专利名称：部分复用系统中的速率预测的制作方法
技术领域：
本公开涉及无线通信领域。尤其是，本公开涉及无线通信系统中的速率预测。
背景技术：
无线通信系统经常被配置为无线基站与一个或更多移动无线终端进行通信的网络。每一个无线基站能够在相对任意其它基站独特的环境中工作。例如，一个基站能够用于支持拥有很多高耸建筑物和高密度的潜在用户的大城市覆盖范围。接到同一通信网络上的另一个基站能够用于支持相对人口稀少的覆盖范围，该覆盖范围基本上避免了会影响信号质量的地形变化。类似地，第一基站能够用于支持包括多个潜在干扰源的覆盖范围，而第二基站能够用于支持基本上避免了干扰源的覆盖范围。
在基站覆盖范围内特定用户终端所经历的信号质量也能够基于物理和电气环境发生变化。移动用户终端能够经历诸如多普勒效应和衰落这样的信号降级，其能够归因于该用户终端的速度和位置以及周围环境的格局。
因此，无线通信系统中的每个用户终端能够经历影响在该用户终端和相关基站之间传递的信号的质量的独特工作条件。典型地，基站和终端更喜欢在高带宽通信链路上进行通信。然而，由于工作条件的不同，不是所有的用户或基站能够支持相同的信息带宽。
无线通信系统还可以允许用户终端在基站之间进行切换。在切换的情况下，切换中的用户终端可能无法支持与参与该切换的基站所支持的信息带宽相同的信息带宽。理想的情况是，用户终端切换到能够支持相同或更高信息带宽的基站。然而，切换还可能是由于改进的通信之外的其它原因而被启动。例如，由于用户终端位置的变化，其能够在基站之间进行切换。就是说，用户终端能够从第一基站的覆盖范围移动到第二基站的覆盖范围。由于用户终端所经历的衰落和干扰，第二基站可能仅有能力支持较低的信息带宽。
发明内容
本发明公开了用于在支持部分频率复用(fractional frequencyreuse)的无线通信系统中进行速率预测的装置和方法。一种实现正交频分多址(OFDM)的无线通信系统能够执行一种部分频率复用方案，其中把一部分载波分配给不参与切换的终端，而把另一部分载波预留给发生切换的可能性较高的终端。每一部分能够定义一个复用集。终端被限制为在复用集内进行跳频。终端还能够用于基于当前的载波子集的分配来确定复用集。终端能够至少部分地基于当前的复用集来确定信道估计和信道质量指示。终端能够向信源报告信道质量指示，信源能够基于下标值而确定速率。
本公开包括一种用于在部分复用通信系统中进行速率控制的方法，包括确定该部分复用通信系统的复用集的子载波分配，发送导频信号，接收部分地基于所述载波分配和所述导频信号的信道质量指示值，部分地基于所述信道质量指示来确定传输格式，以及部分地基于所述传输格式来控制编码速率。
本公开还包括一种用于在部分复用通信系统中进行速率控制的方法，包括确定该部分复用通信系统的复用集的子载波分配，发送包括一个频分复用(FDM)导频信号和至少一个专用导频信号的导频信号，接收部分地基于所述载波分配和所述导频信号的信道质量指示值，对功率控制增量和退避(backoff)值与信道质量指示进行求和以生成修正的信道质量指示，将所述修正的信道质量指示与多个预定阈值进行比较，部分地基于所述修正的信道质量指示所超出的阈值电平来确定传输格式，以及部分地基于所述传输格式来控制编码速率。
通过下面结合附图对本发明所进行的详细说明，本公开的实施例的特征、目的和优势将会变得更加显而易见，在附图中，相同的元件具有相同的参考数字。
图1是用于实现速率预测和部分复用的无线通信系统的一个实施例的功能框图。
图2是部分复用无线通信系统的一个实施例的覆盖范围图。
图3是导频信道载波分配的一个实施例的时频图。
图4时发射机和接收机的实施例的功能框图。
图5是用于在部分复用通信系统中进行速率预测的方法的一个实施例的流程图。
具体实施例方式
实现正交频分多址(OFDMA)和部分复用的无线通信系统能够定义多个载波集，并且能够把与终端用户的通信限制在一个或更多载波集内进行操作。
OFDMA系统可以利用部分复用。在部分复用的一个实施例中，发射机为切换中的用户终端预留一部分带宽，从而允许这些用户终端经历更小的干扰等级。然而，因为不同的复用集可能看到不同的信道质量，所以这可能使得速率预测这个问题变得更困难。此外，用户终端可能对复用方案视而不见。
在部分复用OFDMA无线通信系统内，能够包含跳频技术。每个用户终端具有为其分配的跳频序列。这个跳频序列被限制为在一个复用集内跳变。结果，该用户终端能够根据在任意给定时刻为其分配的子载波而推测出不同的复用集。于是，该用户终端能够报告针对任意期望的复用集的信道质量信息(CQI)，所述复用集例如是该用户终端被调度的那个复用集。
在一个实施例中，用户终端能够基于预定的跳频序列确定出不同的复用集，其中一个复用集能够被确定为在该复用集内跳变的一组子载波。用户终端能够使用各种处理过程来确定在一个复用集中的子载波。
例如，用户终端能够在给定时刻选择一个子载波。然后，用户终端能够使用预定的跳频序列来确定在下一时刻这个子载波跳变的位置。用户终端能够把这个子载波分配加入该复用集。用户终端能够重复该处理过程直到所识别的该组子载波停止增长，也就是说，所有新的频率跳变都在所识别的该组子载波内。所识别的该组子载波能够是一个复用集。为了确定其它复用集，用户终端能够选择一个不在到目前为止所确定的任意复用集中所识别的那组子载波内的子载波。例如，用户终端能够选择一个不同于当前的子载波分配的子载波。然后，用户终端能够重复该处理过程来识别在该复用集内剩余的子载波。通常，基于子载波分配和预定跳频序列，用户终端能够确定任意复用集。
