RU2267222C2 - Способ и устройство управления мощностью множества каналов в беспроводной системе связи - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к радиосвязи и может быть использовано для регулировки мощности в системах беспроводной связи. Передающий источник, например базовая станция, принимает от принимающего устройства, например удаленного терминала, несколько сообщений обратной связи, включающих в себя один или несколько битовых потоков (кодированных или некодированных) и, возможно, одно или несколько сообщений. Битовый поток может включать в себя один или несколько подканалов управления мощности, используемых для посылки одной или несколько метрик (например, команд управления мощностью, битов индикатора стирания или битов индикатора качества) для одной или нескольких групп каналов. Биты, выделенные каждому подканалу, можно группировать с целью формирования одного или нескольких низкоскоростных подпотоков обратной связи с повышенной надежностью. Мощность передачи двух и более каналов можно регулировать независимо на основе сообщений обратной связи от соответствующих подканалов или регулировать совместно на основе сообщения обратной связи от одного подканала, а разница в мощностях регулируется на основе сообщения обратной связи от другого подканала. Технический результат - повышение эффективность управления мощностью нескольких передач. 4 н. и 29 з.п. ф-лы, 8 ил., 1 табл.

Description

I. Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к обмену данными. Более конкретно, настоящее изобретение относится к новым и улучшенным способам управления мощностью передачи нескольких каналов в беспроводной системе связи.

II. Уровень техники

В беспроводной системе связи пользователь удаленного терминала (например, сотового телефона) сообщается с другим пользователем посредством передач по прямой и обратной линиям связи через одну или несколько базовых станций. Прямая линия связи относится к передаче от базовой станции на удаленный терминал, а обратная линия связи относится к передаче от удаленного терминала на базовую станцию. Обычно прямой и обратной линиям связи выделяются разные частоты.

В системе множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР) суммарная мощность передачи от базовой станции обычно характеризует суммарную пропускную способность прямой линии связи, так как в одной и той же полосе частот данные могут передаваться одновременно нескольким пользователям. Каждому активному пользователю выделяется доля суммарной мощности передачи, так что совокупная по всем пользователям мощность передачи оказывается меньшей или равной доступной суммарной мощности передачи.

Для максимизации пропускной способности прямой линии связи мощностью передачи на каждый удаленный терминал можно управлять посредством контура управления мощностью, так что качество принимаемого на удаленном терминале сигнала, измеряемое посредством отношения приходящейся на бит энергии к сумме уровней шумов и взаимных помех, E_b/(N_o+I_o), поддерживается на определенном пороге или уровне. Данный уровень часто называется контрольным значением управления мощностью (или просто контрольным значением). Для регулирования контрольного значения с целью поддержания желаемого уровня эффективности, измеряемого частотой появления ошибочных кадров (ЧПОК), можно использовать второй контур управления мощностью. Таким образом, механизм управления мощностью прямой линии связи стремится сократить энергопотребление и взаимные помехи, поддерживая при этом желаемый уровень эффективности. Результатом является повышение пропускной способности системы и сокращение задержек при обслуживании пользователей.

В некоторых системах МДКР нового поколения для обеспечения высокоскоростной передачи данных могут одновременно использоваться несколько каналов с целью передачи большего объема данных. Эти каналы можно использовать для передачи данных с различными скоростями передачи данных, также для этих каналов могут использоваться различные схемы обработки (например, схема кодирования).

Обычно для управления мощностью нескольких каналов каждому удаленному терминалу выделяется определенная максимальная битовая скорость (например, 800 бит/с). Для обеспечения управления мощностью указанных каналов выделенная битовая скорость используется затем для передачи измеренных значений качества переданных сигналов, принятых по нескольким каналам. Управление. мощностью становится более перспективным, когда рабочие параметры (например, скорость передачи данных; требуемая энергия, приходящаяся на бит, и т.д.) этих каналов не связаны определенными соотношениями.

Как следует из вышеприведенного описания, крайне актуальной является разработка способов эффективного управления мощностью передачи нескольких каналов на основе заданной битовой скорости.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предоставляет способы управления мощностью, предназначенные для эффективного управления мощностью нескольких передач в беспроводной системе связи. В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения передающий источник (например, базовая станция) принимает несколько сообщений обратной связи от принимающего устройства (например, удаленного терминала) с целью управления мощностью нескольких передач от передающего источника. Сообщение обратной связи может включать в себя, например, один или несколько битовых потоков (кодированных или некодированных), один или несколько типов мультибитовых сообщений или комбинацию вышеперечисленного. Битовый поток может включать в себя первичный подканал управления мощностью, используемый для посылки первой метрики (например, команды управления мощностью, бита индикатора стирания или бита индикатора качества) для первой группы каналов (к которой относится, например, основной канал), и вторичный подканал управления мощностью, используемый для посылки второй метрики для второй группы каналов (к которой относится, например, дополнительный канал). В данном документе описываются различные режимы управления мощностью, причем для каждого режима определена конкретная метрика, посылаемая для каждого поддерживаемого подканала управления мощностью.

Биты, выделенные каждому подканалу управления мощностью, можно группировать с целью формирования одного или нескольких более низкоскоростных подпотоков обратной связи с повышенной надежностью. Каждый подпоток можно использовать для посылки конкретной метрики, или каждый подпоток может быть выделен для конкретного канала.

В данном документе также описываются различные механизмы управления мощностью. В первой группе механизмов управления мощностью мощность передачи каждого из основных и дополнительных каналов регулируется независимо на основе сообщений обратной связи, принимаемых от соответствующих подканалов управления мощностью. Во второй группе механизмов управления мощностью (то есть, управления приращением мощности) мощности передачи сигналов основных и дополнительных каналов регулируются совместно на основе сообщения обратной связи, принимаемого от одного подканала управления мощностью, а разница мощностей двух каналов регулируется на основе сообщения обратной связи, принимаемого от другого подканала управления, или посредством обмена сообщениями.

Данное изобретение также предоставляет способы, устройства управления мощностью и другие элементы, реализующие различные аспекты и отличительные признаки настоящего изобретения, что описывается ниже более подробно.

ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР

Отличительные признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения становятся более очевидны при подробном описании, приведенном ниже совместно с чертежами, на которых используется сквозная нумерация позиций:

На Фиг.1 приведена блок-схема системы связи с расширенным спектром, обслуживающей нескольких пользователей.

На Фиг.2 приведена блок-схема механизма управления мощностью прямой линии связи, реализующего некоторые аспекты настоящего изобретения.

На Фиг.3а приведена блок-схема обратного подканала управления мощностью, определенного в стандарте cdma2000.

На Фиг.3б приведена блок-схема различных режимов стробированной передачи для обратного подканала управления мощностью, определенного в стандарте cdma2000.

На Фиг.4а и 4б приведены временные диаграммы передач бита индикатора стирания по подканалу управления мощностью на основе кадра, принятого по основному каналу или выделенному каналу управления (Фиг.4а) и дополнительному каналу (Фиг.4б).

На Фиг.5 приведена блок-схема регулирования контрольного значения с целью повышения вероятности корректного приема отдельного кадра.

На Фиг.6 приведена блок-схема процесса управления мощностью, выполняемого на базовой станции в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На Фиг.7 и 8 приведены блок-схемы соответственно базовой станции и удаленного терминала, реализующих некоторые аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

На Фиг.1 приведена блок-схема системы 100 связи с расширенным спектром, обслуживающая нескольких пользователей. Система 100 обеспечивает связь для нескольких сотовых ячеек, каждая из которых обслуживается соответствующей базовой станцией 104. Различные удаленные терминалы 106 рассредоточены в пределах рассматриваемой системы. В каждый конкретный момент времени каждый удаленный терминал 106 может сообщаться с одной или несколькими базовыми станциями 104 по прямой и обратной линиям связи в зависимости от того, активен ли данный удаленный терминал и находится ли он в режиме мягкой передачи обслуживания. Согласно Фиг.1, базовая станция 104а обменивается с удаленными терминалами 106а, 106б, 106в и 106г, а базовая станция 104б обменивается с удаленными терминалами 106г, 106д и 106е.

В системе 100 контроллер 102 системы связан с базовой станцией 104 и может быть также связан с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (КТСОП). Контроллер 102 системы обеспечивает координацию и управление связанными с ним базовыми станциями. Контроллер 102 системы также управляет маршрутизацией телефонных вызовов между удаленными терминалами 106, а также между удаленными терминалами 106 и пользователями, связанными с КТСОП (то есть, пользователями обычных телефонов) через базовые станции 104. В контексте системы МДКР контроллер 102 системы также называется контроллером базовых станций (КБС).

