JP4125288B2 - 送信電力制御装置，移動通信システムおよび電力制御方法 - Google Patents
送信電力制御装置，移動通信システムおよび電力制御方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
技術分野
本発明は、符号分割多重接続（Code Division Multiple Access：以下、ＣＤＭＡと称する。）移動通信システムにおいて、移動局と基地局との間の無線通信路を介して送信される信号の電力制御に関し、特に、送信電力の指標となる受信電力目標値を最適かつ迅速に調整可能な電力制御に用いて好適な、送信電力制御装置，移動通信システムおよび電力制御方法に関する。
【０００２】
背景技術
近年の移動通信技術の進展に伴い、世界共通の３Ｇ（3rd Generation：[第３世代携帯電話]）規格が、国際電気通信連合（International Telecommunication Union：ＩＴＵ）を中心として各国の通信事業者から組織された３ＧＰＰ／３ＧＰＰ２（3rd Generation Partnership Project）によって検討されてきた。この３Ｇ規格は、ＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunication-2000）として検討されたものであって、音声，テキスト，静止画像，動画像などの異なる伝送レートが必要な各種データの伝送をサポートし、かつ高速伝送ができ、また、インターネットとの接続などを考慮したものである。既に、日本／ヨーロッパのＷ−ＣＤＭＡ方式および米国のｃｄｍａ２０００方式などの複数の方式がリリースされている。
【０００３】
これらのＣＤＭＡ方式のシステムにおいては、各移動局（Mobile Station：無線端末，加入者端末ともいう。以下、ＭＳと称する。）およびＢＴＳ（Base Transceiver Station：以下、ＢＴＳと称する。）の各チャネルは、自局以外の他のＭＳ又はＢＴＳから出力された電波によって干渉を受け、無線回線品質（以下、単に品質と称する。）を劣化させる。また、この品質は、ＢＴＳ−ＭＳ間の距離，マルチパス環境および移動局の移動速度などの様々な要因の影響を受ける。このため、チャネル干渉の防止と良好な品質の維持とを図り、システム全体のスループットを向上させて加入者数を増大するために、送信電力制御（Transmit Power Control：以下、ＴＰＣと称する。）が用いられている。
【０００４】
このＴＰＣとは、ＭＳおよびＢＴＳが、それぞれ、通信相手のＢＴＳ（相手ＢＴＳ）および通信相手のＭＳ（相手ＭＳ）から送信されたフレームに含まれる送信電力の制御情報（コマンド）に基づいて、ＭＳ自身の送信電力値およびＢＴＳ自身の送信電力を適切な値にする制御を意味する。なお、以下の説明において、相手ＢＴＳ，相手ＭＳを相手装置（対向装置）と称する。
【０００５】
このＴＰＣとして、インナーループ制御が知られている。インナーループ制御とは、ＭＳが、上りスロットに制御情報としてＴＰＣビットを挿入し、ＢＴＳが、そのＴＰＣビットに基づいてＢＴＳおよびＭＳの送信電力値を増減する制御である。
図２０はインナーループ制御とアウターループ制御とを説明するための図である。この図２０に示すインナーループ制御Ｌ１は、ＢＴＳおよびＭＳ双方の送信電力を制御するためのものであって、ＢＴＳが、ＭＳから送信された信号の受信電力値に基づいて、ＢＴＳ自身からの送信電力とＭＳからの信号の送信電力とをフィードバック制御するようになっている。すなわち、ＢＴＳは、ＭＳについての所定の受信電力閾値を予め保持し、ＭＳからの受信電力値がその受信電力閾値よりも小さいときは、ＭＳに対して、ＭＳの送信電力をアップするためのコマンドを送信する。また、ＢＴＳは、ＭＳからの受信電力値が受信電力閾値よりも大きいときは、ＭＳに対して、そのＭＳの送信電力をダウンするＴＰＣ情報を送信するのである。この受信電力値は、例えばＳＩＲ（Signal Interference Ratio：ＳＩ比）が用いられる。
【０００６】
以上が、インナーループ制御についての説明である。
一方、図２０に示すアウターループ制御Ｌ２は、基地局制御装置（Base Station Controller：以下、ＢＳＣと称する。）が、ＢＴＳのインナーループ制御Ｌ１の受信電力閾値を設定するためのものである。ＢＳＣは、ＢＴＳが受信したフレームの平均のフレーム誤り率（Frame Error Rate：以下、ＦＥＲと称し特に断らない限り、ＦＥＲ値をも意味する。）を推定し、このＦＥＲが所望の値になるように、受信電力閾値を制御する。これにより、伝搬環境の変化に応じて適切なＴＰＣが可能となる。
【０００７】
なお、ランダムアクセスチャネルなどのインナーループ制御を使用できない移動通信システムにおいては、オープンループ制御が用いられる。オープンループ制御とは、ＭＳが、ＭＳにおいてＢＴＳから送信される信号の受信電力値に基づいて伝搬ロスを推定しＭＳ自身の送信電力値を決定するものである。
次に、アウターループ制御のＦＥＲの計算例について説明する。
【０００８】
品質の目標値は、提供するサービスにより異なる。一例として、音声通信についてのＦＥＲは１．０％であり、また、データ通信についてのＦＥＲは０．１％又は０．２％である。そして、ＢＴＳ又はＢＳＣの受信部が、音声通信を処理する場合には、ＦＥＲが１．０％となるようにアウターループ制御を行ない、また、式（Ｚ１）を用いてＦＥＲを得ている。
【０００９】
ＦＥＲ＝（ＣＲＣＮＧのフレーム数又はコラプトなどのイレギュラーなフレーム数）／総受信フレーム数 …（Ｚ１）
ここで、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）は連続して出現するバースト誤りを検出するためのものであり、バースト誤りが検出されたことを意味するＣＲＣＮＧ（CRC No Good）と、誤り数が許容される範囲であることを意味するＣＲＣＯＫ（CRC O.K.）とが判定結果として例えば受信部から出力される。また、コラプトとは、誤りが多数含まれてフレームとして認識されないフレームを表す。なお、"／"は除算を表す。
【００１０】
また、アウターループを用いた送信電力制御に関する技術は、多数提案されている。
信学技報RCS98-18「Ｗ−ＣＤＭＡにおけるアウターループを用いる適応送信電力制御の実験的検討」（以下、公知文献１と称する。）に記載されたアウターループ制御は、無線フレームごとのＣＲＣを判定し、ＣＲＣＯＫ／ＣＲＣＮＧ数をカウントしてＦＥＲを測定（実測）し、そして、この測定したＦＥＲと目標ＦＥＲ（ターゲットＦＥＲ）とを比較して目標受信電力値（又は目標受信レベル／干渉レベル比）を更新するものである。さらに、この公知文献１には、ＦＥＲ観測期間（観測数）が１０００フレーム以上であれば、システムは、ＦＥＲはほぼ所望の一定値に制御できる旨が記載されている。従って、十分なＦＥＲ観測期間があるときは、アウターループ制御により、品質を一定に維持できる。
【００１１】
しかしながら、公知文献１によると目標ＦＥＲの品質を維持するためには設定値の精度が確保できる程度の観測期間が必要である。具体的に、従来方式を用いた観測期間に関し以下に示す(i）〜(iii）の課題がある。
(i）ＦＥＲ１．０％を確保する場合は、移動通信システムは、最低１００フレーム以上の期間を要し、また、ＦＥＲが０．１％程度の精度が必要な場合は、これよりも多数のフレーム期間が必要である。また、正確に１．０％の品質を確保する場合は、公知文献１に記載されているように、１０００フレーム以上の観測期間が必要となる。
【００１２】
この場合、ＦＥＲを推定するための時間が長くなり、目標受信電力値（又は目標受信電力／干渉電力比）の更新周期が長くなる。従って、目標ＦＥＲを満足する受信電力値においてインナーループが適切な値で動作していない時間が長くなり、所要のＦＥＲが得られない。
(ii）伝搬環境の変化に応じてＦＥＲが目標ＦＥＲとなり目標受信電力値が伝搬環境の変化に追随するように更新周期を短縮すると、目標設定できるＦＥＲが時間又はフレーム数によって制限される。従って、所要のＦＥＲが得られない。
【００１３】
(iii）また、近年、高速データ通信の需要が高くなっている。移動通信システムのプロトコルの多くは、上位レイヤが、下位レイヤのデータ（例えば無線フレーム）を組み立てるようになっている。従って、このようなプロトコルが用いられる場合は、下位レイヤにおけるＦＥＲが小さい場合であっても、上位レイヤがフレームを組み立てるときにＮＧフレーム（誤りフレーム）が含まれるので、上位レイヤが組み立てたフレームもＮＧフレームになる。
【００１４】
このため、ＢＴＳ又はＭＳがそのようなＮＧフレームを受信した場合、上位レイヤがＮＧフレームを再送制御により再度取得するように動作することが多い。この結果，再送フレームが多発すると、実際は、送受信されている無線フレームに比較して、実際のサービスで使用される上位レイヤにおけるスループットが小さくなる。
【００１５】
従って、高速データ通信サービスを提供する場合は、ＦＥＲを小さくする（品質をよくする）必要がある。
また、特開平８−１８１６５３号公報（以下、公知文献２と称する。）に記載された送信電力制御方法は、ＭＳ，ＢＴＳのいずれかの局が各無線回線の受信品質を測定する測定手段を有し、他方の局が測定手段により測定された回線品質から他方の局における平均的な回線品質特性を学習する学習手段を有し、学習手段により学習された平均的な回線品質特性に基づいて目標のキャリア電力／干渉電力比を設定するものである。これにより、送信電力を必要最小限に抑制できる。
【００１６】
しかしながら、この公知文献２記載の送信電力制御方法は、目標受信電力値を高速に得るものではない。
従って、従来の技術を用いた場合、所要ＦＥＲ値が高いと、フレーム再送によって全体のスループットが低下する。一方、高精度のＦＥＲを得るには長い測定区間（測定期間）を要する。また、ＦＥＲの更新周期を早めると高精度のＦＥＲを得られず適切な電力閾値を設定できない。
【００１７】
ここで、再送回数を減少させるためには、ＦＥＲを小さくする必要がある。ＦＥＲが小さい場合、ＦＥＲの測定精度を向上させるためには相当の時間を要する。この場合、移動局が移動することにより変化する伝搬特性に対して、ＦＥＲの測定精度が十分に追従することができない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、高速にＴＰＣを行なえて、無線フレームのような下位レイヤのデータの品質を改善し、かつ品質を一定に維持でき、さらに、スループットの向上が可能な送信電力制御装置，移動通信システムおよび電力制御方法を提供することを目的とする。
【００１８】
発明の開示
このため、本発明の送信電力制御装置は、所定区間内のフレーム誤り率を測定する測定部と、複数のフレーム毎品質情報の統計情報に基づいて複数のフレーム毎品質情報を平均して得た平均フレーム品質情報を取得する取得部と、測定部にて測定されたフレーム誤り率と、取得部にて取得された平均フレーム品質情報とを対応付けて保持する変換テーブルと、フレーム毎品質情報に対応する推定フレーム誤り率を変換テーブルから推定し、推定フレーム誤り率と予め保持した目標フレーム誤り率とに基づいて目標受信電力閾値を制御し通信相手装置の送信電力を制御する送信電力制御部とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１９】
従って、このようにすれば、フレーム誤り率の値を低く設定でき、かつ目標受信電力値の更新周期を早くすることができ、再送回数が減少する。
