專(zhuān)利名稱(chēng)：蜂窩式電話前向鏈路功率控制系統(tǒng)中快速下移方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蜂窩式電話系統(tǒng)，尤其涉及利用功率控制系統(tǒng)把前向鏈路中的功率使用減到最小的碼分多址(CDMA)蜂窩式系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在

圖1中象征性地示出位于基站和移動(dòng)電臺(tái)之間蜂窩式電話發(fā)射系統(tǒng)的前向鏈路。更具體地說(shuō)，圖1示出一基站10及一移動(dòng)電臺(tái)12，移動(dòng)電臺(tái)12相對(duì)于基站10移動(dòng)?；?0在前向鏈路13上把信號(hào)發(fā)射到移動(dòng)電臺(tái)12。移動(dòng)電臺(tái)12在反向鏈路15上把信號(hào)發(fā)射到基站10。
從基站10把信號(hào)可靠地發(fā)射到移動(dòng)電臺(tái)12所需的功率量受到各種因素的影響，包括移動(dòng)電臺(tái)12與基站10之間的距離、來(lái)自諸如其它蜂窩式基站(未單獨(dú)示出)等其它源的遮蔽、衰落及干擾。在圖1中，一般把產(chǎn)生遮蔽、衰落或干擾的因素表示為噪聲源14。這些因素和其它因素的結(jié)果是，從基站10把信號(hào)可靠地發(fā)射到移動(dòng)電臺(tái)12所需的最小功率量可能以一般不可預(yù)見(jiàn)的方式隨時(shí)間而發(fā)生相當(dāng)大的變化。
圖2A示出，在從基站10(圖1)把信號(hào)(可能以幀的形式)可靠地發(fā)射到移動(dòng)電臺(tái)(圖1)所需的任意單位的功率中，隨時(shí)間而變化的示例最小所需功率曲線16?？煽闯觯璧淖钚」β柿侩S時(shí)間而發(fā)生相當(dāng)大的變化。圖2A還示出恒定的發(fā)射功率電平17。最小的所需功率16在點(diǎn)18和19之間超過(guò)發(fā)射功率17而導(dǎo)致信號(hào)損失，從而很可能引起幀的刪除(erasure)，其中移動(dòng)電臺(tái)12會(huì)丟棄或忽略包括整個(gè)所發(fā)射數(shù)據(jù)幀的信號(hào)。在理論上，要在移動(dòng)電臺(tái)12(圖1)與基站10之間提供一個(gè)理想的反饋系統(tǒng)，以使基站10總能以最小的必要功率電平16(圖2A)把信號(hào)準(zhǔn)確地發(fā)射到移動(dòng)電臺(tái)12，從而保證可靠地接收到每個(gè)所發(fā)射的信號(hào)，同時(shí)還保證把發(fā)射功率的量減到最小。
在CDMA通信系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)射功率被減到最小時(shí)系統(tǒng)的容量最大，這是因?yàn)榘褜?duì)一個(gè)用戶的發(fā)射看作對(duì)其它所有用戶的噪聲。在4,901,307號(hào)名為“SpreadSpectrum Multiple Access Communication System Using Satellite or TerrestrialRepeaters”的美國(guó)專(zhuān)利及5,103,459號(hào)名為“System and Method for GeneratingSignal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System”的美國(guó)專(zhuān)利中描述了一CDMA通信系統(tǒng)的示例實(shí)施例，這兩個(gè)專(zhuān)利都被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人，且在這里通過(guò)參考而引用。
然而，實(shí)際上難于或不可能提供使基站10總能以最小的必要功率電平來(lái)發(fā)射信號(hào)。因而，必須容許有一些數(shù)量的信號(hào)損失或一些數(shù)量的功率超額，或者必須容許這兩種情況。對(duì)于一些蜂窩式系統(tǒng)，以幀差錯(cuò)率(FER)測(cè)得，認(rèn)為可接受的最大平均信號(hào)損失為1％。只容許在短時(shí)間周期內(nèi)FER超過(guò)1％。設(shè)定功率電平從而實(shí)現(xiàn)預(yù)定FER的一個(gè)方法是，每當(dāng)移動(dòng)電臺(tái)12檢測(cè)到一幀刪除時(shí)就發(fā)回一報(bào)文。相應(yīng)于此幀刪除報(bào)文，基站10可例如把其發(fā)射功率增大1db。在5,056,109號(hào)名為“Method and Apparatus for Controlling Transmission Power in a CDMACellular Telephone System”的美國(guó)專(zhuān)利中詳細(xì)地描述了這種系統(tǒng)，該專(zhuān)利被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并在這里通過(guò)參考引用。
