CDMA2000D版反向链路的改进
对相关申请的交叉参照
本申请要求下列美国临时申请的优先权,并且并入它们的全部内容,以作参考。
(1)2003年3月6日提出的序号为60/452,370的美国临时申请
(2)2003年3月14日提出的序号为60/454,714的美国临时申请
(3)2003年3月25日提出的序号为60/457,215的美国临时申请
(4)2003年4月1日提出的序号为60/459,534的美国临时申请
(5)2003年4月11日提出的序号为60/462,220的美国临时申请
(6)2003年5月6日提出的序号为60/468,442的美国临时申请
(7)2003年5月9日提出的序号为60/469,106的美国临时申请
(8)2003年5月12日提出的序号为60/469,778的美国临时申请
(9)2003年6月3日提出的序号为60/475,440的美国临时申请
(10)2003年6月16日提出的序号为60/478,792的美国临时申请
(11)2003年6月26日提出的序号为60/482,794的美国临时申请
(12)2003年7月22日提出的序号为60/489,236的美国临时申请
(13)2003年8月6日提出的序号为60/493,099的美国临时申请
(14)2003年8月8日提出的序号为60/493,821的美国临时申请
(15)2003年8月15日提出的序号为60/495,544的美国临时申请
(16)2003年8月26日提出的序号为60/497,775的美国临时申请
(17)2003年9月2日提出的序号为60/499,584的美国临时申请
(18)2003年9月9日提出的序号为60/501,507的美国临时申请
(19)2003年12月5日提出的序号为60/527,525的美国临时申请。
发明背景
1.发明领域
本发明涉及分组数据网络,更具体地讲,本发明涉及分组数据网络中的反向链路调度。
2.相关技术描述
为了使各种网络能够协同运作,以提供跨越不同平台的无缝的端对端呼叫连接,人们正在对各种网络不断地进行修改,随着这一修改,无线服务提供商以及Internet服务提供商正面临某些越来越严峻的挑战。不断增加的住宅拨号订户要求可用的调制解调器(或ISDN)端口,否则威胁要将业务带走。为了满足这一需求,Internet服务提供商正在部署大量复杂的、端口密集的网络存取服务器(NAS),以处理成千上万的个体拨号连接。因此,人们开始不断创建小型的和大型的、以及私有的和公共的无线数据网络,以无缝地与大型有线网络进行交互,从而,可使用户建立独立于终端类型和位置的点到点的连接。然而,传统上,话音网络已为数据网络的创建铺平了道路,因为用户加载的话音网络也正在试图传输数据,包括流数据(视频与音频)。最初,把传统的公共交换电话网络(PSTN)用于数据传输,但现在已基本被包括各种版本的Internet的分组数据网络所取代。
无线领域也具有类似的发展历史。最初的话音网络,包括高级移动电话业务(AMPS);时分多址(TDMA),包括北美TDMA和全球移动通信系统(GSM),用于以有限的容量传输数据。然而,这些网络正在被更新的无线的唯数据或以数据为主的网络、以及数据与话音混合的网络所取代。无线通信系统的结构和操作是普遍为人们所熟悉的。其中,这样的无线通信系统的例子包括蜂窝系统和无线局域网。通常,建造在这些无线通信系统中所部署的设备,以支持标准化的操作,即操作标准。这些操作标准规定了具体的载波频率、调制类型、波特率、物理层帧结构、媒体存取控制(MAC)层操作、链路层操作、信号传输协议等。遵循这些操作标准,可以实现设备之间的互操作性。
在蜂窝系统中,规章制定机构通常发布一个针对某一相应地理区域(服务区)的频谱许可证,特许的系统运营商使用这一频谱在服务区内提供无线服务。基于这一服务区所使用的许可频谱和操作标准,系统运营商在支持服务区内的订户单元的频谱中部署多个载波频率(信道)。通常,跨越许可频谱,等间隔地间隔这些信道。根据操作标准定义相邻载波之间的间隔,并且对其加以选择,以最大化许可频谱中所支持的容量,而且无过多的干扰。在大多数情况下,对可能由某一具体信道上的传输所导致的同频和邻频干扰的干扰量给予了严格的限制。
在蜂窝系统中,跨越服务区分布多个基站。每一个基站在各自的蜂窝单元内提供无线通信服务。每一个蜂窝单元还可以进一步细分成多个区段。在许多蜂窝系统中,例如在GSM蜂窝系统中,每一个基站支持一个第一载波频率集上的前向链路通信(从基站到订户单元),以及一个第二载波频率集上的反向链路通信(从订户单元到基站)。基站所支持的载波频率的第一和第二集合为许可频谱中所有载波的一个子集。在大多数(即使非全部)蜂窝系统中,载波频率会被再次使用,以令使用相同载波频率的基站之间的干扰最小化,并令系统容量增加。通常,地理上分隔使用相同载波频率的基站,以令产生的干扰最小。
传统的无线通信网络包括移动台控制器(MSC)、基站控制器(BSC)以及基站收发器(BTS),它们联合运作,以通过无线通信链路与移动台通信。把BSC和BTS合称为BS,即基站。公共网络的例子包括GSM网络、北美TDMA网络以及码分多址(CDMA)网络。扩展的基础设施(例如,ANSI-41或基于MAP的网络)存在于蜂窝无线网络中,用于跟踪移动性、分布订户分布曲线以及验证物理设备。
为了在传统无线话音网络中建立无线通信链路,MSC与BSC进行通信,以提示BTS生成向一个确定的服务区内的某一指定的移动台进行呼叫的一个呼叫信号,通常把一个确定的服务区称为蜂窝单元或区段(一个蜂窝单元部分)。当接收到这一呼叫请求时,移动台作出答复,指出其自身是存在的,并且可用于接受一个来话呼叫。接下来,当从移动台接收到一个呼叫答复时,BSC与MSC进行通信,以通知其接收到一个呼叫答复。然后,当完成呼叫设置和创建了通信链路时,通过BSC把这一呼叫路由至移动台。可选的,为了建立一个呼叫,移动台生成呼叫设置信号,各种网络元素以同步化的方式处理这些呼叫设置信号,以作为设置这一呼叫的一个部分,对用户进行验证。