Систему 100 можно создать для поддержки одного или более стандартов МДКР, таких как "СТАНДАРТ АССОЦИАЦИИ ПРОМЫШЛЕННОСТИ СРЕДСТВ СВЯЗИ (АПСС) / АССОЦИАЦИИ ЭЛЕКТРОННОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ (АЭП) / IS-95-B НА СОВМЕСТИМОСТЬ МЕЖДУ МОБИЛЬНОЙ СТАНЦИЕЙ И БАЗОВОЙ СТАНЦИЕЙ ДЛЯ ДВУХМОДОВОЙ ШИРОКОПОЛОСНОЙ СИСТЕМЫ СОТОВОЙ СВЯЗИ С РАСШИРЕННЫМ СПЕКТРОМ" (стандарт IS-95); "РЕКОМЕДОВАННЫЙ МИНИМАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ АПСС/АЭП/IS-98 НА МОБИЛЬНУЮ СТАНЦИЮ ДВУХМОДОВОЙ ШИРОКОПОЛОСНОЙ СИСТЕМЫ СОТОВОЙ СВЯЗИ С РАСШИРЕННЫМ СПЕКТРОМ" (стандарт IS-98); стандарт, предложенный консорциумом "Проект Партнерства 3-его Поколения" (ПП3П) и воплощенный в группе документов, включающей в себя документы за номерами 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 и 3G TS 25.214 (стандарт на широкополосный МДКР (ШМДКР)); "СТАНДАРТ TR 45.5 НА ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ СИСТЕМ cdma2000 С РАСШИРЕННЫМ СПЕКТРОМ" (стандарт cdma2000) или каких-либо других стандартов. В качестве альтернативного или дополнительного варианта, систему 100 можно сконструировать в соответствии с конкретной реализацией МДКР, такой как конструкция высокоскоростного МДКР, описанная в заявке на Патент США с порядковым номером 08/963386. Данные стандарты и конструкции включены в данный документ в качестве ссылки.

В некоторых системах МДКР нового поколения, обеспечивающих одновременную передачу речи и данных, обмен между отдельным удаленным терминалом и одной или несколькими базовыми станциями может реализовываться через несколько каналов. Например, в системе cdma2000 основной канал может быть назначен для речи и определенных типов данных, а один или несколько дополнительных каналов могут быть назначены для высокоскоростных данных.

Как отмечалось ранее, на прямой линии связи пропускная способность каждой базовой станции ограничивается доступной суммарной мощностью передачи. Для обеспечения желаемого уровня эффективности и для повышения пропускной способности системы мощностью передачи базовой станции можно управлять таким образом, чтобы установить ее на минимально возможный уровень с целью сокращения энергопотребления при поддержании желаемого уровня эффективности при передачах. Если качество сигнала, принятого удаленным терминалом, оказывается слишком низким, вероятность корректного декодирования принятой передачи уменьшается, и эффективность может ухудшится (например, за счет более высокой ЧПОК). С другой стороны, если качество принятого сигнала оказывается слишком высоким, то уровень мощности передачи, по всей видимости, также оказывается слишком высоким, и для передачи было использовано нецелесообразно большое значение энергии передачи, вследствие чего снижается пропускная способность и, более того, могут возникнуть дополнительные взаимные помехи передаче со стороны других базовых станций.

В системах МДКР, обеспечивающих передачу по нескольким (например, двум) каналам на отдельный удаленный терминал, можно добиться повышения эффективности посредством управления мощностью передачи по каждому каналу. Однако, с целью минимизации обмена сигналами сигнализации, передаваемых по обратной линии связи для обеспечения управления мощностью передачи по прямой линии связи, для управления мощностью нескольких прямых каналов связи обычно выделяется лишь ограниченная битовая скорость (800 бит/с).

Способы управления мощностью настоящего изобретения можно использовать для различных беспроводных систем связи, использующих несколько каналов для передачи на отдельное принимающее устройство. Например, описанные здесь способы управления мощностью можно также использовать в системах МДКР, соответствующих стандарту ШМДКР, стандарту cdma2000, какому-либо другому стандарту или комбинации вышеперечисленных стандартов. Для наглядности различные аспекты настоящего изобретения описываются ниже для конкретной реализации в системе cdma2000.

На Фиг.2 приведена блок-схема механизма 200 управления мощностью прямой линии связи, реализующего некоторые аспекты настоящего изобретения. Механизм 200 управления мощностью включает в себя внутренний контур 210 управления мощностью, функционирующий совместно с внешним контуром 220 управления мощностью.

Внутренний контур 210 является (относительно) быстрым контуром, который стремится поддерживать качество передаваемого сигнала, принятого на удаленном терминале, как можно ближе к определенному контрольному значению управления мощностью (или просто контрольному значению). Согласно Фиг.2, внутренний контур 210 функционирует между удаленным терминалом и базовой станцией. Регулирование мощности для внутреннего контура 210 обычно реализуется посредством измерения качества передачи, принятой удаленным терминалом (блок 212) по определенному каналу, сравнения измеренного качества сигнала с контрольным значением (блок 214) и посылки команды управления мощностью на базовую станцию.

Команда управления мощностью предписывает базовой станции отрегулировать мощность своей передачи и может быть, например, реализована либо как команда "ВВЕРХ", являющаяся командой на увеличение мощности передачи, либо как команда "ВНИЗ", являющаяся командой на уменьшение мощности передачи. Далее базовая станция соответствующим образом регулирует мощность передачи (блок 216) всякий раз, когда она принимает команду управления мощностью. В системе cdma2000 команда управления мощностью может посылаться с частотой 800 раз в секунду, тем самым обеспечивая относительно малое время отклика для внутреннего контура 210.

Вследствие потерь на распространение канала связи (облако 218), которые обычно меняются во времени, особенно для мобильного удаленного терминала, качество сигнала, принимаемого на данном удаленном терминале, непрерывно флуктуирует. Таким образом, при наличии изменений в рассматриваемом канале внутренний контур 210 стремится поддерживать качество принимаемого сигнала на уровне контрольного значения или около него.

Внешний контур 220 является (относительно) медленным контуром, который постоянно регулирует контрольное значение таким образом, чтобы достигался определенный уровень эффективности при передаче на удаленный терминал. Требуемый уровень эффективности обычно представляет собой определенное целевое значение частоты появления ошибочных кадров (ЧПОК), которое в некоторых системах МДКР составляет 1%, хотя можно использовать и другие целевые значения. В качестве альтернативного варианта можно также использовать некий другой критерий оценки эффективности, такой как индикатор качества.

Во внешнем контуре 220 передача от базовой станции принимается и обрабатывается с целью воссоздания переданных кадров, после чего определяется состояние принятых кадров (блок 222). Для каждого принятого кадра проводится определение, был ли кадр принят корректно (хороший кадр) или с ошибкой (плохой кадр). Соответствующее регулирование контрольного значения (блок 224) может выполняться на основе состояния принятого кадра (либо хороший, либо плохой).

Обычно, если кадр принят корректно, то качество сигнала, принятого от удаленного терминала, скорее всего выше, чем необходимо. Таким образом, контрольное значение можно немного уменьшить, что может повлечь снижение мощности передачи со стороны внутреннего контура 210. В качестве альтернативного варианта, если кадр принят с ошибкой, то качество сигнала, принятого на удаленном терминале, скорее всего ниже, чем необходимо. Таким образом, контрольное значение можно увеличить, что может повлечь повышение мощности передачи со стороны внутреннего контура 210.

Контрольное значение можно регулировать для каждого периода кадра. Состояния кадров можно также накапливать для N принятых кадров и использовать затем для регулирования контрольного значения в каждый N-ый период кадра, где N - любое целое, большее единицы. В силу того, что внутренний контур 210 обычно регулируется много раз за каждый период кадра, внутренний контур 210 характеризуется меньшим временем отклика, чем внешний контур 220.

Управляя способом регулирования контрольного значения, можно получить разные характеристики управления мощностью и эффективности системы. Например, ЧПОК при приеме можно регулировать посредством изменения параметра регулирования с увеличением контрольного значения для плохого кадра; параметра регулирования с уменьшением контрольного значения для хорошего кадра; требуемого времени между последовательными увеличениями контрольного значения и т.д. В реализации настоящего изобретения целевое значение ЧПОК для каждого состояния устанавливается равным ΔU/(ΔD+ΔU), где ΔU - значение увеличения мощности передачи при получении команды "ВВЕРХ" на базовой станции, а ΔD - значение уменьшения мощности передачи при получении команды "ВНИЗ".

В соответствии с аспектом настоящего изобретения передающий источник (например, базовая станция) принимает несколько сообщений обратной связи от принимающего устройства (например, удаленного терминала) с целью управления мощностью нескольких передач от передающего устройства. Сообщение обратной связи может включать в себя, например, один или несколько битовых потоков без прямой коррекции ошибок (ПКИ), один или несколько битовых потоков с ПКИ, один или несколько типов мультибитовых сообщений (с ПКИ или без нее) или комбинацию вышеперечисленного. Далее передающий источник регулирует мощность передачи по нескольким каналам на основе принятого сообщения обратной связи.

В качестве примера, сообщение обратной связи от принимающего устройства может включать в себя некодированный битовый поток, а также несколько разных кодированных сообщений. Битовый поток может дополнительно включать в себя один или несколько подпотоков в зависимости от, например, конкретного режима из набора поддерживаемых режимов управления мощностью, что описывается более подробно ниже.

