专利名称：码分多址通信系统的码率控制装置和方法
技术领域：
本发明一般涉及通信系统，具体涉及一种按照码分多址(CDMA)通信系统中的信道环境自适应控制信道数据率的装置和方法。
背景技术：
目前，按照IS-95标准实现了CDMA通信系统。随着移动通信技术的不断进步，移动通信业务用户数目呈上升势头，并且不断增长的用户需求促使对各种业务的需求不断增加。目前，已提取了许多方法来满足用户的这种需求。
图1示出了CDMA通信系统的前向业务信道发送装置的结构，其中业务信道包括基本信道和补充信道。
参见图1，信道编码器和穿孔部10编码和穿孔(puncture)输入数据和输出符号数据。信道编码器和穿孔部10可以采用卷积编码器或透平编码器(turboencoder)。符号重复部20对于具有不同比特率的输入数据重复发送相应的编码符号数据，并以单一的公共符号率输出。交织器30交织符号重复部20的输出数据。交织器30可采用块交织器。
长码产生器91产生用于用户身份鉴别的长码，一个长码单独指定给一个用户。抽取器92抽取长码以使长码码率与交织器30输出的符号率相匹配。混合器40将交织器30输出的编码符号与抽取器92输出的长码相混合。
信号变换部50通过将数据“0”转换到“+1”和将数据“1”转换到“-1”，将混合器40输出的二进制数据变换成4级电平数据。正交调制器60利用正交码调制信号变换部50输出的数据。该正交码可采用沃尔什码(Walsh code)。此处，可采用长度为64、128和256比特的沃尔什码。扩展器70通过将正交调制器60输出的正交调制信号与扩展序列相组合，来扩展该信号。扩展序列可采用PN(伪随机噪声)序列。相应地，扩展器70可采用QPSK(正交相移键控)扩展器。增益控制器80按照增益控制信号Gc，控制从扩展器70输入的扩展信号的增益。
在操作中，当信道编码器和穿孔部10采用卷积编码器时，对于IS-95系统来说，编码率为1/3，约束长度k＝9。因此，在(执行1/3码率卷积编码或1/3码率前向纠错-FEC的)信道编码器和穿孔部10中将一个输入数据比特编码成三个编码比特(即，三个符号)。采用前向纠错来向信道提供编码增益(coding gain)，以便补偿在(前向链路情况下的)移动台和(反向链路情况下的)基站上出现的BER(误码率)的升高。信道BER升高的起因可能是由于信号路径损耗、噪声和干扰的增加使信道SNR(信噪比)减小的结果。
众所周知，CDMA通信系统在移动台位于基站服务区以外或在信道环境很差的情况下，不能提供可靠的通信业务。在这样的条件下，在较差的信道环境中，最好改变编码率来提高通信业务的质量。也就是说，当因较差的信道环境或移动台和基站之间的距离增加使信道SNR减小的时候，最好采用较低的编码率(或FEC率)，例如1/6，而不是1/3的当前编码率。
尤其是，当基站和移动台之间的距离增加的时候，如果发送装置不增加发送功率或执行有关的补偿处理，则接收装置容易受链路信道的路径损耗或噪声和干扰的影响，引起信道的SNR减小。因此，当图1的具有固定信道结构的业务信道发送装置因SNR的减小而出现BER(误码率)升高的现象时，基站就提高前向链路业务功率，以补偿BER的升高。因此，最好采用编码率低于当前编码率的FEC。假定编码率为1/3，则与1/6的编码率相比，前者的信道增益约低0.2-1dB。例如，在移动台距离基站很远或信道环境较差的情况下，与采用1/6编码率的移动台相比，采用1/3编码率的移动台的前向接收功率约低1dB。因此，基站应提高前向链路发送功率，这便浪费了发送功率并降低了通信指标。
与图1的具有固定信道结构的信道发送装置不同，在TIA/EIA TR45.5会议上提取的第三代多载波CDMA系统的信道发送/接收装置，采用了一个通过将各个信道数据分布到多个载波上来发送和接收它们的方案。例如，若采用3个载波和1/3码率的编码器，则此多载波方案采用1/3码率的编码器将各个输入数据比特编码成三个编码比特(即符号)，并在重复和交织后采用3个载波来发送这些编码比特。在本发明的申请人提交的韩国专利申请No.61616/1997中详细公开了这些内容。这里，各个载波的带宽均等于IS-95的信道带宽，即等于1.2288MHz(以下称作“1.25MHz”)。因此，3个载波的带宽组合或集合为3.6864MHz，这等于三个单独的信道带宽。
3G多载波系统的前向链路能够采用一种覆盖(overlay)方法，其中该前向链路与IS-95前向信道共享相同的频带。在这样的情况下，该前向链路会受IS-95系统的干扰。此外，在由于移动台与基站之间的距离增大或信道环境较差而引起信道SNR减小的情况下，最好采用低于当前值1/3的编码率。
本发明概述因此，本发明的目的是提供一种按照CDMA通信系统中的信道环境自适应地改变信道数据编码率的装置和方法。
本发明的另一个目的是提供一种用于CDMA通信系统的具有多编码率和正交码的业务信道发送装置及其操作方法，它判断当前信道条件并按照判断结果自适应地选择编码率和正交码。
本发明的另一个目的是提供一种用于CDMA通信系统的具有多编码率和正交码的业务信道发送装置及其操作方法，它根据从一个发送装置发送的控制信息，来选择编码率和正交码。
本发明的另一个目的是提供一种用于CDMA通信系统的具有多编码率和正交码的业务信道发送装置及其操作方法，它选择编码率和正交码，并按下述方式完成新正交码的分配，即，分配后的总可用正交码数目最大。
本发明的另一个目的是提供一种用于多载波CDMA通信系统的具有多编码率和正交码的业务信道发送装置及其操作方法，它判断当前信道条件并按照判断结果自适应地选择编码率和正交码。
本发明的另一个目的是提供一种用于多载波CDMA通信系统的具有多编码率和正交码的业务信道发送装置及其操作方法，它根据从一个发送装置发送的控制信息，来选择编码率和正交码。
附图的简要说明通过结合附图参阅以下的详细说明，将会更清楚地了解本发明的上述和其它目的、特征和优点。附图中相同的标号表示相同的部件。在附图中图1示出了常规CDMA通信系统中的信道发送装置；图2示出了按照本发明实施例的用于按照信道环境改变信道数据率的判定装置；图3示出了包括多个不同码率的编码器的单载波前向业务信道发送装置；图4示出了包括多个不同码率的编码器的反向业务信道接收装置；图5的流程图表示按照本发明实施例的移动台响应于基站指今在建立呼叫期间利用寻呼信道和接入信道来选择编码器的方法；
图6的流程图表示按照本发明实施例的移动台响应于基站指令在呼叫过程中改变码率的方法；图7A的流程图表示按照本发明实施例的基站在接收到来自移动台的码率改变请求消息时改变数据信道码率的方法；图7B的流程图表示按照本发明实施例的基站在没有接收到来自移动台的码率改变请求消息时改变移动台数据信道码率的方法；图8的流程图表示按照本发明实施例的移动台在接收到来自基站的码率改变请求消息时改变码率、并分析信道环境以根据分析结果向基站发送码率改变请求消息的过程；图9的流程图表示按照本发明实施例的基站在数据信道码率变化期间改变正交码的过程；以及图10示出了按照本发明实施例的多载波前向业务信道发送装置，它具有多个不同码率的编码器并按照信道环境自适应地选择编码器。
优选实施例的详细说明按照本发明实施例的业务信道发送/接收装置，通过减小编码率使编码增益增加，来改善信道性能。此方法特别适用于在CDMA链路信道上基站和移动台之间的路径损耗和干扰增加的场合。例如，当采用1/6编码率而非常规的1/3编码率时，能够针对信号路径损耗、噪声和干扰的增加来改善信道性能。因此，在相对较差的信道环境中，采用1/6的低编码率要比较高的1/3编码率更有效。
下面将描述的示范性实施例，包括一种通过如应用于3G多载波CDMA系统的两种不同码率的信道编码来改善接收机性能的方法。
在CDMA通信系统中，在某些信道条件下，采用低编码率下工作的编码器具有提高信道增益从而改善信道性能的效果。因此，一个具有为呼叫初始设置的编码率的系统，可以自适应地为前向信道发送选择低编码率来改善性能。在示范性实施例中，信道发送装置包括多个不同编码率的信道编码器和相应的多个用于产生正交码的正交调制器。该信道发送装置能够按照信道环境自适应地控制编码率和正交调制。而且，信道接收装置按照信道发送装置输出的控制信息来检查编码率和正交码，之后，按照该控制信息来对所接收的信号进行正交解调和信道解码。
虽然本发明的说明中包含两种编码率(即1/3和1/6)，但它们只是示范性的例子。应理解在本发明的范围内也可以使用其它的编码率。此外，为了说明，可以定义前向链路的业务信道包括作为发送装置的基站和作为接收装置的移动台。
图2是按照本发明一个方面的判定设备的方框图，该判定设备用于分析信道环境并相应地选择编码率。
参见图2，接收器部211处理从发送台(基站或移动台)接收的信号。接收器211从接收信号中提取功率控制比特(PCB)，来检测接收信号强度指示符(RSSI)，并向判定块213输出PCB、RSSI和INFO数据。
