CN101835255B - 自适应确认和功率控制装置、方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自适应确认和功率控制装置、方法和系统。本发明的一种无线耦合到基站的移动装置包括第一发送器和第一接收器。该第一发送器被配置为通过反向链路向该基站发送第一功率控制比特信息。该第一发送器具有时间线管理器，被配置为根据帧内的第一模式以第一速率发送该第一功率控制比特信息。该第一接收器被配置为通过前向链路从该基站接收第二功率控制比特信息。该第一接收器具有自适应控制器，被配置为确定该第一速率和第一模式。该第一速率和第一模式是从可用于第一功率控制比特信息和第二功率控制比特信息的传输的多个速率和模式当中选择出来的。

Description

自适应确认和功率控制装置、方法和系统

技术领域

本发明一般涉及微电子的领域，更具体地，涉及在无线通信系统中用于降低干扰的装置和方法。 

背景技术

蜂窝电话产业不仅在本国而且在全世界也都在经历着指数增长。事实上，公知百分之二十以上的美国成年人甚至没有传统的固定电话。除了这些没有自己的传统电话的人之外，几乎百分之九十的成年人拥有无线电话。 

同时，不断增加的蜂窝电话的使用也使其覆盖范围正在超过传统的固定电话的覆盖范围。事实上，七分之一的成年人现在仅仅使用蜂窝电话。而在过去，只有当固定电话不可用或在紧急情况下才使用蜂窝电话，较低的载波速率、家庭套餐(family package)的承受能力、以及免费的移动到移动电话或亲情号码(friend-to-friend)的促销已经促进了使用上的显著增长。今天，走进任何公共场所或机构时注意到那里的大多数人使用他们的蜂窝电话进行谈论已经并不罕见。 

自从上世纪中叶以来，使用移动电话或移动站通信的能力已经变得可用了。但是，在上世纪90年代期间，提供了所谓的“2G”或第二代移动电话系统，开始了网路部署和使用两个方面的增长，这就是今天我们正享受到的。这些最初的系统普遍采用频分多址(FDMA)作为调制方案。该技术的一个公知示例是全球移动通信系统(GSM)，其中特定的蜂窝电话机通过特定的频率信道与它的给定蜂窝内的基站通信。为了使得蜂窝电话机与相邻蜂窝中的基站通信，必须给它分配新的频率信道，并且及时与旧基站、新基站以及该蜂窝电话机本身进行切换协调。这种从一个蜂窝到下一个蜂窝的移交被称为硬移交。 

当前，所谓的“3G”或第三代蜂窝通信技术正在发展之中。这些技术不仅仅由调制技术来表征，而是更多地由性能度量(例如，每秒2百万位的上传(indoor)数据速率、每秒384千比特的下传(outdoor)数据速率)来表征。 因而，对于3G，目前建议了大量不同的方法。 

在过渡期间，正在提供大量被称为“2.5G”技术和协议的混合技术，一个这样的技术是CDMA2000，其也被称为IS-95。此系统利用扩展频谱码分多址(CDMA)技术来在单个频率信道上多路复用许多用户，从而提供比通过当前FDMA系统的使用可以达到的容量的改进。根据CDMA，相同的频率信道用于与一组相邻蜂窝内的所有移动站通信，并且使用正交码来唯一地编码发送到和来自于移动站的信号。 

由于相同的频率信道用于与多个蜂窝电话机通信，因此非常期望排除和降低干扰，并且在本领域内存在许多技术和方法使得相邻的移动站能够与它们的基站控制器通信而不会引起不当的干扰。一个这样的技术被称为闭环功率控制。 

根据此技术，在基站和移动站之间定期且频繁地交换关于正被接收的功率电平的信息，并且做出增加或减小该功率电平的请求以便最大化那些信号相对于正被接收的其它信号的信噪比。在目前情形下，大约每五毫秒交换这些消息。 

但是也有几种其它的技术用在目前的基于CDMA的无线通信系统以减少诸如智能消隐(smart blanking)和早期(early)消息终止之类的干扰，其不完全与由IS-95对于功率控制信息的交换定义的协议一致。例如，IS-95对于移动站和基站之间的功率控制信息的交换仅仅定义了一个时间线，通常人们注意到此时间线在智能消隐的情况下是受限制的。也就是说，当启动智能消隐时，用于实现功率控制测量的延迟基本上加倍。这意味着所述基站请求相应移动站的发送功率电平调节需要花费更长的时间。反之亦然。 

本发明人还注意到，在其它情况下，即所述移动站已经在帧中确认了消息的接收并且基站已经早期终止了业务的传输的早期终止的情况下，该协议指示对于该帧的其余部分仍然以相同的频率发送功率控制信息。 

因此，需要的是一种这样的装置和方法：基站和移动站之间的功率控制时间线可以被适应性地修改以提供与易受影响的(affective)功率控制有关的延迟的降低。 

此外，需要的是一种在移动站和基站二者中的机制，其使得能够从几个时间线中选择最佳的功率控制时间线以便降低延迟或优化其它系统参数。 

此外，需要的是一种用于在所谓的智能消隐情形下增加和减小基站和移 动站之间的功率控制信息的传输的技术。 

此外，需要的是一种当由于接收移动站的早期确认而使得基站停止发送业务时由该基站动态地降低功率控制信息的速率的方法。 

发明内容

本发明连同其它申请一起目的是解决以上提到的问题并且解决现有技术的其它问题、缺点和局限性。本发明提供一种用于在基于CDMA的电信系统中执行功率控制的高级技术。 

本发明的一方面包含一种无线耦合到基站的移动装置。该移动装置包括第一发送器和第一接收器。该第一发送器被配置为通过反向链路向该基站发送第一功率控制比特信息。该第一发送器具有时间线管理器，被配置为根据帧内的第一模式以第一速率发送该第一功率控制比特信息。该第一接收器被配置为通过前向链路从该基站接收第二功率控制比特信息。该第一接收器具有自适应控制器，被配置为确定该第一速率和第一模式。该第一速率和第一模式是从可用于第一功率控制比特信息和第二功率控制比特信息的传输的多个速率和模式当中选择出来的。 

