Регулирование мощности передачи по информационному каналу прямой линии связи

Регулирование мощности передачи по информационному каналу прямой линии связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Датой конвекционного приоритета настоящего изобретения является 25 октября 2001 г. В соответствии с датой подачи предварительной заявки на патент № 60/335749, поданной под названием «Система и способ регулирования мощности передачи по информационному каналу прямой линии связи» в США и целиком включенной в настоящую заявку путем отсылки.

Настоящее изобретение в основном относится к сетям радиосвязи. В частности, настоящее изобретение к способам и устройствам регулирования мощности передачи.

Существует множество систем радиосвязи с несколькими направленными линиями связи. Одним из соответствующих примеров является спутниковая система связи. Другим примером является сотовая система связи.

Спутниковая система связи содержит, по меньшей мере, один спутник, чтобы ретранслировать радиосигналы от узловых станций к абонентским терминалам и наоборот. Узловые станции обеспечивают линии связи для соединения абонентского терминала с другими абонентскими терминалами или абонентами других систем связи, например, коммутируемых телефонных сетей общественного пользования (PSTN). Абонентский терминал может быть стационарным или мобильным и может находиться вблизи узловой станции или вдали от нее.

Спутник может принимать сигналы от абонентского терминала или передавать в него сигналы только при условии, что абонентский терминал находится в пределах зоны обслуживания спутника. Зона обслуживания спутника представляет собой географический район на поверхности земли, охватываемый спутниковой системой связи. У некоторых спутниковых систем связи зона обслуживания спутника географически поделена на «лучи» за счет применения лучеобразующих антенн. Каждый луч охватывает определенный географический район в пределах зоны обслуживания спутника.

Некоторые спутниковые системы связи используют сигналы с расширенным спектром многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA) в соответствии с патентом США № 4901307 "Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters", выданным 13 февраля 1990 г., и патентом США № 5691174 "Method and Apparatus for Using Full Spectrum Transmitted Power in a Spread Spectrum Communication System for Tracking Individual Recipient Phase Time and Energy", выданным 25 ноября 1997 г., права на которые переданы патентовладельцу настоящего изобретения и включены в настоящее описание путем отсылки.

В США Ассоциация промышленности средств коммуникации унифицировала способ мобильной связи CDMA стандартом TIA/EIA/IS-95-A "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" («Стандарт совместимости мобильных станций с базовыми станциями в двухмодовой широкополосной сотовой системе связи с расширенным спектром»), обозначенным в настоящем описании IS-95. Стандарт TIA/EIA IS-98 содержит описание комбинированных систем AMPS (перспективная служба радиотелефонной связи с подвижными объектами) и CDMA. Описания других систем связи содержатся в стандартах IMT-2000/UM (Международная система мобильной связи - 2000 / Универсальная система мобильной связи), стандартах, относящихся к системам, называемым широкополосной CDMA (WCDMA), cdma2000 (например, стандартах на cdma2000 1x или 3x) или TD-SCDMA.

Сотовая связь также может использовать систему CDMA. Но вместо приема сигналов от узловых станций, которые ретранслируются, по меньшей мере, через один спутник, абонентские терминалы принимают сигналы от стационарной базовой станции, обслуживающей несколько секторов, каждый из которых соответствует конкретному географическому району, аналогично ситуации с наличием нескольких лучей.

Узловые станции и базовые станции передают информацию в виде радиосигналов в абонентские терминалы по каналам прямой линии связи. Данные радиосигналы требуется передавать с уровнями мощности, достаточными для превышения над шумами и помехами, чтобы осуществлять передачу информации в установленных пределах коэффициентов ошибок. При этом данные радиосигналы следует передавать с уровнями мощности, которые должны быть не слишком высокими, чтобы не создавать помех связи с участием других абонентских терминалов. В контексте данной проблемы узловые и базовые станции используют способы динамического регулирования мощности в прямой линии связи, чтобы обеспечить соответствующие уровни мощности передачи в прямой линии связи. Традиционные способы регулирования мощности в прямой линии связи используют приемы обратной связи, в соответствии с которыми абонентские терминалы поддерживают с узловыми станциями и базовыми станциями обратную связь, которая определяет регулировки мощности передачи в прямой линии связи. Например, один из данных приемов заключается в том, что абонентский терминал определяет отношения сигнала к шуму (SNR) для информационных сигналов, принимаемых по прямой линии связи. На основании указанных найденных SNR абонентский терминал передает команды, которые предписывают узловой станции или базовой станции либо повысить, либо снизить мощность передачи информационных сигналов, передаваемых в абонентский терминал.

