專利名稱：Cdma通信系統(tǒng)中用于控制多信道發(fā)送功率的方法和裝置的制作方法
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及無線數(shù)據(jù)通信。更明確地說，本發(fā)明涉及CDMA通信系統(tǒng)(例如W-CDMA系統(tǒng))中用于控制多信道發(fā)送功率的一種新穎并改進(jìn)了的方法和裝置。
2.相關(guān)領(lǐng)域描述在無線通信系統(tǒng)中，具有用戶終端的用戶(例如蜂窩電話)通過在上行鏈路和下行鏈路上途經(jīng)一個(gè)或多個(gè)基站傳輸與另一個(gè)用戶通信。下行鏈路(即前向鏈路)是指從基站到用戶終端的傳輸，上行線路(即反向鏈路)是指從用戶終端到基站的傳輸。通常分配給下行鏈路和上行鏈路不同的頻率。
在碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中，因?yàn)閿?shù)據(jù)在同一頻帶上同時(shí)發(fā)送給若干個(gè)用戶，基站的總發(fā)送功率通常表示總的下行鏈路的容量。將總發(fā)送功率中的一部分分配給每個(gè)活動(dòng)用戶，這樣給所有用戶的發(fā)送功率之和小于或等于可用的總發(fā)送功率。
為了使下行鏈路的容量最大化，每個(gè)用戶終端的發(fā)送功率由功率控制回路來控制，從而在用戶終端接收到的信號(hào)的傳輸質(zhì)量維持在目標(biāo)SNR上，信號(hào)質(zhì)量按信噪比(SNR)來測量。這個(gè)目標(biāo)SNR常常稱為功率控制設(shè)定點(diǎn)(或簡單地稱作設(shè)定點(diǎn))。通常使用另一個(gè)功率控制環(huán)路來調(diào)整此設(shè)定點(diǎn)，從而維持按幀差錯(cuò)率(FER)測量的期望的性能水平。下行功率控制裝置在維持期望的鏈路性能的同時(shí)試圖降低功率消耗和功率干擾。這樣使得系統(tǒng)容量增加，用戶服務(wù)的延時(shí)降低。
許多新一代CDMA系統(tǒng)支持多信道同時(shí)傳輸，從而提供高速率數(shù)據(jù)服務(wù)和/或多元服務(wù)(例如，語音和分組數(shù)據(jù))。這些信道被用來以不同數(shù)據(jù)速率發(fā)送數(shù)據(jù)，并且還使用不同的處理方案。反饋流(或功率控制子信道)被分配給每個(gè)用戶終端以控制這些信道的功率。反饋流通常用于發(fā)送表示接收到的在一信道上傳輸?shù)男盘?hào)質(zhì)量的信息。然后，這些信息被基站用來為所有信道提供功率控制。
如果多信道的發(fā)送功率不受規(guī)定關(guān)系的牽制，則功率控制變得更富挑戰(zhàn)性。如果信道不是從同一組基站(即，不同的“切換”位置)發(fā)送，這樣的情況可以發(fā)生。例如，第一信道從一組使用軟切換的基站發(fā)送，而第二信道僅從這組基站中的一個(gè)基站發(fā)送。對(duì)于第一條信道，用戶終端從所有發(fā)送基站收集并組合發(fā)送功率來恢復(fù)傳輸，然后根據(jù)組合的功率對(duì)此信道功率控制。對(duì)于第二條信道應(yīng)該根據(jù)從單個(gè)發(fā)送基站接收到的發(fā)送功率進(jìn)行功率控制。
從發(fā)送第二條信道的基站來看，這兩條信道的發(fā)送功率不相關(guān)。通常，獨(dú)立基站對(duì)軟切換的信道的影響百分比是未知的。因此，此基站對(duì)第一條信道的影響量也是未知的。如果一個(gè)單獨(dú)的反饋流被分配用來為第一條信道發(fā)送功率控制信息，則通常不可能根據(jù)此反饋流實(shí)現(xiàn)第二條信道的有效功率控制。如果這兩條信道的發(fā)送功率是不相關(guān)的，則基站不能根據(jù)第一條信道的反饋信息為第二條信道精確調(diào)整發(fā)送功率。
正如所看到的，非常需要用來有效控制多信道發(fā)送功率的技術(shù)，其中多信道可從不同組的基站發(fā)送。
發(fā)明摘要這里提供的多種功率控制技術(shù)支持多信道的獨(dú)立功率控制從而在降低干擾和最大化系統(tǒng)容量的同時(shí)獲得期望的性能水平。這些技術(shù)有利于應(yīng)用于在上行鏈路上定義了單個(gè)功率控制反饋流的CDMA系統(tǒng)(例如，W-CDMA系統(tǒng))，用于對(duì)下行鏈路功率控制。這里所描述的技術(shù)可用來根據(jù)單個(gè)反饋流實(shí)現(xiàn)多(實(shí)際上并行)功率控制反饋?zhàn)恿?。然后，這些反饋?zhàn)恿饔脕愍?dú)立地控制分配給子流的信道發(fā)送功率。
在一方面，單個(gè)反饋流(例如，按W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)所定義)在要求獨(dú)立功率控制的多信道中“分時(shí)”。各種分時(shí)方案可用于根據(jù)單個(gè)反饋流實(shí)現(xiàn)多反饋?zhàn)恿?，并且?duì)于子數(shù)據(jù)流可獲得反饋速率的的不同組合。每個(gè)反饋?zhàn)恿骺赡鼙环峙浣o相應(yīng)的信道或者用于相應(yīng)信道的功率控制。
另一方面，根據(jù)新規(guī)定的時(shí)隙格式中的多個(gè)字段實(shí)現(xiàn)多個(gè)反饋?zhàn)恿?。各種方案可用來形成反饋?zhàn)恿鳎總€(gè)反饋?zhàn)恿饔脕磉M(jìn)行相應(yīng)信道的功率控制。
本發(fā)明還提供了方法、功率控制單元和其它實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多個(gè)方面和特點(diǎn)的單元，下面進(jìn)一步詳細(xì)說明。
附圖的簡要描述通過下面提出的結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的特征、性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加明顯，附圖中相同的符號(hào)具有相同的標(biāo)識(shí)，其中

圖1是支持多用戶的無線通信系統(tǒng)的圖；圖2A和圖2B分別是在基站和用戶終端為按照W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)的下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶幚硇盘?hào)的圖；圖3是能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的多個(gè)方面和實(shí)施例的下行鏈路功率控制機(jī)制的圖；圖4是如W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的用于上行鏈路物理專用信道的幀格式和時(shí)隙格式的圖；圖5A到5D示出了根據(jù)單個(gè)功率控制反饋流為四個(gè)不同的反饋率組合形成兩個(gè)反饋?zhàn)恿鞯倪^程；圖6是說明按照本發(fā)明的實(shí)施例控制多信道功率的定時(shí)圖表；以及圖7和圖8分別是能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的多個(gè)方面和實(shí)施例的基站和用戶終端的實(shí)施例框圖。
優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述圖1是支持多用戶的無線通信系統(tǒng)100的圖。系統(tǒng)100為多個(gè)小區(qū)提供通信，每個(gè)小區(qū)由相應(yīng)的基站104來服務(wù)。多個(gè)用戶終端106分散在整個(gè)系統(tǒng)中。每個(gè)用戶終端106可以根據(jù)用戶終端是否活動(dòng)和是否處在軟切換在任何特定時(shí)刻在下行鏈路和上行鏈路上與一個(gè)或多個(gè)基站104通信。如圖1所示，基站104a與用戶終端106a、106b、106c和106d通信，基站104b與用戶終端106d、106e和106f通信。用戶終端106d處在軟切換，與基站104a和104b同時(shí)通信。
在系統(tǒng)100中，系統(tǒng)控制器102先耦合到基站104上，可以再耦合到公共交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)和/或一個(gè)或多個(gè)分組數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)上。系統(tǒng)控制器102調(diào)整和控制耦合在其上的基站。系統(tǒng)控制器102還控制用戶終端106彼此之間和用戶終端106和耦合在PSTN(例如常規(guī)電話)上的用戶之間途經(jīng)基站104的電話呼叫的路由。系統(tǒng)控制器102常常是指基站控制器(BSC)或無線網(wǎng)絡(luò)控制器(RNC)。
