JP2009111988A - 反復無線フレームにおいて通信相手と通信するためのトランシーバ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＴＤＤネットワークにおいて電力制御を実行するための改善された方法を提供する。
【解決手段】トランシーバ装置は、第１の無線フレームの受信タイムスロット中に、通信相手における第１の送信信号の受信品質に依存する制御成分と、干渉電力を有する干渉成分とを有する受信信号を受信するレシーバモジュール１２０を備える。トランシーバ装置は、受信信号から制御成分と干渉電力とを検出する検出器１３０をさらに備える。トランスミッタモジュールは、第２の無線フレームの送信タイムスロット中に第２の送信電力を有する第２の送信信号を送信し、第２の送信電力は、干渉電力が大きくなると第２の送信電力が小さくなるように干渉電力に依存し、且つ通信相手において受信品質しきい値を超えていることを制御成分が示すときに第２の送信電力が第１の送信電力に比べて低下するように制御成分に依存している。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力制御がシステム容量にとって決定的に重要な意味を持つ、アドホックネットワーク、センサネットワーク、又はマルチホップネットワークの分野におけるものである。

本通信ネットワークの一部として、アドホックネットワーク、センサネットワーク、及びマルチホップネットワーク、あるいはネットワークコンポーネントの重要性がますます増している。これらのネットワークは、電力制御が実施できないかあるいは中枢ネットワークエンティティ（central network entity）によって制御できないため、電力制御がきわめて重要な場合に、電力が制限される。Ｃが搬送波電力を表わし、Ｉが干渉電力を表わす場合に、Ｃ／Ｉ電力制御は、各受信ノードに対して一定の搬送波対干渉比（Ｃ／Ｉ＝搬送波対干渉比）を実現することを目標とし、任意の２つのノード間のリンクが２方向に使用される場合の時分割二重（ＴＤＤ＝時分割二重）シナリオにとって特に重要である。トランスミッタＴｘとレシーバＲｘを仮定して、以下では、ＴｘからＲｘへの送信が送信リンク（ＦＬ＝送信リンク）と呼ばれ、これと逆方向への送信は逆方向リンク（ＲＬ＝逆方向リンク）と呼ばれることになる。さらに、双方向通信が行なわれ、すなわち、データを送信リンク上の別のノードに送信するノードも逆方向リンク上の同じノードからデータを受信することが仮定される。以下に示されるシナリオにおいて、逆方向リンクは、リンク適応のために使用される低速フィードバックリンク又は全二重ＴＤＤリンクのいずれも可能である。

先行技術においては、分散型の電力割当スキーム（decentralized power allocation scheme）が、非特許文献１で一般クラスのアルゴリズムに関して検討されている。このクラスには、非特許文献２によって提案されたＣ／Ｉ電力制御に関するアルゴリズムが含まれ、ここで、トランスミッタＴｘ^ｍはその送信電力を次式のように更新する。

ここで、Γ_ｍ及びγ_ｍ（ｋ）は、それぞれ、目標と、対応するレシーバＲｘ_ｍの時刻ｋにおいて実現され測定されたＳＩＮＲ（ＳＩＮＲ＝信号対干渉雑音比）とを示す。（１）を満足する他の一連の送信電力｛Ｔ_ｍ｝が、あらゆるトランスミッタからの電力と等しくなければならないという意味で（１）の電力割当はパレート最適解であることが、Ｆｏｓｃｈｉｎｉ及びＭｉｌｊａｎｉｃの文献の他にも、非特許文献３において示されている。Ｆｏｓｃｈｉｎｉ方式は、正確な所要のＳＩＮＲに収束すると同時に所要の送信電力を最小化する。

Ｆｏｓｃｈｉｎｉ及びＭｉｌｊａｎｉｃのＣ／Ｉ電力制御は、非常に簡単であるが、実効ＳＩＮＲをレシーバからトランスミッタに必ず換える必要がある。つまり、ＲｘからＴｘへのフィードバックリンクが構築される必要があり、これが電力制御そのものになる可能性がある。さらに、この電力制御スキームは、ＳＩＮＲ情報の復号によって遅延と誤差が生じやすい。さらに、ネットワークの任意のノードでＳＩＮＲによってそれぞれ受ける干渉電力は異なっている可能性があり、すなわち、ＴＤＤチャネルの相互依存性（reciprocity）が干渉レベルに当てはまらない。Ｃ／Ｉ電力を処理する先行技術では、単一リンクと分離したフィードバックチャネルとを想定し、これによってシステムの容量を制限する。
Ｋ．Ｋ．Ｌｅｕｎｇ、Ｃ．Ｗ．Ｓｕｎｇ、Ｗ．Ｓ．Ｗｏｎｇ、Ｔ．Ｍ．Ｌｏｋによる「Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｔｈｅｏｒｅｍ ｆｏｒ ａ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｃｌａｓｓ ｏｆ Ｐｏｗｅｒ−Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍｓ」，２００４年９月のＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｖｏｌ．５２，Ｎｏ．９，ｐｐ．１５６６−１５７４ Ｇ．Ｊ．Ｆｏｓｃｈｉｎｉ及びＺ．Ｍｉｌｊａｎｉｃによる「Ａ Ｓｉｍｐｌｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ｉｔｓ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ」，１９９２年１１月のＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｖｅｈｉｃｕｌａｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｖｏｌ．４２，Ｎｏ．４，ｐｐ．６４１−６４６ Ｄ．Ｍｉｔｒａによる「Ａｎ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｒａｄｉｏ Ｓｙｓｔｅｍｓ」，１９９３年１０月のＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ＷＩＮＬＡＢ Ｗｏｒｋｓｈｏｐ ｏｎ Ｔｈｉｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ，Ｎｅｗ Ｂｒｕｎｓｗｉｃｋ，ＵＳＡ

本発明の目的は、ＴＤＤネットワークにおいて電力制御を実行するための改善された概念を提供することである。

この目的は、請求項１に記載のトランシーバ装置と、請求項１３に記載の通信方法と、請求項１５に記載のトランシーバ装置と、請求項２５に記載の通信方法と、請求項２７に記載のトランシーバ装置と、請求項２８に記載の通信システムとによって実現される。

本発明は、ＴＤＤネットワークにおいて、チャネルの相互依存性が少なくとも部分的に黙示的に電力制御を実行するために使用され得るとの発想に基づいている。２つのネットワークノードが互いに通信するようなシナリオにおいて、２つのネットワークノード間の少なくとも１つのリンクは、リンクの第１の側の送信電力を受信干渉電力に適合させることによって容易に電力制御され得るので、リンクの第２の側は、受信信号電力の範囲内にある第１の側の干渉に関する黙示的情報を受信する。チャネルの相互依存性が使用され得るので、第１の側の干渉電力を知ることによって、第１の側の一定のＳＩＮＲ目標を達成するために第２の側の電力適合が可能となる。タイミング符号、周波数符号、変調符号、又はその他の変動量を使った他の黙示的信号方式（implicit signaling method）も考えられる。

さらに、本発明は、通信の第２の側において、電力制御も実行され得るとの発想、例えば、暗黙的に一度は第２の側から第１の側への上述のリンクが定常状態又は安定化された状態にあることに基づいている。定常状態に達した後、例えば、第２の側の目標ＳＩＮＲも達成するために、送信電力の変化を、第１の側に対して所望の送信電力適合を黙示的に知らせることに使用することができる。複数の実施形態において、第２の側の電力制御は、黙示的信号伝達又は明示的信号伝達に基づくことが可能であり、この場合、実施形態は明示的信号伝達を使って第２の側の電力制御を実行することができ、第１の側の電力制御を黙示的に実行し、すなわち、これらの実施形態では、第１の側のＳＩＮＲの定常状態は想定されていない。

