CN1300473A - 移动通信系统中控制反向链路上的发送的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
一种在移动通信系统中用于控制反向链路上的通信的装置和方法,按照本发明的实施例,该装置包括测量器、控制器和反向链路发送器。测量器从在前向链路信道上接收到的信道信号中检测功率控制比特,并采用检测到的功率控制比特来测量信道信号的接收强度。控制器将接收强度与阈值进行比较,并且如果在比较期间确定前向链路的信道状态是坏的,控制器则生成用于控制反向链路上的发送的信号。反向链路发送器响应于发送控制信号,停止反向链路上的信道发送。
Description
发明背景
1.本发明领域
本发明一般涉及反向链路通信装置和方法,具体涉及用于基于前向链路上接收到的信号强度控制反向链路上的发送的装置和方法。
2.相关技术说明
移动通信系统根据信道环境的变化来控制发送/接收,以保持系统的稳定。为了实现这个目的,移动台通过检测前向链路的状态来控制反向链路上的发送。图1是表示在移动通信系统中,用于通过判定前向链路的状态来控制反向链路通信的传统装置的方框图。
参照图1,RF(无线电频率)模块111将通过天线接收到的RF信号降频转换至基带频率。接收器113对从RF模块111接收到的基带信号进行解扩,以符号为单位累加解扩后的信号,并确定累加符号的电平(level)。此处,解扩包括PN解扩和正交解扩。解码器115对从接收器113接收到的符号进行解码。对于解码符号的输入,CRC(循环冗余校验)检测器117生成用于指明是否存在帧差错的CRC检测信号。控制器119接收CRC检测器117的输出,并生成用于控制反向链路发送的信号。发送器121是反向链路信道发送器,其发送是由从控制器119接收到的信号来控制的。
如图1所示,传统的反向链路发送控制方法是通过计算帧中的CRC来控制反向链路上的发送。如果CRC检测器117在大于预定数目的连续帧中检测到CRC差错,那么控制器119就生成用于控制发送器121停止反向链路发送的控制信号。换句话说,如果通过CRC差错校验确定帧已被破坏,那么就认为前向链路的信道环境是坏的,并且中止反向链路上的发送。
上述传统方法只能用于前向链路上的帧数据发送周期。所以,在前向链路上的非帧数据发送周期内,例如,在采用信道的断续发送(DTX)模式中,CRC差错校验是无用的。因此,正如在采用信道的DTX模式中所观察到的,必须通过校验前向链路的信道状态,在非发送周期内控制反向链路发送。
本发明概述
因此,本发明的一个目的是,提供一种用于在移动通信系统中基于前向链路信道的接收强度,控制反向链路上的发送的移动台装置及其方法。
本发明的另一个目的是,提供一种用于在移动通信系统中基于在前向链路信道上接收到的功率控制命令的SNR(信噪比),控制反向链路上的发送的移动台装置及其方法。
本发明的另一个目的是,提供一种用于在移动通信系统中基于在DTX模式中接收到的前向链路信道的接收强度,控制反向链路上的发送的移动台装置及其方法。
本发明的另一个目的是,提供一种用于在移动通信系统中在确定前向链路的状态是坏的时,切断呼叫的移动台装置及其方法。
简而言之,通过提供用于控制移动通信系统中反向链路上的通信的装置和方法,就能够实现上述和其它目的。按照本发明的一个方面,用于控制反向链路发送的移动装置包括:检测器或测量器、控制器和反向链路发送器。检测器从在前向链路上接收到的信道信号中检测功率控制比特,并采用检测到的功率控制比特来测量信道信号的接收强度。控制器将接收强度与阈值进行比较,并且如果经过比较确定前向链路的信道状态是坏的,就生成用于控制反向链路上的发送的信号。响应于发送控制信号,反向链路发送器停止反向链路上的信道发送。
附图的简要说明
通过参照附图以及下面的详细说明,将会更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和优点,附图中:
