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CN1531238A - 在无线通信系统中发送信道质量信息和功率分配的方法 - Google Patents

在无线通信系统中发送信道质量信息和功率分配的方法 Download PDF

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CN1531238A CNA2004100284777A CN200410028477A CN1531238A CN 1531238 A CN1531238 A CN 1531238A CN A2004100284777 A CNA2004100284777 A CN A2004100284777A CN 200410028477 A CN200410028477 A CN 200410028477A CN 1531238 A CN1531238 A CN 1531238A
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Abstract

信道质量指示符(CQI)信息可以被附加到在反向链路上发送的数据包上。在正向链路上的功率分配可以被根据正向链路信道质量反馈而控制。该数据包可以被解码，并且在与正向链路相关的数据包中的信道质量指示符(CQI)信息可以被用于潜在地更改后续传输的功率。一个包含信道质量指示符(CQI)信息的控制信道与承载至少一个数据包的数据信道一同可以在该反向链路上发送。

Description

在无线通信系统中发送信道质量信息和功率分配的方法
技术领域
本发明涉及在无线通信系统中发送信道质量信息，以及根据信道质量信息分配发送功率。
背景技术
现在人们扩大对例如通用移动通信系统(UMTS)和cdma2000 1x这样的第三代(3G)无线通信系统的开发的努力。这些3G开发反映在UMTS中的高速下行链路访问(HSDPA)系统中以及在最近的1xEV-DV标准中，该3G开发已经开始针对于按照可以完全向后兼容的方式在相同载体上同时和有效地支持语音和高速数据的分离的并且通常是相互冲突的需求。
为了满足与例如无线互联网应用这样的无线应用相关的快速发展的需要，以及为了支持HSDPA，这些3G系统利用例如快速调度、自适应调制和编码(AMC)和混合自动重复请求(HARQ)这样的性能增强技术。快速调度是一种信道质量敏感的调度技术，使得扇区吞吐量最大化，例如，基站在给定时间根据信道质量把资源分配给一个或多个用户。AMC技术允许选择最“适合于”被调度的用户的主要信道条件的数据率和传输格式(即，调制水平和信道编码速率)。
延迟和测量错误可能从AMC导致性能下降。例如，假设一个位块或者一个数据包被使用QPSK调制和0.5的码率来发出并且被错误地接收。该数据包的重新传输通常通过调制的新的适当选择以及通常从初始的编码位的集合通过至少几个新的“奇偶”位来执行。因此，HARQ技术可以被用于通过在物理层上的快速重新发送而提供一些程度的鲁棒性(robustness)。
HARQ允许原始传输与新的传输相结合，而不是放弃原始传输。这可以提高数据包正确解码的可能性。在HARQ中，术语“混合(hybrid)”表示除了ARQ技术之外还使用向前纠错(FEC)技术。HARQ合并方案意味着该重新传输与原始的不成功传输相结合。相应地，HARQ有助于保证导致不成功解码的传输不会作废。
3G标准的进一步的发展包括高速反向链路数据包访问(移动台到基站)。尽管目前大部分标准针对于正向链路，但是现在考虑对反向链路进行增强。上述使能技术还可以被用于反向链路上，以提高数据率和系统容量。
为了在反向链路上支持HARQ操作，在正向链路上需要一个ACK/NACK机制。对于与仅仅单个基站通信的用户，将需要单个ACK/NACK信道来提供HARQ反馈。对于在软跨区转接(SHO)中的用户，例如与多个基站通信，从与该用户正在进行软跨区转接的所有基站中将需要ACK/NACK。这允许利用软跨区转接获利，因为如果至少一个基站肯定地确认该数据包，则该用户将不重新发送一个数据包。
