CN101442347B - 状态转移期间的功率控制 - Google Patents

Abstract

一种用于便于转移到活动状态的功率控制系统。该系统包括第一收发信机(104)，如BTS，它能够启动功率控制功能的发送。该收发信机(104)包括用于功率控制设置的发生器(210)以及发射机(202)。该系统进一步包括第二收发信机(106)，如终端，用于接收功率控制设置并相关组合功率控制设置以确定状态转移指示。第二收发信机(106)包括发射机(204)，用于在相干组合之后发送所选波形。第一收发信机(104)接收所选波形、确定与其相关的功率电平并向第二收发信机(106)提供反馈。功率控制设置除了至少一个功率控制组之外还包括冗余功率控制数据组、在空闲反馈元上发送的数据，或者预定信号模式。

Description

状态转移期间的功率控制

本申请是申请日为2003年1月3日申请号为第03804031.X号发明名称为“状态转移期间的功率控制”的中国专利申请的分案申请。

交叉参考

本申请要求2002年1月9日提交的并且现转让给本发明受让人的申请号第60/347592号临时申请的优先权。

背景

领域

本发明一般涉及无线通信系统领域，尤其涉及有效地对有效双向通信的功率控制命令进行初始化。

背景

在无线通信系统中，具有终端(如蜂窝电话)的用户经由通过一个或多个基站的下行链路(前向链路)和上行链路(反向链路)上的传输与另一用户进行通信。下行链路或前向链路指的是从基站到终端的传输，而上行链路或反向链路指的是从终端到基站的传输。

诸如码分多址(CDMA)的蜂窝电信系统通常是以与一个或多个基站收发信机子系统(BTS)进行通信的多个移动站或终端(如蜂窝电话、移动单元、无线电话或移动电话)为特征的。由BTS接收从移动站发送的信号，并通常将它们中继到具有基站控制器(BSC)的移动交换中心(MSC)。替换地，可由BTS接收移动站的传输，并通过BSC中继到公共数据服务节点(PDSN)。接着，MSC和PDSN将信号传送到公共交换电话网(PSTN)、数据网络或另一无线电话。类似地，可将信号从PSTN或数据网络通过基站或BTS及MSC或通过BTS、BSC和PDSN发送到无线电话。

通常将利用上述通信传输设置的CDMA系统设计为符合一个或多个标准。这样的标准包括“TIA/EIA/IS-95-B Mobile Station-Base Station CompatibilityStandard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”(IS-95标准)、“TIA/EIA/IS-98Recommended Minimum Standard for Dual-Mode WidebandSpread Spectrum Cellular Mobile Station”(IS-98标准)、由名为“3rdGeneration Partnership Project”(3GPP)的协会提供的并包含在包括文档号3G TS 25.211、3G TS 25.212、3G TS 25.213和3G TS 25.214(W-CDMA标准)的一组文档中的标准，以及“TR-45.5Physical Layer Standard for cdma2000SpreadSpectrum System”(cdma2000标准)。正持续提出新的CDMA标准并投入使用。这些CDMA标准结合在此供参考。

在诸如CDMA或cdma2000的一般通信系统中，正确的操作需要终端以最低可能的功率电平发送如语音话务的数据，以最小化终端间的干扰。相反，如果终端功率电平太低，BTS就无法正确接收从终端接收的分组和帧并对其解码。这样的折衷需要监控和保持各单个终端的发送功率以及来自各终端的接收信号与噪声干扰之比。每一终端在以允许BTS处反向帧正确解码的最小功率发送时就会达到最佳性能。

在操作中，终端能够进入某些状态。这些状态包括空闲状态(其中终端能够将信号发送到基站或从其接收信号，但不是主动发送或接收)，以及活动状态(其中终端主动向BTS发送数据、从其接收数据，或两者兼有之。在这些状态中，尤其是活动状态中消耗的功率和容量在正常操作条件下不是少数。此外，使用先前已知的活动状态区域趋于可占据与BTS通信的特定信道的用户数。另外，将终端从空闲状态转移到活动状态所需的时间也是不可忽视的，并且该延迟会对终端和BTS之间的链路质量产生影响。因此，某些较新的标准，比如cdma2000，会为终端提供进入不同状态的能力，从而能使附加的用户接入信道，并同时有效地控制功率使用、延迟、附加开销、电池寿命和处理时间以及其他参数。例如，cdma2000包括活动、控制保持、静止和空状态。这些状态中的一些包括先前不可用于终端的中间或过渡子模式或子状态，并且允许增强功耗控制以及允许附加用户对可用带宽的接入。

控制保持模式是较新的模式，它表示一状态，其中维持专用中间接入控制(MAC)控制信道，但不维持专用话务控制信道。控制保持模式通过减少前向和反向链路加载而支持大量用户，并且有利于快速转移到活动模式。控制保持模式对于控制信号是活动状态，但对于话务是空闲的，这样节省了话务所需功率同时允许控制信号传输。

在cdma2000中，可在由终端识别的固定时间周期中通过对终端的功率控制信号的BTS传输表示BTS对于使终端从静止模式的空闲子状态(这里称作为空闲状态)或控制保持模式转移到活动模式的需求。先前在该传输周期中对提供功率控制信号的尝试通常限于BTS将固定值发送到终端，并且终端以独立于信噪比或终端与BTS之间距离的预定功率电平发送。这样的安排导致在活动模式开始的非准确功率电平传输，通常引起较低链路质量、对反向链路上其他终端的干扰，或者两者兼有。随后，终端进入活动模式时所发送的过高功率电平需要活动模式中的动态纠错(这需要系统处理)并提供差的话务质量，这通常是不想要的。另一方面，终端进入活动模式时所发送的过低功率电平会引起低链路质量，并也需要活动模式中的动态纠错，这些一般都是不希望的。这样，先前功率控制转移方法会产生不正常的效果、干扰，并且在条件满足终端和BTS之间可用功率电平之前产生某些延迟。

