JP2015525534A - 無線通信システムにおいて多重入出力信号を増幅する方法及び装置 - Google Patents

Abstract

無線通信システムにおける信号増幅器の電力制御方法であって、信号増幅器の初期送信電力値（Ｐｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ）を決定するステップと、初期電力制御時間（ｔｉｎｉｔｉａｌ＿ｐｅｒｉｏｄ）の間に、前記初期送信電力値（Ｐｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ）と初期送信電力増減値（ΔＰｉｎｉｔ）との和に、あらかじめ設定された時間間隔（ｔ０）ごとに、前記初期送信電力増減値（ΔＰｉｎｉｔ）を適用するステップと、を含む、電力制御方法を提供する。

Description

以下の説明は、無線通信システムに関し、特に、多重入出力（Ｍｕｌｔｉ−Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ−Ｏｕｔｐｕｔ、ＭＩＭＯ）信号を増幅する方法及び装置に関する。

信号増幅器又は中継機は、陰影地域における信号減殺を克服すると同時に信号に対するカバレッジの拡大のために開発／設置されている。このような目的の信号増幅器は、設置目的及び形態によって、固定型（Ｆｉｘｅｄ）、遊牧型（Ｎｏｍａｄｉｃ）、移動型（Ｍｏｂｉｌｅ）に分類できる。また、信号増幅器は、別の信号処理をさらに行うか否かによって、Ａ＆Ｆ（Ａｍｐｌｉｆｙ＆Ｆｏｒｗａｒｄ）方式と、Ｄ＆Ｆ（Ｄｅｃｏｄｅ＆Ｆｏｒｗａｒｄ）、Ｍ＆Ｆ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ＆Ｆｏｒｗａｒｄ）などの方式とに区別できる。現在は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ、ＩＥＥＥ８０２．１６ｍｍｒ、３ＧＰＰ ＬＴＥ／ＬＴＥ−Ａなどでこのような信号増幅器又は中継機をシステム自体で支援できるようにしているが、過去の通信システムでは、固定型Ａ＆Ｆ方式の信号増幅器が殆どであった。これは、従来の通信システムはそれ自体で信号増幅器を支援しなかったし、音声などの両方向実時間パケットサービスを主に支援するセルラーシステムにおいて増幅器での信号送受信及び信号処理による遅延時間がシステムで定めた制限時間を超過する可能性が高かったためである。すなわち、基地局が信号増幅器の設置及び使用の有無を知っていない状態で最も合理的に使用可能な信号増幅器は、Ａ＆Ｆ方式のものであった。

信号増幅器が陰影地域における信号減殺を解決するために固定型又は遊牧型に設置された場合には、固定した上りリンク送信電力を維持しても構わないが、移動型に設置される場合には、移動によるチャネル変化及びそれによる信号減殺の変化から、固定した出力の送信電力は、周辺の他の端末に大きな干渉を与えるだけでなく、信号増幅器を利用する端末にも余計な電力浪費を招くことがあった。

本発明では、固定した送信電力で送信を行う移動型信号増幅器が用いられる場合に生じうる消費電力の非効率性と他の端末に及ぼす干渉を低減するための信号増幅器の電力制御方法及び信号増幅器装置を技術的課題とする。

本発明で達成しようとする技術的課題は、以上に言及した技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解できるであろう。

本発明の第１技術的な側面は、無線通信システムにおいて信号増幅器の電力制御方法であって、信号増幅器の初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）を決定するステップと、初期電力制御時間（ｔ_{ｉｎｉｔｉａｌ＿ｐｅｒｉｏｄ}）の間に、前記初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）と初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）との和に、あらかじめ設定された時間間隔（ｔ_０）ごとに、前記初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）を適用するステップと、を含む。

本発明の第２技術的な側面は、無線通信システムにおける信号増幅器装置であって、送受信モジュールと、プロセッサと、を備え、前記プロセッサは、信号増幅器の初期送信電力値を決定し、初期電力制御時間の間に、前記初期送信電力値と初期送信電力増減値との和に、あらかじめ設定された時間間隔ごとに、前記初期送信電力増減値を適用する。
上記の第１乃至第２技術的な側面は、下記の事項を含むことができる。

