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CN101006672A - 强壮的擦除型错误检测和基于擦除型错误率的闭环功率控制 - Google Patents

强壮的擦除型错误检测和基于擦除型错误率的闭环功率控制 Download PDF

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CN101006672A
CN101006672A CNA2005800279019A CN200580027901A CN101006672A CN 101006672 A CN101006672 A CN 101006672A CN A2005800279019 A CNA2005800279019 A CN A2005800279019A CN 200580027901 A CN200580027901 A CN 200580027901A CN 101006672 A CN101006672 A CN 101006672A
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Abstract

本文描述了对不进行错误检测编码的传输进行擦除型错误检测和功率控制的技术。对于擦除型错误检测来说，发射机经由无线信道发射码字。接收机为各个接收码字计算一个度量，将计算出的度量与擦除型错误门限值进行比较，并将该接收码字宣布为“擦除型”或“非擦除型”。接收机基于接收已知码字，动态调整擦除型错误门限值，以实现性能的目标级别。对于功率控制来说，内环调整发射功率，以将接收信号质量(SNR)维持在目标SNR。外环基于接收码字状态(擦除型或非擦除型)调整目标SNR，以实现目标擦除型错误率。第三环基于接收已知码字状态(“良好”、“不良”或擦除型)，调整擦除型错误门限值，以实现目标条件错误率。

Description

强壮的擦除型错误检测和基于擦除型错误率的闭环功率控制
根据35 U.S.C.119要求优先权
本专利申请要求享受2004年6月18日提交的、题为“Reverse-LinkPower Control Algorithm”的临时申请No.60/580,819的优先权，后一份申请已转让给本申请的受让人，故明确地以引用方式并入本申请。
发明领域
本发明一般涉及数据通信，尤其涉及无线通信系统内进行擦除型错误(erasure)检测和功率控制的技术。
技术背景
无线多址通信系统能同时支持多个无线终端的通信。每个终端经由前向或反向链路上的传输与一个或多个基站通信。前向链路(或下行链路)指从基站到终端的通信链路，而反向链路(或上行链路)指从终端到基站的通信链路。
多个终端通过复用其传输而互相正交，可在反向链路上同时进行发送。复用试图在时域、频域和/或码域内实现多个反向链路传输之间的正交性。如果实现了完全的正交，则在接收基站处每个终端的传输不会干扰其它终端的传输。然而，由于信道状况、接收机缺陷等，往往不能实现不同终端的传输之间的完全正交性。正交性的缺失导致每个终端都对其它终端产生一定的干扰量。那么，每个终端的性能都由于其它所有终端的干扰而下降。
在反向链路上，功率控制机制可用于控制每个终端的发射功率，以保证所有终端的良好性能。这种功率控制机制通常用两个功率控制环实现，这两个环常被称为“内”环和“外”环。内环调整终端的发射功率，以便使在接收基站处测量的该终端接收信号质量维持在目标SNR。外环调整目标SNR，以维持预期的块错误率(BLER)或分组错误率(PER)。
传统的功率控制机制调整每个终端的发射功率以便为该终端的反向链路传输实现预期的块/分组错误率。错误检测码，如循环冗余校验(CRC)码，通常用于判断各个接收数据块/分组是被正确解码还是存在错误。然后，基于错误检测解码的结果，相应调整目标SNR。然而，某些传输可能无法使用错误检测码，比如，如果认为错误检测码的开销过大，则传输无法使用差错检测码。依赖于错误检测码的传统功率控制机制不能直接用于这些传输。
因此，本领域中需要当不采用错误检测编码时适当地调整传输的发射功率的技术。
发明内容
本文描述了对在不采用错误检测编码的“物理”信道(例如，控制信道或数据信道)上的传输进行擦除型错误(erasure)检测和功率控制的技术。数据在物理信道上作为“码字”进行传输，其中各个码字可以是编码或未编码数据块。
对于擦除型错误检测来说，发射实体(例如，无线终端)在物理信道上发送码字并通过无线信道发送给接收实体(例如，基站)。基站为各个接收码字计算一个度量，如下所述，并将计算出的度量与擦除型错误门限值进行比较。基于比较结果，基站将各个接收码字宣布为“擦除型”码字或“非擦除型”码字。基站动态地调整擦除型错误门限值以实现目标性能级别，其可以用目标条件错误率来量化，该目标条件错误率是指：当被宣布为非擦除型码字时，接收码字解码出错的概率。如下所述，擦除型错误门限值可基于接收已知码字进行调整，该接收已知码字是与基站进行通信的终端发送的已知码字所对应的接收码字。可调整的擦除型错误门限值能够在各种信道状况下实现强壮的擦除型错误检测性能。
具有三个环(内环、外环和第三环)的功率控制机制可用于控制物理信道的发射功率。内环调整物理信道的发射功率，以维持接收SNR处于或接近于目标SNR。外环基于接收码字的状态(擦除型错误或非擦除型错误)调整目标SNR，以实现目标擦除型错误率，即宣布接收码字为擦除型码字的概率。第三环基于接收已知码字的状态(“良好”、“不良”或擦除型)调整擦除型错误门限值，以实现目标条件错误率。目标擦除型错误率和目标条件错误率是物理信道性能的两个度量。
