CN100409595C - 控制前向链路发射功率 - Google Patents

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CN100409595C CNB028260155A CN02826015A CN100409595C CN 100409595 C CN100409595 C CN 100409595C CN B028260155 A CNB028260155 A CN B028260155A CN 02826015 A CN02826015 A CN 02826015A CN 100409595 C CN100409595 C CN 100409595C
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Abstract

通过识别用户终端在多个波束(2041-20416)之一中的位置来控制到具有多个波束(2041-20416)的无线通信系统(100)中的用户终端(124a、124b、124c)的前向链路发射功率，并且根据所识别的用户终端位置来设置前向链路(404)发射功率。识别用户终端位置(402、502)可以包括从用户终端接收多个信号功率测量值(602)，诸如导频信号测量值。从这些测量值，计算对应于起始波束的信号功率测量值中的第一个和其它信号功率测量值(604)的每一个之间的差值。如果所计算的差中最大的差值大于预定门限值(606)，则推断用户终端在波束中心区域中(610)。然而，如果所计算的差中最大的差值小于或等于预定门限值(606)，则推断用户终端在波束交叉区域中(608)。

Description

控制前向链路发射功率
发明背景
I.发明领域
本发明一般涉及无线通信网。尤其，本发明涉及设备和方法，用于有效的干扰管理。
II.背景技术
存在具有多个波束通信链路的多种无线通信系统。如此例子中之一是基于卫星的通信系统。另一个例子是蜂窝通信系统。
基于卫星的通信系统包括在网关(也称之为“通信站”)和用户终端之间中继通信信号的一个或多个卫星。网关提供通信链路，用于把用户终端连接到其它用户终端或连接到诸如公用电话交换网之类其它通信系统的用户。用户终端可以是固定的或移动的，诸如移动电话，其位置接近网关或在远处位置上。
如果用户终端在卫星的“脚印”内，则卫星可以接收来自用户终端的信号以及把信号发送到用户终端。卫星的脚印是卫星通信系统覆盖的地球表面上的地理区域。在某些卫星系统中，通过使用波束形成天线在地理上把卫星的脚印分割成“波束”。每个波束覆盖卫星脚印内的特定地理区域。
如在1990年2月13日发表的题为“Spread Spectrum Multiple AccessCommunication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters”的美国专利第4,901,307号、以及在1997年11月25日发表的题为“Method andApparatus for Using Full Spectrum Transmitted Power in a Spread SpectrumCommunication System for Tracking Individual Recipient Phase Time andEnergy”的美国专利第5,691,174号中揭示了某些卫星通信系统使用码分多址(CDMA)扩频信号，两个专利都已转让给本发明的受让人，并为了完整性在此引用作为参考。
在美国，通过电信工业协会在TIA/EIA/IS-95-A题为“MobileStation-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode WidebandSpread Spectrum Cellular System”中使提供CDMA移动通信的方法标准化，这里称之为IS-95。在TIA/EIA标准IS-98中描述组合的AMPS和CDMA系统。在IMT-2000/UM或国际移动电信系统2000/通用移动电信系统中描述了其它通信系统，这些标准包括所谓的宽带CDMA(WCDMA)、cdma2000(例如，诸如cdma20001x或3x标准)或TD-SCDMA。
在使用多个波束的通信系统中，用户在特定波束中接收的发送对于来自相邻波束的指定发送的干扰是敏感的。此外，用户与相邻波束越接近，用户对来自相邻波束的干扰就越敏感。通常根据信噪比(SNR)来测量干扰。
