PL186141B1

PL186141B1 - Sposób wytwarzania rozkazów sterujących mocą i stacja ruchoma do wytwarzania rozkazów sterujących mocą

Info

Publication number: PL186141B1
Application number: PL97332510A
Authority: PL
Inventors: Keith W. Saints
Original assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1996-09-27
Filing date: 1997-09-23
Publication date: 2003-10-31
Also published as: CA2265833A1; NO991497L; EA199900333A1; US5903554A; CN1516377A; JP2001501385A; PL332510A1; EP0931387A2; PL186150B1; IL129077A; AU722334B2; EP0931387B1; IL129077A0; WO1998013951A2; ES2224272T3; BR9712074A; AU4588797A; CN100456663C; HK1021778A1; KR20000048662A

Abstract

7. Stacja ruchoma do wytwarzania rozkazów ste- rujacych moca w systemie sterowania moca o cyklu zamknietym dla systemu komunikacyjnego CDMA, zawierajaca odbiornik do pomiaru wartosci energii wewnatrz przenoszonego pasma, znamienna tym, ze odbiornik (78) do pomiaru wartosci energii wewnatrz pasma jest polaczony, poprzez uklad przetwarzania (79) zawierajacy uklad (88) podnoszacy do kwadratu, do pomiaru energii kanalu kontrolnego, w procesorem (100) sterujacym moca, przystosowanym do skalowania energii kanalu kontrolnego dla wytwarzania rozkazu steruja- cego moca zgodnie ze wspólczynnikiem sygnalu do szumu, opartym na wartosci energii wewnatrz pasma i energii kanalu kontrolnego. FIG 2 PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania rozkazów sterujących mocą i stacja ruchoma do wytwnrzania rozkazów sterujących mocą w systemach komunikacyjnych, zwłaszcza sposób i urządzenie do sterowania mocą transmisyjną stacji zdalnej w bezprzewodowych systemach komunikacyjnych.

ZnaSosownnie technik modulacji z dostępem zwielokrotnionym przez podział kodowy CDMA jest jedną z kilku technik ułatwiających komunikację, w której występuje duża liczba

186 141 użytkowników systemu. Znane są także inne techniki systemów komunikacyjnych w dostępem zwielokrotnionym, takie jak wielodostęp z podziałem czasu TDMA i zwielokrotnienie dostępu przez podział częstotliwości FDMA. Szczególnie korzystna jest technika modulacji z widmem rozproszonym CDMA.

Znany jest w opisu patentowego USA nr 4 901 307 system komunikacyjny z dostępem zwielokrotnionym i sposób zapewniania komunikacji o dużej wydajności z dużą liczbą użytkowników systemu lub pomiędzy nimi, przy zastosowaniu sygnałów komunikacji o widmie rozproszonym i podziale kodowym. Opis ten przedstawia też odbiornik z detektorem błędu, gdzie sygnał jest rozkładany na dwie analogiczne składowe. Ten system komunikacyjny wykorzystuje układ zapewniający marginesową izolację pomiędzy sygnałami komunikacyjnymi użytkowników, przez wytwarzanie jednoczesnych wielokrotnych sterowanych wiązek, przy zastosowaniu anteny dookólnej, urządzeń sterujących mocą do regulacji mocy wyjściowej sygnałów komunikacyjnych wytwarzanych przez użytkownika albo w odpowiedzi na ich wejściowy poziom aktywności albo zgodnie z minimalną mocą dopuszczalną dla utrzymania łącza komunikacyjnego. System komunikacyjny może wykorzystywać układ transmisji określonej z góry sekwencji kontrolnej wraz z sygnałami komunikacyjnymi o widmie rozproszonym i podziale kodowym. Przy zastosowaniu odbiornika z dekoderem błędu sygnał jest rozkładany na dwie analogiczne składowe. Opis ten przedstawia zastosowanie technik CDMA w systemie komunikacyjnym z dostępem zwielokrotnionym, zwłaszcza system komunikacyjny z dostępem zwielokrotnionym o widmie rozproszonym, stosujący wzmacniaki satelitarne lub naziemne.

Zastosowanie technik CDMA w systemie komunikacyjnym z dostępem zwielokrotnionym jest także przedstawione w opisie patentowym USA nr 5 103 459, ujawniającym zwłaszcza sposób system wytwarzania przebiegów sygnałów w komórkowym systemie telefonicznym CDMA.

