專利名稱：用于在一個(gè)基站與多部行動(dòng)臺(tái)間傳送信息的方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及于通信系統(tǒng)，并且尤其涉及在基站與行動(dòng)臺(tái)間通信的方法與設(shè)備。
在本申請例中，由于本發(fā)明是在移動(dòng)通信系統(tǒng)的背景下說明的，因此系統(tǒng)用戶所使用的通信臺(tái)在這里被稱為行動(dòng)臺(tái)(MS)。然而，要注意的是，本發(fā)明的技術(shù)可用于信道條件會(huì)改變的情況。因此，本發(fā)明可應(yīng)用在移動(dòng)和固定的通信臺(tái)中。
依照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，一個(gè)基站(BS)向多個(gè)不同的行動(dòng)臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)。基站在任何時(shí)刻都需要決定向哪一個(gè)行動(dòng)臺(tái)傳送。假設(shè)有數(shù)據(jù)這樣的信息要被傳送給多個(gè)行動(dòng)臺(tái)，基站就必須在這些行動(dòng)臺(tái)的需求之間做出仲裁，從而決定數(shù)據(jù)要在何時(shí)以及多長的時(shí)間內(nèi)傳輸給各個(gè)行動(dòng)臺(tái)。這個(gè)過程有時(shí)被稱為時(shí)序安排(Scheduling)。作為時(shí)序安排過程的一部分，基站可能要分配帶寬——例如所要使用的一個(gè)范圍內(nèi)的頻率、以及所需的功率來達(dá)成傳輸?shù)哪康摹?br> 本發(fā)明中的行動(dòng)臺(tái)會(huì)向基站提供關(guān)于信道條件的反饋。依照本發(fā)明的一個(gè)特性，對傳輸給各個(gè)行動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)排序是基于行動(dòng)臺(tái)所獲取的信道條件反饋信息的。當(dāng)信道條件良好時(shí)，其數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾嗜缑棵氡忍財(cái)?shù)(bits/s)比信道條件差時(shí)來得高。考慮到信道條件信息的因素，向移動(dòng)臺(tái)傳送數(shù)據(jù)的時(shí)序安排可使得傳輸在移動(dòng)臺(tái)擁有良好信道條件的時(shí)候進(jìn)行，例如允許較少錯(cuò)誤及較高速率的條件。依照本發(fā)明，比起利用循環(huán)法(round robin)或無視行動(dòng)臺(tái)信道條件隨機(jī)排序的方法，基于各個(gè)行動(dòng)臺(tái)(MS)所擁有的信道條件好壞來安排時(shí)序，可實(shí)現(xiàn)更大的基站整體通信容量。
為了確保每個(gè)用戶即使在長時(shí)間信道條件不良的情況下也能收到一些數(shù)據(jù)，根據(jù)本發(fā)明多種不同的實(shí)施例，向行動(dòng)臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)序安排還需要考慮除信道條件以外的其他因素。舉例來說，當(dāng)用戶具有高優(yōu)先級(jí)，比如說用戶為該服務(wù)支付較多，以及/或者是在使用一些如影像數(shù)據(jù)流這樣對時(shí)間延遲要求很嚴(yán)格的應(yīng)用時(shí)，那么即使這些用戶的信道不如所需要的那樣好或是它比其他用戶的信道要差，基站也要為這些用戶安排時(shí)序。這種情況下，基站的整體通信容量相比完全或主要依照信道條件進(jìn)行時(shí)序安排的實(shí)施例要低。當(dāng)存在不具有較好信道條件的固定用戶時(shí)，這種情況尤為突出。
在不移動(dòng)的行動(dòng)臺(tái)或是固定位置用戶臺(tái)的例子中，實(shí)際物理信道的條件對時(shí)間而言幾乎是保持不變的。
依照本發(fā)明的一個(gè)特征，每個(gè)基站例如通過利用彼此物理分隔的發(fā)射機(jī)傳送同樣的信息，來制造人為的信道變化。假設(shè)使用了兩個(gè)發(fā)射機(jī)例如天線，第一個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)出了帶有第一種信息例如數(shù)據(jù)內(nèi)容的第一個(gè)信號(hào)，而第二個(gè)發(fā)射機(jī)則發(fā)出第二個(gè)信號(hào)，它帶有(與第一個(gè)信號(hào))相同的信息內(nèi)容，但相位或幅度卻不同。第一個(gè)信號(hào)與第二個(gè)信號(hào)間的差異，例如相位和/或幅度差異，會(huì)隨時(shí)間改變。在接收機(jī)處，第一與第二信號(hào)互相作用，并被當(dāng)作單個(gè)的接收信號(hào)。該接收信號(hào)的幅度經(jīng)測量后，被反饋給基站，作為表示基站與行動(dòng)臺(tái)間信道條件的指標(biāo)。
因此，基站對行動(dòng)臺(tái)的時(shí)序安排可以是包含了信道狀態(tài)信息的反饋信息的函數(shù)。由之前的討論，當(dāng)與用戶行動(dòng)臺(tái)相關(guān)聯(lián)的信道條件變得足夠好時(shí)，反饋數(shù)據(jù)便可被用作安排用戶時(shí)序的一般策略的一部分。這個(gè)策略可以改善下行鏈路的通信容量，即使在行動(dòng)臺(tái)固定從而它們的信道不會(huì)自然變化的情況下仍然有效。
在一個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)中，本發(fā)明所使用的策略如下我們在基站處有n個(gè)天線，先將要傳送給行動(dòng)臺(tái)的信號(hào)(在基帶表示下為復(fù)數(shù))乘上復(fù)數(shù)，例如比例因數(shù)(scaling factor)α1，…αn，再利用天線將它們無線發(fā)送出去。這些復(fù)數(shù)值可以、并且至少在某一個(gè)實(shí)施例中是在每個(gè)傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間片段內(nèi)隨機(jī)選取的。這些比例因數(shù)的一些期望特性(但并非強(qiáng)制特性)如下1.在一段時(shí)間上，如符號(hào)周期或多個(gè)載波信號(hào)周期內(nèi)，αi的幅值平方和等于一個(gè)常數(shù)。
2.在不同的時(shí)間片段間，復(fù)值比例因數(shù)以連續(xù)方式變化。這使接收機(jī)更容易追蹤信道變化，并反饋可靠的信道強(qiáng)度評(píng)估。
通過基站從多個(gè)發(fā)射機(jī)發(fā)送同樣的信息信號(hào)而引入的人為信號(hào)變化，基站能夠利用從行動(dòng)臺(tái)獲取的信道條件反饋信息進(jìn)行追蹤。從而基站便可利用這種人為變化以及實(shí)際的信道變化，待行動(dòng)臺(tái)所用的信道條件良好時(shí)安排其時(shí)序。作為時(shí)序安排過程的一部分，在某些實(shí)施例中，會(huì)分配較多的功率向擁有良好信道條件的行動(dòng)臺(tái)進(jìn)行傳輸，而當(dāng)行動(dòng)臺(tái)信道條件不良時(shí)則相反處理。
事實(shí)上，按照下面將要進(jìn)一步說明的策略，在信擾比例signalto interference ratio)方面，當(dāng)基站依照本發(fā)明安排時(shí)序時(shí)，其行動(dòng)臺(tái)的信道會(huì)比原本的信道好上兩倍。
除了使一個(gè)基站對其行動(dòng)臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)序安排更容易之外，本發(fā)明中的人為信號(hào)變化，在多個(gè)基站通信重疊的情況下，例如通信范圍重疊的情況下，也一樣有利。在這個(gè)例子中，從某一個(gè)基站發(fā)出的信號(hào)會(huì)作為信道噪聲出現(xiàn)在另一個(gè)基站的信號(hào)中。但由于本發(fā)明在第一基站與一個(gè)行動(dòng)臺(tái)之間傳輸?shù)男盘?hào)內(nèi)引入了變化，所以第二個(gè)基站，如鄰近的基站會(huì)將這些信號(hào)變化視為信道噪聲變化。因此，鄰近的基站便可利用來自第一基站的噪聲為最小值的時(shí)刻，將信號(hào)傳給它自己的行動(dòng)臺(tái)。
