专利名称：无线通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于经由多个天线发送多个流(stream)的MMO (多输入多输出)传输技术。
背景技术：
在无线通 信系统中，如果接收功率等降低，通过根据来自周围基站的接收功率、接收质量等将已连接的基站选择性地转换为最佳基站，能使移动终端(即终端)继续进行通信(例如，参见专利文献1、2、3和4，以及非专利文献I)。无线通信系统的一个示例是近来广泛传播的W-CDMA (宽带码分多址)系统。图1例示出采用W-CDMA系统的通信系统的结构。终端(即移动站，MS)接收来自多个发送基站(BTS) BTSa、BTSb、BTS。至BTSn的信号。移动站从该多个发送基站中选择具有最大接收功率的发送基站作为用于通信的最佳发送基站，以经由所选定的发送基站与网络相连接。如果移动站的移动使得来自附近发送基站(即，相邻的发送基站)的接收功率变得比来自所连接的发送基站的接收功率大，则例如执行将所连接的发送基站变成附近的发送基站的切换(handover)，以便继续通信。在通过采用MMO技术在发送基站与移动站之间同时发送并接收多个数据流的情况下，也根据通信环境执行切换。以下说明是在采用作为W-CDMA的一个标准规范的HSDPA (高速下行链路分组接入)的无线通信系统中利用MMO技术的切换处理。图2示出根据传统技术的切换处理的总体视图，例示了在HSDPA系统100下的下行链路传输中(即，从发送基站到移动站的数据传输中)的切换处理。在图2的示例中，在发送基站与移动站之间构造2乘2的天线结构。如图2 Ca)所示，在切换之前，移动站102经由发送基站103A接收数据流。如图2 (b)所示，当在移动站102处来自发送基站103B的接收功率变得比来自发送基站103A的接收功率大时，切换处理将发送基站103A改变为具有更大接收功率的发送基站103B，作为用于发送数据流的发送基站。在这种情况下，从发送基站103A发送的两个数据流被同时转换。该切换处理使得移动站102经由发送基站103B接收两个数据流。图3、4A和4B例示了根据传统技术的接收装置和发送装置的各结构。在此，移动站102是接收装置，而发送基站103是发送装置。而且在图3、4A和4B的示例中，移动站102和发送基站103分别包括用于发送和接收的3个天线，由此被构造为同时发送并接收3个数据流。另外，为了易于观看图3、4A和4B，将用于从发送基站103向移动站102发送数据流的天线(即Tx1至Tx3 ;以及Rx1至Rx3)与用于从移动站102向发送基站103发送信号的天线(即Txc^P Rxtl)分开绘制。但是在实际结构中，各个天线既用于发送信号，也用于接收信号。S卩，天线Rx1至Rx3中的任意一个或多个实现移动站102包含的天线Txtl,同样,天线Tx1至Tx3中的任意一个或多个实现发送基站103包含的天线Rx。。注意这也适用于下文中分开绘制发送和接收天线的那些图。图3示出的传统移动站102包括3个天线RXl、Rx2和Rx3,以及对应的接收单元111A、111B和IllC0接收功率测量单元112A、112B和112C测量各个接收单元111AU11B和IllC处的来自各个发送基站103的接收功率。切换判断单元113根据各个接收功率测量单元112的测量结果来计算总接收功率(S卩，各个发送基站处的接收功率之和)，并判断是否执行切换。在如图4A所示的传统发送基站103中，天线Rxtl接收从移动站102的天线Txtl发送的切换控制信息。通过接收单元将所接收的信息提供给切换控制信号提取单元131。将该切换控制信号发送到上级控制站，即，HSDPA系统100中的无线电网络控制器(RNC)。图4B示出作为发送基站103上级站的RNC的涉及切换处理的结构。当将切换信号从发送基站103发送到RNC时，发送基站103的切换控制单元确定用于执行切换的定时。发送基站103的切换控制单元132通过从RNC接收通知来执行切换。