專利名稱：補償信道質量報告的量化誤差的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及無線通信系統中的移動設備或移動臺信道質量測量和報告功能，更具體地，涉及CDMA2000 1xEV-DV系統中從移動臺(MS)到基站(BS)的信道質量信息的報告。
背景技術：
在CDMA2000 1xEV-DV系統的運行中，MS將信道質量信息發回到服務BS以促進分組調度和傳輸格式選擇。信道質量被測量為(Ec/Nt)Pilot，即，服務基站的前向導頻信道的信噪比Ec/Nt。為了保存反向鏈路帶寬，MS只是周期性地發送完整的信道質量報告(例如，每20毫秒發送一次)，以及否則以較短的周期發送微分代碼的報告(例如，每1.25毫秒發送一次)。在發送完整的信道質量報告時，MS將信道質量指示符(CQI)測量量化成16個級別，并將量化的CQI測量值映射成一個4-比特CQI值。這個4-比特CQI值在R-CQICH(反向信道質量指示符信道)上被從MS攜載到BS。
從MS到BS的CQI反饋的重要性在于它被用來確定MS分組的傳輸優先級、選擇前向分組數據信道(F-PDCH)上的傳輸格式以及設置前向分組數據控制信道(F-PDCCH)的功率級別。
可以理解，CQI測量的量化引入了一定量的誤差，當CQI測量超出了量化范圍時這個誤差的量值趨向于較大。對于低幾何結構(位于服務BS的小區邊界附近)和缺少分集的MS來說會經常發生這種情況，因為信道可能落在強衰減中并且導致CQI測量的值遠遠低于量化范圍的下界。
例如，參考圖1中的MS表，在CDMA2000版本C中，為MS指定了兩個閾值CQI測量最小-15.5dB，最大5.5dB。所有低于-15.5dB的CQI測量值都被映射成“0000”，所有高于5.5dB的CQI測量值都被映射成“1111”。因此，測出(Ec/Nt)Pilot為-23dB的MS將把這個值映射成“0000”，即使測量出的值大大低于-15.5dB的最低閾值。參考圖2中的BS表，在接收到“0000”的CQI值后，BS將其解釋為-16.25dB，以及這個示例中的量化誤差為6.75dB。如圖3中CQI反饋相對于時間的曲線圖所示，結果是出現對由MS報告的(Ec/Nt)Pilot測量值的負漂移的限幅。注意盡管也可能出現正限幅，但如圖所示由于強衰減和其它信道損失的存在，幾乎在所有情況下結果都是對負漂移的限幅。可以理解，如果BS調度器選擇在信號被限幅期間向MS發送分組，那么所指示的信道質量和實際信道質量之間潛在的大誤差會導致F-PDCCH過低的功率設置，并且向MS的分組傳輸會很容易失敗。
眾所周知增加量化級別的數量將減少量化誤差的量。但是，對于CDMA2000版本C來說，CQI代碼的比特數被指定為4，由此固定了量化級別的數量為16。
還知道可以擴展由N個量化級別代碼的值的范圍。例如，在當前的情況下，16個量化級別可以用來定義-25dB到+7dB之間的CQI測量范圍。但是，在這種情況下，每個代碼的值將覆蓋更寬的范圍，并且會使得CQI報告較不精確。
由D.M.Ionescu和G.Mandyam轉讓的、題為“Power Control in aTransmitter”的美國專利US 6,295,289 B1一般地涉及這個領域。這個美國專利公開了一種控制通信設備中的功率的方法和設備。該方法包括存儲下行鏈路信號樣本序列、計算下行鏈路信號估計和上行鏈路信號估計、并基于估計的上行鏈路信號設置傳輸功率級別。下行鏈路信號估計是用該下行鏈路信號樣本序列和第一分接系數序列計算出的，而上行鏈路信號估計是用先前的上行鏈路信號估計序列和第二分接系數序列計算出的。
盡管這個美國專利非常適合它的預定目的，但它沒有解決上面提到的所有問題。
發明內容
依照這些教導的目前的優選實施例，克服了前述和其它問題，并實現了其他優點。
