CN100450195C - 发射功率控制方法，基站和移动台 - Google Patents

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Abstract

本发明是要防止在发射功率的改变不能跟上发射路径的突变时可能会发生的闭环发射功率控制的通信质量下降。发射功率控制命令提取器4从接收机2接收的上行链路信号中提取发射功率控制命令。移动位置预测器7预测从移动位置识别器5识别的移动台当前位置和移动速度识别器6识别的当前移动速率预测移动台的未来位置。数据库8记录作为移动台位置的函数的下行链路发射路径的状态。发射功率控制器9根据预测的移动台MS的未来位置查找数据库8，并根据(i)查找的结果、(ii)发射功率控制命令来控制基站BS的下行链路发射功率。发射机11以发射功率控制器9指示的下行链路发射功率发射。

Description

发射功率控制方法，基站和移动台
技术领域
本发明涉及无线基站，其能够在通信过程中检测终端装置(移动台)的位置。本发明还涉及所述终端装置，并涉及由所述终端和基站采用的发射功率控制方法。
背景技术
众所周知，在采用码分多址(CDMA)的蜂窝移动通信系统中，所有用户采用相同的频带同时发射信息。结果，用户的信号相互干扰。由基站从位于该基站附近的用户的终端(移动台)接收的无线电信号要比从位于无线电小区边界附近的其它用户终端所接收的无线电信号强。为了区分，从远离基站的用户终端所发射的信号要比附近的用户终端所发射的信号经受更大的衰减。该现象称为“远近效应”或“远近问题”。结果，远离基站的用户终端被基站附近的用户终端所遮挡。为了维持足够的容量，所有的信号必须以相同的平均功率到达基站，而不管从用户到基站的距离。对此问题的一个解决方案是发射功率控制，其将基站的平均接收功率保持为常数。
因此在基于CDMA的蜂窝移动通信系统中，需要高精度的发射功率控制来使系统整体的操作稳定，并且其对于维持用户容量是特别需要的。
在CDMA系统中使用的物理信道可以被分类为栖木(perch)信道、公共物理信道和专用物理信道。栖木信道是从基站到移动台的单向信道，并且当电源接通时被移动台最初捕获。公共物理信道是由多个当前在一个和同一个小区内的移动台共用的。例如，在从基站到移动台的下行链路方向，公共物理信道承载寻呼信道以寻呼移动台。该寻呼信道是从多个基站同时地发射的，并且为了在移动台等待时减少移动台功率消耗，而具有使用编组的休眠模式的功能。在特定移动台所在的小区被识别后，各种控制信号就会通过被提供作为上行链路/下行链路对的控制信道来交换。专用物理信道被用于在基站和特定移动台之间交换用户数据，并用于在通话中交换各种控制信息，该信道具有可变速率的功能。
CDMA系统一般采用开环控制和闭环控制的结合以便于在快速移动条件下进行高精度的发射功率控制。发射功率控制可以分为上行链路(或反向链路)发射功率控制和下行链路(或正向链路)发射功率控制。上行链路发射功率控制的主要目的是克服上述的远近问题。与此相对，下行链路发射功率控制的主要目的是减少干扰。
首先将说明上行链路发射功率控制。
移动台的发射功率控制是通过以对栖木信道所接收功率的测量为基础的开环来实现的。换言之，移动台识别在栖木信道上报告的基站发射功率，将其与所测量的在相同信道中接收的功率相比较，并由此估计传播损耗。移动台也使用基站所接收的干扰信号的功率，其已经在栖木信道上被报告了，从而确定在公共物理信道上的发射功率，这是根据规定的公式来进行的。换言之，在开环控制中，移动台根据平均接收的功率来确定其发射功率。
为了提供更精确的控制，除了上述开环控制外，闭环发射功率控制也被发送用户数据的专用物理信道所采用。该闭环控制是基于对信噪比(SIR)的测量，这是所要的电波的功率与干扰电波的功率之比。SIR也被称为载波/干扰(C/I)比。
基站对测量的SIR和目标SIR进行逐个时隙的比较。根据比较结果，基站使用插入在数据信号中的发射功率控制(TPC)比特来命令移动台增加或减少其发射功率。该TPC比特用于指示移动台增加或减少其发射功率，并且也称为控制指令或发射功率控制命令。在这种操作序列中，评价发射质量的最可靠的方法是误比特率(BER)或误帧率(FER)，并因此在除了基于SIR的内环控制外还提供外环控制。外环控制根据对BER或FER的测量结果动态地改变目标SIR，这些测量结果反映了从基站的各个扇区的发射所达到的分集效果。
移动台通过将从基站发射的TPC比特的内容P闭环与由开环控制先前得到的结果P开环相加，确定在专用物理信道中的发射功率PDPCH。即，PDPCH＝P开环+P闭环。
下面将说明下行链路发射功率控制。
已知有两种下行发射功率控制的方法。第一种涉及根据移动台的位置(距离)来控制发射功率，并且有时也称为“距离驱动的发射功率控制”。第二种方法象上述的与上行链路发射功率控制相关的闭环功率控制一样，涉及根据SIR或C/I的基站发射功率控制。这第二种方法有时称为“C/I驱动的发射功率控制”。
首先，将说明距离驱动的发射功率控制。如果移动台的位置(距离)是已知的，则基站的组合发射功率可以通过以高发射功率向在小区边界的移动台发射和以低发射功率向基站附近的移动台发射的基站最小化。距离驱动的发射功率控制特别适合于无遮挡的环境，“遮挡”是指在室外无线电环境中由于山、建筑等遮蔽的信号而经常发生的缓慢的信号波动。这是因为功率的衰减只是由距离确定的。必须从基站发出导频信号，从而移动台可以测量它们与基站的距离。
下面，将说明C/I驱动的发射功率控制。该方法是为了在独立的基础上减少每个用户(即每个移动台)的C/I比(SIR)。每个移动台必须向基站发射与其C/I比相关的信息(即控制指令)。根据该信息，基站能够确定其对特定基站的发射功率应当被增加还是减少。换言之，通过执行发射功率控制从而使SIR达到规定的值，实现了高信道容量。现在将更详细地对此加以说明。移动台测量下行链路接收质量，并将该测量的接收质量与控制目标值比较。如果测量的接收质量要高于目标值，则移动台向基站发出控制指令，以使其减少发射功率。相反，如果测量的接收质量要低于目标值，则移动台向基站发出控制指令，以使其增加发射功率。基站根据这些控制指令来增加或减少其发射功率。
现在将结合图7说明常规的发射功率控制方法。图7是显示常规移动通信系统结构的方框图。所说明的发射功率控制方法对应于上述的下行链路C/I驱动的发射功率控制，而所说明的移动通信系统包括基站BS和移动台MS。在图7所示的例子中，左侧是基站，右侧是移动台。
基站BS包括：天线1，用于接收移动台MS通过上行链路发射的上行链路无线电信号；与天线1连接的接收机2；与接收机2连接的所接收上行链路数据输出端3；与接收机2连接的下行链路发射功率控制命令提取器4；与该下行链路发射功率控制命令提取器连接的下行链路发射功率控制器9；提供有下行链路数据的下行链路数据输入端10；与下行链路数据输入端10和下行链路发射功率控制器9连接的发射机11；以及与该发射机11连接的发射天线12，用于将下行链路无线电信号通过下行链路发射至移动台MS。
移动台MS包括：接收天线13，用于接收基站BS通过下行链路发射的下行链路无线电信号；与该接收天线2连接的接收机14；与该接收机14连接的解调器15；与解调器15连接的所接收下行链路解调数据输出端16，与接收机14连接的下行链路发射路径状态估计器17，与该下行链路发射路径状态估计器17连接的下行链路发射功率控制命令发生器18，提供有上行链路数据的上行链路数据输入端19，与该上行链路数据输入端19和下行链路发射功率控制命令发生器18连接的混合器20，与该混合器20连接的发射机21，用于通过上行链路向基站BS发射上行链路无线电信号的发射天线22。
在基站BS，当发射机11从下行链路数据输入端10接收下行链路数据时，将该下行链路数据扩频并将扩频后的信号从发射天线12作为下行链路无线电信号发射。
在移动台MS，接收天线13接收基站BS的发射天线12发射的下行链路无线电信号，并将其发射给接收机14，接收机14将该接收的下行链路信号解扩并将该解扩信号输出至解调器15。解调器15将解扩信号解调，并从下行链路解调数据输出端16输出解调后的下行链路数据。
与此独立地，来自接收机14的下行链路信号被提供给下行链路发射路径状态估计器17。下行链路发射路径状态估计器17从接收机14所得到的所接收信号中估计下行链路发射路径状态。例如，下行链路发射路径状态估计器17通过计算信号与干扰+噪声之比(SINR：所要电波的所接收功率与所接收的干扰电波(I)和噪声功率(N)之和的比率)来进行该估计。当然，还可以使用上述的SIR代替SINR。下行链路发射路径状态估计器17向下行链路发射功率控制命令发生器18发送表示下行链路发射路径的估计状态的估计发射路径信号。根据该估计的发射路径信号所表示的下行链路发射路径的状态，下行链路发射功率控制命令发生器18产生下行链路发射功率控制命令，以要么增加要么减少基站BS的下行链路发射功率。现在将对此详细加以说明。下行链路发射功率控制命令发生器18例如将所计算的SINR与目标SINR进行比较，如果所计算的SINR小于目标SINR，则其产生下行链路发射功率控制命令，指示基站BS增加其下行链路发射功率。另一方面，如果所计算的SINR大于目标SINR，则下行链路发射功率控制命令发生器18产生下行链路发射功率控制命令，指示基站BS减小其下行链路发射功率。
由下行链路发射功率控制命令发生器18产生的下行链路发射功率控制命令被提供给混合器20，混合器20将该下行链路发射功率控制命令与上行链路数据输入端19提供的上行链路数据混合，并将混合后的上行链路数据发送给发射机21。发射机21将混合后的上行链路数据扩频，并将扩频后的信号从发射天线22作为上行链路无线电信号发射。