さらに、本発明の移動通信システムは、送信電力制御装置が、所定区間内のフレーム誤り率を測定する測定部と、複数のフレーム毎品質情報の統計情報に基づいて複数のフレーム毎品質情報を平均して得た平均フレーム品質情報を取得する取得部と、測定部にて測定されたフレーム誤り率と、取得部にて取得された平均フレーム品質情報とを対応付けて保持する変換テーブルと、フレーム毎品質情報に対応する推定フレーム誤り率を変換テーブルから推定し、推定フレーム誤り率と予め保持した目標フレーム誤り率とに基づいて目標受信電力閾値を制御し通信相手装置の送信電力を制御する送信電力制御部とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００２０】
従って、このようにすれば、移動局の移動により変化する伝搬特性に対して、目標受信電力値の更新周期を早くできるので、フレーム誤り率の測定精度が移動速度に十分に追従できる。
本発明の移動通信システムは、フレーム誤り率の測定精度を向上させるための長期間の測定が不要となる点において、再送回数を減少させるために小さなフレーム誤り率を必要とする従来の移動通信システムと異なる。
【００２１】
そして、本発明の移動通信システムによれば、フレーム誤り率を短期間で推定でき、所望の品質を維持することが容易となる。また、フレーム誤り率を１．０％未満の値に設定することも容易となるので、データ通信時におけるスループット向上が見込まれる。
さらに、取得部は、測定部にて測定された複数の異なるフレーム誤り率のそれぞれについて、複数のフレーム毎品質情報の平均値分布に基づいて平均フレーム品質情報を取得するように構成されてもよく、また、複数の異なるフレーム誤り率のそれぞれについて、フレーム誤り率を得たフレーム誤り率測定区間の番号と、そのフレーム誤り率測定区間におけるフレーム毎品質情報の平均値とに基づいて平均値分布を作成し、この平均値分布に基づいて平均フレーム品質情報を取得するように構成されてもよい。このようにすれば、迅速にフレーム誤り率を更新するとともにスループットを向上させることができ、また、電力制御を最適化できる。
【００２２】
さらに、変換テーブルは、伝搬環境の異なる複数のセルごとに設けられ複数のセルごとに別個に更新されてもよく、又は変換テーブルが、時間帯に応じてフレーム誤り率と平均フレーム品質情報とを更新されてもよく、このようにすれば、各セルに適した電力配分が可能となる。また、長期間における伝搬環境の変化（例えば交通・人通りの変化による伝搬環境の変化又は通話量（トラフィック量）の変化による他セルおよび自セル干渉量の変化）に応じて適切な変換テーブルを得られる。
【００２３】
また、送信電力制御部が、異なる変換テーブルを設けた複数のセル間において移動局がソフトハンドオフ（ソフトハンドオーバ）しているときに複数のセルにおける品質に応じてソフトハンドオフ時の推定フレーム誤り率を推定するように構成されてもよく、このようにすれば、ハンドオフが円滑に行なえる。また、無線回線レベルでの品質が良くなり、かつ品質が一定に維持される。
【００２４】
そして、測定部が、フレーム長よりも短いシンボル長を有するシンボルの誤り個数を測定するように構成されてもよく、このようにすれば、短時間でフレーム誤り率の推定値が得られる。
さらに、本発明の電力制御方法は、移動通信システムにおけるものであって、所定区間内のフレーム誤り率を測定し、複数のフレーム毎品質情報について平均し、測定により得たフレーム誤り率と、平均により取得した平均フレーム品質情報とを対応付けて保持する変換テーブルを作成し、フレーム毎品質情報に対応する推定フレーム誤り率を変換テーブルから推定し、推定フレーム誤り率と予め保持した目標フレーム誤り率とに基づいて目標受信電力閾値を制御し通信相手装置の送信電力制御を行なうように構成されたことを特徴としている。
【００２５】
従って、このようにすれば、高速かつ高精度なフレーム誤り率の推定を用いてインナーループ制御の目標受信電力値が更新される。
また、例えばアウターループを用いた送信電力制御は、推定フレーム誤り率が目標フレーム誤り率よりも小さい場合は目標受信電力値を低い値に更新するとともに、推定フレーム誤り率が目標フレーム誤り率よりも高い場合は目標受信電力値を高い値に更新するように構成されてもよく、このようにすれば、所要のフレーム誤り率に応じた送信電力制御が可能になる。
【００２６】
ここで、基地局が、複数のフレーム毎品質情報としてシンボル誤り個数又はシンボル誤り個数に起因する比率のうちの少なくとも一方を用いるように構成され、基地局が、フレーム誤り率を測定し、基地局が、測定した複数の異なるフレーム誤り率のそれぞれを得たフレーム誤り率測定区間番号を取得し、基地局が、取得した複数フレーム誤り率測定区間番号のそれぞれにおける複数の平均シンボル誤り個数の出現個数により表された分布に基づいて、複数の第２の平均シンボル誤り個数を取得し、基地局が、測定により得たフレーム誤り率と、第２の平均シンボル誤り個数とを対応付けた変換テーブルを作成するように構成されてもよく、このようにすれば、精度の高いフレーム誤り率によってインナーループ制御の目標受信電力値が更新できる。
【００２７】
発明を実施するための最良の形態
（Ａ）本発明の一実施形態の説明
図１は本発明の一実施形態に係る移動通信システムの構成図である。この図１に示す移動通信システム１００は、ＣＤＭＡ方式の無線通信システムであって、インナーループ制御とアウターループ制御とを用いて送信電力制御可能なものである。
【００２８】
（１）移動通信システム１００の構成
この図１に示す移動通信システム１００は、公衆網１０１，複数のＢＳＣ（基地局制御装置），複数のＢＴＳ（基地局）および複数のＭＳ（移動局：端末と表示されているもの。）をそなえて構成されている。
（１−１）ＢＳＣおよび公衆網１０１
ＢＳＣは、例えば２秒（ｓｅｃ）のＦＥＲ推定時間内のＦＥＲと、２（ｓｅｃ）のＦＥＲ推定時間に含まれる１００フレームについての１００個のＳＥＲ（フレーム毎品質情報）とに基づいてＢＴＳのＦＥＲを更新しうるものであり、複数のＢＴＳを制御する。このＢＳＣは、本発明の送信電力制御装置１（図２参照）をそなえるとともに、チャネル割り当て，ハンドオフ，発着信接続，終話制御および保守管理などの各機能を有する。これらの機能については図２を用いて詳述する。また、ＢＳＣは、送信電力制御装置１およびＢＴＳと協働して、常時、アウターループ制御を行なっている。なお、公衆網１０１は、図示を省略するが、多数の交換機，多数の加入者電話機を有するものである。
【００２９】
測定区間として１００フレームとした理由は、ＦＥＲ１．０％を確保するための統計的サンプル数を得るためである。フレームのエラー数をカウントして測定する場合、正確にＦＥＲ１．０％を確保するためには、１０００フレーム以上の期間が必要と言われる。また、ＦＥＲ０．１％程度の高い精度を確保する場合は、さらに多数のフレーム数が必要である。
【００３０】
（１−２）ＢＴＳおよびＭＳ
ＢＴＳは、ＭＳからのデータと予め保持したＦＥＲとに基づいてＭＳの送信電力制御を行なうものである。具体的には、このＢＴＳは、符号拡散された無線信号の送受信および変復調を行ない、また、無線送信電力の増減を、常時、制御する。
【００３１】
ＭＳは、送信電力制御可能なものであり、例えば加入者が操作する携帯電話機又は携帯無線端末である。そして、ＭＳおよびＢＴＳは、それぞれ、常時、上りおよび下りについてインナーループ制御を行なっている。なお、この図１に示す実線および点線はそれぞれ有線接続および無線接続を表す。
（１−３）上りフレームフォーマット
図５は本発明の一実施形態に係る上りリンクのフレームフォーマット例を示す図である。この図５に示す上りリンクのフレーム（以下、上りフレームと称する。）の時間長（以下、上りフレーム長と称する。）は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の場合は１０（ｍｓｅｃ）であり、１個の上りフレームは１５スロット（１スロットの時間長が６６６[μｓｅｃ]）からなる。一方、ｃｄｍａ２０００方式の場合の上りフレーム長は最大２０（ｍｓｅｃ）の可変長であり、１スロットの時間長は１．２５（ｍｓｅｃ）である。これにより、インナーループ制御は１スロット期間ごとに行なわれる。
【００３２】
また、上りリンクは、情報データ用チャネルＤＰＤＣＨ（Dedicated Physical Data Channel）と制御情報用チャネルＤＰＣＣＨ（Dedicated Physical Control Channel）とを有する。ここで、ＤＰＣＣＨに含まれるＰｉｌｏｔはパイロットビット（パイロットシンボル）を表し、フレームの種別に関する情報を表しており、上りチャネル，下りチャネル，ビットレート，シンボルレートおよび加入者ごとに割り当てられた異なるパターンが挿入されている。
【００３３】
ＴＦＣＩ（Transport Format Combination Indicator）は伝送速度に関する情報などを表し、通常２ビットであり、「11」又は「00」が、それぞれ、ＴＰＣコマンドのオンまたはオフを意味する。このＴＦＣＩのビット数は、４，８または１６の場合もあり、４ビットのときは「1111」，「0000」と表される。このビット長が長くなると、受信側におけるＴＰＣビットの検出が確実になる。
【００３４】
さらに、ＦＢＩ（FeedBack Information）は送信ダイバーシティに関する情報などを表す。なお、ＤＰＤＣＨおよびＤＰＣＣＨは、それぞれ、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調のＱ（Quadrature）成分とＩ（In-Phase）成分とにマッピングされて送信され、これにより、ＤＰＤＣＨがないときにもＤＰＣＣＨは時間的に連続して送信される。
【００３５】
（１−４）下りフレームフォーマット
図６は本発明の一実施形態に係る下りリンクのフレームフォーマット例を示す図である。この図６に示す下りリンクのフレーム（以下、下りフレームと称する。）長も、Ｗ−ＣＤＭＡ方式又はｃｄｍａ２０００方式にそれぞれ対応して１０（ｍｓｅｃ）又は最大２０（ｍｓｅｃ）である。ここで、ＴＰＣはインナーループ制御のためのフィードバック情報を含み、ＢＴＳにて設定される。
【００３６】
これにより、ＢＴＳは、ＭＳから送信されたＰｉｌｏｔについてＢＴＳにおける受信電力を測定し、このＢＴＳにおける受信電力と、ＭＳに対する目標受信電力閾値とを比較しＴＰＣコマンドを送信する。
（１−５）インナーループ制御
ＢＴＳ（図１参照）は、公衆網１０１側から送信された複数呼のそれぞれについてのデータを一次変調して無線信号に変換し、各ＭＳに異なる拡散符号を割り当てて得た拡散無線信号を送信する。一方、各ＭＳは、ＢＴＳによって自局以外の他のＭＳに送信された拡散無線信号を干渉ノイズとして受信する。従って、ＢＴＳはセル内の複数のＭＳのそれぞれと送信電力制御を行ない、これにより、他のＭＳの受信品質を劣化させないようにしている。この送信電力制御によって送受信可能なＭＳ数が増加し、また、移動通信システム１００のスループットも向上する。
【００３７】
（２）ＭＳ，ＢＴＳおよびＢＳＣにおける電力制御方法
（２−１）ＭＳにおける電力制御方法
図２は本発明の一実施形態に係る電力制御方法を説明するための図である。この図２に示すＭＳは、ゲイン調整部２０ａ，アップ／ダウンビット解読部２０ｂ，復号部２０ｃをそなえて構成されている。ここで、復号部２０ｃは、無線送受信部（図示省略）から出力されたフレームに含まれるＴＰＣなどの制御データおよび情報データを抽出して出力するものである。
【００３８】
アップ／ダウンビット解読部２０ｂは、復号部２０ｃから出力される制御データに含まれるＴＰＣ制御データが、送信電力アップ／送信電力ダウンのいずれかであることを解読し、その結果が送信電力アップの場合は、「送信電力アップ」をゲイン調整部２０ａに入力するとともに、その結果が送信電力ダウンの場合は、「送信電力ダウン」をゲイン調整部２０ａに入力するものである。ゲイン調整部２０ａは、アップ／ダウンビット解読部２０ｂから入力されたアップ又はダウンに基づいて送信電力をアップ／ダウンするものである。
【００３９】
（２−２）ＢＴＳにおける電力制御方法
