CN1551536A - 在移动通信系统中产生反向数据速率信息的方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种产生用于移动通信系统扇区内多个移动站的数据速率控制信息的方法，其使基站能够有效维持系统在当前反向链路中的稳定性，并且满足了用于一个扇区内多个移动站的各种QoS等级。该方法包括以下步骤：计算用于多个移动站中每一个的优先级；计算扇区的系统负载；以及根据分别计算的优先级来设定要发射到每个移动站的数据速率控制信息，由此系统负载落入预定阈值之间。

Description

在移动通信系统中产生反向数据速率信息的方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2003年5月12日提交的韩国申请No.10-2003-0029966的权益，将其合并在此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种移动通信系统，并且特别涉及一种产生反向数据速率信息的方法，以控制从对应基站发射到在小区或扇区内移动站的业务数据的数据速率。

背景技术

在当前的移动通信系统中，小区或扇区(以下称为扇区)的特定移动站以高数据速率发射会导致对扇区的其他移动站的严重干扰，并扰动系统。因此，由于移动站不能任意确定反向链路数据速率，所以，每个移动站的反向数据速率由扇区的基站来调节，该基站发射基于各自移动站状态和反向信道状态而产生的数据速率控制信息。然而，当前用于产生反向数据速率的方法展示了不足的系统稳定性，且不能满足由一个扇区内多个移动站所需求的各种服务质量(QoS)。

发明内容

因此，本发明涉及一种反向链路数据速率确定方法，其基本上消除了由于现有技术的局限和缺点造成的一个或多个问题。

已被提出用来解决上述问题的本发明的一个目的在于，提供一种产生用于移动通信系统扇区内多个移动站的数据速率控制信息的方法，其使基站能够有效维持系统在反向链路的稳定性。

本发明的另一目的是提供一种产生用于移动通信系统扇区内多个移动站的数据速率控制信息的方法，其满足了用于一个扇区内多个移动站的各种QoS等级。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明中部分地描述，经过以下检验或从本发明的实践中学习，上述特征和优点对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。本发明的目的和其他优点可以如所附说明书、权利要求书中和附图中所特别指出的来实现和获得。

为实现本发明的这些目的和其他优点，如在此所具体和广泛描述的，提供了一种产生用于移动通信系统扇区内多个移动站的数据速率控制信息的方法。该方法包括以下步骤：计算用于多个移动站中每一个的优先级；计算扇区的系统负载；以及根据分别计算的优先级来设定要发射到每个移动站的数据速率控制信息，由此系统负载落入预定阈值之间。

应理解，本发明的上述描述以及下列的详细描述是示例性的和说明性的，且企图对本发明所要求的权利作进一步的解释。

附图说明

所包括的附图提供了对本发明的进一步理解，并被纳入和构成了本申请的一部分，表示了本发明的实施例，并与描述一起构成了对本发明的解释。在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的反向传输信道的信道结构图；以及

图2A和2B构成了根据本发明一个实施例的产生反向数据速率信息的方法的流程图。

具体实施方式

以下将对本发明的优选实施例进行详细描述，这些实施例的实例在附图中示出。在整个附图中，使用相同或相似参考标记来指示相同的元件。

本发明涉及一种移动通信系统，其支持混合自动重复请求(hybridautomatic repeat request)(HARQ)传输方案，其中基站产生重新传输控制信息，即，确认(ACK)或非确认(NACK)信号，以用于基于在先前从移动站所接收的信号中错误的出现来传输到移动站。因此，是有条件地向移动站通知需要重新发射反向业务数据。即，如果重新传输是不必需的，即当在所接收信号中没有检测到错误时，基站发射ACK信号，且如果重新传输是必需的，也就是当检测到错误时，发射NACK信号。