系統(tǒng)100的設(shè)計(jì)支持一個(gè)或多個(gè)CDMA標(biāo)準(zhǔn)諸如(1)“TIA/EIA-98-DRecommended Minimum Standard for Dual-Mode Wideband Spread SpectrumCellular System”(IS95標(biāo)準(zhǔn))，(2)“TIA/EIA-98-D Recommended MinimumStandard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular MobileStation”(IS-98標(biāo)準(zhǔn))，(3)名為“3rd Generation Partnership Project”(3GPP2)的協(xié)會(huì)提出的標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)在在一系列包括文件3G TS 25.211、3G TS 25.212、3G TS 25.213和3G TS 25.214(W-CDMA標(biāo)準(zhǔn))的文件中，(4)由名為“第三代合伙人計(jì)劃”(3GPP)的聯(lián)盟所提供的標(biāo)準(zhǔn)，它包含在一組文檔中，包括文檔號(hào)C.S0002-A、C.S0005-A、C.S0010-A、C.S0011-A、C.S0024和C.S0026(cdma2000標(biāo)準(zhǔn))，以及(5)一些其它標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)通過引用結(jié)合于此。
圖2A是按照W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)在基站104用于下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘?hào)處理圖。W-CDMA系統(tǒng)的上層信令層支持多個(gè)“傳輸”信道的進(jìn)發(fā)傳送，每個(gè)傳輸信道能為特定的通信(例如話音、視頻、數(shù)據(jù)以及其它)傳送數(shù)據(jù)。在也被稱作傳輸塊的數(shù)據(jù)塊中，為每個(gè)傳輸信道將數(shù)據(jù)提供給相應(yīng)的傳輸信道處理段210。
在傳輸信道處理段210中，每個(gè)傳輸塊用來在框212中計(jì)算循環(huán)冗余校驗(yàn)(CRC)比特。CRC比特附加在傳輸塊上，用于在用戶終端進(jìn)行差錯(cuò)檢測。然后在框214中，多個(gè)經(jīng)CRC編碼的塊被串接在一起。如果串接以后的比特總數(shù)大于碼塊的最大值，則，這些比特被分割為幾個(gè)(等大的)碼塊。在框216中，每個(gè)碼塊使用一種特殊的編碼方案(例卷積碼Turbo碼)或者不編碼來產(chǎn)生經(jīng)編碼的比特。
然后在框218中根據(jù)高層信令層分配的速率匹配屬性對(duì)已編碼比特進(jìn)行速率匹配。在上行鏈路上，比特被重復(fù)或截短(即刪除)從而使要被傳輸?shù)谋忍財(cái)?shù)與可用比特位置數(shù)相匹配。在下行鏈路中，未使用的比特位置在框220中用不連續(xù)傳輸(DTX)比特來填充。DTX比特表示什么時(shí)候傳輸應(yīng)該關(guān)閉以及實(shí)際不發(fā)送。
然后在框222中，按照特殊的交織方案對(duì)比特進(jìn)行交織從而提供時(shí)間分集。按照W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)，從一組可能的時(shí)間間隔(即10msec、20msec、40msec或80msec)中選出實(shí)現(xiàn)交織的時(shí)間間隔。當(dāng)選擇的交織間隔比10msec長時(shí)，間隔內(nèi)的比特在框224中被分段并且映射到連續(xù)傳輸信道無線幀上。每個(gè)傳輸信道無線幀對(duì)應(yīng)一個(gè)(10msec)無線幀期間的傳輸。
接著在框232中，將來自所有活動(dòng)傳輸信道處理部分210的無線幀串行多路復(fù)用成經(jīng)編碼的復(fù)合傳輸信道(CCTrCH)。在框234中將DTX比特插入多路復(fù)用無線幀中，從而要發(fā)送的比特?cái)?shù)與用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)摹拔锢怼毙诺郎峡捎玫谋忍匚恢脭?shù)相匹配。如果使用多于一個(gè)物理信道，則在框236中將比特在物理信道中分隔。然后在框238中，每個(gè)無線幀期間的每個(gè)物理信道的比特被交織來提供附加的時(shí)間分集。在框240中，交織過的物理信道無線幀被映射到它們各自的物理信道上。每個(gè)物理信道可以用于為特殊數(shù)據(jù)類型發(fā)送特殊傳輸，如下面所述。隨后的用來產(chǎn)生適合傳輸?shù)接脩艚K端的調(diào)制信號(hào)的信號(hào)處理在本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知，在這里不作描述。
圖2B是按照W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)在基站106為下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸處理信號(hào)的圖。圖2B中所示的信號(hào)處理用是與圖2A中所示的信號(hào)處理互補(bǔ)的。最初，調(diào)制過的信號(hào)被接收、調(diào)節(jié)、數(shù)字化以及處理以提供用于數(shù)字傳輸?shù)拿總€(gè)物理信道的符號(hào)。每個(gè)符號(hào)具有一個(gè)特殊分辯率(例如4比特)而且對(duì)應(yīng)一個(gè)傳輸比特。對(duì)于每個(gè)物理信道每個(gè)無線幀期間的符號(hào)在框252中被解交織，然后在框254中來自所有物理信道的經(jīng)解交織的符號(hào)被串接起來。在框256中，檢測并刪除對(duì)于下行鏈路傳輸而言不傳輸?shù)谋忍亍Ｈ缓?，符?hào)在框258中被多路分解成各種傳輸信道。接著將每個(gè)傳輸信道的無線幀提供給各自的傳輸信道處理部分260。
在傳輸信道處理部分260中，傳輸信道無線幀在框262中被串接進(jìn)“話務(wù)”。每個(gè)話務(wù)包括一個(gè)或多個(gè)傳輸信道無線幀而且對(duì)應(yīng)于選中的在發(fā)送單元所用的交織間隔。每個(gè)話務(wù)中的符號(hào)在框264中被解交織，不傳輸符號(hào)在框266中被去除。然后在框268中進(jìn)行反向速率匹配以積累重復(fù)的符號(hào)并位為截短的符號(hào)插入“刪除”標(biāo)記。接著話務(wù)中的每個(gè)編碼塊在框270中被解碼，解碼后的塊在框272中被串接并分割成它們各自的傳輸塊。在框274中，使用CRC比特對(duì)每個(gè)傳輸塊檢驗(yàn)錯(cuò)誤。
W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)定義了能支持多用戶為話音和分組數(shù)據(jù)的有效傳輸而設(shè)計(jì)的信道結(jié)構(gòu)。按照W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)在高層信令層中被處理為一個(gè)或多個(gè)傳輸信道。傳輸信道支持不同類型的業(yè)務(wù)(例如話音、視頻、數(shù)據(jù)以及其它)同時(shí)傳輸。然后傳輸信道被映射到分配給用戶終端進(jìn)行通信(例如電話)的物理信道上。
對(duì)于每一個(gè)W-CDMA系統(tǒng)的通信，下行鏈路專用的物理信道(下行鏈路DPCH)通常分配給通信期間的用戶終端。DPCH用來傳送以快數(shù)據(jù)速率變化(例如每10msec)、快功率控制和對(duì)特定用戶終端的固定尋址的可能性為特征的下行鏈路傳輸信道。
如果需要增加傳輸容量，則物理下行鏈路共享信道(PDSCH)也分配給用戶終端。例如，PDSCH可以分配給高速率分組數(shù)據(jù)傳輸。PDSCH用來基于多路復(fù)用碼傳送用戶終端共享的下行鏈路傳輸信道。PDSCH與下行鏈路DPCH相關(guān)。然而，PDSCH和DPCH不需要有相同的擴(kuò)展因子(即正交碼，決定數(shù)據(jù)速率)，PDSCH的擴(kuò)展因子也可在幀與幀之間改變。
下行鏈路DPCH用來通過控制數(shù)據(jù)(例如，導(dǎo)頻、功率信息以及其它)以時(shí)分多路復(fù)用方式來發(fā)送用戶專用數(shù)據(jù)。下行鏈路DPCH被看作下行鏈路專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH)的多路復(fù)用和下行專用物理控制信道(DPCCH)。
