Способ и устройство для обеспечения индикации качества канала связи

Способ и устройство для обеспечения индикации качества канала связи

Реферат

 

Заявлено устройство для улучшения качества канала связи для сотовой системы связи, в которой используются переносные аппараты связи, для облегчения ведения радиообмена информационными сигналами между абонентами системы по меньшей мере через одну сотовую станцию, используя широкополосные радиосигналы при множественном доступе с кодовым уплотнением каналов. Устройство дает возможность абоненту улучшить качество обратных каналов связи от переносных аппаратов связи к сотовой станции путем подачи каждому абоненту системы сигнала качества канала связи, указывающего на мощность, принимаемую в каждой сотовой станции относительно оптимального уровня принимаемой мощности. В сотовой станции, ведущей радиообмен с переносным аппаратом связи, связанным конкретным абонентом системы, передаваемая переносным аппаратом связи мощность измеряется как мощность, принимаемая в сотовой станции. В сотовой станции генерируется командный сигнал, передаваемый переносному аппарату связи для осуществления регулировки мощности передатчика переносного аппарата связи. Командные сигналы также накапливаются для обеспечения возможности генерации сигнала качества канала связи в ответ на эти сигналы. В предпочтительном примере осуществления изобретения сигнал качества канала связи представляет собой звуковой сигнал помехи, побуждающий абонента системы изменять ориентацию переносного аппарата связи для улучшения качества сигнала в обратном канале связи. Технический результат заключается в улучшении качества канала связи. 3 с. и 26 з.п.ф-лы, 5 ил.

Настоящее изобретение относится к сотовым системам связи. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу и устройству для обеспечения индикации качества канала связи в систему связи и, в частности, сотовой системе связи с множественным доступом с кодовым уплотнением (МДКУ), тем самым обеспечивая возможность повышения качества передачи сигнала внутри системы.

Характеристика предшествующего уровня техники Использование методов модуляции МДКУ является одним из способов облегчения связи при наличии большого числа абонентов системы. Хотя известны другие способы, такие как с использованием множественного доступа с временным уплотнением (МДВУ), множественного доступа с частотным уплотнением (МДЧУ) и с использованием амплитудной модуляции, например модуляции с амплитудно-компандированной одной боковой полосой, однако способ модуляции с использованием МДКУ имеет важные преимущества по сравнению с этими другими способами. Использование методов МДКУ в системе связи с множественным доступом описано в патенте США N 4901307 на "Широкополосную систему связи с множественным доступом с использованием спутниковых или наземных ретрансляторов, патентовладельцем которого является патентовладелец настоящего изобретения.

В вышеупомянутом патенте описана система множественного доступа, в которой большое число абонентов системы подвижной телефонной связи, каждый из которых имеет приемопередатчик, осуществляет связь через спутниковые ретрансляторы или наземные базовые станции /также известные как сотовые станции или сокращенно соты/, используя МДКУ сигналы связи с расширенным спектром. При осуществлении связи в режиме МДКУ частотный спектр может повторно использоваться много раз, таким образом повышая емкость системы связи. Использование МДКУ приводит к значительному повышению эффективности использования спектра, чем это может быть достигнуто с использованием других способов множественного доступа. В МДКУ системе повышение емкости системы может быть достигнуто путем управления мощностью передатчика переносного абонентского аппарата с целью снижения радиопомех другим абонентам системы.

Приемники сотовой станции системы МДКУ осуществляют преобразование широкополосного МДКУ сигнала от соответствующего передатчика переносного аппарата в узкополосный цифровой информационный сигнал. В то же самое время другие принимаемые МДКУ сигналы на той же частоте, которые не отселектированы приемником, имеют вид широкополосных шумовых сигналов. Эффективность приемника сотовой станции в отношении частоты ошибок по битам определяется отношением мощности полезного сигнала к мощности нежелательных сигналов, принимаемых в сотовой станции, то есть мощности принимаемого полезного сигнала, переданного селектируемым передатчиком переносного аппарата, к мощности принимаемых нежелательных сигналов, передаваемых другими передатчиками переносных аппаратов. Обработка по сужению полосы - корреляционный процесс, который приводит к получению так называемого выигрыша от обработки, увеличивает отношение сигнал-шумовая помеха от отрицательной величины до положительной величины, обеспечивая работу при приемлемом значении частоты ошибок по битам.