在卫星相对于地球表面的一个点不是固定的、基于卫星的通信系统中，给定卫星覆盖的地理区域是不断地改变的。结果，在一个特定时刻位于特定卫星的特定波束中的用户终端，在较晚时刻可能位于相同卫星的不同波束中和/或不同卫星的不同波束中。此外，因为卫星通信是无线的，所以用户终端是自由移动的。因此，用户终端在参与与一个或多个卫星的通信中，可能经历变化的干扰敏感度等级。
在地面蜂窝通信系统的蜂窝小区中移动的移动用户可能发生相似的干扰问题。即，参与无线通信的移动用户终端可能在小区中移动或反复穿越小区边界。
减少用户终端接收到的干扰的一种技术是升高卫星和/或小区基站发送给用户终端的信号功率。然而，由于用户终端可能经历变化的干扰敏感度等级，所以这种方法具有缺点，即在对于干扰没有其它用户那么敏感的用户处会浪费功率。
在诸如卫星通信系统等具有有限功率积存的系统中，需要一种技术来维持恒定的SNR同时节省发射功率。
发明概要
本发明针对系统和方法，用于控制给在具有多个波束的无线通信系统中的用户终端的前向链路发射功率。所述系统和方法识别在多个波束之一中的用户终端位置，并且根据所识别的用户终端位置来设置前向链路发射功率。
识别用户终端的位置可以包括从用户终端接收多个信号功率测量值，诸如导频信号测量值。这些测量值的每一个对应于多个波束中之一。例如，这些测量值可以是按导频强度测量消息(PSMM)的形式的。
根据这些测量值的接收，计算对应于起始波束(home beam)的信号功率测量值中的第一个和其它信号功率测量值中的每一个之间的差异。如果所计算的差异中的最大值大于预定门限值，则推断用户终端在波束中心区域中。然而，如果所计算的差异中的最大值小于或等于预定门限值，则推断用户终端在波束交叉区域中。
本发明的一种系统包括适用于识别在一波束中用户终端的位置的一种选择器。根据这个识别，选择器根据所识别的位置产生功率控制命令。选择器根据功率控制命令设置前向链路发射功率。
收发机包括增益模块，该模块适用于根据功率控制命令指定的功率等级对前向链路信息序列进行定标。当所识别的位置在波束交叉区域中时，功率控制命令可以指定第一功率等级，并且当所识别的位置在波束中心区域中时，可以指定第二功率等级。
本发明的优点在于使干扰电平保持在可接受的范围内，同时节省了发射功率。
附图简述
参考附图描述本发明。在附图中，相同的标号表示相同的单元或功能相似的元件。此外，标号最左边的数字标识首先出现该标号的附图。
图1说明示例无线通信系统；
图2是一视图，说明具有多个波束的示例脚印；
图3是一视图，说明卫星脚印中可操作的情况；
图4-6是流程图，说明本发明的可操作的程序；
图7是示例网关实施的方框图；以及
图8是前向链路收发机实施的方框图。
本发明的实施例的详述
I.示例操作环境
在详细描述本发明之前，描述可以在其中实施本发明的示例环境是有帮助的。在移动通信环境中，本发明是特别有用的。图1说明这种环境。
图1是示例无线通信系统(WCS)100的方框图，它包括基站112、两个卫星116a和116b以及两个相关联的网关(这里还称之为网络集线器(hub))120a和120b。这些单元与用户终端124a、124b和214c一起参与无线通信。一般，基站和卫星/网关是基于地面和卫星的通信系统的不同的部件。然而，这些不同的系统可以共同运作作为总的通信基础结构。
虽然图1示出一个基站112、两个卫星116以及两个网关120，但是可以使用任何数量的这些单元来得到所要求的通信容量和地区范围。例如，WCS 100的一种示例实施包括在低地轨道中的八个不同轨道平面上运行的48个或更多的卫星，以对大量用户终端124提供服务。
有时还交换使用术语基站和网关，每一个都是固定的中央通信站，具有诸如网关120之类的网关，在本技术领域中会理解成通过卫星中继器引导通信的高度专用的基站，而诸如基站112之类的基站(有时还称之为小区-基站)则使用地面天线在周围的地区中引导通信。然而，本发明不限于特定的多址通信系统，还可以在使用其它访问技术的其它类型系统中使用本发明。
在本例子中，每个用户终端124具有或包括设备或无线通信装置，诸如，但是不限于，蜂窝电话、无线手机、数据收发器或寻呼或定位接收机。此外，按需要，每个用户终端124可以是如手持的安装在交通工具(例如，包括汽车、卡车、船只、火车和飞机)上的移动的或固定的。例如，图1说明用户终端124a为固定电话，用户终端124b为手持装置以及用户终端124c为安装在车辆上的装置。在某些通信系统中根据选择有时还把无线通信装置称为用户终端、移动站、移动单元、签约用户单元、移动无线电或无线电电话、无线单元、或简称为“用户”、“签约用户”、“终端”以及“移动”。
