DE20312161U1 - Basisstation, die eine Sendediversität mit geschlossener Schleife von physikalischen Punkt-zu-Mehrpunkt-Kanälen verwendet - Google Patents

Abstract

Basisstation, umfassend:
– mehrere Antennenelemente zum Senden eines Kanalsignals an mehrere Empfangspunkte;
– eine Sammelvorrichtung, die an die Antennenelemente angeschlossen ist, zum Sammeln von Information über Phasen/Amplituden-Information für jedes Antennenelement von jedem Empfangspunkt;
– eine Gewichtungsverarbeitungsvorrichtung, die mit der Sammelvorrichtung verbunden ist, zum Bestimmen von Kanalgewichtungswerten für jedes Antennenelement; und
– für jede Antenne eine an einen Mischer angeschlossene Gewichtungsvorrichtung zum Anlegen des bestimmten Kanalgewichtungswerts für diese Antenne auf ein Spreizkanalsignal vor dem Aussenden als das Kanalsignal durch dieses Antennenelement;
– einen Kanalgenerator zur Erzeugung von Daten des Kanals; und
– einen Mischer zum Mischen der Kanaldaten mit einem Spreiz- und Verwürfelungscode des Kanals als einen gespreizten Kanal.

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf drahtlose Kommunikationssysteme. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf den Einsatz einer Sendediversität zur Unterstützung von Punkt-zu-Mehrpunkt-Kanälen in solchen Systemen.
• Hintergrund
• Es besteht ein wachsender Bedarf nach der Verwendung von Punkt-zu-Mehrpunkt-Diensten in drahtlosen Kommunikationssystemen. Bei einem Punkt-zu-Mehrpunkt-Dienst sendet ein Sendepunkt gleichzeitig Daten an eine Vielzahl von Empfangspunkten. Beispiele von Punkt-zu-Mehrpunkt-Diensten sind Multimediadienste, die im Rundsende- und im Sammelsendeverfahren ausgesendet werden.
• Ein bei drahtlosen Systemen üblicherweise verwendetes Konzept ist die Sendediversität. Bei der Sendediversität werden eine Vielzahl von Antennenelementen zum Senden der gleichen Dienstsignale verwendet. Die Phasen und Amplituden des von der jeweiligen Antenne gesendeten Signals werden so eingestellt, dass die Sendung insgesamt auf einen gewünschten Empfänger gebündelt ist. Andere Empfänger im System empfangen nur eine geringere oder gar keine Sendeenergie von dieser Dienstsendung. Für Punkt-zu-Punkt-Dienste kann die Sendediversität dazu verwendet werden, Benutzer zu isolieren, und demnach den Wirkungsgrad der Funkressourcen insgesamt zu erhöhen.
• Auch wenn die Sendediversität zur wirkungsvolleren Nutzung von Funkressourcen eingesetzt werden kann, ist der Einsatz der Sendediversität in Punkt-zu-Mehrpunkt-Kommunikationen problematisch. Die Punkt-zu-Mehrpunkt-Kommunikation empfangenden Benutzer können geographisch so weit verstreut sein, dass es sein kann, dass die Sendediversität die von manchen Benutzern empfangene Signalqualität verschlechtert. Außerdem muss die Phasen- und Amplitudeninformation von vielen Benutzern verarbeitet werden. Die Information von der Vielzahl von Benutzern kann zu Konflikten führen und schwierig zu koordinieren sein. In bestimmten Situationen können Sendediversitätsverfahren jedoch eine bessere Funkressourcennutzung liefern.
• Es ist demnach wünschenswert, Verfahren zum Einsatz einer Sendediversität bei Punkt-zu-Mehrpunkt-Diensten zur Vefügung zu haben.
