專利名稱：用于cdma移動通信系統(tǒng)dtx模式下連續(xù)外環(huán)功率控制的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明背景1．本發(fā)明的范圍本發(fā)明一般涉及CDMA(碼分多址)移動通信系統(tǒng)不連續(xù)傳輸(DTX)模式下連續(xù)外環(huán)功率控制的裝置和方法，尤其涉及在非幀數(shù)據(jù)傳輸周期以及幀數(shù)據(jù)傳輸周期中實現(xiàn)外環(huán)功率控制的裝置和方法。
2．相關(guān)技術(shù)的描述對于美國IMT-2000標準、IS-95C的分組傳輸，使用P1、P2和P3選項。P1、P2和P3選項分別利用基本業(yè)務(wù)信道和增補(supplemental)信道、基本業(yè)務(wù)信道和專用控制信道(DCCH)、基本業(yè)務(wù)信道以及DCCH和增補信道。關(guān)于分組的控制信息和信令消息在基本業(yè)務(wù)信道和DCCH上傳送，而分組數(shù)據(jù)在增補信道上傳送?？刂菩畔⒑托帕钕⒉⒉皇窃谒械臅r間都產(chǎn)生。當控制信息和信令消息不存在時，基本業(yè)務(wù)信道傳送空(null)業(yè)務(wù)，而DCCH在前向鏈路上傳送功率控制位(PCB)以及在反向鏈路上傳送導頻碼元和PCB。DCCH的模式稱為DTX模式，其中如果沒有傳輸幀數(shù)據(jù)則只傳送空幀?；緲I(yè)務(wù)信道和專用控制信道(DCCH)是專用信道。換句話說，該專用信道也是在業(yè)務(wù)周期中分配給一個特定用戶的信道。
對于功率控制，在DTX模式下同時執(zhí)行外環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制。閉環(huán)功率控制指的是使用一個對于每幀確定的門限值，控制每個功率控制組(PCG)的功率。另一方面，外環(huán)功率控制方案根據(jù)幀差錯的存在與否，改變?yōu)殚]環(huán)功率控制設(shè)置的門限值。特別地，根據(jù)一個幀是否有差錯將門限值增加或減少一個預定電平。然后，閉環(huán)功率控制器使用改變的門限值實現(xiàn)閉環(huán)功率控制。在外環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制一起使用的情況下，在DTX模式下，當存在幀時使用由外環(huán)功率控制確定的一個門限值，而當不存在幀時，使用一個現(xiàn)有的門限值來實現(xiàn)閉環(huán)功率控制。
下面對于一個使用外環(huán)功率控制方案和閉環(huán)功率控制方案兩者的通信系統(tǒng)描述DTX模式下的功率控制。


圖1A是一個在一般的CDMA移動通信系統(tǒng)中前向鏈路發(fā)射機的方框圖。參照圖1，將描述DTX模式下PCB的插入。
在圖1中，控制消息緩沖器111是一個用于暫時存儲要在DCCH上傳送的控制消息的存儲器?？刂葡⒕彌_器111的容量可以設(shè)置為一個或多個幀?？刂葡⒕彌_器111在高層處理器和調(diào)制解調(diào)器控制器113之間傳送控制消息。高層處理器在控制消息緩沖器111中存儲具有用于根據(jù)消息類型識別幀的首標信息的控制消息，并且設(shè)置一個標記以指示存儲。調(diào)制解調(diào)器控制器113從控制消息緩沖器111讀出控制消息，然后清除標記以指示讀取。通過這些操作，高層處理器和調(diào)制解調(diào)器控制器113防止了重寫和重讀。
在從控制消息緩沖器111讀取控制消息之后，調(diào)制解調(diào)器控制器113通過分析控制消息的首標來確定消息類型，根據(jù)消息類型和相應的控制信號輸出一個要在DCCH上傳送一個凈荷。根據(jù)分析結(jié)果，在持續(xù)時間即5或20ms，輸出的控制消息是可變的。在下面的描述中，未區(qū)分5ms控制消息和20ms控制消息。調(diào)制解調(diào)器控制器113確定是否有控制消息要傳送并且控制DCCH的傳輸。即，當存在要被傳送的控制消息時，調(diào)制解調(diào)器控制器113產(chǎn)生第一增益控制信號，而當不存在控制消息時，傳送用于阻塞DCCH上信號傳輸?shù)牡诙鲆婵刂菩盘?。增益控制信號是控制DCCH傳輸功率的信號。盡管乘法器125位于擴展器前端，它在擴展器的后端也可以產(chǎn)生相同的影響。
CRC(循環(huán)冗余校驗)發(fā)生器115將一個CRC加到從調(diào)制解調(diào)器控制器113接收的控制消息上以允許接收機確定幀的質(zhì)量，即幀的存在或不存在。CRC發(fā)生器115在調(diào)制解調(diào)器控制器113的控制下輸出具有CRC的控制消息。對于一個5ms幀產(chǎn)生一個具有16位CRC的40位控制消息，對于一個20ms幀產(chǎn)生一個具有12位CRC的184位控制消息。
尾(tail)位編碼器117分析CRC發(fā)生器115的輸出并且將相應的尾位加到CRC發(fā)生器115的輸出上，用于結(jié)束糾錯碼。這里，尾位編碼器117產(chǎn)生8個尾位。
編碼器119以1/3的碼率對尾位編碼器117的輸出編碼。編碼器119可以是一個卷積編碼器或一個渦式(turbo)編碼器。交織器121以幀單位置換從編碼器119接收的編碼碼元的位序列以保護數(shù)據(jù)免遭突發(fā)錯誤。
