專利名稱：無(wú)線通訊系統(tǒng)中的智能脈沖串控制功能的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)線通信系統(tǒng)，具體涉及碼分多址(CDMA)系統(tǒng)中的脈沖串控制方法。
無(wú)線通信系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是允許在始發(fā)地與目的地之間傳輸信息信號(hào)。模擬系統(tǒng)(第一代)和數(shù)字(第二代)系統(tǒng)都是通過(guò)連接源位置和目的地位置的通信信道傳輸這些信息信號(hào)。相對(duì)于模擬技術(shù)而言，數(shù)字方法往往有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，例如，包括提高抗信道噪聲和干擾的能力，增大容量，和通過(guò)使用加密方法提高通信的安全性。
雖然第一代系統(tǒng)主要是針對(duì)話音通信，而第二代系統(tǒng)支持話音和數(shù)據(jù)應(yīng)用。在第二代系統(tǒng)中有多種技術(shù)，用于處理有不同傳輸要求的數(shù)據(jù)傳輸。已經(jīng)開(kāi)發(fā)了幾種基于多址技術(shù)無(wú)線系統(tǒng)中的調(diào)制/編碼裝置，例如，頻分多址(FDMA)，時(shí)分多址(TDMA)，和碼分多址(CDMA)的無(wú)線系統(tǒng)。在FDMA技術(shù)中，給每個(gè)用戶分配一個(gè)或多個(gè)子頻帶。在TDMA技術(shù)中，標(biāo)識(shí)周期循環(huán)的時(shí)隙，在每個(gè)時(shí)段給每個(gè)用戶分配一個(gè)或多個(gè)時(shí)隙。CDMA系統(tǒng)給出減小的多路徑失真和同信道干擾，以及減輕FDMA和TDMA系統(tǒng)中常見(jiàn)的頻率/信道規(guī)劃負(fù)擔(dān)。
在CDMA系統(tǒng)中，在給每個(gè)用戶的每次呼叫中分配唯一的二元擴(kuò)展序列(代碼)。被分配的代碼多路復(fù)用，用戶的信號(hào)擴(kuò)展到遠(yuǎn)比用戶信號(hào)帶寬大得多的信道帶寬上。系統(tǒng)信道帶寬與用戶帶寬之比率通常稱之為擴(kuò)展增益。所有占線用戶同時(shí)分享同一個(gè)系統(tǒng)的信道帶寬頻譜。計(jì)算信號(hào)干擾(S/I)比決定傳輸鏈路的連接質(zhì)量。給出所要求的S/I比，系統(tǒng)容量與擴(kuò)展增益成正比。利用與代碼序列相關(guān)的相關(guān)器去擴(kuò)展所需要的信號(hào)，就把每個(gè)用戶的信號(hào)與其他用戶的信號(hào)分開(kāi)。
第一代模擬系統(tǒng)和第二代數(shù)字系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是支持有限數(shù)據(jù)通信能力的話音通信。采用諸如CDMA的寬帶多址技術(shù)，可以期望第三代無(wú)線系統(tǒng)能夠有效地處理各種服務(wù)，例如，話音，視頻，數(shù)據(jù)和成像。在第三代系統(tǒng)支持的特征中，有移動(dòng)終端與陸線網(wǎng)絡(luò)之間的高速數(shù)據(jù)傳輸。我們知道，高速數(shù)據(jù)通信的特征往往是高數(shù)據(jù)傳輸速率下的短傳輸“脈沖串”，接著的是一些較長(zhǎng)周期的數(shù)據(jù)源傳輸活動(dòng)或沒(méi)有傳輸活動(dòng)。為了適應(yīng)第三代系統(tǒng)中這種高速數(shù)據(jù)服務(wù)的脈沖串性質(zhì)，要求通信系統(tǒng)在數(shù)據(jù)脈沖串持續(xù)時(shí)間內(nèi)經(jīng)常分配大的帶寬段(相當(dāng)于高數(shù)據(jù)速率)。利用第三代系統(tǒng)處理這種突發(fā)的高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰?，可以有利地改進(jìn)用戶的吞吐量和延遲。然而，由于傳輸高速數(shù)據(jù)的脈沖串需要大量的瞬時(shí)帶寬，必須非常小心處理這些脈沖串的管理，特別是分配其中的功率和系統(tǒng)資源，以避免與采用相同頻率分配的其他服務(wù)之間不許可的干擾。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)者需要應(yīng)付許多問(wèn)題，給無(wú)線鏈路的不同類型通信設(shè)置有效的數(shù)據(jù)速率，包括給高速數(shù)據(jù)服務(wù)需要的數(shù)據(jù)脈沖串分配合適的系統(tǒng)資源。
我們都知道，頻譜是一種珍貴的資源，給無(wú)線通信系統(tǒng)分配一個(gè)固定的和相對(duì)有限的部分頻譜。因此，無(wú)線系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要目的是獲得高的頻譜效率。在服務(wù)于話音和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o(wú)線系統(tǒng)中，還需要給每個(gè)用戶保持信號(hào)干擾比(SIR)，與此同時(shí)，增大該系統(tǒng)可以同時(shí)支持的用戶數(shù)目和/或適應(yīng)某些部分用戶的高數(shù)據(jù)速率。
因此，還不斷需要增加通信系統(tǒng)的性能，適應(yīng)不同數(shù)據(jù)速率的各種用戶。具體地說(shuō)，需要有更好的脈沖串控制方法，以改進(jìn)高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)的CDMA系統(tǒng)的性能。
此外，需要增大各種無(wú)線系統(tǒng)用戶的吞吐量和數(shù)據(jù)速率，特別是高速數(shù)據(jù)。因此，必然需要一種更好的方法，用于監(jiān)測(cè)和確定這種系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信道的傳輸速率。
