專(zhuān)利名稱(chēng)：在移動(dòng)通信系統(tǒng)中進(jìn)行功率控制的方法和裝置的制作方法
本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?6192934.0的分案申請(qǐng)。
其固有特性為寬帶信號(hào)的CDMA通過(guò)把信號(hào)能量擴(kuò)展到一個(gè)寬的帶寬上來(lái)提供了一種頻率分集的形式。因此，頻率選擇性衰落僅影響到CDMA信號(hào)帶寬的一小部分。從移動(dòng)用戶通過(guò)兩個(gè)或多個(gè)小區(qū)站通過(guò)同時(shí)鏈路提供多信號(hào)路徑可以獲得空間或路徑分集。而且，可利用多路徑環(huán)境通過(guò)擴(kuò)展頻譜處理，可以單獨(dú)接收和處理傳播延遲不同的信號(hào)，獲得路徑分集。路徑分集的例子如美國(guó)專(zhuān)利No.5,101,501、名稱(chēng)為“在CDMA蜂窩電話系統(tǒng)內(nèi)提供通信軟切換的方法和系統(tǒng)”以及美國(guó)專(zhuān)利No.5,109,390、名稱(chēng)為“CDMA蜂窩電話系統(tǒng)內(nèi)的分集接收機(jī)”所說(shuō)明的，該兩專(zhuān)利都轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，都援引于此，以作參考。
在提供增加容量，且同時(shí)保持高質(zhì)量的可感話音這些特殊優(yōu)點(diǎn)的數(shù)字通信系統(tǒng)中傳輸話音的方法是利用可變速率話音編碼。特別有用的可變速率編碼的方法和裝置在共同待批美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.08/004,484中有詳細(xì)描述，該專(zhuān)利申請(qǐng)是1991年6月11日申請(qǐng)的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.07/713,661、名稱(chēng)為“可變速率聲碼器”的繼續(xù)申請(qǐng)，該申請(qǐng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，將其所揭示的內(nèi)容援引于此，以作參考。
利用可變速率話音編碼器在以最大速率對(duì)話音數(shù)據(jù)進(jìn)行所述話音編碼時(shí)提供最大話音數(shù)據(jù)容量的數(shù)據(jù)幀。當(dāng)可變速率話音編碼器正在以比最大速率小的速率提供話音數(shù)據(jù)時(shí)，在傳輸幀內(nèi)有多余的容量。在共同待批美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.08/171,146(其為1992年1月16日提出的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.07/822,164的繼續(xù)申請(qǐng))、名稱(chēng)為“形成傳輸數(shù)據(jù)的方法和裝置”中詳細(xì)描述了在預(yù)定的大小固定的傳輸幀內(nèi)傳輸額外的數(shù)據(jù)的方法，數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)源以可變速率提供數(shù)據(jù)，該專(zhuān)利申請(qǐng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，將其揭示的內(nèi)容援引于此，以作參考。在上述專(zhuān)利申請(qǐng)中，揭示了一種方法和裝置，把不同源來(lái)的不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)組合在數(shù)據(jù)幀中進(jìn)行傳輸。
在包含比預(yù)定容量少的數(shù)據(jù)的幀內(nèi)，通過(guò)傳輸選通傳輸放大器，僅傳輸包含數(shù)據(jù)的部分幀，這樣可以減小功耗。而且，如果根據(jù)預(yù)定的偽隨機(jī)過(guò)程，把數(shù)據(jù)放入到幀內(nèi)，可以減少在通信系統(tǒng)中消息碰撞。在美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.08/194,823中揭示了一種選通傳輸和把數(shù)據(jù)置于幀內(nèi)的方法和裝置，該專(zhuān)利申請(qǐng)是1992年3月5日提出的專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.07/846,312、名稱(chēng)為“數(shù)據(jù)串隨機(jī)函數(shù)發(fā)生器”的繼續(xù)申請(qǐng)，該申請(qǐng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，將其揭示的內(nèi)容援引于此，以作參考。
在通信系統(tǒng)中對(duì)移動(dòng)站進(jìn)行功率控制的有用方法是在基站監(jiān)視從移動(dòng)站接收到的信號(hào)的功率。基站響應(yīng)于監(jiān)視的功率電平，以規(guī)定的時(shí)間間隔向移動(dòng)站發(fā)射功率控制位。在美國(guó)專(zhuān)利No.5,056,109、名稱(chēng)為“在CDMA蜂窩電話系統(tǒng)內(nèi)控制發(fā)射功率的方法和裝置”中揭示了以這種形式控制發(fā)射功率的方法和裝置，該專(zhuān)利轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，將其揭示的內(nèi)容援引于此，以作參考。
