专利名称：对通信系统中的控制信道进行功率分配的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线通信系统中的通信。更具体而言，本发明涉及用于对这样的通信系统中的对控制信道进行功率分配的方法和系统。
背景技术：
通信系统已经发展到能将信息信号从始发站传输到物理上不同的目的站。在利用通信信道从始发站传输信息信号时，信息信号首先被转换成适合通过通信信道高效传输的形式。对信息信号的转换、或调整包括依照信息信号来改变载波的参数，并使结果生成的经调制的载波的频谱被限定在通信信道的带宽以内。在目的站处，原始信息信号被从通过通信信道接收的经调制的载波中重建出来。通常，这样的重建是通过使用与始发站采用的调制过程相反的过程来实现的。
需要对支持反向链路传输的控制信道进行合适的功率分配。并希望MAC信道功率不会成为同时支持大量反向链路用户的限制因素。因为在给定的半时隙(half-time-slot)内，MAC信道会在导频脉冲串(pilotburst)之前或之后立即形成两个脉冲串，只有有限的时间量能用来将MAC信道功率分配给控制信道。希望能保证对同时可支持的用户数目的限制不是由于MAC信道功率造成的，而是由于反向链路容量造成的。此外，通信系统可能需要既支持旧有的接入终端，即，遵照诸如IS-856标准这样的标准利用反向链路传送的接入终端，又支持新型接入终端，即，遵照与IS-856向回兼容的标准来利用反向链路传送的接入终端。因此，本领域内存在这样的通信系统中的对控制信道进行功率分配的装置和方法的需求。
发明内容
本发明的一个实施方案中，以上所述的需求由以下的控制信道功率分配的方法来满足，该方法包括将多个接入终端以所需媒体访问控制(MAC)信道功率递增的顺序分类到多个收集器(bin)中，如果两个或更多接入终端所需的MAC信道功率相等，则以前向链路信号对干扰和噪声的比(FL-SINR)递减的次序将所需MAC信道功率相等的接入终端分类，并基于总的MAC信道功率、分配给反向功率控制(RPC)信道的总功率、和分配给反向激活位(RAB)信道的总功率来确定总的可用ARQ功率。
图1示出了通信系统概念上的框图；图2示出了用于新型接入终端的简化的反向链路结构；图3示出了前向链路结构中的时隙；图4示出了对控制信道进行功率分配的方法的实施例的流程图；图5A-C示出了对控制信道进行功率分配的方法的更具体的实施例的流程图；图6示出了接入终端；以及图7示出了接入点。
具体实施例方式
图1示出了典型的码分多址(CDMA)的通信系统的示意图。接入点100通过前向链路106(1)将数据传送到接入终端104，并通过反向链路108(1)从接入终端104接收数据。类似的，接入点102通过前向链路106(2)将数据传送到另一个接入终端104，并通过反向链路108(2)从该接入终端104接收数据。前向链路上的数据传输以前向链路和通信系统能够支持的最大速率或者以接近该最大速率的速率，从一个接入点到一个接入终端地进行。前向链路的附加信道，例如控制信道，可以从多个接入点传输到一个接入终端。反向链路数据通信可以从一个接入终端传输到一个或多个接入点。接入点100和接入点102通过回程(backhaul)112(1)和112(2)连接到接入网控制器110上。“回程”是控制器和接入点之间的通信链路。尽管图1只显示了两个接入终端和一个接入点，但这只是为了说明，而该通信系统能够包含多个接入终端和接入点。
在允许接入终端能够访问接入网络的登记之后，接入终端104和其中一个接入点(例如接入点100)，利用预定的接入过程建立起通信链路。在由预定的接入过程产生的连接状态下，接入终端104能够从接入点100接收数据和控制消息，并能够将数据和控制消息传送到接入点100。接入终端104不断地搜索能够被添加到接入终端104的活动集中的其它接入点。活动集包括能够与接入终端104通信的接入点的列表。当这样的接入点被找到时，接入终端104计算该接入点的前向链路的质量度量，其可包括信号与干扰和噪声的比(SINR)。SINR可以依照导频信号来确定。接入终端104搜索其它接入点，并为从那些接入点中的每一个处传送的信号和在接入终端104处接收到的信号确定SINR。同时，接入终端104为接入终端104的活动集中的每个接入点计算前项链路的质量度量。如果来自特定接入点的前向链路质量度量高于预定的添加阈值或者低于预定的丢弃阈值的情况持续了预定的时间长度，则接入终端104将此信息报告给接入点100。来自接入点100的后续消息可以指挥接入终端104将那个特定的接入点添加到接入终端104的活动集中，或从接入终端104的活动集中删除那个特定的接入点。
接入终端104基于一组参数从接入终端104的活动集中选择服务接入点。服务接入点是为与特定的接入终端的数据通信所选的接入点，或者是正在向特定的接入终端传递数据的接入点。该组参数可包括，举例来说，当前的和先前的SINR测量值、误码率、分组差错率中的任意一个或多个，和任意的其它公知参数。这样，例如，就可以根据最大的SINR测量值来选择服务接入点。然后，接入终端104在数据请求信道(DRC信道)上广播数据请求消息(DRC消息)。该DRC消息能够包含请求的数据速率或是可选的，对前向链路的质量的指示，例如经测量的SINR、误码率、分组差错率等等。接入终端104可以通过使用代码来指挥到指定接入点的DRC消息的广播，其中该代码唯一地标识了指定接入点。典型地，该代码包括沃尔什码。该DRC消息符号专有地与唯一代码进行OR(XOR)运算。这种XOR运算被称为信号的代码覆盖。由于接入终端104的活动集中的每个接入点由唯一的沃尔什码标识，只有利用正确的沃尔什码执行与接入终端104执行的相同的XOR运算的选定接入点才能正确地解码该DRC消息。
