專利名稱：雙環(huán)功率控制系統(tǒng)中的可變環(huán)路增益的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及無線通信系統(tǒng)。本發(fā)明特別涉及一種在無線通信系統(tǒng)中進行功率控制的新型改進的系統(tǒng)和方法。
背景技術：
無線通信網(wǎng)絡在商業(yè)、實業(yè)和個人生活的各個方面令人吃驚地得到了普及。便攜式、手持通信設備由此在近年來得到廣泛的發(fā)展。諸如蜂窩電話之類的便攜式設備現(xiàn)在對于商務和個人用戶來說已是平常之物。此外，諸如衛(wèi)星通信系統(tǒng)之類利用手持和移動電話的先進系統(tǒng)當前也被采用。
在無線通信系統(tǒng)中，信號會發(fā)生衰落。當環(huán)境因素造成發(fā)射機至接收機發(fā)射的信號功率減小時就會發(fā)生衰落。衡量衰落程度的一種量度就是接收機側測量的接收信號信噪比(SNR)。已經(jīng)研制出通過調(diào)整信號發(fā)射功率來補償衰落的系統(tǒng)。一種這樣的系統(tǒng)被稱為“單環(huán)”功率控制。
在單環(huán)功率控制系統(tǒng)中，接收機監(jiān)視接收信號的SNR并且向發(fā)射機發(fā)送命令來調(diào)整發(fā)射功率，從而維持接收機側特定的“閾值”SNR。普通單環(huán)功率控制系統(tǒng)一般采用兩或三種這樣類型的命令。一種類型的命令指示發(fā)射機提高發(fā)射功率。另一種命令指示發(fā)射機降低發(fā)射功率。發(fā)射功率響應這樣的命令而增加或降低的數(shù)量被稱為環(huán)路的“增益”。在某些系統(tǒng)中，采用第三種命令類型指示發(fā)射機將發(fā)射功率維持在當前水平上。
單環(huán)功率控制在衰落較慢的環(huán)境中工作得較好。在慢速衰落中，在功率控制命令到達發(fā)射機并且在接收機側測量最終的信噪比所需的時間(稱為環(huán)路的“周期”)內(nèi)，衰落變化不大。慢速衰落環(huán)境的一個例子是信號干擾只是熱噪聲的情形。
但是，在中速衰落的信號環(huán)境下，單環(huán)功率控制是不合適的。在中速衰落中，在單個環(huán)路周期內(nèi)衰落發(fā)生重大變化。中速衰落環(huán)境的一個例子是發(fā)射機或接收機快速經(jīng)過靜止障礙物從而導致信號迅速衰減的情形。在這種中速衰落環(huán)境中，閾值SNR不足以保證信號質(zhì)量。這是因為環(huán)路太慢，難以響應接收信號SNR中的快速變化。
在數(shù)字通信系統(tǒng)中，閾值SNR的適當性可以用接收的錯誤信息比特與接收比特總數(shù)之比來度量。該比率通常針對每幀重復計算。這樣計算得到的比率稱為信號的“幀誤碼率”(FER)。為解決這種問題而研制的一種系統(tǒng)稱為“雙環(huán)”功率控制系統(tǒng)。
在雙環(huán)功率控制系統(tǒng)中，上述單環(huán)功率控制系統(tǒng)被用作“內(nèi)部”環(huán)路。內(nèi)部環(huán)路所用的SNR閾值由“外部環(huán)路”根據(jù)接收信號的FER修正。例如，當FER上升超出預設的FER閾值時，閾值SNR以固定的預設量增加。該過程持續(xù)至FER跌落至FER閾值之下。
在雙環(huán)功率控制系統(tǒng)中要考慮的一個問題是內(nèi)部環(huán)路采用的固定增益大小的選擇。這種增益的選擇是在兩種有沖突的出發(fā)點之間作折衷。在中速衰落環(huán)境中，需要快速環(huán)路響應。這樣的出發(fā)點要求較大的內(nèi)部環(huán)路增益。在較大的內(nèi)部環(huán)路增益下，需要在較少的環(huán)路周期內(nèi)大幅度改變閾值SNR。但是在慢速衰落信號環(huán)境中，大增益將導致SNR在閾值SNR附近作大的振蕩。這些振蕩浪費了發(fā)射機功率。因此固定的內(nèi)部環(huán)路增益對于快速衰落和慢速衰落都要經(jīng)受的應用是不合適的。
而且，固定增益系統(tǒng)在快速衰落信號環(huán)境中遇到了困難。在快速衰落中，SNR在單個外部環(huán)路周期內(nèi)(即，根據(jù)一次或數(shù)次FER測量調(diào)整SNR閾值所需的時間)經(jīng)歷了幾次較大的振蕩?？焖偎ヂ湔袷幰话闶菐装俸掌澚考?。在這樣的環(huán)境下，由于內(nèi)部環(huán)路不可能跟隨衰落，所以響應時間不再重要。所需要的是一種雙環(huán)功率控制系統(tǒng)，其內(nèi)部增益可以根據(jù)衰落速度而變化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是調(diào)整發(fā)射機向接收機發(fā)送的信號的功率以補償無線通信系統(tǒng)中衰落的裝置和方法。在一個實施例中，方法包括以下步驟在第一站點測量第二站點發(fā)射的信號的信噪比；將信號的發(fā)射信號功率作為環(huán)路增益、信噪比和信噪比閾值的函數(shù)進行調(diào)整；在第一站點測量接收信號的質(zhì)量；將信噪比閾值作為信號質(zhì)量和信號質(zhì)量閾值的函數(shù)進行調(diào)整；在第一站點測量信號的衰落速率；以及將環(huán)路增益作為衰落速率和衰落速率閾值的函數(shù)進行調(diào)整。
