CN101124832B - 自适应偏移信道品质指示器以维持合意区块错误率的无线通信方法及装置 - Google Patents

自适应偏移信道品质指示器以维持合意区块错误率的无线通信方法及装置 Download PDF

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Abstract

一种自适应偏移用来设定无线通信系统中发射器及接收器间的通信配置的信道品质指示符的无线通信方法及装置。该接收器可发射信道品质指示符及认可(ACK)/否定(NACK)至发射器。认可/否定信息是分别指示所发射数据分组中的错误不存在或出现。信道品质指示符是从信号干扰比及认可/否定信息所导出。发射器是以自接收器所发射的认可/否定信息为基础，计算该发射数据分组的区块错误率。发射器可比较该发射数据分组的区块错误率及目标区块错误率，并以该比较来偏移该信道品质指示符以达成目标区块错误率。

Description

自适应偏移信道品质指示器以维持合意区块错误率的无线通信方法及装置 
技术领域
本发明是有关无线通信系统，更特别是，本发明是有关包含基站及无线发射/接收单元(WTRU)的无线通信系统中的自适应偏移信道品质指示符(CQIs)。 
背景技术
自适应编码及调制(ACM)是为提供上链(UL)及下链(DL)通信链路自适应的有效技术。自适应编码及调制通常通过无线发射/接收单元及/或基站中的接收器及发射器一起运作的演算来达成。接收器可通过测量来自发射器的一个或更多发射的信号干扰比(SIR)来估测信道品质。 
各信道品质指示符可对应如编码速率及调制类型的无线资源特定配置。各信号干扰比被测量之后，信道品质指示符被计算。例如，信号干扰比可被与信号干扰比-信道品质指示符配对表及产生最佳效能的信道品质指示符值做比较，例如区块错误率(BLER)或产出型式是被选择。此通常被执行于接收器处且被传回至发射器。发射器接着选择较被接收信道品质指示符值所指示者不积极的无线配置。另外不被集结小区中，发射器仅使用与信道品质指示符值所指示信道品质相符的配置。 
虽然维持适当链结自适应参数(如编码速率，调制类型，编码数及功率控制)是为最佳化无线链结产出已知，但仍有发射器所选择参数将与信道品质不同步的例子。本质上，发射器所选择参数并不对应被判断最佳化产出的信道品质指示符。例如，此例可产生于当下一个被发射分组可用数据不足，排程器决定分享另外所需资源或顺应测试期间时。 
另一问题是信道品质估测可能较无线资源可用组更量化许多，因此信道品质指示符及无线资源配置间的一对一映射是被假设丧失。此于第三代合伙人计划(3GPP)系统中特别为真。 
当发射器偶而使用较来自接收器的信道品质指示符报告所指示者更保守配置时，该问题可通过考虑自适应偏移演算行为来说明。当较保守配置被使用时，较不常发生错误且自适应演算将自适应要求资源较积极配置来维持目标区块错误率。当发射器回到预期反应信道品质指示符的正常操作时，偏移将被自适应错误值，而许多分组将等到该演算再收敛时才会漏失。 
发明内容
本发明是有关自适应偏移被用来设定无线通信系统中的发射器及接收器间的通信配置的信道品质指示符的无线通信方法及装置。该装置可为包含接收器及发射器，无线发射/接收单元，基站及/或集成电路(IC)的无线通信系统。 
无线通信系统中，接收器可发射信道品质指示符及认可(ACK)/否定(NACK)至发射器。认可/否定信息是分别指示被发射数据分组中的错误不存在或出现。信道品质指示符是被导出自信号干扰比及认可/否定信息。发射器是以被发射自接收器的认可/否定信息为基础来计算该被发射数据分组的区块错误率。发射器可比较该被发射数据分组的区块错误率及目标区块错误率，并以该比较来偏移该信道品质指示符以达成目标区块错误率。 
附图说明
可从以下实施例说明及附图更详细理解本发明，其中： 
图1是为依据本发明可执行自适应信道品质指示符偏移的包含无线发射/接收单元及基站的无线通信系统框图； 
