JP2002508136A - 通信システムの信号電力を制御する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 通信システム中の信号電力を制御する方法および装置は、送信機（２）と受信機（４）との間でデータが送信されるレートを変化させるときに改良された電力制御を提供する。データが高レート送信のために送信機（２）に到着したとき、電力制御フィードバックが（狭い帯域幅フィードバックチャネルによる）遅いモードから（広い帯域幅フィードバックチャネルによる）速いモードに変更される。この制御はデータが高レートで送信される前でさえ変更される。高レートでのデータ送信に対していったん電力レベルが正確に推定されると、データ送信は高レートで開始される。

Description

【発明の詳細な説明】 通信システムの信号電力を制御する方法および装置 発明の背景 Ｉ．発明の分野 この発明は通信システムの信号電力を制御する方法および装置に関する。特に 、この発明は閉ループ通信システムの電力制御を提供するために使用してもよい 。 ＩＩ．関連技術の説明 符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）変調の使用は、多数のシステムユーザが存在し ている通信を促進するいくつかある技術の内の１つである。デジタルワイヤレス 送信の他の方法には、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）、周波数分割多元接続（ＦＤ ＭＡ）、振幅圧縮単一側波帯（ＡＣＳＳＢ）のようなＡＭ変調方式のような他の 技術も知られているが、ＣＤＭＡはこれら他の技術よりも顕著な利点を持ってい る。多元接続通信システムにおいてＣＤＭＡ技術を使用するものは、本発明の譲 受人に譲受され、ここに参照として組込まれている、“衛星または地上中継器を 使用するスペクトル拡散多元接続通信システム”と題する米国特許第４，９０１ ，３０７号に開示されている。多元接続通信システムにおいてＣＤＭＡ技術を使 用するものは、本発明の譲受人に譲受され、ここに参照として組込まれている、 “ＣＤＭＡセルラ電話システムにおいて信号波形を発生させるためのシステムお よび方法”と題する米国特許第５，１０３，４５９号にさらに開示されている。 広帯域信号であるその固有の性質により、ＣＤＭＡは広い帯域幅に対して信号 エネルギを拡散することで周波数ダイバーシティの形態を提供する。したがって 、周波数選択性フェーディングはＣＤＭＡ信号帯域幅のわずかな部分にしか影響 を与えない。空間またはパスダイバーシティは、２以上のセルサイトを介する移 動体ユーザからの同時性リンクを通る複数の信号パスを提供することにより得ら れる。さらにパスダイバーシティは、スペクトラム拡散処理を通してマルチパス 環 境を活用し、異なる伝播遅延を持って到着する信号を個々に受信して処理できる ようにすることにより得ることができる。パスダイバーシティの例は、共に本発 明の譲受人に譲受され、ここに参照として組込まれている、“ＣＤＭＡセルラ電 話システムの通信においてソフトハンドオフを提供する方法およびシステム”と 題する米国特許第５，１０１，５０１号、および“ＣＤＭＡセルラ電話システム におけるダイバーシティ受信機”と題する米国特許第５，１０９，３９０号に示 されている。 基地局により移動局に送信される信号の送信電力が高すぎる場合には、他の移 動局との干渉や不必要な電力消費のような問題が起こりやすい。代わりに、基地 局により送信される信号の送信電力が低すぎる場合には、移動局は複数のエラー のある送信フレームを受信する可能性がある。地上チャネルのフェーディングと 他の既知の要因は基地局により送信される信号の送信電力に影響を与えるので、 チャネル状態は時間により、特に移動局が移動することにより変化する。結果と して、各基地局は、移動局に送信する信号に対して送信電力を迅速かつ正確に調 整しなければならない。 基地局により送信される信号の送信電力を制御する有用な方法では、このよう に送信された信号の状態を移動局が測定する。その後移動局は測定された電力レ ベルに対応する信号を送信するか、あるいは電力レベルをしきい値と比較し、送 信されたフレームの電力がしきい値から離れたときに信号またはメッセージを基 地局に送信する。受信された信号に基づいて、基地局は基地局により送信される 信号の送信電力を調整し、電力レベルが所望のものよりも低い場合には、基地局 はその送信信号の送信電力を増加させ、さもなければ、送信電力は減少される。 送信電力を制御する方法および装置は、本発明の譲受人に譲受され、ここに参照 として組込まれている、“ＣＤＭＡセルラ電話システム中で送信電力を制御する 方法および装置”と題する米国特許第５，０５６，１０９号に示されている。 先のＣＤＭＡ閉ループ通信システムのもとでは遅延が必然的に存在する。この 遅延には、不適切な電力でフレームを送信している基地局の時間や、低下した品 質あるいはエラーのあるフレームを移動局が受信する時間や、移動局がエラー（ 例えば、信号がしきい値より下に落ちたりフレームが消去されたり）を認識す る時間や、移動局が適切なエラーメッセージを基地局に送信する時間や、基地局 がエラーメッセージを受信して、その送信電力を適切に調整する時間が含まれて いる。ＣＤＭＡ通信システムは一般的に離散フレームとしてデータパケットを送 信する。結果として、ＣＤＭＡ通信システムは送信電力の変動を迅速に補償する ことができない。さらに移動局は、遅延のために、このような増加を認識する前 にフォワードリンク送信電力の増加を多く要求しすぎるかもしれない。 さらに、移動局が信号を基地局に中継するチャネルの帯域幅を制限することが できる。例えば、このチャネルに対するほぼすべての帯域幅が音声トラフィック を基地局に送信するために専用なものであってもよい。基地局に対して信号を送 信するのにほとんどまったく帯域幅が残っていないと、基地局により送信される 信号の測定電力レベルに影響を与える。したがって、基地局により送信されたこ のような信号は、基地局がわずかな量だけ送信電力を増加または減少させるこの のみを要求することができる。結果的に、深いフェーディングが送信信号に影響 を与えた場合、基地局は、その送信電力を増加させるのに十分なくらい迅速に反 応することができないかもしれず、望んでいないものの通話は終了するかもしれ ない。 基地局から移動局に送信される情報信号には、音声情報やエラー訂正コードや 識別コードや他のものが含まれている。電力制御情報にとって必要な増加した帯 域幅は１つ以上の他のこれらの信号のサイズを犠牲にすることに得られる。 移動局から基地局に例えばリバースリンクを沿って送信するときに、移動局は 一連のフレームで信号を送信する。各フレームは１６の電力制御グループを含む 。各グループは同一かつ予め定められた数のエンコードデータシンボルを含む。 リバースリンク電力制御は図１Ａ−１Ｄにグラフ的に示されている。これはそれ ぞれフルレート、ハーフレート、４分の１レート、および８分の１レートでの電 力制御グループの送信を示している。 フルレートで移動局から送信する場合には、１６すべての電力制御グループが 送信される。しかしながら、ハーフレートで送信する場合には、１６の電力制御 グループの半分（すなわち８つの電力制御グループ）だけが送信される。したが って、４分の１レートで送信している間は１つのフレームでは４つの電力制御グ ループが送信され、図１Ｄに示されているように、８分の１レートで送信してい る場合には１つのフレームで２つの電力制御グループしか送信されない。レート に無関係な電力レベルですべてのデータが送信される。 基地局は、制御グループを受信したときに移動局の送信した電力の量が十分で あるか否かを決定できるだけである。８分の１レートでは、２０ミリ秒毎に２つ の電力制御グループのみが送信され、これは基地局が電力制御コマンドを２０ミ リ秒で２回、あるいは１秒で１００回送信できることを意味している。高速デー タを送信するのに必要なレートに８分の１レートからレートを変化させる場合、 ２０ミリ秒毎に２回送信される電力制御コマンドは、移動局の送信機の電力を正 確に設定するのに十分なくらい頻繁には送信されない。 このタイプの通信システムのフォワードリンク上の電力制御メカニズムは、リ バースリンク上の電力制御メカニズムとは異なるメカニズムを使用する。図１Ｅ −１Ｈに示されているように、データはデータレートに関係なくフォワードリン ク上で連続して送信されている。