专利名称：用于混合声音和数据传输的功率控制方法
背景发明领域本发明一般涉及无线通信系统。本发明特别是涉及用于码分多址通信系统的下行链路，即从基站到一组终端单元，混合声音和数据传输。
相关技术在码分多址(“CDMA”)通信系统内，诸如IS-95、CDMA2000或WCDMA(宽带CDMA)，声音通信和数据通信的传输可同时通过在一个或多个通信信道上发射声音和数据信号而提供。一定类型的信号传输，例如，声音和一些低数据率数据传输类型由于在传输中的时延而恶化。另一方面，一些数据信号传输类型容忍在传输中的时延。例如，由于数据容忍时延，数据可被分组并按规定时间以传输。另外，经时延的分组不需要被丢弃，且传输误差可以简单地通过在迟一些时间重发分组纠正，即重新安排分组的时间。大量的分组数据信息可以有效地以高功率和高数据率的短“突发”数据方式被传输。传统的声音/数据传输通过类似地以预定的数据率设定通信链路实现声音和数据通信，并试图在不超出一定帧误差率的前提下发送声音和数据信息。对于传统的低数据率声音/数据传输，数据率的变化一般不牵涉到整体发射功率的显著变化；这是由于低数据率连接只使用基站可提供的总功率的一部分。相比之下，高速分组数据的传输可能需要数据率频繁且极端变化，它一般牵涉到功率电平的大变化。由于高数据率传输使用整个基站发射功率的很大一部分，总基站发射功率电平会受到用于高数据率传输的功率变化的重大影响。
在本申请中，由传输时延恶化的声音信号传输和其他信号传输，连同数据率变化不频繁且相对较小的传统数据传输，以及相对于总基站发射功率较小的传输功率电平变化，被称为“声音”。数据信号传输，诸如高速分组数据，它可容忍传输的时延并可以进行时间安排，且一般以高功率和高数据率短“突发”发射，连同数据率变化较频繁且极端的任何信号传输以及相对较大的传输功率电平变化，被成为“数据”。
为有效地同时适应这些不同类型的信号传输，即混合的声音和数据传输，可使用不同的方法。一种方法是为每种信号类型规定频谱的不同部分，即频率的不同“区”或频带。另一方法是通过时分多路传输声音和数据信号。使用时分方法，用以发送信号的可用时间的一些分配给声音信号，一些分配给数据信号。例如，在GSM+GPRS系统中(Global System for Mobile combined withGeneralized Packet Radio System)一些一般用于常规GSM声音传输的时隙在此用于分组数据传输。在本申请的一例中使用的一种方法，码分多址(CDMA)，这使得能在同一时间内在同一频带上发射多路信号。
在CDMA系统中，每个用户的信号是通过用不同扩展码序列对传输信号调制而同其他用户的信号分开的。传输信号的调制将其频谱扩展使得经编码的传输信号的带宽要比用户信息的原始带宽大。由于这个原因，CDMA还被称作“扩频”调制或编码。每个用户使用扩展码序列将其信息编码为传输信号。要接收的接收机，已知用户的扩展码序列，可以对传输信号解码以恢复信息。
在CDMA通信中，通过背景方法，该用户的信号经扩展使得在不严重相互干扰情况下许多用户能同时使用同样的带宽。一种扩展的方法是对每个用户的信号应用不同“正交”扩展码或函数，诸如Walsh函数。“正交”是指扩展函数间缺少相关性。在使用Walsh函数(又称Walsh码序列)的给定的扩频通信系统中，预定的有n行，每行有n码片的Walsh函数矩阵预先经建立以定义用于区别不同用户信号的不同Walsh函数。作为一例，对某给定扇区(或以WCDMA术语为小区)，分配给每个下行链路不同的Walsh函数。换而言之，基站和每个用户间的通信用不同的Walsh码序列进行编码以将其相互分开。
基站发射信号给扇区内的所有用户使得Walsh码被时间同步以获得不同信号间的正交性。正交扩展码的有效性受到“多径”现象的影响。简而言之，多径是在多条路径上接收同样信号引起的干扰，即，信号的多个拷贝通过不同路径时延到达。由于失去了时间同步，也失去了不同用户信号间的正交性。由于通过多径失去正交性而引起的干扰可以通过使用其他类型的扩展码诸如伪噪声(“PN”)序列而经平均。PN序列的自相关性可用来改善多径干扰的抑制。然而，由于通过多径失去正交性，在不同用户的信号间存在更大的干扰，称为“小区内干扰”，包括用户与自己信号的干扰，称为“自干扰”。
在多小区系统内，存在由于经一小区内的基站发射的用户信号和其他小区发射的该用户信号间的干扰，称为“小区间干扰”。基站发射机的发射功率受控制以最小化发射到邻域小区的功率量来限制小区间干扰。发射功率的极端浮动会加重小区间干扰，以及包括上述的自干扰的用户间小区内干扰。
图1说明了CDMA或扩频通信系统内同一小区内为多个声音和数据用户的数据传输对功率控制的影响的例子。图1示出图表100，功率纵轴101对时间横轴102。一般声音用户的发射功率根据单个用户声音功率曲线104随时间变化。小区内的所有声音用户集合发射功率在图表100中示出为Pv106。集合声音功率Pv106如图表100示出随时间变化。除集合声音功率Pv106外，分配功率给数据突发传输108、109和110。可分配给集合声音和数据信号传输的总的最大可用信号传输功率为最大功率限Pmax112，在图表100中示出为横实线并标为“Pmax”。该数据和声音集合传输功率在图表100内示出为Pv+d114。小区内的数据和声音集合传输功率Pv+d114在图表100内示出为随时间变化。如在图表100中示出，Pv+d114维持在最大功率限Pmax112之下。