无线耦合到基站的移动装置。该移动装置包括第一发送器和第一接收器。该第一发送器被配置为通过反向链路向该基站发送第一功率控制比特信息。该第一发送器具有时间线管理器，被配置为根据帧内的第一模式以第一速率发送该第一功率控制比特信息。该第一接收器被配置为通过前向链路从该基站接收第二功率控制比特信息。该第一接收器具有自适应控制器，被配置为确定该第一速率和第一模式。该第一速率和第一模式是从可用于第一功率控制比特信息和第二功率控制比特信息的传输的多个速率和模式当中选择出来的。 

本发明的另一方面预期一种无线耦合到移动站的基站。该基站具有：第一发送器，被配置为通过前向链路向该移动站发送第一功率控制比特信息；和第一接收器，被配置为通过反向链路从该移动站接收帧速率信息。该接收器包括速率检测器，被配置为检测下一帧的速率指示符，并且被配置为根据该速率指示符指示第一发送器改变向该移动装置的第一功率控制比特信息的传输速率。 

本发明的另一方面预期一种无线耦合到移动站的基站装置。该基站包括 第一发送器、第一接收器、和基于确认的功率控制比特管理器。该第一发送器被配置为通过前向链路向该移动站发送第一功率控制比特信息。第一发送器具有消息产生器，其被配置为基于通过反向链路从该移动站接收到的早期确认消息的接收，在帧的结束之前终止帧的传输。该第一接收器被配置为通过该反向链路接收早期确认消息。该基于确认的功率控制比特管理器耦合到第一接收器，并且被配置为当接收到该早期确认消息时降低向该移动站的第一功率控制比特信息的传输速率。 

本发明的另一方面包含一种一种无线连接到一基站的移动通信装置，该通信装置与另一通信装置无线连接，该通信装置包括接收器，功率控制比特处理器，功率控制管理器，以及发送器。接收器用于接收复数个子帧，并产生一模式信号；一功率控制比特处理器用于接收由该复数个子帧中选出的复数个第一功率控制比特，产生一功率水平指示信号；功率控制管理器用于接收该模式信号，根据该模式信号确定复数个第二功率控制比特；以及发送器，用于按照功率水平指示信号向该另一通信装置传输该复数个第二功率控制比特。 

本发明的另一方面包含一种用于通信装置与另一通信装置无线连接的方法，该方法包括：接收复数个子帧，其中该复数个子帧更包括复数个第一功率控制比特；产生一模式信号以及一功率水平指示信号；根据该模式信号确定复数个第二功率控制比特；以及按照功率水平指示信号向该另一通信装置传输该复数个第二功率控制比特。 

本发明的再一个方面包括一通信系统，包括一第一通信装置与一第二通信装置，该第一通信装置与该第二通信装置无线连接。该第一通信装置包括：第一接收器，第一功率控制比特处理器，第一功率控制管理器，以及第一发送器。第一接收器用于接收复数个第一子帧，并产生一第一模式信号。第一功率控制比特处理器用于接收由该复数个第一子帧中选出的复数个第一功率控制比特，产生一第一功率水平指示信号。第一功率控制管理器，用于接收该第一模式信号，根据该第一模式信号确定复数个第二功率控制比特；以及第一发送器，用于按照第一功率水平指示信号向该第二通信装置通过复数个第二子帧传输复数个第二功率控制比特。第二通信装置，更包括：第二接收器，第二功率控制比特处理器，第二功率控制管理器，第二发送器。第二接收器用于接收该复数个第二子帧，并产生一第二模式信号；第二功率控制比特处理器，用于接收由该复数个第二子帧中选出的复数个第二功率控制比特，产生一第二功率水平指示信号；第二功率控制管理器，用于接收该第二模式信号，根据该第二模式信号确定复数个第一功率控制比特；以及一第二发送器，用于按照第二功率水平指示信号向该第一通信装置通过该复数个第一子帧传输复数个第一功率控制比特。

关于工业实用性，本发明可以被实现在诸如移动站(即，蜂窝电话机)或基站之类的蜂窝通信设备内的一个或多个集成电路内。 

附图说明

参考以下描述和附图，本发明的这些及其它目的、特征和优点将得到更好的理解，其中： 

图1是示出了无线通信系统内的现有技术无线功率控制示例的框图； 

图2是描述通过执行功率控制提供干扰降低的现有技术无线通信系统的闭环无线功率控制框图； 

图3是示出由图2的基站发送的功率控制组帧内的功率控制特征的框图，其是基站到移动站的反向链路功率控制； 

图4是示出由图2的移动站发送的功率控制组帧内的功率控制特征的框图，其是移动站到基站的前向链路功率控制； 

图5是描述根据本发明的自适应无线功率控制的系统的框图； 

图6是详细描述根据示出前向链路帧和反向链路帧的本发明的示范性功率控制时间线的框图，其包括基站到移动站的反向链路功率控制时间线和移动站到基站的前向链路功率控制时间线； 

图7是突出显示根据本发明的另一个实施例的动态无线功率控制的系统的框图；和 

图8是根据本发明的另一个实施例描述基于早期确认的无线功率控制的系统框图； 

图9是根据本发明的一个实施例描述的功率控制时间线和功率控制比特位置示意图。 

图10是根据本发明的一个实施例描述的功率控制时间线和功率控制比特位置示意图； 

图11是根据本发明的一个实施例描述的功率控制时间线和功率控制比特位置示意图；和 

图12是根据本发明的一个实施例描述的功率控制时间线和功率控制比特位置示意图。 

具体实施方式

提供以下描述以使得本领域普通技术人员能够完成并使用如本申请及其上下文内提供的发明。但是，对优选实施例的各种修改对本领域技术人员来说是显而易见的，并且这里定义的一般原理可以应用于其它实施例。因此，本发明不意欲局限于这里示出和描述的特定实施例，而是与符合这里公开的原理和新颖特征的最宽的范围一致。 

考虑上面对基于CDMA的通信和通过控制传输功率来降低干扰的无线通信系统内采用的相关技术的背景讨论，现在将参考图1-4提供当前方法中固有的问题的讨论。在此讨论之后，将参考图5-8提供本发明的详细的公开内容。本发明通过提供考虑干扰降低中的显著改进的技术来克服现有功率控制机制的局限性，从而使得能够增加系统的容量。 

