专利名称：数据传输方法与设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种尤其结合发射分集使用的数据传输方法。本发明还涉及适合于发射信号的设备以及适合于接收信号的设备。
背景技术：
众所周知，用于在电信连接中发射信号的传输路径会引起对电信的干扰。不论所述传输路径的物理形式为何，即无论所述传输路径是无线电连接、光纤还是铜质电缆，这种情况都会发生。尤其是在无线电通信中，在所述传输路径的质量在各个连接之间以及在连接期间内有所改变的情况下，所述情况经常会发生。
无线电路径上的衰落是引起传输信道发生改变的典型现象。其它同时发生的连接同样可能引起干扰，这可能作为时间和地点的函数改变。
在典型的无线电通信环境中，发射机与接收机之间的信号沿着若干路径传播。所述的多路经传播主要是由信号被周围表面反射引起的。沿不同路径传播的信号由于不同的传播延迟在不同的时间到达所述接收机。已研发出不同的方法来补偿所述的多路经传播引起的衰落。
一种解决所述问题的技术方案是在所述发射机内使用分集。在时间分集内，交织与编码用于在将被发射的信号内实现基于时间的分集。但是，缺点是传输中的延迟，尤其是在所述信道是缓慢衰落的信道时。而在频率分集中，在若干频率上同时发射所述信号。但在所述信道具有较宽的相干带宽时，这并非有效的方法。
在天线分集中，借助多个天线发射和/或接收信号。这样，经由不同信道多路径传播的信号分量将很可能不会受到同时发生的衰落干扰。在接收分集中，所发射的信号由两个或更多处于不同位置的天线接收。接收分集的缺点是难以在应当尽可能小的终端设备内实施两个天线。发射分集包括借助两个或更多不同的天线将相同信号发射到所述接收机。所述接收机借助MLSE(最大似然序列估算器)或MMSE(最小均方误差)方法将所述信号组合起来。在移动电话系统内的下行链路通信中，发射分集与接收分集相比更为适用，因为在基站内建立若干天线比在终端设备内建立若干天线更为容易。
诸如UMTS的当前正在研发的蜂窝无线电系统也提供适用两个发射天线的可能性。这种系统的实例是UMTS标准版次99。但还在研发将诸如四个天线的更多天线用于发射分集。这种方法将可能在后续UMTS标准版本中提供。在根据版次99的发射分集中，每个信道都被借助两个辐射图来发射。
发射分集的特征是导引信号的所需传输，即通常每个附加分集一个附加导引。导引信号尤其被用于CDMA系统内的基站传输。存在各种类型的导引信号。首先，存在共同用于所有终端设备的公共导引。其次，存在一个用户信号的传输中包括的专用导引。在所述终端设备内使用公共导引信号，以形成专用信道的信道估计。同样地，还执行关于公共导引信号的若干其它测量，例如切换、同步以及空闲模式小区选择测量。如果终端设备并不具有专用信道，则所述信道估计完全是基于所述公共信道形成的。还可能存在两类公共导引信号，即初级与次级公共导引。在小区内借助全向辐射图发射初级公共导引，从而使得所述初级公共导引可由小区内的所有终端设备接收。通常在构成整个基站发射功率的显著比例(例如10％)的功率电平上发射初级公共导引。借助特定信道化码和扰码发射初级公共导引。初级公共信道的使用对于与切换和小区选择相关的测量意义重大。在小区范围内可能存在若干次级公共导引，且例如借助波束形状的辐射图将所述的次级公共导引发射到拥塞的小区。借助特定长度(256)的信道化码发射次级公共导引，但所述的码自身可自由选择。
在一个发射天线的情况下，发射一个初级公共导引。例如在UMTS内，导引符号序列采用AAAA形式，其中A＝1+j。
在两个天线发射分集的情况下，在相同的功率电平上从每个天线发射初级公共导引。因此，一个天线内的导引符号序列采用AAAA形式，另一天线内的导引符号序列采用A-A-AA的形式。所述信道化码与扰码是相同的。
可能会将能够利用最多两个天线的发射分集接收基站传输的终端设备引入市场。这种设备包括根据UMTS版次99的终端设备。在进一步研发分集技术以便利用更多天线时，应当确保的时，能够接收仅经由两个传输路由发射的传输的终端设备接收高质量的业务，而能够接收经由更多传输路由发射的信号的终端设备将能够在最大程度上利用发射分集。尤其是，导引信号的传输存在问题，因为仅可经由两个传输路由发射初级导引信号。
结合四个天线发射导引信号的现有技术布置是经由两个天线发射初级公共导引信号，经由其它两个天线发射次级公共导引信号，所有传输在相同的功率电平上发生
这种方法的缺点是能够接收仅借助两个天线发射的信号的终端设备会丢失一些导引信号功率。这会产生终端设备的问题，因为将执行的关于导引的测量(切换和小区选择)将会由于导引信号的功率降低而变得更为困难。此外，在并不增加新信道化码的情况下，这种方法无法适用于多于四个的发射天线。
发明内容
本发明的目的是提供一种方法与实施该方法的设备来消除上述问题。本发明涉及一种数据传输方法，其中借助三个或更多辐射图将信号从发射机发射，所述方法包括，通过调整初级公共导引信号与次级公共导引信号之间的功率比以及所述初级与次级公共导引信号的总功率，借助最多两个辐射图发射所述初级公共导引信号，并借助至少一个辐射图发射所述次级公共导引信号，发射带有至少一个具有可调发射功率的用户信号的专用导引信号，从而使得和所述次级公共导引信号借助相同的辐射图发射的专用导引信号的功率电平，与和所述初级公共导引信号借助相同的辐射图发射的专用导引信号的功率之比与对应次级和初级导引信号之间的功率比成反比，以及将与所述次级公共导引信号借助相同的辐射图发射的专用导引信号用于接收机内的信道估计测量。
