CN1099920A - 发射机功率控制参数的动态修正方法和系统 - Google Patents

Abstract

在应用直接序列扩展频谱调制技术的通信系统 中，通信都用相同的频谱，远端站会产生通信干扰。 为了增加系统容量，由本地站控制各远端站发射机的 功率电平。以不同数据速率对数据进行编码时，本地 站判定远端站所发数据的编码速率。所用各译码速 率分别具有代表数据译码质量的差错量度。用速率 判定算法来评估差错量度，并判定所发送数据的速 率。用速率判定模式匹配来修正本地站的设定值，从 而按接收数据的质量严密控制远端站的发射功率。

Description

本发明从总体上说涉及数字通信系统，更明确地说，涉及一种用来在上述系统中调整发射机功率的方法和设备，这种功率调整最大限度地减小同时运行的发射机之间的相互干扰，最大限度地提高各发射机的通信质量。

在蜂窝区电话系统或个人通信系统（简称PCS）中，大量的“移动站”通过区站（或“基地站”）进行通信。发射信号在移动站移动时，根据此发射信号反射环境的特征，遭受多径衰落。美国专利号为5，056，109、标题为“码分多址蜂窝区移动电话系统的发射功率控制方法和设备”的专利中，对控制移动站发射机功率，从而克服多径衰落这一问题作了描述。上述专利权于1991年10月8日授予本发明的受让人，此处摘引供作参考。

如果此移动站发射一极强信号，那么这一极强信号会干扰其他移动站所发射的信号。如果此移动站发射的信号强度不够高，那么基地站会无法根据接收信号复原所发射信息。在上面引述的专利中，基地站测定从某一移动站接收来的信号的功率，并在一分立信道向此移动站发送功率调整指令。这些指令指示该移动站增大或减小发射功率，使基地站平均接收信号功率保持在一预定的电平上。基地站必须周期性地调整移动站的发射功率，使此移动站移动时，干扰与信号质量之间保持一容许平衡。

基地站处理机会监测接收信号的差错率，以选择一最佳功率电平，使平均接收信号保持在此最佳功率电平上。基地站处理机用转让给本发明受让人的美国专利申请号_，标题为“通信接收机传输速率测定方法和设备”的共同待批专利申请中所揭示的那样进行检错。上面引述的美国专利和专利申请所描述的典型码分多址蜂窝区电话系统中，移动站发射的“帧”中包含有“码元”，这些“码元”代表数字化的话音或其他数据信息。美国专利号为5，103，459，标题为“在码分多址蜂窝区电话系统的信号波形生成系统和方法”的专利，对典型的码分多址蜂窝区电话系统作了更详尽的描述，此专利于1992年4月17日授权给本发明的受让人，在此摘引供作参考。

移动站以四种速率中的一种对各帧进行编码，该速率按照用户的需要选择。其中，最大速率称作“全速率”，通常用作高质量话音传输或快速数据传输。全速率的二分之一、四分之一和八分之一分别称作“半速率”、“四分之一速率”和“八分之一速率”。一帧中，需要按半速率、四分之一速率和八分之一速率进行编码的每一码元，分别被重复二次、四次和八次，以填满此帧。然后，不管各码元以何种速率编码，此帧以一种固定不变的速率传送到基地站。

基地站预先不知道接收帧以何种数据速率编码，也不知道此数据速率可能不同于前一次接收帧的数据速率。此基地站以四种速率中的一种对每一接收帧译码，并相应于每一种速率产生一组差错量度。此差错量度对接收帧的质量作出指示，并可能包括循环冗余校验（简称CRC）结果，山本（Yamamoto）质量量度和再编码码元比较结果。这些差错量度的产生和应用在详尽论述山本质量量度的重复请求卷积码的维持比（Viterbi）译码算法〔山本弘介（Hirosuke    Yamamoto）等著，美国电气和电子工程师学会信息论学报（IEEE    Transaction    on    Information    Theory），第IT-26卷，第5册，1980年9月〕中，已为公众所知。这样，这组每帧各速率译码差错量度就包括一种或一种以上CRC结果、山本质量量度和再编码码元比较结果。基地站处理机使用一种新颖的判定算法分析各组差错量度，并判定概率最高的接收帧编码速率。然后，基地站用此判定速率从多种数据速率译码中选择相应的译码数据，从而复原发射帧信息。

如果帧数据的质量太差，以致处理机无法判定其速率，那么基地站处理机还会产生“删除”指示。同样，如果数据中有误码存在，但其速率可能为全速率，则处理机会产生“似全速率”指示。作删除时，基地站或者直接了当地废除相应的帧，或者用内插数据替换该帧。

过去往往需要监测接收帧的差错率，需要定期调整发射功率电平，从而使差错率保持在一容许值上。以往技术中的这些问题和缺陷在下面所描述的本发明中得到了解决。

本发明包括调整远端发射机功率电平，使接收数据差错率大体上不变的方法和设备。蜂窝区电话系统的基地站可以使用本发明，增强对每一移动站发射信号功率的控制，从而最大限度地增大同时发射且相互干扰最小的移动站的数量。

在上文引述的美国专利所描述的码分多址蜂窝区电话系统中，移动站在某一初始功率电平或初始设定值上向基地站发射含有数字化话音帧或其他信息帧的信号。如上文所引共同待批专利申请中所述，信息被编码成全速率数据帧、或二分之一速率数据帧、或四分之一速率数据帧、或八分之一速率数据帧。基地站接收上述信号，并以这四种速率分别对第一帧译码。对应于每一种速率会产生一组相应的差错量度，表示数据帧以相应速率译码时的接收信息质量。然后，基地站处理机用一种判定算法分析各组差错量度，给出最高概率信息编码速率指示，或者给出“删除”指示，后者表示用所要求的正确性概率无法判定编码速率。

