CN100483987C - 用于数据传输的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在发送方(BS、MS)与接收方(MS、BS)之间经由通信网(CN)的无线电数据信道传输数据的方法，该方法具有以下步骤：所述发送方将数据传输给所述接收方，其中，该传输通过至少一个传输参数来表征，基于发送方已知的无线电信道的第一信道质量来选择该传输参数；所述接收方接收所述数据；所述接收方根据关于所述至少一个所使用的传输参数的数据来确定发送方已知的第一信道质量，并且根据关于所接收的数据的质量的数据来确定当前的第二信道质量；所述接收方将第一信道质量和第二信道质量进行比较。

Description

用于数据传输的方法

本发明涉及一种在发送方与接收方之间经由无线电数据信道传输数据的方法，其中，根据无线电数据信道的质量来调节数据传输参数。

当从发送方向接收方传输数据时，重要的是，一方面该数据以令人满意的质量到达接收方，而另一方面以尽可能少占资源的方式实现数据传输。

为了使得数据对传输路径上的错误不敏感，对数据进行编码。此外，特别是在无线通信网中发送方此外能够使其发送功率与传输条件相匹配。

为了能够进行适合当前传输的编码，发送方必须知道在接收方处的接收质量。在自适应编码的范围内，能够匹配调制方案(Modulationsschema)和编码率。在这一点上，在移动通信网中也称为自适应调制与编码(adaptiv Modulation and Coding，AMC)。可将调制方案理解为依赖于携带信息的信号来改变载波的方法和方式。在移动无线电领域中例如有QPSK调制方案(quadrature phase shiftkeying，正交相移键控)或16QAM(Quadrature Amplitude Modulation，正交振幅调制)。编码率说明例如每秒钟传输多少千比特(Kbps)。

经常将调制方案扩展为调制和编码方案MCS，其中，除了调制方案之外还附加地说明编码率。

这将在下面借助于特定通信网、即UMTS移动无线电系统中的一个例子来详细考察，为此首先引入一些概念：

所使用的概念

通信系统或通信网是一种用于交换数据的结构。在此可以例如是蜂窝式移动无线电网络、诸如GSM网络(Global System of MobileCommunications，全球移动通信系统)或UMTS网络(Universal MobileTelecommunications System，通用移动电信系统)。在通信系统中一般设置有终端和基站。在UMTS中，通信系统或无线电传输网络具有至少多个基站(这里也称为“节点B”)，以及具有用于连接各个基站的无线电网络控制单元或无线电网络控制器(RNC)。地面无线电接入网或“通用地面无线电接入网”UTRAN是UMTS网络的无线电技术部分，在该无线电技术部分中例如也提供无线电接口。无线电接口被标准化并且定义数据交换的物理和协议确定、例如调制方法、带宽、频率偏移、接入方法、确保过程或交换技术的总体。因此，URAN也包括至少多个基站和至少一个RNC。

在蜂窝式移动无线电系统中可以规定不同的无线电传输技术，这些无线电传输技术定义如何分配物理连接资源。在UMTS的情况下，目前设置有频分复用模式(Frequency Division Duplex，FDD)、以及不同的时分复用模式(Time Division Duplex，TDD)。在FDD模式下，通过频率复用在不同频率上实现所谓的“上行链路”和“下行链路”连接的数据传输，而在两种TDD模式下，通过时分复用在相同的频率上实现上行和下行连接的数据传输。

基站是通信网中的中央单元，该中央单元在蜂窝式移动无线电网络的情况下经由一个或多个无线电信道服务于移动无线电网络的小区内的终端或通信终端设备。基站提供在基站和终端之间的空中接口。它承担与移动用户的无线电工作(Funkbetriebs)的开展，并且监控物理的无线电连接。此外，它将有用信息和状态信息传输给终端。基站并不具有交换功能，而是仅仅具有供应功能。基站包含至少一个发送/接收单元。

终端可以是任意的通信终端设备，用户通过该通信终端设备在通信系统中进行通信。例如移动无线电终端设备或者带有无线电模块的便携式计算机就属于终端。终端也经常被称作“移动站”(MS)或者在UMTS中被称作“用户设备”(UE)。

在移动无线电中，在两个连接方向之间加以区分。正向或“下行链路”(DL)表示从基站到终端的传输方向。反向(上行链路，UL)表示相反的从终端到基站的传输方向。

在诸如UMTS移动无线电网的宽带传输系统中，信道是可供使用的总传输容量的一部分。在本申请的范围内，无线通信路径被称为无线电信道。

在移动无线电系统、例如UMTS中，对于数据传输而言，存在两种物理信道：专用信道(Dedicated Channels)和公共信道(CommonChannels)。在专用信道上，物理资源仅仅被保留用于针对某一终端的信息传输。在公共信道上，能够传输打算针对所有终端的信息，例如下行链路中的基本公共物理控制信道(Primary Common ControlPhysical Channel(P-CCPCH))，或者所有终端通过以下方式共享物理资源，即每个终端只允许短时间使用这个物理资源。例如在上行链路的物理随机接入信道(Physical Random Access Channel(PRACH))中情况就是如此。