CRC發(fā)生器115、尾位編碼器117、編碼器119和交織器121形成控制消息發(fā)生器150，用于產(chǎn)生控制消息并且在一個物理信道上將它發(fā)射。當在圖1A中控制消息發(fā)生器150處理一個幀的控制消息時，可以考慮調(diào)制解調(diào)器控制器113在與經(jīng)DCCH上傳送的控制消息的幀長度一樣多的控制消息發(fā)生器中選擇一個相應于要發(fā)送的幀長度的控制消息發(fā)生器。在這種情況下，根據(jù)控制消息發(fā)生器中處理的控制消息的幀長度，每個控制消息發(fā)生器應該配有一個CRC發(fā)生器、一個尾位編碼器、一個編碼器以及一個交織器。
信號映射器123將交織碼元的1和0分別映射為-1和1。根據(jù)從調(diào)制解調(diào)器控制器113接收的增益控制消息，增益乘法器125通過建立一個傳送DCCH控制消息的路徑或阻塞從調(diào)制解調(diào)器控制器113接收增益控制消息的路徑來實現(xiàn)DTX模式功能。
PCB穿孔器(puncturer)129將一個PCB插入到從乘法器125接收的信號上。串/并行轉(zhuǎn)換器(SPC)127多路復用從PCB穿孔器129接收的控制消息碼元，并且將多路復用的碼元分配給載波擴展器。這里，作為例子使用了三種載波。對于這三種載波，從三個載波頻率和每個載波的兩個相位(I和Q信道)產(chǎn)生六個信道。PCB可以用于控制移動臺的反向鏈路功率。
圖1B是一個用于擴展從PCB穿孔器129接收的碼元的擴展器的方框圖。一個前向鏈路發(fā)射機包括如載波一樣多的擴展器。例如，在圖1A所示的前向鏈路發(fā)射機中存在三個擴展器。
參照圖1B，正交碼發(fā)生器135產(chǎn)生一個DCCH正交碼，該代碼可以是一個沃爾什碼或一個準正交碼。乘法器131和133將前向DCCH控制消息的I和Q信道信號乘以正交碼，用于正交擴展。
調(diào)制器137采用從PN(偽噪聲)序列發(fā)生器(未示出)接收的PN代碼PNi和PNq來PN擴展從乘法器131和133接收的正交擴展的I和Q信道信號。復數(shù)乘法器可以用作調(diào)制器137。
調(diào)制解調(diào)器控制器113控制DTX模式下DCCH的傳輸。即，調(diào)制解調(diào)器控制器113根據(jù)數(shù)據(jù)服務(wù)的信號容量和用于在DCCH上傳遞的與MAC相關(guān)消息執(zhí)行DTX模式控制，從而有效地使用信道容量。因為在IS-95中話音業(yè)務(wù)和信號業(yè)務(wù)被多路復用，所以話音信道和信令信道一般對于數(shù)據(jù)服務(wù)一直打開。然而，DCCH工作在DTX模式下并且因此對于控制信號不需要打開。如果沒有信令信息被傳送，則如調(diào)制解調(diào)器控制器113的DTX增益控制器降低傳輸功率以有效地使用無線電資源。
上面的實施例是一個關(guān)于使用多載波的3x系統(tǒng)，并且可以應用于1x或3x DS系統(tǒng)中的發(fā)射機。這樣，省略了1x或3x DS系統(tǒng)的描述。
圖2是用于傳統(tǒng)CDMA移動通信系統(tǒng)中以DTX模式操作的反向鏈路發(fā)射機的方框圖。如圖2所示，在結(jié)構(gòu)上反向鏈路發(fā)射機類似于前向鏈路發(fā)射機。因此，省略了相同部件的描述。
正交擴展器207產(chǎn)生一個沃爾什碼。第一乘法器209將從信號映射器205接收的傳輸信號乘以從正交擴展器207接收的沃爾什碼，用于正交擴展。增益乘法器221輸出一個消息的增益值，或者如果沒有傳輸消息而從調(diào)制解調(diào)器控制器203接收到增益控制信號0時不輸出數(shù)據(jù)，以及如果存在傳輸消息而從調(diào)制解調(diào)器控制器203接收到增益控制信號1時輸出數(shù)據(jù)。加法裝置223通過將從增益乘法器221接收的傳輸信號與導頻/PCB信道信號相加來形成一個DCCH信號。PN擴展器225對DCCH信號復數(shù)PN擴展。
下面參照圖3和圖4，分別描述用于使用反向?qū)ьl信道和在前向DCCH上接收的PCB執(zhí)行外環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制的前向和反向鏈路接收機的結(jié)構(gòu)和操作。
圖3是一個在傳統(tǒng)CDMA移動通信系統(tǒng)中DTX模式下反向鏈路接收機的方框圖。
參照圖3，第一解擴器301是用于PN解擴接收信號的PN解擴器。第二解擴器303是用于以沃爾什碼解擴包括在從第一解擴器301接收的PN解擴信號中的DCCH信號的DCCH沃爾什解擴器。信道估計器305使用包括在從第一解擴器301接收的PN解擴信號中的導頻信道檢測衰落分量。第三解擴器307是一個導頻信道沃爾什解擴器，用于以沃爾什碼解擴包括在從第一解擴器301接收的PN解擴信號中的導頻信道信號。
乘法器314以碼元為單位將從信道估計器305接收的衰落分量的復數(shù)共扼乘以從第二解擴器303接收的DCCH信號，用于差錯補償。PCB抽取器317在從乘法器314接收的差錯補償DCCH信號中抽取一個PCB。比特能量測量器309根據(jù)從PCB抽取器317接收的PCB和從信道估計器305接收的衰落分量測量比特能量Eb。噪聲測量器311根據(jù)從第三解擴器307接收的導頻信道的碼元值和信道估計器305的衰落分量測量噪聲能量Nt。SNR計算器313根據(jù)噪聲能量Nt和比特能量Eb計算SNR。對于Eb和Nt測量方法的詳細情況可以參見Stein Lundby的文獻TR45.5.3.1/98.12.08.28“用于CDMA2000(修訂版1)的前向鏈路閉環(huán)功率控制方法(Forward Link Closed LoopPower Contro1 Methodfor CDMA 2000-(Rev.1))”。
