DE69631965T2

DE69631965T2 - Schnelle sendeleistungsregelung in einer mobilen cdma-nachrichtenübertragungsanordnung mit veränderlicher datenrate

Info

Publication number: DE69631965T2
Application number: DE69631965T
Authority: DE
Inventors: G. Edward TIEDEMANN; Tao Chen
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1995-11-15
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2016-11-08
Also published as: CN1214819A; FI981080A; EP0861530A1; WO1997018643A1; MX9803870A; EP0861530B1; KR100445358B1; EP1349293A3; AU7733596A; DE69631965D1; CA2237895C; ATE262756T1; EP1349293A2; FI981080A0; JP3115608B2; RU2193820C2; HK1015984A1; IL124505A0; ES2221939T3; JPH11514172A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
I. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Kommunikationssysteme. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein neues und verbessertes Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung bzw. Regelung der Übertragungsleistung in einem mobilen Kommunikationssystem.
II. Beschreibung des Standes der Technik
Die Verwendung von Codemultiplexvielfachzugrifts-(CDMA)-Modulationstechniken ist eine von mehreren Techniken, die Kommunikationen ermöglichen, bei denen eine große Anzahl von Systembenutzern vorliegt. Andere Mehrfachzugriftskommunikationssystemtechniken, wie z. B. Zeitmultiplexvielfachzugriff (Time Division Multiple Access (TDMA)) und Frequenzmultiplexvielfachzugriff (Frequency Division Multiple Access (FDMA)) sind auf dem Fachgebiet bekannt. Die Spreizspektrummodulationstechnik des CDMA hat jedoch signifikante Vorteile gegenüber diesen Modulationstechniken im Mehrfachzugriffskommunikationssystem. Die Verwendung von CDMA-Techniken in einem Mehrfachzugriffskommunikationssystem ist in dem US Patent Nr. 4,901,307 betitelt „SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS", das dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugewiesen ist, offenbart.
Die Verwendung von CDMA-Techniken in einem Mehrfachzugriffskommunikationssystem wird weiterhin in dem US Patent Nr. 5,103,459 betitelt „SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", was dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugewiesen ist, offenbart.
CDMA sieht, da es auf inhärente Weise ein Breitbandsignal ist, eine Art von Frequenz-Diversity bzw. -Vielseitigkeit durch Spreizen der Signalenergie über eine weite Bandbreite vor. Daher beeinträchtigt frequenzselektiver Schwund bzw. -Fading nur einen kleinen Teil der CDMA-Signalbandbreite. Raum- oder Weg-Diversity wird mittels Vorsehen mehrerer Signalwege über simultane Verbindungen von einem Mobil- bzw. Mobiltelefonbenutzer über zwei oder mehrere Zellstationen erhalten. Weiterhin kann Weg-Diversity durch Ausnutzen der Mehrwege-Umgebung durch Spreizspektrumverarbeitung erhalten werden, und zwar dadurch dass es ermöglicht wird, ein Signal, das mit unterschiedlichen Ausbreitungsverzögerungen ankommt separat empfangen und verarbeitet wird. Beispiele für Weg-Diversity sind in dem US Patent Nr. 5,101,501 betitelt „METHOD AND SYSTEM FOR PROVIDING A SOFT HANDOFF IN COMMUNICATIONS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", und US Patent Nr. 5,109,390, betitelt „DIVERSITY RECEIVER IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM", die beide dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugewiesen sind, dargestellt.
Ein Verfahren zur Übertragung von Sprache in Digitalkommunikationssystemen, das besondere Vorteile durch erhöhte Kapazität bei gleichbleibender hoher Qualität der wahrgenommenen Sprache bietet, verwendet Sprachkodierung mit variabler Rate. Das Verfahren und Vorrichtung eines besonders nützlichen Sprachkodierers mit variabler Rate wird im Detail in dem US Patent Nr. 5,414,796, betitelt „VARIABLE RATE VOCODER", das dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugewiesen ist, beschrieben.
Die Verwendung von Sprachkodierern mit variabler Rate sieht Datenrahmen mit maximaler Sprachdatenkapazität vor, wenn die Sprachkodierung Sprachdaten mit einer Maximalrate vorsieht. Wenn ein Sprachkodierer mit variabler Rate Sprachdaten mit einer Rate die geringer ist als die Maximalrate vorsieht, existiert eine Überschusskapazität in dem Übertragungsrahmen. Ein Verfahren zur Übermittlung zusätzlicher Daten im Übertragungsrahmen einer festgelegten, vorbestimmten Größe, wobei die Quelle der Daten für die Datenrahmen die Daten mit einer variablen Rate vorsieht, wird im Detail in der US Patentanmeldung Nr. 5,504,773, veröffentlicht nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung und betitelt „ME THOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTING OF DATA FOR TRANSMISSION", und dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugewiesen, beschrieben.
In dem oben erwähnten Patent wird ein Verfahren und Vorrichtung zum Kombinieren von Daten verschiedenen Typs von unterschiedlichen Quellen in einem Datenrahmen für die Übertragung offenbart.
In Rahmen, die weniger Daten als eine vorbestimmte Kapazität enthalten, kann der Leistungsverbrauch abgeschwächt werden, und zwar durch Übertragungs-Gating bzw. -Ansteuern eines Übertragungsverstärkers, so dass nur Teile des Rahmens, die Daten enthalten, gesendet werden. Weiterhin können die Nachrichtenkollisionen in einem Kommunikationssystem reduziert werden, wenn die Daten gemäß einem vorbestimmten Pseudozufallsverfahren in den Rahmen platziert werden. Ein Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern (Gating) der Übertragung und zum Positionieren der Daten in den Rahmen ist in dem US Patent Nr. 5,659,569, veröffentlicht nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung und betitelt „DATA BURST RANDOMIZER", dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugewiesen, offenbart.
Ein nützliches Verfahren zur Leistungssteuerung eines Mobiltelefons in einem Kommunikationssystem ist es, die Leistung des von dem Mobiltelefon empfangenen Signals an der Basisstation zu überwachen. Die Basisstation sendet ansprechend auf den überwachten Leistungspegel Leistungssteuerbits an die Mobilstation in regelmäßigen Intervallen. Ein Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Übertragungsleistung auf diese Art und Weise ist in dem US Patent Nr. 5,056,109, betitelt „METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM", das dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugewiesen ist, offenbart.
In einem Kommunikationssystem, das Daten mittels eines QPSK-Modulationsformats vorsieht, kann äußerst wertvolle Information dadurch erhalten werden, dass ein Kreuzprodukt bzw. Vektorprodukt der I und Q Komponenten des QPSK-Signals berechnet wird. Durch Kenntnis der relativen Phasen der zwei Komponenten kann man ungefähr die Geschwindigkeit der Mobilstation in Beziehung zu der Basisstation bestimmen. Eine Beschreibung einer Schaltung zur Bestimmung des Vektorprodukts der I und Q Komponenten in einem QPSK-Modulationskommunikationssystem ist in der US Patentanmeldung Nr. 5,506,865, veröffentlicht nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung und betitelt „PILOT CARRIER DOT PRODUCT CIRCUIT", dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung zugewiesen, offenbart.
Bei einer alternativen kontinuierlichen Übertragungsstrategie werden, wenn die Datenrate kleiner als das vorbestimmte Maximum ist, die Daten innerhalb des Rahmens wiederholt, so dass die Daten die volle Kapazität des Datenrahmens belegen. Wird eine solche Strategie verwendet, kann der Leistungsverbrauch und die Interferenz zu anderen Benutzern während Datenübertragungsperioden mit weniger als dem vorbestimmten Maximum reduziert werden, und zwar durch Reduzieren der Leistung, mit der der Rahmen gesendet wird. Die reduzierte Übertragungs- bzw. Sendeleistung wird durch die Redundanz in dem Datenstrom kompensiert und kann Reichweitenvorteile bei einer festen maximalen Übertragungsleistung bieten.
Ein Problem, das bei der Regelung der Übertragungsleistung in der kontinuierlichen Übertragungsstrategie angetroffen wird, ist Folgendes: der Empfänger kennt nicht die Übertragungsrate a priori und weiß daher nicht im Ergebnis den Energi- bzw. Leistungspegel, der empfangen werden sollte. Es ist daher wünschenswert, ein Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Übertragungsleistung in einem Übertragungskommunikationssystem vorzusehen.
Die EP-A-0680159 beschreibt die Verwendung von CDMA-Techniken. Datensignale, die von einer Vielzahl von drahtlosen Vorrichtungen gesendet werden sollen, werden über eine gemeinsame Bandbreite gespreizt. Die Datensignale werden an einer Basisstation als ein zusammengesetztes Spreizsignal empfangen. Die Basisstation entspreizt das zusammengesetzte Spreizsignal teilweise mit einzelnen Codes um Datensignale von individuellen, drahtlosen Vorrichtungen zu extrahie ren. Die Anforderungen an Datenrate und an die Qualität des Dienstes für jede drahtlose Vorrichtung werden verwendet, um einen Leistungsfaktor zu berechnen und ein Steuersignal wird zur Steuerung der Leistung von einer bestimmten Drahtlosvorrichtung gesendet. Zusätzlich wird eine Wahrscheinlichkeit eines Übertragungswertes basierend auf einem äquivalenten Momentanlastwert und einem äquivalenten Bevölkerungs- bzw. Bestandswert berechnet. Die Wahrscheinlichkeit des Übertragungswertes bestimmt, ob einer bestimmten drahtlosen Vorrichtung Zugriff auf einen Uplink-Frequenzkanal gewährt wird.
Die WO97/03403 ist eine frühere PCT-Anmeldung, die nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Erfindung veröffentlicht wurde und beschreibt einen Sender zum Senden eines Benutzersignals, insbesondere eines Sprach- oder Videosignals auf einer leitungsvermittelten Verbindung in einem Zellfunknetzwerk wenn die Bitrate des Benutzersignals während der Übertragung variiert. Der Sender weist eine Quelle eines Benutzersignals mit variabler Bitrate, wie z. B. einen Sprach- oder Videokodierer, und einen Kanalkodierer und eine Funksendeeinheit mit einstellbarer Sendeleistung auf. Die Kapazität, die der leitungsvermittelten (circuit switched) Verbindung zugeordnet ist, entspricht der Maximalrate des Benutzersignals. Der Kanalkodierer hat für die Maximalbitrate des Benutzersignals eine erste Kanalkodierung, die relativ gesehen am uneffizientesten ist, oder sogar gar keine Kanalkodierung, und hat für jede niedrigere Bitrate des Benutzersignals eine relativ effizientere Kanalkodierung, die die Kapazität der leitungsvermittelten Verbindung, freigegeben durch die niedrigere Transferrate, verwendet, um die Interferenztoleranz der Verbindung zu verbessern. Die Übertragungsleistung der Funksendeeinheit hängt von der Kanalkodierung ab, die von dem Kanalkodierer verwendet wird, so dass die Sendeleistung reduziert wird mit der sich erhöhenden Effizienz der Kanalkodierung, während die Bit-Fehler-Rate im Wesentlichen konstant bleibt. Dies führt zu einem niedrigeren durchschnittlichen Leistungspegel und somit zu einem reduzierten Interferenzpegel in dem Zellnetzwerk.
Die US-A-5 103 459 beschreibt ein System und Verfahren zum Kommunizieren von Informationssignalen mittels Spreizspektrumkommunikationstechniken. Die PN-Sequenzen sind so konstruiert, dass sie eine Orthogonalität zwischen den Be nutzern vorsehen, um so gegenseitig Interferenz zu reduzieren, was eine höhere Kapazität und eine bessere Verbindungsperformance zulässt. Mit orthogonalen PN-Codes ist die Kreuzkorrelation null über ein vorbestimmtes Zeitintervall, was in keiner Interferenz zwischen den orthogonalen Codes resultiert, und zwar nur unter der Vorraussetzung, dass die Codezeitrahmen zeitlich miteinander ausgerichtet sind. Signale können zwischen einem Zellstandort und mobilen Einheiten mittels Direktsequenzspreizspektrumskommunikationssignalen kommuniziert werden. In der Zell-zu-Mobiltelefon-Verbindung sind Pilot-, Sync-, Paging-, und Sprachkanäle definiert. Information, die auf den Zell-zu-Mobiltelefon-Verbindungskanälen kommuniziert wird, ist im Allgemeinen kodiert, verschachtelt, Bi-Phasen-Shift-Key-(BPSK)-moduliert mit einer orthogonalen Abdeckung eines jeden BPSK-Symbols zusammen mit einer Quadratur-Phasen-Shift-Key-(QPSK)-Spreizung der abgedeckten Symbole. In der Mobiltelefon-zu-Zell-Verbindung sind Zugriffs- bzw. Access- und Sprachkanäle definiert. Information, die auf den Mobiltelefon-zu-Zell-Verbindungskanälen kommuniziert wird, ist im Allgemeinen kodiert, verschachtelt, bei einer orthogonalen Signalisierung zusammen mit der QPSK-Spreizung.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Steuern bzw. Regeln der Übertragungsleistung von Datenrahmen mit variabler Rate (variable rate frames of data) gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung kann durch eine Vorrichtung für eine „closed loop"-Sendeleistungssteuerung in einem Kommunikationssystem ausgestaltet bzw. ausgeführt werden. Sie kann eine rechtzeitige Leistungssteuerung vorsehen, die nötig ist, um eine robuste bzw. zuverlässige Kommunikationsverbindungsqualität bei Schwundbedingungen vorzusehen.
In einer Mobiltelefonkommunikationsumgebung verändern sich die Schwund- bzw. Fadingbedingungen eines Ausbreitungsweges schnell. Dieses Phänomen ist im größeren Detail in dem zuvor erwähnten US Patent Nr. 5,056,109 beschrieben. Kommunikationsstationen müssen in der Lage sein, auf diese plötzlichen Verän derungen in dem Ausbreitungsweg zu reagieren. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sehen eine Vorrichtung zum Reagieren auf schnelle Veränderungen im Kommunikationskanal eines Mobiltelefonkommunikationssystems vor.
In einem Codemultiplexvielfachzugriffs-(CDMA)- bzw. Code-Division-Multiple-Access-Kommunikationssystem haben die Verfahren, die hierin beschrieben werden, eine besondere Bedeutung, da durch Reduzierung der Sende- bzw. Übertragungsleistung auf das Minimum, das für hochqualitative Kommunikationen nötig ist das Kommunikationssystem weniger Interferenz gegenüber den Übertragungen von anderen Benutzern vorsieht und ein Erhöhung in der Gesamtkapazität erlaubt. Zusätzlich erlaubt in einem kapazitätsbegrenzten System die Leistungsreduktion der Übertragung zu einem Benutzer es einem weiteren Benutzer mit einem höheren Leistungspegel zu senden, der aufgrund von Unterschieden in dem Ausbreitungsweg nötig sein kann oder nötig sein kann, da der Benutzer mit einer höheren Datenrate sendet.
Weiterhin sollte angemerkt werden, dass Leistungssteuerungstechniken, obwohl sie in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel in einem Spreizspektrumkommunikationssystem (Spread Spectrum Communication System) präsentiert werden, jedoch genauso in anderen Kommunikationssystemen anwendbar sind. Außerdem kann das beispielhafte Ausführungsbeispiel, das für die Steuerung von Übertragungsleistung in Übertragungen von einer Basisstation zu einer entfernten oder mobilen Station verwendet wird, zur Steuerung der Übertragungsleistung in Übertragungen von einer entfernten oder mobilen Station zu einer Basisstation angewendet werden.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel sendet eine Basisstation Pakete von Daten bzw. Datenpakete zu einer Mobilstation bzw. mobilen Station. Die Mobilstation empfängt, demoduliert und dekodiert die empfangenen Pakete. Wenn die Mobilstation bestimmt, dass das empfangene Paket nicht zuverlässig dekodiert werden kann, setzt es das normalerweise „0"-Qualitätsantwortleistungssteuerungsbit auf „1" was diese Situation der Basisstation anzeigt. Ansprechend hierauf erhöht die Basisstation die Übertragungsleistung des Signals zu der Mobilstation.