ＢＴＳは、フレーム判定部３３，受信レベル測定部３０ｂ，目標受信電力保持部３３ｄ，設定値比較・アップ／ダウンビット設定部（以下、比較・設定部と称する。）３３ｃをそなえて構成されている。
フレーム判定部３３は、フレームの復調と、フレーム状態の測定・判定と、フレームレートの検出と、チャネル種別の識別との各機能を実現するものである。また、フレーム判定部３３が測定するフレーム状態（後述する平均ＳＥＲav）が、情報データおよびＣＲＣ判定結果とともに、ＢＳＣに送信され、ＢＳＣにおいて本発明の電力制御方法が実施される。
【００４０】
また、受信レベル測定部３０ｂは、フレーム判定部３３にて復調された受信フレームの受信電力値を測定するものである。
目標受信電力保持部３３ｄは、予め設定された閾値を保持するものである。
比較・設定部３３ｃは、受信レベル測定部３０ｂからの受信電力値と目標受信電力保持部３３ｄが保持する閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、ＭＳに送信するためのＴＰＣビットに電力値アップ又は電力値ダウンを表すコマンドを設定し、そして、そのコマンドを設定されたＴＰＣビットを下りフレームに挿入するものである。なお、目標受信電力保持部３３ｄおよび比較・設定部３３ｃは、送信部３５（図４参照）として機能する。
【００４１】
以下、これらの機能を図４により詳述する。
（２−３）ＢＴＳの構成
図４は本発明の一実施形態に係るＢＴＳのブロック図である。この図４に示すＢＴＳは、アンテナ部３１ａとフレーム判定部３３とをそなえるとともに、受信レベル測定部３０ｂ，目標受信電力保持部（目標値）３３ｄおよび比較・設定部３３ｃを有する上り送信電力制御部３４と、送信部３５とをそなえて構成されている。
【００４２】
（２−３−１）アンテナ部３１ａ
アンテナ部３１ａは、本実施形態における一例として、受信ダイバーシティ用の２本のアンテナを有する。１台のＭＳが送信した無線信号は、建物などによって反射され、マルチパスフェージングの信号としてこのアンテナ部３１ａに到来する。
【００４３】
（２−３−２）フレーム判定部３３の更なる説明
(i)フレームの復調機能
フレームの復調機能は、Ｒａｋｅ受信部３１ｂ，デインターリーバー３１ｃが協働することにより実現される。ここで、Ｒａｋｅ受信部３１ｂは、アンテナ部３１ａからのマルチパス信号を合成し逆拡散して受信データを出力し、また、上り送信電力制御部３４の受信レベル測定部３０ｂに対して受信レベル測定のためのデータを出力するものでもある。また、デインターリーバー３１ｃは、ＭＳのインターリーバー（図示省略）にてインターリーブされた無線データをデインターリーブするものである。
【００４４】
これにより、ＭＳからの無線信号は、Ｒａｋｅ受信部３１ｂにて、複数パス長の違いによって生じる時間と位相シフトとによって遅延した複数の無線信号の電力値が合成され、受信品質が改善される。
(ii)フレームレートの検出機能およびチャネル種別の識別機能
なお、フレーム判定部３３の出力側に設けられたレート検出・チャネル識別部３１ｊは、復調部３１ｅから出力された復調データに含まれるフレームレート情報を検出し、また、受信したフレームのチャネル種別を識別するものである。そして、このフレームレート情報とチャネル種別とが、制御情報として、主制御部（図示省略）に入力され、ＢＴＳ全体の動作が制御されるのである。
【００４５】
(iii)フレーム状態の測定・判定機能
本実施形態においては、畳み込み符号（Convolutional Code）を例として説明する。また、ターボ符号（Turbo Code）など他の誤り訂正符号でも同様に用いることができる。
フレーム状態の測定・判定機能は、ビターブ復号部３１ｄ，復調部３１ｅ，ＣＲＣ判定部３１ｆ，再畳み込み符号化部３１ｇ，遅延部３１ｈ，ＳＥＲ計数部３１ｉが協働することにより実現される。
【００４６】
ここで、ビタービ復号部３１ｄは、ＭＳにて畳み込み符号化されたデータを復号して復号データを出力するものであり、復調部３１ｅはビタービ復号部３１ｄから出力される復号データを復調するものであり、また、ＣＲＣ判定部３１ｆはビタービ復号部３１ｄから出力された復号データをＣＲＣ判定してＣＲＣＯＫ又はＣＲＣＮＧを出力するものである。
【００４７】
そして、再畳み込み符号化部３１ｇは、ビタービ復号部３１ｄからの出力データを再度、畳み込み符号化するものである。遅延部３１ｈは、ビタービ復号される前のデータを所定時間遅延して出力するものである。遅延時間は少なくとも再畳み込み符号化部３１ｇにおける処理が完了するまでの時間であり、ビタービ復号前と再畳み込み符号化後とのデータタイミングを調整するために用いられる。
【００４８】
また、ＳＥＲ計数部３１ｉは、１フレームごとに、ビタービ復号前の変調シンボル（以下、単にシンボルと称する。）とビタービ復号後のシンボルとを比較して、異なるシンボルの個数をカウントしてそのカウント値を、１フレームに含まれるシンボルのエラー個数（フレーム毎品質情報）として出力するものである。ここで、通信状態が最も理想的な場合には復号の前後でシンボルは同一なので、シンボルのエラー個数は０になる。環境の劣化に応じてシンボルエラー個数は増加する。このシンボルのエラー個数は１フレームごとにカウントして出力されるので、一個のＦＥＲ測定区間にて平均されたエラー個数の平均値として出力される。
【００４９】
図７（ｂ）は本発明の一実施形態に係るＦＥＲ測定区間を説明するための図である。この図７（ｂ）に示すＦＥＲ測定区間１は、ＳＥＲav、ＦＥＲreiを算出するための時間であり、ＦＥＲ測定区間１，２，…，（以下、図示省略）においてＳＥＲav、などが測定される。また、各ＦＥＲ測定区間１，２などは、それぞれ、フレーム１〜フレームＮ（Ｎは２以上の自然数を表す。）を有し、各フレーム１〜フレームＮの時間長は、いずれも、２０マイクロ秒（μＳ）であり、フレーム１〜フレーム１００の時間長は、２秒（Ｓ）を要する。そして、長区間収集の場合、ＳＥＲav，ＦＥＲreiは、各ＦＥＲ測定区間１，２，…中にて算出される。また、フレーム１００＋Ｎにおいては、ＦＥＲ測定区間はリセットされる。
【００５０】
(iv)平均ＳＥＲavの測定結果
図９は本発明の一実施形態に係る平均ＳＥＲavの測定結果の一例を示す図である。この図９に示す測定結果は、ＦＥＲ測定区間１〜ＦＥＲ測定区間１００の１００個のＦＥＲ測定区間のすべてについて、平均ＳＥＲavとＦＥＲrelとを記録したものである。ここで、ＢＳＣとＭＳとの間において呼が生起すると、ＢＳＣは、ＭＳからの無線データをバッファリングし、データが１個のＦＥＲ測定区間分だけ蓄積されると、ＦＥＲ測定区間１についての平均ＳＥＲavを測定し、例えば１０個と出力する。
【００５１】
同時に、ＢＳＣはＦＥＲ測定区間１を処理中に測定したＦＥＲrelを例えば０．１．０％と出力し、これらの測定データをＦＥＲ測定区間１と対応付けて記録する。そして、ＢＳＣは、ＦＥＲ測定区間２〜ＦＥＲ測定区間１００のすべてについてフレーム１と同様の処理を行なうのである。
なお、ＳＥＲは、シンボルエラーの個数のほかに、シンボルエラーレイト（シンボルエラーの発生個数／１フレーム分の全シンボル個数）を用いてパーセント％表示したものを使用してもよい。
【００５２】
これにより、デインターリーバー３１ｃ（図４参照）から出力されたデータは、ビタービ復号部３１ｄにて強力な誤り訂正が行なわれ、その誤り訂正されたデータは、復調部３１ｅにて復調された後、レート検出・チャネル識別部３１ｊにて所望のデータが検出される。また、ビタービ復号部３１ｄからのデータは、ＣＲＣ判定部３１ｆにてＣＲＣ判定され、そのＣＲＣ判定結果が、ＢＳＣに入力されて、ＦＥＲの計算に用いられる。
【００５３】
さらに、これにより、デインターリーバー３１ｃからの受信データは、遅延部３１ｈにて遅延された後にＳＥＲ計数部３１ｉに入力される。また、ビタービ復号部３１ｄにて復号された後に再畳み込み符号化部３１ｇにて再度符号化され、ＳＥＲ計数部３１ｉに入力される。そして、ＳＥＲ計数部３１ｉにて、シンボルエラー個数が、一個のＦＥＲ測定区間にて平均された平均ＳＥＲavとして出力されるのである。換言すれば、遅延部３１ｈと再畳み込み符号化部３１ｇとが、それぞれ、ビタービ復号部３１ｄの入力側，出力側にそれぞれ設けられ、ＳＥＲ計数部３１ｉにおいて、復号処理の前後における品質の差分がカウントされる。
【００５４】
このように、フレーム判定部３３は、ＭＳから送信されたフレームに含まれる情報データと、そのフレームについてのＣＲＣ判定結果（ＣＲＣＯＫ又はＣＲＣＮＧ）と、フレームごとの品質情報（フレーム毎品質情報）として収集する。
（２−３−３）上り送信電力制御部３４
次に、図４に示す上り送信電力制御部３４は、上りリンクの受信電力値と目標受信電力閾値とに基づいて、ＭＳに対して送信電力の制御を指示するものであって、受信レベル測定部３０ｂ，目標受信電力保持部（目標値と表示されたもの。）３３ｄ，比較・設定部３３ｃを有する。
【００５５】
（２−３−４）受信レベル測定部３０ｂ
受信レベル測定部３０ｂは、前記Ｒａｋｅ受信部３１ｂに接続され、例えば上りリンクに含まれるチャネルを用いて受信電力値を測定するものである。この受信電力値の測定方法は、上りリンクにおいて加入者ごとに割り当てられた各チャネルはＰｉｌｏｔを含み、また、ＭＳの通信中のチャネル（トラフィックチャネル：Ｔｃｈとも称する。）を含めた総電力は、Ｐｉｌｏｔの電力と一定比であり、かつ固定的である。このため、受信レベル測定部３０ｂは、Ｐｉｌｏｔを測定し、この測定したＰｉｌｏｔ電力を受信電力値として出力する。なお、他の測定方法を用いることも可能である。
【００５６】
（２−３−５）目標受信電力保持部３３ｄ
目標受信電力保持部３３ｄは、現在保持している目標受信電力閾値に、ＢＳＣから入力されたアップ又はダウンデータを加える又は差し引くものである。この目標受信電力閾値を用いて比較・設定部３３ｃにて受信電力と比較する。
（２−３−６）比較・設定部３３ｃ
比較・設定部３３ｃは、受信レベル測定部３０ｂからの受信レベルと目標受信電力保持部３３ｄにて設定された閾値とを比較して、受信レベルが大きい場合／小さい場合は、ＴＰＣビットを、それぞれ、ダウン／アップに設定するものである。
【００５７】
（２−３−７）送信部３５
次に、図４に示す送信部３５は、下りリンクのデータを変調し送信するものであって、ＣＲＣ挿入部３２ｂ，ビタービ符号化部３２ｃ，インターリーバー３２ｄ，送信部３３ｂをそなえて構成されている。ここで、ＣＲＣ挿入部３２ｂは下りリンクの各送信フレームについてＣＲＣビットを計算して挿入するものであり、ビタービ符号化部３２ｃはＣＲＣ処理されたデータを畳み込み符号化し、インターリーバー３２ｄは畳み込み符号化されたデータについてインターリーブするものであり、また、送信部３３ｂはインターリーブされたデータをＣＤＭＡ方式の無線信号に変換して出力するものである。なお、ＭＳは１台として説明する。
【００５８】
これにより、入力された情報データは、ＣＲＣ，ビタービ符号化，インターリーブの各処理が行なわれ、その各処理された情報データは送信部３３ｂにおいて、比較・設定部３３ｃから出力されたアップ又はダウンを示すＴＰＣビットを挿入され、そして、アンテナ部３１ａから出力されるのである。
また、ＢＴＳ（図２参照）は、ＭＳからの無線信号を復調してその復調データをＢＳＣに対して送信するとともに、ＢＳＣから入力された呼データを無線変調してＭＳに対して送信する。さらに、ＢＴＳは、ＭＳが送信した送信電力値の受信レベルを測定しその受信レベルとＢＳＣにより設定された目標値との比較結果に基づいて、ＴＰＣビットを設定し、ＭＳに対して情報データとＴＰＣビットを含む制御データとを送信する。これにより、上りリンクの送信電力制御を実施する。
【００５９】
（４）ＢＳＣにおける電力制御方法
図２に示すＢＳＣは、ＦＥＲ測定部（測定部）４０ａ，ＳＥＲ収集部（取得部）４０ｂ，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル（変換テーブル）４０ｃ，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄ，比較判定部４０ｅ，アップ／ダウン指示情報挿入部（目標受信電力アップ／ダウン指示挿入部）４０ｆをそなえて構成されている。
