利用不同扰码控制无线通信系统中的功率电平的制作方法

专利名称：利用不同扰码控制无线通信系统中的功率电平的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制在无线通信系统中从第 一 收发信机发送到第二收发 信机的信号的功率电平的方法，其中所述信号在使用第 一和第二扰码
(scrambling code)至少其中之一的情况下一皮发送。所述方法包括如下 步骤在内部功率控制环路中为在第二收发信机中接收的信号重复估计 质量度量；根据所述质量度量和质量度量参考值生成功率控制命令；向 第一收发信机发送功率控制命令；并在第一收发信机中根据功率控制命 令调节所述功率电平；和在外部功率控制环路中为在时间间隔期间在第 二收发信机中接收的信号计算性能等级；并根据所述性能等级调节所述 质量度量参考值。本发明进一步涉及在收发信机中生成功率控制命令用 于在无线通信系统中接收从远程收发信机发射的信号的方法，涉及用于 从无线通信系统中的远程收发信机接收信号的收发信机，还涉及相应的 计算机程序和计算机可读介质。
背景技术：
在无线通信系统中，发射机和接收机之间的物理信道通常由无线电链 路构成。例如，发射才几可以是基站，而接收机可以是移动台，或者相反。 在这种情况下，基站通常对应于系统的小区(cell)。由于发射天线不 是恰好对准接收机，因此所发射的信号可以通过多个路径传播。除了从 发射机到接收机可能的直接路径，还存在由环境中的物体反射造成的很 多其它传播路径。这样，接收机可以在不同时间接收到相同信号的多个 实例，即具有不同延迟，因为信号的不同部分被诸如建筑物、移动车辆 或具体地形之类的各种物体反射。基站和移动终端之间的无线电链路是 双向链^各，即信息纟皮/人基站发送到移动终端(下行链路)，也纟皮/人移动 终端发送到基站(上行链路)。
很多传输系统努力通过使用将来自所有多径分量的数据符号能量进 行组合的接收机来降低多径传播和衰落的影响。在码分多址(CDMA)和 宽带码分多址(WCDMA)系统中，信号不同接收部分的能量可通过使用 例如RAKE接收机而在接收才几中得到利用。在这些系统中使用扩频和解扩。利用数据分散在较宽频率范围内的扩 频调制技术，数据被从发射机端反射。每个信道的扩频包括在加扰
(scrambling)操作之后的信道化(channelisation)操作。在信道化 操作中，通过乘以由1和O二进制序列组成的信道化码，每个数据符号 被变换为大量所谓的码片(chip)。每个数据符号的码片数被称作扩频 因子(SF)。信道化码通常是具有达到512的扩频因子的正交可变扩频 因子(0VSF) 。 OVSF方案是一种码树，其中树的每个级别是一组相互正 交并对应于给定扩频因子的码。在加扰操作中，码片的扩频序列然后通 过将码片乘以复数值的扰码而被加扰，所述扰码是伪噪声码。扰码主要 是用于将基站或小区相互隔离，而信道化码是用于将每个小区中的不同 物理信道(终端或用户)隔离。在接收机中，接收的信号然后利用相同 的码而被解扩并解调，以恢复发射数据。
在WCDMA系统的时序结构中，码片在传输时间间隔(TTI)中一皮发送， 每个传输时间间隔由1到8个无线帧(radio frame)构成。每个无线 帧具有10ms的持续时间，并纟皮分为15个时隙。 一个时隙包含2560个 码片。因此TTI可包含15到120个时隙。TTI还可一皮分为多个传输块， 所述传输块根据要被发送的信息而具有可变的持续时间。
为了进行下行链路传输，可能的扰码被分为主扰码组和15个相应的 次扰码。系统的每个小区都被分配一个主扰码和相应的15个次扰码。 在小区中发射机和接收机之间给定链路的某些物理信道，诸如公共导频 信道(CPICH),总是利用分配给该小区的主扰码发送，而其它物理信 道，诸如专用物理信道(DPCH),可以利用主护G码或其中一个相应的次 扰码发送，即来自与小区主扰码相关联的组的次扰码。这样，对这些物 理信道来说，主扰码和其中一个次扰码之间将会发生转换(shift ), 因为某些无线帧利用主扰码发送，而其它无线帧利用次扰码发送。当信 道化码树全是用于主扰码时，次扰码可以例如用于DPCH,尽管发射机中 仍然有可用的传输容量。
在不同扰码之间转换的另 一个例子发生在移动台进入所谓的压缩模 式时，其中可使用可替换的扰码。两个可替换扰码与主扰码和次扰码中 的每一个相关联，并且它们被指定用于压缩模式中。压缩模式发生在帧 的 一 些时隙 一皮分配用于移动台，以1更在频率间切:換期间对不同的载波频 率进行必要测量时。这样，在压缩帧中，由于用于测量的传输间隙，较少的时隙可用于普通传输。为了对其进行补偿，扩频因子可被减小，但 是扩频因子中的变化最可能需要对码树中几个或所有的信道化码进行 再分配，以便保持正交性。为了避免这种再分配，代替地，发射机可切 换到对应于不同码树的可替换扰码上。由于扰码的相关性是类似噪声 的，所以如果它们是在不同扰码下，即使是在同一码树分支下信道化码 的相关性仍然相当低。
在这种无线通信系统中，采用功率控制来补偿信道中的变化(诸如传 输延迟和衰落效应)，并确保保持系统中所有用户的可接受传输质量。
通常，使用闭合功率控制环路，其为了将对于接收信号的质量度量保 持在给定的目标值上而调节发射功率电平。上行链路或下行链路的用于
WCDMA的闭合功率控制环路通常包括在无线通信系统中设备的接收机中 形成相对较快的内部功率控制环路和相对较慢的外部功率控制环路的 元件。下面是参照下行链路传输，即从基站到移动终端或用户设备(UE) 的传输，但是相似的控制环路也用于上行链路传输。
内部环路计算为一个时隙计算一次信干比(SIR)值，然后将其(或 滤波值)与SIR参考值(目标SIR)相比4交。如果估计的SIR小于所述 参考，则用户设备将会通过上行链路专用物理控制信道(DPCCH)发送 发射功率控制(TPC)命令，要求基站为下行链路专用物理信道(DPCH) 增大发射功率。另一方面，如果估计的SIR大于所述参考，则用户设备 将会要求基站降低发射功率。可以每个时隙实施一次或者每三个时隙实 施一次发射功率更新，且功率变化步长缺省为l.OdB,可选值为0.5、 1. 5或2. OdB。
