通信系统中用于估计以一速率进行 数据传输所需功率的方法和装置 背景
领域
本发明一般涉及通信系统，尤其涉及通信系统内用于估计反向链路最大数据速率并用于估计以一数据速率的数据传输需要的功率的方法和装置。
背景
通信系统被用于使得信息信号从始发站传输到物理上不同的目的地站。将信息信号在通信信道上从始发站被发送，它首先被变换成适合在通信信道上有效传输的形式。信息信号的变换或调制涉及根据信息信号变化载波参数，使得产生的已调载波的频谱局限在通信信道带宽限制之内。在目地地站处，始发信息信号从在通信信道上接收到的已调载波被重构。一般该种重构是通过使用与始发站的调制过程相反的过程而实现的。
调制还便于多址，即在一公共的通信信道上几个信号的同时传输和/或接收。多址通信系统经常包括多个远程订户单元，它们需要不断的相对较短持续时间的间歇服务，而不是连续的接入到该公共通信信道。在领域内已知几种多址技术，诸如时分多址(RDMA)、频分多址(FDMA)。另一种类型的多址技术是码分多址(CDMA)扩频系统，它符合“TIA/EIA-95-B Mobile Station-BaseStation Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread SpectrumCellular System”，在此称为the IS-95 standard。在多址通信系统内使用CDMA技术在美国专利号4901307和美国专利号5103459内得到揭示，前者题为“SPREAD SPECTRUM MULTIPLE-ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITEOR TERRESTRIAL REPEATERS”，后者题为“SYSTEM AND METHOD FOR GENERATINGWAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM”，两者都转让给本发明的受让人。
多址通信系统可能是无线或有线的，且可能携带语音和/或数据。携带语音和数据的通信系统的示例是符合IS-95标准的系统，该标准规定了在通信信道上发送语音和数据。发送在固定大小的编码信道帧内的数据的方法在美国专利号5504773内得到描述，题为“METHOD AND APPARATUS FOR THE FORMATTINGOF DATA FOR TRANSMISSION”，转让给本发明的受让人。根据IS-95标准，数据或语音被分为20毫秒宽的编码信道帧，其数据速率高达14.4Kbps。携带语音和数据的通信系统的其它示例包括符合“3rd Generation PartnershipProject”(3GPP)的联盟提供的标准的通信系统，该标准体现在一组文档内包括文档号3G TS 25.211、3G TS 25.212、3G TS 25.213以及3G TS 25.214(W-CDMA标准)，或“TR-45.5 Physical Layer Standard for cdma2000 SpreadSpectrum Systems”(IS-2000标准)。
在多址通信系统内，用户间的通信通过一个或多个基站实行。在一个订户站上的第一用户通过在反向链路上将数据发送到基站而与在第二订户站上的第二用户通信。基站接收到数据并将该数据路由到另一基站。数据在同一基站或其它基站的前向链路上被发送到第二订户站。前向链路指从基站到订户站的传输而反向链路指从订户站到基站的传输。类似地，通信可以在一个移动订户站上的第一用户和陆地线站上的第二用户间进行。基站从反向链路上的用户处接收数据，并通过公共交换电话网络(PSTN)将数据路由到第二用户。在许多通信系统内，例如IS-95、W-CDMA、IS-2000，前向链路和反向链路被分配以不同的频率。
只有数据的通信系统的示例是高数据速率(HDR)通信系统，它符合TIA/EIA-IS-856工业标准，在此称为IS-856标准。该HDR系统基于在共同待批申请序列号08/963386内揭示的通信系统，该申请题为“METHOD ANDAPPARATUS FOR HIGH RATE PACKET DATA TRANSMISSION”，提交于1997年3月11日，转让给本发明的受让人。HDR通信系统定义一组数据速率，范围从38.4Mbps到2.4Mbps，以该速率接入点(AP)可以发送数据到订户站(接入终端，AT)的数据速率。由于AP类似于基站，所以关于小区和扇区的术语与语音系统的一样。
在无线通信系统中，用可以处理的同时电话呼叫的数量表示的最大化通信系统容量是非常重要的。如果每个订户站的传输功率可以经控制使得每个发送的信号以相同的信号电平到达基站接收机，则在扩频通信系统内的容量可以被最大化。然而，如果由订户站发送的信号以过低的功率电平到达基站，则由于来自其他订户站的干扰不能获得质量通信。在另一方面，如果订户站发送的信号在基站处被接收时功率电平过高，则与该特定订户站的通信是可接受的，但这个高信号功率对于其他订户站形成干扰。该干扰会负面影响与其他订户站的通信。因此，每个订户站需要发送最小信号电平，表示为例如信噪比，以允许发送数据的恢复。
