專利名稱：Cdma通信系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)功率控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信。特別是涉及CDMA通信系統(tǒng)中的功率控制。
背景技術(shù)：
分組(packet)是一種將用戶數(shù)據(jù)打包的方法。分組一般分割為各種域，每個域包含一個或多個比特。每個域都用作一特定的功能，例如用作用戶數(shù)據(jù)、地址、檢錯等。數(shù)據(jù)分組可以按照已有的協(xié)議(例如本領(lǐng)域內(nèi)熟知的X.25和TCP/IP)形成。
分組可以用于實(shí)際的分組服務(wù)中，在那里應(yīng)用層、傳輸層或者其它的層生成分組。分組也可以由網(wǎng)絡(luò)更低層次的協(xié)議層生成，這種協(xié)議層將數(shù)據(jù)比特流分割為長度預(yù)先確定的數(shù)據(jù)分組。
數(shù)據(jù)分組可以采用多種方法經(jīng)無線信道發(fā)射。第一種方法是使用專用信道在一對無線收發(fā)機(jī)之間載送分組。第二種方法采用單個中央無線收發(fā)機(jī)，它通過公共信道向一個或多個正在監(jiān)聽的無線收發(fā)機(jī)發(fā)送分組，在分組的地址域中包含表示無線收發(fā)機(jī)特定地址的數(shù)據(jù)。第三種方法采用隨機(jī)訪問或者基于爭用的協(xié)議，其中分組從一個或多個無線收發(fā)機(jī)發(fā)送至中央終端或者在相互之間發(fā)送。
在典型的遵守電信工業(yè)協(xié)會/電子工業(yè)協(xié)會暫行標(biāo)準(zhǔn)95(TIA/EIA/IS-95)的CDMA蜂窩式通信系統(tǒng)中，專用信道等同于業(yè)務(wù)信道。該信道在移動無線電臺與基站之間傳送聲音和數(shù)據(jù)信號。公共信道方式對應(yīng)于在尋呼信道上進(jìn)行發(fā)送，該尋呼信道在CDMA系統(tǒng)中用于廣播尋呼，每次尋呼都載帶一個地址。隨機(jī)訪問方式則對應(yīng)于訪問信道。在由Gilhousen等人轉(zhuǎn)讓給Qualcomm股份公司的美國專利No.5,103,459中更為詳細(xì)地描述了典型的CDMA型通信系統(tǒng)。
當(dāng)在基站與移動無線電臺之間要發(fā)送一個或多個分組時，可在兩者之間分配一個業(yè)務(wù)信道。一旦發(fā)送了一個分組，下一分組的時間經(jīng)常是未知的。為了不占用一個未用的業(yè)務(wù)信道，在經(jīng)過一空閑周期之后便取消該信道的分配。通過分析典型的業(yè)務(wù)模式可以確定該周期為某一固定值。另外，也可以通過分析發(fā)送的分組流將該周期設(shè)定為可隨周期而變。
業(yè)務(wù)信道的分配至少存在兩個問題。首先是業(yè)務(wù)信道需要花費(fèi)一定的時間建立，因此延遲了分組發(fā)送。在有些例子中，建立業(yè)務(wù)信道需要1秒鐘以上的時間。其次，為調(diào)整非經(jīng)常性的分組、短分組或短序列分組而用于建立和使用業(yè)務(wù)信道的資源過于昂貴。
由于大量的移動無線電臺都在同一頻率上發(fā)送，所以CDMA系統(tǒng)中的功率控制非常重要。如果一臺移動電臺以過高的輸出功率進(jìn)行發(fā)送，則它可能會降低基站接收到的其它移動無線電臺發(fā)送信號的Eb/Io，因而無法正確解調(diào)發(fā)送信號。如果移動無線電臺以過低的輸出功率進(jìn)行發(fā)送，則基站接收到的該移動無線電臺發(fā)送信號的Eb/Io過小，因而無法正確解調(diào)接收的信號。因此，移動無線電臺的發(fā)射功率影響著系統(tǒng)的容量。
Eb/Io與系統(tǒng)容量之間的關(guān)系可以表示如下。當(dāng)其它單元內(nèi)沒有移動無線電臺時，同時發(fā)送的最大數(shù)目N近似為N=W/R-(Eb/Io)des(NoW/Pr)(Eb/Io)des]]>這里W＝擴(kuò)頻帶寬R＝數(shù)據(jù)率(Eb/Io)des＝接下來將要詳細(xì)解釋的所需質(zhì)量度量No＝基站接收機(jī)的熱噪聲譜密度Pr＝接收到的每個發(fā)射的功率分子中第二項與W/R相比一般很小，所以

因此系統(tǒng)采用較高的所需Eb/Io將使容量降低。
對于第i個移動無線電臺，基站接收到的Eb/Io(用(Eb/Io)i表示)近似為

如果Eb/Io大于(Eb/Io)des，則成功解調(diào)發(fā)送的幾率較大。但是如果Eb/Io過大，則降低了其它基站的Eb/Io。如果Eb/Io小于(Eb/Io)des，則發(fā)送解調(diào)失敗的幾率較大。
