Устройство и способ для связи сигналов управления мощностью в подвижной системе связи

 

Изобретение относится к подвижной системе связи. Устройство управления мощностью для системы подвижной связи включает в себя передатчик базовой станции и приемник подвижной станции, в котором передатчик базовой станции включает в себя множество генераторов кодовых комбинаций битов управления мощностью (БУМ), для множества подвижных станций кодовые комбинации пользователя присваиваются соответствующим подвижным станциям для выработки кодовых комбинаций БУМ для соответствующих подвижных станций, в котором кодовые комбинации пользователя являются ортогональными по отношению друг к другу, сумматор для добавления кодовых комбинаций БУМ и для выработки сигнала управления мощностью и передатчик для модуляции сигнала управления мощностью и для передачи модулированного сигнала управления мощностью, приемник подвижной станции включает в себя устройство выделения сигнала управления мощностью, генератор кодовых комбинаций БУМ для умножения сигналов управления мощностью на кодовую комбинацию пользователя и решающее устройство для выработки БУМ в соответствии с уровнем сигнала и выделенной кодовой комбинации БУМ. Достигаемый технический результат - управление мощностью по одному закодированному каналу в подвижной системе связи. 5 с. и 18 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится, в общем, к подвижной системе связи, а более конкретно к устройству и способу для связи сигналов управления мощностью в пределах заданного интервала по одному закодированному каналу для того, чтобы по отдельности управлять мощностью передачи многочисленных подвижных станций.

Описание предшествующего уровня техники Известно, для того чтобы передать биты управления мощностью (БУМ) для множества подвижных станций по одному прямому закодированному каналу связи, базовая станция присваивает временные интервалы отдельным подвижным станциям и посылает БУМ для подвижных станций в соответствующих временных слотах. Например, в случае, когда базовая станция передает БУМ для множества подвижных станций по прямому каналу связи, базовая станция без исключения присваивает множество специфических временных слотов соответствующим подвижным станциям, что в результате приводит к бесполезному расходованию ресурсов временных слотов, когда некоторые из передающих закодированных каналов подвижной станции не используются.

Сущность изобретения Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы выполнить устройство и способ для связи сигналов управления мощностью по одному закодированному каналу в подвижной системе связи, в котором сигналы управления мощностью можно использовать для отдельного управления мощностью передачи для множества подвижных станций.

Другая задача настоящего изобретения заключается в выполнении устройства передачи и способа для базовой станции, которая передает сигналы управления мощностью в пределах заданного интервала передаваемого сигнала по одному закодированному каналу в подвижной системе связи, в котором кодовые комбинации БУМ для множества подвижных станций добавляются в сигналы управления мощностью.

Другая задача настоящего изобретения заключается в выполнении приемного устройства и способа для подвижной станции в системе подвижной станции, которая выделяет сигналы управления мощностью в пределах заданного интервала из принимаемого сигнала, который поступает по одному закодированному каналу, и умножает выделенный сигнал управления мощностью на кодовую комбинацию пользователя, присвоенную приемному устройству для выдачи решения БУМ, которые направляются в приемное устройство.

Для достижения другой задачи настоящего изобретения выполнено устройство управления мощностью и ассоциированный способ для системы подвижной связи, включающей в себя передатчик базовой станции и приемник подвижной станции, в котором передатчик базовой станции включает в себя множество генераторов кодовых комбинаций БУМ для умножения БУМ для множества подвижных станций на кодовые комбинации пользователей, которые присваиваются соответствующим подвижным станциям для того, чтобы выработать кодовые комбинации БУМ для соответствующих подвижных станций, в котором кодовые комбинации пользователей являются ортогональными по отношению друг к другу, сумматор для сложения кодовых комбинаций БУМ, которые поступают от многочисленных генераторов кодовых комбинаций БУМ для выработки сигнала управления мощностью, и передатчик для модуляции сигнала управления мощностью, который поступает из сумматора, и для передачи модулированного сигнала управления мощностью, в котором приемник подвижной станции включает в себя устройство выделения сигнала управления мощностью для выделения сигнала управления мощностью в пределах заданного интервала времени из принятого сигнала, полученного по одному закодированному каналу, в котором кодовые комбинации БУМ для множества подвижных станций входят в состав сигнала управления мощностью, генератор кодовых комбинаций БУМ для умножения сигнала управления мощностью на кодовую комбинацию пользователя, которая присваивается непосредственно подвижной станции для того, чтобы произвести выделение кодовой комбинации БУМ подвижной станции, и решающее устройство для выработки БУМ в соответствии с уровнем сигнала выделенной кодовой комбинации БУМ.

