JP2004529530A - Cdma通信システムにおいて多数のチャンネルの送信パワーを制御する方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明はデータ通信に関し、特にCDMAシステム(例えばW−CDMAシステム)において多数のチャンネルの送信パワーを制御する優秀で改良された技術に関する。
【背景技術】
【0002】
無線通信システムでは、ユーザ端末(例えばセルラ電話機)を有するユーザは1以上の基地局を経て別のユーザとダウンリンクおよびアップリンクの送信により通信する。ダウンリンク(即ち順方向リンク)は基地局からユーザ端末への送信を指し、アップリンク(即ち逆方向リンク)はユーザ端末から基地局への送信を指す。ダウンリンクおよびアップリンクは典型的に異なる周波数を割当てられる。
【0003】
コード分割多元アクセス(CDMA)システムでは、データが同一の周波数帯域にわたって複数のユーザへ同時に送信されるので、基地局からの総送信パワーは典型的に総ダウンリンク容量を示している。総送信パワーの一部分は全てのユーザの総計の送信パワーが利用可能な送信パワー全体以下であるように各アクチブユーザへ割当てられる。
【0004】
ダウンリンク容量を最大にするために、各ユーザ端末への送信パワーはユーザ端末で受信された送信の信号対雑音プラス干渉比(SNR)により測定されるときの信号品質がターゲットSNRに維持されるようにパワー制御ループにより制御されてもよい。このターゲットSNRはしばしばパワー制御設定点(または単に設定点)と呼ばれる。第2のパワー制御ループはフレームエラー率(FER)により測定されるとき所望のレベルの性能が維持されるように典型的に設定点の調節に使用される。ダウンリンクパワー制御機構はしたがって所望のリンク性能を維持しながらパワー消費と干渉を減少しようとする。この結果、システム容量は増加し、ユーザのサービスの遅延を減少する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
多数の新しい世代のCDMAシステムは高速度のデータサービスおよび/または多数のサービス(例えば音声およびパケットデータ)を与えるために多数のチャンネルにおける同時の送信をサポートする。これらのチャンネルは異なるデータ率でデータを送信するために使用され、さらに異なる処理方式を使用する。フィードバックストリーム(またはパワー制御サブチャンネル)はこれらのチャンネルのパワー制御のために各ユーザ端末へ割当てられる。フィードバックストリームは1つのチャンネルで送信するために受信された信号品質を示す情報を送信するために典型的に使用される。この情報はその後、全てのチャンネルのパワー制御を行うために基地局により使用される。
【0006】
パワー制御は多数のチャンネルの送信パワーが規定された関係によって関連付けられないならばさらに挑戦的になる。これはチャンネルが基地局の同じセットから送信されない(即ち異なる“ハンドオーバー”状態)である場合に結果として生じる。例えば第1のチャンネルはソフトハンドオフを使用して基地局のセットから送信され、第2のチャンネルはセットのただ1つの基地局から送信されてもよい。第1のチャンネルでは、ユーザ端末は送信を回復するために送信パワーを全ての送信する基地局から集めて結合し、このチャンネルのパワー制御は結合されたパワーに基づいている。第2のチャンネルでは、パワー制御は単一の送信している基地局から受信された送信パワーに基づくべきである。
【0007】
第2のチャンネルを送信する基地局の展望から、2つのチャンネルの送信パワーは相関されない。典型的に、個々の基地局からの影響の割合はソフトハンドオフのチャンネルでは知られていない。したがってこの基地局が第1のチャンネルに影響する量は知られていない。単一のフィードバックストリームが割当てられ、第1のチャンネルのパワー制御情報の送信に使用されるならば、第2のチャンネルの効率的なパワー制御はこのフィードバックストリームに基づいて典型的には可能ではない。2つのチャンネルの送信パワーが相関されないならば、基地局は第1のチャンネルのフィードバック情報に基づいて第2のチャンネルの送信パワーを正確に調節できない。
【0008】
認められるように、異なる基地局のセットから送信される多数のチャンネルの送信パワーの効率的な制御に使用されることができる技術が強く要望されている。
【課題を解決するための手段】
【0009】
種々のパワー制御技術は干渉を減少し、システム容量を最大にしながら所望のレベルの性能を実現するために多数のチャンネルの独立したパワー制御をサポートするためにここで提供される。これらの技術はアップリンクにおいて単一のパワー制御フィードバックストリームを規定するCDMAシステム(例えばW−CDMAシステム)に適用される利点であり、これはダウンリンクパワー制御に使用される。ここに記載された技術は単一のフィードバックストリームに基づいて多数(実質上並列)のパワー制御フィードバックサブストリームを構成するために使用されることができる。これらのフィードバックサブストリームはその後、サブストリームに割当てられたチャンネルの送信パワーを独立して制御するために使用される。
【0010】
1つの特徴では、(例えばW−CDMA標準により規定されるような)単一のフィードバックストリームは個々のパワー制御を必要とする多数のチャンネル間で“時間共有”される。種々の時間共有方式は単一のフィードバックストリームに基づいて多数のフィードバックサブストリームを構成し、フィードバックレートの異なる組み合わせもサブストリームで実現される。各フィードバックサブストリームはそれぞれのチャンネルに割当てられ、それらのパワー制御に使用される。
【0011】
別の特徴では、多数のフィードバックサブストリームは新しく規定されたスロットフォーマット中の多数のフィールドに基づいて構成される。種々の方式はフィードバックサブストリームを形成するために使用され、各フィードバックサブストリームはそれぞれのチャンネルのパワー制御に使用される。
【0012】
本発明は以下さらに詳細に説明するように、本発明の種々の観点および特徴を実行する方法、パワー制御装置、他のエレメントをさらに提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明の特徴、特性、利点は図面を伴った以下示す詳細な説明からさらに明白になるであろう。同一の参照符号は全体を通じて対応している。
図1は多数のユーザをサポートする無線通信システム100 の概略図である。システム100 は対応する基地局104 によりそれぞれサービスされる複数のセルに対する通信を提供する。種々のユーザ端末106 はシステム全体に分散されている。各ユーザ端末106 はユーザ端末がアクチブであるか否かおよびソフトハンドオフであるか否かに応じて、任意の特定の瞬間にダウンリンクおよびアップリンクで1以上の基地局104 と通信する。図1に示されているように、基地局104aはユーザ端末106a、106b、106c、106dと通信し、基地局104bはユーザ端末106d、106e、106fと通信する。ユーザ端末106dはソフトハンドオフであり、基地局104aおよび104bと同時に通信する。
【0014】
システム100 では、システム制御装置102 は基地局104 に結合し、さらに公共交換電話網(PSTN)および/または1以上のパケットデータネットワーク(PDN)へ結合する。システム制御装置102 はそれに結合された基地局の調整と制御を行う。システム制御装置102 はさらにユーザ端末106 間および、ユーザ端末106 とPSTNに結合されたユーザ(通常の電話機)間で基地局104 を介して電話呼のルーティングを制御する。システム制御装置102 はしばしば基地局制御装置(BSC)または無線ネットワーク制御装置(RNC)と呼ばれる。
【0015】
システム100 は(1)“TIA/EIA-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”(IS-95 標準)、(2)“TIA/EIA-95-D Recommended Minimum Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Mobile Station”(IS-98 標準)、(3)“3rd Generation Partnership Project”(3GPP)という名称の協会により提供され、文書番号3G TS 25.211、3G TS 25.212、3G TS 25.213、3G TS 25.214(W-CDMA標準)で実施されている標準方式、(4)“3rd Generation Partnership Project 2”(3GPP2 )という名称の協会により提供され、文書番号C.S0002-A 、C.S0005-A 、C.S0010-A 、C.S0011-A 、C.S0024 、C.S0026 、(cdma2000標準)を含む1組の文書で実施されている標準方式、(5)幾つかのその他の標準方式のような1以上のCDMA標準方式をサポートすることにより設計されている。これらの標準方式はここで参考文献とされている。