要传送到接入终端104的数据到达接入网控制器110。其后，接入网控制器110可通过回程112将数据发送到接入终端104活动集中的所有接入点。可选的，接入网控制器110可以首先确定哪个接入点被接入终端104选定为服务接入点，然后将数据发送到该服务接入点。该数据被存储在接入点处的队列(queue)中。然后一个或多个接入点在各自的控制信道上将寻呼消息发送到接入终端104。接入终端104对一条或多条控制信道上的信号进行解调和解码，以获得寻呼消息。
在每个前向链路间隔，接入点可以调度到任意一个接收到寻呼消息的接入终端的传输。在2002年10月2日提交的题为“在蜂窝式网络中对功率控制比特的功率分配”(Power Allocation for Power ControlBits in a Cellular Network)的序列号为10/263,976的美国专利申请中，描述了用于对反向功率控制(RPC)信道进行功率分配的示例性方法，其中该专利申请被转让给本申请的受让人。接入点利用来自每个接入终端的DRC消息中接收到的速率控制信息来以可能存在的最高速率有效地传输前向链路数据。因为数据速率可能变化，所以通信系统以可变的速率模式来进行操作。接入点基于从接入终端104接收到的DRC消息的最新值来确定将数据传送到接入终端104的速率。此外，接入点利用对于那个移动台来说是唯一的扩展码来唯一标识到接入终端104的传输。这种扩展码是长伪噪声(PN)码，例如是由IS-856标准定义的扩展码。
数据分组要到达的接入终端104接收和解码该数据分组。每个数据分组与一例如序列号这样的标识符相关联，该标识符被接入终端104用来检测传输的丢失或重复。在这样的情况下，接入终端104经由反向链路数据信道来传递丢失数据分组的序列号。然后，经由与接入终端104通信的接入点而接收到来自接入终端104的数据消息的接入网控制器110，向接入点指示哪些数据单元没有被接入终端104接收到。然后接入点安排重新传输这样的数据分组。
当在可变速率模式下进行操作的接入终端104和接入点100之间的通信链路恶化到预定的可靠性水平以下时，接入终端104首先试着确定另一个在可变速率模式中的接入点是否能够支持可接受的数据速率。如果接入终端104确定有这样的接入点(例如，接入点102)，则发生连到不同的通信链路的接入点102的重新指向。术语重新指向是选择一与当前选定的扇区不同且为接入终端活动列表的成员的扇区的过程。数据传输从在可变速率模式下的接入点102处继续进行。
上述通信链路的恶化可能由，例如，接入终端104从接入点100的覆盖区域移动到接入点102的覆盖区域、阴影遮盖、衰落，和其它众所周知的原因造成。可选的，当接入终端104和另一个接入点(例如，接入点102)之间的通信链路变得可用时，该通信链路可实现比当前使用的通信链路的吞吐量还高的吞吐量，发生指向连到不同的通信链路的接入点102的重新指向，并且数据传输从在该可变速率模式中的接入点102处继续进行。如果接入终端104没有检测到能够在可变速率模式中操作并且支持可接受的数据速率的接入点，则接入终端104转变到固定速率模式。在这样的模式中，接入终端以一个速率传输。
接入终端104既为了可变速率的数据模式又为了固定速率的数据模式估计与所有候选接入点的通信链路，并选择能产生最高吞吐量的接入点。
如果扇区不再是接入终端104的活动集中的一员，则接入终端104会从固定速率模式切换回可变速率模式。
反向链路根据上述概念的通信系统可能需要既支持旧有的接入终端又支持新的接入终端，其中旧有的接入终端利用符合一个标准(即，IS-856)的反向链路传输，而新的接入终端利用符合另一个标准的反向链路传输，即以上提到的共同待审的申请序列号10/280,740和10/305,338中描述的反向链路传输。
图2中示出了新的接入终端的反向链路200。新的接入终端也将一个分组建立到包含16个时隙的帧中。然后，该帧在至少两个非邻接(non-contiguous)的子帧中传送，其中每个子帧包含至少一个时隙。反向链路开销信道206包括导频信道(PC)、辅助导频信道(APC)、数据请求信道(DRC)、确认信道(ACK)、数据源控制信道(DSC)、和反向速率指示信道(RRI)。如图2中所示的那样，分组在四个非邻接的子帧202中传送，每个子帧包括四个时隙。开销信道206被连续地传送。
反向链路处理接入终端接收第一个子帧并试着对该子帧中包含的用户数据进行解码。然后，接入终端可以根据解码的结果来传送响应。如果该解码成功则该响应是确认(ACK)，而如果解码不成功则该响应是否认(NAK)。
该响应是在下一个子帧被传送之前在接入点处接收到的。随后，如果接入点接收到ACK，则所有剩余子帧的传输被中断，并且接入点可以传送到那时为止还没被传送的分组的子帧。
前向链路结构图3示出了前向链路结构300中的时隙。将被理解的是，以下描述的持续时间、码片长度、值的范围都仅仅是以举例的方式给出的，并且可以使用其它的持续时间、码片长度、值的范围，而不会脱离该通信系统的操作的基本原理。
前向链路300是根据帧定义的。帧是包括了16个时隙302的结构，且每个时隙302为2048个码片长度，与1.66ms的时隙持续时间以及26.66ms的帧持续时间相对应。每个时隙302被划分成两个半时隙302a、302b，并且在每个半时隙302a、302b以内传送导频信道脉冲串304a、304b。每个导频信道脉冲串304a、304b为96个码片长，大致居中于与其相关联的半时隙302a、302b的中点处。导频信道脉冲串304a、304b包括被代码(例如，下标为0的沃尔什码)所覆盖的导频信道信号。导频信道是广播到所有远程站的公共控制信道，即，利用导频信道传送的信息打算要被所有远程站所接收和使用。通常，控制信道承载开销数据，但还可承载用户数据。术语开销数据是使能通信系统中的实体的操作的信息，例如，呼叫维持信令、诊断和报告信息等等。
前向媒体访问控制(MAC)信道306形成两个脉冲串，这两个脉冲串在每个半时隙302的导频脉冲串304之后和之前立即被传送。该MAC最多包括128条代码信道，这些信道被128阶(128-ary)的代码，例如沃尔什码正交覆盖。每个代码信道由MAC下标来标识，该MAC下标的值在1到128之间，并且该MAC下标标识唯一的128阶覆盖沃尔什码。