在经由公共信道或专用信道进行传输时，除了借助于用于使传输更鲁棒的扩频编码或“Channelisation Codes”的带宽扩频之外，数据还附加地经历用于标识特定连接的加扰(Scrambling)过程。为此，依赖于传输方向、信道类型以及无线电传输技术而采用不同类型的扰码(scrambling code)。

数据序列中的比特大多被称作码元(Symbol)，而带宽扩频后的序列中的比特被称作码片(Chip)。

在诸如UMTS的移动无线电系统中，除了线路交换(circuitswitched)业务之外，还设置有面向分组的(packet switched)业务，经由该业务以包的形式传输数据。

对已经存在的下行链路共享信道(DSCH)的扩展是所谓的高速下)行共享信道(HSDSCH)，为给高速下行共享信道分配相应的控制信道、例如“HS-DSCH共享控制信道”(HS-SCCH)。

在UMTS中HSDPA的情况下确定信道质量

迄今，为了使得发送方(例如基站)能够了解在数据接收方处的信道质量，将一个消息或者信道测量消息发送给数据的发送方，基于该消息，发送方能够估计信道质量，其中数据以该信道质量在接收方处被接收。在针对UMTS系统中HSDPA的情况的下行链路数据传输情况下，例如流程如下：移动站向基站发送标准化的消息或CQI消息(CQI：Channel Quality Indicator，信道质量指示器)。这个CQI消息以预定义的标准化的形式包含关于由接收方所测量的信道质量的信息。由此，基站能够确定信道质量，其中数据以该信道质量在接收方处被接收。基于已确定的信道质量，基站选择用于向移动站发送数据的数据传输参数。这些数据传输参数可以例如是调制方案、编码率或者发送功率。

当然，信道质量可以随着时间的推移而发生改变。因此，迄今每隔一定时间由移动站向基站发送CQI消息，使得信道质量能够又重新被确定并被通知。

总而言之，CQI消息的发送的确解决了该问题，即在发送方中必须了解信道质量。当然，CQI消息也必须被发送并由此占用在上行链路中、亦即从移动站到基站的传输中的资源。为了一方面使资源负荷保持尽可能小而另一方面也以足够的精确度识别信道信息，可以考虑以下的改进：

1)CQI消息不是在每个帧内都被传输，亦即不是以最大可能的频率被传输，而是在k帧中只传输一次，其中，k由基站通知移动站。因此，在速度较低时传输特性不会很快地改变，并且降低的CQI消息传输速率是足够的。对于快速移动的移动站来说，其中信道随时间极剧烈地变化，对此也需要较高的传输速率(也就是说更小的k)。

2)假如当且仅当在接收方中数据解码失败时CQI消息才被传输。采用所谓的NACK(否定应答，Negative ACKnowledge)将该情况通知基站。紧接着这个NACK，移动站应该根据这个建议发送CQI，根据该CQI基站能够在以后进行更好的调节。

当然，这种方法还不足以解决所述问题，如下所示：

当传输质量不是太差而是过好时，一般将正确地接收所有消息，并且不发送NACK，而是仅仅发送ACK(Positives ACKnowledge，肯定确认)。但是，具有过好质量的传输同样不是最佳的，因为由此占用资源(特别是基站的发送功率或在所有其他移动站上的附加干扰)，这些资源并不是真正需要的，并且因此这些资源应该更好地用于其它连接。

此外，不是当所有的或者几乎所有的包一开始就被正确接收时，而是当在大约10％-30％的情况下解码失败时，给出ARQ方法(特别是HARQ混合ARQ)的最佳工作方式。虽然在这些情况下必须请求重复的传输，这意味着提高的资源花费，但是另一方面当只需以70％-90％的概率正确解码时，相比于当要求更高解码率时，能够以明显更低的功率实施传输。总之，由此节省能量或资源。

但是，与这种实现相关联地，这意味着，即使在最佳设置时在10％-30％的情况下总是还要发送CQI消息，尽管这并不是必需的，因为该设置已经是最佳的并且因此不必改变。

另一个建议是，至少在速度高时不传输当前的信道状态，而是通过一些帧传输过去的平均值。背景是以下事实，即由快速衰减决定的信道特性在速度高时如此快地变化，以致关于它的信息在到达基站时已经过时。然而移动站的通常位置以及由于大空间结构的细微差别和弯曲现象而产生的附加的信道衰减(即所谓的“log-normal-Fading”)变化得慢得多并且不会太快过时。通过求平均值消除由快速衰减产生的波动并且得到较为精确的平均值。这种方法没有解决最佳快速传输的问题，但是它至少改善了关于平均传输质量的认识。

