Чувствительное к скорости управление мощностью

Чувствительное к скорости управление мощностью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится, в основном, к устройствам беспроводной связи. В частности, настоящее изобретение относится к алгоритмам управления мощностью для применения в среде мобильной связи.

Предшествующий уровень техники

Устройства мобильной связи, такие как беспроводные телефоны, часто используются на транспортных средствах или других подвижных платформах, которые перемещаются с относительно высокими скоростями. Например, устройства мобильной связи часто используются в автомобилях, поездах и самолетах, которые перемещаются со скоростями до нескольких сотен километров в час.

В среде беспроводной связи сигналы часто передаются между передатчиком и приемником по каналу с замираниями. Если передатчик и приемник имеют относительную скорость друг относительно друга, то сигналы, принимаемые по таким каналам с замираниями, испытывают флуктуации по амплитуде и фазе. Эти флуктуации имеют максимальную частоту, которая пропорциональна этой относительной скорости.

Многие системы беспроводной связи используют алгоритмы управления мощностью, способствующие эффективному использованию радиочастотной (РЧ) энергии. В среде мобильной связи алгоритмы управления мощностью включают в себя передачу команд управления мощностью от устройств связи к базовым станциям. Если конкретное устройство посылает команду управления мощностью, то оно предписывает базовой станции отрегулировать мощность ее передач, предназначенных для данного конкретного устройства. Таким образом, базовые станции обычно принимают команды, предписывающие повышение мощности, или команды, предписывающие понижение мощности.

Обычные системы беспроводной связи используют алгоритмы, в которых команды управления мощностью передаются с фиксированной частотой. К сожалению, для этих систем с фиксированной частотой команд, поскольку частота флуктуаций амплитуды и фазы изменяется, то также изменяется эффективность этих команд.

Поэтому обычные системы, в которых используется передача команд управления мощностью с фиксированной частотой, не могут оптимальным образом управлять уровнями мощности во всех диапазонах скоростей. Таким образом, в таких системах с фиксированной частотой устройства связи принимают сигналы, имеющие более высокие уровни мощности, чем те, которые необходимы для выполнения заданных требований к качеству обслуживания. Поэтому базовые станции, принимающие команды управления мощностью с фиксированной частотой, передают сигналы, имеющие избыточную мощность, которая, иначе, могла бы быть использована для поддержки дополнительных устройств связи. Следовательно, ресурсы системы расходуются бесполезно.

Следовательно, требуется способ и система для динамической регулировки операций управления мощностью с учетом скорости устройства.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение относится к способу и системе для обеспечения чувствительного к скорости управления мощностью в устройстве беспроводной связи (УБС), которое принимает сигналы от базовой станции. Способ и система оценивают скорость устройства; определяют частоту команд управления мощностью в соответствии с оцененной скоростью и передают сигналы управления мощностью на базовую станцию согласно частоте команд управления мощностью.

Частота команд управления мощностью определяется посредством отображения оцененной скорости на диапазон скоростей и выбора частоты, которая соответствует диапазону скоростей, в качестве частоты команд управления мощностью.

Скорость устройства оценивается посредством измерения частоты пересечения уровня многолучевого сигнала. Альтернативно, данная скорость может оцениваться посредством периодического контроля местоположения устройства при помощи услуг, например, глобальной системы определения местоположения (GPS).

Настоящее изобретение способствует эффективному использованию доступной мощности передачи и максимизирует количество устройств связи, которые может поддерживать базовая станция.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение описывается с ссылкой на прилагаемые чертежи. На чертежах аналогичные ссылочные позиции обозначают идентичные, функционально подобные и/или конструктивно подобные элементы. Чертеж, на котором элемент появляется в первый раз, указывается в ссылочной позиции крайней левой цифрой (цифрами).

Фиг.1 - блок-схема примерной среды мобильной связи;

фиг.2 - иллюстрация приемной части устройства беспроводной связи;

фиг.3 - блок-схема, иллюстрирующая реализацию канала (отвода) демодуляции многоотводного приемника;

фиг.4 и 5 - диаграммы, иллюстрирующие рабочие параметры для двух реализаций чувствительного к скорости управления мощностью;

фиг.6 - таблица, иллюстрирующая набор приведенных для примера шаблонов команд, где каждый шаблон создает эффективную частоту управления мощностью;

фиг.7 - блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая рабочую последовательность, включающую в себя чувствительное к скорости управление мощностью;

фиг.8 - блок-схема, поясняющая один из этапов последовательности операций по фиг. 7;

фиг.9А-9С - графики, иллюстрирующие характеристики замирания при многолучевом распространении;

фиг.10 - блок-схема, иллюстрирующая реализацию модуля автоматической регулировки усиления;

фиг.11 - график, изображающий оценку сигнала в зашумленной среде; и

фиг.12 и 13 - блок-схемы, показывающие реализации блока оценки скорости.