用户终端124通过CDMA通信系统与WCS 100中的其它单元一起参与无线通信。然而，可以在诸如时分多址(TDMA)以及频分多址(FDMA)或上列其它波形或技术(WCDMA、CDMA2000、...)之类使用其它通信技术的系统中使用本发明。
一般，来自诸如基站112或卫星116之类的波束源的波束按预定方向图覆盖不同地理区域。可以引导不同频率的波束，也称之为CDMA信道、频分多路复用(FDM)信道或“子-波束”，使之重叠相同的区域。熟悉本技术领域的人员会容易地理解，可以设计多个卫星的波束覆盖或服务区域或多个基站的天线方向图使之根据通信系统设计和提供的服务类型以及是否得到空间分集而在给定区域中完全重叠或部分重叠。
图1说明数个示例信号路径。例如，通信链路130a-c提供基站112和用户终端124之间的信号交换。相似地，通信链路138a-d提供卫星116和用户终端124之间的信号交换。通信链路146a-d促进卫星116和网关120之间的通信。
用户终端124能够参与与基站112和/或卫星116的双向通信。因此，通信链路130和138的每一个包括前向链路和反向链路。前向链路把信息信号传送给用户终端124。对于WCS 100中基于地面的通信，前向链路经过链路130把信息信号从基站112传送到用户终端124。在WCS 100情况中，基于卫星的前向链路经过链路146把信息从网关120传送到卫星116，以及经过链路138把信息从卫星116传送到用户终端124。因此，基于地面的链路一般包括用户终端和基站之间的单个无线信号路径，而基于卫星的链路一般包括用户终端和通过至少一个卫星(忽略多径)的网关之间的两个或多个无线信号路径。
在WCS 100的情况中，反向链路把信息信号从用户终端124传送到基站112或网关120。与WCS 100中的前向链路相似，反向链路一般需要用于基于地面的通信的单个无线连接以及用于基于卫星的通信的两个无线连接。WCS 100可以给出在这些前向链路上提供不同通信的特征，诸如低数据速率(LDR)和高数据速率(HDR)服务。示例的LDR服务提供具有从每秒3千比特(3kbps)到9.6kbps的数据速率的前向链路，而示例的HDR服务支持高达604kbps或更高的一般数据速率。
HDR服务的性质可以是突发式的。即，在HDR链路上传送的话务可以按不可预测的方式突然开始和结束。因此，在一个时刻，HDR链路可能按零kbps运作，而在下一个时刻按极高的数据速率，诸如604kbps运作。
如上所述，WCS 100执行根据CDMA技术的无线通信。因此，在链路130、138和146的前向和反向链路上发送的信号传送根据CDMA传输标准的经编码的、经扩展的以及经信道化的信号。此外，在这些前向和反向链路上使用块交错。在具有预定持续期，诸如20毫秒的帧中发送这些块。
基站112、卫星116以及网关120可以调节在WCS 100的前向链路上发送的信号的功率。在题为“Method and Apparatus For Controlling TransmissionPower In A CDMA Cellular Mobile Telephone System”的美国专利第5,056,109号中揭示了在CDMA通信系统中使用的功率控制环的示例实施例，该专利已转让给本发明的受让人，并在此引用作为参考。还可以设想其它功率控制机构，并且在本发明的范围内。
可以根据来自用户终端124的命令、请求或反馈以及根据时间来改变发射功率(这里称之为前向链路发射功率)。可以在逐帧的基础上使用这个时间变化特征。另一方面，可以在大于或小于一帧的其它时间范围内使用这个特征。执行这种功率调节以保持前向链路帧差错率(FER)在特定要求范围内，减少干扰以及节省发射功率。
例如，网关120a通过卫星116a可以按与不同于它发送给用户终端124c的前向链路发射功率把信号发送到用户终端124b。此外，对于每个连续的帧，网关120a可以改变到用户终端124b和124c的每条前向链路的发射功率。
图2示出示例卫星波束方向图202，也称之为脚印。如在图2中所示，示例卫星脚印202包括十六个波束2041-20416。每个波束覆盖特定的地理区域，尽管通常有些波束是重叠的。在图2中示出的卫星脚印包括内波束(波束2041)、中波束(波束2042-2047)、以及外波束(波束2048-20416)。波束方向图202是每个与特定波束204相关联的特定的预定增益方向图的一种配置。
仅为了说明的目的，示出的波束204为具有不重叠的几何形状。事实上，波束204的每一个具有远远超过图2中示出的理想边界而延伸的增益方向图轮廓。然而，超过这些图示的边界的这些增益方向图是衰减的，以致它们一般不提供足够的增益来支持与给定“边界”外的用户终端124的通信。