反向功率控制(RPC)信道用于调节每个用户站的反向链路信号功率。因此，RPC信道是用户站专用的控制信道，即在特定的RPC信道上传送的功率控制信息将被一个远程站接收和使用。RPC被分配到其中一个可用的MAC，例如，MAC下标在11到127之间的MAC。在一个实施例中，MAC下标0-1被保留，MAC下标2-3用于控制信道，MAC下标4用于反向激活(RA)信道，MAC下标5用于广播，MAC下标6-10用于多用户的分组，而MAC下标11-127用于RPC、DRC锁定(DRC Lock)和ARQ。在一个实施例中，MAC下标64-67还被用于控制信道。
反向激活(RA)信道用于通过传送反向链路激活比特(RAB)流来为每个用户站调节数据的反向链路速率，并且同样的，RA信道是专用于用户站的控制信道。RA信道被分配给其中一个可用MAC，例如，MAC下标4。
前向链路业务信道或者控制信道的净荷在第一半时隙302a的剩余部分308a和第二半时隙302b的剩余部分308b中发送。业务信道承载用户数据，即非开销数据的信息。前向信道的总发射功率是固定的并且不随时间函数那样发生改变。
通常，前向链路在传输前被放大。放大器能够提供有限的总输出功率，而不会使放大后的信号产生不期望的失真；因此，如果在一条信道上发射的功率越多，在其它信道可用的功率就会越小。如所述的那样，前向链路包括时分复用业务信道、导频信道和多条媒体访问控制信道(MAC)。因为前向链路总是以有限的总输出功率(PPAM)发射的，并且包括反向激活信道(RA)、反向功率控制信道(RPC)、DRC锁定信道、和确认/否认信道(ACK/NAK)的MAC被码分复用，所以PPAM必需在RA信道、RPC信道、DRC锁定信道和ACK/NAK信道(ACK/NAK)当中进行分配。
对MAC信道功率的最优分配可以确保MAC信道功率不是支持大数量用户的限制因素，并且可以确保反向链路容量被最大化。不适当的或者不充分的功率分配可能导致功率控制的差错，其可能会导致少于最优容量。不适当的或者不充分的功率分配对RPC信道的影响比较小，因为这种不适当的或者不充分的功率分配会由闭环(closed-loop)功率控制所补偿。相反，对ACK/NAK信道的不适当或者不充分的功率分配可能会导致分组不被尽早地终止，这将引起干扰增加。
前向链路确认/否认信道如讨论的那样，通信系统可能需要既支持依照IS-856标准操作反向链路的接入终端-旧有的接入终端，又支持依照描述的概念操作反向链路的接入终端-新的接入终端。为了支持这样的操作，每个在反向链路上传送的新的接入终端必需被提供关于子帧中传送的用户数据是否已经被接入点所解码的信息。为了提供这样的信息和附加信道，在前向链路上需要确认/否认(ACK/NAK)信道。可以通过利用分配给给定终端的MAC信道的同相和正交支路(branch)来提供ACK/NAK信道。
自动重复请求(ARQ)信道传输规则在给定的基站收发信台(BTS)处，物理层ARQ被应用于系统中的所有用户，而仅仅为活动小区的大小等于1的用户支持MAC层的ARQ，其中活动小区的大小被定义为活动集中小区的数目。对于每个用户，来自服务小区BTS的ARQ消息被进行双极性键控，即如果存在足够的MAC功率则在第一、第二和第三子分组之后，确认(ACK)＝+1而否认(NAK)＝-1。非服务小区BTS使用开关键控(OOK)，即ACK＝+1而NAK＝0在第一、第二和第三子分组之后发射ARQ。这些ARQ通过三个时隙被发射。为了为没进行越区切换的用户支持MAC层的ARQ，ARQ消息与使用OOK方案的第四子分组对应，在该第四子分组中，ACK＝0而NAK＝-1，并且ARQ消息扩展到六个时隙。扩展三个时隙的ARQ(也被称为E-ARQ)和用于下一个子分组的常规非扩展的ARQ被进行I-Q多路复用。
子分组是在物理层能够由接入网络识别的反向业务信道传输的最小单位。子分组在4个相邻时隙内发送。子帧是一组4个相邻的时隙，其中在4个时隙内接入终端可以发送一个子分组。在子帧的开头，时隙T中的CDMA系统时间满足等式(T-帧偏移)模4＝1。每个物理层分组应该在一个或多个子分组，最多至4个子分组内发送。对单个反向业务信道物理层分组的连续子分组的传输之间的间隔应该为两个子帧或是13.33毫秒。
反向业务信道传输应该使用4-8-4时隙交错结构。即，物理层子分组(4个时隙时长)的发射时隙应该被8个时隙时长的间隔分隔开，在这8个时隙时长内可以发送其它物理层分组的子分组。如果在前向链路ARQ信道上接收到肯定确认，则接入终端应该终止那个分组的传输，并且以那个交错偏移的下一个子帧可能会被用于新的物理层分组传输的第一个子分组。接入终端将继续物理层分组的子分组的传输，直到其或者在前向链路ARQ信道上接收到肯定确认或是其已经在那个交错内发送完物理层分组的全部4个子分组。
前向ARQ信道和前向D-ARQ信道被扇区用于将ACK和NAK发送到接入终端。前向ARQ信道和前向D-ARQ信道应该在3个连续的时隙内发送。
如果ARQ模式为‘0’，则扇区应该在接收到反向业务信道分组传输的第一、第二或第三个子分组之后发射前向ARQ信道，如果该扇区是前向信道上的服务小区的部分，则使用双极性键控，即+1＝＞ACK，-1＝＞NAK，如果该扇区不是前向信道上服务小区的部分，则使用ACK导向的开关键控，即+1＝＞ACK，0＝＞NAK，其中ARQ模式是反向业务信道MAC协议的公用数据。
如果ARQ模式为‘1’，则该扇区应该，使用ACK导向的开关键控，即+1＝＞ACK，0＝＞NAK，在接收到反向业务信道分组传输的第一、第二和第三子分组之后发射前向ARQ信道。
该扇区应该仅仅在当接入终端的活动集大小为1时，才在接收到来自接入终端的反向业务信道分组传输的第四子分组之后，通过使用NAK导向的开关键控，即0＝＞ACK，-1＝＞NAK来发射前向ARQ信道，其中，接入终端的活动集大小被定义为接入终端的活动集中的小区的数目。