Данные команды называют командами усиления/ослабления, поскольку они предписывают повысить или снизить мощность. Команды усиления/ослабления передаются в узловую или базовую станцию по каналу управления повышением и снижением мощности. Данный канал обычно реализуют «вшиванием» команд усиления/ослабления в кадры данных абонентского терминала, которые передаются в узловую или базовую станцию. Данное прошивание может ограничить информационные скорости, с которыми абонентские терминалы передают информацию в узловые и базовые станции. Кроме того, прошитые каналы могут быть не столь надежны, поскольку вшитые команды могут приводить к повышению коэффициента битовых ошибок при данном отношении сигнала к шуму.

Кроме передачи команд усиления/ослабления, абонентские терминалы обычно передают информацию других типов в узловые и базовые станции. Например, многие абонентские терминалы периодически передают различные замеры мощности и замеры шумов для обеспечения таких функций, как «переключение» между лучами при действующем соединении. Чтобы исключить снижение надежности передачи команд регулирования мощности, ограничивающих информационную скорость, в узловых и базовых станциях целесообразно использовать указанные передаваемые замеры для регулирования уровней мощности передачи в прямой линии связи.

Кроме того, целесообразно экономить мощность передачи в прямой линии связи. Поскольку в спутниковых и сотовых системах связи применяется несколько лучей, то передаваемые сигналы, принимаемые абонентскими терминалами в конкретном луче, чувствительны к помехам от передаваемых сигналов, предназначенных для соседних лучей. Чувствительность абонентского терминала к помехам зависит от его близости к соседним лучам. А именно, чем ближе абонент или абонентский терминал к соседнему лучу, тем более чувствителен абонент к помехам от соседних лучей.

В спутниковой системе связи с нестационарными спутниками географическая область, охватываемая данным спутником, постоянно изменяется. В результате абонентский терминал, расположенный в пределах определенного луча определенного спутника в один момент времени, может впоследствии оказаться в пределах другого луча этого же спутника или в пределах другого луча другого спутника. Более того, поскольку спутниковая связь является беспроводной, то абонентский терминал может перемещаться без ограничений. В результате абонентские терминалы обычно изменяют свое местоположение в пределах луча в процессе приема сигналов, передаваемых по каналам прямой линии связи. Соответственно, чувствительность абонентских терминалов к помехам может со временем изменяться.

Один из способов ослабления помех, принимаемых абонентскими терминалами, заключается в том, чтобы повышать мощность сигналов, которые передаются спутниками и/или сотовыми базовыми станциями в абонентские терминалы, на пороговое значение мощности. Однако ввиду возможности изменения чувствительности абонентских терминалов к помехам, у данного способа есть такой недостаток, как расходование мощности на абонентов, которые не настолько чувствительны к помехам, как остальные. Кроме того, данный способ может приводить к созданию дополнительных помех другим абонентским терминалам.

В соответствии с вышеизложенным аналогично случаю исключения абонентских терминалов, нуждающихся в передаче команд регулирования мощности с обратной связью, существует потребность в способах ослабления помех при одновременной экономии мощности передачи, особенно в составе систем с ограниченными энергетическими потенциалами.

Настоящее изобретение относится к устройствам и способам регулирования мощности передачи, P_transmit, по прямой линии связи в абонентский терминал в системе радиосвязи с множеством лучей. Системы и способы определяют исходный уровень мощности, P_baseline, по принятому отношению сигнала к шуму (SNR) в контрольном канале; определяют пороговое значение мощности, P_margin, по выявленной чувствительности к помехам; определяют поправку уровня мощности, P_correction, по выявленному коэффициенту пакетных ошибок (PER); устанавливают P_transmit, по P_baseline, P_margin и P_correction. Например, P_transmit можно установить на уровень мощности, который, по существу, равен сумме P_baseline, P_margin и P_correction. Определение каждой из перечисленных составляющих можно выполнить с использованием независимо функционирующих контуров или процессов управляющих.

