JP2002503053A

JP2002503053A - スマートアンテナ配列通信システムのための信号品質推定を備えた電力制御

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Publication number: JP2002503053A
Application number: JP2000530987A
Authority: JP
Inventors: ルイスシーユン
Original assignee: アーレイコームインコーポレイテッド
Priority date: 1998-02-06
Filing date: 1999-02-03
Publication date: 2002-01-29
Also published as: WO1999040689A1; DE69916579T2; CN1289485A; US6463295B1; CN101026398A; DE69916579D1; CN101026398B; EP1051811A1; CN1310439C; EP1051811B1; AU2494299A; ATE265109T1

Abstract

(57)【要約】【課題】複数アンテナ配列を持った通信ステーションのための継続時電力制御方法を提供すること。【解決手段】電力制御は角度変調信号に適用可能な信号品質推定方法を使用する。継続時電力制御の一つの観点はアップリンクに適用可能であり、受信重み付けベクトル及び継続時電力制御の共同決定を受信重み付けベクトル決定部分と別個の送信電力調節部分とに分離することを含む。一実施例において、ダウンリンクのための継続時電力制御は、受信重み付けベクトル及び継続時電力制御の共同決定を受信重み付けベクトル決定部分と別個の送信電力調節部分とに分離することを含む。方法は一部、例えば、送信電力割当てから開始する。受信重み付けベクトル決定はこの割当てられた送信電力を用いて実行され、そして新重みが使用される。結果として得られる受信信号品質の推定が得られて、そして新継続時電力調節のために使用される。継続時電力制御方法の別の観点はアップリンクに適用され、相対的送信重み及び相対的送信重みと共に使用されるスケーリングを含んだ完全送信重み付けベクトルの決定を相対的送信重みの１組とスケーリングファクターを決定する別個の送信電力調節部分とに分離することを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】本発明は１９９６年１２月１１日に出願された米国特許出願番号０８／７２９
，３８７の「セルラー通信システム内のチャンネル割当て順応方法」、以下「親
出願」という、の一部継続出願である。

【０００２】

【発明の属する技術分野】

本発明は無線通信システム分野に関し、より詳細には、セルラー無線システム
において呼出し及び確立時及び継続時において、放射ＲＦ電力レベルの制御に関
する。このような電力制御は受信された角度変調搬送波の品質の推測を使用する
。

【０００３】

【従来の技術】

無線通信システムにおいては、一般に、省エネルギーのためそしてより重要なの
は共有ＲＦスペクトルを使用する他の者との干渉を減少するために、所要の品質
レベルの通信を達成するに必要で最小な放射無線周波数（ＲＦ）搬送波電力を使
用することが大変望まれる。各セルに基地ステーション（ＢＳ）及び割当てられ
た基地ステーションと通信する遠隔端末（遠隔端末はまた加入者ユニット（ＳＵ
）又は加入者ステーションと呼ばれる）を含むセルラー無線通信システムの増加
により、割当てられた共通ＲＦ帯域をより有効に利用するため、与えられたセル
ラー地域内のステーション間及び隣接するセル間の干渉問題を知的に管理する必
要がある。このような干渉管理が電力制御の目的である。一般に、受容できるサ
ービス品質を維持するに必要な最小限度の放射ＲＦ電力を使用すべきである。

【０００４】２つのタイプの電力制御：初期時電力制御及び継続時電力制御、が必要である
。初期時電力制御において、目的は受容できるレベルの通信を達成するに必要最
小限のレベル電力でもって通信を開始することである。継続時電力制御は、他の
リンクが確立されている時、新しいリンクが形成されることにより通信システム
が時間と共に変化する際のリンク上の送信電力使用を最小に維持する。

【０００５】初期時電力制御幾つかの通信プロトコル、例えば、パソナル・ハンディホン・システム（ＰＨ
Ｓ）及び移動通信のためのグローバル・システム（ＧＳＭ）を含む、が知られて
いる。両方ともに周波数分割多重化アクセス（ＦＤＭＡ）と一緒に時間分割多重
化アクセス（ＴＤＭＡ）を使用する。このような通信プロトコルは全て呼出確立
プロトコル、例えば加入者ユニットがＢＳへの通信を開始しするため又はＢＳが
ＳＵと通信を開始するためのものを含む。これらのプロトコルの幾つかは初期時
電力制御を含まないこともある。従って、既存の通信システムプロトコルに悪影
響を与えることなく既存の通信システムに適用できる初期電力制御方法が当該技
術に必要である。

【０００６】継続時電力制御継続時電力制御は、初期通信が達成された後に通信環境が変化する時の放射電
力の制御である。例えば、ＳＵとＢＵの間で特定のリンクにおいて受信信号の受
容可能な品質を達成するため又は他の理由で放射エネルギーを増加させる時、こ
のような変化は同じ又は隣接チャンネルのいずれかを使用している他のステーシ
ョンに受忍できない品質変化を引き起こすであろう。これに加えて、新接続が確
立されて継続中接続が切断される時、電力割当てが既存の接続の品質を（良い方
にまたは悪い方に）変化させるであろう。例えば、新状態下では過剰のＲＦ電力
が使用されることを意味する「過剰品質」が生ずるであろう。幾つかの接続がよ
り大きな放射ＲＦ電力を必要とすることを意味する劣化品質もまた起こり得る。
伝播特性、大気及び人工的干渉の変化はまたＲＦ電力レベル調節を必要とする変
化を発生し得る。

【０００７】同じ「通常チャンネル」（すなわち、周波数分割多重化アクセス（ＦＤＭＡ）
システムにおける同じ周波数チャンネル、時間分割多重化アクセス（ＴＤＭＡ）
システムにおける時間スロット、コード分割多重化アクセス（ＣＤＭＡ）システ
ムにおけるコード、又はＴＤＭＡ／ＦＤＭＡシステムにおける時間スロット及び
チャンネル）が１以上の加入者ステーションに割当てられる空間的分割多重化ア
クセス（ＳＤＭＡ）技術が知られている。これは基地ステーションにおいていく
つかのアンテナ要素を持つアンテナ配列を使用し、そしてアップリンク（加入者
ユニットから基地ステーションへの通信）時に各アンテナ要素からの信号が受信
重み付け（空間的デマルチプレクシング重みとも呼ばれる）で振幅及び位相に重
み付けされることにより達成される。全ての受信重みは遠隔ユーザの受信空間的
シグネチャに依存した複素値受信重みを決定する。受信空間的シグネチャ（受信
マニフォルドベクトルとも呼ばれる）は、基地ステーション配列が特定の加入者
ユニットからいかに受信するかを特徴付ける。タウンリンク（基地ステーション
ユニットから加入者ユニットへの通信）時の送信は、各配列要素により送信され
るべき信号の１組の振幅及び重みをそれぞれの送信重み（空間的多重化重みとも
呼ばれる）により重み付けすることにより達成される。特定のユーザに対する全
ての送信重み付けは、遠隔ユーザの空間的シグネチャにまた依存した複素値送信
重みを決定する。同じ通常チャンネル上の数名の遠隔ユーザに送信する時、アン
テナ配列から重み付けられた信号の和が送信される。

【０００８】アップリンク時のアンテナ配列内の各アンテナ要素から又はダウンリンク時の
各アンテナ要素へのいずれかにおける信号の重み付けを、ここで「空間的処理」
と呼ぶ。空間的処理は、一人の加入者ユニットがいずれの通常チャンネルに割当
てられている時においても使用できる。すなわち、ＳＤＭＡという語はここでは
通常チャンネル上ごとに２以上のユーザを有する真の空間的多重化の場合及び通
常チャンネルごとに一人のユーザのみしか持たないが隣接チャンネル干渉と隣接
セル干渉を緩和しセルラー周波数再使用フアクターを減少する等のために空間的
処理を使用する場合を含む。チャンネルという語は、ＳＤＭＡと言う語が通常チ
ャンネル単位に１つのチャンネル及び通常チャンネルごとに２以上のチャンネル
の両方を含むように、基地ステーションと一人の遠隔ユーザ間の通信リンクを指
す。

【０００９】空間的受信及び送信重みベクトルを決定する方法は当該技術において知られて
いる。例えば、米国特許第５，５１５，３７８号（１９９６年５月７日発行）及
び第５，６４２，３５３号（１９９７年６月２４日発行）の「空間的分割多重ア
クセス無線通信システム」発明者ロイＩＩＩ等、米国特許第５，５９２，４９０
号（１９９７年１月７日発行）の「特別効率高容量無線通信システム」発明者バ
レッタ等、米国特許出願番号第０８／７３５，５２０号（１９９６年１０月１０
日出願）「時空的処理を有する特別効率高容量無線通信システム」発明者等オテ
ルスタン等、米国特許出願番号第０８／７２９，３９０号（１９９６年１０月１
１日）の「アンテナ配列及び空間的処理を使用した決定指向復調装置及び方法」
発明者バレッタ等（以下、「私達の復調特許」と呼ぶ）、そして米国特許出願番
号第０８／９４８，７７２号０８／９４８，７７２（１９９７年１０月１０日出
願）の「アンテナ配列を有する無線通信ステーションの較正装置及び方法」発明
者パリッシュ（以下、「私達の較正特許」と呼ぶ）が有り、これらは参照される
。これらの特許又は出願はここで集合的に「私達の空間的処理特許」と呼ばれる
。例えば、アップリンク及びダウンリンク通信が同じ周波数上で発生するように
時間分割デュブレクシング（ＴＤＤ）を使用するシステムにおいて（ＦＤＭＡ又
はＴＤＭＡ／ＦＤＭＡシステムにおいて）、アップリンク時に決定された受信重
みの受信重みベクトルを、同じ遠隔加入者ユニットへ基地ステーションからダウ
ンリンク時の通信のための送信重みに必要な送信重みベクトルを決定するため使
用できる。

【００１０】従来技術では、電力制御方法が全チャンネルのため受容できる品質レベルを維
持しながら全放射ＲＦ電力を最小にするに必要なＳＤＭＡシステムパラメータの
全てを効率的に調節できる継続時電力制御の実用的な方法は知られていない。重
みベクトルを決定すると電力制御に影響を与え又その逆も同じであるから、ＳＤ
ＭＡを使用することはＲＦ放射電力制御を相当に複雑にする。ＳＤＭＡを使用し
た通常チャンネル上のＲＦ電力のいかなる変化も同じ通常チャンネルを使用して
いるユーザに割当てられた送信及び受信重みベクトルに影響を与え、そして空間
的処理のどんな変化も十分な通信品質レベルを維持するために既存のユーザに必
要とされる電力をもたらす。電力制御のための従来方法は典型的にＳＤＭＡの特
別な観点を説明しておらず、そしてこのようなＳＤＭＡシステム内において不安
定性を引き起こすであろう。この場合において、送信電力の不適当な選択は空間
的多重化（すなわち、送信）及びデマルチプレクシング（すなわち、受信）重み
ベクトルを悪化する方向に変化させて、信号品質及びネットワーク容量の両方が
劣化するまでに送信電力を最適値からさらに逸脱させる。

【００１１】ＳＤＭＡシステムに対する継続時電力制御問題の最適な解決は、ＳＤＭＡ多重
化重み割当て問題と電力割当て問題の「同時的」な解決を必要とする。これは少
なくとも計算仕事が関与し、そして今日までは扱いにくく且つ圧倒的な計算仕事
であった。従って、当該技術ではＳＤＭＡシステムにおいて空間的処理重みベク
トルの決定及び継続時電力制御のための実用的で最適に近い方法が必要である。

【００１２】通信のための継続時電力制御問題の目的は、所望（「目標」）の信号対干渉パ
ルス雑音比（ＳＩＮＲ）を各セル内の各接続について達成することを確保しなが
ら、通信システムの全送信出力を最小にすることである。このように表現される
時、得られる電力制御は「グローバルに最適な」方法と呼ばれる。このような「
グローバルに最適な」方法は一般にシステムの基地ステーション間の通信を必要
とする。「ローカルに最適な」方法は全体システムのある小組内、例えば特定の
セル内、で最適さが満足されるようなものである。多数のセル間及びセル内接続
を処理する時にグローバルに最適な方法を直接に決定することには実用的な困難
さがあるであろう。例えば、接続状態の変化速度に対して計算時間が長すぎるで
あろう。そして、実時間で各基地ステーションと各遠隔加入者ユニットの間の経
路利得などのような必要データを集めることは実際的または現実的では無いであ
ろう。非ＳＭＤＡシステムについて、セル間干渉結合の効果を混合させることに
よりローカル化された制御ストラテジーが漸近的にグローバルに最適な解決をカ
バーするようにできることが示されている（ユン、ＬＣＭ、無線ネットワーク上
のマルチメディアの輸送、博士論文、ユニバーシティオブカルフォルニア、バー
クレイ、ＣＡ、１９９５）。従って、ローカルに最適な電力制御を使用する継続
時電力制御ストラテジーを有する利点がある。従って当該技術において、操作の
ために電力制御情報の基地ステーション間通信を必要としない「分散された」Ｓ
ＤＭＡのシステムについてのローカルに最適な電力制御方法が必要である。

【００１３】信号品質推定電力制御を遂行するために、受信信号の品質の客観的な測定が必要とされる。
信号内のエラー測定が使用できる客観的な品質測定として一般的に認められてい
る。普通の通信が行なわれている間にこのようなエラー測定が行なわれるこてが
好ましい。

【００１４】受信信号の品質を測定するためのいくつか従来方法が存在する。１つのクラス
又は従来技術は受信信号電力の測定を受信信号品質の測定として使用する。例は
普通に使用される受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）である。このような測
定の問題は、これらは所望の信号と干渉信号及び／又は雑音とを識別しない。こ
の欠陥を克服するために、いくつかの従来の電力制御方法はビットエラーレート
（ＢＥＲ）の測定を使用するか又はより容易にフレームエラーレート（ＦＥＲ）
を得る。例えば、ＩＳ−９５ＣＤＭＡ標準に使用される初期電力制御はＦＥＲを
使用する。ＦＥＲは循環的冗長性検査（ＣＲＣ）ビットが普通フレーム構造の一
部であるからＢＥＲよりも実際に容易に得られる。ＦＥＲはＢＥＲのおおよその
指示とみなすことができる。ＢＥＲ及びＦＥＲの測定としての２つの主な欠陥は
：１．統計的に意味の有るＢＥＲ又はＦＥＲの推定を蓄積するためには長い時間（
多くのフレーム）がかかり、電力制御のには遅すぎること、そして２．ＢＥＲ（又はＦＥＲ）は電力の関数のみではなく、復調エラーの他の原因に
よっても影響を受けることである。例えば、残余周波数オフセット（周波数オフ
セット修正が適用された後であっても）が変調エラーに貢献するであろう。

【００１５】追加として、受信信号及び受信されるべき信号の理想化モデル間の差を表すエ
ラーベクトルを品質推定に使用した従来技術の決定指向変調エラー推定方法が存
在する。理想化モデルは検出されたビットを正しいシンボルにビットを変換する
ビット−シンボル・マッパー中を通過させて、そして信号の理想化モデル（参照
信号）を発生するために正しいシンボルをパルス・シャープナー中を通過させる
ことにより検出されたビットから発生される。パルス・シャープナーはまたタイ
ミング整列の取消し及び周波数整列の取消しをする必要がある。変調された信号
（どんな周波数オフセット及びタイミング不整列を含む）の結果として得られる
理想化モデルと現実の受信信号との間の差が現実の信号中に存在する雑音及び干
渉の推定として使用される。そしてこれが品質推定として使用される。

【００１６】従来技術の決定に基づいた品質推定器は、ＢＥＲ及びＦＥＲ測定に類似したい
くつかの好ましくない性質を持つ。すなわち、１．復調エラーは、送信すべき現実のシンボルの代わりに誤ったシンボルを置き
換えることにより品質推定中に大きなエラーを生じ得る。２．周波数オフセットが変調エラーに寄与する。３．変調エラーの測定は、ＲＦ搬送波強度と雑音及び干渉レベルに直接的に関係
しない。４．変調エラーからの信号対干渉及び雑音比（ＳＩＮＲ）の推定は、高い変動（
信頼性の低い）推定器を生ずる傾向がある。

【００１７】周波数オフセットへの感受性は、品質推定器が送信電力制御のために用いられ
る時に特に好ましくないことに注意すべきである。周波数オフセットエラーは雑
音又は干渉エラーと間違えられるから送信器出力を増加させることは全く非効率
であるのみならず、不必要な過剰送信器電力が他のシステムユーザと干渉を増加
させるから好ましくない。

【００１８】従って、当該技術において、（ａ）高速で、（ｂ）周波数オフセット変動に対
して実質的に不感受性を有し、そして（ｃ）信号を干渉及び雑音から差別化する
測定、例えば信号対干渉及び雑音比（ＳＩＮＲ）、を導く受信信号の品質を推定
するプロセスに使用する電力制御方法が必要とされる。

【００１９】

【発明の要約】

本発明の１つの目的は、ＳＤＭＡを含むシステム中での継続時電力制御のため
の装置及び方法である。本発明の別の目的は、電力制御方法に使用するためそし
て他の応用のために受信信号品質（信号対干渉及び雑音レベル（ＳＩＮＲ）によ
り表現される）を推定する装置及び方法である。本発明の別の観点は、信号品質
推定方法及び／又は装置を使用した初期電力制御方法及び応用である。本発明の
さらに別の観点は、ＳＤＭＡを含むシステムに応用可能な結合された初期及び継
続時電力制御の方法である。

【００２０】本発明の１つの観点において、１又は複数の遠隔ユーザからＳＤＭＡを用いた
通信システムへの通信のための継続時アップリンク電力制御方法が開示される。
この方法は、特定の遠隔ユーザからの受信のための重みの空間的重み付けベクト
ル及びそのユーザの送信から継続時電力制御の共同決定を分離して受信重み付け
ベクトル決定部分及び別個の送信電力調節部分に分けることを含む。この方法は
、一部、例えば初期電力制御ストラテジーが遠隔ユーザからの送信に使用される
電力調節から開始する。この初期ストラテジーにより送信電力が割当てられてそ
して送信が実行される。この割当てられた送信電力でもって通信ステーションへ
送信された信号のために受信重みベクトル割当てが今実行される。結果として得
られた新重みベクトルが使用されて通信品質が影響を受けるであろう。通信品質
の推定が新規に決定された受信重みベクトルを使用した通信に対して得られる。
継続時電力制御調節が通信品質推定を使用して実行され、遠隔ユーザからの送信
に対して新しい電力の割当てを生ずる。これら新電力割当てが使用されて新受信
重みベクトル決定に導く。このように送信電力設定と空間的処理受信重み付けベ
クトル決定部分を繰り返して、受信重み付けベクトルと電力制御とが共同して決
定される。

【００２１】本発明の別の観点によれば、ＳＤＭＡを用いた通信システムから１又は複数の
遠隔ユーザへの通信のための継続時ダウンリンク電力制御方法が開示される。こ
の方法は、通信ステーションから特定の遠隔ユーザに送信するための重みの完全
送信重み付けベクトル、この完全送信重み付けベクトルは１組の相対的送信重み
及び重みに適用されるスケーリングとを含んでいる、の決定を分離して相対的送
信重み決定部分及び別個の送信電力調節部分に分けることを含む。この方法は一
部、例えば、通信ステーションから遠隔ユーザへ初期相対的送信重みのある初期
相対的送信重み付けベクトルを使用して送信するために初期電力制御ストラテジ
ーが使用される電力制御、から開始する。この初期ストラテジーに従って送信電
力が割当てられてそして送信が実行される。初期送信重み付けベクトルを使用し
た通信のために通信品質推定が得られる。これに基づいて、継続時電力制御調節
が通信品質推定を使用して適用され、通信ステーションからの送信のための新電
力割当を生じ、新受信重みベクトル決定を生ずる。別個に、更新された相対的送
信重み付けベクトルが決定されて、この更新された相対的送信重み付けベクトル
が送信のために使用される。このように完全送信重み付けベクトル（電力設定及
び相対的送信重み付けの組を含む）が電力設定と空間的処理相対的送信重み付け
ベクトルを別個に決定することにより得られる。

【００２２】本発明の別の観点は、１又は複数の遠隔送信器（例えばＳＵ）及び受信通信ス
テーション（例えばＢＳ）の間のアップリンク通信のための継続時電力制御方法
である。通信ステーションは受信アンテナ要素の配列と１組の受信重み（重み付
けベクトル）に従った空間的受信処理を含む。この方法は、好ましくは親出願に
記載された方法に従い、特定の遠隔送信器と通信して特定の送信器に対して初期
電力割当てを設定することを含む。初期電力割当てを開始し、アップリンク重み
付け（すなわち、受信重み付けベクトル）の１組が特定の遠隔送信器に対する通
信ステーションにおいて決定される。この重み付けベクトルは、アンテナ要素に
おいて受信された複数の信号から決定して、特定の遠隔送信器からの信号を決定
するために使用される。遠隔送信器からの信号の受信信号品質が通信ステーショ
ンにおいて推定され、そして受信信号品質推定に基づいて、遠隔送信器のための
新電力割当てが決定される。受信信号品質は好ましくはＳＩＮＲの推定である。
新電力割当てが遠隔送信器において適用される。好ましくは、電力割当てが通信
ステーションにおいて決定され、そして遠隔送信器が通信器ステーションにより
電力を変化することを命令される。遠隔送信器はこれら新アップリンク電力でも
って送信し、そしてアップリンク重み付けベクトル決定及び電力制御の処理が今
繰返される。好ましくは、電力決定が所定間隔実行される。