如果接入终端的活动集大小大于1，则扇区应该不发射前向D-ARQ信道。否则，扇区应该通过利用NAK导向的开关键控，即0＝＞ACK，-1＝＞NAK来发射前向D-ARQ信道。为了在时隙n-48内开始的反向链路业务信道分组传输，扇区应该在时隙n内开始发射前向链路D-ARQ信道。
关于在时隙n，n+1，n+2和n+3内发送的反向业务信道子分组的ARQ消息应该在时隙n+8，n+9和n+10内发送。关于在时隙n内开始发送的反向业务信道分组的D-ARQ消息应该在时隙n+48，n+49和n+50内发送。
前向链路(FL)媒体访问控制(MAC)信道功率分配如上所述，前向链路放大器能够提供有限的总输出功率(PPAM)而不会不合需要地使经放大的信号失真。如上所述，前向链路包括被时分复用的业务信道、导频信道和多个MAC。因为前向链路总以PPAM发射，并且多条MAC，即反向激活比特(RAB)信道，功率控制信道(RPC)，和确认/否认信道(ACK/NAK)被码分复用，所以PPAM包括分配给RA信道的功率(PRACH)，分配给RPC信道的功率(PRPCCH)，和分配给ACK/NAK信道的功率(PACK/NAK)。
图4是示出本发明的一个实施例的流程图。功率分配在步骤400中开始，并在步骤402中继续进行。在步骤402中，小区的覆盖范围内的所有用户被以所需MAC信道功率递增的顺序分类。然后，在步骤404中，基于所需的功率分配将用户放置到不同的收集器中。如果一些用户所需的ARQ功率相同，那么这些用户在步骤S406中被以前向链路信号与干扰和噪声的比(FL_SINR)递减的顺序被分类。
如果分配可用的总的MAC信道功率Tarq小于所有用户的需要的总的MAC信道功率Tarq_req，那么该方法进行至步骤410，该步骤以预定的增量减小分配给所需ARQ功率最高的收集器中的用户的功率，直至达到预定的最大减小量。在一示例性实施例中，分配给所需ARQ功率最大的收集器中的用户的功率可以被减小预定增量，例如，减小1dB，最大减小至例如为3dB的最大限度。然后该方法进行至步骤412。
在步骤412，以预定的增量减小对所需的ARQ功率以递减的顺序排列的每个收集器中的用户的功率分配，直至对于那个收集器来说，达到预定的最大减小量。在一示例性实施例中，可以将分配对给定收集器中的用户的功率减小例如为1dB的预定增量，最大减小例如为3dB的最大限度。减小以所需功率递减的顺序排列的每个收集器中的用户的功率分配，直至可用的ARQ功率被分配给所有的收集器或者直至Tarq大于或等于Tarq_req为止。在步骤S414，如果确定Tarq大于或等于Tarq_req，那么该方法在步骤416结束。否则，重复步骤S410和412直至Tarq大于或等于Tarq_req。
如果在步骤406中基于所需的功率分配将用户收集(bin)起来之后Tarq大于Tarq_req，则在步骤420中，基于FL_SINR递减的排序表为接入终端启动功率分配，并将优先级给予具有最低的FL_SINR的用户。
如果在基于FL_SINR递减的排序表为接入终端启动功率分配之后MAC信道功率是可用的，则在步骤424中以最多可达预定的最大增加量的预定增量为所有活动用户的ARQ信道启动功率分配。活动用户可包括非服务器，不将BTS作为服务小区和不处于与BTS的软切换的软切换用户。在一个实施例中，以1dB的增量为所有非服务器、软切换用户的ARQ信道启动功率分配，最大增加3dB。然后在步骤426中确定Tarq是否大于Tarq_req。如果Tarq大于Tarq_req，则在步骤428中功率一致地启动所有用户。否则，该方法在步骤430结束。
在图5A-5C的流程图中，示出了用于前向链路MAC信道功率分配的处理步骤的更详细的实施例。如图5A的流程图所示，功率分配方法在步骤500中开始并在步骤502中继续。在步骤502内，总MAC信道功率的预定百分率，例如6％被分配给RAB信道。然后该方法继续至步骤504。
在步骤504，MAC信道功率被分配给旧有用户和新的用户的RPC信道。每个用户的RPC信道被分配以一定量的功率，这一定量的功率不多于总MAC信道功率的预定百分率，例如，不多于总MAC信道功率的3％。MAC信道功率也被以相同的方式分配给新用户的数据速率控制锁定(DRC锁定)信道，即，每个新用户的DRC锁定信道被分配不多于总MAC信道功率的3％。方法继续至步骤506。
在步骤506，总RPC信道功率分配(Trpc)和总的ARQ信道功率分配(Tarq)被确定。在一个实施例中，根据以下关系确定RPC信道的最大功率分配(Max_rpc_alloc)Max_rpc_alloc＝(Prpc，max*Overhead_softhandoff/Margin_rpc)*(#legacy+#new*(PC_Update_rate/600)*Overhead_drclock)其中，Prpc，max是每用户的最大RPC信道功率分配，其在一个实施例中为总MAC信道功率的3％，其中，Overhead_softhandoff是软切换开销，其为活动小区大小，其中，Margin_rpc是功率裕度(power margin)，其为分配最大所需功率的某个百分率的比例因数(scaling factor)，其中，#legacy是该小区中旧有用户的数目，其中，#new是该小区中新用户的数目，其中，PC_Update_rate是功率控制更新速率，并且其中，Overhead_drclock是新用户的DRC锁定信道开销。
总的RPC信道功率分配(Trpc)是总的所需RPC信道功率(Trpc_req)和Max_rpc_alloc的较小者。总的ARQ信道功率分配Tarq由以下关系式给定Tarq＝T-Trpc-Trab其中，T是总的MAC信道功率，Trpc是总的RPC信道功率分配，而Trab是RAB信道功率分配。
总的RPC信道功率(Trpc)和总的ARQ信道功率(Tarq)在步骤506中被确定之后，该方法在步骤508继续至图5B。