Определение P_baseline может содержать этапы, заключающиеся в том, что вычисляют сдвиг уровня мощности, P_o, и суммируют P_o с уровнем мощности передачи в контрольном канале. Определение чувствительности абонентского терминала к помехам может содержать этап, заключающийся в том, что от абонентского терминала принимают совокупность замеров мощности сигнала.

Определение поправки уровня мощности, P_correction, может содержать этап, заключающийся в том, что выявляют коэффициент пакетных ошибок (PER) для абонентского терминала. Определение P_correction может содержать этапы, заключающиеся в том, что повышают P_correction, если выявленное значение PER больше заданного значения PER, и уменьшают P_correction, если выявленное значение PER меньше заданного значения PER.

Каждый из упомянутых замеров мощности сигнала соответствует одному из множества лучей. Например, данные замеры могут быть замерами мощности пилот-сигнала, которые доставляются в составе сообщения замера мощности пилот-сигнала (PSMM). В соответствии с другими вариантами данные замеры могут быть доставлены с использованием сигналов других типов, например сообщения системы поискового вызова. Вычисляют разности между первым из замеров мощности сигнала (например, замером, соответствующим активному лучу, или наиболее мощным замером) и каждым из остальных замеров мощности сигнала.

P_margin устанавливают на первый уровень мощности, если наименьшая из вычисленных разностей выше заданного порога. Или же P_margin устанавливают на второй уровень мощности, если наименьшая из вычисленных разностей ниже или равна заданному порогу. При этом первый уровень мощности ниже второго уровня мощности.

В соответствии с другим вариантом выявление чувствительности абонентского терминала к помехам может содержать этап, заключающийся в том, что определяют местоположение абонентского терминала в пределах одного из множества лучей. В данном случае P_margin устанавливают на первый уровень мощности, если найденное местоположение находится в зоне пересечения лучей. И, наоборот, P_margin устанавливают на второй уровень мощности, если найденное местоположение находится в центральной зоне луча. При этом первый уровень мощности выше второго уровня мощности.

Система регулирования P_transmit содержит селектор, который определяет P_baseline, P_margin и P_correction. Приемопередатчик устанавливает P_transmit по P_baseline, P_margin и P_correction. Например, P_transmit устанавливают на уровень мощности, который, по существу, равен сумме P_baseline, P_margin и P_correction.

Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что оно исключает необходимость в применении способов регулирования мощности передачи по прямой линии связи с обратной связью, в соответствии с которыми абонентские терминалы передают команды, которые назначают определенные регулировки мощности передачи по прямой линии связи.

Другое преимущество настоящего изобретения заключается в том, что оно выдерживает уровни помех в допустимых пределах при экономии мощности на передаче.

Описание настоящего изобретения приведено со ссылками на прилагаемые чертежи. На чертежах одинаковые числовые позиции обозначают идентичные или функционально подобные элементы. Кроме того, крайние левые цифры числовых позиций обозначают чертеж, на котором первый раз используют данную числовую позицию.

На фиг. 1 изображена типичная система радиосвязи.

На фиг. 2 изображена типичная зона обслуживания группой лучей.

На фиг. 3 представлен сценарий работы в пределах зоны обслуживания спутником.

На фиг. 4 - 6 представлены блок-схемы, изображающие последовательности операций в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7 приведена блок-схема варианта осуществления типичной узловой станции.

На фиг. 8 приведена блок-схема варианта осуществления приемопередатчика в прямой линии связи.

I. Типичная операционная среда

Перед подробным описанием вариантов осуществления настоящего изобретения целесообразно привести описание типичной операционной среды, в которой можно осуществить настоящее изобретение. Настоящее изобретение особенно полезно в операционной среде системы мобильной связи. На фиг. 1 изображена данная операционная среда.

На фиг. 1 представлена блок-схема типичной системы 100 радиосвязи (WCS), которая содержит базовую станцию 112, два спутника 116a и 116b и две соответствующие узловые станции (называемые также по тексту концентраторами) 120a и 120b. Данные элементы взаимодействуют в составе системы радиосвязи с абонентскими терминалами 124a, 124b и 124c. Базовые станции, спутники и узловые станции обычно являются компонентами различных наземных и спутниковых систем связи. Однако данные раздельные системы могут взаимодействовать как одна общая инфраструктура связи.