除了利用信道條件信息為基站向行動(dòng)臺(tái)傳送數(shù)據(jù)安排時(shí)序以外，依照本發(fā)明，還可以利用信道條件信息為行動(dòng)臺(tái)向基站的數(shù)據(jù)傳送安排時(shí)序。在這樣的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)行動(dòng)臺(tái)有數(shù)據(jù)要上傳給基站時(shí)，會(huì)先向基站發(fā)出一個(gè)信號(hào)。基站再對這些有上傳數(shù)據(jù)需求的行動(dòng)臺(tái)加以仲裁并依據(jù)不同行動(dòng)臺(tái)和基站之間信道的條件排定上傳順序。依照此法，可以在多個(gè)行動(dòng)臺(tái)間排定上傳順序以便有效的完成上傳。
本發(fā)明的更多特點(diǎn)、實(shí)施例及優(yōu)點(diǎn)，將在以下的詳細(xì)說明中進(jìn)行討論。


圖1A示出了一個(gè)依照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的通信系統(tǒng)，它包括一個(gè)基站和多個(gè)行動(dòng)臺(tái)。
圖1B示出了包含多個(gè)圖1A中所示系統(tǒng)的通信系統(tǒng)，每個(gè)系統(tǒng)的廣播范圍彼此重疊。
圖2與圖3示出了信道幅度對時(shí)間變化的范例圖。
圖4示出圖1中所示的通信系統(tǒng)加上多個(gè)反饋信號(hào)后的情形。
圖5示出了本發(fā)明的一個(gè)通信系統(tǒng)，其中多個(gè)帶有相同信息的信號(hào)從一個(gè)基站傳輸給各個(gè)行動(dòng)臺(tái)。
圖6示出了依照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的一個(gè)基站。
圖7示出了依照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的行動(dòng)臺(tái)范例。
圖8示出了本發(fā)明的一個(gè)系統(tǒng)，其中兩個(gè)相連的基站一同工作以將信號(hào)傳給各個(gè)行動(dòng)臺(tái)。
圖9示出了一個(gè)通信系統(tǒng)，其中多個(gè)基站和行動(dòng)臺(tái)位于相同的廣播范圍內(nèi)。
圖10示出了依照本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的行動(dòng)臺(tái)范例，該行動(dòng)臺(tái)包含多個(gè)廣播天線。
圖1A示出了一個(gè)無線通信系統(tǒng)100中下行鏈路的例子(以箭號(hào)110、112表示)。如圖所示，該通信系統(tǒng)100包含了一個(gè)基站102和第一第二兩個(gè)行動(dòng)臺(tái)104、106。基站(BS)102位置固定，它能在環(huán)繞它的一個(gè)地理區(qū)域120內(nèi)進(jìn)行廣播，該區(qū)域稱為蜂巢，基站可在該區(qū)域內(nèi)與行動(dòng)臺(tái)MS1 104、MS2 106通信。圖1A中僅示出了下行鏈路，也就是說，110、112代表由基站向兩個(gè)行動(dòng)臺(tái)的發(fā)送。在圖1A的例子中，我們只討論了兩個(gè)行動(dòng)臺(tái)104、106的情況。然而，本發(fā)明可被應(yīng)用于一個(gè)基站102對任意N個(gè)行動(dòng)臺(tái)傳輸?shù)那闆r。
箭頭110、112分別代表了由基站到行動(dòng)臺(tái)104與106的通信鏈路(link)。由于這些鏈路代表了可將信息下傳至各個(gè)行動(dòng)臺(tái)104、106的通信路徑，因此又被稱為信道。這些信道可能會(huì)因行動(dòng)臺(tái)的移動(dòng)或它周邊分散的環(huán)境(scattering environment)而隨著時(shí)間改變，也會(huì)受到基站102與行動(dòng)臺(tái)104、106間傳輸時(shí)所使用的頻率影響。依據(jù)本發(fā)明，信道條件信息會(huì)由行動(dòng)臺(tái)104、106傳回基站，并被用來安排從基站102向行動(dòng)臺(tái)104及106發(fā)送信息的時(shí)序。
圖1A中所示的通信系統(tǒng)可彼此結(jié)合成一個(gè)更大的通信系統(tǒng)150，如圖1B所示，系統(tǒng)150是包括多個(gè)蜂巢120、162、164。在系統(tǒng)150中，每個(gè)蜂巢中各包含一個(gè)基站(102、172、174)和多個(gè)行動(dòng)臺(tái)(未示出)。來自每個(gè)基站的傳輸都會(huì)延伸到其他蜂巢的范圍內(nèi)，造成信號(hào)干擾。圖中蜂巢120、162、164重疊的部份就是干擾可能發(fā)生的地方。下面將討論到，對于處在蜂巢重疊區(qū)域內(nèi)的行動(dòng)臺(tái)，這些干擾會(huì)對它們的信道條件造成負(fù)面影響。
再參見圖1A的例子，為了簡便，假設(shè)基站102與各個(gè)行動(dòng)臺(tái)104、106在單一頻率如fk上通信，或是在一個(gè)中心頻率為fk的相當(dāng)窄的頻帶(在大部份情況下，1MHz算是足夠窄的)上通信。這表示雖然信道會(huì)隨著時(shí)間變化，但在基站102用來向行動(dòng)臺(tái)104或106傳輸(信號(hào))的頻率范圍內(nèi)卻幾乎保持穩(wěn)定。在圖1A中，往行動(dòng)臺(tái)MS1的信道以h1(t)表示；往MS2的則以h2(t)表示。h1(t)與h2(t)的幅度皆會(huì)隨時(shí)間改變。圖2和圖3中示出了與行動(dòng)臺(tái)104相關(guān)的范例信號(hào)h1(t)以及與行動(dòng)臺(tái)106相關(guān)的范例信號(hào)h2(t)。這里的時(shí)間t被“分段”了，也就是說我們根據(jù)所傳輸?shù)姆?hào)數(shù)來衡量時(shí)間，因此時(shí)間是以正整數(shù)值表示的。而信道則是以復(fù)數(shù)(包括實(shí)部及虛部)表示的，也就是所謂的“基帶表示”。實(shí)數(shù)部分代表基站102以固定頻率fk傳送純余弦波時(shí)的信道增益(gain)，虛數(shù)部分則代表基站以固定頻率fk傳送純正弦波時(shí)的信道增益。舉例來說，基站可以選擇所要傳送的數(shù)據(jù)(定義為m1(t)，由一串1和0組成)。假設(shè)k＝0時(shí)，基站102將該數(shù)據(jù)調(diào)制到一個(gè)復(fù)頻(complex tone)載波f0上。這種情況下，所傳送的信號(hào)為s(t)＝m1(t)exp(j2πf0t)而行動(dòng)臺(tái)104收到的信號(hào)將會(huì)是s(t)h1(t)+熱噪聲(thermal noise)+任何由其他基站造成的干擾圖4示出了加上反饋信號(hào)后的更詳細(xì)的通信系統(tǒng)100。特別的，我們將利用圖4來討論行動(dòng)臺(tái)104或106的相干接收體制。相干接收可用來描述行動(dòng)臺(tái)104與106在信道變化時(shí)，分別追蹤各自的信道h1(t)及h2(t)(相對于背景噪聲級(jí)別)的情況。這通常是由基站102在已知時(shí)間傳送某個(gè)行動(dòng)臺(tái)104、106已知的稱為“導(dǎo)頻(pilot)”的信號(hào)來實(shí)現(xiàn)的。行動(dòng)臺(tái)104、106能夠以接收信號(hào)幅度的形式向基站102反饋信道條件信息。這些幅度反饋信息有時(shí)也被稱作信道幅度。信道條件信息通過稱為上行鏈路(uplink)的路徑傳送給基站102。
由于行動(dòng)臺(tái)104、106能夠反饋其下載數(shù)據(jù)所用信道的幅度與相位信息，因此就相當(dāng)于反饋了整個(gè)復(fù)信道值。本發(fā)明即可用在這類提供詳細(xì)信道條件信息作為反饋的實(shí)施例中。
然而，這類反饋可能過于龐大，從而可能對行動(dòng)臺(tái)104、106所用的上行鏈路造成巨大的負(fù)載。同時(shí)，從行動(dòng)臺(tái)104、106向基站102反饋信道評(píng)估的過程還會(huì)有一定的延遲。所以，當(dāng)基站102收到信道條件評(píng)估時(shí)，需要考慮可靠性的問題。由于上述原因，以下所討論的實(shí)施例中將僅傳輸不包含信道相位信息的幅度信息。
下面，我們將假設(shè)信道幅度變化的時(shí)間尺度比信道變化的慢。這符合目前大部分無線通信系統(tǒng)的情況。我們還將假設(shè)基站102有足夠的數(shù)據(jù)可發(fā)送給行動(dòng)臺(tái)104與106。接著基站102的任務(wù)就是要決定該傳送給行動(dòng)臺(tái)104或106中的哪一個(gè)，或同時(shí)傳給兩者。以下提供可依據(jù)本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的兩個(gè)范例方法。
