專利名稱：移動通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送和接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)信方法，尤其是在多址(Multiple Access)多載波(Multi-Carrier)通信系統(tǒng)中，在功率傳輸時，通過根據(jù)信道環(huán)境控制發(fā)射功率，使接收端每個子信道以相同的功率進(jìn)行接收，并能補(bǔ)償由信道所發(fā)生的損耗。
背景技術(shù)：
以往補(bǔ)償信道發(fā)生的損耗的方法一般是分別使用功率控制(Powercontrol)方式或糾錯碼(error correction codes)方式。
因此，以往由于沒有改善各方式的缺點(diǎn)的方法，移動通信系統(tǒng)的傳輸裝置難以進(jìn)一步提高性能，而且，為了應(yīng)用功率控制方式，還需要有信道增益(gain)的估計值，該值如與實(shí)際信道增益不同，則沒有對其進(jìn)行改善的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述以往問題而開發(fā)的，其目的是提供一種移動通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)信方法，當(dāng)在多路訪問多載波通信系統(tǒng)中傳輸功率時，通過按照信道環(huán)境控制發(fā)射功率，使接收端的每個子信道以相同功率進(jìn)行接收，并能補(bǔ)償由信道所發(fā)生的損傷。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的特征是由如下5個步驟構(gòu)成第1步驟，檢測傳輸數(shù)據(jù)的各子信道的增益估計值和實(shí)際值，第2步驟，把上述各子信道的增益估計值和實(shí)際值與既定基準(zhǔn)值(γo)進(jìn)行比較；第3步驟，針對上述增益估計值和實(shí)際值，當(dāng)某一子信道低于既定基準(zhǔn)值(γo)時，判斷為是不良(bad)狀態(tài)，當(dāng)所有子信道的信道增益高于既定基準(zhǔn)值(γo)時，判斷為是良好(good)狀態(tài)；第4步驟，組合上述估計增益值和實(shí)際增益值的狀態(tài)，當(dāng)是含有某一個不良(bad)狀態(tài)的組合時，不傳輸所有子信道的數(shù)據(jù)，消除數(shù)據(jù)符號；第4步驟，當(dāng)上述估計增益值和實(shí)際增益值的狀態(tài)組合均是良好(good)狀態(tài)時，各子信道的傳輸功率調(diào)整為目標(biāo)接收功率(PR)相對于各子信道信道增益(γk，i)的值(PR/γk，i)并傳輸。
另外，本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，其特征是由如下5個步驟構(gòu)成第1步驟，檢測接收到的數(shù)據(jù)的各子信道的增益估計值和實(shí)際值；第2步驟，把上述各子信道的增益估計值和實(shí)際值與既定基準(zhǔn)值(γo)進(jìn)行比較；第3步驟，針對上述增益估計值和實(shí)際值，當(dāng)某一子信道低于既定基準(zhǔn)值(γo)時，判斷為是不良(bad)狀態(tài)，當(dāng)所有子信道的信道增益高于既定基準(zhǔn)值(γo)時，判斷為是良好(good)狀態(tài)；第4步驟是一個判斷過程，組合上述估計增益值和實(shí)際增益值的狀態(tài)，當(dāng)是含有某一個不良(bad)狀態(tài)的組合時，消除相應(yīng)數(shù)據(jù)符號；第5步驟，當(dāng)存在經(jīng)上述判斷而被消除的數(shù)據(jù)時，則利用消除糾錯方法對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。


圖1是本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)中發(fā)射部的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是基于上述圖1的數(shù)據(jù)發(fā)射過程流程圖。