譯碼器319譯碼PCB抽取器317的輸出，CRC檢錯器321對從譯碼器319接收的譯碼信號執(zhí)行CRC檢錯。CRC檢錯器321的輸出是真(1)或假(0)。因為DCCH信道以DTX模式傳送，如果幀具有傳輸數(shù)據(jù)，接收機計算該幀的CRC以確定是否已經(jīng)產(chǎn)生幀差錯。對于在DTX模式下確定DCCH是否具有幀數(shù)據(jù)的方法的詳細情況，可以參見韓國專利申請No.98-04498。數(shù)據(jù)檢測器323接收幀數(shù)據(jù)和來自CRC檢錯器321的CRC檢錯結(jié)果，并且產(chǎn)生到調(diào)制解調(diào)器控制器325的打開/關(guān)閉控制信號。調(diào)制解調(diào)器控制器325通過打開/關(guān)閉控制信號來激活，以檢測從譯碼器319接收的譯碼數(shù)據(jù)的控制消息并且存儲該控制消息在控制消息緩沖器327中。
如果接收機單獨執(zhí)行閉環(huán)功率控制，則閉環(huán)功率控制器315將從SNR計算器313接收的每個PCB的SNR與一個固定的門限值相比較，并且根據(jù)這個比較結(jié)果控制功率。如果接收機一起執(zhí)行閉環(huán)功率控制和外環(huán)功率控制，還為該接收機提供一個外環(huán)功率控制器329。外環(huán)功率控制器329確定一個門限值，并且隨后閉環(huán)功率控制器315使用該門限值執(zhí)行閉環(huán)功率控制。當從數(shù)據(jù)檢測器323接收到幀存在標記時，外環(huán)功率控制器329被激活，并且由從CRC檢錯器321接收的CRC檢驗結(jié)果來確定門限值。
參照圖6，描述上述反向鏈路接收機的閉環(huán)功率控制方法。在步驟601，SNR計算器313根據(jù)分別由噪聲測量器311和比特能量測量器309測量的Nt和Eb計算SNR。當從SNR計算器313接收到SNR時，在步驟603，閉環(huán)功率控制器315將SNR與一個固定的門限值相比較。如果SNR大于該門限值，則在步驟605，閉環(huán)功率控制器315傳送一個功率下降(power-down)命令(PCB=0)到移動臺。如果SNR不大于該門限值，在步驟607，閉環(huán)功率控制器315傳送一個功率增大(power-up)命令(PCB=1)到移動臺。
圖4是一個在傳統(tǒng)CDMA移動通信系統(tǒng)中DTX模式下的前向鏈路接收機的方框圖。將參照圖4描述前向鏈路接收機的結(jié)構(gòu)和操作。在圖4中，平方器(squarer)401以子碼片為單位對輸入信號求平方。累加器403對于一個功率控制組(PCG)的子碼片能量求和。該和值被估計作為噪聲能量。匹配濾波器405以子碼片為單位對輸入信號進行濾波。第一解擴器407 PN解擴匹配濾波器405的輸出，并且將PN解擴信號輸出到第二解擴器409、信道估計器411以及第三解擴器413。第三解擴器413采用沃爾什碼解擴包括在PN解擴信號中的導頻信道信號。累加器415對沃爾什擴展信號的碼片能量求和。平方器417對該和值求平方，并且輸出該平方值到SNR計算器417。平方器417的輸出被估計作為比特能量。
其他的部件的結(jié)構(gòu)與圖3中示出的對應的部件相同，但以不同的標號標記。前向鏈路接收機也如圖6所示的相同方式執(zhí)行閉環(huán)功率控制。
圖5說明了根據(jù)IS-95標準以DTX模式在前向鏈路和反向鏈路上的DCCH傳輸。前向DCCH不連續(xù)地傳送數(shù)據(jù)但連續(xù)地傳送PCB，而不管數(shù)據(jù)的存在與否。同樣在反向鏈路上，數(shù)據(jù)在DCCH上不連續(xù)地傳送。如果沒有要被傳送的數(shù)據(jù)，則導頻碼元和PCB在導頻信道上傳送。因此，DCCH不傳送PCB。
在連續(xù)傳送幀的業(yè)務(wù)信道的情況下，接收機可以連續(xù)地執(zhí)行外環(huán)功率控制以獲得一個想要的幀差錯率(FER)。然而，因為DCCH以DTX模式傳送，因此，僅當傳輸幀存在時才能使用外環(huán)功率控制。
圖7是一個說明了一般外環(huán)功率控制方法的流程圖。參照圖3和圖7描述外環(huán)功率控制方法。當接收到幀數(shù)據(jù)時，在步驟701，外環(huán)功率控制器329根據(jù)從CRC檢錯器321接收的CRC檢錯結(jié)果來確定是否已經(jīng)產(chǎn)生幀差錯。如果存在幀差錯，則外環(huán)功率控制器329從數(shù)據(jù)檢測器323接收一個幀存在標記。如果幀存在指示存在一個幀，則在步驟703，外環(huán)功率控制器323增加門限值。如果幀存在標記指示不存在幀，則在步驟705，外環(huán)功率控制器323降低功率控制的門限值。對于外環(huán)功率控制，可以使用除了上面一個以外的過程。
當同時使用外環(huán)功率控制方法和閉環(huán)功率控制方法時，在外環(huán)功率控制方法中對每一幀更新的門限值用作閉環(huán)功率控制方法中的一個參考SNR值。
