用于发射码元序列的方法 本发明一般涉及某一码元序列的发射。特别地，本发明涉及利用至少两个天线来发送属于该序列的码元的分集传输。
在蜂窝网络中，下行链路和上行链路无线传输包括同步信道，它可以是特殊的同步码元。例如，利用同步码元中携带的信息，接收机可以确定传输的定时。信息通常在各个帧中被发送，并且该各帧由某一数量的时隙组成。时隙进而又由某一数量的码元组成。如果同步码元被使用，则它们例如可以在每一时隙中被发送一次。以猝发的形式发送同步信息也是可能的，这样一次可发送更多信息，但是同步信息被发送经常少于一个时隙中一次。从该同步信息中，可能确定时隙定时和帧定时，即，时隙和各帧开始之处。
同步码元也可以携带除指示定时之外的其它信息。例如，在宽带码分多址(WCDMA)蜂窝网中，同步码元携带有关扩展码的某些信息，基站使用该扩展码来扩展下行链路传输。例如，在一个切换中，进入一个新小区的移动站借助于同步码元能够确定下行链路扩展码的部分。移动站需要知道该扩展码以便找出经公共控制信道发射的控制信息。否则，在开启电源之后或者在从新小区中收到执行切换所需要的小区特定控制信息的情形下，它例如不能与无线接入网通信。
传统地，信息是使用单个天线通过无线链路而被发射的。传输分集是指经一个以上的天线来发送信息。发射信息例如可以被编码以使发射码元流不相等，但是从每一发射码元流中可以确定原始信息流。在传输分集被使用的情况下，接收机例如可以选择特殊的解码方案并且推断发射信息。同步码元还能够携带有关使用某个传输分集方案的信息。接收机可以正确地确定被发送地同步码元很重要。否则，例如，它可能不能识别所使用的传输分集和编码方案。
图1表示一个典型的WCDMA小区100，在此，有一个基站101在该小区中间。在图1中还有两个移动站102和103，并且在每一移动站和基站之间的通信用箭头来指示。基站把公共控制信息广播给该小区中的所有移动站，并且它利用某一扩展码来扩展这个公共控制信息。在一个WCDMA系统中，一个扩展码通常由两个部分组成：一个长扰频码CS和一个短多路化码CC。例如，该扰频码有效用于消除多径传播效应。使用在一个小区内的该多路化码是正交的，并且它们例如可有效用于区别对每个移动站的传输。在一个WCDMA系统中，一个小区内的一个相同的扰频码CS可以被用于所有的下行链路传输。下行链路传输是同步的，因此不同的多路化码足以成功解扩发射信号。在邻近的小区中，其它扰频码被使用以使相邻的小区不会打扰彼此的传输。
在下行链路传输中的扩展码的使用在图1中被呈现，在此，箭头111表示公共控制信息广播。扩展码可以被表示为扰频码和多路化码的乘积CCC＝CSCC。当进入一个新小区时，移动站可以确定基站从广播传输中发送的下行链路扰频码CS。与公共控制信息相关的多路化码在整个WCDMA系统中通常是一个固定的恒量，因此在确定下行链路扰频码和帧定时之后，移动站能够确定公共控制信息。
在图1中的箭头112表示到移动站102的下行链路传输，而箭头113表示到移动站103的下行链路传输。用于连接到移动站102的下行链路的扩展码CD1是CD1＝CSCC1，而用于连接到移动站103的下行链路的扩展码CD2是CD2＝CSCC2。因为上行线路传输不同步并且每个移动站具有它自己从该移动站到该基站的无线信道，所以每个移动站可以使用一个特定的扰频码，并且到某一移动站的不同的信道例如可以利用不同的多路化码来被分开。用于终接到一个移动站的连接的下行链路和上行链路扩展码通常是当一个移动站进入一个新小区时或者当在移动站和无线接入网之间建立一个新的连接时被建立。
图2示出了一个WCDMA系统中的一个基站通常发射的某些公共信道。导频码元通过一个公共的导频信道(CPICH)201被发射。导频码元通常被发送100％的占空因数。导频码元被预确定，并且使用下行链路扰频码CS和一个固定的多路化码来扩展CPICH。