В варианте осуществления настоящего изобретения битовый поток включает в себя первичный подканал управления мощностью и вторичный подканал управления мощностью. Первичный подканал управления мощностью можно использовать для посылки информации управления мощностью для первой группы каналов, к которой в системе cdma2000 относится, например, прямой основной канал (ПОКн) или прямой выделенный канал управления (ПВКнУ). Вторичный подканал управления мощностью можно использовать для посылки информации управления мощностью для второй группы каналов, к которой в системе cdma2000 относится, например, прямой дополнительный канал (ПДКн).

Согласно первому аспекту настоящего изобретения, суммарная битовая скорость битового потока ограничена (например, не более 800 бит/с) и может быть распределена между первичным и вторичным подканалами управления мощностью несколькими способами. Например, первичный подканал управления мощностью может передаваться со скоростью 800, 400 или 200 бит/с. Соответственно, вторичный подканал управления мощностью может передаваться со скоростью 0, 400 или 600 бит/с. Каждый из первичных и вторичных подканалов управления мощностью может использоваться для посылки команд управления мощностью, предписывающих передающему источнику отрегулировать мощность соответствующей передачи либо посредством увеличения, либо посредством уменьшения на определенную величину.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения биты, выделенные для каждого подканала управления мощностью, можно группировать с целью формирования более надежного низкоскоростного подпотока. Например, подпоток управления мощностью, передаваемый со скоростью 400 бит/с, можно сгруппировать в подпоток управления мощностью, передаваемый со скоростью 50 бит/с. Этот низкоскоростной подпоток можно использовать для посылки по каналу, связанному с данным подпотоком управления мощностью, например, бита индикатора стирания (БИС) или бита индикатора качества (БИК) кадров. Низкоскоростной подпоток передается параллельно с другим подпотоком управления мощностью.

Таким образом, информацию управления мощностью можно переслать от принимающего устройства обратно на передающий источник различными способами, что описывается более подробно ниже. Затем информацию управления мощностью можно использовать для регулирования мощности передачи нескольких каналов на основе различных механизмов управления мощностью, что, опять же, описывается более подробно ниже.

На Фиг.3а приведена блок-схема обратного подканала управления мощностью, определенного в стандарте cdma2000. Согласно Фиг.3а, данный сигнал подканала управления мощностью мультиплексируется с временным разделением с сигналом обратного пилот-канала. Передача по этому мультиплексированному каналу дискретизируется на кадры (например, длительностью 20 мс), причем каждый кадр дополнительно дискретизируется на группы управления мощностью (например, на 16 групп). Для каждой группы управления мощностью пилотные данные (данные пилот-сигнала) передаются в первых трех четвертях группы управления мощностью, а данные управления мощностью передаются в последней четверти группы управления мощностью. Группы управления мощностью каждого кадра нумеруются от 0 до 15.

В Таблице перечислены несколько режимов управления мощностью, соответствующих конкретному варианту осуществления настоящего изобретения. В этом варианте осуществления подканал управления мощностью подразделяется на первичный подканал управления мощностью и вторичный подканал управления мощностью. Каждый определенный режим управления мощностью соответствует конкретной конфигурации первичного и вторичного подканалов управления мощностью и специфике их функционирования, что описывается более подробно ниже.

Таблица
Рабочий режим, FIC_MODE	Выделение подканалов управления мощностью (группы управления мощностью 0-15)
	Первичный подканал управления мощностью		Вторичный подканал управления мощностью
'000'	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15	УМ	Не поддерживается
'001'	0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14	УМ	1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15	УМ
'010'	1, 5, 9, 13	УМ	0, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 10, 11, 12, 14, 15	УМ
'011'	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15	БИС	не поддерживается
'100'	0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,11, 12, 13, 14, 15	БИК	не поддерживается
'101'	0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14	БИК	1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15	БИС
'110'	0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14	УМ	1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15	БИС
'111'	Зарезервирован		зарезервирован

Где УМ = команда управления мощностью, БИС = бит индикатора стирания, БИК = бит индикатора качества.

Данные управления мощностью передаются различными способами. Согласно Фиг.3а, в варианте осуществления настоящего изобретения при недоступности режима стробированной передачи мобильная станция передает данные управления мощностью по подканалу управления мощностью в каждой группе управления мощностью. При активации режима стробированной передачи удаленный терминал передает данные управления мощностью по подканалу управления мощностью лишь в стробированных группах управления мощностью.

На Фиг.3б приведена блок-схема различных режимов стробированной передачи, определенных в стандарте cdma2000. Если пилотный канал находится в стробированном режиме, то удаленный терминал передает сигнал одного подканала управления мощностью и, таким образом, поддерживает FPC_MODE='000', '011' или '100'. Если же пилотный канал не стробирован, то могут поддерживаться один или оба подканала управления мощностью. Конкретнее, удаленный терминал передает сигнал одного подканала управления мощностью, когда FPC_MODE='000', '011' или '100', и передает сигналы двух подканалов управления мощностью, когда FPC_MODE='001', '010', '101' или '110', с целью поддержки дополнительного канала.

Далее приводится краткое описание каждого из перечисленных в Таблице режимов управления мощностью.

При FPC_MODE='000' удаленный терминал передает информацию управления мощностью только по первичному подканалу управления мощностью со скоростью 800 бит/с. Данные управления мощностью обычно извлекаются из ПОКн или ПВКнУ, что определяется параметром FPC_PRI_CHAN. Например, FPC_PRI_CHAN='0' может означать, что данные управления мощностью извлекаются из ПОКн, а FPC_PRI_CHAN='1' может означать, что данные управления мощностью извлекаются из ПВКнУ. В качестве альтернативного варианта, данные управления мощностью можно извлечь из ПДКн, обозначаемого параметром FPC_SEC_CHAN. Например, FPC_SEC_CHAN='0' может означать, что данные управления мощностью извлекаются из первого ПДКн, a FPC_SEC_CHAN='1' может означать, что данные управления мощностью извлекаются из второго ПДКн.

При FPC_MODE='001' удаленный терминал передает информацию управления мощностью по первичному подканалу управления мощностью со скоростью 400 бит/с и по вторичному подканалу управления мощностью со скоростью 400 бит/с. В соответствии с Таблицей, передача по первичному подканалу управления мощностью может осуществляться посредством групп управления мощностью с четными номерами, а передача по вторичному подканалу управления мощностью может осуществляться посредством групп управления мощностью с нечетными номерами.

При FPC_MODE='010' удаленный терминал передает информацию управления мощностью по первичному подканалу управления мощностью со скоростью 200 бит/с и по вторичному подканалу управления мощностью со скоростью 600 бит/с. Передачи по этим подканалам могут осуществляться посредством групп управления мощностью, определенные в Таблице.

При FPC_MODE='Oil' удаленный терминал передает биты индикатора стирания (БИС) по подканалу управления мощностью. Удаленный терминал обрабатывает передачу сигнала по прямому каналу (например, ПОКн, ПВКнУ или ПДКн), определяет, был ли i-ый кадр принят с ошибкой, и передает в (i+2)-ом кадре бит индикатора стирания, указывающий на то, был ли i-ый кадр принят с ошибкой (то есть, удаленный терминал передает во втором кадре длительностью 20 мс обратного канала трафика, следующем за соответствующим кадром прямого канала трафика, в котором определен бит индикатора качества или бит индикатора стирания, что описывается ниже).

При FPC_MODE='100' удаленный терминал передает биты индикатора качества (БИК) по подканалу управления мощностью. Если кадры детектированы, то биты БИК подобны битам БИС, но если кадры не детектированы, то, в отличие от битов БИС, не все биты БИК находятся в состоянии "вверх". Таким образом, если на базовой станции отсутствуют кадры для передачи по прямой линии связи (то есть, для удаленного терминала не установлен канал трафика, за исключением подканала управления мощностью), то удаленный терминал, детектирующий отсутствие кадра (и, как следствие, стирание кадра), будет проводить измерения для подканала управления мощностью с целью определения, передавать ли БИК в "вверх" или "вниз". "Вверх" указывает на то, что уровень текущей передачи подканала управления мощностью является неадекватным, а "вниз" указывает на то, что данный уровень является адекватным. Удаленный терминал обрабатывает сигнал, переданный по прямому каналу, определяет, был ли i-ый кадр принят с ошибкой или вообще не послан, и передает в (i+2)-ом кадре БИК, указывающий на то, был ли i-ый кадр принят с ошибкой или является ли уровень текущей передачи подканала управления мощностью адекватным.

При FPC_MODE='101' удаленный терминал передает по первичному подканалу управления мощностью бит индикатора качества, извлеченный либо из ПОКн, либо из ПВКнУ, либо из связанного с ними подканала управления мощностью. Удаленный терминал также передает по вторичному подканалу управления мощностью бит индикатора стирания, извлеченный из назначенного ПДКн. Бит индикатора качества и бит индикатора стирания для i-го принятого кадра данных передаются в (i+2)-ом кадре, что описывается ниже.

