Управление множественными модемами в беспроводном терминале с использованием динамического изменения предельных мощностей передачи модемов

Управление множественными модемами в беспроводном терминале с использованием динамического изменения предельных мощностей передачи модемов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение, в целом, относится к мобильным беспроводным терминалам и, в частности, к мобильным беспроводным терминалам, имеющим множественные модемы, работа которых ограничена совокупной предельной мощностью передачи для всех модемов.

Уровень техники

В вызове для передачи данных, установленном между мобильным беспроводным терминалом (МБТ) и удаленной станцией, МБТ может передавать данные на удаленную станцию по «обратной» линии связи. Кроме того, МБТ может принимать данные от удаленной станции по «прямой» линии связи. Одного нажатия достаточно для увеличения ширины полосы передачи и приема, т.е. скоростей передачи данных, имеющихся на прямой и обратной линиях связи.

Обычно МБТ включает в себя передающий усилитель мощности для усиления мощности входного сигнала радиочастоты (РЧ). Усилитель мощности выдает усиленный выходной сигнал РЧ, имеющий выходную мощность, соответствующую входной мощности входного сигнала. Чрезмерно высокая входная мощность может привести к перевозбуждению усилителя мощности, вследствие чего выходная мощность превышает приемлемую рабочую предельную мощность передачи усилителя мощности. В свою очередь, это может привести к нежелательному искажению выходного сигнала РЧ, в том числе, к неприемлемым внеполосным излучениям РЧ. Поэтому необходимо тщательно управлять входной и/или выходной мощностью передающего усилителя мощности в МБТ во избежание перевозбуждения усилителя мощности. Помимо вышеупомянутого управления выходной мощностью, необходимо, по мере возможности, одновременно минимизировать уменьшение ширины полосы прямой и обратной линии связи (т.е. скорость передачи данных).

Раскрытиеизобретения

Признаком настоящего изобретения является обеспечение МБТ, который максимизирует общую ширину полосы связи в направлениях обратной и прямой линии связи с использованием совокупности одновременно действующих линий связи, каждая из которых связана с соответствующим одним из совокупности модуляторов-демодуляторов (модемов) МБТ.

Другим признаком настоящего изобретения является обеспечение МБТ, который объединяет множественные передаваемые сигналы модуляторов-демодуляторов (модемов) в совокупный передаваемый сигнал (т.е. совокупный сигнал обратной линии связи), чтобы можно было использовать единый передающий усилитель мощности. Это дает преимущество в снижении потребления энергии, стоимости и требований к пространству по сравнению с известными системами, где используются множественные усилители мощности.

Еще одним признаком настоящего изобретения является тщательное управление совокупной входной и/или выходной мощностью передающего усилителя мощности, что позволяет избегать искажения сигнала на выходе усилителя мощности. В связи с этим, нужно управлять совокупной входной и/или выходной мощностью таким образом, чтобы максимизировать ширину полосы (т.е. пропускную способность передачи данных) в направлениях обратной и прямой линии связи.

Эти признаки достигаются несколькими путями. Во-первых, на каждом из совокупности модемов МБТ устанавливается индивидуальная предельная мощность передачи для ограничения мощностей передачи соответствующих индивидуальных модемов. Каждая индивидуальная предельная мощность передачи выводится, частично, из совокупной предельной мощности передачи для всех модемов. Совместно, индивидуальные предельные мощности передачи коллективно ограничивают совокупную мощность передачи всех модемов.

Во-вторых, настоящее изобретение предусматривает регулировку индивидуальных предельных мощностей передачи в модемах МБТ на основании совокупной предельной мощности передачи и соответствующих оценочных мощностей передачи от модемов, чтобы предельная мощность передачи каждого индивидуального модема согласовывалась с соответствующей мощностью передачи индивидуального модема. Для этого, настоящее изобретение предусматривает сбор и/или определение статистики передачи модема, соответствующей предыдущему периоду или циклу передачи МБТ. Статистика передачи модема может включать в себя скорости передачи передаваемых данных индивидуальных модемов, мощности передачи индивидуальных модемов, совокупную скорость передачи передаваемых данных всех модемов и совокупную мощность передачи всех объединенных модемов.

