CN100471082C - 在无线通信系统中监督发射功率的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

揭示了一种用于在高数据速率系统中监督前向链路的方法，其中仅当基站有数据要向访问终端发送时，所述基站才在前向话务信道上向所述访问终端发送。每个访问终端根据接收的前向链路信号产生周期性的数据速率测量。然后每个访问终端根据所述数据速率测量，通过关闭其发射机而使它在反向链路上发射而不受到功率控制的时间周期最小化。

Description

在无线通信系统中监督发射功率的方法和装置
技术领域
本发明涉及无线通信。本发明尤其涉及用于控制无线通信系统中反向链路发射功率的新颖的和改进的方法和装置。
背景技术
要求现代的通信系统支持多种应用。一个这样的通信系统是码分多址(CDMA)系统，它符合“TIA/EIA-95A Mobile Station-Base StationCompatibility Standard for Dual-Mode Wide Spread Spectrum CellularSystem”，下文中称为IS-95标准。根据所述IS-95标准运行的系统在这里被称为IS-95系统。所述CDMA系统允许用户间在地面链路上的话音和数据通信。在多址通信系统中CDMA技术的使用揭示于美国专利号4,901,307，名为“SPREADSPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE ORTERRESTRIAL REPEATERS”以及美国专利号5,103,459，名为“SYSTEM AND METHODFOR GENERATING WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”之中，两者转让给被本发明的受让人，并且在这里引入作为参考。CDMA多址通信系统中功率控制技术揭示于美国专利号5,056,109，名为“METHOD AND APPARATUS FORCONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”之中，以及IS-95之中，并且在本领域中是众所周知的。
使用术语“基站”指出用户站与之进行通信的硬件。术语“小区”指的是用户站可以与某一基站进行通信的地理覆盖区域。从而，当用户站从所述基站的覆盖区域外向该基站移动时，该用户站最终将移入该“基站的小区”。每个基站一般位于其小区的中心附近。在简单的配置中，基站使用单个载波频率向整个小区发射信号。为了增加呼叫容量，可以在相同的位置安装额外的基站以不同的载波频率在相同的小区中提供覆盖。为了更进一步增加容量，可以把小区分成很像扇形区的辐射区。这样，可以使小区“扇区化”，而每个基站通过仅覆盖小区一部分的定向天线发射。在最普通的配置中，把小区分成3个被称为扇区的区，每一个扇区覆盖该小区的不同的120度区域。在扇区化的小区中每个基站在单个扇区或单个未扇区化的小区中以单个载波发射。
在CDMA系统中，用户站通过在反向链路上向基站发送数据与数据网络通信。基站接收该数据并选路而将该数据发送到所述数据网络。在同一基站的前向链路上向该用户站发送来自数据网络的数据。所述前向链路指的是从基站到用户站的传送，并且所述反向链路指的是从用户站到基站的传送。在IS-95系统中，为所述前向链路和反向链路分配单独的频率。
IS-95系统利用多条不同类型的通信信道，包括导频、寻呼和前向话务信道。前向话务信道资源的利用率确定了每个基站能够支持多少不同的用户站呼叫。为了使连接容量最大，已经发展了连接监督技术来快速地断开话务信道资源以及阻止用户站意外地丢失其话务信道而成为带内干扰源。所述用户站移出基站覆盖区域或者穿过造成丢失话务信道信号的隧道时，会产生这样的意外呼叫丢失。
IS-95中的话务信道监督包括两个机构，这里称为干扰预防过程和话务信道恢复过程。所述干扰预防过程规定用户站必须停止发送反向链路信号的条件。该过程限制了用户站发送反向链路信号而无需受基站的功率控制的时间长度。所述话务信道恢复过程规定了用户将声明话务信道丢失，结束呼叫的条件。当用户站突然丢失通信时，该第2过程允许基站收回并重新使用话务信道。
在IS-95中，所述干扰预防过程指示出当用户站没有接收足够强的前向链路信号来确保良好的反向链路功率控制时它中断发射。如果该用户站接收到指定数量的连续擦除帧(一般为12帧)，该用户就关闭其发射机。在该用户站接收到指定数量的有效帧，如2或3帧时，可以重新开启所述发射机。
在IS-95中，所述话务信道恢复过程指示出根据所述干扰预防过程关闭发射机达指定的监督时间的用户站必须声明其话务信道丢失。所述对于话务信道恢复过程的监督时间一般为5秒左右。类似地，如果基站检测到与用户站的呼叫不再有效时，该基站将声明该话务信道丢失。
上面描述的方法允许在较短(5秒)的监督时间之后恢复话务信道资源。该方法在IS-95系统中可行的一个原因是基站向每个有效的用户站每20毫秒连续地发射新的信息帧，允许用户站在该连续的前向话务流上监督。该方法在高数据速率(HDR)系统中很不有效，在HDR系统中仅当基站有数据要发送时，该基站才向用户站发送。
一种用于在无线通信系统中发送高速率数字数据的示例性HDR系统揭示于美国专利申请序列号08/963,386并以美国专利号6,574,211发布的，名为“METHOD AND APPARATUS FOR HIGHER RATE PACKET DATA TRANSMISSION”之中(下文称为’386申请)，把它转让给被本发明的受让人，并且在这里引入作为参考。如’386申请中所描述的那样，基站每次向一个用户站发送信息用的发送速率取决于该用户站收集的载波干扰比(C/I)测量值。用户站仅有一条与该基站的连接，但是该连接可以包括多条话务信道。仅当该基站有数据要发送到用户站时，该基站才向该特定用户站发送信息帧。从而，用户站可以长时间在多条话务信道上保持与基站的连接而不接收来自该基站的数据帧。
