TW595146B - Method and apparatus for controlling forward link transmission power - Google Patents

Description

(1) 故、發明說明 (發明說明應敘明：發明所屬之技術領域、先前技術、内容、實施方式及圖式簡單說明) 本發明之背景 I 本發明之範圍 本發明大致上係相關於無線通訊網路。更特別地，本發 明係相關於一種用以有效干擾管理之裝置及方法。 Π背景技藝 各種無線通訊系統存在有多重光束通訊鏈路。運用衛星 之通訊系統係一種這樣的例子。其他範例係一蜂巢通訊系 統。 運用衛星之通訊系統包含一或更多衛星以中繼閘路（也 稱之為”通訊台’’）與使用者終端間之通訊信號。閘路提供 用以連接使用者終端到其他使用者終端或其他通訊系統之 使用者之通訊鏈路，像是公眾交換電話網路。使用者終端 可能是固定或移動，像是行動電話，以及位置靠近閘路或 遠端地定位。

1 3曰，其標題為·， :國專利編號4,901，307，發行於1990年2月 使用禕τ星及陸地中繼器之擴展頻譜多工 595146 (2) :明續頁' 存取通訊系統π，及美國專利編號5,691，174，發行於1997年 11月25日，其標題為’’用以在循跡個別接受的相位時間及 能量之擴展頻譜通訊系統中使用全頻譜傳輸功率之方法及 裝置”，兩者都已授權給本發明之受讓人，並且將其全部 以參考方式併入本文。 該方法用以提供CDMA行動通訊已經在美國由美國通訊 工業協會在TIA/EIA/IS-95-A標準化，其標題為”雙模式寬頻 帶擴展頻譜蜂巢系統之行動台-基地台相容性標準”，在此 稱之為IS-95。結合AMPS及CDMA的系統係描述在丁1八/£1八標 準IS-98。其他通訊系統析描述在IMT-2000/UM，或國際行 動通訊系統2000/全球行動通訊系統，所涵蓋的標準係稱之 為寬頻 CDMA(WCDMA)、cdma2000(例如，像是 cdma2〇〇〇 ιχ 或3x標準）或TD-SCDMA。 在採用多重光束之通訊系統中，使用者在特定光束所接 收到的傳輸係受到來自指定給鄰近光束之傳輸之干擾影 喜1此外，使用者越靠近鄰近光束，則越容易受該來自鄰 近光束之干擾的影冑。干擾通常係以信號雜訊比（SNR)來 量測。 在運用衛星之通訊系統中，這些衛星相對於地球表面上 一處亚非靜止不動’—給定的衛星所涵蓋的地理區域係不 斷地變化。結果，纟某-時間位在-特定衛星之特定光束 内之一使用者終端可能在稍後會位在相同衛星之不同光束 内或疋在不同何星之不同光束内。再者，目為衛星通訊係 典’泉的，一使用者終端可以自由地四處移動。 595146

