Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ В МОБИЛЬНОЙ СИСТЕМЕ СВЯЗИ
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ В МОБИЛЬНОЙ СИСТЕМЕ СВЯЗИ

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ В МОБИЛЬНОЙ СИСТЕМЕ СВЯЗИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Заявлены способ и устройство для управления мощностью передачи в мобильной системе связи. Способ, соответствующий изобретению, обеспечивает циклическое управление мощностью. Мобильная станция предоставляет информацию о качестве сигнала, принимаемого от базовой станции, а базовая станция в ответ осуществляет регулирование мощности, выделенной этому пользователю в совместно используемом сигнале базовой станции. Мощность передачи первоначально регулируется с большим приращением, а затем снижается с возрастающей скоростью уменьшения. Мобильная станция также предоставляет информацию в базовую станцию об ее относительной скорости, и базовая станция регулирует свою мощность передачи в соответствии с информацией о скорости. Техническим результатом является обеспечение своевременного управления мощностью, которое необходимо для обеспечения линии связи высокого качества при условиях замирания. 4 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2172067
Класс(ы) патента: H04B7/005
Номер заявки: 97117953/09
Дата подачи заявки: 29.03.1996
Дата публикации: 10.08.2001
Заявитель(и): КВЭЛКОММ ИНКОРПОРЕЙТЕД (US)
Автор(ы): ТИДЕМАНН Эдвард Дж. мл. (US); ОДЕНВЭЛДЕР Джозеф П. (US); УИТЛИ Чарльз Е. III (US); ПАДОВАНИ Роберто (US)
Патентообладатель(и): КВЭЛКОММ ИНКОРПОРЕЙТЕД (US)
Описание изобретения: Область техники
Настоящее изобретение относится к системам связи. Более конкретно, настоящее изобретение относится к новому и усовершенствованному способу и устройству для управления передаваемой мощностью в мобильной системе связи.
Описание связанного уровня техники
Использование способа модуляции множественного доступа с кодовым разделением (МДКР) является одним из методов, облегчающих установление связи с участием большого числа пользователей системы. Известны и другие способы множественного доступа к системе связи, как, например, множественный доступ с временным разделением и множественный доступ с частотным разделением. Однако способ модуляции с расширением спектра при осуществлении множественного доступа с кодовым разделением имеет значительные преимущества перед этими способами модуляции для систем связи с множественным доступом. Использование способов МДКР в системе связи с множественным доступом описано в патенте США N 4.901.307 на "Систему связи с множественным доступом с расширенным спектром, использующую спутниковые или наземные ретрансляторы", права на который переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которого включено в настоящее описание в качестве ссылки. Использование способов МДКР в системе связи с множественным доступом, кроме того, раскрыто в патенте США N 5.103.459 на "Систему и способ формирования сигнала в сотовой телефонной системе с МДКР", права на который переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которого включено в настоящее описание в качестве ссылки.
Метод МДКР, предусматривающий использование широкополосного сигнала, обеспечивает частотное разнесение за счет распределения энергии сигнала в широком диапазоне рабочих частот. Поэтому частотно-селективное замирание воздействует только на малую часть диапазона частот сигнала МДКР. Пространственное разнесение или разнесение по трассе распространения обеспечивается за счет обеспечения множества трасс распространения сигналов по одновременным каналам передачи от мобильного пользователя через две или более сотовых базовых станций. Кроме того, разнесение по трассе распространения может быть реализовано за счет использования среды многолучевого распространения путем широкополосной обработки, обеспечивающей раздельный прием и обработку сигнала, приходящего с различными задержками распространения. Примеры разнесения по трассе распространения иллюстрируются в патенте США N 5.101.501 на "Способ и систему для обеспечения программируемого переключения связи в сотовой телефонной системе МДКР" и патенте США N 5.109.390 на "Приемник с разнесением для сотовой телефонной системы МДКР", права на которые переданы владельцу настоящего изобретения и включены в настоящее описание в качестве ссылки.
