專利名稱：閉環(huán)發(fā)送分集模式中根據(jù)預測數(shù)據(jù)得出更為精確的估計的制作方法
背景技術：
本發(fā)明屬無線通信系統(tǒng)領域，具體地說涉及在閉環(huán)發(fā)送分集模式中采用信道估計的無線通信系統(tǒng)。
在以閉環(huán)模式進行工作的無線通信系統(tǒng)(例如蜂窩系統(tǒng))中，提高網(wǎng)絡容量或性能，也就是說使得在基站與移動用戶單元之間能夠傳送更多數(shù)據(jù)，意味著增加效益。例如，在以閉環(huán)模式工作的碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)從一個基站在一個稱為業(yè)務信道的傳輸信道上發(fā)送通信信號時，可能出現(xiàn)一些包括傳輸和信號截獲相關的失真的幾種失真，這會限制網(wǎng)絡容量或性能可以得到任何明顯的改善。而且，在典型的閉環(huán)模式，多個在用的移動用戶單元可以同時接入業(yè)務信道。此外，可以用一個反饋信道從多個在用移動用戶單元中的一個或多個目標移動用戶單元向基站發(fā)送反饋信息。然而，在許多無線通信系統(tǒng)中，信號時常受到涉及傳輸和信號截獲的失真，諸如衰落和多路徑干擾。因此，反饋信道也可能遇到某種程度的衰落和多路徑干擾。在有些情況下，這可能導致在從一個或多個目標移動用戶單元至基站的通信中產(chǎn)生有限的時間延遲。
一種改善網(wǎng)絡容量和性能的技術是減小與在一個或多個目標移動用戶單元與基站之間在一個反饋信道(例如，一個無線電鏈路)上發(fā)送和截獲反饋信息有關的有限時間延遲。然而，需要加以補償?shù)难舆t主要是由通過反饋信道發(fā)送反饋信息所需的時間引起的。因此，在這種情況下，補償有限時間延遲可能難以實現(xiàn)。
具體地說，為了以閉環(huán)模式避免傳輸信道(例如話務和/或反饋信道)的衰落，在移動用戶單元慢速運動的情況下，可以采用一種反饋的功率控制。然而，在衰落速率增大時，如在移動用戶單元以比較高的速度運動的情況下，閉環(huán)功率控制幾乎沒有什么效果。為了克服傳輸信道的多路徑干擾，在閉環(huán)模式，在多個在用的移動用戶單元有多路徑衰落的傾向，即對于這些在用的移動用戶單元的每個移動用戶單元來說業(yè)務信道包括多于一個的各別傳播路徑時，執(zhí)行信道估計。信道估計通常包括確定一些信道參數(shù)，以補償一定的涉及傳輸和信號截獲的失真。
為了在移動臺執(zhí)行信道估計，基站可以向這些在用的移動用戶單元發(fā)送一個具有一個或多個領示碼元的領示信道，以提供適當?shù)亩〞r和其他信息。于是，一個目標移動用戶單元可以獲得所需的信道參數(shù)，這些信道參數(shù)可以根據(jù)使用領示碼元的領示信道形成。領示碼元的例子包括供這些在用的移動用戶單元尋找一個與之聯(lián)系的基站用的偽隨機噪聲(PN)碼、擴頻序列或加擾序列。然而，信道估計一般只限于檢測，作出許多限制性假設，諸如對業(yè)務信道的定時信息的假設之類。
在一些無線通信系統(tǒng)中，已在閉環(huán)模式中廣泛采用各種分集模式，這些分集模式據(jù)稱在衰落信道環(huán)境中可以提供較好的信號質(zhì)量，顯著地提高網(wǎng)絡容量和性能。分集模式實質(zhì)上是要求用至少兩個天線使用至少兩個不同的參數(shù)(包括位置或極化)發(fā)送或接收一個信號。分集模式可以是發(fā)送分集或接收分集。在發(fā)送分集中，在一個移動用戶單元內(nèi)可能需要利用已知的領示信道的領示碼元估計N個衰落信道時，一個基站可以用N個發(fā)送天線。
例如，一個CDMA通信系統(tǒng)可以用雙重發(fā)送分集(即用兩個發(fā)送天線和一個接收天線)來估計多路徑衰落信道。然而，至少部分由于閉環(huán)反饋有相當長的時間延遲，不大可能得到涉及每個多路衰落信道的瞬時信道狀態(tài)(例如，定時和衰減)的知識。在沒有精確的信道狀態(tài)知識的情況下，要準確地估計可以充分補償一些涉及傳輸和信號截獲的失真的信道參數(shù)或許是不可能的。
不幸的是，在閉環(huán)發(fā)送分集模式中，反饋只與信道估計結合可能提供不了滿足要求的對天線傳輸?shù)难a償，因為信道估計可能跟不上基站與在運動的移動用戶單元之間傳輸信道的迅速改變。因此，雖然在基站與移動用戶單元之間在閉環(huán)模式中采用發(fā)送分集進行通信，但是仍希望有更好的對在一個信道上的傳輸進行補償?shù)募夹g。
因此，有必要在以閉環(huán)發(fā)送分集模式工作的無線通信系統(tǒng)中精確地估計傳輸模式。
附圖簡要說明

