專利名稱：對控制和數(shù)據(jù)信道使用具有不同覆蓋的自適應波束形成的無線蜂窩式網(wǎng)絡的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理的方法和設備、移動終端和通信系統(tǒng)。
背景技術：
用于包括但不限于LTE、WiMAX和W-CDMA/HSPA的寬帶無線接入系統(tǒng)的典型宏網(wǎng)絡架構采用控制信道和數(shù)據(jù)信道兩者的全等覆蓋(congruent coverage)0宏網(wǎng)絡是由通常為三個小區(qū)提供服務的基站構建的，并且每個小區(qū)被用于所分配載波的控制和數(shù)據(jù)信道覆
至
ΓΤΠ ο參考基站傳送側，控制信道涵蓋具有關于小區(qū)中的所有用戶設備(UE )的控制信息的廣播信道以及也包含遍布于全載波帶寬或全CDMA代碼譜的UE特定控制信息的信令信道。兩種類型的信道都需要由小區(qū)的覆蓋區(qū)域中的UE接收。相反，對于包含將在小區(qū)的整個覆蓋區(qū)域中接收的UE特定數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)信道而言不存在此類需要，只要小區(qū)中的每個UE 接收其UE特定信息即可。參考基站的接收側，可以應用相符的考慮。例如，必須由基站從小區(qū)的所有UE接收隨機接入信道，而上行鏈路數(shù)據(jù)信道的僅一部分需要可用于特定UE。固定或自適應波束形成(adaptive beamforming)是一種增強UE的信號對噪聲和干擾比(SOTR)、使得能夠增加UE的數(shù)據(jù)速率或能夠擴展(小區(qū))覆蓋的方法。此類覆蓋擴展可在部署了最小可能數(shù)目的基站的達到高度成本效率的環(huán)境中應用。然而，不允許集中控制信息的寬帶無線接入標準(兩者都與每個小區(qū)的所有UE有關以及與特定UE有關)不能利用波束形成作為用于擴展覆蓋區(qū)域的方法。此問題在圖1中舉例說明。因此，例如關于廣播信道的全覆蓋要求限制任何波束形成的可行性和/或益處。

發(fā)明內(nèi)容
要解決的問題是克服上文所闡述的缺點，尤其是提供用于借助于波束形成來傳送控制信息的高效機制。根據(jù)獨立權利要求的特征來解決此問題。其它實施例源于從屬權利要求。為了克服此問題，提出了用于無線通信系統(tǒng)、尤其是蜂窩式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理的方法。一其中，向至少一個移動終端提供N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)(N-to-M control-to-data sectorization),
一其中，N對應于控制扇區(qū)的數(shù)目且M對應于數(shù)據(jù)扇區(qū)的數(shù)目。N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)可以包括利用尤其是L個天線或L個天線元件的分區(qū)。所述N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)還可以涉及可以動態(tài)地、暫時或半靜態(tài)地提供的軟分區(qū)。
控制扇區(qū)可以傳送和/或處理朝向所有移動終端的控制信息和/或用于特定移動終端的特定控制信息?？梢岳缃?jīng)由動態(tài)或半靜態(tài)控制波束將控制信息提供給一組N個控制扇區(qū)。優(yōu)選地在M個數(shù)據(jù)扇區(qū)中的每一個中傳送每個移動終端的數(shù)據(jù)信息(例如，用戶數(shù)據(jù))。應注意的是尤其是LTE Rel-8終端能夠支持1至1控制至數(shù)據(jù)分區(qū)，即使系統(tǒng)進行N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)。因此，N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)(對于重要的N>1和重要的M>1而言)能夠支持LTE Rel-8終端，即為了 1至1控制至數(shù)據(jù)分區(qū)而設計的終端。無線通信系統(tǒng)可以是長期演進(LTE)系統(tǒng)或與之相關聯(lián)。然而，其也可以是和/或包括任何其它(寬帶)無線接入技術?？