專利名稱：：在可變速率通信系統(tǒng)中控制功率的方法和裝置的制作方法
背景技術(shù)：
：I.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及通信系統(tǒng)。更確切地說，本發(fā)明涉及在可變速率通信系統(tǒng)中控制發(fā)送功率的新的、改進的方法和裝置。II.相關(guān)領(lǐng)域的描述付諸實用的碼分多址(CDMA)調(diào)制技術(shù)是便于在存在大量系統(tǒng)用戶的時候進行通信的幾種技術(shù)中的一種技術(shù)。其他多址通信系統(tǒng)技術(shù)，如時分多址(TDMA)和頻分多址(FDMA)在本領(lǐng)域是人們所熟知的。然而，CDMA擴展頻譜調(diào)制技術(shù)與用于多址通信系統(tǒng)的這些調(diào)制技術(shù)相比具有很多優(yōu)點。多址通信系統(tǒng)中CDMA技術(shù)的使用見轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的、標題為“采用衛(wèi)星或地面轉(zhuǎn)發(fā)器的擴展頻譜多址多信系統(tǒng)”、授權(quán)日為1990年2月13日的美國專利4,901,307，該專利在此引述供參考。多址通信系統(tǒng)中CDMA技術(shù)的使用還見轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的、標題為“CDMA蜂窩區(qū)電話系統(tǒng)中產(chǎn)生信號波形的系統(tǒng)和方法”、授權(quán)日為1992年4月7日的美國專利5,103,459，在此引述供參考。在具有增大容量同時又保持收聽話音質(zhì)量高的優(yōu)點的數(shù)字通信系統(tǒng)中進行話音傳輸?shù)姆椒ú捎玫氖强勺兯俾试捯艟幋a。十分有用的可變速率話音編碼器的方法和裝置詳見轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的、標題為“可變速率聲碼器”、申請日為1991年6月11日的美國專利申請07/713,661的續(xù)展申請共同待批的美國專利申請08/004,484，在此引述供參考。可變速率話音編碼器的使用在所述話音編碼以最大速率提供話音數(shù)據(jù)時具有話音數(shù)據(jù)容量最大的數(shù)據(jù)幀。當可變速率話音編碼器在小于最大速率的情況下提供話音數(shù)據(jù)時，傳輸幀中還存在剩余容量。共同待批的美國專利申請08/171,146中詳細描述了一種在具有固定的預(yù)定規(guī)模傳輸幀中傳輸附加數(shù)據(jù)的方法，其中，數(shù)據(jù)幀的數(shù)據(jù)源以可變速率提供數(shù)據(jù)，上述美國專利申請是轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的、標題為“傳輸數(shù)據(jù)格式化的方法和裝置(MethodandApparatusfortheFormattingofDataforTransmission)”、申請日為1992年1月16日的美國專利申請07/822,164的續(xù)展申請，在此引述供參考。在上述專利申請中，揭示了一種在用作傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀中，將來自不同數(shù)據(jù)源的、不同類型的數(shù)據(jù)組合起來的方法和裝置。在含有數(shù)據(jù)低于某一預(yù)定容量的幀中，功率消耗可以通過選通某一傳輸放大器從而只傳輸一部分含有數(shù)據(jù)的幀來進行傳輸而減小。另外，如果數(shù)據(jù)是按照預(yù)定偽隨機過程而裝入幀中去的話，可以減小通信系統(tǒng)中的信息碰撞。用來選通傳輸和數(shù)據(jù)在幀中定位置的方法和裝置見美國專利申請08/194,823，該專利申請是轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的、標題為“數(shù)據(jù)猝發(fā)段隨機函數(shù)發(fā)生器(DataBurstRan-domizer)”、申請人為1992年3月5日的美國專利申請07/846,312的續(xù)展申請，在此引述供參考。通信系統(tǒng)中移動站的功率控制的方法即在基站監(jiān)測從移動站接收的信號功率?；卷憫?yīng)于監(jiān)測功率電平，以固定的時間間隔向移動站發(fā)射功率控制比特。以這種方式控制發(fā)送功率的方法和裝置見轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明受讓人的、標題為“CDMA蜂窩電話系統(tǒng)中控制發(fā)送功率的方法和裝置(MethodandApparatusforControllingTransmis-sionPowerinaCDMACellularTelephoneSystem)”授權(quán)日為1991年10月8日的美國專利5,056,109，在此引述供參考。在另一種連續(xù)傳輸技術(shù)中，如果數(shù)據(jù)速率小于預(yù)定最大值，則數(shù)據(jù)在幀中重復(fù)，使數(shù)據(jù)占據(jù)數(shù)據(jù)幀的全部容量。如果采用這種技術(shù)，則在小于預(yù)定最大值的數(shù)據(jù)傳輸時間內(nèi)，通過減小幀發(fā)送功率，可以減小功耗和對其他用戶的干擾。減小的發(fā)送功率由數(shù)據(jù)流中的冗余度來補償，并在最大發(fā)送功率固定方面有益。連續(xù)傳輸技術(shù)中控制發(fā)送功率時遇到的一個問題是接收機事先不知道傳輸速率，從而不知道應(yīng)當接收的功率電平。本發(fā)明提供了一種在連續(xù)傳輸通信系統(tǒng)中控制發(fā)送功率的方法和裝置。發(fā)明概述本發(fā)明是一種在通信系統(tǒng)中進行閉環(huán)發(fā)送功率控制的新的、改進的方法和裝置。本發(fā)明的目的是提供及時功率控制，該控制是在快衰落環(huán)境下提供強通信線路質(zhì)量所必需的。應(yīng)當指出，可以在傳輸過程中通過信令數(shù)據(jù)的交換來變換功率控制的不同方法。功率控制格式的這些變更會令人滿意地與信道特征的變更或所接納業(yè)務(wù)的變更相呼應(yīng)。