VSAT网中用于控制地球站发射功率的方法和设备

摘要

显示了一种用于通过调整经过卫星发送的信号功率而在中心地球站和VSAT地球站之间提供稳定的通信的方法。在该方法中,中心站从卫星接收的一个信标信号和先前的外出信号。然后中心站根据信标信号或先前的外出信号调整由中心站通过卫星发送到VSAT站的外出信号的功率。然后,中心站通过卫星发送包括信号数据与参量数据的当前的外出信号到VSAT站。VSAT站接收当前的外出信号并确定有关当前外出信号的多路信号特性。然后VSAT站根据信号特性、参量数据、以及一组参考数据,调整由VSAT站通过卫星发送到中心站的进入信号的功率。

说明书

                      发明背景

发明领域

本发明涉及无线通信领域。更具体地，本发明涉及包括一个中心地球站和多个远端地球站的无线通信网络。特别地，本发明涉及对由这样的网络中的地球站发射的信号功率电平的控制。

相关技术描述

图1显示传统的很小口径终端(VSAT)卫星通信网。VSAT网包括中心地球站，这里称为“中心站(hub)”10，多个远端地球站，这里称为“VSAT站”20，以及地球-静止通信卫星转发器，这里称为“卫星”30。中心站10与VSAT站20通信来实现的以及VSAT站20与中心站10通信，都是通过卫星发送传输信号40来实现的。

图2A到2D显示图1的传统的VSAT卫星通信网的运行。如这些图中所示，在中心站10和VSAT站20之间的通信是通过使用从中心站10到VSAT站20的外出传输信号和从VSAT站20到中心站10的进入传输信号而完成的。

图2A和2B显示从中心站10到VSAT站20的外出传输信号。如图2A所示，外出传输信号首先包括从中心站10传递到卫星30的外出上行链路部分210。如图2B所示，外出传输信号还包括从卫星30传递到中心站10与所有VSAT站20的外出下行链路部分220。

图2C和2D显示从VSAT站20到中心站10的进入传输信号。如图2C所示，进入传输信号首先包括从VSAT站20传递到卫星30的进入上行链路部分230。如图2D所示，进入传输信号还包括从卫星30传递到中心站10的进入下行链路部分240。

外出传输信号210和220是从中心站10发送的连续信号。相反地，进入传输信号230和240是以按不同VSAT站20所需要的突发被发送的。

卫星转发器资源是以功率和带宽的单位出售和租用的。VSAT网操作员必须仔细地控制这两种资源，以便达到经济的运行。

码分多址(CDMA)是一种多址技术，它构成IS-95数字蜂窝电话标准的基础，具有某些重要优点以用于VSAT网，特别是当远端终端能够使用小天线是很重要时。使用CDMA的第一个广泛分布的VSAT网使用了由Mountain View,CA的Equatorial通信公司开发的C200产品。

众所周知，需要精确的功率控制来均衡在使用CDMA技术的信道上复用的信号的接收功率电平，以便使网络的运行效率最大化。Qualcomm公司开发了多种用于CDMA蜂窝电话网的功率控制技术，这是他们根据IS-95标准开发的。Qualcomm的技术被设计来用于不用卫星接力而运行的地面网，并被设计来对抗在移动地面微波传播环境下发生的快速衰落。

ECC C200网络的运行实验也证明需要精确控制VSAT发射机。C200产品受限于这一事实：VSAT的进入的(VSAT站到中心站)发射功率电平的控制必须由中心站的操作员的人为干预来完成。由于C200系统主要被设计用于C-波段运行，所以由于降雨在较高频率上出现的快速衰落对于系统不是严重的问题。然而，基于这种产品的VSAT网典型地需要对于在网络中的进入的功率电平进行周期性的专门的再平衡，以便补偿设备中的逐渐的变化或由无经验的操作员所作的随意调整造成的变化。

对于运行在Ku-波段以及更高频率的VSAT网，雨衰落是个严重的问题。雨衰落来自于由大气中的水点或冰晶造成的对于在中心站10与卫星30之间和VSAT站与卫星30之间的传输信号40的吸收和散射。在雨衰落期间，衰减以及因而接收信号可在几秒内发生改变。在Ku-波段和更高的频率，快速的与自动的上行链路功率控制变得非常重要。

上行链路功率控制典型地只是在外出(中心站到VSAT站)链路上实现，其中中心站的设备附加花费影响是最小的。影响外出上行链路的雨衰落(即在中心站10和卫星30之间的雨衰落)影响了整个网络，而在进入的上行链路上的雨衰落(即在VSAT站20和卫星30之间的雨衰落)只影响该VSAT站20。标准的实践是运用具有足够的进入的(VSAT站到卫星)功率的VSAT站20，以克服大多数雨衰落。

然而，对于在Ku-波段和更高频率上的CDMA VSAT运行，对进入的信号的上行链路功率控制成为必要的。上行链路功率控制通过向操作员提供控制的能力从而减小其转发器的功率要求、以及通过只当需要克服雨衰落时才以高功率电平来运行VSAT站发射机，也可以使卫星接入运行的TDMA和其它模式得到好处。