图5B是图5A的流程图的继续，其于步骤510开始，并继续至步骤516。在步骤516，只考虑非软切换的用户。如果在步骤516中确定，基站的扇区对第四子分组之后的分组的解码失败，其中该第四子分组是分组内的最后的子分组，则在步骤518中确定前向链路信号与干扰和噪声的比(FL_SINR)是否大于预定数量，例如-2dB。如果在该小区中不存在非软切换用户，则该方法继续至步骤524。
如果在步骤518中确定FL_SINR＞-2dB，那么在步骤520中将预定数量的功率，例如-15dB分配给每个其第四子分组的解码失败的非软切换用户的E-ARQ信道。否则，在步骤522中将不同数量的功率，例如-12dB分配给每个其第四子分组的解码失败的非软切换用户的E-ARQ信道。在步骤520或步骤522完成之后，该方法继续至步骤524。
然后，考虑所有的将给定BTS视为服务小区的用户。以FL_INR的顺序为ARQ信道功率分配将这些用户分级，在一实施例中FL_SINR可以从数据速率控制(DRC)信息中获得。具有较高的FL_SINR的用户比具有较低FL_SINR的用户被分级成更高的优先级。然后，该方法进行一次或多次从步骤524开始的迭代，其中，整数M最初被设置成0。该方法继续至步骤526。
在步骤526，ARQ信道功率按照分级后的用户的FL_SINR被分配给这些用户。在一个实施例中，ARQ信道功率按照以下步骤分配给分级后的用户A.如果FL_SINR＜-2-M(dB)，则给用户分配-12dBB.如果-2-M(dB)＜FL_SINR＜2-M(dB)，那么给用户分配-15dBC.如果FL_SINR＞2-M(dB)，那么给用户分配-18dB如果在步骤528中确定在上述步骤A、B或C的任意一步中没有足够的MAC信道功率可用于分配，那么在步骤530中将M加1，并且重复步骤526直至所有经分级的用户都被分配到ARQ信道功率为止。在ARQ信道功率被分配给所有的经分级的用户后，该方法继续至步骤532。
在步骤532，系统确定是否M＞0，即是否有必要迭代多于一次以将ARQ信道功率分配给所有的经分级的用户。如果M＞0，那么在步骤534中系统设置标记位，即ARQ模式，并且在ARQ模式标记位被设置之后，在步骤536中扇区内BTS获得的任何新用户将处于OOK模式，即使该BTS是那些新用户的服务小区。然后该方法在步骤537结束。
参考图5B，如果在步骤538确定M＝0持续了至少预定数目个相邻的时隙T，举例来说，如果分组长度为16个时隙则T为16或更大，则在步骤540中系统可以取消对ARQ模式标记位的设置，并且在步骤542中，一旦BTS扇区变成服务小区，则BTS获得的用户就可以以双极性模式来设定。然后该方法在步骤544继续至图5C。如果在步骤538中M不能在T个连续时隙的持续时间内被维持在0值处，那么BTS获得的任何新用户将处于步骤536中的OOK模式。
图5C是图5B的流程图的继续，其中步骤546代表图5B，并且该流程继续至步骤548。在步骤548，系统确定MAC信道功率在M＝0时是否仍旧可用。如果MAC信道功率在M＝0时不再可用，则方法在步骤550处结束。否则，在步骤552中可以将剩余的MAC信道功率分配给经分级的软切换用户的前向链路ARQ信道，其中这些经分级的软切换用户不把BTS当作服务小区，并且这些用户已经将第四子分组以前的它们的分组成功解码，第四子分组是每个分组的最后的子分组。在一个实施例中，这些用户以它们的FL_SINR的顺序被分级。具有较高的FL_SINR的用户比具有较低的FL_SINR的用户列为更高的优先权。预定数量的功率，例如，-9dB被分配该这些用户中的每一个的前向链路ARQ信道，直至可用的MAC功率用尽为止或者直至所有这些用户都被分配到ARQ信道功率为止。
然后在步骤554中确定是否仍旧可得任何剩余的MAC信道功率。如果不再有可用的MAC信道功率，则方法在步骤556中结束。如果MAC信道功率仍旧可用，则在步骤558将额外的功率分配给把BTS当作服务扇区的非切换用户的ARQ信道。该分配应该从具有与BTS之间的最低的FL_SINR的用户开始，并朝用户的FL_SINR分级递增的方向移动。该分配应该继续到所有非切换用户具有了-12dB的ARQ信道功率为止。如果仍有MAC信道功率可用，则剩余的功率被用于进一步优化非切换用户的ARQ信道，使得具有最低的FL_SINR的用户的ARQ信道被升级到-9dB，然后继续对具有次低的FL_SINR用户这样做，等等。该过程应该继续到扇区中的所有用户都具有了-9dB的FLARQ功率为止。
在ARQ信道功率被在步骤558中分配之后，在步骤560中确定是否仍旧有任何的MAC信道功率可用。如果不再有MAC信道功率可用，则方法在步骤562中结束。如果在步骤560之后MAC信道功率仍旧可用并且存在除RPC、DRCLock和ARQ信道以外的其它控制信道需要功率，则可以在步骤564中将MAC信道功率分配给其它控制信道，并且随后该方法在步骤566中结束。
AT和AP结构图6中图解说明了接入终端600。前向链路信号被天线602接收到并被传递至包括接收器的前端604。该接收器滤波、放大、解调和数字化由天线602提供的信号。该经数字化的信号被提供给解调器(DEMOD)606，解调器606为解码器608提供经解调的数据。解码器608，执行接入终端处做出的信号处理功能的逆处理，并将经解码的用户数据提供给数据宿610。解码器还与控制器612通信，以向控制器612提供开销数据。控制器612进一步与包括接入终端600的其它功能块通信，以提供对接入终端600的操作的适当控制，例如，数据编码、功率控制。控制器612可包括，例如，处理器和连接到处理器并包含一组处理器可执行的指令的存储介质。
要发送到接入终端的用户数据由数据源614提供，通过控制器612的指引发送到编码器616。编码器616被进一步由控制器612提供开销数据。编码器616对该数据进行编码并将编码后的数据提供给调制器(MOD)618。编码器616和调制器618中的数据处理是按照以上文档和附图中描述的反向链路生成过程来执行的。然后经处理的数据被提供给前端604内的发射器。发射器调制、滤波、放大该反向链路信号，并通过天线602经由空中在反向链路上发射反向链路信号。