圖2B示出一個(gè)示例的功率發(fā)射反饋控制技術(shù)。在圖2B中，以標(biāo)號(hào)20來(lái)表示隨時(shí)間而變化的最小功率需求曲線。以標(biāo)號(hào)22來(lái)表示示出由基站10(圖1)所發(fā)射的實(shí)際功率的曲線。通過(guò)圖2B的系統(tǒng)，最初由基站10把發(fā)射功率的量設(shè)定在一高的默認(rèn)值23。然后，由基站10相繼遞減發(fā)射功率(可能以一個(gè)幀接一個(gè)幀為基礎(chǔ))，直到功率降到低于導(dǎo)致幀刪除所需的最小功率的點(diǎn)25。移動(dòng)電臺(tái)12把一幀差錯(cuò)報(bào)文信號(hào)(在圖1中示為反向鏈路15)發(fā)射到基站12，該信號(hào)表示已發(fā)生一個(gè)或多個(gè)幀刪除繼而表示需要增大發(fā)射功率。其后，基站10明顯地增大發(fā)射功率27的電平或增益，以保證不刪除所發(fā)射信號(hào)的后續(xù)幀。
在圖2B中，為了簡(jiǎn)明地示出反饋的概念，未示出個(gè)別的幀。此外，把發(fā)射功率落到低于最小所需功率的時(shí)間與發(fā)射功率增大的時(shí)間之間的反饋延遲示為最小(如當(dāng)所發(fā)射的信號(hào)電平22落到低于最小所需信號(hào)電平20時(shí)的短暫時(shí)間周期所示)。在實(shí)際的系統(tǒng)中，此反饋延遲時(shí)間可能更為明顯。此外，在一些實(shí)際系統(tǒng)中，提供給基站的反饋信號(hào)表示在一些預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)FER超過(guò)一些預(yù)定的最大值，而不是表示已發(fā)生一個(gè)或多個(gè)幀刪除。在其它系統(tǒng)中，反饋信號(hào)只表示兩個(gè)或多個(gè)連續(xù)的幀刪除。這里，假設(shè)反饋信號(hào)表示已發(fā)生至少一個(gè)幀刪除，除非有其它注解。
在功率已明顯增大后，基站10(圖1)在時(shí)間周期27(圖2B)期間遞減發(fā)射功率，直到在點(diǎn)29處發(fā)生又一個(gè)幀刪除而觸發(fā)發(fā)生功率電平的又一次明顯的增加。可看出，實(shí)際發(fā)生功率22按照發(fā)射功率急劇增大接著發(fā)射功率相繼逐步減小而定義的鋸齒形圖形。通過(guò)以此方式來(lái)減小發(fā)射功率，從而與系統(tǒng)以高的初始默認(rèn)功率電平23連續(xù)發(fā)射信號(hào)所需的發(fā)射功率相比，系統(tǒng)可發(fā)射較少的功率。
此外，可依據(jù)所需的FER來(lái)選擇發(fā)射功率減小和發(fā)射功率增大之比。例如，如果需要1％的FER，則功率減小的幅值對(duì)功率增大的幅值之比應(yīng)大致等于1/100。
雖然圖2B的技術(shù)可有效地減小整個(gè)功率發(fā)射的需求，但此技術(shù)并非完全令人滿意。尤其是，發(fā)射功率的急劇增大接著發(fā)射功率的緩慢地逐步減小這種組合導(dǎo)致平均發(fā)射功率電平比最小平均所需功率相對(duì)更高。這在如圖2C所示最小所需功率保持基本上恒定的情況下更容易看到。更具體地說(shuō)，圖2C示出恒定的最小所需功率電平24以及在應(yīng)用上述反饋技術(shù)時(shí)獲得的鋸齒形功率發(fā)射圖形26。
在可能因移動(dòng)電臺(tái)相對(duì)于建筑物或類(lèi)似物體移動(dòng)而引起最小所需功率電平保持相對(duì)低但偶爾還包括功率需求較高的峰值的情況下，超額發(fā)射功率的量尤其明顯。在圖2D中，示出這種功率需求曲線并以標(biāo)號(hào)30來(lái)表示。此功率需求曲線包括短暫周期的較高功率需求34和36。由標(biāo)號(hào)32來(lái)表示獲得的實(shí)際發(fā)射曲線?？煽闯?，發(fā)射功率的量在較高功率需求34和36的短暫周期內(nèi)明顯增大。在這些周期后，發(fā)射功率32立即在相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)間周期35和37內(nèi)分別相對(duì)緩慢地逐步減小，直到最終落到低于最小所需功率電平30，然后再增加。在功率需求增加后的時(shí)間周期(35和37)內(nèi)，發(fā)射功率32的量保持明顯地高于最小所需功率電平30，從而導(dǎo)致發(fā)射功率的明顯超額。
考慮到上述反饋功率控制技術(shù)的這些缺點(diǎn)，想要提供一種改進(jìn)的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可減小平均功率發(fā)射需求，尤其是可減小接在最小功率需求的短暫峰值后的發(fā)射功率的過(guò)剩。本發(fā)明的目的就在于此。

發(fā)明內(nèi)容
依據(jù)本發(fā)明，一種信號(hào)發(fā)射功率控制系統(tǒng)設(shè)有最初以預(yù)選發(fā)射功率電平發(fā)射信號(hào)的裝置；把此發(fā)射功率電平相繼逐步減小第一數(shù)量的裝置；以及接收表示需要增大此發(fā)射功率電平的信號(hào)的裝置。該系統(tǒng)還包括響應(yīng)于接收到表示需要增大發(fā)射功率電平的信號(hào)而增大發(fā)射功率電平的裝置；以及在預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)已發(fā)射信號(hào)而未接收到表示需要增大發(fā)射功率電平的信號(hào)后把發(fā)射功率電平減小第二數(shù)量的裝置，此第二數(shù)量大于第一數(shù)量。因而，由此系統(tǒng)，可在某些預(yù)定的時(shí)間周期內(nèi)逐步減小發(fā)射功率電平。如果在該時(shí)間周期內(nèi)沒(méi)有接收到表示需要增大發(fā)射功率的反饋信號(hào)，則該系統(tǒng)把發(fā)射功率減小較大的數(shù)量，以實(shí)現(xiàn)把功率快速地減小較大數(shù)量。換句話說(shuō)是利用兩層功率減小方案。