本发明还涉及一种数据传输方法，其中借助三个或更多辐射图将信号从发射机发射，所述方法包括，通过调整初级公共导引信号与次级公共导引信号之间的功率比以及所述初级与次级公共导引信号的总功率，借助最多两个辐射图发射所述初级公共导引信号，并借助至少一个辐射图发射所述次级公共导引信号，以可调发射功率将专用导引信号与至少一个用户信号发射，从而使得和所述次级公共导引信号借助相同的辐射图发射的专用导引信号的功率电平，与和所述初级公共导引信号借助相同的辐射图发射的专用导引信号的功率之比与对应次级和初级导引信号之间的功率比成反比，以及借助所述初级公共导引信道或是所述初级公共导引信道与对应专用信道来执行与无线通信相关的一般测量，排除对应于非初级公共导引信道的辐射图的信道估计。
本发明还涉及用于发射信号的设备，所述设备包括提供三个或更多辐射天线图的天线阵，用于借助最多两个辐射图发射初级公共导引信号的装置，用于借助至少一个辐射图发射次级公共导引信号的装置，用于调整所述初级与所述次级公共导引信号之间的功率比以及所述公共导引信号的总功率的装置，用于调整与每个用户信号一起发射的专用导引信号的发射功率的装置，从而使得和所述次级公共导引信号借助相同的辐射图发射的专用导引信号的功率电平，与和所述初级公共导引信号借助相同的辐射图发射的专用导引信号的功率之比与对应次级和初级导引信号之间的功率比成反比。
本发明还涉及用于接收包括初级和次级公共导引信号以及专用导引信号的信号的设备，所述设备包括一个或多个用于从发射机接收信号的天线，用于确定所接收公共导引信号的功率电平和所接收专用导引信号的功率电平的装置，以及用于使所接收信号经历信道估计的装置，用于在接收包括弱次级公共导引信号与强专用导引信号的信号的期间内引导所述信道估计装置执行关于所述专用导引信号与所述次级导引信号的估计的装置。
在本发明的优选实施例中，借助三个或更多发射天线，或是借助三个或更多由若干发射天线提供的射束发射信号。在本发明的优选实施例中，借助两个辐射图发射初级公共导引信号。此外，借助至少一个，通常为两个辐射图发射次级公共导引信号。所述初级与次级公共导引信号之间的功率比以及所述公共导引的总功率由系数调整。所述调整的方法可由系统运营商选择，且该方法例如可以基于关于系统用户的终端设备类型的信息。在其中多数用户终端设备仅能够借助最多两个天线接收传输的典型情况下，所述次级公共导引信号的功率电平远低于所述初级公共导引的功率电平。另一方面，如果需要，所述调整也可以是动态的。
在本发明的优选实施例中，顺序发射，即根据随时变化的功率电平发射次级导引信号。这可通过借助使用不同信道化码将若干次级导引信号发射到相同辐射图来实现，从而使得所述信号交替增强减弱。优点是即使平均功率电平相同，信干比仍然更佳，因为信道估计可集中于所述导引强烈时的瞬间。此外，在本发明的优选实施例中，以可调发射功率电平将专用导引信号与至少一个用户信号一起发射。该布置利用一种新型不对称信道估计。在与强初级公共导引一起发射的信号中，可以将所述专用导引的功率电平调整至低电平。与和所述初级导引一起发射的信号相比，在与弱次级公共导引一起发射的信号中，所述专用导引的功率电平被调整至相对较高的值。在本发明的优选实施例中，通过改善包括所述初级公共导引的信号来应用不对称信道估计。在传输期间内，可通过相对于其它传输路由来提高其数据发射功率而改善被证实带有具有良好信道估计的信道的发射天线路径。
在本发明的优选实施例中，调整所述专用导引的总功率电平，从而以可能相同的瞬间功率在不同时期将专用导引信号发射到不同的辐射图。例如，与将专用导引发射到接收初级导引的辐射图相比，在更长的时期内将专用导引发射到接收弱次级公共导引的辐射图。
为了尽可能接近地维持版次99标准的接收机结构，在本发明的优选实施例中，不对称地执行系统所需的一般信道测量(除信道估计之外的测量，即SIR[信干比]、切换、空闲模式小区选择和同步测量以及功率调整控制)，从而使得对应于所述初级公共导引信道的辐射图得到有利的改善。在优选实施例中，仅执行关于所述辐射图的上述测量。
根据本发明的方法与设备提供了若干优点。根据本发明优选实施例的布置同样为无法结合发射分集利用多于两个的发射天线的终端设备确保高导引信号质量。另一方面，能够如此操作的终端设备可按照计划利用发射分集。在接收借助无线电图发射的包括次级公共导引信号的信号期间内，可能基于所述专用导引信号与所述次级公共导引信号执行信道估计。此外，由于仅利用较低程度分集的用户数量将来很可能会随着所述用户将其设备更换为最新模型而有所增加，所以在本发明的优选实施例中，可改变所述的导引信号的权重，从而改善能够接收借助多于两个天线发射的传输的终端设备。因此，系统运营商将会更好地装备，以使系统更为有效地操作。
以下将结合优选实施例，并参照附图来描述本发明，在附图中图1示出了根据本发明实施例的系统的实例，图2示出了根据本发明实施例的系统的另一实例，图3示出了加扰与信道化编码的实例，图4A至4C示出了信号帧结构以及导引信号的传输的实例， 图5示出了根据本发明实施例的布置的实例，图6A示出了根据本发明实施例的布置的实例，
