Изобретение касается систем цифровой связи, в частности способа и устройства для регулировки мощности передатчика в системах, предназначенных как для минимизации помех между одновременно работающими передатчиками, так и для максимального повышения качества отдельных передач.
В системе сотовой телефонной или персональной связи (PCS) большое число "мобильных станций" сообщается между собой через станции ячеек или "базовые станции". Передаваемый сигнал испытывает замирание, вызванное многолучевым распространением, по мере того, как мобильная станция перемещается относительно объектов окружающей среды, отражающих данный сигнал. Регулировка мощности передатчика мобильной станции с целью преодоления замирания, вызванного многолучевым распространением, описана в патенте США 5056109 на изобретение "Способ и устройство для регулировки мощности передатчика в мобильной сотовой телефонной системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов", выданном 8.10.1991.
Если мобильная станция передает чрезмерно мощный сигнал, она будет создавать помехи для сигналов, передаваемых другими мобильными станциями. Если мобильная станция передает недостаточно мощный сигнал, базовая станция не сможет восстановить передаваемую информацию из принятого сигнала. В упомянутом выше патенте базовая станция измеряет мощность сигнала, принятого с мобильной станции, и передает команды регулировки мощности на мобильную станцию по отдельному каналу. Эти команды инструктируют мобильную станцию увеличить или уменьшить мощность передачи для того, чтобы поддерживать среднюю мощность принимаемого сигнала на заданном уровне. Базовая станция должна периодически регулировать мощность передачи мобильной станции, чтобы поддерживать приемлемое равновесие между помехами и качеством сигнала по мере перемещения мобильной станции.
Процессор базовой станции может контролировать коэффициент ошибок в принимаемом сигнале, чтобы выбрать оптимальный уровень мощности, при котором сохраняется средний принимаемый сигнал. Процессор базовой станции выявляет ошибки, как описано в совместно рассматриваемой заявке США "Способ и устройство для определения скорости передачи данных в связном приемнике". В упомянутых выше патенте и заявке США описан вариант сотовой телефонной системы многостанционного доступа с кодовым разделением каналов, в которой мобильная станция передает "циклы", содержащие "символы", представляющие оцифрованные речевые или другие данные. Более детально этот вариант сотовой телефонной системы многостанционного доступа с кодовым разделением каналов описан в патенте США 5103549 на изобретение "Система и способ для формирования формы сигналов в сотой телефонной системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов", выданном 17.4.92.
Мобильная станция кодирует циклы с одной из четырех скоростей, скорость выбирается в зависимости о нужд абонента. Максимальная скорость, которая в основном предпочтительна для качественной передачи речевых сигналов или быстрой передачи данных, именуется как "полная скорость". Скорости, составляющие половину, четверть и восьмую часть полной скорости, именуются как "1/2 скорости", "1/4 скорости" и "1/8 скорости" соответственно. Каждый символ цикла, кодируемый с 1/2 скорости, 1/4 скорости и 1/8 скорости, повторяется два, четыре и восемь раз соответственно для заполнения цикла. Затем цикл передается на базовую станцию с постоянной скоростью независимо от скорости, с которой кодируются символы.
Базовая станция не имеет упреждающего извещения о скорости передачи данных, при которой кодируется принимаемый цикл, и эта скорость может отличаться от скорости предыдущего принятого цикла. Базовая станция декодирует каждый принимаемый цикл с каждой из четырех скоростей и вырабатывает ряд метрик ошибок, соответствующих каждой скорости. Метрики ошибок являются показателем качества принимаемого цикла и могут содержать результат контроля циклическим избыточным кодом (CRC), метрику качества Ямамото и результат сравнения с повторно кодированным символом. Формирование и использование метрик ошибок хорошо известно в данной области, причем детальное описание метрики качества Ямамото дается в статье "Алгоритм декодирования Витерби для сверточных кодов с запросом на повторение" Hirosuke Yamamoto et al. IEEE Transactions on Information Theory, том IT-26, N5, сентябрь 1980. Набор метрик ошибок для декодирования каждого цикла при каждой скорости таким образом содержит один или более результатов контроля циклическим избыточным кодом, метрику качества Ямамото и результат сравнения с повторно кодированным символом. Процессор базовой станции анализирует набор метрик ошибок, используя новый алгоритм принятия решения, и определяют наиболее вероятную скорость, с которой был кодирован принятый цикл. Затем базовая станция использует решение о скорости, чтобы выбрать соответствующие декодированные данные из множества декодированной скорости передачи данных для восстановления информации передаваемого цикла.
Процессор базовой станции также вырабатывает индикацию "разрушение данных", если качество данных цикла слишком низкое, чтобы процессор мог определить скорость. Аналогично процессор вырабатывает индикацию "вероятно полная скорость", если в данных имеются битовые ошибки, но скорость является вероятно полной скоростью. Если имеет место разрушение, базовая станция может просто отбросить данный цикл или может заменить его интерполированными данными.
Было бы желательно контролировать коэффициент ошибок принимаемых циклов и периодически регулировать уровень мощности передачи для поддержания этого коэффициента на приемлемом уровне. Эти проблемы и недостатки явно ощущаются в данной области и решаются с помощью предлагаемого изобретения, как это описано ниже.
Настоящее изобретение включает способ и устройство для регулировки уровня мощности удаленного передатчика с целью обеспечения по существу постоянного коэффициента ошибок в принимаемых данных. Изобретение может быть использовано в базовой станции сотовой телефонной системы для создания возможности одновременной передачи с минимальными помехами с максимального числа мобильных станций за счет усовершенствования регулировки мощности сигнала, передаваемого каждой мобильной станцией.
