CN1723632A - 反向链路上混合arq的改进功率控制 - Google Patents

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陈道
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Abstract

一种用于无线通信系统中的功率控制的方法。接收反向链路中的数据帧的初始传输，并测量该数据帧的第一能量级别。如果该第一能量级别不足以正确解码该数据帧，那么确定第一能量级别中的能量亏空，从而使得当以等于第一能量级别与该能量亏空之差的第二能量级别来重发该数据帧时，能够利用第一能量级别和第二能量级别的合并能量来正确解码该数据帧。

Description

反向链路上混合ARQ的改进功率控制
发明领域
所公开的实施例一般涉及通信领域，并尤其涉及反向链路上H-ARQ的改进功率控制方法和装置。
技术背景
通信领域包含多种应用，例如包括寻呼、无线本地环路(WLL)、因特网电话、以及卫星通信系统。一种典型的应用是用于移动用户的蜂窝电话系统。已经为这种蜂窝系统开发出多种现代通信系统，该多种现代通信系统被设计成允许多个用户接入共同的通信媒质。这些通信系统可以基于码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)，或本领域中公知的其他多址技术。这些多址技术对从多个用户所接收的信号进行解码和解调，由此使得多用户间能够同时进行通信，并且能够提供相对大的通信系统容量。
在CDMA系统中，可用频谱可在大量用户中高效地共享，并且使用诸如软切换的技术来保持足够的质量以在不浪费大量功率的情况下支持延迟一敏感的服务(如语音)。最近，能够增强数据服务的容量的系统也已经可以得到。这些系统通过使用更高阶的调制、更快速的功率控制、更迅速的调度(scheduling)，以及对于延迟要求较为宽松的服务进行更为高效地调度，来提供数据服务。这种数据服务通信系统的一个实例是高速数据速率(HDR)系统，其符合于2002年1月发布的电信工业协会/电子工业联盟(TIA/EIA)cdma2000高速数据速率空中接口规范IS-856(IS-856标准)。
在CDMA系统中，数据传输出现在从源设备到目标设备之间。所述目标设备接收数据传输，解调信号并对数据进行解码。作为解码处理的一部分，所述目标设备对数据分组执行循环冗余编码(CRC)校验，以确定是否正确接收到该分组。如果该分组接收有误，则目标设备在其确认(ACK)信道上向源设备发送否定确认(NAK)消息，其中源设备通过重发该接收有误的分组来响应该NAK消息。
在某些位能量-噪声功率谱密度比(Eb/No)低的应用中，传输差错可能特别严重。在这种情况下，传统的数据重发方案，如自动重传请求(ARQ)可能无法满足(或者可能被设计成无法满足)系统操作所要求的最大误码率(BER)。在这种情况下，通常将ARQ方案与诸如前向纠错(FEC)的纠错方案结合使用以增强性能。这种ARQ与FEC的结合一般称之为混合ARQ(H-ARQ)。
目标设备在发送NAK之后，接收数据传输和重发，对信号进行解调，并且将所接收的数据分离为新分组和重发分组。新分组和重发分组不必是同时传送的。目标设备将所接收的重发分组的能量与已由目标设备累积的接收有误的分组的能量累积在一起。然后，目标设备试图对所累积的数据分组进行解码。然而，如果以不足以允许由目标设备进行正确解码的能量来初始传送分组帧(packet frame)，如上所述，并且随后进行重发，那么重发提供时间分集。因此，帧的总发射能量(包括重发)平均起来较低。平均起来，帧的初始传输和重发的合并符号能量低于初始以全功率传送帧所需要的能量(例如，以在其自身足以允许由目标设备来正确解码的功率级别(power level))。这样，由随后的重发所提供的额外能量的累积将提高正确解码的概率。或者，目标设备可以自行对重发分组进行解码，而无需合并两个分组。在这两种情况中，由于在传送新数据分组的同时重发接收有误的分组，因而能够提高吞吐率。此外，应该注意的是，新分组和重发分组无需同时传送。
