專利名稱:用于降低系統(tǒng)功率消耗的改進(jìn)型功率控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及無(wú)線通信，尤其涉及用于在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中對(duì)傳輸進(jìn)行門(mén)控(gate)的多種系統(tǒng)和技術(shù)。
技術(shù)背景設(shè)計(jì)用來(lái)允許多個(gè)用戶接入通用公共通信媒體的通信系統(tǒng)可能基于碼分多址(CDMA)、時(shí)分多址(TDMA)、頻分多址(FDMA)、空分多址(SDMA)、極分多址(PDMA)或者本領(lǐng)域中已知的其它調(diào)制技術(shù)。這些調(diào)制技術(shù)對(duì)從通信系統(tǒng)的多個(gè)用戶接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，從而，使得通信系統(tǒng)的容量得到增加。與之相關(guān)，建立了多種無(wú)線系統(tǒng)，包括先進(jìn)移動(dòng)電話業(yè)務(wù)(AMPS)、全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)以及某些其它無(wú)線系統(tǒng)。
在傳統(tǒng)的無(wú)線通信中，接入網(wǎng)通常用于支持多個(gè)設(shè)備的通信。通常使用多個(gè)分布在一個(gè)地理區(qū)域中的固定位置基站實(shí)現(xiàn)接入網(wǎng)。通常將地理區(qū)域劃分為更小的區(qū)域，稱為小區(qū)。每個(gè)基站可配置為向各自小區(qū)中的設(shè)備提供服務(wù)。當(dāng)在不同的蜂窩區(qū)域中存在變化的流量要求時(shí)，可能不能簡(jiǎn)單地對(duì)接入網(wǎng)進(jìn)行重新配置。
與傳統(tǒng)的接入網(wǎng)相反，自組網(wǎng)是動(dòng)態(tài)的。當(dāng)多個(gè)通常稱為終端的無(wú)線通信設(shè)備聯(lián)合起來(lái)形成網(wǎng)絡(luò)時(shí)，可形成自組網(wǎng)。自組網(wǎng)中的終端可以作為主機(jī)或者路由器工作。從而，自組網(wǎng)易于進(jìn)行重新配置，以更有效的方式滿足現(xiàn)有的流量要求。而且，自組網(wǎng)不需要傳統(tǒng)接入網(wǎng)所需要的基礎(chǔ)架構(gòu)，使得自組網(wǎng)成為用于未來(lái)的具有吸引力的選擇。
在傳統(tǒng)的CDMA通信系統(tǒng)中，用戶臺(tái)可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)基站接入網(wǎng)絡(luò)，或者與其它的用戶臺(tái)進(jìn)行通信。用戶臺(tái)也可以稱為終端。將每個(gè)基站配置為對(duì)通常稱為小區(qū)的一個(gè)特定地理區(qū)域中的所有用戶臺(tái)提供服務(wù)。在某些高流量應(yīng)用中，可將小區(qū)劃分為扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)中有一個(gè)基站提供服務(wù)。每個(gè)基站發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)，用戶臺(tái)使用導(dǎo)頻信號(hào)與基站進(jìn)行同步，以及，一旦用戶臺(tái)與基站同步就提供所發(fā)射信號(hào)的相干解調(diào)。用戶臺(tái)通常與具有最強(qiáng)導(dǎo)頻信號(hào)的基站建立通信信道。
用戶臺(tái)對(duì)所接收的前向鏈路信號(hào)計(jì)算信號(hào)噪聲與干擾比C/I。前向鏈路表示從基站到用戶臺(tái)的傳輸，反向鏈路表示從用戶臺(tái)到基站的傳輸。用戶臺(tái)的C/I確定對(duì)于從基站到用戶臺(tái)的前向鏈路可以支持的數(shù)據(jù)率。這就是，在相應(yīng)的C/I等級(jí)上，獲得給定等級(jí)的前向鏈路性能。一種用于選擇數(shù)據(jù)率的方法和裝置在2003年6月3日發(fā)表的名稱為“METHOD AND APPARATUS FOR HIGH RATE PACKETTRANSMISSION(用于高速率分組傳輸?shù)姆椒ê脱b置)”的美國(guó)專利號(hào)6,574,211中進(jìn)行說(shuō)明，其被轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明的受讓人。
基站向用戶臺(tái)發(fā)射數(shù)據(jù)的功率稱為前向鏈路發(fā)射功率。前向鏈路發(fā)射功率處于可靠地在前向鏈路上傳輸數(shù)據(jù)所需的等級(jí)上。相同地，用戶臺(tái)向基站發(fā)射數(shù)據(jù)的功率稱為反向鏈路發(fā)射功率。反向鏈路發(fā)射功率處于可靠地在反向鏈路上傳輸數(shù)據(jù)所需的等級(jí)上。