当终端和BTS相互作用存在干扰或非有效信号传输条件时，会出现另一功率控制问题。例如，终端在BTS估计信号强度期间发送，并且BTS以各种理由不接收该终端传输。从终端接收信号的失败会使BTS向终端发送命令以增加功率。这样的传输无效性会进一步增加从BTS向终端发送不正确的功率控制命令的可能性，并导致在可提供适合信号之前进一步的延迟。

此外，诸如那些当前可用的其它CDMA系统在不同状态间转移并在建立有效功率控制反馈以及足够活动模式质量方面具有相似的限制。例如，在先前已知的CDMA通信系统中的BTS可以请求终端从空闲状态转移到活动状态，该过程有时称作为话务信道初始化。一旦BTS向终端通知前向链路信道，终端就试图从BTS捕获信号。由终端从BTS捕获的信号可以包括功率控制信号或者功率控制信号和其他形式信号的组合。在该设置中，如在cdma2000中，终端对BTS信号的慢速获取以及有效功率控制操作的延迟开始会增加建立双向通信的延迟、降低链路质量以及增加对使用反向链路的其它终端的干扰。这些系统遭受功率控制反馈方法的一连串特性，当终端等待来自BTS的指示(终端需要成功检测它)时，终端随后需要开始反向链路上的传输(BTS可能不接收该传输)，并且BTS将并不根据实际功率传输发送功率控制命令(这需要时间来纠错)。这样建立BTS-终端的交互所需时间加上纠正不正确的功率控制命令所需时间就相对可观了。

因此本领域需要一种在CDMA系统中模式间转移(一般是在cdma2000中从静止模式的空闲子状态或控制保持模式到活动模式，以及先前CDMA版本中从空闲状态到活动状态)期间的有效功率控制技术，它避免了先前已知的缺陷，即延迟终端进入活动模式时的、不正确的功率传输，以及相关干扰和信道容量限制。

概述

这里揭示的各个方面通过提供用于无线通信系统中的功率控制设计来解决以上状态的需求。该设计包括在终端和发射机(如BTS)之间以以下方式发送数据，即促进从非活动状态(如cdma2000的控制保持状态或cdma2000和先前CDMA系统的空闲状态到活动状态的快速转移，并且还包括建立向终端功率控制命令的快速传输和其有效使用。可在寻求从非活动状态到活动状态的状态转移的两个收发信机之间使用这里所揭示的设计，其中在他们之间交换功率控制命令。在本发明的一个方面中，通过在第二收发信机检测从第一收发信机接收的功率控制反馈的存在，来控制发送信号强度。第一收发信机可包括BTS，而第二收发信机可包括终端，反之亦然。该设计通过命令窗相干地组合所检测的功率控制反馈，并包括在第二收发信机激活发射机和从第一收发信机向第二收发信机发送预定波形或常规话务信息，或者预定波形紧接所述常规话务信息。

根据本设计的另一方面，在无线通信系统中通过在第一收发信机接收功率控制信息、在第一收发信机相干地组合功率控制信息以及在相干组合之后发送传输集来转移状态，该传输集包括预定波形和常规话务的至少一个。

根据本设计的第三方面，无线通信系统包括具有开始传输功率控制功能能力的第一收发信机，其中第一收发信机包括用于产生功率控制设置的发生器以及用于发送该功率控制设置的发射机。该系统进一步包括第二收发信机，用于接收功率控制设置并且相干地组合功率控制设置以确定转移指示。第二收发信机在相干组合之后发送所选波形，并且第一收发信机接收所选波形、确定与其相关的功率电平并向第二收发信机提供反馈。

在本设计的第四方面中，通过以预定模式接收包括功率控制信息的数据并且相干组合所接收数据以及根据相关组合的数据确定功率控制命令的存在，来确定无线通信系统中功率控制命令的存在。

如下进一步详细的描述，本发明进一步提供实现本发明各个方面和特点的方法和其它元件。

附图简述

通过以下的详细描述并结合附图，本发明的特点、特性和优点会变得更加明显，其中全部相似的标号标识相应的元件，其中

图1是扩展频谱通信系统的示意图，该系统支持多个用户通过与基站组交互的远程终端的通信；

图2是终端-BTS交互的简化示意图；

图3是前向功率控制子信道和反向导频信道上以800bps和1的选通率进行传输的示意图；

图4是前向功率控制子信道和反向导频信道上以400bps和1/2的选通率进行传输的示意图；

图5是前向功率控制子信道和反向导频信道上以200bps和1/4的选通率进行传输的示意图；

图6是根据本发明的第一方面以示例1/4的选通率进行传输的示意图；

图7是根据本发明的第三方面以示例1/4的选通率进行传输的示意图；

图8是本发明第一方面的操作框图；

图9是本发明第二方面的操作框图；

图10是本发明第三方面的操作框图。

详细描述

定义

这里称作为终端或移动站的用户站可以是存在功率控制的系统(如CDMA无线通信系统)中任何移动或静止的远程站。用户站、终端或移动站可与一个或多个基站(这里称作为基站收发信机(BTS))进行通信。终端通过一个或多个基站收发信机向基站控制器(BSC)发送并从其接收数据分组。基站收发信机和基站控制器是网络的一部分。网络可连接于网络外的附加硬件和系统，如PSTN、企业内部网或因特网，并且可在每一接入终端和这样的外部硬件或系统之间传送语音信号或数据分组。已与一个或多个基站收发信机建立活动话务信道连接的终端称作为活动终端或称为处于话务状态。终端可以是通过无线信道或通过有线信道(如使用光纤或同轴线缆)进行通信的任何数据设备。另外终端可以是多种类型设备的任何一种，包括但并不限于PC卡、标准闪存卡、外部或内部调制解调器，或者无线或有线电话。

