在多址无线通信系统中提供发射分集的方法和装置的制作方法

专利名称：在多址无线通信系统中提供发射分集的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信系统，特别地，涉及用于在多址蜂窝通信网络中提供发射分集的 方法和装置。
背景技术：
在一个无线通信系统中，一个位于固定位置的基站与多个无线终端(例如可在其 单元内到处移动的移动节点)通信。有单个固定天线的给定基站可以有一个固定天线辐射 方向图。考虑单个基站；其天线方向图将根据移动节点相对于天线方向图的位置，支持在基 站和移动节点之间的信道质量的可变水平。现在考虑一个有其自己的天线方向图的相邻基 站，可以在不同位置产生不同水平的干扰。在基站和移动节点之间的信道质量将随着移动 节点移动到单元之内的不同位置而变化。移动节点可以体验到由通信的降级或损失引起的 衰落。在单元之内的某些区域可能被认为是信道质量太差以致不能建立通信的盲区。在单 元之内减少衰落和盲区的方法和装置是需要的。在一个有许多移动节点的系统中，在用户群之中通常将有大的分集，例如，对于任 意给定的天线方向图，将有一些用户有好的信道状态，一些用户有差的信道状态，以及其他 用户有水平变化的信道状态。在任意给定的瞬间，每个移动节点体验着准静态的信道状态。 可以向移动节点广播导频信号；可以测量并返回向基站报告每个移动节点的信道质量。因 此，基站可以安排有好的信道质量的移动节点，并推迟安排有差的信道质量的移动节点。当 以严格的方式来使用这种方法时，有差的信道质量的移动节点可能不得不移动到有可接受 的信道质量的位置以便由基站来安排。在另一方法中，基站可以定期地重新调整其天线方向图，再次发送导频信号，等待 来自移动节点的信道质量报告并且安排那些有好的信道质量的移动节点。这第二种方法可 能在将基站天线方向图调节到可接受水平之前，导致位于差信道质量位置上的移动节点的 长时间延迟。此外，这第二种方法以一组移动节点为代价来支持另一组移动节点。对某些类 型的延迟敏感通信业务(例如语音)来说，安排与这些方法的任意一种有关的延迟将是不 可接受的。有时，如果用户的通信业务有严格的延迟约束，基站可能不得不安排一个用户， 即使信道状态并不有利，从而导致差服务质量。这样，对于实时应用例如语音来说，最小化 到无线终端的传输之间的时间间隔通常是很重要的。在信道状态变化的情况下，实际的约束限制了可以改变特定信道中的状态而不负 面地影响通信系统性能的速度。从无线终端的角度，在通信信道中的急剧变化是难以追踪 的。而且，由于信道估计所根据的信道测量已进行，急剧变化常常导致用于解码接收信号的 信道估计是不准确的，因为信道状态可能已经显著地改变。用在基站和无线终端之间的反馈回路(以用于功率控制及其它目的)限制了可以改变通信信道的速度，因为以与无线终 端测量信道状态信息并将其反馈到基站的速度相比更快的速度来改变信道状态，会导致基 站有很大程度上错误的信道状态信息。鉴于上述的讨论，应当意识到需要有一种改进的方法和装置，用于支持与在一个 单元中的可能被分配在单元各处的多个无线终端进行通信。用于给手机提供适当信道状态 以接收来自基站的信息的改进方法是需要的。从安排调度的角度看，如果可以最小化单元 中的无线终端遇到好信道状态的周期之间的时段以便无线终端在遇到适当传输状态之前 无需经历长时间延迟，这将是有利的。如果使用有意图的信道变化，所希望的是将变化引入 信道的速度慢于由无线终端进行信道测量的速度和/或将信道状态信息反馈到基站的速 度。如果至少一些新方法致力于解决移动节点准静态信道状态相对于可接受安排调度延迟 的相对持续时间这一问题，这将是合乎需要的。致力于减轻来自相邻单元的干扰作用的方 法和装置也将是有利的。采用系统的用户分集、而不是受其约束的方法也将是有利的。这 种改进的方法可以增进用户满意、提高服务质量、增加效率和/或增长容量。

发明内容
本发明针对用于在通信系统中改进以减少安排调度延迟的方法和装置。依照本发 明，由一个基站保持多个有不同物理性质的通信信道，并且每个通信信道占用一部分可用 的通信资源。可以以各种方法例如在频率上、在时间上、或在代码上、或这些方法的一些组 合，来进行在多个有不同物理性质的并行通信信道中的可用通信资源的物理分配。在一些 实施例中，通信信道是互相正交的。每个无线终端测量在不同通信信道上的信道状态。在每个通信信道中定期地发射 导频信号以便于测量信道状态。从测量的信道状态，有可能确定，从无线终端的角度看，在 特定时间点上哪一个信道有最好的信道状态。无线终端以报文向基站提供信道状态信息。 该信息用于功率和速度控制和/或传输安排调度的目的。在一些实施例中，每个独立的无 线终端反馈信道状态信息，并且基站根据所述信道状态信息选择使用哪一个通道来向无线 终端发射信息。基站通常将从多个无线终端提供了信道状态信息的信道中选择有最好状 态(例如最高SNR)的信道。如果那个最好的信道是不可用的，基站可以选择次好的信道。 为了减少所需的以循环为基础从无线终端向基站发射的信息量，在一些实施例中无线终端 根据多个通道的信道状态测量，选择哪一个信道将用于在特定时间点上向无线终端发射信 息。无线终端以周期为基础，将信道选择作为提供给基站的信道反馈信息的一部分来传递。 在这种实施例中，从无线终端向基站发射的反馈信息通常包括一个信道标识符和信道质量 信息，例如信噪比(SNR)或信号干扰比(SIR)。基站为许多无线终端服务，并且多个无线终端可以选择相同的信道用于在相同的 时间间隔内发射信息。在已经选择了由多个无线终端使用的一个通信信道的情况下，基站 考虑由各个无线终端报告的信道质量，并使报告了更高信道质量的无线终端优先于报告了 更低信道质量的那些。在至少一些实施例中，当基站做出安排调度的决定时，也将考虑其它 服务质量和/或公平标准。与使用单个通信信道的系统相比，由于使用具有不同的反映在 由无线终端报告的信道质量中的物理性质的多个信道，将减少安排调度的延迟。在不同的实施例中，将信道作为空中链路资源的分配来实施，其中每个信道根据时间和/或频率对应于空中链路资源的不同部分。为了避免需要无线终端在多个载波频率 之间切换，在一些实施例中，用于向无线终端发射信号的载波频率在多个不同通信信道上 是相同的。在这样的实施例中，无线终端可以在信道之间切换而不必改变用于作为解调处 理一部分的将接收信号从通带混频到基带的频率。其优势在于允许在通信信道之间的快速 切换，这允许发生切换而不干扰进行中的互联网协议会话，即使用于传递语音或数据分组 的信道在进行中的IP通信会话期间发生了变化。为了提供在信道之间快速地切换的能力，在一些实施例中，无线终端同时保持多 个不同通信信道的信道质量估计和/或信道估计。在这样的实施例中，同时保持至少两个 信道质量估计和/或信道估计。这两个信道估计通常用于该无线终端的两个最好的信道， 其由该无线终端的不同信道测量所确定。在一些实施例中，保持3个、4个或更多信道估计。 每个信道估计通常以独立于其它信道估计的方式来保持，以便各个信道估计将正确地反映 所对应的信道的特定物理性质。信道估计通常根据在不同时间点产生的多个信道测量。在一些实施例中，使用多个静态的通信信道。在至少一个这样的实施例中，使用至 少3个不同的信道。然而，使用更多有不同物理性质的信道例如在一个单元中的4个、8个 甚至更多也是可能的。尽管与使用单个信道的实施例相比，使用多个有不同特征的静态信道提供了安排 调度上的优势，但通过在一个或多个不同的通信信道中引入变化可获得甚至更多好处。在一些实施例中，在各个信道上使用在此通过引用明确地合并的提交于2000年 10月18日的美国专利申请S. N. 09/691，766中描述的这类型的波束成形法，以有意地引起 信道变化。在这样的实施例中使用多个发射机天线以便于在通信信道中引入变化。该方法 产生了可被机会主义(opportunistic)的安排器(例如用于本发明基站中的那些)利用的 信道变化。通过结合机会主义的波束成形法，例如引入有意图的信道变化，使用多个并行的 通信信道，可以减少安排延迟，其超出单独使用机会主义的波束成形可实现的延迟减少的 好处。实际上，有时延迟的减少量直接涉及，即使不成比例，单元中所支持的与无线终端传 递信息的不同信道的数量。延迟的减少可以达到使用单个信道和波束成形所不可能达到的 水平，因为以多产方式使用波束成形来改变信道的速度受限于无线终端测量信道并向基站 提供信道质量信息的速度。使用有多个机会主义波束的并行通信信道产生了一种改进型的发射天线分集，其 可被无线终端和/或基站根据信道质量测量使用信道选择而利用。每个并行通信信道通常 将表现出不同的无线信道质量，从而允许安排器利用分集，其延迟为使用单个信道时可能 的延迟的一小部分。依照本发明，在向通信信道中引入有意图的变化的情况下，信道变化发生的速度 通常慢于无线终端测量正在变化的特定信道质量的速度。此外，无线终端提供例如在单个 信道上的信道反馈信息的速度，通常快于信道有意地变化的速度。在这样的实施例中，引入 的信道变化的周期通常较长，例如有时至少是进行特定信道质量测量并将其报告回基站的 速度的两倍。在此情况下，在信道中有意引入的相对渐变将不会对由无线终端保持的信道 估计或由无线终端返回给基站的信道状态信息的精度产生重要影响。为了减少影响同一个无线终端的干扰的重复周期的可能性，将信道变化引入相邻
