專利名稱：用宏分集接收的數(shù)據(jù)傳輸方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及經(jīng)過用分集接收的無線電接口和無線電通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸方法。
在無線電通信系統(tǒng)內(nèi)借助電磁波經(jīng)無線電接口傳輸信息(例如語言、圖像信息或其它數(shù)據(jù))。無線電接口涉及基站和用戶站之間的通信連接，其中用戶站可以是移動站或固定位置無線電站。這時借助為各系統(tǒng)設(shè)置的頻帶內(nèi)的載頻進行無線電波發(fā)射。為未來的無線電通信系統(tǒng)，例如UMTS(通用移動通信系統(tǒng))或其它第3代系統(tǒng)提供頻帶約為2000MHz的頻率。
為第3代系統(tǒng)提供兩種模式。在TDD(時分雙工)模式中上行方向(“uplink上行鏈路”-從移動站到基站)通過不同的時隙在頻帶內(nèi)是可區(qū)分的。在FDD(頻分雙工)模式中有上行方向用的頻帶和下行方向用的頻帶。以下只探討TDD模式。
按照TDD模式的無線電通信系統(tǒng)由例如DE 198 20 736獲悉，在其中一個幀的時隙分配給不同的基站。這些時隙被基站專門用于發(fā)送或接收。
由不同基站管理的兩個無線電小區(qū)或扇形地區(qū)之間的過渡區(qū)內(nèi)，一般出現(xiàn)傳輸品質(zhì)的損害。因此本發(fā)明的任務(wù)是改進經(jīng)無線電接口的數(shù)據(jù)傳輸?shù)膫鬏斊焚|(zhì)。本任務(wù)是通過按照權(quán)利要求1特征的方法以及按照權(quán)利要求10特征的無線電通信系統(tǒng)解決的。即用以下的數(shù)據(jù)傳輸方法和通信系統(tǒng)解決的在無線電通信系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)基站和用戶站之間的無線電接口用宏分集接收的數(shù)據(jù)傳輸方法，在一個頻帶內(nèi)的無線電接口按照時分多址傳輸法是組織在多個每次形成一個幀的時隙內(nèi)，時隙有選擇地用于上行或下行方向，一個幀的時隙分配給不同的基站，基站專門在分配給它的下行方向的時隙中發(fā)送，基站也在未分配給它的上行方向的時隙中接收，至少從兩臺基站的接收信號彼此結(jié)合在一起。用宏分集接收經(jīng)基站和用戶站之間的無線電接口的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線電通信系統(tǒng)，具有分配無線電技術(shù)資源的設(shè)備，使得在一個頻帶內(nèi)的無線電接口按照時分多址方法是組織在多個每次形成一個幀的時隙內(nèi)，時隙有選擇地用于上行或下行方向，一個幀的時隙分配給不同的基站，在基站具有發(fā)送設(shè)備，它專門在分配給它的下行方向的時隙內(nèi)發(fā)送，在基站具有接收設(shè)備，它也在未分配給它的上行方向的時隙內(nèi)接收，具有組合設(shè)備，它把至少兩基站的接收信號彼此組合在一起。有益的擴展自從屬的權(quán)利要求中獲悉。
根據(jù)本發(fā)明在TDD模式中的無線電通信系統(tǒng)內(nèi)一個幀的時隙分配給不同的基站，其中基站專門在分配給它們的下行方向的時隙內(nèi)發(fā)送，然而也在未分配給它們的上行方向的時隙內(nèi)接收。因此可以將至少兩基站的接收信號彼此組合在一起。這種組合只適用于上行方向的傳輸。
不用花費太多費用在某些時隙期間處于等待狀態(tài)的現(xiàn)有基站就可以用于實現(xiàn)宏分集接收。通過多數(shù)在上行方向中處理的傳播路徑可以改進傳輸品質(zhì)。
在無線電小區(qū)的邊緣區(qū)，尤其是在扇形小區(qū)，提高了接收的可靠性，因為由至少兩臺基站接收信號，并且可能是受干擾的信號可以最佳組合。此方法改善了在上行方向的通信連接的功率平衡，以至即使在較小發(fā)送功率和不利的傳輸條件下用戶站也可以運行，并因此允許更長的通話時間和備用時間。
