CN1533049A - 移动通信***、无线基站装置和所使用的功率控制方法 - Google Patents

移动通信***、无线基站装置和所使用的功率控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种无线基站装置，其能够将移动台终端的前向链路专用物理控制信道的接收质量一直保持在恒定水平。编码单元处理用户数据的数据编码，速率匹配单元处理被编码的数据的速率匹配。偏差功率水平校正单元校正用户数据上的控制信息的偏差功率水平。专用物理数据信道生成单元从已经经过速率匹配的数据中生成专用物理数据信道，而专用物理控制信道生成单元从其偏差功率水平已经被校正的控制信息中生成专用物理控制信道。时分复用单元使这些专用物理数据信道和专用物理控制信道被时分复用。

Description

移动通信***、无线基站装置和所使用的功率控制方法
技术领域
本发明涉及移动通信***、无线基站装置和所使用的功率控制方法，更具体地说，本发明涉及在码分多址(CDMA)制式的移动通信***中使用的功率控制方法。
背景技术
在传统的CDMA制式的移动通信***中，前向链路的用于传输数据的专用物理数据信道和专用物理控制信道被时分复用以用于到移动台终端的传输。
专用物理数据信道是用于将用户数据传输到移动台终端的信道，而专用物理控制信道是用于在物理层中传输控制信息的信道。控制信息包括在同步检测中用于信道评估的已知形式的导频比特(pilot bit)、传输功率控制(TPC)命令和传输格式组合指示符(TFCI)。顺便说一下，TFCI是信息项，其指示在前向链路专用物理数据信道的接收帧中有多少传输信道被复用，或者哪个传输信道使用哪种传输格式。
前向链路专用物理数据信道在具有例如快速码(Turbo code)或卷积码的错误校正能力的算法中被编码，但是专用物理控制信道不被编码。
为此，在无线基站装置中，有必要考虑专用物理数据信道的编码增益，并且，对于被时分复用的专用物理数据信道和专用物理控制信道的传输功率水平，要将其中的专用物理控制信道的传输水平增加编码增益那么多。
尤其是在进行前向链路的外循环功率控制时，判断被编码的专用物理数据信道是否满足质量要求，并降低前向链路的信号干扰比(SIR)目标以在满足特定质量要求的水平上实现汇聚(convergence)。
在不同的无线传播环境中，具有相同SIR水平的信号在接收质量上可能不同。前向链路的外循环功率控制是指测定在这种情况下所接收信号的块错误率(BLER)并判断是否满足由网络和服务规定的质量要求，即，用于确定满足整个***要求的目标SIR水平的控制。例如，在W-CDMAMobile Communication Formula：2-2W-CDMA Basic TransmissionTechnology(in Japanese，edition supervised by KeijiTachkawa，publishedby Maruzen Co.，Ltd.on June 25，2001)，p.55中公开了这种控制。
这样，当正在进行前向链路的外循环功率控制时，来自无线基站装置的专用物理信道的传输功率被降低，并且汇聚在可以满足用户数据单元的质量要求的水平。结果，没有被编码的专用物理控制信道的导频、TPC命令和TFCI就不能满足如专用物理数据信道的编码增益那么多的质量要求。
在当前可得到的CDMA制式的移动通信***中，为了避免这个问题，可能有专用物理数据信道的编码增益的固定值来补充专用物理控制信道的传输功率。这个参数只有在设定传输信道时才能设定，并且这个参数只能具有固定的值，这个固定的值在通信期间的任何时间都不能被改变。
但是，在传统的CDMA制式的移动通信***中，专用物理数据信道和专用物理控制信道之间的差别，不仅影响编码增益的差别(快速码或卷积码和没有编码)，而且还影响由速率匹配引起的比特重复(repetition)或比特减少(thinning-out)。
在比特重复频繁的地方，错误校正率相应地提高，导致在移动台终端的改进的接收质量，从而使得移动台终端甚至在低接收功率下也能够获得足够高的质量。
