JP2008546235A - 送信電力制御の方法及び装置 - Google Patents

Abstract

本明細書で教示される方法及び装置の実施形態によれば、基準チャネル信号の信号強度又は品質と、制御チャネル信号及び基準チャネル信号に関するゲインファクタの推定値とに基づいて、基準チャネル信号と一緒に受信される制御チャネル信号の電力制御フィードバックが生成される。広帯ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）のコンテクストに示された非限定的な例として、基準チャネル信号は共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）信号を含み、制御チャネル信号は、ＣＰＩＣＨ信号に対して（未知の）電力ゲインで送信されるフラクショナル専用物理チャネル（Ｆ−ＤＰＣＨ）信号を含む。

Description

背景
本発明は一般に送信電力制御、特に、送信電力制御フィードバックの決定に関する。

送信電力制御は、干渉を制限した通信網（符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方式をベースにした通信網等）において重要な役割を果たしている。通信の信頼性を保証し、データスループットの目標レベルを確保するには、適切な受信信号品質を保証するのに十分な電力で送信を行う必要があるが、過度の電力での送信は、干渉を制限又は緩和するメカニズムで回避される。

送信電力制御の一例として、第１の送受信機が情報信号を第２の送受信機に送信すると、第２の送受信機が、受信信号品質（情報信号について第２の送受信機によって測定された）の関数としての電力制御フィードバックを第１の送受信機に送信する。次いで、第１の送受信機は、電力制御フィードバックに応答して情報信号の送信電力を増大又は減少させる。このように、送信電力が必要に応じて許容範囲内又は別に制限された範囲内を頻繁に上下に変動することで、変化する受信条件に対して第２の送受信機での受信信号品質をほぼ目標レベルに保っている。

一般に、電力制御フィードバックは送信電力コマンド（ＴＰＣ）を含み、このＴＰＣは、測定された信号品質が基準目標を上回っているのか下回っているのかに応じて、１又は−１として送信される。このような制御は「内部ループ」電力制御と呼ぶことが多く、この名前が示すように、ほとんどの場合は「外部ループ」電力制御メカニズムが内部ループ電力制御と対になっている。外部ループ電力制御では、ビットエラーレート（ＢＥＲ）、フレームエラーレート（ＦＥＲ）、又はブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）等の１つ以上の追加メトリックが内部ループ目標を調整するためのベースとなる。即ち、内部ループ電力制御は測定信号品質を目標値と比較することによりＴＰＣを生成し、外部ループ電力制御は、その目標値を、追加のメトリックとそれに対応する目標値（例えば、ＦＥＲ又はＢＬＥＲ目標値１％）とを比較することにより調整する。

一部のコンテクストは、上記した送信電力制御方法を複雑化している。例えば、広域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）規格では、ユーザー装置（ＵＥ）にＴＰＣを送信するのに下りリンク対応専用物理チャネル（ＡＤＰＣＨ）の使用を規定しており、これにより、ＵＥは、特定の上りリンク制御チャネルを、基地局が目標信号品質で受信可能な送信電力で確実に送信する。例えば、高速下りリンクパケットアクセス（ＨＳＤＰＡ）と呼ばれるＷ−ＣＤＭＡシステムの拡張方式では、高速下りリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）のハイブリッド自動再送要求（Ｈ−ＡＲＱ）動作に関する応答又は否定応答（ＡＣＫ／ＮＡＣＫ）を通知するためにＵＥによって使用される高速専用物理制御チャネル（ＨＳ−ＤＰＣＣＨ）の電力制御が、通常、サポートしているネットワーク基地局による確実な受信を保証するためにネットワークによって行われる。次いで、ＵＥはＴＰＣを送信側ネットワークに返送して、下りリンクＴＰＣが、確実に受信されるのに十分な電力で、ＵＥに送信されるように保証する。言い換えれば、ＵＥは、下りリンク電力制御チャネルに対する送信電力制御フィードバックを送信することで、ネットワークが送信したＴＰＣを目標信号品質で確実に受信できるようにしている。

ＤＰＣＨ伝送にはパイロット情報が含まれており（例えば、タイムスロット当たり、１つのパイロットシンボル）、受信側のＵＥは、受信したパイロット情報を使用することで、スロット毎の電力制御フィードバックを生成するためにＤＰＣＨ信号の品質を推定することができる。即ち、ＵＥは、下りリンク信号対干渉雑音電力比（signal-to-noise-plus-interference ratio）（ＳＩＮＲ）の測定値と、外部ループ電力制御によって設定される目標ＳＩＮＲとを比較することにより、受信したＤＰＣＨに対するフィードバックとして上りリンクＴＰＣコマンドを生成する。

しかしながら、ユーザーごとに追加の下りリンクＤＰＣＨを必要とすることなく、ＨＳ−ＤＳＣＨユーザー数の増加に対応するために、Ｗ−ＣＤＭＡ規格では、異なるＵＥ用の複数のＤＰＣＨを１つの下りリンクチャネルに時間分割多重化する「フラクショナル専用物理チャネル（Ｆ−ＤＰＣＨ）」の使用を明らかにしている。この方式の場合は、下りリンク上での拡散符号リソースの消費は少なくて済むが、ＵＥが信号品質の推定で使用するスロット毎のパイロット情報がＦ−ＤＰＣＨには含まれていないので、ＵＥでの送信電力制御が複雑になる。Ｆ−ＤＰＣＨはまた、受信データシンボルに基づく正確な信号品質の推定をサポートするのに十分なスロット毎のデータシンボルを提供していない。したがって、非限定的な例として、Ｆ−ＤＰＣＨは、内部／外部ループ電力制御を複雑化しているチャネルのタイプの例となっている。

概要
本明細書で教示される方法及び装置の実施形態によれば、基準チャネル信号の信号強度又は品質と、制御チャネル信号及び基準チャネル信号に関するゲインファクタの推定値とに基づいて、基準チャネル信号と一緒に受信される制御チャネル信号の電力制御フィードバックが生成される。広帯ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）のコンテクストに示された非限定的な例として、基準チャネル信号は共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）信号を含み、制御チャネル信号は、ＣＰＩＣＨ信号に対して（未知の）電力ゲインで送信されるフラクショナル専用物理チャネル（Ｆ−ＤＰＣＨ）信号を含む。したがって、ゲインファクタは、未知のゲインの算出推定値を表す。

一実施形態で、制御チャネル信号に対する電力制御フィードバックを生成する方法は、制御チャネル信号及び基準チャネル信号に関係するゲインファクタを算出することと、基準チャネル信号の推定信号品質又は強度を求めることと、推定信号品質又は強度とゲインファクタとの関数として制御チャネル信号に対する電力制御フィードバックを生成することとを含む。無線通信装置に組み込まれた電力制御回路は、ハードウェア、ソフトウェア、又は両者の任意の組合せの対応する配置に基づいて上記方法を実行するように構成され得ることが理解されよう。非限定的な例として、無線通信装置は、携帯無線電話機等の移動局を含むか、或いは、無線ページャー、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ラップトップ若しくはパームトップコンピュータ、又は通信モジュールを含み得る。

少なくとも１つの実施形態で、電力制御回路は、所与の時刻に（at given times）ゲインファクタを計算し、該所与の時刻間でゲインファクタの更新値を維持し、更新値を使用して電力制御フィードバックを生成するように構成される。１つ以上の実施形態で、ゲインファクタの更新値を維持することは、所与の時刻間で生成される電力制御フィードバックに対応するゲインファクタの変化をトラッキングすることを含む。例えば、電力制御回路は、制御チャネル信号で所与の時間間隔にわたって受信されるシンボルの軟値（soft values）と、該所与の時間間隔にわたって基準チャネル信号について推定されたチャネル推定値から算出されるネット応答（net responses）とに基づいて、ゲインファクタを算出するように構成される。この算出値は、次の間隔でのゲインファクタの開始値として使用され、その間隔中には、その間隔内で生成される電力制御フィードバックに従ってゲインファクタがその間隔にわたって更新され得る。

ゲインファクタが利用できない場合、一実施形態で、電力制御回路は、電力制御コマンド（例えば、交互のアップ／ダウンコマンド）の所定のシーケンスに従って制御チャネル信号に対する電力制御フィードバックを生成する。電力制御回路は、制御チャネル信号の任意の現行のタイムウィンドウ又はフレームでの進行中の電力制御フィードバック生成が、前のフレームでゲインファクタについて算出された値と現行フレームで生成される電力制御フィードバックとに依存するゲインファクタの更新値に基づくように構成され得る。