前記初期送信電力値は、前記信号増幅器の最大送信電力にオフセット値を適用したものであってもよい。

前記初期送信電力値は、前記信号増幅器の最大送信電力から信号減衰値を引いた値であってもよい。

前記信号減衰値は、前記信号増幅器にあらかじめ保存された統計的信号減衰データから決定されたものであってもよい。

前記初期送信電力値は、前記信号増幅器が認知した値であってもよい。

前記初期送信電力値は、前記信号増幅器が増幅する信号を送信する端末の送信電力値であってもよい。

前記初期送信電力値は、前記信号増幅器が推定した値であってもよい。

前記初期電力制御時間は、前記初期送信電力増減値を適用した値と前記信号増幅器が増幅する信号を送信する端末の送信電力値との差が、あらかじめ設定された値以下となるまでの時間であってもよい。

前記初期送信電力増減値は、前記あらかじめ設定された時間間隔ごとに可変してもよい。

前記あらかじめ設定された時間間隔は、前記信号増幅器が含まれた通信システムのシンボル、サブフレーム又はフレームのいずれか一つの整数倍であってもよい。

前記電力制御方法は下記の式で表現されてもよく、

前記Ｐ_{ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}（ｔ）は時間ｔにおける送信電力値を、前記Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}は前記初期送信電力値を、ΔＰ_ｉｎｉｔは前記初期送信電力増減値を、前記ｔ_０は、前記あらかじめ設定された時間間隔を表すことができる。

前記初期電力制御時間後に、前記信号増幅器の電力制御方法は下記の式で表現されてもよく、

前記Ｐ_{ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}（ｔ）は時間ｔにおける送信電力値を、前記ΔＰは送信電力増減値を、前記ｔ_０は前記あらかじめ設定された時間間隔を表すことができる。

前記信号増幅器が増幅する信号を送信する端末は、信号増幅器を介して信号を送信するか否か、信号増幅器の現在送信電力、信号増幅器の最大送信電力のうち一つ以上を基地局に送信することができる。

上述した本発明の一般的な説明及び後述する本発明の詳細な説明は例示的なもので、添付する請求項に記載の本発明のさらなる説明を提供するためのものである。

したがって、本発明は、下記の効果及び／又は特徴を提供することができる。

まず、本発明によれば、移動型信号増幅器を運用する際に、端末にとっての消費電力の効率性を増大させることができる。

また、本発明によれば、移動型信号増幅器を運用する際に、周辺端末への干渉を效率的に低減させることができる。

本発明で得られる効果は、以上に言及した効果に制限されず、言及していない他の効果は、以下の記載から、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者には明確に理解できるであろう。

本明細書に添付される図面は、本発明に関する理解を提供するためのもので、本発明の様々な実施の形態を示し、明細書の記載と共に本発明の原理を説明する。

図１は、本発明に係る信号増幅器を適用し得るシステムを示す図である。

図２及び図３は、電力制御技法が適用されない信号増幅器が適用される場合を説明するための図である。 図２及び図３は、電力制御技法が適用されない信号増幅器が適用される場合を説明するための図である。

図４乃至図６は、本発明の一実施例に係る信号増幅器における初期送信電力制御を説明するためのフローチャートである。 図４乃至図６は、本発明の一実施例に係る信号増幅器における初期送信電力制御を説明するためのフローチャートである。 図４乃至図６は、本発明の一実施例に係る信号増幅器における初期送信電力制御を説明するためのフローチャートである。

図７は、本発明の一実施例に係る信号増幅器装置の例示を示す図である。

以下の実施例は、本発明の構成要素及び特徴を所定の形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、別に明示しない限り、選択的なものとして考慮されてもよい。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合しない形態で実施されることもあり、また、一部の構成要素及び／又は特徴が結合して本発明の実施例を構成することもある。本発明の実施例で説明される動作の順序は変更されてもよい。ある実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれてもよく、他の実施例の対応する構成又は特徴に代えてもよい。

本明細書では、本発明の実施例を、基地局と端末間におけるデータ送受信の関係を中心に説明する。ここで、基地局は、端末と直接に通信を行うネットワークの終端ノード（ｔｅｒｍｉｎａｌ ｎｏｄｅ）としての意味を有する。本文書で、基地局により行われるとした特定動作は、場合によっては、基地局の上位ノード（ｕｐｐｅｒ ｎｏｄｅ）により行われることもある。