图1通过单一用户声音功率曲线104示出数据信号传输对单个用户的功率控制的影响。由于以上描述的小区内干扰，数据突发传输108可能会增加对单个用户的干扰，其功率分配是由单一用户声音功率曲线104代表的。为抵消该增加的干扰，对于单一用户的功率分配可能增加，导致在单一用户声音功率曲线104上的本地功率峰值105。在传统声音/数据传输系统中，时间上随机发生的用户间的功率分配变化趋向于平衡，对于集合声音功率Pv106只有较小影响。然而，数据突发传输108对于许多小区内的用户的影响是同时的，所以会对集合声音功率Pv106有相对较大的影响，如集合声音功率Pv106增加所示。
继续图1，在数据突发传输108的结束时，小区内用户的干扰被减少。因此，基站处的功率控制系统将会减少到用户的功率分配，导致在集合声音功率Pv106的减少。在混合的声音和数据通信系统中，功率控制系统必须能很快地响应干扰的变化。因此，从接着的数据突发传输109看来，很需要在集合声音功率Pv106内的下降117。换而言之，基站的功率控制系统的反应导致下降117“下冲”稳定系统性能的平衡值。然后作为数据突发传输109的结果，它再次导致对用户干扰的增加，基站的功率控制系统增加对用户的功率分配，导致在集合声音功率Pv106内的增加118。再次需要集合声音功率Pv106的增加118。换而言之，功率控制系统的反应导致增加118“上冲”稳定系统性能的平衡值。
因此，如图1示出，当数据信号传输在无线通信系统内与声音信号传输混合时，声音和数据传输的不同信号特征导致同一小区内的用户功率控制的问题。数据通信的信号特征，即数据传输一般发生在突发时，会引起功率控制中断，这在声音通信的相对连续信号情况下不会发生。例如，在小区内对每个用户和小区内所有用户集合的过分配和欠分配会间断通信并严重影响通信链路的质量。另外，系统总功率输出会有较大波动，如指明系统总功率输出的数据和声音集合功率Pv+d114的较大电平变化所示。
图2A、图2B和图2C说明在CDMA或扩频通信系统内数据传输对邻域小区内的用户的功率控制的一些影响例子。图2A示出示范蜂窝扩频通信系统200的小区图表，该系统包括几个小区，包括小区203，标为“cell#0”以及小区206，标为“cell#1”。尽管在每个小区内使用功率控制，小区外终端单元引起不受在小区内的接收基站控制的干扰。因此，例如，单元203内功率控制会受到小区206内的终端单元的传输的干扰且反之亦然。
例如，在混合的声音和数据通信系统内，小区203内的数据传输可能引起诸如小区206的相邻小区的干扰。小区206内的干扰引起到小区206内的终端单元的功率分配增加，这反之可看到小区206内的干扰增加。小区203内增加的干扰可能引起小区203内增加的功率分配，该小区是起初发射数据突发的。因此，在小区203和小区206内的功率分配间有完整的交互循环，类似正反馈环。该小区203和小区206内的功率分配间的交互循环在两个小区内会导致高于需要的功耗。在小区203和小区206内的增加的功耗可视作其他相邻小区增加的干扰，这样正反馈影响将功率控制问题从小区203和小区206扩散到了系统的其他小区内。
图2B和图2C详细地示出了仅在两个小区203和小区206间的反馈效应的例子。图2B示出图表230，功率纵轴231对应时间横轴232。小区203内的声音用户的总发射功率在图表230内示出为集合声音功率Pv236。如图230所示集合声音功率Pv236随时间变化。除集合声音功率Pv236外还分配数据突发传输237的功率。小区203内分配给集合声音和数据传输的总的最大功率限Pmax234在图表230中由水平实线Pmax234指出。
图2C示出图表260，功率纵轴261对时间横轴262。图表260的时间轴262垂直对准图表230的时间轴232使得图表260的时间轴262上的点垂直对准图表230内的时间轴232上的同时的点。小区206内声音用户的总发射功率在图260中示出为集合声音功率Pv236。集合声音功率Pv236如图表260示出随时间变化。小区206内分配给集合声音和数据传输的总最大功率限Pmax264在图表260中由电平实线Pmax264指出。
继续图2B和图2C，图2B的图表230示出小区203内总发射功率由集合声音功率曲线Pv236代表，直到数据突发237的传输时。在数据突发237期间，小区203内的总发射功率充分等于Pmax234。在数据突发237后，小区203内的总发射功率类似再次由集合声音功率曲线Pv236表示。类似地，图2C的图表260示出小区206内总发射功率由集合声音功率曲线Pv266表示。如上所述，小区203内的从Pv236到大约Pmax234的功率增加，在数据突发237期间被视为在小区206内用户干扰的增加。该小区206内增加的干扰导致小区206内的功率控制系统更高的功率分配。更高的功率分配反应在集合声音功率曲线Pv266的增加267上。相反地，小区206内的集合声音功率的增长267视为小区203内用户干扰的增长，并导致小区203内功率控制系统更高的功率分配。小区203内功率控制系统更高的功率分配反应在集合声音功率曲线Pv236的增加238上。
该反馈过程在小区203和小区206间来回继续并可能导致一小区分配最大可用发射功率，例如如集合声音功率曲线Pv266的最大值268所示。当所有可用发射功率都已被分配后，诸如图2C的图表230所示的最大268，另外用户可能被拒绝访问通信系统。即使达到另外的用户能访问通信系统的程度，系统性能已恶化了。另外当前用户的通信链路质量也可能恶化了。如上述，影响会从小区扩散到小区并不仅限于第一对小区。因此，图2A、2B和2C说明了在CDMA或扩频通信系统内数据在单元间传输对功率控制的影响。