在下行鏈路上，每個(gè)基站的容量受它的總傳輸功率限制。為了提供期望的性能水平和增加系統(tǒng)容量，每個(gè)從基站的傳輸?shù)陌l(fā)送能量要被控制得盡可能低從而在維持期望的性能水平的同時(shí)降低功耗。如果在用戶終端接收到的信號(hào)質(zhì)量很差，則對(duì)傳輸正確解碼的概率就會(huì)降低并且性能會(huì)被損害(例如，較高的FER)。相反地，如果接收到的信號(hào)質(zhì)量太高，發(fā)送功率標(biāo)準(zhǔn)也可能太高，過量的發(fā)送功率可能必不要地用于傳輸，這樣降低了系統(tǒng)容量以及還導(dǎo)致來自另一個(gè)基站的額外的傳輸干擾。
圖3是能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的多個(gè)方面和實(shí)施例的下行鏈路功率控制機(jī)制300的圖。功率控制機(jī)制300包括與外環(huán)路功率控制320聯(lián)合作用的內(nèi)環(huán)路功率控制310。
內(nèi)環(huán)路310是(相對(duì)的)快速環(huán)路，它試圖維持在用戶終端接收到的信號(hào)質(zhì)量使其盡可能接近目標(biāo)信號(hào)對(duì)噪聲加干擾比。如圖3所示，內(nèi)環(huán)路310作用在用戶終端和基站之間，通常為每條信道維持一個(gè)內(nèi)環(huán)路以進(jìn)行獨(dú)立的功率控制。
對(duì)一個(gè)特殊信道的內(nèi)環(huán)路功率調(diào)制通常通過(1)在用戶終端測量信道上的傳輸信號(hào)質(zhì)量(塊312)，(2)將接收到的信號(hào)質(zhì)量與信道設(shè)定點(diǎn)處理(塊314)，以及(3)將功率控制信息發(fā)送回發(fā)送基站。信號(hào)質(zhì)量測量可以在功率受控的信道、與功率受控信道相聯(lián)系的參考信道或其它用來建立與功率受控信道聯(lián)系的信道上進(jìn)行。功率控制信息可被發(fā)送基站用來調(diào)整它的發(fā)送功率，可以用諸如“UP”命令請求增加發(fā)送功率或“DOWN”命令請求降低發(fā)送功率的形式工作。每次接收到功率控制信息，基站相應(yīng)地為信道調(diào)整發(fā)送功率(框316)。對(duì)于W-CDMA系統(tǒng)，功率控制信息發(fā)送頻率可達(dá)每秒1500次，這樣為內(nèi)環(huán)路310提供了相對(duì)快速響應(yīng)時(shí)間。
由于通信鏈路(云狀框318)中的路徑損失通常隨時(shí)間變化，特別是對(duì)于移動(dòng)用戶終端，用戶終端接收到的信號(hào)質(zhì)量不斷波動(dòng)。因此，在通信鏈路中存在變化的情況下，內(nèi)環(huán)路310試圖將接收到的信號(hào)質(zhì)量維持在設(shè)定點(diǎn)或其附近。
外環(huán)路320是(相對(duì)的)慢速環(huán)路，它不斷地調(diào)整設(shè)定點(diǎn)從而為到用戶終端的傳輸獲得一個(gè)特定的性能標(biāo)準(zhǔn)。期望的性能水平通常是目標(biāo)幀差錯(cuò)率(FER)，對(duì)于某些傳輸為1％。一些其它目標(biāo)值和/或性能準(zhǔn)則也可以用來調(diào)整設(shè)定點(diǎn)。
對(duì)特殊信道的外環(huán)路設(shè)定點(diǎn)調(diào)整通常通過(1)接收和處理信道上的傳輸從而恢復(fù)發(fā)送幀，(2)將每個(gè)接收到的幀確定為正確解碼幀(好的)或錯(cuò)誤幀(刪除的)，(3)根據(jù)幀狀態(tài)(可能同其它信息一起)調(diào)整設(shè)定點(diǎn)(塊324)。如果幀被正確解碼，則在用戶終端接收到的信號(hào)質(zhì)量可能高于必須達(dá)到的質(zhì)量。那么設(shè)定點(diǎn)可以稍微降低，使得內(nèi)環(huán)路310降低傳輸?shù)陌l(fā)送功率。另一方面，如果幀被錯(cuò)誤解碼，則在用戶終端接收到的信號(hào)質(zhì)量可能低于必須達(dá)到的質(zhì)量。那么設(shè)定點(diǎn)可以稍微提高，使得內(nèi)環(huán)路310增加傳輸?shù)陌l(fā)送功率。
通過控制調(diào)整信道設(shè)定點(diǎn)的方式，可獲得不同功率控制特性和性能水平。例如，通過對(duì)壞幀改變設(shè)定點(diǎn)的向上調(diào)整量、對(duì)好幀的向下調(diào)整量、設(shè)定點(diǎn)中相繼增加之間所要求的時(shí)間間隔以及其它來調(diào)整目標(biāo)FER。目標(biāo)FER(即長期FER)可以被設(shè)定為ΔD/(ΔD+ΔU)，其中ΔU是用于刪除幀的設(shè)定點(diǎn)增量，ΔD是用于好幀的設(shè)定點(diǎn)降低量。ΔU和ΔD絕對(duì)值決定了通信鏈路中系統(tǒng)對(duì)突然變化的響應(yīng)性。
對(duì)于W-CDMA系統(tǒng)，用戶終端在DPCCH/DPDCH(即下行鏈路DPCH)上估計(jì)傳輸?shù)腟NR。然后如果估計(jì)的SNR分別小于或大于目標(biāo)SNR，則用戶終端比較估計(jì)的SNR和目標(biāo)SNR并且產(chǎn)生發(fā)送功率控制(TPC)命令來提高或降低發(fā)送功率?；菊{(diào)整DPCCH/DPDCH的發(fā)送功率來響應(yīng)接收到的TCP命令。
在W-CDMA系統(tǒng)中，不同下行鏈路信道的發(fā)送功率與同一用戶終端的功率之比未指定，并可隨時(shí)間變化。在通常的操作情況下，PDSCH和下行鏈路DPCH從一個(gè)基站發(fā)送。這樣，根據(jù)為下行鏈路DPCH產(chǎn)生的TPC命令(即根據(jù)為下行鏈路DPCH維持的內(nèi)功率控制環(huán)路)控制PDSCH的發(fā)送功率。基站有關(guān)于對(duì)PDSCH和下行鏈路DPCH的執(zhí)行處理的知識(shí)，能為每個(gè)這種信道確定目標(biāo)SNR?；疽材転檫@些信道度按比例改變發(fā)送功率從而獲得目標(biāo)SNR。
當(dāng)兩條信道都是從同一組基站(例如，從一個(gè)基站)發(fā)送時(shí)，PDSCH和下行鏈路DPCH的功率控制良好工作。然而，這種機(jī)制通常不適合用于軟切換情況。W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)允許軟在切換中的下行鏈路DPCH的操作，但是目前不允許在軟切換中的PDSCH的操作。因此，PDSCH和它的相關(guān)下行鏈路DPCH以不同的切換模式進(jìn)行操作。
如果下行鏈路DPCH處于軟切換，則用戶終端收集和組合一組基站的發(fā)送功率從而恢復(fù)DPCH上的傳輸。然后根據(jù)從所有正在發(fā)送的基站接收到的DPCH的總功率進(jìn)行DPCH的功率控制。獨(dú)立基站對(duì)的具體影響百分比對(duì)系統(tǒng)控制器是未知的。因此，如果這組基站中之一也發(fā)送PDSCH，則要用于PDSCH的發(fā)送功率量與用于PDCH的發(fā)送功率不相關(guān)，或者不由PDCH的發(fā)送功率決定。如果根據(jù)為DPCH接收的TPC命令控制，則PDSCH的發(fā)送功率可能被不正確地控制，根據(jù)這些TPC命令調(diào)整PDSCH發(fā)送功率可能導(dǎo)致PDSCH傳輸功率的隨機(jī)分配(相對(duì)于實(shí)際需要的分配而言)。這種隨機(jī)分配確定了鏈路質(zhì)量和系統(tǒng)容量，因此非常不期望。
如果PDSCH發(fā)送功率與DPCH發(fā)送功率不相關(guān)，則可用幾個(gè)簡單方案來控制它。在一種方案中，PDSCH發(fā)送功率增大到足夠電平以保證正確接收。然而，這要求PDSCH在高方案上發(fā)送來防止不良狀況信道損失和運(yùn)行情況。在另一個(gè)簡單方案中，對(duì)PDSCH使用固定功率分配。然而，性能可能受到隨信道狀態(tài)的變化的惡化。在再一個(gè)簡單方案中，用消息通信來控制PDSCH發(fā)送功率(例如使用上行鏈路上發(fā)送的幀刪除信息)。然而，功率控制機(jī)制速度緩慢而且不能充分適應(yīng)變化的鏈路狀態(tài)，這將導(dǎo)致性能惡化。因此，這些簡單方案對(duì)于多信道功率控制不是非常有效。
如上面所提，PDSCH通常用于高速率分組數(shù)據(jù)傳輸，用來提供期望的服務(wù)質(zhì)量的平均發(fā)送的部分額代表基站的總發(fā)送功率中不可忽略的部分。例如，對(duì)高速率信道平均功率部分額的要求為13dB(基站總發(fā)送功率的5％)或更多。
對(duì)于PDSCH和下行鏈路DPCH，快速功率控制環(huán)路(即內(nèi)環(huán)路)可以用來按照與鏈路狀態(tài)反比地調(diào)整每條信道發(fā)送功率(即如果鏈路變差，則增加發(fā)送功率)。這保證了在基站接收到的信號(hào)質(zhì)量維持在目標(biāo)SNR或其附近。快速功率控制環(huán)路允許快速調(diào)整發(fā)送功率從而跟蹤快速變化的鏈路狀態(tài)。
