专利名称：决定基站传输分集模式的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在一种在移动无线通信系统中决定数据传输模式的方法和系统，特别涉及一种移动单元决定基站的数据下行传输分集(down link)模式的方法及装置。
背景技术：
近年来，扩频通信系统(spread spectrum communication system)在蜂窝式移动通信网路(Cellular Mobile Communication network)及蜂窝式移动通信网路(Cellular Mobile Communication network)中的地位日趋重要。特别是直接序列码分多址(Direct Sequence Code Division MultipleAccess)已成为第三代行动通信的标准。
提高下行容量(downlink capacity)则是第三代行动通信的主要挑战之一。在无线通信系统中，传输分集(Transmit Diversity)技术是一个低成本且又能提高下行容量的方法，而传输分集技术已成为第三代行动系统中不可或缺的一项技术。传输分集技术为减小下行通道的间的干扰，更好的下行信号配合移动台的接收，下行链路信道在发射时采用多数组正交天线，发送一种信息的不同调制信号。这种方法叫做分集发送。
在发送分集发送技术中，下行链路的传输分集常见的有两种方式，分别使用在开放回路(open loop)传输分集与封闭回路(close loop)传输分集。开放回路传输分集模式使用”空间-时间区块编码”(Space Time blockcoding)方式以及使用多数组传输天线的全分集(Full diversity)，天线间必须间隔足够的距离，以利用不同天线所接收的信号衰减(fading)可视为独立的特性，来增加天线增益；封闭回路传输分集模式则具有两种子模式，两种子模式均使用在两组传输天线及利用对下行通道测量(downlink channelmeasurement)及反馈信号处理(feedback signaling)控制传输天线中传输信号的相位及/或增益。
发明内容
然而，由在封闭回路传输分集一般只能应用在使用者低速行驶环境中，而在高速行驶环境下(时速超过40、50公里时)，信号在传输信道中变化过快，而使得信号衰减(signal fading)影响，则会因为通道估计不准确的问题，会让使用封闭回路传输分集使系统的性能变差。
本发明提供一种在移动无线通信系统中移动单元决定基站的传输分集模式的可行性的方法及装置。通过基站专用物理信道(Dedicated PhysicalChannel)的导频位(Pilot Symbol)与基站的公用导频信道(common pilotchannel)的信道信号，本发明可观察信道信号的改变。若系统信道信号衰减的变化率过快或反馈错误率过高，则指示基站关闭封闭回路传输分集模式以得到较佳性能。
本发明提供移动单元决定基站的数据下行模式的方法，首先估计移动单元在第一时隙的第一反馈加权，此第一反馈加权具有第一反馈相位。并且，估计移动单元在第二时隙的第二反馈加权，第二反馈加权也具有第二反馈相位。最后由第一反馈相位及第二反馈相位的计算，决定基站的数据下行模式。
本发明提供另一种移动单元决定基站的下行模式的方法。首先，本发明计算基站在同一时隙的回复加权，此回复加权具有回复相位。并且，本发明估计移动单元在一时隙的反馈加权，此反馈加权具有反馈相位。最后，由反馈相位及回复相位的计算，决定基站的数据下行模式。
本发明也提供一种在移动无线通信系统中移动单元决定基站的数据下行(down link)模式的装置，包括估计单元及决定单元。估计单元估计移动单元在第一时隙的第一反馈加权，此第一反馈加权具有第一反馈相位。估计单元估计移动单元在第二时隙的第二反馈加权，此第二反馈加权具有第二反馈相位。决定单元则由第一反馈相位及该第二反馈相位的计算，决定基站的数据下行模式。
本发明另外提供一种在移动无线通信系统中移动单元决定基站的下行模式的装置，包括估计单元，计算单元及决定单元。估计单元估计移动单元在同一时隙内的反馈加权，此反馈加权具有一反馈相位。计算单元计算该基站在同一时隙的回复加权，此回复加权具有回复相位。决定单元则由反馈相位及回复相位的计算，决定基站的数据下行模式。