控制块213分析从接收器211输出的INFO、PCB和接收信号强度指示符，如果需要改变码率，则产生用于选择编码率的控制信号Csel，用于选择对应于所选的编码率的正交码的判定块输出正交码号和长度信号Wno和Wlength。判定块213将信号增益、功率增大请求数与功率减小请求数相减(即上行命今PCB值减去下行命令PCB值)以及接收信号强度能量与相应的阈值相比较，来检测信道环境。也就是说，当输入参数值低于下限阈值时，即若信号增益＜S_low_Th＜P_high_Th，并且(平均E[RSSI])＜R_low_Th，其中，S_low_Th是特定周期的累计PCB值，Th表示所述阈值，S_low、P_high、R_low分别表示信号、PCB和RSSI的下限阈值，则判定块213产生用于选择低FEC码率的信号Csel、Wno和Wlength。
此外，当输入参数值大于上限阈值时，即若信号增益＞S_high_Th＞P_low_Th，并且E[RSSI]＞R_high_Th，其中，S_high_Th是特定周期的累计PCB值，则判定块213产生用于选择高FEC码率的信号Csel、Wno和Wlength。
在判断信道数据率变化时，判定块213可以采用所有或部分上述参数。
发送器215将判定块213输出的包含码率变化所需消息的消息MSG发送给接收台。图2所示的设备可以应用于基站(BS)或移动台(MS)以发送消息MSG。
图3是表示本发明实施例的包括1/3码率编码器和1/6码率编码器的前向链路业务信道发送装置结构的方框图。
参见图3，选择器301的第一和第二输出端分别连接到第一编码器311和第二编码器312的输入端。选择器301接收要发送的输入数据，按照判定块213输出的选择信号Csel，有选择地向第一编码器311或第二编码器312输出输入数据。
一旦接收到从选择器301输入的数据，第一编码器311就在第一编码率(1/3编码率)下将输入数据编码成数据符号。即，第一编码器311将一个输入数据比特编码成三个符号。第一编码器311可以采用常规编码器或透平编码器。第一符号重复部321接收第一编码率下编码的数据，按需要重复第一编码器311输出的符号，以便与不同比特率数据的符号率相匹配。第一交织器331交织第一符号重复部321输出的第一编码数据。第一交织器331可采用块交织器。
一旦接收到从选择器301输入的数据，第二编码器312就在第二编码率(1/6编码率)下将输入数据编码和穿孔成数据符号。即，第二编码器312将一个输入数据比特编码成六个符号。第二编码器312可以采用常规编码器或透平编码器。第二符号重复部322接收第二编码率下编码的数据，重复第二编码器312输出的符号，以便与不同比特率数据的符号率相匹配。第二交织器332交织第二符号重复部322输出的第二编码数据。第二交织器332可采用块交织器。
长码产生器391产生用于用户身份鉴别的长码，一个用户被单独指定了一个长码。抽取器392抽取长码以使长码码率与交织器331和332输出的符号率相匹配。选择器393按照选择信号Csel，有选择地向混合器341或混合器342输出抽取器392输出的所抽取的长码。选择器393将所抽取的长码切换到第一混合器341，来选择1/3编码率，以及切换到第二混合器342来选择1/6编码率。第一混合器341将第一交织器331输出的第一编码数据与选择器393输出的长码相混合。第二混合器342将第二交织器332输出的第二编码数据与选择器393输出的长码相混合。
第一信号变换部351通过将数据“0”转换到“+1”和将数据“1”转换到“-1”，转换第一混合器341输出的二进制数据电平。第一正交调制器361包括第一正交码产生器(未示出)，它按照判定块213输出的正交码号和长度信号Wno和Wlength产生用于正交调制第一编码数据的第一正交码。第一正交调制器361将按照正交码号和长度信号Wno和Wlength产生的第一正交码乘以第一信号变换部351输出的数据，以产生第一正交调制信号。这里，假定该正交码采用沃尔什码，并且以第一编码率1/3编码的数据采用长度为256的沃尔什码。
第二信号变换部352通过将数据“0”转换到“+1”和将数据“1”转换到“-1”，转换第二混合器342输出的二进制数据电平。第二正交调制器362包括第二正交码产生器(未示出)，它按照判定块213输出的正交码号和长度信号Wno和Wlength产生用于正交调制第二编码数据的第二正交码。第二正交调制器362将按照正交码号和长度信号Wno和Wlength产生的第二正交码乘以第二信号变换部352输出的数据，以产生第二正交调制信号。这里，假定该正交码采用沃尔什码，并且以第二编码率1/6编码的数据采用长度为128的沃尔什码。
扩展器370通过将第一和第二正交调制器361和362输出的第一和第二正交调制信号与所接收的扩展序列相组合，来扩展发送信号。这里，扩展序列可采用PN序列，扩展器370可采用QPSK扩展器。增益控制器380按照增益控制信号Gc，控制从扩展器370输入的扩展信号的增益。
下面将具体参照图2和3说明业务信道发送装置的操作。
判定块213分析接收器211输出的参数PCB、接收信号强度(RSSI)、INFO，以确定是否改变信道数据率。这里，上述参数包括接收信号强度RSSI、在特定周期如1.25毫秒的整数倍内接收的PCB累计值、以及表示在通信期间由另一方请求改变信道数据率的消息指示符INFO。首先，发送器215确定是否在通信期间接收的信号的信号强度(即RSSI)低于下限阈值。若接收信号强度RSSI低于该阈值，则当前的射频接收灵敏度就较差。在这样的情况下，判定块213可产生信号Csel、Wno和Wlength来减小当前信道数据率。
此外，移动台检查基站发送的信号，并通过反向链路输出功率控制比特PCB来控制基站的发送功率，相反地，基站检查移动台发送的信号，并通过前向链路输出功率控制比特PCB来控制移动台的发送功率。然后，基站检查来自移动台的功率控制比特PCB，对接收的增量PCB值和减量PCB值计数。若在预定时间周期内的增量PCB计数值超过一个预定值，则判定块213可产生控制信号来提高当前信道数据率。反之，若在预定时间周期内的减量PCB计数值超过一个预定值，则判定块213可产生控制信号来减小当前信道数据率。
此外，移动台也可进行码率变化请求。在此情况下，移动台利用消息INFO进行请求，然后，基站上的判定块213通过接收器211接收请求消息INFO。
除了上述参数之外，判定块213可以使用其它参数或用后者替换前者，以测量信道环境和性能。然而，在本示范性实施例仅采用了上述的三个参数。此外，根据判定块213的算法设计，也可以在每当接收到相应的参数时或只有接收到一小组参数时才开始改变信道数据率。此外，若信道环境变差，判定块213能够通过选择低编码率来改善信道环境。若信道环境变好，则判定块213能够将编码率恢复成原始的高编码率。
为了改变编码率，判定块213产生新的正交码号和长度信号Wno和Wlength，以在编码率变化期间分配新的信道。当改变编码率时，也要改变正交码。为了改变编码率，判定块213产生用于选择相应编码率的编码器的选择信号Csel、用于产生所选编码率对应的新正交码的正交码号和长度信号Wno和Wlength。若选择了低编码率的编码器，则应产生短正交码；若选择了高编码率的编码器，则应产生长正交码。
在图3示出的发送信道结构中，按照信道环境将前向链路切换到1/3 FEC码率的第一编码器311或1/6 FEC码率的第二编码器312。选择器301将数据输入路径切换到编码器311或编码器312。因此，发送数据具有与所选数据路径相应的FEC码率。即，根据判定块213输出的选择信号Csel，选择器301在信道环境好时将输入数据切换到第一编码器311，而在信道环境差时将输入数据切换到第二编码器312。
此外，由于应按照FEC码率的变化来改变正交码，所以需要按照FEC码率的变化来选择正交调制器361和362之一。即，若选择使用1/3 FEC码率的第一编码器311，则在第一正交调制器361中的正交码产生器按照正交码号和长度信号Wno和Wlength，产生长度为256的正交码。因此，正交调制器361将1/3 FEC码率下编码的信号乘以该正交码来产生第一正交调制信号，并且扩展器370采用PN序列PNI和PNQ来扩展第一正交调制信号。
此外，若选择使用1/6 FEC码率的第二编码器312，则在第二正交调制器362中的正交码产生器按照正交码号和长度信号Wno和Wlength，产生长度为128的正交码。因此，正交调制器362将1/6 FEC码率下编码的信号乘以该正交码来产生第二正交调制信号，并且扩展器370采用PN序列PNI和PNQ来扩展第二正交调制信号。
从上述说明中可以看出，用于采用PN序列扩展正交调制信号的扩展器370的结构没有变化。因此，除了编码器和交织器以外，1/6 FEC码率方案与1/3 FEC码率方案在结构上是相同的。具体地说，在1/6 FEC码率方案中，最后一级的比特率从每帧576比特提高到每帧1152比特。此外，交织器的大小也提高到其一般大小的两倍。
