CN1726658A - 使用具有固定单独发送功率限制的多个调制解调器的工作在合计发送功率限制下的无线终端 - Google Patents

使用具有固定单独发送功率限制的多个调制解调器的工作在合计发送功率限制下的无线终端 Download PDF

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Abstract

一移动无线终端(MWT)包括多个无线调制解调器。多个调制解调器的相应发送输出组合在一起以产生一合计发送输出。多个调制解调器可以并行地在反向链路方向上发送数据以及在前向链路方向上接收数据。MWT被限制工作在合计发送功率限制下。多个调制解调器的每一个都有与合计发送功率限制相关的单独发送限制。在操作时，过限的调制解调器被禁用，并且被重新激活以便把全部调制解调器的合计发送功率维持在合计限制以下，并且使前向链路和反向链路上的数据吞吐量最大。

Description

使用具有固定单独发送功率限制的多个调制解调器的 工作在合计发送功率限制下的无线终端
                           发明背景
I.技术领域
本发明一般涉及移动无线终端，尤其涉及具有多个调制解调器的移动无线终端，所述多个调制解调器被限制在全部调制解调器的合计发送功率限制下工作。
II.背景技术
在移动无线终端(MWT)和远程站之间建立的数据呼叫中，MWT可以通过“反向”通信链路把数据发送到远程站。同样，MWT可以通过“前向”通信链路从远程站接收数据。存在着紧迫的需求来增加前向和反向链路两者上可用的发送和接收带宽，也就是数据速率。
一般而言，MWT包括用于对射频(RF)输入信号进行功率放大的发送功率放大器。功率放大器产生经放大的射频输出信号，该信号具有响应于输入信号的输入功率的输出功率。过高的输入功率会过度驱动功率放大器，从而使输出功率超过功率放大器的可接受的工作发送功率限制。这又会造成RF输出信号的不期望失真，包括不可接受的带外RF发射。因此，需要谨慎地控制MWT中发送功率放大器的输入和/或输出功率，以避免过度驱使功率放大器。相关的需求是控制刚才提到的输出功率，而同时尽可能地使前向和反向链路带宽(也就是数据速率)的减少最小。
发明内容
本发明的特征之一是提供一MWT，它使用多个并行工作的通信链路使反向和前向链路方向上的总通信带宽最大，各个通信链路与MWT的多个调制器-解调器(调制解调器)中的相应一个相关联。
本发明的另一特征是提供一MWT，它把多个调制器-解调器(调制解调器)发送信号组合成一合计发送信号(也就是合计反向链路信号)，这样可以使用单个发送功率放大器。这与使用多个功率放大器的已知系统相比，有利地降低了功耗、成本和空间要求。
本发明的另一特征是谨慎控制发送功率放大器的合计输入和/或输出功率，从而避免功率放大器输出的信号失真。一相关特征是以使反向和前向链路方向上的带宽(也就是数据吞吐量)最大的方式来控制合计的输入和/或输出功率。
这些特征以几种方式实现。首先，在MWT的多个调制解调器的每一个中建立单独的发送功率限制，以便限制相应的单独调制解调器发送功率。各个单独的发送功率限制部份地从全部调制解调器的合计发送功率限制导出。单独的发送功率限制一起总体地限制了全部调制解调器的合计发送功率。单独发送限制在时间上是固定的，从而减少了MWT工作时的计算复杂度。调度N个调制解调器中的活动调制解调器来发送相应的负载数据，从而使各个调制解调器发送相应的负载数据。
其次，本发明检测到并禁用多个调制解调器中“过限”的调制解调器(即单独成员)。过限的调制解调器是其实际发送功率或所需发送功率超过调制解调器内的发送功率限制的调制解调器。在本发明的一种方案中，过限调制解调器仅在反向链路方向上被禁用，因此继续在前向链路方向上接收数据。被禁用的调制解调器接着在适当的时候被重新激活，以便降低由于初始禁用可能对反向链路吞吐量造成的负面影响。
本发明针对一种包括多个(N个)无线调制解调器的无线终端。所述N个无线调制解调器的相应发送输出被组合以产生一合计发送输出。N个调制解调器可以并行地在反向链路方向上发送数据以及在前向链路方向上接收数据。MWT被限制在合计发送功率限制内操作。本发明的一方面是一种装置，包括：用于在N个调制解调器的每一个中建立相应的发送功率限制，从而使各个活动调制解调器发送相应的负载数据的装置；以及用于禁用至少一个过限的活动调制解调器，从而使至少一个过限的调制解调器中止发送负载数据并且相应地降低其发送功率的装置。本发明另一方面是与上述装置相对应的方法。下面将描述本发明的这一方面和进一步的方面。
附图说明
从下面结合附图提出的详细描述中，本发明的特征、目的和优点将变得更为明显，附图中相同的字符标识了相同的或相似的元件，其中：
图1是一示例无线通信系统的说明。
图2是一示例移动无线终端的框图。
图3是代表图2移动无线终端的单独调制解调器的一示例调制解调器的框图。
图4是可以被图2和3的任一调制解调器发送或接收的示例数据帧的说明。
图5是来自图2和3的调制解调器的示例状态报告的说明。
图6是由图2和3的每一个调制解调器所执行的示例方法的流程图。
图7是由移动无线终端所执行的示例方法的流程图。
图8是扩展图7方法的流程图。
图9是扩展图7方法的流程图。
图10是由移动无线终端所执行的另一示例方法的流程图。
图11是标识图2调制解调器中相应的调制解调器的功率相对调制解调器索引(i)的示例曲线，其中描述了一致的调制解调器发送功率限制。图11也表示图2的移动无线终端的示例发送情况。
图12是类似于图11的另一示例发送情况。
图13是对调制解调器发送功率限制的替代的、递减方案的说明。
图14是用于执行本发明方法的图2的移动无线终端的示例控制器的功能框图。
具体实施方式