(3) 頒似的干擾問題會發生於使用者在陸地蜂巢通訊系、’’充 <蜂巢中四處移動。也就是，忙於無線通訊系統中之行動 使用者終端會在伊蜂巢内移動或是一存地穿越蜂巢的邊 界。 種用以降低由使用者終端所接收之千擾之技術係用以 门由衛星及/或蜂巢式基地台到使用者終端所傳輸之信 的功率’7^l ΤΣ\ \L· » ”、、而 因為使用者終端會遇到各種變化程度的 干k心響’孩方法存在浪費用在不像其他使用者一樣易受 干擾的影響之使用者上之功率之缺點。 在有限功率預算的系統中，像是衛星通訊系統，需要一 種用以亩保存傳輸功率時仍然維持固定SNR之技術。 本發明之說明 本發明係針對用以在具有複數的光束之無線通訊系統 中、，控制到一使用者終端之前向鏈路之傳輸功率之系統及 万法。該系統及方法辨識出在該複數的光束中之一内之一 使用者終端《位置’並且回應該辨識使用者終端位置，設 定該前向鏈路之傳輸功率。 辨識一使用者終端> Μ … 味义位置包含攸該使用者終端接收多重 虎力率里4像疋導頻信號量測。每個量測對應於該複 數的光束中〈—。例如，這些量測可以以導頻強度量測訊 息（PSMM)之形式來表示。 根據所接收到的這此蚤 ^ <二I測，計异對應於一發源地光束之 一第一信號功率量、目,丨彳廿 ，β θ d人/、他信號功率f測之每個量測間之 差值。假如該計嘗至&、 π二值足最大值大於一事先決定的臨界 595146 (4) 發明說明續頁 襲鐵麵;丨鐵;淺察賴纖難賴1¾¾¾纖麵;::转 值，可推論出該使用者終端係位在一光束中心區域内。然 而，假如該計算差值之最大值小於或等於該事先決定的臨 界值，則可推論出該使用者終端係位在一光束交叉區域 内。 本發明之系統包含適用於辨識在一光束内之一使用者之 位置之選擇器。回應該辨識，該選擇器基於該辨識位置產 生一功率控制命令。該選擇器回應該功率控制命令來設定 該前向鏈路之傳輸功率。 該收發器包含一增益模組，該模組是用以根據由該功率 控制命令所指定之功率位準，按比例排列一前向鏈路資訊 序列。該功率控制命令可以指定一第一功率位準係當該辨 識位置係在一光束交叉區域内的時候，以及一第二功率位 準係當該辨識位置係在一光束中心區域的時候。 本發明之優點係當保存著傳輸功率時，可以將干擾位準 保持在可接收範圍内。 圖式簡單說明 本發明係參考所伴隨之圖示來說明之。在這些圖式中， 相似的參考數字指的係相同的或功能上相似的元件。此 外，參考數字的最左邊的數字代表的是該參考數字第一次 出現的圖示。 圖1說明一示範無線通訊系統； 圖2係為一說明具有複數的光束之示範的涵蓋表面 (footprint)之圖示; 圖3係為一說明在一衛星涵蓋表面内之操作方案之圖 595146 (5) 發明說明續頁 親遇麗丨丨:輝襲释纖_!藝缓；.::觸¥::鐘靈霞 示； 圖4-6係說明本發明之操作順序之流程圖； 圖7係為一示範閘路實行之方塊圖；及 圖8係為一前向鏈路收發器實行之方塊圖。 本發明之詳細說明 I.示範操作環境 在詳細描述本發明之前，描述讓本發明在其内實行之示 範的環境係有幫助的。本發明特別地有用於行動通訊之環 境。圖1說明該等環境。 圖1係為一示範之無線通訊系統（WCS)IOO之方塊圖，該 系統包含一基地台112、兩衛星116a及116b、及兩相關閘路（在 此也稱之為集線器）120a及120b。這些元件參與具有使用者 終端124a、124b、124c之無線通訊。典型地，基地台及衛星 /閘路係為陸地及運用衛星之不同通訊系統之組件。然而， 這些不同的系統可以互相操作以作為整體性通訊基礎建 設。 雖然圖1說明單一基地台112、兩衛星116、及兩閘路120， 但是可以採用任何數目的這些元件以達成所需要的通訊容 量及地理範圍。例如，WCS 100之示範實行包含48或更多的 衛星，其在低地球軌道（LEO)上行進於八個不同軌道平面 中，以服務大量的使用者終端124。 該項基地台及閘路有時也可以相互交換使用，各個係為 一固定的中間通訊系統’具有閘路，像是閘路12 0，察知 在本技藝中係作為高特定化的基地台，可以當基地台，像 -9- (6)595146 是基地台112，使用陸地天線來？丨導力 子在周圍地理區域 通訊時，透過衛星中繼器來引導通訊，。 内< " 0 Ά而，本於 不限於特定多重存取通訊系統，並且 Λ月並 且』以知用於採用 存取技術之其他類犁系統。 j丹他 在該例中’使用者終端124每個都具有或包含裝 無線通訊裝置，像是但不限於蜂巢式電話、無線^持置或〜 資料收發器、或呼叫或定位決定接收哭。 