図１Ｅは、フルレートで送信されているデータ を示しており、ここには１フレームで１６のデータパケットが含まれている。フ ルレートよりも低いレートではデータはフレーム中で反復され、送信電力は下方 向にスケール処理される。図１Ｆはハーフレートで送信されているデータを示し ており、これは所定のフレーム中でデータパケット１−８が２回送信されている ことを示している。図１Ｇおよび１Ｈは、４分の１レートおよび８分の１レート で送信されているパケットをそれぞれ示している。より遅いレートでデータを反 復することにより、送信電力を低くしながら、グループ毎のフレーム当たりの平 均電力は実質的に一定のままである。 データは連続的に送信されていることから、電力制御のフィードバック帯域幅 はリバースリンクと異なり問題ではない。フォワードリンク上で送信する場合に は、移動局にはどのレートでデータが送信されているのか前もって分からない。 ８分の１レートで送信されるパケットのエネルギは、移動局が正しい電力制御の 決定を行えるようにするためには十分な量ではないかもしれない。さらに、移動 局は内部アルゴリズムを使用することにより送信されたレートを決定する。レー トの決定におけるエラーは十分な量の電力を決定する際のエラーとなる。 発明の要約 ワイヤレス通信システムのユーザは、音声信号ではなくデータ信号（一般的に バイナリデータ）を送受信すること時々望む。可変レート通信システムでは、デ ータ信号は音声信号よりもかなり高いレートで送信されることが望ましい。しか しながら、高レートの送信はより低いレートの送信よりもかなり多くの電力を必 要とする。本発明の１つの観点では、少なくとも１つの基地局と少なくとも１つ のユーザ局とを有し、前記ユーザ局のユーザがリバースリンク信号を前記基地局 に送信し、前記基地局からフォワードリンク信号を受信する通信システム中で送 信信号電力を制御する方法が提供され、この方法は、前記ユーザ局および前記基 地局の少なくとも１つから低レートで信号を送信し、前記低レートよりも速いデ ータレートでデータ信号を送信するのに必要な前記送信信号電力を選択し、前記 送信信号電力を変化させて、前記データレートの前記選択された送信信号電力に 一致させ、前記ユーザ局および前記基地局の少なくとも１つから前記データレー トでデータ信号を送信するステップを含む。 本発明の他の観点では、少なくとも１つの基地局と少なくとも１つのユーザ局 とを有し、前記ユーザ局のユーザがリバースリンク信号を前記基地局に送信し、 前記基地局からフォワードリンク信号を受信する通信システム中で送信信号電力 を制御する方法が提供され、この方法は、前記基地局において、低レートでデー タを送信し、前記低レートよりも速い高レートでの送信のために前記基地局にデ ータを提供し、前記基地局において、信号を前記ユーザ局に送信して、前記ユー ザ局から前記基地局に送信される電力制御情報信号の帯域幅を増加させ、前記基 地局において、前記基地局が前記低レートと前記高レートとの間のレートである フルレートでフレームを送信し始めていることを示す第２の信号を前記ユーザ局 に送信し、前記ユーザ局において、前記フルレートに送信速度をスイッチングし 、前記電力制御情報の前記増加された帯域幅に基づいて前記高レートでデータを 送信するのに必要な送信信号電力を推定し、前記送信信号電力を前記推定された 送信信号電力に変化させ、前記基地局において、前記基地局が前記高レートで前 記第２のタイプのデータを送信し始めていることを前記ユーザ局に通知するステ ッ プを含む。 本発明の他の観点では通信システムが提供され、この通信システムは、少なく とも１つの基地局と、少なくとも１つのユーザ局と、前記局は相互に通信信号を 交換し、低レートでデータ送信信号を送信する手段と、前記送信信号は信号送信 電力で送信され、データレートでデータ送信信号を送信するのに必要な信号送信 電力を推定する手段と、前記データレートは前記低レートよりも速く、前記送信 手段に結合され、前記信号送信電力を変化させて、前記推定された送信信号電力 に一致させる手段と、前記変化させる手段に結合され、前記データレートでデー タ送信信号を送信する手段とを具備する。 本発明はまた通信システムを提供し、この通信システムは、低データレートに 対応する送信信号電力でフォワードリンク信号として現在の通信信号を通常送信 するように構成された基地局と、前記現在の通信信号を受信して、前記現在の通 信信号のレベルを決定し、リバースリンク信号として現在の制御メッセージを送 信する少なくとも１つのユーザ局とを具備し、前記基地局は、前記現在の制御メ ッセージに基づいてデータレートでデータ信号を送信するのに必要な送信信号電 力を推定し、前記送信信号電力を変化させて、前記推定された送信信号電力に一 致させ、前記データレートでデータ信号を前記ユーザ局に送信するように構成さ れ、前記データレートは前記低レートよりも速い。 本発明はさらに、基地局とユーザ局とを有し、前記基地局が信号を前記ユーザ 局に送信し、前記ユーザ局から信号を受信する通信システム用の装置を提供し、 この装置は、低レートで現在の通信信号を送信する送信機と、前記現在の通信信 号に対応する制御メッセージを受信する受信機と、前記受信機および送信機に結 合され、前記制御メッセージに基づく高レートで新しい通信信号を送信するのに 必要な送信信号電力を推定し、前記高レートは前記低レートより速いように構成 されたプロセッサとを具備し、前記送信機は前記高レートおよび前記推定された 送信信号電力で前記新しい通信信号を送信するように構成されている。 本発明の１つの実施形態のもとでは、送信システムが、電力制御信号を使用し て、高レートでのデータ送信に先行する特定の期間に対して、例えばフルレート のような中間的なレートで送信するように受信システムに命令する。この増加し た送信レートにより、送信システムは受信局の送信機電力をさらに正確に調整で きるようになる。 本発明の他の実施形態では、送信システムは、高速データの開始に先立つ予め 定められた時間に対して、送信システムが予め定められたレートでデータを送信 し始めることを受信システムに通知する。このような方法で通信することにより 、受信局による不正確なレートの決定によって生じる潜在的な問題が除去される 。 本発明のさらに別の実施形態のもとでは、送信システムは最初例えば８分の１ レートやアイドルレートのようなより低いレートで動作する。高レートにおける 送信のためにデータが受け取られる。これに応答して、送信システムは受信シス テムに対してその電力制御送信信号の帯域幅を増加させるように命令し、そして 送信レートが中間的なレートに増加されることを受信システムに通知することが できる。その後、送信システムは、フルレートのような、低レートと高レートと の間の中間的なレートで信号を送信することができる。送信システムは、高レー トでの送信のために適切なレベルにその電力制御を調整する。送信システムは高 レートの通知を受信システムに対して送信することもできる。その後、送信シス テムは高レートでフレームを送信し、その一方で受信システムはこれらのフレー ムがどのレートで送信されたかを決定することなく受信することができる。 広く説明すると、本発明は送信機と受信機とを有する通信システム中で使用す るための方法を具体化する。送信機は現在のレートで信号を送信し、現在のレー トは複数のレートの１つに対応している。高レートでの送信のために送信機がデ ータを受け取った場合、送信機は最初に、高レートでデータを送信するのに必要 な信号電力を推定して、信号電力を変化させて推定された電力に一致させ、その 後に高レートでデータ信号を送信する。この方法は必要とされる信号電力を推定 し、この方法は（ａ）アイドルレートで送信機を動作させ、（ｂ）高レート送信 のためにデータを受け取り、（ｃ）高レート電力レベルを推定し、（ｄ）高レー ト通知を受信機に送信し、（ｅ）高レートでデータを送信するステップを含む。 図面の簡単な説明 本発明の特徴および効果は、添付図面とともに以下に詳細の詳細な説明を研究 することからさらに明白になるであろう。図面において、同じ参照文字は同様な 構成要素を識別している。 図１Ａ−１Ｈは、フォワードリンクおよびリバースリンク上の電力制御データ の送信レートを示しているチャートである。 図２は、本発明の一般的な閉ループ電力制御システムを図示している。 図３は、本発明が動作する通信システムのブロック図である。 