В наземной сотовой системе связи с МДКУ весьма желательно максимизировать емкость в смысле одновременно реализуемых линий связи, поддерживаемых при данной ширине полосы системы. Емкость системы может быть максимизирована, если мощность передатчика каждого переносного аппарата управляется таким образом, что передаваемый сигнал поступает в приемник сотовой станции при минимальном отношении сигнал-шумовая помеха, которое обеспечивает приемлемое восстановление данных. Если сигнал, передаваемый переносным аппаратом, поступает в приемник сотовой станции со слишком низким уровнем мощности, то частота ошибок по битам может быть слишком высокой для обеспечения возможности высококачественной связи. С другой стороны, если сигнал, передаваемый переносным аппаратом, имеет слишком высокий уровень мощности при приеме приемником сотовой станции, связь с этим переносным аппаратом будет приемлемой. Однако, этот сигнал большой мощности является помехой для сигналов, передаваемых другими переносными аппаратами, которые совместно используют тот же самый канал, то есть частотный спектр. Эти взаимные помехи могут оказывать отрицательное воздействие на связь с другими переносными аппаратами, если только не будет уменьшено общее количество осуществляющих связь переносных аппаратов.

В наземных системах связи с МДКУ приемопередатчик переносного аппарата /например, переносного телефонного аппарата или персонального устройства связи/ измеряет уровень мощности сигнала, принимаемого от сотовой станции. Используя результаты этого измерения мощности, приемопередатчик переносного аппарата может оценить потери на трассе канала между переносным аппаратом и сотовой станцией. Затем приемопередатчик переносного аппарата определяет соответствующую мощность передатчика, которая должна использоваться для передачи сигнала между переносным аппаратом и сотовой станцией, принимая во внимание результаты измерения потерь на трассе, скорость передачи данных, и чувствительность приемника сотовой станции.

Сигналы, принимаемые от каждого переносного аппарата в сотовой станции, измеряются, и результаты измерений сравниваются с желаемым уровнем мощности сигнала. На основе этого сравнения в сотовой станции определяется отклонение в уровне мощности принимаемого сигнала от уровня мощности, необходимого для поддержания желаемой связи. Предпочтительно, желаемый уровень мощности является минимальным уровнем мощности, необходимым для поддержания качественной связи, с целью снижения взаимных помех в системе. Вместо измерения интенсивности каждого сигнала и сравнения результата измерения с желаемым уровнем мощности могут быть использованы другие критерии для определения команд регулировки мощности. Например, критериями могли бы быть отношение сигнал - шум, частота ошибок в данных или качество аудиосигнала.

Затем сотовая станция передает сигнал команды управления мощностью каждому абоненту системы с целью регулировки или точной настройки передаваемой мощности переносного аппарата. Этот сигнал команды используется переносным аппаратом для приближения уровня передаваемой мощности к заданному уровню, требуемому для поддержания связи в обратном канале, то есть в канале от переносного аппарата к сотовой станции. При изменении условий в канале связи, обычно вследствие перемещения переносного аппарата, в результате измерения мощности в приемнике переносного аппарата и обратной связи управления мощностью от сотовой станции непрерывно осуществляется повторная регулировка уровня передаваемой мощности для поддержания надлежащего уровня мощности.

В наземной системе связи с МДКУ максимальная дальность, при которой может поддерживаться связь между сотовой станцией и отдельным переносным аппаратом, пропорциональна мощности, которая может быть передана переносным аппаратом по обратному каналу связи. Хотя существующие способы управления мощностью обеспечивают приемлемое качество связи при удалении переносного аппарата от сотовой станции на расстояние, не превышающее максимальную дальность передачи, максимальная дальность передачи по обратному каналу связи могла бы быть увеличена, если бы абоненты были обеспечены индикацией тех ориентаций переносного аппарата, которые приводят к более высокому усилению при передаче по обратному каналу связи.