在使用这样的发送方法的系统中，干扰预防过程不能依赖擦除速率，因为用户站不能在接收一个擦除和未发送数据帧之间进行区别。此外，这种系统回收话务信道所必需的监督时间将较不可预测并且可能远远超过5秒。因此高度地希望在HDR系统中干扰预防和减少监督时间的方法。
发明内容
本发明针对用于无线通信系统的新颖且改进的方法和装置，其中根据分组数据网络的需要发送数据。通过控制访问终端可能在反向链路上无需可靠的受控功率而发送的时间量来改进所述无线系统的容量。
在本发明的一方面中，为了使反向链路干扰最小，每个访问终端产生数据速率控制(DRC)值并监控那些产生的DRC值。所述DRC值根据所述访问终端进行的载波干扰比(C/I)测量而改变。当在所述访问终端处测量的所述C/I值未能满足指定标准时，所述访问终端就产生0速率DRC值，指示出所述访问终端完全不能解码前向链路数据。0电平DRC还能指示出所述访问终端不再处于所述基站的范围之内，并且因此不再有效地受功率控制。当DRC电平保持为0达很长时间时，所述访问终端就关闭其发射机来避免成为不受控制的带内干扰源。在示例性实施例中，如果所述DRC电平连续地保持在0速率达大约240毫秒的“关闭”时间周期，所述访问终端关闭其发射机。在访问终端的DRC速率持续停留在0之上达“开启”时间周期(例如13.33或26.67毫秒)之后，所述访问终端重新开启其发射机。
在本发明的另一方面中，无线网络通过包括一条或多条话务信道的连接与访问终端通信。从属于该无线网络的不同基站分配所述一条或多条话务信道中的每一条。所述无线网络通过向所述访问终端发送断开启动消息而开始断开与该访问终端的连接。访问终端通过发送断开消息而做出响应，然后终止它对所有话务信道的使用。在所述断开启动消息或断开消息丢失而造成通信差错的情况下，所述基站和所述访问终端使用话务信道恢复过程来限制所述监督时间的长度。将所述监督时间减至最小允许所述基站快速地回收并重新使用所述话务信道。
在示例性实施例中，无线网络通过对系统内的每个访问终端保持最小的数据帧传输速率来控制监督时间。例如，如果最大0话务时间周期流逝而没有向访问终端发送数据帧，则所述无线网络向所述用户站发送空数据帧。如果访问终端不能对它的话务信道中的任何一条话务信道上的任何数据帧或空数据帧成功地解码达规定个数的最大0话务时间周期，则所述访问终端声明其与所述基站的连接丢失，并停止发送。如果所述无线系统在发送断开启动消息之后没有接收到断开消息，它停止向所述访问终端发送数据帧和空数据帧。在规定个数的最大0话务时间周期流逝之后，所述无线系统收回分配给所述断开的访问终端的话务信道资源。
在有利的实施例中，所述无线网络的每个基站改为通过向由基站服务的所有有效访问终端广播配置分组来控制监督时间。所述配置分组包括指示所述基站的每条话务信道是否分配给有效的访问终端的话务信道分配信息。如果访问终端对指示出其话务信道中的一条已被解除分配的配置分组进行解码，那么所述访问终端断开该条话务信道，并且选择地断开与所述无线网络的连接。如果所述访问终端未能在所述监督时间持续期间成功地解码至少一条配置消息，那么所述访问终端断开其话务信道，并断开其与所述无线网络的连接。
根据本发明，提供一种在无线通信系统中控制传送功率的方法，所述方法包括以下步骤：开启发射机；测量接收信号的至少一个特性；根据所述至少一个特性产生一个或多个数据速率控制DRC值；确定时间长度，在所述时间长度期间所述产生的DRC值一个也没有超过0速率；当所述时间长度大于或等于预定时间周期时关闭所述发射机。
根据本发明，还提供一种无线访问终端装置，包括：用于放大并在发射功率电平上发送发射信号的发射机；用于解调下变频信号并根据所述下变频信号产生至少一个信号特性的测量的解调器；控制处理器，用于估计所述测量，根据所述至少一个特性产生一个或多个数据速率控制DRC值，并且根据所述一个或多个DRC值将所述发射功率电平设置到大约为0，其中，所述控制处理器配置成确定时间长度，在所述时间长度期间所述产生的DRC值一个也没有超过0速率，并根据所述时间长度何时大于或等于预定发射机关闭时间周期而将所述发射功率电平设置到大约为0。
附图说明
通过下面结合附图阐述的详细说明，本发明的特点、目的和优点将变得更清楚，附图中相同的参考符号在各处均作相同标识，并且其中：
图1是示例性高数据速率无线系统的图。
图2a是访问终端中处理监督时间的示例性状态图。
图2b是访问终端中的干扰预防过程的示例性状态图。
图3a是在访问终端中处理的监督时间的示例性流程图。
图3b是在无线网络中处理的监督时间的示例性流程图。
图4a-4c是用于监督发射功率的示例性处理的流程图。
图5a是包括基站和基站控制器的示例性高数据速率无线网络的方块图。
图5b是示例性高数据速率访问终端的方块图。
具体实施方式
图1是下文称为访问终端的无线高数据速率(HDR)用户站110与高数据速率无线网络120通信的示例性实施例的方块图。访问终端110通过无线网络120通信，与因特网124或一些其它诸如闭环网络的分组数据网络126交换分组数据，所述闭环网络诸如企业网络。分组数据的例子包括用于诸如访问网页以及收电子邮件的应用的网际协议(IP)数据报。这样的分组数据应用可以直接在访问终端110上运行，或可以在使用访问终端110作为无线调制解调器的单独的计算机设备上运行。在示例性实施例中，访问终端110通过无线通信信道与无线网络120通信。
无线网络120可以由单个基站和基站控制器组成，或者可以包括在网络中连接在一起的多个分开设置的无线基站和一个基站控制器。每个基站具有预定数量的可用于与访问终端交换数据的话务信道。当把话务信道中之一分配给访问终端时，把该访问终端称为有效的访问终端。向每个有效的访问终端分配至少一条话务信道。可以使用任何适当类型的网络连接将无线网络120与分组数据网络126连接，所述网络连接诸如无线或有线T1或T3、光纤连接或以太网。无线网络120可以与具有不止一个类型的分组数据网络连接。例如，另一网络126可以是通过数据服务互通功能(IWF)与无线网络120连接的公用电话交换网络(PSTN)。
