无线话音与数据通信系统中的自适应功率控制方法与设备的制作方法

专利名称：无线话音与数据通信系统中的自适应功率控制方法与设备的制作方法
背景I.发明领域本发明涉及无线话音与数据通信系统。本发明尤其涉及自适应控制数据传输的功率电平的新颖和改进的方法与设备。
II.相关技术的说明无线通信领域有许多应用，例如包括无绳电话、寻呼、无线本地环路、个人数字助理(PDA)、因特网电话以及卫星通信系统。一种特别重要的应用就是移动用户的蜂窝电话系统。(如这里所使用的，术语“蜂窝”系统包括蜂窝与个人通信服务(PCS)两种频率)。对这类蜂窝电话系统已开发了各种广播接口，包括例如频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)与码分多址(CDMA)。已建立了各种与之有关的国家与国际标准，包括例如先进移动电话服务(AMPS)、全球移动系统(GSM)与暂行标准95(IS-95)。尤其是电信行业协会(TIA)和其它著名的标准团体都颁布了IS-95及其派生的IS-95A、IS-95B、ANSI J-STD-008(常统称为IS-95)和推荐的高数据率数据系统等。
按IS-95标准配置的蜂窝电话系统，使用CDMA信号处理技术，以提供高效而稳健的蜂窝电话服务。美国专利号5,103,459和4,901,307中描述了基本上按IS-95标准配置的示例性蜂窝电话系统，这些专利已转让给本发明受让人，并通过引用包括于此。在CDMA系统中，广播功率控制是关键。美国专利号5,056,109描述了一种CDMA系统中示例性的功率控制方法，该专利已转让给本发明受让人，并通过引用包括于此。
使用CDMA广播接口的主要好处是可以在相同的射频(RF)带上传导通信。例如，特定的蜂窝电话系统中的各远程用户单元(如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、连接至蜂窝电话的膝上型计算机、免提汽车配套件等)，可在相同的1.25MHz RF频谱上发射反向链路信号而与同一基站通信。同样地，这样的系统中的各基站可通过在另一1.25MHz RF频谱上发射前向链路信号而与远程单元通信。在同一RF频谱上发射信号有各种好处，包括例如蜂窝电话系统的频率复用中的提高，以及在两个或多个基站之间实施软切换的能力。提高的频率复用，允许在给定量的频谱上实施更多次呼叫。软切换是将远程单元从两个或多个基站的覆盖区转换的稳健方法，涉及到与两个基站同时接口。相反，硬切换涉及在与第2基站建立接口之前，先要终止与第1基站的接口。美国专利号5,267,261中描述了执行软切换的示例性方法，该专利已转让给本发明受让人，并通过引用包括于此。
在常规蜂窝电话系统中，公共交换电话网(PSTN)(一般为电话公司)与移动交换中心(MSC)通过标准化的E1和/或T1电话线(下称E1/T1线)与一个或多个基站控制器(BSC)通信。BSC通过包含E1/T1线的回程与基站收发机子系统(BTS)(也称为基站或区站)以及彼此相互通信。BTS通过空中发送的RF信号与远程单元通信。
为了提供增加的容量，最近国际电信联盟要求提交在无线通信信道上提供高速数据与高质量语音服务的建议方法。这类提案描述了所谓的“第3代”或“3G”系统。TIA公布了一种示例性提案，即cdma2000 ITU-R无线电传输技术(RTT)候选提案(这里称为cdma2000)。在IS-2000的草案版本中给出了cdma2000标准，并已由TIA批准。cdma2000提案在许多方面与IS-95系统兼容。
cdma2000系统使用一导频信道和多条话务信道向用户载送话音与数据服务。为优化远程站与基站之间的反向链路的系统性能，要平衡导频信道能量与话务信道能量。先用Walsh码扩展每条信道，它提供信道化和耐相位误差。然后，把相对Walsh信道增益 添加到话务信道，以实现特定的服务质量(QoS)。Walsh信道增益的优化值为Fopt=Rγ2B(1+rγ)]]>，其中R是数据速率，B为信道估计器带宽，γ是解码器以数据速率R实现期望帧差错率(FER)所需的信噪比(SNR)。(这表明还使用编码与天线分集来实现该期望的FER)。该增益在为获得良好信道估计而在导频信道上消耗更多能量与减少导频开销之间给出优化折衷。实际上，必须对路径搜索选择足够高的导频功率电平，使F低于Fopt。此外，对cdma2000系统里的某些话务信道，可根据从导频信道里导出的信息进行功率控制。在基站可能不知道传输速率的某些情况下，由于基站将只根据从导频信道里导出的信息进行功率控制，所以导频功率必须对传输速率保持恒定。