Однако, к сожалению, известные способы управления мощностью в системах связи с МДКУ не предусматривают средств для регулировки положения или ориентации переносного аппарата с целью увеличения интенсивности сигнала, передаваемого по обратному каналу связи от переносного аппарата к сотовой станции. Основной причиной для обеспечения такого управления должно быть улучшение передачи сигнала в тех случаях, когда переносной аппарат отстоит от сотовой станции на расстояние, приблизительно равное максимальной дальности передачи переносного аппарата. Если в таких положениях условия в обратном канале связи становятся неблагоприятными, максимальная передаваемая мощность переносного аппарата может оказаться недостаточной для обеспечения в обратном канале связи уровня сигнала, требуемого для сотовой станции. Соответственно сотовая станция должна посылать непрерывный поток командных сигналов управления мощностью к переносному аппарату, указывающих на то, что мощность передаваемого сигнала должна быть увеличена. Это должно продолжаться до тех пор, пока не улучшатся условия передачи в обратном канале связи, или пока не будет отрегулирована ориентация переносного аппарата с целью увеличения интенсивности сигнала, принимаемого сотовой станцией. При таких обстоятельствах увеличивается вероятность резкого прерывания, то есть замирания в канале связи между сотовой станцией и переносным аппаратом, что очевидным образом снижает эффективность работы системы.

Поэтому задачей настоящего изобретения является создание новых и усовершенствованных способа и устройства, обеспечивающих улучшение качества передачи сигнала в системе связи с МДКУ путем обеспечения абонента индикацией качества связи в обратном канале, тем самым обеспечивая возможность регулировки абонентом ориентации переносного аппарата для максимизации усиления при передаче по обратному каналу связи.

Сущность изобретения В наземной системе связи с МДКУ желательно, чтобы мощность передатчика переносных аппаратов управлялась так, чтобы в приемнике сотовой станции была выработана идентичная номинальная мощность принимаемого сигнала от каждого и любого передатчика переносного аппарата, работающего внутри соты. Если бы все передатчики переносных аппаратов в пределах зоны обслуживания сотовой станции имели соответствующим образом управляемую мощность передатчика, общая мощность сигнала, принимаемого в сотовой станции, была бы равна номинальной принимаемой мощности сигнала, передаваемого переносным аппаратом, умноженной на число переносных аппаратов, осуществляющих передачу в пределах соты. Кроме того, следует добавить мощность шума, принимаемого в сотовой станции от переносных аппаратов соседних сот.

Как было упомянуто выше, в существующих системах связи с МДКУ мощность передатчика также управляется сигналом от сотовой станции. Каждый приемник сотовой станции измеряет интенсивность сигнала, принимаемого в сотовой станции от каждого переносного аппарата, с которым осуществляет связь сотовая станция. Интенсивность измеренного сигнала сравнивается с желаемым уровнем интенсивности сигнала для этого отдельного переносного аппарата. Генерируется команда регулировки мощности и посылается к переносному аппарату по прямому каналу связи, то есть каналу связи от сотовой станции к переносному аппарату.

В приведенной в качестве примера системе скорость передачи команды регулировки мощности является достаточно высокой для обеспечения возможности отслеживания в обратном канале связи медленного замирания, а также осуществления изменений в ориентации переносного аппарата. Замирание может быть вызвано сигналом, отраженным от многих различных элементов окружающей среды. В результате этого некоторые составляющие сигнала могут поступать почти одновременно в приемник сотовой станции с многих направлений с различными задержками вследствие распространения. В полосе ультравысоких частот, обычно используемой для радиосвязи с переносными приемопередатчиками, включая переносные приемопередатчики сотовых систем подвижной радиотелефонной связи, могут иметь место значительные разности фаз сигналов, проходящих по различным трассам. В результате при суммировании таких сигналов может происходить их взаимная компенсация, следствием которой являются глубокие замирания. Незначительное изменение в положении или ориентации переносного аппарата незначительно изменяет физические задержки всех путей распространения сигналов, что приводит к различной фазе для каждого пути. Такое замирание сигнала в обратном канале связи может усиливаться пространственной неоднородностью в диаграмме направленности усиления переносного аппарата, а также при перемещении переносного аппарата в окружающей его обстановке.