WCDMA接收机的外部环路功率控制通过利用估计的块误差率(BLER ) 和BLER目标之间的关系确定SIR参考。BLER可通过在每个传输块(TB ) 上进行循环冗余校验(CRC),为被正确或不正确接收的块得到标志0 或1,然后在一定量的传输时间间隔(TTI)上有效滤波以得到滤波的 BLER而被估计。对于当前TTI的瞬时BLER可以被估计为错误传输块与 TTI总传输块的数量之比。估计的BLER值然后与BLER目标进行比较。
基本上来说，外部环路功率控制试图通过比4支估计的BLER和BLER目 标来调节SIR参考。如果估计的BLER大于预先确定的BLER目标，则用 于下一个TTI的SIR参考增大，以便从BS得到更多的功率，并因此消 除块误差。相同地，如果估计的BLER小于BLER目标，则SIR参考一皮减小，使得BS不需要向目标用户设备投入太多功率。因此，在每个TTI 的末尾，基于估计的BLER为该TTI计算新的SIR参考，该新的SIR参 考然后由内部环路在下一 TTI期间使用。
如上所述，在无线通信系统中发射机和接收机之间链路的物理信道通 常在相同的扰码，即分配给小区的主扰码之下被传输，但是存在如下情 形，即次扰码可用于针对某些无线帧的某些信道(例如用于DPCH),而 主扰码可用于其它无线帧，或者可替换扰码用于压缩帧，而初始主扰码 或次扰码用于普通帧。
然而，在扰码之间的这种切换为功率控制造成麻烦，因为为在一个扰 码下接收的信号计算的SIR参考已被证实对于在不同扰码下接收的信号 来说不是最优的。因此，扰码之间的切换导致了对于两个扰码中任意一 个不是最优的SIR参考。通常，块误差的增加量将会发生，使得SIR参 考增加到比实际需要更高的等级。最终结果是传输功率的浪费。
在上面提到的压缩才莫式情况下，例如通过WO00/48335 ^^知的是，为 了补偿传输间隙中传输功率的损失，增大压缩帧中的发射功率。同时， 接收机中的功率控制阈值增大，使得功率控制环路将会在更高的功率电 平上继续工作。尽管如果扰码在压缩帧中不被改变的话该系统将会改善 压缩模式中的功率控制，但是没有考虑扰码之间的切换，因为功率控制 阈值恰好增加根据传输间隙长度计算得到的固定值。
US 2003/0036403提出了为不同传输格式保持多个单独的外部环路， 诸如不同长度的发射传输块。对每一种传输格式，其相关联的外部环路 试图设置目标SNIR (信干噪比)，以便获得特定的目标BLER。多个单 独的外部环路构成与内部环路联合操作的整个外部环路，以导出适当的 功率控制命令。然而，该系统也没有考虑关于不同扰码的问题。
因此，本发明的目标是提供一种当传输中发生不同扰码之间的转换 时，改善无线通信系统中功率控制的方法，从而可以降低这种情况下的 发射功率和/或传输误差的数量。

发明内容
根据本发明，该目标通过如下方法实现。该方法进一步包括在所述外 部环路中选择性地调节第一和第二质量度量参考值的步骤，其中所述第 一质量度量参考值根据为时间间隔计算的性能等级而被调节，在所述时间间隔中所有信号在使用所述第一扰码的情况下被发送，并且，所述第 二质量度量参考值根据为另 一时间间隔计算的性能等级而被调节，在所 述另 一时间间隔中至少一些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送； 并且在其中所有信号在使用所述第 一 扰码的情况下被发送的时间间隔
期间，使用所述第一质量度量参考值，并且在其中至少一些信号在使用 所述第二扰码的情况下被发送的至少一部分时间间隔内，使用所述第二
质量度量参考值作为所述生成功率控制命令的步骤中的质量度量参考值。
当两个分离的质量度量参考值被保持在外部功率控制环路中，并且根 据所使用的扰码在给定的时间上它们中最适当的 一个被用于内部功率 控制环路中时，可以使功率控制适应不同扰码之间的转换，使得在不牺 牲所需性能等级，即不增大传输误差量的情况下，总发射功率能够减小。
正如所提到的，本发明还涉及在收发信机中生成功率控制命令用于在 无线通信系统中接收从远程收发信机发射的信号的相应方法。
在本发明的实施例中，信号在宽带码分多址系统中发送。在这种情况 下，质量度量可被估计为信干比，并且性能等级可被计算为块误差率。
在一个实施例中，所述笫一扰码可以是主扰码，而所述第二扰码可以 是次扰码。可替换地，所述第一扰码可以是主扰码和次扰码的其中之一， 而所述第二扰码可以是可替换的扰码。
当第二扰码是可替换的扰码，并且当所述时间间隔是包括大量帧的传 输时间间隔时，至少 一些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送时所 在的每个传输时间间隔可包括至少一个帧，在该帧中，信号被以压缩模 式在使用所述可替换扰码的情况下发送。
当所述第二质量度量参考值被用作其中至少 一些信号在使用所述第
参考值时，丄种简单的解决方案被实现、，其中只有一个质量度量参^值 被用在每个传输时间间隔中。 一个质量度量参考值用于只有第一扰码的 传输时间间隔，而另 一个质量度量参考值用于具有扰码的混合或只有第 二护U码的传丰命时间间隔。
在可替换实施例中，所述第二质量度量参考值被用作其中至少一些信 号在使用所述第二扰码的情况下被发送时所在的传输时间间隔的压缩 ^t式帧中的质量度量参考值，而所述第一质量度量参考值被用作这种传输时间间隔的其它帧中的质量度量参考值。以这种方式，可以节省附加
功率，因为第一质量度量参考值(其通常是较低的参考值)还被用在那
些在笫一扰码下发送的混合传输时间间隔的帧中。
该方法可进一步包括除了调节所述第二质量度量参考值以外，还根据 为至少 一 些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送所在的时间间隔