通过检测在过去的几个时间间隔上的子载波分配，用户终端能够用低复杂度的方式确定它被分配的复用集，并且假设这些子载波分配形成了该复用集。对于“静态复用”的情况，该算法很成功，其中在大量时间内每个用户终端被分配单一的复用集。
在从基站到用户终端的前向链路(FL)方向上，在一个实施例中，用户终端可以基于在预定的时间周期或多个帧(例如预定数目的帧或离散时间，例如5ms)上该用户的信噪比(SNR)来确定CQI。用户终端也可以把CQI信息量化为一个或更多CQI值。在一个实施例中，以2dB的SNR作为步长对CQI值进行量化。用户终端能够使用导频测量结果来确定信道强度，而干扰测量结果能够基于数据子载波。用户终端向基站发送量化或未量化的CQI。在一个实施例中，如果导频测量并没有考虑功率控制，则基站能够修改这个CQI以说明功率控制。在一个实施例中，用线性方式对功率控制进行补偿，基站用CQI中+2dB的变化来说明+2dB的功率控制。然后，基站将这个修正的CQI与一组阈值进行比较，以便确定应该为用户终端指定哪种分组格式和相应的速率。
如上所述，用户终端基于在数据子载波上进行的干扰估计来执行CQI确定。因为用户不可能在所有的时间都被调度，所以能够在分配给其它用户终端的子载波上执行干扰估计。在一个实施例中，因为不同的复用集将看到不同的干扰统计，所以用户终端测量属于该复用集的子载波上的干扰功率可能是很重要的。由于给定的子载波被限制为在其复用集内发生跳变，因此用户终端能够通过使用跳频序列根据他过去被分配的那组子载波进行推测，来确定他的复用集。
在其它实施例中，用户终端能够确定针对多于一个复用集的CQI，所述多于一个复用集包括未分配给该用户终端的复用集。在其它实施例中，对于所有可能的复用集、用户终端上一次被调度的复用集、预定的一组复用集、或者基于与基站进行的通信而指示的复用集，该用户终端能够确定并报告CQI。
用户终端能够使用与在接收机进行数据解调所使用的干扰估计算法相同的干扰估计算法，来测量在复用集内一组相关联的子载波上的干扰。在一个实施例中，干扰测量算法能够使用空导频(blank pilot)，即基站令其为空白的专用符号。与这种干扰功率测量相对应，用户终端也能够使用FDM导频确定信道强度测量结果。使用这两种测量结果，用户终端能够确定对于该组相关联的子载波的SNR。对于每组相关联的子载波和对于每个跳变，用户终端能够得到一个SNR测量结果。以这种方式，可以得到在频率和时间上看到的SNR分布的几种实现。使用这些实现，能够计算出将在帧上看到的SNR的平均值。用户终端能够将该测量结果发回给基站。
在一个实施例中，基站中的速率预测算法能够用于把第三次传输作为终止的目标，使得在CQI测量结果是悲观的情况下，有可能提前终止，而如果CQI测量结果是乐观的，则还有一些避免错误的保护。在一个实施例中，基于针对第三次传输的FER曲线，对终止统计进行计算。在这个实施例中，如果CQI值高于最高分组格式的第三次传输的阈值，则速率预测将把第二次传输作为目标。在这个实施例中，如果CQI值仍然高于最高分组格式所需的值，则速率预测将继续把第一传输作为目标。在其它实施例中，速率预测算法能够用于初始把其它传输作为终止的目标，例如基于时延或频谱效率需求，把第二次或第一次传输作为目标。
在反向链路(RL)方向上，基站中的接收机能够确定CQI值并且将其报告给发送用户终端。RL速率预测算法能够与FL算法非常相似。如果在反向链路上的信道估计很差(例如，由于低比特率或缺乏RL传输上的分集)，则为了获得更精确的CQI，能够使用长平均滤波器(long averaging filter)。在一些反向链路的实施例中，如果用户终端没有被调度进行发送，则仅有的可用导频信号可能是在控制信道上，这让基站在等于用于FL的周期的一个周期内仅仅接入整个频带中的几个(例如2-4个)子载波，这些子载波可能在或者可能不在用户终端的复用集内。于是，在一个实施例中，为了获得精确的测量结果，用户终端能够对一个较长周期上的CQI值取平均值。平均周期能够在100ms的数量级上，但能够是能基于系统设计而确定的某个其它周期。与在FL的情况下一样，干扰测量能够基于在同一个复用集内属于用户的数据子载波。与FL不同的一点是，基站已知所有复用集，并且事实上能够确定针对每个复用集的独立的CQI。
CQI的平均周期可能产生这样的情况，其中速率控制算法不能对本地信道衰落作出反应。这可能不是当前的问题，这是因为在某种程度上，速率的变化可能受限于信道分配带宽。此外，反向链路功率控制算法通常以比速率预测算法更快的速率，将控制信道SNR保持在固定值左右。因此，该速率预测算法应该看到几乎静态的SNR。