С учетом независимости замирания в обратном и прямом каналах связи мощность передатчика переносного аппарата управляется командой регулировки, передаваемой из сотовой станции. Эта команда регулировки мощности комбинируется с оценкой состояния симплексного канала, произведенной в переносном аппарате, для получения конечного значения мощности передатчика переносного аппарата. Различные способы получения таких оценок состояния канала описаны, например, в вышеупомянутом патенте США N 4901307 и в патенте США N 5056109 на "Способ и устройство для управления мощностью передаваемого сигнала и сотовой системе подвижной радиотелефонной связи с МДКУ, патентовладельцем которого является заявитель настоящего изобретения.

Командный сигнал регулировки мощности в иллюстрируемом примере выполнения изобретения передается каждые 1,25 мс. В ответ на команду регулировки мощности, переданную из сотовой станции, мощность передатчика переносного аппарата повышается или снижается на заданную величину, номинально 1 дБ. Команда регулировки мощности передается путем перезаписи части сигнала, обычно используемого для передачи данных. Способ модуляции, используемый в системах с МДКУ, способен обеспечивать корректирующее кодирование информационных бит абонента. Перезапись командной регулировки мощности воспринимается как битовая ошибка канала или стирание и корректируется методом коррекции ошибок при декодировании в приемнике переносного аппарата. Кодирование с коррекцией ошибок для битов команды регулировки мощности во многих случаях может быть нежелательным из-за увеличения в результате времени ожидания при приеме и отклике на команду регулировки мощности. Также представляется, что может использоваться временное уплотнение для передачи битов команды регулировки мощности без использования перезаписи информационных символов канала абонента.

Для определения минимальной интенсивности принимаемых в сотовой станции сигналов, переданных каждым переносным аппаратом, может использоваться частота появления ошибок канала значения уровня интенсивности полезных сигналов для сигналов, передаваемых переносными аппаратами, обеспечиваются для каждого приемника сотовой станции для получения коэффициента ошибок желаемого канала. Затем желаемая величина интенсивности сигнала используется для сравнения с измеренной минимальной величиной интенсивности сигнала при генерировании команды регулировки мощности.

Контроллер системы используется для выдачи команды процессору каждой сотовой станции относительно величины желаемой интенсивности сигнала для использования. Номинальный уровень мощности может регулироваться в сторону повышения или понижения для приспособления к изменениям усредненных условий в соте. Например, сотовой станции, расположенной в месте или географическом районе с очень высоким уровнем шумов, может быть позволено использовать более высокий, чем нормальный, уровень мощности в обратном канале связи. Кроме того, понятно, что процессор сотовой станции может контролировать среднюю частоту ошибок по битам. Эти данные могут использоваться контроллером системы для подачи команды процессору сотовой станции на установку соответствующего уровня мощности в обратном канале связи для гарантирования приемлемого качества связи. Контроллер системы будет гарантировать, что при переносе связи с конкретным переносным аппаратом между сотами определенный уровень мощности в обратном канале связи будет одним и тем же для каждой сотовой станции.

Как отмечалось выше, известные способы управления мощностью в системах с МДКУ включают регулировку усиления передатчика, но не обеспечивают средство для регулировки положения или ориентации переносного аппарата для увеличения интенсивности сигнала, передаваемого по обратному каналу связи от переносного аппарата к сотовой станции. При неблагоприятных условиях передачи сигнала в обратном канале возможна такая ориентация переносного аппарата, что его максимальной мощности при передаче может оказаться недостаточно для обеспечения в сотовой станции сигнала обратного канала требуемой интенсивности. Эта ситуация наиболее вероятна в том случае, когда переносной аппарат удален от сотовой станции на расстояние, примерно равное его максимальной дальности передачи. В этих условиях сотовая станция должна была бы посылать непрерывный поток сигналов команд повышения мощности к переносному аппарату в безуспешной попытке увеличить мощность, передаваемую переносным аппаратом.