與上述鋸齒形反饋技術(shù)相比，通過(guò)提供上述兩層功率減小方案，明顯地減小了所需的平均功率，尤其是在最小功率需求保持相對(duì)低但偶爾還散布著功率需求較高的峰值的情況下。在此情況下，與上述鋸齒形技術(shù)相比，兩層技術(shù)可使平均功率明顯減小得更多。由于下降或移動(dòng)到較低功率發(fā)射電平的發(fā)生比上述鋸齒形技術(shù)的功率的逐步減小更快，在此意義上，以下也把此兩層技術(shù)所提供的發(fā)射功率的第二個(gè)更急劇的下降叫做“快速下移”。
在一個(gè)特定實(shí)施例中，在蜂窩式電話系統(tǒng)的前向鏈路發(fā)射系統(tǒng)內(nèi)使用本發(fā)明的功率控制系統(tǒng)。在該實(shí)施例中，功率控制系統(tǒng)包括以選定的前向鏈路發(fā)射功率電平來(lái)發(fā)射數(shù)據(jù)幀的裝置；把前向鏈路功率電平相繼地逐步減小第一數(shù)量的裝置；接收用于識(shí)別是否發(fā)生幀刪除的信號(hào)的裝置；響應(yīng)于該信號(hào)的接收而增大功率電平的裝置；以及在發(fā)射預(yù)定數(shù)目的連續(xù)幀而未接收到表示幀刪除的信號(hào)后，把前向鏈路功率電平減小第二數(shù)量的裝置，此第二數(shù)量大于第一數(shù)量。
可在許多類(lèi)型的功率減小反饋系統(tǒng)中使用本發(fā)明的原理，但本發(fā)明尤其適用于依據(jù)IS-95-A規(guī)定構(gòu)成的CDMA前向鏈路功率發(fā)射系統(tǒng)，其中從移動(dòng)電臺(tái)向基站提供識(shí)別是否準(zhǔn)確地接收到先前發(fā)射的信號(hào)的反饋。尤其是，本發(fā)明適應(yīng)于IS-95-A“速率組2”的信號(hào)發(fā)射速率，其中在反向鏈路的一個(gè)幀內(nèi)提供了功率控制位或刪除指示位(EIB)，從而使基站可快速地檢測(cè)是否把功率減小得太多以及可相應(yīng)地增大功率?？稍O(shè)定發(fā)射功率的最小和最大量。
在另一個(gè)實(shí)施例中，最初只對(duì)一個(gè)或幾個(gè)幀進(jìn)行發(fā)射功率的第二個(gè)快速下移，然后讓此功率電平回到其先前電平。然后系統(tǒng)等待確定移動(dòng)電臺(tái)是否成功地接收到以較低電平發(fā)射的這個(gè)幀或這些幀。如果是這樣，則基站通過(guò)把功率減小到用于隨后幀的較低電平來(lái)結(jié)束此快速下移，直到檢測(cè)到進(jìn)一步的幀刪除。如果由于功率電平太低而沒(méi)有成功地接收到以此較低電平發(fā)射的單個(gè)幀，則系統(tǒng)不完成此快速下移。而是系統(tǒng)只逐步減小發(fā)射功率電平。系統(tǒng)通過(guò)首先以較低的電平只發(fā)射一個(gè)或幾個(gè)幀，然后等待確定是否成功地接收到這些幀，從而該系統(tǒng)有效地保證了不在最小功率電平以下發(fā)射兩個(gè)連續(xù)的幀，否則將導(dǎo)致兩個(gè)連續(xù)的幀刪除。這個(gè)變化是非常想要的，它保證了可保持例如1％的預(yù)定最小FER。如果沒(méi)有這個(gè)變化，則在某些情況下，可能發(fā)生兩個(gè)或多個(gè)連續(xù)的幀刪除，從而可能導(dǎo)致整個(gè)FER高于所需的FER。
附圖概述從以下對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖將使本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點(diǎn)變得更明顯起來(lái)，在圖中，相同的標(biāo)號(hào)表示圖中相應(yīng)的部分，其中圖1是示出蜂窩式電話系統(tǒng)的前向鏈路的示意圖。
圖2A是示出用于圖1的前向鏈路的示例最小功率發(fā)射需求曲線和恒定功率發(fā)射曲線。
圖2B是示出相應(yīng)于圖2A的最小功率發(fā)射需求曲線的示例鋸齒形功率發(fā)射圖形的圖。
圖2C是示出相應(yīng)于平直的最小功率需求曲線的示例鋸齒形功率發(fā)射圖形的圖。
圖2D示出相應(yīng)于偶爾具有所需功率峰值的最小功率需求曲線的示例鋸齒形功率發(fā)射圖形，還具體示出在此情況下發(fā)射的超額或過(guò)剩功率。
圖3A示出把依據(jù)本發(fā)明構(gòu)成的反饋控制系統(tǒng)應(yīng)用到圖2A中示例的最小功率發(fā)射需求曲線而獲得的示例功率發(fā)射圖形，還具體示出本發(fā)明所提供的發(fā)射功率的快速下移。
圖3B示出把依據(jù)本發(fā)明的反饋控制系統(tǒng)應(yīng)用到圖2D的最小功率需求曲線而獲得的示例功率發(fā)射圖形，還具體示出在此情況下發(fā)射的超額或過(guò)剩功率的減小。
