JP3242057B2 - 無線網内において複数の情報クラスを通信するために電力を制御するための方法 - Google Patents

無線網内において複数の情報クラスを通信するために電力を制御するための方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】無線通信のための方法および
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】無線通信網、例えば、従来のセルラシス
テムにおいては、複数の基地局が特定の地理的エリア内
の各所に配置され、移動電話交換局（ＭＴＳＯ）と呼ば
れる主コントローラに結合される。移動電話交換局（Ｍ
ＴＳＯ）は、基地局を制御し、公衆交換電話網（ＰＳＴ
Ｎ）へのインタフェース接続を提供する。基地局は、同
一位置に配置された送信機と受信機を持ち、セルと呼ば
れるおのおのの地理的エリア内に存在する無線端末、例
えば、セルラ電話機への無線リンクを提供する。
【０００３】周波数変調された通信チャネルを採用する
従来の無線システムにおいては、従来の各基地局は、そ
の基地局によってカバーされるサービスエリア内の移動
体ユニットと通信するために、あらかじめ指定された複
数のチャネルセットを使用する。各チャネルセットは、
典型的には、ペアの搬送波周波数を含み、片方の搬送波
は無線端末との登りリンク通信に、他方は下りリンク通
信に用いられる。近隣の複数の基地局は、同一チャネル
あるいは隣接チャネルへの妨害を回避するために、異な
るチャネルセットを使用する。同一の登りリンクチャネ
ル上で動作する複数の異なる無線端末からの通信の間の
妨害（干渉）が、その網内の各セルが、そのセルラ網に
利用可能なチャネルの一部分（サブセット）のみのを使
用するように制限することで、許容できるレベルに保た
れる。つまり、地理的に隣接するセルは、同一のチャネ
ルを使用しないようにされる。チャネルは、妨害が許容
レベル以下となるのに十分に離れた基地局によって、再
（重複）使用される。
【０００４】ある無線網を通じてより多くの呼を設定お
よび維持することは、無線通信サービス提供者にとって
は、終わりのない目標であり、従って、基地局が同時に
維持することが可能な呼を増加することに対する需要が
存在する。しかしながら、従来のチャネル再使用技法
は、各セルに対して使用可能なチャネルの数を、妨害を
許容レベルに維持するために、過剰に制限する。デジタ
ル無線通信技法、例えば、Telecommunication Industry
Association Interim Standards１３６によって定義さ
れる時間分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）技法、あるいは
同標準９５によって定義される符号分割多重アクセス
（ＣＤＭＡ）技法が、現在、基地局の容量を増加する目
的で用いられている。ＴＤＭＡおよびＣＤＭＡ通信技法
においては、通信リンクのサービス品質は、基地局にお
いて受信される望ましい通信信号の電力レベルの、その
基地局の所で受信される他の全ての妨害信号の電力レベ
ルに対する比に基づき、この比は、信号対雑音（Ｓ／
Ｎ）あるいは搬送波対妨害（Ｃ／Ｉ）比と呼ばれる。
【０００５】無線端末によって送信された信号が、基地
局によって、受信される他の妨害信号と比べて、低過ぎ
る電力レベルにて、受信された場合は、通信品質の劣化
が起こる。これとは対照的に、送信された信号の電力レ
ベルの設定が、基地局がその信号を受信するのに必要な
電力設定と比べて、高過ぎる場合は、高過ぎる電力の送
信は、その基地局、並びに他の近隣の基地局によって受
信される他の信号に対する妨害信号としての寄与を増加
させる。この妨害の増加は、他の通信信号の通信品質を
劣化させるとともに、基地局の呼容量を制限する。この
ために、一つの目標として、無線端末の送信電力を、送
信された信号が、基地局の所で受信されたとき、要望さ
れるサービス品質を満たすＣ／Ｉ比を持つが、同時に、
意図される宛先基地局および隣接基地局に対する妨害信
号としての寄与は可能な限り低く押さえられるように、
制御することが必要とされる。このうよに妨害信号のレ
ベルを低減することで、基地局によって使用できるチャ
ネルの数を増加することができ、これは呼容量を増加す
ることにつながる。
【０００６】従来の電力制御技法は、典型的には、単
に、無線端末の送信電力を、基地局の所での妨害レベル
の平均またはアベレージを決定することに基づいて調節
する。このような電力制御技法の例が、J.Zander,“Dis
tributed Cochannel Interference Control in Cellula
r Radio Systems",IEEE Trans.Vehic.Tech.,v.41(3),p
p.305-311(Aug.1992);G.J.Foschiniらの “A Simple Di
stributed Autonomous Power Control Algorithm and I
ts Convergence",IEEE Trans.Vehic.Tech.,v.42(4),pp.