Подробное описание изобретения

I. Среда связи

Перед подробным описанием изобретения полезно описать примерную среду, в которой может быть реализовано изобретение. Настоящее изобретение особенно полезно в среде мобильной связи. На фиг.1 изображена такая среда.

На фиг.1 представлена блок-схема примерной среды 100 мобильной связи. Среда 100 связи включает в себя базовую станцию 102, системный контроллер 108, устройство 106 беспроводной связи (УБС) и подвижную платформу 110.

Базовая станция 102 соединена с системным контроллером 108. Базовая станция 102 и системный контроллер 108 вместе представляют собой часть системы 120 беспроводной связи (СБС), которая обменивается информацией с УБС 106. Этот обмен информацией обеспечивает службы, такие как сотовая телефонная связь и приложение системы персональной связи (СПС).

Данный обмен информацией между СБС 120 и УБС 106 происходит по различным каналам связи. Из этих различных каналов связи на фиг.1 показаны канал 114 пилот-сигнала и канал 116 трафика. Данные каналы позволяют производить передачу информации от базовой станции 102 на УБС 106.

Канал 116 трафика пересылает сигналы трафика, передающие информацию, такую как закодированные цифровым образом речь и данные. Канал 114 пилот-сигнала пересылает пилот-сигналы на УБС 106 от базовой станции 102. Пилот-сигналы позволяют УБС 106 определять временные характеристики сигналов трафика, передаваемых по каналу 116 трафика. Данное определение временных характеристик позволяет УБС 106 принимать и обрабатывать информацию, содержащуюся в сигналах трафика.

Сигналы трафика и пилот-сигналы представляют собой сигналы множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР). Сигналы МДКР генерируются из последовательностей символов при помощи процессов каналообразования и расширения спектра. Расширение спектра включает в себя умножение последовательности символов на расширяющую спектр последовательность, такую как псевдошумовая (ПШ) последовательность. Каналообразование включает в себя использование ортогональных каналообразующих кодов, таких как коды Уолша. Такие коды позволяют многочисленным передачам одновременно и совместно использовать части радиочастотного (РЧ) спектра без взаимных помех.

Примерный процесс генерирования сигнала МДКР включает в себя каналообразование последовательности символов, такой как поток двоичных битов, при помощи кода Уолша и затем расширение спектра «каналообразованной» последовательности при помощи квадратурной пары ПШ-последовательностей. Эта функция расширения спектра создает синфазную (I) последовательность МДКР и квадратурную (Q) последовательность МДКР. Синфазная и квадратурная последовательности (не показаны) затем модулируются при помощи квадратурной фазовой манипуляции (КФМ) и передаются на УБС 106 в виде РЧ-сигнала.

Как описано выше, пилот-сигналы, передаваемые по каналу 114 пилот-сигнала, обеспечивают опорные моменты времени для сигналов трафика, передаваемых по каналу 116 трафика. Эти опорные моменты времени позволяют УБС 106 синхронизировать свой демодулятор с функциями расширения спектра и каналообразования, выполняемыми базовой станцией 102, так, что символы трафика, передаваемые базовой станцией 102, могут когерентно демодулироваться. Кроме того, эта опорная фаза позволяет УБС 106 когерентно демодулировать сигналы трафика, передаваемые базовой станцией 102.

Сигналы трафика, передаваемые по каналу 116 трафика, переносят информационные последовательности. Базовая станция 102 кодирует и перемежает информационные последовательности в блоки, упоминаемые в данной заявке как кадры, перед выполнением описанных выше операций каналообразования и расширения спектра.

