用于控制移动站的反向链路数据速率的方法和装置转让专利
申请号 : CN200480035272.X
文献号 : CN1886910B
文献日 : 2010-09-01
发明人 : 斯泰因·A·伦德比 , 鲍刚 , 阿维纳什·贾殷
申请人 : 高通股份有限公司
摘要 :
通过确定用于选择从移动站到基站的反向链路传输的负载尺寸(数据速率)的行为，提供了一种高效使用通信资源的方法。移动站可以存储一张预定表，其包括业务信道与导频信道的功率电平比(TPR)，其中的每个条目对应于一个或多个特定数据负载尺寸，因此对应于在预订时间帧中进行传输的数据速率。负载尺寸是基于授权TPR而进行选择的。根据从基站接收到的公共TPR命令的值，调整授权TPR和目标TPR。当授权TPR小于目标TPR时，执行授权TPR的快升调整。在快升模式中，调整授权TPR时，忽略下调TPR命令。
权利要求 :
1.一种用于在通信系统中控制反向链路通信的数据速率的方法，包括：确定目标业务导频信道功率比，其中，所述目标业务导频信道功率比简称为目标TPR；
接收TPR命令；
在调整所述反向链路通信的授权业务导频信道功率比的值的过程中，确定是否遵循快升行为，其中，所述授权业务导频信道功率比简称为授权TPR，其中，所述授权TPR对应于所述反向链路通信的至少一系列负载尺寸和通信数据速率；
其中，与不遵循快升行为相比，遵循快升行为能够更快地增加所述授权TPR；
其中，调整所述授权TPR包括：
在不遵循所述快升行为的情况下，所述调整包括：根据接收到的TPR命令的值，将所述授权TPR的值上调、下调或保持不变；
在遵循所述快升行为并且所述接收到的TPR命令包括至少一个下调TPR命令的情况下，所述调整包括：忽略所述至少一个下调TPR命令。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述确定是否遵循所述授权TPR的所述快升行为包括：将所述目标TPR与所述授权TPR进行比较；
当所述确定的授权TPR小于所述目标TPR时，遵循所述快升行为。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述确定是否遵循所述授权TPR的所述快升行为包括：将所述目标TPR与所述授权TPR进行比较；
当所述确定的授权TPR比所述目标TPR小一个门限TPR时，遵循所述快升行为。
4.如权利要求1所述的方法，其中，在所述反向链路通信中，所述授权TPR的所述值的所述调整在每个自动重复请求实例中发生一次，其中自动重复请求简称为ARQ。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：
根据所述接收到的TPR命令的值，将所述目标TPR值上调、下调或保持不变。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述目标TPR的所述调整发生在每个传输时间帧内。
7.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述授权TPR，从所述一系列负载尺寸中选择一个负载尺寸；
根据所述选中的负载尺寸，在所述反向链路通信上进行通信。
8.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于所述授权TPR，从所述一系列负载尺寸中选择一个负载尺寸；
其中，所述选中的负载尺寸小于所述一系列负载尺寸中的最大负载尺寸，还包括：将所述授权TPR重新设置成与所述选中的负载尺寸的授权TPR相对应的值；
其中，所述调整所述授权TPR是在所述重新设置之后从所述重新设置值起进行的。
9.一种用于在通信系统中控制反向链路通信的数据速率的装置，包括：用于确定目标业务导频信道功率比的模块，其中，所述目标业务导频信道功率比简称为目标TPR；
接收机，用于接收TPR命令；
在用于调整所述反向链路通信的授权业务导频信道功率比的值的模块中用于确定是否遵循快升行为的模块，其中，所述授权业务导频信道功率比简称为授权TPR，其中，所述授权TPR对应于所述反向链路通信的至少一系列负载尺寸和通信数据速率；
其中，与不遵循快升行为相比，遵循快升行为能够更快地增加所述授权TPR；
其中，用于调整所述授权TPR的模块包括：在不遵循所述快升行为的情况下，所述调整模块包括用于根据接收到的TPR命令的值将所述授权TPR的值上调、下调或保持不变的模块；
在遵循所述快升行为并且所述接收到的TPR命令包括至少一个下调TPR命令的情况下，所述调整模块忽略所述至少一个下调TPR命令。
10.如权利要求9所述的装置，其中，所述用于确定是否遵循所述授权TPR的所述快升行为的模块包括：用于将所述目标TPR与所述授权TPR进行比较的模块；
当所述确定的授权TPR小于所述目标TPR时用于遵循所述快升行为的模块。
11.如权利要求9所述的装置，其中，所述用于确定是否遵循所述授权TPR的所述快升行为的模块包括：用于将所述目标TPR与所述授权TPR进行比较的模块；
当所述确定的授权TPR比所述目标TPR小一个门限TPR时用于遵循所述快升行为的模块。
12.如权利要求9所述的装置，其中，所述用于调整所述授权TPR的所述值的模块包括用于在所述反向链路通信中在每个自动重复请求实例中进行一次调整的模块，其中自动重复请求简称为ARQ。
13.如权利要求9所述的装置，还包括：
用于根据所述接收到的TPR命令的值将所述目标TPR值上调、下调或保持不变的模块。
14.如权利要求13所述的装置，其中，所述用于调整所述目标TPR的模块包括用于在每个传输时间帧内进行多次调整的模块。
15.如权利要求9所述的装置，还包括：
用于基于所述授权TPR从所述一系列负载尺寸中选择一个负载尺寸的模块；
发射机，用于根据所述选中的负载尺寸在所述反向链路通信上进行通信。
16.如权利要求9所述的装置，还包括：
用于基于所述授权TPR从所述一系列负载尺寸中选择一个负载尺寸的模块；
其中，所述选中的负载尺寸小于所述一系列负载尺寸中的最大负载尺寸，所述装置还包括：
用于将所述授权TPR重新设置成与所述选中的负载尺寸的授权TPR相对应的值的模块；
其中，所述用于调整所述授权TPR的模块包括用于在所述重新设置之后从所述重新设置值起继续进行调整的模块。
说明书 :
发明领域
本发明一般涉及通信领域，尤其涉及控制通信系统中的反向链路通信的数据速率。
技术背景
在多址通信系统中，很多远程站向中央站发送数据，从而维持各远程站和中央站之间的总体通信链路。为了避免拥塞和高效地管理通信资源，中央站可以通过明确的资源分配或者用于广播通信资源拥塞状态的命令，控制来自远程站的传输。在无线通信系统中，基站可以是中央站，而移动站可以是远程站。但是，按照从移动站到基站的通信数据速率来管理资源的分配，经常是很困难的，并且达不到最佳效果，这是由很多因素造成的。因此，需要一种的方法和装置：在来自其他移动站的传输所允许的大多数信道状况下，让移动站使用最佳数据速率。
发明内容
一般而言，反向链路数据速率可以通过专用速率控制或公共速率控制信道来控制。本申请提供了一种方法和装置，其用于：当向所有远程站发送公共控制信息时，高效地控制多址反向链路传输。反向链路的数据速率可以基于授权的业务导频信道功率比(授权TPR)的值。通过预定方式，一张表可以提供与各种数据速率范围相对应的各种TPR值。在具有固定持续时间的时间帧用于传输的系统中，一张表可以提供与各种负载尺寸范围相对应的各种TPR值。在这种情况下，负载尺寸对应于传输数据速率。因此，一旦知道了授权TPR，就可以选择通信的数据速率(即，负载尺寸)。另一个变量，如目标TPR，可以表示授权TPR的目标估计。通常，可以基于从基站接收的TPR命令(数据速率公共控制命令)，调整目标TPR和授权TPR。基于在基站处接收的测量热功率上升量，基站可以确定TPR命令。根据本发明的一个方面，当授权TPR小于目标TPR时，遵循调整授权TPR的快升(fast-ramp-up)行为。通常情况下，收到的上调TPR命令将会提高目标TPR和授权TPR，下调TPR命令将会降低目标TPR和授权TPR，保持TPR命令将会把目标TPR和授权TPR保持在相同等级。根据一个实施例，当在快升模式期间接收到一个下调TPR命令时，可以不将授权TPR向下调整。可以基于目标TPR和授权TPR的当前值，确定快升模式。根据本发明的各个方面，如果授权TPR低于目标TPR，则启用快升模式，否则，在正常模式下，调整授权TPR。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明的特色、目标和优点将变得更加显而易见，在这些附图中，相同的标记表示相同的要素，其中：
图1示出了根据本发明各个方面用于进行通信的通信系统；
图2示出了根据本发明各个方面用于控制和选择传输的负载尺寸的流程图；
图3是根据本发明各个方面处于正常模式和快升模式下的目标TPR和授权TPR的示意图；