Согласно изобретению каждый абонент системы обеспечивается сигналом качества канала связи, индуцирующим мощность, принимаемую сотовой станцией по обратному каналу связи от переносного аппарата абонента. В предпочтительном воплощении изобретения сигнал качества линии связи будет указывать, что уровень мощности сигнала, принимаемого в сотовой станции, меньше заданного оптимального уровня принимаемой мощности. В частности, в предпочтительном воплощении изобретения сигнал качества канала связи генерируется в ответ на команды регулировки мощности, передаваемые сотовой станцией к связанному с ней переносному аппарату. Предусматриваются средства для накопления набора команд регулировки принимаемой мощности и для генерации сигнала качества канала, имеющего величину, инверсно связанную со средним значением накопленного набора команд. Среднее значение принимаемых команд будет ненулевым, если последовательно накапливается множество команд повышения мощности и, следовательно, превосходит численно любые команды снижения мощности, накапливаемые в течение определенного интервала накопления. Сигнал качества канала связи может подаваться к абоненту в виде, например, звукового сигнала помехи или визуального представления принимаемой сотовой станцией мощности. В предпочтительном воплощении изобретения такой звуковой сигнал помехи складывается со звуковым выходным сигналом, выдаваемым приемником переносного аппарата. Так как величина сигнала помехи является обратной функцией мощности сигнала, принимаемого сотовой станцией по соответствующему обратному каналу передачи, абонент будет стремиться изменить положение переносного аппарата так, чтобы минимизировать уровень звуковой помехи и тем самым максимизировать мощность сигнала, принимаемого сотовой станцией. В существующих системах связи единственной звуковой помехой, с которой сталкивается абонент, является помеха, обусловленная ухудшением условий в прямом канале связи. Таким образом, в обычных системах связи ориентация переносного аппарата регулируется только как средство улучшения приема сигналов, передаваемых по прямому каналу связи. В противоположность этому, настоящее изобретение может быть использовано для улучшения качества передачи сигнала по обратным каналам связи между каждым переносным аппаратом и сотовой станцией в системе связи с МДКУ. В обычных сотовых системах наиболее слабым каналом для переносного аппарата является обратный канал связи вследствие ограничений по мощности для передатчика переносного аппарата.

Краткое описание чертежей Особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из нижеприведенного подробного его описания со ссылками на иллюстрирующие его чертежи.

На фиг. 1 схематично показан пример сотовой системы радиотелефонной связи, которая включает по меньшей мере одну сотовую станцию и множество переносных аппаратов.

На фиг. 2 графически иллюстрируется интенсивность принимаемого сотовой станцией сигнала по отношению к передачам, осуществляемым переносными аппаратами, как функция расстояния.

На фиг. 3 показана блок-схема примера выполнения сотовой станции с входящей в ее состав системой управления мощностью.

На фиг. 4 показана блок-схема примера выполнения переносного аппарата, иллюстрирующая составные элементы соответствующего изобретению устройства улучшения качества канала связи.

На фиг. 5 показана блок-схема, иллюстрирующая альтернативный пример осуществления изобретения, в котором соответствующее изобретению устройство улучшения качества канала связи расположено в сотовой станции.

Детальное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения.

На фиг. 1 схематично представлен пример наземной сотовой системы радиотелефонной связи, в которой воплощено настоящее изобретение.

В системе, показанной на фиг. 1, используется модуляция МДКУ при осуществлении связи между переносным /подвижным/ абонентом системы и сотовыми станциями. Сотовые системы в больших городах могут иметь сотни сотовых станций, обслуживающих сотни тысяч переносных приемопередающих аппаратов /например, переносных телефонных аппаратов/. Использование методов модуляции МДКУ способствует повышению возможностей абонента в системах такого масштаба по сравнению с обычными сотовыми системами, использующими частотную модуляцию. Возможный пример реализации схемы модуляции в режиме МДКУ описан в патенте США N 5103459 на "Систему и способ генерирования сигналов в сотовой системе радиотелефонной связи с МДКУ", патентовладельцем которого является заявитель настоящего изобретения.

