CN101040476B - 使用纠删技术的功率控制 - Google Patents

Abstract

描述了在没有检错编码的情况下，用于对传输进行纠删检测和功率控制的技术。对于纠删检测，发射机经由无线信道发送码字。接收机计算每个接收码字的度量，并将该计算的度量与纠删阈值比较，且断定该接收码字是“纠删的”还是“未纠删的”。接收机基于码字是否满足纠删阈值，来动态调整发送功率。

Description

使用纠删技术的功率控制

相关申请的交叉引用

本专利申请是2004年7月13日申请的名为“Robust ErasureDetection and Erasure-Rate-Based Closed Loop Power Control”的专利申请No.10/890,717以及2004年7月22日申请的名为“Power Controlfor a Wireless Communication System Utilizing OrthogonalMultiplexing”的专利申请No.10/897,463的系列申请。上述两个申请均要求了2004年6月18日申请的名为“Reverse-Link Power ControlAlgorithm”的未决专利申请No.60/580819的优先权，该申请被转让给其受让人，这里明确将其并入作为参考。

技术领域

本发明通常涉及数据通信，更具体的涉及在无线通信系统中利用纠删(erasure)检测调整功率控制的技术。

技术背景

无线多址通信系统可以同时支持多个无线终端的通信。每个终端通过前向链路和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)指从基站至终端的通信链路，反向链路(或上行链路)指从终端至基站的通信链路。

多个终端可以通过将它们的传输彼此正交地多路复用，来同时在反向链路上进行发送。多路复用试图在时域、频域和/或码域内，实现多个反向链路传输之间的正交。如果实现了完全的正交，则会导致在接收基站处，每个终端的传输不会干扰其他终端的传输。但是，不同终端的传输之间的完全正交经常由于信道条件、接收机不理想等等而不能实现。正交的损失会使得每个终端对其他终端产生一定量的干扰。那么，每个终端的性能将由于所有其他终端的干扰而下降。

在反向链路上，可以使用功率控制机制控制每个终端的发送功率，以保证所有终端的良好性能。该功率控制机制通常由两个功率控制环实现，这两个功率控制环经常称为“内”环和“外”环。内环调整终端的发送功率，使得其接收的信号质量(SNR)保持在目标SNR，其中该接收的信号质量是在接收基站处测量的。外环调整目标SNR，以保持期望的块误差率(BLER)或分组误差率(PER)。

传统的功率控制机制调整每个终端的发送功率，以对于来自终端的反向链路传输，实现期望的块/分组误差率。检错码，诸如循环冗余检验(CRC)码，典型地用于确定每个接收的数据块/分组被正确地还是错误地解码。然后，基于检错解码的结果，相应地调整目标SNR。但是，例如，如果认为检错码的开销过多的话，在一些传输中可以不使用检错码，则依赖检错码的传统的功率控制机制不能直接用于这些传输。

因此，本领域中需要当不使用检错码时，恰当地调整用于传输的发送功率的技术。

发明内容

相应地，提供一种在通信系统中执行功率控制的方法，其中该方法包括经由第一无线链路接收码字，如果确定该码字不满足纠删阈值，那么产生消息以升高功率，如果确定该码字确实满足纠删阈值，则产生消息以降低功率，并在第二无线链路上发送该消息。

本发明的各发面和各个实施例在下面进一步详细描述。

附图说明

本发明的特征和属性从下面提出的详细描述，并结合附图变得显而易见，且附图中的参考标记通篇一致对应，其中：

图1表示无线多址通信系统；

图2表示具有三个环的功率控制机制；

图3A和3B表示用于更新图2中所示的功率控制机制的第二和第三环的过程；

图4表示功率控制机制的过程400的流程图；

图5表示数据传输方案的数据和控制信道；以及

图6表示基站和终端的结构图。

具体实施方式

这里，词语“示例性”用于表示“作为一个例子，实例，或列举”。这里作为“示例性”描述的任何实施例或设计都不必理解为比其他实施例或设计更优选或更有利。

图1表示无线多址通信系统100。系统100包括多个基站110，该基站支持多个无线终端120的通信。基站是用于与终端通信的固定站，也可以称为接入点、节点B、或其他一些术语。终端120典型地分散在系统中，每个终端可以是固定的或移动的。终端也可以称为移动站、用户设备(UE)、无线通信设备、或一些其他术语。每个终端可以在任何给定时刻，在前向链路和反向链路上与一个或多个基站通信。这取决于终端是否是激活的，是否支持软切换，且终端是否在软切换中。为了简单起见，图1仅表示反向链路上的传输。系统控制器130连接至基站110，并为这些基站提供协调和控制，且进一步控制由这些基站服务的终端的数据路由。