图4的表列出了授权TPR以及相应的负载尺寸和数据速率的不同值；
图5示出了能够根据本发明各个方面工作的接收机的框图；
图6示出了能够根据本发明各个方面工作的发射机的框图；以及
图7示出了在根据本发明各个方面工作的同时发送和接收数据的收发机系统。
图1示出了根据本发明各个方面用于进行通信的通信系统；
图2示出了根据本发明各个方面用于控制和选择传输的负载尺寸的流程图；
图3是根据本发明各个方面处于正常模式和快升模式下的目标TPR和授权TPR的示意图；
图4的表列出了授权TPR以及相应的负载尺寸和数据速率的不同值；
图5示出了能够根据本发明各个方面工作的接收机的框图；
图6示出了能够根据本发明各个方面工作的发射机的框图；以及
图7示出了在根据本发明各个方面工作的同时发送和接收数据的收发机系统。
具体实施方式
为了控制来自移动站的传输(反向链路或上行链路)，基站可以发送一条命令，以增加或者降低或者保持从移动站发送的业务信道的发射功率电平。在与业务信道协作的反向导频信道的功率电平受控的通信系统中，可以根据导频信道上的发射功率电平，对业务信道功率电平进行正则化，这样的正则化可以表示为业务导频信道功率比(TPR)。独立的功率控制过程可以调整反向导频信道功率电平。所以，业务信道功率电平基于与导频信道功率电平相关的TPR。因此，来自基站的控制命令分配和修改业务信道的TPR，从而影响业务信道的发射功率电平。可以将TPR的选择直接映射成数据分组的负载尺寸的选择，因此映射成预订传输时间帧中的传输数据速率。
为了修改基站的TPR，基站可以基于影响系统中拥塞等级的多个因素，确定上调、下调或保持命令。系统的拥塞等级可以是通信负载的函数，是通过来自基站覆盖区中的移动站的传输而产生的。在干扰受限的CDMA系统中，反向链路上的拥塞可以通过热功率上升量进行测量。热功率上升量(ROT)是基站天线处的总接收功率和热噪声的比值。为了系统的通信稳定性，基站试图将系统的ROT保持在预期门限之下。当将用于调整移动站TPR的公共控制命令发送到基站覆盖区内的所有移动站时，上调控制命令可以表示系统是没有负载的(即，ROT低于预期门限)，而下调控制命令可以表示系统是加载的且处于拥塞状态或接近拥塞状态。
在大部分系统中，由于实际限制，业务信道上的传输与一组量化数据速率值相一致，这一组量化数据速率值对应于一组量化TPR值。当移动站接收到用于调整TPR的公共控制命令时，多个移动站的数据速率同时改变为另一量化等级，这会导致基站处接收功率(ROT)出现很大的变化。因此，在收到控制命令后，移动站可以在确定概率下改变数据速率和发送的TPR。在这种情况下，在统计函数中使用收到的控制命令(不管是上调、下调还是保持命令)，确定可以在移动站处使用的实际命令。因此，基于统计函数特性，可以避免基站处接收ROT中出现较大变化。但是，数据速率和发送TPR的这些概率性改变可以具有缓慢和可变的响应时间。当收到TPR命令时确定性地改变其值的速率转换函数提供响应时间的更加受控的行为。本发明的各个方面提供了一种方法和装置，用于确定性地改变移动站中的TPR值。
一旦移动站在反向链路上开始通信呼叫，移动站就可以从很低的TPR或者从加载到移动站存储器部分中的TPR表中选择的TPR开始。选中的初始值可能是自发的TPR，移动站可以用其进行反向链路传输，而不进行任何监督，或者，是基站分配给移动站的TPR。在初始选择之后，移动站可以遵循来自基站的命令，从而调整TPR，并由此调整反向链路数据速率。总体影响是：在收到用于调整TPR值的一系列命令后，每个移动站将其反向链路传输数据速率(即，功率电平)适应系统中由其他移动站造成的拥塞等级的变化。但是，对于数据呼叫期间的多个传输，移动站可以按照大大低于系统实际状态允许的可能数据速率的数据速率(TPR)进行发送。首先，如果系统没有规定协商的反向链路数据速率(TPR)选择，则初始选择可能太保守。即使有协商规定时，协商也会引入延迟、消耗资源，并且，基站可能很难预测拥塞等级，以及向移动站分配数据速率(TPR)。因此，当移动站有足够的数据和功率空间可用于反向链路传输时，最好使用充分利用可用反向链路容量的数据速率。反向链路容量取决于基站覆盖区中所有其他移动站产生的负载(ROT)。
根据一个实施例，通信系统中的每个移动站可以维持一个名为授权业务导频功率比(授权TPR)的变量。将授权TPR映射成最大的可能传输数据速率或负载尺寸，从而允许移动站用其进行传输。基于从基站接收到的TPR命令(即，用于调整移动站处的TPR值的控制命令或任何其他数据速率/TPR控制信息)，可以确定性地调整授权TPR。收到的TPR命令可以包括上调、下调和保持命令，且可被基站覆盖区内的所有移动站用来调整授权TPR。这样的调整可以是渐进的。例如，为了改变后续传输所用的TPR值，可能需要多个上调或下调TPR命令。因此，在确定性的更新中相比与预订TPR表中的量化数据速率相对应的TPR值的粒度，授权TPR可以具有更细的粒度。根据选中的TPR，选择负载尺寸，并由此选择数据速率。在一个实施例中，移动站需要按照与预订TPR表中指定的TPR相对应的选中负载尺寸进行发送。
移动站可能在其缓冲器中没有足够的数据，或者没有按照根据授权TPR确定的数据速率来进行发送的足够功率。在这种情况下，移动站可以按照较低的数据速率或负载尺寸进行发送。如果移动站按照比根据授权TPR确定的最大值小的数据速率或负载尺寸没有发送或者发送，则可以基于选中的TPR，调整授权TPR(即，对应于较低的TPR)。根据一个实施例，如果发送的负载尺寸小于最大允许负载尺寸，则将授权TPR重新初始化成一个与发送的负载尺寸相对应的TPR。在另一实施例中，如果发送的负载尺寸低于最大的允许负载尺寸，可以用很小的步长来降低授权TPR。基于实际用于传输的TPR来调整(校正)授权TPR，从而减少系统实际拥塞状态和基站根据其收到的反馈确定的拥塞状态之间的差别，所述反馈的形式为移动站在反向链路传输中使用的实际TPR。
此外，根据一个实施例，移动站可以维持一个名为目标TPR的变量。目标TPR表示授权TPR的目标估计。例如，如果授权TPR小于目标TPR，那么，考虑到系统中的负载状况，移动站当前传输的数据速率低于移动站可能进行发送的数据速率。在这种情况下，移动站可以提高授权TPR，从而达到目标TPR或与目标TPR接近的一个值。由于目标TPR是一个估计值，故可能不准确，所以，为了防止任何不准确性，移动站逐步地升高授权TPR，同时保持低于目标TPR的余数。根据从基站接收的TPR命令，可以调整目标TPR和授权TPR。上调命令增加目标TPR和授权TPR，类似地，下调命令向下改变参数，保持命令可以保持参数不变。根据一个实施例，当授权TPR低于目标TPR时，可以遵循快升行为。授权TPR得到增加，从而，当在快升模式期间收到上调或保持TPR命令时，移动站将其传输数据速率增加到预订TPR表中的下一较高速率。根据另一实施例，当在快升模式期间收到下调命令时，移动站可以保持授权TPR不变。
移动站根据系统拥塞状态的变化，改变目标TPR。对于公共速率控制，每个基站发送的TPR控制命令将系统拥塞或负载的测量结果通知给覆盖区内的所有移动站。对于三态的上调、下调或保持TPR控制命令，上调指的是系统为没有加载的事实，而下调指的是系统为加载的事实。因此，目标TPR的更新可以基于收到的TPR控制命令。在一个示例性的实施例中，当移动站未处于快升模式下时，与授权TPR一样，目标TPR是通过类似的步上或步下值进行更新的。对于快升模式，根据收到的TPR控制命令，调整目标TPR，并且，根据快升行为，调整授权TPR。目标TPR可以在每帧得到更新，即使移动站没有在反向链路上进行发送。
这里给出的一个或多个示例性实施例是针对数字无线数据通信系统环境而介绍的。虽然优选在该环境中使用，但也可以将本发明的不同实施例应用于不同的环境或配置。通常情况下，这里描述的各系统可用软件控制的处理器、集成电路或离散逻辑来实现。贯穿本申请的数据、指令、命令、信息、信号、符号和码片优选用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其组合来表示。此外，每幅框图中所示的模块可以表示硬件或方法步骤。
更具体地讲，本发明的各实施例可集成到一个根据码分多址(CDMA)技术工作的无线通信系统中，CDMA技术是在由电信工业协会(TIA)和其他标准化组织出版的各种标准中论述和公开的。这些标准包括TIA/EIA-95标准、TIA/EIA-IS-2000标准、IMT-2000标准、UMTS和WCDMA标准，这些标准全部以引用方式并入此处。用于传送数据的系统还在“TIA/EIA/IS-856 cdma2000 High RatePacket Data Air Interface Specification”中进行了详细描述，后者以引用方式并入此处。如果想得到这些标准的副本，可以写信给“TIA，Standards and Technology Department，2500 Wilson Boulevard，Arlington，VA 22201，United States of America”。通常被称为UMTS标准的标准以引用方式并入此处，可以通过联系“3GPP Support Office，650 Route des Lucioles-Sophia Antipolis，Valbonne-France”来获得它。