ゲインファクタの新しい開始値は、各々の現行フレームで、次のフレームのために、現行フレームにわたって測定値を収集することで算出できる。例えば、電力制御回路は、現行フレームでのゲインファクタの値を、制御チャネル信号でそのフレームにわたって受信されたシンボルの軟値と、そのフレームにわたって基準チャネル信号について求められたチャネル推定値から特定されるネット応答とに基づいて算出するように構成され得る。より一般的には、制御チャネル信号の任意の所望の間隔で任意の所与の時刻にゲインファクタの再計算を実行でき、再計算と再計算との間では、進行中の電力制御フィードバック生成のトラッキングに基づいてゲインファクタの更新値を維持することができる。

一実施形態で、電力制御回路は、電力制御フィードバックを、電力制御コマンド（制御チャネル信号に対してスロット毎に生成される上りリンク電力制御コマンド等）として生成するように構成される。各々の上りリンク電力制御コマンド（例えば、アップ、ダウン、又はホールド）は、調整信号品質を目標信号品質と比較することにより生成される。例えば、調整信号品質が目標を上回っている場合は、ダウンコマンドが生成される。逆に、調整信号品質が目標信号品質を下回っている場合は、アップコマンドが生成される。調整信号品質は、ゲインファクタの更新値の関数として基準チャネル信号から求められる推定信号品質（例えば、スロット毎の推定値）を調整することにより得られる。

別の実施形態では、上りリンク電力制御コマンドは同様の方法で生成されるが、ミスアライメント目標閾値と比較されるミスアライメント値を使用する。ミスアライメント値は、一実施形態では、ゲインファクタの開始値と基準チャネル信号品質の対応する推定値とから求められる初期ミスアライメント値と、基準チャネル信号品質の後続の変化及び上りリンク電力制御コマンド生成に対応するゲインファクタの後続の変化をトラッキングする進行中のミスアライメント更新の値とに基づく更新ミスアライメント値である。

このような全ての実施形態で、上りリンク送信電力制御コマンドの生成は、「内部」ループ電力制御とみなすことができ、電力制御回路は、１つ以上の実施形態では、「外部ループ」電力制御メカニズムを実行するように構成され、この「外部ループ」電力制御メカニズムは、進行中の内部ループ電力制御のパフォーマンスを反映する１つ以上のパフォーマンスメトリックの関数として、内部ループによって使用される１つ以上の値を調整する。例えば、調整可能な値には、ゲインファクタ、推定信号品質、目標信号品質、ミスアライメント値、及びミスアライメント目標閾値のうちの任意の１つ以上が含まれる。このようなパフォーマンスメトリックの１つが、電力制御回路によって算出可能なコマンドエラーレート（ＣＥＲ）推定値である。

当然ながら、本発明は上記した特徴及び利点に限定されるものでない。当業者であれば、以下の詳細な説明を読み添付図面を参照することで追加の特徴及び利点を理解するであろう。

詳細な説明
図１は、受信した制御（又はデータ）チャネル信号に対する電力制御フィードバックを受信基準チャネル信号に基づいて生成するように構成された電力制御回路１２を含む、無線通信装置１０の一実施形態を示す。この実施形態の実装はその目的とする用途に応じて異なるが、図示した無線通信装置１０の実施形態は、１つ以上のベースバンド処理回路１４と、スイッチ／デュプレクサ２２を介して１つ以上のアンテナ２０に接続された受信機回路１６及び送信機回路１８と、１つ以上のシステム制御回路２４と、１つ以上の入出力（Ｉ／Ｏ）及びユーザーインターフェイス（ＵＩ）回路２６とを更に備える。

より詳細には、制御チャネル信号が、制御チャネル情報の確実な受信を保証するのに十分な信号品質で無線通信装置１０によって受信されるべきであると仮定することができ、更に、制御チャネル信号が、当該タイムフレームにわたって信頼できる直接的な品質推定を容易にサポートしないと仮定する。例えば、制御チャネル信号は、基準チャネル信号に対して未知の送信電力ゲインで送信することができるが、信号品質推定の基礎となる既知の（known a priori）パイロット情報又は基準情報を搬送すること、又は当該タイムフレームにわたってデータに基づく信頼の高い信号品質推定をサポートするのに十分なデータレートを有することができない。しかしながら、基準チャネル信号は、信号品質の推定を容易にサポートすると仮定する。例えば、基準チャネル信号は、当該タイムフレームにわたって信頼できる信号品質推定を行うのに十分なパイロットシンボルレートを有するパイロット信号を含むことができる。

Ｗ−ＣＤＭＡベースの通信網のコンテクストで示される非限定的な例として、基準チャネル信号は共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）信号とすることができ、制御チャネル信号はＣＰＩＣＨに対して所与の送信電力ゲインで送信されるフラクショナル専用物理チャネル（Ｆ−ＤＰＣＨ）信号とすることができる（ゲインオフセットは一般に受信側の移動装置に知られていない）。Ｆ−ＤＰＣＨは、複数の移動局のうちの個々の移動局に、このような移動局の上りリンク送信電力の制御を目的として、（下りリンク）電力制御コマンドを送信するのに使用される。したがって、移動局が、各移動局に対して発せられるコマンド値を確実に受信するのに十分な信号品質で着信下りリンク電力制御コマンドを受信することが重要である。このために、Ｆ−ＤＰＣＨで電力制御コマンドを受信する移動局は、電力制御フィードバック（上りリンク送信電力制御（ＴＰＣ）コマンド）を生成することで、Ｆ−ＤＰＣＨで移動局に送信される下りリンク電力制御コマンドを目標の信号品質で確実に受信できるようにする。ここで、本明細書で教示される電力制御フィードバックの方法では、ＣＰＩＣＨ信号と、ＣＰＩＣＨ信号に対するＦ−ＤＰＣＨの送信電力ゲインを表す推定ゲインファクタとに基づいて、Ｆ−ＤＰＣＨ信号に対する電力制御フィードバックを生成する。

より一般的には、本明細書で教示される電力制御フィードバック生成によれば、無線通信装置１０の電力制御回路１２は、基準チャネル信号に基づいて制御チャネル信号に対する電力制御フィードバックを生成する。即ち、電力制御回路１２は、制御チャネル信号及び基準チャネル信号に関するゲインファクタの推定値と基準チャネル信号の品質又は強度の測定値とに基づいて制御チャネル信号の送信電力を制御するための電力制御コマンドを生成する（電力制御回路１２は、同様に、基準チャネル信号の品質の明示的な推定値ではなく、基準チャネル信号の強度を使用するように構成され得ることを理解されたい。特に注記されない限り、本明細書で信号品質のオペレーションが指定される場合は、信号強度のオペレーションも考慮される）。

上記オペレーションは、初期化段階と安定化段階とを含むものとみなすことができる。初期化段階では、ゲインファクタの推定値が利用できないので、電力制御回路１２は他の手段に従って電力制御フィードバックを生成する。例えば、電力制御回路１２は、一連の交互するアップ／ダウンコマンド（alternating up/down commands）又は一連のホールドコマンド（ホールドコマンドが定義されている場合）等の電力制御コマンドの所定のシーケンスに従って電力制御フィードバックを生成するよう構成することができる。或いは、電力制御回路１２は、制御チャネル信号品質の潜在的な概算推定値（potentially rough estimates）に基づいて電力制御フィードバックを生成するように構成することができる。例えば、制御チャネル信号で受信したシンボル値についてＲＡＫＥ（又はＧ−ＲＡＫＥ）出力の絶対値２乗を取ることにより雑音電力の推定値を取得して、信号品質推定値を取得することができる。それにもかかわらず、こうした初期化段階の電力制御フィードバック生成が進行している間、電力制御回路１２は、受信した制御チャネルシンボルの測定値や（基準）チャネルの推定値等の測定値を収集し、その測定値を使用してゲインファクタを推定する。

安定化段階のオペレーションでは、電力制御回路１２が、ゲインファクタの推定値と測定した基準信号強度又は品質とに基いて、制御チャネル信号に対する電力制御フィードバックを生成する。更に、安定化段階のオペレーションの間、電力制御回路１２は、進行中の電力制御フィードバック生成をトラッキングするように、更新されたゲインファクタを保持する。即ち、無線通信装置１０によって制御チャネルに対して生成される電力制御フィードバックに相当する制御チャネル信号の送信電力の変化を反映するために、ゲインファクタが必要に応じて上方及び下方に調整される。

少なくとも一実施形態で、制御チャネル信号は反復フレームを含み、各フレームは複数のスロットを含んでいる。そのため、電力制御回路は、各々のスロット中に制御チャネル信号に対する電力制御コマンドを生成するよう構成される。このチャネルのタイミング及び構造を考慮に入れ、電力制御回路１２は、初期化段階の期間中に、所定のコマンドシーケンスを使用して又は制御チャネル信号品質の潜在的な概算測定値を使用して、制御チャネル信号の送信電力を制御するためのスロット毎の送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドを生成する。ゲインファクタの推定値が利用可能になると、電力制御フィードバック生成は安定化段階のオペレーションに移行可能となる。