                  发明概要

本发明的一个目的是提供用于精确地与准确地控制VSAT网中中心地球站和VSAT站发射机的功率电平的方法和设备。

本发明的另一个目的是提供计及在中心站和VSAT站之间的卫星转发器中继的具体效果的功率控制的方法和设备。

本发明的再一个目的是提供用于VSAT网中外出的和进入的链路的功率控制机制。

本发明的又一个目的是提供功率控制机制，该功率控制机制包括检验在VSAT网的VSAT站的进入的功率电平设置中的长期漂移。

本发明的再又一个目的是提供用来判决是否和何时应当调整各个VSAT站的功率电平、以便补偿其链路性能接近于设定点的多种独立的装置。

本发明的再另一个目的是提供VSAT站功率控制装置，它便于调整VSAT站的进入链路性能，以便考虑到不同类型的业务的需要。

本发明的还一个目的是提供VSAT站的功率控制技术，它包括改变链路速率的能力，以便能实现当通过单独调整发射机功率时所不能实现的链路性能的改变。

本发明的附加目的是提供计及VSAT站发射机的控制其输出频谱的能力的功率控制技术。

所以，提出了一种用于通过调节经过卫星发送的信号功率而提供在中心地球站和VSAT地球站之间稳定的通信的方法，该方法包括以下步骤：根据从卫星接收的信标信号和先前的外出信号这两者中的一个来调整由中心站通过卫星发送到VSAT站的外出信号的功率，以外出信号的形式从中心站发送信号信息到VSAT站，以及根据外出信号和信号信息的特性来调整由VSAT站通过卫星发送到中心站的进入信号的功率。

还提出了一种用于调节在从中心地球站到卫星的上行链路传输中的功率的方法，该方法包括以下步骤：从本地接收机接收外出信号，和确定外出信号功率电平，有条件地从卫星本地接收机接收信标信号，和确定信标信号功率电平，当接收到信标信号时计算在接收的信标信号功率电平和标称的信标信号功率电平之间的第一差值，当没有接收到信标信号时计算在接收的外出信号功率电平和标称的外出信号功率电平之间的第二差值，如果接收到信标信号则根据第一差值以及如果没有接收到信标信号则根据第二差值，计算想要的衰减量。

也提供了用于调节从VSAT地球站发送到中心地球站的进入信号的功率的方法，该方法包括以下步骤：接收从中心地球站发送到VSAT地球站的外出信号，该外出信号包括信号数据和参量数据，确定接收的外出信号的信号特性，以及根据参量数据、信号特性、和参考数据来修正进入的传输信号。

                        附图概述

从下面参照附图所作的说明，本发明的以上的和其它的目的与优点将变得很明显，其中：

图1显示了传统的VSAT卫星通信网。

图2A到2D显示了图1的传统的VSAT卫星通信网的运行。

图3是按照本发明的优选实施例的图1所示的中心地球站和卫星的更详细的方框图。

图4是显示按照本发明的优选实施例的外出传输信号功率电平设置方法中的采样间隔的工作的流程图。

图5是显示按照本发明的优选实施例的VSAT站进入的上行链路功率控制方法的流程图。

                   优选实施例描述

在本发明中，必须调整由中心站10起始发射的外出信号和由VSAT站20起始发射的进入信号的功率。由于两个功率输出被连续地调整，所以中心站10提供附加信息给VSAT站，以便提高其功率调整的精度。本发明的优选实施例的公开揭示将分开地阐述这两个功率调整方案，首先阐述在中心站10处的功率调整，然后阐述在VSAT站20处的功率调整。

按照优选实施例，使用Ku-波段或更高频率的VSAT无线通信网中的中心站10必须控制外出的上行链路210的功率电平有以下三个原因。首先，它必须克服中心站到卫星的雨衰减，以便保持足够的外出信号电平，使VSAT站正确地进行接收。其次，它必须提供由卫星30发送的外出信号的稳定的E_b/N_o水平，以便供VSAT站20在确定卫星到VSAT站的雨衰落时，用其作为进入的上行链路功率控制的参考，其中E_b/N_o是每比特的接收能量与由每个解调器所接收的噪声密度的比值。第三，它必须避免超过从卫星操纵者租借的转发器的输出功率电平。

图3是按照本发明的优选实施例的图1所示的中心地球站10和卫星30的更详细的方框图。如图3所示，中心站10包括中心站调制器305、上变频器310、高功率放大器315、信标下变频器320、信标接收机325、信号下变频器330、第一到第n个本地接收机335、340、345、中心站天线360、计算机370、和第一到第n个中心站解调器381、383、387。中心站调制器305还包括中心站衰减器375。天线360还包括低噪声放大器365。在优选实施例中，在中心站10处至少有一个用于接收系统中的每个外出信号的本地接收机。在替换实施例中，通过使用1对1的冗余的本地接收机，在中心站10处提供有两个本地接收机，用于接收系统中的每个外出信号。卫星30还包括信标发射机380、信号转发器385、和卫星天线390。

中心站调制器305产生外出上行链路中频信号，它被上变频器310变频到Ku-波段，并在由中心站天线360作为射频信号发射以前，被高功率放大器315放大成为外出上行链路信号210。卫星天线390接收外出上行链路信号210，并把它送到信号转发器385，转发器执行信号的变频和放大，再把它送回到卫星天线390，以便作为射频外出下行链路信号220发射。