反向链路功率控制算法保持控制信道的SNR几乎不变。然而，数据功率谱密度(psd)能够相对于控制信道psd偏移由用户终端控制的一个量。当用户终端被调度时，这个偏移量能够通过带内信令被传送到基站，并且该偏移量能够用在CQI计算中。即便在相当长的间隔内不对用户终端进行调度，也能够假设这个偏移量变化的量足够小，以致该速率预测算法不需要考虑该偏移量中的误差并且可以利用先前的偏移值。作为选择，基于从用户终端最后被调度——也就是说，从最后一次传送偏移量的值——到现在所经过的时间量，该速率预测算法能够采用一个附加的退避。
一旦计算出CQI值，该算法像FL的情况一样继续进行。首先基于第三次传输，将该CQI值与针对不同分组格式的一个或多个预定阈值进行比较。如果即便对于第三次传输中最小复杂度的分组格式来说，该CQI还是太高，或者如果分组具有更严格的时延要求，则可以使用对于较早的传输的阈值。退避控制环路能够与在FL中所使用的相同。
能够以相对数据传输速率较慢的速率执行速率预测。于是，存在几种其它可能的速率预测的实施例。由于功率控制算法保持控制信道SNR基本不变，因此用这个算法进行的速率预测应该主要依赖于控制信道偏移量的值。于是，速率预测算法能够建立一张表，将偏移量的值映射到分组格式。然而，如果可以使用这样的一张表，那么能够在基站或者在接入终端执行速率预测。
另一个实施例简单地基于所观测到的终止统计和QoS要求的终止需求来执行速率预测。这个实施例也能够在接入终端或基站上执行。然而，这样的算法是实质上有些特别的(ad-hoc)，并且不得不通过仿真来对其进行改进。
图1是无线通信系统100的一个实施例的功能框图。该系统包括一个或更多能够与用户终端100进行通信的固定元件。用户终端100能够是例如用于按照一个或更多通信标准进行操作的无线电话。用户终端100能够是便携式单元、移动单元、或固定式单元。用户终端100还可以被称作移动单元、移动终端、移动台、用户设备、手提电话、电话等等。尽管在图1中仅示出一个用户终端110，但应该理解，典型的无线通信系统100具有与多个用户终端110进行通信的能力。
典型地，用户终端110与一个或更多这里被描述为扇区蜂窝塔的基站120a或120b进行通信。如这里所使用的，基站可以是用于和终端进行通信的固定站，而且还可以被称作接入点、B节点、或一些其它术语，并且包括它们的一些或全部功能。典型地，用户终端110将与基站(例如，120b)进行通信，该基站对用户终端110内的接收机提供最强的信号强度。一个或更多基站120a-120b能够用于利用部分频率复用，其中，用于例如120a的基站的带宽的一部分与分配给例如120b的相邻基站的带宽的一部分相互共享。
基站120a和120b中的每一个都能够连接到基站控制器(BSC)140上，该BSC把通信信号路由到适当的基站120a和120b，而且对来自它们的通信信号进行路由。BSC140可以连接到移动交换中心(MSC)150上，该MSC能够被用作用户终端110和公共交换电话网络(PSTN)150之间的接口。该MSC还能够被用作用户终端110和网络160之间的接口。网络160能够是例如局域网(LAN)或广域网(WAN)。在一个实施例中，网络160包括因特网。因此，MSC150被连接到PSTN150或网络160上。MSC150还能够用于协调与其它通信系统(没有示出)的系统间切换。
无线通信系统100能够被用作利用OFDM通信在前向链路和反向链路中进行通信的OFDMA系统。术语前向链路指的是从基站120a或120b到用户终端110的通信链路，而术语反向链路指的是从用户终端110到基站120a或120b的通信链路。基站120a和120b以及用户终端110均可以为信道和干扰估计分配资源。例如，基站120a和120b以及用户终端110均可以广播导频信号，这些导频信号被相应的接收机用来进行信道和干扰估计。为了清晰起见，对系统实施例的描述论述了例如120a的基站执行的在前向链路中的速率预测。然而，可以理解，速率预测不限于在前向链路中的应用，而是在前向链路和反向链路中均可以使用，或者可以在不包括另一条通信链路的一条通信链路中实现。
为了进行信道和干扰估计，基站120a和120b可以用来广播导频信号。导频信号能够包括从OFDM频率集中选择的多个音频(tone)。例如，公共导频信号能够利用从OFDM频率集中选择的均匀间隔的音频。所述均匀间隔的构造可以被称作梳状导频信号。作为选择，能够用从OFDM频率集中选择的均匀间隔的载波以及空的专用导频信号来形成公共导频信号。
基站120a和120b也能够用于为用户终端110从复用集中分配一组载波以便进行通信。分配给用户终端110的那组载波可以是固定的或可以变化。如果该组载波发生变化，那么基站(例如120a)能够周期性地向用户终端110发送对于所分配的那组载波的更新。作为选择，分配给特定用户终端110的该组载波可以按照预定跳频算法发生变化。于是，一旦基站120a向用户终端110分配了一组载波，则用户终端110能够基于预定的跳频算法确定下一组载波。预定的跳频算法能够用于确保该载波组仍然处于包含前面的载波组的同一复用集中。
用户终端110能够基于接收到的导频信号确定对信道和干扰的估计。此外，用户终端110能够例如通过确定接收到的信噪比(SNR)来确定对接收到的信号的信号质量的估计。接收到的信号的信号质量能够被量化为信道质量指示(CQI)值，该值能够部分地基于所估计的信道和干扰而被确定。在实现多个复用集的无线通信系统100中，用户终端110有利地确定与之相关联的复用集所对应的信道和干扰估计。