数据速率、交错器长度与编码类型决定了上述讨论的功率比，而与使用的Walsh信道无关。对给定的速率r bps而言，实现给定QoS所要求的每比特信噪比(Eb/No＝βdB)包括总发射功率，包含导频。对一码片速率为c cps、给定的导频与话务之比＝ρdB的系统，每码片的能量除以干扰谱密度(Ec/Io＝σdB)可求解为σ=10log10(10(β+ρ)/101+10ρ/10)-10log10(cr)]]>可以看出，实现指定QoS所要求的总能量取决于远程站的速度。在2000年3月3日提交的题为“VELOCITY ESTIMATION BASED GAIN TABLES”的美国申请序列号09/519,004中，描述了一种估计实现给定QoS所要求的功率的方法，该申请已转让给本发明受让人，并通过引用包括于此。缺少速度估计，则无法估计实现给定QoS所要求的功率量。作为这一现象的例子，

图1示出了对不同速度的远程站的导频/话务功率比与Eb/No之间的关系。该例中，用两具接收天线(即两条路径)操作cdma2000反向链路，载频fc＝2GHz，码片速率＝1.2288MHz，数据速率r＝9600bps，帧长20ms，对功率控制比特以+/-1dB及4％比特差错率(BER)作800Hz功率控制，1.25ms延迟。如图1所示，车辆速度中的变化会使实现1％FER所要求的Eb/No发生很大变化。在线100表示的静止位置，实现1％FER所要求的Eb/No电平范围为2dB和2.5dB之间。但对线101、102与103表示的运动车辆，实现同样1％FER所要求的Eb/No范围为3与3.5dB之间。因而对9600bps的反向链路，实现1％FER所要求的Eb/No变化很大，导致次优系统。因此，当前存在对一种校正由远程站的运动所引起的低效率的改进的需求。
概述本发明针对一种新颖改进的方法与设备，用于通过使用远程站的速度而在无线通信系统中自适应地控制功率电平。该方法包括以下步骤在基站范围内测定远程站的流动分布，其中远程站通过使用开环功率控制方案和闭环功率控制方案向基站发射多个信号；以及若流动分布不利，则关闭闭环功率控制方案。因此，该方法有利的针对对功率电平统计的测定，以及根据所述功率电平统计对闭环功率控制方案的选择性操作。
在本发明一个方面中，功率电平统计有利地包括对电平交叉与偏移时间的测定，它们用于确定该远程站的速率等级。
在本发明另一个方面中，把对电平交叉与偏移时间的测定有利地应用于自适应算法，该算法预测远程站的将来速度值。
附图简述通过以下结合附图的详细描述，本发明的特征、目的和优点将更清楚，附图中用相同的标号表示相应的物件，其中图1是以各种速度实现1％FER所要求的Eb/No的示意图；图2是示例性数据通信系统图；图3a是无效功率控制区域比较图；图3b是有效功率控制区域比较图；图4是自适应功率控制方法的流程图；图5是PCG中的偏移时间与速度关系示图；图6是零交叉次数与速度关系示图；图7是测定速度等级的方法的流程图；图8是测定速度等级的自适应算法的流程图；图9a是与示例实施例相关联的差错率的示图；以及图9b是与示例实施例相关联的差错率的示图。
较佳实施例的详细描述如图2所示，无线通信网10一般包括多个移动站或远程用户单元12a-12d、多个基站14a-14c、基站控制器(BSC)或分组控制功能16、移动站控制器(MSC)或开关18、分组数据服务节点(PDSN)或网际互连功能(IWF)20、公共交换电话网(PSTN)22(一般为电话公司)和网际协议(IP)网络24(一般是因特网)。为简明起见，图中示出4个远程站12a-12d、3个基站14a-14c、一个BSC 16、一个MSC 18和一个PDSN 20。本领域的技术人员应明白，远程站12、基站14、BSC 16、MSC 18和PDSN 20可以是任何数量的。
