在無線通信系統中發送信道質量信息和功率分配的方法
2023-10-20 07:45:22
專利名稱：在無線通信系統中發送信道質量信息和功率分配的方法
技術領域：
本發明涉及在無線通信系統中發送信道質量信息，以及根據信道質量信息分配發送功率。
背景技術：
現在人們擴大對例如通用移動通信系統(UMTS)和cdma2000 1x這樣的第三代(3G)無線通信系統的開發的努力。這些3G開發反映在UMTS中的高速下行鏈路訪問(HSDPA)系統中以及在最近的1xEV-DV標準中，該3G開發已經開始針對於按照可以完全向後兼容的方式在相同載體上同時和有效地支持語音和高速數據的分離的並且通常是相互衝突的需求。
為了滿足與例如無線網際網路應用這樣的無線應用相關的快速發展的需要，以及為了支持HSDPA，這些3G系統利用例如快速調度、自適應調製和編碼(AMC)和混合自動重複請求(HARQ)這樣的性能增強技術。快速調度是一種信道質量敏感的調度技術，使得扇區吞吐量最大化，例如，基站在給定時間根據信道質量把資源分配給一個或多個用戶。AMC技術允許選擇最「適合於」被調度的用戶的主要信道條件的數據率和傳輸格式(即，調製水平和信道編碼速率)。
延遲和測量錯誤可能從AMC導致性能下降。例如，假設一個位塊或者一個數據包被使用QPSK調製和0.5的碼率來發出並且被錯誤地接收。該數據包的重新傳輸通常通過調製的新的適當選擇以及通常從初始的編碼位的集合通過至少幾個新的「奇偶」位來執行。因此，HARQ技術可以被用於通過在物理層上的快速重新發送而提供一些程度的魯棒性(robustness)。
HARQ允許原始傳輸與新的傳輸相結合，而不是放棄原始傳輸。這可以提高數據包正確解碼的可能性。在HARQ中，術語「混合(hybrid)」表示除了ARQ技術之外還使用向前糾錯(FEC)技術。HARQ合併方案意味著該重新傳輸與原始的不成功傳輸相結合。相應地，HARQ有助於保證導致不成功解碼的傳輸不會作廢。
3G標準的進一步的發展包括高速反向鏈路數據包訪問(移動臺到基站)。儘管目前大部分標準針對於正向鏈路，但是現在考慮對反向鏈路進行增強。上述使能技術還可以被用於反向鏈路上，以提高數據率和系統容量。
為了在反向鏈路上支持HARQ操作，在正向鏈路上需要一個ACK/NACK機制。對於與僅僅單個基站通信的用戶，將需要單個ACK/NACK信道來提供HARQ反饋。對於在軟跨區轉接(SHO)中的用戶，例如與多個基站通信，從與該用戶正在進行軟跨區轉接的所有基站中將需要ACK/NACK。這允許利用軟跨區轉接獲利，因為如果至少一個基站肯定地確認該數據包，則該用戶將不重新發送一個數據包。
在一個CDMA系統中，用戶可以在一個給定時間與一個以上的基站進行通信。與該移動臺進行通信的小區組被稱為活動集(active set)。通常，具有最強信號的基站被稱為主要小區(也被稱為服務小區)並且在該活動集中剩餘的小區被稱為非主要或非服務小區。被稱為正向數據包數據信道(F-PDCH)的在正向鏈路上的高速數據信道被從該主要小區發送。當該移動臺從一個小區移動到另一個小區時，該移動臺的活動集和主要小區可以改變。
在反向鏈路上，該高速數據信道可以在該活動集中或者在該活動集的一個子集中的所有(主要和非主要)小區處被接收。因此，在該活動集中的小區將能夠使用混合ARQ來對高速發送進行ACK/NACK。為了使得HARQ協議變為可靠，該主要和非主要基站將使用適當的功率電平用於HARQ確認信令消息，使得該信號被以高可靠性來接收。在cdma2000修訂C標準中，一個反向信道質量指示信道(R-CQICH)僅僅對主要小區承載正向鏈路(FL)信道質量反饋。因此，該信道質量反饋還可以被用於把該功率從主要小區分配到HARQ確認。但是，通常沒有用於非主要小區的信道質量反饋信息。