Режим FPC_MODE='101' оказывается полезным, когда у базовой станции нет достаточного запаса мощности, чтобы динамически реагировать на более быстрые сообщения обратной связи, поступающие от мобильной станции. Этот режим также оказывается эффективным, когда ПДКн передается при сокращенном активном наборе (то есть, ПДКн передается подгруппой секторов, передающей ПОКн или ПВКнУ).

При FPC_MODE='110' удаленный терминал осуществляет передачу по первичному подканалу управления мощностью со скоростью 400 бит/с и передает по вторичному подканалу управления мощностью бит индикатора стирания, извлеченный из назначенного ПДКн. Бит индикатора стирания для i-го принятого кадра данных передается в (i+2)-ом кадре, что описывается ниже.

Режим FPC_MODE='110' позволяет независимо управлять мощностью ПОКн (или ПВКнУ) и ПДКн. Мощность передачи двух рассматриваемых каналов может регулироваться независимо посредством сообщений обратной связи, получаемых по соответствующим подканалам управления мощностью. Режим '101' дополнительно поддерживает механизм регулирования приращения мощности, с помощью которого мощность передачи обоих рассматриваемых каналов регулируется совместно на основе одного подканала управления мощностью, а разница в уровнях мощности передачи регулируется посредством другого подканала управления мощностью, что описывается ниже более подробно. В режиме '110' базовая станция получает более быстрое сообщение обратной связи о реальном качестве ПДКн, не прибегая к дополнительной загрузке, связанной с передачей сигналов. Это также позволяет сократить задержки, связанные с повторными передачами, для относящихся к данным приложений.

При FPC_MODE='011' или '100' все шестнадцать битов управления мощностью, относящиеся к первичному подканалу управления мощностью, устанавливаются равными биту индикатора стирания или биту индикатора качества соответственно. Это обеспечивает эффективную скорость 50 бит/с передачи сообщений обратной связи. При FPC_MODE, равном '101' или '110', все биты управления мощностью, относящиеся ко вторичному подканалу управления мощностью, устанавливаются равными биту индикатора стирания, и в результате эффективная скорость передачи сообщений обратной связи равна 50 бит/с для кадров длительностью 20 мс, 25 бит/с для кадров длительностью 40 мс и 12,5 бит/с для кадров длительностью 80 мс. При FPC_MODE, равном '101', все биты управления мощностью, относящиеся ко вторичному подканалу управления мощностью, устанавливаются равными биту индикатора качества, так что эффективная скорость передачи сообщений обратной связи равна 50 бит/с.

В Таблице перечислены различные режимы управления мощностью, относящиеся к конкретной реализации, которые можно реализовать в системе МДКР, поддерживающей одновременную передачу по нескольким каналам. Можно также определить отличные от вышеописанных и/или другие режимы управления мощностью, не выходя за рамки предметной области настоящего изобретения. Также, режим управления мощностью можно определить таким образом, чтобы он включал два или более типов сообщений обратной связи и/или включал сообщения обратной связи от одного или нескольких прямых каналов. Также, по подканалам управления мощностью можно посылать метрики, отличные от команд управления мощностью, бита индикатора стирания и бита индикатора качества, не выходя за рамки предметной области настоящего изобретения. Например, принимающее устройство (например, удаленный терминал) может: (1) периодически посылать информацию о стирании, относящуюся к эффективности канала, совместно с командами управления мощностью по другому каналу в одном и том же временном окне или (2) посылать величину, связанную со степенью корректировки, которую передающий источник (например, базовая станция) должен выполнить для достижения желаемого значения отношения уровня принятого сигнала к уровню шумов.

На Фиг.4а приведена временная диаграмма передачи бита индикатора стирания по подканалу управления мощностью на основе кадра, принятого по ПОКн или ПВКнУ. Производится обработка i-го принятого кадра, и проводится определение, был ли данный кадр принят корректно или с ошибкой. Шестнадцать битов управления мощностью для (i+2)-го кадра подканала управления мощностью устанавливаются в '1', если рассматриваемый принятый кадр оказался плохим, и в '0', если рассматриваемый принятый кадр оказался хорошим.

Бит индикатора качества, посылаемый при FPC_MODE, равном '100' или '101', можно определить различными способами. В варианте осуществления настоящего изобретения, если FPC_MODE='100' и, в соответствии с конфигурацией канала, выбирается ПОКн (вместо ПВКнУ), то в течение периода времени в 20 мс удаленный терминал устанавливает биты управления мощностью, относящиеся к подканалу управления мощностью, равными биту индикатора качества, который определен аналогично случаю FPC_MODE='011'. В варианте осуществления настоящего изобретения, если FPC_MODE='100' и, в соответствии с конфигурацией канала, ПОКн не выбирается, то в течение периода времени в 20 мс удаленный терминал устанавливает биты управления мощностью, относящиеся к подканалу управления мощностью, равными биту индикатора качества, который определен следующим образом:

- удаленный терминал устанавливает бит индикатора качества в '1' в кадре, передаваемом вторым, после приема по ПВКнУ в течение периода в 20 мс сигнала недостаточного качества (плохого кадра), что изображено на Фиг.4а;

- удаленный терминал устанавливает бит индикатора качества в '0' в кадре, передаваемом вторым после приема по ПВКнУ в течение периода в 20 мс сигнала достаточного качества (хорошего кадра), что изображено на Фиг.4а.

На Фиг.4б приведена временная диаграмма передачи бита индикатора стирания по подканалу управления мощностью на основе кадра, принятого по ПДКн. Производится обработка принятого кадра, и проводится определение, был ли кадр принят корректно или с ошибкой. В соответствии со стандартом cdma2000 длительность кадра может составлять 20, 40 и 80 мс. Биты управления мощностью посылаются по подканалу управления мощностью, начиная с кадра длительностью в 20 мс, передаваемого вторым после окончания приема кадра по ПДКн. В зависимости от длительности кадра ПДКн и рабочего режима по подканалу управления мощностью посылаются 32, 16 или 8 битов управления мощностью, причем продолжительность периода управления мощностью соответствует длительности кадра ПДКн. Эти биты устанавливаются в '1' для плохого кадра и в '0' для хорошего кадра.

В варианте осуществления настоящего изобретения при FPC_MODE='101' или '110' удаленный терминал в течение периода времени, равного длительности кадра назначенного ПДКн, устанавливает биты управления мощностью, относящиеся ко вторичному подканалу управления мощностью, равными биту индикатора стирания. Данный бит индикатора стирания извлекается из назначенного ПДКн (например, канала 0 или 1) и определяется следующим образом:

- удаленный терминал устанавливает бит индикатора стирания в '0' на период, равный длительности кадра назначенного ПДКн, по прошествии 20 мс после детектирования хорошего кадра, переданного по рассматриваемому ПДКн, что изображено на Фиг.4б;

- в противном случае удаленный терминал устанавливает бит индикатора стирания в '1' на период, равный длительности кадра назначенного ПДКн, по прошествии 20 мс после приема кадра, переданного по рассматриваемому ПДКн, что изображено на Фиг.4б.

Внешний контур управления мощностью (регулирование контрольных значений)

В варианте осуществления настоящего изобретения при FPC_MODE='000', '001' и '010' удаленный терминал поддерживает внешний контур управления мощностью по двум или более прямым каналам трафика, назначенным удаленному терминалу (например, ПОКн, ПВКнУ и ПДКн). Внешний контур управления мощностью регулирует контрольное значение для рассматриваемого канала с целью достижения целевого значения ЧПОК. В варианте осуществления настоящего изобретения при FPC_MODE='110' удаленный терминал поддерживает внешний контур управления мощностью по каждому из нескольких прямых каналов трафика, назначенных удаленному терминалу (например, ПОКн и ПВКнУ).

Обращаясь вновь к Фиг.2, механизм управления мощностью 200 может обеспечиваться для каждого из каналов, для которых осуществляется управление мощностью. Для поддерживаемых каналов ПОКн, ПВКнУ или ПДКн можно регулировать контрольное значение для каждого из данных каналов с целью достижения целевого значения ЧПОК, либо на основе каких-либо других статистических данных декодера, либо комбинации вышеперечисленного. Контрольное значение можно ограничить диапазоном значений, определяемым максимальным контрольным значением и минимальным контрольным значением, которые обычно устанавливаются оператором системы посредством сообщений с базовой станции. Таким образом, контрольное значение ограничивается максимальным контрольным значением, если оно превосходит его, или минимальным контрольным значением, если оно оказывается меньше последнего.

Внутренний контур управления мощностью (команды управления мощностью)

В варианте осуществления настоящего изобретения при FPC_MODE, равном '000', '001', '010' или '110', удаленный терминал поддерживает первичный внутренний контур управления мощностью для ПОКн или ПВКнУ. Выбранный канал может быть либо ПОКн, либо ПВКнУ в зависимости от значения параметра FPC_PRI_SCAN (например, для ПОКн FPC_PRI_SCAN='0', а для ПВКнУ FPC_PRI_SCAN='1'). При FPC_MODE, равном '001' или '010', удаленный терминал также поддерживает вторичный внутренний контур управления мощностью для назначенного ПДКн. Назначенный ПДКн может представлять собой либо первый, либо второй ПДКн в зависимости от того, равно ли значение параметра FPC_SEC_SCAN '0' или '1' соответственно.