另外，應(yīng)該注意，功率控制技術(shù)在本實施例中是用在可變速率通信系統(tǒng)中，但是，這些方法也同樣可應(yīng)用于固定速率的通信系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)速率隨知道傳輸速率的通信鏈路兩端而變化的通信系統(tǒng)。在傳輸速率已知的情況下，只要發(fā)送與已知速率有關(guān)的信息。在一種典型實施例中，本發(fā)明揭示了一種可變速率通信系統(tǒng)，其中，第一通信裝置用來將具有預(yù)定數(shù)據(jù)容量的數(shù)據(jù)幀中的可變速率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包傳送到第二通信裝置，并且當該數(shù)據(jù)包小于所述數(shù)據(jù)容量時，在數(shù)據(jù)包中產(chǎn)生重復(fù)位型二進制位(下文簡稱位)，并在該數(shù)據(jù)幀中提供第一型數(shù)據(jù)包位和重復(fù)型數(shù)據(jù)包位，而且按照數(shù)據(jù)速率來增減發(fā)送數(shù)據(jù)的功率，在第二通信裝置處控制第一通信裝置的發(fā)送功率的系統(tǒng)包含接收數(shù)據(jù)幀的接收機裝置；從數(shù)據(jù)幀判定幀質(zhì)量因數(shù)的幀質(zhì)量判定裝置；將幀質(zhì)量因數(shù)與至少一個閾值比較的比較裝置，其中的閾值用來提供適合于該數(shù)據(jù)速率的質(zhì)量信號；傳送質(zhì)量信號的發(fā)射機裝置。在一種典型的實施例中，本發(fā)明還揭示了一種用來將預(yù)定數(shù)據(jù)容量數(shù)據(jù)幀中的可變速率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包發(fā)送到第二通信裝置的第一通信裝置，其中，當數(shù)據(jù)包小于所述數(shù)據(jù)容量時，在數(shù)據(jù)包中產(chǎn)生重復(fù)型二進制位(簡稱為位)并在該數(shù)據(jù)幀中提供第一型數(shù)據(jù)包位和重復(fù)型數(shù)據(jù)包位，而且按照數(shù)據(jù)速率來增減發(fā)送數(shù)據(jù)幀的功率，響應(yīng)于發(fā)自第二通信裝置的功率控制信號在第一通信裝置處控制發(fā)送功率的系統(tǒng)包含接收功率控制信號的接收機裝置和按照功率控制信號和數(shù)據(jù)速率確定一傳輸控制信號的控制處理器裝置。附圖簡述在結(jié)合附圖對本發(fā)明作了詳細描述以后，本發(fā)明的特征、目的和優(yōu)點將變得更為清楚。全部附圖各相應(yīng)部分采用相同的標號。圖1描述的是典型移動電話系統(tǒng)；圖2a—k描述的是現(xiàn)有技術(shù)后向鏈路的幀格式和本發(fā)明的幀格式；圖3描述的是本發(fā)明的裝置。較佳實施例的詳細描述參見圖1，信息可以從一公用交換電話網(wǎng)(PSTN)傳送至系統(tǒng)控制器和交換機2(或者反之)，也可以由另一基站提供至控制器和交換機2(或者反之)，如果該呼叫是移動站對移動站通信的話。系統(tǒng)控制器和交換機2接著又將數(shù)據(jù)提供至基站4以及從基站4接收數(shù)據(jù)?；?將數(shù)據(jù)發(fā)送到移動站6并從移動站6接收數(shù)據(jù)。在該典型實施例中，在基站4和移動站6之間傳送的信號是擴展頻譜通信信號，其波形的產(chǎn)生詳見上述美國專利4,901,307和5,103,459。在移動站6和基站4之間進行信息通信的傳輸鏈路稱為后向鏈路，在基站4和移動站6之間進行信息通信的傳輸鏈路稱為前向鏈路。在典型實施例中，本發(fā)明用來控制移動站6的發(fā)送功率。然而，本發(fā)明功率控制的方法同樣也適用于控制基站4的發(fā)送功率。參見圖3，基站30和移動站50描述成方框圖形式，給出本發(fā)明控制移動站50的發(fā)送功率的裝置。在普通后向鏈路的實施中，當傳輸幀的數(shù)據(jù)少于某一預(yù)定最大值時，可變速率數(shù)據(jù)的幀是用發(fā)送選通法從移動站傳送到基站的。圖2a—g描述的是發(fā)送選通通信鏈路的典型幀結(jié)構(gòu)。圖2a描述了一個全速率數(shù)據(jù)幀，它由16個發(fā)送數(shù)據(jù)唯一功率控制組(P1—P16)構(gòu)成。圖2b—c描述的是半速率數(shù)據(jù)的傳輸幀。半速率數(shù)據(jù)僅需要數(shù)據(jù)幀一半的容量。隨后，如圖2b，提供雙份數(shù)據(jù)，使得每一唯一功率控制組(P1—P8)在幀中出現(xiàn)兩次。該數(shù)據(jù)重復(fù)幀被提供至一選通裝置，關(guān)閉一半的功率控制組，從而如圖2c的傳輸幀所描述的那樣，每一種功率控制組只發(fā)送一個。圖2d—e描述了一個四分之一速率數(shù)據(jù)的傳輸幀。四分之一速率數(shù)據(jù)只需要數(shù)據(jù)幀四分之一的容量。如圖2d所示數(shù)據(jù)重現(xiàn)四次，該幀中每一唯一功率控制組(P1—P4)出現(xiàn)四次。該數(shù)據(jù)重復(fù)幀被提供至一選通裝置，關(guān)閉四分之三的功率控制組，從而如圖2e的傳輸幀中所描述的那樣，每一種功率控制組只發(fā)送一個。圖2f—g描述的八分之一速率數(shù)據(jù)的傳輸幀。八分之一速率數(shù)據(jù)僅需要數(shù)據(jù)幀容量的八分之一。如圖2f所示，數(shù)據(jù)重現(xiàn)八次，該幀中每一唯一功率控制組(P1—P2)重現(xiàn)八次。該數(shù)據(jù)重復(fù)幀被提供至一選通裝置，關(guān)閉八分之七的功率控制組，從而如圖2g的傳輸幀中所示的那樣，每一種唯一功率控制組只發(fā)送一個。在如圖2a—g所示幀發(fā)送系統(tǒng)中，功率控制是通過將每一功率控制組的接收功率與預(yù)定功率閾值比較，并回送一個二進制位表示接收的功率太高或太低來實現(xiàn)的。由于移動站知道哪一個功率控制組是被關(guān)閉的，所以它將忽略為關(guān)閉的功率控制組而發(fā)送的功率控制信息。在本發(fā)明的通信鏈路中，功率控制組中數(shù)據(jù)的重復(fù)是如圖2b、2d和2f描述的那樣來提供的。應(yīng)當指出，圖2b、2d和2f各幀中功率控制組的次序僅僅是一個例子，本發(fā)明同樣適用于任何功率控制組次序。