置、 丹贫，使用者纹 端124之每個可能是像疋安裝在運載設備（包含像是車/ 卡車、船隻、火車、及飛機）中之手持式、可攜式，戈j 固定的，如所要求。例如，圖i說明作為固定雨 私碎 < 使用 者終端124a、作為手持式裝置之使用者終端12仆、作為安 裝在運載設備之使用者終端124c。無線通訊裝置有時候稱 之為使用者終端、行動台、行動單元、用戶單元、行動無 線電或無線電電話、無線單元、或是在某些通訊系統中簡 單稱為，使用者，、，用戶，、，終端，及，行動，，其取決於偏好 設定。 使用者終端124透過CDMA通訊系統，與在WCS 100中之其 他元件使用於無線通訊。然而，本發明係採用於採用其他 通訊技術之系統中，像是時分多工存取（TDMA)、及頻分 多工存取（FDMA)、或其他波形或上面所列出之技術 (WCDMA、CDMA2000)。 一般地，來自光束源之光束，像是基地台1丨2或衛星1 1 6， 以事先定義的模式涵蓋不同地理區域。不同頻率之光束， 也稱之為CDMA通道，頻分多工（FDM)通道，或，次光束1， -10- 595146 (7) 發明說明續頁 能夠被引導以覆蓋相同區域。同時熟悉該項技藝者也很容 易瞭解到多重衛星之光束覆蓋或服務區域，或多重基地台 之天線模式，可以根據該通訊系統設計及可以提供之服務 類型來設計用以完全地或部分地覆蓋一給定區域，以及空 間分集性是否可以達成。 圖1說明數種示範的信號路徑。例如，通訊鏈路130a-c提 供基地台112與使用者終端124之間信號的交換。相似地， 通訊鏈路138a-d提供衛星116與使用者終端124之間信號的交 換。利用通訊鏈路146a-d來促進衛星116與閘路120之間的通 訊0 使用者終端124能夠與基地台112及/或衛星116從事雙向 通訊。如此一來，通訊鏈路130及138每個包含一前向鏈路 及一反向鏈路。一前向鏈路將資訊信號傳達給使用者終端 124。對於在WCS 100中之運用陸地之通訊，一前向鏈路將 資訊信號從基地台112經由一鏈路13〇傳達到一 者攸端 124。在一之背景下，一運用衛星之前向 穿過一鏈路146從一閘路12〇傳達到一衛星116，而經由一鏈 路138從該衛星116傳達到一使用者終端124。因此，運用陸 地之鏈路典型地包含在該使用者終端與基地台之間之單一 無線信號路控，同時運用衛星之鍵路典型地包含至少透過 4星@0 Μ "在該使用者終端與—料之間兩或 更多的無線信號路徑。 信號從一使用者 。相似地對於在 在WCS100之背景下，—反向鏈路將資訊 終端124傳達到一基地台112或—閘路12〇 595146 (8) 奋桷舞明:續冥 WCS100中之前向鍵路’反向鍵路典型地會要求運用陸地之 通訊之單一無線連結及運用衛星之通訊之兩無線連結。 WCS 100以提供在這些前向鏈路上不同通訊為特色，像是低 資料速率（LDR)及高資料速率（HDR)之服務。一示範LDRm 務提供具有資料速率從每秒3千位元（kbps)到9·6 kbps之前向 鏈路，同時一示範HDR服務支援一般資料速率可達6〇4 kbps 或者更高。 HDR服務天生就是屬於叢集。也就是說，在HDR鏈路上 轉移之話務會突然地，以不可預期方式開始及結束。因此， 在某一時刻，一 HDR鏈路可能是在0 klbps下操作，而下一 瞬間以非常高資料速率操作，像是604 kbps。 如同上面所描述，WCS100根據CDMA技術執行無線通訊。 因此，在鏈路為130、138及146之前向及反向鏈路上傳輸之 信號係根據CDMA傳輸標準來傳達編碼、擴展及通道化之 信號。此外’方塊交錯係採用於這些前向及反向鏈路上。 這些方塊係以具有一事先決定之時段之訊框來傳輸，像是 2 0毫秒。 基地台112、衛星116、及閘路120會調整這些信號的功率， 這些信號係在wcsioo之前向鏈路上傳輸。使用在（：1)1^八通 訊系統中用以功率控制迴路之示範實施例係揭露於美國專 利編號5,056，109，標題為”在CDMA蜂巢式行動電話系統中 用以控制傳輸功率之方法及裝置”，已授權給本發明之受 瀑人並且在此以參考方式併入本文中。其他功率控制機構 也為本發明所涵蓋並且在本發明之範圍内。 -12- 595146 (9) 餐#歲明續1買, 孩傳輸功率（在此稱之為前向鏈路傳輸功率）係根據來自 使用者終端124命令、要求、或回饋以及根據時間而變化。 該時間變化之特性係採用於訊框接著訊框（frame_by七_e) 之基礎。再者，該特徵可以被採用於其他不是大於就是小 於一訊框之時間範圍上。執行該等功率調整以維持在特定 要求内之前向鏈路訊框錯誤率（FER)，降低干擾及保留傳 輸功率。