刂菩畔⒖梢园ㄐ帕钚畔⒑陀伤鲆苿咏K端傳送(和/或要求)的其它維護信肩、ο此概念高效地允許出于覆蓋擴展的目的利用波束形成。此概念還實現(xiàn)具有N = M 的軟分區(qū)，即將單個小區(qū)劃分成多個空間分開的扇區(qū)、靈活的分頻重用方案和/或小區(qū)間干擾協(xié)調。當提到用于覆蓋擴展的波束形成時，將其視為用于N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)的示例。該概念還可適用于多個上述手段的組合。應注意的是所述N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)可以包括尤其是對來自移動終端的反饋進行響應的用于數(shù)據(jù)信息的自適應波束形成。在實施例中，所述N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)包括用于傳送控制信息的一組動態(tài)波束。
在另一實施例中，所述N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)將蜂窩式結構劃分成多個虛擬小區(qū)， 每個被實現(xiàn)或布置為向移動終端傳送控制信息。在另一實施例中，經(jīng)由多個天線元件和/或天線來提供N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)。在下一個實施例中，由至少一個基站或由至少一個eNodeB來提供N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)。經(jīng)由M個數(shù)據(jù)扇區(qū)中的每一個中的自適應波束形成來傳送用于移動終端的數(shù)據(jù)也是實施例。因此，還借助于自適應波束形成來傳送數(shù)據(jù)，尤其是目的地是特定移動終端的用戶數(shù)據(jù)，從而增加基站的達到范圍。因此可以尤其是經(jīng)由多個L個天線或天線元件來建立N至M分區(qū)，其中，N對應于控制扇區(qū)的數(shù)目且M對應于數(shù)據(jù)扇區(qū)的數(shù)目。因此，按照另一實施例，將多個天線元件和/或多個天線用于N至M分區(qū)。根據(jù)實施例，N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)是有效的和/或沿著下行鏈路方向和/或沿著上行鏈路方向應用。根據(jù)另一實施例，由網(wǎng)絡元件和/或由操作和維護實體來控制與所述N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)相關聯(lián)的聚合(aggregation)和/或扇區(qū)的數(shù)目。在另一實施例中，N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)包括以下各項中的至少一個 一軟分區(qū)，尤其是包括將單個小區(qū)劃分成多個空間分開的扇區(qū)；
一分頻重用； 一小區(qū)間干擾協(xié)調。
還由包括被布置為使得可在其上面執(zhí)行本文所述方法的處理器單元和/或硬接線電路和/或邏輯器件和/或與該處理器單元和/或硬接線電路和/或邏輯器件相關聯(lián)的設備來解決上述問題。根據(jù)實施例，所述設備是通信設備，尤其是是基站或移動終端或與該基站或移動終端相關聯(lián)。還由被布置為處理如本文所述地提供的控制信息的移動終端來解決上述問題。進一步由包括如本文所述的設備的通信系統(tǒng)來解決上述問題。


在以下附圖中示出并舉例說明
具體實施例方式
圖2示出包括N = 5個控制扇區(qū)和用于M個數(shù)據(jù)扇區(qū)的多個示例的20MHz頻率范圍， 其中M=1、M = N和M=3，其中，提出了 N個控制(軟)扇區(qū)(半靜態(tài)控制波束)和M個(例如M = I)數(shù)據(jù)(軟)扇區(qū)，其中應用自適應波束形成(每個UE)。圖3舉例說明用于圖2的配置的示例性控制分區(qū)，尤其是基于具有N = 5個控制扇區(qū)和至少5個天線或天線元件的控制分區(qū)；
圖4示出將被傳送到UE的數(shù)據(jù)的自適應波束形成的快照，其中，每個波束可以為特定 UE供應目的地是此類UE的數(shù)據(jù)。
具體實施例方式所提供的方法參考LTE作為示例。然而，其也可以適用于其它無線接入技術，尤其是其它無線寬帶技術。所提供的方法尤其是包括使用L個天線元件(或L個天線)的結構化N至M控制至數(shù)據(jù)軟分區(qū)，從而實現(xiàn)