在基站BS，接收天线1接收上行链路无线电信号，并将其送至接收机2。接收机2将所接收的上行链路信号解扩和解调。由此得到的上行链路数据从所接收上行链路数据输出端3输出。为了从所接收上行链路数据中提取出下行链路发射功率控制命令，上行链路信号(信息)从接收机2发送至下行链路发射功率控制命令提取器4。由下行链路发射功率控制命令提取器4所提取的下行链路发射功率控制命令被发送至下行链路发射功率控制器9。响应于该下行链路发射功率控制命令，下行链路发射功率控制器9通过指示发射机11按固定量增加或减少其下行链路发射功率，来确定下一发射功率。发射机11然后以与来自下行链路发射功率控制器9的指令相符的下行链路发射功率发射。
这样，通过以如下方式控制基站BS的下行链路发射功率，即，从移动台MS的角度看，下行链路发射路径的状态保持不变，来使移动台MS的接收质量保持稳定。
尽管图7的例子用于说明下行链路功率控制，通过以图7的右侧作为基站而左侧作为移动台，可以用相同的配置来执行上行链路发射功率控制。
图8是显示常规移动通信系统的方框图，其实现了常规的上行链路发射功率控制方法。在该例子中，代替下行链路发射功率控制命令提取器4和下行链路发射功率控制器9，基站BS包括上行链路接收状态估计器23，上行链路发射功率控制命令发生器25和混合器26。移动台MS不具有下行链路发射路径状态估计器17，而包括下行链路发射功率控制命令发生器18和混合器20、上行链路发射功率控制命令提取器27和上行链路发射功率控制器28。
在基站BS，接收天线1接收上行链路无线电信号，将其提供给接收机2，接收机2将该上行链路信号解扩和解调。这样得到的上行链路数据从所接收的上行链路数据输出端3输出。
与此独立地，来自接收机2的上行链路信号被提供给上行链路接收状态估计器23。上行链路接收状态估计器23从接收机2所得到的信号中估计上行链路接收状态。该上行链路接收状态可从上行链路信号电平估计、或从解调数据的SIR估计、或从解调数据的BER估计、或从解调数据的FER估计、或从发射路径的估计状态来估计，等等。上行链路接收状态估计器23向上行链路发射功率控制命令发生器25发送表示所估计的接收状态的估计的接收状态信号。根据该估计的接收状态信号所表示的估计的上行链路接收状态，上行链路发射功率控制命令发生器25产生上行链路发射功率控制命令以要么增加要么减少移动台MS的上行链路发射功率。现在将对此详细加以说明。上行链路发射功率控制命令发生器25例如将所估计的上行链路接收状态与参考值进行比较，如果所估计的上行链路接收状态小于参考值，则其产生上行链路发射功率控制命令，指示移动台MS增加其上行链路发射功率。另一方面，如果所估计的上行链路接收状态大于参考值，则上行链路发射功率控制命令发生器25产生上行链路发射功率控制命令，指示移动台MS减小其上行链路发射功率。
由上行链路发射功率控制命令发生器25产生的上行链路发射功率控制命令被提供给混合器26。混合器26将该上行链路发射功率控制命令与来自下行链路数据输入端10的下行链路数据混合，并将该混合后的下行链路数据发送给发射机11。发射机11将混合后的下行链路数据扩频并将扩频信号从发射天线12作为下行链路无线电信号发送。
在移动台MS中，接收天线13接收从基站BS的发射天线12发出的下行链路无线电信号，并将其发送至接收机14。接收机14将该下行链路所接收信号解扩并将解扩信号发送给解调器15。解调器15将解扩信号解调并输出从下行链路解调数据输出端16接收的解调后的下行链路数据。为了从所接收的下行链路信号中提取发射功率控制命令，从接收机14向上行链路发射功率控制命令提取器27发出下行链路信号(信息)。由该上行链路发射功率控制命令提取器27提取的上行链路发射功率控制命令被发往上行链路发射功率控制器28。响应于该上行链路发射功率控制命令，上行链路发射功率控制器28通过指示发射机21按固定量增加或减少其上行链路发射功率，来确定下一上行链路的发射功率。发射机21然后以与上行链路发射功率控制器28的指令相符的上行链路发射功率发射。
这样，通过以使基站BS的接收状态保持稳定的方式来控制移动台MS上行链路发射功率，来使基站BS的平均接收功率保持稳定。
已经提出了多种与这种C/I驱动的发射功率控制方法相关的现有技术。例如，在JP2000-022611A(以下称为“第一现有技术参考”)中公开了“发射功率控制方法和无线电通信设备”，用于根据远处方的位置和传播环境来连续改变方向性的系统中，其控制发射方向性增益和发射功率，以提高通信质量。该第一现有技术参考采用这样的结构，其中根据由自适应阵列天线计算的接收权重来计算发射方向性增益；并且根据包含在接收信号中的发射功率控制信息来控制发射功率放大器的增益。
JP2000-138633A(以下称为“第二现有技术参考”)公开了“发射功率控制方法、发射功率控制设备、移动台、基站和控制台”，其中，在诸如多径这样的传播环境中和/或当移动台运动的速率变化快时，快速地改变发射功率控制的控制目标，从而保持信道质量稳定和提供理想的信道质量。在该第二现有技术参考中，每次从远端站收到帧时，如果检测到帧错误，则按SIRinc增加控制目标(例如信噪功率比)，否则按SIRdec减少控制目标，其中SIRdec是目标FER和SIRinc的积。
JP2000-165320A(以下称为“第三现有技术参考”)公开了“发射功率控制设备和发射功率控制方法”，其适合于仅当需要进行位置检测时才增加发射功率。在该第三现有技术参考中，如果已经进行了正确的检测，则控制信号将一个控制开关闭合，并通过发射功率控制电路根据将直接到达的和延迟的电波合并所得到的接收功率信号来执行发射功率控制。另一方面，如果位置检测没有正确地执行，则控制信号打开开关并且仅根据所接收的直接到达的电波的接收功率来执行发射功率控制。
同样也提出了多种与距离驱动的发射功率控制方法相关的现有技术。例如，在JP2000-197118A(以下称为“第四现有技术参考”)中公开了“无线通信设备和用于设置无线通信设备规范的方法”，其能够根据在服务区中使用的无线电波的规格，自动地设置频段、发射功率等。在该第四现有技术参考中，位置信息检测器使用天线来从GPS卫星接收无线电波，并将该无线电波输入至GPS接收机。GPS接收机将GPS卫星发射的扩频信号解扩和解调，并将解调后的信号发射至定位单元。定位单元在使用无线电通信设备被使用时从解调的信号中提取与位置相关的信息，并将其输出至规格控制器CPU。该CPU根据从定位单元发送的位置信息访问存储器，从存储器读取与服务区相应的无线电波规范，控制振荡器的振荡频率，并通过控制放大器增益来控制功率。
JP H08-256103A(以下称为“第五现有技术参考”)公开了一种“无线电通信系统”，其在包含基站和多个移动台的的无线电通信环境中是非常经济的，并且可以非常容易地根据它们与基站之间的相对距离控制移动台的发射功率，而不会使频率利用效率降低。该第五现有技术参考还公开了一种“无线电通信系统”，其可以在即使是基站是能够移动的半固定站时也能够非常容易地控制移动台的发射功率。在该第五现有技术参考中，每个移动台可包括：用于利用GPS或其它位置数据检测其自己位置的装置；用于从其自身检测的位置和从预设的与基站位置相关的信息计算其本身与基站之间相对距离的装置；以及用于根据所计算的相对距离控制其自身发射功率的控制装置。此外，根据该第五现有技术参考，如果基站是能够移动的半固定站，则基站还提供有用于检测其自身位置并适合于向移动台发射与其自身检测到的位置相关的信息。
JP H09-121193A(以下称为“第六现有技术参考”)公开了一种“无线通信系统、基站和移动台”，用于通过无线电信号进行通信，并公开了使信号在有效的发射功率上发射而不管通信时间和接收电场的变化。在其中移动台通过基站利用无线电进行通信的无线通信系统中，该第六现有技术参考被构成为移动台检测其自身的位置，并向基站发射与该位置相关的信息。基站保持与对应于在基站的无线电区域内的移动位置的基站发射功率有关的信息，并通过参考与移动台发送的位置信息相应的基站发射功率信息，来确定其自身的发射功率。基站然后根据按此方式找出的发射功率值，控制其自身的发射功率。
还提出了各种将距离驱动的发射功率控制与C/I驱动的发射功率控制相结合的现有技术。例如，日本专利No.3109311(以下称为“第七现有技术参考”)公开了一种移动台无线电收发信机，一基站无线电收发信机，以及一移动通信系统，其中，在采用扩频通信的移动通信系统中，上述系统能够比以往的系统更精确地控制移动台的发射功率，而不会发生不希望的掉话现象。在该第七现有技术参考中公开的基站无线电收发信机根据与移动台的经度和纬度相关的信息和与基站的经度和纬度相关的信息，来计算基站和移动台之间的距离。基站收发信机然后执行控制，其中根据该计算的距离和所接收信号的质量来释放通信协议。例如，当移动台位于基站的服务区内时，基站收发信机将先前系统采用的通信协议释放，从而使通信被终止。这使得其能够防止呼叫在接收电平暂时降低时掉话。在该第七现有技术参考中公开的移动台无线电收发信机根据(i)与到基站的距离有关的信息，和(ii)所接收信号的质量，来控制发射功率。这防止了在向基站发射时使用过强的功率，当例如移动台被某些物体遮挡时，输出放大器的增加由于接收电平的减少而增大，然后移动台从遮挡物后移出，就会发生这种情况。在该第七现有技术参考中公开的移动台无线电收发信机还根据(i)与到基站的距离有关的信息，和(ii)所接收信号的质量，在到基站的距离处于规定的范围内并且信号质量下降时，通知用户接收信号质量下降了。这使用户知道呼叫没有掉话。
在图7和图8所说明的现有技术以及上述第七现有技术参考中所公开的常规发射功率控制方法中会遇到下面的问题。
第一个问题是，发射功率的改变不会跟上发射路径的状态(即接收状态)的突然变化。