计算的性能等级，调节至少一个进一步的质量度量参考值的步骤，其中 所述第二和进一步的质量度量参考值的每一个都为在使用所述第二扰
码的情况下发送的不同的信号量而被调节；并且，在其中至少一些信号 在使用所述第二扰码的情况下被发送所在的时间间隔的至少一部分期 间，根据在使用所述第二扰码的情况下发送的信号量，使用所述第二和 进一步的质量度量参考值的其中之一作为生成功率控制命令步骤中的 质量度量参考值。以这种方式，该方法可较好地适应在使用所述第二扰 码的情况下发送的不同信号量。
正如所提到的，本发明还涉及用于在无线通信系统中使用至少第 一 和 第二扰码的其中之一接收从远程收发信机发射的信号的收发信机，所述
收发信机包括用于生成功率控制命令的控制器，所述控制器包括用于 为在收发信机中接收的信号重复地估计质量度量的装置；用于根据所述 质量度量和质量度量参考值生成功率控制命令的装置；用于将功率控制 命令发送到远程收发信机的装置；用于为在时间间隔期间在收发信机中 接收的信号计算性能等级的装置；和用于根据所述性能等级调节所述质 量度量参考值的装置。
当所述调节装置被安排为，选择性地调节第 一和第二质量度量参考
值，使得所述第 一质量度量参考值根据为时间间隔计算的性能等级而被 调节，在所述时间间隔中所有信号在使用所述第 一扰码的情况下被发 送，并且，所述第二质量度量参考值根据为另一时间间隔计算的性能等 级而被调节，在所述另 一时间间隔中至少一些信号在使用所述第二扰码 的情况下被发送；和所述生成装置被安排为，在其中所有信号在使用所 述第一扰码的情况下被发送的时间间隔期间，使用所述第 一质量度量参 考值，以及在其中至少 一些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送的 至少一部分时间间隔期间，使用所述第二质量度量参考值作为质量度量
i中的功率i制:收k信机，日使得在这种情况下，发射功口率和/或传输错误量可被降低。
在本发明的实施例中，收发信机被安排为接收在宽带码分多址系统中 发送的信号。在这种情况下，估计装置可被安排为估计所述质量度量作 为信干比，且计算装置可被安排为计算所述性能等级作为块误差率。
在一个实施例中，所述第一扰码是主扰码，而所述第二扰码是次扰码。 可替换地，所述第一扰码是主扰码和次扰码的其中之一，而所述第二扰 码是可替换的扰码。
当第二扰码是可替换扰码时，并且当所述时间间隔是包括多个帧的传 输时间间隔时，收发信机可被安排为接收信号，其中至少一些信号在使
一个帧r在所述帧中，；信号在使用所述可替:灸扰码的情况;以压缩模式发送。
当所述生成装置被安排为使用所述第二质量度量参考值作为其中至 少 一 些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送时所在的传输时间间
隔的所有帧中的质量度量参考值时， 一种简单的解决方案被实现，其中 只有一个质量度量参考值被用在每个传输时间间隔中。 一个质量度量参
考值用于只有第 一扰码的传输时间间隔，而另 一个质量度量参考值用于 具有扰码混合或只有第二扰码的传输时间间隔。 在可替换实施例中，所述生成装置被安排为使用第二质量度量参考值 作为至少一些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送时所在的传输 时间间隔的压缩模式帧中的质量度量参考值，并且使用所述第一质量度 量参考值作为这种传输时间间隔的其它帧中的质量度量参考值。以这种 方式，可以节省附加功率，因为第一质量度量参考值(其通常是较低的 参考值)还被用在那些在第一扰码下发送的混合传输时间间隔帧中。 调节装置可进一步被安排为，除了调节所述第二质量度量参考值以 外，还根据为其中至少 一些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送所 在的时间间隔计算的性能等级，调节至少一个进一步的质量度量参考 值，并且为在使用所述第二扰码的情况下发送的不同的信号量调节所述
第二和进一步的质量度量参考值的每一个；并且，生成装置可被安排为，
在其中至少 一 些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送所在的时间 间隔的至少一部分期间，根据在使用所述第二扰码的情况下发送的信号 量，使用所述第二和进一步的质量度量参考值的其中之一作为质量度量参考值。以这种方式，收发信机能够较好地适应在使用所述第二扰码的 情况下发送的不同信号量。
本发明还涉及计算机程序，和具有用于实施上述方法的程序代码装置 的计算机可读介质。


下面将参考附图，对本发明进行更全面的描述，其中
图1示出了在无线通信系统中两个收发信机之间的通信，
图2示出了用于WCDMA系统的下行链路DPCH的时序结构，
图3示出了用于图1的系统的收发信机的已知的功率控制单元，
图4示出了在图1的系统的收发信机中的扩频操作，
图5示出了用于WCDMA系统的0VSF信道化码的码树，
图6示出了在WC画A系统中使用压缩;f莫式，
图7示出了用于保持两个分离的SIR参考所修改的功率控制单元， 图8示出了说明在图7的控制单元中实现的计算的流程图， 图9示出了两个SIR参考在一 系列TTI期间如何被更新和使用的例子， 图IO示出了使用两个分离SIR参考的影响，和
图11示出了两个SIR参考在一系列TTI期间如何,皮更新和使用的可 替换例子。
具体实施例方式
图1示出了在无线通信系统中两个收发信机11和12之间的通信，该 无线通信系统例如可以是宽带码分多址(WCDMA)系统，其中两个收发 信机通过无线传输信道13，利用承载不同种类信息的无线电信号相互通 信。两个收发信机可以是基站11和移动终端或移动台12。移动台还可 以是指定的用户设备(UE)。基站11还可以与其它(未示出)移动台 通信。信息通过信道13,从基站11中的发射机14单向地发送到移动台 12中的接收机15 (下行链路)，并通过信道13反方向地从移动台12 中的发射机16到达基站11中的接收机17 (上行链路)。在发射的信号 分别被接收机15和17接收之前，无线传输信道13以随机和未知的方 式影响发射的信号。因此，接收机处理接收的信号，例如通过对信号放 大、滤波、频率下变换、采样、解扩、解码和去交织，以便形成处理后的接收信号并再次生成发射的信息。