図４は、フォワードリンクチャネルの送信された電力信号、フォワードリンク チャネルに影響を与えるフェーディング、およびフォワードリンクチャネルの結 果として得られた受信された電力信号に対する正規化電力対時間の例示的な波形 図であり、リバースリンクチャネルはチャネル変化レートと比較して大きな帯域 幅と短い遅延を持っている。 図５は、フォワードリンクチャネルの送信された電力信号、フォワードリンク チャネルに影響を与えるフェーディング、およびフォワードリンクチャネルの結 果として得られた受信された電力信号に対する正規化電力対時間の例示的な波形 図であり、リバースリンクチャネルはチャネル変化レートと比較して小さな帯域 幅と長い遅延を持っている。 図６Ａは、付加ホワイトガウスノイズチャネル上で異なるレートで信号を送信 するのに必要な正規化電力要求を示しているグラフである。 図６Ｂは、フェーディングチャネル上で異なるレートで信号を送信するのに必 要な正規化電力要求を示しているグラフである。 図７は、電力送信レベルを低レートからデータレートに変化させるための本発 明の方法を示しているフローチャートである。 好ましい実施形態の詳細な説明 通信システム特にこの通信システム用の電力制御装置および方法をここで詳細 に説明する。以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために非常に多く の特定の詳細な説明を述べる。しかしながら、関連技術の当業者はこれらの特定 の詳細な説明がなくても本発明を実施することができることを容易に認識するで あろう。他の例では、本発明を不明瞭にするのを避けるためによく知られた構成 は詳細に示していない。 図２は、例示的なセルラ加入者通信システム５０を図示しており、このシステ ム５０において本発明を具体化してもよい。図２のシステムは、ユーザの移動局 （例えば移動電話機）とセルサイトあるいは基地局との間の通信用にＣＤＭＡの ようなスペクトル拡散変調技術を利用することが好ましい。図２では、移動局５ ２は、１以上の基地局５６ａ，５６ｂなどにより基地局制御装置５４と通信する 。基地局制御装置５４は、基地局５６ａ，５６ｂに対してシステム制御を提供す るインターフェイスおよび処理回路に結合されかつ一般的にこれを含んでいる。 基地局制御装置５４は他の基地局とも結合されてこれらと通信し、他の基地局制 御装置とさえも結合される可能性がある。 システム５０が電話通話を処理するように構成されている場合には、適切な移 動局５２への送信のために、基地局制御装置５４は電話通話を公衆電話交換網（ ＰＳＴＮ）から基地局５６ａ，５６ｂの１つにルーティングする。また、基地局 制御装置５４は移動局５２からの通話を基地局５６ａまたは５６ｂの少なくとも １つを通してＰＳＴＮにルーティングするように機能する。さらに、基地局制御 装置５４は移動局５２と（図示されていない）他の移動局との間の通話を接続す る。 基地局制御装置５４は、専用電話回線、光ファイバリンク、あるいはマイクロ 波通信リンクのようなさまざまな手段により基地局５６ａ，５６ｂに結合する。 図２に示されている両矢印付きの線は移動局５２と基地局５６ａ，５６ｂとの間 、および基地局５６ａ，５６ｂと基地局制御装置５４との間の可能性ある通信リ ンクを規定している。 各基地局５６ａ，５６ｂは、セルとして知られている、大まかに規定されてい るがオーバーラップしている地理的領域に対してサービスを提供する。移動局５ ２が現在位置しているセル中で、一般的に、どの基地局５６ａまたは５６ｂが移 動局と通信しているかが決定される。移動局５２が１つのセルから他のセルに移 動しているとき、基地局制御装置５４は１つの基地局から他の基地局への、例え ば基地局５６ａから基地局５６ｂへのハンドオフ（“ソフトハンドオフ”）を調 整する。当業者は、伝搬パスのシステム利用の変化のような、移動局５２が１ つの地理的セルサイトから他のセルサイトに移動すること以外の他の理由に対し てもハンドオフが生じるかもしれないことを認識するであろう。 図３は、図２の通信システム内の信号送信および受信システムのさらに詳細を 示している。図３を参照すると、第１の通信デバイスすなわち送信システム２が 第２の通信デバイスすなわち受信システム４にデータを送信する。移動局５２お よび基地局５６ａ，５６ｂには、送信システム２および受信システム４の両者が 含まれていることが好ましい。以下の説明では、本発明は一般的に、移動局５２ の受信システム４における受信電力にしたがって、基地局５６ａの送信システム ２からの電力を制御するように説明されている。しかしながら、当業者は、本発 明が移動局５２における送信システム２の電力制御に等しく適用可能であること を容易に認識するであろう。さらに、ここでは移動局５２が一般的に説明されて いるが、本発明は任意の非移動（固定）局に等しく適用可能である。例示的な実 施形態では、本発明はスペクトル拡散変調信号を使用して通信を行うワイヤレス 通信システムにおいて実現されている。スペクトル拡散通信システムを使用する 通信は、先に言及した米国特許第４，９０１，３０７号および第５，１０３，４ ５９号に詳細に説明されている。 可変レートデータ源６は巡回冗長検査（ＣＲＣ）およびテールビット発生器８ に送信用可変レートデータフレームを供給する。例示的な実施形態では、データ 源６は４つの可変レートで音声情報をエンコードする可変レートボコーダであり 、これは、本発明の譲受人に譲受され、ここに参照として組込まれている、“可 変レートボコーダ”と題する米国特許第５，４１４，７９６号に詳細に説明され ている。例えばセルラ電話環境で使用される場合、信号は音声を送信する（すな わちユーザが話しているとき）ためにフルレートで送信され、無音を送信する（ すなわちユーザが話していないとき）ために８分の１レート、あるいはアイドル レートで送信される。８分の１レートは送信されるビット数を減少させ、これに より電力を節約し、他のチャネルとの干渉を減少させる。一般的に、送信システ ム２により受信システム４に送信される信号の９０％はフルレートまたは８分の １レートである。ハーフレートまたは４分の１レートはフルレートと８分の１レ ートとの間の過渡的なレートである。 例示的な実施形態では２つのレートセットがある。第１のレートセットは例え ば音声データを送信するために使用され、ほぼ１．８ｋｂｐｓと９．６ｋｂｐｓ との間のデータレートを使用する。第２のレートセットは他のデジタルデータを 送信するために使用され、例えば６４ｋｂｐｓまでのような範囲のより高いレー トでデータを供給することができる。通信システム５０は、大量のデータを送信 する場合により高いレートを使用する。（より高いレートはここでは一般的に“ 高レート”として集約的に言及する。）高レートにおけるデータ送信は低レート におけるデータ送信よりもさらに効率的にすることができる。したがって電力使 用の観点からすると、低レートの１つにおけるより長い送信よりも高レートにお ける短い送信の方が好ましい。一般的に、音声または他のデータを送信していな い場合には、信号は８分の１レートで移動局５２と基地局５６ａとの間で交換さ れる一方、音声トラフィックはフルレートで送信される。高レートにおいて送信 されるデータの例には、ビデオデータや、モデムデータや、ファクシミリデータ や、パケットトラッキングデータや、自動メータ読み取りデータや、株式市場デ ータや、インターネットデータなどが含まれている。 正しい電力レベルでのデータ送信はデータ損失を減少させ、移動局５２におけ るバッテリ寿命を延長することができる。状態に対して低くすぎる電力レベルで データが送信システム２から送信される場合には、データは失われるかあるいは 誤って受信される。送信システム２が多すぎる電力でデータを送信した場合には 、システム中の他のユーザと不必要な干渉を生じさせ、システム容量を減少させ る。さらに、送信システム２がボータブルバッテリを持つ移動局５２に配置され ている場合には、正しい電力レベルにおける送信は充電間の時間期間を延長する ことができる。 技術的によく知られているように、発生器８は１組のＣＲＣビットを発生させ て、受信機におけるエラー検出をもたらす。さらに、発生器８はテールビットの シーケンスをフレームに追加する。例示的な実施形態では、発生器８は通信工業 協会のＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５−Ａ デュアルモードワイドバンドスペクト ル拡散セルラシステム用移動局−基地局互換性標準規格 にしたがって１組のＣＲ Ｃおよびテールビットを発生する。 