專利名稱：可變數(shù)據(jù)速率移動cdma通信系統(tǒng)中的快速功率控制的制作方法
背景技術(shù)：
Ⅰ．發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明涉及控制移動通信系統(tǒng)中的發(fā)射功率的新的、改進的方法和裝置。Ⅱ．相關(guān)領(lǐng)域的描述幾種在大量系統(tǒng)用戶間進行通信的技術(shù)中的一種技術(shù)是采用碼分多址(CDMA)調(diào)制技術(shù)。人們還知道本領(lǐng)域中其他的多址通信系統(tǒng)技術(shù)，如時分多址(TDMA)和頻分多址(FDMA)。然而，與這些用于多址通信系統(tǒng)的調(diào)制技術(shù)相比，CDMA擴展譜調(diào)制技術(shù)具有明顯的優(yōu)點。在多址通信系統(tǒng)中采用CDMA技術(shù)見轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的、標題為“采用衛(wèi)星或地面轉(zhuǎn)發(fā)器的擴展譜多址通信系統(tǒng)”的美國專利4,901,307，該專利在此引述供參考。多址通信系統(tǒng)中采用CDMA技術(shù)還可參見轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的、標題為“CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中產(chǎn)生信號波形的系統(tǒng)和方法”的美國專利5,103,459，該專利在此引述供參考。
CDMA的本質(zhì)是一種寬帶信號，它通過在寬帶寬上對信號能量進行擴展，形成一種形式的頻率分集。所以，頻率選擇衰落僅影響小部分CDMA信號帶寬。通過從一個移動用戶到兩個或更多區(qū)站間的同時鏈路提供多個信號路徑，獲得空間或路徑分集。另外，通過擴展譜處理利用多徑環(huán)境，對具有不同的傳播延遲到達的信號作分別接收和處理，可以獲得路徑分集。路徑分集的例子見標題為“CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中提供通信中的軟轉(zhuǎn)換的方法和系統(tǒng)”的美國專利5,101,501，和標題為“CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中的分集接收機”的美國專利5,109,390，二專利在此引述供參考。
在具有高容量并保持高質(zhì)量可理解話音的特別優(yōu)點的數(shù)字通信系統(tǒng)中進行話音傳輸?shù)姆椒ㄊ遣捎每勺兯俾试捯艟幋a。一種特別有用的可變速率話音編碼器的方法和裝置詳見轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的、標題為“可變速率聲碼器”的美國專利5,414,796。該專利在此引述供參考。
可變速率話音編碼器的使用使得數(shù)據(jù)幀在所述話音編碼以最大速率提供話音數(shù)據(jù)時具有最大話音數(shù)據(jù)容量。當一個可變速率話音編碼器在小于該最大速率的速率下提供話音數(shù)據(jù)時，傳輸幀中還有多于的容量。一種在固定預(yù)定大小的傳輸幀中傳送附加數(shù)據(jù)的方法詳見共同待批的美國專利申請08/171,146，其中，用于數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)源在可變速率下提供數(shù)據(jù)。上述美國專利申請是轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人的、申請日為1992年1月16日、標題是“對用于傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行格式化的方法和裝置”的續(xù)展美國專利申請07/822,164，該專利申請在此引述供參考。在上述專利申請中，揭示了一種將來自不同信源的、不同類型的數(shù)據(jù)組合在一個傳輸數(shù)據(jù)幀中的方法和裝置。
在含有比預(yù)定容量小的數(shù)據(jù)的幀中，通過對傳輸放大器進行傳輸選通(gating)從而僅傳送幀中含有數(shù)據(jù)的一部分幀，可以減小功耗。另外，如果按照預(yù)定的偽隨機過程將數(shù)據(jù)放入幀內(nèi)，可以減小通信系統(tǒng)中信息碰撞。一種選通傳輸并將數(shù)據(jù)定位在幀中的方法和裝置見美國專利申請08/194,823，該專利申請是轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的、申請日為1992年3月5日、標題為“數(shù)據(jù)操作錯誤隨機數(shù)發(fā)生器(Data Burst Randomizer)”的美國專利申請08/194,823的續(xù)展申請，該專利申請在此引述供參考。
一種對通信系統(tǒng)中的移動站進行功率控制的有用方法是在基站處監(jiān)視從移動站接收的信號的功率?；靖鶕?jù)所監(jiān)視的功率電平，以規(guī)定的時間間隔向移動站發(fā)送功率控制位。以這樣一種方式控制傳輸功率的方法和裝置見轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的、標題為“控制CDMA蜂窩移動電話系統(tǒng)中的傳輸功率的方法和裝置”的美國專利5,056,109，該專利在此引述供參考。
在用QPSK調(diào)制格式提供數(shù)據(jù)的通信系統(tǒng)中，通過QPSK信號的1分量與Q分量的叉積，可以獲得很有用的信息。在知道了兩個分量的相對相位以后，就可以大致確定移動站相對于基站的速度。確定QPSK調(diào)制通信系統(tǒng)中1分量和Q分量叉積的電路描述見美國專利申請08/343,800，該專利申請是轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的、申請日為1992年11月24日、標題為“導(dǎo)頻載波點積電路”的美國專利申請07/981,043的續(xù)展申請，該專利申請在此引述供參考。
另一種連續(xù)傳輸策略是，如果數(shù)據(jù)速率小于預(yù)定的最大值，那么在該幀中重復(fù)該數(shù)據(jù)，從而該數(shù)據(jù)占據(jù)數(shù)據(jù)幀的全部容量。如果采用這一策略，那么通過減小傳送幀的功率，可以在小于預(yù)定最大值的速率下，在數(shù)據(jù)傳輸期間減小功耗和對其他用戶的干擾。這一減小的傳輸功率由數(shù)據(jù)流中的冗余度來補償，并且在固定最大傳輸功率的范圍內(nèi)是有好處的。
采用連續(xù)傳輸策略控制傳輸功率時遇到的問題是接收機事前不知道傳輸速率，因而也不知道應(yīng)當接收的功率電平。本發(fā)明提供了一種控制連續(xù)傳輸通信系統(tǒng)中的傳輸功率的方法和裝置。
發(fā)明概述本發(fā)明是一種在通信系統(tǒng)中進行閉環(huán)傳輸功率控制的新的和改進的方法和裝置。本發(fā)明的目的是提供及時的功率控制，這對于在衰落條件下提供穩(wěn)健通信鏈路質(zhì)量是必須的。
在移動通信環(huán)境中，傳播路徑的衰落條件快速變化。這一現(xiàn)象詳見前述美國專利5,056,109。通信站必須能夠?qū)鞑ヂ窂街械倪@些突然變化作出反應(yīng)。本發(fā)明提供了一種對移動通信系統(tǒng)的通信信道的快速變化作出響應(yīng)的方法和裝置。
在碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)中，上述方法具有特別的意義，這是因為通過將傳輸功率減小到保證高質(zhì)量通信所必須的最小值上，通信系統(tǒng)對其他用戶的發(fā)射干擾較小，并使得整個系統(tǒng)容量增加。另外，在容量有限的系統(tǒng)中，減小一個用戶的發(fā)射功率可以使另一用戶因為傳播路徑的差異或者因為該用戶在更高的數(shù)據(jù)速率下進行發(fā)射而必須在更高功率電平下進行發(fā)射。
另外，應(yīng)當注意，功率控制技術(shù)在典型實施例中是針對擴展譜通信系統(tǒng)來描述的，但是，實際上，這些方法同樣適用于其他的通信系統(tǒng)。同時，在從基站到遠端站或移動站的傳輸中，對傳輸功率的控制的典型實施例也適用于從遠端站或移動站到基站的傳輸中對傳輸功率的控制。
在該典型實施例中，基站向一移動站發(fā)送數(shù)據(jù)包。移動站接收、解調(diào)接收的數(shù)據(jù)包并對該數(shù)據(jù)包進行譯碼。如果移動站判斷所接收的數(shù)據(jù)包不能被可靠地譯碼，那么它就將通常為‘0’的質(zhì)量響應(yīng)功率控制位設(shè)置為‘1’，將這一情況通知給基站。基站對此作出響應(yīng)，增大信號對移動站的發(fā)送功率。
在本發(fā)明的典型實施例中，當基站增大其發(fā)送功率時，它在發(fā)送功率方面增加了相當大的一步(step)，這在大多數(shù)衰落條件下是很恰當?shù)?。接著，只要質(zhì)量響應(yīng)功率控制位保持在‘0’，基站在指數(shù)衰減速率下降低傳輸功率電平。在另一種實施例中，基站通過遞增信號功率，對來自移動站的附加信號功率的請求作出響應(yīng)。
在該功率控制系統(tǒng)的一種改進的實施例中，基站將判斷該基站報告的差錯是否具有隨機性，如果具有隨機性，基站將立即使發(fā)射功率下滑；基站或者判斷該差錯是否是由真實的衰落條件產(chǎn)生的?；就ㄟ^檢查移動站發(fā)送的功率控制位圖形從外推特性中識別隨機性的差錯。如果移動站發(fā)送回基站的功率控制請求信號的圖形指示在傳播路徑中存在一新的衰落條件，那么基站將抑制發(fā)射功率的下降。
在一種改進的實施例中，基站檢查接收功率控制消息的圖形，判斷衰落的特征。衰落特征的估算可以用來估計需要進行的功率控制變更。這可以例如使基站中的功率控制具有預(yù)測性來實現(xiàn)。
移動站傳播路徑上已識別的突然變化的一種來源是速度相對于基站位置的變化。即，速度是朝向移動站變化還是遠離移動站變化。本實施例中，移動站確定速度相對于基站的變化，并且，如果有必要，設(shè)置功率控制位，從基站請求附加功率，以適應(yīng)速度的變化。
在第一個典型實施例中，移動站配備有運動傳感器，該運動傳感器可以在車載移動站的情況下，運動傳感器會根據(jù)來自速度計或轉(zhuǎn)速計的信息運行。隨后，移動站按照來自運動傳感器的信號產(chǎn)生功率控制信號。
在第二個典型實施例中，移動站會感測從基站接收的信號中的偏移來感測運動。在本典型實施例中，移動站通過測量接收的導(dǎo)頻信號中的多卜勒頻移，判斷相對速度的變化。