Обратный канал 118 управления мощностью пересылает информацию от УБС 106 на базовую станцию 102. Эта информация включает в себя команды управления мощностью, которые генерируются в соответствии с алгоритмом управления мощностью. Этот алгоритм управления мощностью приводится в действия вычислениями отношения сигнал-шум (ОСШ), выполняемыми УБС 106. Эти вычисления ОСШ измеряют качество сигналов, которые УБС 106 принимает из канала 116 трафика. Каждая команда управления мощностью предписывает базовой станции 102 отрегулировать мощность своих передач по каналу 116 трафика.

УБС 106 представляет собой устройство связи, такое как переносной телефон. Как изображено на фиг.1, УБС 106 прикреплено к подвижной платформе 110. Подвижная платформа 110 совершает движение, которое определяется вектором 112 скорости. Это движение вызывает доплеровский сдвиг частоты в РЧ-сигналах, которые УБС 106 принимает от базовой станции 102. Подвижной платформой 110 может быть автомобиль, поезд, самолет или любая другая платформа, выполненная с возможностью транспортировки УБС 106 со скоростями, которые оказывают влияние на характеристики замираний РЧ-сигналов, принимаемых по каналам 114 и 116.

II. Устройство связи

На фиг.2 представлена иллюстрация приемной части 200 УБС 106. Приемная часть 200 включает в себя антенный сегмент 202, входной РЧ-блок 204, модуль 206 автоматической регулировки усиления (АРУ), множество каналов 208а-208n демодуляции, объединитель 210, блок 212 оценки скорости, модуль 214 деперемежителя/декодера, модуль 216 вычисления целевого отношения сигнал-шум (ОСШ), модуль 218 принятия решения управления мощностью и блок 219 оценки ОСШ, который находится в объединителе 210.

Антенный сегмент 202 принимает радиочастотные (РЧ) передачи от одной или нескольких базовых станций, таких как базовая станция 102. Антенный сегмент 202 направляет эти передачи в виде электрических сигналов на входной РЧ-блок 204.

РЧ-передачи, принимаемые антенным сегментом 202, включают в себя пилот-сигналы и сигналы трафика, передаваемые по каналу 114 пилот-сигнала и каналу 116 трафика, соответственно. Каждый из этих принимаемых сигналов может быть составным сигналом, который включает в себя множество многолучевых составляющих. Многолучевые составляющие представляют собой индивидуальные РЧ-волны, излучаемые одним и тем же РЧ-передатчиком, но которые поступают на приемную антенну по различным путям распространения. Эти различные пути распространения представляют собой результат отражений волн, вызванных физической местностью и сооружением, окружающими УБС 106, а также другими физическими предметами в среде РЧ-передачи. Многолучевые составляющие конкретного РЧ-сигнала, по существу, идентичны за исключением индивидуального временного сдвига, уровня мощности и фазы несущей.

Для среды связи, показанной на фиг.1, каждый пилот-сигнал и сигнал трафика, посылаемые соответственно по каналу 114 пилот-сигнала и каналу 116 трафика, могут иметь множество многолучевых составляющих. Эти многолучевые составляющие группируются в пары сигналов, которые включают в себя многолучевую составляющую пилот-сигнала и многолучевую составляющую сигнала трафика. Эти парные многолучевые составляющие имеют, по существу, идентичные задержки на распространение и характеристики мощности. Как описано ниже, УБС 106 идентифицирует и обрабатывает эти пары сигналов в функциональных компонентах, упоминаемых ниже как каналы (отводы) демодуляции многоотводного приемника. Данные компоненты подробно описаны ниже с ссылкой на фиг.3.

В дополнение к приему РЧ-сигналов от одной или нескольких базовых станций антенный сегмент 202 может принимать электрические сигналы для беспроводной передачи от усилителя мощности передачи (не показан) в УБС 106. Кроме того, для возможности осуществления одновременной передачи и приема РЧ-сигналов через одну антенну в антенном сегменте 202 антенный сегмент 202 также может включать в себя диплексер (не показан).

Входной РЧ-блок 204 принимает электрические сигналы от антенного сегмента 202 в полосе частот РЧ. Примеры полос частот РЧ включают в себя полосу частот для сотовой связи с центральной частотой 800 МГц и полосу частот для систем персональной связи (СПС) с центральной частотой 1,9 ГГц. При приеме входной РЧ-блок 204 преобразует с понижением частоты эти электрические сигналы из полосы частот РЧ в полосу модулирующих частот. Кроме того, входной РЧ-блок 204 может фильтровать электрические сигналы, принимаемые от антенного сегмента 202, в соответствии с предварительно определенной шириной полосы.