本発明は、例えば、優先日が２００６年５月２４日である特許文献１のＰ．Ｏｍｉｙｉ、Ｈ．Ｈａａｓ、及びＧ．Ａｕｅｒによる「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｔｏｌｅｒａｎｃｅ ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｂｕｓｙ−ｓｉｇｎａｌ ｃｏｎｃｅｐｔ」、ならびに非特許文献４のＴＤＤビジートーンの概念を使った干渉許容信号伝達に関する研究に拡張適用され、この場合、電力ベースの信号伝達に基づくリンク適応が扱われる。ビジートーンの概念の発想は、本発明の実施形態においてフィードバックリンク又は二重リンクに一般化され得る。Ｔｙｒｅｌｌ、Ｈａａｓ、Ａｕｅｒ、及びＯｍｉｙｉによる興味深い観察では、フィードバックリンクの電力割当が「Ａ Ｓｉｍｐｌｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ａｎｄ ｉｔｓ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ」のＦｏｓｃｈｉｎｉ方式に従うことが示されている。つまり、トランスミッタのＳＩＮＲは、すなわち、逆方向リンクでは電力制御され得るが、送信リンクでは電力が制御されえない。リンク適応との関連において、送信リンクの容量が最大にされねばならないのでこれは有意義な方法であり、このことは電力制御と本質的に異なる。
欧州特許出願第２００６／０６００９４８５．６号 Ａ．Ｔｙｒｒｅｌｌ、Ｈ．Ｈａａｓ、Ｇ．Ａｕｅｒ、及びＰ．Ｏｍｉｙｉ，「Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ Ｕｓｉｎｇ Ｂｕｓｙ Ｂｕｒｓｔｓ」，２００７年６月のＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ＩＣＣ’ ０７，Ｇｌａｓｇｏｗ，ＵＫ

本発明の発想は、Ｏｍｉｙｉ、Ｈａａｓ、及びＧ．Ａｕｅｒによる「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｏｌｅｒａｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｕｓｉｎｇ Ｂｕｓｙ−Ｓｉｇｎａｌ Ｃｏｎｃｅｐｔ」、ならびにＴｙｒｒｅｌｌ、Ｈａａｓ、Ａｕｅｒ、及びＯｍｉｙｉによる「Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ Ｕｓｉｎｇ Ｂｕｓｙ Ｂｕｒｓｔｓ」の干渉許容信号伝達（interference tolerance signaling）は、送信リンクと逆方向リンクの両方がＣ／Ｉ電力制御されるように修正され得ることである。Ｆｏｓｃｈｉｎｉ及びＭａｌｊａｎｉｃの場合と異なり、トランスミッタとレシーバとの間の必要な信号伝達は、選定された送信電力に基づき得る。目標の受信信号電力の必要な測定値と競合リンクは、携帯端末における局所的知識にもっぱら基づいて得られ、したがって、一部の実施形態はいずれの追加情報を交換しないこともある。ＳＩＮＲ目標は、すべてのリンクに対して任意に設定されてもよいが、各レシーバとトランスミッタのペアのＳＩＮＲ目標は、同じであってもよく、一部の実施形態においてはリンクの両ノードに知られているだけで十分であり、異なっていてもよい。他方、他のリンクのＳＩＮＲ目標に関する情報は必要でないかもしれない。複数の実施形態において、ネットワーク定数は、例えば、システムパラメータとして、あるいは既知の値から十分に導出可能であるものとして、ネットワーク内のすべての構成要素において既知であると仮定され得る。

本発明の実施形態は、分散型のパレート最適又は準最適なＣ／Ｉ電力制御を用いたアドホックネットワーク、センサネットワーク、又はマルチホップネットワークの電力効率を高めるための有効手段の利点を提供する。つまり、この手段は、一定のＳＩＮＲ目標を達成するために送信電力を最小にするか、又は少なくとも削減するようにしてよい。実施形態は、フィードバックリンクが確立されるすべてのネットワークに適用可能であってもよい。このフィードバックリンクは、ＴＤＤ配列及び低速フィードバックリンクを含む。フィードバックリンクは、ほとんどすべての既知の電力制御スキームに必要であるかもしれない。

実施形態は、黙示的な、例えば、電力ベースの信号伝達に起因する追加信号伝達のオーバヘッド（帯域幅）を必要としないという利点をさらに備えることができる。他のスキームと異なり、本発明による方法は、所望のトランスミッタの観察された受信信号電力についての局所的知識と競合トランスミッタからの干渉とに基づいてのみサポートされるようにしてよく、さらに複雑度が低く、容易に実施することができる。

実施形態は、さらに単一のネットワーク定数に基づいていてもよい。この定数は、最大送信電力、最小送信電力、絶対最小及び／又は最大干渉許容レベルなど、少数の既知のシステムパラメータから決定される可能性がある。これらも他の既知の値から導出されてよい。

さらに、本発明の実施形態は、信号伝達が黙示的である場合に「誤差」がないと考えることができるときに、例えば、信号伝達がノードの送信電力を決定する受信信号強度となり得るので、ロバスト性が改善されるという利点を提供する。このことは複数の信号が同時に受信されるときでも当てはまる。

本発明の実施形態は、添付図を使って以下で詳しく説明されることになる。

図１は、反復無線フレーム、すなわち、送信タイムスロットと受信タイムスロットとを有する無線フレームにおいて、ある通信相手と通信するためのトランシーバ装置１００を示している。トランシーバ装置１００は、第１の無線フレームの送信タイムスロット中に第１の送信電力を有する第１の送信信号を送信し、第２の無線フレームの送信タイムスロット中に第２の送信電力を有する第２の送信信号を送信するトランスミッタモジュール１１０を備えている。トランシーバ装置１００は、さらに、その通信相手において第１の送信信号の受信品質に応じた制御成分と、第１の無線フレームの受信タイムスロット中に干渉電力を有する干渉成分とを有する受信信号を受信するレシーバモジュール１２０を備えている。

トランシーバ装置１００は、さらに、受信信号から制御成分と干渉電力とを検出する検出器１３０を備えている。トランスミッタモジュール１１０は、さらに、第２の無線フレームの送信タイムスロット中に第２の送信電力を有する第２の送信信号を送信するようになっており、この第２の送信電力は、干渉電力が大きくなると第２の送信電力が小さくなるように干渉電力に依存しており、且つ制御成分が通信相手において受信品質しきい値を超えていることを示すとき第２の送信電力が第１の送信電力と比べて小さくなるように制御成分に依存している。

図２は、別のトランシーバ装置２００を描いたものである。トランシーバ装置２００は、反復無線フレーム、すなわち、送信タイムスロットと受信タイムスロットとを有する無線フレームである通信相手と通信するものである。トランシーバ装置２００は、第１の無線フレームの送信タイムスロット中に第１の送信電力を有する第１の送信信号を送信し、第２の無線フレームの送信タイムスロット中に第２の送信電力を有する第２の送信信号を送信するトランスミッタモジュール２１０を備えている。トランシーバ装置２００は、さらに、第１の無線フレームの受信タイムスロット中に情報信号電力を有する情報信号成分と、干渉電力有する干渉成分とを有する受信信号を受信するレシーバモジュール２２０を備えている。

トランシーバ装置２００は、受信信号から情報信号電力と干渉電力とを検出して、情報信号電力と干渉電力との関係がしきい値を超えているかどうかについてのインディケーション（indication）を決定する検出器２３０をさらに備えている。トランスミッタモジュール２１０は、情報信号電力が大きくなると第２の送信電力が小さくなるように情報信号電力に依存している第２の送信電力を有する第２の送信信号を第２の無線フレームの送信タイムスロット中に送信するようになっており、第２の送信信号は上記インディケーションにさらに依存している。

トランシーバ装置１００及び２００をさらに詳しく説明するために、図３には例示的な通信シナリオが描かれている。図３は、Ｔｘ_ｎとも記され、以下においてトランスミッタとも呼ばれるトランシーバ装置１００を示す。さらに、図３は、Ｒｘ_ｎとも記され、以下においてレシーバと呼ばれるトランシーバ装置２００を示す。以下において、２つの通信方向が区別される。第１の方向は送信リンク（ＦＬ＝送信リンク）と呼ばれ、これはトランシーバ装置１００からトランシーバ装置２００への通信方向を指す。これと反対方向は、逆方向リンク（ＲＬ＝逆方向リンク）と呼ばれ、すなわち、トランシーバ装置２００からトランシーバ装置１００への通信方向である。送信リンクは、図３の上部に描かれ、逆方向リンクは図３の下部に描かれる。２つのトランシーバ装置１００及び２００は、トランシーバ装置１００とトランシーバ装置２００との間のチャネルがトランシーバ装置２００とトランシーバ装置１００との間のチャネルに等しくいずれも図３ではＧ_ｎ，ｎと呼ばれる、チャネルの相互依存性を有するＴＤＤシナリオで通信するものと仮定される。