图1示出了一个通信系统100的总体框图，该通信系统100能够根据任何一种码分多址(CDMA)通信系统标准工作，同时集成了本发明的各个实施例。通信系统100可用于话音、数据或二者的通信。通常情况下，通信系统100包括一个基站101，其在多个移动站(如移动站102-104)之间以及在移动站102-104和有线网络105(包括公共交换电话和数据网络)之间提供通信链路。基站101可以包括多个部件，如控制器和收发机系统。为简单起见，这里没有显示这些部件。基站101可以与其他基站进行通信，例如，基站160。基站101和160以及这里没有显示的各种控制节点可以控制通信系统100的各个操作方面，且与网络105以及基站101和160之间的主干网199相连。
基站101通过前向链路信号，与处于其覆盖区内的各移动站通信。可以将目标指向移动站102-104的前向链路信号加起来，形成一个前向链路信号106。前向链路可以传送多个不同的前向链路信道。也可以包括控制信道，其可以在移动站之间共享，用于接收控制信息。可以利用这样的公共控制信号，向所有移动站发送公共数据控制(TPR控制命令)信息。TPR控制命令的形式可以是一比特的命令。因此，公共速率控制信道发送一条一比特的信息，指示+1、0或-1，分别用于提高、保持或降低反向链路的业务导频信道功率电平比(TPR命令)。基站基于多个因素，包括反向链路发射功率电平在热能量上的升高量，即热噪声升高量(ROT)，确定TPR命令。基站试图维持ROT电平，因此，如果ROT超过某一门限，则基站发送下调命令，否则，上调或保持命令是合适的。
基站160也可以通过从基站160发送出去的前向链路信号，与处于其覆盖区内的移动站进行通信。基站可以执行与发送TPR命令类似的相关操作。移动站102-104可以通过相应的反向链路，与基站101和106进行通信。每条反向链路由反向链路信号维持，例如，分别用于移动站102-104的反向链路信号107-109。尽管反向链路信号107-109可以指向一个基站，但其也可以在其他基站处接收(以及解码)。由于移动站可能会从一个位置移动到另一位置和/或信道状况可能会改变，所以，移动站可以保存可用于通信的基站的活动集合。根据一个实施例，如果来自一个移动站的活动集合中所有基站的TPR命令表示上调TPR命令，则移动站执行上调TPR命令。根据一个实施例，如果一个移动站的活动集合中的任一基站发送下调TPR命令，则移动站将执行下调TPR命令，即便该活动集合中的其他基站可能已经发送了一条上调TPR命令。因此，移动站不能以超过这些基站的活动集合中的至少一个基站的期望的TPR电平进行发送。因此，根据本发明的各个方面，移动站将所有TPR命令合并成一条接收TPR命令，用于确定和调整移动站中反向链路传输的目标TPR和授权TPR。
通过参考图2所示的流程200，本发明的各个方面会更加显而易见。通过TPR命令201接收TPR命令。移动站中的接收机可以包括多个部件和处理单元，用于接收和处理承载着控制信道的信号，所述控制信道承载着这些TPR命令。TPR命令201被传递到处理框202和203。处理框202跟踪(keep track of)收到的TPR命令，以确定和调整目标TPR参数。
在图3中，示出了目标TPR相对于时间的示意图301，每个数据点表示由于接收到的一条或多条TPR命令而进行的调整。当它收到上调TPR命令时，处理框202将目标TPR向上调，当它收到下调TPR命令时，将目标TPR向下调，当它收到保持TPR命令时，将目标TPR稳定地保持在相同等级。所有移动站都跟踪目标TPR。各移动站处的目标TPR的等级可能不完全相同。每个移动站处的目标TPR取决于收到的TPR命令的历史以及该移动站一直跟踪所接收到的TPR命令的时间长度。具有相同活动集合尺寸的所有移动站以及那些在长时间内足够可靠地接收到TPR命令的移动站，平均具有大致相同的目标TPR。考虑到拥塞控制系统的本质，长期稳态平均值依赖于系统提供的负载，且由移动站在反向链路容量中的份额表示，而与为目标TPR选择的起始值无关。目标TPR的起始值可以选择在任意等级，但却是一个很小的等级，从而，它小于系统中已经长时间跟踪目标TPR的其他移动站的目标TPR值。这是一种保守的方法，因为，在呼叫建立开始中，长期目标TPR的估计是比较粗略的。
通常情况下，当收到上调TPR命令时，处理框203将授权TPR向上调整，当收到下调TPR命令时，处理框203将授权TPR向下调整，当收到保持TPR命令时，处理框203将授权TPR稳定地保持在相同的等级。各移动站处的授权TPR的等级可能相同。各移动站处的授权TPR取决于收到的TPR命令的历史，以及该移动站一直跟踪接收到的TPR命令的时间长度。通信系统100可以利用混合ARQ方案来发送和接收数据分组。例如，如果在一个ARQ实例的目的方处未能接收到一个数据分组的多次连续(或离散的)传输，则可以启动一次新的传输(新的ARQ实例)。对于具备混合ARQ的系统，只有启动一次新的传输时，移动站才能够更新其授权TPR，以响应收到的TPR命令。此外，有时移动站可能没有以授权TPR确定的负载尺寸来发送的数据或功率。在这些情形下，可以将授权TPR调整到较低等级。因此，在一个移动站中由处理框203确定和调整的授权TPR可能与另一个移动站中的授权TPR处于不同的等级，所述另一移动站具有接收TPR命令的更少历史且在发送数据方面更不活跃。授权TPR的起始值可以选择处于任意等级。更重要的是，各移动站处的授权TPR取决于为发送所选择的数据分组的负载尺寸。通常情况下，负载尺寸越大，就需要越高的授权TPR。因此，在移动站在选择发送数据分组的小尺寸负载时，其授权TPR也得到调整，以反映小的负载尺寸。因此，不同移动站中的授权TPR可能不同，并且，授权TPR的调整可能是由于除接收到的TPR命令值之外的因素而引起的。
不时地调整授权TPR，并将其维持在低于或大体等于移动站中的目标TPR的等级。在一个实施例中，可以在每帧都更新目标TPR，即便下一次传输是一个ARQ实例中的重发；只有下一次传输是一次新的传输(新的ARQ实例)时，才更新授权TPR。在这种情形下，由于TPR命令的随机本质，有可能会出现授权TPR略微高于目标TPR的情况。但是，当授权TPR大体等于或高于目标TPR时，则禁用快升模式。在另一实施例中，可以迫使移动站保持其授权TPR严格小于目标TPR。
在图3中，所显示的授权TPR(图线302)所选择的等级在任何时刻都小于目标TPR。图301线给出了由处理块202确定和调整的目标TPR的示例性流向。所显示的目标TPR是基于一系列示例性的上调、下调和保持TPR命令而调整的。每个数据点可以代表接收一个TPR命令所造成的影响。图线302给出了由处理块203确定和调整的授权TPR的示例性流向。根据本发明的各个方面，所显示的授权TPR是基于一系列示例性的上调、下调和保持TPR命令而调整的。每个数据点可以代表接收一条TPR命令所造成的影响。图线303给出了在启用了快升情况下由处理块203确定和调整的授权TPR的示例性流向。所显示的授权TPR图303是基于一系列示例性的上调、下调和保持TPR命令而调整的，但不同之处是：在快升期间，忽略下调命令。通过将授权TPR保持在相同的等级，就好像收到了一条保持TPR命令一样，从而忽略下调命令。在不同的时间，授权TPR图线303和目标TPR图线301之间的差别也不同，直到授权TPR图线303达到目标TPR图线301的一个门限(T)为止。处理块203和202接收到的任何上调、下调、保持命令用于在正常模式期间(当禁止快升时)调整目标TPR和授权TPR。当目标TPR和授权TPR之间的差值大于与门限(T)相当的等级时，则启用快升。需要注意的是，当启用快升时，授权TPR很快就达到了目标TPR的范围内。这是本发明的一个方面，非常有效地使授权TPR进入目标TPR的门限(T)内，从而最大限度地利用通信资源。应当注意的是，尽管图3的图线显示授权TPR 302和303小于目标TPR，但是，在禁用快升之前，利用了快升的授权TPR 303的图线能够达到目标TPR。在这种情况下，授权TPR的值可以达到和目标TPR相同。但是，作为一种设计选择，可以保持授权TPR小于目标TPR。
