专利名称：用于执行空间选择的分组数据传输的方法
技术领域：
本发明涉及在遵照通用移动电信系统标准UMTS的移动无线系统中用于执行空间选择的分组数据传输的一种方法、一种装置、一种发射和/或接收单元和一种通信系统。
背景技术：
被称作Release(发行)4、等级09/2001的UMTS标准，其当前版本包括三种无线传输技术频域双工或FDD模式、3.84Mcps时域双工或TDD模式、以及1.28Mcps TDD模式，参见[1]-[5]。1.28Mcps TDD模式涉及中国的移动无线系统TD-SCDMA，该系统象3.84Mcps TDD模式一样也组合了TDMA和CDMA技术。在TD-SCDMA中，上行链路和下行链路的数据传输是在一个频率上通过按时分复用进行分离而实现的。概念“上行链路”被理解为把数据从移动用户终端-譬如手机等-传输给基站。下文把移动用户终端称为UE，把基站称为节点B。相应地，数据从节点B至UE的传输被称为下行链路。通过正交扩频码实现信道的分离。
在TD-SCDMA中，在节点B中规定使用智能的天线系统。该天线技术是新的，并被用来提高用户容量和实现具有高带宽需要的新业务。智能天线系统在原理上表现为一个天线群，其中汇接了多个单天线。利用天线群可以在发射和接收情况下同时形成多个方向特性。由此向不同的UE形成空间选择的辐射和/或从不同的UE进行空间选择的接收。利用该方式可以大大降低干扰影响，譬如多路接入干扰。
使用智能天线会导致可能降低节点B和UE的发射功率。由此可以降低能耗，这譬如在手机中对延长工作时间是有价值的。但智能天线的优点必须以实现节点B时的高昂费用为代价。除了此时通常需要的模拟发射和接收部件之外，还必须设立许多的信号处理必须从接收信号中确定诸如入射方向等参数，必须通过所谓的波束整形来准确地形成天线图，并在所谓的波束跟踪过程中跟踪所述的UE。由于既要自适应地形成所述的天线图，又要在移动用户终端移动的情况下跟踪天线特性，所以随后要连续地考虑波束整形和/或波束跟踪。因此不排除只集中到所述两种技术中的一个上。
目前在TD-SCDMA中，可以既利用专用信道也利用共享信道来为分组数据传输进行波束整形和/或波束跟踪。节点B为此总是需要相应UE的一个返回信道。
为了尤其在DL和UL方向中传输不规则地产生的分组数据业务，在TD-SCDMA中规定了传输信道下行链路共享信道DSCH和上行链路共享信道USCH。DSCH被映射到物理信道“物理下行链路共享信道PDSCH”上，而USCH被映射到物理信道“物理上行链路共享信道PUSCH”上。这些信道的特殊之处在于，UMTS无线网可以在一个小区内预留这些资源，并把这些资源在某个时间分配给某个UE，使得在给定的时间内有一个只分配给该UE的资源。由此可以有效地把不规则地产生的分组数据业务发送给UE。
利用共享信道的波束整形和/或波束跟踪是通过如下方式来实现的，即由节点B通过物理共享信道分配消息通知所述的UE给接下来的分组数据传输分配哪些PDSCH及PUSCH资源和在哪个时间间隔内进行这种分配。该消息通过所谓的前向接入信道或FACH传输信道被发送给UE，其中，所述的FACH被映射到一个物理信道、也即所谓的次公共控制物理信道S-CCPCH上。在此，所述的S-CCPCH从节点B被传输到整个小区中，因为该小区在该时间点还不知道UE位于小区内何处。一旦有关的UE接收到上述消息，则作为应答把PUSCH发送给节点B。借助该应答，节点B可以确定UE在小区中的位置。此时由节点B利用该信息把需要传输的分组数据经PDSCH资源而在空间上定向地传送至UE。在每次接收到PDSCH之后，随后由UE以应答的形式发送所述的PUSCH，并也由节点B空间定向地接收该PUSCH。借助该返回信道，节点B可以在分组数据传输的整个时间内正确地执行波束整形和/或波束跟踪。
按照目前的现有技术，也可以不要相应的PUSCH资源而在下行链路中经PDSCH进行纯粹的单向分组数据传输。但在该情形下不能执行波束整形和/或波束跟踪。
发明内容
