Способ и устройство для максимизации использования доступной мощности в системе связи

Способ и устройство для максимизации использования доступной мощности в системе связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Данное изобретение относится к области систем связи и, в частности, к максимизации использования доступной мощности в системе связи, где сигналы, связанные с множеством абонентов, могут быть одновременно переданы по общему каналу.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Телекоммуникационный трафик может быть разделен на множество классов. Согласно одной из схем классификации трафик разделяется на основе скорости, с которой передается трафик, и приоритета трафика. В соответствии с этой схемой классификации трафик классифицируется как трафик с постоянной битовой скоростью (ПБС), трафик с изменяемой битовой скоростью (ИБС) или трафик с доступной битовой скоростью (ДБС). Трафику ПБС предоставляется фиксированная битовая скорость независимо от требований данных, которые должны быть переданы. Это наиболее дорогой тип доступного обслуживания. Трафик ИБС позволяет абоненту устанавливать скорость, с которой передается трафик, для каждой передачи. Трафик ДБС является трафиком с самым низким приоритетом. Трафик ДБС передается с какой-либо доступной скоростью. Соответственно обслуживание ДБС является относительно недорогим.

Одним примером трафика, который наилучшим образом посылается с использованием услуги ПБС, является стандартный коммутируемый трафик схемы с фиксированной скоростью. Примерами сигналов с применяющимися потребностями, подходящих для услуги ИБС, являются услуги передачи речи и межсетевой передачи видеоданных. Как трафик ПБС, так и трафик ИБС являются услугами реального масштаба времени с относительно высоким требованием к качеству услуги. Качество услуги является индикатором надежности успешного приема данных, а также задержки, имеющей место при приеме. Трафик ДБС имеет более низкий приоритет и не обеспечивает высокую вероятность того, что трафик будет доставлен за короткий интервал времени. Трафик, подходящий для услуги ДБС, связан с передачей файлов и передачей электронной почты. Если загрузка невысока и, следовательно, задержка невысока, то большинство передач всемирной сети WWW используют услугу ДБС.

Возможности прямой линии связи сотовой системы связи (т.е. количество абонентов и битовая скорость каждого абонента) частично определяются возможностями усилителя мощности, используемого для усиления сигналов, передаваемых от базовых станций системы. Например, в системе связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР), каждый из передаваемых потоков данных назначен некоторому кодовому каналу. Подобная система МДКР детально описана в патенте США № 4901307 на "Систему связи множественного доступа с расширенным спектром, использующую спутниковые или наземные ретрансляторы", который переуступлен правопреемнику данного изобретения и включен в данное описание посредством ссылки. Каждый канал в системе МДКР модулируется по полосе частот (которая одинакова для каждого кодового канала) и комбинируется для образования канала МДКР. Величина мощности, требуемая в каждом кодовом канале, зависит от битовой скорости трафика, передаваемого по этому кодовому каналу, коэффициентов усиления антенн на приемной станции (такой как мобильная станция) и передающей станции (такой как базовая станция), потерь на трассе распространения сигнала (т.е. величины коэффициента затухания сигнала) между базовой станцией и удаленной станцией, к которой передается информация, уровня шумов в мобильной станции и эффективности применяемой схемы модуляции. Уровень шумов в мобильной станции включает в себя тепловой шум, шум от других сотовых ячеек, из которых мобильная станция не осуществляет прием, и шум, обусловленный неортогональными компонентами сигналов из сотовой ячейки, в которой мобильная станция осуществляет прием. Канал МДКР усиливается усилителем мощности базовой станции. Базовая станция должна передавать полную мощность, достаточную для того, чтобы заданная принимающая мобильная станция принимала переданные к ней сигналы с требуемыми значениями коэффициентов ошибок. Базовая станция использует различные процедуры таким образом, что полная величина мощности, требуемая каналом МДКР, не превосходит величину мощности, которую может обеспечить усилитель мощности без нежелательного искажения.