另一方面，在比特减少频繁的地方，在移动台终端的错误校正率比正常情况下的低，导致比正常情况下更差的接收质量，并从而导致无线基站装置为满足质量要求所需的更高的接收功率。
发明内容
本发明的目的是避免上面所提到的问题，并提供一种移动通信***，其使移动台终端能够将前向链路专用物理控制信道的接收质量一直保持在恒定的水平，还提供了这里所使用的功率控制方法和无线基站装置。
本发明的另一个目的是提供一种移动通信***，其能够减少***中移动台终端的总容纳能力的下降，还提供了这里所使用的功率控制方法和无线基站装置。
前向链路的有错误校正的专用物理数据信道和没有错误校正的专用物理控制信道，通过根据本发明的移动通信***被时分复用并从无线基站装置被传输到移动台终端，该移动通信***设置有：
用于考虑所述专用物理数据信道的编码增益来校正传输功率的装置，以及用于以校正后的传输功率传输所述前向链路的专用物理信道的装置。
根据本发明的一种无线基站装置，通过所述无线基站装置，前向链路的有错误校正的专用物理数据信道和没有错误校正的专用物理控制信道被时分复用并被传输到移动台终端，所述无线基站装置设置有：
用于考虑所述专用物理数据信道的编码增益来校正传输功率的装置，以及用于以校正后的传输功率传输所述前向链路的专用物理信道的装置。
根据本发明的意在用于移动通信***的功率控制方法，在所述无线基站一侧设置有考虑所述专用物理数据信道的编码增益来校正传输功率的步骤，以及以校正后的传输功率传输所述前向链路的专用物理信道的步骤，其中通过所述移动通信***，前向链路的有错误校正的专用物理数据信道和没有错误校正的专用物理控制信道被时分复用并从无线基站装置被传输到移动台终端。
这样，根据本发明的使用CDMA制式的移动通信***，基于从所传输数据数量的变化而计算出的、由速率匹配引起的比特重复/比特减少，来校正通过所述被时分复用和传输的前向链路的专用物理数据信道(有错误校正)和专用物理控制信道(没有错误校正)上的错误校正处理(编码)而获得的传输功率的编码增益(固定的)，将校正后的增益的功率水平添加到专用物理控制信道上，并从无线基站装置传输作为前向链路专用物理信道的结果。
在这种方式下，根据本发明的移动通信***，可以不用将移动台终端的接收的信号干扰比(SIR)提高到不必要的高水平，就可以保持被时分复用的专用物理数据信道和专用物理控制信道之间的传输功率的平衡，使得专用物理控制信道能够一直保持在可以进行信道评估的恒定的水平。
为了更详细地描述，在CDMA制式的移动通信***中，使用专用物理信道用于无线基站装置和移动台终端之间的通信，所述专用物理信道由时分复用专用物理数据信道和专用物理控制信道构成。在该通信中，使用在专用物理数据信道上设定的原始传输功率水平，来设定比考虑专用物理数据信道的专用物理数据信道的编码增益功率水平更高的功率水平。
这里，将专用物理控制信道的传输功率设定为比专用物理数据信道的水平高出专用物理数据信道的编码增益的更高的水平上，是因为以下原因：当前向链路传输功率水平汇聚使得已经在移动台终端进行的前向链路外循环功率控制下进行过错误校正处理的专用物理数据信道以满足有关质量要求时，没有进行过错误校正处理的专用物理控制信道不能保持所需的质量标准。通过将专用物理控制信道的传输功率设定为比专用物理数据信道的水平高出专用物理数据信道的编码增益的更高的水平上，使得可能向移动台终端保证两个信道上的特定水平的接收质量。
但是，因为在专用物理数据信道上传输的数据数量在每一个传输时间间隔上都是不同的，所以服务质量不同的用户数据被映射到物理信道上。(例如，在语音通信和分组通信混合存在的情况下，不允许长时间延迟的语音通信和允许一定延迟的电子邮件等的分组通信在QoS上是不同的。)为此，为同时满足QoS要求而由速率匹配引起的比特重复/比特减少同样也不同(因为是通过改变数据数量比来同时满足不同的QoS要求的)。
结果是专用物理数据信道上的数据数量在每一个传输时间间隔上都是不同的，导致接收质量因此而波动。为此，在反映编码增益的功率差如同在传统处理中一样只能被设定为固定值时，比特重复/减少的波动可能使得无法将移动台终端的接收质量一直保持在某个恒定的水平。