如上所述，CDMA或扩频通信系统内的声音和数据的混合传输会使系统的传输功耗量有较大浮动或变化。例如，该较大变化在图1由集合功率曲线Pv+d114示出。如图1所示，Pv+d114从最大功率Pmax112限度的大约一半处到几乎所有的Pmax112。这样包括最大功率50％的大变化，对于混合声音和数据通信系统很普遍，其中一半可用功率分配给声音传输另一半用于数据传输。如图1和图2A、图2B和图2C所示，较大变化会导致对每个用户和通信系统内一个小区或几个小区内的所有用户集合的功率的超分配和欠分配。由此产生的通信系统内功率控制的不稳定性会引起包括访问问题在内的系统性能的恶化以及用户通信链路质量的恶化。
因此，在技术领域内需要一种不引起功耗不连续较大变化的发射混合声音和数据信号的方法。在技术领域内还需要一种不引起功率控制突然较大反应的发射混合声音和数据信号的方法。另外，在技术领域内还需要一种不引起小区内不应该的干扰的发射混合声音和数据信号的方法。而且，在技术领域内还需要一种不引起小区间不应该干扰的发射混合声音和数据信号的方法。
摘要本发明是关于混合声音和数据传输的功率控制的方法。根据本发明的不同实施例，混合的声音和数据信号不引起功耗中突然的大变化或功率控制中突然地大反应而被发射。而且，混合的声音和数据信号不引起小区内或小区间不应该的干扰而被发射。
本发明的一方面，“声音噪声功率”加入到小区内所有用户使用的总声音功率的集合声音功率中。该声音噪声功率附加在集合声音功率之上被发射以将集合声音功率和声音噪声功率之和维持在一预定声音噪声极限上。由于集合声音功率和声音噪声功率充分维持在相对较稳定电平处，即在声音噪声限处，小区内和相邻小区内的功率起伏大大减少了。该声音噪声功率可能是，例如正交编码或PN编码的人工声音噪声。在一实施例中，声音功率极限可增加或减少以进一步改善声音和数据传输期间对功耗的控制。
另外，为维持数据传输的功耗在一期望电平，数据噪声在数据突发传输后或数据突发间通过插入预定的人为数据量到数据传输时隙内而发射，在数据突发之上数据噪声被发送以在数据传输期间将总功耗维持在期望电平。例如，数据噪声能作为正交编码或PN编码的人工噪声或默认数据传输。由于数据传输期间总功耗充分维持在期望电平，小区内以及相邻小区内的功率起伏大大减少。在一实施例中，数据传输功耗的期望电平可增加或减少以进一步改善声音和数据传输期间对功耗的控制。
附图的简要描述图1说明了在扩频通信系统内一小区内的混合声音和数据传输的功率控制例子。
图2A说明扩频通信系统的小区地理布局例图。
图2B说明一例功率控制，用图表表示为图2A的小区号0的时间函数。
图2C说明一例功率控制，用图表表示为图2A的小区号1的时间函数，与图2B在同一时间段上。
图3说明一例功率控制，对应扩频通信系统一实施例用图表表示为时间函数。
图4说明一例功率控制，对应扩频通信系统另一实施例用图表表示为时间函数。
图5说明一例功率控制，对应扩频通信系统又一实施例用图表表示为时间函数。
最优实施例的详细描述本揭示实施例揭示混合声音和数据传输的功率控制的方法。以下描述包括属于本发明实现的特定信息。本领域的技术人员将会意识到本发明可能以不同于本申请内特别讨论的方法实现。而且，本发明的一些细节在此不予讨论以免使本发明变得不清楚。不在此讨论的细节是本领域的普通技术人员的所知范围以内的。
本申请的附图以及其相应的详细描述仅用于揭示本发明实施例。为保持简洁性，本发明的其他使用本发明精神的实施例不在本申请中描述且并不特定由这些
。
图3根据一实施例说明了CDMA通信系统内的功率控制例子。CDMA通信系统的主要内容，特别是生成在通信信道上传输的扩频信号的一般原理在美国专利号4901307，题为“Spread Spectrum Multiple Access CommunicationSystem Using Satellite or Terrestrial Repeaters”有描述，被转让给本发明的受让人。该专利即4901307揭示的，并通过引用被结合于此。而且，美国专利5102459，题为“System and Method for Generating Signal Waveformsin a CDMA Cellular Telephone System”被转让给本发明的受让人，揭示与PN扩频、Walsh覆盖以及生成CDMA扩频通信信号的技术相关的原理。该专利即5103459揭示的，并通过引用被结合与此。另外，本发明可能利用数据时间多路复用和与“高数据率”通信系统相关的不同原理，且本发明可能使用在“高数据率”通信系统内，在美国专利申请号题为“Method and Apparatus for HighRate PacketdataTransmission”中揭示，序列号08/963386，1997年11月3日提交，被转让给本发明的受让人，并通过引用被结合与此。
参考图3，图表300示出功率纵轴301对时间横轴302。对小区内所有的声音用户的集合声音功率Pv304在图表304中示出为实曲线304。集合声音功率Pv304在图表300中示出随时间变化。声音功率极限Pv，max306是分配给声音信号传输集合的最大声音功率。声音功率极限Pv，max306在图表300中示出为电平双点划线306。除集合声音功率Pv，max306外还分配额外声音功率，使得在任何时间发射的总声音功率充分等于声音功率极限Pv，max306。额外声音功率，填充在Pv304和Pv，max306时隙间，可以通过发射一些使用正交码编码的附加信息而被提供，就如同附加功率提供给附加用户一样。在图3示出的一实施例中，没有发送任何有用信息，所以额外声音功率作为人工噪声发送。显然有用信息可以使用额外声音功率发送，其细节对于本领域技术人员很显然，因此在此不作描述。该人工噪声在图3作为声音噪声功率308示出，并以“noise”指明。声音噪声功率308使用例如正交码经编码就如同声音噪声功率308是普通用户信号一般。因此，即使有附加的声音噪声功率308，小区内的其他用户仍能使用诸如正交码的扩频反扩展技术恢复自己的信号。换句话说，小区内的用户使用正交码或PN码或其他扩展声音噪声功率308方法而“被保护”免受声音噪声功率308干扰。