В сотовой телефонной системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов, описанной в упомянутом выше патенте США, мобильная станция передает сигнал, содержащий циклы оцифрованных речевых данных или другой информации, на базовую станцию на исходном уровне мощности или заданном значении. Как описывается в упомянутой, совместно рассматриваемой заявке, информация кодируется в циклах с полной скоростью, 1/2 скорости, 1/4 скорости или 1/8 скорости. Базовая станция принимает сигнал и декодирует каждый цикл с каждой из этих скоростей. Вырабатывается соответствующая группа метрик ошибок для каждой скорости, которая обеспечивает показатель качества принимаемой информации, если цикл декодируется с данной скоростью. Затем процессор базовой станции анализирует эту группу метрик ошибок, используя алгоритм принятия решения, и либо выдает индикацию наиболее вероятной скорости, с которой данная информация была закодирована, либо выдает индикацию "разрушения данных", т.е. индикацию, что данная скорость не может быть определена с требуемой достоверностью.
В данном изобретении процессор базовой станции подсчитывает число последовательных циклов, кодированных с такой скоростью, как полная скорость, и число циклов, являющихся разрушениями. Счет установленного числа последовательных индикаций полной скорости, т.е. без вмешательства индикации меньше полной скорости, индикации разрушения данных или индикации вероятно полной скорости, свидетельствует о качественной передаче с полной скоростью и называется "режим полной скорости". Если процессор обнаруживает режим полной скорости и затем обнаруживает дополнительный цикл с полной скоростью, он должен уменьшить мощность сигнала до уровня, при котором небольшое, но допустимое число индикаций разрушения данных или вероятно полной скорости имеет место между циклами с полной скоростью. Например, одна индикация ошибки на 100 циклов с полной скоростью, если каждый цикл содержит 567 символов и передается со скоростью 28800 символов в сек, неразличима на слух при передаче обычной речи.
Счет установленного числа последовательных индикаций разрушения данных, т. е. без вмешательства индикаций другой скорости, свидетельствует о низком качестве передачи и называется "режимом разрушения данных". Если процессор обнаруживает режим разрушения данных, он должен увеличить мощность сигнала. Возросшая мощность сигнала может преодолеть замирание, вызванное многолучевым распространением, уменьшив таким образом коэффициент разрушения данных.
Установленное число последовательных индикаций 1/2 скорости, 1/4 скорости или 1/8 скорости называется "режимом переменной скорости". Для дальнейшего усовершенствования мощности передатчика процессор может, находясь в режиме переменной скорости, также снизить мощность сигнала, если он обнаруживает индикацию 1/2 скорости, 1/4 скорости или 1/8 скорости. Кроме того, находясь в режиме переменной скорости, процессор может увеличить мощность сигнала, если он обнаружит индикацию разрешения данных.
Хотя данное изобретение может быть использовано для регулировки уровня мощности передач, содержащих данные любого типа, оно оптимально подходит для передач, состоящих из речевой информации. В системах связи, таких как сотовая телефонная система, описанная в вышеупомянутых заявке и патенте США, передачи речевых сообщений кодируются с переменной скоростью, причем скорость зависит от сложности речи. Однако непрерывная речь в основном кодируется с полной скоростью. Речевой сигнал, возникающий после периода относительного бездействия, может кодироваться при более низких скоростях с переходом на полную скорость по мере усложнения речи. Таким образом, алгоритм ожидает обнаружение режимов переменной скорости, чередующихся с режимами полной скорости в те периоды, когда говорящий делает паузы между словами или звуками. Следовательно, процессор может также повышать мощность сигнала, если он обнаруживает индикацию разрушения данных или индикацию вероятно полной скорости после режима полной скорости. Инкремент, на который процессор увеличивает мощность после обнаружения индикации разрушения информации или индикации вероятно полной скорости после режима полной скорости, не обязательно должен быть равен инкременту, на который процессор увеличивает мощность режима разрушения данных.
Все вышесказанное, а также другие признаки и преимущества предлагаемого изобретения станут более понятными из следующих описаний, формулы изобретения и прилагаемых чертежей.
Признаки, цели и преимущества настоящего изобретения станут более наглядными из следующего подробного описания в совокупности с чертежами, содержащими одинаковые обозначения.
На фиг.1 изображена блок-схема, показывающая данное изобретение в приемнике базовой станции сотовой телефонной системы; на фиг.2 - обобщенная последовательность этапов варианта алгоритма регулировки заданного значения уровня мощности; на фиг.3 - 5 - детальная блок-схема варианта алгоритма регулировки заданного значения уровня мощности для определенной конфигурации решения о скорости.
В системе сотовой связи с многостанционным доступом с кодовым разделением каналов, в которой номинальная мощность абонентской системы является функцией мощности системы в целом, любое уменьшение мощности мобильной станции способствует повышению номинальной мощности системы. Данное изобретение предлагает способ и систему для точного и динамического регулирования мощности передатчика мобильной станции как функции линии связи. За счет динамического регулирования мощности передатчика мобильной станции можно достичь большей номинальной мощности системы.
Как показано на фиг.1, данное изобретение используется в приемнике базовой станции сотовой телефонной системы многостанционного доступа с кодовым разделением каналов. Этот передатчик описан в упомянутом выше патенте США и поэтому здесь описывается кратко. Мобильная станция (не показана) передает сигнал связи, обычно сигнал многостанционного доступа с кодовым разделением каналов с растянутым диапазоном частот, например 1,25 мГц, на одной полосе частот на радиоприемник базовой станции (не показан).
Для более ясного представления о настоящем изобретении предлагается краткое описание кодирования данных на мобильной станции для их передачи. В примерном варианте абонентские данные, передаваемые с разными скоростями, кодируются и форматируются для передачи в циклах данных продолжительностью, как правило, 20 мс. Абонентские данные вместе с дополнительными данными цикла предпочтительно закодированы с прямым исправлением ошибок. Фактические скорости передачи данных в данном примере составляет 9,6 кбит/с (полная скорость), 4,8 кбит/с (1/2 скорости), 2,4 кбит/с (1/4 скорости) и 1,2 кбит/с (1/2 скорости). Следует отметить, что постоянная скорость передачи символов в циклах является предпочтительной, но не обязательной.