641-646(Nov.1993);A.J.Viterbi,CDMA-Principles of S
pread Spectrum Communication,ch.4.7,pp.113~119(Add
ison-Wesley Pub.Co.1995);S.V.Hanly,“AnAlgorithm f
or Combined Cell-Site Selection and Power Conrol t
o MaximizeCellular Spread Spectrum Capacity",IEEE
J.Selected Areas in Comm.,v.13,no.7,pp.1332-1340(S
ept.1995);およびR.D.Yates,“A Framework for Uplink
Power Control in Cellular Radio Systems",IEEE J.S
elected Areas in Comm.,v.13,no.7,pp.1341-1347(Sep
t.1995)などにおいて示されているために、これらも参
照されたい。ただし、無線端末の送信電力を決定するた
めに受信された妨害信号の単純な平均を使用する方法
は、しばしば、電力レベルを必要以上に高くし、結果し
て、基地局に必要以上に高いレベルの妨害を与えること
となる。このために、このようなシステムにおける接続
容量も、必要以上に制限されているのが現状である。
【０００７】また、幾つかの無線システムは、基地局と
無線端末との間でさまざまな異なる情報クラス、例え
ば、音声、音響、ビデオ、データを表す信号を、同時に
通信する能力を持つ。これらシステムは、幾つかの有線
網、例えば、インターネットあるいは広帯域ＩＳＤＮ
（Ｂ−ＩＳＤＮ）と共に使用すると便利である。従来の
Ｂ−ＩＳＤＮ網は、通信デバイスの間で様々なクラスの
情報を、高信頼、高速にて伝送するために、非同期転送
モードパケット交換方式を採用する。一例として、L.C.
Yun and D.G.Messerschmitt,“Variable Quality of Se
rvice in CDMA Systems by Statistical Power Contro
l",IEEE Int'l Conf.on Comm.ICC'95 Seattle,pp.713-7
19(June 1995) において説明されるＣＤＭＡ無線システ
ムにおいては、呼容量を増加するために、送信されるべ
き特定の情報クラスに基づいて、無線端末の電力が制御
される。このＣＤＭＡシステムにおいては、無線端末の
送信電力が、基地局によって受信されることが望ましい
Ｓ／Ｎ比に基づいて制御される。つまり、基地局の所で
受信される信号のＳ／Ｎ比が、特定の情報クラスの通信
に関して顧客と約束したサービス品質を満たすように制
御される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ただし、このＣＤＭＡ
システムは、これが、望ましいＳ／Ｎ比を満たすための
送信電力のレベルを、検出された妨害信号の平均に基づ
いて決定することから、無線リンクの容量を不当に制限
する。こうして、このＣＤＭＡシステムも、上述のＴＤ
ＭＡシステムやＣＤＭＡシステムと同様に、電力レベル
が必要以上に高く設定され、網内の他の基地局への妨害
が増加し、通信リンクの容量が制限される傾向がある。
【０００９】従って、無線網内の通信リンク容量を不当
に制限することなく、複数の情報クラスを表す信号を交
換するための電力制御技法が強く要望されている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、特定のクラス
の情報を表す信号を、複数の情報クラスに対する信号を
受信する能力を持つ基地局に送信するために必要とされ
る無線端末の送信電力を設定するための方法に関する。
より詳細には、送信電力が、受信信号強度に関して、あ
る時間期間における信号不良期間の確率が、その信号が
属する特定の情報クラスに対して許容できる値を持つよ
うに設定される。ここで、信号不良期間とは、ある時間
期間において受信されたデータ信号が、望まれるサービ
ス品質、例えば望まれるＣ／Ｉ比を満たすことができな
い期間の近似の部分を意味する。
【００１１】本発明は、一部には、情報のクラスが異な
ると、特性、例えば、符号化冗長も異なり、このため
に、データ信号の受信における信号不良期間に対する弱
さも、情報のクラスによって異なるという認識に基づ
く。例えば、テキストあるいは数字などのデータの送信
より、音声、音響、あるいはビデオ信号の送信は、信号
不良期間に対して強い傾向がある。このために、音声、
音響あるいはビデオ信号の送信においては、電力レベル
を下げることで信号不良期間が長くなった場合でも、サ
ービス品質を許容できるレベルに維持することは比較的
楽である。このように送信電力を下げると、長所とし
て、意図される宛先基地局並びに隣接する基地局への妨
害のレベルが低減され、結果としてより大きな通信容量
が達成される。
【００１２】本発明によると、送信電力は、検出された
