CN101790227A - 能进行对等通信的蜂窝通信终端的传输功率电平的调节 - Google Patents

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Abstract

在多址接入网络中，网络接入终端(106)能与网络基础设施接入节点(104)通信，或进行对等通信(110)。接入终端适合于响应从接入节点和从其它接入终端接收到的功率控制命令来调节传输功率电平。

Description

能进行对等通信的蜂窝通信终端的传输功率电平的调节
本案是申请号为200480040533.7，申请日为2004-11-19，题目为“能进行对等通信的蜂窝通信终端的传输功率电平的调节”的申请的分案。
技术领域
本申请涉及无线通信，并更具体涉及支持覆盖范围内(in-coverage)和覆盖范围外(out-of-coverage)模式的多址接入网络的接入终端之间的对等通信。
背景技术
对等通信涉及共享某个共同特性或一组特性的一组通信实体，该共同特性或该组特性使得该组通信实体能够在不借助更高层中介的情况下开始并相互通信。
对等通信可用于一键通(PTT)和其它应用，诸如扩展到多媒体(诸如视频)传输的一键多媒体(PTM)(用于数据的PTT的扩展)。
随着多址接入网络适合于除了向接入终端提供点对点功能之外，还向接入终端提供对等功能，使得需要有网络功率控制来考虑一些条件，诸如对等通信中的传输功率对网络经受的总干扰的影响。
附图说明
图1是多址接入系统的框图，在该多址接入系统中，接入终端支持与网络的其它接入终端的对等通信；
图2是作为码分多址(CDMA)蜂窝系统实现的示例性的多址接入网络的系统图；
图3是图解用于多址接入系统的两个接入终端之间的对等通信的物理层协议的示意图；
图4是图解用于多址接入系统的四个接入终端之间的对等通信的物理层协议的示意图；
图5是图解在接入终端层使用多个接收链来进行信号功率控制的示意图；
图6是图解接入终端层上的功率控制机制的表；
图7是图解用于在接入终端之间进行对等通信的CDMA传输机制的示意图；
图8是图解具有多个接收链的实施例的接入终端的RF部件的框图；
图9是图解具有多个接收链的另一实施例的接入终端的RF部件的框图；
图10是图解在覆盖范围内操作期间用于接入终端的功率控制的流程图；
图11是图解在覆盖范围外操作期间或在免授权频段操作期间用于接入终端的功率控制的流程图。
具体实施方式
对等通信涉及一组共享某个共同特性或一组特性的通信实体，该共同特性或该组特性使得该组通信实体能够在不借助更高层中介的情况下开始并相互通信。
对等通信可用于一键通(PTT)和其它应用，诸如扩展到多媒体(诸如视频)传输的一键多媒体(PTM)(用于数据的PTT的扩展)。
具有用于接收和服务接入网络请求的既定基础设施的现有多址接入网络，正被适于向它们的用户提供在它们的用户之间进行对等通信的功能。网络接入是通过终端和多址接入网络的一个或多个接入节点之间的点对点通信，来向接入终端(诸如移动电话、计算机、个人数字助理和其它等效设备)提供的。这样的网络已配置有用于管理基础设施的协议和装备，以确保在服务质量的某个最小阈值水平或在该最小阈值水平上已经有最大数量的终端接入了网络。如果能在不对接入终端和基础设施进行大量重新设计和构建的情况下改编或修改这些协议，使其能管理接入终端之间的对等通信的对应方面，则将是便利的和节省成本的。
例如，无线蜂窝通信系统将网络接入提供给移动电话形式的接入终端，使设备能经由与该系统的通信来传输和接收各种各样的信息。在系统中由移动电话传输的功率引起一个显著的问题，因为需要控制传输的功率电平以维持整个系统的通信质量。在这点上，许多电话同时或一起接入系统，并且由所有活动的电话传输的总功率导致了对系统的干扰。此外，由于电话是移动的，所以到达系统基础设施的通信路径不断地变化，从而需要调节传输功率电平以维持通信质量水平。因此，接入管理可包括当电话在系统覆盖范围区域内移动时限制系统中活动的每个移动电话的传输功率电平并调节该水平。
第一种功率控制方法的原理假定更靠近蜂窝基础设施的电话应以低于更远离基础设施的电话的功率电平向基础设施进行传输。每个移动电话测量从基础设施的基本组件接收到的总功率，并将传输功率与从基本组件接收到的功率电平呈反比地进行设置。按照惯例，电话到系统的传输方向是反向链路，并且该技术被称为“反向链路开环功率控制”。(前向链路是系统到电话的方向。)该技术为开环是因为它仅由电话基于电话对从基本组件接收到的功率的估计来进行控制。
第二种反向链路功率控制方法利用蜂窝基础设施的基本组件从移动电话接收到的反向链路传输功率来建立用于该移动电话的目标功率电平。用于该电话的目标功率电平是在功率控制过程的外环中确定的功率控制(PC)设置点。这就要求将移动电话的传输功率作为信道的函数或者至少在一定程度上是作为数据速率的函数来调节。基础设施在前向链路上向电话发送使电话将反向链路传输功率朝目标功率电平(向上或向下)调节的功率控制信号。该技术被称为“反向链路闭环功率控制”，因为它利用在两端都有参与的电话和系统基础设施之间的环路。该目标功率电平是通过闭环过程的外环建立的功率控制设置点。
用于多址接入无线通信系统的开环和闭环功率控制被公开在例如下列专利号的美国专利中：5,056,109；5,396,516；5,933,781；6,035,209；6,101,179；6,609,008；和6,621,804。外环处理在例如下列专利号的美国专利中被说明：6,748,234、6,633,552和6,529,482。
随着多址接入网络适合于除了向其接入终端提供点对点功能之外，还向其接入终端提供对等功能，由于对等通信中的传输功率对网络经受的总干扰的影响而使得网络功率控制问题变得更复杂。