【0016】
図2AはW−CDMA標準方式にしたがったダウンリンクデータ送信のための基地局104 における信号処理の図である。W−CDMAシステムの上部シグナリング層は複数の“転送”チャンネルの同時的な送信をサポートし、各転送チャンネルは特定の通信(例えば音声、ビデオ、データ等)のデータを伝播できる。各転送チャンネルのデータは転送ブロックとも呼ばれるブロックでそれぞれの転送チャンネル処理セクション210 へ与えられる。
【0017】
転送チャンネル処理セクション210 内で、各転送ブロックはブロック212 で巡回冗長検査(CRC)ビットを計算するために使用される。CRCビットは転送ブロックに取付けられ、エラー検出のためにユーザ端末で使用される。複数のCRCコード化ブロックはその後、ブロック214 で共に順次連結される。連結後のビットの総数がコードブロックの最大のサイズよりも大きいならば、ビットは複数の(等しいサイズの)コードブロックに区分される。各コードブロックはその後、コード化されたビットを発生するためにブロック216 でコード化規格でコード化される(例えば畳込みコードまたはターボコード)か全くコード化されない。
【0018】
レートの一致はその後、ブロック218 で高いシグナリング層により割当てられるレート一致属性にしたがってコード化されたビットで実行される。アップリンクで、ビットは送信されるビット数が利用可能なビット位置数に一致するように、反復または破壊(即ち消去)される。ダウンリンクで、未使用のビット位置はブロック220 で不連続な送信(DTX)ビットで満たされる。DTXビットは送信がオフに切換えられ、実際に送信されないときを指示する。
【0019】
ビットはその後、ブロック222 で時間ダイバーシティを与えるように特定のインターリーブ規格にしたがってインターリーブされる。W−CDMA標準方式にしたがって、インターリーブが実行される時間インターバルは1組の可能な時間インターバル(即ち10m秒、20m秒、40m秒または80m秒)から選択される。選択されたインターリーブインターバルが10m秒よりも長いとき、インターバル内のビットはブロック224 で区分され、連続的な転送チャンネル無線フレームへマップされる。各転送チャンネル無線フレームは(10m秒)無線フレーム期間にわたって送信に対応する。
【0020】
全てのアクチブ転送チャンネル処理セクション210 からの無線フレームはその後、ブロック232 で、コード化された複合転送チャンネル(CCTrCH)へ順次多重化される。DTXビットはその後ブロック234 で、送信されるビット数がデータ送信に使用される“物理的”チャンネルの利用可能なビット位置の数に一致するように、多重化された無線フレームへ挿入される。1より多数の物理的チャンネルが使用されるならば、ビットはブロック236 で物理的チャンネル間で区分される。各物理的チャンネルの各無線フレーム期間のビットはその後、ブロック238 で付加的な時間ダイバーシティを与えるためにインターリーブされる。インターリーブされた物理的なチャンネル無線フレームはその後ブロック240 で、それぞれの物理的チャンネルにマップされる。各物理的チャンネルは以下説明するように特定のデータタイプに対する特定の送信を送信するために使用される。ユーザ端末への送信に適した変調された信号を発生するためのその後の信号処理は技術で知られており、ここで説明しない。
【0021】
図2BはW−CDMA標準方式にしたがったダウンリンクデータ送信のためのユーザ端末106 における信号処理のフロー図である。図2Bで示されている信号処理は図2Aで示されている信号処理に対して相補的である。最初に、変調された信号が受信され、調節され、デジタル化され、処理され、データ送信に使用される各物理的なチャンネルに対するシンボルを与える。各シンボルは特定の分解能(例えば4ビット)を有し、送信されるビットに対応する。各物理的チャンネルの各無線フレーム期間のシンボルはブロック252 でデインターリーブされ、全ての物理的なチャンネルからのデインターリーブされたシンボルはブロック254 で連結される。ダウンリンク送信では、送信されないビットがブロック256 で検出され、除去される。シンボルはその後、ブロック258 で種々の転送チャンネルにデマルチプレクスされる。各転送チャンネルの無線フレームはその後、それぞれの転送チャンネル処理セクション260 へ与えられる。
【0022】
転送チャンネル処理セクション260 内で、転送チャンネル無線フレームはブロック262 で“トラフィック”へ連結される。各トラフィックは1以上の転送チャンネル無線フレームを含み、送信装置で使用される選択されたインターリーブインターバルに対応する。各トラフィック内のシンボルはブロック264 でデインターリーブされ、送信されないシンボルはブロック266 で除去される。逆のレート一致はその後ブロック268 で、反復されたシンボルを累積し、破壊されたシンボルの“消去”を挿入するために実行される。トラフィックの各コード化ブロックはその後ブロック270 で復号され、復号されたブロックは連結され、ブロック272 でそれぞれの転送ブロックに区分される。各転送ブロックはその後ブロック274 で、CRCビットを使用してエラーをチェックされる。
【0023】
W−CDMA標準方式は多数のユーザをサポートでき音声とパケットデータの効率的な送信のために設計されたチャンネル構造を規定している。W−CDMA標準方式にしたがって、送信されるデータは高いシグナリング層で1以上の転送チャンネルとして処理される。転送チャンネルは異なるタイプのサービス(例えば音声、ビデオ、データ等)の同時的な送信をサポートする。転送チャンネルはその後、通信(例えば呼)のためにユーザ端末に割当てられている物理的なチャンネルにマップされる。
【0024】
W−CDMAシステムの各通信では、ダウンリンク専用の物理的チャンネル(ダウンリンクDPCH)は典型的に通信期間に対してユーザ端末に割当てられる。DPCHは高速度のデータ率変化(例えば10m秒毎)、高速度のパワー制御、特定のユーザ端末への固有のアドレシングの可能性により特徴付けされるダウンリンク転送チャンネルの伝送に使用される。
【0025】
付加的な送信能力が必要とされるならば、物理的なダウンリンク共有チャンネル(PDSCH)もまたユーザ端末に割当てられてもよい。例えば、PDSCHは高いレートのパケットデータ送信に割当てられる。PDSCHはコードの多重化に基づいてユーザ端末により共有されるダウンリンク転送チャンネルを伝送するために使用される。PDSCHはダウンリンクDPCHに関連される。しかしながらPDSCHとDPCHは同一の拡散ファクタ(即ちデータ率を決定する直交コード)を有する必要はなく、PDSCHの拡散ファクタはフレーム毎に変化する。
【0026】
ダウンリンクDPCHは制御データ(例えばパイロット、パワー制御情報等)を有する時分割多重方法でユーザ専用のデータを送信するために使用される。ダウンリンクDPCHはしたがってダウンリンク専用の物理的データチャンネル(DPDCH)とダウンリンク専用の物理的制御チャンネル(DPCCH)との多重化として見ることができる。
【0027】
ダウンリンクで、各基地局の容量はその総送信パワーにより限定される。所望のレベルの性能を与え、システム容量を増加するため、基地局からの各送信の送信パワーは所望レベルの性能を維持しながらパワー消費を減少するために可能な限り低くなるように制御される。ユーザ端末における受信された信号品質が非常に貧弱であるならば、正確に送信を復号する可能性は減少し、性能は妥協される(例えば高いFER)。反対に、受信された信号品質が非常に高いならば、送信パワーレベルは不必要に送信に使用され、それはシステム容量を減少し、さらに他の基地局からの送信に対して過剰な干渉を生じさせる。
【0028】
図3は本発明の種々の特徴と実施形態を実行できるダウンリンクパワー制御機構300 のブロック図である。パワー制御機構300 は外部ループパワー制御320 を伴って動作する内部ループパワー制御310 を含んでいる。
【0029】
内部ループ310 はユーザ端末で受信された送信の信号品質を可能な限りターゲットの信号対雑音プラス干渉比(SNR)に近く維持しようとする(比較的)高速度のループである。図3に示されているように、内部ループ310 はユーザ端末と基地局との間で動作し、1つの内部ループは独立してパワー制御される各チャンネルのために典型的に維持される。