已经开发了用于在大量系统用户间传输信息的多种多址通信系统和技术。然而，扩频调制技术，比如那些在码分多址(CDMA)通信系统中使用的技术，提供了优于其它调制方案的显著优点，特别是在为大量通信系统用户提供服务时。这种技术在第4,901,307号和第5,691,174号美国专利的原理中公开，前一专利于1990年2月13公布，题为“Spread Spectrum Multiple Access Communication System UsingSatellite or Terrestrial Repeaters”，后一专利于1997年11月25日公布，题为“Methodand Apparatus for Using Full Spectrum Transmitted Power in a Spread SpectrumCommunication System for Tracking Individual Recipient Phase Time and Energy”，这两个专利都被转让给本发明的受让人并且通过引用被完全结合于此。
用于提供CDMA移动通信的方法在美国由电信工业联盟在TIA/EIA/IS-95-A中标准化，该标准题为“Mobile Station-Base Station Compatibility Standard forDual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”，称为IS-95。其它通信系统在其它标准中描述，诸如IMT-2000/UM(即国际移动电信系统2000/通用移动电信系统)、包括宽带CDMA(WCDMA)在内的标准、cdma2000(比如cdma20001x或3x标准)或者TD-SCDMA。
I.示例通信环境
图1是一示例无线通信系统(WCS)100的说明，该系统包括一基站112、两个卫星116a和116b以及两个相关的网关(这里也称为集线器)120a和120b。这些元件参与与用户终端124a、124b和124c的无线通信。一般而言，基站和卫星/网关是不同的基于地面和基于卫星的通信系统的组件。然而，这些不同的系统可能作为一总体的通信基础设施交互操作。
尽管图1说明单个基站112、两个卫星116和两个网关120，然而可以采用任何数量的这些元件来实现期望的通信容量和地理范围。例如，WCS 100的一示例性实现包括48个或更多的卫星，它们在低地轨道(LEO)的8个不同轨道面上运转，以便为大量用户终端124提供服务。
术语基站和网关有时也交换地使用，每个都是一固定的中央通信站，诸如网关120这样的网关在本领域中被视为通过卫星中继器指引通信的专门基站，而诸如基站112这样的基站(有时也称为小区站点)使用地面天线在周围的地理区域内指引通信。
用户终端124各自具有或包括这样的装置或无线通信设备，包括但不限于：蜂窝电话、无线手机、数据收发机或者寻呼或定位接收机。而且，根据需要，每一个用户终端124可以是手持的、在车载内便携的(所述车辆包括例如汽车、卡车、轮船、火车和飞机)、或是固定的。例如，图1说明用户终端124a是一固定电话或数据收发机，用户终端124b是一手持设备，而用户终端124c是一便携式的车载设备。根据优选项，无线通信设备有时也称为移动无线终端、无线通信设备、订户单元、移动单元、移动站、移动无线电、或在一些通信系统中简称为“用户”、“移动站”、“终端”或“订户”。
用户终端124通过CDMA系统参与WCS 100中其它元件的无线通信。然而，本发明可以在采用其它通信技术的系统中采用，所述通信技术比如时分多址(TDMA)和频分多址(FDMA)或者上面列出的其它波形或技术(WCDMA、CDMA2000...)。
一般而言，从诸如基站112或卫星116这样的波束源而来的波束以预定模式覆盖了不同的地理区域。可以指示处在不同频率下的波束在同一区域上重叠，所述波束也称为CDMA信道、频分复用的(FDM)信道或是“子波束”。本领域的技术人员能容易地理解，多个卫星的波束覆盖或服务区域、或者多个基站的天线方向图可以被设计成在一给定区域内完全或部份地重叠，这取决于通信系统设计和所提供的服务类型以及是否实现了空间分集。
图1说明几条示例性的信号路径。例如，通信链路130a-c提供了基站112和用户终端124间的信号交换。类似地，通信链路138a-d提供了卫星116和用户终端124间的信号交换。通信链路146a-d促进了卫星116和网关120间的通信。
用户终端124能参与与基站112和/或卫星116的双向通信。这样，通信链路130和138各包括一前向链路和一反向链路。前向链路把信息信号传送到用户终端124。对于WCS 110中基于地面的通信，前向链路通过链路130把信息信号从基站112传送到用户终端124。在WCS 100环境下的基于卫星的前向链路通过链路146把信息从网关120传送到卫星116、并且通过链路138把信息从卫星116传送到用户终端124。这样，基于地面的前向链路一般包括用户终端和基站间的单条无线信号路径，而基于卫星的前向链路一般包括用户终端和通过至少一个卫星的网关间的两条或多条无线信号路径(忽略多径)。
在WCS 100的环境下，反向链路把信息信号从用户终端124传送到或基站112或网关120。类似于WCS 100中的前向链路，反向链路一般为基于地面的通信要求单条无线信号路径，而为基于卫星的通信要求两条无线信号路径。WCS 100在这些前向链路上会提供不同特征的通信，比如低数据速率(LDR)和高数据速率(HDR)服务。一示例性的LDR服务提供了数据速率从3千比特每秒(kbps)到9.6kbps的前向链路，而一示例性的HDR服务支持高达604kbps及更高的典型数据速率。
如上所述，WCS 100根据CDMA技术执行无线通信。这样，在链路130、138和146的前向和反向链路上发送的信号传送按照CDMA传输标准编码、扩展和信道化的信号。此外，可以为这些前向和反向链路采用块交织。这些块在具有预定持续期(例如20毫秒)的帧内被发送。
基站112、卫星116和网关120可以调节它们在WCS 100的前向链路上发送的信号的功率。该功率(在此称为前向链路发送功率)可以根据用户终端124和时间而变化。这一时变特征可以逐帧地使用。执行这种功率调节以便把前向链路比特误差率(BER)维持在特定的要求范围内、降低干扰并且保存发送功率。
在网关120或基站112的控制下，用户终端124可以调节它们在WCS 100的反向链路上发送的信号的功率。这一功率(在此称为反向链路发送功率)可以根据用户终端124和时间而变化。这一时变特征可以逐帧地使用。执行这种功率调节以便把反向链路比特差错率(BER)维持在特定的要求范围内、降低干扰并且保存发送功率。
