第二时间段不同，例如，第二时间段出现在第一时间段之后。处理装置针对所述基站的所述多个天线的所述子集的每个天线基于在所述对应天线处接收的所述第二训练信号确定对应第二配置参数。然后，将第一下行链路数据和第二下行链路数据从基站同时传输到用户设备，即，至少存在第一下行链路数据的传输与第二下行链路数据的传输的交叠。使用针对所述基站的所述天线的所确定的第一配置参数传输第一下行链路数据。使用针对所述基站的所述天线的第二配置参数传输第二下行链路数据。由于用于传输第一和第二下行链路数据的第一和第二配置参数的使用，导致第一和第二下行链路数据的空间编码被提供为使得可以在用户设备的第一天线处以高质量接收第一下行链路数据，并且可以在用户设备的第二天线处以高质量接收第二下行链路数据。用于(例如，根据MIMO技术)使用第一和第二配置数据传输第一和第二下行链路数据的信号处理可以在模拟域或数字域或其组合中执行。因此，例如，每个天线的收发器功能的一部分可以例如在信号处理器中或在处理装置中数字地实现，并且天线和收发器的剩余部分可以是无源组件。在用户设备在分集模式下操作的情况下，第一和第二下行链路数据可以包括相同数据，而在用户设备在MMO模式下操作的情况下，第一和第二下行链路数据可以包括不同数据，由此提高数据速率(例如，多达两倍)。处理装置还被构造为接收经由第一天线或第二天线从用户设备发送的上行链路数据。为了接收经由第一天线发送的上行链路数据，处理装置使用第一配置参数，并且为了接收从用户设备的第二天线发送的上行链路数据，处理装置使用第二配置参数。然而，基站可以同时使用第一配置参数以及第二配置参数侦听上行链路数据，以能够在两种情况下(即，在用户设备经由第一天线发送上行链路的情况和在用户设备经由第二天线发送上行链路数据的情况)接收上行链路数据。
[0020]根据一个实施方式，基站还被构造为执行上述方法和实施方式中的任一个并且因此包括上述优点。
[0021]根据本发明的另一方面，提供了一种用于无线网络的用户设备。用户设备包括用于在所述用户设备与所述基站之间传输射频信号的至少第一天线和第二天线。所述基站包括用于在所述基站与用户设备之间传输射频信号的多个天线。用户设备还包括处理装置，该处理装置被构造为:在第一时间段经由所述第一天线将第一训练信号发送到所述基站，并且在不同于所述第一时间段的第二时间段经由所述第二天线将第二训练信号发送到所述基站。为了完成该处理，用户设备可以包括单个发送单元和开关，所述开关将发送单元选择性地联接到第一天线或第二天线。处理装置还被构造为经由所述第一天线接收来自所述基站的第一下行链路数据，并且同时经由所述第二天线接收来自所述基站的第二下行链路数据。因此，用户设备可以包括两个接收单元，一个接收单元用于一个天线。此外，处理装置确定所接收的第一下行链路数据的第一信号质量参数和所接收的第二下行链路数据的第二信号质量参数。然后，基于所确定的第一信号质量参数和所确定的第二信号质量参数，处理装置经由所述第一天线或所述第二天线将上行链路数据发送到所述基站。为了发送上行链路数据，处理装置可以将上述开关构造为使得用户设备的单个发送单元联接到第一天线或第二天线。
[0022]根据一个实施方式，用户设备被构造为执行上述方法和该方法的上述实施方式，并且因此包括上述优点。用户设备可以包括例如移动电话、移动计算机、个人数字助理或平板计算机。
[0023]根据另一个实施方式，基站可以基于所接收的第一和第二训练信号确定对应第一和第二质量参数，并且可以选择用户设备的第一天线和第二天线中的一个天线以用于将上行链路数据从用户设备传输到基站。因此，基站可以通过比较所接收的训练信号来确定哪个信道更好，然后可以要求用户设备使用对应天线用于即将到来的上行链路数据。
[0024]虽然以上概述和以下详细描述中所述的具体特征结合本发明的特定实施方式和方面被描述，但是应理解，示例性实施方式和多个方面的特征可以彼此组合，除非另外特别阐述。
【附图说明】
[0025]现在将参照附图更详细地描述本发明。
[0026]图1示意性地示出了根据本发明的实施方式的基站和用户设备。
[0027]图2更详细地示意性地示出了根据本发明的一个实施方式的用户设备。
[0028]图3示出了根据本发明的一个实施方式的包括用于在无线网络中的用户设备与基站之间传输数据的方法步骤的流程图。
[0029]图4至图7示意性地示出了根据本发明的实施方式的用户设备与基站之间的数据传输。