现在参考图1，框图100示出了无线通信系统内的现有技术功率控制示例。图100描述无线基站101，其在无线覆盖区域103(或“蜂窝”103)内与三个移动站102，即MS1 102、MS2 102和MS3 102有效通信。本领域技术人员将理解，蜂窝103内的所有移动站102通过直接序列扩展频谱技术与基站101通信，在该技术中，采用不同的码(即，PN码)来区分通过相同的频率信道发送的通信信号。因此，主动控制来自于基站101和移动站102的发送功率以便排除干扰是必不可少的。也就是说，如果一个移动站102以最大功率发送，则这样做的后果将是从移动站102的发送表现为对其它移动站102和基站101的显著干扰。具体地说，从基站101来看，干扰通常是最成问题的。如图100描述，MS1 102最接近于基站101并且以功率电平PTMB1在反向链路上发送信号。基站101以功率电平PTBM1在前向链路上向MS1102发送信号。设备MS2 102处于到基站101的距离的中间并且以功率电平PTMB2在反向链路上发送信号。基站101以功率电平PTBM2在前向链路上向MS2 102发送信号。最后，设备MS3 102与基站101距离最远并且以功率电平PTMB3在反向链路上发送信号。基站101以功率电平PTBM3在前向链路上向MS3 102发送信号。 

因为由移动站102或基站101中的任何一个接收的功率与发送器和接收器之间的间隔的平方成正比，所以很显然，如果设备MS1102正在以最大功率电平发送的话，则从基站101看来，由设备MS2102和MS3102在反向链路上发送的信号将实际上淹没在噪声中。 

因此，已经通过许多基于CDMA的通信协议的修订来不断地加强的闭环功率控制技术的使用，具体地在公知的IS-95(也称为CDMA2000)协议中。在该协议的早期版本中，功率控制反馈或消息每20毫秒(ms)帧交换一次，近来已经增加了功率控制消息的最大频率。 

现在转到图2，描述了通过执行功率控制提供干扰降低的现有技术无线通信系统200的框图。系统200包括基站201和移动站211。基站201由无线前向链路耦合到移动站211，在该无线前向链路上，由基站201向移动站211发送业务和包括功率控制数据的控制数据。基站201也由无线反向链路耦合到移动站211，在该无线反向链路上，由移动站211向基站201发送业务数据和包括功率控制数据的控制数据。 

基站201具有功率传感器202，其耦合到反向链路并且产生强度信号STRENGTH和接收功率控制比特信号RCVPCB。信号STRENGTH耦合到功率控制比特管理器203，其产生发送功率控制比特信号XMITPCB。信号RCVPCB耦合到功率控制比特处理器204，其产生发送电平信号XMITLVL。信号XMITPCB和XMITLVL耦合到发送功率控制器205。发送功率控制器205耦合到前向链路，采用该前向链路来向移动站211发送业务和功率控制消息。 

移动站211具有功率传感器212，功率传感器212耦合到前向链路并且产生强度信号STRENGTH和接收功率控制比特信号RCVPCB。信号STRENGTH耦合到功率控制比特管理器213，其产生发送功率控制比特信号XMITPCB。信号RCVPCB耦合到功率控制比特处理器214，其产生发送电平信号XMITLVL。信号XMITPCB和XMITLVL耦合到发送功率控制器215。发送功率控制器215耦合到反向链路，采用该反向链路来向基站201发送业务和功率控制消息。 

在操作中，通过基站201和移动站211之间的功率控制消息的及时交换来影响闭环功率控制。基站201和移动站211二者内相似命名的元件执行基本上相似的功能，以从闭环功率控制的观点实现基本上相似的结果。也就是说，功率传感器202、212监视相应的反向和前向链路消息，以在接收的帧 内接收功率控制比特并且测量在该链路上的接收到的信号的相对功率电平。基站功率传感器202产生STRENGTH以指示反向链路信号的测量的功率电平，并且还产生RCVPCB以指示从移动站211接收到的功率控制比特数据。根据该协议，功率控制比特数据指示前向链路信号的电平将增加还是减小。同样，移动站功率传感器212产生STRENGTH以指示前向链路信号测量的功率电平，并且还产生RCVPCB以指示从基站201接收到的功率控制比特数据。根据该协议，功率控制比特数据指示反向链路信号的电平将增加还是减小。 

PCB处理器204、214接收并解释RCVPCB信号以及产生XMITLVL信号，该XMITLVL信号指示它们相应的发送功率控制器205、215根据接收的功率控制比特数据增加或减小发送功率。 

PCB管理器203、213接收它们相应的STRENGTH信号并且确定是否请求由相对站211、201发送的功率电平的变化。因此，PCB管理器203、213构成用于在帧内向相对站211、201传输的功率控制比特数据，该功率控制比特数据指示相对站211、201增加或减小传输功率。 

发送功率控制器205、215以信号XMITLVL指示的功率电平通过前向链路和反向链路来发送由信号XMITPCB指示的它们的相应功率控制比特数据，从而实现本领域技术人员已知的闭环功率控制。 

现在参考图3，框图300示出由图2的基站201通过前向链路发送的功率控制组帧内的功率控制特征以实现反向链路的功率控制。根据IS-95CDMA协议，一帧的持续时间是20ms，并且一帧被分成1.25ms的子帧301、302，其被称为功率控制组(power control group，PCG)301、302，因为每个功率控制组都可以被配置为在其中传递功率控制比特(PCB，power controlbit)，该功率控制比特指示移动站增加或减小它的随后的发送功率。给定帧内的16个PCG 301、302编号为从0到15。因而，图300示出了前一帧的PCG15，其后面是当前帧的PCG0到PCG14。例如，当PCG15的标志位设为0时，标识下个帧为可进行智能消隐的零速率帧(可以理解到，设为其他值也可实现上述相同功能)根据当前IS-95协议，可以在那些由一个或两个后缀星号(即，“*”或“**”)表示PCG期间的非零帧期间发送功率控制比特。因此，在奇数PCG 302期间在前向链路上发送功率控制比特，因而影响400赫兹(Hz)的功率控制速率。在偶数帧301期间在前向链路上不发送功 率控制比特。 