图7图解说明了控制器700和接入终端702。数据源704生成的用户数据经由接口单元，例如，分组网络接口PSTN(未示出)提供给控制器700。如所述，控制器700与多个构成接入网络的接入终端相连。(为了简明起见在图7中只示出了一个接入终端702)。用户数据被提供给多个选择器单元(为了简明起见图7中只示出了一个选择器单元702)。一个选择器单元708被分配用来控制数据源704和数据宿706以及在呼叫控制处理器701的控制下的一个和多个基站之间的用户数据的交换。呼叫控制处理器710可包括，例如，处理器和与处理器相连并包含一组处理器可执行的指令的存储介质。如图7所示，选择器单元702向数据队列714提供用户数据，该数据队列714包含了要发送给由接入终端702服务的接入终端(未示出)的用户数据。依照调度器716的控制，用户数据由数据队列714提供给信道单元712。信道单元依照IS-856标准处理用户数据，并将处理过的数据提供给发射器718。数据通过天线722在前向链路上发射。
来自接入终端(未示出)的反向链路信号在天线724处被接收到，并被提供给接收器720。接收器720滤波、放大、解调、和数字化该信号，并将经数字化的信号提供给信道单元712。信道单元执行在接入点处所做的信号处理功能的逆处理，并将经解码的数据提供给选择器单元708。选择器单元708将该用户数据传递到数据宿706，并将开销数据传递到呼叫控制处理器710。
本领域技术人员将会理解，尽管为了易于理解，流程图是按依次的顺序绘示的，但在实际实施中某些步骤可以并行执行。
本领域的技术人员将理解，可以利用多个不同工艺和技术的任意一种来表现信息和信号。例如，以上说明中通篇可能提及到的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片都可以由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光域或光粒子，或以上任意组合来表现。
技术人员会更进一步理解到，不同的说明性的结合这里公开的实施例所描述的逻辑功能块、模块、电路以及算法步骤可以由电子硬件、计算机软件或二者组合来实现。为了清楚说明这种硬件和软件的可互换性，以上通常根据他们的功能描述了不同的说明性部件、功能块、模块、电路和步骤。这种功能是通过硬件还是软件来实现取决于对整个系统的特定应用和设计制约。领域内的技术人员可以为每一种特定应用以不同的方式实现所述功能，但这种实现方法的确定不应该被解释为对本发明的保护范围的偏离。
可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其它可编程的逻辑装置、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或其设计用来执行这里所述功能的组合，来实现或执行结合公开的实施例所述的不同的说明性逻辑框、模块以及电路。通用处理器可以是微处理器，但替代的，该处理器可以是任意传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以作为计算装置的组合，例如，DSP和微处理器的组合，多个微处理器，一个或多个与DSP核心相连的微处理器，或任意其它这种配置来被实现。
结合所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接在硬件中，由处理器操作的软件模块中，或以上二者的结合中实现。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或任意其它本领域内已知的存储介质中。一个示例性存储介质被连接到处理器上，这样使处理器可以从存储介质读取信息，或把信息写到存储介质上。替代地，所述存储介质可以被集成到处理器中。处理器和存储介质可以驻留在一个ASIC中。ASIC可以驻留在一个用户终端中。替代地，处理器和存储介质可以作为分立组件驻留在用户终端中。
公开实施例的上述说明使任何本领域的技术人员能制造和使用本发明。对这些实施例的不同的修改对本领域的技术人员来讲是显而易见的，在不背离本发明的精神或范围的情况下，这里所限定的一般原则可以用到其他的实施例。因此，本发明并不打算被限制到在此所述的这些实施例，而是要求与在此公开的原理及新颖特征相符的最宽的范围。
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权利要求
1.一种给远程站特定的控制信道分配功率的方法，所述方法包括A)将多个接入终端以所需媒体访问控制(MAC)信道功率递增的顺序分类到多个收集器中；B)如果两个或更多接入终端所需的MAC信道功率相等，则以前向链路信号与干扰和噪声比(FL_SINR)递减的顺序将所需MAC信道功率相等的所述接入终端分类；C)基于总的MAC信道功率、分配给反向功率控制(RPC)信道的总功率、和分配给反向激活位(RAB)信道的总功率来确定总的可用ARQ功率；D)将所述总的可用ARQ功率与所述接入终端总的所需ARQ功率相比较；以及E)如果根据步骤D)，所述总的可用ARQ功率小于所述接入终端总的所需ARQ功率，a)将分配给所需ARQ功率最大的多个收集器当中的一个收集器中的用户的功率以预定的增量减小，直至达到预定的最大减小量；b)按所需的ARQ功率递减的顺序将分配给剩余的收集器中的每一个收集器中的用户的功率以所述预定的增量减小，直至达到预定的最大减小量；c)如果所述总的可用ARQ功率小于所述总的所需ARQ功率，重复步骤a)和b)，直至所述总的可用ARQ功率大于或等于所述总的所需ARQ功率为止。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述确定总的可用ARQ功率的步骤包括，从所述总的MAC信道功率中减掉所述分配给RPC信道的总功率和所述分配给RAB信道的总功率。
