控制重發數據包發送功率的基站設備和方法
2023-12-06 11:26:01 3
專利名稱：控制重發數據包發送功率的基站設備和方法
技術領域：
本發明涉及一種應用於實現下行鏈路高速數據包傳輸的無線通信系統中控制重發數據包發送功率的基站設備和方法。
背景技術：
在無線通信領域，下行鏈路高速數據包傳輸方案已開展研究，高速、大容量(volume)的下行鏈路信道由大量的移動臺設備共享，數據包從基站設備發往移動臺設備。下行鏈路高速數據包傳輸方案利用了調度技術和自適應調製技術來提高傳輸效率。
調度技術是一種基站設備設定所發送的下行鏈路高速數據包逐時隙地發往移動臺設備的技術，並且該技術指定將要發往各個移動臺設備的數據包。另一方面，自適應調製技術是依照數據包發送到移動臺設備的傳播路徑的條件自適應確定調製方案或差錯糾正編碼方案(MCS調製和編碼方案)的一種技術。
此外，實現高速數據包傳輸的無線通信系統特別利用了ARQ(自動重發請求)、H-ARQ(混和-自動重發請求)來提高數據接收的效果。
在ARQ中，基站設備和移動臺設備通過雙向傳輸路徑連接，基站設備向移動臺設備發送一個數據包，該數據包含了通過將差錯檢測編碼應用於信息比特而生成的碼字在移動臺設備端檢測差錯。當所接收的數據包中未檢測到差錯，移動臺設備向基站設備發送一個接收確認信號(肯定確認ACK信號)，表明數據包已經被正確接收；當所接收到的數據包檢測到差錯時，移動臺設備則向基站設備發送一個重發請求信號(否定確認ACK信號)。基站設備一旦接收到NACK信號則重發相同的數據。基站設備重發相同的數據直到收到ACK信號。
例如，當基站設備發送第一個數據包，移動臺設備正確接收了這個數據包，移動臺設備則會向基站發送一個ACK信號。基站一旦收到這個ACK信號後，接下來發送了第二個數據包。當第二個數據包被移動臺設備錯誤接收時，移動臺設備向基站設備發送一個NACK信號。當基站設備從移動臺設備收到NACK信號後，基站設備則再次發送第二個數據包。也就是說，基站設備將會重發相同的數據包直到它從移動臺設備收到ACK信號。利用這種方式，ARQ實現了高質量的傳輸。
上面所述ARQ能夠實現高質量傳輸，但是當重發重複發生時傳播時延會增加。尤其在傳播環境惡劣的情況下，數據差錯率增大，因此重發的數量和傳播時延會急劇增加。H-ARQ作為解決ARQ中傳播時延問題的一種技術，應用於實現高速數據包傳輸的無線通信系統中。
H-ARQ是一種利用差錯糾正碼結合ARQ的方案，它試圖利用差錯糾正改善所接收信號的差錯率以降低重發次數並因此提高吞吐量。作為這種H-ARQ的突出方案，提議了兩種方案追趕合併型和遞增冗餘型(Chase Combiningtype and Incremental Redundancy type.)追趕合併型H-ARQ(下文稱為「CC型H-ARQ」)它的特徵在於基站設備重發先前已經發送過的相同的數據包。一旦所重發的數據包接收後，移動臺設備將先前所發送的數據包與這次所重發的數據包結合起來並在合併信號的基礎上進行差錯糾正解碼。利用這種方式，CC型H-ARQ通過將包含在先前所接收的數據包中的碼字和包含在本次重發數據包中的碼字合併起來提高了接收質量，因此每次重發重複發生時差錯率特性就會改善，所以差錯消減到比常規的ARQ需要更小的重發次數，同時吞吐量也因此提高。
另一方面，遞增冗餘型H-ARQ(下文稱為IR型H-ARQ)，它的特徵在於基站設備重發一個數據包，該數據包含的校驗位不同於先前所發送的數據包中包含的校驗位。移動臺設備在緩存器中存儲了所接收的校驗位，當重發的數據包收到後，移動臺設備利用包含在先前發送的數據包中的校驗位和本次重發所收到的數據包中包含的校驗位進行差錯糾正解碼。因此，在IR型中，用於差錯糾正解碼的校驗位對每次重發來說有所增加，因此移動臺設備的差錯糾正性能有所改善，結果使得每次重發重複發生時差錯率特性進而改善。利用這種方法，所以差錯消減到比常規的ARQ需要更小的重發次數，同時吞吐量也因此提高。
在這種H-ARQ中，重發數據包以一種輔助的方式應用於初始發送的數據包上以改善差錯率特性。
實現高速數據包傳輸的無線通信系統中基站設備和移動臺設備的各種操作總結如下。
基站設備基於每個移動臺設備所發送的下行鏈路信道條件的報告值預測信道質量，確定具有最好接收質量的移動臺設備作為發送目的地，並分發數據包到目的地的每個時隙上。於是，基站設備基於調度結果的指示信息對數據包進行錯誤糾正編碼和調製，按照調度所確定的方案將數據包發送到成為發送目的地的移動臺設備。
每個移動臺設備對基於所接收的調度結果指示信息對直接分發到移動臺設備的數據包在時隙上進行解調、CRC檢測等操作，當數據包被成功解調後，移動臺設備發送一個ACK信號表明已成功解調。另一方面，當數據包中包含一個差錯未被成功解調時，每個移動臺設備向基站設備發送一個表明解調失敗的NACK信號並因此要求重發該數據包。
基站設備一旦接收到ACK信號就會發送下一個數據包，一旦接收到NACK信號，基站設備重發相同的數據包。