下面进一步详细地说明本发明的各个方面和实施例。
附图说明
通过下面结合附图给出的详细描述，本发明的特色和本质将变得更加显而易见，在所有附图中，相同的标记表示相同的部件，其中：
图1示出了无线多路访问通信系统；
图2示出了具有三个环的功率控制机制；
图3A和3B示出了图2所示功率控制机制的第二和第三个环的更新过程；
图4示出了数据传输方案的数据和控制信道；以及
图5示出了基站和终端的框图。
具体实施方式
这里使用的“示例性的”一词意味着“用作例子、例证或说明”。这里被描述为“示例性”的任何实施例或设计不应被解释为比其它实施例或设计更优选或更具优势。
图1示出了无线多路访问通信系统100。系统100包括支持多个无线终端120的通信的多个基站110。基站是一个与终端进行通信的固定站，也被称为接入点、节点B或其它术语。终端120通常分布于整个系统中，而每个终端可以是固定的或移动的。终端也可被称为移动台、用户设备(UE)、无线通信设备或其它术语。在任何给定瞬间，每个终端可在前向和反向链路上与一个或多个基站通信。这取决于该终端是否是活动的，是否支持软切换，以及该终端是否处于软切换中。为简单起见，图1仅示出了反向链路上的传输。系统控制器130连接到基站110，为这些基站提供协调和控制，并且进一步控制这些基站所服务的终端的数据路由。
本文描述的擦除型错误检测和功率控制技术可用于各种无线通信系统。例如，这些技术可用于码分多址(CDMA)系统、时分多址(TDMA)系统、频分多址(FDMA)系统、正交频分多址(OFDMA)系统等。CDMA系统采用码分复用，并且为前向链路使用不同的正交(如Walsh)码对不同终端的传输进行正交化。针对CDMA中的反向链路，终端使用不同的伪随机数(PN)序列并且互相不完全正交。TDMA系统采用时分复用，并且通过在不同的时间间隔内发射，对不同终端的传输进行正交化。FDMA系统采用频分复用，并且通过在不同的频率子带内发射，对不同终端的传输进行正交化。OFDMA系统采用正交频分复用(OFDM)，其将整个系统带宽有效地分割成多个正交频分子带。这些子带通常也被称为音频带、子载波、频率段和频率信道。OFDM系统可采用各种正交复用方案并可采用时分复用、频分复用和/或码分复用的任意组合。
本文描述的技术可用于不采用错误检测编码的各种类型的“物理”信道。物理信道也被称为代码信道、传输信道或其它术语。物理信道通常包括：用于发送业务/分组数据的“数据”信道和用于发送开销/控制数据的“控制”信道。系统可用不同的控制信道发送不同类型的控制信息。例如，系统可以(1)用CQI信道发送指示无线信道质量的信道质量指示符(CQI)；(2)为混合自动重传(H-ARQ)方案发送确认(ACK)的ACK信道；(3)用REQ信道发送数据传输请求等。即使不用错误检测编码，物理信道也可采用或不采用其它类型编码。例如，物理信道可以不采用任何编码，于是“不受阻碍地”在物理信道发送数据。物理信道还可采用块编码以便对每个数据块进行编码以获得相应的编码数据块，该编码数据块随后通过物理信道发送。本文描述的技术可用于任何和所有这些不同的物理(数据和控制)信道。
为清晰起见，下面专门针对一个用于反向链路的示例性的控制信道，描述擦除型错误检测和功率控制技术。在所述控制信道上不同终端的传输可在频率、时间和/或码字空间上进行正交复用。利用完全正交性，每个终端在控制信道上都不会受到干扰。然而，当存在频率选择性衰落(即频率响应在系统带宽上的变化)和多普勒效应(由于移动)，不同终端的传输在接收基站处可能不会互相正交。
通过示例性的控制信道以块的形式发送数据，其中每个块包含预定数量(L)的数据比特。用一种分组码(block code)对每个数据块进行编码以获得一个相应的码字或编码数据块。由于每个数据块包括L个比特，存在2L个可能的不同的数据块，这些不同的数据块映射到编码本中2L个可能的码字，每个不同的数据块对应一个码字。终端通过控制信道发射数据块所对应的码字。
基站接收不同终端通过控制信道发送的码字。基站对每个接收码字进行互补的块解码，以获得解码数据块，解码数据块被认为最可能是为接收数据块发送的数据块。可以用各种方式进行块解码。例如，基站可计算接收码字与编码本中2L个可能的有效码字中的每一个的欧几里得距离。通常，接收码字和给定有效码字之间的欧几里得距离越短，则该接收码字就越接近于该有效码字，而接收码字和给定有效码字之间的欧几里得距离越长，则该接收码字越远离于该有效码字。到接收码字具有最短欧几里得距离的有效码字所对应的数据块就是该接收码字的解码数据块。
举一个例子，可将一个数据块的L个数据比特映射到一个码字，该码字包括特定调制方案(如，BPSK、QPSK、M-PSK、M-QAM等)的K个调制符号。将每个有效码字与由K个调制符号组成的的一个不同集合相关联，并且可选择2L个可能的有效码字的2L个调制符号集合尽可能远地(以欧几里得距离衡量)相互间隔开。那么，接收码字将包括K个接收符号，其中每个接收符号是发送调制符号的一个噪声版本。在接收码字和给定有效码字之间的欧几里得距离可计算如下：
d i ( k ) = 1 K Σ j = 1 K ( s ^ k ( j ) - s i ( j ) ) 2 , 公式(1)