W systemie CDMA w wyniku zastosowania sygnału szerokopasmowego zapewnia się pewną formę różnorodności częstotliwości przez rozproszenie mocy sygnałów w szerokim paśmie. Wobec tego zanik sygnału zależny selektywnie od częstotliwości ma wpływ tylko na małą część szerokości pasma sygnału CDMA. Różne przestrzenie lub tory są otrzymywane przez zapewnienie wielokrotnych torów sygnału poprzez jednoczesne połączenia od użytkownika ruchomego przez dwa lub więcej miejsc komórkowych. Ponadto różne tory otrzymuje się przez wykorzystanie środowiska wielotorowego w wyniku przetwarzania widma rozproszonego, przez dopuszczenie odbioru i przetwarzania oddzielnie sygnału dochodzącego z różnymi opóźnieniami propagacji. Przykłady różnych torów są przedstawione w opisie patentowym USA nr 5 101 501, dotyczącym sposobu i systemu zapewniania programowalnego przełączania połączeń w komórkowym systemie telefonicznym CDMA.

Znany jest z opisu patentowego USA nr 5 109 390 odbiornik zbiorczy w komórkowym systemie telefonicznym CDMA. W przedstawionym tu systemie sterowania mocą transmisyjną mierzy się wartość energii wewnątrz pasma i wartość energii kanału kontrolnego. System zawiera układ przeszukiwania do odbioru wielokrotnych sygnałów kontrolnych, z których każdy jest przesyłany w innym torze, z przesunięciem w czasie jeden względem drugiego, dla określania natężenia każdego odbieranego sygnału kontrolnego i związku czasowego między nimi oraz dostarczania sygnału sterującego, wskazującego odbierane sygnały kontrolne o największym natężeniu i właściwym związku czasowym. System zawiera także układ odbioru sygnałów modulowanej informacji widma rozproszonego, w których każdy odpowiada innemu sygnałowi kontrolnemu. Układ odbioru sygnałów informacji reaguje na sygnał sterowania z układu przeszukiwania dla demodulacji jednego z sygnałów modulowanej informacji widma rozproszonego, odpowiadających jednemu z sygnałów kontrolnych o największym natężeniu i dla dostarczania kodowanego sygnału wyjściowego niosącego informację.

Znane są z opisu patentowego USA nr 5 414 796, dotyczącego wokodera o zmiennej szybkości, sposób i urządzenie ze szczególnie użytecznym koderem mowy o zmiennej szybkości. W wyniku zastosowania kodowania mowy ze zmienną szybkością ma miejsce sposób transmisji mowy w cyfrowych systemach komunikacyjnych, który zapewnia korzyści przy zwiększeniu wydajności i równoczesnym zachowaniu wysokiej jakości odbieranej mowy.

186 141

Znane są z opisu patentowego USA nr 5 056 109 sposób i urządzenie do sterowania mocą transmisyjną w komórkowym systemie telefonicznym CDMA, w którym stacja ruchoma zlicza ramki odbierane błędnie. Jeżeli jest przekroczona wartość progowa, stacja ruchoma nadaje komunikat do stacji bazowej. Zliczanie jest okresowo sprowadzane do stanu wyjściowego.

Znany jest w opisu patentowego USA nr 5 568 483 sposób zapewniania szybszego sterowania mocą, przedstawiający sposób i urządzenie do formatowania danych transmisji. W tym sposobie stacja ruchoma nadaje bit w każdej ramce kanału ruchu zwrotnego, wskazując jakość poprzedniej ramki kanału ruchu zwrotnego. Bit jest równy 0, jeżeli ramka była odebrana bez błędu i bit jest równy 1, jeżeli ramka była odebrana z błędem. Ponieważ te bity są kodowane i przeplatane, są one odbierane bez błędu. Odpowiednio do wskaźnika jakości ramki w każdej ramce, stacja ruchoma jest w stanie odrzucać bity kontrolne mocy, które mają prawdopodobnie błąd.

Znane sposoby zapewniania sterowania mocą są ograniczone do doprowadzania zwrotnego w najlepszym przypadku jednego najbardziej znaczącego bitu informacji na ramkę odbieranych danych. Warunki zaniku sygnału wymagają jednak znacznie szybszego dostarczania zwrotnego informacji.

Znany jest w opisu patentowego USA nr 5 559 790 system komunikacyjny o widmie rozproszonym i sposób sterowania mocą transmisyjną w tym systemie, a także sposób obliczania współczynnika sygnału do szumu, który jest przekazywany do bazy. W tym systemie jeden z szeregu kodów ortogonalnych, stosowany do rozpraszania widma, jest przypisany pomiarowi współczynnika sygnału do szumu w urządzeniu końcowym. Na podstawie sygnału szumu wykrywanego przez eliminację rozproszenia oraz sygnału odbieranego z anteny wraz z tym kodem ortogonalnym i sygnałem sterującym, każde urządzenie końcowe uzyskuje współczynnik sygnału do szumu. Urządzenie końcowe transmituje współczynnik sygnału do szumu do stacji bazowej jako sygnał sterujący mocą na podstawie informacji sygnału do szumu, odbieranej z każdego urządzenia końcowego, i stacja bazowa steruje mocą transmisyjną sygnału każdego urządzenia końcowego.