In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn die Basisstation ihre Übertragungsleistung erhöht, tut sie dies in einem relativ großen Schritt hinsichtlich der Übertragungsleistung, wobei von diesem angenommen wird, dass er mehr als adäquat ist unter den meisten Schwundbedingungen. Die Basisstation senkt dann den Übertragungsleistungspegel mit einer exponentiell sinkenden Rate solange die Qualitätsantwortleistungssteuerbits auf „0" bleiben. In einem alternativen Ausführungsbeispiel antwortet die Basisstation auf eine Anfrage der Mobilstation nach zusätzlicher Signalleistung durch schrittweises Erhöhen der Signalleistung.
In einem verbesserten Ausführungsbeispiel dieses Leistungssteuerungssystems bestimmt die Basisstation, ob der Fehler, der durch die Mobilstation berichtet wurde, zufälliger Natur bzw. Art ist, in welchem Fall sie sofort damit beginnt, die Übertragungsleistung herunterzufahren, oder ob der Fehler ein Fehler ist, der aufgrund eines wirklichen Schwund-Zustandes resultiert. Die Basisstation unterscheidet Fehler einer zufälligen Art von solchen einer anhaltenden Art durch Untersuchung der Muster von Leistungssteuerbits, die von der Mobilstation gesendet werden. Wenn das Muster der Leistungssteuerungsanfragesignale, die die Mobilstation zurück zu der Basisstation sendet, anzeigt, dass ein neuer Schwund-Zustand in dem Ausbreitungsweg vorliegt, dann unterlässt die Basisstation ein Absenken der Übertragungsleistung.
In einem verbesserten Ausführungsbeispiel untersucht die Basisstation die Muster der ankommenden Leistungssteuerungsnachrichten um Charakteristiken des Schwunds bzw. des Fades zu bestimmen. Die Schätzung der Fading-Charakteristiken kann verwendet werden, um die Leistungssteuerungsveränderungen, die durchgeführt werden müssen, zu schätzen. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, dass die Leistungssteuerung in der Basisstation voraussagend gestaltet wird.
Eine der identifizierten Quellen von solchen plötzlichen Veränderungen in dem Ausbreitungsweg einer Mobilstation ist eine Veränderung in der Geschwindigkeit relativ zu der Position der Basisstation. Dies ist der Fall wenn sich die Geschwindigkeit in Richtung der Mobilstation oder weg von der Mobilstation verändert. In einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bestimmt die Mobilstation, dass die Geschwindigkeit relativ zu der Basisstation sich verändert und setzt, wenn nötig, die Leistungssteuerbits, um zusätzliche Leistung von der Basisstation anzufordern, um der Veränderung der Geschwindigkeit Rechnung zu tragen. In einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Mobilstation mit einem Bewegungssensor ausgestattet, der mittels Information von einem Geschwindigkeitsmesser oder im Falle einer Fahrzeug-gestützten Mobilstation, eines Tachometers, operiert. Die Mobilstation generiert dann das Leistungssteuerungssignal gemäß dem Signal von dem Bewegungssensor.
In einem zweiten beispielhaften Ausführungsbeispiel kann die Mobilstation eine Verschiebung in dem empfangenen Signal von der Basisstation abfühlen, um Bewegung wahrzunehmen. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel bestimmt die Mobilstation die Veränderungen in der relativen Geschwindigkeit durch Messen der Dopplerverschiebung in dem entfangenen Pilotsignal.
Es kann ein Verfahren und Vorrichtung vorgesehen werden zur Steuerung der Übertragungsleistung einer variablen Ratenübertragungsleistung, einer Übertragung mit variabler Rate. Dieses Verfahren sendet die Datenrahmen mit variabler Rate mit verschiedenen Leistungspegeln aus, und zwar in Abhängigkeit von der Rate der Übertragung. Eine Vielzahl von Implementierungen werden offenbart, um die Übertragungsleistungspegel in einem Kommunikationssystem mit variabler Rate anzupassen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun beispielhaft beschrieben, wobei Bezug auf die beigefügten Zeichnungen genommen wird, wobei die Figuren Folgendes zeigen:
1 ist eine Darstellung eines beispielhaften Mobiltelefonsystems;
2 ist eine Darstellung einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine Darstellung einer Kurve, die die Verzögerungszeit, die ein „closed loop"-Leistungssteuersystem bzw. Leistungsregelsystem mit geschlossener Regelschleife mit sich bringt;
4a–b ist eine Darstellung von Graphen der Rahmenfehlerrate bezüglich der normalisierten Bitenergie für verschiedene Raten. In der 4a ist die Mobilstation stationär und in der 4b bewegt sich die Mobilstation;
5 stellt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel des Steuerprozessors für eine Implementierung mit Einzelschleife, festgelegte Differenz, dar;
6 stellt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel des Steuerprozessors für eine Implementierung mit Einzelschleife, variabler Differenz, dar;
7 stellt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel des Steuerprozessors für eine Implementierung mit Mehrfachschleife, eine Schleife pro Rate, dar;
8 stellt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel des Steuerprozessors für eine Implementierung mit Mehrfachschleife, eine Schleife pro häufiger Rate, dar;
9 stellt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel des Steuerprozessors für eine Implementierung mit Mehrfachschleife, eine Schleife pro Rate, zusammengesetzte Referenz, dar; und
10 stellt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel des Steuerprozessors für eine Implementierung mit Einzelschleife, zusammengesetztes Feedback, dar.
Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Bezugnehmend auf 1 wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, und zwar in einer beispielhaften Implementierung in einem Mobilkommunikationssystem für die Steuerung der Sende- bzw. Übertragungsleistung zwischen Basisstation 4 und Mobilstation 6. Die Information kann zu und von einem öffentlichen Fernsprechnetz (public switched telephone network (PSTN)) zu einer Systemsteuerung und Switch 2 vorgesehen werden oder kann zu und von Steuerung und Switch 2 zu einer anderen Basisstation vorgesehen werden, wenn der Anruf eine Kommunikation von Mobilstation-zu-Mobilstation ist. Systemsteuerung und Switch 2 liefert wiederum Daten zu Basisstation 4 und empfängt hiervon Daten. Basisstation 4 sendet Daten zu Mobilstation 6 und empfängt Daten hiervon.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind die Signale, die zwischen Basisstation 4 und Mobilstation 6 gesendet werden, Spreitzspektrumkommunikationssignale (spread spectrum communication signals), deren Wellenformgenerierung im Detail in dem oben erwähnten U.S. Patent Nr. 4,901,307 und U.S. Patent Nr. 5,103,459 beschrieben wird. Die Übertragungsverbindung zur Kommunikation von Nachrichten zwischen Mobilstation 6 und Basisstation 4 wird als die rückwärts bzw. rückwärtige Verbindung bezeichnet und die Übertragungsverbindung zur Kommunikation von Nachrichten zwischen Basisstation 4 und Mobilstation 6 wird als die Vorwärtsverbindung bezeichnet. Das beispielhafte Ausführungsbeispiel wird verwendet, um die Sendeleistung der Basisstation 4 zu steuern. Die Verfahren der Leistungssteuerung der vorliegenden Erfindung sind jedoch gleichermaßen anwendbar auf die Steuerung der Sendeleistung der Mobilstation 6.
Bezugnehmend auf 2 sind die Basisstation 50 und die Mobilstation 30 in Blockdiagrammform dargestellt, wobei die Vorrichtung zum Vorsehen der Steuerung der Sendeleistung der Basisstation 50 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung gezeigt ist. Wenn sich eine Kommunikationsverbindung verschlechtert, dann kann die Verbindungsqualität durch Erhöhen der Sendeleistung der Sendevorrichtung verbessert werden. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Steuerung der Sendeleistung der Basisstation 50 beinhalten einige Verfahren zur Bestimmung, dass die Sendeleistung der Basisstation 50 erhöht werden sollte, Folgendes:

(a) Mobilstationsdetektierung von Rahmenfehlern auf der Vorwärtsverbindung;
(b) Mobilstationsdetektierung, dass die empfangene Leistung niedrig ist auf der Vorwärtsverbindung;
(c) Entfernung von Mobilstation zu Basisstation ist groß;
(d) Lage bzw. Platzierung der Mobilstation ist schlecht;
(e) Veränderung der Geschwindigkeit der Mobilstation;
(f) Mobilstation detektiert, dass die empfangene Leistung auf dem Pilotkanal auf der Vorwärtsverbindung niedrig ist;
(g) E_c/N₀ ist niedrig, wobei E_c/N₀ die Energie pro Chip entweder auf dem Verkehrs- oder dem Pilotkanal geteilt durch die Gesamtempfangsleistung ist;
(h) Decodermetriken, wie z. B. Symbolmetriken (symbol metrics) sind hoch.

Umgekehrt beinhalten einige der Verfahren zur Bestimmung, dass die Sendeleistung der Basisstation 50 gesenkt werden sollte, Folgendes:

(a) Mobilstationsqualitätsantworten an die Basisstation zeigen eine niedrige Rahmenfehlerrate für die Vorwärtsverbindung;
(b) Mobilstation detektiert, dass die empfangene Leistung auf der Vorwärtsverbindung hoch ist;
(c) Die Entfernung von Basisstation zur Mobilstation ist niedrig;
(d) Die Mobilstationslage ist gut;
(e) Mobilstation detektiert, dass die empfangene Leistung auf dem Vorwärtsverbindungpilotkanal hoch ist; und
(f) Decodermetriken, wie z. B. Symbolmetriken, sind niedrig.

Wenn die Basisstation 50 einen Bedarf detektiert, die Sendeleistung der Vorwärtsverbindung zu modifizieren, sendet der Steuerprozessor 58 ein Signal zur Spezifizierung einer modifizierten Sendeleistung an Sender (TMTR) 64. Das modifizierte Leistungssignal kann einfach einen Bedarf zur Erhöhung oder zum Senken der Sendeleistung anzeigen, oder es kann einen Veränderungsbetrag der Signalleistung anzeigen, oder es kann ein absoluter Signalleistungspegel sein. Ansprechend auf das Signal des modifizierten Leistungspegels, liefert der Sender 64 alle Übertragungen mit dem modifizierten Sendeleistungspegel.
Es sollte angemerkt werden, dass die Datenquelle 60 ein Quellenmodem-, Facsimile- oder Sprachdaten sein kann. Die Datenquelle 60 kann eine Quelle mit variabler Rate sein, die die Übertragungsrate auf Rahmen-zu-Rahmenbasis im Verlaufe der Übertragung variiert, oder kann in der Lage sein, die Raten nur auf Be fehl zu verändern. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Datenquelle 60 ein Vocoder mit variabler Rate (variable rate vocoder). Die Konstruktion und Implementierung eines Sprachvocoders mit variabler Rate ist im Detail in dem zuvor erwähnten U.S. Patent Nr. 5,414,796 beschrieben. Die Ausgabe von der Datenquelle 60 wird durch Kodierer 62 kodiert und in den Verkehrsmodulator 63 für die Modulation eingegeben und zum Sender 64 gegeben. In den Pilotmodulator 65 wird ebenso ein synchrones Pilotsignal für die Übertragung gegeben.
Ein Bedarf zur Modifikation der Übertragungsleistung kann durch eine beliebige der oben aufgezählten Bedingungen oder durch eine beliebige Kombination dieser Bedingungen angezeigt werden. Wenn das Verfahren zur Leistungssteuerung auf einem Positionseffekt wie die Entfernung oder die Mobilstationslage, basiert, dann wird ein externes Signal (LOCATION) bzw. LAGE an den Steuerprozessor 58 der Basisstation 50 anzeigend für den Lagezustand vorgesehen. Der Entfernungszustand kann durch die Basisstation 50 detektiert werden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann der Entfernungszustand durch Mobilstation 30 detektiert werden und an die Basisstation 50 gesendet werden. Ansprechend auf den detektierten Entfernungszustand generiert der Steuerprozessor 58 der Basisstation 50 ein Steuersignal zum Modifizieren der Sendeleistung des Senders 64.
In einer Leistungsteuerimplementierung mit geschlossener Schleife (closed loop power control implementation), werden Leistungssteuerungssignale von der Mobilstation 30 in die Basisstation 50 vorgesehen. Die Mobilstation 30 kann das Leistungssteuerungssignal gemäß empfangener Leistung oder alternativ, gemäß der Detektierung von Rahmenfehlern oder gemäß einem anderen vorher diskutierten Verfahren bestimmen. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind gleichermaßen auf beliebige Verbindungsqualitätsfaktoren anwendbar.
Wenn der verwendete Verbindungsqualitätsfaktor die empfangene Leistung ist, dann wird an der Mobilstation 30 durch Antenne 38 von der Basisstation 50 empfangen, Signal an den Empfänger (RCVR) 42 geliefert, der eine Anzeige für die empfangene Leistung an den Steuerprozessor 46 vorsieht. Wenn der verwendete Verbindungsqualitätsfaktor die Detektierung von Rahmenfehlern ist, dann wandelt der Empfänger 42 das Signal nach unten um und verstärkt es, wobei das empfangene Signal an dem Verkehrsdemodulator 43 vorgesehen wird. Wenn das Verkehrssignal von einem Pilotsignal begleitet wird, um eine kohärente Demodulation vorzusehen, dann wird das empfangene Signal ebenfalls an den Pilotdemodulator 45 vorgesehen, der das Signal gemäß einem Pilotdemodulationsformat demoduliert und liefert ein Timingsignal an den Verkehrsdemodulator 43. Der Verkehrsdemodulator 43 demoduliert das empfangene Signal gemäß einem Verkehrsdemodulatorformats. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind der Verkehrsdemodulator 43 und der Pilotdemodulator 45 CDMA-Spreitzspektrumdemodulatoren, deren Konstruktion in dem zuvor erwähnten U.S. Patenten Nr. 4,901,307 und Nr. 5,103,459 beschrieben ist. Der Verkehrsdemodulator 43 liefert das demodulierte Signal an den Decoder 44. In einem ersten Ausführungsbeispiel führt der Decoder 44 eine Fehler-Detektierungsdekodierung aus, um zu bestimmen, ob Fehler aufgetreten sind. Die Fehlerdetektier/Korrekturdekodierer, wie z. B. der Viterbi-Trellis-Dekodierer, sind auf dem Fachgebiet bekannt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel dekodiert der Decoder 44 das demodulierte Signal und kodiert das dekodierte Signal erneut. Der Decoder 44 vergleicht dann das erneut kodierte Signal mit dem demodulierten Signal, um eine Schätzung der Kanalsymbolfehlerrate zu erhalten. Der Kodierer 44 liefert ein Signal anzeigend für eine geschätzte Kanalsymbolfehlerrate an den Steuerprozessor 46.
Steuerprozessor 46 vergleicht die empfangene Leistung oder die geschätzte Kanalsymbolfehlerrate, worauf allgemein als Verbindungsqualitätsfaktor Bezug genommen wird, mit einem Schwellenwert oder Satz von Schwellenwerten, die statisch sein können, oder variieren. Steuerprozessor 46 liefert dann die Leistungssteuerungsinformation entweder an Kodierer 34 oder Leistungssteuerungskodierer (power control encoder (P. C. ENC.)) 47. Wenn die Leistungssteuerungsinformation in den Datenrahmen kodiert werden soll, werden die Leistungssteuerungsdaten an Kodierer 34 vorgesehen. Dieses Verfahren setzt voraus, dass ein gesamter Datenrahmen verarbeitet wird, bevor die Leistungsteuerungsdaten gesendet werden, da dann kodierte Verkehrsdaten, die Leistungssteuerungsdaten enthalten, an Sender (TMTR) 36 über Modulator 35 vorgesehen werden. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können die Leistungssteuerungsdaten einfach Teile der Datenrahmen überschreiben oder können in vorbestimmte leere Positionen in dem Übertragungsrahmen platziert werden. Wenn die Leistungssteuerungsdaten die Verkehrsdaten überschreiben, dann kann dies durch Vorwärtsfehlerkorrekturtechniken an der Basisstation 50 korrigiert werden.