所以，在基站覆盖区域内的每个订户站的传输功率由基站控制以在基站处生成相同的额定接收信号功率或信噪比。在理想情况下，基站处接收到的总信号功率等于从每个基站接收到的额定功率乘以在基站覆盖区域内发送的订户站数加上基站处从相邻基站的覆盖区域内的订户站接收到的功率。
无线电信道内的路径损失可以由两种分离的现象描述：平均路径损失和衰落。从基站到订户站的前向链路，在不同于订户站到基站的反向链路的频率上操作。然而，由于前向链路和反向链路频率在相同的一般频带中，所以两条链路的平均路径损失间存在很大的相关。在另一方面，衰落对于前向和反向链路是独立现象，且随着时间的函数而改变。
在示例CDMA系统中，每个订户站基于到订户站的输入处的总功率估计前向链路的路径损失。总功率是在由订户站感知的相同频率分配上操作的所有基站功率和。从平均前向链路路径损失估计，订户站设定反向链路信号的发射电平。当前向链路和反向链路间存在相关时，该开环控制类型是有好处的。如果一订户站的反向链路信道与相同订户站的前向链路信道相比因为两个信道的独立衰落而突然改善，在基站处从该订户站接收到的信号在功率上会增加。该功率上的增加对于共享相同频率分配的所有信号造成附加干扰。因此，对信道内的订户站发射功率的快速响应突然改善会改善系统性能。因此，需要使得基站连续对订户站的功率控制机制有贡献。该种功率控制机制依靠反馈，还被称为闭环。
与订户站通信的每个基站测量来自订户站的接收到信号强度。测量的信号强度与该特定订户站的期望信号强度电平相比。功率调整指令由每个基站生成，并在前向链路上被发送到订户站。根据基站功率调整指令，订户站增加或减少订户站发送功率一预定量。通过该方法，实现了对信道内改变的快速响应，改善了平均系统性能。值得注意的是，在一般蜂窝系统中，基站不是很近连接的，且系统内的每个基站不知道其他基站接收订户站信号的功率电平。
当订户站与多于一个基站通信时，从每个基站提供功率调整指令。订户站对这些多个基站功率调整指令采取行动以避免可能负面干扰其他订户站的功率电平，但仍能提供支持从订户站到至少一个基站的通信的充分功率。该功率控制机制伴随着使得订户站增加其发射信号电平，只在如果与订户站通信的每个基站请求增加功率电平。如果与订户站通信的任何基站请求功率减少则订户站减少其发射信号电平。基站和订户站功率控制的系统在美国专利号5056109内揭示，题为“METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWERIN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM”，提交于1991年10月8日，转让给本发明的受让人。
在传输功率和要发送的数据速率间有关系。通信系统一般不允许瞬时改变数据速率。如果传输信道链路条件改变，导致需要在数据速率不能被改变期间改变传输功率和数据速率，则可能擦除发送的数据。因此，在领域内需要估计发送的数据速率，当在所有信道条件下都没有擦除，或者估计以一数据速率进行数据传输需要的功率。
概述
在本发明的一方面，上述需要是通过以下来满足的：在数据源处确定数据要在其上发送的链路的质量度量；修改所述质量度量一质量度量裕量；以及根据所述的修改的质量度量确定数据的最大速率。或者，以一数据速率进行数据传输需要的功率是根据所述修改的质量度量和数据速率而确定的。
在本发明的另一方面，质量度量是被修改一预定质量度量裕量。或者，修改所述质量度量裕量一质量度量裕量是通过以下方法获得的：当传输第二基准信号传输需要的功率超过从先前修改的质量度量确定的第二基准信号传输需要的功率时声明中断事件；检测在预定间隔内的中断事件发生；以及根据所述检测修改所述质量度量。
在本发明的另一方面，中断的检测是通过：在数据源处确定数据要在其上发送的链路的质量度量；修改所述质量度量一质量度量裕量；以及当基准信号传输需要的功率超过从修改的质量度量确定的基准信号的传输需要的功率，声明中断事件。或者，中断的检测是通过：在数据源处确定数据要在其上发送的链路的质量度量；修改所述质量度量一质量度量裕量；根据所述的质量度量确定最大数据速率；以及当最大数据速率的数据传输需要的功率超过最大可允许传输功率时声明中断事件。
附图简要描述
图1说明HDR通信系统原理图；
图2说明示例前向链路波形；
图3说明反向链路传输功率功率的原理安排；
图4说明反向链路质量估计器的原理安排；
图5说明用于发射功率限制的方法；
图6说明反向链路最大可允许数据速率估计实施例的原理安排；
图7说明预测器的原理图；
图8说明峰值滤波器的原理图；
图9说明示例反向链路波形；
图10说明反向链路最大可允许数据速率估计另一实施例的原理安排；以及
图11根据一实施例说明中断事件检测器。
详细描述
定义
“示例”一词在此仅用于指“作为示例、示例或说明”。任何在此描述为“示例”的实施例不一定理解为最优的或优于其它实施例的。