在利用QPSK調(diào)制格式提供數(shù)據(jù)的通信系統(tǒng)中，把QPSK信號(hào)的I和Q分量進(jìn)行交叉積可以獲得非常有用的信息。知道兩分量的相對(duì)相位，可以粗略地確定移動(dòng)站相對(duì)于基站的速度。在1992年11月24日提出的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)No.07/981,034、名稱(chēng)為“導(dǎo)頻載波點(diǎn)積電路”中揭示了一種在QPSK調(diào)制通信系統(tǒng)內(nèi)確定I和Q分量的交叉積的電路，該專(zhuān)利申請(qǐng)轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，將其揭示的內(nèi)容援引于此，以作參考。
在另一種連續(xù)發(fā)射策略中，如果數(shù)據(jù)速率小于預(yù)定的最大值，則在該幀內(nèi)重復(fù)數(shù)據(jù)，使數(shù)據(jù)占據(jù)數(shù)據(jù)幀的所有容量。如果使用這種策略，通過(guò)減小發(fā)射該幀的功率，以小于預(yù)定最大值發(fā)射，可以減少數(shù)據(jù)發(fā)射期間的功耗和與其它用戶的干擾。這種減少的發(fā)射功率是用數(shù)據(jù)流中的冗余來(lái)補(bǔ)償?shù)模詫?duì)最大發(fā)射功率固定的范圍中有利。
在連續(xù)發(fā)射策略中控制發(fā)射功率遇到的問(wèn)題是，接收機(jī)事先不知道發(fā)射速率，所以不知道應(yīng)當(dāng)接收的功率電平。本發(fā)明提供一種在連續(xù)發(fā)射通信系統(tǒng)中控制發(fā)射功率的方法和裝置此外，應(yīng)當(dāng)注意，功率控制技術(shù)在擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)內(nèi)的典型實(shí)施例中出現(xiàn)，然而，該方法也同樣可以應(yīng)用于其它通信系統(tǒng)。而且，從基站到遠(yuǎn)程或移動(dòng)站進(jìn)行發(fā)射的發(fā)射功率控制中所用的典型實(shí)施例還可以應(yīng)用于控制從遠(yuǎn)程或移動(dòng)站到基站發(fā)射的發(fā)射功率。
在典型實(shí)施例中，基站向移動(dòng)站發(fā)射數(shù)據(jù)包。移動(dòng)站接收、解調(diào)和譯碼接收到的數(shù)據(jù)包。如果移動(dòng)站確定接收到的數(shù)據(jù)包不能可靠地進(jìn)行譯碼，它就把表示正常的質(zhì)量響應(yīng)功率控制位‘0’置為‘1’，向基站指示這種情況。作為響應(yīng)，基站增加提供給該移動(dòng)站的信號(hào)發(fā)射功率。
在本發(fā)明的典型實(shí)施例中，當(dāng)基站增加發(fā)射功率時(shí)，它增加一級(jí)較大的量，以使發(fā)射功率足以適應(yīng)大多數(shù)的衰落情況。然后，基站以指數(shù)速率減小發(fā)射功率，只要質(zhì)量響應(yīng)功率控制位仍保持在‘0’。在另一個(gè)實(shí)施例中，基站通過(guò)逐漸增加信號(hào)功率響應(yīng)于移動(dòng)站對(duì)附加信號(hào)功率的請(qǐng)求。
在對(duì)該功率控制系統(tǒng)改進(jìn)的實(shí)施例中，基站將確定移動(dòng)站報(bào)告的誤差是否是隨機(jī)性質(zhì)的如是則基站立即開(kāi)始向下傾斜發(fā)射功率，或者是否是真正的衰落情況。
基站檢查移動(dòng)站發(fā)送的功率控制位的模式，把延長(zhǎng)性質(zhì)的誤差與隨機(jī)性質(zhì)的誤差區(qū)分開(kāi)來(lái)。如果在它發(fā)射回基站的數(shù)據(jù)包中，發(fā)功率控制請(qǐng)求模式信號(hào)并發(fā)送1位質(zhì)量功率控制響應(yīng)，并指示在傳播路徑中有新的衰落情況，則基站將停止減少發(fā)射功率。
移動(dòng)站的傳播路徑內(nèi)一種識(shí)別出的源的突然變化是相對(duì)于基站位置的速度的變化。即，朝向移動(dòng)站或離開(kāi)移動(dòng)站的速度是否正在變化。在本發(fā)明中，移動(dòng)站確定相對(duì)于基站的速度正在變化，如果必要，則把功率控制位設(shè)置成從基站請(qǐng)求額外的功率，以適應(yīng)速度的變化。
在第一典型實(shí)施例中，在車(chē)載移動(dòng)站的情況下，移動(dòng)站裝備有運(yùn)動(dòng)傳感器，它可以離開(kāi)速度計(jì)或轉(zhuǎn)速計(jì)的信息進(jìn)行工作。移動(dòng)站根據(jù)運(yùn)動(dòng)傳感器的信號(hào)產(chǎn)生功率控制信號(hào)。
在第二典型實(shí)施例中，移動(dòng)站可以感測(cè)從基站接收到的信號(hào)的頻移，以感測(cè)運(yùn)動(dòng)。在該典型實(shí)施例中，移動(dòng)站通過(guò)測(cè)量接收到的導(dǎo)頻信號(hào)的多普勒頻移來(lái)確定相對(duì)速度的變化。
