无线通信系统中的发射功率调制的方法和装置 背景
领域
本发明涉及无线通信。
背景
现代通信系统可能被要求能支持多种应用。例如，系统可以允许通过陆地链路在用户间进行语音和数据通信。一种该种通信系统是码分多址(CDMA)系统，它符合“TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station CompatibilityStandard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”，此后被称为IS-95标准。另一该种系统是符合六部分的TIA/EIA/IS-2000系列的CDMA系统，又被称为1x。另一支持高数据速率通信的CDMA系统符合高速率分组数据空中接口规范“TIA/EIA/IS-856”，且已知为1xEvolution-DataOptimized(1xEV-DO)。
支持无线数据通信的网络无线地向多个用户提供数据服务。在一些示例中，网络可能在某时刻向一个用户提供数据服务。一些用户可能有较好质量的传输信道，使得他们能以高速率接收数据。其他用户观察到的信道可能较差，使得他们只能以较低的速率接收数据。传输信道观察到的质量可能随着时间改变，使得用户可能在对应的不同时段以不同速率接收数据。
两个参数可以用于测量数据通信系统的性能，即(1)传输数据分组需要的传输延时，(2)系统的平均吞吐量。传输延时一般对于数据通信地影响不同于对语音通信的影响，但它是测量数据通信系统性能的重要度量。例如，更低的传输延时会导致使用实时应用更大的潜力。平均吞吐量可以作为通信系统的数据传输容量的效率测量。
期望最大化系统吞吐量。该标准意味着在任何一个时刻，应对观察到最佳信道质量的用户进行服务。然而，还期望要公正性，因为有时还要对观察到较差信道质量的用户进行服务。
不幸的是，以较低数据速率对用户服务会对总系统吞吐量造成损害。在网络每对一个用户提供数据服务的情况下，以较低数据速率对用户服务可能会妨碍网络在同时对另一用户提供更多的数据服务(即以更高的数据速率)。因此，期望至少有时服务所有等待数据的所有用户，还期望以高数据速率服务每个用户。
概述
根据本发明一实施例的发射机包括第一增益元件和第二增益元件。第一增益元件用于根据第一增益因子调制射频信号以生成第一输出信号。第二增益元件用于根据第二增益因子调制射频信号以生成第二输出信号。两个增益因子的幅度随着时间改变，第二增益因子的幅度相对于第一增益因子幅度随着时间改变。该实施例的其他实现可以包括值发生器，被配置和安排为生成增益因子和/或天线以用于基于第一和第二输出信号辐射信号。
根据本发明另一实施例的发射机还包括第一增益元件和第二增益元件。如上，第一增益元件用于根据第一增益因子调制射频信号以生成第一输出信号。在该情况下，第二增益元件用于根据第二增益因子调制第一输出信号以生成第二输出信号。同样，增益因子幅度随着时间改变，第二增益因子的幅度随时间改变，第二增益因子的幅度关于第一增益因子幅度随着时间改变，且该实施例的其他实现还可以包括值发生器和/或天线。在此还描述根据其他实施例的发射机和其他装置、方法和系统。
附图的简要描述
图1示出在不同位置的两个接收机R1、R2的框图，R1和R2离开发射天线A10的半径距离相同。
图2是根据本发明实施例的发射机100的框图。
图3是发射机100的实现102框图。
图4是发射机100实现200框图。
图5是发射机100的实现202框图。
图6是根据本发明实施例的发射机150框图。
图7是发射机150的实现152的框图。
图8是发射机150的实现250框图。
图9是发射机150实现300的框图。
图10是发射机100的实现400框图。
图11是发射机100的实现450的框图。
图12是根据本发明实施例的装置A100的框图。
图13是组合发送模式图。
图14是装置A100的多个实例应用内的天线相应覆盖区域图。
图15是两个组合发送模式图。
图16是包括装置A100多个实例的系统框图。
图17是根据本发明实施例的系统S100框图。
图18是前向链路信号说明。
图19(10)是典型六边形蜂窝布局内的SINR分布的累积分布函数(CDF)图。
图20是组合发送模式图。
图21是组合发送模式图。
图22是基站B100的实现B102框图。
详细描述
“示例”一词在此仅用于指“作为示例、实例或说明”。任何在此作为“示例”描述的实施例不一定被理解为最优或优于其他实施例的。
可能期望在与发射机(例如无线数据通信网络的发射机)通信的接收机中增加关于观察的信道质量的分集。例如，可能期望关于空间随时间而改变发射机发送的功率分布，使得与位于发射机半径范围内类似但位于与发射机角度方向不同的接收机观察到不同的信道质量改变模式。
图1说明两个接收机R1、R2示例，它们类似位于全方位发射天线A10的半径范围内但位于离开线100的不同角度方向处。如果该示例忽略路径损失内可能差异，则每个接收机观察到来自天线A10的相同信道质量，如同其他接收机在所有时刻观察到的。在该观察到信道质量相对较差情况下(例如由于半径距离较大，或因为来自一个或多个其他发射机的干扰)，则可能需要相对较长时间段以通过发射天线A10提供数据服务。