图1是表示,在移动通信系统中,传统的反向链路发送控制装置的方框图。
图2是表示按照本发明的实施例,在移动通信系统中的反向链路发送控制装置的方框图。
图3是表示图2所示的测量器的方框图。
图4是表示图3所示的SNR计算器的详细方框图。
图5是表示按照本发明反向链路发送中止过程的实施例的流程图。
图6是表示按照本发明反向链路发送恢复过程的实施例的流程图。
图7是表示按照本发明,在反向链路发送中止状态下切断反向链路上呼叫的过程的实施例的流程图。
图8是表示按照本发明反向链路发送中止过程的另一个实施例的流程图。
图9是表示按照本发明反向链路发送恢复过程的另一个实施例的流程图。
图10是表示按照本发明,在反向链路发送中止状态下,切断反向链路上呼叫的过程的另一个实施例的流程图。
优选实施例的详细描述
下面将参照附图说明本发明的优选实施例。在下面的说明中,没有详细说明公认的功能或结构,以避免出现不必要的细节而混淆本发明。
为了全面地了解本发明,下面说明基于接收到的信道信号的强度测量或平均的接收强度,中止发送和恢复反向链路发送的具体细节。显然,本领域的技术人员在本发明的范围和限定精神之内,可以对细节部分进行多种修改。在本发明的实施例中尽管是采用功率控制比特来测量接收到的信号强度,但在数据发送中止时,也可以采用其它的可用信号来测量接收到的信号强度。
在下面的说明中,术语“前向链路”是指从基站到移动台的链路,而“反向链路”是指从移动台到基站的链路。
图2是表示按照本发明的实施例,反向链路通信装置的方框图。
参照图2,RF模块211将通过天线接收到的RF信号降频转换至基带频率。接收器213对从RF模块211接收到的基带信号进行解扩,以符号为单位累加解扩后的信号,并确定累加符号的电平。此处,解扩包括PN解扩和正交码解扩。解码器215对从接收器213接收到的符号进行解码。测量器217在从RF模块211接收到的前向链路信号中检测功率控制比特(PCB),并测量PCB的SNR。控制器219对从测量器217接收到的PCB的SNR进行分析,并生成用于控制反向链路发送的信号。发送器221是反向链路信道发送器,其发送是由从控制器219接收到的信号来控制的。
根据本发明的反向链路通信装置,采用前向链路信道上接收到的PCB来测量SNR,并基于SNR来判定是否在反向链路上发送数据。因为连续发送模式信道和DTX模式信道都连续地发送PCB,所以可以在这两个信道的任意一个上测量PCB的SNR。
图3是表示图2所示的测量器217的详细方框图。
参照图3,PN解扩器311采用PN序列对接收到的前向链路信号进行解扩。正交解扩器313采用对应的信道正交码对PN解扩信号进行解扩。正交码可以是沃尔什码而信道可以是导频信道。对于PN解扩信号的输入,信道估计器315生成信道估计信号。PCB检测器317从PN解扩信号中检测PCB。噪声测量器319从正交解扩器313和信道估计器315的输出中检测噪声分量(Nt)。信号强度测量器321从信道估计器315和PCB检测器317的输出中测量比特能量(Eb)。SNR计算器323从噪声测量器319中接收噪声分量Nt,从信号强度测量器321中测量信号强度Eb,并且通过计算Eb/Nt来生成SNR。
在图3中,PN解扩信号分为沃尔什解扩导频信道和包括PCB的信道。噪声测量器319从沃尔什解扩导频信道信号和信道估计器315的输出中测量噪声分量Nt,并且信号强度测量器321从在PCB检测器317的输出和信道估计器315的输出检测到的PCB值中来测量信号强度Eb。然后,SNR计算器323采用Eb/Nt的关系来生成SNR。
图4是表示在图3所示的移动台接收器中,测量接收到的信号的SNR的示例过程。 Wi:是在反向发送的第i个功率控制组(PCG)中的功率控制命令 。 如果公式1的
是Af并且公式1和2的
是Bf,那么
是干扰。因此,公式3的分子是Cr,并且接收到的SNR可以表示为:
图5是表示按照本发明在移动通信系统中,如果SNR指明前向链路的信道状态是坏的,则在反向链路上的通信和停止发送期间,测量反向链路上接收到的PCB的SNR的过程的实施例的流程图。
