专利名称：无线电通信站和无线电通信装置及操作它们的方法
技术领域：
本发明涉及无线电通信设备以及操作无线电通信设备的方法。本发明 例如但不排他地应用于移动通信系统中。
背景技术：
移动通信系统典型地包含发送有关无线电信道状态的信息的机制。例 如，信道状态信息能够作为随机接入机制的一部分被发送，移动终端能够
通过该随机接入机制接入网络。在随机接入机制的 一个实例中，其中该机
制正在考虑用于UMTS LTE (通用移动电信系统长期演进)，移动终端发送 有关异步随机接入信道(RACH )的签名。移动终端从较大集合(例如，64 ) 中选择特定的签名，其使一些比特(例如，6)的信息能够得以传送。一 个要求是沖突概率(即两个移动终端在相同时间使用相同签名的概率)应 该足够低。另一个要求是产生的波形具有低的互相关。
根据一个或更多数据字段能够考虑定义签名的比特模式。数据字段的 潜在内容的一些实例是
-伪随机数据(以临时移动终端标识的形式以降低冲突风险)
-信道质量指示符(CQI)或路径损耗测量
-RACH接入的原因。
如果CQI和原因字段在终端之间足够地不相关，那么它们还可以帮助 减小沖突。
以上描述的实例机制遭受能够被发送的有限数量有用数据比特的竟 争问题以及潜在的冲突概率。
发明内容
本发明的目的是实现改善的随机接入机制。
根据本发明的第 一方面，提供了 一种在具有多个无线电通信装置的无 线电通信系统中操作无线电通信站的方法，包括推导量化参数和发送该量 化参数到无线电通信装置，所述参数用于在信道状态度量的随后量化中使 用。
6根据本发明的第二方面，提供一种操作无线电通信装置的方法，包括
接收量化参数；确定信道状态度量；通过应用量化参数所指示的量化范围 (quantisation range)量化确定的信道状态度量；确定指示经量化的信 道状态度量的数据值；以及作为随机接入传输发送传送所述确定数据值的 信号。
本发明还提供操作通信系统的方法，该方法包括根据本发明的第 一 方 面操作无线电通信站和根据本发明的第二方面操作无线电通信装置。
根据本发明的第三个方面提供一种用于在具有多个无线电通信装置 的无线电通信系统中使用的无线电通信站，包括适于推导量化参数的装置 和适于发送量化参数到无线电通信装置的装置，所述量化参数用于在信道 状态度量的随后量化中使用。
根据本发明的第四方面提供一种无线电通信装置，包括适于接收量 化参数的装置；适于确定信道状态度量的装置；适于通过应用量化参数所 指示的量化范围量化确定的信道状态度量的装置；适于确定指示经量化的 信道状态度量的数据值的装置；以及适于作为随机接入传输发送传送所述 确定数据值的信号的装置。
本发明还提供包括根据本发明第三方面的无线电通信站和根据本发 明第四方面的无线电通信装置的通信系统。
取决于信道状态度量值的概率密度函数(PDF ),以及因此取决于数据 值的概率密度函数，与如果随机数据单独地被发送相比，冲突概率可能更 高。与本发明相比，用于量化数据比特的固定量化算法不适应被测量信道 状态度量值的分布的改变，所以如果大部分的移动终端测量基本上类似的 值可能导致高的沖突概率。本发明通过使得量化算法能够自适应而减轻了 这个问题。
所述量化参数可以根据无线电通信系统的特性来推导。这使得无线电 通信站能够使量化参数适应时间变化的系统特性。
无线电通信系统的特性可以根据在随机接入信道上从多个无线电通 信装置接收的信号来推导。这使得无线电通信站能够-使量化参数适应例如 无线电通信装置的活动级别(activity level)和信号质量。
在随机接入信道上从多个无线电通信装置接收的信号，每个可以传送 指示相应无线电通信装置的量化信道状态度量的数据值，以及无线电通信 站可以根据所述数据值推导量化参数。这使得无线电通信站能够使量化参 数适应信道状态度量。通过不同的时间和/或频率资源空隙可以传送不同的数据值集合。
无线电通信站可以根据例如不同数据值出现的频率推导量化参数。这 使得无线电通信站能够使量化参数适合于控制无线电通信装置所发送信 号的沖突的数量。特别是可以调整量化参数以减小最频繁出现的数据值出 现的频率，从而减小沖突的数量。
