JP2005510119A - レーキ受信器内のフィンガーのアウトオブロック状態中の送信電力制御 - Google Patents

Abstract

【解決手段】無線レーキ受信器のすべてのフィンガーが「アウトオブロック」であるとき、送信電力は最初は一定のレベルに維持される。「アウトオブロック」状態が延長期間存続するとき、送信電力は、場合によって、加入者装置または基地局でロックを再び獲得するために、送信電力が増加される。アウトオブロック状態の原因が高速フェーディングであるよりもむしろ低速フェーディングであるとき、送信電力の増加は、ロックを再び獲得するのに有効であるかもしれない。低速フェーディングは、延長期間におけるアウトオブロック状態の持続性により証明してもよい。アウトオブロック状態の長さを用いて送信電力を選択的に制御し、それによりサービスの質を促進する。延長期間において、フィンガーがアウトオブロックのままであるときのみ送信電力が増加され、それにより異なる加入者装置間で干渉を生じることもあり得る送信電力の過度の増加を回避する。

Description

この発明は一般に無線通信に関し、特に、スペクトル拡散無線通信システムにおける送信電力の制御に関する。

無線通信に対して広範囲に使用されている技術は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）信号変調である。ＣＤＭＡシステムは、（１）「デュアルモード広帯域スペクトル拡散セルラーシステムのためのＴＩＡ／ＥＩＡ−９５−Ｂ移動局−基地局互換規格」（ＩＳ−９５規格）、（２）「デュアルモード広帯域スペクトル拡散セルラー移動局のためのＴＩＡ／ＥＩＡ−９８−Ｃ推奨最小規格」（ＩＳ−９８規格）、（３）「第三世代パートナーシッププロジェクト」（３ＧＰＰ）という名前がつけられた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、および３Ｇ ＴＳ ２５．２１４を含む一連の文書において具現化される規格（ＷＣＤＭＡ規格）、（４）「第三世代パートナーシッププロジェクト２」（３ＧＰＰ２）という名前がつけられた協会により提供され、「ｃｄｍａ２０００スペクトル拡散システムのためのＴＲ−４５．５物理層規格」、「ｃｄｍａ２０００スペクトル拡散システムのためのＣ．Ｓ０００５−Ａ 上層（層３）シグナリング規格」、および「Ｃ．Ｓ００２４ＣＤＭＡ２０００高速パケットデータ空中インターフェース仕様」を含む一連の文書に具現化される規格（ＣＤＭＡ２０００規格）、および（５）他の規格のような１つ以上のＣＤＭＡ規格を支持するように設計してもよい。

ＣＤＭＡシステムにおいて、スペクトル拡散無線周波数（ＲＦ）信号上で基地局と移動加入者装置との間で複数の通信が同時に送信される。ＣＤＭＡおよび他のスペクトル拡散システムにおいて、システム容量を最大にし、サービスの質を維持することは、最重要な関心事である。スペクトル拡散システム内のシステム容量はシステム内の各加入者装置および基地局の送信電力を注意深く制御することにより最大化することができる。

加入者装置により送信された信号が非常に低い電力レベルで基地局に着信するなら、ビットエラーレートが非常に高くて、その加入者装置との有効な通信を可能にすることができず、サービスの質を弱体化させるかもしれない。他方、あまりに高い電力レベルを有した信号は、システム内の基地局と他の加入者装置との間の通信をインターフェースすることができるがシステム容量を低減する。このため、システム容量とサービスの質を維持するために、基地局および加入者装置により送信された信号の送信電力のレベルを最適化することが望ましい。

加入者装置と基地局は、一般に、システム内に送信された信号の送信電力を制御し最適化するために互いに通信する。例えば、加入者装置内の送信電力のレベルを制御するために、基地局は、加入者装置から受信した信号の電力を推定し、電力制御ビットのような命令をダウンリンク内の制御チャネルを介して加入者装置に送信する。ダウンリンクは時々「順方向リンク」と呼ばれる。同様に、基地局の送信電力のレベルを制御するために、加入者装置は基地局から受信した信号の電力を推定し、アップリンク内の制御チャネルを介して電力制御ビットを基地局に送信する。アップリンクは、ときどき「逆方向りンク」と呼ばれる。いずれの場合にも、制御チャネルは、パイロットチャネルと一致してもよい。基地局は、加入者装置から送信された電力制御ビットに基づいて送信電力を調節する。同様に、加入者装置は、基地局から送信された電力制御ビットに基づいて送信電力を調節する。

この発明は、すべての復調エレメントまたは装置に関連するレーキ受信器の「フィンガー(finger)」が「アウトオブロック(out-of-lock)」であるときスペクトル拡散無線通信装置における送信電力の制御に向けられている。例えば、この発明は、特定の加入者装置を追跡するために割り当てられたすべてのフィンガーがアウトオブロックであるとき基地局により送信される信号の電力を制御するために用いてもよい。同様に、この発明は、特定の基地局を追跡するために割り当てられた全てのフィンガーがアウトオブロックであるとき、加入者装置により送信される信号の電力を制御するために用いてもよい。この発明は、特にＷＣＤＭＡ通信システムに有用であるが、さまざまなシステムに広い応用を有してもよい。