参照图5,在步骤500,移动台装置通常在反向链路上进行发送。在这种情况下,控制器219输出控制信号以激活发送器221,并且发送器221在控制器219的控制下,在反向链路上发送相应的信道信息。在步骤511,控制器219从SNR计算器323接收SNR并取SNR的平均值。通过累加N1个PCG中PCB的SNR来获取SNR的平均值。此处,N1是用于测量SNR的接收周期,可以是帧周期。在这种情况下,N1可以是16个PCG。
然后,控制器219在步骤513将平均SNR与预定阈值Th1进行比较。如果SNR小于Th1,即表示对于N1前向链路信道状态是坏的,那么计数器的计数值CNT1就在步骤515递增。如果SNR不小于Th1,那么在步骤517将CNT1设置为初始值0。计数器在坏的前向链路信道状态下,对接收周期的数目进行计数,也就是说,对接收到的信道信号强度小于Th1的状态下的接收周期的数目进行计数。
在步骤515或517之后,控制器219在步骤519将CNT1与顺序帧的预定值NUM1进行比较。如果CNT1小于NUM1,即表示在小于预定值的周期内信道状态是坏的,程序就返回步骤511。如果CNT1不小于NUM1,即表示反向链路发送期间在预定值或大于预定值的周期内信道状态是坏的,那么控制器219就生成用于停止发送器221发送的发送控制信号。然后,在步骤550,发送器221停止相应信道发送信号的发送。
如图5所示,移动台对接收到的信号中N1个PCG中的每个内的SNR进行测量,并对测量到的SNR进行平均。如果平均的SNR小于Th1,那么递增CNT1。如果平均的SNR不小于Th1,则将CNT1设置为0。接着,如果CNT1不小于NUM1,即表示在NUM1个帧上平均的SNR连续小于Th1,那么停止反向链路发送。反之,如果CNT1小于NUM1,则计算接下来N1个PCG的平均SNR并重复以上步骤。如果确定连续地在NUM1个帧上接收到的信道状态是坏的,那么就停止反向链路上的发送。此处,Th1、N1和NUM1是第一参考值。
图6的流程图说明,在移动通信系统中执行了图5所示的步骤后,在反向链路发送处于中止状态的情况下,在前向链路上测量PCB的SNR,并且在基于测量到的SNR确定了接收到的信道的状态是好的情况下,恢复反向链路发送的实施例。
参照图6,在步骤600,移动台保持反向链路发送中止状态。在该步骤中,控制器219输出用于禁止发送器221的发送控制信号,并且发送器221在控制器219的控制下停止发送相应的信道信息。在步骤611,控制器219从SNR计算器323接收N2个PCG内PCB的SNR,并取SNR的平均值。N2是用于测量SNR的接收周期,可以是帧周期。在这种情况下,N2可以是16个PCG。
然后,控制器219在步骤613将平均SNR与预定阈值Th2进行比较。如果SNR大于Th2,那么在步骤615计数器的计数值CNT2递增。如果SNR不大于Th2,那么在步骤617将CNT2设置为初始值0。计数器对在好的前向链路信道状态下的接收周期的数目进行计数,也就是说,对SNR大于Th2的信号的接收数目进行计数。
在步骤615或617之后,控制器219在步骤619将CNT2与顺序帧的预定值NUM2进行比较。如果CNT2小于NUM2,即表示在小于NUM2的顺序帧中的前向链路信道状态是好的,程序就返回步骤611。如果CNT2不小于NUM2,即表示反向链路发送中止状态下在大于NUM2的连续接收周期内,前向链路信道状态是好的,那么在步骤650,控制器219生成用于恢复发送器的发送的发送恢复信号。然后,发送器221恢复反向链路上相应信道的发送。
在图6所示的过程中,对N2个接收到的PCG中PCB的SNR进行测量和取平均。如果平均的SNR大于Th2,那么递增CNT2。如果平均的SNR不大于Th2,则将CNT设置为0。接着,如果CNT2不小于NUM2,即表示对于NUM2,SNR不是连续地小于Th2,那么就恢复反向链路发送。但是,如果CNT小于NUM2,则再对接下来的N2个PCG中的PCB的SNR进行测量并将其与NUM2进行比较。当接收器确定对于NUM2接收信道状态是好的时,将恢复反向链路发送。此处,Th2、N2和NUM2是第二参考值。