考虑到这个问题，在根据本发明的移动通信***中，考虑了在每一个传输时间间隔中由速率匹配引起的比特重复/比特减少，并且校正将要被添加到专用物理控制信道上的传输功率水平。校正后的偏差水平被添加到专用物理数据信道的编码增益的功率水平上，并且被时分复用的前向链路的专用物理控制信道的传输以专用物理控制信道的传输功率水平而发生。
在根据本发明的移动通信***中，在每一个传输时间间隔中考虑由速率匹配引起的比特重复/比特减少，校正专用物理数据信道的编码增益的功率水平，并且将校正后的水平添加到专用物理控制信道上。从而可能向移动台终端提供一直处于恒定水平的、不会在传输时间间隔之间变化的前向链路专用物理控制信道的接收质量。
因为这还防止了无线基站装置以不必要的高功率来传输专用物理控制信道，所以可能减少由于无线基站装置传输功率的增加而导致的***的总容纳能力的下降。顺便说一下，逆向链路表示从移动台终端到无线基站装置的传输，前向链路表示从无线基站装置到移动台终端的传输。
如上所述，根据本发明的移动通信***、无线基站装置以及这里所使用的功率控制方法，使得移动台终端的前向链路专用物理控制信道的接收质量一直处于恒定的水平。
此外，根据本发明的移动通信***、无线基站装置以及这里所使用的功率控制方法，能够减少***的移动台终端的总容纳能力的下降。
附图说明
从下面结合附图的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更加清楚，在附图中：
图1是本发明优选实施例的移动通信***的构造的框图；
图2示出了图1的无线基站装置的一般构造；
图3示出了本发明实施例中的前向链路用户数据的传输形式；
图4图示了本发明实施例中由前向链路用户数据的速率匹配引起的比特减少；
图5图示了本发明实施例中由前向链路用户数据的速率匹配引起的比特重复；
图6图示了本发明实施例中专用物理控制信道上的传输功率的校正；
图7是示出了本发明实施例的移动通信***的操作的流程图。
具体实施方式
下面将参照附图详细描述本发明的优选实施例。图1是本发明优选实施例的移动通信***的构造的框图。参照图1，包含本发明的移动通信***使用码分多址(CDMA)制式，包括无线基站装置1和移动台终端2。在无线基站装置1中设置有基带单元11，其处理速率匹配并进行多种测定。
在CDMA制式的传统移动通信***中，无线基站装置1以几千米的间距设置，每一个组成一个区域，并且在每个无线基站装置1和多个移动台终端2之间建立无线链路。在图1中，假定在无线基站装置1和移动台终端2之间建立无线链路。
通过时分复用专用物理数据信道101和专用物理控制信道102而构成前向链路专用物理信道100。在该实施例中，寻求被时分复用的专用物理数据信道101和专用物理控制信道102之间的传输功率的最佳平衡。
通常，专用物理数据信道101用例如快速码或卷积码的错误校正码而被编码，并具有高的错误校正能力。另一方面，专用物理控制信道102不被编码，也没有错误校正能力。
因此，当通过前向链路的外循环功率控制来控制功率以满足专用物理数据信道101的质量要求时，就不能满足没有错误校正能力的专用物理控制信道102上的质量要求，在最坏的情况下将引起呼叫中断。
为此，对CDMA制式的本移动通信***来说，可能将专用物理数据信道101和专用物理控制信道102之间的传输功率差(即专用物理数据信道的编码增益的功率水平)固定为偏差水平103。
图2示出了图1的无线基站装置1的一般构造。在图2中，无线基站装置1包括编码单元12、速率匹配单元13、偏差功率水平校正单元14、专用物理数据信道生成单元15、专用物理控制信道生成单元16以及时分复用单元17。编码单元12处理用户数据201和202的数据编码，而速率匹配单元13处理被编码数据的速率匹配。偏差功率水平校正单元14校正用户数据201和202上的控制信息的偏差功率水平。
专用物理数据信道生成单元15从已经进行过速率匹配的数据中生成专用物理数据信道，而专用物理控制信道生成单元16从其偏差功率水平已经被校正的控制信息中生成专用物理控制信道。时分复用单元17使这些专用物理数据信道和专用物理控制信道被时分复用。
图3示出了本发明实施例中的前向链路用户数据的传输形式。图4图示了本发明实施例中由前向链路用户数据的速率匹配引起的比特减少。图5图示了本发明实施例中由前向链路用户数据的速率匹配引起的比特重复。图6图示了本发明实施例中专用物理控制信道上的传输功率的校正。