在一個實施例中，方法包括以下步驟在第一站點測量第二站點發(fā)射的信號的信噪比；將信號的發(fā)射信號功率作為環(huán)路增益、信噪比和信噪比閾值的函數(shù)進行調(diào)整；在第一站點測量接收信號的質(zhì)量；將信噪比閾值作為信號質(zhì)量和信號質(zhì)量閾值的函數(shù)進行調(diào)整；在第二站點測量第一站點進一步發(fā)射的信號的衰落速率；以及將環(huán)路增益作為衰落速率和衰落速率閾值的函數(shù)進行調(diào)整。
本發(fā)明的優(yōu)點是減弱了快速衰落的影響。
附圖簡述通過以下結合附圖對本發(fā)明的描述可以進一步理解本發(fā)明的特征、目標和優(yōu)點，附圖中相同的標號表示對應的單元，其中
圖1為示意性通信系統(tǒng)的框圖；圖2和3為圖1收發(fā)機更為詳細的框圖；圖4為按照本發(fā)明較佳實施例的內(nèi)部功率控制環(huán)路操作的流程圖；圖5為按照本發(fā)明較佳實施例的外部功率控制環(huán)路操作的流程圖；以及圖6為按照本發(fā)明較佳實施例的可變增益內(nèi)部雙環(huán)功率控制環(huán)路操作的流程圖。
實施發(fā)明的較佳方式本發(fā)明是一種無線通信系統(tǒng)中雙環(huán)功率控制的裝置和方法。在較佳實施例中，本發(fā)明運行在碼分多址(CDMA)通信系統(tǒng)內(nèi)。在題為“選擇功率控制模式的系統(tǒng)和方法”和“優(yōu)化功率控制模式的系統(tǒng)和方法”的美國專利申請Nos.09/164,383和09/164,384中揭示了在這種系統(tǒng)內(nèi)運行的功率控制環(huán)路，上述申請已經(jīng)轉讓給了本發(fā)明的受讓人，并且作為參考文獻包含在本文中。這種通信系統(tǒng)內(nèi)功率控制技術的其他例子可以參見1995年1月17日授權的題為“碼分多址系統(tǒng)內(nèi)的快速正向鏈路功率控制”的美國專利No.5,383,219、1995年3月7日授權的題為“動態(tài)修正發(fā)射機功率控制系統(tǒng)中控制參數(shù)的方法和系統(tǒng)”的美國專利No.5,396,516和1993年11月30日授權的題為“發(fā)射機功率控制系統(tǒng)”的美國專利No.5,267,262，它們作為參考文獻被包含在本文中。
I.環(huán)境實例在詳細描述本發(fā)明之前，先描述本發(fā)明可以實施的環(huán)境實例是有益的。本發(fā)明可以在任何無線通信系統(tǒng)中實施，特別是需要控制發(fā)射機提供的功率大小的環(huán)境。這種環(huán)境包括但不局限于蜂窩通信系統(tǒng)、個人通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)等等。
圖1為示意性通信系統(tǒng)100的示意圖。參見圖1，系統(tǒng)100包含兩個收發(fā)機102和104。收發(fā)機102包含發(fā)射機106和接收機108。收發(fā)機104包含發(fā)射機112和接收機110。
數(shù)據(jù)或其他信息經(jīng)傳輸信道122在收發(fā)機之間發(fā)送。在衛(wèi)星、蜂窩和其他無線通信系統(tǒng)中，信道122為無線鏈路。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)中，信道122包含一顆或多顆中繼衛(wèi)星。信道122為包含“前向”信號116和“反向”信號118的雙向信道。
在有些環(huán)境下，信道122是分組化的數(shù)據(jù)路徑，其中數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)分組形式發(fā)送。當信息以數(shù)字數(shù)據(jù)形式存在時這種情況經(jīng)常出現(xiàn)。在其他環(huán)境下，模擬數(shù)據(jù)在載波上調(diào)制并且經(jīng)信道122發(fā)送。
