無線話音與數據通信系統中的自適應功率控制方法與設備的製作方法

2023-07-16 06:38:41 2

專利名稱：無線話音與數據通信系統中的自適應功率控制方法與設備的製作方法
背景I.發明領域本發明涉及無線話音與數據通信系統。本發明尤其涉及自適應控制數據傳輸的功率電平的新穎和改進的方法與設備。
II.相關技術的說明無線通信領域有許多應用，例如包括無繩電話、尋呼、無線本地環路、個人數字助理(PDA)、網際網路電話以及衛星通信系統。一種特別重要的應用就是移動用戶的蜂窩電話系統。(如這裡所使用的，術語「蜂窩」系統包括蜂窩與個人通信服務(PCS)兩種頻率)。對這類蜂窩電話系統已開發了各種廣播接口，包括例如頻分多址(FDMA)、時分多址(TDMA)與碼分多址(CDMA)。已建立了各種與之有關的國家與國際標準，包括例如先進行動電話服務(AMPS)、全球移動系統(GSM)與暫行標準95(IS-95)。尤其是電信行業協會(TIA)和其它著名的標準團體都頒布了IS-95及其派生的IS-95A、IS-95B、ANSI J-STD-008(常統稱為IS-95)和推薦的高數據率數據系統等。
按IS-95標準配置的蜂窩電話系統，使用CDMA信號處理技術，以提供高效而穩健的蜂窩電話服務。美國專利號5,103,459和4,901,307中描述了基本上按IS-95標準配置的示例性蜂窩電話系統，這些專利已轉讓給本發明受讓人，並通過引用包括於此。在CDMA系統中，廣播功率控制是關鍵。美國專利號5,056,109描述了一種CDMA系統中示例性的功率控制方法，該專利已轉讓給本發明受讓人，並通過引用包括於此。
使用CDMA廣播接口的主要好處是可以在相同的射頻(RF)帶上傳導通信。例如，特定的蜂窩電話系統中的各遠程用戶單元(如蜂窩電話、個人數字助理(PDA)、連接至蜂窩電話的膝上型計算機、免提汽車配套件等)，可在相同的1.25MHz RF頻譜上發射反向鏈路信號而與同一基站通信。同樣地，這樣的系統中的各基站可通過在另一1.25MHz RF頻譜上發射前向鏈路信號而與遠程單元通信。在同一RF頻譜上發射信號有各種好處，包括例如蜂窩電話系統的頻率復用中的提高，以及在兩個或多個基站之間實施軟切換的能力。提高的頻率復用，允許在給定量的頻譜上實施更多次呼叫。軟切換是將遠程單元從兩個或多個基站的覆蓋區轉換的穩健方法，涉及到與兩個基站同時接口。相反，硬切換涉及在與第2基站建立接口之前，先要終止與第1基站的接口。美國專利號5,267,261中描述了執行軟切換的示例性方法，該專利已轉讓給本發明受讓人，並通過引用包括於此。
在常規蜂窩電話系統中，公共交換電話網(PSTN)(一般為電話公司)與移動交換中心(MSC)通過標準化的E1和/或T1電話線(下稱E1/T1線)與一個或多個基站控制器(BSC)通信。BSC通過包含E1/T1線的回程與基站收發機子系統(BTS)(也稱為基站或區站)以及彼此相互通信。BTS通過空中發送的RF信號與遠程單元通信。
為了提供增加的容量，最近國際電信聯盟要求提交在無線通信信道上提供高速數據與高質量語音服務的建議方法。這類提案描述了所謂的「第3代」或「3G」系統。TIA公布了一種示例性提案，即cdma2000 ITU-R無線電傳輸技術(RTT)候選提案(這裡稱為cdma2000)。在IS-2000的草案版本中給出了cdma2000標準，並已由TIA批准。cdma2000提案在許多方面與IS-95系統兼容。
cdma2000系統使用一導頻信道和多條話務信道向用戶載送話音與數據服務。為優化遠程站與基站之間的反向鏈路的系統性能，要平衡導頻信道能量與話務信道能量。先用Walsh碼擴展每條信道，它提供信道化和耐相位誤差。然後，把相對Walsh信道增益 添加到話務信道，以實現特定的服務質量(QoS)。Walsh信道增益的優化值為Fopt=R2B(1+r)]]>，其中R是數據速率，B為信道估計器帶寬，γ是解碼器以數據速率R實現期望幀差錯率(FER)所需的信噪比(SNR)。(這表明還使用編碼與天線分集來實現該期望的FER)。該增益在為獲得良好信道估計而在導頻信道上消耗更多能量與減少導頻開銷之間給出優化折衷。實際上，必須對路徑搜索選擇足夠高的導頻功率電平，使F低於Fopt。此外，對cdma2000系統裡的某些話務信道，可根據從導頻信道裡導出的信息進行功率控制。在基站可能不知道傳輸速率的某些情況下，由於基站將只根據從導頻信道裡導出的信息進行功率控制，所以導頻功率必須對傳輸速率保持恆定。