例如，閘路120a，透過衛星116a，可以將信號傳輸給使 用者終端124b以不同於對使用者終端124(：所做的之前向鏈 路傳輸功率。此外，閘路120a對各個連續的訊框，變化到 使用者終端124b及124c之每個前向鏈路之傳輸功率。

圖2說明一示範衛星光束模式2〇2，已知也可稱為一涵蓋 表面。如同圖2所示，該示範衛星涵蓋表面2〇2包含16光束 20^-204“。各個光束涵蓋特定地理區域，雖然通常有些光 束會重疊。顯示在圖2之衛星涵蓋表面包含一内部光束（光 束204〇、中間光束（20V2047)、及外部光束（2〇V2〇4i6)。光 束模式202係為特殊事先定義之增益模式之一組態，這些 模式每個都係與一特定光束2〇4有關。 光束204係說明為具有非重最^ 至宜枭何外型，其僅供說明之 目的。事實上，光束2〇4每個鈿3 士 < u都具有延伸出遠遠超過圖2中 所示之理想範圍之增益模式鈐产 飞鳊廓。然而，這些增益模式在 這些說明範圍下係衰減的，以 以致於通常係無法提供顯著的 增盈以支援使用者終端124在_ ^ ^ 在一給疋”範圍”外之通訊。 基於光束204相對其他光走 > 知^ 冗果 < 鄰近及/或在其他光束增益 -13 - 595146 (ίο) 發明:說明績頁 模式内之位置，該光束204每個可以當成具有不同區域。 例如，圖2說明光束2042具有一中心區域206及一交叉區域 208。交叉區域208包含相當接近光束2041、2043、2047、2048' 2〇49、及2〇410之光束2042之部分。因為該鄰近，在交叉區 域208(以及在其他光束中相似區域）内之使用者終端124係 比較有可能會與一鄰近光束交遞（handoff) ’而不是與在中 心區域206内之使用者終端124。然而，在可能進行交遞之 區域内之使用者終端124，像是交叉區域208，也係比較有 町能會接收到來自鄰近光束204之通訊鏈路之干擾。 為了說明該原理，圖3顯示在涵蓋表面202内之一示範操 作方案。該操作方案包含透過一衛星116之各種光束進行 適訊之使用者終端124d-f。特別地，使用者終端124d及124e 係透過光束2042與衛星116通訊，同時使用者終端124f係透 過光束2047與衛星116通訊。如同圖3所示，使用者終端124d 係位在光束2042之中心區域206内，及使用者終端124e係位 在光束2042之交又區域208内。 如上面所描述，交叉區域208係比中心區域206更接近光 束2047。因為該鄰近，在交叉區域208之使用者終端124e比 在中心區域206之内之使用者終端I24d在該光束2047增益模 式之較大增益部分内。例如，在圖3之操作方案中，使用 者終端124f接收來自衛星116之前向鏈路傳輸302。此外， 伏用者終端124d及124e接收作為衰減傳輸302'302π之傳輸。 雖然兩信號係比傳輸302弱，傳輸302”係強於傳輸302，。 除了接收衰減傳輸之外，使用者終端124d及104e也接收 -14- 595146 發:明举柄續:頁 鏈路傳輸。特

