专利名称：根据错误功率控制命令的概率来发送反向链路功率控制信号的方法和设备的制作方法
背景技术：
I.发明领域本发明一般涉及移动无线通信系统。本发明尤其涉及码分多址(CDMA)移动无线通信系统，所述系统控制在移动单元和基站之间发送的信息信号的输出发射功率。
II.现有技术的描述在根据TIA/EIA-95标准(IS-95标准)操作的CDMA无线通信系统中，基站在话务信道上把处于800bps处的功率控制流发送到移动站。对功率控制位流使用二进制相移键控(BPSK)调制。经调制的功率控制信号的相位之一表示移动站将增加发射功率。经调制的功率控制信号的另一个相位表示移动站将降低发射功率。基站通过把实际接收到的信号对在基站处的噪声的比值(Ec/Nt)actual相关的测量值(Z)与一个门限值相比较而确定是否要移动站增加或降低它的发射功率，所述门限值相应于所要求信号对在基站处的噪声的比值(Ec/Nt)desired。如果值(Z)小于门限值，则基站发送命令到移动站指令它增加它的发射功率。如果值(Z)大于门限值，则基站发送命令到移动站指令它降低它的发射功率。在都是题为“在CDMA蜂窝电话系统中用于控制发射功率的方法和设备”的美国专利5,056,109和5,265,119以及IS-95标准中更详细地描述这个功率控制系统。在题为“使用卫星或地面中继器的扩频多址通信系统”的美国专利4,901,307进一步详细描述了典型的CDMA系统。在题为“用于双模式宽带扩频蜂窝系统的移动站-基站兼容性标准”(TIA/EIA/IS-95，1993年7月)的TIA/EIA标准中规定了IS-95标准，在此引用作为参考。
如上所述，在符合IS-95标准的CDMA系统中，基站把实际接收到的信号对在基站处的噪声的比值(Ec/Nt)actual相关的测量值(Z)与一个门限值(Ec/Nt)desired相比较以便确定是否要向移动站发送功率上升或功率下降命令。虽然值Z与实际接收到的信噪比(Ec/Nt)actual相关，但是作为在基站处接收到的信号中的随机噪声分量的结果，实际上Z是围绕值(Ec/Nt)actual而随机分布的。这样的结果是，在任何给定时间的Z的测量值很可能与实际接收到的信噪比(Ec/Nt)actual不同。(为了讨论的目的假设所述分布是高斯分布)。不幸地是，如
图1所示，当实际信噪比(Ec/Nt)actual足够接近所要求的信噪比门限值(Ec/Nt)desired时，分布的一部分(在图1中标示为区域“b”)对于Z将处于对于(Ec/Nt)actual值的门限值的相对侧。很明显，当Z处于图1的这个区域“b”时，基站将向移动站发送错误的功率下降命令。功率下降命令将是错误的，因为实际接收的信噪比是在与功率上升命令而不是功率下降命令相关联的门限值(Ec/Nt)desired的一侧。由于在图1中示出的例子中，可以清楚地看到，作为一般规则，当实际接收信噪比(Ec/Nt)actual接近要求信噪比(Ec/Nt)desired时好象从基站来的表示错误值的功率控制命令将会增加。人们不希望有这种错误功率控制命令的发送，因为正在把误导信息发送到移动站(例如，当移动站应该增加它的发射功率时，正在命令移动站降低功率)。此外，如果这种功率控制命令是错误的，在前向链路上分配发射功率以支持这些命令就表示浪费了在CDMA系统中有限的前向链路发射功率。因此，人们希望能使这种错误功率控制信息最小或把它排除。
IS-95标准中以及上述例子中所使用的反向链路功率控制系统所基于的一个事实是，将功率控制位(表示移动站是应当增加还是降低它的发射功率)发送到每一个移动站。特别在基站确定来自特定移动站的实际接收信噪比(Ec/Nt)actual处在要求信噪比(Ec/Nt)desired的范围内致使从基站发送错误功率控制命令的概率明显较大的情况下，可以要求基站能够降低用于把功率控制信息发送到特定移动站的功率，从而节省基站处的发射功率，并使更多发射功率分配给正在发送到其它移动站的信息，或使基站可以支持更多的用户。
与对所揭示的方法和设备的理解相关的，在IS-95中使用的反向链路功率控制系统的另一个方面是，当移动站从基站接收微弱(例如，低信噪比)功率控制命令时的性能。在这种情况下，由于信号微弱，移动站难以确定基站是否把功率上升命令或功率下降命令发送到移动站。在这些情况中，移动站将试图对功率控制命令进行译码，但是由于信号微弱，往往会导致错误的结果。换言之，例如，在试图对微弱功率控制命令进行译码之后，当事实上基站已经把功率下降命令发送到移动站时，移动站将判定基站已经把功率上升命令发送到移动站。作为一般规律，人们可以认为，来自基站的功率控制命令越弱，移动站越可能对功率控制命令作出错误的解释。此外，可以认为，当从基站发送的功率控制命令变得足够弱时，移动站确定来自基站的功率控制命令是功率上升还是功率下降的差错率可以达到50％。
采用下述节省发射功率的经改进的系统，可以理解并克服IS-95的反向链路功率控制系统中的这些问题和缺点。
发明概述下面描述控制把信息信号发送到第二通信站的第一通信站的发射功率的方法和装置。在该实施例中，根据系统对信息信号可能携带错误数据的程度的估计来调节信息信号的发射功率来节省发射信息信号所需要的发射功率。更具体地说，本发明的方法和设备把较多的发射功率分配给认为携带精确的或正确的数据的信息信号，而将较少的发射功率分配给携带错误数据和命令概率较大的信息信号。在这个一般的实施例中，在将信息信号从第一站发送到第二站之前，系统估计信息信号包含错误信息的概率。接着，根据信息信号包含错误信息的概率，使信息信号具有可变增益，其中，信息信号的可变增益随信息信号包含错误信息的概率增加而降低。然后，把经增益调节的信息信号从第一站发送到第二站。