本發(fā)明提供一種新穎的方法，通過(guò)適應(yīng)不同速率的各種用戶，增加具有分組數(shù)據(jù)服務(wù)的CDMA系統(tǒng)性能。本發(fā)明的作用是利用一個(gè)優(yōu)化的收發(fā)信機(jī)基站(BTS)傳輸集合和分配合適的數(shù)據(jù)速率，有效地利用無(wú)線電資源，從而增大無(wú)線系統(tǒng)的頻譜效率。本發(fā)明的作用是減少干擾，很好地保持CDMA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。此外，本發(fā)明的作用是增大帶寬的分配，特別是用于高速數(shù)據(jù)服務(wù)。本發(fā)明提供一種方法，評(píng)估可能與特定移動(dòng)臺(tái)(MS)聯(lián)系的不同BTS組合的數(shù)據(jù)速率，給MS分配合適的數(shù)據(jù)速率和在多用戶環(huán)境下更有效地分配系統(tǒng)的資源。
本發(fā)明的方法首先檢測(cè)特定MS從有效集合中的BTS或可能與MS聯(lián)系的BTS集合接收的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度。建立服務(wù)于MS的BTS有效集合中的簡(jiǎn)約效集合或子集合。子集合是服務(wù)于MS的有效集合中可能的BTS組合。然后，確定每個(gè)子集合的幾何(geometry)(該幾何是與子集合中BTS和MS聯(lián)系的數(shù)據(jù)信道信噪比(SIR)有關(guān))。然后，利用該幾何計(jì)算每個(gè)子集合的功率調(diào)整或功率每比特差。利用功率調(diào)整和子集合中BTS可用的功率，確定每個(gè)子集合的可承受數(shù)據(jù)速率。選取子集合中所有BTS數(shù)據(jù)速率的最小值作為那個(gè)特定子集合的可承受數(shù)據(jù)速率。選取所有子集合的可承受數(shù)據(jù)速率中最大值作為MS的數(shù)據(jù)速率。
圖1表示本發(fā)明中所用的第三代CDMA系統(tǒng)。
圖2表示CDMA 2000(特殊的第三代系統(tǒng))的各種數(shù)據(jù)信道。
圖3表示本發(fā)明方法的操作。
圖4是本發(fā)明方法的流程圖。
圖5是說(shuō)明利用查閱表實(shí)施本發(fā)明方法的流程圖。
早期無(wú)線系統(tǒng)的重點(diǎn)，特別是第一代模擬系統(tǒng)，主要是話音通信。在第二代無(wú)線系統(tǒng)中，包括CDMA，TDMA和全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)，使話音質(zhì)量，網(wǎng)絡(luò)容量和增強(qiáng)服務(wù)方面在不同程度上得到提高。雖然第二代系統(tǒng)適合于提供話音，低速率數(shù)據(jù)，傳真和消息接發(fā)，然而，它們一般不能有效地滿足高速移動(dòng)數(shù)據(jù)速率的要求。進(jìn)展到第三代無(wú)線通信基本上代表轉(zhuǎn)移到多媒體移動(dòng)通信世界的典型，其中用戶不僅僅接受話音服務(wù)，而且還有視頻，圖像，文本，圖形和數(shù)據(jù)通信。我們期望，第三代網(wǎng)絡(luò)能夠給移動(dòng)用戶提供144Kbps至2Mbps的數(shù)據(jù)速率。
然而，在支持高速數(shù)據(jù)通信應(yīng)用的無(wú)線網(wǎng)中，必須非常小心地管理帶寬和功率控制，以避免同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)支持的高速應(yīng)用與其他應(yīng)用(例如，話音呼叫)之間不可接受的干擾。如在以下所說(shuō)明的，本發(fā)明提供一種新穎的方法，用于改進(jìn)這些高速數(shù)據(jù)應(yīng)用中的功率和帶寬管理，在干擾電平保持在可接受的范圍內(nèi)的同時(shí)，提供改進(jìn)的運(yùn)行效率。雖然，在以下優(yōu)選實(shí)施例的描述中是基于無(wú)線信號(hào)的CDMA編碼；但是，應(yīng)當(dāng)明白，本發(fā)明的方法也可適用于包括TDMA和GSM的其他無(wú)線信道化(channelization)裝置。
圖1表示可以實(shí)施本發(fā)明的CDMA無(wú)線系統(tǒng)示意圖。參照此圖，移動(dòng)交換中心(MSC)連接到多個(gè)完成已知控制功能的基站控制器(或具體包括BSC 1在內(nèi)的BSC)。MSC監(jiān)測(cè)用戶的移動(dòng)性和管理必需的資源，用于處理和更新位置注冊(cè)過(guò)程，以及當(dāng)MS移動(dòng)到其控制區(qū)域內(nèi)時(shí)執(zhí)行越區(qū)切換功能。MSC涉及網(wǎng)際互連功能，與諸如PSTN(公用交換電話網(wǎng))或ISDN(綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng))的其他網(wǎng)絡(luò)通信。MSC還可以給其地理位置相關(guān)區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)臺(tái)(MS)完成交換和網(wǎng)際互連功能。MSC還完成呼叫路由，控制和回波控制功能。
基站控制器又連接到多個(gè)完成發(fā)射/接收功能的收發(fā)信機(jī)基站(或具體包括BTS 1在內(nèi)的BTS)。BSC給服務(wù)的BTS至少提供一部分控制和管理功能。BSC與BTS和MSC二者通信。在某些情況下，消息可以透明地通過(guò)BSC傳輸。BTS是由位于同一位置的一個(gè)或多個(gè)收發(fā)信機(jī)組成，并代表所服務(wù)MS的RF(無(wú)線電頻率)接口。參照?qǐng)D1，例如，BSC 1對(duì)包括BTS 1在內(nèi)的多個(gè)收發(fā)信機(jī)基站有控制和管理責(zé)任。
圖2表示按照CDMA 2000標(biāo)準(zhǔn)(IS-95C或IS-2000)(美國(guó)電信工業(yè)協(xié)會(huì)研制的無(wú)線標(biāo)準(zhǔn))建立的無(wú)線系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)信道的示意圖。導(dǎo)頻信道(PCH)用201指明，其作用是在CDMA系統(tǒng)中連續(xù)地發(fā)射未調(diào)制的信號(hào)。PCH給相干調(diào)制提供一個(gè)相位參考和給各個(gè)BTS之間信號(hào)強(qiáng)度比較提供一種手段。專用控制信道(DCCH)用202指明，用于從BTS到MS傳送數(shù)字控制信息(包括功率控制信息)?；拘诺?FCH)用203指明，傳輸高級(jí)數(shù)據(jù)和功率控制信息的組合。補(bǔ)充信道(SCH)用204指明，與DCCH和/或FCH聯(lián)合的作用是，提供發(fā)射高級(jí)數(shù)據(jù)的高數(shù)據(jù)速率服務(wù)(或脈沖串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移)。
