CN1272984A - 用于带有环路延迟的预测参数控制的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于在通信系统(100)中控制从第二站(120)发送到第一站(124)的发送信号(410)的功率电平的方法和装置,保持在第一站(124)处接收到的信号(1110)的所需功率电平。第一站(124)把使第二站(120)增加或减小发送信号(410)的功率电平的功率控制命令(655、1140)发送到第二站(120)。第一站(124)根据接收信号(410,645,1110)的功率电平、所需功率电平和至少一个未决功率控制命令,产生功率控制命令(655,1130)。未决功率控制命令(655)包括在第一站(124)和第二站(120)之间传播的那些功率控制命令。

Description

用于带有环路延迟的预测参数控制的方法和装置

发明领域

本发明一般涉及扩展频谱通信系统，具体地说，涉及用于在检测信号状态下存在控制环路或路径延迟的系统中调节信号参数，并运用可控制元件来影响检测状态的变化的方法和装置。本发明还涉及运用发送功率作为参数，其中控制该参数来使同时操作的发射机之间的干扰最小并使各通信的质量最高。

相关技术的描述

已发展多种多址通信系统和技术，在多个系统用户之间传递信息。然而，扩展频谱调制技术，诸如码分多址(CDMA)扩展频谱技术，提供优于其它调制方案的显著优点，特别是当为多个通信系统用户提供业务的时候。在美国专利第4,901,307号(1990年2月13日颁布，发明名称为“运用卫星或地面中继站的扩展频谱多址通信系统”)和美国申请第08/368,570号(发明名称为“用于在扩展频谱通信系统中运用全频谱发送功率来跟踪各接受器(recipient)相位时间和能量的方法和装置”)中描述在多访问通信系统中对CDMA技术的运用，上述两项专利已转让给本发明的受让人，并作为参考资料在此引入。

这些专利揭示这样的通信系统，其中大量一般移动或远程系统用户或用户单元(“移动单元”)采用至少一个收发机来与其它移动单元或者其它连接系统(诸如公共电话交换网络)的用户进行通信。或者通过卫星中继站和信关(gateway)传递通信信号，或者直接传递到地面基站(有时称为区站或小区)。

在CDMA通信中，可以多次重复使用频谱，从而允许增加移动单元的数量。对CDMA的运用导致高于运用其他多址技术可获得的频谱效率。然而，为了使整个通信系统容量最大并保持相互干扰可接受的程度和信号质量，必须控制在系统中的信号的发送功率，从而在最小电平下，保持任一给定通信链路所需的功率量。通过控制在最小电平处或附近的发送信号功率，减小与其他移动站的干扰。

在采用卫星的通信系统中，通信信号一般经历特征为Rician的衰减。因此，接收信号包括与具有瑞利衰减统计的多个反射分量相加的直接分量(direct component)。扩展直接分量和反射分量之间的功率比一般大约为6-10dB，这依赖于移动单元天线和移动单元在其中操作的环境的特征。

与卫星通信系统相比较，在地面通信系统中的通信信号一般经历信号衰落，它一般只包括反射或瑞利分量，而没有直接分量。于是，地面通信信号经历比卫星通信信号更加严重的衰减环境，其中Rician衰落是主要的衰落特征。

由从物理环境的多个不同的特性反射的通信信号导致在地面通信系统中的瑞利衰减。结果，信号从不同的方向以不同的传输延迟，几乎同时到达移动单元接收机。在一般由包括那些蜂窝状电话系统的移动无线电通信所采用的UHF频带中，在不同路径上传播的信号之间可能存在显著的相位差。有害相加信号的可能性可能导致偶然的深度衰落。

为了提供全双工信道来允许两个方向的对话同时进行(active)，诸如由传统有线电话系统提供的那样，将一个频带用于出站(outbound)或前向链路(即，从信关或区站发射机发送到移动单元接收机)，而且将不同频带用于入站(inbound)或反向链路(即，从移动单元发射机发送到信关或区站接收机)。该频带分开允许移动单元发射机和接收机同时进行，而不从发射机反馈或干扰接收机。

然而，运用不同频带对于功率控制有着很大的涵义。运用不同频带导致多路径衰减对于前向和反向链路是独立处理。不能简单地测量反向链路路径损耗，而且将它假设成相同的路径损耗出现在反向链路上。

此外，在蜂窝状移动电话系统中，移动电话能够通过多区站进行通信，如在待批美国专利第07/433,030号(1989年11月7日申请，发明名称为“用于在CDMA蜂窝状电话系统中提供通信中的软切换的方法和系统”)所揭示的那样，作为参考资料在此引入该申请。在与多区站进行通信的过程中，移动单元和区站包括多接收机方案，如在上述申请中所揭示的那样，并在待批美国专利申请第07/432,552号(同样在1989年11月7日申请，发明名称为“在CDMA蜂窝站电话系统中的分集接收机”)经一步描述，作为参考资料在此引入该申请。

功率控制的一种方法是使移动单元或信关首先测量接收信号的功率电平。运用该功率测量以及对于每个卫星的无线电发射器应答器向下链路发射功率电平的知识以及移动单元和信关接收机灵敏度的知识，来估计对于移动单元的每个信道的路径损耗。考虑到路径损耗估计、发送数据速率和卫星接收机灵敏度，基站或移动单元收发机可以确定用于将信号发送到移动单元的适当功率。在移动单元情况下，响应于这种测量和决定，可以作出需要更多或更少功率的请求。与此同时，信关可以响应于这样的请求或者响应于它自己的测量，增加或减小功率。

由卫星把移动单元发送到卫星的信号转发到信关，而且一般继续到通信系统控制系统。信关或控制系统测量来自发送信号的接收信号功率。于是，信关确定接收功率电平对保持通信所需电平必需的最小值的偏离量。较佳的是，最小所需功率电平是保持质量通信所需的功率电平，同时减小系统干扰。

于是，信关把功率控制命令信号发到移动单元，从而调节或“微调”移动单元的发送功率。移动单元用该命令信号来改变更接近于保持所需通信必需的最小电平的发送功率电平。当信道条件改变时，一般由于移动单元、或卫星的移动，移动单元响应于来自信关的控制命令以继续调节发送功率电平，从而保持适当的功率电平。

在该结构中，将来自信关的控制命令称为功率控制反馈。一般，由于通过卫星的往返行程传播延迟导致来自信关的功率控制反馈很低。采用典型LEO卫星轨道(879英里)的单向传播延迟大约是9-26毫秒。于是，在发送它之后，来自信关的功率控制命令可以上至26毫秒到达移动单元。同样，在进行改变之后，由信关以上至26毫秒，检测移动单元响应于功率控制命令对发送功率作出的改变。该系统中的整个往返行程传播延迟大约为18-53毫秒。于是，在信关发送功率控制命令的时间和在信关处检测响应(即，由该功率控制命令所致的功率电平变化)的时间之间可流逝上至53毫秒的延迟。

于是，在可由测量单元检测该命令的结果之前，发送功率控制命令经历往返行程传播延迟，以及典型的处理延迟。不幸的是，特别是在传播延迟大的情况下，不会发生由移动单元响应于功率控制命令对发送功率进行调节，而且下一次在信关处测量接收功率之前，由信关检测该调节。这导致发送另一个功率控制来调节发送功率，而没有利用所实施的前一个功率控制命令。事实上，依赖于传播延迟和功率控制环路的重复时间，在由移动单元对第一功率控制命令作出响应和由信关检测该结果之前，几个功率控制命令可以处于未决(pending)或正在“传播”。结果，发送功率在一设定点周围，被称为“极限环”的振荡。即，由于到达和实施命令有延迟，导致发送功率从所需量过冲(overshoot)或下冲(undershoot)。