最初に、送信リンクが検討される。Ｔｘ_ｎはＴｘ_ｎ ^ＦＬの送信電力を有する信号をチャネルＧ_ｎ，ｎを通じてＲｘ_ｎに送信し、Ｒｘ_ｎでの受信電力はＲｘ_ｎ ^ＦＬ＝Ｇ_ｎ，ｎＴｘ_ｎ ^ＦＬ＝γ_ｎ ^ＦＬＩ_ｎ ^ＦＬで、ここでγ_ｎ ^ＦＬはレシーバＲｘ_ｎにおいて実現されたＳＩＮＲであり、Ｉ_ｎ ^ＦＬはＲｘ_ｎにおいて受信された干渉電力及び雑音電力であるものと仮定される。

逆方向リンクにおいて、Ｒｘ_ｎはＴｘ_ｎ ^ＲＬの送信電力を同じチャネルＧ_ｎ，ｎを通じて送信し、受信電力Ｒｘ_ｎ ^ＲＬ＝Ｇ_ｎ，ｎＴｘ_ｎ ^ＲＬ＝γ_ｎ ^ＲＬＩ_ｎ ^ＲＬが得られ、ここでγ_ｎ ^ＲＬはＴｘ_ｎにおいて実現されたＳＩＮＲであり、Ｉ_ｎ ^ＲＬはＴｘ_ｎにおいて受信された干渉電力及び雑音電力である。

上記によると、トランシーバ装置１００は、受信された干渉電力及び雑音電力Ｉ_ｎ ^ＲＬに依存するトランシーバ装置１００の送信電力Ｔｘ_ｎ ^ＦＬを調整するようになっている。したがって、トランシーバ装置２００は、トランシーバ装置１００における干渉電力に関する黙示的情報をその受信電力Ｒｘ_ｎ ^ＦＬを通じて受信する。さらに、トランシーバ装置２００は、トランシーバ装置１００におけるＳＩＮＲが一定となるように、トランシーバ装置２００の送信電力Ｔｘ_ｎ ^ＲＬをトランシーバ装置１００において生じた干渉に適合させることができる。したがって、電力制御は、逆方向リンクに対して実現することができ、すなわち、トランシーバ装置１００におけるＳＩＮＲが制御される。また、送信リンクのＳＩＮＲを電力制御するために、トランシーバ装置２００は、送信リンクで受信されたＳＩＮＲがしきい値以上であるかどうかについての情報を含む。トランシーバ装置１００は、前記のインディケーションを受信し、従って、その送信電力を調整することができる。トランシーバ装置２００はこの調整について認識しているので、第１の電力制御ループは影響を受けない。

図４には、さらに詳しいシナリオが描かれている。図４にも、Ｔｘ_ｍと記されたトランシーバ装置１００と、Ｒｘ_ｍと記されたトランシーバ装置２００とが示されている。さらに、図４は、このほかに２つのトランシーバ装置４１０ Ｔｘ_ｎと４２０ Ｒｘ_ｎを示す。さらに、図４は、その下部にリンクｍ及びｎでの通信の２つの反復無線フレームを説明する時系列図を示し、リンクｍはＴｘ_ｍとＲｘ_ｍの間にあり、リンクｎはトランシーバ装置４１０とも呼ばれるＴｘ_ｎとトランシーバ装置４２０とも呼ばれるＲｘ_ｎとの間にある。２つの無線フレームは、ネットワークが同期していること、すなわち、両リンクｍ及びｎにおける送信タイムスロットと受信タイムスロットとが同期していることを示している。同期は本発明の対象とならない。図４に描かれたような同期を実現する方法は、例えば、欧州特許第１８０２０１３号のファイアフライ・アルゴリズム（firefly algorithm）による先行技術から周知である。

図４の下部の図は、２つの無線リンクを示す。各無線フレーム又は無線スロットは、送信リンクに対する送信タイムスロットと、逆方向リンクに対する送信タイムスロットとを備え、無線フレームは、通信リンクのどちらか一方のノードから見たときの送信タイムスロットと受信タイムスロットとを有することが分かる。

以下において、Ｎ個のリンクを形成するためにペアで接続される２Ｎ個のノードを有する無線ネットワークが検討される。各リンクに関連するのは、１つのトランスミッタＴｘ_ｎ及びレシーバＲｘ_ｎ、ｎ＝｛１、・・・、Ｎ｝である。送信リンク（ＦＬ）でＴｘ_ｎがＲｘ_ｎに送信し、逆方向リンク（ＲＬ）でＲｘ_ｎがＴＸ_ｎに送信する場合の二重リンクが検討される。電力制御の目的は、一定のＳＩＮＲ目標が満たされるようにすべてのノードに対して実現されるＳＩＮＲを調整することである。２つのリンクがリソースを奪い合うネットワーク、Ｔｘ_ｍからＲｘ_ｍへのリンクｍ、及びＴｘ_ｎからＲｘ_ｎへのリンクｎが図４に示される。時刻ｋにおいてレシーバＲｘ_ｍで実現されるＦＬ ＳＩＮＲは、次式のように規定される。

電力Ｔ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）で送信される対象とするトランスミッタＴｘ_ｍからの受信信号電力は、次式で与えられる。

一方、干渉電力は次式の形となる。

ここで、Ｎ_０は雑音レベル（noise floor）である。一般に、Ｇ_ｎ，ｍのようなチャネル利得Ｇ_ｍ，ｎ≠Ｇ_ｎ，ｍは、Ｔｘ_ｎ及びＲｘ_ｍを表わす（すなわち、第１の指標は常にＦＬトランスミッタを指示するのに対して、第２の指標はＦＬレシーバを指示する）。結果として、各リンクは、単一で一意的な利得によって特徴付けられる。この表記法はＴＤＤシステムのチャネルの相互依存性によって採用され得るもので、Ｒｘ_ｍからＴｘ_ｎへのリンクはＴｘ_ｎからＲｘ_ｍへのリンクと同じ利得を有する。

逆方向リンクにおいて、Ｒｘ_ｍは実際にはトランスミッタの機能を果たす一方、ＦＬトランスミッタＴｘ_ｍはレシーバの機能を果たす。Ｔｘ_ｍにおいて実現されるＳＩＮＲは次式で規定される。

他方、対象とするトランスミッタＲｘ_ｍからのＴｘ_ｍにおいて観察される受信信号電力、及び干渉は、次式によって与えられる。

及び

時刻ｋにおけるＦＬ電力とＲＬ電力は、以下の２つの重要な式によって決定され得る。

及び

ここで、Ｃは定数であり、ネットワーク全体において既知であると仮定される。Ｃの単位は［Ｗ^２］である。Ｃの値を決定する１つの方法は次の通りである。

ここで、Ｔｍａｘは最大送信電力であり、Ｉｍｉｎ＝Ｎ_０は雑音レベル（noise floor）に等しく設定され得るレシーバ感度である。

ここで、ｋＢはジュール毎ケルビン単位のボルツマン定数であり、θはケルビン単位の周囲温度であり、ＢはＨｚ単位の帯域幅である。

（８）及び（９）におけるＦＬ電力とＲＬ電力の選定に動機を与えるために、実現されたＲＬ ＳＩＮＲが検討され得る。（９）によると、Ｒｘ_ｍが最大電力Ｔｍａｘで送信するか否かの２つの事例が区別されなければならない。

Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＜Ｔｍａｘの場合に、興味深い観察結果が（９）から誘導され得る。その結果は、

（９）からＲ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）＝Ｇ_ｍ，ｍ・Ｔ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）＝Ｇ_ｍ，ｍ・Ｃ／Ｉ_ｍ ^ＲＬ（ｋ−１）であり、かつ（８）からＴ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）／Ｇ_ｍ，ｍである場合、次式が得られる。