較慢的功率控制速率對(duì)某些高速率信道是足夠的。單條信道瑞利衰落的動(dòng)態(tài)范圍在10到20dB的數(shù)量級(jí)之內(nèi)。如果平均功率的分?jǐn)?shù)要求為13dB或更多，則因?yàn)榛净蛘哂霉夤β驶蛘咝枰蜂N其它用戶來提供所要求的發(fā)送功率，所以通常不能夠補(bǔ)償這些大范圍的衰落。因此，對(duì)于諸如PDSCH的高速率信道，沒必要高速率地發(fā)送功率控制信道，因?yàn)槎鄶?shù)實(shí)例中基站沒有用來執(zhí)行這些命令的功率資源。
這里提供的多種功率控制技術(shù)支持多信道的獨(dú)立功率控制從而在降低干擾和最大化系統(tǒng)容量的同時(shí)獲得期望的性能水平。這些技術(shù)有利于應(yīng)用在上行鏈路上定義了功率控制反饋流的CDMA系統(tǒng)(例如，W-CDMA系統(tǒng))，用于下行鏈路功率控制。這里所描述的技術(shù)用來根據(jù)單個(gè)功率控制反饋流實(shí)現(xiàn)多(實(shí)際上并行)功率控制反饋?zhàn)恿?。然后，這些反饋?zhàn)恿骺捎脕愍?dú)立地控制分配給子流的信道發(fā)送功率。
按照一方面，單個(gè)功率控制反饋流(例如，按W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)所定義)在要求獨(dú)立功率控制的多信道中“分時(shí)”。各種分時(shí)方案可用于基于單個(gè)反饋流實(shí)現(xiàn)多反饋?zhàn)恿鳌Ｈ缓髮⒚總€(gè)反饋?zhàn)恿鞣峙浣o各條信道，并用來對(duì)各條信道進(jìn)行功率控制。
按照另一方面，基于新定義的時(shí)隙格式中的多個(gè)字段實(shí)現(xiàn)多個(gè)反饋數(shù)據(jù)流。各種方案可用來形成反饋?zhàn)恿?，且每個(gè)反饋?zhàn)恿骺捎脕磉M(jìn)行各自信道的功率控制，如下所述。
這里所描述的功率控制技術(shù)可以用于各種無線通信系統(tǒng)，且可有利地用在下行鏈路和/或上行鏈路中。例如，這里所描述的功率控制技術(shù)可以用于依照W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)、cdma2000標(biāo)準(zhǔn)、其它標(biāo)準(zhǔn)或這些標(biāo)準(zhǔn)的組合的CDMA系統(tǒng)。為了使說明更加清楚，下面用W-CDMA系統(tǒng)的下行鏈路上的具體實(shí)現(xiàn)來描述本發(fā)明的各個(gè)方面和各圖4是如W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)定義的用于上行鏈路DPCH的DPDCH和DPCCH的幀格式和時(shí)隙格式的圖表；DPDCH傳送用戶專用分組數(shù)據(jù)，而DPCCH傳送控制數(shù)據(jù)(包括下行鏈路信道的功率控制信息)。在上行鏈路上，DPDCH和DPCCH分別在調(diào)制的上行鏈路信號(hào)的同相(I)和正交(Q)分量上發(fā)送。在1DPDCH和DPCCH上的傳輸被分割成無線幀，每個(gè)無線幀覆蓋15個(gè)標(biāo)記為從0到14的時(shí)隙。對(duì)于DPCCH，每個(gè)時(shí)隙進(jìn)一步被分割成幾個(gè)字段，用于傳送不同控制類型的控制數(shù)據(jù)。
如圖4中所示，DPDCH包括用來從用戶終端發(fā)送數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)字段420。DPCCH包括導(dǎo)頻字段422、傳輸格式組合指示(TRCI)字段424、反饋信息(FBI)字段426和發(fā)送功率控制(TPC)字段428。導(dǎo)頻字段422用來為專用物理信道發(fā)送導(dǎo)頻。TFCI字段424用來發(fā)送傳輸信道在上行鏈路上多路復(fù)用的瞬時(shí)參數(shù)(例如，比特率信號(hào)代碼等等)。FBI字段426用來支持要求用戶終端和基站之間的反饋的技術(shù)，諸如多種發(fā)送分集模式。TPC字段428用來發(fā)送功率控制信息以指示基站調(diào)整其在下行鏈路信道上的發(fā)送功率向上或向下改變從而在最小化干擾的同時(shí)獲得期望的性能。
按照本發(fā)明的另一方面，多個(gè)并行功率控制反饋?zhàn)恿饔煞謺r(shí)的單個(gè)功率控制反饋流實(shí)現(xiàn)。如W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)所定義的，每個(gè)幀有10msec的持續(xù)時(shí)間，而每個(gè)時(shí)隙有1.67msec的持續(xù)時(shí)間。那么，時(shí)隙速率為1500時(shí)隙/秒。如圖4中所示，每個(gè)時(shí)隙包括用來報(bào)告功率控制信息的TPC字段428。如果TPC命令每個(gè)時(shí)隙發(fā)送一次，則反饋流的速率為1500條命令/秒(即1500cps)。1500cps可用來以時(shí)分的方式實(shí)現(xiàn)多反饋?zhàn)恿?，描述如下?br> 圖5A到5D是說明按照本發(fā)明的某些實(shí)施例用來基于單個(gè)功率控制反饋流提供多反饋?zhàn)恿鞯乃膫€(gè)不同時(shí)分幀格式的圖。在圖5A中，基于單個(gè)反饋流通過對(duì)在交替的時(shí)隙上發(fā)送的兩個(gè)子流的命令支持兩個(gè)反饋?zhàn)恿鳌Ｈ鐖D5A所示，對(duì)第一個(gè)反饋?zhàn)恿鞯拿钤诘趉幀的時(shí)隙0、2、4、...到14中發(fā)送。對(duì)第二個(gè)反饋?zhàn)恿鞯拿钤诘趉幀的時(shí)隙1、3、5、...到15和第k+1幀的時(shí)隙0、2、4、...到14中發(fā)送。如果反饋流速率為1500cps，則每個(gè)反饋?zhàn)恿鞯乃俾蕿?50cps。
在圖5B中，兩個(gè)反饋?zhàn)恿靼礊榈谝缓偷诙恿鞣謩e提供速率為1000cps和500cps的反饋的方式分配給時(shí)隙。獲得這樣的方式要通過為第一子流在兩個(gè)連續(xù)時(shí)隙里發(fā)送兩個(gè)命令接著為第二子流在一個(gè)時(shí)隙里發(fā)送一個(gè)命令并且重復(fù)這種模式。
在圖5C中，兩個(gè)反饋?zhàn)恿靼礊榈谝缓偷诙恿鞣謩e提供速率為1200cps和300cps的反饋的方式分配給時(shí)隙。獲得這樣的方式要通過為第一子流在四個(gè)連續(xù)時(shí)隙里發(fā)送四個(gè)命令接著為第二子流在一個(gè)時(shí)隙里發(fā)送一個(gè)命令并且重復(fù)這種方式。
在圖5D中，兩個(gè)反饋?zhàn)恿靼礊榈谝缓偷诙恿鞣謩e提供速率為1400cps和100cps的反饋的方式分配給時(shí)隙。獲得這樣的方式要通過為第一子流里發(fā)送14個(gè)命令接著為第二子流在一個(gè)時(shí)隙里發(fā)送一個(gè)命令。
根據(jù)以上，可以觀察出速率的不同組合的兩個(gè)并行反饋?zhàn)恿魍ㄟ^正確分配時(shí)隙給子流被支持。圖5A-5D也示出了為兩個(gè)子流重復(fù)時(shí)隙分配模式的使用，在一幀或兩幀中這種方式是周期性的。特別地，圖5A用反饋速率為750/750的“1-1”模式，圖5B用反饋速率為1000/500的“2-1”模式，圖5C用反饋速率為1200/300的“4-1”模式以及圖5D用反饋速率為1400/100的“14-1”模式?！?-1”，“2-1”，到“4-1”的時(shí)隙分配方式按需要對(duì)一幀所重復(fù)若干次。
其它反饋速率通過使用在多幀上具有周期性的其它時(shí)隙分配模式(即類似于“1-1”模式，在兩幀上具有周期性)獲得支持。例如，通過為第一子流在三個(gè)連續(xù)時(shí)隙里發(fā)送三個(gè)命令接著為第二子流在一個(gè)時(shí)隙里發(fā)送一個(gè)命令并且重復(fù)這種方式，分別為第一子流和第二子流獲得1125cps和375cps的反饋速率?；蛘?，非周期模式也用來形成反饋?zhàn)恿鳌?br> 圖5A到圖5D示出了基于單個(gè)反饋流形成兩個(gè)反饋?zhàn)恿鞯倪^程?？偟膩碚f，任何數(shù)量的反饋?zhàn)恿鞫伎梢酝ㄟ^正確分配時(shí)隙來形成。例如，三個(gè)500/500/500cps的反饋?zhàn)恿骺梢酝ㄟ^使用“1-1-1”的模式得到支持，由此給第一、第二和第三子流的每一個(gè)的單個(gè)命令每三個(gè)時(shí)隙發(fā)送一次。然后每個(gè)子流被分配并用于發(fā)送功率控制信息給各自的信道。同樣地，只要子流的總速率小于等于反饋流的速率，任何數(shù)量的子流和反饋速率的任何組合可以被支持。子流可具有相同或者不同的反饋速率，如上面所說明的。