【００２３】本発明の別の観点は、送信通信ステーション（例えばＢＳ）及び１又は複数の
遠隔受信器（ＳＵ）間にダウンリンク通信のための継続時電力制御である。通信
ステーションは、送信アンテナ要素の配列及び送信重みの１組（すなわち、送信
重み付けベクトル）に従った特定の遠隔受信器への空間的送信処理を含む。方法
は、好ましくは親特許に記載された方法に従う通信ステーションへの初期電力割
当ての設定及び各遠隔受信器に対して一重み付けベクトルの初期送信重み付けベ
クトルと初期電力割当てを用いて通信システムから送信することを含む。好まし
い実施例において、通信ステーションは、各受信装置が受信信号のためのアンテ
ナ要素の配列の１つの要素に結合された１組の受信装置を含み、そしてアンテナ
要素においていずれの遠隔送信器から受信された信号を受信重み付けベクトルに
従い空間的に処理するための受信プロセッサとを含む。好ましい実施例において
、各遠隔受信器はまた信号を送信するための遠隔送信器を含む。そして通信ステ
ーションから特定の遠隔受信器へ送信するための送信重み付けベクトルは、特定
の遠隔受信器の遠隔送信器により送信された信号の結果として通信ステーション
アンテナにおいて受信された信号から決定される。そして、特に、送信重み付け
ベクトルは、特定の遠隔受信器の遠隔送信器により通信ステーションへ送信され
た信号を受信するために決定された受信重み付けベクトルから決定される。推定
は、各遠隔受信器において受信された信号の品質を決定する。好ましくは、信号
品質推定は各遠隔受信器におけるＳＩＮＲの各推定値である。好ましくは、各遠
隔受信器がＳＩＮＲ推定を実行し、そして所定間隔で受信信号品質を通信ステー
ションへ報告する。信号品質推定に基づき、各遠隔受信器との通信のためのダウ
ンリンク電力割当てが決定される。新割当てが通信ステーションにより遠隔受信
器へ送信するために使用される。品質推定、電力割当て、及び送信がそして繰返
される。好ましい実施例において、前に使用されたのと同じ重み付けベクトルが
もし重み付けベクトル更新が生じなければ使用される。そして、もし更新された
重み付けベクトルが利用可能であるならば、更新された送信重み付けベクトルが
使用される。

【００２４】本発明の別の観点は、１又は複数の通信システムの組を含む通信システムのた
めのグローバル継続時電力制御方法である。各システムにおいて、各通信ステー
ションはアップリンク時に１又は複数の対応する遠隔送信器とそしてダウンリン
ク時に対応する遠隔送信器と共通に位置する１又は複数の対応する遠隔受信器と
通信する。好ましくは、システムはセルラーシステムである。各通信ステーショ
ンは基地ステーションであり、そして各遠隔送信器及び共通に位置する遠隔受信
器は、その対応する基地ステーションと通信する加入者ユニットである。各通信
ステーションは、受信アンテナ要素の配列と、アンテナ配列と結合された受信装
置の１組を含み、受信装置の出力が受信空間的プロセッサに接続されていて特定
の対応する遠隔送信器との通信が１組の受信重み（すなわち重み付けベクトル）
に従う。各通信ステーションはまた、送信アンテナ要素の配列と、アンテナ要素
に結合された１組の送信装置と、送信装置のために１組の信号形成する送信空間
的プロセッサとを含み、特定の対応する遠隔受信器との通信は送信重み付けベク
トルに従う。全体システムに対する電力制御はアップリンク通信のために継続時
電力制御のための上記方法を使用すること、そしてダウンリンク通信のために継
続時電力制御のための上記方法を使用することを含む。ダウンリンク及びアップ
リンク継続時電力制御方法の両方における電力割当てステップは、対応する遠隔
送信器組と通信ステーション（アップリンク継続時電力制御に対して）の間そし
て通信ステーションと対応する遠隔受信器組（ダウンリンク継続時電力制御に対
して）との間の通信をいづれの送信器（ダウンリンク時の通信ステーション内又
はアップリンク時の遠隔送信器内の）といずれの対応する受信器（ダウンリンク
時の対応する受信器内又はアップリンク時の通信ステーション内の）との間の各
通信リンクの通信を受容レベルに維持する制限の下で、全送信電力の重み付けら
れた和を最小にする送信電力の全ての組を共同して決定する。一実施例において
、送信電力の重み付けした和は全送信電力の和である。通信の受容できるレベル
は目標ＳＩＮＲである。そして目標ＳＩＮＲは全てのアップリンク通信に対して
同じであり、そして全てのダウンリンク通信に対して同じである。

【００２５】グローバール継続時電力制御のための方法の別の実施例において、アップリン
ク通信のための継続時電力制御において電力割当てステップは、各通信ステーシ
ョンそしてその通信ステーションの対応する遠隔送信器の組において独立に実行
され、そしてダウンリンク通信のための継続時電力制御において電力割当てステ
ップは、各通信ステーションそしてその通信ステーションの対応する遠隔受信器
の組において独立に実行される。

【００２６】アップリンク通信のための継続時電力制御方法において電力割当てステップの
一実施例は、通信ステーションへの通信の目標信号品質、遠隔送信器から送信す
るために前の更新により使用された電力、及び遠隔送信器から通信ステーション
において受信された信号の前の品質の推定の関数として、遠隔送信器から通信ス
テーションへ送信される電力を定期的に更新することを含む。好ましい実施例に
おける更新期間は２フレームである。好ましくは、信号品質推定はＳＩＮＲ推定
である。そして目標信号品質は目標ＳＩＮＲである。電力割当てステップの１形
式においては、関数は目標ＳＩＮＲ、最近のＳＩＮＲ推定、及び最近に加えられ
た電力のみである。全電力とＳＩＮＲ量が対数スケールである時、特定の形式に
おいて、次の更新において加えられる電力と最近の更新において加えられた電力
との間の差は最近のＳＩＮＲ推定と目標ＳＩＮＲとの間の差の関数であり、そし
て好ましくはこの関数は比例する。好ましい実施例において、目標ＳＩＮＲは通
常チャネル上の全ての空間的チャンネルに対して同じである。

【００２７】ダウンリンク通信に対する継続時電力制御方法の電力割当ての一実施例は、遠
隔受信器への通信の目標信号品質、通信ステーションから遠隔受信器に送信する
ために前の更新により使用された電力、及び通信ステーションから遠隔受信器に
おいて受信された信号の前の品質の推定の関数として、通信ステーションから遠
隔受信器へ送信される電力を定期的に更新することを含む。好ましい実施例では
更新期間は２フレームである。好ましくは、信号品質推定はＳＩＮＲ推定である
。そして目標信号品質は目標ＳＩＮＲである。電力割当てステップの１形式にお
いては、関数は目標ＳＩＮＲ、最近のＳＩＮＲ推定、及び最近に加えられた電力
のみである。全電力とＳＩＮＲ量が対数スケールである時、特定の形式において
、次の更新において加えられる電力と最近の更新において加えられた電力との間
の差は最近のＳＩＮＲ推定と目標ＳＩＮＲとの間の差の関数であり、そして好ま
しくはこの関数は比例する。好ましい実施例において、目標ＳＩＮＲは通常チャ
ネル上の全ての空間的チャンネルに対して同じである。

【００２８】アップリンク電力割当てステップの別の実施例において、通常のアップリンク
チャンネル上で、通常アップリンクチャンネル上の空間的チャンネルに対するア
ップリンク通信に適用される電力組は、通常アップリンクチャンネルのいずれの
特定アップリンク空間チャンネル上で受容できる（目標）通信品質を維持する要
求に拘束されて、遠隔ユーザから通信ステーションへ通常アップリンクチャンネ
ルのアップリンク空間的チャンネル上で送信するための電力の重み付けした和を
最小にするものである。特定の構成では、最小基準は送信する電力の総計を最小
にすることである。拘束は予想されるアップリンク信号品質測定、好ましくはい
ずれの特定のアップリンク空間的チャンネル上の予想されるＳＩＮＲが少なくと
もその特定のアップリンク空間的チャンネルについてのある目標ＳＩＮＲである
。ここで特定の空間的チャンネルに対する予想されるアップリンクＳＩＮＲは、
その特定の空間的チャンネルに対する特定の空間的受信重み付けベクトル、特定
のアップリンク空間的チャンネルついておよび通常アップリンクチャンネルの他
のアップリンク空間行きチャンネルについてのアップリンク経路損失、通常アッ
プリンクチャンネル上の他の遠隔送信器の受信空間的シグネチャ、及び特定のア
ップリンク空間的チャンネル上の通信により経験される空間的処理後雑音プラス
セル間干渉の表現である。特定の実施例において、いづれの空間的チャンネルに
ついての経路損失は推定されたＳＩＮＲ及び最近に使用された送信電力の関数で
ある。いづれのアップリンク空間的チャンネルについてのセル間干渉プラス雑音
は、そのアップリンク空間的チャンネルについてのＳＩＮＲ推定、通常アップリ
ンクチャンネル上の全てのアップリンク空間的チャンネルについての受信空間シ
グネチャ及び受信重み付けベクトル、通常アップリンクチャンネルの全てのアッ
プリンク空間チャンネル上の通信に対するアップリンク電力制御方法の前の更新
により遠隔送信器により加えられた電力及び特定アップリンク空間チャンネルに
ついておよび通常アップリンクチャンネル上の他のアップリンク空間的チャンネ
ルに対する経路損失の関数として決定される。特定の構成において、予想される
アップリンク信号品質測定、好ましくは予想されるＳＩＮＲ、が少なくとも目標
信号品質の値、好ましくは特定のアップリンク空間的チャンネルについての目標
ＳＩＮＲ（ＳＩＮＲ^U _targetiと表示される）である、通常チャンネル上で空間的
チャンネルの総数（ｄと表示される）の内の下添え字ｉで表示される特定のアッ
プリンク空間的チャンネルについての拘束は以下の様に数学的に表現される。

【数８】ここで、ｊ＝１，．．．，ｄ，であり、ｐ^U _jはアップリンク空間チャンネルｊの
通信ステーションへ送信する遠隔ユーザのアップリンク空間的チャンネルｊの送
信電力であり、Ｌ^U _jはアップリンク空間的チャンネルｊ上の遠隔ユーザから通信
ステーションへの送信のアップリンク空間的チャンネルｊ上の経路損失（もし１
より大きければ利得となる）であり、ｗ^U _jはアップリンク空間的チャンネルｊ上
のユーザから受信するためのアップリンク（すなわち受信）重み付けベクトル（
の重み）でこの受信重み付けベクトルがユークリッドノルム１の持つ、ａ^U _jはア
ップリンク空間チャンネルｊ上の遠隔ユーザの送信空間的シグネチャであり、ア
ップリンク空間シグネチャはそれぞれユークリッドノルム１を有し、そしてＩ^U _j はアップリンク空間的チャンネルｊ上の通信ステーションにより経験されるアッ
プリンク空間的処理後雑音プラスセル間（すなわちセル外の）干渉である。特定
の構成において、目標ＳＩＮＲは通常アップリンクチャンネルの全てのアップリ
ンク空間的チャンネルについて同じである。一般にアップリンク最小問題は

【数９】が、通常チャンネルの各アップリンク空間的チャンネル上での目標信号品質に予
想される信号品質が少なくとも満足されるという拘束条件下で最小になるように
正のｐ^U _iの組を見つけることである。

【００２９】通常アップリンクチャンネル上でアップリンク電力割当てステップの別の実施
例において、いづれの通常アップリンクチャンネル上の空間的チャンネルについ
てのアップリンク通信に加えられる電力の組は、通常アップリンクチャンネル上
の各アップリンク空間的チャンネル内の予想されるアップリンクＳＩＮＲをその
アップリンク空間的チャンネルについての目標ＳＩＮＲに等しく設定することに
より決定される。好ましい実施例において、目標ＳＩＮＲは通常アップリンクチ
ャンネル上の全てのアップリンク空間的チャンネルについて同じである。

【００３０】ダウンリンク電力割当てステップの別の実施例において、通常のダウンリンク
チャンネル上で、通常ダウンリンクチャンネル上の空間的チャンネルに対するダ
ウンリンク通信に適用される電力組は、通常ダウンリンクチャンネルのいずれの
特定ダウンリンク空間チャンネル上に受容できる（目標）通信品質を維持する要
求に拘束されて、通常チャンネル上の遠隔受信器へ通信ステーションからの通常
ダウンリンクチャンネルのダウンリンク空間的チャンネル上で送信するための電
力の重み付けした和を最小にするものである。特定の構成では、最小基準は送信
する電力の総計を最小にすることである。拘束はいずれの特定のダウンリンク空
間的チャンネル上の遠隔受信器について予想されるダウンリンク信号品質測定（
好ましくは予想されるダウンリンクＳＩＮＲ測定）が少なくともある目標信号品
質、好ましくはその特定のダウンリンク空間的チャンネルについての目標ＳＩＮ
Ｒである。ここで特定の空間的チャンネルに対する予想されるダウンリンクのＳ
ＩＮＲは、その特定の空間的チャンネル内の特定の空間的送信重み付けベクトル
、通常ダウンリンクチャンネルの他のダウンリンク空間的チャンネル内の通信の
ために使用される他の送信重み付けベクトル、特定のダウンリンク空間的チャン
ネルついておよび通常ダウンリンクチャンネルの他のダウンリンク空間的チャン
ネルについてのダウンリンク経路損失、特定ダウンリンク空間的チャンネル上の
他の遠隔受信器への送信空間的シグネチャ、及び特定のダウンリンク空間的チャ
ンネル上の遠隔受信器により経験される空間的処理後雑音プラスセル間干渉の表
現である。特定の実施例において、いづれの空間的チャンネル対する経路損失は
遠隔受信器の推定されたＳＩＮＲ及び最近に使用された送信電力の関数である。
いづれの空間的チャンネルについてのセル間干渉プラス雑音は、その特定の空間
的チャンネルについてのＳＩＮＲ推定、通常ダウンリンクチャンネル内の全ての
ダウンリンク空間的チャンネルについての送信空間シグネチャ及び送信重み付け
ベクトル、通常ダウンリンクの全てのダウンリンク空間チャンネル内の通信に対
する電力制御方法の前の更新により加えられた電力及び特定ダウンリンク空間チ
ャンネルについておよび通常ダウンリンクチャンネル内の他のダウンリンク空間
的チャンネルに対する経路損失の関数として決定される。特定の構成において、
特定ダウンリンク空間的チャンネル上の遠隔受信器における予想されるＳＩＮＲ
が少なくともその特定のダウンリンク空間的チャンネルについての目標ＳＩＮＲ
（ＳＩＮＲ^D _targetiと表示される）である通常ダウンリンクチャンネル内のダウ
ンリンク空間的チャンネルの総数（ｄと表示される）の内の下添え字ｉで表示さ
れる特定のダウンリンク空間的チャンネルについての拘束は、数学的に以下の様
に表現される。

【数１０】ここで、ｊ＝１，．．．，ｄ，であり、ｐ^D _jはダウンリンク空間チャンネルｊ上
で通信ステーションからダウンリンク空間チャンネルｊ上のその遠隔受信器へ送
信する送信電力であり、Ｌ^D _jはダウンリンク空間的チャンネルｊ上の遠隔ユーザ
への通信ステーションへの送信のダウンリンク空間的チャンネルｊ上の経路損失
（もし１より大きければ利得となる）であり、ｗ^D _jはベクトルがそれぞれユーク
リッドノルム１の持つダウンリンク空間的チャンネルｊ上のユーザへ送信するた
めのダウンリンク（すなわち送信）重み付けベクトル（の重み）であり、ａ^D _jは
ダウンリンク空間チャンネルｊ上の遠隔ユーザの送信空間的シグネチャであり、
ダウンリンク空間シグネチャはユークリッドノルム１を有し、そしてＩ^D _jはダウ
ンリンク空間的チャンネルｊ上の受信器により経験されるダウンリンク空間的処
理後雑音プラスセル間（すなわちセル外の）干渉である。特定の構成において、
目標ＳＩＮＲは通常アップリンクチャンネルの全てのアップリンク空間的チャン
ネルについて同じである。一般にアップリンク最小問題は

【数１１】が通常ダウンリンクチャンネルの各ダウンリンク空間的チャンネル上で拘束を満
足するという条件下で最小となる正のｐ^D _iの組を見つけることである。

【００３１】通常ダウンリンクチャンネル上でダウンリンク電力割当てステップの別の実施
例において、いづれの通常ダウンリンクチャンネル上の空間的チャンネルについ
てのダウンリンク通信に加えられる電力の組は、通常ダウンリンクチャンネルの
各ダウンリンク空間的チャンネル内の予想されるダウンリンクＳＩＮＲをそのダ
ウンリンク空間的チャンネルについての目標ＳＩＮＲに等しく設定することによ
り決定される。好ましい実施例において、目標ＳＩＮＲは通常アップリンクチャ
ンネルの全てのダウンリンク空間的チャンネルに対して同じである。

【００３２】本発明の継続時電力制御方法及び親特許の発明の初期電力制御方法の好適な実
施例は、受信された角度偏重信号のＳＩＮＲの推定を必要とする。本発明の別の
観点は、角度変調信号を受信するための受信器のＳＩＮＲ推定を決定する方法で
ある。この方法は、受信器に送信するための電力制御方法及び受信された角度変
調信号の品質の推定を必要とする他のどんな応用にも使用される。第１構成では
、方法は受信された信号の振幅の測定から受信されたベース帯域信号の平均電力
レベル及び平均振幅レベル（すなわち、振幅の第１及び第２モメント）を推定す
ること、そして受信ＳＩＮＲ推定値に対する１組の連立方程式を解くことを含む
。

【００３３】この第１構成の特定の実施例では、デジタル的に変調されたスキームに従って
変調された信号に適用可能である。デジタル的に変調された受信信号が受信器に
おいてサンプルがとられる受信器により受信された信号の平均振幅レベルと平均
電力レベルとが受信されたベース帯域信号振幅サンプル値から決定される。サン
プル値は実質的にはデジタル変調スキームのボー（ｂａｕｄ）ポイントにおける
ものである。デジタル変調スキームに従う信号変調のためのこの構成の他の特定
の実施例においては、通信システムがアンテナ配列及び空間的処理のための信号
プロセッサを有し、デジタル的に変調された受信信号が通信ステーションにおい
てサンプルが取られる。平均強度及び平均電力レベルが空間的処理後に受信され
たベース帯域信号振幅サンプルから決定される。サンプル値は実質的にデジタル
変調スキームのボー（ｂａｕｄ）ポイントにおけるものである。

【００３４】ベース帯域信号の推定強度をＲとしてそして推定操作をＥ｛｝と表示すると
、１組の方程式は、

【数１２】であり、ここで、

【数１３】である。

【００３５】１つの形式において、反復解決が用いられてそして値ｆ（ＳＩＮＲ）がメモリ
内に前もって記憶される。別の形式では反復解決が使用されてそしてｆ（ＳＩＮ
Ｒ）は値１に近似される。第２構成では、受信信号品質の推定方法は受信された信号の振幅の測定から受
信されたベース帯域の信号の平均電力レベルと電力レベルの平均二乗（すなわち
、振幅の第２及び第４モメント）を推定すること、そしてこれらの推定からＳＩ
ＮＲを決定することを含む。この第２構成の一実施例はデジタル変調された受信
信号が受信器でサンプルが取られる受信器において受信されるデジタル変調され
た信号に適用可能である。平均電力レベル（ＲＳＳＩ推定）及び平均二乗電力レ
ベルが実質的にボーポイントにおける瞬間電力（すなわち二乗振幅）のサンプル
から決定される。アンテナの配列と空間的処理のための信号プロセッサを有する
通信ステーションのデジタル変調された信号のためのこの構成の別の実施例では
、通信ステーションでデジタル変調された受信信号がサンプルを取られて、平均
電力レベル及び平均二乗電力レベルが実質的にボーポイントにおいての瞬間電力
（すなわち二乗振幅）の空間的処理後のサンプルを平均することにより決定され
る。ＲＳＳＩ（ＳＤＭＡの場合に空間的処理後の受信信号の平均電力レベル）を

【数１４】により表示し、平均二乗電力を

【数１５】で表示すると、ＳＩＮＲは次式により決定される。

【数１６】

【００３６】第１及び第２構成の好ましい実施例において、受信信号のＳＩＮＲ推定は単一
の時間期間にわたって、好ましくはＰＨＳシステムの場合は１フレームにわたっ
て、決定される。第１及び第２構成の両方に適用可能な改良された実施例におい
て、ＳＩＮＲ値は前の時間期間中に決定されたＳＩＮＲ値でもって現時間期間中
のＳＩＮＲ推定の走行平均として決定される。本発明の他の観点が当業者にとり以下の詳細な説明から明らかになる。

