CN1578196A - 通信系统和发射功率控制方法 - Google Patents

Abstract

一种通信系统和发射功率控制方法，在不存在用户数据的情况下，位提取部分6将导频位处理为伪用户数据，并且将导频位提供给导频转换部分7。在单独地发射CRC位的情况下，导频转换部分7参考位模式来执行符号旋转。由解交织部分8和纠错部分9对这些符号进行解码。CRC判断部分10执行CRC判断。

Description

通信系统和发射功率控制方法

本申请要求在先日本申请JP 2003-277944的优先权，其公开一并在此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种通信系统和发射功率控制方法，具体地，涉及一种在CDMA(码分多址接入)通信系统中的外环发射功率控制方法。

背景技术

在CDMA通信系统中，对接收方的过大的发射功率会导致与其它接收方的干扰的增加和线路容量的下降。因此，需要始终以对于接收方的发射功率最佳值来执行发射。出于此目的，在接收方中相组合地执行内环发射功率控制和外环发射功率控制。在内环发射功率控制中，通过从接收方向发射方发送每个时隙的TPC(发射功率控制)位，从而使接收SIR(信号干扰功率比)等于目标SIR，来高速地执行功率控制。在外环发射功率控制中，在接收方中控制内环发射功率控制中的目标SIR，从而保持恒定的表示线路质量的误码率，例如FER(误帧率)和BLER(块差错率)。

然而，在服务中，例如其中不连续地执行数据发射和接收的分组通信，无法一直测量针对数据的CRC(循环冗余校验)结果。这留下了其中无法测量线路质量并且无法执行外环发射功率控制的时间段。

为了避免上述问题，即使不存在用户数据，也连续地从发射方单独地向用户发送CRC位。按照这种方式，能够进行质量测量。然而，在这种情况下，专用于外环发射功率控制的质量测量的目的来发送冗余位(即，CRC位)。对于其它用户，增加了干扰。结果，不利地，减少了线路容量。

另一方面，在内环发射功率控制中，必须测量目标信道的SIR。因此，必须同时使用通常为已知符号的导频位。因此，即使不存在用户数据，也必须传送导频位、TPC位和CRC位。

这是由于用于SIR测量的导频位和用于测量线路质量的CRC位分别地存在。

现在，参考图1到4，将描述在不存在用户数据的情况下，在该类型的相关通信系统中的发射和接收操作的实例。

除了导频位之外，可以利用表示数据的存在与否和数据长度的控制位来实现用户数据存在与否的判断。然而，这里省略其描述，而将仅描述当判断用户数据不存在时的操作。这里还省略针对内环发射功率控制的TPC位的描述。在以下描述中，给位长度、交织长度和导频位的数量提供了特定的值，但是并不局限于此，可以具有任意值。

参考图1和2，在发射方的操作如下：

(1)不存在要发射的用户数据。

(2)单独地添加了CRC奇偶校验位。作为实例，添加了全为“0”的8位CRC奇偶校验位。

(3)对CRC奇偶校验位进行编码。作为实例，执行以1/2的编码率的卷积编码。在所示出的实例中，将8位的数据序列编码为32位。在所示出的实例中，在对全为“0”的8个位进行编码的情况下，在编码后所获得的32位是全“0”位。

(4)为了匹配帧长度，插入DTX(不连续传输)位。DTX(位表示在发射时将发射功率调整为“0”。在所示出的实例中，插入了32位的DTX位。

(5)执行交织操作，在所示出的实例中，执行当C＝8时的交织操作。如图所示，通过以水平方向进行写和以垂直方向进行读，改变位序列的次序。

(6)在交织操作之后，每8位插入4位的导频位。在所示出的实例中，示出了重复模式“1010”。然而，可以使用其它任何已知的模式。

(7)为了执行诸如相位调制等调制，将这些位转换为符号。在所示出的实例中，将“0”位转换为符号“+A”，而将“1”位转换为符号“-A”。这里，“A”表示幅度。将DTX位转换为符号“0”，从而其幅度为“0”。