图6B示出了发射天线路径对于其它路径的加权，图6C示出了根据本发明实施例的布置的另一实例，图7A至图7C和8示出了根据本发明实施例的布置的实例。
具体实施例方式
本发明适用于其中可借助三个或更多发射天线或借助三个或更多由若干发射天线提供的射束发射信号的至少一部分的无线电系统。例如可借助时分、频分或码分符号多路复用或多址方法形成传输信道。本发明范围还涵盖利用不同多址方法的组合的系统。所述实例示出了本发明在通用移动电信系统(UMTS)内的使用，所述UMTS使用借助直接序列技术实施的宽带码分多址方法(WCDMA)，但本发明并不仅限于此。
参照图1，以下将借助实例描述移动电话系统的结构。移动电话系统的主要部分包括核心网CN、UMTS地面无线电接入网UTRAN以及用户设备UE。所述CN与UTRAN之间的接口被称为Iu接口，而UTRAN与UE之间的空中接口被称为Uu接口。
所述用户设备包括两部分包括用于经由所述Uu接口建立无线电连接的无线电终端的移动设备ME，以及UMTS用户身份模块USIM，所述UMTS用户身份模块USIM是包括与用户身份相关的数据、通常执行鉴权算法并存储加密参数和用户数据的智能卡。
所述UTRAN包括无线电网络子系统RNS，而每一个所述无线电网络子系统RNS都包括无线电网络控制器RNC以及一个或多个节点B。节点B实际上是基站。所述RNC控制与其连接的基站的无线电资源。
所述的核心网包括若干单元。原籍位置寄存器HLR是用户原籍系统内的数据库，用于更新用户业务简表。所述HLR还以MSC的精确度维持关于用户位置的数据。移动业务交换中心/来访位置寄存器MSC/VLR既是转换器(MSC)又是数据库(VLR)，用于向所述终端设备提供关于电路交换(CS)业务的服务。所述MSC交换电路交换业务，而所述VLR保持关于用户简表和位置的数据。而网关MSC GMSC是将UMTS连接至外部业务或网络的开关。经由GMSC交换所有电路交换连接。服务GPRS(通用分组无线电业务)支持节点SGSN的功能对应于所述MSC/VLR的功能，但是所述SGSN转发分组交换(PS)连接。相应地，网关GPRS支持节点GGSN的功能对应于所述GMSC，但其转发分组交换业务。外部网络可被划分为两类诸如现有电话网络的电路交换网络，以及诸如互联网的分组交换网络。
所述UMTS包括若干指定接口。Cu接口位于USIM与ME之间。Uu接口位于终端设备与基站之间。CN与UTRAN之间的接口被称为Iu接口。RNS之间的接口被称为Iur接口。这使得不同制造商的无线电网络控制器之间的软件切换得以实现。RNC与基站B之间的接口被称为Iub接口。
图1仅是一般性地示出了所述结构，因此以下将借助蜂窝无线电系统的实例在图2内更为详细地描述所述结构。图2仅显示了关键部件，但对于本领域的技术人员而言，常规蜂窝无线电网络显然还包括其它多种功能与结构，此处不再赘述。应当注意的是，图2仅显示了示例性结构。根据本发明的系统的细节可能会与图2所示的有所不同，但这对于本发明而言并不重要。
因此，蜂窝无线电网络通常包括固定网络基础设施，即网络部分200以及终端设备202，所述终端设备可能是固定的、位于汽车内或是便携的。所述网络部分200包括基站204。基站对应图1所示的节点B。若干基站204由与其通信的无线电网络控制器206以集中方式控制。基站204包括收发信机208和多路复用器单元212。
所述的基站204还包括控制收发信机208和多路复用器212的操作的控制单元210。所述多路复用器212被用于将若干收发信机208所使用的业务与控制信道放置到公共传输链路214。所述传输链路214形成Iub接口。
所述的基站204的收发信机208连接至天线单元218，所述天线单元218实施到终端设备202的双向无线电连接216。在每个系统内指定将经由所述双向无线电连接216发射的帧的结构，且所述帧的结构被称为空中接口Uu。在本发明的优选实施例中，借助三个或更多发射天线或由若干发射天线提供的三个或更多射束发射信号的至少一部分。
所述无线电网络控制器206包括群交换场220和控制单元222。所述的群交换场220被用于交换话音与数据，并连接信令电路。由基站204与无线电网络控制器206形成的无线电网络子系统224还包括码型变换器226。所述码型变换器226通常尽可能的接近移动业务交换中心228，因为这样可以蜂窝网络格式将话音在所述码型变换器226与无线电网络控制器206之间发射，从而节省传输容量。
所述码型变换器226将公共交换电话网与移动电话网之间使用的不同数字话音编码形式转换为相互兼容，例如从固定网络格式转换为蜂窝无线电网络格式，反之亦然。所述控制单元222执行呼叫控制、移动性管理、统计数据的收集以及信令。
图2还示出了关注从所述移动电话系统到外部世界的连接的移动业务交换中心(MSC)228与网关MSC 230，所述外部世界在这种情况下是公共交换电话网232。
以下将解释UMTS内使用的加扰与信道化编码作为编码WCDMA信号的实例。这在图3内说明。将从发射机发射的信号在第一多路复用器300内与信道化码相乘，并在第二多路复用器302内与扰码相乘。所述扰码被用于一方面将所述终端设备相互区分，另一方面将基站相互区分。所述信道化码能够区分从相同发射机发射的信号。