1.基站以循環(huán)的方式，一次僅向單個(gè)行動(dòng)臺(tái)傳輸。基站102向行動(dòng)臺(tái)104或106傳輸?shù)乃俾视苫緵Q定，而這個(gè)速率是信道幅度強(qiáng)度的函數(shù)。一般而言，信道強(qiáng)度越強(qiáng)，也就是說信道中信號(hào)損耗越小，相比具有較低信道幅度強(qiáng)度也就是較大信號(hào)損耗的信道而言，就容許使用較高的傳輸速率。因此，在行動(dòng)臺(tái)與基站間傳輸數(shù)據(jù)的速率，會(huì)隨基站與行動(dòng)臺(tái)間的信道品質(zhì)而改變。
2.另外一個(gè)較佳的策略一次向一個(gè)行動(dòng)臺(tái)104或106傳輸，但要根據(jù)與各個(gè)行動(dòng)臺(tái)104、106相關(guān)的信道幅度來決定先傳輸給哪一個(gè)行動(dòng)臺(tái)。依據(jù)本發(fā)明，在行動(dòng)臺(tái)104與106之中，擁有較大的信道幅度也就是較低的信號(hào)損耗的行動(dòng)臺(tái)，將優(yōu)先被選為傳輸?shù)膶ο?。另外，基?02的傳輸速率也作為信道幅度的一個(gè)函數(shù)由基站決定。
策略2可能比策略1提供更大的下行鏈路通信容量?？梢宰C明使用策略2能獲得額外的增益，而且可能相當(dāng)大。然而，如上所述，為了公平起見，有時(shí)候即使行動(dòng)臺(tái)104或106并沒有最大的信道幅度，基站仍需要選擇它。舉例來說，在圖2中，兩個(gè)信道的幅度差不多是平衡變化的，而在圖3中，h2(t)的幅度永遠(yuǎn)比h1(t)小。在一個(gè)極端的例子中，一個(gè)行動(dòng)臺(tái)104或106可能固定不動(dòng)，這時(shí)它的信道幅度可能不會(huì)隨時(shí)間有太大變化。我們進(jìn)一步假設(shè)固定行動(dòng)臺(tái)的信道幅度比其他的行動(dòng)臺(tái)要差。若依照策略2，固定的行動(dòng)臺(tái)，比如說106將永遠(yuǎn)不會(huì)被選為傳輸對象。因此，為了公平起見，必須對方法2做一些修正，以便向一些長時(shí)間沒收到數(shù)據(jù)的行動(dòng)臺(tái)進(jìn)行傳輸，即使這些行動(dòng)臺(tái)并未擁有最大的信道幅度。但是對方法2所作的這種修正，會(huì)使得它在通信容量上的增益相對策略1比原來信道幅度為選擇傳輸對象的唯一決定因素時(shí)來的小。
根據(jù)以下將要討論的本發(fā)明的一項(xiàng)特點(diǎn)，我們提出一種策略，基站102可利用該策略自行改變與行動(dòng)臺(tái)間的信道幅度。反饋信道中的改變可被用來控制傳輸?shù)臅r(shí)序，這樣就確保其下行鏈路相對單純的循環(huán)分配系統(tǒng)具有提高的通信容量。
圖5示出了一個(gè)包含單一基站502與兩個(gè)行動(dòng)臺(tái)MS504、506的系統(tǒng)500。圖6詳細(xì)示出了基站502的范例圖。
如圖6所示，基站502包括存儲(chǔ)器602，一個(gè)處理器614，輸入/輸出裝置(如鍵盤、顯示裝置)616，一個(gè)網(wǎng)路接口(NIC)618，一個(gè)Internet接口620，接收機(jī)電路622，以及發(fā)射機(jī)電路624，這些裝置通過總線623連接在一起。除此之外，基站502還包括了一個(gè)連接到接收電路622的接收天線630?；?02還包括多個(gè)彼此物理分隔的發(fā)射天線632、634。發(fā)射天線是用來傳送數(shù)據(jù)給行動(dòng)臺(tái)，而接收天線則是用來接收行動(dòng)臺(tái)傳回的信息及數(shù)據(jù)，如信道條件數(shù)據(jù)。
處理器614在儲(chǔ)存于存儲(chǔ)器602中的一些例行例程的控制下，負(fù)責(zé)控制整個(gè)基站502的運(yùn)作。輸入/輸出裝置616用來將系統(tǒng)信息顯示給基站管理員，并接收來自管理員的控制和/或管理命令輸入。NIC 618用來連接基站與電腦網(wǎng)絡(luò)，或是基站與基站互聯(lián)。因此，通過NIC 618，基站間就可以交換顧客信息和其他數(shù)據(jù)，并在必要時(shí)可使傳輸至行動(dòng)臺(tái)的信號(hào)同步。Internet接口620提供了到Internet的高速連接，允許行動(dòng)臺(tái)經(jīng)由基站快速的傳輸和/或接收Internet上的數(shù)據(jù)。接收機(jī)電路622負(fù)責(zé)處理接收天線630所接收的信號(hào)，并從接收信號(hào)中取出其中所包含的信息內(nèi)容。所取出的信息，如數(shù)據(jù)和信道條件反饋信息，通過總線623被傳輸給處理器614，并儲(chǔ)存在存儲(chǔ)器602中。發(fā)射機(jī)電路624則被用來通過多個(gè)天線如天線632、634，將數(shù)據(jù)及導(dǎo)頻信號(hào)傳送給行動(dòng)臺(tái)。每一個(gè)發(fā)射天線632、634都與一個(gè)單獨(dú)的相位/幅度控制電路626、628相連。基站502上的天線632、634彼此間相隔足夠遠(yuǎn)的距離，從而使得天線上發(fā)出的信號(hào)能通過統(tǒng)計(jì)獨(dú)立的路徑，以保證信號(hào)所經(jīng)過的信道彼此獨(dú)立。天線632、634之間的距離受到許多因素的影響，包括行動(dòng)臺(tái)所分的角度，使用的傳輸頻率，雜散的環(huán)境等等。一般而言，根據(jù)傳輸頻率，半波長的間隔距離就足夠了。因此，在多個(gè)不同的實(shí)施例中，天線632、634間以一個(gè)半波長或以上的距離分隔，而波長則是由傳輸信號(hào)的載波頻率fk決定的。
在處理器614的控制下，相位/幅度控制電路626、628負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)信號(hào)調(diào)制，并負(fù)責(zé)控制傳輸信號(hào)的相位與/或幅度。相位/幅度控制電路626、628向傳送給一個(gè)行動(dòng)臺(tái)的多個(gè)信號(hào)中的至少一個(gè)引入幅度和/或相位變化，以便在行動(dòng)臺(tái)所接收到的合成信號(hào)中產(chǎn)生變化，如隨時(shí)間變化的幅度，該行動(dòng)臺(tái)所接收到的信息是由多個(gè)天線發(fā)出的。根據(jù)本發(fā)明，在處理器614的控制下，控制電路626、628還可以被用來改變數(shù)據(jù)傳輸速率，以應(yīng)付不同的信道條件。
之前提到處理器614依照存儲(chǔ)器602中所儲(chǔ)存的例行例程來控制整個(gè)基站502的運(yùn)作。存儲(chǔ)器602中，儲(chǔ)存了傳輸時(shí)序安排/仲裁例程604，接收時(shí)序安排/仲裁例程606，通信例程612，顧客/行動(dòng)臺(tái)數(shù)據(jù)608，以及要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)607。
傳輸時(shí)序安排/仲裁例程604負(fù)責(zé)排訂何時(shí)要向行動(dòng)臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)。作為時(shí)序安排過程的一部分，例程604要在多個(gè)不同行動(dòng)臺(tái)的下載請求之間作出仲裁。存儲(chǔ)器602中還包含一個(gè)接收時(shí)序安排/仲裁例程606。例程606是用來排訂何時(shí)允許行動(dòng)臺(tái)上傳數(shù)據(jù)給基站的。與傳輸時(shí)序安排/仲裁例程604相似，接收時(shí)序安排/仲裁例程606會(huì)在同時(shí)想要上傳數(shù)據(jù)的多個(gè)行動(dòng)臺(tái)間進(jìn)行仲裁。根據(jù)本發(fā)明，例程604、606都以基站接收到的信道條件反饋數(shù)據(jù)做為排序的依據(jù)。通信例程612用來決定所用的頻率及數(shù)據(jù)速率，并選擇適當(dāng)?shù)木幋a或調(diào)制技術(shù)來與行動(dòng)臺(tái)通信。通信例程612也可訪問顧客/行動(dòng)臺(tái)數(shù)據(jù)608以獲取例程612所要使用的相關(guān)信息。舉例來說，通信例程可訪問從反饋中獲取的信道條件信息610，來決定與行動(dòng)臺(tái)通信中所使用的合適的數(shù)據(jù)傳輸速率。除此之外，當(dāng)與某個(gè)被安排來接收數(shù)據(jù)的特定行動(dòng)臺(tái)通信時(shí)，所儲(chǔ)存的其他客戶信息608也可被檢索并利用來決定通信中所要使用的適當(dāng)調(diào)制方案，所需的發(fā)射天線數(shù)量，以及傳輸頻率。
相對于在某些實(shí)施例中只使用單一天線來傳輸數(shù)據(jù)給單一行動(dòng)臺(tái)，使用多個(gè)彼此物理分隔的天線632、633可在不同的位置傳送回相同信息，其中至少在一個(gè)傳輸信號(hào)中引入受控的相位和/或幅度變化，以便在接收行動(dòng)臺(tái)處產(chǎn)生一個(gè)人為的信號(hào)變化。