用于在CDMA通信系统中实现功率控制的技术例子可在以下美国专利中找到：第5,383,219号美国专利，题为“Fast Forward Link Power Control In A CodeDivision Multiple Access System”；第5,396,516号美国专利，题为“Method andSystem For The Dynamic Modification Of Control Parameters In A Transmitter PowerControl System”；以及第5,056,109号美国专利，题为“Method and Apparatus ForControlling Transmission Power In A CDMA Cellular Mobile Telephone System”，这些专利通过引用被结合于此。
II.移动无线终端
图2是按照本发明原理构造和操作的一示例MWT 206的框图。MWT 206与基站或网关(也称为远程站)进行无线通信，所述基站或网关在图2中未示出。同样，MWT 206可以与一用户终端通信。MWT 206通过一通信链路210(比如以太网链路)从外部数据源/数据宿(比如数据网络、数据终端等等)接收数据。同样，MWT 206通过通信链路210把数据发送到外部数据源/数据宿。
MWT 206包括一天线208，其用于把信号发送到远程站和从远程站接收信号。MWT 206包括与通信链路210耦合的控制器(即一个或多个控制器)214。控制器214与一内存/存储单元215交换数据，并且与计时器217相接。控制器214通过它和调制解调器216之间的多个相应的双向数据链路218a-218n把要发送的数据提供给多个无线调制解调器216a-216n，并从中接收数据。数据连接218可以是串行数据连接。根据需要，根据诸如复杂度、成本等已知的设计要点，可使用的调制解调器数目N可以是几个值之一。在一种示例实现中，N＝16。
无线调制解调器216a-216n通过它们和功率合成器/分离器部件之间的多个双向RF连接/电缆，把RF信号222aT-222nT提供给功率合成器/分离器部件220以及从中接收RF信号222aR-222nR。在发送(即反向链路)方向上，部件220中包括的功率合成器把从所有调制解调器216接收到的RF信号合成在一起，并把合成的(即合计)RF发送信号226提供给发送功率放大器228。发送功率放大器228把经放大的合计RF发送信号230提供给天线共用器232。
天线共用器232把经放大的合计RF发送信号提供给天线208。在MWT 206中，双工可以通过除天线共用器232以外的其它手段来实现，比如使用分开的发送和接收天线。同样，功率监视器234耦合到功率放大器228的输出，监视器234监视经放大的合计发送信号230的功率电平。功率监视器234把表示经放大的合计发送信号230的功率电平的信号236提供给控制器214。在MWT 206的一替代方案中，功率监视器234在发送放大器228的输出端度量合计信号226的功率电平。在该替代的方案中，在发送放大器228的输入端而不是在其输出端指定MWT 206的合计发送功率限制，下面描述的本发明的方法考虑到了这一点。
在接收(即前向链路)方向上，天线208把接收信号提供给天线共用器232。天线共用器232把接收信号路由到接收放大器240。接收放大器240把经放大的接收信号提供给部件220。部件220中包括的功率分离器把经放大的接收信号分成多个分开的接收信号，并把各个分开的信号提供给相应的一个调制解调器216。
MWT 206通过在它和远程站间建立的多个无线CDMA通信链路250a-250n与远程站进行通信。各个通信链路250与一个相应的调制解调器216相关联。无线通信链路250a-250n可以彼此并行地操作。各个无线通信链路250支持用于在前向和反向链路两个方向上在MWT 206和远程站间传送数据的无线话务信道。所述多个无线通信信道250形成了MWT 206和远程站间的空中接口252的一部分。
在本实施例中，MWT 206被限制工作在发送放大器228输出处的合计发送功率限制(APL)下。换言之，要求MWT 206把信号230的发送功率限制为一电平，该电平最好低于合计发送功率限制。所有调制解调器216在发送时都促成信号230的合计发送功率。因而，本发明包括控制调制解调器216的发送功率的技术，从而使发送信号230显示的调制解调器216的合计发送功率低于合计发送功率限制。
过度驱动发送放大器228导致信号230的功率电平超过合计发送功率限制。因此，本发明为各个调制解调器216建立了单独的发送功率限制(也称为发送限制)。单独的发送功率限制以防止调制解调器216共同过度驱动发送放大器228的方式与合计发送功率限制相关。在MWT 206的操作期间，本发明检测然后禁用过限的调制解调器216。在一种方案中，维持与过限调制解调器相关联的数据呼叫，并且仅在反向链路方向上禁用过限调制解调器。因此，过限调制解调器有利地在前向链路方向上保持活动，因此能继续前向链路通信，而不使发送放大器228被过度驱动。下面描述了本发明的进一步方面。
尽管MWT 206被认为是移动的，然而应该理解，MWT不限于移动平台或是便携式平台。例如，MWT 206可以驻留在固定的基站或网关中。MWT 206也可以驻留在固定的用户终端124a中。
III.调制解调器
图3是表示各个调制解调器216的示例调制解调器300的框图。调制解调器300按照CDMA原理工作。调制解调器300包括：数据接口302；控制器304；存储器306；调制解调器信号处理器或模块308，比如一个或多个数字信号处理器(DSP)或ASIC；中频IF/RF子系统310以及任选的功率监视器312，这些元件都通过数据总线314彼此耦合。在一些系统中，调制解调器不包括像在较传统的调制解调器结构中那样的成对耦合的发送和接收处理器，而是使用了发射机和接收机或者调制器和解调器的阵列，它们根据需要被互连以处理用户通信以及一个或多个信号，或者在用户间时间共享。