妨害信号の平均値またはアベレージ値、加えて、ある時
間期間を通じての妨害信号の平均値からの変動、に基づ
く確率値から決定される。一つの実施例においては、第
一の時間期間を通じて、妨害信号の平均値と、標準偏差
の形式での変動が検出され、これから、第二の時間期間
に対する信号不良期間の確率値と、対応する送信電力の
設定が決定される。本発明による電力を制御するための
方法は、長所として、従来の送信電力制御技法によるよ
り低い電力レベル設定を与える傾向がある。本発明のそ
の他の特徴および長所は、以下の詳細な説明および付録
の図面から一層明白となるものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、特定な情報クラスの情
報を表す登りリンク信号の通信を、複数の情報クラスを
表す信号を受信する能力を持つ基地局と共に、設定およ
び／あるいは維持するための無線端末に対する望ましい
送信電力値を設定することに関する。本発明は、複数の
様々な情報クラスが存在するが、各情報クラスは、異な
る特性、例えば、符号化冗長を持ち、このために、各情
報クラスを表すデータ信号の受信に当たっては、典型的
には、各情報クラスで、信号不良期間に対する耐性が異
なるはずであるという認識に基づく。ここで、信号不良
期間とは、受信されたデータ信号が、ある望まれるサー
ビスの品質、例えば、望まれるＣ／Ｉ比、を満たすこと
ができないその信号の時間期間内の概算期間を意味す
る。
【００１４】例えば、音声、音響、あるいはビデオ信号
などの送信は、典型的には、テキストあるいは数値情報
などのデータの送信より、信号不良期間に対して耐性が
大きな傾向がある。このために、音声、音響あるいはビ
デオ信号を送信するに当たっては、データ信号の場合よ
り、相対的に低い送信電力レベルを使用することができ
る。送信電力レベルを下げると、信号不良期間が大きく
なるが、音声、音響、あるいはビデオ信号の場合は、信
号不良期間に対する耐性が大きい。本発明においては、
この事実を考慮に入れて、サービスの品質を許容できる
レベルに維持できる範囲内で、送信電力のレベルが、最
低限に設定される。このように送信電力を下げること
で、意図する宛先基地局並びに無線網内の隣接する基地
局への妨害が小さくなり、このために通信容量が増加す
る。
【００１５】本発明によると、特定の情報クラスの信号
を基地局が受信するときの望ましい信号強度が、信号不
良期間確率値を用いて決定される。つまり、基地局の所
で受信される信号強度が、その特定の情報クラスに対し
て耐えられる程度の信号不良期間しか発生しないように
制御される。本発明によると、この信号不良期間確率値
を決定するために、基地局によって検出される妨害信号
強度のより強化された特性、つまり平均値並びに平均値
からの変動、例えば分散および標準偏差が用いられる。
【００１６】本発明に従って基地局によって受信される
べき望ましい信号強度の決定を終えたら、次に、対応す
る無線端末の送信電力が、さまざまな異なる技術を使用
して、これに設定される。ただし、無線端末の送信電力
を設定するためにどのような方法およびステップを採用
するかは、本発明の実施に直接係わるものではない。以
下に、図面を参照しながら、無線端末の送信電力を設定
するためのさまざまな方法について説明する。ただし、
これは、単に、解説のためのもので、本発明を制限する
ことを目的とするものではない。
【００１７】図１は、複数の情報クラスを表す信号を受
信することが可能な一例としての無線通信網１を示す。
システム１は、３つの基地局５、１０、１５（５〜１
５）を含み、これらは、おのおの、有線網、例えば非同
期転送モード（ＡＴＭ）パケット交換あるいはインター
ネットを用いる広帯域ＩＳＤＮ網にリンクされる。別の
方法として、基地局５〜１５を有線網に、中間ブリッジ
ング装置、例えば交換センタを通じて接続することも可
能である。
【００１８】基地局５〜１５は、基地局５〜１５の付近
のおのおのの地理上のサービスエリア２５、３０、３５
内に存在する無線端末２０との無線通信を提供する。例
えば、別の符号２１を持つ特定の無線端末２０は、サー
ビスエリア２５内に存在し、基地局５と通信する。一例
としてのサービスエリア２５〜３５のサイズは、基地局
５〜１５のおのおのの送信電力や、基地局５〜１５が動
作する環境などによって異なる。サービスエリア２５〜
３５の間には、重複領域（図示せず）が存在する。これ
は、隣接する基地局の間でのハンドオフを可能とし、移
動無線端末が特定のサービスエリアの境界を越えた際
に、通信が中断しないようにするために確保される。適
当な重複領域としては、従来の無線システムにおいて使
用されるような領域が確保される。ただし、ここでは、
図面を簡潔にするために特に示さない。
【００１９】基地局５〜１５は、従来の基地局と類似あ
るいは同一の要素（装置）、例えば、Lucent Technolog
ies Inc.,Murray Hill,NJ によって製造される要素（装
置）を備えることが考えられる。基地局のこれら要素
（装置）および動作の詳細については、例えば、W.C.Y.