【具体实施方式】
[0030]在下面，将更详细地描述本发明的示例性实施方式。将理解，这里所述的各种示例性实施方式的特征可以彼此组合，除非另外特别阐述。各个附图中的相同附图标记是指类似或相同组件。附图中所示的组件或装置之间的任何联接可以是直接或间接联接，除非另外特别阐述。
[0031]图1示出了基站11的环境10中布置的用户设备15。基站11包括多个天线12和关联收发器13。在图1中，为了清楚的原因，仅示出六个天线12六个收发器13。然而，这些仅是示例性数量，并且基站11可以包括例如以矩阵或圆柱地布置的例如30至100个甚至更多天线和关联收发器的阵列。用户设备15包括两个天线16和17。然而，用户设备15可以包括甚至更多个天线(例如，三个或四个)。基站11还包括处理装置(PD)14，所述处理装置(PD)14联接到收发器13且适于将收发器13配置为用于在基站11与用户设备15之间传输射频信号。基站11的多个天线12和收发器13可以被使用并且被配置为使得上述多输入和多输出(MIMO)技术可以用于在基站11与用户设备15的天线16和17中的每个天线之间传输数据。换言之，基站11的天线12和收发器13可以被构造为使得它们提供通过空间编码分离的、在基站11与用户设备15之间的两个通信信道。
[0032]图2更详细地示出了用户设备15。用户设备15包括两个天线16和17，该两个天线16和17经由开关18联接到第一接收器19和包括发送器21和第二接收器22的收发器20。此外，用户设备15包括联接到开关18以用于控制开关的处理装置(PD)23。在处理装置23的控制下，开关18可以例如将第一天线16联接到第一接收器19，将第二天线17联接到第二接收器22，并且将发送器21选择性地联接到第一天线16或第二天线17。由此，两个接收器19和22可以经由天线16和17连续地接收信号，而天线16和17中的仅一个天线可以被提供有来自发送器或发送单元21的射频信号。
[0033]为了在基站11与用户设备15之间建立上述两个通信信道，收发器13必须被构造为考虑用户设备15的天线16和17相对于基站11的空间信息提供高质量传输。为了确定收发器13的配置参数集，训练信号或射频信号的训练序列可以从用户设备15的每个天线16、17被传输到基站U。基于所接收的训练信号，可以在基站11中确定针对收发器13的对应配置参数。然而，当用户设备15移动时，必须针对新位置更新收发器13的配置，以避免传输质量的降低。因此，必须定期(例如，在基站11与用户设备15之间传输的每个帧的开始处)传输来自天线16、17的训练信号。
[0034]在无线通信网络中使用的典型传输帧可以包括头部、用于将数据从用户设备15传输到基站11的上行链路部分、以及用于将数据从基站11传输到用户设备15的下行链路部分。上述训练信号可以在用于每个用户设备15的每个天线16、17的单独时隙中被传输。为了仅利用用户设备15的一个发送单元21实现该处理，图3中所述的方法30可以由基站11和用户设备15利用。
[0035]图3示出了方法30的方法步骤31至38。在步骤31中，用户设备15的处理装置23将开关18配置为使得第一天线16联接到发送单元21，并且在例如传输帧的头部内的第一时间段或时隙经由第一天线16将第一训练信号发送到基站U。在步骤32中，基站11针对基站11的每个天线12基于在对应天线12处接收的第一训练信号确定对应第一配置参数。接着，处理装置23将开关18配置为使得发送单元21联接到第二天线17，并且在步骤33中，第二训练信号经由第二天线17被发送到基站U。基站11的处理装置14针对基站11的每个天线12基于在对应天线处接收的第二训练信号确定对应第二配置参数(步骤34)。在步骤35中，基站经由两个信道将下行链路数据传输到用户设备15。换言之，基站11使用针对天线12的第一配置参数将第一下行链路数据从基站11传输到用户设备15，并且同时基站11使用第二配置参数将第二下行链路数据传输到用户设备15。由于经由第一配置参数和第二配置参数进行的空间编码，使得可以在第一天线16处以高质量接收第一下行链路数据，并且可以在第二天线17处接收第二下行链路数据。在步骤36和步骤37中，基站针对每个所接收的下行链路数据确定对应质量参数，经由第一质量参数指示第一天线处的接收质量并且经由第二质量参数指示第二天线的接收质量。基于所确定的第一和第二信号质量参数，选择第一天线16或第二天线17用于将上行链路数据从用户设备15传输到基站22(步骤38)。