Показанный на фиг. 1 контроллер и переключатель системы 10 обычно включает соответствующий интерфейс и аппаратные средства обработки для обеспечения управляющей информации системы для сотовых систем. Контроллер 10 управляет маршрутизацией телефонных вызовов из АТС общего пользования к соответствующей сотовой станции для передачи соответствующему переносному аппарату. Контроллер 10 также управляет маршрутизацией вызовов от переносных аппаратов по меньшей мере через одну сотовую станцию к АТС общего пользования. Контроллер 10 может направлять вызовы между подвижными абонентами через соответствующие сотовые станции, так как такие переносные аппараты обычно не связываются непосредственно друг с другом.

Контроллер 10 может связываться с сотовыми станциями посредством различных средств, например специализированных телефонных линий связи, волоконно-оптических линий связи или посредством радиочастотных средств связи. На фиг. 1 показаны для примера две сотовые станции 12 и 14 вместе с двумя переносными аппаратами 16 и 18. Стрелками 20a - 20b и 22a - 22b соответственно указаны возможные каналы связи между сотовой станцией 12 и переносными аппаратами 16 и 18. Аналогично, стрелками 24a - 24b и 26a - 26b соответственно указаны возможные каналы связи между сотовой станцией 14 и переносными аппаратами 18 и 16. Сотовые станции 12 и 14 обычно осуществляют передачу сигналов, используя одинаковую мощность. Переносной аппарат 16 измеряет общую мощность, принятую от сотовых станций 12 и 14 по каналам связи 20a и 26a. Аналогично, переносной аппарат 18 измеряет мощность, принятую от сотовых станций 12 и 14 по каналам связи 22a и 24a. В каждом из переносимых аппаратов 16 и 18 измеряется мощность сигнала в приемнике, где сигнал является широкополосным сигналом. Таким образом, это измерение мощности осуществится до корреляционной обработки принимаемого сигнала с псевдошумовым расширяющим спектр сигналом.

Когда переносной аппарат 16 находится ближе к сотовой станции 12, мощность принимаемого сигнала в преобладающей степени будет определяться сигналом, происходящим по каналу 20a. Когда переносной аппарат 16 находится ближе к сотовой станции 14, принимаемая мощность будет в преобладающей степени определяться прохождением сигнала по каналу 26a. Аналогично, когда переносной аппарат 18 находится ближе к сотовой станции 14, принимаемая мощность будет в преобладающей степени определяться сигналом, проходящим по каналу 24a. Когда переносной аппарат 18 находится ближе к сотовой станции 12, принимаемая мощность будет определяться в преобладающей степени сигналом, проходящим по каналу 22a.

Каждый из переносных аппаратов 16 и 18 использует результаты измерения вместе с известными значениями мощности передатчика сотовой станции и коэффициента усиления антенны переносного аппарата для оценки потери на трассе распространения к ближайшей сотовой станции. Оценка потерь на трассе распространения вместе с известными значениями коэффициента усиления антенны переносного аппарата и антенны сотовой станции и коэффициента шума используются для определения номинальной мощности передатчика, требуемой для получения желаемого отношения сигнал-шум на частоте несущей в приемнике сотовой станции. Известные значения параметров сотовой станции в переносных аппаратах могут или фиксироваться в запоминающем устройстве или передаваться в информационных радиосигналах сотовой станции для указания отличных от номинальных условий для отдельной сотовой станции.