安定化段階のオペレーションでは、電力制御回路１２が、ゲインファクタの推定値と基準チャネル信号品質又は強度のスロット毎の測定値とに基づいて、制御チャネル信号に対するスロット毎の電力制御フィードバックを生成する。このプロセスの一環として、電力制御回路１２は、スロット毎の電力制御コマンド生成に応じてゲインファクタを更新する。即ち、スロットごとに（from slot-to-slot）アップコマンド又はダウンコマンドが生成されると、電力制御回路１２は、制御チャネル信号の送信電力において対応する変化を反映させるために、適宜、ゲインファクタを増加又は減少させる。

そのような調整は、（リモート）送信機が、無線通信装置１０によって返される電力制御フィードバックを忠実にトラッキングするという前提に基づくか、又は電力制御フィードバックプロセスでの偏差を考慮する推定プロセスに基づき得る。例えば、２００５年１０月１日に出願されたボトムリー（Ｂｏｔｔｏｍｌｅｙ）らの米国特許出願公開第２００３／００９２４４７（“４４７”）号明細書の教示によれば、無線通信装置によって返される上りリンク電力制御コマンドに応答してリモート送信機が実際にどのように動作するかを推定するように電力制御回路１２を構成することができる。

安定化段階のオペレーションの少なくとも一つの実施形態では、次のフレームで使用するゲインファクタの新しい推定値（例えば、次のフレームの最初に使用されるゲインファクタの開始値）を算出するために、制御チャネル信号の各フレーム内で測定値が収集される。したがって、現行フレームでのスロット毎の電力制御生成は、先行フレームに基づくゲインファクタ推定で開始され、現行フレームで進行中の電力制御フィードバック生成を反映するために現行フレーム中に調整する。当然ながら、１つ以上のフレームを使用してゲインファクタを算出し、その算出結果を後続の２つ以上のフレームで電力制御フィードバック生成の基礎として使用するといった場合等、この実施形態の変形例も考えられる。

そのような実施形態では、ゲインファクタのオリジナル値が後続のフレームにわたって上下に調整されることにより、生成される電力制御コマンドがトラッキングされる。トラッキングが完全でない場合は、再計算と再計算の間でゲインファクタの推定エラーが蓄積される。ゲインファクタの再計算と再計算の間のフレーム数は、適宜、設定可能である。より一般的には、本明細書で後で詳しく説明されるように、本明細書で教示される電力制御フィードバック生成では、必要に応じた初期化段階への後戻りや、定期的な基準（on a regular basis）（例えば、フレームごと）でのゲインファクタの再計算等によって、エラーの蓄積を減少又は解消する１つ以上のメカニズムを考慮している。

そのようなスロット／フレーム及びエラー低減の細部にかかわらず、本明細書で教示される電力制御フィードバック生成方法の一実施形態では、調整された信号品質又は強度を、対応する目標閾値と比較することにより、制御チャネル信号に対する電力制御フィードバックを生成する。信号強度を例にとると、電力制御回路１２が、基準チャネル信号に基づく推定信号強度を取得し、その推定信号強度をゲインファクタの現行値の関数として調整することにより調整信号強度を取得するように構成される。この調整信号強度は、制御チャネル信号強度の間接的だが正確な測定値を効果的に表すものである。したがって、電力制御回路１２は、調整信号強度を目標信号強度（雑音の測定値と乗算される場合がある）と比較することにより、制御チャネル信号に対するアップ／ダウン（又はホールド）電力制御コマンドを生成する。次いで、比較によって生成された電力制御コマンドを反映するために、ゲインファクタが更新される。

推定信号品質及び調整信号品質を使用して、同じ動作の実行が可能である。例えば、図２のステップ１００〜１０８は、信号品質に基づく処理ロジックの一実施形態を示しており、図３は、それに対応する、電力制御回路１２を含む１つ以上の処理回路の機能的な配置を示している。図は、例えば電力制御回路１２がハードウェア、ソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェアの組合せのいずれの形式で実装されているかに応じて、物理的な回路実装を表現する場合もあればそうでない場合もある、ということを理解されたい。例えば、ソフトウェアベースの実装では、図示された回路要素が、記憶されたコンピュータプログラム命令やマイクロコード等によって実装された処理機能を含むことができる。

図示した実施形態の場合、電力制御回路１２は、上りリンクＴＰＣコマンド生成回路３０、調整信号品質推定回路３２、基準チャネル信号品質推定回路３４、ゲインファクタ推定回路３６、ゲイントラッキング回路３８（ゲインファクタ推定回路３６に組み込み可能）を有する。

制御チャネル信号の現行スロット期間中等の所望の時刻に上りリンクＴＰＣコマンドを生成するというコンテクストでは、上りリンクＴＰＣコマンド生成回路３０が、調整信号品質と目標信号品質を比較する。この比較では、信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ）の使用が可能である。干渉雑音は、セル間干渉、セル内干渉、及び熱雑音等のシステム内の全ての障害を含み得る。少なくとも１つの実施形態では、調整信号品質が目標信号品質より低い場合、上りリンクＴＰＣコマンド生成回路３０はアップコマンド（例えば、「１」）を生成する。調整信号品質が目標信号品質より高い場合、上りリンクＴＰＣコマンド生成回路３０はダウンコマンド（例えば、「−１」）を生成する。一部の実施形態では、ホールドコマンドも生成される。

調整信号品質は、基準チャネル信号品質推定回路３４によって出力された基準チャネル信号品質推定値が、ゲイントラッキング回路３８によって出力されたゲインファクタα’によって調整されたものである。例えば、α’は、アップ電力制御コマンドの生成に応答して上方に値Ｇだけ増加させることも、ダウン電力制御コマンドの生成に応答して下方に値Ｇだけ減少させることも可能である。ゲイントラッキングの増加値には値Ｇ_ｕｐを使用し、ゲイントラッキングの減少値にはＧ_ｄｏｗｎを使用することが可能であることにも留意されたい。一般には、ゲイントラッキング調整は、リモート送信機によって制御チャネル信号用に生成される対応する送信電力の漸進的変化をトラッキングすべきである。

いかなる場合も、ゲインファクタα’は、ゲインファクタ推定回路３６によって生成されるゲインファクタ推定値αの動的な更新値である。αの値は、制御チャネル信号のタイムウィンドウにわたって取得される測定値に基づいて算出可能である。α’は、次のウィンドウの最初でαと等しく設定され、その後はそのウィンドウにわたって進行中の上りリンクＴＰＣコマンド生成に応答して動的に調整される。そのようなロジックを一般化すると、任意の現行ウィンドウで、現行ウィンドウの期間中に測定値を収集して、次のウィンドウで使用するαの新しい値が算出可能である。

また、α及び／又はα’の値は、本明細書で先に説明したように、リセットすることも、必要に応じて再計算することも可能であることに留意されたい。例えば、図４は、制御チャネル信号が反復フレーム（各フレームは複数のスロットを含む）を有するＦ−ＤＰＣＨ信号を含む場合の実施形態を示している。ゲインファクタαの再計算を実行するために、制御チャネル信号のフレーム／スロット構造が使用され得る。

図５は、図４に示した制御チャネル信号のフレーム／スロット構造を補完する電力制御フィードバック生成ロジックの一実施形態を示す。

処理は、Ｆ−ＤＰＣＨ信号の最初のフレームで始まる。最初に、電力制御回路１２が、ゲインファクタの推定値を利用することなく、概算的な信号品質推定値を使用するか、所定の電力制御コマンドシーケンスを使用して、送信電力制御コマンドを生成する（ステップ１２０）。また、この初期段階の間、電力制御回路１２はゲインファクタの初期推定値を生成する。この値は、安定化段階の第１のフレームでゲインファクタの開始値として使用可能である。処理は引き続き、電力制御回路１２が安定化段階に移行することを想定しており、ステップ１２２〜１３０は、安定化段階の処理期間中における、Ｆ−ＤＰＣＨのｉ番目のフレームのフレーム毎／スロット毎の処理を示している。したがって、ｉ番目のフレームの開始に備えて、フレームスロットインデックスｋがゼロに設定される（ステップ１２２）。

ｉ番目のフレーム内の各スロットｋについて（ここで、ｋ＝｛０，…，Ｍ−１｝、Ｍはフレーム内のスロット数である）、電力制御回路１２は、ＣＰＩＣＨ信号品質（例えば、ＣＰＩＣＨ ＳＩＮＲ）の推定値を算出し、スロットｋでのゲインファクタの動的な更新値を示す