すなわち、基地局を含む複数のネットワークノード（ｎｅｔｗｏｒｋ ｎｏｄｅｓ）からなるネットワークにおいて、端末との通信のために行われる種々の動作は、基地局、又は基地局以外の他のネットワークノードにより行われるということは明らかである。「基地局（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）」は、固定局（ｆｉｘｅｄ ｓｔａｔｉｏｎ）、Ｎｏｄｅ Ｂ、ｅＮｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）、アクセスポイント（ＡＰ：Ａｃｃｅｓｓ Ｐｏｉｎｔ）などの用語に代えてもよい。中継機は、Ｒｅｌａｙ Ｎｏｄｅ（ＲＮ）、Ｒｅｌａｙ Ｓｔａｔｉｏｎ（ＲＳ）などの用語に代えてもよい。また、「端末（Ｔｅｒｍｉｎａｌ）」は、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＭＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＭＳＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＳＳ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）などの用語に代えてもよい。

以下の説明で使われる特定用語は、本発明の理解を助けるために提供されたもので、これらの特定用語の使用は、本発明の技術的思想から逸脱することなく他の形態に変更されてもよい。

場合によっては、本発明の概念が曖昧になることを避けるために、公知の構造及び装置は省略されたり、各構造及び装置の核心機能を中心にしたブロック図の形式で示されてもよい。また、本明細書全体を通じて同一の構成要素には同一の図面符号を付して説明する。

本発明の実施例は、無線接続システムであるＩＥＥＥ ８０２システム、３ＧＰＰシステム、３ＧＰＰ ＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａ（ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ）システム、及び３ＧＰＰ２システムの少なくとも一つに開示された標準文書でサポートすることができる。すなわち、本発明の実施例において本発明の技術的思想を明確にするために説明を省いた段階又は部分は、上記の標準文書でサーポートすることができる。なお、本文書で開示している全ての用語は、上記の標準文書によって説明することができる。

以下の技術は、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）などのような種々の無線接続システムに利用することができる。ＣＤＭＡは、ＵＴＲＡ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ）やＣＤＭＡ２０００のような無線技術（ｒａｄｉｏ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）によって具現することができる。ＴＤＭＡは、ＧＳＭ（登録商標）（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）／ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）／ＥＤＧＥ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ Ｒａｔｅｓ ｆｏｒ ＧＳＭ（登録商標） Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）のような無線技術によって具現することができる。ＯＦＤＭＡは、ＩＥＥＥ ８０２．１１（Ｗｉ−Ｆｉ）、ＩＥＥＥ ８０２．１６（ＷｉＭＡＸ）、ＩＥＥＥ ８０２−２０、Ｅ−ＵＴＲＡ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＴＲＡ）などのような無線技術によって具現することができる。ＵＴＲＡは、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）の一部である。３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ） ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）は、Ｅ−ＵＴＲＡを用いるＥ−ＵＭＴＳ（Ｅｖｏｌｖｅｄ ＵＭＴＳ）の一部であり、下りリンクでＯＦＤＭＡを採用し、上りリンクでＳＣ−ＦＤＭＡを採用する。ＬＴＥ−Ａ（Ａｄｖａｎｃｅｄ）は、３ＧＰＰ ＬＴＥの進展である。ＷｉＭＡＸは、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ規格（ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）及び進展したＩＥＥＥ ８０２．１６ｍ規格（ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ−ＯＦＤＭＡ Ａｄｖａｎｃｅｄ ｓｙｓｔｅｍ）によって説明することができる。明確性のために、以下では、３ＧＰＰ ＬＴＥ及びＬＴＥ−Ａシステムを中心にして説明するが、本発明の技術的思想はこれに制限されない。

図１は、本発明に係る信号増幅器を適用し得るシステムを示す。

図１を参照すると、本発明に係る信号増幅器を適用し得るシステムは、ＲＦ信号を送信するソース装置、このＲＦ信号を受信して増幅した後に目的装置に送信する信号増幅器、最終的に信号を受信する目的装置を含むことができる。これは上りリンク観点での説明であり、下りリンク観点では、目的装置はソース装置にＲＦ信号を送信し、信号増幅器は目的装置からのＲＦ信号を増幅してソース装置に送信する。このようなシステムにおいて、目的装置／ソース装置は、基地局、ＡＰ、端末などでよく、目的装置とソース装置は同一の通信規格に基づいて通信を行ってもよく、互いに異なる通信規格に基づいて通信を行ってもよい。