為了保證在信道條件或者基站范圍變化時基站接收到合適的Eb/Io，移動無線電臺采用閉環(huán)和開環(huán)來動態(tài)調(diào)整功率控制。開環(huán)功率控制通過測量正向信道上接收的功率來自發(fā)調(diào)整移動無線電臺的發(fā)射功率。閉環(huán)功率控制利用來自基站的反饋比特流調(diào)整移動無線電臺的發(fā)射功率?；緶y量接收到的Eb/Io以確定反饋比特流。如同美國專利No.5,056,109中所揭示的那樣，閉環(huán)和開環(huán)功率控制共同確定移動無線電臺的發(fā)射功率。
閉環(huán)功率控制對正向和反向鏈路之間的衰落差異(例如頻率不同時發(fā)生的差異)進(jìn)行補(bǔ)償。另外，它還用于補(bǔ)償移動無線通信和基站的發(fā)射與接收路徑增益的差異。
由于每臺移動無線電臺都擁有一條信道，所以在典型的通信系統(tǒng)中可以采用閉環(huán)功率控制。這種一對一的信道配對使得基站能夠測量移動無線電臺的反向信道功率而使得移動無線電臺可以在正向信道上利用來自基站的功率控制比特流。
但是由于多個移動無線電話可以同時發(fā)射，所以多路訪問不具有一對一的信道配對。因此基站無需掌握移動無線電臺的身份。而且移動無線電臺不知道正在發(fā)射的移動無線電臺的數(shù)目，所以功率控制比特流與移動無線電臺之間的關(guān)聯(lián)也是不清楚的。
由于移動無線電臺將其發(fā)射定時信號與從基站接收的信號定時信號對齊并且所有的基站信號在時間上都是對齊的，所以當(dāng)在反向信道上同時進(jìn)行兩個發(fā)射并且沒有多重路徑時，這些發(fā)射到達(dá)基站的時間差異等于每個移動無線電臺到基站之間距離之差的兩倍。如果該時間大于一個偽噪聲時間片段，則基站可以區(qū)分這兩個發(fā)射。如果這些多重路徑發(fā)射的無法區(qū)分，則就發(fā)生了沖突。
當(dāng)存在多重路徑時，如果基站能夠識別并正確組合多重路徑成份，則不會發(fā)生沖突。如果在同一時隙內(nèi)存在三個以上的訪問信道發(fā)射，則有些發(fā)射可以會發(fā)生沖突而另一些則不會。在典型的多路訪問信道中(例如在TDMA或者FDMA系統(tǒng)中)，當(dāng)同時進(jìn)行二個發(fā)射時，將發(fā)生沖突并且任何一個發(fā)射都無法被基站成功地解調(diào)。
通過將發(fā)射功率降低到基站能夠接收到信號的最低限度可以進(jìn)一步減少發(fā)射之間的干擾。移動無線電臺以一定的功率水平進(jìn)行第一次發(fā)射或稱為發(fā)送試探信號，該功率水平略低于對基站能夠接收功率的估計值。該保守的估計值可以是一預(yù)先確定的數(shù)值，可以是根據(jù)測量移動無線電臺所具備的功率電平或測量從基站接收的信號功率電平計算而得。
一個較佳實(shí)施例是測量移動無線電臺從基站接收的功率。該接收功率等于基站的發(fā)射功率乘以路徑損失。移動無線電臺隨后采用該估計值，加上常數(shù)校正和調(diào)整因子以設(shè)定初始的發(fā)射功率。該調(diào)整因子可以從基站傳送至移動無線電臺。其中一些校正因子對應(yīng)著基站的輻射功率。由于從移動站到基站的路徑損失基本上等于從基站到移動站的路徑損失，所以假定基站提供了合適的校正因子并且移動無線電臺和基站增益沒有誤碼，則基站接收的信號應(yīng)該處于校正水平上，在以最小功率水平發(fā)射第一訪問試探信號后，移動站以預(yù)先確定的臺階量增加每個訪問試探信號序列內(nèi)相繼各試探信號的功率。在IS-95，section 6.6.3.1和共同待批的題為“CDMA蜂窩式通信系統(tǒng)中減少移動站同時訪問基站時沖突的方法及其裝置”的專利(S/N 08/219,867)中可以看到對訪問試探信號的深入討論，上述專利已由Tiedemann等人轉(zhuǎn)讓給了夸爾柯姆股份有限公司。
此外，在訪問試探信號的連續(xù)發(fā)射間隙，移動無線電臺可以使發(fā)射時間隨機(jī)選定并可選擇另一條訪問信道以避免潛在的沖突。IS-95，section 6.6.3.1對此作了更為詳細(xì)的描述。
由此可見，對于CDMA無線電話系統(tǒng)的正常運(yùn)行來說功率控制是非常重要的。所以需要在多路訪問系統(tǒng)中引入功率控制過程以提高系統(tǒng)容量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的功率控制過程采用比較閾值以確定基站是否應(yīng)指令移動無線臺來提高或降低它們的發(fā)射功率。所有與某一基站通信的移動無線電臺的總接收Eb/Io與反向信道上的最大閾值進(jìn)行比較。此外，確定了受控移動無線電臺的最小比較閾值。如果總接收Eb/Io大于或等于最大閾值或者任何移動無線電臺的最小接收Eb/Io大于反向信道的最小值，則基站指令移動無線電臺降低其輸出功率。如果總接收Eb/Io小于最大閾值或者任何移動無線電臺的最小接收Eb/Io小于或等于反向信道的最小值，則基站指令移動無線電臺提高其輸出功率。