本發(fā)明還提供了一種控制可變速率傳輸?shù)陌l(fā)射功率的方法和裝置。該方法根據(jù)發(fā)射速率，在不同的功率電平下傳播可變速率的數(shù)據(jù)幀。本發(fā)明中揭示了調(diào)整可變速率通信系統(tǒng)中發(fā)射功率電平的多種實施方案。
附圖簡述從結(jié)合附圖對本發(fā)明的詳細描述中，可以清楚地了解本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點，圖中，相同的標號表示相同的意義。


圖1描繪的是典型的移動電話系統(tǒng)；圖2描繪的是本發(fā)明的裝置；圖3描繪的是閉環(huán)功率控制系統(tǒng)中的延遲時間曲線；圖4a-b描繪的是幀差錯率隨不同速率下歸一化位能變化的圖。圖4a中，移動站是固定的，而圖4b中的移動站是運動的；圖5描繪的是用于單環(huán)路固定差值結(jié)構(gòu)的控制處理器的典型實施例；圖6描繪的是單環(huán)路可變差值結(jié)構(gòu)的控制處理器的典型實施例；圖7描繪的是每一速率一環(huán)的多環(huán)路結(jié)構(gòu)的控制處理器的典型實施例；圖8描繪的是每一常用速率一環(huán)的多環(huán)路結(jié)構(gòu)的控制處理器的典型實施例；圖9描繪的是每一速率一環(huán)的多環(huán)路復(fù)合(composite)參考結(jié)構(gòu)的控制處理器的典型實施例；以及圖10描繪的是單環(huán)路復(fù)合反饋結(jié)構(gòu)的控制處理器的典型實施例。
較佳實施例的詳細描述參照圖1。圖1中描繪的是控制基站4和移動站6之間的發(fā)射功率的移動通信系統(tǒng)中的典型結(jié)構(gòu)。信息可以往返于公共交換電話網(wǎng)(PSTN)間提供到系統(tǒng)控制器和交換機2，或者，如果該呼叫是從移動站到移動站的通信，信息可以由另一基站在往返于控制器和交換機2間提供。系統(tǒng)控制器和交換機2接著將數(shù)據(jù)提供到基站4或者從基站4接收數(shù)據(jù)。基站4將數(shù)據(jù)發(fā)送到移動站6，并從移動站6接收數(shù)據(jù)。
在本典型實施例中，在基站4和移動站6之間傳送的信號是擴展譜通信信號，其波形的產(chǎn)生詳見上述美國專利4,901,307和美國專利5,103,459中的描述。移動站6和基站4之間消息通信的傳輸鏈路稱為后向鏈路，而基站4和移動站6之間消息通信的傳輸鏈路稱為前向鏈路。本典型實施例中，本發(fā)明用來控制基站4的發(fā)射功率。然而，本發(fā)明功率控制的方法同樣適用于控制移動站6的發(fā)射功率。
參照圖2，基站50和移動站30是以方框圖的形式描繪的，圖中示出了對本發(fā)明的基站50的發(fā)射功率提供控制的裝置。如果通信鏈路變壞，則鏈路質(zhì)量可以通過增大發(fā)射裝置的發(fā)射功率來改進。在控制基站50的發(fā)射功率的典型實施例中，判斷基站50的發(fā)射功率應(yīng)當提高的某些方法包括(a)前向鏈路上幀差錯的移動站檢測；(b)移動站檢測前向鏈路上的接收功率較低；(c)移動站到基站范圍較大；(d)移動站位置較差；
(e)移動站速度發(fā)生變化；(f)移動站檢測到前向鏈路導(dǎo)頻信道上的接收功率較低；(g)業(yè)務(wù)信道或?qū)ьl信道上每一片元的能量被總的接收功率除Ec/No較低；以及(h)譯碼器度量(decoder metrics)，如碼元度量(symbol metrics)較高。
相反，判斷基站50的發(fā)射功率應(yīng)當降低的某些方法包括(a)移動站對基站的質(zhì)量響應(yīng)顯示前向鏈路的幀差錯率較低；(b)移動站檢測前向鏈路上的接收功率較高；(c)基站到移動站范圍較小；(d)移動站位置較好；(e)移動站檢測前向鏈路導(dǎo)頻信道上的接收功率較高；以及(f)譯碼器度量，如碼元度量較低。
當基站50檢測到需要修改前向鏈路的發(fā)射功率時，控制處理器向發(fā)射器(TMTR)64發(fā)送一個指定所修改的發(fā)射功率的信號。所修改的功率信號可以簡單地指示需要增大或降低發(fā)射功率，或者可以指示改變信號功率的量，或者可以是一個絕對信號功率電平。根據(jù)修改的功率電平信號，發(fā)射機64在修改的發(fā)射功率電平下提供所有的發(fā)射。
應(yīng)當指出，數(shù)據(jù)源60可以是信源調(diào)制解調(diào)器、傳真機或話音的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)源60可以是在整個發(fā)射期間根據(jù)一個個幀改變其傳輸速率的可變速率源，或者能夠僅根據(jù)命令改變速率?？勺兯俾事暣a器的設(shè)計和實現(xiàn)詳見上述專利申請08/004,484。數(shù)據(jù)源60的輸出由編碼器62編碼，并輸入到話務(wù)調(diào)制器63進行調(diào)制并輸入到發(fā)射器64。同時，導(dǎo)頻調(diào)制器65的輸入是用于發(fā)射的同步導(dǎo)頻信號。
發(fā)射功率調(diào)整的需求可以由上述列舉的任何一個條件或者這些條件的組合給出。如果功率控制方法是基于與位置相關(guān)的影響(如范圍或移動站位置)的，那么就將外部信號(LOCATION，位置)提供到指示位置條件的基站50的控制處理器58。范圍條件可以由基站50檢測。在另一種實施例中，范圍條件可以由移動站30檢測，并發(fā)射到基站50。根據(jù)檢測的范圍條件，基站50內(nèi)的控制處理器58產(chǎn)生一控制信號，用來修改發(fā)射機64的發(fā)射功率。
在閉環(huán)功率控制結(jié)構(gòu)中，功率控制信號從移動站30提供到基站50。移動站30會按照接收的功率，或者按照幀差錯檢測或前面討論的其他任一方法確定功率控制信號。本發(fā)明同樣適用于任何鏈路質(zhì)量因素。
如果所使用的鏈路質(zhì)量因素是接收功率，那么移動站30處由天線38從基站50接收的信號被提供到向控制處理器46提供接收功率指示的接收機(RCVR)42。如果所使用的鏈路質(zhì)量因素是幀差錯的檢測，則接收機42對信號進行下變頻和放大，將接收信號提供到話務(wù)解調(diào)器43。如果話務(wù)信號伴隨著導(dǎo)頻信號以便提供相干解調(diào)，則接收信號還被提供到導(dǎo)頻解調(diào)器，該導(dǎo)頻解調(diào)器按照導(dǎo)頻解調(diào)器格式對該信號進行解調(diào)，并向話務(wù)解調(diào)器43提供時序信號。話務(wù)解調(diào)器43按照話務(wù)解調(diào)器格式解調(diào)接收信號。在本典型實施例中，話務(wù)解調(diào)器43和導(dǎo)頻解調(diào)器45是CDMA擴展譜解調(diào)器，其設(shè)計見上述美國專利4,901,307和5,103,459中的描述。話務(wù)解調(diào)器43向譯碼器44提供經(jīng)解調(diào)的信號。在第一個典型實施例中，譯碼器44執(zhí)行檢錯譯碼，判斷是否出現(xiàn)了差錯。差錯檢測/校正譯碼器如維特比格子譯碼器是本領(lǐng)域中熟知的。在另一個實施例中，譯碼器44對經(jīng)解調(diào)的信號進行譯碼，并對經(jīng)譯碼的信號進行再編碼。譯碼器44接著將經(jīng)再編碼的信號與經(jīng)解調(diào)的信號進行比較，獲得信道碼元差錯率的估計。譯碼器44向控制處理器46提供表示估算的信道碼元差錯率的信號。
控制處理器46將一般作為鏈路質(zhì)量因素的接收功率或估算的信道碼元差錯率與一個閾值或一組閾值比較，閾值可以是固定的，也可以是變化的。接著，控制處理器46將功率控制信息提供到編碼器34或功率控制編碼器(P.C.ENC)47。如果要將功率控制信息編碼成數(shù)據(jù)幀，則將功率控制數(shù)據(jù)提供給編碼器34。這一方法要求在傳送功率控制數(shù)據(jù)前對整個幀的數(shù)據(jù)進行處理，然后通過調(diào)制器35將含有功率控制數(shù)據(jù)的編碼話務(wù)數(shù)據(jù)提供到發(fā)射機(TMTR)36。在另一種實施例中，功率控制數(shù)據(jù)可以簡單地重寫部分數(shù)據(jù)幀，或者可以放置在發(fā)送幀中預(yù)定的空位上。如果功率控制數(shù)據(jù)重寫話務(wù)數(shù)據(jù)，則這可以在基站50處由前向糾錯技術(shù)來校正。
在提供功率控制數(shù)據(jù)前處理整個數(shù)據(jù)幀的實施過程中，在快衰落條件下等待整個幀被處理的延遲是不希望的。另一種方法是直接向調(diào)制器35提供功率控制數(shù)據(jù)，在調(diào)制器35處，功率控制數(shù)據(jù)可以被分成輸出數(shù)據(jù)流。如果功率控制數(shù)據(jù)的發(fā)射是未經(jīng)糾錯編碼的，那么控制處理器46直接向解調(diào)器35輸出功率控制數(shù)據(jù)。如果要求對功率控制數(shù)據(jù)進行糾錯編碼，則控制處理器46向功率控制編碼器47輸出功率控制數(shù)據(jù)，功率控制編碼器47對功率控制數(shù)據(jù)進行的編碼與輸出話務(wù)數(shù)據(jù)無關(guān)。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，調(diào)制器35將經(jīng)編碼的功率控制信號與通過編碼器34從數(shù)據(jù)源32提供到調(diào)制器35的輸出話務(wù)數(shù)據(jù)組合。發(fā)射機36對信號進行上變頻和放大，并將其提供給天線38，用于發(fā)送到基站50。
發(fā)送的信號在基站50的天線52處接收，并提供到數(shù)據(jù)接收機(RCVR)54進行下變頻和放大。接收機54將接收的信號提供到解調(diào)器55，解調(diào)接收的信號。在本典型實施例中，解調(diào)器55是一種CDMA擴展譜解調(diào)器，這種解調(diào)器詳見上述美國專利4,901,307和5,103,459。如果功率控制數(shù)據(jù)是在話務(wù)數(shù)據(jù)幀內(nèi)編碼的，則將話務(wù)和功率控制數(shù)據(jù)提供到譯碼器56。譯碼器56對信號進行譯碼，并將功率控制信號與話務(wù)數(shù)據(jù)分開。
另一方面，如果功率控制數(shù)據(jù)不是用全數(shù)據(jù)幀編碼的而是被分成傳輸數(shù)據(jù)流，則解調(diào)器55對信號進行解調(diào)，并從輸入數(shù)據(jù)流中獲取功率控制數(shù)據(jù)。如果功率控制數(shù)據(jù)未經(jīng)編碼，則解調(diào)器55將功率控制數(shù)據(jù)直接提供到控制處理器58。如果功率控制信號經(jīng)過編碼，則解調(diào)器55將經(jīng)編碼的功率控制數(shù)據(jù)提供到功率控制譯碼器(P.C.DEC.)100。功率控制譯碼器100對功率控制數(shù)據(jù)進行譯碼，并將經(jīng)譯碼的功率控制數(shù)據(jù)提供到控制處理器58。功率控制信號被提供到控制處理器58，該處理器58按照功率控制信號將控制信號提供到發(fā)射機64，指示經(jīng)修改的發(fā)射功率電平。