Возможности прямой линии связи сотовой системы связи также ограничены величиной взаимных помех из собственной сотовой ячейки данного абонента (от неортогональных компонентов, если сигнал передается ортогонально согласно стандарту TIA/EIA-95 (Ассоциации телекоммуникационной промышленности/Ассоциации электронной промышленности, США)), и взаимных помех от сигналов, передаваемых другими сотовыми ячейками). Это обеспечивает предел независимо от величины мощности, которую передает базовая станция. В этой ситуации увеличение мощности передачи базовой станции выше некоторых пределов только несущественно увеличивает возможности системы.

Максимальный уровень выходной мощности базовой станции определяется множеством параметров проектирования, связанных с усилителем мощности базовой станции. Двумя такими параметрами усилителя мощности являются рассеиваемая мощность и нежелательные излучения. Нежелательными излучениями являются излучения вне диапазона рабочих частот передаваемого сигнала. Большая часть нежелательных излучений обусловлена интермодуляцией в усилителе мощности. Интермодуляция является одной из форм искажений. Интермодуляционные искажения увеличиваются по мере того, как усилитель мощности управляется так, чтобы приближаться к максимальному выходному сигналу усилителя. Регулирующие органы, такие как Федеральная комиссия связи, часто ограничивают нежелательные излучения. Промышленные стандарты могут также устанавливать пределы на нежелательные излучения для того, чтобы избежать взаимных помех в этой же системе или с другой системой.

Для того чтобы поддерживать нежелательные излучения в пределах требуемых границ, возможности выходной мощности усилителя мощности выбираются для обеспечения очень небольшой вероятности того, что нежелательные излучения превысят требуемый предел. При превышении требуемой мощностью максимальной выходной мощности базовая станция может ограничить выходную мощность для поддержания нежелательных излучений в пределах предписанных границ. Однако требование к усилителю мощности определяется множеством потоков трафика, которые передаются в одно и то же время. Каждый передаваемый поток трафика может начаться и окончиться в произвольный момент времени. Следовательно, сложно определить величину мощности, которая требуется от базовой станции для передачи в каждое конкретное время.

Важной характеристикой в системе связи является отношение сигнал-шум. В цифровой системе связи требуемое отношение сигнал-шум равно произведению битовой скорости и требуемой энергии на бит, деленному на общую спектральную плотность шумов. Коэффициент ошибок системы связи часто выражается через частоту ошибок в битах или частоту ошибок в кадрах. Частота ошибок является убывающей функцией отношения сигнал-шум. Если принимаемое отношение сигнал-шум является слишком низким, то вероятность возникновения ошибки очень высока. Таким образом, система связи пытается поддерживать отношение сигнал-шум для принимаемого сигнала равным или выше требуемого отношения сигнал-шум для требуемой частоты ошибок.

Соответственно, в системах мобильной радиосвязи, таких как системы МДКР, где множество абонентов одновременно ведут передачу по общему каналу, количество одновременных абонентов услуг ИБС и ПБС, разрешенное в телекоммуникационной системе, обычно ограничено. Этот предел выбирается для поддержания низкой вероятности превышения максимальной выходной мощности. При выборе предельного значения для количества абонентов должны учитываться свойства переменных скоростей услуги ИБС и динамическое управление мощностью в прямой линии связи.