在存在有FL功率控制的情況中，該ACK功率分配還存在問題。存在這樣的情況，例如，當一個語音呼叫是在軟跨區轉接中來自支持同時語音/數據通信的移動臺。在CDMA中的FL功率控制保證該移動臺以特定的功率電平從至少一個基站接收FL信號。如果來自至少一個基站的信號電平大於所需的閾值，則該移動臺將把功率DOWN(下降)命令發送到所有基站，因此，該FL功率控制將不保證從在該活動集中的所有基站對該確認信號的適當功率分配，該確認信號需要是可靠的。相應地，在此沒有一種機制對於與多個基站進行軟跨區轉接的用戶允許可靠的HARQ確認(ACK/NACK)傳輸。
發明內容
本發明是一種在無線通信系統中在反向鏈路上發送信道質量信息的方法，其中信道質量指示符(CQI)信息可以被附加到一個數據包，其被在反向鏈路上發送。在一個示意實施例中，在正向鏈路上的功率分配可以被根據正向鏈路信道質量信息反饋而控制。該數據包可以被解碼，並且在與正向鏈路相關的數據包中的信道質量指示符(CQI)信息可以被用於潛在地更改後續傳輸的功率。在另一個示意實施例中，包含信道質量指示符(CQI)信息的控制信道與承載至少一個數據包的數據信道一同可以在該反向鏈路上發送。
從下文給出的詳細描述和附圖中可以完整地理解本發明的示意實施例，其中相同部件由相同的參考標號所表示，詳細描述僅僅通過舉例給出，因此不是對本發明的示意實施例的限制，其中圖1為一種示意的無線通信系統的示意圖；圖2(a)和2(b)示出根據本發明一個示意實施例的傳輸的調度模式和反向鏈路數據包傳輸時序；
圖3示出根據本發明一個示意實施例的發送的自主模式；圖4(a)至4(e)示出根據本發明一個示意實施例從多個小區執行HARQ傳輸的情況；圖5為描述根據本發明一個示意實施例的方法的流程圖；圖6(a)和6(b)示出根據圖5的方法的CQI欄位格式；圖7為描述根據本發明另一個示意實施例的方法的流程圖；以及圖8示出根據圖7的方法承載用於多個基站的CQI的一個幀。
具體實施例方式
下面根據最近被批准的cdma20001x EV-DV標準(cdma2000版本C)基於無線通信系統進行描述，該標準與1x EV-DO不同，在單個1.25MHz信道上組合語音和數據，以高達3.1Mbps的速度用同時的數據包數據服務提供綜合語音，並且與CDMA One和cdma2000 1x向後兼容。儘管本發明的示意實施例將根據該示例情況而描述，但是在此所示和描述的示意實施例僅僅是說明性而不是限制性的。例如，本領域的普通技術人員顯然可以作出各種變型，以應用於其他通信系統，例如反映在高速下行鏈路數據包訪問(HSDPA)系統標準中的通用移動通信系統(UMTS)被在此公開的思想所考慮。
如下文中所用，移動臺是對用戶提供數據連接性的一種設備。一個移動臺可以連接到計算設備，例如膝上個人計算機(PC)，或者它可以是一個獨立的數據設備，例如個人數字助理(PDA)或行動電話。相應地，一個移動臺等價於並且還可以被稱為一個訪問終端、無線移動臺、遠程站、用戶、用戶設備(UE)、客戶或者在一個無線通信網絡中的無線資源的任何其他遠程用戶。
另外，一個基站是指在分組交換數據網絡(PSDN)或ISDN(例如，網際網路)與一個或多個移動臺之間的數據連接性的網絡設備。一個基站可以等價於，並且還被稱為基地發射器站、節點-B、訪問網絡或者無線訪問網絡(RAN)。一個訪問網絡/RAN可以包括一個或多個基站。
如果正向鏈路信道質量反饋信息可以被提供到在一個用戶(移動臺)的活動集(例如，主要小區和非主要小區)，則可以避免上述HARQ功率分配所遇到的問題。該信道質量信息可以在帶內攜帶作為一個編碼器數據包的一部分，或者在反向鏈路控制信道上與該數據包傳輸一同發送。