圖4是示出依據(jù)CDMA技術(shù)構(gòu)成的移動(dòng)電話單元并實(shí)行圖3A-3C的功率發(fā)射反饋技術(shù)的方框圖；圖5是示出依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例功率控制反饋系統(tǒng)利用快速下移的流程圖。
圖6A是示出因本發(fā)明的快速下移的結(jié)果而在某些情況下發(fā)生連續(xù)幀刪除的圖。
圖6B是示出另一個(gè)技術(shù)的圖，其中依據(jù)快速下移減小單個(gè)幀的前向鏈路功率，直到它可確定是否成功地接收到以此較低功率電平發(fā)射的單個(gè)幀。
圖6C是示出在成功地接收到先前以此較低功率電平發(fā)射的幀的情況下獲得的發(fā)射功率電平的圖。
圖7是示出功率發(fā)射反饋系統(tǒng)利用圖6A-6C的技術(shù)的流程圖，在該技術(shù)中，對(duì)單個(gè)幀減小前向鏈路功率控制電平然后增大，直到可確定是否成功地接收到以較低電平發(fā)射的幀。
本發(fā)明的較佳實(shí)施方式現(xiàn)在將參考余下的附圖來(lái)描述本發(fā)明的示例實(shí)施例。將主要參考圖3A-3C和5-7的圖和流程圖來(lái)描述這些示例實(shí)施例。對(duì)于流程圖，其中示出的每個(gè)塊既代表所述的方法步驟也代表用于進(jìn)行此方法步驟的設(shè)備元件。這里，可把該設(shè)備元件指用于進(jìn)行該方法步驟的裝置、元件或部件。依據(jù)此示例，可以硬件、軟件、固件或其組合來(lái)構(gòu)成每個(gè)設(shè)備元件或其部分。應(yīng)理解，未詳細(xì)地示出或描述實(shí)現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)所需的全部元件。而是只示出和描述了徹底理解本發(fā)明所需的那些元件。
此外，雖然流程圖既代表方法步驟也代表用于進(jìn)行所述步驟的設(shè)備元件，繼而示出和支持本發(fā)明的方法和設(shè)備示例，但還提供了示出旨在CDMA蜂窩式電話系統(tǒng)的本發(fā)明特例的單獨(dú)設(shè)備圖(圖4)。以下描述圖4，同時(shí)也將在描述圖3A-3C和5-7時(shí)偶爾參考圖4。然而，應(yīng)理解，除了圖4的CDMA蜂窩式電話系統(tǒng)以外，還可以各種其它的系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
圖3A示出本發(fā)明的快速下移技術(shù)。更具體地說(shuō)，圖3A示出隨時(shí)間變化的最小前向鏈路功率發(fā)射需求曲線100以及也隨時(shí)間變化的實(shí)際發(fā)射曲線鏈路功率曲線102。最初，在時(shí)間T0，基站10(圖1)在初始默認(rèn)功率電平123以幀的形式(未在圖3A中單獨(dú)示出)發(fā)射信號(hào)。其后，功率電平被逐步減小很小的量直到經(jīng)過(guò)時(shí)間周期ΔT(T1-T0)，然后把發(fā)射功率明顯地減小更大的量104，從而對(duì)發(fā)射功率實(shí)現(xiàn)快速下移。然后，在時(shí)間T1開(kāi)始時(shí)，再次逐步減小105發(fā)射功率電平，直到經(jīng)過(guò)第二時(shí)間周期ΔT，或者直到發(fā)射功率下降到低于最小所需發(fā)射功率從而導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)幀刪除。在圖3A的例子中，在時(shí)間T2處發(fā)生第二快速下移，在時(shí)間T3發(fā)生幀刪除，從而觸發(fā)發(fā)射功率急劇增大107，以保證以遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于相應(yīng)的最小所需功率的功率電平來(lái)發(fā)射后繼的幀，從而避免太多額外的幀刪除。
在前向鏈路發(fā)射中延續(xù)著這樣的過(guò)程，即把功率逐步減小，直到已經(jīng)過(guò)時(shí)間周期ΔT(其后再次進(jìn)行快速下移)，或者直到發(fā)射功率下降到低于最小所需功率(其后使發(fā)射功率急劇增大)。通過(guò)給發(fā)射功率提供如上所述的快速下移，通?？蓪?shí)現(xiàn)較低的平均發(fā)射功率量。
快速下移在平均最小功率需求相對(duì)低但偶爾還包括較高的所需功率峰值的情況下尤其有效。這在圖3C示出，圖3C示出最小所需的功率曲線130和實(shí)際發(fā)射功率曲線132?？煽闯?，在時(shí)間T4附近發(fā)生最小功率需求130的短暫峰值133，從而觸發(fā)發(fā)射功率134的增大。其后，由于兩個(gè)連續(xù)的快速下移135和137的結(jié)果而使發(fā)射功率快速減小，直到再次實(shí)現(xiàn)經(jīng)修正的穩(wěn)定鋸齒形圖形。在時(shí)間T5附近發(fā)生第二個(gè)短暫峰值136，接著是兩個(gè)快速下移138和139。應(yīng)把圖3C的圖形與圖2D的圖形進(jìn)行對(duì)比，在圖2D中，發(fā)射功率值逐步減小，從而導(dǎo)致在所需功率的每個(gè)峰值后明顯超額的功率的周期相對(duì)較長(zhǎng)。
注意，可在許多類(lèi)型的功率減小反饋系統(tǒng)中利用本發(fā)明的技術(shù)，當(dāng)該技術(shù)尤其適用于CDMA前向鏈路功率發(fā)射系統(tǒng)。圖4示出諸如圖1中所示的一種CDMA蜂窩式基站150，用于把信號(hào)發(fā)射到移動(dòng)電臺(tái)?；?50包括用于接收反向鏈路信號(hào)和并把它們傳送到接收機(jī)154的天線152，接收機(jī)154對(duì)信號(hào)進(jìn)行下變頻和放大。
