專利名稱：無線電通信站和無線電通信裝置及操作它們的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線電通信設(shè)備以及操作無線電通信設(shè)備的方法。本發(fā)明 例如但不排他地應(yīng)用于移動通信系統(tǒng)中。
背景技術(shù)：
移動通信系統(tǒng)典型地包含發(fā)送有關(guān)無線電信道狀態(tài)的信息的機制。例 如，信道狀態(tài)信息能夠作為隨機接入機制的一部分被發(fā)送，移動終端能夠
通過該隨機接入機制接入網(wǎng)絡(luò)。在隨機接入機制的 一個實例中，其中該機
制正在考慮用于UMTS LTE (通用移動電信系統(tǒng)長期演進)，移動終端發(fā)送 有關(guān)異步隨機接入信道(RACH )的簽名。移動終端從較大集合(例如，64 ) 中選擇特定的簽名，其使一些比特(例如，6)的信息能夠得以傳送。一 個要求是沖突概率(即兩個移動終端在相同時間使用相同簽名的概率)應(yīng) 該足夠低。另一個要求是產(chǎn)生的波形具有低的互相關(guān)。
根據(jù)一個或更多數(shù)據(jù)字段能夠考慮定義簽名的比特模式。數(shù)據(jù)字段的 潛在內(nèi)容的一些實例是
-偽隨機數(shù)據(jù)(以臨時移動終端標識的形式以降低沖突風險)
-信道質(zhì)量指示符(CQI)或路徑損耗測量
-RACH接入的原因。
如果CQI和原因字段在終端之間足夠地不相關(guān)，那么它們還可以幫助 減小沖突。
以上描述的實例機制遭受能夠被發(fā)送的有限數(shù)量有用數(shù)據(jù)比特的竟 爭問題以及潛在的沖突概率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是實現(xiàn)改善的隨機接入機制。
根據(jù)本發(fā)明的第 一方面，提供了 一種在具有多個無線電通信裝置的無 線電通信系統(tǒng)中操作無線電通信站的方法，包括推導量化參數(shù)和發(fā)送該量 化參數(shù)到無線電通信裝置，所述參數(shù)用于在信道狀態(tài)度量的隨后量化中使 用。
6根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種操作無線電通信裝置的方法，包括
接收量化參數(shù)；確定信道狀態(tài)度量；通過應(yīng)用量化參數(shù)所指示的量化范圍 (quantisation range)量化確定的信道狀態(tài)度量；確定指示經(jīng)量化的信 道狀態(tài)度量的數(shù)據(jù)值；以及作為隨機接入傳輸發(fā)送傳送所述確定數(shù)據(jù)值的 信號。
本發(fā)明還提供操作通信系統(tǒng)的方法，該方法包括根據(jù)本發(fā)明的第 一 方 面操作無線電通信站和根據(jù)本發(fā)明的第二方面操作無線電通信裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第三個方面提供一種用于在具有多個無線電通信裝置 的無線電通信系統(tǒng)中使用的無線電通信站，包括適于推導量化參數(shù)的裝置 和適于發(fā)送量化參數(shù)到無線電通信裝置的裝置，所述量化參數(shù)用于在信道 狀態(tài)度量的隨后量化中使用。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面提供一種無線電通信裝置，包括適于接收量 化參數(shù)的裝置；適于確定信道狀態(tài)度量的裝置；適于通過應(yīng)用量化參數(shù)所 指示的量化范圍量化確定的信道狀態(tài)度量的裝置；適于確定指示經(jīng)量化的 信道狀態(tài)度量的數(shù)據(jù)值的裝置；以及適于作為隨機接入傳輸發(fā)送傳送所述 確定數(shù)據(jù)值的信號的裝置。
本發(fā)明還提供包括根據(jù)本發(fā)明第三方面的無線電通信站和根據(jù)本發(fā) 明第四方面的無線電通信裝置的通信系統(tǒng)。
取決于信道狀態(tài)度量值的概率密度函數(shù)(PDF ),以及因此取決于數(shù)據(jù) 值的概率密度函數(shù)，與如果隨機數(shù)據(jù)單獨地被發(fā)送相比，沖突概率可能更 高。與本發(fā)明相比，用于量化數(shù)據(jù)比特的固定量化算法不適應(yīng)被測量信道 狀態(tài)度量值的分布的改變，所以如果大部分的移動終端測量基本上類似的 值可能導致高的沖突概率。本發(fā)明通過使得量化算法能夠自適應(yīng)而減輕了 這個問題。