したがって、Ｒｘ_ｍが最大電力で送信しない限り、そしてＩ_ｍ ^ＲＬ（ｋ−１）＝Ｉ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）であるならば、トランスミッタにおけるＳＩＮＲはまさにＳＩＮＲ目標Γ_ｍである。これは、事実上、Ｉ_ｍ ^ＲＬ（ｋ−１）＝Ｉ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）の安定状態においてＲＬ電力がまさにＳＩＮＲ目標に近づくことを意味する。

ＲＬ電力がその最大値に近づいたときだけ安定状態に達している可能性がある。そのとき、Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＝Ｔｍａｘであり、（９）から次式が得られる。

Ｒ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）＝Ｇ_ｍ，ｍ・Ｃ／Ｉ_ｍ ^ＲＬ（ｋ−１）として、かつＴｍａｘ＝Ｒ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）／Ｇ_ｍ，ｍとして、（１４）は次式に変換され得る。

Ｒ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）＝Γ_ｍＮ_０の等式では、すなわち、ＦＬレシーバＲｘ_ｍ（ＲＬ信号のトランスミッタ）の受信信号電力は、まさに雑音レベルを超えるＮ_０である。他のすべての事例では、Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＝ＴｍａｘのときＳＩＮＲ目標は決して満たされない。結果として、ＳＩＮＲ目標が達成されなければ、γ_ｍ ^ＲＬ＜Γ_ｍであり、ＲＬトランスミッタＴ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）は常に最大電力Ｔｍａｘで送信することになる。γ_ｍ ^ＦＬ＜Γ_ｍであり、したがって、Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＝Ｔｍａｘの条件は、非特許文献５において導出される。
Ａ．Ｔｙｒｒｅｌｌ、Ｈ．Ｈａａｓ、Ｇ．Ａｕｅｒ、及びＰ．Ｏｍｉｙｉによる「Ｄｅｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ Ｕｓｉｎｇ Ｂｕｓｙ Ｂｕｒｓｔｓ」，２００７年６月のＰｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ ＩＣＣ’ ０７，Ｇｌａｓｇｏｗ，ＵＫ

式（１３）及び（１５）は、レシーバ（ＲＬ信号のトランスミッタ）において選定されたＳＩＮＲ目標が満たされるか否かをＦＬトランスミッタが事実上通知されることを意味する。

送信リンクにおいて実現されるＳＩＮＲ γ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）の閉形式表現は扱いにくい式を生成するので、以下ではγ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）の上限と下限が導出される。

Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＜Ｔｍａｘの場合、ＲＬ電力Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）は、（９）の送信リンクＲ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）における受信信号によって完全に制御される。（９）を（２）におけるγ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）の式に挿入して、Ｃ＝Ｎ_０・Ｔｍａｘを利用すると、次式が得られる。

Ｉ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）≧Ｎ_０で、かつＴ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）≦Ｔｍａｘであるとき、実現されるＳＩＮＲは次式によって境界が定められる。

低干渉Ｎ_０／Ｉ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）→１の場合、ＳＩＮＲはγ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）／Γ_ｍ≧１のように過度に実現される可能性がある。他方、ＲＬ電力が高いとき、したがって、Ｔｍａｘ／Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）→１のとき、ここでγ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）／Γ_ｍ＜１とするとＳＩＮＲ目標は一般的に満たされない。

（１６）に示されるように、Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＝Ｔｍａｘの場合のＳＩＮＲ目標は、干渉のない、Ｉ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）＝Ｎ_０の場合にのみ満たされ得る。さらに、ＲＬ ＳＩＮＲと同様に、Ｒ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）＝Ｎ_０Γ_ｍという追加的な条件があり、すなわち、受信信号電力が雑音レベルに対してまさにΓ_ｍとなる。つまり、ＦＬ ＳＩＮＲは、ＲＬ ＳＩＮＲが満たされるときにのみ実現され得る。

Ｃ／Ｉ電力制御の電力効率は、Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＝Ｔｍａｘを有するリンクが失われる場合に大幅に改善される。これらのリンクは、（１５）及び（１６）によって逆方向リンクと送信リンクのいずれにおいてもこれらのＳＩＮＲ目標を満たさないが、ネットワークの大部分の干渉を引き起こすので、Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＝Ｔｍａｘを有するリンクｍが切断されても（送信リンク及び逆方向リンクの両方において）差し支えない。このことは、Ｃ／Ｉ電力制御のすべての実施形態に適用されてもよい。

分散型電力割当スキームの収束が一般クラスのアルゴリズムに関してＫ．Ｋ．Ｌｅｕｎｇらによって検討されてきた。このクラスには、Ｆｏｓｃｈｉｎｉによって提案されたアルゴリズムが含まれ、ここで、トランスミッタＴｘ_ｍが（１）によるその送信電力を更新する。

ここで、Γ_ｍ及びγ_ｍ（ｋ）は、それぞれ、目標と、対応するレシーバＲｘ_ｍの実現された測定ＳＩＮＲとを示す。

Ｉ_ｍ ^ＲＬ（・）＝Ｒ_ｍ ^ＲＬ（・）／γ_ｍ ^ＲＬ（・）及びＲ_ｍ ^ＲＬ（・）＝Ｇ_ｍ，ｍＴ_ｍ ^ＲＬ（・）を（１５）に代入すると、次式が得られる。

ＲＬ電力の更新は、（１）における送信電力の制御に使用される式と全く同じである。したがって、（１）を使ってシステムに対して実施された収束及び安定性の解析は、直接適用することができ、ＲＬ電力は常に収束する。また、ＦＬ電力制御の規則はもっぱらＲＬ電力（９）によって決定されるので、その結果としてＦＬ電力も収束する。そのため、干渉許容信号伝達スキーム（interference tolerance signaling scheme）は、Ｋ．Ｋ．Ｌｅｕｎｇらによって解析されたクラスのアルゴリズムに分類される。（１）を満足する他の一連の送信電力｛Ｔ_ｍ｝があらゆるトランスミッタからの電力と同じでなければならないという意味で（１）の電力割当はパレート最適解であることが示されている。他方、ＦＬ電力はこのパレート最適電力割当に収束せずに、ＲＬ電力のみが収束する。

前節において、（８）及び（９）が満たされる場合、逆方向リンクはＦｏｓｃｈｉｎｉスキームに従うので、完全に電力制御することが可能であることが示された。本節において、（８）及び（９）はいずれも送信リンクはまたＣ／Ｉ電力制御されるように修正される。ＦＬ電力制御において重要なことは、これらのＳＩＮＲ目標を過度に実現するこれらのリンクの送信電力を抑制することである。電力効率が改善されるという明らか利点は別として、送信電力が低下すると競合リンクへの干渉が減少するのでこれらのＳＩＮＲ目標を実現するリンクの数は増加する可能性がある。トランスミッタにはＳＩＮＲ目標が過度に実現されたか否かが分からないので、反対方向リンクにおけるレシーバとトランスミッタとの間で何らかの信号伝達が必要と思われる。１つの解決策は、Δγ_ｍ（ｋ）＝γ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）／Γ_ｍで規定される時刻ｋにおける測定ＳＩＮＲと目標ＳＩＮＲとの比を明示的に信号で伝達することである。そのとき、ＦＬトランスミッタＴｘ_ｍは、次式に従って（８）を修正することによってその送信電力を調整する。

ここで、Σ_ｍ（ｋ−１）は直前のスロットｋ−１においてレシーバから信号として伝達される。実現されるＳＩＮＲが目標ＳＩＮＲと一致するように、送信電力Ｔ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）はΣ_ｍ（ｋ）だけ低減される。（１８）の場合、ＦＬ電力はここで次式に従って繰り返し更新され得る。

それゆえ、ＲＬ電力割当が定常状態にあるものと仮定すると、したがって、Ｉ_ｍ ^ＲＬ（ｋ−１）＝Ｉ_ｍ ^ＲＬ（ｋ−２）であるものとすると、送信リンクはここでも（１）に従い、したがって最適にＣ／Ｉ電力制御が行われる。