Lee,Mobile Cellular Telecommunications Systems,ch.
3,pp.67-96(McGraw-Hill Pub.Co.1989）、並びに米国特
許出願第０８／４２９，２６０号において解説されてい
るために、これを参照されたい。
【００２０】網１は、無線端末２０と、例えば、音声、
音響、ビデオ、およびテキストや数値情報などのデータ
の通信を含む、異なるクラスの情報を、無線通信にてや
り取りすることを可能にする。加えて、無線網１の運用
業者は、典型的には、対応する異なる情報クラスに関し
て、異なるサービス品質を無線サービス加入者に対して
約束する。サービス品質の約束の一例として、下限Ｃ／
Ｉ、および、ある時間期間において下限Ｃ／Ｉを満たす
ることができない許容信号不良期間が含まれる。図２に
は、データ、音声およびビデオ情報クラスに対する一例
としての下限Ｃ／Ｉ、および対応する確率要件を示す。
典型的には、テキストあるいは数値情報などの情報デー
タクラスに対する信号不良期間の上限要件は厳しく、音
声およびビデオの情報クラスに対する信号不良期間の上
限は低く、これは、従来、音声あるいはビデオ情報の符
号化された表現は、しばしば、より多くの冗長を含むた
めである。
【００２１】無線端末２０は、例えば、セルラ電話やＰ
ＣＳ電話などの移動ユニットであっても、ラップトップ
コンピュータやパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤ
Ａ）などの携帯の無線モデムであっても、あるいは、デ
スクトップコンピュータあるいはマルチメディア装置と
関連する無線モデムなどの固定ユニットであってもよ
い。さらに、網１は、例えば、都市あるいは都市の一部
分をカバーする大きなエリアを対象とする野外網である
ことも、あるいは、会社の建物、商店街、大学の構内な
ど比較的小さなカバレッジエリアを対象とする室内網あ
るいは小規模野外網であることも考えられる。網１によ
って使用される無線通信の方法としては、例えば、Tele
communication Industry Association Interim Standar
d 95に準拠する符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）を含
む広帯域デジタル通信技術が考えられる。ただし、別の
方法として、Telecommunication Industry Association
Interim Standard 136 に準拠する時分割多重アクセス
（ＴＤＭＡ）スキームや他のデジタル多重アクセス技術
を使用することも可能である。
【００２２】図２は、基地局によって受信される特定の
情報クラスを表す信号に対する信号送信電力を、その情
報クラスに対する信号不良期間確率を許容できる範囲内
に保ちながら、より有利な可能なかぎり低い値に、従来
の技術より正確に、設定するための一例としての方法１
００を示す。この方法１００を、図１のカバレッジエリ
ア２５内にある基地局５と、特定の無線端末２０、例え
ば端末２１との間での、一例としての特定の情報クラス
の通信との関連で説明する。方法１００によると、最初
に、ステップ１１０において、第一の時間期間（ｎ）に
おける妨害信号の強度（大きさ、振幅）が、基地局５に
よって検出される。この妨害信号の強度は、基地局５に
よって検出可能な帯域幅を通じて基地局５によって受信
される総電力に対応し、これは、典型的には、ローカル
受信機のノイズと、基地局５の所で受信される無線端末
によってカバレッジエリア２５の内外から送信された信
号を含む。この妨害信号を検出する時間期間としては、
約１ミリ秒から１０ミリ秒の範囲が考えられる。
【００２３】図３は、ある時間期間（ｎ）において、基
地局、例えば、基地局５によって検出される一例として
の妨害信号の強度１６０を示す。図３に示すように、検
出される妨害信号は、典型的には、ある時間期間を通じ
て、一定ではなく、変動し、強度の山１６２と、強度の
谷１６５を持つ。図２に再び戻り、図２のステップ１１
０において妨害信号の強度を検出した後に、ステップ１
２０において、この強度の
【外５】 一群の値、あるいは関数によって表すことも可能であ
る。
【００２４】次に、ステップ１３０において、第二の時
間期間（ｎ＋１）において無線端末によって送信され、
基地局５の所で受信される特定の情報クラスｉを表す信
号が、どの程度の信号強度Ｐi を持つべきか決定され
る。この望ましい受信信号強度Ｐi は、この第二の時間
期間（ｎ＋１）の際に発生することが予測される信号不
良期間の値に基づいて決定される。この信号不良期間確
率値は、ステップ１２０において決定された時間期間
（ｎ）における検出された妨害信号の強化された特性に
基づいて計算される。
【００２５】本発明によるこの望ましい受信信号強度Ｐ
i を決定するための一例としての方法は、以下の式
（１）の通りである（これは、従来の方法より、計算お
よび処理の点で効率が良い）：
【数３】
【外６】
【００２６】
【外７】
【００２７】
【外８】 従来の基地局に対しては、概ね６ｄＢであり、このため
に、データ速度係数αi＝（６ｄＢ）×Ｒとなる。さら
に、従来のＣＤＭＡにおいては、Ｗに対する値は、典型
的には、１．２２８８Mchips／sec.のオーダである。
【００２８】
【外９】
【００２９】式（１）において、信号不良期間確率の分
位数ｖi は、各情報クラスｉのデータ信号を受信する際
に、ある時間期間が許容できるために必要となる信号不
良期間の確率に基づく。典型的には、基地局によって検
出される妨害信号の強度は、ガウス分布として近似でき
るために、本発明においては、特定のクラスｉに対する
信号不良期間確率の分位数ｖi は、対応するガウス分布
に基づく：
【数４】 ここで、Ｌi は、許容信号不良期間確率、換言すれば、
耐えられる信号不良期間の発生する情報クラスｉを表す
データ信号を受信する時間期間の近似的な部分を示す。
不良期間確率Ｌi については、例えば、A.J.Viterbi,CD
MA-Principles ofSpread Spectrum Communication,ch.