Хотя на фиг. 1 показаны одна базовая станция 112, два спутника 116 и две узловых станции 120, применить можно любое число данных элементов, чтобы обеспечить требуемые пропускную способность и географическую широту. Например, типичный вариант осуществления WCS 100 содержит, по меньшей мере, 48 спутников, двигающихся в восьми различных орбитальных плоскостях по низким околоземным орбитам (LEO), чтобы обслужить большое число абонентских терминалов 124.

Термины базовая станция и узловая станция иногда также применяют попеременно, когда каждая из данных станций представляет собой стационарную центральную станцию связи, при том что под узловыми станциями, например узловыми станциями 120, в данной технической области понимаются высокоспециализированные базовые станции, которые осуществляют прямую связь через спутники-ретрансляторы, в то время как базовые станции (называемые иногда также узлами сотовой связи), например базовая станция 112, используют наземные антенны для прямой связи с окружающими географическими районами. Однако настоящее не ограничено системами связи с многостанционным доступом и может быть использовано в системах других типов, в которых применяются другие способы доступа.

В приведенном примере абонентские терминалы 124, каждый из которых содержит аппарат или устройство радиосвязи, например, но без ограничений, сотовый телефон, радиотелефон, приемопередатчик данных или приемник пейджинговой связи или системы местоопределения. Более того, каждый из абонентских терминалов 124 может быть, по требованию, ручным, переносным или бортовым (установленным, в том числе, на борту легковых и грузовых автомобилей, судов, железных дорог и самолетов) или стационарным. Например, на фиг. 1 изображен абонентский терминал 124a в виде стационарного телефона, абонентский терминал 124b в виде ручного устройства и абонентский терминал 124c в виде бортового устройства. Устройства радиосвязи в составе некоторых систем связи иногда называют также абонентскими терминалами, мобильными станциями, мобильными установками, абонентскими установками, мобильными радиостанциями или радиотелефонами, беспроводными установками, терминалами или просто «пользователями», абонентами и «мобильными пользователями», в зависимости от предпочтения.

Абонентские терминалы 124 взаимодействуют в системах радиосвязи с другими элементами в составе WCS 100 с использованием способов многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (CDMA). Однако настоящее изобретение можно использовать в системах, которые применяют другие способы связи, например, многостанционного доступа с временным разделением каналов (TDMA) и многостанционного доступа с частотным разделением каналов (FDMA) или другие вышеперечисленные сигналы или способы (WCDMA (широкополосный CDMA), CDMA2000 ...).

Обычно лучи от источника луча, например базовой станции 112 или спутников 116, охватывают разные географические области по заданной схеме. Лучи с разными частотами, называемые также каналами CDMA, сигналами с частотным разделением каналов (FDM), или каналами, или «подлучами», могут быть направленными так, чтобы перекрываться в одной зоне. Для специалистов в данной области техники очевидно также, что зоны действия лучей или зоны обслуживания нескольких спутников или диаграммы направленности антенн нескольких базовых станций могут быть организованы таким образом, чтобы полностью или частично перекрываться в данной зоне, в зависимости от конструкции системы связи или вида предлагаемых услуг и от того, достигается ли пространственное разнесение.

На фиг. 1 показано несколько типичных трактов сигнала. Например, сигнальные тракты 130a-c предусматривают обмен сигналами между базовой станцией 112 и абонентскими терминалами 124. Аналогично сигнальные тракты 138a-d предусматривают обмен сигналами между спутниками 116 и абонентскими терминалами 124. Обмен радиосигналами между спутниками 116 и узловыми станциями 120 осуществляется по сигнальным трактам 146a-d.

Абонентские терминалы 124 способны осуществлять двунаправленную связь с базовой станцией 112 и/или спутниками 116 по различным каналам. Данный обмен радиосигналами осуществляется, по меньшей мере, по одному каналу прямой линии связи или, по меньшей мере, по одному каналу обратной линии связи. Данные каналы передают радиочастотные (РЧ) сигналы по сигнальным трактам 130, 138 и 146.

