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CN1241380C - 传输装置和传输控制方法、接收装置和接收控制方法 - Google Patents

传输装置和传输控制方法、接收装置和接收控制方法 Download PDF

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CN1241380C CNB02804164XA CN02804164A CN1241380C CN 1241380 C CN1241380 C CN 1241380C CN B02804164X A CNB02804164X A CN B02804164XA CN 02804164 A CN02804164 A CN 02804164A CN 1241380 C CN1241380 C CN 1241380C
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Abstract

本发明能节省无线电资源并降低功率消耗。基站101进行用于获得相关信息的训练,所述信息将从终端102上发送的分组信道的接收质量和关联信道的传输功率进行相关。基站101根据相关信息来使用关联信道的传输功率来获取分组信道的接收质量的预测值,然后根据此预测值来控制通过分组信道的数据的传输。此外,基站101通过关联信道发送用于控制终端102上分组信道接收质量的传输的传输控制信息,终端102根据包含在从基站101上发送的关联信道的数据之中的传输控制信息来控制分组信道的接收质量的传输。本发明可以应用于例如W-CDMA系统的通信系统之中。

Description

传输装置和传输控制方法、接收装置和接收控制方法
技术领域
本发明涉及一种估计接收质量的方法,尤其涉及一种根据关联信道的传输功率来估计通信数据分组信道的接收质量的方法,该关联信道用于在多信道同时通信的系统中传输音频数据和类似数据。即,本发明涉及一种传输装置、一种传输控制方法、一种接收装置和一种接收控制方法。更具体地说,本发明涉及一种,例如,在包含用于向基站报告信道接收质量的终端和根据来自终端的接收质量来通过信道控制数据传输的基站的通信系统中,能减少终端的功率消耗并且使节省无线电资源成为可能的传输装置、传输控制方法、接收装置和接收控制方法。
背景技术
在近来的无线电通信系统中,建议使用自适应的调制和编码率通信系统替代采用单一调制和编码系统来进行控制,以便根据通信条件用最佳系统来进行通信。
采用自适应调制和编码率的系统(其后在合适的地方都将其称之为自适应编码调制系统)根据传播路径的质量改变纠错码的编码率和多值调制的度数,并在这损害抗噪声性能的情况下向具有高质量传播路径的用户提供高速数据通信,和向具有低质量传播路径的用户提供低速数据通信,并将抗噪声性能放在前面加以考虑。
指望将这样的自适应编码调制系统另外用于W-CDMA(宽带码分多址)系统之中,该W-CDMA系统作为第三代移动通信系统是很引人注意的。
在自适应编码调制系统中,在基站和终端之间的自适应调制和编码率是通过下列的基本过程来实现的。
1.终端测量从基站发送的信号的接收质量。
2.终端向基站返回用于指示接收质量的测量结果的接收质量消息。
3.基站根据终端发送的接收质量消息来决定最佳编码系统和编码率,并向终端发送用于指示所决定的调制系统和编码率的传输参数。
4.基站根据传输参数发送用户数据。
5.终端接收传输参数并根据传输参数进行数据接收过程。
6.周期地重复上述的步骤1-5。
图1显示了解释这个过程的概括。图1示出了用于向终端通知来自基站的传输参数的下行链路控制信道、用于将来自基站的用户数据传送给终端的下行链路数据信道、和用于传输来自终端的接收质量消息的上行链路控制信道之间的关系。在此图中示出了一个例子,在此例中,按照预定的帧周期执行上述的步骤1-5。
即,在图1中,终端测量终端上当前的接收质量,并通过上行链路控制信道向基站发送指示接收质量的接收质量消息。
基站根据从终端上发送的接收质量消息以及调制方法和编码率的组合来决定终端上收到数据的误码率是等于或低于预定值,并通过下行链路控制信道向终端发送作为传输参数的、指示调制方法和编码率的消息。此外,基站根据与发送到终端上的传输参数相对应的编码率和调制方法,通过下行链路数据信道向终端发送用户数据。
然后,终端提前接收基站上发送的传输参数,并由此识别编码率、调制方法和基站随后发送的其它类似数据。此外,终端还接收从基站发送的用户数据,并根据与由先前收到的传输参数指示的调制方法相对应的解调方法来进行解调,和根据与编码率相对应的解码方法来进行解码。
在图1中,在下行链路数据信道、下行链路控制信道和上行链路控制信道中的“下行链路”和“上行链路”两个词是分别用来表示从基站发送到终端的信号的信道和从终端发送到基站的信号的信道。即,“下行链路”这个词是用在从基站发送到终端的信号的信道的名称中。同样“上行链路”这个词是用在从终端发送到基站的信号的信道的名称中。
传输参数也包括从基站向终端发送数据所必须的各种参数。
图2是一个示出了传统的基站的结构例子。该基站实现了采用自适应调制和编码率(自适应编码调制法)的通信系统。
基站包括发送/接收兼容设备1、反扩频部分2、功率控制位提取部分3、控制数据插入部分4、接收质量消息提取部分5、模式判断部分6、控制部分7、控制数据产生部分8、编码调制部分9、功率调节部分10、扩频部分11、自适应编码调制部分13、和天线14。
在发送/接收兼容设备1和反扩频部分2,基站解调来自用户的传输信号。
即,将扩频传输信号从终端发送到基站上,该终端是能够进行无线电通信的包括手提式电话、其它的PDA(个人数字助理)或其它类似的设备的移动台。由天线14接收这个传输信号并将其提供给发送/接收兼容设备1。发送/接收兼容设备1接收来自天线14的传输信号,进行必要的处理,并且将此传输信号提供给反扩频部分2。反扩频部分2对由发送/接收兼容设备1提供的信号进行反扩频,并将其提供给功率控制位提取部分3。
功率控制位提取部分3从由反扩频部分2提供的信号中提取功率控制位。换句话说,在从终端发送到基站的传输信号中包含一个功率控制位。该功率控制位是1比特的标志,该标志请求在图1中解释的下行链路控制信道的传输功率中的增加或减少。功率控制位提取部分3从由反扩频部分2提供的信号中提取这样的功率控制位,并将其传送给功率调节部分10。
功率控制位提取部分3从由反扩频部分2提供的信号中提取功率控制位,与此同时向接收质量消息提取部分5提供信号。接收质量消息提取部分5从由功率控制位提取部分3提供的信号中获得接收质量消息。
这就是说,从终端向基站发送的传输信号中包括接收质量消息,如图1中所解释的那样,该消息指示在终端上的接收质量(SIR(信噪比))。接收质量消息提取部分5通过提取从由功率控制位提取部分3发送的信号中获得接收质量消息,并将此消息转发给模式判断部分6。
在此,在终端和基站之间交换的信号是由若干预定时长的帧组成的。此外,帧被配置,使得将以0.667(msec)毫秒为单位的时隙安排在多个时隙之中。上述的功率控制位是按时隙从终端传送到基站上。因此,功率控制位提取部分3就在每个时隙上提取功率控制位。同样,在终端,接收质量消息是以帧为单位来发送的。因此,接收质量消息提取部分5就以一个帧作为单位来提取接收质量消息。
模式判断部分6根据接收质量消息和基站具有的资源的条件来决定最佳调制方法和编码率,并向用户(终端)分配编码资源和功率资源。
这就是说,如果现在将调制方法和编码率的组合当成为传输模式,模式判断部分6就根据基站的资源和由接收质量消息提取部分5提供的接收质量消息来决定传输模式,并将其提供给控制部分7。
在此,通过调制方法和编码率的组合能够提供大量的传输模式。但是,这里简化解释起见,在此仅解释图3中三种模式,即模式#0到模式#2。
在图3中,假设编码率(编码方法)是R=1/2和R=3/4。编码率R=1/2意味着在每个1位的输入数据上增加了一个冗余位。编码率R=3/4意味在每个3位的输入数据上增加了一个冗余位。在编码率R=1/2的情况下,尽管纠错性能大到这样的程度,以致有更多的与输入数据相关的冗余位,因此,可传输的数据量就变小了。另一方面,在编码率R=3/4的情况下,虽然由于与输入数据相关的冗余位的数量较小,纠错性能低于编码率R=1/2的情况,但增加了可传输的数据量。
同样,在图3中,提出了QPSK(正交相移键控)和16QAM(正交调幅)两种调制方法。如图4A和4B中所示,在QPSK调制中,编码数据的两位被映射到4个码元中的1个码元上(图4A),在16QAM中,编码数据的4位被映射到16个码元中的1个码元上(图4B)。如果假设可传输的码元速率是恒定的,16QAM实际上可传输的数据大于QPSK实际上可传输的数据。然而,与QPSK相比,在16QAM的情况下,由于码元间的距离变得较短,因而其噪声特性变得更差。
在图3中,分别将R=1/2和QPSK的组合、R=1/2和16QAM的组合和R=3/4和16QAM的组合定义为传输模式#0、#1和#2。因此,按数据传输量的关系为传输模式#0(R=1/2,QPSK)<传输模式#1(R=1/2,16QAM)<传输模式#2(R=3/4,16QAM)。另一方面,按抗噪声特性的关系为传输模式#0(R=1/2,QPSK)>传输模式#1(R=1/2,16QAM)>传输模式#2(R=3/4,16QAM)。
根据自适应编码调制法,如果噪声小而且传播路径好(即在终端接收质量好的情况下),通过选择数据传送量大的调制方法和编码率的组合(传输模式),就可能进行有效的数据传输。同样,如果噪声大而且传播路径差(即在终端接收质量差的情况下),通过选择抗噪声特性强的调制方法和编码率的组合,就可能抑制数据传输量并提高纠错性能。
如图5中的例子所示,模式判断部分6选择传输模式,在此模式中,由终端接收的用户数据的误码率等于或低于预定值。
换句话说,图5示出了上述三种传输模式模式#0(R=1/2,QPSK)、#1(R=1/2,16QAM)、#2(R=3/4,16QAM)中的每一种模式的接收质量(SIR)和用户数据误码率(FER:帧误差率)之间的关系。例如,模式判断部分6判断并选择与接收质量相关的传输模式,在此模式中,用户数据的误码率(FER)等于或低于10%。在此情况下,当接收质量等于或低于-8dB、高于-8dB和低于-4dB、和等于或高于-4dB之时,模式判断部分6就分别选择传输模式#0(R=1/2,QPSK)、#1(R=1/2,16QAM)和#2(R=3/4,16QAM)。
现在返回到图2,控制部分7将由模式判断部分6决定的传输模式传送给控制数据产生部分8和自适应编码调制部分13。
控制数据产生部分8产生包括由控制部分7提供的传输模式的控制数据,并将其提供给控制数据插入部分4。
控制数据插入部分4除了具有由控制数据产生部分8向其提供的控制数据之外,其还有从不同的基站上转发来的音频数据以及用于判断和控制用于将终端的控制从一个基站转移到另一个基站的越区转接的网络控制数据,和向其发送的类似数据。控制数据插入部分4将从控制数据产生部分8提供的控制数据插入到向其提供的音频数据和网络控制数据之中,并将这些数据提供给编码调制部分9。
编码调制部分9通过预定的方法对从控制数据插入部分4提供的信号执行编码调制过程,并向功率调节部分10发送作为结果而得到的调制信号。
在功率调节部分10,根据由功率控制位提取部分3所提供的功率控制位来决定通过图1中解释的下行链路控制信道的数据的传输功率。换句话说,如上所述,例如,功率控制位是1比特标志,并且功率调节部分10处理来自编码调制部分9的调制信号,以便如果功率控制位是1,就将下行链路控制信道中的传输功率按1dB增加,如果功率控制位是0,就将下行链路控制信道中的传输功率按1dB减少。因此,就提供了以最佳的功率将在下行链路控制信道中的数据传输到终端上的机制。此外,在这个下行链路控制信道中的信号总是以与图1中解释的下行链路数据信道相关的形式来传输的。
在此,在W-CDMA系统中,基站根据每个时隙从终端上发送的功率控制位来执行下行链路控制信道中的传输功率的如此控制。
将其中传输功率是在功率调节部分10上调节的调制信号提供给扩频部分11。