附圖的簡要說明

圖1為本發(fā)明過程的流程圖；
圖2為幀誤碼率對Eb/Io的曲線圖；圖3a和3b示出了按照本發(fā)明的典型正向分組信道結(jié)構(gòu)。
圖4示出了按照本發(fā)明的功率控制比特位置；圖5為按照本發(fā)明的典型移動無線電臺的框圖；圖6為按照本發(fā)明的典型基站的框圖；圖7示出了按照本發(fā)明的正向CDMA信道的格式；圖8示出了按照本發(fā)明的反向CDMA信道的格式；圖9為兩臺無線電臺的發(fā)射功率以及它們對按照本發(fā)明的功率控制命令作出反應(yīng)的曲線圖。
實(shí)施發(fā)明的較佳方式本發(fā)明包含一對信道，以下稱為正向和反向分組信道?；就ㄟ^正向分組信道與移動無線電臺通信而移動無線電臺通過反向分組信道與基站通信?；驹谡蚍纸M信道上采用本發(fā)明的功率控制過程動態(tài)調(diào)整在反向分組信道上進(jìn)行發(fā)射的一個或多個移動無線電臺的發(fā)射功率。
以下的討論涉及作為較佳實(shí)施例的移動無線電臺和基站。移動無線電臺包括用于陸基通信系統(tǒng)和衛(wèi)星通信系統(tǒng)中的無線電話。同樣，基站可以位于地球或者軌道衛(wèi)星上。
在較佳實(shí)施例中，反向分組信道是發(fā)射數(shù)據(jù)分組的速率可變信道，數(shù)據(jù)分組被分割為一個或多個幀序列。在另一個實(shí)施例中，反向分組信道以固定速率處理數(shù)據(jù)。
每個發(fā)射都包括一個先導(dǎo)序列，用以幫助對擴(kuò)譜信號的捕獲，先導(dǎo)序列后則跟有數(shù)據(jù)報文。反向分組信道的先導(dǎo)序列與訪問信道中使用的先導(dǎo)序列相同，是由一幅或多幅Walsh函數(shù)0的未解調(diào)幀組成的序列。在TIA/EIA IS-95中更為詳細(xì)地討論了訪問信道先導(dǎo)序列。另一個實(shí)施例采用除了Walsh函數(shù)0以外的其它先導(dǎo)序列。還有一個實(shí)施例包含由已知頻率調(diào)制的幀。但是這增加了接收機(jī)的復(fù)雜性。
在較佳實(shí)施例中，正向CDMA信道由導(dǎo)頻信道、同步信道、一個或多個尋呼信道、一個或多個正向分組信道和正向業(yè)務(wù)信道組成。圖7示出了CDMA信道較佳實(shí)施例的格式，該信道包括業(yè)務(wù)信道(705)和帶有功率控制子信道(715)的分組信道。正向分組信道為擴(kuò)譜信道，在操作上與圖3a和3b所示IS-95揭示的正向業(yè)務(wù)信道相似。在IS-95中可以找到對該信道更為完整的討論。
圖8示出了反向CDMA信道的格式。由一條或多條訪問信道(805)組成的一組與每條尋呼信道相關(guān)聯(lián)。附加信息定義了與某一尋呼信道相關(guān)聯(lián)的訪問信道數(shù)目。同樣，一條或多條反向分組信道與一條正向分組信道相關(guān)聯(lián)并且附加信息定義了與某一正向分組信道相關(guān)聯(lián)的反向分組信道數(shù)目。與同一正向分組信道相關(guān)聯(lián)的不同反向分組信道(810)由每條反向分組信道所具有的唯一擴(kuò)譜代碼所區(qū)分。
在較佳實(shí)施例中，當(dāng)在同一單元內(nèi)時由于移動無線電臺連續(xù)監(jiān)視同一正向分組信道，所以反向分組信道對正向分組信道的分配是靜態(tài)的。利用附加參數(shù)中的信息，通過對每臺移動無線電臺的分配或者通過一些靜態(tài)程序可以對信道進(jìn)行分配。
反向分組信道可以使多個移動無線電臺同時進(jìn)行發(fā)射。在CDMA系統(tǒng)的較佳實(shí)施例中，只有當(dāng)出現(xiàn)先前描述的多重路徑分量交疊時才發(fā)生多個移動無線電臺的多重發(fā)射沖突。在較佳實(shí)施例中，一個移動無線電臺隨機(jī)地選擇與正向分組信道相關(guān)聯(lián)的一條反向分組信道進(jìn)行發(fā)射。另一個實(shí)施例采用其它選擇信道的方法。此外，采用反向分組信道的無線電臺的發(fā)射時間可以按照與訪問信道相同的方式進(jìn)行隨機(jī)化。這些技術(shù)通過把移動無線電臺在信道或時間上恰當(dāng)分布而降低碰撞的幾率。這也可以用來提高系統(tǒng)的容量。當(dāng)移動無線電臺重新發(fā)射一個分組時，它可以使發(fā)射時間和反向分組信道的選擇隨機(jī)化從而避免先前描述的訪問信道中出現(xiàn)的碰撞。
圖1示出了本發(fā)明功率控制過程的流程圖。在較佳實(shí)施例中，該過程采用無量鋼的比率Eb/Io以確定是否調(diào)整無線電臺的發(fā)射功率，并且如果需要調(diào)整，確定是提高還是降低功率。另一個實(shí)施例采用其它閾值比較用的量，例如Pr/No、Pr或一些與Eb/Io等價的量；Pr為接收的功率。
