移动通信系统的数据发送和接收方法 【技术领域】
本发明涉及一种移动通信系统的数据收发信方法，尤其是在多址(Multiple Access)多载波(Multi-Carrier)通信系统中，在功率传输时，通过根据信道环境控制发射功率，使接收端每个子信道以相同的功率进行接收，并能补偿由信道所发生的损耗。
背景技术
以往补偿信道发生的损耗的方法一般是分别使用功率控制(Powercontrol)方式或纠错码(error correction codes)方式。
因此，以往由于没有改善各方式的缺点的方法，移动通信系统的传输装置难以进一步提高性能，而且，为了应用功率控制方式，还需要有信道增益(gain)的估计值，该值如与实际信道增益不同，则没有对其进行改善的方法。
【发明内容】
本发明是为解决上述以往问题而开发的，其目的是提供一种移动通信系统的数据收发信方法，当在多路访问多载波通信系统中传输功率时，通过按照信道环境控制发射功率，使接收端的每个子信道以相同功率进行接收，并能补偿由信道所发生的损伤。
为实现上述目的，本发明地特征是由如下5个步骤构成：第1步骤，检测传输数据的各子信道的增益估计值和实际值，第2步骤，把上述各子信道的增益估计值和实际值与既定基准值(γo)进行比较；第3步骤，针对上述增益估计值和实际值，当某一子信道低于既定基准值(γo)时，判断为是不良(bad)状态，当所有子信道的信道增益高于既定基准值(γo)时，判断为是良好(good)状态；第4步骤，组合上述估计增益值和实际增益值的状态，当是含有某一个不良(bad)状态的组合时，不传输所有子信道的数据，消除数据符号；第4步骤，当上述估计增益值和实际增益值的状态组合均是良好(good)状态时，各子信道的传输功率调整为目标接收功率(PR)相对于各子信道信道增益(γk，i)的值(PR/γk，i)并传输。
另外，本发明为实现上述目的，其特征是由如下5个步骤构成：第1步骤，检测接收到的数据的各子信道的增益估计值和实际值；第2步骤，把上述各子信道的增益估计值和实际值与既定基准值(γo)进行比较；第3步骤，针对上述增益估计值和实际值，当某一子信道低于既定基准值(γo)时，判断为是不良(bad)状态，当所有子信道的信道增益高于既定基准值(γo)时，判断为是良好(good)状态；第4步骤是一个判断过程，组合上述估计增益值和实际增益值的状态，当是含有某一个不良(bad)状态的组合时，消除相应数据符号；第5步骤，当存在经上述判断而被消除的数据时，则利用消除纠错方法对接收数据进行解码。
【附图说明】
图1是本发明的移动通信系统中发射部的结构框图。
图2是基于上述图1的数据发射过程流程图。
图3是本发明的移动通信系统中接收部的结构框图。
图4是基于上述图3的数据接收过程流程图。
【具体实施方式】
下面参照附图详细说明本发明的实施例。
图1是本发明的移动通信系统中发射部的结构框图。它由如下结构构成：分组编码器(10)，它把要传输的数据连同纠错码在内分组编码成Q-元(根据系统的不同，可构成不同的比特)；交织器(20)，它为防止在信道中发生错误而对上述经过分组编码的数据进行交错；并行/串行变换器(30)，它把经过上述交错的并行(Parallel)的Q-元数据按照串行(Serial)的各比特(bit)进行分离并输出到子信道(sub channel)；调制部(40)，它由对上述各子信道数据进行调制输出的多个调制器(40a～40n)构成；放大部(50)，它由多个放大器(50a～50n)构成，这些放大器在启用状态下，把上述各子信道的调制数据分别调整为目标接收功率(PR)相对于各子信道信道增益(γk，i)的值(PR/γk，i)并传输。
在如上构成的装置中，如图2的流程图所示，本发明检测(S101)传输数据的各子信道的增益估计值和实际值，把各子信道的增益估计值和实际值与既定基准值(γo)进行比较(S102)，针对该增益估计值和实际值，当某一子信道低于既定基准值(γo)时，判断(S104)为不良(bad)状态，当所有子信道的信道增益高于既定基准值(γo)时，判断(S103)为是良好(good)状态。
