移动无线系统中用于固定对每一服务特定的速率匹配参数的方法

专利名称：移动无线系统中用于固定对每一服务特定的速率匹配参数的方法
技术领域：
本发明一般涉及移动无线系统。
背景技术：
一般来说，技术的进步已引发了两种不同类型的系统，即第二代系统，具体来说，诸如全球移动通信系统(GSM)，和第三代系统，具体来说，诸如通用移动通信系统(UMTS)。
与只对一类服务优化的第二代系统不同，在这种情形下，第三代系统非常适合于提供多媒体服务，例如同时的话音和因特网服务。
在第三代系统中，特别是诸如UMTS中，一般对不同的服务定义不同的传输信道(TrCH)，这使得它们能够按服务质量、优先权等区分。
根据一般用来描述这些系统的分层组织，为了通过无线接口发送它们，在称为物理层的层中处理传输信道，其中根据对每一TrCH特定的编码方案(该方案包括特定的信道编码和交错)，对其进行处理，在这之后，这样被处理的TrCH被时分多路复用以形成编码的复合传输信道(CCTrCH)。在其以特定功率在一个或多个物理信道上发送之前，CCTrCH被处理，处理包括对物理信道或多信道的交错和发送格式化。对于UMTS的这些方面的更多信息，具体参见3GPP技术规范TS 25.212。
在这种情形下，在诸如UMTS系统中，在同一物理信道上传输的所有比特(对于所有服务)以相同的传输功率传输。因为交错，不能区分物理信道上的每一服务的比特。
然而，不同的服务可能需要不同的服务质量。例如，对于话音要求的比特差错率(BER)典型地为10-3，而对于数据所要求的差错率要低得多，典型地是10-6。
一种选择是要将传输功率设置为足以对所有服务实现服务的目标质量的值。然而，这不是最佳的解决方案，因为在需要较低服务质量的情形下，功率将被浪费。
由于这一原因，3GPP标准提供了另一选择，除了实现的比特速率匹配，以便使要被传输的比特速率与为其传输提供的比特速率适配之外，在于对每一服务的特定比特速率匹配。借助于诸如重复和/或击穿(puncturing)等技术获得比特速率匹配，这时比特速率匹配被定义为重复和/或击穿速率。
根据3GPP标准，每一传输信道可具有称为速率匹配属性(RM)的特定参数，这是值为1到256的一个整数，并用来同时对物理层中所有传输信道设置比特速率匹配参数，并对于需要较高服务质量的传输信道，使用这一参数较大的值，用来对一个传输信道比另一信道获得较高的每比特能量。对于UMTS的这些方面更多的信息，参见3GPP技术规范TS 25,212和TS 25.331。
这是理论，实际上在确定用于对每一服务特定的比特速率匹配参数的值中出现了一个问题。
一种选择是通过仿真确定这些值，试验所有可能的值，并对于服务所有可能的组合，从它们选择那些对每一服务实现服务目标质量值。然而，这类解决方案的缺点在于，要用很长的时间并需要大存储量存储所有这样获得的数据。
WO 00/62465中公开了另一选择，它指出传输信道之一(例如传输专用信令的传输信道)被选作基准传输信道，并确定每一传输信道相对于基准信道的比特速率匹配偏移。该文献还指出，比特速率匹配偏移可能是传输信道之间所需质量差的表示，所需的质量差可由每比特目标能量与噪声的比率Eb/No的差表示，而没有传输信道比特速率的特定匹配。
然而，以上的文献没有提供有效的解决方案，用于确定对每一服务特定的这些比特速率匹配参数所使用的值。

发明内容
本发明的一个目的是提供设置这些参数的一种有效的解决方案，该解决方案对于这些参数具体获得优化值，同时可简单地付诸实施并在必须的时间和存储量方面耗费不大。
在WO 99/53628中提到了另一选项，该文献指出，以上对每一服务特定的比特速率匹配，能够作为从接收器收到的信号的函数被控制。
然而，该文献没有说明如何实施这种控制，且没有提供设置用于对每一服务特定的比特速率匹配参数的解决方案。
本发明的另一目的是要对这种控制提出不同的解决方案，特别是优化地设置这种参数。
