專利名稱：用短代碼控制碼分多址系統(tǒng)中初始功率提升的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及CDMA通信系統(tǒng)，具體來(lái)說(shuō)，它涉及一種CDMA通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠利用從用戶單元向基站發(fā)射短代碼來(lái)減少基站檢測(cè)從用戶單元發(fā)出的信號(hào)所需的時(shí)間。縮短了的檢測(cè)時(shí)間允許用戶單元有更快的初始發(fā)射功率提升，而且還能減少不必要的功率過(guò)剩。
背景技術(shù)：
近十年來(lái)，無(wú)線通信系統(tǒng)隨著其可靠性和容量的提高而得到了迅猛的發(fā)展。無(wú)線通信系統(tǒng)可以在許多方面得到應(yīng)用，但在這些方面陸基線路卻不夠?qū)嵱没虿荒苁褂谩o(wú)線通信系統(tǒng)的應(yīng)用包括蜂窩電話通信，遠(yuǎn)程定位通信，以及用于災(zāi)難恢復(fù)的臨時(shí)通信。無(wú)線通信系統(tǒng)已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)適用的替代物，以替換陳舊的電話線路和過(guò)時(shí)的電話設(shè)備。
無(wú)線通信系統(tǒng)中所使用的RF譜是一種非常重要的資源。該RF譜必須在所有的商業(yè)、政府和軍事應(yīng)用中共享。因此為了提高系統(tǒng)的容量，就需要不斷地改進(jìn)無(wú)線通信系統(tǒng)的效率。
碼分多址(CDMA)無(wú)線通信系統(tǒng)在這個(gè)領(lǐng)域中顯示出了特殊的前景。盡管時(shí)分多址(TDMA)和頻分多址(FDMA)系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)最先進(jìn)的技術(shù)得到了改進(jìn)，但CDMA系統(tǒng)，接頭上述寬帶碼分多址TM(B-CDMATM)系統(tǒng)卻具備TDMA和FDMA系統(tǒng)所沒(méi)有的大量?jī)?yōu)點(diǎn)。其效能主要表現(xiàn)在B-CDMATM系統(tǒng)的改進(jìn)型編碼和調(diào)制密度，抗干擾能力和多路容限以及對(duì)各通信單元中相同頻譜的再利用方面。CDMA通信信號(hào)的格式也使得通話極難被截獲，因而更好地保護(hù)了用戶的個(gè)人隱私并且對(duì)欺詐行為具有更強(qiáng)的免疫力。
在一個(gè)CDMA系統(tǒng)中，相同的頻譜部分可以用于所有用戶單元的通信。各用戶單元的基帶數(shù)據(jù)信號(hào)被一種稱為“傳播代碼”的代碼序列放大，該代碼序列具有高于數(shù)據(jù)的速率。傳播代碼速率與數(shù)據(jù)符號(hào)速率之比稱為“成本因子”或“處理增益”。這種編碼方式使得發(fā)射譜大大寬于基帶數(shù)據(jù)信號(hào)的頻譜，因此在技術(shù)上被稱為“傳播譜”。通過(guò)給各個(gè)通信連接(稱為CDMA信道)分配一個(gè)獨(dú)有的傳播代碼，就可區(qū)分出不同的用戶單元及其通信。由于所有的通信都是在相同的頻段上發(fā)送的，各個(gè)CDMA通信都將其它用戶單元的通信與和噪聲相關(guān)的信號(hào)(無(wú)論在時(shí)間上還是頻率上都與噪聲相關(guān))重疊起來(lái)。
多個(gè)用戶使用相同的頻譜可以提高系統(tǒng)的效率。但是，隨著用戶數(shù)量的增加，它也會(huì)使系統(tǒng)性能逐漸下降。各用戶單元都用自身獨(dú)有的傳播代碼來(lái)檢測(cè)通信信號(hào)中的有效信號(hào)，而其它信號(hào)都將被視為噪聲。從用戶單元到達(dá)基站的信號(hào)越強(qiáng)，基站在接收和解調(diào)其它用戶單元信號(hào)時(shí)所受的干擾就越大。在極端情況下，一個(gè)用戶單元的功率有可能足以使其它用戶單元的通信中斷。因此，在CDMA通信系統(tǒng)中，控制所有用戶單元的發(fā)射功率是極為重要的。而通過(guò)在通信連接建立時(shí)使用一個(gè)閉合環(huán)路功率控制算法就可完美地解決這個(gè)問(wèn)題。
當(dāng)用戶試圖啟動(dòng)與基站的通信并且功率控制環(huán)尚未建立時(shí)，對(duì)發(fā)射功率的控制尤為重要。一般來(lái)說(shuō)，用戶單元所需的發(fā)射功率是作為傳播損失，其它用戶干擾、鄰道噪聲、信號(hào)衰減以及其它信道特性的函數(shù)而連續(xù)變化的。所以，用戶單元并不知道從哪個(gè)功率水平開(kāi)始發(fā)射。如果用戶單元從太高的功率水平開(kāi)始發(fā)射，則它將有可能干擾其它用戶單元的通信，甚至還有可能使其它用戶單元的通信中斷。而如果初始發(fā)射功率水平太低，則基站有可能檢測(cè)不到該用戶單元，進(jìn)而就不能建立通信連接。
有許多方法可以用來(lái)控制CDMA通信系統(tǒng)中的發(fā)射功率。例如，在美國(guó)專利No.5,056,109(Gilhovsenetal)中揭示了一種發(fā)射功率控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，用戶單元的發(fā)射功率是根據(jù)從用戶單元和基站發(fā)出的周期信號(hào)測(cè)量結(jié)果而確定的?；灸芟蛩杏脩魡卧l(fā)射一個(gè)先導(dǎo)信號(hào)，而用戶單元?jiǎng)t能對(duì)接收到的先導(dǎo)信號(hào)進(jìn)行分析并能估計(jì)出發(fā)射信號(hào)中的功率損失，進(jìn)而籍此來(lái)調(diào)整發(fā)射功率。各用戶單元都含有一個(gè)非線性損失輸出濾波器，它能防止功率的突然增加，而功率的突然增加將會(huì)造成對(duì)其它用戶單元的干擾。這種方法極為復(fù)雜，以致于使基站在限制對(duì)其它用戶單元干擾的同時(shí)不能迅速獲得一個(gè)用戶單元。另外，正向連接(從基站到用戶單元的發(fā)射)中的傳播損失，干擾及噪聲電平常常與反向連接(從用戶單元到基站的發(fā)射)不同。因此，根據(jù)正向連接損失估計(jì)出的反向連接功率就不夠精確。
很多其它類型的先前工作中的發(fā)射功率控制系統(tǒng)都需要在通信單元之間進(jìn)行復(fù)雜的信號(hào)控制，或者需要用預(yù)選發(fā)射值來(lái)控制發(fā)射功率。這些發(fā)射功率控制技術(shù)靈活性差而且在實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常是不實(shí)用的。
另外，在EP 0 565 507 A2中揭示了一種可使處于無(wú)線通信初始階段的兩無(wú)線臺(tái)之間的干擾達(dá)到最小化的系統(tǒng)。移動(dòng)臺(tái)可從一低功率水平訪問(wèn)信號(hào)開(kāi)始逐步增加發(fā)射功率水平直到基站檢測(cè)到信號(hào)為止。一旦信號(hào)被檢測(cè)到，則它的功率水平將保持在被檢測(cè)到時(shí)所處的水平，從而避免了信號(hào)干擾。EP 0 565 507 A2還揭示了一種方法，該方法可使移動(dòng)臺(tái)與基站之間的隨機(jī)訪問(wèn)通信保持同步化而不管它們之間的距離如何變化。