继续图3，除声音功率极限Pv，max306外功率还被分配给数据突发310、312和314的传输。总功率Pv+d316是集合声音功率Pv304加分配给声音噪声功率308的功率加上分配给数据突发310、312和314的传输的功率的总和。因此，总功率Pv+d316可能被称为Pv，max316加上分配给数据突发传输的功率之和。数据功率Pdata324是用于数据突发310、312和314传输的功率。因此，由定义Pv+d＝Pdata+Pv，max总功率Pv+d316在图表300中示出为点划、阶梯线316。总功率如图表300示出随时间变化。可分配给总集合声音、人工噪声以及数据传输的最大可用信号传输功率是最大总功率极限Pmax318，在图表300中示出为水平实线318并标明为“Pmax”。如图表300所示，Pv+d316维持在最大功率极限Pmax318以下。
如上所述，数据信号的传输一般以突发脉冲串出现，而声音信号传输，对于许多用户的平均功率电平是相对均匀的。因此，相对大量的数据以高比特率以突发方式被发射，期间由相对不活动的或安静时段分开，该时段内数据比特率很低或数据传输完全停止。例如，在数据突发310后和数据突发312前，以及在数据突发312后和数据突发314前，没有可用数据以传输，即在数据传输中有间隙。为了防止总功率Pv+d316突然陡降，当数据传输有间隙时，附加数据功率被发送以维持数据传输消耗的功率，数据功率Pdata324在一期望电平。相应地，总功率Pv+d316维持在期望电平上。
附加数据功率填充数据突发310和数据突发312间，以及数据突发312和数据突发314间的间隙，可以通过例如发射使用正交码的附加信息而提供，就如同附加功率提供给附加的数据用户一般。在图3示出的实施例中，没有发射任何有用消息，所以附加数据功率是作为人为噪声或默认数据发射的。人为噪声在图3中示出为数据噪声320以及数据噪声322。数据噪声320和数据噪声322被例如使用正交码编码，就如同数据噪声320和数据噪声是普通数据信号一般。因此，在小区内的用户仍能解调他们自己的信号而不受到从数据噪声320和数据噪声322来的不应该的干扰。换而言之，小区内的用户使用正交码或PN码或其他扩展数据噪声320和数据噪声322的方法而“被保护”免受数据噪声320和数据噪声322的干扰。
图3根据一实施例示出带功率控制的混合声音和数据信号传输的交互例子。分配给数据突发310的数据功率量Pdata324按声音功率极限Pv，max306的百分比被控制，而不是分配给可能需要尽快发射数据突发310的足量功率。对初始数据突发310，Pdata324被限制为，例如，Pv，max316的10％。例如，对于相继的数据突发312，如要在合理速率发射数据所要求的那样，Pdata324增加或向上调整Pv，max306的5％的预定量。例如，Pdata324可以根据关于刚被发送的数据噪声和实际数据量的特定条件而增加。例如，条件可能是被发射的实际数据，即数据突发310所发射的数据量，是整个发射的功率的95％或更多以及发射的数据噪声为整个发射的功率的5％或更少。相反的，Pdata324可以减少或向下调节预定量。例如，当实际发射的数据量，是整个发射的功率的50％或比这更少以及发射的数据噪声为整个发射的功率的50％或比这更多。一般，调整的预确定和预定义量可以是0％和大约15％间任意量；5％和10％只用于说明作用。对相继的数据突发314，不需要进一步调整Pdata324。如在等式Pv+d＝Pdata+Pv，max中可见，总功率Pv+d316受限于Pdata324中预定的增加。
如图3示出，用声音噪声308填充Pv，max316；将总功率Pv+d316增加预定量，并通过将诸如数据噪声320的数据噪声插在相继的数据突发310和312间来填充Pv+d316，这些具有去除较大浮动、过冲以及集合声音功率Pv304分配的不稳定的效果。例如，将诸如数据噪声320的数据噪声插在相继的数据突发310和312间来填充Pv+d316防止了功率控制系统对数据功率电平较大突然变化的反应过头，如图1所述，在数据传输内有间隙时，通过去除较大突然变化实现。结果是，集成声音功率Pv304平滑变化。将总功率Pv+d316增加预定值还去除了当从“安静时段”到发射数据突发的过渡时或当通信系统发射时的速率或数据量有大增长时的较大突然变化。而且，用声音噪声308填充Pv，max316通过保持被其他小区“视作”噪声的声音功率在一恒定电平即Pv，max306，可以防止图2中讨论的小区间反馈效应。将声音功率保持在恒定电平进一步防止了声音功率内的较大起伏，诸如图2C中所示，因此防止了相邻小区对这些起伏的反应。这样就避免的图1讨论的小区内功率控制问题以及图2讨论的小区间功率控制问题。
图4是根据一实施例在CDMA通信系统内另一例功率控制。图4示出图表400，功率纵轴401对时间横轴402。对小区内的所有声音用户的集合声音功率Pv404在图表400上示出为实曲线404。集合声音功率Pv404在图表400中示出随时间变化。声音功率极限Pv，max406是分配给声音信号传输集合的最大声音功率。声音功率极限Pv，max406在图表400中示出为双点划阶梯线406。除集合声音功率Pv，max406外还分配额外声音功率，使得在任何时间发射的总声音功率充分等于声音功率极限Pv，max406。额外声音功率是声音噪声功率408，填充在Pv404和Pv，max406时隙间。如上所述，声音噪声功率408一般可以通过发射同其他用户信号同样经编码和扩展的人为噪声提供，使得小区内的用户能在有附加声音噪声功率408时使用扩频的反扩展技术恢复其信号。