然后，把信號(hào)提供給對(duì)信號(hào)進(jìn)行解調(diào)的解調(diào)器156。在此示例實(shí)施例中，解調(diào)器為以上參考的4,901,307號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中所述的CDMA解調(diào)器。在以上參考的5,103,459號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中進(jìn)一步揭示了在多址通信系統(tǒng)中使用CDMA技術(shù)。把經(jīng)解調(diào)的信號(hào)提供給解碼器157。在一示例中，解碼器為在1993年9月24日提交的08/126,477號(hào)審查中美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)中所述的混聯(lián)(multiple serial)Viterbi解碼器，該申請(qǐng)已轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人并在這里通過(guò)參考而引用。然后，把信號(hào)傳送到解多路復(fù)用器158，解多路復(fù)用器158從反向鏈路信號(hào)的每個(gè)幀的其余部分分離出EIB報(bào)文。把EIB報(bào)文提供給控制處理器160，該處理器160依據(jù)EIB和定時(shí)器164來(lái)確定發(fā)射機(jī)(TMTR)162的發(fā)射功率電平。定時(shí)器164保持幀的時(shí)間，并在接收到表示已適當(dāng)?shù)亟邮盏角跋蜴溌穾腅IB時(shí)復(fù)位。
把前向鏈路幀提供給編碼器166，如本領(lǐng)域內(nèi)所公知的，編碼器166為進(jìn)行糾錯(cuò)和檢錯(cuò)對(duì)這些幀進(jìn)行編碼。把經(jīng)編碼的幀提供給調(diào)制器168，本示例實(shí)施例中的調(diào)制器168為上述4,901,307和5,103,459號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中所述的CDMA調(diào)制器。把經(jīng)調(diào)制的幀提供給發(fā)射機(jī)162，發(fā)射機(jī)162對(duì)這些幀進(jìn)行上變頻和放大以通過(guò)天線170發(fā)射，依據(jù)本示例，天線170可以是與天線152同樣的天線。
圖5的流程圖歸納了基站150為執(zhí)行快速下移所進(jìn)行的步驟。最初，在步驟200，基站經(jīng)由TMTR162(圖4)發(fā)射處于高的默認(rèn)值的功率。其后，在步驟202，啟動(dòng)定時(shí)器164。然后，在步驟204，控制處理器160(圖4)把信號(hào)發(fā)射電平稍稍減小，在步驟205發(fā)射一幀。例如，可把功率電平每十個(gè)幀減小量ΔP1，這里ΔP1是發(fā)射功率的一小部分。(如下所述設(shè)定特定示例值。)在步驟206，對(duì)于先前發(fā)射的幀，基站的控制處理器160(圖4)根據(jù)沿反向鏈路接收到的EIB確定是否檢測(cè)到幀刪除。如果是這樣，則控制處理器160(圖4)控制TMTR162(圖4)明顯地增大功率的量(步驟207)，在步驟202使定時(shí)器復(fù)位，然后在步驟204重新開(kāi)始再次逐步減小功率電平。例如，在步驟207可把功率電平增大一數(shù)量ΔP3，這里ΔP3為ΔP1的十六倍。
如果在步驟206未檢測(cè)到幀刪除，則執(zhí)行步驟208，在這里控制處理器160(圖4)確定自步驟202啟動(dòng)定時(shí)器以來(lái)是否已經(jīng)過(guò)時(shí)間周期ΔT。(依據(jù)本示例，可在幀中測(cè)得ΔT)。如果不是這樣，則執(zhí)行再次返回步驟204，在這里控制處理器160(圖4)重新開(kāi)始逐步減小發(fā)射功率。然而，如果已經(jīng)過(guò)時(shí)間周期ΔT，則執(zhí)行步驟210，其中控制處理器160(圖4)控制TMTR162(圖4)依據(jù)快速下移而明顯地減小發(fā)射功率的量。例如，可把功率減小數(shù)量ΔP2，這里ΔP2至少為ΔP1的兩倍。然后，執(zhí)行返回步驟202，在這里定時(shí)器164(圖4)在步驟204再次開(kāi)始逐步減小功率前復(fù)位。
可把時(shí)間量ΔT以及各種增量或減量設(shè)定為任何所需的值。對(duì)于利用IS-95-A協(xié)議的實(shí)際蜂窩式電話設(shè)備來(lái)說(shuō)，想要把ΔT的值設(shè)定為等于發(fā)射大約100幀所需的時(shí)間。最好設(shè)定檢測(cè)到幀刪除后的功率增大和隨后功率的逐步減小，以實(shí)現(xiàn)用于穩(wěn)定狀態(tài)的小于1％的幀刪除率。雖然圖5示出設(shè)定定時(shí)器并把它與時(shí)間ΔT相比，但也可進(jìn)行其它的等效技術(shù)。例如，該系統(tǒng)可只計(jì)算每個(gè)幀刪除后的幀的數(shù)目，并與諸如100幀等預(yù)定幀數(shù)目相比。雖然在圖5中沒(méi)有具體示出，但可設(shè)定最小和最大發(fā)射功率電平。如果是這樣，則發(fā)射功率的任何增加或減小都要受到最大值和最小值限制。任意單位的發(fā)射功率的示例值如下