レーキ受信器のフィンガーは、マルチパス環境においてスペクトル拡散信号の複数の受信されたパスを追跡するために使用される。「アウトオブロック」状態は、レーキ受信器内の１つのフィンガーが所定の信号強度未満に落ちると生じる。すべてのフィンガーがアウトオブロックであるとき、基地局又は加入者装置は、他の装置からの信号を受信することができない。従って、受信装置内の送信電力の調節のために電力制御ビットが利用できないので、電力制御技術は効果がない。この発明は、他の装置からの特定の信号を追跡するために割り当てられたすべてのフィンガーがアウトオブロックであるとき、装置の送信器に変更された電力制御ルーチンを適用する。このように、システムにおいてより有効な電力制御を得ることができる。

アウトオブロック状態は、高速フェーディング又は低速フェーディングにより生じるかもしれない。高速フェーディングは、マルチパス信号の瞬間的な取消しによって生じる可能性があり、しばしばアップリンクのみまたはダウンリンクのみに影響を与え、両方に影響を与えない。低速フェーディングは、アップリンクとダウンリンクの両方に影響を与える大きな障害物または密集した多数の障害物により生じる可能性がある。アップリンクおよびダウンリンクは一般に異なる周波数を占有する。従って、アップリンクに高速フェーディングがあると、ダウンリンクは通常動作可能であり、「フェーディング」装置への電力制御ビットの送信を可能にする。ロックは、ダウンリンク内の電力制御ビットに応答してフェーディング装置がその送信電力を調節するとしばしば回復される。それゆえ、高速フェーディングの場合、フェーディング装置は、制御チャネルを受信し続け、フェーディング状態を克服するために電力制御ビットに応答することができると見なされる。

しかしながら、アウトオブロック状態が低速フェーディングによるものであるときは、アップリンクとダウンリンクの両方が動作不能の可能性がある。言い換えれば、フェーディング装置は、他の装置から制御チャネルを受信できない可能性があり、フェーディング状態を克服するために送信電力の調節のための電力制御ビットに依存できない。その場合、アウトオブロック状態が基地局により検出されたなら、ダウンリンク上に制御チャネルを送信するために基地局の送信電力を増加させ、加入者装置において電力制御を達成し、それによりロックを回復することは、都合がよい。アウトオブロック状態が加入者装置において検出されるときにも同じことが言える。

この発明は、アウトオブロック状態を高速フェーディング状態または低速フェーディング状態のいずれかとして分類することを含む。アウトオブロック状態が高速フェーディング状態として分類されると、この発明は、アウトオブロック状態を経験する装置の送信電力を維持する。しかしながら、アウトオブロック状態が低速フェーディング状態として分類されるなら、この発明は、アウトオブロック状態を経験する装置の送信電力を増加する。

この発明は、アウトオブロック状態の継続期間に基づいて高速フェーディング状態又は低速フェーディング状態のいずれかとして、アウトオブロック状態を分類する。例えば、基地局において、すべてのフィンガーがアウトオブロックであるとき、基地局は最初に高速フェーディング状態と見なし、実質的に一定のレベルでその送信電力を維持する。しかしながら、すべてのフィンガーが拡張された期間アウトオブロックのままであるとき、基地局は低速フェーディング状態と見なし、加入者装置により送信された信号でロックを再び獲得するためにその送信電力を増加する。この発明は、アウトオブロック状態の分類を容易にするために、例えばタイマーを使用してもよい。

アウトオブロックを検出する装置において送信電力が増加すると、フェーディング装置は、制御チャネル内の電力制御ビットを受信し、自己の送信電力を増加するであろう、より良い可能性がある。このようにして、この発明は、長期のアウトオブロック状態を回避するのに役立つことができ、それによりサービスの質を促進することができる。しかしながら、拡張された期間フィンガーがアウトオブロックのままであるとき送信電力が増加されるだけであり、加入者装置間で干渉を生成するかもしれない送信電力の過度の増加を回避する。

一実施形態において、この発明は、無線レーキ受信器におけるすべてのフィンガーがアウトオブロックであるときを検出し、復調フィンガーが所定期間を超える期間アウトオブロックのままであるとき、無線送信器送信電力のレベルを増加することから構成される方法を提供する。

他の実施形態において、この発明は、無線信号を受信する復調フィンガーを備えたレーキ受信器と、無線信号を送信する送信器と、レーキ受信器内のすべての復調フィンガーがアウトオブロックであるときを検出する検出器とを有する装置を提供する。この発明はまた、復調フィンガーが所定の期間を超える期間アウトオブロックのままであるとき、送信器の送信電力のレベルを増加させるコントローラを含んでいてもよい。

別の実施形態において、この発明は、無線レーキ受信器内のすべての復調フィンガーがアウトオブロックであるときを検出し、受信した信号の高速フェーディング状態または低速フェーディング状態によりアウトオブロック検出を分類することから構成される方法を提供する。この方法はまた、アウトオブロック検出が低速フェーディング状態として分類される場合に送信器の送信電力のレベルを増加することを含んでいてもよい。

さらなる実施の形態において、この発明は、無線信号を受信する復調フィンガーを備えたレーキ受信器と、無線信号を送信する送信器と、レーキ受信器内のすべての復調フィンガーがアウトオブロックであるときを検出する検出器から構成される装置を提供する。コントローラは、受信信号の高速フェーディング状態または低速フェーディング状態によりアウトオブロック検出を分類する。アウトオブロック検出が低速フェーディング状態として分類される場合、コントローラは、送信器の送信電力のレベルを増加する。