在蜂窩通信系統(tǒng)的例子中，收發(fā)機102為手持或移動電話而收發(fā)機104為位于在電話當前區(qū)域內(nèi)提供服務的本地小區(qū)站點上的基站。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)的實例中，收發(fā)機102為手持移動或固定收發(fā)機(例如衛(wèi)星電話)而收發(fā)機104位于陸基網(wǎng)關內(nèi)。在衛(wèi)星通信系統(tǒng)例子中，衛(wèi)星用于經(jīng)信道122在收發(fā)機102與104之間中繼信號。
本發(fā)明以該環(huán)境為例進行描述。用這些實例作描述僅僅是為了方便。本發(fā)明并不限定于該環(huán)境實例。實際上，對于相關領域內(nèi)的技術人員來說，在閱讀了下列描述之后，在其他環(huán)境下實現(xiàn)本發(fā)明將是顯而易見的。
II.功率控制本發(fā)明是一種調(diào)整發(fā)送信號功率以補償無線通信系統(tǒng)內(nèi)快速衰落的系統(tǒng)和方法。在快速衰落中，單個外部環(huán)路周期內(nèi)發(fā)生了幾次信號衰落。因此外部環(huán)路對于快速衰落的減輕是無效的。這種快速衰落通常疊加在較慢的衰落趨勢上。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，解決快速衰落情況的一個好辦法是忽略衰落的快速(高頻)分量而代之以跟蹤衰落中較慢的(低頻)分量。按照本發(fā)明，當檢測到快速衰落時，系統(tǒng)試圖跟蹤其基本的較慢的衰落而不是試圖跟蹤快速衰落。在本發(fā)明較佳實施例中，這通過利用小的內(nèi)部環(huán)路增益實現(xiàn)。
圖2為示出收發(fā)機102細節(jié)的框圖。收發(fā)機102包括發(fā)射機106、接收機108、測量單元202、處理器204、存儲器206、數(shù)據(jù)收信方210和數(shù)據(jù)源212。在操作中，接收機108接收信號116并將其傳送至數(shù)據(jù)收信方210。數(shù)據(jù)收信方210可以是任何利用數(shù)據(jù)的單元，例如編碼譯碼器、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字信號處理器等。接收機108可以完成某些任務，例如本領域內(nèi)公知的在信號116上的解調(diào)。
如下所述，測量單元202對信號116的特性作某些測量。例如，這些測量包括SNR、以是否出現(xiàn)一次或多次誤碼事件(例如FER)為基礎的信號質(zhì)量以及衰落速率(FR)的測量。在較佳實施例中，測量單元202包括SNR測量電路214和幀誤碼測量電路216。SNR測量電路214獲取接收信號116的SNR的測量值。幀誤碼測量電路216獲取接收信號116的誤碼率或一次或多次誤碼事件的測量值。實現(xiàn)這些功能的電路是相關領域內(nèi)眾所周知的。這些測量值被送至處理器204，處理器可以是本領域內(nèi)已知的或今后開發(fā)的處理器。處理器204采用存儲器206來存儲諸如SNR、FER和FR測量值之類數(shù)據(jù)以及諸如與這些測量值比較用的閾值之類的其他數(shù)值。
數(shù)據(jù)源212生成傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)源212可以包括本領域內(nèi)眾所周知的單元，例如編碼譯碼器、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字信號處理器等。發(fā)射機106從數(shù)據(jù)源212接收數(shù)據(jù)并且完成諸如調(diào)制之類的任務。處理器204可以利用硬件、軟件或者它們的組合實施并且可以計算機系統(tǒng)或其他處理系統(tǒng)形式實施。在一個實施例中，處理器204以一個或多個計算機系統(tǒng)的形式實施。在另一實施例中，處理器204主要以利用諸如應用專用集成電路(ASIC)之類的硬件單元的硬件形式實施。對于本領域內(nèi)的技術人員來說，完成所述功能的硬件狀態(tài)機的實現(xiàn)方式是顯而易見的。在另一實施例中，處理器204利用硬件與軟件的組合實現(xiàn)。
圖3為示出收發(fā)機104細節(jié)的框圖。收發(fā)機104包括發(fā)射機112、接收機110、測量單元302、處理器304、存儲器306、數(shù)據(jù)收信方310和數(shù)據(jù)源312。在操作中，接收機110接收信號118并將其傳送至數(shù)據(jù)收信方310。數(shù)據(jù)收信方310可以是任何利用數(shù)據(jù)的單元，例如編碼譯碼器、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字信號處理器等。接收機110可以完成某些任務，例如本領域內(nèi)公知的在信號118上的解調(diào)。
