[发明专利]用于前向链路的变速率编码

说明书

本申请是申请日为2000年11月16日，申请号为00818552.2，发 明名称为“用于前向链路的变速率编码”的中国发明专利申请的分案申请。

技术领域

这项发明一般地涉及无线电通信系统，更具体地说涉及在数字编码的 无线电通信信道上用来提供数据传输率可变的连接的技术。

背景技术

第一代个人的无线电通信装置(例如蜂窝式无线电话)是通过把各个 截然不同的无线电载波频率分配给各自的用户进行操作的。例如，在高级 移动电话服务(AMPS)型的蜂窝式移动电话中，两个30千赫(kHz)带宽 的信道被分派，以便支持各个用户单元和基站之间的全双工音频通信。在 每个这样的信道内的信号是利用诸如频率调制(FM)之类的模拟技术进行 调制的。

最新一代的系统使用数字调制技术，以便允许多重用户同时访问同一 频谱。这些技术表面上增加用于给定的可用的无线电通信带宽的系统容 量。这种在美国最流行的技术是码分多址(CDMA)型的。采用CDMA，每个 通信信号首先在发射机处用伪随机(PN)的代码序列编码。接收器包括以 这种用不同的PN代码序列或者用不同的代码相位编码的信号可以彼此分 离的方式实现PN解码功能的装备。因为PN代码本身不提供完美的信道分 离，某些系统为了减少信道之间的干扰具有额外的被称为“正交代码”的 编码层。

为了使PN代码和正交代码的属性在接收器处适当地起作用，某种其 它的设计思想必须被考虑进去。就在相反的链路方向上行进的(即从移动 单元返回到中心基站的)信号而言，功率水平必须受到小心地控制。具体 地说，代码的正交属性是针对各个信号以大体上相同的功率水平到达接收 器的情况优化的。如果不是这样，信道干扰将增加。

正向链路方向存在不同的问题。具体地说，从基站向用户单元行进的 信号可能作为所谓的远近问题的结果以不可预知的方式干扰另一个信号。 例如，遥远移动单元为了得到适当的检测需要比较高的功率，反之接近中 心的移动单元需要较低的功率。更强的信号可能干扰位置比较靠近通常用 较低的功率水平操作的基站的移动单元的适当的操作。令人遗憾的是这种 行为取决于移动通信系统特定的操作环境，包括周边地理的拓扑、用户 单元彼此的毗邻关系以及其它因素。

过去，个别地设置功率水平使每条前向链路信道都得到优化从而将干 扰减少到最小是可能的。具体地说，业已建议每个功率水平都可以经过调 整，以便影响在倾向于使干扰最小化的用户单元接收的最佳功率水平。

另外，诸如采用卷积、Reed-Solomon和其它类型代码的前向纠错(FEC) 型算法的编码算法可以被用于提高接收器处有效的信噪比。尽管这样的代 码在嘈杂的环境中确实在较低的误码率方面提供得到提高的性能，但是凭 借它们自己不改善与同信道干扰相关联的困难。

发明内容

本发明通过允许各个通信信道的数据传输率适应特定的信道条件提 供附加的自由度。具体地说，前向纠错(FEC)的编码速率可以适合于各 个信道。同时，每个传输帧的FEC符号的数目保持固定，不依赖于FEC编 码速率和功率水平。这允许在不改变有效传输的功率水平的情况下把不同 的FEC速率、甚至不同的FEC代码分配给各个用户信道，取决于信道条件。

例如，如果信道正在经历比较好的传播条件，那么FEC编码速率可以 降低，而每个FEC帧的输入位的数目可以在不改变传输功率水平的情况下 被增加。因为总的信息率取决于原始数据传输率除以代码率的比值，所以 在不对其它用户信道产生比较大的干扰的情况下获得了比较高的信息率。

另一方面，如果特定的信道处在比较劣质的或边缘的传输环境中，那 么可以采取其它的步骤以减少总的信息率。具体地说，可以提高有效的FEC 编码速率而不是提高传输的功率水平以及减少每个FEC帧的输入位的数 目。这允许在不提高传输功率水平的情况下使信道变得更健壮。

在优选的实施方案中，FEC编码速率是改变通过周期性地朝预期的接 收器发送消息，以指出在未来的传输中打算用在每个给定的信道上的编码 速率。例如，在典型的执行中，速率消息可以在前向链路传呼信道或同步 信道上朝某个特定的接收器发送。

本发明有几个优势。在码分多址(CDMA)系统中，尤其是在有多路衰 落或其它恶劣的信道条件存在的环境中，不需要为了优化总的系统信息率 调整功率水平。

附图说明