在一个CDMA系统中，用户可以在一个给定时间与一个以上的基站进行通信。与该移动台进行通信的小区组被称为活动集(active set)。通常，具有最强信号的基站被称为主要小区(也被称为服务小区)并且在该活动集中剩余的小区被称为非主要或非服务小区。被称为正向数据包数据信道(F-PDCH)的在正向链路上的高速数据信道被从该主要小区发送。当该移动台从一个小区移动到另一个小区时，该移动台的活动集和主要小区可以改变。
在反向链路上，该高速数据信道可以在该活动集中或者在该活动集的一个子集中的所有(主要和非主要)小区处被接收。因此，在该活动集中的小区将能够使用混合ARQ来对高速发送进行ACK/NACK。为了使得HARQ协议变为可靠，该主要和非主要基站将使用适当的功率电平用于HARQ确认信令消息，使得该信号被以高可靠性来接收。在cdma2000修订C标准中，一个反向信道质量指示信道(R-CQICH)仅仅对主要小区承载正向链路(FL)信道质量反馈。因此，该信道质量反馈还可以被用于把该功率从主要小区分配到HARQ确认。但是，通常没有用于非主要小区的信道质量反馈信息。
在存在有FL功率控制的情况中，该ACK功率分配还存在问题。存在这样的情况，例如，当一个语音呼叫是在软跨区转接中来自支持同时语音/数据通信的移动台。在CDMA中的FL功率控制保证该移动台以特定的功率电平从至少一个基站接收FL信号。如果来自至少一个基站的信号电平大于所需的阈值，则该移动台将把功率DOWN(下降)命令发送到所有基站，因此，该FL功率控制将不保证从在该活动集中的所有基站对该确认信号的适当功率分配，该确认信号需要是可靠的。相应地，在此没有一种机制对于与多个基站进行软跨区转接的用户允许可靠的HARQ确认(ACK/NACK)传输。
发明内容
本发明是一种在无线通信系统中在反向链路上发送信道质量信息的方法，其中信道质量指示符(CQI)信息可以被附加到一个数据包，其被在反向链路上发送。在一个示意实施例中，在正向链路上的功率分配可以被根据正向链路信道质量信息反馈而控制。该数据包可以被解码，并且在与正向链路相关的数据包中的信道质量指示符(CQI)信息可以被用于潜在地更改后续传输的功率。在另一个示意实施例中，包含信道质量指示符(CQI)信息的控制信道与承载至少一个数据包的数据信道一同可以在该反向链路上发送。
附图说明
从下文给出的详细描述和附图中可以完整地理解本发明的示意实施例，其中相同部件由相同的参考标号所表示，详细描述仅仅通过举例给出，因此不是对本发明的示意实施例的限制，其中：
图1为一种示意的无线通信系统的示意图；
图2(a)和2(b)示出根据本发明一个示意实施例的传输的调度模式和反向链路数据包传输时序；
图3示出根据本发明一个示意实施例的发送的自主模式；
图4(a)至4(e)示出根据本发明一个示意实施例从多个小区执行HARQ传输的情况；
图5为描述根据本发明一个示意实施例的方法的流程图；
图6(a)和6(b)示出根据图5的方法的CQI字段格式；
图7为描述根据本发明另一个示意实施例的方法的流程图；以及
图8示出根据图7的方法承载用于多个基站的CQI的一个帧。
具体实施方式
下面根据最近被批准的cdma20001x EV-DV标准(cdma2000版本C)基于无线通信系统进行描述，该标准与1x EV-DO不同，在单个1.25MHz信道上组合语音和数据，以高达3.1Mbps的速度用同时的数据包数据服务提供综合语音，并且与CDMA One和cdma2000 1x向后兼容。尽管本发明的示意实施例将根据该示例情况而描述，但是在此所示和描述的示意实施例仅仅是说明性而不是限制性的。例如，本领域的普通技术人员显然可以作出各种变型，以应用于其他通信系统，例如反映在高速下行链路数据包访问(HSDPA)系统标准中的通用移动通信系统(UMTS)被在此公开的思想所考虑。