以这种现有技术为出发点，本发明的任务是，提供一种方法或一种装置，该方法或该装置保证以与传输条件相匹配的传输参数进行传输，同时需要尽可能少的附加的自由的发送容量。

这个任务通过一种根据本发明的方法或一种根据本发明的移动站、一种根据本发明的基站和一种根据本发明的通信网来解决。

本发明的核心是，当且仅当接收方确认，当前所应用的传输参数不与传输情况相匹配、亦即例如过好或过差时，数据的接收方将附加的用于信道测量的消息发送给数据的发送方。

根据本发明，提供一种用于经由通信网络的无线电数据信道在发送方与接收方之间传输数据的方法，其中，按照以下步骤调节传输参数：

a)所述发送方将数据传输给所述接收方，其中，所述传输通过至少一个传输参数来表征，所述传输参数根据所述发送方已知的所述无线电数据信道的第一信道质量来调节；

b)所述接收方接收所述数据；

c)所述接收方根据关于至少一个所使用的传输参数的数据来确定所述发送方已知的第一信道质量并且

d)根据关于所接收的数据的质量的数据来确定当前的第二信道质量；

e)所述接收方比较第一和第二信道质量，

f)并且如果第一和第二信道质量相互的偏差超过预定的容差值，

g)那么所述接收方将偏差通知所述发送方，随后所述发送方重新确定第一信道质量，基于该第一信道质量调节所述至少一个传输参数。

此外，提供一种具有处理器单元的移动站，该移动站被构造，以致能够实施根据本发明的方法。

此外，提供一种具有处理器单元的基站，该基站被构造，以致能够实施根据本发明的方法。

此外，提供一种包括根据本发明的移动站和根据本发明的基站的通信网络。

下面借助所选的例子来详细说明本发明，这些例子部分地也在图中示出。

图1示意地示出在通信网络中的移动站与基站之间的通信，其中传输参数匹配于传输条件；

图2示出一个关于信道参数的调整过程的流程图；

图3示出CQI映射表格(CQIMapping table)的一段摘录。

即使下面参照关于HSDPA传输的例子，本发明在其多种扩展方案中也不仅可以应用于分组交换的或面向分组的传输或信道，而且还可以应用于连续的或者线路交换(circuit-switched)的传输。同样，不必限制于下行链路方向，而是类似地也能够应用于上行链路方向，其中可以考虑，跟基站相反，移动站无权对小区中的资源进行分配。

在图1中，移动站MS向基站BS发送消息，用于经由HSDPA上行链路控制信道“Dedicated Physical Control Channel(uplink)forHS-DSCH”HS-DPCCH传输信道测量CQI。移动站基于导频信道的接收来测量这个信道质量并且在CQI消息中用信令将其发送。在UMTS中，所应用的导频信道在此可以是“主公共控制物理信道”(PCCPC)或者“次公共控制物理信道”(SCCPC)。这个用于信道测量的消息CQI是标准化的，以致基站得知在移动站处存在哪种信道质量。(在UMTS中，“主公共控制物理信道”PCCPC或者“次公共控制物理信道”SCCPC用于此)。在确定信道质量时，假定HSDPA数据信道HS-DSCH的功率与导频信道的功率之间存在预定的比例关系，但必要时基站可以考虑其偏差。基于所传输的信道质量，基站BS调节数据传输参数，以这些传输参数经由HSDPA数据信道HS-DSCH从基站向移动站MS传输数据。这些传输参数可以是例如调制方案或者编码方案、编码率、基站的发送功率等等。移动站接收由基站以包的形式传输的数据。

现在移动站MS能够以不同方法和方式确定，应用了哪些传输参数。

a)在UMTS-HSDPA中，在包之前传输关于传输参数的信息，这些传输参数涉及调制和编码方案MCS。这在HS-SCCH上实现，其平行地并且在时间上略微在携带数据的HS-DSCH之前被发送。

b)传输功率并不是按照这种方式被传输给移动站MS。因此移动站也就不能确定发送功率的绝对值，如它例如在经由HSDPA导频信道转交CQI消息时是可能的；而是仅仅能够确定相对值，传输是过好还是过差。

在图2中再一次示意地概括了传输参数的调节过程。

发送功率、信道质量和其它传输参数之间的关系如下：

调制和编码方案MCS可以例如被换算为所观测的信噪比、即所提及的SNR(“Signal to Noise Ratio”)的以分贝(dB)表示的差值，对于该SNR需要以给定的例如10％的块误码率接收该MCS。分配2dB的值给这样的调制和编码方案MCS，其即使在两个分贝的较弱功率时也起作用。在这种情况下，“起作用”指的是例如不超过10％的块误码率。

