專利名稱：增加碼分多址系統(tǒng)容量的時間偏置技術的制作方法
背景技術：
一．發(fā)明領域本發(fā)明一般涉及通信系統(tǒng)，尤其涉及通信系統(tǒng)中改進的信息信號發(fā)送。
二．相關技術的說明CDMA(碼分多址)通信系統(tǒng)對峰值發(fā)送功率非常敏感，且一般受與發(fā)送功率有關的干擾的制約。與制約有關的一種干擾稱為“遠近問題(Near-Far Problem)”。在該問題中，發(fā)送功率在發(fā)送期間增加時會在其它信道中產(chǎn)生更多的干擾。為了解決這種附加的干擾，其它信道必須增加它們自己的發(fā)送功率。而其它信道增加的發(fā)送功率反過來對所有信道產(chǎn)生更多的干擾。這種雪崩效應持續(xù)到系統(tǒng)穩(wěn)定為止，所有信道都要穩(wěn)定。因此，為了使這種系統(tǒng)的容量最大，要求各用戶只發(fā)送為獲得所需服務質(zhì)量的最小功率。另一問題是不利于發(fā)送系統(tǒng)中其它鏈路的性能，這就是波形包含了斷續(xù)的功率模式。這一問題與遠近問題混合在一起。
發(fā)送功率放大器提供了干擾會制約CDMA通信系統(tǒng)容量的另一放大區(qū)。發(fā)送功率放大器的最大輸出功率用一些設計參數(shù)加以確定。這些參數(shù)包含諸如功率耗散和不希望的輻射。不希望的輻射就是輸入信號頻帶外的那些輻射。絕大多數(shù)不希望的輻射源于功率放大器內(nèi)的交調(diào)。交調(diào)是由將放大器推入非線性區(qū)的高發(fā)送功率電平產(chǎn)生的。
不希望的輻射常常受到如FCC調(diào)節(jié)體來制約。工業(yè)標準也可對不希望的輻射設定限制，以避免與本系統(tǒng)或其它系統(tǒng)發(fā)生干擾。為了將不希望的輻射維持在需要的限制內(nèi)，對發(fā)送功率放大器的輸出功率進行選擇，使超過該輻射限制的可能性極小。當放大具有非線性包絡的波形時，利用波形中最高功率電平的部分來確定最大輸出。因此，若要求的輸出功率超過最大許可輸出功率，則發(fā)射機能將輸出功率限制在最大許可電平，以便將不希望的發(fā)送限制在規(guī)定的限度內(nèi)。
現(xiàn)在來看

圖1，該圖示出發(fā)送波形12和18的圖形表示10。發(fā)送波形12由具有不同功率電平的波形部分14和16構(gòu)成。放大器的發(fā)送功率電平制約是部分14的到達而不是到達部分16，這是因為部分14有最高瞬時功率。相比之下，發(fā)送波形18有固定的包絡。如圖中發(fā)送波形12和18下區(qū)域所示，最大功率發(fā)送允許較高的能量發(fā)送。為了在一段時間上發(fā)送的總發(fā)送能量最大，因而要求加給發(fā)射機的信號具有的峰值對平均功率比盡可能接近一。而且，除了防止峰值發(fā)送功率的問題外，固定功率電平還減少了可能由功率放大器中負載的快速變化引起的自身干擾。
圖2示出了例如多個發(fā)送波形20A-20N。發(fā)送波形20A-20N中的數(shù)目N可以很大。例如在CDMA通信系統(tǒng)中，N一般可為200以上。發(fā)送信號20A-20N結(jié)構(gòu)上包含導頻部分22，控制部分24，語音部分26和數(shù)據(jù)部分28。發(fā)送信號20A=20N的導頻部分22總是為高功率電平。根據(jù)定義，為了用作導頻信號部分22必須始終為高電平。數(shù)據(jù)部分28的電平通常比較高，這是因為它是應用率極高的時隙。相反，語音部分26通常為低電平，這是因為語音信號有許多未用的時期?？偣β什ㄐ?0表示發(fā)送波形20A-20N加在一起的總功率。在發(fā)送波形20A-20N中，導頻部分22和數(shù)據(jù)部分28為高電平，因而總功率波形30的對應部分32和36為高電平。語音部分26是變化的且一般較低，因而總功率波形30的部分34可從近似零變化到中間電平34。