参照图3，前向链路用户数据301至303被安放在前向链路专用物理数据信道上的传输时间间隔311至313的每一个中。结果，传输时间间隔311至313上的前向链路用户数据301至303的数据数量彼此之间都不相同。
为此，在传输时间间隔311至313的每一个中的前向链路用户数据301至303中，可能会发生如图4所示的由速率匹配402引起的比特减少404，或者如图5所示的由速率匹配502引起的比特重复504。
在这个实施例中，如图6中所示，计算出由无线基站装置1接收的用户数据数据部分的速率匹配引起的比特减少404或比特重复504，并且基于所计算出的结果校正被设定为专用物理数据信道601的编码增益的功率水平(固定的)603。(校正后的水平是反映考虑了由速率匹配引起的比特减少/重复的功率水平604，如在图6中所示。)然后，校正后的功率水平被添加到专用物理控制信道602的传输功率中，并且专用物理数据信道和专用物理控制信道被时分复用，并被传输到无线部分。这些处理步骤由其构造示出在图2中的无线基站装置1执行。
因为在图3中示出的传输时间间隔311至313的专用物理数据信道在所传输的数据数量上彼此都是不同的，所以服务质量(QoS)不同的用户数据被映射到物理信道上。(例如，在语音通信和分组通信混合存在的情况下，不允许长时间延迟的语音通信和允许一定延迟的电子邮件等的分组通信在QoS上是不同的。)为此，由速率匹配引起的用于满足QoS要求的比特重复/比特减少同样也不同(因为是通过改变数据数量比来同时满足不同的QoS要求的)。
这样，在每一个移动台终端2的专用物理数据信道上的数据数量，从传输时间间隔311至313彼此都是不同的，接收质量因此而波动。在反映编码增益的功率差如同在传统处理中一样只能被设定为固定值时，比特重复/减少的波动使得不可能将移动台终端2的接收质量一直保持在某个恒定的水平。
考虑到这个问题，在本发明的实施例中，如图3所示考虑了在传输时间间隔311至313的每一个中由速率匹配引起的比特重复504/比特减少404(参见图4和图5)，并且校正将要被添加到专用物理控制信道上的传输功率水平(专用物理数据信道601的编码增益)，如图6所示。
校正后的偏差水平(图6中示出的反映由速率匹配引起的比特减少/重复的功率水平604)被添加到专用物理数据信道601的编码增益的功率水平603上，并且被时分复用的前向链路的专用物理控制信道以专用物理控制信道602的传输功率水平而进行传输。
在这个实施例中，在传输时间间隔311至313的每一个中考虑由速率匹配引起的比特重复504/比特减少404，校正专用物理数据信道601的编码增益的功率水平603，并且校正后的水平被添加到专用物理控制信道602上。从而可能向移动台终端2提供一直处于恒定水平的、不会在传输时间间隔311至313之间变化的前向链路专用物理控制信道的接收质量。
因为这还防止了无线基站装置1以不必要的高功率来传输专用物理控制信道，所以可能减少由于无线基站装置1传输功率的增加而导致的***的总容纳能力的下降。顺便说一下，逆向链路表示从移动台终端2到无线基站装置1的传输，前向链路表示从无线基站装置1到移动台终端2的传输。
图7是示出本发明实施例的移动通信***的操作的流程图。下面将参照图1到图7来描述包含本发明的移动通信***的操作。
首先，无线基站装置1接收来自主机装置(未示出)用户数据201和202(图7中的步骤S1)。在无线基站装置1中，为了在单个信道上传输QoS不同的用户数据，计算出(速率匹配)在传输时间间隔311至313的每一个中映射到物理信道上的被编码序列(用户数据)中比特数量的变化(比特重复504/比特减少404)(图7中的步骤S2)。
在无线基站装置1中，因为取决于由上述处理获得的由速率匹配引起的比特重复504/比特减少404，移动台终端2的接收质量会有所不同，所以校正被设定为前向链路专用物理数据信道的编码增益的传输功率水平603的固定值(图7中的步骤S3)。
无线基站装置1将校正后的传输功率水平添加到专用物理控制信道的传输功率上，并以时分复用的形式传输专用物理数据信道和专用物理控制信道(图7的步骤S4和S5)。