图2是为依据本发明的无线通信系统框图，其中该无线发射/接收单元是包含自适应信号干扰比偏移单元； 
图3是为依据本发明被用于图1及图2的系统中以控制自适应信道品质指示符偏移的回路控制器框图例； 
图4是为被用于图2系统中的自适应信号干扰比偏移单元详细框图；及 
图5是为依据本发明使用信道品质指示符偏移来管理通信的方法步骤 的处理流程图。 
具体实施方式
此后，“无线发射/接收单元”名词是包含但不限于用户设备(UE)，行动台，固定或行动用户单元，呼叫器，或可操作于无线环境中的任何其他类型元件。 
此后，当被称为“基站”名词者是包含但不限于B节点，位址控制器，存取点或无线环境中的任何其他接入装置。 
本发明可大致应用至时分双工(TDD)，频分双工(FDD)，时分-同步码分多址(TD-SCDMA)，及码分多址2000(CDMA2000)情境的第三代合伙人计划标准所有模式，但亦可应用至其他情境。 
本发明特性可被并入集成电路或被配置于包含数个互连组件的电路中。 
图1是为依据本发明可执行自适应信道品质指示符偏移的无线通信系统10框图。系统10可执行基站200及无线发射/接收单元100间的通信自适应信道品质指示符偏移。本发明将参考执行信道品质指示符偏移的基站200来说明，但熟练技术人士应了解其亦可被执行于无线发射/接收单元。 
参考图1，无线发射/接收单元100是包含信号干扰比估测器20，信号干扰比对信道品质指示符映射单元30，循环冗余检查(CRC)错误侦测器70及接收器80。信号干扰比估测器20可以该被接收数据分组为基础来估测参考信道的信号干扰比。被计算信号干扰比是通过信号干扰比对信道品质指示符映射单元30映射来产生信道品质指示符值。被产生信道品质指示符值是以固定信号干扰比对信道品质指示符配对表为基础被选择产生如区块错误率或产出型式的最佳效能。循环冗余检查错误侦测器70可使用循环冗余检查侦测被接收数据分组中的任何错误，并依据错误不存在或出现而产生适当认可或否定信号。认可是指示错误不存在，而否定是指示数据分组中的错误出现。 
仍然参考图1，基站200是包含一加法器210，一信道品质指示符对传输格式(TF)映射单元220，一发射器230，一自适应修正项产生器250，一回路控制器260及一偏移决定单元270。
自适应修正项产生器250是包含一认可/否定单元251，一转换器252，一滤波器253，一目标区块错误率单元254，一加法器255，一比例积分微分(PID)控制器256。 
被发射至无线发射/接收单元100中的接收器80的数据分组错误发生是以被发射自无线发射/接收单元100的认可/否定信息为基础通过认可/否定单元251来识别。转换器252可映射认可/否定信息(导出自分别计算循环冗余检查为“0s”及“1s”)并计算目前信道的区块错误率。此信号是通过滤波器253滤波。然而，应了解并不需要滤波器253。滤波器253的频宽是提供一机构于偏移项响应性及偏移项平滑性之间置换。具有慢衰减指数脉冲响应的简单有限脉冲响应(IIR)可被使用，但其他滤波器亦可被使用。 
目标区块错误率单元254可产生目标区块错误率来达成如最大化产出的合意效能。因为信道品质指示符值单独并不能确保合意效能，目标区块错误率值是被当作参考来最大化数据产出。维持接近目标区块错误率的区块错误率目的是最佳化无线资源使用及系统的数据产出。目标区块错误率值可为静态设定或操作者决定半设定(也就是其可改变但不被预期快速改变)。 
目标区块错误率可基于不同的标准加以调整，用以最佳化系统的流通量。例如，目标区块错误率通常可针对传输速度信道被设定较高，使混合自动重复要求(HARQ)组合可达成再发射时间分集增益。虽然无线发射/接收单元100所执行的估测通常更精确，但传输速度估测可被执行于无线发射/接收单元100或基站200处。目标区块错误率可以信道类型修正项产生器40的输出为基础来设定。这些增益可因更积极第一发射传输格式而大于漏失。 
滤波器253所滤波的目标区块错误率是通过加法器255被与目标区块错误率值比较，来产生以区块错误率型式表示无线发射/接收单元100目前效能与无线发射/接收单元100目标效能的偏移。 