图1示出了根据本发明一个实施例的反向传输信道的信道结构，包括：用于传输新分组(RTCH_N-CH)的反向业务信道和用于重新传输先前发射分组(RTCH_R-CH)的反向业务信道。因此，当从基站接收到ACK信号时，移动站通过RTCH_N-CH信道发射新分组，且当接收到NACK信号时，通过RTCH_R-CH信道重新发射分组。作为上述分开信道配置的一种替代选择是，当响应于来自基站的重新传输控制信息时，移动站可以使用相同的反向业务信道来执行新的传输和重新传输，由此重新传输继续进行直到接收到ACK信号为止，其中新分组是在相同信道上被发射。

将移动状态信息比特(MSIB)(其指示对增加或保持随后反向业务数据速率的请求)通过反向控制信道(RCCH)从多个移动站中的每一个发射到基站。因此，基站接收并识别来自每个激活移动基站的MSIB，且考虑到各自数据速率和系统的最大容量，来发射数据速率控制信息(RCB)到各自移动站，该移动站相应调节它们反向传输信道的数据速率。然而，移动站要操作在自主模式，由此基站的RCB信息很大程度上被忽略，在这种情况下，移动站的最小数据速率具有预定值或使用信令来将最小速率设定为MAX_AUTO_RATE值。

同时，基站使用前向控制信道(FCCH)来在帧i上发射速率控制比特或RCB_i。因此，考虑到传输延迟时间，用于RTCH_N-CH和RTCH_R-CH信道第(i-α)帧的反向业务数据被分别以指定为Rate_N-CH(i-α)和Rate_R-CH(i-α)的速率进行发射。本发明采用用于基于第(i-α)帧的数据速率和对应MSIB信息来产生RCB_i值的算法。

参考图2A和2B，示出了根据本发明一个实施例产生反向数据速率信息的方法，在步骤S9，基站初始假定为保持值，该保持值用于小区或扇区内N个移动站中每个的RCB，且在步骤S10计算用于每个移动站的优先级。即，使用以下等式1-6来对第i帧确定任意移动站或第j个基站的优先级值，且对扇区中每个激活移动站进行类似计算。

等式1

其中，R_nom(i)是在第i帧上第j个移动站的额定数据速率；其中τ大于或等于1且是额外可用传输功率与变量R所需传输功率的比率，该变量R是由基站和移动站所共同享用的速率集的元素；其中Rate_{N- CH(i-α)}是在第i帧上第j个移动站的RTCH_N-CH信道的数据速率，其中P_R-CH(i-α)是在第i帧上第j个的移动站RTCH_R-CH信道的传输功率；以及其中P_Tr[Rate]是协定值(agreed value)，作为获得特定“速率”所需的业务数据的传输功率，例如，在第(i-α)帧上RTCH_N-CH信道的协定值。

根据等式1，R_nom(i)的值被确定为满足以下条件的最小数据速率R：RTCH_N-CH和RTCH_R-CH信道传输功率之和小于分配给变量R的总传输功率加上额外可用传输功率。

使用前向功率控制比特根据内部循环功率控制算法(inner loopcontrol algorithm)来调节反向导频信号的传输功率。在此情况中，根据等式2来计算第j个移动站的平均归一化(mean-normalized)导频信号(P_PiNormAv)的传输功率，其中，通过用于第k个功率控制组的功率控制组来计算P_PiNormAv，且根据等式3，其中通过用于第i帧的帧来计算P_PiNormAv。

$P_{\mathrm{PiNormAv}\left(k\right)}=C_{\mathrm{Tx}}\left(\frac{P_{\mathrm{Pi}\left(k\right)}}{P_{{\mathrm{Pi}}^{\left[\mathrm{Rnom}(i-1)\right]}}}\right)+P_{\mathrm{PiNormAv}(k-1)}(1-C_{\mathrm{Tx}})$ 等式2

P_PiNormAv(i)＝P_{PiNormAv(k+(n-1))}            等式3

在等式2中，C_Tx是初级滤波器系数，且是在0和1之间的值：P_Pi(k)是在第k个功率控制组中导频信号的实际发射功率：以及P_Pi[Rate]是用于经由反向传输信道(即第j个移动站的RTCH_N-CH和RTCH_R-CH)发射的业务所需数据速率的导频信号的传输功率。等式3，其中n是关于当前帧的最终功率控制组的偏移量值，是应用在k是第(i-α)帧的最终功率控制组的情况中。