因此，在本发明的这个实施例中，移动台终端2的接收质量，由在传输时间间隔311至313的每一个中通过速率匹配计算出的比特重复504/比特减少404来改变。为此，基于所计算出的接收质量的值，在传输时间间隔311至313的每一个中校正已经经过错误校正的专用物理数据信道和没有经过错误校正的专用物理控制信道之间的编码增益的传输功率差。这使得实施例能够将移动台终端2的前向链路专用物理控制信道的接收质量一直保持在恒定的水平。
此外，在这个实施例中，无线基站装置1的以不必要高功率水平的传输的减少会减少移动台终端2所受的干扰的水平，防止移动台终端2对无线基站装置1做出进一步的功率要求，并且可以减少***的移动台终端2的总容纳能力的下降。
如迄今所描述的，根据本发明的移动通信***，通过具有上述的构造和操作，提供了能够使得移动台终端的前向链路专用物理控制信道的接收质量一直处于恒定水平的优点。
此外，根据本发明的另一种移动通信***，通过具有上述的构造和操作，提供了能够减少***的移动台终端总容纳能力下降的优点。
虽然已经参照其特定的优选实施例描述了本发明，但是应该理解本发明所包含的主体不限于特定的实施例。实际上，本发明的主体意于包括可以包含在下面权利要求的精神和范围内的所有这样的替换、修改和等同物。

Claims (36)

1.一种移动通信***，通过所述移动通信***，前向链路的有错误校正的专用物理数据信道和没有错误校正的专用物理控制信道被时分复用并从无线基站装置被传输到移动台终端，所述移动通信***包括：
功率校正单元，其考虑所述专用物理数据信道的编码增益来校正传输功率，以及
传输单元，其以校正后的传输功率传输所述前向链路的专用物理信道。
2.如权利要求1所述的移动通信***，其中：
所述功率校正单元在每一个传输时间间隔校正所述传输功率。
3.如权利要求1所述的移动通信***，其中：
所述功率校正单元，基于从所传输数据数量的变化而计算出的、由速率匹配引起的比特重复/比特减少，校正通过所述专用物理数据信道和所述专用物理控制信道上的错误校正处理而获得的传输功率的编码增益。
4.如权利要求2所述的移动通信***，其中：
所述功率校正单元，基于从所传输数据数量的变化而计算出的、由速率匹配引起的比特重复/比特减少，校正通过所述专用物理数据信道和所述专用物理控制信道上的错误校正处理而获得的传输功率的编码增益。
5.如权利要求3所述的移动通信***，其中：
所述速率匹配将同时满足语音通信和分组通信的服务质量要求。
6.如权利要求4所述的移动通信***，其中：
所述速率匹配将同时满足语音通信和分组通信的服务质量要求。
7.如权利要求1所述的移动通信***，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
8.如权利要求2所述的移动通信***，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
9.如权利要求3所述的移动通信***，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
10.如权利要求4所述的移动通信***，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
11.如权利要求5所述的移动通信***，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
12.如权利要求6述的移动通信***，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
13.一种无线基站装置，通过所述无线基站装置，前向链路的有错误校正的专用物理数据信道和没有错误校正的专用物理控制信道被时分复用并被传输到移动台终端，所述无线基站装置包括：
功率校正单元，其考虑所述专用物理数据信道的编码增益来校正传输功率，以及
传输单元，其以校正后的传输功率传输所述前向链路的专用物理信道。
14.如权利要求13所述的无线基站装置，其中：
所述功率校正单元在每一个传输时间间隔校正所述传输功率。
15.如权利要求13所述的无线基站装置，其中：