本發(fā)明概述本發(fā)明是一種CDMA通信系統(tǒng)中限制峰值發(fā)送功率的方法，該方法包含發(fā)送具有第1高發(fā)送功率區(qū)的第1通信信號的步驟和發(fā)送具有第2高發(fā)送功率區(qū)的第2通信信號的步驟。第1和第2通信信號之一在時間上偏置，以免第1和第2高發(fā)送功率區(qū)同時出現(xiàn)。還描述了對第1和第2通信信號之一中僅一部分作時間偏置。第1和第2通信信號還可包含各自的第1和第2低發(fā)送功率區(qū)。時間偏置可選擇，使第1和第2高發(fā)送功率區(qū)之一與第1和第2低發(fā)送功率區(qū)之一對齊。總發(fā)送功率信號可確定，并且可按照使總發(fā)送功率信號的峰值電平最小化的總發(fā)送功率信號選擇時間偏置。本發(fā)明還描述了按照總發(fā)送功率信號id確定多個不同時間偏置的總發(fā)送功率信號和選擇這些時間偏置之一。能提供通信信號間的固定時間偏置或隨機選擇的偏置。
附圖概述從下面結(jié)合附圖進行的詳細描述中，本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點將變得更明顯起來，其中，相同的標號是指前后一致的構(gòu)件，其中圖1示出發(fā)送波形的圖形表示；圖2示出通信系統(tǒng)中多個發(fā)送信號；圖3示出發(fā)送波形的圖形表示；圖4示出發(fā)送波形的圖形表示；圖5示出發(fā)送波形的圖形表示；圖6示出預測CDMA系統(tǒng)中峰值發(fā)送功率電平的算法的圖形表示；和圖7示出按照本發(fā)明方法交織的發(fā)送波形的圖形表示。
本發(fā)明的詳細描述現(xiàn)在來看圖3，該圖示出了發(fā)送波形50的圖形表示。諸如發(fā)送波形50那樣的大量波形，已往在CDMA通信系統(tǒng)中是同時發(fā)送的。發(fā)送波形50由多個時隙54構(gòu)成。各時隙54中包含具有功率電平A、B和C的3個區(qū)域。如果一些發(fā)送波形50通過通信帶按照各波形50的功率電平A同時出現(xiàn)這種方式發(fā)送，則通過該帶發(fā)送的總功率在那時間達到峰值。同樣，如果發(fā)送波形50的發(fā)送在功率電平C同時出現(xiàn)，則該帶的總功率在那時間達到低電平。
但是，在本發(fā)明的較佳實施例中，發(fā)送波形50按照高功率電平A相互不對齊(不排在一條線上)那樣的方式相互時間偏置(即時間軸上相互錯開)。按照該方式，各個發(fā)送波形50的高電平和低電平得到平均。這一結(jié)果非常重要，在通帶中導致低峰值發(fā)送功率。正如前面所述，低峰值發(fā)送功率減小了不希望的輻射和干擾。
現(xiàn)在來看圖4，圖4示出了發(fā)送功率波形74A-74N的圖形表示。發(fā)送功率波形74A-74N在各時隙72中可包含導頻部分78，功率升降部分82，控制部分86和數(shù)據(jù)部分90。數(shù)據(jù)部分90包含數(shù)據(jù)脈沖92。載有發(fā)送功率波形74A-74N的頻帶的峰值發(fā)送功率是各發(fā)送功率波形74A-74N的功率之和。因此，可將發(fā)送功率波形74A-74N的和加以平均和平滑，以便使峰值發(fā)送功率最小并因而使不希望的輻射最小。
在本發(fā)明一較佳實施例中，當新的發(fā)送功率波形74A-74N加到通信頻帶中時，對各連續(xù)波形74A-74N設置同樣的固定偏置，以此實現(xiàn)對發(fā)送波形74A-74N中高發(fā)送電平A的平均。因此，為了便于說明，發(fā)送波形74A-74N相互相同，此外，通過不同的固定時間偏置t0的倍數(shù)，使它們相互時間偏置。
例如，假定發(fā)送波形74A是通帶要發(fā)送的第1信號，那么它可有零偏置發(fā)送。假定發(fā)送波形74B是通信頻帶接著要發(fā)送的信號，那么它可接收相對于發(fā)送波形74A的時間偏置t0。如果發(fā)送波形74C是接著要發(fā)送的信號，則它的時間偏置可相對于發(fā)送波形74B為t0。這等于偏離發(fā)送波形74A的時間偏置為2t0。因此，由通信頻帶要發(fā)送的各相繼發(fā)送波形74A-74N可按同樣方式接收附加的偏置t0。但是，將會看到，對每個波形偏移該方法要求的任何時間偏置并不總是可能的。