接入网络一词在此仅指接入点(AP)和一个或多个接入点控制器的集合。接入网络在多个接入终端(AT)间传输数据分组。接入网络可能进一步连到接入网络外的附加网络，诸如公司内联网或因特网，且可能在每个接入终端和该种外部网络间传输数据分组。
基站一词在此指HDR通信系统内的AP，在此仅指与订户站通信的硬件。小区指硬件或地理覆盖区域，这取决于该术语使用的环境。扇区是小区的分区。因为扇区有小区的属性，所有在此涉及小区的原理均可扩展到扇区。
订户站一词在此指HDR通信系统中的AT，在此仅指与接入网络通信的硬件。AT可以是移动或静止的。AT可能是任何通过无线信道或通过有线信道(例如光纤或同轴电缆)通信的任何数据设备。AT还可能是任何类型设备的一种，包括但不限于：PC卡、小型闪存、外部或内部调制解调器或无线或有线电话。正在与AP建立活动话务信道连接的AT被称为处于连接设定状态。已与AP建立了活动话务信道连接的AT被称为活动AT，还被称为处于话务状态。
通信信道/链路一词在此仅指使用调制特征和编码描述的其上发送信号的单个路由或AP或AT的协议层内的单个路由。
反向信道/链路一词在此仅指AT通过它将信号发送到AP的通信信道/链路。
前向信道/链路在此仅指AP将信号发送到AT通过的通信信道/链路。
软切换一词在此仅指订户站和两个或多个扇区间的通信，其中每个扇区属于不同的小区。在IS-95标准的环境中，反向链路通信由两个扇区接收，前向链路通信同时在两个或多个扇区的前向链路上携带。在IS-856标准的环境中，前向链路上的数据传输不同时在两或多个扇区的一个和AT间进行。
擦除一词仅指识别一消息失败。
中断一词在此仅指订户站接收服务的可能性减少的时间间隔。
描述
图1说明了一通信系统原理图，该通信系统能根据本发明的实施例实现数据最大速率的估计。最大数据速率估计的各个方面将在CDMA通信系统环境中描述，尤其是根据IS-856标准的通信系统。然而，领域内的这些技术人员可以理解最大数据速率估计的方面可适用于各个其他通信环境。相应地，在此对CDMA通信系统的任何参考只用于说明本发明的发明性方面，可以理解这些本发明性方面有很广的应用范围。
在上述的通信系统中，AP 100将数据在前向链路106(1)上发送到AT 104，并从AT 104在反向链路108(1)上接收数据。类似地，AP 102将数据在前向链路106(2)上发送到AT 104，并从AT 104在反向链路108(2)上接收数据。根据一实施例，在前向链路上的数据传输以前向链路和通信系统可以支持的最大或接近最大数据速率从一个AP发送到一个AT。其他的前向链路信道，例如控制信道可以从多个AP发送到AT。反向链路数据通信可以从一个AT到一个或多个AP。AP 100和AP 102在回程112(1)和112(2)上连接到控制器110。回程一词用于意味着控制器和AP间的通信链路。虽然图1内只示出了两个AT和一个AP，领域内的普通技术人员可以意识到，这只是为了教学目的，通信系统可以包括多个AT和AP。
开始时，AT 104和一个AP例如AP 100使用预定的接入过程建立通信链路。在该连接的状态，AT 104能从AP 100接收数据和控制消息，并能将数据和控制消息发送到AP 100。AT 104连续地搜索其他可以被加入AT 104活动集合的AP。活动集合包括能与AT 104通信的AP列表。当找到该种AP时，AT 104计算AP前向链路的质量度量，这在一个实施例中包含信号-干扰加噪声比(SINR)。在一实施例中，AT 104搜索其他AP并根据导频信号确定AP的SINR。同时，AT 104为在AT 104活动集合内的每个AP计算前向链路质量度量。如果来自一特定AP的前向链路质量度量在预定的加阀值以上或在预定的降阀值以下一预定时间段，则AT 104将该信息报告给AP 100。来自AP 104的相继的消息引导AT 104将特定AP加入或从AT 104活动集合中删除。
AT 104基于参数集合从活动集合选择服务AP。服务AP一词指特定AT选择的用于数据通信的AP或将数据传送到该特定AT的AP。参数集合可以包括当前和先前SINR测量、比特差错率和/或分组差错率以及其他领域内技术人员已知的参数。在一实施例中，服务AP根据最大SINR测量被选择。AT 104然后在数据请求消息(DRC)内规定选定的AP，该消息在数据请求信道(DRC信道)上被发送。DRC消息可以获得请求的数据速率或者前向链路质量的指示，例如测量的SINR、比特差错率或分组差错率。在一个实施例中，AT 104可以通过使用Walsh码将DRC消息的传输引导到特定的AP，该Walsh码唯一标识特定AP。DRC消息码元是用唯一的Walsh码经张量相乘(成形)。张量乘法(成形)操作被称为信号的Walsh覆盖。由于AT 104的活动集合内的每个AP用唯一的Walsh码经标识，只有将DRC信号与正确的Walsh码相关的选定AP可以正确地对DRC消息解码。