【0030】
特定のチャンネルの内部ループパワー調節は典型的に(1)ユーザ端末におけるチャンネル送信の信号品質を測定し(ブロック312 )、(2)受信された信号品質をチャンネルの設定点に対して比較し(ブロック314 )、(3)パワー制御情報を送信基地局へ返送することにより典型的に実現される。信号品質測定はパワー制御されるチャンネル、パワー制御されるチャンネルに関連する基準チャンネル、またはパワー制御されるチャンネルとの関係が設定される任意の他のチャンネルで行われる。パワー制御情報はその送信パワーを調節するため送信基地局により使用され、例えば送信パワーの増加をリクエストする“UP”コマンドまたは送信パワーの減少をリクエストする“DOWN”コマンドの形態である。基地局はしたがって(ブロック316 で)パワー制御情報を受信する度に、チャンネルの送信パワーを調節する。W−CDMAシステムでは、パワー制御情報は毎秒1500回の頻度で送信され、したがって内部ループ310 で比較的高速度の応答時間を与える。
【0031】
典型的に時間にわたって変化する特に移動体ユーザ端末に対する通信リンク(雲318 )のパス損失のために、ユーザ端末における受信された信号品質は連続して変動する。内部ループ310 はしたがって通信リンクの変化が存在する場合に受信された信号品質を設定点またはその近くに維持しようとする。
【0032】
外部ループ320 は特定レベルの性能がユーザ端末への送信で実現されるように連続的に設定点を調節する(比較的)低速度のループである。所望レベルの性能は典型的にターゲットフレームエラー率(FER)であり、幾つかの送信では1%である。幾つかのその他のターゲット値および/または性能基準はまた設定点の調節に使用される。
【0033】
特定のチャンネルの外部ループ設定点の調節は(1)送信されたフレームを回復するためチャンネルで送信を受信し処理し、(2)それぞれ受信されたフレームの像を正確に復号されている(良好)またはエラー(消去)があるとして決定し、(3)フレーム状態に基づいて設定点を(ブロック324 )で(恐らく他の情報と共に)調節することにより典型的に実現される。フレームが正確に復号されるならば、ユーザ端末で受信された信号品質は必要よりも高い傾向がある。設定点が僅かに減少されると、それは内部ループ310 に送信のための送信パワーを減少させる可能性がある。代わりに、フレームがエラーで復号されるならば、ユーザ端末の受信された信号品質は必要よりも低い傾向がある。設定点は増加され、内部ループ310 に送信のための送信パワーを増加させる。
【0034】
チャンネルの設定点が調節される方法を制御することによって、異なるパワー制御特性と性能レベルが得られる。例えば、ターゲットFERは悪いフレームの設定点の上方への調節量と、良好なフレームの下方への調節量と、設定点の連続的な増加間の必要な経過時間等を変更することにより調節される。ターゲットFER(即ち長期のFER)はΔD/(ΔD+ΔU)として設定され、ここでΔUは消去されたフレームの設定点の増加量であり、ΔDは良好なフレームの設定点の減少量である。ΔUとΔDの絶対サイズは通信リンクの突然の変更に対するシステムの応答を決定する。
【0035】
W−CDMAシステムでは、ユーザ端末はDPCCH/DPDCH(即ちダウンリンクDPCH)における送信のSNRを評価する。ユーザ端末はその後、評価されたSNRをターゲットSNRと比較し、評価されたSNRがそれぞれターゲットSNRよりも小さいか大きいかによって、送信パワーを増加または減少するための送信パワー制御(TPC)コマンドを発生する。TCPコマンドの受信に応答して、基地局はDPCCH/DPDCHの送信パワーを調節する。
【0036】
同一のユーザ端末に対する異なるダウンリンクチャンネルの送信パワーの比はW−CDMAシステムで特定されず、時間と共に変化する可能性がある。共通の動作のシナリオでは、PDSCHとダウンリンクDPCHは1つの基地局から送信される。この場合、PDSCHの送信パワーはダウンリンクDPCHに対して発生されるTPCコマンドに基づいて(即ちダウンリンクDPCHで維持される内部パワー制御ループに基づいて)制御される。基地局はPDSCHとダウンリンクDPCHで実行される処理を知っており、これらの各チャンネルのターゲットSNRを決定することができる。基地局はまたターゲットSNRを実現するためにしたがってこれらのチャンネルの送信パワーをスケールすることができる。
【0037】
同一のTPCコマンドに基づくPDSCHとダウンリンクDPCHのパワー制御は両チャンネルが同一の組の基地局から(例えば1つの基地局から)送信されるとき良好に行われる。しかしながら、この方式はソフトハンドオフのシナリオに対しては典型的に適切ではない。W−CDMA標準方式はソフトハンドオフでダウンリンクDPCHの動作を可能にするが、現在ソフトハンドオフのPDSCHの動作を可能にしていない。PDSCHとその関連するダウンリンクDPCHはそれ故、異なるハンドオフモードで動作されてもよい。
【0038】
ダウンリンクDPCHがソフトハンドオフ中であるならば、ユーザ端末はDPCHの送信を回復するために1組の基地局から送信パワーを集めて結合する。DPCHに対するパワー制御はその後、全ての送信基地局から受信されたDPCHの全パワーに基づく。個々の基地局からの特別な割合の貢献はシステム制御装置には知られていない。したがって、そのセットの1つの基地局がまたPDSCHを送信するならば、PDSCHに使用される送信パワー量はPDCHに対するその送信パワーに相関されず、またはそれから決定できない。DPCHに対して受信されたTPCコマンドに基づくならば、PDSCHの送信パワーは不正確に制御され、これらのTPCコマンドに基づくPDSCH送信パワーの調節は(実際に必要な割当てに関して)PDSCH送信パワーのランダムな割当てを生じる可能性がある。このランダムな割当てはリンク品質とシステム容量に不適切であり、それ故非常に望ましくない。
【0039】
DPCH送信パワーに相関しないならば、幾つかの簡単な方式がPDSCH送信パワーの制御に使用される。1つの方式では、PDSCH送信パワーは正確な受信を確実にするのに十分なレベルまで上昇される。しかしながらこれは悪いケースのパス損失と動作シナリオに対して保護するためにPDSCHが高いパワーレベルで送信されることを必要とする。別の簡単な方式では、固定したパワー割当てがPDSCHに対して使用される。しかしながら性能はチャンネル状態が変化するときに影響を受ける可能性がある。さらに別の簡単な方式では、メッセージは(例えばアップリンクで送信されるフレーム消去情報を使用して)PDSCH送信パワーの制御に使用される。しかしながら、このパワー制御機構は低速度であり、リンク状態の変化に対して適切に適合せず、これは再度性能の劣化を生じる可能性がある。これらの簡単な方式はしたがって多数のチャンネルのパワー制御には効率的ではない。
【0040】
前述したように、PDSCHは典型的に高いレートのパケットデータ送信に使用され、所望の品質のサービスを与えるのに必要な平均送信部分は基地局からの総送信パワーの無視できない程度の部分を表す。例えば高いレートのチャンネルに対する平均パワー部分の要求は13dB(総基地局送信パワーの5%)以上である。
【0041】
PDSCHとダウンリンクDPCHに対しては、高速度のパワー制御ループ(即ち内部ループ)はリンク状態に関して逆比例して、これらの各チャンネルの送信パワーを調節する(即ちリンクが悪くなるならばさらに多くの送信パワー)ために使用される。これは基地局の受信された信号品質がターゲットSNRにまたはその近くに維持されることを確実にする。高速度のパワー制御ループは迅速に変化するリンク状態を追跡するために送信パワーの急速な調節を可能にする。
【0042】
低いパワー制御レートはある高いレートのチャンネルで十分である。単一のパスのレイリーフェーディングのダイナミック範囲は10乃至20dB程度である。平均パワーの部分の要求が13dB以上であるならば、基地局はパワー不足または必要な送信パワーを与えるために他のユーザをドロップする必要があるので、典型的にこのような広い範囲のフェーディングを補償することができない。したがって、PDSCHのような高いレートのチャンネルでは、多くの場合に基地局はコマンドを実行するのに有効なパワーリソースをもたないので高いレートでパワー制御コマンドを送信することは本質的なことではない。
【0043】