反饋?zhàn)恿骺梢愿鶕?jù)不同的方案而被定義(即分配時(shí)隙)。在一種方案中，子流被先驗(yàn)地定義。不同的時(shí)分格式可用來定義反饋?zhàn)恿?，如上面圖5A-5D所示。用戶終端被通知或以其它方式得知用于與基站通信的特殊時(shí)分格式。例如，當(dāng)PDSCH和下行鏈路DPCH都在使用中且處在不同的越區(qū)切換狀況時(shí)(即PDSCH和DPCH從不同組的小區(qū)發(fā)送)，用戶終端可以知道要使用1000/500cps的反饋?zhàn)恿?。如果越區(qū)切換狀況(例如，沒有切換，或者與同一小區(qū)組切換)，則通常沒必要區(qū)分這些反饋?zhàn)恿?。然而，多反饋?zhàn)恿魅钥梢杂糜诙喾N目的諸如避免每次下行鏈路配置改變時(shí)需要改變上行鏈路的配置。
在另一種方案中，反饋?zhàn)恿鞲鶕?jù)基站和用戶終端之間(例如，在通信的開始，或當(dāng)通信期間增加或撤銷信道時(shí))的協(xié)商來定義。這種方案提供了形成反饋?zhàn)恿鞯撵`活性。子流根據(jù)獲得的性能水平、鏈路狀態(tài)和其它因素來定義。
反饋?zhàn)恿骺梢园慈魏纹谕姆绞椒峙浣o信道。在一個(gè)實(shí)施例中，低速率的反饋?zhàn)恿鞅环峙浣o并且用于PDSCH的功率控制，高速率的反饋?zhàn)恿饔糜谙滦墟溌稤PCH的功率控制。這可以確保下行鏈路DPCH較少的性能惡化，下行鏈路DPCH傳送用來控制DPCH和PDSCH的重要控制(例TFCI)和信令消息。
將兩個(gè)反饋?zhàn)恿鞯墓β士刂菩畔⒍嗦窂?fù)用成反饋流的可用時(shí)隙中，有效地降低了下行鏈路DPCH和PDSCH的反饋速率(例如到750/750cps)。根據(jù)早期對(duì)IS-95系統(tǒng)的研究，當(dāng)用戶終端在鏈路變化分別在較慢且容易跟蹤(例如甚至750cps)或太快且很難糾正的區(qū)域低速或高速移動(dòng)時(shí)，反饋速率的降低對(duì)性能影響很小。(如果在高速率時(shí)衰落過快，則甚至1500cps功率控制仍不夠，這種情況下信道交織器平均掉了衰減影響)。如果用戶終端以中速(例如30-60km/hr)移動(dòng)，則降低的反饋速率可能影響性能。按照這些速度，先前的研究表明在很多實(shí)例中，對(duì)性能的影響可指望在0.5dB或更少的數(shù)量級(jí)內(nèi)。
因?yàn)镻DSCH的快速功率控制在某些情況下(例如當(dāng)PDSCH用于高速率分組數(shù)據(jù)傳輸)會(huì)是不可能或不現(xiàn)實(shí)，所以較低的反饋速率對(duì)這種信道已經(jīng)足夠。例如，反饋速率500、300或100cps可以為PDSCH提供良好的性能，同時(shí)使DPCH的反饋速率降低了可接受的數(shù)量。如果PDSCH的反饋速率為500cps或更少，則DPCH的反饋速率仍相對(duì)較高為1000cps或更高。這允許在相對(duì)較高的速率下對(duì)DPCH進(jìn)行功率控制，可能降低性能惡化達(dá)到中速率時(shí)dB數(shù)的十分之幾。特別如果基站由于其它考慮和/或限制不能以較快速率實(shí)施命令，則PDSCH的較低反饋速率同樣可以提供必須的性能水平，且是足夠的。
對(duì)于基于單個(gè)反饋流的分時(shí)實(shí)現(xiàn)的反饋?zhàn)恿?，同樣?guī)定的時(shí)隙格式可以用于子流。對(duì)反饋?zhàn)恿鞯腡PC命令可以按與用于反饋流的方式相似的方式在TPC字段中產(chǎn)生和發(fā)送。然而，用戶終端和基站知道哪條命令屬于哪個(gè)子流，能夠分別產(chǎn)生和處理這些命令。
按照本發(fā)明的另一方面，多個(gè)并行反饋?zhàn)恿魍ㄟ^在時(shí)隙中定義多個(gè)TPC字段來實(shí)現(xiàn)。為功率控制反饋流定義除原始的TCP字段之外的一個(gè)或多個(gè)TCP字段。然后每個(gè)TCP字段被分配給各自的信道。
W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了幾個(gè)可以用于上行鏈路DPCCH的時(shí)隙格式。每個(gè)時(shí)隙格式在圖4所示的上行鏈路DPCCH中將指定數(shù)量的比特分配給控制字段。用于通信的特定的時(shí)隙格式通常是在通信的開始協(xié)商的，并被用于整個(gè)通信期間。時(shí)隙格式也可以在通信期間通過信道的重配置(通過信令)改變。對(duì)于某些設(shè)計(jì)，用戶終端也可以自動(dòng)改變時(shí)隙格式，例如在功率控制信道的新越區(qū)切換狀況的情況下。新時(shí)隙格式也可以通過網(wǎng)絡(luò)被明確地選擇，并且同越區(qū)切換消息一起或者可能在越區(qū)切換消息內(nèi)被傳送。對(duì)于由W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)定義的時(shí)隙格式，對(duì)于每個(gè)時(shí)隙的TPC字段中的比特旨在用于DPCH/PDSCH功率控制的TPC命令的轉(zhuǎn)送。
表1列出了由W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)(版本V3.1.1)為上行鏈路DPCCH定義的時(shí)隙格式0到5B。上行鏈路DPCCH每個(gè)的時(shí)隙包括幾個(gè)字段，如圖4所示。表1中的每個(gè)時(shí)隙格式定義了時(shí)隙中的每個(gè)字段長度(以比特?cái)?shù))。如表1所示，對(duì)于一些時(shí)隙格式，一個(gè)或多個(gè)字段被忽略(即，長度＝0)。
表一
按照本發(fā)明的具體實(shí)施例，表1中的新的幀格式6到9A被定義為支持兩個(gè)反饋?zhàn)恿?。時(shí)隙格式6基于隙格式1(如第一欄中的[1]表明的)，時(shí)隙格式7基于隙格式0，時(shí)隙格式7A和7B基于隙格式0B，時(shí)隙格式8基于隙格式4，時(shí)隙格式9基于隙格式5，以及時(shí)隙格式9A基于隙格式5B。在一個(gè)實(shí)施例中，新的時(shí)隙格式保留相應(yīng)的“基本”時(shí)隙格式的TFCI和FBI字段。
對(duì)于每個(gè)新的時(shí)隙格式，使用基本時(shí)隙格式的TPC字段中中的比特和零個(gè)或多個(gè)導(dǎo)頻比特來定義兩個(gè)TCP字段。對(duì)于新時(shí)隙格式6、7、7B、8和9A，僅使用從導(dǎo)頻字段中取出的比特來定義TPC2字段。這樣降低了基本時(shí)隙格式中導(dǎo)頻比特(如欄2的的括號(hào)中顯示)的數(shù)目。例如，對(duì)于時(shí)隙格式6，使用兩個(gè)導(dǎo)頻比特來定義反饋?zhàn)恿?的TPC2字段，從而將導(dǎo)頻比特?cái)?shù)從8(對(duì)基本時(shí)隙格式1)降低到6。對(duì)于新時(shí)隙格式7A，原始TPC字段中的兩比特分配給TPC1和TPC2字段各一個(gè)。
對(duì)于表1中所示的新時(shí)隙格式，兩個(gè)TPC字段包括同樣數(shù)目的比特。同樣地，因?yàn)閮蓚€(gè)TPC字段包含在每個(gè)時(shí)隙中，反饋速率為1500cps。TPC字段也被定義可以有不同數(shù)目的比特。而且，不同的比特速率也可以通過在多個(gè)時(shí)隙上發(fā)送TPC命令來獲得。這降低了需要用來實(shí)現(xiàn)第二個(gè)反饋?zhàn)恿鞯膶?dǎo)頻比特的數(shù)目。例如，可以基于時(shí)隙格式6定義另一個(gè)時(shí)隙格式，TPC1字段包括兩比特，TPC2字段包括一比特，導(dǎo)頻字段包括七比特。然后對(duì)于第二子流的TPC命令在兩個(gè)時(shí)隙上發(fā)送，從而獲得750cps的反饋速率。
表1示出了對(duì)于兩個(gè)反饋?zhàn)恿鞯腡PC字段的形成?？偟膩碚f，任何數(shù)量的TPC字段都可以被定義在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)。每個(gè)TPC字段可以分配給用于各自的信道進(jìn)行功率控制。
定義新時(shí)隙格式作為對(duì)已定義的已有的時(shí)隙格式的補(bǔ)充，允許用戶終端和基站利用已存在的時(shí)隙格式，這些已有的格式對(duì)于多個(gè)運(yùn)行情況仍然有效。新時(shí)隙格式可以被選來用在任何適當(dāng)?shù)臅r(shí)候(例如，通信期間如果PDSCH被分配)。
如果導(dǎo)頻比特被取出來實(shí)現(xiàn)第二個(gè)反饋?zhàn)恿鳎瑢?duì)于表1列出的多個(gè)新時(shí)隙格式，導(dǎo)頻功率相應(yīng)地降低了。用戶終端增加DPCCH發(fā)送功率來在基站處正確跟蹤和解調(diào)。如果等效的導(dǎo)頻能量在基站被需求用來獲得相似的性能，與相應(yīng)的基本時(shí)隙格式1和5B的DPCCH發(fā)送功率相比，DPCCH發(fā)送功率可能對(duì)于時(shí)隙格式6而言增加大約1.25dB(即，10log(8/6)＝1.25dB)以及對(duì)于時(shí)隙格式9A而言增加大約3Db。DPCCH發(fā)送功率的增加與環(huán)境無關(guān)。