図２は、図１のような環境で電力制御技法の適用されない信号増幅器が適用される場合を説明するための図である。具体的に、図２（ａ）は、信号増幅器が用いられない、一般的な基地局と端末の通信状況を示し、図２（ｂ）は、電力制御技法の適用されない信号増幅器が適用される場合、基地局と端末の通信状況を示す。図２で、端末（端末１又は端末２）は、図１に例示したシステムにおけるソース装置、基地局（基地局Ａ）は、図１に例示したシステムにおける目的装置と前提する。また、図２で、端末１は、基地局Ａと基地局Ｂのセル境界に位置（すなわち、ｃｅｌｌ ｅｄｇｅ ｕｓｅｒ）し、端末２は、基地局Ａに隣接して位置すると前提する。ここで、端末１及び端末２のサービング基地局は基地局Ａであり、増幅器は移動型信号増幅器であってもよい。また、図２（ａ−１）、図２（ａ−２）は、距離と経路減殺（ｐａｔｈｌｏｓｓ）を考慮した端末１、端末２の送信電力に関するグラフであり、図２（ｂ−１）、図２（ｂ−２）は、距離と経路減殺を考慮した端末１、端末２、信号増幅器の送信電力に関するグラフである。各グラフで、Ｐ_ｍａｘは端末の最大送信電力、Ｐ_ｍｉｎは端末の最小送信電力、Ｐ_１は端末１の上りリンク送信電力、Ｐ_２は端末２の上りリンク送信電力、Ｐ_１’は端末１に関連した信号増幅器の送信電力、Ｐ_２’は端末２に関連した信号増幅器の送信電力を意味する。

図２（ａ）を参照すると、一般的な場合、下りリンク観点で、端末１での基地局Ａからの信号と基地局Ｂからの信号の各受信感度は略同様であろう（これは、上りリンクの場合にも同様であろう）。そのため、端末１の上りリンク送信電力Ｐ_１は端末の最大送信電力Ｐ_ｍａｘに近似するはずである。一方、端末２の場合、基地局Ａからの信号が基地局Ｂからの信号よりも遥かに大きいはずであり、よって、端末２の基地局への上りリンク送信電力Ｐ_２は、端末１の上りリンク送信電力よりも低いレベルになるだろう。

図２（ａ）で説明したような端末１及び端末２の上りリンク送信電力は、信号増幅器を使用する場合に変更可能である。以下、これについて図２（ｂ）及び図３を参照して説明する。ここで、信号増幅器が用いられる場合は、ｉ）以前からずっと信号増幅器を使用してきた場合、ｉｉ）現時点で信号増幅器に端末が接続した場合、の２つの場合に区別できる。以下、各場合について説明する。

第一に、以前から信号増幅器を続けて使用してきた場合、各端末の送信電力は、図２（ｂ−１）、図２（ｂ−２）に示すように、最低送信電力Ｐ_ｍｉｎに近似するだろう。これは、端末１及び端末２はそれぞれ、隣接している信号増幅器に伝達されるような程度の送信電力でＲＦ信号の送信を行えばいいためである。このような場合、端末１に関連した信号増幅器、すなわち、端末１の上りリンク信号を増幅して基地局に送信する信号増幅器の送信電力Ｐ_{＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ１}は、信号増幅器を使用しない場合の端末１の送信電力値Ｐ_１に近似するはずである。ただし、特殊な場合、例えば、端末がより激しい信号減殺を経る場合を考慮した信号増幅器であれば、これよりも遥かに大きい送信電力で信号を送信することもある。一方、端末２に関連した信号増幅器の送信電力Ｐ_{＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ２}は、信号増幅器の最大送信電力（すなわち、固定した送信電力値）になるはずであり、これは、端末２の最大送信電力より大きい又は等しい値（Ｐ_{＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ２}≧Ｐ_ｍａｘ）となり、基地局及び他の端末に混乱を加重させたり強い干渉を与えるといった影響で現れるだろう。