Znany jest w opisu patentowego USA nr 5 245 629 sposób kompensacji przeciążenia w systemie komunikacyjnym o rozproszonym widmie, polegaj acy na tym, że najpierw określa się poziom mocy odbieranego sygnału w miejscu bazowym. Poziom mocy porównuje się z poziomem mocy progowej i jeżeli poziom odbieranej mocy jest większy niż poziom progowy, współczynnik sygnału do szumu w systemie jest zmniejszany. Przy dopuszczalnie zmniejszonym współczynniku sygnału do szumu zostaje zmniejszona moc abonencka. Poziom mocy odbieranego sygnału w miejscu bazowym zostaje przywrócony następnie do poziomu progowego. Odmiennie współczynnik sygnału do szumu sygnału kontrolnego określa się w bazie. Współczynnik sygnału do szumu porównuje się w progowym współczynnikiem sygnału do szumu. Jeżeli współczynnik sygnału do szumu sygnału kontrolnego jest mniejszy niż progowy, poziom progowy zostaje zmniejszony. Przy dopuszczalnie zmniejszonym współczynniku sygnału do szumu, abonenci muszą zmniejszyć moc.

Znane są w opisu patentowego USA nr 5 822 318 sposób i urządzenie do sterowania mocą w systemie komunikacyjnym o zmiennej szybkości danych, które wykorzystują sterowanie mocą w obwodzie zamkniętym i realizują dostosowanie mocy transmisyjnej w tym systemie. Pierwsza oddalona stacja steruje mocą transmisyjną drugiej oddalonej stacji przez przesyłanie zależnego od szybkości danych sygnału sterującego mocą do drugiej oddalonej stacji. Ze względu na to, że tylko druga stacja komunikacyjna zna z góry jej szybkość transmisji danych, musi określić kierunek działania zgodnie zarówno z sygnałem sterującym odbieraną mocą, jak i znajomością szybkości transmisji danych.

Sposób według wynalazku polega na tym, że po pomiarze energii kanału kontrolnego skaluje się energię kanału kontrolnego zgodnie w wartością części kontrolnej dla dostarczania wartości energii niezakłóconej, odejmuje się wartość energii niezakłóconej od wartości energii wewnątrz, pasma dla dostarczania wartości szumu zakłócenia, mierzy się energię bitu odbieranego sygnału, oblicza się współczynnik sygnału do szumu zgodnie z wartością szumu

186 141 zakłócenia i energią bitu oraz wytwarza się rozkaz sterowania mocą zgodnie ze współczynnikiem sygnału do szumu.

Korzystnie porównuje się współczynnik sygnału do szumu ze wstępnie określoną wartością progową za pomocą procesora.

Korzystnie odbiera się wartość części kontrolnej ze zdalnego urządzenia komunikacyjnego.

Korzystnie podczas pomiaru energii bitu mierzy się wartość energii symbolu i skaluje się wartość energii symbolu połączeń następujących i jest również możliwy do zastosowania do sterowania mocą transmisyjną połączeń odwrotnych ze stacji ruchomej do stacji bazowej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wynalazek zastosowany w typowym ruchomym środowisku telefonicznym, fig. 2 - schemat blokowy urządzenia zgodnie z wartością szybkości transmisji danych, za pomocą układu podnoszącego do kwadratu.

Korzystnie podczas pomiaru energii bitu określa się wartość szybkości transmisji danych, za pomocą układu podnoszącego do kwadratu.

Korzystnie podczas pomiaru energii bitu odbiera się wartość szybkości transmisji danych ze zdalnego urządzenia komunikacyjnego, za pomocą układu podnoszącego do kwadratu.

W stacji ruchomej według wynalazku odbiornik do pomiaru wartości energii wewnątrz pasma jest połączony, poprzez układ przetwarzania zawierający układ podnoszący do kwadratu, do pomiaru energii kanału kontrolnego, w procesorem sterującym mocą przystosowanym do skalowania energii kanału kontrolnego dla wytwarzania rozkazu sterującego mocą zgodnie ze współczynnikiem sygnału do szumu, opartym na wartości energii wewnątrz pasma i energii kanału kontrolnego.

Korzystnie pomiędzy odbiornik i procesor sterujący mocą jest włączony nadajnik do nadawania rozkazów sterujących mocą.

Korzystnie do wejścia układu podnoszącego do kwadratu jest dołączony filtr do usuwania szumu w energii kanału kontrolnego.