在发送方向上，控制器304通过数据连接218i(其中i表示任何一个调制解调器216a-216n)以及通过接口302从控制器214接收要发送的数据。控制器304把要发送的数据提供给调制解调器处理器308。调制解调器处理器308的发送(Tx)处理器312对要发送的数据进行编码和调制，并把数据打包成要发送的数据帧。发送处理器312把包括数据帧在内的信号314提供给IF/RF子系统310。子系统310对信号314进行上变频和放大，并且把所产生的经上变频、放大的信号222iT提供给功率合成器/分离器部件220。任选的功率表312监视信号222iT的功率电平(即，调制解调器300发送上述数据帧所用的实际发送功率)。或者，调制解调器300可以基于IF/RF子系统310的增益/衰减器设置以及调制解调器300发送数据帧所用的数据速率来确定调制解调器发送功率。
在接收方向上，IF/RF子系统310从功率合成器/分离器部件220接收一接收信号222iR，对信号222iR进行下变频并把所产生的经下变频的信号316(包括接收到的数据帧)提供给调制解调器处理器308的接收(Rx)处理器318。接收处理器318从数据帧中提取数据，然后控制器304使用接口302和数据连接218i把所提取的数据提供给控制器214。
调制解调器216各自以上述和下述方式发送和接收数据帧。图4是可由任何一个调制解调器216发送或接收的示例数据帧400的说明。数据帧400包括一控制或开销字段402以及一负载字段404。字段402和404包括用来传输控制信息(402)或负载数据(404)的比特。控制字段402包括控制和头部信息，所述信息用于管理在相应的一个调制解调器216和远程站之间建立的通信链路。负载字段404包括负载数据(比特406)，例如在一数据呼叫期间(即在调制解调器和远程站之间建立的通信链路上)要在控制器214和远程站之间发送的数据。例如，通过数据链路218i从控制器214接收到的数据被打包成负载字段404。
数据帧400的持续期为T，比如20毫秒。负载字段404中的负载数据以多个数据速率的任一个下被传送，所述多个数据速率包括最大速率或全速率(例如9600比特每秒(bps))、半速率(例如4800bps)、四分之一速率(例如2400bps)或者八分之一速率(例如1200bps)。各个调制解调器216尝试以全速率(即最大数据速率)发送数据。然而，过限限制了调制解调器的速率，从而使调制解调器将其发送数据速率从最大速率降低到一较低的速率，如下讨论。同样，各个调制解调器216可以发送没有负载数据的数据帧(例如数据帧400)。这称为零速率数据帧。
在一种调制解调器方案中，一帧内的各个数据比特406带有恒定数量的能量，无论发送数据速率为多少。也就是，在一帧内，每比特能量Eb对于所有不同的数据速率都是恒定的。在该调制解调器方案中，每个数据帧对应于一瞬时的调制解调器发送功率，该瞬时功率与发送数据帧所用的数据速率成正比。因此，数据速率越低，调制解调器发送功率就越低。
各个调制解调器216通过相应的数据连接218把状态报告提供给控制器214。图5是一示例状态报告500的说明。状态报告500包括调制解调器数据速率字段502、调制解调器发送功率字段504以及任选的过限(也称为速率限制)指示符字段506。各个调制解调器在字段502中报告上一次发送的数据帧的数据速率，在字段504中报告上一次发送的数据帧的发送功率。此外，各个调制解调器可以在字段506中任选地报告它是否处在速率限制条件下。
在另一替代的调制解调器方案中，调制解调器可以提供这样的状态信号：所述状态信号表示调制解调器的过限/速率限制条件、发送功率以及发送数据速率。
IV.示例方法
图6是表示调制解调器300、即各个调制解调器216的操作的示例方法或过程600的流程图。方法600假定在调制解调器(例如调制解调器216a)和远程站之间已经建立了一数据呼叫。也就是，已经在调制解调器和远程站间建立了包括前向链路和反向链路的通信链路。
在第一步602处，在调制解调器中(例如在调制解调器216a中)建立发送功率限制PL。
在第二步604处，调制解调器通过前向链路从远程站接收一功率控制命令，该功率控制命令表示调制解调器在反向链路方向上发送数据帧时使用的所请求的发送功率PR。该命令的形式可以是递进的功率增加或降低命令。
在判决步骤606处，调制解调器确定是否从控制器214接收到任何负载数据，也就是有没有任何负载数据要被发送到远程站。如果否，处理就前进到下一步608。在步骤608处，调制解调器以零速率发送一数据帧，即没有负载数据。零速率数据帧可以包括用于维持例如通信链路/数据呼叫的控制/开销信息。零速率数据帧对应于调制解调器的最小发送功率。
另一方面，如果有负载数据要发送，则处理(控制)从步骤606前进到下一步610。在步骤610处，调制解调器确定它是否过限，也就是，调制解调器是否在限制以下。在一种方案中，确定调制解调器是否在限制以下包括：确定所请求的发送功率PR是否低于发送功率限制PL。在该方案中，当所请求的发送功率PR大于或等于PL时，调制解调器被视为过限。在一替代的方案中，确定调制解调器是否在限制以下包括：确定调制解调器的实际发送功率PT是否小于发送功率限制PL。在该方案中，当PT大于或等于PL时，调制解调器被视为过限。调制解调器可以使用功率监视器312来确定其发送功率PT(例如信号222iT的发送功率)是否低于发送功率限制PL。
当调制解调器未过限时，调制解调器以最大数据速率(例如全速率)并且以符合所请求发送功率PR的发送功率电平PT来发送一数据帧，该数据帧包括负载数据和控制信息。换言之，调制解调器发送功率PT跟随着所请求的发送功率PR。