一方面，多址接入网络的接入终端之间的对等通信设置有授权或免授权频段中的覆盖范围内和覆盖范围外的模式。覆盖范围内操作包括在授权给网络的活动频段中或在免授权频段中、在网络的覆盖范围区域内的对等操作。覆盖范围外操作包括在授权给网络的频段内、覆盖范围区域外的对等操作，或者在授权给网络的未使用的频段上、在覆盖范围区域中的对等操作。
另一方面，对支持终端的系统接入和对等通信的多址接入网络的接入终端所传输的功率进行的控制，是通过将用于点对点通信的网络功率控制协议适合于满足对等操作的需要来提供的。这向对等通信接入终端提供了功率控制能力，同时确保它们继续参与整个网络功率控制方案，从而使网络能够继续向该网络的所有接入终端提供所要求的通信质量水平。接入终端传输功率控制的适应，还向多址接入网络的接入终端提供了在对终端和多址接入网络的操作造成最小中断的前提下在对等和网络接入通信之间进行切换的能力。
而另一方面，多址接入网络使用开环和闭环反向链路来控制接入终端传输的功率，具有点对点和对等功能的接入终端的传输功率被提供，同时接入终端被提供至少三种类型的对等操作：授权和免授权频段中的覆盖范围内对等操作和覆盖范围外对等操作。
在图1中，多址接入网络100包括网络基础设施102和多个接入终端(AT)106，其中网络基础设施102包括一个或多个接入节点(AN)104。接入终端106和基础设施以点对点通信(诸如108)方式进行通信。另外，接入终端106可相互进行对等通信110。在本说明中，接入终端106(其可以是移动或固定的)通过多址接入网络100的一个或多个接入节点传输和接收数据分组。多址接入网络100在接入终端106之间传输数据分组。网络100可连接到接入网络之外的附加网络(未示出)，诸如企业内部互联网和因特网，并可在任何接入终端106和这些外部网络之间传输数据分组。已经与一个或多个接入节点建立了活动业务信道连接的接入终端被称为活动接入终端，并将其称为处于业务状态。处于与一个或多个接入节点建立活动业务信道连接的过程中的接入终端被称为处于连接建立状态。接入终端可以是通过无线信道或有线信道(例如使用光纤或同轴电缆)进行通信的任何数据设备。接入终端还可以是包括但不限于PC卡、紧凑式闪存、外部或内部调制解调器或者无线或有线电话的许多类型设备中的任何一种。接入终端借以将信号发送给接入节点的通信链路被称为反向链路。接入节点借以将信号发送给接入终端的通信链路被称为前向链路。
多址接入网络将通过以作为宽带扩频系统工作的多址接入无线系统为例进行说明，将码分多址(CDMA)系统作为对本文所述原理的指导性但非限制性的说明。CDMA系统的物理和功能结构是众所周知的，所以仅将其描述到适合于理解怎样为服务能够与系统进行点对点通信并能相互进行对等通信的接入终端的系统实现功率控制的程度。
图2图解了能够根据包括但不限于TIA/EIA-95、TIA/EIA-IS-2000、TIA/EIA/IS-856、IMT-2000和WCDMA的CDMA通信系统标准中的任何一种进行工作的多址接入无线蜂窝系统200的总框图。
通常，图2的蜂窝网络200为许多小区202A至202G提供通信，每个小区包括接入节点，诸如在多个接入终端206A-206G之间以及在接入终端和一个或多个其它网络(未示出)之间提供通信链路的基站204A-204G。这些基站与接入终端通信并相互通信。基站经由前向链路通过前向链路信号与接入终端进行通信，其中前向链路信号把为许多接入终端独特编码的信号相加。接收前向链路信号的每个接入终端将其解码以提取其独特编码的信号。每个接入终端经由反向链路信号与接入节点进行通信。参见美国专利6,609,008中对CDMA蜂窝网络的结构和操作的详细说明。
CDMA系统中接入终端的对等通信可通过以下方式来进行：对蜂窝网络设置旁路，使用反向链路操作向对等体传输，并使用前向链路操作(为网络操作中来自接入节点的通信保留)从网络接收系统管理信息。在对等模式中，终端使用专门用于从/向其对等终端接收/传输的反向链路频率。当接入终端通过使用当前正由经由网络进行通信的其它终端使用的信道来参与覆盖范围内对等通信时，接入终端必须使其传输服从网络功率协议，以便不降低网络的容量或性能。因此，接入终端在工作于对等模式中时的传输功率对网络造成的干扰应该限制到不大于其通过网络工作时所产生的干扰的水平。
在此提供的是一种用于使移动设备形式的接入终端能够在反向链路(其在蜂窝操作中被定义为来自移动设备的传输)上接收来自对等体的通信的对等通信方法。在一个实施例中，具有多个各自能调谐到对应信道的接收链的移动设备，能在通常用于反向链路的无线电频率(RF)信道上向对等体传输，同时能接收和监视对应的前向链路信道。终端能执行开环功率控制以便适当地限制其传输功率。
根据一个实施例，移动设备是支持扩频协议(诸如CDMA)的移动台。移动台调谐一个接收链以获取和跟踪CDMA接入网的前向链路。这样一来，移动台执行包括监视任何来话寻呼和执行空闲越区切换的空闲站过程。当移动台开始对等操作时，它将第二接收链调谐到适当的信道(在本实施例中为反向链路信道)以接收其它对等用户。对等移动台开始传输，但是必须限制其功率。本实施例可要求移动台服从接入网的开环功率控制协议以作为限制其传输功率的方式。当然，对等操作中的移动台还可以其它方式(诸如通过向对等体或对等伙伴发送功率控制命令，或者通过其它适合的技术)限制其传输功率。
另一目标是减小多址接入网络上的负荷。通过允许从移动台到移动台的对等通信，而不经过基站或其它网络基础设施元件，对等通信减小了网络的负荷。对等通信通过使用除由网络使用的频率之外的频率，也减小了网络扇区的负荷。在这些情况下，对等操作使得能够在通过接入网无法获得的情况下继续进行无线通信。