Изобретение также предусматривает обнаружение запредельных (т.е. индивидуальных запредельных членов) модемов. Запредельный модем имеет фактическую мощность передачи или, альтернативно, необходимую мощность передачи, которая превышает индивидуальную предельную мощность передачи, установленную на модеме. В соответствии с обнаружением запредельного модема настоящее изобретение предусматривает определение новых предельных мощностей передачи индивидуальных модемов среди модемов с использованием собранной статистики и обновление модемов новыми предельными мощностями передачи. Новые предельные мощности передачи рассчитывают так, чтобы предотвратить возникновение запредельных условий в модемах. Новые ограничения модемов используются в следующем цикле передачи МБТ. Изобретение предусматривает периодическое повторение этого процесса для обновления индивидуальных пределов передачи в течение времени.

Согласно настоящему изобретению только активные модемы вводятся в план для передачи данных в направлении обратной линии связи. «Неактивные» модемы - это модемы, которые не введены в план для передачи данных. Однако согласно настоящему изобретению неактивные модемы способны принимать данные в направлении прямой линии связи, тем самым поддерживая высокую пропускную способность прямой линии связи в МБТ, даже когда модемы неактивны в направлении обратной линии связи.

Настоящее изобретение относится к способу управления мощностью передачи в терминале передачи данных, имеющем N беспроводных модемов, соответствующие выходные передаваемые сигналы которых объединяются для создания совокупного выходного передаваемого сигнала, содержащему этапы, на которых устанавливают индивидуальную предельную мощность передачи на каждом из N модемов, вводят в план каждый из совокупности из N модемов для передачи соответствующих данных, принимают соответствующую сообщенную оценочную мощность передачи от каждого из N модемов и регулируют индивидуальные предельные мощности передачи на, по меньшей мере, некоторых из N модемов на основании совокупной предельной мощности передачи и соответствующих оценочных мощностей передачи от N модемов. Благодаря этому, каждая индивидуальная предельная мощность передачи согласуется с соответствующей мощностью передачи индивидуального модема.

Настоящее изобретение также относится к МБТ, работа которого ограничена совокупной предельной мощностью передачи, включающему в себя совокупность (N) беспроводных модемов, соответствующие выходные передаваемые сигналы которых объединяются для создания совокупного выходного передаваемого сигнала. N модемов могут одновременно передавать данные в направлении обратной линии связи и принимать данные в направлении прямой линии связи. Один аспект настоящего изобретения предусматривает устройство, содержащее средство установления индивидуальной предельной мощности передачи для каждого из N модемов, средство введения в план каждого из совокупности из N модемов для передачи соответствующих данных, средство приема соответствующей сообщенной оценочной мощности передачи от каждого из N модемов и средство регулировки индивидуальных предельных мощностей передачи на, по меньшей мере, некоторых из N модемов на основании совокупной предельной мощности передачи и соответствующих оценочных мощностей передачи от каждого из N модемов.

Согласно другим аспектам предусмотрены способ и устройство для вывода пределов передачи модема на беспроводном терминале, работа которого ограничена совокупной предельной мощностью передачи, причем беспроводной терминал включает в себя N беспроводных модемов, соответствующие выходные передаваемые сигналы которых объединяются для создания совокупного выходного передаваемого сигнала, модемы имеют индивидуальные предельные мощности передачи для ограничения их соответствующих мощностей передачи, модемы сообщают соответствующие оценочные мощности передачи. Устройство содержит средство определения совокупной мощности передачи, охватывающей все N модемов, средство вывода совокупного запаса по мощности передачи на основании разности между совокупной мощностью передачи и совокупной предельной мощностью передачи и средство разделения совокупного запаса по мощности передачи между N модемами для создания, для каждого из N модемов, индивидуальной предельной мощности передачи, которая больше соответствующей оценочной мощности передачи для каждого модема. Эти и другие аспекты настоящего изобретения описаны ниже.