对于这种问题的一种可行的解决方法是简单地增加功率控制环路的重复时间，从而它更加接近地类似传播和处理延迟。然而，由通信信号所经历的快速衰落和突然信号阻塞(blockage)的影响需要短重复时间来阻止突然信号丢失。结果，可以突然和不必要地增加发送功率，从而导致浪费功率和增加的系统干扰。

所需要一种方法和装置，它能够快速对发送信号功率或其他信号参数、要求的变化作出响应，而且抵销与相应控制命令相关的传播和处理延迟的不良影响。理想的是，这样的方法和装置要求少量的附加复杂度、控制结构或信关的协议变化。

发明概述

本发明的目的在于一种有利于在通信系统中调节信号参数，最好是发送信号功率的方法和装置。特别是，本发明的目的在于一种在通信系统中，诸如，那些采用卫星并经历大量信号传播延迟的系统，调节发送功率或其他操作条件的装置和方法。本发明通过明了先前已发送到移动单元而且在信关处还没有检测到它对发送信号的影响的功率控制命令，抵销与由信关发送到移动单元的功率控制命令相关的传播延迟的不良影响。

在本发明的一个实施例中，位于信关处的功率控制环路确定从移动单元发送的信号的接收功率电平。功率控制环路将接收功率电平与所需的功率电平相比较。如果接收功率电平低于所需功率电平，那么发送功率控制命令，它命令移动单元增加它的发送功率。如果接收到的功率电平大于所需功率电平，那么发送功率控制命令，它命令移动单元减小它的发送功率。

由于在信关和移动单元之间的距离所致的传播延迟，特别是在基于卫星的通信系统中，几个功率控制命令或它们的相关响应可以在信关和移动单元中运行。第一组控制命令包括功率控制命令，其中沿通信系统的前向连连传播它们并还没有到达移动单元。由于没有接收到功率控制命令，所以移动单元没有通过调节它的发送功率来对第一组功率控制命令作出响应。

第二组功率控制命令包括沿着通信系统的反向链路传播其影响(即，具有已调功率电平的信号)而且还没有到达信关的功率控制命令。移动单元已接收并响应这些功率控制命令，但是它们对发送功率电平的相应调节还没有到达信关用于检测。

本发明的一个特性在于明了第一组功率控制命令(即，沿着前向链路传播而且还没有达到移动用户的那些)和第二组功率控制命令(即，沿着反向链路传播其调节，而且信关还没有检测它们的调节)作为一组“未决”功率控制命令。由功率控制环路用未决功率控制命令来确定新的功率控制命令。特别是，在将未决功率控制命令与所需功率电平相比较之前，把它附加到接收功率电平。通过这种方法，在后来确定新功率控制命令的过程中，解释未决的功率控制命令。这减小了发送功率在所需功率电平周围的被称为“极限环”的振荡。

本发明的另一个特性在于它不需要附加的复杂度、附加的控制结构或者对传统通信系统的功率控制命令协议的变化。此外，该技术为采用多位功率控制命令协议的系统提供类似的改进。于是，不需要改变功率控制命令协议。此外，可以将本发明加入传统的功率控制环路，而只需对它进行很小的变化。

附图说明

结合附图，从下面的详细描述，本发明的特性、目的和优点将显而易见，其中相同标号作相应表示：

图1示出其中运用本发明的典型无线通信系统；

图2示出供移动用户使用的示例收发机装置；

图3示出供在信关中使用的示例发送和接收装置；

图4示出在信关和移动用户之间的前向链路和反向链路传输；

图5示出沿着通信系统的前向链路和反向链路的功率控制命令的定时；

图6示出功率控制环路；

图7示出在功率控制环路中用到的传统补偿器；

图8示出传统补偿器的极限环问题；

图9示出供在功率控制环路中使用的根据本发明的补偿器；

图10示出根据本发明的包含极限环减小的补偿器的改进响应；

图11是示出本发明的操作的流程图；和

图12是详细示出补偿器的操作的流程图。

较佳实施例的详细描述

本发明特别适合在采用低地球轨道(LEO)卫星的通信系统中应用。然而，对于熟悉相关技术的人员是显而易见的，本发明的原理还可用在不用于通信目的的卫星系统中。如果存在相当大的信号传播延迟，那么本发明还适用于其中卫星沿着非LEO轨道运行的卫星系统，或者适于非卫星中继站系统。

下面详细描述本发明的较佳实施例。虽然讨论特殊步骤、结构和布局，但是应理解，这只用于说明。熟悉相关技术的人员应认识到可以采用其他步骤、结构和布局，而不偏离本发明的构思和范围。本发明可用于多种无线信息和通信系统，包括那些用于位置确定、卫星和地面蜂窝状电话系统的。较佳应用是在对于移动或便携式电话业务的CDMA无线扩展频谱通信系统。

图1示出其中可运用本发明的示例无线通信系统。考虑到本通信系统运用CDMA型通信信号，但是这不是本发明所需要的。在如图1所示的一部分通信系统100中，示出一个基站112、两个卫星116和118以及两个相关信关或中枢(hub)120和122来影响与两个远程移动单元124和126的通信。一般，基站和卫星/信关是分开的通信系统的组成部分，被称为基于地面和卫星，虽然这不是必需的。在这样的系统中的基站、信关和卫星总数依赖于所需系统容量和现有技术中已知的其他因素。

移动单元124和126包括无线通信装置，诸如(但不是限于)蜂窝状电话、数据收发机或传递装置(即，计算机、个人数据助理、传真)或传呼或位置确定接收机，而且可根据需要手持或安装在车辆上。一般，根据需要，这样的单元是手持或安装在车辆上的。这里，示出移动单元是手持电话。然而，应理解，本发明的教义可用于固定单元或需要远程无线装置的其他类型的终端，包括“室内”以及“室外”位置。

在现有技术中，术语基站、信关、中枢和固定站有时是可互换使用的，其中一般将信关理解为包括直接通过卫星进行通信的专用(specialized)基站。在一些通信系统中，根据喜好，移动单元也称为用户单元、用户终端、移动站或简称“用户”、“移动”、或“用户(subscriber)”。

一般，来自卫星116和118的波束(beam)以预先定义的模式覆盖不同地理区域。在不同频率下的波束，还称为CDMA信道或“子波束”，可以直接重叠相同的区域。熟悉本技术领域的人员应理解，可将对于多个卫星或蜂窝状基站的波束覆盖或业务区域设计成在给定区域中完全重叠或部分重叠，这依赖于通信系统设计和所提供的业务类型，以及是否获得空间分集。例如，每个都可以不同特性，在不同频率下，向不同用户组提供业务，或者给定移动单元可以用多个频率和/或多个业务供应者，每个具有重叠的地理覆盖区。

提出多种多卫星通信系统，尤其是一个示例系统采用大约48个或多个卫星，在LEO轨道中的8个不同轨道平面中运行，以向多个移动单元提供业务。然而，熟悉本技术领域的人员容易理解，如何将本发明的教导用于多个卫星系统和信关结构，包括其他轨道距离和星座图(constellation)。同时，本发明同样适用于多种基站结构的基于地面系统。