在反向链路中(例如，从远程终端到基站的通信链路)，反向辅助信道(R-SCH)被用来从远程终端向基站传送用户信息(例如，分组数据)，并且用来支持在物理层上的重发。R-SCH可以利用用于重发的不同编码方案。例如，重发可以使用用于原始(original)传输的码率1/2。重复相同码率1/2的编码符号以进行重发。在可选的情况中，基本编码(the underlying code)也可以是码率为1/4的编码。原始传输可以使用符号的1/2，且重发可以使用符号的另一半。在转让给本发明的受让人的、题目为“REVERSE LINK CHANNELARCHITECTURE FOR A WIRELESS COMMUNICATIONSYSTEM(无线通信系统的反向链路信道结构)”的美国专利申请No.2002/0154610中详细描述了反向链路结构的一个例子。
在CDMA通信系统中，具体地在适于分组传输的系统中，拥塞和过载可能降低系统的吞吐量。拥塞是相对于系统的额定容量的挂起(pending)和活动(active)业务的量的测量值。当挂起和活动业务超出额定容量时出现系统过载。系统可以实现目标拥塞级别以保持业务状态而不会中断，例如避免资源过载和资源欠载。
伴随过载的一个问题是出现延迟的传输响应。响应时间的增加通常导致应用级(application level)超时，其中要求数据的应用的等待时间超过该应用被编制来允许的时间，从而产生一个超时状态。然后应用将无需重发超时消息，重发超时消息将引起进一步的拥塞。如果该状态继续，那么系统可能达到不向用户提供服务的状态。此状态的一种解决方案(用于HDR)是拥塞控制。另一种解决方案(用于cdma2000)是恰当地调度。
通过监视挂起和活动用户的数据速率，以及监视用以达到所期望的服务质量所需的接收信号强度，可确定系统中的拥塞级别。在无线CDMA系统中，反向链路容量是干扰受限的。一种小区拥塞的测量值是基站处的整个热噪声级别的噪声总量(此后称为“热噪声增加量”(ROT))。ROT对应于反向链路负荷。负荷的系统试图保持ROT接近一个预定值。如果ROT过高，则小区范围(即，小区的基站能够通信的距离范围)将减小，并且反向链路的稳定性降低。由于用以提供目标能量级别(energy level)而所需的发射能量增加，因而小区范围减小。高ROT还将引起瞬时负荷的微小变化，这将导致远程终端输出功率的大幅漂移。低ROT能够指示出反向链路并未承受重负荷，由此指示出可用的容量可能未被充分利用。
然而，利用H-ARQ来操作R-SCH要求，不能为了达到ROT的约束而对R-SCH帧的初始传输进行严格的功率控制。因此，所传递的R-SCH帧的初始传输的信噪比(SNR)可以低于足以允许对所接收的数据分组进行正确解码的级别。
因此，根据以上所述，显然在现有技术中需要一种能够对反向链路上的H-ARQ进行改进的功率控制的装置和方法。
发明内容
这里所公开的实施例解决了一种需求，即需要一种能够对无线通信系统中反向链路上的H-ARQ进行改进的功率控制的装置和方法。
在一个方面，描述了一种用于无线通信系统中反向链路的功率控制的方法和装置。接收反向链路中的数据帧的初始传输，并测量该数据帧的第一能量级别。如果该第一能量级别不足以正确解码该数据帧，则确定第一能量级别中的能量亏空，从而当以等于第一能量级别与该能量亏空之差的第二能量级别来重发该数据帧时，能够利用第一能量级别和第二能量级别的合并能量来正确解码该数据帧。
在另一方面，描述了一种用于无线通信系统的基站。基站包括RF前端以及数字信号处理器(DSP)，其中RF前端被配置成接收和适当地放大、滤波和处理来自远程终端的反向链路业务信道数据帧，数字信号处理器(DSP)用于解调和进一步处理所接收的数据帧。基站还包括具有能量测量装置和亏空估计装置的功率控制器。将能量测量装置配置成测量数据帧的第一能量级别。将亏空估计装置配置成如果第一能量级别不足以正确解码该数据帧，则估计所述第一能量级别的能量亏空，从而使得当以等于所述第一能量级别与该能量亏空之差的第二能量级别来重发该数据帧时，能够利用所述第一能量级别和所述第二能量级别的合并能量来正确解码该数据帧。
根据以下对典型实施例的描述，本发明的其他特征和优势将会变得显而易见，其中实施例是通过举例的方式来解释本发明的原理。
附图简述
图1是支持大量用户并能够实现本发明各个方面的典型的无线通信系统的示意图；
图2是图1的通信系统的基站和远程终端的一个实施例的简化框图；
图3示出根据这里讨论的确认方案的典型前向链路ACK信道；
图4示出根据远程终端能够识别哪个基站为最佳基站的假设而进行操作的典型的前向链路ACK信道；和
图5是描述结合诸如图3或图4的确认方案来进行操作的用于实现改进功率控制技术的典型方法的流程图。