Хотя характеристики, изложенные выше, были описаны в связи с прямой линией связи, подобные характеристики также применимы и к обратной линии связи.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Заявлен способ максимизации использования доступной мощности в системе связи (такой как система МДКР), которая использует общий частотный канал для одновременной передачи сигналов, связанных с множеством абонентов. В соответствии с описываемым способом прямая линия связи в системе мобильной радиосвязи поддерживает множество потоков данных, связанных с множеством абонентов, и использует по меньшей мере один общий канал от передающей станции (такой как базовая станция) к приемным станциям (таким как мобильные станции). Прямая линия связи зависит от максимального предела мощности. Первоначально определяется первый уровень выходной мощности, связанный с одновременной передачей первого набора потоков трафика от базовой станции к мобильным станциям по прямой линии связи. Затем первый уровень выходной мощности сравнивается с максимальным пределом мощности. Идентифицируется по меньшей мере один временной кадр в прямой линии связи, имеющий "доступную мощность" для передачи части по меньшей мере одного дополнительного потока трафика. Наличие доступной мощности означает, что величина мощности, требуемая для передачи по прямой линии связи, ниже, чем уровень мощности, при котором передача по прямой линии связи может производиться без нежелательного искажения. Первый набор потоков трафика и часть по меньшей мере одного дополнительного потока трафика затем одновременно передаются в течение по меньшей мере одного кадра на прямой линии связи. Дополнительный поток трафика может, как вариант, передаваться прерывисто по прямой линии связи и иметь более низкий приоритет, чем первый набор потоков трафика. Прерывистая передача относится к передаче в кадрах, которые не являются смежными друг с другом во времени (т.е. кадры, которые не включают в себя прерывистый поток, передаются между кадрами, которые действительно включают в себя прерывистый поток).

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления любая доступная мощность в прямой линии связи выделяется второму набору потоков трафика, в котором каждый элемент второго набора передается прерывисто по прямой линии связи с использованием одного или нескольких кадров. В этом варианте осуществления второй уровень выходной мощности связан с одновременной передачей группы кадров из второго набора потоков трафика в прямой линии связи, и сумма первого уровня выходной мощности (т.е. уровня выходной мощности, связанного с передачей первого набора потоков трафика в прямой линии связи) и второго уровня выходной мощности не превосходит максимального предела мощности. В особенно предпочтительном варианте осуществления сумма первого и второго уровней выходной мощности поддерживается на постоянном уровне (предпочтительно равном максимальному пределу мощности) на множестве временных кадров. При реализации данного изобретения в сочетании с системой быстрого управления мощностью прямой линии связи определение распределений мощности, необходимое для реализации изобретения, предпочтительно осуществляется в устройстве управления мощностью, расположенном в приемопередатчике базовой станции. Альтернативно, в случаях, когда система включает в себя контроллер базовых станций, который обслуживает множество приемопередатчиков базовых станций, определение распределений мощности может быть осуществлено в планировщике, размещенном в контроллере базовых станций, а затем может передаваться в соответствующий приемопередатчик базовой станции.

В соответствии с дополнительным аспектом, в случаях, когда доступная мощность в прямой линии связи присутствует в группе из одного или нескольких кадров и выделяется второму набору потоков трафика, по меньшей мере один кадр во втором наборе потоков трафика первоначально передается по прямой линии связи с первой энергией символов, которая не достаточна для корректной демодуляции заданной принимающей мобильной станцией. В этом варианте осуществления по меньшей мере один кадр во втором наборе потоков трафика, первоначально переданный с первой энергией символов, передается повторно в более позднее время с другой энергией символа, которая также может быть не достаточной сама по себе для корректной демодуляции заданной принимающей мобильной станцией. Повторная передача по меньшей мере одного кадра выполняется один или несколько раз, пока сумма принятой энергии символов не будет достаточно велика для проведения корректной демодуляции заданной принимающей мобильной станцией.

В случаях, когда некоторый кадр первоначально передается с первой величиной энергии символов, которая не достаточна для корректной демодуляции заданной принимающей мобильной станцией, эта мобильная станция может определить, что принятый кадр был принят некорректно, и информировать базовую станцию с использованием заданного протокола. Протокол может быть протоколом либо с положительным, либо с отрицательным подтверждением приема. Другими словами, мобильная станция может либо послать подтверждение, когда она способна корректно демодулировать информацию, либо, альтернативно, мобильная станция может посылать отрицательное подтверждение каждый раз, когда она не способна корректно демодулировать информацию. Поскольку базовая станция может вычислить энергию символов информации, принимаемой в мобильной станции, мобильная станция может, но не должна, передать информацию об энергии обратно к базовой станции, когда используется любой протокол. Таким образом, передача в явном виде дополнительной информации об энергии от мобильной станции к базовой станции для выбора уровня мощности для повторной передачи кадра к мобильной станции является не обязательной в данном изобретении.