中心站天线360接收外出下行链路信号220，并把它送到低噪声放大器365，该放大器放大外出下行链路信号，并把它送到信号下变频器330。信号下变频器330把外出下行链路信号从射频信号变频到中频信号，它又被本地接收机335、340、345处理。

信标信号395被信标发射机380产生，并被卫星天线390发射。信标信号395被中心站天线360接收，被低噪声放大器365放大，以及被送到信标下变频器320。信标下变频器把信标信号从射频信号变频到中频信号，它则被信标接收机325处理。

重要的是要指出，信号下变频器330、信标下变频器320、低噪声放大器365、和信标发射机380都具有稳定的增益，所以不会对功率控制处理带来重大的误差。

中心站10典型地使用被构建在中心站调制器305中的中心站衰减器375来控制外出的功率电平。中心站调制器305通常将以具有至少是最大的所希望的雨衰落补偿那样的衰减来工作在晴朗天空条件下。换句话说，如果工作参量要求提高外出上行链路功率到6dB的能力，则中心站调制器必须以至少6dB的衰减工作在晴朗天空条件下。这允许有6dB的衰减，它可以在天空不晴朗时被去除掉，以便把输出功率增加6dB。

中心站上行链路功率控制方法使用了由信标接收机进行的对卫星到中心站的雨衰落的测量结果作为初步输入，以便确定如何控制外出上行链路功率来克服中心站到卫星的雨衰落。信标接收机325提供来自位于卫星30的信标发射机385的信号的接收信号强度的测量结果。

在由信标信号395经受的雨衰落和由外出上行链路信号210经受的雨衰落之间的关系是两个信号的相对频率的非线性函数。由于大气中的雨造成的两个Ku-波段RF信号的相对衰减量A(以dB计)大约为 $>>>>A>H>>>A>L>>>=>k>>(>sup>>f>H>2sup>sup>>f>L>2sup>>>)>>=>k>>>(>>>f>H>>>f>L>>>)>>2>>->->->->>(>1>)>>>s>$

其中A_H是在较高频率上的衰减，其中A_L是在较低频率上的衰减，其中k是在1.25与1.5之间的常数，其中f_H是两个频率中的较高频率，以及其中f_L是两个频率中的较低频率。这个关系在CCIR XIIIthPlenary Assembly(CCIR第13次全体会议)，Vol.V,Report233-3,Geneva,1974中更详细地被描述。

在优选实施例中，信标信号395比起外出上行链路信号210而言，将经受较小一点的衰减，因为在给定标准的Ku-波段地球静止通信卫星频率规划时，外出上行链路信号的频率一般地较高。

信标信号395的频率对于Ku-波段优选地是在10.95GHz到12.75GHz范围内，而外出上行链路信号210的频率优选地是在14GHz到14.5GHz范围内。两个频率的比值的平方因而可以有很大的变动范围，从约1.21到约1.75。外出上行链路衰减总量被作为实际的信标信号频率、实际的外出上行链路频率、以及信标衰落的函数来进行计算。

在优选实施例中，第一到第n个本地接收机335到345中的每一个具有测量和报告在中心站10处接收的外出下行链路信号220的外出功率电平的能力。由本地接收机335到345进行的对外出信号电平的测量提供两种功能。其一是当出现雨衰落时能够监视外出功率控制的效果：每一个本地接收机335到345测量到与信标接收机325测量信标信号395的相同的外出上行链路信号210的衰落(在该时刻忽略频率差)，只要上行链路功率控制正常地起作用的话。第二种功能是万一信标信号395丢失时，用作为对于信标接收机的信标测量的替换物。

如果对外出上行链路信号210的本地接收机测量只有中心站雨衰落测量是可供使用的，则所需要的上行链路功率的增加总量可近似认为总的雨衰落等于上行链路雨衰落加上下行链路雨衰落，以及上行链路雨衰落比下行链路雨衰落所高出的量由以上的式(1)给出，因为外出上行链路频率比外出下行链路频率高。在这种情况下，总的外出雨衰落由下式给出： $>>>F>T>>=>>F>D>>+>k>>>(>>>f>OU>>>f>OD>>>)>>2>>>F>D>>=>>(>1>+>k>>>(>>>f>OU>>>f>OD>>>)>>2>>)>>>F>D>>->->->->>(>2>)>>>s>$

其中F_T是由本地接收机测量的总的衰落，其中F_D是外出下行链路衰落量，其中k是前面讨论的常数，其中f_OU是外出上行链路频率，以及其中f_OD是外出下行链路的频率。

同样地，作为上行链路衰落的函数的总的衰落类似地由下式给出： $>>>F>T>>=>>F>U>>+>>1>k>>>>(>>>f>OD>>>f>OU>>>)>>2>>>F>U>>=>>(>1>+>>1>k>>>>(>>>f>OD>>>f>OU>>>)>>2>>)>>>F>U>>->->->->>(>3>)>>>s>其中F$_U是外出上行链路衰落量，以及其余变量与式(2)中的相同。