可以认为波束204的每一个根据它们与其它波束的接近程度和/或在其它波束增益方向图中的位置而具有不同的区域。例如，图2说明具有中心区域206和交叉区域208的波束2042。交叉区域208包括与波束2041、2043、2047、2048、2049和20410接近的波束2042的一部分。由于这种接近，在交叉区域208(以及其它波束中的相似区域)中的用户终端124比在中心区域206中的用户终端124更有可能切换到相邻波束。然而，在诸如交叉区域208之类的切换可能区域中的用户终端124更可能接收来自相邻波束204中的通信链路的干扰。
为了说明这个原理，图3示出脚印202中的示例操作情况。这个操作情况包括正在通过卫星116的不同波束进行通信的用户终端124d-f。具体说，用户终端124d和124e正在通过波束2042与卫星116通信，而用户终端124f正在通过波束2047与卫星116通信。如在图3中所示，用户终端124d处于波束2042的中心区域206中，而用户终端124e处于波束2042的交叉区域208中。
如上所述，波束2047离开交叉区域208比离开中心区域206近。因为这个接近性，所以在交叉区域208中的用户终端124e与在中心区域206中的用户终端124d相比，可以处于波束2047增益方向图的较高增益部分。例如，在图3的操作情况中，用户终端124f接收来自卫星116的前向链路发送302。此外，用户终端124d和124e接收的这个发送是经衰减的发送302’和302”。虽然这两个信号都比发送302弱，但是发送302”比发送302’强。
用户终端124d和124e除了接收这些经衰减的发送之外，还从卫星116接收指定供它们接收的前向链路发送。具体说，用户终端124d从卫星116接收前向链路发送304，而用户终端124e从卫星116接收前向链路发送306。
在示例WCS 100的情况中，在特定波束204中的下行链路的CDMA发送是正交编码的。即，它们一般不相互干扰。然而，来自不同波束的下行链路CDMA发送并不必定是正交的。来自不同波束204的下行链路发送可能相互干扰。因此，在图3的操作情况中，发送304的接收易受来自发送302’的干扰的影响。相似地，发送306的接收易受来自发送302”的干扰的影响。
如这里所述，发送302”具有比发送302’较强的信号强度。因此，在图3的情况中，通过用户终端124e的发送306的接收比通过用户终端124d的发送304的接收易受更大干扰量的影响。本实施例应用这个原理来减少这种干扰同时节省链路发射功率。
II.有效的干扰管理
本发明通过控制链路发射功率而提供有效的干扰管理技术。如上所述，诸如WCS 100之类的卫星通信系统包括具有有限发射功率积存的一些部件，诸如卫星116。必须把这个积存的功率有效地分配给多条通信链路。然而，如果分配给一条通信链路的功率过小，则噪声和干扰将阻止链路支持通信话务。因此，实施例在节省发射功率的同时使干扰等级保持在可接受的范围内。
诸如WCS 100之类的通信系统对于它们的无线通信链路规定确定的最大误码率(BER)和/或分组差错率(PER)。按该指定执行的一条链路必须不超过这些差错率。链路的差错率取决于功率电平的比值，如下面公式(1)所表示。
E b N t - - - ( 1 )
在公式(1)中，Eb表示每个发送比特的能量，而Nt表示噪声能量。Nt有两个分量：No和It。No表示热噪声，而It表示干扰功率频谱密度。
在诸如WCS 100之类的无线通信环境中，No是相当恒定的。然而，It可以大大地变化。由于It可以大大地变化，所以公式(1)的比值，以及相关联的链路的差错率，可能在数值的较大范围上波动。
参考下面公式(2)来描述这种波动的原因。公式(2)表示用户i从一组干扰用户(由变量j作标记)的前向链路接收到的干扰噪声分量It，i。
I t , i = Σ j ≠ i P · R j W - - - ( 2 )
在公式(2)中，Pj是针对用户j的前向链路发射功率，Rj是到用户j的前向链路功率的数据速率，而W是CDMA扩展带宽。
如在公式(2)中所表示，相邻波束用户对于前向链路干扰噪声分量的作用直接正比于相邻波束用户的前向链路数据速率Rj。因此，当前向链路数据速率增加时，Nt的干扰噪声分量It变成逐渐超过对应的热噪声分量No。
如这里参考图1所述，WCS 100可以提供LDR和HDR两种服务。由于它的实质上较低的数据速率，所以当与来自传送突发话务的HDR链路比较时，来自LDR链路的干扰噪声变化是相当小的。