目前,正在根据传统的系统对在当前所开发的下一代蜂窝网络进行修改,以创建能够按提供明显增加的吞吐率的方式从移动台接收和传输数据的能力。例如,正在开发许多通常被称为移动终端或存取终端的新的移动台,以使用户能够在Web上冲浪,或者通过无线信道发送和接收电子邮件消息,并且能够接收连续的比特率数据,包括所谓的“流数据”。因此,目前正在开发不同的系统和网络,以扩展这样的能力和改进它们的操作特性。
当前正在部署的、具有话音和数据能力的系统的一个例子是CDMA 2000网络。然而,由于CDMA 2000网络是由针对话音传输而优化的IS-95网络开发而来的,因此,尽管与现有技术的网络和系统相比其数据传送能力有明显改进,但其不能针对数据传输对CDMA 2000网络进行优化。更正式地讲,1xRTT标准规定了针对数据传输的CDMA操作。
尽管主要是针对话音服务而设计的,但IS-95可以支持简单的数据类型应用,例如短消息服务(SMS)。其还可以通过电路交换数据模式支持无线Internet存取,其中数据速率被限制在14.4kb/s。然而,其不能提供用户所期望的,具有到Internet的典型的基于家庭的宽带连接那样的大多数多媒体服务。。
1xRTT对IS-95的设计进行了改进。话音容量几乎翻了一倍,另外,1xRTT还支持基于分组的对Internet的访问。1xRTT的数据速率被限制在614.4kb/s。对于一个用户来说,在理论上讲这是最大可得速率,尽管实际上用户将根本不能获得这样的速率。平均而言,用户也许期望在短暂的时间周期内获得最多156.6kb/s的速率,其中平均速率大约为80kb/s。因此,在1xRTT中,某些如视频会议等数据应用仍是不可用的。1xRTT与IS-95向后兼容。
1xEV-DO标准,也称为IS-856,定义了正在开发的一种唯数据网络。1xEV-DO标准定义了一种使用1.25MHz载波的时间猝发系统,其中的载波被设置为邻近话音网络所使用的频率的一个载波频率。在一个具体的网络中,把一个1.67毫秒(mS)的猝发用于1xEV-DO网络的前向链路。典型的1xEV-DO网络包括一个分组数据服务结点(PDSN),用于执行数据分组或数据分组流的路由和交换;一个接入网控制器(ANC),建立和管理与移动终端的无线通信链路;以及一个分组控制功能(PCF),主要作为一种用于通信链路的分组域和无线网络之间信号转换的接口设备。
针对前向链路数据应用对1xEV-DO网络加以优化。正在加以部署的下一代1xRTT网络可以与话音和数据网络进行通信,但不能象根据1xEV-DO标准所形成的网络那样有效地处理数据。更新的网络也正在根据1xEV-DO标准设计和演化而成,包括1xEV-DV(IS-2000C版),既用于传输数据,也用于传输话音。
在北美,作为1xRTT的演化,已开发了两种技术。第一种技术是以上所提到的1xEV-DO,其适合于唯数据应用,且不与1xRTT向后兼容。这一方案旨在能够在前向链路中向用户提供2.45Mb/s的高峰吞吐量。第二种技术是1xRTT的一个演化,并且将其称为CDMA 2000C板,或1xEV-DV。这一技术与1xRTT向后兼容,因此能够向用户提供话音和数据服务。第二种技术的高峰吞吐量为3.09Mb/s。通过一系列设计上的变化与优化,这两种技术都能够在无线信道中提供这样高的峰速率。
在利用RF频谱方面,多址调制技术是最有效的技术之一。这样的调制技术的例子包括TDMA、频分多址以及CDMA。CDMA调制使用了针对信息传输的扩频技术。扩频系统使用了一种在宽频带上扩展所传输信号的调制技术。通常,这一频带明显宽于传输信号所需的最小带宽。扩频技术是通过把每一基带数据信号调制为可随一个唯一的基带扩展码一起传输而得以实现的。使用这一技术,可以把一个仅具有几千赫兹带宽的信号在一个1兆赫兹以上的带宽上加以扩展。
由于CDMA网络使用了一种其中所有传输都出现在同一频带中的系统,所以如人们所熟悉的,按用于以某一精度水平或某一服务标准等级提交一个通信信号的最低功率进行传输,是十分重要的。对于基站和移动台在前向和反向链路上以最低电平的功率进行传输的重要原因在于,每一传输都会增大所有其他接收机的噪声量。另外,如果最小化了前向链路上的每一用户的功率,则其他用户在区段功率放大器上可获得更多的功率,继而增大了系统容量。相类似地,在反向链路上,如果使用了较少的功率,则除了以上所提到的减小干扰的好处外,移动台可以延长其电池寿命与/或传输范围。然而,减小传输功率水平的一个代价是:随功率电平的降低,信号的质量会下降。
允许信号质量下降,将减小传输功率电平,这减小了噪声和对其他用户的干扰。然而,从用户的观点来看,当信号质量的降低超过某一点时,则是不可接受的。另一方面,改进超过某一点的信号质量,几乎不能改善用户对质量的感知,却将明显增大传输功率电平,进而,这将增大噪声和对其他用户的干扰,致使他们所需的功率电平相应增加。最终,在这一情况下,系统吞吐容量降低。因此,把传输功率电平控制在背景噪声之上,以维持所希望的信号质量以及避免对其他用户的不必要的干扰是再好不过的了。
尽管功率控制是每一CDMA网络的一个特别重要的方面,但与其在CDMA中如此重要一样,即出于这一同样的原因,在可能具有大量用户的任何无线通信网络中,都会涉及功率控制的问题。通常,在一个无线网络中,用户的数目越多,总的噪声和对其他用户的干扰就越大。例如,一个在反向链路上向基站传输的移动台,最低程度,必须按足以克服将由基站加以接收和解调的通信信号的热噪声和背景干扰(噪声)的功率电平进行传输。当同一时刻移动台通信区中存在更多的用户时,对于成功到达基站的移动台的反向链路通信信号来说,总噪声水平增加,从而增加了移动台所需的传输功率电平。当蜂窝单元中实时用户的数目增加时,反向链路负载将增加。这一反向链路负载也称为热噪声增量(RoT),是一种表示热噪声层之上的频带中所接收的总功率的度量或测量。