本發明的一個方面提供了一種在無線通信系統中確定信道質量度量的方法。該方法包括(a)從前向信道進行測量以獲得測量結果值，根據N個量化級別量化測量結果值以獲得一個代碼，并在反向信道上報告該代碼；(b)將所報告的代碼轉換成數字；(c)將該數字和一個閾值進行比較，以及如果比較指示該數字不能精確地反映該測量結果值，(d)則使用調整因子調整該數字。
本發明的另一方面提供了一種無線通信系統，包括移動臺和基站，其中該移動臺包括電路和計算機程序，該計算機程序控制該電路的操作，以便從前向信道進行測量以獲得測量結果值，根據N個量化級別量化該測量結果值以獲得一個代碼，并在反向信道上報告該代碼；以及其中該基站包括電路和控制該電路操作的計算機程序，該計算機程序控制該電路的操作，以將該代碼轉換成一個數字，將該數字和一個閾值進行比較，并且如果比較指示該數字不能精確地反映該測量結果值，則使用調整因子調整該數字。
在這些實施例中，調整因子(在此也稱作Delta)可以是常數也可以是變量。在一個實施例中，Delta由移動臺計算并被報告給基站。
本發明的又一方面提供了一種無線通信系統的網絡體系結構部件，例如，基站。該網絡體系結構部件包含或耦合到電路及控制該電路操作的計算機程序以從移動臺接收代碼，該代碼指示從前向信道獲得的測量結果值的量化結果，以將該代碼轉換成數字，以將該數字和一個閾值進行比較，并且如果比較指示該數字不能精確地反映該測量結果值，則使用調整因子調整該數字。
本發明的又一方面提供了一種無線通信系統的移動臺部件。該移動臺部件包括電路和控制該電路操作的計算機程序，以便從前向信道進行測量以獲得測量結果值，根據N個量化級別量化該測量結果值以獲得一個代碼，在反向信道上將該代碼報告給無線通信系統體系結構部件，以及確定由該體系結構部件在處理該代碼時使用的調整因子的值。通過響應當所獲得的代碼不能精確地反映實際測量結果值的一段時間，以確定單個實際測量結果值與閾值測量結果值之間的差，將該差值進行平均，并將該差值的平均值作為調整因子報告給體系結構部件而確定了該調整因子的值。
結合附圖閱讀下面具體實施方式
的詳細說明會對這些教導的前述和其它方面了解得更清楚，其中圖1示出了MS使用的CQI值代碼表；圖2示出了BS使用的相應的累加器值映射表；圖3是作為時間函數的CQI反饋值的示例性變化曲線，并且示出了由于在MS處大的量化誤差而引起的負限幅的兩個情節；圖4示出了包括BS和MS的無線通信系統的簡化框圖；圖5是依照本發明的第一實施例的邏輯流程圖；圖6是依照本發明的第二實施例的邏輯流程圖；圖7以圖形格式示出了本發明的第二實施例的操作示例；圖8為描述了VoIP應用的模擬結果并且示出了依照本發明的帶有和沒有CQI量化誤差調整的語音輸出速率相對于每個BS小區扇區的用戶數的曲線圖；以及圖9示出了包含具有不同幾何結構的MS的示例性小區，以及BS對不同Delta值的相應使用。
具體實施例方式
先參考圖4，其示出了包括BS 10和MS 20的無線通信系統5的簡化框圖。假定系統5依照CDMA2000 1xEV-DV或類似的空中接口運行，并且提供從MS 20到BS 10的信道質量報告。MS 20包括與MS控制器24耦合的RF收發信機22，并且可用于完成基于(Ec/Nt)Pilot的信道質量測量并可用于將量化的CQI測量報告發回到BS10。為此存儲器26與控制器24耦合并存儲與圖1中所示的表等同的數據結構26A。存儲器26還被理解為包含用于指令例如通用數據處理器或數字信號處理器(DSP)的控制器24的計算機程序，以執行依照本發明的方法(例如，執行依照圖6的邏輯流程圖的過程)。BS10包括與BS控制器14相耦合的RF收發信機12，并且可用于接收自MS 20報告的量化的CQI測量。BS 10還包括與控制器14相耦合的存儲器16，它存儲與圖2中所示表等同的數據結構16A。存儲器16還被理解為包含用于指令例如通用數據處理器或DSP的BS控制器14的計算機程序以執行依照本發明的方法(例如，執行依照圖5的邏輯流圖的過程以獲得信道質量測量的改進值)。如前所述，根據所報告的CQI測量值，以及依照本發明計算、調整后的CQI測量值，BS控制器14至少可以完成MS分組調度和傳輸格式選擇。