В данном примере используется разверточное кодирование с коэффициентом 1/3, чтобы получить три символа на каждый разряд абонентских данных или дополнительный разряд цикла. Для цикла с полной скоростью, соответствующей скорости передачи данных 9,6 кбит/с, кодируется в сумме 192 разряда абонентских данных и дополнительных данных цикла, образуя 576 символов на цикл. Для цикла с 1/2 скорости, соответствующей скорости передачи данных 4,8 кбит/с, кодируется в сумме 96 разрядов абонентских данных и дополнительных данных цикла, образуя 288 символов на цикл. Аналогично, для циклов с 1/4 и 1/8 скорости, соответствующих скоростям передачи данных 2,4 и 1,2 кбит/с, кодируется в сумме 48 и 24 разряда абонентских данных и дополнительных данных цикла, образуя 144 и 72 символа на цикл соответственно. Следует отметить, что группы символов преобразуются в соответствующую ортогональную функциональную последовательность или код группы ортогональных функциональных кодов в соответствии с величиной данной группы символов. В данном варианте 6 символов для двоичной величины используются для выбора одной из 64 функциональных последовательностей Уолша, каждая длиной 64 элемента. Более подробно эта схема модуляция описана в упомянутом выше патенте США 5103459.
На базовой станции сигнал принимается антенной 100 и перелагается на радиоприемник 102 для преобразования с понижением частоты и фильтрации. Аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 104 принимает аналоговый сигнал расширенного спектра от радиоприемника 102 и преобразует его в цифровой сигнал. Коррелятор 106 псевдофлуктуационного шума (PN) принимает цифровой сигнал и код PN от генератора PN 108. Коррелятор PN 106 осуществляет процесс корреляции и вырабатывает выходной сигнал на цифровой процессор для быстрого преобразования Хадамарда или фильтр 110.
В предпочтительном варианте генератор PN 108 для многоканального радиоприемника с разнесением вырабатывает множество одинаковых кодов PN со смещением синхронизации в зависимости от конкретного канала сигнала. Коррелятор PN 108 коррелирует каждый из кодов PN с сигналом соответствующего канала, вырабатывая соответствующие данные ортогональных функциональных символов. Фильтр 110 преобразует данные ортогональных функциональных символов в данные символов мягкого решения для каждого многоканального сигнала. Данные многоканальных символов затем объединяются и передаются как данные символов мягкого решения для декодирования декодером абонентских данных 112.
Фильтр 110, как часть процесса преобразования, определяет величину энергии из каждого ортогонального функционального символа каждого многоканального сигнала. Принимая во внимание тот факт, что каждый ортогональный функциональный символ преобразуется в группу символов, данных, величины энергии с разных каналов объединяются, чтобы получить соответствующую величину энергии символа. Фильтр 110, кроме обеспечения декодера 112 данными мягкого решения, также передает величину энергии символа на схему усреднителя мощности 114.
Декодер 112, обычно являющийся декодером Витерби, принимает выходные данные символа мягкого решения из фильтра и вырабатывает абонентские данные и метрики ошибок декодера, которые передаются на процессор определения скорости 116. Процессор 116 может передавать абонентские данные на цифроаналоговый преобразователь или другие выходные схемы (не показано). Декодер 112 более детально описан в совместно рассматриваемой заявке США и только кратко описан здесь.
После приема на базовой станции декодер 112 декодирует каждый цикл с каждой возможной скоростью и вырабатывает соответствующую группу-набор метрик ошибок, характеризующих качество символов, декодированных с каждой скоростью. Метрики ошибок для декодирования с каждой скоростью включают, например, результат ошибок в символах, основанный на повторном кодировании декодированных разрядов с целью получения повторно кодированных символов, которые сравниваются с принятыми символами и метрикой качества Ямамото. Кроме того, для циклов с полной скоростью и 1/2 скорости производится контроль циклическим избыточным кодом на разрядах для контроля циклическим избыточным кодом в дополнительных разрядах цикла.
После того, как декодер 112 декодировал каждый цикл, процессор 116 выполняет алгоритм определения скорости, описанный в упомянутой заявке США, чтобы определить наиболее вероятную скорость, с которой был закодирован данный цикл. Этот алгоритм использует метрики ошибок, обеспеченные декодером 112, для оценки или принятия решения о скорости, с которой был передан данный цикл данных. После того, как процессор 116 определит скорость для цикла данных, эти данные интерпретируются управляющими разрядами, включенными в каждый цикл, как управляющие или абонентские данные, с выводом абонентских данных для дальнейшего использования. По метрикам ошибок процессор 116 определяет, содержит ли принятый цикл данных данные, которые передавались с полной скоростью, 1/2 скорости, 1/4 скорости или 1/8 скорости, и вырабатывает соответствующую индикацию скорости. Эта индикация скорости передается на внешний процессор регулировки мощности системы 118, функции которого более подробно описаны ниже.
Если метрики ошибок, переданные декодером 112, сообщают процессору 116, что принятый цикл был разрушен выше уровня, при котором возможно исправление с помощью методики исправления ошибок, используемой в декодере 112, процессор 116 не принимает решения о скорости передачи данных для этого цикла. Процессор 116 в этом случае не использует и не вырабатывает выходные данные для этого цикла, считая этот цикл циклом разрушения данных. Для цикла разрушения данных процессор 116 формирует и передает на процессор 118 индикацию разрушения, свидетельствующую, что невозможно определить скорость, с которой был кодирован данный цикл.
Если метрики ошибок, сформированные декодером 112, указывают процессору 116, что принятый цикл является разрушенным циклом с полной скоростью, который был откорректирован декодером 112. Обычно в таком случае метрики указывают только, что имеется ошибка в контроле избыточным кодом. Из этой информации процессор 116 определяет, что вероятнее всего скорость передачи данных в данном цикле является полной скоростью и идентифицирует этот цикл как цикл с вероятно полной скоростью. Процессор 116 использует или выдает эти данные, как если бы это были данные, переданные с полной скоростью, при условии, что они могут содержать ошибки. Для цикла с вероятно полной скоростью процессор 116 вырабатывает индикацию вероятно полной скорости и передает ее на процессор 118.