这样，作为总的衰落的函数的上行链路衰落量，以及因而，为克服衰落所需要的上行链路功率电平的增加量，A_U，简单地为 $>>>A>U>>=>>>F>T>>>1>+>>1>k>>>>(>>>f>OD>>>f>OU>>>)>>2>>>>->->->->>(>4>)>>>s>其中A$_U是为补偿雨衰落要被去除的外出衰减量。

重要的是，中心站10不会使其外出功率的增加量大于为克服中心站到卫星的雨衰落所需要的总量。这是因为VSAT站20使用了接收的外出下行链路E_b/N_o水平作为输入到它们自己的进入上行链路功率控制方法。否则，当VSAT站20得知接收的E_b/N_o增加时，它们将以减小它们的功率来应答，这导致了在中心站解调器381、383、387中进入的信号的块错误率(black error rates)的增加。而且，中心站10不可以以高于为达到从卫星操纵者处租用的转发器的输出功率电平所需要的电平来进行发射。

中心站到卫星的雨衰落将影响进入的下行链路信号240以及外出上行链路信号210。为此，在中心站到卫星的雨衰落情形下，可以认为，增加进入的发射的功率电平是有利的。然而，进入的下行链路信号余量典型地是9dB或更多，这减弱中心站到卫星的雨衰落对进入的下行链路信号240的影响。在给定这些考虑后，中心站上行链路功率控制系统被设计成不会引起由卫星30发送的外出下行链路信号在中心站到卫星的雨衰落期间增加，并且小量的衰落是能允许的，或许甚至是所希望的。

也是重要的是，从卫星30发起的下行链路外出信号220在在中心站到卫星的雨衰落期间不会衰落大约1dB以上。这也是由于这一事实，VSAT站20使用所测量的外出的E_b/N_o来控制它们的进入的上行链路功率。如果所有VSAT站20都得知外出下行链路衰落，则它们将提高它们的进入的功率电平以便进行补偿。这将减小它们的余量，以便对抗卫星到VSAT站的雨衰落。另外，它将提升进入的功率谱密度，对于不满足FCC规则的25.209部分的波束宽度要求的天线，这个功率谱密度由FCC所限制。

这两个条件意味着，在中心站10处，外出功率控制方法需要保持比起过去的VSAT系统典型地所需要的更好的控制。由卫星30发送的下行链路外出信号220应当被保持在其标称的晴朗天空电平的+0,-1dB的范围内。这可通过将上行链路功率控制方程中的K因子从1.25到1.5的范围减小到比如说1.2、频繁地采样信标接收机的信标电平测量值和本地接收机的外出电平测量值、以及频繁地更新中心站调制器功率电平来实现。

因此，外出信号的功率电平被外出传输信号功率电平设置方法所控制。这个方法通过建立对于晴朗天空条件的标称的外出功率电平P_nom、标称信标接收机电平BR_nom、和标称的本地接收机外出功率电平LR_nom而开始。电平P_nom又被用来确定中心站IF标称衰减器设置A_nom。

然后，系统调整在一组恒定的采样间隔t_samp的每个间隔期间上的功率电平，其中t_samp是系统参量，优选地是把它设定在1和10秒之间。

图4是显示按照本发明的优选实施例的外出传输信号功率电平设置方法中采样间隔的工作的流程图。如图4所示，中心10站通过采样本地接收机的外出功率电平LR_t和用指数平滑滤波器对它进行滤波以得出滤波的本地接收机的外出功率电平LR_t’而开始工作(步骤405)。

然后，中心站10判决是否正在接收信标接收机信号(步骤410)。如果接收信标接收机信号被接收，则系统计算信标接收机信号功率BR_t，并用指数平滑滤波器对它进行滤波以得出滤波的信标接收机的信号功率电平BR_t’(步骤415)。

中心站10然后把当前样本信标接收机的衰落测量量与当前样本本地接收机的衰落测量量进行比较(步骤420)。这是信标信号功率的当前下降测量量(以dB计)减去外出下行链路信号功率的当前下降测量量(以dB计)的计算。在这时，也必须校正在外出下行链路信号与信标接收机信号之间的频率差，以便计及频率差(步骤430)。如果这两者相差大于1dB，则系统提出一个告警信号(步骤425)，以便提请操作员注意该问题。

在这一步骤以后，中心站10计算在标称信标接收机电平BR_nom与滤波的信标接收机电平BR_t’之间的信标接收机差BR_diff，即，BR_diff=BR_nom-BR_t’(步骤435)。然后，系统计算作为信标接收机差BR_diff的函数的对于外出上行链路信号210的想要的衰减A_t(步骤440)。

然而，如果在步骤410系统确定没有接收到信标接收机信号，则系统计算在标称本地接收机的外出功率电平LR_nom与滤波的本地接收机的外出功率电平LR_t’之间的本地接收机外出功率差LR_diff，即，LR_diff=LR_nom-LR_t’(步骤445)。在这种情况下，系统计算作为本地接收机外出功率差LR_diff的函数的对于外出上行链路信号210的想要的衰减A_t(步骤450)。