发明详述
以下结合附图给出的详细描述意在作为对本发明典型实施例的描述，而不是表示本发明仅能够以这些实施例的方式实现。在整个描述中使用的术语“典型的”意味着“作为一个范例，实例，或例子”，并且不应必须解释为优于其他实施例或比其他实施例具有优势。出于提供对本发明彻底理解的目的，详细描述包括具体细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，在没有这些具体细节的情况下也可以实现本发明。在一些实例中，为了避免含混本发明的概念，以框图的形式示出公知的结构和设备。
按照(in recognition of)上述对能够实现反向链路上的混合自动重复请求(H-ARQ)的改进功率控制的装置和方法的需求，本公开描述了高效分配、利用和控制反向链路资源的典型实施例。尤其是，改进的功率控制提供了能够使远程终端在重发中传递适量能量来补偿初始传输中的能量亏空的功率控制命令。
虽然将在CDMA通信系统的环境下描述本发明的各个方面，但是本领域技术人员应理解，这里描述的用于提供前向链路ACK信道的高效操作的技术也适用于其他各种通信环境，包括基于TDMA、FDMA、SDMA、PDMA，以及其他本领域公知的多址技术的通信系统，和基于AMPS、GSM、HDR，以及各种CDMA标准，和其他本领域公知的通信标准的通信系统。因此，任何涉及CDMA通信系统的描述仅仅意在解释本发明的创造性的方面，同时应理解这些创造性的方面具有广阔的应用范围。
图1是支持大量用户且能够实现本发明各个方面的典型的无线通信系统100的示意图。通信系统100为大量小区提供通信，且每个小区由相应的基站(BS)104提供服务。各个远程终端106散布在整个系统100中。可通过字母后缀，如104a或106c来识别单个的基站或远程终端。没有字母后缀的附图标记104或106应理解为所指的是总体意义上的基站和远程终端。
在任何特定时刻，根据每个远程终端106是否被激活，以及其是否正处于软切换，每个远程终端106可在前向和反向链路上与一个或多个基站104进行通信。前向链路是指从基站104到远程终端106的传送，而反向链路是指从远程终端106到基站104的传送。如图1所示，基站104a与远程终端106a、106b、106c和106d进行通信，且基站104b与远程终端106d、106e和106f进行通信。远程终端106d正处于软切换状态，且同时与基站104a和104b进行通信。
在无线通信系统100中，基站控制器(BSC)102与基站104进行通信，且也与公共交换电话网(PSTN)通信。通常，经由移动交换中心(MSC)(简洁起见未在图1中示出)实现与PSTN的通信。BSC也可通常经由分组数据服务节点(PDSN)来实现与分组网的通信，其中PDSN也未在图1中示出。BSC 102提供协作和对基站104的控制。BSC 102还经由基站104控制远程终端106之间、远程终端106和与PSTN进行通信的用户(即，传统电话)之间，以及到分组网的电话呼叫的路由。
图2是能够实现本发明各个方面的基站104和远程终端106的实施例的简化框图。对于特定通信，基站104和远程终端106之间可以交换语音数据、分组数据，和/或消息。可以传送各种类型的消息，如用于在基站和远程终端之间建立通信会话的消息，和用于控制数据传输的消息(例如，功率控制、数据速率信息、确认等)。以下将描述其中一些消息类型。特别是，详细描述使用前向链路ACK信道实现反向链路数据确认。
对于反向链路而言，在远程终端106处，将语音和/或分组数据(例如，来自数据源210)以及消息(例如，来自控制器230)提供给发射(TX)数据处理器212，该发射数据处理器212对数据和消息进行格式化，并且利用一种或多种编码方案对其进行编码以生成编码后的数据。每个编码方案可以包括循环冗余校验(CRC)、卷积编码、Turbo编码、块编码以及其他编码的任意组合，或者根本不进行编码。通常，使用不同的方案对语音数据、分组数据和消息进行编码，并且对不同类型的消息也可以进行不同的编码。
然后，将编码后的数据提供给调制器(MOD)214并进而对数据进行处理(例如，加包络(cover)、用短PN序列进行扩频，以及用分配给用户终端的长PN序列进行加扰)。然后，将调制后的数据提供给发射机单元(TMTR)216，并且对该调制后的数据进行调整(例如，将其转换为一个或多个模拟信号，对其进行放大、滤波以及正交调制)以生成反向链路信号。由双工器(D)218路由该反向链路信号，并经由天线220将其发射到基站104。