6.6,pp.199~218(Addison-Wesley Pub.Co.1995)において
述べられているので、これを参照されたい。不良期間確
率Ｌi の一例としての値は、音声情報クラスでは、１０
-3、データ情報クラスでは、１０-4、ビデオデータクラ
スでは、１０-3のオーダである。そして、これらの不良
期間確率Ｌi の値は、それぞれ、３．１、３．７５、お
よび３．１の信号不良期間確率の分位数ｖi を生成す
る。これらの値は、単に解説の目的で示したものであ
り、図１の網１の望まれる通信品質とリンク容量に基づ
いて、不良期間確率（指標）Ｌi と、信号不良期間確率
の分位数ｖi に対して、他の値を用いることも可能であ
る。
【００３０】図２に再び戻り、ステップ１３０において
特定の情報クラスｉを表す信号に対して基地局５の所で
受信されるべき望ましい信号電力Ｐi を決定した後に、
ステップ１４０において、図１の基地局５は、制御信号
を生成し、これを、そのカバレッジエリア２５内の無線
端末に送信する。この制御信号は、基地局５によって特
定の情報クラスｉを表す信号を受信するために望まれる
信号電力Ｐi に関する情報を含む。オプションとして、
この制御信号の送信電力に関する情報は、図５との関連
で説明するように、図１の無線端末２０によって使用さ
れる制御信号内に入れることも可能である。
【００３１】図２の方法１００は、好ましくは、無線端
末の送信電力を連続的に調節するために、基地局と無線
端末との間の通信の連続的期間において遂行される。さ
らに、本発明に関して、別の方法として、方法１００
は、無線端末が基地局への信号の送信を開始するとき、
および／あるいは送信の断続する最中に、遂行すること
も可能である。
【００３２】さらに、基地局５は、図２の方法を、通信
を開始するとき、および／あるいは通信の最中に断続的
に、あるいはその他の時に遂行することも可能である。
方法１００の個々のステップを遂行するために具体的に
どのような要素（装置）あるいは装置群を用いるかは、
本発明の実施に直接関係ないものである。方法１００の
各ステップは、移動電話交換センタなどの交換センタに
よって遂行することも、基地局あるいは交換センタに結
合された追加要素（装置）によって、単独で、あるいは
基地局と協力して遂行することも可能である。さらに、
基地局５は、異なる値ｉによって表される各異なる情報
クラスに対して、望ましい受信信号強度Ｐi に関する情
報を含む一つあるいは複数の制御信号をラウンドロビン
方式あるいは他の順序を定められた方法にて断続的に送
ることも可能である。
【００３３】図４に、式（１）に従って望ましい受信信
号強度Ｐi を決定することが、計算および処理効率の
上、いかに有利であるかを解りやすく示すために、望ま
しい受信信号電力Ｐi と、妨害信号の強度との関係をグ
ラフにて示す。図４においては、時間期間（ｎ）におい
て検出された図３に示す妨害信号１６０の強度は、
【外１０】 また、時間期間（ｎ＋１）に対する一例としての望まし
い受信信号強度Ｐi が、線１８０として示される。
【００３４】スケーリングされた妨害信号の波形１７０
の特定の領域１８５は、望ましい信号強度１８０より大
きな強度を持つ。この領域１８５は、示されるような信
号強度１８０が後続の時間期間（ｎ＋１）において受信
されるかどうかという信号不良期間を予測するために用
いることができる。より詳細には、図４において累積領
域１８５によって示される時間期間の部分は、受信信号
強度Ｐi １８０より大きな強度を持ち、次に時間期間
（ｎ＋１）における受信信号強度が示される強度１８５
である場合の信号不良期間Ｌi についての近似あるいは
確率を与える。
【００３５】こうして、望ましい受信電力レベルＰi １
８０は、スケーリングされた妨害波形の信号強度Ｐi １
８０より大きな強度を持つ領域、例えば領域１８５が、
その時間期間のその情報クラスｉに対する許容信号不良
期間確率Ｌi に対応する割合となるように決定される。
例えば、ある特定の情報クラスｉに対する許容信号不良
期間確率Ｌi が０．０５である場合、その情報クラスを
表す信号を受信するために要求される信号強度Ｐi １８
０は、その時間期間の５％以下が、より大きな信号強度
を持つスケーリングされた妨害波形領域の領域と対応す
るように設定される。
【００３６】さらに、本発明によると、基地局によって
受信される典型的な妨害信号の強度は、ガウス分布によ
って近似することができるために、続く時間期間（ｎ＋
１）に対する望ましい受信信号強度Ｐi は、スケーリン
グされた妨害信号の
【外１１】 上述の式（１）によって与えられるように、用いること
で決定される。ここで、信号不良期間確率の分位数ｖi
は、上述の式（２）に従って決定される。
【００３７】こうして、本発明の一つの好ましい実施例
においては、各信号不良期間確率の分位数の値ｖi が、
各情報クラスｉに対する許容信号不良期間確率に基づい
