Быстродействующее управление мощностью в мобильной системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов с переменной скоростью передачи данных

Быстродействующее управление мощностью в мобильной системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов с переменной скоростью передачи данных

Реферат

 

Изобретение относится к технике связи. Технический результат состоит в обеспечении управления мощностью в замкнутом контуре при использовании передач с переменной скоростью. Устройство содержит управляющий процессор, передатчик с переменным усилением, приемник для приема сообщения качества кадра, средство суммирования. 10 с. и 21 з.п. ф-лы, 10 ил.

Область техники Изобретение относится к системам связи. Более конкретно, настоящее изобретение относится к новому совершенствованному способу и устройству для управления мощностью передачи в мобильной системе связи.

Предшествующий уровень техники Метод модуляции режима множественного доступа с кодовым разделением (МДКР) каналов представляет собой один из множества методов, используемых в настоящее время для обеспечения связи с большим количеством пользователей системы. Кроме того, известны и другие методы множественного доступа, такие как множественный доступ с временным разделением (МДВР) каналов и множественный доступ с частотным разделением (МДЧР) каналов. Однако метод модуляции расширенного спектра в режиме МДКР имеет существенные преимущества перед другими методами модуляции в системах множественного доступа. Использование режима МДКР в системе связи множественного доступа описано в патенте США 4901307 на "Систему связи с расширенным спектром множественного доступа, использующую спутниковые или наземные ретрансляторы", переуступленном правопреемнику настоящего изобретения. Использование метода МДКР в системе связи множественного доступа также описано в патенте США 5103459 на "Систему и способ формирования сигналов в сотовой системе телефонной связи МДКР", переуступленном правопреемнику настоящего изобретения.

Режим МДКР за счет использования широкополосного сигнала обеспечивает некоторую форму частотного разнесения, реализуемого путем распределения энергии сигнала в широкой полосе частот. Поэтому частотно-селективное замирание оказывает влияние лишь на незначительную часть полосы сигнала МДКР. Разнесение по пространству или по трассе распространения сигнала реализуется за счет множества трасс распространения сигналов в одновременно действующих линиях связи от мобильного пользователя через две или более базовые станции ячеек. Кроме того, разнесение по трассе распространения сигналов может быть реализовано за счет использования среды многолучевого распространения сигналов при обработке сигналов с расширенным спектром путем обеспечения возможности раздельного приема и обработки сигналов, приходящих с различными задержками распространения. Примеры использования разнесения по трассе распространения сигналов описаны в патенте США 5101501 на "Способ и систему для обеспечения гибкого переключения каналов связи при осуществлении связи в сотовой системе телефонной связи с МДКР" и в патенте США 5109390 на "Приемник с разнесением в сотовой системе телефонной связи с МДКР", переуступленных правопреемнику настоящего изобретения.

Способ передачи речевого сигнала в цифровых системах связи, который предоставляет особые преимущества, заключающиеся в повышении пропускной способности при поддержании высокого качества восприятия речевого сигнала, состоит в использовании кодирования речевого сигнала при переменной скорости передачи данных. Способ и устройство, реализующие устройство кодирования речевого сигнала с переменной скоростью передачи данных, описаны в патенте США 5414796 на "Вокодер переменной скорости", переуступленном правопреемнику настоящего изобретения.

Использование устройства кодирования с переменной скоростью передачи данных обеспечивает кадры данных с пропускной способностью максимальной скорости передачи, когда упомянутое кодирование речевого сигнала формирует речевые данные с максимальной скоростью. Если устройство кодирования речевого сигнала с переменной скоростью выдает речевые данные при скорости, меньшей, чем максимальная, то в кадрах передачи будет иметь место избыточная информационная емкость. Способ передачи дополнительных данных в кадрах фиксированного предварительно определенного размера при использовании источника данных с переменной скоростью описан в совместно поданной заявке на патент США 08/171146, поданной в продолжение заявки на патент США 07/882164 от 16.01. 1992 на "Способ и устройство для форматирования данных для передачи", переуступленной правопреемнику настоящего изобретения. В вышеупомянутой заявке раскрыты способ и устройство, обеспечивающие объединение данных различных типов от различных источников в кадре данных для передачи.