另一方面,将其中放有通过如图1所示的下行链路数据信道发送的用户数据的分组数据提供给自适应编码调制部分13。然后,自适应编码调制部分13根据编码率对分组数据进行编码,该编码率是由控制部分7提供的传输模式来表示的,并且自适应编码调制部分13进而根据由传输模式表示的调制方法来执行调制过程。自适应编码调制部分13向扩频部分11提供通过对分组数据进行编码和调制而得到的调制信号。
在此,图6是一个例子,它示出了自适应编码调制部分13的结构,在此,如图3所示,安排了3个传输模式#0到#2。
向开关21提供要输入到自适应编码调制部分13的分组数据。
然后,如果由控制部分7提供的传输模式是传输模式#0,开关21选择终端21a,而开关24选择终端24a。
终端21a与编码部分22a相连。因此,如果传输模式是#0,则由开关21向编码部分22a提供分组数据。编码部分22a按编码率R=1/2对向其提供的分组数据进行编码,由此增加了纠错编码,并向QPSK调制部分23a提供作为结果得到的编码数据。QPSK调制部分23a对来自编码部分22a的编码数据进行QPSK调制,并由此执行调制码元映射,并且将作为结果得到的调制信号提供给开关24的终端24a。如上所述,如果传输模式是#0,由于开关24已选择了终端24a,由QPSK调制部分23a输出的调制信号就通过开关24提供给了扩频部分11(图2)。
此外,如果由控制部分7提供的传输模式是传输模式#1,开关21选择终端21b,而开关24选择终端24b。终端21b与编码部分22b相连。因此,如果传输模式是#1,则由开关21向编码部分22b提供分组数据。编码部分22b按编码率R=1/2对向其提供的分组数据进行编码,并向16QAM调制部分23b提供作为结果得到的编码数据。16QAM调制部分23b对来自编码部分22b的编码数据进行16QAM调制,并且将作为结果得到的调制信号提供给开关24的终端24b。如上所述,如果传输模式是#1,由于开关24已选择了终端24b,由16QAM调制部分23b输出的调制信号就通过开关24提供给扩频部分11(图2)。
再者,如果由控制部分7提供的传输模式是传输模式#2,开关21选择终端21c,而开关24选择终端24c。终端21c与编码部分22c相连。因此,如果传输模式是#2,则由开关21向编码部分22c提供分组数据。编码部分22c按编码率R=3/4对向其提供的分组数据进行编码,并向16QAM调制部分23c提供作为结果得到的编码数据。16QAM调制部分23c对来自编码部分22c的编码数据进行16QAM调制,然后将作为结果得到的调制信号提供给开关24的终端24c。如果传输模式是#2,如上所述,由于开关24已选择了终端24c,由16QAM调制部分23c输出的调制信号就通过开关24提供给扩频部分11(图2)。
再回到图2,使用分离的扩频码,扩频部分11对由功率调节部分10提供的调制信号和由自适应编码调制部分13提供的调制信号进行扩频,并向发送/接收兼容设备1提供作为结果得到的扩频信号。发送/接收兼容设备1对来自扩频部分11的扩频信号进行必要的处理,并将它们当作无线电波从天线14发送到终端上去。
在这样发送的信号之中,由功率调节部分10提供的调制信号是在图1所示的下行链路控制信道中的信号,而由自适应编码调制部分13提供的调制信号是在图1所示的下行链路数据信道中的信号。
此外,如上所述,在下行链路数据信道中,用户数据是以分组数据的形式发送的。这样,在下文中只要认为是合适的地方,就将下行链路数据信道称之为分组信道。同样,如上所述,下行链路控制信道也是按照与下行链路数据信道(分组信道)相关联的方式来发送的。这样,在下文中只要认为是合适的地方,就将下行链路控制信道称之为关联信道。
例如,在此将其中发送用户数据并执行自适应编码调制的分组信道称之为HS-DSCH(高速下行链路共享信道)。同样地,将其中发送音频数据、网络控制数据和包括传输模式在内的控制数据的和在其上通过功率控制位进行传输功率控制的关联信道称之为DPCH(专用物理信道)。
下面,图7是一个例子,它示出传统的终端的结构,该终端利用自适应调制和编码率(自适应编码调制法)实现了通信系统。
终端(用户终端)包括发送/接收兼容设备31、反扩频部分32、关联信道接收质量估计部分33、功率控制位产生部分34、分组信道接收质量估计部分35、接收质量消息产生部分36、关联信道解调解码部分37、控制部分38、用户数据解调解码部分39、误差检验部分40、接收质量消息插入部分43、功率控制位插入部分44、扩频部分45、和天线47。
从基站发送的传输信号由天线47接收,并由发送/接收兼容设备31进行必要的处理之后提供给反扩频部分32。反扩频部分32对来自发送/接收兼容装置31上的信号进行反扩频,从而将其分离为分组信道信号和关联信道信号。然后,反扩频部分32向关联信道接收质量估计部分33和关联信道解调解码部分37提供关联信道信号。此外,反扩频部分32向分组信道接收质量估计部分35和用户数据解调解码部分39提供分组信道信号。
关联信道接收质量估计部分33估计来自关联信道上的时分多路复用导频信号的信噪比(SNR)。换句话说,例如,尽管在图2中未加解释,控制数据插入部分4是这样的部分,它将预定的导频信号当作为关联信道信号来进行时分多路复用。这样,就将该导频信号包含于关联信道信号之中。关联信道接收质量估计部分33利用包含在信号中的导频信号来估计由反扩频部分32提供的关联信道信号的信噪比,并向功率控制位产生部分34提供估计的信噪比,作为关联信道的接收质量。
如果关联信道的估计信噪比(关联信道的接收质量)要比关联信道的参照质量(即所要求的信噪比)更好,功率控制位产生部分34就向功率控制位插入部分44输出数值为零的功率控制位,如果情况相反,就输出数值为1的功率控制位。在此,在关联信道接收质量估计部分33上的信噪比的估计和在功率控制位产生部分34上的功率控制位的产生都是在每个时隙上执行的。在图2中的基站中,功率调节部分10根据功率控制位来控制关联信道信号的传输功率,以便终端总是能够按恒定的信噪比来接收关联信道信号。
关联信道解调解码部分37对由反扩频部分32提供的关联信道信号进行解调和解码,并分离音频数据、网络控制数据和控制数据。然后将这些数据提供给图中未示出的电路和控制部分38。
控制部分38检测有关调制方法的信息和放在控制数据中的编码率,该控制数据是由关联信道解调解码部分37提供的,并也提供给分组信道(即传输模式),然后,控制部分38进行用户数据解调解码部分39的模式设置(控制)。换句话说,如果传输模式为#0,控制部分38就控制用户数据解调解码部分39,以便对分组信道信号进行QPSK解调,并进而按照编码率R=1/2对其进行解码。同样地,如果传输模式为#1,控制部分38就控制用户数据解调解码部分39,以便让对分组信道信号进行16QAM解调,并进而按照编码率R=1/2对其进行解码。或者,如果传输模式为#2,控制部分38就控制用户数据解调解码部分39,以便对分组信道信号进行16QAM解调,并进而按照编码率R=3/4对其进行解码。
另一方面,分组信道接收质量估计部分35估计由反扩频部分32提供的分组信道信号的信噪比。在估计信噪比时,使用了在分组信道上时分多路复用的导频码元或与分组信道平行传输的导频信道码元。
换句话说,尽管在图2中未作解释,扩频部分11是这样的一个部分,它时分多路复用在由自适应编码调制部分13提供的调制信号上的预定的导频信号,然后进行扩频。这样,分组信道信号就包含了导频信号。扩频部分11也是这样的一个部分,它用扩频码对不同的导频信号进行扩频,该扩频码不同于由功率调节部分10或自适应编码调制部分13提供的调制信号扩频用的扩频码,并将其通过发送/接收兼容设备1和天线14,与分组信道或关联信道平行地发送。
分组信道接收质量估计部分35利用包含在分组信道信号中的导频信号或与分组信道信号平行发送的导频信号来估计由反扩频部分32提供的分组信道信号的信噪比,并向接收质量消息产生部分36提供估计的信噪比,作为分组信道的接收质量。
接收质量消息产生部分36产生预定消息格式的接收质量消息,该预定消息格式代表由分组信道接收质量估计部分35提供的分组信道的估计信噪比(分组信道的接收质量),并将此接收质量消息提供给接收质量消息插入部分43。
在此,为每一个帧都执行由分组信道接收质量估计部分35来估计分组信道SNR和由接收质量消息产生部分36来产生接收质量消息的步骤。
另一方面,用户数据解调解码部分39根据控制部分38的控制来解码和解调由反扩频部分32提供的分组信道信号,并向误差检验部分40提供作为结果得到的分组数据。此外,在对分组信道信号进行解码的同时,用户数据解调解码部分39利用包含在该信号中作为冗余位的纠错码,执行分组数据的误差校验。
例如,误差检验部分40利用循环冗余校验(CRC)来进行奇偶校验,并判断由用户数据解调解码部分39解码的分组数据中是否有错误存在。然后,如果在分组数据中没有错误,误差检验部分40输出ACK(确认),该ACK是指示正确地收到了分组数据的消息,如果在分组数据中有错误,误差检验部分40则输出NACK(否认),该NACK是指示未能正确地收到分组数据的消息。
此外,尽管在图7(它同样相似于后面的图20)中未示出,将由误差检验部分40输出的ACK/NACK信号提供给了扩频部分45,并传送给了基站。
如图1所示,由接收质量消息插入部分43对在上行链路控制信道信号中的由接收质量消息产生部分36提供的接收质量消息进行组帧,并将其提供给功率控制位插入部分44。功率控制位插入部分44对在由接收质量消息插入部分43提供的上行链路控制信道信号中的由功率控制位产生部分34提供的功率控制位进行组帧,并将其提供给扩频部分45。扩频部分45对来自功率控制位插入部分44的上行链路控制信道信号进行扩频,并将由此而得的扩频信号提供给发送/接收兼容设备31。发送/接收兼容设备31对来自扩频部分45的扩频信号进行必要的处理,并将其以无线电波的形式从天线47上发送出去。
此外,在终端上,按每个帧来发送接收质量消息,并且按每个时隙来发送功率控制位。
按照自适应编码调制方法,可以根据终端的接收条件(接收质量)来改变数据传输速度,从而能更为有效地将数据发送到终端侧。
顺便提一下,例如,在自适应编码调制方法中,作为移动台的终端向基站报告分组信道的接收质量的估计结果,并且基站根据报告值(由接收质量消息指示的接收质量)选择调制方法和编码方法的最佳组合。由于这个缘故,向基站报告的接收质量的准确度就显得很重要了。
然而,由于分组信道的接收质量的估计和报告以及基站上的消息接收有所延迟,因此有这样的实际情况:在基站已经解调接收质量消息时,终端上分组信道的实际接收质量与由接收质量消息所表示的接收质量之间有一些差别。
换句话说,如上所述,在终端上,分组信道的接收质量是在几帧的时间间隔内来估计的,并发送给基站。由于这个原因,从估计终端上接收质量的时间到在基站上识别出接收质量的时间之间,有相当于几个帧的时间滞后。因此,存在这样的情况:由基站识别的接收质量不同于终端上当前的接收质量。在此情况下,基站不能选择调制和编码方法的最佳组合,这样就可能降低系统的效率。
在接收传播路径特性迅速改变的情况下,这种现象表现得最为明显,例如,作为移动台的终端在高速下移动时的情况就是如此。
可以考虑这样的方法,在此方法中,将代表分组信道的接收质量的接收质量消息更频繁地从终端发送到基站上。但是,如果提高接收质量消息的发送频率,就要增加无线电资源的使用,进而也会增加终端上的功率消耗。
因此,为了节省无线电资源和更有效地进行系统操作,减缓(延长)接收质量报告的时间间隔是有效的。然而,由于延长了时间间隔,从估计接收质量的时间到报告值(接收质量消息)到达基站的时间之间的时延将会进一步增加,从而会在报告值和实际接收质量之间造成更大的差别。
发明内容
本发明是鉴于这样的情况提出来的,它使得改进系统的效率成为可能,换句话说,它能减少终端的功率消耗,并能根据音频数据和类似数据的关联信道的传输功率,准确地预测数据通信的分组信道的接收质量,从而节省天线电资源和类似的资源。
本发明的发送装置的特征在于,该装置包括传输功率转换,用于进行训练,以便获得关联信息,该关联信息将从用于接收数据的接收装置上发送的第一信道的接收质量和第二信道的传输功率联系起来,该传输功率转换还用于根据关联信息并利用第二信道的传输功率来获得第一信道的接收质量的预测值;传输控制装置,用于根据第一信道的接收质量的预测值来控制通过第一信道的数据传输。