其中，
Figure A20058002790100142
是接收码字k的第j个接收符号；
si(j)是有效码字i的第j个调制符号；以及
di(k)是接收码字k和有效码字i之间的欧几里得距离。
公式(1)计算的欧几里得距离作为接收码字的K个接收符号与有效码字的K个调制符号之间的均方误差。提供具有最小di(k)的有效码字所对应的数据块作为该接收码字的解码数据块。
不用错误检测码的情况下，就没有直接的方式来判断给定接收码字的块解码是否正确，也没有直接的方式来判断该解码数据块是否确实是该发送数据块。定义一个度量并将其用于提供解码结果中的可信度指示。在一个实施例中，可定义一个度量如下：
m ( k ) = d n 1 ( k ) d n 2 ( k ) , 公式(2)
其中，dn1(k)是接收码字k和最近的有效码字之间的欧几里得距离；
dn2(k)是接收码字k和下一个最近的有效码字之间的欧几里得距离；以及
m(k)是接收码字k的度量。
如果该接收码字离最近码字比离下一个最近码字明显要近，则度量m(k)值小并且对于解码数据块正确具有很高的可信度水平。相反地，如果该接收码字离最近码字和离下一个最近码字大致相等，则度量m(k)接近1，即m(k)→1，因此对于解码数据块正确具有较低的可信度。
公式(2)示出了基于欧几里得距离比的一个示例性的度量并且可用于判断给定接收码字的块解码是否正确。还可将其它度量用于擦除型错误检测，但这也落入本发明的保护范围内。通常，度量是基于任何适当的可靠性函数f(r，C)进行定义的，其中r是接收码字且C是编码本或所有可能码字的集合。函数f(r，C)应指示接收码字的质量/可靠性并应具有适当的特征(如，具有检测可靠性的单调性)。
可以执行擦除型错误检测以判断每个接收码字的解码结果是否满足预定的可信度级别。可将接收码字的度量m(k)与擦除型错误门限值THerasure进行比较，以获得接收码字的解码判决如下：
m(k)＜THerasure，宣布为非擦除型码字，
m(k)≥THerasure，宣布为擦除型码字。    公式(3)
如公式(3)所示：(1)如果度量m(k)等于或大于擦除型错误门限值，则宣布接收码字为“擦除型”码字；(2)如果度量m(k)小于擦除型错误门限值，则宣布接收码字为“非擦除型”码字。基站可以采用不同的方式处理非擦除型和擦除型码字的解码数据块。例如，基站可将非擦除型码字所对应的解码数据块用于后续处理，并且可丢弃擦除型码字所对应的解码数据块。
将宣布一个接收码字为擦除型码字的概率称为擦除型错误率并表示为Prerasure。擦除型错误率取决于用于擦除型错误检测的擦除型错误门限值和接收码字的接收信号质量(SNR)。信号质量可通过信号噪声比、信号噪声干扰比等进行量化。对于给定接收SNR来说，低擦除型错误门限值增加了接收码字被宣布为擦除型码字的可能性，反之亦然。对于给定擦除型错误门限值来说，可设置接收SNR(通过控制控制信道的发射功率，如下所述)以实现预期擦除型错误率。
可以设置擦除型错误门限值以实现控制信道的预期性能。例如，以非擦除型码字为条件的错误率，也称作条件错误率，可用于控制信道。这种条件错误率表示为Prerror并具有以下含义：假定接收码字被宣布为非擦除型码字，则接收码字的解码数据块不正确的概率为Prerror。低Prerror(如，1％或0.1％)对应于当宣布非擦除型码字时解码结果的高可信度。对于可靠解码很重要的多种传输类型来说，可能需要低Perror。可以设置擦除型错误门限值为适当级别以实现预期Prerror。
可能期望在擦除型错误率Prerasure、条件错误率Prerror、擦除型错误门限值THerasure以及接收SNR之间存在定义明确的关系。具体而言，对于给定擦除型错误门限值和给定接收SNR，存在一个特定的擦除型错误率和一个特定的条件错误率。通过改变擦除型错误门限值，在擦除型错误率和条件错误率之间取得一个折衷。可以执行计算机模拟和/或进行经验测量以确定或预测对于不同的擦除型错误门限值和不同的接收SNR，擦除型错误率和条件错误率之间的关系。
然而，在实际系统中，可能无法预知这四个参数之间的关系，此关系可能取决于部署情况。例如，可能预先不知道能够实现预期擦除型错误率和条件错误率的具体擦除型错误门限值，该值可能随时间改变，但这种改变往往比较缓慢。此外，无法知道通过模拟或其它方式获得的在擦除型错误率和条件错误率之间的“预测”关系，在实际部署中是否保持正确。
功率控制机制可用于动态地调整擦除型错误门限值和接收SNR以实现控制信道的预期性能。对控制信道性能进行量化可通过目标擦除型错误率Prerasure(如，10％的擦除型错误率即Prerasure＝0.1)和目标条件错误率Prerror(如，1％的条件错误率即Prerror＝0.01)，也就是一个(Prerror，Prerasure)对来实现。
图2示出了可用于动态地调整擦除型错误门限值并控制传输的发射功率，该传输是通过从终端到基站的控制信道而发送的。功率控制机制200包括内环210、外环220和第三环230。
内环210试图维持在基站处测量的传输的接收SNR，使其尽可能接近于目标SNR。对于内环210来说，基站处的SNR估计器242对传输的接收SNR进行估计，并将接收SNR提供给发射功率控制(TPC)生成器244。TPC生成器244还接收控制信道的目标SNR，将接收SNR与目标SNR比较，并基于比较结果生成TPC命令。每个TPC命令是以下两者之一：(1)指示控制信道的发射功率增加的上调命令；(2)指示发射功率降低的下调命令。基站在前向链路上(云图260)将TPC命令发送给终端。