图4是示出由图2的移动站通过反向链路发送的功率控制组帧内的功率控制特征以实现前向链路的功率控制的框图400。与图3的PCG 301、302类似，由移动站向基站发送的帧包括PCG 401、402、403，其中一些都可以被配置为在其中传递功率控制比特，该功率控制比特指示基站增加或减小它的随后的发送功率。因而，图400示出了前一帧的PCG15，其后面是当前帧的PCG0到PCG14。根据当前IS-95协议，可以在那些由一个或两个后缀星号(即，“*”或“**”)表示的PCG期间的非零帧期间发送功率控制比特。因此，在奇数PCG 402期间在反向链路上发送功率控制比特，因而影响400赫兹(Hz)的功率控制速率。在偶数帧401期间在反向链路上不发送功率控制比特。 

在IS-95协议中存在一种被称为智能消隐的特征，其中相应移动站向它的基站发送零速率帧。提供智能消隐的深入教导超出了本申请的范围，但是，足以注意到，零速率帧除了背景噪声基本上处于与前一帧通信的相同的电平上的指示外，不向基站传递业务信息。本领域技术人员将理解，语音会话在多数情况下在一半时间内都没有声音，并且该通信标准的前一修订版从带宽的观点上来说是效率低下的，因为在没有语音数据的情况下，在移动站和基站之间交换的多于半数的帧实际上通信的是背景噪声。因此，智能消隐技术使得在上述那些情况下能够降低移动站和基站之间的传输量。 

因此，图4的图400描述了当在相应移动站中启动智能消隐时用于零速率帧传输的选通(gate)的PCG 403。也就是说，在零速率帧期间，移动站仅仅每两个PCG发送它的信号，也就是说，在PCG15和PCG0、PCG3和PCG4、PCG7和PCG8、以及PCG11和PCG12期间。并且通过由协议标准指示的技术，一般由PCG15中发送的信息向相应基站通知下一帧是零速率帧，因而将执行选通。 

结果，智能消隐提供由移动站发送的功率的大约50％的降低，因此在每隔一个奇数PCG期间向基站发送功率控制比特，也即，在图400中由两个后缀星号(“**”)指示的PCG3、PCG7、PCG11和PCG15期间。因此，当移动站发送非零速率帧时，奇数的PCG 402以400Hz传送功率控制比特信息。当启动智能消隐并且移动站发送零速率帧时，移动站在PCG3、PCG7、PCG11和PCG15中发送功率控制比特，也就是说，每隔一个奇数PCG发送 功率控制比特。 

从基站的角度看，如图3的图300所示，基站在所有的奇数PCG 302中发送功率控制比特。并且当移动站发送非零速率帧时，基站将接收的所有功率控制比特看作是有效的。但是，当启动智能消隐并且移动站发送零速率帧时，移动站仅仅将在图300中由两个后缀星号(“**”)指示的PCG1、PCG5、PCG9和PCG13中接收的功率控制比特看作是有效的。 

关于PCG的选通和PCG内的功率控制比特信息的传输的上述约束条件由IS-95CDMA协议的较近来的修订版定义。本发明人已经注意到由此导致的许多局限性。例如，已经注意到，在智能消隐的情况下，从在前向链路中发送功率控制比特的时间到在反向链路上最终的发送功率发生变化的时间之间存在基本上两个PCG的延迟。也就是说，如果基站在PCG 1期间发送功率控制比特，则因为PCG1和PCG2被选通，所以直到PCG3才可以在反向链路中看见效果。 

同样地，由于智能消隐的影响，前向链路功率控制方面也存在延迟。例如，当基站在PCG1中发送功率控制比特时，移动站在PCG1期间测量接收到的信号强度，然后在PCG3中发送随后的功率控制比特以控制前向链路功率，因而前向链路功率控制在从基站发送的PCG4中获得影响。 

并且当不启动智能消隐时，本发明人已经注意到，当前技术对于前向和反向链路功率控制二者提供大约两个PCG的延迟。 

因此，本发明人已经注意到，在提供智能消隐的基于CDMA的无线通信系统中与闭环功率控制有关的延迟压倒性地是根据该协议标准的约束条件和限制的结果，因而期望提供可以降低这些延迟的更灵活的技术，从而提供干扰的降低，并且还可以由此降低从基站的不必要的传输。 

因此，现在将参考图5-8讨论实现上述期望的根据本发明的几个实施例。因此，现在关注图5，其中描述了根据本发明的用于自适应无线功率控制的系统500的框图。系统500包括基站501和移动站511。基站501由无线前向链路耦合到移动站511，在该无线前向链路上，由基站501向移动站511发送业务和包括功率控制数据的控制数据。基站501也由无线反向链路耦合到移动站511，在该无线反向链路上，由移动站511向基站501发送业务和包括功率控制数据的控制数据。 

基站501具有耦合到反向链路的接收器506。接收器具有功率传感器 502，其产生强度信号STRENGTH和接收功率控制比特信号RCVPCB。接收器506也具有自适应控制器507，其产生信号BESTPATTERN。信号STRENGTH耦合到自适应功率控制比特管理器503，其产生发送功率控制比特信号XMITPCB和时间线配置信号TLCONFIG。信号RCVPCB耦合到功率控制比特处理器504，其产生发送电平信号XMITLVL。信号XMITPCB、TLCONFIG和XMITLVL耦合到发送器508，发送器508耦合到前向链路，并且采用发送器508来向移动站511发送业务和功率控制消息。发送器508包括接收信号XMITPCB的发送功率控制器505和接收信号TLCONFIG的时间线管理器509。 

移动站511具有耦合到前向链路的接收器516。接收器516包括功率传感器512，其产生强度信号STRENGTH和接收功率控制比特信号RCVPCB。接收器516也具有自适应控制器507，其产生信号BESTPATTERN。信号STRENGTH耦合到自适应功率控制比特管理器513，其产生发送功率控制比特信号XMITPCB和时间线配置信号TLCONFIG。信号RCVPCB耦合到功率控制比特处理器514，其产生发送电平信号XMITLVL。信号XMITPCB、TLCONFIG和XMITLVL耦合到发送器518，发送器518耦合到反向链路，并且采用发送器518来向基站501发送业务和功率控制消息。发送器518包括接收信号XMITPCB的发送功率控制器515和接收信号TLCONFIG的时间线管理器519。 