在本发明中，基地站处理机对以某种速率（例如以全速率）编码的连续帧和删除帧进行计数。连续全速率指示（即不介入非全速率指示、删除指示或似全速率指示的计数达到预定值，则说明这是高质量全速率发射，并称为“全速率运行”。如果此处理机检查到全速率运行，然后又检测到另一全速率帧，那么此处理机就应该降低信号功率，使得在这一功率电平值上，全速率帧之间出现可接受的少量删除指示或似全速率指示。例如，100个全速率帧中有一个差错指示，而这些全速率帧每帧由576个码元组成，并以每秒28，800个码元的速率发射，则在发射含有普通语言的信息时对方听不到上述差错。

连续删除指示（即不介入其他速率指示）的计数达到预定值，则表示传输质量较差，并称作“删除运行”。如果处理机检测到删除运行，则处理机应增大信号功率。此增大的信号功率可克服多径衰落，从而减小删除率。连续半速率指示、四分之一速率指示或八分之一速率指示的计数达到预定值，则称作“可变速率运行”。作为发射机功率控制的进一步强化，在可变速率运行时，如果处理机检测到半速率指示、四分之一速率指示或八分之一速率指示，也会降低信号功率。另外，当处于可变速率运行时，如果处理机检测到删除指示，就会增大信号功率。

尽管本发明可用来调整任何类型发射的功率电平，但最适宜含有话音信息的发射。在上面引述的美国专利申请所描述的蜂窝区电话系统之类的通信系统中，以可变速率对话音发射进行编码;其速率大小由语言的复杂程度确定。然而，连续语音通常是以全速率进行编码的。相对停顿后出现的语言可以用较低速率进行编码，随着语言的复杂程度增大过渡到全速率。于是，判定算法希望按照讲话人作字间或音节间停顿，检测到与全速率运行交替出现的可变速率运行。因此，如果处理机在全速率运行后检测到删除指示或似全速率指示，也会增大信号功率。在全速率运行后处理机检测到删除速率指示或似全速率指示时，处理机加大功率的增量不必与处理机在检测到删除运行时加大功率的增量相同。

上述内容以及本发明的其他一些特点与优点，在阅读了下文的说明书、权利要求书以及附图后将变得更加明显。

从后文的详细说明，结合相同标注符号各图一致的附图，本发明的特征、目的以及优点会变得更加明显。

图1是说明本发明用于蜂窝区电话系统基地站接收机中的方框图;

图2是一功率控制设定值算法范例的概括流程图;

图3a-3c是一已定速率判定模式功率控制设定值算法范例的详细流程图。

在系统用户容量是系统总功率数的函数的码分多址蜂窝区通信系统中，移动站功率的减小有利于系统容量的增加。本发明提供一种作为通信链路的函数，严密动态控制移动站发射机功率的方法和系统。通过对移动站发射机功率的动态控制，可获得较大的系统容量。

图1中，本发明用于码分多址蜂窝区电话系统的基地站接收机。上面引述的美国专利对此接收机作过描述，这里仅作简单描述。一移动站（图中未画出）在一频带向基地站无线电接收机（图中未画出）发射通信信号，此信号一般是具有扩展带宽（例如1.25兆赫）的码分多址信号。

为了有助于理解本发明，现对移动站发射的数据编码作一简单讨论。在本最佳实施例中，将不同数据速率的用户数据编码和格式化，以便按通常长度为20毫秒的数据帧发射。用户数据与帧附加数据最好用前向纠错编码。在本例中，有效数据速率是9.6千比特/秒（全速率）、4.8千比特/秒（半速率）、2.4千比特/秒（四分之一速率）和1.2千比特/秒（八分之一速率）。应该注意的是，各帧最好采用恒定码元速率，但这并非必须。

本例中，使用1/3比率卷积编码为每一用户数据或帧附加位产生三个码元。对一个相应于数据速率为9.6千比特/秒的全速率帧来说，总共有192个用户数据和帧附加位被编码，从而为此帧产生576个码元。对一个相应于数据速率为4.8千比特/秒的半速率数据帧来说，总共有96个用户数据和帧附加位被编码，从而为此帧产生288个码元。同样，对分别相应于数据速率为2.4千比特/秒和1.2千比特/秒的四分之一速率数据帧和八分之一速率数据帧来说，分别总共有48个和24个用户数据和帧附加位被编码，从而分别为对应的速率帧产生144个和72个码元。应该要注意的是，各组码元按照各码元集的值转换成正交函数码集中相应的一个正交函数序列或一个正交函数码。在本最佳实施例中，用一个二进制值的6个码元从64个沃尔什（Walsh）函数序列中选择出一个长度为64筹元的函数序列。这种调制方案的进一步细节见上面所提到的美国专利号为5，103，459的美国专利。

信号在基地站由天线100接收，并提供给接收机102作下变频和滤波。模-数变换器104从接收机102处接收此模拟扩展频谱信号，并将这一信号变换成数字信号。伪随机噪声（简称PN）相关器（106）接收此数字信号和由伪随机噪声发生器（108）所提供的伪随机噪声码。伪随机噪声相关器106进行相关处理，并向一快速阿德马尔（Hadamard）变换数字处理机或快速Hadamard变换滤波器110提供输出。