この発明は多くの利点を提供することができる。例えば、この発明は、低速フェーディング状態の場合に他の通信装置を用いてロックをより迅速に再取得するのを支援するために送信電力を増加するために使用することができ、それにより移動加入者のためのサービスの質を促進することができる。同時に、この発明は、過度の干渉を作成し、システム容量に悪影響を与えることもあり得る無差別な増加を回避するために選択的な基礎に基づいて送信電力を増加することができる。特に、アウトオブロック状態が低速フェーディングの結果であると思われるときのみ送信電力を増加することにより、この発明は、サービスの質とシステム容量の両方における利益をより有効にバランスをとる。従って、送信電力の管理を改善することにより、この発明は、加入されなかったユーザの数を低減し、全体のシステム容量を増加させるのに有効であるかもしれない。

これらの実施形態および他の実施形態のさらなる詳細は、添付した図面および下記記載において述べられる。他の特徴、目的、および利点は、記載、図面およびクレームから明らかになるであろう。

図１は、スペクトル拡散無線通信システムを図解するブロック図である。システム１０は、ＷＣＤＭＡ規格を含む、１つ以上のＣＤＭＡ規格を支持するように設計してもよい。図１に示すように、システム１０は、１つ以上のパスを介して移動加入者装置１６への信号および移動加入者装置１６からの信号を送信および受信する基地局１２を含んでいてもよい。加入者装置１６は、セルラー無線電話、衛星無線電話、ポータブルコンピュータ内に組み込まれたＰＶＭＣＩＡカード、無線通信能力を備えたパーソナルデジタルアシスタンス（ＰＤＡ）等の形態をとってもよい。基地局１２は、基地局と公衆交換電話網との間にインターフェースを提供する基地局コントローラ（図示せず）を含んでいてもよい。

基地局１２は、第１パスを介して加入者装置１６から信号１４Ａを受信する場合もあり、同様に、障害物１８からの信号１４Ｃの反射により生じる第２パスを介して信号１４Ｂを受信する場合もある。障害物１８は、ビル、橋、車、または人さえものような加入者装置１６にもっとも近いなんらかの構造物であってよい。信号１４は、複数の受信した信号が同じ情報を搬送するが、異なる振幅、位相、および時間遅延を有するかもしれないマルチパス環境を図解する。従って、信号１４Ａ、１４Ｂ、および１４Ｃは、異なる物理パスに沿って基地局１２または加入者装置１６に伝搬される同じ信号の事例である。

基地局１２および加入者装置１６は、信号１４の送信電力のレベルを制御するためにフィードバック技術を使用する。加入者装置１６において送信電力のレベルを制御するために、基地局１２は、加入者装置から受信した信号の電力を推定し、ダウンリンク内の制御チャネルを介して命令群、例えば、電力制御ビットのパターンを加入者装置に送信する。電力制御ビットの使用は、ここでは、例示のために記載されるであろう。電力制御ビットを受信すると、加入者装置１６は、信号１４が最適な電力レベルで基地局１０により受信されるようにその送信電力を調節する。同様に、基地局１２において、送信電力のレベルを調節するために、加入者装置１６は、基地局から受信した信号の電力を推定し、アップリンク内の制御チャネルを介して基地局に電力制御ビットを送信する。従って、基地局１２は、アップリンク上に送信された電力制御ビットに従ってその送信電力を調節する。

この発明に従って、基地局１２、加入者装置１６、または基地局１２および加入者装置１６は、「アウトオブロック」状態が受信信号１４のすべてのパス間に存在するとき、変更された電力制御技術を適用するように構成してもよい。以下に記載するように、基地局１２および加入者装置１６は各々、信号１４のマルチパスを追跡するために復調エレメント、すなわち、「フィンガー」を割り当てるレーキ受信器を組み込む。レーキ受信器内の１つのフィンガーの出力が所定の信号強度未満に低下すると、「アウトオブロック」状態が生じる。すべてのフィンガーがアウトオブロックであるとき、すなわち、各フィンガーの出力が所定の信号強度未満であるとき、基地局１２または加入者装置１６は、ロックを再び獲得するために変更された電力制御ルーチンを適用する。

図２は、無線基地局１２をさらに詳細に図解するブロック図である。基地局１２は例示のために記載されるけれども、図２に図解する構造は、加入者装置１６に直ちに適用可能である。図２に示すように、基地局１２は、無線周波数アンテナ２２、復調器２４、サーチモジュール２６、およびコントローラ２８を介して無線信号を送信し、受信する無線周波数送信器／受信器２０を含む。復調器２４、サーチモジュール２６およびコントローラ２８の機能は１つ以上のデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、ディスクリートハードウエア回路網、ファームウエア、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、ＤＳＰのようなプログラマブルプロセッサ上でのソフトウエア実行、または上述したいずれかの組合せにより実施してもよい。

アンテナ２２は、加入者装置１６から送信されたＣＤＭＡ変調された信号のような入力信号を受信する。送信器／受信器２０は、受信した信号を処理し、ベースバンドサンプルを出力する回路網を含む。送信器／受信器２０は、低雑音増幅器（ＬＮＡ）、ＲＦミクサ、およびアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器（図２には示されていない）を用いて受信した信号を処理し、受信した信号の対応するデジタル値、例えば、デジタルベースバンド信号２９を生成する。