本发明的另一目的是与在这些系统中另外实现的功率控制结合提供这种控制。
通常在这些系统中使用的功率控制技术是闭环控制技术。
闭环功率控制的目的是，对于基站和移动台之间的每一连接，保持表示该连接上的传输质量的参数(诸如信号干扰比SIR)尽可能接近目标值。例如，在上行链路方向(从移动台到基站)，基站周期地估计SIR并将估计的SIR与目标SIR进行比较。如果估计的SIR低于目标SIR，基站请求移动台增加其发送功率。反之，如果估计的SIR高于目标SIR，基站请求移动台降低其发送功率。
目标SIR一般选择为所需的服务质量的函数，并通常通过外部循环算法调节(与先前的内部循环算法比较)。外部循环算法的原理是有规律地估计服务质量，并将估计的服务质量与所需的服务质量进行比较。服务质量一般由比特差错率(BER)，帧差错率(FER)，或块差错率(BLER)表示。如果估计的服务质量低于所需的服务质量，增加目标SIR；如果否，则降低目标SIR。
在一方面，本发明在于一种设置对移动无线系统中每一服务特定的比特速率匹配参数的方法，该方法中所述参数相对于彼此基本固定，近似与每比特能量与噪声的比Eb/No的目标值成比例，对于给定的服务，比率Eb/No的目标值对应于实现对该服务所需的目标服务质量必须的比率。
根据另一特征，比率Eb/No的所述目标值为估计值。
根据另一特征，所述参数按以上方式在至少一个服务的每一新的初始化时设置。
根据另一特征，对所述服务之一设置一基准参数值。
根据另一特征，所述基准服务是具有比率Eb/No的最高目标值的服务。
根据另一特征，所述基准参数值对应于对所述参数的最大值。
在另一方面，本发明在于一种固定对移动无线系统中每一服务特定的比特速率匹配参数的方法，该方法主要是使所述参数被动态调节，以对于实现每一服务所需的目标服务质量使发送功率最小化。
根据另一特征，提供了发送功率控制，并动态调节标传输质量，使得在所有情形下实现服务的基准目标质量，所述标传输质量作为对所述服务共用的所述发送功率控制的基准。
根据另一特征，所述传输质量由信号干扰比(SIR)表示。
根据另一特征，服务的所述基准目标质量相应于称为基准服务的服务之一所需的目标服务质量。
根据另一特征，所述基准服务是要求所传输的每比特能量最大的服务。
根据另一特征，服务的所述基准目标质量对应于足以对所有服务实现所需的目标服务质量的目标服务质量。
根据另一特征，基准参数值与服务的所述基准目标质量相关。
根据另一特征，所述基准参数值对应于所述参数的最大值。
根据另一特征，只有当基准服务质量充分接近基准目标服务质量时，所述参数才被调节。
根据另一特征，所述基准目标服务质量相应于称为基准服务的服务之一所需的目标服务质量，所述目标传输质量调节是使得所述目标传输质量增加，直到对所述基准服务所需的目标服务质量实现为止。
根据另一特征，所述基准目标服务质量相应于称为基准服务的服务之一所需的目标服务质量，所述目标传输质量调节进一步是，只要所述基准服务实现所需的服务质量，使得所述目标传输质量被降低。
根据另一特征，所述基准目标服务质量相应于对所有服务足以实现所需的目标传输质量的目标服务质量，所述目标传输质量调节使得所述目标传输质量增加，直到实现对所有服务足够的所述目标服务质量为止。
根据另一特征，所述基准目标服务质量相应于对所有服务足以实现所需的目标传输质量的目标服务质量，所述目标传输质量调节使得，只要足以对所有服务实现所述目标服务质量，所述目标传输质量被降低。
根据另一特征，只有当估计的传输质量充分接近目标传输质量时才调节所述参数。
根据另一特征，每一所述参数作为对应的服务质量指示器的函数被动态调节。
根据另一特征，某些被称为第一参数的所述参数作为相应的服务质量指示器的函数被动态调节，而其它被称为第二参数的参数作为被这样调节的第一参数的函数而被设置。