【００３７】

【実施例の説明】

システムアーキテクチャ本発明の方法は、１又は複数の通信ステーション及び１又は複数の遠隔受信器
（ダウンリンク時の通信のため）と送信器（アップリンク時の通信のため）を含
んだいかなる通信システム上にも遂行できる。本発明の品質推定観点の唯一の要
件は使用される変調が角度（すなわち位相）復調のある形を含むこと、そしてダ
ウンリンクＳＤＭＡ電力制御ための唯一の要件はダウンリンク送信重み、例えば
受信されたアップリンク信号から、を決定する能力である。本発明の方法は好ま
しくは基地ステーションである通信ステーション及びその加入者ユニット上で遂
行される。加入者ユニットは、加入者ユニットと通信するためにＳＤＭＡを使用
する基地ステーションの通信システムの一部である。好ましい実施例においては
、通信システムは無線ローカルループ（ＷＬＬ）セルラーシステムに使用される
ことを意図している。説明される実施例においては加入者ユニットは位置が固定
されているが、他のシステムにおいては移動できる。

【００３８】ＳＤＭＡ基地ステーションが最初に説明される。基地ステーションアーキテクチャ空間的処理を提供するために基地ステーションには複数要素アンテナ配列が使
用される。配列内のアンテナ数は可変である。基地ステーションのダウンリンク
チエーンは、プロセッサを含み、それぞれがアンテナ要素の１つに結合された１
組のアンテナ送信装置に結合されて空間的処理を行なう。基地ステーションのア
ップリンクチェーンは、アンテナ要素の１つからそれぞれ信号を受信する１組の
アンテナ受信装置を含み、アンテナ受信装置は受信号の空間的処理のためにプロ
セッサに結合されている。この例示的実施例においては、基地ステーション及び
加入者ユニット間の通信は「パーソナル・ハンデイホン・システム」（ＰＨＳ）
、ＡＲＩＢ標準、バージョン２（ＲＣＲＳＴＤ−２８）と知られている標準を用
いる。ＰＨＳシステムは真の時間分割デュプレックス（ＴＤＤ）をもった８スロ
ットＴＤＭＡ／ＦＤＭＡシステムである。各周波数チャンネル（副搬送波）は約
３００ｋＨｚの帯域幅を有する。８時間スロットは４送信（ＴＸ）時間スロット
４受信（ＲＸ）時間スロットに分割される。これは、どの特定のチャンネルにつ
いても受信周波数は送信周波数と同じであることを意味する。これはまたレスプ
ロシテイを意味する。すなわち、加入者ユニットの受信時間スロットと送信時間
スロットの間の最小の移動を仮定すると、ダウンリンク（基地ステーションから
ユーザの遠隔ターミナルへ）及びアップリンク（ユーザの遠隔ターミナルから基
地ステーションへ）の両方の無線伝播経路は同一である。好適な実施例に使用さ
れるＰＨＳシステムの周波数帯域はおおよそ１８９５乃至１９２０ＭＨｚである
。８時間スロットのそれぞれは６２５マイクロ秒の長さである。ＰＨＳシステム
は、呼出し初期化が実行される制御チャンネル用の専用の周波数及び時間スロッ
トを有する。一旦、リンクが確立すると、呼出しは普通の通信のためにサービス
チャンネルに移される。通信はどのチャンネルにおいても、完全レートと呼ばれ
る３２ｋビット毎秒（ｋｂｐｓ）の速度で行なわれる。完全レート以下の通信も
可能である。

【００３９】好ましい実施例に使用されるようにＰＨＳにおいて、バーストは単一の時間ス
ロット中に無線的に送信又は受信される有限継続時間ＲＦ信号として定義される
。グループは４ＴＸ及び４ＲＸ時間スロットの１組として定義される。グループ
は常時、第１ＴＸ時間スロットから開始しそしてその継続時間は８ｘ０．６２５
＝５ｍｓｅｃである。ＰＨＳはπ／４差動４位相偏移（π／４ＤＱＰＳＫ）変調をベース帯域信号に
使用する。ボーレートは１９２ｋｂａｕｄである。すなわち、１秒当たり１９２
，０００シンボルが存在する。

【００４０】基地ステーションの送受信器モジュールの受信器部分受信器ステーションは、アンテナ要素のアンテナ配列を使用し、そして各アン
テナについて、送信器／受信器（Ｔ／Ｒ）スイッチ、アナログ受信器、デジタル
受信器、デジタル送信器、及びアナログ送信器を使用する。このように、このモ
ジュールは、アンテナ送信装置の部分及びアンテナ受信装置の組の部分を含む。
どんなアンテナ要素についてのアナログ及びデジタル受信器及び送信器は、単一
のＲＦＴＸ／ＲＸ送受信器モジュール内に構成されていて、各モジュールが１０
ＭＨｚのスペクトルに及ぶ１アンテナ１６搬送波広帯域無線を遂行する。このア
ーキテクチャは標準であり、当業者には明らかなようにいくつかの変更が可能で
ある。送受信器モジュールの受信器部分に使用される特定のアーキテクチャが図
１に示される。ＲＦ信号はアンテナ要素１０３において受信され、そして１８９
５乃至１９２０ＭＨｚ帯域通過を持ったキャビティフイルタとして構成された帯
域通過フイルタ（ＢＰＦ）１０４を経由される。アンテナ１０３及びフイルタ１
０４は送受信器モジュールの外側にある。フイルタ１０４からの信号は送受信器
モジュール上の送信器／受信器（Ｔ／Ｒ）スイッチ１０５へ行く。スイッチ１０
５から、信号は低雑音増幅器（ＬＮＡ）１０７、帯域通過フイルタリングの１又
は複数のステージ（図示しない）及び可変減衰器１０８を通過し、第１下降変換
器１０９に行く。下降変換器はおおよそ１．６３２８ＧＨｚのローカル発振器１
１１（モジュールの一部ではない）を用いた同調可能なミクサーを使用して、２
７５−２８５ＭＨＺ（１０ＭＨｚ帯域幅）の第１ＩＦ信号を発生する。この第１
ＩＦ信号１１３は第１ＩＦ増幅器１１５において増幅されてそしてＳＡＷＢＰＦ
フイルタ１１７（２７５−２８５ＭＨｚ）中を通過させられて、「隣接チャンネ
ル」及び第１下降変換器の副産物を抑制する。結果として得られる信号１１８は
第２可変減衰器１１９を通過して、ローカル発振器１２１からの２９１ＭＨｚの
同調可能ミクサー周波数を持ったミクサーを使用する第２下降変換器１２０へ行
く。第２下降変換器１２０の出力は、中心周波数が−１１ＭＨｚで１０ＭＨｚ帯
域幅を持った−（６−１６）ＭＨｚＩＦ周波数の第２ＩＦ信号１２２である。こ
の第２ＩＦ信号１２２は第２ＩＦ増幅器１２３内で増幅されてそして低域通過フ
イルタ（ＬＰＦ）１２５から信号を３６．８６４ＭＨｚでサンプルするアナログ
−デジタル変換器（ＡＤＣ）１２７へ行く。信号の実部分のみがサンプルされる
。このように、ＡＤＣ１２７の出力の信号１２９は、−１１ＭＨｚに中心を持っ
た複素値ＩＦ信号と一緒に＋１１ＭＨｚにイメージを有し、そしてサンプリング
はまた２５．８６４ＭＨｚにおいてイメージを発生する。この信号は、アナログ
デバイセズ社（マサーセッチュ州ノーウッド）のＡＤ６６２０デュアルチャンネ
ルデシメーテイングレシーバから構成されるデジタル下降変換器／フイルタ装置
１３１を通過する。代替的な構成においては、同様なチップ、グレイチップ社（
カリフォルニア州パルアルト）のＧＣ１１０１を用いてもよいし、機能を他の方
法により提供してもよい。デジタル下降変換器／フイルタ装置１３１はいくつか
の機能を実行する。・各搬送波のいずれの中心周波数の選択された１つにおいてコンプレックスフエ
ーザーにより信号を乗算する。・各搬送波のいずれの中心周波数に中心をおいて、３００ｋＨｚ、現在はおおよ
そ４５０ｋＨｚ帯域通過フイルタとして構成されている、の所望の帯域通過のデ
ジタル帯域通過フイルタを行なう。これは複素値（位相Ｉ部分及び直交Ｑ部分）
帯域幅信号に３倍ボーレートオーバーサンプリング、すなわち、１９２ｋＨｚ＊
３＝５７６ｋサンプル／秒を与える。

【００４１】上述した受信器はＲＸ／ＴＸボード上に作られる。そして各ＲＸ／ＴＸボード
は１６受信搬送波を処理する。各搬送波はそれ自身のＡＤ６６２０デジタル下降
変換器／フイルタ装置を有する。各ＡＤ６６２０装置はこのように５７６ｋサン
プル／秒で１６ビットのＩデータ及び１６ビットのＱデータを発生する。データ
は直列に各ＡＤ６６２０装置から１８．４３２ＭＨｚのクロックにより出力され
る。このデータはモデムボードに行く。

【００４２】基地ステーションのモデムモジュール図２にモデムボードのブロック図が示されている。各モデムボードは、２つの
ＲＸブロック及び２つのＴＸブロックを制御する１つの汎用目的プロセッサ（Ｇ
ＰＰ）２０３（モトローラ／ＩＢＭパワーＰＣ装置）を有する。各ＲＸブロック
２０５は、ＲＸデータフォーマッター２０７、それぞれ２０９．１、２０９．２
、２０９．３、及び２０９．４と表示された４つのＲＸデジタル信号プロセッサ
装置（ＤＳＰ）、及びそれぞれ２１１．１、２１１．２、２１１．３、及び２１
１．４と表示されて４つのＲＸＤＳＰに接続された４つのＲＸＤＳＰメモリを含
む。各受信時間スロットについて１つのＲＸＤＳＰ及び１つの関連したＲＸＤＳ
Ｐメモリがある。各ＴＸブロック２１７はＴＸプロセッサモジュレータブロック
２２１及びＴＸデータフォマッター２２５（ＦＰＧＡを用いて構成されている）
を含む。各ＲＸ及びＴＸブロック対は、１２アンテナシステム内の１つの搬送波
について、又は６アンテナシステム内の２つの搬送波について、又は４アンテナ
システム内の３つの搬送波について、受信空間的処理、復調、変調、そして送信
空間的処理を処理することができる。このように１モデムボードは１２アンテナ
システム内の２つの搬送波について、又は６アンテナシステム内の４つの搬送波
について、又は４アンテナシステム内の６つの搬送波について、必要な処理を実
行することができる。

【００４３】モデムボードの１つのＲＸブロック２０５が説明された。各アンテナの送受信
器の受信部分からの直列Ｉ、Ｑデータはフイールド・プログラマブル・ゲートア
イ（ＦＰＧＡ）により構成されたデータフォーマッター２０７を通過する。これ
は直列ストリームを並列データに変換して、直接メモリアクセスを経て４つのＲ
ＸＤＳＰメモリ２１１．１−２１１．４の１つに置かれ、４つの受信時間スロッ
トのそれぞれのデータは１つのＲＸＤＳＰメモリに行き、関連したＲＸＤＳＰ（
２０９．１−２０９．４）により処理される。ＲＸＤＳＰはそれぞれモトローラ
Ｍ５６３０３デジタル信号プロセッサである。各ＲＸＤＳＰはいくつかの機能を
実行する。これは以下を含む。・重みを決定することを含む空間的処理・周波数オフセット修正・等化・復調・本発明の実施例については信号品質推定

【００４４】各時間スロットＲＸＤＳＰ２０９．１−２０９．４からの復調された信号出力
は、ホストポートインターフエイスを経てＧＰＰ２０３へ行く或る制御信号を除
いて、ボイスバス２３１と呼ばれる信号バスに行く。ＲＸＤＰ内で決定された信
号品質推定、遠隔ユーザから送信されたＳＩＮＲデータ、及びいくつかの状態情
報もＧＰＰ２０３へ送られる。各ＲＸＤＳＰにより決定された信号処理重みは、
送信重み（ＴＸ＿Ｗｔ）バス２３３を経由して送信ブロック２１７中のＴＸプロ
セッサ／変調器ブロック２２１へ行く。電力制御の一部である送信電力調節は送
信重みを調節することにより実行される。汎用目的プロセッサ（ＧＰＰ）２０３により実行される機能は以下を含む。・ＲＸＤＳＰから信号品質及び状態データを受信する。・本発明の一実施例において、電力制御を決定するためにＲＸＤＳＰからのデー
タを使用すること。・全ての制御信号を発生しそして全てのＲＸＤＳＰ及びＴＸプロセッサ／変調器
ブロックモードを設定し、そしてインターフエイスＦＰＧＡ２３５を経由してシ
ステムの他の部分の他のプロセッサとの通信を含む他の高レベル機能及びプロト
コルを実行すること。

【００４５】送信ブロック２１７は以下の様に動作する。ＴＸプロセッサ／変調器２２１は
ボイスバス２３１からボイスデータ、ＧＰＰ２０３からＳＡＣＣＨ及びＦＡＣＣ
Ｈデータ、そしてＴＸ＿Ｗｔバス２３３から空間的処理のための送信重みを受取
る。ＴＸプロセッサ／変調器２２１の機能は、バースト構築、暗号化、スクラン
ブル化、４つの時間スロットに空間的に多重化された各ユーザのためのＣＲＣ、
変調、及びバーストが開始する時のみに各バーストに対して完全な送信重み（電
力制御としての振幅を含む）を適用する。送信ブロックは２１７は４つの全空間
チャンネルを処理できる。変調はπ／４ＤＱＰＳＫ、そして２＊オーバーサンプ
ルされたＩ及びＱデータが発生される（２＊１９２ｋサンプル／秒＝３８４ｋサ
ンプル／秒）。送信重み適用部分は１２送信アンテナ（すなわち、１２要素アン
テナ配列）までそして４つの空間的チャンネルの複素重み付け計算を実行する。
これはそれぞれがＩ＆Ｑ要素を有する１２デジタル信号を発生する。ＴＸプロセ
ッサ／変調器２２１の出力は、１２アンテナまでのそれぞれのための１２の異な
る直列データストリームまでに直列化される。各Ｉ、Ｑ対は１つのＲＸ／ＴＸ送
受信器モジュールへ行く。一実施例においては、ＴＸプロセッサ／変調器２２１
はＤＳＰ装置、メモリ及びＦＰＧＡを含む。

【００４６】基地ステーションの送受信器モジュールの送信部分図１を参照して送受信器モジュールの送信部分が説明される。受信器と同じよ
うに、送信部分は全帯域幅１０ＭＨｚの３００ｋＨｚ帯域幅の１６搬送波を処理
することができる。各搬送波からの入力２＊アップサンプル化ベース帯域信号は
４つのグレイチップ社のＧＣ４１１４クアッドデジタル上昇変換器／フイルタ装
置の１つヘ行く。１送受信器モジュール上の全部で４つのＧＣ４１１４装置につ
いて、各装置は４つの搬送波を処理する。図１に１つのＧＣ４１１４装置の１チ
ャンネルがデジタル上昇変換器／フイルタ１５１として示されている。これはＩ
、Ｑデータを４９．１５２ＭＨｚ（＝２＊２４．５７６ＭＨｚ）でサンプルされ
た１つのデジタル信号に上昇変換（補間）し、また現信号に別のＧＣ４１１４チ
ャンネルからの信号（搬送波）をカスケード方法で加えることにより、最終出力
を１０ＭＨｚ全帯域幅信号のサンプルの１つの実数化４９．１５２ＭＨｚデジタ
ル信号とする。この信号は、１４ビットデジタル−アナログ変換器（ＤＡＣ）１
５３へ供給されて、中心周波数−１１ＭＨｚで１０ＭＨｚ帯域幅をもったアナロ
グベース帯域信号１５５を発生する。信号１５５はローカル発振器１２１からの
２９１ＭＨｚの同調可能なミクサー周波数を持ったミクサーを使用した上昇変換
器１５７へ供給されて、２７５−２８５ＫＨｚ（１０ＭＨｚ帯域幅）のＩＦ信号
１５９を発生する。例示的実施例においては、ローカル発振器１２１は送受信器
モジュールの外部にある。信号１５９はデジタル化可変減衰器１６１を通過して
、そして２つのＳＡＷフイルタと２つのＩＦ増幅器を含んだＩＦストリップを通
過する。図１では簡潔さのため、１つのＢＰＦフイルタ１６３及び１つのＩＦ増
幅器１６５として示される。フイルタされ増幅されたＩＦ信号は上昇変換器１６
７を通過する。上昇変換器は、おおよそ１９００ＭＨｚＲＦ信号１６９を発生す
るために約１．６ＧＨｚのローカル発振器（モジュールの外部）１１１を用いた
同調可能ミクサーを含む。ＲＦ信号１６９はＢＰＦ１７１を通過してそしてデジ
タル可変減衰器１７３を通過する。この信号は、電力増幅器（ＰＡ）、ＢＰＦ及
び第２のＰＡそしてＬＰＦを通過する。簡潔さのため、このＰＡ及びフイルタの
組合せは図１において、Ｔ／Ｒスイッチ１０５へ行く信号１７９を発生するため
の１つの電力増幅器１７５及び１つのＢＰＦ１７７として示す。スイッチ１０５
からの信号は受信部分で説明したのと同じくアンテナ要素１０３へ行く。

【００４７】加入者ユニット図９は、本発明が好適に実施されるＳＵ部分を持った無線電話加入者ユニット
（ＳＵ）のＲＦ部分を示す。これらのＲＦ部分はここで一般的に参照番号９１０
で示す。ＲＦ部分９１０は、それぞれが帯域通過フイルタ９１８及び送信器／受
信器（Ｔ／Ｒ）スイッチ９２０を介してアンテナ９１６に接続された受信器フロ
ントエンド９１２及び送信器最終段９１４を有する。受信信号は、２４８．４５ＭＨｚのＩＦを発生する第１中間周波数（ＩＦ）ミ
クサー９２４に接続された１６５８ＭＨｚ第１ローカル発振器９２２を使用する
典型的な下降変換器を通過する。同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）信号は、４６９．９
ＭＨｚで動作する第２ローカル発振器９２８に接続されたＩ、Ｑ復調器９２６に
より分離される。典型的なローカル発振器はクリスタル制御で、百万について±１０部（ｐｐｍ
）、又は１．９ＧＨｚＲＦ搬送波周波数において±２０ｋＨｚの精度を有する。
本発明に使用するローカル発振器は好ましくは、初期クリスタル周波数エラーが
一旦制御チャンネルが獲得されたならば電圧制御発振器（ＶＣＯ）により調節さ
れることにより大部分軽減できるように、位相ロックループ（ＰＬＬ）タイプで
ある。ＰＨＳにおいて、２０ｋＨｚエラーは１シンボル期間の継続中３７．５度
の位相エラーに翻訳される。ＰＨＳに使用されるようなＤＱＰＳＫ信号の復調に
おいて決定指向搬送波回復を使用することが普通である。もし雑音が存在すると
、決定指向搬送波回復方法は初期租周波数補正が加えられなければロックを解除
するであろう。ＰＨＳの実施例に使用されている特定のｐ／４ＱＰＳＫの場合、
シンボル期間継続中にわたって周波数オフセット位相エラーが４５度に達すると
、決定指向周波数オフセットはロックを完全に解除して、そしてビットエラーレ
ート（ＢＥＲ）は急上昇するであろう。同相アナログ−デジタル変換器（Ｉ−ＡＤＣ）３０は８ビットＩサンプルを７
６８キロサンプル／秒で発生する。直交位相アナログ−デジタル変換器（Ｑ−Ａ
ＤＣ）は同様に８ビットＱサンプルを７６８キロサンプル／秒で発生する。送信された信号は、最終無線周波数（ＲＦ）ミクサー９３４に接続されている
１６５８ＭＨｚローカル発振器９２２を使用した典型的な上昇変換器を通過する
。送信されるべき同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）信号は同相デジタル−アナログ変換
器（Ｉ−ＤＡＣ）９３６により７６８キロサンプル／秒の８ビットＩサンプルと
して、そして直交位相デジタル−アナログ変換器（Ｑ−ＤＡＣ）９３８により７
６８キロサンプル／秒の８ビットＱサンプルとして受取られる。

【００４８】第１０図は、受信器フロントエンド９１２からのＩ／Ｑサンプルを受取り及び
送信器最終段９１４により送信されるべきＩ／Ｑ信号を発生するデジタル信号プ
ロセッサ（ＤＳＰ）部分１０４０のブロック図である。ＤＳＰ部分１０４０は、
ボイスエンコーデイングＤＳＰ装置（ＶＯＣＯＤＥＲ）ＤＳＰ１０４４及びテレ
ホニイインターフエイス１０４６に接続された受信器ＤＳＰ（ＤＳＰ（ＲＸ））
１０４２を含む、いくつかのＤＳＰ装置を有する。送信器ＤＳＰ（ＤＳＰ（ＴＸ
））１０４８は、インターフエイス１０４６から音声／データ受取り、これらを
送信器最終段９１４により送信するために適当なＩ／Ｑ信号にエンコードする。
高速メモリ１０５０が、ＤＳＰ（ＲＸ）１０４２及びＤＳＰ（ＴＸ）１０４８の
ためにメモリのサポートとプログラムの実行をサポートをする。モトローラ（フ
エニックス、ＡＺ）ＤＳＰ５６３０３２４ビットデジタル信号プロセッサがＤ
ＳＰ（ＲＸ）１０４２及びＤＳＰ（ＴＸ）１０４８のそれぞれに使用される。Ｄ
ＳＰ５６３０３はプログラマブルＣＭＯＳＤＳＰのＤＳＰ５６３００コアフアミ
リイの一つである。当業者には明らかなように他のＤＳＰ装置又はマイクロプロ
セッサも代用できる。図９を参照すると、約１９００ＭＨｚの搬送波をもったＲＦ信号が４６９．９
Ｍｈｚ搬送波を使用して検出される同相（Ｉ）及び直交（Ｑ）要素を発生するの
に使用される。Ｉ及びQサンプルはデジタル化されシンボルレートで４回サンプルを取られる。例示的な実施例に使用されるＰＨＳシステムについて、シンボル
レートは１９２ｋＨｚであり、そしてこの例におけるサンプリングレートは７６
８キロサンプル／秒である。各サンプルは８ビットの深さである。