这里描述的纠删检测和功率控制技术可以用于各种无线通信系统。例如，这些技术可以用于码分多址(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系统使用码分复用，对于前向链路，利用不同正交(例如沃尔什)码来正交化对于不同终端的传输。终端使用CDMA中用于反向链路的不同伪随机数(PN)序列，且彼此不完全正交。TDMA系统使用时分复用，对于不同终端的传输通过在不同的时间间隔中发送来正交化。FDMA系统使用频分复用，对于不同终端的传输通过在不同的子频带中发送来正交化。OFDMA系统利用正交频分复用(OFDM)，其有效地将整个系统带宽分为多个正交子频带。这些子频带也通常称为音调、子载波、仓、频道。OFDMA系统可以使用各种正交复用方案，并可以使用时分、频分和/或码分复用的任意组合。

这里描述的技术可以用于各类不使用检错编码的“物理”信道。物理信道也称为码信道、传输信道、或一些其他术语。物理信道典型地包括用于传送业务/分组数据的“数据”信道和用于传送开销/控制数据的“控制”信道。系统可以使用不同的控制信道来传送不同类型的控制信息。例如，系统可以使用(1)CQI信道来传送用于指示无线信道质量的信号质量指示符(CQI)，(2)ACK信道来传送混合自动重传(H-ARQ)方案的确认信息(ACK)，(3)REQ信道来传送数据传输的请求，等等。即使不使用检错编码，物理信道可以使用或可以不使用其他类型的编码。例如，物理信道可以不使用任何编码，在物理信道上“纯粹地”传送数据。物理信道可以使用块编码，使得每个数据块被编码以获得相应的编码数据块，然后在物理信道上传送编码数据块。这里描述的技术可以用于任何和所有这些不同的物理(数据和控制)信道。

为了清楚起见，下面针对用于反向链路的示例性控制信道，具体描述纠删检测和功率控制技术。对不同终端在该控制信道上的传输可以在频率、时间和/或码空间中进行正交复用。通过完全正交，每个终端不会在控制信道上观察到干扰。但是，在存在频率选择性衰落(或系统带宽上频率响应的变化)和多普勒效应(由于移动)的情况下，来自不同终端的传输在接收基站处可能不彼此正交。

在示例性控制信道上以块为单位传送数据，每个块包括预定数目个(L个)数据比特。用块码对每个数据块编码，以获得相应的码字或编码数据块。由于每个数据块包括L个比特，则可能存在2^L个不同的数据块，将它们映射到码书中2^L个可能的码字，一个码字对应一个不同的数据块。终端在控制信道上发送对应于数据块的码字。

基站接收由不同终端在控制信道上发送的码字。基站对每个接收的码字执行互补的块解码，以获得解码数据块，该解码数据块被认为是最可能已经被发送的对应于该接收码字的数据块。块解码可以以各种方式执行。例如，基站可以计算接收的码字与码书中2^L个可能的有效码字中每一个的欧几里德距离。通常，接收的码字和给定的有效码字之间的欧几里德距离越短，则该接收的码字离该有效的码字越近，以及该欧几里德距离越长，则该接收的码字离该有效的码字越远。提供与具有到接收的码字最短欧几里德距离的有效码字对应的数据块，作为该接收的码字的解码数据块。

例如，可以将数据块的L个数据比特映射到对于特定调制方案(例如，BPSK、QPSK、M-PSK、M-QAM等)包括K个调制符号的码字。每个有效的码字与包含K个调制符号的一个不同调制符号组相关联，可以选择对应于2^L个可能的有效码字的2^L个调制符号组，以尽可能使它们(在欧几里德距离上)彼此远离。然后，接收的码字包括K个接收的符号，其中每个接收的符号是发送的调制符号的有噪声形式。接收的码字和某个有效的码字之间的欧几里德距离可以通过下式计算：

$d_i\left(k\right)=\frac{1}{K}\underset{j=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}{({\hat{s}}_k\left(j\right)-s_i\left(j\right))}^2$ 式(1)

其中，是接收的码字k的第j个接收的符号；

s_i(j)是有效码字i的第j个调制符号；以及

d_i(k)是接收的码字k和有效码字i之间的欧几里德距离。

式(1)将欧几里德距离计算为接收的码字的K个接收的符号和有效码字的K个调制符号之间的均方差。提供与具有最小d_i(k)的有效码字对应的数据块作为接收的码字的解码数据块。

在没有检错码的情况下，没有直接的方式确定给定的接收码字的块解码是正确还是错误的，也没有直接的方式确定解码数据块真的是发送的数据块。可以定义一个度量，且该度量指示解码结果中的置信度。在实施例中，可以按照下式定义度量：

$m\left(k\right)=\frac{d_{n1}\left(k\right)}{d_{n2}\left(k\right)}$ 式(2)