（１８）におけるΣ_ｍ（ｋ−１）によるＴ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）の調整は、Ｒ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）＝Ｇ_ｍ，ｍ・Ｔ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）の受信電力の低下をもたらし、結果として、（９）におけるＲＬ電力Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）の増加を招くことになる。Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）のＲＬ電力割当がΣ_ｍ（ｋ−１）の導入の影響を受けるべきではないので、導入されたΣ_ｍ（ｋ−１）項が（１８）におけるＴ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）の調整によってＲ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）の低下を補償するように、（９）は次式に従って修正される必要がある。

こうすることによって、すべてのＲＬ電力Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）、したがって（１８）におけるＩ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）も確実に不変に保たれる。

前節において、ＦＬ電力制御は明示的信号伝達を利用した実施形態によって実現された。任意の明示的信号伝達を完全に回避するために、黙示的電力に基づく信号伝達を使った実施形態が以下で導入される。

（１８）及び（２０）からのＦＬ電力調整の基本原則が当てはまることに変りはない。一実施形態において、Σ_ｍ（ｋ）の電力に基づく信号伝達の未解決の問題は、目標ＳＩＮＲを超える量に比例したＲＬ電力の低減によって対処される。他の実施形態において、あらかじめ定義され、トランスミッタ及びレシーバの両方に知られるＲＬ電力の任意の変動は、ＦＬ目標ＳＩＮＲを実現するためＦＬ電力の所望の変化を信号として伝達するために利用されてもよい。ＳＩＮＲ目標が過度に実現されるリンクｍを想像してみると、そのときＲＬ電力は、例えば、ΔＴ_ｍ（ｋ）の累積積和値によって調整され得る。すなわち、

である。

（２０）における明示的電力補償と異なり、（２１）では調整項Σ_ｍ（・）が１スロットだけ遅延されなくてよい。トランスミッタが（１８）に従ってΣ_ｍ（ｋ−１）を推定して補償し得るものと想像してみると、そのとき（２１）のＲＬ電力Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）はΔＴ_ｍ（ｋ）だけ低下することになる。この電力低下の影響として、ＦＬトランスミッタはΔＴ_ｍ（ｋ）を推定することができる。他方、Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）が低下すると、干渉Ｉ_ｎ ^ＲＬ（ｋ）が相応に減少するので、競合リンクに影響を与える。不安定性を回避するために、ΔＴ_ｍ（ｋ）は実現されたＳＩＮＲと目標ＳＩＮＲとの比γ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）／Γ_ｍよりも幾分小さく選定される必要がある。一部の実施形態において、電力増分を選定する１つのやり方は、測定ＳＩＮＲと目標ＳＩＮＲとの比に比例したΔＴ_ｍ（ｋ）をｄＢ単位で設定することである。これは、線形領域において次式に帰着する。

典型的に、ａ＜１であることが不安定性を回避するために必要である。シミュレーションは、適正な値がａ＝［１／１０，１／２］の範囲にあることを示唆している。（２２）におけるΔＴ_ｍ（ｋ）の調整は一例にすぎない。一般に、実施形態は、ΔＴ_ｍ（ｋ）＝［１，γ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）／Γ_ｍ］の範囲で任意の値を選定してもよい。ただし、不安定性を回避するために、ΔＴ_ｍ（ｋ）は上限γ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）／Γ_ｍよりもかなり小さくされるべきである。

Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＜Ｔという条件で、（９）に従って、ＲＬ電力Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）は送信リンクによって完全に決定される。したがって、ΔＴ_ｍ（ｋ）によるＴ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）の任意の調整は、Ｔｘ_ｍによって容易に検出され得る。（２４）のＦＬトランスミッタの電力調整Σ＾_ｍ（ｋ）及び（２１）のＲＬトランスミッタの調整Σ_ｍ（ｋ）を含む、上記から実現されるＲＬ ＳＩＮＲの導出を繰り返すと、次式が得られる。

Γ_ｍ及びΣ＾_ｍ（ｋ−１）はＲＬレシーバにとって既知である（これはＦＬトランスミッタと同じ物理的エンティティであるため）ので、次式を計算することによってΣ_ｍ（ｋ）を推定することが可能である。

この関係は、レシーバにおいて過度に実現されるＳＩＮＲの量の黙示的信号伝達を定める。ＦＬ電力は、その推定値である次式でΣ＾_ｍ（ｋ）を置き換えることによって（１８）に従って調整することができる。

測定ＳＩＮＲと目標ＳＩＮＲとの比Δγ_ｍ＝γ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）／Γ_ｍを黙示的に決定し得る方法が図５に示される。図５は、最上部にＦＬ ＳＩＮＲのビューグラフを、最下部にＲＬ電力のビューグラフを、そして中間にＦＬ電力のビューグラフを示し、これらのビューグラフは９つの連続したタイムスロットを備える時間軸に沿って表示される。目標ＳＩＮＲ Γ_ｍは１５ｄＢに設定される。最初の３つのタイムスロットにおいて、実効的なＳＩＮＲは４５ｄＢだけ過度に実現され、トランスミッタとレシーバはいずれも一定電力で送信する。タイムスロット４において、レシーバは（２１）によって示される新たなスキームに従い、その送信電力を突然低下せしめる。タイムスロット５において、ＦＬトランスミッタは、タイムスロット３における受信ＲＬ電力をタイムスロット４における受信ＲＬ電力と比較することによってΔγ_ｍ（４）を決定し得る。この決定に基づいて、ＦＬトランスミッタは（１８）の下にその送信電力を低下させる。以下のタイムスロットにおいて、目標ＳＩＮＲ Γ_ｍは正確に満たされる。

ＲＬ電力が最大のＴ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＝Ｔｍａｘの場合、（１５）によると、ＳＩＮＲ目標は満たされない。しかし、（２３）の推定には、Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＝ｃΓ_ｍ／Ｒ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）≦Ｔｍａｘであることが厳しく要求される。つまり、Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＝Ｔｍａｘであれば、（２３）の電力調整項Σ＾_ｍ（ｋ）は過大評価されてΣ＾_ｍ（ｋ）＞Σ_ｍ（ｋ）となる。Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＜ＴｍａｘであるＦＬトランスミッタに対する「サニティチェック（sanity check）」とは、２つの連続するＲＬ信号の比Ｒ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）／Ｒ_ｍ ^ＲＬ（ｋ−１）を計算することである。（２３）からＲ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）／Ｒ_ｍ ^ＲＬ（ｋ−１）＝１であり、かつΣ＾_ｍ（ｋ）＞Σ＾_ｍ（ｋ−１）である場合、Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＝Ｔｍａｘであり、したがって、Σ＾_ｍ（ｋ）の更新は破棄されるべきであることは明らかである。実際には、この場合、黙示的信号伝達はもはや適用可能でないため、どのΣ＾_ｍ（ｋ）≠１もΣ＾_ｍ（ｋ）＝１にリセットされるべきである。

多くの場合、選定されたＳＩＮＲ目標Γ_ｍは、干渉リンク間の相互干渉に起因して高くされすぎる可能性がある。Γ_ｍを実現できないリンクを切断することは実施形態で実施される１つの実行可能な選択肢であり、この場合、ネットワーク全体が干渉の減少による恩恵を受け、結果として、他のリンクであるΓ_ｎを満たすのに要する送信電力が減少する。複数の実施形態において、リンクを切断する満足な基準は、ＲＬトランスミッタが最大電力Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＝Ｔｍａｘで送信するときであってもよい。ＳＩＮＲ目標Γ_ｍを低下させることも有効な代替案となり得る。

結果として、Ｔ_ｍ ^ＦＬがゼロに近づき、あるいはレシーバがもはや信号を検出できなくなり、これによって、最終的にリンクが失われるまでは、（２４）がさらに減少され得る。したがって、Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＝Ｔ^ＲＬの場合、トランスミッタのＳＩＮＲは（１）のＦｏｓｃｈｉｎｉスキームに従わない。しかし、このことはレシーバにおけるＳＩＮＲ目標も満たされないので問題ではない。事実上、それらのＳＩＮＲ目標に達することができずに最大ＢＢ（ＢＢ＝ビジーバースト）電力で送信するリンクを切り離すと、干渉の減少によって他のノードの送信電力が低減され得るので、全体の電力効率は改善される。