圖1為按照本發(fā)明的一個實施例設計的通信系統(tǒng)的原理圖2為按照本發(fā)明的一個實施例設計的可用于圖1所示通信系統(tǒng)的移動用戶單元的移動臺收發(fā)信機的方框圖；圖3為在本發(fā)明的一個實施例中可用于圖1中的移動臺收發(fā)信機的信道預測器的方框圖；圖4A為按照本發(fā)明的一個實施例設計的流程圖；圖4B為按照本發(fā)明的一個實施例設計的流程圖；圖5為按照本發(fā)明的一個實施例設計的流程圖；以及圖6為按照本發(fā)明的一個實施例設計的供在基站使用的圖1中的基站收發(fā)信機的總體體系結構，這個體系結構可以在閉環(huán)模式發(fā)送分集中進行信道預測，預測將來在指定時間向圖1中的移動臺收發(fā)信機進行傳輸?shù)膫鬏斈Ｊ健?br> 詳細說明在一個實施例中，如圖1所示的通信系統(tǒng)10包括一個基站收發(fā)信機12，它通過一個或多個無線電鏈路16與一個移動臺收發(fā)信機14進行通信。在一個實施例中，圖1所示的移動用戶單元的移動臺收發(fā)信機14在適當激活時接收或者也可以是發(fā)送一個或多個無線電通信信號。在一個實施例中，移動臺收發(fā)信機14包括一個接口18和一個處理器20，它們都與存儲單元22連接，在存儲單元22內(nèi)可以存有處理這些無線電通信的信道控制程序24。如在下面還要詳細說明的那樣，在一個實施例中，信道控制程序24在執(zhí)行時可以使移動臺收發(fā)信機14可以接收在一個或多個無線電鏈路16上的無線電通信信號，這些無線電通信信號可以用來與基站收發(fā)信機12通信。
如圖1所示，在一個實施例中，移動臺收發(fā)信機14還包括一個天線26，用來在一個或多個無線電鏈路16上接收或者也發(fā)送一個無線電通信信號。無線電通信信號包括從基站收發(fā)信機12發(fā)送的第一發(fā)送信號32A和第二發(fā)送信號32B?；臼瞻l(fā)信機12包括多個自適應天線30，其中包括分別將第一發(fā)送信號32A和第二發(fā)送信號32B發(fā)向天線26的第一天線30(1)和第二天線30(m)。
然而，第一和第二發(fā)送信號32A和32B可以通過多個傳播路徑傳播到天線26。基站收發(fā)信機12可以發(fā)送一個具有多個領示碼元的領示信道。移動臺收發(fā)信機14可以接收領示信道，加以處理，確定是否要與基站收發(fā)信機12進行互動。在移動臺收發(fā)信機14作出肯定的決定后，可以將涉及第一發(fā)送信號32A和/或第二發(fā)送信號32B的將來信道預測信息通過反饋信道35發(fā)回給基站收發(fā)信機12。利用信道估計，可以得出信道預測信息。具體地說，信道控制程序24在一個實施例中根據(jù)信道估計執(zhí)行信道預測，產(chǎn)生精確的對將來信道狀態(tài)的估計，這估計可以用來得出在基站收發(fā)信機12與移動臺收發(fā)信機14之間的將來信道。
圖2的移動臺收發(fā)信機14與圖1中所示的類似(因此，類似的部分標有類似的標注數(shù)字)，只是詳細地示出了接口18和信道控制程序24的情況。接口18包括一個接收接口45，用來接收第一發(fā)送信號32A和/或第二發(fā)送信號32B，供第一解擴器50a和第二解擴器50b進行處理。第一和第二解擴器50a、50b分別對從基站收發(fā)信機12進入第一天線30(1)和第二天線30(m)(圖1)的信道傳播路徑的第一和第二發(fā)送信號32A、32B進行解擴。雖然“至少兩個天線”在所示的這個實施例中只是多個自適應天線30中的第一和第二天線30(1)和30(m)，但是可以很容易推廣到使用多個自適應天線30中任何多于兩個的天線的情況。
在一個實施例中，信道控制程序24包括一個信道估計器55、一個信道預測器57和一個反饋數(shù)據(jù)產(chǎn)生器60。信道估計器55提供對圖1中所示的第一和第二天線30(1)、30(m)的信道估計。接著，信道預測器57根據(jù)對第一天線30(1)的信道估計和對第二天線30(m)的信道估計預測相應的信道傳播路徑。反饋數(shù)據(jù)產(chǎn)生器60從一個預定的對第一和第二天線30(1)和30(m)的加權系數(shù)組中選擇一個或多個天線加權系數(shù)，計算出需通過發(fā)送接口65發(fā)送到反饋信道35上的反饋信息(例如，所選的加權系數(shù))?；蛘撸部梢杂没谌鐖D所示的加權系數(shù)選擇以外的其他適當反饋方法從移動臺收發(fā)信機14向基站收發(fā)信機12傳送涉及信道狀態(tài)的反饋信息，以調(diào)整它通過第一天線30(1)和第二天線30(m)實現(xiàn)的傳輸模式。
為了執(zhí)行信道預測，在一個實施例中，信道控制程序24裝有信道估計器55的信道估計算法、信道預測器57的自適應信道預測算法、和反饋數(shù)據(jù)產(chǎn)生器60的反饋計算算法。首先，移動臺收發(fā)信機14對第一和/或第二發(fā)送信號32、32B解擴，以使一些可以植入領示信道的領示碼元(例如，擴頻序列和/或加擾序列)去相關。利用信道估計算法，信道控制程序24用經(jīng)解擴的輸出估計每個傳播路徑的信道參數(shù)(例如，相位和振幅)。所得到的信道參數(shù)于是由信道控制程序24用來通過自適應信道預測和反饋計算算法預測將來信道狀態(tài)。輸入反饋計算算法的是信道預測算法的輸出而不是信道估計算法的輸出，這使信道控制程序24可以準確地匹配一個將來信道的將來傳輸狀態(tài)。在一個實施例中，這個將來信道是在一個指定時間將在基站收發(fā)信機12與移動臺收發(fā)信機14之間存在的實際信道。