Для внутреннего контура управления мощностью выделенного прямого канала удаленный терминал сравнивает качество сигнала (например, E_b/N_t) рассматриваемого канала, обеспечиваемое внутренним контуром управления мощностью, с соответствующим целевым контрольным значением для данного канала, задаваемым внешним контуром управления мощностью. Для определения целевого контрольного значения можно использовать число стираний кадров и/или другие статистические данные декодера, относящиеся к выбранному каналу. Также, качество принимаемого сигнала выбранного прямого канала можно определить на основе измерений по нескольким каналам. Для первичного внутреннего контура управления мощностью качество принятого сигнала можно определить на основе измерений прямого пилотного канала, прямого подканала управления мощностью, ПОКн, каких-либо других каналов или комбинации вышеперечисленных каналов. Для вторичного внутреннего контура управления мощностью качество принятого сигнала можно определить на основе измерений ПДКн, пилотного канала от соответствующих базовых станций, каких-либо других каналов или комбинации вышеперечисленных каналов.

На основе сравнения качества принимаемого сигнала с контрольным значением можно определить, достаточна ли мощность передачи по выбранному прямому каналу по отношению к данному контрольному значению. Затем в целях указания, необходима ли мощность большая или меньшая, чем ее текущий уровень, по назначенному подканалу управления мощностью можно послать команды управления мощностью ('0' или '1').

На Фиг.5 показана блок-схема процесса регулирования контрольного значения с целью увеличения вероятности корректного приема отдельного кадра. Удаленный терминал может временно приостановить текущую обработку прямого канала трафика, чтобы настроиться на пробную частоту (например, для возможной жесткой передачи обслуживания), после чего снова настроиться на рабочую частоту. В варианте осуществления настоящего изобретения в случае, если удаленный терминал приостанавливает прием на d мс в течение кадра длительностью Т мс и если d меньше T/2, то для увеличения вероятности корректного приема всего кадра удаленный терминал может для остатка кадра временно увеличить свое контрольное значение на определенную величину (ΔSP). Величину приращения контрольного значения можно выбрать следующим образом:

В начале следующего кадра можно возобновить использование исходного контрольного значения. Применение других критериев для определения, следует ли увеличить контрольное значение, и других величин приращения контрольного значения не выходит за рамки предметной области настоящего изобретения.

На Фиг.6 показана блок-схема последовательности операций соответствующего варианту осуществления настоящего изобретения процесса 600 управления мощностью, выполняемого на базовой станции, причем в качестве примера используется ПОКн. Следует понимать, что нижеследующее описание в равной мере применимо к ПВКнУ и прочим каналам. Процесс 600 управления мощностью выполняется для каждого удаленного терминала, обменивающегося с данной базовой станцией. На этапе 610 проводится определение, имеет ли место передача данных на удаленный терминал по ПДКн. В начале сеанса связи с удаленным терминалом может быть назначен только ПОКн. Следовательно, изначально на этапе 610 получается отрицательный ответ, и процесс переходит к выполнению этапа 612, на котором базовая станция выбирает режим управления мощностью для одиночного контура управления мощностью.

Согласно Таблице, базовая станция может выбрать, например, FPC_MODE='000', при котором сообщение обратной связи, передаваемое со скоростью 800 бит/с, используется только для управления ПОКн или ПВКнУ. Удаленный терминал информируется о выбранном режиме, и процесс переходит к этапу 622.

Если же на этапе 610 имеются данные для посылки на удаленный терминал по ПДКн, то базовая станция на этапе 614 определяет начальный уровень мощности передачи для ПДКн. Начальный уровень мощности передачи может зависеть от множества факторов, таких как, например, (1) текущий уровень мощности передачи и, возможно, история о последних значениях этого уровня для ПОКн/ПВКнУ (то есть, выбранный прямой канал);

(2) скорость передачи данных по ПОКн/ПВКнУ и ПДКн; (3) длительности кадров в ПОКн/ПВКнУ и ПДКн (то есть, 5, 20, 40 или 80 мс); (4) типы кодирования (то есть, сверточное кодирование или турбокодирование) и кодовая скорость (то есть, ¹/₄, ¹/₂ или какая-либо другая) в ПОКн/ПВКнУ и ПДКн; (5) разница в активных наборах между ПОКн/ПВКнУ и ПДКн; (6) разница между текущим показателем активности, по которому определяется (1), и прогнозируемыми показателями активности для ПОКн/ПВКнУ и ПДКн; (7) прочие факторы.

Определение начальной мощности передачи подробно описано в заявке на Патент США с порядковым номером №09/675706 на "СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДОСТУПНОЙ МОЩНОСТИ ПЕРЕДАЧИ В БЕСПРОВОДНОЙ СИСТЕМЕ СВЯЗИ", поданной 29 сентября 2000 г., переуступленной правопреемнику настоящего изобретения и включенной в настоящий документ в качестве ссылки.

Как только по ПДКн начинается передача, базовая станция на этапе 616 выбирает режим управления мощностью, который поддерживает два контура управления мощностью (иными словами, управление дельтой мощности). Например, базовая станция может выбрать FPC_MODE='110', который поддерживает подканал со скоростью 400 бит/с для передачи сообщения обратной связи с командой управления мощностью "ВВЕРХ/ВНИЗ" по ПОКн/ПВКнУ и подканал со скоростью 50 бит/с для индикации стирания по ПДКн. Базовая станция может выбрать и другие приведенные в Таблице режимы FPC_MODE, например '001', '010' или '101'. Удаленный терминал информируется о выбранном режиме.

Затем на этапе 622 базовая станция принимает от удаленного терминала сообщения обратной связи. В зависимости от выбранного режима управления мощностью принятые сообщения обратной связи могут содержать команды управления мощностью (например, команды "ВВЕРХ/ВНИЗ"), биты индикатора стирания или биты индикационной информации качества для каждого подканала управления мощностью. Если выбран одноконтурный режим управления мощностью, то, основываясь на сообщении обратной связи, принятом по первичному подканалу управления мощностью, на этапе 624 базовая станция регулирует мощность передачи или ПОКн, или ПВКнУ. Если же, в качестве альтернативного варианта, выбран двухконтурный режим управления мощностью, то, основываясь на сообщениях обратной связи, принятых по вспомогательному подканалу управления мощностью, на этапе 624 базовая станция дополнительно регулирует мощность передачи назначенного ПДКн (например, 0 или 1). Затем процесс возвращается на этап 610, на котором осуществляется мониторинг передачи по прямым каналам, и может быть выбран другой режим управления мощностью.

Механизмы управления мощностью

Как отмечалось выше, на основе поддерживаемых режимов управления мощностью можно реализовать различные механизмы управления мощностью с целью регулирования мощности передачи по ПОКн/ПВКнУ и ПДКн. Работа этих механизмов управления мощностью основывается на сообщениях обратной связи, принимаемых по первичному и вторичному подканалам управления мощностью. Ниже вкратце описаны некоторые из этих механизмов управления мощностью.

В первом механизме управления мощностью базовая станция регулирует мощность передачи по ПОКн/ПВКнУ на основе сообщения обратной связи, принятого по первичному подканалу управления мощностью, и дополнительно регулирует мощность передачи по ПДКн на основе сообщения обратной связи, принятого по вторичному подканалу управления мощностью. Вкупе с первым механизмом управления мощностью можно использовать различные режимы управления мощностью, в том числе режимы '001', '010', '101' и '110'. Например, для режима управления мощностью '110' регулирование мощности передачи ПОКн (или ПВКнУ) с использованием основного подканала управления мощностью может осуществляться до 400 раз в секунду, а регулирование мощности передачи по ПДКн с использованием вторичного подканала управления мощностью может осуществляться 50/25/12,5 раз в секунду.

Во втором механизме управления мощностью (который в данном документе также называется управлением дельтой (приращением) мощности) базовая станция совместно регулирует мощность передачи ПОКн/ПВКнУ и ПДКн на основе сообщения обратной связи, принятого по одному подканалу управления мощностью, и дополнительно регулирует разницу в мощностях передачи (то есть, дельту (приращение) мощности) ПОКн/ПВКнУ и ПДКн на основе сообщения обратной связи, принятого через второй механизм. Сообщение обратной связи для дельты мощности может быть принято по вторичному подканалу управления мощностью или посредством обмена сообщениями между мобильной станцией и базовой станцией (например, Сообщение с Отчетом Открытого Контура или Сообщение с Данными Измерения Мощности). Дельта мощности может представлять собой некоторое определенное процентное отношение от мощности передачи базовой станции или какую-либо другую меру.

