[发明专利]具有控制传输信号功率的功率控制系统的收发信机

说明书

本申请是申请日为90年11月7日、申请号为93119710.4的发明专利申请的分案申请。

本发明涉及收发信机，特别是涉及一种新的和改进的具有用于控制传输信号功率的功率控制系统的收发信机。

使用码分多址(CDMA)调制技术是便于在通信中出现大量系统用户的通信技术手段之一。虽然已经知道一些其它技术，如时分多址(TDMA)、频分多址(FDMA)和幅度调制(AM)方案，如幅度压缩单边带(ACSSB)技术，但是CD-MA技术大大地优于上述其它技术。在美国专利申请NO.06/921261中公开了一种在多址通信系统中使用CDMA技术，该申请的申请日为1986年10月17日，题目为“使用卫星或陆地中继器的扩频多址通信系统”，现在的美国专利号NO.4901307转让给本发明的受让人，该公开一并作为参考。

在刚才提到的专利中，公开了一种多址技术，这里有大量的移动电话系统用户，每一个用户有一个收发信机，它使用码分多址(CDMA)扩频通信信号，通过卫星中继器或陆地基站(也象熟知的网孔站或用作短的网孔)进行通信。在使用CDMA通信中，频谱能够重用多次，这样可以增加系统内用户容量。使用CD-MA比使用其他多址技术能获得多得多的特殊效益。在CDMA系统中，用控制每个移动用户发射机的功率，可以实现增加系统容量，以便降低对其他系统用户的干扰。

在CDMA通信技术的卫星应用中，移动单元的收发信机测量经卫星中继器接收到的信号功率电平，利用该功率测量，并根据卫星转发器下行发送功率电平和移动单元接收机灵敏度的情况，移动单元收发信机能够估计移动单元和卫星之间信道的通路衰耗。然后，根据通路衰耗测量的大小、发送数据速率和卫星接收的灵敏度，移动电台收发信机确定合适的发射功率，用于移动单元和卫星之间的信号传输。

由移动单元发送到卫星的信号，由卫星转发到中心控制系统地面站。中心站测量接收的信号功率，该信号是由每个有源移动单元收发信机发送的信号。然后，中心站确定接收的功率电平与需要维持希望通信的功率电平之间的偏差。最好是所希望的功率电平是需要维持通信质量的最低功率电平，以便降低系统干扰。

然后，中心站发送一个功率控制指令信号至每个移动用户，以便调整或“微调”移动单元的发射功率。移动单元使用该指令信号来改变发射功率电平至要求维持希望通信的最低电平。因为信道条件的改变，典型地，由于移动单元的移动，根据移动单元接收机功率测量和从主站的功率控制反馈，连续地重新调整发送功率电平，以便维持合适的功率电平。从中心站来的功率控制反馈一般是很慢的，由于通过卫星需要有约1/2秒传播时间的往返时延。

卫星或陆地基站系统之间的一个重要差别是分离移动单元和卫星或网孔站的相对距离。卫星与陆地系统比较，它的另一个重要差别是出现在这些信道中的衰减类型。因此，在研究陆地的系统功率控制中，这些差别要求非常精细。

在卫星/移动单元信道中，如卫星信道，通常卫星中继器被安置在地理同步的地球轨道。由于所有的移动单元距卫星中继器接近相同的距离，因此，它们经历了几乎相同的传播衰耗。而且，卫星信道有这样的传播衰耗特性，它近似遵循反平方律，即传播衰耗反比于所使用的移动单元和卫星中继器之间距离的平方。因此，由于距离变化使卫星信道通路衰耗的偏差，典型地约为1-2dB。

与卫星信道对比，陆地的/移动单元信道，即陆地信道，移动单元和网孔站之间的距离能有可观地变化。例如，一个移动单元可能放置在距网孔站5英里的距离，而另一个移动单元可能放置在距网孔站几英尺的距离。其距离的变化可超过一百比一。陆地信道经受的传播衰耗特性象卫星信道一样。但是，在陆地信道传播衰耗特性反比于四次方律，即通路的衰耗反比例于通路距离的四次方。因此，在一个具有半径为5公里的网孔中，通路衰耗变化可能达到约超过80dB。

卫星信道典型地所经受衰减呈现瑞桑(Rician)特性。因此，接收的信号包括一个直接的分量和具有雷利(Rayleigh)衰落统计多次反射分量之和。直接分量和反射分量之间的功率比典型地约为6-10dB，取决于移动单元的特性和移动单元周围的环境。

卫星信道与陆地信道相对比，陆地信道经受的信号衰落，典型地，包括雷利衰落分量，无直接分量。因此，陆地信道比卫星信道呈现更严重的衰落环境，而卫星信道中瑞桑衰落是一种具有支配地位的衰落特性。