在基站104处，该反向链路信号由天线250接收，通过双工器252进行路由，提供给接收机单元(RCVR)254。接收机单元254调整(例如，滤波、放大、下变频，以及数字化)该接收信号并提供采样。解调器(DEMOD)256接收并处理(例如，解扩、去包络(decover)，和导频解调)该采样以提供经过恢复的符号。解调器256可实现为Rake接收机，Rake接收机可处理多个接收信号的实例(instance)并生成合并信号。然后，接收(RX)数据处理器258对符号进行解码以恢复在反向链路上传送的数据和消息。将恢复出的语音/分组数据提供给数据宿260，并且将恢复出的消息提供给控制器270。由解调器256和RX数据处理器258执行的处理与在远程终端106中执行的处理是互补的。解调器256和RX数据处理器258还用于处理经由多个信道(例如，反向基本信道(R-FCH)和反向辅助信道(R-SCH))接收的多个传输。此外，可从多个远程终端同时接收多个传输，每个传输可在反向基本信道、反向辅助信道，或二者之上进行传送。
在前向链路上，在基站104处，由发射(TX)数据处理器264对语音和/或分组数据(例如，来自数据源262)和消息(例如，来自控制器270)进行处理(即，格式化和编码)，由调制器(MOD)266进一步对其进行处理(即，加包络和扩频)，并且由发射机单元(TMTR)268对其进行调整(例如，将其转换为模拟信号、对其进行放大、滤波以及正交调制)以生成前向链路信号。前向链路信号通过双工器252路由，并经由天线250发射给远程终端106。
如果前向链路中的来自控制器270的消息包括功率控制命令，那么控制器270将作为功率控制器，该功率控制器通过测量相对于反向导频信道的能量级别的反向业务信道(即，R-SCH)的能量级别，来计算业务/导频的比值(T/P)。将该测量的T/P值与足以允许由基站对R-SCH帧进行正确解码的总T/P值进行比较，以生成T/P增量(delta)值，将该T/P增量值发送到远程终端以使远程终端能够在重发中传递适量的能量来补偿初始传输的能量亏空。
在远程终端106处，前向链路信号由天线220接收，通过双工器218路由，被提供给接收机单元222。接收机单元222调整(即，下变频、滤波、放大、正交解调，以及数字化)接收信号并提供采样。解调器224对该采样进行处理(例如，解扩、去包络和导频解调)以提供符号，再由接收数据处理器226对这些符号进行处理(例如解码和校验)从而恢复出在前向链路上传送的数据和消息。将恢复出的数据提供给数据宿228，并将恢复出的消息提供给控制器230。
反向链路具有一些与前向链路差异很大的特性。特别是，数据传输特性，软切换行为，以及衰落现象在前向链路和反向链路间通常存在很大的差异。例如，基站通常不能先验地知道哪个远程终端有分组数据要传送，或者有多少数据要传送。这样，只要远程终端请求，基站就将资源分配给远程终端并且该资源是可用的。由于用户的要求具有不确定性，所以反向链路上的使用可能波动很大。
按照本发明的典型实施例，提供了能够高效地分配、利用和控制反向链路资源的装置和方法。可经由用于分组数据传输的辅助信道(例如，R-SCH)来分配反向链路资源。特别是，提供了可靠的确认方案和高效的重发方案。高效的重发方案还涉及改进的功率控制，以使得远程终端能够在重发中传递适量的能量来补偿初始传输中的能量亏空。
可靠的确认方案和高效的重发方案应考虑控制基站和远程终端之间通信的几个因素。需要考虑的因素之一包括这样一个事实，即在多个基站到远程终端的路径损耗比一个基站到远程终端的最小路径损耗(例如，该基站紧靠远程终端)大约几个dB时，而这些基站又处于该远程终端的激活集中，则这些基站正确接收反向辅助信道(R-SCH)帧的机会相对很小。