對(duì)于每個(gè)用戶臺(tái)的干擾隨著進(jìn)行發(fā)射的用戶臺(tái)數(shù)量的增加而增加。從而，希望控制用戶臺(tái)發(fā)射功率，以避免與其它用戶臺(tái)通信的有害干擾。
超寬帶(UWB)是可使用自組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的通信技術(shù)的一個(gè)實(shí)例。UWB提供寬帶寬上的高速通信。同時(shí)，UWB信號(hào)在消耗極少功率的超短脈沖中進(jìn)行傳輸。UWB信號(hào)的輸出功率很低，使得，其看起來(lái)就像是對(duì)其它RF技術(shù)的噪聲，使其較少造成干擾。
在自組網(wǎng)中，動(dòng)態(tài)地添加終端。隨著添加越來(lái)越多的終端，每個(gè)通信的終端對(duì)于正在與其進(jìn)行通信的終端之外的其它終端產(chǎn)生更多的干擾。從而，希望控制終端發(fā)射功率，以避免對(duì)其它終端通信的有害干擾。
需要一種控制傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法，不僅降低通信系統(tǒng)中的干擾，而且降低通信系統(tǒng)中的功率消耗。

發(fā)明內(nèi)容在本發(fā)明的一個(gè)方面，一種功率控制方法包括使發(fā)射功率增加一個(gè)發(fā)射功率增量，基于增加的發(fā)射功率和系統(tǒng)性能確定最終的物理層數(shù)據(jù)率rfinal，基于在給定最終物理層數(shù)據(jù)率rfinal的情況下保持原始應(yīng)用數(shù)據(jù)率來(lái)確定占空比，以及基于占空比對(duì)無(wú)線傳輸進(jìn)行門(mén)控。
在本發(fā)明的另一方面，一種無(wú)線終端包括用于使發(fā)射功率增加一個(gè)發(fā)射功率增量的裝置，用于基于增加的發(fā)射功率和系統(tǒng)性能確定最終的物理層數(shù)據(jù)率rfinal的裝置，用于基于在給定最終物理層數(shù)據(jù)率rfinal的情況下保持原始應(yīng)用數(shù)據(jù)率來(lái)確定占空比的裝置，以及用于基于占空比對(duì)無(wú)線傳輸進(jìn)行門(mén)控的裝置。
在本發(fā)明的另一方面，一種無(wú)線終端包括接收機(jī)，用于檢測(cè)信號(hào)干擾噪聲比(SINR)，處理器，用于基于在給定SINR與發(fā)射功率增量的情況下保持原始應(yīng)用數(shù)據(jù)率來(lái)確定占空比，處理器與接收機(jī)相連，以及發(fā)射機(jī)，用于基于占空比對(duì)無(wú)線傳輸進(jìn)行門(mén)控，發(fā)射機(jī)與基帶處理器相連。
在本發(fā)明的另一方面，包含可由計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行的程序指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀媒體包括用于使發(fā)射功率增加一個(gè)發(fā)射功率增量的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼模塊，用于基于增加的發(fā)射功率和系統(tǒng)性能確定最終的物理層數(shù)據(jù)率rfinal的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼模塊，用于基于在給定最終物理層數(shù)據(jù)率rfinal的情況下保持原始應(yīng)用數(shù)據(jù)率來(lái)確定占空比的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼模塊，以及用于基于占空比對(duì)無(wú)線傳輸進(jìn)行門(mén)控的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼模塊。
本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員可從下列詳細(xì)描述了解到本發(fā)明的其它實(shí)施方式，其中，通過(guò)說(shuō)明的方式表示和描述本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式。如所實(shí)現(xiàn)的，在不偏離本發(fā)明原理和范圍的前提下，本發(fā)明能夠具有其它不同的實(shí)施方式，并且能夠在多個(gè)其它方面對(duì)其多個(gè)細(xì)節(jié)進(jìn)行修正。因此，附圖和詳細(xì)描述作為說(shuō)明而非進(jìn)行限制。
通過(guò)實(shí)例而非限制的方式，在附圖中說(shuō)明本發(fā)明的各個(gè)方面，其中圖1是說(shuō)明一個(gè)微網(wǎng)實(shí)例的概念圖；圖2是說(shuō)明用于控制微網(wǎng)內(nèi)通信的媒體接入控制(MAC)幀實(shí)例的概念圖；圖3是說(shuō)明能夠在微網(wǎng)內(nèi)運(yùn)行的終端實(shí)例的功能框圖；圖4是說(shuō)明能夠作為微網(wǎng)的主終端運(yùn)行的終端實(shí)例的概念框圖；圖5是說(shuō)明能夠作為微網(wǎng)的成員終端運(yùn)行的終端實(shí)例的概念框圖；圖6表示依照一個(gè)實(shí)施方式的示例性連續(xù)通信以及示例性的門(mén)控傳輸；以及圖7表示依照一個(gè)實(shí)施方式的作為信號(hào)干擾噪聲比(SINR)函數(shù)的數(shù)據(jù)率圖。
