專利名稱：無線電通信系統(tǒng)中的跳波束的制作方法
無線電通信系統(tǒng)中的跳波速度
本發(fā)明涉及一種用于在無線電通信系統(tǒng)中進(jìn)行通信的方法，其中基站為向 用戶站發(fā)送消息使用彼此不同的^l寸方向。此外本發(fā)明涉及用于執(zhí)行本方法的
基站和用戶站。
在無線電通信系統(tǒng)中，例如帶有語音信息、圖像信息、視頻信息、SMS (Short Message Service (短消息月艮務(wù)))、MMS (Multimedia Messaging Service (多媒
體消息發(fā)送服務(wù)))或者其他數(shù)據(jù)的消息借助電磁波通過無線電接口在發(fā)送站 和接收站之間傳輸。這些站在此根據(jù)無線電通信系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)可以是不同類 型的用戶側(cè)無線電站或者網(wǎng)絡(luò)側(cè)基站。在移動無線電通信系統(tǒng)中用戶站的至少 -部分是移動無線電站。電磁波的^l寸以載頻進(jìn)行，該載頻位于為相應(yīng)的系統(tǒng) 所設(shè)置的頻帶內(nèi)。
移動無線電通信系統(tǒng)經(jīng)常被構(gòu)造為蜂窩系統(tǒng)，例如按照GSM (Global System for Mobile Communication (全球移動通信系統(tǒng)))標(biāo)準(zhǔn)或者UMTS (Universal Mobile Telecommunications System (通用移動電信系統(tǒng)))標(biāo)準(zhǔn)具有 例如由基站、用于調(diào)節(jié)和控制基站的設(shè)備和其他網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè) 施形成。除了這些廣域組織的(超本地的)蜂窩式分層無線電網(wǎng)絡(luò)之外，還存 在具有通常在空間上顯著較強(qiáng)受限的無線電覆蓋區(qū)域的無線本地網(wǎng)(WLAN， Wireless Local Area Network (無線局域網(wǎng)))。用于WLAN的不同標(biāo)準(zhǔn)的例子 是HiperLAN、 DECT、 IEEE802.il、 Bluetooth和WATM。
用戶站對公共傳輸介質(zhì)的訪問在無線電通信系統(tǒng)中通過多址/復(fù)用方法 (Multiple Access, MA)調(diào)節(jié)。在多址瞎況下，傳輸介質(zhì)可以在時域(Time Division Multiple Access (時分多址)，TDMA)、頻域(Frequency Division Multiple Access (頻分多址)，F(xiàn)DMA)、碼域(Code Division Multiple Access (碼分多址)，CDMA) 或者空域(Space Division Multiple Access (空分多址)，SDMA))內(nèi)在用戶站 之間被分配。也可以組合多址方法，例如組合頻分多址方法與碼分多址方法。
在使用空分多址方法時可以從基站有針對性地在確定的^M方向上向用戶 站發(fā)送信息。在此可能的是，波束跟隨用戶站的移動，或者使用離散的，方向，在所述劃寸方向之間在用戶站移動時進(jìn)行轉(zhuǎn)換?？商娲?，在以名稱跳波束(beam hopping)已知的方法中由基站根據(jù)隨機(jī)原理選擇^l寸方向，并且把 消息向在相應(yīng)的^l寸方向的區(qū)域中的用戶站發(fā)送。
本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，說明一種用于通過無線電進(jìn)fi^信的方法，其 中基站為發(fā)送消息使用不同的發(fā)射方向。此外，應(yīng)該設(shè)想用于執(zhí)行本方法的基站和用戶站。
該任務(wù)通過帶有權(quán)利要求1的特征的方法和通過帶有并列權(quán)利要求的特征 的設(shè)備來解決。有利的擴(kuò)展方案和改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求的主題。
在用于在無線電通信系統(tǒng)中通信的本發(fā)明方法中，基站為向用戶站發(fā)送消 息使用彼此不同的發(fā)射方向。根據(jù)本發(fā)明，基站向用戶站發(fā)送關(guān)于發(fā)射方向的基站可以是例如UMTS、 GSM、 Wimax或者WLAN系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)側(cè)無線 電站。用戶站例如是位置固定的或者移動的電話或者計(jì)算機(jī)?；綹t^地具有 大量天線，其中基站通過所述天線能夠?qū)崿F(xiàn)大量發(fā)射方向。用戶站可以具有一 個或者多個天線。