其中，d_n1(k)是接收的码字k和最近的有效码字之间的欧几里德距离；

d_n2(k)是接收的码字k和次近的有效码字之间的欧几里德距离；以及

m(k)是接收的码字k的度量。

如果接收的码字离最近的码字比离次近的码字近的多，那么度量m(k)是很小的值，且解码数据块是正确的具有很高的置信度。相反，如果接收的码字离最近的码字和离次近的码字的距离基本相等，那么度量m(k)接近1，或m(k)→1，且解码数据块是正确的具有较低的置信度。

式(2)表示一个基于欧几里德距离比的示例性度量，其可以用于确定给定的接收码字的块解码是正确还是误差的。其他度量也可以用于纠删检测，这在本发明的保护范围之内。通常，可以基于任何恰当的可靠性函数f(r，C)来定义度量，其中r是接收的码字，C是码书或所有可能的码字的集合。函数f(r，C)应当指示接收的码字的质量/可靠性，并应当具有适当的特性(例如具有检测可靠度的单调性)。

可以执行纠删检测，以确定每个接收的码字的解码结果是否满足预定的置信度级别。可以将接收的码字的度量m(k)与纠删阈值TH_erasure比较，以获得接收码字的解码判定，如下所示：

m(k)＜TH_erasure，断定为非纠删的码字，

m(k)≥TH_erasure，断定为纠删的码字。       式(3)

如式(3)所示，(1)如果度量m(k)等于或大于纠删阈值，则接收的码字断定为“纠删的”码字，(2)如果度量m(k)小于纠删阈值，则接收的码字断定为“未纠删的”码字。基站可以不同地处理未纠删的码字和纠删的码字的解码数据块。例如，基站可以在随后的处理中使用未纠删的码字的解码数据块，并丢弃纠删的码字的解码数据块。

断定接收的码字为纠删的码字的概率称为纠删率，并用Pr_erasure表示。纠删率取决于用于纠删检测的纠删阈值和对应于接收码字的接收信号质量(SNR)。信号质量可以用信噪比、信噪干扰比等来量化。对于给定的接收SNR，低纠删阈值增加了接收的码字被断定为纠删的码字的可能性，反以亦然。对于给定的纠删阈值，低的接收SNR也增加了接收的码字被断定为纠删的码字的可能性，反之亦然。对于给定的纠删阈值，接收SNR可以被设定(通过如下所述的对控制信道的发送功率进行控制)，以实现期望的纠删率。

可以设定纠删阈值以实现控制信道的期望性能。例如，以未纠删的码字为条件的误差概率称为条件误差率，其可以用于控制信道。该条件误差率表示为Pr_error并表示如下意思：假设接收的码字被断定为未纠删的码字，那么接收的码字的解码数据块是不正确的概率是Pr_error。当断定为未纠删的码字时，低Pr_error(例如1％或0.1％)对应于解码结果中的高置信度。对于可靠解码很重要的许多传输类型来说期望低Pr_error。可以将纠删阈值设定为恰当的级别，以实现期望的Pr_error。

期望在纠删率Pr_erasure、条件误差率Pr_error、纠删阈值TH_erasure以及接收SNR之间存在明确的关系。尤其是，对于给定的纠删阈值和给定的接收SNR，存在特定的纠删率和特定的条件误差率。通过改变纠删阈值，可以在纠删率和条件误差率之间作出折衷。可以执行计算机仿真和/或进行经验测量，以对于不同的纠删阈值和不同的接收SNR，确定或预测纠删率和条件误差率之间的关系。

但是，在实际系统中，这四个参数之间的关系可能不预先获知，其取决于配置情况。例如，能够实现期望的纠删率和条件误差率的特定的纠删阈值可以不预先获知，甚至可以随时间改变，但是可能很慢。并且，也不知道通过仿真或其他一些方法获得的纠删率和条件误差率之间的“预测”的关系是否在实际系统中成立。

可以使用功率控制机制以动态地调整纠删阈值和接收SNR，用来实现控制信道的期望性能。控制信道的性能可以用目标纠删率Pr_erasure(例如10％纠删率，或Pr_erasure＝0.1)和目标条件误差率Pr_error(例如1％条件误差率，或Pr_error＝0.01)，即(Pr_erasure，Pr_error)对来量化。

图2表示功率控制机制200，其用于动态调整纠删阈值，控制在从终端至基站的控制信道上发送的传输的发送功率。功率控制机制200包括内环210，外环220和第三环230。

内环210将在基站处测量的该传输的接收SNR保持尽可能接近于目标SNR。对于内环210来说，基站处的SNR估计器242估计该传输的接收SNR，并将该接收SNR提供至发送功率控制(TPC)发生器244。TPC发生器244也接收控制信道的目标SNR，并将接收SNR和目标SNR比较，以基于比较结果产生TPC命令。每个TPC命令要么是(1)上升命令，以指示增加用于控制信道的发送功率，要么是(2)下降命令，以指示降低发送功率。基站将TPC命令在前向链路(云形260)上发送至终端。