在工作中，圖1中的基站收發(fā)信機12，在一個實施例中，在一個或多個無線電鏈路16上向圖1和2中所示的移動臺收發(fā)信機14發(fā)送一個領示信道。在一個實施例中，領示信道可以包括一個與第一天線30(1)關聯(lián)的第一公共領示信道(CPICH)信號和一個與第二天線30(m)關聯(lián)的第二公共領示信道(CPICH)信號。一收到第一和第二公共領示信道信號，處理器20就用信道控制程序24處理第一發(fā)送信號32A和/或第二發(fā)送信號32B。信道控制程序24產(chǎn)生可能在從基站收發(fā)信機12至移動臺收發(fā)信機14的一個或多個無線電鏈路16上存在的將來信道的將來預測信息(將在下面詳細說明)。
按照本發(fā)明的一個對于一個信道(例如，第一發(fā)送信號32A或第二發(fā)送信號32B)的實施例，將來信道預測信息包括一些信道預測項。信道控制程序24根據(jù)第一公共領示信道信號得出第一信道估計項，根據(jù)第二公共領示信道信號得出第二信道估計項。在一個實施例中，第一和第二信道估計項可以存儲在存儲單元22內(nèi)，以供確定信道預測項時使用。在可以將多個自適應天線30的每個天線的信道估計項與幾個在不同的時間到達的傳播路徑關聯(lián)時，可以有益地將它們存儲在存儲單元22內(nèi)，以便稍后與所有其他傳播路徑的其他估計一起使用。因此，信道預測項可以由信道控制程序24以一次或多次迭代的迭代方式根據(jù)第一和第二信道估計項自適應地計算出來(稍后將在本發(fā)明的一個實施例的軟件實現(xiàn)情況中詳細說明)。因此，可以根據(jù)信道預測項預測信道在指定時間的將來狀態(tài)。利用信道預測項，可以自適應地控制將來傳輸模式，使它與將來信道狀態(tài)匹配。
在一個實施例中，第一信道估計項可以與一個在一次或多次迭代的當前迭代前的至少一個迭代中計算出的信道估計項相應。同樣，第二信道估計項可以與一個在一次或多次迭代的當前迭代中計算出的信道估計相應。
舉例來說，從第一天線30(1)接收到第一公共領示信道信號，而從第二天線30(m)接收到第二公共領示信道信號。可以根據(jù)第一和第二公共領示信道信號區(qū)分與第一和第二天線30(1)、30(m)關聯(lián)的第一和第二信道傳播路徑。對于第一和第二信道的傳播路徑，在一個實施例中，可以估計出信道(例如，第一發(fā)送信號32A或第二發(fā)送信號32B)的相位和幅度。
利用信道預測和反饋計算算法，在一個實施例中，選擇一個特定的天線加權系數(shù)值可以精確地使將來傳輸狀態(tài)與將來信道狀態(tài)匹配。由于一組允許的天線加權系數(shù)是事前已知的，而且不會隨時間改變，因此可以事前確定所有可能的加權系數(shù)值，存儲在一個查找表內(nèi)?；蛘?，也可以按需要周期性地更新這組允許的天線加權系數(shù)。在任何情況下，這組允許的天線加權系數(shù)可以有益地存儲在移動臺收發(fā)信機14、基站收發(fā)信機12內(nèi)，或者遠距離地存儲在任何適當?shù)拇鎯υO備內(nèi)。
例如，在一個實施例中，信道控制程序24接收一個或多個分別與多個自適應天線30中的一個或多個天線關聯(lián)的加權值。根據(jù)由信道控制程序24確定的信道預測項，可以從這一個或多個加權值中選出至少一個加權值，通過反饋信道35提供給第一和第二天線30(1)、30(m)，以精確地與一個信道(例如，第一發(fā)送信號32A或第二發(fā)送信號32B)在指定時間的將來狀態(tài)匹配。
信道預測算法可以根據(jù)與每個天線關聯(lián)的第一和第二(例如，過去和現(xiàn)在的)信道估計項訓練，以學習多個自適應天線30中任何參與或者說起作用的天線的傳輸模式產(chǎn)生的各個信道傳播路徑。因此，為了調(diào)整發(fā)射機從一個特定的天線(例如第一和第二天線30(1)、30(m)之一)發(fā)送的將來傳輸模式，可以根據(jù)信道預測項自適應地控制一個或多個天線傳輸特性。為此，根據(jù)信道預測項，可以為這個特定的天線選擇一個特定的天線加權值，以精確地與這個特定的天線發(fā)送的將來信道的將來傳輸狀態(tài)匹配。