因此，需要有一種有效的方法來(lái)控制無(wú)線CDMA通信系統(tǒng)內(nèi)用戶單元的初始發(fā)射功率提升。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種新穎的方法，它能夠利用一個(gè)在初始功率提升期間從用戶單元向基站發(fā)射的短代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)CDMA通信系統(tǒng)在建立一個(gè)信道期間的發(fā)射功率的控制。該短代碼是一個(gè)由基站來(lái)檢測(cè)的序列，它的周期小于傳統(tǒng)傳播代碼的周期。其功率提升水平的起始點(diǎn)確保低于基站檢測(cè)所需的功率水平。用戶單元可以在重復(fù)發(fā)射此短代碼的同時(shí)迅速增加發(fā)射功率，直到其信號(hào)被基站檢測(cè)出來(lái)為止。一旦基站檢測(cè)到這個(gè)短代碼，它將向用戶單元發(fā)出一個(gè)指示以停止增加發(fā)射功率。短代碼的代用可以限制功率過(guò)剩和對(duì)其它用戶站的干擾，而且還允許基站迅速與由用戶單元使用的傳播代碼達(dá)到同步。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種改進(jìn)型技術(shù)，它能夠在通信信道建立期間，對(duì)CDMA用戶單元與基站之間的功率提升進(jìn)行控制。
通過(guò)閱讀對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)例所作的說(shuō)明，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清晰明白。


圖1是一種根據(jù)本發(fā)明所述碼分多址通信系統(tǒng)的概括示意圖；圖2顯示了一個(gè)基站的工作范圍；圖3是基站與用戶單元之間通信信號(hào)的時(shí)序圖；圖4是在基站與用戶單元之間建立一個(gè)通信信道時(shí)的流程圖；圖5是用戶單元的發(fā)射功率輸出圖；圖6A和6B是在利用根據(jù)本發(fā)明所述短代碼的優(yōu)選實(shí)例中，在基站與用戶單元之間建立一個(gè)通信信道時(shí)的流程圖；圖7是采用短代碼的用戶單元的發(fā)射功率輸出圖；圖8顯示了短代碼的自適應(yīng)選擇；圖9是根據(jù)本發(fā)明所述基站的框圖；圖10是根據(jù)本發(fā)明所述用戶單元的框圖；圖11A和11B是根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)容而實(shí)現(xiàn)的提升過(guò)程的流程圖；圖12顯示了在一個(gè)基站和多個(gè)用戶單元之間傳播的信號(hào)；
圖13是在基站與采用慢速初始截獲的用戶單元之間初步建立一個(gè)通信信道的優(yōu)選實(shí)例的流程圖；圖14是在基站與采用快速再獲取的用戶單元之間重新建立一個(gè)通信信道的優(yōu)選實(shí)例的流程圖；圖15A顯示了一個(gè)基站與多個(gè)用戶單元之間的通信；圖15B顯示了基站和一個(gè)虛擬放置的用戶單元；圖16是虛擬放置的多個(gè)用戶單元的概括示意圖；圖17是一個(gè)根據(jù)本發(fā)明所述技術(shù)制成的用戶單元；圖18是在基站與采用慢速初始截獲的用戶單元之間初步建立一個(gè)通信信道的一個(gè)替代實(shí)例的流程圖；圖19是在基站與采用快速再獲取的用戶單元之間重新建立一個(gè)通信信道的另一個(gè)替代實(shí)例的流程圖；圖20是在基站與采用慢速初始截獲的用戶單元之間初步建立一個(gè)通信信道的第二個(gè)替代實(shí)例的流程圖；以下將參考附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例進(jìn)行說(shuō)明，附圖中相同的參考序號(hào)代表同樣的單元。
具體實(shí)施例方式
圖1中顯示了一種采用本發(fā)明所述內(nèi)容的通信網(wǎng)絡(luò)10。該通信網(wǎng)絡(luò)10一般含有一個(gè)或多個(gè)基站14，各基站都能夠與多個(gè)用戶單元16進(jìn)行無(wú)線通信，這些用戶單元可以是固定的或是移動(dòng)的。各用戶單元16可以或者與最近的基站14或與提供最強(qiáng)通信信號(hào)的基站14進(jìn)行通信。基站14也與一個(gè)基站控制器20進(jìn)行通信，基站控制器20則用于協(xié)調(diào)各基站14之間的通信。該通信網(wǎng)絡(luò)10還可與一個(gè)公共交換電話網(wǎng)(PSTN)22相連接，而基站控制器20與可協(xié)調(diào)基站14與PSTN22之間的通信。盡管其中移動(dòng)提供有陸基線路，但基站14最好通過(guò)無(wú)線連接與基站控制器20進(jìn)行通信。而當(dāng)基站14距基站控制器20很近時(shí)，路基線路將特別適用。
基站控制器20可執(zhí)行多種功能。首先，基站控制器20提供了所有的信號(hào)操作、管理和保持(OA & M)功能，它們與在用戶單元16、基站14和基站控制器20之間建立及保持所有的無(wú)線通信密切相關(guān)?；究刂破?0還在無(wú)線通信系統(tǒng)10和PSTN22之間提供了一個(gè)接口。這個(gè)接口包括對(duì)通過(guò)基站控制器20進(jìn)入和離開(kāi)系統(tǒng)10的通信信號(hào)的多路編碼和多路解碼操作。盡管圖中的無(wú)線通信系統(tǒng)10是利用天線來(lái)發(fā)射RF信號(hào)的，熟練人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，通信工作也可通過(guò)微波或上行連接的衛(wèi)星來(lái)完成的。此外，基站控制器20的功能可以與基站14組合在一起，這樣就形成了一個(gè)“主基站”。
參考圖2，其中顯示了在一個(gè)基站14和多個(gè)用戶單元16之間的信號(hào)傳播。一個(gè)雙向通信信道(連接)18包括一從基站14向用戶單元16發(fā)射的信號(hào)20(TX)和一基站14從用戶單元16接收到信號(hào)22(RX)。TX信號(hào)20被基站14發(fā)射后經(jīng)過(guò)一段傳播延遲эt后到達(dá)基站14。因此，信號(hào)往返的傳播延遲為2эt。
在本優(yōu)選實(shí)例中，基站14的工作范圍約為30公里。因此，處于最大工作范圍上的用戶單元16的往返傳播延遲24為240毫秒。
熟練人員應(yīng)該明白，在基站和用戶單元之間建立一條通信信道是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，該過(guò)程涉及許多待由基站14和用戶單元16完成的超出本發(fā)明范圍的任務(wù)，本發(fā)明只針對(duì)通信信道建立期間的初始功率提升和同步化問(wèn)題。
參考圖3，其中顯示了傳輸于基站14和用戶單元16之間的信號(hào)。根據(jù)本發(fā)明所述，基站14向所有位于其發(fā)射范圍之內(nèi)的用戶單元16連續(xù)發(fā)射一個(gè)引導(dǎo)代碼40。該引導(dǎo)代碼40是一個(gè)傳播代碼，它不含有數(shù)據(jù)位。引導(dǎo)代碼40被用于用戶單元16的信號(hào)獲取和同步化處理，它還用于確定接收器內(nèi)使用的自適應(yīng)匹配濾波器的參數(shù)。