当PT或PR等于或大于PL时，调制解调器过限，因此速率限制从当前速率(例如全速率)降低为一较低的发送数据速率(例如降低为半速率、四分之一速率、八分之一速率或甚至零速率)，从而相对于调制解调器以全速率发送时，降低了调制解调器的发送功率PT。因此，响应于上述任一过限条件的速率限制的形式是调制解调器自身的功率限制，借此调制解调器将其发送功率PT维持在发送功率限制PL以下。同样，状态报告500中报告的过限/速率限制条件向控制器214表明：所请求的功率PR或替代方案中的实际发送功率PT大于或等于发送功率限制PL。应该理解，尽管调制解调器可能在发送(即反向链路)方向上以零速率工作，由于它或是速率限制的(例如在步骤610中)或没有负载数据可发送(步骤608)，它仍可能在接收(即前向链路)方向上接收全速率的数据帧。
尽管调制解调器响应于过限条件而自己进行速率限制是有利的，然而调制解调器的一种替代方案不以这种方式进行速率限制，而是把过限条件报告给控制器214，然后等待控制器作出速率限制调节。一优选方案使用了这两种方法。也就是，调制解调器响应于过限条件自己进行速率限制，并且调制解调器把过限条件报告给控制器214，控制器响应于此而对调制解调器作出速率限制调节。
在步骤608和610之后，调制解调器在步骤612生成一状态报告(例如状态报告500)，并且通过相应的一条数据链路218把报告提供给控制器214。
V.固定的发送功率限制实施例
图7是按照本发明的实施例、由MWT 206执行的一示例方法的流程图。方法700包括一初始化步骤702。步骤702进一步包括步骤704、706和708。在步骤704，控制器214在各个调制解调器216内建立单独的发送功率限制PL。在方法700中，发送功率限制随着时间的变化是固定的。
在步骤706，控制器214通过各个调制解调器216建立一数据呼叫。换言之，在各个调制解调器216和远程站之间建立一通信链路，包括前向和反向链路。通信链路彼此并行地操作。在本发明一示例方案中，通信链路是基于CDMA的通信链路。
在所述实施例中，调制解调器可以被指定为活动调制解调器或不活动调制解调器。控制器214可以调度活动调制解调器而非不活动调制解调器来发送负载数据。控制器214维持标识当前活动的调制解调器的列表。在步骤708，控制器214首先通过例如把各个调制解调器添加到活动列表而把全部调制解调器指定为是活动的。
在下一步710，假定控制器214接收到了需要被发送到远程站的数据，控制器214调度各个活动调制解调器来发送负载数据。在第一次通过步骤710时，所有调制解调器216都是活动的(自步骤708)。然而，在后续通过步骤710时，一些调制解调器216可能不活动，如下所述。
控制器214为每一个活动调制解调器维持一要发送数据的队列，并且向各个数据队列提供通过链路210从外部数据源接收到的数据。控制器214把各个数据队列中的数据提供给相应的活动调制解调器。控制器214执行数据负载算法以确保相应的数据队列一般相对一致地被加载，从而向各个活动调制解调器并行地提供要发送的数据。在控制器214把数据提供给各个调制解调器后，各个调制解调器又尝试以全速率并且按照相应的所请求的发送功率PR、以数据帧为单位发送数据，如上结合图6所述。
在步骤710，控制器214还通过把要发送的数据转离不活动的调制解调器并转向活动的调制解调器，从而解除调度不活动的调制解调器。然而，在第一次通过步骤710时没有不活动的调制解调器，因为在步骤708后首先把所有调制解调器设为活动，如上所述。
在下一步712，控制器214监视来自全部不活动和活动的调制解调器的调制解调器状态报告。
在下一步714，控制器214基于调制解调器状态报告来确定是否有任何调制解调器216过限，从而是速率限制的。如果控制器214确定一个或多个(也就是至少一个)调制解调器过限，则在步骤716，控制器214仅禁用这些过限调制解调器。例如，控制器214可以通过从活动列表中删除过限调制解调器来禁用它。
如果在步骤714未确定有任何调制解调器过限，则方法或处理前进到步骤718。在步骤716中禁用来任何过限调制解调器后，处理也前进到步骤718。在步骤718，控制器214确定是否需要激活(即重新激活)前面在步骤716中禁用的任何调制解调器。下面讨论了用于确定是否应激活调制解调器的几种技术。如果步骤718处的答案为是(需要重新激活调制解调器)，则方法前进到步骤720，控制器214激活那些需要被激活的前面被禁用的调制解调器，例如通过恢复调制解调器在活动列表上的位置来激活。
如果无需激活任何前面被禁用的调制解调器，则处理从步骤718回到步骤710。同样，处理从步骤720回到步骤710。步骤710到720随着时间而重复，借此在步骤716禁用了过限调制解调器216，然后适当地在步骤718重新激活它们，并且在步骤710相应地解除调度和重新调度它们。
当在步骤716中禁用一过限调制解调器时(即变得不活动)，并且到步骤718保持禁用，则该调制解调器会在下一次通过步骤710时被解除调度。换言之，控制器214不再把数据提供给被禁用的调制解调器，而是会把数据转向活动的调制解调器。如果假定与被禁用调制解调器相关的数据呼叫尚未被破坏(即被终止)，则在步骤710解除调度调制解调器会使调制解调器在反向链路上以零速率以及以相应的最小发送功率电平进行操作(见上面结合图6描述的步骤606和608)。这使被禁用/被解除调度的调制解调器上的数据呼叫保持活跃或活动，使调制解调器仍能在前向链路上接收全速率的数据帧。当与调制解调器相关的数据呼叫被破坏时，也就是被终止或结束时，调制解调器完全停止发送和接收数据。
在步骤716禁用过限调制解调器最终使调制解调器降低其在反向链路方向上的发送数据速率和相应的发送功率。这样，控制器214单独地控制调制解调器发送功率限制(因此控制发送功率)，结果能把信号230的合计发送功率维持在低于MWT206的合计发送功率限制的一个电平处。
方法700的其它方案也是可行的。如上所述，禁用步骤716包括：通过把调制解调器指定为不活动(例如通过从活动列表中删除该调制解调器)而禁用一过限调制解调器。相反，激活步骤720包括把被禁用的调制解调器恢复到活动列表上。在方法700的一种替代方案中，禁用步骤716还包括破坏(即终止)与过限调制解调器相关联的数据呼叫(即通信链路)。同样在该替代方案中，激活步骤720还包括通过前面被禁用的调制解调器建立另一数据呼叫，使得调制解调器可以开始把数据发送到远程站以及从远程站接收数据。