具體地說，按照本發(fā)明的一個實施例，從根據(jù)傳輸模式對信道傳播路徑的預測中，信道控制程序24的反饋計算算法可以從允許的天線加權系數(shù)組中查找出最好的天線加權值，用于參與天線，以使參與天線在一個指定時間發(fā)送的將來信道與將來傳輸狀態(tài)匹配。在一個實施例中，所選的天線加權值，或者在有些情況下是多個為一個或多個參與天線所選的天線加權值，可以編碼(例如編碼成2或4個比特)后通過接口18和天線26在反饋信道35上發(fā)送給基站收發(fā)信機12?；臼瞻l(fā)信機12從反饋信道35接收到所選的天線加權值后，將天線30(1)和/或30(m)的天線輸入與所選的天線加權系數(shù)相乘。例如，所選的天線加權系數(shù)值可以加到至少第一和第二天線30(1)、30(m)之一的天線輸入端，或者加到第一和第二天線30(1)、30(m)兩個的天線輸入端。這樣，就可以用選擇一個特定的天線加權系數(shù)值使將來傳輸狀態(tài)與將來信道狀態(tài)精確匹配。
本發(fā)明的一個實施例包括用多個自適應天線30發(fā)送數(shù)據(jù)，這些自適應天線30采用稱為“發(fā)送分集模式”的傳輸方法發(fā)送數(shù)據(jù)。用多個自適應天線30發(fā)送數(shù)據(jù)是一種通過測量信道特性和調(diào)整加到一個包括第一天線30(1)和/或第二天線30(m)的發(fā)射天線陣列的每個天線的輸入端的信號的振幅和相位來產(chǎn)生一個使提供給移動用戶單元的功率達到最大的天線傳輸模式的技術。因此，在一個實施例中，通過在基站收發(fā)信機12采用發(fā)送分集模式可以使得在移動臺收發(fā)信機14內(nèi)顯著地減小由于多路徑干擾而引起的失真。具體地說，由于多個自適應天線30之間的間隔保證了第一和第二天線30(1)、30(m)不大可能同時都經(jīng)歷同樣的多路徑事件，因此可以避免一些特殊的多路徑事件。
然而，在一個實施例中，自適應天線陣的方法執(zhí)行的信道估計包括不斷的測量和反饋信道特性和隨后重新計算用來調(diào)整位于基站收發(fā)信機12處的每個發(fā)射天線的發(fā)射信號的自適應天線陣的加權系數(shù)。這種實時不斷測量和反饋在閉環(huán)發(fā)送分集模式可以引起值得注意的回路延遲。具體地說，回路延遲的一個值得注意的部分可以是由反饋信道的定時要求(例如，需將反饋信息發(fā)送到反饋信道35上的時間)所引起的。此外，測量和計算自適應天線陣加權系數(shù)所需的時間可以限制調(diào)整天線傳輸以反映變化的業(yè)務信道的狀態(tài)的速度。一般說來，這在移動臺收發(fā)信機14低速度移動從而有相當時間調(diào)整天線傳輸時可能沒有多大關系。相反，在較高的速度，業(yè)務信道可能以比對它進行補償?shù)乃俾矢叩枚嗟乃俾首兓?br> 舉例來說，在寬帶碼分多址(WBCDMA)通信系統(tǒng)和其他通信應用中廣泛應用閉環(huán)分集模式。同樣，通常也進行參數(shù)估計，估計業(yè)務信道的傳輸模式。按照第三代合作計劃(3GPP)為WBCDMA通信系統(tǒng)制訂的標準，其中描述了基站通過兩個天線向用戶設備(UE)發(fā)送信息的閉環(huán)分集模式。見“閉環(huán)模式發(fā)送分集”(“Closed Loop Mode TransmitDiversity”，Technical Specification 25.214 v3.5.0，Section7 in 3GPP TS 25.214 v3.5.0(2000-12)available from the ThirdGeneration Partnership Project，650 Route des Lucioles-SophiaAntipolis，Valbonne-France)。兩個天線之間的相位/振幅之差由用戶設備確定，通過反饋信道35報告。然而，反饋信道的時間延遲顯著地降低了WBCDMA通信系統(tǒng)的性能，從而使WBCDMA通信系統(tǒng)的這種工作方式局限與只適合用于用戶設備速度低的情況。
一種典型的閉環(huán)發(fā)送分集模式可以用反饋信道35例如以1500比特/秒(bps)的速率發(fā)送反饋信息。舉例來說，傳輸一個反饋字(例如為2至4比特寬)可以導致有0.7至1.3毫秒(ms)的有影響的反饋延遲(還不包括相當?shù)膫鞑パ舆t和處理延遲)。本發(fā)明的一些實施例并不局限于具有所列舉的這些特征的系統(tǒng)。
在用戶設備以低速度運動時，閉環(huán)發(fā)送分集模式的性能根據(jù)這延遲的大小有或多或少的降低，但是這延遲在用戶設備的速度增大到超過一定的門限時就會使性能大大下降。例如，在典型情況下，在WBCDMA通信系統(tǒng)中部署WBCDMA閉環(huán)發(fā)送分集模式局限于移動速度小于40km/h的用戶設備。因此，這些模式只能主要用于行人或者低速的車輛。然而，由于種種原因可能希望這些模式可以用于高速(例如高達120km/h)運動的用戶設備。
首先，對于顯著提高網(wǎng)絡容量和性能來說，這些模式可以在用戶設備速度較高的情況下工作是有吸引力的。然而，在用戶設備速度高的情況下，要減小回路的有影響的延遲來改善處于3GPP閉環(huán)分集模式的用戶設備性能可能是困難的。其次，許多蜂窩系統(tǒng)也可以在以較高的用戶設備速度運行這些模式時選擇實現(xiàn)這些模式。然而，在用戶設備速度高于60km/h時要以閉環(huán)發(fā)送分集模式達到合理的性能可能是困難的。因此，所希望的是具有在用戶設備速度高時能用閉環(huán)發(fā)送分集模式的能力。