Краткое описание чертежей Сущность изобретения иллюстрируется ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых: фиг. 1 изображает блок-схему, иллюстрирующую передатчик базовой станции для использования в системе подвижной связи, согласно варианту осуществления настоящего изобретения, и фиг. 2 изображает блок-схему, иллюстрирующую приемник подвижной станции для использования в системе подвижной связи, согласно варианту настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления Предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения описывается ниже со ссылкой на сопроводительные чертежи. В следующем ниже описании хорошо известные функции или конструкции не описываются подробно, поскольку они усложняют изобретение излишними подробностями.

Фиг. 1 изображает передатчик базовой станции для передачи сигналов управления мощностью в пределах заданного интервала сигнала передачи по одному закодированному каналу в системе подвижной связи, в которой кодовые комбинации БУМ для множества подвижных станций мультиплексируются с сигналами управления мощностью, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 1 генератор 118 передачи данных включает в себя канальный кодер и перемежитель (не показан) для кодирования передаваемых данных в виде блока кадра для выработки данных символов.

Умножитель 111 производит умножение БУМ (+ 1 или -1) для пользователя А на коэффициент усиления при передаче для того, чтобы получить БУМ с управляемым коэффициентом усиления для пользователя А. Умножитель 112 производит умножение БУМ для пользователя B на коэффициента усиления при передаче для того, чтобы получить БУМ с управляемым коэффициентом усиления для пользователя B. Умножитель 113 производит умножение БУМ с управляемым коэффициентом усиления, которые поступают из умножителя 111, на кодовую комбинацию для пользователя A для того, чтобы получить кодовую комбинацию БУМ для пользователя A. Умножитель 114 производит умножение БУМ с управляемым коэффициентом усиления, которые поступают из умножителя 112, на кодовую комбинацию для пользователя B для того, чтобы выработать кодовую комбинацию БУМ для пользователя B. В этом случае, кодовые комбинации БУМ для пользователя А и пользователя B являются ортогональными по отношению друг к другу, так как соответствующие кодовые комбинации для пользователей A и B являются ортогональными.

Хотя настоящий вариант осуществления изображает БУМ для двух пользователей, специалистам будет ясно, что изобретение не ограничивается двумя пользователями. Для того, чтобы обеспечить поддержку дополнительных пользователей, в способе настоящего изобретения можно просто использовать дополнительные БУМ и биты кодовых комбинаций пользователей, которые соответствуют числу дополнительных пользователей.

Селектор 115 выбирает БУМ, которые будут передавать в соответствии с сигналом управления, и подает их в сумматор 116. Сумматор 116 производит сложение БУМ, которые поступают из селектора 115, для выработки сигнала управления мощностью.

Мультиплексор 117 мультиплексирует выходные сигналы генератора 118 передаваемых данных и сумматора 116. В системе МДРК 2000 мультиплексор 117 производит вставку сигнала управления мощностью в конкретное положение передаваемых данных после прокалывания, а в УСПС (универсальная система подвижной связи) мультиплексор 117 мультиплексирует передаваемые данные и сигнал управления мощностью.

Расширитель 119 спектра производит расширение спектра выходного сигнала мультиплексора 117, например, посредством расширения спектра ортогональным кодом или расширения спектра ПС (псевдослучайным) кодом. РЧ (радиочастотный) передатчик 120 модулирует расширенный по спектру сигнал, который поступает из расширителя 119, в РЧ сигнал и передает модулированный РЧ сигнал через передающую антенну.