在具有大量希望访问网络资源用户的多用户网络中,允许用户访问用于通信的网络资源的顺序,成为网络设计的一个重要的方面。总体上讲,如果不进行调度,噪声将随同一时刻试图进行通信的用户的增加而增加,从而限制了每一用户可实现的数据速率。如果实现一个系统,此系统不按用户在一个信道上进行通信的尝试对用户进行调度,则某些用户可能不会放弃资源,从而不能允许其他用户进行通信(或则至少是不能及时地进行通信)。因此,为了公平起见,在通信网络中执行调度算法,以使网络资源得以更公平的使用。
为了达到网络应有的效率以及,例如,为了最大化网络的吞吐能力,调度也是重要的。因此,当多个用户寻求对网络的访问时,一个调度程序提供了最大化网络吞吐能力的访问,同时兼顾了服务质量,例如,用户所具有的服务水平协议的类型,甚至是用户的标识。
在大多数多用户无线通信网络以及有线网络中,一个通信控制器对网络中各个终端的通信进行调度。在一种无线通信网络中,通常,一个基站控制器执行从移动台到BST的反向链路通信的调度任务。尽管BTS能够轻易地调度其蜂窝单元中的反向链路通信,但该BTS不能够调度其它BTS所服务的相邻蜂窝单元中的反向链路通信。对于一个作为传接对象的移动台来说,意味着它正在与两或两个以上的BTS进行通信,因为它被从一个蜂窝单元转接到另一个蜂窝单元(与一个BTS进行通信到与另一个BTS进行通信),所以调度变得更加困难。因此,对大多数无线网络的开发旨在允许基站控制器(BSC)在各种BTS之间进行调度,因为其能够协调各种BTS之间的通信。
凡当基站调度来自移动台的一个反向链路传输时,更具体地讲,凡当基站调度来自移动数据终端的一个数据分组传输时,其指出数据速率和相应的功率电平。通常,数据速率和功率电平是相关联的。基站,作为调度反向链路通信的一部分,必须确定一个适当的功率电平,从而确定一个适当的速率,以克服热噪声以及来自所有通信的总噪声。换句话说,所接收的信号功率电平必须能够维持调度时刻系统中RoT的数据通信给定电平。另外,准许用户传输的结果,绝不能越过系统中一个指定的RoT中断阈值。越过这一阈值可能增大区段中其他用户(例如话音用户),甚至是当该用户按最大所允许的功率进行传输时,无法可靠地关闭反向链路的可能性。然而,使用由基站控制器所执行的调度算法的一个问题是,调度算法不能快速地响应分组数据传输的猝发特性。由于使用分组数据资源的移动数据终端站维持着一个永远在线的连接,但往往以数据分组猝发的形式使用网络资源,所以对于某些通信来说,对调度算法的慢速响应可能是不可接受的,因为不能够足够快地调度分组数据传输,以满足其吞吐能力要求。因此,存在着对一种能够有效提供反向链路分组数据传输动态调度的方法与装置的需求。
发明简述
本发明的一种方法与装置用于在一个分组数据网络中的动态资源管理,以支持反向链路分组数据传输的动态调度,从而可有效支持反向链路上的猝发分组数据业务,其中,由基站基础设施调度每个移动台的反向链路传输,以支持基站的动态调度操作。本发明的各实施例启动信号发送、并控制前向链路和反向链路上的信息,以支持反向链路传输的动态调度。反向链路传输的动态调度确保了无线广播资源在猝发分组数据用户之间的有效的多路复用。
本发明的一种方法包括接收一个与传输准许信号一同发自基站的PRESISTENCE比特,其中,传输准许信号包括一个指定的传输速率。根据PRESISTENCE比特的逻辑状态,移动台按一个递变调整的传输速率或一个自治的传输速率,传输数据分组的子分组。当把PRESISTENCE比特设置成一个第一逻辑状态(在本发明的一个实施例中为逻辑0)时,按自治的传输速率传输子分组。然而,如果PRESISTENCE比特为逻辑0,则MS可以也可以不针对进一步的速率调整信息监视RCB。即使MS查看RCB,基速率也将不会高于自治速率(而不是所赋予的速率)。自治速率是允许移动台在没有来自基站的授权的情况下进行传输的最低传输速率。移动台在初始化期间设置自治传输速率,但该速率可以在开销信号发送消息中由基站对其进行调整。
当把PRESISTENCE比特设置成一个第二逻辑状态(在本发明的一个实施例中为逻辑1)时,按递变调整的传输速率传输子分组,其中,递变调整的传输速率是对其递增或递减了一个指定值的指定的传输速率。在前向链路上,由基站传输一个速率控制比特(RCB),并将其设置为第一值、第二值、第三值(在本发明所描述的实施例中为a+1、a0或a-1)中的一个。当把PRESISTENCE比特设置成第二逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑1),而且RCB值为第一值(在所描述的实施例中为+1)时,移动台把所指定的传输速率递增一个指定值,以产生一个递变调整的传输速率。相反,当RCB具有第三值(在所描述的实施例中为-1)时,移动台则递减递变调整的传输速率。RCB为第二值(在所描述的实施例中为0)时,指示移动台不要调整传输速率。
本发明的一个可选实施例包括一个ALL_ACID_IND比特,在所述的实施例中,随PRESISTENCE比特一起传输该比特。通常,也把ALL_ACID_IND比特称为ALL_ARQ比特。在这一实施例中,PRESISTENCE比特的功能与先前所讨论的相同,而ALL_ACID_IND比特指示移动台针对单个信号自动混合重复请求(H-ARQ)信道或所有H-ARQ信道调整递变调整的传输速率。当ALL_ACID_IND比特处于第一逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑0)时,移动台仅对当前H-ARQ信道的传输速率进行调整。相反,当ALL_ACID_IND比特处于第二逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑1)时,移动台对所有H-ARQ信道的传输速率进行调整。根据RCB的值,把所指定的传输速率调整一个指定值,其中RCB的第一值(在所描述的实施例中为+1)提示移动台递增所指定的传输速率,而RCB的第三值(在所描述的实施例中为-1)提示移动台递减所指定的传输速率。RCB的第二值(在所描述的实施例中为0),指示移动台不要调整传输速率。