终端接收并处理来自基站的前向链路传输并且提供“接收”TPC命令给TPC处理器262。每个接收TPC命令是基站发送的TPC命令的一个噪声版本。TPC处理器262检测每个接收TPC命令并获得TPC判决结果，该判决结果可以是：(1)如果认为接收TPC命令是上调命令，则为上调判决结果；或者(2)如果认为接收TPC命令是下调命令，则为下调判决结果。
发射(TX)功率调整单元264基于来自TPC处理器262的TPC判决来调整在控制信道上传输的发射功率。单元264可调整发射功率如下：
Figure A20058002790100171
公式(4)
其中，Pcch(n)是内环更新间隔n的发射功率；
ΔPup是发射功率的上调步幅大小；
ΔPdn是发射功率的下调步幅大小。
发射功率Pcch(n)以及步幅大小ΔPup和ΔPdn是以分贝(dB)为单位的。如公式(4)所示，对于每个上调判决结果，发射功率增加□Pup，而对于每个下调判决结果，发射功率减少□Pdn。尽管为简单起见没有在上文说明，如果认为接收TPC命令非常不可靠，则TPC判决还可以是“无操作”判决结果，在这种情况下可以将发射功率维持在同一级别，即Pcch(n+1)＝Pcch(n)。步幅值ΔPup和ΔPdn大小通常相等，可同时将这两个步幅值设置为1.0dB、0.5dB或其它值。
由于反向链路上的路径损耗、衰落和多径效应(云图240)通常随时间而变化并且对于移动终端尤其如此，故控制信道上传输的接收SNR持续波动。当反向链路信道状况存在变化时，内环210试图维持接收SNR在或接近于目标SNR。
外环220持续调整目标SNR，以便为控制信道实现目标擦除型错误率。如上所述，度量计算单元252针对从控制信道获得的每个接收码字计算度量m(k)。擦除型错误检测器254基于每个接收码字的度量m(k)和擦除型错误门限值对该码字进行擦除型错误检测，然后将接收码字的状态(擦除型错误或非擦除型错误)提供给目标SNR调整单元256。
目标SNR调整单元256获得每个接收码字的状态并调整控制信道的目标SNR，如下：
公式(5)
其中，SNRtarget(k)是外环更新间隔k的目标SNR；
ΔSNRup是目标SNR的上调步幅大小；以及
ΔSNRdn是目标SNR的下调步幅大小。
目标SNR SNRtarget(k)以及步幅大小ΔSNRup和ΔSNRdn是以dB为单位的。如公式(5)所示，如果认为接收码字为非擦除型码字，这可能表明控制信道的接收SNR高于所需值，则单元256将目标SNR减少□SNRdn。相反地，如果认为接收码字为擦除型码字，这可能表明控制信道的接收SNR低于所需值，则单元256将目标SNR增加ΔSNRdn。
调整目标SNR的步幅大小ΔSNRup和ΔSNRdn可基于以下关系设置：
Δ SNR up = Δ SNR dn · ( 1 - Pr erasure Pr erasure ) . 公式(6)
例如，如果控制信道的目标擦除型错误率为10％(即Prerasure＝0.1)，则上调步幅大小是下调步幅大小的9倍(即ΔSNRup＝9·ΔSNRdn)。如果选择上调步幅大小为0.5分贝(dB)，则下调步幅大小大约为0.056dB。更大的ΔSNRup和ΔSNRdn的值加速外环220的收敛速率。大值ΔSNRup在稳定状态还会引起目标SNR的更多波动和变化。
第三环230动态调整擦除型错误门限值以便为控制信道实现目标条件错误率。终端可在控制信道上周期性地或随时触发地发送已知码字。基站接收发送的已知码字。度量计算单元252和擦除型错误检测器254基于擦除型错误门限值并按照与针对接收码字相同的方式对每个接收已知码字进行擦除型错误检测。针对认为是非擦除型错误的每个接收已知码字，解码器262对接收已知码字进行解码并判断解码数据块是正确的还是存在错误，这一过程由于该码字是已知的而能够完成。解码器262向擦除型错误门限值调整单元264提供每个接收已知码字的状态，其可以是：(1)擦除型码字；(2)如果该接收已知码字为非擦除型码字且被正确地解码，则为“良好”码字；或者(3)如果该接收已知码字为非擦除型码字但被错误地解码，则为“不良”码字。
擦除型错误门限值调整单元264获得接收已知码字的状态并调整擦除型错误门限值，如下：
Figure A20058002790100192
公式(7)
其中，THerasure(l)是第三环更新间隔l的擦除型错误门限值；ΔTHup是该擦除型错误门限值的上调步幅大小；以及
ΔTHdn是该擦除型错误门限值的下调步幅大小。
如公式(7)所示，针对为不良码字的每个接收已知码字，将所述擦除型错误门限值减少□THdn。较低的擦除型错误门限值对应于更加严格的擦除型错误检测标准，并且导致接收码字有更高可能性被认为是擦除型的，这继而又导致接收码字当被认为是非擦除型时有更高可能性被正确地解码。相反地，针对为良好码字的每个接收已知码字，将所述擦除型错误门限值增加□THup。较高的擦除型错误门限值对应于相对不太严格的擦除型错误检测标准并且导致接收码字有较低可能性地被认为是擦除型，这继而又导致接收码字当被认为是非擦除型时有更高可能性被错误地解码。针对擦除型的接收已知码字，将擦除型错误门限值维持在同一级别。
设置用于调整擦除型错误门限值的ΔTHup和ΔTHdn步幅大小可基于如下关系：