根据另一特征，设置所述第二参数以保持接近不变的比率RMi/RM0，其中RMI是第二参数而RM0是基准参数。
根据另一特征，比率RMi/RM0被设置为大约与对应的比率Eb/No的目标值成正比，比率Eb/No的目标值对应于实现对应的所需目标服务质量必须的每比特能量对噪声的比率。
根据另一特征，所述基准参数对应于所述第一参数之一。
在另一个方面，本发明在于一种在移动无线系统中为传输功率控制而调节目标传输质量的方法，所述方法基本上是这样的，目标传输质量被当作用于所述传输功率控制的不同服务共用的基准，所述调节使得所述目标传输质量增加，直到实现对每一服务所需的目标服务质量。
根据另一特征，所述调节进而使得在对于至少服务之一实现所需的目标服务质量时所述目标传输质量立即被降低。
本发明还在于-移动台(具体是诸如UMTS系统中的用户设备(UE))，
-移动无线网设备(具体是在诸如UMTS系统中结点B那样的基站，或基站控制器，诸如在UMTS系统中诸如无线网控制器)，-移动无线网，以及-移动无线系统，所有都包含用于单独或组合实现以上方法的装置。


在参照附图阅读本发明实施例的以下说明时，本发明的其它方式和特征将显而易见，其中图1示出了使用本发明第一方法的移动无线系统发送器的一个实施例，以及图2示出了使用本发明第二方法的移动无线系统发送器的一个实施例。
具体实施例方式
系统的一个特征，诸如UMTS能够在同一连接上传输多个服务。借助于传输信道(TrCH)区分服务。在时分多路复用之前，根据信道编码方案分开处理传输信道(包括差错检测器编码，差错校正器编码，比特速率匹配，及交错)，以形成在一个或多个物理信道上发送的编码复合传输信道(CCTrCH)。关于UMTS这些方面更多的信息可在由3GPP公布的3G技术规范TS 25.212中找到。
相应的发送器的结构在图1和2中简略示出，并主要包括-对于每一传输信道TrCHi(i＝1到N，其中N是被多路复用而形成CCTrCH的服务或传输信道数目)，信道编码装置2i又包括差错校正器编码装置3i，比特速率匹配装置4i，及交错装置5i，-装置6用于对由各种信道编码装置2i这样处理的不同传输信道TrCHi多路复用，以产生编码的复合传输信道CCTrCH，-装置7用于处理这样获得的编码的复合传输信道CCTrCH，
-频散射和调制装置8，以及-射频发送装置9。
虽然没有具体示出，但通过以逆序方式，提供实现由发送器所实现概念相反的功能，可从发送器的结构推导出接收器的结构。对于发送和接收都可使用根据本发明设置的比特速率匹配参数。
如在引言中所指出的，每一传输信道TrCHi可有一个特定的称为速率匹配属性RMi的比特速率匹配参数，这是在物理层中同时适用于所有传输信道的比特速率匹配过程的参数。对需要较高服务质量的传输信道使用这一参数较大的值，这一参数对一个传输信道提供了比对其它信道每比特更大的能量。
本发明提出了各种方法设置对每一服务特定的比特速率匹配参数。
这样，本发明提出了第一方法，由此所述参数被彼此相对设置，近似于与对应的比率Eb/No的目标值成比例，对于给定的服务，该比率Eb/No的目标值对应于实现对应的该服务所需的服务质量必须的每比特能量对噪声的比率。
换言之，本发明提出，对服务的所有组合，作为对每一服务目标比率Eb/No的函数，推导每一服务特定的比特速率匹配参数的优化值。这样在新的服务每一初始化时，对这些各种新的值设置参数。否则，参数保持不变。
换言之，本发明提出确定参数RMi，使得对于所有服务(i，j)，RMi/RMj近似等于比率(Eb/No)i/(Eb/No)j。
(Eb/No)i是实现对笫i个服务所需的服务质量必须的对于第i个服务每个被发送比特的目标平均能量与噪声的比Eb/No。该比率在接收端测量并以线性单比特表示。能够使用传统的技术进行测量，这里不必再描述。
能够对每一服务单独估计对相关的各种服务的比率Eb/No的目标值。
