Способ и устройство для управления мощностью передачи в сотовой системе подвижной радиотелефонной связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов

Способ и устройство для управления мощностью передачи в сотовой системе подвижной радиотелефонной связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов

Реферат

 

Система управления мощностью в сотовой системе подвижной радиотелефонной связи, абоненты которой обмениваются сообщениями друг с другом по меньшей мере через одну сотовую станцию с помощью сигналов связи многостанционного доступа с расширенным спектром и кодовым разделением каналов. Система управляет мощностью сигналов передачи от каждого сотового подвижного радиотелефона (16, 18) в сотовой системе подвижной радиотелефонной связи, в которой каждый сотовый подвижной радиотелефон (16, 18) имеет антенну, передатчик и приемник, а каждая сотовая станция (12, 14) также имеет антенну, передатчик и приемник. Мощность сигналов, передаваемых сотовой станцией, измеряют в подвижном абоненте. Мощность передатчика подвижного абонента регулируют в обратной зависимости по отношению к изменениям мощности принятых сигналов. Может быть также использована схема управления мощностью с обратной связью. В сотовой станции, у которой установлена связь с подвижным абонентом, измеряют мощность передачи подвижного абонента. В сотовой станции вырабатывают сигнал команды и передают в подвижной абонент для последующей регулировки мощности его передатчика в соответствии с отклонениями мощности сигналов, принятых сотовой станцией. Схема обратной связи используется для последующей регулировки мощности передатчика подвижного абонента, соответствующей отклонениям мощности сигналов, принятых сотовой станцией. Схема обратной связи используется для регулировки мощности передатчика подвижного абонента таким образом, что передаваемые подвижным абонентом сигналы, поступающие в сотовую станцию, имеют требуемый уровень мощности. В случае нескольких сотовых областей мощность передачи подвижных абонентов регулируют таким образом, чтобы предотвратить нежелательные скачки уровня мощности передатчика подвижного абонента. 6 с. и 20 з.п. ф-лы, 7 ил.

Данное изобретение относится к системам связи. В частности, настоящее изобретение относится к новому и усовершенствованному способу и устройству управления мощностью передачи в сотовой системе подвижной радиотелефонной связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов.

Многостанционный доступ с кодовым разделением каналов является одним из методов модуляции для упрощения передачи сообщений между большим количеством системных абонентов. Несмотря на то, что известны другие методы, например, многостанционный доступ с временным разделением каналов, многостанционный доступ с частотным разделением каналов, а также методы амплитудной модуляции, например, компандированной одной боковой полосы, метод многостанционного доступа с кодовым разделением каналов имеет существенные преимущества перед вышеуказанными методами. Применение метода многостанционного доступа с кодовым разделением каналов в системе связи описано в патенте США N 4901307, который рассматривается в данном описании в качестве ссылки.

В указанном патенте описан метод многостанционного доступа, когда многочисленные абоненты системы подвижной радиотелефонной связи, каждый из которых содержит трансивер, обмениваются сообщениями через спутниковые ретрансляторы или наземные центральные станции (известные также как сотовые станции) при помощи широкополосных сигналов многостанционного доступа с кодовым разделением каналов. В системах многостанционного доступа с кодовым разделением каналов частотный спектр может использоваться многократно, что позволяет увеличить число абонентов системы.

При использовании многостанционного доступа в системах с кодовым разделением каналов относительная спектральная эффективность значительно выше, чем та, которая может быть достигнута при использовании других методов многостанционного доступа. В системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов увеличение емкости (т.е. количества абонентов) системы может осуществляться путем управления мощностью передатчика каждого из подвижных абонентов так, чтобы уменьшить помехи, влияющие на работу других абонентов системы. При использовании метода многостанционного доступа с кодовым разделением каналов в спутниковой связи трансивер подвижного абонента измеряет уровень мощности сигнала, принятого со спутникового ретранслятора. Используя измеренное значение мощности и зная уровень мощности передачи спутникового ретранслятора на линии связи спутник- Земля и чувствительность приемника подвижного абонента, трансивер подвижного абонента может оценить потери на трассе в канале передачи между ним и спутником. Далее трансивер подвижного абонента определяет соответствующую мощность передатчика, которая необходима для передачи сигналов между подвижным абонентом и спутниковым ретранслятором на основании измеренных потерь на трассе, скорости передачи данных и чувствительности приемника спутникового ретранслятора.