データフレームは発生器８によりエンコーダ１０に提供され、エンコーダ１０ は受信機におけるエラー訂正および検出のためのシンボルとしてデータをエンコ ードする。例示的な実施形態では、エンコーダ１０はレート１／２畳込みエンコ ーダである。エンコードされたシンボルはインターリーバ１２に提供され、イン ターリーバ１２は予め定められたインターリーブフォーマットにしたがってエン コードされたシンボルを再順序付けする。例示的な実施形態では、インターリー バ１２はブロックインターリーバであり、その設計および構成は技術的によく知 られている。 その後、再順序付けされたフレームは変調器１４に提供され、変調器１４は送 信のためにフレームを変調する。例示的な実施形態では、変調器１４はＣＤＭＡ 変調器であり、その構成は先に言及した米国特許第４，９０１，３０７号および 第５，１０３，４５９号に詳細に説明されている。変調されたデータフレームは 信号送信機（ＴＭＴＲ）１６に提供される。信号送信機１６はアンテナ１８を通 して送信するためにその信号をアップコンバートして増幅する。 送信された信号はセルラ電話機のような受信システム４のアンテナ２０により 受信され、受信機（ＲＣＶＲ）２２に提供され、受信機２２は受信された信号を ダウンコンバートして増幅する。受信された信号は次に復調器（ＤＥＭＯＤ）２ ４に供給され、復調器２４はその信号を復調する。例示的な実施形態では、復調 器２４はＣＤＭＡ復調器２４であり、その構成は先に言及した米国特許第４，９ ０１，３０７号および第５，１０３，４５９号に詳細に説明されている。 復調された信号は次にダイバーシティ合成器２６に供給される。ダイバーシテ ィ合成器２６は復調器２４からの復調信号を、異なる伝播パスにおいて提供され ることを除いて同じである信号を復調する（図示されていない）他の復調器から の復調信号と合成する。ダイバーシティ合成器２６の設計および構成は先に言及 した米国特許第５，１０９，３９０号に詳細に説明されている。ダイバーシティ 合成された信号はデインターリーバ２８に供給され、デインターリーバ２８は技 術的によく知られているように予め定められた再順序付けフォーマットにしたが ってフレーム中のシンボルを再順序付けする。 再順序付けされたフレームは次にマルチレートデコーダ３０に供給され、マル チレートデコーダ３０はシンボルのフレームにエラー訂正を行う。デコーダ３０ は予め定められた１組のレート仮定に基づいてデータをデコードする。例示的な 実施形態では、デコーダ３０は本発明の譲受人に譲受され、ここに参照として組 込まれている、１９９３年９月２４日出願の“符号分割多元接続システムアプリ ケーション用のマルチレートシリアルビタビデコーダ”と題する留保中の米国特 許出願第０８／１２６，４７７号に詳細に説明されているようなマルチレートビ タビデコーダである。 例示的な実施形態では、デコーダ３０は可能性あるレートのそれぞれに対して シンボルをデコードして別々のデコードデータフレームを提供し、そのそれぞれ はＣＲＣ検査検出器３２に供給される。ＣＲＣ検査検出器３２は通常の技術の下 で、各フレームに対する周期冗長検査ビットがデコードデータに対して正しいか 否かを決定する。ＣＲＣ検査検出器３２はデコードフレーム中のＣＲＣビットに 対してＣＲＣ検査を実行して、現在受信されているフレームがどのレートで送信 されたものか否かを決定するのを助ける。 さらに、デコーダ３０はデコードされたデータをシンボルエラーレート（ＳＥ Ｒ）検査検出器３４に供給する。ＳＥＲ検出器３４はデコードされたビットと受 信シンボルデータの推定値をデコーダ３０から受け取る。さらに、デコーダ３０ は情報をヤマモト検査検出器３６に提供する。ヤマモト検査検出器３６は、トレ リスを通る選択されたパスとそのトレリスを通る次に最も近いパスとの間の差に 基づいて信頼性メトリックを提供する。 制御プロセッサ３８は、ＣＲＣ検査ビット、ＳＥＲ値およびヤマモト値をそれ ぞれ検出器３２，３４および３６から受け取る。次にプロセッサ３８は、現在受 信されているフレームが４つのレートのいずれで送られたかを決定するか、ある いは消去を宣言する。フレーム消去がない場合に、制御プロセッサ３８により決 定されたレートに基づいて、制御プロセッサ３８は信号をデコードフレームバッ ファ４０に供給し、デコードフレームバッファ４０はそれに応答して、決定され たレートでデコードされた記憶フレームを出力する。 図３の通信システムの下では、送信機２により受信機４に送信される信号は送 信レート間で迅速に変化させることができる。例示的な実施形態では、信号が送 信されているレートに関する表示を信号は含まない。したがって、送信機２は現 在のレートでフレームを送信し、受信機４の制御プロセッサ３８およびデコーダ ３０は、現在受信されているフレームがいずれのレートで送られたかを決定する 。適切にデコードされた信号を次に例えば（示されていない）ボコーダ、増幅器 およびスピーカに入力して、受信機４のユーザにより聞かれる音声信号を出力さ せることができる。送信されたレートの推定に関するさらなる詳細は、本発明の 譲受人に譲受され、ここに参照として組込まれている、“可変レート通信システ ムで受信データのレートを決定する方法および装置”と題する本発明者の留保中 の米国特許出願第０８／７３０，８６３号に説明されている。 先に説明したように、移動局５２の送信システム２は電力制御メッセージを基 地局５６ａの受信システム４に送信する。電力制御メッセージは受信システム４ により受信された信号の測定電力レベルを反映する。これらの電力制御メッセー ジは広いまたは狭い帯域幅を持つことができる。図４および図５は、異なる電力 制御帯域幅を持つ電力制御システムの例を示している。図４のように電力制御メ ッセージのレートが高い場合、そしてチャネル状態の変化により生じる電力変化 の遅延が比較的短い場合には、送信電力制御は伝搬パスの変化に応答して迅速に 反応し、ユーザはクリアな信号を維持する。逆に、図５に示すように電力制御帯 域幅が狭い場合、そしてチャネル状態の変化により生じる電力変化の遅延が比較 的長い場合には、送信電力の変化は信号品質の低下に迅速に反応せず、フレーム エラーの増加や通話がまったく途絶えることになる。 制御プロセッサ３８は、受信機２２により受信された電力に基づいて、あるい はフレームエラーの検出により、電力を増加させるべきかあるいは減少させるべ きかを決定する。この決定を示す信号は電力制御メッセージ発生器４１に供給さ れる。電力制御メッセージ発生器４１は電力制御メッセージを発生させ、この電 力制御メッセージは送信サブシステム４２およびデュプレクサ４３を通して出て 行くデータストリームにパンクチャされる。これは受信サブシステム４６により 受信され、デマルチプレクサ４７に供給される。デマルチプレクサ４７はデータ から電力制御メッセージを分離する。電力制御メッセージは電力制御プロセッサ ４８に供給され、この電力制御プロセッサ４８は何らかの必要な電力調整を決定 する。 チャネル状態は連続的に変化していることから、通信システム５０中の送信電 力と信号品質との間の関係はその量を図るのが困難である。チャネル状態に対し て電力レベルが高すぎると、他の送信との間に不必要な干渉が生じるかもしれな い。チャネル状態に対して電力レベルが低く落ちすぎると、先に説明したように 、可聴信号の脱落や不完全なデータ送信が生じる。電力とエラーレートとの関係 は図６Ａと図６Ｂに示されている。これらの図は、高レートでのデータ送信に対 して低レートでのデータ送信に必要な電力レベルを図示している。図６Ａは、理 想的な付加ホワイトガウスノイズ（ＡＷＧＮ）チャネル中のこれらのレベルを示 している。図６Ｂは、フェーディングチャネル中のこれらのレベルを示している 。 図６Ａのグラフ２００は、低レート曲線２０２と高レート曲線２０４上にプロ ットされた、フレームエラーレートに対する送信システム２の正規化電力要求を 示している。この例示的なグラフの正規化電力はノイズにより正規化されたビッ トエネルギ単位で測定されている。曲線は異なるエラーレートでデータを送信す るのに必要な正規化電力を図示している。例えば高レート曲線２０４において、 ポイント２１６としてラベルが付された１％のエラーレートに対して、ポイント ２２０としてラベルが付された１５％のエラーレートでデータを送信するのには より少ない正規化電力しか必要としない。