Результат интеллектуальной деятельности: УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ПЕРЕДАЧИ ПРОКОЛОТОГО СИГНАЛА ТРАФИКА

Область техники
Настоящее изобретение относится к устройству и способу управления мощностью для мобильной системы связи, и более конкретно, к устройству и способу управления мощностью для управления соответственно коэффициентом усиления пилот-сигналов и компенсацией коэффициента усиления сигналов трафика различным образом.

Предшествующий уровень техники
Общеизвестным является использование технологии множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР) для мобильной системы связи. В мобильной системе связи МДКР приемник принимает пилот-сигналы посредством канала пилот-сигналов, используемого в числе других каналов, используемых для приема сигналов кадров, передаваемых от передающей стороны, и измеряет уровень принимаемых пилот-сигналов. Приемник генерирует сигнал управления мощностью на основе уровня пилот-сигналов и посылает сформированный сигнал управления мощностью назад к передающей стороне. Передающая сторона сравнивает уровень сигнала в канале пилот-сигнала с опорным значением (или порогом) для управления мощностью. Если уровень сигнала в канале пилот-сигнала ниже, чем опорное значение, приемник посыпает сигнал увеличения мощности, в противном случае приемник посылает сигнал снижения мощности.

В случае, если условия работы канала неблагоприятны в процессе связи с базовой станцией (первой базовой станцией) на первой частоте, имеющей определенный частотный диапазон, мобильная станция осуществляет поиск другой базовой станции (второй базовой станции) с лучшими условиями работы канала на другой (второй) частоте. Если результат поиска указывает, что обнаружена вторая станция, мобильная станция выполняет жесткое переключение каналов связи (жесткое переключение каналов связи на другую частоту) от первой базовой станции на вторую базовую станцию.

Процесс поиска, который является предварительным этапом, который мобильная станция выполняет для жесткого переключения каналов связи, описан ниже. Мобильная станция изменяет первую частоту в качестве частоты, на которой осуществляется обмен, на вторую частоту для того, чтобы найти вторую базовую станцию в течение заранее определенного периода времени. Затем мобильная станция принимает пилот-сигналы от второй базовой станции на второй частоте перед возвращением на исходную первую частоту. В некоторых случаях передача сигналов трафика в мобильной станции к подсоединенной в данный момент первой базовой станции может быть прервана на время, когда пилот-сигналы принимаются на новой второй частоте от второй базовой станции.

Как отмечено выше, сигналы трафика, объединенные с пилот-сигналом, имеют пропуски на интервале времени, когда пилот-сигналы принимаются от второй базовой станции на другой частоте с целью найти мобильной станцией канал с хорошими условиями передачи сигналов, в результате чего имеют место потери мощности. Чтобы компенсировать потери мощности, передатчик увеличивает мощность сигналов кадров без пропусков. Это дополнительно детализируется ниже.

Фиг.1 иллюстрирует устройство для управления усилением при передаче кадра с пропусками, т.е. так называемого "проколотого" кадра, по обратной линии связи, в соответствии с известным уровнем техники. Сигналы включают в себя пилот-сигналы и сигналы трафика. Обычно амплитуда сигнала указывает усиление или мощность. Мощность получают возведением в квадрат усиления. Ниже для единообразия термин "усиление" относится к амплитуде сигнала. Как показано на фиг. 1, контроллер 100 управляет всей работой приемника. Контроллер 100 управляет генератором 110 пилот-сигнала, генератором 120 сигнала трафика и первым контроллером 180 сигнала, в соответствии с информацией сигнализации, например, о скорости данных, времени начала прокола и интервале прокола и т. д. , принимаемой из верхнего уровня. При управлении от контроллера 100 генератор 110 пилот-сигнала генерирует пилот-сигналы и выдает сформированные пилот-сигналы в первый контроллер 130 усиления.

После приема пилот-сигналов первый контроллер 130 усиления управляет усилением пилот-сигналов, используя заранее определенный коэффициент усиления G_p, и выдает управляемые по усилению пилот-сигналы в объединитель 150 сигнала. Аналогично генератор 120 сигнала трафика при управлении от контроллера 100 генерирует сигналы трафика и выдает сформированные сигналы трафика во второй контроллер 140 усиления. После приема сигналов трафика второй контроллер 140 усиления управляет усилением сигналов трафика, используя заранее определенный коэффициент усиления G_т, и выдает управляемые по усилению сигналы трафика в объединитель 150 сигнала. Отношение усиления пилот-сигнала из первого контроллера 130 усиления к усилению сигнала трафика из второго контроллера 140 усиления устанавливается на заранее определенную величину. Объединитель 150 сигнала объединяет сигналы трафика и пилот-сигналы, принимаемые из первого и второго контроллеров 130 и 140 усиления, соответственно.