【００６０】
（４−１）ＦＥＲ測定部４０ａ
ＦＥＲ測定部４０ａは、ＦＥＲ測定区間におけるＦＥＲを測定するものである。さらに、ＦＥＲ測定部４０ａは、ＢＴＳからのＭＳが送信した情報データを公衆網１０１に対して送信する。
なお、ＦＥＲ測定部４０ａは、公衆網１０１側とのインターフェースに応じて情報データを所定のフォーマット処理する網側インターフェース部（図示省略）を有する。公衆網１０１は、例えば移動通信網，固定網（例えばWireless Local Loop）などであって、公衆網１０１とＢＳＣとの間におけるインターフェースはそれぞれ異なる。また、ＢＳＣは、音声通信又はパケット網などの異なる網へ接続される場合もある。従って、公衆網１０１とのインターフェースの規定に合致させる必要があり、ＢＳＣ内部の各装置（各ユニット）は、通信用途に応じて設けられることが好ましい。
【００６１】
（４−２）ＳＥＲ収集部４０ｂ
ＳＥＲ収集部４０ｂは、一定期間、ＢＴＳからのＳＥＲ値を収集し、一定期間における平均ＳＥＲavを出力する。
（４−３）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ
ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃは、ＦＥＲ測定部４０ａにて測定されたＦＥＲと、ＳＥＲ収集部４０ｂにて取得された平均フレーム品質情報とを対応付けて保持するもの（例えばメモリ）であり、入力された平均ＳＥＲavに対応する推定ＦＥＲを出力する。
【００６２】
（４−４）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄ
ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄは、ＦＥＲ測定部４０ａから出力されたＦＥＲに基づいてＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成するものである。
（４−５）比較判定部４０ｅ
比較判定部４０ｅは、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃから出力された推定ＦＥＲと、目標ＦＥＲとを比較してＢＴＳに保持されている目標受信電力閾値をアップ又はダウンする指示を出力するものであり、アップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆは、比較判定部４０ｅからの指示に基づいて、ＢＴＳに保持された受信電力閾値をアップ又はダウンする指示を挿入するものである。そして、比較判定部４０ｅとアップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆとが協働することにより、送信電力制御部（４０ｅ，４０ｆ）として機能し、ＳＥＲ収集部４０ｂにて得られたＳＥＲに対応する推定ＦＥＲをＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃから推定し、推定ＦＥＲと予め保持した目標ＦＥＲとに基づいて目標受信電力閾値を制御することにより送信電力を制御する。従って、アウターループ制御が実施される。
【００６３】
（４−６）送信電力制御装置１
また、図２に示すＦＥＲ測定部４０ａ，ＳＥＲ収集部４０ｂ，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ，比較判定部４０ｅ，アップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆが協働することにより、送信電力制御装置１として機能する。
（５）従来の電力制御方法
また、図３は従来の電力制御方法を説明するための図である。この図３に示すＢＴＳのフレーム判定部３０ａ′は、ＣＲＣＯＫ又はＣＲＣＮＧのみを判定し、その判定結果をＢＳＣに出力する。さらに、ＢＳＣのうちのＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃとＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄとがいずれも設けられておらず、アウターループ制御は、ＣＲＣＮＧをカウントして得たＦＥＲ測定によって得られたＦＥＲを用いて行なわれる。なお、これら以外のもので上述したものと同一のものあるいは同様の機能を有する。
【００６４】
さらに詳述すると、従来のアウターループ制御は、ＭＳから受信したフレームは、ＢＴＳにおいて、ＣＲＣ判定され、その判定された結果のＣＲＣＯＫ又はＣＲＣＮＧがＢＳＣにて収集される。そして、ＢＳＣのＦＥＲ判定部４０ａにてＦＥＲが得られ、比較判定部４０ｅにて、得られた測定ＦＥＲと目標ＦＥＲとが比較される。ここで、比較判定部４０ｅは、測定ＦＥＲが目標ＦＥＲよりも低い場合は、ＢＴＳにて設定されている目標受信電力値が「高い」と判定し、ＢＴＳに対して目標電力値をダウンするように指示する。これに対して、測定ＦＥＲが目標ＦＥＲよりも高い場合は、比較測定部４０ｅは、「送信電力の不足」と判定し、ＢＴＳに対して目標受信電力値をアップするように指示する。
【００６５】
（６）本発明の電力制御方法
図２に示すＭＳ，ＢＴＳおよびＢＳＣにおけるアウターループ制御を用いて、本発明の電力制御方法は、次の（６−１）〜（６−４）に示すように実施される。
（６−１）ＢＴＳは、呼が生起すると、各フレームのＳＥＲを測定し、また、フレームのＣＲＣ判定（ＣＲＣＯＫ又はＣＲＣＮＧ）を行ない、測定ＳＥＲ値とＣＲＣ判定結果をＢＳＣに送信する。
【００６６】
（６−２）ＢＳＣのＳＥＲ収集部４０ｂは、測定したＦＥＲ測定区間内に収集したフレームのＳＥＲを平均する。すなわち、ＳＥＲ収集部４０ｂは、複数の無線フレームの品質情報ＳＥＲと、実際に得られたＦＥＲとを統計情報として収集し、収集した一定期間内のＳＥＲ値についての平均ＳＥＲを計算し、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄにその平均ＳＥＲavを入力する。換言すれば、ＳＥＲ収集部４０ｂは、複数のＳＥＲの統計情報に基づいて複数のＳＥＲを平均して得た平均ＳＥＲavを取得するのである。また、ＦＥＲ測定部４０ａは、上記区間内のＦＥＲを測定し、ＦＥＲrelとして、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄに出力する。
【００６７】
（６−３）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄは、測定により得た推定ＦＥＲと、平均により取得した平均ＳＥＲavとを対応付けて保持するＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成又は更新し、さらに、測定により得たＳＥＲに対応する推定ＦＥＲをＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃから推定する。
（６−４）比較判定部４０ｅは、計算されたＦＥＲrelと目標ＦＥＲとを比較し、推定ＦＥＲが目標ＦＥＲよりも小さい場合は、ＢＴＳにおける目標受信電力値が大きいと判定し、目標受信電力値を低い値に更新するとともに、推定ＦＥＲが目標ＦＥＲよりも高い場合は目標受信電力値が小さいと判定しその目標受信電力値を高い値に更新する。そして、アップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆは、この比較結果に基づいて、ＢＴＳが保持する目標受信電力値のアップ／ダウン指示をＢＴＳに送信する。すなわち、送信電力制御部（４０ｅ，４０ｆ）が、推定ＦＥＲと予め保持した目標ＦＥＲとに基づいて送信電力制御を行なうのである。
【００６８】
このように、アウターループ制御が実施され、迅速な送信電力制御が可能になる。
（７）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃの作成方法
（７−１）使用するデータ
図３に示すＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄは、ＢＴＳから送信されるＳＥＲとＢＳＣにてカウントされるＦＥＲとを収集する。ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄが使用するデータは、次の（Ｘ１）〜（Ｘ５）である。ここで、ｎは２以上の自然数を表す。
【００６９】
（Ｘ１）ＳＥＲｎ：ｎフレーム目のＳＥＲ（シンボルエラー数）
（Ｘ２）Ｎ：ＦＥＲ推定期間内のＣＲＣＯＫの受信フレーム数
（Ｘ３）Ｃ：ＦＥＲ推定期間内のコラプトフレーム数
（Ｘ４）Ｔ：ＦＥＲ推定時間（例：２［ｓｅｃ］）
（Ｘ５）Ｇ：ＦＥＲ推定期間内のＣＲＣＮＧフレーム数
（７−２）測定ＳＥＲ値の計算例
ここで、ＣＲＣＯＫフレームおよびＣＲＣＮＧフレームは、それぞれ、ＣＲＣ判定によりＣＲＣＯＫ又はＣＲＣＮＧとなった受信フレームを表す。コラプトフレームとは相手装置がデータを送信しているにもかかわらず、何のデータも受信できなかったフレームを表し、ＣＲＣＮＧと受信レベルとに基づいて判定されるようになっている。また、ＣＲＣＮＧフレームおよびコラプトフレームは、いずれも、フレームエラーとしてカウントされる。
【００７０】
ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄは、コラプトフレームが発生した時のエラー個数をＳＥＲｍａｘとして固定し、また、このときのＴ時間内のＳＥＲの全個数を式（Ｚ２）を用いて計算する。ここで、＊，Σは、それぞれ、乗算，１からｎまでの総和をそれぞれ表す。
ＳＥＲの全個数＝ΣＳＥＲｎ＋ＳＥＲｍａｘ＊Ｃ …（Ｚ２）
従って、ＢＳＣがＴ時間内に受信したフレームごとの平均ＳＥＲavは、式（Ｚ３）のようにして計算される。
【００７１】
平均ＳＥＲav＝（ΣＳＥＲｎ＋ＳＥＲｍａｘ＊Ｃ）／（Ｎ＋Ｃ＋Ｇ）…（Ｚ３）
となる。
また、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄは、この計算とともに、ＦＥＲ推定期間内に得られたＣＲＣＮＧフレーム数，受信フレーム数およびコラプトフレーム数を用いて実際のＦＥＲrelを式（Ｚ４）のようにして計算する。
【００７２】
ＦＥＲrel＝（Ｃ＋Ｇ）／（Ｎ＋Ｃ＋Ｇ） …（Ｚ４）
この平均ＳＥＲavとＦＥＲrelとをプロットすることにより、図７（ａ）に示す伝搬環境Ａ，Ｂ，Ｃに応じて各々異なるＳＥＲ／ＦＥＲ変換グラフ（３種類の直線）が得られる。この図７（ａ）に示すＳＥＲ／ＦＥＲ変換グラフは、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃに保持された平均ＳＥＲavデータとＦＥＲrelデータとの対応関係を説明するためのものであって、伝搬環境Ａ，Ｂ，Ｃによって異なる３種類の直線Ａ，Ｂ，Ｃを有する。
【００７３】
そして、ＢＳＣ（図３参照）のＳＥＲ収集部４０ｂが、例えばα（平均ＳＥＲav）をＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃに入力すると、ＦＥＲとして縦軸β％を得られるようになっている。すなわち、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃは、ルックアップメモリとして機能しており、ＳＥＲ収集部４０ｂがアドレスをこのルックアップメモリに入力することにより、適切なＦＥＲを直ちに得られる。
【００７４】
従って、ＦＥＲを得るための測定時間は大幅に短縮又は省略されて、きわめて高速に無線品質に適応した電力制御が可能となる。そして、この図７（ａ）に示す平均ＳＥＲavが０に近いときはＦＥＲも０に近くなり、また、平均ＳＥＲavが大きくなるとＦＥＲも直線的に増加する。