但是，在HSDPA情况下，与其使用单位，不如使用调制和编码方案MCS的编号。在图3中示出列出不同的调制和编码方案的表的一部分，这些调制和编码方案在传输错误方面是不同鲁棒的(robust)。代替以单位dB表示差值，在这个表中也可以应用索引。在这种情况下，2表示，应该应用两个单位更鲁棒的调制和编码方案。当恰好以这个表中的一个调制和编码方案MCS实施当前的传输时，这意味着，应该代替它而应用两个位置更鲁棒的MCS。如果恰好没有使用该表中的调制和编码方案，那么必须将当前所使用的调制和编码方案MCS换算为另一个然而等效的调制和编码方案，接着根据该等效的调制和编码方案MCS形成所述差值。

除了用信令发送至少一部分传输参数之外，此外还存在这样的可能性，即移动站MS对所接收到的数据包进行解码，并且通过一组概率判定获得推测的原始的数据内容或有用数据内容。然后它能够确定，该有用数据内容理想地具有哪些编码描述，并且因此确定，在传输期间不理想的信道质量在多大程度上改变了该数据包。由此能够确定误码率、例如块误码率。

由通信系统、由基站或由移动站能够确定，哪些误码率对于传输来说是可接受的。

如果由移动站MS确定的误码率超过了某一预定的容差值，该移动站MS就通过信道测量消息CQI传输更新的信道测量。

这种方式具有以下优点：

以这种方式适时地匹配传输参数，而不会由于不必要地发送CQI消息而浪费传输资源。这种功率匹配既能够在传输过好的情况下又能够在传输过差的情况下应用。即使过好的传输在资源使用方面也不是最佳的，因为占用更多的资源、特别是基站的发送功率或在所有其他基站处的附加干扰，这些资源事实上不是必需的并且应更好地用于其他连接。此外，特别是对于借助于ARQ方法(自动重复请求，AutomaticRepeat Request)、尤其是HARQ、混合ARQ来传输包数据的情况来说，当所有或几乎所有包一开始就正确被接收时，并不产生最佳运行。相反地，当在大约10-30％的情况下解码失败时才存在就资源而言的最佳运行。尽管在这些情况下必须请求重复传输，这意味着相应更高的资源花费和增加的延迟，然而另一方面，当传输只须以70-90％的概率被正确解码时，相比于当要求更高的解码率时，能够以明显更少的功率实施传输。总之，由此节省资源。

另一个优点在于，考虑到数据信道的信道质量。数据信道的质量可以例如通过以下方式与导频信道的质量发生偏差，即采用不同的扰码、亦即所谓的“主”和“次”扰码来对这两种信道进行加扰。扰码用于信号的带宽扩频。因为采用不同的扰码来对信号进行加扰，所以信号被不同地干扰。特别地，采用相同扰码被加扰的信号比采用不同扰码被加扰的信号受到更小的干扰，导频信道可能比数据信道总的说来更受其他传输干扰。在这种情况下，则在数据信道上的测量比在导频信道上的测量更精确。此外，在UMTS中经常以所谓的“发射分集(Transmit-Diversity)方法”通过基站进行发射，其中经由多个天线发射数据。尽管在计算质量时移动站MS尝试考虑这种方法，但是因为发射受不同参数影响，所以不能保证，由导频信道估计数据信道的质量在所有情况下提供精确的结果或仅仅令人满意的结果。

本发明的实施例

-因此，通过用于确定信道质量的消息CQI或所属的反馈将连接的质量通知基站。

然后，主要根据用于信道质量的消息CQI提出调制和编码方案，因为编码率能够根据码的数量和传输块的大小来计算。

基于这些信息和其他规则，基站确定在下行链路中所使用的所谓的传输格式(TF)。传输格式显著更精确地、即以精确到比特的方式来确定包的内容，以及确定为此所使用的传输资源。为此，传输格式TF包含以下信息：

-所使用的信道化码的数量和标识号。信道化码用于区分单个业务(Services)或者用户。

-调制类型

-传输块的大小

-冗余和星座版本(Konstellatons-Version)，其精确地确定哪个Bit在包的哪个位置上进行传输。

-此外传输附加的控制信息，该附加的控制信息并非首要地用于确定传输格式，然而对于包的正确处理是必需的。

-混合IRQ过程的标识号，该标识号用于在多次传输包的情况下例如针对解码正确地将其叠加。

-所谓的“新数据指示器(New-Data-Indicator)”，其有助于将新包的传输与先前包的重复传输区分开。

下面说明关于本发明的单个特征的有利的扩展方案或其改进方案。

1.容差值

CQI反馈的信令等级中的容差和偏差的说明，CQI反馈对应于大约1dB等级。这里，容差说明接收质量的最大允许偏差，该最大允许偏差可以存在，而不会起动CQI传输。

针对过高/低质量的不同容差值的说明，从而能够有意地将高/低业务质量分配给移动站，并且只有当超过/低于这个单独的阈值时移动站才发送新的CQI。

容差值的说明可以如前面已经实施的那样作为分贝形式的说明来实现，该容差值说明在所确定的信道质量和所应用的MCS所需的信道质量之间的最大偏差。由此表明必须增加多少功率或减少多少功率、或者以多少分贝更鲁棒或更不鲁棒地工作。这个容差值例如可以由移动站来确定，该移动站本身以低或高的业务质量(Quality of Service)来区分业务。在这种情况下，只有当超过或低于这个由移动站设置的单独的阈值时，移动站才发送新的用于信道测量的消息CQI。相应的信道质量的分配当然也可以由基站侧来实现。