本發(fā)明中，不進行冗余數(shù)據(jù)的選通，而是發(fā)射整個數(shù)據(jù)重復(fù)幀，發(fā)送功率與傳輸幀中存在的冗余量成比例地降低。本發(fā)明的典型傳輸幀如圖2h—2k所示。應(yīng)當指出，本發(fā)明同樣適用于傳輸幀中任何功率控制組次序。圖2h中描述的是全速率幀。有16個數(shù)據(jù)唯一功率控制組，這些控制組占據(jù)數(shù)據(jù)幀的整個容量，并在最高發(fā)送功率電平下發(fā)送。圖2i描述了一個二分之一速率幀。有八個數(shù)據(jù)唯一功率控制組，重復(fù)率為2，且在近似為最高發(fā)送功率電平的一半下發(fā)送。圖2j中畫出一個四分之一速率幀。有四個唯一功率控制組，重復(fù)率為2，且在近似為最高發(fā)送功率電平的四分之一下發(fā)送。圖2k中，描述了一個八分之一速率幀。有兩個唯一功率控制組，其重復(fù)率為八，其在近似為最高發(fā)送功率電平的八分之一下發(fā)送?？梢栽跀?shù)據(jù)重復(fù)幀發(fā)送時鏈路質(zhì)量不降低的的情況下減小發(fā)送功率，方法是，利用冗余性的優(yōu)點，相干或非相干地將重復(fù)的信號組合起來，以及利用帶冗余度數(shù)據(jù)幀糾錯中已有的前向糾錯技術(shù)，這在本領(lǐng)域中是人們所熟知的。在這種發(fā)送方案中，如果接收機事先不知道數(shù)據(jù)發(fā)送速率，則功率控制將是相當復(fù)雜的。如圖2h—2k中所示的那樣，接收功率的恰當與否完全依賴于數(shù)據(jù)發(fā)送速率，這是接收機事先并不知道的信息。下面描述這種類型的通信系統(tǒng)中可以實施功率控制的方法。如果某一通信鏈路變壞，則可以降低該鏈路的數(shù)據(jù)發(fā)送速率并在業(yè)務(wù)流中引入用作糾錯的冗余度，或者提高發(fā)射裝置的發(fā)送功率，來提高鏈路質(zhì)量?？刂埔苿诱?0的發(fā)送功率的典型實施例中，確定移動站50的發(fā)送功率應(yīng)當提高或者移動站的數(shù)據(jù)速率應(yīng)當降低的某些方法包括(a)基站檢測后向鏈路上幀差錯率高；(b)移動站檢測到對于后向鏈路，其功率處在某一最大值下；(c)基站檢測到在后向鏈路上接收功率較低；(d)基站至移動站距離較大；(e)移動站位置較差。相反，確定移動站50的發(fā)送功率應(yīng)當減小或者移動站數(shù)據(jù)速率可以提高的某些方法包括(a)基站檢測后向鏈路上幀差錯率低；(b)移動站檢測到對于后向鏈路，其功率低于某一閾值；(c)基站檢測到在后向鏈路上接收功率較高；(d)基站至移動站距離較?。?e)移動站位置良好。經(jīng)常希望降低數(shù)據(jù)傳輸速率以加強數(shù)據(jù)鏈路，而不是增大該線路上的傳輸功率。降低數(shù)據(jù)速率以改善鏈路接續(xù)共有三個理由。第一個理由是發(fā)送系統(tǒng)可能已經(jīng)處在其最大發(fā)送功率下，第二個理由是發(fā)送系統(tǒng)可能是以能存儲的電池電源為動力，因而增大發(fā)送功率會縮短運轉(zhuǎn)時間。第三個理由是，在CDMA系統(tǒng)的典型實施例中，某一用戶發(fā)送信號對向基站發(fā)送的其他用戶來說是噪聲，要求限制該干擾。當移動站50檢測到需要修改發(fā)送速率時，移動站50中的控制處理器58向可變速率數(shù)據(jù)源60傳送一指定某一修改速率的信號。修改速率是一組數(shù)據(jù)源60可用來提供數(shù)據(jù)的速率。響應(yīng)于修改速率信號，可變速率數(shù)據(jù)源60在該修改速率組的范圍內(nèi)提供所有發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)源60可能提供調(diào)制解調(diào)器數(shù)據(jù)、傳真數(shù)據(jù)或話音數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)源60可以是這樣一個可變速率源，它在整個發(fā)送期間在幀與幀之間改變發(fā)送速率，或者是，它能夠僅根據(jù)指令來改變速率?？勺兯俾试捯粼丛斠娚鲜鰧＠暾?8/004,484。需要進行數(shù)據(jù)速率組修改可以由上面編號給出的條件來指明。如果用來判定應(yīng)該修改數(shù)據(jù)速率的方法，其實施涉及位置(如距離或移動站所在處)，則向控制處理器58提供一外部信號，給出位置狀況。這一地點條件可以由移動站50或由基站30檢測，并傳送到移動站50?？刂铺幚砥?8對此作出響應(yīng)，提供一個信號來表示移動站50可以進行發(fā)送的修改速率組。另外，如果用來檢測需要修改速率的方法基于發(fā)送功率條件(例如移動站的發(fā)送功率為最大值或者低于某一閾值)，則從發(fā)射機(XMTR)64向控制處理機58提供一表示發(fā)送功率的信號?？刂铺幚頇C58將該發(fā)送功率與預(yù)定閾值比較，并按照這一比較，向可變速率數(shù)據(jù)源60提供一速率組指示。在實施閉環(huán)功率控制時，功率控制信號是從基站30提供到移動站50的?；?0確定功率控制信號的方法取決于該基站用來判定鏈路質(zhì)量的鏈路特性。例如，基站30可以按照接收功率或者按照幀差錯率來確定功率控制信號。本發(fā)明同樣適用于任何鏈路質(zhì)量因素。如果采用的鏈路質(zhì)量因素是接收功率，則在基站30處由天線40接收的來自移動站50的信號被提供至接收機(RCVR)42，接收機42向控制處理機46提供一接收功率指示。如果采用的鏈路質(zhì)量因素是幀差錯率，則接收機42對信號進行下變頻和解調(diào)，并將解調(diào)信號提供至譯碼器44。譯碼器44判定差錯率的指示，并將表示差錯率的信號提供給控制處理器46?？刂铺幚砥?6將提供的鏈路質(zhì)量因素與一個或一組閾值比較，該閾值可以是固定的或者是變化的。隨后，控制處理器46將功率控制信息提供給編碼器34或功率控制編碼器(P.C.ENC.)47。如果要將功率控制信息編碼成數(shù)據(jù)幀，則將功率控制數(shù)據(jù)提供至編碼器34。這一方法要求在傳送功率控制數(shù)據(jù)之前對整個數(shù)據(jù)幀進行處理。隨后，將編碼的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和功率控制數(shù)據(jù)幀提供給發(fā)射機(XMTR)36。功率控制數(shù)據(jù)可以簡單地重寫部分數(shù)據(jù)幀，或者放在傳輸幀中預(yù)定空白部分處。