垂直动态光束成型的制作方法

专利名称：垂直动态光束成型的制作方法
技术领域：
本发明是有关于无线通信的光束成型。特别是，本发明是有关于改良的 光束成型技术，藉以同时在上行链路传输及下行链路传输中，达成无线传输 及接收单元(WTRU )及B节点间的改良信号噪声比(S / N ratio )。
背景技术：
无线通信系统是本发明领域的习知技术。图l是绘示一种典型无线通信 系统，其是符合现行第三代合伙人计划(3GPP)规格。举例来说，图1所 绘示的网络架构是一种通用移动电信服务(UMTS)架构。这种通用移动电 话服务(UMTS)网络架构是具有一核心网络(CN),其是经由一种称为Iu 的界面，藉以与 一通用移动电话服务(UMTS )地表无线存取网络(UTRAN ) 互相连接，其是详细定义于现行可公开取得的第三代合伙人计划(3GPP) 规格文件。这个通用移动电话服务(UMTS )地表无线存取网络(UTRAN ) 是经由一种称为Uu的无线界面，通过无线传输及接收单元(WTRU)，其 在现行第三代合伙人计划(3GPP)规格中是称为使用者设备(UE)，提供 无线电信服务至使用者。这个通用移动电话服务(UMTS)地表无线存取网 络(UTRAN)是具有单一或数个无线网络控制器(RNC)及基站，其在现 行第三代合伙人计划(3GPP)规格中是称为B节点，藉以集体地提供与无 线传输及接收单元(WTRU)无线通信的地理覆盖。单一或数个B节点是经 由一种在现行第三代合伙人计划(3GPP)规格中称为Iub的界面，分别连接 至各个无线网络控制器(RNC)。这个通用移动电话服务(UMTS)地表无 线存取网络(UTRAN)是可以具有数个群组的B节点，其是分别连接至不 同的无线网络控制器(RNC),图1所绘示的例子是具有两个群组的B节点。当一个通用移动电话服务(UMTS)地表无线存取网络(UTRAN)不止提供 一个无线网络控制器(RNC)时，各无线网络控制器间(inter-RNC)的通 信是经由 一种Iur界面执行。这些网络组件外部的通信是经由这种Uu界面， 基于一使用者等级地利用这些B节点执行，以及，经由外部系统的各种核心 网络连接，基于 一 网络等级地利用这个核心网络执行。一般而言，B节点的主要功能是提供这些B节点网络及这些无线传输及 接收单元(WTRU)间的一无线连接。典型地，一B节点是发射共享信道信 号，藉以使未连接的无线传输及接收单元(WTRU)可以同步于这个B节点 的时序。在第三代合伙人计划(3GPP)中，一 B节点是执行与这些无线传 输及接收单元(WTRU)的物理无线连接。这个B节点是经由这个无线网络 控制器(RNC)，接收这个Iub界面上的信号，藉以控制这个B节点在这个 Uu界面上传输的无线信号。一核心网络(CN)是负责将信息路由至其正确目的地。举例来说，这 个核心网络(CN)是可以将一无线传输及接收单元(WTRU)的语音通讯， 其是利用这个通用移动电信服务(UMTS )地表无线存取网络(UTRAN )接 收，经由某一个B节点，路由至一公用交换电话网络(PSTN)或网际网络(the Internet)预定的分组数据。在现行第三代合伙人计划(3GPP )中，这 个核心网络(CN)是具有六个主要组件，其包括(1) 一服务通用分组无 线服务(GPRS)支持节点；(2) —网关通用分组无线服务(GPRS)支持 节点；(3)—边界网关；(4)一访客位置緩存器；(5) —移动服务交换 中心；以及(6) —网关移动服务交换中心。这个服务通用分组无线服务(GPRS )支持节点是提供分组交换网域的存取，诸如网际网络(the Internet)。这个网关通用分组无线服务(GPRS)支持节点是连接其它网络 的一网关节点。前往其它经营者网络或网际网络(the Internet)的所有数据 通讯是通过这个网关通用分组无线服务(GPRS)支持节点。这个边界网关 是充当 一防火墙，藉以避免这个网络外部侵入者针对这个网络领域内部用户 的攻击。这个访客位置緩存器是提供服务所需要的用户数据的一现有服务网 络"复本"。