本发明所基于的任务在于建议一种方法、一种装置、一种发射和/或接收单元、以及一种通信系统，它们能有效地实现空间选择的分组数据传输。
根据本发明，该任务通过具有权利要求1所述特征的方法和具有权利要求3所述特征的装置来实现。另外，权利要求4所述的发射和/或接收单元以及具有权利要求5所述特征的通信系统都是该任务的解决方案。从属权利要求分别给出了本发明的优选和有益的实施方式。
据此，本发明公开了一种方法，利用它可以在UMTS 1.28Mcps TDD模式TD-SCDMA中向移动无线电台进行空间选择的分组数据传输。在此，本发明的方法包含以下三个特征-把上行链路导频信道UpPCH用作物理下行链路共享信道PDSCH的返回信道，-作为所接收的PDSCH的应答而传输一个上行链路同步码SYNC-UL码，以及-通过PDSCH特有的中间序列以信令发送所述需传输的SYNC-UL码。
本发明的空间选择的分组数据传输方法即便在经物理下行链路共享信道PDSCH进行单向分组数据传输的情况下也能实现波束整形或波束跟踪，其方法为，以资源有效的方式把上行链路导频信道UpPCH用作返回信道。利用这种方式可以大大地降低干扰效应，譬如多路接入干扰。因此，并不是所有进行发送的UE都由节点B进行较长时间地接收，而是只有那些应该尽可能好地被监听或接收和处理的UE。由此导致大大简化了信号处理和选择共同接收的各个信号。另外，因此还减小了节点B和UE的发射功率。
以SYNC-UL码而在下行链路中通过物理共享信道分配消息来实现所述的PDSCH和UpPCH信令。
其它优点可以参见下面对实施例的说明。
下面参考附图并通过详细描述实施例的技术水平来阐明本发明图1用简图示出了一个移动无线小区，其中从基站节点B向多个作为框图示出的移动台UE1、UE2、UE3进行空间选择的分组数据传输以实现公知的功率调节；
图2示出了利用PDSCH和PUSCH的双向分组数据传输的时间过程；图3示出了TD-SCDMA中的帧结构；图4示出了业务脉冲串的结构；图5示出了下行链路同步脉冲串的脉冲串结构；图6示出了上行链路同步脉冲串的脉冲串结构，以及图7示出了利用PDSCH和UpPCH的单向分组数据传输的时间过程。
另外附图中还随附了两个表格，其中表1给出了TD-SCDMA中的码群组成概况，以及表2给出了用于波束整形和/或波束跟踪的中间序列与SYNC-UL码之间的关联。
具体实施例方式
下文所采用的专业术语与上文基本相同，就象本技术领域中的专业人员所常用的一样。但此处必须指出，本文主要涉及英语术语，而没有给出其常用的德语翻译。
在图1中示出了一个实施例，其中基站节点B向多个用户终端UE1、UE2、UE3进行空间选择的数据传输。为此给节点B设立一个天线群，它既在发射情形下也在接收情形下同时构成多个方向特性。由此向各个UE形成空间选择的辐射，或从各个UE进行空间选择的接收。利用该方式可以大大降低干扰效应，譬如多路接入干扰。
在图2所示的图解中，给出了通过共享信道所进行的空间选择的分组数据传输的过程，以作为TD-SCDMA中用于分组数据传输的波束整形和/或波束跟踪的一种现有可能性。在任何情况下，节点B为此都总是需要相应UE的一个返回信道，如数据传输箭头所示，其通过物理上行链路共享信道PUSCH从UE被传送给节点B。
为更好地理解本发明的方法，现简单地来讲述TD-SCDMA中的帧和时隙结构。在TD-SCDMA中，一个频道被划分为10个时隙，而所述的时隙又被组合成帧或子帧。在图3中简要地示出了相应的帧结构。一个帧具有10ms的长度，而一个子帧为5ms长。在时隙内部以固定的结构、也即所谓的脉冲串传输需传送的数据。此处有三个类型的时隙，其具有相应的脉冲串业务脉冲串、下行链路同步脉冲串和上行链路同步脉冲串。
所述的业务脉冲串被用在时隙Ts0，Ts1，...，Ts6中，并由两个数据块组成，即一个用于信道估测的中间序列部分和一个保护时间GP。所述的脉冲串一共由864个码片组成，见图4。每个数据块由352个码片构成。所述的中间序列具有144个码片的长度，而且GP为16个码片长度。