種々のパワー制御技術はここでは干渉を減少しシステム容量を最大にしながら、所望レベルの性能を実現するため多数のチャンネルの独立したパワー制御をサポートするために与えられている。これらの技術はアップリンクでの単一のパワー制御フィードバックストリームを規定するCDMAシステム(例えばW−CDMAシステム)で有効に適用され、これはダウンリンクのパワー制御に使用される。ここで説明する技術は単一のパワー制御フィードバックストリームに基づいて多数の(実質上並列な)パワー制御フォードバックサブストリームを構成するために使用されることができる。これらのフィードバックサブストリームはその後、サブストリームに割当てられたチャンネルの送信パワーを独立して制御するために使用される。
【0044】
1つの特徴にしたがって、(例えばW−CDMA標準により規定されるような)単一のパワー制御フィードバックストリームは個々のパワー制御を必要とする多数のチャンネル間で“時間共有”される。種々の時間共有方式は以下説明するように単一のフィードバックストリームに基づいて多数のフィードバックサブストリームを構成するために使用される。各フィードバックサブストリームはその後、それぞれのチャンネルに割当てられ、それらのパワー制御に使用される。
【0045】
別の特徴にしたがって、多数のフィードバックサブストリームは新しく規定されたスロットフォーマットの多数のフィールドに基づいて構成される。種々の規格はフィードバックサブストリームを形成するために使用され、各フィードバックサブストリームは以下説明するように、それぞれのチャンネルのパワー制御に使用される。
【0046】
ここで説明するパワー制御技術は種々の無線通信システムで使用されることができ、ダウンリンクおよび/またはアップリンクで有効に使用されることができる。例えば、ここで説明するパワー制御技術はW−CDMA標準方式、cdma2000標準方式、幾つかの他の標準方式またはその組合わせにしたがうCDMAシステム用に使用される。明瞭にするために、本発明の種々の特徴および実施形態をW−CDMAシステムのダウンリンクにおける特別な実行で説明する。
【0047】
図4はW−CDMA標準方式により規定されるような、アップリンクDPCHのDPDCHおよびDPCCHに対するフレームフォーマットおよびスロットフォーマットを示す図である。DPDCHはユーザ専用のパケットデータを伝送し、DPCCHは(ダウンリンクチャンネルのパワー制御情報を含む)制御データを伝送する。アップリンクでは、DPDCHとDPCCHはそれぞれ変調されたアップリンク信号の同位相(I)と直角(Q)成分で送信される。DPDCHとDPCCHの送信は無線フレームに区画され、各無線フレームはスロット0乃至スロット14としてラベルを付けられた15のスロットをカバーする。DPCCHでは、各スロットは異なるタイプの制御データの伝送に使用される複数のフィールドへさらに区画される。
【0048】
図4で示されているように、DPDCHはユーザ端末からデータを送信するために使用されるデータフィールド420 を含んでいる。DPCCHはパイロットフィールド422 、転送フォーマット組み合わせインジケータ(TFCI)フィールド424 、フィードバック情報(FBI)フィールド426 、送信パワー制御(TPC)フィールド428 を含んでいる。パイロットフィールド422 は専用の物理的チャンネルのパイロットの送信に使用される。TFCIフィールド424 はアップリンクDPDCHで多重化された転送チャンネルの同時のパラメータ(例えばビットレート、チャンネル化コード等)の送信に使用される。FBIフィールド426 は種々の送信ダイバーシティモードのようなユーザ端末と基地局との間のフィードバックを必要とする技術をサポートするために使用される。TPCフィールド428 は干渉を最小にしながら所望の性能を実現するためにダウンリンクチャンネルの送信パワーを上または下に調節するように基地局に命令するためのパワー制御情報の送信に使用される。
【0049】
本発明の1特徴にしたがって、多数の並列なパワー制御フィードバックサブストリームは単一のパワー制御フィードバックストリームを時間共有することにより実行される。W−CDMA標準方式により規定されているように、各フレームは10m秒の期間であり、各スロットは1.67m秒の期間を有する。スロットレートはしたがって1500スロット/秒である。図4に示されているように、各スロットはパワー制御情報の報告のためのTPCフィールド428 を含んでいる。TPCコマンドが各スロットで一度送信されるならば、フィードバックストリームは1500コマンド/秒(即ち1500cps)のレートを有する。1500cpsは以下説明するように、時間共有の方法で多数のフィードバックサブストリームの実行に使用される。
【0050】
図5のA乃至Dは本発明のある実施形態にしたがって、単一のフィードバックストリームに基づいて多数のフィードバックサブストリームを与えるための4つの異なる時間共有フォーマットを示している図である。図5のAでは、2つのフィードバックサブストリームは単一のフィードバックストリームに基づいてサポートされ、2つのサブストリームのコマンドは交互のスロットで送信される。図5のAで示されているように、第1のフィードバックサブストリームに対するコマンドはフレームkのスロット0,2,4,…14で送信され、フレームk+1のスロット1,3,4,…15で送信される。第2のフィードバックサブストリームのコマンドはフレームkのスロット1,3,4,…15で送信され、フレームk+1のスロット0,2,4,…14で送信される。フィードバックストリームが1500cpsのレートを有するならば、各フィードバックサブストリームは750cpsのレートを有する。
【0051】
図5のBでは、2つのフィードバックサブストリームは第1と第2のサブストリームでそれぞれ1000cpsと500cpsのフィードバックレートを与える方法でスロットに割当てられる。これは第1のサブストリームでは2つの連続的なスロットで2つのコマンドを送信し、その後、第2のサブストリームでは1つのスロットで単一のコマンドが後続し、そのパターンを反復することにより実現される。
【0052】
図5のCでは、2つのフィードバックサブストリームは第1と第2のサブストリームでそれぞれ1200cpsと300cpsのフィードバックレートを与える方法でスロットに割当てられる。これは第1のサブストリームでは4つの連続的なスロットで4つのコマンドを送信し、その後、第2のサブストリームでは1つのスロットで単一のコマンドが後続し、そのパターンを反復することにより実現される。
【0053】
図5のDでは、2つのフィードバックサブストリームは第1と第2のサブストリームでそれぞれ1400cpsと100cpsのフィードバックレートを与える方法でスロットに割当てられる。これは第1のサブストリームでは14のスロットで14のコマンドを送信し、第2のサブストリームでは1つのスロットで単一のコマンドを送信することにより実現される。
【0054】
上記の説明に基づいて、レートの種々の組合わせの2つの並列なフィードバックサブストリームがスロットをサブストリームに適切に割当てることによりサポートされてもよいことが観察されることができる。図5のA乃至Dはまた2つのサブストリームで反復されるスロット割当てパターンの使用も示しており、パターンは1または2のフレーム内で周期的である。特に図5のAは750/750フィードバックレートで“1−1”パターンを使用し、図5のBは1000/500フィードバックレートで“2−1”パターンを使用し、図5のCは1200/300フィードバックレートで“4−1”パターンを使用し、図5のDは1400/100フィードバックレートで“14−1”パターンを使用する。“1−1”、“2−1”、“4−1”のスロット割当てパターンは各フレームで必要とされるだけの回数を複製される。
【0055】
他のフィードバックレートはまた多数のフレームにわたって周期的である他のスロット割当てパターン(即ち2つのフレームにわたって周期的な“1−1”パターンに類似)の使用によりサポートされてもよい。例えば第1、第2のサブストリームに対するそれぞれ1125cpsと375cpsのフィードバックレートは第1のサブストリームでは3つの連続的なスロットで3つのコマンドを送信し、その後、第2のサブストリームでは1スロットで単一のコマンドが後続し、そのパターンを反復することによって実現される。代わりに周期的ではないパターンはまたフィードバックサブストリームを形成するために使用されてもよい。
【0056】