用戶單元16在進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)射或接收之前必須先獲取基站14發(fā)出的引導(dǎo)代碼40。通過(guò)這個(gè)獲取過(guò)程，用戶單元16就可使其自身產(chǎn)生的傳播代碼與接收到的引導(dǎo)代碼相一致。用戶單元16將對(duì)接收到的引導(dǎo)代碼40的所有可能相位進(jìn)行搜索，直到找出正確的相位(引導(dǎo)代碼40的起始點(diǎn))為止。
然后，用戶單元16可將其自身的發(fā)射傳播代碼的起始點(diǎn)與引導(dǎo)代碼40的起始點(diǎn)對(duì)齊，從而使其自身發(fā)射的傳播代碼與接收到的引導(dǎo)代碼40同步。這種接收和發(fā)射同步的意義之一在于，就傳播代碼的相位而言，用戶單元16將不會(huì)引入附加的延遲。因此，如圖3所示，基站14發(fā)射的引導(dǎo)代碼40與基站14接收到的由用戶單元16發(fā)出的傳播代碼42之間的相對(duì)延遲為2эt，它完全由往返傳播延遲造成。
本實(shí)例中，引導(dǎo)代碼的長(zhǎng)度為29,877,120片，根據(jù)傳播因子，發(fā)射此代碼需要大約2至5秒鐘。無(wú)論使用何種類型的數(shù)據(jù)速率或帶寬，引導(dǎo)代碼40的長(zhǎng)度都應(yīng)被選擇為數(shù)據(jù)符號(hào)的倍數(shù)。正如熟練人員所熟知的那樣，較長(zhǎng)的引導(dǎo)代碼40具有較好的隨機(jī)特性，而且引導(dǎo)代碼40的頻率響應(yīng)也就更加一致。另外，較長(zhǎng)的引導(dǎo)代碼40也具有較低的信道交叉相關(guān)性。因此，就可以在干擾較小的情況下增加系統(tǒng)10的容量以支持更多的用戶單元16。長(zhǎng)引導(dǎo)代碼的使用還支持了較大數(shù)目的隨機(jī)短代碼。為了達(dá)到同步的目的，引導(dǎo)代碼40的周期被選擇為與所有系統(tǒng)10使用的其它傳播代碼相同。這樣，一旦用戶單元獲取了引導(dǎo)代碼40，它就能夠與基站14發(fā)射的所有其它信號(hào)都同步。
在空閑周期內(nèi)，當(dāng)通話尚未進(jìn)行或處于未定狀態(tài)時(shí)，用戶單元16可通過(guò)周期性地獲取引導(dǎo)代碼40而與基站14保持同步。此舉對(duì)用戶單元16接收和解調(diào)任何下行發(fā)射(尤其是用于說(shuō)明有通話進(jìn)入的呼叫信息)是十分必要的。
當(dāng)需要建立一個(gè)通信連接時(shí)，基站14在解調(diào)數(shù)據(jù)之前必須先獲取從用戶單元16發(fā)出的信號(hào)。用戶單元16必須發(fā)射一可被基站14獲取的上行連接信號(hào)，以便建立此雙向通信連接。這個(gè)過(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù)就是用戶單元16的發(fā)射功率水平。發(fā)射功率水平太高將損害整體服務(wù)區(qū)域內(nèi)的通信，而發(fā)射功率水平太低，則基站14會(huì)檢測(cè)不到上行連接信號(hào)。
在本發(fā)明的第一個(gè)優(yōu)選實(shí)例中，用戶單元16從保證低于所需功率的功率水平開(kāi)始發(fā)射信號(hào)，并且逐漸增加發(fā)射功率輸出，直至達(dá)到正確的功率水平為止。這樣就防止了強(qiáng)干擾的突然引入，并且提高了系統(tǒng)10的容量。
圖4中顯示了根據(jù)本發(fā)明所述的通信信道建立過(guò)程以及基站14和用戶單元16所完成的任務(wù)。盡管可能有許多用戶單元16處于基站14的工作范圍之內(nèi)，但為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，以下將只參考一個(gè)用戶單元16來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的工作原理。
基站14首先向處于其工作范圍之內(nèi)的所有用戶單元16連續(xù)發(fā)射一個(gè)周期性的引導(dǎo)代碼40(步驟100)。在基站14發(fā)射引導(dǎo)代碼40(步驟100)的同時(shí)，基站14還對(duì)由用戶單元16發(fā)出的一個(gè)“訪問(wèn)代碼”42進(jìn)行搜索(步驟101)。該訪問(wèn)代碼42是在初始通信和功率提升期間從用戶單元16發(fā)射向基站14的一個(gè)已知傳播代碼。基站14必須對(duì)用戶單元16發(fā)出的訪問(wèn)代碼42的所有可能相位(時(shí)間漂移)進(jìn)行搜索以找出正確的相位。這個(gè)過(guò)程稱為“獲取”或“檢測(cè)”過(guò)程(步驟101)。訪問(wèn)代碼42越長(zhǎng)，基站14搜索相位并獲取正確相位所需的時(shí)間就越長(zhǎng)。
如上所述，從基站14發(fā)出信號(hào)到基站14接收到返回信號(hào)之間的相對(duì)延遲相當(dāng)于往返傳播延遲2эt。最大延遲出現(xiàn)于基站14的最大工作范圍(稱之為蜂窩邊界)處。因此，基站14至多要搜索與最大往返傳播延遲中所包含的相位數(shù)目相等的多個(gè)代碼相位，而其中的代碼相位數(shù)一般少于一個(gè)代碼周期中的代碼相位數(shù)。
對(duì)于數(shù)據(jù)速率Rb和傳播代碼速率Rc來(lái)說(shuō)，比值L＝Rc/Rb被稱為傳播因子或過(guò)程增益。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例中，蜂窩邊界的半徑為30公里，根據(jù)過(guò)程增益，它大約對(duì)應(yīng)于最大往返傳播延遲中的1000到2500個(gè)代碼相位。
如果基站14在對(duì)與最大往返傳播延遲相對(duì)應(yīng)的代碼相位進(jìn)行搜索之后并未檢測(cè)到訪問(wèn)代碼，則搜索工作將從引導(dǎo)代碼40中對(duì)應(yīng)于零延遲的相位處重新開(kāi)始(步驟102)。
在空閑周期內(nèi)，基站14發(fā)出的引導(dǎo)代碼40將被用戶單元16接收到，而用戶單元16則可利用此引導(dǎo)代碼40周期性地使其自身的發(fā)射傳播代碼與之同步(步驟103)。如果失去了與引導(dǎo)代碼40的同步，用戶單元16將重新獲取引導(dǎo)代碼40并重新與之同步(步驟104)。
當(dāng)需要初始化一個(gè)通信連接時(shí)，用戶單元16開(kāi)始向基站14回送訪問(wèn)代碼42(步驟106)。用戶單元16在重復(fù)發(fā)射訪問(wèn)代碼42的同時(shí)連續(xù)增加發(fā)射功率，直至接收到基站14的確認(rèn)信息為止?；?4將在最小接收功率水平達(dá)到后開(kāi)始檢測(cè)處于正確相位的訪問(wèn)代碼42(步驟110)。然后基站14將向用戶單元16順序發(fā)射一個(gè)訪問(wèn)代碼檢測(cè)確認(rèn)信號(hào)(步驟112)。根據(jù)接收到的確認(rèn)信號(hào)，用戶單元16將停止增加發(fā)射功率(步驟114)。功率提升完成之后，用戶單元16將執(zhí)行閉合環(huán)路功率控制以及通話設(shè)置信號(hào)的傳送(步驟116)，從而建立起該雙向通信連接。