Краткое описание чертежей

Признаки, задачи и преимущества настоящего изобретения явствуют из нижеследующего подробного описания, приведенного совместно с прилагаемыми чертежами, снабженными сквозной системой обозначений, в которых:

фиг.1 - схема иллюстративной системы беспроводной связи;

фиг.2 - блок-схема иллюстративного мобильного беспроводного терминала,

фиг.3 - блок-схема иллюстративного модема, представляющего индивидуальные модемы мобильного беспроводного терминала, изображенного на фиг.2;

фиг.4 - схема иллюстративного кадра данных, который может передаваться или приниматься любым из модемов, показанных на фиг.2 и 3;

фиг.5 - схема иллюстративного отчета о состоянии от модемов, показанных на фиг.2 и 3;

фиг.6 - логическая блок-схема иллюстративного способа, осуществляемого каждым из модемов, показанных на фиг.2 и 3;

фиг.7 - логическая блок-схема иллюстративного способа, осуществляемого мобильным беспроводным терминалом;

фиг.8 - логическая блок-схема, детализирующая способ, представленный на фиг.7;

фиг.9 - логическая блок-схема, детализирующая способ, представленный на фиг.7;

фиг.10 - логическая блок-схема другого иллюстративного способа, осуществляемого мобильным беспроводным терминалом;

фиг.11 - иллюстративный график зависимости мощности от индекса модема (i), идентифицирующий соответствующие из модемов, показанных на фиг.2, на котором обозначены однородные предельные мощности передачи модемов. На фиг.11 также представлен иллюстративный сценарий передачи мобильного беспроводного терминала, показанного на фиг.2;

фиг.12 - другой иллюстративный сценарий передачи, подобный фиг.11;

фиг.13 - иллюстрация альтернативной, клиновидной схемы предельных мощностей передачи модемов;

фиг.14 - логическая блок-схема иллюстративного способа калибровки модемов в мобильном беспроводном терминале, показанном на фиг.2;

фиг.15 - логическая блок-схема иллюстративного способа действия мобильного беспроводного терминала с использованием динамически обновляемых предельных мощностей передачи индивидуальных модемов;

фиг.16 - логическая блок-схема иллюстративного способа, детализирующего способ, представленный на фиг.15;

фиг.17 - логическая блок-схема иллюстративного способа определения максимального количества активных модемов с использованием средней энергии переданного бита модемов;

фиг.18 - логическая блок-схема иллюстративного способа определения максимального количества активных модемов с использованием индивидуальной энергии переданного бита для каждого из модемов;

фиг.19 - графическое представление разных схем предела передачи модема;

фиг.20 - логическая блок-схема иллюстративного способа эксплуатации мобильного беспроводного терминала с использованием динамически изменяющихся предельных мощностей передачи индивидуальных модемов, так что пределы передачи модемов согласуются с мощностями передачи модемов;

фиг.21 - логическая блок-схема иллюстративного способа, детализирующего способ, представленный на фиг.20;

фиг.22 - логическая блок-схема иллюстративного способа, детализирующего способ, представленный на фиг.21;

фиг.23А-23D - иллюстративные графики зависимости мощности от индекса модема, идентифицирующий модемы, управляемые в соответствии со способом, представленным на фиг.20, для разных иллюстративных сценариев передачи мобильного беспроводного терминала, показанного на фиг.2.

фиг.24 - функциональная блок-схема иллюстративного контроллера мобильного беспроводного терминала, показанного на фиг.2, для осуществления способов настоящего изобретения.

Осуществление изобретения

Для переноса информации между многочисленными системными пользователями были разработаны различные системы и методы связи с множественным доступом. Однако методы модуляции с расширением по спектру, например, используемые в системах связи множественного доступа с кодовым разделением (МДКР) обеспечивают значительные преимущества над другими схемами модуляции, особенно при предоставлении услуг большому количеству пользователей системы связи. Такие методы раскрыты в патенте США №4901307, выданном 13 февраля 1990 г. под названием "Spread Spectrum Multiple Access Communication System Using Satellite or Terrestrial Repeaters" («Система связи множественного доступа с расширением по спектру, в которой используются спутниковые или наземные ретрансляторы») и в патенте США №5691174, выданном 25 ноября 1997 г., озаглавленном "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 полного спектра передаваемой мощности в системе связи с расширением по спектру для отслеживания фазы, времени и энергии индивидуального получателя»), которые оба принадлежат заявителю настоящего изобретения и включены сюда посредством ссылки во всей полноте.