如这里及应用于cdma2000中的，术语活动模式或活动状态指的是这样一种终端的状态，其中维持着专用话务信道和专用控制信道。术语控制保持模式或控制保持状态指的是这样一种状态，其中维持MAC控制信道，但不维持专用话务控制信道。术语空闲模式或空闲状态指的是静止状态的特定子状态，其中静止状态是终端的状态，其中不维持任何专用逻辑信道。在静止状态的空闲子状态中，用户可以接收短数据串并且请求短数据串传输。本申请一般讨论从空闲状态到活动状态以及从控制保持状态到活动状态的cdma2000的转移。

如应用于除cdma2000外的任何CDMA协议中的，术语活动模式或活动状态指示一种状态，其中终端主动向BTS发送、从BTS接收数据或两者兼而有之。术语空闲模式或空闲状态指示一种状态，其中终端能够向基站发送或从其接收信号，但并不主动发送或接收。在空闲模式或空闲状态中，终端可在寻呼信道上接收数据并处理该信道上接收的信息。

这里提到的某些信道是基于cdma2000Release C标准(它结合在此供参考)的，包括但并不限于前向功率控制信道、前向公共信令信道、公共前向链路功率控制信道、专用分组数据控制信道和专用或共享分组数据信道。这里可使用为了这里所述的目的具有相似功能的附加或不同的信道。

系统操作

图1是支持多个用户的扩展频谱通信系统100的示意图。系统100提供对于多个小区的通信，其中每个小区由相应的基站104服务。通过系统分布各个远程终端106。每个远程终端106可在任何特定时刻根据其是发送数据和/或接收数据以及根据其是否处于软切换而与一个或多个基站104在前向和反向链路上进行通信。如图1所示，基站104a与远程终端106a、106b、106c和106d进行通信，而基站104b与远程终端106d、106e和106f进行通信。

在系统100中，系统控制器102耦合于基站104，并还可耦合于MSC，以及再耦合于PSTN和/或PDSN。系统控制器102对各个耦合于它的基站进行协调和控制。系统控制器102还通过基站104控制远程终端106中以及远程终端106和PSTN(如传统电话)之间的数据或电话呼叫的路由。对于CDMA系统，系统控制器102还称作为基站控制器(BSC)。

系统100可设计为支持一个或多个CDMA标准，如IS-95标准、W-CDMA标准、cdma2000标准或一些其它标准。替换或附加地，系统100可设计为符合特定CDMA实现。

对于一些CDMA系统，特定远程终端和一个或多个基站之间的通信通常是非连续的。远程终端通常只在某些特定时间周期向基站发送或从其接收数据。在剩余时间周期，远程终端是“非活动的”并且只可从BTS接收导频信号。

如上所述，在CDMA系统的反向链路上，来自每一远程终端的传输会成为对其他活动远程终端的干扰并由此影响这些远程终端的性能。为了改进远程终端的性能并提高系统容量，控制每一远程终端的发送功率尽可能地低，以减少干扰量同时仍旧维持发送远程终端特定水平的性能。

图2中提供终端-BTS交互的简化表示。在上述无线通信系统中，BTS104开始试图建立与相应终端106的双向通信。BTS104向终端发送“醒来”的指示，在该时刻终端开始从空闲状态到活动状态的转移，并随后在反向链路上发送话务。在先前系统中，正常操作条件下，BTS104会向终端106发送前向链路信号(通常是一个时间事件)，该终端会在开始反向链路传输之前获取该前向链路信号。在某些现有系统(包括但并不限于cdma2000Release C)中，BTS104的初始前向链路“醒来”的发送是仅仅包括功率控制反馈数据的信号或者是具有控制控制反馈部分的信号。

一旦终端106接收“醒来”信号，它开始在反向链路上的传输。BTS104接收反向链路传输并执行功率控制功能，该功能测量从终端106接收的信号质量或信号对噪声及干扰比。BTS104确定是否有足够信噪比(Eb/No)可用，并且向终端106发送功率控制反馈命令，其中由终端106使用这些命令调节终端106的信号发送功率电平。

当终端106从BTS104接收“醒来”并转移到活动状态的命令时，它就处于特定状态。先前CDMA系统使用空闲状态并且终端106处于空闲状态时接收“醒来”命令。某些CDMA系统允许不同于空闲和活动的状态。在cdma2000中，终端106可处于“修改的空闲”状态，称为控制保持状态。这里“修改的空闲”状态指的是以下情况，即终端106可用于接收和发送信号，但当前不持续与BTS104发送和接收信号。然而，在控制保持中，终端通过特定信道(如导频信道)发送和接收某些信息，这是对先前系统中提供的空闲状态的修改。