这个数据是取自掌管移动用户的一数据库。这个移动服务交换 中心是主管通用移动电信服务(UMTS)终端至这个网络的"电路交换"连接。这个网关移动服务交换中心是基于用户的现有位置，实施需要的路由功能。 另外，这个网关移动服务交换中心亦可以接收及主管外部网络用户的连接要求。一般而言，这些无线网络控制器(RNC)是控制这个通用移动电信服务 (UMTS)地表无线存取网络(UTRAN)的内部功能。另外，这些无线网络 控制器(RNC)亦可以提供中继通信服务，其是具有经由与一B节点的一 Uu界面连接的一区域组件，以及，经由这个核心网络(CN)及一外部系统 间的一连接的一外部服务组件，举例来说， 一国内通用移动电信服务(UMTS ) 地表无线存取网络(UTRAN)的一无线传输及接收单元(WTRU)拨接的 国外电话。典型地， 一无线网络控制器(RNC)是监看数个B节点、管理这些B 节点所服务的无线服务覆盖地理区域、并控制这个Uu界面的物理无线资源。 在现行第三代合伙人计划(3GPP)中， 一无线网络控制器(RNC)的Iu界 面是提供两连接至这个核心网络(CN),其中， 一连接是通往一分组交换 网域，并且，另一连接是通往一电路交换网域。这些无线网络控制器(RNC) 的其它重要功能是包括机密性及整合性保护。基于这个核心网络(CN)的需要， 一无线网络控制器(RNC)是具有 数种逻辑角色。 一般而言，这些功能是分割为两个成分，其包括 一服务无 线网络控制器(S-RNC)及一控制无线网络控制器(C-RNC)。做为一 服务无线网络控制器(S-RNC)，这个无线网络控制器(RNC)是做为这 个核心网络(CN)及这些B节点的一桥接(bridge)。做为一控制无线网络 控制器(C-RNC),这个无线网络控制器(RNC)是负责一B节点硬件的 架构。另外，这个控制无线网络控制器(C-RNC)亦控制数据传输、并处 理不同B节点间的拥塞状态。另外， 一无线网络控制器(RNC)的第三种逻 辑角色是做为一漂流无线网络控制器(Drift-RNC)。做为一漂流无线网络 控制器(Drift-RNC),这个无线网络控制器(RNC)是在这个无线传输及 接收单元(WTRU)经过这个覆盖区域时，负责将这个无线传输及接收单元 (WTRU)传递给另一个B节点。这些无线网络控制器(RNC)及这个B节点共享执行无线资源管理(RRM)操作，诸如"内回路功率控制"。这是一种避免近远问题(near -far problem)的特征。 一般而言，举例来说，若数个无线传输及接收单元 (WTRU)是利用相同功率等级进行传输，则最接近一B节点的无线传输及 接收单元(WTRU)是可以将经由远方无线传输及接收单元(WTRU)接收 的信号覆盖。这些B节点是检查经由不同无线传输及接收单元(WTRU)接 收的功率、并传输命令至这些无线传输及接收单元(WTRU),藉以降低或 增加功率，直到这个B节点经由各个无线传输及接收单元(WTRU)接收的 功率是位于相同等级。在习知技术中，一B节点将会提供许多无线传输及接收单元(WTRU) 的无线通信。典型地，B节点将会同步处理与用户系统的数个通信。B节点 能力的一种量测是这个B节点可以支持同步通信的最大数目，其是利用各种 主题，诸如可利用功率及频宽，决定的一因素。由于并非所有用户均同时与这个B节点进行通信，因此，一B节点可 以提供无线服务的用户是远大于这个B节点可以支持的同步通信能力。若一 B节点已处理最大同步通信数目，则另一通信的尝试将会得到一无法提供服 务指示，诸如 一系统忙碌信号。一 B节点的服务覆盖不仅会受限于这个B节点的同步通信处理能力， 并且，这个B节点的服务覆盖亦会天性地受限于一特定地理区域。典型地， 一 B节点的地理范围是利用这个B节点的天线系统、及这个B节点所广播 的信号功率定义。为提供无线服务至一广阔的地理区域， 一网络系统通常是提供数个B节 点。各个B节点的天线系统是选择性地物理位置，藉以提供这个无线通信系 统的整体地理覆盖区域的 一特定部分的服务覆盖。