用户终端110将CQI值报告回基站(例如，120a)，并且基站120a能够将该CQI值与一个或多个预定阈值进行比较，以便确定该信道可能支持的数据格式和速率。在实现了例如混合自动重复请求(HARQ)算法这样一个重传处理过程的无线通信系统中，基站120a能够为初始的传输和随后的重传确定数据格式和速率。
在执行HARQ的无线通信系统100中，可以用与较低编码速率相对应的较低速率对重传进行发送。HARQ实现可以用于提供最多数目的重传，并且其中每个重传能够以较低速率发生。在其它实施例中，HARQ处理过程可以用于以相同速率发送其中一些重传。
图2是实现部分频率复用的蜂窝无线通信系统的一个实施例的覆盖范围图200。该无线通信系统能够是例如图1示出的无线通信系统100。
覆盖范围图200示出用于提供整个覆盖的多个覆盖范围210、220、230、240、250、260和270。其中每个覆盖范围(例如210)能够拥有一个位于中心的基站。当然，一个无线通信系统不限于图2示出的覆盖范围的数目，覆盖范围也不限于图2示出的模式。覆盖范围(例如120)能够用于使用预定数目的载波来支持OFDM通信。一个或更多覆盖范围，例如120，能够实现多个复用集，而多个覆盖范围，例如210、220和230，能够实现部分频率复用。
第一覆盖范围210被示出为包含内部的圆的外层六边形。第一覆盖范围210能够实现部分频率复用和多个复用集。内层覆盖范围212能够实现一个稳定的复用集，其被分配给启动切换的可能性较低的用户终端。在内层覆盖范围212的外围的外层覆盖范围214能够实现一个切换复用集，其能够被分配给启动切换的可能性较高的用户终端。
稳定复用集能够使用OFDM频率集的第一组载波，而切换复用集能够使用OFDM频率集中与第一组载波不同的第二组载波。此外，切换复用集中的所述第二组载波能够与例如220或230这样的相邻覆盖范围的复用集进行共享。
最初，在第一覆盖范围210内的用户终端能够被分配稳定复用集内的一组载波。基站能够例如向用户终端传送在稳定复用集内被分配的载波。于是，部分地基于跳频算法，用户终端能够确定在该稳定复用集内随后的载波分配。在为用户终端分配稳定复用集内的载波期间，用户终端能够基于所述稳定复用集来确定信道和干扰估计并确定CQI值。
随着用户终端走出内层覆盖范围212，进入到外层覆盖范围214，基站可以向用户终端分配切换复用集内的一组载波。作为选择，基站能够向用户终端发送控制消息，以指示用户终端应该跳变到切换复用集。然后，用户终端能够部分地基于跳频算法确定在切换复用集内随后的载波分配，该跳频算法可能与用于确定稳定复用集内的载波组的跳频算法相同或不同。用户终端基于切换复用集来确定信道和干扰估计并确定CQI值。因为较少数用户可能被分配切换复用集，使得切换复用集内的用户看到较小的干扰等级，所以这样的复用集构造是有优势的。
图3是使用梳状导频信号以及专用导频信号的OFDMA通信系统的频谱的一个例子的时频图300。时频图300说明了OFDMA系统的一个例子，其中，载波块310a-310f被分配给该系统中的每个用户。用‘P’标明的多个公共导频信号，例如320，出现在每个时期中，但并不是必须要出现在每个载波块310a-310f内。此外，公共导频信号(例如320)并未被在每个时间周期分配相同的载波，而是遵循预定的算法。用‘D’标明的多个专用导频信号330能够出现在每个载波块310a-310f内，但可能并不是出现在每个时期中。每个接收机能够部分地基于所有的公共320和专用330导频信号，确定信道和干扰估计。
第一组载波块，例如310a-310d，能够被分配给稳定复用集，而第二组载波块，例如310e-310g，能够被分配给切换复用集。切换复用集也能够被与第二基站共享。因为不同的复用集具有不同的干扰等级，所以用户终端能够基于所分配的复用集来对信道和干扰进行估计并确定CQI值。然后，用户终端能够例如使用控制信道或开销信道来将该CQI值报告回基站。
图4是能够用例如图1的无线通信系统这样的一个无线通信系统实现的数据源400和收发机404的一个实施例的功能框图。数据源400能够是例如基站内的发射机部分或用户终端内的发射机部分。类似地能够实现接收机404的实施例，例如在图1的无线通信系统100中示出的基站和终端其中之一或两个中来实现。
以下的论述说明了一个实施例，在这个实施例中，数据源400被实现在用于利用部分复用和HARQ进行OFDMA通信的无线通信系统的基站内。数据源400用于向一个或更多用户终端发送一个或更多OFDMA信号。数据源400包括用于存储要发到一个或更多终端的数据的数据缓冲器410。所述数据能够是例如原始的未编码数据或已编码数据。典型地，存储在数据缓冲器410中的数据是未被编码的，并且其被接到编码器412上，在这里，根据速率预测模块430确定的速率对这些数据进行编码。编码器412能够包括为错误检测和前向纠错(FEC)进行编码。能够根据一个或更多编码算法对已编码数据进行编码。每个编码算法和所得到的编码速率能够与多格式HARQ系统的一种特定数据格式有关。所述编码能够包括、但并不限于卷积编码、块编码、交织、直接序列扩频、循环冗余编码等等或一些其它编码。速率预测模块430执行对数据格式和相关联的编码的选择。