図７（ａ）に示す直線Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ、平均ＳＥＲav／ＦＥＲの関係が異なる。伝搬環境は、都市部又は郊外部，高層ビル，山など周囲の環境であって、これらの周囲の環境によって伝搬特性は変化する。
【００７５】
これにより、ＢＳＣは、一定期間内に得られたＳＥＲおよびＦＥＲより図７（ａ）に示す（α，β）に相当するデータペアを生成し、その生成したデータペアによりＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成又は更新する。
さらに、伝搬環境が時間的に変化する場合が考慮されており、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃが、時間帯に応じてＦＥＲと平均ＳＥＲavとを更新されるようになっている。ＳＥＲ収集部４０ｂは、実際のＦＥＲrelを統計情報として収集し、定期的にこのテーブルを更新し、これにより、通信時間帯又は伝搬環境の変化に応じて最適化されたデータが得られる。
【００７６】
（７−３）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃの作成フローチャート
図８は本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃの作成方法を説明するためのフローチャートである。まず、呼が生起すると（ステップＦ１）、ＳＥＲとＦＥＲとの測定が開始される（ステップＦ２）。そして、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄは、平均ＳＥＲavを計算し（ステップＦ３）、ＦＥＲrelを計算する（ステップＦ４）。
【００７７】
次に、ＦＥＲrelが、０．５（％），１．０（％），１．５（％）であるときは（ステップＦ５，Ｆ６，Ｆ７）、それぞれ、ＦＥＲrelが０．５（％），１．０（％），１．５（％）になった回数をインクリメントする（ステップＦ８ａ，Ｆ８ｂ，Ｆ８ｃ）。なお、ＦＥＲrelが２．０（％）以上であるときにＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃが必要な場合は、それ以上のＦＥＲrelを計算して得るようにする。
【００７８】
そして、これらの後、一定時間が経過した後であるか否かが判定され（ステップＦ９）、経過しているときはＹｅｓルートを通り、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃは各ＦＥＲrelにおける平均ＳＥＲavを作成する（ステップＦ１０）。一方、ステップＦ９において、一定時間が経過していない間はＮｏルートを通り、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃおよびＦＥＲ測定部４０ａ，ＳＥＲ収集部４０ｂは、いずれも、ステップＦ１からの処理を再度行なう。
【００７９】
また、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃの作成方法は、まず、ＢＳＣが、ｋ番目（ｋは２以上の自然数を表す。）に接続された呼のＦＥＲを測定し、測定したＦＥＲをＦＥＲrelとする。そして、ＢＳＣは、ｋ番目に接続された呼の平均ＳＥＲavを計算する。ここで、計算された平均ＳＥＲ値を平均ＳＥＲavとする。さらに、ＢＳＣは、複数の呼データを取得しグラフにプロットする。そして、ＢＳＣは、平均ＳＥＲavを表す個数とこの平均ＳＥＲavが生成したときのＦＥＲrelの発生回数とを対応付けて保持したＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成する。
【００８０】
（Ｙ１）短時間にＦＥＲを推定する手段として、フレーム品質情報を一定期間収集し、その平均値とＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成し、それを用いてＦＥＲを推定する。推定されたＦＥＲは目標ＦＥＲと比較し、目標ＦＥＲより推定値が低い場合は、インナーループの目標受信電力値を低い値に更新し、推定値が高い場合は、目標受信電力値を高くなるように更新させる。
【００８１】
（Ｙ２）上記（Ｙ１）でＦＥＲ推定値を０．１％などの小さい値を短時間で推定させるために、フレーム品質情報と実際のＦＥＲrelをアウターループ制御とは別にＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ作成用に長期間収集し、測定されたＦＥＲごとのフレーム品質情報の平均値分布を作成する。そして、これにより、計算された平均値分布に基づいて、フレーム品質情報とＦＥＲとの変換のためのテーブルが作成される。
【００８２】
（Ｙ３）上記により、短時間の測定区間でＦＥＲ＝０．１％精度のＦＥＲ推定が可能となる。
（Ｙ４）また、（Ｙ２）のＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ作成を定期的に行なうことにより、伝搬環境が変化した場合にＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを自動更新することができる。時間帯により伝搬環境が異なるセル環境において、かつセルごとにＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを伝搬環境の変化に応じて自動更新可能であり、時間帯ごとに適切な電力配分が可能となる。
【００８３】
（７−４）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ作成のためのデータ処理方法
次に、図９〜図１３を用いて、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃの詳細なデータ処理方法について説明する。
図９に示す平均ＳＥＲavの測定結果の一例を参照すると、ＦＥＲ測定区間１〜ＦＥＲ測定区間１００の１００個のＦＥＲ測定区間１〜１００について、それぞれ、平均ＳＥＲavとＦＥＲrelとが記録されている。この図９に示す一個のＦＥＲ測定区間が、例えば２００個のシンボルを含む場合は、全部で２００００個のシンボルについて測定することになる。ＦＥＲ測定区間１のうちの平均ＳＥＲavは１０個であり、また、ＦＥＲ測定区間１のＦＥＲrelは１．０（％）である。
【００８４】
そして、ＳＥＲ収集部４０ｂが、複数の異なるＦＥＲのそれぞれについて、ＦＥＲ測定区間番号と、そのＦＥＲ測定区間番号に対応するＦＥＲ測定区間における平均ＳＥＲavとに基づいて以下に述べる平均値分布を作成し、平均値分布に基づいて平均ＳＥＲavを取得する。
なお、ＦＥＲ測定区間数および一個のＦＥＲ測定区間当たりのシンボル数は、これらの値に限定されるものではなく、変調方式およびデータレートの変動などによって種々変更でき、また、平均ＳＥＲavは「個数」によりデータを出力する代わりに、「レート」によるデータを出力することもできる。
【００８５】
これらのデータの精度は、実験又はシミュレーションなどにおいてサンプル数を増やすことによって向上する半面、測定区間が長くなるのでＭＳの動きに迅速に対応する情報を得ることが困難になる。従って、データ精度と伝搬環境の更新頻度とは、相互に相補的になっている。
（７−５）データ並び替え処理
図１０は本発明の一実施形態に係る平均値分布用のデータ並び替え結果を示す図であり、ＦＥＲrelの測定値Ｘについてその測定値Ｘが得られたＦＥＲ測定区間番号Ｙと、このＹに含まれるＦＥＲ測定区間についての平均ＳＥＲavとの関係が表示されている。ＦＥＲrelが１（％）について、１（％）と計算されたＦＥＲ測定区間番号は、１，３，５，１１，１２，１５，１６，１９，２０，２１，…，９９である。これらのＦＥＲ測定区間番号の平均ＳＥＲavはそれぞれ、１０，２０，１０，…，である。
【００８６】
（７−６）平均値の取得
図１１は本発明の一実施形態に係る平均ＳＥＲavの分布図である。この図１１に示す横軸は平均ＳＥＲav（個）であり、また、縦軸はその平均ＳＥＲavについての頻度又は回数（回）である。図１０に示すＦＥＲrelが例えば１．０％のときのＺに含まれる５，１０，１５，２０，２５，３０（個）がプロットされている。そして、ＳＥＲ収集部４０ｂは、この図１１に示す分布により、ＦＥＲrelが１．０％のときは、平均ＳＥＲavは１５（個）と判定するのである。なお、この図１１に示す平均ＳＥＲavの分布図をスムーズにしたものを図１２（ｂ）に示す。
【００８７】
同様に、ＦＥＲrelが０．５％又は２．０％などの各場合についても、同一の方法を用いることにより、例えば図１２（ａ），図１２（ｃ）に示すような分布が得られる。すなわち、ＳＥＲ収集部４０ｂが、ＦＥＲ測定部４０ａにて測定された複数の異なるＦＥＲのそれぞれについて、１００個のＳＥＲの平均値分布に基づいて平均ＳＥＲavを取得するようになっている。そして、これらの図１２（ａ）〜図１２（ｃ）に示す各分布形状について平均値を取得することにより、ＦＥＲrelが、０．５％，１．０％および１．５％の各場合における平均ＳＥＲavは、それぞれ、７，１５および２３個と判定されるのである。
【００８８】
このように、接続された呼ごとにＦＥＲrel値を測定することは、目標ＦＥＲの近辺に集まるが、分布作成の過程において得られたＦＥＲrel値は目標ＦＥＲの近辺に分布する。
次に、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃは、これらのＦＥＲrelごとの平均ＳＥＲavを集計して、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線（ＳＥＲ／ＦＥＲ回帰直線）を作成する。
【００８９】
（７−７）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線
図１３は本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線を説明するための図である。そして、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃは、平均ＳＥＲav（個）と、ＦＥＲrel（％）が０．５〜１．５％とのそれぞれにおいて、対応付けてプロットすることによって、近似的なＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線が得られる。そして、これにより、平均ＳＥＲavと測定ＦＥＲrelとが相互に変換され、また、随時、平均ＳＥＲavから目標ＳＥＲが推定されるので、高速なデータ処理に使用できる。
【００９０】
ここで、従来の技術を用いると、一個のＦＥＲ測定区間すべてを受信してＦＥＲの計算が終了するまでの間は、ＢＳＣは、既に記録したＦＥＲを更新することはできなかった。これに対して、本発明は、平均ＳＥＲavの元となるＳＥＲの計算時間がＦＥＲの更新計算よりも早いことを利用するので、極論すれば１フレームの受信中においても、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換が可能である。
【００９１】
さらに、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃについては、実際に使用するＦＥＲ近辺の情報が存在すればよく、使用しないＦＥＲ近辺の値については、得られた情報に基づいて内挿又は外挿などの推定直線を用いて、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成することができる。