在一个更为特定的实施例中，所揭示的方法和设备控制移动无线通信系统中发送到基站的多个移动无线电单元的发射功率。在该实施例中，所揭示的方法和设备根据系统所估计的功率控制位可能表示的误差值的程度来调节每个功率控制位的发射功率，以节省把功率控制位发送到移动单元所需要的发射功率。尤其是，所揭示的方法和设备把更多的发射功率分配给被认为代表正确功率控制命令的那些功率控制位，而把较少的发射功率分配给被认为代表错误命令概率较大的那些功率控制位。对于系统中的每个移动单元，根据从移动单元发送并在基站处接收到的反向链路信号，在基站处测量信号强度估计值，其中，每个信号强度估计值与移动单元之一相关联。然后，把与每个移动单元相关联的信号强度估计值与一个门限值进行比较，在该较佳实施例中，所述门限值相应于基站处所要求的信噪比。接着，对多个移动单元中的每个移动单元，如果与移动单元相关联的信号强度估计值大于该门限值，则把具有第一值的功率控制位分配给移动单元；相反，如果与移动单元相关联的信号强度估计值小于门限值，则把具有第二值的功率控制位分配给移动单元。然后把可变增益施加到每个功率控制位，所述可变增益是与移动单元相关联的信号强度估计值和门限值之间差的函数。施加到每个功率控制位的可变增益随与移动单元相关联的信号强度估计值和门限值之间的差值的增加而增加。然后，把每个功率控制位发送到移动单元。在本特定实施例中，当移动站具有在预定门限值范围中的相关的信号强度时，可以把零增益(相应于功率控制位擦除)施加到与这种移动单元相关联的功率控制位。
根据本发明，可以使用所揭示的方法和设备从基站同时发送与多个使用扩频调制的移动单元相关联的功率控制位。在该实施例中，提供用于把功率控制信息从基站发送到移动单元的多个功率控制信道，其中，把每个功率控制信道分配给移动单元之一，并使用多个不同正交码之一从基站把功率控制信息发送到移动单元。在一个时间间隔期间同时把每个功率控制位发送到移动单元，致使在多个功率控制信道中的不同功率控制信道上把每个功率控制位发送到移动单元。
根据本发明，所揭示的方法和设备可以和在移动单元处的二进制或三进制系统相组合，用于翻译从基站发送的功率控制信息。在这些实施例中，通过对在与移动站相关联的功率控制信道上的发送进行解调，在移动站处确定接收到的功率控制信号值。在基站处把接收到的功率控制信号值与第二和第三门限值进行比较。如果接收到的功率控制信号值大于第二门限值，则增加在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率，如果接收到的功率控制信号值小于第三门限值，则降低在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率。可以把第二门限值设置成等于或大于第三门限值。在将第二门限值设置成大于第三门限值的实施例中，如果接收到的功率控制信号值小于第二门限值并大于第三门限值，则使在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率保持恒定。
附图简述从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，读者对本发明的特性、目的和优点将更为明了，在所有的附图中，用相同的标记所表示的意义相同。其中图1描绘根据现有技术的系统的操作，所述系统用于确定从CDMA基站发送到移动单元的功率控制位的值图2是示出根据所揭示的方法和设备的较佳实施例的一种方法的流程图，用于在多个使用扩频调制的功率控制信道上确定和同时发送从CDMA基站到移动单元的功率控制位；图3是实施图2中所示方法的系统方框图；图4是示出根据本发明的方法和设备的较佳实施例的一种方法的图，用于选择施加到功率控制信号的增益；图5是根据所本发明的方法和设备的另一个施例的一种方法流程图，用于在多个使用通/断键控和BPSK调制组合的功率控制信道上确定和同时发送从CDMA基站到移动单元的功率控制位；
图6是根据本发明的方法和设备的较佳实施例的流程图，它示出一种系统的操作，用于翻译移动单元处接收到的功率控制信息信号，以便控制移动站的输出发射功率；图7是根据本发明的方法和设备的又一个实施例的流程图，它示出一种系统的操作，用于翻译移动单元处接收到的功率控制信息信号，以便控制移动站的输出发射功率；图8是示出一个典型移动站的元件的方框图，所述典型移动站用于构成本发明方法和设备的功率控制系统；图9示出一个典型移动站的元件的方框图，所述典型移动站用于构成本发明的方法和设备的功率控制系统。
较佳实施例的详述现在参考图2和图3，图中分别示出根据本发明的方法和设备的较佳实施例的方法200和系统300的流程图和方框图，用于在多个使用扩频调制的功率控制信道上确定和同时发送从CDMA基站到移动单元的功率控制位。在步骤110，分配多个功率控制信道(在移动站处或移动交换站处)，用于将功率控制信息从基站发送到正在接受该基站服务的移动站。把每个功率控制信道分配给正在接受基站服务的多个移动站中一个不同的移动站，并使用多个不同的正交码之一将功率控制信息位从基站发送到使用扩频调制的移动单元。
在步骤120，在基站处对每个正在接受基站服务的移动站测量信号强度估计值(例如，上述并示于图1中的(Z)值)。对每个移动单元，根据从移动单元发送的并在基站处接收到的反向链路信号，在基站处测量与移动单元相关联的信号强度估计值。该信号强度估计值最好相应于每码片要求的信号能量(Ec)对每码片不需要的噪声能量(Nt)的比值，把该比值表示为Ec/Nt。在一个较佳实施例中，通过在基站处监测从特定移动站发送的导频信号而对每个特定移动站(MSi，其中，i＝1到接受基站服务的移动站数目)测量信号强度估计值，然后检测与导频信号相关联的信号强度值(Zi)。