在图1中，示出可能信号路径用于在移动单元124和126以及基站112之间，或者通过卫星116和118，利用信关120和122建立的通信。线130和132示出基站-移动单元通信链路。线140、142和144示出在卫星116和118以及移动站124和126之间的卫星-移动单元通信链路。线146、148、150和152示出在信关120、122和卫星116和118之间的信关-卫星通信链路。可将信关120和122以及基站112用作单向或双向通信系统部分，或者简单用于将消息或数据传递到移动单元124和126。

图2示出供移动单元106使用的示例收发机200。收发机200将至少一个天线用于接收传递到模拟接收机214的通信信号，在此下变频、放大和数字化该信号。一般，将双工器元件212用来允许相同天线起到发送和接收功能。然而，一些系统采用分开天线，用于在不同发送和接收频率下操作。

将由模拟接收机214输出的数字通信信号传递到至少一个数字数据接收机216A和至少一个数字搜索器接收机218。可用附加数字数据接收机216B-216N来获得所需电平的信号分集，这依赖于单元复杂度的可接受程度，对熟悉相关技术的人员而言是显而易见的。

将至少一个移动单元控制处理器220耦合到数字数据接收机216A-216N和搜索器接收机218。除了其他功能，控制处理器220还提供基本信号处理、定时、功率和切换控制或协调和选择用于信号载波的频率。通常由控制处理器220执行的另一种基本控制功能是选择或操纵用于处理通信信号波形的PN码序列或正交功能。由控制处理器220信号处理可包括确定相关信号强度和计算多种相关信号参数。这种信号参数的计算，诸如，定时和频率可以包括用附加或分开专用电路来增加测量中的效率或速度，或者改善控制测量资源的分配。

将数字数据接收机216A-216N的输出耦合到在移动单元内的数字基带电路222。用户数字基带电路222包括处理和显示元件，用于将信息传递到移动单元用户，并传递来自他们的信息。即，信号或数据存储元件，诸如，暂时或长期数字存储器；输入和输出装置，诸如显示屏、扬声器、键盘终端和手机；A/D元件、声码器和其他语音和模拟信号处理元件；等等，所有运用在现有技术中已知的元件形成用户数字基带电路222部分。如果采用分集信号处理，那么用户数字基带电路222可以包括分集组合器和解码器。这些元件中的一些可以在控制处理器220的控制下或于控制处理器220的通信过程中进行操作。

当准备语音或其他数据作为始发(originating with)移动单元的输出消息或通信信号时，用用户数字基带电路222来接收、存储、处理和另外准备传输所需的数据。用户数字基带电路222向在控制处理器220的控制下操作的发送调制器226提供该数据。将发送调制器226的输出传递到功率控制器228，它向发送功率放大器230提供输出功率控制，以最后把输出信号从天线210发送到信关。

按照需要，移动单元200可以在发送路径中采用一个或多个预校正元件(未图示)来调节出局信号的频率。运用一个或多个已知技术，可以完成这。运用在发送波形中附加或减去延迟的已知技术，移动单元200还可以在发送路径中利用预校正元件调节出局信号的定时。

运用在现有技术中已知的多种技术，可将与用于接收通信信号的一个或多个测定信号参数相对应的信息或数据，或者一个或多个共享资源信号发送到信关。例如，可传递信息作为分开信息信号或者附在由用户数字基带电路222准备的其他消息上。另一方面，可由发送调制器226或发送功率控制器228，在控制处理器220的控制下，插入信息作为预定控制位。参见示例美国专利号5,383,219，发明名称为“在码分多址系统中快速前向链路功率控制”(1995年1月17日颁布)、发明名称为“用于在发射机功率控制系统中控制参数的动态修改的方法和系统(1995年3月7日颁布)；和5,267,262号，发明名称为“发射机功率控制系统”(1993年11月30日颁布)。

用信号相关元件构成数字接收机216A-N和搜索器接收机218来解调和跟踪特定信号。用搜索器接收机218来搜索导频信号，或者其他相对固定码型强信号，同时用数字接收机216A-N来解调与检测导频信号相关的其他信号。因此，可以监视这些单元的输出来确定在导频信号或其他信号中的能量或其频率。这些接收机还采用频率跟踪元件，其中可以监视他们来对于要解调的信号，向控制处理器220提供当前频率和定时信息。

图3示出在信关120和122中使用的示例发送和接收装置300。图3中示出的信关120、122部分具有连到天线310的一个或多个模拟接收机314，用来接收通信信号，其中运用在现有技术中已知的多种方案来下变频、放大和数字化该信号。在一些通信系统中，运用多根天线310。提供由模拟接收机314输出的数字化信号作为到至少一个数字接收机模块的输入，一般在324由虚线示出。

每个数字接收机模块324与用于管理在信关120、122和一个移动单元124、126之间的通信的信号处理元件相对应，虽然在现有技术中已知某些变化。一个模拟接收机314可以提供对于多个数字接收机模块324的输入，而且一般在信关102和122中用多个这样的模块来容纳在任何给定时间处理的所有卫星波束和可行分集模式信号。每个数字接收机模块324具有一个或多个数字数据接收机316和搜索器接收机318。搜索器接收机318一般搜索除了导频信号之外的其他信号的适当分集模式。在通信系统中实施，将多个数字数据接收机316A-316N用于分集信号接收。

向后来基带处理元件322提供数字数据接收机316的输出，它包括在现有技术中已知的装置，但是这里不详细描述了。示例基带装置包括分集组合器和解码器来将多路径信号组合成对于每个用户的一个输出。示例基带装置还包括用于一般向数字交换机或网络提供输出数据的接口电路。

在输入侧，多个其他已知元件，诸如(但不局限于)声码器、数字调制解调器和数字数据交换和存储元件，可形成一部分基带处理元件322。这些元件操作来处理、控制或把声音和数据信号直接传递到一个或多个发送模块334。

把要发送到移动单元的每个信号耦合到一个或多个适当发送模块334。典型的信关运用多个这样的发送模块334来一次向多个移动单元124、126，和一次为几个卫星和波束提供业务。通过现有技术中已知的因素，包括系统复杂度、在视野中的卫星数、用户容量所选分集程度，等等，确定由信关120、122运用发送模块334的个数。

每个发送模块334包括发送调制器326，它扩展频谱调制要发送的数据。发送调制器326具有耦合到数字发送功率控制器328的输出，其中上述控制器控制用于输出数字信号的发送功率。数字发送功率控制器328将最小功率电平用于减小干扰和资源分配，但是当需要补偿发送路径和其他路径传递特征中的衰减时采用适当的功率电平。在扩展信号的过程中发送调制器326至少采用一个PN发生器332。这代码发生也可以构成在信关122，124中应用的一个或多个控制处理器或存贮元件的功能部分。

把发送功率控制器328的输出传递到加法器336，其中将它与来自其他发送功率控制电路的输出相加。那些输出是在于发送功率控制器328的输出相同的频率和相同的波束中发送到其他移动单元124、126的信号。向模拟发射机338提供加法器336的输出用于数字-模拟转换，转换到适当的RF载波频率，进一步放大并输出到一个或多个天线340，以辐射到移动单元124，126。天线310和340可以是相同的天线，依赖于系统的复杂度和结构。

如在移动单元200的情况下，可将一个或多个预校正元件或预校正器设置在发送路径来对于通过它建立通信的链路，根据已知的多普勒调节输出频率。在现有技术中已知用于在发送之前调节信号频率的技术或元件。此外，相同或另一个预校正器可以操作来对于通过它建立通信的链路，根据已知传播延迟和代码多普勒，调节输出定时。在现有技术中已知在发送之前用于调节信号定时的技术和元件。