因此，按照下行鏈路高速數據包傳輸解決方案，一個信道由現有的小區或扇區中所有的移動臺設備共享，數據包進行有效的傳輸，因此碼資源會被有效地利用。
目前，自適應調製和H-ARQ應用於下行鏈路高速數據包傳輸中，在移動臺設備依照所接收數據的接收質量(例如Ec/NO、SIR、CIR等)優化MCS的技術已被公開，例如，文獻「Comparison of Hybrid ARQ Packet CombiningAlgorithm in High Speed Downlink Packet Access in a Multipath FadingChannel，IEICE TRANS.FUNDAMENTALS，VOL.E85-A，NO.7，JULY 2002，pp.1557-1568.」按照此文獻，如圖1所示在不考慮相應的初始發送的時間或重發時間的情況下下行鏈路數據包的發送功率總假定是恆定的。
如上所述，H-ARQ利用重發數據包作為最初發送數據包的補充來改善差錯率特性，因此不要求移動臺設備在與最初發送的時間相比在重發時間內具有很高的接收質量。儘管如此，如上面文獻所述情況中，如果下行鏈路數據包的發送功率在不考慮相應最初發送時間或重發時間的情況下總是恆定，在重發時刻將會用到額外的發送功率，這從發送功率資源有效利用的角度看並不適當。
發明內容
本發明的一個目的是提供控制重發數據包發送功率的一種基站設備和一種方法，當H-ARQ用於下行鏈路數據包傳輸過程時，能夠對重發數據包實現適當的發送功率控制，有效的利用發送功率資源並降低無線通信系統內的幹擾。
為了實現上述目標，依照本發明，基站設備控制重發數據包的發送功率為一個發送功率值，使得在移動臺設備端重發數據包的接收質量要低於初始發送數據包的接收質量，這樣使得發送功率資源有效的利用，無線通信系統的幹擾也隨之降低。
圖1釋義了傳統發送功率；圖2為依照本發明的實施例1示意基站設備結構的方框圖；圖3為依照本發明的實施例1示意移動臺設備結構的方框圖；圖4為依照本發明的實施例1示意基站設備調度器結構的方框圖；圖5釋義了依照本發明的實施例1發送功率的控制；圖6釋義了依照本發明的實施例2發送功率的控制；圖7為依照本發明的實施例3示意基站設備調度器結構的方框圖；圖8釋義了依照本發明的實施例3下行鏈路信道質量的變化情況；圖9釋義了依照本發明的實施例3發送功率的控制；圖10釋義了依照本發明的實施例3的接收功率；圖11為依照本發明的實施例4示意基站設備調度器結構的方框圖；圖12為一曲線圖，示意了依照本發明的實施例4給定調製方案為QPSK時SIR和FER(誤幀率)之間的關係；圖13為一表格，示意了依照本發明的實施例4重發次數和IR增益之間的對應關係；圖14釋義了依照本發明的實施例4的發送功率控制；圖15為依照本發明的實施例5示意基站設備調度器結構的方框圖；圖16釋義了依照本發明的實施例5的發送功率控制；圖17釋義了依照本發明的實施例5的接收功率；圖18為依照本發明的實施例6示意基站設備調度器結構的方框圖；圖19A釋義了依照本發明的實施例6的發送功率控制；
圖19B釋義了依照本發明的實施例6的發送功率控制；圖19C釋義了依照本發明的實施例6的發送功率控制；圖19D釋義了依照本發明的實施例6的發送功率控制；具體實施方式
現在參照附圖我們將對本發明的優選實施例進行詳細描述如下。在下面的解釋中，假定HSDPA(高速下行鏈路數據包接入)作為下行鏈路高速數據包傳輸方案的一個例子將會被利用。HSDPA利用了大量的信道例如HS-PDSCH(高速-物理下行鏈路共享信道)、HS-SCCH(HS-PDSCH的共享控制信道)、A-DPCH(HS-PDSCH的聯合-專用物理信道)以及HS-DPCCH(高速-專用物理控制信道)。
HS-PDSCH為在下行鏈路用於傳輸數據包的共享信道。HS-SCCH為下行鏈路的共享信道，傳輸關於資源分配(TFRI傳輸格式和資源相關信息)的信息以及H-ARQ的控制信息等。
A-PDCH為在上行鏈路和下行鏈路的專用相關(dedicated assiciated)信道，與DPCH一樣，具有相同的信道配置和切換控制等，A-DPCH發送導頻信號和TPC指令等。在上行鏈路中的HS-DPCCH發送ACK/NACK信號以及CQI(信道質量指示)信號。CQI信號是指示數據包編碼速率和調製方案的信號，使得數據包能夠在移動臺設備端進行解調，並為報告下行鏈路信道條件起報告值的作用。
(實施例1)圖2為依照本發明的實施例1示意基站設備結構的方框圖。圖2中基站設備100的各個組成部分說明如下。
雙工器102輸出由天線101接收的信號到接收射頻單元103。此外，雙工器102將從發送射頻單元166輸出的信號通過無線電波由天線101處發送出去。
接收射頻單元103將從雙工器102輸出的所接收的無線電頻率信號轉換為基帶信號，並將此基帶信號發送至解調單元104。