对于功率控制时间线的选择受到两个因素的影响，一为前向链路和反向链路功率控制比特传输延时，另一个为导频信道的选通模式，如图9，10，11和12。当功率控制频率降低时，对于减少功率控制的延时方法有，可以改变智能消隐的模式而保留前向链路和反向链路偶数(奇数)PDG中的功率控制比特有效，另一种方法是保留前向链路偶数(奇数)PCG中的功率控制比特有效，反向链路奇数(偶数)PCG中的功率控制比特有效。 

在操作中，通过基站501和移动站511之间的功率控制消息的及时交换来影响闭环功率控制，如图5的系统500中所示。基站501和移动站511二者内相似命名的元件执行基本上相似的功能，以从闭环功率控制的观点实现基本上相似的结果。也就是说，功率传感器502、512监视相应反向和前向链路消息，以在接收的帧内接收功率控制比特并且还测量在该链路上接收到的信号的相对功率电平。基站功率传感器502产生STRENGTH以指示反向 链路信号的测量的功率电平，并且还产生RCVPCB以指示从移动站511接收到的功率控制比特数据。根据该协议，功率控制比特数据指示前向链路信号的电平将增加还是减小。同样，移动站功率传感器512产生STRENGTH以指示前向链路信号的测量的功率电平，并且还产生RCVPCB以指示从基站501接收的功率控制比特数据。根据该协议，功率控制比特数据指示反向链路信号的电平将增加还是减小。 

PCB处理器504、514接收并解释RCVPCB信号以及产生XMITLVL信号，该XMITLVL信号指示它们的相应发送功率控制器505、515根据接收的功率控制比特数据增加或减小发送功率。 

自适应PCB管理器503、513接收它们相应的STRENGTH信号并且确定是否请求由相对站511、501发送的功率电平的变化。因此，自适应PCB管理器503、513构成用于在帧内向相对移动站，基站511、501传输的功率控制比特数据，该功率控制比特数据指示相对站511、501增加或减小传输功率。 

发送功率控制器505、515以信号XMITLVL指示的功率电平通过前向链路和反向链路来发送由信号XMITPCB指示的它们的相应功率控制比特数据，从而实现本领域技术人员已知的闭环功率控制。 

但是，与目前系统200相反，根据本发明的系统500提供对用于功率控制信息的交换的时间线的自适应控制。在一个实施例中，基站501通过前向链路向移动站511广播功率模式消息522，该功率模式消息522指示将被采用以用于基站501和移动站511之间的功率控制信息的交换的特定功率控制时间线。在另一个实施例中，根据本发明，基站501和移动站交换功率模式消息522、521，以询问每个设备501、511执行自适应功率控制的能力并且协商特定功率控制时间线的使用。因此，移动接收器516内的自适应控制器517监视前向链路以便监视功率模式广播522或消息522，并且基于移动站的配置，在信号BESTPATTERN上指示期望的，或者在广播的情况下指示的功率控制时间线，其中该期望的或指示的功率控制时间线最小化与执行系统500内的闭环功率控制有关的延迟和传输功率。 

自适应PCB管理器513接收BESTPATTERN，并且结合由信号STRENGTH指示的功率电平来确定由基站指示的或者作为配置的结果的时间线配置。时间线配置通过信号TLCONFIG被传递给发送器518内的时间 线管理器519。 

在广播实施例中，移动站511不通过反向链路发送功率模式消息521，而是遵守由基站通过前向链路在功率模式消息522中广播的时间线配置。在协商的时间线实施例中，时间线管理器519产生推荐的时间线配置，用于在功率模式消息521中通过反向链路传输到基站501。本发明预期几种用于执行时间线协商的公知方法中的任意一种，包括从设备501、511的每一个的增量请求，后面是确认、请求确认、每个设备的有限数目的尝试等。重要的是，根据本发明在基站501和移动站511二者内提供从多个功率控制时间线当中选择最佳的功率控制时间线，其中选择最佳的功率控制时间线以最小化闭环功率控制系统500内的延迟或者优化系统500的一些其它特征。 

如上所述，时间线设计为进行功率优化控制和减少不必要延时的关键因素，并由前向链路和反向链路的PCG传输延时和反向导频信道的选通模式确定，该导频信道指示帧数据的消隐模式。 

此外，在协商的时间线实施例中，基站接收器506内的自适应控制器507监视反向链路以便监视功率模式消息521，并且基于基站的配置，在信号BESTPATTERN上指示期望的功率控制时间线，其中该期望的功率控制时间线最小化与执行系统500内的闭环功率控制有关的延迟和传输功率。 

自适应PCB管理器503接收BESTPATTERN，并且结合由信号STRENGTH指示的功率电平确定作为系统500的配置的结果的时间线配置。时间线配置通过信号TLCONFIG被传递给发送器508内的时间线管理器509。 

在广播实施例中，基站501通过前向链路发送功率模式消息522，该功率模式消息522指示移动站511采用特定的时间线配置。在协商的时间线实施例中，时间线管理器509产生推荐的时间线配置，以用于在功率模式消息522中通过前向链路向移动站511传输，并且如上所述协商最终选择的时间线。 

现在转到图6，图6是详细描述根据本发明的示出前向链路帧610和反向链路帧620二者的示范性功率控制时间线600的框图。与参考图3和4讨论的IS-95的标准化的功率控制时间线类似，根据本发明的示范性的功率控制时间线600包括帧610、611，每个帧由16个1.25ms的PCG 601、602、603、604、605组成，在相应帧610、620内从0到15编号。但是，与标准 化的时间线相反，示范性的时间线600描述与图3和4的标准化的时间线相同的选通模式(即，在PCG15、PCG0、PCG3、PCG4、PCG7、PCG8、PCG11和PCG12期间的反向链路传输)，但是不同的用于功率控制比特的发送和接收的协议。因此，前向链路帧610在由一个或两个后缀星号指示的偶数PCG601期间向移动站发送功率控制比特。同样地，对于非零速率传输，反向链路帧620在由一个或两个后缀星号指示的偶数PCG 604期间向基站发送功率控制比特。并且对于当启动智能消隐时的零速率传输，反向链路帧620在每隔一个偶数PCG期间发送功率控制比特，即，在由两个后缀星号指示的PCG0、PCG4、PCG8和PCG12期间。 