Решения о скорости и обнаруженные ошибки в циклах могут быть использованы как показатель уровня мощности, при котором мобильной станции нужно передавать сигналы, чтобы сохранять качественную связь. В тех случаях, когда ряд циклов принят со скоростью или скоростями, при которых имеет место мало ошибочных циклов, можно уменьшить мощность передатчика мобильной станции. Такое уменьшение мощности передатчика может продолжаться до тех пор, пока скорость появления ошибок не возрастает до уровня, при котором может пострадать качество линии связи. Аналогично, мощность может быть увеличена, если ошибки отрицательно сказались на качестве линии связи.
После приема индикаций скорости от процессора 116 процессор 118 выполняет новый алгоритм для регулировки заданного значения уровня мощности. Это заданное значение используется, как это описано со ссылкой на фиг. 1, при выработке команд по мощности, регулирующих мощность передатчика мобильной станции.
Как упоминалось ранее, фильтр 110 передает масштабированное значение энергии символа на усреднитель мощности 114. Усреднитель мощности 114 суммирует или усредняет величины масштабированной энергии символа с интервалом в 1,25 мс, т.е. в соответствии с группой шести символов Уолша или 36 символами данных, и передает сигнал принятого уровня мощности на компаратор 120.
Процессор 118, содержащий соответствующие внутренние счетчики, ЗУ программ и ЗУ данных, вычисляет под программным управлением сигнал заданного значения уровня мощности, как будет описано ниже, и передает его на компаратор 120. Процессор 118 может быть размещен либо на базовой станции, через которую мобильная станция устанавливает связь, либо на удаленном пункте, таком как подвижная коммутационная телефонная станция (не показана). В той ситуации, когда мобильная станция осуществляет связь через множество базовых станций с регулировкой мощности, осуществляемой через это множество базовых станций, с контрольного пункта, наиболее удобно разместить процессор 118 на подвижной коммутационной телефонной станции. В тех ситуациях, когда процессоры 116 и 118 расположены вместе, функции этих процессоров могут быть объединены в одном процессоре.
Компаратор 120 сравнивает сигнал принятого уровня мощности с сигналом заданного значения уровня мощности и выдает сигнал отклонения, характеризующий отклонение принятой мощности от заданного значения уровня мощности, установленного процессором 118. Генератор команд увеличить/уменьшить модность 122 принимает сигнал отклонения и вырабатывает либо команду увеличить мощность, либо команду уменьшить мощность, которую базовая станция передает на мобильную станцию (не показана). Если сигнал от схемы усреднителя мощности 114 падает ниже порогового уровня, установленного сигналом заданного значения уровня мощности, сигнал отклонения, выработанный компаратором, приводит к выработке команды увеличить мощность. И аналогично, если сигнал от схемы усреднителя мощности превышает сигнал заданного значения уровня мощности, вырабатывается команда уменьшить мощность. Эти команды по мощности передаются на передатчик 124, где они вводятся в данные, передаваемые на мобильную станцию. Расширенный спектр передатчика модулирует и передает модулированные данные через антенну 100 на мобильную станцию. Передатчик 124 типично передает сигнал многостанционного доступа с кодовым разделением каналов на другой полосе частот, нежели передача мобильной станции, но в том же растянутом диапазоне частот, например 1,25 мГц.
На фиг. 2 изображена обобщенная схема последовательности этапов алгоритма, используемого для динамического регулирования заданного значения уровня мощности, и, следовательно, для непрямого изменения мощности передатчика мобильной станции. Реализация алгоритма направлена на осуществление уменьшения или увеличения мощности передатчика мобильной станции, как функции качества линии связи с учетом данных скорости разных циклов. При такой реализации для изменения заданного значения уровня мощности используется конфигурация решений о скорости. Хотя примерный вариант изобретения описан для использования решения о скорости как индикатора конфигураций, тем не менее могут быть использованы и другие параметры.
На фиг. 2 для рассмотрения предложена группа из одного или нескольких решений о скорости цикла (этап 150). Эта группа может состоять из набора решений о скорости цикла, расположенных последовательно или в каком-либо другом порядке, и/или может зависеть от скорости цикла. Группа решений о скорости анализируется, чтобы определить, совпадает ли данная конфигурация с установленной конфигурацией решения о скорости P1 (этап 152). Если обнаружено совпадение конфигурации, производится изменение заданного значения уровня мощности (этап 154). Это измерение может быть реализовано в виде увеличения или уменьшения заданного значения уровня мощности на некоторый инкремент. Увеличение или уменьшение заданного значения уровня мощности в конечном итоге приводит к соответствующему увеличению или уменьшению мощности передатчика мобильной станции. В тех случаях, когда совпадание конфигурации решения о скорости свидетельствует об удовлетворительной связи, заданное значение уровня мощности увеличивается, приводя к выработке команд: уменьшить мощность и, в конечном итоге, к уменьшению мощности передатчика мобильной станции. Аналогично, в тех случаях, когда совпадание конфигурации решения о скорости свидетельствует о низком качестве линии связи, заданное значение уровня мощности увеличивается, приводя к выработке команд: увеличить мощность и, в конечном итоге, к увеличению мощности передатчика мобильной станции.
Если совпадение конфигурации происходит с изменением заданного значения (этапы 152 и 154), решение о скорости корректируется (этап 156) и процесс повторяется. Более подробно аспект коррекции в данном изобретении обсуждается ниже.