Также контроллер 100 вычисляет компенсационный коэффициент усиления для интервала прокола на основе информации о времени начала прокола и интервале прокола, принимаемой из верхнего уровня. После завершения вычисления контроллер 100 выдает интервал прокола и вычисленный компенсационный коэффициент усиления а первый контроллер 180 сигнала. Затем первый контроллер 180 сигнала выдает принятый компенсационный коэффициент усиления в умножитель 170 в течение интервала прокола.

Умножитель 170 умножает сигналы, полученные объединением пилот-сигналов и сигналов трафика, полученные с выхода объединителя 150 сигнала, на компенсационный коэффициент усиления и выдает результат на второй контроллер 160 сигнала. Второй контроллер 160 сигнала принимает скомпенсированные пилот-сигналы и сигналы трафика и регулирует управление усилением в соответствии с состоянием каналов передачи. Если мобильная станция осуществляет поиск другой базовой станции, имеющей другую частоту, прокол производится после выполнения управления сигналом вторым контроллером 160 сигнала. Таким образом, как пилот-сигналы, так и сигналы трафика прокалываются в течение одного и того же временного интервала.

Фиг. 2 иллюстрирует распределение усиления для проколотого кадра. Если кадр является непроколотым, то он будет передаваться с постоянным коэффициентом усиления G_A без потери усиления в течение всей длительности А кадра. Однако, если кадр является проколотым, что вызывает потери G усиления при длительности А прокола, то на длительности В без прокола коэффициент усиления увеличивается на G_B для компенсации потерь G_A усиления при длительности А прокола. В итоге полный коэффициент усиления для проколотого кадра с выхода умножителя 170 определяется как G_полный=G_А+G_B.

В случае, когда проколотый кадр с объединенными пилот-сигналами и сигналами трафика передается в соответствии с вышеприведенным способом управления усилением, коэффициент усиления передачи для непроколотой части увеличивается, в результате вызывая увеличение коэффициента усиления передачи для пилот-сигналов, в результате чего оцениваемое усиление пилот-сигнала превышает опорную величину в течение большей части временных интервалов. Оцениваемая мощность пилот-канала измеряется в приемнике базовой станции.

Таким образом, сигнал управления усилением, подлежащий передаче к мобильной станции, генерируется как сигнал понижения мощности. Однако этот способ управления усилением мощностью не может обеспечить поддержание эффективности приема в приемнике, поскольку эффективность приема для декодирования непроколотого кадра поддерживается только с постоянным увеличением коэффициента усиления на временном интервале декодирования проколотой части кадра трафика. Для исключения такого недостатка передатчик мобильной станции выполняет управление усилением, игнорируя сигнал понижения мощности среди сигналов управления усилением, поступающих от приемника, после уменьшения мощности на интервале замирания и последующего восстановления.

Как описано выше, передатчик мобильной станции игнорирует сигнал понижения мощности среди сигналов управления усилением, поступающих от приемника базовой станции, так что активизируется только сигнал повышения мощности, в то время как сигнал понижения мощности не активизируется после восстановления из глубокого замирания, в результате чего имеют место потери мощности.

Кроме того, другая проблема состоит в том, что передача данных с высокой мощностью вызывает увеличение помех в обратной линии связи и уменьшает пропускную способность обратной линии связи.

Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание устройства и способа управления мощностью во время передачи проколотого кадра, в котором для проколотого кадра данных трафика обеспечивается управление по мощности посредством сигнала повышения/понижения мощности таким же образом, как для непроколотого кадра данных трафика, что осуществляется только управлением коэффициента усиления для мощности проколотого кадра данных трафика и без компенсации коэффициента усиления для пилот-сигналов.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения, заявлена мобильная система связи множественного доступа с кодовым разделением каналов (МДКР) для управления мощностью для сигнала трафика одного кадра, содержащая генераторы сигналов для генерирования пилот-сигнала и сигнала трафика на кадровой основе, компенсатор усиления для компенсации усиления сигнала трафика в соответствии с длительностью проколотой части кадра; и объединитель сигнала для объединения скомпенсированного по усилению сигнала трафика и пилот-сигнала.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, заявлен способ управления усилением при передаче проколотого кадра в мобильной системе связи, включающий этапы определения, является ли входной кадр проколотым в процессе жесткого переключения каналов связи, если кадр является проколотым, то определения, принята ли информация о скорости данных кадра и длительности прокола, если информация принята, то вычисления компенсационного коэффициента усиления из скорости данных и длительности прокола; определения, обнаружена ли граница кадра, и если граница кадра обнаружена, то генерирования компенсационного коэффициента усиления для умножителя для компенсации потери мощности для сигналов трафика.

Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение поясняется в последующем подробном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - схема, иллюстрирующая структуру устройства управления мощностью (усилением) в обратной линии связи согласно предшествующему уровню техники;
фиг.2 - схема, иллюстрирующая разность коэффициента усиления между частью проколотого кадра и частью непроколотого кадра;
фиг. 3 - подробная блок-схема, иллюстрирующая устройство для управления мощностью при передаче проколотого кадра, в соответствии с возможным вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.4 - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая способ управления мощностью при передаче проколотого кадра, в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг.5 - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая способ управления мощностью при передаче проколотого кадра, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения;
фиг. 6 - обобщенная блок-схема, иллюстрирующая устройство для управления мощностью при передаче проколотого кадра, в соответствии с возможным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны ниже со ссылками на чертежи, при этом хорошо известные функции или конструкции не описываются подробно, в целях наглядности описания сущности изобретения. В способе управления мощностью, в соответствии с настоящим изобретением, отношение мощности пилот-сигнала к мощности сигнала трафика отличается для проколотого кадра и непроколотого кадра. То есть, если кадр трафика является непроколотым, пилот-сигналы и сигналы трафика управляются по их мощности передачи с использованием коэффициента усиления мощности пилот-сигнала (G_p) и коэффициента усиления мощности сигнала трафика (G_т), соответственно, а если кадр трафика является проколотым, G_p сохраняется, а для G_т дается компенсационный коэффициент усиления для передачи сигналов без потери мощности. Если в этом случае измеряется мощность пилот-сигнала для генерирования сигнала управления мощностью, то можно выработать тот же самый сигнал управления мощностью, независимо от проколотого кадра или непроколотого кадра сигнала передачи, а также выполнять управление мощностью по отношению к сигналу управления мощностью, подаваемому назад в передатчик, который генерирует проколотый кадр.

Имеются два способа, в соответствии с настоящим изобретением, для выполнения управления мощностью, где отношение коэффициента усиления мощности пилот-сигналов отличается от отношения коэффициента усиления мощности сигналов трафика.

В первом способе каждый кадр сигнала трафика контролируется в процессе жесткого переключения каналов связи с одной частоты на другую частоту для определения, являются ли некоторые кадры проколотыми. Когда обнаруживается проколотый кадр, вычисляется компенсационный коэффициент усиления, а затем только сигналы трафика компенсируются из-за потери мощности, в соответствии с компенсационным коэффициентом усиления, который вычисляется перед этапом объединения пилот-сигналов и сигналов трафика.

Во втором способе заранее определенный компенсационный коэффициент усиления для длины интервала прокола хранится в памяти, и когда вводится проколотый кадр, соответствующее значение G_т компенсационного коэффициента усиления считывается из памяти для компенсации. Потеря мощности пропорциональна времени прокола и может быть ограничена, в соответствии с максимальной величиной коэффициента усиления, при которой может осуществляться передача. Также можно определить компенсационный коэффициент усиления независимо от потерь мощности, чтобы скомпенсировать ухудшение характеристик канала трафика ввиду несоответствующего отношения мощностей сигналов трафика и пилот-сигналов.

Фиг.6 иллюстрирует устройство для управления мощностью при передаче проколотого кадра, в соответствии с возможным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Устройство компенсации усиления, в соответствии с настоящим изобретением, содержит компенсатор 301 усиления, генератор 305 сигнала, объединитель 350 сигнала и второй контроллер 360 сигнала. Генератор 305 сигнала при управлении от контроллера (не показан) генерирует сигналы трафика и пилот-сигналы. Пилот-сигналы подаются на объединитель 350 сигнала, а сигналы трафика поступают в компенсатор 301 усиления. Компенсатор 301 усиления получает информацию о скорости данных верхнего уровня для управления генератором 305 сигнала, который генерирует сигналы трафика и пилот-сигналы.