如下所述，測量單元302對信號118的特性作某些測量。例如，這些測量包括衰落速率(FR)的測量。在較佳實施例中，測量單元302包括SNR測量電路314。SNR測量電路314獲取接收信號118的SNR的測量值。實現(xiàn)這些功能的電路是相關領域內(nèi)眾所周知的。這些測量值被送至發(fā)射機112和/或數(shù)據(jù)源312以作為信號116的一部分發(fā)送。這些測量值被送至處理器304，處理器可以是本領域內(nèi)已知的或今后開發(fā)的處理器。處理器304采用存儲器306來存儲諸如測量值之類的數(shù)據(jù)以及諸如與這些測量值比較用的閾值之類的其他數(shù)值。
數(shù)據(jù)源312生成傳輸數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)源312可以包括本領域內(nèi)眾所周知的單元，例如編碼譯碼器、調(diào)制解調(diào)器、數(shù)字信號處理器等。發(fā)射機112從數(shù)據(jù)源312接收數(shù)據(jù)并且在發(fā)送信號116之前完成諸如調(diào)制之類的任務。發(fā)射機112還包括可變增益放大器308，用來在發(fā)送產(chǎn)生的信號116之前放大信號功率。放大器308的增益由處理器304控制。
圖4—6為描述按照本發(fā)明的較佳實施例的操作流程圖。圖4示出了本發(fā)明的內(nèi)部功率控制環(huán)路的操作。內(nèi)部功率控制環(huán)路的功能是調(diào)整發(fā)射機112發(fā)射信號的功率。在較佳實施例中，如下所述，發(fā)射信號功率按照接收機108側接收的信號功率水平調(diào)整。
發(fā)射機112在信道122上發(fā)射信號116。信號116由接收機108接收。如步驟402所示，該過程開始于測量單元202測量信號116的功率。在較佳實施例中，測量單元202測量信號116的信噪比(SNR)。具體而言，本發(fā)明測量數(shù)值Eb/No，這里Eb為能量/比特而No為以功率/周(power/cycle)為單位的噪聲密度。當然，在不偏離本發(fā)明范圍的前提下可以采用其他的信號功率量度。在較佳實施例中，對于接收數(shù)據(jù)的每一幀都測量SNR。
在通信系統(tǒng)100中，稱為“SNR閾值”的預設SNR水平與接收機108有關。SNR閾值代表接收機在確保數(shù)據(jù)質(zhì)量的前提下接收信號時所處的最小的SNR。SNR閾值可以按照相關領域內(nèi)眾所周知的方法選擇。一種這樣的方法是選擇SNR使數(shù)據(jù)錯誤保持在某一百分比下，例如1％。在步驟404中，接收機108將步驟402內(nèi)測量的SNR與SNR閾值進行比較。
如果測量的SNR低于SNR閾值，則如步驟406所示，收發(fā)機102的發(fā)射機106向收發(fā)機104發(fā)送“增加功率”的命令。在一個較佳實施例中，該命令作為信號118的一部分在信道122上發(fā)送。作為響應，發(fā)射機112將信號的信號功率提高一個預設的數(shù)量(稱為內(nèi)部環(huán)路的“增益”或者“內(nèi)部環(huán)路增益”)。在較佳實施例中，內(nèi)部環(huán)路增益的數(shù)值、放大器308作用的信號增益值被存儲在存儲器306內(nèi)。信號增益的數(shù)值由處理器304操作。
如果測得的SNR大于SNR閾值，則如步驟408所示，收發(fā)機102的發(fā)射機106向收發(fā)機104發(fā)送“降低功率”的命令。作為響應，發(fā)射機112將信號的信號功率降低一個內(nèi)部環(huán)路增益的大小。在任一情況下，過程都從步驟402重新開始。
圖5示出了本發(fā)明的外部功率控制環(huán)路(又稱為“外部環(huán)路”)的操作。外部功率控制環(huán)路的功能是調(diào)整接收機108的SNR閾值。在較佳實施例中，SNR閾值按照接收信號的質(zhì)量調(diào)整。在較佳實施例中，不僅考慮當前幀的信號質(zhì)量，而且考慮一定數(shù)量先前幀的信號質(zhì)量。而且在較佳實施例中，所用的信號質(zhì)量量度為例如利用幀誤碼率(FER)的一次或多次誤碼事件的出現(xiàn)。但是在不偏離本發(fā)明范圍的前提下可以采用諸如一致校驗之類的其他的信號質(zhì)量量度。此外，可以采用諸如平均和加權平均之類的其他評價信號質(zhì)量歷史的方法。