本发明的一个可选实施例可控制分组数据网络中的反向链路递变功率。在这一实施例中,移动台使用RCB以及一个负认可(NAK)调整传输引导比。传输引导比为分组数据信道功率与导频信道功率的一个固定的比率。当移动台传输一个数据分组的第一子分组,并且接收到针对该第一子分组的NAK时,移动台监视RCB的第一、第二以及第三值(在所描述的实施例中分别为+1、0、-1),以改变同一数据分组的相继子分组的传输速率。当RCB为第一值(在所描述的实施例中为+1)时,把传输引导比增加一个规定值。当RCB为第二值(在所描述的实施例中为0)时,移动台不调整传输引导比。当RCB为第三值(在所描述的实施例中为-1)时,把传输引导比减少一个规定值。
以上的发明概述准确描述了本发明各个方面的某些方面,而非全部方面。权利要求书旨在描述本发明主题的多种其它实施例中的某些实施例。另外,结合附图,通过以下对本发明的详细描述,本发明的其它方面、优点以及新特性将会变得十分明显。
附图简述
图1是根据本发明的一个实施例所形成的通信网络的功能框图;
图2是根据本发明的一个实施例的移动台的功能框图;
图3A和3B说明了根据本发明的一个实施例的业务引导比(traffic-to-pilotratio)调整;
图4A和4B为用于根据本发明的一个实施例改变传输速率和业务引导比(traffic-to-pilot ratio)的H-ARQ序列图;
图5A和5B为针对根据本发明的一个实施例的传输速率调整的H-ARQ序列图;
图6A和6B说明了本发明的一个可选实施例;
图7是一种根据本发明的一个实施例控制分组数据网络中反向链路递增功率的方法的流程图;
图8是一种在分组数据网络中设置移动台的反向链路传输速率的方法的流程图;以及
图9是一种在分组数据网络中设置移动台的反向链路传输速率的方法的流程图。
发明详述
图1是根据本发明的一个实施例所形成的通信网络的功能框图。可以看出,通信网络10包括所耦合的移动台(MS),以在话音或数据分组网络上进行有效的通信。例如,通信网络10为移动台创建与公共交换电话网络(PSTN)14或分组数据网络18进行通信的能力。移动台,即MS 22,参与一个无线通信链路上的按照1xEV-DV协议的数据呼叫(数据分组对话),示于26处。类似的,MS 30参与一个无线通信链路上依照1xEV-DV协议的与BTS38的对话,示于34处。通常,将BTS 38耦合,以与ANC/BSC 42(或者与其中的分组控制功能卡)进行通信。
正如本领域普通技术人员所理解的,接入网控制器(ANC)和基站控制器(BSC)具有类似的功能,而且,根据与PCF通信的无线通信协议,可以将分组控制功能(PCF)卡安装在BSC中,也可以安装在ANC中。本领域普通技术人员可以理解的是,可以容易地把BSC和ANC部件形成为独立的单元,但为了便于说明,此处把它们描述为组合的系统。在ANC/BSC 42中,包含了无线网卡,以利于与不同协议和类型的移动台进行通信。ANC/BSC 42还包括使用1xEV-DV协议与MS 22通信的PCF 46。
可以看出,PCF 46将处理1xEV-DV设备(例如MS 22和MS 30)的数据分组,并且还把PCF 46直接耦合于一个分组数据服务结点(PDSN)54,用于把分组数据路由于分组数据网络18。于是,根据1xEV-DV协议,在无线通信链路26上通信的MS 22与BTS 38和形成于ANC/BSC 42的PCF46进行通信。当然,应该认识到,可以容易地把PCF形成为一个不同设备,而不是形成在ANC/BSC 42的框架中。而且,PCF 46还可以通过不同的无线电装备,例如,通过一个BTS而不是此处所示的BTS 38与MS 22进行通信。
可以进一步看出,ANC/BSC 42被耦合于移动交换中心(MSC)50,用于使用1xEV-DV协议把话音呼叫从MS 30路由到PSTN 14。因此,可以经由PSTN 14把通过MSC 50路由的呼叫导向其它MSC(图中未示出),或导向外部网络。
使用本发明所描述的实施例,ANC/BSC 42针对MS 22和MS 30动态地调度反向链路传输。ANC/BSC 42监视RF环境,并且对PRESISTENCE比特和ALL_ACID_IND比特之一进行设置,以递变地调整反向链路指定的传输速率,或者指示MS 22与/或MS 30退回至自治速率。另外,ANC/BSC 42调整业务引导比(traffic-to-pilot ratio),以优化ANC/BSC 42所服务的区段中的反向链路递变功率。依据当前的标准,实际上,由基站根据业务引导功率比指定传输速率,其中,移动台把这样指定的功率定额翻译成相应的传输速率。
图2是根据本发明的一个实施例的移动台的功能框图。移动台70包括收发器电路74、传输逻辑78以及一个处理器82。收发器电路74包括发射器和接收器电路,含有调制/解调电路,用于传输和接收话音与/或分组数据。处理器82,包括一个用于存储操作逻辑和用于临时数据存储的存储器,把数据发送于收发器电路74以及从收发器电路74接收数据。另外,处理器82还根据从基站(未在图中示出)所接收的控制信息,调整移动台70的调制类型和传输的功率。在所述的实施例中,收发器电路74可以按1xEV-DV协议中的3种调制格式之一运行,这3种调制格式是:正交相移键控(QPSK)、8进制相移键控(8-PSK)、以及16-正交振幅调制(16-QAM)。调制格式的选择和编码依据RF环境条件动态变化。这一自适应编码和调制(ACM)通过优化调制的选择和编码率最大化了对RF频谱的使用。然而,本领域普通技术人员也可以使用其它调制格式容易地实现本实施例的所授内容。