本发明的传输控制方法的特征在于,其包括如下步骤:训练步骤,用于进行训练,以便获得关联信息,该关联信息它将从用于接收数据的接收装置上发送的第一信道的接收质量和第二信道的传输功率联系起来;预测步骤,用于根据关联信息并使用第二信道的传输功率来计算第一信道的接收质量的预测值;发送控制步骤,用于根据第一信道的接收质量的预测值来控制通过第一信道的数据传输。
本发明的第一程序的特征在于,其包括如下步骤:训练步骤,用于进行训练,以便获得关联信息,该关联信息将从用于接收数据的接收装置上发送的第一信道的接收质量和第二信道的传输功率联系起来;预测步骤,用于根据关联信息并用第二信道的传输功率来计算第一信道接收质量的预测值;发送控制步骤,用于根据第一信道接收质量的预测值来控制通过第一信道的数据传输。
本发明的接收装置的特征在于,该接收装置包括如下装置:接收质量传输控制装置,用于从由发送装置上发送的第二信道数据中提取用于控制第一信道的接收质量的传输传输控制信息,并且根据传输控制信息来控制第一信道的接收质量的传输。
本发明的接收控制方法的特征在于,其包括如下步骤:提取步骤,用于从由发送装置上发送的第二信道数据中提取用于控制第一信道的接收质量的传输传输控制信息;和传输控制步骤,用于根据传输控制信息来控制第一信道的接收质量的传输。
本发明的第二程序的特征在于,其包括如下步骤:提取步骤,用于从由发送装置上发送的第二信道数据中提取用于控制第一信道的接收质量的传输传输控制信息;和传输控制步骤,用于根据传输控制信息来控制第一信道的接收质量的传输。
本发明的通信系统的特征在于,发送装置具有传输功率转换装置,用于进行训练,以便获得关联信息,该关联信息将从接收装置上发送的第一信道的接收质量和第二信道的传送功率联系起来,该传输功率转换装置还用于根据关联信息并使用第二信道的传输功率来获得第一信道接收质量的预测值;数据传输控制装置,用于根据第一信道的接收质量的预测值来控制通过第一信道的数据传输;传输控制信息的发送装置,用于将传输控制信息发送到接收装置上,该传输控制信息利用接收装置并通过第二信道来控制第一信道接收质量的传输,在此接收装置上有接收质量传输控制装置,用于从由发送装置上发送的第二信道的数据中提取传输控制信息,并根据传输控制信息来控制第一信道的接收质量的传输。
在本发明的传输装置、传输控制方法和第一程序中,执行用于获得关联信息的训练,该关联信息把从用于接收数据的接收装置上发送的第一信道的接收质量和第二信道的传送功率联系了起来。根据该关联信息,使用第二信道的传输功率来计算第一信道的接收质量的预测值。然后,根据第一信道的接收质量的预测值来控制通过第一信道的数据传输。
在本发明的接收装置、接收控制方法和第二程序中,从由发送装置发送的第二信道的数据中提取传输控制信息,该信息控制第一信道的接收质量的传输。根据此传输控制信息来控制第一信道接收质量的传输。
在本发明的通信系统中,执行用于获得关联信息的训练,该关联信息把从用于接收数据的接收装置上发送的第一信道的接收质量和第二信道的传送功率联系起来。根据此关联信息,在发送装置上,通过使用第二信道传输功率来计算出第一信道的接收质量的预测值。然后,根据第一信道的接收质量的预测值来控制通过第一信道的数据传输,但另一方面,利用接收装置来控制第一信道的接收质量传输的传输控制信息通过第二信道发送给接收装置。在此接收装置中,从由发送装置发送的第二信道的数据中提取传输控制信息。根据此传输控制信息来控制第一信道的接收质量的传输。
附图说明
图1是解释传统的的数据传输的视图;
图2是示出传统基站的例子的结构的视图;
图3是解释传输模式的视图;
图4A是示出利用QPSK调制方法的数据映射的视图;
图4B是示出利用16QAM调制方法的数据映射的视图;
图5是示出接收质量和误码率之间的关系的视图;
图6是示出自适应编码调制部分13的结构例子的方块图;
图7是示出了传统终端的例子的结构的视图;
图8是示出应用本发明的通信系统的实施例的结构例子的方块图;
图9是示出基站101的结构例子的方块图;
图10是解释了基站101上的流程的流程图;
图11是解释了训练模式的流程的流程图;
图12是解释了关联信道的功率控制的视图;
图13A是示出传播性能的视图;
图13B是示出关联信道的传输功率的视图;
图13C是示出关联信道的接收质量的视图;
图14A是示出分组信道的传输功率的视图;
图14B是示出传播特性的视图;
图14C是示出分组信道的接收质量的视图;
图15是示出关联信道的传输功率和分组信道的接收质量的视图;
图16是解释正常模式的流程的流程图;
图17是解释了基站101上流程的另一个实施例的流程图;
图18是解释了设置接收质量消息的发送周期的流程的流程图;
图19是显示接收质量消息的发送周期变长的视图;
图20是示出终端102的结构例子的方块图;
图21是解释终端102上的流程的流程图;
图22是解释终端102上的流程的流程图;
图23是解释终端102上的流程的流程图;
图24是示出应用本发明的计算机的实施例的结构例子的方块图。
具体实施方式
图8显示应用本发明的通信系统的实施例的结构例子(在此系统中逻辑地集结了多个装置,而不管每个组成装置是否以单个物体的形式存在)。
图8中的通信系统包括基站101和终端102,例如,手提电话或类似的装置。该通信系统是这样的系统,在此系统中,在基站101和终端102之间通过无线电通信进行数据交换。
此外,在图8的实施例中,虽然仅示出了基站101和终端102,然而,该通信系统可以包括多个基站和终端。
图9示出了图8中基站101的结构例子。此外,对于与图2中的情况相应的部分,给出了相同的符号。并且在下文中只要在认为合适的地方,就不再解释了。
在图9中,基站101包括发送/接收兼容设备1、反扩频部分2、功率控制位提取部分3、接收质量消息提取部分5、模式判断部分6、控制部分7、编码调制部分9、功率调节部分10、扩频部分11、自适应编码调制部分13、传输功率转换部分111、多路复用器112、控制数据产生部分113、和控制数据插入部分114和115。
除了传输功率转换部分111、多路复用器112和控制数据产生部分113是新近提供的外,图9中的基站101的设计基本上与图2中的基站相似,其中控制数据插入部分114和115用来代替控制数据插入部分4。
由接收质量消息提取部分5向传输功率转换部分111提供接收质量消息,并从功率调节部分10向传输功率转换部分111提供关联信道的传输功率(绝对传输功率)。传输功率转换部分111进行训练,以便获得作为关联信息的参数,该关联信息把由接收质量消息提取部分5提供的接收质量消息来代表的分组信道的接收质量y[n]和由功率调节部分10提供的关联信道的传输功率x[n]联系起来。
在此,将由从接收质量消息提取部分5提取出来的接收质量消息代表的接收质量当作为参照,分组信道的接收质量y[n]就表示由从作为参照的接收质量消息中提取出来的第n+1个接收质量消息代表的接收质量。同样关联信道的传输功率x[n]则表示在获得分组信道的接收质量y[n]时的关联信道的传输功率。
一旦通过训练得到将接收质量y[n]和传输功率x[n]联系起来的参数后,利用由功率调节部分10提供的关联信道的传输功率,传输功率转换部分111就能根据这个参数得到分组信道的接收质量的预测值y’[n],并将其提供给多路复用器112。
此外,传输功率转换部分111控制多路复用器112和控制数据产生部分113。
除了有由传输功率转换部分111提供的接收质量预测值y’[n]之外,接收质量消息提取部分5还将接收质量消息提供到多路复用器112上。然后,在传输功率转换部分111的控制下,多路复用器112或者选择由传输功率转换部分111提供的接收质量的预测值y’[n],或者选择由接收质量消息提取部分5提供的接收质量消息,并将其送到模式判断部分6中。
这样,在图9中的基站101中,模式判断部分6或者根据接收质量的估计值y’[n],或者根据由接收质量消息表示的接收质量来确定传输模式。控制部分7再根据此传输模式来控制自适应编码调制部分13中的分组数据的编码率和调制方法。
换句话说,在图9的实施例中,分组数据的编码率和调制方法是根据由从终端102上发送的接收质量消息代表的接收质量和由传输功率转换部分111获得的接收质量的预测值来控制的。
控制数据产生部分113根据传输功率转换部分111的控制来产生作为用于控制经由终端102接收质量消息的传输的传输控制信息的控制数据,并将其提供给控制数据插入部分114。
在此,传输控制信息是开始/停止信息,其通过终端102来指示开始或停止接收质量消息的传输,也可以是发送频率信息,其通过终端102来指令接收质量消息的发送频率。然而,如果现在假设发送频率信息指示的是接收质量消息的发送周期,那么,当发送周期是有限值时,就发送接收质量消息;当发送周期是无限值时,就不发送接收质量消息。这样,就可以说,发送频率信息是包含开始/停止信息在内的信息。
除了作为由控制数据产生部分113提供的控制数据的传输控制信息之外,还向控制数据插入部分114提供从其它基站转发的音频数据和网络控制数据和类似的数据,该网络控制数据是判断和控制用于将终端102的控制从基站101转发到另一个基站上,或者从另一个基站转发到基站101上的越区切换用的。控制数据插入部分114将由控制数据产生部分113提供的控制数据插入到向其发送的音频数据和网络控制数据中,并将其提供给控制数据插入部分115。
除了来自控制数据插入部分114的输出数据外,作为由控制数据产生部分8输出的控制数据的传输模式也提供给控制数据插入部分115。然后,控制数据插入部分115将由控制数据产生部分8提供的控制数据插入到由控制数据插入部分114提供的数据中,并将其输出。
将控制数据插入部分115输出的数据提供给编码调制部分9,然后,如上面图2中所述的情况那样,将其作为关联信道信号发送出去。这样,作为由控制数据产生部分113产生的控制数据的传输控制信息就作为关联信道信号被发送到终端102上。
在如此构建的基站101中,进行了下面的流程:
1.根据训练模式和正常模式在基站101执行数据的发送和接收。在此,训练模式是操作模式,用于获得(学习)参数,以便降低在基站101得到的分组信道的接收质量的预测值中的预测误差。在本实施例中,尽管假设每当训练模式进入调用时就输入训练模式,但是训练模式并不仅限于此,可以定期地执行训练模式的流程,以得到用于降低预测误差的参数。如果有可能进入预测误差微小增长的情况,只要执行一次训练模式流程就行了。正常模式是指完成训练后的正规通信状态(在此状态下,根据训练模式中得到的参数取得分组信道接收质量的预测值,并根据该预测值来确定传输模式)。
2.控制多路复用器112,以便在训练模式期间从接收质量消息提取部分5中选择输出,或者在正常模式期间从传输功率转换部分111中选择输出。根据标志(信息)来进行选择控制,该标志指示从传输功率转换部分111输入到多路复用器112中的当前操作模式是训练模式还是正常模式。该标志也从传输功率转换部分111输入到控制数据产生部分113中。根据来自传输功率转换部分111的标志,控制数据产生部分113产生作为控制数据的传输控制信息,并通过控制数据插入部分114和115、编码调制部分9、功率调节部分10、扩频部分11、发送/接收兼容设备1和天线14,将此传输控制信息发送到终端102上。因此,传输控制信息连同音频数据、提供给控制数据插入部分114的网络控制数据、以及作为从控制数据产生部分8提供给控制数据插入部分115的控制数据的传输模式一起,都发送到终端102。
3.在训练模式期间,传输功率转换部分111从功率调节部分10上接收关联信道的绝对传输功率值x[n],并从接收质量消息提取部分5上接收分组信道接收质量值y[n]。在下面将要解释的图15中,示出了关于关联信道的绝对传输功率值x[n]和分组信道接收质量值y[n]的例子。关联信道的绝对传输功率值x[n]取决于设在终端102侧的关联信道参考质量(即终端102所要求的、作为关联信道的接收质量的值)。当用H[t]来代表无线电传播路径的传播特性时,x[n]就呈现出与H[t]相反的特性,这正如下面图13A、图13B、图13C以及图14A、图14B、图14C中将要描述的那样。此外,对于每次调用,终端102侧的关联信道参考质量都是不同的。如果关联信道参考质量按相当于k[dB]的量增加,基站101中的关联信道的绝对传输功率值x[n]也会相应地按相当于k[dB]的量增加。