經(jīng)常遇到的誤碼類型為“突發(fā)(burst)”型。突發(fā)誤碼的特征是持續(xù)期短。通常情況下，突發(fā)誤碼的持續(xù)期小于內(nèi)部環(huán)路周期。因此內(nèi)部環(huán)路無法補償這些誤碼。因此需要將內(nèi)部環(huán)路隔離以免除突發(fā)誤碼的影響。突發(fā)誤碼的特征還在于誤碼發(fā)生于多幅連續(xù)幀內(nèi)。外部環(huán)路利用該特征檢測突發(fā)誤碼。當外部環(huán)路檢測到多幅連續(xù)幀內(nèi)的誤碼時，即判定已發(fā)生突發(fā)誤碼。當檢測到突發(fā)誤碼時，外部環(huán)路不改變內(nèi)部環(huán)路的SNR閾值。外部環(huán)路僅僅響應非突發(fā)型誤碼而改變內(nèi)部環(huán)路的SNR閾值，從而將內(nèi)部環(huán)路與突發(fā)誤碼隔離開來。
參見圖5，如步驟502所示，過程開始于測量指示誤碼發(fā)生的量，例如FER。如步驟504所示，過程利用這些測量值判斷當前幀內(nèi)是否存在誤碼。如果如步驟504內(nèi)的“N”分支所示，當前幀內(nèi)不存在誤碼時，則如步驟506所示，收發(fā)機102將SNR閾值降低一個預設數(shù)量。但是，如果如步驟504內(nèi)的“Y”分支所示，當前幀內(nèi)存在誤碼時，則如步驟508所示，查看接收信號的質(zhì)量歷史。在較佳實施例中，誤碼歷史包含預設數(shù)量為N的先前幀。當然，在不偏離本發(fā)明范圍的前提下以其他方式選擇誤碼歷史。誤碼歷史存儲在存儲器206內(nèi)。如果先前N幀的任何幀包含誤碼，則如步驟506所示，經(jīng)過如下所述的一個所需的幀或時間延遲后，收發(fā)機102降低SNR閾值一個外部環(huán)路增益。
但是如果先前的N幀不包含誤碼，則如步驟506所示，收發(fā)機102增加SNR閾值。在較佳實施例中，采用兩個變化的數(shù)值一個用于降低SNR閾值，而另一個用于增加SNR閾值。用于降低SNR閾值的變化數(shù)值較小，因而SNR閾值也較小，并且通過內(nèi)部環(huán)路的動作，發(fā)射信號功率在無誤碼環(huán)境內(nèi)逐漸降低。相反，用于增加SNR閾值的變化數(shù)值較大，因而SNR閾值也較大，并且通過內(nèi)部環(huán)路的動作，發(fā)射信號功率在易于發(fā)生誤碼的環(huán)境內(nèi)快速增加。
此外，業(yè)已發(fā)現(xiàn)至少是在某些系統(tǒng)內(nèi)，不管是否存在誤碼，一般在已經(jīng)增加SNR閾值之后無需在一定數(shù)量幀再迅速改變SNR閥值。因此，在一個實施例中，當如上所述在一定數(shù)量無誤碼幀之后遇到幀誤碼時初次增加了SNR，但是在這種調(diào)整之后的對于預選數(shù)量為Z的幀，SNR不允許再作增加。即，是否檢測到幀誤碼并不提供一種進一步增加閾值的選擇機制直到閾值增加后經(jīng)過了Z幀或Z個幀周期。位于質(zhì)量歷史檢驗步驟508與閾值調(diào)整步驟510之間的可選步驟512示出了這種情況。在步驟512內(nèi)，檢驗自上次增加SNR閾值之后是否處理過Z幅數(shù)據(jù)幀。如設置/復位步驟514所示，該處理步驟的幀計數(shù)初始設置為Z，因此第一次請求調(diào)整時即進行這樣的設置。隨后根據(jù)幀計數(shù)確定后續(xù)的調(diào)整。
如步驟516所示，當無論何時未處理完或經(jīng)過Z幀時，對于Z幀的每一幀，SNR閾值可以降低相對小的量或者以較慢的速率降低。即，在每個幀周期內(nèi)或結束時，SNR閾值水平遞減或者減少一個較小的百分比或數(shù)量，譬如說0.004dB量級。本領域內(nèi)的技術人員將很容易地認識到，根據(jù)需要，其他的數(shù)量包括0dB也是可以采用的。處理隨后返回步驟512，繼續(xù)進行測量等。一旦到達所需數(shù)量的預選幀Z，在步驟510中SNR閾值再次增加(或者在步驟506中降低)來代替步驟516中的遞減。一旦SNR閾值增加，步驟512中所用的幀計數(shù)被重置為0并且計數(shù)過程開始更新直到再次經(jīng)過Z幀。
這種逐漸減小的過程或周期使得系統(tǒng)在采取進一步動作之前“固定(settle)”下來并且確保對信號條件作出更為可預測和可重現(xiàn)的響應。此外，由于某些系統(tǒng)(衛(wèi)星)或情況下遇到的一些誤碼的突發(fā)性質(zhì)和實施功率增加命令中的最小延遲量，使得對功率的短期請求不會有所幫助或不會沒有所需的效果。但是等待幾幀的時間的確有助于降低功耗。
在經(jīng)過預選數(shù)量的Z幀之后，SNR閾值的調(diào)整象前面發(fā)生的一樣。假定前面的N幀不包含誤碼，則誤碼的再次檢測導致SNR閾值的增加。在較佳實施例中，Z被選定為在幀生成或觸發(fā)SNR閾值增加之后的6幀，在此期間SNR閾值沒有增加并且實現(xiàn)了逐漸減小。但是本領域內(nèi)的技術人員將會理解，可以根據(jù)采用本發(fā)明的通信系統(tǒng)的已知的響應特征選擇其他數(shù)值。