為此，在一個實施例中，使多個自適應天線30中的第一和第二天線30(1)、30(m)可以工作在閉環(huán)發(fā)送分集模式?？梢酝ㄟ^反饋信道35向這些自適應天線30中的第一和第二天線30(1)、30(m)提供包括一個或多個加權值中的至少一個加權值的信道預測項的自適應反饋。這樣，在指定時間，可以控制第一和第二天線30(1)、30(m)中的至少一個天線的將來傳輸模式，從而充分減小在閉環(huán)發(fā)送分集模式中的有影響的回路延遲的影響。
在另一個實施例中，信道控制程序24用在移動臺收發(fā)信機14內(nèi)的一個自適應信道預測算法預測一個在一個規(guī)定的將來時間的信道狀態(tài)，從而減小在閉環(huán)內(nèi)有影響的回路延遲的影響。在一個實施例中，這樣應用自適應信道預測算法例如可以改善在3GPP閉環(huán)分集模式工作的移動臺收發(fā)信機14的性能，使這種模式可以用于高速度的移動臺收發(fā)信機14。
自適應信道預測算法提供信道預測，產(chǎn)生每個信道傳播路徑(起自這些自適應天線30中的每個天線)的將來預測。理論上，信道(例如，第一發(fā)送信號32A或第二發(fā)送信號32B)的預測需盡可能接近在基站收發(fā)信機12要將有關的天線加權值加到這些自適應天線30中的一個參與天線的天線輸入端的將來時間在無線電鏈路16上的信道(例如，第一發(fā)送信號32A或第二發(fā)送信號32B)的實際狀態(tài)。具體地說，信道的預測可以與在基站收發(fā)信機12將實施這(當前計算出的)特定的天線加權的時間范圍內(nèi)的平均信道狀態(tài)匹配。
另一個可用于其他閉環(huán)發(fā)送分集算法的實施例涉及保持同樣的反饋計算算法，用將來信道狀態(tài)的預測而不是用信道估計作為它的輸入。例如，有些算法可以在反饋信道35上只發(fā)送信道的一個量化值(而實際的加權系數(shù)優(yōu)化在基站收發(fā)信機12執(zhí)行)。對于這樣的算法，一個實施例可以通過在反饋信道35上發(fā)送信道預測的量化值而不是信道估計的量化值來提高性能。
在一個實施例中，信道預測器57包括一個自適應信道預測算法，它包括如圖3所示的兩個機制自適應機制75和預測機制80(1)至80(n)。圖3的信道預測器57與圖2中的類似(因此，類似的部分標有類似的標注數(shù)字)，外加了自適應機制75和預測機制80(1)至80(n)。利用自適應機制75和預測機制80(1)至80(n)，信道預測器57對信道傳播路徑進行預測。在有些情況下，自適應機制75和預測機制80(1)至80(n)可以完全用硬件或者軟件實現(xiàn)。然而另一方面，在有些情況下，可以有益地采用部分硬件與軟件的適當組合來實現(xiàn)自適應機制75和預測機制80(1)至80(n)。
各種已知算法可以很容易執(zhí)行這兩個機制中的任何一個機制或者同時執(zhí)行這兩個機制。自適應機制75學習信道改變的頻譜或移動臺收發(fā)信機14(圖1)運動的速度或者其他等效參數(shù)。在一個實施例中，自適應機制75用所有傳播路徑(起自第一和第二天線30(1)、30(m))的當前和過去的信道估計一起學習信道參數(shù)。預測機制80(1)至80(n)用自適應機制75產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和信道估計器55得出的信道估計產(chǎn)生信道預測。在一個實施例中，預測機制80(1)至80(n)分別獨立地為各傳播路徑進行操作。
當然，類似的自適應信道預測算法也可以很容易應用于有兩個以上的天線發(fā)射的情況。雖然工作方法可以是相同的，但通常總的改善可以明顯地比兩個天線的情況大。在這種情況下，除了其他原因，所以能得到明顯改善是因為隨著天線的增多需要反饋的信息量也增大。因此，由于發(fā)送反饋信息而引起的回路延遲大大增大。結果，每當回路延遲增大時從自適應信道預測算法得到的改善可以是比較大的。因此，在用兩個以上的天線時，由于自適應信道預測算法有效地減小了這樣的回路延遲，因此，與沒有預測的系統(tǒng)相比，可以產(chǎn)生明顯的改善。
圖4A和4B示出了按照本發(fā)明的一個實施例設計的由移動臺收發(fā)信機14(圖1)的信道控制程序24(圖1)執(zhí)行的程序指令。如圖4A所示，在程序方框85，可以根據(jù)一個第一公共領示信道信號得出至少一個第一信道估計項。同樣，在程序方框87，可以根據(jù)一個第二公共領示信道信號得出至少一個第二信道估計項。在程序方框89，可以根據(jù)第一和第二信道估計項確定一個信道的一些信道預測項。在程序方框91，可以根據(jù)這些信道預測項控制發(fā)射機在一個指定時間的將來傳輸模式。