Каналы прямой линии связи передают информацию в абонентские терминалы 124. Например, информационные каналы прямой линии связи передают сигналы, несущие такую информацию, как кодированные цифровыми способами речь и данные. Чтобы принимать и обрабатывать данную информацию, абонентский терминал 124 нуждается в получении синхросигнала информационного канала прямой линии связи. Прием синхросигнала осуществляется посредством приема по соответствующему контрольному каналу прямой линии связи, в котором передается пилот-сигнал.

На фиг. 1 показаны несколько типичных каналов прямых и обратных линий связи. Информационный канал 150 прямой линии связи передает информационные сигналы от базовой станции 112 в абонентский терминал 124a. Абонентский терминал 124a получает синхросигнал информационного канала 150 прямой линии связи посредством приема пилот-сигналов базовой станции 112 по контрольному каналу 152 прямой линии связи. Сигналы в обоих каналах, информационном канале 150 и контрольном канале 152, передаются по сигнальному тракту 130a. Аналогично информационный канал 154 обратной линии связи передает информационные сигналы от абонентского терминала 124a в базовую станцию 112 по сигнальному тракту 130a.

В контексте спутниковой связи с использованием абонентского терминала 124c, спутника 116a и узловой станции 120a, информационный канал 156 прямой линии связи, контрольный канал 158 прямой линии связи и информационный канал 160 обратной линии связи передают сигналы по сигнальным трактам 146a и 138c. Таким образом, наземные линии связи обычно содержат один радиосигнальный тракт между абонентским терминалом и базовой станцией, а спутниковые линии связи обычно содержат, по меньшей мере, два радиосигнальных тракта между абонентским терминалом и узловой станцией, проходящих, по меньшей мере, через один спутник (без учета многолучевости).

В соответствии с вышеизложенным радиосвязь в WCS 100 осуществляется с использованием способов CDMA. Таким образом, сигналы, передаваемые по прямым и обратным линиям связи сигнальных трактов 130, 138 и 146, представляют собой сигналы, которые кодируются, разносятся по спектру и разделяются по каналам в соответствии со стандартами передачи CDMA. Кроме того, в данных прямых и обратных линиях связи можно применить интерливинг блоков. Упомянутые блоки передаются кадрами (называемыми также пакетами в настоящем описании) заданной продолжительности, например, 20 мс.

Базовая станция 112, спутники 116 и узловые станции 120 могут регулировать мощность сигналов, которые они передают по информационным каналам прямой линии связи в WCS 100. Указанную мощность (называемую в настоящем описании мощностью передачи по информационному каналу прямой линии связи) можно изменять в соответствии с командами, запросами или сигналами обратной связи от абонентского терминала 124 или в зависимости от времени. Данную возможность изменения со временем можно применять периодически. Например, данную возможность можно использовать по кадрам. В соответствии с другим вариантом данную возможность можно применять в связи с другими временными интервалами, которые могут быть продолжительнее или короче кадра. Упомянутые регулировки мощности производят, чтобы обеспечивать установленные требования к коэффициентам битовых ошибок (BER) и/или коэффициентам пакетных ошибок (PER) в прямой линии связи, ослаблять помехи и экономить мощность передачи.

Например, узловая станция 120a может через спутник 116a по информационному каналу прямой линии связи передавать в абонентский терминал 124b сигналы с мощностью передачи, отличающейся от мощности передачи в абонентский терминал 124c. Кроме того, узловая станция 120a может изменять мощность передачи каждого следующего кадра, передаваемого по прямому информационному каналу каждой прямой линии связи в абонентские терминалы 124b и 124с.

В соответствии с приведенным описанием пилот-сигналы обеспечивают привязку по времени и фазе для соответствующих информационных сигналов. Указанные сигналы привязки по времени содержат опорные фазы кодов, которые дают возможность абонентским терминалам 124 синхронизироваться с функциями разноса по частотам и каналам, которые реализуются узловыми станциями 124 и базовой станцией 112. Кроме того, данная опорная фаза обеспечивает абонентским терминалам 124 возможность когерентно демодулировать принимаемые информационные сигналы.