图1还示出了下行链路传输的功率控制。基于在接收机15中接收的 信号质量，移动终端12中的功率控制单元18 (其将在下面进行更详细
描述)生成一个或更多发射功率控制(TPC)命令，该命令指示基站中
发射机l4的功率电平是否应该被增加或减少，以提供在移动终端处足
够质量的接收信号。TPC命令然后被从发射机16通过信道13发射到基 站11中的接收机17，在其中它们被处理并用于控制发射机14的功率电 平。相似地，功率控制单元被用在基站11中，用于上行链路传输的功 率控制。然而，为了清楚，该单元没有在图l中示出。
WC画A系统中发射的信号根据适当定义的时序结构而被发射，其在图 2中^C示为用于下行链路专用物理信道(DPCH)。传输时间间隔(TTI) 包括1到8个无线帧。每个无线帧具有10ms的持续时间并被分为15个 时隙。 一个时隙包括2560个码片，其对应于一个功率控制周期，这将 在下面进行描述。这样，TTI可包括15到120个时隙。在DPCH上，每 个时隙包括两个数据字段，数据1和数据2，它们一起构成专用物理数 据信道(DPDCH)，和一起构成专用物理控制信道(DPCCH)的三个控制 字段，发射功率控制(TPC)字段、传输格式组合指示符(TFCI)字段 和导频字段。下行链路DPCH因此能够一皮看作下行链路DPDCH和下行链 路DPCCH的时间复用。TPC字段用于传输上面提到的TPC字段，但是在 下行链路DPCH中传输的TPC命令当然被用于上行链路传输的功率控制， 而与下行链路传输的功率控制有关的TPC命令在相应的上行链路DPCCH 的TPC字段中被从发射机16发送到接收机17。数据字段(和导频字段)
的码片在接收机中被解扩和解码为对应于在发射机中被扩频和编码的 原始数据比特。时隙中的符号总数由扩频因子(SF)确定。根据要传输 的信息，TTI还可被分为多个具有可变持续时间的传输块。
现在将参照图3更详细地描述功率控制单元18。正如所提到的，闭式 功率控制环路被使用，其为了保持接收信号的给定质量而调节发射功率 电平。控制单元18包括移动终端12的接收机中用于相对快速的内部功 率控制环路和相对慢速的外部功率控制环路的元件。
在内部环路中，在SIR估计器23中每个时隙计算一次信干比(SIR) 值51。 SIR估计器23的输入被从功率估计器21和干扰估计器22提供， 功率估计器21根据专用导频符号估计时隙的信号功率，干扰估计器22干扰。根据这两个输
入计算SIR。在SIR估计器23中估计的SIR值(或其滤波值)然后在内 部环路调整器(regulator)中与SIR参考值53 (目标SIR)比4支。如 果估计的SIR小于所述参考，内部环路调整器24将通过上行链路专用 物理控制信道(DPCCH)发送发射功率控制(TPC)命令，以要求基站增 大用于下行链路专用物理信道(DPCH)的发射功率。另一方面，如果估 计的SIR大于所述参考，则内部环路调整器24将要求基站降低发射功 率。每个时隙或每三个时隙执行一次发射功率更新，且功率改变步长缺 省为1.0dB,可选的为O. 5、 1.5或2. OdB。
内部环路调整器24使用的SIR参考值由外部环路调整器26通过使用 为TTI估计的块误差率(BLER)和BLER目标值之间的关系确定。用于 TTI的瞬时BLER值52在BLER估计器25中通过在每个传输块(TB )上 进行循环冗余校^验(CRC)而^皮估计，为正确或不正确接收的块纟是供标 志O或1。用于当前TTI的瞬时BLER然后可被估计为错误传输块与TTI 的总传输块之比。这样，如果用户设备是在第k个TTI中，其中Ntb(!O 传输块被从基站发送，并且通过在接收机中执行CRC发现它们的Ne (k) 是错误的，则用于当前TTI的瞬时BLER被简化
丑環』《W/4). [1]
瞬时BLER值(或CRC标志)可在TTI的特定量上被滤波，以通过很 长时间生成估计的BLER,即-f直BLERfilt。
估计的BLER值(瞬时和/或滤波的)然后与BLER目标值在外部环路 调整器26中比较，以获得更新的SIR参考值。BLER目标值BLERtars由系 统提供。典型的外部环路功率控制算法基于比例积分控制器(PI控制器) 的归一化，其中积分部分按照如下公式计算
/ W = C, * /(" 1)+ C丑* ( 5還(w ), [2]
并且SIR参考然后可为接下来的TTI (即第(k+1)个TTI )按照如下公 式更新
WWre/Ot + l)= OT re/W+C5 +丄朋國^一丑丄^^+/^3]
其中积分部分的初始值为I(O)和SIR参考的开始值为SIR^(0)。上述方程中的常数对于不同的BLER目标值可以不同，以加速功率控制的收 敛，特别是对于小的BLER目标值来说。
这样，外部环3各功率控制试图通过比4交估计的BLER和BLER目标来调 节SIR参考。如果为TTI估计的BLER大于预先确定的BLER目标值，则 对于下一个TTI增大SIR参考，从而从基站得到更多功率，并因此消除 块误差。相似地，如果估计的BLER低于BLER目标，则SIR参考减小， 使得基站不需要对目标用户设备投入过多功率。这样，在每个TTI的末 尾，新的SIR参考基于为该TTI估计的BLER而一皮计算，且该新的SIR 参考然后被内部环路在下一个TTI期间使用。
正如所提到的，下行链路数据在它们被从基站11中的发射机14发射 之前而被扩频。发射机中的扩频操作示于图4。其包括调制映射器级31, 其中输入数字被映射为实值符号，即二进制值"0"被映射为实值+1, 而二进制值'T，被映射为实值-1。接下来，在信道化级32中，I-Q格
式(同相和正交)的数据通过乘以实值信道化码Cch,SF,m而被扩频为码片