這些信道以正確的標(biāo)志存在于正向鏈路(從BTS到MS的通信鏈路)和反向鏈路(從MS到BTS的通信鏈路)上。因此，正向鏈路的信道包括F-PCH(正向?qū)ьl信道)，F(xiàn)-DCCH(正向?qū)Ｓ每刂菩诺?，F(xiàn)-FCH(正向基本信道)和F-SCH(正向補(bǔ)充信道)。類似地，反向鏈路的信道包括R-PCH(反向?qū)ьl信道)，R-DCCH(反向?qū)Ｓ每刂菩诺?，R-FCH(反向基本信道)和R-SCH(反向補(bǔ)充信道)。
在DCCH/FCH與SCH之間有重大的工作差別。DCCH/FCH的BTS有效集合(即，與給定MS進(jìn)行軟越區(qū)切換模式的BTS集合)是用于呼叫生存。由于信令和話音幀的重發(fā)是不能接受的，有效集合的選取是避免該有效集合中任何強(qiáng)的干擾，使得偏離目標(biāo)FER(幀差錯(cuò)率)的機(jī)會(huì)最小。信令消息的重發(fā)(即，損耗)造成的代價(jià)是緩慢的動(dòng)作，可能引起嚴(yán)重的信號(hào)退化或呼叫中斷。請(qǐng)注意，DCCH/FCH的固定數(shù)據(jù)速率為9.6Kbps(千比特每秒)或14.4Kbps，取決于系統(tǒng)運(yùn)行的無(wú)線電配置。
另一方面，SCH的目的是提供高的數(shù)據(jù)速率以提高吞吐量和減小數(shù)據(jù)延遲(該信道是唯一的可以處理高于DCCH/FCH傳送數(shù)據(jù)速率的信號(hào))。然而，與話音業(yè)務(wù)比較，數(shù)據(jù)對(duì)于重發(fā)不太靈敏。所以，SCH數(shù)據(jù)信道可以在較高的目標(biāo)FER(例如，10％)下工作。還可以給SCH傳輸選取有效集合中的子集合。如在以下要更具體地說(shuō)明的，與SCH傳輸中利用整個(gè)有效集合給出的速率比較，有效集合中的這個(gè)子集合可以提供較好的數(shù)據(jù)速率。例如，當(dāng)有效集合中“最強(qiáng)的”BTS與其功率容量相比是重度負(fù)載而有效集合中其他的BTS是輕度負(fù)載時(shí)，給SCH使用較輕負(fù)載的BTS可以導(dǎo)致較好的數(shù)據(jù)速率。
采用這個(gè)簡(jiǎn)約有效集合還可能導(dǎo)致高的帶寬利用效率。基于呼叫生存準(zhǔn)則，雖然DCCH/FCH信道總是利用BTS的整個(gè)有效集合，該信道的連接帶寬通常為9.6Kbps。因此，即使是三個(gè)或多個(gè)BTS的有效集合，DCCH/FCH信道的總帶寬要求還是相對(duì)小的。然而，對(duì)于SCH而言，其速率為460.8Kbps或甚至921.6Kbps，3路或4路軟越區(qū)切換期間的并行連接占用非常大的帶寬，用于與有效集合中所有BTS的聯(lián)系。這就可能造成擁塞問(wèn)題和/或低的網(wǎng)絡(luò)效率。對(duì)SCH信道采用簡(jiǎn)約有效集合可以導(dǎo)致更有效的分配系統(tǒng)資源。從信道用于傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間考慮，DCCH/FCH往往比SCH占用太多的時(shí)間。就是說(shuō)，在按需的基礎(chǔ)上分配SCH，所以，可根據(jù)數(shù)據(jù)活動(dòng)性建立SCH并迅速釋放。
圖3表示在CDMA系統(tǒng)中應(yīng)用簡(jiǎn)約有效集合操作的方法?？梢钥闯觯瑘D3畫出有重疊覆蓋區(qū)域的三個(gè)BTS。為了便于以下的討論，我們假設(shè)，這三個(gè)BTS組成BTS1，BTS2和BTS3的有效集合。每個(gè)BTS有一個(gè)特定的功率容量，服務(wù)于特定的地理區(qū)域或小區(qū)。參照?qǐng)D3，BTS1覆蓋邊界為F1的小區(qū)，它是BTS1可以與服務(wù)的MS保持通信的一個(gè)地理區(qū)域。類似地，BTS2覆蓋邊界為F2的小區(qū)，與BTS3相聯(lián)系的小區(qū)邊界為F3。小區(qū)內(nèi)的任何MS往往與該小區(qū)的BTS通信。然而，采用軟越區(qū)切換，MS還可以與其他的BTS保持通信，一般來(lái)說(shuō)，有一個(gè)至三個(gè)這種BTS給MS提供較低的信號(hào)強(qiáng)度。
在一般情況下，選取一條主要的通信路徑作為BTS與MS之間的通信路徑，它給MS提供最強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度。然而，若主要BTS的功率容量基本上被相同小區(qū)內(nèi)的另一個(gè)MS(或多個(gè)MS)所利用，這種情況可能導(dǎo)致SCH信道次最佳的效率和功率利用，所以，就沒(méi)有足夠的功率有效地處理另一個(gè)MS的負(fù)載要求。
再參照?qǐng)D3，請(qǐng)注意，雖然MS1是在小區(qū)F1內(nèi)，在此小區(qū)內(nèi)還有其他的四個(gè)MS。因此，BTS1是重度負(fù)載的，因?yàn)樵撔^(qū)內(nèi)有大量的MS。與此對(duì)比，BTS2在其小區(qū)內(nèi)只有一個(gè)附加的MS，BTS3也是如此。在此情況下，可以給MS1分配SCH到簡(jiǎn)約有效集合(BTS2，BTS3，或二者)中，就能給那個(gè)信道提供一條更有效的信號(hào)路徑，即使BTS1與MS1之間的信號(hào)路徑比從MS1到其他的BTS有更強(qiáng)的信號(hào)強(qiáng)度，特別是，若其他的BTS中一個(gè)或兩個(gè)是空閑的情況下。所以，按照本發(fā)明，為了使傳輸效率最大而沒(méi)有功率過(guò)載，系統(tǒng)從BTS的有效集合中選取一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合，用于此地理區(qū)域內(nèi)給定MS的SCH信道。