應該注意，BS控制器14在完成MS分組調度等操作時，可以考慮其它因素，并且不僅僅是CQI值。例如，BS控制器14還可以考慮用戶請求的服務質量(QoS)參數、和/或系統5的總負載以及可用功率預算、和/或本領域的技術人員所熟知的其它因素。
依照本發明，BS 10的控制器14對從MS 20接收到的CQI報告施加了量化誤差調整以估計MS 20處的CQI測量的實際值。可以基于CQI測量報告的值建立量化誤差調整的值，或者可以基于發自MS20的建議值建立量化誤差調整的值。
另外參考圖5，在本發明的第一實施例中完成了下述過程。
在方框5A，在接收到來自MS 20的CQI報告之后，BS控制器14將量化的CQI代碼轉換成一個數字，CQIQuantized，在方框5B，將這個數字和閾值CQIThreshold進行比較，這個閾值優選地被設置為量化映射表16A中最小的CQI值(即為圖2中所示的表中的-16.25dB)。如果CQIQuantized小于或等于CQIThreshold，在方框5C BS 10的控制器14估計CQI測量為CQIEstimated＝CQIQuantized+Delta，
其中CQIEstimated是CQI測量的估計，以及Delta是BS 10使用的量化誤差調整值或因子。否則，在方框5D BS 10將CQIEstimated設置為CQIQuantized。
Delta的一個適當的值是-5dB。通常，Delta的值可以在約0dB到約-20dB的范圍內，更優選地是在約0dB到約-10dB的范圍內。
作為示例，如果假定非限制情況下Delta的值是-5dB，并且如果MS 20測量出的(Ec/Nt)Pilot值是-23dB并根據表26A(圖1)將這個測量報告為CQI_value＝0000，那么BS 10將為CQIEstimated得到一個值，其等于CQIQuantized(-16.25dB，從圖2的表16A得到)加上Delta(-5dB)，或為-21.25dB，這個值與由MS 20實際測量出的值-23dB要接近得多。可以理解，由BS 10關于MS 20分組的傳輸優先級、F-PDCH上傳輸格式的選擇(例如，調制方案、編碼器分組大小、幀周期)以及F-PDCCH的功率級別設置所做的后續決策將比僅基于從表16A(圖2)獲得的最低CQI值所做的決策更加精確。
參考圖6，在本發明的第二實施例中，在方框6A，只要CQI測量低于閾值，CQIThreshold優選地設置為量化映射表26A中的最低CQI值(即為圖1中所示表中的-15.5dB)，MS 20就計算每個CQI測量和CQI量化值之間的差(delta)。在方框6B，MS 20將這些差值平均，在方框6C，每隔TInterval毫秒將平均差值作為Delta報告給BS10，其中TInterval可以是固定的也可以是由BS 10設置并通過使用信令(優選的是上層信令)發送到MS 20的可變的系統參數。TInterval可以被設置成一個大大高于CQI完整報告周期的值，以降低報告Delta所需的開銷。例如，如果CQI完整報告周期是20毫秒，那么TInterval的合適值大約為200毫秒。在接收到Delta后，在步驟6D，BS 10將接收到的Delta值存儲在存儲器16中并隨后使用所存儲的值如前述第一實施例及圖5中所示地估計CQI測量，其中BS 10使用由MS 20報告給它的Delta值，而不是使用由BS 10設定的Delta值。
注意，調整因子Delta可以不基于各個差值的平均值。例如，可以采用各個差值的中間值。通常，調整因子Delta是基于各個差值的某種組合。