In Implementierungen, die einen gesamten Datenrahmen verarbeiten, bevor die Leistungssteuerungsdaten vorgesehen werden, ist die Verzögerung hinsichtlich der Verarbeitung eines vollen Rahmens in schnellen Schwundsituationen unakzeptabel bzw. unerwünscht. Eine Alternative ist es, die Leistungssteuerungsdaten direkt an Modulator 35 vorzusehen, wo sie in den ausgehenden Datenstrom gelocht bzw. gestanzt (punctured) werden. Wenn die Leistungssteuerungsdaten ohne Fehlerkorrekturkodierung gesendet werden, dann gibt Steuerprozessor 46 die Leistungssteuerungsdaten direkt zu Modulator 35 aus. Wenn Fehlerkorrekturkodierung für die Leistungssteuerungsdaten erwünscht ist, gibt Steuerungsprozessor 46 die Leistungssteuerungsdaten an den Leistungssteuerungskodierer 47 aus, der die Leistungssteuerungsdaten ohne Bezug zu den ausgehenden Verkehrsdaten kodiert. Der Leistungssteuerungskodierer 47 liefert das kodierte Leistungssteuerungssignal an den Modulator 35, der das kodiere Leistungssteuerungssignal mit den abgehenden Verkehrsdaten, die von Datenquelle 32 über Kodierer 34 zu Modulator 35 vorgesehen werden, kombiniert. Sender 36 konvertiert das Signal nach oben und verstärkt es und liefert es an die Antenne 38 für die Übertragung an die Basisstation 50.
Das gesendete Signal wird an der Antenne 52 der Basisstation 50 empfangen und an den Datenempfänger (RCVR) 54 geliefert, wo es abwärts umgesetzt und verstärkt wird. Empfänger 54 liefert das empfangene Signal an den Demodulator 55, der das empfangene Signal demoduliert. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der Demodulator 55 ein CDMA-Spreitzspektrumdemodulator, der in den zuvor erwähnten U.S. Patenten Nr. 4,901,307 und Nr. 5,103,459 beschrieben ist. Wenn die Leistungssteuerungsdaten innerhalb eines Rahmens aus Verkehrsdaten kodiert werden, dann werden die Verkehrs- und Leistungssteuerungsdaten an den Dekodierer 56 vorgesehen. Der Dekodierer 56 dekodiert das Signal und trennt das Leistungssteuerungssignal von den Verkehrsdaten.
Wenn auf der anderen Seite die Leistungssteuerungsdaten nicht mit einem vollständigen Datenrahmen kodiert werden, sondern stattdessen in den Übertragungsdatenstrom gelocht werden, dann demoduliert der Demodulator 55 das Signal und extrahiert die Leistungssteuerungsdaten aus dem eingehenden Datenstrom. Wenn das Leistungssteuerungssignal nicht kodiert ist, dann liefert der Demodulator 55 die Leistungssteuerungsdaten direkt an den Steuerprozessor 58. Wenn das Leistungssteuerungssignal kodiert ist, dann liefert der Demodulator 55 die kodierten Leistungssteuerungsdaten an den LeistungssteuerungsDecoder (power control decoder (P. C. DEC.)) 100. Der LeistungssteuerungsDecoder 100 dekodiert die Leistungssteuerungsdaten und liefert die dekodierten Leistungssteuerungsdaten an den Steuerprozessor 58. Das Leistungssteuerungssignal wird an den Steuerprozessor 58 geliefert, der gemäß dem Leistungssteuerungssignal ein Steuersignal an den Sender 64 anzeigend für einen modifizierten Senderleistungspegel vorsieht.
Eines der inhärenten Probleme hinsichtlich „closed loop"-Leistungssteuerungssystemen ist eine relativ langsame Ansprechzeit im Vergleich zu einem „open loop"-Leistungssteuerungssystem bzw. einem Leistungssteuerungssystem mit offener Schleife. Wenn z. B. in einem „closed loop"-Leistungssteuerungssystem eine Basisstation 50 einen Rahmen mit einer nicht ausreichenden Sendeenergie an die Mobilstation 30 sendet, empfängt Mobilstation 30 den Rahmen und dekodiert ihn, bestimmt, ob der Rahmen fehlerhaft ist, bereitet eine Leistungssteuerungsnachricht anzeigend für den Rahmenfehler vor, sendet dann die Leistungssteuerungsnachricht an die Basisstation 50, die den Rahmen dekodiert, die Leistungssteuerungsnachricht extrahiert und die Sendeleistung des Senders 64 einstellt bzw. anpasst. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel resultiert dies in einem Vierrahmenzeitstau (log) bevor eine Korrektur an der Mobilstation 30 offensichtlich wird. Somit werden, wenn sich der Übertragungsweg verschlechtert hat, vier aufeinander folgende Rahmen mit nicht ausreichender Rahmenenergie gesendet, bevor ein Rahmen mit der eingestellten Rahmenenergie gesendet wird. In dieser Verzögerungsperiode kann sich der Fading-Zustand wesentlich verbessert oder verschlechtert haben.
Im Folgenden werden Verfahren vorgestellt, in denen das Ansprechverhalten eines „closed loop"-Leistungssteuerungssystems verbessert wird. In einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung nimmt die Basisstation den schlimmsten Fall an. Dies bedeutet, dass sich der Ausbreitungsweg während der Vierrahmenverzögerungsperiode verschlechtert hat. Ansprechend hierauf erhöht die Basisstation die Sendeenergie zu dem Benutzer, um einen relativ signifikanten Betrag ΔE, so dass die Anpassung mehr als adäquat sein wird, um sicherzustellen, dass der leistungsangepasste Rahmen richtig empfangen werden wird, sogar dann, wenn sich der Ausbreitungsweg in der Zwischenzeit verschlechtert hat. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel eines Spreitzspektrumkommunikationssystems bewirkt die Erhöhung der Leistung zu der Mobilstation 30, dass weniger Leistung für andere Benutzer, die sich die Vorwärtsverbindung teilen, zur Verfügung steht. Insofern reduziert der Basisstationssender schnell die Sendeenergie für diesen Benutzer nachfolgend zu der anfänglichen Erhöhung. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel erhöht die Basisstation die Energie um einen festgelegten Betrag ΔE und hält diesen Betrag für eine Verzögerungsperiode, um zu verifizieren, dass die Erhöhung in der Übertragungsenergie wirkungsvoll war und senkt dann die Sendeenergie gemäß einer vorbestimmten abschnittsweisen (piecewise) Linearfunktion, wie es in der 3 dargestellt ist.
3 stellt einen Graph der Sendenergie E in Abhängigkeit der Zeit dar. Am Punkt A erhöht die Basisstation 50 die Sendeenergie ansprechend auf eine Leistungsanpassanforderung von der Mobilstation 30. Die Basisstation 50 erhöht die Sendeenergie um einen Betrag ΔE auf Punkt B. Die Basisstation 50 hält die Übertragung auf dieser Sendeenergie für eine bestimmte Verzögerungsperiode, reduziert dann die Sendeenergie um eine schnell sinkende Rate bzw. Geschwindigkeit für eine vorbestimmte Anzahl von Rahmen auf Punkt C. Am Punkt C zeigt die Leistungssteuerungsnachricht von der Mobilstation 30 immer noch einen Überschuss an Übertragungsenergie an, wobei die Basisstation 50 damit fortfährt, die Übertragungsenergie zu senken, jedoch mit einer geringeren Absenkungsrate. Wiederum senkt die Basisstation 50 mit dieser mittleren Absenkungsrate, und zwar eine vorbestimmte Anzahl von Rahmen lang, bis Punkt D erreicht ist. Am Punkt D wird die Absenkungsrate wiederum reduziert auf eine letzte Absenkungsrate, wobei damit fortgefahren wird, die Sendeenergie mit dieser Rate zu reduzieren, bis die Basisstation 50 einen Minimalwert erreicht oder wiederum durch eine weitere Leistungseinstellanforderung von der Mobilstation 30 alarmiert wird, was am Punkt E auftritt. Die Leistungsanpassung wird während der Dauer des vorgesehenen Dienstes bzw. des Services fortgeführt.
In einem verbesserten Ausführungsbeispiel kann man die Sendeleistung ebenfalls um einen größeren Betrag senken, wenn ein Muster von ankommenden Leistungssteuerungsnachrichten anzeigt, dass die Sendeleistung unnötig hoch ist. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel beinhaltet der Steuerprozessor 58 einen Timer (nicht dargestellt). Der Timer wird jedes Mal wenn eine Leistungssteuerungsnachricht empfangen wird, die einen empfangenen Rahmenfehler anzeigt, zurückgesetzt bzw. „geresetet". Sollte der Timer auslaufen, ohne dass eine weitere Leistungssteuerungsnachricht, die einen empfangenen Rahmenfehler anzeigt, empfangen wird, dann befehligt der Steuerprozessor 58 dem Sender 64 die Übertragung bzw. das Senden von abgehenden Rahmen, um einen größeren Betrag, als die schrittweise bzw. inkrementale Senkung, abzusenken.
Die Basisstation 50 führt die Anpassung der Sendeenergie mit dem Wissen aus, dass nach der Erhöhung der Sendeenergie es eine Verzögerung geben wird, bevor die empfangene Leistungssteuerungsinformation die Veränderung in der Vorwärtsverbindungssendeleistung wiederspiegeln wird. Wenn sich der Ausbreitungskanal plötzlich verschlechtert, wird die Basisstation 50 eine Serie von aufeinander folgenden Leistungssteuerungsanfragen empfangen und es wird eine Verzögerung geben bevor die Leistungsanpassungsanfragen auf die Veränderung in der Vorwärtsverbindungssendeenergie ansprechen. Während dieser Verzögerungsperiode sollte die Basisstation 50 damit fortfahren die Sendeenergie für jede empfangene Leistungsanpassanforderung zu erhöhen. Dies ist der Grund, dass der Leistungspegel für eine vorbestimmte Verzögerungsperiode konstant gehalten wird, wie es in der Periode, die auf den Punkt B in der 3 folgt, dargestellt ist.
Es sollte weiterhin angemerkt werden, dass Fehler in einem Mobilkommunikationssystem in zweierlei Form auftreten. Und zwar solche, die zufällig auftreten und solche, die ein Ergebnis einer Veränderung in dem Ausbreitungsweg sind. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel erhöht eine Basisstation 50, wenn sie eine Leistungsanpassanfrage empfängt die Sendeleistung um ΔE, wie oben beschrieben. Dann ignoriert sie die Leistungsanpassanforderungen und behält denselben erhöhten Leistungspegel für die Verzögerungsperiode bei. In einem alternativen Ausführungsbeispiel passt die Basisstation 50 die Leistung gemäß einer jeden Leistungssteuerungsnachricht an. Jedoch werden kleinere Veränderungen typischerweise verwendet. Dieses minimiert die Auswirkungen von zufälligen Fehlern.
Eine der Haupteinflüsse, der in Veränderungen in den Charakteristiken des Ausbreitungsweges zwischen der Mobilstation 30 und der Basisstation 50 resultiert, ist eine Bewegung der Mobilstation 30 in Richtung oder weg von der Basisstation 50. Die Mobilstation 30 kann an die Basisstation 50 Information liefern, die anzeigt, dass sich die Mobilstationsgeschwindigkeit verändert, oder es kann tatsächlich ihre Geschwindigkeit relativ zu der Basisstation 50 vorsehen. Wenn die Mobilstation einfach eine Anzeige dafür vorsieht, dass ihre Geschwindigkeit sich verändert, kann sie diese Information als ein Leistungsanpassanforderungssignal in Erwartung einer Veränderung in der Qualität des Ausbreitungsweges vorsehen.
In einem ersten Ausführungsbeispiel kann die Mobilstation 30 die Veränderungen der Geschwindigkeit abfühlen, und zwar durch Vorsehen eines Sensors, der gemäß eines Signal von dem Fahrzeugtachometer oder Geschwindigkeitsmesser (nicht dargestellt) operiert. In einem alternativen Ausführungsbeispiel bestimmt die Mobilstation 30 entweder eine Veränderung in der relativen Mobil/Basisstationsgeschwindigkeit oder absoluten Geschwindigkeit durch Veränderungen in dem empfangenen Signal von der Basisstation 50. Die Mobilstation 30 kann eine Veränderung in der Geschwindigkeit detektieren oder kann die absolute relative Geschwindigkeit messen und zwar mittels Messen des Dopplereffekts auf das ankommende Signal von der Basisstation 50. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Basisstation 50 ebenfalls eine Veränderung in der Mobil-Basisstationsrelativgeschwindigkeit detektieren oder die absolute Relativgeschwindigkeit messen, und zwar mittels Messen des Dopplereffekts auf das ankommende Signal von der Mobilstation 30.
Das Verkehrssignal, das durch die Basisstation 50 vorgesehen wird kann von einem Pilotsignal begleitet werden, um eine kohärente Demodulation des empfangenen Verkehrssignals vorzusehen. Die Verwendung eines Pilotsignals ist in dem U.S. Patent Nr. 4,901,307 und Nr. 5,103,459 beschrieben, und zwar kann eine Mobilstation 30 alternativ Veränderungen in der relativen Geschwindigkeit oder der Dopplerverschiebung des Pilotsignals abfühlen.
In einem Ausführungsbeispiel, wenn die Basisstation 50 die Geschwindigkeit der Mobilstation 30 kennt, wird sie den Wert der inkrementalen Veränderung in der Sendeenergie, ΔE variieren, und zwar gemäß dieser Geschwindigkeit. Die Bestimmung des Wertes von ΔE kann algorithmisch ausgeführt werden oder mittels einer Nachschlagetabelle in dem Steuerprozessor 46.
Wenn die Basisstation 50 ein Pilotsignal zusammen mit dem Verkehrssignal sendet, kann das Pilotsignal als ein Verkehrssignal angesehen werden, das einem vorbestimmten Bitstrom, den die Mobilstation 30 kennt, trägt. Mobilstation 30 demoduliert den Pilotkanal in dem Pilotdemodulator 45, um die Timinginformation zu erlangen, um es der Mobilstation 30 zu ermöglichen, eine kohärente Demodulation des Verkehrskanals durchzuführen. Da der Pilotkanal und der Verkehrskanal über ähnliche, wenn nicht sogar identische Ausbreitungswege vorgesehen werden, gibt es eine starke Korrelation zwischen der Stärke des empfangenen Pilotsignals und der Stärke des empfangenen Verkehrssignals. Durch Basieren der Generierung des Leistungssteuerungssignals auf dem Pilotkanal anstelle des Verkehrskanals kann die Verzögerung zwischen dem Empfangen des Signals, das von der Basisstation 50 gesendet wird, und Generieren des Leistungssteuerungssignals, reduziert werden.