在一多径分集式接收机较佳实施例中，伪随机噪声发生器108产生许多相同的伪随机噪声码，其时间偏移取决于信号的特定路径。伪随机噪声相关器108使每一个伪随机噪声码与相应的路径信号相关，从而分别产生相应的正交函数码元数据。滤波器110将此正交函数码元数据变换成每一多径信号的软判定码元数据。然后组合此多径码元数据，并提供作为用户数据译码器112进行译码的软判定码元数据。

作为变换处理一部分的滤波器110根据每一个多径信号所产生的每一个正交函数码元确定一能量值。记住，每一个正交函数码元被变换成一组数据码元，不同路径的能量值径组合起来以产生一个相应的码元能量值。滤波器110除了向译码器112提供软判定数据以外，还向功率平均器114提供码元能量值。

译码器112，一般包括一维持比译码器，接收上述滤波器软判定码元数据输出，并产生用户数据和译码器差错量度，提供给速率判定处理机116。处理机116会把用户数据送到数-模变换器或其他输出电路（图中未画出）。译码器112的详尽描述可参见上面引述的共同待批美国专利申请，此处仅作简要描述。

基地站收到信号以后，译码器112对每一帧以每一可能的速率进行译码，并随着每一速率的译码，提供一组相应的代表码元质量的差错量度。每一速率下进行译码的差错量度包括一码元差错结果和一山本质量量度。前者是根据对已经译码的二进制码进行再编码，从而产生出再编码码元，然后再与接收码元相比较而得出的。另外，对于全速率帧和半速率帧，循环冗余校验用帧附加位内的循环冗余校验码位进行，并得出结果。

在译码器112对每一帧进行译码以后，处理机116执行速率判定算法，以判定概率最高的编码速率。这里所述的速率判定算法见上面引述的共同待批美国专利申请。所述判定算法使用译码器112所提供的差错量度来判断或确定数据帧的发射速率。一旦处理机116对数据帧的速率作了判定，包含在此帧内的控制码位就将这些数据翻译为控制数据或用户数据，与其他用户数据一起输出作进一步使用。根据差错量度，处理机116判定接收数据帧是否含有以全速率、或半速率、或四分之一速率或八分之一速率传输的数据，并产生一种相应的速率指示。这一速率指示又提供给外环功率控制处理机118，其功能后文将作进一步详细描述。

如果由译码器112所提供的差错量度向处理机116指示接收帧已错到译码器112所使用的纠错技术不能纠正，处理机116就不对此帧的数据速率作判定。处理机116在这种情况下不使用或不提供该帧的数据输出，而这一帧被当作是删除帧。对于删除帧，处理机116生成删除指示，并提供给处理机118，表明不能判定该帧编码速率。

另一种情况是译码器112提供的差错量度向处理机116指示，接收帧是一曾经由译码器112作出过更正的有错误的全速帧。在这种情况下，差错量度一般仅指示循环冗余校验中发现差错。根据这一信息，处理机116判定此帧的数据速率很可能是全速率，并鉴别此帧为似全速率帧。处理机116就按这些数据好象是全速率数据那样使用这些数据或输出这些数据，但默契的条件是这些数据中可能存在差错。处理机116对此似全速率帧产生似全速率指示，并提供给处理机118。

速率判定和帧检错可用来指示为保护通信线路质量，移动站发射信号需要的功率电平。如果在一种或几种速率下收到若干帧，而在这种速率下差错的帧出现不多，那么就可以降低移动站的发射机功率。此功率降低可持续进行，直到差错率开始上升到对通信线路质量产生不利影响时为止。同样，如果差错率对通信线路产生不利影响，则可增加发射机功率。

在从处理机116收到速率指示信号后，处理机118就执行新的判定算法以控制功率电平设定值。如图1所示，此设定值用来产生控制移动站发射机功率的功率指令。

正像前文所说的那样，滤波器110把标定的码元能量值提供给功率平均器114。功率平均器114对这些标定码元能量值在1.25毫秒的时间间隔内（即相应于一组6个的沃尔什码元或36个的数据码元）进行累加或取平均值，并把接收功率电平信号提供给比较器120。

处理机118包括合适的内存计数器、程序存储器和数据存储器。处理机118在程序控制下如下文所说的那样计算功率电平设定值信号，并把该信号提供给比较器120。处理机118可以位于与移动站进行通信的基地站，也可以位于远端，例如位于移动电话交换局（图中未画出）。在移动站通过多基地站进行通信的情况下，如果功率控制由多个基地站控制，那么从控制的观点出发，将处理机118的位置设置在移动电话交换局（MTSO）更为方便。在处理机116和118的位置相同的情况下，这两台处理机的功能可以合为一台处理机。

比较器120对接收功率电平信号和功率电平设定值信号进行比较，并给出一个偏差信号，此信号代表接收功率与处理机118所设定的功率电平设定值之间的偏差。功率增/减指令发生器122接收此偏差信号，并产生功率增大指令或功率减小指令。基地站将功率增/减指令传送给移动站（图中未画出）。如果从功率平均器电路114得到的信号落在功率电平设定值信号所建立的阈值以下，则比较器所产生的偏差信号就会导致产生功率增大指令。同样，如果功率平均器电路信号超过功率电平设定值信号，就会产生功率减小指令。这些功率指令提供给发射机124，并由发射机124插入正在传送给移动站的数据中。发射机对数据进行扩展频谱调制，并通过天线100将已调数据发射到移动站。发射机124通常用与移动站的发射频带不同的频带发射此码分多址信号，但所使用的扩展带宽与移动站所使用的扩展带宽相同，例如带宽均为1.25兆赫。