圖18是一個在日本和歐洲使用的異步IMT-2000系統(tǒng)中用于處理以DTX模式接收的DPCH(專用物理信道)的接收機方框圖。在圖18中，信道分離器1805從輸入DPCH中分離DPCCH(專用物理控制信道)。信道估計器1809使用導頻碼元，在從信道分離器1805接收的DPCCH中獲得關(guān)于信道狀態(tài)的信息。乘法器1806將從信道分離器1805接收的DPCCH幀數(shù)據(jù)乘以從信道估計器1809接收的信道狀態(tài)信息信號。SNR測量器1807根據(jù)導頻碼元計算導頻能量Eb和噪聲能量Nt。比特能量測量器1815接收DPDCH(專用物理數(shù)據(jù)信道)和相乘以后的DPCCH，比較它們的能量，并且將比較結(jié)果輸出到數(shù)據(jù)檢測器1819。參照上面圖3描述了其他部件。為了實現(xiàn)外環(huán)功率控制和閉環(huán)功率控制，除了上述部件以外，歐洲的IMT-2000系統(tǒng)具有相同的結(jié)構(gòu)并且以相同的方式工作。
如上所述，因為根據(jù)接收幀是否具有差錯的確定來執(zhí)行外環(huán)功率控制，所以當在如DCCH的DTX模式信道上不存在幀時。不使用傳統(tǒng)外環(huán)功率控制方法。
因此，如果在DTX模式下不傳送幀，則使用對一個先前幀設(shè)置的門限值。結(jié)果，當幀傳輸恢復并且先前的門限值高于為接收無差錯的當前幀設(shè)置的門限值時，消耗了多余的傳輸功率。另一方面，如果先前的門限值低于所需的門限值，則增加了幀差錯。幀差錯的增加和傳輸功率的消耗降低了通信質(zhì)量和基站容量。
本發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是提供一種CDMA移動通信系統(tǒng)中，用于實現(xiàn)DTX模式下的外環(huán)功率控制而不考慮數(shù)據(jù)的存在與否的裝置和方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種CDMA移動通信系統(tǒng)中的裝置和方法，用于通過將FER與SNR的關(guān)系制成表格，并且一旦不存在傳輸數(shù)據(jù)則參照表格確定是否存在幀差錯，來實現(xiàn)DTX模式下的外環(huán)功率控制，而不用考慮數(shù)據(jù)存在與否。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種CDMA移動通信系統(tǒng)中的裝置和方法，用于通過將FER與數(shù)據(jù)服務(wù)類型的關(guān)系制成表格，并且一旦不存在傳輸數(shù)據(jù)則參照表格確定是否存在幀差錯，來實現(xiàn)DTX模式下的外環(huán)功率控制，而不用考慮數(shù)據(jù)存在與否。
通過提供一種在CDMA移動通信系統(tǒng)中DTX模式的外環(huán)功率控制裝置和方法可以實現(xiàn)這些和其他目的。根據(jù)本發(fā)明的實施例，在用于不連續(xù)傳送幀數(shù)據(jù)的專用控制信道(DCCH)的非幀數(shù)據(jù)傳輸周期的外環(huán)功率控制方法中，在幀周期內(nèi)測量在移動臺上接收的來自基站的功率控制位(PCB)的信噪比(SNR)，并且根據(jù)測量的SNR確定該幀是否具有差錯。如果存在幀差錯，則閉環(huán)功率控制門限值增加，而如果不存在幀差錯，則閉環(huán)功率控制門限值降低。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，在用于不連續(xù)傳送幀數(shù)據(jù)的DCCH的非幀數(shù)據(jù)傳輸周期的外環(huán)功率控制裝置中，在幀周期內(nèi)，SNR測量器測量在移動臺接收的來自基站的PCB的SNR，幀差錯檢測器根據(jù)測量的SNR確定是否該幀具有差錯并且根據(jù)該確定輸出一個幀差錯指示符，外環(huán)功率控制器根據(jù)幀差錯指示符控制閉環(huán)功率控制門限值。
結(jié)合附圖和下面詳細的描述，本發(fā)明的上述和其他的目的、特性和優(yōu)點將變得更加明顯，其中圖1A和1B是在傳統(tǒng)CDMA移動通信系統(tǒng)中DTX模式下的前向DCCH發(fā)射機的方框圖；圖2是在傳統(tǒng)CDMA移動通信系統(tǒng)中DTX模式下的反向鏈路發(fā)射機的方框圖；圖3是在傳統(tǒng)CDMA移動通信系統(tǒng)中DTX模式下的反向鏈路接收機的方框圖；圖4是在傳統(tǒng)CDMA移動通信系統(tǒng)中DTX模式下的前向鏈路接收機的方框圖；圖5說明了在IS-95C中以DTX模式傳送的前向DCCH和反向DCCH；圖6是一個說明閉環(huán)功率控制方法的流程圖；圖7是一個說明外環(huán)功率控制方法的流程圖；圖8是一個根據(jù)本發(fā)明用于DTX模式的外環(huán)功率控制的反向鏈路接收機實施例的方框圖；圖9是一個根據(jù)本發(fā)明用于DTX模式的外環(huán)功率控制的前向鏈路接收機實施例的方框圖；圖10A和10B是在DTX模式下用于外環(huán)功率控制的圖8示出的幀差錯檢測器的方框圖；圖11是一個說明在DTX模式下使用幀能量進行連續(xù)外環(huán)功率控制的數(shù)據(jù)檢測器操作的流程圖；圖12A和12B是說明用于功率控制的SNR測量方法實施例的流程圖；圖13是一個說明當沒有幀傳送時幀差錯估計方法的第一實施例的流程圖；圖14A說明根據(jù)本發(fā)明的第一實施例產(chǎn)生的隨機數(shù)的范圍；圖14B說明一個根據(jù)本發(fā)明的第一實施例FER與SNR之間關(guān)系的查找表；圖15是一個說明當沒有幀傳送時幀差錯估計方法的第二實施例的流程圖；圖16是一個說明當沒有幀傳送時幀差錯估計方法的第三實施例的流程圖；圖17說明當以DTX模式選通傳輸時的信號傳輸；圖18是一個在DTX模式下傳統(tǒng)異步DPCH接收機的方框圖；圖19是一個根據(jù)本發(fā)明用于DTX模式下外環(huán)功率控制的異步DPCH接收機實施例的方框圖；以及圖20說明了根據(jù)本發(fā)明在DTX模式下異步傳送幀的DPCH的結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選實施例的詳細描述下面參照附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在下面的描述中，不詳細描述公知的功能或結(jié)構(gòu)以避免在不必要的細節(jié)上混淆本發(fā)明。