利用在TD-SCDMA中所定义的、相当于码片时延为Tc＝781.25ns的1.28Mcps码频，所述业务脉冲串的长度为675μs。在时隙Ts0，Ts1，...，Ts6中可以最多设置16个业务脉冲串，这些脉冲串通过其扩频码进行区分。根据扩频因子，每个脉冲串可以传输不同数量的数据。
下行链路同步脉冲串只在下行链路导频时隙DwPTS中使用，并且由一个长度为32码片的保护时间和一个长度为64码片的SYNC-DL-块组成，参见图5。相应地，上行链路同步脉冲串只在上行链路导频时隙UpPTS中使用，并且由一个长度为128码片的SYNC-UL-块和一个长度为32码片的保护时间GP组成，如图6简要地所示。在所述两种同步脉冲串之间设有一个96码片长的保护时间，用于阻止相互干扰。
在TD-SCDMA中，所有的小区特有码，也即SYNC-DL码、SYNC-UL码、扰码和基本中间序列码被组合成一共32个码群。表1给出了其概况。每个无线小区被配置某个码群。如果譬如一个小区被配置了码群1，则它使用一个ID为0的下行链路同步码SYNC-DL码、ID为0-7的8个上行链路同步码SYNC-UL码、ID为0-3的4个可能扰码中的一个、以及ID为0-3的4个可能的基本中间序列码中的一个。
此时，为了在下行链路通过PDSCH进行单向分组数据传输的情况下也能执行波束整形和/或波束跟踪，选择所述的UpPCH作为返回信道，通过该信道在UpPTS中传输小区特有的SYNC-UL码。使用UpPCH具有如下优点，即该UpPCH表现为一种资源有效的解决方案传输SYNC-UL码原则上是代表一个1比特信息。另外，UpPCH还不需要扩频码、扰码或中间序列码。
如上所述，一共有256个SYNC-UL码。但每次有8个码在相应的小区内被预留用于上行链路同步，因此不被考虑用于波束整形和/或波束跟踪。原则上，剩余的256-8＝248个码可以被用于波束整形和/或波束跟踪，但最多8个代码就足够了。因此，如果节点B想通过PDSCH把分组数据发送给UE，则该UE应该预先通过FACH或S-CCPCH用信令告诉UE为此应该使用所考虑的248个SYNC-UL码中的哪8个代码。在每次接收PDSCH之后，UE随后作为应答经UpPCH发送8个可能的SYNC-UL码中的一个。在此，以信令发送需传输的SYNC-UL码是通过所述PDSCH特有的中间序列来实现的。在表格2中根据码群定义了相应中间序列码和SYNC-UL码的分配关系。
经PDSCH和S-CCPCH的数据是以业务脉冲串的形式进行传输的。由于在TD-SCDMA中最大的扩频因子是16，所以每个时隙可以传输16个不同的物理信道。因此也一共提供16个不同的中间序列码，它们由小区特有的基本中间序列码生成。
如果此时譬如节点B通过FACH或S-CCPCH向UE发送以下信令，即应该采用码群32的上行链路同步码用于波束整形和/或波束跟踪，那么，为此可以使用ID为248-255的SYNC-UL码。作为所接收的S-CCPCH或PDSCH的应答，由通过PDSCH特有的中间序列在S-CCPCH或PDSCH中所发送的UE来传输所述的SYNC-UL码。因此，如果S-CCPCH或PDSCH与中间序列m(1)或m(9)一同传输，则UE经UpPCH发送所述的SYNC-UL码248。
在本发明的实施例中假定，给无线小区配置码群1，以及在下行链路中利用PDSCH以码群32来对单向分组数据传输进行波束整形和/或波束跟踪。另外，需要以具有中间序列m(9)的业务脉冲串的形式来传输S-CCPCH和PDSCH。在图7中示出了利用PDSCH和UpPCH的空间选择的单向分组数据传输-也即从节点B至UE的数据传输-的时间过程。
节点B打算以资源有效的方式并利用波束整形和/或波束跟踪把数据分组经PDSCH发送给UE。为此，节点B首先通过物理共享信道分配消息告知UE以所选定码群32的SYNC-UL码的形式把哪些PDSCH和UpPCH资源分配给接下来下行链路中的分组数据传输。另外还通知在哪个时间间隔内分配该资源。所述的物理共享信道分配消息通过FACH或S-CCPCH被发送给UE。在此，S-CCPCH被从节点B传输到整个小区，因为该小区在此时还不知道UE位于小区内何处。如果有关的用户接收到该消息，则作为应答把所述的UpPCH发送给节点B。为此，UE根据该信令通过在S-CCPCH中传输中间序列m(9)而在UpPCH中发送所述的SYNC-UL码248，参见表格2。