这个问题的具体例子将结合图9a和9b、根据图7中的移动通信系统来说明。图9a显示了基站BS的发射功率。图9b显示了移动台MS的接收电平，其中移动台的情况沿水平轴画出。图9a和9b说明了发射路径的状态由于移动台的位置的结果突然从好变坏的情况。当发射路径的状态突然变坏时，移动台MS的接收电平如图9b所示下降，这意味着通信质量变差。从而会导致通话的掉话。
常规发射功率控制方法的这一缺陷是由于这样的事实，即，无论采用的是距离驱动的发射功率控制还是C/I驱动的发射功率控制，控制都是根据发射路径的当前(或以往)状态(即根据当前或以往的接收状态)来执行的。换言之，在常规的C/I驱动的发射功率控制方法中，是从所计算的当前SIR或SINR来估计当前发射路径状态(接收状态)，而根据该估计的当前(或以往)发射路径状态(接收状态)来控制发射功率的。在常规的距离驱动的发射功率控制方法中，是从移动台的当前位置来估计当前发射路径状态(接收状态)，而根据该估计的当前(或以往)发射路径状态(接收状态)来控制发射功率的。结果，就难以改变发射功率以跟上发射路径状态(接收状态)的突然变化。
第二个问题是，如果发射路径状态(接收状态)已经变得差到即使以最大发射功率来发射也无法获得规定的通信质量的地步，则非常高的发射功率会构成对其它用户的显著干扰。
发明内容
考虑到上述问题，本发明的一个目的是提供一种发射功率控制方法，其即使在发射路径状态(接收状态)突然发生变化时，也能够使发射功率控制始终为最佳。
如上所述，在常规的发射功率控制方法中，发射功率的变化难以跟上发射路径状态(接收状态)的突然变化，而这是由于这些常规方法是根据估计的当前(或以往)发射路径状态(接收状态)来控制发射功率的。本发明人因此考虑是否可以通过某些能够预测发射路径未来状态(未来接收状态)的方法来解决现有技术的上述问题。换言之，通过根据该预测的未来发射路径状态(接收状态)控制发射功率，可以在发射路径状态(接收状态)突然发生变化之前预先改变发射功率。此外，通过以在预测发射路径状态(接收状态)将会变得非常差时不过度增加发射功率的方式来控制发射功率，可以防止上述对其它用户的干扰发生。
本发明提供了一种用于控制通信系统中第一站的发射功率的方法，其中无线电信号从该第一站通过波动的发射路径发往第二站。其特征在于，预测该发射路径的未来状态，和根据该预测的未来发射路径状态控制第一站的发射功率。
本发明还提供了一种用于控制通信系统中无线电信号发射功率的方法，其中这些无线电信号通过波动的发射路径在第一站和第二站之间发射和接收。其特征在于，预测该发射路径的未来状态，和根据该预测的未来发射路径状态控制无线电信号的发射功率。
本发明还提供了一种用于控制移动通信系统中基站的下行链路发射功率的方法，其中下行链路无线电信号通过下行链路从该基站向移动台发射。其特征在于，预测该下行链路发射路径的未来状态，和根据该预测的未来发射路径状态控制该基站的下行链路发射功率。
本发明还提供了一种用于控制移动通信系统中移动台的上行链路发射功率的方法，其中上行链路无线电信号通过上行链路从该移动台向基站发射。其特征在于，预测该上行链路发射路径的未来状态，和根据该预测的未来发射路径状态控制移动台的上行链路的发射功率。
本发明还提供了一种用于控制移动通信系统中无线电信号发射功率的方法，其中这些无线电信号通过链路在移动台和基站之间发射和接收。其特征在于，预测该链路的发射路径的未来状态，和根据该预测的未来发射路径状态控制无线电信号的发射功率。
本发明还提供了一种用于控制移动通信系统中基站的下行链路发射功率的方法，其中下行链路无线电信号通过下行链路从该基站向移动台发射。其特征在于，预测移动台的未来位置，获得与该预测的移动台未来位置相应的下行链路发射路径的未来状态，和根据所获得的该下行链路发射路径的未来状态控制该基站的下行链路发射功率。
本发明还提供了一种用于控制移动通信系统中移动台的上行链路发射功率的方法，其中上行链路无线电信号通过上行链路从该移动台向基站发射。其特征在于，预测移动台的未来位置，获得与该预测的移动台未来位置相应的上行链路发射路径的未来状态，和根据所获得的该上行链路发射路径的未来状态控制该移动台的上行链路发射功率。
本发明还提供了一种用于控制移动通信系统中无线电信号发射功率的方法，其中这些无线电信号通过链路在移动台和基站之间发射和接收。其特征在于，预测移动台的未来位置，获得与该预测的移动台未来位置相应的链路的发射路径的未来状态，和根据所获得的该链路的未来发射路径状态控制该无线电信号的发射功率。
本发明还提供了一种用于控制移动通信系统中基站的下行链路发射功率的方法，其中下行链路无线电信号通过下行链路从该基站向移动台发射。其特征在于，识别移动台的当前位置，识别移动台移动的当前速率，从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置，获得与该预测的移动台未来位置相应的下行链路发射路径的未来状态，和根据已经获得的该下行链路发射路径的未来状态控制该基站的下行链路发射功率。
本发明还提供了一种用于控制移动通信系统中移动台的上行链路发射功率的方法，其中上行链路无线电信号通过上行链路从该移动台向基站发射。其特征在于，识别移动台的当前位置，识别移动台移动的当前速率，预测移动台离开其当前位置的未来位置和当前移动速率，获得与该预测的移动台未来位置相应的上行链路发射路径的未来状态，和根据已经获得的该上行链路发射路径的未来状态控制该移动台的上行链路发射功率。
本发明还提供了一种用于控制移动通信系统中无线电信号发射功率的方法，其中这些无线电信号通过链路在移动台和基站之间发射和接收。其特征在于，识别移动台的当前位置，识别移动台移动的当前速率，预测移动台离开其当前位置的未来位置和当前移动速率，获得与该预测的移动台未来位置相应的链路的发射路径未来状态，和根据已经获得的该链路的未来发射路径状态，来控制该无线电信号的发射功率。
本发明还提供了一种使用从移动台经上行链路发出的下行链路发射功率控制命令，以使移动台的下行链路接收状态变为良好的方式，来控制基站的下行链路发射功率的方法，其特征在于包括如下步骤：接收已经通过上行链路发射的上行链路无线电信号；从所接收的上行链路信号中提取上述的下行链路发射功率控制命令；从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前位置；从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前移动速率；从移动台的当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；根据预测的移动台的未来位置来查找其中将下行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录的数据库，并根据(i)作为查找结果而获得的下行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述下行链路发射功率控制命令，来控制基站的下行链路发射功率；以及以下行链路发射功率进行发射。
本发明还提供了一种使用从基站经下行链路发出的上行链路发射功率控制命令，以使该基站的上行链路接收状态变为良好的方式，来控制移动台的上行链路发射功率的方法，其特征在于包括如下步骤：接收已经通过上行链路发射的上行链路无线电信号；从所接收的上行链路信号中估计上行链路的接收状态；从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前位置；从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前移动速率；从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；根据预测的移动台未来位置来查找其中将上行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录的数据库，并根据(i)作为查找结果而获得的上行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述估计的上行链路接收状态，产生控制移动台的上行链路发射功率的上行链路发射功率控制命令；通过将下行链路数据与上述产生的上行链路发射功率控制命令混合而输出得到的混合信号；以及发射混合后的信号。
本发明还提供了一种使用从基站经下行链路发出的上行链路发射功率控制命令，以使该基站的上行链路接收状态变为良好的方式，来控制移动台的上行链路发射功率的方法，其特征在于包括如下步骤：接收已经通过下行链路发射的下行链路无线电信号；从所接收的下行链路信号中提取上述的上行链路发射功率控制命令；识别移动台的当前位置；识别移动台移动的当前速率；从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；根据预测的移动台未来位置来查找其中将上行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录的数据库，并根据(i)作为查找结果而获得的上行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述上行链路发射功率控制命令，来控制移动台的上行链路发射功率；以及以上行链路发射功率进行发射。