基于以上所述，通过计算第j个移动站反向传输信道的信号与干扰加噪声之比(SINR)，使用等式4来确定第i帧的数据速率。

${\mathrm{SINR}}_i=P_{\mathrm{PiNormAv}\left(i\right)}(P_{{\mathrm{Pi}}^{\left[\mathrm{Rnom}\left(i\right)\right]}}+P_{{\mathrm{Tr}}^{\left[\mathrm{Rnom}\left(i\right)\right]}}+P_{\mathrm{RTCHother}\left(i\right)})$ 等式4

其中P_RTCHother(i)是由在第i帧中第j个移动站的其他反向传输信道所使用的总功率。

通过以下两个等式中的一个来对第i帧最终计算每个(第j个)移动站的优先级，其中等式5应用如等式4所确定的SINR_i值，且其中等式6应用如等式1所确定的R_nom(i)值。

Priority_i＝fG-10log10(SINR_i)         等式5

${\mathrm{Priority}}_i=\mathrm{fG}-10\log 10\left(P_{{\mathrm{Tr}}^{\left[\mathrm{Rnom}\left(i\right)\right]}}\right)$ 等式6

在上述等式中，f是每个(第j个)移动站的加权；且G是第j个移动站的平均几何值，它是能够从基站接收到数据的平均信噪比(以分贝表示)。随着用于给定移动站的优先级值的增加，对用于移动站反向数据速率“上升”指令(RCB)的分配获得了更高的优先级。

一旦按照上述方式计算了N个移动站的优先级后，在步骤S11，根据它们的优先级来将移动站安排成按上升顺序排列，以使具有最低优先级的移动站位于第一，而具有最高优先级的移动站位于最后。在此，计数器K被初始化(K＝0)，以选择N个移动站中的第一个。

在步骤S12，使用以下等式7-10来计算扇区内的当前负载。

在等式7中，通过用于第k个功率控制组的功率控制组来计算第j个移动站的平均热噪声增加量(rise-over-thermal noise)(RoT_ave)。将等式8(其中通过用于第i帧的帧来计算RoT_ave(i))应用在k是第(i-α)帧最终功率控制组的情况中。

RoT_ave(k)＝C_RoTRoT_k+RoT_ave(k-1)(1-C_RoT)           等式7

其中C_RoT是初级滤波器系数，且是在0和1之间的值。

RoT_ave(i)＝RoT_ave(k+(n-1))                         等式8

通过以下两个等式中的一个来对第i帧计算对激活扇区(即包括第j个移动站)的负载，其中等式9应用如等式4所确定的第j个移动站的SINR_i值，且其中等式10应用如等式8所确定的RoT_ave(i)值。

等式9

等式10

基站基于预定阈值来设定用于整个系统的负载范围，即，“上升”阈值(Th_up)和“下降”阈值(Th_down)，它们被用于确定操作在控制速率模式的每个移动站的RCB的算法中，而不是用于确定那些操作在上述自主模式的移动站中。也就是说，在步骤S13，如果所计算的负载大于用于对应移动站(K)的“下降”阈，则在步骤S14将RCB_k值设定成“下降”，并更新优priority_K值。因此，每当所计算负载大于“下降”阈时，扇区负载就减小。在步骤S15，在K值递增(K＝K+1)后，在步骤S16，将K值与激活移动站N的数目进行比较，以确定算法是否已应用于扇区的所有移动站，在这时K值超过数目N(K＞N)。即，如果K≤N，则重复进行步骤S12至S15。

另一方面，一旦所计算负载达到“下降”阈，则在步骤S17确定哪个移动站具有设定成“增加”的MSIB，以便由此选择M移动站的集。在当上述算法已被应用于扇区所有N个移动站时，即当K＞N时，也执行该选择。然后，在步骤S18，移动站根据它们当前(更新后的)优先级再一次进行安排，这一次是按照下降顺序，以使具有最高优先级的移动站位于第一，而具有最低优先级的移动站位于最后，且计数器被重新初始化(K＝0)，以选择M个移动站的第一个。

