TW480838B - Time offset technique for increasing the capacity of a CDMA system - Google Patents

Description

A7 ' '——1 1 — B7 五、發明說明（1 ) " " 發明背景 I ·發明範疇 本發明大致有關於通訊系統，且尤其有關於改進通訊 統中資訊信號之傳輸。 。Λ' II ·先前技藝說明 分碼多向近接（CDMA)通訊系統非常容易受尖峰傳輸功率 影響，且通常被有關傳輸功率電平之干擾限制。一般通稱 「近-遠問題」即為有關限制的干擾之一。在此問題，在 傳輸期間，當傳輸功率增加即導致其他頻道產生更多干 擾。為處理此額外的干擾，其他頻道必須增加其自身傳輸 功率。其他頻道傳輸功率的增加又對所有頻道產生更多干 擾。此種連鎖效應不斷發生，直到系統穩定而所有頻道都 滿意為止。因此，為使這種系統容量增至最大，最好是每 位使用者只傳輸足夠達到所需服務品質的最小傳輸功率。 另一個會降低傳輸系統中其他連結執行的問題是包括一不 連續功率樣態的波形。此問題加重近—遠問題。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 傳幸3U功率放大器提供另一區域，其中干擾可限制多向近 接通訊系統容量。傳輸功率放大器的最大輸出功率取決於 一些設計變數，包括能量浪費與不必要的發射。不必要的 發射為在輸入信號的波段帶寬之外者。大部分不必要發射 的產生，源於功率放大器内之互調。互調是由高傳輸功率 電平引起，會驅使放大器進入一非線型區域。 不必要的發射通常由管理機構限制，例如FCC。工業標 準亦對不必要的發射設限，以避免干擾同_系統或另一系 -4- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 480838 A7 -------—— B7 五、發明說明（2 ) 統。為使不必要的發射保持在所需限度内，選擇傳輸功率 放大器的輸出功率，如此，超出發射限制的可能性便非常 小。當放大一具有非線型外皮的波形，該最大輸出即由波 形具有最高能量電平的部分判定。另外，若所需輸出功率 =出所允許（取大輸出功率，一傳輸器可限制該輸出功率 至所允許之最大電平，以使不必要的發射保持在規定限度 内。 現在參考圖1，顯示傳輸波形12與18之說明圖1〇。傳輸 波形12由具有不同功率電平之波形部位“與“形成。達 到放大器之傳輸功率電平極限的是部位14，而非部位 16，因為部位14具有最高瞬間功率。相反地，傳輸波形 18具有恆量包線。在最高功率傳輸，容許較高之能量傳 輸，如傳輸波形1 2與1 8下方區域所示。為使一段時間之 總傳輸能量增至最大，應用於傳輸器之信號最好具有一尖 峰與平均功率之比例，儘量接近於一。此外，除了避免該 尖峰傳輸功率問題，一恆量功率電平可減少由功率放大器 裝載量的快速變化所導致的自身干擾。 例如，圖2顯示複數傳輸波形20a-n。傳輸波B2〇a-n中之 η可以非常大。例如，在分碼多向近接通訊系統中，打一般 具有200以上之值。傳輸信號20a_n是由引導部位2 2，控制 部位24，聲音部位26與資料部位28形成。傳輸信號2〇a_n 的引導部位22—直具有一高功率電平。如定義，要作為一 引導信號，引導部位2 2必須維持高功率電平。資料部位 28—般相當高，因為它是極有用之時隙。另一方面，聲音 -5- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事:填寫本頁) -裝 訂· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 480838 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（3 ) 部分26。一般較低，因為聲音信號具有許多未使用期。總功 率波形0代表傳輸波形2〇a_n加總之總功率。因為引導部 分2 2與資料部分2 8在傳輸波形2〇a-n中處於高電平，總功 率波形30之相應部分32與36亦高。因為聲音部分以會改 變且通常較低，總功率波形30之部分34可從接近零^ 一 中間電平3 4。 Ύ 發明總結 本發明為一方法，用以限制CDMA通訊系統中之尖峰傳 輸功率，包括傳輸具有第一高傳輸功率區域之第一通訊信 號，與傳輸具有第二高傳輸功率區域之第二通訊信號之步 騾。該第一與第二通訊信號之一為時間偏置，以^免^第一 與第二高傳輸功率區域同時發生。亦教示第一與第二通訊 信號之一中僅有一部分之時間變遷。該第一與第二通=信 號亦可包括個別第一與第二低傳輸功率區域。可選擇時間 偏置，以將第一及第二高傳輸功率區域之一，與第一及第 二低傳輸區域之一對齊。可判定總傳輸功率信號，且可根 據總傳輸功率信號而選擇時間偏置，以使總傳^功率信號 之尖峰電平降至最低。亦教示判定複數不同時間偏置之總 傳輸功率信號，及根據總傳輸功率 7个丨口观而边擇一時間偏 置。可提供通訊信號間之固定時間偏置或任選偏置。 附圖簡單說明 從以下詳細說明配合附圖，可更瞭解本發明之特徵、目 的與優點’該所有附圖中，相同參考數字指示相應之元 件，其中： -6