对于cdma2000，对任何可能的反馈信道、时隙、频率或其他由BTS发送的元激活BTS104的功率控制测量和反馈机制。换言之，在终端106处于空闲或控制保持状态的时候，BTS104具有计算功率控制信号和提供功率控制反馈的能力，并且BTS具有在特定时隙提供数据的能力，即使BTS不正在主动向终端106发送或从其接收语音或数据话务。这也不同于先前的CDMA系统。

本设计一般包括修改的转移过程，以更有效地从初始“醒来”指示转移到基于测得的功率信号及终端106和BTS104之间有效话务交互的功率控制命令的最终操作传输。虽然本描述提出该设计特定的方面，但是可以理解本发明可用于任何包括收发信机的系统，其中请求状态转移并提供功率控制反馈。在这样的双收发信机设置中，一个收发信机一开始检测指示其他收发信机需要进行状态转移的意向的信号指示。接收这些指示信号后，第一收发信机开始在合适的通信链路(即前向或反向链路)上发送。第二收发信机在通信链路上接收信号，并且进行功率控制的收发信机开始发送功率控制命令，特别是增加或减少功率传输的命令。在特定点(如接收第一功率控制命令时或忽略功率控制命令一段时间之后)，受功率控制的收发信机开始应用增加或减少功率命令，而另一收发信机会理解所发送的信号是基于由进行功率控制的收发信机所作的实际功率测量。

在根据cdma2000的一个实施例中，BTS104请求终端106从空闲状态转移到活动状态或者从控制保持状态转移到活动状态。当BTS104请求转移并且终端106处于空闲状态时，BTS104就在前向公共信令信道上向终端106发送转移指示，其中转移指示可以是信令消息格式的，通常为第3层消息。同时或些微时间之前，BTS104在专用前向信道或子信道向终端106发送前向链路信号，将该信号以转移消息或一些其他形式发送到终端106。专用前向信道或子信号传输可包括作为功率控制组在公共前向链路功率控制信道、专用分组数据控制信道或者专用或共享分组数据信道的子信道形成部分发送的某些功率控制位。终端106接收转移指示并开始检测所发送的前向链路功率控制位以及由BTS104发送的其他信号。在终端106通过反向链路发送之前，由BTS104发送的功率控制位、命令或反馈并不是基于从终端106接收的任何信号，并且它们通常是需要终端106增加功率的命令。由于反向链路的信号对噪声和干扰比基本为零，BTS就发送增加功率的命令。在终端106处捕获前向链路之前、同时或之后，终端开始在反向链路上传输，而BTS104试图检测和捕获该反向链路。同时终端106发送语音、数据话务、以上两者或一些替他预定信号。BTS104等待语音话务或一些其他预定信号，并且一旦接收话务和信号，BTS104的功率控制机制就计算正确的功率控制反馈命令并开始向终端106发送有用的反馈命令。有用的反馈命令指的是基于BTS104在反向链路上的实际信号强度测量的反馈命令。终端106使用这些有用的反馈命令调节终端发送功率电平。

如果终端要从控制保持状态转移到活动状态，BTS104就在前向公共信令信道或前向专用信令信道向终端106发送转移指示，其中转移指示包括作为功率控制组在子信道上发送的某些功率控制位，该子信道是公共前向链路功率控制信道、专用分组数据控制信道或者专用或共享分组数据信道的一部分。终端106接收该转移指示并检测所发送的功率控制位，同时BTS104捕获反向链路。在该点，功率控制位、命令或反馈并不是基于从终端106接收的任何信号，并且它们通常还是需要终端106增加功率的命令。终端106捕获前向链路并开始发送语音话务或一些其他预定信号。BTS104等待接收语音话务或其他预定信号，并且一旦接收信号，BTS104的功率控制机制就计算正确的功率控制反馈命令并开始向终端106发送有用的反馈命令。终端106使用这些有用的反馈命令调节终端发送功率电平。

当终端106处于空闲状态或控制保持状态并且BTS104向该终端发送信号以使其转移到活动状态时，终端106不在反向链路上向BTS发送，而是在分配给终端106的前向功率控制子信道上监控所有来自BTS104的功率控制反馈。终端106检测在前向功率控制子信道上发送的功率控制组的存在，并且相干地组合通过功率控制命令窗(假设这些命令都是相同内容，即增加信号发送功率等)所接收的反馈信号。在一般的环境条件下，当处于空闲状态或控制保持状态时，终端106不会向BTS104发送任何信号，并且BTS104也不会向终端发送功率控制反馈命令。然而，如果存在来自BTS开始通信的命令，就会将这些功率控制组发送到终端106，提供清楚的指示：存在从BTS104到终端106的专用前向链路。如果没有已从终端106接收的信号，BTS104就会最可能向终端发送增加信号发送功率的命令。随后终端106相干地组合功率控制反馈并增强终端106对前向链路专用信号的判决，尤其是如何应用功率控制反馈命令的判决。

反馈信号的相干组合与非相干组合的可靠性相比增强了初始化过程检测(也称为能量检测)的可靠性。增强的可靠性是由于增加了检出概率(Pd)同时维持固定的错误概率(Pm)以及固定的判决延迟(DD)。替换地，相干组合相对于命令的非相关组合减小了Pm而Pd和DD固定，或者减少DD而Pd和Pm固定，或者增加Pd并减小Pm同时减小DD，或者为其组合。