8单元的信道中的速度可被控制为不同的。这样，在一些实施例中，相邻单元的基站以不同的 速度引入信道变化。尽管在基站使用多个发射单元例如多个天线不是本发明所必需的，但本发明的许 多实施例是使用多个天线来实施的。在一些实施例中，保存控制系数组并将其用于控制使 用不同天线从基站发射的信号的处理。在这样的实施例中，不同的天线可以用于不同的通 信信道。作为替代地，不同通信信道可以共享同一组天线，其信号处理用于在对应于不同的 并行通信信道的信号中引入幅度和/或相位变化。在一些实施例中，改变对应于特定信道 的天线方向图，从而改变在特定方向上的信道增益。可以一致地改变多个信道的增益以在 信道之间尽可能地保持相同的差异。本发明的方法和装置可以用于广泛的系统包括基于通信系统的跳频、时分和/或 码分中。在随后的详细说明中，描述了许多额外的特征和好处。


图1表示一种依照本发明实施的典型的无线通信系统。图2表示一种依照本发明的图1的通信系统的典型单元、典型通信信道和典型信 令。图3表示一种依照本发明实施的适合于使用在图1的系统中的典型基站。图4表示一种依照本发明实施的适合于使用在图1的系统中的典型无线终端。图5表示依照本发明在基站和无线终端之间使用一种时分方法的典型平行管的 结构。图6表示依照本发明在基站和无线终端之间使用一种频分方法的典型平行管的 结构。图7表示依照本发明在基站和无线终端之间使用频分/时分方法的组合的典型平 行管的结构。图8表示依照本发明，将频分用于典型5MHz CDMA/OFDM系统的典型平行管。图9表示依照本发明，在使用时分的1.25MHZ CDMA或OFDM系统中的典型平行管。图10是依照本发明的使用平行管和多个天线的典型发射机的示意图。图11是表示依照本发明的用于单个波束的机会主义波束成形的图形。图12是表示依照本发明的用于两个典型波束的机会主义波束成形的图形。图13表示依照本发明，使用两个典型的(由频分构造的)下行链路平行管和包括 信道质量报告(包括由WT进行的管选择)的上行链路信令。图14表示一种画出了适合于信道使用时分复用来构造的应用的本发明实施例的 典型无线通信系统的一部分。图15表示一种画出了适合于信道使用频分复用来构造的应用的本发明实施例的 典型无线通信系统的一部分。图16是表示依照本发明在交替时隙中的交替管的图。图17是表示依照本发明在相同时隙期间的平行管的图。图18是表示四个有不同的随着时间流逝而变化的传输特性的平行管的图。
图19-22表示依照本发明，随着时间的流逝在天线方向图中的变化。图23，其包括图23A、23B、23C的组合，是表示一种依照本发明的操作一个无线通 信系统的典型方法的流程图。
具体实施例方式图1表示一种依照本发明实施的典型的无线通信系统100。典型的无线通信系统 100包括多个基站(BS)基站1102、基站Ml 14。单元1104是基站1102的无线覆盖区域。BS 1102与多个无线终端(WT)通信位于单元1104之内的WT(1)106、WT(N)108。将WT(I) 106、 WT (N) 108分别经由无线链路110、112连接到BS 1102。相似地，单元M 116是基站M114的 无线覆盖区域。BS M 114与多个无线终端(WT)通信位于单元M 116之内的WT(I' )118、 WT(N' ) 120。将 WT(I' )118、WT(N' ) 120 分别经由无线链路 122、124 连接到 BS M 114。 WT(106、108、118、120)可以是移动和/或固定的无线通信设备。移动WT，有时被称为移动 节点(MN)，可以在系统100中到处移动，并可以与对应于它们所位于的单元的基站通信。区 域134是在单元1104和单元M 116之间的边界区域。将网络节点126分别经由网络链路128、130连接到BS 1102和BS M 114。还将网 络节点126经由网络链路132连接到其它网络节点/因特网。网络链路128、130、132可以 是例如光纤链路。网络节点126(例如路由器节点)提供了从WT(例如WT(I) 106)连接到 位于其当前所处单元(例如单元1 104)之外的其它节点，例如其它基站、AAA服务器节点、 归属代理节点、通信同伴，例如WT(N ‘ ) 120等。图2是依照本发明，表示典型通信信道和典型信令的单元1 104的图200。图2包 括在单元1104之内、在BS 1102*WT(WT(1)106、WT(N)108)之间的通信。BS 1102包括多 个发射天线，例如发射机天线1202、发射机天线N 204。基站502可以由多个天线202、204 向每个WT106、108进行发射。在图2的示例中，从每个天线(202、204)到WT(I) 106的两条实线(206、208)代表 到WT(I) 106的第一个管。相似地，从每个天线(2002,204)到WT(1) 106的两条虚线(210、 212)代表到WT(1)106的第二个管。这样，实线(206、208)对应于一组结合在空中的通信信 号以作为一个到WT(I) 106的下行链路通信信道而工作，而虚线(210、212)代表结合在空中 的信号并作为到WT(I) 106的第二下行链路通信信道而工作。相似地，从每个天线(202、204)到WT (N) 108的两条实线(214、216)代表到 WT(N) 108的第一个管；从每个天线(202,204) IlJffT(N) 108的两条虚线(218,220)代表到 WT(N) 108的第二个管。这样，实线(214、216)对应于一组结合在空中的通信信号以作为一 个到WT(N) 108的下行链路通信信道而工作，而虚线(218、220)代表结合在空中的信号并作 为到WT(N) 108的第二下行链路通信信道而工作。从每个WT106、108的角度看，通过两个从 其上可在任意给定时间接收信息的独立的管将它们连接到BS 1102。无线终端(106、108) 向基站1102提供反馈信息，如分别从每个WT(106、108)指向基站102的箭头(222、224)所 表示的。到基站的反馈信号可以包括在这些管的每一个上的信息。根据该反馈信息，BS 102 可以确定使用哪一个管以及何时向WT (1) 106和/或WT (N) 108发送数据。在一些实施例中， 每个WT(106、108)向BS 102发送信号以指出在任意时间点上应当使用哪一个管。图3表示一种依照本发明实施的典型基站300。典型BS 300可以是图1的BS，