图5示出传统系统中的切换的处理步骤。第一步骤是测量来自各个发送基站的接收功率(S101)，比较来自移动站102周围的发送基站的总接收功率(S102)，基于比较结果判断是否执行切换，如果判定要执行切换，则确定将切换到哪一个发送基站(S103)。图6是示出作为传统切换处理的一部分的接收功率的确定测量处理的流程图。在图6所示的示例中，在移动站的周围区域中存在n个发送基站，并且各终端站分别配备有m个天线。同时，将来自发送基站编号为j的发送基站的信号的接收功率定义为Pp并且将由天线Ax接收的功率定义为Pra。在接收功率的测量处理中，初始化天线编号、发送基站编号以及来自各个发送基站的接收功率(S111)，将发送基站编号j和天线编号i分别增加I (步骤S112和S113)，并且当经由各个天线Ai从各个发送基站接收到信号时将接收功率Pn相加，从而得到接收功率之和(SI 14、SI 15和SI 16)。分别针对n个发送基站获得接收功率之和(SI 17)。如图5和6所示，在传统切换处理中，基于接收功率之和来判断切换的必要性，并且当发送基站从当前的发送基站转换为目标发送基站以发送数据流时，在切换前后，经由不同的发送基站来发送数据流。图7例示出根据传统技术的切换前后的数据发送。将切换定义为移动站102从发送基站BTS1之下移动到BTSh之下。如图7 (a)所示，切换之前发送基站BTS1*送数据，而当上级控制站(即RNC)在预定定时执行切换时，它切断RNC与发送基站BTS1之间的路径，并替代地在RNC与另一个发送基站BTSh之间建立路径。如图7 (b)所示，随后经由切换后的发送基站BTSh发送数据，而保留切换之前在发送基站BTS1中积累的数据不发送。如图7所示，如果保留发送基站BTS1中积累的数据不发送，则移动站102就不能接收全部数据。为了防止出现这种数据丢失，在传统技术中已使用了数据转发或重新发送。图8至图11描述了用于防止传统系统发生切换时的数据丢失的处理。在图8至图11中，用于指定的定义如下:当前发送基站(即切换出终端的站):BTSa ；目标发送基站卿终端被切换到的站)=BTSb ;传递到BTSa和BTSb的数据分别为数据A和数据B。图8描述了切换之前在各个发送基站处的缓冲器的状态。无线电网络控制器RNC(即发送基站的上级控制站)经由所连接的BTSa将数据发送给移动站。在BTSa的缓冲器中积累数据A。图9描述了在切换后重新发送数据的情况下，在刚执行切换后的各个发送基站处的缓冲器的状态。在执行切换后，移动站102经由BTSb与网络连接。执行切换后BTSb的缓冲器积累数据B。同时，在执行切换前已经发送到BTSa的数据A不再保留在其缓冲器中。图10描述了通过上级控制站的数据重新发送处理。如图9所示，数据A是在切换之前发送到当前发送基站BTSa并积累在缓冲器中的数据。当丢弃BTSa中的数据A时，收到来自移动站102的请求的RNC (即上级控制站)将积累在BTSa中的数据A重新发送到BTSb,即目标发送基站。在BTSb中，在数据A的重新发送处理之前，在移动站102与RNC之间进行用于重新发送控制的信号交换，然后重新发送数据A。重新发送控制信号的交换和实际的重新发送处理是耗时的。图11描述了在切换之后转发数据的情况下，在刚执行切换后的各个发送基站处的缓冲器的状态。作为切换的结果，此方法将BTSa的缓冲器中积累的数据A经由RNC转发给BTSb。类似地，与图10所示的数据重新发送处理一样，对于此转发，控制信号的交换和实际的转发处理是耗时的。如通过参照图8至图11所述，由于在传统技术中，在同一时刻切换同时发送的多个数据流，所以在移动站102中发生数据丢失，除非将当前发送基站的缓冲器中积累的数据重新发送或转发到移动站102。存在这样的问题:切换处理要消耗与重新发送或转发数据的处理所花费的时间差不多的时间，因此导致传输速度下降。