發(fā)射方向?qū)?yīng)于確定的天線圖(Antennendiagramm)。存在大量所述發(fā)射 方向，基站相繼以確定的順序使用所述發(fā)射方向。優(yōu)選地，在使用確定的發(fā)射 方向的時間間隔期間向僅僅一個用戶站禾,該發(fā)射方向發(fā)送信息，亦即，每發(fā) 射方向和持續(xù)時間對該發(fā)射方向的使用由基站恰好供應(yīng)給一個用戶站。通過使 用另外的分離方法、例如代碼或者無線電頻率，能夠在該時間期間以該激寸方向向不同的用戶站同時發(fā)送信息。如果從一個發(fā)射方向切換為按照順序的下一個方向，則基站向其發(fā)送信息的該用戶站或者多個用戶站iffi地也改變。以 這種方式通過一個接一個地使用不同的^l寸方向，不同的用戶站能夠從基站接收信息。
優(yōu)選地通過廣播以全向方式實(shí)5M關(guān)于順序的信息的發(fā)送，亦即為當(dāng)前位 于基站的無線電覆蓋范圍內(nèi)的所有用戶站確定對關(guān)于順序的信息的發(fā)送。為發(fā) 送關(guān)于順序的信息，可以中斷對不同發(fā)射方向的相繼使用，使得使用第一發(fā)射 方向，然后以全向方式發(fā)出關(guān)于順序的信息，之后使用第二^M方向。如果周 期性地發(fā)送關(guān)于順序的信息，使得用戶站定期地獲知當(dāng)前使用的可能隨時間變 化的順序，則是特別有利的。
關(guān)于纟頃序的信息可以明確地給出順序、亦即第一發(fā)射方向、第二激寸方向 等；另外可以進(jìn)行說明，順序的哪一個發(fā)射方向下一個被4頓，例如以第一發(fā) 射方向、第二魁寸方向、第三劃寸方向、從第二皿方向開始的形式。代替明 確的說明，通過例如注意，當(dāng)前《頓對用戶站而言已知的確定的",、和/或通 過注意在對用戶站而言已知的下一個所使用的順序中的魁寸方向，可以涉M 用戶站而言已知的順序。
在本發(fā)明的改進(jìn)方案中，基站以全向的方式發(fā)送導(dǎo)頻信號用于用戶側(cè)的信
道估計(jì)。該導(dǎo)頻信號優(yōu)選iM過廣播、亦即對當(dāng)前位于基站的無線電覆蓋范圍
內(nèi)的所有用戶站確定地來發(fā)送。為發(fā)送導(dǎo)頻信號，可以中斷對于不同發(fā)射方向 的地相繼使用，使得使用第一^l寸方向，然后全向地發(fā)射導(dǎo)頻信號，之后使用 第二發(fā)射方向。如果周期性地發(fā)送導(dǎo)頻信號，則是特別有利的。
按照本發(fā)明的一個有禾啲擴(kuò)展方案，基站在發(fā)送導(dǎo)頻信號后從至少一個用 戶站接收關(guān)于涉及多個劃寸方向的用戶側(cè)接收質(zhì)量的信息。有利地，基站從分 另IJ一個用戶站接收涉及分別一個發(fā)射方向的信息，使得涉及多個發(fā)射方向的信 息來自多個用戶站。附加地或者可替代地，也可能的是， 一個或者多個用戶站 發(fā)送涉及多個刻寸方向的信息。關(guān)于涉及發(fā)射方向的接收質(zhì)量的信息表示針對 當(dāng)基站使用相應(yīng)的發(fā)射方向時信息所來自的用戶站如何良好地從基站接收信號 的尺度。
tt^地，從在使用全向發(fā)送的導(dǎo)頻信號的情況下用戶側(cè)的信道估計(jì)和從關(guān) 于至少一些發(fā)射方向的信息中確定關(guān)于用戶側(cè)接收質(zhì)量的信息。該確定可以在 網(wǎng)絡(luò)側(cè)或者用戶側(cè)進(jìn)行。關(guān)于發(fā)射方向的信息優(yōu)選地說明如何設(shè)計(jì)對應(yīng)于對t 方向的天線圖。
在本發(fā)明的擴(kuò)展方案中，基站根據(jù)接收到的關(guān)于接收質(zhì)量的信息給用戶站 分配al寸方向的無線電資源。該分配例如可以在發(fā)送關(guān)于當(dāng)前由基站所使用的 發(fā)射方向順序的信息之前或之后立即被發(fā)送。通過把使用相應(yīng)發(fā)射方向的時間 間隔的無線電資源分配給用戶站，來實(shí)現(xiàn)這種分配?？梢苑峙涠鄠€劍寸方向， 而且分配給分別不同的用戶站。附加地或者可替代地，可以把刻寸方向的無線 電資源、如時間間隔結(jié)合例如代碼和/或無線電頻率向多個用戶站分配。
按照本發(fā)明的一個改進(jìn)方案，基站根據(jù)接收到的關(guān)于接收質(zhì)量的信息改變 發(fā)射方向的使用順序，并且發(fā)送關(guān)于改變了的順序的信息。對關(guān)于改變了的順序的信息的發(fā)送可以相應(yīng)于對關(guān)于先前使用的順序的信息的發(fā)送來設(shè)計(jì)。雌