具體實(shí)施方式下列結(jié)合附圖所述的詳細(xì)描述旨在作為對(duì)本發(fā)明各種實(shí)施方式的描述，并不旨在代表可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的僅有的幾種實(shí)施方式。在本說(shuō)明中描述的每個(gè)實(shí)施方式僅僅作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例或者說(shuō)明，不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為優(yōu)于其它實(shí)施方式。詳細(xì)描述包括具體的細(xì)節(jié)，用于提供對(duì)本發(fā)明的全面理解。但是，本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員顯然可了解到，可在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的前提下實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在某些情況下，以框圖的形式表示眾所周知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以避免本發(fā)明的概念晦澀不清?？s寫(xiě)詞和其它描述性術(shù)語(yǔ)的使用可能只是因?yàn)榉奖愫颓逦?，而并不旨在限制本發(fā)明的范圍。
術(shù)語(yǔ)“示例性的”在這里專用于表示“作為一個(gè)例子、實(shí)例或者說(shuō)明”。在這里描述為“示例性的”的任何實(shí)施方式不必被認(rèn)為是優(yōu)于其它實(shí)施方式。
在下列的詳細(xì)描述中，在UWB無(wú)線通信系統(tǒng)的上下文中描述本發(fā)明的各個(gè)方面。雖然這些發(fā)明方面可能極適用于本申請(qǐng)，但是，本領(lǐng)域中的熟練人員將了解到，這些發(fā)明方面同樣適于在包括傳統(tǒng)無(wú)線通信的多種其它通信環(huán)境中使用。因此，了解到這些發(fā)明方面具有廣泛的應(yīng)用范圍，對(duì)UWB通信系統(tǒng)的任何引用僅僅旨在說(shuō)明各個(gè)發(fā)明方面。
圖1說(shuō)明無(wú)線通信系統(tǒng)中微網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞囊粋€(gè)實(shí)例?！拔⒕W(wǎng)”是以自組方式使用無(wú)線技術(shù)連接的通信設(shè)備或者終端的集合。終端可能是固定的或者移動(dòng)的，例如，由走路或者汽車、飛機(jī)、輪船等等中的用戶所攜帶的終端。術(shù)語(yǔ)“終端”旨在包括多種類型的通信設(shè)備，包括蜂窩電話、PC、無(wú)線或者陸上電話、個(gè)人數(shù)據(jù)助理(PDA)、膝上型計(jì)算機(jī)、外部或內(nèi)部調(diào)制解調(diào)器、PC卡或者其它相似的設(shè)備。
在無(wú)線通信系統(tǒng)的至少一個(gè)實(shí)施方式中，每個(gè)微網(wǎng)具有一個(gè)主終端和多個(gè)隸屬于主終端的成員終端。在圖1中，所示微網(wǎng)102具有主終端104，支持多個(gè)成員終端106之間的通信。主終端104可能能夠與微網(wǎng)中的每個(gè)成員終端106通信。成員終端106還可能能夠在主終端104的控制下彼此直接通信。如下面更詳細(xì)的描述中所示，微網(wǎng)102中的每個(gè)成員終端106還可能能夠直接與微網(wǎng)外部的終端通信。
主終端104可使用任何多址接入方案，例如，TDMA、FDMA、CDMA或者任何其它多址接入方案，與成員終端106通信。為了說(shuō)明本發(fā)明的多個(gè)方面，將在使用TDMA和CDMA技術(shù)的混合多址接入方案的上下文中，對(duì)圖1中所示的無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行描述。本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員將了解到，本發(fā)明決不限制于這些多址接入方案。
可以多種方式形成微網(wǎng)。例如，當(dāng)終端最初開(kāi)機(jī)時(shí)，其可能搜索來(lái)自微網(wǎng)主終端的導(dǎo)頻信號(hào)。從每個(gè)微網(wǎng)主終端廣播的導(dǎo)頻信號(hào)可能是未調(diào)制的擴(kuò)頻信號(hào)，或者是某些其它參考信號(hào)。在擴(kuò)頻通信配置中，對(duì)于每個(gè)微網(wǎng)主終端唯一的偽隨機(jī)噪聲(PN)碼可用于對(duì)導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻。使用相關(guān)過(guò)程，終端可在可能的PN碼中搜索，以識(shí)別具有最強(qiáng)導(dǎo)頻信號(hào)的主終端。如果所接收的最強(qiáng)導(dǎo)頻信號(hào)具有足夠的信號(hào)強(qiáng)度以支持最小數(shù)據(jù)率，則終端可試圖通過(guò)向主終端登記，加入微網(wǎng)。
