[发明专利]无线通信系统中防止因链路不平衡而产生的反向拥塞的系统和方法

说明书

本发明涉及无线通信系统，更具体说，是涉及这类系统中的反向拥塞(jamming)。

业已发展的无线通信系统，可以在始发位置和目的位置之间传送信息信号。模拟的(第一代)和数字的(第二代)两种系统，都已被用来在链接此源位置和目的位置的通信信道上，传送这类信息信号。数字方法看来比模拟技术有若干优点，其中包括，例如，改进了对信道噪声和干扰的抗扰能力，增加了容量，并通过使用加密而改进了通信的安全性。

第一代系统主要针对话音通信，而第二代系统则支持话音和数据两种应用。已知有许多种第二代系统的技术，可以处理不同传输要求的各种数据传输。已经为基于多址技术的无线系统，发展了若干调制/编码装置，多址技术如，频分多址(FDMA)，时分多址(TDMA)，和码分多址(CDMA)。频分多址技术中，每个用户被分配一个或多个专用次频带。时分多址技术中，周期性地重复的时隙是可辨认的，且对每个时间段，每个用户被分配一个或多个时隙。CDMA系统减少多路径失真和同波道干扰，还减少频率/信道规划的负担，这种负担在FDMA和TDMA系统中是常见的。

CDMA系统中，为每个用户的每次呼叫，指定一个唯一的二进制扩展序列(一个代码)。用指定代码相乘，用户的信号被扩展为大大宽于用户信号带宽的一个信道带宽。系统信道带宽与用户的带宽的比值，通常称为扩展增益。所有正在使用的用户，在同一时间分享同一系统的信道带宽频谱。计算的信号干扰(S/I)比，决定了传输链路的连接质量。给定一个需要的S/I比，系统的容量正比于扩展增益。在接收机上，用一个关联的代码序列键控相关器，把需要的信号去除扩展，于是每个用户的信号便与其他用户的信号分离。

第一代模拟系统和第二代数字系统的设计，都是以有限的数据通信容量支持话音通信的。第三代的无线通信系统，利用宽带多址技术如CDMA，希望有效地处理大量不同的业务，如话音、视频、数据、及图像。在第三代系统支持的各种性能中，有移动终端与陆线网络之间的高速数据传输。众所周知，高速数据传输的特征，是高数据传输速率的短传输“脉冲串”，后面跟随较长的一段时间，在这段时间内，数据源只有很少或没有传输活动。为了在第三代系统中，调节如此高速的数据业务的突发性质，必须时时刻刻在通信系统中，为数据脉冲串的持续时间指定一个大的带宽段(对应于高数据速率)。用第三代系统处理这类突发的高速数据传输能力，用户的吞吐量和延时能够较好地改进。但是，因为高速数据脉冲串的传输，要求大的瞬时带宽，所以，这类脉冲串的管理，特别是功率和系统资源的分配，必须小心处理，以避免与其他使用同一频率分配的业务，发生不许可的干扰。因此，设计系统的人员，对通过无线链路的各种类型通信，在设定各个有效的数据速率时，必须处理许多问题，包括为高速数据业务的数据脉冲串，进行适当的系统资源分配。

对增加无线通信系统的性能和改进其吞吐量，存在持续的需求。特别是，在分配传输资源时，需要某种方法，以避免无线通信系统内以不同功率电平运行的各用户间的干扰问题。

本发明给出一种独到的功率控制方法，它增加无线通信系统的性能和吞吐量。具体说，本发明有效地避免无线系统内、正在运行的各对发射机和接收机对之间，因不对称功率关系而产生的反向链路拥塞。特别是，本发明较有效地防止因前向和反向链路覆盖区域的差别，导致链路不平衡而产生的反向拥塞。按照本发明，要确定一个评估集合(e-集合)，这是正在为某个特定用户服务的各个收发信机基站的有效集合的一个超集合，同时，管理组成e-集合的各个BTS间的功率关系，从而防止反向拥塞的负面作用。功率过载和干扰问题，特别是在高速无线通信系统中，因此得以避免。

按照本发明的方法，首先检测MS从邻近各个BTS收到的相对信号强度。然后，通过监视和测量在各个BTS内的反向拥塞效应，评估某个传输路径的路径损耗。不包括在正与该特定MS通信的BTS有效集合中的BTS，与有效集合组合起来，产生BTS的一个超集合，称为评估集合或e-集合。对e-集合中每个与MS通信的BTS，确定一个可承受的数据速率。然后，通过选取e-集合中最小的可承受数据速率，定出e-集合中各个BTS之间数据传输的一个数据速率。如果e-集合中一个BTS检测到反向信道拥塞，那么，可以终止反向链路传输，或使功率减小，从而避免该反向链路过载及过干扰问题。

图1画出与本发明有关的反向链路功率不平衡的情况。

图2是本发明的方法流程图。