第二に、端末が現位置で信号増幅器に初めて接続した場合、上記の第一の場合に比べて、端末と信号増幅器との関係をさらに考慮することができる。

再び図２（ｂ）を参照すると、端末１の場合、信号増幅器を使用する直前の端末の最大送信電力Ｐ_ｍａｘに近い送信電力Ｐ_１で上りリンク送信を行っているだろう。ここで、端末が上りリンク信号送信に信号増幅器を使用するようになると、基地局の知っている、端末の上りリンク送信電力に大きな変動がありうる。これは、一般的に３ＧＰＰ ＬＴＥなどのセルラー通信で仮定する端末の最大送信電力は２００ｍＷ（２３ｄＢｍ）又は２５１ｍＷ（２４ｄＢｍ）程度であるが、信号増幅器又は中継機（Ｒｅｌａｙ）などで仮定する最大送信電力は１Ｗ（３０ｄＢｍ）又は５Ｗ（３７ｄＢｍ）程度と、端末の最大送信電力よりも遥かに大きい値であるためである。もし、基地局が信号増幅器の使用による突然の送信電力変動を受け入れるような能力（ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）があるならば、基地局は、セルラー通信システムで提供する上りリンク送信電力制御技法を用いて一定時間の電力調節期間を経て端末１に適度の送信電力を要求するだろう。しかし、この期間において端末１は余計に大きな電力を消耗するだけでなく、周辺の端末に大きな干渉の影響を与えることになる。その上、電力増幅器の入力電力の側面でも大きな運用範囲を必要とし、機器価格の上昇につながる。

続いて、端末２の場合、端末１の場合に比べて信号増幅器への入力電力は相対的に低いが、信号増幅器を使用する場合には、適度な端末の送信電力値Ｐ_ｍｉｎよりは高い。また、基地局の知っている、端末２の上りリンク信号送信電力と、端末２の実際送信電力、信号増幅器の送信電力との差が小さくないため、同様に、余計な電力浪費の他、隣接端末への強い干渉を招くことがある。

したがって、以下、本発明の実施例では、上述したような固定した送信電力の信号増幅器を使用する場合に消費電力の非効率性などを解決できる、信号増幅器における送信電力制御方法について開示する。

第一に、端末が信号増幅器に初めて接続した場合、すなわち、初期接続時の電力制御について図４乃至図６を参照して説明する。

図４は、本発明の一実施例に係る信号増幅器における初期送信電力制御を説明するためのフローチャートである。

図４を参照すると、段階Ｓ４０１乃至段階Ｓ４０２で、信号増幅器は、端末が初めて接続した場合、初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）を決定し、初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）と初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）との和に初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）を加える。そして、あらかじめ設定された時間（ｔ_０）以降に、段階Ｓ４０３で、初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）を加える。

段階Ｓ４０４で、段階Ｓ４０３までの結果値（端末の有効送信電力値又は信号増幅器の送信電力値）と基地局の知っている端末の送信電力との差が、（あらかじめ設定された）許容誤差より小さい又は等しいか判断する。もし、許容誤差以内であれば、端末はその結果値を信号増幅器の送信電力（Ｐ_{ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）と決定し、それに基づいて端末から受信した上りリンク信号を基地局に送信することができる。もし、許容誤差よりも大きいと、あらかじめ設定された時間（ｔ_０）後に再び段階Ｓ４０３に戻って初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）を加える。すなわち、あらかじめ設定された時間間隔ごとに初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）を加える。

上記の段階Ｓ４０５で最終的に初期の信号増幅器の送信電力（Ｐ_{ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）を決定するまでの時間を、初期電力制御時間といえる。この初期電力制御時間は、上記の段階で既に説明した通り、基地局の知っている端末の送信電力値と端末の有効送信電力値（すなわち、端末が用いている信号増幅器の送信電力）との差が一定範囲（あらかじめ設定された値）内に到達するまでにかかる時間である。

上述した信号増幅器の送信電力（Ｐ_{ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）は、下記の式１で表現することができる。

上記の式１で、Ｐ_{ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}（ｔ）は時間ｔにおける送信電力値、Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}は初期送信電力値、ΔＰ_ｉｎｉｔは初期送信電力増減値、ｔ_０はあらかじめ設定された時間間隔を意味する。

上述した内容を図５を参照して再び説明する。図５で、Ｐは、信号増幅器を使用する前に端末が基地局に上りリンク送信を行う時の送信電力である。端末が信号増幅器に接続した時点（ｔ＝０）で信号増幅器は初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）を決定し、ここに初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）を加える。図示のように、この値は、端末の送信電力値と信号増幅器の送信電力との差が一定範囲以内でないため、この範囲に到達するまで、あらかじめ設定された時間（ｔ_０）間隔で初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）を加える過程を反復し、信号増幅器の送信電力（Ｐ_{ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）値を決定する。

ただし、図５からわかるように、端末の送信電力値と信号増幅器が最初に設定する初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）との差が大きいと、初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）を加える過程を数回反復しねばならないだろう。そこで、図６に示すように、初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）を適度に設定することによって初期電力制御時間を減らすことができ、次のような方法で初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）を設定することができる。