図5のA乃至Dは単一のフィードバックストリームに基づいた2つのフィードバックサブストリームの形成を示している。一般的に、任意の数のフィードバックサブストリームは適切にスロットを割当てることにより形成される。例えば500/500/500cpsの3つのフィードバックサブストリームは“1−1−1”パターンの使用によりサポートされ、それによって第1、第2、第3のサブストリームのそれぞれの単一のコマンドが第3のスロット毎に送信される。各サブストリームはその後、それぞれのチャンネルに割当てられ、パワー制御情報を送信するために使用される。任意の数のサブストリームとフィードバックレートの任意の組み合わせは、サブストリームの集合レートがフィードバックストリームのレート以下である限りサポートされる。サブストリームは前述したように同一または異なるフィードバックレートを有してもよい。
【0057】
フィードバックサブストリームは種々の方式に基づいて規定される(即ちスロットを割当てられる)。1つの方式では、サブストリームは演繹的に規定される。異なる時間共有フォーマットは図5のA乃至Dで示したフォーマットのようにフィードバックサブストリームの規定に使用される。ユーザ端末は基地局との通信のために使用される特定の時間共有フォーマットを通知されるか、その他の方法でそれを知らされる。例えばユーザ端末はPDSCHとダウンリンクDPCHが両者とも使用中であり異なるハンドオーバー状態にあるとき(即ちPDSCHとDPCHが異なる組のセルから送信されるとき)1000/500cpsフィードバックサブストリームを使用することを知ることができる。ハンドオーバー状態が同一であるならば(例えばハンドオーバーがないか同一のセルのセットによるハンドオーバー)、典型的にフィードバックサブストリームを区別する必要はない。しかしながら、多数のフィードバックサブストリームが例えばダウンリンク構造の変更の度にアップリンク構造を変更する必要をなくす等の任意の数の理由で依然として使用される。
【0058】
別の方式では、フィードバックサブストリームは基地局とユーザ端末との間の交渉に基づいて(例えば通信の開始時またはチャンネルが通信中に付加または除去されるとき)規定されてもよい。この方式はフィードバックサブストリームの形成にフレキシブル性を与える。サブストリームは実現される性能レベル、リンク状態、他のファクタに基づいて規定されてもよい。
【0059】
フィードバックサブストリームは任意の所望の方法でチャンネルに割当てられてよい。1つの構造では、低いレートを有するフィードバックサブストリームが割当てられ、PDSCHのパワー制御に使用され、高いレートのフィードバックサブストリームはダウンリンクDPCHのパワー制御に使用される。これはダウンリンクDPCHの性能劣化を少なくすることを確実にし、重要な制御(例えばTFCI)と、DPCHおよびPDSCHの両者の制御に使用されるシグナリングメッセージを伝送する。
【0060】
フィードバックストリームの利用可能なスロットへ2つのフィードバックサブストリームのパワー制御情報(例えばTPCコマンド)を多重化することはダウンリンクDPCHおよびPDSCHに対するフィードバックレートを(例えば750/750cpsまで)効率的に減少させる。IS−95システムで行われた早期の研究に基づいて、フィードバックレートの減少は、リンクの変化がそれぞれ低速度であり(例えば750cpsでさえも)追跡が容易であるか非常に急激で補正が困難である場合にユーザ端末がより低速度またはより高速度で移動中であるときの性能に対する影響を最小にする(フェーディングが高速度において非常に高速度であるならば、1500cpsのパワー制御でさえも不十分であり、その場合チャンネルインターリーバはフェーディングの影響を平均する)。減少されたフィードバックレートはユーザ端末が中距離速度(例えば30−60km/時)で移動中であるならば性能に最も影響する可能性が高い。これらの速度では、従来の研究は、性能における影響が多数の例で0.5dB以下の程度であることが予測されることを示している。
【0061】
PDSCHの高速度のパワー制御はあるシナリオ(例えばPDSCHが高速度のパケットデータ送信に使用されるとき)では可能または実際的ではないので、低いフィードバックレートはこのチャンネルでは十分である可能性がある。例えば500、300、100cpsのフィードバックレートは許容可能な量だけDPCHのフィードバックレートを減少しながらPDSCHで良好な性能を与える。PDSCHのフィードバックレートが500cps以下であるならば、DPCHに対するフィードバックレートは依然として1000cps以上で比較的高い。これはDPCHが比較的高いレートで制御されるパワーであることを可能にし、これは中間距離速度でdBの数十分の1まで性能劣化を減少する。PDSCHの低いフィードバックレートは必要なレベルの性能を与え、特に他の考慮および/または限定により基地局がさらに高速度のレートでコマンドを与えることができない場合には十分である。
【0062】
単一のフィードバックストリームの時間共有に基づいて構成されたフィードバックサブストリームでは、同一の規定されたスロットフォーマットはサブストリームのために使用されることができる。フィードバックサブストリームのTPCコマンドはフィードバックストリームで使用される方法と類似の方法でTPCフィールドで発生され送信されてもよい。しかしながらユーザ端末と基地局の両者はどのコマンドがどのサブストリームに属するかを知り、それぞれコマンドを発生して処理することができる。
【0063】
本発明の別の特徴にしたがって、多数の並列のフィードバックサブストリームは1スロットの多数のTPCフィールドを規定することにより構成される。1以上のTPCフィールドはパワー制御フィードバックストリームのもとのTPCフィールドに加えて規定されてもよい。各TPCフィールドはその後、それぞれのチャンネルに割当てられる。
【0064】
W−CDMA標準はアップリンクDPCCHで使用されるスロットフォーマット数を規定する。各スロットフォーマットは特別な数のビットを図4に示されているアップリンクDPCCHの各制御フィールドへ割当てる。通信用に使用される特定のスロットフォーマットは典型的に通信の開始時に交渉され、通信中に使用される。スロットフォーマットはまた(シグナリングを経て)チャンネル再構成により通信中に変更されてもよい。ある設計では、ユーザ端末はまた例えばパワー制御されたチャンネルの新しいハンドオーバー状態の場合にスロットフォーマットを自主的に変更することができる。新しいスロットフォーマットはまたネットワークにより明確に選択され、ハンドオーバーメッセージと共にまたは恐らくそのメッセージ内で伝送される。W−CDMA標準方式により規定されるスロットフォーマットでは、各スロットのTPCフィールドのビットはDPCH/PDSCHパワー制御のTPCコマンドの送信に使用されることを意図する。
【0065】
表1はアップリンクDPCCHに対してW−CDMA標準方式(バージョンV3.1.1)により規定されるスロットフォーマット0乃至5Bをリストしている。アップリンクDPCCHの各スロットは図4に示されているように複数のフィールドを含んでいる。表1の各スロットフォーマットはスロットの各フィールドの長さを(ビット数で)規定している。表1に示されているように、1以上のフィールドが幾つかのスロットフォーマットに対して省略されている(即ち長さ=0)。
表 1
本発明の特別な実施形態にしたがって、表1の新しいスロットフォーマット6乃至9Aは2つのフィードバックサブストリームをサポートするために規定される。スロットフォーマット6は(列1の[1]により示されているように)スロットフォーマット1に基づき、スロットフォーマット7はスロットフォーマット0に基づき、スロットフォーマット7Aと7Bはスロットフォーマット0Bに基づき、スロットフォーマット8はスロットフォーマット4に基づき、スロットフォーマット9はスロットフォーマット5に基づき、スロットフォーマット9Aはスロットフォーマット5Bに基づいている。1実施形態では、新しいスロットフォーマットは対応する“ベース”スロットフォーマットのTFCIとFBIフィールドを維持する。
【0066】
各新しいスロットフォーマットに対しては、2つのTPCフィールドはベーススロットフォーマットのTPCフィールドのビットとゼロ以上のパイロットビットを使用して規定される。新しいスロットフォーマット6、7、7B、8、9Aでは、TPC2フィールドはパイロットフィールドから取られるビットだけを使用して規定される。(列2の括弧内に示されているように)ベーススロットフォーマットのパイロットビット数はしたがって減少される。例えば、スロットフォーマット6では、フィードバックサブストリーム2のTPC2フィールドは2つのパイロットビットを使用して規定され、したがって(ベーススロットフォーマット1の)8から6へパイロットビット数を減少する。新しいスロットフォーマット7Aでは、もとのTPCフィールドの2つのビットはTPC1とTPC2フィールドへ1つづつ割当てられる。
【0067】