В кадрах, содержащих меньше данных, чем требуется для предварительно определенной информационной емкости, потребление мощности может быть снижено путем стробирования усилителя передачи для передачи только частей кадра, содержащих данные. Кроме того, вероятность конфликтных ситуаций при передаче сообщений в системе связи может быть снижена, если данные размещаются в кадрах в соответствии с предварительно определенным псевдослучайным способом. Способ и устройство для стробирования передачи и для позиционирования данных в кадре раскрыты в заявке на патент США 08/194823, поданной в продолжение заявки на патент США 07/846312 от 5.03.1992 на "Рандомизатор пакетов данных", переуступленной правопреемнику настоящего изобретения.

Эффективным способом управления мощностью мобильного устройства в системе связи является контроль мощности принимаемого сигнала мобильной станции в базовой станции. Базовая станция в ответ на контролируемый уровень мощности передает биты управления мощностью к мобильной станции с регулярными интервалами. Способ и устройство для управления мощностью передачи указанным образом раскрыты в патенте США 5056109 на "Способ и устройство управления мощностью передачи в сотовой мобильной системе телефонной связи с МДКР", переуступленном правопреемнику настоящего изобретения.

В системе связи, обеспечивающей данные с использованием формата модуляции типа квадратурной фазовой манипуляции (КФМ), весьма полезная информация может быть получена путем определения перекрестного произведения синфазной (I) и квадратурной (Q) составляющих сигнала с КФМ. Зная относительные фазы двух составляющих, можно определить грубое значение скорости мобильной станции относительно базовой станции. Описание схемы для определения перекрестного произведения синфазной и квадратурной составляющих в системе связи с КФМ представлено в заявке на патент США 08/343800, поданной в продолжение заявки 07/981034 от 24.11.1992 на "Схему для определения скалярного произведения несущей пилот-сигнала", переуступленной правопреемнику настоящего изобретения.

При использовании альтернативного варианта непрерывной передачи, если скорость передачи данных меньше, чем предварительно определенная максимальная скорость передачи, данные повторяются в пределах кадра и занимают все информационное пространство кадра. Если используется такой вариант, то потребление мощности и взаимные помехи другим пользователям могут быть снижены в течение периодов передачи данных со скоростью, меньшей, чем максимальная скорость, за счет снижения мощности, с которой передается кадр. Такая сниженная скорость передачи компенсируется избыточностью потока данных и может обеспечить преимущества по дальности для фиксированной максимальной мощности передачи.

Проблема, возникающая при управлении мощностью передачи в непрерывном режиме, состоит в том, что в приемнике априорно не известна скорость передачи и, следовательно, не известен уровень мощности, который будет приниматься. Настоящее изобретение обеспечивает способ и устройство для управления мощностью передачи в системе связи с непрерывной передачей.

Сущность изобретения Настоящее изобретение относится к новому усовершенствованному способу и устройству для управления мощностью передачи в замкнутом контуре для обеспечения своевременного управления мощностью, что необходимо для обеспечения устойчивого качества канала связи в условиях замирания.

В системах мобильной связи условия замирания на трассе распространения изменяются весьма быстро. Данное явление детально описано в упомянутом патенте США 5056109. Станции связи должны иметь возможность реагировать на такие внезапные изменения в канале мобильной системы связи.

В системе связи режима МДКР способы, описанные в настоящем описании, имеют особое значение, поскольку за счет снижения передаваемой мощности до минимального значения, необходимого для обеспечения высокого качества связи, система создает меньше помех передачам других пользователей и обеспечивает увеличение пропускной способности системы в целом. Кроме того, в системе с ограничением по пропускной способности снижение мощности передачи к одному из пользователей позволяет другому пользователю осуществлять передачу с более высоким уровнем мощности, что может оказаться необходимым вследствие различий в трассах распространения или из-за того, что пользователь осуществляет передачу с более высокой скоростью передачи данных.