現(xiàn)在來看圖5，該圖示出包括發(fā)送波形74和總發(fā)送功率波形96的圖形表示。當實施本發(fā)明方法時，通過在加時間偏置之前，先對數(shù)據(jù)部分90中數(shù)據(jù)脈沖進行平滑，能夠獲得對發(fā)送波形74A-74N的進一步平均，并因而進一步改善了峰值發(fā)送功率。為了獲得這種改進，可使用在整個數(shù)據(jù)部分90分布數(shù)據(jù)脈沖92信息的傳統(tǒng)技術。此外，可改變數(shù)據(jù)部分90中的數(shù)據(jù)脈沖的位置使峰值發(fā)送功率最小。使用這些方法，在總發(fā)送功率波形96中能產(chǎn)生發(fā)送功率電平94。
在本發(fā)明另一實例中，發(fā)送波形74A-74N的時隙72中的各部分可相互分開，并以任何可能的序列發(fā)送。例如，在時隙72中，數(shù)據(jù)部分90可與發(fā)送波形74A中剩余部分分開并首先發(fā)送。在數(shù)據(jù)部分90之后接著分開導頻部分78并發(fā)送。時隙72中的其余部分也可按任何序列發(fā)送。將該技術用于圖形表示50的波形，部分A、B、和C能按照ABC、ACB或其它任何次序發(fā)送。而且，序列能從一種發(fā)送波形74A-74N變化到另一種。
通過隨機地改變波形部分的發(fā)送序列并按照分離和重新排序發(fā)送波形74A-74N各部分的方法可獲得改進的結(jié)果。這導致對各種波形形成的總發(fā)送功率的更好的平均和平滑。利用隨機數(shù)發(fā)生器可連續(xù)地產(chǎn)生新的發(fā)送序列。在這種情況下，發(fā)射機和接收機必須都知道隨機數(shù)發(fā)生器的參數(shù)，以便接收機可解碼。
除了對各新波形使用固定的時間偏置t0外，還可按照某個算法對各新波形選擇各自的偏置。例如，通過確定當前呼叫中最小號使用的可能偏置中的哪一個可選擇最新時間偏置。此外，通過適合于按照新發(fā)送信號的形狀或預期形狀提供峰值發(fā)送功率的最小增加的峰值功率算法，可確定各自的偏置。該算法是一種啟發(fā)式算法。為了實現(xiàn)這一功能，峰值功率最小化算法必須能預測整個時間(例如，整個發(fā)送幀)上的發(fā)送功率波形。
現(xiàn)在來看圖6，該圖示出發(fā)送功率預測算法120。發(fā)送功率預測算法120可用來預測如將各發(fā)送波形74A-74N加到通信系統(tǒng)所產(chǎn)生的新總功率。此外，發(fā)送功率預測算法120還能用來預測以一些可能的各個時間偏置增加發(fā)送波形74A-74C的新總功率。因此，可選擇產(chǎn)生峰值發(fā)送功率最小增加的最佳時間偏置。當各新發(fā)送波形74A-74N以這種方法加到通信系統(tǒng)中時，通過確定各發(fā)送波形74A-74N的最佳時間偏置，可按啟發(fā)式方法獲得系統(tǒng)性能方面的進一步改善。
例如，某些已知系統(tǒng)的總發(fā)送功率可計算如下Pn‾=αP‾n-1+(1-α)e‾n]]>其中，(1-α)＜1是易忘因子，Pn是具有與幀中第i符號期間估算所得功率對應的元素Pn’的在時刻n時幀功率估算的矢量，en是包含在時刻n時測得的功率的矢量。
當為了增加新發(fā)送波形需要設立新信道時，基站能計算增加新信道產(chǎn)生的發(fā)送功率波形W。因而，基站能按照下面計算各可能時間偏置對應的結(jié)果功率矢量(P‾n′)(k)=Pn‾+cyclk(W)]]>其中，cyclk(W)是k個元產(chǎn)生矢量W的周期移位的算子。因而，能用時間偏置設立新信道，該時間偏置對應具有峰值功率與平均功率比接近1的(Pn')(k)。