圖7示出了一個(gè)范例行動(dòng)臺(tái)700，該范例可被用作行動(dòng)臺(tái)104或106的任意一個(gè)。行動(dòng)臺(tái)700包括了一個(gè)存儲(chǔ)器702，一個(gè)處理器714，輸入/輸出裝置716，如顯示器、喇叭、小型鍵盤，接收機(jī)電路722以及發(fā)射機(jī)電路724，這些裝置都通過總線721連接在一起。單根天線730連接在接收機(jī)電路722和發(fā)射機(jī)電路724上。然而，必要時(shí)也可以使用彼此分隔的接收機(jī)和發(fā)射機(jī)天線。存儲(chǔ)器702中儲(chǔ)存了許多處理器714用來控制整個(gè)行動(dòng)臺(tái)的例程及數(shù)據(jù)。
存儲(chǔ)器702中儲(chǔ)存了顧客/行動(dòng)臺(tái)數(shù)據(jù)708，信道條件測量例程710，通信例程712及待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，如傳輸數(shù)據(jù)707。依照本發(fā)明，通信例程712可以依信道條件改變傳輸速率。除此之外，該例程還負(fù)責(zé)將從基站接收來數(shù)據(jù)排序，以確保行動(dòng)臺(tái)是在基站允許的時(shí)間內(nèi)上傳數(shù)據(jù)。信道測量例程710負(fù)責(zé)測量信道條件，并將幅度和/或相位反饋信息提供給通信例程712，通信例程再通過傳輸電路724將信息傳送給基站。通信例程712還負(fù)責(zé)控制將接收到的信息以影像或聲音表示，通過輸入/輸出裝置716顯示給行動(dòng)臺(tái)用戶。
再回來參看圖5，可見行動(dòng)臺(tái)504與506各擁有一個(gè)接收天線，這兩個(gè)行動(dòng)臺(tái)從基站502所帶的兩個(gè)基站天線632、634接收一個(gè)信號(hào)廣播的合成信號(hào)。圖5中，從基站502上的天線對到行動(dòng)臺(tái)504的兩個(gè)信道分別標(biāo)示為h1(t)與h2(t)。由于行動(dòng)臺(tái)504、506各只有一個(gè)接收天線730，因此可知行動(dòng)臺(tái)504、506所接收到的是一個(gè)合成信號(hào)。如果基站502在兩個(gè)天線632、634上傳輸信號(hào)s1(t)與s2(t)，則行動(dòng)臺(tái)504接收的信號(hào)為h11(t)s1(t)+h12(t)s2(t)+熱噪聲+任何由其他基站造成的干擾考慮s1(t)和s2(t)的下列選擇，假定基站502已經(jīng)選擇了要傳輸給行動(dòng)臺(tái)504的信號(hào)。s1(t)=α1m1(t)exp(j2πf0t)]]>s2(t)=1-αtm1(t)exp(j2πδt)exp(j2πf0t)]]>
其中1.在每段時(shí)間t等于0到1之間，δ1為一隨機(jī)選擇的數(shù)，其值在0與1之間均勻選取。
2.在每段時(shí)間t等于0到1之間，αt為一隨機(jī)選擇的數(shù)，其值在0與1之間均勻選取。
由觀察可知，s1(t)與s2(t)中的總能量與m1(t)中的能量相等，亦即與原來只使用一個(gè)天線時(shí)的情況相同?，F(xiàn)在考慮h11(t)與h12(t)在我們想要通信的時(shí)間內(nèi)保持不變的情形。則行動(dòng)臺(tái)504接收到的信號(hào)為(αth11+1-αth12exp(j2πδt))m1(t)exp(j2πf0t)+]]>熱噪聲+外部干擾觀察此隨機(jī)復(fù)數(shù)(因?yàn)棣羣為隨機(jī)選取)的幅度平方值(αth11+1-αth12exp(j2πδt)]]>其變化范圍由0到|h11|2+|h12|21.當(dāng)αt＝|h12|2/(|h11|2+|h12|2)且δt＝-相位(h11)-相位(h12)時(shí)，我們得到0值。
2.當(dāng)αt＝|h11|2/(|h11|2+|h12|2)且δt＝相位(h11)-相位(h12)時(shí)，我們得到最大值。
因此，我們可以對行動(dòng)臺(tái)504所收到的合成信號(hào)做人為的變化，且其使用的信道的幅度平方值在時(shí)間軸上隨機(jī)變化，范圍由0到|h11|2+|h12|2。如果向第一個(gè)行動(dòng)臺(tái)MS1傳輸所用的時(shí)間尺度足夠長，則可依照信道條件反饋數(shù)據(jù)，將對MS1的傳輸限制在信道幅度平方值接近最大值|h11|2+|h12|2的時(shí)候。
實(shí)際上，隨機(jī)改變兩個(gè)天線上的功率并不是一個(gè)好方法(傳送給天線前一級(jí)的放大器的信號(hào)通常應(yīng)該是連續(xù)的)。以下我們將討論一些方法，這些方法能夠依照本發(fā)明、以一個(gè)連續(xù)的方式達(dá)成人為改變信道的效果。
1.將αt＝α·t與δt＝δ·t分別對1取模(modulo)。信號(hào)功率和相位改變的速率α與δ的值可被適當(dāng)?shù)剡x取。對這兩個(gè)速率的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是速率α與δ應(yīng)該被選擇得足夠小，使行動(dòng)臺(tái)504或506所看到的合成信道不會(huì)改變得太快，這樣它們反饋給基站的信道幅度數(shù)據(jù)才可靠。另一方面，我們也希望這兩個(gè)速率要夠大，這樣行動(dòng)臺(tái)504、506才不需要花太多的時(shí)間來等待信道變化到最大值。以信道幅度的平方值而言，只要行動(dòng)臺(tái)504、506被安排了時(shí)序，那么比起不變化的信道，平均來說信道至少好了兩倍以上。
2.取αt為常數(shù)0.5，不隨時(shí)間變化。在這個(gè)條件下只有相位會(huì)變化，則我們可以看到行動(dòng)臺(tái)504、506處的合成信道幅度在||h11|-|h12||到|h11|+|h12|的范圍內(nèi)變化。
3.相位旋轉(zhuǎn)(由δ表示)本身可以利用下列不同技術(shù)引入，而且在許多實(shí)施例中也是這樣做的。
(a)將δt對2π取模，再用此值來旋轉(zhuǎn)信息符號(hào)m1(t)。
(b)將載波頻率f0加上一個(gè)與δ相等的偏移(offset)值。
在任意的時(shí)間點(diǎn)上，在基站502所通信的多個(gè)行動(dòng)臺(tái)504、506之中至少有一個(gè)行動(dòng)臺(tái)，其當(dāng)時(shí)所選用的αt與δt會(huì)使所用的信道達(dá)到最大的幅度平方值。那么基站502就可以很容易的決定僅向這個(gè)行動(dòng)臺(tái)504或506進(jìn)行傳輸。而基站502所需的來自各個(gè)行動(dòng)臺(tái)502、504的合成信道反饋數(shù)據(jù)，也是由行動(dòng)臺(tái)504、506所偵測的。所以，此處提到的策略，對兩個(gè)以上的行動(dòng)臺(tái)也一樣適用。事實(shí)上，行動(dòng)臺(tái)越多，基站502在時(shí)序安排上就更靈活，所提供的通信容量也會(huì)增加。因此，本發(fā)明所用的方法可應(yīng)用在一個(gè)包含N個(gè)行動(dòng)臺(tái)的系統(tǒng)上，其中N是大于或等于2的正整數(shù)。
之前我們討論了本發(fā)明利用裝設(shè)在一個(gè)基站的兩個(gè)天線做廣播的情況，事實(shí)上這個(gè)廣播的動(dòng)作，也可由廣播至同一個(gè)地理區(qū)域712的兩個(gè)相連的基站704、706完成，如圖8所示。在圖8所示的實(shí)施例中，基站BS1 704接收信道反饋信息并排定行動(dòng)臺(tái)708、710的傳輸順序。然而，這里并未使用基站704上的兩個(gè)天線，而是將第一個(gè)信號(hào)由第一基站BS1傳送出去，再將具有相同信息內(nèi)容但相位/幅度不同的第二信號(hào)，由第二個(gè)基站BS2 706傳送出去?；?04、706各自所帶的NIC 618被用來通過網(wǎng)絡(luò)鏈路把兩個(gè)基站連接在一起，從而能夠協(xié)調(diào)兩個(gè)基站704、706之間的傳輸和控制功能。
圖9示出了一個(gè)基站902與多個(gè)行動(dòng)臺(tái)904、906、908、910之間，在一個(gè)含有N個(gè)基站902、916的地理范圍900中進(jìn)行傳輸?shù)那闆r。因此，在系統(tǒng)900中，假設(shè)有多個(gè)基站處在同一個(gè)廣播區(qū)域內(nèi)，那么就存在由鄰近基站所造成的信號(hào)干擾。我們將基站902到行動(dòng)臺(tái)的鏈路標(biāo)為h1…h(huán)n，行動(dòng)臺(tái)到基站902的反饋鏈路標(biāo)為g1…gn。每一個(gè)鏈路h1…h(huán)n可能對應(yīng)于多個(gè)彼此獨(dú)立的信號(hào)路徑，這些路徑發(fā)自彼此獨(dú)立的天線，并向每個(gè)行動(dòng)臺(tái)提供信號(hào)，這些信號(hào)被當(dāng)作單一的合成信號(hào)。在之前的特例中，給出了反饋信號(hào)可能是信道幅度和/或相位信息的例子。然而反饋信號(hào)并不僅限于這些特定的范例值。反饋值g1…gn向基站902提供關(guān)于信道品質(zhì)的數(shù)據(jù)，例如對于行動(dòng)臺(tái)904、906、908、910能夠可靠接收來自基站902的傳輸?shù)乃俾屎凸β实囊粋€(gè)評(píng)估。