従って、本発明の電力制御方法は、ＢＴＳが、例えば１００個のＳＥＲとしてシンボル誤り個数又はシンボル誤り個数に起因するＦＥＲ（比率）を用いるように構成されている。まず、ＢＴＳが、ＦＥＲと複数のシンボル誤り個数とを測定し、測定した複数の異なるＦＥＲのそれぞれを得たＦＥＲ測定区間番号を取得し、次に、取得した複数のＦＥＲ測定区間番号のそれぞれにおける複数の平均シンボル誤り個数の出現個数により表された分布に基づいて、複数の第２の平均シンボル誤り個数を取得し、そして、測定により得たＦＥＲと、第２の平均シンボル誤り個数とを対応付けたＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成する。
【００９２】
このように、移動通信システム１００におけるアウターループ制御方法は、受信側のＢＴＳおよびＢＳＣが、フレーム品質情報とＦＥＲとを統計情報を用いて収集し、その収集した情報に基づいて平均値分布を作成し、この平均値分布からＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを生成する。また、このＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃは、セルごとに異なる伝搬環境の状態に応じて作成される。
【００９３】
これにより、短時間でＦＥＲ推定値が得られ、また、精度の高いＦＥＲによってインナーループ制御の目標受信電力値が更新される。
なお、テーブルの作成は、種々変形した形で実施してもよい。
（８）ＦＥＲ精度の向上のための変形例
送信電力制御装置１（図２参照）は、長期間測定しているため、短時間に伝搬環境が変動し、分布図を作成するためのデータ要素が誤差を生じてくる。得られた数値について正規分布又は正規分布以外の他の確率密度関数（ＰＤＦ：Probably Density Function）の標準偏差又は分散値を考慮してＳＥＲを決定してもよい。
【００９４】
図１４は本発明の変形例に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線を説明するための図である。この図１４に示す縦軸のＦＥＲrel１〜ＦＥＲrel３の範囲を０．１％ステップの細かい集計にすることにより、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃの精度が向上する。
従って、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換が高速に行なえ、かつ高い精度のデータを得られる。このように、ＢＴＳは、計算して得たデータを用いてＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成し、アウターループ制御を高速に行なえる。
【００９５】
（９）ハンドオフ時のアウターループ制御のための変形例
（９−１）ハードハンドオフおよびソフトハンドオフ
次に、ハンドオフ時のアウターループ制御について説明する。ハンドオフは、ＭＳが移動しているときに、ＭＳが接続しているＢＴＳ（以下、ハンドオーバ元のＢＴＳ［Source BTS］と称する。）を、他のＢＴＳ（以下、ハンドオーバ先のＢＴＳ[Target BTS]と称する。）に変更する機能である。ＭＳは、ハンドオフにより、ハンドオーバ元のＢＴＳから離れたときに、隣接するハンドオーバ先のＢＴＳと通話を続けることができる。
【００９６】
ここで、ソフトハンドオフとは、ＢＳＣが、ＭＳとハンドオーバ元のＢＴＳとの間の無線リンクを切断せずに、ハンドオーバ先のＢＴＳから同一データを送信し、いったん、ＭＳがハンドオーバ元のＢＴＳとハンドオーバ先のＢＴＳとの双方と通信するようにし、その後、ＭＳがハンドオーバ先のＢＴＳのサポート範囲に移動したときに、ハンドオーバ元のＢＴＳとの無線リンクを切断するものであって、呼切断が少なく、品質の高い通話が確保される。ソフトハンドオフの一例は、移動通信システム１００にて、ＭＳが通信中のＢＴＳがサポートするセルの境界付近に移動したときに、ＭＳが通信中のＢＴＳとその通信中のＢＴＳとは異なる他のＢＴＳとの双方から同一の無線信号を同時に受信し、これらの無線信号をフレームごとに選択合成して、高い品質を維持した状態でハンドオーバを行なう。
【００９７】
（９−２）移動通信システムの構成
図１５は本発明の変形例に係る移動通信システムの構成図であって、この図１５に示す移動通信システム１００ａは、ハンドオーバ元のＢＴＳ１とハンドオーバ先のＢＴＳ２とこれらの上位装置である２ｎｄＢＳＣ（第２ＢＳＣ：ＢＳＣ２）とを有する。これ以外のもので、上述したものと同一のものあるいは同様の機能を有する。
【００９８】
この図１５に示すＭＳは、ＢＴＳ１のサービス圏内のセルにおり、ＢＴＳ１と通話している。そして、ＭＳは、ＢＴＳ２のサービス圏内のセルに移動している。
ここで、２ｎｄＢＳＣは、ＢＴＳ１又はＢＴＳ２からの受信データがハンドオフ中のＭＳから送信されていることを検出すると、その受信データをＦＥＲ測定部４０ａとＳＥＲ収集部４０ｂとに書き込み可能である。この２ｎｄＢＳＣは、フレーム選択部４１，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄ′，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′，アップ／ダウン指示情報挿入部（目標受信電力アップ／ダウン指示情報挿入部）４０ｆ′をそなえて構成されている。そして、図１５に示すＦＥＲ測定部４０ａ，ＳＥＲ収集部４０ｂ，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′，比較判定部４０ｅ，アップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆが協働することにより、送信電力制御装置１′として機能する。
【００９９】
このフレーム選択部４１は、２ｎｄＢＳＣの最前段に設けられ、復調データを公衆網１０１に出力するとともに、ＢＴＳ１，ＢＴＳ２のそれぞれから同一時刻に送信されるフレームの各ＳＥＲを比較し、このうちのＳＥＲ値が小さい（品質のよい）フレームを選択し、その選択したフレームをＦＥＲ測定部４０ａおよびＳＥＲ収集部部４０ｂに入力するものである。
【０１００】
また、フレーム選択部４１は、フレームを選択したときに、選択したＢＴＳがＢＴＳ１又はＢＴＳ２のいずれかであるかに関する情報を記憶するための保持部（選択情報保持部）４１ａを有する。この保持部４１ａは、例えば、ＭＳとそのＭＳに割り当てた符号とを対応づけて保持する。
次に、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄ′は、ＦＥＲ測定部４０ａ，ＳＥＲ収集部４０ｂの出力側に設けられ、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄと同一の機能を有し、ＢＴＳ１，ＢＴＳ２を含む複数のＢＴＳごとにＳＥＲおよびＦＥＲを記録する機能をも有する。また、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′は、伝搬環境の異なる複数のセルごとに設けられ複数のセルごとに別個に更新されるようになっている。ここで、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′は、時間帯に応じてＦＥＲと平均ＳＥＲavとを更新されるように構成されてもよく、このようにすれば、伝搬環境に応じた適切なＦＥＲが得られる。
【０１０１】
さらに、アップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆ′は、公衆網１０１からＢＴＳ１およびＢＴＳ２に対して送信された呼データを受信し所定のＴＰＣコマンドをＭＳに対して送信するフレームに挿入するものである。そして、比較判定部４０ｅとアップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆ′とが協働することにより、ＦＥＲ測定部４０ａにて得られたＳＥＲに対応する推定ＦＥＲをＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′から推定し、推定ＦＥＲと予め保持した目標ＦＥＲとに基づいて送信電力を制御する送信電力制御部（４０ｅ，４０ｆ′）として機能する。
【０１０２】
これにより、２ｎｄＢＳＣは、ＢＴＳ１およびＢＴＳ２からの復調データについて上りの有線回線を介して入力される。また、２ｎｄＢＳＣは、公衆網１０１側にて発生した呼を、予めＭＳから送信されたＭＳ自身の位置登録データに基づいて、ＭＳが属するセルのＢＴＳ１又はＢＴＳ２に対してその呼データを出力するようになっている。
【０１０３】
（９−３）動作説明
このような構成によって、ＢＴＳ１，ＢＴＳ２について別々のＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′を有している状態においてＢＴＳ１，ＢＴＳ２との間でソフトハンドオフが発生した場合のアウターループ制御について説明する。なお、以下の説明においては、ＢＴＳ１，ＢＴＳ２は、それぞれ、ハンドオーバ元、ハンドオーバ先とする。また、一例としてＢＴＳ１およびＢＴＳ２のＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′の内容が、それぞれ、例えば図１６に示す２本の直線により表されている。なお、実線はＢＴＳ１を、点線はＢＴＳ２をそれぞれ表す。
【０１０４】
最初に、ＭＳがＢＴＳ１とのみ呼接続しているときは、２ｎｄＢＳＣは、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′のうちのＢＴＳ１の部分を参照し、ＦＥＲを推定しているものとする。この状態において、ＭＳの移動により、ＢＴＳ２がソフトハンドオフして追加されると、２ｎｄＢＳＣは、ＢＴＳ１およびＢＴＳ２から異なるＳＥＲ情報と異なるＣＲＣ判定結果（ＣＲＣＯＫ／ＣＲＣＮＧ）とを得る。
【０１０５】
（Ｗ１）フレーム選択部４１は、ＢＴＳ１およびＢＴＳ２から同時刻に送信される２個のフレームのＳＥＲ情報を比較し、品質のよい（ＳＥＲ値が小さい）フレームを選択し、また、選択したフレームがＢＴＳ１又はＢＴＳ２のいずれかにより送信されたかについての情報を記憶する。
（Ｗ２）２ｎｄＢＳＣの送信電力制御部（４０ｅ，４０ｆ′）は、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′をＦＥＲ推定のために選択して使用する。ここで、送信電力制御部（４０ｅ，４０ｆ′）は、異なるＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′を設けた複数のセル間において移動局がソフトハンドオフしているときに複数のセルにおける品質に応じてソフトハンドオフ時の推定ＦＥＲを推定する、具体的には、フレーム選択部４１は、例えばＢＴＳ１側のフレームが良好と判定し、ＢＴＳ１が良好なフレームを多数受信すると認識し、これにより、ＢＴＳ１を選択する。そして、ＳＥＲ収集部４０ｂは、良好と判定されたＢＴＳ１側のフレームのみを用いて平均ＳＥＲavを計算し、ＢＴＳ１のＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′を用いてＦＥＲ推定する。この理由は、伝搬環境について、一方のパスの状態はよく、他方のパスの状態が悪い状態なので、パスの状態のよいＢＴＳ１のＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′に従ったほうがよいからである。
【０１０６】
（Ｗ３）選択されたフレームがほぼ同数であった場合、ＢＴＳ１，ＢＴＳ２は、ともに品質状態が拮抗しており、ハンドオフゲインを得られやすい状態である。従って、ＢＴＳ１，ＢＴＳ２ごとにＳＥＲ／ＦＥＲ変換を実施し、その結果がともに送信電力アップのときはアップ指示を出力し、また、送信電力ダウンのときはダウン指示を出力する。ここで、アップ／ダウンが異なる場合は、現状維持（又はアップ，ダウン指示のどちらかでもよい。）とする。