データ送信は高レートでさらに効率的 であることから、高レート曲線２０４は低レート曲線２０２の左に現れる。しか しながら、低レートにおけるデータ送信に対して、高レートではさらに多くのビ ットが送信されることから、高レートで送信するのにはさらに多くの総電力が必 要とされる。例えば大気状態のような多数の変数に依存して、より低いレートで データを送信するのに必要な正規化電力レベルは、より高いレートでデータを送 信するのに要求されるものよりも少ないかもしれない。これらの状況では、高レ ート曲線２０４は低レート曲線２０２の右に現れる。 低レートセットから高レートセットにデータの送信レートを変化させる前に、 多くの選択肢が考えられる。例えば、ポイント２１０のように、１％のフレーム エラーレートを持つ低レートでデータを送信することを仮定する。低レートで送 信されるデータと同じフレームエラーレートを持つ高レートで送信されるデータ に対して、より少ない正規化電力しか要求されない。グラフ的には、この変化は 、低レート曲線２０２上のポイント２１０からパス２１５に沿って高レート曲線 ２０４上のポイント２１６への移動として示されている。このレート変化に対す るビット当たりの電力減少は、２１７として図示されているグラフ２００の正規 化電力軸上の差である。先に説明したように、低レートと比較して高レートでデ ータを送信するのにはビット当たりより少ない正規化電力しか必要としないが、 より多くのビット数であるとすれば、全体的な消費電力はより多い。 高レートで送信されるデータは、通常、低レートで送信されるデータよりも時 間感応性が低い。例えば、インターネットからのデータのダウンロードにおける ２秒の遅延は気付かれないかもしれないが、電話の会話における２秒の遅延は許 容することができない。低レートに対する１％のフレームエラーレートを高レー トに対する１５％のエラーレートに増加させることにより、先の例において示さ れているように、低レートと高レートの両方に対してエラーレートを同じに維持 しながら電力の節約が達成される。このシナリオは図５Ａ上でパス２１９に沿っ て低レート曲線２０２上のポイント２１０から高レート曲線２０４上のポイント ２２０に移動するように示されている。ビット当たりの電力の節約は２２１とし てラベルが付されたビット当たりの電力差として示されており、これはグラフ２ ００上で示されている最も多い節約の例である。一般的に、このようなデータに 対して１５％のエラーレートは許容することができず、例示のためにここに使用 されているものである。 代わりに、エラーレートの変化に関係なく特定量だけ電力レベルを変化させる ことが好ましい。例えば、データがポイント２１０において示されているような エラーレートで送信される場合には、送信システム２は、ビット当たりの電力差 ２１３として示されているような固定レベルだけ正規化電力出力を変化させるこ とができる。この変化は、ポイント２１２として示されているように、高レート 曲線２０４上のフレームエラーレートを０．１％から１％の間にさせる。この例 に対するパスはパス２１１に沿ってポイント２１０からポイント２１２に移動す るものとして示されている。 レートと電力レベルの変化は、図３の制御プロセッサにより制御される。制御 プロセッサ３８は、通信デバイス２の送信電力が適切であるか否かを決定する。 受信される電力レベルが調べられ、電力しきい値と比較され、このしきい値はデ ータが高レートまたは低レートで送られているかに依存して変化する。代わりに 、制御プロセッサ３８はエラーで受信されたフレームの数をしきい値エラーレー トと比較し、このしきい値エラーレートは高レートデータまたは低レートデータ が送られたかに依存して変化する。最後に、制御プロセッサ３８は、データが高 レートまたは低レートで送られるかに依存して変化するフレームエラーレートし きい値に基づいて受信エネルギしきい値を調整することができる。 制御プロセッサ３８は、受信機２２およびデコーダ２４とともに好ましい電力 レベルの決定を行う。受信機２２は受信エネルギレベルを測定して、このデータ を制御プロセッサ３８に供給する。受信機２２によりエネルギを測定するメカニ ズムは多くの方法で実現することができ、技術的によく知られている。先に説明 したように、このデータに基づいてプロセッサは受信電力をしきい値レベルと比 較することができる。受信電力信号がしきい値レベルより低いことを制御プロセ ッサ３８が決定した場合には、先に説明したように、制御プロセッサ３８は電力 制御メッセージ発生器４１に対して電力レベルを特定の量だけ増加させるべきで あることを示すメッセージを発生させるように命令する。このメッセージは他の データ信号に組み込まれ、送信サブシステム４２に供給され、デュプレクサ４３ に導かれて、信号は受信システム４からアンテナ２０を通して送信される。これ らの信号は送信システム２のアンテナ４５により送信されて受信されるが、アン テナ１８によっても受信することができ、そして（図示されていない）他のデュ プレクサに送られる。これらの電力制御信号は受信サブシステム４６に送られ、 この受信サブシステム４６は次にこれらの信号をデマルチプレクサ４７に送り、 受信システム４の他の部分で使用するためにデータ信号を取り出す。電力制御信 号はその後に電力制御プロセッサ４８に供給され、この電力制御プロセッサ４８ は、受信システム４の制御プロセッサ３８により決定された特定の量だけ電力レ ベルを変化させる。 さらに、デコーダ２２は制御プロセッサ３８に対してエラーで受信されたフレ ームに関係するデータを供給する。制御プロセッサ３８はその後エラーで受信さ れたフレームを解析するかあるいはエラーで受信されたフレームのレートを計算 する。先に説明したように、いったん比較されると、制御プロセッサ３８は電力 制御メッセージ発生器４１に対して、フレームエラーレートが変更されるべきこ とを示す信号を送る。この点からは、電力制御の変化を通信する方法は前のパラ グラフと同一である。 図６Ｂの例示的なグラフ２４０はグラフ２００のものと同様な曲線を示してい るが、フェーディングチャネルに対するものである。電力レベルは低レート曲線 ２０２’上のポイント２１０’から高レート曲線２０４’上のポイント２２０’ 、２１６’および２１２’へそれぞれパス２１９’、２１５’、２１１’に沿っ て変化するように示されている。正規化電力中の対応した変化は２２１’、２１ ７’および２１３’において見られる。 送信レートに依存して異なる送信電力レベルが必要となる理由がいくつかある 。第１に、送信システム２は低レートでデータを送信する場合と比較して高レー トでデータを送信するのにより多くの電力を必要とする。第２に、フレームエラ ーレートが変化することから、送信システム２は異なる電力レベルを必要とする 。例えば、図６Ａにおいてポイント２１２からポイント２２０へフレームエラー レートレベルが変化すると、データ送信レートを同じに維持しながら送信に必要 な電力が減少する。第３に、送信システム２はチャネル状態が異なることから異 なる量の電力を使用する。送信システム２は、理想的なＡＷＧＮチャネルにおい てデータを送信する場合と比較して、ノイズのある（フェーディング）チャネル において高レートでデータを送信するのにより多くの電力を必要とする。さらに 、送信機電力レベルは、電力フィードバックチャネルの帯域幅により異なる場合 がある。先に説明したように、フィードバック帯域幅が狭く、変化する状態を補 償する電力レベルの変化を急速に生じさせることができない場合には、高レート でデータを送信するのに必要な電力の推定値は不正確となるかもしれない。 送信システム２中で電力効率を増加させる方法は、図６Ａを使用した例でグラ フ的に見ることができる。低送信レート曲線２０２は、８分の１レート、４分の １レート、ハーフレート、フルレートを含むすべての低レートに対して使用され る正規化電力を近似する。これらの低レートの１つから他の低レートへの送信レ ートの変化は、フレームエラーレートが変化する場合でさえも、多くの電力を節 約しない。これは、曲線２０４として図６Ａで示されている高送信レートでデー タを送信する際のビット当たりの電力の節約と対照的である。低レート以外のさ らに電力効率のより方法で各ビットを送るだけでなく、多くの数のビットが送ら れる。したがって、送信されるビット数により乗算される、高レートで送信され るすべてのビットに対するビット当たりの節約は総計で大きな電力の節約となる 。 