专利名称：综合功率控制和链路自适应的制作方法
技术领域：
本申请要求2009年4月30日提交的标题为‘Integrated VAMOS Power Control and AMR Link Adaptation”的美国临时申请No. 61/174039的优先权益，通过引用将其内容结合到本文中。本发明涉及无线电电信系统。非限制性地更具体来说，本发明针对用于提高无线电电信系统中语音质量的设备和方法。
背景技术：
全球移动通信系统(GSM)网络因人口密集城市的新兴市场的移动话音服务的增加需求和有限无线电谱而迅速扩大。为了实现这个方面，电路交换话音信道的现有谱必须携带附加话音业务。运营商极为关注的是在保持可接受话音质量的同时携带这个增加的话音业务。为了增加话音容量，当前在GSM EDGE无线电接入网(GERAN)中正对称作基于单时隙的自适应多用户信道的话音服务(VAM0Q的新GSM特征进行标准化，以便将处于语音模式的两个移动终端复用到使用相同时隙和载波频率的相同业务信道(TCH)。按照传统，不同用户的语音信号在不同时隙中传送。语音有效载荷位经过信道编码，映射到突发，使用GMSK 来调制，旋转n/2，采用传输(TX)脉冲来滤波，并且被传送。但是，VAMOS通过使用自适应四相星座(quaternary constellation)来组合两个突发映射的已编码语音数据流。为了生成一个这种符号，来自第一流的一个位映射到最高有效位(MSB)，而来自第二信号的一个位映射到最低有效位(LSB)。这些所谓的“双位”映射到星座的符号。这个过程重复进行， 直到已经使用两个流的全部位。所产生的符号逐渐旋转η/2，采用TX脉冲来滤波，然后被传送。两个同TCH移动台中的每个移动台使用其训练序列来提取它自己的信号。两个移动台的训练序列必须呈现低互相关和良好自相关，并且优选地是正交的。由于一个用户的信号干扰另一个用户的信号，所以移动接收器的干扰消除能力是极合乎需要的。有利的是， 两个用户中的至少一个用户具有单天线干扰消除(SAIC)能力。通过SAIC，移动台要求较低载波干扰(C/I)比用于对所接收信号正确解码。这使基站能够将附加功率分配给可能需要更大功率以便继续停留在信道上的另一个移动台。分配给两个同TCH用户的子信道传输功率必须得到仔细控制，特别是在下行链路。但是，移动台无法向基站发送最近的下行链路质量信息，因为GSM系统中不存在快速控制信道。已经提出使用RXQUAL来控制子信道功率不平衡比(SCPIR)。RXQUAL是根据每 480ms所计算的平均误位率(BER)来确定的信号质量等级。移动台每480ms向基站发送作为其测量报告的组成部分的RXQUAL。
发明内容
由于两个同TCH用户的快速变化的信道条件以及由于缺乏两个用户的最近下行
6链路质量信息，与有效VAMOS操作有关的一个难题是快速准确地控制分配给两个同TCH用户的子信道传输功率，特别是在下行链路。用于子信道传输功率控制的现有方法尝试单独控制子信道传输功率和编解码器模式自适应。但是，这些方法都不够迅速以适合两个同TCH 用户的不同的快速变化无线电条件。由于在基站缺乏准确的最近下行链路质量信息，移动台向基站发送RXQUAL测量报告的速率(每480ms)对于准确子信道特定功率控制过慢。另夕卜，基站无法基于RXQUAL来确定当前语音质量，因为相同RXQUAL等级能够对应于极为不同的帧擦除速率(FER)，FER最终确定语音质量。诸如误位概率(BEP)之类的所有其它下行链路质量量度具有与RXQUAL相同的问题。本发明的一个实施例通过对同TCH用户综合子信道功率控制和自适应多速率 (AMR)链路自适应来实现准确且及时的子信道传输功率控制。本发明联合控制两个同TCH 用户的编解码器模式和所接收信号功率等级，以便使给定总发射功率之内的两个用户的语
音质量为最高。如以下示范实施例中所述，本发明通过利用由移动台通过带宽有效AMR带内信令信道更加频繁发送的AMR编解码器模式请求，来提供VAMOS子信道功率控制的增加精度。 基站能够更频繁地应用所请求编解码器模式，估计同TCH移动台处的语音质量，并且调整移动台之间的功率分配。这提供增加的话音容量、提高的话音质量以及对所分配传输功率的更有效使用。通过将现有AMR带内信令用于VAMOS子信道功率控制而无需引入新信令信道，本发明降低实现成本，并且缩短VAMOS的部署时间。在现有移动台中不需要变化以支持本发明的联合功率和AMR控制。因此，在一个实施例中，本发明针对一种在基站中用于联合控制无线电电信系统中共享相同频率和时隙的第一移动台和第二移动台的子信道传输功率和所指配编解码器模式的方法。