上述技術(shù)也用在實(shí)現(xiàn)多個(gè)并行反饋?zhàn)恿鞯慕M合中。例如，1500/750的反饋?zhàn)恿骺梢酝ㄟ^在每個(gè)時(shí)隙上發(fā)送第一個(gè)反饋?zhàn)恿鞑⑶以诿扛粢粋€(gè)時(shí)隙上與第一個(gè)反饋?zhàn)恿饕黄?例如使用一個(gè)新時(shí)隙格式)發(fā)送第二個(gè)反饋?zhàn)恿?。作為另一個(gè)例子，1500/750/750反饋?zhàn)恿骺梢酝ㄟ^在每個(gè)時(shí)隙上發(fā)送第一個(gè)反饋?zhàn)恿?，每隔一個(gè)時(shí)隙上發(fā)送第二個(gè)反饋?zhàn)恿鞑⑶以谂cTPC2交替的時(shí)隙上發(fā)送第三個(gè)反饋?zhàn)恿鱽韺?shí)現(xiàn)。
每個(gè)反饋?zhàn)恿骺梢杂脕戆l(fā)送任何類型的用來進(jìn)行相關(guān)信道功率控制的信息。在每個(gè)反饋?zhàn)恿魃习l(fā)送的信息可以為諸如TPC命令、刪除指示比特(ETB)或幀狀態(tài)、質(zhì)量指示比特(QIB)、SNR估計(jì)值、數(shù)據(jù)速率控制(DRC)命令或一些其它信息。TPC命令、EIB和QIB通常是二進(jìn)制的值而SNR估計(jì)值和DRC命令可以為多比特的值。
TPC命令請求基站調(diào)整相關(guān)信道的發(fā)送功率或者升高或者降低一個(gè)特定量(例如0.5或1dB)以使用戶終端獲得目標(biāo)SNR。EIB表示接收到的幀為正確解碼幀(好的)還是錯(cuò)誤幀(刪除的)。QIB指示當(dāng)前的發(fā)射功率電平是不足夠的或是足夠的。QIB通常根據(jù)FER統(tǒng)計(jì)集合產(chǎn)生，而TPC通常根據(jù)SNR測量產(chǎn)生?；究梢赃x擇實(shí)現(xiàn)或者忽略每個(gè)接收到的TCP命令、EIB或QIB。
接收到的傳輸?shù)腟NR，象在用戶終端估計(jì)的一樣也報(bào)告給基站。SNR估計(jì)值可根據(jù)具體的實(shí)現(xiàn)被量化到任何數(shù)目的比特。估計(jì)的SNR也被轉(zhuǎn)換為分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶囟òl(fā)送功率電平支持的特定數(shù)據(jù)速率。表示所支持的數(shù)據(jù)速率的DRC命令可以被報(bào)告并用于功率控制。多比特反饋可以用來調(diào)整在相關(guān)信道上的傳輸發(fā)送功率或數(shù)據(jù)速率，以比用二進(jìn)制反饋可能的更精細(xì)的粒度，這樣可提高性能和容量?？赡鼙粎R報(bào)回用于功率控制的信息類型進(jìn)一步在美國專利申請序列號(hào)09/755659中詳述，該申請題為“METHOD AND APPARATUS FOR POWERCONTROL OF MULTIPLE CHANNELS IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM”，于2001年1月5日提交，被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并且通過引用被結(jié)合于此。
導(dǎo)出可被報(bào)告返回用于功率控制的信息的技術(shù)在2000年8月1日發(fā)表的美國專利號(hào)為6097972、題為“METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING POWERCONTROL SIGNALS IN CDMA MOBILE TELEPHONE SYSTEM”的專利，1999年5月11日發(fā)表的美國專利號(hào)為5903554、題為“METHOD AND APPARATUS FOR MEASURINGLINK QUALITY IN A SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM”的專利以及1991年10月8日和1993年11月23日分別發(fā)表的美國專利號(hào)為5056109和5265119、都題為“METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN ACDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM”的專利中有進(jìn)一步詳細(xì)描述，所有這些專利被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并且通過引用被結(jié)合于此。
圖6是說明按照本發(fā)明的實(shí)施例的多信道功率控制的定時(shí)圖。在圖6的頂部，基站在下行鏈路PDSCH和DPCCH上發(fā)送。DPCH幀的開始被標(biāo)志為TDPCH，PDSCH幀的開始被標(biāo)志為TPDSCH。按照W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)PDSCH幀與一個(gè)DPCH幀相關(guān)，有所述的定義關(guān)系{-35940＜(TDPCH-TPDSCH)＜2560碼片}(即，PDSCH幀在相關(guān)的DPCH幀開始后的第1時(shí)隙與第14時(shí)隙之前和直到第14時(shí)隙后之間的任何地方開始)。在圖6中，PDSCH和DPCCH的時(shí)隙開始之間的偏移被指定為TOS。由于傳播延時(shí)TPD，PDSCH和DPCCH上的傳輸一小段時(shí)間之后才能在用戶終端處接收到。
對(duì)于下行鏈路DPCH的功率控制，用戶終端在下行鏈路DPCCH的i-1時(shí)隙上估計(jì)導(dǎo)頻的SNR，確定與估計(jì)的SNR對(duì)應(yīng)的TPC命令，然后在上行鏈路DPCCH的i-1時(shí)隙中發(fā)送在TPC1字段中的TPC命令。按照W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)，上行鏈路DPCH上的幀定時(shí)按用戶終端的測量標(biāo)準(zhǔn)，比相應(yīng)的下行鏈路DPCH延遲了1024碼片。在傳播延時(shí)TPD之后，基站接收上行鏈路DPCCH，確定在i-1時(shí)隙的TPC1字段中的TPC命令，并在i時(shí)隙(如果可能)調(diào)整下行鏈路DPCH(即DPCCH和DPDCH)的發(fā)送功率。
對(duì)于PDSCH的功率控制，用戶終端也在下行鏈路DPCCH的i-1時(shí)隙上估計(jì)傳輸?shù)腟NR，確定與估計(jì)的SNR相對(duì)應(yīng)的TPC命令。對(duì)于圖6中所示的其中多個(gè)反饋?zhàn)恿饔啥鄠€(gè)TPC字段形成的實(shí)施例，用戶終端在上行鏈路DPCCH的i-1時(shí)隙中發(fā)送在TPC2字段中的PDSCH的TPC命令。同樣地，在傳播延時(shí)TPD之后，基站接收上行鏈路DPCCH，確定在i-1時(shí)隙的TPC2字段中的TPC命令，并在i時(shí)隙(如果可能)調(diào)整PDSCH的發(fā)送功率。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，其中通過反饋流內(nèi)的分時(shí)時(shí)隙形成反饋?zhàn)恿?，用戶終端在上行鏈路DPCCH隨后的時(shí)隙中可發(fā)送TPC字段中PDSCH的TPC命令(圖6中沒有示出)。
如圖6中表明，用戶終端測量接收到的傳輸，產(chǎn)生功率控制信息并盡可能快地將此信息報(bào)告返回?；绢愃频乇M可能快地應(yīng)用功率控制(很多實(shí)例中在一個(gè)時(shí)隙內(nèi))。短延時(shí)提高了功率控制機(jī)制的性能。如果一個(gè)時(shí)隙內(nèi)功率調(diào)整不可能(由于長傳播延時(shí)或PDSCH和DPCCH之間不確定的時(shí)間偏移)，則基站在最近可用時(shí)隙上調(diào)整此發(fā)送功率。
圖6中的定義通常決定于各種因素諸如如何導(dǎo)出功率控制命令。如果其它信道(PDSCH)包括專用導(dǎo)頻比特，則定時(shí)可被選擇來最小化反饋延時(shí)，此延時(shí)通常取決于導(dǎo)頻比特的位置。在PDSCH的情況下和如果使用前面提到的專利號(hào)為6097972或5903554的美國專利中描述的技術(shù)，則在公共的(連續(xù)的)導(dǎo)頻上進(jìn)行測量，并且反向?qū)С鐾叫盘?hào)，從而在上行鏈路傳輸頻帶可用之前完成功率控制的判決。