に基づいてＣＰＩＣＨ信号品質を調整し、調整信号品質と目標信号品質を比較することによりスロットに対する上りリンクＴＰＣコマンドを生成し、次のスロットで使用する

を更新し、フレームの最後でゲインファクタの再計算を行うためにスロット固有の測定値を収集／格納する（ステップ１２４）。

現行フレームの最終スロットでない場合（ｋ≠Ｍ−１）（ステップ１２６）、スロットインデックスｋがインクリメントされ（ステップ１２８）、ステップ１２４の動作が次のスロットのために繰り返される。現行フレームの最後スロットである場合（ｋ＝Ｍ−１）、ゲインファクタが次のフレーム用に再計算される（ステップ１３０）。そうすることで、複数のフレームにまたがるゲイントラッキングエラーのキャリーオーバーが防止される。当然ながら、環境によっては、そのようなエラーが最小となり得るため、各フレームの最後でゲインファクタが再計算されない。

図６は電力制御回路１２について別の機能回路の実施形態を示し、図７は対応する処理ロジックの実施形態を示す。図３の回路とそれに対応する図５の処理の場合と同様に、図６の回路とそれに対応する図７の処理を使用して、受信制御チャネル信号のフレーム内のスロット毎に、より一般的には、受信制御チャネル信号内の所与の間隔において（for any given interval of interest）電力制御フィードバックを生成することができる。

上りリンクＴＰＣコマンドを生成するための基礎として調整信号品質を使用する代わりに、図６の電力制御回路１２は、目標信号品質と推定信号品質との間のデルタを反映するミスアライメント値を算出及び維持するミスアライメント値算出回路４０を含むと共に、ミスアライメント値をミスアライメント目標閾値と比較することで上りリンクＴＰＣコマンドを生成するように構成された上りリンクＴＰＣコマンド生成回路４２を更に含む。

これらの回路を考慮に入れ、処理は図７の初期化段階で始まる（ステップ１４０）。ここで、電力制御回路は、安定化段階への移行後に少なくとも第１のフレームで使用可能な、ゲインファクタ及びミスアライメント値の初期推定値を求める。動作が安定化段階に移行したと想定すると、ｉ番目フレームの開始に備えて、フレームスロットインデックスｋがゼロに設定される（ステップ１４２）。

ｉ番目のフレーム内の各スロットｋについて、電力制御回路１２は、ＣＰＩＣＨ信号品質（例えば、ＣＰＩＣＨ ＳＩＮＲ）の推定値を算出し、測定されたＣＰＩＣＨ信号品質の変化に現れるミスアライメント値

を調整し、調整されたミスアライメント値をミスアライメント目標閾値と比較することで上りリンクＴＰＣコマンドを生成し、次のフレームで使用されるミスアライメント値

を更新し、フレームの最後でゲインファクタの再計算のためにスロット固有の測定値を収集／格納する（ステップ１４４）。現行フレームの最終スロットでない場合（ｋ≠Ｍ−１）（ステップ１４６）、スロットインデックスｋがインクリメントされ（ステップ１４８）、ステップ１４４の動作が次のスロットのために繰り返される。現行フレームの最終スロットである場合（ｋ＝Ｍ−１）、ゲインファクタが次のフレーム用に再計算される（ステップ１５０）。任意選択で、ゲインファクタはフレーム毎に再計算されず、複数のフレームにわたってゲイントラッキングが実行される。

上記実施形態についてより理解するために、フレームｉのスロットｋ＝０のゲインファクタが

として与えられる。ここで、

は先行フレームｉ−１で算出されたゲインファクタα_ｉ−１の推定値を表す。次に、フレームｉの任意の後続スロットｋでは、線形単位の（in linear units）

の値が次の式で与えられる。

ここで、Ｇは、スロットｋで生成される上りリンクＴＰＣコマンドに対応する、送信電力の漸進的な減少又は増加を示す。Ｇは、通常、電力制御ステップサイズとして参照される。対数単位（ｄＢ）では、上記の値が以下のように表される。

したがって、現行フレームの所与のスロットでは、

の値は、現行のフレームの前のスロットで生成されたＴＰＣコマンドの蓄積結果を

に対して加算又は減算した値に等しい。現行フレーム内のスロットにわたりα’を維持するのに数学的に好都合な一方法は、先行するスロットで生成されたＴＰＣコマンドの関数として、各スロット内でα’を単に増加又は減少させることである。例えば、現行スロットでのＴＰＣコマンドの生成後に、スロットｋ内のゲインファクタは、

に従って、スロットｋ＋１用に更新され得る（対数単位では、±ＧｄＢを用いて、増加又は減少される）。

現行フレームにわたりゲインファクタを維持するために選定される方法を問わず、現行フレームにわたって測定値を収集して次フレーム用のゲインファクタの再計算をサポートする一実施形態を説明することが有用である。非限定的な例として、受信機回路１６及び／又はベースバンド処理回路１４の受信機処理部は、ＲＡＫＥ受信機及びＲＡＫＥ出力として動作する。即ち、制御チャネル信号のｉ番目フレームのｋ番目スロットで受信された制御チャネルシンボルの軟値は、以下のように表される。

ここで、ｃ_ｉ（ｋ）は基準チャネル及び合成重みから決定されるネット応答に基づくものであり、

は受信されたシンボルの硬判定シンボル値（a hard decision symbol value）であり、ｎ_ｉ（ｋ）は雑音サンプルである。ネット応答とは、送信機のパルス波形、無線チャネル、及び受信フィルタ応答に相当することに留意されたい。また、ゲインファクタ

は、先行フレームからの

といった総合ゲインファクタ（the overall gain factor）の基本的な推定値と、フレームｉ内のスロットごとの進行中の電力制御コマンド生成をトラッキングするゲイン調整値ｇ_ｉ（ｋ）との２つのパートで維持され得ることに留意されたい。例えば、このことは次式で表される。

ｇ_ｉ（ｋ）の値は、次式を用いて維持され得る。

ここで、Ｇは下りリンクの電力制御ステップサイズであり、β_ｉ（ｊ）はｉ番目フレームのｊ番目スロット中に無線通信装置１０によって生成された上りリンクのＴＰＣコマンドである。Ｇの値は、公称値に設定され得る。例えば、Ｇは１ｄＢのステップに対応する値１．１２２を保持し得る。或いは、Ｇの値は、連続するスロット間でＲＡＫＥ受信機出力を観察することにより、推定可能である。

（式４）を考慮に入れ、（式３）は次式を用いて表すことができる。

受信制御チャネルシンボルは、まず復調されてから収集され、フレームｉ＋１用の基本的な総合ゲインファクタα_ｉを生成するのに使用される。ｇ_ｉ（ｋ）とｃ_ｉ（ｋ）と

の積は次式で表されることが知られており、

ゲイン調整値ｇ_ｉ（ｋ）が、無線通信装置１０によって生成及び送信される上りリンクＴＰＣコマンドをトラッキングすると仮定する。上りリンクＴＰＣコマンドの受信エラーに起因するエラー伝播を防止するため、或いは送信側基地局が、無線通信装置１０によって生成された上りリンクＴＰＣコマンドに追従しないことによるエラー伝播を防止するために、全てのフレームの最終スロット中にゲイン調整値ｇ_ｉ（ｋ）を１にリセットすることができる（即ち、ｇ_ｉ（Ｍ−１）＝１、ここでＭはフレーム当たりのスロット数である）。

現行フレーム内の全てのスロットからｚ_ｉ（ｋ）、ｖ_ｉ（ｋ）、及びｎ_ｉ（ｋ）を収集し、ベクトルにする。
ｚ_ｉ＝αｖ_ｉ＋ｎ_ｉ （式８）
（式８）に基づいた現行フレームｉ用のゲインファクタα_ｉの最小２乗（ＬＳ）推定値は、次式を用いて表される。

（式９）の推定量は最小平均２乗誤差（ＭＭＳＥ）推定量でもあるということが示され得る。いずれの場合も、フレームｉの開始ゲインファクタ値

を、フレームｉ−１の（式９）から得られる値に設定することが可能であり、連続するスロットにわたって

を更新することができる。或いは、（式４）のコンテクストで、フレームｉの任意のスロットｋのゲインファクタの実行値（the running value）は次式を用いて与えられる。

いずれにせよ、フレームｉ−１から得られるゲインファクタ

は、フレームｉでのＳＩＮＲ推定の基礎となる。例えば、ＲＡＫＥ又は一般化ＲＡＫＥ（Ｇ−ＲＡＫＥ）合成が使用される場合、制御チャネル信号のフレームｉのスロットｋで受信される下りリンクＴＰＣシンボルのシンボルＳＩＮＲは、