比率Eb/Io是數(shù)字通信系統(tǒng)性能的標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量測度。該比率表示每比特的能量與信道總干擾譜密度之比。Eb/Io可以考慮為一種量度，它表征了一個通信系統(tǒng)對其它通信系統(tǒng)的性能優(yōu)劣；在給定的誤碼率下，所需的Eb/Io越小，系統(tǒng)解調(diào)和檢測過程的效率就越高。在B.Sklar的《數(shù)值字信，基礎(chǔ)和應(yīng)用》(1988)一書第三章對此概念作了更為詳細(xì)的討論。
在較佳實(shí)施例中，本發(fā)明的過程被用于在上述’459專利中揭示的典型CDMA蜂窩式無線電話系統(tǒng)中。無線電話系統(tǒng)由眾多經(jīng)反向信道向基站進(jìn)行發(fā)射并經(jīng)正向信道從基站接收的無線電話構(gòu)成。
以下將總Eb/Io的最大值稱為分配的Eb/Io(步驟100)。分配Eb/Io可以隨業(yè)務(wù)信道負(fù)載的變化而變化。
基站將分配Eb/Io用作所有移動無線電臺向其發(fā)射的最大閾值。如果向基站進(jìn)行發(fā)射的某一移動無線電臺需要提高功率，則基站將不會指令移動無線電臺將其發(fā)射功率提高至超出分配Eb/Io。
在較佳實(shí)施例中，反向鏈路具有基站分配的所需Eb/Io(步驟105)。在所需的比率的數(shù)值下，保持上述較高容量而從基站無誤碼地接收數(shù)據(jù)分組的幾率較大。作為一個例子，如圖2所示，由10幀3dB Eb/Io組成的分組的誤碼率約為10％。
選擇一個較大的Eb/Io會降低發(fā)射時的分組誤碼率。圖2的曲線圖示出了該情形。該曲線示出了增加Eb/Io對幀誤碼率的影響。例如，參見圖2，如果Eb/Io為4dB，則10幀分組的誤碼率為4×10-3。但是如果Eb/Io選得過大，則發(fā)射信號可能會干擾其它移動無線電臺與基站的通信。
每個移動無線電話接收的Eb/Io都由基站估計(步驟115)。由于基站在分組引導(dǎo)序列發(fā)送期間獲取移動無線電臺，所以它可以確定正在向基站進(jìn)行發(fā)射的移動無線電臺的數(shù)目?；具@些單獨(dú)的Eb/Io相加起來(步驟120)，并且如下所要討論的，用于確定向移動無線電臺發(fā)送正確的功率控制命令。
在較佳實(shí)施例中，所有監(jiān)聽同一正向分組信道的移動無線電臺也可以接收相同的功率控制比特流。因此每個功率控制比特流都控制所有在與正向分組信道相關(guān)聯(lián)的反向分組信道上進(jìn)行發(fā)射的移動無線電臺。
基站采用閉環(huán)功率控制來控制移動無線電臺的功率發(fā)射。換句話說，如果基站確定接收的信號發(fā)射功率太大，則基站向移動無線電臺發(fā)送命令以降低發(fā)射功率。如果發(fā)射功率太低，則基站發(fā)送提高功率的命令。在這里的較佳實(shí)施例中，功率控制命令為兩個調(diào)制符號。圖4示出了這樣一個字的較佳實(shí)施例格式。
在較佳實(shí)施例中，本發(fā)明的功率控制比特由基站按照下述條件設(shè)定。如果下述條件為真，則功率控制比特設(shè)定為1，從而指令移動無線電臺降低功率輸出(ΣiEb/Io)i≥allocatedEb/Io)OR{(mini(Eb/I0)i)>desuredEb/Io}]]>這里i＝第i個移動無線電臺。
如果下述條件為真，則功率控制比特設(shè)定為0，從而指令移動無線電臺提高功率輸出(ΣiEb/Io)i≥allocatedEb/Io)AND{(mini(Eb/Io))>desuredEb/Io}]]>這里i＝第i個移動無線電臺。
換句話說，當(dāng)總的或者所有與基站通信的移動無線電臺的之和Eb/Io大于或等于最大的Eb/Io時或者當(dāng)任何一個移動無線電臺的最小Eb/Io大于所需的Eb/Io時，第一條件為真(步驟125)。在這種情況下，由于正在發(fā)射的移動無線電臺數(shù)量過多，所以已經(jīng)分配給反向分組信道的Eb/Io總數(shù)超過了允許的情形。某一移動無線電臺的Eb/Io也可能超過所需的大小并且接收到的信號可能會干擾其余反向分組信道上的用戶，所以移動無線電臺的功率輸出需要降低(步驟130)。
當(dāng)所有與基站通信的移動無線電臺的之和Eb/Io小于最大的Eb/Io并且當(dāng)任何一個移動無線電臺的最小Eb/Io小于或等于所需的Eb/Io時，第二條件(步驟135)為真。在兩種情況下，移動無線電臺的Eb/Io都太低并且接收到的信號可能無法正確解調(diào)，所以移動無線電臺的功率輸出需要增加(步驟140)。
本發(fā)明功率控制過程的另一個實(shí)施例采用其它能得出類似結(jié)果的條件。而且，上面提及的其它比較閾值可以代替上述條件以得到類似的結(jié)果。