Сигналы, передаваемые подвижным абонентом в спутниковый ретранслятор, ретранслируются последним на центральную наземную станцию, системы управления. Наземная станция измеряет мощность принятых сигналов, передаваемых передатчиком каждого активного в настоящий момент подвижного абонента. Затем наземная станция определяет отклонение уровня принимаемой мощности от уровня, необходимого для обеспечения требуемого качества связи. Желательно, чтобы уровнем требуемой мощности был минимальный уровень мощности, при котором поддерживается качественная связь, вследствие чего достигается уменьшение помех в системе.

Далее наземная станция передает команды управления мощностью в каждый из подвижных абонентов для регулировки или, другими словами, точной настройки мощности передачи подвижного абонента. Эта команда используется в подвижном абоненте для изменения уровня мощности передачи до минимального уровня, необходимого для обеспечения требуемой связи. При изменении состояния канала (обычно вследствие перемещения подвижного абонента), благодаря измерению мощности приемником подвижного абонента и обратной связи для управления мощностью с наземной станции обеспечивается непрерывное регулирование уровня мощности передачи для поддержания требуемого уровня мощности. Обычно команды управления мощностью с наземной станции передаются довольно медленно из-за задержек при распространении сигналов в прямом и обратном направлении через спутниковый ретранслятор, время распространения которых равно примерно 1/2 секунды.

Одним из существенных различий между системами, имеющими спутниковые и наземные базовые станции, являются относительные расстояния между подвижными абонентами и спутниковым ретранслятором или сотовой станцией. Другим существенным различием между спутниковой и наземной системами является тип замирания, которое возникает в каналах передачи. Таким образом, эти различия требуют внедрения различных усовершенствований в метод управления мощностью в наземной системе.

В канале передачи "спутник - подвижной абонент" (спутниковый канал) спутниковые ретрансляторы, как правило, располагаются на геостационарной орбите. Поэтому все подвижные абоненты находятся примерно на одинаковом расстоянии от спутниковых ретрансляторов, и потери на распространение сигналов тоже примерно одинаковы. Кроме того, спутниковый канал передачи имеет характеристику потерь на распространение сигналов, которая изменяется по обратному квадратичному закону, т.е. величина потерь на распространение сигнала обратно пропорциональна квадрату расстояния между подвижным абонентом и задействованным спутниковым ретранслятором. Таким образом, отклонения величины потерь на трассе в спутниковом канале при изменении расстояния обычно составляют не более, чем 1-2 дБ.

В отличие от спутникового канала, в канале передачи "наземная станция - подвижной абонент" (наземный канал) расстояние между подвижными абонентами и сотовыми станциями может изменяться существенно. Например, один из подвижных абонентов может быть расположен на расстоянии пяти миль от сотовой станции, а другой - лишь в нескольких футах от нее. Разброс расстояний может характеризоваться коэффициентом большим, чем сто к одному. Природа потерь на распространение сигналов в наземном канале такая же, что и в спутниковом канале передачи. Однако характеристика потерь на распространение сигнала в наземном канале передачи изменяется по обратному закону изменения аргумента, возведенного в четвертую степень, т.е. величина потерь на трассе обратно пропорциональна расстоянию, возведенному в четвертую степень. Таким образом, для сотовой области с радиусом действия 5 миль вариации потерь на трассе могут достигать порядка 80 дБ и выше.

В спутниковом канале передачи обычно возникает замирание, определяемое как замирание Ричи. Поэтому принимаемый сигнал состоит из прямой (т.е. обусловленной прямым излучением) составляющей, которая складывается с многократно отраженной составляющей, имеющей статистику замираний с рэлеевским распределением. Отношение мощности прямой и отраженной составляющих обычно составляет примерно 6-10 дБ в зависимости от характеристик антенны подвижного абонента и окружающей среды вокруг него.