(1)將所有UE要求的控制信息以及UE特定信息集中到一組的N個控制扇區(qū)(或N個控制波束)中
(2)經(jīng)由M個數(shù)據(jù)扇區(qū)中的每一個中的每個UE的波束形成來提供每個UE的數(shù)據(jù)；
(3)提供與僅支持1至1控制至數(shù)據(jù)分區(qū)的終端的向后兼容。結果，這種方法允許出于覆蓋區(qū)域擴展的目的而應用波束形成。優(yōu)點是，可以在不對峰值數(shù)據(jù)速率(最終M = 1)和由硬分區(qū)暗指的調度自由度付出代價的情況下基于10*logl0(L)的鏈路預算(link budget)改善來擴展基站的覆蓋。示例性用例
一適度站點設備成本下的LTE覆蓋擴展，例如包括GSM900、UHF和700MHz頻段的較低頻率。一具有現(xiàn)有W-CDMA站點(2GHz)的LTE覆蓋收斂(2. 6GHz)可以避免部署新的基
站并可以將現(xiàn)有基站升級。圖2示出包括N = 5個控制扇區(qū)201和用于M個數(shù)據(jù)扇區(qū)202、203、204 (即M = 1、M = N和M = 3)的多個示例的20MHz頻率范圍。提出了通過引入其中應用自適應波束形成(每個UE )的N個控制(軟)扇區(qū)(半靜態(tài)控制波束)和M個(例如M = 1)數(shù)據(jù)(軟)扇區(qū)來集中控制信息。
N至M控制至數(shù)據(jù)軟分區(qū)
可以使用如圖2的左側所示在頻率維度上對準的較小帶寬(例如，IOMHz、5MHz、3MHz和 /或1. 4MHz )的N個LTE Rel-8控制信道來提供用于例如20MHz帶寬的頻率塊的控制信息的集中。當然，可以有其它帶寬組合以及不同的帶寬范圍而不是20MHz。因此，在下行鏈路方向上，物理廣播信道(PBCH)、主和輔助同步信道存在N次(即用于N個控制扇區(qū))，并且對于每個此類扇區(qū)而言，1至3個OFDM符號包括物理下行鏈路控制信道(PDCCH)、物理控制格式指示器信道(PCFICH)和物理混合ARQ指示器信道(PHICH)。在上行鏈路方向上，此N次控制分區(qū)能夠適用，或者也可以對其進行適配。因此， 可以例如根據(jù)業(yè)務模型由操作和維護(Q&M)來控制參數(shù)N以及不同帶寬的聚合。M=I數(shù)據(jù)扇區(qū)
圖2的列202示出M = 1數(shù)據(jù)扇區(qū)。具有一個數(shù)據(jù)扇區(qū)意味著使得用于在下行鏈路方向上的物理下行鏈路共享信道(PDSCH)(和在上行鏈路方向上的物理上行鏈路共享信道 (PUSCH))的頻率資源可用于全部的N = 5個控制扇區(qū)。在需要時在提供對(幾乎)全帶寬(在這種情況下為17. 4MHz而不是20MHz)的接入的同時當沒有為不止一個UE分配物理資源塊(PRB)時，自動地實現(xiàn)PDSCH上的波束間干擾協(xié)調。所分配的PDSCH資源是每個UE的波束形成。對于LTE Rel-9或對于高級LTE終端而言，可以(幾乎)保持用于單個UE的最大峰值數(shù)據(jù)速率以及基本單個20MHz扇區(qū)的調度靈活性，其中，可以將具有20MHz頻譜塊的 eNodeB (基站)的覆蓋擴展大約10*logl0 (L)鏈路預算增益。LTE Rel-8終端察覺到N = 5個不同的扇區(qū)，并且優(yōu)選地在調度期間通過將PDSCH 分配為在尺寸上不比控制扇區(qū)大來進行處理。此外，可以將相同的載波中心與控制扇區(qū)一起使用。因此，支持LTE Rel-8終端，而且其也受益于被用于軟分區(qū)的縮窄(和擴展)波束 (一個或多個)。M > 1數(shù)據(jù)扇區(qū)
在圖2中，示例203 HM = N個數(shù)據(jù)扇區(qū)可視化，結果是有利地符合LTE Rel-8終端的軟分區(qū)。軟分區(qū)允許適應變化的業(yè)務需要。并且，圖2示出包括M = 3個數(shù)據(jù)扇區(qū)的示例204 (其中，N大于或等于M)。在本示例204中，將軟分區(qū)和用于覆蓋擴展的波束形成組合以進行網(wǎng)絡優(yōu)化。圖3舉例說明用于圖2的配置的示例性控制分區(qū)，尤其是基于具有N = 5個控制扇區(qū)和M = i個數(shù)據(jù)扇區(qū)且具有至少5個天線或天線元件的控制分區(qū)。N個控制扇區(qū)的每個頻率范圍303至307被例如如下映射到特定的控制信息波束 308 至 31權利要求