地，對順序的改變包括對至少一個發(fā)射方向的忽略(Auslassen)。以這種方式 例如能夠首先以確定的順序使用四個刻寸方向，并且接下來以確定的順序使用 四個發(fā)射方向中的三個。通過改窮頓序，例如能夠多次相繼地或者比其他所使 用的劃寸方向更經(jīng)常地4頓一個發(fā)射方向。如果周期性地發(fā)送關(guān)于順序的信息 時，則發(fā)送關(guān)于川醉的改變的信息尤其有利。
在本發(fā)明的擴(kuò)展方案中，另一基站為向用戶站發(fā)送消息使用彼此不同的發(fā)
射方向，其中j妙; 述基站使用發(fā)射方向柳頃序和所述另一基站使用劍寸方向的
順序彼此一致。由所述基站和所述另一基站所使用的發(fā)射方向從作為基準(zhǔn)點(diǎn)的 相應(yīng)基站看是相同的，其中這僅可X寸發(fā)射方向中的一些適用。通過使兩個順序 豫，可以在以下方面實(shí)現(xiàn)基站柳l頁序的匹配，即另一基站已改變或者將改變
如果確定關(guān)于用戶側(cè)的接收質(zhì)量的第一和第二信息，則是有利的，其中從 在使用基站全向發(fā)送的導(dǎo)頻信號的情況下用戶站的信道估計(jì)和從關(guān)于該基站的 節(jié)少一些發(fā)射方向的信息中確定第一信息，并且從在使用另一基站的全向發(fā)送 的導(dǎo)頻信號的情況下用戶站的信道估計(jì)和從關(guān)于該另一基站的至少一些^l寸方 向的信息中確定第二信息，并且在給用戶站分配無線電資源時考慮所述第一和 第二信息。以這種方式，在尤其向位于相應(yīng)的無線電小區(qū)的邊界附近的用戶站 分配無線電資源的情況下在資源分配時能夠?qū)⑿^(qū)間干涉包括在內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的一個有利的擴(kuò)展方案，另一基站為向用戶站m消息^頓彼 此不同的發(fā)射方向，并且所述基站和所述另一基站在使用分別一個^l寸方向的 情況下同時向用戶站發(fā)送相同的消息。為在用戶站獲得高的接收質(zhì)量，如lt戰(zhàn)
擇兩個劍寸方向，使得戶;M^I寸方向互相指向。
本發(fā)明的基站具有用于在使用彼此不同的^l寸方向情況下向用戶站發(fā)送消 息的裝置、禾,于向用戶站發(fā)送關(guān)于^l寸方向的使廂l防字的信息的裝置。
本發(fā)明的用戶站具有用于接收和處理關(guān)于由基站^ffl，方向的順序的信
息的裝置。此外，本發(fā)明用戶站可以具有用于在使用由基站全向發(fā)送的導(dǎo)頻
信號的情況下執(zhí)行信道估計(jì)的裝置、和用于從信道估計(jì)和從關(guān)于至少一些發(fā)射 方向的信息中確定關(guān)于用戶側(cè)接4煩量的信息的裝置。
不僅本發(fā)明的基站、而且本發(fā)明的用戶站都尤其適用于執(zhí)行本發(fā)明的方
法，其中這也可以適用于擴(kuò)展方案和改進(jìn)方案。為此所述基站和用戶站可以包 括另外適當(dāng)?shù)难b置。
下面根據(jù)實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明。在此，


圖1表示無線電通信系統(tǒng)的片段，
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的在用戶站和基站之間的消息交換，
圖3a表示無線電通信系統(tǒng)的包括多K線電小區(qū)的第一片段，
圖3b表示無線電通信系統(tǒng)的包括多個無線電小區(qū)的第二片段。
在圖1中所示的無線電通信系統(tǒng)的片段表示基站的無線電小區(qū)，移動站 MS位于該無線電小區(qū)中。所述無線電通信系統(tǒng)例如可以是按照UMTS或者 GSM標(biāo)準(zhǔn)的蜂窩系統(tǒng)。基站BS具有多個天線，使得該基站BS能夠在多個發(fā) 射方向上發(fā)送信號。在圖1中示意性地表示出4個發(fā)射方向的波束BEAM 1、 BEAM 2、 BEAM 3和 BEAM 4。優(yōu)選地，如此形成由基站BS使用的波束， 使得通過波束的全體能夠無線電覆蓋整個小區(qū)。如果基站BS具有M個發(fā)送天 線，并使用J個不同的波束用于向用戶站發(fā)送信息，則存在J個波束形成矢量 Wj=[Wj，1， Wj，2，...，WjM]T，其中j=1…J。成分Wj，i在此是權(quán)重，利用所述權(quán)重控 制各個天線用于通過天線j發(fā)送信號。關(guān)于無線電通信系統(tǒng)的用戶站，假定這 些用戶站不具有多個天線，而是具有一個天線用于以全向方式接收和發(fā)送信 號。