同时，在通过使用相同频率无线地同时发送分别来自多个发送系统的互相独立的数据流的系统中，如MMO相关技术，存在这样的技术:如果移动站的接收功率(或接收质量)呈现预定的阈值或更小，则在从互相独立的多个数据流转换为多个子流之后，通过使用相同频率分别从多个发送系统同时无线地发送一发送数据流。根据这种技术，如果移动站存在于具有相对较大接收功率的发送基站的附近，则进行MIMO发送，然而如果移动站存在于接收功率相对较低的区域中 ，则进行分集发送(diversity transmission)。在这两个区域的附近，进行MIMO发送与分集发送之间的转换。[专利文献I]日本特开第2004-72624号公报[专利文献2]日本特开第2003-338781号公报[专利文献3]日本特开第2004-229088号公报[专利文献4]日本特开第2005-509565号公报[非专利文献1]36 规范:25.2111^1-5，版本5.7.0，[在线]，2005年 8 月2 日，3GPP,2005 年 8 月 3 日搜索到，因特网〈URL:http://www.3gpp.0rg/ftp/Specs/html-1nfo/25211.htm>。
发明内容
本发明的目的是缩短切换所需的时间，从而防止执行切换时传输速度的下降。为了解决上述问题，本发明提供一种无线通信系统，其用于将多个流从包括多个天线的发送装置发送到接收装置，所述无线通信系统包括:配备在发送装置中的发送单元，用于发送多个流；配备在接收装置中的接收单元，用于独立地接收从发送单元发送的各个流；测量单元，用于分别测量涉及来自发送单元的各个流的接收质量或接收功率；以及转换单元，用于根据测量单元的测量结果针对各个流执行切换。各个接收单元针对各个流来测量从发送单元发送的接收质量和接收功率。如果测量结果表明进行切换是优选的，则以流为单位执行切换。不再需要对当前基站处的数据进行丢弃、转发或重新发送处理，因此缩短了数据发送所需的时间。或者，该无线通信系统可以进一步包括判断单元，该判断单元用于通过将涉及来自正用于通信的第一发送装置中的第一发送单元的流的接收质量或接收功率与涉及来自第二发送装置中的第二发送单元的流的接收质量或接收功率分别进行比较，来判断是否有必要执行切换，其中如果判断需要执行切换，则所述转换单元将用于流通信的发送单元从第一发送单元转换为第二发送单元。此外，该无线通信系统可以按如下方式进行构造:如果涉及来自所述第二发送单元的流的接收质量或接收功率分别呈现出预定阈值，或者与涉及来自所述第一发送单元的流的接收质量或接收功率相比更大，则所述判断单元判断需要执行切换。并且本发明提供一种包括用于发送多个流的多个天线的发送器，所述发送器包括:发送单元，用于发送多个流；以及转换单元，用于根据涉及来自发送单元的各个流的接收质量或接收功率的各个测量结果，针对各个流执行切换。此外，本发明提供一种用于接收多个数据流的接收器，所述接收器包括:接收单元，用于接收从第一发送器和第二发送器发送的多个流；测量单元，用于分别测量涉及来自发送器的各个流的接收质量或接收功率；以及信号重新产生单元，如果基于测量单元的测量结果判断需要针对从第一发送器发送的多个流中的一部分流执行到第二发送器的切换，则根据从第一发送器发送的一个或更多个流以及从第二发送器发送的一个或更多个流重新产生信号。根据本发明，一旦针对各个数据流执行切换，则当前的发送基站不必丢弃、重新发送或转发数据，并且因此能够缩短切换处理所需的时间。缩短切换处理所需的时间防止了在执行切换时降低传输速度。