Zaletą wynalazku jest poprawa jakości odbieranego sygnału, który jest optymalnie przeznaczony do sterowania mocą transmisyjną nadajnika w systemie sterowania mocą w obwodzie zamkniętym. Wynalazek jest opisany w kontekście systemu komunikacyjnego o widmie rozproszonym, lecz jest również możliwy do zastosowania w innych typach systemów komunikacyjnych. Wynalazek zapewnia sterowanie mocą transmisyjną ze stacji bazowej do stacji ruchomej za pomocą wytwarzania rozkazów sterujących mocą według wynalazku, fig. 3 - sieć działań ilustrująca pierwszy przykład określania miary jakości według wynalazku i fig. 4 - sieć działań ilustrującą drugi przykład określania miary jakości według wynalazku.

Figura 1 przedstawia sterownik 10 systemu, który odbiera dane i dostarcza dane do publicznej komutowanej sieci telefonicznej PSTN (nie pokazanej) i do innych stacji bazowych (nie pokazanych). Stacje bazowe 12 i 14 odbierają dane i dostarczają dane do sterownika 10 systemu. Stacja bazowa 12 nadaje dane do stacji ruchomej 18, co jest omawiane jako transmisje połączeń następujących, torami 20 i 22 sygnału. Tor 22 sygnału jest torem bezpośrednim od stacji bazowej 12 do stacji ruchomej 18. Tor 20 sygnału jest torem odbitego od źródła odbicia 16 sygnału nadawanego przez stacje bazową 12. Chociaż na fig. 1 źródło odbicia 16 jest przedstawione jako blok, jest ono w rzeczywistości elementem środowiska, w którym stacja ruchoma 18 działa, zwykle budynkiem lub inną konstrukcją.

Stacja ruchoma 18 demoduluje sygnały odbierane torami 20 i 22 oddzielnie i łączy demodulowane sygnały. Stacja bazowa 14 transmituje dane torem 24, który jest przeznaczony lub nie do odbioru przez stację ruchomą 18. Jeżeli stacja ruchoma 18 jest w pobliżu granicy komórki pomiędzy komórkami obsługiwanymi przez stacje bazowe 12 i 14, stacja ruchoma 18 jest umieszczona w miejscu programowanego przełączania, w którym stacje bazowe 12 i 14 transmitują nadmiarowo dane do stacji ruchomej 18. W tym przypadku sygnały będą oddzielnie demodulowane i łączone. Jeżeli sygnały nadawane przez stację bazową 14 nie są przeznaczone do odbioru przez stację ruchomą 18, wówczas w przykładowym wykonaniu sygnał pojawia się jako szum pasma w stacji ruchomej 18.

186 141

Jakość transmisji do stacji ruchomej 18 jest określona przez natężenie sygnałów dostarczanych torami 20 i 22 oraz sygnału dostarczanego torem 24, jeżeli stacja ruchoma 18 jest w miejscu programowanego przełączania. W oparciu o jakość transmisji, stacja ruchoma 18 transmituje sygnał z powrotem do stacji bazowej 12 torem 26 sygnału, określając wskazania jakości odbieranych sygnałów. Jeżeli stacja ruchoma 18 jest w miejscu programowanego przełączania, ten sygnał będzie także odbierany przez stację bazową 14.

W przykładowym wykonaniu dane są transmitowane w ramkach 20 ms i wskazania jakości odbieranych ramek są przesyłane 16 razy na każdą odbieraną ramkę lub co każde 1,25 ms. Wynalazek jest również możliwy do zastosowania w systemach transmisji ciągłej i systemach stosujących różne długości ramek i szybkości dla określenia wskazania jakości sygnału.

Optymalną miarą jakości sygnału sterującego mocą transmisyjną zdalnej stacji bazowej jest współczynnik sygnału do szumu Eb/Nt w kanale ruchu. W przykładowym wykonaniu układ pomiarowy jakości sygnału mierzy wartości częściowe Eb(f)/Nt(f) tego współczynnika i następnie wytwarza całkowity współczynnik sygnału do szumu Eb/Nt zgodnie z zasadą łączenia współczynników ważenia dla danego odbiornika, jak to przedstawiono poniżej w równaniu (1).

Eb/Nt = -L (1) gdzie co jest współczynnikiem ważenia stosowanym przez dany odbiornik do łączenia demodulowanych części, tak żeby dostarczać poprawioną ocenę transmitowanych danych, Eb(f) jest energią bitu danych ruchu na część (f) i Nt(f) jest zakłóceniem doświadczanym przez sygnał w części (f).

Wówczas, gdy występuje optymalne łączenie, całkowity współczynnik Eb/Nt jest sumą wartości częściowych Eb(f)/Nt(f). Wobec tego innym sposobem jest po prostu dodanie wartości częściowych dla uzyskania całkowitego współczynnika Eb/Nt. Zakłócenie doświadczalne Nt(f) zawiera szum cieplny, zakłócenia przez inne komórki i zakłócenia przez inne tory sygnałów w tej samej komórki. ,

Jeżeli wynalazek określa jakość sygnału odbieranego w części toru 22 i transmitowanego ze stacji bazowej 12 do stacji ruchomej 18, wówczas zakłócenie doświadczalne Nt(f) zawiera zakłócenia powodowane przez transmisje ze stacji bazowej 14 wtórze 24 sygnału i zakłócenia wielotorowe w torze 20 sygnału.