在步骤130中，把与每个移动单元相关联的信号强度估计值与一门限值进行比较，在较佳实施例中，该门限值相应于上面联系图1所述的(Ec/Nt)desired值。如下更全面描述的那样，接着用BPSK调制根据每个信号强度估计值对功率控制位进行编码。因此，在步骤140中，如果与特定移动单元相关联的信号强度估计值大于该门限值，则把具有第一值(即，PCi＝180°)的功率控制位分配给该移动单元。在该实施例中，具有第一值(即，PCi＝180°)的功率控制位相应于到移动单元的一个命令，要它在下一个发射时间间隔期间把它的输出发射功率降低预定量，如1dB。如果与特定移动单元相关联的信号强度估计值不大于该门限值，则在步骤150中，把具有第二值(即，PC＝0°)的功率控制位分配给该移动单元。在该实施例中，具有第二值(即，PCi＝0°)的功率控制位相应于对移动单元的一个命令，要它在下一个发射时间间隔期间把它的输出发射功率增加预定量，如1dB。
在步骤106中，根据功率控制位可能表示的误差值的程度来调节每个功率控制位的发射功率的增益。在该步骤中施加的增益调节的作用是把更大的发射功率分配给被认为是表示正确功率控制命令的那些功率控制位，而把较少的发射功率分配给具有表示错误命令的概率较大的那些功率控制位。尤其是，在步骤160中，对每个移动单元确定一个可变增益值(Gi)。可变增益值(Gi)是与移动单元相关联的信号强度估计值(Z)和门限值(Ec/Nt)desired之间的差值的函数，并且可变增益值(Gi)随与移动单元相关联的信号强度估计值和门限值之间的差值增加而增加。因为，如上面联系图1所描述的那样，与移动单元相关联的信号强度估计值(Z)和门限值(Ec/Nt)desired之间的差值表示一个估计值，它估计基站将选择的下一个功率控制命令有怎样的正确度，所以可变增益值(Gi)随基站已经选择错误功率控制命令的可能性的增加而降低。
图4示出在步骤160中选择可变增益值(Gi)以施加到功率控制位的典型方法。在图4所示的例子中，当信号强度估计值(Zi)的量值在门限值(Ec/Nt)desired的预定量(Δ)内时，把第一增益值(α0)施加到功率控制位值(PCi)；当信号强度估计值(Zi)的量值在门限值(Ec/Nt)desired的Δ和2*Δ之间时，把第二增益值(α1)施加到功率控制位值；当信号强度估计值(Zi)的量值在门限值(Ec/Nt)desired的2*Δ和3*Δ之间时，把第三增益值(α2)施加到功率控制位值；当信号强度估计值(Zi)的量值大于远离门限值(Ec/Nt)desired的3*Δ时，把第四增益值(α3)施加到功率控制位值(PCi)。在图4中示出的例子中，第一增益值(α0)小于第二增益值(α1)；第二增益值(α1)小于第三增益值(α2)；第三增益值(α2)小于第四增益值(α3)。在下面更全面描述的一个实施例中，可以把第一增益值(α0)设置在零值处，从而使施加到那里的具有第一增益值(α0)的任一功率控制位都得以擦除。在图4所示函数中的Δ示例值是0.5dB，尽管这个值是由设计选择的，而且可以设置成其它值。熟悉本领域的技术人员会理解，除了图4中示出的函数之外，还可以使用其它函数来确定所本发明的方法和设备所采用的可变增益值。例如，可以使用相似于图4所示的阶梯函数，这时用于确定要施加的增益值的门限值不是均匀的或有对称间隔的。另一方面，可以使用一种增益值是线性的函数，或增益值相对于与移动单元相关联的信号强度估计(Z)和门限值(Ec/Nt)desired之间的差值是指数关系的函数，只要与移动单元相关联的信号强度估计值(Z)和门限值(Ec/Nt)desired之间的差值增加时施加到功率控制位的增益函数也增加就可以了。
在步骤170中，使用沃尔什覆盖单元310把多个不同正交沃尔什码(Wi)中的一个施加到每个功率控制位。把每个沃尔什码(Wi)分配给特定移动单元并使用唯一的正交扩展码，把与特定移动单元相关联的功率控制位从基站发送到与沃尔什码(Wi)相关联的移动单元。在步骤180中，把在步骤160中确定的每个移动单元的可变增益值(Gi)(使用放大器320)施加到沃尔什覆盖的功率控制位。最后，在步骤190中，使用扩频调制对经沃尔什覆盖和经增益调节的功率控制位进行编码，并同时从基站发送到接受该基站服务的移动单元(作为功率控制信号330)。
现在参考图5，图中示出了根据本发明的方法和设备的较佳实施例的一种方法500的操作流程图，用于确定功率控制位和使用扩频调制在多个功率控制信道上从CDMA基站同时发送功率控制位到移动单元。方法500表示上述方法200的一种特殊实施方法。在步骤510中，分配多个功率控制信道(在基站处或移动交换站处)，用于将功率控制信息从基站发送到正在接受该基站服务的移动单元。把每个功率控制信道分配给正在接受该基站服务的多个移动单元中的一个不同的移动单元，并使用不同正交码之一，将功率控制信息位从基站发送到使用扩频调制的移动单元。
在步骤520中，在基站处对每个正在接受基站服务的移动单元测量信号强度估计值(例如，上述并示于图1中的(Z)值)。根据从移动单元发送的并在基站处接收到的反向链路信号，在基站处对每个移动单元测量与移动单元相关联的信号强度估计值。在一个较佳实施例中，通过在基站处检测从特定移动站发送的导频信号而对每个特定基站(MSi，其中，i＝1到接受基站服务的移动站数目)测量信号强度估计值，然后检测与该导频信号相关联的信号强度值(Zi)。在步骤530中，把与每个移动单元相关联的信号强度估计值(Zi)与高门限值进行比较。在一个实施例中，设置在步骤530中使用的高门限值，例如，通过把诸如0.5dB之类的预定量加到(Ec/Nt)desired。在步骤540中，如果与特定移动单元相关联的信号强度估计值大于高门限值，则把具有第一值(即，PCi＝180°)的功率控制位分配给该移动单元。在该实施例中，具有第一值(即，PCi＝180°)的功率控制位相应于命令移动单元应该在它的下一个发送时间间隔期间把它的输出发射功率降低如1dB的预定量。如果与特定移动单元相关联的信号强度估计值(Zi)不大于高门限值，则在步骤550中，把与移动单元相关联的信号强度估计值(Zi)与低门限值进行比较。在一个实施例中，设置在步骤550中使用的低门限值，例如，通过从(Ec/Nt)desired中减去如0.5dB的预定量。在步骤560中，如果与特定移动单元相关联的信号强度估计值(Zi)小于或等于低门限值，则把具有第二值(即，PCi＝0°)的功率控制位分配给该移动单元。在该实施例中，具有第二值(即，PCi＝0°)的功率控制位相应于命令移动单元应该在下一个发送时间间隔期间把它的输出发射功率增加如1dB的预定量。如果与特定移动单元相关联的信号强度估计(Zi)小于高门限值但是大于低门限值，则在步骤570中，使功率控制位擦除与移动单元相关联。如下面更全面描述的那样，当功率控制位擦除与特定移动单元相关联时，当把具有第一和第二值的功率控制位发送到它们相关联的移动站时，将没有功率控制位会被发送到特定的移动站。在步骤580中，对所有接受基站服务的移动单元重复步骤530-570。