在一个实施例中，无线通信网10是分组数据服务网，远程站12a-12d可以是蜂窝电话、连接至运行基于IP的Web浏览器应用程序的膝上型计算机的蜂窝电话、与免提汽配相关联的蜂窝电话或者运行基于IP的Web浏览器应用程序的PDA。可有利地把远程站12a-12d配置成执行诸如EIA/TIA/IS-707标准中描述的之类的一种或多种无线分组数据协议。在某一特定实施例中，远程站12a-12d产生对IP网24指定的IP分组，并用点对点协议(PPP)将IP分组封装成帧。
在一个实施例中，把IP网24耦接至PDSN 20，把PDSN 20耦接至MSC 18，把MSC耦接至BSC 16和PSTN 22，而通过有线线路把BSC 16耦接至基站14a-14c，根据已知的若干协议的任一种配置所述有线线路，用于话音和/或数据分组的传输，协议包括例如E1、T1、异步传输模式(ATM)、IP、PPP、帧中继、HDSL、ADSL或xDSL。在另一实施例中，把BSC 16直接耦接至PDSN20，而不把MSC 18耦接至PDSN 20。在一个实施例中，远程站12a-12d通过RF接口与基站14a-14c通信，该RF接口在第3代伙伴合作计划2“3GPP2”、“Physical Layer Standard for cdma2000 Spread Spectrum Systems”、3GPP2文档号C.P0002-A、TIA PN-4694(准备出版为TIA/EIA/IS-2000-2-A)(草案，编辑版本30)(1999年11月19日)中定义，这些文件通过引用而充分包括于此。
在无线通信网10的典型操作期间，基站14a-14c接收并解调成组的来自正参与电话呼叫、Web浏览或其它数据通信的各个远程站12a-12d的反向链路信号。在基站14a-14c内处理给定基站14a-14c接收的每个反向链路信号。各基站14a-14c通过调制成组的前向链路信号并向远程站12a-12d发射，可与多个远程站12a-12d通信。例如，基站14a与第1和第2远程站12a、12b同时通信，而基站14c与第3和第4远程站12c、12d同时通信。把产生的分组传给BSC 16，后者提供呼叫资源分配与流动性管理功能，包括为某一特定远程站12a-12d安排从一个基站14a-14c到另一基站14a-14c的呼叫的软切换。例如，远程站12c正同时与两个基站14b、14c通信。最后，当远程站12c移到离基站之一14c足够远时，将把呼叫切换到另一基站14b。
若传输是常规的电话呼叫，则BSC 16将收到数据发送到MSC 18，后者为与PSTN 22的接口提供额外的路由选择服务。若传输是基于分组的传输，诸如对IP网24指定的数据呼叫，则MSC 18将把数据分组发送到PDSN 20，后者将把分组发送到IP网24。作为备择，BSC 16将把分组直接发送到PDSN20，后者把分组发送到IP网24。
反向信道是从远程站12a-12d向基站14a-14c的传输。可用导频信道与其它反向话务信道的能量电平之比来测量反向链路传输的性能。为提供对接收的话务信道的相干解调，使导频信道与话务信道相伴随。在cdma2000系统中，反向话务信道可包括多条信道，包括但不限于访问信道、增强的访问信道、反向公共控制信道、反向专用控制信道、反向基本信道、反向增补信道和反向补充编码信道，由使用cdma2000的各独立用户网的无线电配置规定。
虽然某基站范围内的不同的远程站发射的信号并不正交，但是通过对正交Walsh码的使用，给定远程站发射的不同信道可相互正交。首先用Walsh码扩展各信道，这提供了信道化以及对接收机中的相位误差的抵抗。
如前所述，功率控制在CDMA系统中是个关键问题。在一典型的CDMA系统中，基站把功率控制比特收缩于发射给该基站范围内的各远程站的传输中。使用功率控制比特，远程站能有利地调节其传输的信号强度，使得可减少功耗和对其它远程站的干扰。这样，在基站范围内的每个独立的远程站的功率近似相同，这允许实现最大系统容量。向远程站提供至少两种输出功率调节手段。一种是远程站进行的开环估计处理，另一种是涉及远程站与基站两者的闭环校正处理。
