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CN1129243C - 带有多种编码率的蜂窝式通讯系统 - Google Patents

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CN1129243C CN96197129A CN96197129A CN1129243C CN 1129243 C CN1129243 C CN 1129243C CN 96197129 A CN96197129 A CN 96197129A CN 96197129 A CN96197129 A CN 96197129A CN 1129243 C CN1129243 C CN 1129243C
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Abstract

用于在蜂窝无线通信系统中选择纠错码率的方法和装置。每个基地电台播发一个功率乘积值，它是发射功率和接收功率之乘积。移动单元通过测量其接收功率并计算功率乘积和接收功率的值来确定其适当的发射功率。如果由于严重的信道损失而使计算机结果超过移动单元的最大发射功率能力，则移动单元采用低码率并调整发射功率，码率2/3、1/2、和1/3根据信道损失量而被采用，码率选择亦可由收发送的数据量决定，基地电台可通过对所有码率进行编码并选择最好结果的方法进行码率检测。

Description

带有多种编码率的蜂窝式通讯系统
本发明所属技术领域
本发明涉及蜂窝式无线通讯系统，尤其涉及在蜂窝式数字数据无线电通讯系统中为前向纠错而使用多种编码率的方法和设备。
本发明的背景技术
前向纠错(FEC)编码技术经常被用于在通讯信道中提供改进的错误率功能。前向纠错编码使得接收站重新构建另一个发射站发出的信号的毁坏版本。例如，原始信号中的错误可能来自屏蔽了低功率信号的噪音，干扰，或者因为地理条件遮蔽了信号，或者是瑞利干涉(多路干涉)。
前向纠错编码技术从20世纪60年代开始使用，在许多文件中对此有介绍(例如，“数字通讯纠错编码”，George C.Clark & J.BibbCain，Plenum出版社，1981年出版)。前向纠错编码技术的共同特色在于，编码的过程增加了所需传输的位数。进入解码器的位数目和通过信道发送的位数目之比通常被称为“编码率”。编码率越低，必须传输的位数目(包括数据位数与纠错码位数)越大。
要增加要传输的位数，就需要采用更大的传输用带宽，或者使信道上用户信息的发送速率(即“数据速率”)降低到包含编码数据的信号与未编码信号占据的带宽相同。
一般来说，在其他条件相同的情况下，使用带有较低编码率的前向纠错码可以提供较好的纠错性能。因此，在极差的信道中，可使用较低的编码率以获取可接受的错误率性能。在好的信道中，低编码率下的纠错功能并非必要。在这类情况下，较高的编码率可以提供带有较低传输码位速率的适当的错误率性能。因此，在这类情况下，特别是在可用带宽固定的系统中，使用较高编码率可能会理想一些。
在许多通讯系统，例如卫星系统中，接收方的信号电平随地点和时间的不同而稍有变化。此系统的设计者主要应考虑的经常是链路上传送所需要的功率，而带宽则成为次要的因素。系统设计者可以选择单个的低编码率，而且如果选择得当，在大多数情况下这种编码率无需浪费资源就能提供充分的性能。
然而，在地面移动无线通讯中，接收方的信号随基地电台和可移装置的距离不同而大幅度改变，它受可能遮蔽信号的地面特征存在与否的影响，以及由于瑞利效应引起衰减。信道的带宽是固定的，所以使用前向纠错编码可以减少信道吞吐量。在前向链路(从基地电台到可移装置)上，仅仅要提高发射机功率以确保接收到的信号电平充足而且编码率保持相对较高，就要花费很大代价。在反向链路上，由于需要为延长电池寿命而降低电能消耗，以及人体附近的高功率微波发射机会潜在地威胁人类的健康，可移装置经常特别地限制发射功率。在许多情况下，前向链路的功率电平对于可移装置正常接收是足够的，但是反向链路上的错误率接受不到，因为基地电台的接收功率不够。使用较低的编码率通常可以解决此问题，但需以降低系统吞吐量为代价。