速率，其中SF是扩频因子。同样的信道化码被用在I分支以及Q分支 中。这样，为每个输入符号在I和Q分支上的输出将会是对应于乘以实 值符号的信道化码片序列的SF码片序列。信道化码将在下面进行更详 纟田4苗述。
Q分支上的实值码片序列然后在乘法器33中复乘以虛数运算符j,并 与I分支上的相应实值码片序列在IQ合并器34中求和，由此得到单一 的复值码片序列。最后，在加扰级35,复值码片序列由复值扰码Sdl, n 加扰(复数码片方式乘法)。
信道化码是正交可变扩频因子(OVSF)码，其保持不同物理信道之间 的正交性。扩频因子可以达到512。 OVSF码根据如图5所示的码树而被 定义。码树首先分为两个分支，SF=2，然后这些分支的每一个被进一步 分为两个分支，即SF=4。如此继续，直到达到SF=512个分支。如图4 和5所示，信道化码可以唯一地用C。h,吣来描述，其中SF是码的扩频因 子，且m是码数，0《m《SF-1。在不同分支下的信道化码是正交的，即 使它们具有不同的扩频因子，然而信道化码不与它们的原始码正交。例 如 ，CchAo=(l, 1, 1, 1) 正交于 CchA1=(l， 1，-1,-1) 以及 CcM,2=(l，-1，1，-1)、 CeM,3=(l，-l，-l， l)和甚至Ceh,2,(l，-1)，但是其 不正交于Cch2『(l，-1)。因此，如果信道化码被分配在给定码树中，则在具有更高扩频因子的码之下的所有码不应被使用，以便确保正交性。 作为正交需要的结果，码树之下可用信道化码的数目相当有限，特别是 对于更高的数据率，即小扩频因子。
正如提到的，扰码是复值的码Sdl,n,复值码片序列在加扰级35中与该
码进行复码片方式的相乘。尽管可生成非常高数目的不同扰码，它们不
被全部使用。扰码一皮分为512组，每组包4舌主护u码和15个次扰码。主 扰码包括扰码n=16*i,其中i = 0...511。第i组次扰码包括扰码16*i+k, 其中k=1...15。 一组中的每个主扰码和15个次4尤码之间存在一对一的映 射，使得第i个主扰码对应于第i组次扰码。每个小区被分配一个且仅 仅一个主扰码。某些物理信道，诸如公共导频信道(CPICH),总是利 用主扰码被传输，而其它下行链路物理信道可利用主扰码或来自与小区 主扰码相关耳关的组的次扰码发送。
因此，8191个扰码净皮用作主扰码或次扰码。并且，每个主扰码和次扰 码都与两个可替换扰码相关联，即左可替换扰码和右可替换扰码，其可 -故用于压缩帧。
当用户设备在频率间切换期间需要时间对不同的载波频率进行必要 测量时，压缩;漢式;f支用于WCDMA中。为了允许用户设备实施这些测量， 帧的一些时隙，通常是每帧1到7个时隙，被分配用于该目的，使得帧 中发生传输间隙。这种帧被称作压缩帧，因为只有帧中剩余的时隙可用 于普通的信息传输。通常，压缩帧周期性发生，但它们还可以需要时被 请求。压缩帧的速率和类型是可变的，并依赖于环境和测量需要。
图6示出了压缩模式。在该图中， 一系列TTI被发送，在这种情况下 每个TTI都包括四个帧。可以看出，虽然某些TTI包括四个普通帧，但 是其它TTI包括压缩帧。例如，第k个TTI的第二帧利用发生在帧中间 的传输间隙而被压缩。如图所示，瞬时发射功率对于压缩帧的剩余时隙 而增加，以便保持质量(例如BLER)不受减少的时隙数目影响。功率量 依赖于传输时间减小而增加。当例如7个时隙被用于传输间隙时，这意 味着只有大约一半压缩帧可用于传输数据。相应地，在图6中，压缩帧 的发射功率被增大到大约两倍于普通功率电平的电平。
附加地，为了保持所发送信息的量，即使在压缩帧中，扩频因子也可 减小2:1，因为这样将增大数据率，使得数据符号将会以两倍的速度发 送。然而，扩频因子的改变最可能需要几个或所有信道化码在码树中的真实位置，以便保持正交性。因此，如果基站必须使用扩频因子等于初
始扩频因子SF—半的信道化码，则在具有SF/2的分支之下的一些码可
能已经被其它信道占用。例如，如果c。h，2,。已经被用于压缩模式来代替
用于普通模式的码C。h,4,。，则正交性被破坏，且分支C。h,u之下的一些码 被其它信道使用。即使分支C。h,u之下的码可自由用于普通模式，它们 现在也会由于扩频因子减小的压缩模式而被阻碍。
为了避免这种再次分配，发射机可以代替地切换到用于压缩帧的可替 换扰码，因为不同扰码意味着可以使用来自其它码树的信道化码。由于 扰码的相关性是类似噪声的，因此如果它们是在不同的扰码之下，则即
帧利用可替换的扰码发送，而其它帧利用普通扰码，即主扰码或次扰码 发送。由于如图6所示的压缩帧以网络确定的格式出现(通常，但不是 必须的，压缩帧将会在那些具有压缩帧的TTI中的相同帧位置中)，将 会在普通和可替换扰码之间切换。这样，对于某些TTI来说，所有帧将 会利用相同的扰码发送，而其它TTI利用不同扰码的混合发送。相似的 情况发生在普通模式中的基站在主扰码和其中一个次扰码之间切换的 时候。使用多于一个的码树使得基站可以向很多用户提供尽可能高的数 据率。正如前面所讨论的，基站需要足够大量的可用信道化码以用于该 目的。因此，如果需要的话，则除主扰码之外基站利用次扰码是有益地， 并将在扰码之间发生切换。
某些TTI通过用于所有帧的相同扰码被发送，而其它TTI通过不同扰 码的混合被发送的事实对功率控制造成麻烦，因为为在一种扰码下接收 的信号计算的SIR干扰已经证实对于在不同扰码之下接收的信号来说不 是最优的。因此，扰码之间的切换导致对于两种扰码的任意一种来说都 不最优的SIR参考。通常，将会出现增加的块误差量，使得SIR参考增 大到比实际需要更高的水平。最终结果是发射功率的浪费。
图7示出了功率控制单元18如何能够被修改，以便改善在这种情况 下功率控制的例子。在修改的功率控制单元40中，功率控制对于两种 类型的TTI来说独立地进行，即其中所有帧都利用同样扰码发送的那些 TTI和包含利用不同扰码发送的帧的那些TTI。在下面的描述中，修改 的功率控制单元40参照上面提到的压缩模式情况而被描述，其中某些 帧在可替换扰码之下被发送，但是同样的解决方法可用于当基站在主扰码和其中 一个次扰码之间切换时。