高レートでデータを送信することは効率的であるが、送信される多量のビット は多くの電力を必要とする。基地局５６ａはその基地局内のすべての送信に対し て制限された量の電力しか持たないことから、できる以上のさらに多くの送信を 望むことも可能である。ときには、送信システム２の中には、高レート送信中の ような短い時間期間に対して基地局５６ａ内でのすべての電力を必要とするもの もある。これが生じた場合には、同時にデータを送信しようとしている他の送信 システム２は、基地局５６ａが現在の送信の１つを終了するまで待つように強い られる。この発明により得られる電力の節約により、基地局５６ａ中の制限され た電力のさらに効率のよい分配が得られる。 図７を参照すると、低レートの１つでデータを送った後に高レートでデータを 送る場合に電力レベルを変化させるための例示的なルーチン３００が示されてい る。この方法は、システム５０内の通信全体をより良くするために電力要求を調 整する効率的なシステムを使用する。 ルーチン３００はステップ３１０で始まり、基地局５６ａの送信システム２が アイドルレートで動作している。このレートは基地局５６ａが音声またはデータ を移動局５２の受信システム４に送っていない場合に生じる。多量のデータを送 信しない限り、送信システム２は通常このアイドル状態である。例えば、例示的 な可変レートデコーダでは、送信システム２は通常の電話会話のポーズ中にフル レートからこのアイドルレートに戻る。ステップ３２０では、高レート送信のた めにデータが基地局５６ａに提供される。先に説明したように、このデータは、 高レートで送信される任意のデータとすることができる。このようなデータは時 間や、電力の節約や、通信システム５０の全体的な効率のためとともに、送信さ れているデータのタイプのような理由のために高レートで送信する必要があるか もしれない。例えば、自動メータ読み取りは必ずしも短時間で送信する必要性が ないかもしれない。しかしながら、低レートに対して電力が節約される高レート でこのデータを送信することが通信システム５０にとってより効率的である場合 には、このデータを高レートで送信することはさらに効率的である。さらに、複 数のメータをポーリングしている間は、一般的に短時間に多量のデータを送信し なければならない。 ステップ３３０では、基地局５６ａは信号を移動局５２に送信して、リバース リンクに対して送信されるフォワードリンク電力制御帯域幅の帯域幅を増加させ る。リバースリンク上の電力制御帯域幅を増加させると、フォワードリンクの品 質を示す情報がより高いレートで送信システム２に対して送信される。これは、 移動局５２によりデコードされる適切にエンコードされた信号を基地局５６ａが 送信することにより達成される。移動局５２はこれに応答して、例えばいくつか のフレーム毎に１つ以上電力制御メッセージを送信することにより、その電力制 御情報の帯域幅を増加させる。電力制御メッセージは音声またはトラフィックチ ャネル内で送信またはパンクチャすることができ、あるいは他のチャネルに対し て送信することができる。先に着目した特許に説明されているように、電力制御 メッセージを送信する方法は当業者に知られている。 増加した電力制御情報は、フォワードリンクに対してより高いデータレートで データを送信するのに必要な電力を正確に予測する必要がある。良好な予測がな いと、電力が低すぎる場合にデータ信号は失われるかもしれず、あるいは電力が 高すぎる場合には他のデータ送信を損なうかもしれない。高レートでデータを送 信する場合にはより多くの電力が必要とされることから、多くのビット数のため に、電力の節約は低レートでデータを送信する場合よりもさらに重要である。 ステップ３４０では、基地局５６ａの送信システム２は、移動局５２の受信シ ステム４に対して、送信機がフルレートでフレームを送信し始めることを示す信 号を送る。受信システム４が送信レートを決定することも可能であるが、どのレ ートでフレームが送信されるか受信機に知らされると、このような決定において 生じるエラーはより少なくなる。基地局５６ａは、適切な制御信号を送信するこ とにより、基地局がフルレートにスイッチングしていることを移動局５２に知ら せる。制御信号は、次のフレーム（あるいはその後のいくつかの数Ｎのフレーム ）がフルレートで送信されることを移動局５２に知らせる。特に、ＣＲＣ、ＳＥ Ｒおよびヤマモト値を計算して、それからレートを決定するのではなく、信号は 次（あるいはＮ番目）のフレームをフルレートでデコードするように移動局５２ に命令する。したがって、移動局５２は次の受信フレームのレートを決定する際 にエラーを起こさない。 ステップ３４０において基地局５６ａがフルレートにスイッチングしているこ とを移動局５２に知らせた後に、オプション的なステップ３５０において基地局 は実際にフルレートにスイッチする。ステップ３５０において送信システム２が フルレートでフレームを送信する１つの理由は、移動局５２の受信システム４に 対して、フォワードリンクチャネルについてのさらに多くの電力制御情報を提供 するためである。アイドルレートではなくフルレートでさらに多くの電力制御情 報が集められる１つの理由は、電力制御情報を測定することができる頻度である 。この情報は、フルレートで送信される場合には各フレーム毎に一度送信される 一方、ステップ３１０のようにアイドルレートで動作している場合には１０フレ ーム毎に一度のみ送信される。フルレートでさらに多くの電力制御情報が存在す る他の理由は、アイドルレートよりフルレートの方がデータがより頻繁に送信さ れるからである。 ステップ３６０では、基地局５６ａの送信システム２は、高レートでフレーム を送信するのに必要な電力レベルを推定する。送信システム２は、受信システム ４から（フルレートで）受信された電力制御情報を使用して、フォワードリンク チャネル状態を推定する。例えば、フォワードリンクチャネルがＡＷＧＮチャネ ル（図６Ａ）と同様な場合には、チャネルがフェーディングを受ける場合（図６ Ｂ）よりも、より少ない電力しか必要とされない。 ステップ３６０において、基地局５６ａの送信システム２は、フォワードリン クチャネル状態と高レートでフレームを送信するのに必要な電力量とをさらに正 確に推定するために、付加的な電力制御情報を得るように努めることもできる。 例えば、送信システム２は短時間に高レートで１つ以上のフレームを送信し、そ の後、それに応答して受信された電力制御メッセージを解釈してもよい。したが って、さらに多くの電力を使用するものの、そのデータレートでデータ送信する のに必要な電力レベルをさらに正確に予測するために、短時間であっても最初に より高いレートで信号を送信することには利点がある。より低いレートで送信す る場合よりもフルレートまたは高レートで送信する場合の方がより大きな信号対 ノイズ比が得られることから、電力レベルはさらに正確に予測される。 関連した実施形態では、リバースリンクのフィードバック帯域幅を増加させる ことにより、フォワードリンクチャネル状態に関する情報を前に提供されていた 情報よりもより早く提供する。リバースリンク上のフィードバック帯域幅は、８ 分の１レートまたはアイドルレートから４分の１レート、ハーフレートまたはフ ルレートに変化させることにより増加させる。この実施形態は単独で、あるいは 先に説明したようにより高い電力制御効率のためにより高いレートのフォワード リンク通信と組み合わせて使用することができる。 他の実施形態では、基地局５６ａの受信システム４は、データが以前に高レー トで送信されたときの前に測定された電力レベルを記憶する。この実施形態では 、チャネル状態が以前に使用されたものと同様である場合に、適切な新しい電力 レベルを推定するのに費やされる労力や時間が減少あるいは避けられる。このケ ースでは、送信システム２は高レート送信に対して以前に使用されたセッティン グに送信機電力を設定するように受信システム４に対して要求する。その後送信 システム２はこの再度呼び出された電力セッティングで１つ以上のフレームを送 信する。この再度呼び出されたセッティングはチャネルの現在の状態に対して評 価され、チャネルが前の送信から実質的に変化していない場合には、この再度呼 び出された電力レベルは適切である。 増強された電力制御管理をリバースリンク上のさらに効率的な高レートデータ 送信に対して使用してもよい。