DE69508664T2 - Verfahren und gerät zur anzeige der qualität eines übertragungswegs - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung I. Gebiet der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Zellenkommunikationssystem. Im Speziellen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Vorsehen einer Kommunikationsverbindungsqualitätsanzeige innerhalb eines Kommunikationssystems, und insbesondere bezieht sie sich auf den Fall innerhalb eines Zellenkommunikationssystems mit Codevielfachzugriff (CDMA = code division multiple access), um dadurch eine verbesserte Signalübertragungsqualität innerhalb des Systems zu ermöglichen.
II. Beschreibung des Stands der Technik
• Die Verwendung von Codevielfachzugriff (CDMA)-Modulationstechniken ist eine von vielen Techniken zur Ermöglichung von Kommunikationen bzw. Gesprächen, bei welchen eine große Anzahl von Systembenutzern vorhanden sind. Auch wenn auch andere Techniken bekannt sind, wie beispielsweise Zeitvielfachzugriff (TDMA = time division multiple access), Frequenzvielfachzugriff (FDMA = frequency division multiple access) und AM- Modulationsvorgangsweisen (AM = Amplitudenmodulation) wie amplitudenkompandiertes Einzelseitenband (ACSSB = amplitude companded single sideband), hat CDMA bezeichnende Vorteile gegenüber diesen Techniken. Die Verwendung von CDMA-Techniken in Vielfachzugriffskommunikationssystemen ist im U.S.-Patent Nr. 4,901,307 mit dem Titel "Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite Or Terrestrial Repeaters" offenbart.
• In dem gerade genannten Patent ist eine Vielfachzugrifftechnik offenbart, wobei eine große Anzahl von Mobiltelefonsystembenutzern jeweils mit einem Sender/Empfänger bzw. Transceiver über Satellitenverstärker bzw. - übertrager oder Erdbasisstationen (ebenso als Zellenstationen bekannt oder kurz Zellensitz bzw. Zellenlage) unter Verwendung von CDMA- Spreizspektrumkommunikationssignalen kommunizieren. Bei der Benutzung von CDMA-Kommunikationen kann das Frequenzspektrum vielfach wiederverwendet werden, womit eine Erhöhung der Systembenutzerkapazität erlaubt wird. Die Benutzung von CDMA ergibt eine viel höhere Spektraleffizienz als die, wie sie von anderen Vielfachzugrifftechniken erreicht werden kann. In einem CDMA-System kann die Erhöhung der Systemkapazität dadurch erreicht werden, daß die Übertragungsleistung der tragbaren Einheiten, die mit einem jeden Benutzer assoziiert sind, gesteuert werden, um so die Interferenz mit anderen Systembenutzern zu reduzieren.
• Die CDMA-Empfänger der Zellenstation bewirken, daß ein Breitband-CDMA- Signal von einem entsprechenden der Sender der tragbaren Einheiten in ein schmalbandiges Digitalinformation tragendes Signal umgewandelt wird. Gleichzeitig bleiben die anderen empfangenen CDMA-Signale, die die selbe Frequenz verwenden und nicht ausgewählt sind, Breitbandrauschsignale. Die Bitfehlerratenleistungsfähigkeit des Zellenstationsempfängers ist somit durch das Verhältnis der Leistung des gewünschten Signals zu der der nichtgewünschten Signale, die an der Zellenstation empfangen werden, bestimmt, d. h. die empfangene Signalleistung im gewünschten Signal, das durch den ausgewählten tragbaren Einheitssender gesendet bzw. übertragen wurde, zu der der empfangenen Signalleistung von den unerwünschten Signalen, die von anderen Sendern tragbarer Einheiten übertragen wurden. Der Bandweitenreduktionsprozeß, ein Korrelationsprozeß, der in dem resultiert, was im allgemeinen "Prozeßgewinn" genannt wird, erhöht das Signal-zu-Rausch- Interferenzverhältnis von einem negativen Wert zu einem positiven Wert, wodurch ein Betrieb mit einer bzw. innerhalb einer akzeptablen Bitfehlerrate erlaubt wird.
• In einem Erd-CDMA-Zellenkommunikationssystem ist es sehr wünschenswert, die Kapazität bezüglich der Anzahl von simultanen bzw. gleichzeitigen Kommunikationsverbindungen zu maximieren, welche von einer gegebenen Systembandweite unterstützt werden kann. Die Systemkapazität kann maximiert werden, wenn die Übertragungsleistung einer jeden tragbaren Einheit so ge steuert wird, daß das übertragene Signal an einem Zellenstationsempfänger mit dem minimalen Signal-zu-Rausch-Interferenzverhältnis ankommt, welches eine akzeptable Datenrückgewinnung erlaubt. Wenn ein durch eine tragbare Einheit übertragenes Signal am Zellenstationsempfänger mit einem Leistungspegel ankommt, der zu niedrig ist, dann kann die Bitfehlerrate zu hoch sein, um Kommunikationen bzw. Verbindungen mit hoher Qualität zu erlauben. Andererseits, wenn das von der mobilen Einheit übertragene Signal an einem Leistungspegel ist, der zu hoch ist, wenn es am Zellenstationsempfänger empfangen wird, wird die Verbindung mit dieser besonderen mobilen Einheit akzeptabel sein. Jedoch wirkt dieses Signal mit hoher Leistung als Interferenz für von anderen mobilen Einheiten übertragenen Signale, die den selben Kanal benutzen bzw. sich aufteilen, d. h. das selbe Frequenzspektrum. Diese Interferenz kann die Kommunikationen bzw. Verbindungen mit anderen tragbaren Einheiten negativ beeinflussen, wenn nicht die absolute Anzahl der kommunizierenden tragbaren Einheiten reduziert wird.
• In der Erdanwendung der CDMA-Kommunikationstechniken mißt der Sender bzw. Transceiver der tragbaren Einheit (d. h. ein Mobiltelefon oder ein persönliches Kommunikationsinstrument) den Leistungspegel des Signals, das von einer Zellensitzstation bzw. Zellenstation empfangen wird. Unter Verwendung dieser Leistungsmessung kann der Sender der tragbaren Einheit den Wegverlust des Kanals zwischen der tragbaren Einheit und der Zellenstation abschätzen. Der Sender der tragbaren Einheit bestimmt dann die geeignete Übertragungsleistung, die für Signalübertragungen zwischen der tragbaren Einheit und der Zellenstation verwendet werden soll, und zwar unter Berücksichtigung der Wegverlustmessung, der übertragenen Datenrate und der Sensitivität des Zellenstationsempfängers.
• Die von jeder tragbaren Einheit an der Zellenstation empfangenen Signale werden gemessen und die Meßergebnisse mit einem gewünschten Leistungspegel bzw. Sollleistungspegel verglichen. Basierend auf diesem Vergleich bestimmt die Zellenstation die Abweichung des empfangenen Leistungspegels von jenem, welcher nötig ist, um die gewünschten Kommunika tionen beizubehalten. Bevorzugter Weise ist der Sollleistungspegel ein minimaler Leistungspegel, der notwendig ist, um Qualitätskommunikationen beizubehalten, um so die Reduktion der Systeminterferenz zu bewirken. Anstelle der Messung der Signalstärke eines jeden Signals und des Vergleichens des Ergebnisses mit einem Sollleistungspegel können andere Kriterien zur Bestimmung der Leistungseinstellbefehle verwendet werden. Beispielsweise könne ein Kriterium ein Signal-zu-Rauschverhältnis, eine Datenfehlerrate oder eine Hörqualität bzw. Audioqualität sein.
• Die Zellenstation überträgt dann ein Leistungssteuerbefehlssignal an jeden Systembenutzer, um so die "Feineinstellung" der Übertragungsleistung der übertragbaren Einheit einzustellen. Dieses Befehlssignal wird von der tragbaren Einheit verwendet, um den Übertragungsleistungspegel näher an einen vorbestimmten bzw. vordefinierten Pegel zu verändern, der zur Beibehaltung der Kommunikation auf einer Rückverbindung erforderlich ist, d. h. die Verbindung von der tragbaren Einheit zur Zellenstation. Wenn sich die Kanalzustände bzw. -bedingungen verändern, typischer Weise aufgrund der Bewegung der tragbaren Einheit, gleichen sowohl die Empfangsleistungsmessung der tragbaren Einheit als auch die Leistungssteuerungsrückkopplung von der Zellenstation den Übertragungsleistungspegel an bzw. stellen diesen nach, so daß ein richtiger Leistungspegel beibehalten wird.
• In einem Erd-CDMA-Kommunikationssystem ist der maximale Bereich, in welchem Kommunikationen zwischen der Zellenstation und einer besonderen tragbaren Einheit unterstützt werden, proportional zur Leistung, welche von der tragbaren Einheit auf der Rückverbindung übertragen werden kann. Obwohl existierende Techniken zur Leistungssteuerung akzeptable Kommunikationsqualität vorsehen, wenn die tragbare Einheit von der Zellenstation entfernt ist, um weniger als ihren maximaler Übertragungsbereich, könnte der maximale Übertragungsbereich bei der Rückverbindung erhöht werden, wenn ein Benutzer mit einer Anzeige versehen würde, und zwar welche Orientierungen der tragbaren Einheit in einer höheren Übertragungsverstärkung bei der Rückverbindung resultieren.
• Unglücklicher Weise sehen jedoch bekannte CDMA-Leistungssteuertechniken keine Mittel zur Einstellung der Position oder zur Orientierung der tragbaren Einheit vor, um so die Stärke des Signals zu erhöhen, das über die Rückverbindung von einer tragbaren Einheit zur Zellenstation übertragen wurde. Ein vorrangiger Grund zum Vorsehen einer solchen Steuerung würde sein, die Signalübertragung in solchen Fällen zu verbessern, wo die tragbare Einheit von der Zellenstation um einen Abstand separiert bzw. getrennt ist, der ungefähr äquivalent zum maximalen Übertragungsbereich der tragbaren Einheit ist. Wenn an solchen Orten die Rückkanalverbindung nachteilig ist, kann die maximale Übertragungsleistung der tragbaren Einheit unzureichend sein, um ein Rückverbindungssignal der erforderten Stärke für die Zellenstation vorzusehen. Demgemäß würde die Zellenstation bewirken, daß ein kontinuierlicher Strom von Leistungssteuerbefehlssignalen an die tragbare Einheit gesendet werden, die spezifizieren, daß die Leistung des übertragenen Signals dadurch erhöht wird. Dies würde fortwähren, beispielsweise, bis die Übertragungsbedingungen auf der Rückverbindung verbessert sind oder die Orientierung der tragbaren Einheit nachgestellt bzw. adjustiert wäre, um so die Stärke des an der Zellenstation empfangenen Signals zu erhöhen. Unter solchen Umständen liegt eine erhöhte Wahrscheinlichkeit einer abrupten "Unterbrechung" vor, d. h. Auslöschung der Kommunikationsverbindung zwischen der Zellenstation und der tragbaren Einheit, wobei ihr Auftreten offensichtlich die Systemleistfähigkeit herabsetzt.
• Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues und verbessertes Verfahren und eine Vorrichtung zur Verbesserung der Signalübertragungsqualität in einem CDMA-Kommunikationssystem vorzusehen, und zwar durch das Liefern einer Anzeige für einen Benutzer für eine Kommunikationsqualität über die Rückverbindung, wodurch die Einstellung der Orientierung der tragbaren Einheit durch den Benutzer ermöglicht wird, um so die Rückverbindungsübertragungsverstärkung bzw. Rückverbindungsübertragungsgewinn zu maximieren.
Zusammenfassung der Erfindung
• Bei einem Erd-CDMA-Kommunikationssystem ist es wünschenswert, daß die Übertragungsleistung der tragbaren Einheiten gesteuert ist, so daß an der Zellen- bzw. Basisstation eine identische, nominale, empfangene Signalleistung von jedem und allen Sendern der tragbaren Einheit erzeugt wird, die innerhalb der Zelle betrieben werden. Würden alle die Sender der tragbaren Einheiten innerhalb eines Abdeckungsgebiets der Zellenstation Sendeleistungen bzw. Transmitterleistungen demgemäß gesteuert sein, würde die an der Zellenstation empfangene Gesamtsignalleistung gleich zur nominalen Empfangsleistung eines übertragenen Signals einer tragbaren Einheit multipliziert mit der Anzahl der tragbaren Einheiten sein, die innerhalb der Zelle senden bzw. übertragen. Zu dieser Größe bzw. zu dem wird die Rauschleistung addiert, die an der Zellenstation von tragbaren Einheiten in benachbarten Zellen empfangen wird.
• Wie zuvor erwähnt, wird in existierenden CDMA-Kommunikationssystemen die Sendeleistung ebenso durch ein Signal von der Zellenstation gesteuert. Jeder Zellenstationsempfänger mißt die Stärke des Signals, wie es an der Zellenstation empfangen wird, und zwar von jeder tragbaren Einheit, mit der die Zellenstation kommuniziert. Die gemessene Signalstärke wird mit einem gewünschten bzw. Sollsignalstärkenpegel für diese besondere tragbare Einheit verglichen. Ein Leistungseinstellbefehl wird erzeugt und an die tragbare Einheit in der Vorwärtsverbindung gesendet bzw. geschickt, d. h. die Verbindung von der Zellenstation bzw. Zellenbasisstation zur tragbaren Einheit.
• In einem Beispielsystem ist die Rate der Übertragung des Leistungseinstellbefehls hoch genug, um auf der Rückverbindung ein langsames Abschwächen bzw. Überblenden des Signals zurückzuverfolgen sowie auch Veränderungen bezüglich der Orientierung der tragbaren Einheit. Eine Abschwächungscharakteristik bzw. die Charakteristik des Fading kann dadurch hervorgerufen sein, daß das Signal von vielen verschiedenen Merkmalen der physikalischen Umgebung reflektiert wird. Daraus resultiert, daß mehrere Signalkomponenten nahezu gleichzeitig am Zellenstationsempfänger von vielen Richtungen mit unterschiedlichen Übertragungsverzögerungen ankommen können. Bei den gewöhnlich für tragbare Radiokommunikationen verwendeten UHF- Frequenzbändern einschließlich denen von zellularen Mobiltelefonsystemen können bezeichnende bzw. bedeutende Phasendifferenzen in Signalen auftreten, die sich auf verschiedenen Wegen fortpflanzen. Die Möglichkeit der destruktiven Summierung der Signale kann daraus resultieren, und zwar mit gelegentlich auftretenden "deep fades" (starken Abschwächungen bzw. Überblendungen). Eine kleine Veränderung der Position oder Orientierung der mobilen Einheit verändert leicht die physikalischen Verzögerungen aller Signalfortpflanzungswege, was in einer unterschiedlichen Phase für jeden Weg resultiert. Solche Signalabschwächungen bzw. Signalverhallungen auf der Rückverbindung können durch räumliche Ungleichförmigkeiten im Verstärkungsmuster bzw. Gewinnmuster der tragbaren Einheit verschlimmert werden, sowie auch durch Bewegung der tragbaren Einheit durch die Umgebung.