将至少一个信关控制处理器320耦合到接收机模块324、发送模块334和基带电路322；这些单元可以是相互物理隔开。控制处理器320提供命令和控制相互来影响诸如(但不局限于)信号处理、定时信号发生、功率控制、切换控制、分集组合和系统连接之类的因素。此外，控制处理器320分配PN扩展码、正交码序列和特定发射机和接收机以供用户通信使用。

控制处理器320还控制导频、同步和寻呼信道信号的发生和功率，以及它们于发射功率控制器328的耦合。导频信道是不由数据调制的简单的信号，而且可以运用到发送调制器326的重复不变的码型或不变帧结构类型输入，有效地只发送由PN发生器332采用的PN扩展码。

虽然将控制处理器320直接耦合到模块的元件上，诸如发送模块324或接收模块334，但是每个模块一般包括模块-特定处理器，诸如发送处理器330或接收处理器321，它控制该模块的元件。于是，在较佳实施例中，将控制处理器320耦合到发送处理器330和接收处理器321，如图3所示。通过这种方法，单个控制处理器320可以更加有效地控制大量模块和资源的操作。发送处理器330控制导频、同步、寻呼信号和话务信道信号的发生和信号功率，以及它们各自与功率控制器328的耦合。接收机处理器321控制搜索、PN扩展用以解调的代码并监视接收功率。

如上面对于用户终端所述，如由模拟接收机314所确定的那样，或者通过监视数字接收机316的输出中的能量，接收功率检测器323可用来监测信号中的功率。作为功率控制环路的一部分，向发送功率控制器328提供信号来调节输出功率，如下面详细所述。如需要，还可向接收机处理器321或控制处理器320提供信号。还可加入该信号作为接收处理器321的一个功能。

对于某种操作，诸如共享资源功率控制，在通信信号中，信关120和122接收信息，诸如接收来自移动单元的信号强度、频率测量或其他接收信号参数。可由接收处理器321从数据接收机316的解调输出派生出该信息。另一方面，可以检测该信息，如在由控制处理器320或接收处理器321监视的信号中的预定位置上所发生的那样，而将该信息传递到控制处理器320。控制处理器320可以用该信息来控制要运用发送功率控制器328和模拟发射机338发送和处理的信号的定时和频率，以及输出功率。

在通信系统100操作期间，由信关(120，122)运用信关发生载波频率A0，把称为前向链路信号的通信信号s(t)发送到移动单元(124，126)。由于多普勒和其他因素，前向链路信号经历时间延迟、传播延迟、频率偏移。首先当从信关发送到卫星(即，在前向链路的上行链路部分上)时，其次当从卫星发送到移动单元(即，在前向链路信号的下行链路部分上)时，前向链路信号经历这些因素。一旦接收该信号，在发送返回或反向链路信号的过程中存在进一步延迟、传播延迟和在从移动单元发送到卫星(即，在反向链路信号的上行链路部分上)和再次从卫星到信关(即，在反向链路信号的下行链路部分上)的过程中存在多普勒。

图4示出在采用一个或多个卫星中继站116的通信系统100中发送的多个信号。信关120通过卫星中继站116把前向链路信号410发送到移动单元124。前向链路信号410包括从信关120到卫星中继站116的上行链路部分412，，和从卫星中继站116到移动单元124的下行链路部分414。移动单元124通过卫星中继站116把反向链路信号420发送到信关120。反向链路信号420包括从移动单元124到卫星中继站116的上行链路部分422，和从卫星中继站116到信关120的下行链路部分424。

图5是在前向链路410上传递的功率控制命令和在反向链路420上传递的功率控制命令的响应(即，发送功率电平的响应变化)的定时示图。现在，参照图4和5，讨论由信关120发送到移动单元124的功率控制命令的定时。当信关120在前向链路信号410上把功率控制命令发送到卫星中继站116时，由于在信关120和卫星中继站116之间的距离导致功率控制命令经历在上行部分412上的传播延迟510(t₁)。在卫星中继站116处，当卫星中继站116处理上行链路部分412以便将下行链路部分414发送到移动单元124，功率控制命令经历处理延迟520(t_s)。即，例如，当卫星执行频率变换和波束形成时，功率控制命令经历传播延迟520。接着，作为在卫星中继站116和移动单元124之间的距离，导致功率控制命令经历在下行链路部分414上的传播延迟530(t₂)。

在移动单元124处，由控制处理器220和数字发送功率控制器228处理功率控制命令。作为该处理的结果，移动单元124调节反向链路信号420的发送功率。在该处理期间，功率控制命令经历处理延迟540(t_m)。

总之(in summation)，在移动单元124调节发送功率电平之前，功率控制命令经历前向链路延迟545(t_forward)，表示如下：

t_forward＝t₁+t_s+t₂+t_m。

前向链路延迟545表示在信关120发送控制命令的时间和发生调节反向链路信号420的发送功率时间之间的延迟量。

参照图4和5讨论由移动单元124在反向链路信号420上对功率控制命令的响应定时。在移动单元124调节反向链路信号420的发送功率之后，移动单元124把上行链路部分422发送到卫星中继站116。由于在移动单元124和卫星中继站116之间的(当前)距离导致对于功率控制命令的响应(即，反向链路信号的发送功率电平变化)经历在上行链路部分422上的传播延迟550(t₃)。当卫星中继站116处理上行链路部分422，以便把下行链路部分424发送到信关120时，在卫星中继站116处，对于功率控制命令的响应经历处理延迟560(t_s)。接着，由于在卫星中继站116和信关120之间的距离，导致对于功率控制命令的响应经历在下行链路部分424上的传播延迟570(t₄)。

在信关120处，由接收机214、216和218以及控制处理器320处理对于功率控制命令的响应。作为该处理的结果，信关120监测反向链路信号420的接收功率电平并根据该接收功率电平和上述所需功率电平确定新功率控制命令。在该处理期间，对于功率控制命令的响应(即，在反向链路信号中的检测功率电平)经历小处理延迟580(t_g)。

总之，对于功率控制命令的响应经历反向链路延迟585(t_reverse)，如下表示：

t_reverse＝t₃+t_s+t₄+t_g。

反向链路延迟585表示在由移动单元124发送对功率控制命令的响应时间和由信关120检测响应的时间之间的延迟量。

将在信关120发送功率控制命令的时间和信关120检测对功率控制命令的响应时间之间经历的总延迟590(t_delay)定义为：

t_delay＝t_forward+t_reverse＝t₁+t₂+t₃+t₄+t_m+t_g+2*t_s。

实际上，t₁、t₂、t₃和t₄包括大部分延迟590。在运用本发明的典型的LEO卫星应用中，每个传播延迟545、585大约是9-26毫秒。总延迟590大约是18-53毫秒。还将总延迟590称为往返行程传播延迟590。

在卫星通信系统中，由于卫星116所用到的良好定义的轨道模式以及信关120相对于那些轨道的已知位置，所以信关120一般对强加在任何时候在信关120和卫星116之间运行的信号上的延迟具有相当精确的估计。

图6示出功率控制环路600。功率控制环路600包括控制器610、第一延迟块620、处理630、第二延迟块640、补偿器650和第三延迟块660。在本发明的一个实施例中，位于移动单元124中的控制器610表示在收发机200中的功率控制环路功能，特别是那些控制处理器220和数字发送功率控制器228，如图2所示。此外，相对于本发明的实施例，位于信关120中的补偿器650表示在控制处理器320中的功率控制环路功能，如图3所示。