比例积分微分控制器256可产生自适应偏移信号257。比例积分微分控制器256亦可包含较高顺序线性或非线性元件。应注意，比例(P)控制器，或比例积分(PI)或微分(I)控制器可取代比例积分微分控制器256被使用。 
比例积分微分控制器256所产生的自适应偏移信号257，回路控制器260所产生的平衡值信号280均被输入偏移决定单元270。偏移决定单元270输出信道品质指示符偏移信号284至加法器210。被发射至基站200的信道品质指示符值不被预期使用的事件中，偏移决定单元270可提供使用一个或更多预设偏移项282的装置(如一个或更多工厂或操作者设定/调谐参数)。加法器210可以自适应偏移信号257为基础提供偏移信道品质指示符值286来达成目标区块错误率。 
偏移信道品质指示符值286是通过信道品质指示符对传输格式映射单元220被转换为传输格式225。传输格式225是为无线资源值，并包含一区块大小，一调制类型，一编码速率及一传输功率。发射器230接着依据传输格式225发射数据分组至无线发射/接收单元100。发射器230亦提供新数据指示符(NDI)235至回路控制器260。新数据指示符是为被基站200设定的旗帜，且经由高速同步化控制信道(HS-SCCH)被发射至无线发射/接收单元100。 
图2显示无线通信系统15，其中该无线发射/接收单元100亦使用信号干扰比偏移单元60及加法器32执行自适应偏移。信号干扰比偏移单元60可通过有效匹配被发射调制格式及编码速率至该信道及接收器来产生可改良频谱效率的信号干扰比偏移。 
图3是为回路控制器260的框图例。回路控制器260可经由保留信号276控制自适应修正项产生器250的全部操作。基站200处的区块错误率操作可为有条件区块错误率，其中该条件是为该传输为第一，或无条件的平均区块错误率(图3所示的新数据指示符信号235出现或不存在所决定)。新数据指示符信号235是通过解释基站200所产生及高速同步化控制信道所运载的被发射新数据指示符信号235来获得。无论新数据何时被发射，基站均可产生两状态间的新数据指示符双态触变，因此不被直接使用。可替代是，若新数据指示符状态因为其上次被用于给定混合自动重复要求而改变，则新数据指示符可通过检查来导出。无线发射/接收单元100例中， 新数据指示符亦必须被解码自高速同步化控制信道接收。 
回路控制器260可接收信道品质指示符预期(CQIE)值240。信道品质指示符预期值是为无线发射/接收单元100预期可被用于给定分组的信道品质指示符值。其为被报告信道品质指示符的延迟版本。 
回路控制器260亦可接收产生传输格式(GTF)242及循环冗余检查244。产生传输格式是通过基站200决定当作部分调度演算。循环冗余检查244是被无线发射/接收单元100计算作为传输区块是否被错误接收的指示。 
图4是为被放置于无线通信系统15的无线发射/接收单元100内的自适应信号干扰比偏移单元60详细框图。自适应信号干扰比偏移单元60包含一信道类型修正项产生器40，一信号干扰比预测项产生器50，一自适应修正项产生器250，一回路控制器260，一偏移决定单元270及一加法器52。 
如图4所示，包含自适应修正项产生器250，回路控制器260及偏移决定单元270的子系统可产生信道品质指示符偏移信号284，其被输入外部加法器32以偏移映射入信道品质指示符的信号干扰比，使无线发射/接收单元100达到区块错误率为型式的目标效能。 
信道类型修正项产生器40可提供附加修正项至加法器52的输入以偏移信号干扰比估测。这些修正项包含延迟展频修正(如正交性因子)41，Doppler展频修正42其他修正项43(如无线发射/接收单元100所引起的电池电压相依漏失，其他信道类型修正或类似者)。因为信号干扰比单独不能完整定义信道品质，所以这些修正可改良系统效能。修正项可被用来调整信号干扰比偏移，目标区块错误率，或两者。 