根據(jù)本發(fā)明的外環(huán)功率控制方法，如果幀存在則確定是否實際的幀差錯已經(jīng)產(chǎn)生，如果幀不存在則估計幀差錯的存在與否。即，在非幀傳輸周期以及在工作于DTX模式的DCCH的幀傳輸周期連續(xù)地實現(xiàn)外環(huán)功率控制。
圖8是在DTX模式下用于反向鏈路上外環(huán)功率控制的接收機方框圖。這些部件類似于圖3所示的那些部件并且在下面需要時將簡短地描述。
參照圖8，CRC檢錯器821確定是否從譯碼器819接收的幀數(shù)據(jù)具有差錯，并且將CRC檢錯結(jié)果輸出到數(shù)據(jù)檢測器823和幀差錯檢測器824。幀檢測器822測量DCCH的能量以確定幀數(shù)據(jù)存在與否。如果測量的能量大于預定的電平，則幀檢測器822確定該幀數(shù)據(jù)存在并且輸出一個設(shè)置為1的幀存在標記到數(shù)據(jù)檢測器823。如果不存在幀，則幀存在標記被設(shè)置為0。當從CRC檢錯器821接收到幀差錯值和從幀檢測器822接收到設(shè)置為1的幀存在標記時，數(shù)據(jù)檢測器823將打開/關(guān)閉控制信號輸出到調(diào)制解調(diào)器控制器826和幀差錯檢測器824。
SNR計算器813根據(jù)從噪聲測量器809接收的噪聲能量Nt和從比特能量測量器811接收的比特能量Eb計算SNR。
幀差錯檢測器824接收來自SNR計算器813的SNR、來自CRC檢錯器821的CRC檢錯結(jié)果、以及來自幀檢測器822的幀存在標記消息，并且確定是否已經(jīng)產(chǎn)生幀差錯。如結(jié)果是該幀差錯存在，幀差錯檢測器824輸出一個幀差錯指示符到外環(huán)功率控制器825。
外環(huán)功率控制器825執(zhí)行外環(huán)功率控制，并且輸出一個門限值到閉環(huán)功率控制器815。然后，閉環(huán)功率控制器815使用該門限值執(zhí)行閉環(huán)功率控制。
圖9是一個在DTX模式下前向鏈路接收機的方框圖。參照圖9，譯碼器923以幀為單位將數(shù)據(jù)輸出到CRC檢錯器925和調(diào)制解調(diào)器控制器933。CRC檢錯器925確定是否幀數(shù)據(jù)具有差錯，并且輸出CRC檢錯結(jié)果到數(shù)據(jù)檢測器927和幀差錯檢測器929。幀檢測器924測量DCCH的能量以確定幀數(shù)據(jù)存在與否。如果測量的能量大于預定的電平，則幀檢測器924確定幀數(shù)據(jù)存在并且輸出一個設(shè)置為1的幀存在標記到數(shù)據(jù)檢測器927。如果不存在幀，則幀存在標記被設(shè)置為0。當從CRC檢錯器925接收到幀差錯值和從幀檢測器924接收到設(shè)置為1的幀存在標記時，數(shù)據(jù)檢測器927輸出一個打開/關(guān)閉控制信號到調(diào)制解調(diào)器控制器933和幀差錯檢測器929。
SNR計算器919根據(jù)通過平方器905和累加器907以子碼片為單位從輸入信號測量的Nt和通過累加器915和平方器917從第三沃爾什解擴器913的輸出測量的比特能量Eb計算SNR。
幀差錯檢測器929接收來自SNR計算器919的SNR、來自CRC檢錯器925的CRC檢錯結(jié)果以及來自幀檢測器924的幀存在標記消息，并且確定是否已經(jīng)產(chǎn)生幀差錯。如果存在幀差錯·則幀差錯檢測器929將幀差錯指示符輸出到外環(huán)功率控制器931。
外環(huán)功率控制器931執(zhí)行外環(huán)功率控制，并且輸出一個門限值到閉環(huán)功率控制器921。然后，閉環(huán)功率控制器921使用該門限值執(zhí)行閉環(huán)功率控制。所示的其余部件類似于圖3所示的那些部件工作。
本發(fā)明的幀差錯檢測器能夠以許多方式工作。下面將參照圖10A和10B描述本發(fā)明接收機中幀差錯檢測器的操作和結(jié)構(gòu)。
圖10A說明了本發(fā)明實施例的幀差錯檢測器的輸入和輸出，而圖10B是幀差錯檢測器的詳細方框圖。
參照圖10A，對于SNR、CRC檢錯結(jié)果以及幀存在標記消息的輸入，圖8或圖9(824或929)的幀差錯檢測器輸出一個指示幀差錯存在與否的幀差錯指示符。
在圖10B中，幀差錯檢測器包括幀差錯估計器1003、隨機數(shù)發(fā)生器1001、查找表1004和開關(guān)1005。查找表1004如圖14B所示將FER與SNR的關(guān)系制成表格。隨機數(shù)發(fā)生器1001在幀差錯估計器1003的控制下產(chǎn)生一個隨機數(shù)NR。如圖14A所示，隨機數(shù)范圍從0到1。幀差錯估計器1003具有一個緩沖器(未示出)，接收來自SNR計算器(813或919)的SNR，將一個預定偏置值加到SNR，從查找表1004讀取相應于所得到的SNR的FER，并且存儲該FER在緩沖器中。然后，幀差錯估計器1003控制隨機數(shù)發(fā)生器1001以產(chǎn)生一個隨機數(shù)，并且確定是否產(chǎn)生的隨機數(shù)大于存儲的FER。如果隨機數(shù)不小于FER，幀差錯估計器1003就認為幀差錯沒有產(chǎn)生并且將幀差錯消息‘0’輸出到外環(huán)功率控制器(822或924)。如果隨機數(shù)小于FER，幀差錯估計器1001認為幀差錯已經(jīng)產(chǎn)生并且將幀差錯消息‘1’輸出到外環(huán)功率控制器。通過從幀檢測器(823或927)接收的幀存在標記消息來切換開關(guān)1005。如果幀存在標記消息是1，開關(guān)1005就被切換到CRC檢錯結(jié)果，而如果它是0，開關(guān)1005切換到幀差錯估計器1003。