所述量化參數(shù)可以根據(jù)無線電通信系統(tǒng)的特性來推導。這使得無線電 通信站能夠使量化參數(shù)適應(yīng)時間變化的系統(tǒng)特性。
無線電通信系統(tǒng)的特性可以根據(jù)在隨機接入信道上從多個無線電通 信裝置接收的信號來推導。這使得無線電通信站能夠-使量化參數(shù)適應(yīng)例如 無線電通信裝置的活動級別(activity level)和信號質(zhì)量。
在隨機接入信道上從多個無線電通信裝置接收的信號，每個可以傳送 指示相應(yīng)無線電通信裝置的量化信道狀態(tài)度量的數(shù)據(jù)值，以及無線電通信 站可以根據(jù)所述數(shù)據(jù)值推導量化參數(shù)。這使得無線電通信站能夠使量化參 數(shù)適應(yīng)信道狀態(tài)度量。通過不同的時間和/或頻率資源空隙可以傳送不同的數(shù)據(jù)值集合。
無線電通信站可以根據(jù)例如不同數(shù)據(jù)值出現(xiàn)的頻率推導量化參數(shù)。這 使得無線電通信站能夠使量化參數(shù)適合于控制無線電通信裝置所發(fā)送信 號的沖突的數(shù)量。特別是可以調(diào)整量化參數(shù)以減小最頻繁出現(xiàn)的數(shù)據(jù)值出 現(xiàn)的頻率，從而減小沖突的數(shù)量。
所述量化參數(shù)可以指示量化范圍，其中至少 一些量化范圍具有不相等 的寬度。這也使得沖突的數(shù)量能夠得到控制。
通過不同的時間和/或頻率資源空隙可以傳送不同的數(shù)據(jù)值。不同的 資源空隙可以對應(yīng)于具有不同寬度的量化范圍。這些特征還使得沖突的數(shù) 量能夠得到控制。
信道狀態(tài)度量可以指示以下各項中的 一個或多個
接收信號的信道質(zhì)量指示符；
信道傳遞函數(shù)；
多于一個頻率或頻帶的信道質(zhì)量指示符；
多于一個天線的信道質(zhì)量指示符；
多于一個天線的信道質(zhì)量指示符的平均值；
多于一個天線的信道質(zhì)量指示符之間的差；
無線電通信裝置的位置；
接收路徑的角度；
請求的數(shù)據(jù)速率。
信道質(zhì)量指示符可以例如包括以下各項中的 一 個或多個
信噪比；
信號干擾比；
可接收的數(shù)據(jù)速率；
路徑損耗。


現(xiàn)在將通過實例的方式參考附圖描述本發(fā)明，其中
圖1是用于發(fā)送值的最大隨機化的理想量化門限和CQI值的PDF實
例；
圖2是量化范圍實例和相應(yīng)數(shù)據(jù)值的表格； 圖3是不相等量化范圍的PDF實例；和 圖4圖示量化門限的另一個實例。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考移動通信系統(tǒng)描述本發(fā)明的實施例，在該系統(tǒng)中無線電通信 裝置可以是諸如移動電話機的移動終端，以及無線電通信站可以是網(wǎng)絡(luò)中 的基站。
根據(jù)本發(fā)明，用于量化在隨機接入前同步碼中將被發(fā)送的數(shù)據(jù)的至少 一個量化參數(shù)被信號傳輸?shù)揭苿咏K端。當移動終端根據(jù)信號傳輸?shù)膮?shù)量 化數(shù)據(jù)時，能夠使可以在前同步碼中信號傳輸?shù)拿總€數(shù)據(jù)值出現(xiàn)的概率更 力口一4以。
通常，根據(jù)本發(fā)明在前同步碼簽名中發(fā)送的至少部分數(shù)據(jù)將通常被非
均勻地量化。根據(jù)將被發(fā)送數(shù)據(jù)的假設(shè)或估計的PDF,非均勻量化將被設(shè) 計成相對于均勻量化的情況給出發(fā)送數(shù)據(jù)值的更均勻分布。這降低了在不 同移動終端的RACH嘗試之間簽名沖突的風險。這種改進伴隨有在值的最 小可能范圍周圍發(fā)送數(shù)據(jù)的分辨率的降低。
在簡單的實施例中，信號傳輸?shù)牧炕瘏?shù)可以包括將要使用的最高和 最低量化等級。這表明高于最高量化等級或低于最低量化等級的所有測量 值將分別利用最高或最低數(shù)據(jù)值來發(fā)送。
使用預(yù)定的粒度能夠?qū)崿F(xiàn)最高和最低等級之間區(qū)域中的量化，所述粒 度例如通過可獲得用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋忍財?shù)量進行確定。