て生成され、無線通信が行なわれてない間にオフライン
処理にてメモリ内に格納される。同様にして、
【外１２】 信号不良期間確率の分位数ｖi を掛けることによって決
定される。これが、無線通信の開始において、および／
あるいは通信の最中に断続的に、行なわれる。
【００３８】本発明が、分散と標準偏差を、信号不良期
間確率の分位数ｖi と共に使用するように説明された
が、別の方法として、望ましい受信信号強度Ｐi を、
【外１３】 と関連する検出された妨害信号の変動を表す他の量、お
よび許容信号不良期間確率を表す他の量に基づいて決定
することも可能である。
【００３９】図５は、無線端末の送信電力Ｐwtを、図２
のステップ１４０に従って基地局５によって送信された
制御信号に基づいて設定するための方法２００を示す。
方法２００のステップ２１０において、無線端末によっ
て制御信号が受信され、望ましい信号強度値Ｐi が読み
出される。次に、ステップ２２０において、無線端末２
１と基地局５との間の経路損失ｇが決定される。無線端
末は、この経路損失ｇを、望ましい信号強度値Ｐi を、
無線端末によって受信された制御信号の検出された電力
で割ることによって決定する。幾つかの現在のデジタル
通信標準は、無線端末が、受信信号の強度を検出するた
めの機能を含む。例えば、ＩＳ−１３６の移動体支援ハ
ンドオフ（ＭＡＨＯ）機能や移動体支援チャネル割当て
（ＭＡＣＡ）機能などがある。
【００４０】制御信号には、さらに、制御信号が送信さ
れた電力レベルに関する情報を入れることも可能で、無
線端末２１はこの情報を読み出すこともできる。別の方
法として、制御信号の送信電力レベルは、無線端末に対
して知られている値とすることもできる。例えば、送信
電力レベルを固定することも、あるいは、無線端末２１
と基地局５の両方によって知られているスケジュールに
従って決定することもできる。経路損失ｇを決定するた
めのこれらの方法は、登りリンクの経路損失と下りリン
クの経路損失が実質的に同一である基地局と無線端末に
対して、例えば、基地局および無線端末の送信アンテナ
と受信アンテナが、それぞれ、同一の場所の位置する場
合に対して使用することが可能である。ただし、登りリ
ンクの経路損失と下りリンクの経路損失が、実質的に同
一でない場合は、本発明に従う登りリンクの経路損失ｇ
を決定するために別の技法を使用することが可能であ
る。
【００４１】ステップ２２０において経路損失ｇを決定
した後に、図５のステップ２３０において、送信電力の
レベルＰWTが決定され、設定される。特定の情報クラス
ｉを表す信号を送信するための送信電力のレベルＰ
WTは、経路損失ｇで割られた制御信号から得られる基地
局の所で望まれる受信信号強度Ｐi の割合を得ることに
よって決定される。
【００４２】無線端末は、方法２００を、通信リンクが
設定されるときに遂行することも、および／あるいは通
信の最中に断続的に遂行することも可能である。移動無
線端末が使用されるような網においては、好ましくは、
基地局は、制御信号を周期的あるいはその他の方法で断
続的に送り、無線端末はこれに対応する断続的な方法に
て方法２００を遂行し、無線端末が自身のカバレッジエ
リアの異なる領域を移動するにつれて送信電力のレベル
ＰWTを設定する。
【００４３】図６は、図１の網１の要素（装置）例えば
基地局５が、無線端末２０に対する望ましい電力レベル
を決定することを可能にする図２の方法１００の代替と
しての方法３００を示す。ここでは、このシステムと通
信する無線端末は、自身の送信電力を決定する必要はな
く、単に、送信電力を、基地局から指令されるように設
定する。以下に、方法３００を、図１の基地局５と通信
する無線端末２１の送信電力ＰWTの決定との関連で説明
する。
【００４４】方法３００によると、基地局５は、ステッ
プ３１０において、既知の電力にてビーコン信号を送信
する。このビーコン信号は、登りリンク通信や下りリン
ク通信に対して使用されてない特定のチャネル上に、こ
れら通信との干渉しないように、送信される。このビー
コン信号が、それに向けて通信を設定すべきまたは通信
を維持すべき無線端末２１によって受信される。無線端
末２１は、ビーコン信号の受信信号強度を検出し、基地
局５に、受信信号強度（ＲＳＳ）を示す信号を送り返
す。
【００４５】ステップ３２０において、基地局５は、こ
の受信信号強度（ＲＳＳ）信号を受信し、無線端末２１
と基地局５との間の経路損失ｇを決定する。経路損失ｇ
は、ビーコン信号の既知の送信電力を、無線端末２１か
ら受信される信号内の検出された受信信号強度（ＲＳ
Ｓ）値で割ることによって決定することができる。次
に、ステップ３３０において、基地局５は、妨害を検出
し、対応する平均値と分散値を決定する。次に、ステッ
プ３４０において、ある特定の情報クラスｉを表す信号
に対して基地局５によって受信されるべき望ましい信号
強度Ｐi が、これらの平均および分散に基づいて、例え