4.传输功率转换部分111根据一组收到的关联信道传输功率x[n]的样值((x[0],y[0]),(x[1],y[1]),…,(x[N-1],y[N-1]))和分组信道的接收质量y[n]来进行训练,以产生方程(1)的转换方程,后面将对其加以解释,该方程将关联信道的传输功率和分组信道的接收质量联系起来。这些样值包括训练模式期间由基站101决定的关联信道的传输功率值和由终端102报告(反馈)的分组信道的接收质量值。对于(高速)分组信道的传输功率的无线传播路径特性而言,样值y[n]是作为脉冲响应给出的,其外形将在下面图14A、图14B、图14C中加以解释。此后,凡是在适合的地方,在训练中使用的关联信道的传输功率的样值和分组信道的接收质量值的样值都将被称之为训练样值。
5.例如,在收集训练样值的N个预定样值之后,或是在下面将加以解释的平方误差变得低于预定阈值时的某个点上,传输功率转换部分111将终止训练。然后,传输功率转换部分111将操作模式从训练模式转移到正常模式。
6.在完成训练之后,传输功率转换部分111根据方程(1)(或如下所述的一个对应于方程(1)的表)从功率调节部分110的输出中得到分组信道接收质量的预测值(y’),并向多路复用器112输出这个预测值。与此同时,控制多路复用器112,以便选择来自传输功率转换部分111的输出。
7.一旦完成了训练,传输功率转换部分111就向控制数据产生部分113输出作为标志的事实。该标志指示接收质量消息y的传输或发送周期的传输的必要性和不必要性,即,该发送周期就是根据平方误差和下面将要解释的类似误差来考虑的发送周期的长度。
8.一旦控制数据产生部分113收到已完成训练的事实,它就产生传输控制信息,该传输控制信息用于让终端102停止发送接收质量消息的消息,并将此传输控制信息提供给控制数据插入部分114。控制数据插入部分114将此传输控制信息插入到关联信道中。然后将传输控制信息传送到上述的终端102上。
9.如果需要再次训练,例如,根据在预定的周期内发送的接收质量消息来判断,如果断定在分组信道的接收质量的预测值中的预测误差高于预定的阈值,或者是从终端102频繁发送否认(NACK)消息的情况下,控制数据产生部分113就产生传输控制信息,该传输控制信息让终端102起动接收质量消息传输的消息,并由控制数据插入部分114将其插入到关联信道中加以传输。
10.此外,尽管在上述过程中只定义了接收质量消息传输的ON/OFF(开/关)状态,但是,仍然可能改变在训练模式或正常模式期间终端102的接收质量消息的发送频率。传输功率转换部分111由方程(1)(或表)得出分组信道接收质量的预测值,然后按照分组信道的接收质量值输入训练模式并更新方程(1)(或表),该接收质量值是由偶尔发送的接收质量消息来表示的。此外,在此情况下,控制数据产生部分113产生传输控制信息,该传输控制信息是规定了接收质量消息的发送周期(图19)的消息。在下面将要解释的图19中,示出了如何控制从终端102向基站101发送接收质量消息的周期,以便随着平方误差趋于稳定(接近于0)而逐渐延长这个周期。在训练周期结束时,它就变成为正常模式,并且分组信道的接收质量值基本上是按照关联信道的传输功率来预测的。
下面,将参考流程图10来进一步解释图9中基站101上的流程。
在基站101中建立对终端102的调用时,首先,在步骤S1中,传输功率转换部分111将操作模式设置为训练模式,并向多路复用器112提供代表此事实的标志,然后进行步骤S2。
在此,在建立了对基站101的调用之后,终端102便像图7中的传统终端那样,立即按帧周期发送接收质量消息。这样,在建立了对终端102的调用并在训练模式下操作的基站102上,就能接收从终端102上按帧周期发送的接收质量消息。
在步骤S2中,等待从终端上发送的上行链路控制信道信号的传输,并接收此信号。
换句话说,从终端上发送的上行链路控制信道信号由天线14接收,并通过发送/接收兼容设备1和反扩频部分2提供给功率控制位提取部分3。
然后进行步骤S3,在此,功率控制位提取部分3判断当前的定时是否是时隙周期(slot period)的定时。在步骤S3中,如果断定当前的定时是时隙周期的定时,就进行步骤S4。功率控制位提取部分3从由扩频部分2提供的上行链路控制信道信号中,提取按时隙周期的定时发送的功率控制位,并将其提供给功率调节部分10,同时也将上行链路控制信道信号提供给接收质量消息提取部分5。然后进行步骤S5。
在步骤S5中,功率调节部分10根据由功率控制位提取部分3提供的功率控制位来改变关联信道的传输功率,以使其与当前的传输功率相比按1dB变高或变低,并将此改变了的传输功率x[n]提供给传输功率转换部分111。然后进行步骤S6。
另一方面,在步骤S3中,如果断定当前的定时不是时隙周期的定时,就跳过步骤S4和S5而执行步骤S6,并由接收质量消息提取部分5来判断当前的定时是否是帧周期的定时。
在步骤S6中,如果断定当前的定时不是帧周期的定时,就回到步骤S2,然后重复类似的流程。
此外,在步骤S6中,如果断定当前的定时是帧周期的定时,这就是说,如果当前的定时是帧周期的定时,而且假设接收质量消息是在此定时上发送的,那就执行步骤S7。由传输功率转换部分111判断当前的操作模式是训练模式或正常模式中的哪一个。
在步骤S7中,如果断定当前的操作模式是训练模式,那就进行步骤S8。执行下述的训练模式流程。然后进行步骤S9。
在步骤S9中,由传输功率转换部分111判断训练模式终止事件是否已经发生了,该事件是要终止训练模式和执行向正常模式的转移的事件。
例如,在此情况下,可将如下事实当作为训练模式终止事件:将训练样值中的N个预定样值收集到了一起;或者将下面要加以描述的平方误差变得低于预定的阈值。
在步骤S9中,如果断定没有发生训练模式终止事件,就利用保留在训练模式中的操作模式回到步骤2。然后重复类似的流程。
此外,在步骤S9中,如果断定发生了训练模式终止事件,就进行步骤S10。通过控制控制数据产生部分113,传输功率转换部分111产生传输控制信息,该传输控制信息指示停止从终端102传输接收质量消息(例如,传输控制信息指示让发送周期变为无限大)。然后进行步骤S11。
在步骤S11中,通过控制数据插入部分114和115、编码调制部分9、功率调节部分10、扩频部分11、发送/接收兼容设备1和天线14,并利用关联信道将在步骤S10中产生的传输控制信息从控制数据产生部分113传送到终端102上。然后进行步骤S12。在步骤S12中,传输功率转换部分111将操作模式从训练模式转换(改变)为正常模式。然后回到步骤S2,并重复类似的流程。
如上所述,在步骤S11中,由于发送传输控制信息,该传输控制信息指示停止接收质量消息的传输,其后,直到在下面将要描述的步骤S16中基站101向终端102发送指示开始接收质量消息传输的传输控制信息,终端102停止接收质量消息的传输。这样,才有可能减少终端102上的功率消耗,并节省用于传输接收质量消息的无线电资源。
另一方面,在步骤S7中,如果断定当前的操作模式是正常模式,就进行步骤S13,以执行将在下面描述的正常模式流程。然后进行步骤S14。
在步骤S14中,由传输功率转换部分111判断训练模式转移事件是否已经发生了,该训练模式转移事件是要终止正常模式并执行向训练模式的转移的事件。
例如,如上所述,可将如下事实当作为训练模式的转移事件:断定接收质量的预测值的平方误差高于预定的阈值,或者从终端102上频繁地发送否认(NACK)消息。
在步骤S14中,如果断定没有发生训练模式的转移事件,就利用保留在正常模式中的操作模式回到步骤S2,然后重复类似的工作流程。
同样,在步骤S14中,如果断定已经发生训练模式的转移事件,就进行步骤S15。通过控制控制数据产生部分113,传输功率转换部分111产生传输控制信息,该传输控制信息指示开始从终端102上发送接收质量消息(例如,传输控制信息指定按帧来定义发送周期)。然后进行步骤S16。
在步骤S16中,通过控制数据插入部分114和115、编码调制部分9、功率调节部分10、扩频部分11、发送/接收兼容设备1和天线14,并利用关联信道将在步骤S15中产生的传输控制信息从控制数据产生部分113传送到终端102上。然后进行步骤S17。换句话说,如果操作模式从上述步骤S12中的训练模式转换为正常模式,在前面的步骤S11中,指示停止传输接收质量消息的传输控制信息就会被发送到终端102上。因此,在正常模式期间,终端102就会停止接收质量消息的传输。
另一方面,在随后的步骤S17中,如果将操作模式从正常模式转换到训练模式,由于在训练模式中接收质量消息变成为必要的消息,正如将在下面加以描述的,在步骤S16中,就将指示开始接收质量消息的传输的传输控制信息传送到终端102上。因而,在训练模式期间,终端102就像在传统的情况下一样,按帧周期进行接收质量消息的传输。
在步骤S17中,传输功率转换部分111将操作模式从正常模式转换(改变)为训练模式。然后回到步骤S2。并重复类似的流程。
此外,例如在断开基站101和终端102之间的呼叫时,就结束图10(以及下面将要描述的图17)中示出的流程图上的流程。
下面,将参考图11的流程图来解释图10所示的步骤S8中的训练模式的流程。
在训练模式流程中,接收质量消息提取部分5首先在步骤S21中,从由功率控制位提取部分3提供的上行链路控制信道信号中提取代表分组信道的接收质量的接收质量消息,并将其提供给传输功率转换部分111和多路复用器112。
换句话说,如图10的步骤S14到S17所示,当把操作模式设置为训练模式时,就发送指示开始发送接收质量消息的传输控制信息。因此,在训练模式期间,接收质量消息是从终端102发送到基站101上的,但是,接收质量消息提取部分5提取从终端102上发送的接收质量消息,并将其提供给传输功率转换部分111和多路复用器112。
当传输功率转换部分111从接收质量消息提取部分5上收到接收质量消息时,就进行步骤S22。传输功率转换部分111使用由接收质量消息代表的分组信道的接收质量y[n]和由功率调节部分10输出的关联信道的传输功率x[n]来进行预测方程的训练(学习),该预测方程计算分组信道的接收质量的预测值y’[n]。
如图12所示,从基站101到终端102上,至少发送了分组信道(HS-DSCH)和关联信道(DPCH)的信号。然而,就这两个信道的关联信道而言,终端102产生请求增加或减少传输功率的功率控制位,并将其发送到基站101上。然后,基站101根据该功率控制位调节关联信道的传输功率,以便使终端102中的关联信道的接收质量最终变得稳定。
换句话说,如果假设t代表时间,而无线电波的传播路径特性H[t]是,例如,如图13A所示,基站101就会控制(调节)关联信道的传输功率,以使其具有与传播路径特性H[t]相反的特性。从而使终端102上关联信道的接收质量得以保持恒定,如图13C所示。
换句话说,对分组信道而言,基站101并不进行像对关联信道那样的传输功率控制。例如,如图14A所示,它以恒定的传输功率进行传输。因此,如果假设无线电波的传播特性H[t]如同图13A是一样的图14B所示,终端102上的分组信道的接收质量,如图14C所示,就会直接受到传播特性H[t]的影响。
这样,如图13B所示,由于关联信道的传输功率变成为与传播特性H[t]相反的特性,并且如图14C所示,在终端102上的分组信道的接收质量直接受到传播特性H[t]的影响,这样,就把关联信道的传输功率和分组信道的接收质量联系了起来,使得它们具有所描述的互补关系。
这样,就可将关联信道的传输功率映射到与此传输功率相关的分组信道的接收质量上。通过这个映射,从关联信道的传输功率来预测分组信道的接收质量是可能的。
这样,就可利用关联信道的传输功率x[n]并根据下列的线性表达式来计算分组信道接收质量的预测值y’[n]。下面作为预测方程的线性表达式是由参数a和b定义的:
y’[n]=ax[n]+b                  (1)
如果用e[n]来代表由方程(1)的预测方程计算出来的接收质量的预测值y’[n]的预测误差,则可用方程(2)来表示该预测误差e[n]。
e[n]=y[n]-y’[n]                (2)
由于很难决定使方程(2)的预测误差e[n]总是为零的参数a和b,所以要决定把使作为由方程(2)的预测误差e[n]计算出来的统计误差(误差度量)平方误差减至最小的参数a和b。
现在,如果用E来表示方程(2)中预测误差e[n]的平方误差,就可以通过方程(3)来表达平方误差E。
E = Σ n = 0 N - 1 { e [ n ] } 2 - - - ( 3 )