В результате определения номинальной мощности передачи переносного аппарата при отсутствии замирания и, предполагая идеальную точность измерений, передаваемые сигналы переносного аппарата будут поступать в ближайшую сотовую станцию точно с требуемым отношением сигнал-шум на частоте несущей. Таким образом, будет достигаться требуемая эффективность с минимальной мощностью передатчика переносного аппарата. Минимизация передаваемой мощности переносного аппарата имеет важное значение в системе МДКУ, так как каждый переносной аппарат обуславливает взаимные радиопомехи для всякого другого переносного аппарата в системе при использовании того же самого частного спектра. При минимизации мощности передатчика переносного аппарата взаимные помехи в системе будут поддерживаться на минимальном уровне, таким образом обеспечивая возможность совместного использования полосы частот дополнительными переносными абонентами. Таким образом, максимизируются емкость системы и эффективность использования спектра.

На фиг. 2A показан график, иллюстрирующий зависимость уровня мощности принимаемого сотовой станцией сигнала от переносного аппарата от расстояния между ними. Кривая 40 индуцирует желаемую среднюю мощность принимаемого сотовой станцией сигнала, передаваемого от переносного аппарата. Сигнал, передаваемый от переносного аппарата, часто претерпевает замирания перед поступлением в приемник сотовой станции. Кривая 42 представляет замирание, имеющее место в сигнале обратного канала связи.

Когда переносной аппарат находится в положении, при котором в прямом канале связи отсутствует замирание сигнала, а на обратном канале связи имеется сильное замирание, связь должна была бы прерываться, если бы не использовался дополнительный механизм для компенсации различий условий в прямом и обратном каналах связи. Таким механизмом является командный процесс регулировки мощности в замкнутом контуре. На фиг. 2A кривая 44 иллюстрирует мощность сигнала в обратном канале связи переносного аппарата после компенсации средних потерь при распространении и замирания как в прямом, так и обратном каналах связи. Как можно видеть из фиг. 2A, кривая близко подходит к кривой 40 за исключением моментов сильного замирания, где процесс замирания минимизируется посредством управления в замкнутом контуре.

Как показано на фиг. 2A, пунктирная кривая 46 представляет мощность принимаемого сигнала в сотовой станции, когда переносной аппарат удален от сотовой станции на расстояние, превышающее максимальную дальность передачи R1. Максимальная дальность передачи R1 соответствует дальности, при которой для данной ориентации передатчика переносного аппарата максимальная мощность передачи переносного аппарата является недостаточной для обеспечения желаемого уровня принимаемой сотовой станцией мощности, показанного кривой 40. Согласно изобретению сигнал качества канала связи, индуцирующий мощность переданного сигнала, принимаемого в сотовой станции, выдается пользователю /абоненту/ переносного аппарата, когда переносной аппарат работает на пределе или вблизи предела максимальной мощности передачи. В предпочтительном примере осуществления изобретения сигнал качества канала связи обеспечивается в виде звукового сигнала помехи абоненту системы и имеет величину, обратно пропорциональную скорости выдачи сотовой станцией команд "повышения мощности" переносному аппарату. Таким образом, абонент системы побуждается к регулированию ориентации переносного аппарата для улучшения качества передачи сигнала по обратному каналу связи, тем самым снижая скорость выдачи сотовой станцией команд повышения мощности. Таким образом, величина сигнала качества канала связи уменьшается в ответ на регулировку в ориентации переносного аппарата, что приводит к улучшению качества связи в обратном канале связи.

Как описано более подробно ниже, в данном примере осуществления изобретения уровень сигнала в обратном канале связи, передаваемого переносным аппаратом, регулируется управляющим сигналом, пропорциональным сигналу АРУ. Сигнал АРУ основан на мощности сигнала в прямом канале связи, принимаемого переносным аппаратом. Этот регулирующий механизм лучше всего соответствует случаям, когда характеристики распространения сигнала в обратном и прямом каналах связи являются практически одинаковыми. Однако, когда характеристики распространения сигнала в обратном канале связи отличаются от характеристик распространения сигнала в прямом канале связи, сигнал АРУ в таких условиях не будет соответствующим образом регулировать мощность сигнала в обратном канале связи. То есть, мощность сигнала, принимаемого в сотовой станции, будет больше или меньше оптимальной величины. В ответ на это команды управления мощностью, передаваемые от сотовой станции, используются переносным аппаратом для синтезирования сигнала регулировки усиления передачи, используемого для управления мощностью сигнала в обратном канале связи. Сигнал регулировки усиления передачи будет обычно генерироваться на основе средней величины команд управления мощностью, входящих в набор команд управления мощностью, накопленных переносным аппаратом. Когда характеристики распространения сигнала в обратном и прямом каналах связи находятся в ожидаемых пределах, каждый накопленный набор команд управления мощностью будет содержать примерно равное количество команд повышения мощности и снижения мощности /например, логических 1 и 0/, приводящих к стационарному значению сигнала регулировки усиления передачи. Как описано более подробно ниже, в предпочтительном примере осуществления изобретения величина сигнала качества канала связи устанавливается на основе величины сигнала регулировки усиления передачи.