初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）を設定する方法として、あらかじめ定義された信号増幅器の送信電力範囲内の任意の値に設定することができる（受動的設定）。

例えば、信号増幅器の最大送信電力からユーザ入力によるオフセット値を引いた値を、初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）に設定することができる。例えば、信号増幅器は各場所及び状況による統計的信号減衰モデル（又は値）を記憶しており、ユーザの直／間接入力を通じてそれを認知して、信号増幅器の最大送信電力から該当の状況における信号減衰値を引いた値を、初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）と決定することができる。

又は、信号増幅器の最低送信電力にユーザ入力によるオフセット値を加えた値を、初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）と決定してもよい。例えば、信号増幅器は各場所及び状況による統計的信号減衰モデル（又は値）を記憶しており、ユーザの直／間接入力を通じてそれを認知し、信号増幅器の最低送信電力に該当の状況における信号減衰値を加えた値を初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）と決定することができる。

又は、信号増幅器の最大送信電力のＸ％に該当する値を初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）と決定してもよい。ここで、Ｘは、０〜１００の整数である。

上述した受動的設定方法の他に、初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）を能動的に設定する方法として、信号増幅器が直／間接的に認知した端末の送信電力値を基準に一定オフセットを加／減算した値を初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）と決定してもよい。

一例として、信号増幅器で推定したり、端末から受信した端末の送信電力を、信号増幅器における初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）と決定してもよい。

他の例として、信号増幅器は、各場所及び状況による統計的信号減衰モデル（又は値）を記憶しており、ユーザの直／間接入力を通じてそれを認知でき、よって、信号増幅器で推定したり端末から受信した端末の送信電力に該当の状況における信号減衰値を加えた値を、信号増幅器における初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）と決定してもよい。

上述した、信号増幅器で適用する初期電力制御のためのオフセット値、すなわち、初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）は、一つ以上の値で構成することができる。例えば、ΔＰ_ｉｎｉｔ＝２ｄＢ（ただし、最初の値は０であってもよい。）のように一つの値であってもよいが、ΔＰ_ｉｎｉｔ＝｛−１，０，１，３｝[ｄＢ］又はΔＰ_ｉｎｉｔ＝｛−１０，−３，−１，０，１，３，１０｝［ｄＢ］のように複数の値であってもよい。もし、オフセット値が複数の場合は、所定時間の間隔で可変されてもよい。

また、初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）は、通信システムのシンボル、サブフレーム、フレーム又は無線フレームの整数倍に該当する時間間隔で適用されてもよい。

また、上記のあらかじめ設定された時間（ｔ_０）は、通信システムのシンボル、サブフレーム、又はフレームの整数倍に該当するものであってもよい。

上述したような方法を用いて、本発明の信号増幅器は、初期送信電力制御を行った後に端末からの信号を増幅して送信することができる。以下では、上述した初期送信電力制御を経た後、又は独立した過程として、本発明の信号増幅器で行える一般的な電力制御について説明する。

一般的な電力制御の場合、一般電力制御前に収斂段階を経ることができる。さらにいうと、信号増幅器は、初期送信電力を基準に最大送信電力まで送信電力を上げ、基地局はこの送信電力に基づいて端末の送信電力を制御するＴＰＣ（ｔｒａｎｓｍｉｔ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ）メッセージを送信して端末が送信電力を下げるように誘導することができる。信号増幅器の送信電力が端末の送信電力に収まると、信号増幅器は、基地局からの端末に対する送信電力上昇に関するＴＰＣが受信されるまで送信電力を下げることができる。このような過程を通じて、信号増幅器の送信電力が一定レベルに収まると、以下のような一般的な電力制御過程を行う。

信号増幅器における一般的な電力制御は、下記の式２で表現することができる。

Ｐ_{ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}（ｔ）は時間ｔにおける送信電力値を表し、ΔＰは送信電力増減値を表し、ｔ_０は、あらかじめ設定された時間間隔であって、上述した初期送信電力制御におけるあらかじめ設定された時間間隔ｔ_０と同一であってもよいが、必ずしもこれに限定されない。