Способ обеспечения мобильной связи МДКР был стандартизирован в Соединенных Штатах в TIA/EIA/IS-95-A под названием "Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System" («Стандарт совместимости мобильной станции и базовой станции для двухрежимной широкополосной системы сотовой связи с расширением по спектру»), который будем называть здесь IS-95. Другие системы связи описаны в других стандартах, например, IMT-2000/UM или International Mobile Telecommunications System 2000/Universal Mobile Telecommunications System, каковые стандарты охватывают то, что называют широкополосной МДКР (WCDMA), cdma2000 (например, стандарты cdma2000 1x или 3x) или TD-SCDMA.

I.Иллюстративная среда связи

На фиг.1 показана иллюстративная система беспроводной связи (СБС) 100, которая включает в себя базовую станцию 112, два спутника 116a и 116b и два связанных шлюза (также именуемые здесь концентраторами) 120a и 120b. Эти элементы участвуют в беспроводной связи с пользовательскими терминалами 124a, 124b и 124c. Обычно базовые станции и спутники/шлюзы являются компонентами разных наземных и спутниковых систем связи. Однако эти разные системы могут взаимодействовать как единая инфраструктура связи.

Хотя на фиг.1 показаны одна базовая станция 112, два спутника 116 и два шлюза 120 для достижения нужной емкости связи и географического охвата можно использовать любое количество этих элементов. Например, иллюстративная реализация СБС 100 включает в себя 48 или более спутников, движущихся в восьми разных орбитальных плоскостях на низкой околоземной орбите (НОО) для обслуживания большого количества пользовательских терминалов 124.

Термины базовая станция и шлюз также иногда используют взаимозаменяемо, каждая из них является стационарной центральной станцией связи, а шлюзы, например, шлюзы 120, рассматриваются в области техники как высокоспециализированные базовые станции, которые направляют передачи через спутниковые ретрансляторы, тогда базовые станции (которые иногда также называют базовыми площадками), например, базовая станция 112, использует наземные антенны для направления передач в окружающие географические области.

Каждый пользовательский терминал 124 имеет или включает в себя устройство или устройство беспроводной связи, например, но без ограничения, сотовый телефон, беспроводная трубка, приемопередатчик датчик или приемник пейджинга или определения местоположения. Поэтому, каждый из пользовательских терминалов 124 может быть, при желании, карманным, портативным, например, установленным на транспортном средстве (включая, например, автомобили, грузовые автомобили, катера, поезда и самолеты) или стационарным. Например, на фиг.1 пользовательский терминал 124a показан как стационарный телефон или приемопередатчик данных, пользовательский терминал 124b показан как карманное устройство, и пользовательский терминал 124c как портативное устройство, установленное на транспортном средстве. Устройства или терминалы беспроводной связи 124 также иногда называют мобильными беспроводными терминалами, пользовательскими терминалами, абонентскими блоками, мобильными блоками, мобильными станциями, мобильными рациями или просто «пользователями», «мобильниками», «терминалами» или «абонентами» в некоторых системах связи, в зависимости от предпочтения.

Пользовательские терминалы 124 участвуют в беспроводной связи с другими элементами в СБС 100 посредством системы данных CDMA. Однако настоящее изобретение можно применять в системах, где используются другие методы связи, например, множественный доступ с временным разделением (МДВР) и множественный доступ с частотным разделением (МДЧР) или другие вышеперечисленные формы волны или методы (WCDMA, CDMA2000...).

В общем случае, лучи от источника луча, например, базовой станции 112 или спутников 116, покрывают различные географические области определенной конфигурации. Лучи с разными частотами, также именуемые каналами МДКР, каналами, мультиплексированными с частотным разделением (МЧР) или «подлучами», могут быть направлены на перекрытие одной и той же области. Специалистам в данной области легко понять, что зона покрытия луча или обслуживания для множественных спутников, или диаграмм направленности антенны для множественных базовых станций может быть предназначена для полного или частичного перекрытия в данной области в зависимости от конструкции системы связи и типа предоставляемой услуги и в зависимости от пространственного разнесения.

На фиг.1 показано несколько иллюстративных путей прохождения сигнала. Например, линии связи 130a-c обеспечивают обмен сигналами между базовой станцией 112 и пользовательскими терминалами 124. Аналогично, линии связи 138a-d обеспечивают обмен сигналами между спутниками 116 и пользовательскими терминалами 124. Связь между спутниками 116 и шлюзами 120 осуществляется по линиям связи 146a-d.