为了使软切换得以工作且降低远程终端发射功率，远程终端需要接收这些丢失的或坏的R-SCH帧的指示。由于远程终端即将接收的否定确认要远多于肯定确认，因而配置一个典型的确认方案(见图3)，从而使得基站(BS)向远程终端(RT)发送好帧的确认(ACK)，且只有所接收的坏R-SCH帧具有足够的能量，即如果坏帧的能量与来自R-SCH帧重发的能量合并在一起，则合并的能量应该能够足以允许由基站对该帧进行正确解码，那么基站才向远程终端发送坏帧的否定确认(NAK)。响应于坏帧所具有的能量(即使当与重发能量合并)不足以允许由基站对该帧进行正确解码，基站将不产生NAK信号。这样，如果远程终端未接收到ACK或NAK信号，则远程终端假设在基站处所接收的坏帧，即使进行合并也不具有足够的能量来允许对该帧进行正确解码。在这种情况下，远程终端需要以足以允许正确解码的缺省传输级别来重发该帧。在一个实施例中，可预先确定该缺省传输级别从而使得可由基站进行正确解码。在另一个实施例中，可以按照无线CDMA系统的传输状态来动态地确定这一缺省传输级别。
图3示出按照上述针对图2设备讨论的确认方案的典型的前向链路ACK信道的操作。在示出的实施例中，远程终端将R-SCH帧发送给一个或多个基站。基站接收R-SCH帧，并且如果所接收的R-SCH帧被识别为“好”帧则发送ACK信号。
在一个实施例中，通过观察反向链路导频信号，或者等效地，基于由远程终端发送的功率控制位，来识别所接收的R-SCH帧的质量(即，识别为“好”或“坏”)。因此，如果反向链路导频信号包括足够的能量以允许由基站对该帧进行正确解码，那么认为该帧为“好”。否则，如果反向链路导频信号包括的能量不足以允许由基站对该帧进行正确解码，那么认为该帧为“坏”。
如果将所接收的R-SCH帧识别为“坏”帧，但其具有足够的能量来与重发合并，则基站的典型前向链路ACK信道发送具有业务/导频比(T/P)增量的NAK信号。当所接收的坏R-SCH帧具有足够的能量时出现这种情况，从而使得如果与来自R-SCH帧重发的能量合并，则其能量足以允许由基站对该帧进行正确解码。
如上所述，通过测量反向业务信道(例如，R-SCH)和反向导频信道的能量级别之间的比值，可计算出业务/导频比值(T/P)。这样，在本实施例中，该比值用于R-SCH的功率控制，并且将该比值与足以允许由基站对R-SCH帧进行正确解码的总能量级别相比较。初始传输的T/P值与足以允许正确解码的总能量级别之间的差值提供了被称之为T/P增量的参数。总体来讲，总能量级别是保持一定服务质量(QoS)所要求的能量级别，其依赖于速度，信道状态，和与QoS有关的其他参数。
在一个实施例中，对于给定的目标QoS(例如，目标误帧率(FER))，业务/导频比值(T/P)随着远程终端的速率而变化。可针对三种不同的可能远程终端速率(高(例如120km/hr.)、低(例如30km/hr.)，和静态(例如，0km/hr.下的加性高斯白噪声(AWGN)))，计算给定FER所要求的导频能量级别的T/P，并对其取平均。将得到的平均值存入增益表，例如在1999年11月19日由TIA/EIAIS-2000-2-A发布的文档号为C.P0002-A的“cdma2000扩频系统的3GPP2物理层标准”中所示出的增益表。
例如，为了对以120km/hr(即，高速率和快速衰落)移动的远程终端所要求的总能量级别估计T/P比值，可将增益表中的T/P值与AWGN(即，无衰落)的T/P值进行比较。差值可能约为2dB。这样，该值可用作在上述T/P增量计算中对足以允许由基站对R-SCH帧进行正确解码的总能量级别的估计。只要估计值符合拥塞控制的ROT要求，则可使用不同的QoS参数对该总能量级别的T/P比值进行不同的估计。
因此，T/P增量提供了一个差分能量值，远程终端必须在传输中传递该差分能量值，以补偿初始传输中的能量亏空，并使得基站能够对反向链路上的R-SCH帧进行正确解码。可在前向ACK信道上将所计算出的T/P增量与确认信号一同传送给远程终端。在如下情况下，即在两个或多个基站均处于远程终端的激活集，且两个基站以不同的T/P增量发送NAK信号以响应坏R-SCH帧时，远程终端选择具有较低T/P增量的一个基站，因而至少一个基站能够具有足够的能量来对分组进行正确解码。
在发送到远程终端来用于控制拥塞功率控制的T/P的T/P增量位中的差错，将会引起该T/P值不同于期望值。然而，通常基站监视用于反向功率控制或用于信道估计的反向导频信道的级别。基站也可以监视所接收的R-SCH帧的能量级别。通过获得R-SCH能量级别与反向导频信道能量级别的比值，基站能够估计出由远程终端使用的T/P。如果该T/P不是所期望的T/P，则基站设定控制该T/P的位以校正差异。因此，存在对T/P增量中的误码的自校正。
在当与重发能量合并后，所接收的坏R-SCH帧具有的能量不足以允许由基站对R-SCH帧进行正确解码时，基站将不发送NAK信号(即，NULL数据)。远程终端将该“NULL”状态识别为从基站到远程终端的信号，从而以足以允许正确解码的缺省传输级别来重发该R-SCH帧。
