[发明专利]发射分集方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于包括一个发射部件和至少一个接收机的无线通信系统，例如通用移动通信系统(UMTS)的发射分集方法和系统。

背景技术

目前已选择宽带码分多址(WCDMA)用作UMTS成对频带的无线电技术。因此，WCDMA为第三代广域移动通信的通用无线电技术标准。WCDMA设计用于高速数据业务，尤其是基于因特网的分组数据，能提供室内环境下高达2Mbps而广域超过384Kbps的数据率。

WCDMA概念基于一种新的信道结构，所有层建立于诸如分组数据信道和业务复用等技术。这种新概念还包括导引符号和分时隙结构，这使得能提供自适应的天线阵，将天线束定向到用户以提供最大距离和最小干扰。这在无线电频谱有限的区域实现宽带技术时也是非常关键的。

通过包括多天线接收和多用户检测或干扰消除在内的各种技术可增大所提出的WCDMA系统的上行链路容量。增大下行链路容量的技术还没有发展到这种程度。然而，规划的数据业务(例如因特网)带来的容量需求使下行链路信道的负担更重。因此，找到能提高下行链路信道容量的技术十分重要。

考虑到终端的要求极为复杂，加上下行链路信道的特性，提供多个接收天线并不是对于下行链路容量问题所期望的技术解决方案。因此，提出了几种可供选择的技术解决方案，建议在基站采用多个天线或发射分集将提高下行链路容量，而仅在很小程度上增加终端实现的难度。

根据WCDMA系统，考虑发射分集概念主要集中于闭环(反馈)模式。

图1示出了一个用于在基站(BS)10和移动终端或移动台(MS)20之间的下行链路传输的这种反馈模式的例子。具体地说，BS10包括两个天线A1和A2，MS20用于在从两个天线A1和A2接收的两个发射信号的基础上估计该信道。接着，MS20反馈离散的信道估计到BS10。我们自然希望提出一种健壮而且时延小的反馈信令概念。

在WCDMA中，对于优化用于两个天线的闭环概念提出了三种模式。在反馈(FB)模式1(也称为选择发射分集(STD))，每个时隙有一个比特用于指示来自每个终端的“最佳”天线。另外的闭环FB模式2和3提供一种较慢的反馈链路，在此，用于控制天线A1和A2的反馈加权分别在2个或4个0.625ms时隙后被修正。在此情况下，天线A1和A2共相以便发送信号在MS20相干地相加，从而在低移动性“低多路径”的环境中获得最佳性能。

图2示出了上述FB模式1到3的特性参数表。具体来说，N_FB指定每个时隙的反馈比特数，N_w为每个反馈信令字的比特数，Na为用于控制天线A1和A2的放大或功率的反馈比特数，以及Np为用于控制天线A1和A2之间的相位差的反馈比特数。从图2的表格可看出，在FB模式1到3中，每个时隙均反馈一个比特。

在FB模式1(即STD)，反馈信令字的比特长度为1比特，这使得刷新率为1600/s(即在每个时隙在BS10执行一次刷新)。反馈比特率为1600bps，而反馈信令字用于控制提供给天线A1和A2的功率。

在FB模式2，反馈信令字包括2个比特，这使得刷新率为800/s，因为是在接收到两个反馈比特后，即在两个时隙后进行刷新的。反馈信令字仅用于控制两个天线A1和A2之间的相位差。

在FB模式3，反馈信令字的比特长度为4，这样可获得400/s的刷新率，即每4个时隙刷新一次。具体地说，反馈信令字中有一个比特用于控制天线A1和A2的放大(功率)，而另外3个比特用于控制它们的相位差。

图3A示出了在FB模式1或STD执行的一个反馈功率控制表。在此，MS 20必须估计具有最小路径损耗的天线。为此，MS20估计所有“竞争天线”的信道功率，并确定具有最大功率的一个天线。所需的信道估计是从例如利用来自每个天线的已知功率发送的公共导引信道获得的。图3A的表格示出了反馈值和提供给天线A1的功率P_A1以及提供给天线A2的功率P_A2之间的关系。因此，在BS10响应该反馈信令值选择天线A1或A2。

应注意，FB模式1可以模拟方式在波束域实现。在此情况下，MS20指示BS10是否旋转从天线A2发射的信道符号180°。在此情况下，BS10同时从天线A1和A2发送信号。因此，天线A1和A2之间的相位差在0°和180°之间切换以响应该反馈值。

另外的FB模式2和3与称为发射天线阵(TxAA)的反馈概念有关，其中，MS20发送估计和量化的信道参数到BS10，BS10相应地加权发送的信号。