对于覆盖范围内操作，存在通过接入网的初始建立过程。为了下面讨论的目的，在示例性的CDMA多址接入网络中，将把移动设备称为接入终端(AT)，并把网络称为接入网(AN)。这些术语为了TIA/EIA/IS-856标准中的一个实施例而被清楚地定义。如图1所示，多址接入网络100包括一个或多个服务多个接入终端106的接入节点104。在某个时刻，AN 104确定存在可用于通信的对等模式，并开始建立过程以使其中一个AT 106转换到对等操作。一旦建立了呼叫，AT106就从AN 104以及对等伙伴接收用于闭环功率控制的功率控制命令。
对于覆盖范围外和免授权频段操作，AT 106开始通信。AT 106适合于在不通过AN 104协调的情况下执行这些功能。
一个目标是将对等模式操作中的终端造成的干扰维持在与来自一键多媒体模式操作中的相同终端的干扰相同或比其低的水平上。
进一步的目标是提供一键多媒体和对等模式操作之间的无缝转换以及反方向的无缝转换。还期望提供用于授权和免授权频段中的覆盖范围内和覆盖范围外的统一的方法。理想地，覆盖情况和对等操作可在对用户不可见的情况下提供。
在一个实施例中，多址接入网络中的对等操作被设计成支持一组中的大量用户，例如，在对等模式中最高为8个用户，在广播模式中为非常大数量的用户。对等操作可以各种模式来实现。例如，在一种模式中，将预定组的AT 106指定为被呼叫的伙伴。另一种模式可实现可由警察或消防员使用的公共安全应用。仍然是在另一种模式中，一个AT 106向多个接收器传输例如类似于广播传输的视频传输。
覆盖范围内操作
覆盖范围内操作是指发生在当前由AN 104服务的区域中的使用当前授权的并由AN 104使用的频段的对等通信。在这种情况下，AT在初始建立对等通信时由AN 104辅助，这可以使得将当前蜂窝呼叫转换到对等模式，还可以使得在对等呼叫期间对来自AT 106的传输进行功率控制。AN 104在发生事件或触发时，执行对等通信的连接和建立。可能的触发可由AN 104基于各种考虑来实现，并可包括但不限于：1)AT 106的位置；2)AT 106移动出覆盖范围区域；3)网络100的负荷；4)对等通信参与者的接近度；5)多个AT 106的活动集(AS)条目的重叠；或者6)AN 104的判断。AN 104然后维持对等通信。建立过程和信令可与在CDMA2000和TIA/EIA/IS-856高速率分组数据(HRPD)网络中所使用的相同。
在一种情况下，AN 104建议一组AT 106试图进行对等模式操作。
例如，当试图进行对等操作时和/或在对等操作期间，AN 104的编码和识别可提供动态伪随机噪声PN长码分配。
在一个实施例中，对于对等组的形成，每个AT 106可维持为对等通信指定的AT 106的列表。例如，这可以是一组将要形成对等组的建筑工人。AT 106可将搜索限制到预制组中的其它AT 106。可为特别对等组保留某些共同的长码掩码。AT 106可使用共同的长码掩码并请求除现有对等组之外的对等组。可要求当前组的主机搜索新的对等客户机。AT 106可使用共同的长码掩码进行传输以建立对等组。
对于对等通信的连接建立和维持，存在初始获取阶段。对于对等终端获取，AT 106选择最佳信道用于传输。AN 104可向AT 106提供可使用的信道列表。可选地，AN 104可提供信道的优选漫游列表，通过该优选漫游列表，一旦终端发现了属于某个地理区域的1x或DO基站，就能使该终端知道该地理区域中的对等信道。AT 106可使用基站ID作为进入优选漫游列表的密钥，以确定该地理区域中的可用对等信道。AN 104可使用预定的消息格式，诸如在TIA/EIA/IS-2000版本A中描述的通用相邻列表消息，或者TIA/EIA/IS-856中的重定向消息。
根据一个实施例，每个AT 106都具有信道列表来确定在对等获取期间的传输顺序。用于给定AT 106的独立信道列表对于该AT 106是唯一的。信道列表可由AN 104(诸如基站(BS))建议。然后信道传输序列对于每个AT 106是唯一的，并由对等组中的所有其它AT 106获知。AT 106还使用共同的长码掩码来搜索其它AT 106。
每个AT 106将向其它AT 106提供用于接收通信的“最佳”信道的指示。每个AT 106基于反馈来选择“最佳”传输信道，其中优选传输信道是最期望的信道。
根据另一个实施例，想在可用信道上相互通信的两个AT 106通过拼接它们相应的ID来形成散列值。该散列值被输入给散列函数，该散列函数的输出是可用于对等通信的许多频率信道中的一个。这使得两个AT 106都能在同一信道上开始对等通信。当在散列信道上开始对等通信后，AT 106能够协商并移动到另一个可用于对等通信的信道。通过从对等组所有成员的ID中形成散列值，可将该方法扩展到多于两个的AT 106。
根据另一个实施例，每个AT 106测量所有可用信道上的接收功率并将测量结果报告给AN 104。然后AN 104建议最佳信道，以用于每个AT 106的传输和接收，或者用于对等组。最佳信道是调制和传输情况所特定的，诸如，如果系统实现如下文定义的时分复用(TDM)结构或者码分复用(CDM)结构。如在此使用的，CDM结构提供对多个目标接收者的同时传输，其中这些传输是在一个时隙期间被码分复用在一起的。TDM结构是指对向多个AT 106的传输提供不同的时隙。对于整个对等组，信道选择可作为发送器的函数进行变化，例如，如在CDM结构对等会话中那样。最大传输功率可由CDMA网络限制，如下文关于功率控制所讨论的那样。
对于对等终端获取，(在AT 106上的)接收信号与干扰噪声比(SINR)的测量在合理的时间间隔内被执行多次以获得可靠的估计。这种测量和估计会增加获取时间。