В первой реализации второго механизма управления мощностью, в которой может использоваться режим '110' управления мощностью по Таблице, как мощность передачи ПОКн/ПВКнУ, так и мощность передачи ПДКн регулируются совместно до 400 раз в секунду на основе сообщения обратной связи, передаваемого со скоростью 400 бит/с и принятого по первичному подканалу управления мощностью. Данное сообщение обратной связи можно извлечь из ПОКн (или ПВКнУ). Базовую станцию можно использовать в режиме, когда она реагирует только на надежное сообщение обратной связи (что эффективно сокращает скорость передачи сообщения обратной связи при наличии ненадежного сообщения обратной связи), и может дополнительно регулировать мощность передачи на основе другой информации, например информации управления мощностью, получаемой от других базовых станций, находящихся в режиме мягкой передачи обслуживания данного удаленного терминала. Таким образом, частота регулирования может изменяться. В данной реализации дельта мощности может регулироваться до 50 раз за секунду на основе сообщения обратной связи, передаваемого со скоростью 50 бит/с по вторичному подканалу управления мощностью. Указанное сообщение обратной связи можно извлечь из ПДКн. Следовательно, мощность передачи ПДКн можно (эффективно) независимо регулировать до 50 раз в секунду на основе сообщения обратной связи, передаваемого со скоростью 50 бит/с.

Во второй реализации второго механизма управления мощностью, в котором также можно использовать режим '110' управления мощностью по Таблице, скорость передачи более медленного сообщения обратной связи устанавливается равной определенному значению на основе длительности кадра в ПОКн. Например, выделенную медленному сообщению обратной связи скорость 400 бит/с можно сгруппировать в 50, 25 или 12,5 бит/с для длительности кадра, равной 20, 40 или 80 мс соответственно.

В третьей реализации второго механизма управления мощностью базовая станция регулирует мощность передачи ПОКн (или ПВКнУ) на основе сообщения обратной связи, принятого по подканалу управления мощностью, а мощность передачи ПДКн можно привязать к мощности передачи ПОКн. Дельту мощности между ПОКн (или ПВКнУ) и ПДКн можно регулировать, например, посредством обмена сообщениями с использованием, например, Сообщения с Отчетом Открытого Контура или Сообщения с Данными Измерения Мощности.

В третьем механизме управления мощностью более медленное сообщение обратной связи используется для передачи нескольких метрик ПДКн, одной из которых могут быть данные о стирании в ПДКн. Например, если ПДКн используется в режиме 40 мс (то есть, длительность кадра составляет 40 мс), то индикатор стирания, передаваемый со скоростью 50 бит/с, может передаваться вместе с другим индикатором, передаваемым со скоростью 50 бит/с, с целью указания на то, что принимаемая мощность более чем достаточна для декодирования ПДКн удаленным терминалом в отсутствие стирания. Второй индикатор позволяет базовой станции уменьшать мощность передачи ПДКн при наличии достаточного запаса. Если же в ПДКн имело место стирание, то второй индикатор, передаваемый со скоростью 50 бит/с, можно использовать, например, для указания на то, следует ли базовой станции увеличить мощность передачи на некоторую большую или малую величину. В качестве альтернативного варианта, второй подканал, передаваемый со скоростью 50 бит/с, можно использовать для указания на стирание во втором ПДКн. Количество бит, группируемых в индикатор стирания, уменьшается в случае, если второй индикатор посылается по подканалу управления мощностью.

В четвертом механизме управления мощностью уровень мощности передачи ПДКн регулируется на основе сообщения обратной связи, принятого по одному подканалу управления мощностью, а передача ПОКн/ПВКнУ осуществляется с некоторой определенной дельтой относительно уровня мощности передачи ПДКн. В рассматриваемом варианте осуществления сообщение обратной связи, передаваемое со скоростью 800 бит/с, группируется в отдельный более медленный канал, предназначенный для передачи сообщения обратной связи для ПДКн. Например, в зависимости от длительности кадра в ПДКн сообщение обратной связи, передаваемое со скоростью 800 бит/с, можно сгруппировать в 50, 25 или 12,5 бит/с. Для реализации данного механизма управления мощностью можно использовать режимы '000', '011', '100' управления мощностью или какие-либо другие режимы.

Режимы работы

Описанные выше режимы управления мощностью обеспечивают различные характеристики управления, и каждый из них может оказаться более подходящим для определенного набора условий эксплуатации. Таким образом, выбор для использования конкретного механизма управления мощностью может зависеть от различных факторов, например: (1) передаются ли ПОКн/ПВКнУ и ПДКн одним и тем же набором базовых станций (то есть, полный активный набор для ПДКн); (2) передается ли ПДКн с фиксированной или переменной скоростью, а также и от других факторов. Некоторые наборы условий эксплуатации и применимые для них механизмы управления мощностью рассматриваются ниже.

Сходные условия эксплуатации

Если ПОКн (или ПВКнУ) и ПДКн используются в сходных условиях, замирание в этих двух каналах оказывается подобным, и мощность их передачи можно регулировать сходным образом. Сходные условия эксплуатации могут иметь место, если мобильная станция не находится в режиме мягкой передачи обслуживания или если при мягкой передаче обслуживания ПОКн (или ПВКнУ) и ПДКн передаются одним и тем же набором базовых станций (то есть, каналы обладают идентичными активными наборами). При данном сценарии различные режимы управления мощностью могут использоваться следующим образом:

- В режиме '000' управления мощностью для регулирования мощности передачи ПОКн (или ПВКнУ) можно использовать сообщение обратной связи, передаваемое со скоростью 800 бит/с по данному каналу, а мощность передачи ПДКн можно "привязать" к мощности ПОКн/ПВКнУ. Дельта мощности между ПОКн/ПВКнУ и ПДКн может регулироваться посредством обмена сообщениями, как это описывалось выше.

- Режимы '001' и '010' управления мощностью также можно использовать аналогично тому, как это описано выше для режима '000'. Однако уровнем мощности передачи ПДКн можно управлять независимо от ПОКн/ПВКнУ. Для такого независимого управления мощностью мобильная станция напрямую измеряет качество сигнала ПДКн. Если скорость передачи данных в ПДКн невелика (например, 1500 бит/с), то точность измерения качества сигнала может оказаться недостаточной, что может привести к ухудшению управления мощностью ПДКн. Кроме того, если передача в ПДКн не является непрерывной (то есть, является импульсной), то в паузах между передачами контрольное значение для ПДКн может устареть и окажется менее эффективным при возобновлении передачи.

- В режимах '011' и '100' управления мощностью для регулирования мощности передачи ПОКн (или ПВКнУ) можно использовать биты индикатора стирания и индикатора качества соответственно. Однако сообщения обратной связи поступают менее часто и с большими задержками. Мощность передачи ПДКн можно регулировать посредством обмена сообщениями.

- В режиме '101' управления мощностью мощность передачи ПОКн/ПВКнУ и ПДКн можно регулировать независимо.

- Режим '110' управления мощностью поддерживает описанный выше механизм управления дельтой мощности и двойной контур управления мощностью. Для регулирования мощности передачи ПОКн/ПВКнУ можно использовать сообщение обратной связи, передаваемое со скоростью 400 бит/с, а для регулирования дельты мощности или мощности передачи ПДКн можно использовать более медленное сообщение обратной связи. Данный режим обеспечивает меньшие задержки сообщений обратной связи по сравнению с описанным выше обменом сообщениями.

Полный активный набор и ПДКн с переменной скоростью

Если при мягкой передаче обслуживания ПОКн и ПДКн используются с одним и тем же активным набором (то есть, одни и те же базовые станции ведут передачу по обоим каналам), но скорость передачи данных в ПДКн является переменной, то различные режимы управления мощностью можно использовать следующим образом:

- Режим '000' управления мощностью используется так, как это описывалось выше. Тем не менее точное регулирование мощности передачи ПДКн для каждой из скоростей передачи данных может оказаться затруднительным, так как посылаемая посредством обмена сообщениями информация о стирании обычно не согласуется с фактической скоростью передачи данных.

- Режимы '001' и '010' управления мощностью обычно не используются, так как мобильная станция, как правило, не в состоянии определить скорость передачи данных в ПДКн к моменту времени, когда требуется послать информацию назад по подканалу управления мощностью.

- Режимы '011' и '100' управления мощностью можно использовать способом, аналогичным описанному выше, хотя и при меньшей скорости передачи сообщения обратной связи.

- Режим '101' управления мощностью можно использовать для реализации двух контуров управления мощностью с использованием двух подканалов управления мощностью. Дополнительным преимуществом режима '101' является тот факт, что бит индикатора стирания обеспечивает индивидуальное сообщение обратной связи для разных скоростей передачи данных в ПДКн, так что базовая станция может регулировать мощность передачи с большей степенью точности.