此外，按照本發(fā)明的方法，一旦確定了BTS的簡(jiǎn)約有效集合，就不需要給每個(gè)MS分配可用的最大功率容量。根據(jù)MS測(cè)量有效集合中BTS的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度，確定一個(gè)可承受數(shù)據(jù)速率，使吞吐率和功率利用都最大，而不犧牲數(shù)據(jù)的傳輸質(zhì)量。
參照?qǐng)D4，它是以流程圖的形式表示本發(fā)明方法的基本步驟，在步驟401，本發(fā)明的方法首先檢測(cè)特定MS接收到的有效集合中BTS的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度。有效集合是可能與MS聯(lián)系的BTS集合。在步驟402，建立服務(wù)于MS的簡(jiǎn)約有效集合，即，BTS有效集合的子集合。子集合是服務(wù)于MS的有效集合中BTS的可能組合，其中包括整個(gè)有效集合的子集合。然后在步驟403，確定每個(gè)子集合的幾何(幾何與子集合中BTS和MS連接的數(shù)據(jù)信道信噪比(SIR)有關(guān))。在步驟404，利用該幾何計(jì)算每個(gè)子集合的功率調(diào)整或功率每比特差。然后在步驟405，利用子集合中的功率調(diào)整和BTS可用功率，確定每個(gè)子集合的可承受數(shù)據(jù)速率。選取子集合中所有BTS數(shù)據(jù)速率的最小值作為那個(gè)子集合的可承受數(shù)據(jù)速率。在步驟406，選取所有子集合中可承受數(shù)據(jù)速率的最大值作為MS的數(shù)據(jù)速率。以下是相關(guān)步驟的詳細(xì)描述。
參照?qǐng)D4中的步驟401，為了量化不同簡(jiǎn)約有效集合(或子集合)能夠提供的可承受數(shù)據(jù)速率的差別，需要確定每個(gè)信道速率的功率要求。在正向鏈路，基站控制功能(通常是BSC)需要確定數(shù)據(jù)用戶的最佳分配，而同時(shí)保持系統(tǒng)在沒(méi)有過(guò)大干擾和功率過(guò)載下運(yùn)行。在每次分配過(guò)程之前，BTS命令MS報(bào)告修改的相對(duì)導(dǎo)頻強(qiáng)度測(cè)量。導(dǎo)頻測(cè)量報(bào)告的命令可以基于每個(gè)脈沖串由現(xiàn)有的空中接口消息傳送平臺(tái)完成，例如，PMRO(導(dǎo)頻測(cè)量請(qǐng)求指令)。PMRO是MS報(bào)告相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制。
參照?qǐng)D4中的步驟402，建立可能與MS聯(lián)系的BTS有效集合中簡(jiǎn)約有效集合或子集合，用于估算合適的數(shù)據(jù)速率。子集合是有效集合中具有不同信號(hào)強(qiáng)度電平BTS的可能組合。雖然利用從MS觀察是最強(qiáng)的BTS(按照信號(hào)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn))發(fā)射正向數(shù)據(jù)信道信息，在功率上是最高效的，即，每比特所需的功率較低，這樣利用未必產(chǎn)生最高的數(shù)據(jù)速率。事實(shí)上，若最強(qiáng)的BTS是重度負(fù)載的，則單單利用次強(qiáng)的BTS，甚至利用第三強(qiáng)的BTS，可能產(chǎn)生更好的數(shù)據(jù)速率。
所以，選取有效集合中最佳的子集合(包括選取整個(gè)有效集合)以獲得最高數(shù)據(jù)速率是有利的。按照本發(fā)明的原理，在脈沖串分配過(guò)程的開(kāi)始，估算所有或至少BTS有效集合中主要的子集合，選取產(chǎn)生最高數(shù)據(jù)速率的子集合。例如，可以在正向鏈路上建立以下的六個(gè)子集合(如同步驟402)，允許脈沖串分配過(guò)程計(jì)算每個(gè)子集合的可承受數(shù)據(jù)速率，在此基礎(chǔ)上選取最高的數(shù)據(jù)速率A. 只利用最強(qiáng)的BTSB. 只利用次強(qiáng)的BTSC. 只利用最強(qiáng)的和次強(qiáng)的BTSD. 只利用最強(qiáng)的和第三強(qiáng)的BTSE. 只利用次強(qiáng)的和第三強(qiáng)的BTSF. 利用最強(qiáng)的，次強(qiáng)的和第三強(qiáng)的BTS請(qǐng)注意，若用戶的DCCH/FCH(專用控制信道/基本信道)是三路或多路軟越區(qū)切換，則以上所有的子集合是有效的；但是，若用戶的DCCH/FCH是雙路軟越區(qū)切換，則只有子集合A至C是有效的。若用戶的DCCH/FCH是單向通信，則只有子集合A是有效的。
參照?qǐng)D4中的步驟403，利用MS接收到特定BTS子集合的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度(導(dǎo)頻EC/IO)，用于那個(gè)特定子集合的幾何計(jì)算。幾何是在正向鏈路信道上與MS聯(lián)系的特定BTS或多個(gè)BTS的SIR近似量度。一般來(lái)說(shuō)，BTS的幾何是BTS功率和BTS-MS傳輸路經(jīng)上干擾的函數(shù)。不同BTS中的相對(duì)衰減，即，路徑損耗和陰影衰落的凈效應(yīng)，和每個(gè)BTS的正向負(fù)載是確定的。利用這個(gè)信息，估算每個(gè)簡(jiǎn)約有效集合(或子集合)的幾何如下幾何＝(來(lái)自簡(jiǎn)約有效集中的BS(s)的功率的和)/(所有其他功率的和)
詳細(xì)的幾何由以下公式定義Geometry=ΣPowerBSkactivelyTxthatchannelfromBSkInterference+ΣPowerBSmdoesn′tTxthatchannelfromBSm=Σk∈TxsetGk1-Σk∈TxsetGk--(1)]]>其中