3.如权利要求1所述的方法，还包括F)如果根据步骤D)，所述总的可用ARQ功率大于所述接入终端总的所需ARQ功率，a)以FL_SINR递减的顺序启动对剩余的接入终端的功率分配；并且b)以预定的增量启动对所有活动的接入终端的ARQ信道的功率分配，直至达到预定的最大增加量为止。
4.如权利要求1所述的方法，其中确定总的可用ARQ功率的所述步骤包括将所述总的MAC信道功率的第一预定百分率分配给小区内的所述RAB信道；以及将不大于所述总的MAC信道功率的第二预定百分率的功率分配给所述小区内的所述RPC信道。
5.如权利要求4所述的方法，还包括为所述小区内的所有接入终端计算所述总的所需ARQ功率；确定所述接入终端是否包括一个或多个未能将所述分组的最后的子分组之后的分组解码的非切换接入终端；如果所述接入终端包括一个或多个未能将所述最后的子分组之后的分组解码的非切换接入终端，确定每个未能将所述最后的子分组之后的分组解码的每个非切换接入终端的前向链路信号与干扰和噪声比(FL_SINR)是否大于预定阈值；如果所述FL_SINR大于所述预定阈值，则给每个所述非切换接入终端的扩展自动重复请求(E-ARQ)信道分配第一预定功率水平，其中所述非切换接入终端未能将所述最后的子分组之后的分组解码并且其具有大于预定阈值的FL_SINR；以及否则给所述E-ARQ信道分配第二预定功率水平。
6.如权利要求1所述的方法，还包括将剩余的MAC信道功率分配给所有将所述小区当作服务小区的接入终端的ARQ信道。
7.如权利要求6所述的方法，其中，将所述剩余的MAC信道功率分配给所有将所述小区当作服务小区的接入终端的ARQ信道的所述步骤包括根据每个所述接入终端的FL_SINR来将所有的接入终端按序分级；将数字M最初设置成0；根据以下步骤，将ARQ信道功率分配给将所述小区当作服务小区的多个接入终端中指定的一个接入终端a)如果FL_SINR＜-x-M，其中x为预定数，则将第一预定的ARQ信道功率水平分配给所述指定的接入终端；b)如果-x-M＜FL_SINR＜x-M，则将第二预定的ARQ信道功率水平分配给所述指定的接入终端；以及c)如果FL_SINR＞x-M，则将第三预定的ARQ信道功率水平分配给所述指定的接入终端；并且如果所述剩余的MAC信道功率被用尽，那么将M加1；并且重复步骤a)-c)，直至所述剩余的MAC信道功率被分配给所有将所述小区当作服务小区的接入终端的ARQ信道为止。
8.如权利要求7所述的方法，还包括在所有将所述小区当作服务小区的接入终端都被分配到ARQ信道功率之后，确定M是否大于0；如果M大于0，则设定ARQ模式标记位；并且以开关键控(OOK)模式设定所述小区获得的一个或多个新接入终端。
9.如权利要求8所述的方法，还包括确定在预定数目个连续时隙内M是否等于0；如果在预定数目个连续的时隙内M等于0，则取消对所述ARQ模式标记位的设定；并且以双极性模式设定由所述小区获得的一个或多个新接入终端。
10.权利要求9所述的方法，还包括在所有将所述小区当作服务小区的接入终端的ARQ信道都被分配到MAC信道功率并且M等于0之后，确定是否有剩余的MAC信道功率可用；以及如果在所有将所述小区当作服务小区的接入终端的ARQ信道都被分配到MAC信道功率并且M等于0之后，还有剩余的MAC信道功率可用，则将所述剩余的MAC信道功率分配给一个或多个软切换接入终端的ARQ信道，所述软切换接入终端不将所述小区当作服务小区并且已经成功地解码了所述分组的最后的子分组之前的分组。
11.如权利要求10所述的方法，还包括根据每个所述软切换终端的所述FL_SINR将所述软切换接入终端按序分级，其中所述软切换终端不将所述小区当作服务小区并且已经成功地解码了所述最后的子分组之前的分组。
12.如权利要求11所述的方法，其中，预定的功率水平根据所述分级被分配给不将所述小区当作所述服务小区并且已经成功地解码了所述最后的子分组之前的分组的软切换接入终端的所述ARQ信道，直至所有不将所述小区当作所述服务小区并且已经成功地解码了所述最后的子分组之前的分组的软切换接入终端的所述ARQ信道，被分配到MAC信道功率为止，或者不再有所述剩余的MAC信道功率为止。
13.如权利要求12所述的方法，还包括确定在所有不将所述小区当作服务小区并且已经成功地解码了所述最后的子分组之前的分组的软切换接入终端的所述ARQ信道被分配到MAC信道功率之后，是否还有剩余的MAC信道功率可用；以及如果在所有不将所述小区当作服务小区并且已经成功地解码了所述最后的子分组之前的分组的接入终端的所述ARQ信道被分配到MAC信道功率之后，还有所述剩余的MAC信道功率可用，则将所述剩余的MAC信道功率分配给一个或多个非切换接入终端的ARQ信道。
14.一种包括给远程站特定的控制信道分配功率的方法的计算机可读介质，所述方法包括A)将多个接入终端以所需媒体访问控制(MAC)信道功率递增的顺序分类到多个收集器中；B)如果两个或更多接入终端所需的MAC信道功率相等，则以前向链路信号与干扰和噪声比(FL_SINR)递减的顺序将所述所需MAC信道功率相等的所述接入终端分类；C)基于总的MAC信道功率、分配给反向功率控制(RPC)信道的总功率、和分配给反向激活位(RAB)信道的总功率来确定总的可用ARQ功率；D)将所述总的可用ARQ功率与所述接入终端总的所需ARQ功率相比较；以及E)如果根据步骤D)，所述总的可用ARQ功率小于所述接入终端总的所需ARQ功率，则a)将分配给所需ARQ功率最大的多个收集器当中一个收集器中的用户的功率以预定的增量减小，直至达到预定的最大减小量；b)按所需的ARQ功率递减的顺序将分配给剩余的收集器中的每一个收集器中的用户的功率以所述预定的增量减小，直至达到预定的最大减小量；c)如果所述总的可用ARQ功率小于所述总的所需ARQ功率，重复步骤a)和b)，直至所述总的可用ARQ功率大于或等于所述总的所需ARQ功率为止。