本发明还提供了一种使用从移动台经上行链路发出的下行链路发射功率控制命令，以使该移动台的下行链路接收状态变为良好的方式，来控制基站的下行链路发射功率的方法，其特征在于包括如下步骤：接收已经通过下行链路发射的下行链路无线电信号；从所接收的下行链路信号中估计下行链路发射路径的当前状态；识别移动台的当前位置；识别移动台的当前移动速率；从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；根据预测的移动台未来位置来查找其中将下行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录的数据库，并根据(i)作为查找结果而获得的下行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述发射路径的估计的当前状态，产生控制基站的下行链路发射功率的下行链路发射功率控制命令；以及通过将上行链路数据与上述产生的下行链路发射功率控制命令混合，将混合后的信号输出；和发射混合后的信号。
本发明还提供了一种基站，其在移动通信系统中控制其下行链路的发射功率，其中下行链路无线电信号通过下行链路从该基站向移动台发射。其特征在于，包括用于预测该下行链路发射路径的未来状态的装置，和用于根据该预测的未来发射路径状态来控制其下行链路无线电信号发射功率的装置。
本发明还提供了一种移动台，其在移动通信系统中控制其上行链路的发射功率，其中上行链路无线电信号通过上行链路从该移动台向基站发射。其特征在于，包括用于预测该上行链路发射路径的未来状态的装置，和用于根据该预测的未来发射路径状态来控制上行链路无线电信号发射功率的装置。
本发明还提供了一种移动通信系统，用于在移动台和基站之间通过链路发射和接收无线电信号。其特征在于，包括用于预测该链路的发射路径未来状态的装置，和用于根据该预测的未来发射路径状态来控制这些无线电信号发射功率的装置。
本发明还提供了一种基站，其在移动通信系统中控制其下行链路的发射功率，其中下行链路无线电信号通过下行链路从该基站向移动台发射。其特征在于，包括用于预测移动台的未来位置的装置，用于获得与该预测的移动台未来位置相应的下行链路发射路径的未来状态的装置，和用于根据所获得的该下行链路发射路径的未来状态控制该基站的下行链路发射功率的装置。
本发明还提供了一种移动台，其在移动通信系统中控制其上行链路的发射功率，其中上行链路无线电信号通过上行链路从该移动台向基站发射。其特征在于，包括用于预测移动台的未来位置的装置，用于获得与该预测的移动台未来位置相应的上行链路发射路径的未来状态的装置，和用于根据所获得的该上行链路发射路径的未来状态控制该移动台的上行链路发射功率的装置。
本发明还提供了一种移动通信系统，用于在移动台和基站之间通过链路发射和接收无线电信号。其特征在于，包括用于预测移动台的未来位置的装置，用于获得与该预测的移动台未来位置相应的链路的发射路径的未来状态的装置，和用于根据所获得的该链路的发射路径的未来状态控制无线电信号发射功率的装置。
本发明还提供了一种基站，其在移动通信系统中控制其下行链路的发射功率，其中下行链路无线电信号通过下行链路从该基站向移动台发射。其特征在于，包括用于识别移动台的当前位置的装置，用于识别移动台移动的当前速率的装置，用于从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置的装置，用于获得与该预测的移动台未来位置相应的下行链路发射路径的未来状态的装置，和用于根据已经获得的该下行链路发射路径的未来状态控制该基站的下行链路发射功率的装置。
本发明还提供了一种移动台，其在移动通信系统中控制其上行链路的发射功率，其中上行链路无线电信号通过上行链路从该移动台向基站发射。其特征在于，包括用于识别其当前位置的装置，用于识别其移动的当前速率的装置，用于从其当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置的装置，用于获得与移动台的该预测的未来位置相应的上行链路发射路径的未来状态的装置，和用于根据已经获得的该上行链路发射路径的未来状态控制其上行链路发射功率的装置。
本发明还提供了一种移动通信系统，用于在移动台和基站之间通过链路发射和接收无线电信号：其特征在于，包括用于识别移动台的当前位置的装置，用于识别移动台移动的当前速率的装置，用于从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置的装置，用于获得与该预测的移动台未来位置相应的链路的发射路径未来状态的装置，和用于根据已经获得的该链路的发射路径未来状态控制无线电信号发射功率的装置。
本发明提供了一种基站，其使用从移动台经上行链路发出的下行链路发射功率控制命令，以使该移动台的下行链路接收状态变为良好的方式，来控制其下行链路发射功率。该基站包括：一用于接收已经通过上行链路发射的上行链路无线电信号的接收机；一下行链路发射功率控制命令提取器，用于从所接收的上行链路信号中提取上述的下行链路发射功率控制命令；一移动位置识别器，用于从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前位置；一移动速度识别器，用于从所接收的上行链路信号中识别移动的当前速率；一移动位置预测器，用于从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；一数据库，其中将下行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录；一下行链路发射功率控制器，用于根据预测的移动台未来位置来查找数据库，并用于根据(i)作为查找结果而获得的下行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述下行链路发射功率控制命令，来控制基站的下行链路发射功率；以及一发射机，用于以下行链路发射功率控制器所指示的下行链路发射功率进行发射。
基站中的数据库优选记录作为移动台位置的函数的下行链路发射路径的状态，其中下行链路发射路径的状态已经从所接收的下行链路发射功率控制命令的时间序列中获得。下行链路发射路径的状态可以从移动台发往基站，而基站中的数据库可以被调节以将所传送的下行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录。优选地，当预测下行链路发射路径的状态将变差时，基站中的下行链路发射功率控制器将在不超过最大发射功率的范围内预先增大下行链路发射功率。优选地，当预测下行链路发射路径的状态将变得非常差时，基站中的下行链路发射功率控制器不增加下行链路发射功率。基站中的数据库还可以在分集越区切换过程中，通过与多个基站共享信息来控制发射功率。
本发明提供了一种基站，其使用从基站经下行链路发出的上行链路发射功率控制命令，以使该基站的上行链路接收状态变为良好的方式，来控制移动台的上行链路发射功率。其特征在于包括：一用于接收已经通过上行链路发射的上行链路无线电信号的接收机；一上行链路接收状态估计器，用于从所接收的上行链路信号中估计上行链路的接收状态；一移动位置识别器，用于从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前位置；一移动速度识别器，用于从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前移动速率；一移动位置预测器，用于从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；一数据库，其中将上行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录；一上行链路发射功率控制器，用于根据预测的移动台未来位置来查找数据库，并用于根据(i)作为查找结果而获得的上行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述估计的上行链路接收状态，来控制移动台的上行链路发射功率；一混合器，用于通过将下行链路数据与上述产生的上行链路发射功率控制命令混合而输出得到的混合信号；以及一发射机，用于发射混合后的信号。
基站中的数据库优选记录作为移动台位置的函数的上行链路发射路径的状态，其中上行链路发射路径的状态从所接收的上行链路信号的电平中获得。基站中的数据库也可以将上行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录，其中上行链路发射路径的状态在接收的上行链路信号已经被解调后从数据的SIR中获得。基站中的数据库也可以将上行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录，其中上行链路发射路径的状态在接收的上行链路信号已经被解调后从数据的BER中获得。基站中的数据库也可以将上行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录，其中上行链路发射路径的状态在接收的上行链路信号已经被解调后从数据的FER中获得。基站中的数据库也可以将上行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录，其中上行链路发射路径的状态从发射路径的估计状态中获得。当预测出上行链路发射路径的状态将变差时，基站中的上行链路发射功率控制命令发生器优选产生上行链路发射功率控制命令，预先增大上行链路发射功率。当预测下行链路发射路径的状态将变得非常差时，基站中的上行链路发射功率控制命令发生器优选地产生上行链路发射功率控制命令，不增加上行链路发射功率。基站中的数据库还可以在分集越区切换过程中通过与多个基站共享信息来控制发射功率。