數據速率、交錯器長度與編碼類型決定了上述討論的功率比，而與使用的Walsh信道無關。對給定的速率r bps而言，實現給定QoS所要求的每比特信噪比(Eb/No＝βdB)包括總發射功率，包含導頻。對一碼片速率為c cps、給定的導頻與話務之比＝ρdB的系統，每碼片的能量除以幹擾譜密度(Ec/Io＝σdB)可求解為=10log10(10(+)/101+10/10)-10log10(cr)]]>可以看出，實現指定QoS所要求的總能量取決於遠程站的速度。在2000年3月3日提交的題為「VELOCITY ESTIMATION BASED GAIN TABLES」的美國申請序列號09/519,004中，描述了一種估計實現給定QoS所要求的功率的方法，該申請已轉讓給本發明受讓人，並通過引用包括於此。缺少速度估計，則無法估計實現給定QoS所要求的功率量。作為這一現象的例子，

圖1示出了對不同速度的遠程站的導頻/話務功率比與Eb/No之間的關係。該例中，用兩具接收天線(即兩條路徑)操作cdma2000反向鏈路，載頻fc＝2GHz，碼片速率＝1.2288MHz，數據速率r＝9600bps，幀長20ms，對功率控制比特以+/-1dB及4％比特差錯率(BER)作800Hz功率控制，1.25ms延遲。如圖1所示，車輛速度中的變化會使實現1％FER所要求的Eb/No發生很大變化。在線100表示的靜止位置，實現1％FER所要求的Eb/No電平範圍為2dB和2.5dB之間。但對線101、102與103表示的運動車輛，實現同樣1％FER所要求的Eb/No範圍為3與3.5dB之間。因而對9600bps的反向鏈路，實現1％FER所要求的Eb/No變化很大，導致次優系統。因此，當前存在對一種校正由遠程站的運動所引起的低效率的改進的需求。
概述本發明針對一種新穎改進的方法與設備，用於通過使用遠程站的速度而在無線通信系統中自適應地控制功率電平。該方法包括以下步驟在基站範圍內測定遠程站的流動分布，其中遠程站通過使用開環功率控制方案和閉環功率控制方案向基站發射多個信號；以及若流動分布不利，則關閉閉環功率控制方案。因此，該方法有利的針對對功率電平統計的測定，以及根據所述功率電平統計對閉環功率控制方案的選擇性操作。
在本發明一個方面中，功率電平統計有利地包括對電平交叉與偏移時間的測定，它們用於確定該遠程站的速率等級。
在本發明另一個方面中，把對電平交叉與偏移時間的測定有利地應用於自適應算法，該算法預測遠程站的將來速度值。
附圖簡述通過以下結合附圖的詳細描述，本發明的特徵、目的和優點將更清楚，附圖中用相同的標號表示相應的物件，其中圖1是以各種速度實現1％FER所要求的Eb/No的示意圖；圖2是示例性數據通信系統圖；圖3a是無效功率控制區域比較圖；圖3b是有效功率控制區域比較圖；圖4是自適應功率控制方法的流程圖；圖5是PCG中的偏移時間與速度關係示圖；圖6是零交叉次數與速度關係示圖；圖7是測定速度等級的方法的流程圖；圖8是測定速度等級的自適應算法的流程圖；圖9a是與示例實施例相關聯的差錯率的示圖；以及圖9b是與示例實施例相關聯的差錯率的示圖。
較佳實施例的詳細描述如圖2所示，無線通信網10一般包括多個移動站或遠程用戶單元12a-12d、多個基站14a-14c、基站控制器(BSC)或分組控制功能16、移動站控制器(MSC)或開關18、分組數據服務節點(PDSN)或網際互連功能(IWF)20、公共交換電話網(PSTN)22(一般為電話公司)和網際協議(IP)網絡24(一般是網際網路)。為簡明起見，圖中示出4個遠程站12a-12d、3個基站14a-14c、一個BSC 16、一個MSC 18和一個PDSN 20。本領域的技術人員應明白，遠程站12、基站14、BSC 16、MSC 18和PDSN 20可以是任何數量的。