Способ для передачи речи в цифровых системах связи, который обеспечивает конкретные преимущества в повышении пропускной способности, в то же время поддерживая высокое качество восприятия речи, основан на использовании кодирования речи с переменной скоростью. Способ и устройство, соответствующие эффективному устройству кодирования с переменной скоростью, описаны в совместно поданной заявке на патент N 08/004.484, которая является продолжением заявки на патент США N 07/713.661 от 11 июня 1991 г. на "Вокодер переменной скорости", права на которую переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которой включено в настоящее описание в качестве ссылки.
Использование устройства кодирования речи с переменной скоростью обеспечивает для кадров данных максимальную пропускную способность данных речевого сигнала, когда кодирование речи формирует данные речевого сигнала с максимальной скоростью. Когда устройство кодирования речи с переменной скоростью обеспечивает данные речевого сигнала со скоростью меньшей, чем максимальная, имеет место избыточная информационная емкость в передаваемых кадрах. Способ для передачи дополнительных данных в передаваемых кадрах фиксированного заранее определенного размера, в котором источник данных для кадров данных обеспечивает данные с переменной скоростью, описан в совместно поданной заявке на патент США N 08/171.146, которая является продолжением заявки на патент США, серийный N 07/822.164 от 16 января 1992 г. на "Способ и устройство для форматирования данных для передачи", права на которую переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которой включено в настоящее описание в качестве ссылки. В вышеупомянутой заявке на патент раскрываются способ и устройство для объединения данных различного типа из различных источников в кадр данных для передачи.
В кадрах, содержащих меньше данных, чем заранее определенный объем, потребление мощности может быть снижено путем стробирования усилителя передачи так, чтобы передавались только части кадра, содержащего данные. Кроме того, конфликты сообщений в системе связи могут быть сокращены, если данные размещаются в кадре в соответствии с заранее определенным псевдослучайным процессом. Способ и устройство для стробирования передачи и для размещения данных в кадрах раскрываются в заявке на патент США N 08/194.823, которая является продолжением заявки на патент США N 07/846.312 от 5 марта 1992 г. на "Рандомизатор пакета данных", права на которую переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которой включено в настоящее описание в качестве ссылки.
Полезным способом управления мощностью мобильной станции в системе связи является контроль мощности принятого сигнала от мобильной станции на базовой станции. Базовая станция в ответ на контролируемый уровень мощности передает биты управления мощностью в мобильную станцию с регулярными интервалами. Способ и устройство для управления передачей мощности в этом режиме раскрываются в патенте США N 5.056.109 на "Способ и устройство для управления мощностью передачи в сотовой телефонной системе МДКР", права на который переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которого включено в настоящее описание в качестве ссылки.
В системе связи, которая обеспечивает данные с использованием квадратурной фазовой манипуляции (КФМн), полезная информация может быть получена из перекрестного произведения I- и Q-компонентов КФМн-сигнала. Зная относительные фазы двух компонентов, можно приблизительно определить скорость мобильной станции относительно базовой станции. Описание схемы для определения перекрестного произведения I и Q компонентов системы связи с модуляцией путем КФМн раскрывается в заявке на патент США N 07/981.034 от 24 ноября 1992 г. на "Схему определения произведения элементов канала пилот-сигнала", права на которую переданы владельцу настоящего изобретения, раскрытие которой включено в настоящее описание в качестве ссылки.
В альтернативной стратегии непрерывной передачи, если скорость передачи данных меньше, чем заранее определенный максимум, данные повторяются в кадре так, что занимают полный объем кадра данных. Если используется такая стратегия, потребление мощности и помехи другим пользователям могут быть уменьшены в течение периодов передачи данных при меньшей, чем заранее определенный максимум мощности передачи кадра. Эта уменьшенная мощность передачи компенсируется избыточностью в потоке данных и может обеспечить преимущества в диапазоне для фиксированной максимальной мощности передачи.
Проблема, имеющая место при управлении мощностью передачи в случае непрерывной передачи, заключается в том, что в приемнике априорно неизвестна скорость передачи, и поэтому неизвестен уровень мощности, при котором следует осуществлять прием. Настоящее изобретение предоставляет способ и устройство для управления мощностью передачи в системе связи с непрерывной передачей.