Ниже описывается порядок действий, выполняемых в базовой станции, для передачи сигналов управления мощностью с кодовыми комбинациями БУМ для множества пользователей, которые добавляют в них в пределах заданного интервала сигнала, который будут передавать по одному закодированному каналу (фиг. 1).

Во-первых, предполагается, что (1) кодовая комбинация для пользователя A имеет значения (+1,+1) и кодовая комбинация для пользователя B -- (+1,-1), (2) БУМ для пользователя A имеет значения (+1,+1) (то есть, сигнал с повышением мощности), и БУМ для пользователя B -- (-1,-1) (то есть, сигнал с понижением мощности), и (3) умножители 111 и 112 производят умножение соответствующих БУМ на коэффициент усиления, равный 1.

Для вышеприведенного примера кодовая комбинация БУМ для пользователя A, которая выводится через умножители 111 и 113, имеет значения (+1,+1) и кодовая комбинация БУМ для пользователя В, которая выводится через умножители 112 и 114, составляет (-1,+1). Эти кодовые комбинации БУМ выбираются с помощью селектора 115 и выводятся в сумматор 116. Затем сумматор 116 производит сложение кодовых комбинаций БУМ, которые поступают из умножителей 112 и 114 для того, чтобы получить сигнал (0,+2) управления мощностью, который в конечном счете будет передаваться. Мультиплексор 117 мультиплексирует сигнал (0, +2) управления мощностью, который подается из сумматора 116, для получения передаваемых данных, которые поступают из генератора 118 передаваемых данных, и выводит мультиплексированный сигнал управления мощностью в устройство 119 расширения спектра. Затем устройство 119 расширения спектра производит расширение спектра мультиплексированного сигнала управления мощностью посредством расширения ортогональным кодом или расширения ПС кодом. РЧ передатчик 120 преобразовывает сигнал с растянутой полосой групповых частот в РЧ сигнал и передает РЧ сигнал через передающую антенну.

Кодовые комбинации БУМ, которые вырабатываются в соответствии с кодовыми комбинациями пользователей, показаны в таблице.

Ниже, со ссылкой на фиг. 2, приводится описание приемника подвижной станции, который определяет специфические БУМ, сориентированные непосредственно на себя, с помощью выделения сигнала управления мощностью в пределах конкретного интервала принимаемого сигнала, поступающего из базовой станции, и умножения выделенного сигнала управления мощностью на уникальную кодовую комбинацию пользователя, специфическую для подвижной станции (см. 1-й столбец в таблице).

Во-первых, РЧ приемник 211 преобразовывает РЧ сигнал, который поступает из базовой станции через антенну, в групповой сигнал. Устройство 212 сужения спектра выполняет сужение с помощью комплексного ПС кода или сужение с помощью ортогонального кода для группового сигнала. Устройство 213 выделения сигнала управления мощностью выделяет сигнал управления мощностью из выходного сигнала устройства сужения спектра 212. Устройство 213 выделения сигнала управления мощностью подает выделенный сигнал управления мощностью в умножитель 215, а также в детектор 214 принимаемых данных.

Генератор 216 кодовых комбинаций пользователя вырабатывает кодовую комбинацию пользователя, которая присваивается подвижной станции, путем предварительного согласования с базовой станцией. Умножитель 215 производит умножение выделенного сигнала управления мощностью на кодовую комбинацию пользователя, которая поступает из генератора 216 кодовых комбинаций пользователя, для того, чтобы получить кодовую комбинацию БУМ в виде входного сигнала интегратора. Интегратор 217 интегрирует выходной сигнал умножителя 215.

Устройство 218 оценки канала оценивает канал, который используется в текущий момент времени, и выводит комплексный сигнал. Генератор 219 комплексно-сопряженных чисел выполняет сопряжение выходных сигналов устройства 218 оценки канала для выработки сопряженного сигнала. Умножитель 220 умножает выходной сигнал интегратора 217 на выходной сигнал генератора 219 комплексно-сопряженных чисел для того, чтобы скомпенсировать искажение сигнала.