现在，主要参照图6，其次参照图4和5，描述功率控制环路600的操作。控制器610在特定发送功率电平处，输出信号615(如图6中的x(t)所示)。在本发明的较佳实施例中，信号615表示从移动单元124到信关120的反向链路信号420的上行链路部分422。信号615经历通过延迟块620的延迟τ₁。在该实施例中，τ₁与对传播延迟550(图5中的t₃所示)的估计相对应，如上所述。作为延迟块620的结果，把信号615转变为信号625(如图6中的x(t-τ₁)所示)。信号625在时间延迟τ₁上与信号615相对应。

在运用本发明的典型LEO卫星应用中，传播延迟510、530、550和570支配(dominate)处理延迟520、540、560和580，而忽略处理延迟520、540、560和580。另一方面，当已知时，可以运用对这种处理延迟的精确估计。于是，如上所述，τ₁近似于t₃，另外，如上所述，τ₂近似于t₄，和τ₃近似于t₁+t₂。显而易见，如果与处理延迟510、530、550和570相比较，处理延迟520、540、560和580很大，那么还可以在τ₁、τ₂和τ₃中解释它们。为了这个讨论，“传播延迟”包括任何处理延迟。

由处理630接收信号625。当将信号625从移动单元124传播到信关120时，处理630表示衰减和其他因素，诸如衰落(fading)。换句话说，处理630表示当从移动单元124通过卫星116将信号625传播到信关120时，信号625通过的大气/环境的传递功能。信号635(如图6中的y(t-τ₁)所示)由处理630产生。显然，信号635表示衰减和衰落信号625。

接着，由延迟块640延迟信号635。信号635经历通过延迟块640的延迟，τ₂。在该实施例中，τ₂与传播延迟570的估计相对应(如图5中的t₄所示)，如上所述。作为延迟块640的结果，将信号635转换成信号645(如图6中的y(t-τ₁-τ₂)所示)。信号645与时间延迟τ₂的信号635相对应。延迟τ₂表示反向链路信号420的下行链路部分424的传播延迟，如上所述。

信号645表示当从移动单元124发送时由信关120接收到的信号。特别是，信号645表示在延迟τ₁和τ₂并根据处理630衰减和衰落之后，由移动单元124发送的信号。

补偿器650接收信号645并根据已知方法确定信号645的功率电平。如上所述，理想的是，信号645的功率电平匹配最小所需功率电平。例如，如果信号645的功率电平小于所需功率电平，那么补偿器650发出功率控制命令，命令控制器610增加信号615的发送功率。另一方面，如果信号645的功率电平大于所需功率电平，那么补偿器发出功率控制命令，它命令控制器610减小信号615的发送功率电平。

在本发明的较佳实施例中，补偿器650发出单个位控制命令。换句话说，补偿器650或者发出上升功率(power-up)命令或者发出下降功率(power-down)命令。在美国专利第5,396,516号(1995年3月7日颁布，发明名称为“用于动态修改在发射机功率控制系统中的控制参数的方法和装置”，已转让给本发明的受让人，并作为参考资料在此引入)中大致描述了这种功率控制系统。在本发明的较佳实施例中，上升功率命令命令控制器610增加信号165的发送功率达一固定量，例如，1dB。下降功率命令命令控制器610减小信号615的发送功率达一固定量，例如，1dB。显然，可以运用不同固定量。同样，显而易见的是，可以实施多位功率控制命令，它提供不同程度的功率控制调节。

此外，在本发明的较佳实施例中，当信号645的功率电平小于所需功率电平时，补偿器650发出上升功率命令。在所有其他时候，补偿器650发出下降功率命令。显然，当信号645的接收功率电平落在所需功率电平的特定范围内时，可以实施为零功率命令提供的附加电平。

在本发明的另一个实施例中，上升功率命令增加信号615的功率电平达第一固定量，并发出下降功率命令，它减小信号615的功率电平达第二固定量，其中第一固定量小于第二固定量。在该实施例中，功率控制环路600以快于它增加信号615的功率电平的速度减小信号615的功率电平。该实施例对于在CDMA通信系统中减小信号的功率电平更快地作出响应，如上所述，它减小任一特定信号经历的干扰量。

补偿器650输出命令655(如图6中的CMD_r(t-τ₁-τ₂)所示)。如上所述，对于本发明的较佳实施例，功率控制命令655或者是上升功率命令或者是下降功率命令。由补偿器650响应于信号615输出功率控制命令655，其中由于在反向链路420上的传播，导致将信号615延迟等于τ₁+τ₂的量(即，单向传播延迟)。

通过前向链路410，将功率控制命令655从信关120发送到移动单元124。当在前向链路410上传播功率控制命令655时，功率控制命令655经历由延迟块660表示的另一传播延迟。延迟块660延迟功率控制命令655达一量τ₃，它与在前向链路410的上行链路412和下行链路部分414上的传播延迟相对应。在本发明的该实施例中，τ₃与延迟510和延迟520(如图5中的t₁和t₂所示)之和相对应。

延迟块660的输出是信号665(如图6中的CMDr(t-τ₁-τ₂-τ₃)所示)。信号665表示由在信关120和移动单元124之间的传播延迟而延迟的功率控制命令655。由控制器610接收信号665。信号665表示到控制器610的功率控制命令。在本发明的较佳实施例中，信号665命令控制器610增加信号的发送功率达一固定量，或者减小信号615的发送功率达一固定量。然而，如上所述，由在功率控制环路600中信号615经历总延迟τ₁+τ₂+τ₃。换句话说，在从移动单元124发送信号615的时间和移动单元124接收到由补偿器650发送的改变该信号615的功率电平的功率控制命令的时间之间经过了τ₁+τ₂+τ₃秒。当τ₁+τ₂+τ₃很大(例如，超过控制器610的环路累接(iteration)时间)时，在控制信号615的功率电平过程中延迟引起很大的问题。

特别是，响应于命令，补偿器650不检测信号615的功率电平变化，直至已过去等于τ₁+τ₂+τ₃的时间。如果与τ₁+τ₂+τ₃相比较，补偿器650的累接时间很小，那么在检测到对于那些功率控制命令655的任何响应作为信号645之前，补偿器650将发出多个功率控制命令655。这引入了存在于功率控制环路600中的被称为极限环的现象。

图7详细示出传统补偿器650的操作过程。传统补偿器650包括所需功率电平(或者，其他相应参数)门限710，功率电平(相应参数)检测器730和比较器720。功率电平检测器730根据在通信系统中已知的技术确定信号645的功率电平。比较器720确定在来自功率电平检测器730的信号645的功率电平和所需功率电平门限710之差。当信号645的功率电平小于所需功率电平门限710时，比较器720输出上升功率命令。当信号645的功率电平大于所需功率电平门限710时，比较器720发出下降功率命令。

图8示出传统补偿器650的操作。图8包括两块图：接收功率图810和功率控制命令图830。接收功率图810表示由传统补偿器650随着时间流逝接收到的信号645的示例接收功率电平820。功率控制命令图830表示由传统补偿器650响应于接收功率820随着时间流逝输出的功率控制命令840。下面是对于传统补偿器650响应于接收功率电平820的操作讨论。

如图8所示，在时刻t＝0时，接收功率电平820是-88.5dB。在这个特定例子中，将所需功率电平门限710设为-88dB，同时根据已知原理选择在每个通信系统中的该电平。于是，接收功率电平820小于所需功率电平710。作为响应，传统补偿器650向控制器610发出上升功率命令，它表示控制器610应增加信号615的发送功率。于是，在时刻t＝0时，功率控制命令840是+1。(在该例子中，在功率控制命令图830中，将上升功率命令表示为+1，而且将下降功率命令表示为-1)。