是MS實(shí)際接收到第k個(gè)BTS的功率與Io(MS接收的總功率)之比率。基于這個(gè)公式，根據(jù)以下公式計(jì)算有效集合的幾何Geometry(幾何)＝(sum of power of the active set)/(other)其中sum of power of the active set是有效集合中所有收發(fā)信機(jī)基站的總功率，other是移動(dòng)臺(tái)接收到的所有其他功率之和。根據(jù)以下公式計(jì)算簡(jiǎn)約有效集合的幾何Geometry(幾何)＝(reduced active set)/(other BTSsin the activeset+other)其中reduced active set是簡(jiǎn)約有效集合中所有收發(fā)信機(jī)基站的總功率，other BTSsin the active set是有效集合中所有其他收發(fā)信機(jī)基站的功率，other是移動(dòng)臺(tái)接收到的所有其他功率之和。
例如，在收發(fā)信機(jī)基站的有效集合{A，B，C}運(yùn)行方案中，整個(gè)有效集合的幾何定義如下Geometryfull active set＝(SA+SB+SC)/other其中other代表接收到的所有其他功率之和。
在簡(jiǎn)約有效集合{A}的運(yùn)行方案中，簡(jiǎn)約有效集合的幾何定義如下Geometryreduced＝SA/(SB+SC+other)嵌入在BSC中的微片或DSP(數(shù)字信號(hào)處理)功能可以完成以上公開(kāi)算法中的計(jì)算?；蛘?，BSC可以確定存儲(chǔ)的查閱表中一個(gè)值，它始終與特定的BTS-MS傳輸路徑有關(guān)。若無(wú)線系統(tǒng)在固定的網(wǎng)絡(luò)中有多層，其中有主要的BTS和次要的BTS，則處理能力可存在于主要的BTS或次要的BTS中。
參照?qǐng)D4中的步驟404，按照如下計(jì)算每個(gè)BTS子集合的功率估算調(diào)整或功率每比特差{slope-trelog10(ActivesetgeometryReducedactivesetgeometry)+0.1·OFFSET_FP}]]>(2)adjustment＝10其中slope-t和OFFSET_FP是參量，說(shuō)明因幾何不同引起的功率要求不同，功率要求不同來(lái)自不同的目標(biāo)FER和編碼結(jié)構(gòu)。請(qǐng)注意，代替利用公式(2)，我們可以建立一個(gè)查閱表(如上所述)，根據(jù)幾何，目標(biāo)FER，編碼結(jié)構(gòu)等的給定輸入，評(píng)估功率估算調(diào)整。
參照?qǐng)D4中的步驟405，按照以下的方法可以計(jì)算子集合的可承受數(shù)據(jù)速率。利用子集合中BTS的功率調(diào)整和可用功率，確定每個(gè)子集合的可承受數(shù)據(jù)速率。選取子集合中所有BTS的數(shù)據(jù)速率最小值作為那個(gè)特定子集合的可承受數(shù)據(jù)速率。正向鏈路上子集合的可承受數(shù)據(jù)速率計(jì)算如下affordabledatarate=minreduced·active·set{1-headroom-loading+Pdata…PDCCH·adjustment}·9600]]>(bps)(3)其中Pdata＝數(shù)據(jù)信道功率平均，和
其中
是標(biāo)準(zhǔn)功率偏差。
請(qǐng)注意，最小運(yùn)算應(yīng)用于正向鏈路上的簡(jiǎn)約有效集合或子集合。調(diào)整是不同的，取決于BTS簡(jiǎn)約有效集合或子集合。正向負(fù)載的峰值儲(chǔ)備是一個(gè)說(shuō)明真實(shí)運(yùn)行極限的參量。Fw-scal-std是一個(gè)包括功率變化的縮放(scaling)參數(shù)。峰值儲(chǔ)備的作用是在功率偏差情況下的功率負(fù)載保護(hù)。例如，若MS有90％的功率分配，而不是100％的功率分配，則在功率分配偏離90％閾值的情況下，就有過(guò)載控制的空間。
注意，BTS子集合的可承受數(shù)據(jù)速率是運(yùn)行該系統(tǒng)采用的速率，它是CDMA 2000標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的數(shù)據(jù)速率可能組合，為9.6Kbps或14.4Kbps的倍數(shù)。具體的運(yùn)行可以選取該數(shù)據(jù)速率的組合，例如，對(duì)于SCH只采用57.6Kbps和460Kbps的速率。
然而請(qǐng)注意，雖然可以采用別的方法評(píng)估可承受數(shù)據(jù)速率，但是，任何的這種方法都在本發(fā)明的預(yù)料之內(nèi)。專業(yè)人員清楚地知道，引入本發(fā)明方法的目的是確定有效集合中的最佳子集合，該子集合產(chǎn)生最高的數(shù)據(jù)速率。
參照?qǐng)D4中的步驟406，選取所有簡(jiǎn)約有效集合(或子集合)中可承受數(shù)據(jù)速率的最大值，作為特定BTS-MS路徑上的數(shù)據(jù)速率以獲得最大的吞吐量和負(fù)載效率。
為了說(shuō)明本發(fā)明的方法，考慮一個(gè)典型的BTS簡(jiǎn)約有效集合(或子集合){A，B}。若只有A是有效的，該系統(tǒng)要求的功率消耗為P1。對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)速率為R1＝LA/P1，其中LA是A余留的功率負(fù)載。若只有B是有效的，該系統(tǒng)要求的功率消耗為P2。對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)速率為R2＝LB/P2，其中LB是B余留的功率負(fù)載。當(dāng)A和B都有效時(shí)，該系統(tǒng)要求的功率消耗為P3。在計(jì)算可承受數(shù)據(jù)速率時(shí)，首先取LA/P3和LB/P3中的最小值，即，R3＝min{LA/P3和LB/P3}。與BTS子集合{A，B}相關(guān)的BTS-MS傳輸路徑上的數(shù)據(jù)速率是R1，R2和R3中的最大值，即，Rfinal＝max{R1，R2，R3}。
以下，按照本發(fā)明的方法給出選取簡(jiǎn)約有效集合或子集合的三個(gè)例子。它們列出在表1中。情況1代表最強(qiáng)的BTS(按照信號(hào)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn))是重度負(fù)載的，而次強(qiáng)的BTS和第三強(qiáng)的BTS是輕度負(fù)載的。情況2類似于情況1，不同的是次強(qiáng)的BTS和第三強(qiáng)的BTS是中度負(fù)載的。情況3代表這樣的方案，次強(qiáng)的BTS是重度負(fù)載的，而另外兩個(gè)BTS是輕度負(fù)載的。表2說(shuō)明利用BTS簡(jiǎn)約有效集合與利用整個(gè)有效集合相比的優(yōu)點(diǎn)(按照數(shù)據(jù)速率標(biāo)準(zhǔn))。
