專利名稱：通信系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)，更具體地涉及寬帶碼分復(fù)用(W-CDMA)通信中用于快速閉環(huán)功率控制的一種方法和系統(tǒng)。
傳統(tǒng)上，CDMA系統(tǒng)中的用戶通信業(yè)務(wù)屬于電路切換式，當(dāng)呼叫建立之后，電路連接在整個服務(wù)請求期間始終保持。對每個通話用戶指配一條專用通信業(yè)務(wù)信道(DTCH)用于上行鏈路和下行鏈路，每條DTCH由一個獨特的擴展代碼表征。整個通話期間，該DTCH由通話用戶獨占應(yīng)用。
電路交換方法十分健壯，依靠支持宏分集(軟越區(qū)切換)功率控制能獲得高的系統(tǒng)容量。寬帶多項服務(wù)CDMA系統(tǒng)中，極其突發(fā)性的通信業(yè)務(wù)需要由調(diào)整數(shù)據(jù)率、因而調(diào)整擴展因子和擴展代碼來給予支持。然而，需要對擴展代碼進(jìn)行快速調(diào)整這一點會導(dǎo)致非常復(fù)雜的代碼分配算法。
適應(yīng)突發(fā)性服務(wù)的另一種通行方法是采用分組交換數(shù)據(jù)。ETSIUMTS W-CDMA和ARIB W-CDMA建議使用隨機接入信道(RACH)和前向接入信道(FACH)傳送不經(jīng)常的突發(fā)性分組數(shù)據(jù)。這個方案的優(yōu)點在于建立時間很快，因為它不需要專用信道。然而，此種傳送機理中僅應(yīng)用開環(huán)功率控制，它不支持宏分集。
在專利申請?zhí)枮镋P98303327.5的“時分復(fù)用通信系統(tǒng)”中，說明了使許多突發(fā)性分組數(shù)據(jù)用戶復(fù)用于同一條下線鏈路DTCH上。該復(fù)用方案能將上述一些方案中的許多優(yōu)點，也即復(fù)雜性小的代碼分配、宏分集和軟越區(qū)切換以及相關(guān)的控制開銷，組合在一起。此外，該方案提供出有限的閉環(huán)功率控制。快速閉環(huán)功率控制能達(dá)到的程度取決于無線電幀結(jié)構(gòu)，因為在一個無線電幀中分配給一個用戶的時隙越多，閉環(huán)功率控制越好。然而，在最壞情況下，即在一幀內(nèi)分配給一個用戶僅僅一個時隙時，閉環(huán)功率控制將減慢，因此有重大的性能問題。
所以，要求一種快速閉環(huán)功率控制，以保持分組數(shù)據(jù)傳輸性能。
按照本發(fā)明的第一方面，提供一個分組交換通信系統(tǒng)，它包含有一個基站借以與至少一個用戶通信的一條下行鏈路通信信道，所述下行鏈路通信信道分成許多幀，每幀內(nèi)包括許多數(shù)據(jù)分組，每一數(shù)據(jù)分組指向一個預(yù)定用戶，并包括有用于所述用戶的傳輸功率控制，其特征在于，每幀內(nèi)至少有一個數(shù)據(jù)分組包括傳輸功率控制信息，用于通信系統(tǒng)中的至少一個其他用戶。
系統(tǒng)中可包括一個零用戶分組，不指向任何預(yù)定的用戶，它包括有用于系統(tǒng)中至少一個用戶的傳輸功率控制信息。每幀內(nèi)至少有一個分組(或是數(shù)據(jù)、或是零用戶)包括傳輸功率控制信息，用于通信系統(tǒng)中的至少一個其他用戶。
按照本發(fā)明的第二方面，提供出在一個基站與至少一個用戶之間一種分組交換通信的方法，其中包含了提供一條下行鏈路通信信道，所述基站通過該信道與所述至少一個用戶通信，而所述下行鏈路通信信道分成許多幀，每幀內(nèi)包括許多數(shù)據(jù)分組，每一數(shù)據(jù)分組指向一個預(yù)定用戶，并在每個數(shù)據(jù)分組中包括有用于所述用戶的傳輸功率控制信息，其特征在于，每幀內(nèi)至少一個數(shù)據(jù)分組包括有傳輸功率控制信息，用于通信系統(tǒng)中的至少一個其他用戶。