当没有有用信息使用声音噪声功率408发射时，最好系统能最小化声音噪声功率408消耗的功率。图4示出根据一实施例自适应声音噪声极限Pv，max406的例子。例如，如图4示出例子中的声音噪声功率408自适应声音噪声极限Pv，max406与图3所示例子中的声音噪声功率308相比可以减少声音噪声功率408的传输的功耗量。可以有许多方法实现自适应声音噪声极限Pv，max406。例如，声音噪声限Pv，max406可以响应使用中的变化调整到预设电平以反应更多或更少使用的时段。使用可根据不同标准则被测量。例如，使用可以基于某特定时间当前正在使用系统的用户数比系统容纳的最大用户数作为整个系统容量的百分比使用率来测量。如另一例子，使用可通过如下所述的将集合声音功率Pv404与最大功率极限Pmax418的比作为可用发射功率使用百分比被测量。使用变化的响应是动态的，或响应可以按排在一天的某些时间。声音功率极限Pv，max406可以例如在“忙碌时间”开始时设定到某更高极限，然后在“忙碌时间”结束时重设回低极限。
继续图4，功率除声音功率极限Pv，max406外还为数据突发410、412和414的传输被分配。总功率Pv+d416是集合声音功率Pv404加分配给声音噪声功率408的功率加上分配给数据突发410、412和414的传输的功率的和。因此，总功率Pv+d416可能被称为是Pv，max416加上分配给数据突发传输的功率之和。数据功率Pdata424是用于数据突发410、412和414传输的功率。因此，由定义Pv+d＝Pdata+Pv，max总功率Pv+d416在图表400中示出为点划、阶梯线416。总功率如图表400示出随时间变化。可分配给总集合声音、人工噪声以及数据传输的最大可用信号传输功率是最大总功率限Pmax418，在图表400中示出为水平实线418并标明为“Pmax”。如图表400所示，Pv+d416维持在最大功率极限Pmax418以下。
如上所述，数据信号的传输一般以突发形式发生，为了防止总功率Pv+d41突然陡降，当数据传输有时隙时，附加数据功率被发送以维持数据传输消耗的功率数据功率Pdata424在一期望电平。相应地，总功率Pv+d416维持在期望电平。填充数据突发410和数据突发412间，以及数据突发412和数据突发414间的时隙的附加数据功率是数据噪声420和数据噪声422。如上所述，数据噪声420和数据噪声422可以通过发射人工噪声或默认数据如同其他用户数据信号一样经编码和扩展而提供。因此，尽管有数据噪声420和数据噪声422，在小区内的用户仍能使用扩频反扩展技术来恢复他们自己的信号。
图4还根据一实施例示出带功率控制的混合声音和数据信号传输的交互例子。分配给数据突发410的数据功率量Pdata424按声音功率极限Pv，max406的百分比被控制，而不是分配给可能需要尽快发射数据突发410的足量功率。对初始数据突发410，Pdata324是有限的，例如，Pv，max6的10％。例如，对于相继的数据突发412，如要在合理速率发射数据所要求的，Pdata424增加或向上调整预定的Pv，max406的5％量。例如，Pdata424可以根据关于刚被发送的数据噪声和实际数据量的特定条件而增加。例如，该条件可能是被发射的实际数据，即在数据突发410中发射的数据量，是整个发射的功率的95％或更多以及发射的数据噪声为整个发射的功率的5％或更少。一般，调整的预确定和预定义值可以是0％和大约15％间任意量；5％和10％只用于说明作用。对相继的数据突发414，不需要进一步调整Pdata424。如在等式Pv+d＝Pdata+Pv，max中可见，总功率Pv+d416同时受限于Pdata424和Pv，max406的预确定增加。
如图4示出，自适应声音功率极限406；用声音噪声408填充Pv，max406；增加总功率Pv+d416预确定量，并通过将诸如数据噪声420的数据噪声插在相继的数据突发410和412间来填充Pv+d416，这些都有能去除较大浮动、过冲以及集合声音功率Pv404分配的不稳定的效果。例如，将诸如数据噪声420的数据噪声插在相继的数据突发410和412间来填充Pv+d416防止了功率控制系统对数据功率电平较大突然变化的反应过头，如图1所述，在数据传输内有间隙时，通过去除较大突然变化而实现。结果是，集成声音功率Pv404平滑变化。将总功率Pv+d416增加预确定值还去除了当从“安静时段”到发射数据突发的过渡时或当通信系统发射时的速率或数据量有大增长时的较大突然变化。而且，用声音噪声408填充Pv，max406通过限制被其他小区“视作”噪声的声音功率在缓慢、平滑、逐步的变化即把Pv，max406约束为预定义的调整，防止了图2中讨论的小区间的反馈效应。将声音功率限制在渐变，进一步防止了声音功率内的较大起伏，诸如图2C中所示，因此防止了相邻小区对这些起伏的反应。
这样就避免的图1讨论的小区内功率控制问题以及图2讨论的小区间功率控制问题。另外，自适应声音功率极限Pv，max406通过最小化声音噪声填充的额外功率量改善了通信系统功率控制的有效性和经济性。
图5是根据一实施例在CDMA通信系统内另一例功率控制。图5示出图表500，功率纵轴501对时间横轴502。对小区内的所有声音用户的集合声音功率Pv504在图表500上示出为实曲线504。集合声音功率Pv504在图表500中示出随时间变化。声音功率极限Pv，max506是分配给声音信号传输集合的最大声音功率。声音功率极限Pv，max506在图表500中示出为双点划阶梯线506。除集合声音功率Pv，max506外还分配额外声音功率，使得在任何时间发射的总声音功率充分等于声音功率极限Pv，max506。额外声音功率是声音噪声功率508，填充在Pv504和Pv，max506时隙间。如上所述，声音噪声功率508一般可以通过发射同其他用户信号同样经编码和扩展的人为噪声提供。因此，小区内的用户能在有附加声音噪声功率508时使用扩频的反扩展技术恢复其信号。