因此，需要一种在蜂窝式数字数据无线通讯系统中使用前向纠错的改进方法。本发明正是提供了这样一种改进措施。
本发明概述
本发明包括在蜂窝式数字数据无线通讯系统中使用前向纠错的多种编码率的方法和设备。每一个基地电台播发一个被称为功率乘积(PP)的值，它等于基地电台的发射功率PAT(单位为瓦特)乘以基地电台所需要的接收功率电平PBR(单位为瓦特)的积。对于可移装置，要确定其合适的发射功率PMT(单位为瓦特)，只需测量在可移装置的接收功率PMR(单位为瓦特)并且进行以下计算：
                PMT＝PP/PMR
当信道的条件，如距离和遮蔽等，使得信道的通道损失巨大时，很可能以上的功率控制计算会返回到一个大于可移装置最大发射功率能力的值。在这种情况下，基地电台的接收功率比理想的要小，而且导致的错误功能是不可接受的。因此，在本发明的系统中，当一个可移装置确定其发射功率电平超过其能力时，可移装置可以选择较低的编码率。基地电台的接收器灵敏度随编码率降低而提高，因此效果相当于提高发射机功率。
在优选实施例中，本发明使用了三种不同的编码率。每种编码率都基于工业标准中的约束长度7卷积码。在大多数情况下，使用的编码率是2/3。但是当一个可移装置确定其需要的发射功率比所能提供的更高时，编码率变为1/2，而且在恶劣的情况下编码率会变为1/3。
本发明的其他特点在于可移装置的编码率选择是基于发射的数据量而定的。基地电台可以通过试图解码所有编码率并选择最佳效果来确定可移装置使用的编码率。
本发明的关键好处在于它(1)允许移动无线数据通讯系统中大多数不利的可移装置通过很低的编码率获得可接受的反向链路错误性能，(2)无需将由于低编码率引起的容量劣化引入所有非不利可移装置的发射中，后者包括蜂窝式无线通讯系统中的大多数发射。
本发明提供一种改进蜂窝式数字数据无线通讯系统的发射性能的方法，包括以下步骤：a)使用第一编码率将纠错编码数据从可移装置发射到基地电台；b)在所述基地电台通过分析所述编码数据的特性来确定从所述可移装置接收到的用于纠错编码数据的第一编码率；c)确定使用第一编码率发射的纠错编码数据被基地电台接收是否符合预定条件，如果不符合，则为可移装置选择低于第一编码率的第二编码率；以及d)使用第二编码率将纠错编码数据从可移装置发射到基地电台。
上述方法还可以包括以下步骤：a)确定使用第二编码率发射的纠错编码数据被基地电台接收是否符合预定条件，如果不符合，则为可移装置选择低于第二编码率的第三编码率；以及b)使用第三编码率将纠错编码数据从可移装置发射到基地电台。或者包括以下步骤：在从可移装置发射之前，将纠错编码数据交叉编码。
本发明还提供一种在蜂窝式数字数据无线通讯系统中改进发射性能的方法，包括：a)确定移动单元将数据发射到基地电台的目标发射功率电平；b)确定目标发射功率电平是否小于移动单元的最大发射功率电平，1)如果是，则为纠错编码数据选择第一编码率以及小于或等于移动单元最大发射功率电平的第一发射功率电平，并使用第一编码率和第一发射功率电平将纠错编码数据从移动单元发射到基地电台；2)如果否，为纠错编码数据选择低于第一编码率的第二编码率，和小于或等于可移装置最大发射功率电平减去与第二编码率相关的偏差因子的第二发射功率电平，并使用第二编码率和第二发射功率电平将纠错编码数据从可移装置发射到基地电台。
对于该方法，其中数据以字块的方式发射，还包括以下步骤：a)如果目标发射功率电平低于可移装置的最大发射功率电平，并且以第二编码率发射此数据需要的字块的数目与以第一编码率发射此数据需要的字块的数目相同，则选择第二编码率。
或者，对于该方法，还包括以下步骤：在基地电台通过使用可移装置所有可能使用的编码率，尝试解码从可移装置接收到的编码数据并选择解码效果最佳的编码率，以确定其编码率。
或者，还包括以下步骤：a)在从可移装置发射之前，将纠错编码数据交叉编码。