- Режим '110' управления мощностью также можно использовать для реализации двух контуров управления мощностью с использованием двух подканалов управления мощностью. Мощность передачи ПОКн и ПДКн можно регулировать независимо посредством двух контуров управления мощностью. В качестве альтернативного варианта, режим '110' можно также использовать для реализации режима управления дельтой мощности, посредством которого мощности передачи ПОКн и ПДКн регулируются совместно по сообщению обратной связи, передаваемому со скоростью 400 бит/с, а дельта мощности регулируется посредством более медленного сообщения обратной связи.

Сокращенный активный набор и ПДКн с фиксированной скоростью

Если при мягкой передаче обслуживания ПОКн/ПВКнУ ПДКн используется с сокращенным активным набором (то есть, ПДКн передается меньшим количеством базовых станций, чем ПОКн или ПВКнУ), а скорость передачи данных в ПДКн фиксирована, то различные режимы управления мощностью можно использовать следующим образом:

- Режимы '000', '011' и '100' управления мощностью при данном сценарии оказываются не столь эффективными, так как вследствие различия двух активных наборов и в отсутствие сообщения обратной связи для ПДКн замирание в данных двух каналах скорее всего окажется различным.

- Режимы '001' и '101' управления мощностью использовать можно, но они могут оказаться неэффективными, если скорость передачи данных по ПДКн невелика или если передача по ПДКн имеет импульсный характер.

- Режимы '101' и '110'' управления мощностью можно использовать для реализации двух контуров управления с использованием двух подканалов сообщений обратной связи, что по причине разницы в замирании скорее всего обеспечит повышение эффективности по сравнению с режимом управления дельтой мощности.

Сокращенный активный набор и ПДКн с переменной скоростью

Если ПДКн используется с активным набором, сокращенным относительно набора, который используется для ПОКн или ПВКнУ, и скорость передачи данных в ПДКн является переменной, то различные режимы управления мощностью можно использовать следующим образом:

- Режимы '101' и '110' управления мощностью можно использовать для реализации двух независимых (то есть, независимое регулирование ПОКн/ПВКнУ и ПДКн) или связанных (то есть, управление дельтой мощности) контуров управления мощностью с использованием двух подканалов сообщений обратной связи, что вследствие разницы в замирании, вероятно, обеспечит повышение эффективности по сравнению с режимом управления дельтой мощности. Кроме того, бит индикатора стирания предоставляет индивидуальное сообщение обратной связи для каждой из скоростей передачи данных в ПДКн. Это оказывается возможным благодаря тому, что базовая станция может воспользоваться собственной информацией о задержке сообщения обратной связи для согласования битов БИС со скоростью передачи данных в ПДКн.

На Фиг.7 приведена блок-схема варианта осуществления базовой станции 104, которая способна реализовать некоторые из аспектов и вариантов осуществления настоящего изобретения. Процессор 712 передачи данных принимает и обрабатывает (то есть, форматирует и кодирует) данные прямой линии связи. Затем обработанные данные подаются на модулятор 714, где их обработка продолжается (то есть, выполняется шифрование с применением кода шифрования; расширение спектра посредством коротких псевдошумовых (ПШ) последовательностей; скремблирование с применением длинной ПШ последовательности, назначенной данному удаленному принимающему терминалу, и т.д.). Затем модулированные данные подаются на блок 716 высокочастотной (ВЧ) передачи и подготавливаются (то есть, преобразуются в один или более аналоговых сигналов, усиливаются, фильтруются, подвергаются квадратурной модуляции и т.д.) с целью формирования сигнала прямой линии связи. Сигнал прямой линии связи проходит через антенный коммутатор 722 и передается через антенну 724 на удаленный терминал (терминалы).

Хотя на Фиг.7 не показано из соображений простоты изложения, базовая станция 104 способна обрабатывать и передавать данные на определенную мобильную станцию по одному или нескольким прямым каналам (например, по ПОКн и одному или более ПДКн). Обработка (например, кодирование, шифрование и т.д.) каждого канала прямой связи может отличаться от обработки других каналов.

На Фиг.8 приведена блок-схема варианта осуществления удаленного терминала 106. Сигнал прямой связи принимается антенной 812, проходит через антенный коммутатор 814 и подается на блок 822 ВЧ приема. Блок 822 ВЧ приема подготавливает (то есть, фильтрует, усиливает, преобразует с понижением частоты и оцифровывает) принятый сигнал и выдает выборки. Демодулятор 824 принимает и обрабатывает (то есть, сужает спектр, декодирует и предварительно демодулирует) выборки для получения восстановленных символов. Демодулятор 824 может реализовать многоотводный когерентный приемник, который обрабатывает несколько копий принятого сигнала и формирует объединенные восстановленные символы. Затем процессор 826 приема данных декодирует восстановленные символы, проверяет принятые кадры и выдает выходные данные. Демодулятор 824 и процессор 826 приема данных могут использоваться для обработки нескольких передач, полученных по нескольким каналам.

В целях управления мощностью прямой линии связи выборки от блока 822 ВЧ приема могут также подаваться на схему 828 измерения качества принимаемого сигнала, которая измеряет качество как минимум одной принятой передачи (например, передачи ПОКн). Измерение качества сигнала можно осуществить различными способами, включая те из них, которые описаны в упоминавшихся ранее Патентах США №50566109 и №5256119. Данные измерений качества сигнала подаются на процессор 830 управления мощностью, который сравнивает измеренное качество сигнала с контрольным значением для обрабатываемого канала и посылает на базовую станцию по подканалу управления мощностью обратной линии связи соответствующую ответную команду управления мощностью (то есть, "ВВЕРХ" или "ВНИЗ").

Процессор 830 управления мощностью также может принимать и другие метрики для других обрабатываемых каналов. Например, для передачи по ПДКн процессор 830 управления мощностью может принимать от процессора 826 приема данных биты индикатора стирания. В каждый период кадра процессор 826 приема данных может выдавать на процессор 830 управления мощностью индикатор того, является ли принятый кадр хорошим или плохим, или индикатор того, что принятых кадров не имеется. От демодулятора 824 и/или процессора 826 приема данных процессор 830 управления мощностью может получать биты индикатора качества или какие-либо другие метрики. Затем полученная процессором 830 управления мощностью информация управления мощностью посылается на базовую станцию по другому подканалу управления мощностью через обратную линию связи.

По обратной линии связи данные принимаются и обрабатываются (то есть, форматируются и кодируются) процессором 842 передачи данных, затем их обработка продолжается (то есть, выполняется шифрование, расширение спектра и т.д.) в модуляторе 844, после чего в блоке 846 ВЧ передачи данные подготавливаются (преобразуются в аналоговые сигналы, усиливаются, фильтруются, подвергаются квадратурной модуляции и т.д.) для формирования сигнала обратной линии связи. Внутри модулятора 844 поступающая от процессора 830 управления мощностью информация управления мощностью может быть мультиплексирована с обработанными данными. Сигнал обратной линии связи проходит через антенный коммутатор 814 и передается посредством антенны 812 на одну или несколько базовых станций 104.

Снова ссылаясь на Фиг.7, сигнал обратной линии связи принимается антенной 724, пропускается через антенный коммутатор 722 и подается на блок 728 ВЧ приема. Для каждого из принимающих удаленных терминалов блок 728 ВЧ приема подготавливает (то есть, преобразует с понижением частоты, фильтрует и усиливает) принятый сигнал и выдает подготовленный сигнал линии обратной связи от каждого принимающего удаленного терминала. Для восстановления переданных данных и информации управления мощностью канальный процессор 730 принимает и обрабатывает подготовленный сигнал от одного удаленного терминала. Процессор 710 управления мощностью получает информацию управления мощностью (например, произвольную комбинацию команд управления мощностью, битов индикатора стирания и битов индикатора качества) и формирует один или несколько сигналов, которые используются для регулирования мощности передачи одного или нескольких передаваемых на мобильную станцию сигналов.

Возвращаясь к Фиг.8, процессор 830 управления мощностью реализует часть внутренних и внешних контуров, описанных выше. В случае внутреннего контура процессор 830 управления мощностью принимает измеренное значение качества сигнала и посылает последовательность команд управления мощностью, которые можно послать по подканалу управления мощностью обратной линии связи. В случае внешнего контура процессор 830 управления мощностью получает от процессора 826 данных индикатор хорошего/плохого кадра или индикатор отсутствия кадра и соответствующим образом регулирует контрольное значение для данного удаленного терминала. Процессор 710 управления мощностью согласно Фиг.7 также реализует часть из описанных выше контуров управления мощностью. По подканалу (подканалам) управления мощностью процессор 710 управления мощностью принимает информацию управления мощностью и в соответствии с этой информацией регулирует мощность передачи одного или нескольких передаваемых на данную мобильную станцию сигналов.

Приведенное в настоящем изобретении управление мощностью можно реализовать различными способами. Например, управление мощностью можно реализовать аппаратно, с помощью программного обеспечения или посредством их комбинации. В случае аппаратной реализации элементы управления мощностью могут быть реализованы внутри одной или нескольких специализированных интегральных схем (СИС), цифровых сигнальных процессоров (ЦСП), программируемых логических устройств (ПЛУ), контроллеров, микроконтроллеров, микропроцессоров, прочих электронных устройств, предназначенных для выполнения описанных здесь функций, или с помощью комбинации вышеназванного.