在示例性实施例中，访问终端110持续地监控来自无线网络120的传输，以估计该信道的载波干扰比(C/I)。访问终端110根据无线通信信道112的先前的C/I测量，周期性地向无线网络120发送数据速率控制(DRC)信号，指示出访问终端能够接收数据的最大数据速率。访问终端110的所述C/I及其相关的DRC信号将由于诸如访问终端110的位置的改变的这种情况而改变。当访问终端110能够以高速率接收数据时，它发送具有较高值的DRC信号。当访问终端能够以低速率接收数据时，它发送具有较低值的DRC信号。
在示例性系统中，无线网络120中的基站使用其前向话务信道的全部容量向目的访问终端发送数据。所述基站一次仅向一个访问终端110发送数据，并且一般以从所述目的访问终端接收的所述DRC信号指示的允许的最高速率发送数据。对所述传输编码，使得仅能由所述目的访问终端正确地进行解码。
在示例性系统中，无线网络120对每个有效访问终端110保持前向链路数据队列。无论何时无线网络120接收来自分组数据网络126定址于访问终端的数据，它将该数据放置于对应的前向链路数据队列中。
把前向链路传输分成持续时间为1.667毫秒的时隙，或每秒600个时隙。在一个时隙期间，基站仅向一个目的访问终端发送数据，并以根据从所述目的访问终端接收的DRC信息的速率发送数据。任何时候基站选择新的目的访问终端时，它发送具有预定最小大小的整个“编码器分组”。在示例性实施例中，所述最小的编码器分组大小是1024比特。如果在单个时隙中不能以所请求的DRC速率发送所述最小编码器分组，则所述基站在多个连续的时隙中向目的访问终端发送该编码器分组。例如，为了以38.4kbps的速率发送1024比特，所述基站在16个连续时隙上发送所述编码器分组。
在示例性系统中，如果所述前向链路数据队列不是空的，基站仅向访问终端发送编码器分组。如果分组数据网络126没有向访问终端发送数据，并且对于该访问终端的所述前向链路数据队列是空的，那么所述基站将不向该访问终端发送编码器分组。
在许多流行的分组数据应用(如网页浏览)中，在网络和网络节点间交换的信息是突发的。换句话说，对带宽的需要可能经历短峰值，而在这些峰值之间对带宽的需求是很低的。网页浏览是突发分组数据应用的很好的例子。用户可以使用连接访问终端的膝上型计算机访问因特网。当该用户下载网页时，该网页浏览器应用程序将需要来自所述网络的全部可能带宽。在完成所述下载之后，当用户阅读该网页时，所述对带宽的需要将降至0。如果该用户不再需要信息，他可以关闭网页浏览应用程序或可以简单地使所述计算机空闲。
在示例性系统中，无线网络120监控每个访问终端保持空闲(不发送或接收数据)的时间长度。在空闲计时器期满后，无线网络120在所述前向链路上向所述访问终端发送断开启动消息，以收回相关的话务信道资源供其它不空闲的访问终端使用。所述访问终端通过向所述无线网络120发送断开消息，并断开其与所述无线网络120的连接以及与该连接相关的话务信道来响应。象其它消息一样，所述断开启动消息和所述断开消息，会经受通信差错。如果访问终端没有对断开启动消息成功地解码，所述访问终端可能不知道它已被断开。同样地，如果所述无线网络120没有接收到成功解码的断开消息，它可能不知道相关的话务信道资源可用于分配给其它访问终端。为了允许面对这样的通信差错而及时地收回并重新使用话务信道资源，示例性的HDR系统利用连接监督过程。
所述示例性HDR系统与IS-95的不同在于，如果相关的前向链路数据队列不是空的，则它仅向访问终端发送前向链路话务数据。与丢失断开启动或断开消息的可能性结合的长周期的0话务信道活动性的潜在可能使HDR系统中的连接监督过程复杂化。
在示例性实施例中，访问终端对每个时隙计算DRC信号电平。所述干扰预防过程规定在访问终端的DRC电平降至0速率达规定持续时间(如240毫秒或144个时隙)之后，访问终端必需关闭其发射机。所述访问终端在其DRC速率在0之上保留达规定时间(如8个连续时隙或13.33毫秒)之后，开启其发射机。在另一实施例中，该后一时间周期是16个连续时隙或26.67毫秒。
在一个实施例中，通过规定最大0话务时间周期来避免连接状态失配，通过该时间周期可以不向每个访问终端发送信息。如果对于访问终端的前向链路数据队列保持空的，致使所述最大0话务时间周期可能流逝而不向该访问终端发送数据分组，则无线网络120向该访问终端发送“空数据分组”。所述监督时间周期至少为所述最大0话务周期的两倍那么长，以允许所述访问终端丢失(由于通信差错)一些空数据分组而不立刻断开其连接。
发送空话务数据的一个问题是它可能实质上降低HDR基站的平均前向链路吞吐量。当以低数据速率向访问终端发送空话务数据时这尤其是真实的。例如，在1024比特编码器分组中以38.4kbps发送空话务数据可能消耗16个连续的前向链路发送时隙。如果有许多这样的访问终端，则根据前向链路带宽，这种连接监督过程变得非常昂贵。
并且，即使加长所述最大0话务时间周期的长度来避免将太多的带宽浪费在空话务数据之上，所述连接监督周期会变得较长。例如，如果所述最大0话务时间周期设置成15秒，那么所述连接监督过程时间可以是60秒。这意味着如果无线网络120没有接收到来自访问终端的断开消息，所述无线网络120可能不得不在收回并重新分配相关话务信道资源之前等待60秒。用这样长的时间占用话务信道资源是非常不合需要的。