如果功率控制數(shù)據(jù)重寫在業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)上，則可以在移動站30處通過前向糾錯技術(shù)來糾正。在提供功率控制數(shù)據(jù)之前對全數(shù)據(jù)幀進行處理的結(jié)構(gòu)中，會引起延遲，這在快衰落環(huán)境中是不希望的。另一種方法是將功率控制數(shù)據(jù)直接提供給發(fā)射機36，在該機上穿入到出向數(shù)據(jù)流中。如果功率控制數(shù)據(jù)是在沒有糾錯編碼的情況下發(fā)送的，則功率控制編碼器47簡單地將功率控制數(shù)據(jù)傳給發(fā)射機36。如果在對要處理的全數(shù)據(jù)幀不引入等待延遲的情況下，糾錯編碼是功率控制數(shù)據(jù)所要求的，則功率控制編碼器47提供與出向業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)無關(guān)的功率控制數(shù)據(jù)的編碼。發(fā)射機36對信號進行上變頻和調(diào)制后，提供給天線38進行發(fā)送。發(fā)送信號在天線52處接收，并提供至接收機(RCVR)54，進行下變頻和解調(diào)。如果功率控制數(shù)據(jù)是用全業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)幀編碼的，則業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和功率控制數(shù)據(jù)被提供至譯碼器56。譯碼器56對信號進行譯碼，并將功率控制信號與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分開。另一方面，如果功率控制數(shù)據(jù)不是用全數(shù)據(jù)幀來編碼，而是穿入到發(fā)送數(shù)據(jù)流，則接收機54從入向數(shù)據(jù)流中取出功率控制數(shù)據(jù)，并將編碼數(shù)據(jù)提供給功率控制譯碼器(P.C.DEC)55。如果對功率控制數(shù)據(jù)編碼，則功率控制譯碼器55對功率控制數(shù)據(jù)譯碼，并將經(jīng)譯碼的功率控制數(shù)據(jù)提供給控制處理器58。如果功率控制數(shù)據(jù)不被編碼，則數(shù)據(jù)直接從接收機提供給控制處理器58。功率控制信號被提供至控制處理器58，控制處理器58按照功率控制信號將表示恰當速率組的信號提供給可變速率數(shù)據(jù)源60，或者將表示已修改發(fā)送功率電平的發(fā)送信號提供給發(fā)射機64?；?0事先并不知道傳輸幀的數(shù)據(jù)速率，所以在這種結(jié)構(gòu)中，功率按照幀中數(shù)據(jù)的冗余度或幀的數(shù)據(jù)速率而變化。于是，根據(jù)所接收的鏈路質(zhì)量特性進行功率控制信號的判定是依賴于速率的。在一種結(jié)構(gòu)中，移動站30可以用非編碼方式在幀頭包括一些二進制位表示數(shù)據(jù)速率。如果這些幀含有足夠的信息位而對容量的影響又不大時，這是可以接受的。另一種結(jié)構(gòu)中，基站30可能根據(jù)幀的第一部分估算幀的速率。例如，可以在每一幀的開頭增加前置碼，基站可以估算速率是具有與前置碼最佳相關(guān)的速率。在提供依賴于速率的功率控制信號的另一典型結(jié)構(gòu)中，功率控制信息的多個位可以從基站提供至移動站50。在第一多位功率控制信號結(jié)構(gòu)中，接收功率用作鏈路質(zhì)量因素。接收機42將接收的功率測量信號提供給控制處理器46?？刂铺幚砥?6將接收的功率值與一組閾值比較。在典型的第一多位功率控制信號結(jié)構(gòu)實施例中，有一個表示各速率假設(shè)的標稱接收功率的閾值?？刂铺幚砥?6提供一個信號，表示接收功率所處的功率量化級范圍。全速率模式所要求的功率將為最高，1/8速率模式所要求的功率將為最低。例如，可以定義下面5級·級4—接收功率大于標稱全速率功率·級3—接收功率介于1/2速率和全速率標稱功率之間·級2—接收功率介于1/4速率和1/2速率標稱功率之間·級1—接收功率介于1/8速率和1/4速率標稱功率之間·級0—接收功率小于1/8速率標稱功率。表示接收功率級的位隨后在編碼器34中與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)合并，并如前所述傳送回移動站50。移動站50得知它進行發(fā)送的數(shù)據(jù)速率，從而根據(jù)得知的、與表1中所示反饋信息對應(yīng)的功率控制組的發(fā)送速率，進行功率調(diào)整。表1說明多級結(jié)構(gòu)的益處，即，如果測得的質(zhì)量與要求的級別大不相同(可能是由于突然深衰落)，則可以進行更大的功率調(diào)整。該結(jié)構(gòu)中，需要3個位來發(fā)送回這種5中取1的信息。這就增加了反饋鏈路上的雜項開銷。表15種質(zhì)量級的功率調(diào)整</tables>在一可變速率系統(tǒng)中減少功率控制所必需的雜項開銷的一種途徑是將發(fā)送速率數(shù)限制在形式為2n-1的這樣一個數(shù)上，這里n為整數(shù)。例如，如果將一速率組限制成僅含有3種可能的速率，則需要2個位來傳送接收的功率電平。另一種減小功率控制所必需的雜項開銷的方法是為不經(jīng)常出現(xiàn)的低速率提供質(zhì)量信息反饋。這些低速率的質(zhì)量測量也是在相應(yīng)較長的時期內(nèi)進行的，這就提高了這些低速率模式的質(zhì)量測量的精度。減少每一幀提供的功率控制位的數(shù)目的另一種方法是改變每一幀的閾值。例如，如表2和表3所示，在有四種發(fā)送速率的情況下，可以交替采用的兩種情況。表2在偶數(shù)次進行的4種質(zhì)量級的功率調(diào)整表3在奇數(shù)次進行的4種質(zhì)量級的功率調(diào)整上述所有技術(shù)均與容量有矛盾。減小必須反饋的信息量的一種方式是在較長的時間內(nèi)進行估算，通過在較長的估算時間內(nèi)取平均而獲取較精確的估算。不幸的是，在某些衰落環(huán)境下，這樣一種延時會引起明顯的性能降低，而這是無法接受的。在較長的測量時間內(nèi)提供估算的一種較佳方式是僅對選擇的速率采用較長的測量時間間隔。