在一個實施例中，無線通信網10是分組數據服務網，遠程站12a-12d可以是蜂窩電話、連接至運行基於IP的Web瀏覽器應用程式的膝上型計算機的蜂窩電話、與免提汽配相關聯的蜂窩電話或者運行基於IP的Web瀏覽器應用程式的PDA。可有利地把遠程站12a-12d配置成執行諸如EIA/TIA/IS-707標準中描述的之類的一種或多種無線分組數據協議。在某一特定實施例中，遠程站12a-12d產生對IP網24指定的IP分組，並用點對點協議(PPP)將IP分組封裝成幀。
在一個實施例中，把IP網24耦接至PDSN 20，把PDSN 20耦接至MSC 18，把MSC耦接至BSC 16和PSTN 22，而通過有線線路把BSC 16耦接至基站14a-14c，根據已知的若干協議的任一種配置所述有線線路，用於話音和/或數據分組的傳輸，協議包括例如E1、T1、異步傳輸模式(ATM)、IP、PPP、幀中繼、HDSL、ADSL或xDSL。在另一實施例中，把BSC 16直接耦接至PDSN20，而不把MSC 18耦接至PDSN 20。在一個實施例中，遠程站12a-12d通過RF接口與基站14a-14c通信，該RF接口在第3代夥伴合作計劃2「3GPP2」、「Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems」、3GPP2文檔號C.P0002-A、TIA PN-4694(準備出版為TIA/EIA/IS-2000-2-A)(草案，編輯版本30)(1999年11月19日)中定義，這些文件通過引用而充分包括於此。
在無線通信網10的典型操作期間，基站14a-14c接收並解調成組的來自正參與電話呼叫、Web瀏覽或其它數據通信的各個遠程站12a-12d的反向鏈路信號。在基站14a-14c內處理給定基站14a-14c接收的每個反向鏈路信號。各基站14a-14c通過調製成組的前向鏈路信號並向遠程站12a-12d發射，可與多個遠程站12a-12d通信。例如，基站14a與第1和第2遠程站12a、12b同時通信，而基站14c與第3和第4遠程站12c、12d同時通信。把產生的分組傳給BSC 16，後者提供呼叫資源分配與流動性管理功能，包括為某一特定遠程站12a-12d安排從一個基站14a-14c到另一基站14a-14c的呼叫的軟切換。例如，遠程站12c正同時與兩個基站14b、14c通信。最後，當遠程站12c移到離基站之一14c足夠遠時，將把呼叫切換到另一基站14b。
若傳輸是常規的電話呼叫，則BSC 16將收到數據發送到MSC 18，後者為與PSTN 22的接口提供額外的路由選擇服務。若傳輸是基於分組的傳輸，諸如對IP網24指定的數據呼叫，則MSC 18將把數據分組發送到PDSN 20，後者將把分組發送到IP網24。作為備擇，BSC 16將把分組直接發送到PDSN20，後者把分組發送到IP網24。
反向信道是從遠程站12a-12d向基站14a-14c的傳輸。可用導頻信道與其它反向話務信道的能量電平之比來測量反向鏈路傳輸的性能。為提供對接收的話務信道的相干解調，使導頻信道與話務信道相伴隨。在cdma2000系統中，反向話務信道可包括多條信道，包括但不限於訪問信道、增強的訪問信道、反向公共控制信道、反向專用控制信道、反向基本信道、反向增補信道和反向補充編碼信道，由使用cdma2000的各獨立用戶網的無線電配置規定。
雖然某基站範圍內的不同的遠程站發射的信號並不正交，但是通過對正交Walsh碼的使用，給定遠程站發射的不同信道可相互正交。首先用Walsh碼擴展各信道，這提供了信道化以及對接收機中的相位誤差的抵抗。
如前所述，功率控制在CDMA系統中是個關鍵問題。在一典型的CDMA系統中，基站把功率控制比特收縮於發射給該基站範圍內的各遠程站的傳輸中。使用功率控制比特，遠程站能有利地調節其傳輸的信號強度，使得可減少功耗和對其它遠程站的幹擾。這樣，在基站範圍內的每個獨立的遠程站的功率近似相同，這允許實現最大系統容量。向遠程站提供至少兩種輸出功率調節手段。一種是遠程站進行的開環估計處理，另一種是涉及遠程站與基站兩者的閉環校正處理。