Δ TH dn = Δ TH up · ( 1 - Pr error Pr error ) . 公式(8)
例如，如果控制信道的目标条件错误率是1％，则下调步幅大小是上调步幅大小的99倍。□THup和□THdn的幅值可基于接收符号的期望幅值、第三环的预期收敛速率和其它可能因素来确定。
通常，擦除型错误门限值的调整取决于如何定义用于擦除型错误检测的度量。公式(7)和(8)基于公式(2)所定义的度量。还可以按照其它方式定义度量(如m(k)＝dn2(k)/dn1(k)而不是m(k)＝dn1(k)/dn2(k))，在这种情况下可相应地修改擦除型错误门限值的调整。可调整的擦除型错误门限值还可与任何擦除型错误检测技术结合使用以实现对各种信道情况的强壮擦除型错误检测性能。
擦除型错误门限值THerasure(l)可按照各种方式动态地调整。在一个实施例中，基站为与该基站通信的每个终端维持各自的第三环。这个实施例可以单独地调整每个终端的擦除型错误门限值，继而可为该终端专门定制控制信道性能。例如，不同的终端可具有不同的目标条件错误率，这可以通过为这些终端运行不同的第三环来实现。在另一实施例中，基站为与基站通信的所有终端维持一个单独的第三环。将通用擦除型错误门限值用于所有这些终端的擦除型错误检测，并且还基于基站从这些终端接收的已知码字对该通用擦除型错误门限值进行更新。如果在各种信道情形下控制信道性能对所有终端来说是强壮的，则这个实施例为这些终端提供了良好性能。这个实施例使第三环的收敛速率较快，并且由于每个终端可以以较低的速率发射已知码字(如每隔几百毫秒一次)，因此也减少了开销。在另一实施例中，基站为具有相同控制信道性能的每个终端组维持一个单独的第三环，并且基于基站从该组中所有终端接收的已知码字更新该擦除型错误门限值。
通常以不同的速率更新内环210、外环220和第三环230。内环210是三个环中最快的环，并且以特定速率(如每秒150次)更新控制信道的发射功率。外环220是下一个最快的环，并且一旦通过控制信道收到码字就可更新目标SNR。第三环230是最慢的环，并且一旦通过控制信道收到一个已知码字就可更新擦除型错误门限值。可选择这三个环的更新速率以实现擦除型错误检测和功率控制的预期性能。
对于上述实施例来说，用目标条件错误率Prerror作为控制信道性能的度量之一，并且设计第三环以实现所述Prerror。还可将性能的其它度量用于控制信道，并且相应地设计第三环。例如，当接收码字被认为是擦除型错误时，该接收码字错误解码的目标概率可用于第三环。
图3A和3B示出了更新功率控制机制300的第二环和第三环的过程300的流程图。最初，从控制信道获得接收码字k(框312)。为接收码字计算度量m(k)，比如，如上所述(框314)并与擦除型错误门限值比较(框316)。如果计算出的度量m(k)大于或等于擦除型错误门限值，如在框320中所判断出的，以及如果接收码字不是已知码字，如框322中所判断出的，则宣布接收码字为擦除型码字(框324)。如果计算出的度量m(k)大于或等于擦除型门限值，则不管该接收码字是否已知，都将目标SNR增加□SNRup步幅大小(框326)。在框326之后，过程回到框312以处理下一个接收码字。
如果计算出的度量m(k)小于擦除型错误门限值，如在框320中所判断出的，以及如果接收码字不是已知码字，如在框332中所判断出的，则宣布接收码字为非擦除型码字(框334)，并且将目标SNR减少ΔSNRdn步幅大小(框336)。过程回到框3 12以处理下一个接收码字。
如果计算出的度量m(k)小于擦除型错误门限值，如在框320中所判断出的，以及如果接收码字是已知码字，如在框332中所判断出的，则(参考图3B)对接收码字进行解码(框340)。如果解码正确，如在框342中所判断出的，则宣布接收已知码字为良好码字(框344)，并且将擦除型错误门限值增加ΔTHup步幅大小(框346)。否则，如果存在解码错误，如在框342中所判断出的，则宣布接收已知码字为不良码字(框354)，并且将擦除型错误门限值减少ΔTHdn步幅大小(框356)。经过框346和356，过程回到图3A中的框312以处理下一个接收码字。
如上面所指出的那样，本文所描述的技术可用于不采用错误检测编码的各种类型的物理信道。下面描述将这些技术用于一个示例性的数据传输方案。对于所述传输方案来说，期望进行前向链路传输的终端对其服务基站的前向链路的接收信号质量进行估计(例如，基于由基站所发射的导频符号)。可以将接收信号质量估计结果转变为L比特值，其被称为信道质量指示符(CQI)。CQI可指示前向链路的接收SNR、前向链路所支持的数据速率等。在任何情形下，对CQI进行块编码以获得CQI码字。举一个具体的例子，L可等于4，且CQI码字可包含16个QPSK调制符号，即[si(1)si(2)...si(16)]。终端通过CQI信道(其为控制信道之一)将CQI码字发送给服务基站。服务基站接收通过CQI信道发送的CQI码字并对该接收CQI码字进行擦除型错误检测。如果该接收CQI码字未被擦除，则服务基站对该接收CQI码字进行解码，并且用解码CQI调度该终端的数据传输。
图4示出了用于该示例性数据传输方案的一组数据和控制信道。终端对前向链路的接收信号质量进行度量，并通过该CQI信道发送一个CQI码字。终端连续地对前向链路质量进行度量并通过该CQI信道发送更新的CQI码字。因此，丢弃被认为是擦除型的接收CQI码字不会损害系统性能。然而，因为前向链路传输可基于被认为是非擦除型的接收CQI码字中包括的信息进行调度，所以这些非擦除型CQI码字应该是高质量的。