• Zusammenfassung
• Eine Basisstation umfasst mehrere Antennenelemente zum Senden eines Kanalsignals an mehrere Empfangspunkte. Eine an die Antennenelemente angeschlossene Sammelvorrichtung sammelt Information über Phasen/Amplitudeninformation für jedes Antennenelement von jedem Empfangspunkt. Eine Gewichtsverarbeitungsvorrichtung, die an die Sammelvorrichtung angeschlossen ist, bestimmt für jedes Antennenelement Kanalgewichtswerte fest. Für jede Antenne legt eine an einen Mischer angeschlossene Gewichtungsvorrichtung den bestimmten Kanalgewichtswert für diese Antenne an ein Spreizkanalsignal an, bevor dieses als das Kanalsignal von dem Antennenelement ausgesendet wird. Ein Kanalgenerator erzeugt Daten des Kanals. Ein Mischer mischt die Kanaldaten mit einem Spreiz- und Verwürtelungscode des Kanals als einen Spreizkanal.
• Kurzbeschreibung der Zeichnung(en)
• 1 ist ein vereinfachtes Diagramm einer Punkt-zu-Mehrpunkt-Basisstation und einer WTRU, welche Sendediversität verwenden.
• 2 ist ein Fließdiagramm zur selektiven Sendediversität.
• 3 ist der Verarbeitungsfluss für eine Umsetzung einer PtM-Sendediversität.
• Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform(en)
• Auch wenn die bevorzugten Ausführungsformen in Zusammenhang mit einem Breitband-Codemultiplex-Vielfachzugriffs(Wideband Code Division Multiple Access / W-CDMA)-System des Third Generation Partnership Project (3GPP) beschrieben werden, sind die Ausführungsformen auf ein beliebiges drahtloses System anwendbar, das Punkt-zu-Mehrpunkt-Sendungen verwendet. Hiernach schließt eine drahtlose Sende/Empfangseinheit (Wireless Transmit/Receive Unit / WTRU) ein Benutzergerät, eine mobile Station, eine stationäre oder mobile Teilnehmereinheit, ein Personenfunkrufgerät oder einen beliebigen anderen Typ eines Geräts ein, das in einer drahtlosen Umgebung betrieben werden kann, ist hierauf jedoch nicht eingeschränkt. Eine Basisstation...
• 1 ist ein vereinfachtes Diagramm einer Basisstation 20 und einer Gruppe von WTRUs 22₁ bis 22_M (22), die einen Punkt-zu-Mehrpunkt(PtM)-Dienst unter der Verwendung einer Sendediversität oder einer selektiven Sendediversität empfangen. Der PtM-Kanal wird zum Beispiel durch eine PtM-Kanalgeneratorvarrichtung 24 erzeugt. Wenn die Sendediversität auf den PtM-Kanal angewendet wird, gewichtet eine Sendediversitäts-Gewichtungsvorrichtung 28 eine Version des PtM-Kanalsignals, das durch jedes Antennenelement 38₁ bis 38_N (38) des Basisstation(sendefelds) auszustrahlen ist.
• Nachdem das PtM-Kanalsignal durch die drahtlose Schnittstelle gelangt ist, empfängt jede WTRU 22 ein zusammengesetztes PtM-Kanalsignal, zum Beispiel unter Verwendung einer Antenne 37₁ bis 37_M . Eine PtM-Kanalschätzvorrichtung 32₁ bis 32_M (32) schätzt die Kanalantwort einer jeden übertragenen Version des PtM-Kanalsignals. Die Kanalantwortinformation wird an eine Sendediversitäts-Phasen/Amplituden-Signalisierungsvorrichtung 34₁ bis 34_M (34) geliefert. Die Sendediversitäts-Phasen/Amplituden-Signalisierungsvorrichtung 34 bestimmt die gewünschten Phasen/Amplituden-Einstellungen für das Sendefeld 38, um einen besseren Empfang des PtM-Signals durch diese WTRU 22 zu gewährleisten. Die Sendediversitäts-Phasen/Amplituden-Vorrichtung 34 signalisiert diese Information an die Basisstation 20, wie zum Beispiel über ein Schicht-1-Signal unter der Verwendung eines dedizierten physikalischen Aufwärtskanals oder einer Schicht-2/3-Nachricht. Typischerweise ist der Zeitraum zwischen der Kanalschätzmessung in der WTRU 22 und dem Empfang der signalisierten Information in der Basisstation zwischen der WTRU 22 und der Basisstation 20 bekannt.