在选择负载尺寸的过程中，将选中的授权TPR提供给处理块205。处理块205将授权TPR与一组可用负载尺寸进行比较。参照图4，表400是一张示例性的表，其给出了各种负载尺寸和相应的最小所需授权TPR。例如，对于索引4，最小所需授权TPR是10.04dB。如果处理块203确定授权TPR大于10.04dB且小于12.87dB，则处理块205可以选择1536比特的最大负载尺寸。发射机的调制器中的数据分组应当最多(考虑到其他开销比特等)为1536比特长，以便于在一个时间帧内被发送出去。在这种情况下，对于10毫秒的时间帧，数据速率将是153.6Kbps。由于负载尺寸越小，所需的授权TPR就越小，如图所示，所以，处理块205可以选择比授权TPR所允许的最大负载尺寸要小的负载尺寸。如果移动站没有与选中的负载尺寸相对应的数据或者它没有以最大选中负载尺寸发射的功率，则完成这一点。在该例子中，处理块205可以选择与一个不同索引相对应的负载尺寸，该索引具有较小的所需授权TPR。处理块205将与选中负载尺寸相对应的TPR传送到处理块203。根据一个实施例，如果处理块205已经选择了一个负载尺寸，其小于从处理块203传送的授权TPR所允许的最大负载尺寸，则处理块205发送一条重新设置命令，以在处理块203中将授权TPR值重新设置成与选中负载尺寸相对应的授权TPR值。处理块203基于后续接收到的TPR命令201，从与该重新设置值相对应的值起，继续调整授权TPR。应当注意的是，根据一个实施例，如果授权TPR的重新设置值比目标TPR低出所述门限(T)还多，则可以启动快升，以使授权TPR忽略下调TPR命令，并高效地达到目标TPR，或者达到门限(T)内。
来自处理块203的授权TPR值传送到处理块204，用于判断是否应当启用快升。可以将该授权TPR与从处理块202接收的目标TPR进行比较。如果授权TPR小于目标TPR或者比目标TPR小门限量(T)，则启用快升。根据一个实施例，如果启用了快升，则处理块203在确定和调整授权TPR时忽略收到的下调TPR命令。可以通过多种方式实现授权TPR的快升行为。在一个例子中，通过保持授权TPR处于相同的值，可以忽略下调TPR命令。在另一个例子中，通过在快升期间提高授权TPR，可以忽略下调和保持TPR命令。在另一个例子中，通过增加授权TPR，可以忽略保持TPR命令。其他组合也是可能的。在一个例子中，当授权TPR远低于目标TPR时，可以遵循一个快升行为，当授权TPR接近目标TPR、但尚未处于门限(T)内时，遵循另一快升行为。在图3中，图线303示出了利用快升的授权TRP，图线302处于正常模式。快升模式下的授权TRP忽略下调TRP命令。
图5的框图示出了接收机500，其用于处理和解调收到的CDMA信号，同时根据本发明的各个方面而工作。接收机500可用于对反向和前向链路信号上的信息进行解码。接收机500可用于对基础信道、控制信道和补充信道上的信息进行解码。接收机500可用于处理承载着TPR命令的信号，同时根据本发明的各个方面而工作。收到的(Rx)采样可以存在RAM 504中。接收采样是由射频/中频(RF/IF)系统590和天线系统592产生的。RF/IF系统590和天线系统592可以包括一个或多个部件，用于接收多个信号并利用接收分集增益对收到的信号进行RF/IF处理。通过不同传播路径传播的多个接收信号可能来自一个公共信源。天线系统592接收RF信号，并将RF信号传递到RF/IF系统590。RF/IF系统590可以是任何传统的RF/IF接收机。收到的RF信号经过滤波、下变频和数字化，形成处于基带频率的RX采样。这些采样被提供给复用器(mux)502。复用器502的输出被提供给搜索器单元506和支路单元508。控制系统510与之相连，以控制接收机500的各种操作。组合器512将解码器514连接到支路单元508。控制系统510可以是由软件控制的微处理器，且可以位于相同的集成电路上或不同的集成电路上。解码器514中的解码功能与turbo解码器或任何其他合适的解码算法一致。
在工作期间，接收采样被提供给复用器502。复用器502将这些采样提供给搜索器506和支路单元508。控制单元510将支路单元508配置成：基于来自搜索器单元506的搜索结果，对处于不同时间偏移的接收信号执行解调和解扩。解调结果经过组合，然后传递到解码器514。解码器514对数据进行解码，并输出解码数据。通常，通常使用积分和转储累加器电路(未显示)，将接收采样乘以处于同一定时前提的PN序列和分配的Walsh函数的复共轭以及对所得采样进行数字滤波，从而执行信道的解扩。这种技术在本领域中是公知的。
接收机500可以用在基站101和160的接收机部分中，用于处理来自移动站的接收反向链路信号，以及用在任何移动站的接收机部分中，用于处理收到的前向链路信号。前向链路信号可以携带TPR命令。根据本发明的各个方面，解码器514将TPR命令传递给图2所示的各种处理块，以确定和调整目标TPR和授权TPR。接收机500可以用在基站中，用于对承载着数据信道的反向链路信号进行解码，其具有图2的各种处理块确定的数据速率和负载尺寸。
解码器514可以积累合并后的能量，以便于检测数据符号。每个数据分组可以携带一个循环冗余校验(CRC)字段。解码器514与控制系统510和/或其他控制系统协作，检查接收到的数据分组中的错误。如果CRC数据未通过校验，则收到的数据分组是错误地接收的。接收机500可以通过多种方式来实现，如使用ASIC、DSP和微处理器。但是，解码数据的处理可以通过与接收机500相连的处理器来执行。这样的处理器可以包括图2所示的各种处理块。由于接收机500对接收信号的处理是大量的和时间挑剔的，所以，接收机500的很多方面可以自发地执行。例如，搜索导频信号、各种信号的解调和解码等等，可以自发地启动和完成。
由于失败的CRC，一个数据分组的传输可能需要通过多次传输来完成。如果接收到的一个数据分组的CRC是失败的，那么，一旦从目的方收到一条否定性确认，就可以执行同一数据分组的一次新传输。这样的过程通常被称为一个ARQ实例。在接收确认或否定性确认的时候，新的分组可以由移动站发送出去，同时前一分组仍需要一次重发。分组的每次发送被称为一个子分组。子分组发送是交错的，从而使基站有足够的时间为下一子分组反馈确认。例如，移动站可以先发送分组A的子分组0(“A，0”)。当它等待分组A的ACK的同时，它开始发送分组B、C和D的子分组0。所以，在任何给定时间，最多四个不同分组可以处于运送途中；这样的情况被称为具有4个ARQ实例。因此，分组传输的每个线程被称为一个ARQ实例。在一个ARQ实例中，可以发生数次重发，以发送一个数据分组。根据本发明的各个方面，在一个ARQ实例中的所有重发可以使用相同的授权TPR。所以，处理块203为每个ARQ实例维持一个授权TPR。对于每个ARQ实例，可以按照接收到的各条TPR命令来更新授权TPR，不管处于接收TPR命令的快升模式(图线303)还是处于正常跟踪模式(图线303)中。
与移动站未处于快升模式时相比，在快升模式下，可以更积极地增加授权TPR。在考虑的实施例中，更新授权TPR，从而，当收到上调或保持命令时，使选中的负载尺寸跳上到下一负载尺寸，同时在快升期间忽略下调命令。在另一个实施例中，在快升期间，可以使用升高或降低值的不同集合。快升期间的升高可以更陡峭，同时快升期间的降低响应要么没有，要么非常渐进。在启用了快升的情况下，下调TPR命令将授权TPR下调的量小于上调命令将授权TPR升高的量。在另一示例性实施例中，不同的移动站可以在快升期间使用不同的升高和降低值。与具有较低优先级的移动站相比，具有较高优先级的移动站可以具有较大的升高值。
因此，在一个实施例中，一条上调TPR命令可以表示授权TPR值的少量增加。例如，一条上调TPR命令可以达到表400所示两个相邻索引之间的dB差值的四分之一的增长量。在这种情况下，四条上调TPR命令等价于将索引向上改变一个等级，相应地，将授权TPR向上改变一个等级。同样，下调TPR命令表示授权TPR值的少量降低。例如，下调TPR命令可以达到表400所示两个相邻索引之间的dB差值的四分之一的降低量。在这种情况下，四条下调TPR命令可以等价于将索引向下改变一个等级，相应地，将授权TPR向下改变一个等级。在另一实施例中，与各接收TPR命令相对应的分数向上和向下值可以以不对称方式而不同。例如，四条下调TPR命令可以将授权TPR降低一个索引，而七条上调TPR命令可以将授权TPR提高一个索引。
图6的框图示出了一个发射机600，其用于发送前向和反向链路信号。待发送的信道数据输入到调制器601，以进行调制。调制可以根据任一项公知的调制技术，如QAM、PSK或BPSK。数据在调制器601中是以某一个数据速率进行编码的。该数据速率可以通过数据速率和功率电平选择器603来选择。数据速率选择可以基于授权TPR信息。帧传输可以是固定的，如10毫秒。通过表400查找授权TPR。表400的内容可以下载或上载到发射机600中。表400中的信息可以随时间而变化，或者，对于通信系统100中的不同移动站可以不同。图2所示的处理块203和205可以与块603进行交互，以确定数据速率和负载尺寸。根据从处理块205接收的选中负载尺寸，选择输入数据量。相应地选择数据速率。如果所选中的负载尺寸对应于具有较低TPR的负载尺寸，则处理块205通知处理块203，以做出相应调整，就如同这里所解释的那样。数据速率和功率电平选择器603相应地选择调制器601中的数据速率。调制器601的输出通过信号扩展操作传递，并在块602中得到放大，以便于从天线604发送出去。块607中还生成导频信道。在块607中，将导频信道放大到适当的电平。导频信道功率电平可以与接收目的方处的信道状况一致，且可以与公知的功率控制方案一致。数据速率和功率电平选择器603还根据授权TPR命令，为业务信道的放大等级选择功率电平，同时知道导频信道功率电平。将选中的数据速率和业务信道的功率电平与导频信道结合起来，从而能够在接收目的方中对发送数据进行适当的解码。在组合器308中，将导频信号与信道信号进行组合。组合后的信道可以在放大器609中得到放大，并从天线604发送出去。天线604可以是任何数量的组合，包括天线阵列和多进多出配置。