无线电系统通常包括两类传输信道，即专用信道和公共信道。公共信道用于特定小区内的所有用户或一组用户。而专用信道仅用于一个用户。借助所使用的频率与扰码来识别专用信道。
以下将更为详细并借助实例来研究UMTS内所使用的导引信号。在UMTS中，所述公共导引信道(CPICH)是与特定于小区的扰码相乘的未调制码信号。所述CPICH具有固定数据率与扩频因子。所述信号的目的是辅助终端设备对所述专用信道进行信道估计以及为公共信道提供信道估计参考。因此存在着两类公共导引，即初级与次级公共导引，P-CPICH与S-CPICH。不同之处在于初级公共导引被发射到由初级扰码与固定信道化码复用的整个小区范围。另一方面，次级公共导引具有长度为256码片的可自由选择的信道化码，还可能具有次级扰码。小区可包括若干次级导引，但另一方面如果并不需要次级导引，则也可能不会发射任何次级导引。次级导引通常被发射到具有大量通信终端设备的拥塞扇区或区域。
图4A示出了公共导引信号的结构。帧的长度为10毫秒，且所述的帧包括15个时隙，每个时隙都被用于发射预定符号序列。如果并未使用发射分集，则所述符号序列具有图4B所示的参考标号400所指示的形式，其中A＝1+j。如果使用带有两个天线的分集，则第一天线的符号序列具有400所指示的形式，第二天线的序列具有参考标号402所指示的形式。每个天线的信号都具有相同的信道化码与扰码。当存在多于两个的天线时，可不再如此应用图4B所示的布置。
在UMTS内还发射包括在一个用户信号的传输内的专用导引。在两个传输方向上发射专用导引。专用导引符号被用于信道估计。图4C示出了下行链路帧结构的实例。所述的帧长度为10毫秒，并包括15个时隙。每个时隙都包括若干字段，例如DATA(用于传输实际信息)、TPC(功率控制的符号)、TFCI(关于时隙内所使用的传送速率的信息)以及PILOT(导引信号符号)。实际符号的总数量取决于所使用的扩频因子，可能在4至256范围内不等。而特定于字段的符号的数量取决于所使用的时隙格式。例如，所述导引符号的数量可从2到32不等。
图5示出了根据本发明实施例的布置的实例。图5示出了这样一种情况，其中在不同频率上，在不同时隙内或借助不同扰码经由四个天线来发射被信道编码的符号。图5首先示出了与接收机502通信的发射机500。所述发射机包括调制器504，所述调制器504接收将被发射的信号506作为输入，所述信号506在根据本发明优选实施例的布置中包括比特。在所述调制器内将所述比特调制为符号。将所述符号送到编码器508，此后经由射频部分512将编码后的符号510转发，以便例如借助四个天线514至520进行传输。所述编码器优选的是可借助处理器与适当软件或独立部件实施。
以下将研究在图6A所示情况中的根据本发明优选实施例的方法，其中借助四个天线600至606或由若干发射天线提供的四个射束发射信号。为了简化起见，该实例利用四个发射天线路径，但本发明并不仅限于此。首先研究信号与专用导引的传输。所述编码器接收预计送至四个发射天线路径的四个信号610a至610d作为输入，每个信号都包括专用导引与数据，且所述信号的时隙结构对应图4C所示的实例。在此实例中，信号610a的专用导引的导引模式采用AA形式。信号610b的专用导引的导引模式采用A-A/-AA形式。信号610c的专用导引的导引模式采用AA形式，信号610d的专用导引的导引模式采用A-A/-AA形式。这仅是导引模式的可能分配的一个实例。所述信号首先经历天线放大612a-612d，排除信号导引字段。此后，通过在多路复用器614a和614b内以系数fDP加权来调整信号610a和610b的专用导引的功率。通过在多路复用器614c和614d内以系数fDS加权来调整信号610c和610d的专用导引的功率。所述信号此后在多路复用器616a至616d内与扰码相乘，并被经由RF放大器618a至618d送到天线600至606。
除专用导引之外，公共导引信号也被如上所述发射。借助两个辐射图(图内的天线600和602)发射所述初级公共导引P-CPICH，从而使得第一辐射图600的传输利用导引模式AA，第二辐射图602的传输利用导引模式A-A/-AA。将所述导引在天线放大器620a与620b内放大。在所述初级导引的传输期间内，借助多路复用器622a与622b以系数fP调整发射功率。所述信号此后在多路复用器624a与624b内与扰码相乘，并被经由RF放大器618a与618b送到天线600至602。
借助两个辐射图(图内的天线604与606)发射所述次级公共导引S-CPICH，从而使得所述第一辐射图604的传输利用导引模式AA，第二辐射图606的传输利用导引模式A-A/-AA。将所述的导引在天线放大器620c与620d内放大。在所述次级导引的传输期间内，借助多路复用器622c与622d以系数fS调整发射功率。所述信号此后在多路复用器624c与624d内与扰码相乘，并被经由RF放大器618c与618d送到天线604至606。