表1考慮的三個(gè)例子方案
<p>表2選取不同簡(jiǎn)約有效集合給出的瞬時(shí)速率
嵌入在BSC中的微片或DSP(數(shù)字信號(hào)處理)功能可以完成以上公開(kāi)算法中的計(jì)算?；蛘撸珺SC可以確定存儲(chǔ)的查閱表中一個(gè)值，它始終與特定的MS/BTS組合有關(guān)。查閱表輸出可用于確定可承受數(shù)據(jù)速率的功率調(diào)整。
參照?qǐng)D5，利用查閱表實(shí)施本發(fā)明的方法類似于利用公式(1)，(2)和(3)實(shí)施本發(fā)明的方法。參照?qǐng)D5，步驟501和502類似于圖4中描述的本發(fā)明方法。參照?qǐng)D5，在步驟501，本發(fā)明的方法首先檢測(cè)特定MS從BTS有效集合中接收到的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度。在步驟502，建立服務(wù)于MS的BTS有效集合中的簡(jiǎn)約有效集合或子集合。借助于查閱表，在步驟503和504，確定幾何和功率調(diào)整(或功率每比特差)。功率調(diào)整的確定是借助于查閱表，該表中存儲(chǔ)與特定BTS子集合有關(guān)的功率負(fù)載值。利用該查閱表，通過(guò)比較和評(píng)估子集合中BTS的余留功率負(fù)載，無(wú)線系統(tǒng)輸出該子集合的可承受數(shù)據(jù)速率所需的功率。然后在步驟505，確定每個(gè)子集合的可承受數(shù)據(jù)速率。選取子集合中所有BTS的數(shù)據(jù)速率最小值作為那個(gè)特定子集合的可承受數(shù)據(jù)速率。在步驟506，選取所有子集合的可承受數(shù)據(jù)速率最大值作為MS的數(shù)據(jù)速率。
專業(yè)人員知道，有許多此處未具體描述過(guò)的無(wú)線系統(tǒng)配置，但是它們適用于本發(fā)明的方法。雖然本發(fā)明的描述是通過(guò)它的優(yōu)選實(shí)施例，但并不是把本發(fā)明局限于此處公開(kāi)的這些實(shí)施例。特別是，本發(fā)明可用于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)或個(gè)人通信系統(tǒng)，這種提供多種不同方案的數(shù)據(jù)服務(wù)，例如，電話，電話會(huì)議，話音郵件，程序聲音，可視電話，電視會(huì)議，遠(yuǎn)程終端，用戶需求文件編輯，用戶傳真，話音頻帶數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫(kù)存取，消息廣播，無(wú)限制的數(shù)字信息，導(dǎo)航，定位和互聯(lián)網(wǎng)接入服務(wù)。本發(fā)明的脈沖串控制方法還可以用于第二代系統(tǒng)，或任何有脈沖串?dāng)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)移能力的系統(tǒng)。
因此，這個(gè)描述只是用于說(shuō)明本發(fā)明。專業(yè)人員在不偏離本發(fā)明范圍和精神的條件下可以作出各種變化和改動(dòng)。所以，本發(fā)明的范圍應(yīng)該受以下的權(quán)利要求書(shū)及其相當(dāng)?shù)膬?nèi)容所規(guī)定和保護(hù)。本發(fā)明在最廣泛的范圍內(nèi)與此處公開(kāi)的原理和新穎特征一致。我們保留權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)獨(dú)家專用所有的改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種用于無(wú)線通信系統(tǒng)的資源分配方法，該系統(tǒng)有服務(wù)于多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的多個(gè)收發(fā)信機(jī)基站，其中關(guān)于一個(gè)移動(dòng)臺(tái)確定一個(gè)收發(fā)信機(jī)基站的有效集合，該方法包括以下步驟從有效集合中收發(fā)信機(jī)基站的組合至少建立一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合；確定該至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合中每個(gè)的可承受數(shù)據(jù)速率；和從該至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合中每個(gè)的可承受數(shù)據(jù)速率選取一個(gè)數(shù)據(jù)速率。
2.按照權(quán)利要求1的方法，還包括步驟計(jì)算至少一個(gè)收發(fā)信機(jī)基站簡(jiǎn)約有效集合中每個(gè)的幾何，其中該幾何是信號(hào)干擾比近似的量度。
3.按照權(quán)利要求1的方法，還包括步驟評(píng)估至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合中收發(fā)信機(jī)基站的功率參量。
4.按照權(quán)利要求2的方法，其中至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合的幾何是根據(jù)以下計(jì)算的geometry(幾何)＝(sum of power of the reduced active set)/(other)其中sum of power of the reduced active set是移動(dòng)臺(tái)接收到的至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合中所有收發(fā)信機(jī)基站的總功率，other是移動(dòng)臺(tái)接收到的所有其他功率之和。