В случае программной реализации элементы управления мощностью можно реализовать посредством модулей (например, процедур, функций и т.д.), выполняющих описанные здесь функции. Программный код может храниться в запоминающем устройстве и исполняться процессором (например, процессором 710 или 830 управления мощностью передачи).

Не взирая на тот факт, что всевозможные аспекты, варианты осуществления и отличительные признаки приведенного в настоящем изобретении управления мощностью описаны для случая прямой линии связи, некоторые из этих способов управления мощностью можно с успехом применить и для управления мощностью обратной линии связи. Например, управление мощностью обратной линии связи можно организовать так, чтобы осуществлялось управление мощностью нескольких одновременных передач.

Приведенное выше описание предпочтительных вариантов осуществления представлено для того, чтобы любой специалист в данной области мог воспроизвести или использовать настоящее изобретение. Для специалистов в данной области различные модификации данных вариантов осуществления будут очевидны, а общие принципы, определенные в данном документе, могут быть применены к другим вариантам осуществления без использования дополнительного изобретательства. Таким образом, предполагается, что настоящее изобретение не ограничивается одними лишь приведенными вариантами осуществления, а определяет самый широкий объем, соответствующий раскрытым в настоящем описании принципам и новым отличительным признакам.

Claims (33)

1. Способ регулирования уровней мощности передачи для множества передаваемых сигналов в беспроводной системе связи, отличающийся тем, что принимают первую индикационную информацию качества приема первого передаваемого сигнала, регулируют уровень мощности передачи первого передаваемого сигнала, по меньшей мере, частично, на основании первой индикационной информации, принимают вторую индикационную информацию качества приема второго передаваемого сигнала, причем указанная вторая индикационная информация сформирована посредством группирования множества битов, выделенных сообщению обратной связи для второго передаваемого сигнала, регулируют уровень мощности передачи второго передаваемого сигнала, по меньшей мере, частично на основании второй индикационной информации.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первая индикационная информация содержит команду управления мощностью, которая указывает на то, необходимо ли увеличить или уменьшить уровень мощности передачи первого передаваемого сигнала.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что уровни мощности передачи первого и второго передаваемых сигналов регулируют совместно на основе команды управления мощностью.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что разницу между уровнями мощности передачи первого и второго передаваемых сигналов регулируют на основе второй индикационной информации.

5. Способ по п.2, отличающийся тем, что команду управления мощностью формируют на основе сравнения качества приема первого передаваемого сигнала с контрольным значением.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что контрольное значение регулируют на основе принятой мощности первого передаваемого сигнала.

7. Способ по п.5, отличающийся тем, что контрольное значение регулируют в сторону увеличения в ответ на то, что принятая мощность первого передаваемого сигнала больше, чем контрольное значение.

8. Способ по п.5, отличающийся тем, что контрольное значение регулируют в сторону уменьшения в ответ на то, что принятая мощность первого передаваемого сигнала меньше, чем контрольное значение.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что контрольное значение регулируют в сторону уменьшения в ответ на то, что принятая мощность первого передаваемого сигнала меньше, чем контрольное значение.

10. Способ по п.5, отличающийся тем, что период между регулировками контрольного значения является регулируемым.

11. Способ по п.7, отличающийся тем, что период между последовательными регулировками контрольного значения в сторону увеличения является регулируемым.

12. Способ по п.8, отличающийся тем, что период между последовательными регулировками контрольного значения в сторону уменьшения является регулируемым.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что величина регулировки контрольного значения в сторону увеличения является независимым от величины регулировки контрольного значения в сторону уменьшения.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что уровни мощности передачи первого и второго передаваемых сигналов регулируют исключительно на основе первой и второй индикационной информации, соответственно.

15. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторая индикационная информация содержит бит индикатора стирания, указывающий на то, был ли второй передаваемый сигнал принят корректно или с ошибкой.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторая индикационная информация содержит бит индикатора качества, определяющий качество принятого кадра во втором передаваемом сигнале.

17. Способ по п.1, дополнительно заключающийся в том, что принимают третью индикационную информацию качества приема третьего передаваемого сигнала, причем третью индикационную информацию формируют посредством группирования множества битов, выделенных сообщению обратной связи для второго передаваемого сигнала, регулируют уровень мощности передачи третьего передаваемого сигнала, по меньшей мере, частично на основании третьей индикационной информации.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую индикационную информацию принимают по первому подканалу управления мощностью, а вторую индикационную информацию принимают по второму подканалу управления мощностью.

19. Способ по п.18, отличающийся тем, что первый и второй подканалы управления мощностью формируют посредством мультиплексирования канала управления мощностью с временным разделением.

20. Способ по п.18, отличающийся тем, что суммарную битовую скорость первого и второго подканалов управления мощностью ограничивают некоторой конкретной битовой скоростью.

21. Способ по п.18, отличающийся тем, что биты, выделенные второму подканалу управления мощностью, группируют с целью формирования сообщения обратной связи для второго передаваемого сигнала с меньшей скоростью передачи данных, но повышенной надежностью.

22. Способ по п.21, отличающийся тем, что скорость передачи сообщения обратной связи для второго передаваемого сигнала основывается, по меньшей мере, частично на размере кадра во втором передаваемом сигнале.

23. Способ по п.21, отличающийся тем, что скорость передачи сообщения обратной связи для второго передаваемого сигнала выбирают из набора возможных скоростей передачи данных.

24. Способ по п.18, отличающийся тем, что второй подканал управления мощностью используют для посылки множества метрик для второго передаваемого сигнала.

25. Способ по п.24, отличающийся тем, что одна из множества метрик определяет величину шага для регулирования уровня мощности передачи второго передаваемого сигнала.

26. Способ по п.24, отличающийся тем, что одна из множества метрик характеризует величину запаса в качестве приема второго передаваемого сигнала для обеспечения отсутствия стирания кадров.

27. Способ по п.1, отличающийся тем, что беспроводная система связи - это система МДКР, удовлетворяющая стандарту cdma2000, стандарту ШМДКР или обоим стандартам.

28. Способ регулирования уровней мощности передачи множества передаваемых сигналов в беспроводной системе связи, отличающийся тем, что принимают и обрабатывают первый передаваемый сигнал в целях определения качества приема первого передаваемого сигнала, формируют первую индикационную информацию качества приема первого передаваемого сигнала, принимают и обрабатывают второй передаваемый сигнал в целях определения качества приема второго передаваемого сигнала, формируют вторую индикационную информацию качества приема второго передаваемого сигнала, посылают первую и вторую индикационную информацию посредством первого и второго подканалов управления мощностью, соответственно, причем указанную вторую индикационную информацию формируют посредством группирования множества битов, выделенных сообщению обратной связи для второго передаваемого сигнала.

29. Способ по п.28, отличающийся тем, что дополнительно определяют продолжительность прерывания в приеме и обработке первого передаваемого сигнала, сигнализируют о необходимости увеличения уровня мощности передачи первого передаваемого сигнала в случае, если продолжительность прерывания приема оказывается меньше некоторого определенного периода времени.

30. Способ по п.29, отличающийся тем, что сигнализирование выполняется в случае, если продолжительность прерывания меньше либо равна половине длительности кадра в первом передаваемом сигнале.

31. Способ по п.29, отличающийся тем, что величина приращения уровня мощности передачи первого передаваемого сигнала основывается на продолжительности прерывания и длительности кадра в первом передаваемом сигнале.

32. Устройство управления мощностью в удаленном блоке управления, предназначенное для использования в беспроводной системе связи, содержащее устройство измерения качества сигнала, выполняющее прием и обработку первого передаваемого сигнала в целях выдачи первой индикационной информации для первой метрики первого передаваемого сигнала, процессор данных, выполняющий прием и обработку второго передаваемого сигнала в целях выдачи второй индикационной информации для второй метрики второго передаваемого сигнала, процессор управления мощностью, соединенный с блоком измерения качества сигнала и процессором данных, причем данный процессор управления мощностью направляет передачу первой и второй индикационной информации по первому и второму подканалам управления мощностью, соответственно, причем вторая индикационная информация сформирована посредством группирования множества битов, выделенных сообщению обратной связи для второго передаваемого сигнала.

33. Устройство управления мощностью, находящееся в базовой станции, принимающей сигналы от удаленного терминала в беспроводной системе связи, содержащее канальный процессор, выполняющий прием и обработку принимаемого сигнала в целях восстановления первой индикационной информации качества приема первого передаваемого сигнала и второй индикационной информации качества приема второго передаваемого сигнала, причем вторую индикационную информацию формируют посредством объединения множества битов, выделенных сообщению обратной связи для второго передаваемого сигнала, процессор управления мощностью, соединенный с канальным процессором, выполняющий прием первой и второй индикационной информации и выдающий одну или более команд, служащих для регулирования уровней мощности передачи первого и второго передаваемых сигналов.

Images