在一個實施例中，如圖4B所示，諸如移動用戶設備之類的移動臺收發(fā)信機14可以在接收到在包括至少兩個公共領示信道信號的信道內(nèi)來自基站收發(fā)信機12的至少兩個天線30(1)、30(m)的一個傳輸時(程序方框105)，可以應用程序指令100(例如，軟件代碼)。然后，可以根據(jù)兩個公共領示信道信號得出信道估計項(程序方框110)。對于當前情況的包括信道估計項的輸出信號結果可以存儲在存儲單元22(圖1)內(nèi)(程序方框115)，以便以后可以接入。
為了計算為兩個天線30(1)和30(m)選擇一個或多個加權值的信道預測項，信道控制程序24(圖2)可以利用過去和當前的信道估計(程序方框120)。特別，在一個實施例中，可以接收一組對于在一個基站(例如，基站收發(fā)信機12(圖1))的一些天線的加權系數(shù)選擇項(程序方框125)。根據(jù)信道預測項，可以用這些加權系數(shù)選擇項為兩個天線選擇加權值(程序方框130)。通過程序指令100，可以執(zhí)行一次或多次自適應迭代132，精確地估計或預測第一和第二天線30(1)和30(m)用于移動用戶設備的將來傳輸模式。所選的加權值可以反饋給基站(程序方框135)，基站可以精確地估計或控制處在基站收發(fā)信機12的第一和第二天線30(1)、30(m)的將來傳輸狀態(tài)(程序方框140)。
如圖5所示，按照本發(fā)明的一個實施例，圖4A和4B所示的自適應信道預測算法可以用信道預測軟件150來實現(xiàn)。在這種情況下，在接收到可以用硬件實現(xiàn)的操作的結果后的由程序方框105至135(圖4B)所示的各個操作都可以用軟件實現(xiàn)。此外，在一個實施例中，信道預測軟件150可以存儲在一個諸如圖1中所示的通信系統(tǒng)10的移動臺收發(fā)信機14之類的基于處理器的系統(tǒng)內(nèi)。
概括地說，在程序方框155，信道預測軟件150接收到多個自適應天線30(圖1)中的每個參與天線的傳輸信道(例如，圖1中的第一和第二發(fā)送信號32A、32B)和公共領示信道信號。利用在程序方框105(圖4B)確定的信息，信道預測軟件150在程序方框110和115(圖4B)對每個天線的傳輸信道和公共領示信道信號解擴，區(qū)分各信道傳播路徑。然后，信道預測軟件150可以為每個信道傳播路徑估計每個傳輸信道的相位/振幅，得出每個信道的當前信道估計項，如程序方框165所示。
利用當前信道估計項和接入過去信道估計項(例如，存儲在圖1中的存儲單元22內(nèi)的)，信道預測軟件150可以計算出每個參與天線的每個信道傳播路徑的信道預測項，如程序方框170所示。接著，可以根據(jù)當前和過去的信道預測項從接收到的用于天線的加權系數(shù)選擇項中確定每個參與天線的加權值，如程序方框175所示。此后，可以將選定的加權值提供給每個參與天線，如程序方框180所示。最后，可以將這些自適應天線30(圖1)中的每個參與天線的天線輸入乘以相應所選的預測一個將來信道的傳輸?shù)募訖嘀?，如程序方?85所示。
對于基站收發(fā)信機12，圖6示出了一個總體體系結構，這個體系結構在一個實施例中可以在閉環(huán)模式發(fā)送分集中用來對一個專用物理信道(DPCH)在將來一個指定時間向移動臺收發(fā)信機14(圖1)的傳輸200進行信道預測。如圖6所示，DPCH傳輸200可以由一個專用物理控制信道(DPCCH)和一個專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH)組成。利用一個擴頻加擾模塊202和一個第一乘法器205，實質(zhì)上以與在許多傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)中通常執(zhí)行的相同的方式執(zhí)行包括(但不限于)信道編碼、交織和擴頻的各種傳輸功能，產(chǎn)生一組擴頻加擾信號208(1)至208(m)。
可以通過一組第二乘法器210(1)至210(m)用一個或多個所選的天線專用加權值(例如，w1至wk)對這組擴頻加擾信號208(1)至208(m)進行加權，從而提供了一組經(jīng)加權的擴頻加擾信號212(1)至212(m)。這組經(jīng)加權的擴頻加擾信號212(1)至212(m)在一個具有一組加法器215(1)至215(m)內(nèi)與具有公共領示信道CPICH1至CPICHm的相應公共領示信道合并。
最后，這組經(jīng)加權的擴頻加擾信號212(1)至212(m)通過多個自適應天線30發(fā)送，傳輸給移動臺收發(fā)信機14。為了利用所選的天線專用加權值調(diào)整這些自適應天線30，基站收發(fā)信機12還包括一個反饋信道接口217。在信道接口217內(nèi)，在程序方框220可以在反饋信道35(圖1)上接收到移動臺收發(fā)信機14發(fā)來的反饋信息(FIB)(例如，來自移動臺收發(fā)信機14(圖1)的業(yè)務信道的將來狀態(tài)的加權系數(shù)選擇信息，包括與在一個第一閉環(huán)模式進行相位調(diào)整和在一個第二閉環(huán)模式進行相位和振幅調(diào)整關聯(lián)的所選的天線專用加權值)。然后，在程序方框230，在基站收發(fā)信機12內(nèi)可以產(chǎn)生這些所選的天線專用加權值(例如，w1至wk)。