又は

を用いて表される。
ここでｗは合成重み、ｈはネット応答、ＲはＲＡＫＥ又はＧ−ＲＡＫＥコンバイナの種々のフィンガーによる障害に関する分散行列である。ｈ及びＲの推定値は、受信基準チャネル信号について測定した測定値から取得可能である。ＣＰＩＣＨ及びＦ−ＤＰＣＨ信号については、前のフレームの最終スロット期間中の両者の間の電力オフセットは、

に収められる（folded into）。また、

はＣＰＩＣＨシンボルのＳＩＮＲに対応することにも留意されたい。Ｇ−ＲＡＫＥ合成が使用される場合、その項は、次式のように簡単なものとなる。

又は

更に、ｈ^ＨＲ^−１ｈは、ＣＰＩＣＨシンボルのＳＩＮＲに対応し、受信ＣＰＩＣＨ信号の測定値から、直接、推定することができる。

上記実施形態の具体的な例として図８を参照できる。この図では、Ｆ−ＤＰＣＨ信号の目標信号品質が３ｄＢに設定されている。フレームｉの最終スロットＭ−１の場合は、先行フレームで算出されたゲインファクタ

が−２．５ｄＢであり、ゲイン調整値ｇ_ｉ（Ｍ−１）が０ｄＢにリセットされる。したがって、上りリンクＴＰＣコマンド生成に対する調整信号品質は、フレームｉのスロットＭ−１について測定されたＣＰＩＣＨ信号品質に、

を加算することにより求められ、これは５ｄＢ＋（−２．５）ｄＢ＋０ｄＢに相当する。したがって、調整信号品質（実際のＦ−ＤＰＣＨ信号品質の近似値を表す）は、２．５ｄＢとなる。この値を目標信号品質３ｄＢと比較するということは、上りリンクＴＰＣコマンドが（＋）として生成されることを意味し、これはネットワーク送信機がＦ−ＤＰＣＨ信号の送信電力を増加させる必要があることを示している。

次のフレームに進むと、フレームｉ＋１のスロット０について、ゲイン調整値ｇ_ｉ＋１（０）を１ｄＢの値に更新して処理が始まり、生成されたばかりの（＋）ＴＰＣコマンド値が反映される。フレームｉ＋１のスロット０でのＣＰＩＣＨの測定信号品質が５ｄＢのままであると仮定すると、調整信号品質＝５ｄＢ＋（−２．５）＋１ｄＢ＝３．５ｄＢとなる。この値を目標信号品質値３ｄＢと比較すると、０番目スロットに対して生成される上りリンクＴＰＣコマンドは（−）の値となる。これはＦ−ＤＰＣＨ信号の送信電力を減少させる必要があることを示している。このプロセスが、フレームｉ＋１の後続のスロットに対して繰り返される。

図８はまた、信号品質ミスアライメント値の使用に基づく実施形態での電力制御コマンド生成を示していると理解できよう。フレームｉ＋１の最初では、ミスアライメント値が、前のフレームの最終スロットから、ＣＰＩＣＨ ＳＩＮＲ（５ｄＢ）＋ゲインファクタ（−２．５ｄＢ）−目標Ｆ−ＤＰＣＨ ＳＩＮＲ（３ｄＢ）に初期化されることになり、初期信号品質ミスアライメント値として−０．５ｄＢが得られる。スロット０の期間、この値は、ＣＰＩＣＨ ＳＩＮＲの変化（０ｄＢ）及び前のＴＰＣコマンドの結果（＋１ｄＢ）の分だけ増やされ、信号品質ミスアライメント値として０．５ｄＢが得られることになる。この値は正の値なので、図７に示すように、スロット０と１の間ではダウンコマンドが生成されることになる。同様に、スロット１の場合は、ミスアライメント値が−０．５ｄＢに更新され、アップコマンドが生成されることになる。スロット２の場合は、ミスアライメント値が０．５ｄＢになり、ダウンコマンドが生成されることになる。スロット３の場合、ミスアライメント値は、ＣＰＩＣＨ ＳＩＮＲ（＋１ｄＢ）の変化分と前のＴＰＣ（−１ｄＢ）によって調整され、０．５ｄＢが得られるので、結果としてもう１つのダウンコマンドが発生する。スロット４の場合は、スロット３と同じことが発生する。

電力制御フィードバック生成において信号品質又はミスアライメントのどちらが使用されるのかに関係なく、ゲインファクタの推定期間中は、制御チャネル信号で受信された下りリンクシンボルの推定値が使用される。例えば、Ｆ−ＤＰＣＨシンボルを検出するためには最尤（ＭＬ）ベースの検出を使用するのが一般的である。振幅が大きな雑音リアリゼーションよりも振幅が小さい雑音リアリゼーションの方が発生する可能性が高いと想定される。ＳＩＮＲ推定においてＭＬで検出されたシンボルを使用すると、雑音分散を過小評価するバイアスが発生し得る。このバイアスは、本明細書で教示される方法で対処する（account for）ことができる。例えば、推定Ｆ−ＤＰＣＨ ＳＩＮＲに一定のバイアスを適用できる。或いは、更なる平均化又は平滑化の前にＲＡＫＥコンバイナ出力で振幅２乗をとることにより、このバイアスを回避できる。（式６）から、例えば、ｉ番目フレームのｋ番目スロットにおけるＲＡＫＥコンバイナ出力の振幅２乗は、次式で表される。

複数のフレームスロットにわたって平均化するときは、フレームｉのゲインファクタの推定値を、次式を用いて得ることができる。

ここで、

は雑音及び干渉電力の推定値であり、受信ＣＰＩＣＨ信号とは別に推定可能である。

図８の例で、Ｆ−ＤＰＣＨの内部ループ電力制御は、フレームｉのＭ−１スロット期間中は安定しているので、Ｆ−ＤＰＣＨ ＳＩＮＲは目標ＳＩＮＲへのステップサイズ内にある。このようになる必要はないことに注意されたい。引き続き例を参照すると、フレームｉ＋１のスロット４の期間中に上りリンクＴＰＣコマンドを決定するために、無線通信装置１０は、ＣＰＩＣＨシンボルＳＩＮＲを７ｄＢと推定している。この最新のＣＰＩＣＨ ＳＩＮＲを前のフレームｉ内のスロットＭ−１の場合（安定化段階に達している）と比較すると、＋２ｄＢの増加がみられる。次いで、フレームｉ内のスロットＭ−１と現行フレーム内の前のスロット（即ち、フレームｉ＋１のスロット３）との間で無線通信装置１０によって生成された「アップ」コマンド及び「ダウン」上りリンクＴＰＣコマンドを数えると、「アップ」コマンドが２つ、「ダウン」コマンドが３つという結果になる。即ち、Ｆ−ＤＰＣＨの送信電力が１ｄＢだけ減らされたことを示している（この結果は、無線通信装置１０へのＦ−ＤＰＣＨ信号の送信を行うネットワーク送信機によって、上りリンクＴＰＣコマンドの受信及び作動が正しく行われたという想定に基づいている）。

ＣＰＩＣＨ ＳＩＮＲでのゲインが、Ｆ−ＤＰＣＨ送信電力の想定された低下を上回っているので、フレームｉ＋１のスロット４で生成される上りリンクＴＰＣコマンドは「ダウン」値でなければならない。尚、上りリンクＴＰＣコマンド生成を決定するのに使用される調整信号品質は、実際のＦ−ＤＰＣＨ信号品質の推定値を表しており、この送信電力制御方法では、Ｆ−ＤＰＣＨシンボルのＳＩＮＲの明示的な推定値を必要としない。即ち、調整信号品質は、Ｆ−ＤＰＣＨ信号品質の間接的だが正確な推定値であって、Ｆ−ＤＰＣＨ目標信号品質との比較が可能な推定値である（同様に、ミスアライメント値は、対応するミスアライメント目標閾値と比較することができる）。

調整信号品質が使用されようとミスアライメント値が使用されようと、算出された品質又はミスアライメントとスロット毎の目標とを比較することは、「内部ループ」電力制御メカニズムに相当する。このメカニズムでは、無線通信装置１０が、調整信号品質若しくは強度又はミスアライメント値を、対応する閾値と比較することにより、連続したアップコマンド又はダウン（若しくはホールド）コマンドを生成する。無線通信装置１０は「外部ループ」電力制御を更に実行するように構成してもよく、この構成では、何らかのパフォーマンスメトリックに基づく目標閾値を調整する。

例えば、制御チャネル信号で受信される下りリンクコマンドは、コマンドエラーレート（ＣＥＲ）を推定するのに使用することができる。ＣＥＲは、外部ループ電力制御での目標閾値の調整における基礎として無線通信装置１０によって使用され得る。或いは、又は更には、ＣＥＲ又は別のパフォーマンスメトリックを使用して、ゲインファクタ、ミスアライメント値の推定値、又は基準チャネル信号品質の推定値のいずれか１つ以上を調整することができる。