[0036]如上所述，在与本发明的背景有关的部分中，用户设备15可以在还称为秩I模式的分集模式或还称为秩2模式的MIMO模式下操作。在分集模式下，基站传输相同数据作为第一下行链路数据和第二下行链路数据。换言之，相同数据经由两个信道从基站11被传输到用户设备15，并且经由第一天线16并经由第二天线17在用户设备15处被接收两次。在例如由于用户用用户的手覆盖天线16、17中的一个导致干扰信道中的一个的情况下，下行链路数据仍然可以在用户设备15处被接收。在MMO模式下，基站11传输不同下行链路数据，并且因此，所传输的数据量可能加倍。
[0037]以下将关于图4至图7在示例性实施方式中更详细地描述用户设备15与基站11之间的上述数据传输。特别地，将在各种示例性实施方式中更详细地描述选择用于传输上行链路数据的天线的上述步骤38。
[0038]在图4中，示出了第一实施方式，在该实施方式中，在用户设备15中执行将被用于上行链路数据传输的天线的选择，并且通知基站11该选择。在图4中，示出了用于每个信道的两个传输帧40和41。每个信道涉及基站与用户设备15的每个天线16、17之间的空间编码通信。第一信道中的数据传输用后缀“I”识别，并且经由第二信道进行的数据通信用后缀“2”识别。由于空间编码，第一信道上的帧可以同时被传输作为第二信道上的帧。因此，在图4中，水平方面指示时间，第一行方格涉及第一信道，并且第二行方格涉及第二信道。
[0039]传输开始于在第一信道上传输头部信息50和在第二信道上传输头部信息70。每个信道的头部被同步，以使得头部内的时隙可以由独立用户设备和用户设备的独立天线单独使用。因此，在头部50内存在用于从第一天线16传输第一训练信号的专用时隙和用于从第二天线17传输第二训练信号的专用时隙。如上所述，处理装置23将开关18配置为使得发送单元21联接到第一天线16，并且在头部50内发送第一训练信号，如图4所指示的。然后，处理装置23将开关18配置为使得发送单元21联接到第二天线17，并且在头部70内发送第二训练序列，如图4所指示的。接着，处理单元23将开关18配置为联接发送单元21与第一天线16，并且第一上行链路数据(UL1)51从用户设备15被传输到基站11。第一上行链路数据51包括通知基站哪个天线将被用于下一帧41的信息。在这种情况下，例如，用户设备15可以基于先前接收的下行链路数据(未示出)的质量确定选择第二天线17用于上行链路数据的下一次传输。接着，基站11以空间编码方式经由两个信道将第一和第二下行链路数据(DL1、DL2)52、72传输到用户设备15。第一和第二下行链路数据可以根据所使用的传输模式(分集模式或MHTO模式)包括相同数据或不同数据。下一帧41再次开始于包括第一和第二训练信号的针对每个信道的头部53和73，以更新针对天线12的第一和第二配置参数。然后，如之前通知的，用户设备15将发送单元21联接到第二天线17，并且经由第二信道将上行链路数据(UL2)74传输到基站。再次，上行链路数据(UL2)74可以包含哪个信道将在下一帧(未示出)中由用户设备15使用的、用于基站的信息。可以基于针对所接收的第一和第二下行链路数据确定的质量参数来选择将被用于上行链路数据的信道或天线。例如，可以确定第一下行链路数据52的第一信号质量参数，并且可以确定第二下行链路数据72的第二信号质量参数。可以比较第一和第二信号质量参数，并且可以选择具有更好质量的信道，以用于传输下一个上行链路数据。在上行链路数据74中传送所选信道之后，该信道可以又一时间帧(未示出)中被使用。然后，如上所述，基站11同时传输第一和第二下行链路数据(DL1、DL2)55、75，并且用户设备15可以确定用于未来天线重选的对应信号质量参数。
[0040]图5示出了关于图3描述的方法的又一实施方式。在图5中所示的实施方式中，用户设备15提议天线16或17中的一个用于上行链路数据传输，并且基站11可以应答该请求，使得可以提供用于天线选择的闭合通信环路。如关于图4描述的，在第一帧40的头部50和70中，传输第一和第二训练信号。基于针对在先前帧(未示出)中接收的下行链路数据确定的质量参数，用户设备15可以提议天线16和17中的一个将被用于未来上行链路通信，例如，用户设备15可以提议未来使用第二天线17。该提议经由上行链路数据(UL1)51被传送到基站