圖11是一個用于說明切換圖10B所示開關(guān)的數(shù)據(jù)檢測器操作的流程圖。
參照圖11，在步驟1101，數(shù)據(jù)檢測器823確定是否已經(jīng)從幀檢測器822接收到幀能量(frame energy)。一旦接收到幀能量，在步驟1103，數(shù)據(jù)檢測器823確定幀能量是否大于或等于預定電平。如果是，則在步驟1105，數(shù)據(jù)檢測器823輸出一個設(shè)置為1的幀存在標記到開關(guān)1005。如果幀能量小于預定電平，在步驟1107，數(shù)據(jù)檢測器823輸出設(shè)置為0的幀存在標記到開關(guān)1005。在步驟1105或1107之后，該過程結(jié)束。
圖12A和12B說明對于圖10B所示幀差錯估計器1003中測量一幀的SNR方法的實施例。在第一個實施例中，一旦在步驟1201以PCG為單位接收到Nt和Eb，則在步驟1203，幀差錯估計器1003獲得整個幀的一個總的Eb(Eb,tot)和一個總的Nt(Nt,tot)，并且在步驟1205由Eb和Nt計算平均SNR(SNR,ave)。在第二個實施例中，在步驟1213，幀差錯估計器1003計算每個PCG的SNR(=Eb/Nt)，在步驟1215，計算一幀的平均SNR(SNR,ave)。第一和第二實施例的平均SNR可以分別通過如下的方程式(1)和(2)計算SNRave=Eb(1)+Eb(2)+···Eb(N)Nt(1)+Nt(2)+···Nt(N)....(1)]]>SNRave=(Eb(1)N1(1)+Eb(2)N1(2)+···Eb(N)Nt(N)+)/N···(2)]]>這里N是一幀中的PCG的數(shù)量。
一幀的SNR也可以用其他方式計算。
如下面描述的，如果沒有接收到幀數(shù)據(jù)，可以用許多方式估計幀差錯。
圖13是說明當沒有接收到幀時幀差錯估計方法實施例的流程圖。參照圖13，在步驟1301，幀差錯檢測器824通過將一個偏置值加到由Eb/Nt計算的SNR來計算最后的SNR。這里，Nt是通過噪聲測量器809從加性高斯白噪聲(AWGN)測量的噪聲能量，Eb是比特能量測量器811測量的比特能量。在假定一幀的最后的SNR近似于AWGN中SNR的情況下，從查找表獲得相應于AWGN中SNR的FER。在這種情況下，在某種程度上，測量的SNR可能不同于查找表中的SNR，這種差別將被補償。補償值是預置的或從發(fā)射機預先接收的。
在步驟1303，幀差錯檢測器824從圖10B所示的查找表1004讀出相應于SNR的FER并且存儲該FER在緩沖器。在查找表中，F(xiàn)ER相對于SNR列出。這里，可以以預定間隔安排SNR或FER。在步驟1305，幀差錯估計器1003控制隨機數(shù)發(fā)生器1001以產(chǎn)生一個隨機數(shù)。一旦接收到隨機數(shù)，在步驟1307，幀差錯估計器1003將隨機數(shù)與FER相比較。如果隨機數(shù)小于FER，在步驟1309，幀差錯估計器1003輸出一個幀差錯消息‘1’到外環(huán)功率控制器825。如果隨機數(shù)不小于FER，在步驟1311，幀差錯估計器1003輸出一個幀差錯消息‘0’到外環(huán)功率控制器825。
圖15是說明當沒有接收到幀數(shù)據(jù)時幀差錯估計方法的另一個實施例的流程圖。在第二個實施例中，通過將以幀為單位測量的SNR與一個固定的門限值或一個外部接收的門限值相比較來估計幀差錯。即，如果測量的SNR小于門限值，則確定已經(jīng)產(chǎn)生幀差錯并且?guī)铄e消息是“1”。如果SNR大于或等于門限值，則確定沒有幀差錯產(chǎn)生并且?guī)铄e消息是“0”。在步驟1401執(zhí)行該比較。在步驟1403和1405，當幀差錯消息分別是“1”和“0”時，幀差錯估計器1003將估計值輸出到外環(huán)功率控制器825。
圖16是說明當沒有接收到幀數(shù)據(jù)時幀差錯估計方法第三個實施例的流程圖。在步驟1501，通過將以PCG為單位測量的SNR與預置或外部接收的第一門限值相比較，幀差錯檢測器824估計幀差錯。在步驟1503，在小于第一門限值的PCG中，幀差錯檢測器824將SNR的計數(shù)值加1。在步驟1505，幀差錯檢測器824確定是否在一幀的所有PCG中完全測量了SNR，在步驟1507將計數(shù)值與第二門限值相比較。如果計數(shù)值大于第二門限值，在步驟1509，幀差錯檢測器824確定幀差錯已經(jīng)發(fā)生并且輸出一個幀差錯消息‘1’到外環(huán)功率控制器825。如果計數(shù)值不大于第二門限值，在步驟1511，幀差錯檢測器824認為沒有幀差錯發(fā)生并且輸出一個幀差錯消息‘0’到外環(huán)功率控制器825。門限值可以預置的或從發(fā)射機預先接收的。