例如，將功率在每一個功率控制組都與全速率閾值比較，每隔1個功率控制組與1/2速率閾值比較，每隔3個功率控制組與1/4速率閾值比較，每隔7個功率控制組與1/8速率閾值比較。對于每一幀具有16個功率控制組來說，這一方法每一幀需要16＋8＋4＋2＝30個位。這些位不是均勻產(chǎn)生的事實會引起某些位的附加延遲。該方法較長的測量時間與較低速率的延遲相似，而當前的系統(tǒng)采用較低速率，僅在功率控制組的1/2、1/4或1/8速率上發(fā)送數(shù)據(jù)，沒有數(shù)據(jù)的時間不能提供功率控制信息。減少所需功率控制信息量的另一種方法是傳送一幀中的第一功率控制組的功率估算，并且對該幀中的后續(xù)功率控制組，送回相對于前一功率控制組的質(zhì)量差異估算。當一幀的所有功率控制組用同一標稱功率發(fā)送，不進行功率控制組選通時，這一技術(shù)是有用的。即使在速率可以在幀與幀之間上改變的應(yīng)用場合下，通常速率也每隔幾個幀才發(fā)生變化。同時，通常在每一幀的末尾精確地判定速率。利用這些特征的另一種典型實施例如下所述?；?0相對于每一功率控制組的一個閾值測量接收信號的質(zhì)量，并將一位比較結(jié)果送回移動站50。對于第一功率控制組，基站根據(jù)前一幀的速率使用質(zhì)量閾值。根據(jù)測量的接收質(zhì)量，基站30調(diào)整下一功率控制組質(zhì)量比較的質(zhì)量閾值。以后的功率控制組的比較閾值是根據(jù)相對于當前閾值的接收質(zhì)量來調(diào)整的。如此工作的一個典型結(jié)構(gòu)見表4和表5。表4示出的是基站的下一質(zhì)量閾值及其發(fā)射的反饋質(zhì)量位隨當前質(zhì)量閾值和測量的接收質(zhì)量級變化的情況。表5示出的是移動站對反饋質(zhì)量位的功率調(diào)整響應(yīng)與相對于該反饋位的功率控制組的已知發(fā)送速率及其對已用基站閾值的估算之間的變化關(guān)系?；鹃撝导僭O(shè)是根據(jù)第一功率控制組比較用的前一幀速率來設(shè)定的，并且對于其他功率控制組比較來說已經(jīng)設(shè)置正確。采用全速率、1/2、1/4以及1/8速率模式的質(zhì)量閾值，且接收質(zhì)量級如表1中所示(即級4對應(yīng)于最大接收功率)。表4基站動作表5移動站接收處理動作表5給出一例基站和移動站的動作，其中，有16個功率控制組，前一幀處在全速率下，基站的質(zhì)量位以零延時反饋到移動站。這一例子中，移動站用這一新幀，將其速率從全速率改變?yōu)?/8速率。新幀第一功率控制組的功率從用作前一幀最后功率控制組的功率中，調(diào)去全速和1/8速度模式之間所需功率的標稱差?；窘邮召|(zhì)量級根據(jù)信道條件和發(fā)射的功率電平而變化。由于反饋鏈路中的差錯，移動站的接收質(zhì)量位可能與基站的值不一致。在本典型實施例中，編碼器34提供測量質(zhì)量信息，這些信息是獨立于其他業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)而不編碼或者編碼的。本典型實施例中，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是根按幀進行編碼的，并且在接收到整個幀之前不進行編碼。由數(shù)據(jù)幀的緩沖引起的延遲會在某些衰落環(huán)境中產(chǎn)生無法接受的功率調(diào)整延時。在上述“暫定標準(InterimStandard)”中描述的當前結(jié)構(gòu)中，一信息未編碼位是每隔1.25ms被送回的。該信息是在兩個連續(xù)的19.2ksps調(diào)制碼元時間間隔內(nèi)傳送的。在兩個碼元時間間隔中傳送一個位增加了信息位的能量，從而其差錯率性能更好。這二碼元的功率還可以被調(diào)節(jié)成不同于其他業(yè)務(wù)碼元的功率。在另一種方法中，2個質(zhì)量位是在二調(diào)制碼元時間間隔內(nèi)送回的，且其功率按照達到期望差錯率性能的要求增大。減小閉環(huán)功率控制與容量矛盾的另一種方法是在調(diào)制方案中提供功率控制數(shù)據(jù)，這一調(diào)制方案與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制方案不同。例如，如果業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)是用2相相位調(diào)制傳送的，則功率控制數(shù)據(jù)可以用M相相位調(diào)制來反饋。例如，有N個可能的速率，就有N個理想的接收功率設(shè)定點。由于N個設(shè)定點中的每一個與接收的功率測量閾值對應(yīng)，功率測量實際上被量化成N＋1級中的一級。隨后，反饋這一量化信息。如果有四種可能的速度(N＝4)，則可用5相PSK調(diào)制來反饋信息。與此類似，如果有三種可能的速率，則可以采用4相PSK調(diào)制(QPSK)。通常有兩種在數(shù)據(jù)幀中提供返回質(zhì)量信息的較佳方法。反回質(zhì)量信息可以穿入編碼業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)序列，或者可將幀結(jié)構(gòu)定義為這些信息位提供時隙。為了使反饋信息中的延遲最小，通常插入的返回信息不帶有前向糾錯(FEC)編碼，或者帶有采用塊長比數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)用的短的FEC，這通常可以適應(yīng)較長的延遲。然而，在可以接受相似功率控制反饋和前向業(yè)務(wù)延遲的運用中，功率控制反饋信息可以被多路復(fù)用到前向業(yè)務(wù)信道數(shù)據(jù)中去。實現(xiàn)較低速率方式的一種方法是保持相同的全速率發(fā)送碼元速率，且以低速率所需的次數(shù)(1/2速率模式2次，等)重復(fù)發(fā)送這些碼元。如果重復(fù)的碼元是連續(xù)發(fā)送的，則實際上在一較長的碼元時間內(nèi)，將相鄰重復(fù)碼元環(huán)境中的能量相干組合起來是可行的。這在加性高斯白噪聲(AWGN)或慢衰落應(yīng)用的情況下使性能得到改善，但是在大多數(shù)衰落環(huán)境中，如果重復(fù)碼元盡可能分開發(fā)送，則性能將更好。因為在該幀上提供了可以防止猝發(fā)差錯效應(yīng)的分集，這樣分開發(fā)送較少可能同一衰落造成所有重復(fù)碼元劣化。