具有同與之進行無線通信的移動臺設備一樣多的解調單元104，用於實現諸如對所接收的基帶信號進行解擴、RAKE合併、差錯糾正解碼的操作，並輸出信號到分離單元105。
分離器單元105將解調單元104的輸出信號分離出數據和控制信號。由分離單元105分離出的控制信號包括DL(下行鏈路)TPC指令、CQI信號以及ACK/NACK信號等。CQI信號和ACK/NACK信號被輸出到調度器151中，而DL TPC指令被輸出到發送功率控制單元158中。
具有同與之進行無線通信的移動臺設備一樣多的SIR測量單元106，用於在上行鏈路上依照解調處理所測量的有用信號水平和幹擾信號水平來測量接收SIR，輸出一個指示SIR的信號到TPC指令生成單元107。
具有同與之進行無線通信的移動臺設備一樣多的TPC指令生成單元107，用於產生UL(上行鏈路)TPC指令，該指令依照上行鏈路接收SIR和目標SIR之間的量級關係指示上行鏈路發送功率的增加或降低。
調度器151基於來自於每個移動臺設備的數據包傳輸控制信號、CQI信號以及ACK/NACK信號確定數據包要發往的移動臺設備，並把標明移動臺設備的信息和所要發送的數據包輸出到緩衝器(隊列)152中。此外，調度器151基於來自移動臺設備的CQI信號確定調製方案、編碼速率以及碼字復用號，並將這些信息通知給調製單元153。另外，調度器151基於來自移動臺設備的ACK/NACK信號確定數據包的發送功率，並將指示發送功率的信號輸出到發送功率控制單元154。除此之外，調度器151利用HS-SCCH把要發送到移動臺設備的信號(以下稱為「HS-SCCH信號」)輸出至放大單元161。HS-SCCH信號包含關於發送數據包的定時、編碼速率以及對數據包的調製方案等信息(TFRI)。調度器151的結構在後面將詳細討論。
緩衝器152輸出由調度器151引導的發往移動臺設備的數據包到調製單元153。
調製單元153依照調度器151的指示對數據包實現差錯糾正編碼、調製和擴頻，輸出數據包到放大單元155。
發送功率控制單元154控制放大單元155的放大量，因而控制依據調度器151所確定的值控制調製單元153輸出信號的發送功率。放大單元155的輸出信號為利用HS-PDSCH所要發送的信號，並輸出到復用單元165。
具有同與之進行無線通信的移動臺設備一樣多的復用單元156，用於復用所要隨專用數據(也包含控制信號)一起發送到每個移動臺設備的導頻信號以及UL TPC指令，輸出復用信號到調製單元157。
具有同與之進行無線通信的移動臺設備一樣多的調製單元157，用於對復用單元156的輸出信號進行差錯糾正編碼、調製以及擴頻並輸出信號到放大單元159。
具有同與之進行無線通信的移動臺設備一樣多的發送功率控制單元158，用於根據DL TPC指令通過控制放大單元159的放大量來控制調製單元157輸出信號的發送功率。此外，發送功率控制單元158輸出一個指示發送功率值的信號給發送功率控制單元160。由放大單元159經放大的信號是利用DPCH(包含A-DPCH)發送的信號，輸出到復用單元165。
發送功率控制單元160通過利用發送功率控制單元158的發送功率值上增加一個偏置所獲得的值來控制放大單元161的放大量，從而控制從調度器151輸出的HS-SCCH信號的發送功率，經放大單元161放大的信號是利用HS-SCCH傳輸的信號，並輸出到復用單元165。發送功率控制單元160可以依照重發條件等糾正偏置值。
調製單元162對公共控制數據進行差錯糾正編碼、調製以及擴頻，輸出控制數據到放大單元164中。發送控制單元163通過控制放大單元164的放大量來控制調製單元162輸出信號的發送功率。放大器164的輸出信號是利用CPICH傳輸的信號。輸出到復用單元165。
復用單元165復用放大單元155、放大單元159、放大單元161以及放大單元164的輸出信號，並將經復用的信號輸出到發送射頻單元166中。
發送射頻單元166將從調製單元159輸出的基帶信號轉換為射頻信號並將此信號輸出到雙工器102上。
圖3為示意與如圖2所示的基站設備進行無線通信的移動臺設備的結構方框圖。圖3中移動臺設備200接收來自基站設備100的專用數據、公共控制數據、數據包以及HS-SCCH信號。圖3中移動臺設備200的各個組成部分說明如下。
雙工器202輸出由天線201所接收的信號到接收射頻單元203。雙工器202也將射頻單元258輸出的信號發送到天線201上通過無線電發送。
接收射頻單元203將從雙工器202輸出的所接收的無線電頻率信號轉換為基帶信號，輸出HS-PDSCH信號到緩衝器204、輸出HS-SCCH信號到解調單元205、輸出DPCH信號到解調單元208以及輸出共享控制信道信號到CIR(載幹比)測量單元212。
緩衝器204臨時存儲HS-PDSCH信號並輸出該信號到解調單元206。