此外,在方程(3)中,将关联信道的传输功率x[n]和分组信道的接收质量y[n]的N个样值的集合((x[0],y[0]),(x[1],y[1]),……,(x[N-1],y[N-1]))用作训练样值。
当把方程(2)代入方程(3)中时,就得到了方程(4)。
E = Σ N = 0 N - 1 ( y [ n ] - y ′ [ n ] ) 2 - - - ( 4 )
此外,在把方程(1)代入方程(4)中时,就得到了方程(5)。
E = Σ n = 0 N - 1 ( y [ n ] - ( ax [ n ] + b ) ) 2 - - - ( 5 )
将方程(5)对每个参数a和b进行偏微分,就得到了方程(6)和(7)。
∂ E ∂ a = - 2 Σ n = 0 N - 1 x [ n ] ( y [ n ] - ( ax [ n ] + b ) ) - - - ( 6 )
∂ E ∂ a = - 2 Σ n = 0 N - 1 ( y [ n ] - ( ax [ n ] + b ) ) - - - ( 7 )
由使得方程(6)和(7)的右边为零的参数a和b给出了方程(3)的平方误差E的最小值。这样,如果将方程(6)和(7)的右边设置为零,就能分别从方程(6)和(7)中得到方程(8)和(9)。
N Σ n = 0 N - 1 x [ n ] y [ n ] = Nb Σ n = 0 N - 1 x [ n ] + Na Σ n = 0 N - 1 { x [ n ] } 2 - - - ( 8 )
Nb = Σ n = 0 N - 1 y [ n ] - a Σ n = 0 N - 1 x [ n ] - - - ( 9 )
将方程(9)代入方程(8),就可以由方程(10)来决定使平方误差E减至最小的参数a。
a = N Σ n = 0 N - 1 x [ n ] y [ n ] - Σ n = 0 N - 1 x [ n ] Σ n = 0 N - 1 y [ n ] N Σ n = 0 N - 1 { x [ n ] } 2 - { Σ n = 0 N - 1 x [ n ] } 2 - - - ( 10 )
此外,从(9)和(10)中,可用方程(11)计算出使平方误差E减至最小的参数b。
b = Σ n = 0 N - 1 y [ n ] - a Σ n = 0 N - 1 x [ n ] N - - - ( 11 )
在图11的步骤S22中,通过使用分组信道的接收质量y[n]和关联信道的传输功率x[n]来计算方程(10)和(11),传输功率转换部分111进行训练,以决定定义方程(1)的预测方程的参数a和b。然后进行步骤S23。
在此,方程(1)的x[n]是关联信道的绝对传输功率,其取决于通过关联信道传输的数据,即,提供服务的QoS(服务质量)、物理信道的处理增益和接收器(终端102)的特性。然而,考虑到上面所述,有可能根据方程(1)将关联信道的绝对传输功率和分组信道的接收质量联系起来(映射)。
在此,尽管分组信道的接收质量的预测值y’[n]是用方程(1)的线性表达式计算出来的,但是该预测值也能用二次或更高次表达式的方程来计算。此外,尽管关联信道的绝对传输功率x[n]是用于计算分组信道的接收质量的预测值y’[n]的,但是,该预测值y’[n]也能使用关联信道传输功率和类似数据中的变化来计算。
换句话说,如果用SIRprv来代表由先前的从终端102上发送的接收质量消息表示的接收质量和用Δx[n]来代表由在从收到该接收质量消息到目前为止的一段时间内接收的功率控制位引起的关联信道传输功率的变化,就可用下列方程(12)来预测分组信道的接收质量的预测值y’[n]。
y’[n]=aΔx[n]+b+SIRprv                (12)
在步骤S23中,传输功率转换部分111控制多路复用器112,以便选择接收质量消息提取部分5的输出,并将其提供给模式判断部分6。因而,可以通过多路复用器112将由接收质量消息提取部分5输出的接收质量消息提供给模式判断部分6。
然后进行步骤S24。模式判断部分6根据由从多路复用器112提供的接收质量消息表示的接收质量来决定在自适应编码调制部分13中的编码率和调制方法(传输模式),并将其提供给控制部分7。然后进行步骤S25。
在步骤S25中,控制部分7向控制数据产生部分8提供由模式判断部分6供给的传输模式,并且控制数据产生部分8产生包括该传输模式在内的控制数据。该控制数据通过控制数据插入部分115、编码调制部分9、功率调节部分10、扩频部分11和发送/接收兼容设备1,从控制数据产生部分8提供到天线14上,并作为关联信道信号从天线14上发送出去。
随后,执行步骤S26。按照模式判断部分6决定的传输模式来发送其中安排了提交给终端102的用户数据的分组数据并返回。
换句话说,在步骤S26中,发送给终端102的用户数据是按分组的方式来安排的,并作为分组数据发送给自适应编码调制部分13。然后,控制部分7控制自适应编码调制部分13,以便按照模式判断部分6决定的传输模式来编码和调制发送给终端102的分组数据。自适应编码调制部分13根据控制部分7的控制,编码和调制提供给它的并准备发往终端102的分组数据,并将其提供给扩频部分11。然后,在扩频部分11和发送/接收兼容设备1中进行与图2中的情况类似的流程。其结果是,作为分组信道信号的分组数据从天线14被发送到终端102上。
此外,在图11的步骤S22中,在参数a和b的训练过程内,只要使用关联信道的传输功率x[n]和由在最近的训练模式期内得到的接收质量消息代表的接收质量y[n]来计算方程(10)和(11),就能得到新的参数a和b。用新的参数a和b来更新在前面进行训练中所得到的参数a和b。然而,使用关联信道的传输功率x[n]和由在过去的训练模式期内得到的接收质量消息代表的接收质量y[n]也能进行参数a和b的更新。
换句话说,在参数a和b训练中,通过使用所有的关联信道的传输功率x[n]和由在直到当时为止的训练期内得到的接收质量消息代表的接收质量y[n]来计算方程(10)和(11),也能得到新的参数a和b。利用此新的参数a和b,也能更新在以前进行训练中得到的参数a和b。
下面将要参照图16中的流程图来解释图10所示的步骤S13中的正常模式流程。
在正常模式流程中,首先在步骤S31中,传输功率转换部分111使用由功率调节部分10输出的关联信道的传输功率x[n]来计算在终端102上的分组信道接收质量的预测值y’[n]。
换句话说,如图10所解释的那样,在正常模式期间,终端102停止接收质量消息的传输。这样,基站101就不能识别在终端102上的、来自接收质量消息的接收质量。如在步骤S31中所示的那样,传输功率转换部分111根据由通过在图11的步骤S22中的、最近进行的训练而得到的最新的参数a和b定义的方程(1),并利用关联信道的传输功率X[n],来计算分组信道的接收质量的预测值y’[n]。
然后,传输功率转换部分111将此接收质量的预测值y’[n]提供给多路复用器112。然后从步骤S31进行到S32。
在此,如上所述,由参数a和b定义的方程(1)最大限度地减小了通过方程(1)得到的分组信道的接收质量的预测值y’[n]的预测误差的平方误差E。这样,就能准确地预测分组信道的接收质量。
此外,在步骤S31中,可以不用计算方程(1)而用表来获得接收质量的预测值。换句话说,将关联信道的传输功率的多个代表值代入到方程(1)中,并计算分组信道的接收质量的预测值的代表值。此外,还准备了一个表,该表将关联信道传输功率的代表值与分组信道的接收质量的预测值的代表值联系起来。在步骤S31中,通过参照此表,可以得到与关联信道的传输功率x[n]相关联的接收质量的预测值y’[n]。
在步骤S32中,传输功率转换部分111控制多路复用器112,以便选择传输功率转换部分111的输出,并将其提供给模式判断部分6。其结果是,在传输功率转换部分111上计算出的接收质量的预测值通过多路复用器112提供给了模式判断部分6。
然后进行步骤S33。模式判断部分6根据由多路复用器112提供的接收质量的预测值来决定编码率和在自适应编码调制部分13中的调制方法(传输模式),并将其提供给控制部分7。然后进行步骤S34。
在步骤S34中,控制部分7向控制数据产生部分8提供由模式判断部分6供给的传输模式,并且控制数据产生部分8产生包括该传输模式在内的控制数据。该控制数据通过控制数据插入部分115、编码调制部分9、功率调节部分10、扩频部分11和发送/接收兼容设备1,从控制数据产生部分8提供给天线14,并作为关联信道信号从天线14上发送出去。
此后,进行步骤S35。按照模式判断部分6决定的传输模式来发送其中安排了提交给终端102的用户数据的分组数据并返回。
换句话说,在步骤S35中,发送给终端102的用户数据是按分组的方式来安排的,并作为分组数据发送给自适应编码调制部分13。然后,控制部分7控制自适应编码调制部分13,以便按照模式判断部分6决定的传输模式来编码和调制发送给终端102的分组数据。自适应编码调制部分13根据控制部分7的控制,编码和调制向其提供的、准备发往终端102的分组数据,并将其提供给扩频部分11。此后,在扩频部分11和发送/接收兼容设备1中进行与图2所示情况类似的流程。其结果是,从天线14上将分组数据作为分组信道信号发送到终端102上。
下面,在图10至图16所示的基站101上的流程中,训练模式和正常模式被当作为操作模式来提供,并在每次操作模式变为训练模式时,更新方程(1)的参数a和b。然而,如果能够识别关联信道的接收质量消息和传输功率的话,由于能对参数a和b进行训练,因而就可能用从终端102上发送的接收质量消息的每个接收来更新参数a和b,而不用提供如像训练模式和正常模式这样的操作模式。
此外,在图10至图16所示的基站101上的流程中,在训练模式期内,将指示启动接收质量消息的传输的传输控制信息发送到终端102上,从而能像通常所做的那样,按帧周期来进行接收质量消息的发送。如果在正常模式期内,将指示停止接收质量消息的传输的传输控制信息发送到终端102上,就会停止接收质量消息的传输。然而,对从终端102上发送的接收质量消息而言,传输控制信息不仅能控制其发送或不发送,而且还可能控制其发送频率。
参照图17解释了基站101上流程的另一个实施例。
在基站101上,当在终端102之间建立了呼叫时,首先在步骤S41中,等待来自终端的上行链路控制信道信号的传送,并接收上行链路控制信道信号。
换句话说,由天线14来接收从终端上发送的上行链路控制信道信号,并通过发送/接收兼容设备1和反扩频部分2将此信号提供给功率控制位提取部分3。
然后进行步骤S42。功率控制位提取部分3判断当前的定时是否是时隙周期定时。在步骤S42中,如果断定当前的定时是时隙周期定时,就进行步骤S43。功率控制位提取部分3从由扩频部分2提供的上行链路控制信道信号中提取按时隙周期的定时发送的功率控制位,并将其提供给功率调节部分10,同时也将上行链路控制信道信号提供给接收质量消息提取部分5。然后进行步骤S44。
在步骤S44中,功率调节部分10根据由功率控制位提取部分3提供的功率控制位改变关联信道的传输功率,以便使其高于或低于当前的传输功率1dB,并将此改动过的传输功率x[n]提供给传输功率转换部分111。然后进行步骤S45。
另一方面,在步骤S42中,如果断定当前的定时不是时隙周期的定时,就跳过步骤S43和S44,进行步骤S45。接收质量消息提取部分5判断当前的定时是否是帧周期的定时。
在步骤S45中,如果断定当前的定时不是帧周期的定时,就回到步骤S41。此后,重复类似的流程。
此外,在步骤S45中,如果断定当前的定时是帧周期的定时,这就是说,如果当前的定时是帧周期定时,而且假设在此定时上发送了接收质量消息,那就进行步骤S46。传输功率转换部分111判断当前的定时是否是用于接收从终端102上发送的接收质量消息的消息接收定时。
在下面将要解释的图17的实施例中,在步骤S56中产生指示作为接收质量消息发送频率的发送周期的传输控制信息,并且将其发送到终端102上。终端102按照由传输控制信息指示的发送周期来发送接收质量消息。这样,在基站101上,就能通过发送到终端102上的传输控制信息来识别从终端102上发送的接收质量消息的定时。这样,在步骤S46中,就能判断当前的定时是否是消息接收定时。
此外,在图17所示的基站101上的流程开始之后,开始先将由传输控制信息表示的发送周期设置为帧周期,这个周期就是传统终端发送接收质量消息的周期。