W przykładowym wykonaniu wynalazku zakłócenie sygnału kanału ruchu w części (f) jest obliczane przez pomiar całkowitej enrgii pasma i odjęcie niezakłóconej enrgii dostarczanej w tym samym torze, zgodnie w poniższym równaniem (2).

Nt(f) = Io -1 or(f) (2) gdzie Io jest całkowitą energią odbieraną w paśmie częstotliwości i Ior(f) jest całkowitą energią sygnału, który pochodzi ze stacji bazowej 14, uwzględniając transmisje do innych użytkowników, w pojedynczym torze, w którym część (f) jest zablokowana. Ze względu na to, że w systemie CDMA sygnały transmitowane w pojedynczym torze są prostopadłe względem siebie, energia Ior(f) jest miarą niezakłóconej energii, która nie przyczynia się do pogorszenia odbieranego sygnału.

Figura 3 przedstawia sieć działań dotyczącą pierwszego przykładu wytwarzania miary jakości, omawianego tutaj jako metoda części kontrolnej. Miara jakości jest opisana w kontekście pomiaru jakości sygnału dostarczanego torem 22. W celu zapewnienia końcowego sprzężenia zwrotnego sterowania energią, dokonywane są podobne operacje dla oceny współczynnika sygnału do szumu dla sygnałów odbieranych torami 20 i 24, które są następnie łączone zgodnie w powyższym równaniem (1).

186 141

Stacja bazowa 12 nadaje, poprzez dane sygnalizacyjne, wskazanie części całkowitej energii sygnału nadawanego przez stację bazową 12, która to cześć jest stosowana do nadawania sygnału kontrolnego. Cześć kontrolną energii oblicza się zgodnie z poniższym równaniem (3).

Część kontrolna =

Kontrol. Ec lor (3) gdzie Kontrol. Ec jest energią sygnału nadawanego przez stację bazową 12, którego czas trwania jest odwrotnie proporcjonalny do szybkości rozprzestrzeniania się sygnału, a lor jest całkowitą energią sygnału normalizowanego przez szerokość pasma odbiorczego, nadawanego przez stację bazową 12. Wobec tego część kontrolna nie ma jednostki.

Figura 2 przedstawia schemat blokowy urządzenia do wytwarzania rozkazów sterujących mocą. Sygnał części kontrolnej jest wytwarzany przez generator komunikatów 57. Komunikat części kontrolnej jest doprowadzany do kodera 55 i łączony z danymi ruchu połączeń następujących. W innym przykładzie wykonania komunikat części kontrolnej jest dostarczany oddzielnie jako dane sygnalizacyjne w kanale ruchu lub w oddzielnym kanale sygnalizacyjnym, takim jak kanał synchronizacji. Koder 55 łączy komunikat części kontrolnej z danymi ruchu połączeń następujących. Kodowane symbole są następnie doprowadzane do modulatora 53, który moduluje dane dla transmisji. Modulator 53 jest modulatorem z dostępem zwielokrotnionym przez podział kodowy CDMA, a komunikat części kontrolnej jest modulowany w kanale ruchu. Bez względu na stację ruchomą, do której są transmitowane komunikaty, informacja jest na przykład dostarczana wspólnym kanałem, który jest kontrolowany przez wszystkie stacje ruchome w połączeniu ze stacją bazową 12.

Modulowany sygnał jest doprowadzany do nadajnika 62, który zwiększa częstotliwość i wzmacnia sygnał nadawany przez antenę 64. Nadawany sygnał części kontrolnej jest odbierany przez stację ruchomą 18 w etapie 102 w fig. 3 poprzez antenę 66 i dostarczany przez duplekser 68 do odbiornika 78.

Odbiornik 78 jest połączony w procesorem 100 sterującym mocą poprzez układ przetwarzania 79, który jest dalej opisany. Odbiornik 78 zmniejsza częstotliwość, wzmacnia i filtruje odbierany sygnał oraz dostarcza ten sygnał do układu eliminacji 80 rozciągania szumu pseudolosowego PN, zawartego w układzie przetwarzania 79. Układ eliminacji 80 rozciągania szumu pseudolosowego PN eliminuje rozciąganie odbieranego sygnału zgodnie z kodem pseudolosowym. Sygnał eliminacji rozciągania szumu pseudolosowego jest doprowadzany do układu eliminacji 90 rozciągania Walsha, który eliminuje rozciąganie sygnału zgodnie z sekwencją Walsha przydzielonego kanału ruchu.