解調單元205對HS-SCCH信號進行諸如解擴、RAKE合併以及差錯糾正解碼等解調的處理，並獲得對數據包解調所必需的信息，例如直接到達移動臺設備200的數據包的到達時刻信息、數據包的編碼速率和調製方案等，並將這些信息輸出到解調單元206。
解調單元206對存儲在緩衝器中HS-PDSCH信號基於解調單元205所獲得的信息進行諸如解擴、RAKE合併以及差錯糾正解碼等解調的處理，並將解調處理所獲得的數據包輸出到差錯檢測單元207。
差錯檢測單元207對從解調單元206的輸出的數據進行差錯檢測，未檢測到差錯時輸出一個ACK信號到復用單元251、檢測到差錯時輸出一個NACK信號到復用單元251。
解調單元208對DPCH信號進行諸如解擴、RAKE合併以及差錯糾正解碼等解調的處理，並輸出DPCH信號到分離單元209。
分離單元209將解調單元208的輸出信號分離成數據和控制信號。由分離單元209分離的控制信號包含了UL TPC指令等。UL TPC指令被輸出到發送功率控制單元257。
SIR測量單元210依照解調處理中有效信號水平和幹擾信號水平測量下行鏈路的接收SIR，並將所有測量的接收SIR輸出到TPC指令生成單元211。
TPC指令生成單元211依照從SIR測量單元210輸出的接收SIR與目標SIR之間的數量關係生成DL TPC指令，並將該指令輸出到復用單元254。
CIR測量單元212利用來自基站設備的公共控制信道信號(commoncontrol channel signal)測量CIR並將測量結果輸出到CQI生成單元213。CQI生成單元213基於由基站設備所發送信號的CIR生成CQI信號，並將此信號輸出到復用單元251。
復用單元251復用CQI信號和ACK/NACK信號並將經復用的信號輸出到調製單元252。調製單元252對復用單元251輸出的信號進行差錯糾正編碼、調製以及擴頻處理，輸出信號到復用單元256。
調製單元253對要發往基站設備100的數據進行差錯糾正編碼、調製以及擴頻處理，輸出數據到復用單元256。
復用單元254復用DL TPC指令和導頻信號並將經復用的信號輸出到調製單元255中。調製單元255對復用單元254的輸出信號進行差錯糾正編碼、調製以及擴頻，輸出信號到復用單元256。
復用單元256對調製單元252、調製單元253以及調製單元255的輸出信號進行復用並將經復用的信號輸出至發送射頻單元258。
發送功率控制單元257按照UL TPC指令通過控制發送射頻單元258放大量來控制復用單元256輸出信號的發送功率。當移動臺連接到多個接站設備時，發送功率控制單元257隻有當所有的UL TPC指令都指示增加發送功率時才進行發送功率增加的控制。
發送射頻單元258將從復用單元256輸出的基帶數位訊號進行放大，將基帶數位訊號轉換為攜帶無線電頻率的信號並將該信號輸出到雙工器102上。
接下來，基站設備100的調度器151結構將利用圖4進行說明。
調度器151主要由傳輸目的地確定單元301、MCS確定單元302、發送功率確定單元303以及HS-SCCH信號生成單元304構成。
發送目的地確定單元301利用包傳輸控制信號選擇成為數據發送候選對象的每個移動臺設備，並基於來自已選的移動臺設備的CQI信號確定數據發往的一個移動臺設備，例如，基於CQI信號有最好接收質量的移動臺設備作為數據包發送的目的地。那麼，發送目的地確定單元301將標明所指定作為目的地移動臺設備的信息輸出到緩衝器152、MCS確定單元302以及HS-SCCH信號生成單元304中。發送目的地確定單元301指示緩衝器152當收到ACK信號時發送新數據包、收到NACK信號時發送先前已發送的數據包。
MCS確定單元302基於移動臺設備的CQI信號選擇MCS(確定調製方案、編碼速率以及碼字復用號)，依據MCS引導調製單元153，並輸入MCS到HS-SCCH信號生成單元304。
發送功率確定單元303對當接收來自移動臺設備的ACK信號和NACK信號時數據包應用不同的發送功率，使得在移動臺設備端重發數據的接收質量(例如，EC/NO、SIR、CIR等)低於初始發送的數據包的接收質量，特別指出，如圖5所示當接收到ACK信號時，發送功率確定單元303確定所要發送的下一個初始數據包(發送#1)的發送功率的預定義值為P(1)[dB]。另一方面，如圖5所示當接收到響應初始發送數據(發送#1)的NACK信號時，第一個重發數據包(發送#2)的發送功率設定為比初始發送數據(發送#1)的發送功率P(1)[dB]低預定值x[dB]的值。此外，如圖5所示當接收到響應第一個重發數據包(發送#2)的另外一個NACK信號時，第二個重發數據包(發送#3)的發送功率同樣被設定為比初始發送數據(發送#1)的發送功率P(1)[dB]低預定值x[dB]的值。也就是說，第一個重發數據包(發送#2)和第二個重發數據包(發送#3)的發送功率都被設定為比初始發送數據(發送#1)的發送功率P(1)[dB]低預定值x[dB]的值。利用這種方式，發送功率確定單元303為HS-PDSCH的重發數據包設定的發送功率值比為HS-PDSCH的初始數據包的發送功率值低，因此在移動臺設備端重發數據包的接收質量與初始發送的數據包相比要低。發送功率確定單元303將標明所確定的發送功率的信號輸出到發送功率控制單元154。根據標明的信息，發送功率控制單元154控制發送的數據包的發送功率比初始發送數據包的發送功率低x[dB]。