为了保证干扰波动不会损害无线链路上的通信，传统系统按较高功率发送以保证来自相邻小区前向链路的干扰不会占优势。因此，在WCS 100的情况中，维持前向链路的传统方法将涉及按较高功率电平发送的网关120和基站112，这种较高功率电平是在面临干扰等级波动时为了使链路差错率保持在可接受范围内而保守地估计的。不幸地，这种方法没有节省发射功率。
上述较高功率电平大于支持无干扰的链路所需要的最小功率电平。这里把这两个功率电平之间的差称为功率裕度。示例实施例使分配给每条前向链路的功率裕度最小。
如上参考图3的操作情况所述，在波束204中的用户终端124的位置影响它易受干扰影响的程度。尤其，接近波束交叉区域(诸如交叉区域208)的用户比中心区域(诸如中心区域206)中的用户接收更多的干扰。因此，为了与干扰斗争，在中心区域中的用户终端124需要的功率裕度比交叉区域中用户的功率裕度更小。
因此，本发明从相应的用户终端124在它们各自的波束204中的位置来确定前向链路发射功率电平。图4是说明本发明的操作程序的流程图。参考网关120控制到特定用户终端124的前向链路发射功率来描述这个操作程序。然而，基站112也可以执行这个操作程序。
以步骤402来开始这个操作程序。在步骤402中，网关120识别用户终端124在波束402中的位置。接着，在步骤404中，对于针对用户终端124的前向链路，网关120根据所识别的用户终端124位置设置发射功率。
图5是更详细地说明步骤404的性能的流程图。如在图5中所示，步骤404可以包括步骤502，该步骤判定用户终端124是否在诸如交叉区域208之类的交叉区域中。如果用户终端124在交叉区域中，则接着执行步骤504。否则，执行步骤506。
在步骤504中，网关120把针对用户终端124的前向链路的发射功率设置成第一功率电平。另一方面，在步骤506中，网关120把针对用户终端124的前向链路的发射功率设置成第二功率电平。由于针对中心区域中的用户终端124的前向链路需要的功率比针对交叉区域中的用户的前向链路需要的功率要小，所以第二功率电平大于第一功率电平。
交叉区域可以是相对于卫星脚印的、包括预定的相对地理位置的一个区域。然而，在面临与突发高数据速率相关联的大干扰功率波动时，一般的通信系统不能足够快地向网关120和基站112提供用户终端124地理位置。为了克服这个困难，本发明使用不同的功率量度来估计用户终端124位置。
从每个用户终端124周期性地执行的一组功率测量值得到这些不同的功率量度以估计它是否应该“切换”到另一个波束。这些测量值是导频信号功率测量值。导频信号是始终通过网关120和基站112发送的信号。导频信号允许用户终端124获取前向链路信道的定时和相位。
参考图2，卫星116中继每个波束204中不同的导频信号。在脚印202中的每个用户终端124测量它接收到的每个导频信号的功率，并且向对应的网关120(或地面环境中对应的基站112)周期性地报告这些功率。这些周期性的报告可以按被称为导频强度测量消息(PSMM)的标准的格式化消息的形式。另一方面，可以使用诸如寻呼消息之类其它类型的信号来传送这些测量值。
为了确定波束204中用户终端124的位置，网关120比较周期性报告中的功率测量的值。图6是流程图，说明使用这种不同功率量度方法的步骤402的操作程序。
以步骤602开始图6的操作程序。在步骤602中，网关120接收来自用户终端124的、按PSMM形式的导频信号功率测量值的列表。接着，在步骤604中，网关120计算与分配给用户终端124的波束204(这里也称之为“起始波束”或“有效波束”)相关联的导频信号功率之间的差值，以及在所接收的列表中的下一个最高的导频信号功率。
在步骤606中，网关120判定在步骤604中计算的差值是否大于诸如6dB的门限值。如果是大于的，则执行步骤610。否则，执行步骤608。在步骤610中，网关120推断用户终端124在诸如中心区域206之类的中心区域中。另一方面，在步骤608中，网关120判定用户终端124在诸如交叉区域208之类的交叉区域中。
接在步骤608和610之后的是步骤404的实施，其中网关120设置前向链路发射功率。如上参考图5所述，当用户终端124在波束交叉区域中时，步骤404可以包括把前向链路发射功率设置成第一功率电平。另一方面，当用户终端124不在波束交叉区域中时，步骤404可以包括把前向链路发射功率设置成第二功率电平。
III.示例网关实施
图7是示例网关120实施的方框图，所述示例网关实施执行这里描述的技术。虽然在卫星通信的情况中进行描述，但是也可以在诸如图1的基站112之类的蜂窝基站中使用这个示例实施。如在图7中所示，这个实施包括耦合到射频(RF)子系统704的天线分段702以及耦合到RF子系统704的CDMA子系统706。此外，网关120进一步包括耦合到CDMA子系统706的交换机708。