Кроме того, следует отметить, что способы управления мощностью представлены на примере системы связи с расширенным спектром, однако представленные способы в равной мере применимы и для других систем связи. Таким образом, рассмотренный пример осуществления, предназначенный для управления мощностью передачи от базовой станции к удаленному абоненту или мобильной станции, может быть применен для управления передаваемой мощностью в случае передач от удаленного абонента или мобильной станции к базовой станции.

В рассмотренном варианте осуществления базовая станция передает пакеты данных к мобильной станции. Мобильная станция принимает, демодулирует и декодирует принятые пакеты. Если мобильная станция определит, что принятый пакет не может быть декодирован надежным образом, то она устанавливает бит управления мощностью, соответствующий качеству отклика, нормально находящийся в состоянии "0", в состояние "1", для обеспечения соответствующей индикации для базовой станции. В ответ на это базовая станция увеличивает мощность передачи сигнала к мобильной станции.

В рассмотренном примере осуществления настоящего изобретения, когда базовая станция увеличивает свою мощность передачи, она осуществляет эту операцию с относительно большим шагом в передаваемой мощности, что считается вполне приемлемым при большинстве условий замирания. Базовая станция затем снижает уровень передаваемой мощности с экспоненциально снижающейся скоростью, пока бит управления мощностью, указывающий на качество отклика, остается в состоянии "0". В другом варианте осуществления базовая станция реагирует на запрос с мобильной станции о добавлении мощности сигнала путем увеличения сигнальной мощности с приращениями.

В усовершенствованном варианте осуществления данной системы управления мощностью базовая станция будет определять, имела ли ошибка, указанная в сообщении мобильной станции, случайный характер, и при этом базовая станция немедленно будет снижать линейным образом передаваемую мощность, или указанная ошибка является результатом действительно имеющих место условий замирания. Базовая станция различает ошибки случайного характера от ошибок продолжительного характера путем анализа комбинаций битов управления мощностью, переданных мобильной станцией. Если комбинация сигналов запроса управления мощностью, которые мобильная станция передает к базовой станции, указывает, что новое условие замирания имеет место на трассе распространения, то базовая станция воздерживается от снижения передаваемой мощности.

В усовершенствованном варианте осуществления базовая станция анализирует комбинацию приходящего сообщения управления мощностью для определения характеристик замирания. Оценка характеристик замирания может быть использована для оценки изменений в управлении мощности, которые следует осуществить. Это может быть достигнуто, например, путем прогнозируемого управления мощностью в базовой станции.

Одним из выявленных источников внезапных изменений на трассе распространения сигналов мобильной станции является изменение в скорости относительно положения базовой станции, т.е. если скорость по направлению к мобильной станции или от мобильной станции изменилась. В настоящем изобретении мобильная станция определяет, что скорость относительно базовой станции изменилась и, при необходимости, устанавливает биты управления мощностью для запроса дополнительной мощности от базовой станции для компенсации изменений в скорости.

В первом варианте осуществления мобильная станция оснащена датчиком движения, который может выдавать информацию со спидометра или с тахометра в случае мобильной станции, установленной в автомобиле. Мобильная станция затем генерирует сигнал управления мощностью в соответствии с сигналом с датчика движения.

Во втором варианте осуществления мобильная станция может воспринимать сдвиг в принятом сигнале от базовой станции для определения движения. В рассмотренном варианте мобильная станция определяет изменения в относительной скорости путем измерения доплеровского сдвига в принятом пилот-сигнале.

Настоящее изобретение также предусматривает способ и устройство для управления передаваемой мощностью в случае передач с переменной скоростью передачи данных. Согласно данному способу кадры данных переменной скорости передачи передаются на различных уровнях мощности в зависимости от скорости передачи данных. Раскрыто множество вариантов осуществления, обеспечивающих регулировку уровней мощности в системе связи с переменной скоростью передачи данных.