最大發(fā)射功率電平20最小發(fā)射功率電平100幀刪除后的功率電平增加16(ΔP3)每十個(gè)幀的功率電平逐步減小1(ΔP3)快速下移的功率電平減小2(ΔP3)以上，假設(shè)基站150(圖4)可通過(guò)適當(dāng)?shù)姆答佇盘?hào)而相當(dāng)迅速確定移動(dòng)電臺(tái)是否成功地接收到所發(fā)射的幀。因而，基站可在檢測(cè)到幀刪除時(shí)相當(dāng)迅速地增大功率電平。然而，實(shí)際上，在幀的發(fā)射與在反向鏈路上接收到表示已成功地接收到該幀的反饋信號(hào)之間還存在一些反饋延遲時(shí)間。在此時(shí)間周期中，基站可發(fā)射另外的幀，每個(gè)幀可低于最小所需功率，從而導(dǎo)致發(fā)生額外的連續(xù)幀刪除的幾率更高。這在圖6A中示出。尤其是，圖6A示出最小功率需求曲線300和發(fā)射功率曲線302，這兩個(gè)曲線都隨時(shí)間而變化。在時(shí)間T10，進(jìn)行快速下移303，從而導(dǎo)致以遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于最小功率需求的功率電平304來(lái)發(fā)射幀。因此，不能成功地接收到這些幀。此外，在基站檢測(cè)到?jīng)]有成功地接收到剛好在時(shí)間T10后所發(fā)射的幀前發(fā)生延遲ΔT反饋。相應(yīng)地，直到時(shí)間T12，基站才可確定必須進(jìn)行急劇的功率增加305。因而，在時(shí)間T10和T12之間發(fā)射的所有幀可導(dǎo)致幀刪除。這可使整個(gè)FER超過(guò)諸如1％的預(yù)定可接受最小FER。
為了補(bǔ)救這個(gè)可能出現(xiàn)的問(wèn)題，提供了另一個(gè)快速下移技術(shù)，其中只對(duì)單個(gè)幀進(jìn)行快速下移，然后把功率電平暫時(shí)增大，直到可確定是否成功地接收到以較低功率電平發(fā)射的此單個(gè)幀。如果能夠成功地接收，則把此功率電平再次減小快速下移的量，其后逐步減小此功率直到檢測(cè)到另一個(gè)幀刪除。如果以較低的功率電平發(fā)射最初的幀而導(dǎo)致幀刪除，則基站中止此快速下移，繼續(xù)只從功率電平快速下移之前的電平逐步減小此功率電平。通過(guò)選擇快速下移的量以及反饋延遲時(shí)間，可保證實(shí)現(xiàn)預(yù)定的最小幀差錯(cuò)率。由圖6B和6C示出此另一個(gè)技術(shù)。
圖6B示出未成功地接收到以較低功率電平發(fā)射的單個(gè)幀的情況。更具體地說(shuō)，圖6B示出最小功率需求曲線306和發(fā)射功率曲線308，這兩個(gè)曲線都隨時(shí)間而變化。在時(shí)間T14，進(jìn)行快速下移309，從而導(dǎo)致發(fā)射低于相應(yīng)最小功率需求電平306的一個(gè)“探測(cè)”或測(cè)試幀。在時(shí)間T16再次開(kāi)始以最初快速下移前的功率電平313發(fā)射隨后的幀。再次逐步減小312此功率電平。在基站檢測(cè)到以較低功率電平發(fā)射的此單個(gè)探測(cè)幀導(dǎo)致幀刪除前的時(shí)間T14后發(fā)生延遲ΔT反饋。基站不結(jié)束此快速下移，而是僅僅繼續(xù)逐步減小功率315，直到發(fā)生下一個(gè)幀刪除(未單獨(dú)示出)。注意，在基站等待確定是否成功地接收到探測(cè)幀的時(shí)間312期間，逐步減小發(fā)射功率。在其它示例中，在時(shí)間周期312期間把功率電平保持在恒定的電平，直到進(jìn)行了此確定。然后，結(jié)束快速下移或重新開(kāi)始逐步減小功率。
圖6C示出成功地接收到以較低功率電平發(fā)射的單個(gè)幀的情況。更具體地說(shuō)，圖6C示出最小功率需求曲線314和發(fā)射功率曲線316。在時(shí)間T18，進(jìn)行快速下移317，從而導(dǎo)致發(fā)射低于相應(yīng)最小功率需求電平314的一個(gè)幀318。在時(shí)間T20再次開(kāi)始以最初快速下移前的功率電平319來(lái)發(fā)射隨后的幀。再次逐步減小320此功率電平。在時(shí)間T18后在基站檢測(cè)到以較低功率電平發(fā)射的單個(gè)幀318未導(dǎo)致幀刪除之前發(fā)生延遲ΔT反饋?；驹跁r(shí)間T21結(jié)束快速下移322，其后只繼續(xù)逐步減小功率323，直到檢測(cè)到下一個(gè)幀刪除(未單獨(dú)示出)。
圖7的流程圖歸納了這另一個(gè)技術(shù)。圖7的流程圖中的許多步驟與圖5的流程圖中的步驟相似或相同。所以只詳細(xì)描述相關(guān)的不同點(diǎn)。最初，在步驟400，控制處理器160(圖4)以發(fā)射處于高的默認(rèn)值的功率。其后，在步驟402，設(shè)定定時(shí)器164(圖4)。然后，在步驟404，控制處理器160(圖4)把發(fā)射功率電平稍稍減小，且TMTR162(圖4)在步驟405發(fā)射一幀。與以前所述相同，可把功率電平每十個(gè)幀減小數(shù)量ΔP1，這里ΔP1是發(fā)射功率的一小部分。在步驟406，控制處理器160(圖4)根據(jù)先前發(fā)射的幀確定是否檢測(cè)到幀刪除。如果是如此，則控制處理器160(圖4)控制TMTR162(圖4)明顯地增大功率的量(步驟408)，在步驟402使定時(shí)器復(fù)位，然后在步驟404重新開(kāi)始再次逐步減小功率電平。例如，可在步驟408把功率電平增大數(shù)量ΔP3，這里ΔP3為ΔP1的十六倍。