发送到AT 104的数据到达控制器110。根据一实施例，控制器110在回程112上将数据发送到所有AT 104活动集合内的所有AP处。在另一实施例中，控制器110首先确定哪个AP被AT 104选择为服务AP，然后将数据发送给服务AP。数据被存储在AP的队列中。然后由一个或多个AP将寻呼消息在相应的控制信道上发送到AT 104。AT 104在一个或多个控制信道上对信号解调并解码以获得寻呼消息。
在每个时间时隙处，AP可以调度到接收寻呼消息的任何AT的数据传输。用于调度传输的示例方法在美国专利号6229795内得到描述，题为“SYSTEM FORALLOCATING RESOURCES IN A COMMUNICATION SYSTEM”，被转让给本发明的受让人。AP使用从DRC消息内的每个AT接收到的速率控制信息，使得能以最高可能速率有效地发送前向链路数据。在一实施例中，AP基于从AT 104接收到的DRC消息的最近值确定将数据发送到AT 104的数据速率。另外，AP唯一地通过对该移动站唯一的扩展码标识到AT 104的传输。在示例实施例中，该扩展码是长伪噪声(PN)码，由IS-856标准定义。
数据分组指向的AT 104接收数据传输并对数据分组解码。在一实施例中，每个数据分组与一个标识符相关，例如序列号，这为AT 104用于检测丢失或重复的传输。在该事件中，AT 104通过反向链路数据信道传递丢失的数据单元的序列号。控制器110通过与AT 104通信的AP从AT 104接收数据消息，然后向AP指明哪些数据单元没有被AT 104接收到。AP然后调度该种数据单元的重发。
领域内的技术人员可以意识到AP可以包括一个或多个扇区。在以上描述中，AP一词用于对HDR通信系统的基本原理进行清楚的解释。然而，领域内的技术人员可以将解释的概念扩展到包括任何数目扇区的AP。因此，扇区的概念可以在整个文档中被使用。
前向链路结构
图2说明示例前向链路波形200。为了教学目的，波形200按照上述的HDR系统的前向链路波形建模。然而，领域内的技术人员可以理解，该原理可应用于不同的波形。因此，例如，在一实施例中，波形不需要包含导频信号突发脉冲串，且导频信号可以在分开的信道上被发送，这可以是连续或突发的。前向链路200以帧定义。帧是包括16个时隙202的结构，每个时隙202为2048个码片长，对应1.66毫秒时隙持续期间，从而26.66毫秒帧持续期间。每个时隙202被分成两个半时隙202a、202b，在每半个时隙202a和202b内发送导频突发204a、204b。在示例实施例中，每个导频突发204a、204b为96码片长，且其中心位于其相关的半时隙202a、202b的中点处。导频突发204a、204b包括带有索引0的Walsh覆盖所覆盖的导频信道信号。前向媒体访问控制信道(MAC)206形成两个突发脉冲串，它们就在每个半时隙202的导频突发204之前或之后被发送。在示例实施例中，MAC由多达64个码信道组成，它们正交地由64元Wal sh码覆盖。每个码信道用一MAC索引标识，其值在1到64之间，并标识唯一的64元Walsh覆盖。反向功率控制信道(RPC)用于为每个订户站调节反向链路信号功率。RPC指令通过在基站处将测量的反向链路传输功率与功率控制设定点比较而经生成。如果测量的反向链路传输功率低于设定点，则提供RPC上升指令给订户站以增加反向链路传输功率。如果测量的反向链路传输功率高于设定点，则提供RPC下降指令给订户站以减少反向链路传输功率。RPC被分配给MAC索引在5和63之间的可用MAC的一个。MAC索引为4的MAC用于反向活动信道(RA)，它实现在反向话务信道上的流量控制。前向链路话务信道以及控制信道有效负荷在第一半时隙202a的剩余部分208a以及第二半时隙202b的剩余部分208b内被发送。
反向链路功率控制
不同于前向链路，其信道总是以全可用功率发送，反向链路包括信道，其传输是经功率控制的，为了如上所述获得最大化通信系统容量的目的。因此，数据最大速率估计方面会在反向链路环境中描述。然而，如领域内的普通技术人员可以理解的，这些方法等价地可应用于通信系统内的前向链路，其前向链路也是经功率控制的。
根据IS-856的通信系统的反向链路传输是由两个功率控制环路控制的：开环路和闭环路。开环路和闭环路的原理安排在图3内得到描述。第一功率控制环路是开环路。开环路在框302内生成反向链路质量度量估计。在一实施例中，质量度量是一路径损失。估计的路径损失然后根据例如基站负载的其他因子被转换成需要的发射功率(TxOpenLoopPwr)。在一实施例中，如图4内说明的，框302(图3)包括对接收到的信号功率RxPwr进行滤波的滤波器302。经滤波的RxPwr连同参数K一起被提供给框304，该参数K提供基站负载的补偿以及到TxOpenLoopPwr的变换。在一实施例中，框304根据等式(1)组合经滤波的RxPwr以及参数K。
TxOpenLoopPwr＝K-F(RxPwr) (1)其中F是滤波器302的传递函数
在一实施例中，接收到的信号是在导频信道信道上接收到的信号。领域内的技术人员可以理解开环估计的其他实施例也是已知的且可以相等地被应用。