该方法包括下列步骤接收来自第一移动台的编解码器模式请求以及来自第二移动台的编解码器模式请求，各请求请求用于对将来下行链路传输进行信道编码的编解码器模式；将所请求编解码器模式与第一移动台和第二移动台当前所遇到的所估计语音质量等级关联；以及基于与所请求编解码器模式关联的所估计语音质量等级来向第一移动台和第二移动台分配子信道传输功率和指配编解码器模式。在另一个实施例中，该方法包括下列步骤向第一移动台和第二移动台分配子信道传输功率的初始部分并且向第一移动台和第二移动台指配初始编解码器模式；向第一移动台和第二移动台传送语音帧；从第一移动台和第二移动台接收所测量语音质量指示；以及由基站基于所测量语音质量指示来确定第一移动台和第二移动台的新编解码器模式和子信道传输功率的新分配。该方法还包括随后从第一移动台和第二移动台接收编解码器模式请求；以及在接收到编解码器模式请求时，基于各移动台的所请求编解码器模式来确定第一移动台和第二移动台的已更新语音质量估计。然后，基站确定已更新语音质量估计在第一移动台和第二移动台处是否为可接受并且为平衡的。在确定已更新语音质量估计是可接受并且是平衡时，基站将所请求编解码器模式应用于下一个语音帧，同时保持发射器功率的初始分配。在确定已更新语音质量估计在移动台之一处是不可接受的或者是不平衡时，基站将所请求编解码器模式应用于下一个传输，并且将发射器功率分配从具有较好语音质量的移动台转移到具有较差语音质量的移动台。在另一个实施例中，本发明针对一种在基站中用于联合控制无线电电信系统中共享相同频率和时隙的第一移动台和第二移动台的子信道传输功率和所指配编解码器模式的设备。该设备包括接收器，用于接收来自第一移动台的编解码器模式请求以及来自第二移动台的编解码器模式请求，各请求请求用于对将来下行链路传输进行信道编码的编解码器模式；用于将所请求编解码器模式与第一移动台和第二移动台当前所遇到的所估计语音质量等级关联的部件；以及用于基于与所请求编解码器模式关联的所估计语音质量等级来向第一移动台和第二移动台分配子信道传输功率和指配编解码器模式的部件。
在以下小节中，将参照通过附图所示的示范实施例来描述本发明，附图包括图1是基于单时隙的自适应多用户信道的话音服务(VAMOS)系统的简化框图；图2是按照本发明的理论所修改的基站的一个示范实施例的简化框图；图3是示出按照本发明的理论的示范有效代码集(ACS)及用于编解码器模式切换的关联C/I阈值的说明图；图4是示出按照本发明的理论、基于AMR模式请求的动态子信道功率控制的时序图；以及图5是示出本发明的方法的一个示范实施例的步骤的流程图。
具体实施例方式由于VAMOS操作中的两个同TCH用户的不同且变化的无线电条件(即，路径损耗、 衰落和干扰等级)，基站准确地控制子信道功率不平衡比(SCPIR)以保持两个用户的话音质量是关键的。SCP^定义为SCPIR = IOlog10 (P1/P2)其中，Pl和P2是向两个用户分配的功率，并且P1+P2 = P，其中P是分配给两个同 TCH用户的总发射功率。在3GPP TR 45.914 "Circuit Switched Voice Capacity Evolution for GSM/ EDGE Radio Access Network "(v. 1. 0. 2 (2009 年 1 月)中对 VAMOS 已经提出若干备选下行链路调制技术，包括正交子信道(OSC)和α-QPSK。通过0SC，能够通过选择用于EDGE的现有8PSK星座的不同子集，来改变SCP^。通过α-QPSK，能够通过调整α值来连续改变 SCP^。调制符号按下式与α相关
[002权利要求
1.一种在基站中用于联合控制在无线电电信系统中共享相同频率和时隙的第一移动台和第二移动台的子信道传输功率和所指配编解码器模式的方法，所述方法包括下列步骤接收来自所述第一移动台的编解码器模式请求以及来自所述第二移动台的编解码器模式请求，各请求请求用于对将来下行链路传输进行信道编码的编解码器模式；将所述所请求编解码器模式与所述第一移动台和所述第二移动台当前所遇到的所估计语音质量等级关联；以及基于与所述所请求编解码器模式关联的所述所估计语音质量等级来向所述第一移动台和所述第二移动台分配子信道传输功率和指配编解码器模式。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述接收所述编解码器模式请求的步骤包括以自适应多速率(AMR)链路自适应的速率从所述第一移动台和所述第二移动台周期地接收所述编解码器模式请求。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述周期地接收编解码器模式请求的步骤包括利用AMR带内信令从所述第一移动台和所述第二移动台接收编解码器模式请求。