到來自衛星116之意圖為它們所接收之前向 別地5 304， 306 〇 在示範的WCS100之背景下，在一特定光 一特定光束204内之下行

能互相之間會干擾。因此，在圖3之操作方案中，該傳輸3〇4 · 之接收係受到來自傳輸302f之干擾影響。相似地，該傳輸3〇6 之接收係受到來自傳輸302"之干擾影響。 如同在此所描述’傳輸302’’具有比傳輸3〇2,更強的信號 強度。再者，在圖3之方案中，使用者終端i24e對該傳輸306 之接收係比使用者終端12 4 d對該傳輸3 0 4之接收受到更大程 度的干擾。本實施例應用該原理以當保留鏈路傳輸功率時 降低該等干擾。 η·有效干擾管理 · 本發明提供透過對鏈路傳輸功率之控制來有效管理千擾 之技術。如同上面所描述，無線通訊系統，像是WCS 100， 包含組件，像是衛星116。其具有有限的傳輸功率預算。 ’ 該預算功率必須有效率地配置於多重通訊鏈路。然而，假 如配置太少功率給一鏈路，雜訊及干擾將會使得該鏈路無 法支援通訊話務。再者，這些實施例在保留傳輸功率時會 將干擾位準維持在可接收的範圍内。 -15- 595146 (12) 爹明說明續，頁、 通訊系統，像是wcslo〇,對於其無線適訊鏈路制定特定 的最大位元錯誤率（BERs)及/或封包錯誤率（PERS)。對於準 備要執行之鏈路，這些錯誤必須係不玎超過。—鏈路的錯 誤率係取決於表示如下面之方程式（1)中之功率位準比。

Eb/Nt (1) 在方程式（1)，匕代表每傳輸位元之能量，及Nt代表一雜訊 能量。Nt具有兩組成：心及L。代表熱雜訊，及It代表干 擾功率頻譜密度。 N〇在無線通訊環境中相對地係固定的，像是WCS 100之環 境。然而，It就變化很大。因為It變化很大，該方程式（1) 之比值，以及该相關鏈路錯誤率，可能會橫跨大範圍之數 值波動。 該等波動之理由係參考下面方程式（2)描述。方程式（2) 表示一使用者丨從一組干擾使用者（指標為變數j)之前向鏈 路接 收到該千擾雜訊組成

Μ w (2)

在方程式（2)中，Ρ』係為導向一使用者」之前向鏈路傳輸功 率，R』係為到使用者j之前向鏈路功率之資料速率，及W係 為該CDMA擴展頻寬。 如万程式（2)所表示，一鄰近光束使用者對該前雨鍵路干 擾雜訊組成之貢獻係直接與該鄰近光束使用=之前向鏈路 資料速率Rj成正比。再|，當前向鏈路資料速率增加時， N t之干擾雜訊組成I會逐漸超過所對虛 、 ana 叮對應的熱雜訊組成^而 變成主導。 ^ # -16- 595146 (13) 發曰月巍明續頁' 如同參考圖1在此所描述，WCS100可以提供LDR及HDR服 務。相比較於轉換叢集話務之Hdr鏈路之干擾雜訊變化 時’因為LDR鏈路其實質上較低的資料速率，所以ldr鏈 路之干擾雜訊變化係相當小。 為了確認干擾波動不會危及在無線鏈路上之通訊，傳統 系統會以較高功率傳輸，以確保來自鄰近蜂巢前向鏈路之 干擾不會變成佔主導地位。因此，在該WCS 100之背景下， 維持前向鏈路之傳統方法係包含閘路120及以較高功率位 準傳輸之基地台112，該功率位準係在面對波動干擾位準 時，能夠保持鏈路錯誤率在可接受範圍内的情形下之保守 估計。不幸地，該等方法並無法保留傳輸功率。 上面描述之較高之功率位準係大於支援在沒有干擾情形 下之一鏈路所需之最小功率位準。這些兩功率位準之差值 係在此稱之為，功率餘裕。該示範實施例將配置給各個前 向鏈路之功率餘裕最小化。 如同參考圖3之操作方案上面所描述，一使用者終端124 在一光束204内I位置會影響其對干擾之敏感度。更特別 地，一使用者靠近一光束交又區域’像是交叉區域208， 會比在中心區威之使用者接收到更多的干擾，像是中心區 域206。因此，為了對抗干擾，在中心區域之使用者終端I24 會比在交叉區威中之使用者要求更少的功率餘裕。 再者，本發明決定來自在各自光束204之内之對應使用 者終端124之位f之前向鍵路傳輸功率位準。圖4係為説明 本發明之操作順序之流程圖。該操作順序係參考控制著到 -17- 595146 (14) I餐明說畦續f 一特定使用者終端124之前向鏈路傳輸功率之閘路120來描 述。然而，一基地台112也可以執行該操作順序。 該操作順序開始於步驟402。在步驟402中，閘路120辨識 出依使用者終端124在一光束402内的位置。接著，在步.驟 404，對於導向該使用者終端124之前向鏈路，閘路120在回 應該辨識使用者終端124位置下，設定該傳輸功率。