盡管本優(yōu)選實(shí)例限制了用戶單元16的發(fā)射功率，但基站14采用這種方式來(lái)獲取用戶單元16將有可能導(dǎo)致用戶單元16出現(xiàn)不必要的功率過(guò)剩，并且會(huì)因此降低系統(tǒng)10的性能。
圖5中顯示了用戶單元16的發(fā)射功率輸出圖。在t0處，用戶單元16開(kāi)始以初始發(fā)射功率水平P0發(fā)射信號(hào)，該功率水平P0被保證低于基站14檢測(cè)所需的功率水平。用戶單元16連續(xù)增加發(fā)射功率水平，直至它接收到基站14發(fā)出的指示信號(hào)為止。要想使基站14正確地檢測(cè)到用戶單元16發(fā)出的訪問(wèn)代碼42，則訪問(wèn)代碼42必須1)以足夠的功率水平被接收到；2)在正確的相位處被檢測(cè)到。因此，參考圖5，盡管在tp處訪問(wèn)代碼已經(jīng)處于可以被基站14檢測(cè)到的足夠功率水平，但基站14還必須持續(xù)搜索訪問(wèn)代碼42的正確相位，而它卻出現(xiàn)在tA處。
用于用戶單元16持續(xù)增加輸出發(fā)射功率水平直至接收到基站14發(fā)出的檢測(cè)指示為止，所以訪問(wèn)代碼42的發(fā)射功率將超出基站14檢測(cè)所需的功率水平。這將引起對(duì)其它用戶單元16的不必要的干擾。如果功率過(guò)剩太大，則對(duì)其它用戶單元16的干擾有可能造成該用戶單元16上正在進(jìn)行的通信被中斷。
盡管可以通過(guò)減小用戶單元16提升發(fā)射功率的速度以防止功率過(guò)剩，但是，這將導(dǎo)致通話設(shè)置時(shí)間的延長(zhǎng)。熟練人員應(yīng)該知道還可以采用各種自適應(yīng)提升速率，但是它們也具有缺陷，而且不能明顯地消除各種環(huán)境中的功率過(guò)剩。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例利用“短代碼”和一個(gè)兩級(jí)通信連接建立過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)沒(méi)有大功率過(guò)剩的快速功率提升。用戶單元16發(fā)出的傳播代碼遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于其余的傳播代碼(以下稱為短代碼)，從而使相位的數(shù)目得到了限制，而且使基站14能夠快速地搜索遍代碼。用于此目的的代碼不攜帶數(shù)據(jù)。
圖6A和6B顯示了利用本發(fā)明優(yōu)選實(shí)例所述的短代碼來(lái)建立一個(gè)通信信道時(shí)，基站14和用戶單元16所執(zhí)行的任務(wù)。在空閑周期內(nèi)，基站14向處于其工作范圍內(nèi)的所有用戶單元16周期性地且連續(xù)地發(fā)射引導(dǎo)代碼(步驟150)?；?4同時(shí)也連續(xù)地搜索用戶單元16發(fā)出的短代碼(步驟152)。用戶單元16獲取此引導(dǎo)代碼并使其自身的發(fā)射傳播代碼發(fā)生器與此引導(dǎo)代碼同步。用戶單元16還對(duì)其進(jìn)行周期性的檢查以確保與引導(dǎo)代碼的同步。如果失去了同步，則用戶單元16將重新獲取基站14發(fā)出的先導(dǎo)信號(hào)(步驟156)。
當(dāng)需要建立一個(gè)通信連接時(shí)，用戶單元16開(kāi)始以最小功率水平P0發(fā)射一個(gè)短代碼(步驟158)，并且在重復(fù)發(fā)射此短代碼的同時(shí)持續(xù)增加發(fā)射功率的水平(步驟160)，直至用戶單元16從基站14接收到一個(gè)用于說(shuō)明該短代碼已經(jīng)被基站14檢測(cè)到的確認(rèn)信號(hào)為止。
本優(yōu)選實(shí)例中的訪問(wèn)代碼的長(zhǎng)度約為30百萬(wàn)片，與上述內(nèi)容相同。但是其短代碼的長(zhǎng)度卻小得多。該短代碼的長(zhǎng)度可以選擇為足夠的短，以能允許快速檢測(cè)為準(zhǔn)。選擇短代碼長(zhǎng)度的優(yōu)點(diǎn)在于，它可以均勻地分割訪問(wèn)代碼的周期。對(duì)于下面將要說(shuō)明的訪問(wèn)代碼來(lái)說(shuō)，短代碼的長(zhǎng)度最好選取32、64或128片。另外，短代碼的長(zhǎng)度可以短至一個(gè)符號(hào)的長(zhǎng)度，對(duì)此將在以下進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
由于短代碼的起始點(diǎn)與訪問(wèn)代碼的起始點(diǎn)是同步的，一旦基站14獲得了短代碼，基站14就能知道訪問(wèn)代碼的相應(yīng)相位是N片短代碼相位的一個(gè)整數(shù)倍，其中N是短代碼的長(zhǎng)度。所以，基站14將不必搜索與最大往返傳播延遲相對(duì)應(yīng)的所有可能相位。
利用此短代碼，用于由基站14檢測(cè)的正確相位將更加頻繁地出現(xiàn)。當(dāng)達(dá)到用于接收的最小功率水平時(shí)，短代碼將被很快檢測(cè)到(步驟162)，而且發(fā)射功率過(guò)剩也得到了限制。在不考慮大的功率過(guò)剩的情況下，發(fā)射功率的提升速率可能會(huì)快速增加。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例中，采用短代碼時(shí)的功率提升速率為每毫秒1dB。
基站14向用戶單元16順序發(fā)送一個(gè)短代碼檢測(cè)指示信號(hào)(步驟164)，而用戶單元16則可根據(jù)此接收到的指示信號(hào)進(jìn)入第二級(jí)功率提升階段。
在此階段中，用戶單元16將停止發(fā)射短代碼(步驟166)并且開(kāi)始持續(xù)發(fā)射一個(gè)周期性的訪問(wèn)代碼(步驟166)。用戶單元16在發(fā)射訪問(wèn)代碼的同時(shí)還持續(xù)地提升自己的發(fā)射功率，但是功率提升的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于先前用短代碼時(shí)的提升速率(步驟168)。訪問(wèn)代碼的功率提升速率最好為每毫秒0.05dB。功率的慢速提升可以避免因信道傳播特性發(fā)生很小的變化而造成用戶單元16與基站14失去同步。
此處，基站14已經(jīng)檢測(cè)到處于正確相位和功率水平的短代碼(步驟162)?，F(xiàn)在基站14必須與訪問(wèn)代碼同步，該訪問(wèn)代碼的長(zhǎng)度與所有其它的傳播代碼相同并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于短代碼。利用此短代碼，基站14就能夠更加快速地檢測(cè)出訪問(wèn)代碼的正確相位?；?4開(kāi)始搜索訪問(wèn)代碼的正確相位(步驟170)。但是，由于訪問(wèn)代碼的起始點(diǎn)與短代碼的起始點(diǎn)同步，所以基站14只需進(jìn)行每隔N個(gè)片的搜索；其中N是短代碼的長(zhǎng)度。概括地說(shuō)，基站14通過(guò)以下步驟來(lái)獲取具有正確相位和功率水平的訪問(wèn)代碼1)檢測(cè)短代碼；2)從短代碼的起始點(diǎn)開(kāi)始，每隔N個(gè)片對(duì)訪問(wèn)代碼進(jìn)行搜索，進(jìn)而確定訪問(wèn)代碼的正確相位。