在方法700的另一替代方案中，禁用步骤716还包括：当在步骤714检测到任何一个过限调制解调器时禁用全部调制解调器，无论其是否过限。。在该方案中，禁用调制解调器可以包括把全部调制解调器指定为不活动，还可以包括破坏与所述调制解调器相关联的所有数据呼叫。
图8是扩展方法700的发送限制建立步骤704的流程图。在第一步802处，控制器214为各个调制解调器216导出发送功率限制。例如，控制器214可以计算发送功率限制，或仅仅访问存储器查找表中保存的预定限制。在下一步804，控制器214向各个调制解调器216提供一个相应的发送功率限制，调制解调器响应于此而把它们相应的发送功率限制保存在它们相应的存储器中。
图9是扩展方法700的确定步骤718的流程图。控制器214监视(例如在步骤712)正在以零速率发送的被禁用/不活动的调制解调器的相应报告的发送功率。在步骤902，控制器214从所报告的调制解调器发送功率中导出相应的推断出的调制解调器发送功率，其表示调制解调器何时以最大发送数据速率进行发送。
在下一步904处，控制器214确定各个推断出的发送功率是否低于相应的调制解调器发送功率限制PL。如果是，则处理前进到步骤720，其中激活相应的调制解调器，因为调制解调器不会超过功率限制。如果否，调制解调器就保持被禁用，方法流程回到步骤710。
图10是MWT 206所执行的另一示例方法1000的流程图。方法1000包括前面结合图7所述的许多方法步骤，这种方法步骤不再描述。然而，方法1000包括步骤716后的一个新步骤1004，以及相应的确定步骤1006。在步骤1004处，控制器214开始与在步骤716处被禁用的每个调制解调器相对应的激活超时周期(例如使用计时器217)。或者，调度器214可以调度与在步骤716中的每个调制解调器相对应的一将来的激活时间/事件。
在确定步骤1006，控制器214确定是否应该开始激活任一前面禁用的调制解调器。例如，控制器214确定任一激活超时周期是否到期，从而表示应该开始激活相应的被禁用调制解调器。或者，控制器214确定在步骤1004中被调度的激活时间/事件是否已到达。
也可以预见方法1000的其它方案，它们与上面结合方法700讨论的其它方案相似。
VI.固定发送功率限制方案
1.一致限制
在一种固定限制方案中，在所有调制解调器216间建立一组一致的固定发送功率限制。也就是，各个调制解调器与每一个其它调制解调器具有相同的发送功率限制。图11是标识了相应的几个调制解调器216的功率相对于调制解调器索引(i)的示例曲线，其中描述了一致的调制解调器发送功率限制PLi。如图11所示，调制解调器(1)对应于功率限制PL1，调制解调器(2)对应于功率限制PL2，依此类推。
在一致限制的一种方案中，每个发送功率限制PL都等于合计发送功率限制APL除以调制解调器216总数N。在这一一致限制方案中，当所有调制解调器的相应发送功率都等于它们相应的发送功率限制时，会刚好满足但不超过所有调制解调器的合计发送功率，即APL。本发明中的一示例APL近似等于10或11分贝-瓦特(dBW)。
图11也表示了MWT 206的一示例发送情况。图11描述了与调制解调器(1)和调制解调器(2)相对应的代表性的所请求的调制解调器发送功率PR1和PR2。图11中所述的示例发送情况对应于这样的情况：其中所有所请求的调制解调器发送功率都低于相应的一致发送功率限制。在该情况下，没有任何调制解调器是过限的，从而得到速率限制。
图12是类似于图11的另一个示例发送情况，除了调制解调器(2)具有超过相应发送功率限制PL2的一个所请求的功率PR2以外。因此，调制解调器(2)过限，从而是速率限制的。由于调制解调器(2)过限，控制器214按照方法700或方法1000禁用调制解调器(2)，从而使调制解调器(2)以零数据速率并且以相应减少的发送功率电平1202进行发送。
2.递减的限制
图13是固定调制解调器发送功率限制的一种替代、递减方案的说明。如图所示，递减方案包括在N个调制解调器中相应的连续调制解调器中的逐步降低的发送功率限制PLi，其中i＝1...N。例如，调制解调器(1)的发送功率限制PL1低于调制解调器(2)的发送功率限制PL2，其中PL2低于发送功率限制PL3，依此类推。
在一种递减方案中，每一个发送功率限制PLi都等于APL除以发送功率限制大于或等于PLi的调制解调器总数。例如，发送功率限制PL5等于APL除以五(5)，5即是发送功率限制大于或等于PL5的调制解调器数目。在另一种递减方案中，每一个发送功率限制PLi等于上述的发送功率限制(即API除以发送功率限制大于或等于PLi的调制解调器总数)减去一预定量，比如1、2或甚至3分贝(dB)。这允许事件中有一安全余量，使调制解调器在被禁用前以略微高于相应发送功率限制的实际发送功率电平进行发送。
假定所有调制解调器都以近似相同的功率进行发送的一种发送情况，所有发送功率都随时间而增加。根据递减方案，调制解调器(N)首先受速率限制，调制解调器(N-1)其次受速率限制，调制解调器(N-2)第三受速率限制，依此类推。响应于此，控制器214首先禁用/解除调度调制解调器(N)，其次是调制解调器(N-1)，第三是调制解调器(N-3)，依此类推。
VII.MWT计算机控制器
图14是表示控制器214的示例控制器(也可以是多个控制器)1400的功能框图。控制器1400包括用于执行上面讨论的实施例各个方法步骤的一系列控制器模块。调度器/解除调度器1402调度活动的调制解调器来发送负载数据，并且解除调度不活动的调制解调器。呼叫管理器1404在多个调制解调器216上建立数据呼叫或破坏数据呼叫，而状态监视器1406监视来自调制解调器216的状态报告，例如以确定各个调制解调器何时过限，并且收集调制解调器发送数据速率和发送功率。
禁用器/激活器模块1408用于禁用过限的调制解调器(例如通过从活动列表中删除所述调制解调器)并且通过恢复调制解调器在活动列表上的位置而激活被禁用的调制解调器。限制计算器1410用于为各个调制解调器216计算/导出发送功率限制。限制计算器也存取例如存储器216中保存的预定发送功率限制。初始化器1412用来监视/管理系统的初始化，比如在各个调制解调器内建立初始发送功率限制、在各个调制解调器上设置呼叫、初始化MWT 206中的各个列表和队列等等。