4.如权利要求3所述的方法，还包括从所述第一移动台和所述第二移动台接收周期性测量报告，各测量报告报告在各移动台处测量的载波干扰(C/I)比，其中所述测量报告比所述编解码器模式请求更不频繁地被接收。
5.如权利要求4所述的方法，还包括基于最后接收的测量报告和至少一个随后接收的编解码器模式请求来估计各移动台处的已更新语音质量等级。
6.如权利要求1所述的方法，还包括在接收所述编解码器模式请求之前的所述在所述基站以及所述第一移动台和所述第二移动台中定义有效代码集(ACQ及用于编解码器模式切换的关联语音质量阈值的步骤，其中所述ACS至少包括高速率模式、中等速率模式和低速率模式。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述定义用于编解码器模式切换的语音质量阈值的步骤包括定义关联的较高编解码器模式与关联的较低编解码器模式之间的各转变的上阈值和下阈值，其中仅当所述关联语音质量高于所述上阈值时才生成改变成所述较高编解码器模式的请求，并且仅当所述关联语音质量低于所述下阈值时才生成改变成所述较低编解码器模式的请求，由此降低所述编解码器模式之间的乒乓效应。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述向所述第一移动台和所述第二移动台分配子信道传输功率的步骤包括根据所述所请求编解码器模式来确定所述第一移动台相比所述第二移动台具有更好的所估计话音质量等级；以及在所述第一移动台与所述第二移动台之间重新分配子信道传输功率，以便平衡所述所估计话音质量等级。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述重新分配子信道传输功率的步骤包括将所分配功率的一部分从所述第一移动台转移到所述第二移动台，其中所述部分的大小选择成平衡反应时间和过冲。
10.如权利要求9所述的方法，还包括下列步骤基于对所述第一移动台和第二移动台的子信道传输功率的最近分配来估计子信道功率不平衡比(SCPIR)值；将所述SCP^值转换成对应α值；以及将所述α值传递给所述基站中发射器中的α-QPSK调制器。
11.一种在基站中用于联合控制无线电电信系统中共享相同频率和时隙的第一移动台和第二移动台的子信道传输功率和所指配编解码器模式的方法，所述方法包括下列步骤向所述第一移动台和所述第二移动台分配所述子信道传输功率的初始部分，以及向所述第一移动台和所述第二移动台指配初始编解码器模式； 向所述第一移动台和所述第二移动台传送语音帧； 从所述第一移动台和所述第二移动台接收所测量语音质量指示； 由所述基站基于所述所测量语音质量指示来确定所述第一移动台和所述第二移动台的新编解码器模式和子信道传输功率的新分配；随后从所述第一移动台和所述第二移动台接收编解码器模式请求； 在从所述第一移动台和所述第二移动台接收到所述编解码器模式请求时，基于各移动台的所请求编解码器模式来确定所述第一移动台和所述第二移动台的已更新语音质量估计；由所述基站确定所述已更新语音质量估计在所述第一移动台和所述第二移动台处是否为可接受并且为平衡的；在确定所述已更新语音质量估计是可接受并且是平衡时，由所述基站将所述所请求编解码器模式应用于下一个语音帧，同时保持发射器功率的所述初始分配；以及在确定所述已更新语音质量估计在所述移动台之一处是不可接受的或者是不平衡时， 由所述基站将所述所请求编解码器模式应用于下一个传输，并且将所述发射器功率分配从具有较好语音质量的移动台转移到具有较差语音质量的移动台。
12.如权利要求11所述的方法，其中，以第一周期速率从所述第一移动台和所述第二移动台接收所测量语音质量指示，而以比所述第一周期速率更快的第二周期速率从所述第一移动台和所述第二移动台接收编解码器模式请求。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述第一周期速率是每480ms—次，而所述第二周期速率是每40ms —次。
14.如权利要求11所述的方法，还包括以下步骤在确定所述已更新语音质量估计在两个移动台处都是不可接受时，增加分配给所述两个移动台的总功率。