表1に示されている新しいスロットフォーマットでは、2つのTPCフィールドは同一数のビットを含んでいる。また、2つのTPCフィールドが各スロットに含まれているので、フィードバックレートは1500cpsである。TPCフィールドはまた異なる数のビットで規定される。さらに異なるビットレートはまた多数のスロットにわたってTPCコマンドを送信することにより得られる。これは第2のフィードバックサブストリームを構成するために取られることが必要なパイロットビット数を減少する。例えば別のスロットフォーマットはスロット6に基づいて規定され、TPC1フィールドは2ビットを含み、TPC2フィールドは1ビットを含み、パイロットフィールドは7ビットを含んでいる。第2のサブストリームのTPCコマンドはその後、750cpsのフィードバックレートを実現するため2つのスロットにわたって送信される。
【0068】
表1は2つのフィードバックサブストリームのTPCフィールドの形成を示している。一般に、任意の数のTPCフィールドがスロットで規定される。各TPCフィールドはそれぞれのチャンネルのパワー制御に割当てられる。
【0069】
既存の規定されたスロットフォーマットに付加される新しいスロットフォーマットを規定することにより、ユーザ端末と基地局は依然として多数の動作シナリオで有効な既存のスロットのフォーマットを利用することが可能である。新しいスロットフォーマットは適切であるときにはいつでも(例えばPDSCHが通信中に割当てられるならば)使用するように選択される。
【0070】
表1にリストされている多数の新しいスロットフォーマットに関してパイロットビットが第2のフィードバックサブストリームを構成するために取られるならば、パイロットパワーは対応して減少される。ユーザ端末は基地局での適切な追跡と復調を可能にするためDPCCH送信パワーを増加する。類似の性能を実現するために等しいパイロットエネルギが基地局で必要とされるならば、DPCCH送信パワーは対応するベーススロットフォーマット1と5Bに対するDPCCH送信パワーと比較して、スロットフォーマット6で約1.25dB(即ち10 log(8/6)=1.25dB)だけ、スロットフォーマット9Aで約3dBだけ増加される。DPCCH送信パワーにおけるこの増加は環境と独立している。
【0071】
前述した技術はまた多数の並列のフィードバックサブストリームを構成するため組み合わせても使用される。例えば1500/750フィードバックサブストリームはスロット毎に第1のフィードバックサブストリームを送信し、(例えば新しいスロットフォーマットの1つを使用して)1つおきのスロット毎に第1のフィードバックサブストリームと共に第2のフィードバックサブストリームを送信することによって実行されてもよい。別の例として、1500/750/750フィードバックサブストリームはスロット毎に第1のフィードバックサブストリームをTPC1に割当て、1つおきのスロット毎に第2のフィードバックサブストリームをTPC2に割当て、交互のスロットで第3のフィードバックサブストリームをTPC2に割当てることにより実行されてもよい。
【0072】
各フィードバックサブストリームは関連するチャンネルのパワー制御に使用されてもよい任意のタイプの情報を送信するために使用される。各フィードバックサブストリームで送信される情報は例えばTPCコマンド、消去インジケータビット(EIB)またはフレーム状態、品質インジケータビット(QIB)、SNR評価、データ率制御(DRC)コマンド、または幾つかの他の情報であってもよい。TPCコマンド、EIB、QIBは典型的に2進値であり、一方、SNR評価とDRCコマンドは多ビット値である。
【0073】
TPCコマンドはユーザ端末がターゲットSNRを実現できるように特定の量(例えば0.5または1dB)だけ関連するチャンネルの送信パワーを上または下に調節するように基地局にリクエストする。EIBはフレームが正確に(良好)受信されたかまたはエラー(消去)で受信されたかを示す。QIBは現在の送信パワーレベルが不適切であるかまたは適切であるかを示す。QIBは典型的にFER統計の集合に基づいて生成され、TPCは典型的にSNR測定に基づいて生成される。基地局はそれぞれの受信されたTPCコマンド、EIBまたはQIBを実行するか、または無視することを選択する。
【0074】
ユーザ端末で評価されるとき、受信された送信のSNRはまた基地局に報告されてもよい。SNR評価は特定の構成に応じて任意の数のビットに量子化されてもよい。評価されたSNRはまたパケットデータ送信のために特定の送信パワーレベルによりサポートされる特定のデータレートへ変換される。サポートされたデータ率を示すDRCコマンドが報告され、パワー制御に使用される。多ビットフィードバックは2進フィードバックで可能であるよりもより微細な細分性で関連するチャンネルで送信するための送信パワーまたはデータレートを調節するために使用され、それは性能と容量を改良する。パワー制御に返送されて報告される情報のタイプは2000年1月5日出願の米国特許出願第09/755,659号明細書(発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR POWER CONTROL OF MULTIPLE CHANNELS IN A WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM”)にさらに詳細に記載されており、本出願人に譲渡され、ここで参考文献とされている。
【0075】
パワー制御に返送されて報告される情報を得るための技術は2000年8月1日出願の米国特許第6,097,972 号明細書(発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING POWER CONTROL SIGNALS IN CDMA MOBILE TELEPHONE SYSTEM ”)と、1999年5月11日出願の米国特許第5,903,554 号明細書(発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING LINK QUALITY IN A SPREAD SPECTRUM COMMUNICATION SYSTEM ”)と、それぞれ1991年10月8日と1993年11月23日出願の米国特許第5,056,109 号明細書と第5,265,119 号明細書(発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING TRANSMISSION POWER IN A CDMA CELLULAR MOBILE TELEPHONE SYSTEM”)にさらに詳細に記載されており、本出願人に譲渡され、ここで参考文献とされている。
【0076】
図6は本発明の実施形態にしたがって多数のチャンネルのパワー制御を示しているタイミング図である。図6の上部では、基地局はダウンリンクPDSCHとDPCCHで送信する。DPCHフレームのスタートはTDPCHとして示され、PDSCHフレームのスタートはTPDSCHとして示される。W−CDMA標準方式にしたがって、各PDSCHフレームは1つのDPCHフレームに関連され、タイミング関係{−35840<(TDPCH−TPDSCH)<2560チップ}を有する(即ちPDSCHフレームは関連するDPCHフレームの開始前の1スロットと、関連するDPCHフレームの開始後の14スロットまでの間のいずれかで開始する)。PDSCHとDPCCHのスロットのスタート間の時間オフセットは図6ではTOSとして示されている。伝播遅延TPDにより、PDSCHとDPCCHでの送信はユーザ端末で短時間後に受信される。
【0077】
ダウンリンクDPCHのパワー制御では、ユーザ端末はダウンリンクDPCCHのスロットi−1におけるパイロットのSNRを評価し、評価されたSNRに対応するTPCコマンドを決定し、アップリンクDPCCHのスロットi−1のTPC1フィールドでTPCコマンドを送信する。W−CDMA標準方式にしたがって、ユーザ端末のアンテナで測定されるとき、アップリンクDPCHのフレームタイミングは対応するダウンリンクDPCHのフレームタイミングから1024チップだけ遅延される。伝播遅延TPD後、基地局はアップリンクDPCCHを受信し、スロットi−1のTPC1フィールドのTPCコマンドを決定し、(可能ならば)スロットiにおけるダウンリンクDPCH(即ちDPCCHとDPDCH)の送信パワーを調節する。
【0078】