如果针对前向链路传输调度该终端，则服务基站对数据分组进行处理以获得编码分组并通过前向链路数据信道将编码分组发送给终端。对于混合自动重传方案(H-ARQ)来说，将每个编码分组分成多个子块，并且每次为该编码分组发送一个子块。由于给定编码分组的每个子块是通过前向链路数据信道接收的，终端试图基于当前针对该分组接收的所有子块来对该分组进行解码并将其恢复。因为子块中包含冗余信息，所以终端能够基于部分传输恢复分组，所述冗余信息当接收信号质量差时对解码是有用的，但当接收信号质量良好时则不需要。然后，如果将分组正确地解码，则终端通过ACK信道发送确认(ACK)，否则发送否定确认(NAK)。按照这种方式继续进行前向链路传输，直到将所有编码分组发送给该终端为止。
本文所描述的技术用于CQI信道时具有优点。如上所述，对每个接收CQI码字进行擦除型错误检测。用功率控制机制300可以调整CQI信道的发射功率以实现CQI信道的预期性能(如，预期擦除型错误率和预期条件错误率)。还可基于该CQI信道的功率控制的发射功率，设置其它控制信道(如ACK信道)和反向链路数据信道的发射功率。
为清晰起见，专门针对反向链路描述了擦除型错误检测和功率控制技术。这些技术还可用于在前向链路上发送的传输的擦除型错误检测和功率控制。
图5示出了基站110x和终端120x的一个实施例的框图。在反向链路上，在终端120x处，发射(TX)数据处理器510接收反向链路(RL)业务数据并对其进行处理(如，格式化、编码、交织和调制)，并且提供该业务数据的调制符号。TX数据处理器510还处理来自控制器520的控制数据(如CQI)，并提供该控制数据的调制符号。调制器(MOD)512对业务和控制数据的调制符号以及导频符号进行处理，并且提供复值码片序列。TX数据处理器510和调制器512的处理过程取决于系统。例如，如果该系统使用OFDM，则调制器512可以进行OFDM调制。发射机单元(TMTR)514对码片序列进行修整(如，转换为模拟、放大、滤波和上变频)，并且生成反向链路信号，该信号途经复用器(D)516进行路由并经由天线518进行发射。
在基站110x处，通过天线552接收来自终端120x的反向链路信号，途经复用器554进行路由，并提供给接收机单元(RCVR)556。接收机单元556对该接收信号进行修整(例如，滤波、放大以及下变频)，还对修整后的信号进行数字化以获得数据采样流。解调器(DEMOD)558对数据采样进行处理以获得符号估计。接收(RX)数据处理器560还对符号估计进行处理(例如，解交织和解码)以获得终端120x的解码数据。RX数据处理器560还进行擦除型错误检测并向控制器570提供用于功率控制的每个接收码字的状态。解调器558和RX数据处理器560的处理分别与调制器512和TX数据处理器510的处理是互补的。
按照与上述针对反向链路相似的方式可对前向链路传输进行处理。对反向链路和前向链路传输的处理通常由系统指定。
对于反向链路功率控制来说，SNR估计器574对终端120x的接收SNR进行估计，并提供接收SNR给TPC生成器576。TPC生成器576还接收目标SNR，并为终端120x生成TPC命令。TPC命令由TX数据处理器582进行处理，并进一步由调制器584进行处理，再由发射机单元586进行修整，途经复用器584进行路由，然后经由天线552发射给终端120x。
在终端120x处，来自基站110x的前向链路信号经由天线518进行接收，并途经复用器516进行路由，再由接收机单元540对其进行修整和数字化，由解调器542进行处理，进而由RX数据处理器544进行处理以获得接收TPC命令。然后，TPC处理器524检测接收TPC命令以获得用于生成发射功率调整控制的TPC判决。调制器512从TPC处理器524接收控制命令，并调整反向链路传输的发射功率。按照相似的方式可实现前向链路功率控制。
控制器520和570分别指示终端120x和基站110x内各种处理单元的操作。控制器520和570还可以执行前向链路和反向链路的擦除型错误检测和功率控制的各种功能。例如，每个控制器可实现SNR估计器、TPC生成器以及其链路的目标调整单元。控制器570和RX数据处理器560还可以实现图3A和3B中的过程300。存储器单元522和572分别存储由控制器520和570使用的数据和程序代码。
本文描述的擦除型错误检测和功率控制的技术可通过多种方式来实现。例如，这些技术可以用硬件、软件或软硬件结合的方式来实现。对于硬件实现，用于进行擦除型错误检测和/或功率控制的处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本文所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于软件实现，本文描述的技术可用执行本文所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元(如，图5中的存储器单元572)中，并由处理器(如控制器570)执行。存储器单元可以实现在处理器内或处理器外，在后一种情况下，它经由本领域中的各种公知手段，可通信地连接到处理器。