在一個實施例中，這些所選的天線專用加權值根據(jù)從反饋信道35得出的信道預測信息確定。因此，根據(jù)涉及至移動臺收發(fā)信機14(圖1)的業(yè)務信道的將來狀態(tài)的信道預測信息，在程序方框230，在基站收發(fā)信機12內(nèi)產(chǎn)生這些所選的天線專用加權值，以在指定時間控制這些自適應天線30中的不同數(shù)目的天線在這個業(yè)務信道上的傳輸模式。
在一個實施例中，由移動臺收發(fā)信機14(圖1)確定的所選的天線專用加權值可以用反饋信道35(例如，一個上行鏈路專用物理控制信道(DPCCH))的n個比特的反饋信息(FIB)字段發(fā)給基站收發(fā)信機12(例如，基站收發(fā)信機12的通用移動通信系統(tǒng)陸地無線電接入網(wǎng)(UMTS-UTRAN)接入點。見“UMTS的管理條例”(“A Regulatory Frameworkfor UMTS”，Repott No.1，available from UMTS Forum Secretariat，Russell Square House，10-12 Russell Square，London，WCIB 5EE，United Kingdom)。
在一個實施例中，為了計算反饋信息(FIB)，移動臺收發(fā)信機14用公共領示信道(CPICH)分別估計起自第一和第二天線30(1)、30(m)的信道。例如，每時隙一次，移動臺收發(fā)信機14計算需加到基站收發(fā)信機12的UTRAN接入點以使移動臺收發(fā)信機14的接收功率達到最大的相位調(diào)整φ和振幅調(diào)整。在一種情況下，選擇最佳天線專用加權值可以例如通過解出使定義為從所估計的第一和第二天線30(1)和30(m)的信道脈沖響應得出的信道預測項的函數(shù)的接收功率達到最大值的天線專用加權值來實現(xiàn)?；蛘?，也可以例如通過使為從一個所估計的信道脈沖響應得出的這些信道預測項的函數(shù)的判別式達到最大值確定最佳天線專用加權值?；蛘?，也可以有益地用另一個基于使信號與干擾比(SIR)達到最大的適當方法來選擇加權系數(shù)。
在工作中，移動臺收發(fā)信機14在反饋信道35上(圖1)將調(diào)整第一和第二天線30(1)和30(m)的反饋信息反饋給基站收發(fā)信機12(例如，反饋給UTRAN接入點)，從而根據(jù)這反饋信息可以得出需調(diào)整的相位和/或振幅的設置值。在一個實施例中，一組反饋信令消息(FSM)比特發(fā)送到反饋信道35上。這些FSM比特可以植入分配給閉環(huán)模式發(fā)送分集的上行鏈路DPCCH時隙的一個FIB字段(例如，3GPP標準的發(fā)送功率控制(TPC)字段)。這個FIB字段用來發(fā)送分別與最佳天線專用加權值相應的振幅(即功率)和相位的設置值。
在一個實施例中，移動用戶單元或用戶設備(UE)(諸如移動臺收發(fā)信機14(見圖1))可以是任何基于處理器的系統(tǒng)，可以是一個無線電話機、計算機、個人數(shù)字助理(PDA)、尋呼機、便攜式音樂播放機或者任何其他能通過一個或多個通信鏈路(諸如無線電鏈路16(見圖1))接收信息的設備。在一個實施例中，移動用戶單元或用戶設備可以是一個便攜設備，諸如手持設備。
在一個實施例中，移動用戶單元或用戶設備可以是一個由電池供電的設備，電池在沒有外部固定電源供電期間用作移動用戶單元或用戶設備的主電源。在一個實施例中，存儲設備或存儲媒體(諸如存儲單元22(見圖1))可以是一個諸如閃速存儲器之類的存儲器件。當然，也可以方便地采用其他適當?shù)拇鎯ζ骷虼鎯γ襟w。各種軟件算法或應用(諸如信道控制程序24(見圖1))都是可在控制或處理單元(諸如處理器20(見圖1))上執(zhí)行的。每個控制或處理單元可以包括一個微處理器、一個微控制器、一個處理卡(包括一個或多個微處理器或控制器)或其他控制或計算器件。
作為一些例子，在本說明中所提到的存儲器件或存儲媒體(諸如存儲單元22(見圖1))可以包括一個或多個存儲數(shù)據(jù)和指令的機器可讀存儲媒體。存儲媒體可以包括各種存儲器諸如動態(tài)或靜態(tài)的隨機存取存儲(DRAM或SRAM)器、可擦和可編程只讀存儲器(EPROM)、電可擦和可編程只讀存儲(EEPROM)和閃速存儲器之類的半導體存儲器；諸如固定磁盤、軟盤、活動磁盤之類的磁盤；包括磁帶在內(nèi)的其他磁媒體；以及諸如光盤(CD)或數(shù)字視盤(DVD)之類的光媒體。此外，構成在不同的系統(tǒng)組成部分內(nèi)各種軟件算法或應用的指令可以存儲在各自的存儲器內(nèi)。這些指令在由各自的控制或處理單元執(zhí)行時使相應的組成部分執(zhí)行編程的操作。