图7是表示按照本发明的实施例在移动通信系统中,当前向链路上接收到的PCB的SNR的测量表明信道状态是坏的时,切断呼叫过程的流程图。
参照图7,在步骤711,控制器219在从SNR计算器323接收N3个PCG中的PCB的SNR,并取SNR的平均值。N3是用于测量SNR的接收周期,可以是帧周期。在这种情况下,N2可以是16个PCG。
然后,控制器219在步骤713将平均SNR与预定阈值Th3进行比较。如果SNR大于Th3,那么处理过程将进到步骤715。如果SNR不大于Th3,那么处理过程将进到步骤719。在步骤715,控制器219检查先前所有的M个SNR是否都是Th3或大于Th3。如果是Th3或更大,那么在步骤717对衰减定时器进行初始化。否则,就在步骤719递增衰减定时器的值。也就是说,如果当前SNR大于Th3并且先前所有的M个SNR都是Th3或大于Th3,就对衰减定时器进行初始化。如果当前SNR不大于Th3或先前的M个SNR中至少有一个小于Th3,那么在步骤719递增衰减定时器的值。
在步骤717或719之后,在步骤721,控制器219判断是否经历了衰减时间。如果衰减定时器没有超时,那么控制器219返回步骤721。当经过超时周期时,控制器219在步骤750切断呼叫。
在图7所示的过程中,如果确定在预定的时间内(衰减定时器的值),在移动台接收到的信道状态是坏的,那么就释放链路。首先,控制器219对N3个接收到的PCG中PCB的SNR的进行测量和取平均。如果平均的SNR大于Th3并且先前最后的M个SNR都是Th3或大于Th3。那么对衰减定时器进行初始化。如果平均的SNR不大于Th3或M个SNR中至少有一个小于Th3,那么递增衰减定时器。如果衰减定时器计满,就认为信道状态非常差并释放链路。如果N3个PCG的平均SNR在M周期内不大于Th3,则切断呼叫。
在图5、6和7中,将测量到的SNR与阈值Th进行比较,从而确定前向链路上的信道状态。帧差错概率可以代替阈值来检查前向链路状态。为了检测帧差错概率,需要采用帧检测器从解扩信道信号中检测帧差错。
为了计算帧差错概率,帧差错检测器(未示出)通过将偏移值与获取的SNR相加来计算实数SNR(Eb/Nt),获取的SNR是将噪声分量Nt除以比特能量Eb而获得的,其中噪声分量Nt是由噪声测量器319从加性白高斯噪声(AWGN)中检测到的,而比特能量Eb是从信号强度测量器321接收到的。假设每帧的SNR与AWGN中的SNR相近,那么对应于测量到的SNR的帧差错可以参照预置查找表来获取。在这种情况下,由于实数SNR与查找表中的SNR不同,所以要对其差值进行补偿。补偿值是预置的或预先从发送器接收的。
然后,帧差错检测器从查找表中读取对应于SNR的帧差错率并将其存入缓冲器。对应于Eb/Nt在查找表中列出了FER。此处,可以按预定的间隔对SNR进行制表,或者以不规则的间隔来列出FER。在读取了帧差错率后,帧差错检测器激活随机数发生器以生成随机数。在接收到随机数后,帧差错检测器将帧差错率与随机数进行比较。如果随机数小于帧差错率,帧差错检测器就输出1来作为帧差错消息。如果随机数大于帧差错率,帧差错检测器就输出0来作为帧差错消息。
图8、9和10说明了采用差错概率来代替阈值Th的反向链路控制方法。
图8说明了反向链路发送状态中基于接收到的信号强度测量控制反向链路的过程的流程图。除了Th被基于差错概率P的随机数R所替代以外,该过程的执行方式与图5所示的相同。