В соответствии с еще одним аспектом, первый набор потоков трафика включает в себя по меньшей мере один поток трафика с постоянной битовой скоростью и по меньшей мере один поток данных с изменяемой битовой скоростью, и кадры в потоке трафика с постоянной битовой скоростью, и кадры во втором наборе потоков трафика смещены по времени относительно друг друга. Группа кадров во втором наборе потоков трафика может дополнительно включать в себя сообщения разной длины. Кроме того, каждый из потоков трафика может иметь различную длину кадров.

Тот аспект изобретения, который предусматривает первоначальную передачу информации трафика от базовой станции с энергией символов, которая не достаточна для корректной демодуляции в заданной принимающей мобильной станции, а затем позже повторно передает ту же самую информацию трафика от базовой станции с дополнительной энергией символов, которая также сама по себе не достаточна для корректной демодуляции в заданной принимающей мобильной станции, может быть применен, в общем, при передачах прямой или обратной линий связи для достижения временного разнесения. Другими словами, этот аспект изобретения может быть использован для передачи любого потока трафика, а не просто одного из конкретных потоков трафика, упомянутых в вышеприведенных вариантах осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Признаки, задачи и преимущества данного изобретения поясняются в последующем детальном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены соответствующие элементы на всех чертежах и на которых показано следующее:

фиг.1 - графическое представление трафика в прямой линии связи сотовой системы связи для периода, охватывающего множество временных кадров, имеющих доступную мощность;

фиг.2 - графическое представление трафика в прямой линии связи сотовой системы связи для периода, охватывающего множество временных кадров, причем вся доступная мощность в прямой линии связи выделена трафику ДБС;

фиг.3 - графическое представление трафика в прямой линии связи сотовой системы связи для периода, охватывающего множество временных кадров, причем к сигналам передачи применены временные сдвиги;

фиг.4 - графическое представление трафика в прямой линии связи сотовой системы связи для периода, охватывающего множество временных кадров, причем применяется заданная стратегия планирования;

фиг.5 - временная диаграмма протокола с подтверждением приема между базовой станцией и мобильной станцией системы связи, подходящей для реализации в системе, соответствующей изобретению;

фиг.6 - временная диаграмма протокола с отрицательным подтверждением приема между базовой станцией и мобильной станцией системы связи, подходящей для реализации в системе, соответствующей изобретению;

фиг.7 - временная диаграмма протокола с отрицательным подтверждением приема между базовой станцией и мобильной станцией системы связи, подходящей для реализации в системе, соответствующей изобретению;

фиг.8 - блок-схема, показывающая контроллер базовой станции, который включает в себя планировщик для распределения мощности прямой линии связи между различными потоками трафика в соответствии с данным изобретением;

фиг.9 - блок-схема, показывающая два приемопередатчика базовой станции, каждый из которых включает в себя устройство управления мощностью для распределения мощности прямой линии связи между различными потоками трафика в соответствии с данным изобретением.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 приведено графическое представление 10 трафика в прямой линии связи сотовой системы связи. Графическое представление 10 охватывает период времени, который включает в себя временные кадры 18a-f. Временные кадры 18a-f могут иметь длительность, например, двадцать миллисекунд. Графическое представление 10 иллюстрирует использование системы связи для передачи трафика прямой линии связи, который включает в себя три потока трафика ПБС с постоянной битовой скоростью 14а-с. Все потоки трафика ПБС 14а-с передаются в течение всех временных кадров 18a-f. Кроме того, в графическом представлении 10 показаны три потока трафика ИБС с изменяемой битовой скоростью 14d-f. Потоки данных ИБС 14d-f чередуются между состояниями "включено" и "выключено" и имеют изменяющиеся скорости передачи в каждом временном кадре 18a-f.