系統(tǒng)使用一個擴展的傳輸功率控制(ETPC)字段，它包含有分組傳輸功率控制信息用于分組交換通信系統(tǒng)中的其他用戶。這為十分快速的閉環(huán)功率控制創(chuàng)造了條件，因為每幀中功率控制信息將更新一次，甚至是每個分組更新一次，以用于共用的單個物理專用通信業(yè)務(wù)信道上的分組傳輸。因此，具有重大的容量改進(jìn)。
這樣，提供出一種方案，在單一個物理專用通信業(yè)務(wù)信道(DTCH)上使許多突發(fā)性分組數(shù)據(jù)用戶進(jìn)行復(fù)用。本方案在突發(fā)性分組數(shù)據(jù)方面，優(yōu)于隨機訪問分組傳輸方案和每個代碼單個用戶的虛擬電路傳輸方案兩者。本發(fā)明簡化了正交的擴展代碼分配，而保持有虛擬電路傳輸?shù)拇蠖鄶?shù)優(yōu)點(例如軟越區(qū)切換、分集增益和閉環(huán)功率控制)。
參考下面的附圖，通過示例來說明本發(fā)明的一個實施例，附圖中

圖1示出一個先有技術(shù)的下行鏈路DTCH信道結(jié)構(gòu)；圖2示出另一個先有技術(shù)的下行鏈路DTCH信道結(jié)構(gòu)；圖3示出一種先有技術(shù)的下行鏈路DTCH信道串行傳輸；圖4示出一種先有技術(shù)的下行鏈路DTCH信道并行傳輸；圖5示出一種先有技術(shù)的UPF結(jié)構(gòu)；圖6示出一種先有技術(shù)的UPF模式重復(fù)；圖7示出先有技術(shù)的一種傳輸功率控制符號；圖8示出按照本發(fā)明的一種傳輸功率控制機理；圖9示出按照本發(fā)明的另一種傳輸功率控制機理；圖10示出按照本發(fā)明的又一種傳輸功率控制機理；圖11示出按照本發(fā)明的再一種傳輸功率控制機理。
初始化階段，移動臺(MS)獲得時隙和幀同步，還需要實施碼組識別和加擾碼識別。在識別出加擾碼后，可以檢測基本的公共控制物理信道(CCPCH)，能夠讀出系統(tǒng)和小區(qū)專有BCCH信息。MS便將知道隨機接入信道(RACH)。
對于由一個MS始發(fā)的突發(fā)性分組數(shù)據(jù)傳輸，MS執(zhí)行隨機訪問請求程序?；趯S來的隨機訪問請求的成功接收，基站(BS)告知MS關(guān)于在其上面要傳輸分組數(shù)據(jù)的DTCH。對于由BS始發(fā)的突發(fā)性分組數(shù)據(jù)傳輸，BS只是尋呼用戶，并指明在其上面要傳輸分組數(shù)據(jù)的DTCH，由MS確認(rèn)DTCH的建立。這兩種場合，BS都是告知諸MS關(guān)于指配給它們的DTCH幀中時隙的數(shù)目。換句話說，每個MS知道DTCH幀中時隙(如果有的話)的位置，對分組進(jìn)行接收。
下行鏈路DTCH信道的組織如圖1中所示。一個DTCH幀由16個時隙組成。第一個時隙用于傳輸用戶分組標(biāo)志符(UPF)，以指明向特定用戶宣告的分組位置。該幀內(nèi)的其余時隙應(yīng)用于傳輸用戶分組。
控制信息(引導(dǎo)信號、傳輸功率控制(TPC)和碼率信息(RI))在專用物理控制信道(DPCCH)上傳輸，數(shù)據(jù)信息在專用物理數(shù)據(jù)信道(DPDCH)上傳輸。如圖1中所示，DPCCH和DPDCH在時間上復(fù)用。一方面，指配給每個用戶的DPDCH攜載用戶分組數(shù)據(jù)，另一方面，UPF中的DPDCH攜載用戶分組標(biāo)志符(UPF)信息。
DTCH在公共結(jié)構(gòu)上，如圖2中所示，并非是幀的所有時隙都由用戶組填充入。當(dāng)用一個DTCH幀不能適應(yīng)每個用戶來的全部有效分組時，可使用一個以上的DTCH幀。圖3中示明了這種情況。應(yīng)當(dāng)指出，在此場合，僅僅使用一條DTCH信道(有多個幀，但只是一個代碼信道)。按照服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求而容許延時時，可采用這種方案。