Sygnał Walsha o eliminowanym rozciąganiu jest doprowadzany do dekodera 96, który dekoduje sygnał i dostarcza dekodowany sygnał do demultipleksera 98, który oddziela komunikat części kontrolnej od danych ruchu połączenia następującego. Komunikat części kontrolnej jest dostarczany do procesora 100 sterującego mocą, który jest wykonany na przykład przy zastosowaniu mikroprocesora lub mikrosterownika programowanego dla realizacji opisanych tutaj funkcji. Pozostałe dane ruchu są doprowadzane do użytkownika stacji ruchomej 18.

Następnym etapem 104 w procesie jest obliczanie przez stację ruchomą 18 całkowitej energii Ior(f) odbieranego sygnału kontrolnego. Sygnał kontrolny nadawany przez stację bazową 12 jest odbierany przez antenę 66 stacji ruchomej 18 i dostarczany przez duplekser 68 do odbiornika 78, który zmniejsza częstotliwość i wzmacnia odbierany sygnał oraz dostarcza go do układu eliminacji 80 rozciągania szumu pseudolosowego PN. Odbierany sygnał jest sygnałem QPSK w kwadraturowym kluczowaniem i przesuwem fazy, ze składowymi I i Q. Wynalazek jest również możliwy do zastosowania w innych transformacjach sygnału, takich jak modulacja BPSK w binarnym kluczowaniem i przesuwem fazy.

Sygnał kontrolny z eliminacją rozciągania jest doprowadzany do filtru 86, który usuwa szum z symboli kontrolnych. Odfiltrowane symbole są doprowadzane do układu 88 podnoszącego do kwadratu (I²+Q²), który podnosi do kwadratu i sumuje amplitudę sygnału z eliminacją rozciągania sygnału kontrolnego w kanale I i kanałach Q. Wartości podniesione do kwa8 dratu zapewniają sygnał oceny energii Ec w kanale kontrolnym, doprowadzany do procesora 100 sterującego mocą.

Procesor 100 sterujący mocą oblicza w etapie 106 całkowitą niezakłóconą energię lor(f) pochodzącą w części (f) z poniższego równania (4).

Ϊ or(f) - Część kontrolna'¹ x Kontrol. Ec (4)

W etapie 108 odbiornik 78 mierzy i dostarcza sygnał całkowitej energii w paśmie Io do procesora 100 sterującego mocą. Odbiornik 78 zawiera zwykle wzmacniacz z automatyczną regulacją wzmocnienia (nie pokazany), a pomiar energii w paśmie jest wynikiem działania odbiorników.

W etapie 110 procesor 100 sterujący mocą obliczą wartość energii zakłócenia dla części (f), oznaczoną Nt(f), zgodnie z poniższym równaniem (5).

Nt(f) = Ιο - ί or(f) (5)

Figura 4 przedstawia drugi przykład wykonania wynalazku, w którym ruchoma stacja 18 nie wykorzystuje części kontrolnej, lecz zamiast tego ocenia niezakłócający szum N_t(f) przez kompilację informacji w oparciu o energię zmian odbieranego sygnału kontrolnego.

W etapie 152 jest obliczana ocena szumu Nt(f) w części f przez procesor 100 sterujący mocą. Ogólnie ocena szumu Nt(f) jest dokonywana przez obserwację strumienia symboli kontrolnych. Jeden sposób tworzenia oceny szumu Nt(f) jest pokazany na fig. 2, przy zastosowaniu układów 82 i 88 podnoszących do kwadratu i filtrów 84 i 86. W przykładzie wykonania filtry 84 i 86 są prostymi filtrami uśredniającymi i szum Nt(f) jest określony zgodnie z poniższym równaniem (6).

Nt(f) =

(6) gdzie N jest liczbą próbek zebranych dla celów statystycznych, tutaj N jest równe 24.

Po obliczeniu w etapie 110 z fig. 3 szumu w kanale ruchu, w etapie 112 stacja ruchoma 18 mierzy energię Es(f) odbieranych symboli kanału ruchu. Sygnał o eliminowanym rozciąganiu z układu eliminacji 80 rozciągania szumu pseudolosowego PN jest doprowadzany do układu eliminacji 90 rozciągania Walsha, który eliminuje rozciąganie odbieranego sygnału kanału ruchu zgodnie z sekwencją Walsha przydzielonego kanału ruchu.