用于调整所述公共导引信号的发射功率的系数fP和fS可以是不同的，且可以相互独立地得到调整。与所述调整相关的一个因素是能够利用所放大发射分集的终端设备的数量。在其中多数终端设备无法利用四个天线分集的情况下，优选的是将所述系数的比率选为fP＞＞fS，即所述初级公共导引与所述次级公共导引相比具有高得多的发射功率。当存在大量利用分集的设备时，优选的是增加系数fS。
用于调整所述专用导引信号的发射功率的系数fDP和fDS可以是不同的，且可以相互独立地得到调整。在本发明的优选实施例中，与和所述初级公共导引借助相同的辐射图600、602发射的专用导引相比，将和所述次级公共导引借助相同的辐射图604、606发射的专用导引具有高得多的功率电平，即fDP＜fDS。
图6B示出了系数fDP和fDS的使用。所述系数也可称为导引偏置。如上所述，在相同时隙内与用户数据符号一起发射专用导引。所述导引偏置说明在传输所述专用导引符号中使用的功率在多大程度上高于在传输数据符号中使用的功率。
在本发明的优选实施例中，通过在所述传输中改善包括初级公共导引的信号应用不对称的信道估计。由于通常在相当高的发射功率上发射初级公共导引，所以所述初级公共导引还提供良好的信道估计。可通过相对于其它信道来增加其数据发射功率从而改善这种信道。这在图6C内说明。图6C示出了与图6A所示的发射机结构类似的发射机结构，只是与所述初级公共导引PCPICH一起从天线600和602发射的数据信号610a与610b在多路复用器626a、626b内以系数g加权。相应地，与所述次级公共导引SCPICH一起从天线604和606发射的数据信号610c、610d在多路复用器626c、626d内以系数1-g加权。在选择g＞1/2的情况下，可能加权包括所述初级公共导引PCPICH的信号。借助系数实施的上述布置仅仅是可能的加权或改善的一个实例。
接收借助上述辐射图发射的信号的接收机执行关于所接收信号的各种测量。假定fP＞＞fS，即所述初级公共导引的发射功率远高于所述次级公共导引的发射功率。在与所述次级公共导引借助类似的辐射图发射的信道，即其中所述公共导引具有弱功率电平的信道内，所述接收机将专用导引用于信道估计测量。所述专用导引还用于其它测量。在与所述初级公共导引借助类似的辐射图发射的信道，即其中所述公共导引具有高功率电平的信道上，所述接收机仅将专用导引用于其它测量，且从所述公共导引得到信道估计。
上述其它测量优选的是包括信干比(SIR)的估计、所述公共导引信号与所述专用导引信号之间的功率比的测量以及发射分集的反馈模式的验证。所述公共导引信号与所述专用导引信号之间的功率比被用于功率控制期间内的译码。
上述实例可推广为与发射分集普遍相关。发射分集的一般特征在于，数据传输利用N个发射天线路径，即平行数据流，或利用借助诸如N个天线的已知方法提供的射束，或利用包括若干天线和适当信号定相的天线阵。而所述传输基于对于M个发射天线路径的了解，即关于M个发射天线路径的信道参数的数据。
在根据本发明优选实施例的布置中，传输基于对于所述M个发射天线路径的了解，其中M＞2。在上述的布置中，两个信道被用于发射所述初级公共导引PCPICH和所述专用导引DPCCH，因而所述信道基于PCPICH的测量提供两个良好信道估计。所述专用导引用于上述的其它测量。因此，还需要M-2个信道估计，且通过在M-2个信道上发射所述次级公共导引SCPICH和所述专用导引DPCCH两者得到所述M-2个信道估计。所述导引的发射功率优选的是被调整为，所述次级公共导引的功率远低于所述初级公共导引的功率，且带有所述次级公共导引的信道内的专用导引功率高于带有所述初级公共导引的信道内的专用导引功率。因此，除上述的其它测量之外，基于所述专用导引执行带有所述次级公共导引的信道内的信道估计。
在某些发射分集方法，即闭环或反馈模式中，传输至少部分地基于所述接收机发射至所述发射机的辅助信息，该信息通常涉及所接收信道的功率比或是改变将被发射信道的相位的有利方式，以便所述信道在接收中相互放大。在其它被称为开环模式的发射分集方法中，所述发射机并不使用辅助信息。开环模式例如可以基于时空编码、正交发射分集、延迟分集、相位跳频或滑动相移，或是上述任何方法的组合，或是部分辅助信息的使用与上述任何方法的组合。如果存在多个接收天线，则通过至少将部分独立的数据发射至不同的发射天线路径，至少可将基于对M个发射天线路径的了解的发射分集部分地转换为更高的编码率。一个实例在由G.J.Foschini编著的“在使用多单元天线时衰落环境中的无线通信的分层时空体系结构”(Bell LabsTechnical Journal，1996年秋，41-59页)内公开。以下将研究根据优选实施例的用于实施多于两个发射天线路径的可选方法。提供发射分集的已知方式是时空编码，尤其是为两个发射天线设计的时空发射分集(STTD)。将被发射的包括比特的符号S被编码为特定长度的块，且每个块都被根据下述公式编码为预定数量的信道符号CAla→S1S2-S2*S1*]]>在该公式中，矩阵的水平行说明传输瞬间，因而上水平行示出了将在瞬间t发射的信息，下水平行示出了将在瞬间t+T发射的信息，其中T指示符号序列。字符*指示复共轭。而所述矩阵的垂直列代表天线，因而第一垂直列说明将经由天线1发射的信息，而第二垂直列说明将经由天线2发射的信息。但是，所述公式示出的复合调制块码的类型仅仅对于最大为两个天线是有效的。在上述实例中，在瞬间t发射符号S1和S2，在瞬间t+T发射符号-S2*和S1*。