圖1為一種示意的無線通信系統100的方框圖。系統100可以包括與基站115通信的一個或多個移動臺105。移動臺105可以通過基站115通信，以與網際網路120或者例如封閉公司網絡(例如，內部網)這樣的一些其他分組數據網絡125交換數據包數據。數據包數據的例子可以包括用於例如訪問網頁和獲取郵件這樣的應用程式的網際協議(IP)數據報。這種數據包數據應用程式可以在移動臺105上運行，或者可以在使用移動臺105作為無線數據機的分離的計算機設備上運行。在一個示意實施例中，移動臺105可以與基站115通過空中接口進行通信，該空中接口例如可以是正向和反向信道的集合。這可以被示出為正向鏈路107和反向鏈路110。
基站115可以包括單個基站和基站控制器，或者可以包括多個分離設置的無線基站(例如，連接在一起作為一個集合基站115的訪問網絡和基站控制器)。每個基站可以具有預定數目的業務信道，以用於與移動臺105交換數據。當一個業務信道被分配到移動臺105時，該移動臺105可以被稱為一個活動移動臺105。至少一個業務信道被分配給每個移動臺105。基站115可以使用例如T1/E1、STM-x等等這樣的回程設施或者例如無線或有線T1或T3、光纖連接、乙太網等等這樣的任何其他適當類型的網絡連接與分組數據網絡120相連接。基站115可以被連接到具有一個以上的類型的多個分組數據網絡。例如除了內部網之外，其他網絡125可以是通過數據服務交互工作功能(IWF)與基站115連接的公共交換電話網絡(PSTN)。
圖2(a)和2(b)示出根據本發明一個示意實施例的一種傳輸的調度模式和反向鏈路數據傳輸時序。當移動臺105處於傳輸的調度模式，即，為了在反向鏈路(RL)上支持數據包調度，包含關於移動臺身份的信息和其他控制信息的調度許可應當在該正向鏈路(FL)上發送。在cdma2000修訂D提案中，被稱為正向上行鏈路調度信道(F-USCH)的一個代碼復用的控制信道在用於被調度為在一個反向補充信道(R-SCH)幀中發送數據的移動臺的正向鏈路上承載該調度許可(scheduling grant)。
如圖2(a)和2(b)中所示。響應在正向鏈路上的一個調度許可消息，移動臺105在反向鏈路上在R-SCH幀中發送數據包。在圖2(b)中，並且根據在下文中進一步描述的本發明的示意實施例，可以定義一個反向鏈路控制信道，在此稱為反向數據包數據控制信道(R-PDCCH)。可以在軟跨區轉接中對來自該用戶的反向鏈路數據包發送承載該R-PDCCH。該控制信道通常承載例如編碼器數據包格式指示(數據率等等)和例如ARQ信道標識和子數據包標識等等這樣的與HARQ相關並且用R-SCH發送的信息。
圖3示出根據本發明一個示意實施例的發送的自主模式。在自主模式中，移動臺105可以執行發送，而不需要來自基站115的調度許可傳輸。
圖4(a)至4(e)示出根據本發明一個示意實施例的從多個小區進行HARQ發送的情況。這些圖示出響應所接收的數據包而使用的HARQ協議，以便於提供用於描述根據本發明的示意實施例的方法的情況，這允許對與多個基站進行軟跨區轉接的一個移動臺進行可靠的HARQ確認(ACK/NACK)傳輸。
在圖4(a)中，數據包1由BS2肯定地確認，因此移動臺把數據包2發送到BS1和BS2。但是，由於錯誤使得BS1不能夠正確地解碼數據包，因此它發送一個NACK。該MS不需要把數據包1重新發送到BS1，但是由於該數據包已經在BS2成功接收，該BS2把正確接收的數據包轉發到該網絡。在圖4(b)中，在BS1和BS2中都接收錯誤之後，數據包1被重新發送。在圖4(c)中，數據包1被正確地在BS1和BS2處接收。在圖4(d)中，在數據包1到BS1的傳輸中存在一個錯誤，並且在從BS2向MS的HARQ確認中存在一個錯誤。這表示來自BS2的ACK被以不適當的功率電平而發送，因此HARQ ACK消息在發送中丟失。在圖4(e)中，MS與數據包1的傳輸一同發送用於BS1和BS2的CQI，數據包被在BS2處成功接收，並且BS2在用於ACK傳輸的數據包1中使用CQI信息肯定地確認數據包1。