• Um der Unabhängigkeit von der Überblendung bzw. Ausblendung auf den Rückwärts- und Vorwärtsverbindungen Rechnung zu tragen, wird die Übertragungsleistung der tragbaren Einheit über Leistungseinstellbefehle von der Zellenstation gesteuert. Dieser Leistungseinstellbefehl ist mit der Schätzung des Einwegkanalzustands kombiniert, der innerhalb der tragbaren Einheit vorgenommen wird, um den letztendlichen Wert der Übertragungsleistung der tragbaren Einheit zu erhalten. Verschiedene Techniken zum Vorsehen solcher Einwegschätzungen von Kanalzuständen sind beispielsweise im zuvor genannten U.S.-Patent Nr. 4,901,307 und im U.S.-Patent Nr. 5,056,109 mit dem Titel "Method and Apparatus for Controlling Transmission Power in a CDMA Cellular Mobile Telephone System" beschrieben.
• Das Leistungseinstellbefehlssignal wird in einem beispielhaften Ausführungsbeispiel alle 1,25 Millisekunden übertragen. Ansprechend auf den Zellenstationleistungseinstellbefehl erhöht oder erniedrigt die tragbare Einheit ihre Übertragungsleistung um einen vorbestimmten Betrag, nominell 1 dB. Der Leistungseinstellbefehl wird mittels Überschreibens eines Teils des Signals übertragen, der normaler Weise zur Datenübertragung verwendet wird. Das in CDMA-Systemen angewandte Modulationssystem ist in der Lage, eine Korrekturkodierung für Benutzerdatenbits vorzusehen. Das Überschreiben durch den Leistungseinstellbefehl wird als Kanalbitfehler oder -löschung behandelt und mittels Fehlerkorrektur korrigiert, und zwar wie am tragbaren Einheitsender dekodiert. Eine Fehlerkorrekturkodierung auf den Leistungseinstellbefehlsbits kann in vielen Fällen nicht wünschenswert sein, weil sie in erhöhter Latenz bezüglich des Empfangs und der Antwort des Leistungseinstellbefehls resultiert. Es wird ebenso ins Auge gefaßt, daß ein Zeitvielfachzugriff zur Übertragung der Leistungseinstellbefehlsbits verwendet werden kann, ohne die Benutzerdatenkanalsymbole zu überschreiben.
• Die Kanalfehlerrate kann verwendet werden, um die minimale Stärke wie sie an der Zellenstation empfangen wird von den Signalen zu bestimmen, die von jeder tragbaren Einheit übertragen wurden. Die gewünschten Signalstärkepegelwerte für die von den tragbaren Einheiten übertragenen Signale werden an jeden der Zellenstationsempfänger geliefert, um so eine gewünschte Kanalfehlerrate zu erhalten. Der gewünschte Signalstärkenwert wird dann verwendet für den Vergleich mit den gemessenen minimalen Signalstärkewerten, und zwar für die Erzeugung des Leistungseinstellbefehls.
• Eine Systemsteuervorrichtung bzw. eine Systemsteuerung wird verwendet, um jeden Zellenstationsprozessor anzuweisen, welcher Wert der gewünschten Signalstärke verwendet werden soll. Der nominale Leistungspegel kann nach unten oder nach oben eingestellt werden, um Variationen in den durchschnittlichen Zuständen der Zellen aufzunehmen bzw. zu berücksichtigen. Beispielsweise kann einer Zellenstation, die an einem ungewöhnlich rauschreichen Ort oder geographischen Region positioniert ist, erlaubt werden, einen höheren als den normalen Rückleistungspegel zu verwenden. Es sei des weiteren verstanden, daß der Zellenstationsprozessor die durchschnittliche Bitfehlerrate überwachen kann. Diese Daten können von der Systemsteuerung verwendet werden, um den Zellenstationsprozessor anzuweisen, einen geeigneten Rückverbindungsleistungspegel einzustellen, um eine akzeptable Qualität der Kommunikationen sicherzustellen. Die Systemsteuerung wird sicherstellen, daß wenn eine Kommunikation mit einer besonderen tragbaren Einheit übergeben wird oder weitergegeben wird bzw. "aus der Hand gegeben wird", und zwar zwischen Zellenstationen, daß der spezifizierte Rückverbindungsleistungspegel der gleiche für alle Zellenstationen sein wird.
• Wie zuvor erwähnt, beziehen bekannte CDMA-Leistungssteuertechniken eine Regulation der Transmitter- bzw. Sendeverstärkung mit ein, jedoch sehen sie nicht Mittel zur Einstellung der Position oder Orientierung der tragbaren Einheit vor, um so die Stärke des über die Rückverbindung übertragenen Signals von einer tragbaren Einheit zur Zellenstation zu erhöhen. Unter schlechten Signalübertragungsbedingungen auf der Rückverbindung ist es möglich, daß die tragbare Einheit so orientiert sein könnte, daß ihre maximale Übertragungsleistung ungenügend sein würde, um ein Rückverbindungssignal mit der erforderten Stärke zur Zellenstation zu liefern. Diese Situation würde am wahrscheinlichsten auftreten, wenn die tragbare Einheit von der Zellenstation über eine Distanz ungefähr äquivalent zu ihrem maximalen Übertragungsbereich getrennt bzw. entfernt ist. Unter solchen Umständen würde die Zellenstation so betrieben, um einen kontinuierlichen Strom von Leistungserhöhungsbefehlssignalen zur tragbaren Einheit zu senden und zwar aufgrund eines nicht erfolgreichen Versuchs die Leistung zu erhöhen, die von der tragbaren Einheit übertragen wurde.
• Die Erfindung in ihrem weitesten Aspekt ist in den Ansprüchen 1, 12 und 15 dargelegt, welche wiederum in der zweiteiligen Form relativ zur Offenbarung der US-A-5 056 109 geschrieben sind.
• Gemäß der Erfindung ist jeder Systembenutzer mit einem Verbindungsqualitätssignal versehen, das anzeigend für die von der Zellenstation über die Rückwärtsverbindung empfangene Leistung von der tragbaren Einheit ist, die mit dem Benutzer assoziiert ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Verbindungsqualitätssignal anzeigen, daß der Signalleistungspegel, der an der Zellenstation empfangen wurde, kleiner als ein vorbestimmter op timaler Pegel der Empfangsleistung bzw. empfangenen Leistung ist. Insbesondere wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Verbindungsqualitätssignal ansprechend auf die Leistungseinstellbefehle erzeugt, die von der Zellenstation zur assoziierten tragbaren Einheit übertragen wurden. Es werden Mittel zur Akkumulierung eines Satzes von empfangenen Leistungseinstellbefehlen und zur Erzeugung eines Verbindungsqualitätssignals vorgesehen, wobei das Verbindungsqualitätssignal einen Betrag bzw. eine Größe besitzt, die invers mit dem Mittelwert des akkumulierten Satzes von Befehlen in Beziehung steht. Der Durchschnittswert der empfangenen Befehle wird ungleich null bzw. nicht null sein, wenn eine Vielzahl von Leistungserhöhungsbefehlen sequentiell akkumuliert wurden bzw. sind, und somit jeglichen Leistungserniedrigungsbefehlen zahlenmäßig überlegen sind, die während eines speziellen Akkumulationsintervalls akkumuliert wurden. Das Verbindungsqualitätssignal kann dem Benutzer beispielsweise in der Form eines hörbaren Interferenzsignals oder einer sichtbaren Repräsentation der empfangenen Leistung an der Zellenstation vermittelt werden. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein solches hörbares Interferenzsignal mit dem hörbaren Ausgangssignal kombiniert, das vom Sender der tragbaren Einheit erzeugt wird. Weil die Größe des Interferenzsignals eine inverse Funktion der durch die Zellenstation empfangenen Signalleistung über den entsprechenden Rückübertragungsweg ist wird der Benutzer dazu veranlaßt, die tragbare Einheit so zu positionieren, daß der Pegel der hörbaren Interferenz minimiert wird und dadurch die Signalleistung maximiert wird, die von der Zellenstation empfangen wird. In vorhandenen Systemen beruht die einzige hörbare Interferenz, der der Benutzer ausgesetzt ist, auf der Verschlechterung der Vorwärtsverbindung. Demgemäß wird in konventionellen Systemen die Orientierung der tragbaren Einheit nur als ein Mittel zur Verbesserung des Empfangs der Signale eingestellt, die über die Vorwärtsverbindung übertragen werden. Im Gegensatz dazu, kann die vorliegende Erfindung dazu verwendet werden, die Qualität der Signalübertragung über die Rückwärtsverbindungen zwischen jeder tragbaren Einheit und einer Zellenstation innerhalb eines CDMA- Kommunikationssystems zu verbessern. In konventionellen zellularen Systemen bzw. Zellensystemen ist die schlechteste bzw. die schwächste Verbin dung für eine tragbare Einheit die Rückverbindung, und zwar aufgrund der begrenzten Sende- bzw. Übertragungsleistung der tragbaren Einheit.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
• Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aufgrund der detaillierten Beschreibung, die in der Folge dargelegt ist, wenn sie zusammen mit den Zeichnungen gesehen wird, in welchen gleiche Referenznummern sich durchwegs entsprechen und wobei die Zeichnung folgendes zeigt:
• Fig. 1 einen schematischen Überblick über ein beispielhaftes zellulares Telefonsystem, welches zumindest eine Zellenstation und eine Vielzahl von tragbaren Einheiten umfaßt;
• Fig. 2 eine graphische Darstellung der empfangenen Signalstärke an der Zellenstation bezüglich der Übertragungen der tragbaren Einheit als eine Funktion des Abstands;
• Fig. 3 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Zellenstation mit besonderer Bezugnahme auf ein darin umfaßtes Leistungssteuerungssystem;
• Fig. 4 ein Blockdiagramm einer beispielhaften tragbaren Einheit, das besondere Aspekte der Verbindungsqualitätsverbesserungsvorrichtung der Erfindung illustriert; und
• Fig. 5 ein Blockdiagramm, das ein alternatives Ausführungsbeispiel illustriert, in welchen die Verbindungsqualitätsverbesserungsvorrichtung der Erfindung innerhalb der Zellenstation angeordnet ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
• Ein beispielhaftes Erdzellentelefonkommunikationssystem, in welchem die vorliegende Erfindung ausgeführt ist, ist in Fig. 1 dargestellt. Das in Fig. 1 dargestellte System verwendet CDMA-Modulationstechniken in den Verbindungen bzw. Kommunikationen zwischen den mobilen Einheiten der Benutzer des System und den Zellenstationen. Zellulare Systeme in großen Städten können hunderte von Zellenstationen besitzen, die hunderte und tausende von tragbaren Transceiver- bzw. Sende/Empfängereinheiten bedienen (im allgemeinen tragbare Telefone). Die Verwendung von CDMA-Techniken ermöglicht bereitwillig Erhöhungen der Benutzerkapazität in Systemen einer solchen Größe im Vergleich zu konventionellen bzw. herkömmlichen FM- Modulationszellensystemen. Ein beispielhafter CDMA-Modulationsplan ist im U.S.-Patent Nr. 5,103,459 mit dem Titel "System and Method for Generating Signal Waveforms in a CDMA Cellular Telephone System" offenbart.
• In Fig. 1 umfaßt die Systemsteuerung und der -schalter 10 geeignete Schnittstellen und Verarbeitungshardware zum Vorsehen der Systemsteuerinformation für die Zellenstationen. Die Steuerung 10 steuert die Führung der Telefonanrufe von den öffentlichen geschaltenen Telefonnetzwerken (PSTN = public switched telephone network) zu den geeigneten bzw. richtigen Zellenstationen zur Übertragung an die richtige tragbare Einheit. Die Steuerung bzw. Steuervorrichtung 10 steuert ebenso die Führung der Anrufe von den tragbaren Einheiten über zumindest eine Zellenstation zum PSTN. Die Steuerung 10 kann Anrufe zwischen Benutzern von tragbaren Einheiten über die geeigneten Zellenstationen führen, weil typischer Weise solche tragbaren Einheiten nicht direkt miteinander kommunizieren.
• Die Steuerung 10 kann mit den Zellenstationen über verschiedene Mittel wie beispielsweise eigens dafür vorgesehene Telefonleitungen gekoppelt sein, oder optische Faserverbindungen oder über Radiofrequenzkommunikationen. In Fig. 1 sind zwei beispielhafte Zellenstationen 12 und 14 zusammen mit zwei beispielhaften tragbaren Einheiten 16 und 18 gezeigt. Die Pfeile 20a-20b und 22a-22b definieren jeweils die möglichen Kommunikationsverbindungen zwischen der Zellenstation 12 und den tragbaren Einheiten 16 und 18. Gleichfalls bzw. ähnlich definieren die Pfeile 24a-24b und die Pfeile 26a-26b jeweils die möglichen Kommunikationsverbindungen zwischen der Zellenstation 14 und den tragbaren Einheiten 18 und 16. Die Zellenstationen 12 und 14 übertragen normaler Weise unter Verwendung der gleichen Leistung.
• Die tragbare Einheit 16 mißt die Gesamtleistung, die von den Zellenstationen 12 und 14 über die Wege 20a und 26a empfangen wird. Ähnlich mißt die tragbare Einheit 18 die von den Zellenstationen 12 und 14 über die Wege 22a und 24a empfangene Leistung. In jeder der tragbaren Einheiten 16 und 18 wird die Signalleistung im Empfänger gemessen, wobei das Signal ein Breitbandsignal ist. Demgemäß wird die Leistungsmessung vor der Korrelation des empfangenen Signals mit einem Pseudorausch-(PN = pseudonoise)-Spektrumspreizbandsignal durchgeführt.
• Wenn die tragbare Einheit 16 näher an der Zellenstation 12 ist, wird die empfangene Signalleistung durch den Signalfortpflanzungsweg 20a dominiert sein. Wenn die tragbare Einheit 16 näher an der Zellenstation 14 ist, wird die empfangene Leistung durch die Signalfortpflanzung auf dem Weg 26a dominiert sein. Ähnlich wird die empfangene Leistung durch das Signal auf dem Weg 24a dominiert sein, wenn die tragbare Einheit 18 näher an der Zellenstation 14 ist. Wenn die tragbare Einheit 18 näher an der Zellenstation 12 ist, wird die empfangene Leistung durch die Signalfortpflanzung auf dem Weg 22a dominiert sein.
• Jede der tragbaren Einheiten 16 und 18 verwendet die resultierende Messung, und zwar zusammen mit der Kenntnis der Zellenstationsübertragungsleistung und dem Antennengewinn bzw. der Antennenverstärkung der tragbaren Einheit, und zwar um den Wegverlust zur nächsten Zellenstation abzuschätzen. Der geschätzte Wegverlust zusammen mit der Kenntnis des Antennengewinns der tragbaren Einheit und der Zellenstationsantenne und der Rauschanzahl wird zum Bestimmen der nominalen Transmitterleistung bzw. Übertragungsleistung bestimmt, die erforderlich zum Erhalt des gewünschten Träger-zu-Rausch-Verhältnisses im Zellenstationsempfänger erforderlich ist. Die Kenntnis über die Zellenstationsparameter durch die tragbaren Einheiten kann entweder in einem Speicher festgehalten werden oder übertragen werden in Informationsrundsendesignalen der Zellenstation, Einstellkanalsignalen, und zwar zur Anzeige anderer als der nominalen Zustände bzw. Nennzustände für eine besondere Zellenstation.