不管所取的路径，中心站然后判决想要的衰减A_t(虽然是计算的)是否处在对于中心站功率控制衰减器的允许的衰减器范围内(步骤460)。如果想要的衰减A_t是处在允许的范围以外，则中心站10设置衰减器到最接近于A_t的衰减器极限(步骤465)。

最后，中心站10广播这个处在想要的A_t与实际的衰减器设置之间的误差值，如果这个误差值存在的话(步骤470)。然后，VSAT站20在它们的进入的功率控制方法中使用这个误差值。

在步骤405，指数平滑滤波器优选地具有以下形式：

LR_t’=β*LR_m+(1-β)*LR_t-1’    (5)

其中LR_t’是在采样t处的滤波输出，其中β是可以被设置在0和1之间的系统参量，其中LR_m是当前样本测量值，以及其中LR_t-1’是先前的样本滤波输出。

在步骤415，指数平滑滤波器优选地具有以下形式：

BR_t’=α*BR_m+(1-α)*BR_t-1’    (6)类似地，其中BR_t’是在采样t处的滤波输出，其中α是可以被设置在0和1之间的系统参量，其中BR_m是当前样本测量值，以及其中BR_t-1’是先前的样本滤波输出。

在步骤440，想要的衰减A_t优选地按照以下公式被计算：

A_t=A_nom-[BR_diff*1.2*(f_OU/f_OD)²]    (7)

其中A_t是发送衰减器设置，使用滤波的信标电平测量值(如果可供使用的话)，其中f_OU是外出上行链路频率，以及其中f_OD是信标下行链路频率。

在步骤450，想要的衰减A_t优选地按照以下公式被计算：

A_t=A_nom-[LR_diff/(1+0.83*(f_OU/f_OD)²)]    (8)

其中f_OU是外出上行链路频率，以及其中f_OD是信标下行链路频率。

一旦外出功率电平被调整，则必须调整进入的功率电平。VSAT站20通过使用在外出信号中由中心站10提供的信息能有效地做到这一点。

对于有效的CDMA模式运行，VSAT站20必须实施进入的功率控制方法，以便保持如中心站10所接收的其进入的E_b/N_o与网络中来自其它的VSAT站20的接收信号相平衡。优选地，所有的VSAT站20的接收的进入的E_b/N_o(当在不存在多址干扰(或MAI)时)尽可能地保持接近于目标值。这是为了使VSAT站20的进入的块错误率保持在标称的运行范围以内而必须的。这意味着，可能要求某些VSAT站20以比它们在晴朗天空条件期间能够发射的功率小很多的功率发射，而要求其它的VSAT站以它们能够发射的全部功率发射，特别是在雨衰落期间。

对于TDMA模式(非扩频)运行，进入的功率控制不像它在CDMA运行那样临界，因为在给定时间只有一个VSAT站20在一个给定频率上发射(忽略掉冲突的情况)，所以不需要平衡来自多个VSAT站20的接收的E_b/N_o。工作在TDMA模式网络中的VSAT站20通常以它们的最大功率电平或接近于该功率电平发射(即以P1dB(SSPA的1dB压缩点)或略低的电平来发射)，以便达到良好的E_b/N_o余量。然而，进入的功率控制在进入的链路是功率受到限制(相对于通常的带宽受到限制的情况而言)的情况下，可以提供减小空间分割花费的机会。所以，进入的功率控制在TDMA模式的VSAT网络中也优选地被实施。

图5是显示按照本发明的优选实施例的VSAT站进入的上行链路功率控制方法的流程图。如图5所示，标称的进入电平在VSAT站20的试运行期间在开始时被设置。这个标称进入的功率电平被用作为确定所使用的实际进入的功率电平的起始点(步骤505)。

然后VSAT站确定在外出接收的E_b/N_o的当前测量值与在试运行期间确定的参考E_b/N_o电平之间的差值，并随之调整想要的进入的功率电平(步骤510)。如果当前的外出E_b/N_o电平低于参考E_b/N_o电平，则VSAT站20必须按照有关在两个频率上的衰落的公式(按照式1)提高想要的进入的功率电平。如果当前的外出E_b/N_o电平高于参考E_b/N_o电平，则VSAT站20必须按照有关在两个频率上的衰落的公式降低想要的进入的功率电平。

然后从中心站10接收先前成功的进入突发脉冲的所测量的进入的接收功率电平的反馈，并随之调整想要的进入的功率电平(步骤515)。由于当所希望的进入的功率电平高于所希望的值时中心站解调器对功率电平的测量大多数是准确的，所以使想要的进入的功率电平应当被减小的从中心站10的反馈优选地应立刻起作用。然而，使想要的进入的功率电平应当被增加的从中心站10的反馈则优选地被滤波，以便以较慢的速率起作用。

中心站10通过卫星-调制解调器处理器将跟踪从VSAT站的合计的再传输速率，并将周期地广播中心站阻塞电平指示信号(步骤520)。VSAT站20也将通过确定它们自己的再传输速率来确定它们自己的内部VSAT站阻塞电平(步骤525)。在接收到广播的中心站阻塞电平信号以后，VSAT站20将把其内部的VSAT站阻塞电平与中心站阻塞电平进行比较(步骤530)，并将根据这两个测量量以及在它们之间的任何差值，相应地调整其想要的进入的功率电平。