Сущность изобретения
Настоящее изобретение относится к новому и усовершенствованному способу и устройству для циклического управления мощностью передачи в системе связи. Задачей настоящего изобретения является обеспечение своевременного управления мощностью, которое необходимо для обеспечения линии связи высокого качества при условиях замирания.
Кроме того, следует отметить, что способы управления мощностью, представлены на примере осуществления в системе связи с расширенным спектром, однако представленные способы одинаково применимы для других систем связи. Кроме того, представленный вариант осуществления, использованный для управления мощностью передачи при передачах из базовой станции в удаленную или мобильную станцию, может быть использован для управления мощностью передачи при передачах из удаленной или мобильной станции в базовую станцию.
В представленном примере осуществления базовая станция передает пакеты данных в мобильную станцию. Мобильная станция принимает, демодулирует и декодирует принятый пакет. Если мобильная станция определяет, что принятый пакет не может быть надежно декодирован, она устанавливает обычно нулевой ("0") бит качества ответа управления мощностью на "1", указывающей эту ситуацию для базовой станции. В ответ базовая станция увеличивает мощность передачи сигнала, передаваемого к мобильной станции.
В представленном примере осуществления настоящего изобретения, когда базовая станция увеличивает свою мощность передачи, она делает так с относительно большим шагом в изменении мощности передачи, который предполагается более, чем достаточным при большинстве условий замирания. Затем базовая станция уменьшает мощность передачи с экспоненциально уменьшающейся скоростью, пока биты качества ответа управления мощностью остаются на "0". В альтернативном варианте осуществления базовая станция реагирует на запрос из мобильной станции для дополнительной мощности сигнала увеличением мощности сигнала приращением.
В усовершенствованном варианте осуществления этой системы управления мощностью базовая станция будет определять, была ли ошибка, переданная мобильной станцией, случайного характера, в этом случае она начнет немедленно линейно уменьшать мощность передачи, или ошибка была результатом условия замирания. Базовая станция отличает ошибки случайного характера от ошибок продолжительного характера путем анализа комбинаций битов управления мощностью, переданных мобильной станцией. Если комбинация запроса управления мощностью сигнализирует и посылает 1-битовый ответ относительно качества для управления мощностью в пакетах, который она передает назад в базовую станцию, и указывает, что на трассе распространения имеют место условия замирания, после чего базовая станция будет воздерживаться от уменьшения мощности передачи.
Одним из идентифицируемых источников внезапных изменений в трассе распространения сигнала мобильной станции является изменение скорости относительно положения базовой станции, то есть если скорость изменяется в направлении к мобильной станции или в направлении от мобильной станции. В настоящем изобретении мобильная станция определяет, что скорость относительно базовой станции изменяется и, если необходимо, устанавливает биты управления мощностью для запроса дополнительной мощности из базовой станции для согласования изменения скорости.
В первом варианте осуществления мобильная станция содержит датчик движения, который может воспринимать информацию со спидометра или тахометра в случае мобильной станции, установленной на автомобиле. Затем мобильная станция генерирует сигнал управления мощностью в соответствии с сигналом с датчика движения.
Во втором варианте осуществления мобильная станция может обнаруживать смещение в принятом сигнале от базовой станции для обнаружения движения. В рассматриваемом варианте осуществления мобильная станция определяет изменения в относительной скорости путем измерения доплеровского сдвига в принятом пилот-сигнале.
В третьем варианте осуществления базовая станция определяет наличие движения путем обнаружения изменений в приходящем сигнале и регулирует передаваемую мощность в соответствии с этими изменениями.
Краткое описание чертежей
Признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения поясняются в изложенном ниже детальном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых показано следующее:
фиг. 1 - схематичное представление типовой мобильной телефонной системы;
фиг. 2A и 2B - блок схемы устройства, соответствующего настоящему изобретению;
Фиг. 3 - кривая, иллюстрирующая временную задержку, вызванную в циклической системе управления мощностью.