將會看到，當諸如發(fā)送波形50那樣的波形分成具有功率電平A、B、C的若干部分時，各部分的發(fā)送次序可按照類似的啟發(fā)式方式加以選擇。例如，可為各可能的發(fā)送序列確定產(chǎn)生的峰值發(fā)送功率，并能選擇產(chǎn)生最低峰值發(fā)送功率的發(fā)送序列。
現(xiàn)在來看圖7，圖7示出發(fā)送功率波形132的圖形表示130。本領域中的技術人員應當知道，表示50中的各個區(qū)A、B、C可分成子區(qū)。各區(qū)中子區(qū)可按照需要而變小，但子區(qū)要允許放得下一個符號。因而，以該方法形成的子區(qū)可相互交織，以便形成發(fā)送功率波形132。此外，發(fā)送波形中的一個區(qū)可照原樣留下，而其它區(qū)可進行交織。這表現(xiàn)在發(fā)送功率波形134。
發(fā)送交織子區(qū)的次序可以是預定的次序，隨機次序，或本領域中技術人員知道的任何次序。按本方法分離和交織的發(fā)送波形給出優(yōu)良的發(fā)送波形平均和最小峰值發(fā)送功率。當發(fā)送功率波形中的區(qū)按本方法交織時，接收機必須等待前面時隙的結(jié)束。上面較佳實施例的描述給本領域中技術人員以制作和使用本發(fā)明。他們很容易對這些實施例作種種修改，這里所限定的一般原理可用于其它實施例而無需創(chuàng)造性勞動。因此，本發(fā)明不打算限定于這里描述的具體實施例，而限定于與所揭示的原理和新穎特征相一致的最寬范圍。應當看到這里所揭示的所有方法可用于呼叫建立的時候或建立后發(fā)送期間的任何時候。
此外，還應當看到，所述各種方法可按任何方式相互組合。尤其是，所有分離波形的方法可獨立應用，或與前面描述的以時間移位為基礎的方法相結(jié)合，用或不用隨機或啟發(fā)式方法。而且，所揭示的各種方法可在呼叫建立時或發(fā)送波形發(fā)送期間的任何時候執(zhí)行。
權(quán)利要求
1．一種碼分多址通信系統(tǒng)中限制峰值發(fā)送功率的方法，其特征在于，所述方法包含步驟為(a)發(fā)送具有第1高發(fā)送功率區(qū)的第1通信信號；(b)發(fā)送具有第2高發(fā)送功率區(qū)的第2通信信號；(c)時間偏置第1和第2通信信號之一以防止第1和第2高發(fā)送功率區(qū)同時出現(xiàn)。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中，步驟(c)包含僅時間偏置第1和第2通信信號之一的一部分。
3．如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，其中，所述偏置的部分包含第1和第2高發(fā)送功率區(qū)之一。
4．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中，第1和第2通信信號包含各自的第1和第2低發(fā)送功率區(qū)。
5．如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其中，步驟(c)包含選擇時間偏置將第1和第2高發(fā)送功率區(qū)之一與第1和第2低發(fā)送功率區(qū)之一對齊的步驟。
6．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還可包含將第1和第2通信信號功率相加以提供總發(fā)送功率信號的步驟。
7．如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，還可包含按照總發(fā)送功率信號選擇時間偏置的步驟。
8．如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還可包含選擇時間偏置使總發(fā)送功率信號最小化的步驟。
9．如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還可包含對多個不同時間偏置確定總發(fā)送功率信號并按照該總發(fā)送功率信號選擇時間偏置之一的步驟。