这类系统是可以快速地提 供离开一 B节点范围、并进入另一个B节点范围的无线传输及接收单元 (WTRU)的无线服务，并且，不需要中断一进行的无线通信。在这类系统 中，一 B节点的地理覆盖区域通常是称为一小区，并且，这个地理覆盖区域 的电话通信服务通常是称为小区电话服务。在设计一无线通信系统以覆盖一特定地理区域时，这个地理区域可以分 割为一预定图案的小区。举例来说，在图2A中，这些小区是可以定义为六角形小区，藉以使这些小区可以利用蜂巢图案，覆盖整体地理区域。在这类 系统中，各个小区是可以具有一B节点，其是在中心具有一天线，藉以提供360度覆盖。虽然一小区覆盖地图是可以设定为不具重叠区域，但实务上， 如图2B所示，经由相邻B节点天线的传输光束，如幻影所示，确实存在部 分重叠。这个光束覆盖的重叠是容许经由一B节点的一无线传输及接收单元 (WTRU)执行的一通信可以"转交"给另一个B节点，当这个无线传输及 接收单元(WTRU)由一B节点的覆盖区域移动至另一个B节点的覆盖区域 时。然而， 一重叠B节点信号亦会造成一无线传输及接收单元(WTRU)经 由一不同B节点接收的一信号的干扰，当这个无线传输及接收单元(WTRU) 是位于这个重叠区域时。为更快速满足服务需求并降低干扰，光束成型方法是可以采用。在通信 领域中，光束成型方法是一种非常有用的工具，并且，光束成型方法是利用 一传输及/或接收的天线数组，利用最符合信道需求的方式实施。各个天线 的信号相位及振幅是精确控制，藉以在接收器端得到一建设性图案。在习知技术中，光束成型方法已经克服水平方向的光束调整问题。另外， 在习知技术中，接收信号的宽垂直光束是利用传输功率调整或调度以符合信 道需求。这种技术是协助处理严重的多路径情况，并且，提供超额有效功率扰。虽然现有光束成型是提供许多好处，但是，现有光束成型方法亦可能会 造成各种需要解决的问题。举例来说，现有光束成型方法的光束是可能会入 侵至邻接的小区。这种入侵现象可能会通往/来自一邻近小区，并且，这种 入侵现象有时会格外明显，若现有光束成型方法传至无线传输及接收单元 (WTRU)的光束是具有一宽垂直光束成分。有鉴于此，本发明的主要目的便是排除习知光束成型方法所遭遇到的缺点。发明内容本发明是一种无线通信系统，其是利用本发明所述的至少一光束，藉以传输及接收无线通信。这个系统是具有数个无线传输及接收单元(WTRU)、 至少一光束成型天线、及至少一无线网络控制器(RNC)。这个天线是具有 光束成型的能力，并且，这个天线的放射光束是可以根据这个无线通信系统 的实际状况进行调整。


为方便了解本发明的方法及范围，本发明是提供一较佳实施例，搭配所 附图式，利用具体实例详细说明如下，其中图1是表示根据现行第三代合伙人计划(3GPP)规格的一无线通信系统；图2A是表示一电信系统的地理覆盖区域，其中，这个地理覆盖区域是 分割为六角形小区的一预定图案；图2B是表示一电信系统的地理覆盖区域，其中，相邻小区的传输及/ 或接收光束是存在重叠；图3是表示一习知无线通信系统，其中， 一光束是经由一B节点传输及 /或接收至数个无线传输及接收单元(WTRU);图4是表示根据本发明的一无线通信系统，其中， 一光束，至少在一垂 直方向，是可以动态调整；图5是表示一光束的示意图，其是在一垂直方向动态调整，藉以适应无 线传输及接收单元(WTRU)的高度变化，其中包括垂直光束调整以达到最 小传输器功率/最小接收器干扰的无线传输及接收单元；图6是表示两传输光束的示意图，其是至少在具有无效(null)区域的一垂直方向存在重叠；图7是表示两传输光束的示意图，其是至少在一垂直方向颤化(dither)，藉以分离无效(null)区域。图8是表示一光束的示意图，其是至少在一垂直方向动态调整，藉以提供空间多任务；图9是表示一光束的示意图，其是至少在一垂直方向动态调整，藉以空 间及时间差异性(diversity);以及图IO是表示一对光束，其是至少在一垂直方向同时动态调整，藉以提 供空间分层(layering)。
具体实施方式