在第三典型實(shí)施例中，基站通過(guò)感測(cè)輸入信號(hào)的變化來(lái)確定是否有運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)這些變化來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)射功率。
本發(fā)明的實(shí)施方式參見(jiàn)

圖1，它以典型的實(shí)施方式示出了本發(fā)明的控制基站4與移動(dòng)站6之間的發(fā)射功率的移動(dòng)站通信系統(tǒng)。信息可以提供給公共交換電話網(wǎng)(PSTN)，以及從它提供給系統(tǒng)控制器和交換機(jī)2，或者如果呼叫是從移動(dòng)站向移動(dòng)站的通信，則可以由另一個(gè)基站提供給或者來(lái)自控制器和交換機(jī)2。接著，系統(tǒng)控制器和交換機(jī)2把數(shù)據(jù)提供給基站4，并從基站接收數(shù)據(jù)?；?向移動(dòng)站6發(fā)射數(shù)據(jù)，并從其接收數(shù)據(jù)。
在典型實(shí)施例中，基站4與移動(dòng)站6之間發(fā)射的信號(hào)是擴(kuò)展頻譜通信信號(hào)，在上述美國(guó)專(zhuān)利No.4,901,307和美國(guó)專(zhuān)利No.5,103,459中詳細(xì)描述了這種波形的產(chǎn)生。移動(dòng)站6和基站4之間的消息通信發(fā)射鏈路稱(chēng)為反向鏈路，基站4與移動(dòng)站6之間的消息通信發(fā)射鏈路稱(chēng)為正向鏈路。在典型實(shí)施例中，本發(fā)明用來(lái)控制基站4的發(fā)射功率。然而，本發(fā)明的功率控制方法同樣可以應(yīng)用于控制移動(dòng)站的發(fā)射功率。
參見(jiàn)圖2A-2B，以框圖形式示出了基站50和移動(dòng)站30，它示出了本發(fā)明的控制基站50的發(fā)射功率的裝置。如果通信鏈路性能退化，則可以通過(guò)提高發(fā)射設(shè)備的發(fā)射功率來(lái)改善鏈路質(zhì)量。在控制基站50發(fā)射功率的典型實(shí)施例中，應(yīng)當(dāng)增加確定基站50的發(fā)射功率的一些方法包括(a)正向鏈路上的幀誤差移動(dòng)站檢測(cè)；
(b)移動(dòng)站檢測(cè)在正向鏈路上接收功率降低；(c)移動(dòng)站到基站的距離較大；(d)移動(dòng)站定位不良；(e)移動(dòng)站速度變化；以及(f)移動(dòng)站檢測(cè)到在正向鏈路的導(dǎo)頻信道上接收到的功率降低。
相反，應(yīng)當(dāng)減少確定基站50的發(fā)射功率的一些方法包括(a)對(duì)基站的移動(dòng)站質(zhì)量響應(yīng)表示正向鏈路的低幀誤差率；(b)移動(dòng)站檢測(cè)到在正向鏈路上接收功率為高；(c)基站到移動(dòng)站的距離較小；(d)移動(dòng)站定位良好；以及(e)移動(dòng)站檢測(cè)到在正向鏈路導(dǎo)頻信道上接收到的功率為高。
當(dāng)基站50檢測(cè)到需要修正正向鏈路的發(fā)射功率時(shí)，控制處理器58向發(fā)射機(jī)(TMTR)64發(fā)送指示修正發(fā)射功率的信號(hào)。修正的功率信號(hào)可以簡(jiǎn)單地指出需要增加或減少發(fā)射功率或指出改變信號(hào)功率的量，或者它可以是絕對(duì)的信號(hào)功率電平。響應(yīng)于修正的功率電平信號(hào)，發(fā)射機(jī)64以修正的發(fā)射功率電平進(jìn)行所有的發(fā)射。
應(yīng)當(dāng)注意，數(shù)據(jù)源60可以包括源調(diào)制解調(diào)器、傳真或話音數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)源60可以是在整個(gè)發(fā)射過(guò)程中，其發(fā)射速率在每幀上變化或者可以僅根據(jù)命令能改變其速率的可變速率源。在典型實(shí)施例中，數(shù)據(jù)源60是可變速率聲碼器。在上述申請(qǐng)序列號(hào)No.08/004,484中詳細(xì)描述了可變速率話音聲碼器的設(shè)計(jì)和實(shí)施。編碼器62對(duì)數(shù)據(jù)源60的輸出進(jìn)行編碼，并輸入至話務(wù)調(diào)制器63，進(jìn)行調(diào)制，并輸入到發(fā)射機(jī)64。還向發(fā)射機(jī)64輸入同步導(dǎo)頻信號(hào)，以便進(jìn)行發(fā)射。
可以用上面列舉出的任何一種情況或者這些情況的任何組合來(lái)指示需要修正發(fā)射功率。如果功率控制的方法是基于諸如距離或移動(dòng)站定位的位置有關(guān)的作用時(shí)，則向基站50的控制處理器58提供外部信號(hào)(LOCATION)，表示定位情況?；?0可以檢測(cè)距離情況。在另一個(gè)實(shí)施例中，距離情況可以由移動(dòng)站30來(lái)檢測(cè)，并發(fā)射給基站50。響應(yīng)于檢測(cè)到的距離情況，基站50的控制處理器58產(chǎn)生控制信號(hào)，修正發(fā)射機(jī)64的發(fā)射功率。
在閉環(huán)功率控制實(shí)施方式中，功率控制信號(hào)由移動(dòng)站30提供給基站50。移動(dòng)站30可以根據(jù)接收到的功率或者另一種方法根據(jù)檢測(cè)到的幀誤差確定功率控制信號(hào)。本發(fā)明同樣可以應(yīng)用于鏈路質(zhì)量因數(shù)。