2.业务质量的调节

有意以过好或过差的质量发送的数据包、也就是说以比达到所规定的块误码率所需的质量更好或更差的质量发送的数据包也可以被明确地标明(为此需要1比特的信令信息)。于是移动站能够忽略这样的数据包并且不发送CQI。

3.传输格式的改变

如果可以在CQI反馈中用信令发送当前所使用的TF到接下来的TF的换算，则比较它是否处于容差之内。在换算时计算TF，其每个有用数据比特的传输能量同可信令化的TF的每个有用数据比特的传输能量最为相近。参考图3中所示的表格，以下传输格式表明也能够以非整数索引继续的传输格式，例如从索引1到索引5.7。

该表格示出了被称作CQI值的索引。在第二列中说明了传输块的大小，也就是说在一个传输块中有多少比特。在下一列中说明了将多少物理高速下行链路信道HS-PDSCH分配给传输，在第四列中说明了调制方案，在第五列中说明了参考功率匹配。

4.用于信道测量的附加消息的发送时刻的匹配

在数据请求或“分组呼叫”结束时可能出现，仅仅还剩下比较少的比特，这些比特就随着最后的传输被发送给移动站。在这个最后的传输时，大小、更确切地说有用字节的数量不再最佳地匹配于传输条件。(然而此外可以匹配功率)。因而在此可能出现，以过多的能量和因此过好的接收质量来传输剩余的较少的比特。这将导致，移动站发送CQI，然而这是多余的，因为过好的质量没有因关于信道特征的错误信息而被调节。这可以通过以下方式防止，即确定，在低于一定数量的有用比特时不因过好的传输而发送CQI消息。在过差的传输时可以发送CQI消息，但也可以确定，自己不发送CQI消息，因为分组呼叫已经几乎过去了并且(几乎)不再值得进行优化。

此外，可以规定，仅仅在数据包的第一次传输时、而不在重复时发送附加的CQI，因为重复的传输一般能够以比第一次传输更少的能量被发送：在重复传输时能够组合所有到那时所传输的传输，并且由此提供总能量而不仅仅提供最后的重复的能量。

即使附加的CQI消息也不在每一个(可能的)TTI(发射时间间隔)被发送，而是仅仅在预定的帧中被发送，该帧合理地比发送常规CQI的帧k更小。这具有以下优点：

通过延迟传输并应用新传输的CQI，这个新的CQI总归不能够被应用于下一个帧，而是能够典型地在7个或7个以上的帧之后(所谓的往返时延(round trip delay)或应答延迟)才被应用。因此，基站在7帧以后才对所传输的CQI作出反应，因而没有意义的是，使基站在此之前就又已经记起设置是错误的。只有当在7帧之后还是没有改变设置时，传输新的CQI才有意义，因为“第一个”则看起来没有被正确传输。

5.在基站方面

在基站侧，存在这样的问题，即基站必须确定，是否在一个给定的帧内传输过CQI消息。为此有不同的方法可供使用，其可能是符合自然规律的但是却不尽完美(功率测量，在解码之后解码器量度的分析)。如果事先知道附加的CQI只可能在一定的帧内出现，则基站只须在该帧内进行解码尝试，这节省基站的计算耗费。附加地，CQI消息极少会被错误地检测，而事实上没有发送CQI消息，因为较少有发生这种错误的机会。

此外，可以由此减轻前面所述的数据请求结束或“分组呼叫结束(end of packet call)”问题：只有当这样的最后一个数据包在附加CQI也被发送或也允许被发送的时刻被发送时，才可能通过这样一个CQI消息来警告过高的质量，当在另外的时刻发送该数据包时，移动站能够识别出，之后没有跟随另外的数据包，并且由此能够识别出“分组呼叫结束”的情况而不发送CQI消息。

优选地，基站也可以在移动站不以CQI消息作出应答时刻发送这样的最后的数据包。

6.用于确定信道质量的消息CQI的编码

常规的CQI消息典型地以5比特的分辩率进行完全编码，也就是说可能有32种不同的报告(事实上仅使用其中的31种，一种编码用于其它目的)。但是，非常规的CQI消息也可以差分地进行编码，于是它仅包含相对于上一次的参考值、例如上一次的CQI的偏差。在此，典型地并不需要32个值的整个动态范围，而是更少的值也够用了。由于因此必须对少于5比特进行编码，所以也可以为此更鲁棒地形成编码。