增加分集的可能好处是改善的调度算法性能和增加的系统吞吐量。在图1内示出的情况下，例如，如果来自天线A10的传输信道质量(例如接收到的功率)每次对于接收机R1增加，而在另一时间对于接收机R2增加，则可能有更大的系统吞吐量。如果每个接收机看见例如优于先前两倍的最佳信道质量，则数据可能以更高的数据被提供给两个接收机(例如在高信道质量的相应时段内)，所需时间大致等于它在非分集示例中向每个接收机提供相同量数据的时间。在每次发射机可能发送到少于所有接收机(例如只到一个接收机)的情况下，服务任务以这种方式快速处理可以使得发射机比其它方式满足来自更多数量接收机的数据请求(和/或每单位时间服务更大量数据)。
图2示出根据本发明实施例的发射机100框图。增益元件110a和100b接收射频(RF)信号S10。RF信号S10可以在发射机100内生成和/或可以输入或从另一设备或系统被接收。在示例实现中，RF信号S10是复数值已调载波信号，带有I(同相)和Q(正交)分量。例如，RF信号S10可以包括载波信号，该信号使用诸如BPSK(二进制PSK)、QPSK(正交PSK)、8-PSK或OQPSK(偏移QPSK)的PSK(相移键控)调制方案。在另一示例中，RF信号S10可以包括使用诸如16-QAM的QAM(正交幅度调制)方案调制的载波信号。
增益元件110a对信号S10应用第一增益因子G110a以生成第一输出信号S110a。第一增益因子的幅度随着时间改变。增益元件110b对RF信号应用第二增益因子G110b以生成第二输出信号S110b。第二增益因子的幅度相对于第一增益因子的幅度随着时间改变。
每个增益元件110可以使用一个或多个活动设备而实现，诸如双极结型晶体管或场效应晶体管。发射机100可以包括附加增益元件110，它提供增益因子G110到RF信号以生成附加输出信号S110。在该情况下，附加增益因子幅度相对于增益因子G110a随着时间改变。
一个或多个增益因子G110的幅度可以周期性地改变。例如，一个或多个该种幅度可以根据正弦函数而改变[例如cos(ωt+θ)]，其中ω＝2π/T，T是预定周期，且θ是预定的相位偏移值或函数(例如时间t)]。在一些示例应用，最长该种时段小于五秒，且该种时段最短大于十毫秒。在符合IS-856的系统内的一特定应用中，T值是1到2秒。可能期望周期参数T的值的数量级是前向链路调度算法时间常量数量级(如以下所述)。
在一些实现中，一个或多个增益因子G110是复数值的，且该种增益因子的相位可以随着时间改变(例如周期性地)。一该种实现中，增益因子幅度和是恒量(例如单位值)，且至少一个增益因子的相位随着时间改变。
在发射机100实现的一些应用中(例如在有限时段期间)，一个或多个增益元件G110还可以对不是由另一增益元件G110接收到的信号接收机应用增益因子。
图3示出发射机100的实现102框图。在该实现中，值发生器120生成增益因子G110。值发生器120可以包括模拟或数字电路(例如执行指令序列的逻辑元件阵列)，它根据一个或多个预定时间函数计算一个或多个增益因子。或者(或另外)，值发生器120可以包括存储预计算值的一个或多个查询表。
图4示出发射机100的实现200框图。功率放大器210a和210b包括相应的增益元件110a和110b，如上所述。在一些应用中，发射机200内一个或多个信号路径还包括诸如滤波器(可以是陶瓷、空穴或表面声波滤波器)。图5示出发射机100的实现202框图，该发射机包括值发生器120。
图6示出根据本发明另一实施例的发射机150框图。在该安排中，增益元件160接收RF信号S10并对RF信号应用第一增益因子G160以生成第一输出信号S160。增益元件170接收第一输出信号S160，并对输出信号S160应用第二增益因子G170以生成第二输出信号S170。
增益元件160、170的每个可以使用一个或多个活动设备实现，诸如双极结型晶体管或场效应晶体管。发射机150可以包括附加增益元件，它对第一输出信号S160应用增益因子以生成附加输出信号。
如上述的增益因子G110，增益因子G160的幅度随着时间改变，增益因子G170的幅度(以及附加增益元件的增益因子的幅度，如果有)相对于增益因子G160的幅度随着时间改变，且一个或多个这些幅度可以周期性地改变。在一些实现中，一个或多个增益因子是复数值，且该种增益因子的相位可以随着时间改变(例如周期性地)。在一种该种实现中，增益因子幅度和是恒量(例如单位值)，增益因子至少一个的相位随时间改变。
在发射机150的示例实现中，增益因子G160的幅度随着周期性地改变，其中θ是在系统内区别发射机150的一个实例的相位值。在一应用中，例如，θ值由发射机天线或天线阵列的boresite方位角确定。在该种实现中，增益因子G170可以随着改变，其中是时间t的预定相位偏移函数。
图7示出发射机150的实现152框图，它包括值发生器220。值发生器220生成增益因子G160和G170，并可以关于如上所述的值发生器120实现。