Sygnał o eliminowanym rozciąganiu Walsha jest następnie doprowadzany do układu 92 podnoszącego do kwadratu. Odbierany sygnał jest sygnałem QPSK, chociaż wynalazek jest również możliwy do zastosowania w innych technikach modulacji. Układ 92 podnoszący do kwadratu podnosi do kwadratu i sumuje amplitudy składowych I i Q o eliminowanym rozciąganiu Walsha oraz dostarcza te wartości do filtru 94. Filtr 94 usuwa szum w ocenianej energii E_s kanału ruchu i dostarcza odfiltrowaną ocenioną energię do procesora 100 sterującego mocą.

Procesor 100 sterujący mocą przetwarza ocenianą wartość energii Es symbolu ruchu do ocenianej wartości energii Ej, bitu ruchu, zgodnie z poniższym równaniem (7).

gdzie R, jest szybkością symbolu transmitowanego sygnału i R,, jest szybkością danych transmitowanego sygnału w bitach na sekundę. To obliczenie powoduje dodatkową złożoność systemów komunikacji o zmiennej szybkości, ponieważ stacja ruchoma 18 nie zna z góry szybkości R_b danych transmitowanego sygnału.

Jednym rozwiązaniem problemu zmiennej szybkości jest to, żeby procesor 100 sterujący mocą oceniał szybkość Rb danych transmisji o zmiennej szybkości. Jednym sposobem oceny szybkości Rb danych transmisji jest to, żeby stacja ruchoma 18 dokonywała oceny szybkości bieżącej ramki w oparciu o dane statystyczne i historię odbieranych ramek. Przykładowym

186 141 sposobem jest założenie, że bieżąca ramka jest taka sama, jak poprzednia ramka. Moc transmisyjna połączeń następujących zmienia się proporcjonalnie do szybkości.

W drugim przykładzie wykonania procesor 100 sterujący mocą ocenia szybkość sygnału na podstawie odbieranej energii E_s symbolu ruchu. Procesor 100 sterujący mocą wykorzystuje energię E_s symbolu ruchu względem energii kontrolnej Ec dla oceny szybkości, co zapobiega nieprawidłowej ocenie szybkości, powodowanej przez zmiany toru propagacji, takie jak zanik sygnału, ponieważ energia kontrolna zanika z taką samą szybkością, jak kanał ruchu.

Procesor 100 sterujący mocą oblicza w etapie 114 z fig. 3 wartość Eb(f)/Nt(f) dla toru propagacji części (f) i dokonuje tego podobnie dla innych torów propagacji. Wartości dla każdej części są następnie ważone i sumowane w etapie 116 przez procesor 100 sterujący mocą.

Procesor 100 sterujący mocą porównuje obliczoną wartość Eb/Nt z wartością progową i dostarcza pojedynczy bit informacji wskazujący, czy obliczone E,/Nt jest większe czy mniejsze od wartości progowej.

Dane użytkownika są dostarczane w ramkach do pakietyzera 76, który wytwarza oraz dodaje na końcu zestaw bitów cyklicznej kontroli nadmiarowej i dodaje na końcu zestaw bitów stopki. Dane użytkownika w pakietach są dostarczane do kodera 74, który koduje w zwojach pakiet. Bit kontrolny energii jest kodowany przez koder 74 i wprowadzany do kodowanego pakietu. W innym przykładzie wykonania bit kontrolny mocy jest wprowadzany do pakietu bez kodowania. W jeszcze innym przykładzie wykonania bit kontrolny mocy jest kodowany z danymi użytkownika w pakietach, lecz to może być niepożądane ze względu na dodatkowe opóźnienie powodowane przez konieczność dekodowania całego pakietu przed możliwością odzyskania danych kontrolnych mocy. Dodatkowo bit kontrolny mocy jest transmitowany w kanale sygnalizacyjnym lub w wydzielonym kanale kontrolnym mocy.

Kodowany pakiet, który zawiera bit kontrolny mocy, jest następnie dostarczany do modulatora 72, który moduluje dane w celu transmisji. Modulator 72 jest na przykład modulatorem o widmie rozproszonym, a modulowany sygnał jest dostarczany do nadajnika 70, który zwiększa częstotliwość i wzmacnia sygnał oraz transmituje sygnał przez duplekser 68 do anteny 66.

Nadawany przez antenę 66 sygnał jest odbierany przez antenę 50 stacji bazowej 12 i jest dostarczany do odbiornika 52, który zmniejsza częstotliwość i wzmacnia sygnał oraz dostarcza sygnał do demodulatora 54. Demodulator 54 demoduluje odbierany sygnał zgodnie z formatem widma rozproszonego. Demodulowana ramka jest następnie dostarczana do dekodera 56, który oddziela komunikat kontrolny mocy od komunikatu ruchu i dekoduje te dwa komunikaty oddzielnie. Dekodowany komunikat ruchu jest dostarczany do publicznej komutowanej sieci telefonicznej PSTN lub innych stacji bazowych, jak to opisano poprzednio.