当终端106检测到来自BTS104的功率控制组的存在时，终端106就激活其发射机204并响应于从BTS104接收的初始化尝试开始发送预定波形或常规话务，或者预定波形之后紧接常规话务。“常规话务”是广泛使用的，它包括呼叫起始协议、服务信息传输、语音和数据传输或一般用于无线通信系统环境中的任何其他话务。由于BTS104功率控制机制在终端激活其发射机之前已开始工作，因此在BTS接收机202捕获来自终端106的传输的时间和在BTS104实际产生并在终端106执行功率控制的时间之间实质上没有延迟存在。由BTS104测量该预定波形、常规话务或其组合，以进一步产生功率控制命令。一旦终端接收机206检测到来自BTS的传输，双向语音通信就可开始。

对于cdma2000，前向链路功率控制子信道携带从BTS104到终端106的功率控制组。图3-5示出了cdma2000控制保持状态的某些选通模式。存在其他选通模式并且使用不同选通模式也在本发明的范围之内。图3示出了选通率1且以800bps进行传输的前向和反向功率控制子信道传输定时。在前向链路上，功率控制传输的内容是预先确定的且规定具有特定格式和内容，即不基于反向链路测量的固定模式，如固定值的多周期传输。终端具有在反向链路上使用反向导频信道或反向专用控制信道与BTS进行通信的能力，并且终端在反向链路上以所示的设置发送导频信号301和功率控制位302。当终端106从空闲状态转移到活动状态时，在前向链路上专用于终端106的所有功率控制命令为终端106的检测提供信号能量。当终端106处于控制保持状态时，没有时间可用于在前向或反向链路上提供附加信号的传输方案。在图4中，选通率为1/2并以400bps进行接收。该定时在反向链路上提供间隔以在前向和反向链路上包含附加数据，如附加功率控制数据。图5示出了选通率为1/4并以200bps进行前向功率控制子信道的接收，其中除了正常发送的功率控制组以外在功率控制子信道还具有功率控制命令的附加时间。在某些CDMA环境中，使用1/4的选通率对于减少反向链路上终端间的干扰是有利的，因此一般使用1/4的选通率。

对于所有前向链路和反向链路的传输，应该注意导频信号501和功率控制位502的传输相对于前向链路上相关功率控制组的传输在时间上是偏移的。这样，前向链路在一个时间间隔携带功率控制组，而反向导频信道在之后的时间携带导频信号和功率控制位。

当初始化终端106时BTS104进行的初始前向链路传输可与图3的前向链路部分中所示是相同的。在该空闲到活动的转移中，一方面，在终端106捕获前向链路专用信号(功率控制子信道)之前不在反向链路发送。另一方面，终端106在捕获专用前向链路信道或子信道之前开始反向链路的传输。反向链路会与图3中所示的相同。

在本设计的这一方面中，功率控制子信道的前向链路如图6所示操作，以预定选通率和时间间隔发送功率控制组。对于所示实现，BTS104的功率控制功能开启并开始在一时间周期测量反向链路导频信道。当终端106处于空闲或控制保持状态时，BTS104在反向链路导频信道上不接收任何传输。随后BTS104在前向链路上通常不用于传输的功率控制组中发送能量，作为终端106开启活动状态并开始传输的指示。终端106接收这些命令知道其不在发送、收集该传输并相干地组合它们以形成组合命令，如通过计算在前向链路上不同功率控制命令中接收能量的平方和。噪声和环境效应会影响终端106接收的信息质量。

例如，BTS104发送功率控制组PCG1-PCG4，如图6所示，每一功率控制组具有幅度+1.0，其中+1.0是上升命令，而-1.0是下降命令。由于信道干扰，终端106可接收的实际读数为0.5、1.5、0.0和1.2。终端可以计算每一读数的平方和，得到(0.5)²+(1.5)²+0²+(1.2)²＝3.94，随后判决这是否足够接近于理想值1²+1²+1²+1²＝4，以判决该信号是否存在。终端可选地计算这些读数的和的平方，得到(0.5+1.5+0.0+1.2)²或10.24，它相对于没有信号(0)更接近于理想值(16)。这个较大范围(在本例中的0-16)旨在提供比范围0-4更趋改进的可靠性。此外，使用多个功率控制组增强了由终端106计算的读数的可靠性。可以使用累加和平方技术，而累加所收集的读数并对该结果进行平方通常会提供更大范围和更优良的可靠性。本方案包括功率控制组PCG1-PCG4的发送和接收，它在原有技术中是不发送的，但在本发明的该方面是进行发送的，从而提高了所接收信号的质量。

终端106在开始在反向链路上发送的时候知道时间点。知晓它开始在反向链路上发送的时间，加上知晓反向链路传输和相应前向链路功率控制命令之间的延迟，终端106就可计算为了检测目的假设“所有都上升”完成的时间。在对应于所发送的反向链路PCG的功率控制命令到达之后，就不能假设命令都是“上升”命令。这样终端可以结束其“所有都上升”假设周期并且相对快速地接收和应用准确的功率控制命令。

在终端106的检测过程中先前不发送的(在空闲状态)或冗余的(在控制保持状态)功率控制组的相干组合使终端增加初始检出的概率，和/或减少错误的概率，和/或减少单个功率控制组传输上的判决延迟。终端可接收增加功率的初始指示，如在前述的方案中，BTS104仍旧发送开环功率控制命令，它类似于增加功率的命令。终端106通过忽略数据持续一段固定时间来处理该初始命令，或者BTS发送不同于增加功率的命令，如保持当前功率或增加功率达到小于满间隔的电平。这样就减少了BTS104等待终端106“醒来”的时间周期，并且终端花费于“醒来”并接收和开始语音话务的时间无需满足BTS开始测量终端发送功率电平的需求。

