专利名称：通信系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信系统，更具体地涉及宽带码分复用(W-CDMA)通信中用于快速闭环功率控制的一种方法和系统。
传统上，CDMA系统中的用户通信业务属于电路切换式，当呼叫建立之后，电路连接在整个服务请求期间始终保持。对每个通话用户指配一条专用通信业务信道(DTCH)用于上行链路和下行链路，每条DTCH由一个独特的扩展代码表征。整个通话期间，该DTCH由通话用户独占应用。
电路交换方法十分健壮，依靠支持宏分集(软越区切换)功率控制能获得高的系统容量。宽带多项服务CDMA系统中，极其突发性的通信业务需要由调整数据率、因而调整扩展因子和扩展代码来给予支持。然而，需要对扩展代码进行快速调整这一点会导致非常复杂的代码分配算法。
适应突发性服务的另一种通行方法是采用分组交换数据。ETSIUMTS W-CDMA和ARIB W-CDMA建议使用随机接入信道(RACH)和前向接入信道(FACH)传送不经常的突发性分组数据。这个方案的优点在于建立时间很快，因为它不需要专用信道。然而，此种传送机理中仅应用开环功率控制，它不支持宏分集。
在专利申请号为EP98303327.5的“时分复用通信系统”中，说明了使许多突发性分组数据用户复用于同一条下线链路DTCH上。该复用方案能将上述一些方案中的许多优点，也即复杂性小的代码分配、宏分集和软越区切换以及相关的控制开销，组合在一起。此外，该方案提供出有限的闭环功率控制。快速闭环功率控制能达到的程度取决于无线电帧结构，因为在一个无线电帧中分配给一个用户的时隙越多，闭环功率控制越好。然而，在最坏情况下，即在一帧内分配给一个用户仅仅一个时隙时，闭环功率控制将减慢，因此有重大的性能问题。
所以，要求一种快速闭环功率控制，以保持分组数据传输性能。
按照本发明的第一方面，提供一个分组交换通信系统，它包含有一个基站借以与至少一个用户通信的一条下行链路通信信道，所述下行链路通信信道分成许多帧，每帧内包括许多数据分组，每一数据分组指向一个预定用户，并包括有用于所述用户的传输功率控制，其特征在于，每帧内至少有一个数据分组包括传输功率控制信息，用于通信系统中的至少一个其他用户。
系统中可包括一个零用户分组，不指向任何预定的用户，它包括有用于系统中至少一个用户的传输功率控制信息。每帧内至少有一个分组(或是数据、或是零用户)包括传输功率控制信息，用于通信系统中的至少一个其他用户。
按照本发明的第二方面，提供出在一个基站与至少一个用户之间一种分组交换通信的方法，其中包含了提供一条下行链路通信信道，所述基站通过该信道与所述至少一个用户通信，而所述下行链路通信信道分成许多帧，每帧内包括许多数据分组，每一数据分组指向一个预定用户，并在每个数据分组中包括有用于所述用户的传输功率控制信息，其特征在于，每帧内至少一个数据分组包括有传输功率控制信息，用于通信系统中的至少一个其他用户。
系统使用一个扩展的传输功率控制(ETPC)字段，它包含有分组传输功率控制信息用于分组交换通信系统中的其他用户。这为十分快速的闭环功率控制创造了条件，因为每帧中功率控制信息将更新一次，甚至是每个分组更新一次，以用于共用的单个物理专用通信业务信道上的分组传输。因此，具有重大的容量改进。
这样，提供出一种方案，在单一个物理专用通信业务信道(DTCH)上使许多突发性分组数据用户进行复用。本方案在突发性分组数据方面，优于随机访问分组传输方案和每个代码单个用户的虚拟电路传输方案两者。本发明简化了正交的扩展代码分配，而保持有虚拟电路传输的大多数优点(例如软越区切换、分集增益和闭环功率控制)。
参考下面的附图，通过示例来说明本发明的一个实施例，附图中