比率Eb/No的这些目标值可在各种条件下估计-通过仿真，-通过在真实条件下的测量，-等等。
这样，图1示出了装置10，用于提供基本上与比率Eb/No的对应的目标值成比例彼此相对设置的参数RMi。
基准参数值RM0可对服务之一设置。例如，可选择基准传输信道TrCH0并任意设置对应的值RM0。例如，选择的基准传输信道TrCH0可以是具有比率Eb/No的最高目标值的TrCH，并且，例如可选择值RM0等于256(例如这是UMTS中的最大值)。然后选择每一RMI，使得RMi/RM0近似等于比率(Eb/No)i/(Eb/No)j。这足以保证RMi/RMj对于所有服务对(i，j)近似等于(Eb/No)i/(Eb/No)j。
根据3GPP标准，参数RMI和RMj是可以取1到256任何值的整数。因而，对比率RMi/RMi的值的数目有一限制。为此原因，以下方程式RMi/RMj＝(Eb/No)i/(Eb/No)j不能精确满足，只能近似，且必须选择参数RMI和RMj得使比率RMi/RMj尽可能靠近比率(Eb/No)i/(Eb/No)j，或比率(Eb/No)i/(Eb/No)j之下(分别是之上)最大(分别是最小)的整数值。
理论上，设置对每一服务特定的比特速率匹配参数的这一方法，对所有传输信道同时实现服务的目标质量；换言之，存在一功率使得当功率大于P时，对所有的服务实现服务质量QoS，并当功率小于P时，对任何服务达不到服务质量QoS。
实际上，不大可能精确地在同一时刻对所有服务实现服务质量QoS，因为必须估计比率Eb/No的目标值，但在功率明显低于假如比特速率匹配参数没有这样优化的情形下，所有的QoS将可实现。
以上方法的一个问题是，比率Eb/No主要依赖于诸如环境和速度等因素。然而，这些变化通常是小的，因此，例如能够使用平均值，或考虑多个环境和速度，使用比率Eb/No最大的目标值，以采样更保守的方法。
第二种方法，该方法可认为是以上方法的替代，动态调整对每一服务(或传输信道)特定的比特速率匹配参数，使得每一传输信道的服务质量尽可能接近各自的服务质量。这类方法的优点是，不必估计比率Eb/No的目标值，并调整对每一服务特定的比特速率匹配参数，以便动态适应环境、速度等的变化。
这样，本发明提出了第二种方法，由此所述参数被动态调节，以便使实现每一服务所需的目标服务质量的发送功率最小化。
换言之，本发明教导了以类似于外部功率控制回路的方式，根据接收端估计的质量的变化，动态调整对每一服务特定的比特速率匹配参数。
图2示出了装置11，用于提供被动态调节的参数RMi，以使对每一服务实现所需的目标服务质量的发送功率最小化(或至少大大降低)。
此外，可以动态调节被视为对所述服务共用的发送功率控制基准的目标发送质量，使得在所有情形下实现基准目标服务质量。发送质量具体由信号干扰比(SIR)表示。
在第一实施例中，所述基准目标服务质量对应于被称为基准服务的服务之一所需的目标服务质量。
所述基准服务优选是这样的服务，它要求所发送的每比特能量最大。
在第二实施例中，所述基准目标服务质量对应于足以对所有服务实现所需目标服务质量的目标服务质量。
第一实施例(如前所定义，即对于该实施例，基准目标服务质量对应于对基准服务所需的目标服务质量)可以，例如按以下方式描述。
设Qi表示对于第i个传输信道的服务质量指示器，并设(Qi)target表示该指示器的目标值(选择Qi的符号使得如果Qi＜(Qi)target，则服务质量低于目标服务质量，即必须增加功率)。各传输信道的服务质量指示器(诸如BER，BLER，原始BER，SIR等)是等同的，虽然它们可能不同。
该方法包括以下步骤，例如-在一个基准传输信道上，例如第一传输信道(TrCH0)，执行外部功率控制循环。可以使用任何其目标是使Q0尽可能接近(Q0)target的算法。
-对于其它传输信道(i＞0)，周期地检验Qi是否接近(Qi)target。该周期可不同于外部循环算法的周期。