為向用戶站發(fā)送信息，基站BS使用波束BEAM 1、 BEAM 2、 BEAM 3 和BEAM 4。亦即如果移動站MS例如位于由波束BEAM 1所覆蓋的區(qū)域內(nèi)， 則可以從基站BS向移動站MS通辻波束BEAM 1發(fā)送消息。基站BS使用確 定的模式用于控制波束BEAM 1、 BEAM 2、 BEAM 3禾口 BEAM 4，例如順序 首先是波束BEAM1，然后是波束BEAM2，然后是波束BEAM3，然后是波 束BEAM 4，接著重新是波束BEAM 1等等。該順序例如可以通過偽隨機(jī)算法 來確定。通過在波束BEAM 1 、 BEAM 2、 BEAM 3和BEAM 4之間跳躍，處于整個無線電小區(qū)內(nèi)的用戶站能夠由基站BS供應(yīng)。為利用不同的波束發(fā)送信 息，相同的時間間隔、例如時隙分別可供使用。為了能夠使用戶站識別時隙限 制，基站BS為時間同步而向用戶站發(fā)送同步信息。
除在波束BEAM 1 、 BEAM 2、 BEAM 3和BEAM 4的方向上發(fā)送信息外， 基站BS也離多以全向方式、亦即以相同的振幅在所有水平方向上發(fā)送信息。
在確定的時間，基站BS iWT播向在無線電小區(qū)內(nèi)的所有用戶站發(fā)送導(dǎo)頻序列。移動站MS j柳以全向方式所縦的導(dǎo)步醉歹,于信道估計(jì)。M31信道估 計(jì)，移動站MS確定信道矢量KN[h,，lv.., hM]T。矢量H的成分說明在基站BS 和移動站MS之間關(guān)于基站BS的天線i的無線電信道。
帶有M個元素的信道矢量H存在于1抽頭信道(1-tap-kanal)中、亦即 存在于僅能由復(fù)數(shù)值描述的信道中。如果系統(tǒng)帶寬顯著小于信道的相干帶寬， 這在窄帶系統(tǒng)中是這種情況。如果與多徑傳播相關(guān)聯(lián)的繞行時間小并且與相干 帶寬成比例的其倒數(shù)值比系統(tǒng)帶寬顯著小，貝噠一般會發(fā)生。然而本方法也可 應(yīng)用于非1抽頭信道。如果基站BS具有M個天線，移動站MS具有一個天線 并且信道有L個抽頭，則H是MxL矩陣。
在通過基站BS使用第j個波束的情況下由移動站MS所接收到的信號從 <formula>complex formula see original document page 10</formula>產(chǎn)生，其中x是由基站BS發(fā)送的信號和n是M無線電傳輸所 添加的高斯白噪聲(AWGN: Addition White Gaussian Noise (附加高斯白噪聲))。 如果移動站MS能夠在發(fā)送導(dǎo)頻序列期間確定信噪比，和如果對于移動站M 而言波束成形矢量W」和信道矢量H是已知的，則移動站能夠在計(jì)算上確定在 使用確定的波束的情況下所發(fā)送的信號的信噪比。
為信道估計(jì)而發(fā)送導(dǎo)頻序列優(yōu)選地周斯性ii!li4行，例如在不同的波束之間 在每第n次蹈^夭后進(jìn)行。如果基站BS例如首先使用BEAM 1 、然后BEAM 2、 然后BEAM 3、然后BEAM 4、然后BEAM 1等跳躍順序，則導(dǎo)頻序列 (Pilotsequenz)可以周斯性地在波束BEAM 4后被劍寸。導(dǎo)頻序列的發(fā)送也可 以在非周期性重復(fù)的時刻進(jìn)行，其中這些時刻對用戶站而言必須是己知的。
如果無線電信道相對于不同的波束之間的跳躍頻率變化緩慢，則移動站 MS能夠根據(jù)對信道矢量H的確定而預(yù)言，該用戶站對于后繼的波刺^有哪 種接收質(zhì)量。如果基站BS例如而被假定為恒定的,，則移動站MS在發(fā)送艦 BEAM 1前確定信道矢量。該結(jié)果可以為發(fā)送波束BEAM1、 BEAM2、 BEAM 3和BEAM 4而柳叚定為恒定的，以便移動站在確定信道矢量后倉的多為四個波 束BEAM 1、 BEAM2、 BEAM 3禾卩BEAM 4計(jì)算信噪比。這意味著，導(dǎo)頻序 列不必為每一波束而被單獨(dú)發(fā)送，更確切地說，以全向方式發(fā)送的導(dǎo)頻序列對 于多個波束是足夠的。由此與為每一波束發(fā)送導(dǎo)頻存列相比，節(jié)省無線電資源， 以致提高了系統(tǒng)的譜效率。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的在移動站MS和基站BS之間的消息交換。開始時， 基站BS發(fā)送導(dǎo)頻序列PILOT,據(jù)此移動站如J^t無線電信itit行估計(jì)。之 后移動站向基站BS發(fā)送關(guān)于由其戶，行的信道估計(jì)的反饋FEEDBACK。該 反饋FEEDBACK可以說明由移動站MS確定的信道矢量或者每一波束的信噪 比。然而，移動站MS雌地在錢反饋FEEDBACK之前確定對其顧合的 波束并通過發(fā)送反饋FEEDBACK向基站BS報(bào)告該波束。,合的波束是具 有最高信噪比值的波束。還可能的是，移動站MS不是在任何情況下在進(jìn)行了 信道估計(jì)之后向基站BS發(fā)送反饋FEEDBACK,而是只有在一個或者多個波 朿的信噪比超過了確定的極限值時。這導(dǎo)致，移動站MS在下面要說明的無線 電資源分配時僅在為了通過使用波束來傳輸消息而期待確定的質(zhì)量時才被考 慮。移動站MS向基站BS發(fā)送越少的反饋FEEDBACK,為此需要越少的無 線電資源。然而在移動站MS偵贈加的處理耗費(fèi)與此相聯(lián)系，其中只要涉及從 信道矢量計(jì)算信噪比和選擇合適的波束，所述處理耗費(fèi)也可以在網(wǎng)絡(luò)側(cè)被執(zhí) 行。