圖3是本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)中接收部的結(jié)構(gòu)框圖。
圖4是基于上述圖3的數(shù)據(jù)接收過程流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1是本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)中發(fā)射部的結(jié)構(gòu)框圖。它由如下結(jié)構(gòu)構(gòu)成分組編碼器(10)，它把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)連同糾錯碼在內(nèi)分組編碼成Q-元(根據(jù)系統(tǒng)的不同，可構(gòu)成不同的比特)；交織器(20)，它為防止在信道中發(fā)生錯誤而對上述經(jīng)過分組編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行交錯；并行/串行變換器(30)，它把經(jīng)過上述交錯的并行(Parallel)的Q-元數(shù)據(jù)按照串行(Serial)的各比特(bit)進(jìn)行分離并輸出到子信道(sub channel)；調(diào)制部(40)，它由對上述各子信道數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制輸出的多個調(diào)制器(40a～40n)構(gòu)成；放大部(50)，它由多個放大器(50a～50n)構(gòu)成，這些放大器在啟用狀態(tài)下，把上述各子信道的調(diào)制數(shù)據(jù)分別調(diào)整為目標(biāo)接收功率(PR)相對于各子信道信道增益(γk，i)的值(PR/γk，i)并傳輸。
在如上構(gòu)成的裝置中，如圖2的流程圖所示，本發(fā)明檢測(S101)傳輸數(shù)據(jù)的各子信道的增益估計值和實(shí)際值，把各子信道的增益估計值和實(shí)際值與既定基準(zhǔn)值(γo)進(jìn)行比較(S102)，針對該增益估計值和實(shí)際值，當(dāng)某一子信道低于既定基準(zhǔn)值(γo)時，判斷(S104)為不良(bad)狀態(tài)，當(dāng)所有子信道的信道增益高于既定基準(zhǔn)值(γo)時，判斷(S103)為是良好(good)狀態(tài)。
接著，組合(S105)上述估計增益值和實(shí)際增益值的狀態(tài)，當(dāng)是含有某一個不良(bad)狀態(tài)的組合時(S106)，則關(guān)閉放大部(50)，不傳輸所有子信道的數(shù)據(jù)(此時，功率是′0′)(S108)，消除(erasure)(S109)相應(yīng)數(shù)據(jù)符號(Q-元符號)。此外，當(dāng)上述估計增益值和實(shí)際增益值的狀態(tài)組合均是良好(good)狀態(tài)時，各子信道的傳輸功率調(diào)整為目標(biāo)接收功率(PR)相對于各子信道信道增益(γk，i)的值(PR/γk，i)并傳輸(S107)。
即，如圖1所示，本發(fā)明由M(＝log2Q)個子信道構(gòu)成，當(dāng)把各子信道的信道增益稱為γk，i(i_thsubchannel gainfor k_th user)時，在實(shí)際系統(tǒng)中，從發(fā)信端無法正確預(yù)測信道增益，將從接收端測定的信道增益(使用導(dǎo)頻信道或符號進(jìn)行估計)反饋到發(fā)信端，發(fā)信端利用它來估計傳輸信道的增益，然后根據(jù)該估計值調(diào)整信道功率。如此一來，信道增益會隨時間而變，估計值和實(shí)際信道增益(gain)有可能不一致。
為此，本發(fā)明中把信道狀態(tài)定義為如下的良好(good)和不良(bad)。
良好(good)狀態(tài)γk，i≥γo對所有i，i∈{1，2，…，M}不良(bad)狀態(tài)γk，i＜γo對一些i，i∈{1，2，…，M}由信道增益估計值和實(shí)際信道增益值決定的狀態(tài)可分為4類((不良，不良)、(不良，良好)、(良好，不良)、(良好，良好))。
下面就上述信道估計方法進(jìn)行簡單說明。存在從發(fā)信端到接收端的導(dǎo)頻信道及符號，接收端利用導(dǎo)頻信道及符號對當(dāng)前狀態(tài)的信道值進(jìn)行測定，但此時測定的信道值是對當(dāng)前狀態(tài)的信道測定值。雖然如此，由于信道特點(diǎn)上存在一定程度的相關(guān)性(correlation)，所以可在一定程度上對未來狀態(tài)的信道值進(jìn)行估計(一般性信道估計方式)。