図２に示す基地局１２の構成要素は、レーキ受信器として動作するように構成される。特に、適切に入力拡散スペクトル信号を復調するために、基地局１２はサーチモジュール２６を用いて時間領域内の入力拡散スペクトル信号を連続的にスキャンし、種々の受信したパスの存在、タイムオフセット、および信号強度を決定する。サーチモジュール２６は、パス情報をサーチ結果としてコントローラ２８に記録し報告する。受信した信号の再生を生じるタイムオフセットに対して、受信したパスを表すローカル最大エネルギーピークが現われ、一方、他のタイムオフセットは一般に信号エネルギーをほとんどあるいは全く生じない。マルチパス環境において、信号の反射またはエコーは、複数のエネルギーピークを生じさせるかもしれない。

コントローラ２８は、復調器２４内のフィンガーを割り当てるためにサーチモジュール２６により発生されたサーチ結果を使用する。フィンガーは、１つ以上の信号パスを追跡し復調する。このようにして、基地局１２は、複数の信号パス１４を追跡し、それらを結合して、全体信号を生成することができる。信頼性のために、復調器２４内のフィンガーの信号強度出力は所定の信号強度閾値を超えなければならない。信号強度閾値が満足されないなら、フィンガーは「アウトオブロック(out-of-lock)であると決定される。割り当てられたフィンガーのいずれも信号強度閾値を満足しないなら、復調器２４が特定の加入者装置１６から追跡している信号で全体の復調器２４がアウトオブロックとなる。この場合、基地局１２は加入者装置１６からアップリンクを獲得することができず、通常の電力制御は不可能である。

図３は、基地局１２または加入者装置１６内の送信電力を制御するためのシステムを図解するためのブロック図である。図３に示すように、復調器２４は、デジタルベースバンド信号３２を受信し復調するために、集合的にフィンガー３０と呼ばれるＮ個のフィンガー３０Ａ−３０Ｎを割り当ててもよい。コントローラ２８から受信したタイミング情報に応答して、サーチモジュール（図２）のからのサーチ結果に基づいて、フィンガー３０は、デジタルベースバンド信号３２を処理し、集合的のソフトデータビット３４と呼ばれる、ソフトデータビット３４Ａ−３４Ｎを生成する。記号結合器３６は、ソフトデータビット３４を受信して結合し、記号情報に復号するための総合データを生成する。

ＣＤＭＡシステムにおいて、各フィンガーは、逆拡散変調器およびコントローラ２８により供給されるタイムオフセットに従ってＰＮシーケンスを発生するシーケンス発生器を含んでいてもよい。従って、種々のフィンガー３０により使用されるＰＮシーケンスは、それぞれのフィンガー３０により追跡される送信装置により使用されるＰＮシーケンスと同一であってもよい。各フィンガー３０は、またフィルタ、拡大縮小および位相回転回路網、デジタルミクサおよびウオルシュシーケンス発生器を含む割り当てられたパスを追跡し復調するのに使用するための多数の部品（図示せず）を含んでいてもよい。サーチモジュール（図２）から受信したサーチ結果に基づいてタイムオフセットを供給することにより、コントローラ２８は、信号１４の受信したパスの１つを追跡し復調するためにフィンガー３０の各々を割り当てる。

コントローラ２８は、記号結合器３６の出力を用いて受信信号１４の電力レベルを推定し、電力レベルを目標値と比較し、受信した電力が高すぎるかまたは低すぎるかどうかを決定する。この比較に基づいて、コントローラ２８は、信号１４を送信した装置に送信するために電力制御ビットのパターンを発生する。この発生されたパターンは、信号１４を送信した装置の電力制御を供給するために使用することができる。例えば、基地局１２の場合、コントローラ２８は、加入者装置１６により送信された信号１４の電力を推定し、送信器／受信器２０を制御して電力制御ビットを加入者装置に送信する。

さらに、コントローラ２８は、基地局１２の送信電力のレベルを制御するのに使用するために、加入者装置１６からの信号１４とともに送信された電力制御ビットを、記号結合器３６の出力から抽出する。互いに受信した電力制御ビットに基づいて、基地局１２と加入者装置１６は、それらの送信電力レベルを調節する。一般に、電力制御ビットのパターンは、増加の、すなわち送信電力の０．５デシベル（ｄＢ）のような「上昇または下降」の電力調節を生じるように選択される。

フィンガー３０が「アウトオブロック」状態になると、基地局１２は、加入者装置１６から電力制御ビットを受信することができない。この場合、コントローラ２８は、変更された電力制御ルーチンを適用する。特に、図３に示すように、アウトオブロック検出器３７は、フィンガー３０Ａ−３０Ｎの各々と関連する受信信号強度インジケータ（ＲＳＳＩ）３５Ａ−３５Ｎの出力を監視する。ＲＳＳＩ３５は、それぞれのフィンガー３０により受信された信号の強度を示す信号を出力してもよい。この場合、アウトオブロック検出器３７は信号強度出力を信号強度閾値と比較する。