Komunikat kontrolny mocy jest dostarczany do procesora sterującego 60, który wytwarza rozkaz w oparciu o komunikat kontrolny mocy. Rozkaz jest dostarczany do nadajnika 62, który reguluje wzmocnienie sygnałów wyjściowych w odpowiedzi na rozkaz z procesora sterującego 60.

W innym przykładzie wykonania stacja ruchoma 18 wysyła więcej niż jeden bit informacji wskazującej obliczoną wartość współczynnika E^/Nt. Komunikat wskazuje kwantowaną wartość Et/Nt. W jeszcze innym przykładzie wykonania stacja ruchoma 18 nadaje sygnał wskazujący obliczoną wartość współczynnika E./Ńt, co ma tę zaletę, że stacja ruchoma 18 nie musi oceniać szybkości odbieranego pakietu. Stacja bazowa 12 zna szybkość transmitowanej ramki i określa, czy wartość współczynnika Eb/Nt jest wystarczająca zgodnie z powyższym równaniem (7).

186 141

FIG.2

186 141

FIG. 3

186 141

FIG.4

186 141

DC/Z

PSTN

ŹRÓDŁO

ODBICIA

DO/Z INNYCH MIEJSC KOMÓREK

HG. 1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 60 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób wytwarzania rozkazów sterujących mocą w systemie sterowania mocą o cyklu zamkniętym dla systemu komunikacyjnego CDMA, w którym mierzy się wartość energii wewnątrz pasma, mierzy się energię kanału kontrolnego, mierzy się energię odbieranego sygnału i oblicza się współczynnik sygnału do szumu, znamienny tym, że po pomiarze energii kanału kontrolnego skaluje się energię kanału kontrolnego, zgodnie w wartością części kontrolnej dla dostarczania wartości energii niezakłóconej, odejmuje się wartość energii niezakłóconej od wartości energii wewnątrz pasma dla dostarczania wartości szumu zakłócenia, mierzy się energię bitu odbieranego sygnału, oblicza się współczynnik sygnału do szumu zgodnie w wartością szumu zakłócenia i energią bitu oraz wytwarza się rozkaz sterowania mocą zgodnie ze współczynnikiem sygnału do szumu.
2. Sposób według aastrz. 1 , znamienny tym , że porówuuje się współczynnik sygnału do szumu ze wstępnie określoną wartością progową za pomocą procesora.
3. Sposób wedhrg nosrrz . 1 , ζι^ΑΓ^^ην tym , eb odbjenanib ^ri^^śb zzęci i Ι^^^Ο^^Ιζ^ eb zdalnego urządzenia komunikacyjnego.
4. Spo^h wedhig zas^z . 1 , ^I^:^yiieI^lty tym , ze podmsk pomioui eneggi i bhu meczzy iżb wartość energii symbolu i skaluje się wartość energii symbolu zgodnie w wartością szybkości transmisji danych, za pomocą układu podnoszącego do kwadratu.
5. Sposók óżedłgg αastrz. 4 , ^^mir^in^^y tym, ee pedzαos oorr^i^ moggi i iśm ^Oeśl^la się wartość szybkości transmisji danych, za pomocą układu podnoszącego do kwadratu.
6. Sporób wd^g aosrcz. 4, nnmr^i^^i^y tym, ee pedcaos oot^I^ rżougii bihi obłema się wartość szybkości transmisji danych ze zdanego urządzenia komunikacyjnego, za pomocą układu podnoszącego do kwadratu.
7. 8^^ rucPoma oo wyónorαgma rzkkzóów ιζοπ^ζυοΙι mocą w zosjomie ιζοπ^^Ι a mocą o cyklu zamkniętym dla systemu komunikacyjnego CDMA, zawierająca odbiornik do pomiaru wartości energii wewnątrz przenoszonego pasma, znamienna tym, że odbiornik (78) do pomiaru wartości energii wewnątrz pnamα jest połączony, poprzez układ przetwarzania (79) zawierający układ (88) podnoszący do kwadratu, do pomiaru energii kanału kontrolnego, w procesorem (100) sterującym mocą, przystosowanym do skalowania energii kanału kontrolnego dla wytwarzania rozkazu sterującego mocą cgoenie ze współczynnikiem sygnału do szumu, opartym na wartości energii wewnątrz pasma i energii kanału kontrolnego.
8. 5ι^^^3. rnchoma weduig zosrrz . 7 , znamnenna tym, że pomady odbiornik (7^b ΐ procesor (100) sterujący mocą jest włączony nadajnik (70) do nadawania rozkazów sterujących mocą.
9. S'iaclanłchoma wedhig zotrrz. 7, znamnenna tym, że do w^ścm ιΛ^η(88) podnozzącego do kwadratu jest dołączony filtr (86) do usuwania szumu w energii kanału konSoplgegp.