如果远程终端能够检测或确定哪个基站具有到远程终端的最小路径损耗(即，最佳的基站)，则还可以对如图3所示的确认方案进行进一步的优化。在一个实施例中，基站能够测量相对于功率控制目标的实际接收帧的能量亏空(如在闭合功率控制中进行地那样)，以确定哪个基站具有到远程终端的最小路径损耗。通过对大量帧的能量亏空取平均，基站能够确定其是否为最佳基站。该信息可以被传送到远程终端。在一个可替换的实施例中，如果远程终端正工作在1xEv-DV系统的数据/语音(DV)模式中，则可以容易地确定最佳基站。在这种模式下，基站和远程终端都必须获知哪个基站为最佳基站。
图4示出按照远程终端识别出哪个基站为最佳基站的假设来操作的典型前向链路ACK信道。因此，在示出的实施例中，远程终端向最佳基站和一个或多个次优基站(secondary base station(s))发送R-SCH帧。由于通常最佳基站将接收大量“好”帧且“好”帧远多于“坏”帧，因而来自最佳基站的确认方案将倾向于不发送“好”帧的ACK信号，而是发送“坏”帧的NAK信号。由于次优基站将接收大量的“坏”帧且“坏”帧远多于“好”帧，则次优基站将倾向于相反的情况。这样，来自次优基站的确认方案将倾向于发送“好”帧的ACK信号，而不发送“坏”帧的NAK信号。
因此，响应于从远程终端接收R-SCH帧，如果所接收的R-SCH帧被识别为“好”帧，则最佳基站的典型的前向链路ACK信道不再发送ACK信号(即，NULL数据)。远程终端将“NULL”状态识别为来自最佳基站的信号，且表示所传送的R-SCH帧被以足以允许正确解码的能量接收并且无需重发该帧。如果所接收的R-SCH帧被识别为“坏”帧，但其具有充足的能量与重发进行合并，则最佳基站发送具有T/P增量的NAK信号。在如下情况中出现这种状况，即当所接收的坏R-SCH帧具有充足的能量，使得如果其与来自R-SCH帧重发的能量合并，则其能量足以允许由最佳基站对该帧进行正确解码。如果所接收的坏R-SCH帧与重发能量合并后，具有的能量不足以允许由最佳基站对该帧进行正确解码，那么最佳基站发送不具有T/P增量的NAK信号。这样，远程终端以足以允许正确解码的缺省传输级别来重发该R-SCH帧。
响应于从远程终端接收R-SCH帧，如果所接收的R-SCH帧被识别为“好”帧，则次优基站的典型的前向链路ACK信道发送ACK信号。如果所接收的R-SCH帧被识别为“坏”帧，但其具有充足的能量与重发进行合并，则次优基站发送具有T/P增量的NAK信号。在如下情况中出现这种状态，即当所接收的坏R-SCH帧具有充足的能量，使得如果其与来自R-SCH帧重发的能量合并，则其能量足以允许由次优基站对该帧进行正确解码。与最佳基站相反，当所接收的坏R-SCH帧与重发能量合并后，具有的能量不足以允许由基站对该帧进行正确解码时，则次优基站不发送NAK信号(即，NULL数据)。远程终端将该“NULL”状态识别为从次优基站到远程终端的信号，从而以足以允许正确解码的缺省传输级别来重发R-SCH帧。
图5所示的流程图解释了结合图3或图4的确认方案来实现上述改进功率控制操作的典型的方法。在第一操作中，在逻辑框500处，测量反向业务信道的第一能量级别。在第一实施例中，该能量级别为在R-SCH上测量的能量级别。在逻辑框502处，在反向导频信道上测量第二能量级别。然后，在逻辑框504处，计算第一能量级别与第二能量级别之间的比值(T/P)。在逻辑框506处，估计足以对R-SCH帧进行正确解码的总能量级别。在逻辑框508处，通过获得总能量级别与T/P之间的差值来计算T/P增量。最后，在逻辑框510处，在前向ACK信道上适当地发送T/P增量，从而使得远程终端在重发中传递适量的能量来补偿初始传输中的能量亏空。按照图3或图4的确认方案所描述的过程来指定可以在前向ACK信道上传送T/P增量的条件。
如上所述，改进的功率控制能够改善反向链路的使用，并且还可以允许以较低的发射功率发射数据帧。例如，在没有重发的情况下，需要以用于达到误帧率的百分之一(1％FER)所要求的较高功率级别(P1)来发射数据帧。如果使用重发且重发是可靠的，则将以达到误帧率的百分之十(10％FER)所要求的较低功率级别(P2)来发射数据帧。这10％的擦除帧可以被重发来达到传输的总体上的1％FER(即，10％*10％＝1％)。此外，重发提供了时间分集，这将改善性能。重发帧也可以在基站处与该帧的初始传输合并，这种重新合并可使得擦除帧能够以较低能量级别重发。