Bezugnehmend auf 2 liefert der Pilotmodulator 65 ein Pilotsignal an den Sender 64 und Sender 64 der Basisstation 50 liefert das Pilotsignal zusammen mit dem Verkehrssignal an Antenne 52 für das Ausstrahlen zu der Mobilstation 30. Das gesendete Signal wird an Antenne 38 empfangen und an Empfänger 42 geliefert. Der Empfänger 42 wandelt (downconverts) das Pilotsignal herunter und verstärkt es und liefert das empfangene Pilotsignal an Pilotdemodulator 45, der eine Qualitätsschätzung des demodulierten Pilotsignals generiert und es an Steuerprozessor 46 liefert. Steuerprozessor 46 generiert ein Leistungssteuerungssignal gemäß der Qualitätsschätzung des demodulierten Pilotsignals und der Betrieb fährt wie zuvor beschrieben fort.
In den Vorwärtsverbindungsübertragungen, die von der Basisstation 50 zu der Mobilstation 30 ausgesendet werden, ist es vorteilhaft, die gesendete Leistung zu minimieren, während die Modemperformance beibehalten wird. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel eines Codemultiplexvielfachzugriffs-(CDMA)-Kommunikationssystems lässt die Minimierung der Sendeleistung mehr Leistung für andere Kanäle, die denselben Leistungsverstärker benutzen, übrig, während gleichzeitig Interferenz zu anderen Benutzern und Systemen auf denselben und benachbarten Frequenzen reduziert wird.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel eines Mobilkommunikationssystems mit Übertragungen mit variabler Rate, können die Performanceunterschiede zwischen den möglichen Raten signifikant sein. Z. B. kann der Sendeleistungspegel von Rahmen von der Basisstation 50, der benötigt wird, um eine vorgegebene Rahmenfehlerrate (frame error rate (FER)) zu erreichen, in großem Maße innerhalb der Raten variieren. Dies ist in der 4a dargestellt. 4a zeigt die Variation bzw. Veränderung der Rahmenfehlerraten in Abhängigkeit der Bitenergie normalisiert mit der Rauschenergie (E_b/N₀).
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel werden Daten in Rahmen gesendet. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind gleichermaßen auf Systeme mit kontinuierlicher Übertragung anwendbar. Die vorliegende Erfindung ist in einer beispielhaften Implementierung eines Kommunikationssystems mit variabler Rate, wobei es vier mögliche Raten gibt, dargestellt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel werden diese Raten als Vollrate, Halbrate, Viertelrate und Achtelrate bezeichnet. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind gleichermaßen auf beliebige Kommunikationssysteme mit variabler Rate, wobei das System eine beliebige Anzahl von möglichen Raten unterstützt, anwendbar.
4a stellt dar, dass die benötigte Bitenergie für eine gegebene Rahmenfehlerrate in starkem Maße von der Rate des Rahmens abhängt, wobei Vollratenrahmen die höchste Bitenergie benötigen und Achtelratenrahmen den niedrigsten Betrag an Bitenergie benötigen. Somit wird die für den gewünschten Performancelevel benötigte Sendeleistung gesetzt, um den Vorteil hinsichtlich der Unterschiede in der benötigten Minimalleistung zwischen den jeweiligen Raten zu nutzen. Zusätzlich kann die nötige Performance für die verschiedenen Raten sich ebenfalls unterscheiden, da die Auswirkungen eines Rahmenfehlers auf die wahrnehmbare Qualität sich in Abhängigkeit von der Rate des Rahmens unterscheidet. Z. B. kann eine höhere Rahmenfehlerrate für Achtelratenrahmen eher akzeptabel sein, als für Vollratenrahmen.
4b ist vorgesehen, um zu zeigen, dass die benötigte Bitenergie für einen gewünschten Performancelevel mit der Zeit und den Nutzungsbedingungen variieren kann. Wenn sich z. B. die Mobilstation 30 in Bewegung relativ zu der Basisstation 50 befindet, werden sich die benötigten Bitenergien in höherem Maße zwischen den Raten unterscheiden, als wenn sich die Mobilstation 30 im Stillstand befindet. 4b ist vorgesehen, um die „Wasserfallkurven" (waterfall curves) darzustellen, wenn sich die Mobilstation 30 in Bewegung befindet. Im Gegensatz hierzu ist 4a vorgesehen, um die „Wasserfallkurven" für dieselbe Mobilstation 30, die mit derselben Basisstation 50 kommuniziert, zu zeigen, jedoch mit dem Unterschied, dass Mobilstation 30 sich nicht in Bewegung befindet. Es ist diese Abweichung, die dazu führt, dass Mittel vorgesehen werden zum Variieren des Levels bzw. des Pegels der Differenz zwischen der Sendeleistung der verschiedenen Raten.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beinhalten eine Vielzahl von Möglichkeiten, um schnelle Leistungssteuerung auf der Vorwärtsverbindung unter Verwendung der Differenz in der benötigten Leistung anzuwenden. Es sollte anzumerken sein, dass jedes dieser Verfahren in Verbindung mit einem beliebigen der oben beschriebenen Leistungssteuerungstechniken verwendet werden kann. Weiterhin sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ebenso anwendbar, um einen Vorteil aus den Unterschieden zwischen der gewünschten Performance bei verschiedenen Raten zu ziehen. Z. B. kann eine Rahmenfehlerrate von 1% bei Vollratenrahmen verlangt werden, da diese von der Wahrnehmung her die wichtigsten Rahmen sind. Dagegen kann eine Rahmenfehlerrate von 4% für Achtelratenrahmen akzeptabel sein, die primär Hintergrundrauschinformationen tragen. Diese Verfahren, die in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können auf einfache Weise diese Unterschiede berücksichtigen, und zwar durch Anpassen von Schwellenwerten, die verwendet werden, um die Notwendigkeit zu bestimmen, ob die Sendeleistung erhöht oder gesenkt werden soll.
Das allgemeine Leistungssteuerungsverfahren passt den Sendeleistungspegel basierend auf dem Feedback von der Mobilstation 30 hinsichtlich des Auftretens von Rahmenfehlern an. Diese Verfahren sind jedoch gleichermaßen auf beliebige der oben beschriebenen Leistungssteuerungsverfahren, wie z. B. solche die sich auf die physische Lage oder die empfangene Leistung stützen, anwendbar. In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird die Mobilstation 30 so beschrieben, als sende sie einen Rahmenqualitätsanzeiger, der anzeigt, ob der vorhergehende Rahmen empfangen und richtig dekodiert wurde oder ob ein Rahmenfehler aufgetreten ist. Das System ist ebenso auf Kommunikationssysteme anwendbar, in denen Feedback von der Mobilstation 30 vorgesehen wird, in dem Fall eines Rahmenfehlers, und zwar einfach dadurch, dass das Fehlen eines Rahmenfehleranzeigers gleichgesetzt wird mit einem Rahmenqualitätsanzeiger, der einen richtig empfangenen Rahmen anzeigt.
In den beispielhaften Ausführungsbeispielen wird das Rahmenqualitätsanzeigersignal von der Mobilstation 30 zurückgeführt bzw. zurückgegeben. Dieser Rahmenqualitätsanzeiger korrespondiert zu einem vorhergehend gesendeten Rahmen von der Basisstation 50. Die Rate des Rahmens, gesendet durch die Basisstation 50, wird im Folgenden als die Rahmenqualitätsanzeigerrate bezeichnet. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel kennt die Basisstation 50 die Rahmenqualitätsanzeigerraten, da es die Raten der Rahmen kennt, die sie sendet, sowie die Umlaufverzögerungszeit seit dem Senden der Nachricht von der Basisstation 50 zu der Mobilstation 30 und sowie die Zeit, die die Mobilstation 30 benötigt, um das Rahmenqualitätsanzeigersignal zu generieren und das Signal zurück zu der Basisstation 50 zu senden. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind ebenso auf Systeme anwendbar, in dem Mobilstation 30 eine Anzeige der Rahmenrate zusammen mit dem Rahmenqualitätsanzeigersignal sendet.
Das erste beispielhafte Ausführungsbeispiel von Verfahren, die die Unterschiede in der benötigten Leistung zwischen Raten verwenden, wird im Folgenden als das Verfahren mit Einzelschleife, feste Differenz (single loop, fixed difference method) bezeichnet. In diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel dient eine Rate als die Bezugsrate. Der Sendeleistungspegel der Bezugsrate bzw. Referenzrate wird durch den Steuerprozessor 58 aktiv verfolgt bzw. erfasst (tracked), um direkt die Sendeleistung der Rahmen mit dieser Bezugsrate anzupassen. Die Sendeleistung der anderen Raten wird in Abhängigkeit von der Sendeleistung der Bezugsraten bestimmt.
Die Leistungspegel für jede der anderen Raten werden gemäß dem Pegel der Bezugsrate bestimmt, um so die Performance auf dem benötigten Leveln zu halten. Da die Performance für jeden Rahmen schätzungsweise als ähnlich unabhängig von der Rate angesehen wird, wird das Feedback hinsichtlich der tatsächlichen Performance eines jeden Rahmens eine gleichförmige Signifikanz zugeordnet, und zwar unabhängig von der Rate des Rahmens, dem es entspricht, und das Feedback kann unvoreingenommen bzw. unbesehen verwendet werden, um die Anpassung hinsichtlich der Referenzrate vorzunehmen.
In der Beispielimplementierung gibt es vier mögliche Raten, wie oben beschrieben (Voll-, Halb-, Viertel- und Achtelraten). In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, ist die Bezugsrate Vollrate und der Leistungspegel der Halbrate wird auf 1 dB unterhalb des Leistungspegels der Vollrate gesetzt, Viertelrate liegt 1,5 dB unter dem Leistungspegel der Vollrate und die Achtelrate liegt 1,8 dB unter dem Leistungspegel der Vollrate. Der Steuerprozessor 58 bestimmt den Leistungspegel für jede der Raten basierend auf dem Feedback von der Mobilstation 30, wie oben beschrieben und liefert diese Information an den Sender mit variabler Verstärkung bzw. Verstärkungsfaktor (gain) 64. Der Sender 64 setzt die Sendeleistung für abgehende Rahmen gemäß diesem Signal und der Rate des Rahmens. Sender 64 wird mit einem Signal von der Datenquelle mit variabler Rate 60, das anzeigend für die Rate der abgehenden Rahmen ist, beliefert.
5 stellt ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel des Steuerprozessors 58 für die Implementierung des Leistungssteuerungsverfahrens mit Einzelschleife und fest gelegter Differenz dar. Die Rahmenqualitätsanzeiger- bzw. Frame-Quality-Indicator-(FQI)-Nachricht, die von der Mobilstation 30 empfangen wird, wird an den Verstärkungs- bzw. Verstärkungsfaktoranpassauswähler 102 vorgesehen. Der Verstärkungsanpassauswähler 102 kann durch Programmieren eines Mikroprozessors, einer Mikrosteuerung oder einer Logikanordnung, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist, implementiert werden.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel hat die FQI-Nachricht einen von zwei möglichen Werten. Sie hat entweder einen Wert null, was anzeigend ist für einen korrekten Empfang des Rahmens durch die Mobilstation 30, oder hat einen Wert von eins, was anzeigend ist für das Auftreten eines Rahmenfehlers. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel gibt der Verstärkungsanpassauswähler 102 einen ausgewählten Verstärkungsanpassungswert gemäß folgender Gleichung (1) unten aus:
wobei GA die Verstärkungsanpassungsausgabe durch den Verstärkungsanpassungsauswähler 102 ist.
Diese Zahlen werden auf der Basis einer akzeptablen Rahmenfehlerrate von 1% ausgewählt. Dies ist der Grund dafür, dass das Verhältnis des Senkens und des Erhöhens einhundert ist. Diese Werte sind von der Art her rein beispielhaft und werden von der Art der Implementierung und der gewünschten Performance des Systems variieren.
Es sollte weiterhin angemerkt werden, dass Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ebenso auf Systeme anwendbar sind, wo das Feedback mehr Information spezifiziert als in einer 1-Bit-Information enthalten sein kann. In solchen Fällen können die Verstärkungsanpassungswerte mehr als zwei mögliche Werte besitzen, die ausgewählt werden in Abhängigkeit von dem Wert der FQI-Nachricht. Die FQI-Nachricht kann eine beliebige der zuvor in dieser Anmeldung aufgezählten Anzeiger bzw. Indikatoren sein.
Der Verstärkunganpassungswert (gain adjustment (GA) value) wird an einen Eingang des Summierelements 104 geliefert. Der Wert, der an den anderen Eingang des Summierelements 104 geliefert wird, ist der momentane Sendeleistungspegel der Bezugsrate. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Bezugsrate die Vollrate. Die Ausgabe des Summierelements 104 ist der angepasste Bezugsratensendeleistungspegel. Dieser Wert wird an den Sender mit variabler Verstärkung 64 vorgesehen, der die Vollratenrahmen gemäß diesem Wert verstärken wird.
Die Ausgabe des Summierelements 104 wird ebenfalls zurück an den Eingang des Verzögerungselements 106 zurückgeführt. Verzögerung 106 verzögert, in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel, die Eingabe in das Summierelement 104, um die Zeitperiode zwischen separaten Ankommen von Rahmenqualitätsanzeigernachrichten, wobei in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Verzögerung 20 ms ist. Die Implementierung von solchen Verzögerungen ist auf dem Fachgebiet bekannt.
Die Sendeleistungspegel der anderen Raten werden basierend auf dem Leistungspegel des Bezugsratensendeleistungspegels bestimmt. Die Vollratensende leistung wird an einen Berechner für abhängige Sendeleistung 107 geliefert, der die Halbraten-, Viertelraten- und Achtelratensendeleistungspegel in Abhängigkeit von der Vollratensendeleistung bestimmt, und zwar gemäß einem vorbestimmten Berechnungsformat. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wird der Berechner für abhängige Senderleistung 107 durch Programmieren eines Mikroprozessors, einer Mikrosteuerung oder einer Logikanordnung implementiert, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel des Berechners für abhängige Sendeleistung (107) haben die Halbraten-, Viertelraten- und Achtelratensendeleistungspegel eine festgelegte Differenz zu der Vollratensendeleistung. Somit wird in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der Vollratensendeieistungspegel an einen Summiereingang des Summierelements 108 geliefert. Der Wert Δ_halb wird an einen Subtrahiereingang des Summierelements 108 geliefert. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist Δ_halb gleich 1 dB. Der Wert der durch das Summierelement 108 ausgegeben wird ist die Halbratensendeleistung, die in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel 1 dB weniger als der Leistungspegel der Vollratenrahmen ist. Dieser Wert wird an den Sender 64 mit variabler Verstärkung geliefert, der die Halbratenrahmen gemäß diesem Wert verstärkt.
Es sollte angemerkt werden, dass in einer praktischen Implementierung der vorliegenden Erfindung die Operation nicht durch Addition ausgeführt werden muss. Z. B. ist typischerweise die Halbratensendeleistung 3 dB weniger als die Vollratensendeleistung. Somit kann die Halbratensendeleistung auf absolute Weise durch Teilen der Vollratensendeleistung durch zwei berechnet werden im Gegensatz zur Substraktion von 3 dB von der Vollratensendeleistung.
Ähnlich wird der Vollratensendeleistungspegel an einen Summiereingang des Summierelements 110 geliefert. Der Wert Δ_viertel wird an einen Substrahiereingang des Summierelements 110 geliefert. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, ist Δ_viertel gleich 1,5 dB. Der Wert, der durch das Summierelement (summing element) 110 ausgegeben wird, ist die Viertelratensendeleitung. Dieser Wert wird an den Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert, der die Viertelratenrahmen gemäß diesem Wert verstärkt.
Zu guter Letzt wird der Vollratensendeleistungspegel an einen Summiereingang eines Summierelements 112 geliefert. Der Wert Δ_achtel wird an den Substrahiereingang des Summierelements 112 geliefert. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist Δ_achtel gleich 1,8 dB. Der Wert, der durch das Summierelements 112 ausgegeben wird ist die Achtelratensendeleistung, die 1,8 dB weniger als der Leistungspegel der Vollratenrahmen ist. Dieser Wert wird an den Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert, der die Achtelratenrahmen gemäß diesem Wert verstärkt.