只为了说明起见并只为了示范传统补偿器650的操作过程，进行下面的假设。第一个假设是任意选择传统补偿器650的环路累接时间作为传播延迟的结果的总延迟τ₁+τ₂+τ₃的四分之一。换句话说，在检测第一功率控制命令655作为由传统补偿器650接收的功率电平820之前，从传统补偿器650发出四个功率控制命令655。第二个假设是上升功率命令指令控制器610增加信号的功率电平615达1dB，而且下降功率命令指令控制器610减小信号615的功率电平达1dB。这些假设仅仅为了说明本发明的操作，而且应可用于一般通信系统。然而，每个系统都具有它自己的累接时间以及已知的命令电平。

现在参照图8。作为传播延迟的结果，在时刻t＝1时，补偿器650还没有检测到对在时刻t＝0时发出的功率控制命令的响应。于是，接收功率电平820仍然小于所需功率电平门限710。于是，在时刻t＝1时，补偿器650发出另一个上升功率命令。在时刻t＝2和时刻t＝3，发生相同情况。

然而，在时刻t＝4，由控制器610接收在时刻t＝0发出的上升功率命令，以及它的效果传回传统补偿器650。换句话说，在时刻t＝4，增加接收功率电平820达1dB至-87.5dB。在时刻t＝4时，传统补偿器650确定接收功率电平820超过所需功率电平门限710，而且发出下降功率命令。如上所述，下降功率命令指定控制器610减小信号615的发送功率。

在时刻t＝5时，由于在时刻t＝1时发出的功率控制命令840，导致在传统补偿器650处检测到进一步增加接收功率电平820。于是，由于在发出功率控制命令840和检测响应之间的延迟，导致接收功率电平820增加在时刻t＝0、t＝1、t＝2和t＝3发出的四个上升功率命令中的每个命令。结果，接收功率电平820过冲所需功率电平门限710达3.5dB。

这示出如上所述的极限环的问题。由于延迟τ₁+τ₂+τ₃，导致传统补偿器650在时刻t＝0到时刻t＝3发出上升功率命令。将由控制器610接收每个这样的上升功率命令，导致增加信号615的发送功率。然而，在时刻t＝4，当接收功率电平820超过所需功率电平门限710，补偿器650开始发出下降功率命令，并继续发出下降功率命令，直至时刻t＝11。在时刻t＝11，接收功率电平820将低于所需功率电平710，而且传统补偿器650将再次开始发出上升功率命令。这个处理过程不确定地继续下去，同时接收功率电平820在所需功率电平门限710周围振荡。由于传播延迟τ₁+τ₂+τ₃，导致接收功率电平820一般不匹配所需功率电平门限710。这种极限环表示传统补偿器650所能够的最佳操作。即，极限环表示补偿器650能够多好或多接近地将信号保持在特定所需功率电平上。这表示功率浪费，它减小系统容量和移动单元操作时间。

图9示出根据本发明的改进补偿器900。在本发明中，补偿器900解释已由补偿器900发出的功率控制命令655，而它的响应没有时间传播回到补偿器900。

特别是，补偿器900包括所需功率电平门限710，功率电平检测器730、比较器720、未决命令累加器910和加法器920。功率电平检测器730和所需功率电平门限710如上所述相对于传统补偿器650进行操作。

未决命令累加器910累加已由补偿器900发出但还没有通过控制环600传播的未决功率控制命令655的总和915，从而补偿器900没有检测到它们的响应。在一个实施例中，累加器910累加调节，其中用上或下步骤命令该调节以达到转换成功率净变化的净步骤变化(net step change)。在另一个实施例中，累加器910累加与发出的每个命令相关的功率值(即，以dB为单位)。未决命令累加器910根据下列关系，确定在累接N次的未决功率控制命令655： ${\mathrm{PCMD}}_N=\underset{j=1}{\overset{\frac{r_1+r_2+r_3}{T}}{\mathrm{\Σ}}}{\mathrm{CMD}}_{N-1}$

其中：

PCMD_N是累接N次的未决命令总和；

τ₁+τ₂+τ₃是总的往返行程传播延迟；和

T是环路累接周期。

实际上，累加的功率控制命令的数量依赖于在前向链路信号410和反向链路信号420中经历的传播延迟，以及控制环路600的累接时间。例如，如果总传播延迟是50毫秒，而且控制环路600的累接周期是12.5毫秒，那么由未决命令累加器910累加四个功率控制命令655。

未决命令累加器910输出与功率控制命令的总和915相对应的功率电平，加法器920没有检测到它的响应。加法器920把未决命令累加器910的输出加到接收功率电平645。加法器920把这些信号的总和输出到比较器720。

如果加法器920的输出小于所需功率电平门限710，那么比较器720发出上升功率命令。当加法器920的输出大于所需功率电平门限710，那么比较器720发出下降功率命令。

图10示出补偿器900的操作。仅仅为了示例，作出相同假设，如上面相对于图8所作出的那样。那些假设是在检测到第一个命令的效果之前发出四个功率控制命令，而且上升功率和下降功率命令改变信号615的发送功率电平达1dB。

图10包括接收功率电平图1010，它示出接收功率电平1020对时间的关系；未决命令累加器输出图1030，示出未决累加器输出1040对时间的关系；和功率控制命令图1050，示出功率控制命令或命令1060对时间的关系。

参照图10，在时刻t＝0，接收功率电平1020是-88.5dB。将所需功率电平门限710设为-88dB。于是，在时间＝0，接收功率电平1020小于所需功率电平门限710。假设还没有发出前面功率电平控制命令(即，没有功率控制命令是未决的)，补偿器900在时刻t＝0时输出上升功率命令。

在时刻t＝1，由于没有通过功率控制环路600传播对上升功率命令的响应，所以接收功率电平1020保持小于所需功率电平门限710。然而，在这种情况下，在时刻t＝1的未决命令累加器输出1040等于1dB，这表示已发出第一功率控制命令，而且还没有检测到它们的响应。

当把未决命令累加器输出1040加到接收功率电平1020时，超出所需功率电平门限710。于是，在这种情况下，比较器720指示反映在时刻t＝1的接收功率电平1020的下降功率命令以及在时刻t＝0的功率控制命令1060。

在时刻t＝2，补偿器900还没有检测到对于在时刻t＝0或在时刻t＝1的功率控制命令的响应。在时刻t＝2的未决功率命令累加器输出1040表示在时刻t＝0和时刻t＝1的功率控制命令之和，它是零。把在时刻t＝2的未决命令累加器输出1040加到在时刻t＝2的接收功率电平1020表示总和小于所需功率电平门限710。于是，比较器720在时刻t＝2发出上升功率命令。在时刻t＝3紧跟着类似的处理来发出下降功率命令。

在时刻t＝4，由补偿器900检测到对在时刻t＝0发出的功率控制命令1060的响应。结果，将在时刻t＝4的接收功率电平1020增加1dB。在时刻t＝4，接收功率电平1020超过所需功率电平710。然而，补偿器900没有检测到所有未决功率控制命令1060。实际上，在时刻t＝4，累加器输出1040表示接收功率电平1020的总变化-1dB。在时刻t＝4把接收到的功率电平1020和未决命令累加器输出1040相加表示应在时刻t＝4发出上升功率命令，因为未决命令累加器输出1040和接收功率电平1020之和小于所需功率电平门限710。