【００４９】図１０において、受信されたデジタルＩ及びＱ信号はＤＳＰ（ＲＸ）１０４２
によりデジタル信号処理される。ＤＳＰ（ＲＸ）１０４２は好ましくは以下のよ
うにプログラムされる。ＡＤＣ１０３０及び１０３２からＩ及びＱサンプルを集める。制御チャンネル獲得及び時分割デュプリクシングの基礎を実行する。チャンネル
制御バーストタイミングの初期推定を実行しそして初期搬送波周波数オフセット
決定を実行する。アンパッキング、周波数オフセット補償、下降変換、フイルタリング、及び等化
を実行する。ここで、４回オーバーサンプルされた生ベース帯域サンプルのブロ
ックが等化されそして復調のためにボー整列された１回オーバーサンプルされた
（１９２ｋＨｚ）信号のブロックに対応する。おおよそのボーポイントを確立す
るための時間整列が、共有米国特許出願番号０８／ｘｘｘ，ｘｘｘ（１９９７年
８月８日出願）の発明者ユンの「無線通信システムにおける高速初期制御信号検
出のためのシステム及び方法」に記載されている。ＤＳＰ（ＲＸ）１０４２によ
り決定されたボー整列されたＩ及びＱサンプルは、本発明の一つの観点によるＳ
Ｕ受信信号品質（ＳＵ受信信号対干渉プラス雑音比）の推定のためにＤＳＰ（Ｒ
Ｘ）１０４２により使用される。復調を実行する。復調バースト信号を逆アッセンブルする。メッセージを逆スクランブルする。循環冗長性検査（ＣＲＣ）を実行する。トラフイックデータの暗号を解読するボコーダ（ｖｏｃｏｄｅｒ）ＤＳＰ１０４４へ音声トラフイックデータを送る。ＤＳＰ（ＴＸ）１０４８へ制御チャンネル信号とチャンネル品質測定を送る。受信補償フイルタ及び周波数オフセット推定を更新する。ＳＤＭＡの場合、基地ステーションへ送り返す較正情報を計算する（例えば私達
の較正特許参照）。ＲＦ受信器及び送信器部分に使用されている電圧制御発振器（ＶＣＯ）及び位相
ロックループ（ＰＬＬ）（図示しない）を更新する。このように、本発明の品質推定観点のＳＵ実施例がＤＳＰ（ＲＸ）１０４２に
おいて実行される。本発明の観点に従い決定されるＢＳへの送信電力はＳＤＰ（ＴＸ）１０４８
を使用して調節される。ここで説明された基地ステーション及び／又は加入者ユニットにつての特定の
受信器、送信器及び信号処理は一つの可能な構成であり、本発明から逸脱するこ
となく多くの変更が可能であることは、当業者にとり明らかである。例えば、基
地ステーションにおいて、最終下降変換又は上昇変換はデジタル的に実行される
必要はない。同様に、特定のＤＳＰ構造はマイクロプロセッサ、または他の汎用
目的プロセッサまたは専用ハードウェアにより置き換えることができる。同様に
、ＰＨＳの代わりに他の多くの通信プロトコルが使用できる。最後に、本発明は
ＴＤＭＡ／ＦＤＭＡシステムに限定されない。

【００５０】初期電力制御本発明の１つの観点においては、電力制御方法が通信システム内の放射ＲＦ電
力レベルを試験ＲＦ送信に基づいて送信器電力レベルを適応的に制御することに
より確立する。好適な実施例に使用された通信システムは、無線ローカルループ
（ＷＬＬ）セルラーシステムに使用されることを意図しているＳＤＭＡシステム
である。１又は複数の基地ステーションが使用される。各基地ステーション（Ｂ
Ｓ）はセルステーション（ＣＳ）とも呼ばれ１又は複数の加入者ユニット（ＳＵ
）と通信する。ＳＵはまた遠隔端末又はパーソナルステーション（ＳＵ）とも呼
ばれる。各ＢＳは空間的処理を提供するために多要素アンテナ配列を含む。標準のＰＨＳプロトコルにおいて、ＢＳからＳＵへ入力する呼出しの設定及び
確率のための制御順序が表１に示されている。

【００５１】ＰＣＨは、ＢＳがその上にページング領域の全てのＳＵへ同一の情報を送信す
る一方向ダウンリンクポイント対多ポイントチャンネルである。ＳＣＣＨは、Ｂ
ＳとＳＵの間の呼出し接続に必要な情報を送信するための２方向ポイント対ポイ
ントチャンネルである。ＴＣＨは、ユーザ（加入者）情報を送信するためのポイ
ント対ポイント２方向チャンネルである。共通の周波数帯域を使用するステーション間の干渉を減ずるために各接続に十
分な最小送信電力レベルを使用することが一般的に望ましくそして時々政府のポ
リシーである。表１のリンク確立手順はいかなる電力制御、例えば、各接続に十
分な最小送信電力レベルの使用を確保すること、を含まない。また、新接続から
発生するだろう干渉についての既存の加入者への影響について触れていない。こ
のような電力制御は既に寄贈のユーザにより占められている通常チャンネル上に
空間的チャンネル呼出しを持ち込む時に大変重要である。最小送信電力要件を満足するために、本発明の電力制御方法の一実施例は表１
のプロトコルのステップ４においてＳＵに一組の試験ＳＵ送信器電力レベルを導
入させる。ＳＵによりステップ４において同期化（ＳＹＮＣＨ）バーストを送信
するために使用される初期の電力レベルは、一般にはＢＳによる受容できる受信
品質として十分でない所定の安全レベルに設定される。従って、ＳＹＮＣＨバー
スト応答（ステップ５、テーブル１３）の不存在は、ＢＳにおいてＳＹＮＣＨバ
ーストが受容できる品質でもって受信されなかったことをＳＵに知らせる。そし
てＳＵは電力レベルを上げてＳＹＮＣＨバーストを再送信する。そして、ステッ
プ５において期待されるようなＢＳからのＳＹＮＣＨバーストが受信されない時
は何時も、このような再送信が行われる。ＢＳが最終的に受容できる品質でＳＵ
からＳＹＮＣＨバーストを最終的に受信する時、ＳＵにＳＹＮＣＨバーストを送
信する。そしてＢＳが送信したＳＹＮＣＨバーストが最終的にＳＵで受信された
時、通信に十分な最小の送信電力レベルがＳＵにより使用される。また、（ａ）
ＳＹＮＣＨバーストを送信するために使用される初期ＳＵ送信電力レベル、及び
（ｂ）各ＳＵ送信のための増分的増加（例えば、＋３ｄＢ）を標準化することに
より、必要とされるＳＵ送信電力レベルは、リンクチャンネル割当てた（ステッ
プ３、テーブル１）時とＢＳにおいて十分な品質でもってＳＵが送信したＳＹＮ
ＣＨバーストを受信した時との間の経過時間中に実行された＋３ｄＢ電力増分の
数からＢＳにおいて決定できる。これはＢＳ送信電力レベルを設定するのにまた
使用できる。ＰＨＳは時間分割デュプレックス（ＴＤＤ）システムであり、送信
及び受信伝播経路に実質的に相互性（レシプロシテイ）が存在する。このように
、ＢＳはＳＵ送信電力レベルを使用して、ＳＵと通信するためにＢＳにより使用
されるべき最小送信電力決定できる（すなわち、ＳＵ及びＢＳ受信器感度の違い
を考慮した後で）。非ＴＤＤシステムでは、送信及び受信伝播経路の違いは空中
測定及び較正により考慮してもよい。

【００５２】接続要求がＳＵから発生する時、接続プロトコルは表１と同じである。しかし
、ＢＳからのページングのステップ１を除く。従って、最小送信電力を設定する
ために電力制御を含む修正は上述したのと同じである。上述した電力制御の方法の利点は、既存の通信システムプロトコルに悪影響を
与えることなく既存の通信システムに適用可能なことである。２つの実施例が、ＢＳにおいて受信信号品質が受容可能かどうかを決定する２
つの方法を含む。第１の実施例において、受信信号品質の測定がＢＳにおいてＳ
ＹＮＣＨバーストの成功的な受信かどうかを決定するために使用される。第２の
実施例はこのようなバーストに独特なＳＹＮＣＨバースト部分を認識することを
含む。好適な実施例で使用されるようにＰＨＳにおいて、ＳＹＮＣＨバーストは
２２４ビット長でそして６２ビットの前置きと３２ビットの「独特語」順序を含
む。両方とも、ＢＳ識別コード及びＳＵ識別コードと同様に前もって準備されて
いる。従って、ＢＳはＳＹＮＣＨバーストを正しく認識することにより成功的な
受信を決定できる。これは、信号品質の測定を使用することに代えてまたはそれ
に追加して行うことができる。表２は、好ましい実施例においてアップリンク（ＳＵからＢＳへ）又はダウン
リンク（ＢＳからＳＵへ）のために使用される標準の２２４ビット継続ＳＹＮＣ
Ｈバーストの仕様を示す。当業者には明らかなように他の同期化信号も使用できる。

【００５３】図３は、受容可能な通信のために十分な電力レベルを適応的に決定するための
好ましい実施例の初期電力制御方法３０１である。図３のフローチャートの方法
は、ＰＨＳのための通信プロトコルと互換性があるように設計されており、下方
互換性を提供する単純な追加以外にＰＨＳ標準にどんな修正も必要としない。図３を参照すると、適応的電力制御のためのフローチャート３０１の方法は、
ＢＳが通信要求の開始者であるかどうかに依存して２つの形式で提供されている
。これは、ＢＳが開始者であるかを検査する決定３０３により示されている。も
しそうであれば、方法はＢＳがＰＣＨ上で選択されたＳＵをページするステップ
３０５でもって開始し、ステップ３０７に行く。もしＢＳが開始者でなければ、
方法はステップ３０７で開始する。フローチャート３０１の残りの記述において
、「選択されたＳＵ」はＢＳ開始通信の場合はＢＳによりページされたＳＵを意
味する。そしてＳＵ開始接続の場合は「開始ＳＵ」である。ステップ３０７にお
いて、選択されたＳＵはページに応答してＳＣＣＨ上にＢＳへリンクチャンネル
確立要求（ＬＣＲ）メッセージを送信する（又は、ＳＵが開始した場合は、開始
したＳＵはＢＳへＬＣＲメッセージをＳＣＣＨ上に送信する）。ＢＳは利用可能
なトラフイックの組から最良の候補リンクチャンネル（ＬＣＨ）を選択して、ス
テップ３０９において一時的に割当てられたＬＣＨとしてＳＵへ選択をＳＣＣＨ
上で送信する。詳細は共有米国特許出願番号０８／７７７，５９８（１９９６年
１２月３１日）の発明者ユン及びオタースタンの「空間的分割多重化アクセス通
信システムのためのチャンネル割当て及び呼出し承認制御」を参照。ステップ３
２１の時点で選択されたＳＵは、ＳＹＮＣＨバーストを一時的に割当てられたＬ
ＣＨ上に、ＢＳによる受容可能な品質の受信が期待できるほぼ可能最低レベルの
所定の低電力レベルで送信する。ステップ３２３で、選択されたＳＵはＳＹＮＣ
ＨバーストがＢＳから戻されたかどうかを検査する。これはＳＵにより送られた
最低のＳＹＮＣＨバーストがＢＳにおいて受信されてそしてＢＳが返事としてＳ
ＹＮＣＨを送信したことを示す。そして、次にＳＵがＢＳにおいて受容できる品
質の受信を確立するのに十分な電力でもって送信したことを示す。もしステップ
３２３で、ＢＳが送ったＳＹＮＣＨバーストが受信されないと、ＳＵはステップ
３２５で所定量（典型的に＋３ｄＢ）だけ送信電力レベルを増加させそしてステ
ップ３２１に戻り、再びＳＹＮＣＨバーストを送信する。３ｄＢ電力増加はステ
ップ３２５で確立された電力レベルが品質受信に必要な最小電力の３ｄＢ内にあ
ることを保証するものである。より細かい増分は確立された電力レベルが最小電
力にできるだけ近づくことを可能にする（例えば、＋１ｄＢ増分は確立された電
力レベルが最小の２６％範囲内にあることを保証するであろう）。一方、ＢＳに
おいては、ステップ３１１で一時的ＬＣＨ上でＳＵ発生ＳＹＮＣＨバースト通信
を聞く。そしてステップ３１３において、ＢＳは受信された信号品質を信号対干
渉プラス雑音比（ＳＩＮＲ）として計算する。ＳＩＮＲの代わりに、ＳＹＮＣＨ
バーストの全てのビットは事前にしられてるから、バーストが正しいかどうかを
検査できる。ステップ３１５において、ＢＳはＳＹＮＣＨバーストが受容できる
品質で受信されたかどうかを決定する。もしそうでなければ、ＢＳはＳＵからの
次のＳＹＮＣＨバーストを待つ。ステップ３１５により決定されるような受容可
能なＳＩＮＲでもってＳＹＮＣＨバーストを受信した後に、ＢＳはＢＳ送信電力
電力レベルを計算する（ステップ３１７において）。この計算はステップ３０９
におけるＢＳＬＣＨ割当てとステップ３１５における受容可能な品質のＳＹＮＣ
Ｈバーストの受信との間の経過時間に基づく。ＳＵＳＹＮＣＨバーストの繰り
返し送信は所定の間隔、好ましい実施例では５ｍｓ、で発生するから、受信され
たＳＹＮＣＨバーストのためにＳＵ送信器が使用した電力が決定できる。そして
、好ましい実施例の＋３ｄＢ増分に対しては、２^M-1Ｐ₀と決定される。ここで、
Ｍは電力増加回数、そしてＰ₀は線形スケール（例えばワットにおける）における所定の初期ＳＵ送信電力である。ステップ３１９において、ＢＳはステップ３
１７の計算に基づいた電力レベルを使用してＳＹＮＣＨバーストを送信する。ス
テップ３２３において、ＢＳＳＹＮＣＨバーストを受信した時、選択されたＳ
Ｕは最後に使用された電力レベルが接続を確立するのに十分であることを知り、
そしてプロセスを終了する。ＰＨＳＳＹＮＣＨバーストは長いビットストリングであるから、ＳＹＮＣＨ
バーストの成功的な受信を受信された信号品質が受容可能でありＳＵが受信され
たＳＹＮＣＨバーストを送信するのに使用した送信電力レベルは十分であること
の選択的な指標として使用できる。もしこの選択的な指標が使用されると、図３
中のステップ３１３の受信アップリンクＳＩＮＲバーストの計算は省略でき、そ
してステップ３１５の試験はもしＳＹＮＣＨバーストビットが正しく受信された
場合は肯定的に答えられる。

【００５４】図３に示された方法を説明するのに簡潔の目的のためにＰＨＳシステムの特定
の性質が使用された。しかし、上述したように、説明した方法は他のセルラーシ
ステムに適用可能であり、当業者にとり適用可能性は明らかである。例えば、方
法はグローバルシステム移動通信（ＧＳＭ）を使用するセルラーシステムに適用
できる。ＧＳＭは世界中に広く使用され、そしてＤＣＳ−１８００と呼ばれる高
周波数形式としてそしてＵＳＡにおいてパーソナル通信システム（ＰＣＳ）のＰ
ＣＳ−１９００標準として存在する。ここに説明された送信電力レベルを決定す
るためのステップは通信プロトコルに独立であり、全方法は実質的に修正なしに
ＧＳＭセルラーシステムに適用できる。

【００５５】継続時電力制御前述の電力制御方法は、新規接続を開始する時の送信電力レベルを確立する方
向に主として向けられていた。本発明の別の観点はこの初期電力制御を通信シス
テムの動的性質処理するために継続時ベースで送信電力を制御することにより続
けて、そしてSDMAシステムに適用可能なものである。通信システムは、新接続の
確立、既存の接続の終了または譲り渡し、及びＲＦ伝播状態の変化により、動的
に変化することが知られている。これはセル間及びセル内接続が相互作用をする
時間的に変動する環境を発生する。新接続の確立は既存の接続に受容できない干
渉レベルを生ずることがある。一方、既存の接続の取消は干渉を減らし、そして
使用中の電力レベルは通信の受容可能品質を維持するのに必要なものより高すぎ
るかもしれない。継続時電力制御の目的は、全てのユーザに通信を維持しながら（ある受容可能
な信号品質、例えば、ある目標ＳＩＮＲ値、として定義される）ユーザの数を最
大にすることである。継続時電力制御について、私達は全ての継続時呼出しにつ
いて受容可能な信号品質、例えば。ＳＩＮＲ≧ＳＩＮＲ_targetを維持しながら、
全送信電力（または、より一般的に、送信電力の重み付けした和）を最小にする
ことを望む。典型的には、１０^-3のオーダーのビットエラーレート（ＢＥＲ）が
ＡＤＰＣＭを使用して３２ｋｂｐｓでエンコードされた音声信号について合理的
である。これは、１０又は１１ｄＢのオーダーのＳＩＮＲに相当する。実際は、
フエージングに対する安全マージンを提供するために、値ＳＩＮＲ_target≒１５ｄＢが使用できる。同じ通常チャンネル上に２以上の通信リンクが可能な真のＳＤＭＡ技術を含む
、空間的処理技術（ＳＤＭＡ技術）を含む通信システムについて、完全な継続時
電力制御問題は、受信重み及びアップリンク送信電力（アップリンク制御のため
）及び送信重み及び送信電力（ダウンリンク制御のため）、例えば、送信重み付
けベクトルの相対的強度により示されるダウンリンク送信電力、を選択すること
として述べられる。目標は、容量を最大にすることである（少なくともあるＳＩＮＲ_targetのＳＩ
ＮＲを持ったユーザ数）。一般に、各空間的チャンネル／ユーザに対して異なる
ＳＩＮＲ_targetでもってこの問題を述べることができることに注意すべきである
。空間的重み決定と電力制御の仕事は、強く結合している。ＳＤＭＡを使用した
通常チャンネル上のＲＦ電力のどんな変化も同じ通常チャンネルを使用する遠隔
ユーザに割当てられた送信及び受信重みに影響を与える。そして、重みのどんな
変化も既存のユーザが十分な通信品質をレベルを維持するのに必要な電力に影響
を与える。最適解決はＳＤＭＡ多重化重み割当て問題及び電力割当て問題の同時
的な解決を必要とする。例えば、ダウンリンク時、一つは強度を含む完全な送信
重みベクトルを決定するであろう。強度は特定の空間的チャンネル上の相対的送
信電力を表す。ＳＤＭＡ多重化重み割当て問題及び電力割当て問題の同時的な解
決は少なくとも計算的な仕事が関与する。本発明の一つの観点は、アップリンクについて、アップリンク共同空間的多重
化及び電力制御問題を２つの部分、受信重み決定部分と電力調節部分、に分離す
る。方法は一つの部分、例えば電力制御、から開始する。電力制御ストラテジー
が使用される。そして、この初期ストラテジーに従い送信電力が割当てられる。
空間的受信重み付け割当てはこれらの割当てられた送信電力により実行される。
結果として得られた新空間的重みは始め干渉レベルに影響を与えて、初期電力割
当てはもはや適当でなくなるかもしれない。新しく決定された空間的重み付けを
使用して、継続時電力制御技術がまた適用されて、新電力割当てを生ずる。これ
ら新電力割当ては受信及び送信重みがもはや最適ではないことを意味し、この新
電力割当てが決定されるべき新送信及び受信重みの初期条件として使用される。
このように、送信電力設定と空間的処理重み決定部分とを繰り返すことにより、
空間的重みと電力制御は一緒に決定される。好ましくは、各新電力制御割当て及
び各新送信重み割当てが他が決定された後に即座に使用される。このように、環
境が絶えず変化する。

【００５６】ダウンリンク電力制御について、完全送信重み付けベクトルを特定のスケーリ
ングファクタによりスケールされた相対的送信重みの一組として考えることがで
きる。これは完全送信重み付けベクトルを決定することが特定の遠隔ユーザに送
信するためにどんな相対的な送信重みを使用するか及びどれぐらいの大きさの電
力で送信するかを同時的に決定するためである。電力は完全重み付けベクトルを
形成するために相対的送信重みに適用されるスケーリングにより与えられる。本
発明の別の観点は、ダウンリンクについて、電力制御を含む完全送信重み付けベ
クトル決定問題を２つの部分、相対的送信重み付けベクトル決定部分及び相対的
送信重み付けベクトルに適用されるスケーリングを決定する電力調節部分、に分
ける。方法は一つの部分、例えば電力制御、で開始する。電力制御ストラテジー
が使用される。そして、送信電力がこの初期ストラテジーに従って割当てられる
。相対的送信重み決定がこれらの割当てられた送信電力を用いて実行される。結
果として得られた新相対的送信重みベクトルが最初干渉レベルに影響を与えるた
め、もはや初期電力割当ては適当でなくなるであろう。新しく決定された相対的
空間送信重みを用いて、継続時電力制御技術が再び適用され、新電力割当てを生
ずる。