调制解调器接口1414从调制解调器216接收数据并把数据发送到调制解调器216；网络接口1416通过接口210接收和发送数据；而软件接口1420用于把上述所有模块彼此互连。
本发明的特征可由处理器/控制器214执行或控制，处理器/控制器214实际上包括可编程的或软件可控的元件、设备或计算机系统。这一计算机系统包括例如：连到一通信总线的一个或多个处理器。尽管可以使用电信专用的硬件来实现本发明，然而为完整起见提供了以下通用类型计算机系统的描述。
计算机系统也可以包括一主存储器，最好是一随机存取存储器(RAM)，并且也可以包括次级存储器和/或其它存储器。次级存储器可以包括例如/或可移动存储驱动器。可移动存储驱动器以公知方式对可移动存储单元进行读写。可移动存储单元代表软盘、磁带、光盘等等，它由可移动存储设备进行读写。可移动存储单元包括一计算机可使用的存储介质，其中保存了计算机软件和/或数据。
次级存储器可以包括使计算机程序或其它指令能被加载到计算机系统内的其它类似装置。这种装置可包括例如可移动存储单元和接口。这种装置的例子包括：程序盒带和盒带接口(比如视频游戏设备中的接口)、可移动存储器芯片(比如EPROM或PROM)和相关的插座、以及能把软件和数据从可移动存储单元传输到计算机系统的其它可移动存储单元和接口。
计算机系统也可以包括一通信接口。通信接口能在计算机系统和外部设备间传输软件和数据。经由通信接口传输的软件和数据的形式是能被通信接口所接收的电子、电磁、光学信号或其它信号。如图2所示，处理器214与用于保存信息的存储器215通信。处理器214连同结合图2所讨论的MWT 206的其它组件一起执行本发明的方法。
在该文档中，术语“计算机程序介质”和“计算机可使用介质”一般用来指代诸如MWT 206内的可移动存储设备、可移动存储器芯片(比如EPROM或PROM)这样的介质、以及信号。计算机程序产品是用于把软件提供给计算机系统的装置。
计算机程序(也称为计算机控制逻辑)被保存在主存储器和/或次级存储器中。计算机程序也可经由通信接口接收到。这种计算机程序在执行时使计算机系统能执行这里讨论的本发明的特定特征。例如，可以用这种计算机程序来实现图7、8、9和10所示的流程图的特征。特别是，计算机程序在执行时使处理器214能执行和/或引起本发明的特征性能。因而，这种计算机程序代表了MWT 206的计算机系统的控制器，因此代表了MWT的控制器。
在实施例用软件实现时，软件可以被保存在一计算机程序产品中并且用可移动存储设备、存储器芯片或通信接口加载到计算机系统中。控制逻辑(软件)在由处理器214执行时使处理器214能执行这里所述的本发明的特定功能。
本发明的特征也可以、或者主要用硬件来实现，例如用软件控制的处理器或者被编程以执行这里所述功能的控制器、多种可编程电子设备或计算机、微处理器、一个或多个数字信号处理器(DSP)、专用电路模块以及像专用集成电路(ASIC)或可编程门阵列(PGA)这样的硬件组件。实现硬件状态机来执行这里所述功能对于相关领域技术人员来说是显而易见的。
提供了上述优选实施例的说明，使本领域的技术人员能制造或使用本发明。虽然已经特别示出并参照其实施例描述了本发明，然而本领域的技术人员会理解，这里可以作出形式上和细节上的各种变化，而不背离本发明的精神和范围。
VIII.结论
上面已经通过说明特定功能的性能及其关系的功能构件的帮助描述了本发明。这里为方便说明，可以任意地定义这些功能构件的界限。只要适当执行了特定的功能及其关系，就能定义其它的界限。因此，任意的其它界限都在本发明的范围和精神内。本领域的技术人员会认识到，这些功能构件可以用离散组件、专用集成电路、执行适当软件的处理器等等或者它们的许多组合来实现。因此，本发明的宽度和范围不应受到任一上述示例性实施例所限，而是应该仅按照权利要求及其等价物来定义。

Claims (32)

1.一种在被限制在最大合计发送功率限制内操作的无线终端中控制发送功率的方法，所述无线终端包括N个无线调制解调器，N个无线调制解调器的相应发送输出被组合在一起以产生一合计发送输出，所述方法包括：
(a)在N个调制解调器的每一个内建立一相应的发送输出限制；
(b)调度N个调制解调器中的活动调制解调器来发送相应的负载数据，从而使各个活动调制解调器发送相应的负载数据；以及
(c)禁用至少一个过限的活动调制解调器，从而使至少一个过限调制解调器中止发送负载数据并且相应地减少其发送功率，借此相应地减少合计发送输出的功率。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个过限调制解调器因为调制解调器的实际发送功率或所请求的发送功率超过发送功率限制而过限。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括，禁用至少一个过限的活动调制解调器、监视至少来自活动调制解调器的状态报告，所述状态报告之一表明至少一个过限活动调制解调器是过限的。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括，在禁用至少一个过限活动调制解调器后激活前面被禁用的调制解调器，借此使前面被禁用的调制解调器再次变为活动。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于还包括：
(e)重复步骤(b)、(c)和(d)。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，禁用至少一个过限的活动调制解调器包括开始一活动超时周期；还包括在活动超时周期期满后激活前面被禁用的调制解调器。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(c)使至少一个速率限制的调制解调器以被禁用的调制解调器发送功率发送数据，所述方法还包括，在步骤(c)和(d)之间：
监视被禁用的调制解调器发送功率；
从被禁用的调制解调器发送功率中导出一推断的发送功率，该推断的发送功率表示调制解调器在以最大数据速率发送；以及
