用于在移动通信系统中操作声探天线切换方案的装置和方法

摘要

在移动通信系统中，高级移动站(AMS)向高级基站(ABS)传送消息，该消息包括指示AMS是否支持声探天线切换方案。如果该信息指示AMS支持声探天线切换方案，则包括该信息的消息包括指示AMS期望在声探天线切换操作中使用的天线配置的信息。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在移动通信系统中操作声探天线切换方案的装置 和方法。

背景技术

在作为移动通信系统的典型示例的电气和电子工程师协会(IEEE) 802.16m通信系统中，声探(sounding)信道信号被用于在下行链路(DL)中有效 地使用波束成形(BF)方案和多用户多输入多输出(MU-MIMO)方案。声探信 道是上行链路(UL)信道，并且经由由高级移动站(AMS)所使用的多个发送天 线的每一个发送声探信道信号。高级基站(ABS)可以基于经由AMS的发送天 线的每一个发送的声探信道信号来估计用于AMS的DL信道状态。如果具 有相同数目的发送天线和接收天线(即，具有N个发送天线和N个接收天线) 的AMS经由N个发送天线的每一个发送声探信道信号，则ABS接收经由N 个发送天线的每一个发送的声探信道信号，并且可以估计用于AMS的DL 信道状态，假定N个发送天线的每一个的UL信道状态等于N个接收天线的 每一个的DL信道状态。

然而，可以存在发送天线小于接收天线的数目的AMS。在这个情况中， ABS可能不能基于AMS经由发送天线发送的声探信道信号来准确地估计 DL信道状态，使得很难或不可能有效地对于AMS使用BF方案和MU- MIMO方案。为了描述方便起见，发送天线的数目小于接收天线的数目的这 个配置将被称为“非对称天线配置”，并且此处将具有非对称天线配置的AMS 称为非对称天线配置AMS。因此，在IEEE802.16m通信系统中，已经提出 了用于非对称天线配置AMS的声探天线切换方案。下面将描述声探天线切 换方案。

在声探天线切换方案中，即使非对称天线配置的AMS也可以通过切换 天线来发送与接收天线的数目相同数目的声探信道信号，因为物理天线的数 目实际上可以等于或大于接收天线的数目。

发明内容

技术问题

然而，目前，仅假设在IEEE802.16m通信系统中可以如上所述使用声 探天线切换方案发送声探信道信号，但是仍没有提出用于声探天线切换方案 的任何具体操作计划。

技术方案

为了解决现有技术的以上讨论的缺陷，主要目标是提供一种用于在移动 通信系统中操作声探天线切换方案的装置和方法。

根据本发明的一个方面，提供一种用于在移动通信系统中通过高级移动 站(AMS)操作声探天线切换方案的方法。所述方法包括向高级基站(ABS)传 送消息,该消息包括指示AMS是否支持声探天线切换方案的信息。

根据本发明的另一方面，提供一种用于在移动通信系统中通过高级基站 (ABS)操作声探天线切换方案的方法。所述方法包括从高级移动站(AMS)接 收消息，该消息包括指示AMS是否支持声探天线切换方案的信息。

根据本发明的还一方面，提供一种移动通信系统中的高级移动站 (AMS)。所述AMS包括发送单元，被配置为向高级基站(ABS)传送消息，该 消息包括指示AMS是否支持声探天线切换方案的信息。

根据本发明的再一方面，提供一种移动通信系统中的高级基站(AMS)。 所述ABS包括接收单元，被配置为从高级移动站(AMS)接收消息，该消息包 括指示AMS是否支持声探天线切换方案的信息。

在进行以下的对本发明的详细描述之前，阐述贯穿此专利文件使用的某 些词和短语的定义可以是有益的：术语“包含”和“包括”以及其变形意思 指无限制地包括；术语“或”是包含的，意思指和/或；短语““与…有关”” 和“与其相关”以及其变形可以意思指包括、包括在…内、与…互连、包含、 包含在…内、连接到…或与…连接、耦接到…或与…耦接、可与…通信、与… 协作、交织、并置、接近于、一定、具有、具有…的性质等等；以及术语“控 制器”意思指控制至少一个操作的任何设备、系统或其部件，这样的设备可 以被实现在硬件、固件或软件、或硬件、固件或软件中的至少两个的一些组 合中。应当注意，与任何特定的控制器有关的功能可以是集中式的或分布式 的，不管本地还是远程。贯穿此专利文献提供了某些词和短语的定义，本领 域技术人员将理解，即使不是大部分情况，在许多情况下，这样的定义适用 于这样定义的词和短语的先前以及将来的运用。