信号干扰比预测项产生器50是包含线性预测微分(也就是D/DT)或其他信号干扰比预测功能单元55及死区(dead zone)，提供预测项至加法器52的输入以偏移信号干扰比估测的限幅或其他非线性元件57。 
信号干扰比预测项产生器50亦可被用来通过估测当基站200发射下一分组时，信号干扰比将为何来改善偏移。若信道类型被识别如高速信道，则开放回路或前馈预测偏移项可被引进。通过利用预测信号干扰比而非目 前信号干扰比，信道品质指示符报告是于被使用时更精确。在此所说明的自适应偏移方法及装置是与这些演算法相容。 
信道类型修正项产生器40及信号干扰比预测项产生器50可被单独使用或彼此结合，或与自适应修正项产生器250结合来产生信号干扰比修正。当信道类型修正项产生器40所提供的修正项及信号干扰比预测项产生器50所提供的修正项均被提供至加法器52时，加法器52可输出最终组合修正/预测项34至外部加法器32，其中修正/预测项34是被加总信号干扰比估测器20的输出及信道品质指示符偏移信号284来产生修正信号干扰比。 
修正信号干扰比是通过信号干扰比对信道品质指示符映射单元30映射来产生信道品质指示符值。信道品质指示符值是以适当认可或否定被发射至基站200。基站200接着可使用如先前说明的自适应修正项产生器250，回路控制器260及偏移决定单元270偏移被接收自无线发射/接收单元100的信道品质指示符值。结果，此实施例中，信道品质指示符值偏移可被执行于无线发射/接收单元100及基站200中。 
替代实施例中，类似自适应信号干扰比偏移单元60的一单元亦可被并入基站200，而不是自适应修正项产生器250，其可执行信道品质指示符预测而非信号干扰比预测。 
图4是为回路控制器260框图例，其提供图2所示无线发射/接收单元100及/或基站200系统中的自适应信号干扰比偏移全部控制。回路控制器260包含一产生传输格式等效信道品质指示符(ECQI)映射单元261，第一比较器262，第二比较器265，第三比较器267，第四比较器269，一平均滤波器263，一平衡项产生器264及一逻辑控制电路266。产生传输格式242(也就是TF)是通过产生传输格式等效信道品质指示符映射单元261映射以产生等效信道品质指示符268。 
等效信道品质指示符268是对应与产生传输格式242相关的信道品质。第一比较器262可比较等效信道品质指示符268及信道品质指示符预期值240间的差异及门限值(T1)。 
平均滤波器263可产生与等效信道品质指示符268间的差异等比的测量，并提供对第二比较器265及平衡项产生器264的测量。第二比较器265可比较长期平均及门限值(T2)。 
控制器266可以第一及第二比较器262，265的个别输出A，B及信道品质指示符预期值240为基础产生具有二进位值的“保留”信号276。若信道品质指示符预期值240及等效信道品质指示符268间的差异绝对值超过T1，或若信道品质指示符预期值240及等效信道品质指示符268间的差异绝对值长期平均超过T2，则控制器266可产生保留信号276。 
信道品质指示符预期值240亦可影响保留信号276的产生。若信道品质指示符预期值240被比较器267决定小于或等于信道品质指示符最小值(T3)，而否定是从无线发射/接收单元100被发射至基站200中的认可/否定单元251，则控制器266可以比较器267的输出C为基础产生保留信号276。若信道品质指示符预期值240被比较器269决定大于或等于信道品质指示符最大值(T4)，而认可是从无线发射/接收单元100被发射至基站200中的认可/否定单元251，则控制器266可以比较器269的输出D为基础产生保留信号276。 
当信道品质指示符预期值240介于T3及T4之间时，保留信号276不被产生，而当新数据指示符为真时，比较器262及265所执行的门限值测试不为真。平衡项产生器264可接收与信道品质指示符预期值240及等效信道品质指示符268间的差异等比的测量并产生“平衡值”信号280。平衡值信号280可被偏移决定单元270用来形成自适应偏移信号257及预定(也就是工厂中或操作者)预设偏移项282的加权平均。 