在步骤S45中,如果断定当前的定时是消息接收定时,就进行步骤S47。接收质量消息提取部分5从由功率控制位提取部分3提供的上行链路控制信道信号中提取接收质量消息,并将其提供给传输功率转换部分111和多路复用器112。然后进行步骤S48。
在步骤S48中,传输功率转换部分111使用由来自接收质量消息提取部分5的接收质量消息表示的分组信道的接收质量y[n],和从功率调节部分10输出的关联信道的传输功率x[n]来进行参数a和b的训练(学习),该参数a和b定义方程(1)的预测方程,以便计算分组信道接收质量的预测值y’[n]。利用由训练得到的新参数a和b,就能更新(重写)由在前一轮的步骤S48中的训练得到的参数。
这样,例如,在步骤S48中,使用由从在基站101和终端102之间建立呼叫时起到目前为止的一段时间内从终端102上发送的接收质量消息表示的接收质量y[n]和从功率调节部分10上输出的关联信道的传输功率x[n]来进行参数a和b的训练。
然而,在步骤S48的训练中,通过,例如,使用在按预定时间返回的定时内获得的传输功率x[n]和接收质量y[n],或者使用在直到目前为止所获得的传输功率x[n]和接收质量y[n]之中的最新预定数量的传输功率x[n]和接收质量y[n]来计算方程(10)和(11)也可能得到参数a和b。
此外,在步骤S48中,在使用传输功率x[n]和接收质量y[n]来计算方程(10)和(11)中,接收质量y[n]和传输功率x[n]越新,就越有可能应用较大的加权因子。
在步骤S48的流程之后,进行步骤S49。传输功率转换部分111控制多路复用器112,以便选择接收质量消息提取部分5的输出,并将其提供给模式判断部分6。其结果是,由接收质量消息提取部分5输出的接收质量消息通过多路复用器112被提供给模式判断部分6。
然后,进行步骤S52。模式判断部分6根据由从多路复用器112提供的接收质量消息代表的接收质量来决定在自适应编码调制部分13中的编码率和调制方法(传输模式),并将其提供给控制部分7。然后进行步骤S53。
在步骤S53中,控制部分7将由模式判断部分6提供的传输模式提供给控制数据产生部分8,并且控制数据产生部分8产生包括传输模式在内的控制数据。该控制数据通过控制数据插入部分115、编码调制部分9、功率调节部分10、扩频部分11和发送/接收兼容设备1,从控制数据产生部分8提供给天线14,并作为关联信道信号从天线14上发送出去。
然后进行步骤S54。按照模式判断部分6所决定的传输模式来传输其中安排了要发给终端102的用户数据的分组数据。
换句话说,在步骤S54中,要发给终端102的用户数据是安排在分组中,并作为分组数据提供给自适应编码调制部分13。然后,控制部分7控制自适应编码调制部分13,以便按模式判断部分6决定的传输模式来编码和调制要发给终端102的分组数据。这样,如果收到来自终端102的接收质量消息,自适应编码调制部分13就按照由来自终端102的接收质量消息代表的接收质量所决定的传输模式来编码和调制向其提供的、要发往终端102的分组数据,并将其提供给扩频部分11。此后,在扩频部分11和发送/接收兼容设备1中,进行类似于图2所示情况的流程。其结果是,分组数据作为分组信道信号从天线14发送到终端102上去。
另一方面,在步骤S46中,如果断定当前的定时不是消息接收定时,在该定时上接收接收质量消息,就进行步骤S50。传输功率转换部分111使用由功率调节部分10输出的关联信道的传输功率x[n],并计算终端102上分组信道接收质量的预测值y’[n]。
换句话说,由于当前的定时不是消息接收定时,就不从终端102上发送接收质量消息。这样,在基站101上,就不能从接收质量消息中识别终端102上的接收质量。照此办理,在步骤S50中,传输功率转换部分111根据由通过步骤S48中最近进行的训练决定的最新的参数a和b定义的方程(1),并利用关联信道的传输功率x[n]来计算分组信道接收质量的预测值y’[n]。
然后,传输功率转换部分111将接收质量的预测值y’[n]提供给多路复用器112。然后进行步骤S50到步骤S51。
在步骤S51中,传输功率转换部分111控制多路复用器112,以便选择传输功率转换部分111的输出,并将其提供给模式判断部分6。这样,由传输功率转换部分111计算的接收质量的预测值就通过多路复用器112提供给了模式判断部分6。
然后,进行步骤S52。模式判断部分6根据由多路复用器112提供的接收质量的预测值来决定在自适应编码调制部分13中的编码率和调制方法(传输模式),并将其提供给控制部分7。然后进行步骤S53。
在步骤S53中,控制部分7将由模式判断部分6提供的传输模式提供给控制数据产生部分8,并且控制数据产生部分8产生包括传输模式在内的控制数据。该控制数据通过控制数据插入部分115、编码调制部分9、功率调节部分10、扩频部分11和发送/接收兼容设备1,从控制数据产生部分8提供给天线14,并作为关联信道信号从天线14上发送出去。
然后进行步骤S54。按照模式判断部分6决定的传输模式来传输分组数据,在该分组数据中安排了要发往终端102的用户数据。
换句话说,在步骤S54中,要发给终端102的用户数据是安排在分组中,并作为分组数据提供给自适应编码调制部分13。然后,控制部分7控制自适应编码调制部分13,以便按照模式判断部分6决定的传输模式来编码和调制要发给终端102的分组数据。这样,如果接收质量消息不是从终端102上发送的,自适应编码调制部分13就按照根据接收质量的预测值决定的传输模式来编码和调制向其提供的、要发往终端102的分组数据,并将其提供给扩频部分11。此后,在扩频部分11和发送/接收兼容设备1中,进行类似于图2情况的流程。这样,分组数据就作为分组信道信号从天线14发送到终端102上。
在步骤S54的流程后,执行步骤S55。传输功率转换部分111利用终端102来执行设置接收质量消息的发送周期(发送频率)的流程。并将作为结果得到的发送周期提供给控制数据产生部分113。然后进行步骤S56。
在步骤S56中,控制数据产生部分113产生传输控制信息,该传输控制信息指示由传输功率转换部分111提供的接收质量消息的发送周期。然后进行步骤S57。
在步骤S57中,通过控制数据插入部分114和115、编码调制部分9、功率调节部分10、扩频部分11和发送/接收兼容设备1和天线14,并利用关联信道将在步骤S56中产生的传输控制信息从控制数据产生部分113发送到终端102上。然后回到步骤S41,并重复类似的流程。
此外,在图17的实施例中,尽管在步骤S56和S57中,传输控制信息总是交替地产生并发送给终端102的,但是,仅在设置与由在前面步骤S55中发送的传输控制信息指示的发送周期不同的发送周期时,才有可能产生和发送传输控制信息。
在图17的步骤S55中,将参照图18的流程图来解释接收质量消息的发送周期(发送频率)的设置流程。
在接收质量消息的发送周期(发送频率)的设置流程中,在步骤S61上,传输功率转换部分111首先判断是否更新了从终端102发送的NACK(否认)消息的接收频率。
换句话说,如像在图7的传统终端中那样,如果能正确地接收分组数据,终端102就通过上行链路控制信道向基站101发送指示能正确地接收分组数据的ACK(确认)消息,反之,如果不能正确地接收分组数据,终端102就发送不能正确地接收分组数据的NACK消息。当传输功率转换部分111收到新的ACK/NACK(确认/否认)消息时,它就用到当时为止最新收到的k个ACK/NACK消息来更新NACK消息的接收频率。换句话说,当传输功率转换部分111收到新的ACK/NACK消息时,如果假设到当时为止在K个最新收到的ACK/NACK消息中,分别有K’和K-K’个ACK和NACK消息,通过计算方程(K-K’)/K ×100%,就能获得新的NACK消息的接收频率,并能在收到前面的ACK/NACK消息时,根据新的NACK消息的接收频率,更新所得到的NACK消息的接收频率。
在步骤S61中,在执行前一个步骤S61的流程之后,判断是否已更新了上述的NACK消息的接收频率。
在步骤S61中,如果断定没有更新NACK消息的接收频率,就跳过步骤S62和S63,并进行步骤S64。
此外,在步骤S61中,如果断定已经更新了NACK消息的接收频率,就进行步骤S62。传输功率转换部分111判断NACK消息的接收频率是否小于(或等于或低于)预定的阈值TH1。
在步骤S62中,如果断定NACK消息的接收频率不小于预定的阈值TH1,这就是说,如果NACK消息的接收频率较高,在终端102上不能经常正确地接收分组数据,就进行步骤S63。传输功率转换部分111把接收质量消息的发送周期设置成短于当前的周期。然后进行步骤S64。
这样,在此情况下,由于缩短了接收质量消息的发送周期,从终端102上发送接收质量消息的频率就升高了。
另一方面,在步骤S62中,如果断定NACK消息的接收频率低于预定的阈值TH1,这就是说,如果NACK消息的接收频率较低,因此在终端102上能够经常正确地接收到分组数据,就跳过步骤S63,进行步骤S64。
在步骤S64中,传输功率转换部分111判断是否更新了方程(1)的预测方程(它是由参数a和b定义的)。
换句话说,通过执行图17的步骤S48的流程来更新方程(1)的预测方程。然而,在步骤S64中,需要判断在执行前一轮的步骤S64中的流程之后,是否已经如此更新了预测方程。
在步骤S64中,如果断定没有更新方程(1)的预测方程,就跳过步骤S65到S68,并返回。
在此情况下,接收质量消息的发送周期保持不变。
此外,在步骤S64中,如果断定已执行了方程(1)的预测方程,就进行步骤S65。传输功率转换部分111判断用预测方程所得到的方程(4)的平方误差E是否小于(或等于或低于)预定的低阈值TH2。
此外,用传输功率x[n]和接收质量y[n]来计算方程(4)的平方误差E,该传输功率x[n]和接收质量y[n]是在更新(训练)方程(1)的预测方程时用的训练样值。
在步骤S65中,如果断定平方误差E不小于预定的阈值TH2,这就是说,如果平方误差E相对较大,并且,由方程(1)的预测方程得到的接收质量的预测值的准确度既不低也不高,就进行步骤S66。传输功率转换部分111将接收质量消息的发送周期设置得短于当前的周期,然后返回。
这样,在此情况下,由于缩短了接收质量消息的发送周期,从终端102上发送接收质量消息的频率就变得高了。
此外,在步骤S66(它和下面将要解释的步骤S68一样)中,如果已经更改了发送周期,就用更改过的发送周期作为当前周期,重新设置(更改)发送周期。
另一方面,在步骤S65中,如果断定平方误差E小于预定的阈值TH2,这就是说,如果平方误差E相对较小,并且,用方程(1)的预测方程计算出的接收质量的预测值的准确度相对较高,就进行步骤S67。传输功率转换部分111判断平方误差E是否小于(或等于或低于)阈值TH3,但平方误差E也仍然小于阈值TH2。
在步骤S67中,如果断定平方误差E不小于预定的阈值TH3,这就是说,如果平方误差E小于阈值TH2,但并不小于阈值TH3,因此,用方程(1)的预测方程计算出的接收质量的预测值的准确度就相对较高,这样就可跳过步骤S68并返回。
在此情况下,接收质量消息的发送周期保持不变。
此外,在步骤S67中,如果断定平方误差E小于预定的阈值TH3,这就是说,如果平方误差E小于阈值TH3,该阈值TH3小于阈值TH2,并且,用方程(1)的预测方程计算出的接收质量的预测值的准确度极高,就进行步骤S68。传输功率转换部分111将接收质量消息的发送周期设置得长于当前的周期,然后返回。
这样,在此情况下,由于延长了接收质量消息的发送周期,从终端102上发送接收质量消息的频率就变低了。
此外,在步骤S62中,可以断定ACK消息的接收频率的量级,而不是NACK消息的接收频率的量级。
再者,在步骤S65、S67中,也可以判断由方程(2)表达的、在接收质量y[n]和接收质量预测值y’[n]之间的估计误差e[n]的大小,而不是平方误差E的大小。在此,该接收质量y[n]是由最新收到的接收质量消息来表示的,接收质量的预测值y’[n]是由方程(1)计算出的。
这样,如图19所示,通过按照NACK消息的接收频率和平方误差E来在终端102上设置接收质量消息的发送周期,尽管接收质量消息最初是按帧周期来发送的,发送周期就会逐渐变长,直到最后(理想的)不再发送为止。