当没有有用信息使用声音噪声功率508发射时，最好系统能最小化声音噪声功率508消耗的功率。图5示出根据一实施例自适应声音噪声极限Pv，max506的例子。相比诸如图3中声音功率极限Pv，max306的声音功率极限未经自适应的情况，自适应声音噪声极限Pv，max506可以减少声音噪声功率508的传输的功耗量。可以有许多方法实现自适应声音噪声极限Pv，max506。例如，声音噪声极限Pv，max506可以响应使用中的变化或一天的一些时间以调整到预设电平以反应更多或更少使用的时段。声音功率极限Pv，max406可以例如在“忙碌时间”开始时设定到某更高极限，然后在“忙碌时间”结束时重设回低极限。
继续图5，功率除声音功率限Pv，max506外还为数据突发510、512和514的传输被分配。总功率Pv+d516是集合声音功率Pv504加分配给声音噪声功率508的功率加上分配给数据突发510、512和514的传输的功率的和。因此，总功率Pv+d516可能被称为Pv，max516加上分配给数据突发传输的功率之和。数据功率Pdata524是用于数据突发510、512和514传输的功率。因此，由定义Pv+d＝Pdata+Pv，max总功率Pv+d516在图表500中示出为点划、阶梯线516。总功率如图表500示出随时间变化。可分配给总集合声音、人工噪声以及数据传输的最大可用信号传输功率是最大总功率极限Pmax518，在图表500中示出为水平实线518并标明为“Pmax”。如图表500所示，Pv+d516维持在最大功率极限Pamx518以下。
如上所述，数据信号的传输一般以突发形式发生，为了防止总功率Pv+d516突然陡降，当数据传输有间隙时，附加数据功率被发送以维持数据传输消耗的功率，数据功率Pdata524在一期望电平。相应地，总功率Pv+d516维持在期望电平。填充数据突发510和数据突发512间的间隙的附加数据功率是数据噪声520。类似地，虽然接着数据噪声522传输后没有发射的数据突发，数据噪声522在数据突发312结束时被发射以维持总功率Pv+d516电平。如果接着没有数据要发送或如果数据传输率足够低以至于分配给数据传输的功率变得更少，则继续很长时间的数据噪声522的传输是很浪费的。换而言之，数据功率Pdata524应减少到或调整到更低的电平。
因此，数据噪声522可以根据关于刚被发送的数据噪声和实际数据量的特定条件而发射。例如，条件可能是被发射的数据噪声，等于或大于实际发射的数据。然后，如果数据噪声522的量等于或大于数据突发512内发射的数据量，则数据功率Pdata524要减少某预定量到更低电平。例如，预确定量可以等于声音功率极限Pv，，max506的10％。图5示出数据噪声523以数据功率Pdata524电平被发射，这是从数据噪声522电平被减少声音功率Pv，，max506的10％。一般，调整的预确定和预定义值可以是0％和大约15％间任意量；5％和10％只用于说明作用。
由于不再发送数据，数据功率Pdata524继续减少，例如，在数据噪声523传输时每次减少声音功率极限Pv，，max506的10％的量。因此，图5的例子的数据噪声523呈“阶梯状”。另外，图5的例子示出声音功率极限Pv，，max506在数据噪声523传输时每次减少声音功率极限Pv，，max506的10％的量。因此，为数据功率Pdata524和声音功率极限Pv，，max506的和的总功率Pv+d516，在图表500内示出为在数据噪声523传输期间响应声音功率和数据功率减少而减少。如在等式Pv+d＝Pdata+Pv，max中可见，总功率Pv+d516同时受限于Pdata524和Pv，max506的预确定减少。
数据噪声520、数据噪声522以及数据噪声523可以通过发射人工噪声或默认数据如同上述的其他用户数据信号一样经编码和扩展而提供。因此，尽管有数据噪声520、数据噪声522以及数据噪声523，在小区内的用户仍能使用扩频反扩展技术以恢复他们自己的信号。
如图5示出，自适应声音功率极限Pv，max506；用声音噪声508填充Pv，max506；减少数据功率Pdata524某预确定量，并通过将诸如数据噪声4520的数据噪声插在相继的数据突发510和512间来填充Pv+d516或当减少数据功率Pdata524时，通过插入诸如数据噪声523的数据噪声，这些有都能去除较大浮动、过冲以及集合声音功率Pv504分配的不稳定的效果。例如，将诸如数据噪声520的数据噪声插在相继的数据突发510和512间来填充Pv+d516防止了功率控制系统对数据功率电平较大突然变化的反应过头，如图1所述，在数据传输内有间隙时，通过去除较大突然变化来实现。结果是，集成声音功率Pv504平滑变化。将总功率Pv+d516减少预确定值还去除了当从“安静时段”到发射数据突发的过渡时或当通信系统发射时的速率或数据量有大减少时的较大突然变化。而且，用声音噪声508填充Pv，max506通过限制被其他小区“视作”噪声的声音功率在缓慢、平滑、逐步变化即Pv，max506约束到预定义的调整，防止了图2中讨论的小区间的反馈效应。将声音功率限制在渐变，进一步防止了声音功率内的较大起伏，诸如图2C中所示，因此防止了相邻小区对这些起伏的反应。
这样就避免了图1讨论的小区内功率控制问题以及图2讨论的小区间功率控制问题。另外，自适应声音功率极限Pv，max506通过最小化声音噪声填充的额外功率量改善了通信系统功率控制的有效性和经济性。另外，限制和减少数据功率Pdata524通过最小化用于数据噪声填充的额外功率量改善了通信系统功率控制的有效性和经济性。