所述量化参数可以指示量化范围，其中至少 一些量化范围具有不相等 的宽度。这也使得冲突的数量能够得到控制。
通过不同的时间和/或频率资源空隙可以传送不同的数据值。不同的 资源空隙可以对应于具有不同宽度的量化范围。这些特征还使得沖突的数 量能够得到控制。
信道状态度量可以指示以下各项中的 一个或多个
接收信号的信道质量指示符；
信道传递函数；
多于一个频率或频带的信道质量指示符；
多于一个天线的信道质量指示符；
多于一个天线的信道质量指示符的平均值；
多于一个天线的信道质量指示符之间的差；
无线电通信装置的位置；
接收路径的角度；
请求的数据速率。
信道质量指示符可以例如包括以下各项中的 一 个或多个
信噪比；
信号干扰比；
可接收的数据速率；
路径损耗。
现在将通过实例的方式参考附图描述本发明，其中
图1是用于发送值的最大随机化的理想量化门限和CQI值的PDF实
例；
图2是量化范围实例和相应数据值的表格； 图3是不相等量化范围的PDF实例；和 图4图示量化门限的另一个实例。
具体实施例方式
现在参考移动通信系统描述本发明的实施例，在该系统中无线电通信 装置可以是诸如移动电话机的移动终端，以及无线电通信站可以是网络中 的基站。
根据本发明，用于量化在随机接入前同步码中将被发送的数据的至少 一个量化参数被信号传输到移动终端。当移动终端根据信号传输的参数量 化数据时，能够使可以在前同步码中信号传输的每个数据值出现的概率更 力口一4以。
通常，根据本发明在前同步码签名中发送的至少部分数据将通常被非
均匀地量化。根据将被发送数据的假设或估计的PDF,非均匀量化将被设 计成相对于均匀量化的情况给出发送数据值的更均匀分布。这降低了在不 同移动终端的RACH尝试之间签名沖突的风险。这种改进伴随有在值的最 小可能范围周围发送数据的分辨率的降低。
在简单的实施例中，信号传输的量化参数可以包括将要使用的最高和 最低量化等级。这表明高于最高量化等级或低于最低量化等级的所有测量 值将分别利用最高或最低数据值来发送。
使用预定的粒度能够实现最高和最低等级之间区域中的量化，所述粒 度例如通过可获得用于数据传输的比特数量进行确定。
例如，图1显示CQI值的PDF实例，所述PDF可以例如假设为遵循对 数-正态分布。在这种情况下，理想地选择映射CQI值到在前同步码中将 要发送的数据比特的量化门限以便给出将要发送数据比特的基本上均匀 的分布。图1示出遵照这种理想的假设量化等级将被放置在哪里；对于当 使用3比特表示前同步码签名中CQI的情况，在以dB为单位的CQI值和 信号传输的数据比特之间将使用图2中所示的映射。
从图1能够看出量化门限在值的完全集合的有限范围内基本上是均 匀地间隔的。
这种量化模式的近似是在最高和最低门限之间应用均匀间隔的门限。 例如，在以上描述的简单实施例中，分别为19. 5dB和10. 5dB的最高和最 低门限将被信号传输到移动终端。
已知可获得用于数据报告的比特数量(在本实例中是3)，以及进而 已知8个数据值可获得的事实，于是移动终端能够在12dB、 13. 5dB、 15dB、 16. 5dB和18dB处等距离地定位中间门限。这导致每个可获得数据值的发
9送概率如在图3中所示。
更高级的实施例能够包括附加参数的信号传输。例如
-多于两个量化门限的等级能够和每个经信号传输的门限之间的量
化门限间隔或量化门限(或频带)数量的指示符一起被信号传输到移动终端。
-在一对或更多对经信号传输的量化门限之间还能够信号传输量化 门限间隔的更高级函数。例如，能够信号传输量化门限间隔的梯度，或者 量化门限间隔的多项式函数的系数。
在图4中显示了另一个实例，其中三个量化门限的值与指示符一起被 信号传输到移动终端，其中ldB间隔应该用于第一和第二经信号传输的量 化门限之间的量化门限以及2dB间隔应该用于第二和第三经信号传输的 量化门限之间的量化门限。
在图4中所示的量化参数选择能够例如考虑这个事实，即在CQI报告 的情况下，可能期望在SINR (信号干扰和噪声比)的低值处相比在更高 值处更精确地报告CQI值。