WCS 100 может предоставлять по упомянутым прямым линиям связи разные услуги связи, например низкоскоростные информационные (LDR) и высокоскоростные информационные (HDR) услуги. Типичная LDR-услуга обеспечивает создание прямых линий связи с информационным скоростями 4 кбит/с - 9,6, а типичная HDR-услуга обычно обеспечивает такие высокие информационные скорости, как 604 кбит/с или выше.

HDR-услуга может носить импульсный характер. Это означает, что трафик, передаваемый по линиям связи HDR-услуги, может внезапно начинаться и заканчиваться непредсказуемым образом. Поэтому линия связи HDR-услуги может в какой-то момент действовать с нулевой информационной скоростью, а в следующий момент может осуществлять передачу с очень высокой информационной скоростью, например 604 кбит/с.

На фиг. 2 изображена типичная диаграмма 202 направленности спутника, известная как зона обслуживания. Как видно из фиг. 2, типичная зона 202 обслуживания содержит шестнадцать лучей 204₁ - 204₁₆. Каждый луч охватывает определенный географический район, но при этом обычно имеет место некоторое перекрытие лучей. Показанная на фиг. 2 зона обслуживания спутником содержит внутренний луч (луч 204₁), средние лучи (лучи 204₂ - 204₇) и внешние лучи (лучи 204₈ - 204₁₆). Диаграмма направленности 202 представляет собой конфигурацию конкретных заданных диаграмм направленности, каждая из которых связана с конкретным лучом 204.

Отсутствие геометрического перекрытия лучей 204 показано только в иллюстративных целях. На практике контуры диаграммы направленности каждого из лучей 204 простираются достаточно далеко за пределы идеализированных границ, показанных на фиг. 2. Однако данные диаграммы направленности ослабляются за пределами показанных границ настолько, что обычно не обеспечивают достаточного коэффициента усиления для поддержки связи с абонентскими терминалами 124 за пределами данной «границы».

Можно считать, что каждый из лучей 204 охватывает разные зоны, исходя из близости к одному или нескольким другим лучам и/или расположения в пределах диаграмм направленности других лучей. Например, на фиг. 2 показан луч 204₂ с центральной зоной 206 и зоной 208 пересечения. Зона пересечения 208 содержит составляющие луча 204₂, которые примыкают к лучам 204₁, 204₃, 204₇, 204₈, 204₉ и 204₁₀. Ввиду данной близости для абонентских терминалов 124, находящихся в зоне 208 (а также в аналогичных зонах других лучей), выше вероятность переключения на соседний луч, чем для абонентских терминалов 124, находящихся в центральной зоне 206. Однако абонентские терминалы 124, находящиеся в зонах вероятного переключения, например в зоне 208 пересечения, очевидно должны принимать больше помех от линий связи соседних лучей 204.

Чтобы проиллюстрировать данный принцип, на фиг. 3 представлен типичный сценарий работы в пределах зоны 202 обслуживания. Данный сценарий работы включает наличие абонентских терминалов 124d-f, осуществляющих связь по разным лучам спутника 116. В частности, абонентские терминалы 124d и 124e осуществляют связь со спутником 116 по лучу 204₂, а абонентский терминал 124f осуществляет связь со спутником 116 по лучу 204₇. Как видно из фиг. 3, абонентский терминал 124d находится в центральной зоне 206 луча 204₂, а абонентский терминал 124e находится в зоне 208 пересечения луча 204₂.

В соответствии с вышеприведенным описанием зона пересечения 208 находится ближе к лучу 204₇, чем центральная зона 206. Вследствие указанной близости абонентский терминал 124e, находящийся в зоне пересечения 208, может находиться в пределах более мощного по усилению участка луча 204₇, чем абонентский терминал 124d, находящийся в центральной зоне 206. Например, в показанном на фиг. 3 сценарии работы абонентский терминал 124f принимает сигнал, передаваемый по прямой линии связи 302 от спутника 116. Кроме того, абонентские терминалы 124d и 124e принимают данный передаваемый сигнал в виде ослабленных передаваемых сигналов 302' и 302''. Хотя оба данных сигнала слабее передаваемого сигнала 302, передаваемый сигнал 302' мощнее сигнала 302''.