研究图7A，其中将被发射的信号x(t)700被送至STTD编码器702，其中所述信号根据上述公式经历编码。所述编码器输出包括两个信号，其中第一个信号704包括符号S1和S2，而第二个信号706包括符号-S2*和S1*。
借助图7B和7C所示的布置可将所述实例扩展至四个天线的发射分集。在图7B中，时空编码器702包括四个信号710a至710d。与图7A所示的实例相比，输出信号被划分为两个，从而使得信号710a与710b对应图7A实例中的信号704包括符号S1和S2。相应地，信号710c和710d对应图7A实例中的信号706包括符号-S2*和S1*。
研究图7C。所述编码器接收四个信号610a至610d作为输入，所述信号预计被送至四个发射天线路径，且每个信号都包括专用导引，所述信号的时隙结构对应图4C。信号610a至610d的时隙内的数据包括图7B所示的信号710a至710d。在此实例中，信号610a的专用导引的导引模式采用形式AA，且数据包括符号S1S2。信号610b的专用导引的导引模式采用形式A-A/-AA，且数据符号是S1S2。信号610c的专用导引的导引模式是AA，且数据包括符号-S2*S1*。信号610d的专用导引的导引模式采用形式A-A/-AA，且数据符号包括-S2*S1*。这仅是可能导引模式分配的一个实例。所述的时隙还可包括诸如功率控制比特的其它信息。
包括专用数据的信号610a至610d首先经历天线放大612a-612d。通过在多路复用器614a和614b内加权系数fDP来调整所述专用导引的功率。相应地，通过在多路复用器614c和614d内加权系数fDS来调整信号610c和610d的专用导引的功率。信号610a随后在多路复用器616a内与扰码相乘。将信号610b从多路复用器614b送到移相器630，其中借助相位系数PH1改变信号相位。将所述信号从移相器630送至多路复用器616b，其中所述信号与扰码相乘。相应地，信号610c在多路复用器616a内与扰码相乘。将信号610d从多路复用器614d送到移相器633，其中借助相位系数PH2改变信号相位。将所述信号从移相器630送至多路复用器616d，其中所述信号与扰码相乘。将所述信号610a至610d从多路复用器616a至616d经由RF放大器618a至618d转发到天线600至606。
除了专用导引之外，在此实施例中还发射公共导引。借助两个辐射图(图内的天线600和602)发射所述初级公共导引P-CPICH，借助两个辐射图(图内的天线604和606)发射所述次级公共导引S-CPICH。就此方面而言，所述布置对应上述图6A。
在此实施例中，借助相位系数PH1和PH2改变信号610b和610d的相位。所述系数例如可以是项ejφ和ejΦ，其中φ和Φ是引起相位旋转的相位项。所述的项对于发射机和接收机都是已知的。
相位系数PH1和PH2可以是周期性的或是伪随机的，且它们可以相等或不等。相位旋转例如是用于4PSK调制的在一个分支内为{0，90，180，270}，在另一分支内为{180，270，0，90}。另一实例是用于16PSK调制的第一分支为{0，45，90，135，180，225，270，315}，第二分支为{0，22.5，45，67.5，...，337.5}。因此，此处给出的数字值仅仅是示例性的。
在图7C所示的实例中，所述的相移仅指向包括数据和专用导引的信号610b和610d。在特定实施例中，也可对公共导引执行相移，例如在多路复用器622b和624b之间以及相应地在多路复用器622d和624d之间。
因此，此处描述的布置提供了与所述初级公共导引一起发射的两个信道以及与所述次级公共导引一起发射的两个信道。至于图5所示的发射机，此处描述的部件位于编码器508内。对于本领域技术人员而言，基于技术规范，所述发射器当然还包括诸如放大器和滤波器的其它部件，但为了清楚起见，此处不再描述。
以下将研究图5所示的接收机。根据本发明的发射机500因而经由三个或更多天线发射信号520。在接收机502内借助天线522接收所述信号，并将所述信号送到射频部分524。所述接收机内的天线数量对于本发明并不重要。在所述射频部分内，所述信号被转换为中频或基带。转换后的信号被应用于信道估计器526，所述信道估计器526形成对所述信号已通过其传播的路径的估计。如果所接收射束包括所述初级公共导引，则根据所述初级公共导引形成所述估计，或是根据所述专用导引和次级公共导引形成所述估计。还将所述信号从所述射频部分应用到包括若干译码器单元的译码器组528，所述译码器组在发射结束时将所述编码器508内执行的编码译码。由于经由无线电路径发射的信号通常经由多个路径在发射机与接收机之间传播，所以所接收信号包括若干多路径传播的分量。每个译码器单元都处理一个所接收的信号分量。所述译码器单元接收在不同时隙内、不同频率上或借助不同扰码发射的符号，所述符号此后通常被暂时地存储在缓冲存储器内，且借助所述信道估计根据估计重建原始符号。将译码后的符号从所述译码器单元送到组合器530，在所述组合器530中将来自不同路径的信号组合起来。例如可借助利用最大比值合并的分离多径技术实施所述组合器。将关于所估计信道的数据从所述信道估计器526应用到所述译码器单元和所述组合器。所述信道估计器还执行所述公共导引与专用导引之间的功率比的测量。结合译码利用所述测量。所述接收机还包括用于控制接收机的不同部分的操作的控制装置538。可借助已知方法来实施所述的射频部分524。