以下是一個(gè)改變信道變化，并利用所產(chǎn)生的基于信道品質(zhì)的傳輸信道排序，實(shí)現(xiàn)對行動(dòng)臺(tái)用戶傳輸排序目的的方案1.取要傳輸?shù)幕鶐盘?hào)，乘上復(fù)數(shù)α1…αn。這些復(fù)數(shù)每次都隨機(jī)產(chǎn)生，或如上所述，隨時(shí)間緩慢變化。這些比例因數(shù)(scalingfactor)需具有兩個(gè)性質(zhì)(a)這些比例因數(shù)的幅值(magnitude)平方和應(yīng)固定不變，以保持基站902所用的總傳輸功率不變。
(b)這些比例因數(shù)在它們整個(gè)可能的范圍內(nèi)以連續(xù)方式變化。
2.利用來自行動(dòng)臺(tái)904、906、908、910的反饋g1…gn來決定向行動(dòng)臺(tái)也就是行動(dòng)臺(tái)用戶進(jìn)行傳輸?shù)捻樞颉Ｓ性S多排序的策略可供使用，但一般而言，擁有良好信道條件的行動(dòng)臺(tái)通常都優(yōu)選于信道條件不佳的行動(dòng)臺(tái)。整體的排序策略還要考慮用戶的優(yōu)先級(jí)，公平性，及其他類似的條件。另外，向行動(dòng)臺(tái)進(jìn)行傳輸?shù)乃俾室彩怯煞答佇畔頉Q定的。
在上述利用天線來改變信道變化的討論中，關(guān)鍵之處在于這種利用反饋的信息來安排用戶的傳輸時(shí)序的方案，由于臨近基站間的干擾減少了，即使在信道條件沒有物理變化的情形下，也能增加無線通信系統(tǒng)的通信容量。
當(dāng)一個(gè)行動(dòng)臺(tái)因?yàn)槿鐖D9所示的重疊覆蓋而潛在地與多個(gè)基站通信時(shí)，上述的方案仍同樣能應(yīng)用于從行動(dòng)臺(tái)到基站的上行鏈路里，在一些實(shí)施例中也是這樣做的。在這種情況下，行動(dòng)臺(tái)904、906、908、910中的一個(gè)行動(dòng)臺(tái)，從多個(gè)可能的基站902、916中依照信道條件信息，優(yōu)先選取具有較佳條件信道的基站來傳輸。
本發(fā)明的方法與設(shè)備也可應(yīng)用于其他情況，包括下面所討論的情況。
本發(fā)明中時(shí)序安排與速率控制的技術(shù)，也可用在對基站的上行鏈路傳輸?shù)臅r(shí)序安排和控制中。在這種情況下，每個(gè)行動(dòng)臺(tái)就需要使用多個(gè)天線。圖10示出了一種行動(dòng)臺(tái)1000，它與之前討論過的行動(dòng)臺(tái)700相似，但是帶有依照本發(fā)明的多組傳輸電路1024、1026及多個(gè)發(fā)射天線1030、1032。與之前討論過本發(fā)明中的基站一樣，這些發(fā)射天線1030、1032彼此分開，這樣它們的信號(hào)就會(huì)經(jīng)由不同的路徑傳輸至基站；而傳輸電路則是用來向兩個(gè)天線1030、1032將要發(fā)射的信號(hào)中引入相位與幅度的變化。在這樣的實(shí)施例中，基站利用行動(dòng)臺(tái)傳出的導(dǎo)頻信號(hào)測量出信道條件，然后再根據(jù)該信息決定要如何安排行動(dòng)臺(tái)時(shí)序。與上述下行鏈路方案的一點(diǎn)不同之處在于，這里不需要反饋信道狀態(tài)的信息。這是因?yàn)榛颈旧頃?huì)評(píng)估上行鏈路的信道條件，再使用一個(gè)優(yōu)選具有較好信道狀態(tài)行動(dòng)臺(tái)的時(shí)序安排算法，對行動(dòng)臺(tái)做時(shí)序安排。而上行鏈路的傳輸時(shí)序安排信息，是由基站傳送給行動(dòng)臺(tái)的，從而使得行動(dòng)臺(tái)知道該在何時(shí)使用何種速率將數(shù)據(jù)傳給基站。
需要注意的是，上面所描述的上行鏈路與下行鏈路中所用的時(shí)序安排及數(shù)據(jù)速率控制技術(shù)，可應(yīng)用在有多個(gè)潛在的重疊蜂巢存在的環(huán)境中。給定一個(gè)蜂巢間重復(fù)使用的頻寬，則從基站往行動(dòng)臺(tái)的鏈路可用蜂巢環(huán)境中的兩個(gè)數(shù)值來表示從基站到行動(dòng)臺(tái)的信道品質(zhì)，以及由其他蜂巢中的傳輸所造成的干擾。在上述的方案中，這兩個(gè)數(shù)值都會(huì)經(jīng)歷相同的波動(dòng)，且基站可以排定去向或者來自行動(dòng)臺(tái)的傳輸，這些行動(dòng)臺(tái)同時(shí)擁有最佳的信道品質(zhì)并受到最少的來自其他蜂巢的干擾，基站同時(shí)也控制上行和/或下行鏈路的傳輸速率。
本發(fā)明的方法與設(shè)備可廣泛應(yīng)用于各種多址技術(shù)(MultipleAccess techniques)。在以上的說明中，我們看出在如何向多個(gè)行動(dòng)臺(tái)及多個(gè)不同用戶分割資源、尤其是帶寬和時(shí)間中，存在著極大的靈活性。
現(xiàn)在我們將要討論幾個(gè)分割資源的范例，它們可應(yīng)用在許多不同的情況中。除此之外還存在許多其他的可能性。為簡潔起見，我們下面的討論僅限于應(yīng)用在下行鏈路中的例子，而相同的或類似的資源分配技術(shù)同樣可以應(yīng)用于上行鏈路中。
(a)時(shí)分多址(TDMA)在這個(gè)方法中，時(shí)間被切割成許多區(qū)塊，且基站一次只傳輸給一個(gè)行動(dòng)臺(tái)。在該方法中，時(shí)序安排的策略只需要決定在哪一段時(shí)間傳送給哪一個(gè)行動(dòng)臺(tái)而已。
(b)頻分多址(FDMA)我們的方案與本方法關(guān)系更為密切一些。在每個(gè)頻率區(qū)塊內(nèi)，利用來自行動(dòng)臺(tái)的關(guān)于信道品質(zhì)的反饋。然后基站將行動(dòng)臺(tái)分配到一些頻率區(qū)塊內(nèi)，使其能在分配到的頻率區(qū)塊中擁有最佳的信道條件。
(c)碼分多址(CDMA)用戶在擁有正交或接近正交的編碼時(shí)才被允許傳輸，在這個(gè)限制下，可以直接使用上述的方案。特別是在只有一個(gè)行動(dòng)臺(tái)要傳輸?shù)臈l件下，可直接應(yīng)用此方案。
(d)正交分頻多工(OFDM)該情況與FDMA非常類似。這里的頻率區(qū)塊是“邏輯的”，就是說每一個(gè)區(qū)間實(shí)際上都是一個(gè)特殊的跳躍序列(hopping sequence)。然而這些跳躍序列在時(shí)間上并不重疊，因此以不同區(qū)段彼此正交的觀點(diǎn)來看，是與FDMA相同。
考慮到以上對本發(fā)明所進(jìn)行的說明，對于那些精通本技術(shù)的人而言，顯而易見還有大量其他的對于上述方法及設(shè)備的實(shí)施方式及變形。這些方法和設(shè)備均應(yīng)包括于本發(fā)明的申請專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于通信系統(tǒng)中的通信方法，包含一個(gè)第一裝置與一個(gè)第二裝置，該方法包括以下步驟操作第一裝置來接收第一通信信道條件信息，該信息是關(guān)于第一裝置和第二裝置之間的第一通信信道的條件的；以及作為第一通信信道條件信息的一個(gè)函數(shù)，決定何時(shí)從第一裝置向第二裝置傳送數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的通信方法，還包含下列的步驟確定向第一裝置傳輸數(shù)據(jù)的速率，將其作為第一通信信道條件信息的一個(gè)函數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信方法，還包含以下的步驟以決定后的數(shù)據(jù)傳輸速率的函數(shù)形式分配帶寬。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的通信方法，其中分配帶寬的方法具有下列步驟當(dāng)確定的傳輸速率為第一速率時(shí)，分配第一帶寬值；及當(dāng)確定的傳輸速率為第二速率且比第一速率大時(shí)，分配第二帶寬值，且其大于第一帶寬值。