Если в результате операции 152 определения конфигурации не обнаружено совпадание конфигурации, процесс может продолжаться по нескольким вариантам. Согласно одному варианту можно изменить заданное значение уровня мощности (этап 158), откорректировать решение о скорости (этап 156) и повторить процесс. Предпочтительно, чтобы изменения на этапе 158 отличились от изменений на этапе 154 (увеличение к уменьшению и наоборот), если обнаружено совпадание конфигурации. Следует также отметить, что любое изменение заданного значения, обсуждаемое здесь, может также быть установлено на то, чтобы не вносить изменения в этом заданное значение.
В предпочтительном варианте, если этап определения конфигурации 152 не дает совпадения конфигурации, осуществляется как минимум один дополнительный этап определения конфигурации. Например, анализируется группа решений о скорости, чтобы определить, соответствует ли их конфигурация другой установленной конфигурации решения о скорости P2 (этап 160). Если обнаружено соответствие конфигурации, производится изменение заданного значения уровня мощности (этап 162). Это изменение может быть в форме увеличения или уменьшения заданного значения уровня мощности на некоторой инкремент или же заданное значение оставляется неизменным. Такое увеличение или уменьшение заданного значения уровня мощности в конечном итоге приводит к соответствующему увеличению или уменьшению мощности передатчика мобильной станции. Как и на этапе 152, где не обнаружено совпадание конфигурации, если на этапе 160 нет совпадения конфигурации, заданное значение может быть изменено или оставлено неизменным на этапе 164.
В том случае, если на этапе 160 не обнаружено совпадения конфигурации, можно произвести дополнительные определения совпадения конфигурации и изменения заданного значения. Если ни при одном из этих определений совпадения конфигурации не обнаружено совпадения, производится заключительное или энное определение совпадения конфигурации. Данная группа решений о скорости анализируется, чтобы определить, совпадает ли их конфигурация с еще одной установленной конфигурацией решения о скорости PN (этап 166). Если обнаружено совпадение конфигурации, производится изменение заданного значения уровня мощности (этап 168). Это изменение может иметь форму увеличения или уменьшения заданного значения уровня мощности на некоторый инкремент или же заданное значение оставляется неизменным. Такое увеличение или уменьшение заданного значения уровня мощности, в конечном итоге, приводит к увеличению или уменьшению мощности передатчика мобильной станции. Как и на этапах 152 или 160, где не обнаружено совпадение конфигурации, если на этапе 166 нет совпадения конфигурации, заданное значение может быть изменено или оставлено неизменным (этап 170).
Этапы процесса, изображенного на фиг. 2, повторяются со скорректированной группой решений о скорости при корректировке, производимой на этапе 156. Эта скорректированная группа может представлять собой предыдущую группу с добавлением решения о скорости нового цикла и удалением решения о скорости самого старого цикла, с использованием известных методов сохранения. Альтернативно, эта группа может представлять собой любой желаемый набор решений о скорости.
Следует отметить, что выбранная конфигурация типично определяет, необходимо ли увеличение или уменьшение заданного значения уровня мощности. Инкременты увеличения или уменьшения заданного значения уровня мощности могут иметь разный размер для разных согласований конфигурации, но они также могут быть и одинакового размера. Кроме того, конфигурация P1, также как и конфигурации P2 - PN, может состоять из группы конфигураций, чтобы облегчить изменения в связи с данной конфигурацией. Также изменение заданного значения, такое как на этапе 154, может быть различным, в зависимости от конфигурации данной группы конфигураций, которая совпадает на этапе определения конфигурации. Надо также отметить, что заданное значение может изменяться на нулевой инкремент, при котором оно остается фактически неизменным.
Использование разных определений совпадения конфигурации обеспечивает более высокую гибкость регулировки уровня мощности передатчика мобильной станции в зависимости от качества линии связи. В тех случаях, когда качество линии выше требуемого для поддержания надежной связи, мощность передачи может быть уменьшена до минимума, необходимого для поддержания нормальной связи. Аналогично, в тех случаях, когда качество линии ниже необходимого для поддержания надежной связи, мощность передачи может быть повышена до уровня, необходимого для поддержания надежной связи.
На фиг. 3 - 5 представлен детальный пример использования конфигурации решения о скорости для управления регулировкой мощности передатчика мобильной станции. На фиг. 3, если данный цикл является первым циклом передачи, процессор 118 (фиг. 1) инициализирует переменные на этапе 200. Процессор 118 устанавливает "заданное значение", представляющее сигнал заданного значения уровня мощности, на исходную величину "исходное заданное значение". Процессор 118 изменяет сигнал заданного значения уровня мощности и, в конечном итоге, уровень мощности мобильной станции, если он изменяет переменную "заданное значение".
Процессор 118 содержит счетчики "счета полной скорости" и "счета разрушения данных", представляющие число последовательных индикаций полной скорости и число индикаций разрушения данных соответственно. Это счетчики устанавливаются на нуль на этапе 200. Режим полной скорости состоит из трех последовательных индикаций полной скорости, режим разрушения данных состоит из одной индикации разрушения данных и режим переменной скорости состоит из одной индикации 1/2 скорости, одной индикации 1/4 скорости или одной индикации 1/8 скорости. Процессор 118 устанавливает логические переменные "режима полной скорости", "режима разрушения данных" и "режима переменной скорости", которые характеризуют состояние процесса, на значение "ложь" на этапе 200. Установка этих переменных на значение "ложь" свидетельствует об исходном состоянии процесса.
На этапе 202 процессор 118 ждет, пока процессор 116 сформирует решение о скорости. На этапе 204 процессор 118 переходит к этапу 206, если "режим полной скорости" имеет значение "истина", и к этапу 208 (фиг. 4), если он имеет значение "ложь".
На этапе 206 процессор 118 переходит к этапу 210, если решение о скорости является индикацией полной скорости, и к этапу 212, если оно не является индикацией полной скорости. На этапе 210 процессор 118 уменьшает "заданное значение" на величину, равную величине "дельта-уменьшения полной скорости". На этапе 212 процессор 118 переходит к этапу 214, если решение о скорости является индикацией 1/2 скорости, 1/4 скорости или 1/8 скорости, и к этапу 216, если решение о скорости является индикацией разрушения данных или индикацией вероятно полной скорости.