图8示出发射机150实现250的框图。功率放大器260接收输出信号S160并将其放大以生成放大信号S260。功率放大器270接收输出信号S170并将其放大以生成放大信号S270。
图9示出发射机150的实现300的框图。功率放大器310和320包括相应的增益元件160和170，如上所述。在一些应用中，发射机300内一个或多个信号路径还包括一个或多个其他处理元件，诸如滤波器(这可以是陶瓷、空穴或表面声波滤波器)。发射机300的其他实现包括值发生器220。
发射机150实现的一个可能优势是增益元件160和/或功率放大器260或310可以是系统的预存元件。在该情况下，发射机可以通过将对应现存输出信号抽头送到加入的组件(例如增益元件170和/或功率放大器270或320)。或者，增益元件160和/或功率放大器260或310可以在该种系统内被替换。
在一应用中，在此揭示的发射机是无线通信的蜂窝系统基站的一部分。例如，发射机可以是基站收发机和/或接入点的一部分。该种蜂窝系统符合上述IS-95、IS-2000以及IS-856标准一个或多个。与发射机通信的接收机可以包括在诸如蜂窝电话、接入终端、可携带数字助手(PDA)、无线调制器(例如连接到台式机、手提电脑或笔记本计算机)，和/或无线本地环路(WLL)站的设备内。
或者，发射机是无线局域网(LAN)的网络接入点一部分。与该种发射机通信的接收机可以被包括在PDA、无线调制解调器和/或其他设备内。在该种应用中，RF信号S10可以使用CDMA或OFDM(正交频分复用)方案。
图10示出发射机100的实现400的框图。RF单元130生成RF信号S10。RF单元130可以包括对一个或多个数据流和/或控制信息上实现基带处理操作，诸如适合于特定应用的编码(例如声编码、循环冗余编码和/或turbo编码)、交织、截短、扩展(例如由一个或多个伪噪声序列)、增益比例缩放和/或覆盖(例如用Walsh或其他正交或接近正交编码)。RF单元130还可以包括实现一个或多个RF处理操作的元件，诸如载波发生和调制(例如一个或多个本地振荡器和混合器)以及滤波。发射机400的其他实现包括值发生器120。
图11示出发射机100的实现450框图，它包括RF单元130和功率放大器210和220。RF单元130还用于提供信号S10到或在如图5-9内示出的发射机内。
图12示出根据本发明实施例的装置A100框图。装置A100包括如上所述的发射机，以及两个或多个天线420阵列，每个天线420耦合到发射机输出信号的一个。在该示例中，装置A100包括发射机200，虽然装置A100的其他实现可以包括上述发射机100或150任何实现。
天线420可以有全方位或方向性发送模式。在一些实现中，装置A100的单个天线420的位置使得其发送模式重合或至少基本重叠。
天线420物理上相互分开。在装置A100的一个实现，天线420的分开间距是信号S20的几个波长。对于频率1.9GHz的载波信号(波长15.8cm)，例如，该种实现内天线420间距为30cm(大致为两个波长)到130cm(大致八个波长)。
受到输出信号驱动的天线阵列420的组合发送模式(即空间上发送功率分布)随着时间改变。在此描述的方法或装置的至少一些实现中，在不同位置和时间观察到的复合发送信号功率改变可以通过考虑到天线420发送的单个信号相互建设性或破坏性地干扰而经建模和/或预测。可以考虑该种干扰以形成低和高场强度模式(例如具有一个或多个波束模式)，其角度分布根据增益因子值的改变随着时间改变。
图13示出在特定时刻一种可能的该种组合发送模式(如上所述)。在该非限制的示例中，天线420是全方向的，且这些天线间距离与复合发送信号的有效范围相比被认为可以忽略。图13内波瓣场高指示强度区域(或“波束”)且它们之间的区域指示了低场强度区域(或“零”)，使得装置A100范围内的静止接收机观察到的传输信道质量随着时间改变。
无线数据通信系统(例如蜂窝系统)可以包括相邻近的几个发射机。在一些该种系统中，发射机可以耦合到位于一起的一个天线阵列(例如装在相同的塔上)，并主要在不同于耦合到其他发射机的天线阵列的不同方向上发送。在一应用中，具有方向性天线的装置A100的几个实例使得每个装置A100的天线420的覆盖区域包括不同扇区(例如图14内示出)。
如接收机观察到的，来自系统内一个发射机的传输信道质量可能受到来自临近发射机干扰的限制(例如是否位于相同地方或在诸如相邻扇区的不同位置内)。该种情况特别在接收机位于或接近发射机天线发送模式的相交区(例如两个小区的相交区)处时发生。可能期望限制一个发射机与另一发射机通信干扰的程度。例如，在一些应用内可能期望限制发射机的发送功率。
图13内的虚线圈表示该种功率限制(例如发送场的强度可能不超出预定幅度)。在一示例中，该限制描述装置A100的有效或期望输出，在该情况下，每个增益因子有0dB的恒量值。或者，该限制描述装置A100的有效或期望输出，在该情况下，增益因子有恒定(可能相等)相位和为一的总幅度。