所述功率校正单元，基于从所传输数据数量的变化而计算出的、由速率匹配引起的比特重复/比特减少，校正通过所述专用物理数据信道和所述专用物理控制信道上的错误校正处理而获得的传输功率的编码增益。
16.如权利要求14所述的无线基站装置，其中：
所述功率校正单元，基于从所传输数据数量的变化而计算出的、由速率匹配引起的比特重复/比特减少，校正通过所述专用物理数据信道和所述专用物理控制信道上的错误校正处理而获得的传输功率的编码增益。
17.如权利要求15所述的无线基站装置，其中：
所述速率匹配将同时满足语音通信和分组通信的服务质量要求。
18.如权利要求16所述的无线基站装置，其中：
所述速率匹配将同时满足语音通信和分组通信的服务质量要求。
19.如权利要求13所述的无线基站装置，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
20.如权利要求14所述的无线基站装置，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
21.如权利要求15所述的无线基站装置，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
22.如权利要求16所述的无线基站装置，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
23.如权利要求17所述的无线基站装置，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
24.如权利要求18所述的无线基站装置，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
25.一种用于移动通信***的功率控制方法，通过所述移动通信***，前向链路的有错误校正的专用物理数据信道和没有错误校正的专用物理控制信道被时分复用并从无线基站装置被传输到移动台终端，所述功率控制方法包括如下步骤：
考虑所述专用物理数据信道的编码增益来校正传输功率，以及
以校正后的传输功率传输所述前向链路的专用物理信道。
26.如权利要求25所述的功率控制方法，其中：
通过所述校正传输功率的步骤，在每一个传输时间间隔校正所述传输功率。
27.如权利要求25所述的功率控制方法，其中：
基于从所传输数据数量的变化而计算出的、由速率匹配引起的比特重复/比特减少，通过所述校正传输功率的步骤来校正通过所述专用物理数据信道和所述专用物理控制信道上的错误校正处理而获得的传输功率的编码增益。
28.如权利要求26所述的功率控制方法，其中：
基于从所传输数据数量的变化而计算出的、由速率匹配引起的比特重复/比特减少，通过所述校正传输功率的步骤来校正通过所述专用物理数据信道和所述专用物理控制信道上的错误校正处理而获得的传输功率的编码增益。
29.如权利要求27所述的功率控制方法，其中：
所述速率匹配将同时满足语音通信和分组通信的服务质量要求。
30.如权利要求28所述的功率控制方法，其中：
所述速率匹配将同时满足语音通信和分组通信的服务质量要求。
31.如权利要求25所述的功率控制方法，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
32.如权利要求26所述的功率控制方法，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
33.如权利要求27所述的功率控制方法，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
34.如权利要求28所述的功率控制方法，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
35.如权利要求29所述的功率控制方法，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
36.如权利要求30所述的功率控制方法，其中：
所述移动通信***使用码分多址制式。
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