图2是对上述判定算法概括流程图的描述。此算法用来动态调整功率电平设定值，并因此间接调整移动站发射机功率。执行此算法是为了作为通信链路质量的函数，就各种帧速率数据，实现移动站发射机功率的增大或减小。在实施中，应用速率判定模式来调整功率电平设定值。尽管本最佳实施例的描述参照采用模式指示符速率判定，但也可以使用其他参数。

图2中，步骤150表示一组供作检验的若干帧速率判定。这一组帧速率判定可以包括与帧速率有关的序贯（或按其他顺序）帧速率判定集合。检验这一组速率判定以判定其模式是否与预定速率判定模式P₁相匹配，这是步骤152。如果模式是匹配的，则对功率电平设定值作修正，这是步骤154。这种修正可以用功率电平增加或减小一增量值的形式进行。这种功率电平设定值的增加或减小最终导致移动站发射机功率的增大或减小。在速率判定模式匹配状态说明通信线路良好的情况下，功率电平设定值就会减小，从而产生功率减小指令，结果使移动站发射机功率减小。同样，在速率判定模式匹配状态说明通信线路质量欠佳的情况下，功率电平设定值就会增加，从而产生功率增大指令，结果使移动站发射机功率增大。

如果出现模式匹配，且修正设定值，即步骤152和步骤154，则速率判定被更新（步骤156），并重复上述过程。本发明有关速率判定更新的进一步详细讨论将在后文中进行。

如果模式判定步骤152的结果是无模式选配，则处理过程可以几种不同方式进行。一种方式是功率电平设定值可被修正（步骤158），速率判定可被更新（步骤156），且处理过程重复进行。步骤158所述的修正最好与检测到模式匹配的步骤154所用的修正不同（增加对减小，或相反）。还应该注意的是这里所讨论的任何设定值修正也可以置为设定值不变化。

在一种较佳实施例中，如果模式判定步骤152的结果是无模式选配，那么至少要再进行一模式判定步骤。例如，对一组速率判定进行检测以判定它们的模式是否与另一个预定速率判定模式P₂相匹配（步骤160）。如果模式匹配，就进行功率电平设定值的修正（步骤162）。修正的形式可以是用一增量值增加或减小功率电平设定值，也可以是保持此设定值不变。功率电平设定值的增加或减小最后将导致移动站发射机功率的增大或减小。对于步骤152不出现模式匹配的情况，如果步骤160中模式不匹配，则可以修正设定值或不改变设定值（步骤164）。

如果在步骤160没有出现模式匹配，则可以进行另一模式匹配判定和设定值修正。如果这些模式匹配判定中每一次均未发现模式匹配，则进行最后一次或第N次模式匹配判定。对此组速率判定进行检测，判定其模式是否与另一组预定速率判定模式P_N相匹配，这是步骤166。如果模式匹配，就修正功率电平设定值（步骤168）。修正形式可以是用一增量值增加或减小功率电平设定值，或者是保持设定值不变。功率电平设定值的增加或者减小最终导致相应的移动站发射机功率的增大或减小。在步骤152和步骤160没有出现模式匹配的情况下，如果在步骤166中模式不匹配，可以修正设定值，也可以保持设定值不变（步骤170）。

图2所示各处理步骤每次重复进行通常伴随有一更新的速率判定组，其更新是在步骤156完成的。这一组新的速率判定可以由前一组速率判定组成，采用众所周知的存储技术，在前一组中加进新的帧速率制度，删除最老的帧速率判定。另一种方法是，这一组新的速率判定可按需要由速率判定的任一集合组成。

应该注意的是，所选模式通常对功率电平设定值的增加或减小是否必要作出限定。功率电平设定值的增加值和减小值，对不同的模式匹配来说可以不同，但也可以相同。再者，模式P₁可以包含一组模式，以便于结合模式作修正。模式P₂至P_N也是这样。还有，设定值的修正，如步骤154，可以不同，视模式组中在模式判定步骤匹配的那套模式而定。还应注意的是，设定值可以用零增量值修正，从而实际上设定值保持不变。

不同模式匹配判定的使用使得移动站发射机功率电平按照通信线路的质量进行调节具有更大的灵活性。如果通信线路质量高于维持可靠通信所需的最低水平，则发射功率可降至保持通信线路可靠性所需的最低电平。同样，如果通信线路质量低于维持可靠通信所需的最低水平，则发射功率可增至保持通信线路可靠性所需的电平。

图3a-3c画出使用速率判定模式来控制移动站发射机功率调整的详例。图3a中，如果信息帧是第一发射帧，则处理机118（见图1）在步骤200将各变量初始化。处理机118将代表功率电平设定值信号的“设定值”置为初始值：“初始设定值”。处理机118变换功率电平设定值信号，当变换不同的“设定值”时，最后即对移动站功率电平作了变换。

处理机118带有“全速率计数”计数器和“删除计数”计数器，分别代表连续全速率指示的次数和删除指示的次数。这些计数器在步骤200作初始零置位。全速率运行包含三次连续全速率指示;删除运行包含一次删除指示，可变速率运行又包含一次半速率指示、一次四分之一速率指示或一次八分之一速率指示。处理机118对表示处理状态的布尔变量：“全速率运行”、“删除运行”和“可变速率运行”在步骤200作出设定，其值为“0”。这些变量设定为“0”表示处于初始处理状态。