图4示出了本发明实施例的接收装置的结构。该接收装置由具有与图2所示结构相同的结构的判定块213来控制。在图4中，解扩器410通过将所接收的信号和扩展(即PN)序列相组合来解扩接收信号。选择器420的第一和第二输出端分别连接到第一正交解调器431和第二正交解调器432。选择器420按照判定块213输出的选择信号Csel，将解扩器410输出的解扩信号切换到第一正交解调器431或第二正交解调器432。
第一正交解调器431包括第一正交码产生器，用于按照判定块213输出的正交码号和长度信号Wno和Wlength产生第一正交码。若第一正交解调器431连接到选择器420，则第一正交解调器431按照正交码号和长度信号Wno和Wlength产生第一正交码，并将解扩数据与第一正交码相乘，以输出第一正交解调信号。这里，假定正交码可采用沃尔什码，在1/3编码率下编码的数据采用长度为256的沃尔什码。第一信号逆变换部441通过将数据“+1”转换到“0”和将数据“-1”转换到“1”，将第一正交解调器431输出的4级电平信号逆变换成二进制数据。
第二正交解调器432包括第二正交码产生器，用于按照判定块213输出的正交码号和长度信号Wno和Wlength产生第二正交码。若第二正交解调器432连接到选择器420，则第二正交解调器432按照正交码号和长度信号Wno和Wlength产生第二正交码，并将解扩数据与第二正交码相乘，以输出第二正交解调信号。这里，假定正交码可采用沃尔什码，在1/6编码率下编码的数据采用长度为128的沃尔什码。第二信号逆变换部442通过将数据“+1”转换到“0”和将数据“-1”转换到“1”，将第二正交解调器432输出的4级电平信号逆变换成二进制数据。
长码产生器491产生与在发送器处产生的长码相同的长码。这里，长码是用户身份鉴别码，不同的长码被指定给各个用户。抽取器492抽取长码以使长码码率与信号逆变换部441和442输出信号的码率相匹配。选择器493按照选择信号Csel，将抽取器492输出的所抽取长码切换列混合器451或混合器452。换句话说，选择器493将所抽取的长码切换到第一混合器451，来选择1/3编码率，以及切换到第二混合器452来选择1/6编码率。第一混合器451将第一信号逆变换部441的输出与长码相混合，以删除在接收信号中包含的长码。第二混合器452将第二信号逆变换部442的输出与长码相混合，以删除在接收信号中包含的长码。
第一解交织器461解交织第一混合器451输出的接收信号，将交织的第一编码数据重新排列成原始状态。第一符号提取部471通过删除第一解交织器461输出中的重复符号编码数据，提取出原始的编码数据。具有1/3解码率的第一解码器481将第一符号提取部471输出的编码数据解码成原始数据。
第二解交织器462解交织第二混合器452输出的接收信号，将交织的第二编码数据重新排列成原始状态。第二符号提取部472通过删除第二解交织器462输出中的重复符号编码数据，提取出原始的编码数据。具有1/6解码率的第二解码器482将第二符号提取部472输出的编码数据解码成原始数据。
从图4中可以看出，该CDMA通信系统的接收装置具有图3所示结构的逆结构。
如上所述，该示范性实施例公开了一种通信方法，其中，在由于SNR的降低或BER的升高而变差的信道环境中采用1/6 FEC码率在基站和移动台之间进行通信，以提供比采用1/3 FEC码率的情况要好的链路性能。在操作中，基站采用1/3和1/6 FEC两种码率。在只采用1/3 FEC码率的情况下，可提供256个长度为256的正交码。在只采用1/6 FEC码率的情况下，可提供128个长度为128的正交码。然而，若采用两种正交码组，则采用一种长度为128的正交码将不能提供两种长度为256的相应正交码。采用一种长度为256的正交码将不能提供一种长度为128的正交码。这是由于存在在两种正交码组之间具有相关关系的正交码的原因。
若所有用户具有1/3码率的FEC，则最大用户数目为256，而若所有用户具有1/6码率的FEC，则最大用户数目为128。因此，由于会减小系统容量(即用户数目)，所以要限制可选的1/6 FEC码率的使用。通过允许在高信号路径损耗、高信号发送功率或高BER的前向链路上使用1/6码率的编码器，能够限制所使用的1/6 FEC码率的前向信道数目。此外，由于采用一种长度为128的正交码就不能使用两种长度为256的正交码，所以在能够为移动台分配足够多正交码的条件下，就应限制所采用的1/6码率编码器的链路信道数目。若采用本发明的方法，则所设计的基站应可切换地使用1/3和1/6两种码率的编码器。如下述，基站能够在一种特定条件下命令移动台从1/3 FEC码率切换到1/6 FEC码率，而在另一种特定条件下命令另一移动台从1/6 FEC码率切换到1/3 FEC码率。
此外，在有些场合下，能够在信道建立过程的开始首先选择1/3 FEC码率和1/6 FEC码率之一。而且，在能够分配可用的正交码而不用建立相应条件来判断是否允许1/3 FEC码率或1/6 FEC码率之间的码率变换的场合下，基站可允许移动台请求高前向业务信道发送功率来优先使用1/6 FEC码率。根据所接收的前向导频信道功率、信号路径损耗、衰落以及前向链路或反向链路的信号传输功率，能够确定其它的可能设置条件(即每码片能量Ec或码片能量与干扰之比Ec/Io)。
正交码分配下面的本发明的描述和说明特别针对的是正交码分配。由于正交码通过哈德马变换(Hadamard Transform)产生，所以在2N×2N正交码集合和2(N+1)×2(N+1)正交码集合之间存在非正交码。因此，对于允许有两组不同正交码(例如长度为2N和2(N+1)的正交码集合)的基站，需要仔细选择为前向信道设置的2N×2N正交码集合中的正交码，以便与现存的已分配的长度为2(N+1)的正交码保持正交关系。这意味着，基站应检查在新分配的长度为2N的每个正交码和现存的已分配的长度为2(N+1)的所有正交码之间的非正交关系。
图2至4所示的结构能够被设计成在前向链路上改变FEC码率。
图5和6示出了在3G CDMA系统的前向链路上在1/3 FEC码率和1/6 FEC码率之间切换码率的方法。
图5示出了基站允许移动台在建立呼叫期间利用寻呼信道和接入信道来请求选择1/6 FEC码率的第二编码器312的方法。下面将说明在呼叫建立阶段通过寻呼信道和接入信道从呼叫开始起为前向链路选择1/6 FEC码率的操作。
图6示出了基站允许移动台在呼叫过程中改变编码率的方法。下面将说明在IS-95B系统中在呼叫过程中从1/3 FEC码率切换到1/6 FEC码率的操作。
参见图5，为了建立呼叫，在步骤511，移动台向基站发送(表1所示的)始发消息。在表1的始发消息中，将(与现存值不同的)新MOB_P_REV值(移动台功率内置值)指定给能够改变编码率的移动台，移动台在发送始发消息之前，在始发消息中置入其自身的MOB_P_REV值。之后，一旦接收到始发消息，在步骤515，基站就向移动台发送(下面的表2A至2G所示的)信道分配消息。
表2B示出用于ASSIGN_MODE(分配模式)＝“000”的信道分配消息。
表2C示出用于ASSIGN_MODE＝“001”的信道分配消息。
表2D示出用于ASSIGN_MODE＝“010”的信道分配消息。
表2E示出用于ASSIGN_MODE＝“011”的信道分配消息。
表2F示出用于ASSIGN_MODE＝“100”的信道分配消息。
表2G示出用于ASSIGN_MODE＝“101”的信道分配消息。
在步骤513，基站为确认收到始发消息可首先发送BS_ACK_Order(基站确认指令)。在信道分配消息中，为编码率指定新ENCODER_RATE(编码器码率)字段以发送所指定的编码率。然后，移动台按照接收到的信道分配消息来固定编码率，并利用给定的频带和正交码来搜索前向链路信道。表1
表2A
表2B
表2C
表2D
表2E
表2F
表2G
<p>参见图6，在基站和移动台之间连接有呼叫的有效状态期间，基站通过估计例如RSSI来检查移动台的信道环境。在步骤611，基站估计RSSI，当RSSI低于阈值R_low_th时，选择低于当前编码率的编码率，而当RSSI高于阈值R_high_th时，选择高于当前编码率的编码率。
在有效状态中，由于基站和移动台通过业务信道来交换消息，所以要将用于编码率和正交码的新字段添加到以下的表3所示的业务配置中，以便切换移动台的编码率。为业务配置中该新字段分配了16个比特首先的2个比特被分配给编码率，接着的8个比特被分配给正交码，最后的6个比特是预留比特。虽然下面的表4所示的业务请求消息的RECORD_LEN值(记录长度值)在现存的IS-95B标准中为12，但在本发明实施例中，由于加入了2个8位位组而变成14。甚至在表5所示的业务响应消息和表6所示的业务连接消息中也有同样的变化。将业务配置的内容输入到各消息的特定类型字段(即，业务请求消息、业务响应消息和业务连接消息)中。
