CN1674460A - 控制上行链路功率以保持所需误帧率的方法和设备 - Google Patents

Abstract

在没有来自移动终端(301)的在每个发送帧中都纳入了CRC的连续信道(基站(303)可从中获得要反馈给移动终端以将移动终端的导频E_b/N_o电平保持在对应于特定误帧率的所需目标值的功率控制信号)的情况下，由基站从该移动台本身接收的导频信号被安排成帧格式。将每个导频帧与先验已知的发送导频信号比特模式进行比较，以确定它是否被错误接收了。响应对接收的导频帧与导频帧的预期已知比特模式所做的比较，获得误差信号，该误差信号在所述的实施例中是反馈到移动终端以分别使其发送导频E_b/N_o电平升高或降低的升压信号或降压信号。

Description

控制上行链路功率 以保持所需误帧率的方法和设备

技术领域

本发明涉及无线通信，更具体地说，本发明涉及在无线通信系统中控制上行链路功率。

背景技术

在图1图解示出的仅支持话音通信的现有技术的CDMA无线通信系统中，通过传播信道102，移动终端101以数字形式将编码话音信号和导频信号发送到基站接收机103。移动终端101以将循环冗余码(CRC)引入每个帧的固定帧格式对模拟话音信号编码并在基本信道(FCH)104上发送它。通过导频信道(PICH)105发送由固定比特模式构成的导频信号。对FCH和PICH进行码分多路复用(CDM)并通过使用不同的沃尔什码使它们保持正交。在基站接收机103，导频信号用于检测FCH。此外，在移动终端101，被称为导频E_b/N_o电平的导频信号功率电平与FCH的功率电平之间保持固定关系。在该接收机，在从接收的CDM信号对FCH和导频信号去复用后，信道估计器106处理去复用的导频信号，并被FCH检测器/解码器110用来获得表示由移动终端以本技术领域公知的方式通过FCH信道发送的帧格式化编码话音信号的帧格式化比特流。利用接收帧中的CRC，CRC校验器107将接收帧与接收帧内的CRC进行比较，以确定是否错误地接收了帧。然后，响应该比较，移动目标E_b/N_o建立装置108获得升压(step-up)信号或降压(step-down)信号，该信号由基站102通过下行链路信道109发送到移动终端101。如果该帧通过其CRC校验，则基站103将降压信号发送到移动终端101，以降低导频信号E_b/N_o电平，并随着降低发送的FCH的功率电平。这样减少了移动终端以足以干扰其它移动终端的功率电平进行连续发送。如果接收的帧未通过其CRC校验，则基站将升压信号发送到移动终端，以使导频信号E_b/N_o电平升高，从而也使发送的FCH的功率电平升高。这样减少了移动终端以基站不能进行精确检测的过低功率电平进行连续发送。

图2示出移动终端101的FCH误帧率(FER)与导频E_b/N_o电平之间的关系。为了实现特定FER，移动终端的E_b/N_o电平应该是与该特定FER对应的电平。为了实现值为X的总所需FER，采用等于 $(\frac{1}{\mathrm{FER}}-1)\×\mathrm{step}\_\mathrm{down}$ 的升压量step_up，其中step_down等于XΔdB。例如，对于10^-2的典型FER，将step_up设置为99×step_down。Δ通常是介于0.3与1之间的值。因此，为了实现10^-2的FER，采用介于0.003dB和0.01dB之间的典型降压量，而对应的升压量在0.3与1.0dB之间。