处理机118在步骤202待等，直到处理机116产生速率判定。处理机118在步骤204可分叉至不同的执行状态，如果“全速率运行”为“1”就执行步骤206，如果“全速率运行”为“0”就执行步骤208（见图3b）。

处理机118在步骤206分叉至不同的执行状态，如果速率判定是全速率指示就执行步骤210，如果速率判定不是全速率指示，就执行步骤212。处理机118在步骤210减小“设定值”，其减小量等于“全速率负增量”。处理机118在步骤212分叉至不同的执行状态，如果速率判定是半速率指示、或四分之一速率指示、或八分之一速率指示，就执行步骤214，如果速率判定是删除指示或似全速率指示，就执行步骤216。

处理机118在步骤214将“全速率运行”置为“0”，将“可变速率运行”置为“1”，将“全速率计数”和“删除计数”置零。处理机118在步骤216增加“设定值”，其增加量等于“全速率正增量”。处理机在执行完毕步骤210、214或216后回到步骤202，等待下一个速率判定。

处理机118在步骤208分叉至不同执行状态，如果“可变速率运行”为“1”，则执行步骤218，如果“可变速率运行”为“0”，则执行步骤220。从步骤208跃迁到步骤220借助对“删除运行”变量示“1”的默契。处理机118在步骤218分叉至不同的执行状态，如果速率判定是全速率指示，则执行步骤222，如果速率判定不是全速率指示，则执行步骤228。处理机118在步骤222递增“全速率计数”值，并继而执行步骤224。处理机118在步骤224分叉成不同的执行状态，如果“全速率计数”结果大于3，就执行步骤226，如果“全速率计数”结果小于或等于3，则执行步骤202，并等待下一个速率判定。处理机118在步骤226将“全速率运行”置“1”，将“可变速率运行”置“0”，然后执行步骤202，等待下一个速率判定。

处理机118在步骤228分叉至不同的执行状态，如果速率判定是半速率指示、四分之一速率指示、八分之一速率指示，或似全速率指示，则执行步骤230，如果速率判定是删除指示，则执行步骤232。处理机118在步骤230将“全速率计数”和“删除计数”设置为零，并执行步骤202，等待下一个速率判定。“设定值”也会在步骤230减小，该减小量等于“可变速率负增量”，从而获得较大的功率电平设定值控制。处理机118在步骤232递增“删除计数”值，设定“删除运行”为“1”，设定可变速率运行”为“0”，然后执行步骤202，等待下一个速率判定。再者，为了获得较大的功率电平设定值控制，在步骤232可以增加“设定值”，使增加值等于“可变速率正增量”。然后，处理机118执行步骤202，等待下一次速率判定。

从步骤208向步骤220的跃迁是由于“可变速率运行”在步骤232被设定为“0”和“删除运行”在步骤232被设定为“1”的缘故。尽管“删除运行”状态不是直接用作进入步骤220的判定步骤，但在本例中用来鉴别处理过程所处的状态。处理机118在步骤220被分叉至不同的处理状态，如果速率判定是全速率指示，则执行步骤234，如果不是全速率指示，则执行步骤236。处理机118在步骤234递增“全速率计数”，将“可变速率运行”设置为“1”，将“删除运行”设定为“0”，将“删除计数”设定为一零值，然后执行步骤202，等待下一个速率判定。处理机118在步骤236分叉至不同的执行状态，如果速率判定是半速率指示、四分之一速率指示、八分之一速率指示或似全速率指示，就执行步骤238，如果速率判定是删除指示，就执行步骤240。

处理机118在步骤238，将可变速率运行设置为“1”，将“删除运行”设置“0”，将“全速计数”和“删除计数”设置为一零值，然后执行步骤202，等待下一个速率判定。处理机118在步骤240递增“删除计数”，执行步骤242。

处理机118在步骤242分叉至不同的执行状态，如果“删除计数”值小于5，就执行步骤244。在步骤244，“设定值”被增加，其增加量等于“可变速率正增量”，并返回到状态202，等待下一个速率判定。步骤244中“设定值”的调整，在出现几个删除帧的情况时，用来增强对功率电平设定值的控制。

然而，如果再出现其他连续删除帧，就要求增加设定值至一较大的值，以消除更多删除帧的出现。处理机118在步骤242分叉，如果“删除计数”值大于或等于5，就执行步骤246。处理机118在步骤246增加“设定值”，其增加值等于“删除正量增”，并返回到步骤202，以等待下一个速率判定。在本最佳实施例中，“删除正增量”大于“可变速正增量”。

在本发明的一种修正案中，步骤244中所述的“设定值”的调整可省略。当“删除计数”值小于步骤242中的计数值时，不对“设定值”进行调整。因为删除帧的运行对功率电平设定值的控制小，所以适合于减小删除计数值，使步骤246中的调整尽快出现。例如此计数值可减小至2或3。

在一功率控制判定算法执行范例中，处理机118对各变量在步骤200进行初始化，并在步骤202等待。基地站接收第一发射帧，并产生差错量度。当译码器112对此帧进行译码时，功率平均器114在1.25毫秒的时间间隔内测定码元的功率，并在1.25毫秒内更新其输出。处理机116产生一个速率判定，以响应此差错量度。当处理机116产生了一个速率判定时，处理机118通过步骤204和步骤208分叉至步骤218，因为此判定算法是以可变速率运行开始起动的。