終端可能找不到導(dǎo)頻信號(hào)，這是因?yàn)?，不存在主終端。在某些情況下，終端可能不能夠找到具有足夠信號(hào)強(qiáng)度以支持最小數(shù)據(jù)率的導(dǎo)頻信號(hào)。這可能源于多個(gè)原因。例如，終端可能離主終端太遠(yuǎn)?；蛘撸瑐鞑キh(huán)境可能不足以支持必要的數(shù)據(jù)率。無(wú)論怎樣，終端可能不能夠加入現(xiàn)有的微網(wǎng)，因此，可通過(guò)傳送其自身的導(dǎo)頻信號(hào)，開(kāi)始作為獨(dú)立的終端運(yùn)行。獨(dú)立的終端可能成為一個(gè)新微網(wǎng)的主終端。能夠接收從獨(dú)立終端廣播的具有足夠強(qiáng)度的導(dǎo)頻信號(hào)的其它終端可能試圖捕獲那個(gè)導(dǎo)頻信號(hào)，并且加入這個(gè)獨(dú)立終端的微網(wǎng)。
主終端104可使用周期性幀結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行微網(wǎng)內(nèi)的通信。在本領(lǐng)域中，這個(gè)幀通常被稱為媒體接入控制(MAC)幀，這是因?yàn)?，其用于為多個(gè)終端提供對(duì)通信媒體的接入。本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員將了解到，基于特定應(yīng)用和整體設(shè)計(jì)限制，幀可能具有任何持續(xù)時(shí)間。
為了進(jìn)行說(shuō)明，將使用大約5ms的幀持續(xù)時(shí)間。大約5ms的幀適宜提供約650Mcps的高碼片速率以及支持下至約19.2kbps的數(shù)據(jù)率。
圖2中所示的一個(gè)MAC幀結(jié)構(gòu)實(shí)例具有n個(gè)幀202。每個(gè)幀可劃分為160個(gè)或者任何其它數(shù)量的時(shí)隙204。時(shí)隙持續(xù)時(shí)間可能是約31.25μs，其對(duì)應(yīng)于約650Mcps的約20,312.5個(gè)碼片。幀的某些時(shí)隙可專用于系統(tǒng)開(kāi)銷。例如，幀202中的第一時(shí)隙206可用于向成員終端廣播擴(kuò)頻導(dǎo)頻信號(hào)。導(dǎo)頻信號(hào)可占用整個(gè)時(shí)隙206，或者，與控制信道進(jìn)行時(shí)間共享。占用第一時(shí)隙206結(jié)尾的控制信道可能是以與導(dǎo)頻信號(hào)相同功率等級(jí)向所有成員終端廣播的擴(kuò)頻信號(hào)。主終端可使用這個(gè)控制信道，以定義MAC幀的組成。
主終端可能負(fù)責(zé)對(duì)微網(wǎng)內(nèi)通信進(jìn)行調(diào)度。這可通過(guò)使用一個(gè)或多個(gè)占用幀內(nèi)多個(gè)時(shí)隙，例如，圖2中的時(shí)隙208和210的附加的擴(kuò)頻控制信道來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些附加的控制信道可能由主終端向所有成員終端廣播，并且包括各種調(diào)度信息。調(diào)度信息可包括對(duì)于微網(wǎng)內(nèi)終端之間通信的時(shí)隙分配。如圖2所示，這些時(shí)隙可選擇自幀202中的數(shù)據(jù)時(shí)隙部分212。也可包括附加信息，例如，對(duì)于終端之間每個(gè)通信的功率等級(jí)和數(shù)據(jù)率。主終端也可使用CDMA方案將任何給定時(shí)隙中的傳輸機(jī)會(huì)分配給任意數(shù)量的終端對(duì)。在這種情況下，調(diào)度信息還可指定用于終端之間的各個(gè)通信的擴(kuò)頻碼。
主終端可周期性地預(yù)留一部分時(shí)間，用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸。在這個(gè)時(shí)間期間，主終端104可指定一個(gè)成員終端106與一個(gè)或多個(gè)獨(dú)立終端和/或相鄰微網(wǎng)進(jìn)行通信。這些傳輸可能需要高發(fā)射功率，而且在某些情況下，可以僅僅維持在低數(shù)據(jù)率。如果需要高功率傳輸以與獨(dú)立終端和/或相鄰微網(wǎng)進(jìn)行通信，則主終端可能決定不在同時(shí)調(diào)度任何微網(wǎng)內(nèi)通信。
圖3是說(shuō)明終端的一種可能配置的概念框圖。本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員將了解到，終端的具體配置可根據(jù)特定應(yīng)用和整體設(shè)計(jì)限制而不同。