图7示出了收发机系统700的总体示意图，其集成了接收机500和发射机600，用于与目的方维持一条通信链路，其包括处理收到的TPR命令，确定和调整目标TPR和授权TPR，为发送一个数据分组选择负载尺寸，就如同这里所描述的那样，尤其与图2所示的操作的各个方面相关。收发机700可以集成在移动站和/基站中。处理器701可以连接到接收机500和发射机600，用来处理收到的和发送的数据。接收机500和发射机600的各个方面可能是公共的，但这里将接收机500和发射机600分开显示。在一个方面中，接收机500和发射机600可以共享公共的本地振荡器和公共的用于RF/IF接收和发送的天线系统(未显示)。发射机600通过输入705接收待发送数据。发送数据处理块703准备要在发射信道上发送的数据。发射信道可以是业务信道。通过输入端705传递到发射机的负载数据的尺寸可以根据本发明的各个方面进行选择。处理器701通过输入端704接收在解码器514中进行过解码之后的接收数据。接收数据在处理器701的接收数据处理块702中进行处理。处理器701的各个方面可以集成到一个或多个处理单元中。收到的数据可以包括收到的TPR命令。收发机700可以连接到另一设备。收发机700可以是该设备的一个构成部分。该设备可以是计算机，或者，工作方式类似于计算机。该设备可以连接到数据网络，如互联网。对于收发机700集成在基站中的情况，基站可以通过多条连接，连接到诸如互联网之类的网络。
接收数据的处理通常包括检查接收数据分组中的错误。数据存储块780可以积累各数据分组中接收的数据，以便于重建整个数据块。数据存储块780可以存储待发送数据。待发送的数据传递到发送数据处理块703。根据本发明的各个方面，处理器701与接收数据处理块702和发送数据处理块703协作，可以执行这里描述的各方面操作，尤其是与图2所示的各个块协作。例如，接收到的TPR命令可以从接收数据处理块702传递到发送数据处理块703。处理器401确定下一次传输的负载尺寸。在考虑开销比特等的情况下，发送数据处理块从数据存储块780中选择足够量的数据，以形成与选中的负载尺寸相当的负载尺寸。数据传递到发射机600，以进行调制、数据速率选择、功率电平调整等。然后，将数据分组从发射机600发送出去。
利用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程的逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或者它们之中的任意组合，可以实现或执行结合这里公开的实施例描述的各种示例性的逻辑框图、模块和电路。通用处理器可能是微处理器，但是在另一种情况中，该处理器可能是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可能被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或者更多结合DSP核心的微处理器或者任何其他此种结构。
结合这里公开的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或者这二者的组合。软件模块可能存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其他形式的存储媒质中。一种典型存储媒质与处理器耦合，从而使得处理器能够从该存储媒质中读信息，且可向该存储媒质写信息。在替换实例中，存储媒质是处理器的组成部分。处理器和存储媒质可能存在于一个ASIC中。该ASIC可能存在于一个用户站中。在一个替换实例中，处理器和存储媒质可以作为用户站中的分立组件存在。
提供所述公开的实施例的上述描述可使得本领域的技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而是与符合这里公开的原理和新颖特征的最广范围相一致。
根据35U.S.C §119要求优先权
本专利申请要求2003年9月30日提交的、题目为“Data RateControl For Reverse-Link in a Communication System”的临时申请No.60/507,907的优先权，后者已转让给本申请的受让人，故明确地以引用方式并入此处。
为了修改基站的TPR，基站可以基于影响系统中拥塞等级的多个因素，确定上调、下调或保持命令。系统的拥塞等级可以是通信负载的函数，是通过来自基站覆盖区中的移动站的传输而产生的。在干扰受限的CDMA系统中，反向链路上的拥塞可以通过热功率上升量进行测量。热功率上升量(ROT)是基站天线处的总接收功率和热噪声的比值。为了系统的通信稳定性，基站试图将系统的ROT保持在预期门限之下。当将用于调整移动站TPR的公共控制命令发送到基站覆盖区内的所有移动站时，上调控制命令可以表示系统是没有负载的(即，ROT低于预期门限)，而下调控制命令可以表示系统是加载的且处于拥塞状态或接近拥塞状态。
在大部分系统中，由于实际限制，业务信道上的传输与一组量化数据速率值相一致，这一组量化数据速率值对应于一组量化TPR值。当移动站接收到用于调整TPR的公共控制命令时，多个移动站的数据速率同时改变为另一量化等级，这会导致基站处接收功率(ROT)出现很大的变化。因此，在收到控制命令后，移动站可以在确定概率下改变数据速率和发送的TPR。在这种情况下，在统计函数中使用收到的控制命令(不管是上调、下调还是保持命令)，确定可以在移动站处使用的实际命令。因此，基于统计函数特性，可以避免基站处接收ROT中出现较大变化。但是，数据速率和发送TPR的这些概率性改变可以具有缓慢和可变的响应时间。当收到TPR命令时确定性地改变其值的速率转换函数提供响应时间的更加受控的行为。本发明的各个方面提供了一种方法和装置，用于确定性地改变移动站中的TPR值。
一旦移动站在反向链路上开始通信呼叫，移动站就可以从很低的TPR或者从加载到移动站存储器部分中的TPR表中选择的TPR开始。选中的初始值可能是自发的TPR，移动站可以用其进行反向链路传输，而不进行任何监督，或者，是基站分配给移动站的TPR。在初始选择之后，移动站可以遵循来自基站的命令，从而调整TPR，并由此调整反向链路数据速率。总体影响是：在收到用于调整TPR值的一系列命令后，每个移动站将其反向链路传输数据速率(即，功率电平)适应系统中由其他移动站造成的拥塞等级的变化。但是，对于数据呼叫期间的多个传输，移动站可以按照大大低于系统实际状态允许的可能数据速率的数据速率(TPR)进行发送。首先，如果系统没有规定协商的反向链路数据速率(TPR)选择，则初始选择可能太保守。即使有协商规定时，协商也会引入延迟、消耗资源，并且，基站可能很难预测拥塞等级，以及向移动站分配数据速率(TPR)。因此，当移动站有足够的数据和功率空间可用于反向链路传输时，最好使用充分利用可用反向链路容量的数据速率。反向链路容量取决于基站覆盖区中所有其他移动站产生的负载(ROT)。
根据一个实施例，通信系统中的每个移动站可以维持一个名为授权业务导频功率比(授权TPR)的变量。将授权TPR映射成最大的可能传输数据速率或负载尺寸，从而允许移动站用其进行传输。基于从基站接收到的TPR命令(即，用于调整移动站处的TPR值的控制命令或任何其他数据速率/TPR控制信息)，可以确定性地调整授权TPR。收到的TPR命令可以包括上调、下调和保持命令，且可被基站覆盖区内的所有移动站用来调整授权TPR。这样的调整可以是渐进的。例如，为了改变后续传输所用的TPR值，可能需要多个上调或下调TPR命令。因此，在确定性的更新中相比与预订TPR表中的量化数据速率相对应的TPR值的粒度，授权TPR可以具有更细的粒度。根据选中的TPR，选择负载尺寸，并由此选择数据速率。在一个实施例中，移动站需要按照与预订TPR表中指定的TPR相对应的选中负载尺寸进行发送。