在本發(fā)明功率控制過程的另一個實(shí)施例中，基站確定提高功率的命令是否使移動無線電臺的功率輸出超出分配的Eb/Io。如果出現(xiàn)這樣的情況，基站命令移動無線電臺降低而不是提高發(fā)射功率。
如果在本發(fā)明的反向分組信道上有單個發(fā)射，則在業(yè)務(wù)信道上完成功率控制，該功率控制在授權(quán)給Gilhousen等人并已轉(zhuǎn)讓給夸爾柯姆股份有限公司的美國專利No.5,056,109中有所討論。當(dāng)有多個發(fā)射時，由于受到總的接收Eb/Io不可太大的限制，基站試圖讓移動無線臺在分配的Eb/Io處保持更弱的Eb/Io。
圖9示出了上述功率控制過程的一個例子。圖9示出了兩個用戶A和B的發(fā)射功率曲線圖。所需的Eb/Io是下閾值而上閾值為分配的Eb/Io。上面的曲線表示∑Eb/Io，在這種情況下即A+B。曲線的底部示出了基站發(fā)射的功率控制命令。
用戶A和B波形的初始部分都位于所需的Eb/Io之上并且∑Eb/Io位于分配的Eb/Io之上。采用本發(fā)明的過程，基站發(fā)出指示移動站降低發(fā)射功率的功率控制命令。正如IS-95 7.1.3.1.7要求的那樣，在功率控制命令實(shí)施之前兩個功率控制組受到了延遲。因此，曲線表示功率不再降低直到時隙I+2。圖4示出了這種情形。
在4個降低功率控制命令之后，用戶B發(fā)射功率位于所需的Eb/Io之下?；倦S后發(fā)送3個升高命令。在兩個功率控制組延遲之后，用戶B的輸出功率在所需Eb/Io之上而∑Eb/Io在分配的Eb/Io之上。該過程就以相似的方式持續(xù)下去。
如果在忙碌的信道上接收大量的發(fā)射，則本發(fā)明的功率控制過程將功率輸出限制在分配的Eb/Io之處。在有些分組發(fā)射中這有可能引起更高的誤碼率。在這種情況下，基站可以作出決定，通過使上述條件下所接收發(fā)射的一個子組的Eb/Io最小來僅僅功率控制幾個數(shù)據(jù)流。這有可能限制對其它移動無線電臺的影響。
在較佳實(shí)施例中，對不同信道條件可以調(diào)整所需的Eb/Io從而保持所需的分組誤碼率。如果對所需的Eb/Io來說分組誤碼率過高，則基站可以提高所需的Eb/Io，從而降低了分組誤碼率。另外，如果所需的Eb/Io低于所需的水平，則基站可以降低所需的∑Eb/Io，這樣就增大了分組誤碼率。
后者的調(diào)整用來提高整個系統(tǒng)的容量。對于不同的信道條件可能需要上面提及的調(diào)整。例如，如果存在許多多重路徑成份，則基站無法有效地組合能量。在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，這稱為組合損失。在其它極端情況下，如果只有一個多重路徑成份，則衰落可能會引起更高的分組誤碼率。為了在兩種情況下都保持較低的分組誤碼率，基站可以提高所需的Eb/Io。
在較佳實(shí)施例中，所以移動無線電臺的所需Eb/Io都是相同的。另外，對于每個移動無線電臺，所需的Eb/Io也可以是不同的。那么前面的方程可以寫為(ΣiEb/Io)i<allocatedEb/Io)OR(∀i|((Eb/Io)i>desired(Eb/Io))i)]]>這里i＝第i個移動無線電臺而*i表示對所有的i，上面的情形如果都為真，則命令移動無線電臺降低功率；并且(ΣiEb/Io)i<allocatedEb/Io)AND(∃i|(Eb/Io)≤desired(Eb/Io)i)]]>這里i＝第i個移動無線電臺而彐i表示存在一個i，上面的情形如果都為真，則命令移動無線電臺提高功率。
在以最小的功率水平發(fā)射第一訪問試探信號之后，移動無線電臺以預(yù)先確定的臺階量，在每個訪問試探信號序列內(nèi)增加相繼各試探信號的功率。該臺階量對于不同的實(shí)施例是不同的并且設(shè)定成能優(yōu)化系統(tǒng)的性能。
圖5示出了典型移動無線電臺的簡化示意框圖。來自基站的波接收的信號在天線(501)上接收。雙工設(shè)備(502)分離出信號送往低噪聲放大器(503)放大。該放大信號隨后輸入增益可變放大器(504)，其增益由接收自動增益控制電路(505)控制。可變增益放大器(504)的輸出送至解調(diào)器和譯碼器(506)。解調(diào)器部分去除信號調(diào)制從而可以由分組接收機(jī)(507)將打包的信息分割成能夠被計算機(jī)或者其它電子設(shè)備使用的數(shù)字形式。
從計算機(jī)或其它電子設(shè)備發(fā)射的數(shù)字信號經(jīng)過第一次打包(520)。數(shù)據(jù)分組隨后由譯碼器和調(diào)制器調(diào)制(525)。調(diào)制后的信號輸入至可變增益放大器(530)，它先于固定增益功率放大器(535)將信號放大。功率放大器(535)的輸出送至將信號與天線(501)耦合以發(fā)射出去的雙工設(shè)備(502)。