接着，组合(S105)上述估计增益值和实际增益值的状态，当是含有某一个不良(bad)状态的组合时(S106)，则关闭放大部(50)，不传输所有子信道的数据(此时，功率是′0′)(S108)，消除(erasure)(S109)相应数据符号(Q-元符号)。此外，当上述估计增益值和实际增益值的状态组合均是良好(good)状态时，各子信道的传输功率调整为目标接收功率(PR)相对于各子信道信道增益(γk，i)的值(PR/γk，i)并传输(S107)。
即，如图1所示，本发明由M(＝log2Q)个子信道构成，当把各子信道的信道增益称为γk，i(i_thsubchannel gainfor k_th user)时，在实际系统中，从发信端无法正确预测信道增益，将从接收端测定的信道增益(使用导频信道或符号进行估计)反馈到发信端，发信端利用它来估计传输信道的增益，然后根据该估计值调整信道功率。如此一来，信道增益会随时间而变，估计值和实际信道增益(gain)有可能不一致。
为此，本发明中把信道状态定义为如下的良好(good)和不良(bad)。
良好(good)状态：γk，i≥γo对所有i，i∈{1，2，…，M}
不良(bad)状态：γk，i＜γo对一些i，i∈{1，2，…，M}
由信道增益估计值和实际信道增益值决定的状态可分为4类((不良，不良)、(不良，良好)、(良好，不良)、(良好，良好))。
下面就上述信道估计方法进行简单说明。存在从发信端到接收端的导频信道及符号，接收端利用导频信道及符号对当前状态的信道值进行测定，但此时测定的信道值是对当前状态的信道测定值。虽然如此，由于信道特点上存在一定程度的相关性(correlation)，所以可在一定程度上对未来状态的信道值进行估计(一般性信道估计方式)。
利用这样测定的当前信道值，计算未来状态信道值的估计值，接收端通过反馈信道传输到发信端，发信端和接收端得以共享未来状态(即，发信端传输实际数据时的信道状态)的信道估计值，发信端和接收端可以一同得知某一信道是高于既定基准值还是低于既定基准值。也就是说，发信端和接收端可以一同得知某一信道是处于不良(bad)状态还是良好(good)状态。
在上述估计信道增益和实际信道增益的4种状态中，根据各状态的不同，传输功率控制及是否消除相应符号的情况如下。
1.(不良，不良)→消除相应符号 & 对第i个子信道的功率＝0，对所有i，i∈{1，2，…，M}
2.(不良，良好)→消除相应符号 & 对第i个子信道的功率＝0，对所有i，i∈{1，2，…，M}
3.(良好，不良)→消除相应符号 & 对第i个子信道的功率＝P，对所有i，i∈{1，2，…，M}
4.(良好，良好)→不消除相应符号 & 对第i个子信道的功率＝P，对所有i，i∈{1，2，…，M}
如上述分类所示，发信端根据信道增益估计值的状态，如是良好状态，则以″对第i个子信道的功率(Power for i_th subchannel)＝P″开启，如是不良(bad)状态，则以″对第i个子信道的功率(Power fori_th subchannel)＝0″关闭传输功率。
另一方面，在接收端，如果相应Q-元符号估计值是不良(bad)状态，则视为无条件消除符号，当估计值是良好(good)状态时，发信端虽然不把传输功率设为0，但由于实际信道增益不良，存在是错误(error)符号的可能性，这种情况下，也将相应Q-元符号视为消除符号。
经过上述步骤，在Q-元块解码器(Block Decoder)中利用消除纠错方法(erasure-error correction)还原了数据。
即，本发明针对估计值和实际值，如果发信端的所有子信道的信道增益(γk，i)高于既定基准值(γo)，则设置为良好(good)状态，如某一子信道的信道增益低于基准值(γo)，则设置为不良(bad)状态。根据估计值和实际值状态的不同，会发生4种状态，根据上述信道状态，Q-元符号估计值如是不良(bad)状态，则视为无条件消除符号，即使从估计值来看信道状态是良好(good)状态，但当实际信道增益是不良(bad)状态时，则把相应Q-元符号视为消除符号。
这里所谓的消除上述符号，指是的关闭放大部(50)，不传输所有子信道的数据，消除相应Q-元符号。