Кроме приема данных ослабленных передаваемых сигналов, абонентские терминалы 124d и 124e принимают также такие сигналы, передаваемые по прямой линии связи от спутника 116, которые предназначены для их приема. В частности, абонентский терминал 124d принимает сигнал 304, передаваемый по прямой линии связи от спутника 116, а абонентский терминал 124e принимает сигнал 306, передаваемый по прямой линии связи от спутника 116.

В типичной WCS 100 сигналы CDMA, передаваемые по нисходящей линии связи в конкретном луче 204, являются ортогонально кодированными. То есть, данные сигналы обычно не создают взаимных помех. Однако сигналы CDMA, передаваемые по нисходящей линии связи в разных лучах, не обязательно ортогональны и поэтому могут создавать взаимные помехи. В соответствии с этим в изображенном на фиг. 3 сценарии работы прием передаваемого сигнала 304 чувствителен к помехам от передаваемого сигнала 302'. Аналогично прием передаваемого сигнала 306 чувствителен к помехам от передаваемого сигнала 302''.

II. Логика регулирования мощности

В системах связи, например WCS 100, задают определенные максимальные значения BER и/или PER для сигналов, передаваемых по каналам радиосвязи данных систем, чтобы обеспечить требуемое качество услуг линии связи (QoS). Чтобы канал обеспечивал заданное качество функционирования, превышение упомянутых коэффициентов ошибок не допускается, по меньшей мере, в течение длительного времени. Коэффициенты ошибок канала зависят от отношения уровней мощности, которое именуется в настоящем описании отношением сигнала к шума (SNR). Данное отношение выражается нижеприведенной формулой (1)

В уравнении (1) E_b означает количество энергии на передаваемый бит, а N_t означает энергию шумов. N_t содержит два компонента: N₀ и I_t. N₀ означает тепловой шум, а I_t означает мощность помех.

В системах радиосвязи типа WCS 100 N₀ является относительно постоянной величиной. Однако I_t может изменяться в широких пределах. Поскольку I_t может широко изменяться, то величина отношения, представленного формулой (1), а также коэффициенты ошибок в соответствующих линиях связи могут флуктуировать в широких пределах.

Такие коэффициенты ошибок, как BER и PER, зависят от значения SNR. А именно, с повышением значения SNR данные коэффициенты ошибок снижаются. Поэтому увеличение E_b путем повышения мощности сигнала, передаваемого по каналу прямой линии связи, является одним из способов выдерживания коэффициентов ошибок ниже заданных максимальных уровней. К сожалению системы радиосвязи типа WCS 100 содержат компоненты, например спутники 116, с ограниченной располагаемой мощностью передачи. Настоящий вариант осуществления изобретения обеспечивает оптимальное распределение данной располагаемой мощности по нескольким информационным каналам.

Данное решение предлагает такую логику регулирования мощности, которая обеспечивает рациональное распределение мощности передачи по каналам связи, например информационным каналам прямой линии связи. На фиг. 4 представлена блок-схема, изображающая функционирование в соответствии с данной логикой. Описание порядка работы приведено на примере связи по информационному каналу прямой линии связи узловой станции 120a с абонентским терминалом 124a. Однако порядок работы может относиться к связи между несколькими разными абонентскими терминалами 124 и узловыми станциями 120 или базовыми станциями 112.

В соответствии с вышеприведенным описанием традиционные способы регулирования мощности в прямой линии связи используют обратную связь, в рамках которой абонентские терминалы передают в узловые станции или базовые станции команды, например команды усиления/ослабления, которые предписывают конкретные регулировки мощности в информационных каналах прямой линии связи. Данные команды обычно передаются по обратной линии связи в канале команд усиления/ослабления. Преимуществом представленной на фиг. 4 логики регулирования мощности является устранение потребности в упомянутых каналах.

На этапе 402 узловая станция 120a выполняет регулирование мощности в зависимости от шумов. Как показано на фиг. 4, этап 402 содержит этапы 408 и 410. На этапе 408 узловая станция 120a принимает замер действующего значения SNR в контрольном канале от абонентского терминала 124a. Узловая станция 120a передает по контрольному каналу сигналы постоянной мощности. Поэтому данная принятая оценка SNR служит критерием для определения уровней мощности передачи по информационным каналам прямой линии связи. В соответствии с вышеизложенным, узловая станция 120a определяет на этапе 410 исходный уровень мощности, P_baseline, по данному принятому значению SNR. Ниже приведено описание процесса проведения данного определения со ссылкой на фиг. 5.