Пользовательские терминалы 124 способны участвовать в двусторонней связи с базовой станцией 112 и/или спутниками 116. Поэтому каждая из линий связи 130 и 138 включает в себя прямую линию связи и обратную линию связи. Прямая линия связи переносит информационные сигналы на пользовательские терминалы 124. Для наземной связи в СБС 100 прямая линия связи переносит информационные сигналы от базовой станции 112 на пользовательский терминал 124 по линии связи 130. Спутниковая прямая линия связи в рамках СБС 100 переносит информацию от шлюза 120 на спутник 116 по линии связи 146 и от спутника 116 на пользовательский терминал 124 по линии связи 138. Таким образом, наземные прямые линии связи обычно образуют два или более беспроводных путей прохождения сигнала между пользовательским терминалом и шлюзом через, по меньшей мере, один спутник (без учета многолучевого распространения).

В рамках СБС 100, обратная линия связи переносит информационные сигналы от пользовательского терминала 124 либо на базовую станцию 112, либо на шлюз 120. По аналогии с прямыми линиями связи в СБС 100 обратные линии связи обычно требуют одного беспроводного пути прохождения сигнала для наземной связи и двух беспроводных путей прохождения сигнала для спутниковой связи. СБС 100 может обеспечивать различные варианты связи по этим прямым линиям связи, например услуги низкой скорости передачи данных (НСД) и высокой скорости передачи данных (ВСД). Иллюстративная услуга НСД обеспечивает прямые линии связи со скоростью от 3 килобит в секунду (кбит/с) до 9.6 кбит/с, а иллюстративная услуга ВСД обеспечивает типичные скорости передачи данных 604 кбит/с и выше.

Согласно описанному выше СБС 100 осуществляет беспроводную связь согласно принципам МДКР. Таким образом, сигналы, передаваемые по прямым и обратным линиям связи линий связи 130, 138 и 146, переносят сигналы, закодированные, расширенные по спектру и канализованные согласно стандартам передачи МДКР. Кроме того, на этих прямых и обратных линиях связи можно использовать блочное перемежение. Эти блоки передаются в кадрах, имеющих заранее определенную длительность, например 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 (именуемая здесь мощностью передачи на прямой линии связи) может изменяться в соответствии с пользовательским терминалом 124 и временем. Эта особенность изменения с течением времени может применяться на покадровой основе. Такая регулировка мощности осуществляется для поддержания частоты битовой ошибки (ЧБО) прямой линии связи в определенных пределах, для снижения помехи и экономии мощности передачи.

Пользовательские 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 (именуемая здесь мощностью передачи на обратной линии связи) может изменяться в соответствии с пользовательским терминалом 124 и временем. Эта особенность изменения с течением времени может применяться на покадровой основе. Такая регулировка мощности осуществляется для поддержания частоты битовой ошибки (ЧБО) прямой линии связи в определенных пределах, для снижения помехи и экономии мощности передачи.

Иллюстративные методы осуществления управления мощностью в таких системах связи описаны в патентах США № 5383219, под названием "Fast Forward Link Power Control In A Code Division Multiple Access System" («Быстрое управление мощностью на прямой линии связи в системе множественного доступа с кодовым разделением»), 5396516, под названием "Method And System For The Dynamic Modification Of Control Parameters In A Transmitter Power Control System" («Способ и система для динамического изменения параметров управления в системе управления мощностью передачи») и 5056109, под названием "Method and Apparatus For Controlling Transmission Power In A CDMA Cellular Mobile Telephone System" («Способ и устройство для управления мощностью передачи в системе сотовой телефонной связи МДКР»), которые включены сюда посредством ссылки.