在包括装置A100的多个实例的应用中，装置A100的实例可以随时间随机地或与装置A100的其他实例同步地改变其发射功率。在一些该种应用中，装置A100的每个实例独立于其他实例改变其发射功率。在该情况下，每个实例天线阵列发送的组合发送模式可以是周期性(例如正弦模式或三角模式)或非周期性的。在包括多个装置A100的实例的系统内，每个实例可以如其他实例有相同或不同类型的组合发送模式。
在包括装置A100的多个实例的其他应用中，装置A100的相近实例内的增益因子改变被同步。在一些该种应用中，装置A100的每个实例输出可以经功率控制，使得对于特定实例的最大功率输出出现的时刻取决于实例的一些特性。
可能期望协调增益因子的改变，使得当装置A100的一个实例关于特定空间区域增加其发射功率，其他装置A100的接近实例关于该区域减少其发射功率。在一些情况下，该种方法可以被视为动态地移动固定接收机所感知的切换边界的过程。
对于图14示出的应用，至少一个增益因子的改变可以基于装置A100的每个实例的天线阵列420的boresite方位角。在特定情况下，装置A100的每个特定实例的天线420的一个发送的功率由以下表达式表示：
P(t)＝P0(dBm)+(dB)*cos(ωt-θ)
其中P0是额定发射功率，θ是方向角，且是P(t)内的峰值变化(例如1到4dB)。在该情况下，装置A100的每个特定实例的天线420的另一个发送的功率可以由以下表达式描述：
P1(t)＝P01*cos(ωt-)
其中P01是抽头的发射功率(例如如输入到增益元件170或功率放大器270或320)；且是随着时间改变的相位偏移函数。在特定应用中，P01值从(20-100％)*P0中选出，在一示例中，相位偏移函数的周期等于或是T数量级的。在另一示例中，相位偏移函数是恒定值，以在天线420的一个发送的信号功率和装置A100的天线420的另一个发送的信号功率间维持恒定相位差。在该情况下，相位偏移函数可以大致为恒定的，使得可能发生相位差内较小和/或暂时的波动(例如为了校准或信令)而不改变发送的信号功率间相位差的基本恒定特性。
图15示出该种应用示例，其中装置A100的两个实例的每个的组合发送功率在一些方向上大于平均发送功率。在该种应用中，增益因子的改变可以在装置A100的各种(例如相邻)实例间同步。例如，装置A100的两个实例的发送模式可以随着时间以相同的角速度旋转，或以相关或不同的角速度旋转，且该种旋转发生在相同方向或相反方向。在一个示例中，时间上的增益因子改变与天线阵列的boresite方向角相关(例如如上述示例)。
在这些或其他情况内，装置A100的增益因子可以经比例缩放，使得时间上装置发送的平均功率的测量(例如根据预选的积分函数)与上述的恒定增益情况相同。否则，如图15示出的，平均功率(由内部点划圈指明)比起恒定增益情况(如外部点划圈指明)会减少。
如图13和15内说明的，在不同位置但离装置A100相同半径距离的接收机可可能在不同时间观察到不同信道质量。在该种情况下，可能期望装置A100以在信道质量被观察到较高和/或期望较高时向相应接收机提供数据。
装置A100可以根据调度或其他初始时间接收到接收机R100的数据。该种数据可以从诸如耦合到装置A100的存储元件或存储元件阵列而接收。或者，该种数据可以通过诸如分组数据服务节点(PDSN P100)的接口从诸如互联网的数据网络接收。在包括多于装置A100的一个实例的系统内(例如如图16示出)，数据控制器C100可能将数据话务路由到一个或多个该种实例以可能传输到接收机R100。
装置A100的进一步实现包括数据队列以存储数据，用于可能通过RF单元130和天线420传送到一个或多个接收机。该种装置A100可以从数据队列以顺序方式发送数据。一旦发送了，数据单元可以从数据队列中删除，或者，发送数据单元可以被保留直到从接收机R100接收到确认。
装置A100发送的数据可以包括数据文件、图像、视频、消息信息、语音或声音信息、网页或其他通信的各个部分。装置A100可以唯一标识到特定接收机R100的数据传输，例如通过对该接收机使用唯一的扩展码。在特定应用中，装置A100使用扩展码，它是定义在上述的IS-95标准内的长伪随机(PN)码。
数据可以作为预定大小的分组被发送。数据分组大小可能根据数据速率改变(或可能独立于数据速率)，且还可能取决于包括在分组内的控制信息(例如，源和目的地标识符)。在一些应用内，数据分组的不同部分可以在两个不同时间被发送(例如在两个不同时隙内)。在这些或其他应用内，分组可以在几个并行流上经多路复用(例如其中每个流在不同频率或频带上被发送和/或用不同Walsh或其他正交或接近正交码经覆盖)。
在一应用中，装置A100是静止的，已知接收机R100相对于装置A100的位置，且希望环境是相对恒定的(即关于散射和衰减现象)。该种条件例如可以在无线本地环路(WLL)安装(尤其是在乡村地区)内或在一定无线LAN内成立。在该种情况下，装置A100可以根据每个接收机期望观察到的信道质量向不同接收机提供数据服务(例如由增益因子改变和接收机的位置确定)。