在此，更鲁棒的编码的一种可能性是，使用不同于5比特的其它编码。另一优选的可能性在于，首先根据例如3个待传输的比特计算2比特的校验和，然后该2比特的校验和与3比特的有用比特一起传输。由此比特数量恒定地保持在5比特，并且能够使用相同的编解码算法。此后当在基站中接收时能够使用该校验和，以改善DTX检测(DTX：不连续发射或不连续检测)的安全性。

校验和可以根据任意的已知的方法来计算。校验和的优化的计算可以如此构成，以致优化整个编码的编码特性，该编码由附加的校验和的计算以及常规的编码产生。例如距离频谱或者整个编码的最小距离可以被优化。

可以不同地选择差分编码的参考值：

-可以是最后的常规传输的CQI值。其优点为，忽略的非常规的CQI消息不会产生误差增大。

-可以是最后传输的CQI值，亦即常规的或者非常规的CQI值。其优点为，使用当前值，由此待差分编码的偏差更小。

-可以是当前传输的TF值。其优点为，它是绝对参考值，在该绝对参考值的情况下不出现误差增大。于是该原理类似于通过上电/下电命令进行功率控制。

差分编码的改善：当移动站选择最大或最小可能的CQI值、亦即表格中的第一个或最后一个值时，移动站不是传输作为差分编码的当前值与极值之间的实际差值，而是传输在极值方向上的最大差值。

基站在其一侧将由接收到的差值计算出的新值限制于极值。由此确保，当基站先前执行了有误差的解码并且也接收到过轻度错误的CQI值时，基站自身正确地确定极值。

作为差分编码的值域可以设置例如-4dB、-2dB、+2dB、+4dB的可能性，亦即步长为2dB。0dB的可能性可以不需要进行编码，因为在这种情况下简单地不发送附加的CQI。替代的步长可以是-6dB、-2dB、+2dB、+6dB；或者甚至是-8dB、-2dB、+2dB、+8dB。采用这种步长一方面可以用信令发送小的变化(2dB)，也可以用信令发送大的变化(8dB)。在变化为4dB时，必须相继地发送两个分别具有+2dB的消息；在变化为6dB时，可以发送三个分别具有+2dB的消息，或者在发送具有-2dB的消息之后发送具有+8dB的消息。利用这种渐进离散化，还可以更快地调节到期望值。差分编码应对于如+/-8dB的大偏差来说比对于如+/-2dB的小偏差来说更好。

偏差的离散化也可以依赖于容差来进行。在容差大时可以由此隐含地应用较粗略的离散化，而在容差小时可以应用更精细的离散化。要应用的离散化不需要用信令发送，而是隐含地通过用信令发送容差来给出。

7.产生用于信道质量确定的消息CQI的替代方案

除了已提出的CQI消息的产生之外，还可以应用以下方法来估计信道特征：

当接收到许多NACK时，这意味着差的信道，因此可以或应该对编码进行相应的匹配，这样似乎是发送了通告恶化的CQI消息。类似地，当仅仅接收到很少的NACK时，这意味着过好的设置，因此应选择少一些鲁棒的编码，或者降低发送功率。给出许多可能性，诸如可以具体执行许多NACK或少量NACK。例如可以构造平滑的均值或者变量，该变量在NACK或者ACK的情况下增加/减少给定的值，并附加地乘以0和1之间的因子(遗忘因子)。除了相乘之外，变量的幅值也可以在每种情况下减去一定的值或只有当发送了ACK/NACK时才减去一定的幅值。当这个变量低于或者超过一定的值时，相应地匹配发送质量。这种方法具有如下优点：不需要在上行链路中的附加信令，当然大多数情况下以一定的延迟实现变化。一个特例是在固定的一部分ACK/NACK之后，质量被匹配，其中，该固定的一部分要么必须直接相继跟随，要么从上一次匹配开始计算总和(或者作为ACK和NACK之间的差值)

作为进一步的改进，还可以确定，移动站分别在一定数量的NACK或者ACK之后发送CQI消息。借此避免在每个NACK之后不必要的CQI消息。这种方法也可以与实例14中介绍的方法相组合，亦即当上述变量超过或者低于某个数值时，就发送CQI消息。

根据标准，利用CQI来传输当前的信道特征。也可以以适合的方式传输平均的信道特征。但这里所描述的实施例同样可以应用于两种方法。在与Phillips方法组合时(为了考虑到快速衰减(fastfading)，不是传输当前的信道质量，而是传输平均的信道质量，以便更好地确定缓慢衰减“log-normal-Fading”)，例如如果当前平均的传输质量同上一次用信令发送的不同，就发送附加的CQI消息。

此外，也可以组合所有的实施例，也就是说，当数据传输被激活的时候，较频繁地发送CQI消息，而当正好没有接收到数据时，则较少发送CQI消息。因此，当总归没有数据等待处理时，避免发送不必要的CQI消息。