VSAT站20也接收来自中心站10的对所使用的实际外出功率电平相对于标称(晴朗天空)外出功率电平的任何变化的指示，并相应地调整其想要的进入的功率电平(步骤535)。因而，VSAT站20可根据由中心站10对标称(晴朗天空)外出功率电平的变化的指示来校正功率电平(如果必要的话)。这样指示的任何变化被用来调整在运行期间所确定的参考外出E_b/N_o电平，以使得VSAT站可确定外出传输信号的正确的实际外出E_b/N_o电平。

VSAT站20也接收来自中心站10的关于外出上行链路功率控制是否处在范围以外的指示，并相应地调整其想要的进入的功率电平(步骤540)。如果中心站10指示外出上行链路功率控制是处在范围以外，则VSAT站20把想要的进入的功率电平减小一个量，中心站将藉此量来表示外出信号受到了衰落，再次地对于频率进行调整。

然后，VSAT站20确定在进入的数据速率上是否有运行模式变化(步骤545)。如果是的话，则它相应地调整数据速率和信号功率电平。

然后，VSAT站20确定在进入的业务类型上是否有变化(步骤550)。例如，业务类型可以从数据业务改变为话音业务。业务类型的某些变化将带来对改变数据速率以及对想要的功率电平的相关调整的相应的需要。

然后，VSAT站20确定步骤545和步骤550的结果是否引起进入的发送信号的想要的电平上升到这样一个电平以上，即VSAT站20可以以这个电平发射而不超过其P1dB电平(步骤555)。如果是的话，则VSAT站20将起作用以便把进入的信号的数据速率按一个等于2的因子来减小，以及如果工作在CDMA模式，则把扩频因子按一个等于2的因子来增加，以得到一个多3dB的E_b/N_o(步骤560)。数据速率的这种减小只能进行有限次数，这取决于VSAT卫星通信网络系统的设计。

然后，VSAT站20把想要的进入的功率电平与VSAT站20能发射的最大的进入的功率电平进行比较(步骤565)。如果想要的进入的功率电平超过最大的进入的功率电平的量大于预定的量，则想要的进入的功率电平被重新设置为最大功率电平(步骤570)。

最后，VSAT站20通过使用想要的进入的功率电平作为实际的进入功率电平来发送进入上行链路信号给卫星30(步骤575)。

对于本发明的优选实施例的这些单独的步骤的更详细的说明将如下所示。

如上面在步骤505中所示，将由VSAT站20发送的标称进入的功率电平是在安装期间或在运行过程期间开始设置的。在这个过程期间，中心站10将命令VSAT站20发射连续波(CW)信号。然后，中心站10将命令VSAT站以小步长增加其发射功率从最小值直到中心站确定VSAT站固态功率放大器(SSPA)已进到1dB压缩点为止，即直到它已达到P1dB电平为止。P1dB电平是SSPA的输出功率电平跌到比根据SSPA在线性工作模式下的增益预期的输出功率电平低1dB的数值。P1dB电平是通过从已知SSPA工作在线性模式的工作点以1dB的步长增加输入到SSPA的功率、然后记录下输出功率电平达到比预期的输出电平低1dB的电平的这一点而被确定的。这个最后的输出电平就称为P1dB电平。

中心站通过使用频谱分析仪(或其它适当的接收机)来测量进入的载波电平。在完成这个测量处理后，中心站10将告诉VSAT站20使用怎样的标称进入的功率电平、以及在什么电平下使SSPA进入压缩。这个过程可以手动地或自动地进行。

如果中心站10正经受到超过中心站上行链路功率控制机制克服的能力的雨衰落，则应当避免进入的链路功率调整处理。这种情形在持续时间上应当相当短。VSAT站20也存储在进入的功率调整处理期间它测量的接收的下行链路外出E_b/N_o电平，以及中心站对其外出功率电平的指示(步骤530)。这将允许VSAT站20补偿在试运行期间可能提前出现的卫星到VSAT站的雨衰落。

如步骤510所示，VSAT站20接收外E_b/N_o值，把完成的接收信号的EB/NO值的当前测量值与在运行期间确定的E_b/N_o参考值进行比较。然后，VSAT站20相应地调整想要的进入的功率电平。在这个过程中，接收的外出E_b/N_o电平被VSAT站的RF调制解调器的解调器电路测量，并且立刻地并按连续方式可供使用(假定VSAY站被锁定到下行链路外出信号上)。VSAT站RF调制解调器对外出的E_b/N_o的测量所具有的精度取决于实际的E_b/N_o电平，即实际的E_b/N_o越高，则测量越精确。

在优选实施例中，外出的E_b/N_o测量值将被VSAT站RF调制解调器以大约1Hz的速率被更新。这些测量值应当优选地以恒定间隔被采样(读数)，优选地是在1到10秒的范围内(被设置为系统参数)，然后被指数平滑滤波器滤波，它优选地具有以下形式：

(E_b/N_o)’t=K*(E_b/N_o)_m+(1-K)*(E_b/N_o)’_t-1    (9)其中(E_b/N_o)’t是在采样t的滤波输出，K是系统参数，可以在0和1之间被设置，(E_b/N_o)_m是当前样本的测量值，以及(E_b/N_o)’_t-1是先前的采样滤波输出。