在其他应用中，装置A100和/或一个或多个接收机R100可以移动和/或环境可以被期望改变。在该种情况下，装置A100可以根据接收机观察的信道质量随时间向不同接收机提供数据服务。在示例应用中，包括接收机R100的移动单元将观察到的信道质量指示符(例如在无线反向数据链路上)发送到包括装置A100的实例。
图17根据本发明实施例示出系统S100的框图。基站B100包括装置A100和接收机BR 100。移动单元M100包括接收机R100和发射机T100。可能期望在特定实现内将装置A100和接收机BR100整合入单个收发单元。类似地，可能期望在特定实现内将接收机R100和发射机T100整合到单个收发单元内。
“前向链路”指从基站到一个或多个移动单元的传输，且“反向链路”指从移动单元到一个或多个基站的传输。在一些系统内(符合IS-95的系统)，前向链路传输发生在一个频带或一个频带集合上，且反向链路传输发生在不同的频带或频带集合上。
除了上述示例外，基站B100可以根据移动单元发送的请求接收定向到移动单元M100的数据(例如在移动单元M100上执行网页浏览器或其他应用生成的请求，可能由基站B100接收到和/或由基站100的另一实例接收到并转发给数据网络)。或者，基站B100可以从移动单元M100的另一实例接收定向到移动单元M100的数据。
在系统S100的一实现中，移动站M100观察来自至少一个基站B100实例的传输信道质量，并将对应的信道质量指示发送到基站B100实例的至少一个。取决于特定应用，在预定事件后(例如用户活动)和/或根据从基站B100的一个或多个实例接收到的传输(例如寻呼消息)移动单元M100根据调度可以恒定地、周期性地观察信道质量。
RF信号S10可以包括导频信号。在该种情况下，移动单元可以基于接收到导频信号观察到的强度发送信道质量指示。在一应用中，导频数据包括全零序列(或全一序列)。导频信道可以经编码(例如用预定伪噪声序列扩展)和/或被覆盖(例如用Walsh或其他正交或接近正交码)。一种或多种该种扩展或覆盖码可以用于标识或互相区别导频信号(例如由装置A100的特定实例发送的)。可以期望装置A100即使在不是立即有可用数据用于传输时发送导频信号。
导频信号可以作为连续信号被发送，或可以时间上与数据和/或控制信号多路复用。例如，RF信号S10可以包括时间上与数据和/或控制信号突发(D/C)多路复用的导频信号突发，如图18内示出。数据或控制信号内信息可以经编码，使得只有特定接收机或接收机R100集合可以对其解码；或者，该种信息可以经编码，使得系统内所有接收机能对其解码。
RF信号S10的传输可以在时间上被分成固定持续时间时隙。在一示例中，每个时隙有1.667毫秒的持续时间。在该种应用中，一个或多个导频信号突发可能发生在该时隙内的预定位置处。在一个示例中，每个时隙包括两个导频突发，每个持续时间为六十四码片，突发发生在时隙的第一和第三部分(共四部分)结尾。
在用于包括导频系统的装置A100一个实现内，控制总发射功率。在另一实现中，导频信号和数据信号经功率控制。在另一实现中，只有数据信号经功率控制。
在一示例中，观察信道质量包括为每个观察的信道测量信号对干扰和噪声比(SINR)(其他信道质量观察包括比特或分组差错率测量)。接收机观察到的SINR是路径损失函数，这对于陆地蜂窝系统随r3到r5增加，其中r是到发送源的距离。路径损失还可以受到由于无线电波路径内人为或自然障碍的随机改变影响。这些随机改变一般被建模为带有8dB标准偏差的对数正态阴影随机过程。图19示出在系统内观察到的SINR分布示例，该系统包括安排在一般六边形蜂窝布局内的发射机，带有全方向天线、r4传播定律以及8dB标准偏差的阴影过程。由于路径损失的随机性质，带有最大SINR值的信号可以由离移动单元远于另一基站的基站发送。
数据速率还可以根据以下表达式与观察到的SINR相关：
Rb=WSINR(Eb/I0),---(1)]]>
其中Rb表示特定信道上的信息速率，W是信号占据的总带宽，且Eb/I0是获得给定性能水平的每比特能量比干扰强度。例如，如果发送信号占据1.2288MHz的带宽，且可靠的通信需要等于3dB的平均Eb/I0，则接收机在信道上观察到3dB的SINR，它可以在该信道上以高达1.2288Mbps的速率接收数据。在另一方面，给定这些参数值，如果接收机受到重大干扰(例如来自相邻发射机)且可以观察到-7dB的SINR，则可靠通信可能不能支持大于122.88Kbps速率。
在一应用中，SINR测量通过对接收到的导频信号解扩展而获得。(一旦到移动单元M100的数据传输开始，可能从数据信号获得进一步的SINR测量)。信道质量指示可以基于本信道质量观察(例如SINR测量)以及一个或多个过去信道质量观察。如果在发送指示前信道条件改变，信道质量指示可能变得不准确，且可能期望在时间上接近处发送信道质量指示到对应的信道质量观察(例如在一个时隙内)。