有利地，可以将所有的方法、特别是前述的实施例与这样一种方法组合起来，在该方法中，在传输间隙之后在发送新的数据之前由基站请求明确的CQI消息。

8.在数据信道或导频信道上的测量

在不向移动站发送数据的时间内，移动站可以不对数据信道实施测量。因此，在一个实施例中移动站在这样的情况下测量在导频信道上的质量，而在传输数据的情况下测量在数据信道上的质量。

当测量在数据信道上的质量时，存在以下实施可能性：一方面可以(通过测量信号强度和噪声强度)直接测量信噪比(SNR，Signal NoiseRatio)。根据SNR和移动站的已知的数据处理效率可以由此计算出CQI。替代地，也可以对所接收的数据进行解码，接着再将其编码，由最初接收到的比特和重新编码的比特的比较可以由此计算出大致的误比特率，然后据此发送CQI消息。

9.不同点

换而言之，涉及一种用于调节至少一个数据传输参数的方法，该数据传输参数确定在移动站和基站之间待传输的数据的至少一个特性，

-其中，移动站向基站发送信道测量信息，

-其中，基站基于该信道测量信息确定信道质量，

-其中，依赖于先前确定的数据信道的信道质量来调节至少一个数据传输参数，以及

-为了发送关于数据信道的数据的目的，借助于信道测量信息将这个所确定的信道质量通知发送方，

其中

-在直接使用数据信道的情况下测量信道质量，

-在当前测量出的信道质量与先前所传输的信道质量的偏差大于预定的阈值时，向发送方传输信道测量消息。

10.扩展方案的优点

本发明包含多个元素，这些元素单独地、但特别也相互组合地改善信道质量报告(CQI)：

核心点是这样的思想，即当移动站确定当前所使用的传输并非最佳时，也就是说，当目前的编码/功率要么导致在移动站侧过好的接收质量要么导致过差的质量时，就发送附加的CQI。为此，与现有技术相反，移动站不分析导频信道的接收质量以及从中计算出适当的传输格式(假定预定的数据信道/导频信道的功率比)，而是分析当前的传输形式并检验，其在实际的数据功率情况下是否是适当的。

如果TF(传输格式)不适当，亦即要么以过多的功率、要么以过少的功率进行发送，那么移动站发送CQI。

通过CQI反馈将连接的质量通知基站。

基本上通过这种反馈提出一种调制和编码方案(MCS)，因为能够根据编码的数量和传输块的大小计算出编码率。

基于这种信息和其他规则，基站确定在下行链路中所使用的传输格式(TF)。TF明显更精确地确定包的内容，即精确到每一比特，以及精确地确定为此所使用的传输资源。为此，其包含以下信息：

-所使用的信道化码的数量和标识号，

-调制类型，

-传输模块的大小，

-冗余和星座版本(精确地确定，哪个比特在包的哪个位置上进行传输)，

此外，由基站向UE传输附加的控制信息，这些附加的控制信息并非首要地用于确定传输格式，然而对于包的正确处理是必需的：

1.混合ARQ过程的标识号(用于正确叠加包的多次传输)

-新数据指示器，其有助于区分新的包的传输和先前的包的重复传输。

在这样的没明确请求的CQI中，不使用通常绝对的编码，而是使用Delta编码，该Delta编码说明，所接收的功率过高或过低多少强度(多少dB)。能够以仅仅很少的比特用信令发送这个消息，例如两个比特表示值-3dB、6dB、+3dB、+6dB。(原因：偏差必须一方面位于所确定的容差范围之上，但是另一方面又不可能大很多，因为否则以前就已经发送CQI了，以致不可能随着时间流逝积累非常大的偏差。)为此，可以利用这个事实，即将未被使用的比特用作校验和，以改进基站对CQI消息的识别：这里涉及DTX检测，基站必须判断，是否所接收的信号实际上包含CQI，或者根本没有包含CQI消息、也就是说仅仅接收到噪声。

此外，存在这样的可能性，即当到移动站的数据传输是有效的时候，频繁发送附加的CQI或者常规的CQI，但是当恰好没有数据传输是有效的时候，也就是说当移动站仅仅准备好直接接收数据时，仅以低速率发送CQI。

Claims (33)