Все потоки трафика 14a-f передаются одновременно по общему каналу с использованием, например, модуляции МДКР. В линии связи, иллюстрируемой представлением 10, временной кадр 18с имеет наибольшую загрузку, так как выходная мощность, требуемая от базовой станции, является наибольшей во временном кадре 18с. Более конкретно, временной кадр 18с требует больше мощности, чем другие временные кадры 18a-f вследствие требований потоков трафика ИБС 14d-f. Временной кадр 18е имеет наименьшую загрузку, так как два потока трафика 14е, 14f требуют небольшой мощности во временном кадре 18е из-за относительно низких битовых скоростей. Незаполненные области 22 графического представления 10 указывают неиспользуемую мощность и, следовательно, доступную информационную емкость в описываемой системе связи.

На фиг.2 приведено графическое представление трафика в прямой линии связи сотовой системы связи в течение периода, охватывающего временные кадры 18a-f. Графическое представление иллюстрирует использование системы связи для передачи трафика. Передаваемый трафик включает в себя три потока трафика ПБС 14а-с и три потока трафика ИБС 14d-f. Потоки трафика 14a-f передаются, как описано ранее для графического представления, показанного на фиг.1. Кроме того, графическое представление по фиг.2 показывает потоки трафика ДБС 20а, b. Следует отметить, что поток трафика ДБС 20а имеет приоритет над потоком трафика ДБС 20b. Потоки трафика ДБС 20а, b передаются одновременно по тому же каналу, что и потоки трафика 14a-f с использованием, например, модуляции МДКР.

Потоки трафика ДБС 20а, b используют всю доступную выходную мощность базовой станции, представленную незаполненными областями 22 графического представления, показанного на фиг.1. В этом примере базовая станция загружает прямую линию связи трафиком ПБС и ИБС в каждом временном кадре 18a-f. Затем базовая станция определяет, какие временные кадры 18a-f имеют дополнительную емкость, доступную для передачи трафика ДБС путем сравнения мощности, необходимой для передачи ПБС и ИБС в течение каждого такого кадра с максимальным значением выходной мощности. Затем базовая станция планирует или передает трафик ДБС для того, чтобы воспользоваться преимуществом доступной мощности передачи, которая в противном случае осталась бы неиспользованной. Передача трафика ДБС осуществляется согласованно с относительными приоритетами каждого из потоков трафика ДБС. Этот способ планирования возможен в примере, показанном на фиг.2, так как длины кадров трафика ПБС, ИБС и ДБС являются идентичными. Следует иметь в виду, что потоки ПБС или ИБС могут быть использованы для заполнения доступной мощности передачи таким же образом, что и потоки ДБС при условии, что требование к качеству обслуживания для этих потоков может быть удовлетворено.

Базовая станция может применять различные стратегии для определения того, как наилучшим образом спланировать или передать потоки данных ДБС для того, чтобы воспользоваться преимуществом доступной мощности передачи по прямой линии связи, которая в противном случае осталась бы неиспользованной. Например, после определения мощности, которая потребуется для передачи каждого из различных потоков ДБС, буферизованных для передачи, базовая станция может просто выбрать один или несколько потоков ДБС с требованиями мощности, которые, возможно, равны располагаемой мощности. Альтернативно, базовая станция может разделить доступную мощность поровну среди всех потоков ДБС, буферизованных для передачи. Более того, потоки ДБС могут передаваться прерывисто. Прерывистая передача относится к передаче по кадрам, которые не являются смежными друг с другом во времени (т.е. кадры, которые не включают в себя прерывистый поток, передаются между кадрами, которые действительно включают в себя прерывистый поток).

Как более полно объясняется ниже, при планировании потоков ДБС для передачи базовая станция может выбрать для передачи данный поток ДБС при полной мощности (т.е. при уровне мощности, который, как вычисляет базовая станция, требуется для корректной демодуляции переданной информации в мобильной станции) или, альтернативно, базовая станция может намеренно выбрать передачу информации трафика ДБС первоначально при мощности меньшей, чем полная мощность, требуемая для корректной демодуляции, а затем, в более позднее время, повторно передать эту же информацию трафика при мощности меньшей, чем полная мощность. Мобильная станция, принимающая множество передач одной и той же информации трафика, будет затем комбинировать (или суммировать) обе передачи символ за символом в буфере для того, чтобы корректно демодулировать информацию трафика. В одном варианте осуществления базовая станция распределяет мощность среди множества различных потоков таким образом, чтобы ни один из потоков не был первоначально передан с достаточной мощностью для корректной демодуляции заданным приемником. Посредством первоначальной передачи информации трафика при мощности меньшей, чем мощность, достаточная для корректной демодуляции заданным приемником и затем повторной передачи той же информации в более позднее время, базовая станция может реализовать временное разнесение в сочетании с передачами ДБС. В среде с замираниями это снижает общее требуемое Е_b/N₀. Другими параметрами, которые базовая станция может регулировать в сочетании с распределением мощности, которые в противном случае остались d₁ неиспользуемой, являются скорость передачи и кодовая скорость передаваемого потока.