可變增益放大器的增益由本發(fā)明中基站發(fā)射的功率控制比特控制。當(dāng)移動無線電臺接收功率控制比特時，它被輸入至閉環(huán)功率控制電路(540)。該電路(540)簡單地確定功率控制比特是邏輯1還是邏輯0并且產(chǎn)生適當(dāng)?shù)目刂齐妷阂蕴岣呋蚪档涂勺冊鲆婀β史糯笃?530)的增益。
在較佳實(shí)施例中，增益以1dB為單位提高或降低。功率控制電路(540)輸出表示提高或降低1dB的數(shù)值。該數(shù)值輸入至數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)(545)。DAC將數(shù)值轉(zhuǎn)換為控制可變增益功率放大器的模擬信號。在這種方式下，本發(fā)明的過程可以使基站根據(jù)條件的變化動態(tài)調(diào)整移動無線電臺的發(fā)射功率。
另外，增益的提高和降低不必在同一數(shù)量。此外，功率控制增益的提高和降低可以根據(jù)已經(jīng)為移動無線電臺接收的向上或向下命令序列更新。
圖6示出了包含本發(fā)明功率控制過程的典型CDMA基站系統(tǒng)的框圖。該框圖示出了接收移動無線電臺發(fā)射信號的基站(601和602)的天線。接收的信號根據(jù)接收機(jī)使用的情況向而分配到各種接收機(jī)(605-620)。接收機(jī)(605-620)產(chǎn)生供其它設(shè)備(例如外部計算機(jī))使用的解調(diào)比特。
接收機(jī)(605-620)還產(chǎn)生信號干擾比Eb/Io，它被本發(fā)明的功率控制過程用來產(chǎn)生功率控制比特。通過對調(diào)制器(635)產(chǎn)生的正向信道信號穿插(puncturing)，這些比特被插人功率控制流內(nèi)。該信號隨后由發(fā)射天線(603)發(fā)射至移動無線電臺。
在較佳實(shí)施例中，功率控制由單個比特完成。但是，在不同的實(shí)施例中，采用了多個比特來形成功率控制命令字。這樣的字不僅能夠控制發(fā)射功率的方向而且可以控制功率變化的速度。例如，命令的一個比特指令無線電臺提供功率而命令的另一個比特指令提高的增量為2dB而不是1dB。
總之，本發(fā)明的功率控制過程采用來自基站的單功率控制比特流來控制多個無線電臺的發(fā)射功率。采用信號質(zhì)量度量Eb/Io來確定是提高還是降低功率以及變化的大小。
權(quán)利要求
1.一種用于控制多個無線電臺發(fā)射功率的方法，所述無線電臺與基站進(jìn)行通信，其特征在于所述方法包括以下步驟基站確定每個無線電臺所需的發(fā)射功率；以及基站向多個無線電臺發(fā)射單個功率控制比特流以指令每臺無線電臺將發(fā)射功率改變?yōu)樗璧陌l(fā)射功率。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于確定發(fā)射功率的步驟包括以下步驟確定第一信號質(zhì)量的閾值；確定第二信號質(zhì)量的閾值；確定多個無線電臺每一臺的信號質(zhì)量量度；以及將多個無線電臺的信號質(zhì)量量度與第一和第二信號質(zhì)量閾值進(jìn)行比較。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于信號質(zhì)量量度為每個比特上的能量對總干擾譜密度的比率。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于還包括以下步驟當(dāng)無線電臺的信號質(zhì)量量度小于第一信號閾值時提高無線電臺的發(fā)射功率；以及當(dāng)無線電臺的信號質(zhì)量量度大于第二信號閾值時降低無線電臺的發(fā)射功率。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于第一信號質(zhì)量閾值為最小信號質(zhì)量閾值而第二信號質(zhì)量閾值為最大信號質(zhì)量閾值。
6.一種用于控制多個移動無線電臺中第一移動無線電臺遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)功率輸出的方法，第一移動無線電臺通過正向信道從基站接收信號，基站通過反向信道從移動無線電臺接收信號，其特征在于所述方法包括以下步驟確定最大反向信道信號質(zhì)量量度；確定所需的反向信道信號質(zhì)量量度；確定多個移動無線電臺中的每一個的反向信道信號質(zhì)量量度，從而產(chǎn)生多個反向信道信號質(zhì)量量度；確定多個移動無線電臺的最小反向信道信號質(zhì)量量度；對多個反向信道信號質(zhì)量量度進(jìn)行求和；以及如果反向信道信號質(zhì)量量度之和大于或等于最大反向信道信號對噪聲的比率或者最小反向信道信號質(zhì)量量度大于所需的反向信道信號質(zhì)量量度，則基站指令遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)降低功率輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括的步驟是基站根據(jù)反向信道的條件調(diào)整最小的反向信道每比特能量對總干擾譜密度的比率。