如果在步驟406沒(méi)有檢測(cè)到幀刪除，則執(zhí)行步驟409，在這里控制處理器160(圖4)確定自步驟402設(shè)定定時(shí)器以來(lái)是否已經(jīng)過(guò)時(shí)間周期ΔT。如果不是這樣，則執(zhí)行再次返回步驟404，在這里，控制處理器160(圖4)重新開(kāi)始逐步減小TMTR162(圖4)的發(fā)射功率。然而，如果已經(jīng)過(guò)時(shí)間周期ΔT，則執(zhí)行步驟410，控制處理器160(圖4)依據(jù)快速下移明顯地減小TMTR162(圖4)的發(fā)射功率的量?？砂汛斯β蕼p小數(shù)量ΔP2，這里ΔP2至少為ΔP1的兩倍。
在410處執(zhí)行快速下移后而不是在剛好返回步驟402后，基站150(圖4)進(jìn)行在412開(kāi)始的步驟。更具體地說(shuō)，在步驟412，控制處理器160(圖4)使TMTR162(圖4)的功率電平返回在開(kāi)始下移前所使用的功率發(fā)射電平。然后，在步驟414，控制處理器160(圖4)開(kāi)始逐步減小功率電平，直到接收到在步驟410發(fā)射的幀的反饋，即如果以較低電平發(fā)射的某個(gè)幀前面的幀的反饋表示它們已被準(zhǔn)確地接收，則再次把功率電平逐步減小ΔP1。如果在以較低電平發(fā)射的某個(gè)幀前面的幀的反饋表示刪除，則程序進(jìn)到步驟408，導(dǎo)致功率增大和定時(shí)器復(fù)位。其后，在步驟416，控制處理器160(圖4)確定先前發(fā)射的幀是否導(dǎo)致幀刪除。如果是這樣，則執(zhí)行只返回步驟402，在這里以較高的功率電平發(fā)生隨后的發(fā)射。如果未發(fā)生幀刪除，則控制處理器160(圖4)在步驟418重復(fù)快速下移，且對(duì)于隨后的處理，執(zhí)行返回步驟402，即再次把功率減小數(shù)量ΔP2。這樣，“測(cè)試”快速下移以確定是否發(fā)生幀刪除，如果發(fā)生這樣的刪除，則中止此快速下移。
已描述了減小移動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)的前向鏈路中發(fā)射功率的量的各種技術(shù)，尤其是利用IS-95-A速率組2的發(fā)射協(xié)議的CDMA系統(tǒng)。然而，可在本發(fā)明的原理可適用的任何反饋控制系統(tǒng)中實(shí)行本發(fā)明的原理。
先前已描述了較佳實(shí)施例，以使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可獲得或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的各種修改對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是明顯的，這里所定義的一般原理可應(yīng)用于其它實(shí)施例而無(wú)需創(chuàng)造性。因而，本發(fā)明不限于這里所示的實(shí)施例，而是符合與這里所揭示的原理和新特征一致的最寬范圍。
權(quán)利要求
1．一種信號(hào)發(fā)射功率控制系統(tǒng)，其特征在于包括用于發(fā)射信號(hào)的裝置，最初以初始發(fā)射功率電平來(lái)發(fā)射所述信號(hào)；用于把所述發(fā)射功率電平相繼地逐步減小第一數(shù)量的裝置；用于接收表示需要增大所述發(fā)射功率的信號(hào)的裝置；響應(yīng)于所述信號(hào)的接收而增大所述發(fā)射功率電平的裝置；以及在預(yù)定時(shí)間周期內(nèi)發(fā)射信號(hào)而未接收到表示需要增大所述發(fā)射功率電平的所述信號(hào)后，把所述發(fā)射功率電平減小第二數(shù)量的裝置，所述第二數(shù)量大于所述第一數(shù)量。
2．如權(quán)利要求1所述的信號(hào)發(fā)射功率控制系統(tǒng)，其特征在于用于發(fā)射信號(hào)的所述裝置進(jìn)行操作從而以幀來(lái)發(fā)射所述信號(hào)；以及表示需要增大所述發(fā)射功率的所述信號(hào)是表示在接收所述幀的裝置內(nèi)發(fā)生幀刪除的反饋信號(hào)。
3．如權(quán)利要求2所述的信號(hào)發(fā)射功率控制系統(tǒng)，其特征在于所述幀是依據(jù)IS-95-A速率組2協(xié)議構(gòu)成的移動(dòng)電話發(fā)射的前向鏈路的一部分，所述反饋信號(hào)是包含在反向鏈路發(fā)射的一個(gè)幀內(nèi)的差錯(cuò)指示位(EIB)。
4．如權(quán)利要求1所述的信號(hào)發(fā)射功率控制系統(tǒng)，其特征在于用于把所述發(fā)射功率電平減小所述第二數(shù)量的所述裝置包括用于以所述減小的功率電平發(fā)射一個(gè)或多個(gè)探測(cè)信號(hào)的裝置；用于確定接收裝置是否成功地接收到所述探測(cè)信號(hào)的裝置；以及響應(yīng)于所述確定進(jìn)行操作的裝置，只有在成功地接收到所述探測(cè)信號(hào)時(shí)才減小用于隨后信號(hào)的所述發(fā)射功率電平。