• Bei der Basisstation sammelt eine WTRU-Phasen/Amplituden-Sammelvorrichtung 30 die signalisierte Phasen/Amplitudeninformation von allen dem jeweiligen PtM-Dienst zugeordneten WTRUs. Typischerweise wird jeder PtM-Dienst zur Sendediversitätsanalyse getrennt behandelt. Eine PtM-Kanalgewichtungsvorrichtung 26 verwendet die angesammelte Phasen/Amplitudeninformation zum Einstellen der Gewichtungen der Sendediversitäts-Gewichtungsvorrichtung 28. Die PtM-Kanal-Gewichtungsvorrichtung 28 kann sich auch dazu entscheiden, die Sendediversität auf der Basis eines Funkrahmens oder auf der Basis von TTI ein- bzw. auszuschalten.
• Vorzugsweise bestimmt die PtM-Kanal-Gewichtungsvorrichtung 28 einen zusammengesetzten Gewichtungsvektor, der auf die Antennenelemente 38 anzuwenden ist. Ist die Verbindungsleistung der jeweiligen WTRU 22 der PtM-Dienste nicht schlechter als die Verbindungsleistung, wenn die Sendediversität nicht eingesetzt wird, wird der Gewichtungsvektor auf den PtM angewendet. Sollte ein beliebiger Benutzer eine Verschlechterung der Verbindungsleistung unter Verwendung des Gewichtungsvektors erleiden, wird die Sendediversität nicht angewendet.
• In der bevorzugten Ausführungsform wird die Sendediversität für Punkt-zu-Mehrpunkt-(PtM)Übertragungen selektiv angewendet, auch wenn andere Verfahren verwendet werden können. Wenn allgemein ein hoher Grad einer Korrelation (Ähnlichkeit zwischen Messungen) zwischen der empfangenen WTRU-Phasen/Amplituden-Information besteht, werden am Sendediversitäts-Gewichtungsvektor Einstellungen vorgenommen. Wenn eine geringere Korrelation besteht, wird entweder die Sendediversität ausgeschaltet oder am Gewichtungsvektor keine Veränderung vorgenommen.
• 2 ist ein Fließdiagramm zum selektiven Anwenden der Sendediversität. Jede WTRU 22, die einen PtM-Dienst empfängt, sammelt PtM-Messungen, wie zum Beispiel durch Durchführung einer Kanalschätzung am PtM-Dienst, Schritt 40. Unter Verwendung der gesammelten PtM-Information bestimmt die WTRU 22 gewünschte Phasen- und/oder Amplituden-Einstellungen zur Verbesserung ihres Empfangs des PtM, Schritt 42. Die WTRUs 22 laden diese Information zur Basisstation hoch, wie zum Beispiel durch eine Schicht-1-Signalisierung auf einem dedizierten physikalischen Aufwärtsstreckensteuerkanal oder durch eine Schicht-2/3-Signalisierung, Schritt 44. Die hochgeladene Information, wie zum Beispiel Rückkopplungsinformationsbits, sind in der bevorzugten Ausführungsform Antennengewichtungswerte, die von der WTRU 22 bestimmt werden, auch wenn andere Formen hochgeladener Information verwendet werden können. Die Basisstation korreliert die hochgeladene Information von allen WTRUs.
• Die korrelierte hochgeladene Information wird analysiert, um festzustellen, ob ein Sendediversitätsverfahren angewendet werden soll, Schritt 46. Wenn ein entsprechendes Verfahren nicht eingesetzt werden soll, wird die Sendediversität abgeschaltet, Schritt 48. Wenn das Sendediversitätsverfahren angewendet werden soll, wird entschieden, ob eine Gewichtungseinstellung bei den Sendeantennenelementen gewünscht wird, Schritt 50. Wenn die Gewichte verstellt werden sollen, werden auf das Feld 38 neue Gewichte angewendet, Schritt 54. Wenn die Gewichte nicht eingestellt werden sollen, soll die vorhergehende Gewichtung beibehalten werden, Schritt 52.