もう一つの方法として、ＲＳＳＩ３５は、信号強度を信号強度閾値と比較し、例えば、アウトオブロックフラッグの形態で、閾値が満足されたかどうかの表示を出力する内部比較器を含んでいてもよい。いずれの場合にも、アウトオブロック検出器３７は、ＲＳＳＩ３５の出力を処理し、すべてのフィンガー３０からの信号強度が信号強度閾値を満足しないときをコントローラ２８に通知し、それゆえ、すべてのフィンガーがアウトオブロックであることを示す。信号強度閾値は、送信環境における背景干渉に鑑みて信頼できる通信のための最小信号強度を表してもよい。

さらに他の方法として、アウトオブロック検出器３７は、記号結合器３６の出力に基づいてアウトオブロック状態を特定するように構成してもよい。フィンガー３０がアウトオブロックであるとき、その出力は一般には、記号結合器３６に付加されない。言い換えれば、記号結合器３６に対するアウトオブロックフィンガー３０の貢献はゼロである。従って、すべてのフィンガー３０がアウトオブロックであるとき、記号結合器３６の出力は、通常ゼロでなければならない。多数のインロック(in-lock)フィンガー３０の貢献によって、記号結合器３６からゼロ出力が生じることができる非常に小さな可能性がある。このため、アウトオブロック検出器３７によるフィンガー３０の個々の出力の解析が望ましいかもしれない。しかしながら、記号結合器３６の出力の解析は、ほとんどの場合正常に機能しなければならない即座の代替案である。

すべてのフィンガー３０がアウトオブロックであることを、アウトオブロック検出器３７がコントローラ２８に通知するなら、コントローラ２８は、アウトオブロック状態の継続期間を追跡するためにタイマーを始動する。アウトオブロック状態は、高速フェーディングまたは低速フェーディングにより生じる可能性がある。高速フェーディングは、マルチパス信号の瞬間的な取消により生じる可能性があり、しばしばアップリンクのみまたはダウンリンクのみに影響を及ぼすが両方に影響を及ぼすことはない。低速フェーディングは、アップリンク及びダウンリンクの両方に影響を及ぼす大きな障害物または密集した多数の障害物によって生じる可能性がある。

加入者装置１６の高速フェーディングの場合に、基地局１２からのダウンリンクは依然として動作可能であるかもしれない。従って、「フェーディング装置」、すなわちこの例では、加入者装置１６は、基地局１２により送信された信号１４の制御チャネル上のコントローラ２８により発生された電力制御ビットを依然として受信し応答することができるかもしれない。アウトオブロック状態において、基地局１２は、その送信電力を増加するために、加入者装置１６を命令する電力制御ビットを送信する。しかしながら、基地局１２は、その固有の送信電力を即座に変更しない。そのかわり、コントローラ２８は、最初に、アウトオブロック状態に応答して実質的に一定のレベルで基地局１２の送信電力を維持する。ダウンリンク送信が成功するなら、加入者装置１６は、ダウンリンク内の電力制御ビットに応答してその送信電力を増加するので基地局１２はロックを回復するかもしれない。

タイマー（またはその他の時間追跡機構）が、延長期間に対してアウトオブロック状態が存続することを示すとき、コントローラ２８は、加入者装置１６でロックを回復するために基地局１２内の送信器／受信器２０の送信電力を増加する。この場合、基地局１２は、加入者装置１６の送信電力における増加を要求する電力制御ビットを送信するだけでなく、自己の送信電力も増加する。コントローラ２８は加入者装置１６により発生される電力制御ビットを受信することができないので、独立して送信電力を増加する。それゆえ、コントローラ２８は、すべてのフィンガーがアウトオブロックになる２つの異なるシナリオ間で区別しようと試みる。２つのシナリオ、すなわち高速フェーディングおよび低速フェーディングは、最適なシステム性能のためにコントローラ２８により異なる行動を要求する。

アウトオブロック状態が低速フェーディングによるとき、アップリンクとダウンリンク両方とも動作不能である可能性がある。この結果、加入者装置１６は、ダウンリンクの制御チャネル上で基地局１２により送信される電力制御ビットを受信できないかもしれず、フェーディング状態を克服するために送信電力を増加することができない。この可能性を意識して、コントローラ２８は、タイマーを用いて、高速フェーディングまたは低速フェーディングの結果としてアウトオブロック状態を分類する。第１の期間では、コントローラ２８は高速フェーディング状態と見なし、基地局１２を制御して、基地局の送信電力を増加させることなく加入者装置１６に電力制御ビットを送信する。第１の期間の後、コントローラ２８は低速フェーディング状態と見なし、基地局１２を制御して電力制御ビットを送信し、基地局の送信電力を増加する。このようにして、基地局１２は、ダウンリンク上で電力制御ビットを成功裡に送信しようと試み、それにより、加入者装置１６にその送信電力を増加させる。いずれの場合にも、基地局１２は加入者装置１６にその送信電力を増加するように命令するが、低速フェーディングの場合には、基地局は自己の送信電力も増加する。

この変更された電力制御ルーチンは、長期に渡るアウトオブロック状態を回避するのに有効であり、それによりサービスの質を促進させる可能性がある。しかしながら、コントローラ２８は、選択的基礎にもとづいて基地局１２内の送信電力を増加する。特に、コントローラ２８は延長期間に対してアウトオブロック状態が継続するときのみ送信電力を増加する。このようにして、コントローラ２８は、加入者装置１６間で干渉を生成し、システム容量に悪影響を及ぼすこともあり得る送信電力の増加を回避する。