在N个移动站集的情况中，在步骤S19使用上述等式来计算基站负载。然后，根据本发明的另一算法应用，在步骤S20，如果所计算负载小于用于对应移动站(K)的“上升”阈，则在步骤S21将RCB_k值设定成“上升”，并更新priority_k值。因此，每当所计算负载小于“上升”阈时，扇区负载就增加。在步骤S22，在K值递增(K＝K+1)后，在步骤S23，将K值与M值进行比较，以确定算法是否已应用于扇区所有具有“增加”的MSIB值的移动站，在这时K值超过数目M(K＞M)。即，如果K≤M，则重复进行步骤S19至S22。当K＞M或如果所计算负载升高超过“上升”阈，则整个处理结束。

根据本发明的方法，通过根据每个移动站的优先级为传输RCB分别地产生，基站维持了稳定负载，即落在阈值之间。在多个移动站的每一个中，为每个移动站分配优先级，并相应调整反向数据速率，通过在基站使用算法来发射数据速率控制信息(RCB)给每个移动站，由此通过能够设定适合于每个移动站服务质量的反向数据速率来获得反向信道的稳定性。本发明可适用于提供高传输速率的业务信道，例如，由IS2000 Release D建议的反向补充信道。

很明显，对本领域的技术人员来说，可以在不背离本发明精神或范围的情况下对本发明做出各种更改和变型。因此，本发明企图覆盖在附属权利要求书和其等价物范围内的更改和变型。

Claims (12)

1.一种产生用于移动通信系统扇区内多个移动站的数据速率控制信息的方法，该方法包括以下步骤：

计算用于多个移动站中每一个的优先级；

计算扇区的系统负载；以及

根据分别计算的优先级来设定要发射到每个移动站的数据速率控制信息，由此系统负载落入预定阈值之间。

2.根据权利要求1所述的方法，所述设定步骤包括以下步骤：从具有最低优先级的移动站开始，顺序地将数据速率控制信息设定为“下降”，直到系统负载达到“下降”阈为止。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，当系统负载到达“下降”阈时，所述设定步骤进一步包括以下步骤：从具有最高优先级的移动站开始，顺序地将数据速率控制信息设定为“上升”，直到系统负载到达“上升”阈为止。

4.根据权利要求3所述的方法，其中仅对于具有用于增加数据速率的所发射信息的移动站来将数据速率控制信息设定为“下降”。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，随着第j个移动站的平均几何值的增加，优先级获得了更高优先级。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，更高优先级优选设定成增加反向数据速率。

7.根据权利要求5所述的方法，其中通过以下方式计算优先级：

Priority_i＝fG-10log10(SINR_i)

其中，Priority_i是在第i帧上第j个移动站的优先级，其中f是第j个移动站的加权，其中G是第j个移动站的平均几何值，以及其中SINR_i是第j个移动站第i帧的信号与干扰加噪声之比。

8.根据权利要求5所述的方法，其中通过以下方式计算优先级：

${\mathrm{Priority}}_i=\mathrm{fG}-10\log 10\left(P_{{\mathrm{Tr}}^{\left[\mathrm{Rnom}\left(l\right)\right]}}\right)$

其中，Priority_i是在第i帧上第j个移动站的优先级，其中f是第j个移动站的加权，其中G是第j个移动站的平均几何值，其中R_nom(i)是第j个移动站的额定数据速率，以及P_Tr[Rate]是获得特定“速率”所需业务数据的传输功率。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，额定数据速率是满足以下条件的最小数据速率：新近要被发射的业务数据与要被重新发射的业务数据的传输功率之和小于分配给变量R的传输功率与额外可用传输功率的总和。

10.根据权利要求9所述的方法，其中变量R是由移动站和基站所共同享用的速率集的元素。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，通过以下方式计算系统负载：

其中，SINR_i是第j个移动站第i帧的信号与干扰加噪声之比。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，通过以下方式计算系统负载：

其中RoT_ave(i)是第j个移动站第i帧的平均热噪声增加量。

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