如果所用的鏈路質(zhì)量因數(shù)是接收到的功率，則移動(dòng)站30通過(guò)天線38從基站50接收到的信號(hào)提供給接收機(jī)(RCVR)42，它把接收到的功率的指示提供給控制處理器46。如果所用的鏈路質(zhì)量因數(shù)是幀誤差的檢測(cè)值，則接收機(jī)42向下變頻并放大該信號(hào)，以把接收到的信號(hào)提供給話務(wù)解調(diào)器43。如果話務(wù)信號(hào)是與導(dǎo)頻信號(hào)一起，以便提供相干解調(diào)，則還把接收到的信號(hào)提供給導(dǎo)頻解調(diào)器45，它根據(jù)導(dǎo)頻解調(diào)格式解調(diào)該信號(hào)，并把定時(shí)信號(hào)提供給話務(wù)解調(diào)器43。話務(wù)解調(diào)器43根據(jù)話務(wù)解調(diào)格式解調(diào)接收到的信號(hào)。在典型實(shí)施例中，話務(wù)解調(diào)器43和導(dǎo)頻解調(diào)器45是CDMA擴(kuò)展頻譜解調(diào)器，在上述美國(guó)專(zhuān)利No.4,901,307和5,103,459中詳細(xì)描述了這些解調(diào)器的設(shè)計(jì)。話務(wù)解調(diào)器43向譯碼器44提供解調(diào)信號(hào)。在第一典型實(shí)施例中，譯碼器44進(jìn)行誤差-檢測(cè)譯碼，以確定是否產(chǎn)生誤差。諸如維特比格構(gòu)譯碼器的誤差檢測(cè)/校正譯碼器在已有技術(shù)中是眾所周知的。在另一個(gè)實(shí)施例中，譯碼器44對(duì)解調(diào)信號(hào)進(jìn)行譯碼，然后再對(duì)譯碼信號(hào)進(jìn)行編碼。譯碼器44把再編碼的信號(hào)與解調(diào)信號(hào)進(jìn)行比較，獲得信道碼元誤差率的估計(jì)值。譯碼器44向控制處理器46提供指示估計(jì)的信道碼元誤差率。
控制處理器46把接收到的功率或在種類(lèi)上稱(chēng)為鏈路質(zhì)量因數(shù)的估計(jì)的信道碼元誤差率與可以是靜態(tài)或變化的閾值或一組閾值進(jìn)行比較。然后控制處理器46向編碼器34或功率控制編碼器(P.C.ENC.)47提供功率控制信息。如果功率控制信息是要編碼到數(shù)據(jù)幀內(nèi)的，則把功率控制數(shù)據(jù)提供給編碼器34。這種方法要求在發(fā)射功率控制數(shù)據(jù)之前處理整個(gè)數(shù)據(jù)幀，然后通過(guò)調(diào)制器35向發(fā)射機(jī)(TMTR)36提供包含功率控制數(shù)據(jù)的已編碼的話務(wù)數(shù)據(jù)。在另一實(shí)施例中，可以簡(jiǎn)單地把功率數(shù)據(jù)改寫(xiě)部分?jǐn)?shù)據(jù)幀，或者可以把功率數(shù)據(jù)放在發(fā)射幀中預(yù)定的空位置上。如果功率控制數(shù)據(jù)改寫(xiě)話務(wù)數(shù)據(jù)，則可以通過(guò)正向誤差校正技術(shù)在基站50校正它。
在提供功率控制數(shù)據(jù)之前處理整個(gè)數(shù)據(jù)幀的實(shí)施方式中，在快速衰落的情況下，延遲等待要處理的整幀是不希望有的。另一種方法是向調(diào)制器35直接提供功率控制，可以插入到出數(shù)據(jù)流中。如果不經(jīng)誤差校正編碼而發(fā)射功率控制數(shù)據(jù)，則控制處理器46直接向調(diào)制器35輸出功率控制數(shù)據(jù)。如果要求對(duì)功率控制數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差校正編碼，則控制處理器46把功率控制數(shù)據(jù)輸出給功率控制編碼器47，不考慮輸出話務(wù)數(shù)據(jù)，對(duì)功率控制數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。功率控制編碼器47向調(diào)制器35提供經(jīng)編碼的功率控制信號(hào)，調(diào)制器35把經(jīng)解碼的功率控制信號(hào)與數(shù)據(jù)源32經(jīng)編碼器34提供給調(diào)制器35的輸出話務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行組合。發(fā)射機(jī)36對(duì)該信號(hào)進(jìn)行上變頻并放大，然后把它提供給天線38以向基站50發(fā)射。
基站50的天線52接收到發(fā)射的信號(hào)，并把接收到的信號(hào)提供給數(shù)據(jù)接收機(jī)(RCVR)54，數(shù)據(jù)接收機(jī)54對(duì)它進(jìn)行下變頻和放大。接收機(jī)54把接收到的信號(hào)提供給解調(diào)器55，對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。在典型實(shí)施例中，解調(diào)器55是CDMA擴(kuò)展頻譜解調(diào)器，這種解調(diào)器在上述美國(guó)專(zhuān)利No.4,901,307和5,103,459中有描述。如果把功率控制數(shù)據(jù)編碼入話務(wù)數(shù)據(jù)幀內(nèi)，則把話務(wù)和功率控制數(shù)據(jù)提供給譯碼器56。譯碼器56對(duì)該信號(hào)進(jìn)行譯碼，把功率控制信號(hào)與話務(wù)數(shù)據(jù)分開(kāi)。