图1为传输分集封闭回路系统的方块图。
图2为计算反馈加权参数的方法流程图。
图3为本发明决定基站的数据传输分集模式的方法流程图。
图4为本发明决定基站的数据传输分集模式的另一方法流程图。
图5为本发明决定基站的数据传输分集模式的装置。
图6为本发明决定基站的数据传输分集模式的另一装置。
组件标号说明100 基站 101专用物理信道110 移动单元 1051、1053 天线500 本发明的实施例 501 估计单元503 决定单元 5031比较单元5033 加权单元 5037发送单元600 本发明的实施例 601 估计单元603 计算单元 605 决定单元6051 比较单元 6053加权单元6057 发送单元具体实施方式
本发明由提供一种在移动无线通信系统中移动单元估量基站下行信号，反馈加权给基站，使基站决定数据传输分集模式的方法及装置，以改善系统的性能。
图1说明传输分集封闭回路系统的方块图。如图1所示，在基站端100专用物理信道101发送用户的信号在乘上扩频/识别码(spread/scramblecode)102后，分别乘上反馈加权参数(feedback weight factor)W1及W2，反馈加权参数形成加权向量(weight vector)，一般而言，此反馈加权向量为复数信号。接着分别加上第一公用导频信道C1及第二公用导频信道C2，再经由天线1051及天线1053发送出去。而移动单元110可由接收到的信号决定反馈加权，而基站100接收到此反馈加权来调整天线1051及1053发送信号的相位及增益，使基站100发送信号的信噪比(signal-to-noise ratio)达到最大。
在移动单元端110接收基站端发送的信号后，由计算使加上加权后的信道特性P为最大值，来求得反馈加权w，P＝wHHHHwH＝[h1，h2]，w＝[w1，w2]T，h1及h2即为天线1051及1053传输至使用者端的的信道脉冲响应(channel impulse response)。估计天线发送的h1及h2值后即可得到自相关矩阵(channel autocorrelation matrix)R＝HHH的特征值(eigenvalue)，而最佳反馈加权参数即为对应信道自相关矩阵R＝HHH的最大特征值的特征向量(eigenvector)wf(n)＝[w1，w2]。最后，将此特征向量[w1，w2]回传至基站，供基站100调整天线1051及1053发送信号的相位及增益。
图2即为计算反馈加权的方法流程图。首先，假设起始时隙n为0(步骤201)。计算P值(步骤203)。接着计算R值的最大特征值即对应的特征向量wf(n)＝[w1，w2](步骤205)。将此特征向量wf(n)＝[w1，w2]发送至基站(步骤207)。最后，等待一个时隙后，使得n成为n+1(步骤2 09)。
由在封闭回路传输分集技术在使用者高速行驶环境下因反馈的特征向量为周期性的定时反馈，在移动台高速下的环境此反馈相对在信号衰减延迟，所以使得封闭回路传输分集技术反而减低系统的性能，本发明提供一种决定基站数据传输分集模式的方法。
图3即为本发明决定基站的传输分集模式的可行性的方法实施例。本发明以此观察信道信号相位的变化量，也即根据判断值Pth与第二预定值的比较来决定基站的数据下行模式。首先，假设起始时隙n为0(步骤301)。等待一个时隙后，使得n成为n+1(步骤303)。估计移动单元在时隙n的反馈加权W(n)，此反馈加权W(n)具有反馈相位P(n)(步骤305)。接着，估计移动单元在下一时隙n+1的反馈加权W(n+1)，反馈加权W(n+1)也具有反馈相位P(n+1)(步骤307)。比较反馈相位P(n)及反馈相位P(n+1)，得到绝对相位差(步骤309)。当绝对相位差大于预设第一预定值时，将判断值Pth增加第一值，当绝对相位差小于第一预定值时，将判断值Pth减少第二值(步骤311)。在此实施例中，第一值等于第二值。
接着，比较此判断值Pth是否大于第二预定值(步骤313)。若判断值Pth大于第二预定值，便发送终止封闭回路模式指令到基站(步骤315)，表示信道的特性因车速快速而变化快速造成相位变化过快，此时需要终止基站的封闭回路模式信号。若判断值Pth小于第二预定值，便回到步骤303。