在发射位时的上述操作之后，执行诸如相位调制等调制，以便获得调制后的符号序列。然后，将调制符号序列作为无线电波从基站发出。实际上，在CDMA通信中执行扩频。然而，这里省略其描述。

接下来参考图3和4，将描述在接收方的操作。

(8)通过解调来自基站的作为相位调制波的无线电波，获得接收符号序列。

(9)在接收符号序列中，在SIR测量和解调操作中使用导频符号部分。然而，在随后执行的数据解码操作中不使用该导频符号部分。因此，去除该部分。

(10)通过执行与(5)所述相反的操作，执行解交织操作，以便将数据序列的次序恢复为初始次序。

(11)删除DTX位。在所示出的实例中，认为位长度是已知的。然而，实际上，可以通过控制表示数据的存在与否和数据长度的控制位来计算位长度。

(12)对卷积编码的位序列进行解码。通常，维特比算法是执行软件确定解码的已知算法。

如果由以上所提到的过程来恢复只包括“0”位的8位数据，则CRC判断的结果通常为正常(OK)。如果至少一个位是差错的，则CRC判断的结果是异常(NG)。

日本专利申请公开(JP-A)No.2003-32184公开了在外环控制中遵循传播环境的变化的另一目标SIR的控制。

在服务中，例如，在其中不连续地执行数据发射和接收的分组通信中，通常的情况为连续地传送CRC位以执行质量测量。然而，在这种情况下，专用于外环发射功率控制的质量测量的目的来传送冗余位(即，CRC位)。对于其它用户，增加了干扰。结果，不利地，减少了线路容量。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种通信系统和发射功率控制方法，能够在不连续地执行数据发射和接收的服务中保持预定的线路质量。

根据该实施例中，提出了一种通信系统，其中，利用对于发射方和接收方已知的、并且添加到信息中的导频信号，执行从发射方向接收方的通信，所述通信系统包括：在接收方的线路质量判断装置，如果信息不包括任何用户数据，所述线路质量判断装置将由接收方接收到的导频信号处理为伪用户数据，并且根据该伪用户数据来判断线路质量。

根据本发明，还提出一种在通信系统中使用的发射功率控制方法，在所述通信系统中，利用对于发射方和接收方已知的、并且添加到信息中到导频信号，执行从发射方向接收方的通信，所述方法包括：线路质量判断步骤，如果信息不包括任何用户数据，所述线路质量判断步骤将由接收方接收到的导频信号处理为伪用户数据，并且根据该伪用户数据来判断线路质量。

附图说明

图1是用于描述在相关通信系统中的发射操作的第一半的视图；

图2是用于描述发射操作的第二半的视图；

图3是用于描述相关通信系统中的接收操作的第一半的视图；

图4是用于描述接收操作的第二半的视图；

图5是示出了根据本发明实施例的通信系统的视图；

图6是用于描述交织操作的视图；

图7是用于描述导频位的视图；

图8是用于描述在图5所示的通信系统中的位提取部分的操作的流程图；

图9是用于描述图5所示的通信系统的发射操作的第一半的视图；

图10是用于描述发射操作的第二半的视图；

图11是用于描述图5所示的通信系统的接收操作的第一半的视图；以及

图12是用于描述接收操作的第二半的视图。

具体实施方式

现在将参考附图来描述本发明的要点。

本发明提出了一种外环功率控制系统和外环功率控制方法的结构，用于具有外环发射功率控制功能的CDMA通信系统，并且即使在诸如其中不连续地执行数据发射和接收的分组通信等服务中，也能够通过利用导频位来测量块差错率并控制目标SIR，来保持预定的线路质量。

首先，参考图5，根据本发明实施例的外环发射功率控制系统用于CDMA通信。

基站1向移动终端2发送发射信号。发射信号包括用户数据和导频位，所述导频位作为对于移动终端2已知的符号模式，并且具有与在交织部分22处的交织长度相对应的时隙长度。由天线3和移动终端2的无线电接收部分4来接收发射信号。由解扩/解调部分5将发射信号解调为解调后的位序列。