天线分段702包括通过卫星116与一个或多个用户终端124交换RF信号的一个或多个天线。尤其，天线分段702接收反向链路RF信号和发送前向链路RF信号。为了使通过单个天线发送和接收RF信号成为可能，天线分段702还可以包括一个双工器(未示出)。
RF子系统704接收来自RF频段中的天线分段702的电信号。在接收时，RF子系统704把这些电信号从RF频段下变频到中频(IF)。此外，RF子系统704可以根据预定的带宽对从天线分段702接收的电信号进行滤波。
为了增加从天线分段702接收的RF信号的功率，RF子系统704还包括已知的放大部件(未示出)。示例的放大部件包括初始放大从天线分段702接收的信号的低噪声放大器(LNA)，以及在上述下变频过程期间把这些信号混频成IF之后进一步放大这些信号的可变增益放大器(VGA)。
作为这些滤波、下变频以及放大操作的结果，RF子系统704产生IF信号720，IF信号720被发送到CDMA子系统706中的反向链路收发机712。
除了接收来自天线分段702的反向链路RF信号之外，RF子系统704还接收来自CDMA子系统706中的前向链路收发机710的前向链路IF信号722。RF子系统704对这个信号进行放大和上变频成为对应的RF信号，通过天线分段702发送。
如在图7中所示，CDMA子系统706包括前向链路收发机710、反向链路收发机712、路由器714以及选择器组子系统(SBS)716。如上所述，收发机710和712与RF子系统704交换IF信号720和722。此外，收发机710和712执行CDMA操作。
具体说，前向链路收发机710从路由器714接收一个或多个前向链路信息序列724。在接收时，前向链路收发机710把这些序列转换成IF信号722，该信号是按CDMA传输格式的。下面参考图8更详细地描述这个转换。
反向链路收发机712把按CDMA传输格式的IF信号720转换成信息序列726a-726n。例如，前向链路收发机710用一个或多个PN序列和信道化码对IF信号720进行去扩展和去覆盖。此外，前向链路收发机710可以执行解码的去交错操作，以产生发送到路由器714的信息序列726。
路由器714处理在SBS 716和收发机710和712之间按分组形式的信息序列724和726的传送。通过接口728执行这个传送，接口728可以是诸如局域网(LAN)之类的数据网或用于传送信息的任何其它众知的机构。
SBS 716处理通过网关120处理过的前向链路和反向链路话务。这个话务包括有效负荷话务和信令话务两者。例如，SBS 716在诸如呼叫设置、呼叫拆卸以及波束切换之类的呼叫处理操作的实施中交换信令话务。SBS 716还能够把话务传送到提供到公用电话交换网(PSTN)的接口的交换机708。
SBS 716包括多个选择器718a-n，用于处理前向和反向链路话务。每个选择器718处理一个对应用户终端124的有效通信。然而，在这种有效通信终止时，可以把选择器718再分配给其它用户终端124。例如，选择器718估计从用户终端124发送的PSMM以判定它们在波束中的位置。
可以通过硬件技术和/或在经编程以执行这里描述的功能的、软件控制的处理器中实施每个选择器718。这种实施可以包括众知的标准元件或通用功能的硬件或通用硬件，包括在命令、固件或软件指令的控制下以执行所要求的功能的多种可编程的电子装置或计算机。例子包括软件控制的控制器、微处理器、一个或多个数字信号处理器(DSP)、专用功能电路模块以及专用集成电路(ASIC)。因此，功率控制命令730a可以包括在选择器718a和增益模块810之间传送的一个或多个软件指令。
每个选择器718控制前向链路功率控制操作。为了调节前向链路的发射功率，每个选择器718把功率控制命令730a发送到前向链路收发机710。功率控制命令730a的每一个指定一个前向链路发射功率。前向链路收发机710根据这些命令设置发射功率，供通过选择器718控制的前向链路始发这些命令。
例如，选择器718a产生通过接口728和路由器714发送到收发机710的功率控制命令730a。在接收到功率控制命令730a时，前向链路收发机710设置由选择器718a控制的前向链路的功率。下面参考图8描述关于这个特征的详细说明。
因此，每个选择器718与前向链路收发机710一起操作以执行图4-6中示出的步骤。例如，如上参考步骤402所述，每个选择器718识别用户终端124在波束方向图中的位置。这个识别可以包括通过反向链路发送接收信号强度测量值(诸如PSMM)的列表，并且处理这些测量值，以判定用户终端124是在中心区域中还是在交叉区域中，如上参考图6中的步骤602-610所述。