有益效果

如从上面的描述中清楚地，本发明使IEEE 802.16m通信系统能操作声 探天线切换方案以保证DL信道状态的精确估计。

附图说明

为了更完全地理解本公开和它的优点，现在结合附图参考以下描述，其 中相似的参考数字表示相似的部分：

图1是示出根据本发明的实施例的在IEEE 802.16m通信系统中的AMS 的内部结构的图；

图2是示出根据本发明的实施例的在IEEE 802.16m通信系统中的ABS 的内部结构的图；

图3是示出根据本发明的实施例的在IEEE 802.16m通信系统中的AMS 的操作的流程图；以及

图4是示出根据本发明的实施例的在IEEE 802.16m通信系统中的ABS 的操作的流程图。

具体实施方式

在此专利文件中的下面讨论的图1到图4以及用于描述本公开的原理的 各种实施例仅仅是示例的方式，并且不应该以任何方式被理解为限制本公开 的范围。本领域技术人员将理解，本公开的原理可以在任何适当配置的通信 系统中实现。在下面的描述中，诸如详细的配置和组件之类的细节仅仅是为 了帮助全面理解本发明的示范性些实施例而提供的。因此，对本领域普通技 术人员明显地是，可以在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对这里描述 的示范性实施例做出各种变化和修改。此外，为了清楚和简明，省略了公知 的功能和结构的描述。

本发明提供一种用于在移动通信系统中操作声探天线切换方案的装置 和方法。虽然此处考虑电气和电子工程师协会(IEEE)802.16m通信系统作为 移动通信系统的示例，但是本领域普通技术人员将理解，可以不仅在IEEE 802.16m通信系统中使用由本发明提出的声探天线切换方案操作装置和方 法，而且可以在诸如用于微波存取全球互通(WiMAX)通信系统的其他移动 通信系统中使用。

在本发明的实施例中，确定高级基站(ABS)和它的关联高级移动站(AMS) 是否支持声探天线切换方案的协商操作在IEEE 802.16m通信系统中首先执 行。AMS使用消息向ABS提供指示该AMS是否支持声探天线切换方案的 信息，所述消息例如是高级空中接口注册请求(AAI_REG-REQ)消息。包括在 AAI_REG-REQ消息中的指示声探天线切换方案的可支持性的信息的格式被 定义为下面的表1中所示。

表1

在表1中，“对于声探天线切换支持的性能”字段表示指示声探天线切 换方案的可支持性的信息，并且例如，可以利用一比特实现。例如，如果“对 于声探天线切换支持的性能”字段的比特值是“0(0b0)”，则它指示AMS不 能支持声探天线切换方案。可替换地，如果“对于声探天线切换支持的性能” 字段的比特值是“1(0b1)”，则它指示AMS支持声探天线切换方案。

如上所述，AMS可以使用AAI_REG-REQ消息来通知ABS它是否支持 声探天线切换方案。从而，基于AAI_REG-REQ消息，ABS可以确定AMS 是否支持声探天线切换方案。

响应于AAI_REG-REQ消息，ABS可以在高级空中接口注册响应 (AAI_REG-RSP)消息中包括“对于声探天线切换支持的性能”字段以具有与 包括在AAI_REG-REQ消息中的“对于声探天线切换支持的性能”字段相同 的字段值，并且向AMS传送AAI_REG-RSP消息。在可替换方式中，ABS 可以仅确定AMS是否支持声探天线切换方案，而不在AAI_REG-RSP消息 中包括“对于声探天线切换支持的性能”字段。

通常，声探天线切换方案可以仅支持具有多个发送天线的AMS。因此， ABS考虑仅具有多个发送天线的AMS可以支持声探天线切换方案。

然而，即使具有一个发送天线和多个接收天线的AMS也支持使用多个 接收天线的声探天线切换方案。然而，在这个情况中，ABS确定AMS不支 持声探天线切换方案仅仅因为它仅具有一个发送天线。

因此，AMS准确地通知ABS它是否支持声探天线切换方案在总体系统 性能方面很重要。因此，在本发明的实施例中，AMS使用AAI_REG-REQ 消息通知ABS它是否支持声探天线切换方案。