圖5係為更加詳細說明步驟404之執行之流程圖。如圖5 所示，步驟404包含一步驟502,該步驟決定該使用者終端124 是否在交叉區域内，像是交叉區域208。假如該使用者終 端124係在交叉區域内，則接著進行步驟504。否則就執行 步驟506。

在步驟504，閘路120將導向使用者終端124之前向鏈路之 傳輸功率設定成一第一功率位準。再者，在步驟506，閘 路120將導向使用者終端124之前向鏈路之傳輸功率設定成 一第二功率位準。因為導向中心區域中之使用者終端i24 之前向鏈路比導向在交叉區域中之使用者之前向鏈路要求 較少的功率，該第二功率位準係大於該第一功率位準。 一交叉區域係為一包含相對於該衛星涵蓋表面之地理位 置之事先決定之相對地理位置之區域。然而，面對有關叢 集高資料速率話務之大量干擾功率波動，典型的通訊系統 並無法在夠快的狀況下將使用者終端124之地理位置，提 供給閘路120及基地台112。為了克服該困難，本發明採用 差動功率標準（differential power metrics)以評估使用者終端 124的位置。 -18- 595146 (15) 發明說明續頁 這些差動功率標準係從一組功率量測中推導出來，各個 使用者終端124週期性執行該量測以評估其是否應該交遞 給其他光束。這些量測係為導頻信號功率量測。導頻信號 係為總是由閘路120及基地台112所傳輸之信號。導頻信號 允許一使用者終端124能夠取出前向鏈路通道之時序及相 位。 參考圖2，衛星116中繼在各個光束204中之明確的導頻信 號。各個在涵蓋表面202内之使用者終端124會量測其所接 收到各個導頻信號之功率，並且逍期地將這些功率報告給 該對應的閘路120(或是在陸地環境中之對應的基地台 112)。該週期報告係為標準格式化訊息之形式，該訊息稱 之為導頻強度量測訊息（PSMM)。再者，這些量測可以使用 其他類型之信號來傳達，像是呼叫訊息。 為了決定在一光束204内之一使用者終端124之地點，閘 路124會比較在該週期報告中之功率量測值。圖6係為說明 採用該差動功率標準方法之步驟4 0 2之操作順序之流程 圖。 圖6之操作順序開始於步驟602。在步驟602，閘路120接 收到來自使用者終端124以PSMM格式表示之導頻信號功率 量測之清單。接著，在步驟604，閘路120計算有關於使用 者終端124所被指派之光束204(在此也稱之為”發源地光束” 或’'活動光束π)之導頻信號功率，與在該接收清單中其次 最高導頻信號功率之差值。 在步驟606，閘路120決定在步驟604所計算之差值是否大 595146 (16) 杳日月致朋讀頁 ----一 · 於一臨界值，像是6分貝（dB)。假如是的話，則執行步驟61〇。 否則，執行步驟608。在步驟610，閘路120會推斷使用者終 端124係在中心區域内，像是中心區域2〇6。再者，在步驟 608 ’閘路120決定使用者終端124係在交叉區域内，像是交 又區域2 0 8。 步驟608及610係接在執行步驟404之後，此處閘路12〇會 設定該前向鏈路傳輸功率。如同參考圖5在上面所插述， 步驟404包含當使用者終端124在一光束之交叉區域内時， 將該前向鏈路傳輸功率設定成一第一功率位準。再者，步 驟404包含當使用者終端ι24不是在一光束之交又區域内 時’將該前向鏈路傳輸功率設定成一第二功率位準。 111 · tf範閘路實行 圖7係一示範閘路12〇之實行之方塊圖，該實行執行在此 所描述之技術。雖然是以衛星通訊之背景下描述，該示範 實行也可採用於蜂巢式基地台，像是圖1之基地台112。如 圖7所示’該實行包含連結於無線電頻率（RF)次系統7〇4之 天線片段702,以及連結到rf次系統704之CDMA次系統706。 此外’閘路120尚包含連結到CDMA次系統706之交換器708。 天線片段702包含一或更多可以透過衛星116與一或更多 使用者終端124間交換rf信號之天線。特別地，天線片段7〇2 接收反向鏈路RF信號而傳輸前向鏈路RF信號。為了啟動 透過單一天線之RF信號之傳輸及接收，天線片段702也可 以包含一天線共用器（diplexer)(未顯示）。 RF次系統704接收來自天線片段7〇2，在RF頻率帶内之電 -20- 595146 (17) 發明說明續頁 輪喊讓議纖賴戟襲|鐵蒙||| 氣信號。一旦接收到，RF次系統7〇4會將這些電器信號從rf 頻率T降頻到中間頻率（IF)。此外，RF次系統7〇4會根據一 事先決足足頻寬，過濾來自天線片段702所接收到的電器 信號。 郎 為了增加從天線片段702所接收到之RF信號之功率，rf 次系統704也包含已知的放大組件（未顯示）。示範放大組件 包含一低雜訊放大器（LNA)，其初始放大從天線片段7〇2所 接收之信號，及一可變增益放大器（VGA),其在上面所提 到的降頻過程之期間，經過將這些信號混和後降到”之 後，可以進一步放大這些信號。 由於這些過濾、降頻、及放大的操作，RF次系統7〇4會 產生一 IF信號720，其係被傳送到在CDMA次系統7〇6内之反 向鏈路收發器7 12。 除了接收來自天線片段702之反向鏈路RF信號，RF次系 統704接收來自在CDMA次系統7〇6内之前向鏈路收發器71〇 之一前向鏈路IF信號722。RF次系統704將該信號放大並且 升頻成由天線片段7 0 2所傳輸之對應的r ρ信號。 如同圖7所示，CDMA次系統706包含一前向鏈路收發器 710、一反向鏈路收發器712、一路由器714、及一選擇器排 次系統（SBS)716。如上面所描述，收發器71〇及712與rf次 系統704間交換IF信號720及722。此外，收發器710及712執 行CDMA操作。 特別地，前向鏈路收發器7 1 〇從路由器7 14接收到一或更 多前向鏈路資訊順序724。一旦接收到，前向鏈路收發器71〇 •21- 595146 (18) 發明說明續頁, 會將這些順序轉換成W信號722，其係以CDMA傳輸格式表 示。該轉換會參考下面的圖8更詳細地描述。 反向鏈路收發器712將IF信號720，其係以CDMA傳輸格式 表示，轉換成資訊順序726a-726η。例如，前向鏈路收發器 710以一或更多的？>^順序及通道化編碼來反擴展（(^叩1«“(；}) 及反覆蓋（decover)IF信號720。此外，前向鏈路收發器71〇 會執行解碼及反交錯（deinterleaving)操作以產生資訊順序 726，其會被傳送到路由器714。 路由器714會處理在SBS716與收發器710及712間之資訊順 序724及726之轉換，其係以封包格式表示。該轉換係跨過 介面728執行，其可能是一數據網路，像是區域網路（LAN)， 或其他已熟知可用以轉換資訊之機構。 SBS716處理由閘路120所處理之前向鏈路及反向鏈路之話 務。該話務包含負載話務及信號話務兩者。例如，SBS716 在該呼叫處理操作之執行下交換信號話務，像是呼叫設 定、呼叫解除、及光束交遞。SBS716也能夠向前傳遞話務 到交換器708，其提供一介面給該公共切換電話網路 (PSTN)。 SBS716包含用以處理前向及反向鏈路話務之複數的選擇 器71 8a-n，各個選擇器718處理一對應的使用者終端124之 活動通訊。然而，當該等活動通訊終結時，選擇器718會 被重新指派給其他使用者終端124。例如，選擇器7 1 8評估 從使用者終端124所傳送之PSMMs，以決定其在光束内之位 置。 -22- 595146 (19) 發明:說明、續頁 各個選擇器71 8可以透過硬體技術，及/或透過程式化用 以執行在此所描述之功能之軟體控制處理器來實行之。該 等實行包含以為人熟知之標準元件或一般化功能或一般用 途之硬體，包含各種可程式化電氣裝置，或是在命令、韌 體、或軟體指令控制下操作以執行所要求功能之電腦。範 例包含一軟體控制之控制器、一微處理器、一或更多數位 信號處理器（DSP)、專屬功能電路模組、及特殊應用積體 電路（ASICs)。再者，功率控制命令730a包含一或更多在選 擇器718a及增益模組810間轉換之軟體指令。 各個選擇器71 8控制前向鏈路功率控制操作。為了調整 該前向鏈路傳輸之功率，選擇器718每個會傳送一功率控 制命令730到前向鏈路收發器710。功率控制命令730每個會 指定一前向鏈路傳輸功率。回應這些命令，前向鏈路收發 咨7 1 〇藉由該選擇器71 8所產生之命令所控制之前向鏈路來 设定該傳輸功率。 例如，選擇器71 8a產生一功率控制命令73〇a，其係透過 介面728及路由器714送到收發器710。一旦接收到功率控制 命令730a ’前向鏈路收發器710會設定由選擇器718a所控制 之前向鏈路之功率。有關該特徵之詳細内容會參考圖8於 下文中描述。 再者’各個選擇器71 8與前向鏈路收發器720—起操作， 以執行圖4-6所顯示之步驟。例如，參考步驟4〇2在上文中 所描述，各個選擇器718辨識出在光束模式内之使用者終 而124之位且。该辨識包含接收到一些信號強度量測之清 -23- 595146 (20) 發明說明續頁 單，像是PSMMs，透過反向鏈路傳輸，及處理這些量測已 決定使用者終端124是否在中心區域内或是在交又區域 内，其描述係參考上文中圖6之步驟602-610。 此外，各個選擇器7丨8與前向鏈路收發器7丨0 一起操作以 在回應該辨識使用者終端124位置下設定前向鏈路傳輸功 率。因此，這些組件執行步驟404。 如上面所描述’該執行包含執行圖5之步驟502-506。選 擇器718每個會執行步驟502，其決定一使用者終端124是否 在交叉區域内。在步驟504及506，前向鏈路傳輸功率係根 據步驟502之結果來設定。因此，這些步驟每個係包含一 選擇器71 8 ’其產生一功率控制命令73〇，然後將該命令傳 送到前向鏈路收發器710。再者，步驟504及506每個都包含 的向鏈路收發器71 〇 ’其接收一對應功率控制命令7 3 〇，並 且在回應下，設定該相關的前向鏈路傳輸功率。 圖8係為前向鏈路收發器710之實行之方塊圖。如圖8所 示，收發器710包含複數的收發器路徑8〇2a-8〇2n、一加法 器804、及一輸出介面805。各個收發器路徑8〇2接收到一前 向鏈路資訊順序724及來自對應選擇器718之功率控制命令 730。雖然圖8只有顯示收發器路徑8〇2a之實行細節，收發 為路徑802b-802n包含相似或相同之特徵。 如同圖8所示，收發器路徑802a包含一交錯器8〇6、一編 碼器808、及一增益模組810。交錯器8〇6接收一資訊順序 724，及方塊交錯該順序以產生一交錯順序82〇。編碼器8〇8 接收到順序820，及以該順序執行錯誤修正編碼以產生一 -24- 595146 (21) 煢喝說明續;頁： 編碼資訊順序822。 增益模組810接收到編碼順序822 ,其係為一前向鏈路資 訊順序。此外，增益模組810接收來自選擇器71 8a之功率控 制印々73〇a。增益模組81〇基於由功率控制命令73〇a所指定 《傳輸功率位準放大編碼順序822。因此增益模組8丨〇會增 加或減少編碼順序822之功率。該放大會產生一放大順序 824。 义I的順序820係一數位符號之順序。該順序係利用將 各個付號乘上由功率控制命令730所決定之增益指數來放 大。孩等放大操作可以透過硬體技術數位地實行之，及/ 或操作在一微處理器上之軟體指令，像是數位信號處理器 (DSP)。再者，功率控制命令730a包含一或更多在選擇器718a 及增益模組810間轉換之軟體指令。 如同圖8所示，收發器路徑802尚包含擴展結合器812a-812b、通道化結合器814a_814b、及一正交相位键移（qPSK) 調變器816。擴展結合器812a-812b每個會接收到放大順序 824 ’然後將該順序與各自pN順序834相結合（例如，相乘）， 以產生擴展順序828&及828b。 擴展順序828a及828b每個係傳送到各自的通道化結合器 814。個各通道化結合器814將該對應擴展順序828與一通道 化碼相結合（例如，相乘），像是Walsh碼。結果，結合器814 每個會產生一通道化順序83〇。特別地，結合器814a產生一 同相位（I)通道化順序83〇a及結合器81扑產生一正交（Q)通道 化順序830b。 -25- (22) (22) 奋:明靛明續冕 二1^化順序83〇a& 830b係被傳送到QPSK調變器816。QPSK &又器816凋變！i些順序以產生一調變波形832&。調變波形 2a係傳送到加法器8〇4。加法器8〇4將調變波形832與由收 ♦态路fe 804b-804n所產生之波形832b_832n相加。該操作導 文〜合k號834 ,其係傳送到輸出介面805。 輸出介面805將結合信號834從基頻升頻到中頻（IF)，因 此產生岫向鏈路IF信號722。此外，輸出介面8〇5會在產生IF 信號722中，執行濾波及放大的操作。 IV·結論 當各種實施例已經描述於上文中，應了解的是這些實施 例只是利用範例來加以表示，而非限制。例如，本發明並 不限於運用衛星之通訊系統，並且也可以應用於運用陸地 之系統。再者，本發明並不限於CDMA系統，而可以擴展 到其他類型之通訊系統，像是TDMA、FDMA、CDMA2000、 及WCDMA系統。再者，雖然這些實施例係描述在qpsk調 變之背景下之無線CDMA傳輸，也可以採用其他調變技術。 熟悉該項技藝者應了解在其中各種在形式及細節上的變 化不可背離在這些中請專利範圍中定義之本發明之精神及 範圍。因此，本發明之廣泛性及範圍不應該限制於上述示 範實施例之任一個，而是應該只有根據下面申請專利範圍 及其等效項目來定義。 -26- 595146 (23) 發明說明續頁 圖式代表符號說明 符號或編號 中文 100、WCS 無線通訊系統 112 基地台 116a-b 衛星 120a-b 閘路· 124a-f 使用者終端 130a-c，138a-d、 146a-d通訊鏈路 202 衛星光束模式 204n 光束 206 中心區域 208 交叉區域 302、304、306 前向鏈路傳輸 302,、302” 衰減傳輸 702 天線片段 704 射頻次系統 706 CDMA次系統 708 交換器 710 前向鏈路收發器 712 反向鏈路收發器 714 路由器 716 選擇器庫次系統 718a〜n 選擇器 720 、 722 中頻信號 724a〜n、726a〜n 資訊順序 728 介面 730 功率控制命令 802a 收發器路徑 804 加法器 806 交錯器 808 編碼器 810 增益模組 812a〜b 擴展結合器 814a〜b 通道化結合器 595146 816 正交相位鍵移調變器 820 交錯順序 822 編碼資訊順序 824 放大順序 828a〜b 擴展順序 830a 同相位通道化順序 830b 正交通道化順序 83 2a〜η 調變波形 834a 〜b 結合信號 發明說明續頁