閉環(huán)功率控制系統(tǒng)的一個共有問題是相對于開環(huán)功率控制系統(tǒng)而言其響應(yīng)時間相當?shù)?。例如，在閉環(huán)功率控制系統(tǒng)中，當基站50在不充分的發(fā)射能量下將一個幀發(fā)送到移動站30，移動站30接收該幀，并對該幀進行譯碼，判斷該幀是否有差錯，準備指示該幀差錯的功率控制消息，隨后將該功率控制消息發(fā)送到基站50，基站50對該幀進行譯碼，獲取功率控制消息，并調(diào)整發(fā)射機64的發(fā)射功率。在本典型實施例，這導(dǎo)致在移動站30處校正是明顯之前的四幀時間記錄(time log)。所以，如果傳播路徑劣化，在經(jīng)調(diào)整的幀能量下發(fā)射幀之前，四個連續(xù)幀可在不充分的幀能量下發(fā)射。在該延遲周期內(nèi)，衰落條件可以基本改善或變壞。
下面是改進閉環(huán)功率控制系統(tǒng)響應(yīng)的方法。在本發(fā)明的第一個典型實施例中，假設(shè)基站處于較差的情況下。這就是說，傳播路徑在四個幀的延遲周期內(nèi)已經(jīng)變壞。因此，基站使對于該用戶的發(fā)射能量增大一個相當顯著的量ΔE，從而使調(diào)整相當合適，使得即使其間的傳播路徑變壞，也能恰當?shù)亟邮展β式?jīng)調(diào)整的幀。在擴展譜通信系統(tǒng)的典型實施例中，對移動站30功率增加使得共享前向鏈路的其他用戶的功率較低。所以，基站發(fā)射機在初始增加功率以后會快速減小用于該用戶的發(fā)射能量。在本典型實施例中，基站使能量增加一個固定量ΔE，并保持該值經(jīng)一個延遲周期，以驗證發(fā)射能量的增加已經(jīng)有效，接著，按照圖3中描述的預(yù)定分段線性函數(shù)，降低發(fā)射能量。
圖3描述的是發(fā)射能量(E)隨時間的變化圖。在點A處，基站50響應(yīng)于來自移動站30的功率調(diào)整請求，增加發(fā)射能量?；?0使發(fā)射能量增大一個量ΔE到達點B?；?0使該發(fā)射能量的發(fā)射保持一個預(yù)定的延遲時間，并經(jīng)預(yù)定數(shù)量的幀，以一急速下降的速率減小到點C的發(fā)射能量。在點C處，來自移動站30的功率控制消息仍然指示發(fā)射能量過剩，基站50繼續(xù)降低發(fā)射能量，但下降速率較小。再有，基站50對預(yù)定數(shù)量的幀以中等下降速率降低發(fā)射能量直到點D。在點D處，下降速率再次減小到最終下降速率，在該最終下降速率下，發(fā)射能量將繼續(xù)下降，直到基站50達到某一最小值，或者由點E處出現(xiàn)的來自移動站30的另一功率調(diào)整請求而再次改變。在提供話務(wù)的時間內(nèi)繼續(xù)這一功率調(diào)整。
在一種改進的實施例中，如果輸入功率控制消息的圖形指示發(fā)射功率不必要地高，那么發(fā)射功率還能夠下降更大的量。在本典型實施例中，控制處理器58包括一定時器(未圖示)。每次接收的功率控制消息指示有一個接收幀差錯時，使該定時器復(fù)位。如果定時器在沒有接收到另一表示接收幀差錯的功率控制消息時流逝了一段時間，則控制處理器58指令發(fā)射器64，使輸出幀的發(fā)射比起遞增下降降低更大的量。
基站50執(zhí)行發(fā)射能量的調(diào)整，這一調(diào)整是在認識到在發(fā)射能量已經(jīng)增大以后在接收的功率控制信息將反應(yīng)前向鏈路發(fā)射功率變化前將存在一個延遲而進行的。如果傳播信道突然變壞，基站50將接收一系列連續(xù)功率控制請求，并且在功率調(diào)整請求響應(yīng)于前向鏈路發(fā)射能量的變化之前將有一個延遲。在此延遲期間，對于每一接收的功率調(diào)整請求，基站50將不繼續(xù)增加發(fā)送能量。這就是如圖3點B以后的周期所示的那樣，功率電平保持恒定的原因。
還應(yīng)當指出，移動通信系統(tǒng)中的差錯有兩種類型。即，隨機類型和傳播路徑變化結(jié)果的類型。在本典型實施例中，當基站50接收功率調(diào)整請求時，如先前描述那樣，基站使發(fā)射功率增大ΔE。接著，它忽略功率調(diào)整請求，并在該延遲周期內(nèi)保持同一增大的功率電平。在另一種實施例中，基站50按照每一功率控制消息調(diào)整功率。然而，通常采用較小的變化。這使得隨機差錯的影響最小。
導(dǎo)致移動站30和基站50之間傳播路徑特征變化的一個主要影響是移動站30朝向或離開基站50的運動。移動站30可以向基站50提供表示該移動站速度正在改變的信息，或者實際提供相對于基站50的速度。如果移動站簡單地提供其速度正在變化的指示，則它可以提供該信息作為預(yù)計傳播路徑質(zhì)量變化的功率調(diào)整請求信號。
在第一個實施例中，移動站30通過一個傳感器按照來自車輛轉(zhuǎn)速計或速度計(未圖示)的信號運算，感測速度變化。在另一個實施例中，移動站30通過從基站50接收的信號變化判斷是移動站/基站相對速度變化還是絕對速度變化。移動站30可以檢測速度變化，或者通過測量來自基站50的輸入信號的多卜勒效應(yīng)來測量絕對相對速度。在另一種實施例中，基站50還可以檢測移動站/基站中的相對速度變化，或者通過測量來自移動站30的輸入信號的多卜勒效應(yīng)來測量絕對相對速度。
基站50提供的話務(wù)信號可以伴隨有導(dǎo)頻信號，以便為接收的話務(wù)信號提供相干解調(diào)。導(dǎo)頻信號的使用見美國專利4,901,307和5,103,459，移動站30可以交替地感測導(dǎo)頻信號的相對速度變化和多卜勒頻移。
在一種較佳實施例中，當基站50得知移動站30的速度時，發(fā)射能量的遞增變化值ΔE將按照這一速度而變。ΔE值的確定可以通過計算得到，或者通過控制處理器46中的查詢表得到。
如果基站50發(fā)射導(dǎo)頻信號時同時發(fā)射話務(wù)信號，則導(dǎo)頻信號可以被看成是由移動站30攜帶有預(yù)定位流的話務(wù)信號。移動站30解調(diào)導(dǎo)頻解調(diào)器45中的導(dǎo)頻信道，以便獲得定時信息，使得移動站30能夠執(zhí)行話務(wù)信道的相干解調(diào)。因為導(dǎo)頻信道和話務(wù)信道是通過類似地但不是相同的傳播路徑提供的，所以，接收的導(dǎo)頻信號強度和接收的話務(wù)信道強度間有較強的相關(guān)性。根據(jù)導(dǎo)頻信道而不是話務(wù)信道產(chǎn)生功率控制信號，接收從基站50發(fā)射的信號和功率控制信號的產(chǎn)生之間的延遲可以減小。
參照圖2，導(dǎo)頻解調(diào)器65向發(fā)射機64提供導(dǎo)頻信號，而基站50的發(fā)射機64向天線52提供導(dǎo)頻信號和話務(wù)信號，用于傳播到移動站30。傳送的信號在天線38處接收，并提供到接收機42。接收機42對導(dǎo)頻信號45進行下變頻和放大，并將接收的導(dǎo)頻信號提供到導(dǎo)頻解調(diào)器45，該導(dǎo)頻解調(diào)器45產(chǎn)生經(jīng)解調(diào)的導(dǎo)頻信號的質(zhì)量評估，并將其提供到控制處理器46。控制處理器46按照經(jīng)解調(diào)的導(dǎo)頻信號的質(zhì)量評估產(chǎn)生功率控制信號，并且如前述那樣繼續(xù)進行工作。
在從基站50傳播到移動站30的前向鏈路傳輸中，使發(fā)射的功率最小同時保持調(diào)制解調(diào)器的性能是有益的。在碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)的典型實施例中，使發(fā)射功率最小使得將更多的功率留給采用相同功率放大器的其他信道，同時減小了對在相同或相近頻率上工作的其他用戶或系統(tǒng)的干擾。
在采用可變速率發(fā)射的移動通信系統(tǒng)的典型實施例中，可能速率間的性能差異會是顯著的。例如，來自基站50要求實現(xiàn)給定幀差錯率(FER)的幀的發(fā)射功率電平可以因速率的不同而大不相同。參見圖4a中的描述。圖4a中示出了幀差錯率隨由噪聲能量歸一化的比特能量(Eb/No)的變化。
在本典型實施例中，數(shù)據(jù)是在幀內(nèi)發(fā)射的。本發(fā)明同樣適用于連續(xù)發(fā)射系統(tǒng)。本發(fā)明是針對具有四種可能速率的可變速率通信系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)來描述的。本典型實施例中，將速率設(shè)計成全速率、二分之一速率、四分之一速率和八分之一速率。本發(fā)明同樣適用于支持任何數(shù)量的可能速率的任何一種可變速率通信系統(tǒng)。
圖4a描繪的是給定幀差錯率的所需比特能量強烈地依賴于幀速率的情況，全速率幀需要最高的為能，而八分之一速率幀需要最低的位能。所以，在本發(fā)明中，所希望的性能電平所需的發(fā)射功能是分開設(shè)置的，以利用各個速率之間所需最小功率的差異的優(yōu)點。不同速率的必要性能也可以是不同的，這是因為感測質(zhì)量的幀差錯的影響根據(jù)幀的速率是不同的。例如，對于八分之一速率幀比起全速率幀來，更高的幀差錯速率是可以接受的。
圖4b給出所希望的性能電平的所需比特能量可以隨時間和使用條件的不同而不同。例如，當移動站30相對于基站50運動，比起當移動站30處于閑置時，所需的比特能量將更多地在各速率間變化。圖4b描繪了當移動站30處于運動時的瀑布狀曲線。而圖4a給出同一移動站30與同一基站50在移動站30不運動時進行通信時的瀑布狀曲線。正是因為這一差異，使得本發(fā)明提供了一種改變各種速率的發(fā)射功率之間的差值電平的裝置。
本發(fā)明揭示了利用所需功率的差異在前向鏈路上實施快速功率控制的各種途徑。應(yīng)當指出，每一種方法可以與上述功率控制技術(shù)一起使用。
另外，本發(fā)明還可以利用不同速率下所希望的性能之間差異的優(yōu)點。例如，1％的差錯率可以是全速率幀所要求的，因為這些幀是最多感測的有效幀。然而，4％的幀差錯率是八分之一速率幀可以接受的，這些幀主要攜帶背景噪聲信息。簡單地通過調(diào)整確定增大或降低發(fā)射功率必要性所使用的閾值，前面發(fā)明中所揭示的那些方法可以容易地造成這些差異。
一般的功率控制方法根據(jù)來自出現(xiàn)幀差錯的移動站30的反饋，調(diào)整發(fā)射功率電平。然而，這些方法同樣適用于上述任何一種功率控制方法，如基于物理位置或接收功率的方法。在這些典型實施例中，移動站30被描述成發(fā)送一個幀質(zhì)量指示符，該指示符表示前一幀是否被接收并且被恰當譯碼了，或者表示是否出現(xiàn)了幀差錯。該系統(tǒng)同樣適用于在出現(xiàn)幀差錯時簡單地通過將幀差錯指示符的不存在等同于表示恰當接收幀的質(zhì)量指示符而從移動站30提供反饋的通信系統(tǒng)。