例如，表3表示在使用1/3和1/6两种编码率的场合下的业务配置。在该例子中，如果移动台至少具有两个不同编码率的编码器并且正交码长度依照编码率变化，则表3的ENCODER_RATE(编码器码率)字段和CODE_CHAN(正交码变换)字段的长度也要变化以适应所有情况，而且还要调整表4、5和6的RECORD_LEN值。
在改变了业务配置之后，在步骤613，基站发送业务请求消息并为改变编码率来选择新的编码率和正交码。然后，在步骤615，响应于业务请求消息，移动台通过反向业务链路输出业务响应消息。这里，如果移动台不响应业务请求消息，则，基站重复步骤613的操作，连续重发为改变编码率的业务请求消息，直到移动台响应于该请求消息发送业务响应消息为止。在步骤617，如果移动台的业务配置与基站的业务配置一致，则基站发送业务连接消息并设置ACTION_TIME(作用时间)字段的码率变换作用时间，或在接收到业务响应消息之后等待预定时间再执行该消息。在步骤619，移动台通过反向链路发送业务连接完成消息，以确认业务连接消息。在步骤621，移动台和基站双方均在设定的作用时间内改变编码率。表3<
表4
表5
表6
表7
话音业务和分组数据业务的编码率的变化方式可以不同。也就是说，在分组数据业务期间，可以通过一专用控制信道(DCCH)来处理用于分组业务的补充信道的编码率。此外，当通过业务信道而非DCCH接收消息时，可以按照基本信道所要求的相同方式来处理编码率。例如，若编码率字段为2个比特(提供四种可能情况)，则有两种情况用于改变基本信道的编码率，另外两种情况用于改变补充信道的编码率。
如以上例子中所采用的，对1/3编码率采用256种长度为256比特的正交码，对1/6编码率采用128种长度为128比特的正交码。这里，由于长度为256的正交码是通过将哈德马变换应用到长度为128的正交码而产生的，所以一种长度为128的正交码不能满足两种长度为256的正交码之间的正交性要求，这会失去信道间的正交性性。因此，分配一种长度为128的正交码把长度为256的正交码的可用数目减少两个。另外，分配一种长度为256的正交码使一种长度为128的正交码不可用。基站连续监测所分配的长度为128和256的正交码，以分配新正交码，从而避免与以前分配的正交码之间的非正交性。
以这种方式，本发明实施例通过按照信道环境改变编码率和正交码来保持良好的信道条件。这里，假定发送功率具有对信道环境的较好容限。而且，在不破坏前向链路信道之间正交性的前提下分配正交码。即，希望在相同信道性能下实现低发送功率。因此，本发明实施例按照信道环境并在考虑到发送功率的条件下改变编码率。而且，如果在相同小区内的基站或移动台改变编码率时改变正交码，则要判断是否存在使不同正交码集合之间出现非正交性的正交码。这样，就可以解决CDMA通信系统中干扰和非正交性的问题。
图7A和7B是表示在基站的判定块213中执行的码率改变操作的流程图。具体地说，图7A表示基站在接收到来自特定移动台的改变码率请求消息时执行的码率改变操作，图7B表示在移动台没有产生码率改变请求消息时基站分析移动台的信道环境来判断是否要改变码率的过程。应注意，基站能够并行执行图7A和7B的过程。
图8表示在移动台接收到来自基站的码率改变请求消息时的情况下、或当随着信道环境的变化出现码率变换条件时、移动台和基站之间执行码率改变操作的过程。
图9是表示用于按照码率变化分配正交码的过程的流程图。即，当为移动台分配前向信道时，基站按照可用正交码数目尽可能大的方式来分配正交码。图9示出按照本发明实施例基站为移动台分配正交码的过程。
本发明实施例假定编码率及相应正交码的长度按照信道环境同时变化。然而，编码率及正交码的长度也可以单独变化。而且，本发明实施例在编码率增大时(例如从1/6到1/3)分配长正交码，而在编码率减小时(例如从1/3到1/6)分配短正交码，从而在码率变化的条件下保持相同的码片率。然而，也可以在基站和移动台之间进行信道通信期间没有保持相同码片率的情况下，改变编码率和正交码。
在下述的说明中，将参照图9来描述用于分配正交码的过程，然后参照图7A、7B和8来描述在基站和移动台之间进行的码率变化过程。
首先参照图9，当移动台按照在信道分配消息或编码率上的变化请求分配长度为N(其中N＝2K)的正交码时，在步骤911，码率控制器(未示出)搜索可用的正交码。这里，应这样分配正交码，即使得可用正交码数目最大。为此，在步骤913，码率控制器搜索一个正交码表来判断是否有长度为N的未用正交码。若所有长度为N的正交码均已使用(即已分配给信道)，则过程进至步骤929，指示没有可用的正交码，然后结束。
然而，若有长度为N的可用的正交码，在步骤915，将可用正交码写入搜索列表W(k)。搜索列表W(k)按照下面的格式w(k，i)来保存关于未用正交码的信息W(k)=w(k,l1)w(k,l2)w(k,l3)···w(k,lN)]]>其中，0≤l1＜l2＜l3＜......＜lN-1，k是一个表示沃尔什码长度的整数，i是沃尔什码号，这里i＝0，1，2，...，N-1。于是，若假定在长度为2k的正交码中第11个、第12个、第15个、第21个和第30个正交码没有被使用，则搜索列表W(k)将由正交码w(k，11)，w(k，12)，w(k，15)，w(k，21)和w(k，30)组成。
此后，在步骤917，在搜索列表上执行搜索过程1以查找长度大于2k的与在使用的正交码不正交的那些正交码，并从搜索列表W(k)中提取那些正交码。即，在搜索过程1中，从搜索列表W(k)中删除长度大于2k的正交码中不与当前使用的各正交码成正交关系的那些正交码。更确切地说，从搜索列表W(k)中删除与正交码w(k+j，i)(这里j≥1，i＝0，1，2，...，2k+1-1)没有正交关系的那些正交码。变量j每次递增1，以增加正交码的长度。对所有长度为2K+J的正交码以及列表W(k)中的所有正交码重复此搜索和提取过程。在步骤917进行的搜索过程1定义如下搜索过程11.令j←12.只要k+j≤最大值就进行{2.1在列表W(k)中查找与能够等于子集合{i＝0，1，2，...，2k+j-1}的所用正交码w(k+j，i)不成正交关系的沃尔什码w(k，i)2.2从搜索沃尔什码列表W(k)中提取满足2.1的沃尔什码w(k+i)2.3令j←j+1}在执行了搜索过程1之后，在步骤919判断是否在搜索列表W(k)中还有剩余的正交码(即是否w(k，i)＞0)。若搜索列表W(k)已空，即没有任何正交码，在步骤929，就提供表示该状态的指示符。
然而，若搜索列表W(k)不空，则过程进至步骤921。在步骤921，在搜索列表W(k)中搜索正交码w(k，j)，来判断是否正交码w(k，(J+N)/2mod N)目前正在使用。如果在搜索列表W(k)中存在这样的正交码，则在步骤927将相应的正交码分配为可用正交码。
然而，若搜索列表W(k)没有相应的正交码，则在步骤923执行第二搜索过程2，以在长度小于2k的正交码中删除不与当前使用的各正交码成正交关系的那些正交码。更确切地说，在当前使用的正交码w(k-j，i)中(这里j≥1，i＝0，1，2，...，2k-1-1)，从搜索列表W(k)中删除与搜索列表W(k)中保存的正交码没有正交关系的那些正交码。变量j每次递减1，以减小正交码的长度。对所有正交码重复此搜索和提取过程。在步骤923进行的搜索过程2定义如下搜索过程21.令j←12.只要k-j≥1就进行{2.1在列表W(k)中查找与能够等于子集合{i＝0，1，2，...，2k-j-1}的所用正交码w(k-j，i)不成正交关系的沃尔什码w(k，i)2.2从搜索沃尔什码列表W(k)中提取满足2.1的沃尔什码w(k+i)2.3令j←j+1}在执行了搜索过程2之后，在步骤925判断是否在搜索列表W(k)中还有剩余的正交码(即是否w(k，i)＞0)。若搜索列表W(k)已空，在步骤929，就提供表示该状态的指示符。然而，若该列表不空，则在步骤927将该列表W(k)中的那些剩余正交码分配为可用正交码。
下面将总结正交码分配操作。
若要提供的正交码的长度N＝2k，则在步骤915将长度为N的未用正交码w(k，i)写入搜索列表W(k)。这里，i是正交码号Wno，它是哈德马矩阵的元素号。
作为具有长度N＝2k、k＝4，5，6的正交性的系统的实施例，假定要提供的正交码的长度N＝2k，k＝5，并且有三种长度k＝4，k＝5，k＝6的正交码。此外，假定写入搜索列表W(k)中的正交码w(k，i)是当i＝10，11，12，(10+25/2)mod25＝26，(11+25/2)mod 25＝27和(12+25/2)mod 25＝28时的w(5，10)，w(5，11)，w(5，12)，w(5，26)，w(5，27)和w(5，28)。此外，为了简单起见，分别将一对正交码w(5，10)和w(5，26)、一对正交码w(5，11)和w(5，27)以及一对正交码w(5，12)和w(5，28)互相称为“半互补正交码”。