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信方法，還包含下列的步驟以所確定的數(shù)據(jù)傳輸速率的函數(shù)形式，控制由第一裝置傳輸數(shù)據(jù)至第二裝置所用的功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的通信方法，還包括當(dāng)確定的傳輸速率為第一速率時(shí)，使用第一功率值將數(shù)據(jù)由第一裝置傳輸給第二裝置；及當(dāng)確定的傳輸速率為第二速率且比第一速率大時(shí)，使用一個(gè)大于第一功率值的第二功率值將數(shù)據(jù)由第一裝置傳輸給第二裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述系統(tǒng)還包括一個(gè)第三裝置，該方法還包括下列步驟操作第一裝置來接收第二通信信道條件信息，該信息是關(guān)于第一裝置和第三裝置之間的一個(gè)第二通信信道的條件的；以及作為第二通信信道條件信息的一個(gè)函數(shù)，決定何時(shí)向所述的第三裝置傳送數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包含下列的步驟操作第二裝置來測量所接收到的來自第一裝置的第一信號(hào)的幅度；以及由第二裝置將第一信號(hào)的幅度信息傳送給第一裝置，所述第一通信信道條件信息包含該第一信號(hào)幅度信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的通信方法，還包含下列的步驟操作第三裝置測量所接收到，來自第一裝置的第二信號(hào)的幅度；以及由第三裝置將第二信號(hào)的幅度信息傳送給第一裝置，所述第二通信信道條件信息包含該第二信號(hào)幅度信息。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述的第一裝置為一基站，第二及第三裝置為行動(dòng)臺(tái)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中決定何時(shí)傳送數(shù)據(jù)的步驟，包含下列步驟將向所述的第二及第三裝置的數(shù)據(jù)傳輸排序，從而使得擁有較佳信道條件的裝置在排序上優(yōu)先于信道條件不佳的裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包含下列的步驟將第一數(shù)據(jù)信號(hào)由第一裝置傳送至第二裝置，該傳輸步驟包括在第一數(shù)據(jù)信號(hào)中引入一個(gè)變化，該變化可作為第一數(shù)據(jù)信號(hào)隨時(shí)間的改變由第二裝置偵測出來。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中引入第一數(shù)據(jù)信號(hào)的變化至少包括相位變化及幅度變化中的一個(gè)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述的第一數(shù)據(jù)信號(hào)包含一個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所引入的變化為一相位變化。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所引入的變化為一幅度變化。
17.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包含下列的步驟；使用N個(gè)天線，將同樣的數(shù)據(jù)傳送給第二裝置，N是一個(gè)大于1的正整數(shù)，該傳輸步驟包括使用所述的N個(gè)天線中的第一天線，傳送包含所述數(shù)據(jù)的第一數(shù)據(jù)信號(hào)；以及使用所述的N個(gè)天線中的第二天線，傳送含有與所述第一數(shù)據(jù)信號(hào)相同數(shù)據(jù)的第二數(shù)據(jù)信號(hào)，該第二數(shù)據(jù)信號(hào)具有與第一數(shù)據(jù)信號(hào)不同的相位。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包含下列的步驟在所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)中，至少改變其中一個(gè)的相位，使其為時(shí)間的函數(shù)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述的第一以及第二數(shù)據(jù)信號(hào)有同樣的中心頻率fc。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，還包括將第一與第二天線以至少半波長的距離間隔開的步驟，其中波長等于C除以fc，C表示光速。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)有相同的載波頻率fc。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，還包括將第一與第二天線以至少半波長的距離間隔開的步驟，其中波長等于光速C除以fc，C表示光速。
23.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，還包含下列的步驟隨時(shí)間改變所述第一以及第二數(shù)據(jù)信號(hào)的相對幅度。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)包含帶有一個(gè)符號(hào)周期的符號(hào)，所述的方法還具有下列步驟在至少一個(gè)符號(hào)周期內(nèi)，使用一個(gè)固定的平均功率值傳送所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)的組合。
25.根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，還包含下列的步驟隨時(shí)間改變所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)的相對幅度，但在所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)改變的時(shí)間內(nèi)，保持所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)的組合平均傳輸功率為一常數(shù)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中N大于2。
27.一種通信方法，包括以下步驟操作一個(gè)基站從多個(gè)行動(dòng)臺(tái)接收各自的信道條件信息，從各個(gè)行動(dòng)臺(tái)接收到的信道條件信息中包含指示了與所述的行動(dòng)臺(tái)相關(guān)的一條通信信道品質(zhì)的數(shù)據(jù)；以及安排從所述基站到所述行動(dòng)臺(tái)的傳輸?shù)臅r(shí)序，將其作為與單個(gè)行動(dòng)臺(tái)相關(guān)的通信信道品質(zhì)的函數(shù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的通信方法，還包含下列步驟分配從所述基站向所述行動(dòng)臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)的帶寬，將其作為與單個(gè)行動(dòng)臺(tái)相關(guān)的通信信道品質(zhì)的函數(shù)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的通信方法，其中所述的分配帶寬的步驟包括；當(dāng)與個(gè)別行動(dòng)臺(tái)間的通信信道品質(zhì)是在第一狀態(tài)，而與另外個(gè)別行動(dòng)臺(tái)間的通信信道是處在第二狀態(tài)且比第一狀態(tài)差時(shí)，向前者分配多于后者的帶寬。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的通信方法，還包含下列步驟控制從所述的基站向多個(gè)行動(dòng)臺(tái)中的一個(gè)行動(dòng)臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)所使用的功率值，把它作為與所述的一個(gè)行動(dòng)臺(tái)相關(guān)的通信信道品質(zhì)的函數(shù)。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的通信方法，其中所述的控制功率量的步驟包括當(dāng)所述的多個(gè)行動(dòng)臺(tái)中的一個(gè)，其通信信道品質(zhì)處在第一等級(jí)時(shí)，使用第一功率值將數(shù)據(jù)由所述的基站傳送至該行動(dòng)臺(tái)；以及當(dāng)所述的多個(gè)行動(dòng)臺(tái)中的一個(gè)，其通信信道品質(zhì)處在第二等級(jí)，且比第一等級(jí)更佳時(shí)，使用第二功率值將數(shù)據(jù)由所述的第一裝置傳送至所述的第二裝置。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的通信方法，還包含下列步驟確定向每一個(gè)所述的行動(dòng)臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)的速率，把它作為各個(gè)行動(dòng)臺(tái)的通信信道品質(zhì)的函數(shù)。