Компенсатор 301 усиления также получает информацию о времени начала прокола и об интервале прокола из верхнего уровня для вычисления компенсационного коэффициента усиления, чтобы коэффициент усиления мощности сигналов трафика, принимаемых от генератора 305 сигнала, компенсировался с использованием вычисленного компенсационного коэффициента усиления. Компенсатор 301 усиления затем выдает скомпенсированные сигналы трафика в объединитель 350 сигнала. Объединитель 350 сигнала объединяет скомпенсированные сигналы трафика от компенсатора 301 усиления с пилот-сигналами от генератора 305 сигнала и выдает объединенные сигналы на второй контроллер 360 сигнала. Второй контроллер 360 сигнала управляет мощностью объединенных сигналов с выхода объединителя 350 сигнала.

Как описано выше, настоящее изобретение не компенсирует усиление объединенных сигналов с выхода объединителя 350 сигнала, как это имеет место в устройстве, известном из предшествующего уровня техники, показанном на фиг. 1, а компенсирует только усиление сигналов трафика, а затем объединяет пилот-сигнал со скомпенсированными сигналами трафика в объединителе 350 сигнала, сохраняя пилот-сигналы некомпенсированными.

Фиг.3 иллюстрирует более подробную блок-схему устройства управления мощностью, изображенного на фиг.6.

Согласно фиг.3 генератор 305 сигнала по фиг.6 состоит из генератора 320 сигнала трафика, генератора 310 пилот-сигнала, первого контроллера 330 усиления и второго контроллера 340 усиления. Это устройство выполняет ту же самую операцию, которая детализируется на фиг.1. Компенсатор 301 усиления по фиг. 6 содержит контроллер 300, первый контроллер 380 сигнала и умножитель 370 для выполнения операции компенсации усиления. Контроллер 300 получает информацию о скорости данных из верхнего уровня для управления генератором 320 сигнала трафика и генератором 310 пилот-сигнала, которые генерируют сигнал трафика и пилот-сигнал соответственно. Также контроллер 300 получает информацию о времени начала прокола и об интервале прокола с верхнего уровня для вычисления компенсационного коэффициента усиления для непроколотой длительности, т. е. интервала, подлежащего компенсации, и подает вычисленный компенсационный коэффициент усиления в первый контроллер 380 сигнала.

Компенсационный коэффициент усиления определяется следующим образом:

Первый контроллер 380 сигнала выдает на умножитель 370 сигнал коэффициента усиления, имеющий компенсационный коэффициент усиления на интервале компенсации мощности. Умножитель 370 умножает сигналы трафика, принятые из второго контроллера 340 усиления на сигнал коэффициента усиления из первого контроллера 380 сигнала, имеющий компенсационный коэффициент усиления, и выдает результат в объединитель 350 сигнала.

Хотя в этом варианте контроллер 300 вычисляет компенсационный коэффициент усиления, однако контроллер 300 может выдавать информацию прокола, принимаемую из верхнего уровня, в первый контроллер 380 сигнала, который затем вычисляет компенсационный коэффициент усиления, в соответствии с принимаемой информацией прокола, и подает сигнал компенсационного коэффициента усиления в умножитель 370.

Устройство управления мощностью, в соответствии с настоящим изобретением, может дополнительно содержать память 390. Память 390 обеспечивается таблицей компенсационных коэффициентов усиления на основе интервалов прокола. Когда осуществляется поиск другой базовой станции с другой частотой и возникает прокол, контроллер 300 получает информацию о времени начала прокола и длительности прокола из верхнего уровня и извлекает компенсационный коэффициент усиления для данной длительности прокола из памяти 390. Затем контроллер 300 подает компенсационный коэффициент усиления во второй контроллер 380 сигнала для осуществления компенсации на интервале прокола сигналов трафика.

А. Первый вариант осуществления
На фиг.4 показана блок-схема, иллюстрирующая способ изменения отношения G_p к G_т, в котором контроллер 300 вычисляет компенсационный коэффициент усиления для того, чтобы выполнять управление мощностью.

Согласно фиг. 4 контроллер 300 проверяет на этапе 401, принимается ли информация прокола из верхнего уровня, для определения, является ли кадр проколотым или нет. Если информация прокола принята из верхнего уровня, контроллер 300 определяет компенсационный коэффициент усиления из информации прокола на этапе 405 и выдает полученный компенсационный коэффициент усиления в первый контроллер 380 сигнала на этапе 407. Первый контроллер 380 сигнала выдает сигнал компенсационного коэффициента усиления, имеющий компенсационный коэффициент усиления на непроколотом интервале кадра.