PDSCHのパワー制御に対しては、ユーザ端末はまたPDSCHのスロットi−1の送信のSNRを評価し、評価されたSNRに対応するTPCコマンドを決定する。多数のフィードバックサブストリームが多数のTPCフィールドで形成されている図6で示されている実施形態では、ユーザ端末はアップリンクDPCCHのスロットi−1のTPC2フィールドでPDSCHのTPCコマンドを送信する。伝播遅延TPD後、基地局はアップリンクDPCCHを受信し、スロットi−1のTPC1フィールドのTPCコマンドを決定し、(可能ならば)スロットiにおけるPDSCHの送信パワーを調節する。フィードバックサブストリームがフィードバックストリームでスロットを時間共有することにより形成される1実施形態では、ユーザ端末はアップリンクDPCCH(図6では図示せず)のその後のスロットのTPCフィールドのPDSCHのTPCコマンドを送信する。
【0079】
図6で示されているように、受信された送信は測定され、パワー制御情報が発生され、ユーザ端末により可能な限り迅速に返送されて報告される。基地局は同様にパワー制御を(多数のインスタンスでは1スロット内で)可能な限りすぐに行う。短い遅延はパワー制御機構の性能を改良する。1スロット内のパワー調節が(長い伝播遅延またはPDSCHとDPCCH間の不確定な時間オフセットのために)可能ではないならば、基地局は最も近い有効なスロットで送信パワーを調節できる。
【0080】
図6のタイミングは典型的にパワー制御コマンドがどのように得られるかのような種々のファクタに依存している。他のチャンネル(PDSCH)が専用のパイロットビットを含んでいるならば、タイミングはフィードバック遅延を最小にするように選択されることができ、これは典型的にパイロットビット位置に基づいている。PDSCHの場合および前述の米国特許第6,097,972 号または第5,903,554 号明細書に記載されている技術が使用されるならば、測定は通常の(連続的)パイロットで行われ、タイミングはパワー制御決定がアップリンク送信ビンが利用可能であるときの丁度前で終了するように後方で得られる。
【0081】
図7は本発明のある特徴と実施形態を構成できる基地局104 の1実施形態のブロック図である。ダウンリンクでは、特定のユーザ端末のDPCHとPDSCHに対するデータが送信(TX)データプロセッサ712 により受信され処理される(例えばフォーマットされ、符号化される)。DPCHとPDSCHの処理は図2Aで前述されているとおりであり、各チャンネルの処理(例えば符号化、カバリング等)は他のチャンネルの処理とは異なる。処理されたデータはその後、変調器(MOD)174 に与えられ、さらに処理される(例えばカバーされ、短いPNシーケンスで拡散され、受信するユーザ端末に割当てられた長いPNシーケンスでスクランブルされる)。変調されたデータはその後RF TX装置716 に与えられ、調節される(例えば1以上のアナログ信号に変換され、増幅され、濾波され、直交変調され)、それによってダウンリンク信号を発生する。ダウンリンク信号はデュプレクサ(D)722 を経て伝送され、アンテナ724 を介して受信するユーザ端末へ送信される。
【0082】
図8はユーザ端末106 の1実施形態のブロック図である。ダウンリンク信号はアンテナ812 により受信され、デュプレクサ814 を通って伝送され、RF受信装置822 へ与えられる。RF受信装置822 は受信された信号を調節し(例えば濾波し、増幅し、下方変換し、デジタル化し)サンプルを出力する。復調器824 はそのサンプルを受信して処理し(例えばデスプレッドし、デカバーし、パイロット復調し)、それによって回復されたシンボルを与える。復調器824 は受信された信号の多数のインスタンスを処理し、結合され回復されたシンボルを発生するレーク受信機を構成する。受信(RX)データプロセッサ826 はその後、各送信のために回復されたシンボルを復号し、受信されたフレームをチェックし、出力データを与える。復調器824 とRXデータプロセッサ826 はDPCHとPDSCH等の多数のチャンネルにより受信される多数の送信を処理するように動作される。復調器824 とRXデータプロセッサ826 による処理は図2Bで前述したとおりである。
【0083】
ダウンリンクパワー制御では、RF受信装置822 からのサンプルはRX信号品質測定装置828 へ与えられ、そのRX信号品質測定装置828 はダウンリンクDPCHとPDSCHにおける送信のSNRを評価する。各チャンネルのSNRは前述の米国特許第6,097,972 号、第5,903,554 号、第5,056,109 号明細書および第5,265,119 号明細書に記載されたような種々の技術を使用して評価されることができる。
【0084】
DPCHとPDSCHのSNR評価はパワー制御プロセッサ830 へ与えられ、パワー制御プロセッサ830 は各チャンネルの評価されたSNRをチャンネルの設定点と比較し、(TPCコマンドの形態である)適切なパワー制御情報を発生する。DPCHとPDSCHのパワー制御情報は2つのパワー制御フィードバックサブストリームを介して基地局へ返送される。
【0085】
パワー制御プロセッサ830 はまた処理されている他のチャンネルの他のメトリックを受信してもよい。例えば、パワー制御プロセッサ830 はDPCHとPDSCHでの送信のためにRXデータプロセッサ826 から消去インジケータビットを受信する。各フレーム期間では、RXデータプロセッサ826 はパワー制御プロセッサ830 にフレーム状態(即ち受信されたフレームが良好であるか悪いか、あるいはフレームが受信されていないかの指示)、QIBまたは幾つかのその他のタイプの情報を提供する。パワー制御プロセッサ830 はその後、受信された情報を基地局へ返送する。
【0086】
アップリンクにおいて、データは送信(TX)データプロセッサ842 により処理され(例えばフォーマットされ符号化され)、さらに変調器(MOD)844 により処理され(例えばカバーされ拡散され)、RF TX装置846 により調節され(例えばアナログ信号に変換され、増幅され、濾波され、直角変調され)、アップリンク信号を発生する。パワー制御プロセッサ830 からのパワー制御情報は変調器844 内で処理されたデータと多重化される。アップリンク信号はデュプレクサ814 を経て伝送され、アンテナ812 を介して1以上の基地局104 へ送信される。
【0087】
図7に戻ると、アップリンク信号はアンテナ724 により受信され、デュプレクサ722 を通って、RF受信機728 へ与えられる。RF受信機728 は受信された信号を調節し(例えば下方変換し、濾波し、増幅し)、受信される各ユーザ端末へ調節されたアップリンク信号を提供する。チャンネルプロセッサ730 は1つのユーザ端末の調節された信号を受信し処理して、送信されたデータとパワー制御情報を回復する。パワー制御プロセッサ740 は2つのフィードバックサブストリームの情報(例えばTPCコマンド、EIB、QIB等またはその組合わせ)を受信し、DPCHとPDSCHの送信パワーを調節するために使用される適切な制御信号を発生する。
【0088】
図8に戻ると、パワー制御プロセッサ830 は前述したように、内部および外部ループの部分を構成する。それぞれ独立してパワー制御されたチャンネルの内部ループでは、パワー制御プロセッサ830 は評価されたSNRを受信し、割当てられたフィードバックサブストリームにより情報(例えばTPCコマンド)を返送する。外部ループでは、パワー制御プロセッサ830 はデータプロセッサ826 からのフレームが良好、悪い、またはないことの指示を受信し、したがってチャンネルの設定点を調節する。図7では、パワー制御プロセッサ740 はまた前述のパワー制御ループ部分を構成する。パワー制御プロセッサ740 はフィードバックサブストリームで情報を受信し、したがってDPCHとPDSCHでの送信の送信パワーを調節する。
【0089】
ここで説明するパワー制御は種々の手段により実行されることができる。例えばパワー制御はハードウェア、ソフトウェアまたはその組合わせで実行されることができる。ハードウェアの構成では、パワー制御のエレメントは1以上のアプリケーション特定用途向け集積回路(ASIC)、デジタル信号プロセッサ(DSP)、プログラム可能な論理装置(PLD)、制御装置、マイクロ制御装置、マイクロプロセッサ、ここで説明した機能を実行するように設計されたその他の電子装置、またはその組合わせ内に構成されることができる。
【0090】
ソフトウェアの構成では、パワー制御のエレメントはここで説明した機能を実行するモジュール(例えば処理、機能等)で実行されることができる。ソフトウェアコードはメモリ装置に記憶され、プロセッサ(例えばパワー制御プロセッサ740 または830 )により実行される。
【0091】
明瞭にするために、種々の特徴、実施形態、多数の平行なフィードバックサブストリームの特性をダウンリンクパワー制御について特別に説明した。ここで説明した技術はまたアップリンクパワー制御に使用されてもよい。また明瞭にするために、多数の並列のフィードバックサブストリームの種々の詳細は特にW−CDMA標準に対して説明されている。ここで説明した技術はまた他の通信システム(例えば他のCDMAベースのシステム)で多数の並列のフィードバックサブストリームを実行するために使用されてもよい。