10BS 1102,BS M114中任意一个的更详细的说明。BS 300包括经由一个总线314连接在一起 的一个接收机302、一个发射机304、一个处理器306例如CPU、一个I/O接口 308、I/O设备 310以及一个存储器312，在所述总线314上不同的单元可以互换数据与信息。此外，基站 300包括一个连接到所述接收机302的接收机天线216。如图3所示，基站300还包括多个 物理上互相间隔的发射机天线(天线1 318、天线Π322)。发射机天线318、322用于从BS 300向WT 400发射信息(参见图4)，而接收机天线216用于从WT 400接收信息，例如信道 状态反馈信息以及数据。存储器312包括例行程序324和数据/信息326。处理器306执行例行程序324 并使用保存在存储器312中的数据/信息326来控制基站300的全部操作并实施本发明的 方法。I/O设备310，例如显示器、打印机、键盘等，向基站管理员显示系统信息并从管理员 接收控制和/或管理输入。I/O接口 308将基站300连接到计算机网络、其它网络节点、其 它基站300和/或因特网。这样，经由I/O接口 308，基站300可以交换客户信息及其它数 据，以及如果需要的话，使信号传输同步到WT 400。此外I/O接口 308提供了到因特网的高 速连接以允许WT400用户经由基站300在因特网上接收和/或发射信息。接收机302处理 经由接收机天线216接收的信号并从接收的信号中提取包括在其中的信息内容。将提取出 的信息例如数据和信道状态反馈信息传递给处理器306并经由总线314将其保存在存储器 312中。发射机304经由多个天线例如天线318、322向WT 400发射信息，例如数据和导频 信号。发射机304包括多个相位/幅度控制模块、相位/幅度控制模块1316、相位/幅度控 制模块η 320。在图3所示的例子中，独立的相位/幅度控制模块(316、320)分别与每个发 射天线(318、322)相连。在BS 300的天线318、322间隔足够的距离以便来自天线318、322 的信号通过统计上独立的路径，从而信号通过的信道互相独立。在天线318、322之间的距 离是WT 400的角度传播、发射频率、散射环境等的函数。一般来说，依照本发明，根据发射 频率，在天线之间的半波长距离通常是天线之间的充分的最小间隔距离。因此，在不同的实 施例中，将天线318、322隔开一个波长的一半或更多，其中波长是由所发射信号的载波频 率fk确定的。在处理器306的控制下，相位和幅度控制模块316、320执行信号调制并控制将要 发射的信号的相位和/或幅度。相位/幅度控制模块316、320在多个(例如两个)将传输 到WT 400的信号的至少一个中引入幅度和/或相位变化，从而在由从多个天线318、322向 其发射信息的WT 400接收到的合成信号中，随着时间的流逝而产生变化，例如幅度变化。 依照本发明，在处理器306的控制下，控制模块316、320还能根据信道状态来改变数据传输 速率。在一些实施例中，相位/幅度控制模块316、320通过改变系数来改变相位和/或幅 度。如上所述，处理器306在保存在存储器312中的例行程序324的指示下控制基站 300的运转。例行程序324包括通信例行程序328，以及基站控制例行程序330。基站控制例 行程序330包括一个发射安排器/仲裁模块332和一个接收机安排器/仲裁模块334。数 据/信息326包括传输数据336和多个无线终端(WT)数据/信息338。WT数据/信息338 包括WT 1信息340和WT N信息342。每个WT信息组例如WT 1信息340包括数据344、终 端ID信息346、信道状态信息348和保存的客户信息350。保存的客户信息350包括调制 方案信息352、发射天线信息354和发射频率信息356。传输数据336包括位于BS 300的单元之内的、打算传输到WT 400的数据，例如用户数据。数据344包括与WT 1相关的用户 数据，例如从WT 1接收到的打算转发到通信同伴例如WT N的数据，以及从WT 1的同伴例 如WT N接收到的打算转发到WT 1的数据。终端ID信息346包括一个当前基站给WTl分 配的身份。信道状态信息348包括来自WT 1的反馈信息，例如，下行链路信道估计信息和 /或WT 1选择的下行链路信道。发射安排器/仲裁模块332安排何时传输数据336将被发射，例如向下发射到WT 400。作为安排处理的一部分，模块332在不同的WT 400的需要之间仲裁以接收数据。接 收机安排器/仲裁模块334安排何时将允许WT 400向BS 300上载数据。就象发射安排器 332，接收机安排器334可以在若干WT 400之间仲裁以设法同时上载数据。依照本发明，模 块332、334根据接收的信道状态反馈信息例如WT 1信道状态信息348来执行安排操作。通 信例行程序328确定用于与每个WT 400进行通信的频率和数据速率以及适当的编码或调 制技术。通信例行程序328可以访问保存的信道状态信息和客户信息，例如WTl信道状态 信息344和WT 1保存的客户信息350，以获得由例行程序324使用的相关信息。例如，通信 例行程序328可以访问从反馈中获得的信道状态信息348，以确定用在与WT 400通信中的 适当数据速率。此外，可以检索其它保存的客户信息350，例如调制方案信息352、发射天线 信息354和发射频率信息356，并用于确定当与安排来接收信息的特定WT 400通信时将使 用的适当的调制方案、发射天线数量和发射频率。尽管在一些实施例中，使用单个天线向WT 400发射信息，但使用多个物理上独立 的天线318、332允许从不同的位置发射相同信息，其具有被引入至少一个将发射信号中的 受控的相位和/或幅度差异，从而在接收WT 400处产生人为的信号差异。图4表示一种依照本发明实施的典型无线终端400。典型无线终端400可以是图 1的典型无线通信系统100的WT 106、108、118、120中任意一个的更详细的说明。WT 400 包括经由总线412连接在一起的一个接收机402、一个发射机404、I/O设备406、一个处理 器408例如一个CPU以及一个存储器410，在所述总线412上不同的单元可以互换数据与信 息。将接收机402连接到天线414;将发射机404连接到天线416。在一些实施例中，可以 使用单个天线来代替两个独立的天线414和416。通过天线414接收从BS 300发射的下行链路信号，并由接收机402对其进行处 理。发射机404通过天线416向BS 300发射上行链路信号。依照本发明，上行链路信号包 括下行链路反馈信道估计信息，和/或识别WT 400要求在其上发射下行链路数据的被选 择的下行链路信道的信息。I/O设备406包括用户接口设备像例如麦克风、喇叭、摄像机、 视频显示器、键盘、打印机、数据终端显示器等。I/O设备406可用于与WT 400的操作员连 接，以例如允许操作员进入指向同伴节点的用户数据、语音和/或视频，并允许操作员查看 从同伴节点例如另一 WT 400传递来的用户数据、语音和/或视频。存储器410包括例行程序418和数据/信息420。处理器408执行例行程序418 并使用存储器410中的数据/信息420来控制WT 400的基本操作并实施本发明的方法。例 行程序418包括通信例行程序422和WT控制例行程序424。WT控制例行程序424包括一 个信道状态测量模块426和一个信道选择模块428。数据/信息420包括发射数据430、保存的基站信息432和用户信息434。用户信 息434包括基站识别信息436、终端ID信息438、分配的下行链路信道信息440、多个信道测量信息(信道1测量信息442、信道N测量信息446)、多个信道估计信息(信道1估计信息 444、信道N估计信息448)以及选择的信道信息450。发射数据430包括用户数据，例如在 与WT 400进行通信会话中将传输到BS 300的用于同伴节点的数据/信息，下行链路信道 反馈信息，和/或一个选择的下行链路信道。保存的基站信息432包括每个基站特有的信 息，例如可用于跳频序列中的倾斜值、由不同基站使用的载波频率、由不同基站使用的调制 方法、由基站决定的波束成形变化等。用户信息434包括当前由WT 400使用的信息。基站 ID信息436包括WT 400当前位于哪个单元中的基站的识别信息，例如用于跳频序列中的倾 斜值。终端ID信息438是一个基站分配的ID，用于由WT所位于其单元中的BS300识别当 前WT 400。分配的下行链路信道信息440包括一个由BS300给WT 400分配的下行链路信 道，以预期在其上发射用户数据。信道1测量信息442包括对应于信道1的接收信号的测 量，例如在下行链路信道1上发射的导频信号例如SNR(信噪比)、SIR(信号干扰比)等的 测量。信道N测量信息包括对应于信道N的接收的信号的测量，例如在下行链路信道N上 发射的导频信号例如SNR、SIR等的测量。信道1估计信息444包括根据例如信道1测量信 息442的下行链路信道1估计。