在開環功率控制方案中，對有效功率控制比特的接收將以預定量增量地增加或減少遠程站的平均輸出值。在cdma2000系統中，有效功率控制比特的增量步長是1dB。因此，若收到「0」，則將傳輸的功率電平減少1dB；若收到「1」，則將傳輸的功率電平增加1dB。在另一實施方法中，輸出功率電平變化的幅度可由輸入功率電平變化的幅度確定。然而，開環功率控制方案很緩慢，不能很好地遵循衰減條件。當信道狀態迅速變化時，可指示對傳輸功率電平修正的需要。為滿足該需要，通常用閉環功率控制方案調節開環功率控制方案的最後輸出值，其中對有效閉環功率控制比特的接收，將以一開環功率控制方案確定的值周圍的預定範圍內的量來改變遠程站的平均輸出功率電平。閉環功率控制方案用於調節發射功率，以適應在變化的信道條件以及優化反向鏈路的性能。
對反向鏈路的性能已作過大量模擬，揭示出關於閉環功率控制方案的實施的一個問題。在某些可觀察的情況中，閉環功率控制方案對開環功率控制方案無任何益處，而且實際上損害了系統的反向鏈路性能。
圖3a是說明在靜速與高速下幀差錯率(FER)與每比特信噪比(Eb/No)的關係的圖，每一個都以使用和不使用閉環功率控制方案來說明。靜止的遠程站可用加白高斯噪聲(AWGN)信道來模擬，因為可將接收自靜態遠程站的信號看作被AWGN破壞的信號。在此將按附圖中的標記來標記它。線200表示不使用閉環功率控制方案的靜止遠程站的性能。線210表示使用閉環控方案的靜止遠程站的性能。線220表示不使用閉環功率控制方案的高速行進的遠程站的性能。線230表示使用閉環功率控制方案的高速行進的遠程站的性能。可以看出，以高速和對於靜止狀態，閉環功率控制方案的實施對系統性能並無益處。在高速情況中，閉環功率控制方案對系統性能既無幫助也無傷害。然而，在AWGN情況中，閉環功率控制方案通過增大指定點處的FER，而損害了系統性能。例如在2dB處，FER劣化了近10倍。
圖3b是說明在各種低速下FER與Eb/No之間的關係的圖，其中每種速度都以使用和不使用閉環功率控制方案來表示。線300表示不使用閉環功率控制方案的極慢速遠程站的性能。線310表示使用閉環功率控制方案的極慢速遠程站的性能。觀察線300和310，閉環功率控制方案的使用提供了系統的性能的中的改進，觀測到該改進是相當大的。例如，為實現0.05％的FER，使用閉環功率控制方案的系統將要求2dB。然而不使用閉環功率控制方案的系統則要求的8dB來實現0.05％的FER。
線320表示不使用閉環功率控制方案的以低速行進的遠程站的性能。線330表示使用閉環功率控制方案的以低速行進的遠程站的性能。可以看出，以低速時，閉環功率控制方案的實施對大多數Eb/No值提供較低的FER。線340表示不使用閉環功率控制方案的以中速行進的遠程站的性能。線350表示使用閉環功率控制方案的以中速行進的遠程站的性能。可以看出，以中速時，閉環功率控制方案的實施對大多數Eb/No值可提供較低的FER。
圖3a與3b的估計帶來了在多信道無線通信系統中閉環功率控制方案的無效利用的問題。當前揭示的諸實施例是針對一種有利地利用閉環功率控制方案來優化無線通信系統性能的方法與設備。
圖4示出說明本發明的示例性實施例的流程圖，它關於一種用於控制閉環功率控制方案的可操作性以利於反向鏈路性能的方法。出於說明目的，將在基站中執行這裡所描述的方法，但應注意到可在遠程站或基站執行該實施例的各個方法步驟。在步驟400，基站從收到的信號中測定一組信號參數。然後控制流程進行到步驟401。在步驟401，基站使用該組信號參數，來估計遠程站的速度。在步驟402，若該速度估計指出遠程站正在以高速行進或處於靜止位置，則基站就通過阻止發送有效功率控制比特或通過向遠程站發送命令來關閉閉環功率控制方案，遠程站在收到該命令後即關閉閉環功率控制方案。按照cdma2000系統操作的基站能靈活地關閉功率控制方案。若速度估計指出該遠程站正以低速行進，那麼實施閉環功率控制方案。出於說明目的，當遠程站以超過100km/小時行進時，就把速度值等級定為高速。但在本實施例中，可按各個系統參數來選用其它速度限制。對於本實施例而言，把靜止級設置為0km/小時，把低速級設置為0km/小時和100km/小時之間的值。可有利地使用處理器、存儲器和處理器可執行的指令模塊或其它等效形式的硬體和/或軟體來實施圖4中描述的方法。