В отличие от спутникового канала передачи замирание сигнала в наземном канале обычно определяется составляющей рэлеевского замирания без прямой составляющей. Таким образом, неблагоприятные условия окружающей среды оказывают большее влияние в плане возникновения замирания в наземном канале, чем в спутниковом канале, в котором преобладающим является замирание Ричи.

Рэлеевское замирание в наземном канале передачи возникает в результате отражения сигнала от различных физических объектов окружающей среды. В результате такого отражения сигнал достигает приемника подвижного абонента, приходя почти одновременно по многим различным путям и имея различные задержки передачи. Для радиосвязи с подвижными объектами, включая сотовые системы радиотелефонной связи, обычно используются диапазоны УВЧ, когда могут возникать существенные разности фаз сигналов, распространяемых по различным путям. В результате возможно ослабление сигналов при суммировании и возникновения глубокого замирания.

Замирание в наземном канале очень сильно зависит от местоположения подвижного абонента. Небольшое изменение местоположения подвижного абонента влияет на изменение задержек распространения сигналов на всех путях, что также влияет на фазу сигналов на каждом пути. Поэтому передвижение подвижного абонента может привести к внезапному появлению замирания. Например, в частотном диапазоне 850 МГц сотовой радиосвязи замирание обычно возникает с интенсивностью одно замирание в секунду при скорости транспортного средства, равной одной миле в час. Замирания такого рода могут быть крайне разрушительными для сигналов в наземном канале и привести к ухудшению связи. Однако для борьбы с замиранием может использоваться дополнительная мощность передатчика.

В наземной сотовой системе подвижной радиотелефонной связи должен быть организован дуплексный канал передачи, чтобы иметь возможность одновременно вести телефонный разговор в обоих направлениях так, как это реализовано в обычной проводной телефонной системе. Этот дуплексный радиоканал обычно организован в одном частотном диапазоне для передающего тракта, т.е. сообщений, поступающих с передатчиков сотовых станций в приемники подвижных абонентов. Другой частотный диапазон используется в приемном тракте, т.е. при передаче сообщений с передатчиков подвижных абонентов в приемники сотовых станций. Данное разделение частотных диапазонов позволяет передатчику и приемнику подвижного абонента функционировать одновременно, не влияя друг на друга, т.е. без помех с передатчика в приемник.

Использование раздельных диапазонов частот имеет большое значение при управлении мощностью передатчиков сотовых станций и подвижных абонентов. Использование раздельных диапазонов частот является причиной того, что замирания, обусловленные многолучевым распространением, в приемном и передающем трактах независимы друг от друга. Подвижной абонент не может просто измерить величину потерь на трассе в передающем тракте и принять эту же величину в качестве потерь на трассе в приемном тракте. Один из способов управления мощностью передатчика наземной системы, касающийся настоящего изобретения, описан в патенте США N 5056109, который используется в качестве ссылки.

Кроме того, в наземной сотовой системе подвижной радиотелефонной связи подвижной радиотелефон может поддерживать связь через многочисленные сотовые станции так, как описано в патенте США N 5101501, который используется в качестве ссылки. В системах связи с большим количеством сотовых станций подвижной абонент и сотовые станции содержат несколько приемных схем, как описано в последнем из названных патентов и более подробно в патенте США N 5109390, который также используется в качестве ссылки.

При наличии многих сотовых областей, когда подвижной абонент устанавливает связь с другим абонентом с помощью большого числа сотовых станций, также необходимо управлять мощностью передатчика подвижного абонента, чтобы предотвратить создание помех для других средств связи во всех сотовых областях.

Поэтому целью настоящего изобретения является создание нового и усовершенствованного способа и устройства для управления мощностью передатчика в наземном канале передачи при наличии нескольких сотовых станций, позволяющих устранить замирания, не вызывая появление помех, которые уменьшают общую емкость системы.