在图8中,在步骤811对N1个PCG中每个的SNR进行测量并对测量到的SNR取平均。然后在步骤813获取对应于平均SNR的差错概率,并且在步骤815生成概率P为1的随机二进制数(1,0)。在步骤817如果随机数是1,那么就确定产生了帧差错,并在步骤819增加CNT1。在步骤817如果随机数是0,那么就确定帧的接收状态是好的,并在步骤821将CNT1设置为初始值。在步骤823如果CNT1大于NUM1,那么就确定在NUM1个顺序帧中出现了差错,并在步骤850停止反向链路上的发送。
图9是表示反向链路发送中止状态下基于测量接收到的信号强度恢复反向链路上的发送的过程的流程图。除了Th2被基于差错概率P的随机数R所替代以外,该过程的执行方式与图6所示的相同。
在图9中,在步骤911对N2个PCG中每个的SNR进行测量并对测量到的SNR取平均。然后在步骤913获取对应于平均SNR的差错概率P,并且在步骤915生成概率P为1的随机二进制数(1,0)。在步骤917如果随机数是1,那么就确定产生了帧差错,并在步骤919增加CNT2。在步骤917如果随机数不是1,那么就确定帧的接收状态是好的,并在步骤921将CNT2设置为初始值。在步骤923如果CNT2大于NUM2,那么就确定在NUM2个顺序帧中帧状态是好的,并在步骤950恢复反向链路上的发送。
图10是说明了当在由衰减定时器设定的预定时间内确定了在接收器接收到的信道状态一直是坏的时,释放反向链路的过程的流程图。除了Th3被基于差错概率P的随机数R所替代以外,该过程的执行方式与图7所示的相同。
在图10中,在步骤1011对N3个PCG中每个的SNR进行测量并对测量到的SNR取平均。然后在步骤1013获取对应于平均SNR的差错概率P,并且在步骤1015生成概率P为1的随机二进制数(1,0)。在步骤1017如果随机数是1,那么就确定产生了帧差错,并在步骤1023增加衰减定时器的值。如果随机数不是1,那么就在步骤1019确定帧的接收状态是好的,并确定先前最后的随机数是否都为0。如果M个随机数中的任何一个是0,那么就确定连续M次的接收信道的状态都是好的,并在步骤1021对衰减定时器进行初始化。如果所有的M个随机数都不是0,那么在步骤1023增加衰减定时器。如果在步骤1025衰减定时器计满,就确定在预定的超时周期内接收信道的状态是很差的,并释放链路。如果基于N3个PCG的平均SNR,确定在衰减定时器运行完超时周期以前连续M次的帧状态都是坏的,就在步骤1050切断呼叫。
按照以上所述的本发明,接收到的前向链路信号的平均SNR是在一个帧内计算的,以用于扩频移动通信系统中的反向功率控制。如果在N个顺序帧内SNR不大于第一阈值,就停止反向链路上的发送。然后,如果在M个顺序帧内SNR不小于第二阈值,则恢复停止反向链路上的发送。从而,稳定了整个系统并增加了系统的容量。还可以进一步考虑采用帧差错概率P和概率P为1的随机数来代替阈值。
当通过采用先前帧上的CRC差错检查来检查信道状态从而实施反向功率控制的传统方法只应用于基本信道中的帧发送周期时,即使是在帧不连续以及移动台不知道是否存在帧的情况下,本发明也能够通过采用前向链路的PCB精确地检查前向链路的信道状态,来确定是否发送反向链路的信道。因此,在DTX模式信道中,本发明的反向功率控制方法是有效的。
而且,当基站之间发生软切换时,通过由基站来检查指向移动台的HDM(越区切换方向消息),检测前向链路上PCB的SNR的3-dB增量,从而调整为检查前向链路状态而设置的阈值以用于精确的信道状态确定。
此外,即使在选通模式下在前向链路上发送信号时,信道估计器的累加周期也是根据选通速率而改变的,因此,能准确地估计前向链路并有效地控制反向链路发送。
尽管本发明是参照其特定的优选实施例来描述的,但本领域的技术人员应该理解,在不脱离有所附权利要求限定的本发明精神和范围的情况下,可以对其进行形式和细节的各种修改。
Claims (19)
1.一种在移动通信系统中用于控制发送的移动台装置,包括:
测量器,用于从在前向链路信道上接收到的信道信号中检测功率控制比特,并采用检测到的功率控制比特来测量接收到的信道信号的接收强度;
控制器,用于将接收强度与阈值进行比较,并基于比较结果,生成用于控制反向链路上的发送的信号;以及