終端可使用與天線304相連的前端收發(fā)機(jī)302實(shí)現(xiàn)?；鶐幚砥?06可與收發(fā)機(jī)302相連?；鶐幚砥?06可使用基于軟件的架構(gòu)或者任何其它類型的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。微處理器可作為一個(gè)平臺(tái)使用，以運(yùn)行提供運(yùn)行控制和整體系統(tǒng)管理功能以允許終端作為微網(wǎng)中的主終端或者成員終端運(yùn)行的軟件程序。數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)可使用運(yùn)行專用算法以降低微處理器處理需求的嵌入式通信軟件層實(shí)現(xiàn)。DSP可用于提供多種信號(hào)處理功能，例如，導(dǎo)頻信號(hào)捕獲、時(shí)間同步、頻率跟蹤、擴(kuò)頻處理、調(diào)制和解調(diào)功能以及前向糾錯(cuò)。
終端還可包括多個(gè)用戶接口308，與基帶處理器306相連。用戶接口可包括小鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、接觸屏、顯示器、振鈴器、震動(dòng)器、音頻揚(yáng)聲器、擴(kuò)音器、相機(jī)和/或其它輸入/輸出設(shè)備。
圖4是說(shuō)明作為主終端運(yùn)行的一個(gè)終端實(shí)例的概念框圖。示出了基帶處理器306和收發(fā)機(jī)302。收發(fā)機(jī)302可包括接收機(jī)402。接收機(jī)402可提供在具有噪聲和干擾的情況下對(duì)所需信號(hào)的檢測(cè)。接收機(jī)402可用于抽取所需信號(hào)，并且將其放大至一個(gè)等級(jí)，使得包含在所接收信號(hào)中的信息可由基帶處理器306進(jìn)行處理。
收發(fā)機(jī)302還包括發(fā)射機(jī)404。發(fā)射機(jī)404可用于將來(lái)自基帶處理器306的信息調(diào)制在載頻上?？蓪⒁颜{(diào)制載波上變換到RF頻率，并且放大至足夠的功率等級(jí)，以通過(guò)天線304輻射到自由空間中。
基帶處理器306可在作為主終端工作時(shí)啟動(dòng)調(diào)度器406。在基帶處理器306的基于軟件的實(shí)現(xiàn)方式中，調(diào)度器406可能是運(yùn)行于微處理器上的軟件程序。但是，本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員將了解到，調(diào)度器406并不限于這個(gè)實(shí)施方式，并且可由本領(lǐng)域中已知的任何方式實(shí)現(xiàn)，包括能夠執(zhí)行在這里所述的各種功能的硬件配置、軟件配置或者其組合。
調(diào)度器406可用于對(duì)微網(wǎng)內(nèi)通信進(jìn)行調(diào)度，其方式使得對(duì)微網(wǎng)的容量進(jìn)行最優(yōu)化。這可通過(guò)多種方式實(shí)現(xiàn)。例如，調(diào)度器406可用于謹(jǐn)慎選擇將進(jìn)行同時(shí)通信的終端對(duì)?？蓪?duì)每個(gè)同時(shí)通信調(diào)度發(fā)射功率等級(jí)，其滿足每個(gè)接收終端的目標(biāo)質(zhì)量參數(shù)。目標(biāo)質(zhì)量參數(shù)可能是接收終端所需的載波-干擾(C/I)比或者本領(lǐng)域中已知的任何其它質(zhì)量參數(shù)。
圖5是說(shuō)明作為成員終端運(yùn)行的一個(gè)終端實(shí)例的概念框圖。調(diào)度器406用虛線示出，說(shuō)明在作為成員終端運(yùn)行期間基帶處理器306沒(méi)有啟動(dòng)調(diào)度器。無(wú)論基帶處理器306作為主終端還是成員終端運(yùn)行，收發(fā)機(jī)302的配置相同，因此，不再進(jìn)一步討論。為了完整，在圖5中示出了收發(fā)機(jī)302。
如同先前結(jié)合配置為主終端的基帶處理器306的描述，可在一個(gè)或多個(gè)控制信道中向微網(wǎng)中的所有成員終端廣播調(diào)度分配。接收端的信號(hào)處理器412可使用擴(kuò)頻處理，以從控制信道中抽取調(diào)度信息，并且將其提供給控制器418。調(diào)度信息可包括對(duì)去往以及來(lái)自成員終端的多個(gè)傳輸?shù)臅r(shí)隙分配，以及對(duì)于每個(gè)傳輸?shù)墓β实燃?jí)和數(shù)據(jù)率。
控制器418可用于向接收端的信號(hào)處理器412提供關(guān)于發(fā)送到成員終端的調(diào)度傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率和擴(kuò)頻信息。使用該信息，信號(hào)處理器412可在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間恢復(fù)來(lái)自其它成員終端的通信，并且向各用戶接口308提供恢復(fù)的通信。