【００５７】図７（ａ）を用いてアップリンク電力制御を最初に説明する。図７（ａ）は継
続時アップリンク電力制御方法７０１を示す。最初、ステップ７０３において、
ある電力が各ＳＵにより使用される。好ましい実施例においてどのように初期Ｓ
Ｕ電力割当てを設定するかが上述の「初期電力制御」で説明された。また、親特
許に記載されている。これらの電力割当てで開始して、基地ステーションにおい
て一組のアップリンク（すなわち、受信）重み付けベクトルが決定される。好ま
しい実施例において、アップリンク（受信）重み付けベクトルがステップ７０４
において（空間的チャンネルｉについて示される）私達の復調特許に実質的に記
載されている方法により決定される。好ましい実施例において、これらアップリ
ンク重みはＢＳによりダウンリンクを重みを決定するために使用されることに注
すべきである。また、好ましい実施例において、システムは時間分割デュプレク
シング（ＴＤＤ）を使用し、そしてアップリンク及びダウンリンク周波数は同じ
ユーザについて同一である。アップリンク重みは上記の米国特許番号第５，５９
２，４９０号及び私達の較正特許（米国特許出願番号０８／９４８，７７２）１
９９７年１０月１０日に記載されている方法に実質的に従ってダウンリンク重み
を決定するのに使用される。

【００５８】アップリンク重みの選択は、受信されたＢＳ（アップリンク）信号の信号品質
（例えば、ＳＩＮＲ）に影響を与え、このため新電力制御が適用される必要があ
るであろう。このような継続時電力制御は基地ステーションにおいて定期的に適
用される。好ましい実施例において、継続時電力制御は予め決められた所定時間
間隔が経過した適用され、そしてこの時間間隔は好ましくはこの実施例では２フ
レームである。このように、ステップ７０５で特定の空間的チャンネルｉについ
て、電力制御を適用する時間かどうかを決定する。もしそうでなければ、基地ス
テーションは次の期間まで待つ。もし電力制御を適用する時間であると、そのよ
うな制御が適用される前にステップ７０８でそのチャンネル上の呼出しは別のチ
ャンネルに再割当されたか又はすべきか、または別の基地ステーションに譲り渡
されたか又はすべきかを決定する。もし、イエスであるならば、この空間的チャ
ンネル上のこの呼出しについての電力制御は終了する。そして、これは図７（ａ
）の「ｉ接続終了」が記載されるブロックにより示される。もしそうでなければ
、ステップ７０９において、基地ステーションで受信信号の信号品質（ＳＩＮＲ
）が決定される。この信号品質（好ましくはＳＩＮＲ）が好ましい実施例におい
てはこの明細書の以下の「信号品質推定」セクションに記載されている方法を用
いて推定される（例えば、図５及び６及び方程式（２０）を用いて）。これに基
づいて、ステップ７１１で空間的チャンネルｉについてアップリンク電力を上昇
させる又は下降させる新値が決定される。ステップ７１１の方法の記述について
は以下を参照する。ステップ７１１による電力制御が空間チャンネルｉ上の遠隔
加入者ユニット（遠隔送信器）に命令することにより実行される。ＳＵはこの新
しいアップリンク電力でもって送信する。そして、ＢＳで新しいアップリンク（
受信）重みを決定するステップ７０４に戻る。もし不十分な計算パワーのためス
テップ７０４を現在のバースト又は現在バースト制御期間で実行することができ
ない場合、次のバースト又は次の電力制御期間においてしてもよい。これはルー
プを閉じる。新アップリンク信号はダウンリンク重みを決定するのに使用されて
、従ってダウンリンク通信に影響を与える。

【００５９】図７（ｂ）を用いてダウンリンク電力制御を説明する。図７（ｂ）は継続時電
力制御方法７２１の好ましい実施例のフローチャートを示す。相対的送信重みの
初期組から開始する。好ましい実施例において、これらの送信重みは最初アップ
リンク重みから決定される。アップリンク重みは通信が確立された後のアップリ
ンク信号から決定される。送信重みは好ましくは規格化され従って相対的送信重
みである。代替的な実施例では重みを決定するのに他の方法を使用してもよい。
例えば、当業者に知られているように、到着の方向を決定してビーム決定をする
（例えば、上記の米国特許第５，５１５，３７８号及び第５，６４２，３５３号
）。全てのこのような方法の結果は、ここでは相対的送信重み付けベクトルによ
る重み付けとして説明する。そして、このような相対的送信ベクトルのスケーリ
ングは電力制御適用の好ましい方法である。特定のＳＵ（遠隔受信器）への特定
空間的チャンネルｉ上のダウンリンク上で使用する初期電力は、ステップ７２３
で初期電力制御方法、好ましくは親特許の方法を使用することにより決定されて
適用される。このように、ステップ７２３において、空間チャンネル上で特定の
ＳＵに対するこれら初期相対的送信重み付けの相対的送信重み付けベクトルは初
期送信電力レベルで送信するのに使用され、その特定のＳＵにおいてあるダウン
リンク信号品質（例えば、ＳＩＮＲ）でもって信号が受信される結果を生ずる。
これらダウンリンクＳＩＮＲの推定は、好ましくは以下に記載される方法を用い
てＳＵで決定されて、定期的にＢＳに送信される。好ましい実施例においては、
各ＳＵは推定を実行して、そしてその信号品質推定を基地ステーションに各フレ
ーム毎に送る。他の実施例は異なる間隔でそうしてもよい。アップリンク方法と
同様に、継続時ダウンリンク電力制御方法は定期的基地ステーションにおいて適
用される。好ましい実施例においては、この期間は２フレームごとである。他の
実施例は他の更新期間を使用することができる。このように、ステップ７２５で
特定の空間的チャンネルｉについて、電力制御が適用される時間かどうかを決定
する。もしそうでなければ、基地ステーションは次の期間まで待つ。もし電力制
御を適用すべき時間であると、そのような制御を適用する前に、ステップ７２８
でもし空間的チャンネルｉ上のその呼出しが他のチャンネルに割当てられたか又
はするべきか、または他の基地ステーションに譲り渡されたか又はするべきかを
決定する。もしイエスならば、このチャンネル上のこの呼出しについての電力制
御は終了する。これが図７（ｂ）内の「ｉ接続終了」と記されたブロックにより
示される。そうでなければ、特定のＳＵから受信されたダウンリンク信号品質推
定が方法で使用するために得られて（ステップ７２９）、そしてこの信号品質推
定がステップ７３３でダウンリンク電力制御のために使用される。ステップ７３
３のある方法の記述について以下を参照する。ステップ７３３による電力制御は
使用のための実際の送信重みを決定するために、相対的送信重みを修正すること
により実行される。修正はどんな特定のＳＵのための相対的送信重みの強度を修
正する。すなわち、相対的送信重みのベクトルのノルムを修正する。相対的送信
重みはもし重み更新が生じなければ、前に使用されたものと同じ重みでよい。ま
たは相対的送信重みはもし更新された重みが入手可能ならば、更新された重みで
よい。このように、フローチャートのステップ７３１において継続時電力制御ス
テップ７３３を適用する前に、このような（新しい）ＳＤＭＡ相対的送信重みを
得ることが示される。当業者には明らかなように、相対的送信重み付けベクトル
の更新された値を得るステップ７３１はフローチャートの他のポイントにおいて
発生しても良い。そして、ステップ７３３は好ましくは相対的送信重みの最新の
更新を使用する。

【００６０】上記ではアップリンク及びダウンリンク制御を別個として説明したが、アップ
リンク信号及び／又は重みがダウンリンク重みを決定するために使用される好適
な実施例では、アップリンク及びダウンリンク制御は完全には分離していない。
ダウンリンク制御において、初期ダウンリンク重み及び電力はアップリンク電力
制御及び重み決定において決定されたものに基づいている。電力制御方法を決定し及び適用する（それぞれアップリンク及びダウンリンク
のためのステップ７１１及び７３３）代替的な実施例の詳細がここに説明される
。アップリンクのためのステップ７１１及びダウンリンクのためのステップ７３
３のような電力割当てステップを実行するいくつかの方法が従来のセルラーシス
テムで知られている。そしてこれらの方法の多くは本発明を実現するために使用
できるように容易に変更できる。しかし、電力割当てステップ７１１及び７３３
について以下に示唆される新規な方法を使用すると利点がある。しかし、本発明
はステップ７１１及び７３３の以下に説明される方法を使用すること限定される
ものではない。

【００６１】グローバル問題どんな電力がステップ７１１及び７３３で加えられるべきかここで解決される
全体の問題を最初に数学的に説明する。ｐ_iを通信システム内のｉ番目の送信器（アップリンクのためのＳＵ内又はダウンリンクのためのＢＳ内）ための送信出
力として定義する。特に別記しなければ、全ての電力量は自然スケールである（
例えば、ワットでありｄＢでない）。仕事は、全体システム（アップリンク時、
又はダウンリンク時）の全体電力を最小にする全てのｉ（すなわち全送信器）へ
の電力ｐ_i（正）を決定する（アップリンク時又はダウンリンク時、別々に）ことである。全電力の重み付けした和の全体システム対して最小にする電力ｐ_i（＞０）を決定するためのより一般的な公式は、すなわち、目標関数は、

【数１７】である。ここで、下添字ｉはアップリンク（ＳＵ）又はダウンリンク（基地ステ
ーション）のいずれかのｉ番目の送信器、ｐ_iはｉ番目の送信器の送信電力である。そして、ｃ_iはｉ番目の送信器に対する送信器電力の相対的重みを示す正のパラメータである。全てのｉに対してｃ_i＝１の時、基準は全電力を最小にする電力を見つけることである。ユーザへ干渉はセル間又はセル内又は両方であり得
ることに注意すべきである。アップリンク決定（ステップ７１１において）につ
いて、グローバルシステム内の各アップリンク接続に対して索引ｉが存在する。
同様に、ダウンリンク決定（７３３において）について、グローバルシステム内
の各ダウンリンク接続に対して索引ｉが存在する。一般的な公式化（異なるｃ_i 値を持つ）はどの接続が他よりもより重要かを指定できる。例えば、特定のｃ_i ＝０は特定のチャンネル上で、最高品質を維持するために送信電力を最小化する
こころみは行なわれないことを意味する。上記最小化問題は通信の受容可能な品質を維持する要件により拘束される。す
なわち、予想されるＳＩＮＲは全ての通信リンクに対して少なくとも目標ＳＩＮ
Ｒ値であることが必要である。これを数学的に表現すると、最初にアップリンク
を考えると、Ｇ_ijを送信器ｊから受信器ｉへの経路についての経路損失（及び／
又は利得）と定義する。アップリンク時、送信器はＳＵであり、受信器はＢＳで
ある。一方、ダウンリンク時、送信器はＢＳであり、受信器はＳＵである。Ｇ_ij は送信器ｊ及び受信器ｉ間に経験されるＲＦ経路損失、空間的処理拒絶又は利得
フアクター、及び送信器ｊから受信器ｉへの経路に沿うその他の減衰又は利得フ
アクターを含む。また、σ² _iは、ｉ番目の加入者ユニット（ダウンリンク時）又
はＢＳ（アップリンク時）により経験されるエフェクテイブ背景雑音レベルとし
て定義する（受信と空間的処理の後に）。そして、ＳＩＮＲ_iを受信器ｉに対するＳＩＮＲ目標として定義する。そして目標は、アップリンク時のＳＵ電力制御ステップ７１１及びダウンリン
ク時のＢＳ電力制御ステップ７３３に対して、式（１）の全体システム目標関数
を最小にする電力ｐ_i（ｐ_i＞０）を以下の関係を確保しながら決定することであ
る。

【数１８】非負送信電力についての式（１）及び（２）の最適化問題は、非負変数（送信電
力）における線形プログラミング最適化問題として認識できる。このような線形
プログラミング問題を解決するために多くの方法が知られている。使用できる１
つの良く知られた方法は、例えはマーティＫＧ著「線形プログラミング」、ウイ
リイ＆サンズ、ニューヨーク、１９８３に記載されているシンプレックス方法で
ある。

【００６２】分散化解決上記グローバル最適化方法は、一般にシステムの基地ステーション間の電力制
御情報の通信を必要とする。多数のセル間及びセル内接続を処理しながら、グロ
ーバル最適化方法を直接的に決定することには実際的には困難がある。例えば、
計算時間が接続状態の変化速度に比較して長すぎるであろう。実時間で各基地ス
テーションと各遠隔加入者ユニット間の経路利得Ｇ_ijのような必要な電力制御情
報を集めるのは実際的ではなくまた実現可能でもない。一実施例において、グロ
ーバル目標は、全体システムの或るサブセット内、例えば、興味ある特定のセル
内、で真実であるように単純化してよい。サブセットが特定のセルの場合、継続
時アップリンク電力制御の目標は、所望のＳＩＮＲをセル内のＢＳへの各接続に
対して満足することを確保しながら、通信システム内のセル内の全ての加入者ユ
ニットから送信される全電力を実質的に最小にすることである。同様に、継続時
ダウンリンク電力制御に対して、目標は通信の目標レベルを維持しながらＢＳか
らその全てのＳＵへ送信される全電力を最小にすることである。目標が通信シス
テムの或るサブセット内において必要とされるよう単純化され、そして各サブセ
ットはそれ自身の目標を達成することができるようにして得られたアップリンク
及びダウンリンク電力制御方法は、ここで分散化方法と呼ぶ。分散化電力制御ス
トラテジーは、基地ステーションと同じセルに属する各加入者ユニットとの間の
経路利得を必要とするだけである。基地ステーション対基地ステーション（すな
わちセル間）の直接通信は必要でない。分散化されローカルに最適化された決定
のみ使用してグローバル最適化システム行動の結果を得ることは可能である。分散化方法は、グローバル最適化問題を各基地ステーション上の各通常チャン
ネルについて通信システム内の各基地ステーションにおいて同時的に解決される
多数の小さな局所化された最適化問題に分断する。

【００６３】分散化電力決定についての方法１分散化された方法を使用してステップ７１１及び７３３を実行するための第１
の好適な実施例（「方法１」）を説明する。アップリンク及びダウンリンクの両
方の手順は、各基地ステーションにおいて、定期的に各加入者ユニット（すなわ
ち、各空間的チャンネル）について適用される電力更新し、その更新は最近に（
典型的には現在に）適用された電力、最小受容可能信号対干渉プラス雑音レベル
（ＳＩＮＲ）、及びＳＵとの更新に使用された空間的チャンネルについて最近に
（典型的には現在に）観察された（すなわち、推定された）ＳＩＮＲのある関数
に基づく。この信号品質は（ＳＩＮＲ）は、好ましい実施例においては以下に説
明される方法（例えば、方程式（２０）及び図５及び６を使用することにより）
を使用して推定される。更新は好ましくは２フレームごとに、そして他の更新期
間も使用できる。異なるアップリンク及びダウンリンクの更新期間も同じく使用
できる。電力決定方法を数学的に説明するために、Ｋが電力制御の最近（Ｋ番目
の）の更新を表示するとする。下添字ｉは特定の加入者ユニットを表示し、そし
て上添字Ｄ及びＵがそれぞれダウンリンク（すなわち、ステップ７３３）及びア
ップリンク（すなわち、ステップ７１１）を表示するものとする。別途表示しな
ければ、全ての電力および電力比は対数単位（例えば、ｄＢ）ではなく自然（線
形）単位（例えば、ワット）であると仮定する。ｐ_i（Ｋ）をＫ番目の更新によりｉ番目のユーザに対して送信された電力とする。ＳＩＮＲ_targetiをこのユーザについて受容可能な最小ＳＩＮＲとする。

【数１９】をこのユーザについて最近（典型的には現在）にＳＩＮＲ推定器により経験され
たＳＩＮＲとする（推定は上の二重のバーとして表示される）。上記ＳＩＮＲ及
びｐ_i（Ｋ）量は上添字のＤ又はＵを簡潔さのために省略していることに注意すべきである。

【００６４】そして電力制御（アップリンク時のステップ７１１及びダウンリンク時のステ
ップ７３３）は以下のように更新期間から更新期間に適用される。次の更新（す
なわち、（Ｋ＋１）番目）について、ｉ番目のユーザの送信電力は次の反復規則
に従って更新される。ユーザｉのアップリンク時、更新された（（Ｋ＋１）番目
の更新）電力の使用は、そのユーザについての目標ＳＩＮＲ及び前に適用された
電力及びその受信器について前に推定されたＳＩＮＲの関数を使用する。すなわ
ち、ユーザｉについて：

【数２０】である。ここでｆ^Uは或る関数である。一実施例で、関数ｆ^Uは最近（すなわち、
Ｋ番目）と最近の前（すなわち、（Ｋ−１）番目）のＳＩＮＲ推定及び最近に適
用された電力のみを含む。すなわち、

【数２１】第２実施例において、

【数２２】である。同様にダウンリンク時は、

【数２３】である。ここで、ｆ^Dは別の或る関数である。一実施例で、関数ｆ^Dは最近（Ｋ番
目）と最近の前（すなわち、（Ｋ−１）番目）のＳＩＮＲ推定及び最近に適用さ
れた電力のみを含む。すなわち、

【数２４】である。第２実施例において、

【数２５】である。好ましい実施例において、アップリンクステップ７１１時及びダウンリンクス
テップ７３３時の全てのユーザｉに対して同じ関数が使用される。すなわち、ｆ ^D ＝ｆ^Uである。特にそれぞれ、

【数２６】及び

【数２７】である。ここでμは或る定数である。式（３）の記述は、各空間的チャンネルに
対してそしてアップリンク及びダウンリンクに対して異なる目標レベルの通信品
質を準備する。好ましい実施例において、目標ＳＩＮＲはアップリンクステップ
７１１及びダウンリンクステップ７３３に対して同じであり、そして全てのユー
ザｉに対して同じである。

【００６５】この実施例は、全ての量を自然スケールではなくて対数スケールで記述できる
（例えば、電力及び／又はＳＩＮＲ測定及び／又は推定はｄＢで）。下添字Ｌは
対数スケールを表示するのに使用する。Ｋは電力制御の最近（Ｋ番目）の繰返し
を表示する。そして、ＳＩＮＲ_Ltargetiを特定の空間的チャンネルｉについて受
容可能な最小ＳＩＮＲ（対数スケール）とし、そして

【数２８】をＳＩＮＲ推定器により決定される最近経験されたＳＩＮＲ（対数スケール）と
する（簡潔さのためにＳＵとは独立に示される）。特定の空間的チャンネルｉに
ついて、ｐ_Li（Ｋ＋１）を次の更新（好適な実施例において２フレーム後）に使
用される送信電力（対数スケールで）とする。そして、ｐ_Li（Ｋ）を最近に適用
された電力（対数スケールで）とする。第１の好ましい実施例によれば、電力制
御は次の反復において、最近の反復に使用された電力（対数スケール）に目標Ｓ
ＩＮＲ（対数スケール）と最近経験されたＳＩＮＲ（対数スケール）の推定値と
の間の差の或る関数である増分をプラスしたものを使用する。好ましくは関数は
比例関数である。そのため、手順は最近（例えば、現在）に適用された電力及び
最小認容可能ＳＩＮＲと推定されたＳＩＮＲ（全て対数スケールで）との間の差
に基づいて適用される電力を更新する。数学的には、アップリンクステップ７１
１（上添字Ｕは示されていないが理解される）及びダウンリンクステップ７３３
（上添字Ｄは示されていないが理解される）の両方において各ｉについて、

【数２９】である。ここで、電力及びＳＩＮＲは対数スケールであり、μは定数で好ましい
実施例では０．１２である。ＳＩＮＲ_Ltagetiは、各特定チャンネルについて異なるかもしれないことに注意する。例えば、音声及びデータの両方のトラフイッ
クを含み、ＰＨＳに使用されような３２ｋｂｐｓボイス（適応的差動ＰＣＭ）に
ついて、１５ｄＢのＳＩＮＲ_Ltagetで十分であろう。一方、データチャンネルに
ついて、所望のＢＥＲは約２１ｄＢのＳＩＮＲ_Ltagetに相当する１０^-6乃至１０ ^-8 のオーダーにあるものでよい。好ましい実施例では、全ての空間的チャンネル
に対して同じ値のＳＩＮＲ_Ltagetが使用される。アップリンク時に各空間的チャ
ンネルについて上添字Ｕを有する式（４）を使用して電力制御ステップ７１１が
実行される。そして、ダウンリンク時に各空間的チャンネルについて上添字Ｄを
有する式（４）を使用して電力制御ステップ７３３が実行される。説明された式
（４）は目標と現実の推定ＳＩＮＲの間の差（対数スケールにおける例えばｄＢ
）の線形関数に従い電力を調節するが、ステップ７１１又は７３３の方法は目標
及び現実の推定ＳＩＮＲの間の差の或る（例えば、非線形）関数（例えば、ｆｎ
）に従って送信電力（対数スケール）を調節するように一般化してもよい：