II.Мобильный беспроводной терминал

На фиг.2 изображена блок-схема иллюстративного МБТ 206, построенного и действующего с соответствии с принципами настоящего изобретения. МБТ 206 осуществляет беспроводную связь с базовой станцией или шлюзом (под общим названием удаленная станция), которая/ый не показан(а) на фиг.2. Кроме того, МБТ 206 может осуществлять связь с пользовательским терминалом. МБТ 206 принимает данные от внешних источников/стоков данных, например, сети передачи данных, терминалов передачи данных и т.д. по линии 210 связи, например по линии связи ethernet. Кроме того, МБТ 206 передает данные на внешние источники/стоки 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, подключенный к линии 210 связи. Контроллер 214 обменивается данными с блоком 215 памяти/хранения и взаимодействует с таймером 217. Контроллер 214 подает данные, подлежащие передаче, на совокупность беспроводных модемов 216a-216n и принимает данные от них посредством соответствующих линий 218a-218n двусторонней передачи данных между контроллером 214 и модемами 216. Соединения 218 для передачи данных могут представлять собой несколько соединений для передачи данных. Количество N модемов, которое можно использовать, может принимать одно из нескольких значений, по желанию, в зависимости от известных вопросов конструкции, например, сложности, стоимости и т.д. В иллюстративной реализации, N=16.

Беспроводные модемы 216a-216n выдают РЧ-сигналы 222a_T-222n_T на блок 220 объединения/разделения мощности и принимают от него РЧ-сигналы 222a_R-222n_R по совокупности двусторонних РЧ соединений/кабелей между модемами и блоком объединения/разделения мощности. В направлении передачи (т.е. обратной линии связи), объединитель мощности, входящий в состав блока 220, объединяет РЧ-сигналы, принятые от всех модемов 216, и выдает объединенный (т.е. совокупный) РЧ передаваемый сигнал 226 на передающий усилитель мощности 228. Передающий усилитель 228 мощности выдает усиленный совокупный РЧ передаваемый сигнал 230 на дуплексер 232. Дуплексер 232 выдает усиленный совокупный РЧ передаваемый сигнал на антенну 208. В МБТ 206 дуплексная передача может осуществляться другими средствами помимо дуплексера 232, например, с использованием раздельных передающей и приемной антенн. Кроме того, монитор 234 мощности, подключенный к выходу усилителя 228 мощности, отслеживает уровень мощности усиленного совокупного передаваемого сигнала 230. Монитор 234 мощности выдает сигнал 236, указывающий уровень мощности усиленного совокупного передаваемого сигнала 230, на контроллер 214. В альтернативной схеме МБТ 206 монитор 234 мощности измеряет уровень мощности совокупного сигнала 226 на входе передающего усилителя 228. В этой альтернативной схеме, совокупная предельная мощность передачи МБТ 206 задается на входе передающего усилителя 228, а не на его выходе, и описанные ниже способы настоящего изобретения учитывают это.

В направлении приема (т.е. прямой линии связи) антенна 208 выдает принимаемый сигнал на дуплексер 232. Дуплексер 232 маршрутизирует принимаемый сигнал на приемный усилитель 240. Приемный усилитель 240 выдает усиленный принимаемый сигнал на блок 220. Разделитель мощности, входящий в состав блока 220, делит усиленный принимаемый сигнал на совокупность отдельных принимаемых сигналов и выдает каждый индивидуальный сигнал на соответствующий один из модемов 216.

МБТ 206 осуществляет связь с удаленной станцией по совокупности беспроводных линий 250a-250n связи МДКР, установленных между МБТ 206 и удаленной станцией. Каждая из линий 250 связи связана с соответствующим одним из модемов 216. Беспроводные линии 250a-250n связи могут действовать одновременно друг с другом. Каждая из беспроводных линий 250 связи поддерживает беспроводные каналы трафика для переноса данных между МБТ 206 и удаленной станцией в направлениях прямой и обратной линий связи. Совокупность беспроводных линий 250 связи образуют часть радиоинтерфейса 252 между МБТ 206 и удаленной станцией.

В данном варианте осуществления работа МБТ 206 ограничена совокупной предельной мощностью передачи (СПМ) на выходе передающего усилителя 228. Другими словами, необходимо, чтобы МБТ 206 ограничивал мощность передачи сигнала 230 уровнем, предпочтительно, более низким, чем совокупная предельная мощность передачи. Все модемы 216, в процессе передачи, вносят свой вклад в совокупную мощность передачи сигнала 230. Соответственно, настоящее изобретение включает в себя принципы управления мощностями передачи модемов 216, вследствие чего совокупная мощность передачи модемов 216, имеющая место в передаваемом сигнале 230, должна быть ниже совокупной предельной мощности передачи.