為了達(dá)到較高的比特率傳輸，使用了多代碼方案來建立多個DTCH，這示明于圖4。
一個用戶分組標(biāo)志符(UPF)由15個字段組成，相應(yīng)于一幀中用于用戶分組最高為15個時隙，即UPF＝[UPF1，UPF2，UPF3，…，UPF15]一個UPF中的每個字段指明了時隙狀態(tài)(即特定用戶是否有分組數(shù)據(jù))UPFi＝[status]式中，
一個UPF只是長度為L的一個比特序列，典型地，L＝15+1(包括恒定的第一比特為0)，因為最多指配15個用戶從該DTCH中接收突發(fā)性分組數(shù)據(jù)。一旦一個MS接收到一個UPF，它便可識別出是否在該幀中包含一個分組。如果是，它就能實現(xiàn)接收。UPF的一個例子示于圖5。
該UPF模式(UPF＝6A91H)指明，下面的用戶在該幀中有分組數(shù)據(jù)。
用戶1、用戶2、用戶4、用戶6、用戶8、用戶11和用戶15。
而下面的用戶在該幀中沒有分組數(shù)據(jù)用戶3、用戶5、用戶7、用戶9、用戶10、用戶12、用戶13和用戶14。
應(yīng)當(dāng)指出，UPF0總設(shè)置為0。為了使它更健壯，可使用重復(fù)性或簡單編碼來獲得分集增益，如圖6中所示。
在DTCH上的每個時隙內(nèi)傳輸控制信息(引導(dǎo)、TPC和RI)，即使是空白時隙內(nèi)(該時隙中未填充入數(shù)據(jù)分組)也這樣。所以，仍然可保持軟越區(qū)切換機理及有限的閉環(huán)功率控制。
上行鏈路傳輸中并不進(jìn)行時間復(fù)用，對每個用戶指配一個獨特的擴展代碼，因而是代碼復(fù)用。由于對于上行鏈路中的每個用戶控制信道連續(xù)地傳輸，因而基站能連續(xù)地監(jiān)測接收到的功率。然而，在能傳送給每個用戶的功率控制符號的數(shù)目上，BTS是有限制的。事實上，BTS在指配給該用戶(例如圖7中示明的用戶1)的時隙期間，只對有關(guān)的個別用戶傳輸一個TPC符號。因此，最壞情況下，用戶在一幀中只分配到一個時隙時，該用戶將在每幀中少到只接收一個TPC符號。上行鏈路功率控制將是有限制的，不僅是信息的質(zhì)量上有限制，而且在信息能怎樣經(jīng)常地傳輸上也有限制。
雖然，此種方案比之隨機接入信道(RACH)傳輸方案和每個代碼單個用戶的傳輸方案兩者，對于突發(fā)性分組數(shù)據(jù)有其優(yōu)點，但當(dāng)功率控制信息每幀只更新一次時，功率控制會減慢。
通過擴展TPC字段來對物理信道中的所有用戶包含進(jìn)功率控制信息時，所有MS用戶都能夠接收每個時隙內(nèi)的TPC信息，即使當(dāng)它們在下行鏈路傳輸中為空閑時也這樣。于是，各個MS用戶對功率分配的變化起響應(yīng)，能快速地調(diào)整它們的上行鏈路傳輸功率。
例如，考慮從因特網(wǎng)上以峰值分組數(shù)據(jù)傳輸率128kbps下載一個圖象的應(yīng)用例子。在一個無線電幀中，0.625ms的一個時隙內(nèi)大約有60比特凈負(fù)載加上8個引導(dǎo)比特，以及2個TPC比特(一個符號)。如圖8中所示，可以擴展TPC字段符號數(shù)目，從一個符號擴展至等于該物理信道上用戶數(shù)目的符號。
應(yīng)當(dāng)指出，每個無線電幀中8個用戶只是用來作為一個例子。顯然，每幀內(nèi)用戶愈少則開銷愈小，數(shù)據(jù)傳輸效率愈高。另一方面，每幀內(nèi)用戶愈少，代碼利用效率便愈低。所以，在一幀內(nèi)復(fù)用的用戶數(shù)目與代碼利用效率之間有著清晰的折衷選擇問題。當(dāng)TPC符號的開銷太大時(例如一個碼分信道上用戶數(shù)太多)，就可以考慮開辟另一個碼分信道。