当接收功率电平1020在所需功率电平门限710周围振荡时，在时刻t＝4和t＝8之间，功率控制命令1060在+1和-1之间振荡。这表示补偿器900的极限环。于图8中的接收功率电平820的极限环相比较，补偿器900动态地提高功率控制环路600的性能。

为了进一步解释，在时刻t＝8，在处理630中发生衰落，产生+2dB的接收功率电平1020的非命令(uncommanded)变化(除了在时刻t＝4的上升功率命令的+1dB命令变化之外)，这导致-85.5dB的接收功率电平1020。于是，在时刻t＝8，把接收功率电平1020加到未决命令累加器输出1040并输入到比较器720。比较器720输出下降功率命令。由于传播延迟τ₁+τ₂+τ₃，使得补偿器900没有检测到在时刻t＝8的该下降功率命令，直至时刻t＝12。于是，在时刻t＝8和t＝12之间，接收功率电平1020在-86dB周围振荡。即，带有环路延迟(即，传播延迟)的控制环路具有一些也受量化电平影响的振荡行为，其中相对于环路累接时间(即，采样率或环路的更新率)环路延迟是很大的。

然而，紧接着在时刻t＝11的上升功率命令的在时刻t＝9和时刻t＝10的相继下降功率命令表明了响应于在时刻t＝8的衰落，未决命令累加器输出1040在时刻t＝13，将接收功率电平1020向下带回到围绕所需功率电平门限710周围的极限环内的过程中的有效性。

实际上，补偿器900解释了还没有通过功率控制环路600传播的命令。未决命令累加器910解释了这些功率控制命令，从而将来的功率控制命令是根据它们的未决但还没有检测到的接收功率电平1020的变化的。

图11是示出本发明的操作的流程图。在步骤1110中，在位于第一站的补偿器900处接收到信号645。在本发明的较佳实施例中，第一站与信关120相对应。然而，在本发明的另一个实施例中，补偿器900位于移动单元124中。

在步骤1120中，功率电平检测器730根据已知的技术测量信号645的功率电平。在步骤1130中，补偿器900根据信号645的测定功率、所需功率电平710和未决功率控制命令655的总和915，确定功率控制命令655。在步骤1140中，把功率控制命令655发送到第一站，从而可以适当增加或减小信号645的功率。

图12是详细示出补偿器900的操作的流程图。具体地说，图12示出相对于图11所述的步骤1130的操作。在步骤1210中，未决命令累加器910累加未决功率控制命令655。如上所述，未决控制命令655是那些控制命令，它们的响应还没有时间传回到补偿器900。

在步骤1220中，把与未决控制命令655相对应的功率电平加到接收信号645的功率电平上。在确定步骤1230中，把未决控制命令655和接收信号645的功率之和与所需功率电平710相比较。

如果未决控制命令710和所需信号645的功率之和小于所需功率电平710，那么在步骤1250中，发出功率命令来增加信号645的功率电平。如果未决控制命令655和接收信号645的功率之和不小于所需功率电平710，那么在步骤1240中，发出功率命令来增加信号645的功率电平。如上所述，在本发明的较佳实施例中，发出上升功率命令来增加信号645的功率电平，而且发出下降功率命令来减小信号645的功率电平。

在一些通信系统中，可以用相同或附加补偿器元件900来检测其他通信信号的操作参数，诸如频率、码定时，等等。可以适当地产生命令，诸如，上和下或超前和延迟命令，其中移动单元124利用该命令实施这些参数变化。例如，可以叫移动单元124调节返回链路信号的操作频率以在移动单元124本地振荡器中心频率中逆向漂移(counter drift)，或者可以改变代码定时(code timingcold)以补偿多普勒效应，等等。已知多个参数和处理，运用命令可以影响对于这些参数和处理的补偿，但是它们也遭受相同时间或由上述功率控制命令经历的传递延迟。

虽然根据基于卫星的通信系统100描述本发明，但是还可在不采用卫星的系统中实施本发明。例如，在地面系统中，如果与功率控制环路600的环路累接时间相比较，在区站和移动单元124之间的传播很大，那么可以发生类似极限环的问题。

此外，在调节移动单元124的发送功率方面，描述本发明，其中将比较器900设置在信关120，把控制器610设置在移动单元124。可以建立类似控制环路，其中把比较器900设置在移动单元124，和把控制器610设置在信关120，从而可以控制从信关120发送的功率。

另一方面，测量功率或与门限相关的功率可以发生在移动单元124，其中把该信息发送回到信关120，其中发生补偿处理来调节信关信号的功率。由于它使资源要求和移动单元124中的复杂度最小，而且运用信关120的更大计算资源，所以这种方法是较佳的。在这种情况下，不发送命令作为被延迟的信号655和665，但是作为被延迟的信息信号。否则，两个延迟值要相同了。

根据单个位系统描述本发明，其中由补偿器900发出上升功率命令或下降功率命令，它命令控制器610增加或减小发送功率达一固定量。然而，可以实施不同方案，其中显然根据所需功率电平710和接收功率电平645之差，量化功率控制命令。

提供前面对较佳实施例的描述，使得熟悉本技术领域的任何人能够进行或运用本发明。对于熟悉本技术领域的人员，对这些实施例的各种变化是显而易见的，而且可将这里所限定的一般理论用于其他实施例，而不必进行创造性劳动。于是，本发明并不局限于这里所示的实施例，而是根据与这里所揭示的原理和新颖性一致的最宽范围。

Claims (40)

1.一种控制在通信系统中的信号的功率电平的方法，其中所述通信系统包括第一站、第二站和耦合所述第一站和所述第二站的卫星链路，所述通信系统具有在所述第一站和所述第二站之间的明显的传播延迟，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

测量所述信号的接收功率电平，其中通过所述卫星链路将所述信号从所述第二站发送到所述第一站；

在所述第一站产生功率控制命令；和

把所述功率控制命令从所述第一站发送到所述第二站，

其中产生功率控制命令的所述步骤按照所述接收功率电平、所需功率电平和从所述第一站发送到所述第二站的至少一个前功率控制命令的函数，产生所述功率控制命令。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，产生功率控制命令的所述步骤按照所述接收功率电平、所述所需功率电平和从所述第一站发送到所述第二站但所述第二站还没有接收到的至少一个前功率控制命令的函数，产生所述功率控制命令。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括下列步骤：

在所述第二站处，接收来自所述第一站的所述功率控制命令。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，产生功率控制命令的所述步骤按照所述接收功率电平、所述所需功率电平和从所述第一站发送到所述第二站并已被所述第二站接收到的至少一个前功率控制命令的函数，产生所述功率控制命令。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括下列步骤：

响应于所述功率控制命令调节信号的发送功率电平，在所述第二站产生调节信号。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，产生功率控制命令的所述步骤按照所述接收功率电平、所述所需功率电平和从所述第一站发送到所述第二站但还没有在所述第二站处产生所述调节信号的至少一个前功率控制命令的函数，产生所述功率控制命令。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括下列步骤：

将所述调节信号从所述第二站发送到所述第一站。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，产生功率控制命令的所述步骤按照所述接收功率电平、所述所需功率电平和从所述第一站发送到所述第二站并产生还没有被所述第一站接收到的所述调节信号的至少一个前功率控制命令的函数，产生所述功率控制命令。

