[发明专利]无线传输/接收单元中使用方向性波束天线的方法及装置

说明书

技术领域

本发明有关一种无线通信系统。更具体说，本发明是一种在一运作于一蜂巢式网络内的无线传输/接收单元(WTRU)中使用一交换波束方向性天线的方法及装置。本发明可应用于任何无线通信系统，其中非局限性包含全球移动通信系统(GSM)、整合封包无线电服务(GPRS)、及全球发展强化数据传输率(EDGE)。

背景技术

蜂巢式技术发展的最重要领域的其中一个是对于提高系统容量的方式的探索。移动系统中的频谱效率和功率消耗正迫使无线通信设计师探索此技术中会提供容量补助的新领域。这些正被探索的新领域其中之一是利用方向性波束天线改善一基站与一WTRU间的前向和反向链接的链接余裕(link margin)。方向性天线优于传统全向性天线的增加利益在WTRU接收器处提供提高的接收信号位准，容许基站以一较低功率位准发射。此容许更多使用者同时活动(亦即有更大容量)，且降低被相邻信元内的WTRUs感受到的干扰。

一WTRU内的天线的指向性亦能对于来自从相邻基站收到的信号的干扰位准提供一缩减效果。从WTRU到基站的反向链接享有相同的链接余裕改良，从而容许WTRU以较低功率位准发射。这减轻在相邻信元的基站感受到的干扰且能延长WTRU的电池寿命。

一WTRU的一方向性天线的使用要求决定性地参考每一方向性波束上的信号位准测量值以便选择天线的最佳定向模式。在一移动通信网络中，WTRU必须持续地监控每一定向模式的接收信号位准并定期重新选择最佳定向模式以配合环境变化和WTRU的移动。在一采用一TDMA架构以容纳多数使用者的GSM网络中，可利用无效时槽(亦即WTRU未被要求进行发射或接收)进行这些测量。但是，WTRU收到的信号位准因为多路径传播而持续改变。因此，在一已知时间就一方向测得一高于另一方向的接收信号位准无法得到最佳方向性波束选择。

发明内容

本发明是一种操控被用在一运作于一无线系统(非局限性包含GSM/GPRS/EDGE型蜂巢式系统)内的一WTRU的交换波束定向性天线的方法及装置。该WTRU测量依该交换波束天线的每一定向模式从服务基站收到的信号并选择具有最佳信号的方向。此等测量是在该WTRU未被要求发射或接收时的无效时槽期间进行。一般而言，该WTRU被指派以一个时槽发射且以一个时槽接收，而GSM系统中有八个TDMA时槽可用，留下六个无效时槽。

每一定向模式的信号测量值得为以在时槽期间从服务基站就BCCH收到的总接收信号功率求平均值的方式形成(以下称为接收信号强度指示或RSSI)。其亦可为由在时槽的一部分时间内的一平均值形成。此容许在相同时槽内测量多个波束，从而减少发展出一波束选择决定所需要的时间。

另一选择，可利用GSM突发波形的训练序列(midamble)测量从天线的不同定向模式收到的信号的信号品质或载波干扰比(CIR)。此种技术可应用于测量同样可能含有来自相邻基站的干扰的讯务信道时槽之时。训练序列含有一被用来区别期望信号(亦即服务基站)与从其它基站收到的干扰信号的已知数据序列。

整体而言，波束选择决定并不依赖于单独一组测量值，因为会有因多路径渐弱造成的信号位准波动。在选择最佳方向之前从每一方向求测量值的平均值的方式是一种有效率的技术。另一选择，在测量相同时槽内的数个波束时，可利用逐时槽感受到的信号位准差异形成波束选择决定。

在进行邻近信元的接收功率测量以供做出转接决定时，WTRU会被限定于全向性天线。这提供可能以不同到达角度出现的邻近信元的一致相对信号强度测量。但是，如果WTRU有空闲处理能力收集邻近信元上的多波束测量值，则可考虑转接到一方向性波束。

附图说明

借由以举例方式提出且应连同附图阅览的以下较佳实施例详细说明可对本发明更为理解，附图中：

图1是一依据本发明运作的一无线通信系统的略图；

图2是一在图1系统的一WTRU中使用一方向性波束天线的方法的流程图；

图3是一由图1系统的WTRU产生的范例方向性波束图案；

图4是一被建构为在图1系统内使用一方向性波束天线的一WTRU的方块图；

图5和图6分别是在GMSK调变和8-PSK调变的正常持续时间数据组的时罩；

图7是一依据本发明在单一时槽内的三个测量间隔的实例；

图8是一GMSK正常数据组位结构的略图；

图9是一有邻近信元测量(FN)及服务信元测量(FS)发生的GSM多帧，其中分解每一帧类型以详细展露帧的八个时槽内的活动；

图10是一TDMA时间帧；且