信道矢量的確定和相應(yīng)地還有反饋FEEDBACK在每次由基站BS發(fā)送導(dǎo) 頻序列PILOT后進(jìn)行。反饋FEEDBACK由基站BS的無線電小區(qū)的所有用戶 站、或者至少由基站BS的無線電小區(qū)的在下行方向上需要無線電資源的所有 用戶站必要時在至少一個波束的所期望的接收質(zhì)量對應(yīng)于閾值準(zhǔn)則的^l牛下向 該基站BS發(fā)送。為避免在不同用戶站的反饋FEEDBACK之間的干擾，可以 通過代碼和/或空間^l村巴不同用戶站的消息分開。
基站BS或者與基站BS相連接的網(wǎng)絡(luò)側(cè)設(shè)備從接收到的反饋FEEDBACK 確定無線電資源向用戶站的分配。如果基站BS針對確定的波束僅從一個用戶 站接收肯定反饋FEEDBACK,則把該波束為下一次^l寸分配給該用戶站。如 果關(guān)于確定的波束存在多個用戶站的肯定反饋FEEDBACK,則從這些用戶站 中進(jìn)行選擇，其中例如可以考慮，為相應(yīng)的用戶站期望明附接收質(zhì)量，禾口減何 時給相應(yīng)的用戶站最后在下行方向上分配了無線電資源。之后基站借助信息 ASSIGN通過廣播向用戶站發(fā)送無線電資源的分配。因此，信息ASSIGN的內(nèi) 容例如可以是波束1被分酉改合用戶站1，波束2被分配給用戶站等。因?yàn)閷?用戶站而言，不同波束的發(fā)送順序和另外每一個波束的發(fā)送恒定持續(xù)時間是已 知的，所以用戶站能夠確定，所述用戶站在什么時間從基站BS接收為其確定
的消息。
另夕卜，基站BS通過廣播向用戶站發(fā)送信息HOPPING SEQUENCE (瑕膽夭 順序)，其說明不同波束的發(fā)斑頓序，其中下一要發(fā)送的波束處于第一位置。跳躍頓序的發(fā)m于i aA^站BS的無線電小區(qū)內(nèi)并且事先不知曉瑕歐頃序
的用戶站是有禾啲。此外，如果瑕^刃頓序已被基站BS改變，則通知瑕戰(zhàn)刃頓序 是有意義的，以便利用信息ASSIGN分配有激寸方向的用戶站能夠確定何時發(fā) 送相應(yīng)的魅寸方向?；綛S與利用信息ASSIGN給用戶站分配的蹈膽刃頓序綁 定。這意味著，基站BS不能隨機(jī)地確定下一要^l寸的波束，更確切地說基站 按照通知給用戶站的模式。
如圖2所示，反饋FEEDBACK以及信息ASSIGN和HOPPING SEQUENCE 的發(fā)送優(yōu)選地緊接導(dǎo)頻序列PILOT的發(fā)送后進(jìn)行、亦即在波束的發(fā)送之間。 該時間過程也可以通過例如分別由領(lǐng)域中波束所被發(fā)送到的用戶站發(fā)送反饋 FEEDBACK來以另外的方式進(jìn)行。例如可以發(fā)送第一波束，緊接該發(fā)送，第 -波束的領(lǐng)域內(nèi)的用戶站發(fā)送反饋FEEDBACK。
如果基站未為所有波束接收肯定反饋FEEDBACK,則改變瑕^刃頓序是有 意義的。在這種情況下可以放棄對用戶站無益的波束的發(fā)送。如果例如使用四 個波束BEAM 1、 BEAM 2、 BEAM 3和BEAM 4，并且用戶站對于三個波束 BEAM 1 、 BEAM 2和BEAM 3確定高信噪比，而對于波束BEAM 4對于用戶 站而言不存在好的無線電信道，則可以把波束例如以順序BEAMl、 BEAM 2、 BEAM 3、 BEAM 1、 BEAM 2等發(fā)射。用戶站知道，哪些波束在該無線電小 區(qū)內(nèi)基本可用，使得在每次估計(jì)后也為當(dāng)前未使用的波束BEAM 4確定信噪 比，以便如果用戶站位于波束BEAM4的區(qū)域內(nèi)，則可以SXiOT波束BEAM 4。這在用戶站的移動性方面是有利的。關(guān)于在使用不同的基本可用的波束情 況下發(fā)送信息的這一靈活實(shí)施導(dǎo)致節(jié)省的與無線電資源的交往(Umgang)，因 為使用導(dǎo)致好的接收質(zhì)量的波束，而不使用會導(dǎo)致劣的接收質(zhì)量的波束。在基 站的發(fā)送功率方面，上述靈活的實(shí)施也導(dǎo)致節(jié)省，因?yàn)樵谑褂貌缓虇ㄊ鴷r必 須調(diào)高基站的發(fā)送功率，以便在相應(yīng)的用戶站達(dá)至何接受的接收質(zhì)量。在無線 電小區(qū)內(nèi)的用戶站越少，瑕^刃頃序的改變越可能。這意味著，本發(fā)明的實(shí)施在 任意數(shù)目的用戶站的情況下并且特別是在低用戶站密度的情況下是有利的。