至于功率控制機理，無線電幀結(jié)構(gòu)可如圖9和圖10中所示(仍然以8個用戶為例子)。圖9中，用戶4分組中包括一個擴展的TPC字段，該TPC字段包含有上行鏈路中用于所有用戶的功率控制信息。除了用戶4之外，每個用戶收聽此字段，并拾取其自己的TPC符號。即使在沒有用戶分組傳輸?shù)目臻e時隙中，仍然傳輸所使用的擴展的PTC字段連同引導(dǎo)信號。每個用戶拾取其自己的TPC信息，即使當(dāng)用戶分組字段為零時也這樣，這示明于圖10中。
由于在上行鏈路傳輸中沒有代碼短缺問題，可以設(shè)想，每個分組數(shù)據(jù)用戶能占住一個DTCH。每個時隙中，用戶分組數(shù)據(jù)只指定給一個具體用戶。然而，全部用戶都使用引導(dǎo)符號。所以，下行鏈路中的引導(dǎo)符號傳輸功率必須恒定和足夠高，以供所有用戶正確地接收。對每個用戶可調(diào)整數(shù)據(jù)部分。每個用戶的連續(xù)上行鏈路控制信道中包含有為專用通信業(yè)務(wù)信道(DTCH)規(guī)定的所有下行鏈路功率控制符號。因此，如圖11中所示，下行鏈路可以合適地調(diào)整用戶數(shù)據(jù)的功率電平。
權(quán)利要求
1.一種分組交換通信系統(tǒng)，包括一個下行鏈路通信信道，在它上面一個基站至少與一個用戶通信；所述下行鏈路通信信道分成多個幀，每幀中包含多個數(shù)據(jù)分組；每個數(shù)據(jù)分組指向一個預(yù)定用戶，并包含用于所述用戶的傳輸功率控制信息；并且其特征在于，每幀內(nèi)至少一個數(shù)據(jù)分組中包含傳輸功率控制信息，用于通信系統(tǒng)中的至少一個其他用戶。
2.如權(quán)利要求1中所述的分組交換通信系統(tǒng)，其特征在于，所述幀中包含一個零用戶分組，它不指向任何預(yù)定的用戶，其特征還在于，所述零用戶分組中包含傳輸功率控制信息，用于通信系統(tǒng)中的至少一個用戶。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的分組交換通信系統(tǒng)，其特征在于，每幀中至少一個分組(數(shù)據(jù)或是零用戶)內(nèi)包含傳輸功率控制信息，用于通信系統(tǒng)中的至少一個其他用戶。
4.一種基站與至少一個用戶之間的分組交換通信方法，包括提供一個下行鏈路通信信道，所述基站在它上面與所述至少一個用戶進(jìn)行通信；將所述下行鏈路通信信道分成多個幀，每幀中包含多個數(shù)據(jù)分組；使每個數(shù)據(jù)分組指向一個預(yù)定用戶；每個數(shù)據(jù)分組中包含傳輸功率控制信息，用于所述用戶；其特征在于，每幀內(nèi)至少一個數(shù)據(jù)分組中包含傳輸功率控制信息，用于通信系統(tǒng)中至少一個其他用戶。
全文摘要
一種分組交換通信系統(tǒng),一個基站在它里面與至少一個用戶通過下行鏈路通信信道進(jìn)行通信,該下行鏈路通信信道分成許多幀,每幀中包括許多數(shù)據(jù)分組。每個數(shù)據(jù)分組指向一個預(yù)定用戶,并包括有傳輸功率控制信息用于所述用戶。每幀內(nèi)的至少一個數(shù)據(jù)分組中提供出一個擴展的傳輸功率控制信息字段,它包括有傳輸功率控制信息用于通信系統(tǒng)中的至少一個其他用戶。
文檔編號H04B7/005GK1247419SQ9911065
公開日2000年3月15日 申請日期1999年7月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年7月28日
發(fā)明者曹強, 林杰, 潘特利斯·莫納吉奧迪斯 申請人:朗迅科技公司