Одним из преимуществ полного заполнения прямой линии связи способом, описанным выше, является то, что полная мощность I_or, передаваемая базовой станцией по прямой линии связи, является постоянной. Согласованность в загрузке прямой линии связи может упростить управление мощностью прямой линии связи. Однако необязательно использовать всю располагаемую пропускную способность для прямой линии связи. Более того, даже если используется вся располагаемая пропускная способность (информационная емкость), необязательно заполнять всю остающуюся мощность целиком потоком (потоками) трафика ДБС. Например, если имеется достаточная мощность для передачи дополнительных потоков трафика ПБС или ИБС по прямой линии связи, то в одном примере располагаемая пропускная емкость может быть использована для передачи такого потока трафика ПБС или ИБС.

На фиг.3 приведено графическое представление 50 трафика в прямой линии связи сотовой системы связи в течение периода, охватывающего временные кадры 18a-f. Графическое представление 50 иллюстрирует использование системы связи для передачи трафика, включающего в себя три потока трафика ПБС 14а-с и три потока трафика ИБС 14d-f. Потоки трафика 14а-с передаются, как описано ранее для графических представлений 10, 30. Однако в графическом представлении 50 кадры потоков трафика ИБС 14d-f смещены относительно временных кадров 18а-f. Смещения кадров в графическом представлении 50 уменьшают пиковую обработку (т.е. величину информации, которая должна быть обработана в одно и то же время), пиковое использование ретрансляции (объем информации, которая должна передаваться к другим компонентам инфраструктуры, таким как приемопередатчики базовых станций и контроллеры базовых станций) и задержку в системе связи. Сдвиги кадров этого типа хорошо известны.

Кроме того, сдвиги, показанные на фиг.3, вызывают существенное изменение общей требуемой мощности передачи во временном кадре 18a-f. В радиотелефонных системах МДКР, работающих в соответствии с предложенным стандартом TIA/EIA ("Стандарт совместимости мобильной станции и базовой станции для двухрежимных сотовых систем с расширенным спектром", TIA/EIA/IS-95), от июля 1993 г., содержание которого также включено посредством ссылки (стандарт IS-95), имеется шестнадцать возможных временных сдвигов в пределах временного кадра 18a-f. Следовательно, уровень мощности передачи может изменяться вплоть до шестнадцати раз в каждом кадре. Когда уровень мощности передачи изменяется шестнадцать раз, происходит некоторое статистическое усреднение нагрузки, так как количество потоков трафика велико. Тем не менее, уровень мощности передачи все же существенно изменяется. Это может привести к затруднениям в распределении мощности по потокам ДБС 20а, b. Однако известны способы управления мощностью с высоким быстродействием. Процедуры управления мощностью в типовом случае задействуются восемьсот раз в секунду на поток и поэтому увеличивают или уменьшают требуемую мощность передачи на поток каждые 1,25 мс. Система быстродействующего управления мощностью прямой линии связи описана в патентной заявке США № 08/842993 на "Способ и устройство управления мощностью прямой линии связи", которая переуступлена правопреемнику настоящего изобретения и содержание которой включено в данное описание посредством ссылки.