В наземной сотовой системе подвижной радиотелефонной связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов желательно управлять мощностью передатчиков подвижных абонентов для того, чтобы в приемнике сотовой станции сигнал, принимаемый от передатчика каждого из подвижных абонентов, функционирующих в пределах сотовой системы, имел номинальную мощность, если мощность передатчиков всех подвижных абонентов в зоне обслуживания сотовой станции будет регулироваться указанным образом, то общая мощность принимаемых сотовой станцией сигналов будет равна номинальной мощности принимаемого сигнала, передаваемого подвижным абонентом, умноженной на количество абонентов сотовой системы, передающих сообщения в пределах сотовой области. К этой величине добавляется мощность шума, воспринимаемого сотовой станцией со стороны подвижных абонентов соседних сотовых областей.

Приемники сотовой станции системы многостанционного доступа с кодовым разделением каналов преобразуют широкополосный сигнал, поступающий с передатчика одного из подвижных абонентов в узкополосный цифровой сигнал, несущий информацию. В то же самое время другие принятые сигналы, которые не выделены, являются широкополосными шумовыми сигналами. Таким образом определяют коэффициент ошибок по битам в приемнике сотовой станции как отношение мощности полезного сигнала к мощности шумовых сигналов, принимаемых сотовой станцией, т.е. мощности принимаемого выделенного сигнала, являющегося полезным сигналом, с передатчика подвижного абонента к мощности принимаемых сигналов, являющихся шумовыми сигналами, с передатчиков других подвижных абонентов. Сужение полосы частот, т.е. процесс корреляции, который приводит к тому, что обычно называют "выигрышем в отношении сигнал-шум при обработке сигналов", увеличивает коэффициент отношения сигнал-шум от отрицательного до положительного, что обеспечивает работоспособность в пределах допустимого коэффициента ошибок в битах.

Очень важно максимально увеличить емкость наземной сотовой станции радиотелефонной связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов в плане увеличения количества одновременных вызовов в пределах полосы частот данной системы. Можно максимально увеличить емкость системы, если управлять мощностью передатчика каждого подвижного абонента так, чтобы передаваемый сигнал достигал приемника сотовой станции с таким минимальным отношением сигнал-шум, при котором возможно приемлемое восстановление данных. Если мощность передаваемого подвижным абонентом сигнала, достигающего приемника сотовой станции, слишком мала, то коэффициент ошибок в битах может оказаться слишком большим для обеспечения высокого качества связи. С другой стороны, если мощность сигнала подвижного абонента, принятого приемником сотовой станции, слишком велика, то обмен сообщениями с данным конкретным подвижным абонентом допустим. Однако данный сигнал большой мощности является помехой для сигналов, передаваемых другими подвижными абонентами по тому же каналу, т. е. в том же диапазоне частот. Эта помеха может неблагоприятно влиять на обмен сообщениями с другими подвижными абонентами, если общее число передающих подвижных абонентов не будет сокращено.

Потери сигналов на трассе в диапазоне УВЧ в канале сотовой подвижной радиотелефонной связи могут характеризоваться двумя факторами: средними потерями на трассе и замиранием. Средние потери на трассе могут быть описаны статистически с помощью логарифмически нормального распределения, причем средняя величина потерь обратно пропорциональна длине трассы, возведенной в четвертую степень, а стандартное отклонение составляет примерно 8 дБ. Другим фактором является замирание, вызванное многолучевым распространением сигналов и характеризующееся распределением Рэлея. Средние потери на трассе, описываемые логарифмически нормальным распределением, могут приниматься равными для приемного и для передающего тракта, как в обычных сотовых системах подвижной радиотелефонной связи. Однако указанные выше замирания с рэлеевским распределением в частотных диапазонах приемного и передающего тракта не зависят друг от друга. Логарифмически нормальное распределение средних потерь на трассе является функцией, которая относительно медленно изменяется с изменением положения. С другой стороны, рэлеевское распределение является функцией, которая относительно быстро изменяется с изменением положения.