在步骤590和592中，对具有第一和第二值(即，PCi＝0°、180°)的功率控制位进行编码，并同时从基站发送到接受使用扩频调制的基站服务的移动单元。如上所述，在该实施例中，提供多个功率控制信道，把功率控制位从基站发送到移动单元。把每个功率控制信道分配给特定移动单元，并使用唯一的正交扩展码，把与特定移动单元相关联的功率控制位从基站发送到移动单元。如果在步骤550中确定，与特定移动单元相关联的信号强度估计值(Zi)小于高门限值但是大于低门限值，则使功率控制位擦除与分配给特定移动单元的功率控制信道相关联。在步骤592中，把每个具有第一和第二值的功率控制位在它的相关联的功率控制信道(使用一种功率控制信号结构如同在图3中的信号330的功率控制信号结构)上在一个时间间隔期间同时发送到移动单元。然而，在具有与其相关联的功率控制位擦除的每个功率控制信道上，在时间间隔期间禁止功率控制位的发送。作为在步骤592中禁止发送所选择的功率控制位(或擦除)的结果，在步骤592中很少有功率控制位从基站发送出去，从而在该步骤中允许基站增加分配给所发送的每个功率控制位的发射功率。在图5的较佳实施例中，最好根据OOK(通-断键控)和BPSK调制的组合在步骤592中还对每个功率控制位进行调制，从而假设三种状态，即，断、0度和180度。使用第二和第三种状态(即，0和180度)把功率上升和功率下降命令传递到移动站，例如，移动站将根据命令使它的输出发射功率升高1dB(如果接收到功率上升命令)或使它的输出发射功率降低1dB(如果接收到功率下降命令)。当已经有功率控制位的擦除时，使用第一种状态(即，断)。在该实施例中，在相应于128个扩频码片的时间间隔期间同时发送在步骤592中发送的功率控制位。
现在参考图6，图中示出系统600的流程图，所述系统600用于翻译在移动单元处接收到的功率控制信息信号，以便控制移动站的输出发射功率。在所揭示的方法和设备的一种实施例中，可以把上述用于从基站发送功率控制位的系统200(或500)与在每个移动单元处的二进制系统200相组合，用于翻译从基站发送的功率控制信息信号。在该系统的步骤610和620中，通过对在与移动站相关联的功率控制信道上的发送进行解调，在移动站处确定所接收的功率控制信号值。如上所述，在使用扩频调制用于同时把每个功率控制位发送到移动站的时候，每个移动单元使用与移动单元相关联的正交扩展码(Wi)对与移动单元相关联的功率控制信道(和功率控制位)进行解调，以到达发送到移动站的信号的所接收的功率控制信号值处。所接收的功率控制信号值将是从基站发送到移动站的功率控制位的信号强度和分配给所发送的功率控制位的值(例如，0度或180度)两者的函数。在步骤630，将接受的功率控制信号值与移动站处的门限值进行比较。可以把从基站发送的功率控制位设置成0度或180度时，最好把在步骤630中使用的门限值设置成零值。如果所接收的功率控制信号值大于门限值，则在步骤640中，在下一个发射时间间隔期间增加在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率(例如，增加1dB)；如果所接收的功率控制位值小于该门限值，则在步骤650中，在下一个发射时间间隔期间，降低在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率(例如，降低1dB)。
由于在上文背景部分中所讨论的原因，当把发射功率控制系统200(或500)与在移动站处的二进制功率控制翻译系统600相组合时，在基站处降低分配给那些功率控制位(这些功率控制位携带错误功率控制命令的概率较大)的功率不会明显地影响闭环功率控制系统的性能。虽然移动站在确定在移动站处接收到较弱的发射功率控制命令的所发送值时经常会出错，但是这些差错对系统性能不会有负面影响，因为把这些弱信号所传递的信息本身就被看作是有差错的。在这些情况下，当移动站试图对弱发射功率控制命令进行解码时，移动站本质上正在进行“随机”判定，认为该判定统计地等效于所得到的另外结果，如果从基站以满功率发送功率控制命令(所述功率控制命令传递具有高差错概率的信息)，并在移动站处正确地进行解码。
现在参考图7，图中示出根据所揭示的方法和设备的仍是又一个实施例的系统700的流程图，所述系统700用于翻译在移动单元处接收到的功率控制信息信号，以便控制移动站的输出发射功率。在该实施例中，可以把上述用于从基站发送功率控制位的系统200(或500)与在每个移动单元处的三重系统700相组合，用于翻译从基站发送的功率控制信息信号。在该系统的步骤710和720中，通过对在与移动站相关联的功率控制信道上的发送进行解调，在移动站处确定所接收的功率控制信号值。基本上根据上述步骤610和620执行该系统的步骤710和720。在步骤730和740中，把所接收功率控制信号值与在移动站处的高和低门限值进行比较。如果所接收功率控制信号值大于高门限值，则在步骤740中，在下一个发射时间间隔期间增加在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率(例如，增加1dB)；如果所接收功率控制位值小于低门限值，则在步骤750中，在下一个发射时间间隔期间降低在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率(例如，降低1dB)。在步骤770中，如果所接收功率控制位值小于高门限值和大于低门限值，则在下一个发射时间间隔期间使在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率保持恒定。