在开环功率控制方案中，对有效功率控制比特的接收将以预定量增量地增加或减少远程站的平均输出值。在cdma2000系统中，有效功率控制比特的增量步长是1dB。因此，若收到“0”，则将传输的功率电平减少1dB；若收到“1”，则将传输的功率电平增加1dB。在另一实施方法中，输出功率电平变化的幅度可由输入功率电平变化的幅度确定。然而，开环功率控制方案很缓慢，不能很好地遵循衰减条件。当信道状态迅速变化时，可指示对传输功率电平修正的需要。为满足该需要，通常用闭环功率控制方案调节开环功率控制方案的最后输出值，其中对有效闭环功率控制比特的接收，将以一开环功率控制方案确定的值周围的预定范围内的量来改变远程站的平均输出功率电平。闭环功率控制方案用于调节发射功率，以适应在变化的信道条件以及优化反向链路的性能。
对反向链路的性能已作过大量模拟，揭示出关于闭环功率控制方案的实施的一个问题。在某些可观察的情况中，闭环功率控制方案对开环功率控制方案无任何益处，而且实际上损害了系统的反向链路性能。
图3a是说明在静速与高速下帧差错率(FER)与每比特信噪比(Eb/No)的关系的图，每一个都以使用和不使用闭环功率控制方案来说明。静止的远程站可用加白高斯噪声(AWGN)信道来模拟，因为可将接收自静态远程站的信号看作被AWGN破坏的信号。在此将按附图中的标记来标记它。线200表示不使用闭环功率控制方案的静止远程站的性能。线210表示使用闭环控方案的静止远程站的性能。线220表示不使用闭环功率控制方案的高速行进的远程站的性能。线230表示使用闭环功率控制方案的高速行进的远程站的性能。可以看出，以高速和对于静止状态，闭环功率控制方案的实施对系统性能并无益处。在高速情况中，闭环功率控制方案对系统性能既无帮助也无伤害。然而，在AWGN情况中，闭环功率控制方案通过增大指定点处的FER，而损害了系统性能。例如在2dB处，FER劣化了近10倍。
图3b是说明在各种低速下FER与Eb/No之间的关系的图，其中每种速度都以使用和不使用闭环功率控制方案来表示。线300表示不使用闭环功率控制方案的极慢速远程站的性能。线310表示使用闭环功率控制方案的极慢速远程站的性能。观察线300和310，闭环功率控制方案的使用提供了系统的性能的中的改进，观测到该改进是相当大的。例如，为实现0.05％的FER，使用闭环功率控制方案的系统将要求2dB。然而不使用闭环功率控制方案的系统则要求的8dB来实现0.05％的FER。
线320表示不使用闭环功率控制方案的以低速行进的远程站的性能。线330表示使用闭环功率控制方案的以低速行进的远程站的性能。可以看出，以低速时，闭环功率控制方案的实施对大多数Eb/No值提供较低的FER。线340表示不使用闭环功率控制方案的以中速行进的远程站的性能。线350表示使用闭环功率控制方案的以中速行进的远程站的性能。可以看出，以中速时，闭环功率控制方案的实施对大多数Eb/No值可提供较低的FER。
图3a与3b的估计带来了在多信道无线通信系统中闭环功率控制方案的无效利用的问题。当前揭示的诸实施例是针对一种有利地利用闭环功率控制方案来优化无线通信系统性能的方法与设备。
图4示出说明本发明的示例性实施例的流程图，它关于一种用于控制闭环功率控制方案的可操作性以利于反向链路性能的方法。出于说明目的，将在基站中执行这里所描述的方法，但应注意到可在远程站或基站执行该实施例的各个方法步骤。在步骤400，基站从收到的信号中测定一组信号参数。然后控制流程进行到步骤401。在步骤401，基站使用该组信号参数，来估计远程站的速度。在步骤402，若该速度估计指出远程站正在以高速行进或处于静止位置，则基站就通过阻止发送有效功率控制比特或通过向远程站发送命令来关闭闭环功率控制方案，远程站在收到该命令后即关闭闭环功率控制方案。按照cdma2000系统操作的基站能灵活地关闭功率控制方案。若速度估计指出该远程站正以低速行进，那么实施闭环功率控制方案。出于说明目的，当远程站以超过100km/小时行进时，就把速度值等级定为高速。但在本实施例中，可按各个系统参数来选用其它速度限制。对于本实施例而言，把静止级设置为0km/小时，把低速级设置为0km/小时和100km/小时之间的值。可有利地使用处理器、存储器和处理器可执行的指令模块或其它等效形式的硬件和/或软件来实施图4中描述的方法。