本发明提供了一种移动台，其使用从基站经下行链路发出的上行链路发射功率控制命令，以使该基站的上行链路接收状态变为良好的方式，来控制其上行链路发射功率：其特征在于，包括一用于接收已经通过下行链路发射的下行链路无线电信号的接收机；一上行链路发射功率控制命令提取器，用于从所接收的下行链路信号中提取上述的上行链路发射功率控制命令；一移动位置识别器，用于识别移动台的当前位置；一移动速度识别器，用于识别移动台移动的当前速率；一移动位置预测器，用于从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；一数据库，其中将上行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录；一上行链路发射功率控制器，用于根据预测的移动台未来位置来查找数据库，并用于根据(i)作为查找结果而获得的上行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述上行链路发射功率控制命令，来控制移动台的上行链路发射功率；以及一发射机，用于以上行链路发射功率控制器所指示的上行链路发射功率进行发射。
优选地，当预测上行链路发射路径的状态将变差时，移动台中的上行链路发射功率控制器将在不超过最大发射功率的范围内预先增大上行链路发射功率。优选地，当预测上行链路发射路径的状态将变得非常差时，移动台中的上行链路发射功率控制器不增加上行链路发射功率。
本发明提供了一种移动台，其使用从移动台经上行链路发出的下行链路发射功率控制命令，以使该移动台的下行链路接收状态变为良好的方式，来控制基站的下行链路发射功率：其特征在于，包括一用于接收已经通过下行链路发射的下行链路无线电信号的接收机；一下行链路发射路径状态估计器，用于从所接收的下行链路信号中估计下行链路发射路径的当前状态；一移动位置识别器，用于识别移动台的当前位置；一移动速度识别器，用于识别移动台的当前移动速率；一移动位置预测器，用于从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；一数据库，其中将下行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录；一下行链路发射功率控制命令发生器，用于根据预测的移动台未来位置来查找数据库，并用于根据(i)作为查找结果而获得的下行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述发射路径的估计的当前状态，来控制基站的下行链路发射功率；以及混合器，用于通过将上行链路数据与上述产生的下行链路发射功率控制命令混合，将混合后的信号输出；和发射机，用于发射混合后的信号。
优选地，当预测下行链路发射路径的状态将变差时，移动台中的下行链路发射功率控制命令发生器产生下行链路发射功率控制命令以预先增大下行链路发射功率。优选地，当预测下行链路发射路径的状态将变得非常差时，移动台中的下行链路发射功率控制命令发生器产生下行链路发射功率控制命令以不增加下行链路发射功率。
附图说明
下面将结合附图以示例形式详细说明本发明的几个特定实施例，图中：
图1是说明采用根据本发明第一实施例的发射功率控制方法的移动通信系统的方框图；
图2a和图2b显示了在图1所示的移动通信系统中的发射功率控制方法操作的例子；
图3a和图3b显示了在图1所示的移动通信系统中的发射功率控制方法操作的另一个例子；
图4是说明采用根据本发明第二实施例的发射功率控制方法的移动通信系统的方框图；
图5是说明采用根据本发明第三实施例的发射功率控制方法的移动通信系统的方框图；
图6是说明采用根据本发明第四实施例的发射功率控制方法的移动通信系统的方框图；
图7是采用第一常规发射功率控制方法的移动通信系统的方框图；
图8是采用第二常规发射功率控制方法的移动通信系统的方框图；
图9a和图9b显示了常规的发射功率控制方法操作的例子。
具体实施方式
参考图1，下面将说明采用根据本发明第一实施例的发射功率控制方法的移动通信系统。需要指出，该第一实施例的发射功率控制方法与下行链路发射功率控制方法有关。移动通信系统包括基站BS和移动台MS，在该第一实施例中，如图7所示，左侧是基站BS，右侧是移动台MS。
图1所示的移动通信系统与图7所示的系统具有相同的结构，但是基站BS的结构是从图7所示的结构中作了如下所述的改变。因此，与图7所示的部分具有相同功能的部分加上相同的参考标号，并且为了简化说明，下面将只说明与先前参考图7所说明的系统不同的那些点。
图1所示的移动通信系统与图7所示系统的不同在于基站BS另外包括：移动位置识别器5和移动速度识别器6，其从接收器输入所接收的上行链路信号；移动位置预测器7，用于从移动位置识别器5识别的移动台当前位置和移动速度识别器6识别的当前移动速率预测移动台的未来位置；数据库8，其记录作为移动台位置的函数的下行链路发射路径的状态。移动位置预测器7将移动台MS的预测未来位置向下行链路发射功率控制器9发射，下行链路发射功率控制器9能够访问数据库8。
下面将说明图1所示的基站BS的操作。
在基站BS中，接收天线1接收上行链路无线电信号并将它们发送至接收机2。接收机2将所接收的上行链路信号解扩和解调。由此得到的所接收的上行链路数据从所接收上行链路数据输出端3输出。为了从所接收上行链路信号中提取出下行链路发射功率控制命令，上行链路信号(信息)从接收机2发送至下行链路发射功率控制命令提取器4。由下行链路发射功率控制命令提取器4所提取的下行链路发射功率控制命令被发送至下行链路发射功率控制器9。至此为止的操作与先前说明的图7所示的常规基站BS的操作相同。
移动位置识别器5从由接收机2接收的上行链路信号中识别移动台MS的当前位置。移动速度识别器6从由接收机2接收的上行链路信号识别移动台MS位置的变化(换言之，其识别移动台MS的当前移动速率)。
移动台MS的当前位置可以例如由(i)所接收上行链路信号到达的方向和(ii)距离D(基站BS和移动台MS之间的传播距离)的计算来检测出。所接收的上行链路信号到达的方向可以通过利用阵列天线的特性来检测。距离例如可以按下述方式来确定。首先，求出和Tsum(＝2Tpro+Tre-tr)：
其中：Tsum是从基站BS至移动台MS的下行链路无线电信号的传播延迟
Tre-tr是从移动台MS开始接收下行链路无线电信号起到其完成上行链路无线电信号的发射为止所测得的接收/发射处理时间
Tpro是从移动台MS到基站BS的上行链路无线电信号的传播延迟。
因为已知接收/发射处理时间Tre-tr，可以通过从上述的和Tsum中减去接收/发射处理时间Tre-tr，来得到往返行程传播时间2Tpro(＝Tsum-Tre-tr)。通过将单程传播时间Tpro乘以无线电波传播的速度(c)，来得到传播距离D(＝Tpro×c)。为了增加测量移动台MS当前位置的精度，可以例如根据拓扑图和/或将来自多个基站的位置信息进行组合。还可以使移动台MS用多个基站或通过来自例如全球定位卫星(GPS)的外部信号来检测其自身的当前位置和/或当前速度。在这种情况下，移动台MS向基站BS传送表示检测到的当前位置的位置信息，以及表示所检测的当前速度的速度信息。
在下面的说明中，T表示发射功率控制间隔。移动位置预测器7预测从当前的瞬时起经过的时间T，2T，…，nT时移动台MS的未来位置。
下行链路发射功率控制器9从基站8获得移动台MS从现在起经过时间T，2T，…，nT时在预测的未来位置的下行链路发射路径的未来状态。如果在下行链路发射路径的未来状态中没有变化，则下行链路发射功率控制器9根据所接收的下行链路发射功率控制命令来改变下行链路发射功率。
但是，假定预测下行链路发射路径的状态将以图2a和2b所示的方式恶化，其中图2a显示了基站BS的发射功率，而图2b显示了移动台MS的接收电平，将位置画在水平轴上。图2a和2b显示了这样的情况，即，由于移动台MS的位置改变，下行链路发射路径的状态突然地从好变坏。在这种情况下，下行链路发射功率控制器9在发射路径状态恶化时预先增加下行链路发射功率，如图2a所示。这用于防止在移动台MS处接收电平的任何减少，如图2b所示。
与此相反，在常规的情况下，如图9a和9b所示，在下行链路发射路径状态突然恶化时，移动台MS的接收电平突然减小。因此呼叫质量下降，并且在某些情况下通话将掉话。另一方面，由造成接收质量下降的下行链路发射路径状态所导致的这种接收电平下降不存在，见图2a和2b，其显示了本发明的操作。
尽管图2a和2b所示的例子显示了下行链路发射路径状态突然恶化时的情况，显然对下行链路发射路径突然改善的情况也可以同样进行处理。
现在假定已经预测到下行链路发射路径状态将暂时变得非常差，如图3a和3b所示。图3a和3b显示了这样的情况，由于移动台MS的位置改变，下行链路发射路径的状态突然地从良好变得极差，然后又变好。在这种情况下，如图3a所示，下行链路发射功率控制器9不使发射功率过度地增大。
与此相反，常规情况下，如果试图保持通信质量，则终止的下行链路发射功率被增加到其最大功率。因此，常规情况下会增加对其它用户的干扰，而这种情况在本实施例中是不存在的。
以相同的方式，也可以处理上行链路发射路径的状态暂时改善的情况。
数据库8记录和更新作为移动台MS的位置函数的下行链路发射路径的状态，其中下行链路发射路径的状态从移动台MS的当前位置和收到的下行链路发射功率控制命令的时间序列来获得。
可以使用将下行链路发射路径的预测未来状态从移动台MS向基站BS传送的系统。
下面参考图4，说明采用根据本发明第二实施例的发射功率控制方法的移动通信系统。可以指出，该第二实施例的发射功率控制方法与上行链路发射功率控制方法有关。移动通信系统包括基站BS和移动台MS，在该第二实施例中，如图8所示，左侧是基站BS，右侧是移动台MS。
图4所示的移动通信系统与图8所示的系统具有相同的结构，但是基站BS的结构从图8所示的结构中作了如下所述的改变。因此，与图8所示的部分具有相同功能的部分加上相同的参考标号，并且为了简化说明，下面将只说明与先前参考图8所说明的系统不同的那些点。