図４は、送信電力を制御するためのプロセスを図解するフロー図である。図４に示すように、信号１４が復調器２４（図３）のフィンガー３０を介して受信すると（３８）、アウトオブロック検出器３７は、すべてのフィンガーの信号強度出力が閾値未満かどうか判断する（４０）。図３を参照して記載したように、この判断は種々の方法で実施してもよい。例えば、アウトオブロック検出器３７は、フィンガー３０のＲＳＳＩ出力を信号強度閾値と比較してもよい。もうひとつの方法として、アウトオブロック検出器３７はＲＳＳＩ回路３５により設定されるアウトオブロックフラッグを監視してもよい。１つ以上のフィンガー３０からの信号強度が信号強度閾値を越えるなら、コントローラ２８は、信号１４の制御チャネルから電力制御ビットを抽出し、一般的な過程では、送信器／受信器２０の送信電力を制御するためにそれらを適用する（４２）。

すべてのフィンガー３０からの信号強度が閾値未満なら、アウトオブロック検出器３７は、復調器２４のすべてのフィンガー３０がアウトオブロックであることを示す（４４）。この場合、コントローラ２８は、信号１４により搬送される電力制御ビットに依存することはできない。アウトオブロック状態に応答して、コントローラ２８はタイマーを始動する。タイマー値が最小閾値未満なら（４６）、コントローラ２８は、ダウンリンクが依然として有効である高速フェーディング状態と見なす。この場合、コントローラ２８は最初に基地局１２の送信電力を維持し（４８）、次に、信号１４の次のサンプルを処理するために戻り、それを信号強度閾値と比較する（４０）。タイマーの使用に対する別の方法として、連続する信号スロット等におけるタイムスタンプの比較のような他の方法で同様のタイミングプロセスを実行してもよい。従って、ここにおけるタイマーの使用の参照は、アウトオブロック状態の継続期間を追跡するのに有効な何らかの機構を表すように広く解釈されるべきである。

タイマー値が最小値より大きければ、コントローラ２８は低速フェーディング状態と見なす。しかしながら、延長期間に対して送信電力の過度の増加を回避するために、コントローラ２８は、タイマー値を最大時間と比較してもよい（５０）。タイマー値が最小時間よりも大きく（４６）、最大時間未満なら（５０）、コントローラ２８は、基地局１２の送信電力を増加する（５２）。コントローラ２８は、信号１４の次のサンプルを処理するために戻り、それを信号強度閾値と比較する（４０）。タイマー値が最大時間より大きければ（５０）、コントローラ５４はタイマー（５４）をリセットする。

アウトオブロック状態の場合に、コントローラ２８は、信号１４の制御チャネル上で通常受信される電力制御ビットに類似する電力制御ビットのパターンを最初に発生することにより送信器／受信器２０の送信電力を制御してもよい。例えば、コントローラ２８が最初に送信電力を維持すると、アップ／ダウン電力制御ビットのパターンを選択して、送信電力の０ｄＢ／秒のネット利得を得ることができる。コントローラ２８が送信電力を増加すると、アップ／ダウン電力制御ビットの異なるパターンを選択し、送信電力のＸｄＢ／秒のネット利得を得ることができる。この場合Ｘはゼロより大きい。一例として、低速フェーディング状態が存在するとき、すなわち、タイマー値が最小値を越えて、低速フェーディング状態の存在を示唆するとき１０ｄＢ／秒のオーダーでアップ／ダウンパターンを選択することもあり得る。いくつかの実施形態において、アップ／ダウンパターンは、特定の加入者装置１６に関連するリンク利得の関数として選択してもよい。

図５は、送信電力を制御するためのプロセスを図解する他のフロー図である。図５の例において、コントローラ２８は、アウトオブロック状態の検出に続いてある期間に渡って送信電力を徐々に増加するように構成される。図５に示すように、アウトオブロック状態が無いとき（５６）、コントローラ２８は加入者装置１６により送信される信号１４から受信した電力制御ビットに基づいて通常の電力制御ルーチンを適用する（５８）。

アウトオブロック状態が検出されると（５６）、コントローラ２８はタイマーを設定し、図４の例のように、タイマー値を最小値と比較する（６０）。同様に、コントローラ２８はタイマー値が最大値を越えたかどうかを判断する（６４）。そうでなければ、コントローラ２８は、送信電力の一連の漸進的増加を開始する。例えば、コントローラ２８は、アウトオブロックの継続期間を、最小時間に続く２以上のサブ期間Ｙに分割してもよい。各サブ期間から次のサブ期間に、コントローラ２８は増加率で送信電力を徐々に増加するために、電力制御ビットの異なるアップ／ダウンパターンを適用する。

タイマー値が最小時間プラスＹ２サブ期間より大きければ（６６）、コントローラ２８はＺ３ｄＢ／秒だけ送信電力を増加するのに十分な電力制御ビットのアップ／ダウンパターンを選択する（６８）。タイマー値が最小時間プラスＹ１サブ期間より大きければ（７０），コントローラ２８は、Ｚ２ｄＢ／秒だけ送信電力を増加させるのに十分な電力制御ビットの異なるアップ／ダウンパターンを選択する。最後に、タイマー値が最小値より大きいが、最小値プラスＹ１期間未満なら、コントローラ２８は、Ｚ１ｄＢ／秒だけ送信電力を増加するのに十分な電力制御ビットのアップ／ダウンパターンを選択する。この例では、Ｙ２＞Ｙ１およびＺ３＞Ｚ２＞Ｚ１である。いずれの場合にも、送信電力の増加に続いて、コントローラ２８は、信号１４の次のサンプルを処理するために戻る。また、タイマー値が最大値を越えるなら（６４）、コントローラ２８はタイマーをリセットしてもよい（７６）。