Es sollte angemerkt werden, dass alle Δ-Werte (Δ_halb, Δ_viertel, Δ_achtel) nur aus rein beispielhaften Zwecken vorgesehen sind und andere Werte gleichermaßen anwendbar sind und somit durch die vorliegende Erfindung vorweggenommen sind.
Das zweite beispielhafte Ausführungsbeispiel von Verfahren, die Differenzen in der benötigten Leistung zwischen Raten verwenden, wird im Folgenden als Verfahren mit Einzelschleife, variabler Differenz (single loop, variable difference method) bezeichnet. Dieses beispielhafte Ausführungsbeispiel versucht die Performance für jede der Raten innerhalb ihres jeweiligen Bereichs zu halten. Die Differenz zwischen der Sendeleistung der abhängigen Raten und der Bezugsrate passt sich aufgrund von Information an, die aufgrund der individuellen Raten kompiliert wird, z. B. aufgrund des gleitenden Durchschnitts von individuellen Rahmenfehlerraten. Wenn sich die Performance für eine Rate, die nicht die Bezugsrate ist, von dem gewünschten Pegel abweicht, wird deren Leistungspegeldifferenz von dem Bezugspegel modifiziert, um die Abweichung zu berücksichtigen. Wenn die Performance der Bezugsrate sich verschlechtert, dann wird die Leistungspegeldifferenz für alle oder einige Raten modifiziert.
In der beispielhaften Implementierung verfolgt der Steuerprozessor 58 die Performance (d. h. die Anzahl von Rahmenlöschungen in den letzten 100 Rahmen) für jede der Raten. Wenn z. B. die Achtelratenperformance unter den gewünschten Performancepegel fällt, wird die Differenz zwischen dem Achtelratenleistungspegel und dem Bezugsratenleistungspegel reduziert, was im Endeffet den Achtelratenleistungspegel erhöht, wenn der Achtelratenleistungspegel niedriger als der Bezugsleistungspegel ist.
In der beispielhaften Implementierung liefert die Datenquelle 60 ein Signal anzeigend für die Rate eines abgehenden Rahmens an den Steuerprozessor 58, anhand dessen der Steuerprozessor 58 die Raten der Rahmenqualitätsanzeigernachrichten bestimmt. 5 zeigt einen Einzelstufenfilter der aus den Elementen 104 und 106 besteht. Die vorliegende Erfindung könnte komplexer gestaltet werden, wobei die modifizierte Vollratensendeleistung von einer Vielzahl von vergangenen generierten Vollratensendeleistungswerten abhängt. Die Konstruktion und Implementierung von solchen Digitalfiltern ist auf dem Fachgebiet bekannt und wird im Detail in dem zuvor erwähnten U.S. Patent Nr. 5,414,796 beschrieben.
Bezugnehmend auf 6 wird das empfangene Rahmenqualitätsanzeigerbit an den Verstärkungseinstellungsauswähler 200 vorgesehen. Der Verstärkungseinstellungsauswähler kann durch Programmieren eines Mikroprozessors, einer Mikrosteuerung oder einer Logikanordnung, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist, implementiert werden. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wählt der Verstärkungsanpassungsauswähler 200 einen Verstärkungsanpassungswert gemäß der Gleichung (1) oben.
Der Verstärkungsanpassungs- bzw. Einstellungswert wird an einen Summiereingang eines Summierelements 202 geliefert. Die Eingabe des zweiten Eingangs des Summierelements 202 ist der momentane Wert des Bezugsratensendeleistungspegels. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Bezugsrate die Vollrate. Die Ausgabe des Summierelements 202 ist die angepasste Vollratensendeleistung. Die Vollratensendeleistung wird an den Verstärker mit variabler Verstärkung 64 geliefert, der die abgehenden Vollratenrahmen gemäß diesem Wert verstärkt.
Zusätzlich wird der angepasste Vollratensendeleistungswert zurück an Verzögerungselement 201 geführt. Die Verzögerung 201, in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel, verzögert die Eingabe an das Summierelement 202, um die Zeitperiode zwischen separaten Ankommen von Rahmenqualitätsanzeigernachrichten, wobei in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel diese Verzögerung 20 ms ist. Die Implementierung von solchen Verzögerungen ist auf dem Fachgebiet bekannt.
Die empfangene Rahmenqualitätsanzeigernachricht wird ebenfalls an den Demultiplexer 204 geliefert. Der Demultiplexer 204 gibt die Rahmenqualitätsanzeigernachricht auf einen von vier Ausgängen aus, und zwar basierend auf der Rate des Rahmenqualitätsanzeigers. Wenn die Rate des Rahmenqualitätsanzeigers Vollrate ist, dann wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Vollraten-Rahmenfehlerraten-(frame error rate (FER))-Zähler 206 geliefert. Der Vollraten-FER-Zähler 206 verfolgt die Anzahl von Vollratenrahmenfehlern in einer vorbestimmten Anzahl von Vollratenrahmenübertragungen. Der Zähler 206 kann mittels eines Digitalzählers oder mittels eines gleitenden Fensterakkumulierers implementiert werden, wobei die Implementierung hiervon auf dem Fachgebiet bekannt sind. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel verfolgt Zähler 206 die Anzahl von Rahmenfehlern in den letzten 100 Vollratenrahmen.
Wenn die Rate des Rahmenqualitätsanzeigers die Halbrate ist, dann wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Halbraten-FER-Zähler 208 geliefert. Der Zähler 208 verfolgt die Rahmenfehler in einer vorbestimmten Anzahl von vorhergehenden Halbratenrahmen und kann wie oben unter Bezug auf 206 beschrieben, implementiert werden.
Wenn die Rate des Rahmenqualitätsanzeigers Viertelrate ist, dann wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Viertelraten-FER-Zähler 210 geliefert. Der Zähler 210 verfolgt die Rahmenfehler in einer vorbestimmten Anzahl von vorhergehenden Viertelratenrahmen und kann wie oben beschrieben implementiert werden. Wenn die Rate des Rahmenqualitätsanzeigers Achtelrate ist, dann wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Achtelraten-FER-Zähler 212 geliefert. Der Zähler 212 verfolgt die Rahmenfehler in einer vorbestimmten Anzahl von vor hergehenden Achtelratenrahmen und kann wie oben beschrieben implementiert werden.
Die Rahmenfehlerratenstatistiken von jedem der Zähler 206, 208, 210 und 212 werden an den Delta-Berechner 214 geliefert. Der Delta-Berechner 214 bestimmt die Differenzwerte, Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel, und zwar gemäß einem vorbestimmten Berechnungsformat, basierend auf den Werten geliefert von den Zählern. Wenn die Rahmenfehlerstatistiken für die Halbrate z. B. zu hoch sind, dann wird der Delta-Berechner 214 den Wert von Δ_halb reduzieren, was im Endeffekt den Sendeleistungspegel von Achtelratenrahmen erhöht, wenn der Halbratenleistungspegel niedriger als der Referenzpegel ist. Typischerweise wird die Halbratensendeleistung 3 dB tiefer sein als die Vollratensendeleistung.
Außerdem ist es nicht nötig, dass jeder der Differenzwerte von Rahmenfehlerzählungen von allen Zählern abhängt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel basiert der Wert von Δ_halb einzig und allein auf der Halbraten-FER, der Ausgabe des Zählers 208; der Wert von Δ_viertel basiert nur auf der Viertelraten-FER, die Ausgabe des Zählers 210; jedoch wird der Wert von Δ_achtel von beiden, der Vollraten-FER und der Achtelraten-FER, bestimmt, was die Ausgaben der Zähler 206 und 212 sind.
In einem verbesserten Ausführungsbeispiel wird jeder der Differenzwerte ebenso von dem Wert der Vollraten-FER abhängen. In dem verbesserten Ausführungsbeispiel wird, wenn die Vollraten-FER über einem Schwellenwert liegt, angezeigt werden, dass die Vollratensendeleistung erhöht wird. Da die Übertragungsleistung der anderen Raten in Abhängigkeit von der Vollratensendeleistung bestimmt wird, werden bzw. sind die Differenzwerte erhöht, wenn aus dem Vollraten-FER-Wert von dem Vollraten-FER-Zähler 206 folgt, dass die Vollratensendeleistung erhöht werden wird. Durch Erhöhen der Differenzwerte wird als Folge hiervon die Sende- bzw. Sendungsleistung der anderen Raten gesenkt, was es dem abhängigen Satz von Raten ermöglicht, bei ihrem Wert zu „schweben" bzw. zu „floaten", wenn Veränderungen an der Vollratensendeleistung durchgeführt werden.
Der Delta-Berechner 214 gibt der Deltawerte, Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel aus. Der Delta-Berechner 214 kann durch Programmieren eines Mikroprozessors, einer Mikrosteuerung oder einer Logikanordnung, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist, implementiert werden. Die drei Deltawerte Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel werden an den Abhängigratenberechner 215 zusammen mit der Vollratensendeleistung gegeben. Der Abhängigratenberechner 215 bestimmt die Sendeleistungen für Halbrate, Viertelrate und Achtelrate, gemäß seinen Eingaben bzw. Eingangsgrößen und einem vorbestimmten Berechnungsformat. Der Abhängigratenberechner 215 kann durch Programmieren eines Mikroprozessors, einer Mikrosteuerung (micro control) oder einer Logikanordnung, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist, implementiert werden.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel des Abhängigratenberechners 215 bzw. des Rechners für abhängige Raten werden die drei Deltawerte Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel an Substrahiereingänge von Summierelementen 216, 218 bzw. 220 geliefert. Der Summier- bzw. Addiereingang der Summierelemente 216, 218 und 220 wird mit dem Vollratensendeleistungspegel beliefert. Die Werte von Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel werden von dem Vollratenleistungspegel subtrahiert, um die Leistungspegel für die Halbrate, Viertelrate bzw. Vollrate zu erzeugen. Wie oben beschrieben wird jeder dieser Werte an den Sender mit variabler Verstärkung 64, der den abgehenden Halbraten-, Viertelraten- und Achtelratenrahmen gemäß diesen Werte verstärkt, geliefert.
Das dritte beispielhafte Ausführungsbeispiel der Verfahren, die die Differenzen in der benötigten Leistung zwischen Raten verwenden, wird im Folgenden als Leistungssteuerungsverfahren mit Mehrfachschleife bezeichnet, und zwar unter Verwendung einer Schleife (Loop) pro Rate. Dieses Verfahren ist ähnlich zu dem oben beschriebenen Einzelschleifenverfahren jedoch mit dem Unterschied, dass es eine Schleife für jede der Raten gibt. Diese Schleifen sind unabhängig von einander in der Bestimmung der Sendeleistungspegel der Raten, die sie steuern bzw. regeln.
Wenn z. B. eine Rahmenqualitätsanzeigernachricht empfangen wird, die ein Achtelratenrahmen ist, werden Veränderungen direkt ansprechend auf diese Nachricht hinsichtlich des Sendeleistungspegel der Achtelratenrahmen gemacht, jedoch werden keine Veränderungen an den Leistungspegeln der anderen drei Raten gemacht. Somit berücksichtigt jede dieser Feedback-Schleifen nur die Feedback-Information entsprechend der Rahmen ihrer Rate.
In der beispielhaften Implementierung liefert die Datenquelle 60 ein Signal anzeigend für die Rate eines abgehenden Rahmens an Steuerprozessor 58, anhand dessen der Steuerprozessor 58 die Raten der Rahmenqualitätsanzeigernachrichten bestimmt.
Bezugnehmend nun auf 7 wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Demultiplexer 400 geliefert. Der Demultiplexer 400 liefert die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an einen von vier Ausgängen, und zwar basierend auf der Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht (frame quality indicator message).
Wenn die Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht die Vollrate ist, dann wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Eingang des Vollratenverstärkungsanpassauswähler 402 geliefert. Der Auswähler 402 gibt ansprechend auf die Rahmenqualitätsanzeigernachricht einen Verstärkungsanpass-(GA_voll)-Wert aus, der entweder die Vollratensendeleistung erhöht oder senkt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wählt der Auswähler 402 den Verstärkungsanpasswert (GA_voll) gemäß der unten folgenden Gleichung (2) aus:
wobei die FQI-Nachricht einen von zwei möglichen Werten besitzt, nämlich entweder „0", was einen korrekten Empfang des Rahmens an der Mobilstation 30 anzeigt, oder eine „1", was das Auftreten eines Rahmenfehlers anzeigt. Außerdem wird der Verstärkungsanpasswert auf „0" gesetzt, wenn die Rahmenqualitätsanzeigernachricht (FQI-Nachricht) auf der Rückwärtsverbindung gelöscht ist.
Der Verstärkungsanpasswert von dem Auswähler 402, GA_voll, wird an einen Summiereingang des Summierelements 406 geliefert. Der andere Summiereingang des Summierelements 402 wird mit dem momentanen Wert der Vollratensendeleistung versorgt. Das Summierelement 406 gibt die angepasste Vollratensendeleistung an den Sender mit variabler Verstärker 64 aus. Außerdem wird der angepasste Vollratensendeleistungswert an Verzögerung 404 geliefert, die das Liefern des angepassten Vollratensendeleistungswertes an Summierelement 406 verzögert bis eine weitere Vollratenrahmenqualitätsanzeigernachricht empfangen wird bzw. wurde.
Wenn die Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht Halbrate ist, dann wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Eingang eines Halbratenverstärkungsanpassauswählers 408 geliefert. Der Auswähler 408 gibt ansprechend auf die Rahmenqualitätsanzeigernachricht einen Verstärkungsanpassungs-(GA_halb)-Wert aus, der die Halbratensendeleistung entweder erhöht oder senkt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wählt der Auswähler 408 den Verstärkungsanpasswert (GA_halb) gemäß der unten folgenden Gleichung (3) aus:
wobei die FQI-Nachricht einen von zwei möglichen Werten besitzt, nämlich entweder „0", was einen korrekten Empfang des Rahmens an der Mobilstation 30 anzeigt, oder eine „1", was das Auftreten eines Rahmenfehlers anzeigt.
Der Verstärkungsanpasswert von dem Auswähler 408, GA_halb, wird an einen Summiereingang des Summierelements 410 geliefert. Der andere Summiereingang des Summierelements 410 wird mit dem momentanen Wert der Halbratensendeleistung versorgt. Das Summierelement 410 gibt die angepasste Halbratensendeleistung an den Sender mit variabler Verstärker 64 aus. Außerdem wird der angepasste Halbratensendeleistungswert an Verzögerung bzw. das Verzögerungselement 412 geliefert, die das Liefern des angepassten Halbratensendeleis tungswertes an Summierelement 410 verzögert bis eine weitere Halbratenrahmenqualitätsanzeigernachricht empfangen wird.
Wenn die Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht Viertelrate ist, dann wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Eingang eines Viertelratenverstärkungsanpassauswählers 414 geliefert. Der Auswähler 414 gibt ansprechend auf die Rahmenqualitätsanzeigernachricht einen Verstärkungsanpassungs-(GA_viertel)-Wert aus, der die Viertelratensendeleistung entweder erhöht oder senkt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wählt der Auswähler 414 den Verstärkungsanpasswert (GA_viertel) gemäß der unten folgenden Gleichung (4) aus:
wobei die FQI-Nachricht einen von zwei möglichen Werten besitzt, nämlich entweder „0", was einen korrekten Empfang des Rahmens an der Mobilstation 30 anzeigt, oder eine „1", was das Auftreten eines Rahmenfehlers anzeigt.