从基站的角度看，在所有的偶数PCG 601中发送功率控制比特。并且当移动站发送非零速率帧时，基站将接收的所有功率控制比特看作是有效的。但是，当启动智能消隐并且移动站发送零速率帧时，移动站仅仅将在图600中由两个后缀星号(“**”)指示的PCG0、PCG4、PCG8和PCG12中接收的功率控制比特看作是有效的。 

可以采用根据本发明的示范性的时间线600来克服由于智能消隐引起的一些功率控制延迟。例如，如果基站在PCG 2期间发送功率控制比特，则即使移动站选通了PCG1和PCG2，也将在反向链路中在PCG3处看见效果，这是延迟的实质上的降低。并且更高效的功率控制产生总体的干扰降低。 

图6的功率控制时间线600仅仅教导根据本发明的一个可用的时间线变形，根据本发明，其可以由基站指示或者可以通过基站和移动站之间的功率模式消息的交换来协商。也预期其它的时间线配置包括：改变智能消隐功率控制比特传输模式同时保持反向链路和前向链路PCG二者用于固定在偶数PCG内的功率控制信息的传输、改变智能消隐功率控制比特传输模式同时保持反向链路PCG用于在奇数PCG中的功率控制信息的传输以及保持前向链路PCG用于固定在偶数PCG内的功率控制信息的传输等。本发明的一个特征是通过基站的广播、或者通过根据本发明的基站和移动站之间的协商来提供功率控制时间线的最佳的选择。 

现在参考图7，突出显示了根据本发明的另一个实施例的用于动态无线功率控制的系统700的框图。在此实施例中，当确定其中启动智能消隐的移动站711正在通过反向链路发送零速率帧时，由基站701通过前向链路的功率控制比特的发送频率由400Hz降低到200Hz，以及当确定在零速率帧的 传输之后由移动站711正在发送非零速率帧时，发送频率由200Hz增加到400Hz。 

系统700包括基站701和移动站711。基站701由无线前向链路耦合到移动站711，在该无线前向链路上，由基站701向移动站711发送业务和包括功率控制数据的控制数据。基站701也由无线反向链路耦合到移动站711，在该无线反向链路上，由移动站711向基站701发送业务和包括功率控制数据的控制数据。 

基站701具有耦合到反向链路的接收器706。接收器具有功率传感器702，其产生强度信号STRENGTH和接收功率控制比特信号RCVPCB。接收器706也具有速率检测器707，其产生信号RATECHANGE。信号STRENGTH耦合到动态功率控制比特管理器703，其产生发送功率控制比特信号XMITPCB。信号RCVPCB耦合到功率控制比特处理器704，其产生发送电平信号XMITLVL。信号XMITPCB和XMITLVL耦合到发送器708，发送器708耦合到前向链路，并且采用发送器708来向移动站711发送业务和功率控制消息。发送器708包括接收信号XMITPCB的发送功率控制器705。 

移动站711具有耦合到前向链路的接收器716。接收器716包括功率传感器712，其产生强度信号STRENGTH和接收功率控制比特信号RCVPCB。信号STRENGTH耦合到动态功率控制比特管理器713，其产生发送功率控制比特信号XMITPCB和零速率信号NULLRATE。帧处理器723通过信号NXTNULL耦合到动态功率控制比特管理器713。信号RCVPCB耦合到功率控制比特处理器714，其产生发送电平信号XMITLVL。信号XMITPCB、NULLRATE和XMITLVL耦合到发送器718，发送器718耦合到反向链路，并且采用发送器718来向基站701发送业务和速率指示消息721。发送器718包括接收信号XMITPCB的发送速率控制器715和接收信号NULLRATE的速率管理器719。 

在操作中，通过基站701和移动站711之间的功率控制消息的及时交换来影响闭环功率控制，如图2的系统200中所示。基站701和移动站711二者内相似命名的元件执行基本上相似的功能，以从闭环功率控制的观点实现基本上相似的结果。也就是说，功率传感器702、712监视相应反向和前向链路消息，以在接收的帧内接收功率控制比特并且还测量在该链路上接收到的信号的相对功率电平。基站功率传感器702产生STRENGTH以指示反向 链路信号的测量的功率电平，并且还产生RCVPCB以指示从移动站711接收到的功率控制比特数据。根据该协议，功率控制比特数据指示前向链路信号的电平将增加还是减小。同样，移动站功率传感器712产生STRENGTH以指示前向链路信号的测量的功率电平，并且还产生RCVPCB以指示从基站701接收到的功率控制比特数据。根据该协议，功率控制比特数据指示反向链路信号的电平将增加还是减小。 

PCB处理器704、714接收并解释RCVPCB信号以及产生XMITLVL信号，该XMITLVL信号指示它们的相应发送功率控制器705、715根据接收的功率控制比特数据增加或减小发送功率。 

动态PCB管理器703、713接收它们相应的STRENGTH信号并且确定是否请求由相对站711、701发送的功率电平的变化。因此，动态PCB管理器703、713构成用于在帧内向相对站711、701传输的功率控制比特数据，该功率控制比特数据指示相对站711、701增加或减小传输功率。 

发送功率控制器705、715以信号XMITLVL指示的功率电平通过前向链路和反向链路来发送由信号XMITPCB指示的它们的相应功率控制比特数据，从而实现闭环功率控制。 

但是，与目前的系统200相反，当移动站启动智能消隐时，根据本发明的系统700提供频率的动态控制，由该动态控制通过前向链路发送功率控制比特。回想图2-4的示例，尽管根据标准，基站201在PCG 1、3、5、7、9、11、13和15中以400Hz的速率发送功率控制比特，但是当启动智能消隐并且移动站211正在发送零速率帧时，仅仅PCG 1、5、9和13内的功率控制比特被看作是有效的。因此，本发明人已经注意到，当移动站正在发送零速率帧时，因为在通过前向链路接收到的每隔一个奇数PCG中的功率控制比特被忽略，所以与由基站处理功率控制比特信息有关的开销是浪费的。 