与图3的功率控制单元18相比，用于外部功率控制环路的元件已经
在功率控制单元40中被修改。BLER估计器25仍然为每个TTI估计BLER 值52,但是外部环路调整器46现在更新两个不同的SIR参考54、 55, 即用于其中所有帧都在普通模式下并利用主(或次)扰码而被加扰的TTI 的SIIUfl，和用于其中至少一个帧在压缩模式下并利用可替换的扰码而 被加扰的TTI的SHn。两个SIR参考被分别存储在寄存器47和48中。 指示在当前TTI中使用的扰码类型的到外部环路调整器46的输入确定 哪个SIR参考要更新。这样，在例如其中所有帧都在普通模式下的TTI 的结尾，SIR^基于为该TTI估计的BLER和先前SIR 的值而被更新， 该先前SIR^的值不一定为紧接着的前面的TTI计算，因为在之间存在 具有压缩帧的TTI。相似地，SIR^在其中至少一个帧是在压缩模式下 的TTI末尾被更新。这样，外部环路功率控制算法(根据该算法更新SIR 参考)现在可以写为
和
■S/i re/& + & *[万丄五及細W—/W, 问
其中积分部分的初始值为I(O)和SIR参考的开始值为SIRw(O),并且 其中m指示在第k个TTI末尾计算的SIR参考不一定要用于紧接着的后 面的TTI。
方程[4]和[5]中使用的常数，即d、 Cb和Cs，对于在可替换扰码下的 压缩才莫式和普通沖莫式来说是不同的，以便使性能最优化。可替换地，相 同的常数可用于两种模式，使得普通和压缩模式之间的仅有差别是，方 程[5]中旧的SIR参考SIRw (k)对这两种才莫式来说不同，并且更新的SIR 参考只适用于具有相同模式的下一TTI。
在SIR参考选择器49中，指示当前/即将到来的TTI中使用的扰码类 型的输入确定两个SIR参考的哪一个可用作内部环路调整器24中对该 TTI的SIR参考56。该输入信号基于从基站接收的信息。
图8示出了解释在BLER估计器25、外部环路调整器46和SIR参考选 择器49中所进行的计算的流程图100。在步骤101中，瞬时和滤波的BLER值在TTI末尾才艮据用于该TTI的CRC标志而—皮计算。在步骤102中， 确定该TTI是否只包含普通帧，或者是否包含压缩帧。如果TTI的所有 帧都是普通才莫式，则SIR参考值SIR^被在步骤103中更新。另一方面， 如果包括压缩帧，则SIR参考值SIR^被在步骤104中更新。然后在步 骤105中决定下一个TTI是否只包含普通帧，或者是否将会包含压缩帧。 如果下一 TTI的所有帧都是普通模式，则值SIR^将会在步骤106中被 选作SIR参考。另一方面，如果压缩帧被包含在下一TTI中，则值SIR^ 将会在步骤107中一皮选作SIR参考。最后，所选的SIR参考值在步骤108 中被提供给内部环路调整器24。
图9示出了在一系列TTI期间，两个SIR参考如何被更新和使用，在 这些TTI中，其中一些具有普通模式中的所有帧，而其它包括压缩帧。 为了说明的目的，TTI在图中浮皮示为每个TTI具有四个帧，尽管TTI中 的帧数可以在1和8之间变化。例如，TTIk包括压缩帧，因此在该TTI 期间，内部环路调整器使用SIR^作为用于内部环路的SIR参考。在TTIk 的末尾，SIIUn基于为该TTI估计的BLER值而^皮更新。SIR^的该更新 值然后被用在TTIk+2中，其还包括压缩模式帧，而SIR^在TTIw期间被
使用，其中所有帧都是在普通模式中。
图10示出了针对两类TTI独立地进行功率控制的效果。曲线示出了 当可替换扰码在压缩帧期间被用于DPCH时，在功率控制时间期间即在 大量的TTI上，SIR参考的水平，且它们是结果仿真，其中方程[4]和[5] 的常数被设置为d=0， CB=0. 25和Cs=0. 25,且BLER目标被设置为1%。上 方的曲线是针对其中为普通TTI和具有压缩帧的TTI更新只有一个公共 SIR参考的情况，而两条较低的曲线是分别针对其中所有帧都是在普通 模式中(SIR )的TTI和包括压缩帧(SIRr。f2)的TTI更新两个分离的 SIR参考的情况。看起来，在后一种情况下，两个SIR参考在功率控制 时间期间自动将它们本身分离。并且，与只有一个公共SIR参考的情况 相比，过调节(overshoot)减少，并且收敛的SIR参考变得比较没有 噪声。从曲线可以看出，如果所有TTI都在例如主扰码下发送，则其中 只有一个SIR参考被更新的已知解决方法将会在例如5000个TTI之后， SIR参考大约在4附近。然而，如果扰码之间存在切换，则在发射功率 的量被相应增加的相同信道条件下，该解决方法将代替地使SIR参考大 约在19附近。另一方面，如图所示，其中有两个分离SIR参考被更新的解决方法对于只包含在原始扰码之下发送的帧的TTI来说保持SIR参 考大约在4附近，而对于包括在可替换扰码之下发送的帧的TTI来说， 分离的SIR参考大约在16附近。这就意味着，大量的发射功率量可以 ^L节省而不降级BLER。仿真显示，在这些条件下，当使用两个分离的 SIR参考代替一个SIR参考时，平均发射功率水平被降低，而同时所估 计的BLER减小。
在上面描述的解决方法中，在所有帧在普通模式中的TTI期间，两个 分离更新的SIR参考中的一个，即SHn被用在内部环路调整器24中， 而另一个，即SIR^被用于具有普通和压缩帧的混合的TTI,如图9所 示。然而，在后一类的帧期间，还可以在SIR参考之间切换，使得SIR』 用于普通帧并且SIR^2只用于压缩帧。这在图ll中示出。还如图所示， 两个SIR参考仍然如上所述而被更新，即SIR^在只具有普通帧的TTI 末尾被更新，而SIR^在具有至少一个压缩帧的TTI末尾被更新。以这 种方式，发射功率可被进一步降低，因为较低的SIR^被用于全部普通 帧，而较高的SlIUf2只用于压缩帧。
在上述例子中，已经使用了两种状态模式，其中一种状态正在描述用 于与在可替换扰码上进行的部分传输重叠的TTI的SIR参考值，而另一