传输逻辑78根据在一个前向分组数据信道上所接收的一个PRESISTENCE比特和一个ALL_ACID_IND比特之一调整反向链路,包括传输速率的调整和一个业务引导功率比的调整。
在本发明的一个实施例中,在数据分组的一个所传输的子分组从BS接收到一个负认可(NAK)之后,可使用MS 70调整与反向链路信道相关的分组数据信道的传输引导比。把数据分组划分成子分组,并且顺序地将它们加以传输,其中每一传输之间具有一个时延,以为接收一个ACK或NAK提供足够的窗口。通过以1/N(其中N为整数)的比率对数据分组快速编码,生成数据分组的子分组,并对已编码的数据分组进行间插。然后,把所编码的、相间插的数据分组划分成子分组,其中,每一子分组进一步接收用于差错检测的奇偶校验比特。每一个子分组均用一个子分组标识加以识别。一个第一子分组载有关于数据分组的最重要的信息,因此通常首先发送这一数据分组。接下来,如果需要更多的传输,则可以发送其余的子分组。若基站在一个子分组的传输后发出一个NAK,表明BS无法对此子分组进行解码,因此需要附加的子分组的传输。通常,BS可以根据子分组和奇偶校验比特的组合,重构整个数据分组。当从BS接收到一个NAK时,传输逻辑78对指示可对传输引导比进行调整的RCB的值进行检查。当RCB为第一值(在所描述的实施例中为+1)时,传输逻辑提示处理器递增一个递变调整的传输速率。递变调整的传输速率是从传输准许信号中所接收的被调整了一个规定值的指定的传输速率。于是,当RCB为第一值时,把递变调整的传输速率增加一个规定值。如果不需要对传输引导比进行调整,则把RCB的值设置为第二值(在所描述的实施例中为0)。最后,当RCB值为第三值(在所描述的实施例中为-1)时,传输逻辑提示处理器将递变调整的传输速率递减一个规定值。在这些情况的任何一种情况下,对传输引导比的调整均在子分组的相继传输中生效。
在本发明的一个方面中,传输逻辑可解析包含在传输准许信号中的一个PERSISTENCE比特,移动台70应该根据该PRESISTENCE比特的逻辑状态,按一个自治的传输速率或者递变调整的传输速率进行传输。自治的传输速率是在未经来自基站的授权的情况下允许移动台70进行传输的最低传输速率。传输准许信号包括定义移动台70传输速率的4个比特的速率字段。处理器82对速率字段进行解码,并相应地提示收发器电路74。传输逻辑78评价PRESISTENCE比特的逻辑状态,并提示处理器82设置收发器电路74传输速率,以按自治的传输速率或递变调整的传输速率之一,传输一个第二数据分组的子分组。传输逻辑78评价PRESISTENCE比特的逻辑状态,并当PRESISTENCE比特为一个第一逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑0)时,经由处理器82提示收发器电路74按一个自治的传输速率进行传输。当传输逻辑78把PRESISTENCE比特的逻辑状态评价为第二逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑1)时,传输逻辑78还查看RCB的值。如果RCB的值为第一值(在所描述的实施例中为+1),则传输逻辑78提示处理器82把递变调整的传输速率递增一个规定值。相反,如果RCB的值为第三值(在所描述的实施例中为-1),则传输逻辑78提示处理器82把递变调整的传输速率递减一个规定值。如果RCB的值为第二值(在所描述的实施例中为0),则不调整递变调整的传输速率。针对此处更详细描述的子分组部分的相继的传输,根据所接收的RCB值,进行对传输速率的调整。
在本发明的一个实施例中,传输准许信号包括PRESISTENCE比特和一个ALL_ACID_IND比特。当PRESISTENCE比特处于第一逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑0)时,传输逻辑78经由处理器82提示收发器电路74按自治的传输速率传输第二数据分组的子分组。当PRESISTENCE比特处于第二逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑1)时,移动台70按先前所描述的方法,以递变调整的传输速率传输子分组。然而,传输逻辑78根据从BS所接收的ALL_ACID_IND比特的一个逻辑状态,针对所有H-ARQ信道或仅针对当前H-ARQ信道,递变地调整传输速率。如果ALL_ACID_IND比特处于一个第一逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑0),则传输逻辑78提示处理器82仅针对当前H-ARQ信道,递增地调整传输速率。如果ALL_ACID_IND比特处于一个第二逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑1),则传输逻辑78提示处理器82针对所有H-ARQ信道,递增地调整传输速率。把ALL_ACID_IND比特添加于传输准许信道,允许移动台70根据RF环境的当前条件按最高可行传输速率在每一H-ARQ信道传输。