图1示出一个先有技术的下行链路DTCH信道结构；图2示出另一个先有技术的下行链路DTCH信道结构；图3示出一种先有技术的下行链路DTCH信道串行传输；图4示出一种先有技术的下行链路DTCH信道并行传输；图5示出一种先有技术的UPF结构；图6示出一种先有技术的UPF模式重复；图7示出先有技术的一种传输功率控制符号；图8示出按照本发明的一种传输功率控制机理；图9示出按照本发明的另一种传输功率控制机理；图10示出按照本发明的又一种传输功率控制机理；图11示出按照本发明的再一种传输功率控制机理。
初始化阶段，移动台(MS)获得时隙和帧同步，还需要实施码组识别和加扰码识别。在识别出加扰码后，可以检测基本的公共控制物理信道(CCPCH)，能够读出系统和小区专有BCCH信息。MS便将知道随机接入信道(RACH)。
对于由一个MS始发的突发性分组数据传输，MS执行随机访问请求程序。基于对MS来的随机访问请求的成功接收，基站(BS)告知MS关于在其上面要传输分组数据的DTCH。对于由BS始发的突发性分组数据传输，BS只是寻呼用户，并指明在其上面要传输分组数据的DTCH，由MS确认DTCH的建立。这两种场合，BS都是告知诸MS关于指配给它们的DTCH帧中时隙的数目。换句话说，每个MS知道DTCH帧中时隙(如果有的话)的位置，对分组进行接收。
下行链路DTCH信道的组织如图1中所示。一个DTCH帧由16个时隙组成。第一个时隙用于传输用户分组标志符(UPF)，以指明向特定用户宣告的分组位置。该帧内的其余时隙应用于传输用户分组。
控制信息(引导信号、传输功率控制(TPC)和码率信息(RI))在专用物理控制信道(DPCCH)上传输，数据信息在专用物理数据信道(DPDCH)上传输。如图1中所示，DPCCH和DPDCH在时间上复用。一方面，指配给每个用户的DPDCH携载用户分组数据，另一方面，UPF中的DPDCH携载用户分组标志符(UPF)信息。
DTCH在公共结构上，如图2中所示，并非是帧的所有时隙都由用户组填充入。当用一个DTCH帧不能适应每个用户来的全部有效分组时，可使用一个以上的DTCH帧。图3中示明了这种情况。应当指出，在此场合，仅仅使用一条DTCH信道(有多个帧，但只是一个代码信道)。按照服务质量(QoS)要求而容许延时时，可采用这种方案。
为了达到较高的比特率传输，使用了多代码方案来建立多个DTCH，这示明于图4。
一个用户分组标志符(UPF)由15个字段组成，相应于一帧中用于用户分组最高为15个时隙，即UPF＝[UPF1，UPF2，UPF3，…，UPF15]一个UPF中的每个字段指明了时隙状态(即特定用户是否有分组数据)UPFi＝[status]式中，
一个UPF只是长度为L的一个比特序列，典型地，L＝15+1(包括恒定的第一比特为0)，因为最多指配15个用户从该DTCH中接收突发性分组数据。一旦一个MS接收到一个UPF，它便可识别出是否在该帧中包含一个分组。如果是，它就能实现接收。UPF的一个例子示于图5。
该UPF模式(UPF＝6A91H)指明，下面的用户在该帧中有分组数据。
用户1、用户2、用户4、用户6、用户8、用户11和用户15。
而下面的用户在该帧中没有分组数据用户3、用户5、用户7、用户9、用户10、用户12、用户13和用户14。
应当指出，UPF0总设置为0。为了使它更健壮，可使用重复性或简单编码来获得分集增益，如图6中所示。
在DTCH上的每个时隙内传输控制信息(引导、TPC和RI)，即使是空白时隙内(该时隙中未填充入数据分组)也这样。所以，仍然可保持软越区切换机理及有限的闭环功率控制。
上行链路传输中并不进行时间复用，对每个用户指配一个独特的扩展代码，因而是代码复用。由于对于上行链路中的每个用户控制信道连续地传输，因而基站能连续地监测接收到的功率。然而，在能传送给每个用户的功率控制符号的数目上，BTS是有限制的。事实上，BTS在指配给该用户(例如图7中示明的用户1)的时隙期间，只对有关的个别用户传输一个TPC符号。因此，最坏情况下，用户在一帧中只分配到一个时隙时，该用户将在每帧中少到只接收一个TPC符号。上行链路功率控制将是有限制的，不仅是信息的质量上有限制，而且在信息能怎样经常地传输上也有限制。