33.根據(jù)權(quán)利要求27所述的通信方法，其中所述的安排對行動(dòng)臺(tái)的傳輸時(shí)序的步驟包含以下步驟操作一個(gè)時(shí)序安排例程，該例程包括一種偏好，即相比具有較差通信信道條件的行動(dòng)臺(tái)，優(yōu)先向具有較好通信信道條件的行動(dòng)臺(tái)進(jìn)行傳輸。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的通信方法，還包含下列步驟傳送第一信號(hào)與第二信號(hào)至每一個(gè)行動(dòng)臺(tái)，這兩個(gè)信號(hào)包含相同的信息，所述的傳輸步驟包括使用一個(gè)第一天線傳輸?shù)谝恍盘?hào)；以及使用一個(gè)第二天線傳輸?shù)诙盘?hào)。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的通信方法，其中所述的第一與第二信號(hào)隨時(shí)間相對變化相位和幅度中至少一項(xiàng)，但兩者擁有相同的中心頻率。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的通信方法，其中所述的第一與第二信號(hào)隨時(shí)間相對變化相位和幅度中至少一項(xiàng)，但兩者擁有相同的載波頻率。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的通信方法，其中所述的第二天線位于第二基站上，所述的方法還包含下列步驟操作第一基站以控制第二基站，使其利用位于第二基站內(nèi)的第二天線廣播所述的第二信號(hào)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37所述的通信方法，還包含下列步驟確定向所述的每個(gè)行動(dòng)臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)的速率，將其作為所接受到的信道條件信息的函數(shù)。
39.一種通信方法，包括下列步驟操作一個(gè)基站，根據(jù)從所述的行動(dòng)臺(tái)接收到的信號(hào)，評(píng)估所述的基站與行動(dòng)臺(tái)間的通信信道條件；以及安排從所述行動(dòng)臺(tái)到所述基站的傳輸時(shí)序，將其作為所估計(jì)的個(gè)別行動(dòng)臺(tái)與基站之間通信信道品質(zhì)的函數(shù)。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的通信方法，還包含下列步驟確定向至少一個(gè)所述行動(dòng)臺(tái)傳送數(shù)據(jù)的速率，將其作為所評(píng)估的通信信道條件的函數(shù)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的通信方法，還包含下列步驟分配通信帶寬用于與至少一個(gè)所述的行動(dòng)臺(tái)通信，將該帶寬作為已確定的數(shù)據(jù)傳輸速率的函數(shù)。
42.根據(jù)權(quán)利要求40所述的通信方法，還包含下列步驟控制向至少一個(gè)所述的行動(dòng)臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)所用的功率值，將該功率值作為已確定的數(shù)據(jù)傳輸速率的函數(shù)。
43.根據(jù)權(quán)利要求40所述的通信方法，其中安排對所述行動(dòng)臺(tái)的傳輸時(shí)序的步驟包含以下步驟操作一個(gè)時(shí)序安排例程，該例程包括一種偏好，即相比具有較差通信信道條件的行動(dòng)臺(tái)，優(yōu)先向具有較好通信信道條件的行動(dòng)臺(tái)進(jìn)行傳輸。
44.一種在一個(gè)第一裝置和一個(gè)第二裝置之間傳輸數(shù)據(jù)的方法，包括以下步驟提供N個(gè)分離的天線，所述的多個(gè)天線包括至少一個(gè)第一天線與一個(gè)第二天線，N為大于1的正整數(shù)；操作第一裝置從第一天線發(fā)射一個(gè)包含所述數(shù)據(jù)的第一信號(hào)，所述的第一信號(hào)具有載波頻率fc，第一天線的廣播區(qū)域包含第二裝置；操作第一裝置從第二天線發(fā)射一個(gè)包含所述數(shù)據(jù)的第二信號(hào)，所述的第二信號(hào)與所述的第一信號(hào)有相同的載波頻率fc，第二天線的廣播區(qū)域包含第二裝置，所述的第二信號(hào)在相位與幅度中的至少一項(xiàng)上相對于所述的第一信號(hào)隨時(shí)間變化。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的方法，其中所述的第二信號(hào)的相位相對于第一信號(hào)的相位隨時(shí)間變化，該方法還包括下列步驟在操作第二天線發(fā)射第二信號(hào)之前，向第二信號(hào)的相位引入一個(gè)變化，使其隨時(shí)間變化。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，還包含以下步驟控制當(dāng)數(shù)據(jù)作為所述第一信號(hào)的一部份傳輸時(shí)的速率，將該速率作為傳輸信道品質(zhì)信息的一個(gè)函數(shù)。
47.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中所述的第一裝置為一個(gè)基站，所述的第二裝置為行動(dòng)臺(tái)。
48.根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其中所述的第一裝置為一個(gè)行動(dòng)臺(tái)，所述的第二裝置為基站。
49.一種用于在一個(gè)第一裝置和一個(gè)第二裝置之間傳輸數(shù)據(jù)的方法，具有以下步驟提供N個(gè)分離天線，所述的多個(gè)天線包括至少一個(gè)第一天線與一個(gè)第二天線，N為大于1的正整數(shù)；操作第一裝置從第一天線發(fā)射一個(gè)包含所述數(shù)據(jù)的第一信號(hào)，所述的第一信號(hào)具有中心頻率，第一天線的廣播區(qū)域包含第二裝置；操作第一裝置從第二天線發(fā)射一個(gè)包含所述數(shù)據(jù)的第二信號(hào)，所述的第二信號(hào)與所述的第一信號(hào)有相同的中心頻率，第二天線的廣播區(qū)域包含第二裝置，所述的第二信號(hào)在相位與幅度中的至少一項(xiàng)上相對于所述的第一信號(hào)隨時(shí)間變化。
50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的方法，還包括下列步驟在操作第二天線發(fā)射第二信號(hào)之前，向第二信號(hào)的相位引入一個(gè)變化，使其隨時(shí)間變化；以及控制當(dāng)數(shù)據(jù)作為所述第一信號(hào)的一部份傳輸時(shí)的速率，將該速率作為傳輸信道品質(zhì)信息的一個(gè)函數(shù)。
51.一種通信設(shè)備，包括一個(gè)數(shù)據(jù)源；連接至所述數(shù)據(jù)源的一個(gè)發(fā)射機(jī)電路，用來產(chǎn)生多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)，每一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)包含相同的數(shù)據(jù)，所述的多個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)包括一個(gè)第一數(shù)據(jù)信號(hào)與一個(gè)第二數(shù)據(jù)信號(hào)，所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)至少在相位與幅度中的一項(xiàng)上彼此不同，并隨時(shí)間改變；以及連接至所述發(fā)射機(jī)電路的多個(gè)天線，用來并行接收和發(fā)送所述的數(shù)據(jù)信號(hào)，每一個(gè)天線接收并發(fā)送一個(gè)所述的數(shù)據(jù)信號(hào)。
52.根據(jù)權(quán)利要求51所述的設(shè)備，其中所述的發(fā)射機(jī)電路包括能獨(dú)立地隨時(shí)間改變所述第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)中至少一個(gè)的相位的裝置。