• Als Ergebnis der Bestimmung der nominalen Übertragungsleistung bzw. Nennübertragungsleistung der tragbaren Einheit, und zwar in Absenz von Fading bzw. Überblendung und unter der Annahme von perfekten Messungen, werden die übertragenen Signale der tragbaren Einheit an der nächstgelegenen Zellenstation präzise mit dem gewünschten Träger-zu-Rausch-Verhältnis ankommen. Und somit wird eine gewünschte Leistungsfähigkeit mit einem Minimalbetrag der Übertragungsleistung durch die tragbare Einheit erreicht werden. Die Minimierung der Übertragungsleistung der tragbaren Einheit ist in einem CDMA-System wichtig, weil jede tragbare Einheit eine Interferenz mit jeder anderen tragbaren Einheit im System bewirkt, welche das gleiche Frequenzspektrum verwenden. Durch die Minimierung der Übertragungsleistung der tragbaren Einheit wird die Systeminterferenz bei einem Minimum gehalten, womit zusätzlichen Verwendern von tragbaren Einheiten erlaubt wird, das Frequenzband zu teilen. Demgemäß wird die Systemkapazität und die Spektraleffizienz maximiert.
• Fig. 2A ist ein Graph, der die Signalleistungsstärke eines an der Zellenstation empfangenen Signals von einer tragbaren Einheit darstellt, während das Signal sich von der Zellenstation wegbewegt. Die Kurve 40 zeigt die gewünschte durchschnittlich empfangene Signalleistung an der Zellenstation für ein von einer tragbaren Einheit übertragenes Signal an. Die von der tragbaren Einheit übertragenen Signale erfahren oft ein Fading, bevor sie am Zellenstationsempfänger ankommen. Die Kurve 42 repräsentiert das Fading bzw. Überblendung, das beim Rückwärtsverbindungssignal auftritt.
• Wenn eine tragbare Einheit so lokalisiert ist, daß die Vorwärtsverbindung nicht überblendet bzw. gefadet ist, jedoch die Rückwärtsverbindung ernstlich gefadet bzw. überblendet ist, würden Kommunikationen unterbrochen sein, wenn nicht ein zusätzlicher Mechanismus zur Kompensierung der Unterschiede in den Rückwärts- und Vorwärtsverbindungskanälen angewendet werden würde. Der Leistungseinstellbefehlsprozeß mit geschlossener Schleife, der an der Zellenstation angewendet wird, ist ein solcher Mechanismus. In Fig. 2A stellt die Kurve 44 die Rückwärtsverbindungssignalleistung der tragbaren Einheit dar, und zwar wenn durchschnittliche Wegverluste und Fading sowohl in den Vorwärts- als auch in den Rückwärtsverbindungskanälen kompensiert werden. Wie aus Fig. 2A ersichtlich, folgt die Kurve 44 eng der Kurve 40, mit Ausnahme des Eintretens von ernstlichem Fading, wobei der Fadingprozeß durch die Steuerung mit geschlossener Schleife minimiert wird.
• Wieder bezugnehmend auf Fig. 2A, repräsentiert die gestrichelte Kurve 46 die empfangene Signalleistung, wie sie an der Zellenstation empfangen wird, wenn die tragbare Einheit weiter als ein maximaler Übertragungsbereich R&sub1; von der Zellenstation entfernt angeordnet ist. Der maximale Übertragungsbereich R&sub1; entspricht dem Bereich, bei welchem für eine gegebene Orientierung der Übertragungsvorrichtung der tragbaren Einheit die maximale Übertragungsleistung der tragbaren Einheit unzureichend ist, um die Zellenstation mit einem gewünschten Leistungspegel angezeigt durch die Kurve 40 zu versehen. Gemäß der Erfindung wird ein Verbindungsqualitätssignal anzeigend für die übertragene Signalleistung, die an der Zellenstation empfangen wird, dem Benutzer der tragbaren Einheit geliefert, wenn die tragbare Einheit nahe der Grenze ihrer maximalen Übertragungsleistung betrieben wird. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungsqualitätssignal in der Form eines hörbaren Interferenzsignals dem Systembenutzer bereitgestellt, wobei es eine Größe bzw. Stärke besitzt, die invers mit der Rate in Beziehung steht, mit welcher die Zellenstation "Leistung-erhöhen"-Befehle an die tragbare Einheit aussendet. Auf diese Weise wird der Systembenutzer veranlaßt, die Orientierung der tragbaren Einheit einzustellen bzw. anzugleichen, um so die Signalübertragungsqualität über die Rückwärtsverbindung zu verbessern, wodurch die Rate reduziert wird, mit welcher die Zellenstation die Leistung- erhöhen-Befehle aussendet. Auf diese Weise wird die Stärke des Verbindungsqualitätssignals ansprechend auf die Angleichung der Orientierung der tragbaren Einheit reduziert, was zu einer verbesserten Kommunikationsqualität auf der Rückwärtsverbindung führt.
• Wie in der Folge detaillierter beschrieben werden wird, wird in einer beispielhaften Ausführung der Pegel des Rückwärtsverbindungssignals, das durch die tragbare Einheit übertragen wird, durch ein Steuersignal reguliert, welches proportional zu einem automatischen Gewinnsteuersignal (automatic gain control = AGC) ist. Das AGC-Signal basiert auf der durch die tragbare Einheit empfangenen Vorwärtsverbindungsleistung. Dieser Steuermechanismus ist gut für Situationen geeignet, in welchen die Signalfortpflanzungscharakteristika der Rückwärts- und Vorwärtsverbindungen im wesentlichen ähnlich sind. Jedoch wenn die Fortpflanzungscharakteristika der Rückwärtsverbindung von jenen der Vorwärtsverbindung abweichen, wird das AGC-Signal nicht länger geeignet die Signalleistung auf der Rückwärtsverbindung regulieren. Das bedeutet, daß die an der Zellenstation empfangene Signalleistung entweder größer oder kleiner als ein optimaler Wert sein wird. Ansprechend darauf werden Leistungssteuerbefehle, die von der Zellenstation zur tragbaren Einheit übertragen werden, durch die tragbare Einheit verwendet, um ein Übertragunsgewinneinstellsignal (TX GAIN ADJ = transmit gain adjust) zu synthetisieren, welches zur Steuerung der Rückwärtsverbindungsleistung verwendet wird. Das TX GAIN ADJ-Signal wird typischer Weise basierend auf dem Durchschnittswert der Leistungssteuerbefehle erzeugt, welche innerhalb einem Satz von Leistungssteuerbefehlen umfaßt sind, welcher durch die tragbare Einheit akkumuliert wird. Wenn die Fortpflanzungscharakteristika der Rückwärts- und Vorwärtsverbindungen in den erwarteten Bereichen liegen, wird jeder akkumulierte Satz von Leistungssteuerbefehlen ungefähr äquivalente Anzahlen von Leistungserhöhungs- und Leistungserniedrigungsbefehlen (d. h. logische 1 und 0) umfassen, was in einem statischen Wert des TX GAIN ADJ resultiert. Wie weiter unten in größerem Detail beschrieben, wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Stärke des Verbindungsqualitätssignals basierend auf der Stärke des TX GAIN ADJ-Signals eingestellt.
• Fig. 2B ist ein Graph, der eine beispielhafte Darstellung der Stärke des TX GAIN ADJ-Signals vorsieht, und zwar wenn sich die tragbare Einheit von der Zellenstation wegbewegt. Wie in Fig. 2B angezeigt, wird der Wert des TX GAIN ADJ von einem Nennwert von null ausgehend gestört sein gemäß den Variationen der an der Zellenstation empfangenen Leistung, wie allgemein durch die Kurve 42 (Fig. 2A) angezeigt, wenn sich die tragbare Einheit innerhalb des Bereichs R&sub1; befindet. Wenn sich jedoch die tragbare Einheit außerhalb des Bereichs R&sub1; befindet, wächst der Wert des TX GAIN ADJ proportional bzw. verhältnismäßig zum entsprechenden Abfall der an der Zellenstation empfangenen Signalleistung an, und zwar graphisch durch Kurve 46 dargestellt. In dieser Situation kann es sein, daß es nicht möglich ist, eine Übertragungsleistung zu erhalten, die für die Versorgung der Zellenstation mit dem gewünschten Pegel der Empfangsleistung nötig ist. Demgemäß wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Verbindungsqualitätssignal einen nicht- nullwertigen Wert annehmen, d. h. es wird als ein Interferenzsignal hörbar werden, wenn der Wert des TX GAIN ADJ einen vorbestimmten Minimalschwellwert TXmin übersteigt. Auf diese Weise wird der Systembenutzer veranlaßt, die Orientierung der tragbaren Einheit anzugleichen bzw. einzustellen, und zwar in einem Versuch den Pegel des hörbaren Interferenzsignals durch Erhöhen der in der Zellenstation empfangenen Signalleistung zu erniedrigen. Wenn der Benutzer eine solche Orientierungseinstellung nicht vornimmt, wird der Pegel des hörbaren Interferenzsignals fortwährend ansteigen, und zwar vergleichbar mit dem TX GAIN ADJ, wenn sich die tragbare Einheit weiter außerhalb dem Bereich R&sub1; befindet.
• Um das Verständnis der bevorzugten Ausführung des Verbindungsqualitätsverbesserungssystems der Erfindung zu erleichtern, wird das Leistungssteuersystem innerhalb der Zellenstation, welches für die Regulierung der über die Rückwärtsverbindung übertragene Leistung verantwortlich ist, unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Wie in Fig. 3 gezeigt, wird eine Antenne 52 an der Zellenstation zum Empfang von übertragenen Signalen von einer Vielzahl von tragbaren Einheiten vorgesehen, wobei die Signale dann an einen analogen Empfänger 54 zur Verstärkung, Frequenzabwärtskonvertierung bzw. - wandlung und zur IF-Verarbeitung geliefert werden. Die Analogsignalausgangsgröße vom Empfänger 54 wird an eine Vielzahl von Empfängermodulen geliefert, und zwar zur Extraktion bzw. zum Extrahieren der benutzergelenkten Informationssignale, zur Erzeugung von Leistungseinstellbefehlen und zur Modulation der Benutzereingangsinformationssignale für eine Übertragung. Ein solches in Kommunikationen mit einer bestimmten tragbaren Einheit, wie beispielsweise der tragbaren Einheit N, verwendetes Modul ist Modul 50N.
• Das Modul 50N weist einen Digitaldatenempfänger 56, einen Benutzerdigitalbasisbandschaltkreis 58, eine Empfangsleistungsmeßschaltung 60 und einen Übertragungsmodulator 62 auf. Der Digitaldatenempfänger 56 empfängt die Breitbandspreizspektrumssignale zur Korrelierung und zum Entspreizen der durch die tragbare Einheit N übertragenen Signale in ein Schmalbandsignal zur Übertragung an einen beabsichtigten Rezipienten, der mit der tragbaren Einheit N kommuniziert. Der Digitaldatenempfänger 56 liefert die Schmalbanddigitalsignale an den Benutzerdigitalbasisbandschaltkreis 58. Der Digitaldatenempfänger 56 liefert ebenso das Schmalbanddigitalsignal an die Empfangsleistungsmeßschaltung 60.
• Die Empfangsleistungsmeßschaltung 60 mißt den Leistungspegel im empfangenen Signal von der tragbaren Einheit N. Die Empfangsleistungsmeßschaltung 60 erzeugt ansprechend auf den gemessenen Pegel entweder einen "Leistung-rauf' oder "Leistung-runter"-Leistungseinstellbefehl, welcher in den Übertragungsmodulator 62 zur Übertragung an die tragbare Einheit N eingegeben wird.
• Sollte die Empfangsleistungsmessung kleiner als der voreingestellte Pegel sein, werden die geeigneten Leistung-rauf-Befehlsdatenbits erzeugt, um somit anzuzeigen, daß eine Erhöhung der Übertragungsleistung der tragbaren Einheit nötig ist. Ähnlich, wenn die Empfangsleistungsmessung größer als der voreingestellte Pegel ist, wird ein Leistungs-runter-Befehl erzeugt, so daß die Übertragungsleistung der tragbaren Einheit reduziert wird. Der Leistungseinstellbefehl wird zum Beibehalten des Nennempfangsleistungspegels an der Zellenstation, wie er durch die Kurve 40 (Fig. 2A) beispielhaft dargestellt ist, verwendet.
• Der Signalausgang bzw. die Signalausgangsgröße vom Digitaldatenempfänger 56 wird an den Benutzerdigitalbasisbandschaltkreis 58 geliefert, wo sie zur Kopplung mit dem beabsichtigten bzw. gewünschten Rezipienten über die Systemsteuerung und -schalterschnittstellen verbunden wird. Ähnlich empfängt der Basisbandschaltkreis 58 Benutzerinformationssignale, die für die tragbare Einheit N gedacht bzw. beabsichtigt sind, und liefert sie dem Übertragungsmodulator 62.
• Der Übertragungsmodulator 62 moduliert die benutzeradressierbaren Informationssignale für die Übertragung zur tragbaren Einheit N gemäß einem Spreizspektrum. Der Übertragungsmodulator 62 empfängt ebenso die Leistungseinstellbefehlsdatenbits von der Empfangsleistungsmeßschaltung 60. Die Leistungseinstellbefehlsdatenbits werden ebenso gemäß einem Spreizspektrum durch den Übertragungsmodulator 62 für eine Übertragung zur tragbaren Einheit N moduliert. Der Übertragungsmodulator 62 liefert das spreizspektrummodulierte Signal zum Summierer 64, wo es mit Spreizspektrumsignalen von anderen Modulübertragungsmodulatoren kombiniert wird, die ebenso an der Zellenstation angeordnet sind.
• Die kombinierten Spreizspektrumsignale werden in den Summierer 66 eingegeben, wo sie mit einem Pilotsignal bzw. einem Führungssignal kombiniert werden, das von einem Pilotsignalgenerator 68 vorgesehen wird. Diese kombinierten Signale werden dann an eine Schaltung (nicht gezeigt) geliefert, und zwar zur Frequenzaufwärtskonvertierung bzw. -wandlung vom IF- Frequenzband (IF = intermediate frequency = Mittelfrequenz) zum RF- Frequenzband (RF = radio frequency = Radiofrequenz), und zur Verstärkung. Die RF-Signale werden dann zur Antenne 52 zur Übertragung geliefert. Auch wenn es nicht dargestellt ist, kann die Vorwärtsverbindungsübertragungsleistungssteuerschaltung zwischen dem Summierer 66 und der Antenne 52 angeordnet sein. Diese Schaltung, und zwar unter der Steuerung des Zellenstationsprozessors, ist ansprechend auf Leistungseinstellbefehlssignale, die durch die tragbare Einheit übertragen werden, und welche am Zellenstati onsempfänger demoduliert und an den Zellenstationssteuerprozessor zur Kopplung mit der Schaltung geliefert werden.