當例如通過重復(fù)整個序列來分散重復(fù)碼元時，可以從反饋信息獲得附加益處。如果反饋信息指示發(fā)送的某些的碼元是以低質(zhì)量接收的，則應(yīng)當提高功率。從而以后的碼元可以用標稱質(zhì)量級來接收。但是，如果仍然還在許多轉(zhuǎn)發(fā)碼元組必須發(fā)送，則不要指望采用編碼來援救低質(zhì)量接收的先前發(fā)送的碼元?？少x與后面的碼元附加碼元能量，從而組合接收的重復(fù)碼元時，就得到一更接近標稱值的質(zhì)量。與此相反，如果重復(fù)碼元組的初始碼元在優(yōu)于所需質(zhì)量的情況下接收，可以通過降低重復(fù)碼元的碼元能量來節(jié)約附加功率。前述較佳實施例的描述使得本領(lǐng)域的任何人可以制作或使用本發(fā)明。對這些實施例作各種修正對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說是十分了然的，上文中描述的基本原理可以應(yīng)用于其他實施例，而無需利用發(fā)明專門人員。所以，本發(fā)明并非僅限于這些實施例，而應(yīng)當在最大范圍內(nèi)來理解上文中揭示的原理新特征。權(quán)利要求1.一種在可變速率通信系統(tǒng)中用來在第二通信裝置處控制第一通信裝置的發(fā)送功率的系統(tǒng)，其中，所述第一通信裝置用來將具有預(yù)定數(shù)據(jù)容量的數(shù)據(jù)幀中的可變速率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包發(fā)送到所述第二通信裝置；當所述數(shù)據(jù)包小于所述數(shù)據(jù)容量時，在所述數(shù)據(jù)包中產(chǎn)生下文簡稱位的重復(fù)二進制位，并在所述數(shù)據(jù)幀中提供第一型所述數(shù)據(jù)包位和所述重復(fù)型數(shù)據(jù)包位，而且按照所述數(shù)據(jù)速率來增減發(fā)送所述數(shù)據(jù)幀的功率，其特征在于，所述系統(tǒng)包含接收機裝置，用來接收所述數(shù)據(jù)幀；幀質(zhì)量判定裝置，用來確定來自所述數(shù)據(jù)幀的幀質(zhì)量因數(shù)；比較裝置，用來將所述幀質(zhì)量因素與至少一個閾值比較，其中，所述閾值按照所述數(shù)據(jù)速率提供一質(zhì)量信號；發(fā)射機裝置，用來發(fā)送所述質(zhì)量信號。2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，它還包含速率判定裝置，用來判定所述接收數(shù)據(jù)幀的所述數(shù)據(jù)速率。3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，它還包含一插入在所述比較裝置和所述發(fā)射機裝置之間的編碼裝置，用來接收所述質(zhì)量信號和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并用來按照預(yù)定的組合格式將所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和所述質(zhì)量信號組合起來。4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定組合格式用所述質(zhì)量信號重寫所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)部分。5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定組合格式在所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的預(yù)定間隙中提供所述質(zhì)量信號。6.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述速率判定裝置用來將一速率指示信號從所述數(shù)據(jù)幀中分離出來，并按照所述速率指示信號判定所述數(shù)據(jù)速率。7.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述比較裝置還用來按照所述速率判定來確定所述比較閾值。8.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述幀質(zhì)量因數(shù)表示接收功率。9.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述幀質(zhì)量因數(shù)表示差錯率。10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述比較裝置還用來將所述質(zhì)量因數(shù)與多個閾值比較。11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述比較裝置用來將所述質(zhì)量因數(shù)與隨時間改變的閾值比較。12.如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，每一所述閾值與所述數(shù)據(jù)速率的不同假設(shè)對應(yīng)。13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)速率具有一組N個的可能數(shù)據(jù)速率，所述比較裝置用來將所述質(zhì)量因數(shù)與N個閾值比較，并產(chǎn)生信號來表示N＋1個質(zhì)量信號中的一個信號。14.如權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)速率是從一組數(shù)據(jù)速率中選擇出來的；所述隨時間改變的閾值在第一功率控制周期中代表第一預(yù)定子集的可能閾值，在第二功率控制周期中代表第二預(yù)定子集的可能閾值。15.一種在用來將預(yù)定數(shù)據(jù)容量數(shù)據(jù)幀中可變速率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包發(fā)送到第二通信裝置的第一通信裝置中，用來根據(jù)發(fā)自所述第二通信裝置的功率控制信號在所述第一通信裝置控制發(fā)送功率的系統(tǒng)，其中，當所述數(shù)據(jù)包小于所述數(shù)據(jù)容量時，在所述數(shù)據(jù)包中產(chǎn)生下文簡稱位的重復(fù)型二進制位，并在所述數(shù)據(jù)幀中提供第一型所述數(shù)據(jù)包位和所述重復(fù)型數(shù)據(jù)包位，而且按照所述數(shù)據(jù)速率增減發(fā)送所述數(shù)據(jù)幀的功率，其特征在于，所述系統(tǒng)包含接收機裝置，用來接收所述功率控制信號；控制處理器處理，用來按照所述功率控制信號和所述數(shù)據(jù)速率，確定一發(fā)送控制信號。