[发明专利]用于码分多址(CDMA)通信系统的自动功率控制系统

说明书

发明背景

近年来，向远程用户组提供优质的电信服务，诸如乡村电话系统和发展中国家的电话系统，已被证明具有很大的挑战性。通过无线服务可部分地满足这些需要，例如固定或移动的频分多路传输(FDM)、频分多址(FDMA)、时分多路传输(TDM)、时分多址(TDMA)系统、频分和时分组合系统(FD/TDMA)及其他陆地移动无线电系统。通常，这些远程服务面对着比它们的频率或频谱带宽容量所能同时支持的更多潜在用户。

认识到这些局限性，最近在无线通信中已发展使用扩展频谱调制技术，以通过单个通信信道提供多用户的同时通信。扩展频谱调制是指用扩展码信号调制信息信号；扩展码信号由码发生器产生，其中扩展码的周期Tc基本上小于信息数据位或码元信号(Symbol signal)的周期。此码可以调制发送信号的载波频率，这被称为跳频扩展；或者通过扩展码乘以信息数据信号来直接调制信号，这被称为直接序列扩展(DS)。扩展频谱调制产生的信号具有比发送信息信号所要求的要宽的频带。在接收机的解调器处同步接收和解扩展信号来恢复初始信息。同步解调器使用一参考信号来使解扩展电路与输入的扩频调制信号同步，以恢复载波和信息信号。参考信号可以是没有用信息信号调制的扩展码。

无线网络中的扩展频谱调制有很多优点，因为多个用户可以使用相同频率，并且对每个用户的接收机的干扰最小。另外，扩展频谱调制减小了来自其它干扰源的影响。还有，同步扩频调制和解调技术可以通过为用户提供多个报文信道而得以扩展(expanded)，每次都以不同扩频码扩频，同时仅传送一单一参考信号给用户。

与多址、扩频通信系统相关的另一问题是由于用户也许已限制可用功率，因而需要减少系统中总的用户发射功率。扩频系统中要求功率控制的相关问题与扩频系统的固有特征有关，即一个用户的扩频信号由另一用户接收为具有一定功率电平的噪声。结果，用户以很高的信号功率发射时可能干扰其它用户的接收。还有，如果用户相对于另一用户的地理位置移动，则信号的衰落和变形要求用户调整他们的发射功率电平，以维持特定的信号质量，并维持基站从所有用户接收的功率。最后，由于扩频系统可以有比它能同时支持的更多的远程用户，功率控制系统还应当采用在达到最大系统功率电平时拒绝额外用户的容量管理方法。

现有扩频系统已采用测量接收的信号并发射自适应功率控制(APC)信号给远程用户的基站。远程用户包括带有响应此APC信号的自动增益控制(AGC)电路的发射机。在这样的系统中，基站监测整个系统功率或从每个用户接收的功率，并因而设置APC信号。此开环系统的性能可通过包括测量由远程用户从基站接收的信号功率，并将APC信号发送回基站以实现闭环功率控制方法来得以改进。

然而，这些功率控制系统表现出几个缺点。第一，基站必须进行复杂的功率控制算法，增加了基站的处理量。第二，系统实际上要经历几种功率变化：由于改变用户数量引起的噪声功率变化及特定承载信道的接收信号功率上的变化。这些变化以不同频率产生，因而只能针对两种变化之一优选简单的功率控制算法。最后，这些功率算法趋向于将整个系统功率驱动到相对高的水平。结果，需要一种扩频功率控制方法，它能迅速地响应承载信道功率电平的变化，而同时对所有用户的发射功率做出调整，以响应用户数量的变化。还有，改进的扩频通信系统需要采用一闭环功率控制系统，它使得系统的整个功率要求最小并在每个远程接收机处保持足够的BER。另外，这样的系统应当控制远程用户的初始发射功率电平并管理总的系统容量。

本发明概述

本发明包括一种用于扩频通信系统的无线电载波基站(RCS)和用户机(SU)组的闭环自动功率控制(APC)系统和方法。SU发送扩频信号，RCS获取扩频信号，并且RCS检测收到的扩频信号加上包括噪声的任何干扰噪声的功率电平。APC系统包括RCS和多个SU，其中RCS发送多个前向信道信息信号给SU作为具有各自的前向发射功率电平的多个前向信道扩频信号，而每个SU向基站发送至少一个具有各自的反向发射功率电平的反向扩频信号及至少一个反向信道扩频信号包括反向信道信息信号。