• In Fig. 4 umfaßt die tragbare Einheit, wie beispielsweise die tragbare Einheit N, eine Antenne 70 zum Sammeln der von der Zellenstation übertragenen Signale und zum Ausstrahlen der von der tragbaren Einheit erzeugten CDMA- Signale. Die tragbare Einheit N empfängt das Pilotsignal, die Einstellkanalsignale und die an die tragbare Einheit N adressierten Signale unter Verwendung der Antenne 70, mit der Duplexvorrichtung 74 zum Führen der empfangenen RF-Signale zum Frequenzabwärtskonvertierer bzw. -wandler 90 dienend. Der Abwärtskonvertierer 90 konvertiert die empfangenen RF-Signale zu einer IF-Frequenz. Die IF-Frequenzsignale werden mit einem Bandpaßfilter (nicht gezeigt) gekoppelt, wo Frequenzkomponenten außerhalb des Bands aus dem Signal entfernt werden.
• Die gefilterten Signale werden an einen IF-Verstärker 94 mit variabler Verstärkung bzw. mit variablem Gewinn geliefert, wo die Signale verstärkt werden. Die verstärkten Signale werden vom Verstärker 94 an einen IF-zu- Basisband-(IF/BB)-Abwärtskonvertierer 96 zur Konversion zum Basisband ausgegeben, so wie zur Analog-zu-Digital-(A/D)-Konvertierung. Die resultierenden Digitalproben der In-Phase (I) und der Quadratur-Phase-(Q)-CDMA- Signalkomponenten werden an den CDMA-Signalprozessor 98 für digitale Signalverarbeitungsoperationen bezüglich der CDMA I/Q-Proben geliefert.
• Im bevorzugten Ausführungsbeispiel erzeugt der IF/BB-Abwärtskonvertierer 96 ebenso ein Empfangssignalstärkenanzeigesignal (RSSI = Received Signal Strength Indicator), welches an einen Eingang eines Vergleichers 100 gekoppelt wird. Der andere Eingang des Vergleichers 100 wird mit einem RSSI- Referenzsignal (RSSI REF) vom CDMA-Signalprozessor 98 von der tragbaren Einheit versehen. Das RSSI REF-Signal ist anzeigend für einen gewünschten Eingangsleistungspegel an den CDMA-Signalprozessor 98.
• Die RSSI- und RSSI REF-Signale, die an den Vergleicher 100 geliefert werden, werden von diesem verglichen, wobei das resultierende Empfängergewinnsteuersignal (RX Gain = receiver gain) mit dem IF-Verstärker 94 und mit einem Summierer 102 gekoppelt wird. Dieses RX Gain-Signal ist daher anzeigend für die Leistung, die durch die tragbare Einheit von der Zellenstation empfangen wird. Weil die an der tragbaren Einheit empfangene Signalleistung im allgemeinen proportional zur Nähe der tragbaren Einheit zur Zellenstation ist, kann die Distanz der tragbaren Einheit von der Zellenstation aus dem RX Gain-Signal abgeleitet werden. Demgemäß kann das RX Gain-Signal zur geeigneten Einstellung der Verstärkung des Verstärkers 104 verwendet werden. Der Summierer 102 ist ebenso mit dem TX GAIN ADJ-Signal versehen, welches vom CDMA-Signalprozessor 98 ansprechend auf die Leistungseinstellbefehlssignale erzeugt wird, welche von der Zellenstation übertragen werden, wobei das resultierende Übertragungsgewinnsignal (TX Gain = transmitter gain) mit dem Verstärkungssteuereingang des IF-Übertragungsverstärker 104 gekoppelt ist. Das TX Gain-Signal wird zur Steuerung der Verstärkung des Verstärkers 104 verwendet, um so den geeigneten Leistungspegel am Ausgang des Verstärkers 104 zu einem IF/RF-Aufwärtskonverter 106 beizubehalten.
• Der CDMA-Signalprozessor 98 startet mit dem Pegel des TX GAIN ADJ auf einen Nennwert gesetzt. Jeder Leistung-rauf-Befehl erhöht den Wert des TX GAIN ADJ, welcher einer resultierenden Annäherung von einer 1 dB- Erhöhung der Verstärkerverstärkung entspricht. Jeder Leistung-runter-Befehl erniedrigt den Wert des TX GAIN ADJ, und zwar entsprechend einer resultierenden Annäherung von einer Erniedrigung um 1 dB der Verstärkerverstärkung. Das TX GAIN ADJ-Signal wird in eine analoge Form konvertiert, bevor es dem Summierer 102 zur Kombination mit dem RX-Gain-Signal geliefert wird.
• Wie in Fig. 4 gezeigt, wird die Ausgangsgröße des Verstärkers 104 als eine Eingangsgröße an den IF/RF-Aufwärtskonvertierer 106 geliefert, während die Eingangsgröße des Verstärkers 104 mit dem IF versorgt wird, die durch einen das Basisband auf Mittelfrequenzen (BB/IF) konvertierenden Aufwärtskonvertierer bzw. -wandler 114 erzeugt wird. Der BB/IF-Aufwärtskonvertierer 114 übersetzt die Rückwärtsverbindungsbasisband-CDMA-I/Q-Proben, die vom CDMA-Signalprozessor 98 erzeugt werden, auf eine mittlere Frequenz (intermediate frequency = IF). Der Verstärker 104 ist ein IF-Verstärker mit variabler Verstärkung, wobei die Verstärkung gemäß dem TX Gain-Signal bestimmt wird. Die RF-Signalausgangsgröße vom Aufwärtskonvertierer 106 wird dann durch die Duplexvorrichtung 74 zur Antenne 70 für die Übertragung geführt.
• Bezugnehmend auf die Fig. 4 erzeugt in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Sprachkodek 120 (Kodek = Kodierer-Dekodierer), der mit dem CDMA-Signalprozessor 98 gekoppelt ist, ein Ausgangssprachsignal S ansprechend auf die Sprachinformation, die durch die tragbare Einheit von der Zellenstation empfangen wird. Die der empfangenen Sprachinformation entsprechenden CDMA-I/Q-Proben werden durch den CDMA-Signalprozessor 98 verarbeitet, wobei die resultierenden Sprachparameter an den Sprachkodek 120 in digitaler Form geliefert werden.
• Wie in der Folge beschrieben, und zwar unter Bezugnahme auf Fig. 4, wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Verbindungsqualitätssignal (LQ) in der Form eines skalierten Pegels der Hintergrundinterferenz mit dem Ausgangssprachsignal S in einem Addierer 124 kombiniert. Der Addierer 124 ist mit einem Lautsprecher (nicht gezeigt) verbunden, der ein Ausgangssignal erzeugt, daß für den Benutzer der tragbaren Einheit hörbar ist. Gemäß der Erfindung wird der Pegel der hörbaren Interferenz, d. h. der Rauschpegel, der im Signal vorliegt, das an den Benutzer geliefert wird, basierend auf der Stärke bzw. dem Betrag des Verbindungsqualitätssignals LQ bestimmt.
• Wie in Fig. 4 gezeigt, wird das TX GAIN ADJ-Signal an einen Mikroprozessor 130 geliefert, der zum Erzeugen eines Rauschanzeigegewinnsignals bzw. Rauschanzeigeverstärkungssignals G bereitgestellt ist. Das Rauschanzeigegewinnsignal wird an einen Eingang eines Multiplizierers 134 geliefert, während der andere Eingang des Multiplizierers 134 mit einer Pseudozufallsse quenz aus einem Zufallszahlengenerator 138 versorgt wird. Der Ausgang des Zufallszahlengenerators 138 kann als Rauschen charakterisiert werden und der Zufallszahlengenerator 138 kann als Rauschgenerator betrachtet werden. Das Verbindungsqualitätssignal LQ kann somit als entsprechend zu der resultierenden skalierten Pseudozufallssequenz gesehen werden, welche vom Multiplizierer 134 erzeugt wird. Der Mikroprozessor 130 wird im allgemeinen eine Nachschlagtabelle für die Rauschanzeigegewinnsignale aufweisen, die als eine Funktion der TX GAIN ADJ indiziert bzw. mit Indexen versehen sind. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Rauschanzeigegewinnsignale monoton mit der Größe bzw. dem Betrag des Werts des TX GAIN ADJ in Beziehung gesetzt, und zwar für solche Werte der TX GAIN ADJ, die einen Minimalschwellwert TXmin (Fig. 2B) übersteigen. Es wird angenommen, daß für Werte der TX GAIN ADJ kleiner als TXmin die Größen bzw. Beträge der entsprechenden Rauschanzeigegewinnsignale auf null gesetzt werden. Auf diese Weise wird unterbunden, daß ein Hintergrundinterferenzrauschen in das hörbare Signal der tragbaren Einheit ansprechend auf kleine Abweichungen der Fortpflanzungscharakteristika der Rückwärts- und Vorwärtsübertragungswege eingeführt wird. Für Werte der TX GAIN ADJ größer als TXmin (d. h. wenn die tragbare Einheit von der Zellenstation mit einer Distanz größer als der Bereich R&sub1; getrennt bzw. entfernt ist) wird der Betrag des Rauschanzeigesignals bevorzugter Weise proportional zu den entsprechenden Werten der TX GAIN ADJ sein.
• Der Zufallszahlengenerator 138 erzeugt eine Pseudozufallszahlensequenz einer vorbestimmten Länge relativ zu jedem Stimmenrahmen. Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung wird eine Pseudozufallssequenz mit einer Länge von ungefähr 160 Proben verwendet, und zwar unter der Annahme eines Stimmenrahmens der Länge von 20 msec. und einer Proberate von 8 kHz.
• Ein alternatives Ausführungsbeispiel der Verbindungsqualitätsverbesserungstechnik der Erfindung kann implementiert bzw. ausgeführt werden in existierenden bzw. bereits bestehenden zellularen Systemen, ohne die tragbaren Einheiten des Systems zu modifizieren. Dies wird durch ein Synthetisieren innerhalb der Zellenstation erreicht, anstatt in den tragbaren Einheiten, wobei die Verbindungsqualitätssignale mit jeder tragbaren Einheit assoziiert sind. Insbesondere kann der Wert des TX GAIN ADJ für die tragbare Einheit innerhalb der Zellenstation selbst erzeugt werden, und zwar basierend auf die Leistungseinstellbefehle, die zur tragbaren Einheit gesendet werden. Alternativ überträgt jede tragbare Einheit periodisch an die Zellenstation den Wert eines besonderen TX GAIN ADJ-Signals, das darin erzeugt wurde. In beiden Fällen wird innerhalb der Zellenstation der Wert des TX GAIN ADJ-Signals für eine gegebene tragbare Einheit akkumuliert bzw. gesammelt.
• Bezugnehmend auf Fig. 5 umfaßt in einem solchen alternativen Ausführungsbeispiel die Zellenstation einen Zufallszahlengenerator 200 zum Vorsehen einer Pseudozufallssequenz an einen Multiplizierer 210. Der Ausgang bzw. die Ausgangsgröße des Zufallszahlengenerators 200 kann ein digitales Rauschsignal sein und der Zufallszahlengenerator 200 kann ein Rauschgenerator sein. Die Pseudozufallssequenz wird am Multiplizierer 210 durch ein Rauschanzeigegewinnsignal bzw. ein Rauschanzeigeverstärkungssignal G1 skaliert, welches durch einen Zellenstationsmikroprozessor 220 geliefert wird. Der Zellenstationsmikroprozessor 220 wird im allgemeinen eine Nachschlagtabelle aufweisen, die im wesentlichen identisch zur Nachschlagtabelle ist, die vom Mikroprozessor 130 umfaßt ist (d. h. eine, in welcher die Rauschanzeigegewinnsignale als eine Funktion des TX GAIN ADJ indiziert bzw. mit Indexen versehen werden).
• Das Verbindungsqualitätssignal LQ'(n), das vom Multiplizierer 210 ausgegeben wird, kann wie folgt ausgedrückt werden:
• LQ'(n) = G1 * R(n).
• Das Verbindungsqualitätssignal LQ'(n) wird im Digitaladdierer 240 mit der Sequenz der Sprachproben kombiniert und das resultierende s(n) wird in den Zellenstationssprachkodek 230 eingegeben. In bestimmten Fällen kann es wünschenswert sein, daß die assoziierten Stimmenkanäle mit einer variablen Datenrate betrieben werden. Die Absicht bei der Verwendung einer variablen Datenrate ist es, die Datenrate zu erniedrigen, wenn keine Stimmaktivität vor liegt, wodurch die durch den besonderen Stimmenkanal erzeugte Interferenz mit anderen Benutzern reduziert wird. Dahingehend offenbart die anhängige U.S.-Patentanmeldung "Variable Rate Vocoder" mit der Seriennummer 071713,661, die am 11. Juni 1991 eingereicht wurde und als WO-A-92 22 891 veröffentlicht wurde einen Sprachkodek zur Verarbeitung von Daten mit vier verschiedenen Datenraten, und zwar basierend auf einer Stimmaktivität in einer 20-Millisekunden-Rahmenbasis. In einer besonderen Ausgestaltung des Sprachkodeks 230 unter Verwendung eines solchen Sprachkodeks mit variabler Rate können die empfangenen Sprachparameter Datenraten von 9,6 kbps, 4,8 kbps, 2,4 kbps oder 1, 2 kbps spezifizieren. In solch einem Fall sollte das Verbindungsqualitätssignal LQ'(n) nicht ausreichend sein, die Nenndatenrate überhalb die Rate zu erhöhen, die die Sprachinformation erfordern würde.
• Bezugnehmend auf Fig. 5 wird die zusammengesetzte Sequenz s(n), die vom Digitaladdierer 240 ausgegeben wird, an den Zellenstationssprachkodek 230 geliefert. Der Zellenstationssprachkodek 230 stimmkodiert s(n), um die Ausgangsdaten S(n) zu erzeugen. Die Sequenz S(n) ist faltungsmäßig kodiert, und zwar wiederholt, und verschachtelt durch den Kodierer/Verschachteler 260, um Fehlerdetektions- und Korrekturfunktionen vorzusehen, welche dem System erlauben, mit einem viel geringeren Signal-Rausch- und Interferenzverhältnis zu arbeiten. Techniken des faltenden Kodierens, der Wiederholung und des Verschachtelns sind im Stand der Technik gut bekannt. Die resultierenden kodierten Sprachparameter P(n) werden im allgemeinen mit dem Pilot(signal) und den Einstellträgern und mit den anderen Stimmträgern summiert und auf einen RF-Träger moduliert.
• Sowohl in der Ausführung für die tragbare Einheit der Fig. 4 und der Ausführung in der Zellenstation der Fig. 5 kann das Verfahren der Rauscherzeugung eine Vielzahl von Formen annehmen. Ein Verfahren, das sich als das effizienteste herausstellen könnte, ist die Modifizierung der Sprachkodekparameter zur Erhöhung des Hintergrundrauschens ansprechend auf das TX GAIN ADJ- Signal.
• Unzählige alternative Ausführungsbeispiele zeigen sich nach der Prüfung der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung versucht, den Benutzer bezüglich eines sich verkleinernden Signalpegels zu warnen, und zwar durch Zufügung von weißem Rauschen zum hörbaren Signal, das durch den Benutzer gehört wird. Viele andere Wege der Warnung des Benutzers kann man sich vorstellen, wie beispielsweise ein periodischer Ton, dessen Frequenz mit dem TX GAIN ADJ variiert oder ein kontinuierlicher Ton, der in der Stärke mit dem TX GAIN ADJ anwächst. Alternativ ist die weniger eindringliche Weise der Ausführung der vorliegenden Erfindung das Vorsehen einer sichtbaren Anzeige, welche diesen relativen Pegel des TX GAIN ADJ anzeigt.
• Die vorangegangene Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele sind vorgesehen, um den Fachmann zu befähigen, die vorliegende Erfindung zu nutzen. Verschiedene Modifikationen dieser Ausführungsbeispiele werden sich dem Fachmann darlegen, und das allgemeine bzw. generische Prinzip, das darin definiert ist, kann auf andere Ausführungsbeispiele ohne die Verwendung einer erfinderischen Fähigkeit angewendet werden. Beispielsweise können die Lehren der Erfindung auf jedes Kommunikationssystem angewendet werden, in welchen eine Information, d. h. Leistungssteuerdaten, zu einer entfernten Station über eine Vorwärtsverbindung übertragen wird, um die Leistungsfähigkeit der Rückwärtsverbindung zu verbessern.