另一方面，如果不把功率控制數(shù)據(jù)用數(shù)據(jù)幀進(jìn)行編碼，而是插入到數(shù)據(jù)發(fā)射流中，則解調(diào)器55解調(diào)該信號(hào)，從輸入數(shù)據(jù)流中取出功率控制數(shù)據(jù)。如果功率控制信號(hào)沒(méi)有編碼，則解調(diào)器55直接把功率控制數(shù)據(jù)提供給控制處理器58。如果功率控制信號(hào)被編碼了，則解調(diào)器55把編碼的功率控制數(shù)據(jù)提供給功率控制譯碼器(P.C.DEC.)55。功率控制譯碼器55對(duì)功率控制數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，并把經(jīng)譯碼的功率控制數(shù)據(jù)提供給控制處理器58。把功率控制信號(hào)提供給控制處理器58，它根據(jù)功率控制信號(hào)把指示修正的發(fā)射功率電平的控制信號(hào)提供給發(fā)射機(jī)64。
閉環(huán)功率控制系統(tǒng)的固有問(wèn)題之一是相對(duì)于開(kāi)環(huán)功率控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其響應(yīng)時(shí)較慢。例如，在閉環(huán)功率控制系統(tǒng)中，當(dāng)基站50以不足的發(fā)射能量向移動(dòng)站30發(fā)射一幀時(shí)，移動(dòng)站30接收并譯碼該幀，確定該幀是否有誤差，準(zhǔn)備指示幀誤差的功率控制消息，然后向基站50發(fā)射功率控制消息，基站對(duì)該幀進(jìn)行譯碼，取出功率控制消息，并調(diào)整發(fā)射機(jī)64的發(fā)射功率。這導(dǎo)致了在移動(dòng)站30上進(jìn)行校正之前有四幀時(shí)間延遲。因此，如果傳播路徑已經(jīng)變差，則在以經(jīng)調(diào)整的幀能量發(fā)射幀之前，將以同樣不足的幀能量連續(xù)發(fā)射四幀。在該延遲期間，衰落情況可能已經(jīng)基本改善或者劣化。
下面是改進(jìn)閉環(huán)功率控制系統(tǒng)的響應(yīng)性的方法。在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，基站假設(shè)是最糟的情況。即在四幀延遲期間傳播路徑劣化。響應(yīng)時(shí)，基站增加向用戶的發(fā)射能量，一較顯明的量ΔE，以使調(diào)整足以保證功率調(diào)整后的幀能適當(dāng)?shù)乇唤邮?，即使傳播路徑在期間已經(jīng)劣化。在擴(kuò)展頻譜通信系統(tǒng)的典型實(shí)施例中，這種向移動(dòng)站30增加功率引起可用于共享該正向鏈路的其它用戶的功率減小。所以在剛開(kāi)始增加時(shí)，基站發(fā)射器快速減小發(fā)射給該用戶的能量。在典型實(shí)施例中，基站把能量增加一固定的量ΔE，保持該值，以在延遲期間校驗(yàn)發(fā)射能量的增加是否有效，根據(jù)如圖3所示的預(yù)定的分段線性函數(shù)減小發(fā)射功率。
圖3示出了發(fā)射功率(E)對(duì)時(shí)間的曲線圖。在A點(diǎn)，基站50響應(yīng)于移動(dòng)站30的功率調(diào)整請(qǐng)求增加發(fā)射能量?；?0把發(fā)射能量增加ΔE到B點(diǎn)。基站50以該發(fā)射能量保持發(fā)射一預(yù)定的延遲時(shí)間，然后很快地下降率對(duì)預(yù)定數(shù)量的幀減小發(fā)射能量至C點(diǎn)。在C點(diǎn)，移動(dòng)站30的功率控制消息仍然指示發(fā)射能量過(guò)大，基站50繼續(xù)減小發(fā)射能量，然而，下降率較小。再者，基站50以中間的下降率對(duì)預(yù)定數(shù)量的幀減小，一直到D點(diǎn)。在D點(diǎn)下降率再次減小到最后的下降率，繼續(xù)以該下降率減小發(fā)射能量，一直到基站50達(dá)到某一最小值，或者移動(dòng)站30的另一功率調(diào)整請(qǐng)求再次報(bào)警，這在E點(diǎn)發(fā)生。這種功率調(diào)整在整個(gè)提供的服務(wù)期間連續(xù)進(jìn)行。
基站50調(diào)整發(fā)射能量，它了解了在增加了發(fā)射功率之后，在接收到的功率控制信息反映正向鏈路發(fā)射功率的變化之前有一延遲。如果，傳播路徑突然變壞，基站50將接收到的一連串連續(xù)的功率控制請(qǐng)求，并在功率調(diào)整請(qǐng)求響應(yīng)于正向鏈路發(fā)射能量的變化之前有一延遲。在該延遲期間，基站50不繼續(xù)為每個(gè)接收到的功率調(diào)整請(qǐng)求提高發(fā)射能量。這就是在如圖3的B點(diǎn)后的期間內(nèi)所示的預(yù)定的延遲期間功率電平保持不變?cè)颉?br> 還應(yīng)注意，移動(dòng)通信系統(tǒng)內(nèi)的誤差來(lái)自兩種類(lèi)型。它們是隨機(jī)的和傳播路徑變化的結(jié)果。在典型實(shí)施例中，當(dāng)基站50接收到功率調(diào)整請(qǐng)求時(shí)，它就如前所述把發(fā)射功率增加ΔE。然后在延遲期間忽略功率調(diào)整請(qǐng)求，并維持相同的經(jīng)增加的功率電平。在另一實(shí)施例中，基站50根據(jù)每個(gè)功率控制消息調(diào)整功率。然而，通常將用這種較小變化。這使隨機(jī)誤差造成的影響最小。