本发明的较佳实施例是配合所附图式详细说明如下，并且，在本发明的 较佳实施例中，类似的图式符号是表示类似的组件。在本发明的较佳实施例中， 一无线传输及接收单元(WTRU)是包括、 但不限于一使用者设备(UE)、移动台、固定或移动用户单元、传呼器、 或能够操作于一无线环境的任何类型装置。并且，各个术语是可以交互替代 使用。另外，在本发明的较佳实施例中，一B节点是包括、但不限于一基站 (BS)、位置控制器、存取点、或能够操作于一无线环境的任何类型界面装 置。并且，各个术语亦可以交互替代使用。另外，在本发明的较佳实施例中， 天线及天线数组亦可以交互替代使用，藉以表示能够执行光束成型方法的一 天线。首先，请参考图3，其是表示一种习知技术的无线通信系统，其中，一 光束IO是经由一天线12指向数个无线传输及接收单元(WTRU) 14。这个 光束IO的能量并不会停止于图3所示的轮廓线，事实上，这个光束10的能 量将会根据功率密度递减方式，进一步地向外部延伸。因此，即使仅利用一 光束成型天线12，这个光束IO仍然会包围邻近小区，进而对一邻近天线16 造成干扰。也就是说，当这个光束IO是一传输光束时，这个邻近天线16将 会接收到这个光束成型天线12的干扰。同样地，当这个光束10是一接收光 束时，这个邻近天线16的任何传输则会导致这个光束成型天线12所见的部 分噪声。现在，请参考图4，其是表示根据本发明较佳实施例的一无线通信系统 100。在这个无线通信系统100中， 一光束IO是动态地向下倾斜，其大致上 如图4所示。藉由动态地向下倾斜这个光束10，这个光束10将不会指向这 个邻近天线16(如图3所示)，不过，这个光束却仍然能够利用适于通信的 一轮廓线，包围这些无线传输及接收单元(WTRU) 14。动态地向下倾斜这 个光束10虽然仍无法完全去除来自或通往这个邻近天线16的干扰，但是，动态地向下倾斜这个光束10却已经能够大幅降4氐来自或通往这个邻近天线 16的干扰。在许多例子中，这个向下倾斜动作是在其包围这些无线传输及接 收单元(WTRU) 14后，将这个光束10实际上指向周围表面。对于传输而 言，这个向下倾斜动作是表示 一光束的某一比例能量通常是经由这个周围 表面吸收，并且，这个光束的另一比例能量通常是经由原始方向路径散射。 另外，这个向下倾斜动作的整体效果是表示通过这个影响区域(impact area ) 的任意点能量是远小于这个光束通过自由空气传播至该点的能量。对于接收 而言，这个向下倾斜动作是表示空间的延伸光束量将会大部分经由一极低 噪声源接收。这个无线通信系统100是具有至少一无线网络控制器(RNC) 18、至 少一 B节点20、至少一光束成型天线12、及数个无线传输及接收单元(WTRU) 14。根据实际需要，这个光束成型天线12的有效高度是可以具 有任意高度。另外，根据实际需要，这个光束成型天线12的有效高度亦可 以按照使用者偏好加以定义。举例来说，在本发明较佳实施例中，这个光束 成型天线12的有效高度最好能够定义为二十英尺以上，并且，这个有效高 度是定义为这个光束成型天线12在海平面上方的高度减去包围这个光束成 型天线12的一预定地理区域的平均地面高度。另外，何时开始向下倾斜的决定、及想要向下倾斜数量的计算是可以在 这个无线网络控制器(RNC) 18、或这个B节点20完成，但是，这些功能 最好能够在这个无线网络控制器(RNC) 18完成。这些功能最好能够在这 个无线网络控制器(RNC)18完成，其乃是因为这个无线网络控制器(RNC) 18能够知道其负责控制的所有B节点。有鉴于此，这个无线网络控制器(RNC) 18是可以决定何时开始向下倾斜，并且，若适当的话，至少部分 基于一特定光束10可能对这个光束成型天线12或这个无线网络控制器(RNC) 18控制的其它天线的作用倾斜，藉以动态地(亦即实时地)计 算想要的向下倾斜信息。这种做法不仅可以在向下倾斜信息的计算时，应用 这个来自无线网络控制器(RNC) 18的信息，并且亦可以在向下倾斜信息 的计算时，应用来自无线传输及接收单元(WTRU) 14的信息。何时开始向 下倾斜的决定是基于操作者偏好。