480838 A7 B7 五、發明說明（4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖1顯示一傳輸波形說明圖； 圖2顯示一通訊系統中之複數傳輸信號； 圖3顯示一傳輸波形說明圖； 圖4顯不幾個傳輸波形之說明圖； 圖5顯示幾個傳輸波形之說明圖； 圖6顯示一演算法之流程說明圖 接系統中之尖峰傳輸功率水平；而 圖7顯示-根據本發明方法交錯之傳輸波形說明圖。 發明詳細說明 現在參考圖3，顯示一傳輸波形50之說明圖。在分碼 向近接通訊系統中，一般常同時傳輸大量如傳輸波㈣ 波形。傳輸波形50由複數時隙54形成.每個時隙“中〜 二個區域’具有功率電平α，β，與c。如果許多傳輸波形 5〇 ’以不同波形5G的功率電平a同時發生的方式，通過一 通訊帶傳輸，傳輸通過該通訊帶之總功率在那時達到一 峰。同樣地，，如果傳輸波形5 〇在功率電平c同時發生下 輪，遠通訊帶之總功率在那時達到一低電平。 然而，在本發明一較佳實施例中，傳輸波形“為彼此相 關之時間偏置，以該高功率電平A不彼此串連之方式。 此，不同傳輸波形5 0的高電平與低電平達到平均。最重 地，這導致通訊帶中一較低尖峰傳輸功率。如上所述， 個較低尖峰傳輸功率可減少不必要的發射與干擾。 現在參考圖4，顯π傳輸波形74a-nw說明圖7 〇。傳輸 形74a-n可包括引導邵位7 8，功率上升/下降部位8 2，控 用以預測分碼多向近 多的 為 尖傳 如要 波制 (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) 裝 --------訂· 7- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 x$7公爱） 480838 A7 ___B7 五、發明說明（5 ) 邵位8 6與在各時隙7 2中之資料部位9 〇。資料部位9 〇包括 資料脈波92。運送傳輸波形74a_n的通訊帶之尖峰傳輸功 率為各波形74a-n功率總和。因此，為使尖峰傳輸功率減至 最小，連帶使不必要發射減至最少，傳輸波形74a_n的總和 可平均且平緩。 本發明一較佳實施例中，通訊帶上增加一新波形74a_n 時，藉由提供各接續波形74a-n相同固定偏置，可達成平均 傳輸波形74a-n的高傳輸電平。因此，為說明之便，傳輸波 形74a-n彼此完全相同，只除了它們是藉由不同倍數之固定 時間偏置t0來自彼此之時間偏置。 、例如，如果傳輸波形是以一通訊帶傳輸的第一信號， 它可以零偏置傳輸。如果傳輸波形74b是通訊帶中下一個 傳輸信號，它可接收相對於傳輸波形74a之時間偏置。如 果傳輸波形74c是下一個傳輸信號，它可以是相對於傳輸 波形74b之時間偏置t。。此相當於與波形％有2 ^之時間偏 置。以通訊帶傳輸方式傳輸之各接續傳輸波形7仏，可依 此接收一額外之偏置tG。然而在此要瞭解，並不一定總是 能以此方法所需之任何時間偏置變換每一波形。 現在參考圖5，顯示包括傳輸波形74與總傳輸功率⑽ 說明圖⑽。實行本發明方法時，在運用時間偏置前，藉 由平缓波形74a-n資料部位9〇中之平缓資料脈波92，可達 到進-步平均傳輸波形74…而更改進尖學傳輸功率。為 達成此改進，可使用一船妯化 m ^ 叙技術，用以將資料脈波9 2之资訊 分散至整個資料部位90。另外，資料脈波92在資料部位 本紙張尺度適財關冢標準（CNS)A4 (請先閱讀背面之注意事:填寫本頁) -裝 訂. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -8- A7 A7 五 6 經濟部智慧財產局員工消費合作社印 B7 、發明說明（ :〇内的位置可以不同，以使尖峰傳輸功率最小化。使用這 Μ二去可在總傳輸功率波形96中產生一傳輸功率電平 丄本發明另一實施例中，傳輸波形74a-n時隙72中之不同部 ^ j可以互相分開，並以任何可能的串列傳輸。例如，在 日、隙72中，資料部位9〇可與傳輸波形74&之其餘部分分開 2先傳輸。引導部位78可分開而接著資料部位9〇之後傳 則。時隙中之其餘部位亦可以任何，列傳輸。將此技術運 用至說明圖50之波形，部位A，B，與C可以用ABC，ace 或任何其他順序傳輸。此外，一傳輸波形74a_ni 同於下一波形者。 不 ，猎由此方法，任意改變波形部位的傳輸幸列，將傳輸波 形74a-n之部位分開並重新排序，可達成改良的結果。這導 致更進一步平均且平緩不同波形所形成之總傳輸功率。藉 由一隨機數字產生器，可持續製造新的傳輸串列。在此^ 況下，傳輸器與接收器兩者皆須暸解隨機數字產生器之^ 數，以容許接收器解碼。 夂 除了各新波形使用固定時間偏置t〇，亦可根據一演算法 為各新波形選擇一個別偏置。例如，藉由判定那一可能偏 置正被現存呼叫之最低數使用，可選擇該新時間偏置。另 外，亦可藉由採用一尖峰功率演算法，根據該新傳輸信號 之形狀或預期形狀，提供尖峰傳輸功率中之最小增加量， 而判定個別偏置。該演算法可為自創者。為執行此功能， 該尖♦功率最小值演算法必須能預測一段時間，例如一傳 -9 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x297公釐)