在本典型實施例中，幀質(zhì)量指示符信號是從移動站30反饋的。這一幀質(zhì)量指示符與從基站50先前發(fā)送的幀對應(yīng)?；?0發(fā)射幀的速率下文中稱為幀質(zhì)量指示符速率。在本典型實施例中，基站50知道幀質(zhì)量指示符速率，因為它知道它發(fā)送的幀的速率和將消息從基站50發(fā)送到移動站30的來回路程延遲時間，以及移動站30產(chǎn)生幀質(zhì)量指示符信號并將信號發(fā)送回基站50的時間。本發(fā)明同樣適用于移動站30發(fā)送帶有幀質(zhì)量指示符信號的幀速率的指示。
這些方法的第一個典型實施例利用了速率間所需功率的差異，稱為單環(huán)路、固定差值方法。在該典型實施例中，一種速率用作參考速率。參考速率的發(fā)射功率電平由控制處理器50進行有源跟蹤，以直接調(diào)整該參考速率下幀的發(fā)射功率。其他速率的發(fā)射功率是根據(jù)參考速率的發(fā)射功率確定的。
其他每一速率的功率電平是按照參考速率的電平確定的，從而將性能保持在所要求的水平。由于不管速率如何，每一幀的性能被估算為是相似的，所以，不管所對應(yīng)的幀的速率如何，有關(guān)每一幀的實際性能的反饋給出相同的重要性，并且可以同樣用于對參考速率的調(diào)整。
在本典型結(jié)構(gòu)中，如上所述，有四種可能的速率(全速率、半速率、四分之一速率和八分之一速率)。在本典型實施例中，參考速率是全速率，并且半速率的功率電平設(shè)置在低于全速率的功率電平的1dB，四分之一速率是低于全速率功率電平的1.5dB，而八分之一速率是低于全速率功率電平的1.8dB。功率控制器58根據(jù)下面描述的從移動站30的反饋確定每一速率的功率電平，并將該信息提供到可變增益發(fā)射機64。發(fā)射機64按照該信號以及幀的速率發(fā)射輸出幀的功率。發(fā)射機64具有來自可變速率數(shù)據(jù)源60表示輸出幀的速率的信號。
圖5描述的是單環(huán)結(jié)構(gòu)并且是固定差值功率控制方法的控制處理器58的典型實施例。將從移動站30接收的幀質(zhì)量指示符(FQI)提供到增益調(diào)整選擇器102。增益調(diào)整選擇器102可以與本領(lǐng)域中所熟知的那樣通過對微處理機、微控制器或邏輯陣列進行編程來實現(xiàn)。
在本典型實施例中，F(xiàn)QI消息具有一個或兩個可能值。它可以是一個零，表示移動站30正確接收到了幀；或者是一個“1”，表示出現(xiàn)了幀差錯。在本典型實施例中，增益調(diào)整選擇器102按照下面的等式(1)輸出選擇的增益調(diào)整值
這里，GA是增益調(diào)整選擇器102輸出的增益調(diào)整。
這些數(shù)值是根據(jù)1％的可接受的幀差錯率選擇的。這就是為什么下降與上升的比值是100。這些數(shù)值本質(zhì)上純碎是舉例的，并且將根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和要求的特性而變。
還應(yīng)當指出，本發(fā)明同樣適用于反饋系統(tǒng)，反饋規(guī)定的信息要比一比特包含的信息更多。在這些情況下，增益調(diào)整值可以具有多于兩個的可能值，這是根據(jù)FQI消息的值選擇的。FQI消息可以是前述應(yīng)用中列舉的任何一種指示符。
將增益調(diào)整(GA)值提供到求和元件104的一個輸出。提供到求和元件104的其他輸入的值是參考速率的當前發(fā)射功率電平。在本典型實施例中，參考速率是全速率。求和元件104的輸出是經(jīng)調(diào)整的參考速率發(fā)射功率電平。將該值提供到可變增益發(fā)射機64，按照該值放大全速率幀。
求和元件104的輸出還被反饋到延遲元件106的輸入。本典型實施例中延遲器使求和元件104的輸入延遲幀質(zhì)量指示符消息各個到達之間的時間周期，本實施例中，該延遲是20毫秒。這些延遲器是本領(lǐng)域中熟知的。
其他速率的發(fā)射功率電平是根據(jù)參考速率發(fā)射功率電平的功率電平確定的。將全速率發(fā)射功率提供到從屬的發(fā)射功率計算器107，按照預(yù)定的計算格式，按照全速率發(fā)射功率，確定半速率、四分之一速率和八分之一速率的發(fā)射功率電平。在本典型實施例中，從屬發(fā)射功率計算器107是與本領(lǐng)域中所熟知的那樣，通過對微處理器、微控制器或邏輯陣列進行編程來實施的。
在從屬發(fā)射功率計算器107的典型實施例中，半速率、四分之一速率和八分之一速率發(fā)射功率電平是與全速率發(fā)射功率的固定差值。所以，在本典型實施例中，將全速率發(fā)射功率電平提供到求和元件108的求和輸入端。將Δ半值提供到求和元件108的減輸入端。在本典型實施例中，Δ半等于1dB。求和元件108輸出的值是半速率發(fā)射功率，在本實施例中，該半發(fā)射功率是1dB，小于全速率幀的功率電平。將這一值提供到可變增益發(fā)射機64，按照這一值放大半速率幀。
應(yīng)當指出，在本發(fā)明的實際結(jié)構(gòu)中，運算無需通過相加來進行。例如，通常情況下，半速率發(fā)射功率是3dB，小于全速率發(fā)射功率。所以，半速率發(fā)射功率可以在絕對項中通過將全速率發(fā)射功率除以2從而相對于從全速率發(fā)射功率中減去3dB來計算。
類似地，將全速率發(fā)射功率電平提供到求和元件110的求和輸入端。將Δ四分之一值提供到求和元件110的減輸入端。在本典型實施例中，Δ四分之一等于1.5dB。求和元件110輸出的值是半速率發(fā)射功率。將該值提供到可變增益發(fā)射機64，按照該值放大四分之一速率幀。
最后，將全速率發(fā)射功率電平提供到求和元件112的求和輸入端。將Δ八分之一值提供到求和元件112的減輸入端。在本典型實施例中，Δ八分之一等于1.8dB。求和元件112輸出的值是八分之一速率發(fā)射功率，為1.8dB，小于全速率幀的功率電平。將該值提供到可變增益發(fā)射機64，按照該值放大八分之一速率幀。
應(yīng)當指出，上述所有的(Δ半，Δ四分之一和Δ八分之一)純碎用于舉例，其他值同樣適用并且可以由本發(fā)明所預(yù)計。
利用速率間所需的功率差的方法的第二個典型實施例在下文中稱為單環(huán)、可變差值方法。該典型實施例試圖將每一速率下的性能保持在其相應(yīng)的范圍內(nèi)。然而，從屬速率的發(fā)射功率與參考速率的發(fā)射功率間的差異是基于各個速率所編制的信息而修改的，例如，各個幀差錯率的滑動平均值。因為除參考速率以外的一個速率的性能偏離于所要求的電平，所以，修改與該參考電平的功率電平差異，以減小該偏差。如果參考速率的性能變差，則修改用于所有或某些其他速率的功率電平差。
在本典型實施例中，控制處理器58跟蹤每一速率的性能(例如，最后100個幀中幀刪除的個數(shù))。例如，如果八分之一速率性能落到了所要求的性能電平之下，那么就減小八分之一速率功率電平和參考速率功率電平之間的差異，有效地增加八分之一速率功率電平，如果八分之一速率功率電平低于參考功率電平的話。
在本典型結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)源60向控制處理器58提供表示輸出幀的速率的信號，據(jù)此控制處理器確定幀質(zhì)量指示符消息的速率。圖5描繪的是由元件104和106組成的單級濾波器。本發(fā)明可以更復(fù)雜一些，即，在修改形式中，全速率發(fā)射功率可以依賴于多個過去產(chǎn)生的全速率發(fā)射功率值。這樣一些數(shù)字濾波器的設(shè)計和實現(xiàn)在本領(lǐng)域中是熟知的，其詳細描述見上述美國專利5,414,796。
參見圖6，將接收的幀質(zhì)量指示符位提供到增益調(diào)整選擇器200。增益調(diào)整選擇器可以與本領(lǐng)域中所熟知的那樣，通過對微處理器、微控制器或邏輯陣列編程來實現(xiàn)。在本典型實施例中，增益調(diào)整選擇器200按照上述等式(1)來選擇增益調(diào)整值。
將該增益調(diào)整值提供到求和元件202的求和輸入端。求和元件202的第二輸入端的輸入是參考速率發(fā)射功率電平的當前值。求和元件202的輸出是經(jīng)調(diào)整的全速率發(fā)射功率。將全速率發(fā)射功率提供到可變增益放大器64，按照該值放大輸出全速率幀。
另外，將經(jīng)調(diào)整的全速率發(fā)射功率值反饋到延遲元件201。本實施例中，延遲器201使求和元件202的輸入延遲一個幀陣列指示符消息的各次到達間的時間周期，在本實施例中該延遲為20毫秒。這樣一種延遲器在本實施例中是熟知的。
接收的幀質(zhì)量指示符消息還提供到去多路復(fù)用器204。去多路復(fù)用器204根據(jù)幀質(zhì)量指示符的速率，以每四個輸出中一個輸出的方式輸出幀質(zhì)量指示符消息。如果幀質(zhì)量指示符的速率是全速率，那么就將幀質(zhì)量指示符消息提供到全速率幀差錯率(FER)計數(shù)器206。全速率FER計數(shù)器206跟蹤預(yù)定個數(shù)的全速率幀發(fā)射中的全速率幀差錯。計數(shù)器206可以用數(shù)字計數(shù)器或用活動窗口累加器來實現(xiàn)，其實現(xiàn)在本領(lǐng)域中是熟知的。在本典型實施例中，計數(shù)器206跟蹤最后100個全速率幀中的幀差錯。
如果幀質(zhì)量指示符的速率是半速率，則將幀質(zhì)量指示符消息提供到半速率FER計數(shù)器208。計數(shù)器208跟蹤預(yù)定個數(shù)的前一半速率幀中的幀差錯，并且可以由上述計數(shù)器206來實現(xiàn)。如果幀質(zhì)量指示符的速率是四分之一速率，則將幀質(zhì)量指示符消息提供到四分之一速率FER計數(shù)器210。計數(shù)器210跟蹤預(yù)定個數(shù)的前四分之一速率幀中的幀差錯，并且可以如上所述構(gòu)成。如果幀質(zhì)量指示符的速率是八分之一速率，則將幀質(zhì)量指示符消息提供到八分之一速率FER計數(shù)器212。計數(shù)器212跟蹤預(yù)定個數(shù)的前八分之一速率幀中的幀差錯，并且可以如上所述構(gòu)成。
將來自計數(shù)器206、208、210和212中的每一個的幀差錯速率統(tǒng)計提供到差值計算器214。差值計算器214根據(jù)計數(shù)器提供的值，按照預(yù)定的計算格式確定差值Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一。例如，如果半速率的幀差錯統(tǒng)計太高，則差值計算器214將減小Δ半的值，有效地增加八分之一速率幀的發(fā)射功率電平，如果半速率功率電平低于參考電平的化。通常，半速率發(fā)射功率將是3dB，小于全速率發(fā)射功率。