11。接着，基站11在两个信道上将下行链路数据(DLl、DL2)52和72传输到用户设备15，其可以用于确定未来天线选择。在下一帧41中，用户设备仍然经由第一天线16传输上行链路数据(UL1)54，直到没有从基站11接收到用于改变发送天线的应答为止。在帧41的下行链路数据(DLl、DL2)55、75中，基站11可以应答第二天线17作为发送天线的提议选择。因此，在下一帧42中，在传输头部56和76之后，用户设备15经由第二天线17将上行链路数据(UL2)77发送到基站11。
[0041]图6示出了天线选择的又一实施方式，在该实施方式中，用户设备15可以在不通知基站11的情况下重新选择用于将上行链路数据发送到基站的天线。因此，图6中所示的通信大体上对应于图4中所示的通信。唯一差异是用户设备15不在其上行链路数据(ULl或UL2)51或74中通知将被用于下一个上行链路数据的下一个信道。因此，基站11必须一直侦听两个信道，并且必须从提供上行链路数据的信道获得上行链路数据。要注意的是，将仅在信道中的一个上存在数据。
[0042]图7示出了天线选择的又一实施方式，在该实施方式中，基站11执行天线选择并且相应地通知用户设备15。如上所述，在帧40中，在头部50、70中将第一和第二训练信号从用户设备15传输到基站11。接着，上经由第一信道将行链路数据(UL1)51从用户设备15传输到基站。然后，基站在两个信道上将下行链路数据(DL1、DL2)52、72传输到用户设备15。用户设备15确定第一下行链路数据(DL1)52的第一信号质量参数和第二下行链路数据(DL2)72的第二信号质量参数。在下一帧41中，在头部53和73中传输第一和第二训练信号之后，用户设备15经由第一天线16在第一信道上的上行链路数据(UL1)54中将第一和第二信号质量参数传输到基站11。基站11将下行链路数据(DL1、DL2)55和75传输到用户设备15，下行链路数据(DL1、DL2)55和75可以由用户设备15使用以确定另外信号质量参数。在下一帧42中，再次，可以在头部56和76中传输训练信号，并且可以经由第一天线16将上行链路数据(UL1)57传输到基站U。基于在帧41中接收的第一和第二质量参数，基站11同时确定哪个通信信道提供更好性能，并且因此可以指示用户设备15在未来使用第二天线17发送上行链路数据。该信息可以在帧42的下行链路数据(DL1、DL2)58、78中被传输到用户设备15。因此，在下一帧43中，在头部59、79中传输第一和第二训练信号之后，用户设备15将开关18配置为连接发送单元21和第二天线17，并且经由第二天线17将上行链路数据(UL2)80传输到基站11。最后，基站11可以同时经由两个信道将下行链路数据(DL1、DL2)61、81传输到用户设备15。
【主权项】
1.一种用于在无线网络中的用户设备与基站之间传输数据的方法，其中，所述用户设备(15)包括用于在所述用户设备(15)与所述基站(11)之间传输射频信号的至少第一天线(16)和第二天线(17)，并且其中，所述基站(11)包括用于在所述基站(11)与所述用户设备(15)之间传输射频信号的多个天线(12)，所述方法包括: 在第一时间段经由所述第一天线(16)将第一训练信号从所述用户设备(15)传输到所述基站(11)， 针对所述基站(11)的所述多个天线(12)的子集的每个天线(12)，基于在对应天线(12)处接收的所述第一训练信号确定对应第一配置参数， 在不同于所述第一时间段的第二时间段经由所述第二天线(17)将第二训练信号从所述用户设备(15)传输到所述基站(11)， 针对所述基站(11)的所述多个天线(12)的所述子集的每个天线(12)，基于在对应天线(12)处接收的所述第二训练信号确定对应第二配置参数， 使用针对所述基站(11)的所述天线(12)的所确定的第一配置参数将第一下行链路数据(DLl)从所述基站(11)传输到所述用户设备(15)，并且同时使用针对所述基站(11)的所述天线(12)的所确定的第二配置参数将第二下行链路数据(DL2)从所述基站(11)传输到所述用户设备(15)， 确定在所述用户设备(15)处接收的所述第一下行链路数据(DLl)的第一信号质量参数， 确定在所述用户设备(15)处接收的所述第二下行链路数据(DL2)的第二信号质量参数，以及 基于所确定的第一信号质量参数和所确定的第二信号质量参数，选择所述用户设备(15)的所述第一天线(16)和所述第二天线(17)中的一个天线，以用于将上行链路数据(UL1、UL2)从所述用户设备(15)传输到所述基站(11)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述用户设备(15)的天线的所述步骤由所述用户设备(15)来执行。