リバースリンクがアイドルレートあるいは８分の １レートで動作しており、リバースリンクに沿っての送信のためにデータが受け 取られると、１つの実施形態はリバースリンクが送信レートをフルレートに変化 できるようにし、これは同時により良い性能のためにフィードバック帯域幅を増 加させる。 他の実施形態では、システムが現在リバースリンクチャネルに基づいていなけ れば、リバースリンク電力制御の帯域幅は他の手段により増加させることができ る。例えば、先に説明したように基地局５６ａは移動局５２に対してチャネル状 態に基づかない所定のレートで送信するように命令する。 さらに別の実施形態では、移動局５２はより高い電力レベルにおいてリバース リンク上でデータを送信することができ、その後これは先に説明したように基地 局５６ａにより使用されて測定精度を向上させる。 最後に、高レート送信のためにリバースチャネルを準備させる先の実施形態の 任意あるいはすべての実施形態は、さらに高精度の電力制御および効率的なデー タ送信のために組み合わせることができる。 ステップ３６０は効率を向上させる。その理由は、移動局５２と基地局５６ａ が、高レートでデータを送信するのに必要な適切な電力レベルを推定し、そして テストできるようにするからである。このように正確に推定する目的は、高レー トで送信されるデータが、適切にデコードされるのに十分な電力を確実に持つが 、一時的に他の送信を妨げるような多くの電力を確実に持たないようにするため である。各移動局５２と基地局５６ａが最高の効率で動作しているときに、通信 システム５０の効率は最大になる。 ステップ３７０では、基地局５６ａの送信システム２は高レート通知を移動局 ５２の受信システム４に送信する。このステップはステップ３４０と類似し、先 に着目したように、送信レートを不正確に決定した場合に生じるデータ損失を避 けるのに必要である。電力レベルが正確に設定され、増加したデータレートにつ いて移動局５２対して適切に通知がなされた後に、基地局５６ａは高レートでフ レームを送信する。ステップ３６０のもとで前に推定された電力でフォワードリ ンクチャネルに対してフレームが送信される。このようなデータは高レートで送 信されるが、移動局５２は電力制御メッセージを基地局５６ａに戻すように送信 し続ける。したがって、基地局５６ａは高レートで送信しながら、前に推定され た電力レベルが不正確な場合に電力を適切に調整する。一般的に、ルーチン３０ ０はシステム５０がその送信レートと電力制御フィードバックを増加させて、高 レートでフレームを送信するのに適切な電力を推定できるようにする。したがっ て、従来技術に対する利点は、チャネル状態を推定することなく、余分な電力を 持つデータを送信することによって無駄になる電力をより少なくし、不十分な電 力を持つデータを送信することによるデータの損失を最小にすることである。 ここで提供した本発明の教示は他の通信システムに対しても適用することがで き、必ずしも先に説明した例示的なＣＤＭＡ通信システムである必要はない。例 えば、本発明は他のデジタルまたはアナログセルラ通信システムに対して等しく 適用可能である。あたかもすべてが説明されているかのようにすべてが参照のた めにここに組み込まれている先に説明したさまざまな特許および出願のシステム 、回路およびコンセプトを使用するために、必要であれば本発明は修正すること もできる。 先の詳細な説明の観点から、これらおよび他の変更を本発明に対して行うこと ができる。一般的に、以下の請求の範囲において、使用されている用語は、明細 書および請求の範囲中に開示されている特定の実施形態に本発明を限定するよう に解釈すべきでなく、チャネル品質管理および電力制御を提供するように請求の 範囲にしたがって動作する任意の通信システムを含むように解釈すべきである。 したがって、本発明は開示に限定されるものでなく、その範囲は以下の請求の範 囲によってもっぱら決定されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── 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，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ， ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，Ｌ Ｓ，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，Ｅ Ｅ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＧＷ，ＨＵ ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ，ＺＷ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも１つの基地局と少なくとも１つのユーザ局とを有し、前記ユーザ 局のユーザがリバースリンク信号を前記基地局に送信し、前記基地局からフォワ ードリンク信号を受信する通信システム中で送信信号電力を制御する方法におい て、 前記ユーザ局および前記基地局の少なくとも１つから低レートで信号を送信し 、 前記低レートよりも速いデータレートでデータ信号を送信するのに必要な前記 送信信号電力を選択し、 前記送信信号電力を変化させて、前記データレートの前記選択された送信信号 電力に一致させ、 前記ユーザ局および前記基地局の少なくとも１つから前記データレートでデー タ信号を送信するステップを含む方法。 ２．前記低レートで信号を送信するステップは、送信される信号のエラーレート を決定するステップを含み、 前記送信信号電力を選択するステップは、 前記リバースリンクチャネルの状態に基づいて新しいエラーレートを決定し、 前記信号を送信する複数の他のレートに対して、前記新しいエラーレートを使 用して前記送信信号電力を評価するステップをさらに含む請求項１記載の方法。 ３．前記送信信号電力を選択するステップは、フル低レートよりも遅いレートで ある前記低レートから前記フル低レートに送信レートを変化させるステップをさ らに含む請求項１または２記載の方法。 ４．前記送信信号電力を選択するステップは、前記データレートよりも遅いレー トであるが前記低レートよりも速いフル低レートでの送信を前記低レートから開 始させる命令を提供する請求項１ないし３のいずれか１項記載の方法。 ５．前記基地局および前記ユーザ局はそれぞれフォワードリンクおよびリバース リンクに対して信号を送信し、前記フォワードリンクおよびリバースリンクはそ れぞれ通信チャネルとフィードバックチャネルを含み、各チャネルは独立したチ ャネル帯域幅を持ち、 前記送信信号電力を選択するステップは、 前記リバースリンクの前記フィードバックチャネルの前記帯域幅を増加させ、 前記リバースリンクの前記フィードバックチャネルを通して、増加された帯域 幅の電力制御信号を受信し、 前記増加された帯域幅の電力制御信号に基づいてデータレートでデータ信号を 送信するのに必要な前記送信信号電力を推定するステップをさらに含む請求項１ ないし４のいずれか１項記載の方法。 ６．前記データレートは前記低レートの倍数であり、前記倍数は４よりも大きい 値を持つ請求項１ないし５のいずれか１項記載の方法。 ７．前記送信信号電力を選択するステップは、 前記データレートで、選択された短期間の信号を送信し、 前記選択された短期間の信号を受信して、その品質を決定し、 前記決定された品質に基づいて電力制御メッセージを送信し、 前記電力制御メッセージに基づいて前記送信信号電力を推定するステップを含 む請求項１ないし６のいずれか１項記載の方法。 ８．前記送信信号電力を選択するステップは、現在の電力レベルよりも高い電力 レベルで送信を開始させる命令を提供するステップを含む請求項１ないし７のい ずれか１項記載の方法。 ９．前記データレートでデータ信号を送信するステップの前に、前記データレー トで送信を開始させる命令を提供するステップをさらに含む請求項１ないし８の いずれか１項記載の方法。 １０．