在CDMA2000系统中，除了为了由移动终端对基站进行发送而被一起码分多路复用的FCH和PICH信道外，移动终端还码分多路复用用于发送控制数据的专用控制信道(DCCH)、用于发送分组数据的补充信道(Supplemental Channel：SCH)、用于指示下行链路接收导频强度的信道质量指示器信道(CQICH)以及用于对基站指示是否已经成功解码下行链路上的接收数据分组的确认信道(ACKCH)。后两个信道用于支持下行链路高速数据传输，而当移动终端未在下行链路上接收任何数据时ACKCH被静音(mute)。当移动终端正通过SCH或DCCH发送分组数据时，不发送FCH以保存功率，这是因为使它保持在NULL状态是对移动终端功率资源的浪费。因此，不是始终可以从FCH得到用于控制移动终端的导频E_b/N_o电平的反馈信号。确实使用了CRC的SCH和DCCH是不连续信道，仅当通过它们发送数据时，它们才是活动的，因此它们也不能始终用于获得用于控制移动终端的导频E_b/N_o电平的反馈信号。因此，未编码的ACKCH不使用CRC。编码的CQICH不使用CRC。因此，就不连续的FCH以及不连续的SCH和DCCH而言，没有可以用于响应接收帧与其相关CRC的比较，连续上下调整移动终端的导频E_b/N_o电平，以在FCH上获得所需的总误帧率的机制。由于移动终端发送的信道电平以导频E_b/N_o电平为参照，所以需要一种机制用于建立并保持导频E_b/N_o电平，以便在该基站实现用于参照的FCH的所需误帧率，并使其他信道保持在其相应适当电平。

发明内容

在没有来自移动终端的在每个发送帧中都纳入了CRC的连续信道(基站可从中获得要反馈给移动终端以将移动终端的导频E_b/N_o电平保持在对应于特定误帧率的所需目标值的功率控制信号)的情况下，由基站从该移动台本身接收的导频信号被用于获得用作反馈功率控制信号的误差信号。在本发明的实施例中，对连续接收的数字导频信号比特流应用固定大小的帧结构。然后，将每个导频帧与先验已知的发送导频信号比特模式进行比较，以确定它是否被错误接收了。响应对接收的导频帧与导频帧的预期已知比特模式所做的比较，获得误差信号，该误差信号在所述的实施例中是反馈到移动终端以分别使其发送导频E_b/N_o电平升高或降低的升压信号或降压信号。然后，移动终端分别按照升压步长或降压步长使其导频E_b/N_o电平升高或降低，所述升压步长或降压步长取决于已被确定为等效于特定的所需FCH误帧率的导频帧的误帧率。用于与已知导频信号模式进行比较的导频帧的长度是这样的：对于该特定FCH误帧率及其相应目标导频E_b/N_o电平，该同一目标导频E_b/N_o电平的导频帧的误帧率保持为常数值，而不考虑移动终端与基站之间的特定安装情形(即，信道条件、移动终端与基站之间的距离等)。因此，通过使导频的帧误帧率保持在该常数值，使导频E_b/N_o电平保持在对应于FCH上的所需固定误帧率的目标电平。因此，每当移动终端发送FCH时，以这样的功率电平发送它，以致基站接收的信号具有所需的误帧率。此外，所有其他信道(其功率电平相对于导频E_b/N_o电平控制)在其被发送时都连续保持在其适当的功率电平上，而不考虑FCH是否正在被发送。

由基站从每个导频帧与先验已知帧模式的比较获得的误差信号还可以用作上行链路信号质量的测量，并且可被基站用作用于确定基站与移动终端之间的通信是应该继续还是应该断开的因数。

附图说明

通过参考附图，阅读对非限定性实施例所做的说明，可以更好地理解本发明，附图如下：

图1是现有技术无线通信系统，其中利用引入FCH的CRC获得发送到移动终端的、用于控制导频E_b/N_o电平的反馈信号，以实现所需误帧率；

图2示出导频E_b/N_o电平与误帧率之间的关系；

图3是本发明的实施例，其中可以从接收的导频信号本身直接获得帧误差信号，然后，利用该接收的导频信号获得用于控制导频E_b/N_o的反馈信号，以通过FCH获得所需的误帧率；以及