在該示例性實施例的一個方面中，為測定遠程站的速度，在步驟401可以使用2000年3月3日提交的題為「VELOCITY ESTIMATION BASEDTABLES」的美國專利申請號09/519,004中所描述的速度估計方案，該申請已轉讓給本發明受讓人，並通過引用而包括於此。一般的觀察是，在快速衰減條件的情況期間，接收到的導頻功率將更快地穿過給定的功率電平閾值。把包絡電平交叉率(LCR)定義為每秒種正向穿過預定電平的平均次數R。在本實施例的一種實施方法中，使用零交叉率(ZCR)對信號的同相(I)分量或正交(Q)分量施加電平交叉速度估計技術。
設λc為載波波長，則 或者 其中 是每秒電平交叉數， 是零交叉數(信號穿過零的次數)，以及e是常數，它是自然對數(ln)的底。於是， 是使用電平交叉的估計速度， 是使用零交叉的估計速度。
在該示例性實施例的另一個方面，可通過協方差估計來測定遠程站的速度。由衰減採樣r[i]之間的自協方差構成一估計。衰減採樣r[i]可以是包絡採樣、平方包給採樣或對數包絡採樣。把值τt定義為採樣間隔，單位為秒/採樣。把值μrr(0)定義為接收信號r[k]的能量(μrr(k)為協方差)。對平方包絡，按下式估計遠程站的速度 其中V=1Nk=1N(r[k+t]-r[k])2,]]>k為採樣下標，N是移動窗口大小，以及V是V的平均值。可用本領域技術人員已知的若干方法估計信號能量μrr(0)。
在該示例性實施例的另一方面中，可通過與遠程站速度成正比例的都卜勒頻率估計測定遠程站的速度。還可在遠程站或基站用已知的發射功率控制比特實施都卜勒估計。
在本實施例的一種實施方法中，有利地使用功率控制比特來估計信道條件。經觀察，斷定功率控制比特被遠程站以4％差錯率接收。因而遠程站的傳輸功率電平與實際功率控制比特指示的傳輸功率電平僅相差約4％。該信息指出使用遠程站接收到的若干功率控制比特或使用基站發射的若干功率控制比特來作出傳輸功率電平估計是有合理的。
基站或遠程站可使用所知的功率控制比特累加和來測定遠程站的傳輸的平均功率，接著可使用後者測定遠程站的速度。接收信號的功率電平可用來測定包絡電平交叉率(LCR)、偏移時間和偏移深度。通過直接觀察發射的功率控制比特所作的每秒正向交叉數可作出該測定。接著，可用電平交叉率與偏移時間測定速度信息。應注意，包絡LCR的分布類似於遠程站的發射功率分布。在一實施例中，可用包絡LCR的分布取代由1dB增量步長組成的遠程站的功率分布，可利用每PCG收到的波形能量的連續功率的幾何平均值和擬合值曲線作平滑。
圖5和6是表示模擬的圖，其中使用閉環功率控制方案實現1％FER，或使用一固定的閾值實現1％FER，因而不使用閉環功率控制方案。固定閾值是基於每幀發射的總能量。對於800Hz速率，每隔1.25ms發送一個功率控制比特，稱為功率控制組(PCG)。對500個幀，以20ms/幀相對設定點統計電平交叉，得出8000個PCG。以PCG為單位測量偏移時間。圖5是說明速度對偏移時間(以PCG測量)的特性的圖，這裡通過使用和不使用閉環功率控制方案來測定偏移時間的平均值與標準偏差。線501和503以接通閉環功率控制方案而分別表示偏移時間的均值與標準偏差。線500和502分別表示關閉閉環功率控制方案的偏移時間的均值與標準偏差。圖6是說明速度對零交叉數的特性的圖。線600表示接通閉環功率控制時以各種速度發生的零交叉數。線601表示關閉閉環功率控制時以各種速度發生的零交叉數。
從圖5和圖6可以看出，靜態情況呈現出大的零交叉數和小的偏移時間。在較少電平交叉與較大偏移時間的區域中檢測出慢衰減。隨著增大速度，電平交叉增加，而偏移時間減少。該示例性實施例使用電平交叉數和偏移時間確定一般速度等級，然後通過對閉環功率控制方案的選擇操作來優化系統性能。