如下文中所用，移动台是对用户提供数据连接性的一种设备。一个移动台可以连接到计算设备，例如膝上个人计算机(PC)，或者它可以是一个独立的数据设备，例如个人数字助理(PDA)或移动电话。相应地，一个移动台等价于并且还可以被称为一个访问终端、无线移动台、远程站、用户、用户设备(UE)、客户或者在一个无线通信网络中的无线资源的任何其他远程用户。
另外，一个基站是指在分组交换数据网络(PSDN)或ISDN(例如，互联网)与一个或多个移动台之间的数据连接性的网络设备。一个基站可以等价于，并且还被称为基地发射器站、节点-B、访问网络或者无线访问网络(RAN)。一个访问网络/RAN可以包括一个或多个基站。
如果正向链路信道质量反馈信息可以被提供到在一个用户(移动台)的活动集(例如，主要小区和非主要小区)，则可以避免上述HARQ功率分配所遇到的问题。该信道质量信息可以在带内携带作为一个编码器数据包的一部分，或者在反向链路控制信道上与该数据包传输一同发送。
图1为一种示意的无线通信系统100的方框图。系统100可以包括与基站115通信的一个或多个移动台105。移动台105可以通过基站115通信，以与互联网120或者例如封闭公司网络(例如，内部网)这样的一些其他分组数据网络125交换数据包数据。数据包数据的例子可以包括用于例如访问网页和获取邮件这样的应用程序的网际协议(IP)数据报。这种数据包数据应用程序可以在移动台105上运行，或者可以在使用移动台105作为无线调制解调器的分离的计算机设备上运行。在一个示意实施例中，移动台105可以与基站115通过空中接口进行通信，该空中接口例如可以是正向和反向信道的集合。这可以被示出为正向链路107和反向链路110。
基站115可以包括单个基站和基站控制器，或者可以包括多个分离设置的无线基站(例如，连接在一起作为一个集合基站115的访问网络和基站控制器)。每个基站可以具有预定数目的业务信道，以用于与移动台105交换数据。当一个业务信道被分配到移动台105时，该移动台105可以被称为一个活动移动台105。至少一个业务信道被分配给每个移动台105。基站115可以使用例如T1/E1、STM-x等等这样的回程设施或者例如无线或有线T1或T3、光纤连接、以太网等等这样的任何其他适当类型的网络连接与分组数据网络120相连接。基站115可以被连接到具有一个以上的类型的多个分组数据网络。例如除了内部网之外，其他网络125可以是通过数据服务交互工作功能(IWF)与基站115连接的公共交换电话网络(PSTN)。
图2(a)和2(b)示出根据本发明一个示意实施例的一种传输的调度模式和反向链路数据传输时序。当移动台105处于传输的调度模式，即，为了在反向链路(RL)上支持数据包调度，包含关于移动台身份的信息和其他控制信息的调度许可应当在该正向链路(FL)上发送。在cdma2000修订D提案中，被称为正向上行链路调度信道(F-USCH)的一个代码复用的控制信道在用于被调度为在一个反向补充信道(R-SCH)帧中发送数据的移动台的正向链路上承载该调度许可(scheduling grant)。
如图2(a)和2(b)中所示。响应在正向链路上的一个调度许可消息，移动台105在反向链路上在R-SCH帧中发送数据包。在图2(b)中，并且根据在下文中进一步描述的本发明的示意实施例，可以定义一个反向链路控制信道，在此称为反向数据包数据控制信道(R-PDCCH)。可以在软跨区转接中对来自该用户的反向链路数据包发送承载该R-PDCCH。该控制信道通常承载例如编码器数据包格式指示(数据率等等)和例如ARQ信道标识和子数据包标识等等这样的与HARQ相关并且用R-SCH发送的信息。
图3示出根据本发明一个示意实施例的发送的自主模式。在自主模式中，移动台105可以执行发送，而不需要来自基站115的调度许可传输。
图4(a)至4(e)示出根据本发明一个示意实施例的从多个小区进行HARQ发送的情况。这些图示出响应所接收的数据包而使用的HARQ协议，以便于提供用于描述根据本发明的示意实施例的方法的情况，这允许对与多个基站进行软跨区转接的一个移动台进行可靠的HARQ确认(ACK/NACK)传输。