Claims (34)

1. Signalqualitätsverbesserungssystem zur Verwendung in einem Nachrichten- oder Kommunikationssystem, in welchem Systembenutzer Informationssignale untereinander beziehungsweise zwischeneinander über zumindest eine Zellen- bzw. Basisstation (12) austauschen, und zwar unter der Verwendung von Nachrichten- oder Kommunikationssignalen, zur Verbesserung der Qualität der Signale (20b), die zu der zumindest einen Basisstation (12) von einer tragbaren Kommunikationseinheit (16) übertragen werden, die von einem der Systembenutzer verwendet wird, wobei die Basisstation (12) und die tragbare Kommunikationseinheit (16) jeweils einen Transmitter bzw. Sender (64, 68, 66, 52; 106, 74, 70) und einen Empfänger (52, 54, 56; 70, 74, 90, 94, 96) aufweisen, wobei der Empfänger (70, 74, 90, 94, 96) der tragbaren Kommunikationseinheit (16) im Betrieb ein Ausgabesignal (S) für den einen Systembenutzer vorsieht, wobei das System folgendes aufweist:

erste Leistungsmessmittel (60), die mit dem Basisstationsempfänger (52, 54, 56) gekoppelt sind, um eine Signalleistung in jedem Kommunikationssignal (20b) zu messen, das an die Basisstation (12) vom Transmitter (106, 74, 70) der tragbaren Kommunikationseinheit (16) gerichtet ist;

