CN1551525A - 提高在无线网络中的反向链路信道的容量的方法 - Google Patents

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Abstract

通过与数据信道发送开始相一致地实现导致导频信道发送功率(PCTP)和数据信道－导频比(DCPR)的快速改变的方案提高反向链路的容量。在导频功率和数据信道－导频比中的改变还可以应用于在发送器和/或接收器使用多个导频和/或多个天线的移动台。

Description

提高在无线网络中的反向链路信道的容量的方法
技术领域
本发明涉及一种无线通信网络，特别涉及提高通信信道的反向链路的容量。
背景技术
在无线网络中，用正向链路(FL)和反向链路(RL)来描述通信。该正向链路和反向链路也被分别称为下行链路(DL)和上行链路(UL)。正向链路是指从基站(BS)，也被称为小区，到移动台(MS)的传输，以及反向链路是指从MS到BS的传输。一个移动台可以是一个语音终端或者数据终端或其组合。正向和反向链路把语音、数据、视频或者任何其他数字信息的内容从一端传送或承载到另一端。在任何给定时间内，从一个基站发送到特定移动台的信息与发送到在一个***中存在的其余移动台的信息相比实际上被唯一地识别。在码分多址(CDMA)***中，该唯一性由用于扩展或调制在该正向链路中的特定用户数据的正交沃尔什函数所控制。但是，在反向链路中，一个特定用户的数据的唯一性由该用户特定的代码所控制，该代码将识别反向链路发送。
图1示出还被称为一个无线网络1的小区的基站的群集(cluster)。该群集包括由多个其他小区所包围的一个中央小区1。该中央小区的标识仅仅是讨论该小区与其周围的小区的操作的一个符号。例如，当针对于小区1进行讨论时，则被称为层级1小区的周围的小区是与其四周相邻的小区。在图1中，存在有小区2、小区3、小区4、小区5、小区6和小区7。
包括语音和数据用户的基于CDMA的反向链路的***设计的目的是优化在该基站处接收的数据输出的***容量，并且保持所有用户具有他们所需的服务质量水平。该涉及的目的是确保在一个基站接收的来自在该小区中的每个移动台的信号强度理想地互为相等。在该基站接收的来自一个特定移动台的信号受到被称为小区内干扰的从小区内的基站的所有用户接收的所有信号和被称为小区间干扰的从所有周围基站的用户接收的信号的总和的干扰，并且在所需基站接收的质量下降。CDMA***的设计目标是使得在一个给定基站的所有类型的干扰最小化。
在一个CDMA无线***的反向链路中，在该基站中所接收的信号功率是共享的主要资源。该资源以由于从该网络中的所有移动台接收的信号所累积的功率量为界限，同时保持解码每个信号的能力。在一个信号中所接收的功率越高，则在该基站处解码该信号的能力越好，另一方面，如果从一个用户接收的功率较高，则会对还同时发送的另一个用户造成更高的干扰。优化从每个移动台接收的信号电平的目的是在期望同时从一个用户接收更高功率的信号和确保从所有其他移动台接收的信号可以被解码这两个相互矛盾的需求之间作出平衡。换句话说，该目的是使得来自一个特定用户的所接收功率最大化，并且限制由其他用户所受到的干扰。
发明内容
本发明的资源分配方法的一个实施例计算移动导频信道发送功率和移动数据信道-导频比(DCPR)作为一部分发送资源，并且转换为用于确定要在发送开始时使用的实际导频信道发送功率(PCTP)的被调度数据用户信息，以及在发送过程中使用的数据信道-导频比(或者相对于来自预定查找表的适当数据信道-导频比的默认值的偏移量)。
附图说明
从下文仅仅为了说明而给出的详细描述和附图中，将更加清楚地理解本发明。参考标号表示在各个附图中的相应部件，其中：
图1示出具有被一层周围小区所包围的一个中央小区的一组小区；
图2示出在本发明的一个实施例中的网络的一个例子；
图3示出本发明的一个实施例的分步处理。
具体实施方式
所接收的功率源被转换为一个移动台(MS)可以用于发送其数据内容的一个发送速率和和发送时间间隔。该数据发送速率取决于由在对基站(BS)的反向链路(RL)发送中所使用的功率量。数据用户的发送速率越高则意味着发送功率越高，反过来，给定该反向链路的相互干扰特性，则意味着在该基站从其他用户接收的其他所接收信号的质量越低。为了解调从特定用户接收的反向链路信号，该基站需要估计与该用户或移动台的反向链路的导频信号相关的特定信道参数。这些信道参数被用于解调来自一个用户的所接收信号。所接收的导频信号估计的质量与该信道估计参数的精度成正比。该信道参数估计的可靠性随着所接收信号质量的下降而减小。因此，在作为特定用户在该基站所接收的功率量的在一个基站的资源分配应当足以保证对用户数据的精确解调的可接受的信号质量。
下面将描述在CDMA2000***情况下的本发明的一个实施例。但是，本发明的原理还可以应用于其他CDMA***，例如1xEV-DO(akaHRPD)、UMTS***等等。