Входной РЧ-блок 204 также включает в себя усилительные компоненты (не показаны), которые повышают мощность РЧ-сигналов, таких как пилот-сигналы и сигналы трафика, принимаемых антенным сегментом 202. Приведенные для примера усилительные компоненты включают в себя малошумящий усилитель (МШУ) для первоначального усиления сигналов при приеме антенным сегментом 202 и усилитель с регулируемым коэффициентом усиления (УРКУ) для усиления этих сигналов после того, как они смешиваются с понижением частоты до промежуточной частоты (ПЧ) во время описанного выше процесса преобразования с понижением частоты. Один или несколько из этих усилительных компонентов имеют регулируемый коэффициент усиления, который управляется модулем 206 АРУ.

После преобразования с понижением частоты до полосы модулирующих частот входной РЧ-блок 204 пропускает аналоговый сигнал полосы модулирующих частот через аналого-цифровой преобразователь для преобразования аналогового сигнала полосы модулирующих частот в набор 220 цифровых сигналов полосы модулирующих частот. Набор 220 сигналов полосы модулирующих частот включает в себя синфазную (I) составляющую 222 сигнала и квадратурную (Q) составляющую 224 сигнала. Модуль 206 АРУ регулирует коэффициент усиления усилительных компонентов во входном РЧ-блоке 204. Эти регулировки поддерживают набор 220 сигналов, по существу, на постоянном уровне мощности. Модуль 206 АРУ выполняет эти регулировки в ответ на обратную связь, принимаемую от набора 220 сигналов. Данная обратная связь используется для измерения энергии набора 220 сигналов.

Данные регулировки, выполняемые модулем 206 АРУ, включают в себя посылку сигнала 240 управления усилением на входной РЧ-блок 204. Сигнал 240 управления усилением может включать в себя множество составляющих сигналов, где каждый из этих составляющих сигналов соответствует конкретному усилительному компоненту во входном РЧ-блоке 204. Данные сигналы управления могут быть аналоговыми или цифровыми и сообщают регулировку усиления соответствующему усилительному компоненту.

Модуль 206 АРУ также определяет внутриполосную энергию для сигналов, которые он принимает от входного РЧ-блока 204, и посылает это определенное значение на блок 219 оценки ОСШ в виде сигнала 248 Io.

Блок 212 оценки скорости принимает оценку 244 напряжения от модуля 206 АРУ и набор 246 последовательностей пилот-сигнала полосы модулирующих частот от одного из каналов 208 демодуляции. Оценка 244 напряжения обрабатывается блоком 212 оценки скорости для получения сигнала 242 оценки скорости, который посылается на модуль 218 принятия решения управления мощностью. Сигнал 242 оценки скорости указывает величину вектора 112 скорости. Модуль 218 принятия решения управления мощностью использует данную информацию о скорости для управления частотой, с которой команды управления мощностью посылаются на базовую станцию 102 по обратному каналу 118 управления мощностью. Различные реализации блока 212 оценки скорости описываются ниже с ссылкой на фиг.12 и 13.

Что касается набора 220 сигналов полосы модулирующих частот, то аналогично поступающим РЧ-сигналам, принимаемым антенным сегментом 202, набор 220 сигналов полосы модулирующих частот включает в себя множество составляющих сигналов. Эти составляющие сигналы могут включать в себя множество многолучевых составляющих передачи, относящихся к одному или нескольким каналам 114 пилот-сигнала и каналам 116 трафика.

Входной РЧ-блок 204 пропускает набор 220 сигналов полосы модулирующих частот в каждый канал 208а-n демодуляции. В свою очередь, каждый канал 208 демодуляции идентифицирует и отслеживает отдельную пару сигналов из набора 220 сигналов полосы модулирующих частот. Как описано выше, каждая из этих пар сигналов включает в себя составляющую пилот-сигнала и выровненную во времени составляющую сигнала трафика. Таким образом, каждый канал 208а-n демодуляции может индивидуально отслеживать и принимать составляющую пилот-сигнала и составляющую сигнала трафика, совместно используя одинаковую задержку при многолучевом распространении.

Каналы 208 демодуляции отслеживают многолучевые составляющие посредством интегрирования принимаемых пилот-сигналов в течение периода времени, чтобы отделить мощность в одной многолучевой составляющей от общей принимаемой мощности. Данный период времени основывается на характеристиках РЧ-замирания.