圖7是說明速度等級的測定方法的流程圖。在步驟700，使用功率控制比特作出對平均功率的測定。然後控制流進行到步驟701。在步驟701，根據步驟700測定的平均功率，測定電平交叉數和偏移時間數。然後控制流程進行到步驟702。在步驟702，將電平交叉數與貯存在存儲元件中的第1閾值作比較。若電平交叉數小於或等於第1閾值，則過程進行到步驟704。若電平交叉數大於第1閾值，則過程進行到步驟703。在步驟703，將偏移時間與第2閾值作比較。若偏移時間小於第2閾值，把速度分類為「靜止」。若偏移時間大於或等於第2閾值，則速度分類為「高」。出於說明目的，把第1閾值定為1300，把第2閾值定為50PCG。然而，根據本示例性實施例，可以使用其它值。
在步驟704，將電平交叉數與第3閾值作比較。若電平交叉數大於或等於第3閾值，則把速度分類為「高」。若電平交叉數小於第3閾值，則過程進行到步驟705。在步驟705，將偏移時間與第2閾值作比較。若偏移時間大於第2閾值超過一指定的時間數，則把速度分類為「低」。處於說明目的，把第3閾值定為1200，指定的時間數為(5)，但根據本示例性實施例可使用其它值。
圖8是說明可用於本發明的示例性實施例的另一種速度等級確定方法的流程圖，其中將實際觀測出的電平交叉值、偏移時間和偏移深度用作預測速度的自適應算法的輸入。在步驟800，使用功率控制比特作出對平均功率的測定。然後控制流程進行到步驟801。在步驟801，根據步驟800測定的平均功率，測定多個電平交叉、偏移時間和偏移深度，其中偏移深度是波形在規定偏移時間的幅值/增益(dB)。然後，控制流進行到步驟802。在步驟802，自適應算法使用電平交叉數、偏移時間與偏移深度的值來預測將被用來優化調節系統性能的將來速度值。自適應算法可使用諸如遞歸最小平方(RLS)估計等技術，利用過去輸入值以便預測將來的電平交叉數、偏移時間與偏移深度的值。這些將來值可在步驟803用於預測將來速度值。
在另一實施例中，可在步驟801附帶地測定電平交叉數、偏移時間與偏移深度的概率密度函數(pdf)，從而在步驟802，使得電平交叉、偏移時間與偏移深度值的pdf和實際值用於輸入到使用最小均方(LMS)估計的自適應算法中。
在又一備擇實施例中，可使用電平交叉數與偏移時間測定當前和/或將來的速度，而不使用偏移深度。諸如RLS估計、LMS估計和隨機變量的pdf推導之類的技術已為本領域所周知，這裡將不再詳述。
圖9a與9b是說明圖5所示信息的另一種情景的圖，其中以規定的速度描述了使用和不用閉環功率控制的偏移時間的特性。線901、902、903、904和905分別表示不用外環功率控制時在0、5、30、60和120km/小時下，偏移時間的互補累積分布函數(cdf)。線911、912、913、914和915分別表示使用外環功率控制時在0、5、30、60和120km/時下的偏移時間的cdf。一般來說，可觀測出對每個速度等級，差錯率都將小於1％，且隨偏移時間增大而減小。
這樣，已描述了一種對無線傳輸的功率電平作自適應控制的新穎改進的方法與設備。本領域的技術人員應明白，結合這裡揭示的諸實施例所描述的各種示例邏輯塊、模塊、電路和算法步驟，都可以實施為電子硬體、計算機軟體及它們的組合。各種說明性的部件、塊、模塊、電路和步驟一般按其功能而作了描述。用硬體還是軟體實現功能，取決於具體的應用場合和對整個系統所強加的設計限制條件。技術人員知道硬體和軟體在這些情況下的互換性和如何最佳地對每種特定應用實現所描述的功能。例如，結合這裡揭示的諸實施例而描述的各種示例性邏輯塊、模塊、電路和算法步驟，可用數位訊號處理器(DSP)，專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、分立門電路或電晶體邏輯、諸如寄存器與FIFO之類的分立硬體部件、執行一組固件指令的處理器、任何常規可編程軟體模塊與處理器，或它們的任何組合來實現或執行。處理器以微處理器較有利，但在替代方案中，該處理器可以是任何常規的處理器、控制器、微控制器或狀態機。軟體模塊可以留駐在RAM存儲器、快閃記憶體存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬碟、可拆卸磁碟、CD-ROM或本領域已知的任何其它形式的存儲媒體裡。技術人員還理解，上述描述中參照的數據、指令、命令、信息、信號、比特、符號和碼片，可以有利地用電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子或者它們的組合來表示。