導(dǎo)致移動(dòng)站30與基站50之間的傳播路徑的特性變化的主要影響之一是移動(dòng)站朝向或者離開(kāi)基站50運(yùn)動(dòng)。移動(dòng)站30可以向基站50提供指示移動(dòng)站速度正在變化的信息，或者可以實(shí)際提供其相對(duì)于基站50的速度的信息。如果移動(dòng)站簡(jiǎn)單地提供指示其速度正在改變的指示，它可以把該信息作為傳播路徑質(zhì)量預(yù)期變化的功率調(diào)整請(qǐng)求提供。
在第一實(shí)施例中，移動(dòng)站30根據(jù)汽車(chē)轉(zhuǎn)速計(jì)或速度計(jì)(未圖示)的信號(hào)提供傳感器進(jìn)行工作，可以感測(cè)速度的變化。在另一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)站30用從基站50接收到的信號(hào)的變化確定移動(dòng)站/基站相對(duì)速度變化或絕對(duì)速度的變化。移動(dòng)站30可以檢測(cè)速度變化或者通過(guò)測(cè)量基站50的輸入信號(hào)的多普勒效應(yīng)測(cè)量絕對(duì)速度。在另一個(gè)實(shí)施例中，基站50也可以檢測(cè)移動(dòng)站/基站速度的相對(duì)變化，或通過(guò)測(cè)量移動(dòng)站30的輸入信號(hào)的多普勒效應(yīng)測(cè)量絕對(duì)速度。
可以把基站50提供的話務(wù)信號(hào)與導(dǎo)頻信號(hào)隨在一起，以對(duì)接收到的話務(wù)信號(hào)進(jìn)行相干解調(diào)。在美國(guó)專(zhuān)利No.4,901,307和5,103,459中描述了這導(dǎo)頻信號(hào)的利用，另一方面，移動(dòng)站30可以用導(dǎo)頻信號(hào)的多普勒頻移感測(cè)相對(duì)速度的變化。
在較佳實(shí)施例中，當(dāng)基站50知道了移動(dòng)站30的速度，并改變了發(fā)射能量的增加變化值時(shí)，將根據(jù)該速度改變?chǔ)。ΔE值的確定可以通過(guò)算術(shù)方法或者控制處理器46內(nèi)的查找表進(jìn)行。
如果基站50與話務(wù)信號(hào)一起發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)，則導(dǎo)頻信號(hào)可以被看作是載送移動(dòng)站30已知的預(yù)定位流的話務(wù)信號(hào)。移動(dòng)站30在導(dǎo)頻解調(diào)器45內(nèi)解調(diào)導(dǎo)頻信道，以得到定時(shí)信息，使移動(dòng)站30能對(duì)話務(wù)信道進(jìn)行相關(guān)的解調(diào)。因?yàn)閷?dǎo)頻信道和話務(wù)信道以類(lèi)似的方式提供的，如果傳播路徑不同，則接收到的導(dǎo)頻信號(hào)的強(qiáng)度與接收到的話務(wù)信號(hào)的強(qiáng)度之間有強(qiáng)的相關(guān)性。由于是在導(dǎo)頻信道上產(chǎn)生功率控制信號(hào)而不是話務(wù)信道，所以接收基站發(fā)射的信號(hào)與產(chǎn)生功率控制信號(hào)之間的延遲可以減小。
參見(jiàn)2A-2B，導(dǎo)頻調(diào)制器65向發(fā)射機(jī)64提供導(dǎo)頻信號(hào)，基站的發(fā)射機(jī)64向天線52提供導(dǎo)頻信號(hào)和話務(wù)信號(hào)，以便向移動(dòng)站30廣播。天線40接收發(fā)射的信號(hào)，并把信號(hào)提供給接收機(jī)42。接收機(jī)42下變頻和放大導(dǎo)頻信號(hào)，把接收到的導(dǎo)頻信號(hào)提供給導(dǎo)頻解調(diào)器45，以產(chǎn)生解調(diào)導(dǎo)頻信號(hào)的質(zhì)量估計(jì)值，把質(zhì)量估計(jì)值提供給控制處理器46。控制處理器46根據(jù)解調(diào)導(dǎo)頻信號(hào)的質(zhì)量估計(jì)值產(chǎn)生功率控制信號(hào)，并如前所述進(jìn)行操作。
前面的對(duì)較佳實(shí)施例的描述能使本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員制作或使用本發(fā)明。這些實(shí)施例的各種變化對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的熟練人員來(lái)說(shuō)是明顯的，這里限定的一般原理可以應(yīng)用于其它實(shí)施例而無(wú)需創(chuàng)造能力。因此，并不能把本發(fā)明限于這里所示的實(shí)施例，而是與這里揭示的原理和新穎的特征一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.一種控制發(fā)射功率電平的方法，包含a.從第一站和第二站接收信號(hào)；b.根據(jù)接收到的信號(hào)的質(zhì)量，調(diào)整發(fā)射到第二站的信號(hào)的發(fā)射功率電平；以及c.如果發(fā)射功率增加，調(diào)整隨后從第一站到第二站的發(fā)射功率電平，其中該調(diào)整方法包含隨著發(fā)射功率電平的增加，以第一非零預(yù)定速率減少發(fā)射功率電平；以及如果接收到的信號(hào)能可靠地被解碼，則以第二非零預(yù)定速率減少發(fā)射功率電平，其中第二非零預(yù)定速率不等于第一預(yù)定速率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，如果在步驟b發(fā)射功率電平增加，則它至少增加一個(gè)分貝。