На этапе 404 узловая станция 120a осуществляет регулирование мощности передачи в зависимости от помех. Этап 404 содержит этапы 412 и 414. На этапе 412 узловая станция 120a выявляет чувствительность абонентского терминала 124a к создающим помехи сигналам, передаваемым в другие абонентские терминалы 124. Хотя упомянутые создающие помехи передаваемые сигналы являются трудно прогнозируемыми и могут изменяться по мощности, операционная среда абонентского терминала 124a определяет чувствительность абонентского терминала 124a к помехам. Ниже приведено описание процесса проведения данного определения со ссылкой на фиг. 6.

Чувствительность абонентского терминала 124a к помехам зависит от пределов возможного изменения уровней мощности помех. В зависимости от данной выявленной чувствительности к помехам узловая станция 120a определяет соответствующее пороговое значение мощности, P_margin, на этапе 414.

На этапе 406 узловая станция 120a осуществляет регулирование мощности в зависимости от коэффициента ошибок. Как видно из фиг. 4, этап 406 содержит этапы 416 и 418. На этапе 416 узловая станция 120a выявляет коэффициент ошибок в прямой линии связи, например коэффициент пакетных ошибок (PER). На этапе 418 узловая станция 120a определяет поправку уровня мощности, P_correction, по выявленному коэффициенту ошибок.

На этапе 420 узловая станция 120a посылает по информационному каналу прямой линии связи в абонентский терминал 124a сигналы с мощностью передачи P_transmit, которая находится в определенной зависимости от P_baseline, P_margin и P_correction, например, в зависимости, выраженной нижеприведенной формулой (2).

P_transmit = P_baseline + P_margin + P_correction.(2)

Как показано ниже, коэффициенты ошибок в информационном канале прямой линии связи зависят от значения SNR в данном канале.

Каждое из значений P_baseline, P_margin и P_correction определяют на этапах 402, 404 и 406, чтобы обеспечивать соответствие назначенным требованиям к коэффициентам ошибок, например коэффициенту битовых ошибок (BER) и коэффициенту пакетных ошибок (PER), в информационном канале прямой линии связи. Требования можно назначать как заданные и, в соответствии с другим вариантом, динамически регулируемые с течением времени.

III. Регулирование мощности в зависимости от шумов

В соответствии с приведенным выше описанием со ссылкой на фиг. 4, P_baseline определяется узловой станцией 120a на этапе 410. Узловая станция 120a регулирует P_baseline, чтобы, в отсутствие помех от другого источника энергии РЧ, обеспечить соответствие требованиям к предельным коэффициентам ошибок передачи информации по прямой линии связи. P_baseline определяется в зависимости от значения SNR, которое измеряется абонентским терминалом 124a и характеризует качество приема сигналов в контрольном канале активного луча.

Как видно из фиг. 1, узловая станция 120a осуществляет связь с абонентским терминалом 124a через спутник 116a. Спутник 116a обеспечивает связь в пределах зоны обслуживания, которая содержит множество лучей, например лучи 204. Узловая станция 120a передает совокупность сигналов по контрольным каналам прямой линии связи. Каждый из данных сигналов контрольных каналов ретранслируется спутником 116a в один соответствующий луч из множества лучей.

Данные сигналы контрольных каналов используют временные сдвиги данной псевдослучайной (PN) кодовой последовательности. Кроме того, узловая станция 120a передает данные пилот-сигналы по существу с постоянной мощностью.

Абонентский терминал 124a обслуживается одним из множества лучей спутника 116a. В данном описании такой луч назван активным лучом абонентского терминала 124a. Абонентский терминал измеряет значение SNR пилот-сигнала в активном луче и передает результаты данного замера в узловую станцию 120a. Данный переданный замер может иметь формат сообщения, периодически передаваемого абонентским терминалом 124a в узловую станцию 120a.

Поскольку сигналы контрольных каналов прямой линии связи передаются с постоянной мощностью, данные замеры значения SNR, передаваемые абонентским терминалом 124a, служат для узловой станции 120a критерием определения соответствующих уровней мощности передачи по информационному каналу прямой линии связи.

Каждый замер дейс