Перевозбуждение передающего усилителя 228 приводит к тому, что уровень мощности сигнала 230 превышает совокупную предельную мощность передачи. Поэтому, настоящее изобретение предусматривает установление индивидуальной предельной мощности передачи (также именуемой пределом передачи) для каждого из модемов 216. Отдельные предельные мощности передачи связаны с совокупной предельной мощностью передачи таким образом, чтобы модемы 216 не могли совместно вызвать перевозбуждение передающего усилителя 228. В ходе работы МБТ 206 настоящее изобретение предусматривает обнаружение запредельных модемов среди модемов 216. В случае обнаружения запредельного(ых) модема(ов) контроллер 214 регулирует индивидуальные предельные мощности передачи на, по меньшей мере, некоторых из модемов 216 на основании совокупной предельной мощности передачи и соответствующих оценочных мощностей передачи от модемов 216, чтобы предельная мощность передачи каждого индивидуального модема согласовывалась с соответствующей мощностью передачи индивидуального модема. Задача состоит в максимизации ширины полосы (т.е. скорости передачи передаваемых данных) для данной совокупной предельной мощностью передачи путем регулировки предельных мощностей передачи индивидуальных модемов.

Хотя МБТ 206 показан как мобильное устройство, следует понимать, что МБТ не ограничивается мобильной платформой или портативными платформами. Например, МБТ 206 может находиться на стационарной(м) базовой станции или шлюзе. МБТ 206 также может находиться на стационарном пользовательском терминале 124a.

III.Модем

На фиг.3 изображена блок-схема иллюстративного модема 300, представляющего каждый из модемов 216. Модем 300 действует согласно принципам МДКР. Модем 300 включает в себя интерфейс 302 данных, контроллер 304, память 306, процессор или модуль 308 сигналов модема, например, один или несколько цифровых сигнальных процессоров (ЦСП) или СИС, подсистему 310 преобразования промежуточной частоты ПЧ/РЧ и необязательный монитор 312 мощности, которые все связаны друг с другом шиной 314 данных. В некоторых системах модемы не содержат процессоров передачи и приема, связанных в пару, как в более традиционной конструкции модема, но могут использовать массив передатчиков и приемников или модуляторов и демодуляторов, которые соединены между собой по желанию для обработки пользовательских передач и одного или нескольких сигналов или, в противном случае, времени, совместно используемого пользователями.

В направлении передачи контроллер 304 принимает данные, подлежащие передаче, от контроллера 214 по соединению 218i для передачи данных (где i обозначает любой из модемов 216a-216n) и через интерфейс 302. Контроллер 304 выдает данные, подлежащие передаче, на процессор 308 модема. Процессор 312 передачи (Tx) процессора 308 модема кодирует и модулирует данные, подлежащие передаче, и упаковывает данные в кадры данных, подлежащие передаче. Процессор 312 передачи выдает сигнал 314, включающий в себя кадры данных, на подсистему 310 ПЧ/РЧ. Подсистема 310 осуществляет преобразование с повышением частоты и усиление сигнала и выдает полученный преобразованный с повышением частоты и усиленный сигнал 222i на блок 220 объединения/разделения мощности. Необязательный измеритель 312 мощности отслеживает уровень мощности сигнала 222i_T (т.е. фактическую мощность передачи, на которой модем 300 передает вышеупомянутые кадры данных). Альтернативно, модем 300 может определять мощность передачи модема на основании настроек усиления/ослабления подсистемы ПЧ/РЧ 310 и скорости передачи данных, на которой модем 300 передает кадры данных.

В направлении приема подсистема ПЧ/РЧ 310 принимает принимаемый сигнал 222i_R от блока 220, объединения/разделения мощности осуществляет преобразование с понижением частоты сигнала 222i_R и выдает полученный преобразованный с понижением частоты сигнал 316, включающий в себя принятые кадры данных, на процессор 318 приема (Rx) процессора 308 модема. Процессор 318 приема извлекает данные из кадров данных, после чего контроллер 304 подает извлеченные данные на контроллер 304 с использованием интерфейса 302 и соединения 218i для передачи данных.