ば、上述の式（１）に従って決定される。図６のステッ
プ３３０および３４０によって遂行される動作は、図２
のステップ１１０〜１３０との関連で前に説明した方法
と実質的に同一の方法にて遂行される。
【００４６】次に、ステップ３５０において、情報クラ
スｉを表す信号を送信するために無線端末２１によって
要求される送信電力Ｐwtが、ステップ３４０において決
定された望ましい受信信号電力Ｐi と、ステップ３２０
において決定された経路損失ｇの割合によって決定され
る。次に、ステップ３６０において、こうして決定され
た送信電力ＰWTを表す情報を含む制御信号を無線端末２
１に送くる。
【００４７】方法３００のステップは、単に解説の目的
で一例としての特定の順番で示されるが、これは、本発
明を制限することを意図するものではない。方法３００
の特定の示されるステップは、異なる順番にて遂行する
ことも、あるいは同時に遂行することも可能である。例
えば、ステップ３１０におけるビーコン信号の送信は、
他のステップを遂行している間に連続的あるいは断続的
に遂行することも可能である。また、受信信号強度（Ｒ
ＳＳ）信号を受信するステップ３２０は、妨害信号の検
出が行なわれるステップ３３０と同時に遂行すること
も、これに続いて遂行することも可能である。
【００４８】図７は、無線端末によって、図６の方法３
００に従って送信電力ＰWTを設定するために遂行される
一例としての方法４００を示す。方法４００のステップ
４１０において、図４のステップ３１０に従って送信さ
れたビーコン信号の受信信号強度が検出される。次に、
ステップ４２０において、無線端末は、受信されたビー
コン信号の信号強度に関する情報を含む対応する受信信
号強度（ＲＳＳ）信号を生成し、これを基地局に送る。
ステップ４３０において、無線端末は、図６のステップ
３５０との関連で前に説明したようにその情報クラスの
登りリンク情報を送信するために使用すべき望ましい送
信電力ＰWTを示す信号を受信する。最後に、無線端末
は、自身の信号送信電力を、望ましい送信電力ＰWTに設
定する。送信電力を設定するための方法４００は、無線
端末２０によって、例えば、端末が起動されたとき、基
地局に登録されたとき、呼を発信するとき、および／あ
るいは呼の最中に断続的に、あるいはその他のときに
て、遂行される。
【００４９】上では本発明の様々な実施例が詳細に説明
されたが、本発明の教示から逸脱することなく、さまざ
まな修正が可能であり、これら修正の全てが特許請求の
範囲に含まれるものである。例えば、本発明に従って決
定される特定の情報クラスｉを表す信号に対する望まし
い受信信号強度を、図２〜５との関連で説明された以外
の無線端末の送信電力を決定するためのさまざまな他の
方法と共に使用することも可能である。さらに、上述の
方法はＣＤＭＡ通信に適用するものとして説明された
が、本発明の方法は、容易に理解できるように、ＴＤＭ
Ａ通信システムや他のデジタル多重アクセス通信システ
ムにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による少なくとも一つの基地局を持つ一
例としての無線網を略ブロック図にて示す図である。
【図２】図１の基地局によって遂行される一例としての
方法を流れ図にて示す図である。
【図３】図１の無線網の基地局によって検出された一例
としての妨害信号の強度をグラフにて示す図である。
【図４】本発明による無線端末の送信電力を決定するた
めにスケーリングされた妨害信号の強度をグラフにて示
す図である。
【図５】図２の方法を遂行する基地局と通信する無線端
末によって遂行される一例としての方法を流れ図にて示
す図である。
【図６】本発明による図１の基地局によって遂行される
図２の方法に対する代替としての一例としての方法を流
れ図にて示す図である。
【図７】図４の方法を遂行する基地局と通信する無線端
末によって遂行される一例としての方法を流れ図にて示
す図である。
【符号の説明】
１ 無線通信網 ５〜１５ 基地局 ２５、３０、３５ 地理上のサービスエリア ２０ 無線端末 １６０ 妨害信号の強度 １６２ 強度の山 １６５ 強度の谷
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン エー．モリソン アメリカ合衆国 07974 ニュージャー シィ，ニュープロヴィデンス，アッシュ ウッド ロード 28 (56)参考文献 特開 平８−307344（ＪＰ，Ａ) 国際公開97／8847（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (15)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の情報クラスを表わす信号を通信
    し得る無線ネットワーク間で無線端末送信電力を制御す
    るための方法であって、 該ネットワークの基地局のところの信号の妨害レベルを