换句话说,如果由方程(1)计算出的接收质量的预测值y’[n]具有高的准确度,平方误差E就会减小。此外,在基站101上,基于该预测值y’[n]决定的传输模式对应于终端102上实际的接收质量,这样,在终端102上,能正确接收分组数据的可能性就变高了,而NACK消息的接收频率就变小。因而,接收质量消息的发送周期就逐渐变长,直到最后不再发送接收质量消息(即发送周期变为无限大)。
此外,如果在基站101和终端102之间的传播路径特性迅速改变,终端102上的分组数据就可能不能被正确地接收。此外,由方程(1)计算出的接收质量的预测值y’[n]的准确度也会变坏。在此情况下,根据图18的流程图中的流程,接收质量消息的发送周期就变短了。其结果是,在基站101上,根据由实际从终端102上发送的接收质量消息来表示的接收质量来确定传输模式的情况变得更为频繁了。此外,在此情况下,根据图17的流程图中的流程,在步骤S48中,进行方程(1)的预测方程的训练的机会增加了。其结果是,迅速得到了由参数a和b定义的预测方程,该方程能够根据迅速变化的传播路径特性来计算高度准确的预测值y’[n]。然后,如图19所示,在能够根据迅速变化的传播路径特性来计算高度准确的预测值y’[n]的预测方程之后,接收质量消息的发送周期就逐渐再度变长了。
这样,在此情况下,就可能减少终端102上的功率消耗,也能节省用于传输接收质量消息的无线电资源,并进而可能根据终端102是否能正确地接收分组数据或者根据预测值y’[n]的准确度来自适应地改变接收质量消息的发送频率。
下面,图20示出图8的终端102的结构例子。此外,在此图中,将相同的标号分派给与图7中的情况相对应的各个部分。此后,凡是在认为合适的地方,就不再作解释。
在图20中,终端(用户终端)包括发送/接收兼容设备31、反扩频部分32、关联信道接收质量估计部分33、功率控制位产生部分34、分组信道接收质量估计部分35、接收质量消息产生部分36、关联信道解调解码部分37、控制部分38、用户数据解调解码部分39、误差检验部分40、接收质量传输控制部分41、接收质量消息插入部分43、功率控制位插入部分44、扩频部分45、和天线47。
因此,在图20的终端102的结构中,除了另增加接收质量传输控制部分41之外,基本上与图7的终端相似。
将由关联信道解调解码部分37解调和解码的控制数据提供给接收质量传输控制部分41。根据包含于控制数据中的传输控制信息,接收质量传输控制部分41通过控制分组信道接收质量估计部分35、接收质量消息产生部分36和接收质量消息插入部分43,来控制代表分组信道的接收质量的接收质量消息的传输。
在照此构建的终端102上,其工作流程的概况如下:
1.将关联信道数据输入到关联信道解调解码部分37中,解调和解码控制数据、音频数据和网络控制数据。控制部分38检测用在分组信道上的编码方法和调制方法信息(传输模式),并根据检测结果来执行用户数据解调解码部分39的设置(控制)的模式。
2.由反扩频部分32分离的分组信道具有在用户数据解调部分39上进行的解调解码流程,并作为接收分组数据输出。由接收质量传输控制部分41来提取插入到关联信道中的传输控制信息。
3.根据传输控制信息,接收质量传输控制部分41向分组信道接收质量估计部分35、接收质量消息产生部分36和接收质量消息插入部分43报告是否存在分组信道的接收质量消息的传输(或周期)。存在/不存在上述的分组信道的接收质量消息的传输或分组信道的接收质量消息的发送周期是从基站101侧报告的。更具体地说,关联信道解调解码部分37向接收质量传输控制部分41报告由解调和解码控制数据得到的、关于存在/不存在信息传输或关于信息发送周期的信息,该控制数据被插入到关联信道中并加以发送,换句话说,此控制数据就是传输控制信息。
4.分组信道接收质量估计部分35、接收质量消息产生部分36和接收质量消息插入部分43在规定的周期中执行各个流程。换句话说,分组信道接收质量估计部分35估计作为分组信道的接收质量(SIR)的信号噪声比。在此估计信号噪声比的方法中,在分组信道上使用了时分复用的导频码元或与分组信道平行发送的导频信道码元。并通过接收质量消息产生部分36将此估计的接收质量(SIR)转换为预定的消息格式(例如,将SIR转换为二进制数字)。
5.关联信道接收质量估计部分33从关联信道的时分复用的导频信号来估计作为关联信道的接收质量(SIR)的信号噪声比。将此估计的接收质量输入到功率控制位产生部分34中。如果估计的接收质量优于所期望的SNR,就输出-1,否则就输出+1。在每个时隙上执行这个流程,并将其用于控制信道的传输功率的目的,这样,就总是能够按恒定的SNR值来接收关联信道。
6.通过接收质量消息插入部分43和功率控制位插入部分44,将分组信道的接收质量消息和关联信道的功率控制位分别插入到上行链路控制信道数据中,并通过扩频部分45、发送/接收兼容设备31和天线47发送到基站101上。
这样,在图8的通信系统中,就可根据在其上进行功率控制的第二信道(关联信道)的传输功率来估计(预测)第一信道(分组信道)的接收质量。换句话说,第二信道的传输功率被映射到从接收方发送的第一信道的接收质量上,并由此得到通过该映射而获得的第一信道的接收质量估计值(预测值)。然后,用此接收质量估计值来决定调制和解码方法,并进行调制和解码方法的自适应控制。
换句话说,作为发送方的基站101或基站控制站控制接收质量消息传输的存在或不存在。在产生分组数据呼叫之后,移动台(终端102)紧接着就发送接收质量消息,并且基站101或基站控制站就从接收质量消息中推导出分组信道接收质量。此外,基站101将关联信道的发送功率映射(训练)到由接收质量消息指示的接收质量值上,并在完成训练之后指示停止对移动台发送接收质量消息或执行类似的操作。然后,向直接从关联信道传输功率中推导出分组信道接收质量的模式转移。
这样,通过提供一种将关联信道发送功率和分组信道接收质量联系起来的机制,就可能消除传输接收质量消息而不用牺牲传输效率的情况,因而有利于减少移动台的功率消耗并能有效地利用无线电资源。
下面,将要参照图21至图23中的流程图来进一步解释在图20的终端102上的流程。
首先,参照图S21中的流程图来解释由终端102执行的流程。该流程与处理分组信道和关联信道上的信号的分组信道和关联信道相关。
首先,在步骤S81中,接收从基站101发送的分组信道信号和关联信道信号。换句话说,在步骤S81中,由天线47接收来自基站101的分组信道信号和关联信道信号,在发送/接收兼容设备31上进行必要的处理后,再提供给反扩频部分32。此外,在步骤S81中,反扩频部分32对来自发送/接收兼容设备31的信号进行扩频,并将其分成为图1的分组信道信号和关联信道信号。然后,反扩频部分32将关联信道信号提供给关联信道接收质量估计部分33和关联信道解调解码部分37。此外,反扩频部分32将分组信道信号提供给分组信道接收质量估计部分35和用户数据解调解码部分39。
此后,进行步骤S82。关联信道解调解码部分37解调和解码从反扩频部分32提供的关联信道信号,并输出由此得到的控制数据、音频数据和网络控制数据。然后进行步骤S83。
在步骤S83中,接收质量传输控制部分41提取包含在由关联信道解调解码部分37输出的控制数据中的传输控制信息,并在分组信道接收质量估计部分35、接收质量消息产生部分36和接收质量消息插入部分43中设置由传输控制信息指示的接收质量消息的发送周期P。然后进行步骤S84。
在步骤S84中,控制部分38识别包含在由关联信道解调解码部分37提供的控制数据中的传输模式。然后进行步骤S85。
在步骤S85中,控制部分38判断传输模式是否为#0。在步骤S85中,如果断定传输模式为#0,就进行步骤S86。控制部分38控制用户数据解调解码部分39,以便对由反扩频部分32提供的分组信道信号进行QPSK解调,并进而按R=1/2的编码率进行解码。此外,在步骤S86中,用户数据解调解码部分39将安排在通过解调和解码分组信道信号得到的分组数据中的用户数据提供给误差检验部分40。然后进行步骤S91。
此外,在步骤S85中,如果断定传输模式不是#0,就进行步骤S87。控制部分38判断传输模式是否为#1。在步骤S87中,如果断定传输模式为#1,就进行步骤S88。控制部分38控制用户数据解调解码部分39,以便对由反扩频部分32提供的分组信道信号进行16QAM解调,并进而按R=1/2的编码率进行解码。此外,在步骤S88中,用户数据解调解码部分39将安排在通过解调和解码分组信道信号得到的分组数据中的用户数据提供给误差检验部分40。然后进行步骤S91。
此外,在步骤S87中,如果断定传输模式不是#1,就进行步骤S89。控制部分38判断由关联信道解调解码部分37提供的传输模式是否是#2。在步骤S89中,如果断定传输模式不是#2,就跳过步骤S91至S94,并且回到步骤S81。
此外,在步骤S89中,如果断定传输模式为#2,就进行步骤S90。控制部分38控制用户数据解调解码部分39,以便对由反扩频部分32提供的分组信道信号进行16QAM解调,并进而按R=3/4的编码率进行解码。此外,在步骤S90中,用户数据解调解码部分39将安排在通过解调和解码分组信道信号得到的分组数据中的用户数据提供给误差检验部分40。然后进行步骤S91。
在步骤S91中,误差检测部分40对由用户数据解调解码部分39提供的用户数据进行误差检测,然后进行步骤S92。在步骤S92中,误差检测部分40通过步骤S91中的流程来判断是否检测到来自用户数据的误差。
在步骤S92中,如果断定没有检验到来自用户数据的误差,就进行步骤S93。误差检验部分40输出ACK消息,表示正确地接收到了用户数据。然后回到步骤S81,并重复类似的流程。
此外,在步骤S92中,如果断定检验到了来自用户数据的误差,就进行步骤S94。误差检验部分40输出NACK消息,表示未能正确地接收用户数据。然后回到步骤S81。并重复类似的流程。
此外,如图7所示,将由误差检验部分40输出的ACK/NACK消息发送到基站101上。
下面将参照图22中的流程图来解释由终端102执行的、用于传送接收质量消息的接收质量消息传输流程。
首先,在步骤S101中,分组信道接收质量估计部分35、接收质量消息产生部分36和接收质量消息插入部分43将计算帧数的变量p中的初始值设置为0,并进行步骤S102。在步骤S102中,分组信道接收质量估计部分35、接收质量消息产生部分36和接收质量消息插入部分43将按1增加变量p的值,并进行步骤S103。
在步骤S103中,分组信道接收质量估计部分35、接收质量消息产生部分36和接收质量消息插入部分43判断变量p是否等于或大于在图21的步骤S83中设置的发送周期P。在步骤S103中,如果断定变量p小于发送周期P,就要等待与上行链路控制信道的一个帧相对应的时延,并回到步骤S102。然后重复类似的流程。
此外,在步骤S103中,如果断定变量p等于或大于发送周期P,这就是说,如果从上次发送接收质量消息时算起,所延误的时间间隔等于或大于P,就进行步骤S104。分组信道接收质量估计部分35估计由反扩频部分32提供的分组信道信号的SNR(即接收质量),并将其提供给接收质量消息产生部分36。然后进行步骤S105。
在步骤S105中,接收质量消息产生部分36产生接收质量消息,该消息指示终端上由分组信道接收质量估计部分35提供的分组信道的接收质量,并将该消息提供给接收质量消息插入部分43。然后进行步骤S106。
在步骤S106中,接收质量消息插入部分43将由接收质量消息产生部分36提供的接收质量消息插入(进行组帧)到上行链路控制信道的数据中。这样,接收质量消息就通过上行链路控制信道发送了出去。然后回到步骤S101。
换句话说,在此情况下,接收质量消息通过功率控制位插入部分44、扩频部分45、发送/接收兼容设备31和天线47,并利用上行链路控制信道从接收质量消息插入部分43传送到基站101上。
这样,在图22的接收质量消息传输流程中,由于接收质量消息是按每个P帧来发送的,该P帧是由图21步骤S83中设置的发送周期P来代表的,换句话说,在终端102上,由于接收质量消息是按由从基站101发送的传输控制信息来指示的发送周期来发送的,因此能降低功率消耗,从而节省无线电资源。
此外,在按照帧的时间间隔来发送接收质量消息或者是在根本不发送接收质量消息的情况下,将发送周期P设置为1或无限大。
此外,可将发送周期P设置为小于1的值。在此情况下,接收质量消息就会比图7的传统终端更为频繁地被更新。
下面将要参照图23的流程图来解释由终端102进行的、用于发送功率控制位的功率控制位发送流程。