从终端106来看，终端106具有功率控制组定时或延迟的先验知识，这样它就具有确定功率控制组有效性并识别BTS104开始通信尝试的能力。随后终端106开始在反向链路上发送并且由BTS104发送功率控制命令。终端106忽略所接收的功率控制命令持续一段时间，因为该命令不可能基于从终端106发送到BTS104的实际信噪比。终端忽略功率控制命令的时间周期可以是传输延迟加上BTS104处期望处理延迟的数量级。在终端忽略BTS传输的时间周期中，BTS104捕获反向链路、根据所接收的信号强度进行计算并开始根据真实测量发送有效命令。在终端忽略功率控制命令的时间周期中，终端106不进行先前所述的检测和信号的相干组合。

以上的描述主要涉及终端一旦检测到前向链路而在反向链路上传输的初始化。终端106可选地试图与BTS104开始通信。在这样的情况下，BTS104通过以上所述的相干组合检测反向链路功率控制命令。在操作中，当终端106想要建立与BTS104的通信时，它在反向链路上发送预定序列的功率控制命令。BTS接收该功率控制命令序列并对它们进行相干组合以确定终端是否寻求开始通信。一旦BTS104通过相干组合确定终端106寻求开始通信，那么它就试图在前向链路上建立通信、开启功率控制功能并开始在前向链路上发送功率控制命令。一旦建立了前向链路的通信，BTS104和终端106就开始了双向通信。终端106可选地忽略所接收的功率控制命令持续一段时间。

在不同于cdma2000的系统中本设计的操作可以类似于以上所述的方式。BTS104通过在前向链路上向终端106发送转移指示来请求终端106从空闲状态转移到活动状态，其中转移指示可以公共信道上的消息的形式，后紧接作为功率控制组发送的某些功率控制位。终端106可从BTS104接收前向链路专用信道的标识，终端106从空闲转移到活动时在该信道上接收话务。BTS104随后通过开始功率控制位和可能的其他波形的传输(包括但并不限于空帧的传输)来激活前向链路专用信道。终端106随后检测功率控制位以确认专用信道的存在。在终端106通过反向链路发送之前，由BTS104发送的功率控制位、命令或反馈并不是基于从终端106接收的任何信号，并且它们通常是需要终端106增加功率的命令。由于反向链路的信号对噪声和干扰比基本为零，BTS104就发送增加功率的命令。在终端106处捕获前向链路之前、同时或之后，终端开始在BTS104试图检测和捕获的反向链路上传输。同时终端106发送语音、数据话务、以上两者或一些其他预定信号。BTS104等待语音话务或一些其他预定信号，并且一旦接收话务和信号，BTS104的功率控制机制就计算正确的功率控制反馈命令并开始向终端106发送有用的反馈命令。有用的反馈命令指的是基于BTS104在反向链路上的实际信号强度测量的反馈命令。终端106使用这些有用的反馈命令调节终端发送功率电平。

在cdma2000中本发明的另一方面，当处于空闲或控制保持状态时，终端发射机204在其一些(但不是所有)发射机元上是活动的，如信道、时隙、频率等等。终端发射机204和BTS的反馈信道在一些反馈元上都是空闲的，如信道、时隙、频率等等。在该方面中，对于那些反馈元，激活BTS104处的功率控制测量和反馈。由于终端发射机204不进行发送，它就监控从BTS提供的关于元的功率控制反馈，这些元通常都是空闲的，并通过命令窗相干地组合反馈，假设这些命令都是相同内容的，如都是增加信号发送功率等等。

另外，BTS104用将终端从空闲或控制保持转移到活动的意向开始其功率控制处理。BTS通过未用信道、时隙或频率发送功率控制命令。当终端106从BTS104检测到在这些未用信道、时隙或频率上功率控制反馈的存在时，它就在所有或部分先前空闲的元上激活终端发射机204，并开始预定波形或常规话务，或者预定波形后跟常规话务的传输，作为对来自BTS104初始化尝试的响应。BTS功率控制机制操作中时，在终端接收机捕获来自BTS104传输的时间和在BTS实际产生并在终端106执行功率控制的时间之间存在小的延迟。一旦终端检测到来自BTS104的传输，双向通信就开始了。

第二个方面和先前描述的区别在于第二个方面不包括多个功率控制组的传输，转而使用未用的信道、时隙或频率以使终端106“醒来”并在BTS104和终端106之间开始功率控制反馈。虽然这第二个方面可包括多个功率控制组的传输或者对通过前向链路在未用的信道、时隙或频率上开始传输的指示，但可以使用单个功率控制组指示终端106：BTS104想要开始通信并从控制保持状态转移到活动状态。未用的信道、时隙或频率的例子包括但不限于通过分组数据控制信道发送指示，或者使通过前向基本信道或前向专用控制信道发送的命令无用。

在所述的两个方面，终端106比先前可供使用的更快速地从BTS104接收有用的功率控制反馈。在本系统前述的方面中，终端106准确知晓其开始发送的时间，从而在由BTS104作为初始化信号发送的功率控制命令之间存在显著的差别。该显著的不同提供终端比先前系统更早开始监控BTS功率命令并更早发送信号的机会。先前系统需要终端等待由BTS104响应于来自终端106的语音话务传输而发送的功率控制命令，同时终端处于活动状态。而具有本发明前述各方面的更快捕获以及有效功率命令传输设计，只需花费很小的但非零的时间对从终端106发送到BTS104的信号的检测、捕获和传输进行接收。这样终端106就能够根据所有接收的命令或者仅根据在适于BTS104已知操作的某个检测/捕获/传输延迟之后接收的那些命令来调节其发射机功率。不同于cdma2000的CDMA系统在从空闲转移到活动的时候可以相同模式运作。