圖6為按照本發(fā)明較佳實施例的可變增益內(nèi)部雙環(huán)功率控制環(huán)路操作的流程圖。在步驟602中，接收機108測量從收發(fā)機104A接收的信號的衰落速率。按照較佳實施例，接收機108在每幀進程上幾次測量接收信號的SNR以生成一系列的測量值。該系列施加在高通濾波器上以檢測在SNR方面的快速變化從而指示快速衰落存在與否。如步驟604所示，高通濾波器的輸出稱為“衰落速率”，它與預設衰落速率閾值比較。
當如步驟604的“N”分支所示，衰落速率未超過閾值時，衰落的速度不足以符合快速衰落的特征。在這種情況下，如步驟606所示，內(nèi)部環(huán)路增益被設定為第一預設增益水平G1。
當如步驟604的“Y”分支所示，衰落的高頻分量超過閾值時，衰落的快速足以符合快速衰落的特征。在這種情況下，如步驟608所示，內(nèi)部環(huán)路增益被設定為第二預設增益水平G2。在任一情況下，處理都在步驟602處重新開始。
在較佳實施例中，第一增益水平G1遠遠大于第二增益水平G2。換句話說，在快速衰落期間施加的內(nèi)部環(huán)路增益遠遠小于其它情況下施加的內(nèi)部環(huán)路增益。其結果是在快速衰落期間，功率控制環(huán)路并不試圖跟蹤快速衰落引起的信號功率電平漲落而是跟蹤慢速衰落引起的較慢的功率電平漲落。在一個實施例中，G1大約為0.5dB，而G2大約為0.1dB。
在一個實施例中，用戶終端檢測網(wǎng)關向用戶終端發(fā)送信號的快速衰落。在該實施例中，用戶終端向網(wǎng)關報告快速衰落條件，網(wǎng)關通過調(diào)整功率控制環(huán)路的內(nèi)部環(huán)路增益作出響應。參見圖1，在步驟604中，收發(fā)機102檢測信號116中的快速衰落。如上所述，收發(fā)機102通過評估SNR中的漲落檢測信號116中的快速衰落?？焖偎ヂ渫ㄟ^評估SNR檢測。發(fā)射機106隨后向接收機110發(fā)送命令以調(diào)整內(nèi)部環(huán)路增益。根據(jù)該命令，收發(fā)機104在步驟606和608中調(diào)整內(nèi)部環(huán)路增益。
在另一實施例中，網(wǎng)關通過檢測用戶終端向網(wǎng)關發(fā)送信號的快速衰落推斷網(wǎng)關向用戶終端發(fā)送的信號中是否存在快速衰落。參見圖1，如上所述，在步驟602和604中，收發(fā)機104通過評估信號118中的SNR漲落推斷信號116的衰落速率。收發(fā)機104隨后在步驟606和608內(nèi)根據(jù)該評估結果調(diào)整內(nèi)部環(huán)路增益。
III.結論上述較佳實施例的描述使得本領域內(nèi)技術人員可以制作或利用本發(fā)明。在不偏離本發(fā)明實質(zhì)的前提下可以對這些實施例作出各種修改。因此本發(fā)明并不局限于這些實施例，其精神和范圍由所附權利要求限定。
權利要求
1.一種裝置，其特征在于包括與第一站點耦合的用于測量第二站點發(fā)射信號的信噪比的裝置；用于將所述信號的發(fā)射信號功率作為環(huán)路增益、所述信噪比和信噪比閾值的函數(shù)進行調(diào)整的裝置；與所述第一站點耦合的用于測量接收信號的信號質(zhì)量的裝置；將所述信噪比閾值作為所述信號質(zhì)量和信號質(zhì)量閾值的函數(shù)進行調(diào)整的裝置；與第一站點耦合的用于測量信號的衰落速率的裝置；以及將所述環(huán)路增益作為所述衰落速率和衰落速率閾值的函數(shù)進行調(diào)整的裝置。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述信號質(zhì)量和所述信號質(zhì)量閾值以誤碼事件的檢測為基礎。
3.如權利要求2所述的裝置，其特征在于所述誤碼事件從包含誤碼率、比特誤碼率和幀誤碼率的組中選擇。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述信號包括多幅幀，并且所述調(diào)整信噪比閾值的裝置包括在增加信噪比閾值之間的預選最小間隔內(nèi)當當前幀存在誤碼而預設數(shù)量的先前幀內(nèi)無誤碼時增加信噪比閾值的裝置；以及否則降低所述信噪比閾值的裝置。
5.如權利要求4所述的裝置，其特征在于在所述最小間隔內(nèi)將所述信噪比閾值降低一個預選的小數(shù)量。
6.如權利要求4所述的裝置，其特征在于所述增加裝置包括將所述信噪比閾值增加一個預設數(shù)量的裝置；以及所述降低裝置包括將所述信噪比閾值降低一個遠遠小于所述預設數(shù)量的裝置。