16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，它還包含一發(fā)射機，用來響應(yīng)于所述發(fā)送控制信號發(fā)送所述可變速率數(shù)據(jù)。17.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，它還包含一可變速率數(shù)據(jù)源，用來在一選擇的數(shù)據(jù)速率下提供可變速率數(shù)據(jù)，并用來按照所述發(fā)送控制信號選擇所述數(shù)據(jù)速率。18.如權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述接收機還用來接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所述裝置還包含一位于所述接收機裝置和所述控制處理器裝置之間的譯碼器裝置，用來從所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中分離出所述功率控制信號。19.一種在可變速率通信系統(tǒng)中用來在第二通信裝置處控制第一通信裝置的發(fā)送功率的方法，其中，所述第一通信裝置用來將具有預(yù)定數(shù)據(jù)容量的數(shù)據(jù)幀中的可變速率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包發(fā)送到所述第二通信裝置；當所述數(shù)據(jù)包小于所述數(shù)據(jù)容量時，在所述數(shù)據(jù)包中產(chǎn)生下文簡稱位的重復(fù)型二進制位，并在所述數(shù)據(jù)幀中，提供第一型所述數(shù)據(jù)包位和所述重復(fù)型數(shù)據(jù)包位，而且按照所述數(shù)據(jù)速率增減發(fā)送所述數(shù)據(jù)幀的功率，其特征在于，所述方法包含接收所述數(shù)據(jù)幀；從所述數(shù)據(jù)幀判定一幀質(zhì)量因數(shù)；將所述幀質(zhì)量因數(shù)與至少一個閾值比較；按照所述數(shù)據(jù)速率產(chǎn)生一質(zhì)量信號；發(fā)送所述質(zhì)量信號。20.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，它還包含從所述接收的數(shù)據(jù)幀判定所述數(shù)據(jù)速率的步驟。21.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，它還包含按照一預(yù)定組合格式將所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與所述質(zhì)量信號比較的步驟。22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定組合格式用所述質(zhì)量信號重寫所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)部分。23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述預(yù)定組合格式在所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的預(yù)定間隙內(nèi)提供所述質(zhì)量信號。24.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，它還包含從所述數(shù)據(jù)幀中分離出一速率指示信號并按照所述速率指示信號確定所述數(shù)據(jù)速率的步驟。25.如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于，它還包含按照所述速率判定來確定所述比較閾值的步驟。26.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述幀質(zhì)量因數(shù)表示接收功率。27.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，所述幀質(zhì)量因數(shù)表示差錯率。28.如權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，將所述幀質(zhì)量因數(shù)與至少一個閾值比較的所述步驟包含將所述質(zhì)量因數(shù)與多個閾值比較，其中每一閾值表示一速率假設(shè)。29.如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，將所述幀質(zhì)量因數(shù)與至少一個閾值比較的所述步驟包含將所述質(zhì)量因數(shù)與隨時間變化的閾值比較。30.一種在可變速率通信系統(tǒng)中用來在第二通信裝置處控制第一通信裝置的發(fā)送功率的系統(tǒng)，其中，所述第一通信裝置用來將具有預(yù)定數(shù)據(jù)容量的數(shù)據(jù)幀中的可變速率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包發(fā)送到所述第二通信裝置；當所述數(shù)據(jù)包小于所述數(shù)據(jù)容量時，在所述數(shù)據(jù)包中產(chǎn)生下文簡稱位的重復(fù)型二進制位，并在所述數(shù)據(jù)幀中提供第一型所述數(shù)據(jù)包位和所述重型數(shù)據(jù)包位，而且按照所述數(shù)據(jù)速率增減發(fā)送數(shù)據(jù)幀的功率，其特征在于，所述系統(tǒng)包含接收機，用來接收所述數(shù)據(jù)幀；幀質(zhì)量測量電路，用來從所述數(shù)據(jù)幀判定一幀質(zhì)量因數(shù)；比較器，用來將所述幀質(zhì)量因數(shù)與至少一個閾值比較，其中所述閾值按照所述數(shù)據(jù)速率提供一質(zhì)量信號；發(fā)射機，用來發(fā)射所述質(zhì)量信號。