现在将参照图1描述根据本发明的实施例的IEEE 802.16m通信系统中 的AMS的内部结构。

图1是示出根据本发明的实施例的在IEEE 802.16m通信系统中的AMS 的内部结构的图。

参照图1，AMS包括控制单元111、发送单元113和接收单元115。

控制单元111控制AMS的全部操作,即,用于通知ABS它是否支持声探 天线切换方案的各种操作，具体地，生成在表1和表2中示出的诸如 AAI_REG-REQ消息和AAI_REG-RSP消息之类的不同的消息，如下面描述 的。发送单元113在控制单元111的控制之下向ABS传送由控制单元111 生成的不同的消息。接收单元115在控制单元111的控制之下从ABS接收 不同的消息。

虽然举例来说在图1中将控制单元111、发送单元113和接收单元115 显示为独立单元，但是它们可以以集成方式实现在单个单元中。

假定AMS具有一个发送天线和两个接收天线。可以物理上分开地实现 发送天线和接收天线，或者尽管它们物理上相同但是可以逻辑上进行区分。 为了描述方便起见，此处将具有一个发送天线和两个接收天线的AMS称为 “1Tx/2Rx AMS”。

对于1Tx/2Rx AMS，在下行链路(DL)中，因为存在两个接收天线，所以 如果ABS具有四个发送天线则生成4*2个信道。在这个情况中，为了ABS 估计DL信道状态，应该在两个接收天线两者中发送声探信道信号。然而， 因为通过AMS的(多个)发送天线获得通用的声探信道传输，所以1Tx/2Rx AMS经由一个发送天线发送声探信道信号，使得ABS很难估计用于1Tx/2Rx AMS的DL信道状态。因此，为了即使对于类似1Tx/2Rx AMS的仅具有一 个发送天线的AMS也准确地估计DL信道状态，ABS将允许AMS将接收 天线切换到发送天线，并且经由该发送天线发送声探信道信号。

因为即使具有一个发送天线的AMS也可以如上所述将接收天线切换为 发送天线并且经由该发送天线发送声探信道信号，所以如上所述根据本发明 的实施例的AMS使用“对于声探天线切换支持的性能”字段通知ABS它是 否支持声探天线切换方案。

如果AMS支持声探天线切换方案，则ABS可以使用信息元(IE)（例如， 声探命令高级(A)-MAP IE）请求AMS执行声探天线切换方案。下面将简单 描述声探天线切换方案。

使用声探天线切换方案的AMS在它可以发送声探信道信号的时间仅通 过一个发送天线而不是全部它的可用的发送天线来发送声探信道信号，并且 在下次它可以发送声探信道信号时仅通过另一个发送天线来发送声探信道 信号。换句话说，AMS在发送声探信道信号中顺序地使用它的可用的发送 天线的每一个。

然而，发送天线的数目小于接收天线的数目的非对称天线配置的 AMS(即，非对称天线配置AMS)在发送声探信道中会具有的问题是基于哪个 ABS估计DL信道，因为发送天线的数目小于接收天线的数目。以上描述的 1Tx/2Rx AMS也是非对称天线配置AMS。

因此，本发明的实施例提供一种方法，在该方法中ABS和AMS执行协 商操作以预先确定AMS将使用声探天线切换在发送声探信道中使用的天线 配置。换句话说，本发明的实施例提供一种方法，在该方法中取决于非对称 天线配置AMS的性能，该AMS与ABS协商它将在发送声探信道信号中使 用的天线配置。

声探天线切换是AMS类-特定性能，在实际发送声探信道信号之前对该 性能执行在AMS和ABS之间的协商。AMS的(多个)发送天线的数目是指在 发送上行链路(UL)数据中AMS可以同时发送的多用户多输入多输出 (MU-MIMO)流的数目，所以该数目可以不同于实际的物理天线的数目或用 于接收DL数据的接收天线的数目。

AMS的接收天线的数目是指在接收DL数据中可以AMS同时接收的 MIMO流的数目，并且它可以不同于实际的物理天线的数目或用于发送UL 数据的发送天线的数目。因此，在IEEE 802.16m通信系统中，包括在AMS 中的用于UL的发送天线的数目可以不同于包括在AMS中的用于DL的接 收天线的数目。

如果包括在AMS中的发送天线的数目和接收天线的数目以这种方式不 同，则AMS通过声探天线切换发送与接收天线的数目相同数目的声探信道 信号，以用于精确的DL信道估计。