在有利的实施例中，每个基站在广播控制信道上周期性地向其所有有效访问终端发送配置分组。所述配置分组包括指示是否把所述每条话务信道分配给有效的访问终端的话务信道分配信息。由所述基站服务的有效访问终端检查每个成功解码的配置分组来确定分配给该访问终端的话务信道的状态。如果话务信道的状态从分配改变到未分配，那么该话务信道已被解除分配并且可以重新分配给另一访问终端。一旦所述访问终端确定它对应的话务信道中之一已被解除分配，那么所述访问终端立即断开并停止使用该话务信道。在示例性实施例中，所述访问终端继续使用由其它基站仍然分配给该访问终端的话务信道。在另一实施例中，访问终端的任何一条话务信道的解除分配促使该访问终端断开其与所有基站的连接以及相关的话务信道。此外，如果访问终端未能在连接监督时间内对配置分组成功地解码，那么它立即断开其与所述无线网络的连接，包括任何相关的话务信道，并停止发送。
在示例性实施例中，访问终端为每个服务该访问终端的基站保持独立的监督计时器。当所述访问终端未能成功地对来自某一基站的配置分组解码时，所述访问终端就断开与该基站相关的话务信道。如果所述访问终端继续成功地对来自其它基站的配置分组解码，并且这些配置分组指示出所述其它基站还未解除所述访问终端的话务信道分配，那么所述访问终端将继续使用所述其它基站的话务信道。
在有利的实施例中，足够频繁地广播所述配置分组，使得所述监督时间能够比得上用于IS-95的监督时间。例如，在每400毫秒广播所述配置分组的例子中，访问终端在没有解码所述配置分组达408秒的监督时间或12个连续丢失的配置分组之后，所述访问终端就断开其连接。本领域的普通技术人员将认识到可以改变与传送包含话务信道分配信息的配置分组相关的定时，而不背离在此描述的方法。类似地，可以改变所述监督时间而不背离在此描述的方法。
在示例性实施例中，每个配置分组中的话务信道分配信息是具有与基站支持的最大前向话务信道数量相同的位数的位屏蔽。每个有效访问终端知道所述位屏蔽中哪个位对应于所述访问终端的话务信道，并且忽略所述位屏蔽中的其它位的状态。在示例性实施例中，‘1’用来表示话务信道已分配，‘0’用来表示话务信道解除分配或未分配。在示例性实施例中，每个基站能够支持多达28条前向链路话务信道，并且所述位屏蔽的长度是28位。在另一实施例中，每个基站能够支持多达29条前向链路话务信道，并且所述位屏蔽的长度是29位。本领域的普通技术人员将认识到，可以改变所提出的话务信道和位的数量而不背离在此描述的方法。
一当成功地解码配置分组，每个有效访问终端检查对应于分配给它的前向话务信道的位。如果所述前向话务信道分配位指示出所述访问终端的话务信道已解除分配，则所述访问终端断开该话务信道并选择地断开其与所述无线网络120的全部连接。
当终止所述无线网络120和访问终端间的连接时，无线网络120中的一个基站首先向该访问终端发送断开启动消息。一当接收到断开启动消息，所述访问终端通过经所述基站向无线网络120发送断开消息来响应。如果所述断开启动消息或所述断开消息丢失而造成通信差错，则所述无线网络120不接收所述断开消息。所述连接监督过程有利地改变了基站在发送断开启动消息并且不能对对应的断开消息解码之后广播的周期性配置分组。改变向要断开的访问终端提供服务的一个或所有基站的配置分组，以指示出与该访问终端相关的话务信道的解除分配。在所述监督时间期满之后，所述基站收回话务信道资源，这些资源随后可用于分配给其它访问终端。在配置分组中将话务信道标识为解除分配之后，但在所述监督周期期满之前，可以选择地由基站选路发送通过话务信道从要断开的访问终端接收到的数据。
图2a是用于在图1的访问终端110中处理监督时间的示例性状态图。在正常话务状态202期间，所述访问终端在监控来自其服务基站的前向链路传输的同时正常地在反向链路上发送。所述访问终端对它的至少一个服务基站保持时隙定时的跟踪，以识别应该包含带有所述话务信道分配信息的配置分组的时隙。
如果所述访问终端接收断开启动消息或对指示它的话务信道中之一解除分配的配置分组进行解码，该访问终端从所述正常话务状态202转换220到断开状态206。在示例性实施例中，在前向话务信道或前向链路控制信道上接收所述断开启动消息，并且接收所述配置分组作为在所述前向链路控制信道上的广播。仅需要上述事件中的一个就使所述访问终端转换220到所述断开状态206。例如，在对指示其话务信道解除分配的配置分组进行解码之后，即使它没有接收断开启动消息，所述访问终端将断开话务信道。一旦在所述断开状态206中，所述访问终端终止在所述反向链路上传输并停止对所述前向话务信道解码。
如上面所叙述的，另一实施例一当接收指示其话务信道中的一条(但不是全部)解除分配的配置分组时，允许所述访问终端保留在所述正常话务状态202中。在该实施例中，仅当已对所述访问终端的最后的和仅有的一条话务信道解除分配，配置分组将使所述访问终端转换220到所述断开状态206，不留下任何分配的，用于连接的话务信道。
在另一实施例中，从不发送所述断开启动消息，并且所述无线网络总是使用其基站广播的配置消息中的话务信道分配信息断开所述访问终端。这种方法使前向链路带宽的效率更大，节省了将在前向链路上发送断开启动消息而消耗的时隙。该方法的一个缺点是与掉线的访问终端相关的话务信道资源将不再收回和重新分配给其它访问终端，直到所述监督时间期满为止。
如上面所叙述的那样，在所述正常话务状态202中，所述访问终端周期性地试图对前向链路上的配置消息解码。如果所述访问终端对指示其话务信道仍然分配的配置分组解码，则该访问终端保持在所述正常话务状态202，如状态转换222所指出。
如果所述访问终端不能在基站发送配置分组期间成功地解码配置分组，则该访问终端转换210到遗漏配置分组状态204。如果所述访问终端随后对后面的配置分组成功地解码，它就转换218回到所述正常话务状态202。
每次所述访问终端初次进入所述遗漏配置分组状态204时，所述访问终端开始跟踪没有成功解码配置分组所流逝的时间长度。如果，该时间超过所述监督时间，那么所述访问终端转换216到所述断开状态。在所述监督时间期满之前，随后对配置分组解码失败使所述访问终端保持在所述遗漏配置分组状态204中，如状态转换214所指出的那样。