Краткое описание чертежей Признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых представлено следующее: Фиг.1 - схема мобильной телефонной системы; Фиг.2А, В - схема устройства, соответствующего настоящему изобретению; Фиг.3 - график, иллюстрирующий время задержки, имеющее место в замкнутом контуре управления мощностью; Фиг. 4А, В - графики зависимости частоты ошибок кадра от нормированной энергии бита для различных скоростей передачи данных; фиг.4А соответствует случаю, когда мобильная станция неподвижна, а фиг.4В - случаю, когда мобильная станция находится в движении; Фиг. 5 - схема процессора управления для варианта фиксированной разности для одиночного замкнутого контура; Фиг.6 - схема процессора управления для варианта переменной разности для одиночного замкнутого контура; Фиг. 7 - схема процессора управления для варианта с множеством контуров, по одному контуру на скорость; Фиг. 8 - схема процессора управления для варианта с множеством контуров, по одному контуру на часто встречающуюся скорость; Фиг. 9 - схема процессора управления для варианта с множеством контуров, по одному контуру на скорость, с составным опорным значением; Фиг. 10 - схема процессора управления для варианта одиночного замкнутого контура с составной обратной связью.

Детальное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения На фиг. 1 настоящее изобретение иллюстрируется на примере мобильной системы связи для управления мощностью передач между базовой станцией 4 и мобильной станцией 6. Информация может передаваться между коммутируемой телефонной сетью общего пользования (КТСОП) и блоком 2 управления и коммутации системы или между блоком 2 управления и коммутации системы и другой базовой станцией, если вызов реализуется в виде сеанса связи между двумя мобильными станциями. Блок 2 управления и коммутации системы в свою очередь обеспечивает данные для базовой станции 4 и принимает от нее данные. Базовая станция 4 передает данные к мобильной станции 6 и принимает от нее данные.

В рассматриваемом варианте осуществления сигналы, передаваемые между базовой станцией 4 и мобильной станцией 6, представляют собой сигналы связи с расширенным спектром. Формирование таких сигналов детально описано в патентах США 4901307 и 5103459. Линия связи для передачи сообщений от мобильной станции 6 к базовой станции 4 называется обратной линией связи, а линия связи для передачи сообщений от базовой станции 4 к мобильной станции 6 называется прямой линией связи. В рассматриваемом варианте осуществления настоящее изобретение используется для управления передаваемой мощностью базовой станции 4. Однако способы управления мощностью, соответствующие настоящему изобретению, равным образом применимы для управления передаваемой мощностью мобильной станции 6.

На фиг.2,А базовая станция 50 и мобильная станция 30 представлены в виде блок-схемы, иллюстрирующей устройство для управления передаваемой мощностью базовой станции 50, согласно настоящему изобретению. Если условия распространения сигналов в линии связи ухудшаются, то качество линии связи может быть улучшено путем увеличения передаваемой мощности передающего устройства. В рассматриваемом варианте осуществления устройства управления передаваемой мощностью базовой станции 50 некоторые из способов определения необходимости увеличения передаваемой мощности базовой станции 50 включают следующее: (a) обнаружение мобильной станцией ошибок кадра в прямой линии связи; (b) обнаружение мобильной станцией того, что принимаемая мощность в прямой линии связи низка; (c) расстояние от мобильной станции до базовой станции велико; (d) местоположение мобильной станции является неблагоприятным; (e) изменение скорости мобильной станции; (f) мобильная станция обнаруживает, что принимаемая мощность в канале пилот-сигнала в прямой линии связи низка; (g) отношение E_c/N_o, т.е. отношение энергии, приходящейся на элемент, в канале трафика или в канале пилот-сигнала, к полной принятой мощности низко; и (h) метрики декодера, такие как метрики символа, имеют высокое значение. И, наоборот, для определения того, что передаваемая мощность базовой станции 50 должна быть уменьшена, могут быть использованы следующие способы: (a) отклики мобильной станции, указывающие на качество, принятые базовой станцией, показывают низкое значение частоты ошибок кадра для прямой линии связи; (b) мобильная станция обнаруживает, что принимаемая мощность в прямой линии связи высока; (c) дальность от базовой станции до мобильной станции мала; (d) мобильная станция занимает благоприятное местоположение; (e) мобильная станция обнаруживает, что принимаемая мощность канала пилот-сигнала в прямой линии связи высока; (f) метрики декодера, такие как метрики символа, имеют низкое значение.