信道选择可考虑大信道集合，这有助于减小网络中和对等通信的干扰。然而，大信道集合会增加获取时间。注意，对等组中的大量AT106进一步增加了获取时间。
实现对等操作的系统可考虑各种业务信道操作选项。第一选项是基于初始获取的静止信道选择，其中在初始获取期间选择“最佳”信道。然而，这种处理是耗时的。
第二选项提供业务操作期间的信道选择，其中AT 106继续使用“最佳”信道或者自适应跳频。第三选项使用随机跳频，因为自适应跳频在业务状态时可能不能获得，其中干扰可对时间进行平均。在任何情况下，不同的选项可用于每个调制/传输情况，即TDM或CDM结构。
现在参照图3，以理解根据上述原理的用于两个AT 106(标为用户#1和用户#2)之间的对等通信的物理层协议。在一组内，可向参与对等通信的每个对等AT 106分配唯一的编号，例如，用户#1、用户#2等。然后将每个传输时隙分成至少与参与伙伴的数量相等的部分。在一些情况下，可将时隙分成比参与者的数量更多的部分。用户编号与用户在其中进行传输的时隙部分相对应。对于两个参与者的情况，用户#1使用第一半时隙传输并在第二半时隙中接收，用户#2使用第二半时隙传输并使用第一半时隙接收。为每个传输提供保护时间(GT)以在传输和接收之间留出时间。GT用于为切换和传播延迟留出余地。
图3中示出的用于两个用户之间的对等通信的物理层协议可具体符合TIA/EIA/IS-856和1xEV-DO。在这样的实施例中，媒体接入控制(MAC)信道用于反向功率控制(RPC)和自动重复请求(ARQ)(与1xEV-DO-Rev A中所定义的相类似)。合成的传输结构将是：DATA，之后是MAC，导频(P)，MAC，GT。如图3所示，用户#1在时隙的第一部分期间传输，用户#2在时隙的第二部分期间传输。
图3中示出的两个对等体的协议可以例如如下方式实现对等功率控制。假定功率控制命令为比特形式。在这点上，将功率控制比特设置为一种极性以命令功率增加某预定量或可确定的量，将其设置为相反的极性以命令补偿的功率减小某预定量或可确定的量。传输帧由16个传输时隙构成。将每帧细分为4个子帧，每组由4个传输时隙构成。功率控制循环可在每帧完成4次，同时在每个子帧中发送一个功率控制比特。每个对等AT在每个时隙中测量接收到其它对等体的功率电平，将在子帧内接收到的功率平均，将该水平与基于外环功率控制设置点设置的阈值进行比较，并在后面组中的至少一个指定的传输时隙中发送功率控制比特，从而命令其它对等体将其传输功率电平提高(或降低)某预定量。将功率控制比特编码进指定的传输时隙的两个MAC信道中。每个对等AT把从一组中的指定时隙的两个MAC信道的每个中解码出的功率控制比特进行平均，并基于经平均的功率控制比特来对其传输功率电平采取适当的操作。这个实例在每帧提供至少四次传输功率修正操作的时机。
每个AT的传输和接收路径可使用不同的CDMA信道。在一个实施例中，如果数据速率超过多路径缓和(multi-path mitigation)的阈值，则在时隙中标为DATA部分的部分期间支持正交频分复用(OFDM)传输。
图4示出了具有四个参与对等通信的对等AT的实例，对等操作使用TDM结构，其中功率控制的速率为两个参与者情况的1/2。参照图2，其中AT 206可经由对等会话与其它伙伴通信。在这种情况下，每个参与者向对等通信中的其它参与者发送功率控制(PC)比特。可将四个参与者的情况扩展到更多参与者，其中将时隙分成更多数量的部分以容纳新的或附加的参与者。每时隙的参与者数量的每次增加都会减小PC比特速率。这种减小导致每个AT更不易响应反向链路闭环功率控制并会影响性能。一个实施例支持具有部分频段传输的OFDM。
对于覆盖范围内操作，工作于对等模式中的每个AT由AN(例如，AT的活动集中的每个基站收发器系统(BTS)，以及所有或部分对等伙伴)进行功率控制。在更一般的意义上，接入网和其它对等AT可参与处于对等通信中的AT的反向链路闭环功率控制。例如，在一个实施例中，向AT的活动集中的所有BTS分配信道元件(CE)。在BTS接收器上要求最小功率以便确保耙指以活动集的其中一个BTS要求的最小功率继续停留在锁定状态。与用于DS-CDMA系统(诸如TIA/EIA/IS-95和TIA/EIA/IS-2000)的传统功率控制不同，对等模式的操作需要两个功率控制设置点。将干扰设置点或阈值选择为BS能够接受的来自对等终端的最大干扰功率。该设置点可以是通过闭环功率控制协议的外环所确定的最大功率控制设置点。将耙指设置点或阈值选择为在RAKE耙指上保持锁定所需要的最小接收功率。
参照图5，以理解在物理层如何通知AT的功率控制。在图中，归因于干扰设置点和耙指设置点的功率控制(PC)比特，由至少一个AN交错在前向链路(FL)上，各自以点对点闭环功率控制速率的一半而被传输给AT。干扰设置点是这样的阈值，在该阈值之上，强制降比特在偶时隙期间从AN被传输；如果在AN接收到的功率大于干扰设置点，则使用逻辑高；强制降比特的逻辑低指示无关条件。耙指锁定升比特在奇数时隙期间传输，并且如果在AN接收到的功率小于耙指锁定设置点，则为逻辑低；耙指锁定升比特的逻辑高指示无关条件。设置点计算的实例被提供在美国专利6,609,008中。图5图解了AT中的第一接收链上的来自AN的功率控制比特和另一接收链上的来自对等AT的功率控制比特的时序安排。“I”命令是指基于干扰设置点并从AN传输来的强制降命令。“F”命令是指基于耙指设置点的功率控制命令，其中AN确定在AN上在所有耙指或至少一个耙指上接收信号所需的能量。来自对等AT的PC比特(PTP)在所有传输时隙期间在反向链路(RL)上，以点对点闭环功率控制速率被传输给AT。如果在对等AT接收到的功率高于传输设置点，则对等功率控制比特具有逻辑高值，如果在对等AT接收到的功率低于传输设置点，则为逻辑低值。当然，可使这种比特约定颠倒，或者可利用使用不同信令约定的另一种约定。