在使用上述OOK和BPSK调制的组合以从基站到移动单元发送功率控制信息处，最好，把在系统700中使用的高和低门限值以一种方式设置成能最佳地区别从基站发送的功率控制位的三种可能状态(即，断、0度和180度)中的每种状态。在一个特殊的较佳实施例中，通过确定从零电平加和减预定量(例如，0.5dB)来设置高和低门限值。熟悉本技术领域的人员会理解，在系统700中的高和低门限值使用的值是设计选择的要素，例如，可以进行选择以致正确地判明在基站处形成的功率控制位擦除的期望数。
熟悉本技术领域的人员会理解，通过使在系统700中的高和低门限值彼此相等，可以使系统700的功能实际上和系统600的功能相同。在所揭示的方法和设备的又一个实施例中，可以使系统700从一个初始状态进行操作，在该初始状态中，初始地设置在步骤730和750中使用的高和低门限值两者使之等于相同值(例如，零值)，此后，以对称的方式使高和低门限值逐渐离开这个值，以便允许移动单元开始从具有较大发射功率的功率控制信号中区别弱功率控制发送信号，并在基站处进行擦除。
现在参考图8，在图中是示出示例移动站800的元件的方框图，所述示例移动站800用于实施所揭示的方法和设备的反向链路功率控制系统。移动站包括天线830，通过双工器832把它耦合到模拟接收机834和发射功率放大器836。天线830和双工器832是标准设计，并允许通过单个天线同时接收和发射。天线830收集从一个或多个基站发送到移动站的信号，并通过双工器832把信号提供给模拟接收机834。接收机834还配备有模数转换器(未示出)。接收机834接收来自双工器832的RF信号，对信号进行放大和下变频，并把数字输出信号提供给接收机840、842和搜索接收机844。可以理解，虽然在图8的实施例中只示出两个数字数据接收机，但是低性能移动站可能只有单个数字数据接收机，而较高性能单元会有两个或多个数字数据接收机以允许分集接收。把接收机840和842的输出提供给分集和组合器电路838，它对从接收机840和842接收到的两个数据流进行时间调节，把两个流相加，并对结果进行解码。在题为“在CDMA蜂窝电话系统的通信中提供软越区切换的方法和设备”的美国专利第5,101,501号中描述有关数字数据接收机840、842、搜索接收机844以及分集组合器电路848的操作的细节，该专利已转让给本发明的受让人，并在此引用作为参考。
从解码器848把输出信号提供给控制处理器846。控制处理器846根据该输出信号确定如上所述从基站提供给移动站的功率控制信号值。控制处理器846根据所揭示的方法和设备(如上面联系图6和7所述，最好，在控制处理器846的软件上实施)使用所接收功率控制信号值，以便确定移动站应使它的功率上升、功率下降或保持它的输出发射功率。根据这个确定，控制处理器846把信号发送到发射功率控制器838，例如，命令控制器838通过加或减1dB来增加或降低发射放大器836的输出功率电平。
现在参考图8，在图中是示出示例基站900的元件的方框图，所述示例基站900用于实施所揭示的方法和设备的反向链路功率控制系统。在基站处，利用两个接收机系统，每个接收机系统具有用于分集接收的分立天线和模拟接收机。在每个接收机系统中，相同地处理信号，直到信号进行分集组合过程。在虚线中的元件相当于在基站和移动站之间通信所相应的元件。仍参考图9，第一接收机系统由天线960、模拟接收机962、搜索接收机964和数字数据接收机966和968构成。第二接收机系统包括天线970、模拟接收机972、搜索接收机974和数字数据接收机976。使用小区-现场控制处理器978进行信号处理和控制。最好，在软件中使用控制处理器978、发射调制器584和发射功率控制器985实施在图2后中示出的方法。把两个接收机系统都耦合到分集组合器和解码器电路980。使用数字链路982在控制处理器978的控制下传递信号从和到基站控制器或数据路由器。
把在天线960上接收到的信号提供给模拟接收机962，在那里以联系移动站模拟接收机所描述的相似过程使信号放大、频率变换和数字化。把从模拟接收机962的输出提供给数字数据接收机966和968以及搜索接收机964。第二接收机系统(即，模拟接收机972、搜索接收机974和数字数据接收机976)以与第一接收机系统相似的方式处理接收到的信号。把数字数据接收机966、976的输出提供给根据解码算法处理信号的分集组合器和解码器电路980。在题为“在CDMA蜂窝电话系统的通信中提供软越区切换的方法和设备”的美国专利第5,101,501号中描述有关第一和第二接收机系统和分集组合器和解码器电路980的操作的详细说明，已在上面引用作为参考。在处理器978的控制下把发送到移动单元的信号提供给发射调制器984。发射调制器984调制用于发送到打算接收的移动站。尤其，发射调制器984的输出信号将包括属于所揭示的方法和设备的主题的功率控制信息位。
提供较佳实施例的上述描述，以使熟悉本领域技术的人员可以制造或使用本发明。虽然已经联系在移动无线通信系统中从基站到移动站发送功率控制命令而描述本发明，但是本发明的原理可以应用于其它范围和应用。因此，在存在信息信号实际上正在传递错误信息的概率的各种情况中，可以使用本发明的原理来降低任何类型的信息信号的发射功率。熟悉本领域技术的人员将不费力地明了这些实施例的各种修改，可以把这里所定义的一般原理应用到其它的实施例而不需要用发明创造。因此，不打算把本发明限于这里所示出的方法和设备，而是和下面规定的权利要求相符合的最宽广的范围相一致。