回路控制器260所产生的保留信号276是通过保持滤波器253及比例积分微分控制器256不被更新来暂停自适应修正项产生器250的操作。因此，偏移决定单元270仅产生预设偏移项282。 
偏移决定单元270可接收偏移值，其包含来自适应修正项产生器250具有AB值的自适应偏移257及具有DBT值的预设偏移282。偏移决定单元270可接收来自回路控制器260具有BAL值的平衡信号280，并依据方程式(1)输出具有BIAS值的信道品质指示符偏移信号284： 
BIAS＝BAL×DBT+(1-BAL)×AB            方程式(1) 
如上述，被发射自无线发射/接收单元100的信道品质指示符是以修正 偏移(BIAS)为基础经由加法器210被偏移。第三代伙伴计划中的信道品质指示符将以整数但有些任意步骤相隔0-30。传输格式225并非一数字而是一组参数，如{分组大小，编码数，调制类型，发射功率}。 
图5是为依据本发明包含使用信道品质指示符偏移来管理无线发射/接收单元100及基站200间的通信的方法步骤的处理500流程图。无线发射/接收单元100中的接收器可接收来自基站的数据分组(步骤510)。无线发射/接收单元100可估测被接收数据分组的信号干扰比(步骤520)，并映射该信号干扰比至信号干扰比对信道品质指示符映射单元30(步骤530)。如在此之前所解释者，若无线发射/接收单元100被实施如图2的替代实施例，则信号干扰比是于被映射入信道品质指示符之前(选择步骤535)被偏向(选择步骤525)。当接收数据分组时，无线发射/接收单元100可检查分组是否有错误出现，并适当发射认可或否定及信道品质指示符至基站(步骤540)。 
基站可偏移被接收自无线发射/接收单元100的信道品质指示符来达成目标区块错误率(步骤550)。自适应修正项产生器250可接收认可或否定并计算数据分组的区块错误率。被用来决定区块错误率的分组数可为一个或更多分组且通过滤波器253来决定。自适应修正项产生器250接着比较数据分组的区块错误率及目标区块错误率并产生自适应偏移信号257。自适应偏移257及预设偏移282是被结合于偏移决定单元270中，依据回路控制器260控制来产生信道品质指示符偏移信号284。 
基站200接着经由信道品质指示符对传输格式映射单元220映射信道品质指示符及信道品质指示符偏移信号进入传输格式(步骤560)。数据分组接着依据传输格式被发射(步骤570)。通过重复执行以上处理，被发射的目标区块错误率可被获得。 
虽然本发明已以各种实施例做说明，但熟练技术人士将了解被描述于权利要求中在本发明范畴内的其他变异。再者，虽然本发明的特性及元件被以特定组合说明于较佳实施例中，但各特性及元件可被单独使用(不需较佳实施例的其他特性及元件)，或有或无本发明其他特性及元件的各种组合中。 
虽然本发明特定实施例已参考较佳实施例被特别显示及说明，但熟练技术人士应了解，只要不背离上述本发明范畴，均可作各种型式及细节的改变。 

Claims (8)

1.一种基站，包含：
发射器，配置成发射数据分组；
自适应修正项产生器，配置成接收认可/否定信息并基于该认可/否定信息产生自适应偏移项以达成该数据分组的目标区块错误率；
加法器，基于该自适应修正项产生器所产生的该自适应偏移项以偏移信道品质指示符；
信道品质指示符对传输格式映射单元，用于将该偏移的信道品质指示符映射至传输格式，其中，该发射器还被配置成依据该传输格式发射该数据分组；
偏移决定单元，与该加法器及该自适应修正项产生器电耦合，用以接收来自该自适应修正项产生器的该自适应偏移项幷将信道品质指示符偏移信号提供至该加法器；及
回路控制器，与该偏移决定单元及该自适应修正项产生器电耦合，用于以下列为基础控制该自适应修正项产生器的操作：
该基站所决定的产生传输格式；
预期用于给定分组等效信道品质指示符的信道品质指示符预期值；
等效信道品质指示符，对应于与该产生传输格式相关的信道品质；
该发射器所决定的新数据指示符；及