В настоящем изобретении применяется принцип многостанционного доступа с кодовым разделением каналов для обслуживания большого количества абонентов в сотовой системе подвижной радиотелефонной связи. В такой системе все сотовые станции в районе передают пилот-сигнал одной и той же частоты, имеющий один и тот же код. Использование пилот-сигнала в системах многостанционного доступа с кодовым разделением каналов широко известно. В данном конкретном случае пилот-сигнал используется подвижными абонентами для начальной синхронизации их приемников. Пилот-сигнал также используется в качестве опорного сигнала частоты, фазы и времени при демодуляции цифровых речевых сигналов, передаваемых сотовой станцией.

В настоящем изобретении каждый подвижной абонент оценивает величину потерь на трассе в сигналах, передаваемых от сотовой станции к подвижному абоненту. Чтобы оценить эту величину потерь на трассе, в подвижном абоненте измеряют мощность принятых сигналов, передаваемых сотовой станцией. Таким образом, подвижной абонент измеряет мощность пилот-сигнала, принятого от сотовой станции, с которой установлена связь. Подвижной абонент также измеряет сумму уровней мощности сигналов, передаваемых всеми сотовыми станциями в подвижной абонент. Измерение суммы уровней мощности, что будет детально описано ниже, необходимо в случаях, когда связь подвижного абонента с более удаленной сотовой станцией временно оказывается лучшей, чем с обычно предпочитаемой ближайшей сотовой станцией.

Оценка потерь на трассе в передающем тракте может быть выполнена с помощью нелинейного фильтра. Нелинейность в процессе оценки используется с целью обеспечения быстрой реакции на внезапное улучшение характеристик канала и гораздо более медленной реакции на внезапное ухудшение характеристик канала. Таким образом, в ответ на внезапное улучшение характеристик канала мощность передатчика подвижного абонента быстро уменьшается.

При внезапном улучшении характеристик канала связи для одного подвижного абонента мощность его сигнала, принятого сотовой станцией, резко возрастает. Это резкое возрастание мощности создает дополнительные помехи для всех сигналов, занимающих этот же широкополосный канал. Поэтому быстрая реакция на внезапное улучшение связи уменьшит помехи в системе.

Типичным примером внезапного улучшения характеристик канала является случай, когда подвижной абонент движется в области радиотени от большого здания или другого препятствия, а затем выезжает из этой области. Улучшение характеристик канала как результат движения транспортного средства может произойти в пределах нескольких десятков миллисекунд. Когда подвижной абонент покидает область радиотени, принимаемый им сигнал резко возрастет по мощности.

Оценка потерь на трассе в передающем тракте (станция-абонент) осуществляется подвижным абонентом для регулировки мощности его передатчика. Поэтому чем мощнее принимаемый сигнал, тем ниже должна быть мощность передатчика подвижного абонента. Прием мощного сигнала от сотовой станции означает, что либо подвижной абонент находится рядом с сотовой станцией, либо найден необычайно удачный путь распространения сигнала от сотовой станции. Прием мощного сигнала означает, что для того, чтобы принятый сотовой станцией сигнал имел номинальную мощность, необходим относительно меньший уровень мощности передатчика подвижного абонента.

В том случае, если происходит временное, но внезапное ухудшение характеристик канала, желательно, чтобы мощность передатчика подвижного абонента возрастала гораздо медленнее. Такое медленное возрастание мощности передатчика желательно потому, что резкое возрастание мощности передатчика создает дополнительные помехи для всех остальных подвижных абонентов. Поэтому допускается временное ухудшение характеристик канала одного подвижного абонента, чтобы предотвратить ухудшение характеристик каналов всех остальных подвижных абонентов.

При внезапном ухудшении характеристик канала нелинейный фильтр предотвращает резкое возрастание мощности передатчика подвижного абонента в ответ на внезапное уменьшение мощности сигналов, принимаемых подвижным абонентом. Скорость возрастания мощности передатчика подвижного абонента в большинстве случаев должна быть ограничена до скорости передачи сотовой станцией команды регулировки мощности, обеспечивающей обратную связь, как будет описано ниже, для уменьшения мощности передатчика подвижного абонента. С помощью команд регулировки мощности, передаваемых сотовой станцией, предотвращают возрастание мощности передатчика подвижного абонента до уровня, значительно большего, чем уровень, который необходим для связи, особенно в случаях, когда внезапное ухудшение характеристик канала возникает лишь в передающем тракте и не возникает в приемном тракте.

