[发明专利]估计功率的系统和方法

说明书

技术领区段

本发明通常涉及移动通信系统。特别是，本发明涉及一种估计通信信号或形成子波束的信号组的功率的系统和方法。本发明最常用于使用卫星的移动通信系统，其中卫星功率跟踪十分重要。

背景技术

卫星通信系统是一种将信息传送很远距离的手段。典型的卫星通信系统使用称为网关的基站，并且一个或多个卫星在网关和一个或多个用户终端之间中继通信信号。网关为从一个用户终端到另外一个用户终端或其他连接着的通信系统(例如公用电话交换网)中的用户提供了通信链路。用户终端可以是固定的也可以是移动的，例如移动电话，并且位于任何可以和卫星通信的地方。

卫星转发器是卫星中接收和发送网关和用户终端之间信号的部分。一个卫星转发器为了成本效益必须能同时承载大量用户。不同的卫星接入方案例如时分多址(TDMA)和码分多址(CDMA)扩频允许大量用户接入转发器。数字CDMA优于其他的卫星访问方案，因为能以较低的成本和较高的质量载传送较多的通信信号。其部分原因在于CDMA系统能用低功率的信号，从而使交叉信道干扰最小化，并且保存了卫星功率。

在典型的扩频通信系统中，在用户信息信号调制到载波作为通信信号发射前，用预选的伪噪声(PN)码序列将其调制或“扩展”在预定的频带上，PN扩频作为一种扩展频谱传输，本领区段的技术人员已熟知。

在典型的CDMA扩频通信系统中，信道化码用于区分前向链路(也就是从基站或网关到用户收发机的信号路径)上同一区内不同用户的信号，或卫星波束或子波束中发送的用户信号。即，区分是每个用户收发机。

在一个CDMA系统中，每个客户、订户或用户终端通过使用“覆盖”或“信道化”正交码来分配一个单独、正交的通信信道。Walsh函数通常用来实现信道化码，典型的长度为：陆地系统是64码片，而卫星系统128码片。CDMA系统将各单独的码信道组合为单一的窄带信道，以便同一波形散布大量信道。结果，多个客户或用户同时分享同一“窄带信道”，在这里可以互换称为“CDMA信道”“子波束”或“载波”。因为多个客户或用户分享同一子波束，如果一个或多个客户或用户信号的功率比同信道上的别的客户或用户预定的信号功率高，可能会导致不可接受的运行的干扰就可能发生，除非子波束上的用户人数减少。更重要的是，这种额外功率减少了其他用户信号可获得的功率，以及全部的容量。

在典型的CDMA系统中，网关和卫星的通信通过空间上划分成很多(例如16个)正向和反向波束(也称为链路)的链路实现。在正向链路上，被网关传输的信息通常是利用频分和极化复用传输。在一种示范系统设计中，前向链接使用C-波段频带，这种频带分为使用右圆极化(RHCP)的8个单独16.5MHz“信道”或“波束”，和使用左圆极化(RHCP)的8个单独16.5MHz“信道”或“波束”。这种单独16.5MHz信道又由13个带宽各为1.2MHz的“子信道”或“子波束”组成，这些子信道通过频分多路复用(FDM)一起形成波束。这些FDM子波束是上述的窄带信道，通过合并很多码信道形成。

为了传输给卫星，单独的FDM子波束被一起频率多路复用，来创建一个宽带信道。宽带信道具有预先为特定卫星系统设计的带宽。在这个例子中，采用160MHz带宽，包含有104个子波束，其数量是13个子波束的8倍。宽带信道承载104个子波束的能力依赖于限制每个子波束的功率，只要达到高质量传输的必须最小功率就可以了。子波束的功率控制不仅对于高质量传输是必须的，而且对于确保宽带信道上所允许的子波束最大数目的功率有效使用也是必须的。

一种使用宽带功率测定来控制单独窄带信道(子波束)的增益的系统和方法已经发展起来。那种系统和方法使用传输功率跟踪回路(TPTL)，通过调整应用在被传输信号上的增益来控制单独窄带信道(子波束)的功率。这种系统和方法在美国专利号为09/150,545，名为“使用宽带功率测定的单独窄带信道增益控制系统和方法”(System And Method For Gain Control Of Individual NarrowbandChannels Using A Wideband Power Measurement)中有描述，这项专利已经转让给受让人，按参考资料在此全部引用。开环和闭环功率控制在TPTL中都被应用。闭环控制需要每个单独子波束的功率控制。为了控制每个子波束的功率，就有必要决定每个子波束功率。然而，在需要有效控制增益的时间帧中，测定单独子波束功率有一些困难。另外，执行这样的功率估计是非常密集的计算，尤其是对于控制软件执行。因此，需要一种判断和估计单独子波束功率的替代系统和方法。