参考图3，闭环的函数用于纠正开环估计，这不需要考虑环境导致的情况，诸如屏蔽以及其他用户干扰，以在基站处获得期望的信号质量。在一实施例中，期望的信号质量包括信噪比(SNR)。这可以通过测量反向链路的质量度量并将测量的结果报告回订户站而实现该目标。在一实施例中，基站测量在反向链路上发送的基准信号，并向订户站提供反馈。订户站根据反馈信号调整反向链路传输功率。在一实施例中，基准信道包括导频SNR，反馈包括RPC指令，这在加法器304内被求和并经比例缩放以获得需要的闭环发射功率(TxClosedLoopAdj)。如同开环，闭环在领域内是已知的，其他实施例也是可等价被应用的，如领域内的普通技术人员可以意识到的。
TxOpenLoopPwr以及TxClosedLoopAdj在框306内被求和以生成TxPilotPwr。TxPilotPwr值一般不同于期望的反向链路数据传输的速率(rlRate)需要的总发射功率值。因此，TxPilotPwr需要为需要的rlRate经调整。这可以通过在框308内将rlRate转换成功率并将转换的结果与框310内的TxPilotPwr组合而完成，以产生总发射功率(TxTotalPwr)。因此，TxTotalPwr可以用等式2表示：
TxTotalPwr＝TxOpenLoopPwr+TxClosedLoopAdj+PilotToTotalRatio(rlRate)(2)其中PilotToTotalRatio是描述信号数据速率间的转换的函数，该信号用于确定TxOpenLoopPwr以及TxClosedLoopAdj以及rlRate。
由于发射机实现有最大可允许功率(TxMaxPwr)，TxTotalPwr在框312内可任选地受限。在一实施例中，发射功率限制根据图5内说明的方法经实现。方法在步骤502开始并在步骤504继续。在步骤504，TxTotalPwr与TxMaxPwr相比。如果TxTotalPwr小于或等于TxMaxPwr，方法在步骤506继续，其中TxPwrLimited被设定等于TxMAxPwr；否则，方法在步骤508继续，其中TxPwrLimited被设定等于TxTotalPwr。该方法在步骤510处结束。
从以上描述的功率控制方法可见，如果TxTotalPwr大于TxMaxPwr，则发送的功率被限制在TxMaxPwr。因此，不能保证发送的数据会被成功地接收到并在BS处被解码。因此，最大可允许数据速率估计器被包括在功率控制环路内，如在以下实施例内描述。
最大可允许数据速率估计
图6说明反向链路最大可允许数据速率估计的概念安排。开环在框602内生成反向链路质量度量估计。在一实施例中，质量度量是路径损失。估计的路径损失然后根据例如基站负载的其他因子被转换成需要的发射功率TxOpenLoopPwr。在一实施例中，TxOpenLoopPwr根据图4经估计。TxOpenLoopPwr被提供给框604，这可以在将来的某些事间预测TxOpenLoopPwr值。预测的输出被表示为TxOpenLoopPred。在一实施例中，框604是身份函数；因此，TxOpenLoopPwr不受到框604的影响，因此，TxOpenLoopPred＝TxOpenLoopPwr。框604的另一实施例在图7内说明。
如图7说明的，TxOpenLoopPwr被提供给线性、时变滤波器7102。在一实施例中，滤波器702是低通滤波器。在另一实施例中，滤波器702有传递函数F1＝1；因此，TxOpenLoopPwr不受滤波器702的影响。由滤波器702滤波的TxOpenLoopPwr被提供给滤波器704。在一实施例中，滤波器704是峰值滤波器。峰值滤波器的函数参考图8被说明。
参考图8，在时间t0处，输入信号被提供给峰值滤波器。峰值滤波器输出信号的输出值经初始化为输入信号值。从时间t0到时间t1，输出信号跟踪输入信号。在时间t1处，输入信号达到峰值并开始衰落。输出信号停止跟随输入信号，并开始以一定预定速率衰落。在时间t2处，输入信号开始等于输出信号并开始上升。因此，输出信号停止衰落，并开始跟踪输入信号。
回到图6，TxOpenLoopPred被提供给组合器框610。在一实施例中，组合器框610包括将TxOpenLoopPred与闭环调整(TxClosedLoopPred)预测求和的加法器，以产生发送导频功率的预测(TxPilotPred)。预测的闭环调整TxClosedLoopPred通过向框606提供闭环的反馈信号而经估计。在一实施例中，反馈信号包括RPC指令；因此，框606包括加法器。加法器的输出代表对开环估计的发射功率的纠正的估计(TxClosedLoopAdj)。TxClosedLoopAdj被提供给框608。在一实施例中，框608包括参考图7描述的滤波器，即可选低通滤波器702以及(不可任选)峰值滤波器704。根据一实施例，峰值滤波器704的预定衰落速率为每信号帧0.5dB。峰值滤波器如以下经初始化。一个AT和一个AP使用预定的访问过程建立通信链路，作为其一部分，建立RPC信道。假设RPC信道在时间t0处被建立(参考图8)，RPC指令被提供给框608，因此被提供给峰值滤波器704。TxClosedLoopPred(图8的输出信号)然后在时间t0处经初始化为TxClosedLoopAdj值(图8的输出信号)。