当然，为了控制上述放大部(50)的打开/关闭及把消除信息传输到接收部，还应包含有控制部。但是，由于可以通过变更通常包含于移动通信系统中的控制部的软件来简单地实现操作，所以在本发明的构成中没有画出。另外，上述消除信息可以通过多种方法实现，比如通过另外的信道传输到接收部等，关于这些方法，由于不在本发明要旨之列，故省略了对其的说明。
不过，在本发明的实施例中，依据接收的子信道增益的估计值和实际值判断状态，当估计值和实际值中某一信道状态是bad状态时，则判断为消除相应Q-元符号，利用消除纠错方法还原数据。
另一方面，为启用/关闭上述放大部(50)而检测(预测)各信道的增益(channel gain)，其方法也有多种，并且已经公开，使用其中任意一种方法便可以轻松地检测出信道增益。因此，在本发明中依据各子信道的增益的估计值和实际值来判断状态，当估计值和实际值中某一信道状态是不良(bad)状态时，对相应Q-元符号进行消除(erasure)，从而可以减小因功率关闭而导致的电池耗电，使接收部的分组解码器易于依据消除信息进行还原。
也就是说，在以往情况下，是不考虑信道的状态，无条件以固定功率来传输数据的，当接收部发生高于既定个数的错误时，实际上难以还原；但在本发明中，当出错可能性高时，消除相应符号，将该信息传输给接收部，使其能够还原，从而提高了收发信性能。
图3是本发明的移动通信系统中接收部的结构框图。它包括如下结构：解调部(60)，它由多个解调器(60a～60n)构成，解调器(60a～60n)对通过各子信道接收的数据分别进行解调；串行/并行变换器(70)，它把经上述解调的各bit的子信道数据变为并行的Q-元数据；解交织器(80)，它对上述Q-元数据进行解交错；分组解码器(90)，它针对从上述解交错的数据中消除的符号数据，执行消除纠错方法，还原传输数据。
在如上构成的装置中，如图4的流程图所示，本发明检测(S201)M个(1，2，...M)子信道增益的估计值和实际值，如果发信端的所有子信道的信道增益(γk，i)高于既定基准值(γo)，则设置为(S102，S103)良好(good)状态，如某一子信道的信道增益低于基准值(γo)，则设置为不良(bad)状态(S102，S104)。根据估计值和实际值状态的不同，会发生4种状态(S105)，根据上述信道状态的不同，当相应Q-元符号估计值是不良(bad)状态时，或是即使从估计值来看信道状态属于良好(good)状态，但实际信道增益处于不良(bad)状态，那么，判断(S106，S108)为是对相应Q-元符号进行消除(erasure)，利用消除纠错方法进行解码(S109)。在除此之外的情况(估计值和实际值的状态均是良好(good)状态时)下，以原来的一般性解调(Demodulation)方式对数据进行解码(S107)。
其中，所谓一般性解调，是指只把“1”、“0”的解调数据输出到解码器。当存在消除数据时，除“1”、“0”之外，消除信息(假设，“E”)数据被输出到解码器，按照它来实现解码。
如上所述，本发明通过控制功率的启用/关闭，在信道不好的情况下，可以节省传输功率，由于各用户独立于其它用户控制传输功率(各用户的信道环境也是独立的)，因此还具有减小平均多址干扰(multipleaccess interference)的效果。
另外，当因信道环境不好而不传输符号数据时，相应符号发生错误的几率存在较大问题。在本发明中是通过使用分组码的纠错码消除纠错(Erasure-error correction)方式来解决的，即把不传输的(即发生错误几率大的)符号指定为消除符号(Erasure)，从而提高了接收部的分组解码器的分组码纠错能力。
如上所述，与原来的只进行纠错(error-only correction)方式相比，本发明使用的消除纠错方式更有助于提高接收性能。也就是说，分组码在发生了两倍于错误的消除符号时，也可以进行校正，从而提高了接收性能。
如上述所作的说明，该移动通信系统的数据收发信方法是，检测信道的增益估计值和实际值，当信道增益(gain)的估计值不同于实际信道增益时，对其进行补偿。因此，可以更加有效地使用基于功率控制和消除的纠错方法，提高系统的性能。