话音发射中的帧通常在全速率和其他速率之间波动，同时连续语言以全速率进行编码。例如，如果处理机116响应于此第一帧产生八分之一速率指示，处理机118将从步骤218分叉至步骤228，并进入步骤230。因为此帧既不是删除帧，也不是全速率帧，所以处理机118将“全速率计数”和“删除计数”都设定为零。处理机118返回到步骤202，等待相应于第二帧的速率判定。

例如，如果处理机116响应于第二帧产生四分之一速率指示，则处理机118以和响应前一帧相同的方式分叉至相应的执行状态。同样，如果处理机116响应于第三帧产生一半速率指示，则处理机118又以同样的方式分叉至相应的执行状态。当处理机116响应于接收帧产生八分之一速率指示、四分之一速率指示、或半速率指示时，处理机118不改变功率电平。

如果处理机116响应于第四帧产生全速率指示，则处理机118通过步骤208和218分叉至步骤222，因为此全速率是出现在可变速率运行后面的。处理机118在步骤222递增“全速率计数”值，该递增值这时会等于1。然后，处理机118进入步骤224。因为没有计数到三次全速率指示，所以处理机118在步骤224返回到步骤202。

如果处理机116响应于第五帧产生一全速率指示，处理机118可如同对第四帧所描述的那样，给“全速率计数”一增量。如果第六帧也是一全速率帧，则处理机118再通过步骤204、208、218和222，给“全速率计数”一增量。因为已经计数到三次全速率指示，所以处理机118在步骤224后执行步骤226，并将“全速率运行”设置为“1”，把“可变速率运行”设置为“0”。然后处理机118返回到状态202。

如果处理机116响应于第七帧产生一全速率指示，则处理机118通过步骤204和206，分叉到步骤210，这是因为全速率指示是出现在全速率运行后面的。处理机118在步骤210减小“设定值”的值，然后返回到状态202，等待下一个速率判定。

比较器120把每1.25毫秒更新一次的接收功率电平信号与按照修正过的“设定值”的值所产生的功率电平设定值信号进行比较，并产生一个偏差信号。如果接收功率电平信号保持不变，或保持高于功率电平设定值信号以上，则比较器120产生一个偏差信号，而且指令发生器122响应这一偏差信号，产生一功率减小指令。基地站把这一指令传送给移动站，使移动站减小它所发射的信号功率，从而减小偏差信号。

如果处理机116对应于第八帧产生一删除指示或似全速率指示，则处理机118经步骤204，206和212分叉到步骤216，这是因为删除指示出现在全速率运行之后。处理机118在步骤216增加“设定值”的值，然后返回到状态202，等待下一速率判定。

比较器120再次把接收功率电平信号与按照“设定值”的值所产生的功率电平设定值信号进行比较，并产生一个偏差信号。如果接收功率电平信号保持不变，或低于功率电平设定值信号，比较器120就产生一个偏差信号，而且指令发生器122响应这一偏差信号，产生一个功率增大指令。基地站再次把这一指令传送到移动站，使移动站调整它所发射的信号功率，从而减小偏差信号。

当处理机118处于全速率运行状态，也即“全速率运行”是为“1”，并且处理机116产生全速率指示、删除指示，或似全速率指示时，则处理机118保持全速率运行状态，并像上面所描述的那样，调整功率电平，使移动站发射的信号功率状态最佳。

如果处理机116在第九帧时产生半速率指示，则处理机118经步骤204、206和212、分叉到步骤214，将“可变速率运行”设定为“1”，“全速运行”设定为“0”。然后处理机118返回到状态202，等待下一个速率判定。随后，如果处理机116响应于第十帧产生删除指示，则处理机118经步骤204、208、218和228，分叉到步骤232。处理机118在步骤232递增“删除计数”，其递增量会等于1，并将“删除运行”设定为“1”，将“可变速率运行”设定为“0”，同时任意增加“设定值”的值。然后处理机118返回到状态202，等待下一个速率判定。

如果处理机116响应于第十一帧产生删除指示，则处理机118经步骤204、208、220和236，分叉到步骤240。“删除计数”在状态240被递增，然后进入步骤242。在步骤242，因为“删除计数”值小于5，处理机118进入步骤244。处理机118在步骤244增加“设定值”的值，然后返回到状态202，等待下一个速率判定。

如果处理机116对应于第12和第13帧产生删除指示，则重复上述按第11帧讨论过的步骤。然而在第14帧中，如果处理机116产生删除指示，则处理机118经步骤204、208、220和236，分叉到步骤242。在步骤242，因为“删除计数”等于5，则处理机118分叉到步骤246。在步骤246，“设定值”的值被增加。然后处理机118返回到状态202，等待下一个速率判定。

尽管以上所讨论的处理过程实例设有对图3a-3c中的每一处理步骤作具体讨论，但从这些图中，不难确定其他处理过程实例。处理机118继续执行如图3a-3c所描述的功率控制算法，直至处理机118复位。复位时，处理机118返回到状态200。

简而言之，上述算法最先是从可变速率运行状态开始的。此算法不需要在可变速率运行状态期间调整功率电平设定值。然而，为了对功率电平设定值获得较大的控制，还是对功率电平设定值进行了调整。如果此算法检测到三次全速率指示，就使用可变速率运行状态进入全速率运行;如果检测到删除指示，则使用可变速率运行状态进入删除运行。

在进入全速率运行状态以后，如果此算法检测到删除指示或似全速率指示，则增加功率电平设定值，从而产生要传送给移动站的功率增大指令。如果此算法在全速率运行状态时检测到全速率指示，就减小功率电平设定值。在全速率运行状态时，如果检测到半速率指示、或四分之一速率指示、或八分之一速率指示，则进入可变速率运行状态。