回到框610，TxPilotPred被提供给组合器框612。组合器框612还接受传输功率裕量(TxPwrMargin)。在一实施例中，(未示出)TxPwrMargin是恒量，其缺省值为3dB。在另一实施例中，根据中断事件，TxPwrMargin由框614经动态调整。用于动态调整的TxPwrMargin的方法在以下经描述。回到组合器框612，在一实施例中，组合器框612是加法器，因此其输出，有界传输导频信号(TxPilotUpperBound)由等式(3)给出：
TxPilotUpperBound＝TxOpenLoopPred+TxClosedLoopPred+TxPwrMargin (3)
TxPilotPred值一般不同于以期望的反向链路数据速率(rlRate)传输需要的总发射功率值。因此，TxPilotUpperBound必需为需要的rlRate经调整。这可以通过将rlRate转换成框616内的功率完成，且将组合转换的结果与框618内的TxPilotUpperBound组合以产生有界的总发射功率。给定的rlRate被认为是允许的，如果满足以下等式(4)：
TxPilotUpperBound+PilotToTotalRatio(rlRate)＜TxMaxPwr (4)
为了最优化通信系统的性能，最好确定可允许的(根据等式(4))的最高数据速率(rlRatePredicted)。因此，在框620内TxTotalPwrUpperBound与传输的最大可用功率(TxMAxPwr)相比。因此，框620评估等式(4)。比较的结果被提供给框622。如果满足等式(4)，则框622选择高于刚经测试的rlRate的rlRate，将选定的rlRate提供给框616，且过程经重复直到不满足等式(4)。满足等式(4)的最高速率输出为rlRatePredicted。领域内的一个技术人员可以理解框618-622可以一般用以下实现：通用处理器、数字信号处理器(DSP)或其它处理器、应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或任何以上的组合以实现在此描述的功能。为了该文档的目的，任何上述列举的选择可以一起被称为处理块。
以一数据速率进行数据传输需要的功率的估计
或者，如图6说明的装置可以用于估计以一预定速率传输数据需要的功率。在该实施例中，预定的rlRate生成如上所述的TxTotalPowerUpperBound值。TxTotalPwrUpperBound然后可以被输出(未示出)。或者，TxTotalPwrUpperBound可以与一个或多个阀值比较，且例如结果可以被用于控制功率放大器的状态，以改善发射机(通信设备)的能量效率。因此，TxTotalPwrUpperBound在框620内与一个或多个阀值比较。比较结果然后被提供给框622。框620提供等式(4)是否满足框622的指示，这提供合适的输出，例如预定rlRate值、对应的阀值和等式(4)是否满足的指示。如果需要，该过程对所有可用rlRates以及阀值重复。
TxPwrMrg动态调整
如上所述，反向链路信道包括从AT发送到接入网络的物理层信道。图9说明示例反向链路波形900。为了教学原理，波形900根据据IS-856标准的上述系统的反向链路波形建模。然而，领域内的普通技术人员可以理解该本教义可以应用到不同的波形。反向链路信道900以帧902被定义。帧是包括16个时隙904(n)的结构，每个时隙904(n)为2048个码片长，对应1.66毫秒时隙持续期间，因此26.66毫秒帧持续期间。
根据IS-856标准，数据速率只能在帧边界处改变。一般，rlRatePredicted值在帧开始前的几个时隙被确定，为了达到在反向链路上在该帧期间发送的数据速率。假设根据上述实施例，rlRatePredicted值在时间t0处被确定，即帧902(m)开始前的k个时隙(k＞0)。在帧902(m)的开始处，AT根据开环和闭环功率控制为确定的rlRatePredicted评估发射功率要求，并开始发送数据。在帧持续时间期间，发射功率根据开环和闭环功率控制的更新经调整。因此，实际的发射功率可能不同于发射功率TxTotalPwrUpperBound，TxTotalPwrUpperBound对应确定的rlRatePredicted。为了评估最大可允许数据速率估计的性能，可以使用中断的概念。
902(第m个)帧的第n个时隙被定义为类型A的中断，如果在第n个时隙处的rlRatePredicted需要的功率大于在时间t0处为rlRatePredicted确定的功率，即如果满足等式(5)：
TxOpenLoop[16m+n]+TxClosedLoop[16m+n]+PilotToTotalRatio(rlRatePredicted[16m-k])＞TxMaxPwr (5)