举例来说，何时开始向下倾斜的决定是可以基于信道使用、容量功率位准、小区位置及无线传输及接收单元(WTRU) 间的距离、装置灵敏度、相邻小区位置倾斜光束的能力及不足、及网络无法 得知及/或无从控制的其它干扰源。在这个无线网络控制器(RNC) 18、或这个B节点20完成何时开始向 下倾斜的决定、及想要向下倾斜信息的计算是至少部分取决于时序考量。也 就是说，若发布向下倾斜信息及实际向下倾斜一光束间的量测反应时间是小 于数个十分的 一秒，何时开始向下倾斜的决定及想要向下倾斜信息的计算通 常是在这个B节点20完成。为容许这个无线网络控制器(RNC) 18及这个 B节点20的向下倾斜信息发布的反应不一致性，本发明较佳实施例是利用 一緩慢模式，在这个无线网络控制器(RNC) 18设置一般资源及调整上限， 并且，利用一快速模式，让这个B节点20能够在这个无线网络控制器(RNC) 18设定的上限内、自由地设置及调整这个光束。目前，这种类型的排列是应 用于频率设置，其中， 一无线网络控制器(RNC)是设置可利用频率给这个 无线网络控制器(RNC)控制的各个B节点。随后，这些B节点是根据这 个无线网络控制器(RNC)执行的任意重新设置，其是基于这个无线网络控 制器(RNC)对于所有控制B节点的整体考量，自由地应用其设置频率以达 最佳效果。根据本发明较佳实施例， 一无线网络控制器(RNC) 18提供给一 B节 点20的想要向下倾斜信息是利用一范例说明如下。口径轴水平线是北方15 度及40度之间；口径轴垂直线是水平线上方15度及水平线下方30度之间； 光束宽度是180及20度之间；功率是0及-30dB之间。另外，部分上限亦 可以基于其它限制加以推导。举例来说， 一无线网络控制器(RNC) 18提 供的功率上限是可以根据垂直线光束宽度、水平线光束宽度、垂直线光束口 径角度、传输器及接收器间的距离、及回报接收功率的一函数加以计算。根据想要的向下倾斜信息，向下倾斜一光束10的控制电路是可以设置 于这个光束成型天线12附近、或可以设置于这个光束成型天线12的部分距 离以外。在这个倾斜控制电路是设置于这个光束成型天线12附近的例子中，这个想要的向下倾斜信息是可以直接传送至这个光束成型天线12的区域电 路。另外，在这个向下倾斜控制电路是设置于这个远方B节点20的例子中，举例来说，这个想要的向下倾斜信息是传送至这个B节点20，并且，这个B 节点20是根据想要的向下倾斜信息产生调整这个光束的信号、并将这些调 整信号传送至这个光束成型天线12。这个向下倾斜控制电路是否设置于这个光束成型天线12附近或这个光 束成型天线12远方是考量许多因素后的取舍，并且，是纯粹基于操作者偏 好。举例来说，直接将这个想要的向下倾斜信息传送至这个光束成型天线12 的区域电路是可以区域地产生这些控制信号，其是更加精确且快速作用。然 而，这种排列是比较难以维持，因为每次需要物理存取这个区域电路时均需 要存取这个天线高塔13的顶端。在这个控制电路是设置于这个光束成型天 线12远方(例如B节点)的例子中，这种排列是比较容易存取，但是却 需要额外装置，藉以在这个B节点20及这个光束成型天线12之间传输适当 控制信号。举例来说，数个缆线或单一缆线、及多任务编码及译码电路是可 以提供。一光束在垂直方向的实际调整是利用这个光束的口径瞄准器调整加以 完成。这个光束的口径瞄准器是可以利用机械装置、电子/电路装置、或其 组合加以完成。 一光束的口径瞄准器可以利用物理发射组件、反射器、或一 光束成型天线12的寄生组件调整加以机械调整，如熟悉该技术者所习知。 另外， 一光束的口径瞄准器亦可以利用来自一光束成型天线12的信号相位 及振幅调整加以电子/电路调整，亦如熟悉该技术者所习知。如先前所述，机械及电子/电路口径瞄准器调整的一组合亦可以视实际 需要而加以应用。举例来说，机械调整是可以用于大刻度的粗部调整，并且， 电子/电路调整是可以用于小刻度的细部调整。另外， 一种类型调整是可以 用于水平方向，并且，另一种类型调整是可以用于垂直方向。