erste Leistungseinstellbefehlsgeneratormittel (62, 63), die mit dem Basisstationstransmitter bzw. Sender (64, 68, 66) und mit den ersten Leistungsmessmitteln (60) gekoppelt sind, um einen ersten Satz von Leistungseinstellbefehlen entsprechend den Abweichungen in den Leistungsmessungen der ersten Leistungsmessmittel (60) von einem ersten vorbestimmten Leistungspegel zu erzeugen, wobei der Basisstationstransmitter (64, 68, 66) den ersten Satz von Leistungseinsteilbefehlen überträgt;

dadurch gekennzeichnet, daß das System weiter folgendes aufweist:

Mittel (130, 138, 134 oder 220, 200, 210) zur Erzeugung eines Verbindungsqualitätssignals (LQ oder LQ'(n)), das eine Anzeige für die an der Basisstation (12) empfangene, übertragene Signalleistung ist, und zwar zumindest teilweise ansprechend auf den ersten Satz von Leistungseinstellbefehlen, sobald bzw. wenn die tragbare Einheit (16) an oder nahe ihrer Grenze der maximalen Sendeleistung betrieben wird; und Summiermittel (124 oder 240) zur Kombinierung des Verbindungsqualitätssignals (LQ; LQ'(n)) mit dem Ausgabesignal (S), das an den einen Systembenutzer geliefert bzw. bereitgestellt wird;

wodurch ansprechend auf das Verbindungsqualitätssignals (LQ oder LQ'(n)) der eine Systembenutzer die Position der tragbaren Kommunikationseinheit (16) einstellen kann, um die Qualität der Signale (20b) zu verbessern, die an die Basisstation (12) übertragen werden.

2. Signalqualitätsverbesserungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichet, daß die erwähnten Mittel (130, 138, 134) zur Erzeugung des Verbindungsqualitätssignals (LQ) innerhalb der tragbaren Kommunikationseinheit (16) angeordnet sind, und daß das Verbindungsqualitätssignal (LQ) eine Anzeige für den an der Basisstation (12) empfangenen Signal(20b)-Leistungs-pegel relativ zu einem vorbestimmten Optimalpegel ist, wobei die erwähnten Mittei (130, 138, 134) zur Erzeugung eines Verbindungsqualitätssignals (LQ) mit den Summiermitteln (124) verbunden sind.

3. Signalqualitätsverbesserungssystem nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß es weiter Verstärkermitte) (104) umfaßt, die mit dem Transmitter (106, 74, 70) und dem Empfänger (70, 74, 90, 94, 96) der tragbaren Kommunikationseinheit (16) gekoppelt sind, wobei die Verstärkermittel (104) ansprechend auf den ersten Satz von Leistungseinstellbefehlen sind, die an die tragbare Kommunikationseinheit (16) gerichtet sind, um die Sendesignalleistung der tragbaren Kommunikationseinheit (16) einzustellen.

4. Signalqualitätsverbesserungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter Sprach-Kodekmittel (Sprach-Kodier- Dekodiermittel) (120) zur Erzeugung des Ausgabesignals (S) als ein hörbares Signal aufweist, und daß besagte Mittel (130, 138, 134; 220, 200, 210) zur Erzeugung des Verbindungsqualitätssignals (LQ) Mittel (130, 138, 134; 220, 200, 210) zur Erzeugung eines hörbaren Verbindungsqualitätssignals aufweisen.

5. Signalqualitätsverbesserungssystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß besagte Mittel (220, 200, 210) zur Erzeugung des Verbindungsqualitätssignals (LQ'(n)) innerhalb der Basisstation (12) angeordnet sind, wobei der Basisstationstransmitter (106, 74, 70) Mittel zur Übertragung des Verbindungsqualitätssignals (LQ'(n)) an die tragbare Kommunikationseinheit (16) aufweist.

6. Signalqualitätsverbesserungssystem nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß besagte Mittel (130, 138, 134; 220, 200, 210) zur Erzeugung des Verbindungsqualitätssignals (LQ; LQ'(n)) Rauschgeneratormittel (138; 200) zur Erzeugung eines Hintergrundrauschsignals aufweisen, und weiter Mittel (130, 134; 220, 210) zur Skalierung des Hintergrundrauschsignals gemäß dem ersten Satz von Leistungseinstellbefehlen aufweisen.

7. Signalqualitätsverbesserungssystem nach Anspruch 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Mittel (130, 134; 220, 210) zur Skalierung folgendes aufweisen:

Mikroprozessormittel (130; 220) zur Akkumulierung des ersten Satzes von Leistungseinstellbefehlen und zur Herstellung eines Rauschanzeigeverstärkungssignals (G; G1), und zwar darauf ansprechend; und

Mittel (134; 210) zur Multiplizierung des Hintergrundrauschsignals mit dem Rauschanzeigeverstärkungssignal (G; G1).

8. Signalqualitätsverbesserungssystem nach Anspruch 7, sofern abhängig von Anspruch 4, gekennzeichnet, daß die Mikroprozessormittel (130; 220) Mittei zur Feststellung eines Durchschnittswerts des ersten Satzes von Leistungseinstellbefehlen aufweisen, und weiter Mittel zum Einstellen bzw. Setzen der Größe des Rauschanzeigeverstärkungssignals (G; G1) aufweisen, und zwar gemäß dem Durchschnittswert, wobei die Größe eine Funktion des Mittelungswerts ist.

9. Signalqualitätsverbesserungssystem nach Anspruch 1, das weiter Signalverarbeitungsmittel (98) aufweist, die in der tragbaren Kommunikationseinheit (16) angeordnet sind, und zwar zur:

Akkumulierung des ersten Satzes von Leistungseinstellbefehlen in einen akkumulierten Satz von Leistungseinstellbefehlen;

Feststellung bzw. Bestimmung eines Durchschnittswerts, der dem akkumulierten Satz entspricht; und

Vergleichen des Durchschnittswerts mit einer vorbestimmten Verstärkungssteuerpegeleinstellung, und basierend auf diesen Vergleich, Erzeugen eines Transmitterverstärkungseinstellsignals (TX GAIN ADJUST).

10. Signalqualitätsverbesserungssystem nach Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, daß es weiter folgendes aufweist:

Mikroprozessormittel (130) zum Vorsehen des Verbindungsqualitätssignals (LQ), und zwar ansprechend auf das Transmitterverstärkungseinstellsignal(TX GAIN ADJ); und

Verstärkungsmittel (104), die betriebsmäßig mit dem Transmitter (106, 74, 70) der tragbaren Kommunikationseinheit (16) gekoppelt sind, um das Tansmitterverstärkungseinstellsignal (TX GAIN ADJ) zu empfangen, wobei die Verstärkungsmittel (104) Mittel zur Variierung der Signalleistung des Transmitters (106, 74, 70) gemäß dem Transmitterverstärkungseinstellsignal (TX GAIN ADJ) aufweisen.

11. Signalqualitätsverbesserungssystem gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, in welchem die verwendeten Signale Codemultiplex- Vielfachzugriff-(CDMA: code division multiple access)-Bandspreiz- (spreadspectrum)-Signale sind.

12. Tragbare Kommunikationseinheit (16), die in einer drahtlosen Kommunikationsumgebung kommuniziert und eine Kommunikationsverbindungsqualitätsanzeigefähigkeit aufweist, wobei die Kommunikationseinheit (16) folgendes aufweist:

einen Empfängerteil bzw. Abschnitt (70, 74, 90, 94, 96), der Signale aus der drahtlosen Kommunikationsumgebung empfängt;

einen ersten Prozessor (98), der mit dem Empfängerabschnitt (70, 74, 90, 94, 96) gekoppelt ist und so ausgebildet ist, daß er ansprechend auf einen von einer Zellen- bzw. Basisstation (12) übertragenen Leistungseinstellbefehl agiert, der eine Anzeige für die übertragene Leistung des Signals (20b) ist, die an der Basisstation empfangen wird, um ein Transmitterverstärkungseinstellsignal (TX GAIN ADJ) zur Einstellung der Verstärkung des Transmitters (106, 74, 70) der tragbaren Kommunikationseinheit (16) zu erzeugen;

gekennzeichnet dadurch, daß die Kommunikationseinheit (16) weiter folgendes aufweist:

einen zweiten Prozessor (130), der mit dem ersten Prozessor (98) gekoppelt ist, um ein Rauschanzeigeverstärkungssignal (G) ansprechend auf das Transmitterverstärkungseinstellsignal (TX GAIN ADJ) zu erzeugen;

einen Zufallszahl- bzw. Zufallsgenerator (138) zur Erzeugung einer Zahlensequenz; und

einen Multiplizierer (134), der mit dem zweiten Prozessor (130) und dem Zufallsgenerator (138) gekoppelt ist, um ein Verbindungsqualitätssignal (LQ) zu erzeugen, das eine Anzeige für die übertragene Signalleistung ist, die an der Basisstation (12) empfangen wird, und zwar ansprechend auf das Rauschanzeigeverstärkungssignal (G) und die Zahlensequenz, wenn die tragbare Einheit (16) an oder nahe ihrer Grenze der maximalen Sendeleistung betrieben wird, wobei ansprechend auf das Verbindungsqualitätssignal (LQ) ein Systembenutzer die Position der tragbaren Kommunikationseinheit (16) einstellen kann, um die Qualität der Signale (20b) zu verbessern, die an die Basisstation (12) übertragen werden.

13. Kommunikationseinheit(16) nach Anspruch 12, gekennzeichnet dadurch, daß sie weiter folgendes aufweist:

einen Sprachkodek (Sprach-Kodierer-Dekodierer) (120), der mit dem ersten Prozessor (98) zur Erzeugung eines Sprachsignal (S) gekoppelt ist;

einen Summierer (124), der mit dem Sprachkodek (120) und dem Multiplizierer (134) gekoppelt ist, um ein hörbares Ausgabesignal aus dem Sprachsignal (S) und dem Verbindungsqualitätssignal (LQ) zu erzeugen; und

einen Audiowandler, der mit dem Summierer (124) zur Aussendung eines hörbaren Ausgabesignals gekoppelt ist.

14. Kommunikationseinheit (16) nach Anspruch 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Zahlensequenz eine Pseudozufallszahlensequenz ist.