同步信道(SCH)202在每一时隙210的开始中通常占用10％的占空因数。包括某一固定数量的时隙的帧211，也被表示在图2中。同步信道携带两个同步码：一个主同步码203和一个次同步码204。这些码在一个码元周期内部被同时地发射。例如，可以利用相同的码元来调制主和次同步码，并且因为这些码具有优良的互相关性质，所以接收机可以区别这些码。进入一个新小区或者测量邻近地区中的一个新小区的移动站可以始终通过SCH成功地接收信息广播。
主同步码是一个固定码，其表示这些时隙的开始。形成一个同步码序列或字的次同步码来指示各帧的定时。除了帧定时外，帧内的第二同步码序列指示基站所使用的下行链路扰频码所属的扰频码组。例如，进入一个新小区的移动站可以通过测试CPICH上的被指示扰频码组的扰频码来确定下行链路扰频码。正确的扰频码CS是这样一种码，它利用已知的多路化码从接收的无线信号中产生已知的发射导频码元。
一旦扰频码CS已经被确定，则接收的导频码元例如可以被使用来确定复杂的信道系数。一般来说，接收到的无线信号不是与被发射的信号完全相同。信号可能会经受幅度和相位中的变化，并且这些变化是基于时间的。当解扩信号被处理时，使用复杂的信道系数h来将它们考虑进去。通过把接收导频码元与已知的发射导频码元进行比较可以确定一个信道系数估计。在导频码元和研究码元(studied symbol)被发射期间可以认为该信道系数是恒量。
例如使用一个主公共控制物理信道(PCCPCH)205来发射公共控制信息。在不发送同步码元时，以90％的占空因数发射PCCPCH。如上所述，利用一个预确定多路化码和下行链路扰频码来扩展之。在扰频码已经被识别之后，移动站可以从它收到的扩展信号中解扩该CCPCH信息。该信息例如可以是与逻辑广播控制信道(BCCH)相关的信息。移动站例如需要BCCH信息来在电源开启之后启动与无线接入网的通信或者来进行一个成功的切换。
图2表示只使用一个天线TX1用于广播信息的基站情形。当使用传输分集时，有至少两个天线可以发射该信息。最好每一天线发射它自己的导频信号，以使对于每个天线可以确定信道系数估计。为两个收发信机发射的无线电波可以以不同的方式传播到移动站的天线。
图3表示当传输分集和两个天线TX1和TX2在使用中时的某些广播信道。天线TX1类似于没有使用传输分集时那样发射公共导频信道CPICH201。天线TX2发射一个辅助导频301。可以只使用一个天线或者使用两者天线来发射同步码元。在时间转换发射分集(TSTD)中，两个天线都被用来发射码元，一次一个。图3示出了如何利用TSTD和一种交互的传输模式发射同步码元。例如，从天线TX1中发射同步码元302并且从天线TX2中发射同步码元303。每一同步码元既携带主同步码又携带次同步码。
也可以从天线TX1和TX2中发射公共控制信息。在这种情况下，例如BCCH信息在它通过PCCPCH信道被发射之前被编码。例如，空间时间发射分集(STTD)，规定从主天线TX1中如此发射码元，即，发射码元的序列为S1，S2，S3，S4，...。从第二天线TX2中，发射码元的序列按照下列方式启动：-S2*，S1*，-S4*，S3*，在此星号表示复共扼。图3表示了从天线TX1中的发射的PCCPCH数据304和从天线TX2中发射的PCCPCH数据305。也可对于BCCH信息使用空间时间发射分集但是从一个天线发射所有同步码元。
基站例如可以通过在广播信道上发射一则特殊的消息或者调制同步码元来指出分集方案和两个收发信机的使用。某一同步码元数值指出STTD是开启的，而另外一个数值指出它是关闭的。移动站还可以通过检测辅助导频码元来确定一个分集方案的使用。移动站还可以使用分集方案的所有三个指示符。