在外环功率控制中，根据在解调后的位序列中的用户数据的存在与否，对两种操作进行切换。在不存在用户数据时，由位提取部分6来提取导频位，并且作为伪用户数据提供给导频转换部分7。在只发射CRC位的情况下，导频转换部分7参考位模式来执行符号旋转。由解交织部分8和纠错部分9将这些符号解码为解码后的信号。由CRC判断部分10对解码后的信号进行CRC判断。

在存在用户数据时，位提取部分6将除了导频位之外的用户数据提供给解交织部分8。之后，按照与以上所提到的方式类似的方式来执行CRC判断。

质量测量部分11在预定的时间段内对CRC判断的结果进行计数，以便测量块差错率。如果这样测量到的块差错率不满足预定的所需质量，则由目标SIR计算部分13来增加在TPC产生部分14中所设置的目标SIR。如果获得了过度的质量，则由目标SIR计算部分13来降低目标SIR。

按照上述方式，可以由外环功率控制利用导频位来保持预定的线路质量，即使在不存在用户数据的情况下。

根据本发明，通信系统包括线路质量判断装置，用于将由接收部分接收到的导频信号处理为伪用户数据，并且如果由接收方接收到的信息不包含任何用户数据，则根据该伪用户数据来判断线路质量。因此，可以减少过多的发射位，并且可以增加线路容量。此外，可以执行稳定的外环操作。由于即使未传送用户数据，也连续地监控线路质量，因此，改善了接收性能。

作为本发明的第一效果，能够减少在基站处的平均发射功率。这是由于在不存在用户数据的情况下只发送了导频位。

作为第二效果，通信得到稳定，因此，接收性能得到改善。这是由于可以参考导频位连续地测量线路质量。

作为第三效果，增加了系统的线路质量。这是由于通过减少在基站处的平均发射功率，可以降低对其它用户的干扰。

将参考附图对本发明的实施例进行描述。

利用其中根据在纠错中根据交织长度来设置每个时隙发射的已知模式的导频位的时隙结构，可以提供一种通信系统和发射功率控制方法，能够共同使用导频位和CRC位。

参考图5，根据本发明实施例的外环功率控制系统包括基站1和移动终端2。

基站1包括传输数据产生部分19、CRC计算部分20、卷积编码部分21、交织部分22、导频位产生部分23、位组合部分24、扩频部分25、发射功率调节部分26、无线电发射部分27、天线28、无线电接收部分29、解扩/解调部分30、位提取部分31、接收数据解码部分32和TPC判断部分33。

移动终端2包括天线3、无线电接收部分4、解扩/解调部分5、位提取部分6、导频转换部分7、解交织部分8、纠错部分9、CRC判断部分10、质量测量部分11、SIR测量部分12、目标SIR计算部分13、TPC位产生部分14、发射位编码部分15、位组合部分16、扩频部分17和无线电发射部分18。

通常按照以下的方式来操作上述部分。首先，将对从基站1向移动终端2发射传输数据的操作进行描述。

传输数据产生部分19产生用户数据。CRC计算部分20执行CRC计算，以便将CRC位添加到用户数据。在不存在用户数据的情况下，能够进行CRC计算。然而，在该实施例中，在不存在用户数据的情况下，不添加CRC位。

卷积编码部分21出于纠错的目的，将具有添加到其上的CRC位的用户数据编码为已编码数据。在该实施例中，通过卷积编码来获得已编码数据，而且可以通过turbo编码等来获得已编码数据。

交织部分22按照水平方向上将编码数据写入如图6所示的具有宽度C的结构中，并且按照垂直方向来读取已编码数据，以便产生交织后的用户数据。通常，已知的是，通过在交织部分22重排数据，可以分布在无线电部分中发射的差错，并且可以改善纠错能力。

导频位产生部分23产生包括作为预选导频模式的导频位的导频位序列。预选的导频模式还预先设置在移动终端2中。不对该导频模式进行卷积编码和交织操作。

向位组合部分24提供由导频位产生部分23所产生的导频位和由交织部分22所产生的交织后的用户数据，并且组合导频位和交织后的用户数据以产生具有图7所示时隙结构的组合数据序列。这里，导频位序列包括以几个位为数量级的多个位。从图7中可以看到，多个导频位序列以与交织长度(图6中的C)相对应的间隔排列。该间隔等价于在单独对CRC位进行卷积编码和交织的情况下的间隔。在特别部分的用户数据部分中不存在用户数据的情况下，停止特定部分的发射。