圖7是基站104的實(shí)施例的圖，此實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的某些方面和實(shí)施例。在下行鏈路上，特定用戶終端DPCH和PDSCH的數(shù)據(jù)通過發(fā)送(TX)數(shù)據(jù)處理器72接收并處理(例，格式化，編碼)。對(duì)DPCH和PDSCH的處理可在上面的圖2A中被描述，對(duì)信道的處理(例如，編碼、覆蓋等等)可能與其它信道彼此不同。然后將處理好的數(shù)據(jù)提供給調(diào)制器(MOD)714，并進(jìn)一步處理(例如，覆蓋，用短PN序列擴(kuò)展以及用分配給接收用戶端的長PN序列擾碼)。接著將已調(diào)制的數(shù)據(jù)提供給RF TX單元716，并調(diào)節(jié)(例如，轉(zhuǎn)化為一個(gè)或多個(gè)模擬信號(hào)、放大、濾波以及正交調(diào)制)以產(chǎn)生下行鏈路信號(hào)。下行鏈路信號(hào)路由通過天線共用器(D)722，通過天線724發(fā)送到接收用戶終端。
圖8是用戶終端106的實(shí)施例的方框圖。下行鏈路信號(hào)由天線812接收，路由通過天線共用器814，再被提供給RF接受單元822。RF接受單元822調(diào)節(jié)(例如，濾波，放大，下變頻以及數(shù)字化)接收到的信號(hào)并且提供采樣。解調(diào)器824接收并處理(例如，解擴(kuò)展，解覆蓋以及導(dǎo)頻解調(diào))采樣，提供復(fù)原的符號(hào)。解調(diào)器824可實(shí)現(xiàn)處理接收的信號(hào)的多個(gè)實(shí)例的rake接收機(jī)，產(chǎn)生組合的復(fù)原符號(hào)。接著，接收(RX)數(shù)據(jù)處理器826解碼每個(gè)傳輸?shù)慕?jīng)復(fù)原的符號(hào)，檢驗(yàn)接收到的幀，提供輸出數(shù)據(jù)。可以操作解調(diào)器824和RX數(shù)據(jù)處理器826來處理通過多個(gè)諸如DPCH和PDSCH的信道接收的多個(gè)傳輸。在上面的圖2B中描述了解調(diào)器824和RX數(shù)據(jù)處理器826的處理過程。
對(duì)于下行鏈路功率控制，來自RF接收機(jī)單元822的采樣也可以提供給RX信號(hào)質(zhì)量測量單元828，用來估計(jì)下行鏈路DPCH和PDSCH上的傳輸?shù)腟NR。使用如前面提到的專利號(hào)為6097972、5903554、5056109和5265119等的美國專利中描述的多種技術(shù)，估計(jì)每條信道的SNR。
DPCH和PDSCH的SNR估計(jì)值被提供給功率控制處理器830，該處理器對(duì)每條信道將估計(jì)的SNR與信道的設(shè)定點(diǎn)比較，并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)墓β士刂菩畔?可以是用TPC命令的形式)。對(duì)DPCH和PDSCH的功率控制信息通過兩個(gè)功率控制反饋?zhàn)恿靼l(fā)送回基站。
功率控制處理器830也可以對(duì)其它正在處理的信道接收其它量度。例如，功率控制處理器830可以從RX數(shù)據(jù)處理器826接收用于DPCH和PDSCH上傳輸?shù)膭h除指示符比特。在每一幀期間，RX數(shù)據(jù)處理器826可以提供功率控制處理器830幀狀態(tài)(即，指示接收到的幀是好是壞，或者沒有接收到幀)、QIB或其它類型的信息。然后功率控制處理器830發(fā)送接收到的信息回基站。
在上行鏈路上，數(shù)據(jù)通過發(fā)送(TX)數(shù)據(jù)處理器842被處理(例格式化，編碼)，由調(diào)制器(MOD)844進(jìn)一步處理(例覆蓋、擴(kuò)展)，并通過RF TX單元846調(diào)節(jié)(例變換為模擬信號(hào)、放大、濾波以及正交調(diào)制)以產(chǎn)生上行鏈路信號(hào)。來自功率控制處理器830的功率控制信息可以與調(diào)制器844中的已處理的數(shù)據(jù)復(fù)用。上行鏈路信號(hào)路由通過天線共用器814，通過天線812發(fā)送到一個(gè)或多個(gè)基站104。
再參照圖7，上行鏈路信號(hào)通過天線724接收，路由通過天線共用器722，再被提供給RF接受單元728。RF接受單元728調(diào)節(jié)(例如，下變頻、濾波以及放大)接收到的信號(hào)并且為每個(gè)正在接受的用戶終端提供調(diào)節(jié)過的上行鏈路信號(hào)。信道處理器730為一用戶終端接收并且處理已調(diào)節(jié)的信號(hào)，以恢復(fù)發(fā)送的數(shù)據(jù)和功率控制信息。功率控制處理器740為兩個(gè)反饋?zhàn)恿鹘邮招畔?例如，TPC命令、EIB、QIB等等，或者它們的組合)，并且產(chǎn)生適當(dāng)?shù)挠脕碚{(diào)整DPCH和PDSCH的發(fā)送功率的控制信號(hào)。
回到圖8中，功率控制處理器830實(shí)現(xiàn)上述內(nèi)環(huán)路和外環(huán)路部分。對(duì)于每個(gè)獨(dú)立功率控制信道的內(nèi)環(huán)路，功率控制處理器830接收估計(jì)的SNR并且將信息(例如TPC命令)通過分配的反饋?zhàn)恿靼l(fā)送返回去。對(duì)于外環(huán)路，功率控制處理器830接收數(shù)據(jù)處理器826的幀好、幀壞或者無幀的指示，并且相應(yīng)地對(duì)該信道調(diào)整設(shè)定點(diǎn)。在圖7中，功率控制處理器740也實(shí)現(xiàn)上述功率控制環(huán)路部分。功率控制處理器740在反饋?zhàn)恿魃辖邮招畔⒉⑶蚁鄳?yīng)地調(diào)整DPCH和PDSCH上的傳輸?shù)陌l(fā)送功率。
這里描述的功率控制可以通過各種方式實(shí)現(xiàn)。例如，功率控制可以用硬件、軟件或它們的組合來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于硬件實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)功率控制中的單元可以用一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用專用集成電路(ASIC)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、可編程邏輯電路(PLD)、控制器、微控制器、微處理器、其它用于執(zhí)行這里所述功能而被設(shè)計(jì)的器件或者它們的任意組合。
對(duì)于軟件實(shí)現(xiàn)，可以用執(zhí)行這里所描述的功能的模塊實(shí)現(xiàn)功率控制中的單元。軟件代碼可以儲(chǔ)存在存儲(chǔ)單元，由處理器(例，功率控制處理器740或830)來執(zhí)行。
為了說明清楚，對(duì)下行鏈路功率控特別描述了多個(gè)并行反饋?zhàn)恿鞯母鱾€(gè)方面、實(shí)施例和特性。這里所描述的技術(shù)也可以應(yīng)用于上行功率控制。同樣為了說明清楚，對(duì)W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)特別描述了多個(gè)并行反饋?zhàn)恿鞯母鱾€(gè)細(xì)節(jié)。這里所描述的技術(shù)也可以應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)其它通信系統(tǒng)(例如，其它基于CDMA的系統(tǒng))中的多個(gè)并行反饋?zhàn)恿鳌?br> 上述優(yōu)選實(shí)施例的描述使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能制造或使用本發(fā)明。這些實(shí)施例的各種修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是顯而易見的，這里定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它實(shí)施例中而不使用創(chuàng)造能力。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實(shí)施例，而要符合與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬泛的范圍。
權(quán)利要求