移动站可能在其缓冲器中没有足够的数据，或者没有按照根据授权TPR确定的数据速率来进行发送的足够功率。在这种情况下，移动站可以按照较低的数据速率或负载尺寸进行发送。如果移动站按照比根据授权TPR确定的最大值小的数据速率或负载尺寸没有发送或者发送，则可以基于选中的TPR，调整授权TPR(即，对应于较低的TPR)。根据一个实施例，如果发送的负载尺寸小于最大允许负载尺寸，则将授权TPR重新初始化成一个与发送的负载尺寸相对应的TPR。在另一实施例中，如果发送的负载尺寸低于最大的允许负载尺寸，可以用很小的步长来降低授权TPR。基于实际用于传输的TPR来调整(校正)授权TPR，从而减少系统实际拥塞状态和基站根据其收到的反馈确定的拥塞状态之间的差别，所述反馈的形式为移动站在反向链路传输中使用的实际TPR。
此外，根据一个实施例，移动站可以维持一个名为目标TPR的变量。目标TPR表示授权TPR的目标估计。例如，如果授权TPR小于目标TPR，那么，考虑到系统中的负载状况，移动站当前传输的数据速率低于移动站可能进行发送的数据速率。在这种情况下，移动站可以提高授权TPR，从而达到目标TPR或与目标TPR接近的一个值。由于目标TPR是一个估计值，故可能不准确，所以，为了防止任何不准确性，移动站逐步地升高授权TPR，同时保持低于目标TPR的余数。根据从基站接收的TPR命令，可以调整目标TPR和授权TPR。上调命令增加目标TPR和授权TPR，类似地，下调命令向下改变参数，保持命令可以保持参数不变。根据一个实施例，当授权TPR低于目标TPR时，可以遵循快升行为。授权TPR得到增加，从而，当在快升模式期间收到上调或保持TPR命令时，移动站将其传输数据速率增加到预订TPR表中的下一较高速率。根据另一实施例，当在快升模式期间收到下调命令时，移动站可以保持授权TPR不变。
移动站根据系统拥塞状态的变化，改变目标TPR。对于公共速率控制，每个基站发送的TPR控制命令将系统拥塞或负载的测量结果通知给覆盖区内的所有移动站。对于三态的上调、下调或保持TPR控制命令，上调指的是系统为没有加载的事实，而下调指的是系统为加载的事实。因此，目标TPR的更新可以基于收到的TPR控制命令。在一个示例性的实施例中，当移动站未处于快升模式下时，与授权TPR一样，目标TPR是通过类似的步上或步下值进行更新的。对于快升模式，根据收到的TPR控制命令，调整目标TPR，并且，根据快升行为，调整授权TPR。目标TPR可以在每帧得到更新，即使移动站没有在反向链路上进行发送。
这里给出的一个或多个示例性实施例是针对数字无线数据通信系统环境而介绍的。虽然优选在该环境中使用，但也可以将本发明的不同实施例应用于不同的环境或配置。通常情况下，这里描述的各系统可用软件控制的处理器、集成电路或离散逻辑来实现。贯穿本申请的数据、指令、命令、信息、信号、符号和码片优选用电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或其组合来表示。此外，每幅框图中所示的模块可以表示硬件或方法步骤。
更具体地讲，本发明的各实施例可集成到一个根据码分多址(CDMA)技术工作的无线通信系统中，CDMA技术是在由电信工业协会(TIA)和其他标准化组织出版的各种标准中论述和公开的。这些标准包括TIA/EIA-95标准、TIA/EIA-IS-2000标准、IMT-2000标准、UMTS和WCDMA标准，这些标准全部以引用方式并入此处。用于传送数据的系统还在“TIA/EIA/IS-856 cdma2000 High RatePacket Data Air Interface Specification”中进行了详细描述，后者以引用方式并入此处。如果想得到这些标准的副本，可以写信给“TIA，Standards and Technology Department，2500 Wilson Boulevard，Arlington，VA 22201，United States of America”。通常被称为UMTS标准的标准以引用方式并入此处，可以通过联系“3GPP Support Office，650 Route des Lucioles-Sophia Antipolis，Valbonne-France”来获得它。
图1示出了一个通信系统100的总体框图，该通信系统100能够根据任何一种码分多址(CDMA)通信系统标准工作，同时集成了本发明的各个实施例。通信系统100可用于话音、数据或二者的通信。通常情况下，通信系统100包括一个基站101，其在多个移动站(如移动站102-104)之间以及在移动站102-104和有线网络105(包括公共交换电话和数据网络)之间提供通信链路。基站101可以包括多个部件，如控制器和收发机系统。为简单起见，这里没有显示这些部件。基站101可以与其他基站进行通信，例如，基站160。基站101和160以及这里没有显示的各种控制节点可以控制通信系统100的各个操作方面，且与网络105以及基站101和160之间的主干网199相连。
基站101通过前向链路信号，与处于其覆盖区内的各移动站通信。可以将目标指向移动站102-104的前向链路信号加起来，形成一个前向链路信号106。前向链路可以传送多个不同的前向链路信道。也可以包括控制信道，其可以在移动站之间共享，用于接收控制信息。可以利用这样的公共控制信号，向所有移动站发送公共数据控制(TPR控制命令)信息。TPR控制命令的形式可以是一比特的命令。因此，公共速率控制信道发送一条一比特的信息，指示+1、0或-1，分别用于提高、保持或降低反向链路的业务导频信道功率电平比(TPR命令)。基站基于多个因素，包括反向链路发射功率电平在热能量上的升高量，即热噪声升高量(ROT)，确定TPR命令。基站试图维持ROT电平，因此，如果ROT超过某一门限，则基站发送下调命令，否则，上调或保持命令是合适的。
基站160也可以通过从基站160发送出去的前向链路信号，与处于其覆盖区内的移动站进行通信。基站可以执行与发送TPR命令类似的相关操作。移动站102-104可以通过相应的反向链路，与基站101和106进行通信。每条反向链路由反向链路信号维持，例如，分别用于移动站102-104的反向链路信号107-109。尽管反向链路信号107-109可以指向一个基站，但其也可以在其他基站处接收(以及解码)。由于移动站可能会从一个位置移动到另一位置和/或信道状况可能会改变，所以，移动站可以保存可用于通信的基站的活动集合。根据一个实施例，如果来自一个移动站的活动集合中所有基站的TPR命令表示上调TPR命令，则移动站执行上调TPR命令。根据一个实施例，如果一个移动站的活动集合中的任一基站发送下调TPR命令，则移动站将执行下调TPR命令，即便该活动集合中的其他基站可能已经发送了一条上调TPR命令。因此，移动站不能以超过这些基站的活动集合中的至少一个基站的期望的TPR电平进行发送。因此，根据本发明的各个方面，移动站将所有TPR命令合并成一条接收TPR命令，用于确定和调整移动站中反向链路传输的目标TPR和授权TPR。
通过参考图2所示的流程200，本发明的各个方面会更加显而易见。通过TPR命令201接收TPR命令。移动站中的接收机可以包括多个部件和处理单元，用于接收和处理承载着控制信道的信号，所述控制信道承载着这些TPR命令。TPR命令201被传递到处理框202和203。处理框202跟踪(keep track of)收到的TPR命令，以确定和调整目标TPR参数。
在图3中，示出了目标TPR相对于时间的示意图301，每个数据点表示由于接收到的一条或多条TPR命令而进行的调整。当它收到上调TPR命令时，处理框202将目标TPR向上调，当它收到下调TPR命令时，将目标TPR向下调，当它收到保持TPR命令时，将目标TPR稳定地保持在相同等级。所有移动站都跟踪目标TPR。各移动站处的目标TPR的等级可能不完全相同。每个移动站处的目标TPR取决于收到的TPR命令的历史以及该移动站一直跟踪所接收到的TPR命令的时间长度。具有相同活动集合尺寸的所有移动站以及那些在长时间内足够可靠地接收到TPR命令的移动站，平均具有大致相同的目标TPR。考虑到拥塞控制系统的本质，长期稳态平均值依赖于系统提供的负载，且由移动站在反向链路容量中的份额表示，而与为目标TPR选择的起始值无关。目标TPR的起始值可以选择在任意等级，但却是一个很小的等级，从而，它小于系统中已经长时间跟踪目标TPR的其他移动站的目标TPR值。这是一种保守的方法，因为，在呼叫建立开始中，长期目标TPR的估计是比较粗略的。
通常情况下，当收到上调TPR命令时，处理框203将授权TPR向上调整，当收到下调TPR命令时，处理框203将授权TPR向下调整，当收到保持TPR命令时，处理框203将授权TPR稳定地保持在相同的等级。各移动站处的授权TPR的等级可能相同。各移动站处的授权TPR取决于收到的TPR命令的历史，以及该移动站一直跟踪接收到的TPR命令的时间长度。通信系统100可以利用混合ARQ方案来发送和接收数据分组。例如，如果在一个ARQ实例的目的方处未能接收到一个数据分组的多次连续(或离散的)传输，则可以启动一次新的传输(新的ARQ实例)。对于具备混合ARQ的系统，只有启动一次新的传输时，移动站才能够更新其授权TPR，以响应收到的TPR命令。此外，有时移动站可能没有以授权TPR确定的负载尺寸来发送的数据或功率。在这些情形下，可以将授权TPR调整到较低等级。因此，在一个移动站中由处理框203确定和调整的授权TPR可能与另一个移动站中的授权TPR处于不同的等级，所述另一移动站具有接收TPR命令的更少历史且在发送数据方面更不活跃。授权TPR的起始值可以选择处于任意等级。更重要的是，各移动站处的授权TPR取决于为发送所选择的数据分组的负载尺寸。通常情况下，负载尺寸越大，就需要越高的授权TPR。因此，在移动站在选择发送数据分组的小尺寸负载时，其授权TPR也得到调整，以反映小的负载尺寸。因此，不同移动站中的授权TPR可能不同，并且，授权TPR的调整可能是由于除接收到的TPR命令值之外的因素而引起的。