少なくとも１つの基地局と少なくとも１つのユーザ局とを有し、前記ユー ザ局のユーザがリバースリンク信号を前記基地局に送信し、前記基地局からフォ ワードリンク信号を受信する通信システム中で送信信号電力を制御する方法にお いて、 前記基地局において、低レートでデータを送信し、 前記低レートよりも速い高レートでの送信のために前記基地局にデータを提供 し、 前記基地局において、信号を前記ユーザ局に送信して、前記ユーザ局から前記 基地局に送信される電力制御情報信号の帯域幅を増加させ、 前記基地局において、前記基地局が前記低レートと前記高レートとの間のレー トであるフルレートでフレームを送信し始めていることを示す第２の信号を前記 ユーザ局に送信し、 前記ユーザ局において、前記フルレートに送信速度をスイッチングし、 前記電力制御情報の前記増加された帯域幅に基づいて前記高レートでデータを 送信するのに必要な送信信号電力を推定し、 前記送信信号電力を前記推定された送信信号電力に変化させ、 前記基地局において、前記基地局が前記高レートで前記第２のタイプのデータ を送信し始めていることを前記ユーザ局に通知するステップを含む方法。 １１．前記低レートで信号を送信するステップは、送信される信号のエラーレー トを決定するステップを含み、 前記送信信号電力を推定するステップは、 前記リバースリンクチャネルの状態に基づいて新しいエラーレートを決定し、 前記信号を送信する複数の他のレートに対して、前記新しいエラーレートを使 用して前記送信信号電力を評価するステップをさらに含む請求項１０記載の方法 。 １２．前記送信速度をスイッチングするステップは、前記ユーザ局がフル低レー トでの前記フォワードリンク信号の送信を前記低レートから開始するように前記 基地局に命令するステップをさらに含み、前記低レートは前記フル低レートより も遅いレートである請求項１０または１１記載の方法。 １３．前記高レートは前記低レートの倍数であり、前記倍数は４よりも大きい値 を有する請求項１０ないし１２のいずれか１項記載の方法。 １４．前記送信信号電力を推定するステップは、前記低レートで信号を送信する のに必要な電力レベルよりも高い電力レベルで送信を開始させるような命令を提 供し、前記より高い電力レベルは前記送信信号電力の前記推定を促進する請求項 １０ないし１３のいずれか１項記載の方法。 １５．少なくとも１つの基地局と、 少なくとも１つのユーザ局と、前記局は相互に通信信号を交換し、 低レートでデータ送信信号を送信する手段と、前記送信信号は信号送信電力で 送信され、 データレートでデータ送信信号を送信するのに必要な信号送信電力を推定する 手段と、前記データレートは前記低レートよりも速く、 前記送信手段に結合され、前記信号送信電力を変化させて、前記推定された送 信信号電力に一致させる手段と、 前記変化させる手段に結合され、前記データレートでデータ送信信号を送信す る手段とを具備する通信システム。 １６．前記低レートで信号を送信する手段は、送信される信号のエラーレートを 決定する手段を備え、 前記信号送信電力を推定する手段は、 前記リバースリンクチャネルの状態に基づいて新しいエラーレートを決定する 手段と、 前記データ送信信号の送信の複数の他のレートに対して、前記新しいエラーレ ートを使用して前記送信信号電力を評価する手段とをさらに備えている請求項１ ５記載の通信システム。 １７．前記信号送信電力を推定する手段は、前記低レートからフル低レートに送 信レートを変化させる手段をさらに備え、前記低レートは前記フル低レートより も遅いレートである請求項１５または１６記載の通信システム。 １８．前記信号送信電力を推定する手段は、前記フル低レートでの送信を前記低 レートから開始させる命令を提供する手段をさらに備え、前記フル低レートは前 記データレートよりも遅いが前記低レートよりも速いレートである請求項１５な いし１７のいずれか１項記載の通信システム。 １９．前記基地局および前記ユーザ局はそれぞれフォワードリンクおよびリバー スリンクに対して信号を送信し、前記フォワードリンクおよびリバースリンクは それぞれ通信チャネルとフィードバックチャネルを含み、各チャネルは独立した チャネル帯域幅を持ち、 前記送信信号電力を推定する手段は、 前記リバースリンクの前記フィードバックチャネルの前記帯域幅を増加させる 手段と、 前記リバースリンクの前記フィードバックチャネルを通して、増加された帯域 幅の電力制御信号を受信する手段と、 前記増加された帯域幅の電力制御信号に基づいてデータレートでデータ信号を 送信するのに必要な前記送信信号電力を推定する手段をさらに備える請求項１５ ないし１８のいずれか１項記載の通信システム。 ２０．前記データレートは前記低レートの倍数であり、前記倍数は４よりも大き い値を持つ請求項１５ないし１９のいずれか１項記載の通信システム。 ２１．低データレートに対応する送信信号電力でフォワードリンク信号として現 在の通信信号を通常送信するように構成された基地局と、 前記現在の通信信号を受信して、前記現在の通信信号のレベルを決定し、リバ ースリンク信号として現在の制御メッセージを送信する少なくとも１つのユーザ 局とを具備し、 前記基地局は、前記現在の制御メッセージに基づいてデータレートでデータ信 号を送信するのに必要な送信信号電力を推定し、前記送信信号電力を変化させて 、前記推定された送信信号電力に一致させ、前記データレートでデータ信号を前 記ユーザ局に送信するように構成され、前記データレートは前記低レートよりも 速い通信システム。 ２２．前記基地局は、前記フォワードリンク上の通信信号の送信レートを中間的 なレートに変化させるようにさらに構成され、前記低レートは前記中間的なレー トよりも遅い請求項２１記載の通信システム。 ２３．前記基地局は、中間的なレートで前記リバースリンク信号上で受信された 通信信号をデコードし始めるように前記ユーザ局に命令するようにさらに構成さ れ、前記低レートは前記フル低レートよりも遅いレートである請求項２１または ２２記載の通信システム。 ２４．前記フォワードリンクと前記リバースリンクはそれぞれ通信チャネルとフ ィードバックチャネルをを含み、各チャネルは独立したチャネル帯域幅を持ち、 前記基地局は、前記リバースリンクのフィードバックチャネルの帯域幅を増加さ せるように移動局に命令し、前記リバースリンクの前記フィードバックチャネル を通して増加された帯域幅の制御メッセージを受信し、前記増加された帯域幅の 制御メッセージに基づいてデータレートでデータ信号を送信するのに必要な前記 送信信号電力を推定するように構成されている請求項２１ないし２３のいずれか １項記載の通信システム。 ２５．前記基地局はセルラ電話基地局であり、前記ユーザ局はセルラ電話機であ り、前記セルラ電話基地局は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）スペクトル拡散通信 信号として前記現在の通信信号を送信するように構成されている請求項２１ない し２４のいずれか１項記載の通信システム。 ２６．基地局とユーザ局とを有し、前記基地局が信号を前記ユーザ局に送信し、 前記ユーザ局から信号を受信する通信システム用の装置において、 低レートで現在の通信信号を送信する送信機と、 前記現在の通信信号に対応する制御メッセージを受信する受信機と、 前記受信機および送信機に結合され、前記制御メッセージに基づく高レートで 新しい通信信号を送信するのに必要な送信信号電力を推定し、前記高レートは前 記低レートより速いように構成されたプロセッサとを具備し、 前記送信機は前記高レートおよび前記推定された送信信号電力で前記新しい通 信信号を送信するように構成されている装置。 ２７．前記基地局は前記受信機、前記送信機および前記プロセッサを備え、前記 受信機は前記ユーザ局から前記制御メッセージを受信するように構成され、前記 送信機は前記現在および新しい通信信号を前記ユーザ局に送信するように構成さ れている請求項２６記載の通信システム。 ２８．前記移動局は前記受信機、前記送信機および前記プロセッサを備え、前記 受信機は前記基地局から前記制御メッセージを受信するように構成され、前記送 信機は前記現在および新しい通信信号を前記基地局に送信するように構成されて いる請求項２６または２７記載の装置。 ２９．前記プロセッサは新しい通信信号の送信レートを前記低レートから中間的 なレートに変化させ、前記低レートは前記中間的なレートよりも遅いレートであ るように構成されている請求項２６ないし２８のいずれか１項記載の装置。 ３０．前記プロセッサは、前記新しい通信信号が中間的なレートでデコードされ るべきであることを命令するメッセージを提供し、前記低レートは前記中間的な レートよりも遅いレートであるように構成されている請求項２６ないし２９のい ずれか１項記載の装置。 ３１．前記プロセッサは前記制御メッセージの帯域幅が増加されるべきであるこ とを命令するメッセージを提供するように構成されている請求項２６ないし３０ のいずれか１項記載の装置。