例えば、推定ＣＥＲが目標ＣＥＲより高い場合は、ゲインファクタ

を下方に調整することで、受信Ｆ−ＤＰＣＨ信号の有効な信号品質が、進行中である調整信号品質の決定によって示された品質よりも低いという事実を反映することができる。ゲインファクタ

のＣＥＲベースの調整は、例えば、１ｄＢステップサイズに基づいて行うことができる。ゲインファクタ

は、再計算されるまで、又は新しいＣＥＲが推定されるまで、同じ値を保つことになる。

別の例として、調整信号品質の比較対象となる目標信号品質は、ＣＥＲ推定に応じて調整可能である。即ち、推定ＣＥＲが目標ＣＥＲ値を上回っている場合は、目標信号品質を上方に例えば１ｄＢだけ調整することが可能である。逆に、推定ＣＥＲが目標ＣＥＲ値を下回っている場合、目標信号品質を下方に例えば１ｄＢだけ調整することが可能である。更なる別の方法として、推定ＣＥＲが大きすぎる場合は、目標信号品質を上方に「Ａ」ｄＢ調整することが可能である（ここでＡはある数値である）。時々（必ずしもＣＥＲを測定することなく）、目標信号品質が「Ｂ」ｄＢだけ低下する場合がある（ここで、Ｂは、通常、振幅がＡよりも小さい数値である）。あるポイントで、ＣＥＲは再度推定され、目標ＣＥＲと比較される。推定されたＣＥＲが目標ＣＥＲを上回っている場合、目標信号品質の更なるジャンプアップが行われることになる。逆に、推定されたＣＥＲが目標ＣＥＲを下回っている場合、目標信号品質がＢｄＢだけ低下されることになる。これらの「ジャンプ」ベースのアプローチは、別の方法で、ミスアライメント値の推定値及び／又はゲインファクタ

にも適用可能である。

下りリンクＴＰＣコマンドが受信されるＦ−ＤＰＣＨ信号のコンテクストで、ＣＥＲ推定に着目すると、関連する規格では、ＴＰＣシンボルが同じ値を持つビットペアとして送信されることを規定している。したがって、各下りリンクＴＰＣシンボルで受信される２つのビットは同じでなければならず、ビット値が同じでない場合は、そのＴＰＣシンボルについて受信エラーとみなすことができる。

したがって、Ｆ−ＤＰＣＨに関するＣＥＲ測定の解析における出発点は、２つの異なるＴＰＣコマンドシンボルが可能であるが両コマンドシンボルについて基礎をなすシンボル変調はで同じであるという点に注目することである。これにより、ＴＰＣコマンドシンボルは次式で表される。
ｕ＝ｕ_ｏ・ＴＰＣ （式１７）
ここで、

はＴＰＣコマンド（ここで、−１は論理的なダウンを示し、１は論理的なアップを示す）であり、ベース（符号なし）変調シンボルは次式で表される。

受信ＴＰＣコマンド（即ち、受信ＴＰＣシンボル）は、最大比合成（maximum ratio combining）（ＭＲＣ）を使用して次式のように推定できる。

ここで、

は、ＣＰＩＣＨから推定できる。個々のＴＰＣシンボルビット、ＴＰＣ_ｒ及びＴＰＣ_ｉは、次式を用いて推定できる。

及び

更に、各ＴＰＣシンボル内の両方の送信ビットは、定義上、同じである。したがって、推定ＴＰＣシンボルの各々は、次式を用いて表すことができる。

ここで、

は両方とも、ＣＰＩＣＨに基づいて推定される。ＭＲＣは、Ｇ−ＲＡＫＥ合成の特殊な形式であり、これも使用可能であることに留意されたい。

上記の解析の枠内で、ＳＩＮＲとＣＥＲとの間の付加的なホワイトガウス雑音（ＡＷＧＮ）マップは、比較的チャネルに依存していないので、ＣＥＲの目標値をＳＩＮＲの目標値に直接マッピングすることを可能にすることが示され得る（ＡＷＧＮマップはもちろん、ＡＷＧＮチャネルに有効であるが、他のタイプのチャネルに対しても適切な近似値となることにも留意されたい）。より具体的には、

が

の適切な近似値であると仮定すると、次式が成立することがわかる。
ＴＰＣ_ｅｓｔ＝ｓｉｇｎ（ＴＰＣ＋ｎ） （式２３）
ここで

したがって、ＴＰＣコマンドエラーレート（ＣＥＲ）は、次式で表すことができ、

ｎ（無相関フィンガー雑音とみなす）の分散は、次式で与えられる。

このように、（式２６）では、ＣＥＲがＳＩＮＲ（Ｅ_ｓ／Ｎ_ａ）の関数として与えられており、この機能マッピングを使用することで、所望の（目標の）ＣＥＲに対応する、内部ループ電力制御の目標ＳＩＮＲを識別できることがわかる。即ち、Ｆ−ＤＰＣＨ信号で受信される各電力制御コマンドの２ビットは、定義上、等しいことが分かっているので、等しくないビットを有するコマンドが受信される確率は、確率−ＣＥＲ関数に従って、ＣＥＲ推定値に変換することができる。このアプローチは、等しくないコマンドビットを受信する確率とＣＥＲとの関係が比較的チャネルに依存しないという認識に基づいている。

所与の受信電力制御コマンド内の２つの推定軟ＴＰＣビット（soft TPC bits）の雑音が相関していないと仮定すると、２つの推定硬ビット

が等しくならない確率は、次式で与えられる。

ここで、

は、推定ＴＰＣビットのＳＩＮＲであり、変数ｘ_１及びｘ_２は所与の電力制御コマンド内の受信ＴＰＣビットを表す。よって、ＣＥＲは、次式によって与えられる。

確率−ＣＥＲマッピング関数の適切な多項式近似は、次式により与えられる。

ここで、ＴＰＣビットが等しくないことによるコマンド受信エラーの確率は、次式を用いて推定できる。

ここで、λ∈［０，１］は、フィルタ定数である（指数重みフィルタの場合）。Ｗ−ＣＤＭＡアプリケーションの場合、１００スロットの時間定数に相当するλ＝０．９９が適切な値となり、この値は、この時間定数の期間に発生が予測される１０〜３０の受信エラー（等しくないＴＰＣコマンドビット）を補完する。この受信エラー発生頻度であれば、一般に、良好なＣＥＲ推定性能は十分に確保される。

共に係属中である同一出願人の特許出願第１１／２９６５６０号明細書は、２００５年１２月７日に代理人整理番号４０１５−５３３３／Ｐ２０８４３−ＵＳ２にて出願され、且つ「通信チャネルエラーレート推定用の方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）」という名称が付けられている。関心のある読者は、この出願を参照することで、ＣＥＲ推定及び関連するマッピングについて詳細を知ることができる。

更に注目すべきは、Ｆ−ＤＰＣＨ（より一般的には、受信された任意の対象制御チャネル又はデータチャネル）に対する上りリンクＴＰＣコマンドを決定する提案された方法を更に使用して、対象チャネルの平均ビットエラーレート（ＢＥＲ）を推定できるということである。例えば、Ｆ−ＤＰＣＨ電力制御の開始段階では、推定Ｆ−ＤＰＣＨ ＳＩＮＲ

が利用できるので、これを使用して、受信されたＦ−ＤＰＣＨ信号の平均ＢＥＲを推定することができる。次いで、安定化段階では、無線通信装置１０が、現行のＣＰＩＣＨ ＳＩＮＲと基準スロットからの蓄積された上りリンクＴＰＣコマンドとを使用してＦ−ＤＰＣＨシンボルＳＩＮＲを決定することができる。

例として、図８のフレームｉ＋１のスロット４のＦ−ＤＰＣＨシンボルＳＩＮＲは、フレームｉのスロットＭ−１（基準スロット）のＦ−ＤＰＣＨ ＳＩＮＲより１ｄＢ高いと推測できる。その理由は、フレームｉのスロットＭ−１から、ＣＰＩＣＨ ＳＩＮＲのゲインがＦ−ＤＰＣＨ送信電力の低下幅より１ｄＢ大きい状態が続いているからである（because the gain in CPICH SINR has been 1dB more than the reduction in F-DPCH transmit power since slot M-1 of frame i）。Ｆ−ＤＰＣＨシンボルＳＩＮＲは、フレームｉのスロットＭ−１で２．５ｄＢであるので、Ｆ−ＤＰＣＨシンボルＳＩＮＲはフレームｉ＋１のスロット４では３．５ｄＢと推定される。