还可以扩展到覆盖多于两个状态。大量SIR状态可根据与在可替换扰码 上进行的传输重叠的TTI量而被定义。这样，例如，对于图9的TTI来 说，每个TTI具有四个帧，除了用于只有一个普通才莫式帧的TTI的SIR 参考之外，用于具有一个、两个、三个或四个压缩帧的TTI的SIR参考 可被定义。然而，当更多状态被定义时，状态的统计将较不频繁地被更 新，这将会导致较慢的系统响应。因此，所述的两个状态才莫型看起来是 好的折衷。因为压缩模式帧更频繁地发生，例如每三到七个帧，因此当 更新两个状态模型时将不会缺少数据。
在上文，已经关于在普通模式帧中使用的一种扰码(主或次)和在压 缩帧中使用的可替换扰码之间的切换描述了本发明。然而，所述解决方 法只适用于在不同扰码之间转换的其它情况，例如当基站在主扰码和其
中 一 个相应的次护G码之间切:換时。
尽管本发明的优选实施例已经4皮描述和显示，但是本发明不限于此， 本发明还可以在下面权利要求所限定的主题范围内以其它方式来实现。
权利要求
1、用于控制在无线通信系统中从第一收发信机发送到第二收发信机的信号功率电平的方法，其中所述信号在使用第一和第二扰码至少其中之一的情况下被发送，该方法包括如下步骤·在内部功率控制环路中。为在第二收发信机中接收的信号重复地估计质量度量(51)；。根据所述质量度量(51)和质量度量参考值(56)生成功率控制命令；。向第一收发信机发送功率控制命令；和。在第一收发信机中根据功率控制命令调节所述功率电平；和·在外部功率控制环路中。为在时间间隔期间在第二收发信机中接收的信号计算性能等级(52)；和。根据所述性能等级(52)调节所述质量度量参考值(56)，其特征在于该方法进一步包括如下步骤·在所述外部环路中选择性地调节第一和第二质量度量参考值，其中所述第一质量度量参考值(54)根据为时间间隔计算的性能等级(52)而被调节，在所述时间间隔中所有信号在使用所述第一扰码的情况下被发送，并且，所述第二质量度量参考值(55)根据为另一时间间隔计算的性能等级(52)而被调节，在所述另一时间间隔中至少某些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送；并且·在其中所有信号在使用所述第一扰码的情况下被发送的时间间隔期间，使用所述第一质量度量参考值(54)，以及在其中至少一些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送的至少一部分时间间隔期间，使用所述第二质量度量参考值(55)作为所述生成功率控制命令的步骤中的质量度量参考值(56)。
2、在收发信机中生成功率控制命令的方法，用于在使用至少第一和 第二扰码其中之一的情况下，接收从无线通信系统的远程收发信机发送的信号，该方法包括如下步骤 为在收发信机中接收的信号重复地估计质量度量(51); 根据所述质量度量(51 )和质量度量参考值(56 )生成功 率控制命令； 将功率控制命令发送到第一收发信机；和 为在时间间隔期间在收发信机中接收的信号计算性能等级 (52);和 根据所述性能等级(52 )调节所述质量度量参考值(56 )， 其特征在于该方法进一步包括如下步骤 选择性地调节第一和第二质量度量参考值，其中所述第一 质量度量参考值(54)根据为时间间隔计算的性能等级(52) 而被调节，在所述时间间隔中所有信号在使用所述第 一扰码的 情况下被发送，并且，所述第二质量度量参考值(55 )根据为 另一时间间隔计算的性能等级(52)而被调节，在所述另一时 间间隔中至少某些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送； 并且 在其中所有信号在使用所述第一扰码的情况下被发送的时 间间隔期间，使用所述第一质量度量参考值(54),以及在其 中至少 一些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送的至少一部分时间间隔期间，使用所述第二质量度量参考值(55)作为 所述生成功率控制命令的步骤中的质量度量参考值(56)。
3、 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述信号在宽带 码分多址系统中-皮发送。
4、 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述质量度量被估计 为信干比。
5、 根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述性能等级被 计算为块误差率。
6、 根据权利要求3到5中任一权利要求所述的方法，其特征在于，所述第一扰码是主扰码，并且所述第二扰码是次扰码。
7、 根据权利要求3到5中任一权利要求所述的方法，其特征在于， 所述第一扰码是主扰码和次扰码的其中之一，并且所述第二扰码是可替 换的扰码。
8、 根据权利要求7所述的方法，其中所述时间间隔是包括大量帧的 传输时间间隔，其特征在于，其中至少某些信号在使用所述第二扰码的信^被以压缩模式在使;所述可替换扰码的情况下发送。、 、
9、 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二质量度量参 考值(55)被用作其中至少某些信号在使用所述第二扰码的情况下被发 送时所在的传输时间间隔的所有帧中的质量度量参考值。
10、 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二质量度量参 考值(55)被用作其中至少某些信号在使用所述第二扰码的情况下被发 送时所在的传输时间间隔的压缩模式帧中的质量度量参考值，而所述第 一质量度量参考值(54)被用作这种传输时间间隔的其它帧中的质量度 量参考值。