7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于所述調(diào)整所述環(huán)路增益的裝置包括當所述衰落速率小于所述衰落速率閾值時將所述環(huán)路增益設定為第一環(huán)路增益的裝置；以及當所述衰落速率大于所述衰落速率閾值時將所述環(huán)路增益設定為第二環(huán)路增益的裝置。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于所述第二環(huán)路增益遠遠小于所述第一環(huán)路增益。
9.如權利要求1所述的裝置，其特征在于進一步包含當所述發(fā)射信號功率連續(xù)調(diào)整之間多次發(fā)生所述信噪比小于所述信噪比閾值時確定所述衰落速率大于所述衰落速率閾值的裝置。
10.如權利要求1所述的裝置，其特征在于進一步包括將多個所述信噪比測量值累積以生成時間序列的裝置；以及對所述時間序列濾波以生成所述衰落速率的高通濾波器。
11.一種裝置，其特征在于包括與第一站點耦合的用于測量第二站點發(fā)射信號的信噪比的裝置；用于將所述信號的發(fā)射信號功率作為環(huán)路增益、所述信噪比和信噪比閾值的函數(shù)進行調(diào)整的裝置；與所述第一站點耦合的用于測量接收信號的信號質(zhì)量的裝置；將所述信噪比閾值作為所述信號質(zhì)量和信號質(zhì)量閾值的函數(shù)進行調(diào)整的裝置；與第一站點耦合的用于測量所述第一站點進一步發(fā)射的信號的衰落速率的裝置；以及將所述環(huán)路增益作為所述衰落速率和衰落速率閾值的函數(shù)進行調(diào)整的裝置。
12.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述信號質(zhì)量和所述信號質(zhì)量閾值以誤碼事件的檢測為基礎。
13.如權利要求12所述的裝置，其特征在于所述誤碼事件從包含誤碼率、比特誤碼率和幀誤碼率的組中選擇。
14.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述信號包括多幅幀，并且所述調(diào)整信噪比閾值的裝置包括在增加信噪比閾值之間的預選最小間隔內(nèi)當當前幀存在誤碼而預設數(shù)量的先前幀內(nèi)無誤碼時增加信噪比閾值的裝置；以及否則降低所述信噪比閾值的裝置。
15.如權利要求14所述的裝置，其特征在于在所述最小間隔內(nèi)將所述信噪比閾值降低一個預選的小數(shù)量。
16.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述增加裝置包括將所述信噪比閾值增加一個預設數(shù)量的裝置；以及所述降低裝置包括將所述信噪比閾值降低一個遠遠小于所述預設數(shù)量的裝置。
17.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述調(diào)整所述環(huán)路增益的裝置包括當所述衰落速率小于所述衰落速率閾值時將所述環(huán)路增益設定為第一環(huán)路增益的裝置；以及當所述衰落速率大于所述衰落速率閾值時將所述環(huán)路增益設定為第二環(huán)路增益的裝置。
18.如權利要求17所述的裝置，其特征在于所述第二環(huán)路增益遠遠小于所述第一環(huán)路增益。
19.如權利要求11所述的裝置，其特征在于所述測量衰落速率的裝置包括測量所述進一步信號的進一步信噪比的裝置。
20.如權利要求19所述的裝置，其特征在于進一步包含當所述發(fā)射信號功率連續(xù)調(diào)整之間多次發(fā)生所述進一步信噪比小于所述進一步信噪比閾值時確定所述衰落速率大于所述衰落速率閾值的裝置。
21.如權利要求11所述的裝置，其特征在于進一步包括將多個所述進一步信噪比測量值累積以生成時間序列的裝置；以及對所述時間序列濾濾以生成所述衰落速率的高通濾波器。
22.一種方法，其特征在于包括以下步驟在所述第一站點測量第二站點發(fā)射的信號的信噪比；將所述信號的發(fā)射信號功率作為環(huán)路增益、信噪比和信噪比閾值的函數(shù)進行調(diào)整；在所述第一站點測量接收信號的質(zhì)量；將所述信噪比閾值作為信號質(zhì)量和信號質(zhì)量閾值的函數(shù)進行調(diào)整；在所述第一站點測量所述信號的衰落速率；以及將所述環(huán)路增益作為所述衰落速率和衰落速率閾值的函數(shù)進行調(diào)整。
23.如權利要求22所述的方法，其特征在于所述信號質(zhì)量和所述信號質(zhì)量閾值以誤碼事件的檢測為基礎。
24.如權利要求23所述的方法，其特征在于所述誤碼事件從包含誤碼率、比特誤碼率和幀誤碼率的組中選擇。