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)對(duì)應(yīng)于該信號(hào)的移動(dòng)站請(qǐng)求增加時(shí)，則增加發(fā)射功率電平。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，發(fā)射功率以指數(shù)遞減速率減少。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，發(fā)射信號(hào)功率是逐漸地增加。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包含下列步驟向第一站傳送是否需要增加或減少發(fā)射功率電平的信號(hào)；確定是否需要因持續(xù)的衰落情況而增加信號(hào)，其中持續(xù)的衰落情況通過(guò)檢查多個(gè)功率控制位的圖形來(lái)確定；以及僅當(dāng)持續(xù)的衰落情況存在，則增加發(fā)射功率電平。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包含下列步驟確定是否需要因持續(xù)的衰落情況而增加信號(hào)，其中持續(xù)的衰落情況通過(guò)檢查多個(gè)功率控制位的圖形來(lái)確定；以及僅當(dāng)持續(xù)的衰落情況存在，則增加發(fā)射功率電平。
8.一種數(shù)字信號(hào)處理裝置，包含存儲(chǔ)單元；處理器，能以下列方式執(zhí)行命令和數(shù)據(jù)以控制發(fā)射功率電平a.從第一站和第二站接收信號(hào)；b.根據(jù)接收到的信號(hào)的質(zhì)量，調(diào)整發(fā)射到第二站的信號(hào)的發(fā)射功率電平；以及c.如果發(fā)射功率增加，調(diào)整隨后從第一站到第二站的發(fā)射功率電平，其中該調(diào)整方法包含隨著發(fā)射功率電平的增加，以第一非零預(yù)定速率減少發(fā)射功率電平；以及如果接收到的信號(hào)能可靠地被解碼，則以第二非零預(yù)定速率減少發(fā)射功率電平，其中第二非零預(yù)定速率不等于第一預(yù)定速率；以及把該處理器電路與存儲(chǔ)單元相連以便通信的電路。
9.如權(quán)利要潮流8所述的裝置，其特征在于，用于控制發(fā)射功率電平的命令和數(shù)據(jù)由下列步驟組成向第一站傳送是否需要增加或減少發(fā)射功率電平的信號(hào)；確定是否需要因持續(xù)的衰落情況而增加信號(hào)，其中持續(xù)的衰落情況通過(guò)檢查多個(gè)功率控制位的圖形來(lái)確定；以及僅當(dāng)持續(xù)的衰落情況存在，則增加發(fā)射功率電平。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，用于控制發(fā)射功率電平的命令和數(shù)據(jù)由下列步驟組成確定是否需要因持續(xù)的衰落情況而增加信號(hào)，其中持續(xù)的衰落情況通過(guò)檢查多個(gè)功率控制位的圖形來(lái)確定；以及僅當(dāng)持續(xù)的衰落情況存在，則增加發(fā)射功率電平。
11.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，用于控制發(fā)射功率電平的命令和數(shù)據(jù)進(jìn)一步包含確定第一站的速度；在第二站利用第一站的速率確定預(yù)期的功率調(diào)整；以及在從第一站接收信號(hào)之前增加或減少發(fā)射功率電平。
12.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，第二站包含運(yùn)動(dòng)傳感器，其中該運(yùn)動(dòng)傳感器用于確定是否需要增加發(fā)射功率電平。
13.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，第二站包括一個(gè)傳感器，以確定從第一站接收到的信號(hào)是否有相移，該接收到的信號(hào)中相移用于確定是否需要增加發(fā)射功率電平。
14.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，第二基站包括一個(gè)傳感器，以確定從第一站接收到的信號(hào)是否有所選擇的變化，該接收到的信號(hào)中的變化用于確定是否需要增加發(fā)射功率電平。
15.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，第二基站包括一個(gè)傳感器，通過(guò)測(cè)量接收到的導(dǎo)頻信號(hào)中的多普勒相移，確定該站中相對(duì)速度的變化，該多普勒相移用于確定是否需要增加發(fā)射功率電平。