本发明还提供一种在蜂窝式数字数据无线通讯系统中改进发射性能的方法，其特征在于包括以下步骤：a)确定可移装置将数据发射到基地电台的目标发射功率电平；b)确定目标发射功率电平是否小于可移装置的最大发射功率电平，如果是，则为纠错编码数据选择第一编码率以及小于或等于可移装置最大发射功率电平的第一发射功率电平，并使用第一编码率和第一发射功率电平将纠错编码数据从可移装置发射到基地电台；c)如果否，确定目标发射功率电平是否小于可移装置的最大发射功率电平加上与第二编码率有关的第一偏差因子，如果是，则为纠错编码数据选择比第一编码率低的第二编码率，和小于或等于可移装置最大发射功率电平减去第一偏差因子的第二发射功率电平，并使用第二编码率和第二发射功率电平将纠错编码数据从可移装置发射到基地电台；以及d)如果否，为纠错编码数据选择低于第二编码率的第三编码率，和小于或等于可移装置最大发射功率电平减去与第三编码率相关的第二偏差因子的第三发射功率电平，并使用第三编码率和第三发射功率电平将纠错编码数据从可移装置发射到基地电台。
对于该方法，其中，数据以字块的方式发射，还包括以下步骤：a)如果目标发射功率电平低于可移装置的最大发射功率电平，则：1)如果以第三编码率发射此数据需要的字块的数目与以第一编码率发射此数据需要的字块的数目相同，则选择第三编码率；否则2)
如果以第二编码率发射此数据需要的字块的数目与以第一编码率发射此数据需要的字块的数目相同，则选择第二编码率。
或者，对于该方法，其中，数据以字块的方式发射，还包括以下步骤：a)如果目标发射功率电平低于可移装置的最大发射功率电平加上第一个偏差因子，则：1)如果发射此数据需要的字块的数目对第三编码率和第二编码率相同，则选择第三编码率。
或者，对于该方法，还包括以下步骤：a)在基地电台通过使用可移装置所有可能使用的编码率尝试解码从可移装置接收到的编码数据并选择解码效果最佳的编码率，以确定其编码率。或者还包括在从可移装置发射之前，将纠错编码数据交叉编码的步骤。
本发明还提供一种在蜂窝式数字数据无线通讯系统中改进发射性能的系统，包括：a)一个将纠错编码数据从可移装置发射到基地电台的无线发射系统；b)一个与无线发射系统耦合的选择器，用于：1)为所述数据的纠错编码选择可移装置的第一编码率；以及2)如果使用第一编码率发射的纠错编码数据被基地电台接收不符合预定条件，则为可移装置选择低于第一编码率的第二编码率用于所述数据纠错编码；以及c)一个与所述选择器耦合的比较器，所述比较器用于确定以第二编码率传输所述数据所需的字块数是否等于以第一编码率传输所述数据所需的字块数，如果是，则使选择器优先于第一编码率而选择第二编码率。
对于上述的系统，还包括在从可移装置发射之前，将纠错编码数据交叉编码的装置。
本发明的优选实施例中的细节在附图和以下的细节描述中给出。一旦得知本发明的细节，另外的革新和改变对熟练掌握技术的人员来说将会变得非常明确。
附图的简要说明
图1是一个显示典型的先有技术的蜂窝式无线通讯系统的框图。
图2a和2b是用于选择根据本发明的可移装置的编码率的优选方法的流程图。
图3a是可用于本发明的前向纠错码编码器的第一实施例的框图。
图3b是可用于本发明的前向纠错码编码器的第二实施例的框图。
图3c是可用于本发明的前向纠错码编码器的第三实施例的框图。
不同图中的相同参考数字和标志表示相同的单元。
本发明的详细描述
在本说明书中的优选实施例和范例只是示例，而非对本发明限制。工作原理
本发明使用前向纠错技术，使得蜂窝式数字数据通讯系统中的可移装置可以以多种编码率发射。由于前向纠错编码是一种克服可移装置中发射功率能力不足的一种方法，所以编码率的选择最好结合到可移装置功率控制算法中去。在优选实施例中，功率控制算法基于蜂窝式数字分组数据(CDPD)标准中使用的方法。该方法利用了以下事实，即前向链路和反向链路的通道损失平均算来基本相同。前向链路的通道损失可以由基地电台的发射功率PBT(单位为瓦特)除以可移装置的接收功率PMR(单位为瓦特)确定。反向链路的通道损失等于可移装置发射功率PMT(单位为瓦特)除以基地电台的接收功率电平PBR(单位为瓦特)。将这两种通道损失设为相等，并处理结果可得：
              PMT＝PBT *PBR/PMR