因此，在本发明中，根据AMS的性能，“对于声探天线切换的天线配置” 字段如表2中所示包括在AAI_REG-REQ消息和AAI_REG-RSP消息的每一 个中，以使得有可能执行对要被用于声探天线切换的天线配置的协商。

表2

在表2中，“对于声探天线切换的天线配置”字段表示AMS使用对于声 探天线切换的天线配置。例如，如果“对于声探天线切换的天线配置”字段 的字段值是“0(0b0)”，则它指示AMS经由接收天线发送声探信道信号。如 果“对于声探天线切换的天线配置”字段的字段值是“1(0b1)”，则它指示 AMS使用一些发送天线以发送声探信道信号。例如，假定接收天线的数目 是N并且发送天线的数目是N，如果“对于声探天线切换的天线配置”字段 的字段值是“0(0b0)”，则AMS可以在声探信道信号发送时间经由总共N个 接收天线#_1到#_N中的任一个发送声探信道信号。只有当包括在 AAI_REG-REQ消息中的“对于声探天线切换的天线配置”字段的字段值是 “0(0b0)”时，包括在AAI_REG-RSP消息中的“对于声探天线切换的天线配 置”字段的字段值才可以是“0(0b0)”。

可替换地，如果“对于声探天线切换的天线配置”字段的字段值是“1 (0b1)”，则AMS可以在声探信道信号发送时间经由总共N个发送天线#_1 到#_N中的任一个发送声探信道信号。

只有当“对于声探天线切换支持的性能”字段的字段值是“1(0b1)”时， “对于声探天线切换的天线配置”字段包括在AAI_REG-REQ和 AAI_REG-RSP消息中。

如上所述，基于“对于声探天线切换的天线配置”字段，AMS和ABS 可以确定在执行声探天线切换操作中AMS使用哪个天线配置。在使用“对 于声探天线切换的天线配置”字段执行声探天线切换操作中，AMS可以向 ABS通知它将使用的对于天线配置的AMS的性能，并且ABS可以基于 AAI_REG-RSP消息最终确定AMS将使用的天线配置。

现在将在下面详细描述ABS确定AMS将在声探天线切换操作中使用的 天线配置的方法。

首先，如果AMS使用AAI_REG-REQ消息通知ABS它将通过发送天线 执行声探天线切换操作(即，如果AMS向ABS传送具有“对于声探天线切 换的天线配置”字段的字段值设置为“1(0b1)”的AAI_REG-REQ消息)，则 ABS向AMS传送具有“对于声探天线切换的天线配置”字段的字段值设置 为“1(0b1)”的AAI_REG-RSP消息，以使得AMS可以通过发送天线执行声 探天线切换操作。换句话说，如果AMS向ABS通知它将通过发送天线执行 声探天线切换操作，则ABS不命令AMS通过接收天线执行声探天线切换操 作。

第二，如果AMS使用AAI_REG-REQ消息通知ABS它将通过接收天线 执行声探天线切换操作(即，如果AMS向ABS传送具有“对于声探天线切 换的天线配置”字段的字段值设置为“0(0b0)”的AAI_REG-REQ消息），则 如有必要，则ABS确定AMS将通过接收天线还是发送天线执行声探天线切 换操作。换句话说，只有当包括在AAI_REG-REQ消息中的“对于声探天线 切换的天线配置”字段的字段值设置为“0(0b0)”时，如有必要，ABS可以 确定AMS将通过接收天线还是发送天线执行声探天线切换操作。

作为结果，即使包括在AMS中的发送天线的数目小于包括在AMS中 的接收天线的数目，当确定AMS可以通过声探天线切换发送相应于接收天 线的数目声探信道信号时，如有必要，ABS可以确定AMS将在执行声探天 线切换操作中使用的天线配置，并且向AMS通知确定结果。

如上所述，在本发明的实施例中，通过在声探天线切换中的协商，AMS 和ABS可以确定AMS是否可以支持声探天线切换并且确定AMS将在执行 声探天线切换中使用的天线配置。因此，即使对于非对称天线配置AMS， 也可以将波束成形(BF)方案和MU-MIMO方案有效地用于DL。