扩频部分25对组合后的数据序列进行扩频，并且由发射功率调节部分26调节其发射功率。之后，由无线电发射部分27将数据序列转换为高频信号，通过天线28将所述高频信号作为无线电波来发射。

CRC计算、卷积编码和扩频是本领域技术人员所公知的技术，并且不直接涉及本发明的特征。因此，省略其详细描述。

接下来，将描述从基站1接收数据的移动终端2的操作。

由天线3接收无线电波，并通过无线接收部分4和解扩/解调部分5将其解调为位序列。

位提取部分6根据用户数据的存在与否来切换其操作。在不存在用户数据的情况下，将其模式对于作为接收方的移动终端2已知的导频位、作为伪用户数据提供给导频转换部分7。

在存在用户数据的情况下，位提取部分6将除了导频位之外的用户数据提供给解交织部分8。位提取部分6单独将导频位序列提供给SIR测量部分12，与用户数据的存在与否无关。

在单独地发射CRC位的情况下，导频转换部分7参考位模式来执行符号旋转。作为实例，在相位调制(BPSK：二元移相键控)的情况下，通过反转符号的符号或者将符号旋转180度，将符号从0旋转或转换为1。

解交织部分8通过与图6所示的交织操作相反的操作，将位序列的次序恢复为初始次序。具体地，通过在图6所示的结构中，在垂直方向上进行写而在水平方向上进行读，恢复具有初始次序的位序列，以便获得卷积编码后的位序列。

纠错部分9将卷积编码的位序列解码为已解码的数据序列。CRC判断部分10执行CRC判断，以判断在解码数据序列中是否发生了差错。

质量测量部分11通过在预定时间段内对CRC判断的结果进行计数，来测量BLER。如果这样测量到的BLER未达到预定所需质量，则通过目标SIR计算部分13来增加在TPC产生部分14中预先设置的目标SIR。如果获得了过度的质量，则由目标SIR计算部分13来降低目标SIR。

SIR测量部分12参考导频位来测量目标信道的SIR。为了测量SIR，多种方法对于本领域技术人员而言是公知的。因此，这里不再描述测量SIR的特定方法。

此外，将描述从移动站1发射数据的基站1的操作。

如果由SIR测量部分12所测量到的SIR大于预先选择的目标SIR。TPC位产生部分14产生用于减少基站1处的发射功率的TPC位。如果由SIR测量部分12测量到的SIR小于目标SIR，则TPC位产生部分14产生用于增加基站1处的发射功率的TPC位。

位组合部分16对这样产生的TPC位和由发射编码部分15所产生的用户数据进行位组合，以便产生组合后的数据序列。由扩频部分17和无线电发射部分18将组合后的数据序列转换为高频信号，通过天线3将该高频信号发射到基站1。

最后，将描述从移动台2接收数据的基站1的操作。

由天线28、无线电接收部分29和解扩/解调部分30接收高频信号，并且将其解调为解调后的数据。由位提取部分31将解调后的数据分离为用户数据和TPC位。由接收数据解码部分32对用户数据进行解码。

TPC判断部分33解调TPC位。参考由TPC位所表示的发射功率增加/减少信息，发射功率调节部分26控制发射功率。

接下来，参考图5和9，将详细描述该实施例的整个操作。

首先，按照以下的方式来执行内环功率控制。SIR测量部分12利用导频位来测量接收信号的SIR，作为接收SIR。TPC位产生部分14将预先选择的目标SIR和接收SIR进行比较。如果接收SIR未达到目标SIR，则TPC位产生部分14产生用于增加基站1处的发射功率的TPC位。如果测量到高于目标SIR的接收SIR，则TPC位产生部分14产生用于减少发射功率的TPC位。