将所述信号从所述组合器送到检测器532。所述检测器借助已知检测方法来检测所述符号。例如，根据可能的符号状态计算所组合符号估计的欧几里德距离，或是确定所接收符号或比特的后验概率。在后一种情况下，需要关于所述信道的信息，该信息534从所述信道估计器526中得到。将所述信号从所述检测器532送到信道译码器536，并进一步送到接收机的其它部分。借助处理器和适当的软件，或是还借助不同部件、电路或ASIC既可在发射机内也可在接收机内执行根据本发明优选实施例的操作的装置。
以下将研究图8所示的部分接收机的简化实例。所述接收机包括信道估计器800，其得到从不同信道接收的导引信号802a-802d作为输入。所述的导引信号包括公共导引和专用导引。发射机内所使用的关于相移的信息804同样在所述信道估计器内接收作为输入。所述信道估计器例如借助平均低通滤波执行信道估计，并从其输出提供信道1和2的组合估计806以及信道3和4的估计808。如果所接收射束包括初级公共导引，则根据所述初级公共导引形成所述估计，或是根据所述专用导引和所述次级公共导引形成所述估计。将所述信道估计送到STTD解调器810，所述解调器810还得到所接收数据812作为输入。所述解调器810基于所述信道估计处理所接收的数据，在其输出内提供解调后的信号，然后将解调后的信号应用于分离多径接收机、组合器、去交织与译码器816，因而所述解调器810的输出包括符号S1和S2。
尽管以上参照实例并根据附图描述了本发明，但本发明显然并不仅限于此，而是可在所附权利要求书公开的发明构思的范围内以各种方式对本发明做出修改。
权利要求
1.一种数据传输方法，其中借助三个或更多辐射图将信号从发射机发射，其特征在于通过调整初级公共导引信号与次级公共导引信号之间的功率比，以及所述初级和次级公共导引信号的总功率，借助最多两个辐射图发射所述初级公共导引信号，并借助至少一个辐射图发射所述次级公共导引信号，以可调发射功率将专用导引信号与至少一个用户信号一起发射，使得和所述次级公共导引信号借助相同的辐射图发射的所述专用导引信号的功率电平，与和所述初级公共导引信号借助相同的辐射图发射的所述专用导引信号的功率之比，与对应次级和初级导引信号之间的功率比成反比，以及将和所述次级公共导引信号借助相同的辐射图发射的所述专用导引信号用于接收机内的信道估计测量。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，与将和所述初级公共导引信号借助相同的辐射图发射的所述专用导引信号相比，将和所述次级公共导引信号借助相同的辐射图发射的所述专用导引信号具有相对较高的功率电平。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于，在接收包含所述次级公共导引信号的以辐射图发射的信号的期间内，基于所述专用导引信号和所述次级公共导引信号执行信道估计。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于，在接收包括弱次级公共导引信号和强专用导引信号的信号的期间内，基于所述专用导引信号和所述次级公共导引信号执行信道估计。
5.根据权利要求1的方法，其特征在于，通过将所述专用导引信号在不同的时间间隔发射到不同的辐射图，得到所述专用导引信号的功率比。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于，在接收所述信号时利用关于借助三个或更多射束形成的信道的数据，其中所述信道的数量等于或大于实际传输中所使用的信道数量。
7.根据权利要求1的方法，其特征在于，在所述信号传输中，与用于发射所述次级公共导引的辐射图相比，向用于发射所述初级公共导引的辐射图提供更大权重。
8.根据权利要求7的方法，其特征在于，与包括所述次级公共导引的信号相比，以更高的加权系数乘以包括所述初级公共导引的信号。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于，在所述发射机的编码器中，接收将被发射的被信道编码和交织的符号，使将被发射的所述信号在所述发射机的所述编码器内经历时空编码，以借助M×M正交时空编码得到块编码的信号，使至少一个M数据流在所述发射机的所述编码器内经历相移，以得到对应于非相移数据流的相移后数据流，将每个所述M非相移数据流与至少一个相移后数据流经由不同天线基本上同时发射。
10.根据权利要求9的方法，其特征在于，所述将被发射的符号包括符号S1和S2，所述时空块码包括2×2时空块码，而所述M数据流包括在时刻t和t+T发射的符号流(S1、S2)，以及在时刻t和t+T发射的符号流(-S2*、S1*)，其中T是符号序列。
11.根据权利要求1的方法，其特征在于，在所述发射机的编码器中接收所述将被发射的符号，并使所述将被发射的符号在所述发射机的编码器内经历时空编码。