480838 A7 B7 五、發明說明（7 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 輸訊框之傳輸功率波形。 現在參考圖6，顯示傳輸功率預測演算法12〇。傳輸功率 預測演算法12〇可用以預測新的總功率，產生自增加例如 各傳輸波形74a_η於一通訊系έ右 〇 ,» 、 ^ Λ糸統。另外，演算法120可用以 預測-新總功率，用以在各可能時間偏置增加—傳輸波形 74a-n。由此’可以選擇在尖料輸功率中，導致最少增加 量之最佳時間偏置。藉由在各新傳輸波形74a-n依此加入通 訊系統時’欺最佳時間偏置’彳以—自創方式達成進一 步改進系統之執行。 例如，一些已知系統之總傳輸功率可計算成： Pn =a pn.1 + (Ua) en 其中： (1- α )<1 為遺忍因子，歹11為一向量，含有在時間η估計之訊框 平’元素？η為相應於訊框中第i個符號期間之估計功率 而en則為一向量，包括在時間η之訊框測量功率。 為增加一新傳輸波形而需設置一新頻道時，基地站可 計增加該新頻道而導致之傳輸功率波形w。該基地站因 可估計相應於各可能時間偏置之結果功率向量，如下： (Pn)(k) = Pn +Cyclk(W) 其中cyclk(w)為一運算素，以元件k製造該向量w的循環 換。則可以相應於)(1〇，尖峰功率與平均功率之比例 近一的時間偏置，設置該新頻道。 要暸解的是，將如傳輸波形5 0之一波形分成具有功率 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) -裝 ·. 功 估 此 變接 電

經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 灣38 平A ’人β ’與C之波段時，可以-類似自創方式選擇該波段 、=鈿串歹〗例如，可判定各可能傳輸串列所產生之尖學 專幸則力率而可選擇產生最低尖學傳輸功率之傳輸串列。 現在參考圖7，顯示傳輸波形132之說明圖1 3 0。習用此 技藝者可瞭解，說明5〇之各區域A , β，與c可分成子區 域。各區域之子區域可小至任何所需大小，且子區域具有 一允許之單一符號。則依此形成之子區域可以互相交錯， 1形成傳輸功率波形132。另外，當其餘區域可互相交 錯，可以保持一區域傳輸波形之完整。此如傳輸功率波形 13 4所示。 、孩交錯子區域之傳輸次序，可以是預定次序，任意次 序，或任何習用此技藝者所知之次序。依此分開並交錯傳 輸波形，可提供最平均之傳輸波，而且使尖峰傳輸功率最 小化。一傳輸波形中之區域依此交錯時，該接收器必須等 先則時隙結束。以上最佳實施例說明是用以使習用此技 藝者能製造或使用本發明。習用此技藝者可瞭解這些實施 例之不同調整，且在此定義之一般原則，可應用至其他實 施例，而不一定要使用此新穎概念。因此，本發明不意欲 局限於在此顯示之實施例，而可在最大範圍内，符合其原 則與新穎概念。在此須暸解的是，在此揭露之所有方法， 可用在呼叫設定時，或設定後傳輸中的任何時間。 另外，要暸解不同方法可以任何方式互相結合。尤其 是，所有可分開波形之方法，可以獨自使用，或與前述之 時間變遷式方法一起，使用或不使用隨機或自創方法皆 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱）