Если информация прокола не принята из верхнего уровня, контроллер информирует первый контроллер 380 сигнала, что он будет выдавать компенсационный коэффициент усиления как "1" на этапе 402. В процессе компенсации усиления для интервала прокола кадра контроллер 300 проверяет на этапе 409, обнаружена ли граница между проколотым кадром и непроколотым кадром, то есть конец проколотого кадра или следующий кадр проколотого кадра. После обнаружения границы кадра контроллер 300 выдает на этапе 411 сигнал границы кадра в первый контроллер 380 сигнала для информирования, что граница кадра обнаружена на этапе 411. Если сигнал границы кадра принят, первый контроллер 380 сигнала выдает компенсационный коэффициент усиления как "1" на этапе 402.

Если значение "1" компенсационного коэффициента усиления выдается из первого контроллера 380 сигнала, то умножитель 370, изображенный на фиг.3, умножает сигналы трафика, принятые из второго контроллера 340 усиления на "1". То есть, операция управления усилением при передаче для проколотого сигнала трафика завершается. Если граница кадра не обнаружена на этапе 409, компенсационный коэффициент усиления, вычисленный на этапе 405, продолжает выдаваться в первый контроллер 380 на этапе 407.

В. Второй вариант осуществления
На фиг.5 показана блок-схема, иллюстрирующая способ изменения отношения усиления пилот-сигналов к усилению сигналов трафика, как способ управления мощностью при передаче проколотого кадра, в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Согласно фиг.5 контроллер 300 проверяет на этапе 501, принята ли информация прокола из верхнего уровня, для определения, является ли кадр проколотым или нет. Если информация прокола принята из верхнего уровня на этапе 501, контроллер 300 выявляет длительность прокола, содержащуюся в информации прокола, извлекает компенсационный коэффициент усиления для данной длительности прокола из памяти 390 на этапе 505 и выдает компенсационный коэффициент усиления в первый контроллер 380 сигнала на этапе 506. Если информация прокола не принята из верхнего уровня, контроллер 300 информирует первый контроллер 380 сигнала, что он будет выдавать компенсационный коэффициент усиления как "1" на этапе 502. В процессе компенсации мощности для интервала прокола кадра контроллер 300 проверяет на этапе 507, обнаружена ли граница между проколотым кадром и непроколотым кадром, то есть конец проколотого кадра или следующий кадр проколотого кадра.

После обнаружения границы кадра контроллер 300 информирует первый контроллер 380 сигнала, что граница кадра обнаружена на этапе 509. Если сигнал границы кадра принят, первый контроллер 380 сигнала выдает компенсационный коэффициент усиления как "1" на этапе 502. Если граница кадра не обнаружена на этапе 507, компенсационный коэффициент усиления, вычисленный на этапе 505, продолжает выдаваться в первый контроллер 380 на этапе 506. Более конкретно, на этапе 506 контроллер 300 выдает значение компенсационного коэффициента усиления в первый контроллер 380 сигнала таким же образом, как на этапе 407 согласно фиг.4. Первый контроллер 380 сигнала затем выдает сигнал компенсационного коэффициента усиления, имеющий значение компенсационного коэффициента усиления при непроколотых длительностях проколотого кадра. Однако, если информация прокола не принята, контроллер 300 позволяет первому контроллеру 380 сигнала выдавать значение компенсационного коэффициента усиления "1".

В процессе компенсации усиления для проколотых частей контроллер 300 определяет на этапе 507, обнаружена ли граница проколотого кадра, т.е. конец проколотого кадра или начало следующего кадра, таким же образом, как на этапе 409. После обнаружения границы кадра контроллер 300 выдает на этапе 509 сигнал границы кадра в первый контроллер 380 сигнала для информирования об обнаружении границы кадра. Первый контроллер 380 сигнала затем выдает значение компенсационного коэффициента усиления "1". Если значение "1" компенсационного коэффициента усиления выдается из первого контроллера 380 сигнала, то умножитель 370, изображенный на фиг.3, умножает сигналы трафика, принятые из второго контроллера 340 усиления на "1". То есть, операция управления усилением при передаче для проколотого сигнала трафика завершается.

Таким образом, мобильная система связи, в соответствии с настоящим изобретением, может выполнять точное управление мощностью, чтобы предотвратить потери мощности передачи в мобильной станции, в результате чего мобильная станция может увеличить свое резервное время для приема входных сигналов.

Кроме того, можно уменьшить взаимные помехи от других каналов, обусловленные избыточной мощностью передачи.

Хотя изобретение описано со ссылками на определенные предпочтительные варианты осуществления, специалистам в данной области техники ясно, что могут быть осуществлены различные изменения по форме и деталям без изменения сущности и объема изобретения, которые определяются прилагаемой формулой изобретения.