控制器418還可向計(jì)算模塊408提供功率等級(jí)信息，用于來(lái)自另一個(gè)終端的每個(gè)傳輸。計(jì)算模塊408可使用該信息，以通過(guò)使用所調(diào)度傳輸期間來(lái)自收發(fā)機(jī)302的信號(hào)強(qiáng)度測(cè)量，計(jì)算來(lái)自發(fā)射終端的路徑損失。計(jì)算模塊408所計(jì)算的路徑損失信息可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器410中，并且在調(diào)度時(shí)間期間提供給發(fā)射端的信號(hào)處理器416，以用于控制信道廣播。在使用GPS接收機(jī)(未示出)的終端的多個(gè)實(shí)施方式中，其可用于在通過(guò)信號(hào)處理器416和收發(fā)機(jī)302的控制信道廣播中向主終端提供坐標(biāo)信息。
信號(hào)處理器416可用于對(duì)到微網(wǎng)內(nèi)多個(gè)成員終端的通信進(jìn)行擴(kuò)展。通信可能源自多個(gè)用戶接口308，并且存儲(chǔ)在緩沖器420中，直至調(diào)度傳輸。在調(diào)度時(shí)間，控制器418可用于將通信從緩沖器420釋放到信號(hào)處理器416，用于進(jìn)行擴(kuò)頻處理。通信的數(shù)據(jù)率、擴(kuò)頻碼以及發(fā)射功率等級(jí)可由控制器418編程到信號(hào)處理器416中?；蛘?，發(fā)射功率等級(jí)可由收發(fā)機(jī)302中發(fā)射機(jī)404的控制器418進(jìn)行編程。
在一個(gè)實(shí)施方式中，終端A和終端B之間的通信是雙向的。當(dāng)終端A向終端B發(fā)送反饋信號(hào)之外的信號(hào)時(shí)，終端A是發(fā)射終端，終端B是接收終端。當(dāng)終端B向終端A發(fā)送反饋信號(hào)之外的信號(hào)時(shí)，終端B是發(fā)射終端，終端A是接收終端。
斷續(xù)傳輸通?？蓱?yīng)用于所有調(diào)制系統(tǒng)的機(jī)制是使用斷續(xù)傳輸，無(wú)論CMDA、OFDM或者任何其它調(diào)制方法。斷續(xù)傳輸表示發(fā)射機(jī)發(fā)射是被門(mén)控的。在一個(gè)實(shí)施方式中，發(fā)射機(jī)將使用某個(gè)占空比進(jìn)行發(fā)射或者關(guān)閉。圖6表示依照一個(gè)實(shí)施方式的示例性連續(xù)發(fā)射20以及示例性門(mén)控發(fā)射22。門(mén)控信號(hào)包括一個(gè)發(fā)射時(shí)間段以及隨后的一個(gè)未發(fā)射時(shí)間段。
在下面描述一種方法，通過(guò)使用高于獲得所需數(shù)據(jù)率所需的發(fā)射功率來(lái)降低系統(tǒng)功率消耗。在發(fā)射時(shí)間期間，發(fā)射機(jī)使發(fā)射功率增加一個(gè)選擇量，并且使用增加的發(fā)射功率所允許的較高物理層數(shù)據(jù)率。選擇占空比，以維持原始的期望應(yīng)用層數(shù)據(jù)率。
在一個(gè)實(shí)施方式中，發(fā)射功率增加0.5dB。在另一個(gè)實(shí)施方式中，增加發(fā)射功率，使得，允許下一個(gè)較高的物理層數(shù)據(jù)率。本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員將了解到，發(fā)射功率增量(也就是，發(fā)射功率增加量)取決于應(yīng)用，本領(lǐng)域中已知的方法和技術(shù)可以用于確定發(fā)射功率增量。
依照一個(gè)實(shí)施方式，功率消耗的降低可通過(guò)下列所示實(shí)例獲得。例如，假設(shè)接收和發(fā)射功率分別是常量R和T，與數(shù)據(jù)率無(wú)關(guān)。當(dāng)所輻射的發(fā)射功率是整個(gè)發(fā)射功率消耗的一小部分時(shí)，可將發(fā)射功率看作是一個(gè)常數(shù)T。初始功率是接收和發(fā)射功率的總和Pinitial＝R+T引入具有占空比d＜1的斷續(xù)發(fā)射功率，斷續(xù)發(fā)射功率的計(jì)算如下所示Pintermittent＝d*R+d*T＝d*Pinitial斷續(xù)傳輸?shù)墓β氏牡慕档鸵蕾囉谡伎毡萪。根據(jù)維持原始應(yīng)用數(shù)據(jù)率rinitial的需求，確定占空比d。rinitial也稱為初始物理層數(shù)據(jù)率。
d＝rinitial/rfinal其中，rfinal是在增強(qiáng)的發(fā)射功率等級(jí)上所支持的新物理層數(shù)據(jù)率(也就是，最終的物理層數(shù)據(jù)率)。依照一個(gè)實(shí)施方式，給定已經(jīng)對(duì)發(fā)射進(jìn)行門(mén)控的發(fā)射終端，進(jìn)一步增加(或者降低)發(fā)射功率，則應(yīng)用數(shù)據(jù)率a＝dinitial*rinitial＝dfinal*rfinal。