推定Ｆ−ＤＰＣＨシンボルＳＩＮＲは、推定Ｆ−ＤＰＣＨビットエラーレート（ＢＥＲ）、ｅ_ｉ（ｋ）にマップすることができる。例えば、次式のようになる。

ここで、ｅｒｆｃは補完的なエラー関数を示し、ＳＩＮＲ、γは線形単位である。ＳＩＮＲとＢＥＲとのマッピングは更に無線通信装置の実装マージン、例えば、

を明らかにする（account for）ことができる。ここで、Ｌは実装損失である。
それにもかかわらず、ｉ番目のＦ−ＤＰＣＨフレームの平均ＢＥＲは、次式によって得ることができる。

応用例及び実施形態の上記範囲を考慮に入れ、本発明は先の記載によっても添付の図面によっても限定されないこと理解されたい。代わりに、本発明は冒頭の特許請求の範囲及びその法的な等価物によってのみ限定される。

本明細書で教示された方法及び装置に係る電力制御回路の一実施形態を含む無線通信装置の一実施形態のブロック図を示す。 図１の無線通信装置によって実装可能な処理ロジックの一実施形態の論理フローチャートである。 図１に示した電力制御回路の一実施形態のブロック図である。 図１の無線通信装置によって受信され得るような制御チャネル信号の１フレームを示す図である。 例えば図３の電力制御回路によって実装可能な処理ロジックの一実施形態の論理フローチャートである。 図１に示した電力制御回路の一実施形態のブロック図である。 例えば図６の電力制御回路によって実装可能な処理ロジックの一実施形態の論理フローチャートである。 図５又は図７の処理ロジックに関する値を例示する図である。

Claims (40)