На этапе 214 процессор 118 устанавливает "режим полной скорости" на значение "ложь", "режим переменной скорости" на значение "истина", а "счет полной скорости" и "счет разрушения данных" на нуль. На этапе 216 процессор 118 увеличивает "заданное значение" на величину, равную значению "дельта-увеличения полной скорости". После выполнения операций 210, 214 или 216 процессор 118 возвращается к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости.
На этапе 208 процессор 118 переходит к этапу 218, если "режим переменной скорости" имеет значение "истина", и к этапу 220, если он имеет значение "ложь". Переход к этапу 220 от этапа 208 производится по умолчанию, если индикация переменной "режима разрушения данных" имеет значение "истина". На этапе 218 процессор 118 переходит к этапу 222, если решение о скорости является индикацией полной скорости, и к этапу 228, если оно не является индикацией полной скорости. На этапе 222 процессор 118 приращивает "счет полной скорости" и переходит к этапу 224. На этапе 224 процессор 118 переходит к этапу 226, если "счет полной скорости" больше трех, и к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости, если "счет полной скорости" меньше или равен трем. На этапе 226 процессор 118 устанавливает "режим полной скорости" на значение "истина", а "режим переменной скорости" на значение "ложь" и затем переходит к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости.
На этапе 228 процессор 118 переходит к этапу 230, если решение о скорости является индикацией 1/2 скорости, индикацией 1/4 скорости, индикацией 1/8 скорости или индикацией вероятно полной скорости, и к этапу 232, если решение о скорости является индикацией разрушения данных. На этапе 230 процессор 118 устанавливает "счет полной скорости" и "счет разрушения данных" на нуль и переходит к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости. На этапе 230 "заданное значение" может быть также уменьшено на величину, равную значению "дельта-уменьшения переменной скорости" для достижения более точного регулирования заданного значения уровня мощности. На этапе 232 процессор 118 приращивает "счет разрушения данных", устанавливает "режим разрушения данных" на значение "истина", а "режим переменной скорости" на значение "ложь" и переходит к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости. Кроме того, для достижения более точной регулировки заданного значения уровня мощности "заданное значение" может быть увеличено на величину, равную "дельта-увеличению заданного значения переменной скорости" на этапе 232. Затем процессор 118 переходит к этапу 202 для ожидания нового решения о скорости.
Переход к этапу 220 от этапа 208 происходит, если "режим переменной скорости" установлен на значение "ложь", а "режим разрушения данных" установлен на значение "истина" на этапе 232. Хотя состояние "режим разрушения данных" прямо не используется на этапе решения для входа в этап 212, оно используется в данном примере для идентификации состояния, в котором находится процесс. На этапе 212 процессор 118 переходит к этапу 234, если решение относительно скорости является индикацией полной скорости, и к этапу 236, если это не индикация полной скорости. На этапе 234 процессор 118 приращивает "счет полной скорости", устанавливает "режим переменной скорости" на значение "истина", "режим разрушения данных" на значение "ложь", "счет разрушения данных" на нуль, а затем переходит к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости. На этапе 236 процессор 118 переходит к этапу 238, если решение о скорости является индикацией 1/2 скорости, индикацией 1/4 скорости, индикацией 1/8 скорости или индикацией вероятно полной скорости, и к этапу 240, если решение о скорости является индикацией разрушения данных.
На этапе 238 процессор 118 устанавливает "режим переменной скорости" на значение "истина", "режим разрушения данных" на значение "ложь", а "счет полной скорости" и "счет разрушения данных" на нуль, а затем переходит к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости. На этапе 240 процессор 118 приращивает "счет разрушения данных" и переходит к этапу 242.
На этапе 242 процессор 118 переходит к этапу 244, если "счет разрушения данных" менее пяти. На этапе 244 "заданное значение" увеличивается на величину, равную величине "дельта-увеличения переменной скорости" и возвращается к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости. Регулировка "заданного значения" на этапе 244 обеспечивает усовершенствованное управление заданным значением уровня мощности после того, как поступило несколько циклов разрушения данных.
Однако, если имеют место дополнительные последовательные циклы разрушения данных, желательно увеличить заданное значение на большую величину, чтобы попытаться исключить появление следующих циклов разрушения данных. На этапе 242 процессор 118 переходит к этапу 246, если "счет разрушения данных" выше или равен пяти. На этапе 246 процессор 118 увеличивает "заданное значение" на величину, равную величине "дельта-увеличения разрушения данных", и возвращается к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости. В примерном варианте величина "дельта-увеличения разрушения данных" выше величины "дельта-увеличения переменной скорости".
Согласно варианту настоящего изобретения регулировка "заданного значения" на этапе 244 может быть опущена. Если "счет разрушения данных" меньше величины счета на этапе 242, тогда не производится никакой регулировки "заданного значения". Поскольку для режима циклов разрушения данных обеспечивается меньший контроль над заданным значением уровня мощности, желательно уменьшить величину счета, чтобы производить более раннюю регулировку на этапе 246. Например, эту величину можно уменьшить до двух или трех.
В примере реализации алгоритма регулировки мощности процессор 118 инициирует переменные на этапе 200 и ждет на этапе 202. Базовая стадия принимает первый цикл передачи и формирует метрики ошибок. Усреднитель мощности 114 измеряет мощность символов через интервалы времени 1,25 мс и корректирует свой выходной сигнал каждые 1,25 мс, пока детектор 112 декодирует цикл. Процессор 116 формирует решение о скорости в ответ на метрики ошибок. После того, как процессор 116 выдает решение о скорости, процессор 118 переходит через этапы 204 и 208 к этапу 218, поскольку этот алгоритм инициализируется в режиме переменной скорости.