其中步骤(d)包括：当推断的发送功率小于相应的发送功率限制时激活前面在步骤(c)中被禁用的调制解调器。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(c)包括禁用全部的活动调制解调器，从而使全部活动调制解调器中止发送它们相应的负载数据，并相应地减少它们相应的发送功率。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
在步骤(a)之前，在多个调制解调器的每一个和一远程站之间建立分开的无线通信链路，每个通信链路包括前向链路和反向链路；以及
在步骤(a)、(b)和(c)期间维持全部的通信链路。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于还包括：在各个活动调制解调器处从远程站接收表明该调制解调器的所需发送功率的相应功率控制命令的步骤。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括：
在步骤(a)之前，在多个调制解调器的每一个和一远程站之间建立分开的无线通信链路，每个通信链路包括前向链路和反向链路；以及
其中步骤(c)包括破坏至少一个过限调制解调器和远程站之间的通信链路。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)包括在N个调制解调器的每一个内建立一统一发送功率限制。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述统一发送功率限制等于合计发送功率限制除以调制解调器数目N。
14.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)包括在N个调制解调器的相应逐个调制解调器M(i)中建立递减的发送功率限制Li，其中i＝1...N。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，每一个发送功率限制Li都等于最大合计发送功率限制除以发送功率限制大于等于Li的调制解调器总数。
16.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(a)的每个发送功率限制都是非时变的。
17.一种被限制在最大合计发送功率限制内操作的无线终端，所述无线终端包括N个无线调制解调器，N个无线调制解调器的相应发送输出被组合在一起以产生一合计发送输出，所述无线终端包括：
(a)用于在N个调制解调器的每一个内建立相应的发送功率限制的装置；
(b)用于调度N个调制解调器中的活动调制解调器来发送相应的负载数据、从而使各个活动调制解调器发送相应负载数据的装置；以及
(c)用于禁用至少一个过限的活动调制解调器、从而使至少一个过限的活动调制解调器中止发送负载数据、并相应的减少其发送功率、借此能相应地减少合计发送输出的功率的装置。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，至少一个过限调制解调器因为调制解调器的实际发送功率或所请求的发送功率超过发送功率限制而过限。
19.如权利要求17所述的无线终端，其特征在于还包括用于监视至少来自活动调制解调器的状态报告的装置，状态报告之一表明至少一个过限活动调制解调器是过限的。
20.如权利要求17所述的无线终端，其特征在于还包括：激活前面被禁用装置所禁用的调制解调器、借此使前面被禁用的调制解调器再次变得活动的装置。
21.如权利要求20所述的无线终端，其特征在于，调度装置、禁用装置和激活装置重复地执行它们相应的功能。
22.如权利要求20所述的无线终端，其特征在于：
所述禁用装置包括用于开始一激活超时周期的装置；以及
所述激活装置包括在激活超时周期期满时激活前面被禁用的调制解调器的装置。
23.如权利要求20所述的无线终端，其特征在于，被禁用装置所禁用的至少一个速率限制的调制解调器以被禁用的调制解调器发送功率发送数据，所述无线终端还包括：
用于监视被禁用的调制解调器发送功率的装置；
用于从被禁用的调制解调器发送功率中导出一表示调制解调器在以最大数据速率进行发送的推断发送功率的装置；以及
其中所述激活装置包括在推断的发送功率小于相应的发送功率限制时激活前面被禁用的调制解调器的装置。
24.如权利要求17所述的无线终端，其特征在于，所述禁用装置包括用于禁用全部活动调制解调器、从而使全部活动调制解调器中止发送它们相应的负载数据、并相应地减少它们相应的发送功率的装置。
25.如权利要求17所述的无线终端，其特征在于还包括：
用于在多个调制解调器的每一个和一远程站之间建立分开的无线通信链路的装置，每个通信链路包括前向链路和反向链路；以及
其中在调度装置和禁用装置执行它们相应的功能时维持全部通信链路。
26.如权利要求25所述的无线终端，其特征在于，每个活动调制解调器从远程站接收一个表明相应所需发送功率的相应功率控制命令。
27.如权利要求17所述的无线终端，其特征在于还包括：
用于在多个调制解调器的每一个和一远程站之间建立分开的无线通信链路的装置，每个通信链路包括前向链路和反向链路；以及
其中所述禁用装置包括用于破坏至少一个过限调制解调器和远程站间的通信链路的装置。
28.如权利要求17所述的无线终端，其特征在于，在N个调制解调器的每一个内建立的发送功率限制在全部N个调制解调器上都是相同的。
29.如权利要求28所述的无线终端，其特征在于，每个发送功率限制等于合计发送功率限制除以调制解调器数目N。
30.如权利要求17所述的无线终端，其特征在于，所述建立装置在N个调制解调器的相应逐个M(i)内建立递减的发送功率限制Li，其中i＝1...N。
31.如权利要求30所述的无线终端，其特征在于，每个发送功率限制Li等于最大合计发送功率限制除以发送功率限制大于等于Li的调制解调器总数。
32.如权利要求17所述的无线终端，其特征在于，每个发送功率限制都是非时变的。
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