信道N估计信息448包括根据信道N测量信息446的下行 链路信道2估计。选择的信道信息450包括识别哪一个信道被WT 400识别为更合乎需要 的下行链路信道的信息，例如波束成形的下行链路信道1、N中的哪一个在目前更适合于WT 400。选择的信道信息450还可以包括对应于所选择信道的信道测量信息。通信例行程序422控制分别由发射机404和接收机402进行的数据的发射和接 收。依照本发明，通信例行程序422可以根据信道状态来改变数据传输速率。此外，通信例 行程序422响应于从BS 300接收的安排调度信息以确保发射数据430在经BS 300批准的 时间由WT400发射。通信例行程序422经由发射机404向BS 300发射信道状态信息，例如 信道测量信息442、446、选择的信道信息450、和/或幅度/相位反馈信息。通信例行程序 422还负责控制经由I/O设备406向WT用户提供接收信息的显示和/或音频内容。信道状态测量模块426测量信道状态以获得信道1测量信息442、信道N测量信息 446。信道状态测量模块426还处理信道测量信息442、446，并分别获得信道估计信息444、 448。信道状态测量模块426还向通信例行程序422提供幅度和/或相位反馈信息。信道选 择模块428比较信道测量信息，例如信道1测量信息442、信道N测量信息446，选择哪一个 信道更好，在选择的信道信息450中保存所述选择，并向通信例行程序422提供选择的信道 信息450。然后，通信例行程序422经由发射机404向BS 300发射信道测量信息442、446， 选择的信道信息450，和/或幅度/相位信息。图5表示一种平行管例如在BS 300和WT 400之间的下行链路信道的结构的典型 实施例。在图5的时分方法中，时间被分成平行的管，每个管可用来在不同的时隙内但使用 相同的带宽同时发射信号。图5是纵轴502上的频率相对于横轴504上的时间的图形500。 在时间上将由方框506表示的空中链路资源分割成典型的四个平行管508、510、512、514。 在时分方法中，每个平行管508、510、512、514在不同的时隙518、520、522、524之内占用整 个带宽516。图6表示平行管例如在BS 300和WT 400之间的下行链路信道的结构的另一典型 实施例。在图6的频分方法中，带宽被分成平行的管，每个管可同时用来并行地发射信号。 图6是纵轴602上的频率相对于横轴604上的时间的图形600。在频率上将由方框606表
13示的空中链路资源分割成典型的五个平行管608、610、612、614、616。在频分方法中，每个平 行管608、610、612、614、616占用不同的频率范围618、620、622、624、626，但占用整个时隙 628。图7表示平行管例如在BS 300和WT 400之间的下行链路信道的结构的另一实施 例。图7的实施例结合了上述频分方法(图6)和时分方法(图5)的实施例以构造平行管。 图7是纵轴702上的频率相对于横轴704上的时间的图形700。将由方框706表示的空中 链路资源细分成 12 个平行管 708、710、712、714、716、718、720、722、724、726、728、730。图8和图9表示在典型CDMA和OFDM系统中使用平行管的典型实施例。图8表示 在使用频分的典型系统中的平行管。在图8中，图800表示在横轴802上的频率对应于共 计有5MHz带宽804的典型CDMA系统，其被分割成三个载波806、808、810，每个载波代表一 个1. 25MHz的管810、812、814。这样，在这个5MHz的CDMA系统中有三个平行管，管1810、 管2812和管3814。图850表示在横轴852上的频率对应于也共计有5MHz带宽854的典 型OFDM系统，其被分成N个话音853。在图中，所述N个话音被集合成四个子集，管1856、 管2858、管3860、管4862。这样，在这个5MHz的OFDM系统中有四个平行管856、858、860、 862。图9是纵轴902上的频率相对于横轴904上的时间的图形900。图9表示的典型 示意的CDMA或OFDM系统共计有1.25MHz的带宽906，其由两个平行管908、910以时分的 方式共用。在第一时隙912 (t = t0到t =、)中，使用管1908 ；在第二时隙914 (t =、到 t = t2)中，使用管2910 ；在第三时隙916 (t =、到t = t3)中，使用管1908 ；在第四时隙 918 (t = t3 到 t = t4)中，使用管 2910。在本发明的不同实施例中，可以改变带宽、管的数量、载波的数量、话音的数量和/ 或子集的数量。在本发明的不同实施例中，可以改变分配给每个管的分区。依照本发明，在信道状态测量模块426的控制下，WT 400控制接收机402测量接收 的信号以获得每个平行管的信道质量。从接收的信号获得信道(1、N)测量信息(442、446)。 多个平行管的独立的信道测量允许WT 400执行管选择。信道(1、N)测量信息(442、446) 可以包括信号干扰比(SIR)和衰落特性。每个平行管可以有其自己的导频以便于信道质量 测量，并且所使用的导频的密度可以根据空中链路资源的分区。然后WT 400将测量结果报告回发射源BS 300。在一些实施例中，所述报告是频繁 的和/或定期的。在一个实施例中，信道质量报告包括在各个平行管中的信道质量测量列 表，例如信道(1、N)测量信息(442、446)。在另一实施例中，信道质量报告包括有最好的信 道质量和对应的信道质量测量的平行管之一的索引，例如选择的信道信息450。依照本发明，对于一个无线系统，例如在基站300配备有多个发射机天线318、322 的系统100来说，使用天线318、322以产生用于不同平行管的不同的机会主义波束。为了 进行描述，考虑两个天线的情况。相同的原理可以轻易地延伸到许多天线的情况。用K表 示平行管的数量。将在K个平行管上在瞬时t要发射的信号表示为S(t) = {Sx(t),S2(t),...,Sk(t)}(注意在一些场合矢量由符号上的线条表示，而在其它场合矢量由下划线和/或 黑体印刷表示。这些惯例在本申请的各处可互换地使用。)
在本发明的典型的一般说明中，两个信号起源于这个基本信号并且在两个发射天 线中被分别发射。这两个派生的信号可被描述为Sil\t) = h (OS,⑴,C2 (Z)S2 00，…而⑷民.00}5(2)(0 = {(05, (O, d2 (t)S2 {t),...,dk {t)Sk (0}其中ck(t)和dk(t) —般来说是在第一和第二发射天线上的第k个平行管的信 号上分别叠加的复数时变系数。依照本发明，系数{Cl(t)，C2(t), ...，ck(t)}和W1U), d2(t)，· · · dk(t)}与发射的信号歹(ο无关。图10表示一种使用多个发射天线(1002、1004)在平行管上发射的本发明典型实 施例的示意图1000。图10表示k个平行管和两个天线。管1分量1006，管2分量1008，..., 以及管k 1010对应于天线11002。管1分量1012，管2分量1014，...，以及管kl016对应 于天线21004。将输入信号S1 (t) 1018经由乘法器1020乘以复数时变系数C1 (t) 1022以产生管1 分量1006 ；将管1分量1006输入到组合设备1024中。将输入信号S2 (t) 1026经由乘法器 1028乘以复数时变系数C2(t) 1030以产生管2分量1008 ；将管2分量1008输入到组合设 备1024中。将输入信号Sk(t) 1032经由乘法器1034乘以复数时变系数ck(t) 1036以产生 管k分量1010 ；将管k分量1010输入到组合设备1024中。将输入信号S1U) 1018经由乘 法器1038乘以复数时变系数Cl1 (t) 1040以产生管1分量1012 ；将管1分量1012输入到组 合设备1042中。将输入信号S2 (t) 1026经由乘法器1044乘以复数时变系数d2 (t) 1046以 产生管2分量1014 ；将管2分量1014输入到组合设备1042中。将输入信号Sk (t) 1032经 由乘法器1048乘以复数时变系数dk(t) 1050以产生管k分量1016 ；将管k分量1016输入 到组合设备1042中。