当前没有的使用的正交码或者想要使用的正交码表示如下这里，正交码w(4，28)和w(4，11)正在使用。
即，如果令w(4，10)＝B，w(4，11)＝C和w(4，12)＝D，则根据哈德马变换可以得到如下的表示式。
w(5，10)＝BB，w(5，11)＝CC，w(5，12)＝DD，w(5，26)＝BB，w(5，27)＝CC，w(5，28)＝DD，w(6，11)＝CCCC，w(6，26)＝BBBB，w(6，27)＝CCCC，w(6，28)＝DDDD，w(6，43)＝CCCC，w(6，58)＝BBBB，w(6，11)＝CCCC，和w(6，60)＝DDDD其中，上划线码表示补码。
下面的表8示出正交码的组合，其中，假定正交码w(6，28)，w(5，10)，w(5，12)和w(4，11)在使用。在表8中，长度k＝5的正交码与搜索列表W(k＝5)具有(半互补正交码的)关系。表8示出的是在正交码w(6，28)在使用而正交码w(4，11)不在使用时的正交码。此外，表8中上划线的正交码是搜索列表W(k)中的正交码。
表8
同时参见表8和图9，在步骤917，搜索过程1，执行对正交码w(5，11)，w(5，26)，w(5，27)和w(5，28)的搜索列表W(k)的搜索，判断在列表中的哪些码与当前使用的长度为2k+1的那些正交码不正交。从搜索列表W(k)中删除不与长度为2k+1的正交码成正交关系的列表中的那些码。于是，按照搜索过程1，正交码w(5，28)不满足这一条件，即它与当前使用正交码w(6，28)不正交。因此，应从搜索列表W(k)中删除正交码w(5，28)。
因此，在执行了搜索过程1之后，搜索列表中包含W(k)＝{w(5，11)，w(5，26)，w(5，27)}。由于搜索列表不空，W(k)＝3，所以满足步骤919的条件(W(k)的值＞0)。此外，由于正交码w(5，26)和w(5，(26+16)mod32)＝w(5，10)的半互补正交码已在使用中，所以，也满足步骤921的条件。因此，将正交码w(5，26)分配为可用正交码。
如果没有使用正交码w(5，10)，则在执行了搜索过程1之后搜索列表W(k)的元素是w(5，10)，w(5，11)，w(5，26)和w(5，27)，因此搜索列表W(k)中没有满足步骤921的正交码。因此，在步骤923执行搜索过程2。在搜索过程2中，对于搜索列表W(k)中长度为2k+1(即，k-1＝4)的那些正交码，从搜索列表W(k)中删除与当前使用的正交码没有正交关系的那些正交码。由于正在使用正交码w(4，11)，所以从搜索列表W(k)中删除正交码w(5，11)＝CC和w(5，27)＝CC。于是，在搜索列表W(k)中保存的正交码是W(k＝5)＝{w(5，10)，w(5，26)}，它们满足步骤925的条件。因此，在步骤927将正交码w(5，10)，w(5，26)分配为可用正交码。
正交码的分配由图2的判定块213来执行。在分配长度为N的新正交码时，判定块213首先判断是否在要使用的长度为N的正交码中有可用正交码。若有长度为N的可用正交码，则判定块213检查可用正交码来判断是否有与分配给其它现存前向链路的前向信道正交码不成正交关系的正交码，并避免分配可能出现的这些相关码。当按照图9的过程有可用的可用正交码时，就输出相应的正交码号和长度信息，以分配正交码。因此，在CDMA通信系统中，当信道数据以可变数据率发送时，基站能够有效地为不同的移动台分配正交码，由此仍保持不同移动台和各信道与新正交码之间的正交关系。因此，支持可变数据率的通信系统能够有效地利用正交码资源并快速分配正交码。
在图7A、7B和8中使用的术语“码率”指编码率和/或正交码长度。“第一码率变化条件”指从高码率切换到低码率的条件，“第二码率变化条件”指从低码率切换到高码率的条件。例如，用于从高码率切换到低码率的“第一码率变化条件”表示出，信道环境从例如采用1/3编码率和长度为256的正交码的状态变化到采用1/6编码率和长度为128的正交码的状态。同样，用于从低码率切换到高码率的“第二码率变化条件”表示出，信道环境从例如采用1/6编码率和长度为128的正交码的状态变化到采用1/3编码率和长度为256的正交码的状态。在本发明实施例中，为保持恒定的数据率，当采用高编码率时采用长正交码。而当采用低编码率时采用短正交码。
参照图7A和7B，在步骤711，基站的判定块213分析接收信号来判断是否从移动台接收到码率改变请求消息。若在步骤711从移动台接收到码率改变请求消息，则在步骤713基站的判定块213判断是否接收到的码率改变请求消息表示改变到高码率或改变到低码率。
如果在步骤713判定接收到的码率改变请求消息表示改变到低码率，则在步骤715基站的判定块213检查是否满足第一码率变化条件。这里，使基站减小编码率的第一码率变化条件表示以下表9中所示的条件。在此实施例中，假定只有满足表9中包括条件1和条件4的至少三个或两个条件，才满足第一码率变化条件。
表9
在表9中，若发送到移动台的发送功率大于或等于通过将在相同FA下所有前向链路上基站的总可用功率与功率裕度之差除以在相同区域内所使用的移动台数目而得到的值，就满足条件1。若上述情况下在特定周期内使用的平均反向链路接收信号强度(即RSSI或前向导频信道的Ec/Io)小于或等于通过将RSSI阈值Thrssi减去RSSI的标准偏差σrssi而得到的值，就满足条件2。若特定周期内平均反向链路SNR小于或等于通过将SNR阈值Thsnr减去SNR的标准偏差σsnr而得到的值，就满足条件3。若在所要求长度的正交码中有可用的正交码，就满足条件4。这里，根据图9的过程来搜索和提取正交码。即，作为搜索结果，即使可能存在可用正交码，若它们不与所使用的其它正交码成正交关系，也将它们当作不可用正交码。也就是说，满足条件4的正交码应具有对应于所要求编码率的长度并且与其它移动台的前向信道成正交关系。
为了满足第一码率变化条件，应满足表9中的条件1和4。因此，当满足条件1和4时，可以将当前码率改变为低码率。然而，当满足条件2和3而不满足条件1和4时，就不能进行码率变换，因为这时的判据要使用至少3个条件。也就是说，只有当同时满足条件1和4时，才能将当前码率改变为低码率。这里，假定只有当同时满足条件2和4或满足条件2和4之一并同时满足条件1和4时，才满足第一码率变化条件。
因此，当在步骤715满足第一码率变化条件时，在步骤717，基站向移动台发送响应消息以及有关所请求编码率和所分配正交码的信息。例如，若当前采用1/3的编码率，则它可以改变为1/6的编码率，而若当前采用1/2的编码率，则它可以改变为1/4的编码率。在此情况下，分配与其它前向链路信道所使用的正交码成正交关系的短正交码。判定块213包括一个列表，用于保存先前由哈德马变换设定的正交码，并且根据图9所示的过程通过从该列表中选择与其它正交码成正交关系的正交码来分配正交码。在发送改变后的编码率和正交码信息之后，在步骤719，基站的判定块213输出编码率选择信号Csel与正交码号和长度信号Wno和Wlength，来将当前码率改变为所请求的低码率，从而改变基站中信道编码器的编码率和正交码。
然后，如图3所示，在基站中，按照编码率选择信号Csel，选择器301将输入数据输出给第二编码器312，选择器393将抽取器392抽取的长码输出给第二混合器342。进一步，第二正交调制器362将第二编码器352输出的符号数据乘以新分配的正交码。因此，输入到扩展器370的正交扩展信号的码率被改变成低码率。此外，移动台的判定块213也输出所接收的Csel、Wno和Wlength。因此，如图4所示，选择器420将接收到的解扩器410输出的信号输出给第二正交解调器432，后者将解扩信号乘以新分配的正交码。另外，按照编码率选择信号Csel，选择器493将抽取器492抽取的长码输出给第二混合器452，从而将在第二解码器482中解码的数据作为接收数据输出。
然而，若在步骤713中码率改变请求消息表示改变到高码率，则基站的判定块213在步骤721判断是否满足第二码率变化条件。这里，使基站提高码率的第二码率变化条件表示以下表10中所示的条件。在此实施例中，假定只有满足表10中设定的包括条件1的至少两个或一个条件，才满足第二码率变化条件。
表10<
在表10中，若发送列移动台的发送功率小于或等于通过将发送到所有移动台的平均发送功率减去相应前向业务信道的平均发送功率的标准偏差σpwr而得到的值，就满足条件1。若在特定周期内的平均反向链路接收信号强度(即RSSI或前向导频信道的Ec/Io)大于或等于通过将RSSI阈值Thrssi加上RSSI的标准偏差σrssi而得到的值，就满足条件2。若特定周期内平均反向链路SNR大于或等于通过将SNR阈值Thsnr加上SNR的标准偏差σsnr而得到的值，就满足条件3。