·如果Qi-(Qi)target＜ηi，则增加比率RMi/RM0。
·如果Qi-(Qi)target＞η’i，则降低比率RMi/RM0。
ηi和η’i是算法的参数，目的是防止比特速率匹配太频繁变化。通常，ηi≤0，而η’i≥0。
对于i≥0，比率RMi/RM0能够通过改变一个或多个参数RMI而增加或降低。可以使用任何规则改变它们例如可通过作为算法参数的特定的乘法因子α增加或降低它们。
另外，只有当Q0接近(Q0)target时，和/或当估计的发送质量(SIR)接近目标发送质量(SIRtarget)时，才能修改比率RMi/RM0。换言之，只有当以下情形时，才能修改比率RMi/RM0|Q0-(Q0)target|＜s和/或|SIR-SIRtarget|＜s’其中s和s’是算法参数。
好的解决方案是使基准传输信道成为需要每发送比特最大能量的传输信道，使得当对该传输信道实现服务质量时，对于其它的传输信道也实现该服务质量(至少当所有RMi相等时)。在这种情况下，能够使传输信道的比特速率匹配参数等于最大值(在UNTS为256)，因为它必须大于所有其它比特速率匹配参数。
这一解决方案的优点在于，在呼叫初始化时，当所有RMi设置为默认值(通常是相同的值)时，当实现这一传输信道的服务质量时，对所有传输信道也实现了。
于是，在该第一实施例中，所述目标发送质量的调节是使得目标发送质量增加，直到实现对基准服务所需的目标服务质量。
所述目标发送质量调节进一步使得只要实现对所述基准服务所需的服务质量，就降低目标发送质量。
于是，在第一实施例中，图2中的装置11可包括用于实现上述算法的装置，或至少如果在发送器中实现算法的一部分，而在接收器实现算法的另一部分，如图2中所示的发送器情形，在发送器中实现的算法一部分。
第二实施例(如前所定义，即对该实施例，基准目标服务质量对应于足以实现对所有服务所需的目标服务质量)可以，例如按以下方式描述。
不是对专用传输信道执行功率控制外部循环，而是考虑所有传输信道来执行，例如使用诸如以下算法-如果对于所有的i值，Qi-(Qi)target＜ηi，则目标SIR增加(例如以特定的步骤dUP)。
-如果对于所有的i值，Qi-(Qi)target＞η’i，则目标SIR降低(例如以特定的步骤dDOWN)。
-否则，目标SIR不变。
ηi和ηi’是算法的参数，目的是防止目标SIR太频繁地变化。通常，ηi≤0，而η’i≥0。
于是，在该第二实施例中，目标发送质量调节使得这一目标传输质量增加，直到对所有服务实现足够的目标服务质量。
所述目标发送质量调节还使得只要对所有服务实现足够的目标服务质量，就降低目标发送质量。
类似地，在该第二实施例中，图2的装置11可包括用于实现按这一方式获得的算法的装置，或至少如果在发送器实现算法的一部分并在接收器实现另一部分，如在图2所示的发送器情形，在发送器实现的算法的部分。
这类功率控制外部循环算法的想法在于增加目标SIR，直到对所有传输信道实现目标服务质量(QoS)。
此外，只要对至少传输信道之一实现目标服务质量，就能降低目标SIR。
这类解决方案的优点在于，不需要知道或估计需要发送的最高每比特能量的传输信道。
本发明的另一目的是基于以上类型的原理提供一种功率控制外部循环。
换言之，本发明进而在于一种用于移动无线系统中发送功率控制的调节目标发送质量的方法，所述方法基本上是这样的，即目标发送质量被当作不同服务共用的发送功率控制基准，所述调节使得所述目标发送质量增加，直到对每一服务实现所需的服务质量。
此外，在所描述的例子中，只要对服务之一实现所需的服务质量，所述目标发送质量降低。