现在将参照图2描如下述根据本发明的实施例的IEEE 802.16m通信系 统中的ABS的内部结构。

图2是示出根据本发明的实施例的在IEEE 802.16m通信系统中的ABS 的内部结构的图。

参照图2，ABS包括控制单元211、发送单元213和接收单元215。

控制单元211控制ABS的全部操作,即,用于确定AMS是否支持声探天 线切换方案并确定AMS将对于声探天线切换使用的天线配置的各种操作， 具体地，生成分别已经参照表1和表2中描述的诸如AAI_REG-REQ消息和 AAI_REG-RSP消息之类的不同的消息。发送单元213在控制单元211的控 制之下向AMS传送由控制单元211生成的不同的消息。接收单元215在控 制单元211的控制之下从AMS接收不同的消息。

虽然举例来说在图2中将控制单元211、发送单元213和接收单元215 显示为独立单元，但是它们可以以集成方式实现在单个单元中。

现在将参照图3如下描述根据本发明的实施例的IEEE 802.16m通信系 统中的AMS的操作。

图3是示出根据本发明的实施例的在IEEE 802.16m通信系统中的AMS 的操作。

参照图3，在方框311中AMS确定是否支持声探天线切换方案，并且 在方框313中确定它是否可以支持声探天线切换方案。如果AMS不能支持 声探天线切换方案，则在方框315中AMS向ABS传送具有“对于声探天线 切换支持的性能”字段的字段值设置为“0(0b0)”的AAI_REG-REQ通信。

可替换地，如果在方框313中确定AMS可以支持声探天线切换方案， 则在方框317中AMS确定它在执行声探天线切换操作中将使用的天线配置。 在方框319中，AMS向ABS传送AAA_REG-REQ消息，该消息包括指示 字段值“1(0b1)”的“对于声探天线切换支持的性能”字段和指示确定的天 线配置的“对于声探天线切换的天线配置”字段。

在方框321中AMS从ABS接收AAI_REG-RSP消息，并且在方框323 中从ABS接收声探命令A-MAP IE。在方框325中AMS确定包括在接收到 的AAI_REG-RSP消息中的“对于声探天线切换的天线配置”字段的字段值 是否是“0(0b0)”。如果“对于声探天线切换的天线配置”字段的字段值是 “0(0b0)”，则在方框327中AMS通过接收天线执行声探天线切换操作。

可替换地，如果在方框325中确定“对于声探天线切换的天线配置”字 段的字段值是“1(0b1)”，则在329块中AMS通过发送天线执行声探天线切 换操作。

现在将参照图4如下描述根据本发明的实施例的IEEE 802.16m通信系 统中的ABS的操作。

图4是示出根据本发明的实施例的在IEEE 802.16m通信系统中的ABS 的操作。

参照图4，在方框411中ABS从AMS接收AAI_REG-REQ消息，并且 在方框413中确定AMS是否可以支持声探天线切换方案。ABS可以基于包 括在接收到的AAI_REG-REQ消息中的“对于声探天线切换支持的性能”字 段来确定AMS是否可以支持声探天线切换方案。如果AMS不能支持声探 天线切换方案，则在方框415中ABS向AMS传送声探命令A-MAP IE。声 探命令A-MAP IE不包括用于命令AMS执行声探天线切换操作的信息。

可替换地，如果在方框413中确定AMS可以支持声探天线切换方案， 则在方框417中ABS确定包括在接收到的AAI_REG-REQ消息中的“对于 声探天线切换的天线配置”字段的字段值是否是“0(0b0)”。如果“对于声 探天线切换的天线配置”字段的字段值不是“0（0b0)”而是“1(0b1)”，则在 方框419中ABS向AMS传送具有“对于声探天线切换的天线配置”字段的 字段值设置为“1(0b1)”的AAI_REG-RSP消息。在方框421中，ABS向AMS 传送包括用于命令AMS执行声探天线切换操作的信息的声探命令A-MAP IE。

可替换地，如果在方框417中确定“对于声探天线切换的天线配置”字 段的字段值是“0(0b0)”，则在方框423中ABS确定在执行声探天线切换操 作中AMS将使用的天线配置并且向AMS传送具有根据确定结果设置的“对 于声探天线切换的天线配置”字段的字段值的AAI_REG RSP消息。在方框 425中，ABS向AMS传送包括用于命令AMS执行声探天线切换操作的信息 的声探命令A-MAP IE。

尽管已经参考示范性实施例描述了本公开，但是本领域技术人员可以提 出各种变化和修改。本公开预期涵盖这样的落入所附权利要求的范围的变化 和修改。