図５の例に従って、コントローラ２８は、どのくらい長くアウトオブロック状態が存続したかを判断し、その判断に基づいて、いくつかのアップ／ダウンパターンの１つのを選択して送信電力を増加する。この場合も先と同様に、アウトオブロック状態が最小時間未満存続したなら、コントローラ２８は、０ｄＢ／秒のネット利得を有するパターンを適用する。アウトオブロック状態が最小時間に続く第１、第２、または第３のサブ期間内なら、コントローラはそれぞれ、Ｚ１ｄＢ／秒、Ｚ２ｄＢ／秒、またはＺ３ｄＢ／秒のネット利得を有するパターンを適用する。この場合、Ｚ１、Ｚ２およびＺ３は増加量である。特に、送信電力における除所に増やしていく方法による増加は、各送信期間に対して同じである必要はない。このように、アウトオブロック状態が存続すると、ダウンリンクを成功裡に加入者装置１６に送信し、信号１４でロックを回復しようとして増加の一途をたどる送信電力量が使用される。

変更された電力制御ルーチンにおいて使用される時間と量は大幅に変化させてもよい。いくつかの実施形態において、時間と量は無線システム１０を運営するサービスプロバイダーにより選択することができる。特に、サービスプロバイダーは、個人的嗜好、局所環境条件、またはその両方に基づいて、時間と量を選択してもよい。さらに、物理的環境、システムユーザの数、またはシステム１０の他の特性が時間に対して変化するにつれ、その時々に変更してもよい。例えば、都会の環境、郊外の環境および地方の環境間で著しい違いが生じてもよい。

しかしながら、例として、アウトオブロック状態を高速フェーディング状態または低速フェーディング状態として分類するために使用される最小時間は、アウトオブロック状態の開始に続く２０ミリ秒乃至５０ミリ秒のオーダーであってよい。さらに、送信電力が増加される最大時間は、０．５乃至２秒のオーダーであってよい。従って、最小時間と最大時間との間の期間は、０．５乃至２秒のオーダーであってよい。

また、図５に図解する実施形態において、最小時間と最大時間との間の期間は、継続期間が５ミリ秒乃至１５ミリ秒のオーダーの多数の等価なサブ期間に分割してもよい。サブ期間は、等しい、規則正しい、および反復的であるという意味において周期的である必要はない。それどころか、サブ期間は、継続期間が異なっていてもよい。例として、第１のサブ期間中に、送信電力は、１０乃至２０ｄＢ／秒の範囲内の割合で増加させることができる。例えば、第２および第３のサブ期間において、送信電力は、それぞれ約２０乃至３０ｄＢ／秒および約３０乃至４０ｄＢ／秒の範囲内の割合で増加することができる。

この発明の種々の実施形態について記載した。各実施形態において、ここでの記載は、例示目的のためおよび図の容易性のために基地局のみの観点を参照しているかもしれないけれども、アウトオブロック状態の場合に、送信電力の制御に関連する構造は、基地局内または加入者装置内で実施することができる。これらの実施形態および他の実施形態は以下のクレームの範囲内である。

図１は、無線通信システムを図解するブロック図である。 図２は、無線基地局を図解するブロック図である。 図３は送信電力を制御するためのシステムを図解するブロック図である。 図４は、送信電力を制御するためのプロセスを図解するフロー図である。 図５は、送信電力を制御するためのプロセスを図解する他のフロー図である。

Claims (30)