当移动站使用同步码元检测到STTD存在时，则同步码元的值需要被可靠地确定。当某一码元需要被确定时，不得不把信道系数的影响考虑进去。移动站接收下列信号r：
r＝hsSCH+n
在此，h表示复杂的信道系数，SSCH表示同步码元而n表示噪音。当接收信号r与信道系数估计的复共扼相乘：h^*r=h^*(hsSCH+n)=h^*hsSCH+h^*n]]>
该结果是用标量定标的同步码元和与噪音相关的项。从此，完全直接推论出同步码元的值。
在上面，已经把同步码元使用作为利用两个天线发射的码元序列的一个示例。问题是：当TSTD分集方案被使用时，移动站必定无法区别某一同步码元或者利用时间转换分集方案被发射的任何其它码元从哪一天线中被发射。考虑例如这样一种情形：在此，每一时隙某一码元序列被发射一次，并且一帧由奇数个时隙组成。如果使用一个时间转换分集方案来发射属于该序列的码元，则两个分集天线被使用并且传输模式是一种交互的模式，在某一时隙中，属于该序列的码元在每隔一个帧中从一个天线中被发射而在剩余帧中从另外一个天线中被发射。因此，该移动站不知道哪一信道系数估计用于在某一时隙中利用一个时间转换传输方案发送的一个码元。
为了获得一个可靠的结果，不得不利用从主导频中确定的信道系数估计来处理由主收发信机发射的信号并且不得不利用从辅助导频中确定的信道系数估计来处理由次收发信机发射的信号。不知道某一符号是从哪一天线中发射对哪一码元被发送的判断引起不必要的干扰。在同步码元的情况下，这可能引起移动站无法利用例如用于增强接收信号质量的公共控制信息的发射分集。因此，如果传输分集被使用，但是接收机没有注意到这一点，则接收的公共控制信号的质量可能比没有应用传输分集的情况中要差。
本发明的目的是提供一种用于使用至少两个天线来发射一个码元序列的通用方法。本发明的另外一个目的是：该方法能够明白地确定属于序列中的一个码元是从哪一天线中发射。
通过在一帧的开始处启动始终来自同一天线中的码元序列的时间转换发射分集模式以及通过在每一帧中使用相同的模式来达到本发明的目的。
根据本发明的方法是一种用于发射某一码元序列的方法，在此
-一个帧是由某一数量的连续码元构成，
-使用至少两个天线来发射属于该序列的码元，并且
-码元序列的传输其特征在于具有一个某一个传输模式，并且其特征在于：
-码元序列的传输从一个预定义天线开始，和
-从每一帧开始中一开始就启动该传输模式。
根据本发明的设备是这样一种设备，它包括：控制装置，用于控制根据某一传输模式的一个序列码元的发射并且使用至少两个天线，其特征在于它还包括：
-指示装置，用于指示天线，从该天线中发射属于该序列的第一码元，和
-启动装置，用于从一帧的开始中一开始就启动传输模式。
根据本发明的网络元件是这样一种网络元件：它包括：控制装置，用于控制根据某一传输模式的一个序列码元的发射并且使用至少两个天线，其特征在于它还包括：
-指示装置，用于指示天线，从该天线中发射属于该序列的第一码元，和
-启动装置，用于从一帧的开始中一开始就启动传输模式。
在根据本发明的方法中使用至少两个天线来发射一个码元序列。属于该序列的码元的传输其特征在于一个传输模式。在这里，术语传输模式是指规定码元是从哪一天线中发射以及该码元在哪一时刻被发射二者的一个模式。该模式例如可以由一个模式项序列组成，并且每一模式项对应于某一时间周期。一个模式项例如可以通过指示一个天线的一个数字来表示。例如，一个模式1，2，0，2，2，0，1...(在此，每个数字对应于一个时隙)，将指示使用第一天线在第一时隙中发射该序列的第一码元，使用第二天线在第二时隙中发射该序列的第二码元以及在第三时隙中没有属于该序列的码元被发射。在第四时隙中，使用第二天线发射该序列的第三码元等等。