【０１０７】
（Ｗ４）次に、ＭＳは受信ＳＩＲを測定し，その結果に基づくＴＰＣ情報をＢＴＳ１に送信すると、ＢＴＳ１はそのＴＰＣ情報に基づいて送信電力を増減する。
さらに詳述すると，ＭＳは、受信フレームについてＣＲＣ判定を行ない、このＣＲＣ判定による誤り率が基準値以下となる受信電力値を測定する。そして、ＭＳは、この測定受信電力値を目標受信電力値と決定し、６６６（μｓｅｃ）又は１．２５ミリ秒（ｍｓｅｃ）など固定周期ごとに測定受信電力値と目標受信電力値とを比較し、その結果をＢＴＳ１に送信する。
【０１０８】
（Ｗ５）ここで、この測定方法を実施するためには、予め決定された最適な時間以下で受信電力値を測定することが好ましい。ソフトハンドオフ時のアウターループ制御について図１５に示す。
（１０）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′作成の具体例の説明
（１０−１）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換処理システム（処理系）の構成
図１７は本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換処理システムの構成図である。この図１７に示すＳＥＲ／ＦＥＲ変換処理システム８０は、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換を実証し、検討するためのものであって、ＳＥＲ発生装置（信号発生部）８０ａ，平均値計算部（５０フレーム平均値計算部）８０ｂ，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル８０ｃをそなえて構成されている。
【０１０９】
ＳＥＲ発生装置８０ａは、所望のＳＥＲ値を連続的に出力可能な信号処理装置であり、平均値計算部８０ｂは、連続的に入力されるＳＥＲ値を平均して５０フレームについての平均ＳＥＲavを計算し８ビットデータとして計算した平均ＳＥＲavを出力するものであり、また、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル８０ｃは、８ビットの平均ＳＥＲavを入力されて、ＦＥＲを出力するものである。
【０１１０】
なお、上記実施形態は、以下に示す数値などに限定されるものではない。
（１０−２）ＳＥＲ標準偏差（σ）の推定
ＳＥＲに対するＳＥＲ−σを推定する。ＳＥＲ平均値（μ）と、ＳＥＲ標準偏差（σ）の測定結果と、これらの値，測定結果を以下に示す推定式（Ｚ５）を用いて計算した結果とをそれぞれ図１８に示す。
【０１１１】
ｌｎ（ＳＥＲ−σ）＝０．３５０×（ｌｎ（ＳＥＲ−μ）＋１．３８）−２．６０
…(Ｚ５）
ここで、ｌｎ（ｘ）は自然対数を表し、ｌｎ（ＳＥＲ−α）が、ＳＥＲ標準偏差（σ）に対応する。
【０１１２】
（１０−３）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ（４０ｃ′）の一例
図１９（ａ）および図１９（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ（４０ｃ′）の第１例および第２例を示す図であり、図１９（ａ）に示す値は測定して得られた値であり、図１９（ｂ）に示すそれはシンボルエラー数を測定して得られた値である。なお、Ｅｂ／Ｎ０とは、情報ビット当りのエネルギーを表し両側電力スペクトル密度がＮ０のＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise：線形加算可能な白色ガウス雑音）を考慮したことを示す。
【０１１３】
このようにして、本発明の電力制御方法によれば、ＭＳは他のＭＳの送信電力による干渉を防止され、高い伝送品質を維持できる。
そして、このようにして、距離，地形又は雑音源などに依存せずに、すべての移動体における受信信号強度が一定になるように動作する。また、更新周期が迅速であり、また、電力制御用のデータ信号の分解能を比較的高いレベルに維持することができる。
【０１１４】
（Ｂ）その他
本発明は上述した実施態様およびその変形例に限定されるものにおいては、なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
ＦＥＲを推定するために、無線フレーム品質情報をＦＥＲに変換するためのテーブルは、ＢＴＳ装置に設けてもよい。例えば、下りリンク電力制御において、ＭＳ又はＢＴＳ（ＢＴＳ１，ＢＴＳ２）が、前記の各機能を所持し、下りリンクの電力制御を実施することもできる。
【０１１５】
産業上の利用可能性
以上詳述したように、本発明の送信電力制御装置，移動通信システムおよび電力制御方法によれば、フレーム誤り率が所定区間収集されて平均値分布が生成され、この分布に基づいて、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブルが作成され、短時間の測定時間で精度の高いフレーム誤り率を得られる。従って、アウターループ制御およびインナーループ制御において、移動局は短時間で精度の高いフレーム誤り率を推定でき、これにより、無線リンクにおける短時間の変動に追従でき、また、基地局は目標受信電力値の更新の指標となるフレーム誤り率を迅速に測定できるようになる。そして、ＦＥＲ値を低く設定し、かつ目標受信電力値の更新周期を早くすることにより、再送回数が減少してスループットが向上する。さらに、高い通信品質が維持され、高速データ通信が可能となり、また、アウターループ制御により、ハンドオフがスムーズに行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る移動通信システムの構成図である。
【図２】 本発明の一実施形態に係る電力制御方法を説明するための図である。
【図３】 従来の電力制御方法を説明するための図である。
【図４】 本発明の一実施形態に係るＢＴＳのブロック図である。
【図５】 本発明の一実施形態に係る上りリンクのフレームフォーマット例を示す図である。
【図６】 本発明の一実施形態に係る下りリンクのフレームフォーマット例を示す図である。
【図７】 （ａ）は本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル部によって作成されたグラフであり、（ｂ）は本発明の一実施形態に係るＦＥＲ測定区間を説明するための図である。
【図８】 本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブルの作成方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】 本発明の一実施形態に係る平均ＳＥＲavの測定結果の一例を示す図である。
【図１０】 本発明の一実施形態に係る平均値分布用のデータ並び替え結果を示す図である。
【図１１】 本発明の一実施形態に係る平均ＳＥＲavの分布図である。
【図１２】 （ａ）はＦＥＲrelが１．０％のときの分布図であり、（ｂ）は平均ＳＥＲavの分布図をスムーズ化した図であり、（ｃ）はＦＥＲrelが２．０％のときの分布図である。
【図１３】 本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線を説明するための図である。
【図１４】 本発明の変形例に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線を説明するための図である。
【図１５】 本発明の変形例に係る移動通信システムの構成図である。
【図１６】 本発明の変形例に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブルの一例を示す図である。
【図１７】 本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換処理システムの構成図である。
【図１８】 本発明の一実施形態に係るＳＥＲ−μ対ＳＥＲ−σの特性を示す図である。
【図１９】 （ａ）は本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブルの第１例を示す図であり、（ｂ）は本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブルの第２例を示す図である。
【図２０】 インナーループ制御とアウターループ制御とを説明するための図である。
技術分野
本発明は、符号分割多重接続（Code Division Multiple Access：以下、ＣＤＭＡと称する。）移動通信システムにおいて、移動局と基地局との間の無線通信路を介して送信される信号の電力制御に関し、特に、送信電力の指標となる受信電力目標値を最適かつ迅速に調整可能な電力制御に用いて好適な、送信電力制御装置，移動通信システムおよび電力制御方法に関する。
【０００２】
背景技術
近年の移動通信技術の進展に伴い、世界共通の３Ｇ（3rd Generation：[第３世代携帯電話]）規格が、国際電気通信連合（International Telecommunication Union：ＩＴＵ）を中心として各国の通信事業者から組織された３ＧＰＰ／３ＧＰＰ２（3rd Generation Partnership Project）によって検討されてきた。この３Ｇ規格は、ＩＭＴ−２０００（International Mobile Telecommunication-2000）として検討されたものであって、音声，テキスト，静止画像，動画像などの異なる伝送レートが必要な各種データの伝送をサポートし、かつ高速伝送ができ、また、インターネットとの接続などを考慮したものである。既に、日本／ヨーロッパのＷ−ＣＤＭＡ方式および米国のｃｄｍａ２０００方式などの複数の方式がリリースされている。
【０００３】
これらのＣＤＭＡ方式のシステムにおいては、各移動局（Mobile Station：無線端末，加入者端末ともいう。以下、ＭＳと称する。）およびＢＴＳ（Base Transceiver Station：以下、ＢＴＳと称する。）の各チャネルは、自局以外の他のＭＳ又はＢＴＳから出力された電波によって干渉を受け、無線回線品質（以下、単に品質と称する。）を劣化させる。また、この品質は、ＢＴＳ−ＭＳ間の距離，マルチパス環境および移動局の移動速度などの様々な要因の影響を受ける。このため、チャネル干渉の防止と良好な品質の維持とを図り、システム全体のスループットを向上させて加入者数を増大するために、送信電力制御（Transmit Power Control：以下、ＴＰＣと称する。）が用いられている。
【０００４】
このＴＰＣとは、ＭＳおよびＢＴＳが、それぞれ、通信相手のＢＴＳ（相手ＢＴＳ）および通信相手のＭＳ（相手ＭＳ）から送信されたフレームに含まれる送信電力の制御情報（コマンド）に基づいて、ＭＳ自身の送信電力値およびＢＴＳ自身の送信電力を適切な値にする制御を意味する。なお、以下の説明において、相手ＢＴＳ，相手ＭＳを相手装置（対向装置）と称する。
【０００５】
このＴＰＣとして、インナーループ制御が知られている。インナーループ制御とは、ＭＳが、上りスロットに制御情報としてＴＰＣビットを挿入し、ＢＴＳが、そのＴＰＣビットに基づいてＢＴＳおよびＭＳの送信電力値を増減する制御である。
図２０はインナーループ制御とアウターループ制御とを説明するための図である。この図２０に示すインナーループ制御Ｌ１は、ＢＴＳおよびＭＳ双方の送信電力を制御するためのものであって、ＢＴＳが、ＭＳから送信された信号の受信電力値に基づいて、ＢＴＳ自身からの送信電力とＭＳからの信号の送信電力とをフィードバック制御するようになっている。すなわち、ＢＴＳは、ＭＳについての所定の受信電力閾値を予め保持し、ＭＳからの受信電力値がその受信電力閾値よりも小さいときは、ＭＳに対して、ＭＳの送信電力をアップするためのコマンドを送信する。また、ＢＴＳは、ＭＳからの受信電力値が受信電力閾値よりも大きいときは、ＭＳに対して、そのＭＳの送信電力をダウンするＴＰＣ情報を送信するのである。この受信電力値は、例えばＳＩＲ（Signal Interference Ratio：ＳＩ比）が用いられる。