由扩频部分17对TPC位进行扩频，并通过无线电发射部分18和天线3发射到基站1。响应该TPC位，基站1根据TPC位的内容来控制发射功率。

在外环功率控制中，根据位提取部分6的操作来切换两种操作。对接收信号中的用户数据的存在与否进行判断(图9中的步骤S1)。

在不存在用户数据的情况下(步骤S1中的“否”)，位提取部分6将单个物理信道的导频位处理为伪用户数据，其模式对于接收方而言是已知的，并且将该导频位提供给导频转换部分7和SIR测量部分12(步骤S2)。

在存在用户数据的情况下(在步骤S2中的“是”)，位提取部分6将除了导频位之外的用户数据提供给解交织部分8(步骤S3)。在步骤S3，位提取部分6还将导频位提供给SIR测量部分12。

在单独地发射CRC位的情况下，导频转换部分7参考位模式来执行符号旋转。之后，解交织部分8和纠错部分9执行解码操作。CRC判断部分10执行CRC判断。

质量测量部分11通过在预定时间段内对CRC判断的结果进行计数，来测量块差错率。如果这样测量到的BLER未达到预定所需质量，则由目标SIR测量部分13来增加在TPC产生部分14中预先设置的目标SIR。如果获得了过度的质量，则由目标SIR计算部分13减少目标SIR。

按照上述方式，能够进行外环控制，以便即使在不存在用户数据的部分中，也保持预定线路质量。

为了判断用户数据的存在与否，可以使用现在将要描述的两种方法。作为第一方法，除了导频位之外，基站1发射表示数据存在与否和数据数量的控制位。利用该控制位进行判断。作为第二方法，测量用户数据和导频位序列之间的功率比。如果用户数据的接收电平低于导频位序列的接收电平预定的值、或大于预定值的更大值，则判断未发射用户数据。

接下来将详细描述本发明的该实施例的操作。在下文中，将描述在不存在用户数据的情况下的发射操作和接收操作。

参考图9和10，在发射方的操作如下：

(1)不存在要发射的用户数据。

(2)未添加任何CRC位。

(3)由于不存在用户数据，因此不执行卷积编码。

(4)为了匹配帧长度，插入DTX(不连续发射)位。DTX位表示在发射时将发射功率调节为“0”。在该实施例中，插入64位的DTX位。

(5)通过按照水平方向写入具有宽度C(例如，C＝8)的结构而按照垂直方向读取，来执行交织操作。在该实施例中，所有位均是DTX位。结果，在重排之后的所有位还是DTX位。

(6)在交织操作之后，每8位插入4位的导频位。这与现有技术类似。在该实施例中，4位的导频位具有模式“1010”，其中“1”和“0”交替重复。

(7)按照与现有技术类似的方式，将这些位转换为符号，以便执行诸如相位调制等调制。在该实施例中，作为实例，将“0”位转换为“+A”，而将“1”位转换为“-A”。这里，“A”表示幅度。DTX位由符号“0”替代，从而幅度为“0”。在发射位时的上述操作之后，执行诸如相位调制等调制，以便获得调制后的符号序列。然后，基站发射调制后的符号序列，作为相位调制后的无线电波。

参考图11和12，将描述在接收方的操作。

(8)解调来自基站的相位调制后的无线电波以获得接收符号序列。

(9)利用对于接收方已知的模式“1010”来转换在导频部分中的接收符号。如果已知导频模式的位是“1”，则将接收符号乘以“-1”。如果已知导频模式的位是“0”，则接收符号保持不变。通过该操作，可以将模式“1010”转换为等价于模式“0000”的接收的转换后的导频部分。因此，可以将转换后的导频部分用作现有技术中的全“0”位的CRC奇偶校正位的替代。

(10)如图11中的(10)所示，由转换后的导频部分来部分地替代用户数据部分。在所示的实例中，由导频部分来替代d0、d1、d2、d3等。d0、d1、d2、d3等对应于在发射方的DTX位。因此，即使对d0、d1、d2、d3等进行解调，也未获得任何数据。因此，d0、d1、d2、d3等是不需要的。