在根据本发明的方法中，发射属于该序列的第一码元的那个天线被预定义。这意味着某一物理天线与该传输模式的第一天线相关。接收机因此知道通过同一天线哪一导频信号作为该序列的第一码元被发射，并且它可以使用正确的信道系数估计处理该序列的第一码元。例如，如果使用发射公共导频的主天线来发射该序列的第一码元，则从公共导频中确定的信道系数估计被用来处理接收的第一码元。
另外，在根据本发明的方法中，传输模式从每一帧的开始时一开始就被启动。即使在传输中间接收机开始接收该信号，它也明确地知道在每一帧中属于该序列的第一码元是使用一个预定义天线(例如，主天线)而被发射的。
根据本发明的方法的优点从而是：接收机至少肯定地知道那个天线，从该天线中在每一帧中属于该码元序列的第一码元被发射。它因此至少可以利用正确的信道系数估计来处理这些码元。这消除了确定接收码元的判断过程中的不必要干扰。当根据本发明的方法被使用时，该序列的至少一些码元因此能被可靠地接收。
通常接收机知道传输模式，并且如果两个天线被用来发送该码元序列，则每一帧中的第一码元是从哪一天线中发射的信息显示出在那个帧中所有码元的传输天线。因此，本发明的另外一个优点是：在使用两个分集式天线并且接收机知道传输模式的情况下，接收机利用正确的信道系数估计能够处理属于该序列的所有码元并且可靠地确定接收码元。
如果两个以上的分集式天线被使用，则根据本发明的方法也可以被应用。如果n个分集式天线被使用并且在传输模式中的至少n-1个天线与物理天线相关，那么一个知道传输模式的接收机可以使用正确的信道系数估计用于属于该序列的所有接收码元并且可靠地确定它们的值。
现在通过示例参考优选实施例和附图将更详细地描述本发明，附图中：
图1示出了与WCDMA系统中的两个移动终端通信的基站的示意图，
图2示出了WCDMA系统中某些公共广播信道的示意图，
图3示出了当传输分集在使用中时WCDMA系统中的某些公共广播信道的示意图，
图4示出了根据本发明第一优选实施例的方法的流程图，
图5示出了根据本发明第二优选实施例的方法的流程图，
图6示出了根据本发明第三优选实施例的方法的流程图，和
图7示出了使用根据本发明的方法的一个网络元件和一个设备的示意图。
在上面会同现有技术的描述对图1-3进行参考。相同的参考数字被用于图中的相应部分。
图4示出了根据本发明第一优选实施例的方法400的流程图。使用一个规定的传输模式来发射一个码元序列。属于该序列的码元用S来标记。在步骤401中，定义了表征某一码元序列的传输的传输模式。在步骤402中定义了发射该序列的第一码元S的天线。其后属于该序列的码元S的实际传输开始。
在步骤403中，传输模式被复位，以使按照传输模式的第一项来发射该序列的下一码元S。在步骤404中，按照传输模式来发射该序列的码元。与在步骤404中的传输同步地执行步骤405，并且当在步骤405中检测到一个新的帧开始时，在步骤403中传输模式被复位并且该序列的下一码元S正如该传输模式的第一项所规定的那样被发射。
因为传输模式规定了发送码元S的时刻，所以可以以时间为单位测量传输模式的长度。例如，传输模式的长度可以被表示在时隙中。如果传输模式比一帧更长，那么在依据本发明此第一优选实施例的方法中，在传输模式开始中只有某一数量的项(相应于一帧的长度)被使用。如果该传输比一帧更短，那么在根据本发明第一优选实施例的方法中只在该帧的第一部分中发射码元S。
在根据本发明第一实施例的方法中，在每一帧中，相同数量的码元S被发射。始终使用预定义天线来发送在一帧内的这些码元S的第一个。实际上，使用某一个天线来发射在连续帧中的一帧内的每一码元S。因此在每一帧中类似地发射码元S(虽然例如在连续帧中的在某些时隙中码元的数值不需要相同)。