    第１の時間期間にわたって検出するステップと、 該第１の時間期間にわたって検出された妨害レベルの、 【外１】 に相対する変動測度を決定するステップと、 第２の時間期間の一部分にわたり該特定の情報クラスｉ
    について許容される信号不良期間の確率測度Ｌｉであっ
    て、該検出された妨害の該決定された変動測度に基づく
    確率測度Ｌｉに基づいて、該第２の時間期間についての
    特定の情報クラスｉの情報を表わす信号の所望の信号強
    度Ｐｉを決定するステップと、 無線端末に対する監視信号であって、該特定の情報クラ
    スｉを受信するための、該決定された所望の信号強度Ｐ
    ｉに基づく情報を含む監視信号を送信するステップとを
    含む方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の方法において、 該変動測度を決定するステップが、該検出された妨害レ
    ベルの 【外２】 を決定するものである方法。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の方法において、 該変動測度を決定するステップが、該検出された妨害レ
    ベルの 【外３】 を決定するものである方法。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載の方法において、 該所望の受信信号強度Ｐiを決定するステップが、さら
    に該送信されるべき特定の情報クラスｉの所望の処理利
    得Ｌi／Ｗに基づくものである方法。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の方法において、 Ｖiを該情報クラスｉについての信号不良期間確率の分
    位数とし、また（ｎ）を該第１の時間期間を表わすもの
    として、 該第２の時間期間（ｎ＋１）での該所望の受信信号強度
    Ｐiを決定するステップが、実質的に、次式 【数１】 に基づいて遂行されるものである方法。
  6. 【請求項６】 請求項５に記載の方法において、 情報クラスｉについての該信号不良期間確率の分位数
    が、次式 【数２】 を満足するものである方法。
  7. 【請求項７】 請求項２に記載の方法において、 該所望の受信信号強度Ｐiを決定するステップが、さら
    に該特定の情報クラスｉについての所望の信号不良期間
    確率に基づくものである方法。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の方法において、 さらに無線端末から、該基地局により送信されたビーコ
    ン信号の受信信号の強度を示す信号を受信するステップ
    と、 該決定された所望の受信信号強度Ｐiおよび該無線端末
    によるビーコン信号の該受信信号強度に基づいて、該端
    末についての送信電力レベルＰWTを決定するステップを
    含み、該監視信号の情報が該決定された送信電力ＰWTに
    対応するようになっている方法。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の方法において、 該監視信号の情報が、該決定された受信信号強度Ｐiを
    含むものである方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１に記載の方法において、 該複数のステップが、無線端末との通信の開始時におい
    て行われる方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１に記載の方法において、 該複数のステップが、無線端末との通信の間歇的に行わ
    れる方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１に記載の方法において、 該決定された所望の受信信号強度Ｐiは、デジタル多重
    アクセスによって無線端末と通信するために用いられる
    方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１０に記載の方法において、 該デジタル多重アクセス通信法が、スペクトル拡散多重
    アクセス通信法である方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１０に記載の方法において、 該デジタル多重アクセス通信法が、符号分割多重アクセ
    ス通信法である方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１０に記載の方法において、 該デジタル多重アクセス通信法が、時分割多重アクセス
    通信法である方法。
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