圖7以圖形方式示出了這個過程的一個示例，其中假定在所示時間間隔內MS 20經歷了兩次導致(Ec/Nt)Pilot測量低于閾值-15.5dB的衰減。在第一個衰減期間，BS 10可以用Delta的缺省值(例如，5dB)按照上面相對于圖4所說明的第一實施例來計算CQIEstimated。但是，在這段期間內，MS 20正在例如每隔1.25毫秒重復測量(Ec/Nt)Pilot、計算測量值和下限閾值之間的差值，并將測得的差值平均。有時在衰減之后，當T＝TThreshold時，MS 20將平均測量值作為Delta1(例如，-6dB)報告給BS 10。在第二個后續衰減期間，BS 10在計算CQIEstimated時，使用從MS 20接收到的Delta1(-6dB)而不是缺省值(-5dB)。同時，在第二個衰減期間，MS 20正在計算新的、修訂過的Delta值，該值隨后將被作為Delta2報告給BS 10。這樣就使得BS10能夠更精確地估計MS 20測得的(Ec/Nt)Pilot的值，以用在例如選擇MS 20分組的傳輸優先級、F-PDCH上傳輸格式的選擇以及F-PDCCH的功率級別設置。
采用第一實施例(圖5)，并假定上面使用的示例性值，誤差從6.75dB(-16.25+23)減小到了1.75dB(-21.25+23)。但是，在第二實施例中(圖6和圖7)，從MS 20報告的Delta值是-6dB，并且CQIEstimated變成了-16.25-6＝-22.25dB，導致了BS 10的CQI計算誤差減小到了只有0.75dB。
圖8示出了對使用1xEV-DV F-PDCH的IP語音(VoIP)方案進行的模擬結果。圖8示出了依照本發明的使用和沒有使用CQI量化誤差調整時的語音輸出速率相對于每扇區的用戶數。顯然，在相同數量的語音用戶下，采用CQI量化誤差調整時的語音輸出速率大大低于不采用CQI量化誤差調整時的語音輸出速率。對于3％的輸出級別，不采用CQI量化誤差調整，可以觀察到容量為每扇區約七個用戶，而采用量化誤差調整，可以觀察到容量為每扇區十個用戶，增益大于40％。
通過示范性的非限制性示例，前面的說明已經提供了發明人目前對實現本發明所設想的最佳方法和設備的完整和信息豐富的說明。但是，在結合附圖和所附權利要求書閱讀前面的說明時，由于前面的說明，各種修改和變形對相關領域的技術人員可以是顯而易見的。
關于這種修改的幾個示例，本領域的技術人員可以嘗試為Delta和相關閾值使用其它類似或等同的值，如可以嘗試其它Delta報告技術。同樣，應該理解，圖4中所示的控制器14和存儲器16不需要在物理上位于BS 10中，而是可以位于無線網絡體系結構中的任意其它地方，例如位于操作多個BS 10的基站控制器(未示出)中。同樣，在第一實施例中BS 10可以根據MS的幾何結構對不同的MS 20采用不同的Delta值。例如，參考圖9，對于比其它MS 20更接近BS 10的那些MS 20(因而有更好的幾何結構)，BS 10可以采用-3dB的Delta值，而另一方面，對于另外的一個或多個MS，BS 10可以使用-5dB的值。這也適用于第二實施例，其中BS 10能夠在MS 20報告第一個平均CQI測量值作為Delta1值之前，使用可變的缺省Delta值。MS 20的位置可以由BS 10(作為一些示例)從位置報告技術(例如基于GPS的那些技術)或從由MS 20在導頻強度測量消息中周期性地報告的導頻信號強度測量推斷出。
此外，盡管上述主要是在分組交換(PS)的環境中的實施例，但也應該理解，本發明的至少某些方面也可用在電路交換(CS)應用中。
因而，應當理解，對本發明教導的所有這種和類似的修改都仍將落入本發明的范圍內。此外，本發明的一些特性可以在沒有其它特性的相應使用時用來獲益。同樣，前面的說明應該僅僅被看作是對本發明的原理的說明而不是對其進行限制。
權利要求
1.一種在無線通信系統中確定信道質量度量的方法，包括從前向信道進行測量以獲得測量結果值，依照N個量化級別量化該測量結果值以獲得一個代碼，并在反向信道上報告該代碼；將該報告的代碼轉換成一個數字；將該數字和一個閾值進行比較；以及如果比較指示該數字不能精確地反映該測量結果值，則使用調整因子調整該數字。