本领域技术人员将会理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以互换方法的步骤。本领域技术人员还将理解，可以使用各种不同的工艺和技术中的任意技术来表示信息和信号。例如，在整个以上描述中所提及的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号，以及码片可以由电压、电流、电磁波、磁场或粒子，光场或粒子，或者上述的任意组合来表示。
本领域技术人员还会明白，这里结合所公开的实施例描述的各种示例性的逻辑框、模块、电路和技术步骤均可以电子硬件、计算机软件，或二者的结合来实现。为了清楚地示出硬件和软件之间的可交换性，以上对各种示例性的组件、方框、模块和步骤均以其功能性的形式进行总体上的描述。这种功能性是以硬件实现还是以软件实现依赖于特定的应用和整个系统所施加的设计约束。熟练的技术人员能够针对每个特定的应用以多种方式来实现所描述的功能性，但是这种实现的结果不应解释为引起背离本发明的范围。
利用一个通用处理器，数字信号处理器(DSP)，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程的逻辑器件，分立门或者晶体管逻辑，分立硬件组件，或者它们之中的任意组合可以实现或执行结合这里公开的实施例描述的各种示例性的逻辑框图，模块。一个通用处理器可能是一个微处理器，但是在另一种情况中，处理器可能是任何常规的处理器，控制器，微控制器，或者状态机。一个处理器也可能被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合，多个微处理器，一个或者更多结合DSP核心的微处理器，或者任何其他此种结构。
结合这里公开的实施例描述的方法或者算法可直接体现为硬件，由处理器执行的软件模块，或者这二者的组合。一个软件模块可能存在于RAM存储器，闪存，ROM存储器，EPROM存储器，EEPROM存储器，寄存器，硬盘，移动磁盘，CD-ROM，或者本领域熟知的任何其他形式的存储媒质中。一种典型存储媒质与处理器耦合，使得处理器能够从该存储媒质中读信息，且可向该存储媒质写信息。在替换实例中，存储媒质可能与处理器集成。处理器和存储媒质可能存在于一个ASIC中。该ASIC可能存在于一个用户站中。在一个替换实例中，处理器和存储媒质可以作为用户站中的分立组件存在。
提供所述公开的实施例的上述描述可使得本领域的技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域的技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而是与符合这里公开的原理和新颖特征的最广范围相一致。

Claims (29)

1、一种用于无线通信系统中的功率控制的方法，包括：
在所述通信系统的反向链路中接收数据帧的初始传输；
测量所述数据帧的第一能量级别；和
如果所述第一能量级别不足以正确解码所述数据帧，则估计所述第一能量级别中的能量亏空，使得当以等于所述第一能量级别和所述能量亏空之差的第二能量级别来重发所述数据帧时，能够利用所述第一能量级别和所述第二能量级别的合并能量来正确解码所述数据帧。
2、如权利要求1所述的方法，其中测量所述数据帧的第一能量级别包括测量所述反向链路中的业务信道的能量级别。
3、如权利要求2所述的方法，其中所述业务信道是所述通信系统的反向辅助信道(R-SCH)。
4、如权利要求2所述的方法，其中测量所述数据帧的第一能量级别还包括测量所述反向链路中的导频信道的能量级别。
5、如权利要求4所述的方法，其中测量所述数据帧的第一能量级别还包括计算所述业务信道的所述能量级别和所述导频信道的所述能量级别之间的比值。
6、如权利要求1所述的方法，还包括：
估计足以正确解码所述数据帧的总能量级别。
7、如权利要求1所述的方法，还包括：
在前向确认信道上传送所述能量亏空和对于所述数据帧的接收的合适的否定确认。
8、一种用于在无线通信系统中的反向链路上控制功率的方法，包括：
计算数据帧的能量级别和在所述反向链路上发送的导频信道能量之间的比值；