通過宏分集接收法可以更充分利用安裝在基站的硬件。此外接收裝置硬件的改進利用，從TDMA幀分析，與分配給一個基站上每個幀多少個時隙無關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明有利的擴展，每一基站借助監(jiān)控程序本身求出未分配給它的上行方向的時隙。該監(jiān)控程序借助對接收的信號(多普勒頻移，信息內(nèi)容與結(jié)構(gòu))的分析可以區(qū)分在上行方向和下行方向間利用的時隙。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)展不必額外的信令費用。此外有可能由中央單元通知基站不僅有分配給它們而且也有未分配給它們的上行方向的時隙。這可以在分配信令內(nèi)實現(xiàn)，分配信令在極端情況下也必須包括分配給基站的所有時隙。本發(fā)明的另一實施例規(guī)定基站彼此通報分配給它們的上行方向的時隙，例如這時通過對另外基站的無線電接口的信令信道的處理可以額外地通報關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠渌畔ⅲ鐢?shù)據(jù)傳輸?shù)念愋汀?br> 在本發(fā)明的框架內(nèi)基站是安裝在一個地點或不同地點的扇形小區(qū)內(nèi)。因而接收信號的組合或者已經(jīng)在一個地點的基站復(fù)合體內(nèi)或者在連接多個基站的中央設(shè)備內(nèi)實現(xiàn)。
本發(fā)明可以特別有利地使用于，當(dāng)頻帶是寬帶的并且在頻帶內(nèi)同時傳輸?shù)男盘栆揽繂为氝B接的擴展代碼區(qū)分時。在寬帶的頻帶內(nèi)多個通信連接是可傳輸?shù)?，以致在這種情況下分集增益可以共同使用在許多，在極端情況可以使用在所有的，通信連接中。
接收信號的組合可以在物理層次內(nèi)通過MRC組合或者在更高層次上通過選擇性組合實現(xiàn)。
本發(fā)明的實施例依靠附圖詳細(xì)說明如下

圖1示出無線電通信系統(tǒng)，圖2示出在基站和用戶站之間的TDD-無線電接口的簡圖，圖3，4示出基站安排的不同方案，和圖5，6示出宏分集接收法的簡圖。
作為無線電通信系統(tǒng)的例子，圖1所示的移動無線電系統(tǒng)是由多個彼此聯(lián)網(wǎng)以及對固定網(wǎng)PSTN有入口的移動電話局MSC組成。此外，移動電話局MSC與至少各一臺用于控制基站BS和用于分配無線電技術(shù)資源的設(shè)備RRC，即與無線電資源管理器相連接。每一臺這種設(shè)備RRC又可以對至少一臺基站BS實現(xiàn)通信連接。這樣一臺基站BS可以經(jīng)無線電接口與用戶站，例如移動站MS或其它的移動和固定的終端設(shè)備建立通信連接。通過每一基站BS可以至少形成一個無線電小區(qū)。
圖1示出為傳輸數(shù)據(jù)的示范的通信連接V1，V2，V3。操作和維護中心OMC對移動無線電系統(tǒng)及其部件實現(xiàn)控制和維護功能。這種結(jié)構(gòu)的功能性是可以轉(zhuǎn)移給其它可使用本發(fā)明的無線電通信系統(tǒng)，尤其是對于具有無繩用戶接口的用戶入口網(wǎng)以及為在未特許頻帶內(nèi)運行的基站和用戶站。
由圖2可看到TDD(時分雙工)無線電傳輸?shù)膸Y(jié)構(gòu)。在寬帶頻段內(nèi)，例如帶寬B＝5MHZ根據(jù)TDMA(時分多址)部分可以分成多個相同持續(xù)時間的時隙ts，例如每幀fr分為16個時隙ts1到16。分配給每一基站BS1到BS3幾個時隙ts。一部分時隙各自用于下行方向DL而一部分時隙用于上行方向UL。
在這種TDD傳輸法中上行方向UL的頻帶相當(dāng)于下行方向DL的頻帶。同樣的情況重復(fù)用于其它載頻。通過對上行方向UL或下行方向DL可變的時隙分配可以進行多種非對稱資源分配和通過時隙ts任意分配給基站BS1到BS3，使分配給基站BS的無線電技術(shù)資源進行與負(fù)荷有關(guān)的匹配。
在分配無線電技術(shù)資源的設(shè)備內(nèi)實現(xiàn)時隙ts分配，其中一個時隙ts只分配給BS1到BS3中的一個基站。分配給一個基站BS1的時隙ts通過設(shè)備RRC發(fā)信令給基站BS1。第1基站BS1可以不同的方式查明其余的基站BS2，BS3使用哪些時隙，以及使用哪一個傳輸方向UL，DL。