Необходимо отметить, что нежелательно иметь просто медленную реакцию при управлении мощностью передатчика подвижного абонента пои попытке выделить быстрое рэлеевское замирание из медленного замирания, возникающего при изменении расстояния и характера местности. Медленная реакция при управлении мощностью передатчика подвижного абонента желательна потому, что возможно внезапное улучшение связи и появление замирания, влияющего одинаково как на передающий тракт, так и на приемный. Если реакция на внезапное улучшение связи будет замедлена фильтром, то будут часто возникать ситуации, когда мощность передатчика подвижного абонента станет слишком большой и вызовет создание помехи для всех остальных подвижных абонентов. Таким образом, в настоящее изобретение при оценке потерь на трассе используется нелинейный процесс обработки с двумя постоянными времени.

Кроме результатов измерения в подвижном абоненте мощности принятого сигнала желательно, чтобы его процессору были также известны мощность передатчика и коэффициент усиления антенны сотовой станции (мощность эквивалентного изотропного излучателя), отношение G/T сотовой станции (отношение коэффициента усиления G приемной антенны к уровню шума Т приемника), коэффициент усиления антенны подвижного абонента и количество активных в данный момент вызовов в сотовой станции. Эта информация дает возможность процессору подвижного абонента правильно вычислить опорный уровень мощности для функции установки местной мощности. Эти вычисления осуществляются путем расчета изменения мощности сигнала при передаче от сотовой станции к подвижному абоненту для определения потерь на трассе. Затем эти полученные потери на трассе используются в уравнении изменения мощности сигнала при передаче от подвижного абонента к сотовой станции, решение которого дает мощность передачи подвижного абонента, необходимую для получения требуемого уровня сигнала. Это дает возможность системе иметь сотовые станции с различными уровнями мощности эквивалентного изотропного излучателя, соответствующими размерам сотовой области. Например, для сотовой области небольшого радиуса не требуется такого большого уровня мощности передачи, как для сотовой области большого радиуса. Однако если подвижной абонент находится на определенном расстоянии от сотовой области с низким уровнем мощности передачи, он будет принимать более слабый сигнал, чем сигнал с сотовой области с высоким уровнем мощности передачи. Подвижной абонент будет в ответ передавать сообщения с более высокой мощностью, чем это необходимо для небольших расстояний, именно поэтому для управления мощностью желательно иметь информацию о характеристиках передачи каждой сотовой станции.

Сотовая станция передает данные о мощности эквивалентного изотропного излучателя сотовой станции, отношении G/T, а также данные о количестве активных вызовов абонентов в канале установки. После синхронизации системы подвижной абонент принимает эти данные и продолжает контролировать этот канал вовремя поисковых вызовов из телефонной сети общего пользования, предназначенных для этого подвижного абонента. При установке абонента в автомобиле коэффициент усиления антенны подвижного абонента хранится в его памяти.

Как было сказано выше, мощность передатчика подвижного абонента управляется также сигналом с одной или нескольких сотовых станций. При приеме сигнала каждого подвижного абонента, с которым установлена связь, в приемнике каждой сотовой станции измеряется мощность этого сигнала. Измеренная мощность сигнала сравнивается с требуемым уровнем мощности сигнала для данного конкретного подвижного абонента. Формируется команда регулировки мощности и передается в данный подвижной абонент по каналу передачи данных или по речевому каналу. В соответствии с командой регулировки мощности от сотовой станции подвижной абонент увеличивает или уменьшает мощность передатчика на заранее установленную величину, номинально на 1 дБ. В случае наличия нескольких сотовых станций команды регулировки мощности формируются во всех сотовых станциях. Подвижной абонент реагирует на эти команды управления мощностью так, чтобы избежать установки такого уровня мощности передатчика, при котором бы создавались помехи для других подвижных абонентов, взаимодействующих с сотовыми станциями, но, с другой стороны, обеспечивался бы достаточный уровень мощности для передачи сообщений между подвижным абонентом и как минимум одной сотовой станцией.