对于每个设置点，当在不能获得新比特的传输时隙期间需要任何一种比特时，使用在前面时隙期间接收到的比特。具体而言，I比特在时隙n期间传输，在时隙(n+1)期间不传输。在时隙n期间，AT响应在该时隙期间传输的I比特而做出功率控制决定。在时隙(n+1)期间，AT响应在n时隙期间传输的I比特，以及响应在时隙(n+1)期间传输的F比特，而做出功率控制决定。类似地，在时隙(n+2)期间，AT响应在(n+2)时隙期间传输的I比特，以及响应在时隙(n+1)期间传输的F比特，而做出功率控制决定。
AN可向AT提供测量的Ecp/Nt(每码片能量与热噪声之比)和业务设置点中的增量。当AT传输将由AN解码的数据时，它必须在传输信令/数据时提高导频传输功率。
在图5中，显示在每个传输时隙中的PC比特可包含一个或多个各自来自相应的源的比特的值以及码分复用的所有类似比特(例如，所有I比特或所有F比特)的值。AT的活动集中的每个BTS可根据相应的编码来发送I和F比特，并且AT可在偶数传输时隙中接收和解码一个或多个I比特，在奇数传输时隙中接收和解码一个或多个F比特。每个对等AT可根据相应的编码发送PC比特，并且一个或多个PTP比特可在任意传输时隙中被接收和解码。因此，工作在对等模式中的AT的闭环功率控制以下面的方式进行。首先，根据下面的规则将一种类型的所有功率控制消息组合在一起：
-将有效强制降PC命令(Mandatory Down PC Command)定义为来自活动集中的所有BTS的所有强制降比特的OR，即，当任何BTS发送强制降比特时，AT必须减小传输功率；
-将有效耙指锁定升PC命令定义为来自活动集中的所有BTS的所有耙指锁定升PC比特(Figure Lock Up PC bit)的AND，即，仅当所有BS发送耙指锁定升比特时，AT才提高功率；并且
-将有效PTP升PC命令(Effective PTP UP PC Command)定义为来自参与对等体的所有升PC比特的OR，即，如果至少一个对等体这样指示，则AT将提高功率。
每个这些逻辑操作的结果是“有效PC命令”。这些有效命令在覆盖范围内对等操作期间由AT组合，如图6所示。功率控制命令的比特值，通过使用从逻辑值到比特值的映射的它们的名称来定义；这里，将逻辑值“真”映射到比特值“1”，并将逻辑值“假”映射到比特值“0”。例如，强制降命令使用比特值1(真)来指示降命令，而耙指锁定升命令使用比特值0(假)来指示降命令。当然，PTP升命令也可以使用比特值0(假)来指示升命令。将有效命令组合以产生图6中的表的右手列中示出的结果。在该列中，“DOWN”结果使AT将其传输功率电平减小某预定量或可确定的量(比方说1dB)。“UP”结果使AT将其传输功率电平增加某预定量或可确定的量(比方说1dB)。尽管被标为没有操作(N/A)的两种情况可能从不会发生，仍将AT定义为在这两种情况下不采取操作。
一个实施例提供用于处理使用对等模式的AT之间的通信的无缝操作。在第一选项中，一接收到来自AN的搜索对等伙伴的指示，AT就开始门控模式(gated mode)的操作。如果使用TDM结构，则传输占空比是对等伙伴数量的函数。当使用CDM结构时，向发送器赋予AN的角色。对等终端通过使用在门控的ON时隙期间传输的导频信道，来试图获取伙伴。
在第二选项中，AT使用其它频率搜索过程(诸如在TIA/EIA/IS-95B中所使用的)。在导频检测之后，功率控制比特由对等AT发送给伙伴，并且信令指示被发送给AN作为获取对等伙伴的通知。
对等设备需要将来自BS和对等伙伴的功率控制比特区分开来。一个实施例实现用于这种识别的显式MACID空间。另一个实施例仅在来自AN的信令指示指明对等模式操作之后才使用功率控制比特。
码分复用(CDM)结构
通过使用CDM结构，一个AT向作为对等伙伴的其它AT传输。有效地促使该传输AT来执行AN的任务。这样，传输AT接收来自所有对等伙伴的功率控制。对等伙伴仅从传输AT接收。图7图解了传输方案。用户#1是充当AN的传输AT。用户#1在3/4的传输时隙中传输，在1/4的传输时隙中接收。对等伙伴在1/4的传输时隙中传输导频和功率控制信息。来自对等伙伴的传输是码分复用的。
在建立组之前，接收AT向传输AT传输导频和功率控制命令。在一个实施例中，对等组使用跳频来减轻干扰。
当传输AT从用户#1变成另一伙伴用户#k时，对等组执行重新建立程序。
时分复用(TDM)结构
图4中图解了TDM结构，其中每个参与者可在传输时隙中的指定部分期间传输。当参与者传输时，该传输包括有效载荷(即，数据)、MAC层信令信息和导频信号，并且还留出保护时间(GT)。MAC层信令包括功率控制命令。
TDM结构使对等组中的所有AT能对对等组中的其它AT进行功率控制。TDM结构的功率控制可通过使用ARQ方案来增强。
覆盖范围外和免授权频段操作
覆盖范围外的区域中的操作或者免授权频段中的操作是在没有AN的情况下执行的。在这种情况下，一组中的AT自发地开始并维持对等通信。包含覆盖范围外和免授权频段操作的最小改变是有可能的。该启动基于共同的PN长码掩码。
由于AN没有被包括在这种模式的通信中，所以将功率控制减小至基于来自对等伙伴的升命令的OR的决定。换言之，当任何一个伙伴发送升功率命令时，给定的AT将增加传输功率。
粗略的时序获取被执行，并由GPS辅助。为了精确的时序获取，AT使用来自对等伙伴的导频。
一旦识别了对等组(并假定该组AT具有好的时序)，就使该组中的所有其它成员知道传输时隙内的位置。AT能够确定时序以及哪个信道将用于传输。
AT继续搜索，直到与至少一个其它AT建立连接为止，其中对该组中的所有AT的搜索在预定时间间隔内执行。