在图4(a)中，数据包1由BS2肯定地确认，因此移动台把数据包2发送到BS1和BS2。但是，由于错误使得BS1不能够正确地解码数据包，因此它发送一个NACK。该MS不需要把数据包1重新发送到BS1，但是由于该数据包已经在BS2成功接收，该BS2把正确接收的数据包转发到该网络。在图4(b)中，在BS1和BS2中都接收错误之后，数据包1被重新发送。在图4(c)中，数据包1被正确地在BS1和BS2处接收。在图4(d)中，在数据包1到BS1的传输中存在一个错误，并且在从BS2向MS的HARQ确认中存在一个错误。这表示来自BS2的ACK被以不适当的功率电平而发送，因此HARQ ACK消息在发送中丢失。在图4(e)中，MS与数据包1的传输一同发送用于BS1和BS2的CQI，数据包被在BS2处成功接收，并且BS2在用于ACK传输的数据包1中使用CQI信息肯定地确认数据包1。
图5为描述根据本发明一个示意实施例的方法的流程图。为了把正向链路CQI反馈提供到一个或多个基站，移动台105可以发送带内信道质量信息，作为一个数据包的一部分。参见图5，用于两个或多个非主要小区的信道质量指示符(CQI)信息(作为该活动集的元素的非服务基站115)可以被作为一个报头附加到(S510)一个编码器数据包上。可能正在与两个或多个非主要小区进行软跨区转接的移动台105然后在反向链路上发送(S520)该数据包。由于CQI信息仅仅通过数据包传输来发送，因此对于把信道质量反馈发送到多个小区可以提高资源效率。在此不需要多个CQI信道，从而潜在地减小额外开销和严重冲突或者与其他传输干扰的可能性。
基站115解码(S530)该编码器数据包。这可以在这些非主要小区把一个HARQ ACK消息发送到移动台105之前实现。因此，在发送(S550)基于CQI信息的后续HARQ确认信令消息之前，一个非服务基站可以调节或调整(S540)该发送功率，从而节约资源。下表1示出用于8位CQI报头字段的示意编码器数据包位。
表1  用于8位CQI字段的编码器数据包(EP)位
768位EP  576位EP  336位EP  48位EP
数据位 760  568  328  40
CQI位 8  8  8  8
总数 768位  576位  336位  48位
图6(a)和6(b)示出根据图5的方法的CQI字段格式。在图6(a)中，一个报头可以承载用于多达N个非主要小区的CQI信息，为了说明的目的，图6(a)示出对2、4和6非主要小区(非服务基站)承载CQI信息的编码器数据包的8、16和24位报头。
因此，对于多个CQI，一个、两个、三个…N个附加字节的带内传输可以被附加到与两个或多个非协同定位的扇区(即，非主要小区/非服务基站)进行软跨区转接的移动台所发送的每个编码器数据包。在对给定的编码器数据包成功解码之后，在该基站发送用于该编码器数据包的HARQ ACK消息之后，该CQI信息可以用于一个非服务基站。相应地，该基站可以根据该CQI信息更改发送HARQ ACK消息的功率。相应地，该基站可以根据该CQI信息更改发送该HARQ ACK消息的功率。关于要使用什么CQI字段格式的信息可以通过较高层的消息传送到移动台105，例如次序消息(ODM)。图6(b)示出可以使用以承载用于多个基站的CQI的不同报头格式。在图6(b)的例子中，2位报头格式类型字段表示多达4个不同报头格式，可以理解能够根据本发明的示意实施例预测N个不同报头格式。
图7为描述根据本发明另一个示意实施例的流程图。为了把正向链路CQI反馈提供给一个或多个基站，一个移动台105可以在与数据包传输一同发送的反向链路控制信道上发送信道质量信息，。
参见图7，在与两个或多个非主要小区(在活动集中的非服务基站115)的软跨区转接中，移动台105通过反向链路110发送(S710)控制信道。该控制信道包括信道质量指示符(CQI)信息，并且与承载一个或多个数据包的数据信道一同发送到两个或多个非主要小区。类似于先前的示意实施例，用于多个小区的CQI信息仅仅用一个数据包传输来发送。