Der Verstärkungsanpasswert von dem Auswähler 414, GA_viertel, wird an einen Summiereingang des Summierelements 416 geliefert. Der andere Summiereingang des Summierelements 416 wird mit dem momentanen Wert der Viertelratensendeleistung versorgt. Das Summierelement 416 gibt die angepasste Viertelratensendeleistung an den Sender mit variabler Verstärker 64 aus. Außerdem wird der angepasste Viertelratensendeleistungswert an Verzögerung bzw. das Verzögerungselement 418 geliefert, die das Liefern des angepassten Viertelratensendeleistungswertes an Summierelement 416 verzögert bis eine weitere Viertelratenrahmenqualitätsanzeigernachricht empfangen wird.
Wenn die Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht Achtelrate ist, dann wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Eingang eines Achtelratenverstärkungsanpassauswählers 420 geliefert. Der Auswähler 420 gibt ansprechend auf die Rahmenqualitätsanzeigernachricht einen Verstärkungsanpassungs-(GA_achtel)-Wert aus, der die Achtelratensendeleistung entweder erhöht oder senkt. In dem bei spielhaften Ausführungsbeispiel wählt der Auswähler 420 den Verstärkungsanpasswert (GA_achtel) gemäß der unten folgenden Gleichung (5) aus:
wobei die FQI-Nachricht einen von zwei möglichen Werten besitzt, nämlich entweder „0", was einen korrekten Empfang des Rahmens an der Mobilstation 30 anzeigt, oder eine „1", was das Auftreten eines Rahmenfehlers anzeigt.
Der Verstärkungsanpasswert von dem Auswähler 420, GA_achtel, wird an einen Summiereingang des Summierelements 422 geliefert. Der andere Summiereingang des Summierelements 422 wird mit dem momentanen Wert der Achtelratensendeleistung versorgt. Das Summierelement 422 gibt die angepasste Achtelratensendeleistung an den Sender mit variabler Verstärker 64 aus. Außerdem wird der angepasste Achtelratensendeleistungswert an die Verzögerung 424 geliefert, die das Liefern des angepassten Achtelratensendeleistungswertes an Summierelement 422 verzögert bis eine weitere Achtelratenrahmenqualitätsanzeigernachricht empfangen wird.
Wie oben diskutiert wurde, verstärkt der Sender mit variabler Verstärkung 64 die abgehenden Rahmen gemäß den Sendeleistungspegeln, die wie oben beschrieben, bestimmt wurden.
Das vierte beispielhafte Ausführungsbeispiel von dem Verfahren, was die Differenzen in der benötigten Leistung zwischen Raten verwendet, wird im Folgenden als Leistungssteuerung mit Mehrfachschleife, eine Schleife pro häufiger Rate, bezeichnet. Dieses Verfahren ist ähnlich zu dem Einzelschleifenverfahren mit dem Unterschied, dass es eine Schleife für jede der häufigeren Raten gibt. Diese Schleifen sind unabhängig voneinander in der Bestimmung der Sendungsleistungspegel der Raten, die sie steuern. Die Rahmenqualitätsanzeigernachricht über einen Rahmen einer bestimmten Rate, die verfolgt wird, wird nur durch die Schleife für diese Rate verwendet. Die Leistungspegel für Raten ohne eine Schlei fe werden in Abhängigkeit von den Leistungspegeln von Raten, die verfolgt bzw. erfasst werden, bestimmt. Die Differenz von solchen erfassten Raten kann statisch oder adaptiv sein.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel sind die Vollraten- und die Achtelratenrahmen die zwei am wahrscheinlichsten Rahmenraten in den Übertragungen mit variabler Rate. Diese zwei Raten werden durch zwei unabhängige Schleifen erfasst, um über ihre individuellen Leistungspegel zu entscheiden. Die Leistungspegel der Halb- und Viertelraten werden dann von dem momentanen Pegel der Voll- und Achtelraten abgeleitet. Zum Beispiel liegt die Viertelratenleistung auf halbem Weg zwischen dem Voll- und Achtelratenleistungspegel und der Halbratenleistungspegel kann auf halbem Weg zwischen dem Viertelraten- und Vollratenleistungspegel liegen.
In der beispielhaften Implementierung liefert die Datenquelle 60 ein Signal an den Steuerprozessor 58, das die Rate des abgehenden Rahmens anzeigt. Der Steuerprozess 58 berechnet den neuen Übertragungsleistungspegel und liefert die Information an den Sender 64.
Bezugnehmend auf die 8 wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Demultiplexer 450 geliefert, der die Rahmenqualitätsanzeigernachncht auf einem ausgewählten Ausgang ausgibt, und zwar in Abhängigkeit von der Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht.
Wenn die Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht Vollrate ist, dann wird das Rahmenqualitätsanzeigersignal durch den Demultiplexer 450 an den Vollratenverstärkungsanpassauswähler 452 vorgesehen. In dem beispielhaften Ausführungbeispiel kann der Vollratenverstärkungsanpassauswähler 452 durch Programmieren eines Mikroprozessors, einer Mikrosteuerung oder einer Logikanordnung, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist, implementiert werden. Der Vollratenverstärkungsanspassauswähler 452 wählt einen Vollratenverstärkungsanpass-(GA_voll)-Wert gemäß der Gleichung (6) unten aus:
wobei die FQI-Nachricht einen von zwei möglichen Werten besitzt, nämlich entweder „0", was einen korrekten Empfang des Rahmens an der Mobilstation 30 anzeigt, oder eine „1", was das Auftreten eines Rahmenfehlers anzeigt.
Der ausgewählte Vollratenverstärkungsanpass-(GA_voll)-Wert wird an einen ersten Summiereingang vom Summierelement 456 geliefert. Die zweite Eingabe an das Summierelement 456 wird vom Verzögerungselement 458 geliefert und ist die momentane Vollratensendeleistung. Das Verzögerungselement 458 verzögert das Vorsehen der momentanen Vollratensendeleistung bis eine Vollratenrahmenqualitätsanzeigernachricht empfangen wird. Das Summierelement 456 addiert den Vollratenverstärkungsanpasswert zu der momentanen Vollratensendeleistung, um eine angepasste Vollratensendeleistung zu bestimmen. Die angepasste Vollratensendeleistung wird an einen Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert, der die Vollratenrahmen gemäß diesem Signal verstärkt.
Wenn die Rahmenqualitätsanzeigernachricht Vollrate ist, ist der Schalter 469 geschlossen und die berechnete Vollratensendeleistung wird an einen Summiereingang des Summierelements 457 geliefert. Die Substraktionseingabe des Summierelements 457 wird durch einen Wert Δ_achtel, was ein festgelegter Wert ist, geliefert oder wird durch Delta-Berechner 464 geliefert, um den neuen Wert der Achtelratensendeleistung zu berechnen. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der Wert von Δ_achtel statisch, es ist jedoch vorstellbar, dass die oben beschriebenen Verfahren verwendet werden könnten, um den Wert von Δ_achtel dynamisch zu gestalten. Der neu bestimmte Wert wird an den Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert, der den abgehenden Achtelratenrahmen gemäß diesem Wert verstärkt.
Wenn die Rahmenqualitätsanzeigerrate Achtelrate ist, wird das Rahmenqualitätsanzeigersignal an den Achtelratenverstärkungsanpassauswähler 454 geliefert. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel kann der Achtelratenverstärkungsanpas sauswähler 454 durch Programmieren eines Mikroprozessors, einer Mikrosteuerung oder einer Logikanordnung, wie es aus dem Fachgebiet bekann ist, implementiert werden. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wählt der Verstärkungsanpassauswähler 454 einen Achtelratenverstärkungsanpass-(GA_achtel)-Wert gemäß der unten folgenden Gleichung (7) aus:
Der ausgewählte Achtelratenverstärkungsanpass-(GA_achtel)-Wert wird an einen ersten Summiereingang eines Summierelements 466 geliefert.
Die zweite Eingabe an das Summierelement 466 wird durch Verzögerungselement 464 geliefert und ist die momentane Achtelratensendeleistung. Das Verzögerungselement 464 liefert den momentanen Wert der Achtelratensendeleistung, und zwar nur dann, wenn eine Achtelratenrahmenqualitätsanzeigernachricht empfangen wird. Summierelement 466 addiert den Achtelratenverstärkungsanpasswert zu der momentanen Achtelratensendeleistung, um die neue Achtelratensendeleistung zu bestimmen, die an den Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert wird, der Achtelratenrahmen gemäß diesem Signal verstärkt.
Wenn die Rahmenrate Achtelrate ist, ist der Schalter 468 geschlossen und die berechnete Achtelratensendeleistung wird an einen ersten Summiereingang eines Summierelements 459 geliefert. Die zweite Summiereingabe des Summierelements 459 wird mit dem Wert Δ_voll, was ein festgelegter Wert ist, versorgt oder mit einem Wert, berechnet durch den Delta-Berechner 481, versorgt, um den neuen Wert der Vollratensendeleistung zu berechnen. Der Vollratensendeleistungswert wird an den Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert, der die abgehenden Vollratenrahmen gemäß diesem Wert verstärkt.
In einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel werden die Werte der Sendeleistung für Halb- und Viertelratenrahmen durch ein Festdifferenzverfahren bestimmt. In dieser ersten Implementierung wird die Vollratensendeleistung an Summierelemente 470 und 472 geliefert. Die Ausgabe des Summierelements 470 ist die Halbratensendeleistung. In dem Ausführungsbeispiel mit festgelegter Differenz ist Δ_halb ein festgelegter Wert, der von der Vollratensendeleistung subtrahiert wird, um die Halbratensendeleistung zu bestimmen. Diese erneut bestimmte Halbratensendeleistung wird an den Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert, der die abgehenden Halbratenrahmen gemäß diesem Wert verstärkt.
Ähnlich wird in der Implementierung mit festgelegter Differenz die Vollratensendeleistung an Summierelemente 472 geliefert. Die Ausgabe des Summierelements 472 ist die Viertelratensendeleistung. In dem Ausführungsbeispiel mit der festen Differenz, ist Δ_viertel ein festgelegter Wert, der von der Vollratensendeleistung subtrahiert wird, um die Viertelratensendeleistung zu bestimmen. Die neu bestimmte Viertelratensendeleistung wird an einen Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert, der die abgehenden Viertelratenrahmen gemäß diesem Wert verstärkt.
In einem verbesserten Ausführungsbeispiel wird die Halbratensendeleistung gemäß der Vollratensendeleistung und der Achtelratensendeleistung bestimmt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel dieses verbesserten Verfahrens wird die Halbratensendeleistung als ein Leistungspegel auf halbem Weg zwischen der Vollratensendeleistung und der Achtelratensendeleistung berechnet. In dem verbesserten Ausführungsbeispiel wird die Vollratensendeleistung und die Achtelratensendeleistung an den Leistungspegelberechner 480 geliefert. Der Berechner 480 berechnet die Werte der Halbratensendeleistung und der Viertelratensendeleistung gemäß diesen Werten. Die Werte Δ_halb und Δ_viertel, egal ob festgelegt oder adaptiv, können durch Berechner 480 verwendet werden, um die Viertelratensendeleistung und die Halbratensendeleistung, berechnet durch Berechner 480, zu modifizieren.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Werte Δ_halb und Δ_viertel adaptive Werte. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel mit variabler Differenz liefert der Demultiplexer 450 den Rahmenqualitätsanzeiger auf einem von vier Ausgängen, und zwar basierend auf der Rate des Rahmenqualitätsanzeigersignals. Wenn das Rahmenqualitätsanzeigerratensignal Vollrate entspricht, wird das Rahmenquali tätsanzeigersignal an den Vollraten-Rahmenfehlerraten-Zähler 456 geliefert, der die durchschnittliche Anzahl von Rahmenfehlern für Vollratenrahmen, wie oben beschrieben, verfolgt. Wenn das Rahmenqualitätsanzeigerratensignal halb bzw. Halbrate ist, wird das Rahmenqualitätsanzeigersignal an den Halbraten-Rahmenfehlerraten-Zähler 458 geliefert, der die durchschnittliche Anzahl von Rahmenfehlern für Halbratenrahmen, wie oben beschrieben, verfolgt. Wenn das Rahmenqualitätsanzeigerratensignal Viertelrate ist, wird das Rahmenqualitätsanzeigersignal an den Viertelraten-Rahmenfehlerraten-Zähler 460 geliefert, der die durchschnittliche Anzahl von Rahmenfehlern für Viertelratenrahmen, wie oben beschrieben, verfolgt. Wenn das Rahmenqualitätsanzeigerratensignal Achtelrate ist, wird das Rahmenqualitätsanzeigersignal an Achtelraten-Rahmenfehlerraten-Zähler 462 geliefert, der die durchschnittliche Anzahl von Rahmenfehlern für Achtelratenrahmen, wie oben beschrieben, verfolgt.
Die Rahmenfehlerzählungen werden von den Zählern 456, 458, 460 und 462 an den Delta-Berechner 481 geliefert. Der Delta-Berechner 481 bestimmt die Werte von Δ_halb und Δ_viertel gemäß den Werten, die von den Zählern 456, 458, 460 und 462 vorgesehen werden. Der Delta-Berechner 481 kann durch Programmieren eines Mikroprozessors, einer Mikrosteuerung oder einer Logikanordnung implementiert werden. Der Delta-Berechner 481 liefert die Werte von Werte Δhalb und Δ_viertel an Summierelemente 470 bzw. 472. Die Summierelemente 470 und 472 subtrahieren die Werte von Δ_halb und Δ_viertel von dem Wert der Vollratensendeleistung um die Halbratensendeleistung bzw. die Viertelratensendeleistung zu bestimmen. Diese Werte werden an den Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert, der den abgehenden Halbraten- und Viertelratenrahmen gemäß diesen Signalen, wie oben beschrieben, verstärkt.
Das fünfte beispielhafte Ausführungsbeispiel von Verfahren unter Verwendung der Differenzen in der benötigten Leistung zwischen Raten, wird im Folgenden als Leistungssteuerung mit Mehrfachschleife, eine Schleife pro Rate, zusammengesetzte Referenz bezeichnet. Dieses Verfahren kann implementiert werden mittels entweder festgelegter oder adaptiver Gewichtung. Dieses Verfahren ist ähnlich zu dem Einzelschleifenverfahren, mit dem Unterschied, dass es eine Schleife für jede dieser Raten gibt und die Schleifenstatistiken zusammen verwendet werden. Diese Schleifen sind unabhängig voneinander. Das Feedback hinsichtlich eines Rahmens einer bestimmten Rate wird nur durch die Schleife für diese Rate erfasst, während die Schleifen für alle anderen Schleifen auf ihren momentanen Pegeln eingefroren sind. Der tatsächliche Sendeleistungspegel wird jedoch durch die momentanen Werte von allen Schleifenausgaben zusammen bestimmt.
Bezugnehmend auf 9 wird der Rahmenqualitätsanzeiger an den Demultiplexer 500 geliefert. Der Demultiplexer 500 liefert das Rahmenqualitätsanzeigersignal auf einen der vier Ausgänge, und zwar gemäß der Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht.
Wenn die Rahmenqualitätsanzeigerrate Vollrate ist, gibt der Demultiplexer 500 die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Vollratenverstärkungsanpassauswähler 502 aus. Der Verstärkungsanpassauswähler 502 gibt einen Verstärkungsanpass-(GA_voll)-Wert gemäß der Gleichung (8) unten, aus:
Der Verstärkungsanpasswert wird an das Summierelement 510 geliefert. Jeder der Auswähler 502, 504, 506 und 508 kann durch Programmieren eines Mikroprozessors, einer Mikrosteuerung oder einer Logikanordnung implementiert werden.
Die zweite Summiereingabe des Summierelements 510 ist die zuvor berechnete Ausgabe des Summierelements 510, die durch das Verzögerungselement 514 durch den Optionalmultiplexer 512 geliefert wird. Das Verzögerungselement 514 liefert die vorherige Ausgabe des Summierelements 510, wann immer die Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht Vollrate ist.