不时地调整授权TPR，并将其维持在低于或大体等于移动站中的目标TPR的等级。在一个实施例中，可以在每帧都更新目标TPR，即便下一次传输是一个ARQ实例中的重发；只有下一次传输是一次新的传输(新的ARQ实例)时，才更新授权TPR。在这种情形下，由于TPR命令的随机本质，有可能会出现授权TPR略微高于目标TPR的情况。但是，当授权TPR大体等于或高于目标TPR时，则禁用快升模式。在另一实施例中，可以迫使移动站保持其授权TPR严格小于目标TPR。
在图3中，所显示的授权TPR(图线302)所选择的等级在任何时刻都小于目标TPR。图301线给出了由处理块202确定和调整的目标TPR的示例性流向。所显示的目标TPR是基于一系列示例性的上调、下调和保持TPR命令而调整的。每个数据点可以代表接收一个TPR命令所造成的影响。图线302给出了由处理块203确定和调整的授权TPR的示例性流向。根据本发明的各个方面，所显示的授权TPR是基于一系列示例性的上调、下调和保持TPR命令而调整的。每个数据点可以代表接收一条TPR命令所造成的影响。图线303给出了在启用了快升情况下由处理块203确定和调整的授权TPR的示例性流向。所显示的授权TPR图303是基于一系列示例性的上调、下调和保持TPR命令而调整的，但不同之处是：在快升期间，忽略下调命令。通过将授权TPR保持在相同的等级，就好像收到了一条保持TPR命令一样，从而忽略下调命令。在不同的时间，授权TPR图线303和目标TPR图线301之间的差别也不同，直到授权TPR图线303达到目标TPR图线301的一个门限(T)为止。处理块203和202接收到的任何上调、下调、保持命令用于在正常模式期间(当禁止快升时)调整目标TPR和授权TPR。当目标TPR和授权TPR之间的差值大于与门限(T)相当的等级时，则启用快升。需要注意的是，当启用快升时，授权TPR很快就达到了目标TPR的范围内。这是本发明的一个方面，非常有效地使授权TPR进入目标TPR的门限(T)内，从而最大限度地利用通信资源。应当注意的是，尽管图3的图线显示授权TPR 302和303小于目标TPR，但是，在禁用快升之前，利用了快升的授权TPR 303的图线能够达到目标TPR。在这种情况下，授权TPR的值可以达到和目标TPR相同。但是，作为一种设计选择，可以保持授权TPR小于目标TPR。
在选择负载尺寸的过程中，将选中的授权TPR提供给处理块205。处理块205将授权TPR与一组可用负载尺寸进行比较。参照图4，表400是一张示例性的表，其给出了各种负载尺寸和相应的最小所需授权TPR。例如，对于索引4，最小所需授权TPR是10.04dB。如果处理块203确定授权TPR大于10.04dB且小于12.87dB，则处理块205可以选择1536比特的最大负载尺寸。发射机的调制器中的数据分组应当最多(考虑到其他开销比特等)为1536比特长，以便于在一个时间帧内被发送出去。在这种情况下，对于10毫秒的时间帧，数据速率将是153.6Kbps。由于负载尺寸越小，所需的授权TPR就越小，如图所示，所以，处理块205可以选择比授权TPR所允许的最大负载尺寸要小的负载尺寸。如果移动站没有与选中的负载尺寸相对应的数据或者它没有以最大选中负载尺寸发射的功率，则完成这一点。在该例子中，处理块205可以选择与一个不同索引相对应的负载尺寸，该索引具有较小的所需授权TPR。处理块205将与选中负载尺寸相对应的TPR传送到处理块203。根据一个实施例，如果处理块205已经选择了一个负载尺寸，其小于从处理块203传送的授权TPR所允许的最大负载尺寸，则处理块205发送一条重新设置命令，以在处理块203中将授权TPR值重新设置成与选中负载尺寸相对应的授权TPR值。处理块203基于后续接收到的TPR命令201，从与该重新设置值相对应的值起，继续调整授权TPR。应当注意的是，根据一个实施例，如果授权TPR的重新设置值比目标TPR低出所述门限(T)还多，则可以启动快升，以使授权TPR忽略下调TPR命令，并高效地达到目标TPR，或者达到门限(T)内。
来自处理块203的授权TPR值传送到处理块204，用于判断是否应当启用快升。可以将该授权TPR与从处理块202接收的目标TPR进行比较。如果授权TPR小于目标TPR或者比目标TPR小门限量(T)，则启用快升。根据一个实施例，如果启用了快升，则处理块203在确定和调整授权TPR时忽略收到的下调TPR命令。可以通过多种方式实现授权TPR的快升行为。在一个例子中，通过保持授权TPR处于相同的值，可以忽略下调TPR命令。在另一个例子中，通过在快升期间提高授权TPR，可以忽略下调和保持TPR命令。在另一个例子中，通过增加授权TPR，可以忽略保持TPR命令。其他组合也是可能的。在一个例子中，当授权TPR远低于目标TPR时，可以遵循一个快升行为，当授权TPR接近目标TPR、但尚未处于门限(T)内时，遵循另一快升行为。在图3中，图线303示出了利用快升的授权TRP，图线302处于正常模式。快升模式下的授权TRP忽略下调TRP命令。
图5的框图示出了接收机500，其用于处理和解调收到的CDMA信号，同时根据本发明的各个方面而工作。接收机500可用于对反向和前向链路信号上的信息进行解码。接收机500可用于对基础信道、控制信道和补充信道上的信息进行解码。接收机500可用于处理承载着TPR命令的信号，同时根据本发明的各个方面而工作。收到的(Rx)采样可以存在RAM 504中。接收采样是由射频/中频(RF/IF)系统590和天线系统592产生的。RF/IF系统590和天线系统592可以包括一个或多个部件，用于接收多个信号并利用接收分集增益对收到的信号进行RF/IF处理。通过不同传播路径传播的多个接收信号可能来自一个公共信源。天线系统592接收RF信号，并将RF信号传递到RF/IF系统590。RF/IF系统590可以是任何传统的RF/IF接收机。收到的RF信号经过滤波、下变频和数字化，形成处于基带频率的RX采样。这些采样被提供给复用器(mux)502。复用器502的输出被提供给搜索器单元506和支路单元508。控制系统510与之相连，以控制接收机500的各种操作。组合器512将解码器514连接到支路单元508。控制系统510可以是由软件控制的微处理器，且可以位于相同的集成电路上或不同的集成电路上。解码器514中的解码功能与turbo解码器或任何其他合适的解码算法一致。
在工作期间，接收采样被提供给复用器502。复用器502将这些采样提供给搜索器506和支路单元508。控制单元510将支路单元508配置成：基于来自搜索器单元506的搜索结果，对处于不同时间偏移的接收信号执行解调和解扩。解调结果经过组合，然后传递到解码器514。解码器514对数据进行解码，并输出解码数据。通常，通常使用积分和转储累加器电路(未显示)，将接收采样乘以处于同一定时前提的PN序列和分配的Walsh函数的复共轭以及对所得采样进行数字滤波，从而执行信道的解扩。这种技术在本领域中是公知的。
接收机500可以用在基站101和160的接收机部分中，用于处理来自移动站的接收反向链路信号，以及用在任何移动站的接收机部分中，用于处理收到的前向链路信号。前向链路信号可以携带TPR命令。根据本发明的各个方面，解码器514将TPR命令传递给图2所示的各种处理块，以确定和调整目标TPR和授权TPR。接收机500可以用在基站中，用于对承载着数据信道的反向链路信号进行解码，其具有图2的各种处理块确定的数据速率和负载尺寸。
解码器514可以积累合并后的能量，以便于检测数据符号。每个数据分组可以携带一个循环冗余校验(CRC)字段。解码器514与控制系统510和/或其他控制系统协作，检查接收到的数据分组中的错误。如果CRC数据未通过校验，则收到的数据分组是错误地接收的。接收机500可以通过多种方式来实现，如使用ASIC、DSP和微处理器。但是，解码数据的处理可以通过与接收机500相连的处理器来执行。这样的处理器可以包括图2所示的各种处理块。由于接收机500对接收信号的处理是大量的和时间挑剔的，所以，接收机500的很多方面可以自发地执行。例如，搜索导频信号、各种信号的解调和解码等等，可以自发地启动和完成。