1. 無線レーキ受信器内のすべての復調フィンガーがアウトオブロックであるときを検出する；および
   前記復調フィンガーが所定の期間を越える期間アウトオブロックのままであるとき無線送信器の送信電力のレベルを増加する；
   ことを具備する方法。
2. 前記復調フィンガーが前記所定期間未満アウトオブロックのままであるとき、実質的に一定のレベルで送信電力の前記レベルを維持することをさらに具備する、請求項１の方法。
3. 前記復調フィンガーがアウトオブロックであるとき、他の装置に送信電力を増加させるために前記送信器が信号搬送命令を送信するのを制御する、および前記復調フィンガーが所定期間を超える期間アウトオブロックのままであるとき前記信号の送信電力の前記レベルを増加させることをさらに具備する、請求項１の方法。
4. 前記復調フィンガーが前記所定期間未満アウトオブロックのままであるとき、前記送信電力の前記レベルを維持するために第１のパターンの電力制御ビットを前記送信器に適用する；
   前記復調フィンガーが前記所定期間を越える期間アウトオブロックのままであるとき、前記送信電力の前記レベルを増加させるために第２のパターンの電力制御ビットを前記送信器に適用することをさらに具備する、請求項１の方法。
5. 前記第１のパターンの電力制御ビットは、前記送信電力の前記レベルに毎秒ほぼ０ｄＢの増加を生成し、前記第２のパターンの電力制御ビットは、前記送信電力の前記レベルに、毎秒ほぼ１０ｄＢ以上の増加を生成する、請求項４の方法。
6. 前記検出に応答してタイマーを始動する；および
   前記復調フィンガーの少なくとも１つがインロック(in-lock)であるとき、前記タイマーを停止する；
   ことをさらに具備し、
   前記送信電力の前記レベルを増加させることは、前記タイマーが前記所定期間を超える期間作動するとき前記送信電力の前記レベルを増加させることを含む、請求項１の方法。
7. 前記送信器および前記レーキ受信器は両方とも無線基地局に関連する、請求項１の方法。
8. 前記送信器と前記レーキ受信器は両方とも移動加入者装置に関連する、請求項１の方法。
9. 前記送信器は、ＷＣＤＭＡ規格にしたがって信号を送信するＣＤＭＡ送信器である、請求項１の方法。
10. ローカル無線送信環境の特性に従って選択された量だけ前記送信電力の前記レベルを増加させることをさらに具備する、請求項１の方法。
11. 無線信号を受信する復調フィンガーを備えたレーキ受信器と；
    無線信号を送信する送信器と；
    前記レーキ受信器内の前記復調フィンガーのすべてがアウトオブロックのときを検出する検出器と；および
    前記復調フィンガーが所定期間を超える期間アウトオブロックのままであるとき前記送信器の送信電力のレベルを増加するコントローラ；
    とを具備する装置。
12. 前記復調フィンガーが前記所定期間未満アウトオブロックのままであるとき、前記コントローラは実質的に一定のレベルで前記送信電力の前記レベルを維持する、請求項１１の装置。
13. 前記コントローラは、前記復調フィンガーがアウトオブロックであるとき他の装置に送信電力を増加させるために、前記送信器が信号搬送命令を送信することを制御し、前記復調フィンガーが所定の期間を超える期間アウトオブロックのままであるとき前記信号の送信電力の前記レベルを増加する、請求項１１の装置。
14. 前記コントローラは、
    前記復調フィンガーが前記所定の期間未満アウトオブロックのままであるとき、前記送信電力の前記レベルを維持するために第１のパターンの電力制御ビットを前記送信器に適用し；および
    前記復調フィンガーが所定期間を超える期間アウトオブロックのままであるとき、前記送信電力の前記レベルを増加させるために第２のパターンの電力制御ビットを前記送信器に適用する、請求項１３の装置。
15. 前記第１のパターンの電力制御ビットは、前記送信電力の前記レベルに毎秒ほぼ０ｄＢの増加を生成し、前記第２のパターンの電力制御ビットは、前記送信電力の前記レベルに毎秒ほぼ１０ｄＢ以上の増加を生成する、請求項１４の装置。
16. 前記コントローラは前記検出に応答して前記タイマーを開始し、前記復調フィンガーの少なくとも１つがインロックであるとき、前記タイマーを停止し、前記タイマーが前記所定期間を越える期間作動しているとき、前記送信電力の前記レベルを増加する、請求項１１の装置。
17. 前記送信器および前記レーキ受信器は両方とも無線基地局に関連する、請求項１１の装置。
18. 前記送信器および前記レーキ受信器は両方とも移動加入者装置に関連する、請求項１１の装置。
19. 前記送信器は、ＷＣＤＭＡ規格に従って信号を送信するＣＤＭＡ送信器である、請求項１１の装置。
20. 前記コントローラは、ローカル無線送信環境の特性に従って選択された量だけ前記送信電力の前記レベルを増加する、請求項１１の装置。
21. 無線レーキ受信器内の全ての復調フィンガーがアウトオブロックであるときを検出する；
    受信信号の高速フェーディング状態または低速フェーディング状態によりアウトオブロック検出を分類する；および
    前記アウトオブロック検出が低速フェーディング状態として分類される場合に送信器の送信電力のレベルを増加する；
    ことを具備する方法。
22. 前記フィンガーが所定期間を超える期間アウトオブロックのままであるとき、低速フェーディング状態により前記アウトオブロック検出を分類することをさらに具備する、請求項２１の方法。
23. 前記送信器および前記レーキ受信器は両方とも無線基地局に関連している、請求項２１の方法。
24. 前記送信器および前記レーキ受信器は両方とも移動加入者装置に関連している、請求項２１の方法。
25. 前記送信器は、ＷＣＤＭＡ規格に従って信号を送信するＣＤＭＡ送信器である、請求項１６の方法。
26. 無線信号を受信する復調フィンガーを備えたレーキ受信器と；
    無線信号を送信する送信器と；
    レーキ受信器内のすべての復調フィンガーがアウトオブロックであるときを検出する検出器と；および
    前記受信信号内の高速フェーディング状態または低速フェーディング状態により前記アウトオブロック検出を分類し、前記アウトオブロック検出が低速フェーディング状態として分類された場合に、送信器の送信電力のレベルを増加するコントローラと；
    を具備する装置。
27. 前記コントローラは、前記フィンガーが所定期間を超える期間アウトオブロックのままであるとき、低速フェーディング状態により前記アウトオブロック検出を分類する、請求項２６の装置。
28. 前記送信器と前記レーキ受信器は両方とも無線基地局に関連している、請求項２６の装置。
29. 前記送信器と前記レーキ受信器は両方とも移動加入者装置に関連している、請求項２６の装置。
30. 前記送信器は、ＷＣＤＭＡ規格に従う信号を送信するＣＤＭＡ送信器である、請求項２６の装置。

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