11、 根据权利要求1到10中任一权利要求所述的方法，其特征在于， 该方法进一 步包括如下步骤 除了调节所述第二质量度量参考值(55)以外，还根据为 其中至少某些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送所在的 时间间隔计算的性能等级(52),调节至少一个进一步的质量 度量参考值，其中所述第二和进一步的质量度量参考值中的每 个都为在使用所述第二扰码的情况下发送的不同的信号量而被 调节；并且 在其中至少一些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送 所在的时间间隔的至少 一部分期间，根据在使用所述第二扰码 的情况下发送的信号量，使用所述第二和进一步的质量度量参考值的其中之一作为生成功率控制命令步骤中的质量度量参考值(56)。
12 、用于在无线通信系统中使用至少第 一和第二扰码的其中之一接收 从远程收发信机发射的信号的收发信机，所述收发信机包括用于生成功 率控制命令的控制器(40),所述控制器包括 用于为在收发信机中接收的信号重复地估计质量度量(51 ) 的装置(23); 用于根据所述质量度量(51 )和质量度量参考值(56 )生 成功率控制命令的装置(24); 用于将功率控制命令发送到远程收发信机的装置(16); 用于为在时间间隔期间在收发信机中接收的信号计算性能 等级(52)的装置(25);和 用于根据所述性能等级(52 )调节所述质量度量参考值(56 ) 的装置(46), 其特征在于， 所述调节装置(46)被安排为，选择性地调节第一和第二 质量度量参考值，使得所述第一质量度量参考值(54)根据为 时间间隔计算的性能等级(52)而被调节，在所述时间间隔中所有信号在使用所述第一扰码的情况下被发送，并且，所述第 二质量度量参考值(55)根据为另一时间间隔计算的性能等级 (52)而被调节，在所述另一时间间隔中至少一些信号在使用 所述第二扰码的情况下被发送；和 所述生成装置(24)被安排为，在其中所有信号在使用所 述第 一扰码的情况下被发送的时间间隔期间，使用所述第 一质 量度量参考值(54),以及在其中至少一些信号在使用所述第 二扰码的情况下被发送的至少 一部分时间间隔期间，使用所述 第二质量度量参考值(55)作为质量度量参考值(56)。
13、根据权利要求12所述的收发信机，其特征在于，该收发信机一皮 安排为，接收在宽带码分多址系统中发送的信号。
14、 根据权利要求13所述的收发信机，其特征在于，所述估计装置(23) 被安排为，将所述质量度量估计为信干比。
15、 根据权利要求13或14所述的收发信机，其特征在于，所述计算 装置(25)被安排为，将所述性能等级计算为块误差率。
16、 根据权利要求13到15中任一权利要求所述的收发信机，其特征 在于，所述笫一扰码是主扰码，并且所述第二扰码是次扰码。
17、 根据权利要求13到15中任一权利要求所述的收发信机，其特征 在于，所述第一扰码是主扰码和次扰码的其中之一，并且所述第二扰码 是可替换的扰码。
18、 根据权利要求17所述的收发信机，其中所述时间间隔是包括大 量帧的传输时间间隔，其特征在于，所述收发信机被安排为接收信号， 其中至少某些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送时所在的每个 传输时间间隔包括至少一个帧，在该帧中，信号被以压缩模式在使用所 述可替换扰码的情况下发送。
19、 根据权利要求18所述的收发信机，其特征在于，所述生成装置(24) 被安排为，使用所述第二质量度量参考值(55)作为至少一些信 号在使用所述第二扰码的情况下被发送时所在的传输时间间隔的所有 帧中的质量度量参考值。
20、 根据权利要求18所述的收发信机，其特征在于，所述生成装置 (24)被安排为，使用所述第二质量度量参考值(55)作为其中至少一些信号在使用所述第二扰码的情况下被发送时所在的传输时间间隔的 压缩模式帧中的质量度量参考值，且使用所述第一质量度量参考值(54) 作为这种传输时间间隔的其它帧中的质量度量参考值。
21、 根据权利要求12到20中任一权利要求所述的收发信机，其特征 在于， 所述调节装置(46)被安排为，除了调节所述第二质量度量参考值(55)以外，还根据为其中至少某些信号在使用所述 第二扰码的情况下被发送所在的时间间隔计算的性能等级 (52),调节至少一个进一步的质量度量参考值，并为在使用 所述第二扰码的情况下发送的不同的信号量调节所述第二和进一步的质量度量参考值中的每一个；并且 所述生成装置(24)被安排为，在其中至少一些信号在使 用所述第二扰码的情况下被发送所在的时间间隔的至少 一部分 期间，根据在使用所述第二扰码的情况下发送的信号量，使用 所述笫二和进一步的质量度量参考值的其中之一作为质量度量 参考值(56)。
22、 包括程序代码装置的计算机程序，用于当所述计算机程序在计算 机上运行时，实施权利要求1到11中任一权利要求所述的步骤。
23、 其上存储有程序代码装置的计算机可读介质，用于当所述程序代 码装置在计算机上运行时，实施权利要求1到U中任一权利要求所述 的方法。
全文摘要
在无线通信系统中在第一或第二扰码之下发送的信号功率电平被在内部功率控制环路中控制，其中质量度量(51)被重复估计，并且根据质量度量(51)和质量度量参考值(56)生成的控制命令在外部功率控制环路中，根据为在时间间隔期间接收的信号计算的性能等级(52)而得到调节。第一值(54)根据用于时间间隔的性能等级(52)而被调节，在该时间间隔内，所有信号在第一扰码下被发送并在该时间间隔期间被使用。第二值(55)根据用于另一时间间隔的性能等级(52)而被调节，在该另一时间间隔内，至少一些信号在第二扰码下被发送并在该时间间隔的至少一部分期间被使用。
文档编号H04B7/005GK101421940SQ200780013107
公开日2009年4月29日 申请日期2007年4月3日 优先权日2006年4月12日
发明者E·琼森, 王晓辉 申请人:艾利森电话股份有限公司