在该示例性实施例的一个方面中，为测定远程站的速度，在步骤401可以使用2000年3月3日提交的题为“VELOCITY ESTIMATION BASEDTABLES”的美国专利申请号09/519,004中所描述的速度估计方案，该申请已转让给本发明受让人，并通过引用而包括于此。一般的观察是，在快速衰减条件的情况期间，接收到的导频功率将更快地穿过给定的功率电平阈值。把包络电平交叉率(LCR)定义为每秒种正向穿过预定电平的平均次数R。在本实施例的一种实施方法中，使用零交叉率(ZCR)对信号的同相(I)分量或正交(Q)分量施加电平交叉速度估计技术。
设λc为载波波长，则 或者 其中 是每秒电平交叉数， 是零交叉数(信号穿过零的次数)，以及e是常数，它是自然对数(ln)的底。于是， 是使用电平交叉的估计速度， 是使用零交叉的估计速度。
在该示例性实施例的另一个方面，可通过协方差估计来测定远程站的速度。由衰减采样r[i]之间的自协方差构成一估计。衰减采样r[i]可以是包络采样、平方包给采样或对数包络采样。把值τt定义为采样间隔，单位为秒/采样。把值μrr(0)定义为接收信号r[k]的能量(μrr(k)为协方差)。对平方包络，按下式估计远程站的速度 其中V=1NΣk=1N(r[k+τt]-r[k])2,]]>k为采样下标，N是移动窗口大小，以及V是V的平均值。可用本领域技术人员已知的若干方法估计信号能量μrr(0)。
在该示例性实施例的另一方面中，可通过与远程站速度成正比例的多普勒频率估计测定远程站的速度。还可在远程站或基站用已知的发射功率控制比特实施多普勒估计。
在本实施例的一种实施方法中，有利地使用功率控制比特来估计信道条件。经观察，断定功率控制比特被远程站以4％差错率接收。因而远程站的传输功率电平与实际功率控制比特指示的传输功率电平仅相差约4％。该信息指出使用远程站接收到的若干功率控制比特或使用基站发射的若干功率控制比特来作出传输功率电平估计是有合理的。
基站或远程站可使用所知的功率控制比特累加和来测定远程站的传输的平均功率，接着可使用后者测定远程站的速度。接收信号的功率电平可用来测定包络电平交叉率(LCR)、偏移时间和偏移深度。通过直接观察发射的功率控制比特所作的每秒正向交叉数可作出该测定。接着，可用电平交叉率与偏移时间测定速度信息。应注意，包络LCR的分布类似于远程站的发射功率分布。在一实施例中，可用包络LCR的分布取代由1dB增量步长组成的远程站的功率分布，可利用每PCG收到的波形能量的连续功率的几何平均值和拟合值曲线作平滑。
图5和6是表示模拟的图，其中使用闭环功率控制方案实现1％FER，或使用一固定的阈值实现1％FER，因而不使用闭环功率控制方案。固定阈值是基于每帧发射的总能量。对于800Hz速率，每隔1.25ms发送一个功率控制比特，称为功率控制组(PCG)。对500个帧，以20ms/帧相对设定点统计电平交叉，得出8000个PCG。以PCG为单位测量偏移时间。图5是说明速度对偏移时间(以PCG测量)的特性的图，这里通过使用和不使用闭环功率控制方案来测定偏移时间的平均值与标准偏差。线501和503以接通闭环功率控制方案而分别表示偏移时间的均值与标准偏差。线500和502分别表示关闭闭环功率控制方案的偏移时间的均值与标准偏差。图6是说明速度对零交叉数的特性的图。线600表示接通闭环功率控制时以各种速度发生的零交叉数。线601表示关闭闭环功率控制时以各种速度发生的零交叉数。
从图5和图6可以看出，静态情况呈现出大的零交叉数和小的偏移时间。在较少电平交叉与较大偏移时间的区域中检测出慢衰减。随着增大速度，电平交叉增加，而偏移时间减少。该示例性实施例使用电平交叉数和偏移时间确定一般速度等级，然后通过对闭环功率控制方案的选择操作来优化系统性能。