要发送的已编码数据被接到串并转换器414，该串并转换器用于把来自编码器412的串行数据流转换成多个并行数据流。分配给任意特定用户终端的载波数可以是所有可用载波的一个子集。因此，要发到特定用户终端的数据被转换成与分配给那个用户终端的数据载波相对应的那些并行数据流。
串并转换器414的输出被接到导频模块420上，该导频模块用于向公共导频分配公共导频信道并且分配专用导频信号。导频模块420能够用于用相应的数据或导频信号来对该OFDMA系统的每个载波进行调制。
导频模块420的输出接到快速傅里叶逆变换(IFFT)模块422上。IFFT模块422用于把OFDMA载波变换成相应的时域符号。当然，快速傅里叶变换(FFT)实现并不是必需的，离散傅里叶变换(DFT)或一些其它类型的变换能够被用来生成时域符号。IFFT模块422的输出接到并串转换器424上，该并串转换器用于把并行的时域符号转换为串行流。
串行OFDMA符号流被从并串转换器424接到收发机440上。在这个实施例中，收发机440是用于发送前向链路信号和接收反向链路信号的基站收发机。
收发机440包括发射机模块444，其用于把串行符号流转换为适当频率的模拟信号，以便经由天线446向用户终端进行广播。收发机440还能够包括接收机模块442，其接到天线446上并用于接收由一个或更多远程用户终端发送的信号。
速率预测模块430用于确定能够在连接诸如基站这样的数据源400和诸如用户终端这样的接收机404的通信信道上支持的恰当的数据格式和相应的编码。经由反向链路信道，速率预测模块442从接收机404接收一个或更多CQI值，并基于该CQI值确定数据速率和相关联的编码。
速率预测模块430能够包括阈值比较器432、退避控制模块434和功率控制补偿模块436，这些部件中的每一个都对一个或更多接收到的CQI值进行处理以便帮助确定合适的速率。
OFDMA无线通信系统典型地在前向链路上使用功率控制。因为用户终端典型地报告基于导频功率或可能基于当前数据速率的CQI值，所以使用功率控制会复杂化速率预测的确定。如果发射功率发生变化，则用户终端在未来的传输帧内确定的CQI值将发生很大变化。此外，用户终端可以报告有效的SNR，其可以是发送功率的非线性函数。
基站可以使用功率控制补偿模块436来修改CQI值，以大致说明发射功率的变化。在一个实施例中，功率控制补偿模块436执行关于功率控制值的线性近似。如果发射功率向上或向下变化某个dB值，那么功率控制补偿模块436对报告的CQI值修改相同的dB值。
功率控制补偿模块436实现的线性近似是一种近似，如此，将可能产生能够被补偿的残差。对于某些工作条件，这个误差可能是相当显著的。要注意的另一件事是，这种误差可能是单侧的，即，当发射功率增加时它是正的，而当发射功率降低时它是负的。
CQI值能够被进一步偏置或补偿，以便进一步将平均误差降低至更接近于零。退避控制模块434能够用于通过从CQI值中减去退避值而提供附加的补偿。
退避控制模块434能够维护一个以dB为单位的变量Δ，该变量被称作对每个用户终端的退避。每当用户终端报告CQI值的时候，功率控制补偿模块436调整该值以便考虑发射功率的变化。然后，退避控制模块434从修正的CQI值中减去值Δ。Δ的值需要被初始化为合适的值，并且也可以被定义最小和最大值。除此之外，退避控制模块434能够对退避值进行更新，以满足分组错误率应该小于预定阈值(例如1％)的限制。为了达到这个目的，每当错误接收到一个分组时，退避控制模块434能够为Δ的值增加一个预定增量，例如0.25dB。分组错误可能指的是在HARQ系统中不成功的上一次传输，而不仅是不成功的目标传输。每当正确对分组解码时，退避控制模块434能够用于把退避值降低一个预定量，例如0.25*0.01dB。
由于Δ用于把分组错误率保持在1％以下，因此退避控制模块434可能没有Δ的上限。然而，退避控制模块434可以实现一个下限。下限可能是必要的，因为不那样，速率预测模块434可能会趋向于最可行的分组格式的上一个传输，其可能是比目标速率低的速率。作为初始值，退避控制模块434能够实现一个0dB的下限。除了避免初始误差之外，这个初始值不是非常重要，并且其能够被任意地设置为近似1.5dB。
阈值比较器432能够用于对处理后的CQI值和多个预定的阈值进行比较，每个阈值对应于通信链路可能支持的一个特定的分组格式和编码。如前面所提到的，在HARQ系统中，速率预测模块能够把第一传输之后的速率作为目标。
如上所述，接收机404能够是例如图1示出的用户终端110或基站120a或120b的一部分。以下的论述说明了在用户终端内实现的接收机404。
接收机404能够包括接到收发机450上的天线456，该收发机用于在无线信道上与数据源400进行通信。收发机450能够包括接收机模块452，其用于经由天线456接收无线信号并生成串行基带符号流。
收发机450的接收机模块452的输出接到串并转换器460上，该串并转换器其用于把串行符号流转换为与OFDMA系统中的多个载波相对应的多个并行流。