在以上说明中，术语“服务”与“传输信道”可交换使用。然而注意，对于同一服务能够使用不同的传输信道。例如，对于使用自适应多速率(AMR)编码的话音，通常使用三个不同的传输信道一个用于A类比特，一个用于B类比特，一个用于C类比特，这里三类比特对应于不同的比特重要性级别。还要注意，对于给定的传输信道，能够不指示任何服务质量。例如在AMR的情形下，一般对只携带A类比特的TrCH，试图实现10-3的比特差错率(BER)。然而，即使在不要求服务质量的情形下，也能够或多或少地任意设置服务质量。
为了函盖所有这些可能性，术语“服务”按这样的意思使用，作为一般的规则，必须对特定传输信道实现特定的目标服务质量，与如何定义服务和传输信道无关地。
此外，实际上重要的应用例子对应于这样的情形，即其中同时有使用AMR编码的连接和数据包模式的连接(特别是以384kbit/s的数据包模式连接)。在这种情形下，例如能够使用五个传输信道或专用信道(DCH)三个用于各种AMR比特类，一个用于数据包连接，以及一个附加信道(通常用于信令)。在这种情况下，只能对携带AMR类型A的比特的TrCH以及对于用于数据包模式连接的TrCH(这样只对四个TrCH的两个)，估计服务质量指示器(例如特别是BLER)。在这种情形下，如果使用诸如以上描述的算法动态调节RM参数，则该算法只用于能够估计服务质量指示器的TrCH。然后，只有两个TrCH的RM参数(或第一RM参数)被修改。为了设置其它两个TrCH的RM参数(或第二RM参数)，在这种情形下，对应于AMR类B和C的比特，例如能够使用以下方法之一-设置第一参数，-第二参数设置为第一参数的函数，以便保持比率RMi/RM0或多或少不变，其中RMi是第二参数且RM0是基准参数，例如对应于携带AMR类A比特的TrCH；例如，可静态地设置RMi/RM0的值，例如使用就本发明第一方法描述的比率Eb/No。
为了函盖这些各种可能性，在本发明的情形下，基准参数的概念扩展为对所有服务来说基准参数相同的情形，和对所有服务来说基准参数不相同的情形，对应于诸如TrCH的基准参数被固定的相同的服务。
本发明还包括-移动台(具体诸如UMTS系统中的用户设备(UE))，-移动无线网络设备(具体是一基站，诸如Node B或基站控制器，诸如UMTS系统中的无线网控制器(RNC))，-移动无线网，以及-移动无线系统所有都包含用于单独或组合地实现以上方法的装置。
以上装置可使用先前所描述的任-方法；它们具体的实现对于本领域技术人员是不成问题的，因此，只需指出这些装置的功能，而无需在这里对它们做更详细的说明。
权利要求
1.一种设置对移动无线系统中每一服务特定的比特速率匹配参数的方法，该方法中，所述参数相对于彼此固定，近似与每比特能量与噪声的比Eb/No的相应的目标值成比例，对于给定的服务，比率Eb/No的目标值相应于实现对该服务所需的目标服务质量必须的每比特能量与噪声的比。
2.根据权利要求1的方法，其中比率Eb/No的所述目标值为估计值。
3.根据权利要求1或2的方法，其中所述参数按以上方式在至少一个服务的每一新的初始化时设置。
4.根据权利要求1到3任何之一的方法，其中对被称为基站服务的所述服务之一设置一个基准参数值。
5.根据权利要求4的方法，其中所述所述基准服务是具有比率Eb/No的最高目标值的服务。
6.根据权利要求4或5的方法，其中所述基准参数值对应于对所述参数的最大值。
7.一种移动台，包括用于实现权利要求1到6中任何一个方法的装置。
8.一种移动无线网络设备，包括用于实现权利要求1到6中任何一个方法的装置。
9.一种移动无线系统，包括用于实现权利要求1到6中任何一个方法的装置。
全文摘要
本发明涉及用于在移动无线通信系统中固定对每一服务特定的比特速率匹配参数的一种方法，该方法在于彼此相对地固定所述参数，近似与相应的E
文档编号H04B1/707GK1509542SQ02809887
公开日2004年6月30日 申请日期2002年5月13日 优先权日2001年5月14日
发明者P·阿金, P 阿金 申请人:埃沃柳姆公司