如果無線電通信系統(tǒng)包括多個無線電小區(qū)，則有利的是，如此確定相鄰小
區(qū)的瑕鵬頓序，使得蹈膽刃頓序相互正交，亦即相鄰小區(qū)的波束在任何時刻都不顯示出彼此重疊。在圖3a中示出一種這樣的情形，圖3a表g線電通信系統(tǒng) 的由三個無線電小區(qū)組成的片段。這些無線電小區(qū)由基站BS1、 BS2和BS3供 應(yīng)。在每一無線電小區(qū)中存在多個用戶站。移動站MS位于三個小區(qū)的交點(diǎn)附 近的中心，以致該移動站能夠從三個基站BS1、 BS2和BS3的每一個接收信號。 對于基站BS1、 BS2和BS3中的每一個，示意性示出當(dāng)前由其所使用的波束。 不同的基站BS1、 BS2和BS3的波束按照圖3a彼此不干涉，亦即當(dāng)前接收基 站BS1的波束的用戶站不受基站BS2和BS3的M干擾，反之亦然。于是例 如移動站MS能夠從基站BS3接收消息，而不同時從基站BS1和BS2接收信 號，因?yàn)榛綛S1和BS2的波束未指向移動站MS。
圖3b表示基站BS1、 BS2和BS3的瑕膽刃頓序不正交的情形。于是g在 圖3b中所示的時刻，三個基站BS1、 BS2和BS3的波束同時指向移動站MS。 如果移動站MS在該時刻接收基站BS1的消息，則該消息受基站BS2和BS3 的波束干擾。
如果僅僅很少發(fā)生基站BS1、 BS2和BS3之一的瑕膽刃頓序的改變，則通 過分別不同的-基站BS1、 BS2和BS3匹配該改變，基站BS1、 BS2和BS3的跳躍順序保持同歩。以這種方式可以持久地維持不同小區(qū)的瑕^刃頓序之間的正 交性。這種實(shí)施特別適合于高的用戶站密度。
此外可能的是，位于多個無線電小區(qū)之間的邊界區(qū)中的用戶站接收和解碼 相鄰基站的廣播信息。以這種方式，用戶站能夠分析由相鄰的基站所發(fā)送的導(dǎo) 頻序列并因此估計(jì)在該相鄰的基站和該用戶站之間的無線電信道，使得該用戶 站知曉由相鄰小區(qū)所產(chǎn)生的干涉(cochannelinterference (同信道干涉))。此外， 用戶站可以從相鄰基站所對寸的信息中得出的扭目鄰基站所使用的瑕膽刃l(wèi)頃序。
在多個無線電小區(qū)的情況下，既從自身基站也從相鄰基站接收信號的用戶 站不僅能夠確定和考慮結(jié)合自身無線電小區(qū)的瑕膽刃1| 的無線電傳播條件，也 能夠確定和考慮結(jié)合相鄰小區(qū)的瑕^刃頓序的無線電傳播割牛。如果例如用戶站 確定，針對其基站的第一波束存在高的信噪比，然而該波束與相鄰基站的也存 在高信噪比所針對的波束同時被^l寸，則該用戶站不應(yīng)該向該基站通知該第一 波束作為適宜的波束。如果該用戶站向其基站發(fā)送由其為其基站的一個或者多 個波束針對信噪比所確定的值，則可以通過分別同時由相鄰的基站所發(fā)射的波
束的信噪比來修正該信噪比，使得向基站通知該有效的信噪比。M用戶站估 計(jì)在相鄰基站和該用戶站之間的無線電信道并將該結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)給自身的基站，對 相鄰無線電小區(qū)的考慮也可以通過該基站進(jìn)行。
只有當(dāng)在基站BS2的無線電小區(qū)內(nèi)的用戶站位于基站BS2的在圖3b中所 示的波束的范圍內(nèi)并且當(dāng)前從基站BS2接收消息時，才可能出現(xiàn)在圖3b中所 示的移動站MS例如從基站BS3接收消息并且同時受基站BS2的波束干擾的 情形。在此，移動站例如可以是移動站MS2。如果不是這種情況，則基站BS2 當(dāng)前不使用所示的波束。為避免對兩個移動站MS和MS2都不利的干涉情形， 可以不給移動站MS2分配所示的波束的無線電資源，并把要向移動站MS發(fā) 送的消息同時既通過基站BS3 M過基站BS2激寸。
這可以如下實(shí)現(xiàn)如果移動站MS確定，該移動站經(jīng)受到不利的干涉情形， 原因在于基站BS2和BS3分別具有好的信噪比的波束同時到達(dá)移動站MS，亦 即如果兩個相鄰基站BS2和BS3的瑕@刃頓序的正交性被強(qiáng)烈干擾，則移動站 MS向與其基站BS3相鄰的基站BS2發(fā)送請求。利用該請求指示相鄰的基站 BS2，與由基站BS3發(fā)送消息同時地向移動站MS發(fā)送消息?？商娲兀部?以向基站BS3發(fā)送請求。以這種方式，根據(jù)已知的軟切換(Soft-Handover)方 法，移動站MS可以與多個基站同時通信。移動站MS通過同時從兩個基站BS2 和BS3接收消息得到提高的接收質(zhì)量。如果一方面在基站BS2和移動站MS 之間并且另一方面在基站BS3和移動站MS之間的無線電信道在網(wǎng)絡(luò)側(cè)是已知 的，貝l偽提高消息傳輸?shù)馁|(zhì)量在發(fā)送側(cè)、亦即由基站BS2和BS3 j頓最大比 合并(maximum-ratio-combining)方法。