该非主要小区(基站115)解码(S720)包含信道质量指示符(CQI)信息的控制信道和数据信道。根据该CQI信息，在与移动台105的软跨区转接中的基站115可以调节或更改后续传输的功率，例如发送HARQ确认消息的功率。这是可能的，因为在非服务基站在正向链路107上发送(S730)HARQ确认信令消息(ACK/NACK)之前，可以获得正向链路信道质量信息。由于CQI信息仅仅用数据包传输(控制信道和承载数据包的数据信道)发送CQI信息，因此可以提高资源效率，用于把信道质量反馈回多个小区。在此不需要多个CQI信道，从而潜在地减小额外开销和与其他传输的干扰。
图8示出根据图7的方法用于多基站的帧承载CQI。在该示意实施例中，多个CQI被承载于一个反向链路控制信道上。一个反向链路控制信道，在此被称为反向数据包数据控制信道(R-PDCCH)可以在软跨区转接中承载来自该用户的反向链路数据包传输。该控制信道通常承载例如编码器数据包格式指示(数据率等等)这样的信息和例如ARQ信道标识和子数据包标识等等这样的与HARQ相关的信息。该R-PDCCH可以伴随在RL上的R-SCH传输，并且通常可以具有与R-SCH帧相同的持续时间。在R-PDCCH上的HARQ信息有助于非主要小区正确地解码该编码器数据包。
该R-PDCCH的格式可以被进一步扩展到容纳用于多个基站的CQI。该R-PDCCH传输应当在一个给定基站被成功地解码，以便于正确地解码该编码器数据包。因此，在发送HARQ确认消息之前，即在成功解码编码器数据包之后，关于正向链路信道质量的信息应当还可以用于该基站。
上文已经描述本发明的示意实施例，应当知道这可以有许多变型。例如，本发明的示意实施例已经被描述为针对于用于在反向链路上把信道质量信息发送到在移动台的活动集中的非主要小区的方法。但是，应当知道，附加到包含在R-PDCCH中编码器数据包和/或CQI信息的报头还可以包含用于主要小区的CQI信息，即具有最强信号的基站或者服务小区。这种变型不被认为是脱离本发明的示意实施例的精神和范围，并且所有这样的本领域普通技术人员显而易见的变型要被包含在所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种在无线通信系统中在反向链路上发送信道质量信息的方法，其中包括：
把信道质量指示符信息附加到一个数据包；以及
在该反向链路上发送该数据包。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该附加进一步包括附加该信道质量指示符信息作为数据包的报头，该报头承载用于N个非主要小区的信道质量指示符信息。
3.一种在无线通信系统中在反向链路上发送信道质量信息的方法，其中包括：
发送包含信道质量指示符信息的控制信道和承载至少一个数据包的数据信道。
4.根据权利要求3所述的方法，其中该发送进一步包括把正向链路信道质量指示符反馈发送到至少两个非主要小区。
5.根据权利要求3所述的方法，其中在至少两个非主要小区的软跨区转接中，控制信道和数据信道被移动台发送。
6.根据权利要求1或3所述的方法，其中该信道质量指示符信息仅仅由通过数据包传输来发送。
7.一种在无线通信系统中在正向链路上分配发送功率的方法，其中包括：
解码所接收的数据包，该数据包包括与正向链路相关的信道质量指示符信息；以及
根据该信道质量指示符信息更改后续的传输的发送功率。
8.根据权利要求7所述的方法，其中用于多达N个非主要小区的信道质量指示符信息被包含在该数据包的报头中，并且在与两个或更多的非主要小区的软跨区转接中从移动台接收数据包。
9.一种在无线通信系统中在正向链路上分配发送功率的方法，其中包括：
解码承载包含信道质量指示符信息的控制信道的传输和承载至少一个数据包的数据信道；以及
根据该信道质量指示符信息更改后续的传输的发送功率。
10.根据权利要求7或9所述的方法，其中更改进一步包括更改发送功率，在该发送功率下基于信道质量指示符信息发送HARQ确认消息，在HARQ确认消息的传输之前该信道质量指示符可用。
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