另外，每一差值不必都依賴于來自所有計數(shù)器的幀差錯計數(shù)。在本典型實施例中，Δ半值僅取決于半速率FER，即計數(shù)器208的輸出；Δ四分之一值僅取決于四分之一速率FER，即計數(shù)器210的輸出；但Δ四分之一的值是根據(jù)全速率FER和八分之一速率FER來確定的，即計數(shù)器206和212的輸出。
在改進實施例中，每一差值還將取決于全速率FER的值，在改進的實施例中，如果全速率FER在閾值以上，它將表示全速率發(fā)射功率正在增加。由于其他幀的發(fā)射功率是根據(jù)全速率發(fā)射功率確定的，則當從全速率FER計數(shù)器206的全速率FER出現(xiàn)全速率發(fā)射功率將要增加的情況時，差值增加。通過增大差值，其他速率的發(fā)射功率有效降低，使得當改變?nèi)俾拾l(fā)射功率時，從屬設(shè)置的速率“浮動”在它們的值。
差值計算器214輸出三個差值Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一。差值計算器214可以與本領(lǐng)域中所熟知的那樣通過對微處理器、微控制器或邏輯陣列編程來實現(xiàn)。將三個差值Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一與全速率發(fā)射功率一起提供到從屬速率計算器215。從屬速率計算器215按照其輸出和預(yù)定的計算格式確定半速率、四分之一和八分之一速率發(fā)射功率。從屬速率計算器215可以與本領(lǐng)域中所熟知的那樣通過對微處理器、微控制器或邏輯陣列編程來實現(xiàn)。
在從屬速率計算器215的典型實施例中，將三個差值Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一分別提供到求和元件216、216和220的減輸入端。向求和元件216、218和220的求和輸入端提供全速率發(fā)射功率電平。從全速率功率電平中減去Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一的值，分別產(chǎn)生半速率、四分之一速率和全速率功率電平。如上所述，將這些值中的每一個值提供到可變增益發(fā)射機64，按照這些值放大輸出的半速率、四分之一速率和八分之一速率。
這些采用速率間所需的功率差異的方法第三個典型實施例在下文中稱為采用每一速率一個環(huán)路的多環(huán)功率控制方法。除了每一速率一個環(huán)路以外，該方法與上述單環(huán)方法相似。這些確定環(huán)路所控制的速率的發(fā)射功率電平的環(huán)路是相互獨立的。
例如，當接收的幀質(zhì)量指示符消息是八分之一速率幀時，直接根據(jù)這一消息對八分之一速率幀的發(fā)射功率電平作出變更，但對其他三個速率的功率電平不作變更。因此，這些反饋環(huán)路中的每一個僅考慮到與其速率的幀對應(yīng)的反饋信息。
在本典型實施例中，數(shù)據(jù)源60向控制處理器58提供表示輸出幀的速率的信號，從而控制器58確定幀質(zhì)量指示符消息的速率。
現(xiàn)在參照圖7，將幀質(zhì)量指示符消息提供到去多路復(fù)用器400。根據(jù)幀質(zhì)量指示符消息的速率，對四個輸出中的一個輸出提供幀質(zhì)量指示符消息。
如果幀質(zhì)量指示符消息的速率是全速率，則將幀質(zhì)量指示符消息提供到全增益調(diào)整選擇器402的輸入端。選擇器402響應(yīng)于幀質(zhì)量指示符消息，輸出或者增加或者降低全速率發(fā)射功率的增益調(diào)整(GA全)值。在本典型實施例中，選擇器402按照下面的等式選擇增益調(diào)整值(GA全)
這里，F(xiàn)QI消息具有兩個可能值中的一個，或者是表示正確接收到了移動站30的幀的“0”，或者是表示出現(xiàn)幀差錯的“1”。另外，如果幀質(zhì)量指示符消息由反向鏈路刪除，則將增益調(diào)整值設(shè)置為“0”。
將來自選擇器402的增益調(diào)整值提供到求和元件406的求和輸入端。向求和元件402的其他求和輸入端提供全速率發(fā)射功率的當前值。求和元件406向可變增益發(fā)射機64輸出經(jīng)調(diào)整的全速率發(fā)射功率。另外，經(jīng)調(diào)整的全速率發(fā)射功率值提供到延遲器404，在接收到另一全速率幀質(zhì)量指示符消息時，將經(jīng)調(diào)整的全速率發(fā)射功率延遲提供到求和元件406。
如果幀質(zhì)量指示符消息的速率是半速率，則將幀質(zhì)量指示符消息提供到半速率增益調(diào)整選擇器408。選擇器408根據(jù)幀質(zhì)量指示符消息輸出增加或降低半速率發(fā)射功率的增益調(diào)整(GA半)值。在本典型實施例中，選擇器408按照下述等式(3)選擇增益調(diào)整值(GA半)
式中，F(xiàn)QI消息具有兩種可能值中的一個，或者是表示移動站30正確接收到該幀的“0”，或者是表示出現(xiàn)幀差錯的“1”。
將來自選擇器408的增益調(diào)整值GA半提供到求和元件410的求和輸入端。向求和元件410的另一求和輸入端提供半速率發(fā)射功率的當前值。求和元件410將經(jīng)調(diào)整的半速率發(fā)射功率提供到可變增益發(fā)射機64。另外，將經(jīng)調(diào)整的半速率發(fā)射功率值提供到延遲器412，將經(jīng)調(diào)整的半速率發(fā)射功率值延遲提供到求和元件410，直到接收到另一半速率幀質(zhì)量指示符消息。
如果幀質(zhì)量指示符消息的速率是四分之一速率，則將幀質(zhì)量指示符消息提供到四分之一增益調(diào)整選擇器414。選擇器414根據(jù)幀質(zhì)量指示符消息輸出增加或者降低四分之一速率發(fā)射功率的增益調(diào)整(GA四分之一)值。在本典型實施例中，選擇器414按照下述等式(4)選擇增益調(diào)整值(GA四分之一)
這里，F(xiàn)QI消息具有兩個可能值中的一個，或者是表示移動站30正確接收到該幀的“0”，或者是表示出現(xiàn)幀差錯的“1”。
將來自選擇器414的增益調(diào)整值GA四分之一提供到求和元件416的求和輸入端。向求和元件416的另一求和輸入端提供四分之一速率發(fā)射功率的當前值。求和元件416將經(jīng)調(diào)整的四分之一速率發(fā)射功率提供到可變增益發(fā)射機64。另外，將經(jīng)調(diào)整的四分之一速率發(fā)射功率提供到延遲器418，將經(jīng)調(diào)整的四分之一速率發(fā)射功率延遲提供到求和元件416，直到接收到另一四分之一速率幀質(zhì)量指示符消息。
如果幀質(zhì)量指示符消息的速率是八分之一速率，則將幀質(zhì)量指示符消息提供到八分之一速率增益調(diào)整選擇器420。選擇器420根據(jù)幀質(zhì)量指示符消息，輸出增加或者降低八分之一速率發(fā)射功率的增益調(diào)整(GA八分之一)值。在本典型實施例中，選擇器按照下述等式(5)選擇增益調(diào)整值(GA八分之一)
這里，F(xiàn)QI消息具有兩個可能值中的一個，或者是表示移動站30正確接收到該幀的“0”，或者是表示出現(xiàn)幀差錯的“1”。
將來自選擇器420的增益調(diào)整值GA八分之一提供到求和元件422的求和輸入端。向求和元件422的另一求和輸入端提供八分之一速率發(fā)射功率的當前值。求和元件422將經(jīng)調(diào)整的八分之一速率發(fā)射功率提供到可變增益發(fā)射機64。另外，將經(jīng)調(diào)整的八分之一速率發(fā)射功率提供到延遲器424，將經(jīng)調(diào)整的八分之一速率發(fā)射功率延遲提供到求和元件422，直到接收到另一八分之一速率幀質(zhì)量指示符消息。
如前面討論的那樣，可變增益發(fā)射機64按照如上所述確定的發(fā)射功率電平放大輸出幀。
利用速率間所需功率差值的方法的第四個典型實施例稱為每一常用速率功率控制一環(huán)的多環(huán)路。除了多個常用速率的每一個速率有一個環(huán)路以外，該方法與單環(huán)方法類似。這些環(huán)路在確定它們控制的發(fā)射功率電平時是相互獨立的。有關(guān)正在跟蹤的某一速率的幀的幀質(zhì)量指示符由該環(huán)路僅用作該速率。用于沒有環(huán)路的速率的功率電平是有賴于已被跟蹤的速率的功率電平來確定的。與那些跟蹤的速率的差值可以是靜態(tài)的或自適應(yīng)的。
在本典型實施例中，全速率幀和八分之一速率幀是可變速率傳輸中的兩個最可能的幀速率。這兩個速率由兩個獨立環(huán)路跟蹤，以確定它們各自的功率電平。接著，從全速率和八分之一速率的當前電平中產(chǎn)生半速率和四分之一速率的功率電平。例如，四分之一速率功率是全速率功率電平和八分之一速率功率電平之間距離的一半，而半速率功率電平可以是四分之一速率功率電平和全速率功率電平之間一半的路程。
在本典型實施例中，數(shù)據(jù)源60向控制處理器58提供一個表示輸出幀的速率的信號?？刂铺幚砥?8計算新的發(fā)射功率電平，并將該信息提供到發(fā)射機64。
參照圖8，將幀質(zhì)量指示符消息提供到去多路復(fù)用器450，根據(jù)幀質(zhì)量指示符消息的速率，對于一個選擇的輸出，輸出幀質(zhì)量指示符消息。
如果幀質(zhì)量指示符消息的速率是全速率，則幀質(zhì)量指示符信號由去多路復(fù)用器450提供到全速率增益調(diào)整選擇器452。在本典型實施例中，全速率增益調(diào)整選擇器452可以與本領(lǐng)域中所熟知的那樣通過對微處理器、微控制器或邏輯陣列編程來實現(xiàn)。全速率增益調(diào)整選擇器452按照下述等式(6)選擇全速率增益調(diào)整(GA全)值
這里，F(xiàn)QI消息具有兩個可能值中的一個，或者是表示移動站30正確接收到該幀的“0”，或者是表示出現(xiàn)幀差錯的“1”。
將選擇的全速率增益調(diào)整(GA全)值提供到求和元件456的第一求和輸入端。求和元件456的第二輸入由延遲元件458提供，并且該輸入是當前全速率發(fā)射功率。延遲元件458延遲當前全速率發(fā)射功率的提供，直至接收到全速率幀指示符消息。求和元件456把全速率增益調(diào)整值加到當前全速率發(fā)射功率上，以確定經(jīng)調(diào)整的全速率發(fā)射功率。將經(jīng)調(diào)整的全速率發(fā)射功率提供到可變增益發(fā)射機64，按照該信號放大全速率幀。