图7是说明速度等级的测定方法的流程图。在步骤700，使用功率控制比特作出对平均功率的测定。然后控制流进行到步骤701。在步骤701，根据步骤700测定的平均功率，测定电平交叉数和偏移时间数。然后控制流程进行到步骤702。在步骤702，将电平交叉数与贮存在存储元件中的第1阈值作比较。若电平交叉数小于或等于第1阈值，则过程进行到步骤704。若电平交叉数大于第1阈值，则过程进行到步骤703。在步骤703，将偏移时间与第2阈值作比较。若偏移时间小于第2阈值，把速度分类为“静止”。若偏移时间大于或等于第2阈值，则速度分类为“高”。出于说明目的，把第1阈值定为1300，把第2阈值定为50PCG。然而，根据本示例性实施例，可以使用其它值。
在步骤704，将电平交叉数与第3阈值作比较。若电平交叉数大于或等于第3阈值，则把速度分类为“高”。若电平交叉数小于第3阈值，则过程进行到步骤705。在步骤705，将偏移时间与第2阈值作比较。若偏移时间大于第2阈值超过一指定的时间数，则把速度分类为“低”。处于说明目的，把第3阈值定为1200，指定的时间数为(5)，但根据本示例性实施例可使用其它值。
图8是说明可用于本发明的示例性实施例的另一种速度等级确定方法的流程图，其中将实际观测出的电平交叉值、偏移时间和偏移深度用作预测速度的自适应算法的输入。在步骤800，使用功率控制比特作出对平均功率的测定。然后控制流程进行到步骤801。在步骤801，根据步骤800测定的平均功率，测定多个电平交叉、偏移时间和偏移深度，其中偏移深度是波形在规定偏移时间的幅值/增益(dB)。然后，控制流进行到步骤802。在步骤802，自适应算法使用电平交叉数、偏移时间与偏移深度的值来预测将被用来优化调节系统性能的将来速度值。自适应算法可使用诸如递归最小平方(RLS)估计等技术，利用过去输入值以便预测将来的电平交叉数、偏移时间与偏移深度的值。这些将来值可在步骤803用于预测将来速度值。
在另一实施例中，可在步骤801附带地测定电平交叉数、偏移时间与偏移深度的概率密度函数(pdf)，从而在步骤802，使得电平交叉、偏移时间与偏移深度值的pdf和实际值用于输入到使用最小均方(LMS)估计的自适应算法中。
在又一备择实施例中，可使用电平交叉数与偏移时间测定当前和/或将来的速度，而不使用偏移深度。诸如RLS估计、LMS估计和随机变量的pdf推导之类的技术已为本领域所周知，这里将不再详述。
图9a与9b是说明图5所示信息的另一种情景的图，其中以规定的速度描述了使用和不用闭环功率控制的偏移时间的特性。线901、902、903、904和905分别表示不用外环功率控制时在0、5、30、60和120km/小时下，偏移时间的互补累积分布函数(cdf)。线911、912、913、914和915分别表示使用外环功率控制时在0、5、30、60和120km/时下的偏移时间的cdf。一般来说，可观测出对每个速度等级，差错率都将小于1％，且随偏移时间增大而减小。
这样，已描述了一种对无线传输的功率电平作自适应控制的新颖改进的方法与设备。本领域的技术人员应明白，结合这里揭示的诸实施例所描述的各种示例逻辑块、模块、电路和算法步骤，都可以实施为电子硬件、计算机软件及它们的组合。各种说明性的部件、块、模块、电路和步骤一般按其功能而作了描述。用硬件还是软件实现功能，取决于具体的应用场合和对整个系统所强加的设计限制条件。技术人员知道硬件和软件在这些情况下的互换性和如何最佳地对每种特定应用实现所描述的功能。例如，结合这里揭示的诸实施例而描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤，可用数字信号处理器(DSP)，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门电路或晶体管逻辑、诸如寄存器与FIFO之类的分立硬件部件、执行一组固件指令的处理器、任何常规可编程软件模块与处理器，或它们的任何组合来实现或执行。处理器以微处理器较有利，但在替代方案中，该处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。软件模块可以留驻在RAM存储器、闪存存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可拆卸磁盘、CD-ROM或本领域已知的任何其它形式的存储媒体里。技术人员还理解，上述描述中参照的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号和码片，可以有利地用电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子或者它们的组合来表示。