图4所示的移动通信系统与图8所示系统的不同在于基站BS另外包括：移动位置识别器5和移动速度识别器6，其输入接收机2所接收的上行链路信号；移动位置预测器7，用于从移动位置识别器5识别的移动台当前位置和移动速度识别器6识别的当前移动速率预测移动台MS的未来位置；数据库24，其记录作为移动台位置的函数的上行链路发射路径的状态。移动位置预测器7将预测的移动台MS的未来位置传送给上行链路发射功率控制器25，上行链路发射功率控制器25能够访问数据库24。
如上所述，上行链路接收状态估计器23使用接收机2接收的上行链路信号，来根据所接收的信号电平、或从解调的数据的SIR、或从解调的数据的BER、或从解调的数据的FER、或从发射路径的估计状态等等，来估计上行链路接收状态。
上行链路发射功率控制命令发生器25从数据库24获得移动台MS从现在起经过时间T，2T，…，nT时在预测的未来位置的上行链路发射路径的未来状态。如果在上行链路发射路径的这些预测的未来状态中没有变化，则上行链路发射功率控制命令发生器25将估计的上行链路接收状态与参考值比较，并产生上行链路发射功率控制命令。
假定预测上行链路发射路径的状态将以图2a和2b所示的方式恶化，其中在该实施例中，图2a显示了移动台MS的发射功率，而图2b显示了基站BS的接收电平，将位置画在水平轴上。图2a和2b显示了这样的情况，由于移动台MS的位置改变，上行链路发射路径的状态突然地从好变坏。在这种情况下，上行链路发射功率控制命令发生器25在发射路径状态恶化之前预先产生上行链路发射功率控制命令，以增加上行链路发射功率，如图2a所示。
以相同的方式，也可以处理上行链路发射路径的状态暂时改善的情况。
现在假定已经预测到下行链路发射路径状态将暂时变得非常差，如图3a和3b所示。其中在该实施例中，图3a显示了移动台MS的发射功率，而3b显示了基站BS的接收电平，将位置画在水平轴上。图3a和3b显示了这样的情况，由于移动台MS的位置改变，上行链路发射路径的状态暂时从良好变得极差，然后又变好。在这种情况下，如图3a所示，上行链路发射功率控制命令发生器25产生上行链路发射功率控制命令，不使发射功率增加过大。
以相同的方式，也可以处理上行链路发射路径的状态暂时改善的情况。
数据库24记录和更新作为移动台MS的位置函数的上行链路发射路径的状态，其中上行链路发射路径的状态从移动台MS的当前位置和从上行链路接收状态得到。
下面参考图5，说明采用根据本发明第三实施例的发射功率控制方法的移动通信系统。可以指出，该第三实施例的发射功率控制方法与上行链路发射功率控制方法有关。该移动通信系统包括基站BS和移动台MS，在该第三实施例中，如图8所示，左侧是基站BS，右侧是移动台MS。
图5所示的移动通信系统与图8所示的系统具有相同的结构，但是移动台MS的结构从图8所示的结构中作了如下所述的改变。因此，与图8所示的部分具有相同功能的部分加上相同的参考标号，并且为了简化说明，下面将只说明与先前参考图8所说明的系统不同的那些点。
图5所示的移动通信系统与图8所示系统的不同在于，移动台MS另外包括：移动位置识别器29和移动速度识别器30；移动位置预测器31，用于从移动位置识别器29识别的移动台MS当前位置和移动速度识别器30识别的当前移动速率预测移动台MS的未来位置；数据库32，其记录有作为移动台MS位置的函数的上行链路发射路径的状态。移动位置预测器31将预测的移动台MS的未来位置向上行链路发射功率控制器28发射，上行链路发射功率控制器28能够访问数据库24。
下面将说明图5所示的移动台MS的操作。
在移动台MS中，接收天线13从基站BS的发射天线12接收下行链路无线电信号并将它们发送至接收机14。接收机14将所接收的下行链路信号解扩并向解调器15输出解扩后的信号。解调器15将解扩后的信号解调并将解调后的下行链路数据从下行链路解调数据输出端16输出。为了从所接收的下行链路信号中提取上行链路发射功率控制命令，从接收机14向上行链路发射功率控制命令提取器27发送下行链路信号(信息)。上行链路发射功率控制命令提取器27所提取的上行链路发射功率控制命令被发送至上行链路发射功率控制器28。至此为止的操作与先前对图8所示的常规移动台MS说明的操作相同。
移动位置识别器29识别移动台MS当前位置，移动速度识别器30识别移动台MS位置的变化(换言之，其识别移动台MS的当前移动速率)。移动台MS可以使用GPS或其它信号来检测其自身的当前位置和速度。
在下面的说明中，T表示发射功率控制间隔。移动位置预测器31从移动台MS的先前位置和速度预测从当前的瞬时起经过时间T，2T，…，nT时移动台MS的未来位置。
上行链路发射功率控制器28从基站32获得移动台MS从现在起经过时间T，2T，…，nT时在预测的未来位置的上行链路发射路径的未来状态。如果在上行链路发射路径的这些预测的未来状态中没有变化，则上行链路发射功率控制器28根据所提取的上行链路发射功率控制命令来改变上行链路发射功率。
但是，假定预测到上行链路发射路径的状态将以图2a和2b所示的方式恶化，其中，在该实施例中，图2a显示了移动台MS的发射功率，而图2b显示了基站BS的接收电平，将位置画在水平轴上。图2a和2b显示了这样的情况，由于移动台MS的位置改变，上行链路发射路径的状态突然地从好变坏。在这种情况下，上行链路发射功率控制器28在上行链路发射路径的状态变坏之前，预先增加上行链路发射功率，如图2a所示。这用于防止在基站BS处接收电平的任何减少，如图2b所示。
与此相反，在常规的情况下，如图9a和9b所示，在上行链路发射路径状态突然恶化时，移动台MS的接收电平突然减小。因此通话质量下降，并且在某些情况下通话将掉话。另一方面，不会存在由造成接收质量下降的上行链路发射路径状态所导致的这种接收电平下降，见图2a和2b，其显示了本发明的操作。
尽管图2a和2b所示的例子显示了上行链路发射路径状态突然恶化时的情况，显然对上行链路发射路径突然改善的情况也可以同样进行处理。
现在假定已经预测到上行链路发射路径状态将暂时变得非常差，如图3a和3b所示。其中在该实施例中，图3a显示了移动台MS的发射功率，而3b显示了基站BS的接收电平，将位置画在水平轴上。图3a和3b显示了这样的情况，即，由于移动台MS的位置改变，上行链路发射路径的状态暂时地从良好变得极差，然后又变好。在这种情况下，如图3a所示，上行链路发射功率控制器28不使上行链路发射功率过量地增加。
与此相反，常规情况下，如果试图保持通信质量，则最终下行链路发射功率被增加到其最大功率。因此，常规情况下会增加对其它用户的干扰，而这种情况在本实施例中是不会发生的。
以相同的方式，也可以处理上行链路发射路径的状态暂时改善的情况。
数据库32记录和更新作为移动台MS位置的函数的上行链路发射路径的状态，其中上行链路发射路径的状态从移动台MS的当前位置和收到的上行链路发射功率控制命令的时间序列来获得。
可以使用将上行链路发射路径的预测未来状态从基站BS向移动台MS传送的系统。
下面参考图6，将说明采用根据本发明第四实施例的发射功率控制方法的移动通信系统。可以指出的是该第四实施例的发射功率控制方法与下行链路发射功率控制方法有关。该移动通信系统包括基站BS和移动台MS，并且在该第四实施例中，如图7所示，左侧是基站BS，右侧是移动台MS。
图6所示的移动通信系统与图7所示的系统具有相同的结构，但是移动台M S的结构从图7所示的结构中作了如下所述的改变。因此，与图7所示的部分具有相同功能的部分加上相同的参考标号，并且为了简化说明，下面将只说明与先前参考图7所说明的系统不同的那些地方。
图6所示的移动通信系统与图7所示的系统不同之处在于，移动台另外包括：移动位置识别器33和移动速度识别器34；移动位置预测器35，用于从移动位置识别器33所识别的移动台的当前位置、和移动速度识别器34所识别的当前速度，来预测移动台MS的未来位置；一数据库36，其中下行链路发射路径状态已经作为移动台MS的函数而记录。移动位置预测器35将预测的移动台MS的未来状态传送给下行链路发射功率控制命令发生器18，而下行链路发射功率控制命令发生器18能够访问数据库36。
下面将说明图6所示的移动台MS的操作。
在移动台MS中，接收天线13接收从基站BS的发射天线12发射的下行链路无线电信号，并将它们发射至接收机14。接收机14将所接收的下行链路信号解扩并将解扩后的信号输出至解调器15。解调器15将解扩后的信号解调，并将解调后的下行链路数据从下行链路解调数据输出端16输出。
与此独立，来自接收机14的下行链路信号被提供给下行链路发射路径状态估计器17。下行链路发射路径状态估计器17从由接收机14得到的接收信号估计下行链路发射路径的状态。下行链路发射路径状态估计器17向下行链路发射功率控制命令发生器18发送表示下行链路发射路径估计状态的估计的发射路径信号。到此为止的操作与先前参考图7说明的常规移动台MS的操作相同。
移动位置识别器33识别移动台MS的当前位置，移动速度识别器34识别移动台MS位置的变化(换言之，其识别移动台MS的当前移动速率)。移动台MS可以使用GPS或其它信号来识别其自身的当前位置和速度。
在下面的说明中，T表示发射功率控制间隔。移动位置预测器35根据移动台MS的先前位置和速度，预测从当前的瞬时起经过时间T，2T，…，nT时移动台MS的未来位置。
下行链路发射功率控制器18从基站36获得移动台MS从现在起经过时间T，2T，…，nT时在预测的未来位置的下行链路发射路径的未来状态。如果在这些下行链路发射路径的未来状态中没有变化，则下行链路发射功率控制器18将计算的SINR与目标SINR比较，并产生下行链路发射功率控制命令。