如步骤515所示，在VSAT站接收的进入功率电平中的变化被中心站解调器305所测量，并且只是在从VSAT站20的成功的突发传输以后才是可供使用的，它们被做成在中心站的处理与排队时延以及从中心站10返回到VSAT站20的传播延时以后才对于VSAT站20可供使用的。进入的突发功率的中心站解调器的测量值的精度是在突发期间的实际功率、干扰信号数目、扩频比(如果使用CDMA的话)、和其它因数的函数。实际的进入的突发功率越高、干扰信号数目越小、以及扩频比越高，则中心站解调器测量值将越精确。

进入的突发功率在系统中必须由每个解调器305测量。IF信号分布机制在到达系统中的每个中心站解调器305的IF信号电平上可能引入很小的差别(±1dB)。所以，有一种用于校正中心站解调器305的机制，使得当给予解调器一个IF信号时，它们将都测量该信号的同一个功率电平。一个可能的机制是从本地测试发射机周期性地在保留的时隙上发射突发脉冲，以及配置所有的中心站解调器305，它们可接收该突发脉冲，以便测量和报告突发的功率电平。

另外，由于系统测量进入的功率电平，和由于这个功率电平将是中心站到卫星的雨衰落的函数，所以由中心站解调器测量的进入的功率电平需要被校正以便除去由该雨衰落引起的误差。进入的雨衰落的测量值通常由信标接收机310或中心站本地接收机单元315到325提供。对于在进入的频率与信标频率或外出频率之间的频率差值的校正可如前面描述那样被完成。

每个中心站卫星-调制解调器处理器优选地保持对于由它管理的整个的VSAT站和对于每个单个的VSAT站的进入功率的估值。这些估值将是基于每一测量值。指数平滑优选地被用来对结果进行滤波。可以指出，不同的平滑参数适合于相对于所有的VSAT站中的各个单独的VSAT站20。也就是，涉及有两种不同平滑参数：一种用于对单独的VSAT站20的测量值进行滤波，以及另一种用于所有的VSAT站的组合。

对于每个接收的分组，中心站卫星-调制解调器处理器通过使用合计的平滑参量来更新对进入功率电平的合计的估值，并通过使用平滑参数对单独的VSAT站20的进入功率电平进行滤波来更新对于所涉及的VSAT站20的进入的功率电平估值。当VSAT站20的估值的进入功率电平上升或下降到比所有的VSAT站20的估值低一个可配置的量(大约1dB)时，中心站卫星调制解调器处理器发送一个消息给所涉及的VSAT站20，指令它减小或增加其功率电平一个可配置的量。

如果来自中心站10的反馈表示VSAT站的功率电平应当增加，则它应当被滤波，以便它以较慢的速率实施。合适的和优选的滤波器具有以下形式：

P’_t=λ* P_m+(1-λ)*P’_t-1    (10)

其中P’_t是下一个要发射的功率电平，P_m是要发射的校正的功率的未滤波的估值，是TBD常数(0＜λ＜1.0)，以及P’_t-1是先前的滤波输出。

如步骤520和525所示，进入的链路被设计成在峰值业务条件期间经受某个块错误率，假定EB/NO是处在正常电平。如果EB/NO下降，则块错误率将增加。如果进入的突发受到错误影响，则VSAT站20将必须重新发射突发脉冲或其中的一部分。VSAT站20将能很容易地确定其重新发射的速率。然而，进入的突发会受到由于冲突以及由于低的信号电平造成的错误的影响。所以，VSAT站20必须保持两个重新发射统计量，一个用于随机Aloha(竞争)传输，以及另一个用于保留模式(非竞争)传输。中心站将发送一个内容电平指示。如果在Aloha模式，中心站10指示：当VSAT站20必须频繁地重新发射时存在有阻塞电平，则应当减小VSAT站20增加其功率的速率。如果VSAT站20对于在保留分片期间或当中心站10表示非常低的阻塞电平时发送的突发必须频繁地重新发射，则应当提高VSAT站20增加其功率的速率。

将有几种(典型地8种，以及可能多达16种)不同的“阻塞电平”，它们指定Aloha重新发射速率的范围(如由中心站卫星调制解调器处理器所测量的那样)，该范围由在0.0和1.0之间的重新发射速率边界阵列所规定。通常，这些边界将被大约均等地间隔开。

实际的重新发射速率测量应当通过VSAT站20和通过中心站卫星调制解调器处理器完成。在优选实施例中，中心站卫星调制解调器处理器只测量合计的重新发射速率，而不测量对于每个VSAT站20的单独的重新发射速率。这是因为VSAT站20可比中心站卫星调制解调器处理器更精确地测量它们的重新发射速率。

本发明的优选实施例不是直接测量重新发射速率，而是测量每次成功的发射的发射尝试的平均次数。然后它使用指数平滑(使用对于VSAT站测量和对于中心站卫星调制解调器处理器测量的不同的可配置的参量)来滤波这一系列的测量值。