权利要求
1.一种控制发射功率的方法，所述发射功率是分配给通信系统中的第一区站发送的信息信号的，所述方法包括下列步骤(A)在从第一区站发送信息信号之前估计信息信号包含错误信息的概率；(B)根据信息信号包含错误信息的概率把可变增益施加到信息信号，其中，当信息信号包含错误信息的概率增加时，施加到信息信号的可变增益降低；以及(C)在步骤(B)之后，从第一区站发送信息信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(B)还包括从一组候选增益值中选择可变增益值，所述一组候选可变增益值包括至少两个不同的非零候选可变增益值。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述一组候选可变增益值包括相应于信息信号擦除的零增益值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一区站是在具有多个移动单元的移动无线通信系统中的基站，而信息信号是从基站发送的功率控制位，用于控制移动单元的反向链路发射功率。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，估计概率的步骤还包括下列步骤(A)根据从相关联的移动单元发送的并在基站处接收到的反向链路信号，在所述基站处测量至少一个与每个移动单元相关联的信号强度估计值，并把与每个移动单元相关联的信号强度估计值与一门限值进行比较；并且其中的施加可变增益的步骤还包括下列步骤(B)对于多个移动单元中的每个移动单元(i)把具有第一值的功率控制位分配给所述移动单元，并且如果与所述移动单元相关联的信号强度估计值大于所述门限值，则把可变增益施加到功率控制位；以及(ii)把具有第二值的功率控制位分配给所述移动单元，并且如果与所述移动单元相关联的信号强度估计值小于所述门限值，则把可变增益施加到功率控制位；(iii)其中，在步骤(i)和(ii)中施加到每个功率控制位的可变增益是与移动单元相关联的信号强度估计值和门限值之间的差值的函数，其中，当与移动单元相关联的信号强度估计和所述门限值之间的差值增加时，在步骤(i)和(ii)中施加到功率控制位的可变增益增加；并且(C)其中，发送信息信号的步骤还包括把每个功率控制位发送到所述移动单元。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，当与移动单元相关联的信号强度估计值和门限值之间的差值小于第一正量时，在步骤(i)和(ii)中施加到每个功率控制位的可变增益相应于第一增益值；而当与移动单元相关联的信号强度估计值和门限值之间的差值大于第一正量时，在步骤(i)和(ii)中施加到每个功率控制位的可变增益相应于第二增益值。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，第一增益值相当于擦除，而第二增益值相当于正增益。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，当与移动单元相关联的信号强度估计值和门限值之间的差值大于第一正量但小于第二正量并且其中的第二正量大于第一正量时，在步骤(i)和(ii)中施加到每个功率控制位的可变增益相应于第三增益值。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，它还包括下列步骤提供把功率控制信息从基站发送到移动单元的多个功率控制信道，把每个功率控制信道分配给多个移动单元中的一个移动单元，并在步骤(C)中使用多个不同正交码中的一个正交码把功率控制位从基站发送到移动单元。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(C)包括在一个时间间隔期间同时把每个功率控制位发送到移动单元，其中，在多个功率控制信道中的不同的一个功率控制信道上把每个功率控制位发送到移动单元。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在第一功率控制信道上从所述基站发送所述功率控制位的所述第一值表示指令第一移动单元增加在反向链路上从第一移动单元发送到基站的信号的发射功率；在第二功率控制信道上从所述基站发送所述功率控制位的所述第二值表示指令第二移动单元降低在反向链路上从第二移动单元发送到基站的信号的发射功率。
12.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在接连着的时隙期间对多个移动单元中的每一个重复执行步骤(A)-(C)。
13.如权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(A)还包括根据从移动单元发送并在基站处接收到的导频信号，在基站处对每个移动单元测量信号强度估计值，其中，每个信号强度估计值与移动单元之一相关联。
14.如权利要求5所述的方法，其特征在于，它还包括下列步骤(A)通过对在与移动站相关联的功率控制信道上的发送进行解调而在移动站处确定所接收的功率控制信号值；(B)把所接收的功率控制信号值与在移动站处的第二和第三门限值进行比较；(C)如果所接收的功率控制位值大于第二门限值，则增加在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率；以及(D)如果所接收的功率控制位值小于第三门限值，则降低在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，第二门限值等于第三门限值。