【数３０】ここで、上添字Ｕ及びＤは各変数及びｆｎから簡潔さのために省略されている。
式（５）を使用した電力制御（アップリンク時のステップ７１１及びダウンリン
ク時のステップ７３３）が通信システムの各セルにおいて全ての空間的チャンネ
ルに対して実行される。従って、基地ステーション対基地ステーション通信は使
用される必要がない。この方法は送信利得のいかなる知識も必要としないから、空間的処理利得、経
路利得を測定及び／又はモデル化したり、またはセル間対セル内干渉を識別する
必要がない。この方法は、以下に説明される（本発明の「信号品質測定」観点）
搬送波モジュラスモーメント測定など信頼できるＳＩＮＲ推定器を必要とするの
みである。

【００６６】電力決定のための方法２分散化電力制御問題（ステップ７１１又は７３３）の第２の実施例では、アッ
プリンについて及びダウンリンクについて局地化された最適化問題について解決
を明示的に見付ける。局地化される時、最適化問題は以下のよう説明される。い
づの１つの基地ステーションにおいて、通常チャンネル内にｄ空間的チャンネル
が存在するとする。自然（対数）スケールが全ての電力及びＳＩＮＲについて以
下の説明で使用される。仕事は電力の重み付け和を最小にする正の電力ｐ_iを見付けることである。すんわち、目標関数は

【数３１】である。ここで、前述の通り下添字ｉは空間的チャンネルを示し、ｐ_iはｉ番目の空間的チャンネルについての送信電力であり、ｃ_iはｉ番目の空間的チャンネルについての送信電力の相対的重みを示す正のパラメータである。好ましい実
施例では、基準が全電力を最小にするものであるように全てのｉに対してｃ_i＝１である。代替的な実施例では、いくつかの空間的チャンネルは他よりもより重
要であり得、これを反映するためｃ_iに異なる値を選んでも良い。上記の最小化問題は通信の最小品質を維持するという要件に拘束される。すな
わち、特定チャンネル（ｉと表示する）において特定の空間的重み（ダウンリン
ク時にｗ^D _iとする）を使用する時、予想されるＳＩＮＲはその特定のチャンネル
、全てのチャンネルについて少なくとも目標ＳＩＮＲの値であることが必要であ
る。これを数学的に表現するために、ダウンリンク電力制御ステップ７３３の実
行のために、以下の量を定義する：Ｌ^D _iは特定のチャンネルｉ及びそれに関連するＳＵについての経路損失（又は利
得）である。ｗ^D _iはユーザ（すなわち、空間的チャンネル）ｉについてそれぞれユークリッド
ノルム１を有するベクトルを持ったダウンリンク（すなわち送信）多重化重み付
けベクトル（の重み）である。すなわち、全てのｉに対して‖ｗ^D _i‖＝１である
。ここで、実数及び虚数部分ｘ_Rl及びｘ_Ilを有する複素値要素ｘ_lを持ったどんなベクトルｘについて、それぞれ、ｌ＝１，．．．，ｍ

【数３２】ａ^D _iはこの基地ステーション内のダウンリンク上のｉ番目の遠隔ユーザの空間
的シグネチャである。全てのｉに対して‖ａ^D _i‖＝１である。空間的シグネチャ
の公式の定義について上記の米国特許第５，５９２，４９０号を参照する。Ｉ^D _iは加入者ｉにより経験されるダウンリンク空間的処理後雑音プラスセル間
（すなわちセル外）干渉である。｜ｗ^D _i＊ａ^D _i｜²はユーザｉ方向のビーム形成利得の測定である。そして、ｉ ≠ｊとして、｜ｗ^D _j＊ａ^D _i｜²はユーザｉ方向の好ましくない空間的チャンネルｊからの利得の測定である。ここで、＊は複素共役転置（エルミート転置とも呼
ばれる）を示す。ダウンリンク時に拘束は、特定チャンネルｉについて特定の空
間的重み付けベクトルを使用する時に予想されるＳＩＮＲは少なくともその特定
チャンネルについての目標ＳＩＮＲ値である要件で、以下のように表現される。

【数３３】そして、ダウンリンク最適化問題（ステップ７３３）は、Ｊのようなｐ^D _i＞０
の正の組を見つけることである。

【数３４】は、式（７ａ）の拘束の下で最小化される。ここで量はダウンリンクを示すため
の上添字Ｄを持っている。

【００６７】同様に、アップリンク電力制御ステップ７１１時の使用のために、ダウンリン
クのために上記で下添字Ｄでもって定義された同じ量をアップリンクを表示する
上添字Ｕを用いて、拘束は特定チャンネルｉについて特定の空間的重みｗ^U _iを使
用する時に予想されるＳＩＮＲは少なくともその特定チャンネルについての目標
ＳＩＮＲ値である要件で、以下のように表現される。

【数３５】そして、アップリンク最適化問題は次のような式を、式（８ａ）の拘束下で最小
にするｐ^U _i＞０を見付けることである。

【数３６】既存の接続の重みの組、｛ｗ^D _i｝及び｛ｗ^U _i｝及び空間的シグネチャの組｛ａ ^D _i ｝及び｛ａ^U _i｝は、通常基地ステーションに知られているかまたは既知の方法
により決定できる。例としては上記の米国特許第５，５９２，４９０号を参照す
る。これらの量を決定するためのいかなる方法も空間的プロセッサと呼ばれる。

【００６８】経路利得｛Ｌ^D _i｝及び｛Ｌ^U _i｝は、以下の様にして推定できる。最初にＲＳＳ
Ｉは、以下の本発明の観点の「信号品質推定」の記述に記載されているように式
（１９ｂ）に従い、

【数３７】として推定される。そしてＲＳＳＩは、各空間的チャンネルについて受信空間的
非同期化後に測定される。好ましい実施例では、ＲＳＳＩは決定フイードバック
復調器である復調器への入力において入手可能である。米国特許出願第０８／７
２９，３９０号を参照のこと。これはＳＩＮＲにより表現される信号品質を推定
する前に使用される。すなわち、

【数３８】ここで、

【数３９】及び

【数４０】はそれぞれｉ番目の加入者ユニット及びそれに関連する基地ステーションにより
経験されるダウンリンク及びアップリンク推定信号対干渉プラス雑音比である（
式（１９）及び（２０）及び図５及び６に前述した方法を使用して）。そして、
ｐ^D _i及びｐ^U _iは、最後に送信された各バースト中にｉ番目の加入者に関連した基
地ステーションにより使用されそしてｉ番目の加入者により使用された既知のダ
ウンリンク及びアップリンク送信電力である。式（９ａ）及び（９ｂ）を使用することについての第１代替案は、初期呼出し
設定中に送信された電力を知ることができるから、経路損失はアンテナにおける
平均電力を測定することにより得ることができる。他の代替案は、ＩＳ−９５ＣＤＭＡを使用するようないくつかのシステムにお
いて、パイロットトーンが存在してダウンリンク時に既知の電力レベルで常時送
信される。パイロットトーンを経路損失が決定できるように使用できる。このよ
うにいくつかの方法が経路損失を決定するために使用できる。本発明の方法はこのようなシステムに限定されるものではないが、ＰＨＳなど
のＴＤＤシステムについては経路損失はアップリンク及びダウンリンクで同一と
仮定することは合理的である。

【００６９】セル間ダウンリンク及びアップリンク干渉プラス雑音（Ｉ^D _i及びＩ^U _i）は以下
の様にして推定される。

【数４１】別の代替的な実施例において、以下の公式がダウンリンク及びアップリンク干
渉プラス雑音（Ｉ^D _i及びＩ^U _i）を推定するのに使用される。再び、Ｋは現在の計
算の値を表すための索引として以下の式において使用される。

【数４２】局地化された電力制御最適化問題を明示的に解決する実施例では、式（７）（
ダウンリンクステップ７３３の一部として）及び式（８）（アップリンクステッ
プ７１１の一部として）は各基地ステーションにおいて線形プログラミング問題
としてそれぞれ解かれる。線形プログラミング問題を解決するどんな既知の方法
も使用できるであろう。局地化された電力制御を明示的に解決する第２の（好ましい）実施例では、式
（７ａ）及び（８ｂ）内の拘束は同等な拘束に修正される。すなわち、好ましい
実施例ではダウンリンク及びアップリンクの電力を同等の拘束でもってそれぞれ
式（７ａ）及び（８ａ）を解くことにより決定する。すなわち、通常のダウンリ
ンクチャンネルにおいて、どんな通常のダウンリンクチャンネル内の空間的チャ
ンネルについてのダウンリンク通信に適用される電力の組は、通常のダウンリン
クチャンネルの各ダウンリンク空間的チャンネル内の予想されるダウンリンクＳ
ＩＮＲをそのダウンリンク空間的チャンネルに対しての目標ＳＩＮＲに等しく設
定することにより決定される。好ましい実施例では、目標ＳＩＮＲは通常のアッ
プリンクチャンネルの全てのダウンリンク空間的チャンネルについて同じである
。また、通常のアップリンクチャンネルにおいて、どんな通常のアップリンクチ
ャンネル内の空間的チャンネルについてのアップリンク通信に適用される電力の
組は、通常のアップリンクチャンネルの各アップリンク空間的チャンネル内の予
想されるアップリンクＳＩＮＲをそのアップリンク空間的チャンネルに対しての
目標ＳＩＮＲに等しく設定することにより決定される。好ましい実施例では、目
標ＳＩＮＲは通常のアップリンクチャンネルの全てのアップリンク空間的チャン
ネルについて同じである。各基地ステーションで局地化された電力制御最小化問題を解くことによりグロ
ーバル最適化解決に最終的に至ると仮定すると（経路利得変化のような量が無い
時や新しいセルが無い等）、同等性を使用することは物理的に直観的である。全
電力を最小にするために、性能を所望の認容可能レベルを満足する十分な電力の
みを割当て、それ以上を与えないことである。式（７ａ）及び（８ａ）が同等性拘束に修正される時、これらの方程式のそれ
ぞれはダウンリンクステップ７３３に使用するために次の形の線形方程式に変形
される。

【数４３】そして、アップリンクステップ７１１の使用のためには、

【数４４】これらのそれぞれは、以下に示される行列形式で表現される１組の線形方程式と
して即座に認識できる。Ａｐ＝ｂここで、Ａはｄ（空間的チャンネルの数）次の正方形行列であり、ｐは電力のベ
クトルであり（上添字Ｕ及びＤは簡潔さのために省略している）、そしてｂは干
渉及び雑音（Ｉ_i）量により乗算された目標ＳＩＮＲのベクトルである。１組の式（１２ａ）又は（１２ｂ）は行列形式で表示される時、それぞれ行列形式の正
確な解答を持つ。

【数４５】Ｌ_i、ｗ_i、ａ_i、Ｉ_i及びＳＩＮＲ_i（再び、上添字Ｕ及びＤは簡潔さのために省略している）の値で置き換えることにより、ｐ_iの値を正確に発生する。もしこのようにして得られたｐ_i値のいづれかが負であれば、最適化電力制御問題について実現可能な解決は存在しない。いくつかの選択が存在する。好まし
い実施例においては、システムのチャンネル再割当手順に従ってチャンネル再割
当が実行される。

【００７０】図８（ａ）及び８（ｂ）はそれぞれアップリンク及びダウンリンク継続時電力
制御についてステップ７１１及びステップ７３３の第２実施例を使用したフロー
チャート図である。図８（ａ）は、与えられたＳＤＭＡチャンネルｉについて継
続時アップリンク電力制御を適用するためのステップ７１１の実施例８０１を示
す。ステップ８０３において、プロセスは空間的プロセッサから全てのｉについ
てアップリンク量｛ｗ^U _i｝及び｛ａ^U _i｝を得る。そして、ステップ８０５におい
て、全てのｉについて、得られた（ステップ７０９において）推定

【数４６】を使用し、式（９ｂ）を使用して経路利得の組｛Ｌ^U _i｝が計算され、そして干渉
プラス雑音量｛Ｉ^U _i｝がまた式（１０ｂ）又は（１１ｂ）を使用して決定される
。ステップ８０７において、アップリンク電力割当てが好ましくは同等性拘束問
題（式（１２ｂ）及び（１３））を解くことにより決定される。ステップ８０９
において、アップリンク電力レベルがステップ８０７において得られた解決に従
って、ＳＵにこのような電力を使用するように命令することで調節される。そし
て、プロセスが終了する（ステップ７０４に戻る）。図８（ｂ）は同様に、与え
られたＳＤＭＡチャンネルｉについて継続時ダウンリンク電力制御を適用するた
めのステップ７２１の実施例８２１を示す。ステップ８２３において、プロセス
は空間的プロセッサから全てのｉについてダウンリンク量｛ｗ^D _i｝及び｛ａ^D _i｝
を得る。そして、ステップ８２５において、全てのｉについて、式（９ａ）を使
用して経路利得の組｛Ｌ^D _i｝が計算され、そして干渉プラス雑音量｛Ｉ^D _i｝がま
た式（１０ａ）又は（１１ａ）を使用して決定される。ステップ８２７において
、ダウンリンク電力割当てが好ましくは同等性拘束問題（式（１２ａ）及び（１
３））を解くことにより決定される。ステップ８２９において、ダウンリンク電
力レベルがステップ８２７において得られた解決に従って調節される。そして、
プロセスが終了する（ステップ７２４に戻る）。

【００７１】信号品質推定初期電力制御方法３０１のステップ３１３は信号品質を決定することを含んで
いた。また、式（３）又は（４）を使用した継続時電力制御方法及び式（７）及
び（８）を明示的に解いた局地化電力制御方法は共に信号品質（フローチャート
７０１及び７２１のステップ７０９及び７２９をそれぞれ参照）の測定（ＳＩＮ
Ｒ）の推定を使用することを含む。本発明の別の観点はこのようなステップを実
行することである。これら推定を決定するためのいずれの方法は本発明の電力制
御観点を実行する際に使用しても良いが、本発明の別の観点は全ての角度変調Ｒ
Ｆ搬送波に適用できるＲＦ搬送波信号品質推定器の方法および装置である。これ
ら角度変調システムの多くの種類のため、詳細な説明は本発明の理解を増加する
ために２つのタイプの１つのみになされる。この目的のために選ばれた２つのサ
ンプル角度変調信号は通信分野において広く使用される４位相偏移（ＱＰＳＫ）
信号及び差動４位相偏移（ＤＱＰＳＫ）信号である。これらのスキームの各シン
ボルは２ビット（ダイビット）情報を含む」本発明の信号品質推定観点に関して
位相変調信号の重要な特徴は、雑音または他の形式の劣化がなければデータシン
ボルの強度は一定とみなされることである。離散した位相レベルの数（この場合
は４）は重要ではない。これら２つの信号間の差はＤＱＰＳＫ内では２つの連続
するシンボル間の位相差上にダイビットがマップされるが、ＱＰＳＫ内ではシン
ボル自身の位相上にマップされる。このように、ＱＰＳＫ信号の位相面はＱＰＳ
Ｋ信号の差動位相面と同じであり、これは２つの連続するシンボル間の位相差の
位相面である。また、ＱＰＳＫにおいては説明で使用される４つのシンボル点は
０、π／２、π及び３π／２であるが、好ましい実施例で使用される特定のＤＱ
ＰＳＫはπ／４ＤＱＰＳＫで、使用される４つのシンボル点は差動位相平面内、
π／４、３π／４、５／４π及び７π／４（すなわち、±π／４及び±３π／４
）にある。すなわち、上記ＱＰＳＫ位相面はπ／４だけπ／４ＤＱＰＳＫの場合
に対して回転されている。当業者にとり一方の場合の説明をどのようにして他方
の場合に実行するのかは明らかである。以下の説明からまた、当業者にとり原理
の応用を他の角度変調システムにどのように採用するかは明らかである。

【００７２】図４は、ＱＰＳＫモデルの四つの状態の複素位相面図４０１である。しかし、
外来の雑音ベクトル、ΔＳ、そして結果として生じた位相エラー、ΔΘが加えら
れて観測されたデータシンボルＲ内に振幅及び位相エラーの両方を導入する雑音
及び干渉が存在する実用的な状態を表している。ベクトルΔＳは汚染されていな
いシンボルＳ及び観測されたシンボルＲとの間のベクトル差に対応する。図４は、位相平面上の受信データシンボル信号Ｒの複素位相面表現である。位
相面４０１上にはまたそれぞれ位相０、π／２、π及び３π／２に４つの決定点
４０３、４０４、４０５及び４０６が示されている（決定区分）。どんな周波数
オフセットの存在は受信信号Ｒに対して決定区分の回転として考えられる。Ｒは
また一定のモデユラス信号Ｓとして考えて、その上に外部雑音ベクトルΔＳが加
えられて、位相エラーΔΘを生じていると考えてもよい。ΔＳは観測されたデー
タシンボルＲに振幅及び位相エラーの両方を導入する実際に存在する雑音及び干
渉を表す。すなわち、ベクトルΔＳは観測されたシンボルＲと汚染されていない
シンボルＳとの間のベクトル差に対応する。従って、ＳＩＮＲはＳ及びΔＳの二
乗強度の比を推定することにより推定できる。すなわち、ＳＩＮＲ＝Ｅ［Ｓ²］／Ｅ［ΔＳ²］。好ましい実施例の信号品質推定器の本質は、受信信号全体のＳＩＮＲを受信データのバーストにわたる半径Ｒの観察から推定するこどである。
これは半径Ｒが決定区分の回転に対して不変である事実を利用する。このようし
て、ＳＩＮＲ推定を周波数オフセットに対して実質的に免疫を持たせる。

【００７３】説明の目的のために、雑音及び干渉ベクトルΔＳのモデルは、独立な実（すな
わち、同相Ｉ）と虚（すなわち、直交Ｑ）を持ち各要素がσ²の分散をもったゼロ平均ガウスランダムプロセスである。このモデルは、モデュラスＳと付随する
雑音及び干渉ベクトルの統計学的評価を決定する方法として実際的かつ現実的な
方法を生ずるために選ばれた。このモデルは方法の説明に使用されるが、方法は
現実の信号及びゼロ平均ガウスランダムプロセスの仮定が保たれない雑音に対し
て使用される。実施例が受信信号の信号対干渉プラス雑音（ＳＩＮＲ）を推定するための方法
について説明される。これは電力制御方法３０１のステップ３１３を含む電力制
御アプリケーションそしてＳＩＮＲ推定を有する継続時電力制御実施例のステッ
プのそれぞれにおいて適用できる。図４において、ベクトルΔＳは２つの直交し
たゼロ平均ガウス雑音要素、搬送波ベクトルＳに同相な１つの雑音成分（ｎ₁）と他の直交成分（ｎ₂）の和として表現できる。両ｎ₁及びｎ₂はそれぞれ分散σ² を有する。推定されるべき量、ＳＩＮＲ、は

【数４７】である。もし信号Ｓのモジュラスがバースト中に実質的に一定ならば、受信振幅Ｒはお
およそ以下と共にリシアン（Ｒｉｃｉａｎ）分布して、

【数４８】ここで、

【数４９】Ｅ［Ｒ］及びＥ［Ｒ²］の与えられた値に対して、式（１５）及び（１６）は２つの未知数（σ²とＳＩＮＲ）の２つの（非線形）方程式である。従って、この方法の一実施例はＳＩＮＲに対して式（１５）及び（１６）を連立的に解くこ
とである。ｆ（ＳＩＮＲ）の値はルックアップテーブル内に前もって記憶されて
いるかもしれない。代替的に、近似ｆ（ＳＩＮＲ）≒１を使用してもよい。好ま
しい実施例では、通信チャンネルのための複素値ベース帯域信号が好ましくは、
Ｉ及びＱと表示された同相及び直交要素として提供される。Ｅ｛Ｒ^k｝、ｋ＝１，２、等の値はバースト中の各サンプルについて、Ｒ²＝（Ｉ²＋Ｑ²）を決定することにより推定される。１組のサンプルの中の（Ｉ²＋Ｑ²）値の平均は、受信
器において共通に入手可能な受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）の測定であ
ることに注意すべきである。各連続するサンプルｎが理想的にオンボー（ｏｎ−
ｂａｕｄ）サンプリング点である所での、Ｉ及びＱのサンプル値をＩ（ｎ）及び
Ｑ（ｎ）でそれぞれ表示する。或るパルス形状シンボルのオンボーサンプリング
点はパルス形状シンボルの時間において中心点に相当する。実際には、時間整列
の不完全さにより、オンボーサンプリング点はパルス形状したシンボルの中心点
に最も近い時間に対応する。このように、Ｉ（ｎ）及びＱ（ｎ）内の連続したサ
ンプルは１ボー期間離れている。これらＩ及びＱ値は１つの（空間的）チャンネ
ルの一つの変調された信号である。このように、好ましい実施例のシステムにお
いて、これらは空間的処理の後のＩ及びＱ値であり、実質的にボー点上にある。
図１の送受信器の受信器において、下降変換器／フイルタ１３１の出力は１つの
アンテナついてサンプルされた信号のみ、すなわち空間的処理前で、そしてオー
バーサンプルされている。信号Ｉ（ｎ）及びＱ（ｎ）を空間的処理後にボー点上
又は近くで決定することがこのように、好ましくは対応するＲＸＤＳＰ２０９中
で、実行されていると仮定される。信号Ｉ（ｎ）及びＱ（ｎ）を空間的処理後に
ボー点上又は近くで決定することの一例の議論については私達の復調特許（上記
米国特許出願番号第０８／７２９，３９０号）を参照する。バースト中のサンプ
ル数をＮにより表示する。サンプルされたモジュラス情報は同相及び直交信号の
二乗の和を形成することにより抽出できる。