反向链路发送器,用于根据所述的发送控制信号,停止反向链路上的信道发送。
2.如权利要求1所述的移动台装置,其中,以非连续的发送模式来发送前向链路信道。
3.如权利要求2所述的移动台装置,其中,从所述测量器输出的前向链路信道的接收强度是采用功率控制比特计算出的信噪比(SNR)。
4.如权利要求1所述的移动台装置,其中,所述控制器在预定周期内对代表接收强度的值进行累加并对累加值求平均,如果平均值小于阈值,则生成发送控制信号。
5.一种在移动通信系统中用于恢复反向链路发送中止状态下的通信的移动台装置,包括:
测量器,用于从在前向链路信道上接收到的信道信号中检测功率控制比特,并采用检测到的功率控制比特来测量接收到的信道信号的接收强度;
控制器,用于将接收强度与阈值进行比较,并基于比较结果,生成用于恢复反向链路上的发送的信号;以及
反向链路发送器,用于根据所述的发送恢复信号,恢复反向链路上的信道发送。
6.如权利要求5所述的移动台装置,其中,以非连续的发送模式来发送前向链路信道。
7.如权利要求5所述的移动台装置,其中,从所述测量器输出的前向链路信道的接收强度是采用功率控制比特计算出的SNR。
8.如权利要求5所述的移动台装置,其中,所述控制器在预定帧周期内对代表接收强度的值进行累加并对累加值求平均,如果平均值大于阈值,则生成发送恢复信号。
9.一种用于移动通信系统的控制反向链路上的通信的方法,所述方法包括下列步骤:
从在前向链路信道上接收到的信道信号中检测功率控制比特,并采用检测到的功率控制比特来测量接收到的信道信号的接收强度;
将接收强度与阈值进行比较;以及
如果比较的结果表明接收强度是不可接受的,那么通过控制反向链路信道来停止反向链路上的发送。
10.如权利要求9所述的方法,其中,以非连续的发送模式来发送前向链路信道。
11.如权利要求10所述的方法,其中,从测量器输出的前向链路信道的接收强度是采用功率控制比特计算出的SNR。
12.如权利要求9所述的方法,其中,在预定周期内对代表接收强度的值进行累加并对累加值求平均,如果平均值在发送停止步骤中是小于阈值的,则生成发送控制信号。
13.一种在移动通信系统中恢复反向链路发送中止状态下的通信的方法,所述方法包括下列步骤:
从在前向链路信道上接收到的信道信号中检测功率控制比特,并采用检测到的功率控制比特来测量接收到的信道信号的接收强度;
将接收强度与阈值进行比较,并基于比较结果,通过控制反向链路信道来恢复反向链路上的发送。
14.如权利要求13所述的方法,其中,以非连续的发送模式来发送前向链路信道。
15.如权利要求14所述的方法,其中,从测量器输出的前向链路信道的接收强度是采用功率控制比特计算出的SNR。
16.如权利要求13所述的方法,其中,在预定帧周期内对代表接收强度的值进行累加并对累加值求平均,如果在发送恢复步骤中平均值大于阈值,则生成发送恢复信号。
17.一种在移动通信系统中控制反向链路上的通信的方法,所述方法包括下列步骤:
从在前向链路信道上接收到的第一信道信号中检测功率控制比特,并采用检测到的功率控制比特来测量第一信道信号的接收强度;
将第一信道信号的接收强度与第一阈值进行比较,并基于比较结果,通过控制反向链路信道来停止反向链路上的发送;
从在前向链路信道上接收到的后续信道信号中检测功率控制比特,并采用检测到的功率控制比特来测量后续信道信号的接收强度;
将后续信道信号的接收强度与第二阈值进行比较,并基于比较结果,通过控制反向链路信道来恢复反向链路上的发送。
18.如权利要求17所述的方法,其中,还包括如下步骤:如果确定在预定时间内第一信道信号的接收强度的不可接受次数大于预定值,则释放反向链路信道并结束通信。
19.如权利要求18所述的方法,其中,还包括如下步骤:返回到从第一信道信号中检测功率控制比特的步骤。
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