圖17說明在DTX模式下的傳輸選通。情況8-1示出非選通的傳輸，情況8-3示出1/2選通，情況8-5示出1/4選通。PCB也在前向鏈路上在傳輸選通時以相應選通速率被選通。既使選通發(fā)生，也可以觀察到與非選通情況產(chǎn)生的影響相同的影響，除了要被計算的PCB的數(shù)量被減少以外。因此，上述外環(huán)功率控制方法可以應用于選通模式，即，根據(jù)在幀傳輸周期內(nèi)是否存在實際的幀差錯的確定，通過采用外環(huán)功率控制而改變門限值的方法，以及采用在幀傳輸周期一個實際的幀差錯存在與否的確定并估計非幀傳輸周期中幀差錯存在與否來執(zhí)行外環(huán)功率控制的方法。否則外環(huán)功率控制不能應用于選通模式。
圖20說明在異步的日本和歐洲IMT-2000系統(tǒng)的DTX模式下的DPCH傳輸。DPCH包括用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)腄PDCH和用于恢復DPDCH的DPCCH。DPDCH也包括用于邏輯控制的DCCH和用于話音信息傳輸?shù)腄TCH(專用業(yè)務(wù)信道)。DPCCH具有提供信道信息的導頻碼元和用于功率控制的TPC(傳輸功率控制)。在圖中有四種情況；(ⅰ)DPDCH和DPCCH的傳輸；(ⅱ)非DCCH信息的傳輸；(ⅲ)非DTCH的傳輸；以及(ⅳ)沒有DPDCH僅有DPCCH的傳輸。從四種情況可以注意到DPCCH是被連續(xù)傳送的。因此，如前所述，通過使用DPCCH的導頻碼元，連續(xù)外環(huán)功率控制是可能的。
圖19是一個根據(jù)本發(fā)明在異步IMT-2000系統(tǒng)中對以DTX模式傳送的DPCH執(zhí)行連續(xù)外環(huán)功率控制的接收機實施例的方框圖。該接收機與圖18所示的不同在于還設(shè)置有幀差錯檢測器1925和外環(huán)功率控制器1927。對于SNR、CRC檢錯結(jié)果和關(guān)于數(shù)據(jù)(DPDCH)存在與否的信息的輸入，幀差錯檢測器1925將幀差錯信息輸出到外環(huán)功率控制器1927。圖10和圖11示出幀差錯檢測器1925的操作，圖7示出外環(huán)功率控制器1925的操作。
如上所述，本發(fā)明的優(yōu)點在于，由于既使對于DTX模式的非數(shù)據(jù)傳輸周期外環(huán)功率控制也是可能的，所以既使在非幀數(shù)據(jù)傳輸周期也可以獲得外環(huán)功率控制的精確的門限值。
本發(fā)明另一個優(yōu)點是由于有精確的門限值，傳輸功率可以節(jié)省并且?guī)铄e可以降低。
盡管參照某些優(yōu)選實施例示出和描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應該理解，可以對本發(fā)明在形式和細節(jié)上做出許多修改而不會背離如附加權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1．一種用于不連續(xù)傳送幀數(shù)據(jù)的專用信道的非幀數(shù)據(jù)傳輸周期的外環(huán)控制功率方法，該方法包括下列步驟測量在一個幀周期內(nèi)由移動臺從基站接收的功率控制位(PCB)的信噪比(SNR)；根據(jù)測量的SNR確定接收幀是否具有差錯；以及如果存在幀差錯，則增加閉環(huán)功率控制門限值，以及如果不存在幀差錯，則降低該門限值。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其中SNR測量步驟包括下列步驟計算PCB的SNR；以及通過將一個差錯補償偏置值加到SNR來獲得最后的SNR。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其中接收幀差錯確定步驟包括下列步驟對于測量的SNR，從包括相應FER的查找表檢測相應于PCB的SNR的幀差錯率(FER)；產(chǎn)生一個隨機系數(shù)；以及根據(jù)隨機系數(shù)和FER之間的比較結(jié)果，確定是否已經(jīng)發(fā)生幀差錯。
4．如權(quán)利要求3所述的方法，其中隨機系數(shù)在0和1之間。
5．如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過將測量的SNR與在幀差錯確定步驟中對于目標FER的預置門限值進行比較，確定是否已經(jīng)發(fā)生幀差錯。
6．如權(quán)利要求1所述的方法，其中幀差錯確定步驟包括下列步驟將測量的SNR與第一門限值相比較；當測量的SNR小于第一門限值時，增加小于第一門限值的所測量SNR的計數(shù)值；確定是否對于一幀測量了所有的SNR；以及根據(jù)計數(shù)值和第二門限值之間的比較，確定是否已經(jīng)發(fā)生幀差錯。
7．一種用于不連續(xù)傳送幀數(shù)據(jù)的專用信道的非幀數(shù)據(jù)傳輸周期的外環(huán)功率控制方法，該方法包括下列步驟；測量在一個幀周期內(nèi)由基站從移動臺接收的導頻信道信號的SNR；根據(jù)測量的SNR確定接收幀是否具有差錯；以及如果存在幀差錯，則增加閉環(huán)功率控制門限值，以及如果不存在幀差錯，則降低該門限值。
8．如權(quán)利要求7所述的方法，其中SNR測量步驟包括下列步驟計算導頻信道信號的SNR；以及通過將一個差錯補償偏置值加到SNR來獲得最后的SNR。
9．如權(quán)利要求7所述的方法，其中幀差錯確定步驟包括下列步驟對于測量的SNR，從包括相應FER的查找表檢測相應于導頻信道信號的SNR的FER；產(chǎn)生一個隨機系數(shù)；以及根據(jù)隨機系數(shù)和FER之間的比較結(jié)果，確定是否已經(jīng)發(fā)生幀差錯。
10．如權(quán)利要求9所述的方法，其中隨機系數(shù)在0和1之間。