图2b是用于图1的访问终端中的干扰预防过程的示例性状态图。在示例性实施例中，所述访问终端主要保持在发送状态230中，在其中所述访问终端在反向链路上持续地向一个或多个基站发送信号。在所述发送状态230中，所述访问终端在所述反向链路上持续地产生DRC信号直到所述DRC信号保持在0速率电平达规定时间周期为止。如果所述访问终端产生0速率DRC信号达规定数量的连续时隙，则该访问终端关闭其发射机并转换240到发射机关闭状态232。在所述发射机关闭状态232中，所述访问终端继续监控所述前向链路的C/I，并且对每个时隙继续产生DRC测量。如果所述DRC测量值上升到0速率之上达预定数量的时隙，例如8个时隙，则所述访问终端开启其发射机，并转换242回到所述发送状态230。在所述发送状态230和所述发射机关闭状态232期间，所述访问终端正常地选路发送在所述前向链路上任何成功地解码的数据。然而，当所述访问终端处于所述发射机关闭状态232之中时，该访问终端在反向链路上不发送数据。
在示例性实施例中，如果所述访问终端保持在所述发射机关闭状态232之中达规定的时间量，例如达所述监督时间或4.8秒，该访问终端转换244到上述的断开状态206。本领域的普通技术人员将理解到，用于进行转换244的超时可以不同于监督时间，而不背离在此描述的方法。
图3a是在访问终端中处理的监督时间的示例性流程图。对于每个新的前向链路时隙302，所述访问终端估计(304)在分配给该访问终端的所述前向链路广播控制信道上和所述前向话务信道上接收到什么或没有接收到什么。根据对来自所述前向链路的什么解码或什么不解码，所述访问终端处理断开314或者继续处理下一个前向链路时隙。
如果在时隙304期间对断开启动消息解码，所述访问终端立即处理断开314。如果没有接收到断开启动消息，那么该访问终端判定306正在处理的时隙是否是这样的一个时隙，在该时隙期间期望完整的配置分组的最后部分。在示例性实施例中，以时隙中度量的恒定时间间隔发送所述配置分组。例如，在使用1.667毫秒时隙的系统中，每400毫秒或每240时隙一次发送所述配置分组。在步骤306处，所述访问终端检查正在估计的前向链路发送时隙是否是在其中应该已接收到完整配置分组的一个时隙。如果所述前向链路发送时隙没有落在这些间隔中之一的末端，那么所述访问终端不需要寻找成功解码的配置分组，并且可以继续处理下一个时隙。
如果所述访问终端判定306它应该已经接收到完整的配置分组，则该访问终端检查308配置分组是否成功地解码。如果没有成功地解码配置分组，那么所述访问终端检查310自从最后一次成功地解码配置分组以来已经过了多长时间。如果当前时隙与最后一次成功解码配置分组之间的时间周期大于或等于所述监督时间，该访问终端声明丢失了其与所述无线网络的连接，并处理断开314。如果当前时隙与最后一次成功解码配置分组之间的时间周期小于所述监督时间，该访问终端继续处理下一个时隙。
当所述访问终端在步骤308处确定成功地对配置分组解码时，它提取并检查包含在所述配置分组中的话务信道分配信息，以确定312分配给该访问终端的话务信道是否已解除分配。如果所述访问终端的话务信道已解除分配，那么该访问终端处理断开314。如果该访问终端还可以使用其它还未解除分配的话务信道，那么该访问终端仅为新断开的话务信道选择地处理断开314，并继续使用剩下的话务信道。如果所述配置分组指示出所述话务信道仍然分配给该访问终端，那么该访问终端继续处理下一个时隙。
图3b是在无线网络中处理的监督时间的示例性实施例。一当启动(350)访问终端的断开处理时，所述无线网络向所述访问终端发送断开启动消息352。在步骤354处，所述无线网络估计它是否接收到来自所述访问终端的断开消息。如果所述无线网络接收到来自所述访问终端的断开消息，那么它立即收回先前分配给当前掉线的访问终端的话务信道资源360。
如果在步骤354处所述无线网络没有接收到断开消息，那么该无线网络导致在该无线网络的基站发送的配置分组中的话务信道分配信息中的改变356。更新所述话务信道分配信息，以指示出已经对先前分配给要断开的访问终端的话务信道解除分配。
在示例性实施例中，所述访问终端将不为引起断开的解码的配置分组发送任何确认或响应。该访问终端简单地停止在指定的话务信道上发送和接收。因此，所述无线网络不能知道访问终端何时或是否已对所述配置分组解码。从而，所述无线网络可以直到等待所述监督周期的持续时间之后才收回与该访问终端相关的话务信道。
在改变了所述配置分组中发送的信息356之后，所述基站继续周期性地发送358修改的配置分组达监督时间的持续时间。在所述监督时间期满之后，所述无线网络收回360先前分配给当前断开的访问终端的话务信道资源。在已经收回360所述话务信道资源之后，然后在步骤362处可以重新分配所述收回的话务信道及与其相关的资源。
虽然通过以顺序的步骤示出，但是可以按顺序进行所述断开启动消息的发送352和所述配置分组的改变356，或在大约同一时间进行。如果在同一时刻接收到所述改变的配置分组和断开启动消息，所述访问终端在对接收到的配置分组反应之前发送所述断开消息来响应所述断开启动消息。
图4a-4c是用于监督发射功率的示例性处理的流程图。当在访问终端和无线网络间首次建立连接时，开启所述访问终端的发射机，并且该访问终端中被称为“关闭计时器”和“开启计时器”的两个计时器开始于停用状态。在步骤402处处理每个新时隙期间，所述访问终端产生(在步骤404处)DRC值，并使用该DRC值连同所述两个计时器一起以判定是否要开启或关闭其发射机。
在示例性实施例中，紧接着产生DRC值的步骤404的是检查所述访问终端110的发射机是开启的还是关闭的406。如果所述发射机是开启的，如图4b中说明的那样继续所述处理，在其中所述访问终端判定是否应关闭所述发射机。如果所述发射机是关闭的，如图4c中说明的那样继续所述处理，其中所述访问终端判定是否应开启所述发射机。