5．如權(quán)利要求4所述的信號(hào)發(fā)射功率控制系統(tǒng)，其特征在于用于發(fā)射信號(hào)的所述裝置進(jìn)行操作從而以幀來(lái)發(fā)射所述信號(hào)；以及所述探測(cè)信號(hào)包括信號(hào)的一個(gè)幀。
6．一種蜂窩式電話前向鏈路功率控制系統(tǒng)，其特征在于包括用于發(fā)射幀的裝置，最初以初始發(fā)射功率電平來(lái)發(fā)射所述幀；用于把前向鏈路發(fā)射功率電平相繼地逐步減小第一數(shù)量的裝置；用于接收表示發(fā)生幀刪除的信號(hào)的裝置；響應(yīng)于所述信號(hào)的接收的裝置，用于增大所述發(fā)射功率電平；以及在發(fā)射預(yù)定數(shù)目的連續(xù)幀而未接收到表示幀刪除的所述信號(hào)后，把所述前向鏈路發(fā)射功率電平減小第二數(shù)量的裝置，所述第二數(shù)量大于所述第一數(shù)量。
7．如權(quán)利要求6所述的蜂窩式電話前向鏈路功率控制系統(tǒng)，其特征在于所述幀依據(jù)IS-95-A速率組2協(xié)議來(lái)構(gòu)成，所述反饋信號(hào)是包含在反向鏈路發(fā)射的一個(gè)幀內(nèi)的差錯(cuò)指示位(EIB)。
8．如權(quán)利要求7所述的蜂窩式電話前向鏈路功率控制系統(tǒng)，其特征在于用于把所述發(fā)射功率電平減小所述第二數(shù)量的所述裝置包括用于以所述減小的功率電平發(fā)射一個(gè)探測(cè)幀的裝置；用于確定接收移動(dòng)電臺(tái)是否成功地接收到所述探測(cè)幀的裝置；以及響應(yīng)于所述確定進(jìn)行操作的裝置，只有在成功地接收到所述探測(cè)信號(hào)時(shí)才減小用于隨后幀的所述發(fā)射功率電平。
9．一種控制信號(hào)發(fā)射系統(tǒng)內(nèi)的功率的方法，其特征在于包括以下步驟a)以初始功率電平發(fā)射信號(hào)；b)接收表示是否成功地接收到所發(fā)射的信號(hào)的響應(yīng)信號(hào)；c)如果未成功地接收，則以明顯大于先前功率電平的功率電平來(lái)發(fā)射下一信號(hào)；以及d)如果成功地接收，則以相繼、逐步降低的功率發(fā)射另外的信號(hào)，直到已經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間周期，則以比最近發(fā)射信號(hào)的功率電平的明顯低的功率電平來(lái)發(fā)射下一信號(hào)。
10．如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于進(jìn)行發(fā)射信號(hào)的所述步驟從而以幀來(lái)發(fā)射所述信號(hào)；以及表示需要增大所述發(fā)射功率的所述信號(hào)是表示在接收所述幀的裝置內(nèi)發(fā)生幀刪除的反饋信號(hào)。
11．如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于所述幀是依據(jù)IS-95-A速率組2協(xié)議構(gòu)成的移動(dòng)電話發(fā)射的前向鏈路的一部分，所述反饋信號(hào)是包含在反向鏈路發(fā)射的一個(gè)幀內(nèi)的差錯(cuò)指示位(EIB)。
12．如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于把所述發(fā)射功率電平減小第二數(shù)量的所述步驟包括以下步驟以所述減小的功率電平發(fā)射探測(cè)信號(hào)；確定接收裝置是否成功地接收到所述探測(cè)信號(hào)；以及只有在成功地接收到所述探測(cè)信號(hào)時(shí)才減小用于隨后信號(hào)的所述發(fā)射功率電平。
13．如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于進(jìn)行發(fā)射信號(hào)的所述步驟從而以幀來(lái)發(fā)射所述信號(hào)；以及所述探測(cè)信號(hào)包括信號(hào)的一個(gè)幀。
全文摘要
蜂窩式電話前向鏈路功率控制系統(tǒng)的基站(10)最初以高的默認(rèn)發(fā)射功率電平來(lái)發(fā)射幀,然后逐步減小此功率電平,直到檢測(cè)到幀刪除而觸發(fā)發(fā)射功率立即急劇增大,或者直到已經(jīng)過(guò)預(yù)定的時(shí)間周期,其后基站(10)對(duì)發(fā)射功率電平進(jìn)行快速下移。此快速下移使發(fā)射功率電平急劇減小。在一個(gè)例子中,如果相繼發(fā)射一百個(gè)連續(xù)的幀而沒(méi)有幀刪除,則進(jìn)行快速下移。通過(guò)給發(fā)射功率提供快速下移,可平均地減小所發(fā)射的功率。尤其是,在功率被緩慢地逐步減小而導(dǎo)致利用超額功率的情況下,快速下移引起明顯地減小發(fā)射功率的量。揭示了方法和設(shè)備實(shí)施例。
文檔編號(hào)H04B7/26GK1234151SQ97198951
公開(kāi)日1999年11月3日 申請(qǐng)日期1997年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月22日
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