另外，基站的封闭回路模式信号使用由移动台反馈特征向量来决定反馈加权，但是若此反馈加权因移动台在高速下的环境下，使得反馈加权为错误的值，所以使得封闭回路传输分集技术反而减低系统的性能，本发明也由观察信号反馈错误率，决定基站的数据传输分集模式。
如图4所示，本发明假设起始时隙n为0(步骤401)。等待一个时隙后，使得n成为n+1(步骤403)。的后，本发明计算基站的专用物理信道(DedicatedPhysical Channel)的导频位(Pilot Symbol)与基站的公用导频信道(commonpilot channel)的信道信号在时隙的预估调整后的加权值Wt(n)(步骤405)，此加权值有相位Pt(n)。接着，估计移动单元在同一时隙的反馈加权Wf(n)，反馈加权Wf(n)具有反馈相位Pf(n)(步骤407)。
本发明比较反馈相位Pf(n)及Pt(n)，得到相位差的绝对差值Pd(n)(步骤409)。当绝对相位差Pd(n)大于第一预定值时，将判断值增加第一值，该绝对相位差Pd(n)小于第一预定值时，则将判断值减少第二值(步骤411)。在此实施例中，第一值等于第二值。接着，比较判断值是否大于第二预定值(步骤413)。若此判断值大于第二预定值时，移动单元发送终止封闭回路模式指令至基站(步骤415)，指示基站终止封闭回路模式。若判断值小于第二预定值，便回到步骤403。
本发明也提供一种在无线通信系统中移动单元决定基站的数据下行模式的装置。如图5所示，本发明500包括估计单元501及决定单元503。估计单元501估计移动单元在第一时隙的第一反馈加权，此第一反馈加权具有第一反馈相位。估计单元501进一步估计移动单元在第二时隙的第二反馈加权，此第二反馈加权具有第二反馈相位。而决定单元503则由第一反馈相位及第二反馈相位，决定基站的数据传输分集模式。
此决定单元503进一步包括比较单元5031，加权单元5033及发送单元5037。比较单元5031，比较第一反馈相位及第二反馈相位，得到绝对相位差。当绝对相位差大于一第一预定值时，加权单元5033便将判断值增加第一值。当绝对相位差小于第一预定值时，加权单元5033则将判断值减少第二值。当此判断值大于第二预定值时，发送单元5037便发送终止封闭回路模式指令至基站，指示基站终止封闭回路传输分集模式。
此外，本发明进一步提供一种在无线通信系统中移动单元决定基站的下行模式的装置，如图6所示。此装置600包括估计单元601、计算单元603及决定单元605。估计单元601估计移动单元在时隙的反馈加权，该反馈加权具有反馈相位。计算单元603计算该基站在该时隙的回复加权，此回复加权具有回复相位。此回复加权是基站的专用物理信道的引导符元与基站的公用导频信道的信道信号的绝对相位差。决定单元605则由反馈相位及回复相位，决定基站的数据传输分集模式。
此决定单元605进一步包括比较单元6051、加权单元6053及发送单元6057。比较单元6051比较反馈相位及回复相位，得到绝对相位差。当此绝对相位差大于第一预定值时，加权单元6053将判断值增加第一值。当绝对相位差小于第一预定值时，加权单元6053则将判断值减少第二值。当判断值大于第二预定值时，发送单元6057便发送终止封闭回路模式信号至基站，指示基站终止封闭回路传输分集模式。
由以上优选具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本创作的特征与精神，而上述所公开的优选具体实施例并非对本发明的范围的限制。相反地，上述的说明以及各种改变及相似的安排都为本发明所要受到保护的范围。因此，本发明所申请的权利要求的范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，并涵盖所有可能相似的改变以及具相似性的安排。
权利要求
1.一种在无线通信系统中移动单元决定基站的数据传输分集模式的方法，包括(A)估计该移动单元在第一时隙的第一反馈加权，该第一反馈加权具有第一反馈相位；(B)估计该移动单元在第二时隙的第二反馈加权，该第二反馈加权具有第二反馈相位；以及(C)由该第一反馈相位及该第二反馈相位，决定该基站的数据传输分集模式。