在图10中表示的电路可以是例如在基站300中的发射机304的一部分。在图10 的例子中，使用组合设备(1024、1042)来组合来自不同管的信号以用于使用天线发射。所 示的每个组合设备接收将在平行“管”中发射的信号，并对它们进行处理以产生将在单个物 理天线中发射的信号。组合设备1024接收管1分量1006，管2分量1008，...，管k分量 1010，并将它们组合成将在天线1 1002中发射的信号S1U) 1052。组合设备1042接收管1 分量1012，管2分量1014，...，管k分量1016，并将它们组合成将在天线21004中发射的 信号S2 (t) 1054。在管是在时域中产生的情况下，组合设备1024、1042可以作为多路复用器 来实施。对于频域上的管，组合设备1024、1042可以作为“加法器”来实施，因为它将组合 属于不同频率频带的信号。本发明引起了在WT 400的接收机402中实现的发射分集增益。将从两个天线到 接收机的信道响应分别表示为h。(t)和hd(t)。为了进行描述，假定来自(BS 300中的)任 意天线318、322到(WT 400中的)接收机402的信道响应是恒定的交叉频率。然而，这个 假定并不以任何方式减弱或约束本发明。因此，由(WT 400中的)接收机402接收到的信 号由下述式子给出R(t) = {[C](t)hc(t) +《(,风⑴以々),…，[q ⑴气(,)+ dk(t)hd(t)]Sk(t)}其中在矢量瓦⑴中的第k个分量是在第k个平行管中接收的信号。因此，当将本发 明应用到有两个发射天线和多个平行管的系统时，由ck(t)h。(t)+dk(t)hd(t)有效地给出在第k个平行管中从发射机到接收机的合成信道响应。伴随着适当选择(BS 300中的)发射 机304的系数|ck(t)}和{dk(t)}的值，至少一个管应当很可能有相当好的合成信道质量， 尽管其它管的合成信道响应可能是质量低劣的。在任何情况下，大大地减少了(WT 400中 的)接收机402在等待体验高信道质量的瞬时的时候体验到的延迟，因为它可以在多个管 的恰当的安排瞬时之间进行选择。机会主义的波束成形范例的想法是，(BS 300中的)发射机304选择系数的适当 值，(WT 400中的)接收机402独立地测量平行管的信道质量。WT 400向(有发射机304 的)BS 300报告测量结果，并且BS 300控制发射机304使用那些有好信道质量的管向接收 机402发送通信业务。为了使用本发明，接收机402并不需要明确地估计h。(t)和hd(t)。在本发明的一个实施例中，每个平行管有其自己的机会主义的波束。图11是表 示用于单个波束的机会主义波束成形的图形1100。图11绘制了在纵轴1102上的接收的 SNR相对于在横轴1104上的时隙中的时间；表示了对应于单个平行管的单个机会主义波束 1106的特性。图12是表示用于两个典型波束的机会主义波束成形的图形1200。图12绘制 了在纵轴1202上的接收的SNR相对于在横轴1204上的时隙中的时间；机会主义波束11206 的特性对应于第一平行管，而机会主义波束21208的特性对应于第二平行管。调节复数时 变权重以便有效地相互偏移波束。接收机402查看在任意特定管上随着时间的流逝而变化 的信道质量。一般来说，当一个管(及对应波束)提供低的信道质量时，接收机402察觉在 另一个管(及对应波束)上的高信道质量，如图12所示。很容易看到，使用两个波束有效 地减少了在接收机402等待信道质量较高的瞬时的延迟，并且接收机402可以在波束之间 根据它们的信道质量进行选择。接收机402能够在这些旋转波束之中选择最强的，并向发 射机304报告与选择的波束(及对应信道质量)相关的管，以便发射机304可以使用有最 好信道质量的管向接收机402发送通信业务。在本发明中，伴随着在平行管上发射多个旋转波束，接收机402在短期内可以查 看到各种信道质量，因此显著地减少了在获得好信道质量的延迟。系数{ck(t)、dk(t)}的选择是相当灵活的。在一个实施例中，将Ick(t)}设置为常 数，将{dk(t)}设置为相位随着时间旋转的恒定幅度的复数，并且{dk(t)}的相位分量随时 间流逝是相等的ck ⑴=1dk(t) = exp (j2 π ft+vk)
2π其中相位偏移{vk}均勻分布在W，2 π]之中。例如，当K = 3时，Vl = 0，v2=y，
，并且当K = 4时，V1 = 0，力=|，V3 = π，v4 。这个特定的实施例产生了多个 均绕着频率f旋转的机会主义波束。作为本实施例的一个特例，f可以是零，那就是说，机会主义波束并不旋转。在此 情况下，可以随机的方式，或以相位均勻分布的方式来选择系数，并且在至少若干时间的期 间内可以保持不变。当实现了大量的平行管(K >2)时，这个特例尤其吸引人。给定大量 的平行管，很可能在任意给定时间，接收机402都可以找到至少一个“高波束成形的”管。作为本实施例的一般化总结，系数可以使用不同的并且是随时间变化的幅度
16
ck(t) = 4M0dk(t) = -Jl-ak(t) exp(;2# + ν,)其中{ak(t)}是实数。一般来说，形成的管的数量无需与使用多个天线实现的机会主义波束的数量相 同。在同一个管内可以实现多个(最大到发射天线数量的)波束，接收机追踪在每个管的 每个波束上的信号质量。实际上，因而可以在一个管内的不同波束上安排不同的用户。例 如，在一个管之内有两个波束的情况下，一个用户可以在第一波束上无效，但被安排在第二 波束上。另一用户可以是互补的情形，在第二波束上无效，并因此被安排在第一波束上。当管是通过分割带宽形成的并且系统总带宽大于相干带宽时，这里描述的波束选 择方法可以利用来自在系统中可用的发射天线分集和频率分集这两者的分集增益，而不需 要任何安排调度的延迟。在蜂窝环境中，信道质量不仅由信号分量而且由干扰分量来确定。为了优化信道 质量，可以使用多个发射天线和平行管以便接收机402在其所要求的单元(例如单元1104) 中被高度波束成形(机会主义的波束成形)，并且同时在其相邻单元例如cell M 116中高 度无效(机会主义的趋于零)。在本发明的一个实施例中，每个单元可以独立地应用在上文 描述中所示的本发明，除了用于相邻单元的波束的旋转频率f可能不同以外。图13表示在一个频分复用系统例如一个OFDM系统中使用两个由1和2指出的频 分构造的平行管。图形1300表示在纵轴1302上的下行链路频率相对于在横轴1304上的时 间。将下行链路频率细分成管11306和管21308。在图形1300中的每个方框1310表示一 个下行链路通信管部分。图1350表示依照本发明，从三个典型WT 400 (WT A、WT B、WT C) 到BS 300的上行链路信令，例如下行链路信道质量报告。包括它们各自的接收机402 (A、B、C)的WT 400 (A、B、C)，使用由BS 300在那些管 的下行链路信令中发射的导频，测量并估计每个平行管的信道质量。然后WT 400(A、B、C) 在它们各自的信道质量报告1352、1354、1356中返回报告最好的信道质量值及相关的平行 管索引。在本例中，机会主义的波束成形是如此以便由接收机A测量的两个管的信道质量 (SIR)是OdB和10dB，由接收机B测量的两个管的SIR是5dB和_3dB，以及由接收机C测量 的两个管的SIR是OdB和-2dB。因此，WT A报告索引为2的管有最好的信道质量并且SIR 是10dB，WT B报告索引为1的管有最好的信道质量并且SIR是5dB，WT C报告索引为1的 管有最好的信道质量并且SIR是OdB。然后，包括发射机304的BS 300，决定使用管2向WT A发射一部分通信量1312，并且并行地，使用管1向接收机B发射另一部分通信量1314。根 据来自WT A和B的SIR报告，BS 300进一步确定在那两部分将使用的编码/调制速率和 发射功率。在很短的时间之后，WT 400(A、B和C)再次分别发送它们的信道质量报告1358、 1360、1362。这次，WT A报告索引为1的管有最好的信道质量并且SIR是3dB，WT B报告索 引为1的管有最好的信道质量并且SIR是10dB，WT C报告索引为2的管有最好的信道质量 并且SIR是6dB。然后，基站300决定使用管1向WT B发射一部分通信量1316，并且并行 地，使用管2向WT的C发射另一部分通信量1318。在本发明中所讨论的管表示可用于传递信息的信道。不同的管，例如不同的信道， 将有有意引起的信道变化。每一信道的这些变化可以由无线终端400测量。引起的信道变化将被反映在信道反馈报告中。在不同的实施例中，引入可测量的信道变化的速度等于或 慢于信道报告反馈速度。这样，BS 300应当有精确的信道信息，这在信道变化周期短于反 馈报告周期的情况下是不可能的。现在将进一步讨论本发明的不同特性和实施例。图14和15表示可用于实现如下 讨论的方法的典型基站。图14表示一种典型的通信系统1400的一部分，其包括一个典型 的基站出3) 1402和两个典型的无线终端訂11404和訂21406。BS 1402包括一个典型的 输入信号Sm1409、系数1407、一个系数控制模块1408、一个发射机模块1412以及多个天线 (A11416，A21418，...，Ak 1420)。系数控制模块1408包括用于多个管(例如用于管1到