第1種方法不僅將有關(guān)的分配而且將幀的每一單個時隙ts的分配和使用(此外還有所使用的擴展代碼c)傳信令給第1基站BS。因此對整個分配有一個信令程序。
第2種方法基站BS彼此之間信令化，包括基站利用了哪些時隙ts以及這是在上行或下行方向UL，DL內(nèi)進行。時隙ts的利用一般用FACH(前向連接存取信道)信道(點對多點通信連接)經(jīng)下行方向DL的無線電接口被傳信令給移動站MS，因此使其得到以下信息，發(fā)生數(shù)據(jù)傳輸以及發(fā)生哪種類型的數(shù)據(jù)傳輸。在FACH內(nèi)傳輸?shù)男畔⑦€包含以下信息，基站MS的哪些資源在什么時候，多久以及分配給哪一個移動站MS。根據(jù)方法2這些信息也由其余的基站BS進行處理。
第3種方法用監(jiān)控程序每個基站BS確定，在哪個傳輸方向和由哪個基站BS利用其余的并未分配給它的時隙ts。為此基站BS在所有未分配給它的時隙ts內(nèi)接收并依靠接收的信息重新建立分配。
這三種方法的彼此組合也屬于本發(fā)明的范疇。
在時隙ts內(nèi)多個通信連接的信息以無線電字組的方式傳輸。數(shù)據(jù)是通信連接單獨地用精細(xì)結(jié)構(gòu)，擴展代碼c擴展的，以致在接收端例如n個通信連接是可以通過CDMA部分(碼分多址)分離的。
三個基站BS1到BS3或安置在相同位置并管理不同的扇形區(qū)(圖3)或安放在不同位置(圖4)。在兩種情況下基站BS的幅射圖至少局部地重疊。
圖5示出一種狀況，其中開始的4個時隙1-4分配給第1基站BS1，時隙5-11分配給第2基站BS2，而時隙12-16分配給第3基站BS3。移動站處于第1基站BS1的無線電小區(qū)內(nèi)并第1時隙1用于上行方向UL，第3時隙用于下行方向DL。下面不分析擴展代碼c。
因此第1基站BS1的接收設(shè)備RX在第1時隙1中接收由移動站MS發(fā)送的信號，而第1基站的發(fā)送設(shè)備TX在第3時隙中向移動站MS發(fā)送。與第1基站BS1相鄰的基站的第2基站BS2的接收設(shè)備RX額外地在第1時隙1中接收移動站MS的信號，雖然該時隙1并未分配給它。因此可以將兩基站BS1，BS2的接收信號彼此組合在一起。這在組合設(shè)備KE內(nèi)進行。為了組合或者使用MRC(最大定額組合)物理層次的數(shù)據(jù)組合或者使用RLC(無線電鏈路控制)數(shù)據(jù)幀選擇性組合。由EP 96 114 902可獲悉兩個接收信號組合的細(xì)節(jié)。
如果通過移動站MS的運動，移交到相鄰的基站BS2是必須的，則與W-CDMA(寬帶碼分多址)不同的是，這是硬轉(zhuǎn)移，因為新的時隙ts6和8分配給移動站MS(見圖6)。第2基站BS2不能保留時隙1和3，而必須利用分配給它的時隙5-11提供給移動站MS使用。當(dāng)接收情況允許時，則宏分集接收繼續(xù)進行，并且第1基站BS1在原來分配給第2基站BS2的時隙8內(nèi)額外地進行接收。
因為根據(jù)圖2在一個時隙ts內(nèi)不僅傳輸移動站MS的信號，而且傳輸通過擴展代碼c可分離的多個移動站MS的信號，所以基站BS接收復(fù)合信號。該復(fù)合信號在有關(guān)時間的同步性和對管理移動站MS的基站BS1的接收功率方面是最佳化的。在第2基站BS2接收信號中的哪一個信號進行組合，取決于通信連接專用的傳輸條件。在那里功率太弱的接收信號或與其它基站BS2相比具有不足的同步性的信號不能進行宏分集接收。因此宏分集接收是通信連接專用的。
判斷什么時候開始或結(jié)束對移動站MS的宏分集接收，這取決于不斷地被確定的品質(zhì)參量。如果各附加的基站BS2，BS1對于提高接收品質(zhì)的貢獻是微不足道的，或者甚至是無效益的，然后調(diào)整組合。視組合設(shè)備KE是否安置在兩個參與宏分集接收的基站BS1，BS2的一個地點而定，一個額外的傳輸容量在基站與其它網(wǎng)絡(luò)元件通信連接時是需要的。這也影響關(guān)于宏分集的斷或通的判斷。如果額外的費用大，則宏分集接收只在基站BS之間極差的接收品質(zhì)時或在足夠的傳輸資源的情況下被利用。