2.如权利要求1所述的方法，其中步骤(C)，还包括(D)比较该第一反馈相位及该第二反馈相位，得到绝对相位差；以及(E)由该绝对相位差，决定该基站的数据传输分集模式。
3.如权利要求2所述的方法，其中步骤(E)更包括(F)当该绝对相位差大于第一预定值时，将判断值增加第一值，当该绝对相位差小于该第一预定值时，将该判断值减少一第二值；以及(G)当该判断值大于第二预定值时，发送终止封闭回路传输分集模式指令至该基站。
4.如权利要求3所述的方法，该第一值等于该第二值。
5.一种在无线通信系统中移动单元决定基站的传输分集模式的方法，包括(A)计算该移动单元接收该基站的信号在时隙的回复加权，该回复加权具有回复相位；(B)估计该移动单元在该时隙的反馈加权，该反馈加权具有反馈相位；以及(C)由该反馈相位及该回复相位，决定该基站的数据传输分集模式。
6.如权利要求5所述的方法，该步骤(A)中该回复加权为该基站的专用物理信道的导频位与该基站的公用导频信道的信道信号的绝对相位差。
7.如权利要求5所述的方法，其中该步骤(C)更包括(D)比较该反馈相位及该回复相位，得到绝对相位差；以及(E)由该绝对相位差，决定该基站的数据传输分集模式。
8.如权利要求7所述的方法，其中该步骤(E)更包括(F)当该绝对相位差大于第一预定值时，将判断值增加第一值，当该绝对相位差小于该第一预定值时，将该判断值减少第二值；以及(G)当该判断值大于第二预定值时，发送终止封闭回路传输分集模式指令至该基站。
9.如权利要求8所述的方法，该第一值等于该第二值。
10.一种在无线通信系统中移动单元决定基站的数据传输分集模式的装置，包括估计单元，估计该移动单元在第一时隙的第一反馈加权，该第一反馈加权具有第一反馈相位，及估计该移动单元在第二时隙的第二反馈加权，该第二反馈加权具有第二反馈相位；以及决定单元，由该第一反馈相位及该第二反馈相位，决定该基站的数据传输分集模式。
11.如权利要求10所述的装置，其中该决定单元进一步包括比较单元，比较该第一反馈相位及该第二反馈相位，得到绝对相位差；加权单元，当该绝对相位差大于第一预定值时，该加权单元将判断值增加第一值，及当该绝对相位差小于该第一预定值时，该加权单元将该判断值减少第二值；以及发送单元，当该加权值大于第二预定值时，该发送单元发送终止封闭回路传输分集模式指令至该基站。
12.一种在移动无线通信系统中移动单元决定基站的下行模式的装置，包括估计单元，估计该移动单元在时隙的反馈加权，该反馈加权具有反馈相位；计算单元，计算该基站在该时隙的回复加权，该回复加权具有回复相位；决定单元，由该反馈相位及该回复相位，决定该基站的数据传输分集模式。
13.如权利要求12所述的装置，该基站在该时隙的回复加权系该基站的专用物理信道的导频位与该基站的公用导频信道的信道信号的绝对相位差。
14.如权利要求12所述的装置，其中该决定单元进一步包括比较单元，比较该反馈相位及该回复相位，得到绝对相位差；加权单元，当该绝对相位差大于第一预定值时，该加权单元将判断值增加第一值，及当该绝对相位差小于该第一预定值时，该加权单元将该判断值减少第二值；以及发送单元，当该判断值大于第二预定值时，该发送单元发送终止封闭回路传输分集模式指令至该基站。
全文摘要
本发明提供一种决定基站的数据下行(down link)传输分集模式的方法及装置。本发明首先估计移动单元在第一时隙的第一反馈加权，此第一反馈加权具有第一反馈相位(phase)。接着，估计移动单元在第二时隙的第二反馈加权，此第二反馈加权具有第二反馈相位。以及比较第一反馈相位及第二反馈相位的绝对相位差，由此绝对相位差决定基站的数据下行模式是否使用封闭回路传输分集。除此之外，本发明也提出手机同时利用封闭式回路调整结果的正确性来决定基站的数据下行模式是否使用封闭回路传输分集。
文档编号H04W88/08GK1509095SQ0215609
公开日2004年6月30日 申请日期2002年12月16日 优先权日2002年12月16日
发明者林哲立, 陈胜杰 申请人:明基电通股份有限公司