因此，如果一个可移装置能确定基地电台的发射机功率并能估计可移装置自身接收到的功率电平，而且该可移装置能确定基地电台需要接收到可接受性能的功率电平的话，则该可移装置可以确定所需的移动发射功率。在CDPD标准中，每一个基地电台播发一个被称为功率乘积(PP)的量，它等于PBT×PBR。对于一个可移装置来说，确定其合适的发射功率只需要测量可移装置处的接收功率和进行简单的计算。因此，本发明的系统确定发射出的纠错编码数据是否令人满意地被基地电台接收，如果没有，可移装置会选择使用较低的编码率。
当信道的条件，如距离和遮蔽等，使得信道的通道损失巨大时，很可能以上的功率控制计算会返回一个大于可移装置最大发射功率能力的值。在这种情况下，基地电台的接收功率比预想的要小，而且导致错误功能会不可接受。因此，在本发明的系统中，当一个可移装置确定其要求的发射功率电平超过其能力时，可移装置可以选择较低的编码率。基地电台的接收器灵敏度随编码率降低而提高，因此效果相当于提高发射机功率。
在优选实施例中，本发明使用了三种不同的编码率。每种编码率都基于工业上的标准约束长度7卷积码。在大多数情况下，使用的编码率是2/3速率。但是当一个可移装置确定其需要比能提供的发射功率更高的发射功率时，编码率变为1/2，而且在严重的情况下编码率会变为1/3。这些代码中的每一个都能简单地在基地电台使用单芯片解码器(例如，QUALCOMM Q1650集成电路)解码。编码率数目的准确选择、使用精确前向纠错代码、和选定的速率并非本发明的限制条件。例如，前向纠错码可以从Reed Solomon码、BCH码、Hamming码、和其它前向纠错码中选择，或者是其组合。
一般来说，整体的系统能力是性能的关键问题，因而在大多数条件下，希望保持尽可能高的编码率。在优选实施例中，数据被划分为字块的形式(尽可能每字块400位)。因此，有时在字块中会存在多余的位，因为发送的数据不够添满字块。所以，可以使用较低的编码率并将数据填充到由较高编码率已要求的同样数目的字块中。因而，可以选择较低编码率而且使用的功率电平数和较高速率码要求的相同，这就导致性能超过需要值，或者是发射功率可以被降低以提供在高编码率下能获得的同样性能，从而导致可移装置的电池泄漏的的可能性降低和降低在蜂窝式系统中的其它单元中由发射引起的RF干扰量。
因为当错误互不相干时，卷积码工作性能最好，所以由于衰减而产生的使错误互不相干的方法是有效的(这在其它类型的码中可能并不需要)。在优选实施例中，交叉因子被用于解开已知方式的发射数据。在优选实施例中，交叉因子使用20×20的行列交叉式(尽管可以使用另外的维数和别的交叉方法)。
在优选实施例中，反向链路信息以与CDPD标准相似的方式传送：信息以点序列方式开始，后面是同步字和其它标头位，然后是一系列的与控制位交叉的一对多的字块。功率电平和编码率最好在信息传输的开始处选定，而且在发射过程中不得改变。每一字块都使用通用的码“削尾”或位冲洗技术独立编码，以将卷积码应用到拥有块结构的数据上。
在优选实施例中，基地电台能通过两种方式之一确定到达信息的编码率。在第一方法中，在每一信息块的字块头中提供未编码位，以表示编码率。然而，这些位易于被因衰减而产生的错误影响，而且基地电台可能无法从这些位中取出合适的编码率。因此，提供了第二种方法，它利用了这样一种事实，即每一字块都包含一个循环冗余校验(CRC)码，它使得基地电台能确定在解码数据中是否还留有错误。因而基地电台能试图用每一种可能的编码率解码数据，并选择是哪一种编码率产生了被循环冗余校验认为无错误的结果。如果没有一种编码率产生似乎是无误的字块，则抛弃该信息。
并非一定要循环冗余校验才能确定编码率，还可以使用其它方法确定哪种编码率能提供最佳结果。这些方案的一些实例在于(1)观察每一种编码率中的解码量度增长率，或(2)使用选定的比率，将解码数据与解调数据对比，并且选择能导致最佳结果的比率，以便对基地电台解码器发射的数据重新编码。另一个可能性是利用CDPD标准“彩码”域。在CDPD标准下，一个字块的头8位是固定的，因而可以预先知道。因此，如果一种接收到的字块的编码率解码产生了符合已知模式的位时，则可选择该编码率。
优选实施例的详细说明