5.按照權(quán)利要求2的方法，其中簡(jiǎn)約有效集合的幾何是根據(jù)以下計(jì)算的geometry(幾何)＝(reduced active set)/(other BTSs in the activeset+other)其中reduced active set是移動(dòng)臺(tái)接收到的簡(jiǎn)約有效集合中所有收發(fā)信機(jī)基站的總功率，other BTSs in the active set是有效集合中所有其他收發(fā)信機(jī)基站的功率，other是移動(dòng)臺(tái)接收到的所有其他功率之和。
6.按照權(quán)利要求1的方法，還包括步驟從收發(fā)信機(jī)基站的簡(jiǎn)約有效集合，檢測(cè)移動(dòng)臺(tái)接收到的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度，其中簡(jiǎn)約有效集合是從以下的一組中選取的僅僅最強(qiáng)的集合；僅僅次強(qiáng)的集合；僅僅最強(qiáng)的集合和次強(qiáng)的集合；僅僅最強(qiáng)的集合和第三強(qiáng)的集合；僅僅次強(qiáng)的集合和第三強(qiáng)的集合；和最強(qiáng)的集合，次強(qiáng)的集合和第三強(qiáng)的集合其中最強(qiáng)的集合，次強(qiáng)的集合和第三強(qiáng)的集合包括有效集合中的收發(fā)信機(jī)基站。
7.按照權(quán)利要求1的方法，還包括步驟計(jì)算至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合的功率調(diào)整，其中至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合的可承受數(shù)據(jù)速率是根據(jù)功率調(diào)整計(jì)算的。
8.按照權(quán)利要求7的方法，其中功率調(diào)整是根據(jù)以下計(jì)算的{slope_trelog10(ActivesetgeometryReducedactivesetgeometry)+0.1·OFFSET_FP}]]>adjustment＝10其中Active set geometry是對(duì)應(yīng)于移動(dòng)臺(tái)的收發(fā)信機(jī)基站有效集合的幾何，Reduced active set geometry是收發(fā)信機(jī)基站簡(jiǎn)約有效集合的幾何，以及slope_t和OFFSET_FP是預(yù)定的參量。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其中可承受數(shù)據(jù)速率是根據(jù)以下計(jì)算的affordabledatarate=minreduced·active·set{1-headroom-loading+Pdata…PDCCH·adjustment}·9600]]>(bps)其中Pdata是數(shù)據(jù)信道功率平均，和PDCCH=DCCHpowermean+Fw_scal_stdDDCHpowervariance]]>其中DCCH power mean是特定的功率平均，F(xiàn)w_scal_std是縮放參量，loading是功率負(fù)載，
是功率標(biāo)準(zhǔn)偏差，adjustment是計(jì)算的功率調(diào)整，和headroom是預(yù)定的參量。
10.按照權(quán)利要求1的方法，其中簡(jiǎn)約有效集合的可承受數(shù)據(jù)速率是簡(jiǎn)約有效集合中所有收發(fā)信機(jī)基站數(shù)據(jù)速率中最小的數(shù)據(jù)速率。
11.按照權(quán)利要求1的方法，其中選取的數(shù)據(jù)速率是所有可承受數(shù)據(jù)速率中最大的可承受數(shù)據(jù)速率。
12.按照權(quán)利要求1的方法，還包括步驟至少建立一個(gè)查閱表，用于接收幾何，幀差錯(cuò)率和編碼結(jié)構(gòu)的輸入?yún)⒘浚渲锌沙惺軘?shù)據(jù)速率是從至少一個(gè)查閱表確定的。
13.按照權(quán)利要求2的方法，還包括步驟至少建立一個(gè)接收輸入?yún)⒘康牟殚啽?，其中幾何是從至少一個(gè)查閱表確定的。
14.按照權(quán)利要求7的方法，還包括步驟至少建立一個(gè)查閱表，用于接收幾何，幀差錯(cuò)率和編碼結(jié)構(gòu)的輸入?yún)⒘?，其中功率調(diào)整是從至少一個(gè)查閱表確定的。
15.按照權(quán)利要求1的方法，其中系統(tǒng)是有正向鏈路和反向鏈路的CDMA系統(tǒng)，該系統(tǒng)有脈沖串傳輸能力。
16.一種無(wú)線通信系統(tǒng)，有服務(wù)于多個(gè)移動(dòng)臺(tái)的多個(gè)收發(fā)信機(jī)基站，其中關(guān)于移動(dòng)臺(tái)確定收發(fā)信機(jī)基站有效集合，該系統(tǒng)包括從有效集合中收發(fā)信機(jī)基站的組合至少建立一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合的裝置；確定至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合中每個(gè)的可承受數(shù)據(jù)速率的裝置；和從至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合中每個(gè)的可承受數(shù)據(jù)速率選取一個(gè)數(shù)據(jù)速率的裝置。
17.按照權(quán)利要求16的系統(tǒng)，還包括這樣一個(gè)裝置，用于計(jì)算至少一個(gè)收發(fā)信機(jī)基站簡(jiǎn)約有效集合中每個(gè)的幾何，其中該幾何是信號(hào)干擾比近似的量度。
18.按照權(quán)利要求16的系統(tǒng)，還包括這樣一個(gè)裝置，用于評(píng)估至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合中收發(fā)信機(jī)基站的功率參量。
19.按照權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合的幾何是根據(jù)以下計(jì)算的geometry(幾何)＝(sum of power of the reduced active set)/(other)其中sum of power of the reduced active set是移動(dòng)臺(tái)接收到的至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合中所有收發(fā)信機(jī)基站的總功率，other是移動(dòng)臺(tái)接收到的所有其他功率之和。