因此，基站701通过已知的方法，即通过监视反向链路导频模式，来检测通过反向链路的零速率帧的传输。但是，与目前的系统相反，根据本发明的系统700将通过前向链路的功率控制比特的传输速率从400Hz降低到200Hz。在图3的示例中，这将意味着消除在PGC 3、7、11和15中传输的功率控制比特，以及相关开销。当移动站711返回到传输非零速率帧时，通过前向链路的功率控制比特的传输速率将增加回到400Hz。 

在一个实施例中，帧处理器723通过NXTNULL指示要被发送的下一帧 是零速率帧还是非零速率帧。因而，PCB管理器713通过NULLRATE向速率管理器719指示此信息，该速率管理器719在前一帧的一个较后的PCG期间通过反向链路向基站发送速率指示消息721。速率检测器707检测此速率变化并且通过信号RATECHANGE指示下一帧是非零速率帧还是零速率帧。因此，动态功率控制比特管理器703通过信号XMITPCB指示发送功率控制器705是以400Hz还是以200Hz发送功率控制比特信息。 

现在转向图8，描述根据本发明的另一个实施例的基于早期确认的无线功率控制系统的框图。当前向链路中存在早期终止时，可以结合图5-7的实施例来使用此实施例的应用，并且采用此实施例的应用来将通过前向和反向链路二者的功率控制比特信息的传输从400Hz降低到200Hz。公知目前的蜂窝系统内的很多帧包含在由基站801的全部帧的传输完成之前就可以由移动站811解码和确认的业务。在本领域内，这被称为“早期终止”。例如，超过一半的帧包含所谓的1/8速率语音，并且其可以在帧的开头少数几个PCG内被解码。因此，提供本实施例以允许根据早期终止调节功率控制比特信息的传输以便降低干扰并且提高处理能力。 

系统800包括基站801和移动站811。基站801由无线前向链路耦合到移动站811，在该无线前向链路上，由基站801向移动站811发送业务和包括功率控制数据的控制数据。基站801也由无线反向链路耦合到移动站811，在该无线反向链路上，由移动站811向基站801发送业务和包括功率控制数据的控制数据。 

基站801具有耦合到反向链路的接收器806。接收器具有功率传感器802，其产生强度信号STRENGTH和接收功率控制比特信号RCVPCB。接收器806也具有产生信号EARLYACK的确认消息检测器807。信号STRENGTH耦合到基于确认的功率控制比特管理器803，其产生发送功率控制比特信号XMITPCB和信号EARLYTERM。信号RCVPCB耦合到功率控制比特处理器804，其产生发送电平信号XMITLVL。信号XMITPCB、EARLYTERM和XMITLVL耦合到发送器808，发送器808耦合到前向链路，并且采用发送器808来向移动站811发送业务和功率控制消息。发送器808包括接收信号XMITPCB的发送功率控制器805以及消息产生器809，当从移动站811接收到早期确认消息821时，消息产生器809被配置为终止通过前向链路的业务的传输。当零速率帧传输并进行智能消隐是，确认消息传输 可以选择性的终止。 

移动站811具有耦合到前向链路的接收器816。接收器816包括功率传感器812，其产生强度信号STRENGTH和接收功率控制比特信号RCVPCB。接收器816也具有产生信号DONE的消息处理器817。信号STRENGTH耦合到基于确认的功率控制比特管理器813，其产生发送功率控制比特信号XMITPCB和早期消息检测信号EARLYDET。信号RCVPCB耦合到功率控制比特处理器814，其产生发送电平信号XMITLVL。信号XMITPCB、EARLYDET和XMITLVL耦合到发送器818，发送器818耦合到反向链路，并且采用发送器818来向基站801发送业务和早期确认消息821。发送器818包括接收信号XMITPCB的发送功率控制器815和接收信号EARLYDET的确认消息管理器819。 

在操作中，通过基站801和移动站811之间的功率控制消息的及时交换来影响闭环功率控制，如图2的系统200中所示。基站801和移动站811二者内相似命名的元件执行基本上相似的功能，以从闭环功率控制的观点实现基本上相似的结果。也就是说，功率传感器802、812监视相应反向和前向链路消息，以在接收的帧内接收功率控制比特并且还测量在该链路上接收到的信号的相对功率电平。基站功率传感器802产生STRENGTH以指示反向链路信号的测量的功率电平，并且还产生RCVPCB以指示从移动站811接收到的功率控制比特数据。根据该协议，功率控制比特数据指示前向链路信号的电平将增加还是减小。同样，移动站功率传感器812产生STRENGTH以指示前向链路信号的测量的功率电平，并且还产生RCVPCB以指示从基站801接收到的功率控制比特数据。根据该协议，功率控制比特数据指示反向链路信号的电平将增加还是减小。 

PCB处理器804、814接收并解释RCVPCB信号以及产生XMITLVL信号，该XMITLVL信号指示它们的相应发送功率控制器805、815根据接收的功率控制比特数据增加或减小发送功率。 

基于确认的PCB管理器803、813接收它们相应的STRENGTH信号并且确定是否请求由相对站811、801发送的功率电平的变化。因此，动态PCB管理器803、813构成用于在帧内向相对站811、801传输的功率控制比特数据，该功率控制比特数据指示相对站811、801增加或减小传输功率。 

发送功率控制器805、815以信号XMITLVL指示的功率电平通过前向 链路和反向链路来发送由信号XMITPCB指示的它们的相应功率控制比特数据，从而实现闭环功率控制。 

但是，与目前的系统200相反，当作为早期终止的结果没有要发送的前向链路业务时，根据本发明的系统800提供频率的动态控制，由该动态控制通过前向链路发送功率控制比特。因此，当接收到PCG时，消息处理器817解码帧内的业务。在PCG15之前的PCG中已经完全解码业务的情况下，消息处理器817断言(assert)DONE，因而指示PCB管理器813产生EARLYDET。确认产生器819接收EARLY检测并且通过几种技术中的任何一种来调制早期确认消息以用于通过反向链路向基站801发送，这些技术包括通过使用开关键控(OOK)加上二进制相移键控(BPSK)来将早期确认消息与功率控制比特的传输合并以产生三个状态的确认码元，但是也可以预期其它的实施例。 