裝--- (請先閱讀背面之注意事_填寫本頁) 訂 480838 A7 B7 五、發明說明（9 可。此外，在此揭露之各種方法，可在呼叫設定時，或傳 行執間時何任中形波輸該輸 (請先閱讀背面之注意事填寫本頁) -裝 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 具有一第二高傳輸功率 經濟部智总財/1-^7¾工消费合作社印製 '中請專利範i 種用以限制一分碼客A 率之方法,^ .·、、夕向近接通訊系統中之尖峰傳輪:^ <万法，包括下列步驟·· > (a) 傳輸一第—1¾ -hr ^ 域； &唬，具有一第一高傳輸功率n (b) 傳輸一第二通訊信號 域；以及 (c) 將弟一盘第二桶却/士咕、 、 兮μ . 、 ^ ^ < 一設為時間偏置，以避 /罘人第二高傳輸功率區域同時發生。 m專利範圍第1項之限討料輸功率之方法， 間偏置。 Ί-通訊‘紅-邵分設為丨 3_ ^申請專利範15第2項之限制尖料輸功率之方法， 中孩變換之部分包括第一與第二高傳： 4.如申請專利範圍第i項之限制尖峰傳輸功率之二：，」 :㈣-與第二通訊信號包括個與第二低傳輸^ 竿區域。 5·如申請專利範圍第4項之限制尖峰傳輸功率之方法，$ 中步驟（C)包括選擇時間偏置之步驟，以使第一與第二邊 傳輸功率區域之一與第一與第二低傳輸功率區域:: 致。 6·如申請專利範圍第丨項之限制尖峰傳輸功率之方法，包 括加總第一與第二通訊信號功率之步驟，以提供一練^ 輸功率信號。 、心· 7·如申請專利範圍第6項之限制尖峰傳輸功率之方法，包

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   括根據遠總傳輸功率信號、^ ^ 8·如申請專利範圍第7項之限：時：…步驟。 括選藤 制矢峰傳輸功率之方法， 话、擇一時間偏置之步驟， 尖辛電平最小化。 輸功率信號之 9·如申請專利範圍第7項之 括判 、 制乂峰傳輸功率之方法， 依列疋禝數個不同時間倨 哕油作^ 置〈總傳輸功率信號，並根: 10::!:率信號選擇其中-時間偏置之步驟。’ •如申恥專利範圍第丨項之限余、 中該第一與第二通訊信k大锋傳#輸功率之方法，； 引導信號區域。 高傳輸功率區域，係. 11如申凊專利範園第1項之限制“、略綠於丄* 限制次峰傳輸功率之方法，¥ 通訊信號之步驟，且該步驟⑷包括在戶 、a^唬《間，施加一固定時間偏置。 =申請專利範圍第♦傳輸功率之方法，^ + t:第一與第二高傳輸功率區域之-分成複數$ 问傳輸功率子區域。 13.如申請專利範圍第12項之限制尖峰傳輸功率之方法， =括以不同持續時間之時間偏置將該高傳輸功率子區域 设為時間偏置之步驟。 14·如申請專利範[„13項之限制尖㈣輸功率之方法， 其中該不同持續時間係隨機選取。 15.如申，專利範圍第13項之限制尖學傳輸功率之方法， 其中第-與第二通訊信號包括個別第—與第二低傳輸功 率區域，包括將至少該第一與第二低傳輸功率區域之一 480838 A8 B8 C8 D8

   申請專利範圍 分成複數個低傳輸功率子區域。 …請專利範園第15項之限制尖學傳輸功率= ==_偏置將該低傳輸功率… π.如中請專㈣園第16項之限制尖㈣輸功率之 其中孩不同低子區域持續時間係隨機選取。 18. —種用以限制分碼多向 之系統，包括：近接通訊系統中之尖毕傳輸功率 ⑷-第-傳輸通訊信號，具有一第—高傳輸功率 域； (b) —第二傳輸通訊信號，具有一第 域；以及 區 高傳輸功率區 I I 1 · • n n · I ^-------------裝！ (請先閲：^背面之注意事項 W寫本f) 經濟部智慧財4局貝工消費合作社印製 (0二時間偏置，施加於第一與第二通訊信號之一 避免第一與第二高傳輸功率區域同時發生。 19· -種用以分碼多向近接通訊系統中之尖♦傳輸功率 之系統，包括： (二)用：傳輸一第一傳輸通訊信號之裝置，該信號具有 一第一鬲傳輸功率區域； (b) 用以傳輸一第二傳輸通訊信號之裝置，該信號具有 一第二高傳輸功率區域；以及 (c) 用以將第一與第二通訊信號之一設為時間偏置之裝 置’可避免第一與第二高傳輸功率區域同時發生。 以 、νά 線 -15- 本纸狀度適用中_家縣（CNS ) M規格（训乂297讀）