給由于所述實(shí)施而吃虧的移動站MS2分配正交的無線電資源、例如較晚 的時隙，在該時隙期間^l寸在圖3b中所示的波束，或者所示波束的劃寸的另 一無線電頻率。如果在基站BS2和移動站MS之間、在基站BS3和移動站MS 之間、在基站BS2和移動站MS2之間和在基站BS3和移動站MS2之間的無 線電信道在網(wǎng)絡(luò)側(cè)是已知，則在發(fā)送機(jī)側(cè)可以使用H^傳輸方法。在此為兩個 移動站MS和MS2如此使該信號預(yù)先失真，使得移動站MS和MS2基本上接 收分別為其確定的消息。從基站BS3和BS2劃寸的信號3I3i無線電信道如此 被修正，使得基站BS3的被修正的信號和基站BS2的被修正的信號的為移動 站MS確定的信號分量在移動站MS的^L置處在設(shè)計(jì)上重疊，并且為移動站MS2
確定的信號分量在移動站MS的位置處相互抹消。相反情況關(guān)于移動站MS2 也適用。
在圖3b中所示的情形也適用在例如基站BS3和基站BS2之間執(zhí)行移動站 MS的軟切換。在相鄰基站的正交瑕歐順序的情況下必須執(zhí)行硬切換，而非正 交園^刃l(wèi)頃序的存在可以為軟切換使用，其中移動站MS如上述同時從兩個參加 切換的基站接收信號。
盡管本發(fā)明關(guān)于移動站僅僅具有全向發(fā)送和接收天線的情況予以了說明， 但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于在移動站側(cè)多個天線的情況。如果基站具有M個天 線并且移動站具有N個天線，則通過移動站的信道估計(jì)確定維數(shù)為MxN的矩 陣H。
權(quán)利要求
1.用于在無線電通信系統(tǒng)中通信的方法，該無線電通信系統(tǒng)包括至少一個基站(BS，BS1，BS2，BS3)和用戶站(MS，MS2)，其中，基站(BS，BS1，BS2，BS3)為向用戶站(MS，MS2)發(fā)送消息而使用彼此不同的發(fā)射方向(BEAM1，BEAM2，BEAM3，BEAM4)，其特征在于，基站(BS，BS1，BS2，BS3)向用戶站(MS，MS2)發(fā)送關(guān)于發(fā)射方向(BEAM1，BEAM2，BEAM3，BEAM4)的使用順序的信息(HOPPINGSEQUENCE)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，其中，基站(BS， BSl， BS2， BS3)為用戶站側(cè)的信道估計(jì)全向地發(fā)送導(dǎo)頻信 號(PILOT)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中，基站(BS， BS1， BS2， BS3)在發(fā)送導(dǎo)頻信號(PILOT)后從至少一個 用戶站(MS， MS2)接收關(guān)于涉及多個刻寸方向(BEAM1， BEAM2， BEAM 3， BEAM4)的用戶側(cè)接收質(zhì)量的信息(FEEDBACK)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中，從在使用全向發(fā)送的導(dǎo)頻信號(PILOT)的情況下用戶站側(cè)的信道估計(jì)和 從關(guān)于至少一些刻寸方向(BEAM1， BEAM 2， BEAM 3， BEAM 4)的信息 中確定關(guān)于用戶側(cè)接LlM量的信息(FEEDBACK)。
5. 根據(jù)權(quán)禾腰求3或4的方法，其中，基站(BS， BS1， BS2， BS3)根據(jù)接收到的關(guān)于接收質(zhì)量的信息 (FEEDBACK)給用戶站(MS， MS2)分配刻寸方向(BEAM 1， BEAM 2， BEAM 3， BEAM 4)的無線電資源。
6. 根據(jù)權(quán)禾腰求3到5之一的方法，其中，基站(BS， BS1， BS2, BS3)根據(jù)接收到的關(guān)于接收質(zhì)量的信息 (FEEDBACK)改變對寸方向(BEAM 1， BEAM 2， BEAM 3， BEAM 4)的 使用順序，并且發(fā)送關(guān)于改變了的順異的信息(HOPPING SEQUENCE)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其中，對順序的改變包括X寸至少一個劍寸方向(BEAMl， BEAM 2， BEAM 3， BEAM 4)的忽略。