图1例示出采用W-CDMA系统的通信系统的结构；图2示出根据传统技术的切换处理的概况；图3例示出根据传统技术的移动站的结构；图4A例示出根据传统技术的发送基站的结构；图4B例示出根据传统技术的无线电网络控制器的结构；图5示出传统系统中的切换的处理过程；图6是示出作为传统切换处理的一部分的接收功率的确定测量处理的流程图；图7例示出根据传统技术的在切换前后的数据发送；图8描述了切换之前各个发送基站处的缓冲器的状态；图9描述了在切换后重新发送数据的情况下，在刚执行切换之后各个发送基站处的缓冲器的状态；图10描述了通过上级控制站的数据重新发送处理；图11描述了在切换后转发数据的情况下，在刚执行切换之后各个发送基站处的缓冲器的状态；图12是根据本发明的切换方法的概念图；图13示出根据第一实施例的执行切换的移动站的结构；图14例示出根据第一实施例的数据流的发送与接收；图15示出根据第一实施例的执行切换方法的发送基站的结构；图16例示出根据第一实施例的切换方法；图17是判断切换必要性的处理的流程图；图18是切换判断处理的控制顺序图(部分I)；图19例示出切换信息的数据结构；图20A是切换信息的实际示例(部分I );图20B是切换信息的实际示例(部分2)；图20C是切换信息的实际示例(部分3)；图20D是切换信息的实际示例(部分4)；图21是用于在当前发送基站中的积累数据的发送处理的流程图；图22例示出在执行切换之后，在发送基站处的积累数据的状态；图23是切换判断处理的控制顺序图(部分2)；图24示出根据第二实施例的执行切换的移动站的结构；图25是根据第二实施例的切换处理的流程图；图26是根据第三实施例的切换处理的流程图；图27A例示出选定的目标发送基站；图27B例示出针对来自目标发送基站的各个流的接收功率；图28是根据第四实施例的切换处理的流程图；图29示出根据第五实施例的切换方法；图30是根据第六实施例的系统结构的概念图；以及图31是根据第六实施例的发送方法转换处理的流程图。
具体实施例方式以下是参照附图对本发明优选实施例的详细说明。<第一实施例>图12是根据本发明的切换方法的概念图。使用采用作为W-CDMA的一个标准规范的HSDPA (高速下行链路分组接入)的MMO发送技术的无线通信系统1，包括发送基站BTS3 (BTS3JP BTS3b)和移动站(MS)2。如图12 (a)所示，在切换之前移动站2经由发送基站BTS3a接收多个数据流。关于针对相同数据流的接收功率，如果来自另一个发送基站(所辖移动站2未与其连接)的接收功率大于来自所连接的发送基站的接收功率，则针对前述数据流执行切换。如图12 (b)所示，将执行切换后的数据流经由发送基站BTS3b发送到移动站2。将未对其执行切换的数据流跟以前一样经由发送基站BTS3a发送到移动站2。S卩，移动站2从发送基站BTS3a接收一个或更多个数据流，同时从发送基站BTS3b接收一个或更多个数据流。图13示出根据第一实施例的执行切换的移动站2的结构。在图13所示的示例中，示出3乘3 (3 X 3)天线的结构作为m乘n (m x n)天线的无线通信系统的示例(其中m和n为整数)。图13所示的移动站2包括:多个天线Rx (Rx1, Rx2和Rx3),多个接收单元(21A、21B和21C)，信号分离合成单元24，解码处理单元25，流接收功率测量单元22，切换判断单元23，以及发送单元26。多个接收单元21是用于处理经由各个天线Rx接收的信号的接口。信号分离合成单元24根据经由接收单元21从发送基站3接收的信号重新产生多个数据流，以将它们提供给解码处理单元25和流接收功率测量单元22。在这种情况下，仅导频信号(pilotsignal)可被发送到流接收功率测量单元22。解码处理单元25对所重新产生的数据流进行解码。流接收功率测量单元22测量由信号分离合成单元24重新产生的各个流(即，具体为指导频信号)的接收功率。在这种情况下，流接收功率测量单元22测量从当前连接的发送基站接收的各个流的接收功率，以及来自位于移动站2的周围区域的其它发送基站的各个流的接收功率。切换判断单元23基于流接收功率测量单元22的测量结果来判断切换的必要性。在本实施例中，发送单元26是用于经由天线TxO发送诸如切换请求的消息的接口。如参照图2A至6所述，在传统无线通信系统中，针对各个发送基站测量多个流的接收功率之和(即，总接收功率)，并且根据总接收功率来判断进行切换的必要性。比较而言，在根据本实施例的无线通信系统I中，针对各个流测量接收功率，并且根据该结果判断切换的必要性。