Каждый канал 208 демодуляции обрабатывает свою соответствующую пару сигналов и выводит соответствующую последовательность 230 символов. Эти последовательности символов посылаются на объединитель 210. Последовательности 230 символов совпадают с соответствующими последовательностями символов, которые были расширены по спектру, закодированы, промодулированы и переданы по каналу 116 трафика базовой станцией 102.

Последовательности 230 символов, полученные на выходе каждого канала 208, суммируются объединителем 210 для получения единой последовательности 250 символов. Перед суммированием каждая индивидуальная последовательность 230 может быть взвешена и/или обработана так, чтобы оптимизировать качество объединенной последовательности 250 символов, что должно быть очевидно для специалиста в соответствующей области техники. Объединитель 210 посылает объединенную последовательность 250 символов на модуль 214 деперемежителя/декодера.

Объединитель 210 включает в себя блок 219 оценки ОСШ. Блок 219 оценки ОСШ оценивает ОСШ сигналов трафика, принимаемых по каналу 116 трафика. Данная оценка посылается на модуль 218 принятия решения управления мощностью в виде индикатора 260 ОСШ трафика. При генерировании индикатора 260 ОСШ трафика блок 219 оценки ОСШ может использовать различные методы оценки ОСШ. Примерные методы оценки ОСШ подробно описываются ниже.

Модуль 214 деперемежителя/декодера принимает последовательность 250 символов от объединителя 210. Как описано выше, базовая станция 102 кодирует и перемежает информационные последовательности перед их передачей по каналу 116 трафика в виде сигналов трафика. Модуль 214 деперемежителя/декодера изменяет на противоположные эти процессы перемежения и кодирования. Сначала модуль 214 устраняет перемежение в последовательности 250 символов, таким образом генерируя последовательность символов, которые организуются в блоки, упоминаемые как кадры.

Модуль 214 затем декодирует кадр символов в биты и вычисляет циклический избыточный код для определения, не был ли какой-либо из битов в кадре принят неправильно. Если в кадре существуют такие ошибки, то модуль деперемежителя/декодера классифицирует кадр как разрушение информации (т. е. дефектный кадр).

Модуль 216 вычисления целевого ОСШ генерирует индикатор 254 целевого ОСШ, который направлен на поддержание частоты появления дефектных кадров (разрушений информации), принимаемых по каналу 116 трафика, ниже заданного предела. Модуль 216 вычисления целевого ОСШ измеряет данную частоту появления дефектных кадров в качестве вероятности ошибки на кадр (ВОК). Для данного временного интервала ВОК вычисляется как количество принятых дефектных кадров, деленное на общее количество принятых кадров.

Количество принятых дефектных кадров определяется при помощи подсчета количества разрушений информации в кадре, классифицируемых модулем 214. Это количество, а также количество принятых кадров, посылается в модуль 216 вычисления целевого ОСШ в виде сигнала 252 статистики кадра.

Модуль 216 вычисления целевого ОСШ регулирует индикатор 254 целевого ОСШ, в то время как изменяется ВОК. Эта регулировка включает в себя увеличение индикатора 254 целевого ОСШ, когда ВОК увеличивается, и уменьшение индикатора 254 целевого ОСШ, когда ВОК уменьшается.

Модуль 218 принятия решения управления мощностью принимает индикатор 254 целевого ОСШ от модуля 216 вычисления целевого ОСШ и индикатор 260 ОСШ трафика от блока 219 оценки ОСШ. В результате сравнения значений индикаторов 254 и 260 модуль 218 принятия решения управления мощностью генерирует команды управления мощностью, которые посылаются по обратному каналу 218 управления мощностью в потоке 270 команд.

Данное генерирование команд управления мощностью включает в себя генерирование команды на повышение мощности, когда индикатор 260 меньше индикатора 254, и генерирование команды на понижение мощности, когда индикатор 260 больше индикатора 254.

На фиг.3 представлена блок-схема, иллюстрирующая реализацию канала (отвода) 208 приема (многоотводного приемника). Данная реализация предоставляет информацию на блок 212 оценки скорости. Как показано на фиг.3, канал 208 приема включает в себя генератор 302 ПШ-последовательности, блок 304 ПШ-сжатия спектра, декодер 306 канала трафика, декодер 308 канала пилот-сигнала, фильтр 310 нижних частот пилот-сигнала и демодулятор 312 данных.