Der Multiplexer 512 wird optional vorgesehen, um die Eingabe an das Summierelement 510, für den Fall aufzufrischen, dass der Schleifenwert veraltet bzw. unrealistisch (stale) wird. In anderen Worten bedeutet dies, dass der Wert der Aus gabe des Summier- bzw. Addierelements 510 unakzeptabel unterschiedlich von der momentan benötigten Vollratensendeleistung wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Wert von dem Summierelement 510 nicht die Vollratensendeleistung, sondern ein Faktor, der in der Berechnung der Vollratensendeleistung verwendet wird.
Die Ausgabe des Summierelements 510 wird an einen ersten Eingang von Mul-tiplizierer 518 geliefert. Die zweite Eingabe zu dem Multiplizierer 518 ist ein gewichteter Wert W_voll, der die Ausgabe von 510 gewichtet, und zwar gemäß der Signifikanz bzw. Wichtigkeit des Wertes für die Berechnung der Bezugsrate durch den Berechner für zusammengesetzte Referenz (composite reference calculator) 520. In einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist W_voll ein festgelegter Wert, der vorweg bestimmt wird. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist W_voll ein variabler Wert, der von Gewichtungsfaktorberechner 516 gemäß einem Satz von Parametern bestimmt wird. Beispiele für Parameter, die von Gewichtungsberechner 516 verwendet werden könnten, beinhalten Rahmenfehlerstatistiken, Frequenz bzw. Häufigkeit von Rahmen mit dieser Rate etc. Der Wert, der von Multiplizierer 518 ausgegeben wird, wird an den Berechner für zusammengesetzte Referenz 520 geliefert.
Wenn die Rahmenqualitätsanzeigerrate Halbrate ist, gibt der Demultiplexer 500 die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an Halbratenverstärkungsanpassauswähler 504 aus. Gemäß dem Rahmenqualitätsanzeiger gibt Verstärkungsanpassauswähler 504 einen Verstärkungsanpasswert (GA_halb) aus, und zwar gemäß der unten beschriebenen Gleichung (9):
Der Verstärkungsanpasswert, GA_halb, wird an Summierelement 512 geliefert. Die zweite Summiereingabe des Summierelements 522 wird von Verzögerungselement 526 über Optinalmultiplexer 524 geliefert. Der Multiplexer 524 wird optional vorgesehen, um die Eingabe des Summierelements 522 aufzufrischen für den Fall, dass der Schwellenwert „veraltet" wird. Verzögerungselement 526 verzögert das Vorsehen der Ausgabe des Summierelements 522 bis der nächste Halbratenrahmenqualitätsanzeiger empfangen wird.
Die Ausgabe des Summierelements 522 wird an einen ersten Eingang des Multiplizierers 530 geliefert. Die zweite Eingabe des Multiplizierers 530 ist ein gewichteter Wert W_halb, der die Ausgabe von 522 gemäß der Signifikanz des Wertes für die Berechnung der Bezugs- bzw. Referenzrate durch den Berechnen für zusammengesetzte Referenz 520 gewichtet. In einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist W_halb ein festgelegter Wert. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist W_halb ein variabler Wert, der durch den Gewichtungsberechner 528 gemäß einem Satz von Parametern bestimmt wird. Beispiele für Parameter, die durch den Gewichtungsberechner 528 verwendet werden könnten, beinhalten Rahmenfehlerstatistiken, Häufigkeit der Rahmen bei bzw. mit dieser Rate, etc. Der Wert, der durch den Multiplizierer 530 ausgegeben wird, wird an den Berechner für zusammengesetzte Referenz 520 geliefert.
Wenn die Rahmenqualitätsanzeigerrate Viertelrate ist, gibt der Demultiplexer 500 den Rahmenqualitätsanzeiger an den Viertelratenverstärkungsanpassauswähler 506 aus. Gemäß dem Rahmenqualitätsanzeiger gibt der Verstärkungsanpassauswähler 506 einen Verstärkungsanpasswert (GA_viertel) gemäß Gleichung (10) unten, aus:
Der Verstärkungsanpasswert, GA_viertel, wird an einen ersten Eingang von Summierelement 532 geliefert. Die zweite Summiereingabe für Summierelement 532 wird durch Verzögerungselement 536 über Optionalmultiplexer 534 geliefert. Der Multiplexer 534 wird optional vorgesehen, um die Eingabe an das Summierelement 532 aufzufrischen, für den Fall, dass der Schleifenwert „veraltet" wird. Das Verzögerungselement 536 verzögert das Vorsehen der Ausgabe des Summier elements 532 bis der nächste Viertelratenrahmenqualitätsanzeiger empfangen wird.
Die Ausgabe des Summierelements 532 wird an einen ersten Eingang von Multiplizierer 540 geliefert. Die zweite Eingabe für Multiplizierer 532 ist ein gewichteter Wert W_viertel, der die Ausgabe von Summierelement 532 gemäß der Signifikanz des Wertes für die Berechnung der Referenzrate durch den Berechner für zusammengesetzte Referenz 520 gewichtet. Der Berechner für zusammengesetzte Referenz 520 kann durch Programmieren eines Mikroprozessors, Mikrosteuerung oder Logikanordnung, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist, implementiert werden. In einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist W_viertel ein festgelegter Wert. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist W_viertel ein variabler Wert, der durch Gewichtungsberechner 538 gemäß einem Satz von Parametern bestimmt wird. Beispiele für Parameter, die von dem Gewichtungsberechner 538 verwendet werden könnten, beinhalten Rahmenfehlerstatistiken, Häufigkeit der Rahmen mit dieser Rate, etc. Der Wert, der durch Multiplizierer 540 ausgegeben wird, wird an den Berechner für zusammengesetzte Referenz 520 geliefert.
Wenn die Rahmenqualitätsanzeigerrate Achtelratenrahmen ist, gibt der Demultiplexer 500 den Rahmenqualitätsanzeiger an den Achtelratenverstärkungsanpassauswähler 508 aus. Gemäß dem Rahmenqualitätsanzeiger liefert der Verstärkungsanpassauswähler 508 einen Verstärkungsanpasswert (GA_achtel) gemäß der unten folgenden Gleichung (11):
Der Verstärkungsanpasswert wird an einen ersten Eingang von Summierelement 542 geliefert. Die Eingabe für den zweiten Summiereingang des Summierelements 542 wird durch Verzögerungselement 546 über Optionalmultiplexer 544 geliefert. Der Multiplexer 544 wird optional vorgesehen, um die Eingabe an das Summierelement 542 zu erneuern bzw. aufzufrischen, für den Fall, dass der Schleifenwert „veraltet" wird. Das Verzögerungselement 546 verzögert das Vorse hen der Ausgabe des Summierelements 542 bis der nächste Achtelratenrahmenqualitätsanzeiger empfangen wird.
Die Ausgabe des Summierelements 542 wird an einen ersten Eingang von Multiplizierer 550 geliefert. Die zweite Eingabe für Multiplizierer 550 ist ein gewichteter Wert W_achtel, der die Ausgabe von Summierelement 542 gemäß der Signifikanz des Wertes für die Berechnung der Referenzrate durch den Berechner für zusammengesetzte Referenzrate 520 gewichtet. In einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel ist W_achtel ein festgelegter Wert. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist W_achtel ein variabler Wert, der durch Gewichtsberechner 548 gemäß einem Satz von Parametern bestimmt wird. Beispiele für Parameter, die von dem Gewichtungsberechner 548 verwendet werden könnten, beinhalten Rahmenfehlerstatistiken, Häufigkeit der Rahmen mit dieser Rate, etc. Der Wert, der durch Multiplizierer 550 ausgegeben wird, wird an den Berechner für zusammengesetzte Referenz 520 geliefert.
Der Berechner für zusammengesetzte Referenz 520 bestimmt den Wert der Referenzrate gemäß der Ausgaben von Multiplizierer 518, 530, 540 und 550. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Referenzrate die Vollrate, so dass Referenzberechner 520 die Vollratensendeleistung an den Sender mit variabler Verstärkung 64 ausgibt, der die Vollratenrahmen für das Aussenden gemäß diesem Wert verstärkt.
Die Vollratensendeleistung wird an den Abhängigsendeleistungsberechner (dependent transmit power calculator) 561 geliefert. Der Abhängigsendeleistungsberechner 561 berechnet die Halbraten-, Viertelraten- und Achtelratensendeleistungspegel gemäß einem vorbestimmten Berechnungsformat, sowie die Vollratensendeleistung. In einem verbesserten Ausführungsbeispiel operiert der Abhängigsendeleistungsberechner 561 mit Differenzwerten, die festgelegt oder variabel sein können.
In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel des Abhängigsendeleistungsberechners 561 werden die Halbraten-, Viertelraten- und Achtelratensendeleistungen einfach durch Subtrahieren des Wertes von Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel von der Vollratensendeleistung bestimmt. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel des Abhängigsendeleistungsberechners 561 wird die Vollratensendeleistung an den Summiereingang von Summierelementen 562, 564 und 566 geliefert.
Der Subtrahiereingang von Summierelement 562 wird mit dem Wert Δ_halb versehen. Die Ausgabe des Summierelements 562 ist die Halbratensendeleistung, die an den Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert wird, der die Halbratenrahmen zum Aussenden gemäß diesem Wert verstärkt. Der Subtrahiereingang des Summierelements 564 wird mit dem Wert Δ_viertel versehen. Die Ausgabe des Summierelements 564 ist die Viertelratensendeleistung, die an den Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert wird, wobei der Sender die Viertelratenrahmen für das Ausstrahlen gemäß diesem Wert verstärkt. Der Subtrahiereingang des Summierelements 566 wird mit dem Wert Δ_achtel versehen. Die Ausgabe des Summierelements 566 ist die Achtelratensendeleistung, die an den Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert wird, wobei der Sender die Achtelratenrahmen für das Ausstrahlen bzw. Absenden gemäß diesem Wert verstärkt.
In einem ersten beispielhaften Ausführungsbeispiel sind Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel feste (fixed) Werte. In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Werte bzw. Größen von Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel variabel. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel mit variabler Differenz liefert der Demultiplexer 500 den Rahmenqualitätsanzeiger auf einen von vier Ausgängen, basierend auf dem Wert des Rahmenratensignals.
Wenn die Rahmenqualitätsanzeigernachricht Vollrate ist, wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Vollraten-Rahmenfehlerraten-Zähler 552 geliefert, der die Rahmenfehlerrate für Vollratenrahmen verfolgt. Wenn die Rahmenqualitätsanzeigernachricht Halbrate ist, wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Halbraten-Rahmenfehlerraten-Zähler 556 geliefert, der die Rahmenfehlerrate für Halbratenrahmen verfolgt. Wenn die Rahmenqualitätsanzeigernachricht Viertelrate ist, wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Viertelraten-Rahmenfehlerraten-Zähler 558 geliefert, der die Rahmenfehlerrate für Viertelraten rahmen verfolgt. Wenn die Rahmenqualitätsanzeigernachricht Achtelrate ist, wird die Rahmenqualitätsanzeigernachricht an den Achtelraten-Rahmenfehlerraten-Zähler 560 geliefert, der die Rahmenfehlerrate für Achtelratenrahmen verfolgt.
Die Rahmenfehlerzählungen von Zählern 552, 556, 558 und 560 werden an den Delta-Berechner 554 geliefert. Der Delta-Berechner 554 kann durch Programmieren eines Mikroprozessors, Mikrosteuerung oder Logikanordnung, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist, implementiert werden. Der Delta-Berechner 554 bestimmt die Werte von Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel gemäß den Werten, die von den Zählern 552, 556, 558 und 560 vorgesehen werden. Der Delta-Berechner 554 liefert die Werte von Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel an Summierelement 562, 564 bzw. 566. Die Summierelemente 562, 564 und 566 subtrahieren die angepassten Werte von Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel von dem Wert der Vollratensendeleistung, um die Halbraten-, Viertelraten- und Achtelratensendeleistung zu bestimmen. Diese Werte werden an den Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert, der den abgehenden Halbraten-, Viertelraten- und Achtelratenrahmen gemäß dieser Signale verstärkt.
Das sechste beispielhafte Ausführungsbeispiel vom Verfahren unter Verwendung der Differenzen in der benötigten Leistung zwischen Raten wird im Folgenden als Einzelschleifen, zusammengesetztes Feedback bezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel können die Verstärkungsanpassauswähler entweder statisch oder dynamisch sein. Jedes Mal, wenn eine Rahmenqualitätsanzeigernachricht empfangen wird, wird die Nachricht verwendet, um direkt die Sendeleistung der Bezugs- bzw. Referenzrate anzupassen.
In der beispielhaften Implementierung liefert die Datenquelle 60 ein Signal an den Steuerprozessor 58, das die Rate des abgehenden Datenrahmens anzeigt. Der Steuerprozessor 58 liefert ein Signal anzeigend für die berechneten Sendeleistungspegel für die verschiedenen Raten an den Sender 64. Der Sender mit variabler Verstärkung 64 verstärkt den abgehenden Rahmen gemäß der berechneten Leistungspegel.
Bezug genommen wird nun auf 10. Die Rahmenqualitätsanzeigernachricht wird an den Demultiplexer 600 vorgesehen. Gemäß der Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht gibt der Demultiplexer 600 die Rahmenqualitätsnachricht auf einem von vier Ausgängen aus. Wenn die Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht Vollrate ist, dann wird die Rahmenqualitätsnachricht an den Vollratenverstärkungsanpassauswähler 602 ausgegeben. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel bestimmt der Vollratenverstärkungsanpassauswähler 602 ein Verstärkungsanpass-(GA_voll)-Signal gemäß der unten angeführten Gleichung (12):
wobei FQI die Rahmenanzeigernachricht ist, wobei eine „1" das Auftreten eines Rahmenfehlers anzeigt und eine „0" das Nichtvorhandensein eines Rahmenfehlers anzeigt.
Der Verstärkungsanpasswert, GA_voll, wird durch Multiplexer 610 an einen ersten Eingang des Summierelements 612 geliefert. Der zweite Eingang des Summierelements 612 wird mit dem momentanen Wert der Referenzratensendeleistung versehen bzw. versorgt, was in dem beispielhaften Ausführungsbeispiel die Vollratensendeleistung ist.
Wenn die Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht Halbrate ist, dann wird die Rahmenqualitätsnachricht an den Halbratenverstärkungsanpassauswähler 604 ausgegeben. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wählt der Halbratenverstärkungsanpassauswähler 604 einen Verstärkungsanpasswert (GA_halb) gemäß der unten beschriebenen Gleichung (13):
wobei FQI die Rahmenanzeigernachricht ist und eine 1 das Auftreten eines Rahmenfehlers anzeigt und 0 das Nichtvorhandensein eines Rahmenfehlers anzeigt.
Der Verstärkungsanpasswert GA_halb wird über Multiplexer 610 an einen ersten Eingang von Summierelement 612 geliefert. Der zweite Eingang des Summierelements 612 wird mit dem momentanen Wert der Referenzratensendeleistung versehen.
Wenn die Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht Viertelrate ist, dann wird die Rahmenqualitätsnachricht an den Viertelratenverstärkungsanpassauswähler 606 ausgegeben. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wählt der Viertelratenverstärkungsanpassauswähler 606 einen Verstärkungsanpasswert (GA_viertel) gemäß der unten folgenden Gleichung (14):
wobei FQI die Rahmenanzeigernachricht ist und eine „1" das Auftreten eines Rahmenfehlers anzeigt und „0" das Nichtvorhandensein eines Rahmenfehlers anzeigt.