功率消耗的降低依賴于占空比d，d又依賴于SNR以及系統(tǒng)性能。如果終端工作于高的信號(hào)干擾噪聲比(SINR)范圍，SINR＞＞1，則增加發(fā)射功率的好處較小。例如，當(dāng)SNIR＞＞1時(shí)發(fā)射功率增加3dB，將導(dǎo)致1/2＜＜d＜1，功率消耗的降低很小。相反地，如果終端工作于低的SINR范圍，SINR＜＜1，則發(fā)射功率增加3dB允許選擇d＝0.5，這可以表示高達(dá)50％的功率消耗降低。
計(jì)算rfinalrfinal值取決于系統(tǒng)性能，而且，在本發(fā)明的任何特定實(shí)現(xiàn)方式中，將使用系統(tǒng)性能曲線。但是，如果沒(méi)有確切的系統(tǒng)性能曲線可用，則基于香農(nóng)容量的方法可用于確定rfinal。
依照香農(nóng)容量定律，對(duì)于加性高斯白噪聲信道(AWGN)的最大無(wú)誤差數(shù)據(jù)率c由下列公式給出c＝Wlog(1+SINR)其中，W是信道的帶寬，單位為Hz。
實(shí)際的數(shù)據(jù)率r可近似為r＝Wlog(1+SINR-L)
其中，L是所有實(shí)現(xiàn)損失之和。實(shí)際系統(tǒng)性能與理論最佳可獲得性能之間的差異是實(shí)現(xiàn)損失。
圖7表示依照一個(gè)實(shí)施方式的數(shù)據(jù)率702作為SINR 704的函數(shù)的曲線圖。依照一個(gè)實(shí)施方式，作為SINR函數(shù)的數(shù)據(jù)率的理論最佳可獲得性能706表示為曲線706。依照一個(gè)實(shí)施方式，在考慮到實(shí)現(xiàn)損失之后，作為SINR函數(shù)的數(shù)據(jù)率表示為曲線708。
令SINRi和SINRf為初始和最終的SINR值，分別得到數(shù)據(jù)率ri和rf。則rf＝ri*log(1+SINRf-L)/log(1+SINRi-L)上述公式允許對(duì)當(dāng)SINR從SINRi變化為SINRf時(shí)使用的新數(shù)據(jù)率rf進(jìn)行估計(jì)。
依照一個(gè)實(shí)施方式的所支持?jǐn)?shù)據(jù)率以及解碼門(mén)限的示例性定義在表1中表示。
表1 業(yè)務(wù)信道參數(shù)
本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員將了解到，所支持的數(shù)據(jù)率可以有不同的定義，而且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員還將了解到，可以使用任意數(shù)量的所支持?jǐn)?shù)據(jù)率以及除表1中所示之外的其它數(shù)據(jù)率，并且在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
表1表示依照一個(gè)實(shí)施方式以1％的分組誤差率(PER)解碼每個(gè)數(shù)據(jù)率所需的C/I門(mén)限。PER＝錯(cuò)誤分組個(gè)數(shù)/正確分組個(gè)數(shù)。前向鏈路具有有限的速率集合，對(duì)于相繼的速率，以當(dāng)前的1％的分組誤差率成功地解碼分組所需的門(mén)限具有例如差不多3.7dB的間距。如果所估計(jì)的C/I大于最高數(shù)據(jù)率所需要的C/I，則發(fā)射終端可以降低發(fā)射功率。
結(jié)合在這里所述各實(shí)施方式描述的多個(gè)示意性邏輯塊、模塊和電路可由通用處理器、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)或者其它可編程邏輯設(shè)備、離散門(mén)陣列或者晶體管邏輯、離散硬件組件或者設(shè)計(jì)來(lái)執(zhí)行在這里所述功能的任何組合，來(lái)實(shí)現(xiàn)或者執(zhí)行。通用處理器可能是微處理器，或者，處理器可能是任何傳統(tǒng)的處理器、控制器、微控制器或者狀態(tài)機(jī)。處理器也可能實(shí)現(xiàn)為計(jì)算設(shè)備的組合，例如，DSP和微處理器、多個(gè)微處理器、一個(gè)或多個(gè)具有DSP核的微處理器的組合或者任何其它這種配置。
結(jié)合在這里所述的各實(shí)施方式描述的方法或算法可直接實(shí)現(xiàn)在硬件、由處理器運(yùn)行的軟件模塊、或者這兩者的組合中。軟件模塊可位于RAM存儲(chǔ)器、閃存存儲(chǔ)器、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤(pán)、可移動(dòng)硬盤(pán)、CD-ROM或者本領(lǐng)域中已知的任何其它形式的存儲(chǔ)介質(zhì)中。存儲(chǔ)介質(zhì)可與處理器相連，使得，處理器可以從存儲(chǔ)介質(zhì)讀取信息以及向其寫(xiě)入信息?；蛘撸鎯?chǔ)介質(zhì)可能與處理器集成在一起。處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)可位于ASIC中。ASIC可位于終端等等中。或者，處理器和存儲(chǔ)介質(zhì)可位于終端的離散組件等等中。