图1是示出了一个典型的先有技术的蜂窝式无线通讯系统的框图。基地电台1和可移装置2通过天线无线发射相匹配。可移装置2包括一个用户界面10，一个协议栈11，一个媒体访问控制(MAC)处理器12，一个调制和发射电路13，一个双路开关14，一个天线15，一个接收和解调电路16，以及一个功率估计电路17，以显示的已知方式耦合。
本发明的系统可以以硬件或软件方式执行，或者两者结合起来。特别的，可移装置发射功率的计算，可移装置采用编码率的选择，以及基地电台对从可移装置接收到信息的编码率的确定，都可以由蜂窝式无线通讯系统的基地电台和可移装置中的可编程计算机处理器上运行的计算机程序执行。每一个计算机程序最好存储在可以被通用和特定用途的计算机处理器所读的存储媒体和设备中(例如ROM或磁盘)，当存储媒体或设备被计算机处理器读取以执行所介绍的步骤时，这些程序可以配置和操作计算机的处理器。本发明的系统可以被认为是作为计算机配置在存储媒体中的可读计算机程序执行的。用计算机程序配置，存储媒体被如此配置使得计算机处理器以特定和预先定义的方式运行，执行所描述的协议。
图2a和2b是为根据本发明的可移装置选择编码率的优选方法的流程图。开始，可移装置的处理系统以已知方式取得将要被传送的数据(步骤21)。在优选实施例中，数据采用每400位一个字块的格式。即使为特定的信息并非需要整块的容量，还是要发射整个字块。
在一个蜂窝式系统中，功率乘积定期由基地电台1发射，并被范围中的所有可移装置2接收。功率乘积基于的前提是所有的可移装置2通常都使用2/3的编码率进行发射。从基地电台1接收到的功率乘积从可移装置2中适当的定位器或地点得到(步骤22)。来自基地电台1处的接收信号的功率Pmr估计是以已知的方式从功率估计电路17中获得的(按CDPD标准，Pmr是标准接受信号强度指示器(RSSI)信号)(步骤23)。可移装置2能够将功率乘积除以估计的接收功率Pmr(步骤24)，计算出标称发射功率PmT。在优选实施例中，每次发射都要进行这种计算。然而，可以为每个信息字块进行这种计算。
将标称发射功率PmT与可移装置2的最大发射功率Pmax相比较(步骤25)。如果要求的标称发射功率PmT比最大发射功率Pmax小，那么可移装置2计算采用编码率2/3、1/2、1/3中的一种对信息编码时所需字块的数目(步骤32)。这样做是利用了这样一个事实：即用户的数据可能不会填满一个完整的信息字块，因此有许多“宽松”可能会存在于信息字块中。因此，一个可以被运用的规则是：如果对于两个编码率来说字块的数目是相同的，则在相同的发射功率下选择较低的编码率以提供较高的可靠性，并不用提高发射总位数(因为一般来说发射整个字块)。另外，“宽松”的存在允许在低编码率下使用较低的发射功率，从而为可移装置节约电能，同时在较高的编码率下使用较高的发射功率时保持相同的错误率性能。通常，发射功率、编码率和错误率能根据需要交换。在优选实施例中，储备能量和低编码率被优化以提供可接受的错误率。因此，对比编码率2/3和1/3的字块数目(步骤33)。如果相等，信息是使用编码率1/3编码的，而且选定发射功率，其大小约等于在计算出来的标称发射功率PmT中减去编码率1/3的一个偏差因子(详情见下文)(步骤27)。然后编码信息最好被先交叉再发射(步骤28)。
如果步骤33中的比较结果为不等，比较编码率2/3和1/2的字块数目(步骤34)。如果相等，信息使用编码率1/2编码，而且选定发射功率，其大小约等于在计算出来的标称发射功率PmT中减去一个编码率1/2的偏差因子(步骤31)。然后编码后的信息最好被交叉和发射(步骤28)。
如果步骤34中的比较结果为不等，信息使用编码率2/3编码，而且选定的发射功率大小约等于计算出来的标称发射功率PmT(步骤35)。
如果标称发射功率PmT不小于最大发射功率Pmax(步骤25)，比较标称发射功率PmT和可移装置2的最大发射功率Pmax加上编码率1/2的偏差因子(步骤26)。如果要求的标称发射功率PmT小于此和，由可移装置2计算用来以每一个编码率1/2和1/3来进行信息编码要求的字块数目(步骤29)。比较编码率1/2和1/3的字块数目。如果相等，使用编码率1/3对信息编码，选定一个发射功率，其大小约等于计算出的标称发射功率PmT减去编码率1/3的一个偏差因子(步骤27)，然后编码信息最好先被交叉再发射(步骤28)。
如果编码率1/2和1/3的字块数目不等(步骤30)，信息使用编码率1/2进行编码，而且选定的发射功率大小约等于在计算的标称发射功率PmT中减去一个编码率1/2的偏差因子(步骤31)。然后编码信息最好被交叉再发射(步骤28)。
如果要求的标称发射功率PmT不小于最大发射功率Pmax加上编码率1/2的一个偏差因子(步骤26)，信息使用编码率1/3编码，并选定一个发射功率，其大小约等于计算出的标称发射功率PmT减去编码率1/3的一个偏差因子(步骤27)。然后编码信息被发射(步骤28)。
每一个偏差因子代表用于特定编码的信噪比的预期增加(含义是基地电台的接收功率Pbr可能较低，而且能获得和较高的编码率相同的错误率性能)。在优选实施例中，编码率1/2的偏差是大约1.5db，而编码率1/3的偏差是大约3db。因此，包含这些偏差因子可以改善发明系统的整体性能。然而，在实现本发明的基本概念时，这些偏差因子并非必不可少。
图3a是可用于本发明的前向纠错码编码器的第一实施例的框图。在每秒N/3个位的速率下的输入数据被输入一个7位寄存器40。寄存器40的内容与三个“异-或”电路C0、C1、C2耦合，如图所示。对于图3a，前向纠错组合多项式如下所示：
C0＝X1+X2+X3+X4+X7
C1＝X1+X3+X4+X6+X7
C2＝X1+X2+X3+X5+X7
“异-或”电路C0、C1、C2的输出以已知的方式与并-串转换器42的并口耦合。并-串电路的输出是具有速率为N的数据流。
图3b是可用于本发明的前向纠错码编码器的第二个实施例的框图。在每秒N/2个位的速率下的输入数据被输入一个7位寄存器40。寄存器40的内容与两个“异-或”电路C0和C1耦合，如图所示。对于图3b，前向纠错组合多项式如下所示：
C0＝X1+X2+X3+X4+X7
C1＝X1+X3+X4+X6+X7
“异-或”电路C0和C1的输出以已知的方式与并-串转换器42的耦合。并-串电路的输出是具有速率为N的数据流。
图3c是可用于本发明的前向纠错码编码器的第三个实施例的框图。在每秒2N/3位的速率下的输入数据被输入一个7位寄存器40。寄存器40的内容与两个“异-或”电路C0和C1耦合，如图所示。对于图3c，前向纠错组合多项式与图3b的相同。“异-或”电路C0和C1的输出以已知的方式与并-串转换器42耦合。并-串转换器42的输出为每秒4N/3位。然而，并-串转换器42的输出与每4位中只让3位通过(即抛弃第4位)的简单计数器电路44耦合，以获得拥有速率为N的输出数据流。在优选实施例中，计数方式间隔抛弃C0的位(二进制数10的选通或“穿孔方式”)，而对C1中的每一位都保存(二进制数11的选通或“穿孔方式”)。
本发明还可用于蜂窝式数字数据无线通讯系统的前向链路。也就是说，人们可以通过改变基地电台到可移装置之间前向(向外)信号的编码率来获得系统性能的改善。在链路是一对一的情况下(例如，每个基本信道一个可移装置)，这种优势是明显的。但是，本发明还提供了在一对多链接系统中的优异性能。如果在一个基地电台接收到的信号电平比使用的编码率需要的电平高，基地电台可以初步确定可移装置需要的是多大的功率电平。为了确定该电平，基地电台假设可移装置正以最大功率发射而且基地电台知道最大的功率是多少。这种步骤是直接的。如果可移装置发射的功率是PMT且基地电台的接收功率是PBR(将接收与发射之间的天线增益差别考虑在内)，那么通道损失用PMT/PBR来计算。则可移装置在前向信道上接收到的电平PMR是PBT *PBR/PMT。系统应该设置成对每一个可用的编码率都有理想的最小PMR值。当基地电台确定可移装置的功率对于所选的前向信道编码率来说太低，那么基地电台能选择较低的编码率以降低可移装置接收器的信息字块错误率。
另外，在链路平衡的条件下(即：可移装置和基地电台的接收器性能大体相同时)，当基地电台发现可移装置已改变编码率时可以改变编码率。可移装置会大体知道它的接收信号何时改变编码率，从而减少可移装置的复杂性。