为了有助于信道估计和信号解调，移动用户发送在在反向链路上在被称为导频信道一个信道中发送一个被称为导频信号的预定信号。该信道估计和解调处理的可靠性与所接收导频信道的质量成正比。该导频信道的质量与它所接收的功率成正比，并且与干扰它的所有信号的所接收功率的合成功率成反比。
为了保证所接收导频信道的信号质量可以接受，采用被称为功率控制的处理。对于每个移动用户，该基站定期地评估来自该移动用户的信号质量，并且根据该估计，对每个移动用户提供连续的反馈，以按照等时间间隔把其导频信道的发送功率增加或减小固定的量。
除了导频信道之外，移动用户可以在该反向链路上发送少数其他信道。源自一个用户的所有信道被平行地发送。对于除了该导频信道之外的每个信道，该发送功率是该导频信道的发送功率的倍数。该倍数被称为信道-导频比，其可以是任何正实数。对于每个信道，该移动用户使用预定的信道-导频比的默认值，其被设计为导致在平均条件下的可接受的信道接收状况。对于数据移动台，承载用户数据或有效负荷的信道被称为数据信道。该数据信道被根据来自基站的指令而发送。在BS作出调度的判定以使得一个特定的移动台在反向链路上发送其数据的时刻和该移动台开始发送的时刻之间的时序关系基于在该***中所用的调度方法。在其他实施例中的调度判定可以在如图2中所示的无线网络控制器(RNC)或移动交换中心(MSC)或者媒体网关处作出。
对于哪一个数据用户计划在该RL上发送的判定被在该基站处定期地执行。作出调度判定的(周期性的)时刻被称为调度时刻，并且在它们之间的时间周期被称为调度时刻。
一个特定用户(或多个用户)的调度在该BS处基于从被调度的用户执行RL发送时在该基站处根据期望的资源可用性而作出。使得用户在RL上开始其发送的判定是先验的判定，并且该判定被通过被称为“调度许可”的消息通知给特定的移动台(多个移动台)。该调度许可消息与发送速率和发送时间间隔信息相结合。这些参数由这些被调度的用户在该基站处以期望的功率电平直接控制。如上文所述，该***设计的目的是在存在有该***中的其他用户所造成的总干扰的累积和的情况下，确保每个所接收的用户信号可以被解码。
该BS执行特定的测量，以有助于在相同的时间间隔上执行资源分配处理。这些时间间隔被称为测量时间间隔。在本发明的一个典型实施例中，该BS是在数据信道资源分配处理中的控制实体。如图3中所示，在每个调度时刻的操作次序如下：
根据在最后测量的时间间隔(T0-T1)中的测量，该基站确定在合格的数据用户群体中的哪一个数据用户可以用哪个发送资源在该RL上的数据信道上发送。该合格的用户是满足基于服务质量或者用户概况状态或预定的实时需要的特定标准。
该基站在T2使用一个消息把该判定传达给被选择的用户。
在特定的传输和处理延迟(T3-T4)之后，被选择的用户开始它们的传输。
用被分配的资源用途在T4开始发送。
在T5的数据发送结束时，该基站处理该信号，并且确定它是否有错误。一般来说，为了数据发送(与语音相反)，该基站发送一个确认(或者否定应答或其他预定的协议响应)，以把发送效率通知给用户。这使得用户得知该发送是否成功。如果发送不成功，则该基站可能放弃或不放弃所接收的信号。如果所接收的信号不被放弃，则该基站可以选择把其与来自移动台的将来接收的相同信息块相合并，从而增加对特定的数据包成功解码的概率。允许在多个发送上合并信号的协议被称为混合自动请求(HARQ)。
一个特定用户(多个用户)的调度在一个BS处根据在从被调度的用户(或多个用户)执行RL发送时期望的资源可用性而作出。该资源包括发送速率和发送时间间隔。这些参数被这些调度的用户作出的所期望的接收功率电平贡献而直接控制。如上文所述，该***设计的目的是确保每个所接收的用户信号在该***中存在有由其他***所造成总干扰的累积总和时可以被解码。当用户开始发送该指定数据时，每个导频信道被其他数据用户的所接收信号干扰。这导致所接收的导频信道的信号质量下降，促使该功率控制机构命令该移动用户增加导频信道发送功率。另外，除了由于所指定的数据用户的短脉冲造成所预期的干扰增加之外，由于在MS和BS之间的无线链路的特性快速改变，与特定的期望值相比，导频信号功率自身的当前所接收数值可能较低并且不令人满意。
由功率控制所提供的该导频发送功率的改变速率(因此增加所接收导频信道的信号质量)较慢，因此不能够跟踪在干扰中的波动或者信道中的强衰落，如果存在其中一种情况的话。因此，在所指定的发送时间间隔相对较短的情况下，由于功率控制所造成的在发送过程中的导频信道信号质量的改进可能不足以满足信道估计。在本文中，“短”被定义为相对于功率控制命令的频率和精细度(granularity)。换句话说，如果该导频信道信号质量例如必须升高4个功率单位，但是发送仅仅用于2个时间单位，则由该功率控制环路所执行的导频信道的逐步改进不仅仅是比所需功率电平低2个功率单位。更加一般来说，当在该导频信道中的所期望的接收功率低于预定阈值时，该基站将不能够正确地估计该信道。该错误的信道估计将导致所接收的数据解码失败。在所接收的导频功率适用于信道估计，但是数据信道-导频功率比(DCPR)低于所需数值时，该数据检测将失败。换句话说，对于适当的信道和数据检测，PCTP和DPPR必须满足用于适当的信道和数据检测的特定阈值。因此，为了提高成功发送的概率，所要解决的问题是：