虽然，此种方案比之随机接入信道(RACH)传输方案和每个代码单个用户的传输方案两者，对于突发性分组数据有其优点，但当功率控制信息每帧只更新一次时，功率控制会减慢。
通过扩展TPC字段来对物理信道中的所有用户包含进功率控制信息时，所有MS用户都能够接收每个时隙内的TPC信息，即使当它们在下行链路传输中为空闲时也这样。于是，各个MS用户对功率分配的变化起响应，能快速地调整它们的上行链路传输功率。
例如，考虑从因特网上以峰值分组数据传输率128kbps下载一个图象的应用例子。在一个无线电帧中，0.625ms的一个时隙内大约有60比特净负载加上8个引导比特，以及2个TPC比特(一个符号)。如图8中所示，可以扩展TPC字段符号数目，从一个符号扩展至等于该物理信道上用户数目的符号。
应当指出，每个无线电帧中8个用户只是用来作为一个例子。显然，每帧内用户愈少则开销愈小，数据传输效率愈高。另一方面，每帧内用户愈少，代码利用效率便愈低。所以，在一帧内复用的用户数目与代码利用效率之间有着清晰的折衷选择问题。当TPC符号的开销太大时(例如一个码分信道上用户数太多)，就可以考虑开辟另一个码分信道。
至于功率控制机理，无线电帧结构可如图9和图10中所示(仍然以8个用户为例子)。图9中，用户4分组中包括一个扩展的TPC字段，该TPC字段包含有上行链路中用于所有用户的功率控制信息。除了用户4之外，每个用户收听此字段，并拾取其自己的TPC符号。即使在没有用户分组传输的空闲时隙中，仍然传输所使用的扩展的PTC字段连同引导信号。每个用户拾取其自己的TPC信息，即使当用户分组字段为零时也这样，这示明于图10中。
由于在上行链路传输中没有代码短缺问题，可以设想，每个分组数据用户能占住一个DTCH。每个时隙中，用户分组数据只指定给一个具体用户。然而，全部用户都使用引导符号。所以，下行链路中的引导符号传输功率必须恒定和足够高，以供所有用户正确地接收。对每个用户可调整数据部分。每个用户的连续上行链路控制信道中包含有为专用通信业务信道(DTCH)规定的所有下行链路功率控制符号。因此，如图11中所示，下行链路可以合适地调整用户数据的功率电平。
权利要求
1.一种分组交换通信系统，包括一个下行链路通信信道，在它上面一个基站至少与一个用户通信；所述下行链路通信信道分成多个帧，每帧中包含多个数据分组；每个数据分组指向一个预定用户，并包含用于所述用户的传输功率控制信息；并且其特征在于，每帧内至少一个数据分组中包含传输功率控制信息，用于通信系统中的至少一个其他用户。
2.如权利要求1中所述的分组交换通信系统，其特征在于，所述帧中包含一个零用户分组，它不指向任何预定的用户，其特征还在于，所述零用户分组中包含传输功率控制信息，用于通信系统中的至少一个用户。
3.如权利要求1或2中所述的分组交换通信系统，其特征在于，每帧中至少一个分组(数据或是零用户)内包含传输功率控制信息，用于通信系统中的至少一个其他用户。
4.一种基站与至少一个用户之间的分组交换通信方法，包括提供一个下行链路通信信道，所述基站在它上面与所述至少一个用户进行通信；将所述下行链路通信信道分成多个帧，每帧中包含多个数据分组；使每个数据分组指向一个预定用户；每个数据分组中包含传输功率控制信息，用于所述用户；其特征在于，每帧内至少一个数据分组中包含传输功率控制信息，用于通信系统中至少一个其他用户。
全文摘要
一种分组交换通信系统,一个基站在它里面与至少一个用户通过下行链路通信信道进行通信,该下行链路通信信道分成许多帧,每帧中包括许多数据分组。每个数据分组指向一个预定用户,并包括有传输功率控制信息用于所述用户。每帧内的至少一个数据分组中提供出一个扩展的传输功率控制信息字段,它包括有传输功率控制信息用于通信系统中的至少一个其他用户。
文档编号H04B7/005GK1247419SQ9911065
公开日2000年3月15日 申请日期1999年7月26日 优先权日1998年7月28日
发明者曹强, 林杰, 潘特利斯·莫纳吉奥迪斯 申请人:朗迅科技公司