另外，可移装置可以通过发射信息通知基地电台，对于当前的编码率来说可移装置的接收电平太低，并要求新的编码率。如果可移装置没有注意到编码率已改变，可移装置会假设它的信息没有被基地电台接收，所以它必须重新发送该信息，直到编码率改变。确定什么时候要求编码率改变，是基于短期信息字块错误率、接收的功率电平、短期位错误率、或其它特征。
另外，还是在链路平衡的假定下，基地电台可以使用反向信道信息字块错误率指示在反向方向中使用的编码率不足，因而为前向信道选择的编码率应该降低到比大多数用于反向链接上的近期已知的编码率低一些。总结
总的来说，本发明的主要优点在于它(1)允许移动无线数据通讯系统中大多数不利的可移装置通过使用很低的编码率获得可接受的反向链路错误功能，(2)无需将由于低编码率引起的容量降低引入所有非不利可移装置的发射中，后者包括蜂窝式无线通讯系统中的大多数发射。本发明的某些独特特性包括：
(1)在移动无线数据通讯系统的反向链路中的可变速率编码；
(2)可移装置编码率选择与移动功率控制集成以提供基地电台的最小可接受性能级；
(3)基于发射数据量的可移装置编码率选择；以及
(4)基地电台通过试图解码所有编码率并选择最佳效果来确定编码率。
虽然已结合优选实施例对本发明进行了说明，但是在无需脱离本发明的精神实质和范畴的情况下，还可以实现多种变化。例如，选定编码率的算法方式可以(1)基于接收(前向)信道信息字块错误率；(2)基于发射(反向)信道信息字块错误率；(3)基于链路中的再发射率；以及(4)由基地电台根据可移装置的已知特征和基地电台与可移装置之间信道的测量进行计算，然后发射到该可移装置。作为进一步的示例，仅使用二种编码率，或使用三种以上的编码率。另外，正如技术中可以看出的那样，图2a和2b中显示的步骤次序在许多情况下可以改变而不会改变过程的结果。再进一步，本发明可以应用在通讯系统的前向链路以及反向链路中。因此，可以理解，本发明并不受特定示图显示实施例的限制，而只受附加的权利要求书范畴约束。

Claims (14)

1.一种改进蜂窝式数字数据无线通讯系统的发射性能的方法，其特征在于包括以下步骤：
a)使用第一编码率将纠错编码数据从可移装置发射到基地电
  台；
b)在所述基地电台通过分析所述编码数据的特性来确定从所
  述可移装置接收到的用于纠错编码数据的第一编码率；
c)确定使用第一编码率发射的纠错编码数据被基地电台接收
  是否符合预定条件，如果不符合，则为可移装置选择低于
  第一编码率的第二编码率；以及
d)使用第二编码率将纠错编码数据从可移装置发射到基地电
  台。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
a)确定使用第二编码率发射的纠错编码数据被基地电台接收
  是否符合预定条件，如果不符合，则为可移装置选择低于
  第二编码率的第三编码率；以及
b)使用第三编码率将纠错编码数据从可移装置发射到基地电
  台。
3.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：
a)在从可移装置发射之前，将纠错编码数据交叉编码。
4.一种在蜂窝式数字数据无线通讯系统中改进发射性能的方法，其特征在于包括以下步骤：
a)确定移动单元将数据发射到基地电台的目标发射功率电
  平；
b)确定目标发射功率电平是否小于移动单元的最大发射功率
  电平；
1)如果是，则为纠错编码数据选择第一编码率以及小于
  或等于移动单元最大发射功率电平的第一发射功率电
  平，并使用第一编码率和第一发射功率电平将纠错编
  码数据从移动单元发射到基地电台；
2)如果否，为纠错编码数据选择低于第一编码率的第二
  编码率，和小于或等于可移装置最大发射功率电平减
  去与第二编码率相关的偏差因子的第二发射功率电
  平，并使用第二编码率和第二发射功率电平将纠错编
  码数据从可移装置发射到基地电台。
5.根据权利要求4所述的方法，其中数据以字块的方式发射，所述方法还包括以下步骤：