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Claims (1)

1. 595146 拾、申請專利範圍 1. 一種在具有複數個光束之無線通訊系統中控制前向鏈路 傳輸功率給一使用者終端之方法，包含下列步驟： ’ (a) 辨識一使用者終端在該複數個光束之一内之位置； · 及 (b) 響應該辨識之使用者終端位置，設定該前向鏈路 傳輸功率。 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟（a)包含： 籲 (1) 從該使用者終端接收複數個信號功率量測，其中 各信號功率量測對應該複數個光束之一； (2) 計算一第一信號功率量測與其它各信號功率量測 間差值，其中該第一信號功率量測對應於一發源地光 束； (3) 當所計算差值之最大值大於一事先決定之臨界值 時，推斷該使用者終端係在一光束中心區域；及 (4) 當所計算差值之最大值小於或等於一事先決定之 φ 臨界值時，推斷該使用者終端係在一光束交叉區域。 3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中步驟（1)包含從該使 ， 用者終端接收複數個導頻信號功率量測，其中各導頻信 w 號功率量測對應該複數個光束之各自光束。 4. 如申請專利範圍第2項之方法，其中步驟（1)包含接收一 導頻強度量測訊息（PSMM)。 5.如申請專利範圍第1項之方法，其中步驟（b)包含 (1)當該辨識位置在一光束交叉區域内時，將該前向 595146 申:請夫利範圍續頁 鏈路傳輸功率設定成一第一功率位準；及 (2)當該辨識位置在一光束中心區域内時，將該前向 鏈路傳輸功率設定成一第二功率位準。 6·如申請專利範圍第5項之方法，其中該第一功率位準大 於該第二功率位準。 7. —種在具有複數個光束之無線通訊系統中控制前向鏈路 傳輸功率給一使用者終端之方法，包含下列步驟： (1) 從該使用者終端接收複數個信號功率量測，其中 各信號功率量測對應該複數個光束之各自一光束； (2) 計算一第一信號功率量測與其它各個信號功率量 測間差值，其中該第一信號功率量測對應於一發源地光 束； (3) 當所計算差值之最大值大於一事先決定之臨界值 時，推斷該使用者終端係在一光束中心區域；及 (4) 當所計算差值之最大值小於或等於一事先決定之 臨界值時，推斷該使用者終端係在一光束交叉區域； (5) 當該辨識位置在一光束交叉區域内時，將該前向 鏈路傳輸功率設定成一第一功率位準；及 (6) 當該辨識位置在一光束中心區域内時，將該前向 鏈路傳輸功率設定成一第二功率位準。 8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中步驟（1)包含從該使 用者終端接收複數個導頻信號功率量測，其中各導頻信 號功率量測對應該複數個光束之一光束。 9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中步驟（1)包含接收一 -2- 595146 廉利範圍續頁 導頻強度量測訊息（PSMM)。 10·如申請專利範圍第7項之方法 於該第二功率位準。 11. 一種在具有複數個光束之無線 傳輸功率給一使用者終端之装 一選擇器，適用於辨識一使 之一内之位置，然後基於該辨 令；及 一收發器，適用於響應該功 鏈路傳輸功率。 12·如申請專利範圍第丨丨項之裝置 益模組，其係適用於根據由該 率位準來放大一前向鏈路資訊 13·如申請專利範圍第丨丨項之裝置 產生一功率控制命令，該命令 又又區域内時，指派一第一功 在一光束中心區域内時，指派 14·如申請專利範圍第13項之裝置 於該第二功率位準。 15· —種在具有複數個光束之無線 傳輸功率給一使用者終端之裝 一接收裝置，用以從該使用 率量測，其中各信號功率量測 一光束； ，其中该第一功率位準大 適訊系統中控制前向鏈路 置，包含： 用省*終端在该複數個光束 識位置產生一功率控制命 率控制命令，設定該前向 ，其中該收發器包含一增 功率控制命令所指派之功 順序。 ，其中該選擇器另適用於 係當該辨識位置在一光束 率位準，而當該辨識位置 一第二功率位準。 ，其中該第一功率位準大 通机系統中控制前向鍵路 置，包含： 者終端接收複數個信號功 對應該複數個光束之各自

   595146 一計算裝置，用以計算一第一信號功率量測與其它各 信號功率量測間差值，其中該第一信號功率量測對應於 一發源地光束； 一推斷裝置，用於當所計算差值之最大值大於一事先 決定之臨界值時，推斷該使用者終端係在一光束中心區 域；及 一推斷裝置，用於當所計算差值之最大值小於或等於 一事先決定之臨界值時，推斷該使用者終端係在一光束 交叉區域； 一設定裝置，用以當該辨識位置在一光束交叉區域内 時，將該前向鏈路傳輸功率設定成一第一功率位準；及 一設定裝置，用以當該辨識位置在一光束中心區域内 時，將該前向鏈路傳輸功率設定成一第二功率位準。 16. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中該接收裝置包含用 以從該使用者終端接收複數個導頻信號功率量測之裝 置，其中各導頻信號功率量測對應於該複數個光束之 — 〇 17. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中該接收裝置包含用 以接收一導頻強度量測訊息（PSMM)之裝置。 18. 如申請專利範圍第15項之裝置，其中該第一功率位準大 於該第二功率位準。 -4-