1. 基準チャネル信号及び制御チャネル信号を受信するように構成された無線通信装置であって、前記基準チャネル信号の信号品質又は信号強度の推定と、前記制御チャネル信号及び前記基準チャネル信号に関するゲインファクタの推定とに基づいて、前記制御チャネル信号の電力制御フィードバックを生成するように構成された電力制御回路を含む無線通信装置。
2. 前記電力制御回路が、前記基準チャネル回路に対する推定信号品質を生成する信号品質推定回路と、前記ゲインファクタを算出するゲインファクタ推定回路と、進行中の前記電力制御フィードバックの生成により生じるゲインファクタの変化をトラッキングするゲイントラッキング回路とを備える、請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記電力制御回路が、前記推定信号品質を前記ゲインファクタと前記ゲインファクタの変化との関数として調整することによって調整信号品質を維持する信号品質調整回路と、前記調整信号品質と目標信号品質との比較に基づいて上りリンク電力制御コマンドを生成する上りリンク電力制御コマンド生成回路とを更に備える、請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記電力制御回路が、進行中の電力制御フィードバック生成用のパフォーマンスメトリックとして前記制御チャネル信号で受信されたコマンドのコマンドエラーレート（ＣＥＲ）を推定するように構成されると共に、前記ＣＥＲを目標ＣＥＲと比較し、前記比較に基づいて前記目標信号品質、前記ゲインファクタ、及び前記推定信号品質のうちの任意の１つ以上を調整するように更に構成される、請求項３に記載の無線通信装置。
5. 前記電力制御回路が、前記推定信号品質と前記ゲインファクタとの関数として初期ミスアライメント値を算出し、推定信号品質の変化と前記ゲインファクタの変化との関数として更新ミスアライメント値を維持するミスアライメント値回路と、前記更新ミスアライメント値とミスアライメント目標閾値との比較に基づいて上りリンク電力制御コマンドを生成する上りリンク電力制御コマンド生成回路とを更に備える、請求項２に記載の無線通信装置。
6. 前記電力制御回路が、進行中の電力制御フィードバック生成用のパフォーマンスメトリックとして前記制御チャネル信号で受信されたコマンドのコマンドエラーレート（ＣＥＲ）を推定するよう構成されると共に、前記ＣＥＲを目標ＣＥＲと比較し、前記比較に基づいて、前記ミスアライメント目標閾値、前記初期又は更新ミスアライメント値、前記ゲインファクタ、及び前記推定信号品質のうちの任意の１つ以上を調整するように更に構成される、請求項５に記載の無線通信装置。
7. 前記電力制御回路が、所与の時刻に前記ゲインファクタを再計算すると共に、該所与の時刻間に発生する前記電力制御フィードバック生成をトラッキングすることにより、該所与の時刻間で前記ゲインファクタの更新値を維持するように構成される、請求項１に記載の無線通信装置。
8. 前記制御チャネル信号が、各々のフレームが複数のスロットを有する反復フレームとして編成されると共に、前記電力制御回路が、前記ゲインファクタの更新値と基準チャネル信号品質又は強度のスロット毎の推定値との関数として現行フレームの各々のスロットで上りリンク電力制御コマンドを生成することにより、前記制御チャネル信号の前記現行フレームで前記制御チャネル信号の電力制御フィードバックを生成するように構成される、請求項１に記載の無線通信装置。
9. 前記電力制御回路が、前記制御チャネル信号の前のフレームで算出された開始値に前記ゲインファクタを設定することにより、更に、現行フレーム内の連続したスロットにわたって生成される前記上りリンク電力制御コマンドに対応する前記開始値のスロット毎の変化をトラッキングすることにより、前記現行フレーム内の前記複数のスロットにわたって前記ゲインファクタの更新値を維持するよう構成される、請求項８に記載の無線通信装置。
10. 前記電力制御回路が、任意の所与の現行フレームについて、前記制御チャネル信号で前記現行フレームにわたって受信された軟値と、前記現行フレームにわたって前記基準チャネル信号について求められたチャネル推定値から生成されるネット応答とに基づいて、次のフレームでの前記ゲインファクタの開始値を算出するように構成される、請求項９に記載の無線通信装置。
11. 前記電力制御回路が、所与の時間間隔にわたって測定される測定値の関数として前記ゲインファクタを推定するように構成され、前記電力制御回路は、初期化段階で第１の時間間隔が少なくとも終了する前に動作し、前記電力制御回路が、所定の電力制御コマンドシーケンスに従って前記初期化段階の間に前記電力制御チャネルの前記電力制御フィードバックを生成する、請求項１に記載の無線通信装置。
12. 前記無線通信装置が広帯域符号分割多元接続（Ｗ−ＣＤＭＡ）規格に従って構成され、前記基準チャネル信号が共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）信号を含み、前記制御チャネル信号がフラクショナル専用物理チャネル（Ｆ−ＤＰＣＨ）信号を含む、請求項１に記載の無線通信装置。
13. 基準チャネル信号と共に受信される制御チャネル信号の電力制御フィードバックを生成する方法であって、
    前記制御チャネル信号及び前記基準チャネル信号に関係するゲインファクタを算出することと、
    前記基準チャネル信号の推定信号品質又は強度を求めることと、
    前記推定信号品質又は強度と前記ゲインファクタとの関数として前記制御チャネル信号の電力制御フィードバックを生成することとを含む方法。
14. 前記ゲインファクタが利用できない場合に所定の電力制御コマンドシーケンスに従って前記制御チャネル信号の電力制御フィードバックを生成することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記制御チャネル信号及び前記基準チャネル信号に関係するゲインファクタを算出することが、所与の時刻にゲインファクタを算出することと、前記所与の時刻間に前記ゲインファクタの更新値を維持することと、前記電力制御フィードバックの生成のために前記更新値を使用することとを含む、請求項１３に記載の方法。
16. 前記所与の時刻間に前記ゲインファクタの更新値を維持することが、前記所与の時刻間に生成される前記電力制御フィードバックに対応する前記ゲインファクタの変化をトラッキングすることを含む、請求項１５に記載の方法。
17. 前記制御チャネル信号及び前記基準チャネル信号に関係するゲインファクタを算出することが、所与の時間間隔にわたって前記制御チャネル信号で受信されたシンボルの軟値と、前記所与の時間間隔にわたって前記基準チャネル信号について推定されたチャネル推定値から算出されるネット応答とに基づいて、前記ゲインファクタを算出することを含む、請求項１３に記載の方法。
18. 前記推定信号品質又は強度と前記ゲインファクタとの関数として前記制御チャネル信号の電力制御フィードバックを生成することが、前記基準チャネル信号の推定信号品質を生成することと、前記ゲインファクタに基づく前記推定信号品質の調整により調整信号品質を得ることと、前記調整信号品質と目標信号品質との比較により上りリンク電力制御コマンドを生成することとを含む請求項１３に記載の方法。
19. 前記電力制御回路により生成される前記上りリンク電力制御コマンドに対応する前記制御チャネル信号のゲインの変化を前記ゲインファクタがトラッキングするように、前記比較により生成された前記上りリンク電力制御コマンドの関数として前記ゲインファクタを更新することを更に含む、請求項１８に記載の方法。
20. 進行中の電力制御フィードバック生成用のパフォーマンスメトリックとして前記制御チャネル信号で受信されたコマンドのコマンドエラーレート（ＣＥＲ）を推定することと、前記ＣＥＲを目標ＣＥＲと比較することと、前記比較に基づいて前記目標信号品質、前記ゲインファクタ、及び前記推定信号品質のうちの任意の１つ以上を調整することとを更に含む請求項１８に記載の方法。
21. 前記推定信号品質又は強度と前記ゲインファクタとの関数として前記制御チャネル信号の電力制御フィードバックを生成することが、前記基準チャネル信号の推定信号品質を生成することと、前記推定信号品質と前記ゲインファクタと目標信号品質との関数として初期ミスアライメント値を算出することと、前記推定信号品質及び前記ゲインファクタの変化をトラッキングすることにより更新ミスアライメント値を維持することと、前記更新ミスアライメント値を前記目標信号品質と比較することにより上りリンク電力制御コマンドを生成することとを含む、請求項１３に記載の方法。
22. 進行中の電力制御フィードバック生成用のパフォーマンスメトリックとして前記制御チャネル信号で受信されたコマンドのコマンドエラーレート（ＣＥＲ）を推定することと、前記ＣＥＲを目標ＣＥＲと比較することと、前記比較に基づいて、前記ミスアライメント目標閾値、前記初期又は更新ミスアライメント値、前記ゲインファクタ、及び前記推定信号品質のうちの任意の１つ以上を調整することとを更に含む、請求項２１に記載の方法。
23. 所与の時刻に前記ゲインファクタを再計算することと、該所与の時刻間に発生する前記電力制御フィードバック生成をトラッキングすることにより、該所与の時刻間で前記ゲインファクタの更新値を維持することを更に含む、請求項１３に記載の方法。
24. 前記制御チャネル信号が、各々のフレームが複数のスロットを有する反復フレームとして編成されると共に、前記制御チャネル信号の電力制御フィードバックを生成することが、前記ゲインファクタの更新値と基準チャネル信号品質又は強度のスロット毎の推定値との関数として現行フレームの各々のスロットで上りリンク電力制御コマンドを生成することを含む、請求項１３に記載の方法。
25. 前記基準チャネル信号の推定信号品質又は強度を求めることが、スロット毎の推定信号品質を求めることを含み、更に、前記制御チャネル信号及び前記基準チャネル信号に関係するゲインファクタを算出することが、現行フレームの連続したスロットにわたる前記ゲインファクタの前記更新値を、該連続したスロット内で生成される前記上りリンク電力制御コマンドの関数として、維持することを含む、請求項２４に記載の方法。
26. 前記ゲインファクタの前記更新値を維持することが、前記現行フレーム内の連続したスロットにわたって生成される前記上りリンク電力制御コマンドに対応する前記開始値のスロット毎の変化をトラッキングすることを含むように、前記制御チャネル信号の前のフレームで算出された開始値に前記ゲインファクタを設定することを更に含む、請求項２５に記載の方法。
27. 前記制御チャネル信号で前記現行フレームにわたって受信されたシンボルの軟値と、前記現行フレームにわたって前記基準チャネル信号について求められたチャネル推定値から生成されるネット応答とに基づいて、次のフレームの前記ゲインファクタの開始値を算出することを更に含む、請求項２６に記載の方法。
28. 前記基準チャネル信号が共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）信号を含み、前記制御チャネル信号がフラクショナル専用物理チャネル（Ｆ−ＤＰＣＨ）信号を含む、請求項１３に記載の方法。
29. 基準チャネル信号及び制御チャネル信号を受信するように構成された無線通信装置用の電力制御回路であって、前記基準チャネル信号の信号品質又は信号強度の推定と前記制御チャネル信号及び前記基準チャネル信号に関するゲインファクタの推定とに基づいて、前記制御チャネル信号の電力制御フィードバックを生成するように構成された１つ以上の処理回路を備える電力制御回路。
30. 前記電力制御回路が、前記基準チャネル回路に対する推定信号品質を生成する信号品質推定回路と、前記ゲインファクタを算出するゲインファクタ推定回路と、進行中の前記電力制御フィードバックの生成により生じるゲインファクタの変化をトラッキングするゲイントラッキング回路とを備える、請求項２９に記載の電力制御回路。
31. 前記電力制御回路が、前記ゲインファクタと前記ゲインファクタの変化との関数として前記推定信号品質を調整することによって調整信号品質を維持する信号品質調整回路と、前記調整信号品質と目標信号品質との比較に基づいて上りリンク電力制御コマンドを生成する上りリンク電力制御コマンド生成回路とを更に備える、請求項３０に記載の電力制御回路。
32. 前記電力制御回路が、進行中の電力制御フィードバック生成用のパフォーマンスメトリックとして前記制御チャネル信号で受信されたコマンドのコマンドエラーレート（ＣＥＲ）を推定するように構成されると共に、前記ＣＥＲを目標ＣＥＲと比較し、前記比較に基づいて前記目標信号品質、前記ゲインファクタ、及び前記推定信号品質のうちの任意の１つ以上を調整するように更に構成される、請求項３１に記載の電力制御回路。
33. 前記電力制御回路が、前記推定信号品質と前記ゲインファクタとの関数として初期ミスアライメント値を算出し、推定信号品質の変化と前記ゲインファクタの変化との関数として更新ミスアライメント値を維持するミスアライメント値回路と、前記更新ミスアライメント値とミスアライメント目標閾値との比較に基づいて上りリンク電力制御コマンドを生成する上りリンク電力制御コマンド生成回路とを更に備える、請求項３０に記載の電力制御回路。
34. 前記電力制御回路が、進行中の電力制御フィードバック生成用のパフォーマンスメトリックとして前記制御チャネル信号で受信されたコマンドのコマンドエラーレート（ＣＥＲ）を推定するよう構成されると共に、前記ＣＥＲを目標ＣＥＲと比較し、前記比較に基づいて、前記ミスアライメント目標閾値、前記初期又は更新ミスアライメント値、前記ゲインファクタ、及び前記推定信号品質のうちの任意の１つ以上を調整するように更に構成される、請求項３３に記載の電力制御回路。
35. 前記電力制御回路が、所与の時刻に前記ゲインファクタを再計算すると共に、該所与の時刻間に発生する前記電力制御フィードバック生成をトラッキングすることにより、該所与の時刻間で前記ゲインファクタの更新値を維持するように構成される、請求項２９に記載の電力制御回路。
36. 前記制御チャネル信号が、各々のフレームが複数のスロットを有する反復フレームとして編成されると共に、前記電力制御回路が、前記ゲインファクタの更新値と基準チャネル信号品質又は強度のスロット毎の推定値との関数として現行フレームの各々のスロットで上りリンク電力制御コマンドを生成することにより、前記制御チャネル信号の前記現行フレームで前記制御チャネル信号の電力制御フィードバックを生成するように構成される、請求項２９に記載の電力制御回路。
37. 前記電力制御回路が、前記制御チャネル信号の前のフレームで算出された開始値に前記ゲインファクタを設定することにより、更に、現行フレーム内の連続したスロットにわたって生成される前記上りリンク電力制御コマンドに対応する前記開始値のスロット毎の変化をトラッキングすることにより、前記現行フレーム内の前記複数のスロットにわたって前記ゲインファクタの更新値を維持するよう構成される、請求項３６に記載の電力制御回路。
38. 前記電力制御回路が、任意の所与の現行フレームについて、前記制御チャネル信号で前記現行フレームにわたって受信された軟値と、前記現行フレームにわたって前記基準チャネル信号について求められたチャネル推定値から生成されるネット応答とに基づいて、次のフレームでの前記ゲインファクタの開始値を算出するように構成される、請求項３７に記載の電力制御回路。
39. 前記電力制御回路が、所与の時間間隔にわたって測定される測定値の関数として前記ゲインファクタを推定するように構成され、前記電力制御回路は、初期化段階で第１の時間間隔が少なくとも終了する前に動作し、前記電力制御回路が、所定の電力制御コマンドシーケンスに従って前記初期化段階の間に前記電力制御チャネルの前記電力制御フィードバックを生成する、請求項２９に記載の電力制御回路。
40. 前記無線通信装置が広帯域符号分割多元接続（Ｗ−ＣＤＭＡ）規格に従って構成され、前記基準チャネル信号が共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）信号を含み、前記制御チャネル信号がフラクショナル専用物理チャネル（Ｆ−ＤＰＣＨ）信号を含む、請求項２９に記載の電力制御回路。

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