Циклы при передаче речи обычно колеблются между полной скоростью и другими скоростями, причем непрерывная речь кодируется при полной скорости. Если, например, процессор 116 выдает индикацию 1/8 скорости в ответ на первый цикл, процессор 118 переходит от этапа 218 к этапу 228, а затем к этапу 230. Поскольку данный цикл не является ни циклом разрушения данных, ни циклом полной скорости, процессор 118 устанавливает "счет полной скорости" и "счет разрушения данных" на нуль. Процессор 118 возвращается к этапу 202 для ожидания решения о скорости, соответствующее второму циклу.
Если, например, процессор 116 выдает инициацию 1/4 скорости в ответ на второй цикл, процессор 118 переходит к другим этапам таким же образом, как в предыдущем цикле. Аналогично, если процессор 116 выдает индикацию 1/2 скорости в ответ на третий цикл, процессор 118 вновь также переходит к другим этапам. Если процессор 116 выдает индикацию 1/8 скорости, 1/4 скорости или 1/2 скорости в ответ на принятые циклы, процессор 118 не изменяет уровень мощности.
Если процессор 116 выдает индикацию полной скорости в ответ на четвертый цикл, процессор 118 переходит через этапы 208 и 218 к этапу 222, так как индикация полной скорости следует за режимом переменной скорости. На этапе 222 процессор 118 приращивает "счет полной скорости", который теперь будет равен единице, и переходит к этапу 224. На этапе 224 процессор 118 возвращается к этапу 202, поскольку не было отсчитано три индикации полной скорости.
Если процессор 116 выдает индикацию полной скорости в ответ на пятый цикл, процессор 118 приращивает "счет полной скорости", как было описано в связи с четвертым циклом. Если шестой цикл также будет циклом полной скорости, вновь через этапы 204, 208, 218 и 222 процессор 118 приращивает "счет полной скорости". Поскольку теперь отсчитано три индикации полной скорости, на этапе 224 процессор 118 переходит к этапу 226 и устанавливает "режим полной скорости" на значение "истина" и "режим переменной скорости" на значение "ложь". Затем процессор 118 возвращается к этапу 202.
Если процессор 116 выдает индикацию полной скорости в ответ на седьмой цикл, процессор 118 переходит через этапы 204 и 206 к этапу 210, так как индикация полной скорости следует за режимом полной скорости. На этапе 210 процессор 118 уменьшает величину "заданного значения". Затем процессор 118 возвращается к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости.
Компаратор 120 сравнивает принятый сигнал уровня мощности, который корректируется каждые 1,25 мс, с сигналом заданного значения уровня мощности, сформированным в соответствии с измененной величиной "заданного значения" и вырабатывает сигнал отклонения. Если принятый сигнал уровня мощности не изменился или остается выше сигнала заданного значения уровня мощности, компаратор 120 вырабатывает сигнал отклонения, на который генератор команд 122 отвечает выдачей команды уменьшить мощность. Базовая станция передает эту команду на мобильную станцию, которая уменьшает мощность передаваемого ею сигнала, чтобы уменьшить сигнал отклонения.
Если процессор 116 выдает индикацию разрушения данных или вероятно полной скорости в ответ на восьмой цикл, процессор 118 переходит к этапу 216 через этапы 204, 206, 212, так как разрушение данных следует за циклом полной скорости. На этапе 216 процессор 118 увеличивает "заданное значение". Процессор 118 возвращается к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости.
Компаратор 120 вновь сравнивает принятый сигнал уровня мощности с сигналом заданного значения уровня мощности, сформированным в соответствии с величиной "заданного значения", и вырабатывает сигнал отклонения. Если принятый сигнал уровня мощности не изменился или ниже сигнала заданного значения уровня мощности, компаратор 120 вырабатывает сигнал отклонения, на который генератор команд 122 отвечает выдачей команды увеличить мощность. Базовая станция вновь передает эту команду на мобильную станцию, которая регулирует мощность передаваемого ею сигнала, чтобы уменьшить сигнал отклонения.
Когда процессор 118 находится в состоянии режима полной скорости, т.е. "режим полной скорости" установлен на значения "истина", и процессор 116 выдает индикации полной скорости, индикации разрушения данных или индикации вероятно полной скорости, процессор 118 остается в состоянии режима полной скорости и регулирует уровень мощности, как описано выше, чтобы оптимизировать мощность сигнала, передаваемого мобильной станцией.
Если процессор 116 выдает индикацию 1/2 скорости в девятом цикле, процессор 118 переходит через этапы 204, 206 и 212 к этапу 214, в котором "режим полной скорости" устанавливается на значение "истина", а "режим полной скорости" устанавливается на значение "ложь". Затем процессор 118 возвращается к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости. Если процессор 116 затем выдаст индикацию разрушения данных в ответ на десятый цикл, процессор 118 переходит через этапы 204, 208, 218 и 228 к этапу 232. Процессор 118 на этапе 232 приращивает "счет разрушения данных", который теперь будет равен единице, и устанавливает "режим разрушения данных" на значение "истина", "режим переменой скорости" на значение "ложь" и факультативно увеличивает "заданное значение". Затем процессор 118 переходит к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости.
Если процессор 116 выдает индикацию разрушения данных в ответ на одиннадцатый цикл, процессор 118 переключается через этапы 204, 208, 220 и 236 и на этап 240, на этапе 240 приращивает "счет разрушения данных" и затем переходит к этапу 242. На этапе 242 процессор 118 переходит к этапу 244. На этапе 244 процессор 118 увеличивает величину "заданного значения". Процессор 118 возвращается к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости.
Если процессор 116 выдает индикацию разрушения данных для двенадцатого и тринадцатого циклов, этапы, описанные выше, в связи с одиннадцатым циклом, повторяются. Однако, если в четырнадцатом цикле процессор 116 выдаст индикацию разрушения данных, процессор 118 переключается через этапы 204, 208, 220 и 236 к этапу 242. На этапе 242, поскольку "счет разрушения данных" равен пяти, процессор 118 переходит к этапу 246. на этапе 246 увеличивается величина "заданного значения". Затем процессор 118 возвращается к этапу 202 для ожидания следующего решения о скорости.