基本上，无论何时当重新发射速率的滤波的估值从一个水平跨越边界到另一个水平时，中心站卫星调制解调器处理器发送广播消息给其所有宣告新的阻塞电平的VSAT站20。这样的广播如果出现在自从最近的阻塞电平广播消息以来的一个可配置的最小间隔内，则它们应当被压缩。应该利用最大阻塞电平变化以便阻止从例如第二级阻塞水平跳到第七级水平。

如步骤530所示，VSAT站20对其本身的“阻塞水平”的测量值与由中心站卫星调制解调器处理器广播的阻塞水平进行比较，以便用作为用于调整VSAT站上行链路功率电平的基础。无论何时当VSAT站20估计：其重新发射速率处在一个大于与最近广播的阻塞水平不同的阻塞水平的范围内，则VSAT站20应当把其功率增加或减小一个可配置的量。这些功率调整量通常适合于把VSAT站的重新发射速率改变到阻塞水平的中间值，它是广播阻塞水平的最接近的相邻者。这也就是说，我们不想要完全补偿VSAT站的重新发射速率与合计的重新发送速率的差异，而只是调整其功率接近于对于所有VSAT站20的平均重新发射速率。另外，VSAT站20不应当以一个大于可配置量的量来调整它们的功率电平，以及它们不应当以比一个可配置的时间间隔更短的时间间隔来频繁地调整它们的功率电平。

在步骤530，优选地由中心站卫星调制解调器处理器对合计的阻塞水平、或由VSAT站对它自己的重新发射速率进行指数的平滑。

如果是实际的话，则应当使VSAT站功率电平增加一个比对于所有重新发射的初始试图时的电平更大的电平。这些功率调整应当是一个小的可配置的量，可能是0.5dB左右。

如在步骤535中所示，中心站10将广播它用以周期性地(以及经常地)发射外出载波的标称功率电平。如果标称的中心站外出功率电平由于可用性原因或由于外出链路速率改变而被增加或减小，则这允许VSAT站20判决：外出的E_b/N_o中的变化是由于雨衰落还是由于中心站10所发射的标称电平的变化。例如，如果中心站外出功率电平故意地减小，则VSAT站20将看到外出E_b/N_o的减小，在另外的情况下它将表示正出现雨衰落。这会引起所有的VSAT站20增加它们的进入的电平，以补偿所觉察的雨衰落。但是，如果中心站10广播功率电平设置，则VSAT站可确定E_b/N_o的变化是由于故意的外出电平改变，而不是由于雨衰落。

如步骤540所示，当中心站10经受中心站到卫星的雨衰落时，它将增加其功率输出，以补偿雨衰落。如果雨衰落非常严重，则为克服它而需要的功率增加可能超过中心站10增加其功率的的能力。在这种情况下，由VSAT站20接收的外出E_b/N_o电平将下降，即使是在卫星30与VSAT站20之间没有雨衰落时。所以中心站将广播对于由卫星30发射的下行链路外出信号功率的减小估值量的指示。这将允许VSAT站20确定：接收的外出EB/NO的最终的减小是由于外出功率控制错误，而不是由于VSAT站20处的雨衰落。

如步骤545到560所示，有两种可能需要VSAT站20改变其进入的功率电平的工作模式改变：进入的数据率改变，以及进入的业务类型改变。

通常，如果VSAT站把其数据速率减小或增加二或四倍，则它应当把其功率电平分别按一个3或6dB的因子减小或增加。然而，在CDMA模式，在严重的卫星到VSAT站的雨衰落时(作为举例)，VSAT站可把其进入的数据速率减小到1/2，而把其扩频因子增加到二倍，从而保持其进入功率电平不变，以便实现其发射的E_b/N_o的3dB的增加，同时也把其信号输出增益增加成二倍，保持恒定的进入的带宽。在优选实施例中，这可被完成两次，以使得发射的E_b/N_o有6dB的最大的E_b/N_o增加量以及信号处理增益为4的最大的增加量。

相应于接收的进入E_b/N_o工作设置点的进入块错误率可以是对于常规数据业务可接受的但是对于话音业务是不可接受的水平，话音业务对于有用的通信典型地需要低的块错误率而不进行重新发射。在主要载送数据业务及偶而载送话音业务的网络中，用于数据业务的进入数据速率可以是32、64、或128kpbs(标称)。然而，单独对于话音业务，16kpbs将足够了。这使得有可能按一个因子2或4来降低用于VSAT站20处理话音类型业务的数据速率。如果VSAT站进入信道工作在CDMA模式，则VSAT站20可按反比增加其扩展因子，以保持切割速率(chipping rate)以及因而使其进入信号带宽为不变。如果进入功率电平保持不变，则具有减小了的数据速率的VSAT站20的E_b/N_o将按照以下公式增加： $>>10>log>>(>>>R>D>>>R>V>>>)>>->->->->>(>11>)>>>s>其中R$_D是数据业务VSAT站20的进入数据速率，以及R_V是话音业务VSAT站20的进入数据速率。

如步骤565和570所示，VSAT系统具有最大的允许的进入功率电平。这个最大值电平由中心站10测量，并由VSAT站20在安装试运行期间记录。如果它被超过，则VSAT站进入频谱将开始呈现不能接受的副瓣。