Если базовая станция 50 обнаруживает потребность в модифицировании передаваемой мощности в прямой линии связи, управляющий процессор 58 передает сигнал, определяющий измененную передаваемую мощность, передатчику 64. Сигнал изменения мощности может просто указывать на необходимость увеличения или снижения передаваемой мощности или может показывать величину, на которую следует изменить передаваемую мощность, или может представлять собой абсолютный уровень мощности сигнала. В ответ на сигнал измененного уровня мощности передатчик 64 обеспечивает передачу с измененным уровнем передаваемой мощности.

Следует отметить, что источник данных 60 может представлять собой источник модемных данных, факсимильных или речевых данных. Источник данных 60 может представлять собой источник данных с переменной скоростью передачи, который изменяет скорость передачи на покадровой основе в процессе передачи или может изменять скорость только по командам. В рассматриваемом примере осуществления источник данных 60 представляет собой вокодер с переменной скоростью. Выполнение такого вокодера переменной скорости описано в упомянутой выше заявке 08/004484. Выходной сигнал источника 60 кодируется кодером 62 и вводится в модулятор трафика 63 для модуляции и ввода в передатчик 64. Также в модулятор 65 вводится синхронный пилот-сигнал, предназначенный для передачи.

Необходимость изменения передаваемой мощности может быть показана одним из условий, перечисленных выше, или путем использования комбинации таких условий. Если способ управления мощностью базируется на факторах, связанных с местоположением, например с дальностью, или с местоположением мобильной станции, то на управляющий процессор 58 базовой станции 50 подается внешний сигнал (МЕСТОПОЛОЖЕНИЕ), указывающий на условия местоположения. Условия, связанные с дальностью, могут быть определены базовой станцией 50. В альтернативном варианте осуществления условие, связанное с дальностью, может быть определено мобильной станцией 30 и передано к базовой станции 50. В ответ на обнаруженные условия, связанные с дальностью, управляющий процессор 58 в базовой станции 50 формирует управляющий сигнал для изменения передаваемой мощности передатчика 64.

В варианте осуществления замкнутого контура управления мощностью сигналы управления мощностью подаются от мобильной станции 30 к базовой станции 50. Мобильная станция 30 может определить сигнал управления мощностью в соответствии с принятой мощностью или в соответствии обнаружением ошибок кадров или иным способом, упомянутым выше. Настоящее изобретение равным образом допускает использование любых факторов качества линии связи.

Если используемым фактором качества линии связи является принимаемая мощность, то сигнал от базовой станции 50, принятый в мобильной станции 30 антенной 38, подается на приемник 42, который обеспечивает индикацию принятой мощности управляющему процессору 46. Если используемым фактором качества линии связи является обнаружение ошибок кадров, то приемник 42 осуществляет понижающее преобразование частоты и усиление принятого сигнала и выдает его на демодулятор 43 трафика. Если сигнал трафика сопровождается пилот-сигналом для обеспечения когерентной демодуляции, то принимаемый сигнал также подается на демодулятор 45 пилот-сигнала, который демодулирует сигнал в соответствии с форматом демодуляции пилот-сигнала и выдает сигнал синхронизации на демодулятор 43 трафика. Демодулятор 43 трафика демодулирует принятый сигнал в соответствии с форматом демодуляции трафика. В рассматриваемом примере осуществления демодулятор трафика 43 и демодулятор 45 пилот-сигнала представляют собой демодуляторы сигнала с расширенным спектром, которые описаны в вышеупомянутых патентах США 4901307 и 5103459. Демодулятор 43 трафика выдает демодулированный сигнал на декодер 44. В первом варианте осуществления декодер 44 выполняет декодирование с исправлением ошибок для определения появления ошибок. Декодеры с обнаружением и исправлением ошибок, такие как решетчатый декодер Витерби, хорошо известны в технике. В альтернативном варианте декодер 44 декодирует демодулированный сигнал и затем повторно кодирует декодированный сигнал. Декодер 44 затем сравнивает повторно кодированный сигнал с демодулированным сигналом для получения оценки частоты ошибок символов в канале. Декодер 44 выдает сигнал, показывающий оценку частоты ошибок символов в канале, на управляющий процессор 46.