Генератор 302 ПШ-последовательности генерирует набор 320 ПШ-последовательностей, который посылается в блок 304 ПШ-сжатия спектра. Набор 320 ПШ-последовательностей включает в себя синфазную (I) ПШ-последовательность 322, которая выравнивается с составляющей 222 сигнала I, и квадратурную (Q) ПШ-последовательность 324, которая выравнивается с составляющей 224 сигнала Q.

Блок 304 ПШ-сжатия спектра принимает набор 220 сигналов полосы модулирующих частот и обрабатывает его при помощи набора 320 ПШ-последовательностей для получения набора 326 сигналов со сжатым спектром. Набор 326 сигналов со сжатым спектром включает в себя синфазный (I) сигнал 328 со сжатым спектром и квадратурный (Q) сигнал 330 со сжатым спектром. Блок 304 ПШ-сжатия спектра посылает набор 326 сигналов со сжатым спектром на декодеры 306 и 308.

Декодер 306 сопоставляет набор 326 сигналов со сжатым спектром с одним или несколькими каналообразующими кодами для получения значений демаскированной последовательности данных, которые накапливаются из набора 332 последовательностей трафика полосы модулирующих частот. Данный процесс декодирования известен как демаскирование. Демаскирование сигнала трафика включает в себя использование ортогонального каналообразующего кода, такого как код Уолша, используемого базовой станцией 102 для кодирования сигнала трафика. Декодер 306 определяет соответствующий каналообразующий код при помощи процесса накопления. Накопление включает в себя сопоставление набора 326 сигналов со сжатым спектром с одним или несколькими каналообразующими кодами. Декодер 306 формирует набор 332 последовательностей трафика полосы модулирующих частот. Набор 332 последовательностей трафика включает в себя синфазную последовательность 334 трафика и квадратурную последовательность 336 трафика.

Декодер 308 декодирует пилот-сигнал, содержащийся в наборе 326 сигналов со сжатым спектром при помощи описанных выше методов демаскирования и накопления применительно к декодеру 306. В результате этого декодирования создается набор 338 последовательностей пилот-сигнала полосы модулирующих частот. Набор 338 последовательностей пилот-сигнала включает в себя синфазную последовательность 340 пилот-сигнала и квадратурную последовательность 342 пилот-сигнала.

Декодеры 306 и 308 выполняют операции декодирования, которые включают в себя использование ортогональных каналообразующих кодов, таких как коды Уолша. Каналообразующие коды, используемые декодерами 306 и 308, соответствуют каналообразующим кодам, используемым функциональными средствами кодирования в базовой станции 102.

Пилот-сигналы используются в качестве опорной фазы для демодуляции сигналов трафика. На способность УБС 106 демодулировать сигналы трафика непосредственно оказывает влияние ОСШ принимаемых пилот-сигналов. Фильтр 310 пилот-сигнала отфильтровывает набор 338 последовательностей полосы модулирующих частот для устранения шума из набора 338 последовательностей пилот-сигнала, тем самым повышая его ОСШ.

Данный процесс фильтрации создает набор 344 отфильтрованных последовательностей пилот-сигнала, который посылается на демодулятор 312 данных. Набор 344 отфильтрованных последовательностей пилот-сигнала включает в себя синфазную (I) отфильтрованную последовательность 346 пилот-сигнала и квадратурную (Q) отфильтрованную последовательность 348 пилот-сигнала.

Демодулятор 312 данных принимает наборы 332 и 344 последовательностей. Демодулятор 312 данных извлекает опорную фазу из набора 344 отфильтрованных последовательностей пилот-сигнала. Опорная фаза позволяет демодулятору 312 данных когерентно демодулировать набор 332 последовательностей трафика полосы модулирующих частот для получения последовательности 230 символов. Выходной сигнал 230 посылается на объединитель 210.

III. Чувствительное к скорости управление мощностью

Алгоритм управления мощностью УБС 106 динамически регулируется как функция скорости устройства. Благодаря функции динамической регулировки УБС 106 препятствует использованию базовой станцией 102 избыточной мощности для передачи сигналов трафика по каналу 116 трафика. Эта функция способствует эффективному использованию доступной мощности передачи и максимизирует количество устройств связи, которые может поддерживать базовая станция 102.

Алгоритм управления мощностью УБС 106 динамически регулируется под действием оценок скорости, предоставляемых блоком 212 оценки скорости. Данные регулировки включают в себя изменение частоты, с которой команды управления мощностью передаются на базовую станцию 102.

Если УБС 106 движется, то канал 116 трафика характеризуется как канал с замираниями. Сигналы, принимаемые по каналу с замираниями, испытывают флуктуации по амплитуде и фазе. Такие флуктуации имеют частоту, которая пропорциональна скорости УБС 106.

Для обычных систем, в которых используются команды управления мощностью с фиксированной частотой, когда изменяется частота флуктуаций амплитуды и фазы, то также изменяется эффективность этих команд. Например, в устройствах беспроводной связи, в которых используется фиксированная частота команд, существует порог V_U скорости. Если скорость УБС 106 превышает V_U, то фиксированная частота команд вызывает передачу базовой станцией 102 с избыточной мощностью. Таким образом, базовая станция 102 использует более высокий уровень средней мощности, чем необходимо, для поддержания ее требуемого качества обслуживания (например, 1 процент ВОК). Как описано выше, передача сигналов, имеющих избыточную мощность, бесполезно расходует общие ресурсы системы.

На фиг.4 и 5 представлены диаграммы, иллюстрирующие рабочие параметры для двух реализаций чувствительного к скорости управления мощностью настоящего изобретения. Данными рабочими параметрами являются диапазоны скоростей и соответствующие частоты управления мощностью. УБС 106 может работать в соответствии с данными параметрами, чтобы обеспечивать эффективное использование мощности по каналу 116 трафика.

На фиг.4 изображены два диапазона 402 и 404 скоростей, которые разделены пороговой скоростью V_T. Диапазон 404 скоростей включает в себя скорости, которые больше скоростей, включенных в диапазон 402. Когда УБС 106 имеет скорость, которая находится в диапазоне 402 скоростей, то оно передает команды управления мощностью на базовую станцию 102 с частотой R₁. Однако, когда УБС 106 имеет скорость, которая находится в диапазоне 404 скоростей, то она передает команды управления мощностью на базовую станцию 102 с частотой R₂. Как показано на фиг.4, R₁ больше, чем R₂.

Аналогично реализации, показанной на фиг.4, реализация по фиг.5 изображает две частоты R₁ и R₂ управления мощностью. Однако, в отличие от реализации по фиг.4, в данной реализации используется три диапазона 502, 504 и 506 скоростей. Порог V_T2 скорости разделяет диапазоны 504 и 506 скоростей. Диапазон 506 скоростей включает в себя скорости, которые больше скоростей, включенных в диапазон 504. Порог V_T1 скорости разделяет диапазоны 502 и 504 скоростей. Диапазон 504 скоростей включает в себя скорости, которые больше скоростей, включенных в диапазон 502.

В соответствии с реализацией по фиг.5, когда УБС 106 имеет скорость, которая находится в диапазоне 502 скоростей, то оно передает команды управления мощностью на базовую станцию 102 с частотой R₂. Однако, когда УБС 106 имеет скорость, которая находится в диапазоне 504, то оно передает команды управления мощностью на базовую станцию 102 с частотой R₁. Когда скорость УБС 106 находится в диапазоне 506, то УБС 106 использует частоту R₂ команд.

В реализации по фиг.4 и 5 R₁больше, чем R₂. Однако могут использоваться другие количественные соотношения. Также, так как реализация по фиг.5 имеет три диапазона скоростей, то УБС 106 может использовать три отдельные частоты управления мощностью, вместо двух.

Многие системы связи вынуждены использовать фиксированные частоты команд управления мощностью. Устройства, которые работают в таких системах с фиксированной частотой, передают команды по обратному каналу 118 управления мощностью в периодически возникающие временные интервалы. К сожалению, данные системы с фиксированными частотами не используют мощность эффективным образом.

Настоящее изобретение обеспечивает методы, которые позволяют генерировать множество частот управления мощностью в системе с фиксированной частотой. Данные методы включают в себя генерирование одной или нескольких эффективных частот команд, которые меньше фиксированной частоты команд. Таким образом, мощность может использоваться более эффективно, чем в системах с фиксированной частотой.

Данные эффективные частоты команд реализуются выдачей команд, которые уравновешивают воздействия друг друга. Эти команды (упоминаемые в данной заявке как пустые команды) чередуются с действительными командами управления мощностью (упоминаемыми в данной заявке как активные команды) для получения эффективной частоты команд управления мощностью, которая меньше фиксированной частоты команд.