Решающее устройство 221 выдает команды управления мощностью посредством сравнения уровня выходного сигнала умножителя 220 с предварительно определенным порогом и подает результат в системный контроллер (не показан). После этого системный контроллер управляет мощностью передачи подвижной станции в соответствии с командами управления мощности.

На фиг. 2 показано более подробное описание работы подвижной станции, связанной с выделением сигнала управления мощностью в пределах заданного интервала сигнала приема и умножением выделенного сигнала управления мощностью на уникальную кодовую комбинацию пользователя для того, чтобы выбирать решение БУМ непосредственно для самого себя.

В этом случае предполагается, что (1) базовая станция присваивает конкретную кодовую комбинацию пользователя для подвижной станции, ассоциированной с пользователем A (например, 00 (+1,+1)). Базовая станция затем посылает сигнал повышения мощности БУМ (+1,+1) в подвижную станцию, и (2) подвижная станция присваивает кодовую комбинацию пользователя для пользователя B (например, (+1,-1)). Базовая станция затем посылает сигнал понижения мощности БУМ (-1,-1) в подвижную станцию, ассоциированный с пользователем B. В настоящем примере базовая станция добавляет кодовые комбинации БУМ для двух пользователей A и B (+1,+1) и (-1,-1), соответственно, и посылает сигнал (0, +2) управления мощностью в подвижную станцию.

РЧ приемник 211 затем преобразовывает РЧ сигнал, который принимают через антенну, в групповой сигнал. Устройство 212 сужения спектра выполняет сужение спектра с помощью комплексного ПС кода или ортогонального кода по групповому сигналу, и устройство 213 выделения сигнала управления мощностью выделяет сигнал управления мощностью, который поступает из выходного сигнала устройства 212 сужения спектра. Устройство 213 выделения сигнала управления мощностью выводит выделенный сигнал управления мощностью в умножитель 215, а также в детектор 214 приемных данных.

Ниже описывается способ определения мощности передачи подвижной станции на основании выделенного сигнала управления мощностью. Во-первых, при идеальных условиях канала, входной сигнал умножителя 215 имеет значения (0,+2). То есть, умножитель 215 производит умножение выходного сигнала (0,+2) устройства 213 выделения сигнала управления мощностью на выходной сигнал (+1, +1) генератора 216 кодовых комбинаций пользователя для выработки сигнала (0, +2). Этот сигнал интегрируется в интеграторе 217 для получения значения +2. В этом случае положительный символ сигнала свидетельствует о том, что базовая станция посылает команду на повышение мощности. Однако передаваемые сигналы в радиосистеме могут иметь задержки или амплитудные и фазовые искажения, связанные с плохими условиями работы канала, которые ухудшают успешный прием сигнала на приемной стороне. В случае, когда это имеет место, приемная сторона (то есть, подвижная станция) должна оценивать текущее состояние канала исходя из принимаемого сигнала и сохранять оценочные значения для текущего состояния канала для того, чтобы точно демодулировать принятый сигнал в первоначальный сигнал передачи.

То есть, значение +2, которое вычисляется в интеграторе 217, не является действительным значением, а является теоретическим значением, полученным при предположении, что условия канала являются идеальными. Для того, чтобы точно принять решение на передачу команды управления мощностью, необходимо скомпенсировать искаженное значение. Компенсация для искаженного значения выполняется в умножителе 220. То есть, после оценки текущего состояния канала, устройство 218 оценки канала измеряет амплитудные и фазовые искажения принимаемого сигнала. Генератор 219 комплексно-сопряженных чисел производит операцию сопряжения над выходным сигналом устройства 218 оценки канала для выработки сопряженного сигнала для компенсации канала. Затем, умножитель 220 производит умножение выходного сигнала интегратора 217 на выходной сигнал генератора 220 комплексно-сопряженных чисел для выработки сигнала с компенсацией амплитудных и фазовых искажений. Затем решающее устройство 221 выдает решение БУМ из кодовой комбинации БУМ с компенсированным искажением канала и выдает результат решения для системного контроллера. После этого, системный контроллер управляет мощностью передачи подвижной станции на основе информации, полученной с помощью решающего устройства 221.