终端接收和处理来自基站的前向链路传输，并将“接收的”TPC命令提供至TPC处理器262。每个接收的TPC命令是由基站传送的TPC命令的有噪声形式。TPC处理器262检测每个接收的TPC命令并获得TPC判定，其可以是(1)如果接收的TPC命令被认为是上升命令，则为上升判定，或(2)如果接收的TPC命令被认为是下降命令，则为下降判定。

发送(TX)功率调整单元264基于来自TPC处理器262的TPC判定，调整在控制信道上用于该传输的发送功率。单元264可以按照下式调整发送功率：

式(4)

其中P_cch(n)是对应于内环更新间隔n的发送功率；

ΔP_up是发送功率的上升步长；以及

ΔP_dn是发送功率的下降步长。

发送功率P_cch(n)和步长ΔP_up、Δp_dn以分贝(dB)为单位。如式(4)所示，对于每个上升判定，发送功率增加ΔP_up，对于每个下降判定，发送功率降低ΔP_dn。虽然为了简单起见上面没有描述，但是如果接收的TPC命令被认为太不可靠，那么TPC判定也可以是“无操作”判定，在这种情况下，可以保持发送功率不变，或P_cch(n+1)＝P_cch(n)。ΔP_up和ΔP_dn步长通常是相等的，可以都设定为1.0dB、0.5dB或其他值。

由于反向链路(云形240)上的路径损耗、衰落以及多径效应，控制信道上用于该传输的接收SNR持续波动，其中该反向链路上的路径损耗、衰落以及多径效应典型地随时间变化，尤其是在移动终端中。内环210努力在反向链路的信道条件改变的情况下，将接收SNR保持在目标SNR或接近于目标SNR。

外环220持续调整目标SNR，以实现控制信道的目标纠删率。度量计算单元252如上所述为每个从控制信道获得的接收的码字计算度量m(k)。纠删检测器254基于计算出的每个接收的码字的度量m(k)和纠删阈值，对于该码字执行纠删检测，并将接收的码字的状态(纠删的或未纠删的)提供至目标SNR调整单元256。

目标SNR调整单元256获得每个接收的码字的状态，并调整控制信道的目标SNR，如下所示：

式(5)

其中SNR_target(k)是对应于外环更新间隔k的目标SNR；

ΔSNR_up是目标SNR的上升步长；

ΔSNR_dn是目标SNR的下降步长。

目标SNR SNR_target(k)和步长ΔSNR_up以及ΔSNR_dn以dB为单位。如式(5)所示，如果接收的码字被认为是未纠删的码字，那么单元256将目标SNR减少ΔSNR_dn，这表示控制信道的接收SNR比需要的高。相反，如果接收的码字被认为是纠删的码字，那么单元256将目标SNR增加ΔSNR_up，这表示控制信道的接收SNR比需要的低。

用于调整目标SNR的ΔSNR_up和ΔSNR_dn步长可以基于下述关系设定：

$\mathrm{\ΔSN}{R}_{\mathrm{up}}=\mathrm{\Δ}{\mathrm{SNR}}_{\mathrm{dn}}\·\left(\frac{1-{\mathrm{Pr}}_{\mathrm{erasure}}}{{\mathrm{Pr}}_{\mathrm{erasure}}}\right)$ 式(6)

例如，如果控制信道的目标纠删率是10％(或者Pr_erasure＝0.1)，那么上升步长是下降步长的9倍(或者ΔSNR_up＝9·ΔSNR_dn)。如果上升步长选择为0.5分贝(dB)，那么下降步长约为0.056dB。ΔSNR_up和ΔSNR_dn的更大值将加速外环220的收敛速率。很大的ΔSNR_up值也使得稳态时目标SNR有更大的波动或变化。

第三环230动态地调整纠删阈值，以实现控制信道的目标条件误差率。该终端可以在控制信道上周期地或触发地发送已知码字。基站接收该发送的已知码字。度量计算单元252和纠删检测器254基于纠删阈值，以对于上述接收的码字同样的方式，对每个接收的已知码字执行纠删检测。对于被认为是未纠删的每个接收的已知码字，解码器262对该接收的已知码字进行解码，并确定解码的数据块是正确的还是错误的，这由于码字是已知的所以可以完成。解码器262向纠删阈值调整单元264提供每个接收的已知码字的状态，其可以是：(1)纠删的码字，(2)如果接收的已知码字是未纠删的码字且被正确解码，则是“好”码字，或者(3)如果接收的已知码字是未纠删的码字但解码错误，则是“坏”码字。