Детальное описание предпочтительных вариантов осуществления
Настоящее изобретение иллюстрируется в типичном применении в мобильной системе связи по фиг. 1 для управления мощностью передачи между базовой станцией 4 и мобильной станцией 6. Информация может передаваться между коммутируемой телефонной сетью общего пользования (КТСОП) и блоком 2 системного контроллера и коммутатора или может передаваться между блоком 2 системного контроллера и коммутатора и другой базовой станцией, если одна мобильная станция осуществляет вызов другой мобильной станции. Блок 2 системного контроллера и коммутатора, в свою очередь, передает данные в базовую станцию 4 и принимает данные из базовой станции 4. Базовая станция 4 передает данные в мобильную станцию 6 и принимает данные из мобильной станции 6.
В типовом варианте осуществления сигналы, передаваемые между базовой станцией 4 и мобильной станцией 6, являются сигналами связи с расширенным спектром, формирование которых детально описано в вышеупомянутом патенте США N 4.901.307 и патенте США N 5.103.459. Линия передачи для передачи сообщений от мобильной станции 6 к базовой станции 4 определяется как обратная линия связи, а линия передачи для передачи сообщений от базовой станции 4 к мобильной станции 6 определяется как прямая линия связи. В рассматриваемом варианте осуществления настоящее изобретение используется для управления мощностью передачи базовой станции 4. Однако способы управления мощностью согласно настоящему изобретению одинаково применимы к управлению мощностью передачи мобильной станции 4.
На фиг. 2A и 2B базовая станция 50 и мобильная станция 30 показаны в виде блок-схемы устройства для управления мощностью передачи базовой станции 50 согласно настоящему изобретению. Если линия связи ухудшается, тогда качество связи может быть улучшено за счет увеличения мощности передачи передающего устройства. В рассматриваемом варианте осуществления управления мощностью передачи базовой станции 50 некоторые из способов для определения необходимости увеличения мощности передачи базовой станции 50 включают:
(a) обнаружение мобильной станцией ошибок кадра в прямой линии связи;
(b) мобильная станция обнаруживает, что принимаемая мощность является низкой в прямой линии связи;
(c) большая дальность от мобильной станции до базовой станции;
(d) неблагоприятное расположение мобильной станции;
(e) изменение скорости мобильной станции; и
(f) мобильная станция обнаруживает, что принимаемая мощность в канале пилот-сигнала является низкой в прямой линии связи.
Наоборот, некоторые из способов для определения необходимости уменьшения мощности передачи базовой станции 50 включают:
(a) качественные ответы мобильной станции в базовую станцию показывают низкую частоту ошибок кадра для прямой линии связи;
(b) мобильная станция обнаруживает, что принимаемая мощность высока в прямой линии связи;
(c) дальность базовой станции относительно мобильной станции мала;
(d) благоприятное расположение мобильной станции; и
(e) мобильная станция обнаруживает, что принимаемая мощность в канале пилот-сигнала прямой линии связи является высокой.
Когда базовая станция 50 обнаруживает необходимость изменения мощности передачи прямой линии связи, управляющий процессор 58 посылает сигнал, устанавливающий измененную мощность передачи в передатчик 64. Сигнал изменения мощности может просто указывать на необходимость увеличения или уменьшения мощности передачи или он может указывать величину изменения мощности сигнала, или он может представлять абсолютный уровень мощности сигнала. В ответ на сигнал изменения уровня мощности передатчик 64 обеспечивает все передачи с измененным уровнем мощности передачи.
Следует отметить, что источник данных 60 может представлять собой источник модемных, факсимильных или речевых данных. Источник данных 60 может быть источником с переменной скоростью передачи, который изменяет свою скорость передачи от блока к блоку в процессе передачи или может обеспечивать изменение скорости передачи только по команде. В типовом примере источник данных 60 является вокодером переменной скорости. Выполнение и функционирование речевого вокодера переменной скорости описывается детально в вышеупомянутой заявке N 08/004.484. Выходной сигнал из источника данных 60 кодируется кодером 62 и подается на вход модулятора рабочей нагрузки (трафика) 63 для модуляции и подается на вход передатчика 64. Также на вход передатчика 64 подается синхронный пилот-сигнал для передачи.