假定预测到下行链路发射路径的状态将以图2a和2b所示的方式恶化，其中，在该实施例中，图2a显示了基站BS的发射功率，而图2b显示了移动台MS的接收电平，将位置画在水平轴上。图2a和2b显示了这样的情况，由于移动台MS的位置改变，下行链路发射路径的状态突然地从好变坏。在这种情况下，下行链路发射功率控制器18产生下行链路发射功率控制命令，以用于在下行链路发射路径的状态变坏之前，预先增加下行链路发射功率，如图2a所示。
对于下行链路发射路径的状态突然改善的情况，也可以同样地进行处理。
现在假定已经预测到下行链路发射路径状态将暂时变得非常差，如图3a和3b所示。其中在该实施例中，图3a显示了基站BS的发射功率，而图3b显示了移动台MS的接收电平，将位置画在水平轴上。图3a和3b显示了这样的情况，即，由于移动台MS的位置改变，下行链路发射路径的状态突然地从良好变得极差，然后又变好。在这种情况下，如图3a所示，下行链路发射功率控制器18不使下行链路发射功率过量地增加。
以相同的方式，也可以处理下行链路发射路径的状态暂时改善的情况。
数据库36记录和更新作为移动台MS的位置函数的下行链路发射路径的状态，其中下行链路发射路径的状态从移动台MS的当前位置和从下行链路接收状态得到。
尽管参考示例性的优选实施例说明了本发明，本发明当然不受这些实施例的限制。例如，在前述的实施例中，在每个基站或在每个移动台中有数据库，而这些数据库中的信息是在个别的基础上更新的，但也可以使各数据库中的信息在基站之间或与其它移动台共享。此外，通过在基站之间共享数据库中的信息，可以事先指定哪个基站要负责越区切换，以及用于依赖于基站负荷的基站选择，这将有助于防止不必要的切换。
此外，在前述的实施例中，移动台的未来位置是从其当前位置和移动的当前速率获得的，但也可以通过其它的方法预测未来位置。再有，发射路径的未来状态根据移动台的未来位置而获得，但也可以通过一些其它方法来获得。
从上述的说明显然可知，因为本发明预测发射路径的未来状态，并根据预测的未来状态控制发射功率，就可以抑制常规上在发射路径的状态突然改变过程中发生的通信质量的下降，并通过使发射功率控制即使在这种时候也能平滑地执行来实现这一点。

Claims (44)

1.一种使用从移动台经上行链路发出的下行链路发射功率控制命令，以使移动台的下行链路接收状态变为良好的方式，来控制基站的下行链路发射功率的方法，
其特征在于包括如下步骤：
接收已经通过上行链路发射的上行链路无线电信号；
从所接收的上行链路信号中提取上述的下行链路发射功率控制命令；
从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前位置；
从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前移动速率；
从移动台的当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；
根据预测的移动台的未来位置来查找其中将下行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录的数据库，并根据(i)作为查找结果而获得的下行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述下行链路发射功率控制命令，来控制基站的下行链路发射功率；以及
以下行链路发射功率进行发射。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述数据库记录作为移动台位置的函数的下行链路发射路径的状态，其中下行链路发射路径的状态已经从所接收的下行链路发射功率控制命令的时间序列中获得。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述下行链路发射路径的状态被从移动台发往基站，而所述数据库将所传送的下行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中当预测下行链路发射路径的状态将变差时，在不超过最大发射功率的范围内预先增大下行链路发射功率。
5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其中当预测下行链路发射路径的状态将变得远低于良好状态时，不增加下行链路发射功率。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述数据库在分集越区切换过程中通过与多个基站共享信息来控制发射功率。
7.一种使用从基站经下行链路发出的上行链路发射功率控制命令，以使该基站的上行链路接收状态变为良好的方式，来控制移动台的上行链路发射功率的方法，
其特征在于包括如下步骤：
接收已经通过上行链路发射的上行链路无线电信号；
从所接收的上行链路信号中估计上行链路的接收状态；
从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前位置；
从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前移动速率；
从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；
根据预测的移动台未来位置来查找其中将上行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录的数据库，并根据(i)作为查找结果而获得的上行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述估计的上行链路接收状态，产生控制移动台的上行链路发射功率的上行链路发射功率控制命令；
通过将下行链路数据与上述产生的上行链路发射功率控制命令混合而输出得到的混合信号；以及
发射混合后的信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述数据库记录作为移动台位置的函数的上行链路发射路径的状态，其中上行链路发射路径的状态从所接收的上行链路信号的电平中获得。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述数据库将上行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录，其中上行链路发射路径的状态在接收的上行链路信号已经被解调后从数据的SIR中获得。
10.根据权利要求7所述的方法，其中所述数据库将上行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录，其中上行链路发射路径的状态在接收的上行链路信号已经被解调后从数据的BER中获得。
11.根据权利要求7所述的方法，其中所述数据库将上行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录，其中上行链路发射路径的状态在接收的上行链路信号已经被解调后从数据的FER中获得。
12.根据权利要求7所述的方法，其中所述数据库将上行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录，其中上行链路发射路径的状态从发射路径的估计状态中获得。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的方法，其中当预测出上行链路发射路径的状态将变差时，产生上行链路发射功率控制命令，预先增大上行链路发射功率。
14.根据权利要求7至12中任一项所述的方法，其中当预测上行链路发射路径的状态将变得远低于良好状态时，产生上行链路发射功率控制命令，不增加上行链路发射功率。
15.根据权利要求7至14中任一项所述的方法，其中所述数据库在分集越区切换过程中通过与多个基站共享信息来控制发射功率。
16.一种使用从基站经下行链路发出的上行链路发射功率控制命令，以使该基站的上行链路接收状态变为良好的方式，来控制移动台的上行链路发射功率的方法，
其特征在于包括如下步骤：
接收已经通过下行链路发射的下行链路无线电信号；
从所接收的下行链路信号中提取上述的上行链路发射功率控制命令；
识别移动台的当前位置；
识别移动台移动的当前速率；
从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；
根据预测的移动台未来位置来查找其中将上行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录的数据库，并根据(i)作为查找结果而获得的上行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述上行链路发射功率控制命令，来控制移动台的上行链路发射功率；以及
以上行链路发射功率进行发射。
17.根据权利要求16所述的方法，其中当预测上行链路发射路径的状态将变差时，在不超过最大发射功率的范围内预先增大上行链路发射功率。
18.根据权利要求16所述的移动台，其中当预测上行链路发射路径的状态将变得远低于良好状态时，不增加上行链路发射功率。
19.一种使用从移动台经上行链路发出的下行链路发射功率控制命令，以使该移动台的下行链路接收状态变为良好的方式，来控制基站的下行链路发射功率的方法，
其特征在于包括如下步骤：
接收已经通过下行链路发射的下行链路无线电信号；
从所接收的下行链路信号中估计下行链路发射路径的当前状态；
识别移动台的当前位置；
识别移动台的当前移动速率；
从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；
根据预测的移动台未来位置来查找其中将下行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录的数据库，并根据(i)作为查找结果而获得的下行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述发射路径的估计的当前状态，产生控制基站的下行链路发射功率的下行链路发射功率控制命令；以及