要約すると、ＲＬ電力割当が定常状態又は安定状態、したがって、Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）≒Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ−１）に達した場合のみ、実施形態はΣ_ｍ（ｋ）によって電力の修正を開始してもよい。値がΔＴ_ｍ（ｋ）＝［１，ｍｉｎ｛γ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）／Γ_ｍ，Γ_ｍ｝］の範囲にあるように、（２１）における電力調整の上限をΔＴ_ｍ（ｋ）≦Γ_ｍによって定めることは妥当かもしれない。これによって、確実に逆方向リンク信号がレシーバでさらに検出され得るようになり、すなわち、ＳＩＮＲは雑音レベル（又は、一定の最小ＳＩＮＲ）よりも高くなる。明白な理由で、電力調整はＲＬトランスミッタＲｘ_ｍによってのみ開始されるべきで、ＲＬトランスミッタＲｘ_ｍがまだ最大電力で送信していなければ、一部の実施形態においてＴ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）＜Ｔとなる。

収束を速めるために、実施形態は（１８）における電力調整のみが電力低減をもたらすことを保証する条件Σ_ｍ（ｋ）≧１を強制してもよい。その場合、収束は、典型的に、２回の反復後に実現され得る。ただし、これはＦＬ電力制御の最適性に影響を与える。さらに、送信電力Ｔ_ｍ ^ＦＬ（ｋ）／Ｔ_ｍ ^ＦＬ（ｋ−１）及びＴ_ｍ ^ＲＬ（ｋ）／Ｔ_ｍ ^ＲＬ（ｋ−１）の変化の上限及び下限を定め、そうすることによって、リンクに入る場合やリンクを切り離す場合にネットワークの過渡的挙動を制限することは妥当であるかもしれない。電力調整Σ_ｍ（ｋ）の明示的信号伝達を使う実施形態では、「電源投入」又は「電源遮断」を表すＴｘからＲｘへの１ビットのフィードバックがあれば十分であるかもしれない。

複数の実施形態において、（８）及び（９）の電力割当規則は、（９）がＦＬ電力を決定し、（８）がＲＬ電力を決定するように交換され得る。換言すると、用語ＦＬとＲＬは入れ替えられ得る。さらに、実施形態は、二重リンクのＣ／Ｉ電力制御が有効にされるという利点を提供する。実施形態は最適なＣ／Ｉ電力制御を実現する可能性すらあり得る。例えばビジー信号の概念を利用し、さらに全二重通信リンクを使ったリンク適応など、複数の実施形態が考えられる。送信リンクにおけるＣ／Ｉ電力制御に関して、Ｃ／Ｉ電力制御の明示的及び／又は黙示的調整の両方が複数の実施形態によって実行され得る。複数の実施形態は、（１８）及び（２０）におけるＦＬ電力調整項Σ_ｍの導入を利用してもよく、この導入は検討されるすべての選択肢に適用可能である。さらに、複数の実施形態は、Σ_ｍの黙示的電力に基づく信号伝達の手段、及び／又はトランスミッタにおける推定手段を備えていてもよい。

前述の詳細な実施形態によると、トランシーバ装置１００の実施形態において、レシーバモジュール１２０は情報信号を備える受信信号の受信をするように構成され得るもので、それに対応して、検出器１３０は情報信号を検出するように構成されてもよい。他の実施形態において、検出器１３０は、少なくとも１つのグループのコードビット、コードワード、コード、又は変調符号、あるいはこれらの組合せによって明示的に制御成分を決定するように構成され得る。これらの実施形態において、例えば、余剰ビット又はビットのグループが通信相手によって送信される送信信号に含まれてもよい。その場合、制御成分を決定するために、検出器１３０は、前記ビット又はビットのグループを検出するように構成され得る。

他の実施形態において、検出器１３０は、受信電力、信号対雑音比、信号対干渉雑音比、チャネル状態情報、タイミング、周波数、又はこれらのオフセットのグループの少なくとも１つ、あるいはこれらの組合せを用いて受信信号から制御成分を黙示的に検出することによって、制御成分を抽出するように構成され得る。複数の実施形態において、例えば、制御成分は、例えば、受信電力の変化などによって黙示的に信号として伝達され得る。

さらに、複数の実施形態において、検出器１３０は受信信号からの２進制御成分を検出するように構成されてもよく、ここで、２進制御成分は、通信相手において受信品質を超えているかどうかを示す、すなわち、送信電力が増加されるべきか減少されるべきかに関する情報を伝えるものである。トランスミッタモジュール１１０は、２進制御成分に応じて第２の送信電力を第１の送信電力に関してステップ状に変化させるように構成され得る。このような実施形態において、ステップサイズは、あらかじめ決定されてトランシーバ装置１００及び通信相手に知らされ得る。一実施形態において、検出器１３０は、制御成分としてアップ情報又はダウン情報を検出するものであり、ここで制御成分は、第２の送信電力を、例えば、±１ｄＢのステップで増加するか減少するかをトランスミッタモジュール１１０に示すものである。

別の実施形態において、検出器１３０は、第１の無線フレームの受信タイムスロット中の情報信号の受信電力と、以前の無線フレームの別の情報信号の別の受信電力とを比較することによって制御成分を決定するように構成され得る。このような実施形態において、制御成分は、受信電力の変動又はオフセットによって黙示的に信号として伝達され得る。

検出器１３０は、それ以前のいくつかの無線フレーム中においていくつかの受信タイムスロットにおけるいくつかの受信電力が定常しきい値以上に異ならなかった場合にのみ、制御成分を決定するようにさらに構成され得る。これらの実施形態において、受信電力は定常状態に達している、すなわち、逆方向リンクのＳＩＮＲに関する電力制御ループは既に安定しているものと想定される。このことは、例えば、連続した無線フレームの受信タイムスロットにおける受信電力を比較する検出器１３０がこの受信電力の変動を判断することによって決定され得る。この変動が一定のしきい値を超えていなければ、逆方向リンクの電力制御ループは定常状態にあると考えられ得る。一実施形態において、上述したしきい値は１ｄＢ又は２ｄＢとなるはずである。

別の実施形態において、検出器１３０は、第１及び以前の無線フレームの情報信号の受信電力間の差を制御情報として検出するように構成され得るとともに、トランスミッタモジュール１１０は、第１の送信電力と比較するときの第２の送信電力に上述した差又はそれを変倍した値（scaled version）を適用するように構成され得る。さらなる実施形態において、差の代りに、係数（factor）の点から見た関係が第１及び以前の無線フレームの情報信号の受信電力間で決定され得るため、トランスミッタモジュール１１０は、第１の送信電力と比較するときの第２の送信電力に、この関係、すなわち、係数又はそれを変倍した値を適用するように構成され得る。

一般的に、ある実施形態において、第１の無線フレームで受信される干渉信号電力をＩ（ｋ−１）によって示すことができ、ｋは現在の無線フレームであり、Ｃを定数とすることができ、Ｙ（ｋ−１）は、Ｔ（ｋ）＝Ｃ／（Ｉ（ｋ−１）（Ｙ（ｋ−１））に従って第２の送信電力を調整するように適合されているトランスミッタモジュールに関する受信品質についての情報とすることができる。複数の実施形態において、トランスミッタモジュール１１０は、過度な干渉、不安定性などを防止するために、それ以前のいくつかの無線フレーム中において最大送信電力で送信している場合に送信を中止するように構成され得る。

トランシーバ装置２００の実施形態において、トランスミッタモジュール２１０は、送信タイムスロット中に送信情報データを送信するように構成され得る。複数の実施形態において、トランシーバ装置２００は、適宜、送信情報データとしてペイロードデータを送信して、二重リンクを確立してもよい。別の実施形態において、逆方向リンクは、制御データ、すなわち、インディケーション（indication）に関する情報の送信に使用されるだけでもよい。

トランスミッタモジュール２１０は、少なくとも１つのグループのコードビット、コードワード、コード、又は変調符号、あるいはこれらの組合せによってインディケーションを第２の送信信号に明示的に含めるようにさらに構成されてもよい。上記の実施形態によると、アップ情報又はダウン情報が第２の送信信号に含まれてもよい。他の実施形態において、例えば、対応する受信トランシーバ装置１００は、その送信電力に適用すべきステップ幅の点から見たさらに詳しい情報が含まれてもよい。