• Eine Möglichkeit zur Analyse der hochgeladenen Information ist ein Schwellenbereichstest. Der korrelierte Gewichtungswert wird mit einem Schwellenbereich verglichen. Wenn der korrelierte Gewichtungswert unterhalb des Bereichs ist, wird die Sendediversität ausgeschaltet. Wenn der korrelierte Gewichtungswert innerhalb des Bereichs liegt, wird keine Einstellung vorgenommen. Wenn der korrelierte Gewichtungswert oberhalb des Bereichs liegt, wird eine durchschnittliche Gewichtungseinstellung vorgenommen.
• 3 ist eine Veranschaulichung einer Implementierung der für die PtM-Sendediversität durchgeführten Verarbeitung. Jede WTRU 22 in der PtM-Dienstgruppe bestimmt Phasen/Amplituden-Einstellungen, die nach ihrem Wunsch am Sendefeld 56₁ bis 56_M der Basisstation vorzunehmen sind. Die WTRU 22 bestimmt Gewichtungsfaktoren für jedes Antennenelement 70₁ bis 70_N (70) des Felds 58₁ bis 58_M . Die Basisstation 20 empfängt und verarbeitet alle Gewichtungsfaktoren der WTRU und erzeugt Kanalgewichtungswerte für jedes Antennenelement 70, 60. Für die PtM-Modulator/Sendeschaltung werden die PtM-Dienstdaten durch einen PtM-Kanalgenerator 62 erzeugt. Die PtM-Kanaldaten für das bevorzugte 3GPP-W-CDMA-System werden unter Verwendung eines Mischers 64 mit einem Spreiz- und Verwürtelungscode gemischt.
• Der gespreizte und verwürfelte PtM-Kanal wird für jedes Antennenelement 70 durch eine Gewichtungsvorrichtung 66₁ bis 66_N (66) verarbeitet. Die bestimmten Kanalgewichtungswerte für jede Antenne werden durch Gewichtungsvorrüchtungen 66 auf den gespreizten und verwürfelten PtM-Kanal angewendet. Jedes gewichtete Antennensignal wird vorzugsweise durch einen Kombinierer 68₁ bis 68_N (68) mit einem Referenzkanalsignal kombiniert, um eine Kanalschätzung bei den WTRUs zu erleichtern. Jede WTRU 22 kann das von einer Antenne 70 gesendete Referenzkanalsignal dazu verwenden, die dieser Antenne 70 zugeordnete Kanalantwort zu schätzen. Jedes kombinierte Kanalsignal wird unter Verwendung seines entsprechenden Antennenelements 70 an die WTRUs 22. ausgestrahlt.

Claims (2)

1. Basisstation, umfassend: – mehrere Antennenelemente zum Senden eines Kanalsignals an mehrere Empfangspunkte; – eine Sammelvorrichtung, die an die Antennenelemente angeschlossen ist, zum Sammeln von Information über Phasen/Amplituden-Information für jedes Antennenelement von jedem Empfangspunkt; – eine Gewichtungsverarbeitungsvorrichtung, die mit der Sammelvorrichtung verbunden ist, zum Bestimmen von Kanalgewichtungswerten für jedes Antennenelement; und – für jede Antenne eine an einen Mischer angeschlossene Gewichtungsvorrichtung zum Anlegen des bestimmten Kanalgewichtungswerts für diese Antenne auf ein Spreizkanalsignal vor dem Aussenden als das Kanalsignal durch dieses Antennenelement; – einen Kanalgenerator zur Erzeugung von Daten des Kanals; und – einen Mischer zum Mischen der Kanaldaten mit einem Spreiz- und Verwürfelungscode des Kanals als einen gespreizten Kanal.
2. Basisstation nach Anspruch 1, weiter umfassend: für jede Antenne, einen Kombinierer zum Kombinieren des gespreizten Kanalsignals mit einem Referenzsignal vor der Übertragung.