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括的步驟是基站響應(yīng)多個無線電話質(zhì)量的提高或降低來調(diào)整最大的反向信道每比特能量對總干擾譜密度的比率。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于移動無線電臺為碼分多路訪問無線電話而基站為碼分多路訪問基站。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于信號質(zhì)量量度為每比特的能量對總干擾譜密度的比率。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于每比特的能量對總干擾譜密度的比率為Eb/Io。
12.一種用于控制多個移動無線電臺中第一移動無線電臺遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)功率輸出的方法，第一移動無線電臺通過正向信道從基站接收信號，基站通過反向信道從移動無線電臺接收信號，其特征在于所述方法包括以下步驟確定最大反向信道信號質(zhì)量量度；確定所需的反向信道信號質(zhì)量量度；確定多個移動無線電臺中的每一個的反向信道信號質(zhì)量量度，從而產(chǎn)生多個反向信道信號質(zhì)量量度；確定多個移動無線電臺的最小反向信道信號質(zhì)量量度；對多個反向信道信號質(zhì)量量度進(jìn)行求和；以及如果反向信道信號質(zhì)量量度之和小于最大反向信道信號對噪聲的比率，則基站指令遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)提高功率輸出。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于信號質(zhì)量量度為每比特的能量對總干擾譜密度的比率。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于每比特的能量對總干擾譜密度的比率為Eb/Io。
15.一種用于控制多個移動無線電臺中第一移動無線電臺遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)功率輸出的方法，第一移動無線電臺通過正向信道從基站接收信號，基站通過反向信道從移動無線電臺接收信號，其特征在于所述方法包括以下步驟確定最大反向信道信號質(zhì)量量度；確定所需的反向信道信號質(zhì)量量度；確定多個移動無線電臺中的每一個的反向信道信號質(zhì)量量度，從而產(chǎn)生多個反向信道信號質(zhì)量量度；確定多個移動無線電臺的最小反向信道信號質(zhì)量量度；對多個反向信道信號質(zhì)量量度進(jìn)行求和；以及如果最小的每比特的反向能量對總干擾譜密度的比率小于或等于所需的每比特的反向信道能量對總干擾譜密度的比率，則基站指令遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)提高功率輸出。
16.一種用于控制多個遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)中第一遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)功率輸出的方法，每遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)都是移動無線電話的一部分，多個移動無線電話通過正向信道從蜂窩式基站接收數(shù)據(jù)分組，蜂窩式基站通過反向信道從多個移動無線電話接收數(shù)據(jù)分組，反向信道具有最大的每比特的能量對總干擾譜密度的比率，數(shù)據(jù)分組由幀組成，其特征在于所述方法包括以下步驟確定最大反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率；確定所需的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率；確定每個遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)在反向信道上每比特的能量對總干擾譜密度的比率，從而產(chǎn)生多個每比特的能量對總干擾譜密度的比率；對多個每比特的能量對總干擾譜密度的比率進(jìn)行求和以產(chǎn)生總和值；確定多個移動無線電話最小的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率；將最大的