在包括多于基站B100的一个实例的系统内，移动单元M100可以基于诸如最佳观察到的信道质量的参数选择基站B100的一个或多个实例。在系统S100的实例实现中，移动单元M100发送信道质量指示到基站B100的至少一个选定实例处。例如，移动单元M100可以将信道质量指示发送到基站B100的实例处，它对应最佳观察到的信道质量。取决于特定应用，移动单元M100可以恒定地、周期性地、根据调度、和/或响应于诸如高观察信道质量测量的预定事件(例如与预定阀值比较)或从一个或多个基站B100实例的传输接收而发送信道质量指示。
移动单元M100可以使用诸如BPSK(二进制PSK)、QPSK(正交PSK)或OQPSK(偏移QPSK)的PSK(相移键控)调制方案发送信道质量指示。移动单元M100还可以发送导频信号。在一实现中，同一反向链路信道携带导频信号以及信道质量指示(例如在不同时隙或时隙的不同部分期间)。移动单元M100还可以向基站B100发送其他控制信息(诸如指示基站B100可以应用于减少其发射功率的过度SINR指示)。
在一些应用中，前向链路和反向链路数据传输发生在时隙上。在该种情况下，移动单元M100可以在每个时隙发送信道质量指示。时隙可以在前向和反向链路情况下有相同的持续事件(例如1.667毫秒)。或者，反向链路上的数据传输以较低的数据速率发生，以在反向链路上使用更长的时间基单元以改善效率。
在一个应用中，移动单元M100发射表示SINR测量的量化值的SINR索引，使用更多的比特表示SINR索引可以允许SINR测量的更精细的量化，其可能代价是更大的复杂性和/或传输开销。索引映射可以是线性的或预失真的。对于线性映射，SINR索引内的每次递增表示SINR测量恒定量(例如2.0dB)的对应增加。对于预失真映射，SINR索引内的每次递增可以表示SINR测量内的不同增加。例如，预失真映射可以用于量化SINR测量以匹配图19内示出的SINR分布的累积分布函数(CDF)曲线。
在另一应用中，移动单元M100将信道质量指示作为数据速率请求发送。例如，移动单元M100可以发送一个对以测量的SINR可以可靠支持的最高数据速率传输的请求。数据速率请求可以有不同形式。在一实施例中，该请求指示了所请求的数据速率。在另一实施例中，该请求是指明了请求的数据速率的码元数目或其他码元或码元集合，诸如预先建立的数据速率表格的索引。但在另一实施例中，请求指示前向链路质量(诸如SINR索引)，接收基站B100访问它以确定合适的数据速率。
在包括多于一个基站B100实例的系统中，可能期望移动单元M100发送信道质量指示，使得只有一个或多个基站B100的实例可以接收请求。在一个该种实施例中，基站B100的每个实例被分配一个码(例如Walsh或其他正交或接近正交码)，该码在与移动单元M100通信的基站B100实例中至少是唯一的，且移动单元M100覆盖了信道质量指示，其码对应于基站B100的选定实例。例如，信道质量指示的码元可以是与唯一码的异或(XOR)，使得只有实现相同XOR操作的基站B100的实例(即使用正确码)可以对传输解码。在特定示例中，唯一码是Walsh码128(一百二十八)个码片长。
在系统S100的一个实现内，移动单元M100计算可以根据观察到的信道质量可靠支持的最大数据速率，将该速率量化到可供使用的(例如经索引)数据速率，且并作为信道质量指示发送该可用数据速率指示。在一种该应用中，最小可用数据速率是38.4Kbps且最大可用数据速率是2.4576Mbps。最小可用数据速率可以基于诸如系统内最差情况的SINR测量、系统处理增益、任何差错纠正码设计以及性能的期望水平的因子而被选择。
支持可用的数据速率更大的数目可以要求更多的比特以标识请求的数据速率，且可能允许更有效地使用前向链路(例如由于计算的最大数据速率和最近可用数据速率间的最小量化差错)。可用数据速率间的递增可以表示几个因子间的折衷，所述因子诸如移动单元M100获得的信道质量测量的准确性、数据速率量化导致损失(或无效)，以及将数据速率请求从移动单元M100发送到基站B100所需的比特数。在一应用中，3dB的线性递增分开了相邻的可用数据速率。在其他应用中，可以使用非线性映射。
类似地，可以在可用数据速率数和传送信道质量指示需要的比特数之间折衷。在一个应用中，可用数据速率数是七，且3比特速率索引用于信道质量指示以标识这些数据速率中被请求的一个。
在一些实现中，信道质量指示可以被冗余地发送。例如，可以期望保证该种信息传输内低差错概率。在该情况下，移动单元M100可以在传输前对信道质量指示应用差错纠正码。在一种该实施例内，移动单元M100包括一码率(8，4)CRC(循环冗余校验和)分组编码器，它将3比特数据速率消息编码成为8比特码字，且基站B100包括合适解码器。如上所述，可能期望在一些应用中在用对应的基站B100的一个或多个选定实例的唯一码传输前覆盖码字。(在一应用中，码字包括过度SINR指示)。
在另一实现中，信道质量指示使用绝对基准和相对基准被发送到基站B100。在一该种应用中，绝对基准被周期性地发送。绝对基准以预定的准确度标识观察到的信道质量指示。在绝对基准传输间，移动单元M100发送(例如在每个时隙)相对基准，它指示当前请求的数据速率是否高于、低于或与先前请求的数据速率相同。绝对基准的周期性传输可以使得请求的数据速率被不断设定为已知状态，并可以减少或防止差错的累加(例如由于相对基准的错误接收)。在一应用中，其中使用更少的比特发送相对基准，可以实现反向链路传输内的总减少。发送信道质量指示的其他协议也是可能的，且被包括在本发明范围内。