η)的系数组1410。发射机模块1412包括k个分别对应于k个天线(1416、1418.....1420)
的处理单元(1422、1424.....1426)。表示了用于典型的管m的系数组，其中gm = Lgffljljgffl,
2，. . .，gm,k]T。在基站1402中，使用不同组的发射系数1410以产生不同的管，例如在交替 的时间内。(参见图16。)例如，当希望通过管1发射时，Sm = S1并且gm = gl= Cg1^g1, 2，· · ·，gljk]T ；当希望通过管 2 发射时，Sm = S2 并且 gm = g2 = [g2a, g2,2，... , g2,k]T。从 BS 1402到WTl 1404表示的是一个典型的管1403 ；从BS 1402到WT21406表示的是另一典型的 管1405。系数控制处理单元(1422、1424、1426)可以是例如增益和/或相位调整电路。图 14的实施例最适合于使用时分复用(例如CDMA应用)来构造不同信道的情况。图15表示一种典型的通信系统1500的一部分，其包括一个典型的基站(BS) 1502 和两个典型的无线终端WT11504和WT21506。BS 1502包括一个输入信号Sm1508、系数1510、 一个系数控制模块1512、一个发射机模块1514以及多个天线(例如k个天线，A11516， A21518，...，Ak 1520)。系数控制模块1512包括用于多个管(例如用于管1到η)的系数 组1522。图15表示一个典型的两管实施例；依照本发明其它数量的管也是可能的。发射 机模块1514包括一个用于每个管的管控制模块，例如管1控制模块1524、管2控制模块
1526。发射机模块1514还包括k个分别对应于k个天线(1516、1518.....1520)的求和
单元(1528、1530、· · ·、1532)。每个管控制模块(1524、1526)包括k个分别对应于k个天 线(1516、1518、· · · ,1520)的处理单元((用于管 1 的 1534、1536、· · ·、1538)、(用于管 2
的 1534' ,1536' .....1538'))。用于管 1 的系数组是 gl = {gu，gl, 2，gl,k]T。用于管 2
的系数组是g2 = [g2a，g2,2，g2,k]T。输入信号SJ508包括一个S1分量1540和一个S2分量 1542。S1输入信号分量1540是到管1控制模块1524的输入信号；S2输入信号分量1542是 到管2控制模块1526的输入信号。如图15所示，BS 1502适合于使用多个平行管进行发射，其中不同的管可以对应 于不同组的话音，例如频率。图15的例子特别适合于使用频分复用(例如OFDM应用)来 构造信道的情况。图16是表示随着时间1606的流逝，通过使用发射控制系数的交替组，例如使用图 14所示的发射机和系数组中的变化，产生的交替的管A和B(1602、1604)的图1600。信道 特征之间的差异，例如增益，通常在任意两个相邻时隙中在信道A和B之间不同，其超过由 特定信道使用的在连贯时隙之间被引入一个信道的增益中的变化。例如，在任意给定时间 在信道A和B之间维持大的差异，同时独立的信道A随着时间的流逝缓慢地变化，独立的信 道B随着时间的流逝缓慢地变化。图17是表示随着时间1706的流逝，平行管A和B(1702、1704)的图1700。使用第一和第二组系数，例如使用图15中所示的发射机，来产生平行管A和B(1702、1704)。随着 时间的流逝，产生系数组中的变化以引起信道变化。信道特征之间的差异，例如增益，通常 在任意两个并行信道中在信道A和B之间不同，其超过由特定信道使用的在连贯时隙之间 被引入一个信道的增益中的变化。例如，在任意给定时间在信道A和B之间维持大的差异， 同时独立的信道A随着时间的流逝缓慢地变化，独立的信道B随着时间的流逝缓慢地变化。图18是表示四个有不同传输特性的平行管(管A 1802、管B1804、管C 1806、管D 1808)的图1800，其是随时间变化的，例如通过在每个传输时间周期(、)的末端修改发射 控制系数而变化。表示了四个传输周期、1812、t21814、t31816和t41818及它们分别对应 的末端 1813、1815、1817 和 1819。图19、20、21和22表示依照本发明，通过对不同的管(例如平行或交替信道)随 着时间的流逝使用不同的发射控制系数，引起的在天线方向图中随着时间流逝的变化。尽 管表示为单个固定天线的辐射方向图，但在每个所示的时间间隔内，应当理解在产生辐射 方向图的时间间隔内，可以逐渐地改变辐射方向图，到特定时间间隔的结束，从一幅图中所 示的变化到下一幅图中所示的。图19表示了依照本发明实现的一种典型的基站1902和一种典型的WT1904。在图 19中，表示的是组合的天线方向图，其包括分别对应于信道A、B、C、D的天线方向图1906、 1908、1910、1912。注意每个叶片1906、1908、1910、1912在所示的时间间隔Tl 1901内对应
于一个信道的方向图。图20表示了典型的基站1902和典型的WT 1904。在图20中，表示的是组合的天 线方向图，其包括分别对应于信道A、B、C、D的天线方向图2006、2008、2010、2012。注意每 个叶片2006、2008、2010、2012在所示的时间间隔T22001内对应于一个信道的方向图。图21表示了典型的基站1902和典型的WT 1904。在图21中，表示的是组合的天 线方向图，其包括分别对应于信道A、B、C、D的天线方向图2106、2108、2110、2112。注意每 个叶片2106、2108、2110、2112在所示的时间间隔T32101内对应于一个信道的方向图。图22表示了典型的基站1902和典型的WT 1904。在图22中，表示的是组合的天 线方向图，其包括分别对应于信道A、B、C、D的天线方向图2206、2208、2210、2212。注意每 个叶片2206、2208、2210、2212在所示的时间间隔T42201内对应于一个信道的方向图。注意，在辐射方向图之间的差异是被设计来最小化在位于360度的发射区域中任 意一处的无线终端1904 (例如手机)在遇到有最优或接近最优发射方向图的信道之前将不 得不等待之前的时间，其中可被意识到从无线终端(例如移动节点)的角度，将产生好的信 道传输特征。如前所述，依照本发明，BS 1902包括一个发射安排器/仲裁模块(参见例如 图3的模块332)并使用信道反馈信息以安排调度到各个无线终端的传输。图23，其包括图23A、23B和23C的组合，是表示一种依照本发明的操作一个无线 通信系统的典型方法2300的流程图。该方法从起始节点2302开始，并且操作进行到步骤 2304。在步骤2304中，初始化第一和第二基站和无线终端(例如移动节点)。对于典型的 无线节点，操作从步骤2304前进到步骤2310。对于典型的第一基站，操作从步骤2304经由 连接节点B2306前进到步骤2326。对于典型的第二基站，操作从步骤2304经由连接节点C 2308前进到步骤2340。在步骤2310中，操作第一单元中的第一无线终端以测量多个不同通信信道中的