1.無線通信系統(tǒng)中，一種通過公共反饋流支持多條信道的功率控制的方法，其特征在于包括在多條信道上接收多個(gè)傳輸；確定每條信道上接收到的傳輸?shù)男盘?hào)質(zhì)量；根據(jù)為信道上接收到的傳輸所確定的信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生每條信道的功率控制信息；將為多條信道產(chǎn)生的功率控制信息復(fù)用到基于反饋流定義的多個(gè)反饋?zhàn)恿魃?；以及發(fā)送多個(gè)反饋?zhàn)恿鳌?br> 2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述每個(gè)反饋?zhàn)恿鞅环峙浣o相應(yīng)的信道而被獨(dú)立地功率控制。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述反饋?zhàn)恿饔梢幌盗袝r(shí)隙中發(fā)送的功率控制字段形成，每一個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)于一個(gè)特定的時(shí)間間隔。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，為每個(gè)反饋?zhàn)恿鳟a(chǎn)生的功率控制信息在功率控制字段中被發(fā)送。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，每個(gè)反饋?zhàn)恿鞅环峙浣o相應(yīng)的一組時(shí)隙。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，分配給多個(gè)反饋?zhàn)恿鞯臅r(shí)隙是根據(jù)特定的重復(fù)方式而被選擇的。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，定義了兩個(gè)反饋?zhàn)恿鳌?br> 8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，根據(jù)“n-m”模式選擇分配給兩個(gè)反饋?zhàn)恿鞯臅r(shí)隙，其中對(duì)第二反饋?zhàn)恿髅糠峙鋗個(gè)時(shí)隙時(shí)，n個(gè)時(shí)隙就被分配給第一反饋?zhàn)恿鳌?br> 9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，“n-m”模式或?yàn)椤?-1”、“2-1”、“4-1”或者“14-1”。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每個(gè)反饋?zhàn)恿鞫寂c相應(yīng)的反饋速率相關(guān)，其中多個(gè)反饋?zhàn)恿鞯姆答佀俾屎偷扔诨蛘咝∮诜答伭鞯姆答佀俾省?br> 11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，定義了兩個(gè)反饋?zhàn)恿?，其中第一反饋?zhàn)恿鞯姆答佀俾蕿?000命令/秒或者更大，而第二反饋?zhàn)恿鞯姆答佀俾蕿?00命令/秒或者更小。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多條信道包括專用信道和共享信道。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在共享信道被分配用來傳輸期間多個(gè)反饋?zhàn)恿鞅挥脕矸答仯覂H在分配專用信道期間用反饋流來反饋。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，分配給專用信道的反饋?zhàn)恿鞯姆答佀俾矢哂诜峙浣o共享信道的反饋?zhàn)恿鞯姆答佀俾省?br> 15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為至少一條信道產(chǎn)生的功率控制信息包括表示接收到的信號(hào)質(zhì)量是高于還是低于目標(biāo)水平的功率控制比特。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為至少一條信道產(chǎn)生的功率控制信息包括表示接收到的信號(hào)對(duì)噪聲加干擾之比的值。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述無線通信系統(tǒng)符合W-CDMA標(biāo)準(zhǔn)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述多條信道包括下行鏈路專用物理信道(下行鏈路DPCH)和物理下行鏈路共享信道(PDSCH)。
19.W-CDMA通信系統(tǒng)中，一種通過公共反饋流支持兩條信道的獨(dú)立功率控制的方法，其特征在于包括在兩條信道上接收兩個(gè)傳輸；確定每條信道上接收到的傳輸?shù)男盘?hào)質(zhì)量；根據(jù)為信道上接收到的傳輸所確定的接收信號(hào)質(zhì)量而為每條信道產(chǎn)生功率控制信息；將為兩條信道產(chǎn)生的功率控制信息復(fù)用到根據(jù)反饋流定義的第一和第二反饋?zhàn)恿魃?，其中第一反饋?zhàn)恿鞯姆答佀俾蕿?000命令/秒或者更大，而第二反饋?zhàn)恿鞯姆答佀俾蕿?00命令/秒或者更??；以及發(fā)送兩個(gè)反饋?zhàn)恿鳌?br> 20.無線通信系統(tǒng)中，一種通過多個(gè)反饋?zhàn)恿髦С侄鄺l信道的功率控制的方法，其特征在于包括在多條信道上接收多個(gè)傳輸；確定每條信道上接收到的傳輸?shù)男盘?hào)質(zhì)量；根據(jù)所確定的接收信號(hào)質(zhì)量為每條信道產(chǎn)生功率控制信息；將為多條信道產(chǎn)生的功率控制信息復(fù)用到多個(gè)反饋?zhàn)恿魃?，其中每個(gè)反饋?zhàn)恿魇怯煞答佔(zhàn)有诺赖拿總€(gè)時(shí)隙中相應(yīng)的字段所定義的；以及發(fā)送多個(gè)反饋?zhàn)恿鳌?br> 21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，所述多個(gè)反饋?zhàn)恿饔邢嗟鹊姆答佀俾省?br> 22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，兩個(gè)反饋?zhàn)恿饔擅總€(gè)時(shí)隙中的兩個(gè)字段所定義。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，兩個(gè)字段有相等的比特?cái)?shù)。
24.一種用于無線通信系統(tǒng)中的功率控制單元，其特征在于包括信號(hào)質(zhì)量測量單元，配置為用來接收和處理多條信道上的多個(gè)傳輸，以確定每條信道上接收到的傳輸?shù)男盘?hào)質(zhì)量；以及與信號(hào)質(zhì)量測量單元耦合的功率控制處理器，配置用來根據(jù)所確定的接收信號(hào)質(zhì)量為每條信道產(chǎn)生功率控制信息，并且將為多條信道產(chǎn)生的功率控制信息多路復(fù)用到根據(jù)單個(gè)反饋流定義的多個(gè)反饋?zhàn)恿魃稀?br> 25.如權(quán)利要求24所述的功率控制單元，其特征在于，所述多個(gè)反饋?zhàn)恿鞅环峙浣o相應(yīng)的時(shí)隙組，其中每個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)于一個(gè)特殊時(shí)間間隔。
26.如權(quán)利要求25所述的功率控制單元，其特征在于，定義了兩個(gè)反饋?zhàn)恿鳌?br> 27.如權(quán)利要求26所述的功率控制單元，其特征在于，根據(jù)“n-m”模式選擇分配給兩個(gè)反饋?zhàn)恿鞯臅r(shí)隙，其中每m個(gè)時(shí)隙被分配給第二反饋?zhàn)恿鲿r(shí)，n個(gè)時(shí)隙被分配給第一反饋?zhàn)恿鳌?br> 28.如權(quán)利要求27所述的功率控制單元，其特征在于，所述第一反饋?zhàn)恿鞯姆答佀俾蕿?000命令/秒或者更大，而第二反饋?zhàn)恿鞯姆答佀俾蕿?00命令/秒或者更小。
全文摘要
支持CDMA系統(tǒng)(例如W－CDMA系統(tǒng))中多信道的獨(dú)立功率控制的技術(shù)，該系統(tǒng)定義了上行鏈路上的單個(gè)功率控制反饋流，也適用于下行鏈路功率控制。一方面，單個(gè)反饋流在要求獨(dú)立功率控制的多條信道中是“時(shí)分”的。各種時(shí)分機(jī)制可以用來基于單個(gè)反饋流實(shí)現(xiàn)多個(gè)(實(shí)際上并行的)反饋?zhàn)恿?，可以為子流獲得不同的反饋速率組合。每個(gè)反饋?zhàn)恿骺梢苑峙浣o以及用于各自信道的功率控制。另一方面，根據(jù)新給定的時(shí)隙格式中的多個(gè)字段來實(shí)現(xiàn)多個(gè)反饋?zhàn)恿鳌?br> 文檔編號(hào)H04B7/005GK1500318SQ02807833
公開日2004年5月26日 申請日期2002年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月15日
發(fā)明者S·維倫埃格, S 維倫埃格 申請人:高通股份有限公司