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率與所述求和值進(jìn)行比較；將最小的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率與所需的每比特的能量對總干擾譜密度的比率進(jìn)行比較；以及如果總和值大于或等于最大的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率或者最小的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率大于所需的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率，則基站指令第一遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)降低功率輸出。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于每比特的能量對總干擾譜密度的比率由反向信道的Eb/Io確定。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于每比特的能量對總干擾譜密度的比率由反向信道的Pr/No確定。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于每比特的能量對總干擾譜密度的比率由反向信道標(biāo)量值Eb/Io的形式確定。
20.一種用于控制多個遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)中第一遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)功率輸出的方法，每個遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)都是移動無線電話的一部分，多個移動無線電話通過正向信道從蜂窩式基站接收數(shù)據(jù)分組，蜂窩式基站通過反向信道從多個移動無線電話接收數(shù)據(jù)分組，反向信道具有最大的每比特的能量對總干擾譜密度的比率，數(shù)據(jù)分組由幀組成，其特征在于所述方法包括以下步驟確定所需的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率；確定每個遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)在反向信道上每比特的能量對總干擾譜密度的比率，從而產(chǎn)生多個每比特的能量對總干擾譜密度的比率；對多個每比特的能量對總干擾譜密度的比率進(jìn)行求和以產(chǎn)生總和值；確定多個移動無線電話最小的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率；將最大的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率與所述求和值進(jìn)行比較；將最小的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率與所需的每比特的能量對總干擾譜密度的比率進(jìn)行比較；以及如果總和值小于最大的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率并且最小的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率小于或等于所需的反向信道每比特的能量對總干擾譜密度的比率，則基站指令第一遠(yuǎn)程發(fā)射機(jī)提高功率輸出。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括的步驟是基站根據(jù)反向信道的條件調(diào)整最小的反向信道每比特能量對總干擾譜密度的比率。
22.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于進(jìn)一步包括的步驟是基站響應(yīng)多個無線電話質(zhì)量的提高或降低調(diào)整最小的反向信道每比特能量對總干擾譜密度的比率。
全文摘要
一種用于控制多個無線電臺發(fā)射功率的方法，所述無線電臺與基站進(jìn)行通信，其特征在于所述方法包括以下步驟基站確定每個無線電臺所需的發(fā)射功率；基站向多個無線電臺發(fā)射單個功率控制比特流以指令每臺無線電臺將發(fā)射功率改變?yōu)樗璧陌l(fā)射功率。
文檔編號H04BGK1162376SQ95194312
公開日1997年10月15日 申請日期1995年7月5日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月25日
發(fā)明者E·G·提得曼 申請人:夸爾柯姆股份有限公司