Команда регулировки мощности передается передатчиком сотовой станции с относительно высокой скоростью, равной примерно одной команде за миллисекунду. Скорость передачи команды регулировки мощности должна быть настолько высокой, чтобы отслеживать рэлеевское замирание в приемном тракте канала связи. Кроме того, желательно отслеживать рэлеевское замирание в передающем тракте, которое накладывает отпечаток на сигнал в приемном тракте. Скорость передачи, равная одной команде за 1,25 мс, достаточна для отслеживания процессов замирания при скорости транспортного средства 25 - 50 миль в час и связи на частоте 850 МГц. Важно свести к минимуму задержку при определении команды регулировки мощности и ее передаче, чтобы состояние канала существенно не изменилось, пока подвижной абонент не примет сигнал и не отреагирует на него.

Наконец, с учетом того, что рэлеевские замирания в обоих трактах передачи (приемном и передающем) независимы друг от друга, мощность передатчика подвижного абонента управляется командой регулировки мощности с сотовой станции. Приемник каждой сотовой станции измеряет мощность принимаемого сигнала от каждого подвижного абонента. Измеренная мощность сигнала сравнивается с требуемой мощностью сигнала для этого подвижного абонента, и формируется команда регулировки мощности. Команда регулировки мощности передается в подвижной абонент по каналу передачи данных или по речевому каналу этого подвижного абонента. Эта команда регулировки мощности объединяется с данными оценки подвижным абонентом потерь на трассе в одном направлении для получения конечного значения мощности передатчика подвижного абонента.

В одном из возможных вариантов осуществления изобретения команда регулировки мощности передается путем перезаписи одного или более битов данных абонента каждую миллисекунду. Система модуляции, применяемая в системах с многостанционным доступом и кодовым разделением каналов, может формировать коды исправления ошибок для данных абонента. Перезапись, связанная с командой регулировки мощности рассматривается как ошибка или разрушение битов в канале и корректируется путем исправления ошибок при ее декодировании в приемнике подвижного абонента. Введение в команду регулировки мощности битов исправления ошибок во многих случаях может оказаться нежелательным, так как это приводит к увеличению задержки приема команды регулировки мощности и реакции на нее. Необходимо также отметить, что временное уплотнение для передачи битов команды регулировки мощности может осуществляться без перезаписи символов в канале данных абонента.

Контроллер или процессор сотовой станции может использоваться для определения требуемой мощности сигнала, принимаемого сотовой станцией от каждого из подвижных абонентов. Требуемые уровни мощности сигналов определяются для каждого приемника сотовой станции. Требуемое значение мощности сигнала используется для его сравнения с измеренной мощностью сигнала для формирования команды регулировки мощности.

Контроллер системы используется для управления процессором каждой сотовой станции в соответствии со значением требуемой мощности сигнала. Уровень номинальной мощности может быть установлен выше или ниже, чтобы соответствовать изменениям условий в сотовой области. Например, для сотовой станции, расположенной в сильно "зашумленном" месте или географической области, уровень мощности в приемном тракте может быть выше, чем в обычных условиях. Однако такое увеличение уровня мощности при работе внутри сотовой области приводит к возрастанию уровня помех для ближайших соседних сотовых областей. Эти помехи могут быть компенсированы путем небольшого увеличения мощности в приемном тракте станций соседних сотовых областей. Такое увеличение мощности в приемном тракте соседних сотовых областей меньше, чем увеличение мощности, которое допускается для подвижных абонентов, работающих в "зашумленной" сотовой области. Также очевидно, что процессор сотовой станции может осуществлять контроль за средним коэффициентом ошибок в битах. Эти данные могут использоваться системным контроллером для управления процессором сотовой станции при установке соответствующего уровня мощности принимаемого сигнала для поддержания приемлемого качества связи.