为了满足第二码率变化条件，应满足表10中的条件1。因此，当满足条件1时，可以将当前码率改变为高编码率，还可在图9算法所述的搜索过程之后改变正交码的长度。然而，当满足条件2和3而不满足条件1时，就不能进行编码率和正交码变换。也就是说，只有当满足条件1时，才能将当前码率改变为高码率。这里，假定只有当同时满足条件2和3或满足条件2和3之一并同时满足条件1时，才满足第二码率变化条件。
因此，当在步骤721满足第二码率变化条件时，在步骤717，基站向移动台发送响应消息以及有关所请求编码率和所分配正交码的信息。例如，若当前采用1/6的编码率，则FEC码率可以改变为1/3，而若当前采用1/4的编码率，则它可以改变为1/2。在此情况下，由于编码率增大，应分配与其它前向链路信道所使用的正交码成正交关系的长正交码。在发送改变后的编码率和正交码信息之后，在步骤719，基站的判定块213输出编码率选择信号Csel与正交码号和长度信号Wno和Wlength，来将当前码率改变为所请求的高码率，从而改变基站中信道编码器的编码率和正交码。
然后，如图3所示，按照编码率选择信号Csel，选择器301将输入数据输出给第一编码器311，选择器393将抽取器392抽取的长码输出给第一混合器341。进一步，第一正交调制器361将第一编码器351输出的符号数据乘以新分配的正交码。因此，输入到扩展器370的正交扩展信号的码率被改变成高码率。此外，移动台的判定块213也输出所接收的Csel、Wno和Wlength。因此，如图4所示，选择器420将接收到的解扩器410输出的信号输出给第一正交解调器431，后者将解扩信号乘以新分配的正交码。另外，按照编码率选择信号Csel，选择器493将抽取器492抽取的长码输出给第一混合器451，从而将在第一解码器481中解码的数据作为接收数据输出给接收器。
然而，若来自移动台的码率改变请求消息均不满足第一或第二码率变化条件，则基站的判定块213在步骤715或721判断出这一情况，并且在步骤723向移动台发送指示不可能改变码率和相应正交码的响应消息。
当在步骤711没有从移动台接收到码率改变请求消息时，执行图7B的过程来判断是否要改变码率。而且，即使从某个移动台接收到码率改变请求消息，基站也可并行执行图7A和7B所示的过程来判断是否要改变其它没有请求改变码率的移动台的码率。在图7B中，基站的判定块213检测各移动台的前向业务信道的功率消耗值，并按照检测结果来改变码率。即，判定块213为消耗功率高的移动台选择低码率，并可为消耗功率低的移动台选择高码率。
首先，将说明消耗功率高的移动台的码率改变操作。在步骤751，基站的判定块213搜索前向链路和在使用高码率编码器的前向链路中消耗功率最大的移动台。在步骤753，判定块213通过查询内部搜索列表来判断是否搜索到的移动台能够改变码率。若搜索到的移动台能够改变码率，则判定块213在步骤755检查是否满足第一码率变化条件。这里，假定第一码率变化条件表示满足表9中包括条件1和4的至少三个条件的场合。若不满足第一码率变化条件，则判定块213返回步骤711以重复图7B的过程。然而，若在步骤755满足第一码率变化条件，则在步骤757基站的判定块213向移动台发送用于选择低码率的请求消息，并执行用于减小前向信道编码率的过程。
接着，将说明消耗功率低的移动台的码率改变操作。在步骤759，基站的判定块213搜索前向链路和在使用低码率编码器的前向链路中消耗功率最小的移动台。在步骤761，判定块213通过查询内部搜索列表来判断是否搜索到的移动台能够改变码率。若搜索到的移动台能够改变码率，则判定块213在步骤763检查是否满足第二码率变化条件。这里，假定第二码率变化条件表示满足表10中包括条件1的至少二个条件的场合。若不满足第二码率变化条件，则判定块213返回步骤711以重复图7B的过程。然而，若在步骤763满足第二码率变化条件，则在步骤765基站的判定块213向移动台发送用于选择高码率的请求消息，并执行用于增大前向信道编码率的过程。
然而，若在呼叫过程中消耗功率最大或最小的移动台不能改变码率，如常规IS-95移动台，则基站的判定块213在步骤753或761判断出这一情况，并且进至步骤767从搜索列表中删除不能改变码率的移动台。在删除操作之后，判定块213返回步骤711以重复图7B的过程。
参照图8，在步骤811，移动台的判定块213分析接收信号来判断是否从基站接收到码率改变请求消息。若在步骤811从基站接收到码率改变请求消息，则在步骤813移动台的判定块213判断是否接收到的码率改变请求消息表示改变到高码率或改变到低码率。
如果在步骤813判定接收到码率改变请求消息表示改变到低码率，则在步骤815移动台的判定块213判断是否满足第一码率变化条件。这里，使移动台选择低码率的第一码率变化条件表示满足以下表11中至少二个条件的场合。
表11
在表11中，若特定周期内的平均反向发送功率大于或等于通过将阈值功率Thpwr加上标准偏差σpwr而得到的值，就满足条件1。若在特定周期内接收的平均前向链路接收信号强度RSSI(也可使用前向导频Ec/Io)小于或等于通过将RSSI阈值Thrssi减去标准偏差σrssi而得到的值，就满足条件2。若特定周期内接收的平均前向链路SNR小于或等于通过将SNR阈值Thsnr减去标准偏差σsnr而得到的值，就满足条件3。
这里，假定为了满足第一码率变化条件，应满足在表11的条件1至3中的至少二个条件。若满足表11中的至少二个条件，则能够将当前编码率改变为低码率，并且还能够相应地改变正交码的长度。
因此，当在步骤815满足第一码率变化条件时，在步骤817，移动台向基站发送响应消息以及所请求编码率和所分配的正交码，并且在步骤819改变编码率并根据改变的码率来改变正交码，以在改变后的码率上执行通信业务。
然而，若在步骤813中码率改变请求消息表示改变到高码率，则移动台的判定块213在步骤821判断是否满足第二码率变化条件。这里，移动台将当前码率改变到高码率的第二码率变化条件表示满足以下表12中至少二个条件的场合。
表12
在表12中，若特定周期内的平均反向发送功率小于或等于通过将阈值功率Thpwr减去反向链路的标准偏差σpwr而得到的值，就满足条件1。若在特定周期内的平均前向链路接收信号强度(即RSSI或前向导频信道的Ec/Io)大于或等于通过将RSSI阈值Thrssi加上RSSI标准偏差σrssi而得到的值，就满足条件2。若特定周期内的平均接收前向业务信道SNR大于或等于通过将SNR阈值Thsnr加上SNR的标准偏差σsnr而得到的值，就满足条件3。
这里，假定为了满足第二码率变化条件，应满足在表12的条件1至3中的至少二个条件。若满足表12中的至少二个条件，则能够将当前FEC码率改变为高码率，并且还能够相应地改变正交码的长度。
因此，当在步骤821满足第二码率变化条件时，在步骤817，移动台向基站发送响应消息以及所请求编码率和所分配的正交码。例如，若当前采用1/6的编码率，则它可以改变为1/3的编码率，而若当前采用1/4的编码率，则它可以改变为1/2的编码率。而且，在图9中所述的搜索过程之后，能够分配长正交码。在发送改变后的编码率和正交码之后，在步骤819，移动台的判定块213输出编码率选择信号Csel与正交码号和长度信号Wno和Wlength，来选择所请求的高码率以改变编码器的编码率和正交码，从而在改变后的码率下执行通信业务。
然而，若来自基站的码率改变请求消息均不满足第一或第二码率变化条件，则移动台的判定块213在步骤815或821判断出这一情况，并且在步骤823向基站发送指示不可能改变编码率和正交码的响应消息，并结束该过程。
如上所述，基站和移动台按照从对方接收到的码率改变请求消息或信号状态来改变编码率和正交码，这样它们就能够自适应地按照信道环境保持良好的码率。虽然图7A、7B和8示出了不仅改变编码率还改变正交码以改变码率的实施例，但也能够按照信道环境有选择地改变编码率或正交码来改变码率。
图3的前向业务信道发送装置具有采用单载波的结构。然而，随着通信技术和服务的进步，通信服务的用户数目会增长。而且，已提取许多方法来满足用户对服务的需求。其中一种方法是在TIA/EIA45.5会议上提取的多载波CDMA系统的基本信道前向链路结构。采用多载波的方法对在IS-95 CDMA系统中采用的三个1.25MHz带宽上用于多载波系统的三个前向链路载波进行了重叠，或者为一个前向信道选择三个1.25MHz带宽。在这样的情况下，在多载波系统中采用的所有三个载波具有独立的发送功率。
因此，若本发明的发送装置应用于多载波系统，则图2的判定块213应产生用于选择编码率的编码率选择信号Csel以及用于产生多载波系统正交码的正交码号和长度信号Wno和Wlength。由于各载波相互独立，所以判定块213输出的沃尔什码号信号Wno也应能够分配与载波数一样多的正交码。
图10示出了按照本发明另一实施例的多载波发送装置。假定该前向业务信道发送装置采用3个载波，并包括一个1/3码率编码器、一个1/6码率编码器以及多个用于按照三个载波独立调制信号的正交调制器。