纠删阈值调整单元264获得接收的已知码字的状态，并调整纠删阈值，如下所述：

式(7)

其中，TH_erasure(l)是对应于第三环的更新间隔l的纠删阈值；

ΔTH_up是纠删阈值的上升步长；

ΔTH_dn是纠删阈值的下降步长。

如式(7)所示，对于是坏码字的每个接收的已知码字，将纠删阈值降低ΔTH_dn。越低的纠删阈值对应于越严格的纠删检测标准，并导致接收的码字越可能被认为是纠删的，这反过来又导致当被认为是未纠删的时，接收的码字更可能被正确解码。相反，对于是好码字的每个接收的已知码字，将纠删阈值增加ΔTH_up。越高的纠删阈值对应于越不严格的纠删检测标准，并导致接收的码字越可能不被认为是纠删的，这反过来又导致当被认为是未纠删时，接收的码字更可能被错误解码。对于接收的已知码字是纠删的，纠删阈值保持在相同级别不变。

可以基于下述关系设定用于调整纠删阈值的ΔTH_up和ΔTH_dn步长：

$\mathrm{\Δ}{\mathrm{TH}}_{\mathrm{dn}}={\mathrm{\ΔTH}}_{\mathrm{up}}\·\left(\frac{1-{\mathrm{Pr}}_{\mathrm{error}}}{{\mathrm{Pr}}_{\mathrm{error}}}\right)$ 式(8)

例如，如果控制信道的目标条件误差率是1％，那么下降步长是上升步长的99倍。ΔTH_up和ΔTH_dn的幅值可以基于接收符号的期望幅值、第三环的期望的收敛速率、以及可能的其他因素来确定。

通常，纠删阈值的调整取决于如何定义用于纠删检测的度量。式(7)和(8)都基于式(2)所定义的度量。度量也可以以其他形式定义(例如，m(k)＝d_n2(k)/d_n1(k)，而不是m(k)＝d_n1(k)/d_n2(k))，在这种情况下，纠删阈值的调整可以相应地修改。可调的纠删阈值也可以与任何纠删检测技术结合使用，以实现各种信道条件下的健壮的纠删检测性能。

纠删阈值TH_erasure(l)可以以各种方式动态调整。在一个实施例中，对于与基站通信的每个终端来说，基站为其保持独立的第三环。该实施例允许对于每个终端单独调整纠删阈值，那么这允许具体剪裁用于该终端的控制信道性能。例如，不同的终端可以具有不同的目标条件误差率，这可以通过操作这些终端的独立的第三环来实现。在另一实施例中，对于与基站通信的所有终端来说，基站为它们保持单个第三环。那么，将公共纠删阈值用于所有这些终端的纠删检测，并基于基站从这些终端接收的已知码字来更新该公共纠删阈值。如果控制信道的性能在各种信道条件下对于这些终端来说都是健壮的，那么该实施例会为所有终端提供良好性能。由于每个终端可以以较低的速率(例如，每隔几百毫秒一次)发送已知码字，因此该实施例允许第三环的收敛速度较快，并且也减少了开销。在另一个实施例中，基站对于每个具有相同控制信道性能的终端群，保持单个第三环，且基于基站从该群中所有终端接收的已知码字，更新纠删阈值。

内环210、外环220和第三环230典型地以不同速率更新。内环210是三个环中最快的环，控制信道的发送功率可以以特定速率(例如每秒150次)更新。外环220是次快的，可以在控制信道上接收到码字时更新目标SNR。第三环230是最慢的环，可以在控制信道上接收到已知码字时更新纠删阈值。可以选择这三个环的更新速率，以实现纠删检测和功率控制的期望性能。

对于上述的实施例来说，目标条件误差率Pr_error用作控制信道的一个性能测量，且设计第三环用于实现该Pr_error。其他的性能测量也可以用于控制信道，并相应地设计第三环。例如，当接收的码字被认为是纠删的时候被错误解码的目标概率可以用于第三环。

图3A和3B表示用于更新功率控制机制300的第二和第三环的过程300的流程图。接收的码字k最初从控制信道获得(块312)。对于接收的码字，例如按上述计算度量m(k)(块314)，并将其与纠删阈值比较(块316)。如果计算的度量m(k)大于或等于纠删阈值，如块320所确定的，并且如果接收的码字不是已知码字，如块322所确定的，那么接收的码字被断定为纠删的码字(块324)。如果计算的度量m(k)大于或等于纠删阈值，且不管接收的码字是已知的还是未知的，将目标SNR增加ΔSNR_up步长(块326)。块326之后，该过程返回至块312并处理下一个接收的码字。