トランスミッタモジュール２１０は、送信電力、チャネル状態情報、タイミング、周波数、又はこれらのオフセットのグループのうちの１つあるいは組合せによってインディケーションを黙示的に第２の送信信号に含めるようにさらに構成されてもよい。上記の実施形態によると、トランシーバ装置２００は、例えば、その送信電力などの変化によって信号を黙示的に伝達してもよい。

さらに、トランスミッタモジュール２１０は、前記の関係がしきい値を超えているかどうかを示す２進法のインディケーションを第２の送信信号に含めるように構成されてもよい。これらの実施形態において、検出器２３０は、送信リンクにおいて受信されるＳＩＮＲをしきい値と比較し決定してもよい。前記比較から、アップ又はダウンのインディケーションは作成されてもよく、他の実施形態において、ステップサイズに関するさらに詳しい情報が利用され得る。検出器２３０は、情報信号電力と干渉電力の比を所望の比と比較して、その比と所望の比との差又は係数を決定するように構成されてもよく、結果として、トランスミッタモジュール２１０は、差、又は係数、又はこれらを変倍した値（scaled version）を第２の送信信号に黙示的又は明示的に含めるように構成されてもよい。複数の実施形態において、差、又は係数、又はこれらを変倍した値は、第２の送信電力に適用されてもよい。

他の実施形態において、それ以前のいくつかの無線フレーム中においていつかの送信電力が定常しきい値以上に異ならなかった場合にトランスミッタモジュール２１０は、差、又は係数、又はこれらを変倍した値を第２の送信電力に適用するようにのみ構成され得る。この実施形態において、逆方向リンクの信号対干渉雑音比に関する第１の送信ループは既に安定状態にあるものとさらに想定されてもよい。

一実施形態において、検出器２３０は、情報信号電力Ｒと、干渉電力Ｉと、実現されるＳＩＮＲとしてのΥ＝Ｒ／Ｉとを検出するように構成され得るとともに、トランスミッタモジュール２１０は次式の第２の送信電力Ｔを使用するように構成され得る。
Ｔ＝ｍｉｎ｛Ｃ／Ｒ Γ／Ｙ，Ｔ_ｍａｘ｝
ここで、Γは所望のＳＩＮＲであり、Ｃは定数であり、Ｙは［１，Υ／Γ］にあり、Ｔ_ｍａｘはトランスミッタモジュール２１０の最大送信電力である。

他の実施形態において、トランシーバ装置は、トランシーバ装置１００の機能と、トランシーバ装置２００の機能とを備えてもよい。アドホックネットワーク、センサネットワーク、又はマルチホップネットワークにおけるように、すべてのノードはすべての他のノードと通信し得る可能性があり、これらのノードはすべて、一定の通信シナリオに依存するトランシーバ装置１００又はトランシーバ装置２００のいずれかとして機能し得る可能性がある。

また、複数の実施形態は、少なくとも１台のトランシーバ装置１００と、トランシーバ装置２００とを備えている反復無線フレームで通信するシステムを確立してもよい。

本発明による方法の一定の実施要件に応じて、本発明による方法は、ハードウェア又はソフトウェアで実施され得る。実施は、本発明による方法が実行されるように、プログラマブルコンピュータシステムと協働する、電子的に読み取りが可能な格納された制御信号を有するデジタル記憶媒体、特に、ディスク、ＤＶＤ、又はＣＤを使って実行され得る。したがって、一般に本発明は、プログラムコードが、コンピュータで読取り可能なキャリアに格納されたコンピュータプログラム製品であり、プログラムコードは、コンピュータプログラム製品がコンピュータで実行されるときに本発明による方法を実行するために作動される。したがって、換言すると、本発明による方法は、コンピュータプログラムがコンピュータで実行されるとき、本発明による方法の少なくとも１つを実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラムである。

トランシーバ装置の実施形態を示した図である。 トランシーバ装置の別の実施形態を示した図である。 通信シナリオを示した図である。 別の通信シナリオ及び無線フレームの時系列を示した図である。 シミュレーションの結果を示した図である。

符号の説明

１００ トランシーバ装置
１１０ トランスミッタモジュール
１２０ レシーバモジュール
１３０ 検出器
２００ トランシーバ装置
２１０ トランスミッタモジュール
２２０ レシーバモジュール
２３０ 検出器
４１０ 他のトランシーバ装置
４２０ 他のトランシーバ装置

Claims (28)