图5示出了根据本发明第二优选实施例的方法500的流程图。在此方法中，如果传输模式的长度比一帧短，则传输模式以某种方式被重复。这确保了该序列的码元S在整个帧期间被发射。
方法500与根据本发明第一优选实施例的方法400类似地开始。在步骤401中，传输模式被定义，并且在步骤402中发射序列的第一码元S的天线被定义。在步骤403中，传输模式从开始被启动。
在步骤501中，检查该帧的剩余部分的长度是否长于或者等于一个完整的传输模式。如果是，那么在步骤502中使用完整的传输模式发射码元S，并且其后再一次检查该帧剩余部分的长度。在这个方法中，传输模式因此在一帧期间被重复如它可以被完全重复的那么多次。
当该帧的结尾接近时，即该帧剩余部分的长度小于传输模式的长度时，那么在步骤503中只使用传输模式的某一部分来发射码元S。这部分的长度等于一帧长度的剩余部分除以传输模式的长度。其后传输模式从在步骤403中的开始处启动，并且在步骤502中使用完整的传输模式再一次发射码元S。例如可以从该模式的一开始就选择传输模式的部分。
根据本发明第二优选实施例的此方法的优点是：即使传输模式比一帧短并且一帧的长度不是多个传输模式，则通过重复该传输模式可发射遍及一帧中的该序列的码元S并且可确定在每一帧中使用分集式天线同样地发射该序列的码元S。
如果传输模式的长度比帧长，则此方法也工作。在这种情况下，从不进入步骤502，并且只有某一部分的传输模式被使用在后续步骤503中。
图6示出了根据本发明第三优选实施例的传输方法600的更详细流程图。在此方法中，发射序列的第一码元的分集式天线也被规定——虽然这没有表示在图6中。在此方法中，如果传输模式很短，则类似于方法500，它在一帧内被重复。位于每一帧的结尾处的部分传输模式在这里从传输模式的一开始就被选择。
在步骤601中，传输模式被定义。在步骤602中，帧长度和传输模式长度被确定。在该方法中，索引j被用来表示传输模式的项，并且在步骤603中用于每一天线的该有效索引从传输模式中被确定。一个有效索引在这里是指那些传输模式项，在那些传输模式项期间使用某一天线发射一个码元S。考虑示例，在此传输模式是一个简单的交互模式并且使用两个分集式天线。例如，如果在每一时隙开始时发射一个码元S，那么传输模式项对应于一个时隙。传输模式例如可以用两个数字1和2来表示。j的奇数值对于一个天线有效而j的偶数值对于另外一个天线有效。如果在模式的某一时隙中没有码元S被发射，那么对于任何天线未激活各个j值。同样地，如果在模式的某一时隙中两个天线都发射一个码元S，那么对于两个天线，各自的j值有效。
索引j从1进行到传输模式的长度。例如，传输模式的长度可以以码元或者时隙的形式来表示。
在步骤604中，索引j的值被初始化为一。在同一步骤604中，表示一帧的时间单元的索引i也被初始化为一。索引i不得不表示与索引j相同的一个时间单元。如果在每一时隙中可以发射n＞1个码元S，那么索引i例如可以从1运行到一帧中时隙数的n倍。在这种情况下，传输模式的长度也将在一个时隙的第n个部分中表示。
在步骤605中，检查j的当前数值是否有效，即，是否期望任意分集式天线在当前时间单元中发射一个码元S。如果j有效，那么在步骤606中由传输模式规定的天线(组)发送该码元S。在发射之后，在步骤607中，检查是否已经达到帧的结尾或模式的结尾。如果j未有效，那么在步骤605之后直接地执行此检查。如果已经达到帧的结尾或者模式的结尾，那么通过在步骤609中把j初始化为1来再度启动该传输模式。如果当前时间单元是在该帧中间而没有达到该模式的结尾，那么索引j被指向该传输模式中的下一项。这发生在步骤608中，在此j增加一。