31.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，它還包含速率估算器，用來從所述接收的數(shù)據(jù)幀估算所述數(shù)據(jù)速率。32.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，它還包含插在所述比較器和所述發(fā)射機之間的編碼器，用來接收所述質(zhì)量信號和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，并按照一預(yù)定組合格式將所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)與所述質(zhì)量信號組合在一起。33.如權(quán)利要求32所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定組合格式用所述質(zhì)量信號重寫所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)部分。34.如權(quán)利要求32所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)定組合格式在所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的預(yù)定間隙內(nèi)提供所述質(zhì)量信號。35.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于，所述速率估算器用來從所述數(shù)據(jù)幀中分離出一速率指示信號，并按照所述速率指示信號判定所述數(shù)據(jù)速率。36.如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于，所述比較器還用來按照所述速率判定，確定所述比較閾值。37.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，所述幀質(zhì)量因數(shù)表示接收功率。38.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，所述幀質(zhì)量因數(shù)表示差錯率。39.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，所述比較器用來將所述質(zhì)量因數(shù)與多個閾值比較。40.如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，所述比較器用來將所述質(zhì)量因數(shù)與隨時間變化的閾值比較。41.如權(quán)利要求39所述的裝置，其特征在于，每一所述閾值與所述數(shù)據(jù)速率的不同假設(shè)對應(yīng)。42.如權(quán)利要求41所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)速率具有一組N個的可能數(shù)據(jù)速率，而且所述比較器用來將所述質(zhì)量因數(shù)與N個閾值比較，并產(chǎn)生信號來表示N＋1個質(zhì)量信號中的一個信號。43.如權(quán)利要求40所述的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)速率是從一組數(shù)據(jù)速率中選擇出來的；所述隨時間變化的閾值在第一功率控制周期中代表第一預(yù)定子集的可能閾值，在第二功率控制周期中代表第二預(yù)定子集的可能閾值。44.一種在用來將預(yù)定數(shù)據(jù)容量數(shù)據(jù)幀中可變速率數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包發(fā)送到第二通信裝置的第一通信裝置中，用來根據(jù)發(fā)自所述第二通信裝置功率控制信號在所述第一通信裝置控制發(fā)送功率的系統(tǒng)，其中當所述數(shù)據(jù)包小于所述數(shù)據(jù)容量時，在所述數(shù)據(jù)包中產(chǎn)生下文簡稱位的重復(fù)型二進制位，并在所述數(shù)據(jù)幀中提供第一型所述數(shù)據(jù)包位和所述重復(fù)型數(shù)據(jù)包位，而且按照所述數(shù)據(jù)速率增減發(fā)送所述數(shù)據(jù)幀的功率，其特征在于，所述系統(tǒng)包含接收機，用來接收所述功率控制信號；控制處理器，用來按照所述功率控制信號和所述數(shù)據(jù)速率，判定一傳輸控制信號。45.如權(quán)利要求44所述的裝置，其特征在于，它還包含一發(fā)射機，用來響應(yīng)于所述發(fā)送控制信號發(fā)送所述可變速率數(shù)據(jù)。46.如權(quán)利要求44所述的裝置，其特征在于，它還包含一可變速率數(shù)據(jù)源，用來在一選擇數(shù)據(jù)速率下提供一可變速率數(shù)據(jù)，并按照所述發(fā)送控制信號選擇所述數(shù)據(jù)速率。47.如權(quán)利要求44所述的裝置，其特征在于，所述接收機還用來接收業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，所述裝置還包含一插在所述接收機和所述控制處理器之間的譯碼器裝置，用來從所述業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)中分離出所述功率控制信號。全文摘要一種在可變速率通信系統(tǒng)中控制發(fā)送功率的方法和裝置。基站(30)監(jiān)測從移動站(50)發(fā)射的后向鏈路信號。基站(30)根據(jù)譯碼器(44)檢測的幀差錯率或者接收機(42)檢測的接收信號功率電平確定是否應(yīng)當提高或降低其功率。根據(jù)該分析，控制處理器(46)產(chǎn)生一功率控制信號，并將該信號傳送到移動站(30)。文檔編號H04B7/005GK1130963SQ95190673公開日1996年9月11日申請日期1995年7月5日優(yōu)先權(quán)日1994年7月29日發(fā)明者愛德華·G·蒂德曼,克萊因·S·吉爾豪森,約瑟夫·P·奧登華德,埃弗拉伊姆·策哈維,杰弗里·A·萊文,查爾斯·E·惠特利三世申請人:夸爾柯姆股份有限公司