19每一个的质量。操作从步骤2310前进到步骤2312。在步骤2312中，操作第一无线终端以定 期向第一基站报告在一个或多个不同通信信道上测量的信道质量。操作前进到步骤2314。 在步骤2314中，操作第一无线终端以保存多个并行的信道估计和/或信道质量估计以用于 处理从所述第一基站接收的信息信号中。信道估计通常根据信道的多次测量，特定估计与 之相对应。在步骤2316中，操作第一无线终端以根据信道质量测量，选择由第一无线终端 所感觉的不同通信信道中最好的一个。操作从步骤2316前进到步骤2318。在步骤2318中， 操作第一无线终端以向第一基站定期发射反馈信号，指出将用于向第一无线终端发射信息 的被选择的信道和关于被选择的信道的质量(例如被选择的信道的SNR和/或SIR)的信 息，反馈信号的速度等于或快于(例如2X)第一基站改变信号传输特性的速度。在步骤 2320中，操作第一无线终端，以在响应于反馈信息而向第一无线终端发射信息时，在第一基 站从第一信道切换到一个选择的信道之后，在选择的信道上接收信息。操作从步骤2320前 进到步骤2322。在步骤2322中，响应于在选择的信道上接收的信息，操作第一无线终端以 在第一信道估计和一个对应于所述选择的信道的信道估计之间切换。在步骤2324中，操作 第一无线终端以通过执行通带到基带的转换操作，解调在选择的信道上接收的信息。在步骤2326中，操作第一单元中的第一基站以在多个不同的通信信道上发射信 号，多个不同的通信信道中的每个独立信道均有一个可被第一无线终端检测的物理特性、 一个将在每个信道上定期发射的导频信号、将依照安排调度发射的到独立无线终端的信 息，例如对应于通信会话。步骤2326包括子步骤2328。在子步骤2328中，操作第一基站以 通过调节一个或多个用于控制将使用多个天线发射的信号的系数，定期改变每个所述多个 通信信道的至少一个信号传输特性，所述改变发生的速度等于或慢于从无线终端接收信道 状态反馈信息的速度。操作前进到步骤2330。在步骤2330中，操作第一基站以从所述第一 基站向其发射信号的多个无线终端接收反馈信息，所述反馈信息包括来自第一无线终端的 反馈信息，所述第一无线终端反馈信息包括指出在一个或多个信道所述第一无线终端的质 量信息、以及在一些实施例中由所述第一无线终端选择的用于向所述第一无线终端传输信 息的信道；所述反馈信息进一步包括来自第二无线终端的信息，所述第二无线终端反馈信 息包括指出在一个或多个信道所述第二无线终端的质量信息，以及在一些实施例中，由所 述第二无线终端选择的用于向所述第二无线终端传输信息的信道。操作从步骤2330前进 到步骤2332。在步骤2332中，操作第一基站以在多个通信信道之间选择以用于向第一和 第二无线终端发射信息，所述第一基站出于向第一无线终端发射的目的，选择在接收的反 馈信息中识别的已由第一无线终端选择的信道或者由来自第一无线终端的反馈信息指示 为有最好传输特性的信道，如果选择的信道不同于当前用来向无线终端发射信息的信道， 则所述选择将引起信道之间的切换。操作从步骤2332前进到步骤2334。在步骤2334中， 操作第一基站以根据被选为向各个无线终端发射的信道，安排向各个无线终端传输信息， 所述安排包括给予报告有更好信道状态的无线终端特权来使用信道，其优先于选择使用相 同信道的其它无线终端。操作前进到步骤2336 ；在步骤2336中，操作第一基站在安排的时 间、使用选择的信道向无线终端发射信息。操作从步骤2336经由连接节点D 2338前进到 步骤2330。在步骤2340中，操作物理上与所述第一单元相邻的另一单元中的第二基站以在 第二单元中的多个不同的通信信道上发射信号，在第二单元中的多个不同的通信信道中的每个独立信道有一个可被在第二单元中的第一无线终端检测的物理特性、一个将在每个信 道上定期发射的导频信号、将依照安排发射的到各个无线终端的信息，例如对应于通信会 话。步骤2340包括子步骤2342。在子步骤2342中，操作第二基站以通过修改一个或多个 用于控制使用多个天线发射的信号的系数，定期改变在第二单元中的每个所述通信信道的 至少一个信号传输特性，所述改变发生的速度等于或慢于从无线终端接收信道状态反馈信 息的速度，所述改变发生的速度不同于所述第一基站定期改变至少一个信号传输特性的速 度。操作前进到步骤2344。在步骤2344中，操作第二基站以从第二单元中的无线终端接收 信道状态反馈信息，选择信道以向所述无线终端发射信息，并安排调度信息传输。操作从步 骤2344前进到步骤2346。在步骤2346中，操作第二基站以在安排的时间、使用选择的信道 向第二单元中的无线终端发射信息。操作从步骤2346前进到步骤2344。本发明的各个特性是使用模块来实施的。这种模块可以使用软件、硬件或者软件 和硬件的组合来实施。上文描述的方法或方法步骤中的许多可以使用机器可执行指令例如 包括在机器可读介质例如存储设备如RAM、软盘等之内的软件来实施，以控制机器例如有或 者没有额外硬件的通用计算机，从而实施全部或一部分上文描述的方法。因此，其中需要说 明的一点是，本发明针对一种包括机器可执行指令以引起机器例如处理器及相关硬件执行 一个或多个上文所述方法的步骤的机器可读介质。对于那些熟悉技术的人来说，鉴于本发明的上述描述，上文描述的本发明的方法 和装置的许多额外的变化将是显而易见的。这种变化将被认为包括在本发明的范畴之内。 本发明的方法和装置可以配合可用于提供接入节点(例如基站)和无线终端(例如移动节 点)之间的无线通信链路的CDMA、正交频分复用(OFDM)或各种其它类型的通信技术来使 用。因此，在一些实施例中，基站使用OFDM或CDMA来建立与移动节点的通信链接。在不同 的实施例中，将移动节点作为笔记本电脑、个人数字助理(PDA)或其它便携式设备包括接 收机/发射机电路和逻辑和/或例行程序来实施，以实现本发明的方法。
2权利要求
一种用于在多址无线通信系统中提供信道分集的方法，所述方法包括以下步骤使用多个通信信道来发送多个信号，其中，所述多个通信信道中的每一个具有可被无线终端检测到的物理特性，并且，所述多个信号中的每一个具有信号传输特性；改变至少一个信号传输特性，以修改所述无线终端接收到的所述多个通信信道中的至少一个的所述物理特性；从所述无线终端接收反馈信息，其中，所述反馈信息基于被修改的所述物理特性；以及基于所述反馈信息来选择所述多个通信信道中的一个，以在传输中使用。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括使用所述多个通信信道来发送多个导频信号， 其中，所述多个导频信号与所述多个信号无关。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，被修改的所述物理特性包括相位变化或幅度变 化中的至少一个。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述改变的步骤是周期性地执行的，并且周期比 接收两个反馈信息之间的持续时间要长。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述反馈信息是信道质量信息。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述信道质量信息包括信噪比(SNR)或者信号干 扰比(SIR)。
7.根据权利要求6所述的方法，还包括在执行所述选择的步骤之后，从所述无线终端接收信道质量报告；以及 根据所述信道质量报告，重新选择所述多个通信信道中的另一个用于进行传输。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，被改变的所述至少一个信号传输特性包括用于 对传输的天线模式进行控制的参数。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述改变的步骤是在至少三个信号传输特性上 执行的，以修改所述无线终端收到的所述多个通信信道中的至少三个的所述物理特性，并 且所述改变的步骤是以同步方式执行的，以保持所述物理特性中具有至少一个不同点。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述物理特性中具有的所述至少一个不同点是 增益、相位或幅度中的一个。