Каждый модем 216 передает и принимает кадры данных в соответствии с описанным выше и ниже. На фиг.4 показан иллюстративный кадр 400 данных, который может передавать или принимать любой из модемов 216. Кадр 400 данных включает в себя поле 402 управления или служебной нагрузки и поле 404 полезной нагрузки. Поля 402 и 404 включают в себя биты данных, используемые для переноса либо информации управления (402), либо данные полезной нагрузки (404). Поле 402 управления включает в себя информацию управления и заголовка, используемую для управления линией связи, установленной между соответствующим одним из модемов 216 и удаленной станцией. Поле 404 полезной нагрузки включает в себя данные полезной нагрузки (биты 406), например, данные, подлежащие передаче между контроллером 214 и удаленной станцией в ходе вызова для передачи данных (т.е. по линии связи, установленной между модемом и удаленной станцией). Например, данные, принятые от контроллера 214, по линии 218i передачи данных, упаковываются в поле 404 полезной нагрузки.

Кадр данных 400 имеет длительность Т, например, 20 миллисекунд. Данные полезной нагрузки в поле 404 полезной нагрузки переносятся на одной из совокупности скоростей передачи данных, включающей в себя максимальную или полную скорость (например, 9600 бит в секунду (бит/с)), половинную скорость (например, 4800 бит/с), четвертную скорость (например, 2400 бит/с) или скорость одна восьмая (например, 1200 бит/с). Каждый из модемов 216 пытается передавать данные на полной скорости (т.е. на максимальной скорости передачи данных). Однако запредельный модем ограничивается по скорости, благодаря чему модем снижает свою скорость передачи передаваемых данных с максимальной скорости до более низкой скорости, что будет рассмотрено ниже. Кроме того, каждый из модемов 216 может передавать кадр данных (например, кадр данных 400) без данных полезной нагрузки. Это называют кадром данных нулевой скорости.

В одной конструкции модема каждый из битов данных 406 в кадре несет постоянное количество энергии, независимо от скорости передачи передаваемых данных. Таким образом, в кадре, энергия бита Е_b является постоянной для всех различных скоростей передачи данных. В этой конструкции модема каждый кадр данных соответствует мгновенной мощности передачи модема, которая пропорциональна скорости передачи данных, на которой передается кадр данных. Поэтому, чем ниже скорость передачи данных, тем ниже мощность передачи модема. При переносе данных на пониженных скоростях энергия каждого бита, в общем случае, распределяется по времени. Таким образом, для половинной скорости энергия бита распределяется по вдвое большему промежутку времени, для четвертной скорости - по вчетверо большему промежутку времени и т.д. Благодаря такому распределению энергии передачи по кадру данных на участках кадра не происходит выбросов энергии, которые могли бы превысить разрешенный предел.

Кроме того, при переносе данных на пониженных скоростях, энергия каждого бита, в общем случае, распределяется по времени. Таким образом, для половинной скорости, энергия бита распределяется по вдвое большему промежутку времени, для четвертной скорости - по вчетверо большему промежутку времени и т.д. Благодаря такому распределению энергии передачи по кадру данных на участках кадра не происходит выбросов энергии, которые могли бы превысить разрешенный предел.

Каждый из модемов 216 выдает отчеты о состоянии на контроллер 214 по соответствующим соединениям 218 для передачи данных. На фиг.5 представлен иллюстративный отчет 500 о состоянии. Отчет 500 о состоянии включает в себя поле 502 скорости передачи данных модема, поле 504 мощности передачи модема и необязательное поле 506 индикатора запредельности (также именуемое ограничением скорости). Каждый модем сообщает скорость передачи данных последнего переданного кадра данных в поле 502 и мощность передачи последнего переданного кадра данных в поле 504. Кроме того, каждый модем может, в необязательном порядке, сообщать, находится ли он в состоянии ограничения скорости, в поле 506.

В другой альтернативной конструкции модема, модем может выдавать сигналы состояния, указывающие запредельное состояние/состояние ограничения скорости, мощность передачи и скорость передачи передаваемых данных модема.

IV. Иллюстративный способ

На фиг.6 изображена логическая блок-схема иллюстративного способа или процесса 600, представляющая работу модема 300 и, таким образом, каждого из модемов 216. Способ 600 предусматривает, что между модемом (например, модемом 216a) и удаленной станцией установлен вызов для передачи данных. Таким образом, между модемом и удаленной станцией установлена линия связи, включающая в себя прямую лин