12.根据权利要求1的方法，其特征在于，在所述发射机的编码器中接收所述将被发射的符号，并使所述将被发射的符号在所述发射机的编码器内经历反馈发射分集编码，所述编码至少部分基于所述接收机已发射至所述接收机的辅助信息。
13.根据权利要求1的方法，其特征在于，在所述发射机的编码器中接收所述将被发射的符号，并将至少部分独立的数据流发射到至少三个辐射图。
14.一种数据传输方法，其中借助三个或更多辐射图将信号从发射机发射，其特征在于通过调整初级公共导引信号与次级公共导引信号之间的功率比，以及所述初级和次级公共导引信号的总功率，借助最多两个辐射图发射所述初级公共导引信号，并借助至少一个辐射图发射所述次级公共导引信号，以可调发射功率将专用导引信号与至少一个用户信号一起发射，从而使得和所述次级公共导引信号借助相同的辐射图发射的所述专用导引信号的功率电平，与和所述初级公共导引信号借助相同的辐射图发射的所述专用导引信号的功率之比，与对应次级和初级导引信号之间的功率比成反比，以及借助所述初级公共导引信道或所述初级公共导引信道以及所述对应专用信道，执行与无线通信相关的一般测量，排除对应于非初级公共导引信道的辐射图的信道测量。
15.根据权利要求14的方法，其特征在于，所述一般测量包括SIR、切换、空闲模式小区选择和同步测量。
16.一种用于发射信号的设备，包括提供三个或更多辐射天线图的天线阵(600-606)，其特征在于包括装置(620a、624a、618a、600、620b、624b、618b、602)，其用于借助最多两个辐射图发射初级公共导引信号，装置(620c、624c、618c、604、620d、624d、618d、606)，其用于借助最少一个辐射图发射次级公共导引信号，装置(622a-622d)，其用于调整所述初级和次级公共导引信号之间的功率比以及所述公共导引信号的总功率，以及装置(614a-614d)，其用于调整与每个用户信号一起发射的所述专用导引信号的发射功率，从而使得和所述次级公共导引信号借助相同的辐射图发射的所述专用导引信号的功率电平，与和所述初级公共导引信号借助相同的辐射图发射的所述专用导引信号的功率之比，与对应次级和初级导引信号之间的功率比成反比。
17.根据权利要求16的设备，其特征在于，所述设备包括装置(614a-614d)，其用于调整与每个用户信号一起发射的所述专用导引信号的发射功率，从而使得与将和所述初级公共导引信号借助相同的辐射图发射的所述专用导引信号相比，将和所述次级公共导引信号借助相同的辐射图发射的所述专用导引信号具有相对较高的功率电平。
18.根据权利要求16的设备，其特征在于，所述装置被设置为在所述信号接收内利用关于借助三个或更多射束形成的信道的数据，所述信道的数量等于或大于实际传输中所使用的信道数量。
19.根据权利要求16的设备，其特征在于，所述设备包括装置(626a-626d)，其用于向用于发射所述初级公共导引信号的辐射图提供与用于发射所述次级公共导引信号的辐射图相比更大的权重。
20.根据权利要求16的设备，其特征在于，所述设备是蜂窝无线电系统内的基站收发信台或终端设备。
21.根据权利要求16的设备，其特征在于，所述发射机包括装置(702)，其用于使得所述将被发射的信号经历时空编码，以借助M×M正交时空编码得到块编码的信号，装置(630、632)，其用于使每个M数据流相移，以提供对应于非相移数据流的相移后数据流，以及装置(618a-618d)，其用于将每个所述非相移数据流与相移后数据流经由不同天线(600-606)基本上同时发射。
22.一种用于接收信号的设备，所述信号包括初级和次级公共导引信号以及专用导引信号，所述设备包括一个或多个用于从发射机接收信号的天线(552)、用于确定所接收公共导引信号以及所接收专用导引信号的功率电平的装置(526)、用于使所接收信号经历信道估计的装置(526)，其特征在于，所述设备包括装置(538)，其用于引导所述信道估计装置在接收包括弱次级公共导引信号和强专用导引信号的信号的期间内，执行关于所述专用导引信号与所述次级导引信号的估计。
23.根据权利要求22的设备，其特征在于，所述设备包括用于确定所述公共导引信号和专用导引信号之间的功率比的装置(526)。
24.根据权利要求22的设备，其特征在于，所述设备是蜂窝无线电系统内的终端设备或基站收发信台。
全文摘要
用于发射信号的设备，所述设备包括用于提供三个或更多辐射天线图的天线阵(600－606)。所述设备被设置为借助最多两个辐射图发射初级公共导引信号，并借助至少一个辐射图发射次级公共导引信号。所述设备包括用于调整所述初级公共导引与所述次级公共导引之间的功率比以及所述初级与次级公共导引的总功率的控制器(622a－622d)，以及用于调整专用导引信号的发射功率的控制器(614a－614d)，从而使得与所述次级公共导引信号借助相同辐射图发射的专用导引信号的功率电平高于与所述初级公共导引借助相同辐射图发射的专用导引信号的功率电平。
文档编号H04B7/06GK1509528SQ02809935
公开日2004年6月30日 申请日期2002年4月25日 优先权日2001年4月26日
发明者于尔约·凯帕伊宁, 奥拉夫·蒂尔科宁, 马库·库塞拉, 蒂尔科宁, 于尔约 凯帕伊宁, 库塞拉 申请人:诺基亚公司