移動站MS發(fā)送功率的調(diào)整是在宏分集接收的情況下進行雖然只建立在通過基站BS1或BS2的分析處理的基礎(chǔ)上。多重接收的事實不起任何作用。
權(quán)利要求
1.在無線電通信系統(tǒng)內(nèi)經(jīng)基站(BS)和用戶站(MS)之間的無線電接口用宏分集接收的數(shù)據(jù)傳輸方法，其中，—在一個頻帶內(nèi)的無線電接口按照時分多址傳輸法是組織在多個每次形成一個幀(fr)的時隙(ts)內(nèi)，—時隙(ts)有選擇地用于上行或下行方向(UL，DL)，—一個幀(fr)的時隙(ts)分配給不同的基站(BS)，—基站(BS)專門在分配給它的下行方向(DL)的時隙(ts)中發(fā)送，—基站(BS)也在未分配給它的上行方向(UL)的時隙(ts)中接收，—至少從兩臺基站(BS)的接收信號彼此組合在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，各基站(BS)借助監(jiān)控程序本身得到未分配給它的上行方向(UL)的時隙(ts)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，由中央單元(RRC)通知基站(BS)未分配給它們的上行方向(UL)的時隙(ts)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中，基站(BS)彼此之間通知分配給它們的上行方向(UL)的時隙(ts)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其中，用于扇形小區(qū)的各基站(BS)安裝在一個位置上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到4之一的方法，其中，各基站(BS)安裝在不同位置上。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其中，頻帶是寬帶的，并且在頻帶內(nèi)依靠通信連接專用的擴展代碼(c)區(qū)分同時傳輸?shù)男盘枴?br> 8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的方法，其中，組合是MRC組合。
9.根據(jù)權(quán)利1到7之一的方法，其中，組合是有選擇的組合。
10.用宏分集接收經(jīng)基站(BS)和用戶站(MS)之間的無線電接口的數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線電通信系統(tǒng)，具有分配無線電技術(shù)資源的設(shè)備(RRC)，使得—在一個頻帶內(nèi)的無線電接口按照時分多址方法是組織在多個每次形成一個幀(fr)的時隙(ts)內(nèi)，—時隙(ts)有選擇地用于上行或下行方向(UL，DL)，—一個幀(fr)的時隙(ts)分配給不同的基站(BS)，在基站(BS)具有發(fā)送設(shè)備的(TX)，它專門在分配給它的下行方向(DL)的時隙(ts)內(nèi)發(fā)送，在基站(BS)具有接收設(shè)備(RX)，它也在未分配給它的上行方向(UL)的時隙(ts)內(nèi)接收，具有組合設(shè)備(KE)，它把至少兩基站(BS)的接收信號彼此組合在一起。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明,在按照TDD模式的無線電通信系統(tǒng)內(nèi)將一個幀的時隙分配給不同的基站,其中基站專門在分配給它們的下行方向的時隙內(nèi)發(fā)送,但也在未分配給它們的上行方向的時隙內(nèi)接收。因此可以把至少兩基站的接收信號相互組合在一起。不必過大地增加費用,在某些時隙期間處于等待狀態(tài)的現(xiàn)有基站可用于實現(xiàn)宏分集接收。通過在上行方向處理的多個傳輸路徑改善了傳輸品質(zhì)。
文檔編號H04B7/02GK1257360SQ9912643
公開日2000年6月21日 申請日期1999年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1998年12月16日
發(fā)明者C·門澤爾 申請人:西門子公司