圖5為描述根據本發明一個示意實施例的方法的流程圖。為了把正向鏈路CQI反饋提供到一個或多個基站，移動臺105可以發送帶內信道質量信息，作為一個數據包的一部分。參見圖5，用於兩個或多個非主要小區的信道質量指示符(CQI)信息(作為該活動集的元素的非服務基站115)可以被作為一個報頭附加到(S510)一個編碼器數據包上。可能正在與兩個或多個非主要小區進行軟跨區轉接的移動臺105然後在反向鏈路上發送(S520)該數據包。由於CQI信息僅僅通過數據包傳輸來發送，因此對於把信道質量反饋發送到多個小區可以提高資源效率。在此不需要多個CQI信道，從而潛在地減小額外開銷和嚴重衝突或者與其他傳輸幹擾的可能性。
基站115解碼(S530)該編碼器數據包。這可以在這些非主要小區把一個HARQ ACK消息發送到移動臺105之前實現。因此，在發送(S550)基於CQI信息的後續HARQ確認信令消息之前，一個非服務基站可以調節或調整(S540)該發送功率，從而節約資源。下表1示出用於8位CQI報頭欄位的示意編碼器數據包位。
表1 用於8位CQI欄位的編碼器數據包(EP)位
圖6(a)和6(b)示出根據圖5的方法的CQI欄位格式。在圖6(a)中，一個報頭可以承載用於多達N個非主要小區的CQI信息，為了說明的目的，圖6(a)示出對2、4和6非主要小區(非服務基站)承載CQI信息的編碼器數據包的8、16和24位報頭。
因此，對於多個CQI，一個、兩個、三個…N個附加字節的帶內傳輸可以被附加到與兩個或多個非協同定位的扇區(即，非主要小區/非服務基站)進行軟跨區轉接的移動臺所發送的每個編碼器數據包。在對給定的編碼器數據包成功解碼之後，在該基站發送用於該編碼器數據包的HARQ ACK消息之後，該CQI信息可以用於一個非服務基站。相應地，該基站可以根據該CQI信息更改發送HARQ ACK消息的功率。相應地，該基站可以根據該CQI信息更改發送該HARQ ACK消息的功率。關於要使用什麼CQI欄位格式的信息可以通過較高層的消息傳送到移動臺105，例如次序消息(ODM)。圖6(b)示出可以使用以承載用於多個基站的CQI的不同報頭格式。在圖6(b)的例子中，2位報頭格式類型欄位表示多達4個不同報頭格式，可以理解能夠根據本發明的示意實施例預測N個不同報頭格式。
圖7為描述根據本發明另一個示意實施例的流程圖。為了把正向鏈路CQI反饋提供給一個或多個基站，一個移動臺105可以在與數據包傳輸一同發送的反向鏈路控制信道上發送信道質量信息，。
參見圖7，在與兩個或多個非主要小區(在活動集中的非服務基站115)的軟跨區轉接中，移動臺105通過反向鏈路110發送(S710)控制信道。該控制信道包括信道質量指示符(CQI)信息，並且與承載一個或多個數據包的數據信道一同發送到兩個或多個非主要小區。類似於先前的示意實施例，用於多個小區的CQI信息僅僅用一個數據包傳輸來發送。
該非主要小區(基站115)解碼(S720)包含信道質量指示符(CQI)信息的控制信道和數據信道。根據該CQI信息，在與移動臺105的軟跨區轉接中的基站115可以調節或更改後續傳輸的功率，例如發送HARQ確認消息的功率。這是可能的，因為在非服務基站在正向鏈路107上發送(S730)HARQ確認信令消息(ACK/NACK)之前，可以獲得正向鏈路信道質量信息。由於CQI信息僅僅用數據包傳輸(控制信道和承載數據包的數據信道)發送CQI信息，因此可以提高資源效率，用於把信道質量反饋回多個小區。在此不需要多個CQI信道，從而潛在地減小額外開銷和與其他傳輸的幹擾。