雖然以上就有限的實施例對本發(fā)明作了說明，但熟悉該技術領域的人員可以理解從中可以得出許多變型?？梢钥吹?，所附權利要求書涵蓋了屬于本發(fā)明的精神實質(zhì)和專利保護范圍的各種變型。
權利要求
1.一種方法，包括下列步驟對于一個信道，根據(jù)從第一公共領示信道信號得出的第一信道估計項和從第二公共領示信道信號得出的第二信道估計項確定信道預測項；以及利用信道預測項控制所述信道的將來傳輸模式。
2.權利要求1的方法，所述方法還包括下列步驟根據(jù)信道預測項預測所述信道在一個指定時間的將來狀態(tài)。
3.權利要求2的方法，所述方法還包括下列步驟存儲第一和第二信道估計項，以便分別根據(jù)第一和第二公共領示信道信號確定信道預測項。
4.權利要求3的方法，所述方法還包括下列步驟以一次或多次迭代根據(jù)第一和第二信道估計項自適應地計算出信道預測項。
5.權利要求4的方法，其中所述自適應計算的步驟包括下列步驟接收一些與多個天線中的一個或多個天線關聯(lián)的天線傳輸特性，以便可控地調(diào)整信道的將來傳輸模式；以及根據(jù)信道預測項從這些天線傳輸特性中選擇至少一個天線傳輸特性。
6.權利要求4的方法，其中所述自適應計算的步驟包括下列步驟接收一個或多個與多個天線中的一個或多個天線關聯(lián)的加權值，其中所述第一公共領示信道信號來自多個天線中的一個第一天線，而所述第二公共領示信道信號來自多個天線中的一個第二天線。
7.權利要求5的方法，所述方法還包括下列步驟利用一個基于信道預測項的反饋信號按照所述信道在指定時間的將來狀態(tài)控制所述信道的將來傳輸模式。
8.權利要求6的方法，所述方法還包括下列步驟根據(jù)信道預測項從一個或多個加權值中選擇至少一個加權值；將至少一個加權值提供給第一和第二天線，以精確確定所述信道在指定時間的將來狀態(tài)；以及根據(jù)第一和第二公共領示信道信號區(qū)分與第一和第二天線關聯(lián)的第一和第二信道傳播路徑。
9.權利要求8的方法，所述方法還包括下列步驟估計第一和第二信道傳播路徑的所述信道的相位和幅度，以得出第一和第二信道估計項。
10.權利要求4的方法，其中所述第一信道估計項與在一個一次或多次迭代的當前迭代前的至少一個迭代中計算出的一個信道估計項相應。
11.權利要求10的方法，其中所述第二信道估計項與在一次或多次迭代的當前迭代中計算出的一個信道估計項相應。
12.權利要求6的方法，所述方法還包括下列步驟以一個閉環(huán)發(fā)送分集模式操作多個天線中的第一和第二天線。
13.權利要求12的方法，所述方法還包括下列步驟向多個天線中的第一和第二天線提供包括一個或多個加權值中的至少一個加權值的反饋。
14.權利要求13的方法，所述方法還包括下列步驟在指定時間控制第一和第二天線中的至少一個天線的在所述信道上的傳輸模式，以與所述信道的將來狀態(tài)匹配，從而充分減小在閉環(huán)發(fā)送分集模式中的有影響的回路延遲的影響。
15.一種設備，所述設備包括一個通信接口；以及一個以通信方式與通信接口連接的處理器，所述處理器為一個信道根據(jù)從第一公共領示信道信號得出的第一信道估計項和從第二公共領示信道信號得出的第二信道估計項確定信道預測項，利用信道預測項可以控制所述信道的將來傳輸模式。
16.權利要求15的設備，其中所述處理器根據(jù)信道預測項預測所述信道在一個指定時間的將來狀態(tài)。
17.權利要求15的設備，所述設備還包括一個與處理器連接的存儲器，用來存儲第一和第二信道估計項，以便分別根據(jù)第一和第二公共領示信道信號確定信道預測項。
18.權利要求17的設備，其中所述處理器以一次或多次迭代根據(jù)第一和第二信道估計項自適應地計算出信道預測項。
19.權利要求18的設備，其中所述處理器接收一些與多個天線中的一個或多個天線關聯(lián)的天線傳輸特性，以便可控地調(diào)整所述信道的將來傳輸模式；以及根據(jù)信道預測項從這些天線傳輸特性中選擇至少一個天線傳輸特性。
20.權利要求19的設備，其中所述處理器根據(jù)信道預測項提供一個反饋信號，以便按照所述信道在指定時間的將來狀態(tài)控制一個發(fā)射機的將來傳輸模式。
全文摘要
移動用戶設備可形成根據(jù)從一個收發(fā)信機發(fā)送的公共領示信道信號對信道的將來狀態(tài)的預測來控制收發(fā)信機在指定時間的將來傳輸模式。該模式與該信道的匹配精度可根據(jù)過去和當前的信道估計地計算出信道預測項自適應地得到改善。包括具有一些工作在閉環(huán)發(fā)送分集模式的天線的基站(12)和一個處在移動用戶設備的信道控制應用的無線通信系統(tǒng)由此可為基站的發(fā)射天線選擇最佳的天線傳輸特性。
文檔編號H04B7/26GK1399436SQ0212652
公開日2003年2月26日 申請日期2002年7月19日 優(yōu)先權日2001年7月19日
發(fā)明者I·伯杰 申請人:英特爾公司