11．如權(quán)利要求7所述的方法，其中，通過將測量的SNR與在幀差錯確定步驟中對于目標FER的預置門限值進行比較，確定幀差錯已經(jīng)發(fā)生。
12．如權(quán)利要求7所述的方法，其中幀差錯確定步驟包括下列步驟將測量的SNR與第一門限值相比較；當測量的SNR小于第一門限值時，增加小于第一門限值的所測量SNR的計數(shù)值；確定是否對于一幀測量了所有的SNR；以及根據(jù)計數(shù)值和第二門限值之間的比較結(jié)果，確定是否已經(jīng)發(fā)生幀差錯。
13．一種用于不連續(xù)傳送幀數(shù)據(jù)的專用信道的非幀數(shù)據(jù)傳輸周期的外環(huán)功率控制裝置，包括SNR測量器，用于在一個幀周期內(nèi)測量由移動臺從基站接收的PCB的SNR；幀差錯檢測器，用于根據(jù)測量的SNR確定是否接收幀具有差錯，并且根據(jù)該確定輸出一個幀差錯指示符；以及外環(huán)功率控制器，用于根據(jù)該幀差錯指示符，控制閉環(huán)功率控制門限值。
14．如權(quán)利要求13所述的裝置，其中幀差錯檢測器包括查找表存儲器，用于存儲具有SNR的相應FER的查找表；幀差錯估計器，用于接收測量的SNR、從查找表檢測相應的FER以及根據(jù)相應的FER確定是否存在幀差錯。
15．如權(quán)利要求14所述的裝置，還包括隨機數(shù)發(fā)生器，用于產(chǎn)生隨機數(shù)，并且輸出該隨機數(shù)到幀差錯估計器。
16．如權(quán)利要求15所述的裝置，其中幀差錯估計器接收隨機數(shù)，將該隨機數(shù)與相應的FER相比較，以及當隨機數(shù)小于相應的FER時，確定已經(jīng)產(chǎn)生幀差錯。
17．如權(quán)利要求13所述的裝置，還包括開關(guān)，用于選擇幀差錯指示符或者從CRC檢錯器接收的CRC檢錯結(jié)果中的一個，所述選擇取決于是否存在幀差錯，并且輸出選擇的一個到外環(huán)功率控制器。
18．一種用于不連續(xù)傳送幀數(shù)據(jù)的專用信道的非幀數(shù)據(jù)傳輸周期的外環(huán)功率控制裝置，包括SNR測量器，用于在一個幀周期內(nèi)測量由基站從移動臺接收的導頻信道信號的SNR；幀差錯檢測器，用于根據(jù)測量的SNR確定接收幀是否具有差錯，并且根據(jù)該確定輸出幀差錯指示符；以及外環(huán)功率控制器，用于根據(jù)該幀差錯指示符控制閉環(huán)功率控制門限值。
19．如權(quán)利要求18所述的裝置，其中幀差錯檢測器包括查找表存儲器，用于存儲具有SNR的相應FER的查找表；幀差錯估計器，用于接收測量的SNR，從查找表檢測相應的FER，以及根據(jù)FER確定是否存在幀差錯。
20．如權(quán)利要求19所述的裝置，還包括隨機數(shù)發(fā)生器，用于產(chǎn)生隨機數(shù)，并且輸出該隨機數(shù)到幀差錯估計器。
21．如權(quán)利要求20所述的裝置，其中幀差錯估計器接收隨機數(shù)，將該隨機數(shù)與FER相比較，以及當隨機數(shù)小于FER時確定已經(jīng)產(chǎn)生幀差錯。
22．如權(quán)利要求18所述的裝置，還包括開關(guān)，用于選擇幀差錯指示符或者從CRC檢錯器接收的CRC檢錯結(jié)果中的一個，所述選擇取決于是否存在幀差錯，并且輸出選擇的一個到外環(huán)功率控制器。
23．一種用于不連續(xù)傳送幀數(shù)據(jù)的專用控制信道(DCCH)的非幀數(shù)據(jù)傳輸周期的外環(huán)功率控制方法，該方法包括下列步驟；測量一個幀周期內(nèi)由移動臺從基站接收的功率控制位(PCB)的信噪比(SNR)；根據(jù)測量的SNR確定接收幀是否具有差錯；以及如果存在幀差錯，則增加閉環(huán)功率控制門限值，以及如果不存在幀差錯，則降低該門限值。根據(jù)接收幀是否具有差錯的確定結(jié)果，調(diào)節(jié)閉環(huán)功率控制門限值。
24．如權(quán)利要求23所述的方法，其中當存在幀差錯時，增加閉環(huán)功率控制。
25．如權(quán)利要求23所述的方法，其中當沒有幀差錯時，降低閉環(huán)功率控制。
26．如權(quán)利要求13所述的裝置，其中幀差錯檢測器通過將測量的SNR與一預定門限值相比較來確定是否已經(jīng)發(fā)生幀差錯。
27．如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，幀差錯檢測器以幀為單位對小于第一門限值的測量的SNR進行計數(shù)，如果計數(shù)值大于第二門限值，則確定已經(jīng)產(chǎn)生幀差錯。
全文摘要
一種用于CDMA移動通信系統(tǒng)中不連續(xù)傳輸模式的外環(huán)功率控制的裝置和方法。在不連續(xù)傳送幀數(shù)據(jù)的專用控制信道(DCCH)的非幀數(shù)據(jù)傳輸周期的外環(huán)功率控制方法中,在幀周期中測量由移動臺從基站接收的功率控制位(PCB)的信噪比(SNR),并且根據(jù)測量的SNR確定該幀是否具有差錯。如果存在幀差錯,則增加閉環(huán)功率控制門限值,而如果不存在幀差錯,則降低該門限值。
文檔編號H04B7/26GK1300481SQ00800570
公開日2001年6月20日 申請日期2000年2月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月13日
發(fā)明者孟勝柱, 廉再興, 安宰民, 金英期 申請人:三星電子株式會社