Вкратце, как описано выше, для того чтобы одновременно управлять мощностью передачи для множества подвижных станций в системе подвижных станций, базовая станция одновременно передает биты управления мощностью для того, чтобы управлять мощностью передачи для каждой подвижной станции. Биты управления мощностью умножаются на кодовые комбинации пользователя, которые являются ортогональными по отношению друг к другу, затем формируют сигнал управления мощностью и передают в пределах конкретного интервала времени одного закодированного канала. После приема сигнала управления мощностью, отдельные подвижные станции принимают решение передавать команду управления мощностью непосредственно для себя путем умножения сигналов управления мощностью, которые выделяются в пределах конкретного интервала, на свою уникальную кодовую комбинацию пользователя, которая является ортогональной по отношению к кодовым комбинациям пользователя других подвижных станций. Следовательно, настоящее изобретение описывает эффективный способ управления мощностью передачи для множества подвижных станций в базовой станции для того, чтобы справиться с двумя ситуациями: во-первых, когда все многочисленные подвижные станции осуществляют одновременно или в разное время передачу по кодированным каналам в базовую станцию, и, во-вторых, когда одни подвижные станции осуществляют передачу по некоторым закодированным каналам в одно и то же время, а другие в различное время.

Хотя изобретение показано и описано со ссылкой на конкретный предпочтительный вариант его осуществления, специалистам будет ясно, что различные изменения по форме и деталям могут быть сделаны без отклонения от объема и сущности изобретения так, как это определено в прилагаемой формуле изобретения.

Формула изобретения

1. Передатчик базовой станции, содержащий множество генераторов кодовых комбинаций битов управления мощностью (БУМ) для выработки БУМ и управления мощностью множества подвижных станций, при этом выработанные БУМ умножаются на ортогональные кодовые комбинации пользователя, которые присваиваются соответствующим подвижным станциям для того, чтобы выработать кодовые комбинации БУМ для соответствующих подвижных станций, сумматор для сложения кодовых комбинаций БУМ и для выработки сигнала управления мощностью, мультиплексор для мультиплексирования сигнала управления мощностью с передаваемыми данными и для формирования комбинированного сигнала и передатчик для расширения спектра комбинированного сигнала и передачи комбинированного сигнала.

2. Передатчик базовой станции по п.1, в котором мультиплексор выполнен с помощью устройства прокалывания/вставки, предусмотренного между сумматором и передатчиком для вставки сигнала управления мощностью в конкретное положение передаваемых данных.

3. Передатчик базовой станции по п.1, в котором мультиплексор мультиплексирует сигнал управления мощностью и передаваемые данные.

4. Передатчик базовой станции по п.1, в котором кодовая комбинация БУМ соответствует кодовой комбинации пользователя.

5. Передатчик базовой станции по п.1, в котором кодовые комбинации пользователя являются ортогональными по отношению друг к другу.

6. Передатчик базовой станции по п.3, в котором кодовая комбинация пользователя присваивается подвижной станции при предварительном согласовании.

7. Приемник подвижной станции, содержащий устройство выделения сигнала управления мощностью для выделения сигнала управления мощностью в пределах заданного интервала сигнала приема, принимаемого по закодированному каналу, генератор кодовых комбинаций БУМ для умножения выделенного сигнала управления мощностью на кодовую комбинацию пользователя, присвоенную подвижной станции, чтобы выделять кодовые комбинации БУМ подвижной станции, и решающее устройство для определения БУМ в соответствии с уровнем сигнала выделенной кодовой комбинации БУМ.

8. Приемник подвижной станции по п.7, дополнительно содержащий компенсатор искажений, предусмотренный между генератором кодовых комбинаций БУМ и решающим устройством, для умножения выделенной кодовой комбинации БУМ на сопряженный сигнал, полученный из устройства оценки канала, чтобы выработать кодовую комбинацию БУМ с компенсацией искажения.