如果所述数据帧接收有误，则估计能量亏空比，从而使得所述能量亏空比能够使远程终端调节所述数据帧的所述能量级别，以便当所述数据帧的能量级别与重发的能量级别合并后，能够在所述重发中正确解码所述数据帧。
9、一种无线通信系统中的反向链路功率控制器，包括：
用于在所述反向链路中接收数据帧的初始传输的装置；
测量装置，用于测量所述数据帧的第一能量级别；和
估计装置，用于如果所述第一能量级别不足以正确解码所述数据帧，则估计所述第一能量级别中的能量亏空，从而使得当以等于所述第一能量级别和所述能量亏空之差的第二能量级别来重发所述数据帧时，能够利用所述第一能量级别和所述第二能量级别的合并能量来正确解码所述数据帧。
10、如权利要求9所述的功率控制器，其中所述测量装置包括用于测量所述反向链路中的业务信道的能量级别的装置。
11、如权利要求10所述的功率控制器，其中所述业务信道是所述通信系统的反向辅助信道(R-SCH)。
12、如权利要求10所述的功率控制器，其中所述测量装置包括用于测量所述反向链路中的导频信道的能量级别的装置。
13、如权利要求12所述的功率控制器，其中所述测量装置包括用于计算所述业务信道的所述能量级别和所述导频信道的所述能量级别之间的比值的装置。
14、如权利要求9所述的功率控制器，还包括：
用于估计足以正确解码所述数据帧的总能量级别的装置。
15、如权利要求9所述的功率控制器，还包括：
用于在所述通信系统的前向确认信道上传送所述能量亏空和对于所述数据帧的接收的合适的否定确认。
16、一种无线通信系统中的反向链路功率控制器，包括：
接收机，配置成在所述通信系统的反向链路中接收数据帧的初始传输；
测量装置，配置成测量所述数据帧的第一能量级别；和
估计装置，配置成如果所述第一能量级别不足以正确解码所述数据帧，则估计所述第一能量级别中的能量亏空，从而使得当以等于所述第一能量级别和所述能量亏空之差的第二能量级别来重发所述数据帧时，能够利用所述第一能量级别和所述第二能量级别的合并能量来正确解码所述数据帧。
17、如权利要求16所述的功率控制器，其中所述测量装置包括配置成测量所述反向链路中的业务信道的能量级别的第一测量设备。
18、如权利要求17所述的功率控制器，其中所述业务信道是所述通信系统的反向辅助信道(R-SCH)。
19、如权利要求17所述的功率控制器，其中所述测量装置还包括配置成测量所述反向链路中的导频信道的能量级别的第二测量设备。
20、如权利要求19所述的功率控制器，其中所述测量装置包括配置成计算所述业务信道的所述能量级别和所述导频信道的所述能量级别之间的比值的计算设备。
21、如权利要求16所述的功率控制器，还包括：
配置成估计足以正确解码所述数据帧的总能量级别的估计器。
22、如权利要求16所述的功率控制器，还包括：
发射机，配置成在前向确认信道上传送所述能量亏空和对于所述数据帧的接收的合适的否定确认。
23、一种无线通信系统的基站，该基站包括：
RF前端，配置成接收、适当地放大、滤波和处理来自远程终端的反向链路业务信道数据帧；
数字信号处理器(DSP)，用于解调和进一步处理所述接收的数据帧；和
功率控制器，包括：
测量装置，配置成测量所述数据帧的第一能量级别；和
估计装置，配置成如果所述第一能量级别不足以正确解码所述数据帧，则估计所述第一能量级别中的能量亏空，从而使得当以等于所述第一能量级别和所述能量亏空之差的第二能量级别来重发所述数据帧时，能够利用所述第一能量级别和所述第二能量级别的合并能量来正确解码所述数据帧。
24、如权利要求23所述的基站，其中所述测量装置包括配置成测量所述反向链路中的业务信道的能量级别的第一测量设备。
25、如权利要求24所述的基站，其中所述业务信道是所述通信系统的反向辅助信道(R-SCH)。
26、如权利要求24所述的基站，其中所述测量装置还包括配置成测量所述反向链路中的导频信道的能量级别的第二测量设备。
27、如权利要求26所述的基站，其中所述测量装置还包括配置成计算所述业务信道的所述能量级别和所述导频信道的所述能量级别之间的比值的计算设备。
28、如权利要求23所述的基站，还包括：
配置成估计足以正确解码所述数据帧的总能量级别的估计器。
29、如权利要求23所述的基站，还包括：
发射机，配置成在前向确认信道上发送所述能量亏空和对于所述数据帧的接收的合适的否定确认。
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