图3A和3B说明了根据本发明的一个实施例针对反向链路导频信道的业务引导比(traffic-to-pilot ratio)调整的图表。从图3A中可以看出,按指定的反向链路功率电平传输一个反向链路导频信道,如90处所示。前向链路功率控制信道控制反向链路导频信道的功率。按相对于反向链路导频信道的一个固定的速率传输一个分组数据信道功率,如94处所示。BS根据所指定的传输速率设置反向链路功率。从而,业务引导比(traffic-to-pilot ratio)为分组数据信道功率与反向链路引导信道功率之比率。在根据本发明的一个实施例中,MS通过监视和评价RCB的值调整业务引导比(traffic-to-pilot ratio),来调整分组数据信道功率。当针对一个数据分组的第一子分组接收到NAK时,在该数据分组子分组的重发期间,移动台把RCB的值解析为一个业务引导比(traffic-to-pilotratio)调整控制信号,而不是传输速率调整控制信号。当RCB的值为第一值(在所描述的实施例中为+1)时,移动台递增业务引导比(traffic-to-pilot ratio)(反向链路),从而有效地提高了分组数据信道功率。当RCB的值为第三值(在所描述的实施例中为-1)时,移动台递减业务引导比(traffic-to-pilot ratio)(反向链路)。RCB第三值(在所描述的实施例中为0)指示不改变业务引导比(traffic-to-pilot ratio)。于是,可以把RCB信号字段用于根据所指定的条件不同传输多个信号中的一个。根据本发明,可以把移动台用于适当地解析和响应RCB信号字段中的数据。
图3B说明了业务引导比(traffic-to-pilot ratio)的变化。在图3B的例子中,RCB第一值(在所描述的实施例中为+1)已导致交通引导(反向链路)比的一个增加,这有效地增加了分组数据信道功率,如98处所示,由于导频信道功率(如90处所示)不变化,而且业务引导比(traffic-to-pilot ratio)已从先前的电平(如94处所示)增加到所增加的电平(如98处所示)。本发明的这一实施例给予基站管理重发期间热上升(RoT)和MS业务引导比(traffic-to-pilotratio)的灵活性。
图4A和4B为用于根据本发明的一个实施例改变传输速率和业务引导比(traffic-to-pilot ratio)的H-ARQ序列的图表。如先前所讨论的,在传输之前,MS把数据分组划分成子分组。在3个H-ARQ信道上传输数据分组,其中,在同一H-ARQ信道上传输同一数据分组的子分组。图4A和4B的H-ARQ序列说明了对子分组的间隔。把一个第一数据分组,A,划分成子分组A1、A2和A3。把一个第二数据分组,B,划分成子分组B1、B2和B3。同时,把一个第三数据分组,C,划分成子分组C1、C2和C3。首先传输每一数据分组的第一子分组(A1,B1,C1),然后传输第二子分组(A2,B2,C2)和第三子分组(A3,B3,C3)。尽管一旦从基站接收到指示基站已成功地对子分组进行了解码的ACK,一个数据分组的子分组序列就终止,图4A和4B中还是描述了所有子分组,以说明本发明的实施例。
在图4A和4B的例子中,如果MS从基站接收到指示基站没有成功对子分组进行了解码的第一子分组A1的一个NAK,则MS把一个RCB比特解析为针对一个相继子分组的业务引导比(traffic-to-pilot ratio)调整信号。如果MS从基站接收到指示基站成功地对子分组进行了解码的第一子分组A1的一个ACK,则MS把一个RCB比特解析为针对下一个数据分组的一个相继的子分组的传输速率设置信号。MS接收NAK,然后把RCB值解析为一个指示要调整针对当前H-ARQ信道的业务引导比(traffic-to-pilot ratio)的指示信号。MS把RCB第一值(在所描述的实施例中为+1)解析为递增业务引导比(traffic-to-pilot ratio)的信号,而RCB第三值(在所描述的实施例中为-1)指示递减业务引导比(traffic-to-pilot ratio)。RCB第二值(在所描述的实施例中为0),指示业务引导比(traffic-to-pilot ratio)无变化。一旦接收到针对H-ARQ序列的一个ACK,则根据PERSISTENCE比特的逻辑状态,把传输速率设置为指定的传输速率或自治的传输速率之一。在一个实施例中,针对所有子分组H-ARQ间隔的信道调整H-ARQ信道速率和功率。在一个可选实施例中,仅针对当前子分组H-ARQ间隔的信道调整它们。
图5A和5B为针对根据本发明的一个实施例的传输速率调整的H-ARQ序列的图表。在这一实施例中,PERSISTENCE比特的逻辑状态用于把一个后续分组的传输速率设置为自治的传输速率或指定的传输速率之一。自治速率是MS初始化时由BS所赋予的一个规定的传输速率,并且是在无来自BS的授权的情况下允许使用MS的最低传输速率。指定的传输速率为传输允许信号的4个比特的速率字段中由BS所设置的传输速率。若传输速率未以自治速率的运行模式设置,则MS使用这4个比特的速率字段确定传输速率。PERSISTENCE比特是传输准许信号中的一个比特的字段,用于指示MS监视RCB,或者指示MS在当前H-ARQ序列结束时退回到自治的传输速率。在图5A的例子中,把PERSISTENCE比特设置成第一逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑0),从而可提示移动台在成功提交了由一个所接收的ACK指示的子分组之后,退回到自治的模式。如图5A中所示,MS传输H-ARQ序列,然后监视针对一个认可(ACK)信号或负认可(NAK)信号从BS的传输。准许速率信道中设置成一个第一逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑0)的PERSISTENCE比特指示在当前子分组序列结束时向自治的传输速率的一个转换。如果在传输之后MS接收到一个NAK,则MS将不改变针对同一数据分组的子分组序列的传输速率,因此可按先前的传输速率传输子分组A2。当针对子分组A2接收到ACK时,则ARQ1退回到跟随所接收的ACK的那些分组的自治的速率。