11.一种用于在多址无线通信系统中促进信道分集的方法，所述方法包括以下步骤 从多个通信信道接收多个信号，所述多个通信信道具有根据所述多个信号的至少一个信号传输特性进行修改的至少一个物理特性；根据所述多个通信信道的所述至少一个物理特性来测量信道质量信息，其中，所述 信道质量信息包括与所述多个通信信道中的至少一个相关的信号干扰比(SIR)或信噪比 (SNR)中的至少一个；以及将所述信道质量信息发送给基站，其中，所述信道质量信息用于选择所述多个通信信 道中的一个，以在传输中使用。
12.一种用于在多址无线通信系统中提供信道分集的装置，所述装置包括用于使用多个通信信道来发送多个信号的模块，其中，所述多个通信信道中的每一 个具有可被无线终端检测到的物理特性，并且，所述多个信号中的每一个具有信号传输特 性；用于改变至少一个信号传输特性以修改所述无线终端接收到的所述多个通信信道中的至少一个的所述物理特性的模块；用于从所述无线终端接收反馈信息的模块，其中，所述反馈信息基于被修改的所述物 理特性；以及用于基于所述反馈信息来选择所述多个通信信道中的一个以在传输中使用的模块。
13.根据权利要求12所述的装置，还包括用于使用所述多个通信信道来发送多个导 频信号的模块，其中，所述多个导频信号与所述多个信号无关。
14.根据权利要求12所述的装置，其中，被修改的所述物理特性包括相位变化或幅度 变化中的至少一个。
15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述用于改变的模块周期性地改变所述至少 一个信号传输特性，并且周期比接收两个反馈信息之间的持续时间要长。
16.根据权利要求12所述的装置，其中，所述反馈信息是信道质量信息。
17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述信道质量信息包括信噪比(SNR)或者信号 干扰比(SIR)。
18.根据权利要求17所述的装置，还包括用于从所述无线终端接收信道质量报告的模块，其中，所述用于接收的模块是在选定 所述多个通信信道中的一个之后启用的；以及用于根据所述信道质量报告来重新选择所述多个通信信道中的另一个用于进行传输 的模块。
19.根据权利要求12所述的装置，其中，被改变的所述至少一个信号传输特性包括用 于对传输的天线模式进行控制的参数。
20.根据权利要求19所述的装置，其中，所述用于改变的模块改变至少三个信号传输 特性，以修改所述无线终端收到的所述多个通信信道中的至少三个的所述物理特性，并且 所述用于改变的模块以同步方式执行所述改变，以保持所述物理特性中具有至少一个不同 点ο
21.根据权利要求20所述的装置，其中，所述物理特性中具有的所述至少一个不同点 是增益、相位或幅度中的一个。
22.一种用于在多址无线通信系统中促进信道分集的装置，所述装置包括用于从多个通信信道接收多个信号的模块，所述多个通信信道具有根据所述多个信号 的至少一个信号传输特性进行修改的至少一个物理特性；用于根据所述多个通信信道的所述至少一个物理特性来测量信道质量信息，其中，所 述信道质量信息包括与所述多个通信信道中的至少一个相关的信号干扰比(SIR)或信噪 比(SNR)中的至少一个；以及用于将所述信道质量信息发送给基站的模块，其中，所述信道质量信息用于选择所述 多个通信信道中的一个，以在传输中使用。
23.一种用于在多址无线通信系统中提供信道分集的基站，所述基站包括发射机，用于使用多个通信信道来发送多个信号，其中，所述多个通信信道中的每一 个具有可被无线终端检测到的物理特性，并且，所述多个信号中的每一个具有信号传输特 性；处理器，其与所述发射机耦接并用于改变至少一个信号传输特性，以修改所述无线终端接收到的所述多个通信信道中的至少一个的所述物理特性；以及接收机，其与所述处理器耦接并用于从所述无线终端接收反馈信息，其中，所述反馈信 息基于被修改的所述物理特性；并且其中，所述处理器基于所述反馈信息来选择所述多个通信信道中的一个，以在传输中 使用。
24.根据权利要求23所述的基站，其中，所述发射机使用所述多个通信信道来发送多 个导频信号，并且，所述多个导频信号与所述多个信号无关。
25.根据权利要求23所述的基站，其中，被修改的所述物理特性包括相位变化或幅度 变化中的至少一个。
26.根据权利要求25所述的基站，其中，所述处理器周期性地改变所述至少一个信号 传输特性，并且周期比接收两个反馈信息之间的持续时间要长。
27.根据权利要求23所述的基站，其中，所述反馈信息是信道质量信息。
28.根据权利要求27所述的基站，其中，所述信道质量信息包括信噪比(SNR)或者信号 干扰比(SIR)。
29.根据权利要求28所述的基站，其中在选定所述多个通信信道中的一个之后，所述接收机从所述无线终端接收信道质量报 告；并且所述处理器根据所述信道质量报告来重新选择所述多个通信信道中的另一个用于进 行传输。
30.根据权利要求23所述的基站，其中，被改变的所述至少一个信号传输特性包括用 于对传输的天线模式进行控制的参数。
31.根据权利要求30所述的基站，其中，所述处理器改变至少三个信号传输特性，以修 改所述无线终端收到的所述多个通信信道中的至少三个的所述物理特性，并且所述处理器 以同步方式执行所述改变，以保持所述物理特性中具有至少一个不同点。
32.根据权利要求31所述的基站，其中，所述物理特性中具有的所述至少一个不同点 是增益、相位或幅度中的一个。
33.一种用于在多址无线通信系统中促进信道分集的移动终端，所述移动终端包括接收机，用于从多个通信信道接收多个信号，所述多个通信信道具有根据所述多个信号的至少一个信号传输特性进行修改的至少一个物理特性；处理器，其与所述接收机耦接并用于根据所述多个通信信道的所述至少一个物理特性 来测量信道质量信息，其中，所述信道质量信息包括与所述多个通信信道中的至少一个相 关的信号干扰比(SIR)或信噪比(SNR)中的至少一个；以及发射机，用于将所述信道质量信息发送给基站，其中，所述信道质量信息用于选择所述 多个通信信道中的一个，以在传输中使用。
34.一种存储计算机程序的计算机可读介质，其中，执行所述计算机程序是为了执行以 下操作使用多个通信信道来发送多个信号，其中，所述多个通信信道中的每一个具有可被无 线终端检测到的物理特性，并且，所述多个信号中的每一个具有信号传输特性；改变至少一个信号传输特性，以修改所述无线终端接收到的所述多个通信信道中的至少一个的所述物理特性；从所述无线终端接收反馈信息，其中，所述反馈信息基于被修改的所述物理特性；以及 基于所述反馈信息来选择所述多个通信信道中的一个，以在传输中使用。
35. 一种存储计算机程序的计算机可读介质，其中，执行所述计算机程序是为了执行以 下操作从多个通信信道接收多个信号，所述多个通信信道具有根据所述多个信号的至少一个 信号传输特性进行修改的至少一个物理特性；根据所述多个通信信道的所述至少一个物理特性来测量信道质量信息，其中，所述 信道质量信息包括与所述多个通信信道中的至少一个相关的信号干扰比(SIR)或信噪比 (SNR)中的至少一个；以及将所述信道质量信息发送给基站，其中，所述信道质量信息用于选择所述多个通信信 道中的一个，以在传输中使用。
全文摘要
描述了用于以减少在WT遇到满意的信道状态的时间之间的延迟的方式，向无线终端(WT)提供信道分集的方法和装置。在一个单元中由一个基站(BS)维持有不同物理特性的多个通信信道。每个WT同时监控多个信道并保存多个信道估计，以便可能在信道之间快速切换。从每个WT向BS传送信道质量信息。WT或BS根据测量的信道质量来选择一个信道。在不同的实施例中，通过支持多个信道并通过在信道中引入周期变化，可以最小化在WT遇到有好的或可接受的信道状态的信道之前的时间，即使WT并未改变位置。例如通过控制天线方向图，在BS使用多个天线以同时支持多个信道。
文档编号H04W88/18GK101997589SQ20101056806
公开日2011年3月30日 申请日期2004年1月23日 优先权日2003年1月23日
发明者厉隽怿, 拉加维·拉洛亚, 桑德普·兰格恩, 穆拉瑞·斯瑞尼瓦萨恩 申请人:高通股份有限公司