上述对所公开实施例的描述使得本领域技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改都是显而易见的，并且本文定义的总体原理也可以在不脱离本发明的精神和保护范围的基础上应用于其它实施例。因此，本发明并不限于本文给出的实施例，而是与符合本文公开的原理和新颖特征的最广范围相一致。

Claims (33)

1、一种用于在通信系统中进行擦除型错误检测的方法，包括：
获得经由无线信道发送的码字所对应的接收码字，各个发送码字为编码或未编码数据块，而各个接收码字为发送码字的噪声版本；
计算所述各个接收码字的度量；
将所述计算出的各个接收码字的度量与擦除型错误门限值进行比较；
基于各个接收码字的比较结果，将所述接收码字宣布为擦除型码字或非擦除型码字；以及
动态调整所述擦除型错误门限值，以实现目标级别的擦除型错误检测性能。
2、如权利要求1所述的方法，还包括：
获得经由所述无线信道发送的已知码字所对应的接收已知码字，各个已知码字为已知数据块，而各个接收已知码字为发送已知码字的噪声版本；
确定所述各个接收已知码字的状态为良好码字、不良码字或擦除型码字，良好码字是被宣布为非擦除型码字且被正确地解码的接收已知码字，而不良码字是被宣布为非擦除型码字且被错误地解码的接收已知码字；以及
基于所述各个接收已知码字的状态，调整所述擦除型错误门限值。
3、如权利要求2所述的方法，其中，所述已知码字是由一个或多个发射实体在已知时间发送的。
4、如权利要求2所述的方法，其中，所述已知码字是发射实体受到指示时发送的。
5、如权利要求1所述的方法，其中，非擦除型码字与特定的正确接收可信度级别相关联，而擦除型码字与特定的错误接收可信度级别相关联。
6、如权利要求1所述的方法，其中，所述目标级别的擦除型错误检测性能是目标条件错误率，所述目标条件错误率指示：如果宣布接收码字为非擦除型码字，则该接收码字被错误解码的预定概率。
7、如权利要求1所述的方法，其中，各个发送码字是多个可能的有效码字的其中之一，而其中，所述度量基于指示接收码字之可靠性的函数。
8、如权利要求7所述的方法，其中，各个接收码字的所述度量是到最近有效码字的欧几里得距离与到下一个最近有效码字的欧几里得距离之比，所述到最近有效码字的欧几里得距离是所述接收码字和到所述接收码字最近的有效码字之间的欧几里得距离，而所述到下一个最近有效码字的欧几里得距离是所述接收码字和到所述接收码字下一个最近的有效码字之间的欧几里得距离。
9、如权利要求1所述的方法，其中，各个发送码字是通过对未编码数据块进行块编码而获得的编码数据块。
10、如权利要求1所述的方法，其中，各个发送码字不包括错误检测码。
11、一种用于在无线通信系统中进行擦除型错误检测的装置，包括：
度量计算单元，获得经由无线信道发送的码字所对应的接收码字并计算各个所述接收码字的度量，其中各个发送码字为编码或未编码数据块，而其中各个接收码字为发送码字的噪声版本；
擦除型错误检测器，将所述计算出的各个接收码字的度量与擦除型错误门限值进行比较，并基于各个接收码字的比较结果将所述接收码字宣布为擦除型码字或非擦除型码字；以及
调整单元，动态调整所述擦除型错误门限值，以实现目标级别的擦除型错误检测性能。
12、如权利要求11所述的装置，还包括：
解码器，用于：
获得经由所述无线信道发送的已知码字所对应的接收已知码字，各个已知码字为已知数据块，而各个接收已知码字为发送已知码字的噪声版本；
对被认为是非擦除型码字的各个接收已知码字进行解码；以及
确定各个接收已知码字的状态为良好码字、不良码字或擦除型码字，良好码字是被宣布为非擦除型码字且被正确地解码的接收已知码字，而不良码字是被宣布为非擦除型码字且被错误地解码的接收已知码字；以及
其中，所述调整单元基于所述各个接收已知码字的状态，调整所述擦除型错误门限值。
13、一种用于在无线通信系统中进行擦除型错误检测的装置，包括：
接收码字获得模块，获得经由无线信道发送的码字所对应的接收码字，各个发送码字为编码或未编码数据块，而各个接收码字为发送码字的噪声版本；
度量计算模块，计算所述各个接收码字的度量；
比较模块，将所述计算出的各个接收码字的度量与擦除型错误门限值进行比较；
宣布模块，基于各个接收码字的比较结果将所述接收码字宣布为擦除型码字或非擦除型码字；以及
擦除型错误门限值动态调整模块，动态调整所述擦除型错误门限值，以实现目标级别的擦除型错误检测性能。
14、如权利要求13所述的装置，还包括：
接收已知码字获得模块，获得经由所述无线信道发送的已知码字所对应的接收已知码字，各个已知码字为已知数据块，而各个接收已知码字为发送已知码字的噪声版本；
状态确定模块，确定各个所述接收已知码字的状态为良好码字、不良码字或擦除型码字，良好码字是被宣布为非擦除型码字且被正确地解码的接收已知码字，而不良码字是被宣布为非擦除型码字且被错误地解码的接收已知码字；以及
擦除型错误门限值调整模块，基于所述各个接收已知码字的状态，调整所述擦除型错误门限值。
15、一种用于在无线通信系统中针对经由无线信道发送的传输进行功率控制的方法，包括：
获得在所述传输中发送的码字所对应的接收码字，各个发送码字为编码或未编码数据块，而各个接收码字为发送码字的噪声版本；
基于为各个接收码字计算出的度量和擦除型错误门限值，确定所述接收码字的状态为擦除型码字或非擦除型码字；
基于所述各个接收码字的状态，调整目标信号质量(SNR)，其中，基于所述目标SNR，调整所述传输的发射功率；