Необходимость изменения мощности передачи может быть указана любым из условий, перечисленных выше, или любой комбинацией этих условий. Если способ управления мощностью основывается на эффекте относительного расположения, как, например, дальность расположения мобильной станции, то на управляющий процессор 58 базовой станции 50 подается внешний сигнал (РАСПОЛОЖЕНИЕ), указывающий на условие, связанное с расположением. Условие дальности может быть определено базовой станцией 50. В альтернативном варианте осуществления условие дальности может быть обнаружено мобильной станцией 30 и передано на базовую станцию 50. В ответ на определение условия дальности управляющий процессор 58 в базовой станции 50 генерирует управляющий сигнал для изменения мощности передачи передатчика 64.
В циклическом управлении мощностью сигналы управления мощностью передаются из мобильной станции 30 в базовую станцию 50. Мобильная станция 30 может определить сигнал управления мощностью в соответствии с принимаемой мощностью или, альтернативно, в соответствии с обнаружением ошибок кадра. Настоящее изобретение одинаково применимо к любым факторам качества связи.
Если используемым фактором качества связи является принимаемая мощность, то сигнал от базовой станции 50 принимается в мобильной станции 30 антенной 38 и подается в приемник 42, который обеспечивает указание принятой мощности для управляющего процессора 46. Если используемым фактором качества связи является обнаружение ошибок кадра, то приемник 42 преобразует с понижением частоты, усиливает принятый сигнал и подает сигнал в демодулятор трафика 43. Если сигнал трафика сопровождается пилот-сигналом для того, чтобы обеспечить когерентную демодуляцию, то принятый сигнал также подается в демодулятор пилот-сигнала 45, который демодулирует сигнал в соответствии с форматом демодуляции пилот-сигнала и обеспечивает сигнал синхронизации для демодулятора трафика 43. Демодулятор трафика 43 демодулирует принятый сигнал в соответствии с форматом демодулятора трафика. В типовом варианте осуществления демодулятор трафика 43 и демодулятор пилот-сигнала 45 являются демодуляторами расширенного спектра системы МДКР, описанными в вышеупомянутых патентах США N 4.901.307 и 5.103.459. Демодулятор трафика 43 подает демодулированный сигнал в декодер 44. В первом варианте осуществления декодер 44 выполняет декодирование с обнаружением ошибок для определения, встречаются ли ошибки. Декодеры обнаружения и исправления ошибок, как, например, декодер Витерби решетчатого кода, хорошо известны в данной области техники. В альтернативном варианте осуществления декодер 44 декодирует демодулированный сигнал, а затем повторно кодирует декодированный сигнал. Декодер 44 сравнивает повторно кодированный сигнал с демодулированным сигналом для получения оценки скорости ошибки символа канала. Декодер 44 вырабатывает сигнал, указывающий оценку частоты ошибки символа канала в управляющий процессор 46.
Управляющий процессор 46 сравнивает принятую мощность или оценку частоты ошибки символа канала, определяемую как фактор качества связи, с пороговой величиной или набором пороговых величин, которые могут быть постоянными или переменными. Затем управляющий процессор 46 выдает информацию управления мощностью либо в кодер 34, либо в кодер управления мощностью 47. Если информация управления мощностью должна быть закодирована в кадр данных, то данные управления мощностью передаются в кодер 34. Этот способ требует, чтобы полный кадр данных был обработан перед передачей данных управления мощностью, затем закодированные данные трафика, содержащие данные управления мощностью, передаются в передатчик 36 через модулятор 35. В альтернативном варианте осуществления данные управления мощностью могут просто перезаписывать части кадра данных или могут быть помещены в заранее определенные свободные позиции в передаваемом кадре. Если данные управления мощностью перезаписывают данные трафика, тогда они могут быть скорректированы способами прямого исправления ошибок в базовой станции 50.
В вариантах, которые предусматривают обработку полного кадра данных перед выдачей данных управления мощностью, задержка ожидания обработки полного кадра является нежелательной в условиях замирания. Альтернативой является выдача данных управления мощностью непосредственно в модулятор 35, где они могут быть введены в исходящий поток данных. Если данные управления мощностью передаются без кодирования с исправлением ошибок, тогда управляющий процессор 46 выводит данные управления мощностью непосредственно в модулятор 35. Если кодирование с исправлением ошибок требуется для данных управления мощностью, управляющий процессор 46 выдает данные управления мощностью в кодер управления мощностью 47, который кодирует данные управления мощностью безотносительно к данным исходящего потока. Кодер управления мощностью 47 выдает закодированный сигнал управления мощностью в модулятор 35, который объединяет закодированный сигнал управления мощностью с данными исходящего потока, полученными из источника данных 32 через кодер 34 в модулятор 35. Передатчик 36 преобразует с повышением частоты, усиливает сигнал и выдает его в антенну 38 для передачи в базовую станцию 50.