15. Verfahren zur Verbesserung der Signalqualität zur Verwendung in einem Kommunikationssystem, in welchem Systembenutzer Informationssignale untereinander bzw. zwischeneinander über zumindest eine Zellen- bzw. Basisstation (12) austauschen unter der Verwendung von Kommunikationssignalen, um die Qualität von Signalen (20b) zu verbessern, die an die zumindest eine Basisstation (12) von einer tragbaren Kommunikationseinheit (16) übertragen werden, die von einem der Systembenutzer verwendet wird, wobei die Basisstation (12) und die tragbare Kommunikationseinheit (16) jeweils einen Transmitter (64, 68, 66, 52; 106, 74, 70) und einen Empfänger (52, 54, 56; 70, 74, 90, 94, 96) aufweisen, wobei der Empfänger (70, 74, 90, 94, 96) der tragbaren Kommunikationseinheit (16) im Betrieb ein Ausgabesignal (S) für den einen Systembenutzer ist, wobei das Verfahren folgende Schritte vorsieht;

Messen der Signalleistung in jedem Kommunikationssignal (20b), das an die Basisstation (12) vom Transmitter (106, 74, 70) der tragbaren Kommunikationseinheit (16) gerichtet ist; und

Erzeugung eines Satzes von Leistungseinstellbefehlen, die den Abweichungen der gemessenen Signalleistung von einem ersten vorbestimmten Leistungspegel entsprechen, und Übertragung des Satzes von Leistungseinstellbefehlen von der Basisstation (12) an die tragbare Kommunikationseinheit (16);

gekennzeichnet dadurch, daß das Verfahren weiter folgende Schritte aufweist:

Erzeugung eines Verbindungsqualitätssignals (LQ oder LQ'(n)), das die an der Basisstation (12) empfangene übertragene Signalleistung anzeigt, und zwar zumindest teilweise ansprechend auf den Satz von Leistungseinstellbefehlen, wenn bzw. sobald die tragbare Einheit (16) an oder nahe ihrer Grenze der maximalen Sendeleistung betrieben wird; und

Kombinieren des Verbindungsqualitätssignals (LQ; LQ'(n)) mit dem Ausgabesignal (S), das dem einen Systembenutzer bereitgestellt wird;

wodurch ansprechend auf das Verbindungsqualitätssignal (LQ oder LQ'(n)) der eine Systembenutzer die Position der tragbaren Kommunikationseinheit (16) einstellen kann, um die Qualität der Signale (20b), die an die Basisstation (12) übertragen werden, zu verbessern.

16. Verfahren gemäß Anspruch 15 zur Verbesserung der Signalqualität in einem Kommunikationssystem mit einer Basisstation (12) und mit einem Satz von tragbaren Einheiten, wobei zumindest eine des Satzes von tragbaren Kommunikationseinheiten (16) eine Vielzahl von Positionen bezüglich der Basisstation (12) hat, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Messung eines Leistungspegels eines Signals (20b), das von einer besonderen bzw. speziellen tragbaren Einheit (16) aus den Satz von tragbaren Kommunikationseinheiten empfangen wird;

Vergleichen des gemessenen Leistungspegels mit einem gewünschten Leistungspegel und Herstellung bzw. Erzeugung eines Leistungseinstellbefehls, der auf einer Differenz zwischen dem gemessenen Leistungspegel und dem gewünschten Leistungspegel basiert;

Liefern des Leistungseinstellbefehls an die spezielle tragbare Einheit (16); und

Akkumulieren eines Satzes der Leistungseinstellbefehle an der speziellen tragbaren Einheit (16) und Erzeugen eines Durchschnittswerts daraus; und

Erzeugen des Verbindungsqualitätssignals (LQ) an der speziellen tragbaren Einheit (16), wenn der Durchschnittswert einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet;

wobei die Position der speziellen tragbaren Kommunikationseinheit (16) bezüglich der Basisstation (12) ansprechend auf das Verbindungsqualitätssignal (LQ) eingestellt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet dadurch, daß das Verbindungsqualitätssignal (LQ) ein hörbares Rauschsignal ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, gekennzeichnet dadurch, daß das hörbare Rauschsignal in seiner Lautstärke ansteigt, wenn das Verbindungsqualitätssignal (LQ) noch weiter den vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.

19. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet dadurch, daß das Verbindungsqualitätssignal (LQ) auf einer sichtbaren Anzeige dargestellt bzw. gezeigt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet dadurch, daß das Verbindungsqualitätssignal (LQ) ein hörbarer Ton ist.

21. Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet dadurch, daß der hörbare Ton periodisch ist.

22. Verfahren nach Anspruch 21, gekennzeichnet dadurch, daß die Periode des periodischen hörbaren Tons als Funktion der Größe bzw. des Ausmaßes ansteigt, mit welchem der Durchschnittswert den vorbestimmten Schwellwert überschreitet.

23. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet dadurch, daß der Durchschnittswert den Leistungspegel des Signals (20b) steuert, das von der speziellen tragbaren Einheit (16) an der Basisstation (12) empfangen wird.

24. Verfahren gemäß Anspruch 15 zur Verwendung in einem Kommunikationssystem unter Benutzung von CDMA- Spreizspektrumkommunikationssignalen, wobei die Basisstation (12) und die tragbare Kommunikationseinheit (16) jeweils einen Transmitter (64, 68, 66, 52; 106, 74, 70) und einen Empfänger (52, 54, 56; 70, 74, 90, 94, 96) aufweisen, wobei der Empfänger (70, 74, 90, 94, 96) der tragbaren Kommunikationseinheit (12) im Betrieb ein Ausgabesignal für einen Systembenutzer vorsieht, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Messen einer Signalleistung eines jeden CDMA- Kommunikationssignals(20b), das an die Basisstation (12) vom Transmitter (106, 74, 70) der tragbaren Kommunikationseinheit (16) gerichtet ist;

Erzeugen des Satzes von Leistungseinstellbefehlen, die den Abweichungen der Messungen der Leistung des an die Basisstation (12) gerichteten Signals (20b) von einem ersten vorbestimmten Leistungspegel entsprechen, wobei der Basisstationstransmitter (64, 68, 66, 52) den ersten Satz der Leistungseinstellbefehle überträgt;

Erzeugen des Verbindungsqualitätssignals (LQ; LQ'(n)) zumindest teilweise ansprechend auf den Satz von Leistungseinstellbefehlen; und

Kombinieren des Verbindungsqualitätssignals (LQ; LQ'(n)) mit dem Ausgabesignal (S), das für den einen Systembenutzer vorgesehen ist;

wodurch ansprechend auf das Verbindungsqualitätssignal (LQ; LQ'(n)) der eine Systembenutzer die Position der tragbaren Kommunikationseinheit (16) einstellen kann, um die Qualität der Signale (20b) zu verbessern, die an die Basisstation (12) übertragen werden.

25. Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet dadurch, daß es weiter folgenden Schritt aufweist: Erzeugen des Ausgabesignals (S) als ein hörbares Signal, wobei der Schritt des Erzeugens des Verbindungsqualitätssignals (LQ) den Schritt des Erzeugens eines hörbaren Verbindungsqualitätssignals aufweist.

26. Verfahren nach Anspruch 25, gekennzeichnet dadurch, daß der Schritt des Erzeugens des Verbindungsqualitätssignals (LQ) den Schritt des Erzeugens eines Hintergrundrauschsignals aufweist, und weiter den Schritt des Skalierens des Hintergrundrauschsignals gemäß dem ersten Satz von Leistungseinstellbefehlen aufweist.

27. Verfahren nach Anspruch 26, gekennzeichnet dadurch, daß der Schritt des Skalierens folgende Schritte aufweist:

Akkumulation des ersten Satzes von Leistungseinstellbefehlen und Erzeugen eines Rauschanzeigeverstärkungssignals (G), und zwar ansprechend darauf; und

Multiplizieren des Hintergrundrauschsignals mit dem Rauschanzeigeverstärkungssignal (G).

28. Verfahren nach Anspruch 27, gekennzeichnet dadurch, daß es folgende Schritte aufweist:

Bestimmen bzw. Feststellen eines Durchschnittswerts des ersten Satzes von Leistungseinstellbefehlen, und

Einstellen bzw. Setzen der Größe des Rauschanzeigeverstärkungssignals (G) gemäß dem Durchschnittswert, wobei die Größe in inverser Beziehung zum Durchschnittswert steht.

29. Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet dadurch, daß es weiter folgenden Schritt aufweist: Übertragung des Verbindungsqualitätssignals (LQ'(n)) an die tragbare Kommunikationseinheit (16).

30. Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet dadurch, daß es weiter folgende Schritte aufweist: Akkumulieren des ersten Satzes von Leistungseinstellbefehlen in einen Durchschnittswert,

Vergleichen des Durchschnittswerts mit einer vorbestimmten Verstärkungssteuerpegeleinstellung, und

basierend auf diesen Vergleich Erzeugen eines ersten Transmitterverstärkungseinstellsignals (TX GAIN ADJ).

31. Verfahren nach Anspruch 30, gekennzeichnet dadurch, daß es weiter folgende Schritte aufweist:

Zusammenstellen einer Tabelle, in welcher Werte des Verbindungsqualitätssignals (LQ; LQ'(n)) als eine Funktion entsprechender Werte von Transmitterverstärkungseinstellsignalen (TX GAIN ADJ) indiziert bzw. mit einem Indikator versehen sind, und

Feststellen bzw. Bestimmen eines Werts des Verbindungsqualitätssignals (LQ; LQ'(n)) aus der Tabelle unter Verwendung des ersten Transmitterverstärkungseinstellsignals (TX GAIN ADJ) als ein Index in der Tabelle.

32. Verfahren nach Anspruch 24, gekennzeichnet dadurch, daß es weiter folgenden Schritt aufweist: Einstellen der Sendesignalleistung der tragbaren Kommunikationseinheit (16) ansprechend auf den ersten Satz von Leistungseinstellbefehlen.

33. Verfahren gemäß Anspruch 15 zur Verbesserung der Kommunikation mit einem tragbaren Radio (16), der in einem drahtlosen Kommunikationsumfeld kommuniziert, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Empfangen von Signalen aus dem drahtlosen Kommunikationsumfeld;

Erzeugen eines Transmitterverstärkungseinstellsignals (TX GAIN ADJ) ansprechend auf das empfangene Signal;

Vorsehen eines Verbindungsqualitätssignals (LQ) im tragbaren Radio (16) durch:

Erzeugen eines Rauschanzeigeverstärkungssignals (G) ansprechend auf das Transmitterverstärkungseinstellsignal;

Erzeugen einer Zahlensequenz; und

Summieren des Rauschanzeigeverstärkungssignals (G) und der Zahlensequenz, um ein Verbindungsqualitätssignal (LQ) zu erzeugen.

34. Verfahren nach Anspruch 33, gekennzeichnet dadurch, daß es weiter folgende Schritte aufweist:

Erzeugen eines Sprachsignals aus einem Sprachkodek bzw. Sprachkodierer-Dekodierer (120);

Summieren des Sprachsignals (5) und des Verbindungsqualitätssignals (LQ) um ein hörbares Ausgabesignal zu erzeugen; und

Aussenden des hörbaren Ausgabesignals durch einen Audiowandler.