HS-SCCH信號生成單元304生成發往移動臺設備的HS-SCCH信號，該信號包含由MCS確定單元302所選擇的MCS，並將HS-SCCH信號輸出到放大單元161。
因此，依照此實施例，重發數據包的發送功率與初始發送的數據包相比有所降低，重發數據包在移動臺設備端的接收質量也要比初始發送數據包的接收質量低，因此使得在無線通信系統中降低幹擾並節約發送功率資源消耗成為可能。此外，移動臺設備已經通過初始發送的數據成功接收了一定程度的必要數據，即使在重發數據包接收質量比較低的情況下通過運用H-ARQ能夠改善差錯率特性。也就是說，移動臺設備運用H-ARQ將重發數據作為初始發送數據包的一種補充，因此降低重發數據包的接收質量在改善差錯率特性方面並不構成特殊的問題。
(實施例2)利用H-ARQ，重發數據包對改善差錯率的貢獻程度隨著重發次數的增加而降低。也就是說，在移動臺設備端重發數據包的接收質量要求第二個重發數據包要比第一個重發數據包接收質量低。因此，按照本實施例基站設備根據重發次數改變針對初始發送數據包的重發數據包發送功率的減少幅度，也就是指，隨著重發次數的增加發送功率會降低。
依據本實施例基站設備一旦收到ACK信號，如圖6所示，圖4中的發送功率確定單元303確定所要發送的下一個初始發送數據(發送#1)的發送功率的預定義值為P(1)[dB]。另一方面，如圖6所示當接收到響應初始發送數據(發送#1)的NACK信號時，發送功率控制單元303確定第一個重發數據包(發送#2)的發送功率設定的值比初始發送數據(發送#1)的發送功率P(1)[dB]低預定值x(2)[dB]。此外，如圖5所示當接收到響應第一個重發數據包(發送#2)的另外一個NACK信號時，第二個重發數據包(發送#3)的發送功率的值被設定為比初始發送數據(發送#1)的發送功率P(1)[dB]低預定值x(3)[dB](＞X(1)[dB])如圖5所示。也就是說，重發數據包的發送功率隨著重發次數的增長逐漸的降低。
利用這種方式，隨著重發次數的增加通過逐漸降低重發數據包的發送功率，能夠進一步降低無線通信系統中的幹擾並能更加節約發送功率資源的損耗。
(實施例3)本實施例說明了在考慮給定下行鏈路信道條件變化的情況下重發數據包的發送功率控制的情形。圖7為依照本發明的本實施例示意基站設備調度器結構的方框圖，具有在圖4結構的基礎上增加了CQI差值計算單元305的結構。
CQI差值計算單元305計算在初始發送時刻的CQI值與重發時刻的CQI值之間的差值，並將此CQI差值輸入到發送控制確定單元303。發送控制確定單元303利用所輸入的CQI差值確定重發數據包的發送功率。
相應於依照下行鏈路信道質量所確定到基站設備的調製方案和編碼速率的結合，移動臺設備發送CQI信號，CQI信號可以用於指示下行鏈路信道質量。此外，CQI信號依據下行鏈路信道的質量表示為從『1』到『30』的CQI值，隨著值的增大表明下行鏈路信道的質量在提高。此外，CQI差值與以dB為單位的差值相同。因此，CQI差值計算單元305計算出初始發送時刻的CQI值與重發時刻的CQI值之間的差值，那麼就可能計算出在初始發送時刻下行鏈路信道質量與數據包重發時刻下行鏈路信道質量以dB為單位的差值。
這一點將利用圖8和圖10更加具體的說明。
首先，如圖8所示，CQI差值計算單元305計算出初始發送時刻的CQI值與重發時刻的CQI值之間的差值。也就是說，初始發送數據(發送#1)的CQI值CQI(1)和第一次重發數據包(發送#2)的CQI值CQI(2)之間的差值CQI_d(2)由下面的公式(1)計算
CQI_d(2)＝CQI(1)-CQI(2)...(1)其中，在第一次重發(發送#2)時刻的下行鏈路信道質量比初始發送(發送#1)時刻要差一些，因此CQI(2)的值比CQI(1)的值要小，CQI_d(2)的結果為正值。
同樣，初始發送數據(發送#1)的CQI值CQI(1)和第二次重發數據包(發送#3)的CQI值CQI(3)之間的差值CQI_d(3)由下面的公式(2)計算CQI_d(3)＝CQI(1)-CQI(3)...(2)其中，第二次重發(發送#3)時刻的下行鏈路信道質量要比初始發送(發送#1)時刻要好一些，因此CQI(3)的值比CQI(1)的值要大，CQI_d(3)的結果為負值。
接下來，發送功率確定單元303如圖9所示根據由CQI差值計算單元305所計算的CQI差值確定重發數據包的發送功率。也就是說，如果初始發送(發送#1)時刻的發送功率為P(1)[dB]，第一個重發數據包(發送#2)的發送功率值P(2)通過下面的公式(3)給定，第二個重發數據包(發送#3)的發送功率值P(3)通過下面的公式(4)給定。公式(3)和公式(4)中的X[dB]與在實施例1中說明的預定值X[dB]相同。