根据这个无线 网络控制器(RNC) 18提供给这个B节点20的想要向下倾斜信息，调整这 个光束10的调整类型是可以基于操作者偏好。无论使用的调整类型为何， 实施这个想要向下倾斜信息的适当控制信号是传送至这个光束成型天线12, 藉以使这个光束的口径瞄准器能够根据这个无线网络控制器(RNC) 18或 这个B节点20产生的向下倾斜信息加以调整。有鉴于此，应该注意的是， 虽然机械装置是表示于图4、 6、 7，并且，电子/电路装置是表示于图5、 8、9、 10,但是这些图式纯粹仅是用来说明本发明，亦即机械装置、电子/ 电路装置、或其组合均可以用于本发明的任何实施。在一垂直方向，动态地向下倾斜一光束IO是使这个光束IO能够在这个 垂直方向变得更窄，其可以经由图3及图4的光束10比较得知。这个光束 窄化是调整一天线数组在这个垂直方向放射的相位及振幅加以完成。另外，在这个垂直方向具有较窄宽度的一光束亦可以得到传输及接收操 作的额外噪声好处。也就是说，如同水平方向，这个光束在这个垂直空间的 任何限制均可以有益于传输及接收。对于接收器而言， 一较小光束是表示 较少接收器将会受到这个光束放射的干扰影响。对于传输器而言， 一较小光 束是表示在想要的接收器区域中，较低的传输功率便可以达到相同的功率 密度。另外， 一较小光束亦可以在容易出现多重路径的地表得到较少的多重 路径。应该注意的是，实际上，部分情况亦可能希望经由相同来源接收数个多 重路径是(亦即多重路径的缩减并非想要的结果)。这种情况是包括，举 例来说，当来自单一路径的功率位准并不足以译码这个信号时，及/或当这 个多重路径是提供一信号耐用性的改良时(因为并非所有路径均会同时受到 信号衰减的干扰)。这种应用通常是称为空间差异性(diversity)传输(当 刻意执行于传输器)，或空间差异性(diversity)接收(当刻意执行于接收 器)。另外，应该进一步注意的是，藉由监控最显著的几个路径，及切换/ 组合这几个路径以进行译码，光束成型亦可以应用于这些例子。这种做法是 可以产生数个接收光束、或加宽单一光束以中断这些多重路径光束加以完 成。现在，请参考图5，其是表示另一种动态垂直光束成型的应用。在这种 较佳实施例中，光束是可以向上或向下调整，藉以补偿无线传输及接收单元 (WTRU)的高度差异。藉由垂直调整这个光束，相对于目标的通信连结(接 收或传输)是可以变得更耐用，并且，是可以具有更少的相互干扰。举例来说，当一无线传输及接收单元(WTRU) 40,相对于一光束成型 天线12，是具有一高海拔时， 一光束44是可以动态地向上倾斜，藉以使这 个光束的轮廓线可以指向这个无线传输及接收单元(WTRU) 40。同样地，当一无线传输及接收单元(WTRU) 46,相对于一光束成型天线42，是具有 一低海拔时，这个光束44是可以动态地向下倾斜，藉以使这个光束的轮廓 线可以指向这个无线传输及接收单元(WTRU) 46。现在，请参考第6及7图，本发明的另一种较佳实施例是动态倾斜光束 以在这个垂直方向颤化(dither)光束，藉以分离无效(null)区域。图6是 表示来自两光束成型天线112、 114(亦即数个传输器)的部分标准化功率 图案。在这种较佳实施例中，这两个光束成型天线112、 114是属于个别B 节点，并且，这两个光束成型天线112、 114的传输信号是利用发射光束图 案116、 118表示、并具有一重叠区域120。应该说明的是，第6及7图所示 的标准化功率图案是具有一给定场信号强度，并且，未如第6及7图所示的 鲜明定义。这些光束的主要干扰(重叠区域120)并不会使这个重叠区域的 一无线传输及接收单元(WTRU)无法利用可译码方式接收这个信号。若这 个时序正确、且这个数据串流的程序代码错误校正能力是足够耐用，大部分 (若非全部)重叠区域的无线传输及接收单元(WTRU)将能够译码这个传 输。然而，区域122、 124是因为这个干扰而无法容许耐用译码的位置(亦 即无效(null)区域)。这种情况的重要特征是部分无线传输及接收单元(WTRU)可能会处 于诸如区域122、 124的位置，其中，信号千扰可能会导致传输译码的无效。 