Управляющий процессор 46 сравнивает принятую мощность или полученную оценку частоты ошибок символов в канале, в общем случае определяемые как факторы качества линии связи, с порогом или с набором порогов, которые могут быть постоянными или переменными. Управляющий процессор 46 затем обеспечивает информацию управления мощностью на кодер 34 или на кодер 47 управления мощностью. Если информация об управлении мощностью должна быть закодирована в кадре данных, то данные управления мощностью выдаются на кодер 34. Данный способ требует, чтобы весь кадр данных обрабатывался перед передачей данных управления мощностью, и затем кодированные данные трафика, содержащие данные управления мощностью, выдаются в передатчик 36 через модулятор 35. В альтернативном варианте осуществления данные управления мощностью могут просто перезаписывать часть кадра данных или могут помещаться в предварительно определенные свободные позиции в кадре передачи. Если данные управления мощностью перезаписывают данные трафика, то это может быть скорректировано в базовой станции 50 методами прямого исправления ошибок.

В вариантах осуществления, когда предусматривается обработка полного кадра перед выдачей данных управления мощностью, задержка, вызванная ожиданием полного кадра, подлежащего обработке, нежелательна в условиях быстрых замираний. Как вариант, можно подавать данные управления мощностью непосредственно в модулятор 35, где они могут вводиться в исходящий поток данных. Если данные управления мощностью передаются без кодирования с исправлением ошибок, то управляющий процессор 46 выдает данные управления мощностью непосредственно на модулятор. Если кодирование с исправлением ошибок желательно использовать для данных управления мощностью, то управляющий процессор 46 выдает данные управления мощностью на кодер 47 управления мощностью, который кодирует данные управления мощностью независимо от исходящих данных трафика. Кодер 47 управления мощностью выдает кодированный сигнал управления мощностью на модулятор 35, который комбинирует кодированный сигнал управления мощностью с исходящими данными трафика, выдаваемыми из источника данных 32 через кодер 34 на модулятор 35. Передатчик 36 преобразует сигнал с повышением частоты, усиливает полученный сигнал и выдает его в антенну 38 для передачи в базовую станцию 50.

Передаваемый сигнал принимается антенной 52 базовой станции 50 и выдается в приемник данных 54, где он преобразуется с понижением частоты и усиливается. Приемник 54 выдает принятый сигнал на демодулятор 55, который демодулирует принятый сигнал. В рассматриваемом примере осуществления демодулятор 55 представляет собой демодулятор МДКР сигнала с расширенным спектром, который детально описан в вышеупомянутых патентах США 4901307 и 5103459. Если данные управления мощностью закодированы в кадре данных трафика, то данные трафика и управления мощностью подаются на декодер 56. Декодер 56 декодирует сигнал и отделяет сигнал управления мощностью от данных трафика.

Если, с другой стороны, данные управления мощностью не закодированы в полном кадре данных, а введены в передаваемый поток данных, то демодулятор 55 демодулирует сигнал и выделяет данные управления мощностью из входящего потока данных. Если сигнал управления мощностью не закодирован, то демодулятор 55 выдает данные управления мощностью непосредственно на управляющий процессор 58. Если сигнал управления мощностью закодирован, то демодулятор 55 выдает кодированные данные управления мощностью на декодер 100 данных управления мощностью. Декодер 100 данных управления мощностью декодирует данные управления мощностью и вырабатывает декодированные данные управления мощностью для управляющего процессора 58. Сигнал управления мощностью подается на управляющий процессор 58, который в соответствии с полученным сигналом управления мощностью выдает в передатчик 64 управляющий сигнал, указывающий модифицированный уровень передаваемой мощности.