图4和图5示出根据本发明实施例，FCH的和不同帧长度的导频帧的导频E_b/N_o电平与误帧率之间的关系。

具体实施方式

参考图3，在根据典型CDMA2000标准运行的无线通信系统304中，移动终端301通过传播信道302与基站303进行通信。尽管在此结合根据CDMA2000标准运行的系统进行说明，但是应该明白，可以将本发明引入任何其他类型的CDMA系统，例如，UMTS系统。在移动终端301，用不同沃尔什码对各信道上的大量比特流进行码分多路复用，以发送到基站303。在CDMA2000系统上，这些信道包括：基本信道FCH310，以固定的帧格式携带(carry)编码话音；补充信道SCH311，用于在移动终端具有要发送的分组数据时，携带这种分组数据；专用控制信道DCCH 312，用于携带控制数据；信道质量指示器信道CQICH 313，在其上将下行链路接收导频强度发送到基站303；确认信道ACKCH 314，在其上将下行链路上的接收数据分组是否被成功解码的指示发送到基站303；以及导频信道PICH 315，在其上发送移动终端导频信号并且用于对基站303提供振幅和相位基准，以检测FCH 310。在基站303处将每个码分多路复用信道分离后，各检测器和/或解码器恢复每个发送的比特流。例如，在正发送信道时，FCH检测器/解码器316恢复发送的编码话音信道帧格式化比特流。类似地，CQI检测器317恢复发送的CQI，而ACK检测器318恢复发送的ACK。当SCH信道正用于数据传输时，SCH检测器/解码器319恢复通过SCH信道发送的分组数据，并且DCCH检测器320恢复通过专用控制信道发送的信号。

如上所述，FCH和SCH是不连续(discontinuous)信道，不能用于从后续接收的帧与每个帧内的CRC的逐帧比较来获得连续帧误差信号。因此，不能象在上述现有技术中所做的那样，从这两个信道之任一上获得升压信号和降压信号，并将该升压信号和降压信号发送到移动终端301以控制移动终端E_b/N_o导频电平。相反，在本发明的实施例中，是由基站303监视连续接收的导频信号，以确定是否错误接收了导频信号。然后，基站303将获得的误差信号发送回移动终端301，通知移动终端301使其E_b/N_o导频电平升高或降低预定固定量，以维持导频信号上的所需的FER。为了产生这种误差信号，PICH帧检测器321对通过PICH315接收的检测比特流应用每帧包括固定数目的比特的帧格式。然后，帧校验器322将每个帧的比特模式与导频信号的已知比特模式进行比较。例如，对于CDMA2000系统，发送的导频信号由连续“1”构成。因此，通过将每个导频信号帧的比特模式与已知的预期导频比特模式进行比较，可以产生误差信号。然后，响应每个帧比较，移动目标E_b/N_o建立装置323获得升压信号或降压信号，所述升压信号或降压信号通过下行链路信道324由基站303发送到移动终端301。

对于其中确定导频帧存在错误的每个比较，基站303将升压信号发送到移动终端。响应该升压信号，移动终端303将其E_b/N_o导频电平升高(1-Y)ΔdB。另一方面，对于确定导频信号帧是正确的每个比较，该基站将降压信号传送到移动终端。响应该降压信号，移动终端303将其E_b/N_o导频信号电平降低YΔdB。

如果在实现X的FCH帧误帧率时，对于E_b/N_o值总能实现Y大小的导频帧误帧率，则在此描述的方法是有效的，而不考虑移动终端301和与其通信的基站303如何相对定位或在哪里相对定位，也不考虑它们通过什么类型的传播信道302通信。通过选择给出所需结果的导频帧大小来找到这样的Y。理论上，这种帧大小可以是这样的：对于所有安装情形的相同E_b/N_o电平，给出与在FCH上的所需误帧率(例如10^-2)相同的导频信道的误帧率。对在所有可能帧长度上的大量模拟安装进行模拟表明，给出这样结果的帧大小是不可实现的。相反，通过多个计算机模拟，本发明人已经确定，可以对所有安装情形找到一个用于该导频信号的帧大小，其对于与所需FCH误帧率相关的相同E_b/N_o电平给出固定导频误帧率。