1.一種用于無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理的方法，一其中，向至少一個移動終端提供N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)，一其中，N對應于控制扇區(qū)的數(shù)目且M對應于數(shù)據(jù)扇區(qū)的數(shù)目。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)包括用于傳送控制信息的一組動態(tài)波束。
3.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)將蜂窩式結構劃分成多個虛擬小區(qū)，每個被布置為向移動終端傳送控制信息。
4.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，經(jīng)由多個天線元件和/或天線來提供所述N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)。
5.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，由至少一個基站或由至少一個 eNodeB來提供所述N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)。
6.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，經(jīng)由針對M個數(shù)據(jù)扇區(qū)中的每一個的自適應波束形成來傳送用于移動終端的數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，多個天線元件和/或多個天線被用于所述N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)。
8.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)是有效的和/或在下行鏈路方向上和/或在上行鏈路方向上應用。
9.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，由網(wǎng)絡元件和/或由操作和維護實體來控制與所述N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)相關聯(lián)的聚合和/或扇區(qū)的數(shù)目。
10.根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的方法，其中，所述N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)包括以下各項中的至少一個一軟分區(qū)，尤其是包括將單個小區(qū)劃分成多個空間分開的扇區(qū)；一分頻重用；一小區(qū)間干擾協(xié)調。
11.一種設備，包括被布置為使得可在其上面執(zhí)行根據(jù)前述權利要求中的任一項所述的方法的處理器單元和/或硬接線電路和/或邏輯器件和/或與該處理器單元和/或硬接線電路和/或邏輯器件相關聯(lián)。
12.根據(jù)權利要求11所述的設備，其中，所述設備是通信設備，尤其是是基站或移動終端或與該基站或移動終端相關聯(lián)。
13.—種移動終端，被布置為處理根據(jù)權利要求1至10中的任一項提供的控制信息。
14.一種通信系統(tǒng)，包括根據(jù)權利要求11至13中的任一項所述的設備。
全文摘要
提出了一種用于無線通信系統(tǒng)、尤其是蜂窩式系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理的方法和設備，其中，向至少一個移動終端提供N至M控制至數(shù)據(jù)分區(qū)，并且其中，N對應于控制扇區(qū)的數(shù)目且M對應于數(shù)據(jù)扇區(qū)的數(shù)目。此外，提供了一種用于此類方法的移動終端以及包括所述設備的通信系統(tǒng)。
文檔編號H04W16/24GK102239718SQ200980148866
公開日2011年11月9日 申請日期2009年10月5日 優(yōu)先權日2008年10月7日
發(fā)明者K·I·佩德森, M·T·基斯基, S·勒塞爾, U·雷菲斯 申請人:諾基亞西門子通信公司