获得经由所述无线信道发送的已知码字所对应的接收已知码字，各个已知码字为已知数据块，而各个接收已知码字为发送已知码字的噪声版本；
确定各个接收已知码字的状态为良好码字、不良码字或擦除型码字，良好码字为被认为是非擦除型码字且被正确地解码的接收已知码字，而不良码字为被认为是非擦除型码字且被错误地解码的接收已知码字；以及
基于所述各个接收已知码字的状态，调整所述擦除型错误门限值。
16、如权利要求15所述的方法，其中，所述调整目标SNR包括：
将被认为是非擦除型码字的各个接收码字的所述目标SNR减少一个下调步幅；以及
将被认为是擦除型码字的各个接收码字的所述目标SNR增加一个上调步幅。
17、如权利要求16所述的方法，其中，用于调整所述目标SNR的所述下调步幅和所述上调步幅由目标擦除型错误率决定，该目标擦除型错误率指示将接收码字宣布为擦除型码字的预定概率。
18、如权利要求15所述的方法，其中，擦除型错误门限值越低，接收码字被认为是擦除型码字的可能性就越高，而其中，所述调整擦除型错误门限值包括：
针对各个被认为是不良码字的接收已知码字，将所述擦除型错误门限值减少一个下调步幅；以及
针对各个被认为是良好码字的接收已知码字，将所述擦除型错误门限值增加一个上调步幅。
19、如权利要求18所述的方法，其中，所述调整擦除型错误门限值还包括：
针对各个被认为是擦除型码字的接收已知码字，将所述擦除型错误门限值维持在相同级别。
20、如权利要求18所述的方法，其中，用于调整所述擦除型错误门限值的所述下调步幅和所述上调步幅由目标条件错误率确定，该目标条件错误率指示：如果宣布接收码字为非擦除型码字，则该接收码字被错误解码的预定概率。
21、如权利要求15所述的方法，其中，所述接收已知码字是从多个不同发射实体获得的。
22、如权利要求15所述的方法，还包括：
估计所述传输的接收SNR；
将所述接收SNR与所述目标SNR进行比较；以及
基于所述比较结果生成命令，其中所述命令用于调整所述传输的发射功率。
23、一种用于对无线通信系统中经由无线信道发送的传输进行功率控制的装置，包括：
数据处理器，用于：
获得在所述传输中发送的码字所对应的接收码字，各个发送码字为编码或未编码数据块，而各个接收码字为发送码字的噪声版本；
基于为各个接收码字计算出的度量和擦除型错误门限值，确定所述接收码字的状态为擦除型码字或非擦除型码字；
获得经由所述无线信道发送的已知码字所对应的接收已知码字，各个已知码字为已知数据块，而各个接收已知码字为发送已知码字的噪声版本；
确定各个接收已知码字的状态为良好码字、不良码字或擦除型码字，良好码字为被认为是非擦除型码字且被正确地解码的接收已知码字，而不良码字为被认为是非擦除型码字且被错误地解码的接收已知码字；以及
控制器，用于：
基于所述各个接收码字的状态，调整目标信号质量(SNR)，其中，基于所述目标SNR，调整所述传输的发射功率；以及
基于所述各个接收已知码字的状态，调整所述擦除型错误门限值。
24、如权利要求23所述的装置，还包括：
SNR估计器，估计所述传输的接收SNR；以及
生成器，将所述接收SNR与所述目标SNR进行比较，并生成用于调整所述传输的发射功率的命令。
25、如权利要求23所述的装置，其中，所述控制器调整所述擦除型错误门限值，以实现目标条件错误率，该目标条件错误率指示：如果宣布接收码字为非擦除型码字，则该接收码字被错误解码的预定概率。
26、如权利要求23所述的装置，其中，所述控制器调整所述目标SNR，以实现目标擦除型错误率，该目标擦除型错误率指示：宣布接收码字为擦除型码字的预定概率。
27、如权利要求23所述的装置，其中，所述传输对应着控制信道。
28、如权利要求27所述的装置，其中，所述控制信道用于发送信道质量信息，而其中，各个发送码字作为信道质量指示符。
29、如权利要求23所述的装置，其中，所述接收已知码字是从多个不同发射实体获得的。
30、如权利要求23所述的且用于基站中的装置。
31、如权利要求23所述的且用于无线终端中的装置。
32、一种用于对无线通信系统中经由无线信道发送的传输进行功率控制的装置，包括：
接收码字获得模块，获得在所述传输中发送的码字所对应的接收码字，各个发送码字为编码或未编码数据块，而各个接收码字为发送码字的噪声版本；
状态确定模块，基于为各个接收码字计算出的度量和擦除型错误门限值，确定所述接收码字的状态为擦除型码字或非擦除型码字；
目标SNR调整模块，基于所述各个接收码字的状态，调整目标信号质量(SNR)，其中，基于所述目标SNR，调整所述传输的发射功率；
接收已知码字获得模块，获得经由所述无线信道发送的已知码字所对应的接收已知码字，各个已知码字为已知数据块，而各个接收已知码字为发送已知码字的噪声版本；
接收已知码字状态确定模块，确定各个接收已知码字的状态为良好码字、不良码字或擦除型码字，良好码字为被认为是非擦除型码字且被正确地解码的接收已知码字，而不良码字为被认为是非擦除型码字且被错误地解码的接收已知码字；以及
擦除型错误门限值调整模块，基于所述各个接收已知码字的状态，调整所述擦除型错误门限值。
33、如权利要求32所述的装置，还包括：
接收SNR估计模块，估计所述传输的接收SNR；
比较模块，将所述接收SNR与所述目标SNR进行比较；以及
命令生成模块，基于所述比较结果生成命令，其中，所述命令用于调整所述传输的发射功率。
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