16.如权利要求14所述的方法，其特征在于，第二门限值大于第三门限值。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，它还包括下列步骤(A)如果所接收的功率控制信号值小于第二门限值并大于第三门限值，则使在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率保持恒定。
18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第一区站是在具有多个移动单元的移动无线通信系统中的基站，第二区站是多个移动单元中的一个移动单元，并且步骤(A)还包括下列步骤(A)根据从移动单元发送并在基站处接收到的反向链路信号，在基站处对每个移动单元测量信号强度估计值，其中，每个信号强度估计值与移动单元之一相关联，并把与每个移动单元相关联的信号强度估计值和高门限值和低门限值进行比较；步骤(B)还包括下列步骤(B)对于在多个移动单元中的每个移动单元(i)如果与移动单元相关联的信号强度估计值大于高门限值，则把具有第一值的功率控制位分配给移动单元；以及(ii)如果与移动单元相关联的信号强度估计值小于低门限值，则把具有第二值的功率控制位分配给移动单元；以及(iii)如果与移动单元相关联的信号强度估计值小于高门限值但大于低门限值，则使功率控制位擦除与移动单元相关联；并且步骤(C)还包括下列步骤(C)把具有第一和第二值的每个功率控制位发送到移动单元，其中，对于每个具有与其相关联的功率控制位擦除的移动单元，禁止功率控制位的发送。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括下列步骤提供把功率控制信息从基站发送到移动单元的多个功率控制信道，把每个功率控制信道分配给多个移动单元中的一个移动单元，并使用多个不同正交码中的一个正交码把功率控制信息从基站发送到移动单元，其中，步骤(B)(iii)包括下列步骤(iii)如果与移动单元相关联的信号强度估计值小于高门限值但大于低门限值，则使功率控制位擦除与分配给移动单元的功率控制信道相关联。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，步骤(C)还包括在一个时间间隔期间同时把具有第一和第二值的每个功率控制位发送到移动单元，其中，在多个功率控制信道中的不同的一个功率控制信道上把具有第一值或第二值的每个功率控制位发送到移动单元，其中，对于每个具有与其相关联的功率控制位擦除的功率控制信道，在一个时间间隔期间内禁止功率控制位的发送。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，在第一功率控制信道上从所述基站发送所述功率控制位的所述第一值表示指令第一移动单元增加在反向链路上从第一移动单元发送到基站的信号的发射功率；在第二功率控制信道上从所述基站发送所述功率控制位的所述第二值表示指令第二移动单元降低在反向链路上从第二移动单元发送到基站的信号的发射功率。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，在接连着的时隙期间对多个移动单元中的每一个重复执行步骤(A)-(C)。
23.如权利要求18所述的方法，其特征在于，步骤(A)包含(A)根据从移动单元发送并在基站处接收到的导频信号，在基站处对每个移动单元测量信号强度估计值，其中，每个信号强度估计与移动单元之一相关联。
24.如权利要求18所述的方法，其特征在于，在步骤(C)中发送的功率控制位是使用BPSK调制发送的。
25.如权利要求18所述的方法，其特征在于，它还包括下列步骤将高门限值设置在所要求的信号强度值以上，将低门限值设置在所要求的信号强度值以下。
26.如权利要求25所述的方法，其特征在于，将高门限值设置成高于所要求信号强度值以上k dB，并将低门限值设置成低于所要求信号强度值以下k dB。
27.如权利要求20所述的方法，其特征在于，它还包括下列步骤(A)通过对在与移动站相关联的功率控制信道上的发送进行解调而确定移动站处所接收的功率控制信号值；(B)把所接收的功率控制信号值与在移动站处的第三和第四门限值进行比较；(C)如果所接收的功率控制位值大于第三门限值，则增加在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率；以及(D)如果所接收的功率控制位值小于第四门限值，则降低在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率。
28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，第三门限值等于第四门限值。
29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，第三门限值大于第四门限值。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，它还包括下列步骤(A)如果所接收的功率控制位值小于第三门限值并大于第四门限值，则使在反向链路上从移动单元发送到基站的信号的发射功率保持恒定。
31.在具有把信息信号发送到第二区站的第一区站的通信系统中的一种用于控制在第一区站处分配给信息信号的发射功率的设备，所述设备包含(A)控制器，在从第一区站把信息信号发送到第二区站之前，所述控制器估计信息信号包含错误信息的概率；(B)放大器，它根据信息信号包含错误信息的概率，把可变增益施加到信息信号，其中，当信息信号包含错误信息的概率增加时，施加到信息信号的可变增益降低；(C)发射机，它把信息信号从第一区站发送到第二区站。