3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括: 将所述用户设备(15)的所选天线从所述用户设备(15)通知到所述基站(11)。4.根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述用户设备(15)的天线的所述步骤包括: 由所述用户设备(15)基于所确定的第一信号质量参数和所确定的第二信号质量参数选择所述用户设备(15)的所述第一天线(16)和所述第二天线(17)中的优选天线以用于将上行链路数据(UL1、UL2)从所述用户设备(15)传输到所述基站(11)， 将所述用户设备(15)的所述优选天线从所述用户设备(15)通知到所述基站(11)，以及 从所述基站(11)向所述用户设备(15)应答所述基站(11)已接受将所述用户设备(15)的所述优选天线用作用于将上行链路数据(UL1、UL2)从所述用户设备(15)传输到所述基站(11)的所选天线。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法还包括: 将所述第一信号质量参数和所述第二信号质量参数从所述用户设备(15)传输到所述基站(11)，其中，选择所述用户设备(15)的天线的所述步骤由所述基站(11)来执行，以及 将所述用户设备(15)的所选天线从所述基站(11)通知到所述用户设备(15)。6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第一下行链路数据(DLl)与所述第二下行链路数据(DL2)相同。7.根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，所述第一下行链路数据(DLl)与所述第二下行链路数据(DL2)不同。8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述用户设备(15)包括发送单元(21)和开关(18)，所述开关(18)被构造用于将所述第一天线(16)或所述第二天线(17)选择性地联接到所述发送单元(21)， 其中，传输所述第一训练信号的所述步骤包括: 经由所述开关(18)将所述发送单元(21)联接到所述第一天线(16 )，并且 其中，传输所述第二训练信号的所述步骤包括: 经由所述开关(18)将所述发送单元(21)联接到所述第二天线(17)。9.根据前述权利要求中的任一项所述的方法， 其中，确定所述第一质量参数包括由以下构成的组中的至少一个: 确定所述第一下行链路数据(DLl)的误码率， 确定所述第一下行链路数据(DLl)的接收信号强度指示，以及 确定所述第一下行链路数据(DLl)的信噪比，并且 其中，确定所述第二质量参数包括由以下构成的组中的至少一个: 确定所述第二下行链路数据(DL2)的误码率， 确定所述第二下行链路数据(DL2)的接收信号强度指示，以及 确定所述第二下行链路数据(DL2)的信噪比。10.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，所述第一配置参数和/或所述第二配置参数包括由以下构成的组中的至少一个: 振幅信息， 相位信息， 包括振幅信息和关联相位信息的参数对，以及 多个所述参数对。11.