信号増幅器は、初期電力制御時間（ｔ_{ｉｎｉｔｉａｌ＿ｐｅｒｉｏｄ}）以降に、初期電力制御と同一な電力制御を行うか、又は別の電力オフセット（ΔＰ）値を用いて電力制御を行うことができる。このとき、現在時間ｔにおける送信電力を次の一つとすることができる。ｉ）以前時間ｔ−１における送信電力、ｉｉ）以前時間ｔ−１までの累積平均送信電力又は累積送信電力、ｉｉｉ）特定時間ｔ−ａから以前時間ｔ−１までの累積平均送信電力又は累積送信電力。ここで、ａは、信号増幅器の送信電力制御のためのモニタリング区間長と同じ値で、あらかじめ設定された値として適用する通信システムのシンボル、サブフレーム又はフレームの整数倍に該当する値であってもよい。

信号増幅器の一般的な電力制御のアップデートは、支援する通信システムによってことなってもよく、これは該当の通信システムのシンボル、サブフレーム又はフレームの整数倍に該当する値を含むことができる。

以上で説明したような、送信電力制御が行われる信号増幅器を使用する端末は、自身が信号増幅器を介して信号を送信していることを基地局に知らせることができる。

すなわち、端末は、次の方法の少なくとも一つを用いて、信号増幅器の助けを借りるか否か及び／又は送信状態に関するさらなる情報を基地局に知らせることができる。

端末は、信号送信モード、すなわち、端末から直接信号を送信するか、信号増幅器を介して信号を送信しているかを基地局に知らせることができる。

また、端末は、信号増幅器から現在の送信電力情報を受信してそれを基地局に送信することができる。

また、端末は、現在用いている信号増幅器の最大送信電力値を基地局に送信する。信号増幅器の最大送信電力値にＭＰＲ（単一／複数のＭＰＲ）を適用すると、フレーム単位にその値が変わってもよい。或いは、ＰＨＲ送信時にその値を含めて送信してもよい。

また、端末は、自身が推定した下りリンク受信電力情報（例−ＲＳＳＩ）の代わりに、信号増幅器から伝達された受信電力情報を用いることができる。

すなわち、端末は、上位メッセージを用いて、基地局に、自身が信号増幅器を使用しているか、又は直接信号を送信しているかを知らせることによって、基地局が端末の上りリンク送信電力の収斂期間を短縮し、結果として隣接端末への干渉及び自体消費電力を顕著に低減できるようにする。また、基地局で認識可能な実際の端末の送信電力、すなわち、信号増幅器の送信電力値を基地局に知らせることによって、信号増幅器を使用する端末を基地局が統制できるようにする。このような方法を用いて、基地局は、信号増幅器の使用から生じうる位置基盤サービスの誤差も顕著に減らすことができる。

図７は、本発明の一実施例に係る信号増幅器装置の構成を示すブロック図である。

信号増幅器装置１０は、プロセッサ１１、メモリー１２、送受信器１３を含むことができる。送受信器１３は、無線信号を送信／受信することができる。プロセッサ１１は、送受信器１３と接続して、様々な通信システムのうち一つ以上の物理層及び／又はＭＡＣ層を具現することができる。プロセッサ１１は、前述した本発明の様々な実施例に係る動作を実行するように構成することができる。メモリー１２は、プロセッサ１１の内部に含まれてもよく、又はプロセッサ１１の外部に設けられて、プロセッサ１１と公知の手段によって接続されてもよい。

上記のような装置の具体的な構成は、前述した本発明の様々な実施例で説明した事項が独立して適用されるように具現されてもよく、２つ以上の実施例が同時に適用されるように具現されてもよい。その重複する内容は明確性のために説明を省略する。

以上の本発明の実施例は、様々な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア又はそれらの結合などによって実現することができる。

ハードウェアによる実現の場合に、本発明の実施例に係る方法は、一つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって実現することができる。

ファームウェアやソフトウェアによる実現の場合に、本発明の実施例に係る方法は、以上で説明した機能又は動作を行うモジュール、手順、関数などの形態にすることができる。ソフトウェアコードはメモリユニットに記憶され、プロセッサによって駆動することができる。メモリユニットは、プロセッサの内部又は外部に設けられ、既に公知の様々な手段によってプロセッサとデータを授受することができる。

以上開示された本発明の好ましい実施例についての詳細な説明は、当業者が本発明を具現して実施できるように提供された。以上では本発明の好適な実施例を参照して説明したが、当該技術の分野における熟練した当業者にとって添付の特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から逸脱しない範囲内で本発明を様々に修正及び変更可能であるということが理解できる。したがって、本発明は、ここに開示されている実施形態に制限されるものではなく、ここに開示されている原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えるためのものである。