如果在對(duì)最大往返傳播延遲中的相位說(shuō)明進(jìn)行搜索之后并未找到訪問(wèn)代碼的正確相位，則基站14將重新開(kāi)始搜索訪問(wèn)代碼。不同的是，這次基站14將逐片地進(jìn)行搜索(步驟172)而不是每隔N片來(lái)進(jìn)行。當(dāng)訪問(wèn)代碼的正確相位被檢測(cè)到之后(步驟174)，基站14將向用戶單元16發(fā)出一個(gè)訪問(wèn)代碼檢測(cè)確認(rèn)信號(hào)(步驟176)，用戶單元16可根據(jù)此確認(rèn)信號(hào)而停止增加發(fā)射功率(步驟178)。當(dāng)功率提升完成后，閉合環(huán)路功率控制和通話設(shè)置信號(hào)傳送將被執(zhí)行(步驟180)以建立該雙向通信連接。
參考圖7，雖然其初始功率水平P0與先前實(shí)例相同，但用戶單元16可利用短代碼而以較高的速率來(lái)提升發(fā)射功率水平。當(dāng)發(fā)射功率水平超過(guò)最小檢測(cè)水平之后，短代碼將被很塊檢測(cè)出來(lái)，因此就使發(fā)射功率過(guò)剩達(dá)到最小化。
盡管相同的短代碼可以被用戶單元16重復(fù)使用，但在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)例中，短代碼是按照以下步驟而被動(dòng)態(tài)選擇和更新的。參考圖8，短代碼的周期等于一個(gè)符號(hào)的長(zhǎng)度，而且其各周期的起始點(diǎn)都與符號(hào)的邊界對(duì)齊。該短代碼是從正常長(zhǎng)度的傳播代碼中產(chǎn)生的。從傳播代碼起始點(diǎn)開(kāi)始的一個(gè)符號(hào)長(zhǎng)度部分在接下來(lái)的3毫秒內(nèi)將被作為短代碼而保存和使用。每隔3毫秒，傳播代碼中的一個(gè)新的符號(hào)長(zhǎng)度部分將替換舊的短代碼。由于傳播代碼的周期是3毫秒的整數(shù)倍，則每隔一個(gè)傳播代碼周期，相同的短代碼將被重復(fù)。周期性地更新短代碼可以在這個(gè)頻譜上均衡由短代碼產(chǎn)生的干擾。
圖9顯示了基站14的框圖。概括地說(shuō)，該基站14含有一個(gè)接收器部分50、一發(fā)射器部分52和一雙向收發(fā)器54。RF接收器56從雙向收發(fā)器54接收并下行轉(zhuǎn)換RF信號(hào)。接收傳播信號(hào)發(fā)生器58同時(shí)向數(shù)據(jù)接收器60和代碼檢測(cè)器62輸出一個(gè)傳播代碼。在數(shù)據(jù)接收器60中，傳播代碼被與基帶信號(hào)相關(guān)聯(lián)以提取數(shù)據(jù)信號(hào)，該信號(hào)將用于進(jìn)一步的處理。被接收到的基帶信號(hào)也將被送往代碼檢測(cè)器62，而代碼檢測(cè)器62能夠?qū)τ脩魡卧?6發(fā)出的訪問(wèn)代碼或短代碼進(jìn)行檢測(cè)并能調(diào)整傳播代碼發(fā)生器58的周期以建立一個(gè)通信信道18。
在基站14的發(fā)生器部分52中，發(fā)射傳播代碼發(fā)生器64向數(shù)據(jù)發(fā)射器66和引導(dǎo)代碼發(fā)射器68輸出一個(gè)傳播代碼。引導(dǎo)代碼發(fā)射器68將持續(xù)發(fā)射該周期性的引導(dǎo)代碼。當(dāng)代碼檢測(cè)器62分別檢測(cè)到短代碼或訪問(wèn)代碼之后，數(shù)據(jù)發(fā)射器66將分別發(fā)射出短代碼檢測(cè)指示信號(hào)和訪問(wèn)代碼檢測(cè)確認(rèn)信號(hào)。數(shù)據(jù)發(fā)射器還可發(fā)送其它信息和數(shù)據(jù)信號(hào)。從數(shù)據(jù)發(fā)射器66和引導(dǎo)代碼發(fā)射器68發(fā)出的信號(hào)被混合在一起由RF發(fā)射器70上行轉(zhuǎn)換以發(fā)射至用戶單元16。
圖10顯示了用戶單元16的框圖。概括地說(shuō)，用戶單元16含有一個(gè)接收器部分72、一發(fā)射器部分74和一雙向收發(fā)器84。RF接收器76接收并下行轉(zhuǎn)換從雙向收發(fā)器84發(fā)出的RF信號(hào)。引導(dǎo)代碼檢測(cè)器80將傳播代碼與基帶信號(hào)相關(guān)聯(lián)以獲取由基站16發(fā)出的引導(dǎo)代碼。在這種方式中，引導(dǎo)代碼檢測(cè)器80與引導(dǎo)代碼保持同步。接收器傳播代碼發(fā)生器82可產(chǎn)生并向數(shù)據(jù)接收器78和引導(dǎo)代碼檢測(cè)器80輸出一個(gè)傳播代碼。數(shù)據(jù)接收器78將傳播代碼與基帶信號(hào)相關(guān)聯(lián)以對(duì)基站16發(fā)出的短代碼指示信號(hào)和訪問(wèn)代碼檢測(cè)確認(rèn)信號(hào)進(jìn)行處理。
發(fā)射器部分74含有一個(gè)傳播代碼發(fā)生器86，它可以產(chǎn)生并輸出傳播代碼至數(shù)據(jù)發(fā)射器88和短代碼及訪問(wèn)代碼發(fā)射器90。短代碼及訪問(wèn)代碼發(fā)射器90能以如上所述的不同功率提升階段過(guò)程來(lái)發(fā)射這些代碼。由數(shù)據(jù)發(fā)射器88和短代碼及訪問(wèn)代碼發(fā)射器90輸出的信號(hào)將被RF發(fā)射器92混合并下行轉(zhuǎn)換至基站14。引導(dǎo)代碼檢測(cè)器80可通過(guò)獲取過(guò)程而對(duì)接收器傳播代碼發(fā)生器82的周期進(jìn)行調(diào)整。接收器和發(fā)射器傳播代碼發(fā)生器82、86相互同步。
圖11A和11B概括地說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)例所述功率提升的過(guò)程?；?4在發(fā)射引導(dǎo)代碼的同時(shí)也對(duì)短代碼進(jìn)行搜索(步驟200)。用戶單元16獲取從基站14發(fā)出的引導(dǎo)代碼(步驟202)，然后從最低功率水平P0開(kāi)始發(fā)射一短代碼并且同時(shí)快速增加發(fā)射功率(步驟204)，其中的功率水平P0被保證低于所需功率。一旦基站14接收到的功率水平達(dá)到其檢測(cè)短代碼所需的最低水平(步驟206)，基站14將獲取該短代碼的正確相位、發(fā)射檢測(cè)指示信號(hào)并且開(kāi)始搜索訪問(wèn)代碼(步驟208)。根據(jù)接收到的檢測(cè)指示信號(hào)，用戶單元16將停止發(fā)射短代碼并開(kāi)始發(fā)射一訪問(wèn)代碼。用戶單元16還在發(fā)射訪問(wèn)代碼的同時(shí)開(kāi)始緩慢提升發(fā)射功率(步驟210)。基站14通過(guò)只搜索訪問(wèn)代碼的每個(gè)短代碼長(zhǎng)度部分的一個(gè)相位就可搜索到訪問(wèn)代碼的正確相位(步驟212)。如果基站14在搜索完最多達(dá)到最大往返傳播延遲的訪問(wèn)代碼相位之后仍未找到正確的相位，則搜索工作將逐相位地重新進(jìn)行(步驟214)。根據(jù)檢測(cè)到的訪問(wèn)代碼的正確相位，基站14將向用戶單元16發(fā)送一個(gè)確認(rèn)信號(hào)(步驟216)。而用戶單元16所接收到的確認(rèn)信息將決定功率提升的進(jìn)程。然后，閉合環(huán)路功率控制將被建立，而且用戶單元16將通過(guò)發(fā)送相關(guān)的通話設(shè)置信息來(lái)繼續(xù)進(jìn)行通話設(shè)置過(guò)程(步驟218)。