这样，已示出并描述了本发明的诸较佳实施例。但对于本领域的普通技术人员，对这里揭示的诸实施例作各种更改而不背离本发明的范围是显而易见的。因此本发明并不限于此，而是要符合下列权利要求。
权利要求
1.一种在无线通信系统内自适应控制传输功率电平的方法，其特征在于包括步骤在基站范围内测定远程站的流动分布，其中所述远程站使用开环功率控制方案与闭环功率控制方案向所述基站发射多个信号；以及若所述流动分布不合适，则关闭闭环功率控制方案。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于测定远程站的流动分布的步骤包括步骤使用与多个信号的帧相关联的平均传输功率电平测定电平交叉值和偏移时间；使用所述电平交叉值和偏移时间测定所述远程站的速度等级，其中所述速度等级为高速、低速或静速；以及若所述速度等级为高速或静速，就指定该流动分布不合适。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于使用电平交叉值和偏移时间值测定远程站速度等级的步骤包括步骤(a)将所述电平交叉值与第1阈值作比较；(b)若所述电平交叉值大于所述第1阈值，则将所述偏移时间值与第2阈值作比较；(i)若所述偏移时间小于所述第2阈值，则把速度等级设置为静速，否则把速度等级设置为高速；(c)若所述电平交叉值小于或等于所述第1阈值，则将该电平交叉值与第3阈值作比较；(i)若所述电平交叉值小于所述第3阈值，就执行步骤将所述偏移时间与所述第2阈值作比较；以及若所述偏移时间值大于所述第2阈值，则测定偏移时间值在给定周期内大于所述第2阈值的次数；若所述偏移时间值在所述给定周期内大于所述第2阈值的次数多于指定次数，则把速度等级设置为低速，否则把速度等级设置为高速；以及(i)若所述电平交叉值大于或等于所述第3阈值，则把速度等级设置为高速。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述测定远程站流动分布的步骤包括步骤使用多个发射的功率控制比特来测定电平交叉值和偏移时间值；使用所述电平交叉值和所述偏移时间值来测定远程站的速度等级，其中所述速度等级为高速、低速或静速；以及若速度等级为高速或静速，则把所述流动分布指定为不合适。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述用电平交叉值和偏移时间值测定远程站的速度等级的步骤包括步骤(a)将所述电平交叉值与第1阈值作比较；(b)若所述电平交叉值大于所述第1阈值，则将所述偏移时间值与第2阈值作比较；(i)若所述偏移时间值小于所述第2阈值，则把速度等级设置为静速，否则把速度等级设置为高速；(c)若所述电平交叉值小于或等于所述第1阈值，则将所述电平交叉值与第3阈值作比较；(i)若所述电平交叉值小于所述第3阈值，则执行步骤将所述偏移时间值与所述第2阈值作比较；以及若所述偏移时间值大于所述第2阈值，则确定在给定周期内所述偏移时间值大于所述第2阈值的次数；若所述偏移时间值在所述给定周期内大于所述第2阈值的次数超过指定次数，则将速度等级设置为低速，否则把速度等级设置为高速；以及(i)若所述电平交叉值大于或等于所述第3阈值，则把速度等级设置为高速。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述测定远程站流动分布的步骤包括步骤使用多个发射的功率控制比特测定电平交叉值；将所述电平交叉值、载波信号频率与常量e相乘而产生一乘积；将所述乘积除以2π的平方根而得出近似速度值；以及若所述近似速度值为零(0)kph或超过120kph，则把所述流动分布指定为不合适。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述测定远程站流动分布的步骤包括使用协方差近似技术来估计远程站的近似速度的步骤。