如果902(第m个)帧的第n个时隙不是类型A的中断，则从等式(4)和(5)得到：
TxPilotPred[16m+n]+PilotToTotaRatiol(rlRatePredicted[16m-k])≤xPwrMargin (6)
902(第m个)帧的第n个时隙被定义为类型B的中断，如果在第n个时隙处的rlRatePredicted需要的功率大于在时间t0处为rlRatePredicted确定的功率，即如果满足等式(7)
TxPilotUpperBound[16m+n]＞TxPilotUpperBound[16m-k]，n＝0，1，...，15 (7)
如果902(第m个)帧的第n个时隙不是类型B的中断，则从等式(4)和(7)得到：
TxPilotPred[16m+n]+PilotToTotalRatio(rlRatePredicted[16m-k])≤TxMaxPwr (8)
等式(6)和(8)示出如果在时间t0处确定的rlRatePredicted值用于在下一帧902(m+1)上发送数据，则反向链路在帧902(m+1)的第n个时隙上不是功率受限的。
已经发现由于用于缓解改变信道条件的各个方法，这些方法例如差错纠正、交织和其他领域内已知的其他方法，帧内隔离的时隙中断不会导致分组解码差错，然而，一帧中的过多的时隙中断导致分组解码差错。通信系统的设计目标是为了限制时隙中断概率，为了保证由于分组差错引起的最小性能恶化，而同时最大化在所有信道条件下的反向链路吞吐量。从等式(3)、(4)、(6)和(8)，增加的TxPwrMargin可以减少中断概率，而减少TxPwrMargin增加了预测的反向链路数据速率。换而言之，TxPwrMargin的较大值提供了预测的反向链路数据速率的保守估计，导致较低的用户吞吐量且可能减少反向链路容量。因此，在另一实施例中，TxPwrMargin的值根据改变的信道条件经动态调整，为了使得中断概率维持在期望值。
在一动态调整TxPwrMargin的实施例中，为每个帧902(m+1)评估中断的发生。如果发生时隙中断，TxPwrMargin递增PwrMarginUpstep；否则，TxPwrMargin递减PwrMarginDownStep。在一实施例中，TxPwrMarginUpStep＝0.5dB，TxPwrMarginDownStpe＝0.05dB。TxPwrMargin进一步限制在TxPwrMarginMin和TxPwrMarginMAx间。在一实施例中，TxPwrMarginMin＝0dB，且TxPwrMarginMax＝6dB。
在另一实施例中，如果帧有j个时隙中断，0＜＝j＜＝16，TxPwrMargin递增TxPowerMarginStep[j]，其中TxPowerMarginStep[]为长度16的阵列。值得注意的是，阵列TxPowerMarginStep[]的几个元素可以是零，以允许上述考虑的即帧内的几个隔离的时隙中断不会导致分组解码差错。TxPwrMArgin进一步被限制在TxPwrMarginMin和TxPwrMarginMAx间。
棘齿模式
另外，当类型A中断用于TxPwrMargin的动态调整，则进入特别的更新模式—棘齿模式—如果确定的rlRatePredicted从较低值改变到数据值的最大可允许速率(rlRateMaxAllowable)，或如果确定的rlRatePredicted从更高值改变到数据的最小速率(rlRateMinAllowable)。
如果确定的rlRatePredicted从较低值改变到rlRateMaxAllowable，功率裕量的下界(TxPwrMarginLow)被设定为等于TxPwrMargin的当前值。如果发生时隙中断，TxPwrMargin递增PwrMarginUpStep。如果没有发生时隙中断，评估等式(9)：
TxPwrMargin-PwrMarginDownStep＞＝TxPwrMarginLow (9)
如果满足等式(9)，则TxPwrMargin递减PwrMarginDownStep；否则TxPwrMargin被设定等于TxPwrMarginLow。当确定的rlRatePredicted从最大可允许数据速率值改变到较低值，则TxPwrMarginLow被设定到TxPwrMarginMin。在确定的rlRatePredicted降到低于rlRateMaxAllowable以下退出棘齿模式。
如果确定的rlRatePredicted从更高值改变到rlRateMinAllowable，功率裕量的上界(TxPwrMarginUpper)被设定为等于TxPwrMargin的当前值。如果发生时隙中断，则评估等式(10)：
TxPwrMargin+PwrMarginUpStep＞＝TxPwrMarginUpper (10)