以下將參考圖12對(duì)本發(fā)明一個(gè)替代實(shí)例所述的通信連接的重新建立過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。圖中顯示了處于一個(gè)基站314和多個(gè)用戶單元316之間的一已建立通信信道318之內(nèi)的確定信號(hào)傳播。前向先導(dǎo)信號(hào)320從時(shí)間t0處被基站314發(fā)射出去，經(jīng)過(guò)傳播延遲эt后被用戶單元316接收到。用戶單元316發(fā)出的一個(gè)訪問(wèn)信號(hào)322又經(jīng)過(guò)傳播延遲эt后被基站314接收到。因此，往返傳播延遲為2эt。訪問(wèn)信號(hào)322與前向先導(dǎo)信號(hào)320的初相一致，也就是說(shuō)，訪問(wèn)信號(hào)322在發(fā)射時(shí)的代碼相位與接收到的前向先導(dǎo)信號(hào)320的代碼相位相同。往返傳播延遲取決于用戶單元316和基站314之間的相對(duì)距離。處于距基站314較近的用戶單元316的通信信號(hào)，其傳播延遲短于距基站314較遠(yuǎn)的用戶單元316。由于基站314必須能夠獲取處于蜂窩330內(nèi)任何位置上的用戶單元316，所以基站314必須搜索與蜂窩330傳播延遲的整個(gè)范圍相對(duì)應(yīng)的訪問(wèn)信號(hào)的代碼相位。
參考圖13，其中顯示了與基站314初始獲取用戶單元316有關(guān)的任務(wù)。當(dāng)用戶單元316需要與基站314建立一個(gè)以前沒(méi)有建立的信道318時(shí)，用戶單元316并不知道雙向傳播延遲是多少。因此，用戶單元316將進(jìn)入初始獲取信道建立過(guò)程。
用戶單元316首先選擇一個(gè)低初始功率水平和零代碼相位延遲(即，將發(fā)射的訪問(wèn)信號(hào)322的代碼相位與接收的前向先導(dǎo)信號(hào)320的代碼相位對(duì)準(zhǔn))，然后在慢速(0.05～0.1dB/毫秒)提升發(fā)射功率的同時(shí)開(kāi)始發(fā)射訪問(wèn)信號(hào)322(步驟400)。在用戶單元316等待接收從基站314發(fā)出的確認(rèn)信號(hào)的同時(shí)，它將按照預(yù)定步驟從零延遲到向與蜂窩330邊界相對(duì)應(yīng)的最大代碼相位延遲來(lái)改變代碼相位，并允許各步驟之間有足夠的時(shí)間以使基站314對(duì)訪問(wèn)信號(hào)322進(jìn)行檢測(cè)(步驟402)。如果用戶單元316達(dá)到了與蜂窩330邊界相對(duì)應(yīng)的延遲，則它將在繼續(xù)緩慢提升發(fā)射功率的同時(shí)，重復(fù)上述代碼相位延遲的改變過(guò)程(步驟402)。為了獲取用戶單元316所需的訪問(wèn)，基站314將連續(xù)發(fā)射一前向先導(dǎo)信號(hào)320，并嘗試對(duì)用戶單元316發(fā)出的訪問(wèn)信號(hào)322進(jìn)行檢測(cè)(步驟404)?；?14僅需測(cè)試處于蜂窩330范圍中心附近的代碼相位延遲，而不必象先前系統(tǒng)那樣對(duì)處于蜂窩330內(nèi)的訪問(wèn)信號(hào)322的所有代碼相位延遲進(jìn)行檢測(cè)。
當(dāng)用戶單元316開(kāi)始以足夠的功率發(fā)射信號(hào)并且其代碼相位延遲使得用戶單元316好象出現(xiàn)在蜂窩330的邊界上時(shí)，基站314將檢測(cè)到訪問(wèn)信號(hào)(步驟406)。因此用戶單元316及“虛擬”地處于蜂窩330的邊界上。然后，基站314將向用戶單元316發(fā)出一個(gè)信號(hào)以確認(rèn)訪問(wèn)信號(hào)322已被接收到(步驟408)，并且繼續(xù)執(zhí)行信道建立過(guò)程(步驟410)。
一旦用戶單元316接收到確認(rèn)信號(hào)(412)，它將停止提升發(fā)射功率并停止改變代碼相位延遲(步驟414)，而且還將記錄下代碼相位延遲值以用于其后的重新獲取過(guò)程(步驟416)。然后用戶單元316將繼續(xù)進(jìn)行包括閉合環(huán)路功率發(fā)射控制在內(nèi)的信道建立過(guò)程(步驟418)。
之后，當(dāng)用戶單元316需要重新獲取與基站314建立的信道318時(shí)，用戶單元316將進(jìn)入如圖14所示的重新獲取信道建立過(guò)程。用戶單元316選擇一低初始功率水平和在初始獲取過(guò)程中記錄下來(lái)的代碼相位延遲(如圖13所示)，并且在快速(1dB/毫秒)提升發(fā)射功率的同時(shí)開(kāi)始連續(xù)發(fā)射訪問(wèn)信號(hào)322。在用戶單元316等待接收從基站314發(fā)出的確認(rèn)信號(hào)同時(shí)，它將在已記錄的代碼相位延遲的基礎(chǔ)上輕微改變?cè)L問(wèn)信號(hào)322的代碼相位延遲，并且允許在改變延遲之前使基站314有足夠的時(shí)間來(lái)檢測(cè)訪問(wèn)信號(hào)322(步驟422)?；?14將如圖13所示發(fā)射一前向先導(dǎo)信號(hào)320并僅對(duì)處于蜂窩330邊界上的代碼相位延遲進(jìn)行檢測(cè)以試圖獲取處于其工作范圍之內(nèi)的用戶單元316(步驟424)。當(dāng)用戶單元316以足夠的功率發(fā)射信號(hào)且其代碼相位延遲使得用戶單元316好象處于蜂窩330邊界上時(shí)，基站314將檢測(cè)到訪問(wèn)信號(hào)322(步驟426)。然后，基站314將向用戶單元316發(fā)出一個(gè)信號(hào)以確認(rèn)訪問(wèn)信號(hào)322已被接收到(步驟428)，并且繼續(xù)進(jìn)行信道建立過(guò)程(步驟430)。
當(dāng)用戶單元316接收到確認(rèn)信號(hào)之后(步驟432)，它將停止提升功率、停止改變代碼相位延遲(步驟434)、并且記錄下當(dāng)前的代碼相位延遲值以用于其后的重新獲取過(guò)程(步驟436)。該代碼相位延遲可能與開(kāi)始重新獲取過(guò)程(步驟422)時(shí)所使用的初始代碼相位延遲稍有不同。然后用戶單元316將在當(dāng)前的功率水平上繼續(xù)進(jìn)行信道建立過(guò)程(步驟438)。如果用戶單元316在一預(yù)定時(shí)間后仍未接收到基站314發(fā)出的確認(rèn)信號(hào)，則它將返回至圖13所示的初始獲取過(guò)程。
以下將參考圖15A和15B對(duì)在處于基站314與用戶單元316之間的TX 320和RX 322通信中引入代碼相位延遲的效果進(jìn)行說(shuō)明。參考圖15A，其中顯示了在一個(gè)基站460與兩個(gè)用戶單元462，464之間進(jìn)行的通信。第一個(gè)用戶單元462位于距基站460為30公里的最大工作范圍上。第二個(gè)用戶單元462則與基站460相距15公里。第一用戶單元462與基站460之間TX和RX通信的傳播延遲是第二用戶單元464與基站460之間通信傳播延遲的兩倍。