(11)如图12中的(11)所示，执行解交织操作。这类似于现有技术。即，执行按照垂直方向写入到具有宽度C(例如C＝8)的结构中，并按照水平方向读取。

(12)类似于现有技术，去除DTX位。通过该操作，在该实施例中，整个位序列是转换后的导频符号部分。

(13)利用维特比算法等来执行解码操作。如果由上述过程恢复了包括全“0”的8位数据，CRC判断的结果是正常的(OK)。如果至少一个位发生差错，则CRC判断的结果是异常(NG)。

在第一和第二实施例中，使用导频位。可选地，可以使用其它任何适当的控制位，例如，表示数据的存在与否和数据尺寸的TFCI(传输格式组合指示符)位。在第一和第二实施例中，描述了针对从基站1发射的外环功率控制。然而，本发明还适用于针对从移动终端2发射的外环功率控制。

尽管到目前为止已经结合其优选实施例对本发明进行了描述，但是本领域的技术人员应该能够在不脱离所附权利要求所阐明的范围的情况下，按照其它各种方式来实施本发明。

Claims (10)

1.一种通信系统，其中，利用对于发射方和接收方已知的、并且添加到要发射信息中的导频信号，执行从发射方向接收方的通信，所述通信系统包括：

在所述接收方的线路质量判断装置，如果信息不包括任何用户数据，所述线路质量判断装置将由接收方接收到的导频信号处理为伪用户数据，并且根据该伪用户数据来判断线路质量。

2.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：由发射方所发射的信号是在预定周期内交织后的信号，所述线路质量判断装置包括：位提取部分，用于判断由接收方所接收到的信息是否包含用户数据，如果不包含用户数据，则提取接收到的导频信号作为伪用户数据；导频转换部分，响应来自所述位提取部分的导频信号，执行利用对于接收方已知的导频信号、将导频信号转换为转换后的导频信号的数据转换，并且以与交织长度相对应的间隔来设置转换后的导频信号；解交织部分，用于解交织由导频转换部分处理过的信息以产生解交织后的信息；纠错部分，用于解码由解交织部分处理过的解交织后的信息以产生解码后的信息；以及差错判断部分，用于判断在由纠错部分处理过的信息中的差错。

3.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：在发射方，如果要发射的信息不包含任何用户数据，则不添加在接收方的差错判断通常所需的预定位。

4.根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于：所述通信系统是CDMA通信系统。

5.根据权利要求4所述的通信系统，其特征在于：对线路质量进行判断，以便执行外环发射功率控制。

6.一种在通信系统中使用的发射功率控制方法，在所述通信系统中，利用对于发射方和接收方已知的、并且添加到要发射的信息中的导频信号，执行从发射方向接收方的通信，所述方法包括：

线路质量判断步骤，如果信息不包括任何用户数据，则将由接收方接收到的导频信号处理为伪用户数据，并且根据该伪用户数据来判断线路质量。

7.根据权利要求6所述的发射功率控制方法，其特征在于：

由发射方所发射的信号是在预定周期内交织后的信号，所述线路质量判断步骤包括：位提取步骤，用于判断由接收方所接收到的信息是否包含用户数据，如果不包含用户数据，则提取接收到的导频信号作为伪用户数据；导频转换步骤，响应来自所述位提取步骤的导频信号，执行利用对于接收方已知的导频信号、将导频信号转换为转换后的导频信号的数据转换并且以与交织长度相对应的间隔来设置转换后的导频信号；解交织步骤，用于解交织由导频转换步骤处理过的信息以产生解交织后的信息；纠错步骤，用于解码由解交织步骤处理过的解交织后的信息以产生解码后的信息；以及差错判断步骤，用于判断在由纠错步骤处理过的解码后的信息中的差错。

8.根据权利要求6所述的发射功率控制方法，其特征在于：在发射方，如果要发射的信息不包含任何用户数据，则不添加在接收方的差错判断通常所需的预定位。

9.根据权利要求6所述的发射功率控制方法，其特征在于：所述通信系统是CDMA通信系统。

10.根据权利要求9所述的发射功率控制方法，其特征在于：对线路质量进行判断，以便执行外环发射功率控制。

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