在本设计的第三方面中，BTS104向终端发送预定模式的功率控制命令作为初始化信号，如一系列不同优先级的功率控制组，设计该模式以适当保持终端发射机204的功率，如通过发送一个“增加信号发送功率”的命令后跟一个“减少信号发送功率”的命令。采用预定定时发送这些功率控制命令。一旦已知帧边界或系统，所发送的模式就确定下来了。例如，在图7的传输设置中，选通率为1/4，并由三个1.25ms的空白帧跟随一个功率控制组。在本设计的该方面中，BTS104可在功率控制组后发送加-减-加信号组，后跟另一功率控制组，随后再发送减-加-减信号组。终端106相干地组合这些命令以增加该初始化信号的检测可靠性。利用相关的BTS104可供使用的命令模式对终端106进行预编程，包括用于响应于来自BTS104的信号在终端106开始传输的命令模式，以及关于BTS功率控制功能为检测、捕获和发送反馈命令返回终端106所需的可能延迟的命令模式。该延迟可用于将终端对反馈控制信号的使用限制不基于在反馈控制信号不基于实际终端能量传输的这段时间中。实际功率控制测量的开始以及来自BTS104的后续反馈终止了来自BTS104的固定功率控制命令模式。随后BTS向终端106发送实际有用的功率控制命令。另外，可在不同于cdma2000的CDMA系统中使用这样的方案。

图8是本设计第一方面的框图。从图8来看，在点801，BTS启动功率控制功能。在点802，BTS开始发送冗余功率控制组的集合，如PCG₁到PCG₄。在点803，终端106接收功率控制组PCG₁到PCG₄。在点804，终端106相干地组合在前向链路上接收的功率控制组，并确定在BTS选通率为1/4的情况下四个功率控制组的存在意味着BTS希望终端从空闲或控制保持转移到活动。本例中的选通方案为1/4，处于空闲或控制保持的同时接收四个相邻功率控制组的终端相干地组合四个组以确定来自BTS104的转移指示的存在。在点805，终端开始功率命令忽略间隔。在点806，终端开始发送预定波形、常规话务、或者预定波形后跟常规话务，以在由BTS104测量的反向链路上建立信号。在点807，BTS捕获终端的传输、处理所接收的能量，并发送有意义的反馈。在点808，BTS向终端发送反馈。在点809，功率命令忽略间隔到时，指示终端存在来自BTS的有效命令。这样终端106就开始发送常规话务达到还没有完成的程度，并且根据所接收的功率控制反馈调节功率控制。

图9是本设计第二方面的流程图。从图9来看，在点901，BTS启动功率控制功能。在点902，BTS开始通过空闲反馈元发送数据。在点903，终端106接收通过空闲反馈元发送的数据。在点904，终端106相干地组合在空闲反馈元上接收的功率控制组，并确定在这些空闲元上存在数据意味着BTS希望终端从空闲或控制保持转移到活动。在该点的相干组合通常假设相同信号的存在(如都是增加功率的命令)，并且根据所接收数据的相干组合确定信号的存在。在点905，终端开始功率命令忽略间隔。在点906，终端开始发送预定波形、常规话务、或者预定波形后跟常规话务，以在由BTS104测量的反向链路上建立信号。在点907，BTS捕获终端的传输、处理所接收的能量，并发送有意义的反馈。在点908，BTS向终端发送反馈。在点909，功率命令忽略间隔到时，指示终端存在来自BTS104的有效命令。这样终端106就开始发送常规话务达到还没有完成的程度，并且根据所接收的功率控制反馈调节功率控制。

图10是本设计第三方面的流程图。从图10来看，在点1001，BTS启动功率控制功能。在点1002，BTS开始利用已知定时发送信号序列或模式，如在1/4选通率的方案中的功率控制组后跟加1-减1-加1的组。在点1003，终端106接收功率控制组后跟加-减-加的组。在点1004，终端106相干组合功率控制组和信号并将后续信号并可能地将功率控制组与已知模式相比较，以确定该组或模式匹配在前向链路上接收的预定信号模式的可能性，并且确定在BTS选通率为1/4的情况下存在功率控制组以及加1-减1-加1的模式意味着BTS希望终端从空闲或控制保持转移到活动。在点1005，终端开始忽略功率命令。在点1006，终端开始发送预定波形、常规话务、或者预定波形后跟常规话务，以在可由BTS104测量的反向链路上建立信号。在点1007，BTS捕获终端的传输、处理所接收的能量，并发送有意义的反馈。在点1008，BTS向终端发送反馈。在点1009，功率命令忽略间隔到时，指示终端存在来自BTS有效命令。这样终端106就开始发送常规话务达到还没有完成的程度，并且根据所接收的功率控制反馈调节功率控制。

可在一个或多个与远程终端进行通信的基站、系统100的一些其他元件或它们的组合中实现本发明的功率控制机制以及尤其是系统功率控制调节方面。本领域的技术人员会理解可使用任何不同的技术和方法表示信息、状态、子状态、信道和信号。例如，可由电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子，或者它们的任意组合表示以上描述中引用的数据、指令、命令、信息、信号、位和码片。