所說(shuō)明各實(shí)施方式的前述描述用于使本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)或者使用本發(fā)明。本領(lǐng)域中熟練的技術(shù)人員將了解到這些實(shí)施方式的各種修正，而且，在不偏離本發(fā)明原理或范圍的前提下，在這里定義的一般原理可應(yīng)用于其它實(shí)施方式。從而，本發(fā)明并不旨在限于在這里所示的各實(shí)施方式，而是依照在這里說(shuō)明的原理和新穎特性的最廣范圍。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)無(wú)線傳輸進(jìn)行門(mén)控的方法，包括使發(fā)射功率增加一個(gè)發(fā)射功率增量；基于所述增加的發(fā)射功率和系統(tǒng)性能確定最終的物理層數(shù)據(jù)率rfinal；基于在給定所述最終物理層數(shù)據(jù)率rfinal的情況下保持原始應(yīng)用數(shù)據(jù)率，確定占空比；以及基于所述占空比對(duì)所述無(wú)線傳輸進(jìn)行門(mén)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，進(jìn)一步包括增加所述發(fā)射功率，從而允許下一個(gè)更高的物理層數(shù)據(jù)率。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的方法，其中，所述占空比基于所述原始應(yīng)用數(shù)據(jù)率與所述最終物理層數(shù)據(jù)率rfinal的比值。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的方法，其中，所述物理層數(shù)據(jù)率rfinal基于信號(hào)干擾噪聲比(SINR)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的方法，其中，所述物理層數(shù)據(jù)率rfinal進(jìn)一步基于實(shí)現(xiàn)損失。
6.一種無(wú)線終端，包括用于使發(fā)射功率增加一個(gè)發(fā)射功率增量的裝置；用于基于所述增加的發(fā)射功率和系統(tǒng)性能來(lái)確定最終的物理層數(shù)據(jù)率rfinal的裝置；用于基于在給定所述最終物理層數(shù)據(jù)率rfinal的情況下保持原始應(yīng)用數(shù)據(jù)率，來(lái)確定占空比的裝置；以及用于基于所述占空比對(duì)所述無(wú)線傳輸進(jìn)行門(mén)控的裝置。
7.一種無(wú)線終端，包括接收機(jī)，用于檢測(cè)信號(hào)干擾噪聲比(SINR)；處理器，用于基于在給定所述SINR與發(fā)射功率增量的情況下保持原始應(yīng)用數(shù)據(jù)率，來(lái)確定占空比，所述處理器與所述接收機(jī)相連；以及發(fā)射機(jī)，用于基于所述占空比對(duì)所述無(wú)線傳輸進(jìn)行門(mén)控，所述發(fā)射機(jī)與所述基帶處理器相連。
8.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包含可由計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行的程序指令，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括用于使發(fā)射功率增加一個(gè)發(fā)射功率增量的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼模塊；用于基于所述增加的發(fā)射功率和系統(tǒng)性能確定最終的物理層數(shù)據(jù)率rfinal的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼模塊；用于基于在給定所述最終物理層數(shù)據(jù)率rfinal的情況下保持原始應(yīng)用數(shù)據(jù)率，來(lái)確定占空比的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼模塊；以及用于基于所述占空比對(duì)所述無(wú)線傳輸進(jìn)行門(mén)控的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼模塊。
專利摘要
描述在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中對(duì)傳輸進(jìn)行門(mén)控的系統(tǒng)和技術(shù)?；谡伎毡葘?duì)傳輸進(jìn)行門(mén)控。又根據(jù)在給定增加的發(fā)射功率的情況下維持原始應(yīng)用數(shù)據(jù)率r
文檔編號(hào)H04L1/00GK1993901SQ200580026000
公開(kāi)日2007年7月4日 申請(qǐng)日期2005年6月1日
發(fā)明者蘭加納坦·克里希南 申請(qǐng)人:高通股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan