Беспроводный терминал, работающий ниже предела суммарной мощности передачи с использованием многочисленных модемов, имеющих фиксированные индивидуальные пределы мощности передачи

Беспроводный терминал, работающий ниже предела суммарной мощности передачи с использованием многочисленных модемов, имеющих фиксированные индивидуальные пределы мощности передачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, в основном, к мобильным беспроводным терминалам и, в частности, к мобильным беспроводным терминалам, имеющим многочисленные модемы, которые ограничиваются работой ниже предела суммарной мощности передачи для всех модемов.

Уровень техники

При информационном вызове, установленном между мобильным беспроводным терминалом (МБТ, MWT) и удаленной станцией, МБТ может передавать данные на удаленную станцию по «обратной» линии связи. Также МБТ может принимать данные от удаленной станции по «прямой» линии связи. Неизменно насущной необходимостью является увеличение полосы частот передачи и приема, т. е. скорости передачи данных, доступной как по прямой, так и по обратной линии связи.

Обычно МБТ включает в себя усилитель мощности передачи для усиления мощности радиочастотного (РЧ) входного сигнала. Усилитель мощности создает усиленный выходной РЧ-сигнал, имеющий выходную мощность, реагирующую на входную мощность входного сигнала. Чрезмерно высокая входная мощность может вызвать перегрузку усилителя мощности и, таким образом, вызвать превышение выходной мощностью предела допустимой рабочей мощности передачи усилителя мощности. В свою очередь, это может вызывать нежелательное искажение выходного РЧ-сигнала, включая недопустимые внеполосные РЧ-излучения. Поэтому существует необходимость тщательного управления входной и/или выходной мощностью усилителя мощности передачи в МБТ, чтобы исключить перегрузку усилителя мощности. Существует связанная с ней необходимость управления выходной мощностью, как только что упомянуто, в то же самое время минимизируя до возможной степени любое уменьшение полосы частот прямой и обратной линии (т. е. скоростей передачи данных).

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является создание МБТ, который максимизирует общую полосу частот связи как по направлению обратной линии связи, так и по направлению прямой линии связи, используя множество одновременно работающих линий связи, причем каждая связана с соответствующим одним из множества модуляторов-демодуляторов (модемов) МБТ.

Другой задачей настоящего изобретения является создание МБТ, который объединяет сигналы передачи множества модуляторов-демодуляторов (модемов) в суммарный сигнал передачи (т. е. суммарный сигнал обратной линии связи), так что может использоваться единственный усилитель мощности передачи. Это выгодно снижает потребляемую мощность, стоимость и требование к пространству по сравнению с известными системами, использующими многочисленные усилители мощности.

Другим отличительным признаком настоящего изобретения является точное управление суммарной входной и/или выходной мощностью усилителя мощности передачи, таким образом исключая искажение сигнала на выходе усилителя мощности. Относящимся отличительным признаком является управление суммарной входной и/или выходной мощностью так, чтобы максимизировать полосу частот (т. е. пропускную способность данных) как по направлению обратной линии связи, так и по направлению прямой линии связи.

Данные задачи решаются несколькими путями. Во-первых, индивидуальные пределы мощности передачи устанавливают в каждом из множества модемов МБТ для ограничения соответствующих мощностей передачи индивидуальных модемов. Каждый индивидуальный предел мощности передачи получают частично из предела суммарной мощности передачи для всех модемов. Совместно, индивидуальные пределы мощности передачи совокупно ограничивают суммарную мощность передачи всех модемов. Индивидуальные пределы передачи являются фиксированными во времени, таким образом снижая вычислительную сложность, когда МБТ работает. Активные модемы из N модемов планируют для передачи соответствующих полезных данных, таким образом вызывая передачу каждым активным модемом соответствующих полезных данных.

Во-вторых, настоящее изобретение обнаруживает и деактивизирует «вышепредельные» модемы (т. е. индивидуальные элементы) из многочисленных модемов. Вышепредельный модем представляет собой такой модем, который имеет фактическую мощность передачи, или требуемую мощность передачи, которая превышает предел мощности передачи в модеме. В одном устройстве настоящего изобретения вышепредельные модемы деактивизируются только в направлении обратной линии связи и, таким образом, продолжают принимать данные в направлении прямой линии связи. Деактивизированные модемы затем реактивизируются, когда необходимо, для снижения общего неблагоприятного влияния на пропускную способность обратной линии связи, которое может быть вызвано их первоначальной деактивизацией.

Настоящее изобретение относится к МБТ, включающему в себя множество (N) беспроводных модемов. N модемов имеют соответствующие выходные сигналы передачи, которые объединяются для получения суммарного выходного сигнала передачи. N модемов могут одновременно передавать данные в направлении обратной линии связи и принимать данные в направлении прямой линии связи. МБТ ограничивается для работы ниже предела суммарной мощности передачи. Одним аспектом настоящего изобретения является устройство, включающее в себя средство для установления в каждом из N модемов соответствующего предела мощности передачи; средство для планирования активных модемов из N модемов для передачи соответствующих полезных данных, таким образом вызывая передачу каждым активным модемом соответствующих полезных данных; и средство для деактивизации по меньшей мере одного вышепредельного активного модема, таким образом вызывая прекращение передачи полезных данных по меньшей мере одним вышепредельным модемом и, соответственно, снижение его мощности передачи. Другим аспектом настоящего изобретения является способ, соответствующий вышеупомянутому устройству. Эти и другие аспекты настоящего изобретения описываются ниже.

Краткое описание чертежей

Признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из подробного описания, изложенного ниже, при рассмотрении совместно с чертежами, на которых одинаковые позиции идентифицируют одинаковые или аналогичные элементы на всех чертежах и на которых:

На фиг.1 представлена иллюстрация примерной беспроводной системы связи.

На фиг.2 представлена блок-схема примерного мобильного беспроводного терминала.

На фиг.3 представлена блок-схема примерного модема, представляющего индивидуальные модемы мобильного беспроводного терминала по фиг.2.

На фиг.4 представлена иллюстрация примерного кадра данных, который может передаваться или приниматься любым из модемов по фиг.2 и 3.

На фиг.5 представлена иллюстрация примерного сообщения о состоянии от модемов по фиг.2 и 3.

На фиг.6 представлена блок-схема последовательности операций примерного способа, выполняемого каждым модемом по фиг.2 и 3.

На фиг.7 представлена блок-схема последовательности операций примерного способа, выполняемого мобильным беспроводным терминалом.

На фиг.8 представлена блок-схема последовательности операций, расширяющая способ по фиг.7.

На фиг.9 представлена блок-схема последовательности операций, расширяющая способ по фиг.7.

На фиг.10 представлена блок-схема последовательности операций другого примерного способа, выполняемого мобильным беспроводным терминалом.

На фиг.11 представлен примерный график мощности от индекса (i) модема, идентифицирующего соответствующие модемы из модемов по фиг.2, на котором изображаются одинаковые пределы мощности передачи модемов. На фиг.11 также представлен примерный сценарий передачи мобильного беспроводного терминала по фиг.2.

На фиг.12 представлен другой примерный сценарий передачи, подобный фиг.11.

На фиг.13 представлена иллюстрация альтернативного расположения с плавным изменением для пределов мощности передачи модемов.

На фиг.14 представлена функциональная блок-схема примерного контроллера мобильного беспроводного терминала по фиг.2 для выполнения способов настоящего изобретения.

Подробное описание вариантов выполнения изобретения

Множество систем и методов связи с многостанционным доступом были разработаны для переноса информации между большим количеством пользователей системы. Однако методы модуляции с расширенным спектром, такие как методы, используемые в системах связи многостанционного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР, CDMA), обеспечивают существенные преимущества над другими схемами модуляции, особенно при предоставлении услуги для большого количества пользователей системы связи. Такие методы раскрыты в идеях патента США № 4 901 307, выданного 13 февраля 1990 г. под названием "Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite Or Terrestrial Repeaters" (Система связи многостанционного доступа с расширенным спектром, использующая спутники-ретрансляторы или наземные ретрансляторы), и патента США № 5 691 174, выданного 25 ноября 1997 г. и озаглавленного "Method and Apparatus for Using Full Spectrum Transmitted Power in a Spread Spectrum Communication System for Tracking Individual Recipient Phase Time and Energy" (Способ и устройство для использования передаваемой мощности с полным спектром в системе связи с расширенным спектром для отслеживания времени фазы и энергии индивидуального получателя), причем правопреемником обоих является правопреемник настоящего изобретения и они включены в данную заявку посредством ссылки во всей своей полноте.

Способ предоставления мобильной связи МДКР был стандартизован в Соединенных Штатах Ассоциацией промышленности средств связи в стандарте TIA/EIA/IS-95A, озаглавленном "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" (Стандарт совместимости мобильной станции и базовой станции для двухрежимной широкополосной сотовой системы с расширенным спектром), упоминаемом в данной заявке как стандарт IS-95. Другие системы связи описаны в других стандартах, таких как IMT-2000/UM или Международная система мобильной связи 2000/Универсальная система мобильной связи, стандарты, охватывающие то, что упоминается как широкополосный МДКР (ШМДКР, WCDMA), cdma2000 (такие как стандарты cdma2000 1x или 3x, например) или многостанционный доступ с временным разделением каналов синхронно с кодовым разделением каналов (МДВРСКР, TD-SCDMA).

I. Примерная среда связи

На фиг.1 представлена иллюстрация примерной системы 100 беспроводной связи (СБС), которая включает в себя базовую станцию 112, два спутника 116а и 116b и два связанных с ними шлюза 120а и 120b (также упоминаемых в данной заявке как концентраторы). Эти элементы участвуют в беспроводной связи с абонентскими терминалами 124а, 124b и 124с. Обычно базовые станции и спутники/шлюзы являются компонентами отдельных наземных и спутниковых систем связи. Однако эти отдельные системы могут взаимодействовать как общая инфраструктура связи.

Хотя на фиг.1 изображена одна базовая станция 112, два спутника 116 и два шлюза 120, может использоваться любое количество этих элементов для достижения требуемой пропускной способности связи и географической зоны действия. Например, примерная реализация СБС 100 включает в себя 48 или более спутников, перемещающихся по восьми различным орбитальным плоскостям на низкой околоземной орбите (НОО, LEO) для обслуживания большого количества абонентских терминалов 124.

Термины «базовая станция» и «шлюз» также иногда используются попеременно, причем каждый представляет собой стационарную центральную станцию связи, при этом шлюзы, такие как шлюзы 120, воспринимаются в технике как в значительной степени специализированные базовые станции, которые направляют связь через спутники-ретрансляторы, тогда как базовые станции (также иногда упоминаемые как позиции соты), такие как базовая станция 112, используют наземные антенны, чтобы направлять связь по окружающим географическим областям.

В данном примере каждый абонентский терминал 124 имеет или включает в себя устройство или аппарат беспроводной связи, такой как, но не ограничиваясь ими, сотовый телефон, беспроводный телефонный аппарат, приемопередатчик данных или пейджер или приемник определения местоположения. Кроме того, каждый абонентский терминал 124 может быть карманным, портативным, как например, устанавливаемым на транспортном средстве (включая, например, легковые автомобили, грузовые автомобили, катера, поезда и самолеты) или стационарным, как требуется. На фиг.1, например, абонентский терминал 124а изображен в качестве стационарного телефона или приемопередатчика данных, абонентский терминал 124b - в качестве карманного аппарата, и абонентский терминал 124с - в качестве портативного аппарата, установленного на транспортном средстве. Аппараты беспроводной связи иногда также упоминаются как мобильные беспроводные терминалы, аппараты беспроводной связи, абонентские устройства, мобильные устройства, мобильные станции, мобильные радиостанции или просто «пользователи», «мобильные телефоны», «терминалы» или «абоненты» в некоторых системах связи в зависимости от предпочтения.

Абонентские терминалы 124 участвуют в беспроводной связи с другими элементами в СБС 100 при помощи систем связи МДКР. Однако настоящее изобретение может применяться в системах, которые применяют другие методы связи, такие как многостанционный доступ с временным разделением каналов (МДВР, TDMA) и многостанционный доступ с частотным разделением каналов (МДЧР, FDMA), или другие формы сигнала или методы, перечисленные выше (ШМДКР, CDMA2000 ...).

В общих чертах, лучи от источника лучей, такого как базовая станция 112 или спутники 116, покрывают различные географические зоны по предопределенным диаграммам направленности. Лучи на различных частотах, также упоминаемые как каналы МДКР, каналы, мультиплексированные с частотным разделением (МЧР, FDM), или «подлучи», могут направляться для перекрытия некоторой области. Также для специалиста в данной области техники легко понять, что покрытие луча или зоны обслуживания для многочисленных спутников, или диаграммы направленности антенны для многочисленных базовых станций, могут быть разработаны для перекрытия полностью или частично в данной области в зависимости от исполнения системы связи и типа предлагаемой услуги, и достигается ли пространственное разнесение.

На фиг.1 изображены несколько примерных путей прохождения сигнала. Например, линии 130а-с связи предусматривают обмен сигналами между базовой станцией 112 и абонентскими терминалами 124. Аналогично, линии 138а-d связи предусматривают обмен сигналами между спутниками 116 и абонентскими терминалами 124. Связь между спутниками 116 и шлюзами 120 выполняется посредством линий 146а-d связи.

Абонентские терминалы 124 могут участвовать в двунаправленной связи с базовой станцией 112 и/или спутниками 116. По существу, каждая линия 130 и 138 связи включает в себя прямую линию связи и обратную линию связи. Прямая линия связи передает информационные сигналы на абонентские терминалы 124. Для наземной связи в СБС 100 прямая линия связи передает информационные сигналы от базовой станции 112 на абонентский терминал 124 по линии 130. Спутниковая прямая линия связи в контексте СБС 100 передает информацию от шлюза 120 на спутник 116 по линии 146 и от спутника 116 на абонентский терминал 124 по линии 138. Таким образом, наземные прямые линии связи обычно включают в себя один беспроводный путь прохождения сигнала между абонентским терминалом и базовой станцией, тогда как спутниковые прямые линии связи обычно включают в себя два или более беспроводных путей прохождения сигнала между абонентским терминалом и шлюзом через по меньшей мере один спутник (игнорируя многолучевое распространение).

В контексте СБС 100 обратная линия связи передает информационные сигналы от абонентского терминала 124 на или базовую станцию 112, или шлюз 120. Аналогично прямым линиям в СБС 100, обратные линии обычно требуют один беспроводный путь прохождения сигнала для наземной связи и два беспроводных пути прохождения сигнала для спутниковой связи. СБС 100 может характеризоваться различными представлениями связи по этим прямым линиям, такие как услуги низкой скорости передачи данных (НСПД, LDR) и высокой скорости передачи данных (ВСПД, HDR). Примерная услуга НСПД обеспечивает прямые линии, имеющие скорости передачи данных от 3 килобит в секунду (кбит/с) до 9,6 кбит/с, тогда как примерная услуга ВСПД поддерживает типовые скорости передачи данных до 604 кбит/с и выше.

Как описано выше, СБС 100 выполняет беспроводную связь по методу МДКР. Таким образом, сигналы, передаваемые по прямым и обратным линиям связи линий 130, 138 и 146, передают сигналы, которые кодируются, расширяется их спектр и каналообразуются по стандартам передачи МДКР. Кроме того, поблочное перемежение может применяться по этим прямым и обратным линиям. Эти блоки передаются в кадрах, имеющих заданную длительность, такую как 20 миллисекунд.

Базовая станция 112, спутники 116 и шлюзы 120 могут регулировать мощность сигналов, которые они передают по прямым линиям связи СБС 100. Эта мощность (упоминаемая в данной заявке как мощность передачи по прямой линии связи) может изменяться в соответствии с абонентским терминалом 124 и во времени. Данный изменяющийся во времени отличительный признак может применяться на покадровой основе. Такие регулировки мощности выполняются для поддержания вероятности ошибки на бит (ВОБ, BER) прямой линии связи в пределах заданных требований, снижения помех и экономии мощности передачи.

Абонентские терминалы 124 могут регулировать мощность сигналов, которые они передают по обратным линиям связи СБС 100, под управлением шлюзов 120 или базовых станций 112. Эта мощность (упоминаемая в данной заявке как мощность передачи по обратной линии связи) может изменяться в соответствии с абонентским терминалом 124 и во времени. Данный изменяющийся во времени отличительный признак может применяться на покадровой основе. Такие регулировки мощности выполняются для поддержания вероятности ошибки на бит (ВОБ) обратной линии связи в пределах заданных требований, снижения помех и экономии мощности передачи.

Примеры методов осуществления управления мощностью в системах связи МДКР находятся в патентах США №№ 5 383 219, озаглавленном "Fast Forward Link Power Control In A Code Division Multiple Access System" (Управление мощностью быстрой прямой линии в системе многостанционного доступа с кодовым разделением каналов), 5 396 516, озаглавленном "Method And System For The Dynamic Modification Of Control Parameters In A Transmitter Power Control System" (Способ и система динамической модификации параметров управления в системе управления мощностью передатчика), и 5 056 109, озаглавленном "Method and Apparatus For Controlling Transmission Power In A CDMA Cellular Mobile Telephone System (Способ и устройство управления мощностью передачи в сотовой мобильной телефонной системе МДКР), которые включены в настоящую заявку посредством ссылки.

II. Мобильный беспроводный терминал

На фиг.2 представлена блок-схема примерного МБТ 206, выполненного и работающего согласно принципам настоящего изобретения. МБТ 206 устанавливает связь беспроводным образом с базовой станцией или шлюзом (упоминаемым как удаленная станция), не показан на фиг.2. Также МБТ 206 может устанавливать связь с абонентским терминалом. МБТ 206 принимает данные от внешних источников/приемников данных, таких как сеть передачи данных, терминалы передачи данных и т. п., по линии 210 связи, такой как, например, линия Эзернет. Также МБТ 206 посылает данные на внешние источники/приемники данных по линии 210 связи.

МБТ 206 включает в себя антенну 208 для передачи сигналов и приема сигналов от удаленной станции. МБТ 206 включает в себя контроллер (т. е. один или несколько контроллеров) 214, соединенный с линией 210 связи. Контроллер 214 обменивает данные с блоком 215 памяти/хранения и взаимодействует с таймером 217. Контроллер 214 подает подлежащие передаче данные, и принимает данные от, на множество беспроводных модемов 216а-216n по множеству соответствующих двунаправленных линий 218а-218n передачи данных между контроллером 214 и модемами 216. Соединения 218 для передачи данных могут представлять собой последовательные соединения для передачи данных. Количество N модемов, которые могут использоваться, может быть одним из нескольких значений, как требуется, основываясь на известных проблемах проектирования, таких как сложность, стоимость и т. п. В примерной реализации N=16.

Беспроводные модемы 216а-216n подают РЧ-сигналы 222а_Т-222n_Т на узел 220 сумматора/делителя мощности и принимают РЧ-сигналы 222а_R-222n_R от него по множеству двунаправленных РЧ-соединений/кабелей между модемами и узлом сумматора/делителя мощности. В направлении передачи (т. е. обратной линии) сумматор мощности, включенный в узел 220, суммирует вместе РЧ-сигналы, принятые от всех модемов 216, и подает объединенный (т. е. суммарный) РЧ-сигнал 226 передачи на усилитель 228 мощности передачи. Усилитель 228 мощности передачи подает усиленный суммарный РЧ-сигнал 230 передачи на антенный переключатель 232.

Антенный переключатель 232 подает усиленный суммарный РЧ-сигнал передачи на антенну 208. В МБТ 206 двусторонний режим может достигаться посредством чего-то другого, чем антенный переключатель 232, например, посредством использования отдельных передающих и приемных антенн. Также устройство 234 контроля мощности, подсоединенное к выходу усилителя 228 мощности, контролирует уровень мощности усиленного суммарного сигнала 230 передачи. Устройство 234 контроля мощности подает сигнал 236, указывающий уровень мощности усиленного суммарного сигнала 230 передачи, на контроллер 214. При альтернативном устройстве МБТ 206 устройство 234 контроля мощности измеряет уровень мощности суммарного сигнала 226 на входе усилителя 228 передачи. При этом альтернативном устройстве предел суммарной мощности передачи МБТ 206 задается на входе усилителя 228 передачи вместо его выхода, и способы настоящего изобретения, описанные ниже, учитывают это.

В направлении приема (т. е. прямой линии) антенна 208 подает принятый сигнал на антенный переключатель 232. Антенный переключатель 232 направляет принятый сигнал на приемный усилитель 240. Приемный усилитель 240 подает усиленный принятый сигнал на узел 220. Делитель мощности, включенный в узел 220, делит усиленный принятый сигнал на множество отдельных принятых сигналов и подает каждый отдельный сигнал на соответствующий один из модемов 216.

МБТ 206 устанавливает связь с удаленной станцией по множеству беспроводных линий 250а-250n связи МДКР, установленных между МБТ 206 и удаленной станцией. Каждая линия 250 связи связана с соответствующим одним из модемов 216. Беспроводные линии 250а-250n связи могут работать одновременно друг с другом. Каждая беспроводная линия 250 связи поддерживает беспроводные каналы трафика для переноса данных между МБТ 206 и удаленной станцией в направлении как прямой, так и обратной линии. Множество беспроводных каналов 250 связи формируют часть радиоинтерфейса 252 между МБТ 206 и удаленной станцией.

В настоящем варианте выполнения МБТ 206 ограничивается работой ниже предела суммарной мощности передачи (ПСМ) на выходе усилителя 228 передачи. Другими словами у МБТ 206 необходимо ограничивать мощность передачи сигнала 230 на уровне, который, предпочтительно, ниже предела суммарной мощности передачи. Все модемы 216 при передаче вносят свой вклад в суммарную мощность передачи сигнала 230. Следовательно, настоящее изобретение включает в себя методы управления мощностями передачи модемов 216 и, таким образом, вызывают нахождение суммарной мощности передачи модемов 216, обнаруживаемой в сигнале 230 передачи, ниже предела суммарной мощности передачи.

Перегрузка усилителя 228 передачи вызывает превышение уровнем мощности сигнала 230 предела суммарной мощности передачи. Поэтому настоящее изобретение устанавливает индивидуальные пределы мощности передачи (также упоминаемые как пределы передачи) для каждого модема 216. Индивидуальные пределы мощности передачи связаны с пределом суммарной мощности передачи таким образом, чтобы предотвратить совместным образом перегрузку модемами 216 усилителя 228 передачи. Во время работы МБТ 206 настоящее изобретение обнаруживает и затем деактивизирует вышепредельные модемы из модемов 216. При одном устройстве сохраняются информационные вызовы, связанные с вышепредельными модемами, и вышепредельные модемы деактивизируются только в направлении обратной линии связи. Поэтому вышепредельные модемы выгодно остаются активными в направлении прямой линии связи и, таким образом, могут продолжать связь по прямой линии связи, не вызывая перегрузку усилителя 228 передачи. Дополнительные аспекты настоящего изобретения описываются ниже.

Хотя МБТ 206 упоминается как мобильный, необходимо понять, что МБТ не ограничивается мобильной платформой или портативными платформами. Например, МБТ 206 может постоянно находиться в стационарной базовой станции или шлюзе. МБТ 206 также может постоянно находиться в стационарном абонентском терминале 124а.

III. Модем

На фиг.3 представлена блок-схема примерного модема 300, представляющего каждый из модемов 216. Модем 300 работает согласно принципам МДКР. Модем 300 включает в себя интерфейс 302 по данным, контроллер 304, память 306, процессор или модуль 308 сигнала модема, такой как один или несколько цифровых процессоров сигналов (ЦПС) или специализированных интегральных схем (специализированных ИС), подсистему 310 промежуточной частоты ПЧ/РЧ и дополнительное устройство 312 контроля мощности, причем все соединены друг с другом по шине 314 данных. В некоторых системах модемы не содержат процессоров передачи и приема, подсоединенных парами, как в более традиционной конструкции модемов, но могут использовать массив передатчиков и приемников или модуляторов и демодуляторов, которые соединены между собой, как необходимо, для обработки связи абонентов, и один или несколько сигналов, или иным образом разделять во времени абонентов.

В направлении передачи контроллер 304 принимает подлежащие передаче данные от контроллера 214 по соединению 218i передачи данных (где i обозначает любой один из модемов 216а-216n) и через интерфейс 302. Контроллер 304 подает подлежащие передаче данные на процессор 308 модемов. Процессор 312 передачи (Тх) модема 308 кодирует и модулирует подлежащие передаче данные и упаковывает данные в кадры данных, которые должны передаваться. Процессор 312 передачи подает сигнал 314, включающий в себя кадры данных, на ПЧ/РЧ-подсистему 310. Подсистема 310 преобразует с повышением частоты и усиливает сигнал 314 и подает результирующий усиленный сигнал 222i_Т, преобразованный с повышением частоты, на узел 220 сумматора/делителя мощности. Дополнительный измеритель 312 мощности контролирует уровень мощности сигнала 222i_Т (т. е. фактическую мощность передачи, при которой модем 300 передает вышеупомянутые кадры данных). Альтернативно, модем 300 может определить мощность передачи модема, основываясь на установках коэффициента усиления/аттенюатора ПЧ/РЧ-подсистемы 310, и скорость передачи данных, с которой модем 300 передает кадры данных.

В направлении приема ПЧ/РЧ-подсистема 310 принимает принятый сигнал 222i_R от узла 220 сумматора/делителя мощности, преобразует с понижением частоты сигнал 222i_R и подает результирующий сигнал 316, преобразованный с понижением частоты, включающий в себя принятые кадры данных, на процессор 318 приема (Rx) процессора 308 модема. Процессор 318 приема извлекает данные из кадров данных, и затем контроллер 304 подает извлеченные данные на контроллер 214, используя интерфейс 302 и соединение 218i передачи данных.

Каждый модем 216 передает и принимает кадры данных так, как описано выше и дополнительно описано ниже. На фиг.4 представлена иллюстрация примерного кадра 400 данных, который может передаваться или приниматься любым одним из модемов 216. Кадр 400 данных включает в себя поле 402 управления или служебной информации и поле 404 полезной нагрузки. Поля 402 и 404 включают в себя биты, используемые для переноса или информации (402) управления, или полезных данных (404). Поле 402 управления включает в себя информацию управления и заголовка, используемую при управлении линией связи, установленной между соответствующим одним из модемов 216 и удаленной станцией. Поле 404 полезной нагрузки включает в себя полезные данные (биты 406), например данные, подлежащие передаче между контроллером 214 и удаленной станцией во время информационного вызова (т. е. по линии связи, установленной между модемом и удаленной станцией). Например, данные, принимаемые от контроллера 214 по линии 218i передачи данных, упаковываются в поле 404 полезной нагрузки.

Кадр 400 данных имеет длительность Т, такую как, например, 20 миллисекунд. Полезные данные в поле 404 полезной нагрузки передаются с одной из множества скоростей передачи данных, включая максимальную или полную скорость (например, 9600 битов в секунду (бит/с)), половинную скорость (например, 4800 бит/с), четвертную скорость (например, 2400 бит/с) или скорость, равную одной восьмой (например, 1200 бит/с). Каждый из модемов 216 предпринимает попытку передачи данных с полной скоростью (т. е. с максимальной скоростью передачи данных). Однако вышепредельный модем ограничивает скорость, посредством чего модем снижает свою скорость передачи данных при передаче с максимальной скоростью до меньшей скорости, как описано ниже. Также, каждый из модемов 216 может передавать кадр данных (например, кадр 400 данных) без полезных данных. Он упоминается как кадр данных с нулевой скоростью.

При одном устройстве модема каждый бит 406 данных в кадре переносит постоянное количество энергии независимо от скорости передачи данных при передаче. Т. е. в кадре энергия на бит E_b является постоянной для всех различных скоростей передачи данных. При данном устройстве модема каждый кадр данных соответствует мгновенной мощности передачи модема, которая пропорциональна скорости передачи данных, с которой передается кадр данных. Поэтому, чем меньше скорость передачи данных, тем меньше мощность передачи модема.

Каждый модем 216 подает сообщения о состоянии на контроллер 214 по соответствующим соединениям 218 передачи данных. На фиг.5 представлена иллюстрация примерного сообщения 500 о состоянии. Сообщение 500 о состоянии включает в себя поле 502 скорости передачи данных модема, поле 504 мощности передачи модема и дополнительное поле 506 вышепредельного (также упоминаемого как ограничивающего скорость) индикатора. Каждый модем сообщает скорость передачи данных переданного в последний раз кадра данных в поле 502 и мощность передачи переданного в последний раз кадра данных в поле 504. Кроме того, каждый модем может дополнительно сообщать, находится ли он в ограничивающем скорость состоянии, в поле 506.

При другом альтернативном устройстве модема модем может предоставлять сигналы о состоянии, указывающие вышепредельное/ограничивающее скорость состояние, мощность передачи и скорость передачи данных при передаче модема.

IV. Примерный способ

На фиг.6 представлена блок-схема последовательности операций примерного способа или процесса 600, представляющего работу модема 300, и, таким образом, каждого из модемов 216. Способ 600 предполагает, что был установлен информационный вызов между модемом (например, модемом 216а) и удаленной станцией. Т. е. была установлена линия связи, включающая в себя прямую линию связи и обратную линию связи, между модемом и удаленной станцией.

На первом этапе 602 предел P_L мощности передачи устанавливается в модеме (например, в модеме 216а).

На следующем этапе 604 модем принимает команду управления мощностью от удаленной станции по прямой линии связи, указывающую требуемую мощность P_R передачи, с которой модем должен передавать кадры данных в направлении обратной линии связи. Данная команда может быть в виде команды инкрементного повышения или снижения мощности.

На этапе 606 принятия решения модем определяет, были ли приняты какие-либо полезные данные от контроллера 214, т. е. имеются ли или нет какие-либо полезные данные для передачи на удаленную станцию. Если нет, способ переходит на следующий этап 608. На этапе 608 модем передает кадр данных с нулевой скоростью, т. е. без полезных данных. Кадр данных с нулевой скоростью может включать в себя информацию управления/служебную информацию, используемую для сохранения, например, линии связи/информационного вызова. Кадр данных с нулевой скоростью соответствует минимальной мощности передачи модема.

С другой стороны, если имеются полезные данные для передачи, тогда обработка способа (управления) переходит с этапа 606 на следующий этап 610. На этапе 610 модем определяет, является или нет он не вышепредельным модемом, т. е. является ли модем нижепредельным. При одном устройстве определение, является ли модем нижепредельным, включает в себя определение, является ли запрашиваемая мощность P_R передачи меньше, чем предел P_L мощности передачи. При таком устройстве модем считается вышепредельным, когда запрашиваемая мощность P_R передачи больше или равна P_L. При альтернативном устройстве определение, является ли или нет модем нижепредельным, включает в себя определение, является ли фактическая мощность Р_Т передачи модема меньше, чем предел P_L мощности передачи. При таком устройстве модем считается вышепредельным, когда P_T больше или равна P_L. Модем может использовать устройство 312 контроля мощности для определения, является ли его мощность P_T передачи, например, мощность передачи сигнала 222i_T, меньше, чем предел P_L мощности передачи.

Когда модем не является вышепредельным, модем передает кадр данных, включающий полезные данные и информацию управления, с максимальной скоростью передачи данных (например, с полной скоростью) и с уровнем P_T мощности передачи, который находится в соответствии с требуемой мощностью P_R передачи и скоростью передачи данных кадра данных. Другими словами, мощность P_T передачи модема отслеживает требуемую мощность P_R передачи.

Когда P_T или P_R равна или больше, чем P_L, модем является вышепредельным и, таким образом, ограничивает скорость с текущей скорости (например, полной скорости) до меньшей скорости передачи данных при передаче (например, до половинной скорости, четвертной скорости, одной восьмой скорости или даже нулевой скорости), таким образом снижая мощность P_T передачи модема относительно того, когда модем передавал на полной скорости. Поэтому ограничение скорости под действием любых вышепредельных состояний, описанных выше, представляет собой форму самоограничения мощности модема, посредством чего модем поддерживает свою мощность P_T передачи ниже предела P_L мощности передачи. Также вышепредельное/ограничивающее скорость состояние, сообщаемое в сообщении 500 о состоянии, указывает контроллеру 214, что требуемая мощность P_R, или фактическая мощность P_T передачи при альтернативном устройстве, больше или равна пределу P_L мощности передачи. Необходимо понять, что, хотя модем может работать на нулевой скорости в направлении передачи (т. е. обратной линии связи), так как он или ограничивает скорость (например, на этапе 610), или не имеет полезных данных для передачи (этап 608), он может все же принимать кадры данных с полной скоростью в направлении приема (т. е. прямой линии связи).

Хотя может быть выгодным для модема самоограничение скорости под действием вышепредельного состояния, альтернативное устройство модема не ограничивает скорость таким образом. Вместо этого, модем сообщает о вышепредельном состоянии контроллеру 214 и затем ожидает выполнение контроллером регулировок по ограничению скорости. В предпочтительном устройстве используются оба подхода. Т. е. модем самоограничивает скорость под действием вышепредельного состояния, и модем сообщает о вышепредельном состоянии контроллеру 214, и в ответ контроллер выполняет регулировки по ограничению скорости на модеме.

После обоих этапа 608 и этапа 610 модем генерирует сообщение о состоянии (например, сообщение 500 о состоянии) на этапе 612 и посылает сообщение контроллеру 214 по соответствующей одной из линий 218 передачи данных.

V. Варианты выполнения с фиксированными пределами мощности передачи

На фиг.7 представлена блок-схема последовательности операций примерного способа, выполняемого МБТ 206, согласно настоящим в