多接收链
在此讨论的实施例的实现方案可能需要为用于接入终端RF传输和接收电路的目前设计进行硬件修改。一种重新设计的方法可实现新接收链以维持多个接收链。这能提供所要求的性能，但会对硬件引入附加成本和复杂度。
另一种方法引入RF开关来产生分集接收器。RF开关减小硬件修改的成本，但会导致灵敏度损失。图8图解了通过实现RF开关来便于对等通信的具有多个接收链的AT的硬件RF部分的一个实施例。在图8中，I/Q基带信号(I/Q BB)从接入终端，通过包括控制压控振荡器(VCO)804的频率的反向链路锁相环(RL PLL)802的传输链，在反向链路上传输。VCO 804提供RL频率信号，并且RL频率和I/Q BB信号在混频器806中混合。由混频器806产生的上变频的信号，被前置放大器807前置放大并由反向链路滤波器808滤波，由功率放大器809放大，并通过双工器811被馈送给第一天线812。前向链路信号在标准接入终端RF部件中的为了分集接收目的而提供的两个接收链上被接收。在这点上，在第一接收链上，第一接收信号从天线812通过双工器811被提供给前向链路(FL)滤波器814。滤波器814的输出由低噪声放大器(LNA)816放大并通过使用FL锁相环(FL PLL)818、VCO 820和除2电路821产生的FL频率信号而在混频器821中被下变频。第一恢复RL基带信号由混频器821通过信号线822输出。第二(分集)接收链包括将第二接收信号提供给前向链路(FL)滤波器826的天线824。滤波器的输出由LNA 828放大，并通过使用FL锁相环818、VCO 820和除2电路821产生的FL频率信号而在混频器830中被下变频。第二恢复FL基带信号由混频器830通过信号线832输出。经由RF开关840和842、振荡器开关844、反向链路(RL)滤波器846以及缓存器848来提供用于对等通信的第三接收链。RF开关840被连接到天线824的输出端并将接收到的信号切换到FL滤波器826或RL滤波器846。RF开关842被连接到FL滤波器826或RL滤波器846的输出端，并将这些输出中的一个切换到LNA 828的输入端。RL VCO 804还向缓存器848提供输出。振荡器开关844接收FL频率信号和RL频率信号，并将这些信号中的一个提供给混频器830。为了接收来自接入网基础设施(诸如接入节点)的前向链路通信，将RF开关840和842连接到FL滤波器826，并且振荡器开关844将FL频率信号连接到混频器830，结果使经解调的FL I/Q基带信号从接入网基础设施输出。该电路条件用于接入终端和接入网之间的通信，并可用于例如向接入终端提供干扰和耙指锁定功率控制命令。为了接收来自对等接入终端的反向链路通信，将RF开关840和842连接到RL滤波器846，并且振荡器开关844将FL频率信号连接到混频器830，结果产生来自一个或多个对等接入终端的经解调的RL I/Q基带信号。该电路条件用于接入终端及其对等体之间的通信，并可用于例如向接入终端提供PTP功率控制命令。
仍然是在另一个实施例中，便于对等通信的旁路分集由AT的硬件RF部分中的接收路径LNA引入。这可用最小成本增量来实现，但可能会需要附加天线。图9图解了这个实施例。在图9中，多接收链结构用至少一个RF开关940实现。AT的RF部分类似于图8，不同之处在于第二和第三接收链。第二(分集)接收链包括将接收到的信号提供给前向链路(FL)滤波器926的天线924。滤波器926的输出由LNA928放大，并在混频器930中通过使用上面结合图8说明的所产生的FL频率信号而被下变频，以产生经解调的FL I/Q基带信号。用于对等通信的第三接收链包括将接收到的信号提供给反向链路(RL)滤波器936的天线934。滤波器的输出由LNA 938放大，并在混频器930中通过使用上面结合图8说明的所产生的RL频率信号而被下变频，以产生经解调的RL I/Q基带信号。RF开关940具有连接到LNA 928和938的输出端的输入端，以及连接到混频器930的一个输入端的输出端。振荡器开关944具有接收FL和RL频率信号的输入端，以及连接到混频器930的第二输入端的输出端。为了从接入网基础设施(诸如接入节点)接收前向链路通信，将RF开关940连接到LNA 928，并且振荡器开关944将FL频率信号连接到混频器930，结果使经解调的FL I/Q基带信号从接入网基础设施输出。该电路条件用于接入终端和接入网之间的通信，并可用于例如向接入终端提供干扰和耙指锁定功率控制命令。为了接收来自对等接入终端的反向链路通信，将RF开关940连接到LNA 938，并且振荡器开关944将RL频率信号连接到混频器930，结果产生来自一个或多个对等接入终端的经解调的RL I/Q基带信号。该电路条件用于接入终端及其对等体之间的通信，并可用于例如向接入终端提供PTP功率控制命令。
图10图解了用于对等模式中的覆盖范围内的AT的示例性的功率控制方法的流程图1000。当AT在1010开始对等操作时，功率控制方法1000的操作开始。这里，在1020，AT利用其第一FL接收链并启用其RL接收链。最初，在1040，AT基于从多址接入系统以及从一个或多个对等接入终端接收到的总功率来进行开环功率控制。基于总功率，AT将其RF传输功率电平设置为引起来自系统的响应所必需的最小平均功率电平，并传输探查(probe)。如果该企图失败，则AT将其功率电平增加某预定增量并再次传输探查。