Der Verstärkungsanpasswert GA_viertel wird über Multiplexer 610 an einen ersten Eingang von Summierelement 612 geliefert. Der zweite Eingang des Summierelements 612 wird mit dem momentanen Wert der Referenzratensendeleistung versehen.
Wenn die Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht Achtelrate ist, dann wird die Rahmenqualitätsnachricht an den Achtelratenverstärkungsanpassauswähler 608 ausgegeben. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel wählt der Achtelratenverstärkungsanpassauswähler 608 einen Verstärkungsanpasswert (GA_achtel) gemäß der unten folgenden Gleichung (15):
wobei FQI die Rahmenanzeigernachricht ist und eine „1" das Auftreten eines Rahmenfehlers anzeigt und „0" das Nichtvorhandensein eines Rahmenfehlers anzeigt.
Der Verstärkungsanpasswert GA_achtel wird über Multiplexer 610 an einen ersten Eingang von Summierelement 612 geliefert. Der zweite Eingang des Summierelements 612 wird mit dem momentanen Wert der Referenzratensendeleistung versehen bzw. beliefert. Auswähler 602, 604, 606 und 608 können durch Programmieren eines Mikroprozessors, Mikrosteuerung oder Logikanordnung, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist, implementiert werden.
Nach Bestimmen der Referenzratensendeleistung wird die Sendeleistung für die verbleibende Rate gemäß dem Wert bestimmt. Die Vollratensendeleistung wird an den Abhängigsendeleistungsberechner 625 geliefert, der die Halbraten-, Viertelraten- und Achtelratensendeleistungen gemäß der Vollratensendeleistungen berechnet. In einer ersten beispielhaften Implementierung des Abhängigsendeleistungsberechners 625 sind Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel festgelegte Werte. Somit wird Vollratensendeleistung an Summierer 626, 628 und 630 geliefert. Und die Werte Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel werden von der Vollratensendeleistung subtrahiert, um die Halbratensendeleistung, die Viertelratensendeleistung bzw. die Achtelratensendeleistung zu bestimmen.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel sind die Werte von Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel variabel. In dem beispielhaften Ausführungsbeispiel mit variabler Differenz liefert der Demultiplexer 500 den Rahmenqualitätsanzeiger auf einem der vier Ausgänge basierend auf dem Wert des Rahmenratensignals.
Wenn die Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht Vollrate ist, wird das Rahmenqualitätsanzeigersignal an den Vollraten-Rahmenfehlerraten-Zähler 616 geliefert, der die Rahmenfehlerrate für Vollratenrahmen verfolgt. Wenn die Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht Halbrate ist, wird das Rahmenqualitätsanzeigersignal an den Halbraten-Rahmenfehlerraten-Zähler 618 geliefert, der die Rahmenfehlerrate für Halbratenrahmen verfolgt. Wenn die Rate der Rahmenqualitäts anzeigernachricht Viertelrate ist, wird das Rahmenqualitätsanzeigersignal an den Viertelraten-Rahmenfehlerraten-Zähler 620 geliefert, der die Rahmenfehlerrate für Viertelratenrahmen erfasst bzw. verfolgt. Und wenn die Rate der Rahmenqualitätsanzeigernachricht Achtelrate ist, wird das Rahmenqualitätsanzeigersignal an den Achtelraten-Rahmenfehlerraten-Zähler 622 geliefert, der die Rahmenfehlerrate für Achtelratenrahmen erfasst.
Die Rahmenfehlerzählungen von Zählern 616, 618, 620 und 622 werden an den Delta-Berechner 624 geliefert. Der Delta-Berechner 624 bestimmt die Werte von Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel gemäß der Werte, die von den Zählern vorgesehen werden. Der Delta-Berechner 624 kann durch Programmieren eines Mikroprozessors, Mikrosteuerung oder Logikanordnung, wie es auf dem Fachgebiet bekannt ist, implementiert werden. Der Delta-Berechner 624 liefert die Werte von Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel an Summierelemente 626, 628 bzw. 630. Summierelemente 626, 628 und 630 subtrahieren die berechneten Werte von Δ_halb, Δ_viertel und Δ_achtel von dem Wert der Vollratensendeleistung, um die Halbratensendeleistung, Viertelratensendeleistung bzw. Achtelratensendeleistung zu bestimmen. Diese Werte werden an den Sender mit variabler Verstärkung 64 geliefert, der den abgehenden Halbraten-, Viertelraten- und Achtelratenrahmen gemäß dieser Signale verstärkt.
Es sei anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Es ist denkbar, dass verschiedene Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele konstruiert werden können, ohne dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie er in den angehängten Ansprüchen bestimmt ist, zu verlassen.

Claims

Eine Vorrichtung zum Steuern der Übertragungs- bzw. Sendeleistung von Datenrahmen mit variabler Rate bzw. Geschwindigkeit, wobei die Vorrichtung folgendes aufweist: Steuerprozessormittel (46, 58) angepaßt zum Vorsehen eines Sendeleistungssignals; eine Datenquelle mit variabler Rate (32, 60) angepaßt zum Vorsehen der Datenrahmen mit variabler Rate und einer Rate der Datenrahmen mit variabler Rate; und Sendermittel mit variabler Verstärkung bzw. Verstärkungsfaktor (36, 64) angepaßt zum Empfangen des Sendeleistungssignals und der Rate der Datenrahmen mit variabler Rate, und zum Verstärken der Datenrahmen mit variabler Rate gemäß dem Sendeleistungssignal und der Rate der Datenrahmen mit variabler Rate; dadurch gekennzeichnet, dass: die Steuerprozessormittel (46, 58) angepaßt sind zum Bestimmen eines Referenzratensendeleistungspegels und zum Bestimmen von zumindest einem zusätzlichen Sendeleistungspegel gemäß der Referenzratensendeleistung; Empfängermittel (42, 54) angepaßt zum Empfangen einer Rahmenqualitätsnachricht von einer entfernten Kommunikationsstation und wobei die Steuerprozessormittel (46, 58) auf die Rahmenqualitätsnachrichten ansprechen; und Addier- bzw. Summiermittel (104, 202, 406, 410, 416, 422, 456, 466, 510, 522, 532, 542, 612) angepaßt zum Empfangen eines Verstärkungsanpaßwerts und zum Empfangen eines vorhergehenden Referenzratensendewerts und zum Summieren des Verstärkungsanpaßwertes mit dem vorhergehenden Referenzratensendewerts um den Referenzratensendeleistungspegel vorzusehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerprozessormittel (46, 58) ein Verstärkungsanpaßauswahlmittel (102, 200, 402, 408, 414, 420, 452, 454, 502, 504, 506, 508, 602, 604, 606, 608) aufweisen zum Auswählen des Verstärkungseinstell- bzw. -anpaßwertes ansprechend auf die Rahmenqualitätsnachricht und zum Vorsehen des Verstärungseinstellwertes an die Addiermittel (104, 202, 406, 410, 416, 422, 456, 466, 510, 522, 532, 542, 612).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die weiterhin zweite Addiermittel (108, 110, 112, 216, 218, 220, 457, 459, 470, 742, 562, 564, 566, 626, 628, 630) aufweist zum Empfangen des Referenzraten- bzw. Bezugsratensendeleistungspegels und zum Empfangen eines festgelegten Differenzwertes und zum Summieren des Referenzratensendeleistungspegels und des festgelegten Differenzwertes um zumindest einen zusätzlichen Sendeleistungspegel zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die weiterhin folgendes aufweist: Variable-Differenz-Rechenmittel (214, 481, 554, 624) zum Berechnen eines variablen Differenzwertes und zum Vorsehen bzw. Liefern des variablen Differenzwertes; und zweite Addiermittel (216, 218, 220, 470, 742, 562, 564, 566, 626, 628, 630) zum Empfangen des Referenzratensendeleistungspegels und zum Empfangen des variablen Differenzwertes und zum Summieren des Referenzratensendeleistungspegels und eines variablen Differenzwertes um zumindest einen zusätzlichen Sendeleistungspegel zu bestimmen.
Vorrichtung nach Anspruch 4, die weiterhin Rahmenfehlerraten bzw. FER-Überwachungsmittel aufweist zum Bestimmen zumindest eines Rahmenfehlerratenwertes und wobei die Variable-Differenz-Rechenmittel (214, 481, 554, 624) auf den zumindest einen Rahmenfehlerratenwert ansprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Rahmenfehlerratenmittel folgendes aufweisen: Demultiplexer-Mittel (204, 400, 450, 500, 600) zum Empfangen der Rahmenqualitätsnachricht und zum Ausgeben der Rahmenqualitätsnachricht auf einem ausgewählten Ausgang gemäß einer Rahmenqualitätsnachrichtenrate; und eine Vielzahl von Rahmenfehlerraten bzw. FER-Zählermittel (206, 208, 210, 212, 456, 458, 460, 462, 552, 556, 568, 560, 616, 618, 620, 622), wobei jede der Vielzahl von Rahmenfehlerratenzählermittel an einen entsprechenden Ausgang der Demultiplexermittel (204, 400, 450, 500, 600) gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin folgendes aufweist: Demultiplexer-Mittel (204, 400, 450, 500, 600) zum Empfangen der Rahmenqualitätsnachricht und zum Ausgeben der Rahmenqualitätsnachricht auf einem ausgewählten Ausgang gemäss einer Rahmenqualitätsnachrichtenrate; eine Vielzahl von Sendeleistungsrechner bzw. -berechner, wobei jeder Sendeleistungsrechner an einen entsprechenden Ausgang des Demultiplexermittels gekoppelt ist und das Sendeleistungssignal vorsieht.
Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei jeder der Vielzahl von Sendeleistungsrechnern folgendes aufweist: Verstärkungseinstell- bzw. -anpaßauswahlmittel (102, 200, 402, 408, 414, 420, 452, 454, 502, 504, 506, 508, 602, 604, 606, 608) zum Empfangen der Rahmenqualitätsnachricht und zum Auswählen eines Verstärkungseinstellwertes gemäss der Rahmenqualitätsnachricht; und die Addiermittel (104, 202, 406, 416, 422, 456, 466, 510, 522, 532, 542, 612) zum Empfangen eines vorhergehenden Sendeleistungswertes und zum Empfangen des Verstärkungseinstellwertes und zum Summieren des vorhergehenden Sendeleistungswertes und des Verstärkungseinstellwertes um das Sendeleistungssignal vorzusehen.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuerprozessormittel (46, 58) folgendes aufweisen: Sendeleistungsrechenmittel für häufige Raten (frequent rate transmit power calculator means) zum Empfangen der Rahmenqualitätsnachricht und zum Bestimmen einer Vielzahl von Sendeleistungspegelwerten für häufige Raten um das Sendeleistungssignal vorzusehen; und Sendeleistungspegelrechenmittel für restliche Raten (remaining rate transmit power calculator means) zum Empfangen von zumindest einem der Vielzahl von Häufig-Sendeleistungspegelwerten und zum Bestimmen von zumindest einem Rest-Sendeleistungspegelwert gemäß dem zumindest einen der Vielzahl von am häufigsten auftretenden Sendeleistungspegelwerten um das Sendeleistungssignal vorzusehen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Sendeleistungsrechenmittel für häufige Raten folgendes aufweisen: Refrenzratenrechenmittel zum Empfang eines ersten Satzes von ausgewählten Rahmenqualitätsnachrichten und zum Bestimmen eines Referenzratensendeleistungspegelwertes gemäß einem ersten Satz von ausgewählten Rahmenqualitätsnachrichten; und zumindest ein zusätzliches Sendeleistungsrechenmittel für häufige Raten zum Empfangen eines zweiten Satzes von ausgewählten Rahmenqualitätsnachrichten und zum Bestimmen zumindest eines zusätzlichen Referenzratensendeleistungspegelwertes gemäß dem zweiten Satz von ausgewählten Rahmenqualitätsnachrichten.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die zumindest einen zusätzlichen Sendeleistungsrechenmittel für häufige Raten auf den Referenzratensendeleistungspegelwert ansprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Referenzratenrechenmittel auf den zumindest einen zusätzlichen Ratensendeleistungspegelwert ansprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Referenzratenrechenmittel folgendes aufweist: die Verstärkungseinstellauswahlmittel, die zum Empfangen des ersten Satzes von ausgewählten Rahmenqualitätsnachrichten und zum Vorsehen eines Referenzratenverstärkungseinstellwertes gemäß dem ersten Satz von ausgewählten Rahmenqualitätsnachrichten angepaßt sind; und Referenzratensendeleistungseinstellmittel zum Modifizieren des Referenzratensendeelstungspegelwertes gemäß dem Referenzratenverstärkungseinstellwertes.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die Referenzratensendeleistungseinstellmittel folgendes aufweisen: Addiermittel zum Summieren des Referenzratenverstärkungseinstellwertes mit einem vorhergehenden Referenzratensendeleistungspegelwertes um den Referenzratensendeleistungswert vorzusehen; und Verzögerungsmittel zum Vorsehen des vorhergehenden Referenzratensendeleistungspegelwertes.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Referenzratensendeleistungseinstellmittel weiterhin zweite Addiermittel aufweisen, und zwar zum Empfangen von mindestens einem zusätzlichen Referenzratensendeleistungspegelwertes und zum Einstellen bzw. Anpassen des mindestens einen zusätzlichen Referenzratensendeleistungspegelwertes um einen vorbestimmten Wert um den Referenzratensendeleistungswert vorzusehen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerprozessormittel (46, 58) folgendes aufweisen: erste Rechenmittel zum Empfangen eines ersten Satzes von ausgewählten Rahmenqualitätsnachrichten und zum Bestimmen eines ersten Sendeleistungspegelwertes gemäß dem ersten Satz von ausgewählten Rahmenqualitätsnachrichten; zumindest ein zusätzliches Rechenmittel zum Empfangen eines zweiten Satzes von ausgewählten Rahmenqualitätsnachrichten und zum Bestimmen von zumindest einem zusätzlichen Sendeleistungspegelwertes gemäß dem zweiten Satz von ausgewählten Rahmenqualitätsnachrichten; und Rechenmittel für zusammengesetzte Referenz (composite reference calculator means) zum Empfangen des ersten Sendeleistungspegelwertes und des zumindest einen zusätzlichen Sendeleistungspegelwertes und zum Bestimmen eines Referenzratensendeleistungspegels gemäß dem ersten Sendeleistungspegelwertes und dem zumindest einen zusätzlichen Sendeleistungspegelwertes.
Vorrichtung nach Anspruch 16, die weiterhin Gewichtungsmittel aufweist, die zwischen den mindestens einen zusätzlichen Rechenmitteln und den Rechenmitteln für zusammengesetzte Referenz zwischengeschaltet sind, und zwar zum Gewichten des zumindest einen zusätzlichen Sendeleistungspegelwertes gemäss einem vorbestimmten Gewichtungsformats.
Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die Gewichtungsmittel Multipliziermittel aufweisen zum Empfangen des zumindest einen zusätzlichen Sendeleistungspegelwertes und zum Multiplizieren des zumindest einen zusätzlichen Sendeleistungspegelwertes mit einem Gewichtungsfaktor.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Gewichtungsfaktor ein vorbestimmter, festgelegter Wert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, das weiterhin Gewichtungsfaktorrechenmittel zum Berechnen des Gewichtungswertes aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Gewichtungsfaktorrechenmittel auf eine Rahmenfehlerratenstatistik ansprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 20, wobei die Gewichtungsfaktorrechenmittel auf einen Ratenfrequenz bzw. Häufigkeitswert ansprechen.
Vorrichtung nach Anspruch 16, die weiterhin Senderechenmittel für restliche Raten aufweisen zum Empfangen des Referenzratensendeleistungswertes und zum Bestimmen von mindestens einem zusätzlichen Sendeleistungspegelwert gemäß dem Referenzratensendeleistungswert.