BS认可数据分组B的子分组B1,因此ARQ2退回数据分组B之后所传输的所有数据分组的自治的传输速率。在退回之后,ARQ2将继续按自治的速率进行传输,因此,可以按自治的传输速率分别传输数据分组E和数据分组F的第一子分组(E1和F1)。当认可了数据分组C时,ARQ3退回到关于ARQ3所传输的下一个数据分组的自治的传输速率。然而,如果PERSISTENCE比特为一个逻辑0,则MS可以或不可以针对进一步的速率调整信息监视RCB。即使MS查看RCB,基速率也将不再高于自治的速率(而不是所赋予的速率)。
图5B说明了把PERSISTENCE比特设置成第二逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑1)时指定传输速率的递增调整。可以看出,MS正在传输一个H-ARQ序列,其中,按先前所指定的传输速率传输数据分组A的第一子分组(A1)。在这一例子中,由于子分组A1被基站负认可(NAK),所以移动台继续传输数据分组A的相继的子分组,直至接收到一个正认可(ACK)。一旦接收到ACK,PERSISTENCE比特第二逻辑状态(在一个实施例中为逻辑1)提示MS监视针对传输速率调整的RCB。每一个H-ARQ信道将监视针对该信道的RCB,并且根据RCB值的指示调整指定传输速率。例如,ARQ2开始传输数据分组B的子分组B1,同时监视针对ARQ2的RCB。在这一例子中,RCB为一个第三值(在所描述的实施例中为-1),指示移动台把一个指定的传输速率递减一个规定值。在移动台的初始化期间建立规定递增和递减值,但也可由基站在前向链路信号发送消息中对它们加以改变。
继续描述图5B的这一例子,ARQ2信道传输数据分组E的第一子分组E1,同时监视针对ARQ2的RCB。RCB第一值(在所描述的实施例中为+1)指示移动台把一个指定的传输速率递增一个规定值。把PERSISTENCE比特包括在准许速率信道中,允许基站动态地递增或递减传输速率,以适应变化的RF环境,从而可维持对RoT和背景噪声的较紧密的控制。RCB第二值(在所描述的实施例中为0)指示移动台把指定的传输速率维持为当前的传输速率。如本领域普通技术人员所知,可以按与前向链路传输相一致的任何方式实现RCB的+1、-1以及0的所描述的实施例值。
图6A和6B说明了本发明的一个可选的实施例。在这一实施例中,把两个比特,即PRESISTENCE比特和ALL_ACID_IND比特添加于准许速率比特。ALL_ACID_IND比特指示移动台依据ALL_ACID_IND比特的逻辑状态,针对所有H-ARQ序列或者仅针对当前H-ARQ序列调整传输速率。在所描述的实施例中,以下,操作将基于设置为的逻辑1的ALL_ACID_IND比特,尽管本领域普通技术人员会意识到:为获得同样的结果,也可以实施另一可选的逻辑方案。例如,在图6A中,第一H-ARQ信道,ARQ1,从基站接收一个针对数据分组A的子分组A1的ACK,并且开始监视针对一个ARQ1传输速率调整的RCB。将按指定的传输速率分别传输数据分组B和数据分组C的子分组B1和C1,直至针对H-ARQ信道ARQ2和ARQ3的RCB指示基站请求改变所指定的传输速率。移动台检测到ARQ1信道上的RCB是指示递增所指定的传输速率的一个请求的第一值(在所描述的实施例中为+1)。移动台把ARQ1所指定的传输速率递增一个规定值。由于ALL_ACID_IND比特具有一个第一逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑0),所以移动台将只转换针对该H-ARQ信道的指定的传输速率,仅当针对该信道的RCB指示所指定的传输速率的一个变化时。在图6A的例子中,ARQ2按指定的传输速率传输数据分组E的子分组E1,直至针对ARQ2的RCB为第一或第三值(在所描述的实施例中分别为+1或-1)之一。相类似的,ARQ3信道按指定的传输速率传输数据分组C的子分组C1与数据分组F的子分组F1和F2。
图6B说明了PRESISTENCE比特处于第二逻辑状态以及ALL_ACID_IND比特也处于第二逻辑状态时H-ARQ序列的操作。当ALL_ACID_IND比特处于第二逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑1)时,移动台针对在任意一条H-ARQ信道上具有第一或第三值(在所描述的实施例中分别为+1或-1)之一的RCB,调整所有的H-ARQ序列。例如,在传输了数据分组A的子分组A1之后,移动台接收到一个指示基站成功地对该子分组进行了解码的ACK,而且移动台继续监视针对传输速率调整的RCB。当移动台检测到处于第一值(在所描述的实施例中为+1)的H-ARQ信道RCB时,移动台把所指定的传输速率递增一个规定值,产生递变调整的传输速率。由于ALL_ACID_IND比特处于第二逻辑状态(在所描述的实施例中为逻辑1),所以同时递增所有H-ARQ信道传输速率。因此,也把针对ARQ1信道的递变调整的传输速率施用于ARQ2和ARQ3。当移动台传输数据分组B的子分组B1时,ARQ2的传输将按递变调整的传输速率进行。接下来,ARQ3信道将按递变调整的传输速率传输数据分组C的子分组C1。其中添加了ALL_ACID_IND比特的这一实施例,允许移动台根据RF环境中的当前条件递增一个单个H-ARQ信道或所有H-ARQ信道。对指定传输速率的这一动态调整,给予基站在其域内管理数据分组资源的更大的灵活性。
此处所描述的本实施例的所赋予的速率和递增速率调整,代表了在某一具体时间段期间MS可以传输的一个指定的最大速率。然而,MS可能没有可实现最大速率的足够多的等待传输的分组,或者可能没有可维持最大传输速率的足够大的可用功率。