此外，每个选择器718与前向链路收发机710一起操作，根据所识别的用户终端124的位置来设置前向链路发射功率。因此，这些部件执行步骤404。
如上所述，这个实施可以包括执行图5的步骤502-506。每个选择器718执行步骤502，该步骤判定用户终端124是否在交叉区域中。在步骤504和506中，根据步骤502的结果设置前向链路发射功率。因此，这些步骤的每一个包括产生功率控制命令730a和把命令发送到前向链路收发机710的一个选择器718。此外，步骤504和506的每一个包括接收对应的功率控制命令730a的前向链路收发机710，并且根据接收设置相关联的前向链路发射功率。
图8是前向链路收发机710实施的方框图。如在图8中所示，收发机710包括多条收发机路径802a-802n、加法器804以及输出接口805。每条收发机路径802从对应的选择器718接收前向链路信息序列724a以及功率控制命令730a。虽然图8只示出收发机路径802a的详细实施，但是收发机路径802b-802n可以包括相似或相同的特征。
如在图8中所示，收发机路径802a包括交错器806、编码器808以及增益模块810。交错器806接收信息序列724a，并且对这个序列进行块交错以产生经交错的序列820。编码器808接收序列820，并且在这个序列上执行纠错编码，以产生经编码的信息序列822。
增益模块810接收经编码的序列822，它是前向链路信息序列。此外，增益模块810接收来自选择器718a的功率控制命令730a。增益模块810根据功率控制命令730a指定的发射功率电平对经编码的序列822定标。因此，增益模块810可以增加或减少经编码的序列822的功率。这种定标产生经定标的序列824。
经交错的序列820是数字码元的序列。可以通过把码元的每一个乘以通过功率控制命令730a确定的增益因子而对这个序列进行定标。可以通过硬件技术和/或在诸如数字信号处理器(DSP)之类的微处理器上操作的软件指令来数字化地实施这种定标操作。因此，功率控制命令730a可以包括在选择器718a和增益模块810之间传送的一个或多个软件指令。
如在图8中所示，收发机路径802进一步包括扩展组合器812a-812b、信道化组合器814a-814b、以及正交相移键控(QPSK)调制器816。扩展组合器812a-812b的每一个接收经定标的序列824，并且用相应的PN序列834组合(例如，相乘)这个序列，以产生扩展序列828a和828b。
把扩展序列828a和828b的每一个发送到相应的信道化组合器814。每个信道化组合器814用诸如沃尔什码之类的信道化码组合(例如，相乘)相应的扩展序列828。结果信道化组合器814的每一个产生经信道化的序列830。具体说，组合器814a产生经信道化的同相(I)序列830a，而组合器814b产生经信道化的正交(Q)序列830b。
把经信道化的序列830a和830b发送到QPSK调制器816。QPSK调制器816对这些序列进行调制，以产生经调制的波形832a。把经调制的波形832a发送到加法器804。加法器804使经调制的波形832和通过收发机路径804b-804n产生的波形832b-832n相加。这个操作产生经组合的信号834，把该信号发送到输出接口805。
输出接口805把经组合的信号834从基带上变频到IF，从而产生前向链路IF信号722。输出接口805可以在IF信号722的产生中附加地执行滤波和放大操作。
IV.结论
当已经在上面描述各个实施例时，应该理解，只是作为例子来表示它们，而不是限制。例如，本发明不限于基于卫星的通信系统，而是也可以应用于基于地面的系统。此外，本发明不限于CDMA系统，而是可以扩展到其它类型的通信系统，诸如TDMA、FDMA、CDMA2000以及WCDMA系统。此外，虽然实施例描述了在QPSK调制情况中的无线CDMA发送，但也可以使用其它调制技术。
熟悉本技术领域的人员会理解，可以作出形式和细节上的各种改变而不偏离在权利要求书中定义的本发明的精神和范围。因此，本发明的广度和范围应该不限于上述任何示例实施例，而是只应该根据下列权利要求书和它们的等价物来定义。

Claims (14)

1. 一种在具有多个波束的无线通信系统中控制到一用户终端的前向链路发射功率的方法，所述方法包括下列步骤：
(a)通过以下步骤识别在多个波束之一中的所述用户终端的位置：
(1)从所述用户终端接收多个信号功率测量值，其中信号功率测量值的每一个对应于多个波束中的一个；