利用這樣測定的當(dāng)前信道值，計算未來狀態(tài)信道值的估計值，接收端通過反饋信道傳輸?shù)桨l(fā)信端，發(fā)信端和接收端得以共享未來狀態(tài)(即，發(fā)信端傳輸實(shí)際數(shù)據(jù)時的信道狀態(tài))的信道估計值，發(fā)信端和接收端可以一同得知某一信道是高于既定基準(zhǔn)值還是低于既定基準(zhǔn)值。也就是說，發(fā)信端和接收端可以一同得知某一信道是處于不良(bad)狀態(tài)還是良好(good)狀態(tài)。
在上述估計信道增益和實(shí)際信道增益的4種狀態(tài)中，根據(jù)各狀態(tài)的不同，傳輸功率控制及是否消除相應(yīng)符號的情況如下。
1.(不良，不良)→消除相應(yīng)符號 & 對第i個子信道的功率＝0，對所有i，i∈{1，2，…，M}2.(不良，良好)→消除相應(yīng)符號 & 對第i個子信道的功率＝0，對所有i，i∈{1，2，…，M}3.(良好，不良)→消除相應(yīng)符號 & 對第i個子信道的功率＝P，對所有i，i∈{1，2，…，M}
4.(良好，良好)→不消除相應(yīng)符號 & 對第i個子信道的功率＝P，對所有i，i∈{1，2，…，M}如上述分類所示，發(fā)信端根據(jù)信道增益估計值的狀態(tài)，如是良好狀態(tài)，則以″對第i個子信道的功率(Power for i_th subchannel)＝P″開啟，如是不良(bad)狀態(tài)，則以″對第i個子信道的功率(Power fori_th subchannel)＝0″關(guān)閉傳輸功率。
另一方面，在接收端，如果相應(yīng)Q-元符號估計值是不良(bad)狀態(tài)，則視為無條件消除符號，當(dāng)估計值是良好(good)狀態(tài)時，發(fā)信端雖然不把傳輸功率設(shè)為0，但由于實(shí)際信道增益不良，存在是錯誤(error)符號的可能性，這種情況下，也將相應(yīng)Q-元符號視為消除符號。
經(jīng)過上述步驟，在Q-元塊解碼器(Block Decoder)中利用消除糾錯方法(erasure-error correction)還原了數(shù)據(jù)。
即，本發(fā)明針對估計值和實(shí)際值，如果發(fā)信端的所有子信道的信道增益(γk，i)高于既定基準(zhǔn)值(γo)，則設(shè)置為良好(good)狀態(tài)，如某一子信道的信道增益低于基準(zhǔn)值(γo)，則設(shè)置為不良(bad)狀態(tài)。根據(jù)估計值和實(shí)際值狀態(tài)的不同，會發(fā)生4種狀態(tài)，根據(jù)上述信道狀態(tài)，Q-元符號估計值如是不良(bad)狀態(tài)，則視為無條件消除符號，即使從估計值來看信道狀態(tài)是良好(good)狀態(tài)，但當(dāng)實(shí)際信道增益是不良(bad)狀態(tài)時，則把相應(yīng)Q-元符號視為消除符號。
這里所謂的消除上述符號，指是的關(guān)閉放大部(50)，不傳輸所有子信道的數(shù)據(jù)，消除相應(yīng)Q-元符號。
當(dāng)然，為了控制上述放大部(50)的打開/關(guān)閉及把消除信息傳輸?shù)浇邮詹?，還應(yīng)包含有控制部。但是，由于可以通過變更通常包含于移動通信系統(tǒng)中的控制部的軟件來簡單地實(shí)現(xiàn)操作，所以在本發(fā)明的構(gòu)成中沒有畫出。另外，上述消除信息可以通過多種方法實(shí)現(xiàn)，比如通過另外的信道傳輸?shù)浇邮詹康?，關(guān)于這些方法，由于不在本發(fā)明要旨之列，故省略了對其的說明。
不過，在本發(fā)明的實(shí)施例中，依據(jù)接收的子信道增益的估計值和實(shí)際值判斷狀態(tài)，當(dāng)估計值和實(shí)際值中某一信道狀態(tài)是bad狀態(tài)時，則判斷為消除相應(yīng)Q-元符號，利用消除糾錯方法還原數(shù)據(jù)。