2.根據權利要求1所述的方法，其中該調整因子是一個常數。
3.根據權利要求1所述的方法，其中該無線通信系統包括基站和移動臺，并且其中該調整因子具有是該基站和該移動臺之間距離的函數的值。
4.根據權利要求1所述的方法，其中該無線通信系統包括基站和移動臺，并且其中該調整因子具有由該移動臺確定并被報告給該基站的值。
5.根據權利要求4所述的方法，其中該調整因子由移動臺計算如下在所獲得的代碼不能精確反映該實際測量結果值的一段時間內，確定單個實際測量結果值和閾值測量結果值之間的差；將該差值進行平均；以及將該差值的平均值作為該調整因子報告給該基站。
6.根據權利要求1所述的方法，其中N等于16。
7.根據權利要求1所述的方法，其中該閾值等于-16.25dB。
8.根據權利要求5所述的方法，其中該閾值測量結果值等于-15.5dB。
9.根據權利要求1所述的方法，其中從該前向信道進行的測量測量了導頻信道。
10.根據權利要求9所述的方法，其中進行的測量確定了(Ec/Nt)Pilot的值。
11.根據權利要求4所述的方法，其中發生向該基站報告該調整因子的值的間隔長于該移動臺向該基站進行完整的信道質量指示符(CQI)報告之間的間隔。
12.根據權利要求5所述的方法，其中發生將該差值的平均作為該調整因子報告給該基站的間隔長于該移動臺向該基站進行完整的信道質量指示符(CQI)報告之間的間隔。
13.根據權利要求4所述的方法，其中將該調整因子的值報告給該基站發生在從該基站接收到的信令中指定給該移動臺的間隔。
14.一種無線通信系統，包括移動臺，包括電路和計算機程序，其中該計算機程序控制該電路的操作，以便從前向信道進行測量以獲得測量結果值，根據N個量化級別量化該測量結果值以獲得一個代碼，并在反向信道上報告該代碼；以及基站，包括電路和控制該電路操作的計算機程序，其中該計算機程序控制該電路的操作，以將該代碼轉換成一個數字，將該數字和一個閾值進行比較，并且如果比較指示該數字不能精確地反映該測量結果值，則使用調整因子調整該數字。
15.根據權利要求14所述的無線通信系統，其中該調整因子是一個常數。
16.根據權利要求14所述的無線通信系統，其中該調整因子具有是該基站和該移動臺之間的距離的函數的值。
17.根據權利要求14所述的無線通信系統，其中該調整因子具有由該移動臺確定并被報告給該基站的值。
18.根據權利要求17所述的無線通信系統，其中通過響應當所獲得的代碼不能精確地反映實際測量結果值的一段時間，該電路以及控制該移動臺的電路操作的計算機程序確定該調整因子的值，以確定單個實際測量結果值與閾值測量結果值之間的差；將該差值進行平均；并將該差值的平均值作為該調整因子報告給該基站。
19.根據權利要求14所述的無線通信系統，其中N等于16。
20.根據權利要求14所述的無線通信系統，其中該閾值等于-16.25dB。
21.根據權利要求18所述的無線通信系統，其中該閾值測量結果值等于-15.5dB。
22.根據權利要求14所述的無線通信系統，其中該移動臺電路和控制該電路操作的計算機程序從導頻信道進行測量。
23.根據權利要求14所述的無線通信系統，其中該移動臺電路和控制該電路操作的計算機程序確定(Ec/Nt)Pilot的值。
24.根據權利要求17所述的無線通信系統，其中該移動臺向該基站報告該調整因子的值的間隔長于該移動臺向該基站進行完整的信道質量指示符(CQI)報告之間的間隔。
25.根據權利要求17所述的無線通信系統，其中該移動臺將該差值的平均作為該調整因子報告給該基站的間隔長于該移動臺向該基站進行完整的信道質量指示符(CQI)報告之間的間隔。
26.根據權利要求17所述的無線通信系統，其中該移動臺在從該基站接收到的信令中指定給該移動臺的間隔將該調整因子的值報告給該基站。
27.一種無線通信系統的網絡體系結構部件，包括電路和控制該電路操作的計算機程序，以便從移動臺接收一個代碼，該代碼指示從前向信道獲得的測量結果值的量化結果，將該代碼轉換成一個數字，將該數字和一個閾值進行比較，并且如果比較指示該數字不能精確地反映該測量結果值，則使用調整因子調整該數字。
28.根據權利要求27所述的網絡體系結構部件，其中該調整因子是一個常數。
29.根據權利要求27所述的網絡體系結構部件，其中該調整因子具有是基站和該移動臺之間距離的函數的值。
30.根據權利要求27所述的網絡體系結構部件，其中該調整因子具有由該移動臺確定并被報告給基站的值。
31.一種無線通信系統的移動臺部件，包括電路和控制該電路操作的計算機程序，以便從前向信道進行測量以獲得測量結果值，根據N個量化級別量化該測量結果值以獲得一個代碼，在反向信道上將該代碼報告給無線通信系統體系結構部件，以及通過響應當所獲得的代碼不能精確地反映實際測量結果值的一段時間，確定由該體系結構部件在處理該代碼時使用的調整因子的值，以確定單個實際測量結果值和閾值測量結果值之間的差，將該差值進行平均，并將該差值的平均值作為該調整因子報告給該體系結構部件。
32.根據權利要求31所述的移動臺部件，其中N等于16，并且其中該閾值測量結果值等于-15.5dB。
33.根據權利要求31所述的移動臺部件，其中從導頻信道進行測量以確定(Ec/Nt)Pilot的值。
34.根據權利要求31所述的移動臺部件，其中該移動臺部件報告該調整因子的值的間隔長于該移動臺進行完整的信道質量指示符(CQI)報告之間的間隔。
35.根據權利要求31所述的移動臺，其中該移動臺部件報告該調整因子的值的間隔在從基站接收到的信令中指定給該移動臺部件。
36.一種無線網絡設備，包括一種裝置，用于從移動臺接收一個代碼，該代碼指示從前向信道獲得的測量結果值的量化結果，并用于將該代碼轉換成一個數字，將該數字和一個閾值進行比較；并且用于如果比較指示該數字不能精確地反映該測量結果值，則使用調整因子調整該數字。
37.根據權利要求27所述的無線網絡設備，其中該調整因子具有下列之一的值常數的值、基站和該移動臺之間距離的函數的值、以及由該移動臺確定并被報告給基站的值。
38.一種無線網絡設備，包括用于從接收的信道進行測量以獲得測量結果值的裝置；用于依照N個量化級別量化該測量結果值以獲得代碼的裝置；以及用于將該代碼報告給無線通信系統體系結構部件的裝置；還包括用于確定由該體系結構部件在處理該代碼時使用的調整因子的值的裝置，所述值確定裝置響應于當所獲得的代碼不能精確地反映實際測量結果值的一段時間的發生，用于確定單個實際測量結果值和閾值測量結果值之間的差值，用于將該差值進行平均并且用于將該差值的平均值作為該調整因子報告給該體系結構部件。
39.根據權利要求38所述的無線網絡設備，其中從導頻信道進行的測量用于確定(Ec/Nt)Pilot的值。
40.根據權利要求38所述的無線網絡設備，其中所述值確定裝置報告該調整因子的間隔至少為下列之一長于進行完整的信道質量指示符(CQI)報告之間的間隔；以及在從基站接收到的信令中指定給該移動臺的間隔。
全文摘要
本發明的一方面提供了一種無線通信系統(5)，包括移動臺(20)和基站(10)，其中該移動臺(20)包括電路(22、24、26)和計算機程序，該計算機程序控制該電路的操作，以便從前向信道進行測量以獲得測量結果值，根據N個量化級別量化該測量結果值以獲得一個代碼，并在反向信道上報告該代碼；以及其中該基站(10)包括電路(12、14、16)和控制該電路操作的計算機程序，該計算機程序控制該電路的操作，以將該代碼轉換成一個數字，將該數字和一個閾值進行比較，并且如果比較指示該數字不能精確地反映該測量結果值，則使用調整因子調整該數字。在這些實施例中，調整因子(在此也稱作Delta)可以是常數也可以是變量。在一個實施例中，Delta由移動臺計算并被報告給基站。
文檔編號H04L1/20GK1914827SQ200580003995
公開日2007年2月14日 申請日期2005年2月1日 優先權日2004年2月4日
發明者容志剛, 馬琳 申請人:諾基亞公司