通过将上行链路数据与上述产生的下行链路发射功率控制命令混合，将混合后的信号输出；和
发射混合后的信号。
20.根据权利要求19所述的方法，其中当预测下行链路发射路径的状态将变差时，产生下行链路发射功率控制命令，以预先增大下行链路发射功率。
21.根据权利要求19所述的方法，其中当预测下行链路发射路径的状态将变得远低于良好状态时，产生下行链路发射功率控制命令，以不增加下行链路发射功率。
22.一种基站，其使用从移动台经上行链路发出的下行链路发射功率控制命令，以使该移动台的下行链路接收状态变为良好的方式，来控制其下行链路发射功率，
其特征在于，包括：
接收机，用于接收已经通过上行链路发射的上行链路无线电信号；
下行链路发射功率控制命令提取器，用于从所接收的上行链路信号中提取上述的下行链路发射功率控制命令；
移动位置识别器，用于从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前位置；
移动速度识别器，用于从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前移动速率；
移动位置预测器，用于从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；
数据库，其中将下行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录；
下行链路发射功率控制器，用于根据预测的移动台未来位置来查找数据库，并用于根据(i)作为查找结果而获得的下行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述下行链路发射功率控制命令，来控制基站的下行链路发射功率；以及
发射机，用于以下行链路发射功率控制器所指示的下行链路发射功率进行发射。
23.根据权利要求22所述的基站，其中所述数据库记录作为移动台位置的函数的下行链路发射路径的状态，其中下行链路发射路径的状态已经从所接收的下行链路发射功率控制命令的时间序列中获得。
24.根据权利要求22或23所述的基站，其中所述下行链路发射路径的状态被从移动台发往基站，而所述数据库将所传送的下行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录。
25.根据权利要求22、23或24所述的基站，其中当预测下行链路发射路径的状态将变差时，所述下行链路发射功率控制器将在不超过最大发射功率的范围内预先增大下行链路发射功率。
26.根据权利要求22、23或24所述的基站，其中当预测下行链路发射路径的状态将变得远低于良好状态时，基站中的下行链路发射功率控制器不增加下行链路发射功率。
27.根据权利要求25所述的基站，其中所述数据库在分集越区切换过程中通过与多个基站共享信息来控制发射功率。
28.根据权利要求26所述的基站，其中所述数据库在分集越区切换过程中通过与多个基站共享信息来控制发射功率。
29.一种基站，其使用从基站经下行链路发出的上行链路发射功率控制命令，以使该基站的上行链路接收状态变为良好的方式，来控制移动台的上行链路发射功率，
其特征在于包括：
接收机，用于接收已经通过上行链路发射的上行链路无线电信号；
上行链路接收状态估计器，用于从所接收的上行链路信号中估计上行链路的接收状态；
移动位置识别器，用于从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前位置；
移动速度识别器，用于从所接收的上行链路信号中识别移动台的当前移动速率；
移动位置预测器，用于从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；
数据库，其中将上行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录；
上行链路发射功率控制器，用于根据预测的移动台未来位置来查找数据库，并用于根据(i)作为查找结果而获得的上行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述估计的上行链路接收状态，产生控制移动台的上行链路发射功率的上行链路发射功率控制命令；
混合器，用于通过将下行链路数据与上述产生的上行链路发射功率控制命令混合而输出得到的混合信号；以及
发射机，用于发射混合后的信号。
30.根据权利要求29所述的基站，其中所述数据库记录作为移动台位置的函数的上行链路发射路径的状态，其中上行链路发射路径的状态从所接收的上行链路信号的电平中获得。
31.根据权利要求29所述的基站，其中所述数据库将上行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录，其中上行链路发射路径的状态在接收的上行链路信号已经被解调后从数据的SIR中获得。
32.根据权利要求29所述的基站，其中所述数据库将上行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录，其中上行链路发射路径的状态在接收的上行链路信号已经被解调后从数据的BER中获得。
33.根据权利要求29所述的基站，其中所述数据库将上行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录，其中上行链路发射路径的状态在接收的上行链路信号已经被解调后从数据的FER中获得。
34.根据权利要求29所述的基站，其中所述数据库也可以将上行链路发射路径的状态作为移动台位置的函数而记录，其中上行链路发射路径的状态从发射路径的估计状态中获得。
35.根据权利要求29至34中任一项所述的基站，其中当预测出上行链路发射路径的状态将变差时，上行链路发射功率控制命令发生器产生上行链路发射功率控制命令，预先增大上行链路发射功率。
36.根据权利要求29至34中任一项所述的基站，其中当预测上行链路发射路径的状态将变得远低于良好状态时，上行链路发射功率命令发生器产生上行链路发射功率控制命令，不增加上行链路发射功率。
37.根据权利要求35所述的基站，其中所述数据库在分集越区切换过程中通过与多个基站共享信息来控制发射功率。
38.根据权利要求36所述的基站，其中所述数据库在分集越区切换过程中通过与多个基站共享信息来控制发射功率。
39.一种移动台，其使用从基站经下行链路发出的上行链路发射功率控制命令，以使该基站的上行链路接收状态变为良好的方式，来控制其上行链路发射功率，
其特征在于，包括
接收机，用于接收已经通过下行链路发射的下行链路无线电信号；
上行链路发射功率控制命令提取器，用于从所接收的下行链路信号中提取上述的上行链路发射功率控制命令；
移动位置识别器，用于识别移动台的当前位置；
移动速度识别器，用于识别移动台移动的当前速率；
移动位置预测器，用于从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；
数据库，其中将上行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录；
上行链路发射功率控制器，用于根据预测的移动台未来位置来查找数据库，并用于根据(i)作为查找结果而获得的上行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述上行链路发射功率控制命令，来控制移动台的上行链路发射功率；以及
发射机，用于以上行链路发射功率控制器所指示的上行链路发射功率进行发射。
40.根据权利要求39所述的移动台，其中当预测上行链路发射路径的状态将变差时，移动台中的上行链路发射功率控制器将在不超过最大发射功率的范围内预先增大上行链路发射功率。
41.根据权利要求39所述的移动台，其中当预测上行链路发射路径的状态将变得远低于良好状态时，移动台中的上行链路发射功率控制器不增加上行链路发射功率。
42.一种移动台，其使用从移动台经上行链路发出的下行链路发射功率控制命令，以使该移动台的下行链路接收状态变为良好的方式，来控制基站的下行链路发射功率，
其特征在于，包括
接收机，用于接收已经通过下行链路发射的下行链路无线电信号；
下行链路发射路径状态估计器，用于从所接收的下行链路信号中估计下行链路发射路径的当前状态；
移动位置识别器，用于识别移动台的当前位置；
移动速度识别器，用于识别移动台的当前移动速率；
移动位置预测器，用于从移动台当前位置和移动的当前速率预测移动台的未来位置；
数据库，其中将下行链路发射路径的状态作为移动位置的函数而记录；
下行链路发射功率控制命令发生器，用于根据预测的移动台未来位置来查找数据库，并用于根据(i)作为查找结果而获得的下行链路发射路径的未来状态，和(ii)上述发射路径的估计的当前状态，产生控制基站的下行链路发射功率的下行链路发射功率控制命令；以及
混合器，用于通过将上行链路数据与上述产生的下行链路发射功率控制命令混合，将混合后的信号输出；和
发射机，用于发射混合后的信号。
43.根据权利要求42所述的移动台，其中当预测下行链路发射路径的状态将变差时，所述下行链路发射功率控制命令发生器产生下行链路发射功率控制命令，以预先增大下行链路发射功率。
44.根据权利要求42所述的移动台，其中当预测下行链路发射路径的状态将变得远低于良好状态时，所述下行链路发射功率控制命令发生器产生下行链路发射功率控制命令，以不增加下行链路发射功率。
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