32.如权利要求31所述的设备，其特征在于，控制器从一组候选可变增益值中选择一个可变增益值，所述一组候选可变增益值包括至少两个非零候选可变增益值。
33.如权利要求32所述的设备，其特征在于，所述一组候选可变增益值包括零增益值，所述零增益值相应于信息信号的擦除。
34.如权利要求31所述的设备，其特征在于，第一区站是在具有多个移动单元的移动无线通信系统中的基站，第二区站是多个移动单元中的一个移动单元，而信息信号是从基站发送的功率控制位，用于控制移动单元的反向链路发射功率。
35.如权利要求34所述的设备，其特征在于，控制器根据从移动单元发送并在基站处接收到的反向链路信号对移动单元中的每一个移动单元计算信号强度估计值，其中，每个信号强度估计值与移动单元之一相关联；控制器把与每个移动单元相关联的信号强度估计值和一个门限值进行比较；并且，对于在多个移动单元中的每个移动单元，如果与移动单元相关联的信号强度估计值大于所述门限值，则控制器把具有第一值的功率控制位分配给移动单元，如果与移动单元相关联的信号强度估计值小于所述门限值，则控制器把具有第二值的功率控制位分配给移动单元；其中，放大器把可变增益施加到每个功率控制位，通过放大器施加到每个功率控制位的可变增益是与移动单元相关联的信号强度估计值和门限值之间的差值的函数，致使当与移动单元相关联的信号强度估计值和门限值之间的差值增加时，通过放大器施加到每个功率控制位的可变增益增加；并且其中，发射机把每个功率控制位发送到移动单元。
36.如权利要求35所述的设备，其特征在于，发射机在多个功率控制信道上发送功率控制位，把每个功率控制信道分配给多个移动单元中的一个移动单元，并使用多个不同正交码中的一个正交码把功率控制信息从基站发送到移动单元。
37.如权利要求36所述的设备，其特征在于，在一个时间间隔期间，发射机同时把每个功率控制位发送到移动单元，致使在多个功率控制信道中的不同的一个功率控制信道上把每个功率控制位发送到移动单元。
38.在具有把信息信号发送到第二区站的第一区站的通信系统中的一种用于控制在第一区站处分配给信息信号的发射功率的设备，所述设备包含(A)用于在从第一区站把信息信号发送到第二区站之前，估计信息信号包含错误信息的概率的装置；(B)用于根据信息信号包含错误信息的概率而把可变增益施加到信息信号的装置，其中，当信息信号包含错误信息的概率增加时，施加到信息信号的可变增益降低；(C)用于把信息信号从第一区站发送到第二区站的装置。
39.如权利要求38所述的设备，其特征在于，用于估计的装置从一组候选可变增益值中选择一个可变增益值，所述一组候选可变增益值组包括至少两个非零候选可变增益值。
40.如权利要求39所述的设备，其特征在于，所述一组候选可变增益值组包括零增益值，所述零增益值相应于信息信号的擦除。
41.如权利要求38所述的设备，其特征在于，第一区站是在具有多个移动单元的移动无线通信系统中的基站，第二区站是多个移动单元中的一个移动单元，而信息信号是从基站发送的功率控制位，用于控制移动单元的反向链路发射功率。
42.如权利要求41所述的设备，其特征在于，用于估计的装置包括测量装置，用于根据从移动单元发送并在基站处接收到的反向链路信号对每一个移动单元测量信号强度估计值，其中，每个信号强度估计值与一个移动单元中相关联；以及比较装置，用于把与每个移动单元相关联的信号强度估计值和门限值进行比较；所述设备还包括一种分配装置，用于将具有第一值的功率控制位分配给具有大于所述门限值的相关信号强度估计值的每一移动单元的装置；以及一种分配装置，用于将具有第二值的功率控制位分配给具有小于所述门限值的相关信号强度估计值的每一移动单元的装置；其中，通过施加装置施加到每个功率控制位的可变增益是与移动单元相关联的信号强度估计值和门限值之间的差值的函数，其中，当与移动单元相关联的信号强度估计值和门限值之间的差值增加时，施加到每个功率控制位的可变增益增加；并且其中，用于发送的装置把每个功率控制位发送到移动单元。
43.如权利要求42所述的设备，其特征在于，用于发送的装置在多个功率控制信道上发送功率控制位，把每个功率控制信道分配给多个移动单元中的一个移动单元，并使用多个不同正交码之一把功率控制信息从基站发送到移动单元。
44.如权利要求43所述的设备，其特征在于，用于发送的装置在一个时间间隔期间同时把每个功率控制位发送到移动单元，致使在多个功率控制信道中的不同的一个功率控制信道上把每个功率控制位发送到移动单元。
全文摘要
一种方法和设备，用于在移动无线电话系统中控制多个移动无线单元(800)发送到的基站(900)的发射功率。根据从移动单元(800)发送并在基站(900)处接收到的反向链路信号，在基站处测量系统中每个移动单元(800)的信号强度估计值，其中，每个信号强度估计值与移动单元(800)中的一个移动单元相关联。把与每个移动单元相关联的信号强度估计值和一个门限值进行比较。接着，对于在多个移动单元(800)中的每个移动单元(800)，如果与移动单元(800)相关联的信号强度估计值大于门限值，则把具有第一值的功率控制位分配给移动单元(800)，反之，如果与移动单元(800)相关联的信号强度估计值小于门限值，则把具有第二值的功率控制位分配给移动单元(800)。然后，把一个可变增益施加到每个功率控制位，所述可变增益是与移动单元(800)相关联的信号强度估计值和门限值之间的差值的函数。当与移动单元(800)相关联的信号强度估计值和门限值之间的差值降低时施加到每个功率控制位的可变增益增加。然后，把每个可调节增益的功率控制位发送到移动单元(800)。
文档编号H04B7/26GK1555611SQ99815806
公开日2004年12月15日 申请日期1999年11月23日 优先权日1998年11月23日
发明者P·J·布莱克, P J 布莱克, E·A·S·埃斯泰夫斯, S 埃斯泰夫斯 申请人:高通股份有限公司