25.如權利要求22所述的方法，其特征在于所述信號包括多幅幀，并且所述調(diào)整信噪比閾值的步驟包括在增加信噪比閾值之間的預選最小間隔內(nèi)當當前幀存在誤碼而預設數(shù)量的先前幀內(nèi)無誤碼時增加所述信噪比閾值；以及否則降低所述信噪比閾值。
26.如權利要求25所述的方法，其特征在于在所述最小間隔內(nèi)將所述信噪比閾值降低一個預選的小數(shù)量。
27.如權利要求25所述的方法，其特征在于所述增加步驟包括將所述信噪比閾值增加一個預設數(shù)量；以及所述降低步驟包括將所述信噪比閾值降低一個遠遠小于所述預設的數(shù)量。
28.如權利要求22所述的方法，其特征在于所述調(diào)整所述環(huán)路增益的步驟包括當所述衰落速率小于所述衰落速率閾值時將所述環(huán)路增益設定為第一環(huán)路增益；以及當所述衰落速率大于所述衰落速率閾值時將所述環(huán)路增益設定為第二環(huán)路增益。
29.如權利要求28所述的方法，其特征在于所述第二環(huán)路增益遠遠小于所述第一環(huán)路增益。
30.如權利要求22所述的方法，其特征在于進一步包含當所述發(fā)射信號功率連續(xù)調(diào)整之間多次發(fā)生所述信噪比小于所述信噪比閾值時確定所述衰落速率大于所述衰落速率閾值的步驟。
31.如權利要求22所述的方法，其特征在于進一步包括將多個所述信噪比測量值累積以生成時間序列；以及對所述時間序列濾波以生成所述衰落速率的高通濾波器。
32.一種方法，其特征在于包括以下步驟在第一站點測量第二站點發(fā)射的信號的信噪比；將所述信號的發(fā)射信號功率作為環(huán)路增益、信噪比和信噪比閾值的函數(shù)進行調(diào)整；在第一站點測量接收信號的質(zhì)量；將所述信噪比閾值作為信號質(zhì)量和信號質(zhì)量閾值的函數(shù)進行調(diào)整；在所述第二站點測量所述第一站點發(fā)射的進一步信號的衰落速率；以及將環(huán)路增益作為所述衰落速率和衰落速率閾值的函數(shù)進行調(diào)整。
33.如權利要求32所述的方法，其特征在于所述信號質(zhì)量和所述信號質(zhì)量閾值以誤碼事件的檢測為基礎。
34.如權利要求33所述的方法，其特征在于所述誤碼事件從包含誤碼率、比特誤碼率和幀誤碼率的組中選擇。
35.如權利要求32所述的方法，其特征在于所述信號包括多幅幀，并且所述調(diào)整信噪比閾值的步驟包括在增加信噪比閾值之間的預選最小間隔內(nèi)當當前幀存在誤碼而預設數(shù)量的先前幀內(nèi)無誤碼時增加信噪比閾值；以及否則降低所述信噪比閾值。
36.如權利要求35所述的方法，其特征在于在所述最小間隔內(nèi)將所述信噪比閾值降低一個預選的小數(shù)量。
37.如權利要求35所述的方法，其特征在于所述增加步驟包括將所述信噪比閾值增加一個預設數(shù)量；以及所述降低步驟包括將所述信噪比閾值降低一個遠遠小于所述預設數(shù)量。
38.如權利要求32所述的方法，其特征在于所述調(diào)整所述環(huán)路增益的步驟包括當所述衰落速率小于所述衰落速率閾值時將所述環(huán)路增益設定為第一環(huán)路增益；以及當所述衰落速率大于所述衰落速率閾值時將所述環(huán)路增益設定為第二環(huán)路增益。
39.如權利要求38所述的方法，其特征在于所述第二環(huán)路增益遠遠小于所述第一環(huán)路增益。
40.如權利要求32所述的方法，其特征在于所述測量衰落速率的步驟包括測量所述進一步信號的進一步的信噪比。
41.如權利要求41所述的方法，其特征在于進一步包含當所述發(fā)射信號功率連續(xù)調(diào)整之間多次發(fā)生所述信噪比小于所述信噪比閾值時確定所述衰落速率大于所述衰落速率閾值的步驟。
42.如權利要求32所述的方法，其特征在于進一步包括將多個所述進一步信噪比測量值累積以生成時間序列；以及對所述時間序列濾波以生成所述衰落速率的高通濾波器。
全文摘要
一種在雙環(huán)功率控制系統(tǒng)中采用可變環(huán)路增益來控制網(wǎng)關向用戶終端發(fā)送的前向鏈路信號功率從而補償無線通信系統(tǒng)內(nèi)衰落的裝置和方法,在一個實施例中,本發(fā)明包括以下步驟:檢測前向鏈路信號中的快速衰落并且將快速衰落告知網(wǎng)關;以在網(wǎng)關側當指示快速衰落時降低功率控制環(huán)路的環(huán)路增益。在另一實施例中,本發(fā)明包括在網(wǎng)關側檢測從用戶終端接收的反向鏈路信號中的快速衰落并且當指示快速衰落時降低功率控制環(huán)路的環(huán)路增益的步驟。
文檔編號H04B7/26GK1331868SQ99815024
公開日2002年1月16日 申請日期1999年10月26日 優(yōu)先權日1998年10月29日
發(fā)明者L·N·希夫 申請人:高通股份有限公司