另一方面，為啟用/關(guān)閉上述放大部(50)而檢測(預(yù)測)各信道的增益(channel gain)，其方法也有多種，并且已經(jīng)公開，使用其中任意一種方法便可以輕松地檢測出信道增益。因此，在本發(fā)明中依據(jù)各子信道的增益的估計值和實(shí)際值來判斷狀態(tài)，當(dāng)估計值和實(shí)際值中某一信道狀態(tài)是不良(bad)狀態(tài)時，對相應(yīng)Q-元符號進(jìn)行消除(erasure)，從而可以減小因功率關(guān)閉而導(dǎo)致的電池耗電，使接收部的分組解碼器易于依據(jù)消除信息進(jìn)行還原。
也就是說，在以往情況下，是不考慮信道的狀態(tài)，無條件以固定功率來傳輸數(shù)據(jù)的，當(dāng)接收部發(fā)生高于既定個數(shù)的錯誤時，實(shí)際上難以還原；但在本發(fā)明中，當(dāng)出錯可能性高時，消除相應(yīng)符號，將該信息傳輸給接收部，使其能夠還原，從而提高了收發(fā)信性能。
圖3是本發(fā)明的移動通信系統(tǒng)中接收部的結(jié)構(gòu)框圖。它包括如下結(jié)構(gòu)解調(diào)部(60)，它由多個解調(diào)器(60a～60n)構(gòu)成，解調(diào)器(60a～60n)對通過各子信道接收的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行解調(diào)；串行/并行變換器(70)，它把經(jīng)上述解調(diào)的各bit的子信道數(shù)據(jù)變?yōu)椴⑿械腝-元數(shù)據(jù)；解交織器(80)，它對上述Q-元數(shù)據(jù)進(jìn)行解交錯；分組解碼器(90)，它針對從上述解交錯的數(shù)據(jù)中消除的符號數(shù)據(jù)，執(zhí)行消除糾錯方法，還原傳輸數(shù)據(jù)。
在如上構(gòu)成的裝置中，如圖4的流程圖所示，本發(fā)明檢測(S201)M個(1，2，...M)子信道增益的估計值和實(shí)際值，如果發(fā)信端的所有子信道的信道增益(γk，i)高于既定基準(zhǔn)值(γo)，則設(shè)置為(S102，S103)良好(good)狀態(tài)，如某一子信道的信道增益低于基準(zhǔn)值(γo)，則設(shè)置為不良(bad)狀態(tài)(S102，S104)。根據(jù)估計值和實(shí)際值狀態(tài)的不同，會發(fā)生4種狀態(tài)(S105)，根據(jù)上述信道狀態(tài)的不同，當(dāng)相應(yīng)Q-元符號估計值是不良(bad)狀態(tài)時，或是即使從估計值來看信道狀態(tài)屬于良好(good)狀態(tài)，但實(shí)際信道增益處于不良(bad)狀態(tài)，那么，判斷(S106，S108)為是對相應(yīng)Q-元符號進(jìn)行消除(erasure)，利用消除糾錯方法進(jìn)行解碼(S109)。在除此之外的情況(估計值和實(shí)際值的狀態(tài)均是良好(good)狀態(tài)時)下，以原來的一般性解調(diào)(Demodulation)方式對數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼(S107)。
其中，所謂一般性解調(diào)，是指只把“1”、“0”的解調(diào)數(shù)據(jù)輸出到解碼器。當(dāng)存在消除數(shù)據(jù)時，除“1”、“0”之外，消除信息(假設(shè)，“E”)數(shù)據(jù)被輸出到解碼器，按照它來實(shí)現(xiàn)解碼。
如上所述，本發(fā)明通過控制功率的啟用/關(guān)閉，在信道不好的情況下，可以節(jié)省傳輸功率，由于各用戶獨(dú)立于其它用戶控制傳輸功率(各用戶的信道環(huán)境也是獨(dú)立的)，因此還具有減小平均多址干擾(multipleaccess interference)的效果。
另外，當(dāng)因信道環(huán)境不好而不傳輸符號數(shù)據(jù)時，相應(yīng)符號發(fā)生錯誤的幾率存在較大問題。在本發(fā)明中是通過使用分組碼的糾錯碼消除糾錯(Erasure-error correction)方式來解決的，即把不傳輸?shù)?即發(fā)生錯誤幾率大的)符號指定為消除符號(Erasure)，從而提高了接收部的分組解碼器的分組碼糾錯能力。