图14例示出根据本实施例的数据流的发送和接收。在无线通信系统I的控制下，移动站2从多个发送基站3 (S卩，从图13所示的系统结构中的两个发送基站BTS3a和BTS3b)接收数据流 。在m乘n (m x n)的无线通信系统中，发送基站3 (即用于数据的发送器方装置)分割要发送的数据，并且经由m个天线发送数据流。移动站2 (即用于数据的接收方装置)包括n个天线并且通过该天线接收数据流。用于在移动站2处将从发送基站BTS3a接收的接收信号分成各个数据流的信道响应矩阵如下:
aWaIm
JJ _ a2i aTL …aIm
_U an2 …anm _Q)信号分离合成单元24通过使用表达式(I)所示的矩阵来分离经由发送基站BTS3a接收的数据流。将经分离的信号提供给解码处理单元25以获得经解码的信号。注意，在此将移动站2构造为通过利用从发送基站BTS3a发送的导频信号，预先确定发送基站BTS3a与移动站2之间的信道响应矩阵。并且还将移动站2构造为通过使用从周围区域中的发送基站(即，在此为发送基站BTS3b)发送的导频信号确定发送基站BTS3b与移动站2之间的信道响应矩阵。发送基站BTS3b与移动站2之间的信道响应矩阵如表达式
(2)所示:
权利要求
1.一种无线通信系统，在该无线通信系统中，包括多个天线的发送装置将要发送的数据分割为多个不同的数据流，并且将所述多个不同的数据流发送到包括多个天线的接收装置，其中所述多个不同的数据流是多个不同的信号，所述无线通信系统包括: 配备在第一发送装置中的第一发送单元，用于在切换前针对各个数据流向所述接收装置发送所述多个不同的数据流，以及用于在所述切换后针对各个数据流向所述接收装置发送所述多个不同的数据流中的任何数据流； 配备在第二发送装置中的第二发送单元，用于在所述切换后针对各个数据流向所述接收装置发送所述多个不同的数据流中除由所述第一发送装置发送的数据流之外的数据流； 配备在所述接收装置中的接收单元，用于接收由所述多个天线发送的所述多个不同的数据流； 测量单元，用于分别测量由所述接收单元的所述多个天线中的各个天线接收的各个不同的数据流的接收质量或接收功率； 判断单元，用于根据所述测量单元的测量结果，针对各个不同的数据流判断是否有必要执行切换；以及 转换单元，用于如果在所述第一发送装置处所有数据流都被所述判断单元判断为有必要执行切换时，针对该所有数据流，顺序将所述第一发送装置中的所述第一发送单元改变为所述第二发送装置中的所述第二发送单元，而如果在所述第一发送装置处存在被所述判断单元判断为没有必要执行切换的流时，针对除被判断为没有必要执行切换的流之外的其它流，将所述第一发送单元改变为所述第二发送单元。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统，其中 各个数据流包括用于将该数据流区别于其它数据流的标识符信息，并且 所述转换单元基于该标识符信息识别出要针对其将所述第一发送单元转换为所述第二发送单元的数据流。
3.根据权利要求1所述的无线通信系统，该无线通信系统还包括: 分集单元，用于在由所述转换单元将待发送数据流的发送单元转换为所述第二发送单元之后，通过使用配备在所述第一发送装置中的所述第一发送单元和第三发送单元来执行分集发送。
全文摘要
本发明提供一种无线通信系统。在用于从包括多个天线的发送基站向包括多个天线的移动站发送多个流的无线通信系统中，发送基站经由多个天线分别发送通过分割要发送的数据而得到的各个流。移动站通过使用多个天线分别接收各个流。测量单元分别测量涉及来自各个天线的流的接收质量或接收功率。转换单元根据测量单元的测量结果针对各个流执行切换。
文档编号H04W36/08GK103209448SQ20131011223
公开日2013年7月17日 申请日期2006年1月6日 优先权日2005年9月9日
发明者大出高义, 川端和生 申请人:富士通株式会社