15.如权利要求11所述的方法，还包括以下步骤在确定所述已更新语音质量估计在两个移动台处都是不可接受时，将所述移动台其中之一指配到单独时隙。
16.一种在基站中用于联合控制无线电电信系统中共享相同频率和时隙的第一移动台和第二移动台的子信道传输功率和所指配编解码器模式的设备，所述设备包括接收器，用于接收来自所述第一移动台的编解码器模式请求以及来自所述第二移动台的编解码器模式请求，各请求请求用于对将来下行链路传输进行信道编码的编解码器模式；用于将所述所请求编解码器模式与所述第一移动台和所述第二移动台当前所遇到的所估计语音质量等级关联的部件；以及用于基于与所述所请求编解码器模式关联的所述所估计语音质量等级来向所述第一移动台和所述第二移动台分配子信道传输功率和指配编解码器模式的部件。
17.如权利要求16所述的设备，其中，所述接收器包括用于以自适应多速率(AMR)链路自适应的速率从所述第一移动台和所述第二移动台周期地接收所述编解码器模式请求的部件，其中利用AMR带内信令来接收所述编解码器模式请求。
18.如权利要求17所述的设备，其中，所述接收器包括用于从所述第一移动台和所述第二移动台接收周期性测量报告的部件，各测量报告报告在各移动台处测量的载波干扰 (C/I)比，其中所述测量报告比所述编解码器模式请求更不频繁地被接收。
19.如权利要求18所述的设备，其中，所述接收器每480ms接收一次所述测量报告，而所述接收器每40ms接收一次所述编解码器模式请求。
20.如权利要求18所述的设备，还包括用于基于最后接收的测量报告和至少一个随后接收的编解码器模式请求来估计各移动台处的已更新语音质量等级的部件。
21.如权利要求16所述的设备，其中，所述用于将所述所请求编解码器模式与所估计语音质量等级关联的部件包括所述基站中定义的有效代码集(ACQ及用于编解码器模式切换的关联语音质量阈值，其中所述ACS至少包括高速率模式、中等速率模式和低速率模式。
22.如权利要求16所述的设备，其中，所述用于向所述第一移动台和所述第二移动台分配子信道传输功率和指配编解码器模式的部件包括用于根据所述所请求编解码器模式来确定所述第一移动台相比所述第二移动台具有更好的所估计话音质量等级的部件；以及用于在所述第一移动台与所述第二移动台之间重新分配子信道传输功率以平衡所述所估计话音质量等级的部件。
23.如权利要求22所述的设备，其中，所述用于重新分配子信道传输功率的部件包括 用于将所分配功率的一部分从所述第一移动台转移到所述第二移动台的部件，其中所述部分的大小选择成平衡反应时间和过冲。
24.如权利要求23所述的设备，还包括用于基于对所述第一移动台和所述第二移动台的子信道传输功率的最近分配来估计子信道功率不平衡比(SCPIR)值的部件；用于将所述SCP^值转换成对应α值的部件；以及用于将所述α值传递给所述基站中发射器中的α-QPSK调制器的部件。
25.如权利要求16所述的设备，还包括用于基于最后接收的编解码器模式请求来估计各移动台处的已更新语音质量的部件；用于确定所述已更新语音质量估计在所述第一移动台和所述第二移动台处是否为可接受的部件；以及用于响应关于所述已更新语音质量估计在两个移动台处都是不可接受的确定而增加分配给所述两个移动台的总功率的部件。
26.如权利要求16所述的设备，还包括用于基于最后接收的编解码器模式请求来估计各移动台处的已更新语音质量等级的部件；用于确定所述已更新语音质量估计在所述第一移动台和所述第二移动台处是否为可接受的部件；以及用于响应关于所述已更新语音质量估计在两个所述移动台处都是不可接受的确定而将所述移动台其中之一指配到单独时隙的部件。
全文摘要
基站中用于利用基于单时隙的自适应多用户信道的话音(VAMOS)服务联合控制第一移动台和第二移动台的子信道传输功率和所指配的编解码器模式的方法和设备。基站每480ms使用慢关联控制信道(SACCH)从移动台接收信号质量信息报告，并且每40ms使用自适应多速率(AMR)带内信令从移动台接收编解码器模式请求。基站将所请求编解码器模式与第一移动台和第二移动台当前所遇到的所估计语音质量等级关联。然后，基站基于与所请求编解码器模式关联的所估计语音质量等级和信号质量报告来向第一移动台和第二移动台分配子信道传输功率和指配编解码器模式。
文档编号H04L1/00GK102415030SQ201080019457
公开日2012年4月11日 申请日期2010年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者D·陈 申请人:瑞典爱立信有限公司