Все кадры 18a-f графических представлений 10, 30, 50 имеют одну и ту же длительность. В предпочтительном варианте осуществления они составляют 20 мс. Кроме того, могут использоваться кадры различной длительности. Например, могут использоваться кадры, имеющие длительность 5 мс, чередующиеся с кадрами длительностью 20 мс. Альтернативно могут использоваться кадры, имеющие большую длительность, например, 40 мс, чередующиеся с кадрами длительностью 20 мс.

На фиг.4 приведено графическое представление 70 трафика в прямой линии связи сотовой системы связи для периода, охватывающего временные кадры 18a-f. Графическое представление 70 иллюстрирует стратегию планирования, приспособленную для поддержания уровня выходной мощности базовой станции на постоянном уровне. Как и в случае с системой, показанной на фиг.2, в системе, показанной на фиг.4, базовая станция планирует потоки трафика ДБС 20а, 20b для того, чтобы воспользоваться преимуществом доступной мощности передачи (т.е. блоки 22, показанные на фиг.3), которая в противном случае осталась бы неиспользованной. Уровень мощности передачи потоков трафика ДБС 20а, b может быть динамически настроен для поддержания выходной мощности постоянной. Таким образом, базовая станция может уменьшить мощность потоков трафика ДБС 20а, b, если она имеет недостаточную доступную информационную емкость. Настройка может быть выполнена в середине кадра длительностью 20 мс. В результате уровень мощности передачи потоков трафика ДБС 20а, b может быть ниже, чем требуемый для адекватного приема при использовании динамической настройки. Подобным же образом базовая станция может увеличить мощность потоков трафика ДБС 20а, 20b, если базовая станция имеет доступную информационную емкость. Различные стратегии планирования, описанные выше со ссылками на фиг.2, могут также применяться в контексте системы, показанной на фиг.4.

Рассмотрим способ, упомянутый выше, в котором базовая станция намеренно передает информацию трафика ДБС первоначально с мощностью меньшей, чем достаточная мощность, требуемая для корректной демодуляции заданным приемником. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что успешная передача бита информации в системе связи требует определенного отношения минимальной энергии на бит к спектральной плотности шума, Е_b/N₀. Вероятность битовой ошибки является убывающей функцией от Е_b/N₀. Кадр состоит из множества битов. Кадр является ошибочным, если любой из битов в кадре является ошибочным. В некодированной системе связи достаточно высокое отношение Е_b/N₀ требуется для каждого бита, чтобы кадр не был ошибочным. Однако в системах, использующих кодирование и перемежение, это требование не обязательно применять к каждому биту. Скорее, эти системы обычно требуют минимального среднего отношения Е_b/N₀. Средний уровень энергии, действительно требуемый в системах, использующих кодирование и перемежение, может зависеть от длительности усреднения, в частности от кодирования и перемежения и величины энергии, принимаемой в различное время.

Кодирование и перемежение обычно используются для противодействия эффектам замирания, которые часто имеют место в каналах передачи. В системах связи, совместимых со стандартом IS-95, кодирование и перемежение осуществляются на длительности кадра в 20 мс. Таким образом, в системах этого типа общая принимаемая энергия, приходящаяся на кадр, является важным параметром. Следовательно, для пояснения приведенных графических представлений, а также системы и способа, соответствующих настоящему изобретению, целесообразно более подробно описать энергию передачи и значения частоты ошибок.

Общая принимаемая энергия, приходящаяся на кадр, может быть представлена как E_t/N₀. Если имеется N кодированных символов на кадр, каждый из которых характеризуется одинаковым отношением E_s/N₀, то:

E_t=N Е_s/N₀,

где Е_s - энергия символа.

Пусть (E_s/N₀)_rki есть отношение E_s/N₀ для i-го принятого символа k-го кадра. Кроме того, пусть (E_t/N₀)_rk - принимаемая энергия в k-ом кадре. Тогда отношение энергии к спектральной плотности шума, принимаемое в k-ом кадре, может быть выражено как:

Вероятность правильного приема k-го кадра (т.е. что k-ый кадр принят с энергией, достаточной для корректной демодуляции заданным приемником) пропорциональна (E_t/N₀)_rk. Таким образом, если (E_t/N₀)_rk превосходит заданное значение, то имеется высокая вероятность того, что k-ый кадр принят корректно. Е_s/N₀, принятый в мобильной станции, может быть определен из P_rC/N₀/R, где P_r - принятая энергия, С - кодовая скорость и R - скорость передачи. Альтернативно отношение E_s/N₀ может быть определено посредством любого из множества способов, известных специалистам в данной области техники. В случае такой системы, как система стандарта IS-95, E_s - энергия на символ, принимаемая в кодовом канале, а P_r - мощность, принимаемая в кодовом канале.