由于失败的CRC，一个数据分组的传输可能需要通过多次传输来完成。如果接收到的一个数据分组的CRC是失败的，那么，一旦从目的方收到一条否定性确认，就可以执行同一数据分组的一次新传输。这样的过程通常被称为一个ARQ实例。在接收确认或否定性确认的时候，新的分组可以由移动站发送出去，同时前一分组仍需要一次重发。分组的每次发送被称为一个子分组。子分组发送是交错的，从而使基站有足够的时间为下一子分组反馈确认。例如，移动站可以先发送分组A的子分组0(“A，0”)。当它等待分组A的ACK的同时，它开始发送分组B、C和D的子分组0。所以，在任何给定时间，最多四个不同分组可以处于运送途中；这样的情况被称为具有4个ARQ实例。因此，分组传输的每个线程被称为一个ARQ实例。在一个ARQ实例中，可以发生数次重发，以发送一个数据分组。根据本发明的各个方面，在一个ARQ实例中的所有重发可以使用相同的授权TPR。所以，处理块203为每个ARQ实例维持一个授权TPR。对于每个ARQ实例，可以按照接收到的各条TPR命令来更新授权TPR，不管处于接收TPR命令的快升模式(图线303)还是处于正常跟踪模式(图线303)中。
与移动站未处于快升模式时相比，在快升模式下，可以更积极地增加授权TPR。在考虑的实施例中，更新授权TPR，从而，当收到上调或保持命令时，使选中的负载尺寸跳上到下一负载尺寸，同时在快升期间忽略下调命令。在另一个实施例中，在快升期间，可以使用升高或降低值的不同集合。快升期间的升高可以更陡峭，同时快升期间的降低响应要么没有，要么非常渐进。在启用了快升的情况下，下调TPR命令将授权TPR下调的量小于上调命令将授权TPR升高的量。在另一示例性实施例中，不同的移动站可以在快升期间使用不同的升高和降低值。与具有较低优先级的移动站相比，具有较高优先级的移动站可以具有较大的升高值。
因此，在一个实施例中，一条上调TPR命令可以表示授权TPR值的少量增加。例如，一条上调TPR命令可以达到表400所示两个相邻索引之间的dB差值的四分之一的增长量。在这种情况下，四条上调TPR命令等价于将索引向上改变一个等级，相应地，将授权TPR向上改变一个等级。同样，下调TPR命令表示授权TPR值的少量降低。例如，下调TPR命令可以达到表400所示两个相邻索引之间的dB差值的四分之一的降低量。在这种情况下，四条下调TPR命令可以等价于将索引向下改变一个等级，相应地，将授权TPR向下改变一个等级。在另一实施例中，与各接收TPR命令相对应的分数向上和向下值可以以不对称方式而不同。例如，四条下调TPR命令可以将授权TPR降低一个索引，而七条上调TPR命令可以将授权TPR提高一个索引。
图6的框图示出了一个发射机600，其用于发送前向和反向链路信号。待发送的信道数据输入到调制器601，以进行调制。调制可以根据任一项公知的调制技术，如QAM、PSK或BPSK。数据在调制器601中是以某一个数据速率进行编码的。该数据速率可以通过数据速率和功率电平选择器603来选择。数据速率选择可以基于授权TPR信息。帧传输可以是固定的，如10毫秒。通过表400查找授权TPR。表400的内容可以下载或上载到发射机600中。表400中的信息可以随时间而变化，或者，对于通信系统100中的不同移动站可以不同。图2所示的处理块203和205可以与块603进行交互，以确定数据速率和负载尺寸。根据从处理块205接收的选中负载尺寸，选择输入数据量。相应地选择数据速率。如果所选中的负载尺寸对应于具有较低TPR的负载尺寸，则处理块205通知处理块203，以做出相应调整，就如同这里所解释的那样。数据速率和功率电平选择器603相应地选择调制器601中的数据速率。调制器601的输出通过信号扩展操作传递，并在块602中得到放大，以便于从天线604发送出去。块607中还生成导频信道。在块607中，将导频信道放大到适当的电平。导频信道功率电平可以与接收目的方处的信道状况一致，且可以与公知的功率控制方案一致。数据速率和功率电平选择器603还根据授权TPR命令，为业务信道的放大等级选择功率电平，同时知道导频信道功率电平。将选中的数据速率和业务信道的功率电平与导频信道结合起来，从而能够在接收目的方中对发送数据进行适当的解码。在组合器308中，将导频信号与信道信号进行组合。组合后的信道可以在放大器609中得到放大，并从天线604发送出去。天线604可以是任何数量的组合，包括天线阵列和多进多出配置。
图7示出了收发机系统700的总体示意图，其集成了接收机500和发射机600，用于与目的方维持一条通信链路，其包括处理收到的TPR命令，确定和调整目标TPR和授权TPR，为发送一个数据分组选择负载尺寸，就如同这里所描述的那样，尤其与图2所示的操作的各个方面相关。收发机700可以集成在移动站和/基站中。处理器701可以连接到接收机500和发射机600，用来处理收到的和发送的数据。接收机500和发射机600的各个方面可能是公共的，但这里将接收机500和发射机600分开显示。在一个方面中，接收机500和发射机600可以共享公共的本地振荡器和公共的用于RF/IF接收和发送的天线系统(未显示)。发射机600通过输入705接收待发送数据。发送数据处理块703准备要在发射信道上发送的数据。发射信道可以是业务信道。通过输入端705传递到发射机的负载数据的尺寸可以根据本发明的各个方面进行选择。处理器701通过输入端704接收在解码器514中进行过解码之后的接收数据。接收数据在处理器701的接收数据处理块702中进行处理。处理器701的各个方面可以集成到一个或多个处理单元中。收到的数据可以包括收到的TPR命令。收发机700可以连接到另一设备。收发机700可以是该设备的一个构成部分。该设备可以是计算机，或者，工作方式类似于计算机。该设备可以连接到数据网络，如互联网。对于收发机700集成在基站中的情况，基站可以通过多条连接，连接到诸如互联网之类的网络。
接收数据的处理通常包括检查接收数据分组中的错误。数据存储块780可以积累各数据分组中接收的数据，以便于重建整个数据块。数据存储块780可以存储待发送数据。待发送的数据传递到发送数据处理块703。根据本发明的各个方面，处理器701与接收数据处理块702和发送数据处理块703协作，可以执行这里描述的各方面操作，尤其是与图2所示的各个块协作。例如，接收到的TPR命令可以从接收数据处理块702传递到发送数据处理块703。处理器401确定下一次传输的负载尺寸。在考虑开销比特等的情况下，发送数据处理块从数据存储块780中选择足够量的数据，以形成与选中的负载尺寸相当的负载尺寸。数据传递到发射机600，以进行调制、数据速率选择、功率电平调整等。然后，将数据分组从发射机600发送出去。
利用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程的逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑、分立硬件组件或者它们之中的任意组合，可以实现或执行结合这里公开的实施例描述的各种示例性的逻辑框图、模块和电路。通用处理器可能是微处理器，但是在另一种情况中，该处理器可能是任何常规的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可能被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或者更多结合DSP核心的微处理器或者任何其他此种结构。
结合这里公开的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或者这二者的组合。软件模块可能存在于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其他形式的存储媒质中。一种典型存储媒质与处理器耦合，从而使得处理器能够从该存储媒质中读信息，且可向该存储媒质写信息。在替换实例中，存储媒质是处理器的组成部分。处理器和存储媒质可能存在于一个ASIC中。该ASIC可能存在于一个用户站中。在一个替换实例中，处理器和存储媒质可以作为用户站中的分立组件存在。
提供所述公开的实施例的上述描述可使得本领域的技术人员能够实现或者使用本发明。对于本领域技术人员来说，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的总体原理也可以在不脱离本发明的范围和主旨的基础上应用于其他实施例。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而是与符合这里公开的原理和新颖特征的最广范围相一致。
根据35U.S.C §119要求优先权
本专利申请要求2003年9月30日提交的、题目为“Data RateControl For Reverse-Link in a Communication System”的临时申请No.60/507,907的优先权，后者已转让给本申请的受让人，故明确地以引用方式并入此处。