在图4b中，所述处理从步骤406继续到步骤420来估计在步骤404处产生的DRC值的值。如果在步骤420处新产生的DRC值大于0速率，那么所述访问终端停用所述“关闭计时器”(在步骤422处)。在示例性实施例中，当所述关闭计时器早已停用时，停用它导致所述关闭计时器的状态无变化。在另一实施例中，步骤422包括检查所述关闭计时器的状态，并且仅当它先前已被激活才停用。在步骤422之后，所述处理继续进行处理下一个时隙(图4a中的402)。
如果在步骤420处新产生的DRC值是0速率DRC值，那么所述访问终端在步骤424处估计所述关闭计时器的状态。如果在步骤424所述关闭计时器工作但已期满，那么所述访问终端在步骤430停用其关闭计时器并在步骤432处关闭其发射机。如果在步骤424处所述关闭计时器没有期满，那么所述访问终端检查(在步骤426)是否已经激活所述关闭计时器。如果在步骤426处所述关闭计时器还未被激活，那么所述访问终端在步骤428激活其关闭计时器。激活所述关闭计时器的步骤428包括在规定的关闭时间周期(如240毫秒或144个持续时间为1.67毫秒的时隙)之后，设置计时器期满。把所述激活的关闭计时器的期满作为信号，使所述访问终端关闭其发射机。如果在步骤426处所述关闭计时器已被激活，那么所述处理继续进行处理下一个时隙(图4a中的402)。
在图4c中，所述处理从步骤406继续到步骤442来估计在步骤404处产生的DRC值的值。如果在步骤442处新产生的DRC值是0速率DRC值，那么所述访问终端在步骤446处停用所述“开启计时器”。在示例性实施例中，当所述开启计时器早已停用时，停用它导致所述开启计时器的状态无变化。在另一实施例中，步骤446包括检查所述开启计时器的状态并且仅当它先前已被激活才停用。在步骤446之后，所述处理继续进行处理下一个时隙(图4a中的402)。
如果在步骤442处新产生的DRC值大于0速率，那么所述访问终端在步骤444处估计所述开启计时器的状态。如果在步骤444所述开启计时器工作但已期满，那么所述访问终端在步骤452处停用其开启计时器并在步骤454处重新开启其发射机。如果在步骤444处所述开启计时器没有期满，那么所述访问终端检查(在步骤448)是否已经激活所述开启计时器。如果在步骤448处所述开启计时器还未被激活，那么所述访问终端在步骤450激活其开启计时器。激活所述开启计时器的步骤428包括在规定的开启时间周期之后设置计时器期满。在示例性实施例中，所述开启周期大约是13.33毫秒或8个持续时间为1.67毫秒的时隙。在另一实施例中，所述开启周期大约是26.67毫秒或16个持续时间为1.67毫秒的时隙。把所述激活的开启计时器的期满作为信号使所述访问终端开启其发射机。如果在步骤448处所述开启计时器已被激活，那么所述处理继续进行处理下一个时隙(图4a中的402)。
图5a是说明根据一个实施例配置的示例性高数据速率基站504和基站控制器(BSC)510的基本子系统的方块图。BSC 510和基站504可以作为诸如图1的无线网络120的无线网络的组成部分。也参考图1，BSC 510通过一个或多个分组网络接口524与分组数据网络124和126对接。虽然为简明起见仅示出了一个基站504，但是无线网络120可以包含多个基站504和基站控制器510。BSC 510通过分组网络接口524协调每个访问终端(图1的110)和分组数据网络126间的通信。无线网络120还可以包括在选择器元件514和公用电话交换网络或PSTN(未示出)间配置的互通功能或IWF(未示出)。
虽然为简明起见仅在图5a中示出了一个选择器元件，但是BSC 510包含许多选择器元件514。分配每个选择器元件514，以通过一个或多个基站504控制一个访问终端与BSC 510间的通信。在示例性实施例中，BSC 510与访问终端间的连接可以包括通过单个选择器元件514选路的多条话务信道。从每个服务基站504向访问终端分配最多一条话务信道。由每个服务基站504从单个访问终端接收的数据通过分配给该访问终端的单个选择器元件514选路发送。
分组网络接口524通过连接554接收来自分组数据网络126的数据，检查该分组数据的目的地址，并将该数据选路发送到与所述目的访问终端相关联的选择器元件514。如果在无线网络120和目的访问终端之间的连接还未建立，那么呼叫控制处理器516建立与所述访问终端的连接。建立连接包括寻呼所述访问终端并向该访问终端分配选择器元件154以及一条或多条话务信道。分配给连接单个访问终端的连接的每条话务信道属于不同的基站。把通过话务信道与访问终端通信的基站504称为该访问终端的“服务基站”。分配给访问终端连接的选择器元件514用于向所述目的访问终端的服务基站504发送从分组网络接口524接收的数据。
在示例性实施例中，每个基站504包括基站控制处理器512，它对向所述基站504服务的所有访问终端的前向链路传输进行调度。基站控制处理器512选择访问终端，每个前向链路时隙的前向链路传输要发往该访问终端。
在示例性实施例中，每个基站504对每条与有效访问终端相关的话务信道提供前向链路数据队列540。把要发送到所述访问终端的分组数据存储于与所述访问终端相关联的前向链路数据队列中，直到所述基站控制处理器512对前向链路时隙选择该访问终端作为所述目的访问终端为止。
在示例性实施例中，基站504包括多个信道元件542，其中把一个信道元件542分配给每条话务信道。一旦基站控制处理器512对前向链路时隙选择目的访问终端，通过对应的信道元件542将数据从前向链路数据队列发送到射频(RF)单元544，然后通过天线546发送。然后该数据经前向链路550传播到所述访问终端。
在示例性实施例中，基站控制处理器512还规定每个前向链路时隙的发送速率。反向链路552载送反向链路信号，如从每个访问终端110到天线546所接收的DRC信息。然后在RF单元544中对所述反向链路信号进行下变频和增益控制，并在信道元件542中进行解调和解码。