如果满足等式(10)，则TxPwrMargin不改变；否则TxPwrMargin递增PwrMarginUpStep；如果没有发生时隙中断，则TxPwrMargin递减PwrMarginDownStep。在确定的rlRatePredicted超过rlRateMaxAllowable时，推出棘齿模式。
在棘齿模式的另一实施例中，如果rlRatePredicted等于rlRateMaxAllowable，且时隙中断不发生，则TxPwrMargin不从当前值改变。如果发生时隙中断，则TxPwrMargin递增PwrMarginUpStep。如果rlRatePredicted等于rlRateMinAllowable，且发生时隙中断，则TxPwrMargin不从当前值改变。如果时隙中断不发生，则TxPwrMargin递增PwrMarginDownStep。
图11根据一实施例说明中断事件检测器1100。要确定其中断信号的(TxSignal)传输功率连同基准信号(TxRefSignal)被提供给框1102。当TxSignal大于TxRefSignal时，框1102提供输出。在一个实施例中，框1102包括比较器。框1102的输出被提供给框1104。框1104进一步被提供以来自框1106的时序信号。框1104输出一信号，该信号提供大于TxRefSignal的TxSignal发生次数的信息。
领域内的技术人员可以意识到虽然各个实施例以开环和闭环实现的功率控制意义上描述，这只是为了教学目的。很清楚的是，任何使得AT能估计AT在其上发送数据的反向链路的质量度量就足够的。因而，如果AT仅使用环或只使用闭环，实施例也等价地可应用。因此，参考图6，如果只实现开环(即删除框606和608)形成图6，实施例是有效的，可以实现为：
TxOpenLoopPwr＝TxPilotlPwr (11)
另外，在特别情况下，当路径损失缓慢地改变，图6内描述的实施例可以进一步如图10内说明的经简化，其中框1002、1006、1008、1010和1012的功能与框602、606、608、610和612的功能相同。领域内的普通技术人员可以意识到，将框1012移入闭环分支不改变TxPilotPredUpperBound的确定，因为等式(3)成立。
领域内的技术人员可以意识到虽然各个实施例以流程图和方法的形式被描述，这只是为了教学目的。各方法可以由各装置实现，在一实施例中，包括了在AT和/或AP处与发射机和接收机或其他合适模块接口的处理器。
本领域内的技术人员可以理解信息和信号可能使用各种不同的科技和技术表示。例如，上述说明中可能涉及的数据、指令、命令、信息、信号、比特、码元和码片最好由电压、电路、电磁波、磁场或其粒子、光场或其粒子、或它们的任意组合来表示。
本领域的技术人员还可以理解，这里揭示的结合这里描述的实施例所描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤可以用电子硬件、计算机软件或两者的组合来实现。为清楚地说明硬件和软件的可互换性，各种说明性的组件、方框、模块、电路和步骤一般按照其功能性进行阐述。这些功能性究竟作为硬件或软件来实现取决于整个系统所采用的特定的应用程序和设计。技术人员可以以多种方式对每个特定的应用实现描述的功能，但该种实现决定不应引起任何从本发明范围的偏离。
各种用在此的说明性实施例揭示的逻辑框、模块和电路的实现或执行可以用：通用处理器、数字信号处理器(DSP)或其它处理器、应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或任何以上的组合以实现在此描述的功能。通用处理器最好是微处理器，然而或者，处理器可以是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器可以实现为计算设备的组合，例如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个结合DSP内核的微处理器或任何该种配置。
在此用实施例揭示的装置步骤或算法可能直接以硬件、处理器执行的软件模块或两者的组合执行。软件模块可以驻留于RAM存储器、快闪(flash)存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动盘、CD-ROM、或本领域中已知的其它任意形式的存储媒体中。一示范处理器最好耦合到处理器使处理器能够从存储介质读取写入信息。或者，存储介质可能整合到处理器。处理器和存储介质可驻留于专用集成电路ASIC中。ASIC可以驻留于用户终端内。或者，处理器和存储介质可以驻留于用户终端的离散元件中。
上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不使用创造能力。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。
该申请文档的一部分公开内容包含受版权保护的材料。版权所有者不反对由本申请文档或申请公开内容进行传真复制，按照它出现在美国专利和商标局的专利文件或记录中那样，但无论如何仍保留所有的版权。