【数５０】Ｅ｛Ｒ^k｝は、バースト中の

【数５１】で表示される集合平均を計算することにより近似される。

【数５２】ここで、ｋ＝１，２及び４の場合は、

【数５３】そして、

【数５４】がＲＳＳＩの測定に使用できる。一実施例において、値２σ²及びＳＩＮＲが推定されそして式（１５）及び（１６）に代入される反復法解決が用いられ、Ｅ｛Ｒ²｝及びＥ｛Ｒ｝の計算された値が推定されたＲＳＳＩ（測定から得られた

【数５５】）及び

【数５６】とそれぞれ比較され、そしてもし差が受容可能なほど小さければ、代入値をＳＩ
ＮＲ推定に導く解決として受け入れる。これは、２つの連立非線形方程式（１５
）及び（１６）を解く標準の反復法である。上記において、測定からＥ｛Ｒ｝を推定するために平方根操作が実行される必
要がある。これは計算機的に高価である。

【００７４】第２の好ましい実施例の方法は、式（１７ｂ）及び（１７ｃ）に従い決定され
る、偶数乗の非中心モーメントＥ｛Ｒ²｝及びＥ｛Ｒ⁴｝を使用することに基づく
。偶数乗の非中心モーメントＥ｛Ｒ²｝及びＥ｛Ｒ⁴｝は、平均電力及び平均二乗
電力測定である。一旦、瞬間的電力Ｒ²（ｎ）＝Ｉ²（ｎ）＋Ｑ²（Ｎ）が決定されると（式（１７ｂ）の使用のため）、二乗電力Ｒ⁴（ｎ）＝［Ｒ²（ｎ）］²の決定はサンプルごとに１つの追加的な乗算を必要とするだけである。そして、推
定信号対雑音比が好ましく次の最大一つの平方項操作の使用でもって決定される
。

【数５７】

【００７５】図５（ａ）は信号品質推定を得るために使用される基地ステーション装置５０
１の一つの構成のブロック図である。この装置は、図１及び２の基地ステーショ
ン装置の単純化された形式である。装置５０１はＲＦ信号を受信するためのアン
テナ配列５０３、アンテナ５０３の各要素における信号を複素値ベース帯域信号
に変換するための１組のＲＦ受信器５０５（すなわち、アンテナ受信装置）、特
定の遠隔ユーザからのベース帯域信号、好ましくはボー点で実質的に決定された
同相（Ｉ）要素５０９及び直交（Ｑ）要素５１１、信号５０９及び５１１として
与えられる、を決定するための空間的プロセッサ５０７を包含する。Ｉ及びＱ信
号５０９及び５１０はそれぞれ信号品質推定器５１３へさらなる処理のために供
給され、図５（ａ）において信号品質推定器５１５として示される所望の信号品
質推定を発生する。好ましい実施例の基地ステーションにおいて、アンテナ配列
の５０３の各要素及び各ＲＦ受信器５０５は図１に示される送受信器モジュール
内に実現され、そして下降変換器／フイルタ１３１の出力としてデジタル前空間
的処理信号を発生する。空間的プロセッサ５０７は好ましくはプログラマブルデ
ジタル算術プロセッサである。好ましい実施例の基地ステーションに使用される
時、空間的プロセッサ５０７は図３のモデムモジュールの部分、特にＲＸＤＳＰ
２０９の１つである。特定のＲＸＤＳＰが受信されているスロットのためのもの
となる。信号品質プロセッサ５１３も、好ましくはプログラマブルデジタル算術
プロセッサである。好ましい実施例の基地ステーションに用いられる時、信号品
質プロセッサ５１３は図２のモデムモジュールの部分であり、特に、ＲＸＤＳＰ
２０９の１つで、特定のＲＸＤＳＰが受信されているスロットのためのものとな
る。

【００７６】図５（ｂ）は、信号品質推定を得るために使用される加入者ユニット装置５２
１の一つの構成のブロック図である。この装置は図９及び１０の加入者ユニット
装置の単純化された形式である。装置５２１はＲＦ信号を受信するためのアンテ
ナ５２３、アンテナ５２３からの信号を複素値ベース帯域信号、好ましくはボー
点で実質的に決定された同相（Ｉ）要素５２９及び直交（Ｑ）要素５３１、信号
５２９及び５３１として、に変換するためのＲＦ受信器５２５を包含する。Ｉ及
びＱ信号５２９及び５３１はそれぞれ信号品質推定器５３３へさらなる処理のた
めに供給され、図５（ｂ）において信号品質推定器５３５として示される所望の
信号品質推定を発生する。好ましい実施例の加入者ユニットにおいて、アンテナ
５２３及びＲＦ受信器５２５は図９に示されるＲＦシステム内に実現され、そし
てオーバーサンプルされたＩ、Ｑ信号を発生する。信号品質プロセッサ５３３も
好ましくはプログラマブルデジタル算術プロセッサである。好ましい実施例の加
入者ユニットに使用される時、信号品質プロセッサ５３３はＤＳＰ（ＲＸ）１０
４２であり、その機能は約ボー点でサンプルを決定することを含む。デジタル処理の場合、信号５０９及び５１１（ＢＳにおいて）と信号５２９及
び５３１（ＳＵにおけるＤＳＰ（ＲＸ）１０４２によるボー点処理後）が推定ボ
ー点でサンプルされる。これらの信号は上記の通りそれぞれＩ（ｎ）及びＱ（ｎ
）と表示される。ここで、各連続するサンプルｎは連続するボー点において又は
近傍である。サンプルされたモジュラス情報は同相及び直交信号の平方の和、す
なわち、瞬間的な電力を形成することにより抽出される。このように、瞬間的な
電力Ｒ²（ｎ）が式（１７ｂ）を使用して得られ、そして瞬間的２乗電力Ｒ４（ｎ）が［Ｒ²（ｎ）］²＝Ｒ²（ｎ）＊Ｒ²（ｎ）として得られる。第２及び第４モーメント、平均電力

【数５８】及び平均２乗電力

【数５９】がそれぞれ移動ウインドウ中、Ｒ²（ｎ）及びＲ⁴（ｎ）の平均値を形成すること
により推定される。このような移動平均はｋ＝２及びｋ＝４の場合について式（
１９ｂ）及び（１９ｃ）を使用して決定できる。式（２０）が今、品質推定を決定するために使用される。実際においては、当
業者に明らかなように、式（１９ｂ）（及び（１９ｃ）、もし使用されるなら）
内の加算だけが形成される。式（２０）を使用した品質推定の決定に中に正しい
スケーリングが維持される限り、１／Ｎフアクターは全ての平均について決定さ
れる必要はない。好ましい実施例において、一つの信号バースト中にＳＩＮＲを決定する代わり
に、いくつかのバーストにわたってＳＩＮＲの移動平均を取る追加ステップが加
えられる。例えば、Ｋバースト後にＫ番目の移動平均が次のように決定される。

【数６０】ここで、０＜α＜１、ＳＩＮＲは現（Ｋ番目）バーストのための新測定であり
、そしてＳＩＮＲ_KはＳＩＮＲのＫ番目の走行平均である。α値は移動平均を条件の変化に適応させる速度を制御するために選択される。ＰＨＳシステムの好ま
しい実施例では、０．８の値がαとして使用される。当業者には明らかなように
、式（２１）の走行平均は容易に有限衝撃応答（ＦＩＲ）フイルタとして実現で
き、データ速度（新ＳＩＮＲ各バースト）が低い時、多くの計算的負荷を加えな
い。移動平均は好ましくは信号品質プロセッサ５１３（基地ステーションにおい
て）及びプロセッサ５３３（ＳＵにおいて）において実現される。

【００７７】図６は、角度変調通信システムにおいて信号品質推定を得るための方法を要約
した方法６０１のフローチャートである。ステップ６０３において、角度変調信
号が受信される。ステップ６０５は、ベース帯域内の受信信号の同相（Ｉ）及び
直交（Ｑ）要素をＳＤＭＡの場合は空間的処理後に、そしてデジタル処理の場合
は実質的にボー点で発生する。ステップ６０７はＩ、Ｑ要素から受信信号のモジ
ュラスの少なくとも２つの別個のモーメントの推定を抽出する。そして、ステッ
プ６０９はモーメントの平均を決定する。ステップ６１１はＳＩＮＲ推定として
信号品質推定を決定する。

【００７８】送信電力レベルを制御するためにここに説明された方法及び装置は、簡潔さの
目的のため、特定のセルラー通信システム及びその実施に限定されている。当業
者にとり本発明の他の通信システム、他のエアインターフエイスを使用するシス
テム、データ通信のために設計されたシステム、アナログシステム、無線ローカ
ルエリアネットワーク（ＬＡＮ）等への適用は、以下の特許請求の範囲の記載の
みにより限定されるべき本発明の精神及び範囲を逸脱することなく、上述の説明
から明らかであろう。また受信角度変調ＲＦ搬送波の品質推定のために記載され
た特定の方法及び装置は、例示のためであり特許請求の範囲の記載以外に限定さ
れるべきでない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のいくつかの観点を組込んだ基地ステーションの送受信器モ
ジュール（受信器及び送信器、送受信器モジュールはモデムモジュール（図２）
内でのさらなる処理のために受信ＲＦ信号からＩ、Ｑベース帯域信号を抽出し及
びＲＦ送信のために一又は複数モデムモジュールからＩ、Ｑベース帯域信号を受
取る）のブロック図。

【図２】本発明のいくつかの観点を組込んだ基地ステーションのモデムモジ
ュール（モデムモジュールは１又は複数の送受信器モジュールからＩ、Ｑベース
帯域信号を受取り及びこれら信号を処理する。このような処理は本発明のいくつ
かの観点に従い信号品質を決定しそして電力制御を実行することを含む）のブロ
ック図。