因此量化参数的精确选择能够基于随机化所发送的数据值以最小化 冲突概率的目的以及对数据值中较高或较低精确程度的效果的考虑的组 合。
可以根据部署场景(例如，室内、室外或宏小区/微微小区)，或当前 通信量条件来选择量化参数。
度量)。例如。、、>:'、 、、、'" 、，、、
-信道传递函凄t -多于一个频率或频带的CQI
-多于一个天线的CQI
一多于一个天线的平均CQI
-天线之间不同的CQI - UE的位置
-从UE到接入点的路径的角度 -需要的数据速率
量化参数的信号传输可以是可配置的(例如，仅仅在高负荷条件下被 应用，当沖突更加有可能时)。
可以根据对在实际前同步码中接收的数据的PDF的测量来更新量化参数的信号传输。
量化参数可以根据例如以下各项进行推导
-在不同信道上发送的CQI报告 -当前小区大小 -切换测量
在本说明书和权利要求书中，在元件之前的术语"一"或"一个"并 不排除存在多个这样的元件。另外，单词"包括"并不排除除这里所列出 之外其他单元或步骤的存在。
将附图标记包括在权利要求书中的括号中意于帮助理解并且并无意 于作为限制。
根据阅读本公开的内容，对于本领域普通技术人员来说其他的修改是 明显的。这些修改可以包括无线电通信领域中已经已知的以及可以取代这 里已经描述的特征使用或者除它之外还被使用的其他特征。
产业应用
无线通信系统，例如UMTS LTE或诸如UMTS WCDMA (宽带码分多址) 的其他蜂窝系统。
ii
权利要求
1. 一种在具有多个无线电通信装置的无线电通信系统中操作无线电通信站的方法，包括推导量化参数和发送量化参数到无线电通信装置，所述参数用于在信道状态度量的随后量化中使用。
2. 根据权利要求1所述的方法，包括根据无线电通信系统的特性推导量化参数。
3. 根据权利要求2所述的方法，包括根据在随机接入信道上从多个 无线电通信装置接收的信号推导所述无线电通信系统的特性。
4. 根据权利要求3所述的方法，其中，在随机接入信道上接收的每 个信号传送指示相应无线电通信装置的量化信道状态度量的数据值，所述 方法包括根据在随机接入信道上接收的信号推导数据值，以及其中根据无 线电通信系统的特性推导量化参数包括根据数据值推导量化参数。
5. 根据权利要求4所述的方法，其中，推导量化参数包括根据不同 数据值出现的频率确定量化参数。
6. 根据权利要求5所述的方法，重复权利要求1到5的步骤以便调 整量化参数来减小最频繁出现数据值的出现频率。
7. 根据权利要求4、 5或6所述的方法，其中，通过不同的时间和/ 或频率资源空隙传送不同的数据值集合。
8. 根据权利要求1到7中任何一项所述的方法，其中，所述量化参 数指示门限。
9. 根据权利要求1到8中任何一项所述的方法，其中，所述量化参 数指示量化范围，其中至少一些量化范围具有不相等的宽度。
10. —种操作无线电通信装置的方法，包括 接收量化参数；确定信道状态度量；通过应用量化参数所指示的量化范围量化所述确定的信道状态度量；确定指示量化的信道状态度量的数据值；和作为随机接入传输发送传送所述确定数据值的信号。
11. 根据权利要求10所述的方法，其中，通过不同的时间和/或频率 资源空隙传送不同的数据值。
12. 根据权利要求10或11所述的方法，其中，所述量化参数指示门 限，该方法包括如果所述信道状态度量的值降低到高于门限，那么在第 一时间和/或 频率资源空隙中发送传送数据值的信号；和如果所述信道状态度量的值降低到低于门限，那么在第二时间和/或 频率资源空隙中发送传送数据值的信号。
13. 根据权利要求IO、 11或12所述的方法，其中，至少一些量化范 围具有不相等的宽度。
14. 根据权利要求IO、 11、 12或13所述的方法，其中，信道状态度 量指示以下各项中的一个或更多接收信号的信道质量指示符； 信道传递函数；多于一个频率或频带的信道质量指示符；多于一个天线的信道质量指示符；多于一个天线的信道质量指示符的平均值；多于一个天线的信道质量指示符之间的差；无线电通信装置的位置；接收路径的角度；请求的数据速率；可接收的数据速率； 路径损摔毛； 信噪比； 信号干扰比。