如果计算的度量m(k)小于纠删阈值，如块320所确定，且如果接收的码字不是已知码字，如块332所确定的，那么接收的码字被断定为未纠删的码字(块334)，且将目标SNR减少ΔSNR_dn步长(块336)。该过程返回至块312以处理下一个接收的码字。

如果计算的度量m(k)小于纠删阈值，如块320所确定的，且如果接收的码字是已知码字，如块332所确定的，那么(参照图3B)接收的码字被解码(块340)。如果解码正确，如块342所确定的，那么接收的已知码字被断定为好码字(块344)，且将纠删阈值增加ΔTH_up步长(块346)。否则，如果解码错误，如块342所确定的，那么接收的已知码字被断定为坏码字(块354)，且将纠删阈值降低ΔTH_dn步长(块356)。该过程从块346和356返回至图3A中的块312，以处理下一个接收的码字。

如上所述，这里描述的技术可以用于各类不使用检错编码的物理信道。下面描述示例性数据传输方案中这些技术的使用。对于该传输方案来说，想要进行前向链路传输的终端估计对其服务基站的前向链路的接收信号质量(例如，基于基站发送的导频信号)。接收信号质量估计可以被转换为L-比特值，其被称为信道质量指示符(CQI)。CQI可以指示前向链路的接收SNR、前向链路支持的数据速率、等等。在任何情况下，对CQI执行块编码，以获得CQI码字。正如一个具体示例，L可以等于4，CQI码字可以包含16个QPSK调制符号，或[s_i(1)s_i(2)…s_i(16)]。终端在CQI信道(其是其中一个控制信道)上向服务基站发送CQI码字。服务基站接收在CQI信道上传送的CQI码字，并对接收的CQI码字执行纠删检测。如果接收的CQI码字不是纠删的，那么服务基站解码接收的CQI码字，并使用解码的CQI来调度该终端的数据发送。

这里描述了用于为在不使用检错码的“物理”信道(例如，控制信道或数据信道)上的传输执行纠删检测和功率控制的技术。数据在物理信道上作为“码字”发送，其中每个码字可以是编码的或未编码的数据块。

对于纠删检测来说，发送实体(例如无线终端)在物理信道上并通过无线信道发送码字至接收实体(例如基站)。如下所述，基站计算每个接收的码字的度量，并将计算的度量和纠删阈值比较。基站基于比较结果，断定每个接收的码字是“纠删的”码字或“未纠删的”码字。基站动态调整纠删阈值，以实现目标性能级别，这可以由目标条件误差率来量化，其中该目标条件误差率指示当接收的码字被断定为未纠删的码字时，其被错误解码的概率。如下所述，纠删阈值可以基于接收的已知码字来调整，其中该接收的已知码字是与基站通信的终端发送的已知码字对应的接收码字。可调的纠删阈值可以在各种信道条件下，提供健壮的纠删检测性能。

通过使用“组合”环，可以完成用于控制每个终端的发送功率的功率控制机制，其中该“组合”环尽力保持对接收信号的目标纠删率。该组合算法将收敛的更快，这是由于外环更新速率与单独的环路算法相比更高。这对于信道变化很快时尤其有用。另一个优势是功率上升和下降命令可以用于评定从终端至不同基站的物理信道的质量。该信息在终端与多于一个基站通信时有用。例如，在“切换”期间，即当终端改变其服务基站时，该信息可以用于调整从终端至不同基站的不同物理信道的功率。如果不使用组合算法，当确定从终端至不同基站的物理信道的质量时，基站必须发送终端中要使用的其他信道，这将降低系统的容量。

在该方法中，基站取决于来自终端的接收码字是否已经被纠删或未纠删，而向每个终端传送功率上升和下降命令。取决于目标纠删率，基站也向每个终端广播功率量，当从该终端传送的码字被纠删时，“上升步长”必须增加，以及向每个终端广播功率量，当从该终端发送的码字未被纠删时，“下降步长”必须降低。