Если мощность передачи потока трафика ДБС может изменяться, то должна изменяться либо битовая скорость, либо принимаемое E_s/N₀. Быстрое изменение передаваемой мощности потока трафика ДБС желательно для того, чтобы поддерживать высокий уровень выходной мощности базовой станции. Однако сложно надежным образом сигнализировать о новой скорости передачи мобильной станции. Для системы стандарта IS-95 уровень выходной мощности может изменяться каждые 1,25 мс, как описано выше. Таким образом, можно обеспечить применение принимаемого E_s/N_o и, соответственно, может изменяться (E_t/N₀)_rk. Базовая станция впустую расходует энергию, если она осуществляет передачу с уровнем мощности, достаточным для обеспечения достаточно большого (E_t/N₀)_rk, в целях достижения очень малой вероятности ошибки. И наоборот, если базовая станция осуществляет передачу с уровнем мощности, который слишком низок, это может привести к тому, что вероятность ошибки в кадре будет слишком высока.

Базовая станция может вычислить (E_t/N₀)_rk, принимаемое на мобильной станции, на основе величины мощности, переданной по кодовому каналу. Базовая станция может выполнить этот расчет путем суммирования энергий кодированных символов, которые передаются в кодовом канале. Поскольку полное (E_t/N₀)_rk является хорошим указанием вероятности корректного приема кадра, базовая станция может определить, осуществлялась ли передача достаточно высокого уровня энергии для достижения желательной вероятности корректного приема. Если переданный уровень энергии недостаточно высок, то базовая станция может увеличить свой уровень мощности передачи для более поздних частей кадра, чтобы обеспечить желательное переданное значение (E_t/N₀)_k. Точно так же, если базовая станция передает больше энергии, чем необходимо в ранней части кадра, то она может уменьшить величину энергии позднее в кадре и использовать сэкономленную энергию для остальных кодовых каналов. От базовой станции не требуется, чтобы она действительно вычисляла (E_t/N₀)_rk, базовая станция может вместо этого вычислить нормированное значение энергии передаваемых символов. Базовая станция может определить требуемую нормированную полную переданную энергию на кадр с использованием любого способа, известного специалистам в данной области техники.

Как описывается ниже, данное изобретение может быть использовано без передачи в явном виде дополнительной информации об энергии от мобильной станции к базовой станции. В частности, мобильная станция может определить, принят ли корректно принимаемый кадр или нет, и выполнить протокол подтверждения приема с базовой станцией. Протокол может быть протоколом либо с положительным, либо с отрицательным подтверждением приема. Другими словами, мобильная станция может либо послать подтверждение приема, когда она способна корректно демодулировать информацию, или, альтернативно, мобильная станция может посылать отрицательное подтверждение приема всякий раз, когда она не способна корректно демодулировать информацию. Два примерных протокола подтверждения приема, которые могут быть использованы в данном изобретении, описаны ниже со ссылками на фиг.5 и 6. Если используется контроль уже переданной мощности, то базовая станция может оценить энергию символов информации, принимаемой мобильной станцией. Затем мобильная станция может, хотя это и необязательно, передать информацию об энергии обратно к базовой станции с использованием любого протокола. Таким образом, передача такой информации об энергии от мобильной станции обратно к базе в настоящем изобретении является необязательной.

Динамическое изменение величины передаваемой мощности может отрицательно влиять на процесс демодуляции в приемнике мобильной станции. В приемнике оптимальный процесс обработки состоит во взвешивании накопленной амплитуды сигнала отношени