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1到7之一的方法，其中，另一基站(BS， BS1， BS2， BS3)為向用戶站(MS, MS2)發(fā)送消息使 用彼此不同的激寸方向(BEAM1， BEAM2， BEAM3， BEAM4)，其中ft^f 述基站(BS， BS1， BS2， BS3) 4頓劃寸方向(BEAM1， BEAM2， BEAM3， BEAM4)的順席和戶/M另一基站(BS， BS1， BS2， BS3) ^頓鄉(xiāng)方向(BEAM 1， BEAM 2， BEAM 3， BEAM 4)的順序彼此一致。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2到8之一的方法，其中，從在使用所述基站(BS， BS1， BS2， BS3)的全向發(fā)送的導(dǎo)頻信號(PILOT) 的情況下用戶站(MS, MS2)的信道估計(jì)和從關(guān)于所述基站(BS， BS1， BS2， BS3)的至少一些劍寸方向(BEAM 1， BEAM 2， BEAM 3， BEAM 4)的信 總'l'關(guān)于用戶側(cè)的接收質(zhì)量確定第一信息，并且從在使用所述另一基站(BS， BS1， BS2， BS3)的全向發(fā)送的導(dǎo)頻信號(PILOT)的情況下用戶站(MS, MS2)的信道估計(jì)和從關(guān)于所述另一基站(BS， BS1， BS2， BS3)的至少一 些發(fā)射方向(BEAM1， BEAM 2， BEAM 3， BEAM 4)的信息中關(guān)于用戶側(cè) 的接收質(zhì)量確定第二信息，和在向用戶站(MS， MS2)分配無線電資源時考慮戶皿第一和第二信息。
10. 根據(jù)權(quán)利要求2到9之一的方法，其中，另一基站(BS， BS1， BS2， BS3)為向用戶站(MS， MS2)發(fā)送消息使 用彼此不同的魁寸方向(BEAM1， BEAM2， BEAM 3， BEAM4)，禾口戶腿基站(BS， BS1， BS2， BS3)和戶脫另一基站(BS， BS1， BS2， BS3) 在使用分別一個劃寸方向(BEAM1， BEAM 2， BEAM 3， BEAM 4)的情況 下同時向用戶站(MS， MS2)發(fā)送相同的消息。
11. 用于無線電通信系統(tǒng)的基站(BS， BS1， BS2， BS3)，具有用于在使 用彼此不同的劍t方向(BEAM1， BEAM 2， BEAM 3， BEAM 4)的情況下 向用戶站(MS， MS2)發(fā)送消息的裝置，其特征在于，用于向用戶站(MS， MS2)發(fā)送關(guān)于劃寸方向(BEAM 1， BEAM 2， BEAM 3， BEAM4)的使用順序的信息(HOPPINGSEQUENCE)的，。
12. 用于無線電通信系統(tǒng)的用戶站(MS， MS2)，其中，基站(BS， BS1， BS2， BS3)為向用戶站(MS， MS2)發(fā)送消息j頓彼此不同的激寸方向(BEAM1， BEAM 2， BEAM 3， BEAM 4)，其特征在于，用于接收和處理關(guān)于由基站(BS， BS1， BS2， BS3)使用魁寸方向(BEAM 1， BEAM 2， BEAM 3， BEAM 4)的)l,的信息(HOPPING SEQUENCE)的裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的用戶站(MS， MS2)，具有用于在4頓由基站(BS， BS1， BS2， BS3)全向發(fā)送的導(dǎo)頻信號(PILOT)的情況下執(zhí)行信道估計(jì)的裝 置、和用于從信道估計(jì)和從關(guān)于至少一些^l寸方向(BEAM 1， BEAM 2， BEAM 3， BEAM 4)的信息中確定關(guān)于用戶側(cè)接收質(zhì)量的信息(FEEDBACK)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于在無線電通信系統(tǒng)中通信的方法，該無線電通信系統(tǒng)包括至少一個基站(BS)和用戶站(MS)。基站(BS)為向用戶站(MS)發(fā)送消息使用彼此不同的發(fā)射方向(BEAM1，BEAM2，BEAM3，BEAM4)。根據(jù)本發(fā)明，基站(BS)向用戶站(MS)發(fā)送關(guān)于發(fā)射方向(BEAM1，BEAM2，BEAM3，BEAM4)的使用順序的信息。此外本發(fā)明涉及用于執(zhí)行本方法的基站(BS)和用戶站(MS)。
文檔編號H04W16/28GK101204107SQ200680015813
公開日2008年6月18日 申請日期2006年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月11日
發(fā)明者E·舒爾茨, H·胡, M·韋柯爾 申請人:諾基亞西門子通信有限責(zé)任兩合公司