首先,在步骤S111中,关联信道接收质量估计部分33估计接收质量,该接收质量是关联信道信号的SNR,并将估计的接收质量提供给功率控制位产生部分34。然后,进行步骤S112。
在步骤S112中,功率控制位产生部分34判断估计的关联信道接收质量是否优于期望的接收质量(即期望的SNR)。在步骤S112中,如果断定估计的接收质量并不优于期望的接收质量,就进行步骤S113。功率控制位产生部分34产生数值为1的功率控制位。该功率控制位通过功率控制位插入部分44、扩频部分45、发送/接收兼容设备31和天线47,并利用上行链路控制信道从功率控制位产生部分34传送到基站101上。此后,回到步骤S111。然后重复类似的流程。
此外,在步骤S112中,如果断定估计的接收质量优于期望的接收质量,就进行步骤S114。功率控制位产生部分34产生数值为0的功率控制位。该功率控制位通过功率控制位插入部分44、扩频部分45、发送/接收兼容设备31和天线47,并利用上行链路控制信道从功率控制位产生部分34传送到基站101上。此后,回到步骤S111。然后重复类似的流程。
下面,在基站101的传输功率转换部分111上和在终端102的接收质量传输控制部分41及类似装置上,可以用硬件来实现一系列的流程,也可以通过软件来执行它们。如果通过软件来执行这一系列的流程,就要在通用计算机和类似装置中安装构成软件的程序。
照此办理,图24示出了一个计算机实施例的结构例子,在该计算机中安装了用于执行上述一系列流程的程序。
该程序可以事先记录在硬盘205上,或者记录在作为装在计算机中的记录介质的只读存储器(ROM)203上。
另外的办法是,可将此程序暂时或永久地存储(记录)在可拆除的记录介质211上,这样的记录介质如像软盘、CD-ROM(高密度盘只读存储器)、MO(磁光)盘、DVD(数字通用盘)、磁盘、半导体存储器和类似的器件。这类可拆除的记录介质211可以作为所谓的组装软件来提供。
此外,除了上述能从可拆除的记录介质211安装在计算机中的程序之外,该程序也能通过用于数字卫星广播的人造卫星从下载地点无线转发到计算机上,或者通过LAN(局域网)或互联网有线转发到计算机上。然后,在计算机上,这样转发的程序可由通信部分208接收,并安装在内置硬盘205上。在计算机中安装了CPU(中央处理器)202。输入/输出接口210通过总线201与CPU 202相连。在通过输入/输出接口210输入指令时,该输入/输出接口210具有输入部分207,其中包括由用户操作的键盘、鼠标、话筒及类似装置,CPU 202就利用这些装置执行存储在ROM(只读存储器)203上的程序。另一种办法是,CPU 202将存储在硬盘205上的程序装载到RAM(随机存取存储器)中,并执行该程序。此程序或者是由卫星或网络上转发过来并由通信部分208接收然后安装在硬盘205上的;或者是从插入到驱动器209中的、可拆除的记录介质211上读出然后存储在硬盘205上的。这样,CPU 202就或者执行上述流程图中的流程,或者执行按上述方块图结构所进行的流程。然后,如所需要的那样,CPU 202通过输入/输出接口210从包括液晶显示器(LCD)、扬声器和类似的器件输出部分输出处理结果,或者将处理结果从通信部分208中发送出去,并进而将其记录在硬盘205上。
在本说明书中,并非必须按流程图中所列的先后次序来处理流程步骤,该流程步骤解释让计算机执行的各种流程的程序,而且,在这些流程步骤中还包括某些需要并行执行的或单个执行的流程(例如,并行处理或按目标处理)。
此外,可用一个计算机来处理此程序,或者将此流程分发到多个计算机之中。再者,也可将该程序转发到远程计算机上并加以执行。
此外,也可将本发明用在任何通信系统上,在这些通信系统中,在基站101和终端102之间使用多个信道进行数据交换,而且,将多个信道之中的一个信道的接收质量从终端102报告到基站101上,并且基站101控制另一个信道的传输功率。
在此,在W-CDMA系统的终端上,由于指示分组信道接收质量的接收质量消息被发送到基站上,因此,本发明理所当然地能够应用到像W-CDMA系统这样的通信系统中,在此系统中,终端102向基站101发送接收质量消息,然而,它也可以用在如像HDR系统这样的通信系统中。
换句话说,在HDR系统和类似系统中,在终端102上,传输模式是根据分组信道的接收质量决定的,并向基站101发送指示该传输模式的模式请求消息。然而,由于模式请求消息是根据分组的接收质量决定的,因此,可以根据模式请求消息来估计分组信道的接收质量。这样,就可将模式请求消息视为接收质量消息的等同物。本发明也能用在HDR系统的通信系统上,在此系统中,将等同于接收质量消息的模式请求消息从终端102发送到基站101上。
同样,也可以让未示于图中的用于控制基站101的基站控制站执行基站101上的流程。
再者,本发明既可用于无线通信系统也可用于有线通信系统之中。此外,不管终端102是便携式的还是固定式的,都不能妨碍本发明的应用。
工业适用性
因此,根据本发明,能够节省无线电资源并也能减少功率消耗。

Claims (20)

1.一种使用通过其传输数据的第一信道和在其上进行功率控制以传输数据的第二信道的传输装置,所述传输装置的特征在于包括:
传输功率控制装置,用于控制所述第二信道的传输功率;
传输功率转换装置,用于进行训练以获得相关信息,该相关消息将从用于接收所述数据的接收装置上发送的所述第一信道的接收质量和所述第二信道的传输功率进行相关,并且该传输功率转换装置还用于根据所述相关信息通过使用所述第二信道的传输功率来获得所述第一信道的接收质量的预测值;
传输控制装置,用于根据所述第一信道的接收质量的预测值来控制通过所述第一信道的所述数据的传输。
2.根据权利要求1的传输装置,其特征在于:所述传输功率转换装置将所述第一信道的接收质量和所述第二信道的传输功率进行相关,以便使在由所述接收装置发送的所述第一信道的接收质量和使用所述第二信道的传输功率获得的所述第一信道的接收质量的预测值之间的统计误差最小化。
3.根据权利要求1的传输装置,其特征在于:所述传输功率转换装置在其中使所述接收装置发送所述第一接收质量的训练期间内获得所述相关信息,和
在所述训练期时延之后,所述传输功率转换装置根据所述相关信息通过使用所述第二信道的传输功率来计算所述第一信道的接收质量的预测值,和
通过进一步包括用于发送传输控制信息的传输控制信息发送装置,其相对于所述接收装置而言,在所述训练期的时延之后,控制自所述接收装置的所述第一信道的接收质量的发送。
4.根据权利要求3的传输装置,其特征在于:所述传输控制信息是指令启动或停止由所述接收装置的所述第一信道的接收质量的发送的信息。
5.根据权利要求3的传输装置,其特征在于:所述传输控制信息是指示经由所述接收装置的所述第一信道接收质量的发送频率的信息。
6.根据权利要求1的传输装置,其特征在于:所述传输功率转换装置在所述接收装置每次发送所述第一信道的接收质量时,通过使用那个第一信道的接收质量获得所述相关信息来更新所述相关消息。
7.根据权利要求1的传输装置,其特征在于:所述传输控制装置根据所述第一信道的接收质量的预测值来控制通过所述第一信道传输的所述数据的编码率或调制方法。
8.根据权利要求1的传输装置,其特征在于:进一步包括用于向所述接收装置发送传输控制信息的传输控制信息发送装置,该装置控制经由所述接收装置的所述第一信道接收质量的发送。
9.根据权利要求8的传输装置,其特征在于:所述传输控制信息是指示启动或停止经由接收装置的所述第一信道的接收质量的传输的信息。
10.根据权利要求8的传输装置,其特征在于:所述传输控制信息是指示经由接收装置的所述第一信道的接收质量的发送频率的信息。
11.根据权利要求10的传输装置,其特征在于:进一步包括产生装置,该产生装置用于根据第一信道的接收质量的预测值中的误差来设置所述第一信道的接收质量的传输频率,和用于产生表示该传输频率的所述传输控制信息。
12.根据权利要求10的传输装置,其特征在于进一步包括产生装置,该产生装置用于根据所述接收装置上的所述数据的适当的接收频率来设置所述第一信道的接收质量的传输频率,和用于产生表示所述传输频率的所述传输控制信息。
13.根据权利要求8的传输装置,其特征在于:所述传输控制信息发送装置通过所述第二信道发送所述传输控制信息。
14.根据权利要求1的传输装置,其特征在于:所述传输功率控制装置根据从所述接收装置上发送的、用于控制所述第二信道的传输功率的功率控制信息来控制所述第二信道的传输功率。
15.一种用于传输装置的传输控制方法,所述传输装置使用通过其传输数据的第一信道和在其上进行功率控制以传输所述数据的第二信道,所述传输控制方法特征在于包括如下步骤:
传输功率控制步骤,用于控制所述第二信道的传输功率;
训练步骤,用于进行训练以获得相关信息,该相关消息将从用于接收所述数据的接收装置发送的所述第一信道的接收质量和所述第二信道的传输功率进行相关;
预测步骤,用于根据所述相关信息使用所述第二信道的传输功率来计算所述第一信道的接收质量的预测值;和
传输控制步骤,用于根据所述第一信道的接收质量的预测值来控制通过所述第一信道的所述数据的传输。
16.一种接收装置,该接收装置使用通过其传输数据的第一信道和在其上进行功率控制的第二信道,以便接收从用于传输所述数据的传输装置发送的所述数据,该接收装置特征在于其包括如下装置:
接收质量获取装置,用于获取所述第一信道的接收质量;
接收质量发送装置,用于将所述第一信道的接收质量发送到所述传输装置;
功率控制信息发送装置,用于将控制所述第二信道的传输功率的功率控制信息发送到所述传输装置;以及
接收质量传输控制装置,用于从由所述传输装置发送的所述第二信道的数据中提取控制所述第一信道的接收质量的传输的传输控制信息,并且根据所述传输控制信息来控制所述第一信道的接收质量的传输。
17.根据权利要求16的接收装置,其特征在于:所述接收质量传输控制装置根据所述传输控制信息来启动或停止所述第一信道的接收质量的传输。
18.根据权利要求16的接收装置,其特征在于:所述接收质量传输控制装置根据所述传输控制信息来控制所述第一信道的接收质量的发送频率。
19.一种用于接收装置的接收控制方法,该接收装置使用通过其传输数据的第一信道和在其上进行功率控制的第二信道,以便接收从用于传输所述数据的传输装置发送的所述数据,所述接收控制方法特征在于其包括如下步骤:
接收质量获取步骤,用于获取所述第一信道的接收质量;
接收质量发送步骤,用于将所述第一信道的接收质量传送到所述传输装置;
功率控制信息发送步骤,用于将用于控制所述第二信道的传输功率的功率控制信息发送到所述传输装置;
提取步骤,用于从由所述传输装置发送的所述第二信道的数据中提取用于控制所述第一信道的接收质量的传输的传输控制信息;和
传输控制步骤,用于根据所述传输控制信息来控制所述第一信道的接收质量的传输。
20.一种通信系统,其包括:传输装置,该传输装置使用通过其传输数据的第一信道和在其上进行功率控制的第二信道,并且传输所述数据;接收装置,该接收装置用于接收从所述传输装置发送来的所述数据,所述通信系统特征在于:
所述传输装置包括:
传输功率控制装置,用于根据用于控制所述第二信道的传输功率的功率控制信息来控制所述第二信道的传输功率;
传输功率转换装置,用于进行训练以获得相关信息,该相关消息将从所述接收装置发送的所述第一信道的接收质量和所述第二信道的传输功率进行相关,并且该传输功率转换还用于根据所述相关消息通过使用所述第二信道的传输功率来获得所述第一信道的接收质量的预测值;
数据传输控制装置,用于根据所述第一信道的接收质量的预测值来控制通过所述第一信道的所述数据的传输;和
传输控制信息发送装置,用于通过所述第二信道向所述接收装置发送传输控制信息,该传输控制信息控制经由所述接收装置的所述第一信道的接收质量的传输;和
所述接收装置包括:
接收质量获取装置,用于获取所述第一信道的接收质量;
接收质量发送装置,用于将所述第一信道的接收质量发送到所述传输装置;以及
功率控制信息发送装置,用于将所述功率控制信息发送到所述传输装置;
接收质量传输控制装置,用于从由所述传输装置发送的所述第二信道的数据中提取所述传输控制信息,并且根据所述传输控制信息来控制所述第一信道的接收质量的传输。
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