53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的設(shè)備，還包括一個(gè)接收機(jī)，用來接收通信信道條件信息；以及一個(gè)用來確定第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)中數(shù)據(jù)傳輸速率的裝置，該速率被作為通信信道信息的一個(gè)函數(shù)。
54.根據(jù)權(quán)利要求52所述的通信設(shè)備，還包括一個(gè)接收機(jī)，用于從多個(gè)行動(dòng)臺(tái)接收通信信道條件信息，該信息是關(guān)于所述的多個(gè)行動(dòng)臺(tái)各自的通信信道條件的；以及用于排定向個(gè)別行動(dòng)臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)的順序的裝置，該排序是所接收到的通信信道條件的一個(gè)函數(shù)。
55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的設(shè)備，其中所述的時(shí)序安排裝置包含一個(gè)時(shí)序安排例程，它給予擁有良好通信信道的行動(dòng)臺(tái)，在數(shù)據(jù)傳輸?shù)捻樞蛏舷鄬τ谕ㄐ判诺垒^差行動(dòng)臺(tái)的優(yōu)先對待。
56.根據(jù)權(quán)利要求55所述的設(shè)備，還包括用于確定所述的第一與第二數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)傳輸速率的裝置，該速率被作為通信信道信息的一個(gè)函數(shù)。
57.根據(jù)權(quán)利要求54所述的設(shè)備，其中所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)有同樣的中心頻率fc以及一個(gè)在中心頻率處的波長W；以及其中所述的第一與第二天線間的距離至少為波長W的一半。
58.根據(jù)權(quán)利要求54所述的設(shè)備，其中所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)有同樣的載波頻率fc以及一個(gè)在載波頻率處的波長W；以及其中所述的第一與第二天線間的距離至少為波長W的一半。
59.根據(jù)權(quán)利要求51所述的設(shè)備，其中所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)有同樣的中心頻率fc以及一個(gè)在中心頻率處的波長W；以及其中所述的第一與第二天線間的距離至少為波長W的一半。
60.根據(jù)權(quán)利要求51所述的設(shè)備，其中所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)有同樣的載波頻率fc以及一個(gè)在載波頻率處的波長W；以及其中所述的第一與第二天線間的距離至少為波長W的一半。
61.根據(jù)權(quán)利要求51所述的設(shè)備，還包括一個(gè)隨時(shí)間以固定功率值發(fā)送所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)的組合的裝置。
62.根據(jù)權(quán)利要求61所述的設(shè)備，還包括用于隨時(shí)間改變所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)相對幅度的裝置，但在改變所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)的相對幅度的時(shí)間內(nèi)，保持所述的第一與第二數(shù)據(jù)信號(hào)的合成平均傳輸功率幾乎為一常數(shù)值。
63.一種通信系統(tǒng)，包括一個(gè)行動(dòng)臺(tái)；以及一個(gè)基站，所述的基站包括i.一個(gè)接收機(jī)，用于接收通信信道條件信息，該信息是關(guān)于第一裝置之間的第一通信信道條件的信息；以及ii.用于確定向所述行動(dòng)臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)的速率的裝置，該速率被作為信道條件信息的一個(gè)函數(shù)。
64.根據(jù)權(quán)利要求63所述的通信系統(tǒng)，還包含多個(gè)額外的行動(dòng)臺(tái)，所述的基站接收機(jī)接收額外的通信信道條件信息，這些信息是關(guān)于所述基站與額外行動(dòng)臺(tái)間的通信信道條件的。
65.根據(jù)權(quán)利要求64所述的通信系統(tǒng)，還包括用于確定基站向不同行動(dòng)臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)的順序的裝置，該順序被作為所述的通信信道條件信息和所述的額外通信信道條件信息的函數(shù)。
66.根據(jù)權(quán)利要求65所述的通信系統(tǒng)，其中所述的基站還包括至少一個(gè)第一天線與第二天線，用來向所述的行動(dòng)臺(tái)之一廣播包含同樣數(shù)據(jù)的第一與第二信號(hào)，所述的第一與第二信號(hào)有不同的相位。
67.根據(jù)權(quán)利要求65所述的通信系統(tǒng)，其中所述的基站還包括至少一個(gè)第一天線與第二天線，用來向所述的行動(dòng)臺(tái)之一廣播包含同樣數(shù)據(jù)的第一與第二信號(hào)，所述的第一與第二信號(hào)有不同的幅度。
68.根據(jù)權(quán)利要求65所述的通信系統(tǒng)，其中所述的基站還包括用于向要發(fā)送給行動(dòng)臺(tái)的信號(hào)引入變化的裝置，使得行動(dòng)臺(tái)能偵測到接收信號(hào)功率的波動(dòng)。
69.根據(jù)權(quán)利要求68所述的通信系統(tǒng)，其中所述的用于向信號(hào)引入變化的裝置包括多個(gè)用來并行發(fā)送相同數(shù)據(jù)的天線。
70.一種移動(dòng)通信裝置，具有一種可攜的外殼；發(fā)射機(jī)電路系統(tǒng)，安裝于所述的可攜外殼上，用來產(chǎn)生多個(gè)信號(hào)，這些信號(hào)包含相同的數(shù)據(jù)內(nèi)容但具有彼此隨時(shí)間變化而不同的相位；多個(gè)連接在所述外殼上的天線，所述的天線連接到所述的發(fā)射機(jī)電路上，每個(gè)天線被用來發(fā)射所述的包含相同數(shù)據(jù)內(nèi)容的多個(gè)信號(hào)中的一個(gè)。
71.根據(jù)權(quán)利要求70所述的裝置，還包括接收機(jī)電路系統(tǒng)，用來接收從一個(gè)基站發(fā)出的信號(hào)；以及用于根據(jù)從基站接收的信號(hào)產(chǎn)生信道條件信息的裝置。
全文摘要
一種方法與設(shè)備，尤指一種排定行動(dòng)臺(tái)(MSs)下載數(shù)據(jù)和/或以下行鏈路信道條件信息為函數(shù)由一基站(BS)決定一行動(dòng)臺(tái)下載速度的方法與設(shè)備。當(dāng)基站使用兩個(gè)或更多個(gè)發(fā)射天線時(shí)，行動(dòng)臺(tái)可測知人為信道變化，以及為了時(shí)序安排而反饋給基站的反饋將被引入。各個(gè)發(fā)射天線使用相同的頻率，傳送具有相同內(nèi)容的信號(hào)。然而，所述的信號(hào)會(huì)隨時(shí)間改變它們的相位以及/或幅度。具有相同傳輸頻率以及數(shù)據(jù)內(nèi)容的多個(gè)信號(hào)在行動(dòng)臺(tái)端被接收并轉(zhuǎn)為單一的合成信號(hào)。所述的接收信號(hào)與故意引入信號(hào)中的改變交互影響，結(jié)果使行動(dòng)臺(tái)可隨時(shí)間偵測出不同的信號(hào)幅度和/或相位，即使用來傳輸所述具有相同數(shù)據(jù)信息內(nèi)容的合成信號(hào)的總功率值保持為常數(shù)。數(shù)據(jù)傳輸速率由信道條件來控制，例如，信道條件越佳，傳輸速率越快。通過以信道條件改變傳輸速率的方法，以及對擁有較佳信道條件的行動(dòng)臺(tái)的優(yōu)選，基站考慮下行鏈路時(shí)比起其他已知的系統(tǒng)更能改善整體的通信容量。
文檔編號(hào)H04W72/12GK1466857SQ01816327
公開日2004年1月7日 申請日期2001年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年9月15日
發(fā)明者普拉穆德·維斯沃納斯, 拉奇夫·拉羅亞, 戴維·N·C·特西, 拉羅亞, N C 特西, 普拉穆德 維斯沃納斯 申請人:弗拉里奧恩技術(shù)公司