串并转换器460的输出接到快速傅里叶变换(FFT)模块462上。FFT模块462用于把时域符号变换为频域对应值。
FFT模块462的输出接到信道估计器464上，该信道估计器用于部分地基于公共导频信号和任意专用导频信号来确定信道和干扰估计。载波分配模块480能够确定分配给数据的载波、分配给公共导频信号的载波、以及(如果存在的话)分配给专用导频信号的载波。载波分配模块480能够例如执行跳频算法以根据过去的分配确定当前的载波分配。载波分配模块480能够用于确定对于特定复用集的载波分配。载波分配模块480接到信道估计器464上，并且向信道估计器464通知载波分配。
信道估计器464部分地基于公共导频信号以及(如果存在的话)专用导频信号，来确定信道和干扰估计。信道估计器464能够使用最小二乘法、最大似然估计、最小二乘法和最大似然估计的组合等等或一些其它的信道和干扰估计处理过程来确定一个估计。
信道估计器464的输出接到解调器470上，该输出包括对接收到的符号的频域变换以及信道和干扰估计。载波分配模块470也能够向解调器470通知为数据传输分配的载波频率。解调器470用于部分地基于信道和干扰估计对接收到的数据载波进行解调。在一些实例中，解调器470可能不能对接收到的信号进行解调。如前面所述，因为信道质量不足并且不能够支持数据的发送速率，或者因为由于不足的信道和干扰估计造成的降级足以严重到导致解码失败，所以使得解调器470可能不能成功地进行解调。
如果解调器470失败，它能够生成关于不能对接收到的信号进行解调的指示。解调器470能够例如通知载波分配模块480，以便载波分配模块480能够期望在随后的传输中的专用导频信号。解调器470还能够向收发机450中的发射机模块454提供一个失败解调指示，以便将其传回数据源400。
如果解调器470失败，则丢弃接收到的数据，并且没有必要把任何数据接到存储器。如果解调器470成功了，则解调器470能够用于把已解调数据接到并串转换器472，该并串转换器用于把并行的已调制数据转换为串行数据流。并串转换器472的输出接到数据缓冲器474上，以便进一步进行处理。
信道质量指示(CQI)模块490也能够接到信道估计器464和解调器470上，并且能够使用导频功率、信道估计、以及干扰估计的值来确定CQI的值。在一个实施例中，CQI值是部分地基于SNR的。CQI模块490把CQI值接到发射机模块454，该发射机模块能够用于使用例如开销信道、控制信道或业务信道来向数据源400发送该值。
CQI模块490能够确定对于一个或更多复用集的CQI值。例如，CQI模块490能够基于当前的子载波分配和预定的跳频算法来确定对于当前复用集的CQI值。CQI模块490也可以确定对于与分配给接收机404的复用集不同的复用集的CQI值。
图5是在部分复用OFDMA系统中的速率预测方法500的一个实施例的流程图。方法500能够被例如图1的无线通信系统的基站执行以便配置前向链路传输。作为选择，方法500能够被图1的无线通信系统的用户终端执行以便配置反向链路传输。以下的说明假设基站执行方法500。
方法500从逻辑块502开始，其中基站首先确定该部分复用通信系统的一个复用集内的子载波分配。例如，对于发生切换的可能性较低、或处于基站的预定半径内的用户终端，基站能够确定稳定复用集内的子载波分配。作为选择，对于发生切换的可能性较高的用户终端，基站可以确定切换复用集内的子载波分配。
基站能够向用户终端发送子载波分配。如果用户终端或移动台能够部分地基于跳频算法和先前的子载波分配来确定子载波分配，则基站不需要发送该子载波分配。基站能够在所分配的子载波上向用户终端发送数据。
基站继续进行到逻辑块510并且发送导频信号。该导频信号能够包括一个公共导频信号和一个专用导频信号。用户终端能够接收导频信号并且能够基于子载波分配和该导频信号来确定CQI值。用户终端能够向基站发送这个CQI值。
基站继续进行到逻辑块520并且接收部分地基于子载波分配和导频信号的该CQI值。在一个实施例中，用户终端能够确定并发送基于当前的子载波分配的CQI值。在另一个实施例中，用户终端能够基于能使用当前的子载波分配和跳频算法确定的未来的子载波分配来确定CQI值。
然后，基站继续进行到逻辑块530并且部分地基于信道质量指示来确定传输格式。如前面所述，基站能够使用例如功率控制补偿模块、退避控制模块等等或一些其它的信号处理模块来对接收到的CQI值进行处理。在一些实施例中，基站能够对预定数目的CQI值进行平均。
基站能够例如通过比较CQI值和多个预定阈值来确定传输格式。然后，基站继续进行到逻辑块540并且部分地基于该传输格式来控制编码速率。
基站能够例如控制编码器根据速率预测模块确定的编码速率对数据进行编码。然后，基站能够向用户终端发送已编码数据。