圖8示出根據圖7的方法用於多基站的幀承載CQI。在該示意實施例中，多個CQI被承載於一個反向鏈路控制信道上。一個反向鏈路控制信道，在此被稱為反向數據包數據控制信道(R-PDCCH)可以在軟跨區轉接中承載來自該用戶的反向鏈路數據包傳輸。該控制信道通常承載例如編碼器數據包格式指示(數據率等等)這樣的信息和例如ARQ信道標識和子數據包標識等等這樣的與HARQ相關的信息。該R-PDCCH可以伴隨在RL上的R-SCH傳輸，並且通常可以具有與R-SCH幀相同的持續時間。在R-PDCCH上的HARQ信息有助於非主要小區正確地解碼該編碼器數據包。
該R-PDCCH的格式可以被進一步擴展到容納用於多個基站的CQI。該R-PDCCH傳輸應當在一個給定基站被成功地解碼，以便於正確地解碼該編碼器數據包。因此，在發送HARQ確認消息之前，即在成功解碼編碼器數據包之後，關於正向鏈路信道質量的信息應當還可以用於該基站。
上文已經描述本發明的示意實施例，應當知道這可以有許多變型。例如，本發明的示意實施例已經被描述為針對於用於在反向鏈路上把信道質量信息發送到在移動臺的活動集中的非主要小區的方法。但是，應當知道，附加到包含在R-PDCCH中編碼器數據包和/或CQI信息的報頭還可以包含用於主要小區的CQI信息，即具有最強信號的基站或者服務小區。這種變型不被認為是脫離本發明的示意實施例的精神和範圍，並且所有這樣的本領域普通技術人員顯而易見的變型要被包含在所附權利要求的範圍內。
權利要求
1.一種在無線通信系統中在反向鏈路上發送信道質量信息的方法，其中包括把信道質量指示符信息附加到一個數據包；以及在該反向鏈路上發送該數據包。
2.根據權利要求1所述的方法，其中該附加進一步包括附加該信道質量指示符信息作為數據包的報頭，該報頭承載用於N個非主要小區的信道質量指示符信息。
3.一種在無線通信系統中在反向鏈路上發送信道質量信息的方法，其中包括發送包含信道質量指示符信息的控制信道和承載至少一個數據包的數據信道。
4.根據權利要求3所述的方法，其中該發送進一步包括把正向鏈路信道質量指示符反饋發送到至少兩個非主要小區。
5.根據權利要求3所述的方法，其中在至少兩個非主要小區的軟跨區轉接中，控制信道和數據信道被移動臺發送。
6.根據權利要求1或3所述的方法，其中該信道質量指示符信息僅僅由通過數據包傳輸來發送。
7.一種在無線通信系統中在正向鏈路上分配發送功率的方法，其中包括解碼所接收的數據包，該數據包包括與正向鏈路相關的信道質量指示符信息；以及根據該信道質量指示符信息更改後續的傳輸的發送功率。
8.根據權利要求7所述的方法，其中用於多達N個非主要小區的信道質量指示符信息被包含在該數據包的報頭中，並且在與兩個或更多的非主要小區的軟跨區轉接中從移動臺接收數據包。
9.一種在無線通信系統中在正向鏈路上分配發送功率的方法，其中包括解碼承載包含信道質量指示符信息的控制信道的傳輸和承載至少一個數據包的數據信道；以及根據該信道質量指示符信息更改後續的傳輸的發送功率。
10.根據權利要求7或9所述的方法，其中更改進一步包括更改發送功率，在該發送功率下基於信道質量指示符信息發送HARQ確認消息，在HARQ確認消息的傳輸之前該信道質量指示符可用。
全文摘要
信道質量指示符(CQI)信息可以被附加到在反向鏈路上發送的數據包上。在正向鏈路上的功率分配可以被根據正向鏈路信道質量反饋而控制。該數據包可以被解碼，並且在與正向鏈路相關的數據包中的信道質量指示符(CQI)信息可以被用於潛在地更改後續傳輸的功率。一個包含信道質量指示符(CQI)信息的控制信道與承載至少一個數據包的數據信道一同可以在該反向鏈路上發送。
文檔編號H04L12/56GK1531238SQ20041002847
公開日2004年9月22日 申請日期2004年3月12日 優先權日2003年3月14日
發明者法魯·U·柯翰, 法魯 U 柯翰 申請人:朗迅科技公司