P(2)＝P(1)-X+CQI_d(2)...(3)P(3)＝P(1)-X+CQI_d(3)...(4)發送控制確定單元303按照在公式(3)和公式(4)所示的初始發送和重發之間的的CQI差值確定重發數據包的發送功率，這種CQI的差值也就是指，初始數據發送時刻的下行鏈路信道質量和重發數據時刻的下行鏈路信道質量之間的差異，即使在初始發送時刻和重發時刻之間下行鏈路信道質量改變的情況下，如圖10所示，移動臺設備端在HS-PDSCH重發數據的接收功率值(接收質量)總是要比初始數據發送的接收功率值(接收質量)低預定值X[dB]利用這種方式，依照此實施例，即使在初始發送時刻和重發時刻之間下行鏈路信道質量改變的情況下，重發數據包的發送功率在考慮下行鏈路信道質量改變的情況被確定，因此，總是能夠保持在移動臺接收端重發數據包的接收質量要比初始發送數據包的接收質量低一個預定的值。
(實施例4)此實施例將說明在使用IR型H-ARQ的作為H-ARQ應用的情況，重發數據包的發送功率按IR型H-ARQ超過CC型H-ARQ增益的比例而要降低。
圖11為依照本發明的該實施例示意基站設備調度器結構的方框圖，它採用了帶有附加於圖4結構的IR增益確定單元306的結構。
IR增益確定單元306接收由MCS確定單元302確定的指示調製方案的信號。此外，IR增益確定單元306接收ACK/NACK信號。當NACK信號輸入時(即指重發的情況)，IR增益確定單元306計算IR型ARQ較CC型ARQ的增益(IR增益)，並將標有IR增益的信號輸入發送功率確定單元303。發送功率確定單元303利用輸入的IR增益確定重發數據包的發送功率。
這一點將利用下面的圖12和圖14進行更具體的說明。
首先說明IR增益。圖12為一曲線圖，示意了給定調製方案為QPSK時對於每次發送來說SIR和FER(誤幀率)之間的關係，該曲線圖顯示當發送只進行一次時(1 Tx)所獲得的接收SIR以及當以相同的功率進行兩次發送時(2 Tx)對於每次發送來說所獲得的接收SIR。因為這裡運用了H-ARQ，實現了兩次發送(2 Tx)與只進行一次發送(1 Tx)相比在移動臺設備端降低了對於每次發送來說所要求的接收SIR。此外，IR型H-ARQ的SIR與CC型H-ARQ的SIR相比能夠進一步降低，兩個SIR之間的差值為IR增益。IR增益隨著重發次數的增加而增加，但是，當系統比特的所有編碼比特和奇偶校驗比特被移動臺設備接收後，在重發次數增加時，移動臺設備的編碼速率逐漸降低並且IR增益將充分地變為恆定。IR增益不僅可以在所編碼字分為系統比特和奇偶校驗比特的編碼方案(turbo碼)中獲得，也可以從卷積碼裡獲得。
基於如圖12所示的曲線圖，IR增益確定單元306設定如圖13所示的表格，表明對於每個調製方案重發次數和IR增益之間的對應關係，IR增益確定單元306按照此參考表格的重發次數確定IR增益。例如，當MCS確定單元302所確定的調製方案為QPSK時，對於第一個重發數據包(發送#2)的情況，1R增益為Y(2)＝2[dB]。此外，當MCS確定單元302所確定的調製方案為QPSK時，對於第二個重發數據包(發送#3)的情況，IR增益為Y(3)＝4[dB]。如圖13所示的表格中，第三個重發數據包(發送#4)過後IR增益保持恆定。
然後，如圖14所示發送功率確定單元303依照由IR增益確定單元306計算的IR增益確定重發數據包的發送功率。也就是指，如圖14所示，當接收到響應初始發送數據(發送#1)的NACK信號時，第一個重發數據包(發送#2)的發送功率設定的值比初始發送數據(發送#1)的發送功率P(1)[dB]低Y(2)＝2[dB]。此外，如圖14所示當接收到響應第一個重發數據包(發送#2)的NACK信號時，第二個重發數據包(發送#3)的發送功率值被設定為比初始發送數據包(發送#1)的發送功率P(1)[dB]低Y(3)＝4[dB]。利用這種方式，當重發次數增加時，IR增益也會增加，因此重發數據包的發送功率會逐漸降低。但是，在如圖13所示的表格中，在第三個重發的數據包(發送#4)過後IR增益保持恆定，第三個重發數據包過後發送功率變為恆定值。
因此，依照本實施例，重發數據包發送功率的降低相當於對於重發次數的IR增益，因此當IR型H-ARQ作為H-ARQ的應用時，可能使得在移動臺設備端的接收質量要比利用CC型H-ARQ的接收質量要好，降低無線通信系統內的幹擾並節省發送功率資源的消耗。
(實施例5)該實施例將要說明在IR型ARQ作為H-ARQ使用時在考慮下行鏈路信道條件變化的情況下重發數據包的發送功率。圖15為依照本實施例示意基站設備調度器結構的方框圖，它採用了帶有附加於圖4結構的CQI差值計算單元305的結構。如圖15所示的CQI差值計算單元305與圖7中的CQI差值計算單元305相同，如圖15所示的IR增益確定單元306與圖11中的IR增益確定單元306相同，因此這部分的說明在此省略。依據本實施例，發送功率確定單元303利用由CQI差值計算單元305所計算的CQI差值以及由IR增益確定單元306所確定的IR增益來確定重發數據包的發送功率。