本领域的技术人员还会意识到这里所揭示的联系实施例描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件或它们的组合。为了清楚地示出硬件和软件的可交换性，以上通常针对功能性描述各种示例性的部件、块、模块、电路和步骤。将这样的功能性实现为硬件还是软件取决于施加于整个系统中的特定应用和设计限制。技术人员可以以每一特定应用的不同方式实现所描述的功能，但这样的实现判定不应视为离开本发明的范围。尤其对于本申请，虽然描述了某些块和功能存在于BTS，但可以清楚地理解可在这些硬件和软件、其他硬件和软件或图1所示系统中的不同位置以替换的方式设置、实现或另外操作这些部件和/或其功能。

提供以上描述使本领域的技术人员实施或利用本发明。对这些方面的各种修改对于本领域的技术人员是很明显的，并且这里定义的基本原理可应用于其他实施例，而不脱离本发明的主旨和范围。因此，不希望本发明限制在这里所描述的各个方面，而是要符合这里所揭示的原理和新颖特点的最宽范围。

Claims (30)

1.一种控制通信系统中发送的信号强度的设备，包括：

用于在第二收发信机处检测由第一收发信机发送的功率控制反馈的存在的装置；

用于通过命令窗相干地组合所检测的功率控制反馈的装置；

用于在所述第二收发信机处激活发射机的装置；以及

用于从所述第二收发信机发送预定波形或常规话务信息，或者发送所述预定波形后跟所述常规话务信息的装置。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述命令窗包括多个预定功率控制组。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述命令窗包括通过未用的反馈元提供的反馈。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述未用的反馈元包括以下中的一个：

发送信道；

时隙；以及

预定频率。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述命令窗包括预定发送序列。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述预定发送序列包括与功率控制无关的单元。

7.如权利要求1所述的设备，进一步包括用于确定相干组合的功率控制反馈是否组成转移状态的指示的装置。

8.如权利要求1所述的设备，进一步包括：

用于从所述第二收发信机接收所述预定波形或常规话务信息，或者接收所述预定波形后跟所述常规话务信息的装置；以及

用于计算所述第二收发信机的功率发送电平调节因子的装置。

9.如权利要求8所述的设备，进一步包括：

用于将所述功率发送电平调节因子发送到所述第二收发信机的装置；以及

用于在所述第二收发信机处根据所述功率发送电平调节因子调节功率电平发送的装置。

10.如权利要求8所述的设备，进一步包括用于在检测之后启动序列的装置，其中所述第二收发信机忽略所接收的任何功率发送电平调节因子。

11.一种在无线通信系统中转移状态的设备，包括：

用于在第一收发信机处接收从第二收发信机发送的功率控制信息的装置；

用于在所述第一收发信机相干地组合所述功率控制信息的装置；以及

用于在所述相干组合之后，从所述第一收发信机将发送集发送到所述第二收发信机的装置，所述发送集包括以下的至少一个：

预定波形；以及

常规话务。

12.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述功率控制信息包括多个预定功率控制组。

13.如权利要求11所述的设备，其特征在于，所述功率控制信息包括通过未用的反馈元提供的反馈。

14.如权利要求13所述的设备，其特征在于，所述未用的反馈元包括以下中的一个：

未用的发送信道；

未用的时隙；以及

未用的预定频率。

15.如权利要求11所述的设备，其特征在于，功率控制信息包括预定发送序列。

16.如权利要求15所述的设备，其特征在于，预定发送序列包括与功率控制无关的单元。

17.如权利要求11所述的设备，进一步包括用于确定相干组合的功率控制信息是否组成转移状态的指示的装置。

18.如权利要求11所述的设备，进一步包括：

用于在所述第二收发信机接收发送集的装置；以及

用于计算所述第一收发信机的功率发送电平调节因子的装置。

19.如权利要求18所述的设备，进一步包括：

用于将所述功率发送电平调节因子发送到所述第一收发信机的装置；以及

用于在所述第一收发信机根据所述功率发送电平调节因子调节功率电平发送的装置。

20.如权利要求18所述的设备，进一步包括用于在检测之后启动序列的装置，其中所述第一收发信机忽略所接收的任何功率发送电平调节因子。

21.一种在无线通信系统中确定转移命令存在的设备，包括：

用于以预定模式接收从第一收发信机发送至第二收发信机的包括功率控制信息的数据的装置；以及

用于相干地组合所接收的所述数据并根据所述相干组合的数据确定转移命令的存在的装置。

22.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述预定模式包括多个冗余功率控制组。

23.如权利要求21所述的设备，进一步包括：

用于在所述相干组合之后发送数据的装置，所述数据包括以下的至少一个发送集：

预定波形；以及

常规话务信息。

24.如权利要求21所述的设备，其特征在于，所述预定模式包括通过未用反馈元提供的反馈。

25.如权利要求24所述的设备，其特征在于，所述未用反馈元包括以下中的一个：

未用的发送信道；

未用的时隙；以及

未用的预定频率。

26.如权利要求21所述的设备，其特征在于，预定模式包括预定发送序列。

27.如权利要求26所述的设备，其特征在于，预定发送序列包括与功率控制无关的单元。

28.如权利要求21所述的设备，进一步包括用于确定所述相干组合的数据是否组成转移状态的指示的装置。

29.如权利要求23所述的设备，进一步包括用于根据至少一个发送集计算所述第二收发信机的功率发送电平调节因子的装置。

30.如权利要求29所述的设备，进一步包括：

用于从所述第一收发信机向所述第二收发信机发送所述功率发送电平调节因子的装置；以及

用于在所述第二收发信机处根据所述功率发送电平调节因子调节功率电平发送的装置。