15.如权利要求14所述的计算机可读介质，其中所述确定总的可用ARQ功率的步骤包括，从所述总的MAC信道功率中减掉所述分配给RPC信道的所述总功率和所述分配给RAB信道的所述总功率。
16.如权利要求14所述的计算机可读介质，其中所述方法还包括F)如果根据步骤D)，所述总的可用ARQ功率大于所述接入终端总的所需ARQ功率，则a)以FL_SINR递减的顺序启动对剩余的接入终端的功率分配；并且b)以预定的增量启动对所有活动的接入终端的ARQ信道的功率分配，直至达到预定的最大增加量为止。
17.如权利要求14所述的计算机可读介质，其中所述确定总的可用ARQ功率的步骤包括将所述总的MAC信道功率的第一预定百分率分配给小区内的所述RAB信道；以及将不大于所述总的MAC信道功率的第二预定百分率的功率分配给所述小区内的所述RPC信道。
18.如权利要求17所述的计算机可读介质，其中所述方法还包括为所述小区内的所有接入终端计算所述总的所需ARQ功率；确定所述接入终端是否包括一个或多个未能将所述分组的最后的子分组之后的分组解码的非切换接入终端；如果所述接入终端包括一个或多个未能将所述最后的子分组之后的分组解码的每个非切换接入终端，确定每个未能将所述最后的子分组之后的分组解码的每个非切换接入终端的前向链路信号与干扰和噪声比(FL_SINR)是否大于预定阈值；如果所述FL_SINR大于所述预定阈值，则给每个所述非切换接入终端的扩展自动重复请求(E-ARQ)信道分配第一预定功率水平，其中所述非切换接入终端未能将所述最后的子分组之后的分组解码并且其具有大于所述预定阈值的FL_SINR；以及否则给所述E-ARQ信道分配第二预定功率水平。
19.如权利要求14所述的计算机可读介质，其中所述方法还包括将剩余的MAC信道功率分配给所有将所述小区当作服务小区的接入终端的ARQ信道。
20.如权利要求19所述的计算机可读介质，其中，将所述剩余的MAC信道功率分配给所有将所述小区当作服务小区的所述接入终端的ARQ信道的所述步骤包括根据每个所述接入终端的FL_SINR来将所有的接入终端按序分级；将数字M最初设置成0；根据以下步骤，将ARQ信道功率分配给将所述小区当作服务小区的多个接入终端中指定的接入终端a)如果FL_SINR＜-x-M，其中x为预定数，则将第一预定的ARQ信道功率水平分配给所述指定的接入终端；b)如果-x-M＜FL_SINR＜x-M，则将第二预定的ARQ信道功率水平分配给所述指定的接入终端；以及c)如果FL_SINR＞x-M，则将第三预定的ARQ信道功率水平分配给所述指定的接入终端；并且如果所述剩余的MAC信道功率被用尽，那么将M加1；并且重复步骤a)-c)，直至所述剩余的MAC信道功率被分配给所有将所述小区当作服务小区的接入终端的ARQ信道为止。
21.如权利要求20所述的计算机可读介质，其中所述方法还包括在所有将所述小区当作服务小区的接入终端被分配到ARQ信道功率之后，确定M是否大于0；如果M大于0，则设定ARQ模式标记位；并且以开关键控(OOK)模式设定所述小区获得的一个或多个新接入终端。
22.如权利要求21所述的计算机可读介质，其中所述方法还包括确定在预定数目个连续时隙内M是否等于0；如果在预定数目个连续的时隙内M等于0，则取消对所述ARQ模式标记位的设定；并且以双极性模式设定由所述小区获得的一个或多个新接入终端。
23.如权利要求22所述的计算机可读介质，其中所述方法还包括在所有将所述小区当作服务小区的接入终端的ARQ信道都被分配到MAC信道功率并且M等于0之后，确定是否有剩余的MAC信道功率可用；以及如果在所有将所述小区当作服务小区的接入终端的ARQ信道都被分配到MAC信道功率并且M等于0之后，还有剩余的MAC信道功率可用，则将所述剩余的MAC信道功率分配给一个或多个软切换接入终端的ARQ信道，所述软切换接入终端不将所述小区当作服务小区并且已经成功地解码了所述分组的最后的子分组之前的分组。
24.如权利要求23所述的计算机可读介质，其中所述方法还包括根据每个所述软切换终端的所述FL_SINR将所述软切换接入终端按序分级，其中所述软切换终端不将所述小区当作服务小区并且已经成功地解码了所述最后的子分组之前的分组。
25.如权利要求24所述的计算机可读介质，其中，预定的功率水平根据所述分级被分配给不将所述小区当作所述服务小区并且已经成功地解码了所述最后的子分组之前的分组的软切换接入终端的所述ARQ信道，直至所有不将所述小区当作所述服务小区并且已经成功地解码了所述最后的子分组之前的分组的软切换接入终端的所述ARQ信道，被分配到MAC信道功率为止，或者不再有所述剩余的MAC信道功率为止。
26.如权利要求25所述的计算机可读介质，其中所述方法还包括确定在所有不将所述小区当作所述服务小区并且已经成功地解码了所述最后的子分组之前的分组的软切换接入终端的所述ARQ信道被分配到MAC信道功率之后，是否还有剩余的MAC信道功率可用；以及如果在所有不将所述小区当作服务小区并且已经成功地解码了所述最后的子分组之前的分组的接入终端的所述ARQ信道被分配到MAC信道功率之后，还有所述剩余的MAC信道功率可用，则将所述剩余的MAC信道功率分配给一个或多个非切换接入终端的ARQ信道。
全文摘要
本发明公开了一种用于在通信系统中进行控制信道功率分配的装置和方法。一个实施例中控制信道功率分配的方法包括将多个接入终端以所需媒体访问控制(MAC)信道功率递增的顺序分类到多个收集器中，如果两个或更多接入终端所需的MAC信道功率相等，则将所需MAC信道功率相等的接入终端以前向链路信号与干扰和噪声比(FL_SINR)递减的顺序分类，并基于总的MAC信道功率、分配给反向功率控制(RPC)信道的总功率、和分配给反向激活位(RAB)信道的总功率确定总的可用ARQ功率。
文档编号H04B7/005GK1842973SQ200480024671
公开日2006年10月4日 申请日期2004年7月23日 优先权日2003年7月25日
发明者R·A·阿塔尔, N·布尚, M·范 申请人:高通股份有限公司