1. 反復無線フレーム、すなわち、送信タイムスロットと受信タイムスロットとを有する無線フレームにおいて通信相手と通信するためのトランシーバ装置（１００）であって、
   第１の無線フレームの送信タイムスロット中に第１の送信電力を有する第１の送信信号を送信し、第２の無線フレームの送信タイムスロット中に第２の送信電力を有する第２の送信信号を送信するトランスミッタモジュール（１１０）と、
   当該トランシーバ装置（１００）における前記第１の無線フレームの受信タイムスロット中に、前記通信相手における前記第１の送信信号の受信品質に依存する制御成分と干渉電力を有する干渉成分とを有する受信信号を受信するレシーバモジュール（１２０）と、
   前記受信信号から前記制御成分と前記干渉成分とを検出する検出器（１３０）と
   を備え、
   前記トランスミッタモジュール（１１０）は、前記第２の無線フレームの前記送信タイムスロット中に前記第２の送信電力を有する前記第２の送信信号を送信するように構成されるものであり、前記第２の送信電力は、前記干渉電力が大きくなると前記第２の送信電力が小さくなるように前記干渉電力に依存しており、前記第２の送信電力は、前記通信相手において前記受信品質のしきい値を超えていることを前記制御成分が示すときに前記第２の送信電力が前記第１の送信電力に比べて低下するように前記制御成分に依存するものである、
   トランシーバ装置。
2. 前記受信信号は、情報信号を備え、前記検出器（１３０）は前記情報信号を検出するように構成されるものである、請求項１に記載のトランシーバ装置。
3. 前記検出器（１３０）は、コードビット、コードワード、コード、又は変調符号のグループのうちの少なくとも１つあるいは組合せを用いて明示的に前記制御成分を決定するように構成されるものである、請求項１又は２に記載のトランシーバ装置。
4. 前記検出器（１３０）は、受信電力、信号対雑音比、信号対干渉雑音比、チャネル状態情報、タイミング、周波数、又はこれらのオフセットのグループのうちの少なくとも１つあるいは組合せを用いて前記受信信号から前記制御成分を黙示的に検出することによって、前記制御成分を抽出するように構成されるものである、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のトランシーバ装置。
5. 前記検出器（１３０）は、前記受信信号から２進法の制御成分を検出するように構成され、前記２進法の制御成分は、前記受信品質を超えているかどうかを表すものである、請求項４に記載のトランシーバ装置。
6. 前記トランスミッタモジュール（１１０）は、前記２進法の制御成分に依存する前記第１の送信電力に対して前記第２の送信電力をステップ状に変化させるように構成されるものである、請求項５に記載のトランシーバ装置。
7. 前記検出器（１３０）は、前記第１の無線フレームの前記受信タイムスロット中に前記情報信号の受信電力を、それ以前の無線フレームの別の情報信号の別の受信電力と比較することによって前記制御成分を決定するように構成されるものである、請求項２ないし６のいずれか一項に記載のトランシーバ装置。
8. 前記検出器（１３０）は、それ以前のいくつかの無線フレーム中においていくつかの受信タイムスロットにおけるいくかの受信電力が定常しきい値以上に異ならなかった場合にのみ前記制御成分を決定するように構成されるものである、請求項７に記載のトランシーバ装置。
9. 前記検出器（１３０）は、前記第１の無線フレーム及び前記以前の無線フレームの前記情報信号の前記受信電力間の差、又はそれを変倍した値を制御成分として検出するように構成されるものであり、前記トランスミッタモジュール（１１０）は、前記差又は前記変倍した値を前記第１の送信電力と比較するときの前記第２の送信電力に適用するように構成されるものである、請求項７又は８のいずれか一項に記載のトランシーバ装置。
10. 前記検出器（１３０）は、前記第１の無線フレーム及び前記以前の無線フレームの前記情報信号の前記受信電力間の関係、係数、又はこれらを変倍した値を制御成分として検出するように構成されるものであり、前記トランスミッタモジュール（１１０）は、前記関係、前記係数、又は前記変倍した値を前記第１の送信電力と比較するときの前記第２の送信電力に適用するように構成されるものである、請求項７又は８のいずれか一項に記載のトランシーバ装置。
11. 前記干渉信号電力はＩ（ｋ−１）であり、ｋは現在の無線フレーム、Ｃは定数、Ｙ（ｋ−１）は前記受信品質に関する情報であり、前記トランスミッタモジュール（１１０）は、Ｔ（ｋ）＝Ｃ／（Ｉ（ｋ−１）Ｙ（ｋ−１））に従って前記第２の送信電力を調整するように構成されるものである、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のトランシーバ装置。
12. 前記トランスミッタモジュール（１１０）は、それ以前のいくつかの無線フレーム中において最大送信電力で送信している場合に送信を中止するように構成されるものである、請求項１ないし１１のいずれか一項に記載のトランシーバ装置。
13. 反復無線フレーム、すなわち、送信タイムスロットと受信タイムスロットとを有する無線フレームである通信相手と通信する方法であって、
    第１の無線フレームの送信タイムスロット中に第１の送信電力を有する第１の送信信号を送信するステップと、
    前記通信相手における前記第１の送信信号の受信品質に依存する制御成分と前記第１の無線フレームの受信タイムスロット中の干渉電力を有する干渉成分とを有する受信信号を受信するステップと、
    前記受信信号から前記制御成分と前記干渉電力とを検出するステップと、
    第２の無線フレームの送信タイムスロット中に第２の送信電力を有する第２の送信信号を送信するステップと
    を含み、
    前記第２の無線フレームの前記送信タイムスロット中に送信する前記ステップは、第２の送信電力を有する前記送信信号を送信するステップを含み、前記第２の送信電力は、干渉電力が大きくなると第２の送信電力が小さくなるように前記干渉電力に依存しており、前記第２の送信電力は、前記通信相手において前記受信品質のしきい値を超えていることを前記制御成分が示すときに前記第２の送信電力が前記第１の送信電力に比べて低下するように前記制御成分に依存している、
    通信方法。
14. コンピュータプログラムがコンピュータ上で動作するとき請求項１３に記載の方法を実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
15. 反復無線フレーム、すなわち、送信タイムスロットと受信タイムスロットとを有する無線フレームにおいて通信相手と通信するためのトランシーバ装置（２００）であって、
    第１の無線フレームの送信タイムスロット中に、第１の送信電力を有する第１の送信信号を送信し、第２の無線フレームの送信タイムスロット中に第２の送信電力を有する第２の送信信号を送信するトランスミッタモジュール（２１０）と、
    前記第１の無線フレームの前記受信タイムスロット中に、情報信号電力を有する情報信号成分と干渉電力を有する干渉成分とを有する受信信号を受信するレシーバモジュール（２２０）と、
    前記受信信号から前記情報信号電力と前記干渉電力とを検出して、前記情報信号電力と前記干渉電力の関係がしきいと値を超えているかどうかのインディケーションを決定する検出器（２３０）と
    を備え、
    前記トランスミッタモジュール（２１０）は、前記第２の無線フレームの前記送信タイムスロット中に第２の送信電力を有する前記第２の送信信号を送信するように構成されるものであり、前記第２の送信電力は、情報信号電力が大きくなると第２の送信電力が小さくなるように前記情報信号電力に依存しており、前記第２の送信電力は、前記インディケーションにさらに依存している、
    トランシーバ装置。
16. 前記トランスミッタモジュール（２１０）は、前記送信タイムスロット中に送信情報データを送信するように構成されるものである、請求項１５に記載のトランシーバ装置。
17. 前記トランスミッタモジュール（２１０）は、コードビット、コードワード、コード、又は変調符号のグループのうちの少なくとも１つあるいは組合せによって前記インディケーションを前記第２の送信信号に明示的に含めるように構成されるものである、請求項１５又は１６に記載のトランシーバ装置。
18. 前記トランスミッタモジュール（２１０）は、送信電力、チャネル状態情報、タイミング、周波数、又はこれらのオフセットのグループのうちの１つあるいは組合せによって前記インディケーションを前記第２の送信信号に黙示的に含めるように構成されるものである、請求項１５又は１６のいずれか一項に記載のトランシーバ装置。
19. 前記トランスミッタモジュール（２１０）は、２進法のインディケーションを前記第２の送信信号に含めるように構成され、前記２進法のインディケーションは、前記関係が前記しきい値を超えているかどうかを示すものである、請求項１５ないし１８のいずれか一項に記載のトランシーバ装置。
20. 前記検出器（２３０）は、前記情報信号電力と前記干渉電力の比を所望の比と比較して、前記比と前記所望の比の差、係数、又はこれらを変倍した値を決定するように構成され、前記トランスミッタモジュール（２１０）は、前記差、又は係数、又はこれらを変倍した値を前記第２の送信信号に黙示的又は明示的に含めるように構成されるものである、請求項１５ないし１９のいずれか一項に記載のトランシーバ装置。
21. 前記トランスミッタモジュール（２１０）は、前記差、又は係数、又はこれらを変倍した値を前記第２の送信電力に適用するように構成されるものである、請求項２０に記載のトランシーバ装置。
22. 前記トランスミッタモジュール（２１０）は、それ以前のいくつかの無線フレーム中においていくつかの送信電力が定常しきい値以上に異ならなかった場合に、前記差、係数、又はこれらを変倍した値を前記第２の送信電力に単に適用するように構成されるものである、請求項１５ないし２１のいずれか一項に記載のトランシーバ装置。
23. 前記検出器（２３０）は、前記情報信号電力Ｒ、前記干渉電力Ｉ、実現された信号対干渉雑音比としてのΥ＝Ｒ／Ｉを検出するように構成され、前記トランスミッタモジュール（２１０）は、第２の送信電力としてＴ＝ｍｉｎ｛Ｃ／Ｒ Γ／Ｙ，Ｔ_ｍａｘ｝を使用するように構成されるものであり、ここで、Γは所望の信号対干渉雑音比であり、Ｃは定数であり、Ｙは［１，Υ／Γ］にあり、Ｔ_ｍａｘは前記トランスミッタモジュール（２１０）の最大送信電力である、請求項１５ないし２２のいずれか一項に記載のトランシーバ装置。
24. 前記トランスミッタモジュール（２１０）は、それ以前のいくつかの無線フレーム中において最大送信電力で送信している場合に送信を中止するように構成されるものである、請求項１５〜２３のいずれか一項に記載のトランシーバ装置。
25. 反復無線フレーム、すなわち、送信タイムスロットと受信タイムスロットとを有する無線フレームにおいてある通信相手と通信する方法であって、
    第１の無線フレームの送信タイムスロット中に第１の送信電力を有する第１の送信信号を送信するステップと、
    前記第１の無線フレームの受信タイムスロット中に、情報信号電力を有する情報信号成分と干渉電力を有する干渉成分とを有する受信信号を受信するステップと、
    前記受信信号から前記情報信号電力と前記干渉電力を検出するステップと、
    前記情報信号電力と前記干渉電力の関係がしきい値を超えているかどうかのインディケーションを決定するステップと、
    第２の無線フレームの送信タイムスロット中に第２の送信電力を有する第２の送信信号を送信するステップであって、前記第２の送信電力を有する前記第２の送信信号は、前記情報信号電力が大きくなると前記第２の送信電力が小さくなるように前記情報信号電力に依存し、前記第２の送信信号は前記インディケーションにさらに依存している、ステップと
    を含む方法。
26. コンピュータプログラムがコンピュータ上で動作するとき請求項２５に記載の方法を実行するプログラムコードを有するコンピュータプログラム。
27. 請求項１５ないし２４のいずれか一項に記載のトランシーバ装置の機能の１つを備えている、請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のトランシーバ装置。
28. 請求項１ないし１２のいずれか一項に記載のトランシーバ装置と、
    請求項１５ないし２４のいずれか一項に記載のトランシーバ装置と
    を備えている反復無線フレームにおいて通信するシステム。

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