在示例性实施例中，基站控制处理器512监控从每个有效访问终端接收的DRC信息并使用该DRC信息，连同每条前向链路数据队列540中的数据量一起对所述前向链路550上的传输进行调度。在示例性实施例中，基站控制处理器512产生在前向链路550上周期性地发送的配置分组。所述配置分组包括话务信道分配信息，指示出所述基站的每条话务信道是否分配给有效的访问终端。呼叫控制处理器516控制基站控制处理器512断开分配给有效访问终端110的话务信道。呼叫控制处理器516产生断开启动消息，并通过一个或多个基站将该消息发送到要断开的访问终端。如果所述分配给要断开的访问终端的选择器元件514没有接收到断开消息，那么呼叫控制处理器516控制所述基站控制处理器512更新随后的配置分组的内容，发送该配置分组来反映出对应话务信道的解除分配。从而，呼叫控制处理器516可以在服务于所述要断开的访问终端的一个或多个基站中规定话务信道的解除分配。
使用微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)或其它能够产生并调整必要的幅度和相位的控制信号的器件，来实现呼叫控制处理器516和基站控制处理器512。在示例性实施例中，BSC 510和基站504间的通信经回程连接传播。流过所述回程连接的信息包括呼叫控制处理器516和基站控制处理器512间的通信。使用适当的连接装置实现所述BSC 510和基站504间的回程连接，如地下电缆或微波T1或T3或诸如0C3的光纤。
在示例性实施例中，对在反向链路552上接收的来自所述断开的访问终端的断开消息解码，并将其选路发送到基站控制处理器512，所述基站控制处理器将诸如选择器元件514的话务信道资源的收回和重分配与呼叫控制处理器相协调。在另一实施例中，所述断开消息不是由基站控制处理器512解码的，而是通过选择器元件514选路发送到呼叫控制处理器516。在另一实施例中，BSC510和基站504是集成的，并且通过单个处理器或通过相同一组共享处理器执行呼叫控制处理器516和基站控制处理器512的功能。
在示例性实施例中，数据以具有1024比特最小大小的“数据分组”在所述前向链路550上发送。在具有固定持续时间(如1.667毫秒)的一个或多个时隙上发送数据分组的内容。
在示例性实施例中，信道元件542为所述分组产生循环冗余校验(CRC)并随后使用前向纠错(FEC)编码对所述数据分组及其CRC进行编码，形成编码分组。所述FEC编码可以利用若干前向纠错技术中的任何一个，包括turbo编码、卷积编码、块编码或其它形式的包括软判决编码的编码。然后信道元件542对所述编码分组中的符号进行交错(或重排序)。信道元件542可以利用许多交错技术的任何一种，如块交错和比特反转交错。使用码分多址(CDMA)技术对所述交错分组编码，包括用Walsh编码覆盖所述码元并使用短PNI和PNQ编码对其进行PN扩展。另一实施例使用复数PN扩展。把所述扩展数据提供给RF单元544，该单元对信号进行正交调制、滤波以及放大。然后通过天线546在前向链路550上经空中发送所述前向链路信号。
图5b是示例性高数据速率访问终端110的方块图。所述访问终端110通过反向链路552或无线通信信道112向无线网络120发送诸如DRC信息和反向链路分组数据的信息。所述访问终端110通过无线通信信道112的前向链路550接收来自无线网络120的诸如前向链路数据和配置分组之类的数据。
在示例性实施例中，通过天线560接收所述前向链路信号，并选路发送到前端562中的接收机。所述接收机对该信号进行滤波、放大、正交解调和量化。将数字化的信号提供给解调器(DEMOD)564，在其中进行所述短PNI和PNQ编码解扩展以及所述Walsh编码去覆盖。把所述解调数据提供给解码器566，它执行在基站504处进行的发送信号处理功能的逆处理。特别地，解码器566执行去交错、解码和CRC校验功能。把所述解码分组数据提供给分组数据接口568。随后该接口通过连接570将数据发送到具有用户接口以及运行诸如网页浏览器的用户应用程序的外部设备(未示出)。解码器566向控制器576提供解码的呼叫控制信息，如配置分组和断开启动消息。
通过连接570和分组数据接口568接收来自外部设备(未示出)的数据。可以将所述数据选路发送到控制器576或者可以直接将分组数据提供给编码器572。
控制器576监控从所述服务基站504接收的信号的性质，并产生DRC信息。控制器576将所述产生的DRC信息提供给编码器，以进行随后的反向链路552上的传输。控制器576还处理接收的断开启动消息，并产生要发送的对应的断开信息。控制器576估计每个解码配置分组的内容，判定是否已对所述访问终端的任何一条话务信道解除分配。
如上所述，控制器576监控所产生的DRC电平，使得访问终端110能够避免成为所述无线网络的带内干扰源。在示例性实施例中，如果所述DRC电平降至0速率达规定的持续时间，如240毫秒或144个时隙，控制器576使前端562中的发射机关闭。在所述DRC速率停留在0之上达规定的时间周期(例如8个连续时隙)之后，控制器576重新开启前端562中的发射机。
在示例性实施例中，分组数据接口568包括用于暂时存储前向和反向链路数据的缓冲器。当前端562中的发射机关闭时，把反向链路数据保存于所述缓冲器之中直到所述发射机再次开启为止。在另一实施例中，即使当所述发射机关闭时，也将数据发送到所述发射机，导致数据丢失。所述另一实施例避免了反向链路数据缓冲器溢出的可能性。
如果控制器576接收断开启动消息，那么控制器576产生要经过编码器572、调制器574、前端562以及天线560发送的断开消息。在发送所述断开消息之后，控制器576断开其与所述无线网络以及所有相关的话务信道的连接。