结合这里所公开的实施例说明的各种说明性的逻辑块、模块以及电路可以采用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、精简指令集计算机(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPEG)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立硬件元件或者设计用来执行这里所说明的功能的上述部件的任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是作为选择，该处理器可以是任何处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可以用计算设备的组合来实现，举例来说，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP内核的一个或多个微处理器、或者任何其它这样的配置。
结合这里所公开的实施例说明的方法、处理过程或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块或者两者的组合来实现。
软件模块可以存在于RAM存储器、闪速存储器、非易失性存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质中。示例性的存储介质被连接到处理器，这样，处理器能够从该存储介质中读取信息，也能够向该存储介质写入信息。作为选择，存储介质可以被集成到处理器中。此外，可以用实施例中示出的次序执行各种方法或者可以使用修改后的步骤次序来执行。另外，可以省略一个或更多处理过程或方法步骤或者，可以把一个或更多处理过程或方法步骤加到所述方法和处理过程中。附加的步骤、逻辑块或动作可以被加入到所述方法和处理过程的现有部分的开始、结束、或者介于其间。
提供了所公开的实施例的以上说明，以使本领域的任何技术人员都能够制造或使用本公开。这些实施例的各种修改对本领域的技术人员来说是显而易见的，并且在不背离本公开的精神或范围的情况下，这里所定义的一般性原理可以应用于其它实施例中。因而，本公开并不是要被限制于这里所示出的实施例，而是要符合与这里所公开的原理和新颖特征相一致的最宽范围。
权利要求
1.一种用于在部分复用通信系统中进行速率控制的方法，所述方法包括确定复用集内的子载波分配；部分地基于接收到的信道质量指示，确定传输格式，所述信道质量指示是对导频信号和所述子载波分配的响应；以及部分地基于所述传输格式，控制编码速率。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述复用集是从一个包括稳定复用集和切换复用集的组中选择出来的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子载波分配包括切换复用集中的载波的一个子集。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述子载波分配包括稳定复用集中的载波的一个子集。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述导频信号包括多个空导频。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述导频信号包括所述复用集内的至少一个空导频。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述信道质量指示包括部分地基于使用所述子载波分配确定的干扰估计的信噪比(SNR)。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述传输格式包括将所述信道质量指示的值与至少一个预定阈值进行比较；以及基于所述比较的结果，确定所述传输格式。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述传输格式包括基于所述信道质量指示，生成修正的信道质量指示值；以及基于所述修正的信道质量指示值，确定所述传输格式。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，生成所述修正的信道质量指示值包括对功率控制增量和所述信道质量指示值进行求和。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，生成所述修正的信道质量指示值包括对退避值和所述信道质量指示值进行求和。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，生成所述修正的信道质量指示值包括基于所述信道质量指示值和至少一个之前接收到的信道质量指示值，确定平均信道质量指示值。
13.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述传输格式包括确定分组格式。
14.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述传输格式包括部分地基于重传处理过程确定所述传输格式。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述传输格式包括将所述信道质量指示值与多个预定阈值进行比较；以及部分地基于所述多个预定阈值中的一个阈值电平，选择传输格式。