如上所述，與原來的只進(jìn)行糾錯(error-only correction)方式相比，本發(fā)明使用的消除糾錯方式更有助于提高接收性能。也就是說，分組碼在發(fā)生了兩倍于錯誤的消除符號時，也可以進(jìn)行校正，從而提高了接收性能。
如上述所作的說明，該移動通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)信方法是，檢測信道的增益估計值和實(shí)際值，當(dāng)信道增益(gain)的估計值不同于實(shí)際信道增益時，對其進(jìn)行補(bǔ)償。因此，可以更加有效地使用基于功率控制和消除的糾錯方法，提高系統(tǒng)的性能。
權(quán)利要求
1.一種移動通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)射方法，其特征是由如下5個步驟構(gòu)成第1步驟，檢測傳輸數(shù)據(jù)的各子信道的增益估計值和實(shí)際值；第2步驟，把上述各子信道的增益估計值和實(shí)際值與既定基準(zhǔn)值(γo)進(jìn)行比較；第3步驟，針對上述增益估計值和實(shí)際值，當(dāng)某一子信道低于既定基準(zhǔn)值(γo)時，則判斷為不良狀態(tài)，當(dāng)所有子信道的信道增益高于既定基準(zhǔn)值(γo)時，則判斷為良好狀態(tài)；第4步驟，組合上述估計增益值和實(shí)際增益值的狀態(tài)，當(dāng)是含有某一個不良狀態(tài)的組合時，不傳輸所有子信道的數(shù)據(jù)，消除數(shù)據(jù)符號；當(dāng)上述估計增益值和實(shí)際增益值的狀態(tài)組合均是良好狀態(tài)時，各子信道的傳輸功率調(diào)整為目標(biāo)接收功率(PR)相對于各子信道信道增益(γk，i)的值(PR/γk，i)并傳輸。
2.一種移動通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)接收方法，其特征是由如下5個步驟構(gòu)成第1步驟，檢測接收數(shù)據(jù)的各子信道的增益估計值和實(shí)際值；第2步驟，把上述各子信道的增益估計值和實(shí)際值與既定基準(zhǔn)值(γo)進(jìn)行比較；第3步驟，針對上述增益估計值和實(shí)際值，當(dāng)某一子信道低于既定基準(zhǔn)值(γo)時，則判斷為不良狀態(tài)，當(dāng)所有子信道的信道增益高于既定基準(zhǔn)值(γo)時，判斷為良好狀態(tài)；第4步驟，組合上述估計增益值和實(shí)際增益值的狀態(tài)，當(dāng)是含有某一個不良(bad)狀態(tài)的組合時，則判斷為對相應(yīng)數(shù)據(jù)符號進(jìn)行了消除；第5步驟，當(dāng)依據(jù)上述判斷認(rèn)定存在已消除的數(shù)據(jù)時，利用消除糾錯方法，對接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
全文摘要
一種移動通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)收發(fā)信方法，它包括五個步驟第一步驟，檢測傳輸數(shù)據(jù)的各子信道的增益估計值和實(shí)際值；第二步驟，把上述各子信道的增益估計值和實(shí)際值與即定基準(zhǔn)值(γo)進(jìn)行比較；第3步驟，針對上述增益估計值和實(shí)際值，當(dāng)某一子信道低于即定基準(zhǔn)值(γo)時，則判斷為不良狀態(tài)，當(dāng)所有子信道的信道增益高于即定基準(zhǔn)值(γo)時，則判斷為良好狀態(tài)；第4步驟，組合上述估計增益值和實(shí)際增益值的狀態(tài)，當(dāng)是含有某一個不良狀態(tài)的組合時，不傳輸所有子信道的數(shù)據(jù)，消除數(shù)據(jù)符號；第5步驟，當(dāng)上述估計增益值和實(shí)際增益值的狀態(tài)組合均是良好狀態(tài)時，各子信道的傳輸功率調(diào)整為目標(biāo)接收功率(P
文檔編號H03M13/00GK1527493SQ20031012091
公開日2004年9月8日 申請日期2003年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月6日
發(fā)明者金直東 申請人:樂金電子(中國)研究開發(fā)中心有限公司, 樂金電子(中國)研究開發(fā)中心有限公