如果控制器576接收指示出所述访问终端的话务信道中之一已解除分配的配置分组，那么控制器576立即断开该话务信道。在示例性实施例中，如果分配给访问终端的多条话务信道中只有一条已解除分配，则所述访问终端选择地继续使用所述连接的剩下的话务信道。在另一实施例中，访问终端的任何话务信道的解除分配使该访问终端断开其与所述BSC以及所有基站的全部连接。
此外，控制器576监控成功解码的配置分组的接收之间的时间间隔。如果控制器576判定没有配置分组已成功地解码达大于或等于所述监督时间的时间周期，那么控制器576断开其与所述BSC和所有基站的连接。在示例性实施例中，使用微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)或其它能够执行在此描述的控制器功能的器件来实现控制器576。
在示例性实施例中，在编码器572中对来自分组数据接口568和控制器576的反向链路数据进行编码。编码器572为每个分组产生循环冗余校验(CRC)并随后使用前向纠错(FEC)编码对所述数据分组及其CRC进行编码，以形成编码的分组。所述FEC编码可以利用若干前向纠错技术的任何一个，包括turbo编码、卷积编码、块编码或其它形式的包括软判决编码的编码。然后调制器(MOD)574使用若干交错技术中的任何一个对所述编码分组中的码元进行交错，所述交错技术诸如块交错和比特反转交错。使用码分多址(CDMA)技术对所述交错分组进行编码，包括用Walsh编码覆盖所述码元并使用短PNI和PNQ编码对其进行PN扩展。另一实施例使用复数PN扩展。把所述扩展数据提供给前端562中的发射机，该发射机对信号进行正交调制、滤波以及放大。然后在反向链路552上通过天线560在空中发送所述反向链路信号。
另外的实施例可适用于其它能支持可变速率传输的硬件结构体系。例如，另一实施例应用于使用光纤信道的系统，其中用光纤通信信道代替图1中的无线通信信道112，并且图5a-5b中的前向链路550和反向链路552存在于光纤中。用光纤接口替代图5a-5b中的天线560和546。
虽然在这里按照前向链路上的连接监督进行描述，示例性实施例能够容易地推广到包含反向链路上的连接监督。并且，示例性实施例使用码分多址(CDMA)技术，但是可以容易地推广到使用不同的多址技术，如时分多址(TDMA)。
给出前述的较佳实施例的描述，使本领域的任何普通技术人员能够制造或使用本发明。对于那些本领域的普通技术人员，这些实施例的各种修改是显而易见的，并且这里定义的一般原则可适用于其它实施例而不使用创造能力。因此，本发明不限于这里示出的实施例，而要使最宽泛的范围符合这里所揭示的原理和新颖特点。

Claims (12)

1.一种在无线通信系统中控制传送功率的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
开启发射机；
测量表示接收信号的质量的至少一个特性；
根据所述至少一个特性产生一个或多个数据速率控制值；
确定时间长度，在所述时间长度期间所述产生的数据速率控制值一个也没有超过0速率；
当所述时间长度大于或等于预定时间周期时关闭所述发射机。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述测量至少一个特性的步骤进一步包括以下子步骤：
测量所述接收信号的载波干扰比。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述预定时间周期是240毫秒。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于进一步包括以下步骤：
确定第二时间长度，在所述第二时间长度期间所述产生的数据速率控制值一个也没有指示0速率；
当所述第二时间长度大于或等于第二预定时间周期时开启所述发射机。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述第二预定时间周期是13又三分之一毫秒。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述第二预定时间周期是26又三分之二毫秒。
7.一种无线访问终端装置，其特征在于包括：
用于放大并在发射功率电平上发送发射信号的发射机；
用于解调下变频信号并根据所述下变频信号产生对表示信号质量的至少一个特性的测量的解调器；
控制处理器，用于估计所述测量，根据所述至少一个特性产生一个或多个数据速率控制值，并且根据所述一个或多个数据速率控制值将所述发射功率电平设置到0，
其中，所述控制处理器配置成确定时间长度，在所述时间长度期间所述产生的数据速率控制值一个也没有超过0速率，并根据所述时间长度何时大于或等于预定发射机关闭时间周期而将所述发射功率电平设置到0。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于所述至少一个信号特性是载波干扰比。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于把所述控制处理器配置成使用240毫秒的发射机关闭时间周期。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于把所述控制处理器进一步配置成确定第二时间长度，在所述第二时间长度期间所述产生的数据速率控制值一个也没有指示0速率，并且当所述第二时间长度大于或等于预定发射机开启时间周期时，将所述发射功率电平设置到除了为0之外的值。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于把所述控制处理器进一步配置成使用13又三分之一毫秒的发射机开启时间周期。
12.如权利要求10所述的装置，其特征在于把所述控制处理器进一步配置成使用26又三分之二毫秒的发射机开启时间周期。
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