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述关闭闭环功率控制方案的步骤由所述基站执行，其中所述基站不理会所述远程站提出的闭环功率控制方案请求。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述关闭闭环功率控制方案的步骤由所述基站执行，其中所述基站向所述远程站发送指令，以使闭环功率控制方案无效。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于若所述流动分布指示高速或静速，则所述流动分布不合适。
11.一种自适应控制远程站的传输功率电平的方法，其特征在于包括步骤确定远程站是静止、低速行进还是高速行进；以及若远程站静止或高速行进，则阻止执行闭环功率控制方案，其中所述闭环功率控制方案用于调节开环功率控制方案。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于所述确定远程站静止、低速行进还是高速行进的步骤包括步骤根据一组功率统计，测定多个电平交叉值、多个偏移时间值和多个偏移深度值；把所述多个电平交叉值、多个偏移时间值和多个偏移深度值输入到自适应算法中，以测定速度值，其中所述自适应算法使用递归最小平方(RLS)估计处理，并且所述速度值指示出所述远程站是静止、低速行进还是高速行进。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于所述确定远程站是静止、低速行进还是高速行进的步骤包括步骤根据一组功率统计，测定多个电平交叉值、多个偏移时间值和多个偏移深度值；把所述多个电平交叉值、多个偏移时间值和多个偏移深度值输入到自适应算法中，以测定将来速度值，其中所述自适应算法使用递归最小平方(RLS)估计处理，所述将来速度值指示出所述远程站将是静止、低速行进还是高速行进。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于所述确定远程站是静止、低速行进还是高速行进的步骤包括步骤根据一组功率统计，测定与多个电平交叉值相关的第1概率密度函数(PDF)、与多个偏移时间值相关的第2 PDF和与多个偏移深度值相关的第3PDF；将所述第1 PDF、第2 PDF、第3 PDF、多个电平交叉值、多个偏移时间值和多个偏移深度值输入到自适应算法中，以测定速度值，其中所述自适应算法使用最小均方(LMS)估计处理，所述速度值指示所述远程站是静止、低速行进还是高速行进。
15.一种在无线通信系统内自适应控制传输功率电平的设备，其特征在于在基站内包括一处理器，把该处理器配置成在所述基站范围内测定远程站的流动分布，其中所述远程站使用开环功率控制方案和闭环功率控制方案向所述基站发射多个信号，其中进一步把所述处理器配置成若所述流动分布不合适，则关闭闭环功率控制方案。
16.如权利要求15所述的设备，其特征在于把所述处理器耦接至处理器可读存贮元件，后者包含处理器可执行的一组指令，以便测定所述远程站的流动分布以及关闭所述闭环功率控制方案。
17.一种在无线通信系统内自适应控制传输功率电平的设备，其特征在于包括用于在基站范围内测定远程站流动分布的装置，其中所述远程站使用开环功率控制方案和闭环功率控制方案向所述基站发射多个信号；以及用于若所述流动分布不合适，则关闭闭环功率控制方案的装置。
全文摘要
一种通过测定远程站的速度而自适应控制来自远程站的传输功率电平的方法和设备。可使用远程站的一般的速度等级有选择地实施闭环功率控制方案。功率电平参数[k1]用于测定速度[k2]。按照静速、低速或高速[k3]的分级，有选择地作闭环功率控制。基站或远程站可通过各种方法测定速度。一种方法是对功率控制比特和/或平均功率的使用，以测定电平交叉与偏移时间[k4]。
文档编号G01S11/06GK1437802SQ01811467
公开日2003年8月20日 申请日期2001年6月19日 优先权日2000年6月21日
发明者S·萨卡尔, 周渔君 申请人:高通股份有限公司