利用下面的圖16和圖17將進行具體說明。
如圖16所示，如果在初始發送(發送#1)時刻的發送功率為P(1)[dB]，第一個重發數據包(發送#2)的發送功率值P(2)由下面的公式(5)給出，第二個重發數據包(發送#3)的發送功率值P(3)由下面的公式(6)給出。在下面的公式(5)和公式(6)中，CQI_d(2)和CQI_d(3)與實施例3中說明的CQI_d(2)和CQI_d(3)相同，Y(2)和Y(2)與實施例4中說明的Y(2)和Y(3)相同。
P(2)＝P(1)-Y(2)+CQI_d(2)...(5)P(3)＝P(1)-Y(3)+CQI_d(3)...(6)如公式(5)和公式(6)所示，發送功率確定單元303利用初始發送時刻與重發時刻之間的CQI值的差異(即是指，在初始數據包發送時刻的下行鏈路信道質量和重發數據包發送時刻下行鏈路信道質量之間的差異)以及IR增益來確定重發數據包的發送功率。當利用IR型H-ARQ作為H-ARQ的應用時，即使在初始發送時刻和重發時刻之間下行鏈路信道質量改變的情況下，如圖17所示，移動臺設備端在HS-PDSCH中隨著重發次數的增加重發數據包的接收功率值(接收質量)會降低。
因此，依照本實施例，當利用IR型H-ARQ作為H-ARQ的應用時，即使在初始發送時刻和重發時刻下行鏈路信道質量改變的情況下，重發數據包的發送功率在考慮下行鏈路信道質量變化和IR增益的情況下被確定的，因此總是能夠使得在移動臺設備端重發數據包的接收質量要比初始發送數據包的接收質量要低。
(實施例6)本實施例將要說明通過降低重發數據包的發送功率而產生的額外發送功率資源分配到其他的數據包上的情況。圖18為依照本發明的實施例示意基站設備調度器結構的方框圖，它採用了帶有附加於圖4結構的CQI差值計算單元305的結構。如圖18所示的IR增益確定單元306與圖11中的IR增益確定單元306相同，因此這部分的說明在此省略。
在本實施例中，發送功率確定單元303利用由IR增益確定單元306所確定的IR增益確定重發數據包的發送功率。並將標明所確定的發送功率的信號輸出到發送功率控制單元154。此外，發送功率確定單元預先知道發送功率資源的總量(總發送功率)，從總發送功率中減去已確定的發送功率就是額外功率資源的量(額外發送功率)。接下來，發送功率確定單元303將標明額外發送功率的信號輸入到發送目的地確定單元301。
發送目的地確定單元301確定一個移動臺設備作為數據包發送的目的地，然後當有額外發送功率時增加其他的移動臺設備作為數據包發送的目的地。也就是說，額外的發送功率被分配到發往其他移動臺設備的其他數據包上。當存在額外功率時，將導致發往多個移動臺設備的大量不同的數據包進行碼分復用和同時傳輸。
或者，當一個移動臺設備作為數據包發送目的地被確定後，如果存在額外的發送功率，發送目的地確定單元301將增加發往移動臺設備所發送的數據包數目，也就是指，發送目的地確定單元301將額外的發送功率分配到發往同一移動臺設備的其他數據包上。利用這種方式，發往相同移動臺設備的大量不同的數據包是碼復用和同時傳輸的。
利用圖19A和19D作為一個實例我們對將額外發送功率分配到發往其他移動臺設備的其他數據包的情況進行更加具體的說明。其中，假定存在三個移動臺設備A到C。圖19A中表明對移動臺設備A所分配的HS-PDSCH的發送功率，圖19B表明對移動臺設備B所分配的HS-PDSCH的發送功率，圖19C表明對移動臺設備C所分配的HS-PDSCH的發送功率。圖19D表明對移動臺設備A到C所分配的HS-PDSCH的總功率。其中，移動臺設備A的發送功率與實施例4以相同的方法確定。
假定移動臺設備A利用了初始發送(發送#1)的總發送功率(圖19A)。因此，其他的移動臺設備B、C在初始發送(發送#1)時不可能進行碼分復用(圖19B到D)。
接下來，對第一次重發(發送#2)，對移動臺設備A所分配的發送功率比在初始發送時刻(圖19A)降低了Y(2)，也就是說，產生了額外發送功率Y(2)，這個額外發送功率被分配到移動臺設備B上(圖19B)。因此，對第一次重發(發送#2)到達移動臺設備A的數據包和到達移動臺設備B的數據包是碼分復用傳輸的(圖19D)。
接下來，第二次重發(發送#3)，對移動臺設備A所分配的發送功率與初始發送時刻相比降低Y(3)(圖19A)。也就是說，產生了額外發送功率Y(3)。此額外功率Y(3)被分配到移動臺設備C中(圖19C)。因此，對於第二次重發(發送#3)，發往移動臺設備A的數據包和發往移動臺設備C的數據包是碼分復用傳輸的(圖19D)。