根据这个传输的特性，部分无线传输及接收单元(WTRU)将可能会错过这 个信号。其它无线传输及接收单元(WTRU)则可能会询问这个无线通信系 统，藉以了解是否错过某些讯息、并在错过某些讯息时要求专属的重新传输。 图7是表示这两个信号116、 118在一垂直方向颤化(dither)的效果。 需要注意的是，视实际需要，单一光束、或任意数目光束(若存在额外光束) 均可以颤化(dither)。在这个垂直方向颤化(dither)这些光束116、 118 是具有在这个重叠区域126内部移动这些无效(null)区域122、 124的效果。 因此，在一无效(null)区域122、 124内部的一无线传输及接收单元(WTRU ) 便不会统计上地维持在这个无效(null)区域122、 124内部。相反地，这些 实时的无效(null)区域122、 124是移动于一较大的物理区域126,但是， 这些实时的无效(null)区域122、 124却可以具有一较短的期间。需要注意的是，如先前所述， 一信号是可以利用口径瞄准器控制、振幅控制、或振幅控制及口径瞄准器控制的组合，藉以完成电子/电路颤化(dither)。应该注意的是，这些无效(null)区域亦可能不是导因于两个别天线放 射的信号，而是导因于单一天线放射的信号(其中，该信号是受到多重路径 的影响)。也就是说，在多重路径的例子中，单一或数个多重路径信号是可 能会重叠原始信号，进而在一重叠区域内部导致无效(null)区域。在这种 情况中，这个光束亦可以在这个垂直方向颤化(dither)，藉以四处移动这 些无效(null)区域、并降低这些无线传输及接收单元(WTRU)在一无效 (null)区域内部停止一段时间的可能性，其是足以影响正确传输。现在，请参考图8,本发明的另一种较佳实施例是在一垂直方向动态地 调整光束，藉以达成空间多任务。空间多任务是将数个不同信号，经由数个 不同路径，传送至数个不同无线传输及接收单元(WTRU)的传输。举例来 说，在图8中， 一光束成型天线142是传输数个信号148、 144，其分别具有 自己的路径。信号148是传输至无线传输及接收单元(WTRU) 140，并且， 信号144是传输至无线传输及接收单元(WTRU) 146。在这个较佳实施例 中，这些光束最好修改为宽度较窄，藉以降低信号148对于信号144的干扰 数量，反之亦然。现在，请参考图9，本发明的另一种较佳实施例是在一垂直方向动态地 调整光束，藉以达成空间差异性(diversity)。空间差异性(diversity)是单 一信号，经由数个不同路径，传送至相同无线传输及接收单元(WTRU)或 一特定区域的无线传输及接收单元(WTRU)群组的传输。举例来说，若一 建筑物结构165是位于无线传输及接收单元(WTRU) 166前面，并且，这 个建筑物结构165是足够高度以阻挡路径164、但不足够高度以阻挡路径 168,无线传输及接收单元(WTRU) 166仍然可以经由路径168的一反射 170、或部分其它路径，接收这个信号，若这个信号可以沿着任意数目的路 径(视实际需要)加以传送。传输这个信号的路径数目愈大， 一反射信号能 够到达这个接收无线传输及接收单元(WTRU) 166的机会亦愈大。空间差 异性(diversity)是可以在相同时间框内部，视实际需要而传输两个或多个 光束在相同时间框以完成。前者是射频(RF)资源在时间方面的一种有效应用，但是却会需要较多设备。因此，应用何种做法是成本相对于系统能力的 取舍。现在，请参考图10，本发明的另一种较佳实施例是在一垂直方向动态地调整光束，藉以达成空间分层。空间分层是数个不同信号经由反射或折射(例如转角)指向单一地理位置的传输，藉以使无线传输及接收单元(WTRU) (其能够译码这个地理区域的数个传输)能够利用一较高数据率接收信号， 相较于单一信号传送的数据。举例来说，若无线传输及接收单元(WTRU) 166是接收一大传输，这个传输里面包含的数据是可以视实际需要而分割为 单一或数个信号168、 164。