通过以上详细描述，揭示了本发明提供的CDMA通信系统内混合声音和数据传输的功率控制的方法和系统。虽然本发明描述为应用于CDMA系统，但对于本领域的普通技术人员如何将本发明应用到需要混合声音和数据信号传输的功率控制的类似情况中则是很明显的。
从以上描述中，显然不同技术可以用来实现本发明的设想而不偏离其范围。而且，虽然本发明是通过一定实施例描述的，本领域的普通技术人员会意识到如何在形式和细节上作变化而不偏离本发明的精神和范围。例如，在此描述的一实施例中的声音噪声填充可省略使得数据功率直接在声音功率之上被分配，而不偏离上述一实施例中的数据噪声填充并平滑分配数据功率的方法。而且，例如，可使用不同的技术以测量干扰，发射人工声音噪声以及人工数据噪声，并调整分配给被发射信号的功率。另外，用于声音噪声和数据噪声填充的信息类型以及使用的编码和扩展的类型可能不同于上述实施例中描述的。所描述的实施例在各个方面是说明性而非限制性。要理解的是本发明并不限于在此描述的特定实施例，而是能经重新安排、修改并替代而不偏离本发明的范围的。
因此，在此描述了一种混合声音和数据传输的功率控制的方法。
权利要求
1.一种方法包括下列步骤将声音噪声功率加入到集合声音功率，使得所述的声音噪声功率和所述的集合声音功率的总和实质上等于声音功率极限；在数据突发传输后插入预定数量的数据噪声，以便将数据传输的功耗维持在期望电平上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括在所述的数据传输期间将所述的期望电平增加某预定数量的步骤。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括在所述的数据传输期间将所述的期望电平减少某预定数量的步骤。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括在所述的数据传输期间将所述的声音功率极限增加某预定数量的步骤。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括在所述的数据传输期间将所述的声音功率极限减少某预定数量的步骤。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于所述的预定数量是在所述的声音功率极限的大约0％和大约15％之间。
7.如权利要求3所述的方法，其特征在于所述的预定数量是在所述的声音功率极限的大约0％和大约15％之间。
8.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述的预定数量是在所述的声音功率极限的大约0％和大约15％之间。
9.如权利要求5所述的方法，其特征在于所述的预定数量是在所述的声音功率极限的大约0％和大约15％之间。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的加入所述声音噪声功率的步骤包括发射正交编码声音噪声的步骤。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的插入所述数据噪声的预定数量的步骤包括发射正交编码声音噪声的步骤。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的加入所述声音噪声功率的步骤包括发射PN编码声音噪声的步骤。
13.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的插入所述数据噪声的预定数量步骤包括发射PN编码数据噪声的步骤。
14.一种方法包括下列步骤将声音噪声功率加入到集合声音功率使得所述声音噪声功率和所述结合声音功率之和实质上与声音功率极限相等；在数据突发传输后插入第一数量的数据噪声以将整个数据传输功率维持在第一电平；在第一数量的数据噪声后插入第二数量的数据噪声以将整个数据传输功率减少到第二电平，其中所述的第二电平比所述的第一电平少某预定数量。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的预定数量是在所述的声音功率极限的大约0％和大约15％之间。
16.如权利要求14所述的方法还包括将所述的声音功率极限减少预定数量的步骤。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述的预定数量是在所述的声音功率极限的大约0％和大约15％之间。
18.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的加入所述声音噪声功率的步骤包括发射正交编码声音噪声的步骤。
19.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的插入所述声音噪声功率的步骤包括发射正交编码数据噪声的步骤。
20.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的加入所述声音噪声功率的步骤包括发射PN编码声音噪声的步骤。
21.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述的插入所述数据噪声的所述预定数量包括发射PN编码数据噪声的步骤。
22.一种方法包括下列步骤将声音噪声功率加入到集合声音功率使得所述声音噪声功率和所述结合声音功率实质上与声音功率极限相等；在数据突发传输后插入数据噪声的预定数量以将数据传输功耗维持在期望电平上；在所述数据传输期间对所述声音功率极限调整一预定数量。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述的调整步骤包括在所述的数据传输期间将所述的期望电平增加一预定数量。