与反向链路数据信道发送的开始相一致，实现导致移动台导频信道发送功率(PCTP)快速变化的方案。导频功率的改变可以被应用于也使用多个导频并且在发送器和接收器处存在多个天线的***。
实现独立于所用的发送和接收天线的数目而工作的适当反向链路数据信道-导频比(DCPR)。
上述方案也良好地用于存在混合ARQ(HARQ)协议的情况中并且应当对该移动台透明。
该资源分配方法计算作为发送资源的一部分的移动导频信道发送功率和移动数据信道-导频比(DCPR)，并且把该数据传送到被调度数据用户，该数据包括在发送开始时的实际导频信道发送功率(PCTP)以及在发送过程中使用的数据信道-导频比(或者相对于预定查找表的适当数据信道-导频比的默认值的偏移量)。
根据在最后的测量间隔中的测量，该基站判定作为合格数据用户群体中的哪一个数据用户可以在反向链路的数据信道上发送，以及用什么发送资源。该发送资源包括导频信道发送功率(绝对功率)或者要用于发送开始时的调节，以及数据信道-导频比(或相对于适当的数据信道-导频比的默认值的偏移量)。这些量可以是绝对量或者相对于在发送器和接收器已知的特定预定数据值的量。另外，该预定数据值可以专用于在表1中所示的发送速率。
 速率Kbps   持续时间ms   导频参考级dB     TPR，dB
 9.6(卷积)   20   0     3.75
 19.2(turbo)   20   0.25     5.5
 38.4(turbo)   20   1.25     7
 76.8(turbo)   20   2.375     8.5
 153.6(turbo)   20   4.125     9.5
 307.2(turbo)   20   6.25     11
表1
定义在一个字段(固定或可变)中的数位以表明该导频信道发送功率和数据信道-导频比调节因子的方法是根据该***设计而固定的。
用于PCTP和DCPR的例子是：
导频增强/减弱从所示的{-3，0，3，5，6，7，8，9}dB的预定8数值组获得。该方案需要3位的位字段长度。
DCPR从1dB的级中表示[-15，0]的16数值的预定集合选择。上述结构需要4位的数位字段长度。
该基站把调度判定传送到被调度的用户。对于被调度用于发送的数据用户，该资源分配包括用于发送开始时的导频发送功率或对当前导频发送功率的调节因子，以及在发送过程中使用的数据信道-导频比(或者相对于适当数据信道-导频比的默认值的偏移量)。在特定传输和处理延迟之后，被分配数据的用户开始发送。在发送开始时，该用户以在该资源分配消息中表明的功率电平(或调节)发送导频信道。在此之后，该功率控制机构接管和调整该导频信道发送功率，用于随后的数据发送。在发送过程中使用的数据信道-导频比在该资源分配消息中表示。

Claims (10)

1.一种在无线通信***中的方法，其中包括：
发送用于控制要在被调度的数据发送开始时所使用的导频功率的信息；以及
发送可以确定要用于该被调度的数据发送的数据信道-导频功率比的信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其中用于控制要在该被调度的数据发送开始时使用的导频功率的信息是要被使用的绝对功率。
3.根据权利要求1所述的方法，其中用于控制要在该被调度的数据发送开始时使用的导频功率的信息是用于对该导频发送功率进行增减调节或不改变的信息。
4.根据权利要求3所述的方法，其中用于对该导频功率进行增减调节或不改变的信息选自多个数值的预定集合。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中该调节与预定数据值相关。
6.根据权利要求5所述的方法，其中该预定数据值对于该被调度发送的发送速率是特定的。
7.根据上述任何一项所述的方法，其中可以确定数据信道-导频信道功率比的信息是要用于该被调度的数据发送的一个绝对比率。
8.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的方法，其中可以确定数据信道-导频信道功率比的信息是相对于默认的数据信道-导频比的正、负或零偏移值。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中该数据信道-导频信道功率比是预定数值集合中的一个数值。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中该默认数据信道-导频比对于该被调度发送的发送速率是特定的。
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