На фиг. 2B показана кривая, иллюстрирующая изменение величины сигнала регулировки усиления передачи при удалении переносного аппарата от сотовой станции. Как следует из фиг. 2B, когда переносной аппарат удален на расстояние, не превышающее максимальную дальность передачи R1, величина сигнала регулировки усиления передачи будет изменяться относительно номинальной величины, равной нулю, в соответствии с изменением принимаемой сотовой станцией мощности, представленным кривой 42 /фиг. 2A/. Однако, когда переносной аппарат выходит за пределы максимальной дальности передачи R1, величина сигнала регулировки усиления передачи увеличивается пропорционально соответствующему уменьшению мощности принимаемого сотовой станцией сигнала, графически иллюстрируемому кривой 46. В этом случае нельзя получить мощность передачи, необходимую для обеспечения желаемого уровня принимаемой сотовой станцией мощности. Таким образом, в предпочтительном примере осуществления изобретения сигнал качества канала связи будет представлять собой ненулевую величину, например, будет прослушиваться как сигнал помехи при превышении величины сигнала регулировки усиления передачи заранее определенной минимальной пороговой величины TX_min. Таким образом, абонент системы будет стремиться изменить ориентацию переносного аппарата для снижения уровня звукового сигнала помехи за счет повышения мощности принимаемого сотовой станцией сигнала. Если абонент не осуществляет такую регулировку ориентации, уровень звукового сигнала помехи будет продолжать увеличиваться соизмеримо с сигналом регулировки усиления передачи, когда переносной аппарат будет продолжать находиться за пределами максимальной дальности передачи R1.

Для облегчения понимания предпочтительного примера осуществления соответствующего изобретения устройства улучшения качества канала связи со ссылками на фиг. 3 будет описана система управления мощностью в составе сотовой станции, предназначенная для регулирования мощности, передаваемой по обратному каналу связи. Как показано на фиг. 3, в сотовой станции имеется антенна 52 для приема сигналов, передаваемых переносными аппаратами, которые затем поступают в аналоговый приемник 54 для усиления преобразования с понижением частоты и обработки на промежуточной частоте. Выходные аналоговые сигналы с приемника 54 поступают на множество модулей приемника для выделения информационных сигналов, предназначенных для абонента, генерации команд регулировки мощности и модуляции входных информационных сигналов абонента для передачи. Одним из таких модулей, используемым для связи с конкретным переносным аппаратом, таким как переносной аппарат N, является модуль 50N.

Модуль 50N включает приемник цифровых сигналов данных 56, цифровую схему абонента с полосой частот модулирующих сигналов 58, схему измерения принимаемой мощности 60 и модулятор передачи 62. Приемник цифровых сигналов данных 56 принимает широкополосные с расширенным спектром сигналы для корреляционной обработки и сжатия переданного переносным аппаратом N сигнала с получением узкополосного сигнала для передачи назначенному получателю, осуществляющему связь с переносным аппаратом N. Приемник 56 выдает узкополосные цифровые сигналы, поступающие на цифровую схему 58 базовой полосы частот. Приемник 56 также формирует узкополосный цифровой сигнал, поступающий на схему измерения принимаемой мощности 60.

Схема 60 измеряет уровень мощности принимаемого сигнала от переносного аппарата N. В ответ на измеренный уровень мощности схема 60 генерирует команду регулировки