15. —种操作通信系统的方法，包括根据权利要求1到9中任何一项 操作无线电通信站和根据权利要求10到14中任何一项操作无线电通信装置。
16. —种在具有多个无线电通信装置的无线电通信系统中使用的无线 电通信站，包括适于推导量化参数的装置和适于发送量化参数到无线电通 信装置的装置，所述量化参数用于在信道状态度量的随后量化中使用。
17. 根据权利要求16所述的无线电通信站，包括适于根据无线电通 信系统的特性推导量化参数的装置。
18. 根据权利要求17所述的无线电通信站，包括适于根据在随机接 入信道上从多个无线电通信装置接收的信号推导无线电通信系统的特性 的装置。
19. 根据权利要求16所述的无线电通信站，其中，在随机接入信道上接收的每个信号传送指示相应无线电通信装置的量化信道状态度量的 数据值，以及所述无线电通信站包括适于根据数据值推导量化参数的装 置。
20. 根据权利要求19所述的无线电通信站，包括适于根据不同数据 值出现的频率推导量化参数的装置。
21. 根据权利要求20所述的无线电通信站，包括适于重复地调整量 化参数来减小最频繁出现数据值的出现频率的装置。
22. 根据权利要求19、 20或21所述的无线电通信站，包括适于根据 不同的时间和/或频率资源空隙确定不同的数据值集合的装置。
23. 根据权利要求16到22中任何一项所述的无线电通信站，其中， 所述量化参数指示门限。
24. 根据权利要求16到23中任何一项所述的无线电通信站，其中， 所述量化参数指示量化范围，其中至少一些量化范围具有不相等的宽度。
25. —种无线电通信装置，包括 适于接收量化参数的装置； 适于确定信道状态度量的装置；适于通过应用量化参数所指示的量化范围量化确定的信道状态度量 的装置；适于确定指示量化的信道状态度量的数据值的装置；以及
26. 根据权利要求25所述的无线电通信装置，包括i^于通过在不同 的时间和/或频率资源空隙发送信号传送不同数据值的装置。
27. 根据权利要求25或26所述的无线电通信装置， 其中，所述量化参数指示门限，以及其中适于发送的装置进一步适于 如果所述信道状态度量的值降低到高于门限，那么在第一时间和/或频率资源空隙中发送传送数据值的信号；和如果所述信道状态度量的值降低到低于门限，那么在第二时间和/或 频率资源空隙中发送传送数据值的信号。
28. 根据权利要求25、 26或27所述的无线电通信装置，其中，至少一些量化范围具有不相等的宽度。
29. 根据权利要求25、 26、 27或28所述的无线电通信装置，其中， 所述信道状态度量指示以下各项中的 一 个或更多接收信号的信道质量指示符；信道传递函数；多于一个频率或频带的信道质量指示符；多于一个天线的信道质量指示符；多于一个天线的信道质量指示符的平均值；多于一个天线的信道质量指示符之间的差；无线电通信装置的位置；接收路径的角度；请求的数据速率；可接收的数据速率；路径损耗；信噪比； 信号干扰比。
30. —种无线电通信系统，包括根据权利要求16到24中任何一项所 述的无线电通信站以及根据权利要求25到29中任何一项所述的无线电通 信装置。
全文摘要
具有多个无线电通信装置的无线电通信系统中的无线电通信站，推导量化参数和发送量化参数到无线电通信装置，所述参数用于在信道状态度量的随后量化中使用。无线电通信装置接收量化参数；确定信道状态度量；通过应用量化参数所指示的量化范围量化所述确定的信道状态度量；确定指示量化的信道状态度量的数据值；和作为随机接入传输发送传送所述确定数据值的信号。
文档编号H04W74/08GK101502163SQ200780029526
公开日2009年8月5日 申请日期2007年8月8日 优先权日2006年8月9日
发明者D·波西诺, F·托萨托, M·P·J·巴克, T·J·莫尔斯利 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司