當幀質(zhì)量指示符消息是全速率時，開關(guān)(switch)閉合，并且將經(jīng)計算的全速率發(fā)射功率提供到求和元件457的求和輸入端。向求和元件457的減輸入端提供值Δ八分之一，這是一個固定值，或者由增量計算器(delta calculator)來計算而提供八分之一速率發(fā)射功率的新值。在本典型實施例中，Δ八分之一值是固定的，但可以預(yù)計，上述方法可以使Δ八分之一的值成為動態(tài)值。將這一新確定的值提供到可變增益發(fā)射機64，按照該值放大輸出八分之一速率幀。
如果幀質(zhì)量指示符速率是八分之一速率，就將幀質(zhì)量指示符信號提供到八分之一速率增益調(diào)整選擇器454。在本典型實施例中，八分之一速率增益調(diào)整選擇器454可以以本領(lǐng)域中所熟知的那樣，通過對微處理器、微控制器或邏輯陣列編程來實現(xiàn)。本典型實施例中，增益調(diào)整選擇器454按照下面的等式(7)來選擇八分之一增益調(diào)整(GA八分之一)值
將選擇的八分之一增益調(diào)整(GA八分之一)值提供到求和元件466的求和輸入端。
求和元件466的第二輸入端由延遲元件464提供，并且是當前八分之一發(fā)射功率。延遲元件僅當接收到八分之一速率幀質(zhì)量指示符消息時才提供八分之一速率發(fā)射功率的當前值。求和元件466將八分之一增益調(diào)整值加到當前八分之一速率發(fā)射功率上以確定新的八分之一速率發(fā)射功率，該功率提供到可變增益發(fā)射機64并按照該信號放大八分之一速率幀。
當幀速率是八分之一速率時，開關(guān)機468閉合，并將計算的八分之一速率發(fā)射功率提供到求和元件459的第一求和輸入端。向求和元件459的第二求和輸入端提供是固定值或者是由增量計算器464計算的值Δ全，以計算全速率發(fā)射功率的新的值。將全速率發(fā)射功率值提供到可變增益發(fā)射機64，按照該值放大輸出全速率幀。
在第一典型實施例中，半速率幀和四分之一速率幀的發(fā)射功率值是由固定的差值方法決定的。在這一第一實施方案中，將全速率發(fā)射功率提供到求和元件470和472。在該固定差值實施例中，Δ半是固定值，它是從全速率發(fā)射功率中減去得到的，以確定半速率發(fā)射功率。將該新確定的半速率發(fā)射功率提供到可變增益發(fā)射機64，按照該值放大輸出板速率幀。
類似地，在該固定差值實施方案中，將全速率發(fā)射功率提供到求和元件472。求和元件472的輸出是四分之一速率發(fā)射功率。在固定差值實施例中，Δ四分之一是固定值，它是從全速率發(fā)射功率中減去，以確定四分之一速率發(fā)射功率。將這一新確定的四分之一速率分之功率提供到可變增益發(fā)射機64，按照該值放大輸出四分之一速率幀。
在一種改進的實施例中，半速率發(fā)射功率是按照全速率發(fā)射功率和八分之一速率發(fā)射功率來確定的。在這一改進方法的典型實施例中，計算半速率發(fā)射功率作為全速率發(fā)射功率和八分之一速率發(fā)射功率之間的功率電平中點。在這一改進的實施例中，將全速率發(fā)射功率和八分之一速率發(fā)射功率提供到功率電平計算器480。計算器480按照這些值計算半速率發(fā)射功率和四分之一速率發(fā)射功率的值。Δ半和Δ四分之一的值無論是固定的還是自適應(yīng)的，都可以由計算器480用來修改由計算器480計算的四分之一速率發(fā)射功率和半速率發(fā)射功率。
在另一種實施例中，Δ半和Δ四分之一的值是自適應(yīng)值。在這一可變差值典型實施例中，去多路復(fù)用器450根據(jù)幀質(zhì)量指示符信號向四個輸出端中的一個提供幀質(zhì)量指示符。如果幀質(zhì)量指示符速率信號是全速率，那么就將幀質(zhì)量指示符信號提供到全速率幀差錯率計數(shù)器456，如上所述保持跟蹤全速率幀的幀差錯的平均值。如果幀質(zhì)量指示符速率信號是半速率，則將幀質(zhì)量指示符信號提供到半速率幀差錯率計數(shù)器458，如上所述保持跟蹤半速率幀的幀差錯的平均值。如果幀質(zhì)量指示符速率信號是四分之一速率，將幀質(zhì)量指示符信號提供到四分之一速率幀差錯率計數(shù)器460，如上所述保持跟蹤四分之一速率的幀差錯的平均值。如果幀質(zhì)量指示符速率信號是八分之一速率，則將幀質(zhì)量指示符信號提供到八分之一速率幀差錯率計數(shù)器462，如上所述，保持跟蹤八分之一速率幀的幀差錯的平均值。
將幀差錯計數(shù)從計數(shù)器456、458、460和462提供到增量計算器481。增量計算器481按照從計數(shù)器456、458、460和462提供的值確定Δ半和Δ四分之一的值。增量計算器481可以通過對微處理器、微控制器或邏輯陣列進行編程來實現(xiàn)。增量計算器481分別將Δ半和Δ四分之一的值提供到求和元件470和472。求和元件470和472從全速率發(fā)射功率的值中減去Δ半和Δ四分之一的值，分別確定半速率發(fā)射功率和四分之一速率發(fā)射功率。將這些值提供到可變增益發(fā)射機64，如上所述，按照這些信號放大輸出半速率和四分之一速率幀。
采用速率間所需功率差值方法的第五個典型實施例稱為多環(huán)，每一速率一環(huán)復(fù)合參考功率控制。這一方法可以用固定加權(quán)或自適應(yīng)加權(quán)來實施。除了每一速率有一個環(huán)路并且環(huán)路統(tǒng)計量是一起使用的以外，這一方法與單環(huán)方法類似。這些環(huán)路是相互獨立的。有關(guān)某一速率的幀的反饋僅由該速率的環(huán)路來跟蹤，而所有其他環(huán)路的環(huán)路凍結(jié)在它們的當前值上。然而，實際發(fā)射功率電平是由所有環(huán)路輸出的當前值一起確定的。
參照圖9，將幀質(zhì)量指示符提供到去多路復(fù)用器500。去多路復(fù)用器500按照幀質(zhì)量指示符消息的速率，提供有關(guān)四個輸出中的一個輸出的幀質(zhì)量指示符信號。
如果幀質(zhì)量指示符速率是全速率，則去多路復(fù)用器500就將幀質(zhì)量指示符消息提供到全速率增益調(diào)整選擇器502。增益調(diào)整選擇器502按照下面的等式(8)輸出增益調(diào)整(GA全)值
將增益調(diào)整值提供到求和元件510。選擇器502、504、506和508中的每一個可以通過對微處理器、微控制器或邏輯陣列進行編程來實現(xiàn)。
求和元件510的第二求和輸入是通過任選多路復(fù)用器512由延遲元件514提供的求和元件510的先前計算的輸出。無論何時只要幀質(zhì)量指示符消息是全速率，延遲元件514都提供求和元件510的前一輸出。
多路復(fù)用器521是任選的，以便環(huán)路值變得“陳舊”時，更新求和元件510的輸入。換言之，從求和元件510輸出的值變成與當前所需的全速率發(fā)射功率不同而無法接受。本實施例中，來自求和元件510的值不是全速率發(fā)射功率，但是一個用來計算全速率發(fā)射功率的因子。
將求和元件510的輸出提供到乘法器518的第一輸入端。乘法器518的第二輸入是一個加權(quán)值W全，由復(fù)合參考計算器520按照該值對參考速率計算的重要性對510的輸出加權(quán)，以計算參考速率。在第一典型實施例中，W全是一個事先確定的固定值。在另一個實施例中，W全是一個按一組參數(shù)由加權(quán)因子計算器516確定的可變值。可以由加權(quán)計算器516使用的參數(shù)的例子包括幀差錯統(tǒng)計量、該速率下幀的頻率等。將乘法器518輸出的值提供到復(fù)合參考計算器520。
如果幀質(zhì)量指示符速率是半速率，則去多路復(fù)用器500將幀質(zhì)量指示符消息輸出到半速率增益調(diào)整選擇器504。按照幀質(zhì)量指示符，增益調(diào)整選擇器504如下述等式(9)那樣輸出一增益調(diào)整值
將增益調(diào)整值GA半提供到求和元件522。由延遲元件526通過任選的多路復(fù)用器524提供求和元件522的第二求和輸入。多路復(fù)用器524是任選，以便環(huán)路值變得“陳舊”時，更新求和元件522的輸入。延遲元件526延遲提供求和元件522的輸出，直至接收到下一個半速率幀質(zhì)量指示符。
將求和元件522的輸出提供到乘法器530的第一輸入端。乘法器530的第二輸入是一個加權(quán)值W半，由復(fù)合參考計算器520，按照該值對參考速率的計算的重要性對522的輸出加權(quán)。在第一典型實施例中，W半是一個固定值。在另一個實施例中，W半是一個按照一組參數(shù)由加權(quán)計算器528計算的可變值?？梢杂杉訖?quán)計算器528使用的參數(shù)例子包括幀差錯統(tǒng)計量、該速率下的幀的頻率等。將乘法器530輸出的值提供到復(fù)合參考計算器520。
如果幀質(zhì)量指示符速率是四分之一速率，則去多路復(fù)用器500將幀質(zhì)量指示符輸出到四分之一速率增益調(diào)整選擇器506。按照幀質(zhì)量指示符，幀調(diào)整選擇器506按照下述等式(10)輸出增益調(diào)整(GA四分之一)值
將增益調(diào)整值GA四分之一提供到求和元件532的第一輸入端。由延遲元件536通過任選多路復(fù)用器534提供求和元件532的第二求和輸入。多路復(fù)用器534是任選的，以便環(huán)路值變得“陳舊”時，更新求和元件532的輸入。延遲元件536延遲提供求和元件532的輸出，直至接收到下一個四分之一速率幀質(zhì)量指示符。
將求和元件532的輸出提供到乘法器540的第一輸入端。乘法器532的第二輸入是一個加權(quán)值W四分之一，由復(fù)合參考計算器520，按照該值對參考速率的計算的重要性加權(quán)求和元件532的輸出。復(fù)合參考計算器520以本領(lǐng)域中所熟知的那樣，通過對微處理器、微控制器或邏輯陣列進行編程來實現(xiàn)。在第一典型實施例中，W四分之一是固定值。在另一個實施例中，W四分之一是一個按照一組參數(shù)由加權(quán)計算器538確定的可變值?？梢杂杉訖?quán)計算器538使用的參數(shù)例子包括幀差錯統(tǒng)計量、該速率下的幀頻率等。將乘法器540輸出的值提供到合成參考計算器520。
如果幀質(zhì)量指示符速率是八分之一速率幀，則去多路復(fù)用器500將幀質(zhì)量指示符輸出到八分之一速率增益調(diào)整選擇器508。按照幀質(zhì)量指示符，增益調(diào)整選擇器508按照下述等式(11)提供增益調(diào)整(GA八分之一)值
將增益調(diào)整值提供到求和元件542的第一輸入端。求和元件542的第二求和輸入端的輸入由延遲元件546通過任選多路復(fù)用器544來提供。多路復(fù)用器544是任選的，以便環(huán)路值變得“陳舊”時，更新求和元件542的輸入。延遲元件546延遲提供求和元件542的輸出，直至接收到下一個八分之一速率幀質(zhì)量指示符。