Переданный сигнал принимается в антенне 52 базовой станции 50 и поступает в приемник данных 54, где он преобразуется с понижением частоты и усиливается. Приемник 54 выдает принятый сигнал в демодулятор 55, который демодулирует принятый сигнал. В рассматриваемом варианте осуществления демодулятор 55 представляет собой демодулятор расширенного спектра системы МДКР, который детально описан в вышеупомянутых патентах США N 4.901.307 и 5.103.459. Если данные управления мощностью закодированы в кадре данных трафика, то трафик и данные управления мощностью выдаются в декодер 56. Декодер 56 декодирует сигнал и выделяет сигнал управления мощностью из данных трафика.
Если, с другой стороны, данные управления мощностью не кодируются с полным кадром данных, а вводятся в поток передаваемых данных, то демодулятор 55 демодулирует сигнал и выделяет данные управления мощностью из потока поступающих данных. Если сигнал управления мощностью не закодирован, то демодулятор 55 выдает данные управления мощностью в управляющий процессор 58. Если сигнал управления мощностью кодируется, то демодулятор 55 выдает закодированные данные управления мощностью в декодер управления мощностью 55. Декодер управления мощностью 55 декодирует данные управления мощностью и выдает декодированные данные управления мощностью в управляющий процессор 58. Сигнал управления мощностью выдается в управляющий процессор 58, который в соответствии с сигналом управления мощностью подает сигнал управления в передатчик 64, указывающий на модифицированный уровень мощности передачи.
Одной из проблем, свойственных системам циклического управления мощностью, является медленное время реакции по отношению к системе управления мощностью разомкнутого контура. Например, в системе циклического управления мощностью, когда базовая станция 50 передает блок с недостаточной энергией передачи в мобильную станцию 30, мобильная станция 30 принимает и декодирует кадр, определяет, содержит ли кадр ошибку, подготавливает сообщение управления мощностью, указывающее ошибку кадра, затем передает сообщение управления мощностью в базовую станцию 50, которая декодирует кадр, выделяет сообщение управления мощностью и регулирует мощность передачи передатчика 64. Это приводит в результате к записи четырех кадров, прежде чем коррекция станет очевидной для мобильной станции 30. Таким образом, если качество трассы распространения снижено, то четыре последовательных кадра будут передаваться с той же недостаточной энергией кадра, прежде чем кадр будет передан с соответственно измененной энергией кадра. На этом интервале задержки условия замирания могут существенно улучшиться или ухудшиться.
Ниже описаны способы, обеспечивающие улучшение реакции системы циклического управления мощностью. В первом варианте осуществления настоящего изобретения базовая станция предполагает наихудший случай. То есть, что качество трассы распространения ухудшено в течение интервала времени четырех кадров. В ответ базовая станция повышает энергию передачи к пользователю на относительно значительную величину ΔE, так что такая регулировка будет более, чем достаточной для того, чтобы гарантировать, что кадр с измененной мощностью будет принят надлежащим образом, даже если качество трассы распространения за этот промежуток времени будет снижено. В рассматриваемом варианте осуществления системы связи с расширенным спектром это увеличение мощности для мобильной станции 30 ведет к тому, что меньшая мощность будет отведена для других пользователей, совместно использующих прямую линию связи. Поэтому передатчик базовой станции быстро уменьшает энергию передачи для этого пользователя вслед за первоначальным повышением. В данном варианте базовая станция увеличивает энергию на фиксированную величину ΔE, удерживает это значение в течение периода задержки для подтверждения того, что повышение энергии передачи было эффективным, а затем снижает энергию передачи в соответствии с предварительно определенной кусочно-линейной функцией, как проиллюстрировано на фиг. 3.
