[发明专利]在蜂窝式无线电系统的终端设备中控制发射功率的方法

说明书

本发明总体来说涉及在蜂窝式无线电网络中发射功率的控制，特别是涉及一种当考虑到各分组交换链路的特点时，控制发射功率的方法。

基于无线电通信的蜂窝式网络已成为移动双向数据传送的最一般的形式。终端设备和基地站之间的各链路最通常是电路交换形式的，也就是说，必须为单一有源数据传送链路完全保留一定的传送容量，而与该链路是否需要连续数据传送无关。在本发明用来作为举例的蜂窝式系统的GSM系统(全球移动通信系统)中，为一条链路所保留的数据传送容量是由一个不仅在接受频率方面，而且在传送频率方面周期性重复的TDMA(时分多址联接)时隙所形成的一个业务信道。

在电路交换数据传送中，足够的无线电频率成为一个问题。如果某一电路交换链路只是偶然地需要实际数据传送，则为其保留的传送容量在所保留的时间的剩余部分中是不必要的。在通信中的所述问题象在数据呼叫中一样特别明显。作为一种解决办法已经发展了分组形式的数据传输，即将要传送的数据分成包含接收器方面的信息的一些分开的分组，并以不规则的间隔来传送这些信息。分组之间用于传输这些分组的容量可以被编址，以被某些其他链路所使用。

对于无线电传输的发射功率控制来说，分组数据传输所导致的问题是不能用已知与电路交换链路相关的方法来解决的。为了明白本发明的背景，下面将简单描述在已知电路交换蜂窝式无线电系统中发射功率的控制和其影响因素。

蜂窝系统包括中央控制设备，基地站和与基地站有无线电接口的终端设备。最好是为每一基地站和每一终端设备的无线电传输设置一定的功率限度。在终端设备中，限制发射功率是为了降低对其它无线电链路的干扰，同时也降低设备的功率消耗。基地站限制发射功率的决定性因素是降低干扰。尽可能地将无线电设备的发射功率限制在较小的电平是有好处的，但是必须采用这样的方法，使得接收装置能够在没有明显错误和由噪声干扰引起的失真的情况下接受传送的信息。功率的限制与保持无线电链路的质量紧密相关，并且通常在功率限制过程中将用到不同的表示接收信号质量的参数。可以根据必须在链路中传送的信息的种类来改变所设定的对链路质量的要求。

发射功率的控制可以基于开环或闭环。在开环控制中，数据传输是双向的，而传送设备将不拾取任何到达信号质量的信息作为反馈，但是它将通过测量它所接收的信号的电平来确定改变发射功率。这种方法的可行性是基于以下的事实，即传送和接收频率是相同的，从而，双向的通道衰减是相同或者彼此如此接近以致两种通道衰减至少紧密相关。在闭环控制中，接收装置测量接收信号的质量，并且将表示接收信号质量的参数传回到发送设备。闭环控制是一个可靠的方法，但是信号的接收，描述质量的参数的处理以及向发送设备传送反馈信息都需要时间。另外，闭环控制增加了无线电链路所需的信令信号量。

与功率控制有关并由信号衰减所引起的因素可被分为快，慢两种。慢衰减是由终端设备与基地站之间的距离的变化所引起的，或者是由于终端设备漫游到由某物体或由屏蔽无线电传播的区域所形成的死空间所引起的。这些因素对以同样方式连接的上行链路和下行链路也有影响，并且各自的时间尺度是在几秒钟的范围之内。快衰减是由于无线电接收机在不同通道内产生电磁波传播的破坏性干扰所引起的，它一般在一秒钟之内发生。而且，所述快衰减对上行和下行无线电连接链路的影响相互无关。

在例如GSM系统中应用的已知的闭环控制方法中，至少在半秒钟之内必须测量到接收信号的电平，接着就发送测量结果，也就是说，从终端设备到基地站控制器的上行链路，测量报告大约需要半秒钟。该基地站控制器一般在大约两秒钟之内对接收到的测量报告取平均值，然后花半秒钟时间再次将接收结果传递到终端设备。所以，总计的延迟将为几秒钟。

在分组数据传输中，每次无线电信道为某一传输保留大约50毫秒到5秒钟时间。上述闭环控制方法不能应用在这种无线电传输中，因为发射装置在传输结束之前根本没有时间接收任何控制信息。甚至在控制信息准时到达的情况之下，带有不正常功率的传输部分在时间上也将过大。