利用這種方式，通過把額外的發送功率分配到其他移動臺設備的其他數據包上，由基站設備所傳的HS-PDSCH信號的總發送功率總保持恆定(圖19D)。也就是說，依據本實施例，能夠有效的利用發送功率資源。同時還能夠增加數據包的碼復用數目因而提高吞吐量。
本實施例利用實施例3確定發送功率，但也可以利用實施例1到5的任何一個實施例。
如上所述，依照本發明，當H-ARQ用於下行鏈路高速數據包傳輸時，它能夠實現對於重發數據包確定適當的發送功率有效的利用了發送功率資源同時降低了無線通信系統中的幹擾。
本申請基於2002年11月提交的日本專利申請2002-337208，這裡參考的全部內容清晰地包含在其中。
權利要求書(按照條約第19條的修改)1、一種基站設備包括發送功率確定單元，用於對經下行鏈路到移動臺設備的初始發送數據包以及重發數據包，設定重發數據包的發送功率為一發送功率值，使得在移動臺設備端重發數據包的接收質量要低於在移動臺設備端初始發送數據包的接收質量；控制單元，用於控制重發數據包的發送功率為由所述發送功率確定單元所設定的發送功率值；以及分配單元，用於將從由發送功率確定單元設定的發送功率和總發送功率得到的額外發送功率分配到不同於此重傳數據包的數據包上。
2、如權利要求1所述基站設備，其中所述發送功率確定單元設定重發數據包的發送功率值，該發送功率值低於初始發送數據包的發送功率。
3、如權利要求2所述基站設備，其中所述發送功率確定單元設定重發數據包的發送功率值隨著重發次數的增加變為一個更低的值。
4、如權利要求1所述基站設備，進一步包括計算單元，用於計算在初始發送數據包發送時刻的下行鏈路信道質量和重發數據包發送時刻下行鏈路信道質量之間的差值，其中所述發送功率確定單元根據所述計算單元計算的差值確定重發數據包的發送功率值。
5、如權利要求1所述基站設備，進一步包括增益確定單元，用於確定IR型混合ARQ超過CC型混合ARQ的增益，其中所述發送功率控制單元根據所述增益確定單元確定的增益來確定重發數據包的發送功率值。
6、一種控制重傳數據包發送功率的方法包括發送功率確定步驟，對下行鏈路到移動臺設備所要發送初始傳送數據包以及重傳數據包，設定重傳數據包的發送功率為一個發送功率值，使得在移動臺設備端重傳數據包的接收質量要低於在移動臺設備端初始發送數據包的接收質量；控制步驟，即控制重傳數據包的發送功率為由所述發送功率設定步驟所確定的發送功率值；以及分配步驟，即將從由發送功率確定單元設定的發送功率和總發送功率得到的額外發送功率分配到不同於此重傳數據包的數據包上。
權利要求
1.一種基站設備包括發送功率確定單元，用於對經下行鏈路到移動臺設備的初始發送數據包以及重發數據包，設定重發數據包的發送功率為一發送功率值，使得在移動臺設備端重發數據包的接收質量要低於在移動臺設備端初始發送數據包的接收質量；以及控制單元，用於控制重發數據包的發送功率為由所述發送功率確定單元所確定的發送功率值。
2.如權利要求1所述基站設備，其中所述發送功率確定單元設定重發數據包的發送功率值，該發送功率值低於初始發送數據包的發送功率。
3.如權利要求2所述基站設備，其中所述發送功率確定單元設定重發數據包的發送功率值隨著重發次數的增加變為一個更低的值。
4.如權利要求1所述基站設備，進一步包括計算單元，用於計算在初始發送數據包發送時刻的下行鏈路信道質量和重發數據包發送時刻下行鏈路信道質量之間的差值，其中所述發送功率確定單元根據所述計算單元計算的差值確定重發數據包的發送功率值。
5.如權利要求1所述基站設備，進一步包括增益確定單元，用於確定IR型混合ARQ超過CC型混合ARQ的增益，其中所述發送功率控制單元根據所述增益確定單元確定的增益來確定重發數據包的發送功率值。
6.如權利要求1所述基站設備，進一步包括分配單元，用於將降低重發數據包發送功率所產生的額外發送功率分配到不同於此重發數據包的數據包。
7.一種控制重發數據包發送功率的方法包括發送功率確定步驟，對經下行鏈路到移動臺設備所要發送的的初始發送數據包以及重發數據包，設定重發數據包發送功率為一個發送功率值，使得在移動臺設備端重發數據包的接收質量要低於在移動臺設備端初始發送數據包的接收質量；以及控制步驟，即控制重發數據包的發送功率為由所述發送功率確定步驟所確定的發送功率值。
全文摘要
當H－ARQ應用於下行鏈路高速數據包傳輸時，對重發數據包進行適當的發送功率控制可以有效利用發送功率資源並能夠降低無線通信系統中的幹擾，重發數據包(發送#2、發送#3)的發送功率受控到某發送功率值，使得在移動臺設備端重發數據包的接收質量低於在移動臺設備端初始發送數據包(發送#1)的接收質量。例如，重發數據包的發送功率值受控到一個比初始發送數據包的發送功率值低預定值X[dB]的值。
文檔編號H04L1/16GK1692580SQ20038010054
公開日2005年11月2日 申請日期2003年11月18日 優先權日2002年11月20日
發明者伊大知仁 申請人:松下電器產業株式會社