a)如果目标发射功率电平低于可移装置的最大发射功率电
  平，并且以第二编码率发射此数据需要的字块的数目与以
  第一编码率发射此数据需要的字块的数目相同，则选择第
  二编码率。
6.根据权利要求4所述的方法，还包括以下步骤：
a)在基地电台通过使用可移装置所有可能使用的编码率，尝
  试解码从可移装置接收到的编码数据并选择解码效果最佳
  的编码率，以确定其编码率。
7.根据权利要求4所述的方法，还包括以下步骤：
a)在从可移装置发射之前，将纠错编码数据交叉编码。
8.一种在蜂窝式数字数据无线通讯系统中改进发射性能的方法，其特征在于包括以下步骤：
a)确定可移装置将数据发射到基地电台的目标发射功率电
  平；
b)确定目标发射功率电平是否小于可移装置的最大发射功率
  电平，如果是，则为纠错编码数据选择第一编码率以及小
  于或等于可移装置最大发射功率电平的第一发射功率电
  平，并使用第一编码率和第一发射功率电平将纠错编码数
  据从可移装置发射到基地电台；
c)如果否，确定目标发射功率电平是否小于可移装置的最大
  发射功率电平加上与第二编码率有关的第一偏差因子，如
  果是，则为纠错编码数据选择比第一编码率低的第二编码
  率，和小于或等于可移装置最大发射功率电平减去第一偏
  差因子的第二发射功率电平，并使用第二编码率和第二发
  射功率电平将纠错编码数据从可移装置发射到基地电台；
  以及
d)如果否，为纠错编码数据选择低于第二编码率的第三编码
  率，和小于或等于可移装置最大发射功率电平减去与第三
  编码率相关的第二偏差因子的第三发射功率电平，并使用
  第三编码率和第三发射功率电平将纠错编码数据从可移装
  置发射到基地电台。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，数据以字块的方式发射，所述方法还包括以下步骤：
a)如果目标发射功率电平低于可移装置的最大发射功率电
  平，则：
1)如果以第三编码率发射此数据需要的字块的数目与以
  第一编码率发射此数据需要的字块的数目相同，则选
  择第三编码率；否则
2)如果以第二编码率发射此数据需要的字块的数目与以
  第一编码率发射此数据需要的字块的数目相同，则选
  择第二编码率。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，数据以字块的方式发射，所述方法还包括以下步骤：
a)如果目标发射功率电平低于可移装置的最大发射功率电平
  加上第一个偏差因子，则：
1)如果发射此数据需要的字块的数目对第三编码率和
  第二编码率相同，则选择第三编码率。
11.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：
a)在基地电台通过使用可移装置所有可能使用的编码率尝试
  解码从可移装置接收到的编码数据并选择解码效果最佳的
  编码率，以确定其编码率。
12.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：
a)在从可移装置发射之前，将纠错编码数据交叉编码。
13.一种在蜂窝式数字数据无线通讯系统中改进发射性能的系统，其特征在于包括：
a)一个将纠错编码数据从可移装置发射到基地电台的无线发
  射系统；
b)一个与无线发射系统耦合的选择器，用于：
1)为所述数据的纠错编码选择可移装置的第一编码率；
  以及
2)如果使用第一编码率发射的纠错编码数据被基地电台
  接收不符合预定条件，则为可移装置选择低于第一编
  码率的第二编码率用于所述数据纠错编码；以及
c)一个与所述选择器耦合的比较器，所述比较器用于确定以
  第二编码率传输所述数据所需的字块数是否等于以第一编
  码率传输所述数据所需的字块数，如果是，则使选择器优
  先于第一编码率而选择第二编码率。
14.根据权利要求13所述的系统，还包括在从可移装置发射之前，将纠错编码数据交叉编码的装置。
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