9. Приемник подвижной станции по п.7, в котором кодовая комбинация БУМ соответствует кодовой комбинации пользователя.

10. Приемник подвижной станции по п.7, в котором кодовые комбинации пользователя являются ортогональными.

11. Приемник подвижной станции по п.9, в котором кодовая комбинация пользователя присваивается подвижной станции при предварительном согласовании.

12. Устройство управления мощностью для системы подвижной связи, содержащее передатчик базовой станции и приемник подвижной станции, в котором передатчик базовой станции содержит множество генераторов кодовых комбинаций БУМ для выработки БУМ и управления мощностью множества подвижных станций, при этом выработанные БУМ умножаются на ортогональные кодовые комбинации пользователя для того, чтобы выработать кодовые комбинации БУМ для соответствующих подвижных станций, сумматор для добавления выработанных кодовых комбинаций БУМ, мультиплексор для мультиплексирования сигналов управления мощностью с передаваемыми данными для формирования комбинированных сигналов и передатчик для модуляции комбинированного сигнала и передачи комбинированного сигнала, в котором приемник подвижной станции содержит устройство выделения сигнала управления мощностью для выделения сигнала управления мощностью в пределах заданного интервала сигнала приема принимаемого по закодированному каналу, генератор кодовых комбинаций БУМ для умножения сигнала управления мощностью на кодовую комбинацию пользователя, присвоенную подвижной станции, для того, чтобы выделять кодовую комбинацию БУМ подвижной станции, и решающее устройство для определения БУМ в соответствии с уровнем сигнала и выделенной кодовой комбинации БУМ.

13. Способ передачи для базовой станции, содержащий этапы, на которых: (а) производят умножение БУМ, соответствующих каждому множеству подвижных станций, на ортогональные кодовые комбинации пользователей, присвоенные соответствующим подвижным станциям, для того, чтобы выработать кодовые комбинации БУМ для соответствующих подвижных станций, (b) добавляют выработанные кодовые комбинации БУМ для выработки сигналов управления мощностью, (c) мультиплексируют сигнал управления мощностью с передаваемыми данными для формирования комбинированного сигнала и (d) моделируют комбинированный сигнал и передают модулированный комбинированный сигнал.

14. Способ передачи по п.13, в котором этап мультиплексирования выполняют посредством прокалывания передаваемых данных в конкретном положении и вставляют сигнал управления мощностью в проколотое положение.

15. Способ передачи по п.13, в котором этап мультиплексирования выполняют с помощью мультиплексирования сигнала управления мощностью и передаваемых данных.

16. Способ передачи по п.15, по которому кодовая комбинация БУМ соответствует кодовой комбинации пользователя.

17. Способ передачи по п.13, по которому кодовые комбинации пользователя являются ортогональными по отношению друг к другу.

18. Способ передачи по п.13, по которому кодовые комбинации пользователя присваивают подвижным станциям посредством предварительного согласования.

19. Способ приема для подвижной станции, содержащий этапы, на которых: (а) выделяют сигнал управления мощностью в пределах заданного интервала сигнала приема, принимаемого по закодированному каналу, по которому сигнал управления мощностью включает в себя кодовые комбинации БУМ для множества подвижных станций, (b) умножают сигнал управления мощностью на кодовую комбинацию пользователя, которая присваивается непосредственно подвижной станции для того, чтобы выделить годовую комбинацию БУМ подвижной станции, и (c) вырабатывают БУМ в соответствии с уровнем сигнала выделенной кодовой комбинации БУМ.

20. Способ приема по п.19, дополнительно содержащий этап умножения кодовой комбинации БУМ на сопряженный сигнал, полученный в результате оценки канала, для того, чтобы выработать кодовую комбинацию БУМ с компенсацией искажений.

21. Способ приема по п. 19, по которому кодовая комбинация БУМ соответствует кодовой комбинации пользователя.

22. Способ приема по п.19, по которому кодовые комбинации пользователя являются ортогональными по отношению друг к другу.

23. Способ приема по п.19, по которому кодовые комбинации присваивают подвижным станциям при предварительном согласовании.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3