在一实现中，移动单元M100在每个时隙的前一半内发送信道质量指示。该种安排可以允许接收基站使用时隙的剩余一半以对信道质量指示解码和/或解覆盖(如果必要)，且如果合适在下一连续时隙配置装置A100进行数据传输(例如如果数据可用且没有选择到另一接收机的传输)。如果下一连续时隙不可用，基站B100可以继续对反向链路信道监控新信道质量，直到时隙可用。
在一应用中，当如上所述移动单元M100接收数据传输期间，移动单元M100在每个时隙处发送信道质量指示。在该情况下，移动单元M100在剩余时隙期间可能或可能不发送导频信号。在当移动单元M100不接收该种数据传输时段内，移动单元M100可能期望在反向链路信道上发送导频信号，且可能在整个时隙期间发送。
在上述情况下，移动单元M100将信道质量指示发送到基站B100，它包括请求数据速率，且基站B100将以请求的数据速率将数据发送到移动单元M100。在该情况下，对于基站B100可能不必要显式地向移动单元M100标识数据传输的速率。在其他应用中，基站B100可以以不同于请求的数据速率的速率发送，这基于诸如基站B100可用的资源的因子(例如队列大小、发送到移动单元M100可用数据量，可用发射功率)以及先前接收到的信道质量指示。在该情况下，使用的数据率可以在另一前向链路信道上发送到移动单元M100，或可以由移动单元M100从数据传输本身被检测到。
在示例实施例中，基站B100在接收到定向到移动单元M100的数据后发送寻呼信号到移动单元M100。寻呼信号可以经编码(例如由特定伪随机序列扩展)或否则经格式化，使得只有特定移动单元M100可以对其进行解释。在包括基站B100的多于一个实例的系统内，多于一个该种实例可以接收定向到移动单元M100的数据并将寻呼信号发送到移动单元M100。
在一些应用中，基站B100可以接收定向到多于一个移动单元M100实例的数据，并可能将寻呼信号发送到多于一个的移动单元M100实例，且/或可以从多于一个移动单元M100的实例接收信道质量指示。在一该种情况中，基站B100可以选择一个或多个移动单元M100的不同实例用于从一个时隙到一个时隙时的数据传输。
在发送寻呼信号后，根据该种实现的基站B100可以在反向链路信道上监控来自移动单元M100的信道质量指示。在接收到信道质量指示后，基站B100可以将数据发送到移动单元M100(例如开始于下一可用时隙)。如果在反向链路信道上没有检测到信道质量指示，基站B100可以用预定次数重新发送寻呼信号。或者，基站B100可以接收中止过程的指令(例如来自控制器C100)(例如由于基站B100的另一实例与移动单元M100通信)。
在一应用中，移动单元M100可以在每个时隙内从不同基站B100实例请求数据传输(例如随相对信道质量改变)。在该种应用中，可能期望在不同的基站B100实例间协调到移动单元M100的数据传输。
在一该种系统S100实现中，基站B100的一实例通知控制器C100关于到移动单元M100的数据传输。控制器C100然后发送到其他基站B100实例一更新消息，该消息标识发送的数据。例如，控制器C100可以将该种消息发送到所有该种实例或只发送到分配与移动单元M100通信的实例(例如，具有定向到移动单元M100的数据的基站B100实例)。如果移动单元M100然后请求来自基站B100的不同实例的数据传输(例如在相继发送的信道质量指示内)，新实例可以发送还未发送到移动单元M100的数据单元。
在一应用中，基站B100的新实例根据来自控制器C100的最近更新消息发送数据。或者，新实例可以选择数据单元以使用预测方案发送，所述方案基于诸如平均传输速率和先前更新消息的度量。
可能期望控制器C100和/或基站B100能互相区别数据单元(或分组)。在一应用中，数据单元使用唯一序列号标识。在该情况下，移动单元M100可以检测到接收到的数据单元序列不完整，并可能标识并请求丢失的数据单元的重发。
在一些应用中，可能期望限制装置A100的组合发送信号内的改变程度。例如在系统S100的实现内，基站B100的多个实例(“活动集合”)可以被分配以与移动单元M100通信，这至少部分基于如由移动单元M100指示的信道质量。如果接收到导频信号的强度在预定的加入阀值上或低于预定的下降阀值，移动单元M100可以报告该观察，且相继控制信号可以引导移动单元M100以相应地从或向其活动集合加入或删除基站B100的这些实例。在该实现中，可能期望在移动单元M100的活动集合内避免引起高的转换速率。
在另一示例中，移动单元M100和一个或多个基站B100的实例间通信可以包括支持一个或多个控制环路的反馈信息(在一特例中，RF信号S10包括该种控制信息)。在一个该种环路中，基站B100发送信息以控制移动单元M10的发射功率。如果移动单元观察到的信道质量改变如此之大使得基站B100发送的控制信息没有被接收到，则可能控制环路不按期望的运作。