参照图10，选择器301的第一和第二输出端分别连接到第一编码器311和第二编码器312。选择器301接收要发送的输入数据，并按照判定块213输出的编码率选择信号Csol，有选择地向第一编码器311或第二编码器312输出所述输入数据。
一旦接收到选择器301输入的数据，第一编码器311就以1/3的编码率(第一编码率)将输入数据编码并穿孔成数据符号。即，第一编码器311将一个输入数据比特编码成三个符号。第一编码器311可采用常规编码器或透平编码器。第一符号重复部321接收以第一编码率编码的数据，并重复第一编码器311输出的符号，以与具有不同比特率的数据的符号率相匹配。第一交织器331交织从第一符号重复部321输出的第一编码数据。第一交织器331可采用块交织器。
一旦接收到选择器301输入的数据，第二编码器312就以1/6的编码率(第二编码率)将输入数据编码并穿孔成数据符号。即，第二编码器312将一个输入数据比特编码成六个符号。第二编码器312可采用常规编码器或透平编码器。第二符号重复部322接收以第二编码率编码的数据，并重复第二编码器312输出的符号，以与具有不同比特率的数据的符号率相匹配。第二交织器332交织从第二符号重复部322输出的第二编码数据。第二交织器332可采用块交织器。
长码产生器391产生用于用户身份鉴别的长码，为每一个用户分配不同的长码。抽取器392抽取长码以使长码码率与交织器331和332的输出符号率相匹配。按照编码器选择信号Csel，选择器393有选择地将抽取器392抽取的长码输出给混合器341或混合器342。选择器393在选择1/3编码率时切换到第一混合器341，在选择1/6编码率时将抽取的长码切换到第二混合器342。第一混合器341将第一交织器331输出的第一编码数据与选择器393输出的长码相混合。第二混合器342将第二交织器332输出的第二编码数据与选择器393输出的长码相混合。
第一多路分解器1011将第一混合器341输出的数据依次分解成各个载波。信号变换部1021-1023通过将数据“0”转换成“+1”并将数据“1”转换成“-1”，来转换第一多路分解器1011输出的二进制数据电平。数目与载波数相同的正交调制器1031-1033均包括一个第一正交码产生器(未示出)，它按照判定块213输出的正交码号和长度信号Wno和Wlength产生第一正交码，用来正交调制第一编码数据。正交调制器1031-1033分别将按照正交码号和长度信号Wno和Wlength产生的第一正交码与信号变换部1021-1023输出的数据相乘，以产生第一正交调制信号。这里假定正交码采用沃尔什码，以1/3的第一编码率编码的数据采用长度为256的沃尔什码。
第二多路分解器1012将第二混合器342输出的数据依次分解成各个载波。信号变换部1026-1028通过将数据“0”转换成“+1”并将数据“1”转换成“-1”，来转换第二多路分解器1012输出的二进制数据电平。数目与载波数相同的正交调制器1036-1038均包括一个第二正交码产生器(未示出)，它按照判定块213输出的正交码号和长度信号Wno和Wlength产生第二正交码，用来正交调制第二编码数据。正交调制器1036-1038分别将按照正交码号和长度信号Wno和Wlength产生的第二正交码与信号变换部1026-1028输出的数据相乘，以产生第二正交调制信号。这里假定正交码采用沃尔什码，以1/6的第二编码率编码的数据采用长度为128的沃尔什码。
扩展器1041-1043将第一正交调制器1031-1033和第二正交调制器1036-1038输出的第一和第二正交调制信号与接收到的扩展序列相组合，以扩展发送信号。这里，扩展序列可采用PN序列，扩展器可采用QPSK扩展器。增益控制器1051-1053按照增益控制信号G1-G3，控制从扩展器1041-1043输入的扩展信号的增益。各个增益控制器1051-1053分别输出不同的载波。
如上所述，在建立呼叫期间或在呼叫处理过程中，基站和移动台按照信道环境改变编码率和正交码，以在良好的信道环境中提供通信业务。通过为CDMA通信系统的所有链路信道改变FEC码率，能够改善接收装置的性能并节省发送装置的发送功率。此外，还能够利用消息来单独改变码率。
虽然参照本发明的特定的优选实施例示出并说明了本发明，但是本领域普通技术人员应理解，在不脱离所附权利要求限定的本发明实质和范围的情况下，可以对其进行各种形式和细节上的改动。
权利要求
1.一种用于码。多址(CDMA)通信系统的信道通信装置，包括信道接收器，用于接收信道信号；控制器，用于分析接收信号和/或发送条件来判定所使用信道的环境，并按照判定结果产生编码率选择信号和正交码信息；以及信道发送器，包括信道编码器，用于以按照编码率选择信号所选择的编码率来编码发送数据；正交调制器，用于按照正交码信息产生正交码并利用所产生的正交码扩展所述编码数据，从而使信道发送器按照信道环境有选择地编码和扩展发送数据。
2.如权利要求1所述的信道通信装置，其中，所述控制器根据接收信号至少测量接收功率、干扰、误码率(BER)和信噪比(SNR)之一，将测量值与相应的上限阈值相比较，若测量值大于上限阈值，则产生用于减小编码率的编码率选择信号和用于减小正交码长度的正交码信息，并且将测量值与相应的下限阈值相比较，若测量值小于下限阈值，则产生用于增大编码率的编码率选择信号和用于增大正交码长度的正交码信息。
3.如权利要求1所述的信道通信装置，其中，所述信道发送器包括至少两个各具有不同编码率的信道编码器，用于以相应的编码率来编码输入发送信号；数目与信道编码器数目相同的交织器，用于以帧为单位交织相应的编码数据；选择器，用于按照编码率选择信号有选择地将输入发送信号连接到信道编码器；正交调制器，用于根据正交码信息产生正交码并利用所产生的正交码扩展所选择的交织器输出的编码数据；以及伪随机噪声(PN)扩展器，用于对正交扩展信号进行PN扩展处理。
4.如权利要求3所述的信道通信装置，其中，所述正交码信息包括正交码号和长度。
5.一种用于在CDMA通信系统中移动台的信道接收装置，包括PN解扩器，用于对接收信号进行PN解扩处理；正交解调器，用于根据基站发送的正交码信息产生正交码，并利用所产生的正交码正交解扩经PN解扩的信号；以及接收器，包括对应于至少两种码率的解交织器和信道解码器，其中，相应的解交织器解交织已正交解扩的信号，相应的信道解码器按照基站发送的编码率选择信号来解码经解交织后的信号。
6.如权利要求5所述的信道接收装置，其中，所述接收器包括解交织器，其数目与码率的数目相同，用于解交织已正交解扩的信号；至少二个具有不同码率的信道解码器，用于解码经解交织的信号；以及选择器，用于按照基站发送的编码率选择信号，有选择地将已正交解扩的信号连接到具有相应码率的解交织器，并有选择地输出具有相应码率的信道解码器的输出。
7.一种用于多载波CDMA通信系统的信道通信装置，包括信道接收器，用于接收信道信号；控制器，用于分析接收信号和/或发送条件来判定所使用信道的环境，并按照判定结果产生编码率选择信号和正交码信息；信道发送器，包括信道编码器，用于以按照编码率选择信号所选择的编码率来编码发送数据；多个正交调制器，其数目与载波数目相同，用于分别按照正交码信息产生正交码以利用所产生的正交码扩展编码数据，从而使信道发送器按照所使用信道的环境有选择地控制编码率和正交扩展处理。
8.如权利要求7所述的信道通信装置，其中，所述控制器根据接收信号至少测量接收功率、干扰、误码率(BER)和信噪比(SNR)之一，将测量值与相应的上限阈值相比较，若测量值大于上限阈值，则产生用于减小编码率的编码率选择信号和用于减小正交码长度的正交码信息，并且将测量值与相应的下限阈值相比较，若测量值小于下限阈值，则产生用于增大编码率的编码率选择信号和用于增大正交码长度的正交码信息。
9.如权利要求7所述的信道通信装置，其中，所述信道发送器包括至少两个各具有不同编码率的信道编码器，用于以相应的编码率来编码输入发送信号；多个交织器，用于分别交织相应信道编码器输出的编码数据；多个选择器，用于按照编码率选择信号有选择地将输入发送信号连接到具有相应编码率的信道编码器；多路分解器，用于将选择器输出的交织数据分解到各个载波上；正交调制器，其数目与载波数目相同，用于根据正交码信息产生正交码并利用所产生的正交码扩展多路分解器输出的编码数据；以及多个发送器，用于分别对正交扩展信号进行PN扩展处理，并通过在相应载波上携带PN扩展后的各信号来发送它们。
10.如权利要求9所述的信道通信装置，其中，所述正交码信息包括正交码号和长度。
11.如权利要求9所述的信道通信装置，其中，所述多路分解器均匀地将编码数据分布在各个载波上。
12.一种用于CDMA通信系统的信道通信方法，包括下列步骤分析所使用信道的条件，若信道环境满足一个码率变化条件，则选择所需编码率和正交码；产生包括所选择编码率和正交码相关信息的消息，并将该消息发送给移动台；以及在发送该消息之后，一旦接收到来自移动台的响应消息，就将信道发送器当前正使用的编码率和正交码切换到所选择的编码率和正交码。