【図３】ＰＨＳシステムについて最小送信電力使用した呼び出し確立方法の
一実施例のフローチャート図。

【図４】同相及び直交エラーを含んだ典型的ＱＰＳＫ信号の位相図。

【図５（ａ）】本発明の信号品質推定が実行される空間的処理を含んだ装置
の実施例を示すブロック図。

【図５（ｂ）】本発明の信号品質推定が実行される装置の別の実施例を示す
ブロック図。

【図６】角度変調通信システムにおいて信号品質推定を得る方法を示すフロ
ーチャート図。

【図７（ａ）】アップリンクに適用される、結合された初期及び継続時電力
制御方法の一実施例を示すフローチャート図。

【図７（ｂ）】ダウンリンクに適用される、結合された初期及び継続時電力
制御方法の一実施例を示すフローチャート図。

【図８（ａ）】アップリンクに適用される、例えば図７（ａ）のフローチャ
ート中に示される方法の継続時電力制御に適用される一実施例のフローチャート
図。

【図８（ｂ）】ダウンリンク時に適用される、例えば図７（ａ）のフローチ
ャート中に示される方法の継続時電力制御に適用される一実施例のフローチャー
ト図。

【図９】本発明の好適な実施例のＳＵ（加入者ユニット）の無線電話加入者
ユニット（ＳＵ）のＲＦ部分を示すブロック図。

【図１０】本発明の好適な実施例のＳＵのデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ
）部分を示すブロック図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷＦターム(参考） 5K046 AA05 DD01 DD13 5K060 CC04 CC11 HH06 LL01 LL22 LL25 5K067 AA03 BB02 DD45 EE02 EE10 GG08 GG09 KK02 【要約の続き】スケーリングファクターを決定する別個の送信電力調節部分とに分離することを含む。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通信ステーションと１又は複数の遠隔送信器の間でアップリ
ンク信号を受信するアップリンク通信のための継続時電力を制御する方法であっ
て、通信ステーションが関連する受信装置にそれぞれ結合されたアンテナ要素の
配列と、受信装置の組からの信号の組を空間的処理するためのプロセッサとを含
み、空間的処理が受信重みの受信重み付けベクトルに従いアップリンク信号を形
成するものにおいて、特定の遠隔送信器に対して、（ａ）通常チャンネル上で特定の遠隔送信器に対して初期電力の割当てを設定し
、そして通常チャンネル上で特定の遠隔送信器から特定のアップリング信号を送
信し、（ｂ）通常チャンネルの特定のチャンネル上で特定の遠隔送信器と通信するため
に特定の受信重み付けベクトルを決定し、（ｃ）特定のアップリンク信号をアンテナ要素と関連する受信装置において１組
の受信信号として受信し、そして受信信号を特定の受信重み付けベクトルでもっ
て空間的処理して特定の受信信号を形成し、（ｄ）特定の受信信号の品質を推定し、（ｅ）特定の遠隔送信器について更新された電力割当てを決定し、電力割当て決
定は受信信号の品質推定を用い、（ｆ）更新された電力割当てを特定の遠隔送信器において適用し、適用が新アッ
プリンク信号を送信することを包含し、を含む方法。
【請求項２】ステップ（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）からな
る組の内、少なくともステップ（ｃ）（ｄ）（ｅ）及び（ｆ）を定期的に繰返す
ことをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】決定するステップ（ｆ）が通信ステーションで実行され、そ
して適用するステップ（ｇ）が更新された電力割当てを遠隔送信器に通信するこ
とを含む請求項１又は２に記載された方法。
【請求項４】受信信号の品質推定がＳＩＮＲ推定である請求項１又は２に
記載の方法。
【請求項５】通信ステーションが１又は複数のセルの通信システム内に含
まれていて、各セルが特定の通信ステーション及び対応する遠隔送信器の特定の
組を含み、電力割当て更新ステップ（ｅ）が通信システムの別個の各セルにおいて独立に決
定されて、この独立の決定が通信システムの他のいずれのセルからの電力制制御
情報の通信なくして行なわれる請求項１、２、３又は４に記載の方法。
【請求項６】特定の遠隔送信器に対してステップ（ｅ）の繰返しで決定さ
れる電力割当てが目標ＳＩＮＲと、特定の遠隔送信器からの送信のためのステッ
プ（ｆ）の前の繰返しで使用された電力と、推定ステップ（ｅ）の前の繰返し及
び現在からのＳＩＮＲ推定との関数である請求項４に記載の方法。
【請求項７】関数が、目標ＳＩＮＲと、最近のステップ（ｄ）の適用から
のＳＩＮＲ推定と、最近の電力割当て適用ステップ（ｆ）の適用との関数である
請求項６に記載の方法。
【請求項８】全電力及びＳＩＮＲ量が対数スケールで表現される時、関数
がステップ（ｅ）の繰返しで決定された電力と最近のステップ（ｆ）の適用で適
用された電力との差であって、目標ＳＩＮＲと最近に適用されたステップ（ｄ）
からのＳＩＮＲとの間の差と関係を有するものにより定義された関数である請求
項７に記載の方法。
【請求項９】関係が比例である請求項７に記載の方法。
【請求項１０】目標ＳＩＮＲが通常チャンネルの全てのアップリンク空間
的チャンネルについて全て同じ値である請求項７に記載の方法。
【請求項１１】決定するステップ（ｅ）が、少なくとも目標アップリンク
信号品質である予想されるアップリンク信号品質測定の拘束の条件下にある請求
項１又は２に記載の方法。
【請求項１２】受信信号の品質推定がＳＩＮＲ推定であり、予想されるア
ップリンク信号品質策定がＳＩＮＲ推定に依存した予想ＳＩＮＲ測定であり、そ
して目標信号品質が目標ＳＩＮＲである前記請求項のいずれかに記載された方法
。
【請求項１３】通信ステーションが１又は複数のセルの通信システム内に
含まれ、各セルが特定の通信ステーション及び対応する遠隔送信器の特定の組合
せを含み、更新された電力割当てステップ（ｅ）が、通信システムの別個のセルのそれぞ
れで独立に決定されて、この独立の決定が通信システムの他のいずれのセルから
の電力制制御情報の通信なくして行なわれる請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】各繰返しにおいて、全てのステップ（ｅ）において通常チ
ャンネルの全てのアップリンク空間的チャンネルについてのアップリンク通信に
対して決定される電力割当てが、通常チャンネルのアップリンク空間的チャンネ
ル上に送信される電力の重み付けした和を最小にするものである請求項１３に記
載の方法。
【請求項１５】重み付けした和が通常チャンネルのアップリンク空間的チ
ャンネル上で送信される電力の総計である請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】空間的チャンネルについて予想されるアップリンクＳＩＮ
Ｒ測定が、特定の受信重み付けベクトルと、その空間的チャンネルについて及び
通常チャンネルの他のアップリンク空間的チャンネルについてのアップリンク経
路損失の表現と、特定の遠隔送信器の受信空間的シグネチャと、通常チャンネル
上の他の遠隔送信器の受信空間的シグネチャと、空間的チャンネル上で通信ステ
ーションにより経験される空間的処理後雑音プラスセル間干渉との表現であり、
空間的チャンネルについての経路損失が推定されＳＩＮＲ及び最近使用された送
信電力の関数であり、いずれのアップリンク空間的チャンネルについてのセル間
干渉プラス雑音が、そのアップリンク空間的チャンネルについてのＳＩＮＲ推定
と、通常チャンネルのアップリンク空間的チャンネル上の全ての遠隔送信器の受
信重み付けベクトル及び受信空間的シグネチャと、通常チャンネルの全てのアッ
プリンク空間的チャンネル上で最近の繰返しのステップ（ｆ）において遠隔送信
器により適用された電力と、その空間的チャンネルについて及び通常チャンネル
の他のアップリンク空間的チャンネルについての経路損失との関数である請求項
１４に記載の方法。
【請求項１７】空間的チャンネルを下添字ｉで表示し、通常チャンネル内
のアップリンク空間的チャンネルの総数をｄで表示し、アップリンク空間的チャ
ンネルについての目標ＳＩＮＲをＳＩＮＲ^U _targetiで表示すると、空間的チャン
ネルについての特定の拘束が以下のように数学的に表現され、【数１】ここで、ｊ＝１，．．．，ｄ，であり、ｐ^U _jはステップ（ｆ）の次の適用にお
いて空間的チャンネルｊの遠隔送信器から通信ステーションへアップリンク空間
的チャンネルｊ上で送信する電力であり、Ｌ^U _jは空間的チャンネルｊ上の遠隔送
信器から通信ステーションへのアップリンク空間的チャンネルｊ上の経路損失で
あり、ｗ^U _jは空間的チャンネルｊ上の遠隔送信器から受信するｊための受信重み
付けベクトルでありこの受信重み付けベクトルは１のユークリッドノルムを持ち
、ａ^U _jはアップリンク空間チャンネルｊ上の遠隔送信器の受信空間的シグネチャ
であり、受信空間的シグネチャはそれぞれ１のユークリッドノルムを有し、そし
てＩ^U _jはアップリンク空間的チャンネルｊ上の通信ステーションにより経験され
るアップリンク空間的処理後雑音プラスセル間干渉である、請求項１６に記載の
方法。
【請求項１８】目標ＳＩＮＲが通常チャンネルの全てのアップリンク空間
的チャンネルに対して同じ値を全て有する請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】拘束が、予想されるＳＩＮＲ測定が目標ＳＩＮＲに等しい
ことである請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】空間的チャンネルについて予想されるアップリンクＳＩＮ
Ｒ測定が、特定の受信重み付けベクトルと、空間的チャンネルの他のアップリン
ク空間的チャンネル上での通信について使用される他の受信重み付けベクトルと
、その空間的チャンネルについて及び空間的チャンネルの他のアップリンク空間
的チャンネルについてのアップリンク経路損失の表現と、特定の遠隔送信器の受
信空間的シグネチャと、通常チャンネル上の他の遠隔送信器の受信空間的シグネ
チャと、空間的チャンネル上で通信ステーションにより経験される空間的処理後
雑音プラスセル間干渉との表現であり、空間的チャンネルについての経路損失が
推定されＳＩＮＲ及び最近使用された送信電力の関数であり、いずれのアップリ
ンク空間的チャンネルについてのセル間干渉プラス雑音が、そのアップリンク空
間的チャンネルについてのＳＩＮＲ推定と、通常チャンネルのアップリンク空間
的チャンネル上の全ての遠隔送信器の受信重み付けベクトル及び受信空間的シグ
ネチャと、通常チャンネルの全てのアップリンク空間的チャンネル上で最近の繰
返しのステップ（ｆ）において遠隔送信器により適用された電力と、その空間的
チャンネルについて及び通常チャンネルの他のアップリンク空間的チャンネルに
ついての経路損失との関数である請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】通信ステーションと１又は複数の遠隔受信器の間でダウン
リンク信号を送信するダウンリンク通信のための継続時電力を制御する方法であ
って、通信ステーションが１組の送信信号を送信するためのアンテナ要素の配列
を有し、１組の送信信号はそれぞれがアンテナ要素の１つに関連した１組のアン
テナ送信装置を経由し、送信信号の１組を形成するために送信重みの送信重み付
けベクトルに従いダウンリンク信号を空間的処理するためのプロセッサとを含む
ものにおいて、特定の遠隔受信器に対して、（ａ）通常チャンネルの空間的チャンネル上で初期送信重み付けベクトルを使用
して特定の遠隔受信器に送信するために通信ステーションに対して初期電力の割
当てを設定し、そして特定のダウンリンク信号を空間的チャンネル上で通信ステ
ーションから初期送信重み付けベクトル及び初期電力割当てに従って送信し、（ｂ）遠隔受信器において特定のダウンリンク信号を受信し、（ｃ）受信されたダウンリンク信号の品質を推定し、（ｄ）特定の遠隔受信器へ送信するために通信ステーションに対して更新された
電力割当てを決定し、電力割当て決定は受信信号の品質推定を用い、（ｅ）通信ステーションにおいて更新された電力割当てを適用し、適用は新ダウ
ンリンク信号を送信することを包含し、を含む方法。
【請求項２２】（ｆ）空間的チャンネル上の特定の遠隔受信器へ通信ステ
ーションから送信するための更新された送信重み付けベクトルを決定し、ステッ
プ（ｅ）にて更新された送信重み付けベクトルを用いて新ダウンリンク信号を送
信すること、をさらに含む請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】新ダウンリンク信号が、空間的チャンネル上の特定の遠隔
送信器へ送信された最近のダウンリンク信号と同じである請求項２２記載の方法
。
【請求項２４】ステップ（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）を定期的に繰
返すことをさらに含む請求項２１、２２又は２３に記載の方法。
【請求項２５】ステップ（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）及び（ｆ）から
なる組の内、少なくともステップ（ｂ）（ｃ）（ｄ）及び（ｅ）を定期的に繰返
すことをさらに含む請求項２１、２２、２３又は２４に記載の方法。
【請求項２６】受信信号の品質推定がＳＩＮＲ推定である請求項２５記載
の方法。
【請求項２７】ＳＩＮＲ推定が遠隔受信器で決定されて、そして適用する
ステップ（ｄ）がＳＩＮＲ推定を通信ステーションに通信することを含む請求項
２６記載の方法。
【請求項２８】特定の遠隔受信器が第２の通常チャンネルのアップリンク
空間的チャンネル上で送信をする遠隔送信器を含み、通信ステーションがそれぞ
れがアンテナ要素の１つに結合されている１組の受信装置と、１組の受信装置に
より受信された信号を受信重み付けベクトルに従って空間的に処理してアップリ
ンク信号にする受信プロセッサとを含み、ステップ（ｆ）で決定された更新され
た送信重み付けベクトルが遠隔送信器が送信した特定のアップリンク信号の結果
として通信ステーションにて１組の受信装置により受信された信号から決定され
る請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】通常チャンネル及び第２の通常チャンネルが通信のために
同じ周波数を使用する請求項２８記載の方法。
【請求項３０】ステップ（ｆ）にて決定された更新された送信重み付けベ
クトルが、特定のアップリンク信号の受信形式を決定するための第２プロセッサ
により使用された受信重み付けベクトルから決定される請求項２９記載の方法。
【請求項３１】通信ステーションが１又は複数セルの通信システム内に含
まれ、各セルは特定の通信ステーション及び対応した遠隔受信器の特定の組を含
み、ステップ（ｄ）の更新された電力割当ては通信システムの別のセルでそれぞれ
独立に決定され、その独立の決定は通信システムの他のいずれのセルからの電力
制御情報の通信をせずになされる請求項２１ないし２６のいずれかに記載された
方法。
【請求項３２】特定の遠隔受信器についてステップ（ｄ）の繰返しで決定
される電力割当ては目標ＳＩＮＲと、ステップ（ｅ）の前の繰返しで特定の遠隔
受信器へ送信するために使用された電力と、推定ステップ（ｃ）の現在及び前の
繰返しからのＳＩＭＲ推定との関数である請求項３１記載の方法。
【請求項３３】関数が、目標ＳＩＮＲと、ステップ（ｃ）の最近の適用か
らのＳＩＮＲ推定と、電力割当て適用ステップ（ｅ）の最近の適用との関数であ
る請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】全電力及びＳＩＮＲ品質が対数スケールで表現される時、
関数がステップ（ｄ）の繰返しで決定される電力とステップ（ｅ）の最近の適用
で適用された電力との間の差で、最近に適用されたステップ（ｃ）からのＳＩＮ
Ｒ推定と目標ＳＩＮＲとの間の差との関係を持つものにより定義された関数であ
る請求項３３記載の方法。
【請求項３５】関係が比例である請求項３４記載の方法。
【請求項３６】目標ＳＩＮＲが通常チャンネルの全てのダウンリンク空間
的チャンネルに対して全て同じ値を有する請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】決定するステップ（ｄ）が、少なくとも目標ダウンリンク
信号品質である予想されたダウンリンク信号品質測定の拘束の条件下にある請求
項２４に記載の方法。
【請求項３８】受信信号品質推定がＳＩＮＲ推定であり、予想されたダウ
ンリンク信号品質測定がＳＩＮＲ推定に依存した予想されたＳＩＮＲ測定であり
、目標信号品質が目標ＳＩＮＲである請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】通信ステーションが１又は複数のセルの通信システム内に
含まれていて、各セルが特定の通信ステーションと対応する遠隔受信器の特定の
組を含み、更新された電力割当てステップ（ｄ）が通信システムの別個のセルでそれぞれ
独立に決定され、この独立の決定は通信システムのためセルからの電力制御情報
のなしに行なわれる請求項２１ないし３８に記載のいずれかの方法。
【請求項４０】各繰り返しにおいて、通常チャンネル上の全てのダウンリ
ンク空間的チャンネルについてダウンリンク通信の電力割当て決定する全てのス
テップ（ｄ）が通常チャンネルのダウンリンク空間的チャンネル上で送信する電
力の重み付けした和を最小にするものである請求項３９に記載された方法。
【請求項４１】重み付けした和が通常チャンネルのダウンリンク空間的チ
ャンネル上で送信するための全電力である請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】空間的チャンネルについて予想されるダウンリンクＳＩＮ
Ｒ測定が、特定の遠隔受信器のための最近に更新された送信重み付けベクトルと
、空間的チャンネルの他のダウンリンク空間的チャンネル上の通信について使用
される他の受信重み付けベクトルと、その空間的チャンネルについて及び空間的
チャンネルの他のアップリンク空間的チャンネルについてのダウンリンク経路損
失の表現と、特定の遠隔受信器の送信空間的シグネチャと、空間的チャンネル上
で遠隔受信器により経験される空間的処理後雑音プラスセル間干渉との表現であ
り、空間的チャンネルについての経路損失が推定されＳＩＮＲ及び最近使用され
た送信電力の関数であり、いずれのダウンリンク空間的チャンネルについてのセ
ル間干渉プラス雑音が、そのダウンリンク空間的チャンネルについてのＳＩＮＲ
推定と、通常チャンネルのダウンリンク空間的チャンネル上の全ての遠隔受信器
の送信重み付けベクトル及び送信空間的シグネチャと、通常チャンネルの全ての
ダウンリンク空間的チャンネル上で最近の繰返しのステップ（ｅ）において通信
ステーションにより適用された電力と、その空間的チャンネルについて及び通常
チャンネルの他のダウンリンク空間的チャンネルについての経路損失との関数で
ある請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】空間的チャンネルを下添字ｉで表示し、通常チャンネル内
のダウンリンク空間的チャンネルの総数をｄで表示し、ダウンリンク空間的チャ
ンネルについての目標ＳＩＮＲをＳＩＮＲ^D _targetiで表示すると、空間的チャン
ネルについての特定の拘束が以下のように数学的に表現され、【数２】ここで、ｊ＝１，．．．，ｄ，であり、ｐ^D _jはステップ（ｅ）の次の適用に
おいて空間的チャンネルｊの遠隔受信器へ通信ステーションからダウンリンク空
間的チャンネルｊ上で送信する電力であり、Ｌ^D _jは空間的チャンネルｊ上の遠隔
受信器へ通信ステーションからのダウンリンク空間的チャンネルｊ上の経路損失
であり、ｗ^D _jは空間的チャンネルｊ上の遠隔受信器へ送信するための送信重み付
けベクトルであり各送信重み付けベクトルが１のユークリッドノルムの持ち、ａ ^D _j はダウンリンク空間チャンネルｊ上の遠隔受信器の送信空間的シグネチャであ
り、送信空間的シグネチャは１のユークリッドノルムを有し、そしてＩ^D _jはダウ
ンリンク空間的チャンネルｊ上の遠隔受信器により経験されるダウンリンク空間
的処理後雑音プラスセル間干渉である、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】目標ＳＩＮＲが通常チャンネルの全てのダウンリンク空間
的チャンネルについて全て同じ値を持つ請求項４０に記載の方法。
【請求項４５】拘束が、予想されるＳＩＮＲ測定が目標ＳＩＮＲに等しい
ことである請求項３９記載の方法。
【請求項４６】空間的チャンネルについて予想されるダウンリンクＳＩＮ
Ｒ測定が、特定の送信重み付けベクトルと、空間的チャンネルの他のダウンリン
ク空間的チャンネル上の通信について使用される他の送信重み付けベクトルと、
その空間的チャンネルについて及び空間的チャンネルの他のダウンリンク空間的
チャンネルについてのダウンリンク経路損失の表現と、特定の遠隔受信器の送信
空間的シグネチャと、通常チャンネル上の他の遠隔受信器の送信空間的シグネチ
ャと、空間的チャンネル上で特定の遠隔受信器により経験される空間的処理後雑
音プラスセル間干渉との表現であり、空間的チャンネルについての経路損失が推
定されＳＩＮＲ及び最近使用された送信電力の関数であり、いずれのダウンリン
ク空間的チャンネルについてのセル間干渉プラス雑音が、そのダウンリンク空間
的チャンネルについてのＳＩＮＲ推定と、通常チャンネルのダウンリンク空間的
チャンネル上の全ての遠隔受信器の送信重み付けベクトル及び送信空間的シグネ
チャと、通常チャンネルの全てのダウンリンク空間的チャンネル上で最近の繰返
しのステップ（ｅ）において通信ステーションにより適用された電力と、その空
間的チャンネルについて及び通常チャンネルの他のダウンリンク空間的チャンネ
ルについての経路損失との関数である請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】通信システムにおけるグローバル継続時電力制御方法にお
いて、通信システムが１又は複数の通信ステーションの１組を含み、各通信ステ
ーションがアップリンク時に１又は複数の対応する遠隔送信器の１組と通信しそ
してダウンリンク時に対応する遠隔送信器と同位置にある１又は複数の対応する
遠隔受信器の１組と通信し、各通信ステーションが受信アンテナ要素の配列と、
１組の受信装置と、各アンテナ要素が受信装置の１つに接続しており、受信空間
的プロセッサとを含み、受信装置の出力が受信信号を受信重み付けベクトルに従
い空間的に処理するために空間的プロセッサに接続されていて、対応するどんな
遠隔送信器とのアップリンク通信がその遠隔送信器についての受信重み付けベク
トルに従うものであり、各通信ステーションが送信重み付けベクトルに従い１組
の送信アンテナ信号を形成するための送信空間的プロセッサと、１組の送信装置
と、各送信装置は送信アンテナ信号の１つを受け入れ、送信アンテナの要素の配
列とをまた含み、各アンテナ要素は送信装置の一つの出力に接続されていて、対
応するどんな遠隔受信器とのダウンリンク通信がその遠隔受信器についての送信
重み付けベクトルに従うものであり、前記方法が、（ａ）各通信ステーションに対して及び通信ステーションの通常アップリンクチ
ャンネルの空間的アップリンクチャンネル上で通信ステーションへ送信する通信
ステーションの各対応する遠隔送信器に対して、（ｉ）通常アップリンクチャンネル上で遠隔送信器から特定のアップリンク信
号を初期アップリンク電力割当てに従い送信し、（ｉｉ）通常アップリンクチャンネルの空間的アップリンクチャンネル上で特
定の遠隔送信器通信するために特定の受信重み付けベクトルを決定し、（ｉｉｉ）特定のアップリンク信号をアンテナ要素及び関連した受信装置にお
いて１組の受信信号として受信し、そして受信信号を特定の受信重み付けベクト
ルでもって空間的に処理して特定の受信アップリング信号を形成し、（ｉｖ）受信された特定のアップリング信号の品質を推定し、（ｖ）遠隔送信器のための更新されたアップリンク電力割当てを決定し、アッ
プリンク電力割当て決定は受信アップリンク信号品質の推定を用い、決定は少な
くとも目標アップリンク信号品質である予想されたアップリンク信号品質測定の
拘束に従い、（ｖｉ）更新されたアップリンク電力割当てを特定の遠隔送信器に適用して、
適用は新アップリンク信号を送信することを含み、全てのステップ（ａ）（ｖ）で決定された更新されたアップリンク電力割当のす
べてが、全ての対応する遠隔送信器から全ての通信ステーションへ送信するため
に使用される送信電力の重み付けした和を同時的に最小にするものであり、（ｂ）各通信ステーションに対して及び通信ステーションの通常ダウンリンクチ
ャンネルの空間的ダウンリンクチャンネル上で通信ステーションから受信する通
信ステーションの各対応する遠隔受信器に対して、（ｉ）空間的チャンネル上の遠隔送信器へ通信ステーションから特定のダウン
リンク信号を遠隔送信器に対する初期送信重み付けベクトルに従い及び初期ダウ
ンリンク電力割当てに従い送信し、（ｉｉ）遠隔受信器において特定のダウンリンク信号を受信し、（ｉｉｉ）受信されたダウンリンク信号の品質を推定し、（ｉｖ）遠隔受信器へ送信するために通信ステーションについて更新されたダ
ウンリンク電力割当てを決定し、ダウンリンク電力割当て決定は受信されたダウ
ンリンク信号品質の推定を用い、決定は少なくとも目標ダウンリンク信号品質で
ある予想されたダウンリンク信号品質測定の拘束に従い、（ｖ）更新されたダウンリンク電力割当てを通信ステーションについて適用し
、適用は新ダウンリンク信号を送信することを含み、全てのステップ（ｂ）（ｉｖ）で決定された更新されたダウンリンク電力割当の
すべてが、全ての対応する遠隔送信器へ全ての通信ステーションから送信するた
めに使用される送信電力の重み付けした和を同時的に最小にするものである、各ステップを有する方法。
【請求項４８】ステップ（ａ）（ｖ）の予想されるダウンリンク信号品質
測定が通信システムの別個のセルのそれぞれにおいて独立に決定され、そしてス
テップ（ｂ）（ｉｖ）の予想されるアップリンク信号品質測定が通信システムの
別個のセルのそれぞれにおいて独立に決定され、セルが特定の通信ステーション
と特定の通信ステーションの対応する遠隔送信器及び遠隔受信器の１組からなり
、独立の決定が通信システムの他のセルからの情報通信なしに行なわれる請求項
４７記載の方法。
【請求項４９】通信ステーションと１又は複数の遠隔送信器との間でアッ
プリンク信号を受信するアップリンク通信のための継続時アップリンク電力制御
及び受信重み付けベクトル決定方法において、通信ステーションがアンテナ要素
の配列と、各アンテナ要素が関連した受信装置に結合し、受信装置の組の出力を
空間的処理するためのプロセッサとを含み、空間的処理が受信重みの受信重み付
けベクトルに従いアップリンク信号を形成するものであって、前記方法が、特定の遠隔送信器に対して、（ａ）通常チャンネルの空間的チャンネル上で特定の遠隔送信器と通信するため
の特定の受信重み付けベクトルを決定し、（ｂ）空間的チャンネル上の通信ステーションへ送信するために特定の遠隔送信
送信器に対して別個に電力割当てを決定する各ステップを含む方法。
【請求項５０】ステップ（ａ）の特定の受信重み付けベクトル決定とステ
ップ（ｂ）の電力割当て決定の間を定期的に前後繰返す請求項４９に記載の方法
。
【請求項５１】通信ステーションと１又は複数の遠隔受信器の間でダウン
リンク信号を送信するダウンリンク通信のための完全な送信重み付けベクトル決
定方法において、通信ステーションがアンテナ要素の配列と、各アンテナ要素が
関連した送信装置の出力に接続されていて、ダウンリンク信号を空間的処理して
それぞれが送信装置の入力に接続された１組の送信信号にするプロセッサとを含
み、空間的処理が完全な送信重み付けベクトルに従って送信信号形成し、完全な
送信重み付けベクトルが相対的送信重みの相対的送信重み付けベクトル及び相対
的送信重み付けベクトルと一緒に用いて電力割当てとして適用されるスケーリン
グファクタを含んだものにおいて、前記方法が、特定の遠隔受信器に対して、（ａ）通常チャンネルの空間的チャンネル上の特定の遠隔受信器へ通信ステーシ
ョンから送信するための特定の相対的送信重み付けベクトルを決定し、（ｂ）空間的チャンネル上の特定の遠隔受信器へ送信するための電力割当てを別
個に決定し、電力割当ては特定の相対的送信重み付けベクトルと一緒に使用する
ためのスケーリングファクターを形成する、各ステップを含む方法。
【請求項５２】（ｃ）定期的に特定の相対的送信重み付けベクトル決定のステップ（ａ）を繰返
し、（ｄ）定期的に電力割当て決定のステップ（ｂ）を繰返す各ステップをさらに含む請求項５１に記載の方法。
【請求項５３】受信ステーションにおいて受信された角度変調信号のＳＩ
ＮＲ推定を決定する方法において、受信ステーションがＲＦ受信器に接続された
アンテナを含み、ＲＦ受信器がベース帯域角度変調信号を形成するものであって
、前記方法が、（ａ）ベース帯域信号の振幅に関係した測定を獲得し、（ｂ）測定からベース帯域信号の平均振幅レベル及び平均電力レベルを推定し（ｃ）ＳＩＮＲ推定のために１組の連立方程式を形成して解く各ステップを含む方法。
【請求項５４】角度変調信号がデジタル変調スキームに従って変調され、
ＲＦ受信器がベース帯域信号のサンプルを形成し、そして平均振幅レベル及び平
均電力レベルがベース帯域信号の振幅のサンプル値に関する測定から得られ、振
幅サンプル値は実質的にデジタル変調スキームのボー点におけるものである請求
項５３に記載の方法。
【請求項５５】平均振幅レベル及び平均電力レベルがベース信号の２乗振
幅のサンプル値から決定され、２乗振幅サンプル値は実質的にデジタル変調スキ
ームのボー点におけるものである請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】受信ステーションが通信ステーションであり、通信ステー
ションがアンテナ要素の配列を含み、各アンテナ要素が関連したＲＦ受信装置に
接続されていて、ＲＦ受信装置の出力が空間的プロセッサに接続されていて、空
間的プロセッサがベース帯域信号のサンプルを形成する請求項５４に記載の方法
。
【請求項５７】受信ステーションが通信ステーションであり、通信ステー
ションがアンテナ要素の配列を含み、各アンテナ要素が関連したＲＦ受信装置に
接続されていて、ＲＦ受信装置の出力が空間的プロセッサに接続されていて、空
間的プロセッサがベース帯域信号のサンプルを形成する請求項５５に記載の方法
。
【請求項５８】ベース帯域信号をＲ、推定操作をＥ｛｝と表示すると、
方程式の組は、【数３】及び【数４】である請求項５４に記載の方法。
【請求項５９】方程式の組が反復法で解かれ、値ｆ（ＳＩＮＲ）が予めメ
モリ内に記憶されている請求項５８に記載の方法。
【請求項６０】方程式の組が反復法で解かれ、値ｆ（ＳＩＮＲ）が約１で
ある請求項５８に記載の方法。
【請求項６１】受信ステーションにおいて受信された角度変調信号のＳＩ
ＮＲ推定を決定する方法において、受信ステーションがＲＦ受信器に接続された
アンテナを含み、ＲＦ受信器がベース帯域角度変調信号を形成するものであって
、前記方法が、（ａ）ベース帯域信号の振幅に関係した測定を獲得し、（ｂ）測定からベース帯域信号の平均電力レベル及び平均２乗電力レベルを推定
し（ｃ）平均電力レベル及び平均２乗電力レベルからＳＩＮＲ推定を決定する各ステップを含む方法。
【請求項６２】角度変調信号がデジタル変調スキームに従って変調され、
ＲＦ受信器がベース帯域信号のサンプルを形成し、そして平均電力レベル及び平
均２乗電力レベルがベース帯域信号の２乗振幅のサンプル値に関する測定から得
られ、２乗振幅サンプル値は実質的にデジタル変調スキームのボー点におけるも
のである請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】受信ステーションが通信ステーションであり、通信ステー
ションがアンテナ要素の配列を含み、各アンテナ要素が関連したＲＦ受信装置に
接続されていて、ＲＦ受信装置の出力が空間的プロセッサに接続されていて、空
間的プロセッサがベース帯域信号のサンプルを形成する請求項６２に記載の方法
。
【請求項６４】受信信号の平均電力レベルを【数５】で表示し、平均２乗電力を【数６】で表示すると、ＳＩＮＲが次式に従って決定される請求項６２に記載の方法。【数７】
【請求項６５】ステップ（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）が定期的に繰返され、
そしてＳＩＮＲ推定が１又は複数の前の繰返しで決定されたＳＩＮＲ値と現在の
繰返しのＳＩＮＲ推定との走行平均として決定される請求項６１に記載の方法。
【請求項６６】ステップ（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）が定期的に繰返され、
そしてＳＩＮＲ推定が１又は複数の前の繰返しで決定されたＳＩＮＲ値と現在の
繰返しのＳＩＮＲ推定との走行平均として決定される請求項５４に記載の方法。