循环冗余检查指示，其表明传输区块是否被错误接收。
2.如权利要求1所述的基站，其特征在于，该回路控制器包含：
映射单元，用于将该产生传输格式映射至该等效信道品质指示符；
比较器，与该映射单元电耦合，用以将门限值与所述等效信道品质指示符及该信道品质指示符预期值之间的差的绝对值进行比较；
平均滤波器，与该比较器电耦合，用以产生该等效信道品质指示符及该信道品质指示符预期值之间的差的绝对值的长期平均；
平衡项产生器，与该平均滤波器电耦合，以该平均滤波器所产生的该长期平均为基础产生平衡信号，其中该平衡信号是被提供至该偏移决定单元；及
逻辑控制电路，与该比较器及该平均滤波器电耦合，若满足条件，用于产生暂停该自适应修正项产生器操作的保留信号。
3.如权利要求2所述的基站，其特征在于，用于产生该保留信号的该条件包含：
当该信道品质指示符预期值为其最小值或其最大值时；
当该等效信道品质指示符及该信道品质指示符预期值之间的差大于第一门限值时；或
当该等效信道品质指示符及该信道品质指示符预期值之间的差的绝对值的长期平均大于第二门限值时。
4.如权利要求1所述的基站，其特征在于，该自适应修正项产生器包含：
认可/否定单元，用于接收该认可/否定信息；
转换器，与该认可/否定单元耦合，用以映射该认可/否定信息及计算该数据分组的区块错误率；
加法器，用以比较该转换器所计算的区块错误率及目标区块错误率，且以该比较为基础产生误差信号；及
比例积分微分控制器，用于以该误差信号为基础而产生自适应修正项。
5.如权利要求1所述的基站，其特征在于，该循环冗余检查指示是由该自适应修正项产生器提供至该回路控制器。
6.一种无线发射/接收单元，包含：
接收器，用以接收数据分组；
信号干扰比估测器，与该接收器电耦合，用以估测该接收的数据分组的信号干扰比并产生信号干扰比估测；
第一加法器，具有第一输入，该第一输入与该信号干扰比估测器的输出电耦合；
自适应信号干扰比偏移单元，与该接收器的输出及该第一加法器的第二输入及包括信道品质指示符偏移的第三输入电耦合，用以调整该信号干扰比估测，该第二输入包括修正项、预测项及修正/预测项至少其中之一；及
信号干扰比对信道品质指示符映射单元，具有与该第一加法器的输出耦合的输入及与该自适应信号干扰比偏移单元的输入耦合的输出，用以映射由该自适应信号干扰比偏移单元所调整的信号干扰比估测到信道品质指示符偏移，使该无线发射/接收单元达到目标区块错误率。
7.如权利要求6所述的无线发射/接收单元，其特征在于，所述无线发射/接收单元进一步包含：
循环冗余检查错误侦测器，与该接收器电耦合，该循环冗余检查错误侦测器侦测数据分组中的任何错误，并产生被用来分别指示接收数据分组中错误不存在及错误出现的认可/否定信息。
8.如权利要求6所述的无线发射/接收单元，其特征在于，该自适应信号干扰比偏移单元包含：
第二加法器，具有输出，该输出与该第一加法器的第二输入电耦合；
信道类型修正项产生器，具有与该第二加法器的至少一输入电耦合的输出，用以提供信道类型修正项；
信号干扰比预测项产生器，具有与该信号干扰比估测器电耦合的输入及与该第二加法器的另一输入电耦合的输出，用以产生信号干扰比预测项；
自适应修正项产生器，以该认可/否定信息为基础产生自适应偏移项，以达成该数据分组的目标区块错误率；
偏移决定单元，与该自适应修正项产生器及该第一加法器的第三输入电耦合，用以接收来自该自适应修正项产生器的该自适应修正项并提供信道品质指示符偏移信号至该第一加法器；及
回路控制器，与该偏移决定单元及该自适应修正项产生器电耦合，用于以下列为基础控制该自适应修正项产生器的操作：
该无线发射/接收单元所决定的产生传输格式；
该信号干扰比对信道品质指示符映射单元所提供的信道品质指示符值；
等效信道品质指示符，对应于与该产生传输格式相关的信道品质；
新数据指示符；及
传输区块是否被该无线发射/接收单元错误接收的循环冗余检查指示。
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