当AT接收系统确认时，方法1000在1060转换到闭环PC，在闭环PC中，AT正在与之进行通信的系统和接入终端(对等终端)计算用于控制AT的RF传输功率电平的相应的功率电平设置点。系统控制由一个或多个接入节点实现。对等终端独立地控制AT的功率。在闭环功率控制的一个实施例中，AT工作在CDMA蜂窝系统中，并且其传输功率由其活动集中的所有基站收发器控制以及由一个或多个与其通信的对等终端控制。在这种情况下，每个基站收发器为AT计算干扰和耙指锁定设置点，并且每个对等终端为AT计算对等设置点。
AT的传输功率受起始于1080的闭环控制的影响，在1080中，一个或多个基站收发器将从AT接收到的功率电平与为该AT计算的干扰设置点进行比较。如果该水平超过干扰设置点的值，则在1082设置强制降命令(I)。否则，在1084，将从AT接收到的功率电平与为该AT计算的耙指锁定设置点进行比较。如果该水平小于设置点的值，则在1086设置升命令(F)。与AT的操作同步发生的是，I和F命令从参与终端传输功率控制的所有接入节点被传输给AT。例如，I和F命令可在结合图5所公开的交错在交替传输时隙中的前向链路上被传输给AT。同时，在1088，一个或多个对等终端将AT传输的功率电平与它们各自计算的设置点进行比较，并向AT传输命令以减小传输功率(1090)或增加传输功率(1092)。例如，可在为AT及其伙伴对等终端的对等通信所指定的反向链路上、在每个传输时隙中，将对等终端PTP命令传输给AT。
在1093，AT通过根据如下的功率调节机制调节其传输功率电平，来响应在每个传输时隙中接收到的I或F以及PTP功率控制命令：该功率调节机制是组合各自的功率控制命令以产生有效命令，然后组合这些有效命令来产生作为结果的传输功率调节操作。在这点上，AT可将传输功率增加或减小相应的预定量或可确定的量，或可不采取操作并保持传输功率电平不变。例如，图6的功率控制机制可由AT使用以决定如果需要调节则应对其传输功率电平做出怎样的调节。
必须不断地重新计算设置点，以便适应传输条件的动态变化。闭环功率控制方法包括在1094确定间隔，之后在1096可重新计算设置点。例如设置点的重新计算可以响应于解码帧的内容(也称为“分组解码”)的操作以规则的间隔进行。在这点上，一接收到整个16时隙帧，接收者就试图解码该帧。如果还没有接收到整个帧，则方法返回到1080而不重新计算设置点。否则重新计算设置点。如果帧被错误地解码，则将功率控制设置点增加某预定量(或可确定的量)。否则，将设置点减小某更小的量。可将设置点的值与例如从AT接收到的Ecp/Nt(例如，信号噪声比)进行比较。
图11图解了用于对等模式中的覆盖范围外或频段外的AT的示例性的功率控制方法的流程图1100。功率控制方法1100的操作在1110开始，同时AT处于频段外或覆盖范围外的状态。每个参与AT使用RL接收链以从对等终端接收通信。在1120，AT开始在指定的反向链路上传输，并基于从参与对等通信的对等终端接收到的总功率来进行开环功率控制。基于从传输AT接收到的功率电平，参与对等终端在1130计算PTP设置点，并且在1132，该方法转换到闭环功率控制。在1132，一个或多个对等终端将AT传输的功率电平与它们各自计算的设置点进行比较，并向AT传输命令以减小传输功率(1133)或增加传输功率(1134)。例如，可在为用于AT及其伙伴对等终端的对等通信所指定的反向链路上、在每个传输时隙中，将对等终端PTP命令传输给AT。在1135，AT通过根据如下的功率调节机制调节其传输功率电平，来响应在每个传输时隙中接收到的PTP功率控制命令：该功率调节机制组合PTP功率控制命令以产生有效命令，然后通过采取作为结果的传输功率调节操作来响应有效命令。在这点上，AT可将传输功率增加或减小相应的预定量或可确定的量，或可不采取操作并保持传输功率电平不变。
必须不断地重新计算设置点，以便适应传输条件的动态变化。闭环功率控制方法包括在1136确定间隔，之后在1138重新计算设置点。例如，设置点的重新计算可以响应于分组解码产生的结果以规则的间隔来进行。
本领域的专业技术人员可以理解，可以使用很多不同的工艺和技术中的任意一种来表示信息和信号。例如，上述说明中提到过的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号、及码片都可以表示为电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或光粒子、或以上的结合。
专业技术人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的示例的逻辑块、模块、电路及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件、或二者的结合被执行。为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各种示例的组件、程序块、模块、电路及步骤。这种功能究竟以软件还是硬件方式来执行，取决于整个系统的特定的应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应被认为超出了本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的多种示例的逻辑块、模块、电路可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管逻辑、分立硬件部件、或设计成执行本文所述功能的以上的任意组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，但是可替换地，处理器也可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器、或状态机。