例如，圖1顯示CQI值的PDF實例，所述PDF可以例如假設(shè)為遵循對 數(shù)-正態(tài)分布。在這種情況下，理想地選擇映射CQI值到在前同步碼中將 要發(fā)送的數(shù)據(jù)比特的量化門限以便給出將要發(fā)送數(shù)據(jù)比特的基本上均勻 的分布。圖1示出遵照這種理想的假設(shè)量化等級將被放置在哪里；對于當 使用3比特表示前同步碼簽名中CQI的情況，在以dB為單位的CQI值和 信號傳輸?shù)臄?shù)據(jù)比特之間將使用圖2中所示的映射。
從圖1能夠看出量化門限在值的完全集合的有限范圍內(nèi)基本上是均 勻地間隔的。
這種量化模式的近似是在最高和最低門限之間應(yīng)用均勻間隔的門限。 例如，在以上描述的簡單實施例中，分別為19. 5dB和10. 5dB的最高和最 低門限將被信號傳輸?shù)揭苿咏K端。
已知可獲得用于數(shù)據(jù)報告的比特數(shù)量(在本實例中是3)，以及進而 已知8個數(shù)據(jù)值可獲得的事實，于是移動終端能夠在12dB、 13. 5dB、 15dB、 16. 5dB和18dB處等距離地定位中間門限。這導致每個可獲得數(shù)據(jù)值的發(fā)
9送概率如在圖3中所示。
更高級的實施例能夠包括附加參數(shù)的信號傳輸。例如
-多于兩個量化門限的等級能夠和每個經(jīng)信號傳輸?shù)拈T限之間的量
化門限間隔或量化門限(或頻帶)數(shù)量的指示符一起被信號傳輸?shù)揭苿咏K端。
-在一對或更多對經(jīng)信號傳輸?shù)牧炕T限之間還能夠信號傳輸量化 門限間隔的更高級函數(shù)。例如，能夠信號傳輸量化門限間隔的梯度，或者 量化門限間隔的多項式函數(shù)的系數(shù)。
在圖4中顯示了另一個實例，其中三個量化門限的值與指示符一起被 信號傳輸?shù)揭苿咏K端，其中l(wèi)dB間隔應(yīng)該用于第一和第二經(jīng)信號傳輸?shù)牧?化門限之間的量化門限以及2dB間隔應(yīng)該用于第二和第三經(jīng)信號傳輸?shù)?量化門限之間的量化門限。
在圖4中所示的量化參數(shù)選擇能夠例如考慮這個事實，即在CQI報告 的情況下，可能期望在SINR (信號干擾和噪聲比)的低值處相比在更高 值處更精確地報告CQI值。
因此量化參數(shù)的精確選擇能夠基于隨機化所發(fā)送的數(shù)據(jù)值以最小化 沖突概率的目的以及對數(shù)據(jù)值中較高或較低精確程度的效果的考慮的組 合。
可以根據(jù)部署場景(例如，室內(nèi)、室外或宏小區(qū)/微微小區(qū))，或當前 通信量條件來選擇量化參數(shù)。
度量)。例如。、、>:'、 、、、'" 、，、、
-信道傳遞函凄t -多于一個頻率或頻帶的CQI
-多于一個天線的CQI
一多于一個天線的平均CQI
-天線之間不同的CQI - UE的位置
-從UE到接入點的路徑的角度 -需要的數(shù)據(jù)速率
量化參數(shù)的信號傳輸可以是可配置的(例如，僅僅在高負荷條件下被 應(yīng)用，當沖突更加有可能時)。
可以根據(jù)對在實際前同步碼中接收的數(shù)據(jù)的PDF的測量來更新量化參數(shù)的信號傳輸。
量化參數(shù)可以根據(jù)例如以下各項進行推導
-在不同信道上發(fā)送的CQI報告 -當前小區(qū)大小 -切換測量
在本說明書和權(quán)利要求書中，在元件之前的術(shù)語"一"或"一個"并 不排除存在多個這樣的元件。另外，單詞"包括"并不排除除這里所列出 之外其他單元或步驟的存在。
將附圖標記包括在權(quán)利要求書中的括號中意于幫助理解并且并無意 于作為限制。
根據(jù)閱讀本公開的內(nèi)容，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說其他的修改是 明顯的。這些修改可以包括無線電通信領(lǐng)域中已經(jīng)已知的以及可以取代這 里已經(jīng)描述的特征使用或者除它之外還被使用的其他特征。
產(chǎn)業(yè)應(yīng)用
無線通信系統(tǒng)，例如UMTS LTE或諸如UMTS WCDMA (寬帶碼分多址) 的其他蜂窩系統(tǒng)。
ii
權(quán)利要求