這樣，已示出並描述了本發明的諸較佳實施例。但對於本領域的普通技術人員，對這裡揭示的諸實施例作各種更改而不背離本發明的範圍是顯而易見的。因此本發明並不限於此，而是要符合下列權利要求。
權利要求
1.一種在無線通信系統內自適應控制傳輸功率電平的方法，其特徵在於包括步驟在基站範圍內測定遠程站的流動分布，其中所述遠程站使用開環功率控制方案與閉環功率控制方案向所述基站發射多個信號；以及若所述流動分布不合適，則關閉閉環功率控制方案。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於測定遠程站的流動分布的步驟包括步驟使用與多個信號的幀相關聯的平均傳輸功率電平測定電平交叉值和偏移時間；使用所述電平交叉值和偏移時間測定所述遠程站的速度等級，其中所述速度等級為高速、低速或靜速；以及若所述速度等級為高速或靜速，就指定該流動分布不合適。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於使用電平交叉值和偏移時間值測定遠程站速度等級的步驟包括步驟(a)將所述電平交叉值與第1閾值作比較；(b)若所述電平交叉值大於所述第1閾值，則將所述偏移時間值與第2閾值作比較；(i)若所述偏移時間小於所述第2閾值，則把速度等級設置為靜速，否則把速度等級設置為高速；(c)若所述電平交叉值小於或等於所述第1閾值，則將該電平交叉值與第3閾值作比較；(i)若所述電平交叉值小於所述第3閾值，就執行步驟將所述偏移時間與所述第2閾值作比較；以及若所述偏移時間值大於所述第2閾值，則測定偏移時間值在給定周期內大於所述第2閾值的次數；若所述偏移時間值在所述給定周期內大於所述第2閾值的次數多於指定次數，則把速度等級設置為低速，否則把速度等級設置為高速；以及(i)若所述電平交叉值大於或等於所述第3閾值，則把速度等級設置為高速。
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述測定遠程站流動分布的步驟包括步驟使用多個發射的功率控制比特來測定電平交叉值和偏移時間值；使用所述電平交叉值和所述偏移時間值來測定遠程站的速度等級，其中所述速度等級為高速、低速或靜速；以及若速度等級為高速或靜速，則把所述流動分布指定為不合適。
5.如權利要求4所述的方法，其特徵在於所述用電平交叉值和偏移時間值測定遠程站的速度等級的步驟包括步驟(a)將所述電平交叉值與第1閾值作比較；(b)若所述電平交叉值大於所述第1閾值，則將所述偏移時間值與第2閾值作比較；(i)若所述偏移時間值小於所述第2閾值，則把速度等級設置為靜速，否則把速度等級設置為高速；(c)若所述電平交叉值小於或等於所述第1閾值，則將所述電平交叉值與第3閾值作比較；(i)若所述電平交叉值小於所述第3閾值，則執行步驟將所述偏移時間值與所述第2閾值作比較；以及若所述偏移時間值大於所述第2閾值，則確定在給定周期內所述偏移時間值大於所述第2閾值的次數；若所述偏移時間值在所述給定周期內大於所述第2閾值的次數超過指定次數，則將速度等級設置為低速，否則把速度等級設置為高速；以及(i)若所述電平交叉值大於或等於所述第3閾值，則把速度等級設置為高速。
6.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述測定遠程站流動分布的步驟包括步驟使用多個發射的功率控制比特測定電平交叉值；將所述電平交叉值、載波信號頻率與常量e相乘而產生一乘積；將所述乘積除以2π的平方根而得出近似速度值；以及若所述近似速度值為零(0)kph或超過120kph，則把所述流動分布指定為不合適。