Также желательно иметь средства для управления приведенной мощностью каждого сигнала данных, передаваемого сотовой станцией, в ответ на управляющую информацию, передаваемую каждым подвижным абонентом. Наличие таких средств управления целесообразно главным образом потому, что для некоторых мест передающий канал от сотовой станции к подвижному абоненту иногда может быть очень плохим. Если мощность передачи сигналов в данный подвижной абонент не увеличить, то качество связи может стать неприемлемым. Такая ситуация может наблюдаться, например, в месте, в котором потери на трассе при связи с одной или двумя соседними сотовыми областями примерно такие же, что и потери на трассе при связи между сотовой станцией и подвижным абонентом. В таком месте общая помеха возрастет в три раза по сравнению с помехой, принимаемой подвижным абонентом в точке, расположенной относительно близко от сотовой станции. Кроме того, замирание сигнала помехи, поступающего с соседних сотовых станций, не происходит в унисон с замиранием сигнала помехи от требуемой сотовой станции. В этом случае для достижения отвечающих требованиям эксплуатационных данных может потребоваться дополнительное увеличение мощности сигнала на 3 - 4 дБ.

В другом случае подвижной абонент может находиться в точке, в которую приходят несколько сильных сигналов по различным путям, что приводит к помехе, большей по величине, чем обычная. В этой ситуации увеличение мощности полезного сигнала относительно помехи может дать приемлемый результат. В другой раз подвижной абонент может оказаться в точке с очень высоким отношением сигнал-помеха. В этом случае сотовая станция может передать полезный сигнал с более низкой, чем обычно мощностью, уменьшая помехи на другие сигналы, передаваемые системой.

Для достижения вышеуказанных целей в предпочтительном варианте осуществления изобретения имеется возможность измерения отношения сигнал-помеха в приемнике подвижного абонента. Это измерение выполняется путем сравнения мощности полезного сигнала с полной мощностью помехи и шума. Если измеренное отношение меньше заранее установленного значения, то подвижной абонент запрашивает дополнительную мощность передачи сообщений с сотовой станции. Если это отношение превышает заранее установленное значение, то подвижной абонент передает запрос на уменьшение мощности передачи.

Сотовая станция принимает запросы на регулировку мощности от каждого подвижного абонента и реагирует на них путем изменения мощности, выделенной соответствующему сигналу, на заранее установленную величину. Регулировка мощности обычно производится на небольшую величину, обычно порядка 0,5 - 1 дБ или около 12% от номинального значения в одну или другую сторону. Соответственно другие сигналы, передаваемые сотовой станцией, уменьшаются на величину увеличения мощности, деленную на n, где n - количество других абонентов канала, обменивающихся сообщениями с подвижным радиотелефоном. Как правило, уменьшение мощности может составлять примерно 0,05 дБ. Скорость изменения мощности может быть несколько ниже, чем скорость изменения мощности в приемном тракте, т.е. от подвижного абонента к сотовой станции, примерно один раз в секунду. Динамический диапазон регулировки также ограничен до 4 дБ в сторону уменьшения от номинального значения и 6 дБ в сторону увеличения от номинального значения. Должно быть ясно, что указанные уровни увеличения и уменьшения мощности показаны в качестве примера и что можно достаточно просто выбрать другие уровни в зависимости от параметров системы.

Сотовая станция может также рассматривать требования на изменение мощности от всех подвижных абонентов и решать, удовлетворить ли запрос какого-либо абонента. Например, если сотовая станция работает на полную нагрузку, то запросы на увеличение мощности передачи могут быть выполнены, но не более, чем на 6% от номинального значения, вместо обычных 12%. Однако запрос на уменьшение мощности в этом режиме может быть выполнен, как обычно, в пределах 12%.

Особенности и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из последующего подробного описания и чертежей, где: на фиг. 1 представлено схематичное изображение одного из возможных примеров системы подвижной сотовой радиотелефонной связи; на фиг. 2A - 2D даны графики зависим