20.按照權(quán)利要求17的系統(tǒng)，其中簡(jiǎn)約有效集合的幾何是根據(jù)以下計(jì)算的geometry(幾何)＝(reduced active set)/(other BTSs in the activeset+other)其中reduced active set是移動(dòng)臺(tái)接收到的簡(jiǎn)約有效集合中所有收發(fā)信機(jī)基站的總功率，other BTSs in the active set是有效集合中所有其他收發(fā)信機(jī)基站的功率，other是移動(dòng)臺(tái)接收到的所有其他功率之和。
21.按照權(quán)利要求16的系統(tǒng)，還包括這樣一個(gè)裝置，從收發(fā)信機(jī)基站的簡(jiǎn)約有效集合，檢測(cè)移動(dòng)臺(tái)接收到的相對(duì)信號(hào)強(qiáng)度，其中簡(jiǎn)約有效集合是從以下的一組中選取的僅僅最強(qiáng)的集合；僅僅次強(qiáng)的集合；僅僅最強(qiáng)的集合和次強(qiáng)的集合；僅僅最強(qiáng)的集合和第三強(qiáng)的集合；僅僅次強(qiáng)的集合和第三強(qiáng)的集合；和最強(qiáng)的集合，次強(qiáng)的集合和第三強(qiáng)的集合其中最強(qiáng)的集合，次強(qiáng)的集合和第三強(qiáng)的集合包括有效集合中的收發(fā)信機(jī)基站。
22.按照權(quán)利要求16的系統(tǒng)，還包括這樣一個(gè)裝置，用于計(jì)算至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合的功率調(diào)整，其中至少一個(gè)簡(jiǎn)約有效集合的可承受數(shù)據(jù)速率是根據(jù)功率調(diào)整計(jì)算的。
23.按照權(quán)利要求22的系統(tǒng)，其中功率調(diào)整是根據(jù)以下計(jì)算的{slope_trelog10(ActivesetgeometryReducedactivesetgeometry)+0.1·OFFSET_FP}]]>adjustment＝10其中Active set geometry是對(duì)應(yīng)于移動(dòng)臺(tái)的收發(fā)信機(jī)基站有效集合的幾何，Reduced active set geometry是收發(fā)信機(jī)基站簡(jiǎn)約有效集合的幾何，以及slope_t和OFFSET_FP是預(yù)定的參量。
24.按照權(quán)利要求23的系統(tǒng)，其中可承受數(shù)據(jù)速率是根據(jù)以下計(jì)算的affordabledatarate=minreduced·active·set{1-headroom-loading+Pdata…PDCCH·adjustment}·9600]]>(bps)其中Pdata是數(shù)據(jù)信道功率平均，和PDCCH=DCCHpowermean+Fw_scal_stdDDCHpowervariance]]>其中DCCH power mean是特定的功率平均，F(xiàn)w_seal_std是縮放參量，loading是功率負(fù)載，
是功率的標(biāo)準(zhǔn)偏差，adiustment是計(jì)算的功率調(diào)整，和headroom是預(yù)定的參量。
25.按照權(quán)利要求1的系統(tǒng)，其中簡(jiǎn)約有效集合的可承受數(shù)據(jù)速率是簡(jiǎn)約有效集合中所有收發(fā)信機(jī)基站的數(shù)據(jù)速率中最小的數(shù)據(jù)速率。
26.按照權(quán)利要求1的方法，其中選取的數(shù)據(jù)速率是所有可承受數(shù)據(jù)速率中最大的可承受數(shù)據(jù)速率。
27.按照權(quán)利要求16的系統(tǒng)，至少還包括一個(gè)查閱表，用于接收幾何，幀差錯(cuò)率和編碼結(jié)構(gòu)的輸入?yún)⒘?，其中可承受?shù)據(jù)速率是從至少一個(gè)查閱表確定的。
28.按照權(quán)利要求17的系統(tǒng)，至少還包括一個(gè)接收輸入?yún)⒘康牟殚啽?，其中幾何是從至少一個(gè)查閱表確定的。
29.按照權(quán)利要求22的系統(tǒng)，至少還包括一個(gè)查閱表，用于接收幾何，幀差錯(cuò)率和編碼結(jié)構(gòu)的輸入?yún)⒘浚渲泄β收{(diào)整是從至少一個(gè)查閱表確定的。
30.按照權(quán)利要求16的系統(tǒng)，其中系統(tǒng)是有正向鏈路和反向鏈路的CDMA系統(tǒng)，該系統(tǒng)有脈沖串傳輸能力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種新穎的方法,通過(guò)適應(yīng)不同速率的各種用戶,增加具有分組數(shù)據(jù)服務(wù)的CDMA系統(tǒng)性能。本發(fā)明的作用是利用一個(gè)優(yōu)化的收發(fā)信機(jī)基站(BTS)傳輸集合和分配合適的數(shù)據(jù)速率,有效地利用無(wú)線電資源,從而增大無(wú)線系統(tǒng)的頻譜效率。本發(fā)明的作用是減少干擾,很好地保持CDMA系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量。此外,本發(fā)明的作用是增大帶寬的分配,特別是用于高速數(shù)據(jù)服務(wù)。本發(fā)明提供一種方法,評(píng)估可能與特定移動(dòng)臺(tái)(MS)聯(lián)系的不同BTS組合的數(shù)據(jù)速率,給MS分配合適的數(shù)據(jù)速率和更有效地分配系統(tǒng)的資源。
文檔編號(hào)H04W36/18GK1270457SQ00104999
公開(kāi)日2000年10月18日 申請(qǐng)日期2000年4月7日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月8日
發(fā)明者陳曉欣(音譯), 郭文義, 馬丁·霍華德·邁耶斯 申請(qǐng)人:朗迅科技公司