參考圖15B，當(dāng)在第二用戶單元464的TX PN發(fā)生器中引入一個(gè)附加的延遲值466之后，第一用戶單元462與基站460之間通信的傳播延遲將和第二用戶單元464與基站460之間通信的傳播延遲相同。因此，從基站460看去，第二用戶單元464就象處于虛擬范圍464’上一樣。
參考圖16，從圖中可以看出，當(dāng)有多個(gè)用戶單元S1-S7被虛擬地重新定位在虛擬范圍475上時(shí)，基站B只需檢測(cè)處于虛擬范圍475中心附近的代碼相位延遲。
通過(guò)采用本發(fā)明所述的方法，已達(dá)到足夠功率水平的用戶單元316在約2毫秒內(nèi)就可被基站314獲取。由于獲取時(shí)間的縮短，用戶單元316就能夠以更快的速率來(lái)提升功率(可達(dá)1dB/毫秒)而且不會(huì)產(chǎn)生很大的功率過(guò)剩。同樣是20dB的補(bǔ)償，它將使用戶單元316經(jīng)過(guò)約20毫秒的時(shí)間而達(dá)到基站314進(jìn)行檢測(cè)所需的足夠功率水平。因此，本發(fā)明所述重新獲取過(guò)程的整個(gè)持續(xù)時(shí)間約為22毫秒，它大大減少了先前工作中的重新獲取方法所需的時(shí)間。
圖17顯示了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的該優(yōu)選實(shí)例而制成的用戶單元500。該用戶單元500包括一接收器部分502和一發(fā)射器部分504。天線506接收到從基站314發(fā)出的信號(hào)，該信號(hào)將被帶通濾波器508過(guò)濾，帶通濾波器508的帶寬等于兩倍的片速率，其中心頻率等于系統(tǒng)傳播頻譜帶寬的中心頻率。濾波器508的輸出被混頻器510利用一具有恒定頻率(FC)的本地振蕩器而下行轉(zhuǎn)換為一個(gè)基帶信號(hào)。然后，混頻器510的輸出將在PN RX發(fā)生器514內(nèi)被加載至混頻器512上的PN序列中以進(jìn)行傳播頻譜解碼?；祛l器512的輸出被加載至一低通濾波器516，該濾波器的截止頻率處于PCM序列的數(shù)據(jù)率(Fb)上。濾波器516的輸出被輸入至一個(gè)與通信結(jié)構(gòu)520相連接的編碼/解碼器(Codec)518中。
通信結(jié)構(gòu)520發(fā)出的基帶信號(hào)被Codec 518調(diào)制成脈沖代碼。其中最好采用每秒32千位的自適應(yīng)脈沖代碼調(diào)制(ADPCM)方法。PCM信號(hào)被加載至PN TX發(fā)生器524內(nèi)的混頻器522中。混頻器522將PCM數(shù)據(jù)信號(hào)與PN序列相乘其輸出被加載至截止頻率等于系統(tǒng)片速率的低通濾波器526中。然后，濾波器526的輸出將被加載至混頻器528中并進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳闲修D(zhuǎn)換，該轉(zhuǎn)換由加載至其它終端上的載波頻率Fc來(lái)決定。然后，經(jīng)上行轉(zhuǎn)換的信號(hào)將通過(guò)一帶通濾波器530并到達(dá)一驅(qū)動(dòng)天線534的寬帶RF放大器532。
微處理器536可對(duì)獲取過(guò)程以及RX和TX PN發(fā)生器514，524進(jìn)行控制。微處理器536能夠通過(guò)控制RX和TX PN發(fā)生器514，524中附加的代碼相位延遲以獲取前向先導(dǎo)信號(hào)320，它還能夠使用戶單元500被基站314獲取以記錄PN發(fā)生器之間的代碼相差。在重新獲取過(guò)程中，微處理器536還可將已記錄的延遲加入到TX PN發(fā)生器524中。
基站314利用與用戶單元316相類似的結(jié)構(gòu)來(lái)檢測(cè)用戶單元500發(fā)出的PN編碼信號(hào)?；?14中的微處理器(未示出)以類似的方式來(lái)控制RX PN發(fā)生器，以使得RX PN發(fā)生器與TX PN發(fā)生器之間的代碼相差等于用戶單元316虛擬位置的雙向傳播延遲。一旦基站314獲取了從用戶單元316發(fā)出的訪問(wèn)信號(hào)322，則所有其它從用戶單元316發(fā)往基站314的信號(hào)(通信信號(hào)、先導(dǎo)信號(hào)，等等)都將使用此相同的代碼相位延遲(在獲取過(guò)程期間被確定)。
應(yīng)該注意的是，盡管本發(fā)明是將用戶單元316虛擬地放置在蜂窩330的邊界上，但是，也可以將用戶單元316放置在任何距基站314固定距離的位置上。
參考圖18，其中顯示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)替代優(yōu)選實(shí)例所述的與基站314對(duì)“從未獲取”的用戶單元316所進(jìn)行的初始獲取過(guò)程有關(guān)的任務(wù)。當(dāng)需要建立一個(gè)信道318時(shí)，用戶單元316將向基站314持續(xù)發(fā)射一初相對(duì)齊的訪問(wèn)信號(hào)322(步驟600)。在用戶單元316等待接收從基站314發(fā)出的確認(rèn)信號(hào)同時(shí)，它將一邊發(fā)射訪問(wèn)信號(hào)322一邊連續(xù)增加發(fā)射功率(步驟602)。為了檢測(cè)從未獲取過(guò)的用戶單元，基站314將發(fā)射一前向先導(dǎo)信號(hào)320并且通過(guò)搜索所有與蜂窩整個(gè)傳播延遲范圍相對(duì)應(yīng)的代碼相位來(lái)對(duì)整個(gè)蜂窩進(jìn)行掃描。當(dāng)用戶單元316達(dá)到足以被基站檢測(cè)到的發(fā)射功率之后，基站314將檢測(cè)到從用戶單元316發(fā)出的初相對(duì)齊的訪問(wèn)信號(hào)322(步驟606)。然后，基站314將向用戶單元316發(fā)出一個(gè)用于確認(rèn)訪問(wèn)信號(hào)322已被接收到的信號(hào)(步驟608)。用戶單元316在接收到該確認(rèn)信號(hào)(步驟610)之后將停止增加發(fā)射功率(步驟612)。
在獲取用戶單元316之后，基站314可通過(guò)取出TX和RX PN發(fā)生器524，514之間的差異來(lái)確定所需的用戶單元316的代碼相位延遲(步驟614)。這個(gè)所需的代碼相位延遲將作為一個(gè)OA & M信息而被發(fā)送至用戶單元316(步驟616)，而用戶單元316將接收并保存該值(步驟618)以便在重新獲取過(guò)程中使用。然后用戶單元316將繼續(xù)進(jìn)行信道建立過(guò)程(步驟622和624)。
參考圖19，其中顯示了根據(jù)本發(fā)明所述的另一種快速獲取方法。當(dāng)用戶單元316和基站314之間必須重新建立一個(gè)通信信道時(shí)，用戶單元316將象優(yōu)選實(shí)例中所述的那樣，以所需的代碼相位延遲來(lái)發(fā)射訪問(wèn)信號(hào)322。