24.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述的调整步骤包括在所述的数据传输期间将所述的期望电平减少一预定数量。
25.如权利要求23所述的方法，其特征在于，所述的预定数量是在所述的声音功率极限的大约0％和大约15％之间。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述的预定数量是在所述的声音功率极限的大约0％和大约15％之间。
27.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述的增加所述声音噪声功率的步骤包括发射正交编码声音噪声的步骤。
28.如权利要求22所述的方法，其特征在于所述的插入所述数据噪声一预定数量的步骤包括发射正交编码数据噪声的步骤。
29.如权利要求22所述的方法，其特征在于，所述的增加所述声音噪声功率的步骤包括发射PN编码声音噪声的步骤。
30.如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述的插入所述数据噪声一预定数量的步骤包括发射PN编码数据噪声的步骤。
31.一种方法包括下列步骤将声音噪声功率加入到集合声音功率使得所述声音噪声功率和所述结合声音功率的总和实质上与声音功率极限相等；在数据突发传输后插入第一数量的数据噪声以将整个数据传输功率维持在第一电平；在所述数据传输期间对所述声音功率极限调整第一预定数量；在第一数量的数据噪声后插入第二数量的数据噪声以将整个数据传输功率减少到第二电平，其中所述的第二电平比所述的第一电平少某预定数量。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述的第一预定数量是在所述的声音功率极限的大约0％和大约15％之间。
33.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述的第二预定数量是在所述的声音功率极限的大约0％和大约15％之间。
34.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述的增加所述声音噪声功率的步骤包括发射正交编码声音噪声的步骤。
35.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述的插入所述数据噪声一预定数量的步骤包括发射正交编码数据噪声的步骤。
36.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述的增加所述声音噪声功率的步骤包括发射PN编码声音噪声的步骤。
37.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述的插入所述数据噪声一预定数量的步骤包括发射PN编码数据噪声的步骤。
38.一方法包括下列步骤响应使用中的变化对声音功率极限调整第一预定数量；将声音噪声功率加入到集合声音功率使得所述声音噪声功率和所述结合声音功率的总和实质上与声音功率极限相等；在数据突发传输后插入第一数量的数据噪声以将整个数据传输功率维持在第一电平上；取决于在所述数据突发内被发送的数据量和第一数量的数据噪声的关系，在所述的第一数量的数据噪声后插入第二数量的数据噪声以将所述的整个数据传输功耗调整到第二电平，其中所述的第二电平比所述的第一电平相差第二预定数量。
39.如权利要求38所述的方法，其特征在于，当所述使用增加时，所述对所述的声音功率极限的调整包括将所述的声音功率极限增加所述的第一预定数量。
40.如权利要求38所述的方法，其特征在于，当所述使用减少时，所述对所述的声音功率限的调整包括将所述的声音功率极限减少一所述的第一预定数量。
41.如权利要求38所述的方法，其特征在于，所述的在所述数据突发内被发送的数据量与所述的数据噪声的第一数量相关的条件是在所述的数据突发内被发射的所述的数据量包括所述总数据传输功率的至少95％，且其中所述的调整包括增加所述的总数据传输功率某所述第二预定值到所述的第二电平。
42.如权利要求38所述的方法，其特征在于，所述的在所述数据突发内被发送的数据量与所述的数据噪声的第一数量相关的条件是在所述的数据突发内被发射的所述的数据量包括不多于总数据传输功率的50％，且其中所述的调整包括减少所述的总数据传输功率某所述第二预定值到所述的第二电平。
43.如权利要求38所述的方法，其特征在于，所述的预定第一数量是在所述的声音功率极限的大约0％和大约15％之间。
44.如权利要求38所述的方法，其特征在于，所述的预定第二数量是在所述的声音功率极限的大约0％和大约15％之间。
全文摘要
在揭示的实施例中，将“声音噪声功率”加到为小区内所有用户的总声音功率的集合声音功率上。该声音噪声功率附加集合声音功率上被发射以将集合声音功率和声音噪声功率之和维持在一预定的声音功率极限上。在一实施例中，该声音噪声极限可以增加或减少以进一步改善对声音和数据传输时的功耗的控制。而且，为了维持数据传输的功耗在期望的电平，数据噪声在数据突发传输后或数据突发间通过在数据传输间的间隙内插入预定数量的人工数据而被发送。除数据突发外数据噪声还被发送以维持在数据传输时整个的功耗在期望的电平。
文档编号H04B1/04GK1488202SQ02804047
公开日2004年4月7日 申请日期2002年1月17日 优先权日2001年1月24日
发明者S·维莱尼格尔, S·A·伦比, S 维莱尼格尔, 伦比 申请人:高通股份有限公司