На фиг.6 представлена таблица, иллюстрирующая набор примерных шаблонов команд. Каждый из этих шаблонов создает эффективную частоту управления мощностью, которая меньше фиксированной частоты команд. На фиг.6 в строке 601 перечислены серии временных интервалов в потоке передач по обратному каналу 118 управления мощностью. Данные временные интервалы передают команды последовательным образом, изображенным слева направо.

В строке 602 показан поток 270 команд с фиксированной частотой, имеющий частоту R_max. Этот поток команд включает в себя множество активных команд управления мощностью, обозначенных как C₁, C₂, C₃ и т. д. Эти активные команды представляют собой или команды на повышение мощности, или команды на понижение мощности. Как описано выше, активные команды генерируются модулем 218 принятия решения управления мощностью посредством сравнения сигнала 260 ОСШ трафика с сигналом 254 целевого ОСШ.

Строки 603, 604 и 605 представляют примеры потоков 270 команд, имеющих эффективные частоты, которые меньше R_max. Каждый из этих потоков команд включает в себя множество периодически возникающих шаблонов пустых команд, имеющих множество пустых команд. Эти пустые команды показаны на фиг.6 или как U, или как D. Символ U обозначает команду на повышение мощности, тогда как символ D обозначает команду на понижение мощности. Эти шаблоны пустых команд включают в себя чередующиеся команды на повышение и понижение мощности, которые компенсируют друг друга.

Для каждого потока команд строк 603-605 показана соответствующая эффективная частота команд. Эти эффективные частоты команд количественно определяются относительно R_max. Например, поток строки 603 имеет эффективную частоту управления мощностью, которая составляет 33% от R_max, поток строки 604 имеет эффективную частоту управления мощностью, которая составляет 50% от R_max, и поток строки 605 имеет эффективную частоту управления мощностью, которая составляет 60% от R_max. Важно отметить, что на фиг.6 изображен набор примерных шаблонов, который обеспечивает различные эффективные частоты команд. Другие частоты команд могут быть получены при помощи аналогичных шаблонов.

Модуль 218 принятия решения управления мощностью может ассоциировать каждый из множества шаблонов потоков команд, таких как шаблоны, описанные выше с ссылкой на фиг.6, с конкретным диапазоном скоростей. Таким образом, когда УБС 106 имеет скорость, которая находится в некотором диапазоне, то оно использует соответствующий шаблон потока команд для достижения требуемой частоты команд.

На фиг.7 представлена блок-схема последовательности операций, иллюстрирующая рабочую последовательность, реализующую чувствительное к скорости управление мощностью. Эта рабочая последовательность начинается на этапе 702, где УБС 106 оценивает свою скорость. Этот этап выполняется блоком 212 оценки скорости. Затем на этапе 704 модуль 218 принятия решения управления мощностью определяет частоту команд управления мощностью в ответ на оценку скорости, полученную на этапе 702.

На этапе 704 модуль 218 принятия решения управления мощностью может определить частоту команд управления мощностью в соответствии с различными методиками. Например, этап 704 может содержать понижение частоты команд управления мощностью с первой частоты до второй частоты, когда оцененная скорость превосходит порог V_U скорости. С ссылкой на пример на фиг.4, такое понижение имеет место тогда, когда скорость УБС 106 превышает изображенную пороговую скорость V_T.

Кроме того, этап 704 может содержать повышение частоты команд управления мощностью с первой частоты до второй частоты, когда оцененная скорость превосходит порог V_U скорости. С ссылкой на пример на фиг.5, такое повышение имеет место тогда, когда скорость УБС 106 превышает изображенную пороговую скорость V_T1.

На этапе 706 УБС 106 передает сигналы управления мощностью на базовую станцию 102 в соответствии с частотой команд управления мощностью, определенной на этапе 704. Данный этап содержит этап генерирования потока 270 команд модулем 218 принятия решения управления мощностью в соответствии с частотой команд, определенной на этапе 704.

Когда УБС 106 работает в среде с фиксированной частотой команд, то этап 706 содержит генерирование потока команд, имеющего один или несколько пустых шаблонов и один или несколько шаблонов команд. Данный этап создает эффективную частоту команд, которая меньше фиксированной частоты команд. Как описано выше с ссылкой на фиг.