1.用于经由通信网络(CN)的无线电信道在发送方(BS、MS)与接收方(MS、BS)之间传输数据的方法，其中，按照以下步骤调节传输参数：

a)所述发送方将数据传输给所述接收方，其中，所述传输通过至少一个传输参数来表征，所述传输参数根据所述发送方已知的所述无线电信道的第一信道质量来调节；

b)所述接收方接收所述数据；

c)所述接收方根据关于至少一个所使用的传输参数的数据来确定所述发送方已知的第一信道质量并且

d)根据关于所接收的数据的质量的数据来确定当前的第二信道质量；

e)所述接收方比较第一和第二信道质量，

f)并且如果第一和第二信道质量相互的偏差超过预定的容差值，

g)那么所述接收方将偏差通知所述发送方，随后所述发送方重新确定第一信道质量，基于该第一信道质量调节所述至少一个传输参数。

2.按照权利要求1的方法，其中，所述发送方是基站(BS)而所述接收方是移动站(MS)，或者所述发送方是移动站(MS)而所述接收方是基站(BS)。

3.按照权利要求1的方法，其中，所述无线电信道是面向分组的信道，在该面向分组的信道上将数据分成至少一个单独的数据包。

4.按照权利要求1的方法，其中，所述无线电信道是连续的数据信道。

5.按照权利要求1的方法，其中，步骤a)包含以下子步骤：

a1)所述数据的接收方经由分配给所述无线电信道的控制无线电信道将信道测量消息发送给所述数据的发送方；

a2)所述发送方基于这个信道测量消息确定所述无线电信道的第一信道质量。

6.按照权利要求1的方法，其中，接收至少一个数据包形式的所述数据，并且步骤c)包含以下子步骤：

c1)对所述数据包进行解码并因此确定所述至少一个传输参数，和/或

c1*)用信令发送至少一个传输参数给所述接收方。

7.按照权利要求1的方法，其中，接收至少一个数据包形式的所述数据，并且其中，步骤d)包含以下子步骤：

d1)对所接收的数据包进行解码；

d2)在考虑概率判定的情况下确定所述数据包的有用数据内容；

d3)在将现有的关于所述传输参数的信息应用于测试数据包的情况下对所确定的有用数据内容进行编码；

d4)基于数据包和测试数据包之间的偏差来确定所接收的数据包的传输质量。

8.按照权利要求1的方法，其中，通过所接收的数据包的信噪比来确定所述第二信道质量。

9.按照权利要求1的方法，其中，通过传输功率来形成传输参数，并且在步骤f)中在传输功率方面说明预定的容差值。

10.按照权利要求1的方法，其中，所述容差值说明，在数据包中允许哪个误码率。

11.按照权利要求1的方法，其中，通过重新发送信道测量消息来实现步骤g)。

12.按照权利要求1的方法，其中，基于分配给所述无线电信道的导频信道来实现所述第一信道质量的确定。

13.按照权利要求1的方法，其中，对于没有数据被传输的情况，基于分配给所述无线电信道的导频信道来实现第二信道质量的确定。

14.按照权利要求1的方法，其中，所述容差值由所述发送方或由所述接收方或由所述通信网络来预定。

15.按照权利要求1的方法，其中，经由无线电信道运行至少两个通信业务并且能够单独针对每个通信业务来调节所述容差值并因此确定业务质量。

16.按照权利要求15的方法，其中，针对数据包群组中的单个数据包标明，已将哪个业务质量分配给该数据包。

17.按照权利要求16的方法，其中，所述数据包群组是分组呼叫的数据包。

18.按照权利要求15的方法，其中，对于数据包群组的最后n个数据包，当第二信道质量与第一信道质量的偏差大于所述容差值时，不通知所述数据包的发送方，其中n是从1到所述数据包群组内数据包的数量的整数。

19.按照权利要求1的方法，其中，通过信道测量消息将所述偏差通知所述数据的发送方。

20.按照权利要求19的方法，其中，在时间帧中发送附加的信道测量消息，该时间帧比在其中发送常规的信道测量消息的时间帧更小。

21.按照权利要求1的方法，其中，将用于发送常规的或非常规的信道测量消息的时间帧与所传输的数据量相匹配。

22.按照权利要求1的方法，其中，当接收到至少j个连续地不在关于误码率的预定容差范围内的数据包时，发送附加的信道测量消息，其中j表示大于1的整数。

23.按照权利要求1的方法，其中，完全以预定的分辨率对常规的信道测量消息进行编码，而根据与参考值的偏差对附加的信道测量消息进行差分编码。

24.按照权利要求23的方法，其中，将最后已知的第一信道质量用作参考值。

25.按照权利要求23的方法，其中，将最后已知的第一信道质量用作参考值，所述第一信道质量是基于常规传输的信道测量消息来确定的。

26.按照权利要求23的方法，其中，所述参考值由数据包的总的传输特性组成。

27.按照权利要求1的方法，其中，对具有固定数量的m个比特的信道测量消息进行编码，其中，m-x个比特是携带信息的，而由剩下的x个比特形成m-x个比特的校验和。

28.按照权利要求1的方法，其中，根据与信道测量消息的最大可能的值的偏差对所述信道测量消息进行差分编码。

29.按照权利要求28的方法，其中，预定差分编码的步长。

30.按照权利要求29的方法，其中，所述差分编码的步长依赖于所述容差值。

31.按照权利要求1的方法，其中，所述无线电信道是通用移动电信系统UMTS网络的组成部分。

32.按照权利要求1的方法，其中，所述无线电信道由高速下行共享信道HS-DSCH构成。

33.包括移动站和基站的通信网络，该通信网络被构造，使得移动站作为发送方并且基站作为接收方或者移动站作为接收方并且基站作为发送方被用于执行根据权利要求1、3至32之一所述的方法。

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