图4和图5示出了对两种不同信道情况所做的模拟。图4示出加性高斯白噪声(AWGN)信道，而图5示出多径瑞利衰减信道。图4中的曲线401示出在这种AWGN信道上FCH的误帧率与E_b/N_o的关系，而图5中的曲线501示出在多径瑞利衰减信道上误帧率与E_b/N_o的关系。对于10^-2的说明性所需误帧率，当移动终端和基站通过AWGN信道进行通信时，可以将E_b/N_o导频电平调整到大约2dB，而当移动终端和基站通过多径瑞利衰减信道进行通信时，可以将E_b/N_o导频电平调整到大约5dB。曲线402、403和404分别示出在AWGN信道上的8比特、12比特和20比特导频帧的模拟导频误帧率与E_b/N_o的关系，而曲线502、503和504分别示出通过多径瑞利衰减信道的8比特、12比特和20比特导频帧的模拟导频误帧率与E_b/N_o的关系。通过比较图4和图5中的每个帧长度的导频误帧率与E_b/N_o的关系曲线，可以看出，对于10^-2的FCH误帧率，只有接近12比特的导频帧长度会产生一个导频误帧率，其在两个图中在分别与该FCH误帧率相关的E_b/N_o电平处相等。作为例证，对于12比特帧，0.5×10^-2的导频误帧率等效于两种情况下的10^-2的FCH误帧率。也在对大量安装情形所做的其它计算机模拟中获得同样的结果。因此，对于FCH上10^-2的所需误帧率，使用12比特导频帧，并且由此产生的帧误差信号用于将移动终端的E_b/N_o导频电平设置为并保持在一个能在该导频信道上产生0.5×10^-2的误帧率的值。通过这样保持导频E_b/N_o电平，可以将在其上发送编码话音信号时的FCH的误帧率保持在要求的10^-2，并且可以将FCH、SCH以及其它信道的功率电平(这些功率电平相对于导频E_b/N_o电平分别控制)保持在其正确发送电平。

尽管在上述实施例中利用在基站从导频信号获得的误差信号控制移动终端的E_b/N_o导频电平，但是基站也可以直接将该误差信号用作上行链路信号质量的测量，并且该误差信号可以是用于确定基站与移动终端之间的通信是应该连续还是应该被断开的因数。该误差信号可以取不同的形式，并且可以指示成帧导频与已知导频部分之间不匹配的程度。

尽管参考说明性实施例说明了特定发明，但是不应该认为该说明具有限制性意义。显然，尽管对本发明进行了说明，但是，通过参考本说明书，本技术领域的普通技术人员明白，在不脱离所附权利要求所述的本发明实质范围的情况下，可以对本发明的说明性实施例以及附加实施例进行各种修改。此外，根据本发明应用于什么类型的系统，可以在不同位置实现本发明，例如，在基站、基站控制器和/或移动交换中心或其它地方。此外，借助在此公开的内容，本技术领域内的普通技术人员明白，可以在专用集成电路、软件驱动处理电路系统、固件、可编程逻辑装置、硬件、分立部件或上述部件的配置上实现要求实现并采用上述发明的处理电路系统。本技术领域内的熟练技术人员容易认识到，可以在不是严格按照在此说明的和描述的典型应用，并且不脱离本发明实质范围的情况下，对本发明进行这些以及其他各种修改、配置以及调整。因此，可以认为所附权利要求包括落入本发明实际范围内的所有这种修改或实施例。

Claims (6)

1、一种方法，该方法包括步骤：

接收导频信号；

其特征在于，该方法进一步包括步骤：

从接收的导频信号使该导频信号成帧，成为各具有预定长度的顺序帧；

将至少一个帧与导频信号的已知帧模式进行比较；

从比较步骤得出误差信号，其中误差信号用于控制导频信号的传输。

2、根据权利要求1所述的方法，其中误差信号包括一个升压信号，用于在比较步骤指出至少一个帧与已知导频帧模式不同时被传送，以升高导频信号的E_b/N₀功率电平；以及一个降压信号，用于在比较步骤指出至少一个帧与已知导频帧模式相同时被发送，以降低导频信号的E_b/N₀功率电平。

3、根据权利要求2所述的方法，其中发送升压和降压信号，以升高和降低导频信号的E_b/N₀功率电平，从而对接收的导频信号的顺序帧保持一个预定的误帧率。

4、根据权利要求3所述的方法，选择成帧导频信号各帧的预定长度，使得接收的导频信号的顺序帧的预定误帧率与接收的基本信道的常数预定误帧率相关，而不考虑正从该处发送导频信号的位置与正在该处接收导频信号的位置之间的安装情形。

5、根据权利要求1所述的方法，其中误差信号指出成帧的导频信号与已知导频模式之间的不匹配程度，并表示上行链路信号质量的量度。

6、根据权利要求5所述的方法，其中误差信号的幅度用于确定通信应继续还是应被断开。

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