16.一种用于在部分复用通信系统中确定信道信息的方法，所述方法包括选择多个子载波中的一个子载波；基于所述子载波，确定部分复用集；以及基于所述部分复用集，确定CQI值。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，确定所述部分复用集包括基于所述子载波和预定跳频算法识别所述部分复用集。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述子载波包括在前的子载波分配中的一个子载波。
19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述子载波包括不同于当前的子载波分配的一个子载波。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，确定所述部分复用集包括确定在预定时间周期内所分配的一组子载波。
21.根据权利要求16所述的方法，其中，确定所述CQI值包括确定预定时间周期上的信噪比(SNR)。
22.一种用于在部分复用通信系统中进行速率控制的装置，所述装置包括导频模块，用于生成导频信号；发射机模块，用于发送所述导频信号；接收机，用于接收部分地基于所述导频信号和在部分复用集中的子载波分配的信道质量信息；速率预测模块，用于部分地基于所述信道质量信息，确定编码速率；以及编码器，其具有接到所述速率预测模块的输入端以及接到所述发射机的输出端，并用于基于所述编码速率对数据流进行编码。
23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述导频信号包括专用导频信号。
24.根据权利要求23所述的装置，其中，所述专用导频信号包括所述子载波分配中的至少一个空导频。
25.根据权利要求22所述的装置，其中，所述速率预测模块包括功率控制补偿模块，其用于对功率控制增量和所述信道质量信息的值进行求和，并且其中，所述速率预测模块部分地基于所述功率控制增量和所述信道质量信息的值之和来确定所述编码速率。
26.根据权利要求22所述的装置，其中，所述速率预测模块包括退避控制模块，其用于对退避值和所述信道质量信息的值进行求和，并且其中，所述速率预测模块部分地基于所述退避值和所述信道质量信息的值之和来确定所述编码速率。
27.根据权利要求22所述的装置，其中，所述速率预测模块用于将至少部分地基于所述信道质量信息的值的指示符与多个预定阈值进行比较，并且部分地基于所述比较，确定所述编码速率。
28.根据权利要求22所述的装置，其中，所述速率预测模块用于确定与混合自动重复请求(HARQ)系统内的重传速率相对应的所述编码速率。
29.根据权利要求22所述的装置，其中，所述速率预测模块、编码器和导频模块包括处理器。
30.一种用于在部分复用通信系统中进行速率控制的装置，所述装置包括用于确定所述部分复用通信系统的复用集内的子载波分配的模块；用于发送导频信号的模块；用于接收部分地基于所述子载波分配和所述导频信号的信道质量指示值的模块；用于部分地基于所述信道质量指示来确定传输格式的模块；以及用于部分地基于所述传输格式来控制编码速率的模块。
31.根据权利要求30所述的装置，还包括用于发送所述子载波分配的模块。
32.根据权利要求30所述的装置，其中，所述用于确定所述传输格式的模块包括用于将所述信道质量指示值与至少一个预定阈值进行比较的模块；以及用于基于所述比较的结果，确定所述传输格式的模块。
33.根据权利要求30所述的装置，其中，所述用于确定所述传输格式的模块包括用于基于所述信道质量指示值，生成修正的信道质量指示值的模块；以及用于基于所述修正的信道质量指示值，确定所述传输格式的模块。
34.一种用于在部分复用通信系统中确定信道质量指示(CQI)值的装置，所述装置包括用于选择所述部分复用通信系统内的子载波的模块；用于基于所述子载波，确定部分复用集的模块；以及用于基于所述部分复用集，确定所述CQI值的模块。
35.根据权利要求34所述的装置，其中，所述用于确定所述部分复用集的模块包括用于基于所述子载波和预定跳频算法，识别所述部分复用集的模块。
36.根据权利要求34所述的装置，其中，所述用于确定所述部分复用集的模块包括用于确定在预定时间周期内所分配的一组子载波的模块。
全文摘要
本发明公开了用于在支持部分频率复用的无线通信系统中进行速率预测的装置和方法。一种实现正交频分多址(OFDMA)的无线通信系统能够执行一种部分频率复用方案，其中把一部分载波分配给不参与切换的终端，而把另一部分载波预留给发生切换的可能性较高的终端。每一部分能够定义一个复用集。终端被限制为在复用集内进行跳频。终端还能够用于基于当前的载波子集的分配来确定复用集。终端能够至少部分地基于当前的复用集来确定信道估计和信道质量指示。终端能够向信源报告信道质量指示，信源能够基于下标值而确定速率。
文档编号H04W16/12GK101019362SQ200580031034
公开日2007年8月15日 申请日期2005年7月14日 优先权日2004年7月16日
发明者阿莫德·汉德卡尔, 阿维尼施·阿格拉瓦尔 申请人:高通股份有限公司