7.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述測定遠程站流動分布的步驟包括使用協方差近似技術來估計遠程站的近似速度的步驟。
8.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述關閉閉環功率控制方案的步驟由所述基站執行，其中所述基站不理會所述遠程站提出的閉環功率控制方案請求。
9.如權利要求1所述的方法，其特徵在於所述關閉閉環功率控制方案的步驟由所述基站執行，其中所述基站向所述遠程站發送指令，以使閉環功率控制方案無效。
10.如權利要求1所述的方法，其特徵在於若所述流動分布指示高速或靜速，則所述流動分布不合適。
11.一種自適應控制遠程站的傳輸功率電平的方法，其特徵在於包括步驟確定遠程站是靜止、低速行進還是高速行進；以及若遠程站靜止或高速行進，則阻止執行閉環功率控制方案，其中所述閉環功率控制方案用於調節開環功率控制方案。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於所述確定遠程站靜止、低速行進還是高速行進的步驟包括步驟根據一組功率統計，測定多個電平交叉值、多個偏移時間值和多個偏移深度值；把所述多個電平交叉值、多個偏移時間值和多個偏移深度值輸入到自適應算法中，以測定速度值，其中所述自適應算法使用遞歸最小平方(RLS)估計處理，並且所述速度值指示出所述遠程站是靜止、低速行進還是高速行進。
13.如權利要求11所述的方法，其特徵在於所述確定遠程站是靜止、低速行進還是高速行進的步驟包括步驟根據一組功率統計，測定多個電平交叉值、多個偏移時間值和多個偏移深度值；把所述多個電平交叉值、多個偏移時間值和多個偏移深度值輸入到自適應算法中，以測定將來速度值，其中所述自適應算法使用遞歸最小平方(RLS)估計處理，所述將來速度值指示出所述遠程站將是靜止、低速行進還是高速行進。
14.如權利要求11所述的方法，其特徵在於所述確定遠程站是靜止、低速行進還是高速行進的步驟包括步驟根據一組功率統計，測定與多個電平交叉值相關的第1概率密度函數(PDF)、與多個偏移時間值相關的第2 PDF和與多個偏移深度值相關的第3PDF；將所述第1 PDF、第2 PDF、第3 PDF、多個電平交叉值、多個偏移時間值和多個偏移深度值輸入到自適應算法中，以測定速度值，其中所述自適應算法使用最小均方(LMS)估計處理，所述速度值指示所述遠程站是靜止、低速行進還是高速行進。
15.一種在無線通信系統內自適應控制傳輸功率電平的設備，其特徵在於在基站內包括一處理器，把該處理器配置成在所述基站範圍內測定遠程站的流動分布，其中所述遠程站使用開環功率控制方案和閉環功率控制方案向所述基站發射多個信號，其中進一步把所述處理器配置成若所述流動分布不合適，則關閉閉環功率控制方案。
16.如權利要求15所述的設備，其特徵在於把所述處理器耦接至處理器可讀存貯元件，後者包含處理器可執行的一組指令，以便測定所述遠程站的流動分布以及關閉所述閉環功率控制方案。
17.一種在無線通信系統內自適應控制傳輸功率電平的設備，其特徵在於包括用於在基站範圍內測定遠程站流動分布的裝置，其中所述遠程站使用開環功率控制方案和閉環功率控制方案向所述基站發射多個信號；以及用於若所述流動分布不合適，則關閉閉環功率控制方案的裝置。
全文摘要
一種通過測定遠程站的速度而自適應控制來自遠程站的傳輸功率電平的方法和設備。可使用遠程站的一般的速度等級有選擇地實施閉環功率控制方案。功率電平參數[k1]用於測定速度[k2]。按照靜速、低速或高速[k3]的分級，有選擇地作閉環功率控制。基站或遠程站可通過各種方法測定速度。一種方法是對功率控制比特和/或平均功率的使用，以測定電平交叉與偏移時間[k4]。
文檔編號G01S11/06GK1437802SQ01811467
公開日2003年8月20日 申請日期2001年6月19日 優先權日2000年6月21日
發明者S·薩卡爾, 周漁君 申請人:高通股份有限公司