13.如权利要求12所述的信道通信方法，其中，所述选择步骤包括下列步骤检查移动台的信道环境，判断是否满足该码率变化条件；若满足第一码率变化条件，则选择低于移动台当前编码率的编码率并选择长度相应于所选择编码率的正交码；以及若满足第二码率变化条件，则选择高于移动台当前编码率的编码率并选择长度相应于所选择编码率的正交码。
14.如权利要求13所述的信道通信方法，其中，若发送到移动台的发送功率大于当前所使用的所有移动台的平均发送功率、并且有对应于所选择编码率的可用正交码，就满足第一码率变化条件。
15.如权利要求14所述的信道通信方法，其中，所述平均发送功率是通过将基站的最大发送功率减去功率裕度、然后将相减的功率值除以当前所使用的移动台数目而得到的。
16.如权利要求13所述的信道通信方法，其中，所述正交码选择步骤包括下列步骤选择对应于一个编码率的正交码长度，并在具有所选择长度的正交码中选择未使用的正交码；检查在所选择的正交码和比所选择正交码长的正交码之间的非正交性，并排除具备这种非正交性的正交码；判断在排除处理之后剩余的正交码的互补正交码是否正在使用；分配其互补正交码正在使用的正交码之一；若在排除处理之后剩余的正交码所对应的互补正交码均未使用，则检查在剩余的正交码和比剩余正交码短的正交码之间的非正交性，并排除具备这种非正交性的正交码；以及分配在排除处理之后剩余的正交码之一。
17.如权利要求13所述的信道通信方法，其中，若发送到移动台的发送功率大于当前所使用的所有移动台的平均发送功率、有对应于所选择编码率的可用正交码、反向链路的接收强度小于一个基准强度值、并且反向链路的信噪比小于一个基准信噪比，就满足第一码率变化条件。
18.如权利要求13所述的信道通信方法，其中，若发送到相应移动台的发送功率小于发送到其它移动台的基准平均发送功率，就满足第二码率变化条件。
19.如权利要求13所述的信道通信方法，其中，若发送到相应移动台的发送功率小于发送到其它移动台的基准平均发送功率、反向链路的接收强度大于一个基准强度值、并且反向链路的信噪比大于一个基准信噪比，就满足第二码率变化条件。
20.一种用于CDMA通信系统的信道通信方法，包括下列步骤一旦接收到来自移动台的码率改变请求消息，就按照接收到的消息来选择一个编码率，并判断是否有对应于所选择编码率的可用正交码；产生包括所选择编码率和正交码相关信息的响应消息，并将产生的该消息发送给相应的移动台；以及将信道发送器当前编码率和正交码切换到所选择的编码率和正交码。
21.如权利要求20所述的信道通信方法，其中，所述选择步骤包括下列步骤检查移动台的信道条件，判断是否满足该码率变化条件；若满足第一码率变化条件，则选择低于移动台当前编码率的编码率并选择长度相应于所选择编码率的正交码；以及若满足第二码率变化条件，则选择高于移动台当前编码率的编码率并选择长度相应于所选择编码率的正交码。
22.如权利要求21所述的信道通信方法，其中，若发送到移动台的发送功率大于当前所使用的所有移动台的平均发送功率、并且有对应于所选择编码率的可用正交码，就满足第一码率变化条件。
23.如权利要求22所述的信道通信方法，其中，所述平均发送功率是通过将基站的最大发送功率减去功率裕度、然后将相减的功率值除以当前所使用的移动台数目而得到的。
24.如权利要求21所述的信道通信方法，其中，所述正交码选择步骤包括下列步骤选择对应于一个编码率的正交码长度，并在具有所选择长度的正交码中选择未使用的正交码；检查在所选择的正交码和比所选择正交码长的正交码之间的非正交性，并排除具备这种非正交性的正交码；判断是否在排除处理之后剩余的正交码的互补正交码正在使用；分配其互补正交码正在使用的正交码之一；若在排除处理之后剩余的正交码所对应的互补正交码均未使用，则检查在剩余的正交码和比剩余正交码短的正交码之间的非正交性，并排除具备这种非正交性的正交码；以及分配在排除处理之后剩余的正交码之一。
25.如权利要求21所述的信道通信方法，其中，若发送到移动台的发送功率大于当前所使用的所有移动台的平均发送功率、有对应于所选择编码率的可用正交码、反向链路的接收强度小于一个基准强度值、并且反向链路的信噪比小于一个基准信噪比，就满足第一码率变化条件。
26.如权利要求21所述的信道通信方法，其中，若发送到相应移动台的发送功率小于发送到其它移动台的基准平均发送功率，就满足第二码率变化条件。
27.如权利要求21所述的信道通信方法，其中，若发送到相应移动台的发送功率小于发送到其它移动台的基准平均发送功率、反向链路的接收强度大于一个基准强度值、并且反向链路的信噪比大于一个基准信噪比，就满足第二码率变化条件。
28.一种用于CDMA通信系统的信道通信方法，包括下列步骤分析所使用信道的环境来判断是否满足一个码率变化条件，若信道环境满足该码率变化条件，则向基站发送一个码率改变请求消息；以及在发送该消息之后，一旦接收到来自基站的响应消息，就根据在该响应消息中包括的信息，将信道接收器当前正使用的编码率和正交码切换到一个解码率和一个解扩正交码。
29.如权利要求28所述的信道通信方法，其中，所述码率变化条件判断步骤包括下列步骤检查与基站通信的一个信道的环境；若满足第一码率变化条件，则选择低于当前编码率的编码率；以及若满足第二码率变化条件，则选择高于当前编码率的编码率。
30.如权利要求29所述的信道通信方法，其中，若至少满足下列条件之一，就满足第一码率变化条件条件1平均反向链路发送功率大于上限发送功率阈值；条件2平均前向链路接收强度小于下限接收强度阈值；以及条件3平均前向链路信噪比小于下限信噪比阈值。
31.如权利要求29所述的信道通信方法，其中，若至少满足下列条件之一，就满足第二码率变化条件条件1平均反向链路发送功率小于下限发送功率阈值；条件2平均前向链路接收强度大于上限接收强度阈值；以及条件3平均前向链路信噪比大于上限信噪比阈值。
32.一种用于CDMA通信系统的信道通信方法，包括下列步骤一旦接收到来自基站的码率改变请求消息，就按照在该请求消息中包括的信息，选择一个编码率和一个正交码，并向基站发送一个响应消息；以及将信道接收器当前使用的解码率和解扩正交码改变为所选择的编码率和正交码。
33.一种用于CDMA通信系统的信道通信方法，包括下列步骤一旦接收到来自基站的码率改变请求消息，就判断是否能够将当前解码率和解扩正交码改变为在该请求消息中包括的信息所对应的编码率和正交码；若能够改变当前编码率和正交码，则产生并向基站发送一个响应消息，并将当前解码率和正交码改变为在请求消息中包括的信息所对应的解码率和解扩正交码；以及若不能够改变当前编码率和正交码，则产生并向基站发送一个表示不可能改变码率的消息。
34.一种用于CDMA通信系统的信道通信方法，包括下列步骤选择对应于一个编码率的正交码长度，并在具有所选择长度的正交码中选择未使用的正交码；检查在所选择的正交码和比所选择正交码长的正交码之间以及所选择的正交码和比所选择正交码短的正交码之间的非正交性，并从所选择的正交码中排除具备这种非正交性的正交码；分配在排除处理之后剩余的正交码之一。
35.一种用于CDMA通信系统的信道通信方法，包括下列步骤选择对应于一个编码率的正交码长度，并在具有所选择长度的正交码中选择未使用的正交码；检查在所选择的正交码和比所选择正交码长的正交码之间的非正交性，并排除具备这种非正交性的正交码；判断在排除处理之后剩余的正交码的互补正交码是否正在使用；以及分配其互补正交码在使用的正交码之一。
36.如权利要求35所述的信道通信方法，其中，所述互补正交码是通过(i+N/2)mod N来确定的，这里i是正交码号，N是正交码长度。
37.如权利要求35所述的信道通信方法，还包括下列步骤若在排除处理之后剩余的正交码所对应的互补正交码均未使用，则检查在剩余的正交码和比剩余正交码短的正交码之间的非正交性，并排除具备这种非正交性的正交码；以及分配在排除处理之后剩余的正交码之一。
全文摘要
一种用于CDMA通信系统的业务信道发送装置,利用多种编码率和正交码,判断当前信道条件并按照判断结果自适应地选择编码率和正交码。在该装置中,信道接收器接收信道信号,而控制器分析接收信号来判定所使用信道的环境,并按照判定结果产生编码率选择信号和正交码信息。信道发送器包括用于以按照编码率选择信号(Csel)所选择的编码率来编码发送数据的信道编码器(311,312)、以及用于按照正交码信息产生正交码以利用所产生的正交码扩展所述编码数据的正交调制器(361,362),借此信道发送器按照信道环境自适应地编码和扩展发送数据。正交码信息包括正交码号和长度。
文档编号H04L1/08GK1256821SQ99800185
公开日2000年6月14日 申请日期1999年3月2日 优先权日1998年3月2日
发明者孔胜铉, 金英基, 安宰民, 尹淳暎 申请人:三星电子株式会社