將求和元件542的輸出提供到乘法器550的第一輸入端。乘法器550的第二輸入是一個加權(quán)值W八分之一，由復(fù)合參考計算器520，按照該值對參考速率的計算的重要性加權(quán)求和元件542的輸出。在第一個典型實施例中，W八分之一是一個固定值。在另一個實施例中，W八分之一是一個按照一組參數(shù)由加權(quán)計算器548確定的變量值?？梢杂杉訖?quán)計算器548使用的參數(shù)例子包括幀差錯統(tǒng)計量、該速率下的幀頻率，等。將乘法器550輸出的值提供到復(fù)合參考計算器(compositereference calculator)520。
復(fù)合參考計算器520按照乘法器518、530、540和550的輸出確定參考速率的值。在本典型實施例中，參考速率是全速率，所以，參考計算器520將全速率發(fā)射功率輸出到可變增益發(fā)射機64，按照該值放大用于廣播的全速率幀。
將全速率發(fā)射功率提供到從屬發(fā)射功率計算器561。從屬發(fā)射功率計算器561按照預(yù)定的計算格式和全速率發(fā)射功率計算半速率發(fā)射功率電平、四分之一速率發(fā)射功率電平和八分之一速率發(fā)射功率電平。在一種改進的實施例中，從屬發(fā)射功率計算器561用可以是固定或者是可變的差值進行疊加運算。
在從屬發(fā)射功率計算器561的典型實施例中，半速率、四分之一速率和八分之一速率發(fā)射功率是簡單地從全速率發(fā)射功率中減去Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一的值來確定的。在從屬發(fā)射功率計算器561的典型實施例中，全速率發(fā)射功率被提供到求和元件562、564和566的求和輸入端。
向求和元件562的減輸入端提供的Δ半值。求和元件562的輸出是提供到可變增益發(fā)射機64的半速率發(fā)射功率，該發(fā)射機64按照該值放大用于廣播的半速率幀。向求和元件564的減輸入端提供Δ四分之一的值。求和元件564的輸出是提供到可變增益發(fā)射機64的四分之一速率發(fā)射功率，該發(fā)射機64按照該值放大用于廣播的四分之一速率幀。向求和元件566的減輸入端提供Δ八分之一的值。求和元件566的輸出是提供到可變增益發(fā)射機64的八分之一速率發(fā)射功率，該發(fā)射機64按照該值放大用于廣播的八分之一速率幀。
在第一典型實施例中，Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一是固定值。在另一種實施例中，Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一的值是可變的。在可變差值典型實施例中，去多路復(fù)用器500根據(jù)幀速率信號的值向四個輸出中的一個輸出提供幀質(zhì)量指示符。
如果幀質(zhì)量指示符消息是全速率，則將幀質(zhì)量指示符消息提供到全速率幀差錯率計數(shù)器552，保持對全速率幀的幀差錯率的跟蹤。如果幀質(zhì)量指示符消息是全速率，則將幀質(zhì)量指示符消息提供到半速率幀差錯率計數(shù)器556，以保持跟蹤半速率幀的幀差錯率。如果幀質(zhì)量指示符消息是四分之一速率，則將幀質(zhì)量指示符消息提供到四分之一速率幀差錯率計數(shù)器558，以保持跟蹤四分之一速率幀的幀差錯率。如果幀質(zhì)量指示符消息是八分之一速率，則將幀質(zhì)量指示符信號提供到八分之一速率幀差錯速率計數(shù)器560，以保持跟蹤八分之一速率幀的幀差錯率。
將來自計數(shù)器552、556、558和560的幀差錯計數(shù)提供到增量計算器554。增量計算器554以本領(lǐng)域中熟知的那樣通過對微處理器、微控制器或邏輯陣列進行編程來實現(xiàn)。增量計算器554按照從計數(shù)器552、556、558和560提供的值，確定Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一的值。增量計算器554分別向求和元件562、564和566提供Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一的值。求和元件562、564和566從全速率發(fā)射功率的值中減去經(jīng)調(diào)整的Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一的值，分別確定半速率發(fā)射功率、四分之一速率發(fā)射功率和八分之一速率發(fā)射功率。將這些值提供到可變增益發(fā)射機64，按照這些值放大輸出半速率幀、四分之一速率幀和八分之一速率幀。
利用速率間所需功率差值的方法的第六個典型實施例稱為單環(huán)、復(fù)合反饋。該實施例中，增益調(diào)整選擇器既可以是靜態(tài)的，也可以是動態(tài)的。在接收到每一幀質(zhì)量指示符消息時，該消息被用來直接調(diào)整參考速率的發(fā)射功率。
在本典型實施例中，數(shù)據(jù)源60向控制處理器58提供一個表示輸出數(shù)據(jù)幀速率的信號?？刂铺幚砥?8向發(fā)射機64提供表示用于不同速率的計算發(fā)射功率電平的信號?？勺冊鲆姘l(fā)射機64按照計算的功率電平放大輸出幀。
參照圖10，將幀質(zhì)量指示符消息提供到去多路復(fù)用器600。按照幀質(zhì)量指示符消息的速率，去多路復(fù)用器600在四個輸出中的一個輸出上輸出幀質(zhì)量消息。如果幀質(zhì)量指示符消息的速率是全速率，則將幀質(zhì)量消息輸出到全速率增益調(diào)整選擇器602。在本典型實施例中，全速率增益調(diào)整選擇器602按照下面的等式(12)確定選擇一個增益調(diào)整(GA全)信號
這里，F(xiàn)QI是幀指示符消息，“1”表示出現(xiàn)幀差錯，而“0”表示沒有幀差錯。
通過多路復(fù)用器610將增益調(diào)整值提供到求和元件612的第一輸入端。向求和元件612的第二輸入端提供參考速率發(fā)射功率的當前值，在本典型實施例中是全速率發(fā)射功率。
如果幀質(zhì)量指示符消息的速率是半速率，則將幀質(zhì)量消息輸出到半速率增益調(diào)整選擇器604。本典型實施例中，半速率增益調(diào)整選擇器604按照下述等式(13)選擇增益調(diào)整值(GA半)
這里，F(xiàn)QI是幀指示符消息，“1”表示出現(xiàn)幀差錯，而“0”表示沒有幀差錯。
通過多路復(fù)用器610，將增益調(diào)整值GA半提供到求和元件612的第一輸入端。向求和元件612的第二輸入端提供參考速率發(fā)射功率的當前值。
如果幀質(zhì)量指示符消息的速率是四分之一速率，那么就將幀質(zhì)量消息輸出到四分之一速率增益調(diào)整選擇器606。在本典型實施例中，四分之一增益調(diào)整選擇器606按照下面的等式(14)選擇增益調(diào)整值GA四分之一
這里，F(xiàn)QI是幀指示符消息，“1”表示出現(xiàn)幀差錯，而“0”表示沒有幀差錯。
通過多路復(fù)用器610將增益調(diào)整值GA四分之一提供到求和元件612的第一輸入端。向求和元件612的第二輸入端提供參考速率發(fā)射功率的當前值。
如果幀質(zhì)量指示符消息的速率是八分之一速率，則將幀質(zhì)量消息輸出到八分之一速率增益調(diào)整選擇器608。在本典型實施例中，八分之一速率增益調(diào)整選擇器608按照下面的等式(15)選擇增益調(diào)整值GA八分之一
這里，F(xiàn)QI是幀指示符消息，“1”表示出現(xiàn)幀差錯，而“0”表示沒有幀差錯。
通過多路復(fù)用器610將增益調(diào)整值GA八分之一提供到求和元件612的第一輸入端。向求和元件612的第二輸入端提供參考速率發(fā)射功率的當前值。選擇器601、604、606和608以與本領(lǐng)域中熟知的那樣通過對微處理器、微控制器或邏輯陣列編程來實現(xiàn)。
在確定了參考速率發(fā)射功率以后，按照該值來確定其余速率的發(fā)射功率。將全速率發(fā)射功率提供到從屬發(fā)射功率計算器625，按照全速率發(fā)射功率計算半速率發(fā)射功率、四分之一速率發(fā)射功率和八分之一速率發(fā)射功率。在從屬發(fā)射功率計算器625的第一個典型實施方案中，Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一是固定值。所以，全速率發(fā)射功率被提供到加法器626、628和630。同時，從全速率發(fā)射功率中減去Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一的值，分別確定半速率發(fā)射功率、四分之一速率發(fā)射功率和八分之一速率發(fā)射功率。
在另一種實施例中，Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一的值是可變的。在可變差值典型實施例中，去多路復(fù)用器500根據(jù)幀速率信號的值向四個輸出中的一個輸出提供幀質(zhì)量指示符。
如果幀質(zhì)量指示符消息的速率是全速率，則幀質(zhì)量指示符信號被提供到全速率幀差錯率計數(shù)器616，保持對全速率幀的幀差錯率的跟蹤。如果幀質(zhì)量指示符消息的速率是半速率，則將幀質(zhì)量指示符消息提供到半速率幀差錯率計數(shù)器618，跟蹤半速率幀的幀差錯率。如果幀質(zhì)量指示符消息的速率是四分之一速率，則將幀質(zhì)量指示符信號提供到四分之一速率幀差錯率計數(shù)器620，跟蹤四分之一速率幀的幀差錯率。同樣，如果幀質(zhì)量指示符消息的速率是八分之一速率，則將幀質(zhì)量指示符信號提供到八分之一速率幀差錯率計數(shù)器622，跟蹤八分之一速率幀的幀差錯率。
將來自計數(shù)器616、618、620和622的幀差錯計數(shù)提供到增量計算器624。增量計數(shù)器624按照從計數(shù)器提供的值確定Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一的值。增量計算器624可以以本領(lǐng)域中熟知的那樣，通過對微處理器、微控制器或邏輯陣列編程來實現(xiàn)。增量計算器624分別向求和元件626、628和630提供Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一的值。求和元件626、628和630從全速率發(fā)射功率值中減去Δ半、Δ四分之一和Δ八分之一的計算值，分別確定半速率發(fā)射功率、四分之一速率發(fā)射功率和八分之一速率發(fā)射功率。將這些值提供到可變增益發(fā)射機64，按照這些值放大輸出半速率幀、四分之一速率幀和八分之一速率幀。
上述較佳實施例的描述使得本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以制作和使用本發(fā)明。對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，還可以對這些實施例作各種修改，在無需發(fā)明人的情況下，可以將這些基本原理應(yīng)用于其他的實施例。所以，本發(fā)明并非僅限于這些實施例，本發(fā)明的保護范圍是與所揭示的原理和新特征的范圍一致的。