16.一種控制發(fā)射功率電平的方法，包含確定第一站的速度；在第二站中利用第一站的速率確定預(yù)期的功率調(diào)整；以及在從第一站接收信號(hào)之前增加或減少發(fā)射功率。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，第二站裝備有運(yùn)動(dòng)傳感器，該運(yùn)動(dòng)傳感器用于確定第一站的速度。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，第二站裝備有一個(gè)傳感器，以確定從第一站接收到的信號(hào)是否有相移，該接收到的信號(hào)中相移用于確定第一站的速度。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，第二基站包括一個(gè)傳感器，以確定從第一站接收到的信號(hào)是否有所選擇的變化，該接收到的信號(hào)中的變化用于確定第一站的速度。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，第二基站包括一個(gè)傳感器，通過(guò)測(cè)量接收到的導(dǎo)頻信號(hào)中的多普勒相移，確定該站中相對(duì)速度的變化。
21.一種控制通信瘕的發(fā)射能量的方法，包含確定所述通信站與第二通信站之間的傳播路徑的特性；根據(jù)所述傳播路徑的特性選擇功率控制步長(zhǎng)；在所述通信站上接收閉環(huán)功率控制命令；以及根據(jù)所述閉環(huán)功率控制命令和所述功率控制步長(zhǎng)，調(diào)整所述通信站的所述發(fā)射能量。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述功率控制步長(zhǎng)根據(jù)所述通信站與所述第二通信站之間的相對(duì)速度來(lái)確定。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述功率控制步長(zhǎng)根據(jù)正向鏈路的幀誤差檢測(cè)來(lái)確定。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述功率控制步長(zhǎng)根據(jù)低的正向鏈路接收功率的檢測(cè)來(lái)確定。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述功率控制步長(zhǎng)根據(jù)所述通信站與所述第二通信站之間的距離來(lái)確定。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述功率控制步長(zhǎng)根據(jù)確定了所述第二通信站被反向定位來(lái)確定。
27.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述功率控制步長(zhǎng)根據(jù)接收到的正向鏈路導(dǎo)頻強(qiáng)度的確定來(lái)確定。
28.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述功率控制命令是一位命令，以請(qǐng)求通信站增加或減少通信站的發(fā)射能量。
29.一種控制通信站發(fā)射能量的裝置，包含存儲(chǔ)單元；以及處理單元，被構(gòu)置成以下列形式調(diào)整發(fā)射能量確定所述通信站與第二通信站之間的傳播路徑的特性；根據(jù)所述傳播路徑的特性選擇功率控制步長(zhǎng)；在所述通信站上接收閉環(huán)功率控制命令；以及根據(jù)所述閉環(huán)功率控制命令和所述功率控制步長(zhǎng)，調(diào)整所述通信站的所述發(fā)射能量。
30.如權(quán)利要求29所述的裝置，其特征在于，所述功率控制步長(zhǎng)根據(jù)所述通信站與所述第二通信站之間的相對(duì)速度來(lái)確定。
31.如權(quán)利要求29所述的裝置，其特征在于，所述功率控制步長(zhǎng)根據(jù)正向鏈路的幀誤差檢測(cè)來(lái)確定。
32.如權(quán)利要求29所述的裝置，其特征在于，所述功率控制步長(zhǎng)根據(jù)低的正向鏈路接收功率的檢測(cè)來(lái)確定。
33.如權(quán)利要求29所述的裝置，其特征在于，所述功率控制步長(zhǎng)根據(jù)所述通信站與所述第二通信站之間的距離來(lái)確定。
34.如權(quán)利要求29所述的裝置，其特征在于，所述功率控制步長(zhǎng)根據(jù)確定了所述第二通信站被反向定位來(lái)確定。
35.如權(quán)利要求29所述的裝置，其特征在于，所述功率控制步長(zhǎng)根據(jù)接收到的正向鏈路導(dǎo)頻強(qiáng)度的確定來(lái)確定。
36.如權(quán)利要求29所述的裝置，其特征在于，所述功率控制命令是一位命令，以請(qǐng)求通信站增加或減少通信站的發(fā)射能量。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種在移動(dòng)通信系統(tǒng)中控制發(fā)射功率的方法和裝置。所揭示的方法提供了一種閉環(huán)功率控制方法。移動(dòng)站(30)提供有關(guān)從基站(50)接收到的信號(hào)的質(zhì)量的信息，基站(50)通過(guò)調(diào)整分配給該用戶的共享基站信號(hào)的功率進(jìn)行響應(yīng)。開(kāi)始時(shí)以較大量調(diào)整發(fā)射功率，然后以增加的下降率向下調(diào)整。移動(dòng)站(30)還向基站(50)提供信息，作為其相對(duì)速度，基站(50)根據(jù)該速度信息調(diào)整其發(fā)射功率。
文檔編號(hào)H04B7/00GK1420694SQ0214321
公開(kāi)日2003年5月28日 申請(qǐng)日期2002年9月19日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月31日
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