На фиг. 3 показан график изменения энергии передачи (E) в зависимости от времени. В точке A базовая станция 50 увеличивает энергию передачи в ответ на запрос регулировки мощности от мобильной станции 30. Базовая станция 50 увеличивает энергию передачи на величину ΔE до точки B. Базовая станция 50 поддерживает передачу с этой энергией передачи в течение заранее определенного периода задержки, затем снижает энергию передачи с быстрой скоростью уменьшения в течение заранее определенного числа кадров до точки C. В точке C сообщение управления мощностью из мобильной станции 30 еще указывает избыток энергии передачи, и базовая станция 50 продолжает уменьшать энергию передачи, однако скорость уменьшения снижается. Вновь базовая станция 50 осуществляет снижение с этой средней скоростью в течение заранее определенного числа кадров до точки D. В точке D скорость уменьшения вновь снижается до конечной скорости уменьшения, при которой энергия передачи будет продолжать уменьшаться до тех пор, пока базовая станция 50 не достигнет некоторого минимального значения или она не будет опять оповещена другим запросом регулировки мощности из мобильной станции 30, который происходит в точке E. Эта регулировка мощности продолжается от начала до конца интервала времени предоставляемого обслуживания.
Базовая станция 50 выполняет регулирование энергии передачи, имея в виду, что после того, как энергия передачи была увеличена, будет иметь место задержка, прежде чем принятая информация управления мощностью будет отражать изменение в мощности передачи прямой линии связи. Если канал передачи внезапно ухудшится, базовая станция 50 будет принимать ряд последовательных запросов управления мощностью и будет иметь место задержка, прежде чем запросы регулировки мощности среагируют на изменение энергии передачи прямой линии связи. В течение этого периода задержки базовая станция 50 не должна продолжать увеличение энергии передачи для каждого приема запроса регулирования мощности. Это является причиной того, что уровень мощности удерживается постоянным в течение заранее определенного периода задержки, как показано для интервала, следующего за точкой B на фиг. 3.
Следует также отметить, что ошибки в мобильной системе связи разделяются на два типа: случайные ошибки и ошибки, обусловленные изменением трассы передачи. В рассматриваемом варианте осуществления, когда базовая станция 50 принимает запрос регулирования мощности, она увеличивает энергию передачи ΔE, как описано ранее. Затем она игнорирует запросы регулирования мощности и сохраняет тот же увеличенный уровень мощности в течение периода задержки. В альтернативном варианте осуществления базовая станция 50 регулирует мощность в соответствии с каждым сообщением управления мощностью. Однако небольшие изменения в типовом случае могут использоваться. Это минимизирует влияние случайных ошибок.
Одной из основных причин, которые приводят к изменениям характеристик трассы передачи между мобильной станцией 30 и базовой станцией 50, является движение мобильной станции 30 по направлению к базовой станции 50 или от базовой станции 50. Мобильная станция 30 может обеспечить базовую станцию информацией, указывающей, что скорость мобильной станции изменяется, или она может предоставить информацию о своей скорости относительно базовой станции 50. Если мобильная станция просто обеспечивает указание того, что ее скорость изменяется, она может предоставить эту информацию как сигнал запроса регулирования мощности в ожидании изменения качества трассы передачи.
В первом варианте осуществления мобильная станция 30 может воспринимать изменение скорости посредством датчика, функционирующего в соответствии с сигналом от автомобильного спидометра или тахометра (не показаны). В альтернативном варианте мобильная станция 30 определяет либо изменение скорости мобильной станции относительно базовой станции, либо абсолютную скорость с использованием изменений в принимаемом сигнале из базовой станции 50. Мобильная станция 30 может обнаруживать изменения скорости или измерять абсолютную или относительную скорость за счет измерения эффекта Доплера в приходящем сигнале из базовой станции 50. В альтернативном варианте базовая станция 50 может также обнаруживать изменение скорости мобильной станции относительно базовой станции или измерять абсолютную или относительную скорость с использованием измерения эффекта Доплера для приходящего сигнала из мобильной станции 30.