图4表示功率控制机制的过程400的流程图。基站110x被配置为利用基站110x的至少一个组件来执行过程500的步骤，其中所述至少一个组件例如为控制器570、存储器572、TX数据处理器582、RX数据处理器560等。当基站110x如上所述在反向链路上接收到码字k时，过程开始。在步骤404，基站110x利用上述技术，确定接收码字是否因为不满足纠删阈值要求而被纠删。如果接收码字k被纠删(，例如在纠删阈值之外)，那么在步骤406，基站110x产生功率控制消息，以对终端的发送功率施加“上升步长”(增加一个值S_up)。基站110x确定要发送至终端的S_up和S_down值，这些值的变化取决于目标纠删，或取决于码字k的值和阈值。码字k越接近阈值，则使用的S_up或S_down值越小。否则，如果码字未被纠删(例如在纠删阈值之内)，那么在步骤408，基站110x产生功率控制消息，对终端的发送功率施加以“下降步长”(减少一个值S_down)。在步骤410，基站110x更新用于监视“被纠删”或“未被纠删”的码字数目的数据库。基站110x可以基于所请求的“上升步长”或“下降步长”的重复次数(例如相同类型请求的次数)，调整纠删阈值。在步骤412，基站110x可以使用来自数据库的信息，以确定S_up值或S_down值，例如，与目标纠删率相关联的查找表。根据另一个示例，如上所述，可以使用功率控制机制来动态调整纠删阈值和接收SNR，以实现控制信道的期望性能。在这种情况下，按照下述计算S_up和S_down:S_up＝S_down*(1-Pr_erasure)/Pr_erasure。在步骤414，将包含S_up和S_down值的功率控制消息发送至移动站。当接收到基于上述因素的发送消息时，终端将调整功率，并利用所请求的功率级别，提供另一个码字。

图5表示用于示例性数据传输方案的一组数据和控制信道。终端测量前向链路的接收信号质量，并在CQI信道上发送CQI码字。终端持续测量前向链路质量并在CQI信道上传送更新的CQI码字。这样，丢弃被认为是纠删的接收的CQI码字对于系统性能来说没有损害。但是，被认为是未纠删的接收的CQI码字应当具有高质量，这是由于可以基于这些未纠删的CQI码字中包含的信息，调度前向链路传输。

如果终端被调度进行前向链路传输，那么服务基站处理数据分组，以获得编码分组，并将编码分组在前向链路数据信道上发送至终端。对于混合自动重发(H-ARQ)方案来说，每个编码分组被分为多个子块，且对于该编码分组，一次发送一个子块。随着在前向链路数据信道上接收到给定编码分组的每个子块，终端试图基于迄今接收到的该分组的所有子块来解码和恢复该分组。终端能够基于部分传输来恢复该组，这是由于当接收信号质量不好时，子块中包含对于解码有用的冗余信息，但是当接收信号质量很好时，可能不需要该冗余信息。然后如果该分组被正确解码，则终端在ACK信道上发送确认信息(ACK)，否则发送否定确认信息(NAK)。前向链路传输以这种方式继续，直到所有编码分组被发送至终端。

这里描述的技术可以有利地用于CQI信道。如上所述，可以对每个接收的CQI码字执行纠删检测。利用功率控制机制300调整用于CQI信道的发送功率，以实现CQI信道的期望的性能(例如期望的纠删率和期望的条件误差率)。也可以基于CQI信道的功率受控的发送功率，来设定用于其他控制信道(例如ACK信道)和反向链路数据信道的发送功率。

为了清楚起见，已经特别描述了用于反向链路的纠删检测和功率控制技术。这些技术也用于对在前向链路上发送的传输的纠删检测和功率控制。

图6表示基站110x和终端120x的实施例的结构图。在反向链路上，在终端120x处，发送(TX)数据处理器610接收并处理(例如格式化、编码、交织以及调制)反向链路(RL)业务数据，并提供业务数据的调制符号。TX数据处理器610也处理来自控制器620的控制数据(例如CQI)，并提供控制数据的调制符号。调制器(MOD)612处理业务和控制数据的调制符号和导频符号，并提供复值码片序列。TX数据处理器610和调制器612执行的处理取决于系统。例如，如果系统利用OFDM，则调制器612可以执行OFDM调制。发射机单元(TMTR)614调整(例如，转换为模拟、放大、滤波以及下变频)码片序列，并产生反向链路信号，其通过双工器(D)616被路由并经由天线618被发送。

在基站110x，天线652接收来自终端120x的反向链路信号，其通过双工器654被路由，并被提供至接收机单元(RCVR)656。接收机单元656调整(例如，滤波、放大和下变频)接收的信号，并进一步将调整的信号数字化，以获得数据采样流。解调器(DEMOD)658处理数据采样以获得符号评估。然后接收(RX)数据处理器660处理(例如，去交织和解码)符号评估，以获得终端120x的解码数据。RX数据处理器660也执行纠删检测，并向控制器670提供用于功率控制的每个接收码字的状态。取决于与纠删阈值进行比较的接收码字的值，基站110x调整功率级别，如上所述，以满足目标纠删率。由解调器658和RX数据处理器660执行的处理与由调制器612和TX数据处理器610执行的处理分别互补。

对于前向链路传输的处理可以与前述的对于反向链路的处理相类似地执行。对于反向链路和前向链路传输的处理通常依系统而定。

对于反向链路功率控制，SNR估计器674估计对应于终端120x的接收SNR，并向TPC发生器676提供该接收SNR。TPC发生器676也接收目标SNR，并产生用于终端120x的TPC命令。TPC命令由TX数据处理器682处理，并进一步由调制器684处理，且由发射机单元686调整，通过双工器654路由，以及经由天线652发送至终端120x。