本発明は、本発明の精神及び必須特徴から逸脱することなく、他の特定の形態に具体化することができる。そのため、上記の詳細な説明はいずれの面においても制約的に解釈してはならず、例示的なものとして考慮しなければならない。本発明の範囲は、添付した請求項の合理的解釈によって定めなければならず、本発明の等価的範囲内における変更はいずれも本発明の範囲に含まれる。本発明は、ここに開示されている実施形態に制限されるものではなく、ここに開示されている原理及び新規な特徴と一致する最も広い範囲を与えるためのものである。また、特許請求の範囲で明示的な引用関係を有しない請求項を結合して実施例を構成してもよく、出願後の補正によって新しい請求項として含めてもよい。

上述したような本発明の実施形態は、様々な移動通信システムに適用可能である。

Claims (14)

1. 無線通信システムにおいて信号増幅器の電力制御方法であって、
   信号増幅器の初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）を決定するステップと、
   初期電力制御時間（ｔ_{ｉｎｉｔｉａｌ＿ｐｅｒｉｏｄ}）の間に、前記初期送信電力値（Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}）と初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）との和に、あらかじめ設定された時間間隔（ｔ_０）ごとに、前記初期送信電力増減値（ΔＰ_ｉｎｉｔ）を適用するステップと、
   を含む、電力制御方法。
2. 前記初期送信電力値は、前記信号増幅器の最大送信電力にオフセット値を適用したものである、請求項１に記載の電力制御方法。
3. 前記初期送信電力値は、前記信号増幅器の最大送信電力から信号減衰値を引いた値である、請求項１に記載の電力制御方法。
4. 前記信号減衰値は、前記信号増幅器にあらかじめ記憶された統計的信号減衰データから決定されたものである、請求項３に記載の電力制御方法。
5. 前記初期送信電力値は、前記信号増幅器が認知した値である、請求項１に記載の電力制御方法。
6. 前記初期送信電力値は、前記信号増幅器が増幅する信号を送信する端末の送信電力値である、請求項１に記載の電力制御方法。
7. 前記初期送信電力値は、前記信号増幅器が推定した値である、請求項１に記載の電力制御方法。
8. 前記初期電力制御時間は、前記初期送信電力増減値を適用した値と前記信号増幅器が増幅する信号を送信する端末の送信電力値との差が、あらかじめ設定された値以下となるまでの時間である、請求項１に記載の電力制御方法。
9. 前記初期送信電力増減値は、前記あらかじめ設定された時間間隔ごとに可変する、請求項１に記載の電力制御方法。
10. 前記あらかじめ設定された時間間隔は、前記信号増幅器が含まれた通信システムのシンボル、サブフレーム又はフレームのいずれか一つの整数倍である、請求項１に記載の電力制御方法。
11. 前記電力制御方法は下記の式で表現され、
    

    

    前記Ｐ_{ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}（ｔ）は時間ｔにおける送信電力値を、前記Ｐ_{ｉｎｉｔ＿ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}は前記初期送信電力値を、ΔＰ_ｉｎｉｔは前記初期送信電力増減値を、前記ｔ_０は、前記あらかじめ設定された時間間隔を表す、請求項１に記載の電力制御方法。
12. 前記初期電力制御時間後に、前記信号増幅器の電力制御方法は下記の式で表現され、
    

    

    前記Ｐ_{ｓｉｇｎａｌｂｏｏｓｔｅｒ}（ｔ）は時間ｔにおける送信電力値を、前記ΔＰは送信電力増減値を、前記ｔ_０は前記あらかじめ設定された時間間隔を表す、請求項１に記載の電力制御方法。
13. 前記信号増幅器が増幅する信号を送信する端末は、信号増幅器を介して信号を送信するか否か、信号増幅器の現在送信電力、信号増幅器の最大送信電力のうち一つ以上を基地局に送信する、請求項１に記載の電力制御方法。
14. 無線通信システムにおける信号増幅器装置であって、
    送受信モジュールと、
    プロセッサと、
    を備え、
    前記プロセッサは、信号増幅器の初期送信電力値を決定し、初期電力制御時間の間に、前記初期送信電力値と初期送信電力増減値との和に、あらかじめ設定された時間間隔ごとに、前記初期送信電力増減値を適用する、信号増幅器装置。

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