9.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调节步骤包括下列步骤：

响应于所述功率控制命令，调节所述发送功率电平达一固定量。

10.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述调节步骤包括下列步骤：

响应于功率控制命令增加所述发送功率电平达第一固定量，其中所述功率控制命令使得所述第二站增加所述发送功率电平；和

响应于功率控制命令减小所述发送功率电平达第二固定量，其中所述功率控制命令使得所述第二站减小所述发送功率电平。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第一固定量和所述第二固定量是相等的。

12.一种用于控制在卫星通信系统中的信号的功率电平的系统，其中所述卫星通信系统包括第一站、第二站和耦合所述第一站和所述第二站的卫星链路，其特征在于，所述系统包括：

用于测量所述信号的接收功率电平的装置，其中从所述第二站发送所述信号并由所述第一站接收；

用于在所述第一站产生功率控制命令的装置；和

用于将所述功率控制命令从所述第一站发送到所述第二站的装置；

其中用于产生功率控制命令的所述装置按照所述接收功率电平、所需功率电平和从所述第一站发送到所述第二站的至少一个前功率控制命令的函数，产生所述功率控制命令。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，用于产生功率控制命令的所述装置按照所述接收功率电平、所述所需功率电平和从所述第一站发送到所述第二站但所述第二站还没有接收到的至少一个前功率控制命令的函数，产生所述功率控制命令。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：

用于在所述第二站接收来自所述第一站的所述功率控制命令的装置。

15.如权利要求12所述的系统，其特征在于，用于产生功率控制命令的所述装置按照所述接收功率电平、所述所需功率电平和从所述第一站发送到所述第二站并已被所述第二站接收到的至少一个前功率控制命令的函数，产生所述功率控制命令。

16.如权利要求14所述的系统，其特征在于，还包括：

用于响应于所述功率控制命令调节所述信号的发送功率电平以在所述第二站处产生调节信号的装置。

17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，用于产生功率控制命令的所述装置按照所述接收功率电平、所述所需功率电平和从所述第一站发送到所述第二站并还没有在所述第二站处产生所述调节信号的至少一个前功率控制命令的函数，产生所述功率控制命令。

18.如权利要求16所述的系统，其特征在于，还包括：

用于将所述调节信号从所述第二站发送到所述第一站的装置。

19.如权利要求18所述的系统，其特征在于，用于产生功率控制命令的所述装置按照所述接收功率电平、所述所需功率电平和从所述第一站发送到所述第二站并已产生还没有被所述第一站接收的所述调节信号的至少一个前功率控制命令的函数，产生所述功率控制命令。

20.如权利要求16所述的系统，其特征在于，用于调节的所述装置包括：

用于响应于所述功率控制命令，调节所述发送功率电平达一固定量的装置。

21.如权利要求16所述的系统，其特征在于，用于调节的所述装置包括：

用于响应于使所述第二站增加所述发送功率电平的功率控制命令，增加所述发送功率电平达第一固定量的装置；和

用于响应于使所述第二站减小所述发送功率电平的功率控制命令，减小所述发送功率电平达第二固定量的装置。

22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述第一固定量和所述第二固定量是相等的。

23.一种用于在卫星通信系统中控制发送信号的功率电平的装置，其中所述卫星通信系统包括第一站、第二站和耦合所述第一站和所述第二站的卫星链路，其中所述发送信号经历在所述第一站和所述第二站之间的传播延迟，其特征在于，所述装置包括：

位于所述第一站中的功率电平检测器，用于测量从所述第二站发送到所述第一站的所述信号的接收功率电平；

位于所述第一站处的补偿器，用于产生命令所述第二站调节它的发送功率的功率控制命令；和

用于把所述功率控制命令从所述第一站发送到所述第二站的发射机；

其中所述补偿器按照所述接收功率电平、所需功率电平和从所述第一站发送到所述第二站的至少一个未决功率控制命令的函数，产生功率控制命令。

24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述补偿器包括：

未决命令累加器，它累加从所述第一站发送到所述第二站的未决功率控制命令；和

比较器，它将由所述未决命令累加器的输出调节的所述接收功率电平与所述所需功率电平相比较来确定所述功率控制命令。

25.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述未决命令累加器累加从所述第一站发送到所述第二站并还没有被所述第二站接收到的所述未决功率控制命令。

26.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述未决命令累加器累加从所述第一站发送到所述第二站并还没有产生从所述第二站发送的调节信号的所述未决功率控制命令。

27.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述未决命令累加器累加从所述第一站发送到所述第二站的所述未决功率控制命令，其中所述未决功率控制命令产生从所述第二站发送到所述第一站并还没有被所述第一站接收的调节信号。

28.如权利要求24所述的装置，其特征在于，所述未决命令累加器根据所述传播延迟和与所述比较器相关的环路累接时间，累加从所述第一站发送到所述第二站的几个未决功率控制命令。

29.一种用于在通信系统中控制与信号相关的参数的方法，其中所述通信系统包括第一站、第二站和耦合所述第一站和所述第二站的卫星链路，所述通信系统具有在所述第一站和所述第二站之间的明显的传播延迟，其特征在于，所述方法包括下列步骤：

测量所述信号的所述参数，其中通过所述卫星链路，把所述信号从所述第二站发送到所述第一站；

在所述第一站处产生控制命令；和

把所述控制命令从所述第一站发送到所述第二站，

其中产生控制命令的所述步骤按照所述测量参数、所述参数的所需电平和从所述第一站发送到所述第二站的至少一个前控制命令的函数，产生所述控制命令。

30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，产生控制命令的所述步骤按照所述测定参数、所述参数的所述所需电平和从所述第一站发送到所述第二站并还没有被所述第二站接收到的至少一个前控制命令的函数，产生所述控制命令。

31.如权利要求29所述的方法，其特征在于，还包括下列步骤：

在所述第二站处接收来自所述第一站的所述控制命令。

32.如权利要求29所述的方法，其特征在于，产生控制命令的所述步骤按照所述测定参数、所述参数的所述所需电平和从所述第一站发送到所述第二站并已被所述第二站接收的至少一个前控制命令的函数，产生所述控制命令。

33.如权利要求31所述的方法，其特征在于，还包括下列步骤：

响应于所述控制命令调节所述信号的所述参数来在所述第二站处产生调节信号。

34.如权利要求33所述的方法，其特征在于，产生控制命令的所述步骤按照所述测定参数、所述参数的所述所需电平和从所述第一站发送到所述第二站并还没有在所述第二站处产生所述调节信号的至少一个前控制命令的函数，产生所述控制命令。

35.如权利要求33所述的方法，其特征在于，还包括下列步骤：

将所述调节信号从所述第二站发送到所述第一站。

36.如权利要求35所述的方法，其特征在于，产生控制命令的所述步骤按照所述测定参数、所述参数的所述所需电平和从所述第一站发送到所述第二站的至少一个前控制命令的函数，产生所述控制命令，其中所述控制命令已产生还没有被所述第一站接收的所述调节信号。

37.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述调节步骤包括下列步骤：

响应于所述控制命令调节所述参数电平达一固定量。

38.如权利要求33所述的方法，其特征在于，所述调节步骤包括下列步骤：

响应于使所述第二站增加所述参数的所述电平的控制命令，增加所述参数电平达第一固定量；和

响应于使所述第二站减小所述参数的所述电平的控制命令，减小所述参数的所述电平达第二固定量。

39.如权利要求38所述的方法，其特征在于所述第一固定量和所述第二固定量是相等的。

40.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述信号是在扩展频谱通信系统中的通信信号。

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