【0092】
好ましい実施形態の前述の説明は当業者が本発明を実行または使用することを可能にするために行われた。これらの実施形態に対する種々の変形は当業者に容易に明白であり、ここで規定されている一般原理は発明力を使用せずに他の実施形態に応用されてもよい。したがって、本発明はここで示した実施形態に限定されず、ここで説明した原理、優秀な特徴と一貫して最も広い技術的範囲にしたがうことを意図する。
【図面の簡単な説明】
【0093】
【図1】複数のユーザをサポートする無線通信システムの概略図。
【図2A】W−CDMA標準方式にしたがったダウンリンクデータ送信における基地局における信号処理のフロー図。
【図2B】W−CDMA標準方式にしたがったダウンリンクデータ送信におけるユーザ端末における信号処理のフロー図。
【図3】本発明の種々の特徴と実施形態を構成することができるダウンリンクパワー送信機構の概略図。
【図4】W−CDMA標準方式により規定されるような、アップリンクの物理的な専用チャンネルのフレームフォーマットおよびスロットフォーマットの図。
【図5】4つの異なるフィードバックレートの組み合わせに対する単一のパワー制御フィードバックストリームに基づいた2つのフィードバックサブストリームの形成を示す図。
【図6】本発明の実施形態にしたがって多数のチャンネルのパワー制御を示しているタイミング図。
【図7】本発明の種々の特徴と実施形態を実行できる基地局の1実施形態のブロック図。
【図8】本発明の種々の特徴と実施形態を実行できるユーザ端末の1実施形態のブロック図。
Claims (28)
- 無線通信システムにおいて、共通のフィードバックストリームを介して複数のチャンネルに対するパワー制御をサポートする方法において、
複数のチャンネルで複数の送信を受信し、
各チャンネルで受信された送信の信号品質を決定し、
チャンネルで受信された送信についての決定され受信された信号品質に基づいて各チャンネルに対するパワー制御情報を発生し、
フィードバックストリームに基づいて規定された複数のフィードバックサブストリームへ複数のチャンネルに対して発生されたパワー制御情報を多重化し、
複数のフィードバックサブストリームを送信するステップを含んでいる方法。 - 各フィードバックサブストリームは独立してパワー制御されるようにそれぞれのチャンネルに割当てられる請求項1記載の方法。
- フィードバックストリームは特定の時間インターバルに対応する一連のスロットで送信されるパワー制御フィールドにより形成される請求項1記載の方法。
- 各フィードバックサブストリームで発生されるパワー制御情報はパワー制御フィールドで送信される請求項3記載の方法。
- 各フィードバックサブストリームはそれぞれのセットのスロットに割当てられる請求項3記載の方法。
- 複数のフィードバックサブストリームに割当てられたスロットは特定の反復パターンに基づいて選択される請求項5記載の方法。
- 2つのフィードバックサブストリームが規定されている請求項3記載の方法。
- 2つのフィードバックサブストリームに割当てられるスロットは“n−m”パターンに基づいて選択され、nスロットは第2のフィードバックサブストリームに割当てられたmスロット毎に第1のフィードバックサブストリームに割当てられる請求項7記載の方法。
- “n−m”パターンは“1−1”、“2−1”、“4−1”または“14−1”のいずれかである請求項8記載の方法。
- 各フィードバックサブストリームはそれぞれのフィードバックレートに関連され、複数のフィードバックサブストリームの集合フィードバックレートはフィードバックストリームのフィードバックレート以下である請求項1記載の方法。
- 2つのフィードバックサブストリームが規定され、第1のフィードバックサブストリームのフィードバックレートは1000コマンド/秒以上であり、第2のフィードバックサブストリームのフィードバックレートは500コマンド/秒以下である請求項10記載の方法。
- 複数のチャンネルは専用のチャンネルおよび共用のチャンネルを含んでいる請求項1記載の方法。
- 複数のフィードバックサブストリームは共有されたチャンネルが送信に割当てられるときの時間中にフィードバックに使用され、フィードバックストリームは専用のチャンネルだけが割当てられる時間中にフィードバックに使用される請求項12記載の方法。
- 専用のチャンネルに割当てられたフィードバックサブストリームは、共有されるチャンネルに割当てられるフィードバックサブストリームのフィードバックレートよりも高いフィードバックレートを有している請求項12記載の方法。
- 少なくとも1つのチャンネルに対して発生されるパワー制御情報は受信された信号品質がターゲットレベルの上であるか下であるかを示すパワー制御ビットを含んでいる請求項1記載の方法。
- 少なくとも1つのチャンネルで発生されるパワー制御情報は受信された信号対雑音プラス干渉比を示す値を含んでいる請求項1記載の方法。
- 無線通信システムはW−CDMA標準方式にしたがう請求項1記載の方法。
- 複数のチャンネルはダウンリンク専用の物理的なチャンネル(ダウンリンクDPCH)と物理的なダウンリンク共有チャンネル(PDSCH)とを含んでいる請求項17記載の方法。
- W−CDMA通信システムで、共通のフィードバックストリームを介して2つのチャンネルの独立したパワー制御をサポートする方法において、
2つのチャンネルで2つの送信を受信し、
各チャンネルで受信された送信の信号品質を決定し、
チャンネルで受信された送信についての決定され受信された信号品質に基づいて各チャンネルのパワー制御情報を発生し、
フィードバックストリームに基づいて規定された第1および第2のフィードバックサブストリームへ2つのチャンネルに対して発生されたパワー制御情報を多重化し、第1のフィードバックサブストリームは1000コマンド/秒以上のフィードバックレートを有し、第2のフィードバックサブストリームは500コマンド/秒以下のフィードバックレートを有し、
2つのフィードバックサブストリームを送信するステップを含んでいる方法。 - 無線通信システムで、複数のフィードバックストリームを介して複数のチャンネルのパワー制御をサポートする方法において、
複数のチャンネルで複数の送信を受信し、
各チャンネルで受信された送信の信号品質を決定し、
決定され受信された信号品質に基づいて各チャンネルのパワー制御情報を発生し、
複数のフィードバックストリームで複数のチャンネルに対して発生されたパワー制御情報を多重化し、各フィードバックサブストリームはフィードバックサブチャンネルの各スロットのそれぞれのフィールドにより規定され、
複数のフィードバックサブストリームを送信することを含んでいる方法。 - 複数のフィードバックサブストリームは等しいフィードバックレートを有している請求項20記載の方法。
- 2つのフィードバックサブストリームは各スロットで2つのフィールドにより規定される請求項20記載の方法。
- 2つのフィールドは等しい数のビットを有する請求項22記載の方法。
- 無線通信システムで使用するパワー制御装置において、
各チャンネルで受信される送信の信号品質を決定するために複数のチャンネルで複数の送信を受信し処理するように構成されている信号品質測定装置と、
信号品質測定装置に結合され、決定され受信された信号品質に基づいて各チャンネルに対するパワー制御情報を発生し、単一のフィードバックストリームに基づいて規定された複数のフィードバックサブストリームへ複数のチャンネルに対して発生されたパワー制御情報を多重化するように構成されているパワー制御プロセッサとを具備しているパワー制御装置。 - 複数のフィードバックサブストリームは特定の時間インターバルに対応するそれぞれのセットのスロットに割当てられる請求項24記載のパワー制御装置。
- 2つのフィードバックサブストリームが規定されている請求項25記載のパワー制御装置。
- 2つのフィードバックサブストリームに割当てられるスロットは“n−m”パターンに基づいて選択され、nスロットは第2のフィードバックサブストリームに割当てられたmスロット毎に第1のフィードバックサブストリームに割当てられている請求項26記載のパワー制御装置。
- 第1のフィードバックサブストリームは1000コマンド/秒のフィードバックレートを有し、第2のフィードバックサブストリームは500コマンド/秒以下のフィードバックレートを有する請求項27記載のパワー制御装置。
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