Одной из проблем, присущих системам управления мощностью в замкнутом контуре, является относительно большое время отклика по сравнению с системой управления мощностью в разомкнутом контуре. Например, в системе управления мощностью в замкнутом контуре, если базовая станция 50 передает кадр с недостаточной энергией к мобильной станции 30, мобильная станция 30 принимает и декодирует кадр, определяет, имеются ли ошибки кадра, формирует сообщение управления мощностью, указывающее на ошибку кадра, и затем передает сообщение управления мощностью к базовой станции 50, которая декодирует кадр, выделяет сообщение управления мощностью и регулирует передаваемую мощность передатчика 64. В рассматриваемом примере осуществления это приводит к задержке на четыре кадра, прежде чем коррекция будет воспринята мобильной станцией 30. Таким образом, если условия на трассе распространения ухудшились, то четыре последовательных кадра будут переданы с недостаточной энергией кадра, прежде чем будет передан кадр с отрегулированной энергией кадра. В этом интервале задержки условия замирания могут существенно улучшиться или ухудшиться.

Ниже описаны способы улучшения формирования отклика в системе управления мощностью в замкнутом контуре. В первом варианте осуществления настоящего изобретения в базовой станции предполагается наихудший случай, т.е. условия на трассе распространения в течение интервала длительностью четыре кадра ухудшились, В ответ базовая станция увеличивает энергию передачи к данному пользователю на относительно значительную величину E, так что регулировка будет более чем адекватной для обеспечения того, чтобы кадр с отрегулированной мощностью был надлежащим образом принят, даже если в этот промежуток времени качество канала связи ухудшилось. В данном варианте осуществления системы связи с расширенным спектром это увеличение мощности, передаваемой к мобильной станции 30, обуславливает то, что меньшее количество мощности будет доступно для других пользователей, которые совместно используют прямую линию связи. Поэтому передатчик базовой станции быстро сокращает передаваемую энергию для данного пользователя вслед за ее первоначальным увеличением. В данном варианте осуществления базовая станция увеличивает энергию на фиксированную величину E и удерживает это значение на интервале времени задержки, чтобы проверить, что это увеличение передаваемой энергии было эффективным, и затем снижает передаваемую энергию в соответствии с предварительно определенной кусочно-линейной функцией, как показано на фиг.3.

На фиг. 3 представлен график передаваемой энергии (Е) в зависимости от времени. В точке А базовая станция 50 увеличивает передаваемую энергию в ответ на запрос регулировки мощности от мобильной станции 30. Базовая станция 50 увеличивает передаваемую энергию на величину E до точки В. Базовая станция 50 удерживает передачу на данном уровне передаваемой энергии в течение предварительно определенного интервала задержки и затем снижает передаваемую энергию с резко падающей скоростью для предварительно определенного числа кадров до точки С. В точке С сообщение управления мощностью от мобильной станции 30 все еще указывает на избыток передаваемой энергии, и базовая станция 50 продолжает снижать передаваемую энергию, однако более медленно. И вновь, базовая станция 50 снижает передаваемую энергию с этой промежуточной скоростью снижения в течение предварительно определенного числа кадров до точки D. В точке D скорость снижения вновь сокращается до конечной скорости снижения, при которой передаваемая энергия продолжает уменьшаться до тех пор, пока базовая станция 50 не достигнет некоторого минимального значения или вновь изменит его вследствие другого запроса регулировки мощности от мобильной станции 30, который произойдет в точке Е. Данная процедура регулировки продолжается на протяжении всего цикла предоставляемого обслуживания.

В усовершенствованном варианте передаваемая мощность также может быть снижена на большую величину, если приходящее сообщение управления мощностью показывает, что передаваемая мощность является избыточно высокой. В рассматриваемом варианте осуществления управляющий процессор 58 включает в себя таймер (не показан). Таймер сбрасывается каждый раз, когда принимается сообщение управления мощностью, указывающее на ошибку принятого кадра. Если таймер отсчитывает время без приема другого сообщения управления мощностью, указывающего на ошибку принятого кадра, то управляющий процессор 58 подает команду передатчику 64 на снижение передаваемой мощности для исходящих кадров на величину большую, чем установленный шаг снижения мощности.