1. 一種在具有多個無線電通信裝置的無線電通信系統(tǒng)中操作無線電通信站的方法，包括推導量化參數(shù)和發(fā)送量化參數(shù)到無線電通信裝置，所述參數(shù)用于在信道狀態(tài)度量的隨后量化中使用。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括根據(jù)無線電通信系統(tǒng)的特性推導量化參數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，包括根據(jù)在隨機接入信道上從多個 無線電通信裝置接收的信號推導所述無線電通信系統(tǒng)的特性。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，在隨機接入信道上接收的每 個信號傳送指示相應(yīng)無線電通信裝置的量化信道狀態(tài)度量的數(shù)據(jù)值，所述 方法包括根據(jù)在隨機接入信道上接收的信號推導數(shù)據(jù)值，以及其中根據(jù)無 線電通信系統(tǒng)的特性推導量化參數(shù)包括根據(jù)數(shù)據(jù)值推導量化參數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，推導量化參數(shù)包括根據(jù)不同 數(shù)據(jù)值出現(xiàn)的頻率確定量化參數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，重復權(quán)利要求1到5的步驟以便調(diào) 整量化參數(shù)來減小最頻繁出現(xiàn)數(shù)據(jù)值的出現(xiàn)頻率。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4、 5或6所述的方法，其中，通過不同的時間和/ 或頻率資源空隙傳送不同的數(shù)據(jù)值集合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1到7中任何一項所述的方法，其中，所述量化參 數(shù)指示門限。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一項所述的方法，其中，所述量化參 數(shù)指示量化范圍，其中至少一些量化范圍具有不相等的寬度。
10. —種操作無線電通信裝置的方法，包括 接收量化參數(shù)；確定信道狀態(tài)度量；通過應(yīng)用量化參數(shù)所指示的量化范圍量化所述確定的信道狀態(tài)度量；確定指示量化的信道狀態(tài)度量的數(shù)據(jù)值；和作為隨機接入傳輸發(fā)送傳送所述確定數(shù)據(jù)值的信號。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，通過不同的時間和/或頻率 資源空隙傳送不同的數(shù)據(jù)值。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，所述量化參數(shù)指示門 限，該方法包括如果所述信道狀態(tài)度量的值降低到高于門限，那么在第 一時間和/或 頻率資源空隙中發(fā)送傳送數(shù)據(jù)值的信號；和如果所述信道狀態(tài)度量的值降低到低于門限，那么在第二時間和/或 頻率資源空隙中發(fā)送傳送數(shù)據(jù)值的信號。
13. 根據(jù)權(quán)利要求IO、 11或12所述的方法，其中，至少一些量化范 圍具有不相等的寬度。
14. 根據(jù)權(quán)利要求IO、 11、 12或13所述的方法，其中，信道狀態(tài)度 量指示以下各項中的一個或更多接收信號的信道質(zhì)量指示符； 信道傳遞函數(shù)；多于一個頻率或頻帶的信道質(zhì)量指示符；多于一個天線的信道質(zhì)量指示符；多于一個天線的信道質(zhì)量指示符的平均值；多于一個天線的信道質(zhì)量指示符之間的差；無線電通信裝置的位置；接收路徑的角度；請求的數(shù)據(jù)速率；可接收的數(shù)據(jù)速率； 路徑損摔毛； 信噪比； 信號干擾比。
15. —種操作通信系統(tǒng)的方法，包括根據(jù)權(quán)利要求1到9中任何一項 操作無線電通信站和根據(jù)權(quán)利要求10到14中任何一項操作無線電通信裝置。
16. —種在具有多個無線電通信裝置的無線電通信系統(tǒng)中使用的無線 電通信站，包括適于推導量化參數(shù)的裝置和適于發(fā)送量化參數(shù)到無線電通 信裝置的裝置，所述量化參數(shù)用于在信道狀態(tài)度量的隨后量化中使用。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的無線電通信站，包括適于根據(jù)無線電通 信系統(tǒng)的特性推導量化參數(shù)的裝置。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的無線電通信站，包括適于根據(jù)在隨機接 入信道上從多個無線電通信裝置接收的信號推導無線電通信系統(tǒng)的特性 的裝置。
19. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的無線電通信站，其中，在隨機接入信道上接收的每個信號傳送指示相應(yīng)無線電通信裝置的量化信道狀態(tài)度量的 數(shù)據(jù)值，以及所述無線電通信站包括適于根據(jù)數(shù)據(jù)值推導量化參數(shù)的裝 置。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的無線電通信站，包括適于根據(jù)不同數(shù)據(jù) 值出現(xiàn)的頻率推導量化參數(shù)的裝置。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的無線電通信站，包括適于重復地調(diào)整量 化參數(shù)來減小最頻繁出現(xiàn)數(shù)據(jù)值的出現(xiàn)頻率的裝置。
22. 根據(jù)權(quán)利要求19、 20或21所述的無線電通信站，包括適于根據(jù) 不同的時間和/或頻率資源空隙確定不同的數(shù)據(jù)值集合的裝置。
23. 根據(jù)權(quán)利要求16到22中任何一項所述的無線電通信站，其中， 所述量化參數(shù)指示門限。
24. 根據(jù)權(quán)利要求16到23中任何一項所述的無線電通信站，其中， 所述量化參數(shù)指示量化范圍，其中至少一些量化范圍具有不相等的寬度。
25. —種無線電通信裝置，包括 適于接收量化參數(shù)的裝置； 適于確定信道狀態(tài)度量的裝置；適于通過應(yīng)用量化參數(shù)所指示的量化范圍量化確定的信道狀態(tài)度量 的裝置；適于確定指示量化的信道狀態(tài)度量的數(shù)據(jù)值的裝置；以及
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的無線電通信裝置，包括i^于通過在不同 的時間和/或頻率資源空隙發(fā)送信號傳送不同數(shù)據(jù)值的裝置。
27. 根據(jù)權(quán)利要求25或26所述的無線電通信裝置， 其中，所述量化參數(shù)指示門限，以及其中適于發(fā)送的裝置進一步適于 如果所述信道狀態(tài)度量的值降低到高于門限，那么在第一時間和/或頻率資源空隙中發(fā)送傳送數(shù)據(jù)值的信號；和如果所述信道狀態(tài)度量的值降低到低于門限，那么在第二時間和/或 頻率資源空隙中發(fā)送傳送數(shù)據(jù)值的信號。
28. 根據(jù)權(quán)利要求25、 26或27所述的無線電通信裝置，其中，至少一些量化范圍具有不相等的寬度。
29. 根據(jù)權(quán)利要求25、 26、 27或28所述的無線電通信裝置，其中， 所述信道狀態(tài)度量指示以下各項中的 一 個或更多接收信號的信道質(zhì)量指示符；信道傳遞函數(shù)；多于一個頻率或頻帶的信道質(zhì)量指示符；多于一個天線的信道質(zhì)量指示符；多于一個天線的信道質(zhì)量指示符的平均值；多于一個天線的信道質(zhì)量指示符之間的差；無線電通信裝置的位置；接收路徑的角度；請求的數(shù)據(jù)速率；可接收的數(shù)據(jù)速率；路徑損耗；信噪比； 信號干擾比。
30. —種無線電通信系統(tǒng)，包括根據(jù)權(quán)利要求16到24中任何一項所 述的無線電通信站以及根據(jù)權(quán)利要求25到29中任何一項所述的無線電通 信裝置。
全文摘要
具有多個無線電通信裝置的無線電通信系統(tǒng)中的無線電通信站，推導量化參數(shù)和發(fā)送量化參數(shù)到無線電通信裝置，所述參數(shù)用于在信道狀態(tài)度量的隨后量化中使用。無線電通信裝置接收量化參數(shù)；確定信道狀態(tài)度量；通過應(yīng)用量化參數(shù)所指示的量化范圍量化所述確定的信道狀態(tài)度量；確定指示量化的信道狀態(tài)度量的數(shù)據(jù)值；和作為隨機接入傳輸發(fā)送傳送所述確定數(shù)據(jù)值的信號。
文檔編號H04W74/08GK101502163SQ200780029526
公開日2009年8月5日 申請日期2007年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月9日
發(fā)明者D·波西諾, F·托薩托, M·P·J·巴克, T·J·莫爾斯利 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司