在这个例子中， 一信号164是可以直接指向无线 传输及接收单元(WTRU)位置的地理区域，另外，任意数目的额外信号亦 可以传输，藉以使其反射信号170到达相同地理区域。这样，无线传输及接 收单元(WTRU)接收这个传输的数据率便可以大幅增加。应该注意的是，天线及光束的动态垂直倾斜，如先前所述，是可以独立 实施、或配合天线及光束的水平调整。另外，垂直倾斜，如先前所述，亦可 以利用交换性光束(亦即具有有限数目位置的光束)及适应性光束(亦即 光束口径轴是持续更新至这个无线网络控制器(RNC)决定的最佳位置)加 以实施。虽然本发明的较佳实施例已经配合一种根据现行第三代合伙人计划 (3GPP)的系统加以说明，然而，本发明的较佳实施例亦可以适用于具有 光束成型方法的任何无线通信系统。虽然本发明已经配合较佳实施例详细说明如上，然而，熟习本发明领域 者的人士，在不违背本发明精神及范围的前提下，亦可以进行各种变动及调 整。因此，本发明的保护范围是根据权利要求为准。
权利要求
1. 一种节点B，包括至少一光束成型天线，其中，放射自该天线的至少一光束至少在一垂直方向可以动态调整；以及一接收器，其接收用来动态调整该至少一光束的倾斜信息，其中该倾斜信息考量倾斜该光束对其他基站可能产生的一影响。
2. 如权利要求1所述的节点B,其中该天线更在一水平方向调整其光束。
3. 如权利要求1所述的节点B,其更根据该倾斜信息来产生控制信号， 以调整该光束。
4. 如权利要求1所述的节点B,其中该天线使该光束向下倾斜，藉以降 低通往及来自另一光束成型天线的干扰。
5. 如权利要求1所述的节点B, 输及接收单元间的高度变动。
6. 如权利要求1所述的节点B， 号无法被译码的无效区域。
7. 如权利要求6所述的节点B， 光束来调整该光束。
8. 如权利要求6所述的节点B, 化该光束，来调整该光束。
9. 如权利要求6所述的节点B，其中该天线调整该光束，以补偿无线传其中该天线调整该光束，以分离传输信其中该天线以在至少 一垂直方向颤化该其中该天线以在一垂直及一水平方向颤其中该天线沿着多重路径调整该光束来提供多重信号，从而增加一接收无线传输及接收单元接收包含在这些信号内 的数据的数据速率。
10. —种于一节点B中动态调整至少一光束以最佳化传输的一信号噪声 比的方法，该节点B包含至少一光束成型天线，该方法包括接收用来动态倾斜该至少一光束的倾斜信息，其中该倾斜信息考量倾斜 该光束对其他基站产生的一影响；以及根据该倾斜信息，在至少 一垂直方向调整该至少 一光束。
11. 如权利要求IO所述的方法，更包括在一水平方向调整该光束。
12. 如权利要求IO所述的方法，更包括根据该倾斜信息，产生调整该光 束的控制信号。
13. 如权利要求IO所述的方法，其中该天线使该光束向下倾斜，藉以降 低通往及来自另 一光束成型天线的干扰。
14. 如权利要求10所述的方法，其中该天线被调整，以补偿高度变动。
15. 如权利要求IO所述的方法，其中该天线被调整，以分离传输信号无 法被译码的无效区域。
16. 如权利要求15所述的方法，其中该至少一光束以在至少一垂直方向 被颤化的方式被调整。
17.如权利要求15所述的方法，其中该天线通过在一垂直及一水平方向 颤化该光束来调整该光束。
18.如权利要求15所述的方法，其中该天线沿着多重路径调整该光束来提供多重信号，从而增加一接收无线传输及接收单元接收包含在这些信号内的数据的数据速率。
全文摘要
一种无线通信系统，其是利用本发明所述的至少一光束，藉以传输及接收无线通信。这个系统是具有数个无线传输及接收单元(WTRU)、至少一光束成型天线、及至少一无线网络控制器(RNC)。这个天线是具有光束成型的能力，并且，这个天线的放射光束是可以根据这个无线通信系统的实际状况进行调整。
文档编号H01Q3/08GK101267650SQ200810005420
公开日2008年9月17日 申请日期2003年9月8日 优先权日2002年9月9日
发明者S·J·高伯格 申请人:美商内数位科技公司