在步骤608或者609中已经更新索引j之后，在步骤610中，检查是否已经达到该帧的结尾，即索引i是否已经达到它的最大值。如果已经达到该帧的结尾，那么在步骤612中索引i被初始化为一。如果当前时隙是在该帧中间，那么索引i通过在步骤611中增加一而被指向下一时间单元。在索引i的值已经被更新之后，在步骤605中检查传输模式的当前项是否有效。
作为一个示例，考虑其长度为两个时隙的一个简单的模式，并且例如在一个时隙中一次发射一个同步码元。索引j因此具有值1和2。另外，认为该模式是交互的。索引j的值1和2因此可以直接指示利用之发射同步码元的分集式天线。利用项有效索引，可以用例如说对于主分集式天线索引值1有效而对于辅助的分集式天线索引值2有效从而来表示之。
如果帧长度是m个时隙，而m是一个奇数，那么只要i＜m，则以一种交互的方式执行步骤608和609并且以一种交互的方式从两个分集式天线中发射同步码元。连续发射步骤606中的(i，j)对是(1，1)，(2，2)，(3，1)，(4，2)，...(m-2，1)，(m-1，2)。
当在步骤611中索引i增加到值m时，下次在步骤606中(i，j)对具有值(m，l)。其后，步骤607中的检查导致j的初始化，因为i＝m表示该帧的结尾。在后续步骤612中，索引i被初始化，并且下次进入发射步骤606，(i，j)对的值为(1，1)。当一个新的帧开始时，传输模式因此再度开始。
如果由于某些原因使传输模式被定义为比帧要长，则在这种情况下，步骤607和609也考虑当一个帧开始时该传输模式再度开始。传输模式的结尾未被使用。
图7示出了一种网络元件和一种设备，当它们控制某一码元序列的发射时使用根据本发明的方法。用于控制同步码元的发射的设备700包括：一个控制模块701，它按照一个传输模式控制码元S的实际传输。它为每个码元S选择分集式天线。在产生模块705中产生传输模式并且在码元模块704中可以产生码元S序列，它不是设备700的一部分。
设备700也包括一个指示模块702，它负责指示一个天线，利用该天线序列的第一码元S被发射。它也包括一个启动模块703，它例如检测一帧的开始，并且从开始时就再一次启动传输模式的产生。设备700可以使用根据本发明的任意传输方法。例如可以使用微控制器和适当的程序代码来实现模块701-705。
在相同的负责用于发射码元的网络元件中可以实现该控制设备。图7示出了除了设备700之外还包括两个天线721和722的一种网络元件710。该设备控制码元S的传输，并且使用这两个天线来实行实际的传输。呈现在图7中的网络元件710例如可以是WCDMA系统的一个基站。
控制在发射码元的那一个网络元件中之外的另外一个网络元件中的某一码元序列的发射也是可能的。设备700例如可以是WCDMA系统的无线网络控制器(RNC)的一部分。
虽然参考说明实施例已经描述了本发明，但是此描述不意指以一种限制的理解来解释。在参考此描述之后，对本领域的技术人员来说本发明的各种其它实施例将是显而易见的。因此企图用附加 覆盖本发明的实际范围和精神之内的实施例的任何此类修改。
WCDMA系统已经作为蜂窝网的一个示例被呈现，在该蜂窝网中可以应用根据本发明的方法。它不限制对WCDMA网的根据本发明的方法使用。
在这里帧和时隙已经被使用作为分级结构的示例，利用之通过一个无线链路发射信息。这些结构的名称可以根据系统而变化，并且根据本发明的方法可以被应用在以分级结构的形式通过无线链路发射信息的任何系统中。
根据本发明的方法可用于发射任意的码元序列。本发明不限制使用根据本发明的方法所发射的码元的类型或数值。该序列例如可以包含仅仅一个值的码元，如WCDMA系统中的同步码元。该序列例如也可以是一个周期性序列，在此某些码元被重复。周期的长度不必是任意多倍的模式长度，模式长度也不必是任何多倍的序列周期。