从可变速率运行状态进入删除运行状态以后，如果上述算法检测到删除指示，则增加功率电平设定值。当处于删除运行状态时，如果检测到半速率指示、或四分之一速率指示、或八分之一速率指示，则运行状态跃迁到可变速率运行状态。

在本发明的最佳实施例中，“设定值”增量变化相对值的大小如下所述。对于递增的设定值修正值，“全速率正增量”是最大相对值，其次为“删除正增量”，再次为“可变速率正增量”。对于递减的设定值修正值，最大相对值是“全速率负增量”，其次为“可变速率负增量”。总的说来，递减设定值比递增设定值要小。

应该理解，可以对图3a-3c所示的最佳实施例图进行各种修正，但不能超出本发明的范围。例如，在一实施例中，因为全速率帧或半速率帧都有循环冗余校验，不需更改图3a-3c。反之，全速率帧及半速率帧都有循环冗余校验，为了修正“设定值”的值，即可将半速率帧考虑作为全速率帧。

尽管本发明在码分多址蜂窝区通信系统的情况下进行描述，但对以帧格式发射数字化数据的其他传输方案和环境同样适用。因此，本发明并不局限于蜂窝区通信系统的传输方案或传输环境。例如，本发明可应用于蜂窝区电话系统、个人通信业务（简称PCS）系统、无线市内环路系统和无线用户交换机（简称PBX）系统等。各种帧速率的模式检测和各种模式的差错帧检测在接收机中的应用提供了一种灵活调整发射功率的方案，以确保各种帧速率下的数据帧传输线路的质量。另外，尽管本发明的讨论是在不发射帧速率信息的情况下进行的，但本发明对那些同时还发射速率信息的系统同样适用。在同时还发射速率信息的情况下，信号质量可用来在某些情况下（如删除帧和似全速率帧），帮助确定速率数据。

前述对最佳实施例的描述能使本领域的技术人员实现或使用本发明。十分明显，本领域的技术人员可对这些实施例进行不同修正，本文中所描述的原理可被用作其他实施例，而无需使用其他专门技能。所以，本发明不应局限于已述实施例，而应赋予与本说明所揭示的原理和新颖特征相一致的最大范围。

Claims (22)

1、一种包括有第一通信站和远端第二通信站的通信系统，所述第二通信站以一预定功率电平发射含有数据帧的通信信号，每一数据帧以多种数据速率中的一种预定速率进行编码，所述第二通信站从所述第一通信站接收功率电平信息，并对此作出响应，调整所述功率电平，一种在上述系统中控制所述功率电平的方法，其特征在于，包括下述步骤：

在所述第一通信站接收所述通信信号；

测定所述通信信号的功率电平；

对所述接收通信信号的每一帧数据产生一速率判定；

产生响应于所述速率判定和所述通信信号的功率电平信息；

把所述功率电平信息传送给所述的第二通信站。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述速率判定的产生包括下述步骤：

在所述多种数据速率的每一种数据速率下对第一帧数据进行译码;

在每一种数据速率下，对每一帧的每一种译码，产生至少一种差错量度;

根据所述各帧差错量度，从所述数据速率中判定一种各相应帧内对所述数据编码的数据速率。

3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述产生速率判定的步骤进一步包括根据所述差错量度判定删除帧的步骤，此删除帧中，数据差错到不能就所述数据速率中的一种各相应帧内对所述数据编码的数据速率作出判定。

4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述产生速率判定的步骤还进一步包括根据所述差错量度判定似全速率帧的步骤，此似全速率帧中，数据速率是最高数据速率，并带有差错的数据。

5、如权利要求2所述的方法，其特征在于，

当对所述数据进行编码的所述速率是预定最高数据速率时，所述速率判定给出全速率指示;

当对所述数据进行编码的所述速率是大约预定最高数据速率的一半时，所述速率判定给出半速率指示;

当对所述数据进行编码的所述速率是大约预定最高数据速率的四分之一时，所述速率判定给出四分之一速率指示;

当对所述数据进行编码的所述速率是大约预定最高数据速率的八分之一时，所述速率判定给出八分之一速率指示。

6、如权利要求4所述的方法，其特征在于，

当对所述数据进行编码的所述速率是一预定最高数据速率时，所述速率判定给出全速率指示;

当对所述数据进行编码的所述速率是大约所述预定最高数据速率的一半时，所述速率判定给出半速率指示;

当对所述数据进行编码的所述速率是大约所述预定最高数据速率的四分之一时，所述速率判定给出四分之一速率指示;

当对所述数据进行编码的所述速率是大约所述预定最高数据速率的八分之一时，所述速率判定给出八分之一速率指示;

当对所述数据进行编码的所述速率差错到不能从所述多种数据速率中判别出来时，所述速率判定给出删除指示;

当对所述数据进行编码的所述速率是所述预定最高数据速率，并且所述数据含有误码时，所述速率判定给出似全速率指示。

7、如权利要求1所述的方法，其特征在于，响应所述速率判定和所述测定功率电平所产生的功率电平信号的所述步骤包括下述步骤：

按照每一种速率判定调整功率电平设定值;

将所述功率电平设定值与所述测定功率电平进行比较;

根据所述比较步骤的每一种结果产生功率调整指令。

8、如权利要求4所述的方法，其特征在于，响应于所述速率判定和所述测定功率电平产生的功率电平信息的所述步骤包括下述步骤：

按照每一速率判定调整功率电平设定值;