10．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中，第1和第2通信信號之一的高發(fā)送功率區(qū)是導頻區(qū)。
11．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還可包含發(fā)送兩個以上通信信號的步驟，步驟(c)包含在所有通信信號間加固定時間偏置的步驟。
12．如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還可包含將第1和第2高發(fā)送功率區(qū)中至少一個分離成多個高發(fā)送功率子區(qū)的步驟。
13．如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，還可包含利用不同持續(xù)時間的時間偏置來時間偏置高發(fā)送功率子區(qū)的步驟。
14．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，其中，不同持續(xù)時間隨機選擇。
15．如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，其中，第1和第2通信信號包含各自的第1和第2低發(fā)送功率區(qū)，還進一步包含將第1和第2低發(fā)送功率區(qū)中至少一個分離成多個低發(fā)送功率子區(qū)的步驟。
16．如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還可包含利用不同持續(xù)時間的時間偏置來時間偏置多個低發(fā)送功率子區(qū)的低發(fā)送功率子區(qū)的步驟。
17．如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，其中，不同低子區(qū)持續(xù)時間隨機選擇。
18．一種碼分多址通信系統(tǒng)中限制峰值發(fā)送功率的系統(tǒng)，其特征在于，所述限制峰值發(fā)送功率系統(tǒng)包含(a)具有第1高發(fā)送功率區(qū)的第1發(fā)送通信信號；(b)具有第2高發(fā)送功率區(qū)的第2發(fā)送通信信號；和(c)加到第1和第2通信信號之一以防止第1和第2高發(fā)送功率區(qū)同時出現(xiàn)的時間偏置。
19．一種碼分多址通信系統(tǒng)中限制峰值發(fā)送功率的系統(tǒng)，其特征在于，所述限制峰值發(fā)送功率系統(tǒng)包含(a)發(fā)送具有第1高發(fā)送功率區(qū)的第1通信信號的裝置；(b)發(fā)送具有第2高發(fā)送功率區(qū)的第2通信信號的裝置；和(c)時間偏置第1和第2通信信號之一以防止第1和第2高發(fā)送功率區(qū)同時出現(xiàn)的裝置。
全文摘要
一種CDMA通信系統(tǒng)中限制峰值發(fā)送功率的方法,發(fā)送具有第1高發(fā)送功率區(qū)和具有第2高發(fā)送功率區(qū)的第1、第2通信信號。對第1和第2通信信號時間偏置以防止第1和第2高發(fā)送功率區(qū)同時出現(xiàn)。揭示了僅時間移位第1和第2通信信號一部分。第1和第2通信信號還能包含各自第1和第2低發(fā)送功率區(qū)?？蓪r間偏置選擇使第1和第2高發(fā)送功率區(qū)之一與第1和第2低發(fā)送功率區(qū)之一對齊。能確定總發(fā)送功率信號和選擇時間偏置,使總發(fā)送功率信號的峰值電平最小。
文檔編號H04B1/707GK1319279SQ99811268
公開日2001年10月24日 申請日期1999年8月17日 優(yōu)先權(quán)日1998年8月19日
發(fā)明者S·A·倫德比, 小E·G·蒂德曼, J·M·霍爾茨曼, D·特拉撒瓦 申請人:夸爾柯姆股份有限公司