一种用于无线网络的基站，所述基站包括: 多个天线(12)，所述多个天线(12)用于在所述基站(11)与用户设备(15)之间传输射频信号，其中，所述用户设备(15)包括用于在所述用户设备(15)与所述基站(11)之间传输射频信号的至少第一天线(16)和第二天线(17)，以及处理装置(14)，所述处理装置(14)被构造为 接收在第一时间段经由所述第一天线(16)从所述用户设备(15)发送到所述基站(11)的第一训练信号， 针对所述基站(11)的所述多个天线(12)的子集的每个天线(12)，基于在对应天线(12)处接收的所述第一训练信号确定对应第一配置参数， 接收在不同于所述第一时间段的第二时间段经由所述第二天线(17)从所述用户设备(15)发送到所述基站(11)的第二训练信号， 针对所述基站(11)的所述多个天线(12)的所述子集的每个天线(12)，基于在对应天线(12)处接收的所述第二训练信号确定对应第二配置参数， 使用针对所述基站(11)的所述天线(12)的所确定的第一配置参数将第一下行链路数据(DLl)从所述基站(11)传输到所述用户设备(15)，并且同时使用针对所述基站(11)的所述天线(12)的所确定的第二配置参数将第二下行链路数据(DL2)从所述基站(11)传输到所述用户设备(15)，以及 使用所述第一配置参数接收经由所述第一天线(16)从所述用户设备(15)发送的上行链路数据(ULl)或者使用所述第二配置参数接收经由所述第二天线(17)从所述用户设备(15)发送的上行链路数据(UL2)。12.根据权利要求11所述的基站，其中，所述基站(11)被构造为执行根据权利要求1至10中的任一项所述的方法。13.—种用于无线网络的用户设备，所述用户设备包括: 至少第一天线(16)和第二天线(17)，所述至少第一天线(16)和第二天线(17)用于在所述用户设备(15)与基站(11)之间传输射频信号，其中，所述基站(11)包括用于在所述基站(11)与所述用户设备(15)之间传输射频信号的多个天线(12)，以及 处理装置(23)，所述处理装置(23)被构造为 在第一时间段经由所述第一天线(16)将第一训练信号发送到所述基站(11)， 在不同于所述第一时间段的第二时间段经由所述第二天线(17)将第二训练信号发送到所述基站(11)， 经由所述第一天线(16)接收来自所述基站(11)的第一下行链路数据(DLl)，并且同时经由所述第二天线(17)接收来自所述基站(11)的第二下行链路数据(DL2)， 确定所接收的第一下行链路数据(DLl)的第一信号质量参数， 确定所接收的第二下行链路数据(DL2)的第二信号质量参数，以及 基于所确定的第一信号质量参数和所确定的第二信号质量参数，经由所述第一天线(16)或所述第二天线(17)将上行链路数据(UL1、UL2)发送到所述基站(11)。14.根据权利要求13所述的用户设备，其中，所述用户设备(15)被构造为执行根据权利要求I至10中的任一项所述的方法。15.根据权利要求13或权利要求14所述的用户设备，其中，所述用户设备(15)包括由移动电话、移动计算机、个人数字助理、以及平板计算机构成的组中的至少一个。16.—种用于在无线网络中的用户设备与基站之间传输数据的方法，其中，所述用户设备(15)包括用于在所述用户设备(15)与所述基站(11)之间传输射频信号的至少第一天线(16)和第二天线(17)，并且其中，所述基站(11)包括用于在所述基站(11)与所述用户设备(15)之间传输射频信号的多个天线(12)，所述方法包括: 在第一时间段经由所述第一天线(16)将第一训练信号从所述用户设备(15)传输到所述基站(11)， 针对所述基站(11)的所述多个天线(12)的子集的每个天线(12)，基于在对应天线(12)处接收的所述第一训练信号确定对应第一配置参数， 在不同于所述第一时间段的第二时间段经由所述第二天线(17)将第二训练信号从所述用户设备(15)传输到所述基站(11)， 针对所述基站(11)的所述多个天线(12)的所述子集的每个天线(12)，基于在对应天线(12)处接收的所述第二训练信号确定对应第二配置参数， 确定所述第一训练信号的第一信号质量参数， 确定所述第二训练信号的第二信号质量参数，以及基于所确定的第一信号质量参数和所确定的第二信号质量参数，选择所述用户设备(15)的所述第一天线(16)和所述第二天线(17)中的一个天线，以用于将上行链路数据(UL1、UL2)从所述用户设备(15)传输到所述基站(11)。
【文档编号】H04B7/06GK105940617SQ201480074344
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年12月10日
【发明人】E·本特松, 应志农
【申请人】索尼公司