(2)计算信号功率测量值中的第一个和其它信号功率测量值中的每一个之间的差值，其中第一个信号功率测量值对应于起始波束；
(3)当所计算的差值中最大的差值大于预定门限值时，推断所述用户终端在波束中心区域中；以及
(4)当所计算的差值中最大的差值小于或等于预定门限值时，推断所述用户终端在波束交叉区域中；以及
(b)根据所识别的用户终端位置区域，为所述用户终端设置前向链路发射功率。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括从所述用户终端接收多个导频信号功率测量值，其中每个导频信号功率测量值对应于多个波束中相应的一个波束。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(b)包括：
(1)当所识别的位置在波束交叉区域中时，把前向链路发射功率设置到第一功率电平；以及
(2)当所识别的位置在波束中心区域中时，把前向链路发射功率设置到第二功率电平。
4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一功率电平大于所述第二功率电平。
5. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括从所述用户终端接收多个导频信号功率测量值，其中每个导频信号功率测量值对应于多个波束中的一个波束。
6. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)包括接收导频强度测量消息PSMM。
7. 在具有多个波束的无线通信系统中控制到一用户终端的前向链路发射功率的设备，包括：
选择器，适用于识别在多个波束之一中的所述用户终端的位置，以及根据所识别的位置产生功率控制命令，它包括：
(1)一个或多个选择器部分，连接成从所述用户终端接收多个信号功率测量值，其中每个测量值对应于多个波束中的一个；
(2)用于计算第一信号功率测量值和其它信号功率测量值中的每一个之间的差值的装置，其中第一信号功率测量值对应于起始波束；
(3)当所计算的差值中最大的差值大于预定门限值时，推断所述用户终端在波束中心区域中的装置；以及
(4)当所计算的差值中最大的差值小于或等于预定门限值时，推断所述用户终端在波束交叉区域中的装置；以及
收发机，适用于根据功率控制命令设置前向链路发射功率。
8. 如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述收发机包括增益模块，所述增益模块适用于根据功率控制命令指定的功率电平对前向链路信息序列的功率进行缩放。
9. 如权利要求7所述的设备，其特征在于，所述选择器进一步适用于当所识别的位置在波束交叉区域中时产生指定第一功率电平的功率控制命令以及当所识别的位置在波束中心区域中时产生指定第二功率电平的功率控制命令。
10. 如权利要求9所述的设备，其特征在于，所述第一功率电平大于所述第二功率电平。
11. 在具有多个波束的无线通信系统中控制到一用户终端的前向链路发射功率的设备，包括：
用于从所述用户终端接收多个信号功率测量值的装置，其中信号功率测量值的每一个对应于多个波束中相应的一个波束；
用于计算第一信号功率测量值和其它信号功率测量值中的每一个之间的差值的装置，其中第一信号功率测量值对应于起始波束；
用于当所计算的差值中最大的差值大于预定门限值时，推断所述用户终端在波束中心区域中的装置；以及
用于当所计算的差值中最大的差值小于或等于预定门限值时，推断所述用户终端在波束交叉区域中的装置；
用于当所识别的位置在波束交叉区域中时把前向链路发射功率设置到第一功率电平的装置；以及
用于当所识别的位置在波束中心区域中时把前向链路发射功率设置到第二功率电平的装置。
12. 如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述用于接收的装置包括一种装置，用于从所述用户终端接收多个导频信号功率测量值，其中每个导频信号功率测量值对应于多个波束中的一个波束。
13. 如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述用于接收的装置包括一种装置，用于接收导频强度测量消息PSMM。
14. 如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述第一功率电平大于所述第二功率电平。
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