将所述功率电平设定值与所述测定功率电平进行比较;

当所述测定功率电平低于所述功率电平设定值时，产生功率增大调整指令;

当所述测定功率电平高于所述功率电平设定值时，产生功率减小调整指令。

9、如权利要求8所述的方法，其特征在于，在当前帧速率判定表示一数据帧具有最高数据速率时，而且此当前帧速率判定出现在预定次数的先前帧速率判定之后，各先前帧速率判定又都表示数据帧具有所述最高数据速率，则调整所述功率电平设定值的所述步骤包括将所述功率电平设定值减小一增量值的步骤。

10、如权利要求8所述的方法，其特征在于，在当前帧速率判定表示一数据帧为所述删除帧和所述似全速率帧之一时，而且此当前帧速率判定出现在预定次数的先前帧速率判定之后，各先前帧速率判定又都表示数据帧具有所述最高数据速率，则调整所述功率电平设定值的所述步骤包括将所述功率电平设定值增加一增量值的步骤。

11、如权利要求8所述的方法，其特征在于，在当前帧速率判定表示为删除帧时，而且此当前帧速率判定出现在预定次数据的先前帧速率判定之后，各先前帧速率判定又都表示为删除帧，则调整所述功率电平设定值的所述步骤还进一步包括将所述功率电平设定值增加一增最值的步骤。

12、如权利要求8所述的方法，其特征在于，调整所述功率电平设定值的所述步骤包括下述步骤：

在当前帧速率判定表示一数据帧具有最高数据时，而且此当前帧速率判定出现在预定次数的先前帧速率判定之后，每一先前帧速率判定又都表示数据帧具有所述最高数据速率，则将所述功率电平设定值减去第一增量值;

在当前帧速率判定表示数据帧为所述删除帧和所述似全速率帧之一时，而且此当前帧速率判定出现在预定次数的先前帧速率判定之后，每一先前帧速率判定又都表示数据帧具有所述最高数据速率，则将所述功率电平设定值加上第二增量值。

13、如权利要求12所述的方法，其特征在于，在当前帧速率判定表示为删除帧，而且此当前帧速率判定出现在预定次数的先前帧速率判定之后，每一先前帧速率判定又都表示为删除帧，则调整所述功率电平设定值的所述步骤进一步还包括将所述功率电平设定值加上第三增量值。

14、一种通信系统，其中第一收发信机控制第二收发信机的发射信号功率，所发射的通信信号包含可变速率数据帧，所采用的方法是测量所述通信信号的信号功率电平，并把此功率电平与设定值功率电平相比较以产生功率调整指令，并把这一功率调整指令传递给所述第二收发信机，此所述第二收发信机对所述功率调整指令作出响应，调整所述通信信号中的信号功率，所述第一收发信机对所述通信信号中每一帧数据的数据速率作出估计，并提供一个相应的速率判定，一种在上述系统中调整所述设定值功率电平的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

判决一组速率判定与预定速率判定模式的匹配;

当判定与所述预定速率判定模式匹配时，按照一种修正参数，修正所述设定值。

15、如权利要求14所述的方法，其特征在于，它还进一步包括除所述那组速率判定与所述预定速率判定模式作匹配以外，有时按照另一修正参数对所述设定值进行修正的步骤。

16、如权利要求14所述的方法，其特征在于，它还进一步包括下述步骤：

判决所述那组速率判定与至少一附加预定速率判定模式的匹配;

当判定与相应的所述预定速率判定模式匹配时，按照相应的附加修正参数修正所述设定值。

17、如权利要求16所述的方法，其特征在于，它还进一步包括除所述那组速率判定与所述预定速率判定模式以及各附加预定速率判定模式作匹配以外，有时按照相应的一种附加修正参数修正所述设定值的步骤。

18、一种通信系统，它包含有第一通信站和远端第二通信站，所述第二通信站在一预定功率电平下发射通信信号，此信号包含有数据帧，每一数据以多种数据速率中的一种预定速率进行编码，所述第二通信站从所述第一通信站接收功率电平信息，并对此作出响应，调整所述功率电平，一种在上述系统中控制所述功率电平的系统，其特征在于它包括下述装置：

所述第一通信站接收到所述通信信号后，判定该信号功率电平的装置;

对所述接收通信信号的第一帧数据产生一种速率判定的装置;

响应于所述速率判定和所述判定功率电平而产生功率电平信息的装置;

将所述功率电平信息传送给所述第二通信站的装置。

19、如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述产生速率判定的装置以所述多种数据速率中的每一种数据速率，对第一帧数据进行译码，在每一种数据速率下为每一帧的第一译码至少产生一差错量度，并根据所述每一帧的差错量度，从所述数据速率中判定一种多相应帧内对所述数据编码的数据速率。

20、如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述产生速率判定的装置还进一步根据所述差错量度对删除帧作出判定，此删除帧中，数据差错到不能就所述数据速率中的一种各相应帧内对所述数据编码的数据速率作出判定。

21、如权利要求20所述的系统，其特征在于，所述产生速率判定的装置还进一步根据所述差错量度判定似全速率帧，此似全速率帧中，数据速率是最高数据速率，且带有差错的数据。

22、如权利要求18所述的系统，其特征在于，所述产生功率电平信息的装置包括：

按照每一速率判定调整功率电平设定值的装置;

将所述功率电平设定值与所述测定功率电平进行比较的装置;

根据每一功率电平设定值与所述测定功率电平的比较结果，产生功率调整指令的装置。

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