因此，基站801内的确认检测器807检测早期确认消息821的传输并且断言EARLYACK，以指示基于确认的PCB管理器803断言EARLYTERM，并且另外通过设置XMITPCB的状态来将功率控制比特的传输速率从400Hz降低到200Hz。消息产生器809接收EARLYTERM并且停止发送该帧的其余部分的业务。 

本领域技术人员应当理解，他们可以容易地使用公开的构思和详细的实施例作为设计或修改用于执行本发明的相同目的的其它结构的基础，并且可以在不脱离由所附权利要求书所定义的本发明的范围的情况下对这里公开的内容做出各种变化、替换和变更。 

Claims (15)

1.一种通信装置，该通信装置与另一通信装置无线连接，该通信装置包括：

一接收器，用于接收包括复数个第一功率控制比特的复数个子帧，并产生一接收功率控制比特信号、一强度信号、和一用于指示期望的功率控制时间线的模式信号；

一功率控制比特处理器，用于接收该接收功率控制比特信号，产生一发送电平信号；

一自适应功率控制比特管理器，用于接收该强度信号和该模式信号，根据该强度信号和该模式信号确定一发送功率控制比特信号和一用于时间线配置的时间线配置信号；以及

一发送器，用于按照该发送电平信号和该时间线配置信号向该另一通信装置传输由该发送功率控制比特信号指示的复数个第二功率控制比特。

2.如权利要求1所述的通信装置，其中当该复数个第一功率控制比特中的某一个比特为一特定值时，该比特后连续一定数量的子帧确定为零速率帧，部分该第二功率控制比特确定为空，当该复数个第一功率控制比特中的该比特为其他值时，该比特后连续一定数量的子帧确定为非零速率帧。

3.如权利要求2所述的通信装置，其中当该连续数量的子帧确定为零速率帧时，每个该第二功率控制比特间的间隔是其确定为非零速率帧时的间隔的2倍。

4.如权利要求2所述的通信装置，其中当接收到一非零速率帧时基于该自适应功率控制比特管理器的输出信号产生一确认信号，该确认信号采用二进制相移键控调制。

5.如权利要求2所述的通信装置，其中当在该复数个第一功率控制比特中的某一个比特为一特定值之前产生早期中断传输或者无传输时部分第二功率控制比特确认为空。

6.如权利要求1所述的通信装置，其中该自适应功率控制比特管理器确定该第二功率控制比特的有效性和位置以及一时间流程顺序，该时间流程设计更包括以下设计之一：

该第二功率控制比特的位置与第一功率控制比特的位置同为奇数位，或同为偶数位；以及

该第二功率控制比特的位置与第一功率控制比特的位置分别为奇数位和偶数位，或分别为偶数位和奇数位。

7.如权利要求1所述的通信装置，其中该通信装置为基站或移动台。

8.一种用于通信装置与另一通信装置无线连接的方法，该方法包括：

接收复数个子帧，其中该复数个子帧更包括复数个第一功率控制比特；

产生一接收功率控制比特信号、一强度信号、和一用于指示期望的功率控制时间线的模式信号；

根据该接收功率控制比特信号产生一发送电平信号；

根据该强度信号和该模式信号确定一发送功率控制比特信号和一用于时间线配置的时间线配置信号；以及

按照该发送电平信号和该时间线配置信号向该另一通信装置传输由该发送功率控制比特信号指示的复数个第二功率控制比特。

9.如权利要求8所述的方法，其中当该复数个第一功率控制比特中的某一个比特为一特定值时，该比特后连续一定数量的子帧确定为零速率帧，部分该第二功率控制比特确定为空，当该复数个第一功率控制比特中的该比特为其他值时，该比特后连续一定数量的子帧确定为非零速率帧。

10.如权利要求9所述的方法，其中当该连续数量的子帧确定为零速率帧时，每个该第二功率控制比特间的间隔是其确定为非零速率帧时的间隔的2倍。

11.如权利要求9所述的方法，其中更包括：

产生一确认信号，该确认信号采用二进制相移键控调制。

12.如权利要求9所述的方法，其中当在该复数个第一功率控制比特中的某一个比特为一特定值之前产生早期中断传输或者无传输时部分第二功率控制比特确认为空。

13.如权利要求8所述的方法，其中确定该第二功率控制比特的有效性和位置以及一时间流程顺序，该时间流程设计更包括以下设计之一：

该第二功率控制比特的位置与第一功率控制比特的位置同为奇数位，或同为偶数位；以及

该第二功率控制比特的位置与第一功率控制比特的位置分别为奇数位和偶数位，或分别为偶数位和奇数位。

14.如权利要求8所述的方法，其中该通信装置为基站或移动台。

15.一通信系统，包括：

一第一通信装置，该通信装置与一第二通信装置无线连接，该第一通信装置包括：

一第一接收器，用于接收包括复数个第一功率控制比特的复数个第一子帧，并产生一第一接收功率控制比特信号、一第一强度信号、和一用于指示期望的功率控制时间线的第一模式信号；

一第一功率控制比特处理器，用于接收该第一接收功率控制比特信号，产生一第一发送电平信号；

一第一自适应功率控制比特管理器，用于接收该第一强度信号和该第一模式信号，根据该第一强度信号和该第一模式信号确定一第一发送功率控制比特信号和一用于时间线配置的第一时间线配置信号；以及

一第一发送器，用于按照该第一发送电平信号和该第一时间线配置信号向该第二通信装置通过复数个第二子帧传输由该第一发送功率控制比特信号指示的复数个第二功率控制比特；以及

一第二通信装置，更包括：

一第二接收器，用于接收包括复数个第二功率控制比特的该复数个第二子帧，并产生一第二接收功率控制比特信号、一第二强度信号、和一用于指示期望的功率控制时间线的第二模式信号；

一第二功率控制比特处理器，用于接收该第二接收功率控制比特信号，产生一第二发送电平信号；

一第二自适应功率控制比特管理器，用于接收该第二强度信号和该第二模式信号，根据该第二强度信号和该第二模式信号确定一第二发送功率控制比特信号和一用于时间线配置的第二时间线配置信号；以及

一第二发送器，用于按照该第二发送电平信号和该第二时间线配置信号向该第一通信装置通过该复数个第一子帧传输由该第二发送功率控制比特信号指示的复数个第一功率控制比特。

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