Хотя описанный выше пример обработки не содержит конкретного описания каждого этапа, представленного на фиг. 3 - 5, можно легче представить по этим чертежам другие варианты обработки. Процессор 118 продолжает выполнять алгоритм управления мощностью, проиллюстрированный на фиг. 3 - 5, до тех пор, пока он не возвратится в исходное состояние на этап 200.
Таким образом, этот алгоритм инициализируется в состоянии режима переменной скорости. От алгоритма не требуется загружать заданное значение уровня мощности во время состояния режима полной скорости. Однако, для достижения большего контроля над заданным значением мощности эта регулировка производится. Алгоритм использует состояние режима переменной скорости для входа либо в состояние режима полной скорости, если он обнаруживает три индикации полной скорости, либо в режим разрушения данных, если он обнаруживает одну индикацию разрушения данных.
После входа в состояние режима полной скорости алгоритм увеличивает заданное значение уровня мощности, если он обнаруживает индикацию разрушения данных или индикацию вероятно полной скорости, что приводит к выработке команды повысить мощность, которая передается на мобильную станцию. Находясь в состоянии режима полной скорости, алгоритм уменьшает заданное значение уровня мощности, если он обнаруживает индикацию полной скорости. Если, находясь в состоянии режима полной скорости, алгоритм обнаруживает индикацию 1/2 скорости, 1/4 скорости или 1/8 скорости, вводится состояние режима переменной скорости.
После ввода состояния режима разрушения данных из состояния режима переменной скорости алгоритм увеличивает заданное значение уровня мощности, если он обнаруживает разрушение данных. Если, находясь в состоянии режима разрушения данных, алгоритм обнаруживает индикацию 1/2 скорости, 1/2 скорости или 1/8 скорости, производится переход на состояние режима переменной скорости.
В этом примерном варианте изобретения относительные размеры инкрементов изменения "заданного значения" таковы. Для увеличения размера изменения заданного значения величина "дельта-увеличения полной скорости" является максимальной относительной величиной, за которой следует величина "дельта-увеличение разрушения данных", а затем величина "дельта-увеличение переменной скорости". Для уменьшения размера изменения "заданного значения" максимальной относительной величиной является величина "дельта-уменьшения полной скорости". В целом, размеры уменьшения заданных значений меньше размеров увеличения заданных значений.
Следует понимать, что возможны различные модификации приведенной в качестве примера схемы на фиг. 3 - 5, которые не выходят за рамки объема настоящего изобретения. Например, поскольку в варианте, где циклы и с полной скоростью, и с 1/2 скорости включают контроль циклическим избыточным кодом (CRC), схемы на фиг. 3 - 5 не требуют изменения. С другой стороны, поскольку циклы и с полной скоростью, и с 1/2 скорости имеют CRC, циклы с 1/2 скорости можно рассматривать как циклы с полной скоростью для целей изменения "заданного значения".
Несмотря на то, что данное изобретение описано в контексте системы сотовой связи с многостанционным доступом с кодовым распределением каналов, оно в равной степени применимо и для других схем связи и носителей, в которых цифровые данные передаются в форме циклов. Следовательно, настоящее изобретение не ограничено схемой связи или средней системой сотовой связи. Например, оно может быть использовано в таких системах, как сотовая телефонная связь, персональная служба связи (PCS), беспроводная локальная сеть и учрежденческая связь (PBX). Использование в приемнике определенных конфигураций разных скоростей циклов и определения циклов с ошибками для разных конфигураций обеспечивает гибкую схему регулировки мощности передачи для обеспечения качественной связи для циклов данных, передаваемых при разных скоростях цикла. Кроме того, хотя данное изобретение и обсуждалось со ссылкой на отсутствие информации о скорости передачи циклов, оно применимо и в тех системах, где передается информация о скорости. В таких случаях качество сигнала может использоваться для того, чтобы помочь в определении данных о скорости для определенных условий, таких как циклы разрушения данных или вероятно полной скорости.
Предложенное описание предпочтительных вариантов позволит любому специалисту в данной области осуществить или использовать изобретение. Различные модификации этих вариантов будут очевидны для специалистов, а общие принципы, изложенные здесь, могут быть применены в других вариантах без приложения творческих усилий. Следовательно, данное изобретение не ограничивается предоставленными вариантами, и должно толковаться в самом широком объеме в соответствии с раскрытыми принципами и новыми признаками.
Изобретение относится к системам цифровой связи. В системе связи с использованием методов прямой последовательной модуляции с расширением спектра удаленные станции создают помехи связи из-за использования одного и того же спектра частот. Для увеличения номинальной мощности системы уровень мощности передатчиков удаленных станций регулируется локальной станцией. Локальная станция формирует заданное значение и сравнивает его с силой сигнала удаленной станции, измеренной на локальной станции. Результат такого сравнения используется для формирования команд регулировки уровня мощности, которые передаются на удаленную станцию. Удаленная станция в ответ на команды регулировки уровня мощности увеличивает или уменьшает мощность своего передатчика. В системах с расширением спектра, в которых данные кодируются при переменных скоростях передачи данных, локальная станция определяет скорость, при которой принимаемые данные кодировались передающей удаленной станцией. Данные декодируются при каждой возможной скорости, и формируются метрики ошибок, характеризующие качество данных, декодированных при каждой скорости. Для оценки метрик ошибок и принятия решения о скорости, с которой передавались данные, используется алгоритм решения о скорости. Для изменения заданного значения используется согласование конфигураций решений о скорости, чтобы точно регулировать мощность передачи удаленной станции, как функцию качества принимаемых данных. 3 с. и 19 з.п.ф-лы, 5 ил.
| US, патент, 5056109, H 04 L 27/30, 1991. |