在所有先前已被獲取的用戶單元316處于相同虛擬范圍的情況下，基站314只需對(duì)蜂窩范圍中心附近的代碼相位延遲進(jìn)行搜索以獲取該用戶單元316的訪問(wèn)信號(hào)322(步驟630)。因此，用戶單元316可以快速提升功率以便利用更多的頻率獲取機(jī)會(huì)。用戶單元316以與優(yōu)選實(shí)例相同的方式來(lái)利用延遲。基站314順序檢測(cè)處于蜂窩邊界上的用戶單元316(步驟636)，向用戶單元316發(fā)送一確認(rèn)信號(hào)(步驟637)，并且在必要的情況下重新計(jì)算所需的代碼相位延遲值。重新計(jì)算過(guò)程(步驟638)可用于補(bǔ)償傳播路徑變化、振蕩器漂移以及其它的通信變量。用戶單元316接收從基站314發(fā)出的確認(rèn)信號(hào)(步驟639)。
基站314向用戶單元316發(fā)送已更新的所需代碼相位延遲值(步驟640)，而用戶單元316則接收和保存此更新值(步驟642)。然后用戶單元316和基站314將繼續(xù)進(jìn)行信道建立過(guò)程通信(步驟644和646)。
應(yīng)該注意的是，本替代實(shí)例要求基站既搜索范圍范圍中心處的代碼相位延遲以重新獲取先前曾經(jīng)獲取過(guò)的用戶單元，又搜索這個(gè)蜂窩的代碼相位延遲以獲取先前從未獲取過(guò)的用戶單元。
參考圖20，其中顯示了根據(jù)本發(fā)明第二個(gè)替代實(shí)例所述與基站314對(duì)從未獲取過(guò)的用戶單元316進(jìn)行初始獲取有關(guān)的任務(wù)。在圖18所述的實(shí)例中，當(dāng)從未被獲取過(guò)的用戶單元被獲取時(shí)，其訪問(wèn)信號(hào)322與前向先導(dǎo)信號(hào)320的初相保持一致。而在本實(shí)例中，基站314和用戶單元316將訪問(wèn)信號(hào)322的代碼相位從初相一致改變?yōu)橛醒舆t(代碼相位延遲)，從而使用戶單元316出現(xiàn)于蜂窩邊界上。這種改變過(guò)程是在指定時(shí)間內(nèi)完成的。
步驟700到718與圖18所示的對(duì)應(yīng)步驟600到618相同。但是，當(dāng)基站314向用戶單元316發(fā)送所需的延遲值之后(步驟716)，基站314將還向用戶單元316發(fā)送一個(gè)信息以將所需的延遲值在一個(gè)參考時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)換為前向先導(dǎo)信號(hào)320的一個(gè)子初相(步驟720)。用戶單元316接收此信息(步驟722)，并且用戶單元316和基站314都等待到轉(zhuǎn)換時(shí)間結(jié)束為止(步驟724，730)。在參考時(shí)間內(nèi)，基站314將把所需的延遲值加入到其RX PN發(fā)生器中(步驟732)，而用戶單元316將把相同的所需延遲值加入到其自身的TX PN發(fā)生器中(步驟726)。然后，用戶單元316和基站314將繼續(xù)進(jìn)行信道建立過(guò)程通信(步驟728，734)。
盡管對(duì)本發(fā)明的部分說(shuō)明是以優(yōu)選實(shí)例為詳細(xì)參考的，但這種說(shuō)明的意圖是說(shuō)明性的而不是限制性的。熟練人員應(yīng)該明白，對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和工作模式可以作出多種變換，但是它們都不會(huì)脫離本發(fā)明所附權(quán)利要求要求保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種在無(wú)線碼分多址通信系統(tǒng)中用于功率控制的方法，該方法包含以一設(shè)定初始功率水平發(fā)射第一代碼及以第一提升量重復(fù)發(fā)射該第一代碼；檢測(cè)一確認(rèn)，該確認(rèn)指示該發(fā)射的第一代碼已被接收；以及以一增加第二量的功率水平發(fā)射第二代碼，以響應(yīng)該確認(rèn)檢測(cè)，該第二代碼與該第一代碼相關(guān)。
2.一種無(wú)線碼分多址用戶單元，該用戶單元包含以一設(shè)定初始功率水平發(fā)射第一代碼及以第一提升量重復(fù)發(fā)射該第一代碼的裝置；用以檢測(cè)一確認(rèn)的裝置，該確認(rèn)指示該發(fā)射的第一代碼已被接收；以及以一增加一第二量的功率水平發(fā)射第二代碼以響應(yīng)該確認(rèn)檢測(cè)的裝置，該第二代碼與該第一代碼相關(guān)。
3.一種無(wú)線碼分多址基站，該基站包含用以接收一第一代碼的裝置，該第一代碼被初始發(fā)射于一設(shè)定初始功率水平且以第一提升量而重復(fù)地發(fā)射；用以發(fā)射一確認(rèn)的裝置，該確認(rèn)指示該發(fā)射的第一代碼已被接收；以及；用以接收第二代碼在一增加第二量的功率水平的裝置，該第二代碼與該第一代碼相關(guān)。
4.一種在無(wú)線碼分多址通信系統(tǒng)中用于發(fā)射通信的方法，該方法包含重復(fù)發(fā)射無(wú)通信余數(shù)的部分通信，及以第一提升速率增加各重復(fù)的發(fā)射功率；檢測(cè)一確認(rèn)，該確認(rèn)指示該發(fā)射的部分已被接收；以及發(fā)射包含該部分的通信以響應(yīng)該確認(rèn)檢測(cè)。
5.一種無(wú)線碼分多址用戶單元，該用戶單元包含用以重復(fù)發(fā)射無(wú)通信余數(shù)的部分通信及以第一提升速率增加各重復(fù)的發(fā)射功率的裝置；用以檢測(cè)一確認(rèn)的裝置，該確認(rèn)指示該發(fā)射的部分已被接收；以及用以發(fā)射包含該部分的通信以響應(yīng)該確認(rèn)檢測(cè)的裝置。
6.一種無(wú)線碼分多址基站，該基站包含用以接收無(wú)通信余數(shù)的部分通信的裝置，該部分被重復(fù)發(fā)射在以第一提升速率的增加發(fā)射功率水平；用以發(fā)射一確認(rèn)的裝置，該確認(rèn)指示該部分已被接收；以及；用以接收包含該部分的通信的裝置。
全文摘要
一種系統(tǒng)和方法能夠在CDMA通信系統(tǒng)的信道建立期間內(nèi)，在初始功率提升期間利用一個(gè)從用戶單元向基站發(fā)射的短代碼來(lái)控制發(fā)射功率。該短代碼是一個(gè)用于基站檢測(cè)的序列，它所具有的周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于傳統(tǒng)傳播代碼的周期。功率提升起始于一個(gè)功率水平，它被保證低于基站進(jìn)行檢測(cè)所需的功率水平。用戶單元在重復(fù)發(fā)射短代碼的同時(shí)快速增加發(fā)射功率，直到其信號(hào)被基站檢測(cè)到為止。短代碼的使用限制了功率過(guò)剩以及對(duì)其它用戶臺(tái)的干擾，并且還允許基站快速地與用戶單元所使用的傳播代碼同步。
文檔編號(hào)H04B1/707GK1551527SQ20041004724
公開(kāi)日2004年12月1日 申請(qǐng)日期1997年6月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月27日
發(fā)明者費(fèi)思M·奧茲魯特克, 加里R·隆珀, 約翰W·哈伊姆, す 聊, ぢ＄, 費(fèi)思M 奧茲魯特克 申請(qǐng)人:交互數(shù)字技術(shù)公司