權(quán)利要求
1．一種控制可變速率數(shù)據(jù)幀的發(fā)射功率的裝置，其特征在于，它包含提供發(fā)射功率信號的控制處理器裝置；以及可變增益發(fā)射機裝置，用來按照所述發(fā)射功率信號和所述可變速率數(shù)據(jù)幀的速率接收發(fā)射功率信號并放大所述可變速率幀。
2．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述可變增益發(fā)射機裝置響應(yīng)于幀速率信號。
3．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，它還包含提供所述可變速率數(shù)據(jù)幀的可變速率數(shù)據(jù)源。
4．如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述可變速率數(shù)據(jù)源還提供幀速率信號，并且所述可變增益發(fā)射機響應(yīng)于所述幀速率信號。
5．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制處理器裝置還用來確定參考速率發(fā)射功率，并且按照所述參考速率發(fā)射功率確定至少一個附加發(fā)射功率電平。
6．如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，它還包含從遠端通信站接收幀質(zhì)量消息的接收裝置，并且所述控制處理器響應(yīng)于所述幀質(zhì)量消息。
7．如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述控制處理器裝置包含響應(yīng)于所述幀質(zhì)量消息選擇增益調(diào)整值的增益調(diào)整選擇器裝置。
8．如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，它還包含求和裝置，用來接收所述增益調(diào)整值，和接收前一參考速率發(fā)射值，并用來將所述增益調(diào)整值和所述前一參考速率發(fā)射值相加，提供所述參考速率發(fā)射功率電平。
9．如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，它還包含第二求和裝置，用來接收所述參考速率發(fā)射功率電平以及接收一固定的差值，并將所述參考速率發(fā)射功率電平和所述固定差值相加，以確定至少一個附加發(fā)射功率電平。
10．如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，它還包含可變差值計算器裝置，用來計算一可變差值，并提供所述可變差值；以及第二求和裝置，用來接收所述參考速率發(fā)射功率電平以及接收所述可變差值，并將所述參考速率發(fā)射功率和一個可變差值相加，以確定至少一個附加發(fā)射功率電平。
11．如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，它還包含幀差錯率監(jiān)視裝置，用來確定至少一個幀差錯率值，并且其中所述可變差值計算器裝置響應(yīng)于所述至少一個幀差錯率值。
12．如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述幀差錯率裝置包含去多路復(fù)用器裝置，用來接收所述幀質(zhì)量指示符消息，并且按照幀質(zhì)量消息速率，在所選擇的輸出上，輸出所述幀質(zhì)量消息；以及多個幀差錯率計數(shù)器裝置，每一幀差錯率計數(shù)器裝置與所述去多路復(fù)用器裝置的相應(yīng)輸出端耦合。
13．如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，它還包含接收器裝置，用來從一遠端通信站接收幀質(zhì)量消息；去多路復(fù)用器裝置，用來接收所述幀質(zhì)量指示符消息，并且按照幀質(zhì)量消息速率，在所選擇的輸出上，輸出所述幀質(zhì)量消息；多個發(fā)射功率計算器，每一所述發(fā)射功率計算器與所述去多路復(fù)用器的輸出端耦合，并用來提供所述發(fā)射功率信號。
14．如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述多個發(fā)射功率計算器中的每一個包含增益調(diào)整選擇器裝置，用來接收所述幀質(zhì)量指示符消息，并按照所述幀質(zhì)量指示符消息選擇一個增益調(diào)整值；以及求和裝置，用來接收前一發(fā)射功率值和接收所述增益調(diào)整值，并將所述前一發(fā)射功率值和所述增益調(diào)整值相加，以提供所述發(fā)射功率信號。
15．如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述控制處理器裝置包含常用速率發(fā)射功率計算器裝置，用來接收所述幀質(zhì)量指示符消息以及確定多個常用速率發(fā)射功率電平值，以提供所述發(fā)射功率信號；以及其余速率發(fā)射功率電平計算器裝置，用來接收所述多個常用發(fā)射功率電平值中的至少一個，并按照所述多個最常用發(fā)射功率電平中的至少一個確定至少一個其余發(fā)射功率電平值，以提供所述發(fā)射功率信號。
16．如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述常用發(fā)射功率計算器裝置包含參考速率計算器裝置，用來接收第一組選擇的幀質(zhì)量消息，以及按照所述第一組選擇的幀質(zhì)量消息確定參考速率發(fā)射功率電平值；以及至少一個附加常用速率計算器裝置，用來接收第二組選擇的幀質(zhì)量消息，以及按照所述第二組選擇的幀質(zhì)量消息確定至少一個附加速率發(fā)射功率電平值。
17．如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述至少一個附加常用速率計算器裝置響應(yīng)于所述參考速率發(fā)射功率電平值。
18．如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述參考速率計算器裝置響應(yīng)于至少一個附加速率發(fā)射功率電平值。
19．如權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述參考速率計算器裝置包含增益調(diào)整選擇器裝置，用來接收所述第一組選擇的幀質(zhì)量消息，以及按照所述第一組選擇的幀質(zhì)量消息提供參考速率增益調(diào)整值；以及參考速率發(fā)射功率調(diào)整裝置，用來按照所述參考速率增益調(diào)整值修改所述參考速率發(fā)射功率電平值。
20．如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，所述參考速率調(diào)整裝置包含求和裝置，用來將所述參考速率增益調(diào)整值和前一參考速率發(fā)射功率電平值相加，以提供所述參考速率發(fā)射功率值；以及延遲裝置，用來提供所述前一參考速率發(fā)射功率電平值。
21．如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，所述參考速率調(diào)整裝置還包含第二求和裝置，用來接收至少一個附加速率發(fā)射功率電平值，以及使所述至少一個附加速率發(fā)射功率電平值調(diào)整一個預(yù)定值，以提供所述參考速率發(fā)射功率值。
22．如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述控制處理器裝置包含用來接收第一組選擇的幀質(zhì)量消息，以及按照所述第一組選擇的幀質(zhì)量消息確定第一發(fā)射功率電平值；至少一個附加計算器裝置，用來接收第二組選擇的幀質(zhì)量消息，以及按照所述第二組選擇的幀質(zhì)量消息確定至少一個附加的發(fā)射功率電平值；以及復(fù)合參考計算器裝置，用來接收所述第一發(fā)射功率電平值和所述至少一個附加發(fā)射功率電平值，并且按照所述第一發(fā)射功率電平值和所述至少一個附加發(fā)射功率電平值確定一個參考速率發(fā)射功率值。
23．如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，它還包含介于所述至少一個附加計算器裝置和所述復(fù)合參考計算器裝置之間的加權(quán)裝置，用來按照一個預(yù)定的加權(quán)格式加權(quán)至少一個附加發(fā)射功率電平值。
24．如權(quán)利要求23所述的裝置，其特征在于，所述加權(quán)裝置包含乘法器裝置，用來接收所述至少一個附加發(fā)射功率電平值，并用一個加權(quán)因子乘以所述至少一個附加發(fā)射功率電平值。
25．如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，所述加權(quán)因子是一個預(yù)定的固定值。
26．如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，它還包含加權(quán)因子計算器裝置，用來計算所述加權(quán)值。
27．如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，所述加權(quán)因子計算器裝置響應(yīng)于幀差錯率統(tǒng)計量。
28．如權(quán)利要求26所述的裝置，其特征在于，所述加權(quán)因子計算器裝置響應(yīng)于速率頻度值。
29．如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，它還包含其余速率發(fā)射計算器裝置，用來接收所述參考速率發(fā)射功率值，以及按照所述參考速率發(fā)射功率值確定至少一個附加發(fā)射功率電平。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種控制移動通信系統(tǒng)中的發(fā)射功率的方法和裝置。所揭示的方法提供了一種用于可變速率發(fā)射的閉環(huán)功率控制方法。發(fā)射功率按照被發(fā)射的數(shù)據(jù)幀的速率變化。速率之間的發(fā)射功率可以是固定的差值或是可變的差值。
文檔編號H04B7/005GK1214819SQ96199554
公開日1999年4月21日 申請日期1996年11月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月15日
發(fā)明者小愛德華·G·蒂德曼, 濤·陳 申請人:夸爾柯姆股份有限公司