图7是一种根据本发明的一个实施例控制分组数据网络中反向链路递增功率的方法的流程图。一个移动台接收一个传输准许信号,其中传输准许信号包括一个传输速率(步骤200)。在基站所传输的传输准许信号中的一个4比特的速率字段中定义这一传输速率。移动台按所接收的传输速率传输一个数据分组的子分组,直至从基站接收到一个认可(ACK)(步骤204)。如先前所描述的,在将数据分组划分成子分组之前,对其进行编码,并且对其加以间插。每一子分组还包括接收多个有助于差错检测的奇偶校验比特。基站所传输的ACK认可对子分组的成功的解码,并且进一步用信号通知移动台传输下一个数据分组。如本领域普通技术人员所知,通过对一个成功接收的子分组的内容进行解码,可以创建一个数据分组。然而,如果没有从基站接收到一个ACK,则该方法包括当接收到一个针对数据分组子分组的负认可(NAK)时,检查RCB(步骤208)。当接收到针对子分组的一个NAK时,该方法提供了对RCB的解析,即把RCB解析为一个针对传输引导比的调整指示符。因此,该方法可包括根据RCB的一个值调整针对数据分组子分组的传输引导比(步骤212)。此后,当RCB为一个第一值时,把传输引导比增加一个规定值(步骤216)。当移动台第一次建立与基站的通信时,在呼叫启动期间,定义了这一规定值。当RCB为一个第二值时,不改变传输引导比(步骤220)。作为选择,当RCB为一个第三值时,把传输引导比减少一个规定值(步骤224)。按所调整的传输引导比(反向链路引导比)传输数据分组的相继的子分组,直至从基站接收到ACK。
图8是一种在分组数据网络中设置移动台的反向链路传输速率的方法的流程图。一个移动台接收由一个基站所传输的传输准许信号,其中该传输准许信号包括一个指定的传输速率(步骤240)。传输准许信号包括一个确定指定的传输速率的4比特的速率字段。由基站根据当前RF环境选择指定的传输速率,以优化数据吞吐能力。
该方法还包括接收一个PRESISTENCE比特和一个ALL_ACID_IND比特(步骤244),其中把PRESISTENCE比特和ALL_ACID_IND比特包括在传输速率准许信号中。接下来,按所指定的传输速率传输一个第一数据分组的子分组,直至从基站接收到一个认可(ACK)(步骤248)。基站所传输的ACK包括指示子分组的成功的解码,以及进一步提示移动台可以放弃第一数据分组的其余的子分组和可以传输一个新的数据分组。此后,根据PRESISTENCE比特的一个逻辑状态和ALL_ACID_IND比特的一个逻辑状态,按一个递变调整的传输速率和一个经限定的自治的传输速率之一传输一个第二数据分组的子分组(步骤252)。
自治的传输速率是在未经来自基站的授权的情况下移动台可以进行传输的最低传输速率,并且是在移动台的初始化时加以建立的。递变调整的传输速率为传输准许信号所确定的、根据一个规定的增量或减量加以调整的所指定的传输速率。当把PRESISTENCE比特设置为一个第一逻辑状态时,按所规定的自治的速率传输第二数据分组的子分组(步骤256)。通过把PRESISTENCE比特设置为第一逻辑状态,授权一个移动台一旦把数据接收于移动台缓冲器中时就按自治的速率进行传输。作为选择,当把PRESISTENCE比特设置为一个第二逻辑状态时,按递增调整的速率传输子分组(步骤260)。
当把PRESISTENCE比特设置为第二逻辑状态时,该方法使用一个速率控制比特(RCB)提示移动台递增递变调整的传输速率、递减递变调整的传输速率、或者不调整递变调整的传输速率(步骤264)。当RCB为一个第一值时,递增递变调整的传输速率。相反,当RCB值为一个第三值时,递减递变调整的传输速率。当RCB值为一个第二值时,不调整递变调整的传输速率。接下来,移动台根据ALL_ACID_IND比特的逻辑状态,针对H-ARQ信道递增地调整递变调整的传输速率。更具体地讲,移动台根据ALL_ACID_IND比特的一个第一逻辑状态,仅针对当前的H-ARQ信道递增地调整递变调整的传输速率,以及根据ALL_ACID_IND比特的一个第二逻辑状态,针对所有H-ARQ信道递增地调整递变调整的传输速率。(步骤268)。在所描述的实施例中,把H-ARQ第一逻辑状态定义为逻辑1,而把H-ARQ第二逻辑状态定义为逻辑0。把ALL_ACID_IND比特添加于传输准许信号使根据RF环境设置针对H-ARQ信道的传输速率具有灵活性。
图9是一种在分组数据网络中设置移动台的反向链路传输速率的方法的流程图。基站所传输的传输准许信号包括一个指定的传输速率(步骤280)。另外,还通过速率准许信号接收一个PRESISTENCE比特(步骤284)。按指定的传输速率传输一个第一数据分组的子分组,直至从基站接收到一个认可(ACK)(步骤288)。此后,根据PERSISTENCE比特的一个值,按递变调整的传输速率和自治的传输速率之一,传输速率传输一个第二数据分组的子分组(步骤292)。当把PERSISTENCE比特设置为一个第一逻辑状态时,按自治的传输速率传输该第二数据分组的子分组(步骤296)。当把PERSISTENCE比特设置为一个第二逻辑状态时,按递变调整的传输速率传输该第二数据分组的子分组(步骤300)。当把PERSISTENCE比特设置为一个第二逻辑状态时,根据一个速率控制比特(RCB)的值调整递变调整的传输速率(步骤304)。此后,RCB值提示移动台递增递变调整的传输速率(步骤308),或者提示移动台递减递变调整的传输速率(步骤312),或者提示移动台不调整递变调整的传输速率(步骤316)。当RCB为一个第一值时,递增递变调整的传输速率。相反,当RCB为一个第三值时,递减递变调整的传输速率。当RCB为一个第二值时,不调整递变调整的传输速率。
此处所公开的本发明容许各种修改与变更形式。因此,通过附图中的实例和详细的描述,描述了具体的实施例。然而,应该认识到,本发明的附图和详细的描述并不仅限于其所公开的特定形式,相反,对本发明的所有修改、等效以及变更,均落入本发明权利要求所定义的本发明的构思与保护范围之内。