Базовая станция 50 выполняет регулировку энергии передачи, зная о том, что после того, как передаваемая энергия была увеличена, будет иметь место задержка, прежде чем в принимаемой информации управления мощностью будет отражено изменение в передаваемой мощности прямой линии связи. Если качество канала распространения сигнала внезапно ухудшится, то базовая станция 50 примет ряд последовательных запросов на управление мощностью, и будет иметь место задержка, прежде чем запросы на регулировку мощности отреагируют на изменение в энергии передачи в прямой линии связи. В течение этого интервала задержки базовая станция 50 не будет увеличивать передаваемую энергию для каждого принимаемого запроса на регулировку мощности. В этом заключается причина того, почему уровень мощности поддерживается постоянным в течение предварительно определенного интервала задержки, как показано для интервала, следующего за точкой В на фиг.3.

Следует также отметить, что ошибки в мобильной системе связи могут быть двух типов: случайные и являющиеся результатом изменений на трассе распространения. В рассматриваемом варианте, когда базовая станция 50 принимает запрос на регулировку мощности, она увеличивает передаваемую мощность на E, как описано выше. Затем она игнорирует запросы на регулировку мощности и сохраняет тот же самый повышенный уровень мощности в течение интервала задержки. В альтернативном варианте осуществления базовая станция 50 регулирует мощность в соответствии с каждым сообщением управления мощностью. Однако в типовом случае следует использовать малые изменения. Это минимизирует влияние случайных ошибок.

Одним из основных факторов, который приводит к изменению характеристик канала распространения сигнала между мобильной станцией 30 и базовой станцией 50, является перемещение мобильной станции 30 к базовой станции или от базовой станции 50. Мобильная станция 30 может предоставлять базовой станции 50 информацию, указывающую, что скорость мобильной станции изменяется или она может предоставлять реальную информацию о своей скорости относительно базовой станции 50. Если мобильная станция просто указывает, что ее скорость изменяется, то она может предоставлять такую информацию в качестве сигнала запроса на регулировку мощности в ожидании изменения качества канала распространения сигналов.

В первом варианте осуществления мобильная станция 30 может воспринимать изменение скорости с помощью датчика, работающего в соответствии с сигналом от автомобильного тахометра или спидометра (не показаны). В альтернативном варианте мобильная станция 30 определяет изменение либо в скорости мобильной станции относительно базовой станции, либо в абсолютной скорости по изменениям в принимаемом сигнале базовой станции 50. Мобильная станция 30 может обнаруживать изменение в скорости или измерять абсолютное значение относительной скорости путем измерения доплеровского эффекта в приходящем сигнале от базовой станции 50. В другом варианте осуществления базовая станция 50 может также обнаруживать изменение в изменении скорости или измеренном абсолютном значении относительной скорости путем измерения доплеровского эффекта в приходящем сигнале от мобильной станции 30.

Сигнал трафика, обеспечиваемый базовой станцией 50, может сопровождаться пилот-сигналом, предназначенным для обеспечения когерентной демодуляции принимаемого сигнала трафика. Использование пилот-сигнала описано в вышеупомянутых патентах США 4901307 и 5103459Э, и мобильная станция 30 может альтернативно воспринимать изменения в относительной скорости посредством доплеровского сдвига в пилот-сигнале.

В предпочтительном варианте, если в базовой станции 50 известна скорость мобильной станции 30, она может изменять значение приращения в передаваемой мощности E в соответствии с этой скоростью. Определение значения E может выполняться алгоритмически или с помощью таблицы преобразования в управляющем процессоре 46.

Если базовая станция 50 передает пилот-сигнал вместе с сигналом трафика, пилот-сигнал может быть сформирован как сигнал трафика, который несет в себе предварительно определенный поток битов, известны