处理器也可以被实现为计算机设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器的组合、一个或多个微处理器与一个DSP核心的组合、或任意其它此类配置。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块、或二者的结合来实施。软件模块可置于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动硬盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。可将示例的存储介质连接到处理器，以便处理器可从存储介质读取信息并向存储介质写入信息。可替换地，存储介质可以被集成在处理器中。处理器和存储介质可以置于ASIC中。ASIC可以置于用户终端中。可替换地，处理器和存储介质可以作为分离的部件置于用户终端内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管已经参考各种实施例、实例和示例对本发明进行了说明，但应理解的是，可在不脱离本发明的精神的情况下做出修改。因此，本发明仅由下面的权利要求限制。

Claims (21)

1.一种用于多址接入系统中的对等通信的接入终端，包括：
用于在所述系统的反向链路上传输通信的传输链；
用于在所述系统的前向链路上接收通信的第一接收链；和
用于在所述系统的反向链路上接收对等通信的第二接收链。
2.如权利要求1所述的接入终端，其中所述第二接收链包括前向链路分集接收部件、反向链路接收部件、解调部件和至少一个开关，所述开关用于将所述前向链路分集接收部件或所述反向链路接收部件连接到所述解调部件。
3.如权利要求2所述的接入终端，还包括：
第一天线；
将所述传输链和所述第一接收链连接到所述第一天线的双工器；
第二天线；和
至少一个开关，包括用于将所述前向链路分集接收部件或所述反向链路接收部件连接到所述解调部件的第一开关，和第二开关，所述第二开关与所述第一开关合作，用于将所述前向链路分集接收部件或所述反向链路接收部件连接到所述第二天线。
4.如权利要求2所述的接入终端，还包括：
第一天线；
将所述传输链和所述第一接收链连接到所述第一天线的双工器；
连接到所述前向链路分集接收部件的第二天线；和
至少一个开关，包括用于将所述前向链路分集接收部件或所述反向链路接收部件连接到所述解调部件的开关。
5.一种在多址接入网络中操作用于对等通信的接入终端的方法，包括：
在所述多址接入网络的反向链路上向至少一个对等接入终端传输对等通信；和
在所述多址接入网络的所述反向链路上接收来自至少一个对等接入终端的对等通信。
6.如权利要求5所述的方法，其中传输和接收发生在所述反向链路的传输时隙中。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述接入终端是N个对等接入终端中的第一对等接入终端，其中N≥2，并且所述传输时隙被分成N个部分，所述方法还包括：
所述第一对等接入终端在所述传输时隙的第一部分期间传输对等通信；和
所述第一对等接入终端在所述传输时隙的至少第二部分期间接收来自第二对等接入终端的对等通信。
8.如权利要求6所述的方法，其中所述接入终端是N个对等接入终端中的第一对等接入终端，其中N≥2，并且所述传输时隙被分成第一和第二部分，所述方法还包括：
向剩余N-1个对等接入终端中的每个分配接入码分编码；
所述第一对等接入终端在所述传输时隙的所述第一部分期间传输对等通信；和
所述第一对等接入终端通过分配给所述第二对等接入终端的编码，在所述传输时隙的所述第二部分期间，接收来自第二对等接入终端的对等通信。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述第一部分是3/4的所述传输时隙，并且所述第二部分是1/4的所述传输时隙。
10.如权利要求5所述的方法，还包括：
接收可用的信道列表；和
选择用于传输的信道。
11.如权利要求5所述的方法，还包括：
接收信道的优选漫游列表；和
确定对等信道的可用性。
12.如权利要求11所述的方法，其中确定对等信道的可用性，包括：
使用基站标识符(ID)来确定所述对等信道的可用性。
13.如权利要求5所述的方法，还包括：
通过拼接每个对等接入终端的标识符(ID)来形成散列值；
执行散列函数以输出可用于对等通信的多个频率信道。
14.如权利要求13所述的方法，还包括：
在所述对等接入终端之间协商，以移动到可用于对等通信的另一信道。
15.如权利要求14所述的方法，其中形成所述散列值包括：
通过拼接对等组的所有成员的ID来形成所述散列值。
16.一种远程站设备，包括：
用于在多址接入网络的反向链路上向至少一个对等接入终端传输对等通信的第一装置；和
用于在所述多址接入网络的所述反向链路上接收来自至少一个对等接入终端的对等通信的第二装置。
17.如权利要求16所述的设备，还包括：
用于接收可用的信道列表的装置；和
用于选择用于传输的信道的装置。
18.如权利要求16所述的设备，还包括：
用于接收信道的优选漫游列表的装置；和
用于确定对等信道的可用性的装置。
19.如权利要求16所述的设备，还包括：
用于通过拼接每个对等接入终端的标识符(ID)来形成散列值的装置；
用于执行散列函数以输出可用于对等通信的多个频率信道的装置。
20.如权利要求19所述的设备，还包括：
用于在所述对等接入终端之间协商以移动到可用于对等通信的另一信道的装置。
21.如权利要求20所述的设备，其中用于形成所述散列值的装置包括：
用于通过拼接对等组的所有成员的ID来形成所述散列值的装置。
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