借助该应答，节点B可以确定UE在小区内的位置。利用该信息，由节点B在此时把需传输的分组数据经具有中间序列m(9)的PDSCH资源而空间定向地发送给UE。在每次接收PDSCH之后，UE随后作为应答发送所述具有SYNC-UL码248的UpPCH，该UpPCH同样也是被节点B空间定向地接收的。借助该返回信道，节点B可以在分组数据传输的整个时间内正确地执行波束整形和/或波束跟踪。
尤其在以下出处综合了UMTS 1.28Mcps TDD模式TD-SCDMA的背景数据[1]3GPP TS 25.221 V4.2.0(2001-09)物理信道和传输信道至物理信道的映射(TDD)[2]3GPP TS 25.222 V4.1.0(2001-09)多路复用和信道编码(TDD)[3]3GPP TS 25.223 V4.2.0(2001-09)扩频和调制(TDD)[4]3GPP TS 25.224 V4.2.0(2001-09)物理层处理(TDD)[5]3GPP TS 25.225 V4.2.0(2001-09)物理层测量(TDD)
表1
表权利要求
1.用于在遵照通用移动电信系统标准UMTS的移动无线系统中、尤其是在UMTS 1.28Mcps TDD模式TD-SCDMA中执行空间选择的分组数据传输的方法，其特征在于把上行链路导频信道(UpPCH)用作物理下行链路共享信道(PDSCH)的返回信道，作为对所接收的物理下行链路共享信道(PDSCH)的应答而传输一个上行链路同步码(SYNC-UL码)，以及通过PDSCH特有的中间序列以信令发送所述需传输的上行链路同步码(SYNC-UL码)。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于作为SYNC-UL码在下行链路中通过物理共享信道分配消息来实现所述的PDSCH和UpPCH资源的信令。
3.用于在遵照通用移动电信系统标准UMTS的移动无线系统中执行空间选择的分组数据传输的装置，其特征在于所述的装置被构造成实施上述权利要求中的一个或多个所述的方法。
4.在遵照通用移动电信系统标准UMTS的移动无线系统中、尤其是在UMTS 1.28Mcps TDD模式TD-SCDMA中利用空间选择的分组数据传输的发射和/或接收单元，其特征在于所述的发射和/或接收单元被构造用来实施权利要求1-2中的一个或多个所述的方法，和/或包含有上一权利要求所述的装置。
5.在遵照通用移动电信系统标准UMTS的移动无线系统中、尤其是在UMTS 1.28Mcps TDD模式TD-SCDMA中利用空间选择的分组数据传输的通信系统，其特征在于所述的通信系统包含有上一权利要求所述的发射和/或接收单元，和/或包含有权利要求4所述的装置，和/或被构造用来实施权利要求1-2中的一个或多个所述的方法。
全文摘要
本发明涉及用于在遵照通用移动电信系统标准UMTS的、尤其是在遵照UMTS1.28Mcps TDD模式TD－SCDMA的移动无线系统中执行空间选择的分组数据传输的一种方法、一种装置、一种发射和/或接收单元和一种通信系统。为了实现上述方法、装置、发射和/或接收单元和通信系统，并有效地实行空间选择的分组数据传输，建议把上行链路导频信道(UpPCH)用作物理下行链路共享信道(PDSCH)的返回信道，作为所接收的物理下行链路共享信道的应答而传输一个上行链路同步码(SYNC－UL码)，以及通过PDSCH特有的中间序列以信令发送所述需传输的上行链路同步码。
文档编号H04W72/14GK1422087SQ0215471
公开日2003年6月4日 申请日期2002年11月29日 优先权日2001年11月30日
发明者H·-N·蔡 申请人:西门子公司