Сигнал трафика, обеспечиваемый базовой станцией 50, может сопровождаться пилот-сигналом для обеспечения когерентной демодуляции принимаемого сигнала трафика. Использование пилот-сигнала описывается в патентах США N 4.901.307 и N 5.103.459; мобильная станция 30 может, как вариант, воспринимать изменения относительной скорости по доплеровскому сдвигу пилот-сигнала.
В предпочтительном варианте осуществления, когда в базовой станции 50 известна скорость мобильной станции 30 и когда она будет изменять величину приращения изменения энергии передачи ΔE, эта величина будет изменяться в соответствии с указанной скоростью. Определение величины ΔE может быть выполнено алгоритмически или с помощью таблицы преобразования в процессоре управления 46.
Если базовая станция 50 передает пилот-сигнал вместе с сигналом трафика, пилот-сигнал можно представить как сигнал трафика, который содержит заранее определенную последовательность битов, известную в мобильной станции 30. Мобильная станция 30 демодулирует пилот-сигнал в демодуляторе 45 пилот-сигнала для получения информации синхронизации для обеспечения мобильной станции 30 возможности когерентной демодуляции канала трафика. Поскольку канал пилот-сигнала и канал трафика передаются через аналогичные, если не одинаковые трассы распространения, существует сильная корреляция между уровнем принимаемого пилот-сигнала и уровнем принимаемого сигнала трафика. За счет использования для формирования сигнала управления мощностью канала пилот-сигнала вместо канала трафика можно уменьшить задержку между приемом сигнала, передаваемого из базовой станции 50, и генерацией сигнала управления мощностью.
Как показано на фиг. 2A и 2B, модулятор 65 пилот-сигнала предоставляет пилот-сигнал в передатчик 64, а передатчик 64 базовой станции 50 предоставляет пилот-сигнал вместе с сигналом трафика в антенну 52 для радиопередачи в мобильную станцию 30. Переданный сигнал принимается антенной 40 и поступает в приемник 42. Приемник 42 преобразует с понижением частоты, усиливает пилот-сигнал и передает принятый пилот-сигнал в демодулятор 45 пилот-сигнала, генерирует оценку качества демодулированного пилот-сигнала и выдает ее в процессор обработки 46. Управляющий процессор 46 формирует сигнал управления мощностью в соответствии с оценкой качества демодулированного пилот-сигнала, и работа продолжается, как описано ранее.
Описание предпочтительных вариантов осуществления должно дать возможность любому специалисту в данной области осуществить или использовать изобретение. Различные изменения этих вариантов очевидны для специалистов в данной области, и общие принципы, определенные здесь, могут быть использованы в других вариантах без дополнительного изобретательства. Таким образом, настоящее изобретение не ограничивается представленными вариантами, а имеет самый широкий объем, соответствующий раскрытым принципам и новым признакам.
Формула изобретения: 1. Устройство для управления мощностью передачи из центральной станции связи, отличающееся тем, что содержит: приемник для приема сигнала от удаленной станции, передатчик для регулирования уровня мощности передачи в соответствии с упомянутым принимаемым сигналом, причем уровень мощности передачи увеличивается на определенную величину, и для уменьшения мощности передатчика с определенной скоростью вслед за увеличением мощности передачи.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что передатчик уменьшает мощность передачи с определенной скоростью вслед за увеличением мощности передачи в течение предварительно определенного периода времени и уменьшает мощность передачи со второй предварительно определенной скоростью вслед за упомянутым предварительно определенным периодом времени.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что принимаемый сигнал представляет собой сообщение управления мощностью, формируемое удаленной станцией.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что принимаемый сигнал представляет собой сообщение о движении, формируемое удаленной станцией.
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приемник, кроме того, предназначен для измерения доплеровского сдвига в принимаемом сигнале, а передатчик предназначен для регулирования уровня мощности передачи в соответствии с измеренным доплеровским сдвигом.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит декодер для декодирования принимаемого сигнала и для формирования оценки качества в соответствии с декодированным сигналом, причем передатчик предназначен для регулирования уровня мощности передачи в соответствии с оценкой качества.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приемник, кроме того, предназначен для измерения мощности принимаемого сигнала, причем приемник предназначен для регулирования уровня мощности передачи в соответствии с принимаемой мощностью сигнала.