在另一示例中，移动单元M100可以如上所述接收来自基站B100的寻呼信号。如果移动单元M100观察到的信道质量改变过大，则移动单元M100可能不能接收到寻呼信号。
在装置A100的一些实现内，限制发送信号电平的改变。图20说明由装置A100的该种实现发送的组合信号的一可能发送模式。可见该模式比起图13示出的模式有更少的改变程度(虚线圈表示改变项减少到零的情况，且还可以表示图13中的圈相同的功率限制)。
在装置A100的一该种实现内，一个或多个增益因子的幅度改变为[k*α(t)]，其中k是常数因子，且α(t)是随时间改变项。图21示出该种装置A100实现发送的组合信号的可能发送模式(虚线圈表示改变项减少到零的情况，且可能表示图13内圈的相同功率限制)。在该示例中，k值对应期望期望峰值功率改变因子(例如1-4dB)，且α(t)是(例如零均值)确定或不确定过程，其值被限制在范围[-1，t1]内。在一该种示例中，α(t)值为cos(ωt+θ)。如图15示出且如上描述的，装置A100的相邻实例的增益因子改变可以被同步。
如果移动单元M100观察到的信道质量是时变的，则移动单元M100可以指明相对于一部分时间平均的较高信道质量以及相对于其他一部分时间平均的较低信道质量。可能期望在指明的信道质量高于平均的时段期间调度对移动单元M100的数据传输。
在一些实现中，基站B100计算(可能对于移动单元M100的几个不同实例)来自每个移动单元M100的实例的多个信道质量指示的平均。例如，计算该平均可以包括对接收到的信道质量指示历史应用低通滤波器。基站B100然后将数据发送到指明高于平均信道质量的这些移动单元M100的实例。
在另一示例中，低通滤波器被应用到速率历史，特定实例在该速率上被服务，结果与当前信道质量指示比较。在一该种实现中，数据传输偏向于一移动单元M100实例，其信道质量指示指示了数据速率高于实例先前被服务的平均数据速率。
可能期望按照数据传输历史归一化的信道质量指示来调度数据传输。在特定示例中，调度器H100调度下一到移动单元I的数据传输，且该传输具有最高的请求数据速率DRC对平均服务速率R之比：
DRC1(n)/R1(n)，其中R1(n)＝(1-1/tc)*R1(n-1)+(1/tc)，
其中DRC1是当前移动单元I请求的数据速率，R1(x)是时隙(x)内移动单元I的平均服务速率，且tc是调度器时间常数。在一实施例中，tc的值为1000个时隙，虽然时间常量可以是任何大于一的正整数，且其特定值取决于应用。
数据通信的调度可以基于附加考虑，诸如用户的服务保证(GOS)、队列大小、数据类型、经历的延时量以及数据传输的差错率。还可以在调度数据传输内考虑其他因子(例如负载或环境条件的改变)，且该种改变可以包括在本发明范围内。
在特定应用内的调度器H100的实现可以取决于是否期望中央式或分布式的调度处理。例如对于分布处理，调度器H100的分开实例可以耦合到甚至包含在基站B100的每个实例内。图22示出基站B100的实现B102的框图，其中调度器H100耦合到数据队列Q100(例如用于接收队列大小，这可以指示可用于传输的数据量)、装置A100以及接收机BR100(例如用于接收信道质量指示)。相反，对于中央处理，调度器H100可以协调基站B100的多个实例的数据传输。在一些该种应用，调度器H100可以被包括控制器C100内。
如上所述，在一些情况中，增益因子改变是周期性的。虽然可能期望这些改变的时间周期相对较短(例如为了增加信道质量改变速率)，还可能期望不过度减少这些周期。例如一旦接收机R100观察到信道质量，可能期望接收机在信道质量方面发生重大改变前发送信道质量指示并相应地接收数据。还可能期望减少该种信道质量改变对信道跟踪算法、控制环路和/或可以是活动的其他操作的影响，使得根据本发明的实施例的方法或装置可以在现存系统的发射机处实现而不需要对接收机进行修改。
在一示例中，增益因子的改变的时间周期值被选择在前向链路调度器时间常量内。在一些应用中，周期的持续时间可能对于所有增益因子相同。在一些应用内，幅度和/或相位改变的时间周期还基于可以影响信道质量的环境因子(例如相对于发射机的接收机速度、邻域内反射器和其他障碍物的数目和性质等)。
提供描述的实施例前述表示使得任何领域内的技术人员能使用本发明。可能对这些实施例进行各种修改，且在此示出的原理也可以应用到其他实施例。例如，本发明实施例可以部分或全部实现为硬线电路，作为在应用专用集成电路上的电路配置或作为加载到非易失性存储器内的固件或作为机器可读代码从存储介质加载或加载到存储介质中的软件程序，诸如由诸如独立或嵌入微处理器、微控制器或其他数字信号处理单元的逻辑元件阵列可执行的指令的代码。
在进一步实现内，可以响应于例如来自移动单元M100接收到的传输而发生一个或多个增益因子的改变。例如，装置A100的组合发送模式可以基于数据传输被请求来自的方向而被选择。因此，本发明不限于上述的实施例而是符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。