在终端120x，来自基站110x的前向链路信号由天线618接收，通过双工器616路由，由接收机单元640调整和数字化，由解调器642处理，并进一步由RX数据处理器644处理，以获得接收的TPC命令。然后TPC处理器624检测接收的TPC命令以获得TPC判定，其用于产生发送功率调整控制。如上所述，取决于之前发送的码字值和基站100x使用的纠删阈值之间的关系，基站110x进行功率调整。调制器612从TCP处理器624接收控制，并调整反向链路传输的发送功率。前向链路功率控制可以以类似的方式实现。

控制器620和670分别指示在终端120x和基站110x内的各种处理单元的操作。控制器620和670也可以执行用于前向链路和反向链路的纠删检测和功率控制的各种功能。例如，每个控制器可以实现SNR估计器、TPC发生器、以及用于其链路的目标SNR调整单元。控制器670和RX数据处理器660还可以在图3A和3B中实现过程300。存储器单元622和672分别存储用于控制器620和670的数据和程序代码。

这里描述的纠删检测和功率控制技术可以由各种方式实现。例如，这些技术可以由硬件、软件或其组合实现。对于硬件实现来说，用于执行纠删检测和/或功率控制的处理单元可以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)、场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、其他设计用于执行这里描述的功能的电子单元、或它们的组合来实现。

对于软件实现来说，这里描述的技术可以由能够执行这里所述的功能的模块(例如，过程，函数等)实现。该软件代码可以存储在存储器单元(例如图6中的存储器单元672)中，并由处理器(例如，控制器670)执行。存储单元可以在处理器内部或外部实现，当在处理器外部实现时，其可以通过如本领域公知的各种方式连接至处理器。

提供公开实施例的以上描述，使得本领域技术人员能够利用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，且这里限定的一般原则可以在不脱离本发明精神或范围的情况下应用于其他实施例。这样，本发明无意限制于这里所示的实施例，而是要符合与这里公开的原则和新颖特征相一致的最广泛的范围。

Claims (13)

1.一种在通信系统中执行功率控制的方法，包括步骤：

经由第一无线链路接收码字；

基于所述码字的度量是否在纠删阈值内，对所述码字进行纠删检测，其中，所述度量是基于可靠性函数f(r，C)来定义的，其中r是接收的所述码字，C是码书或所有可能的码字的集合，其中如果所述码字的所述度量在所述纠删阈值内则将所述码字检测为非纠删的，如果所述码字的所述度量不在所述纠删阈值内则将所述码字检测为纠删的；

如果将所述码字检测为非纠删的则产生消息以降低功率，如果将所述码字检测为纠删的则产生消息以增加功率；以及

在第二无线链路上发送所述消息。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述产生消息以降低功率的步骤包括利用目标纠删率确定下降步长值的步骤。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述产生消息以升高功率的步骤包括利用目标纠删率确定上升步长值的步骤。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述产生消息以升高功率的步骤包括产生用于第一物理信道的消息的步骤。

5.如权利要求1所述的方法，其中还包括基于请求的同类型功率级别调整的次数，调整所述纠删阈值的步骤。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述发送的步骤还包括根据码分多址(CDMA)方案进行发送的步骤。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述发送的步骤还包括根据正交频分复用(OFDM)方案进行发送的步骤。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述发送的步骤还包括根据正交频分多址(OFDMA)方案进行发送的步骤。

9.一种在通信系统中执行功率控制的设备，包括：

用于经由第一无线链路接收码字的装置；

基于所述码字的度量是否在纠删阈值之内，对所述码字进行纠删检测的装置，其中，所述度量是基于可靠性函数f(r，C)来定义的，其中r是接收的所述码字，C是码书或所有可能的码字的集合，其中如果所述码字的所述度量在所述纠删阈值内则将所述码字检测为非纠删的，如果所述码字的所述度量不在所述纠删阈值内则将所述码字检测为纠删的；

如果将所述码字检测为非纠删的则产生消息以降低功率，以及如果将所述码字检测为纠删的则产生消息以增加功率的装置；以及

用于在第二无线链路上发送所述消息的装置。

10.如权利要求9所述的设备，其中所述产生消息以降低功率的装置包括利用目标纠删率确定下降步长值的装置。

11.如权利要求9所述的设备，其中所述产生消息以升高功率的装置包括利用目标纠删率确定上升步长值的装置。

12.如权利要求9所述的设备，其中所述产生消息以升高功率的装置包括产生用于第一物理信道的消息的装置。

13.如权利要求9所述的设备，还包括基于请求的同类型功率级别调整的次数，调整所述纠删阈值的装置。

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