【０００６】
以上が、インナーループ制御についての説明である。
一方、図２０に示すアウターループ制御Ｌ２は、基地局制御装置（Base Station Controller：以下、ＢＳＣと称する。）が、ＢＴＳのインナーループ制御Ｌ１の受信電力閾値を設定するためのものである。ＢＳＣは、ＢＴＳが受信したフレームの平均のフレーム誤り率（Frame Error Rate：以下、ＦＥＲと称し特に断らない限り、ＦＥＲ値をも意味する。）を推定し、このＦＥＲが所望の値になるように、受信電力閾値を制御する。これにより、伝搬環境の変化に応じて適切なＴＰＣが可能となる。
【０００７】
なお、ランダムアクセスチャネルなどのインナーループ制御を使用できない移動通信システムにおいては、オープンループ制御が用いられる。オープンループ制御とは、ＭＳが、ＭＳにおいてＢＴＳから送信される信号の受信電力値に基づいて伝搬ロスを推定しＭＳ自身の送信電力値を決定するものである。
次に、アウターループ制御のＦＥＲの計算例について説明する。
【０００８】
品質の目標値は、提供するサービスにより異なる。一例として、音声通信についてのＦＥＲは１．０％であり、また、データ通信についてのＦＥＲは０．１％又は０．２％である。そして、ＢＴＳ又はＢＳＣの受信部が、音声通信を処理する場合には、ＦＥＲが１．０％となるようにアウターループ制御を行ない、また、式（Ｚ１）を用いてＦＥＲを得ている。
【０００９】
ＦＥＲ＝（ＣＲＣＮＧのフレーム数又はコラプトなどのイレギュラーなフレーム数）／総受信フレーム数 …（Ｚ１）
ここで、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check：巡回冗長検査）は連続して出現するバースト誤りを検出するためのものであり、バースト誤りが検出されたことを意味するＣＲＣＮＧ（CRC No Good）と、誤り数が許容される範囲であることを意味するＣＲＣＯＫ（CRC O.K.）とが判定結果として例えば受信部から出力される。また、コラプトとは、誤りが多数含まれてフレームとして認識されないフレームを表す。なお、"／"は除算を表す。
【００１０】
また、アウターループを用いた送信電力制御に関する技術は、多数提案されている。
信学技報RCS98-18「Ｗ−ＣＤＭＡにおけるアウターループを用いる適応送信電力制御の実験的検討」（以下、公知文献１と称する。）に記載されたアウターループ制御は、無線フレームごとのＣＲＣを判定し、ＣＲＣＯＫ／ＣＲＣＮＧ数をカウントしてＦＥＲを測定（実測）し、そして、この測定したＦＥＲと目標ＦＥＲ（ターゲットＦＥＲ）とを比較して目標受信電力値（又は目標受信レベル／干渉レベル比）を更新するものである。さらに、この公知文献１には、ＦＥＲ観測期間（観測数）が１０００フレーム以上であれば、システムは、ＦＥＲはほぼ所望の一定値に制御できる旨が記載されている。従って、十分なＦＥＲ観測期間があるときは、アウターループ制御により、品質を一定に維持できる。
【００１１】
しかしながら、公知文献１によると目標ＦＥＲの品質を維持するためには設定値の精度が確保できる程度の観測期間が必要である。具体的に、従来方式を用いた観測期間に関し以下に示す(i）〜(iii）の課題がある。
(i）ＦＥＲ１．０％を確保する場合は、移動通信システムは、最低１００フレーム以上の期間を要し、また、ＦＥＲが０．１％程度の精度が必要な場合は、これよりも多数のフレーム期間が必要である。また、正確に１．０％の品質を確保する場合は、公知文献１に記載されているように、１０００フレーム以上の観測期間が必要となる。
【００１２】
この場合、ＦＥＲを推定するための時間が長くなり、目標受信電力値（又は目標受信電力／干渉電力比）の更新周期が長くなる。従って、目標ＦＥＲを満足する受信電力値においてインナーループが適切な値で動作していない時間が長くなり、所要のＦＥＲが得られない。
(ii）伝搬環境の変化に応じてＦＥＲが目標ＦＥＲとなり目標受信電力値が伝搬環境の変化に追随するように更新周期を短縮すると、目標設定できるＦＥＲが時間又はフレーム数によって制限される。従って、所要のＦＥＲが得られない。
【００１３】
(iii）また、近年、高速データ通信の需要が高くなっている。移動通信システムのプロトコルの多くは、上位レイヤが、下位レイヤのデータ（例えば無線フレーム）を組み立てるようになっている。従って、このようなプロトコルが用いられる場合は、下位レイヤにおけるＦＥＲが小さい場合であっても、上位レイヤがフレームを組み立てるときにＮＧフレーム（誤りフレーム）が含まれるので、上位レイヤが組み立てたフレームもＮＧフレームになる。
【００１４】
このため、ＢＴＳ又はＭＳがそのようなＮＧフレームを受信した場合、上位レイヤがＮＧフレームを再送制御により再度取得するように動作することが多い。この結果，再送フレームが多発すると、実際は、送受信されている無線フレームに比較して、実際のサービスで使用される上位レイヤにおけるスループットが小さくなる。
【００１５】
従って、高速データ通信サービスを提供する場合は、ＦＥＲを小さくする（品質をよくする）必要がある。
また、特開平８−１８１６５３号公報（以下、公知文献２と称する。）に記載された送信電力制御方法は、ＭＳ，ＢＴＳのいずれかの局が各無線回線の受信品質を測定する測定手段を有し、他方の局が測定手段により測定された回線品質から他方の局における平均的な回線品質特性を学習する学習手段を有し、学習手段により学習された平均的な回線品質特性に基づいて目標のキャリア電力／干渉電力比を設定するものである。これにより、送信電力を必要最小限に抑制できる。
【００１６】
しかしながら、この公知文献２記載の送信電力制御方法は、目標受信電力値を高速に得るものではない。
従って、従来の技術を用いた場合、所要ＦＥＲ値が高いと、フレーム再送によって全体のスループットが低下する。一方、高精度のＦＥＲを得るには長い測定区間（測定期間）を要する。また、ＦＥＲの更新周期を早めると高精度のＦＥＲを得られず適切な電力閾値を設定できない。
【００１７】
ここで、再送回数を減少させるためには、ＦＥＲを小さくする必要がある。ＦＥＲが小さい場合、ＦＥＲの測定精度を向上させるためには相当の時間を要する。この場合、移動局が移動することにより変化する伝搬特性に対して、ＦＥＲの測定精度が十分に追従することができない。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、高速にＴＰＣを行なえて、無線フレームのような下位レイヤのデータの品質を改善し、かつ品質を一定に維持でき、さらに、スループットの向上が可能な送信電力制御装置，移動通信システムおよび電力制御方法を提供することを目的とする。
【００１８】
発明の開示
このため、本発明の送信電力制御装置は、所定区間内のフレーム誤り率を測定する測定部と、複数のフレーム毎品質情報の統計情報に基づいて複数のフレーム毎品質情報を平均して得た平均フレーム品質情報を取得する取得部と、測定部にて測定されたフレーム誤り率と、取得部にて取得された平均フレーム品質情報とを対応付けて保持する変換テーブルと、フレーム毎品質情報に対応する推定フレーム誤り率を変換テーブルから推定し、推定フレーム誤り率と予め保持した目標フレーム誤り率とに基づいて目標受信電力閾値を制御し通信相手装置の送信電力を制御する送信電力制御部とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００１９】
従って、このようにすれば、フレーム誤り率の値を低く設定でき、かつ目標受信電力値の更新周期を早くすることができ、再送回数が減少する。
さらに、本発明の移動通信システムは、送信電力制御装置が、所定区間内のフレーム誤り率を測定する測定部と、複数のフレーム毎品質情報の統計情報に基づいて複数のフレーム毎品質情報を平均して得た平均フレーム品質情報を取得する取得部と、測定部にて測定されたフレーム誤り率と、取得部にて取得された平均フレーム品質情報とを対応付けて保持する変換テーブルと、フレーム毎品質情報に対応する推定フレーム誤り率を変換テーブルから推定し、推定フレーム誤り率と予め保持した目標フレーム誤り率とに基づいて目標受信電力閾値を制御し通信相手装置の送信電力を制御する送信電力制御部とをそなえて構成されたことを特徴としている。
【００２０】
従って、このようにすれば、移動局の移動により変化する伝搬特性に対して、目標受信電力値の更新周期を早くできるので、フレーム誤り率の測定精度が移動速度に十分に追従できる。
本発明の移動通信システムは、フレーム誤り率の測定精度を向上させるための長期間の測定が不要となる点において、再送回数を減少させるために小さなフレーム誤り率を必要とする従来の移動通信システムと異なる。
【００２１】
そして、本発明の移動通信システムによれば、フレーム誤り率を短期間で推定でき、所望の品質を維持することが容易となる。また、フレーム誤り率を１．０％未満の値に設定することも容易となるので、データ通信時におけるスループット向上が見込まれる。
さらに、取得部は、測定部にて測定された複数の異なるフレーム誤り率のそれぞれについて、複数のフレーム毎品質情報の平均値分布に基づいて平均フレーム品質情報を取得するように構成されてもよく、また、複数の異なるフレーム誤り率のそれぞれについて、フレーム誤り率を得たフレーム誤り率測定区間の番号と、そのフレーム誤り率測定区間におけるフレーム毎品質情報の平均値とに基づいて平均値分布を作成し、この平均値分布に基づいて平均フレーム品質情報を取得するように構成されてもよい。このようにすれば、迅速にフレーム誤り率を更新するとともにスループットを向上させることができ、また、電力制御を最適化できる。
【００２２】
さらに、変換テーブルは、伝搬環境の異なる複数のセルごとに設けられ複数のセルごとに別個に更新されてもよく、又は変換テーブルが、時間帯に応じてフレーム誤り率と平均フレーム品質情報とを更新されてもよく、このようにすれば、各セルに適した電力配分が可能となる。また、長期間における伝搬環境の変化（例えば交通・人通りの変化による伝搬環境の変化又は通話量（トラフィック量）の変化による他セルおよび自セル干渉量の変化）に応じて適切な変換テーブルを得られる。
【００２３】
また、送信電力制御部が、異なる変換テーブルを設けた複数のセル間において移動局がソフトハンドオフ（ソフトハンドオーバ）しているときに複数のセルにおける品質に応じてソフトハンドオフ時の推定フレーム誤り率を推定するように構成されてもよく、このようにすれば、ハンドオフが円滑に行なえる。また、無線回線レベルでの品質が良くなり、かつ品質が一定に維持される。
【００２４】
そして、測定部が、フレーム長よりも短いシンボル長を有するシンボルの誤り個数を測定するように構成されてもよく、このようにすれば、短時間でフレーム誤り率の推定値が得られる。
さらに、本発明の電力制御方法は、移動通信システムにおけるものであって、所定区間内のフレーム誤り率を測定し、複数のフレーム毎品質情報について平均し、測定により得たフレーム誤り率と、平均により取得した平均フレーム品質情報とを対応付けて保持する変換テーブルを作成し、フレーム毎品質情報に対応する推定フレーム誤り率を変換テーブルから推定し、推定フレーム誤り率と予め保持した目標フレーム誤り率とに基づいて目標受信電力閾値を制御し通信相手装置の送信電力制御を行なうように構成されたことを特徴としている。
【００２５】
従って、このようにすれば、高速かつ高精度なフレーム誤り率の推定を用いてインナーループ制御の目標受信電力値が更新される。
また、例えばアウターループを用いた送信電力制御は、推定フレーム誤り率が目標フレーム誤り率よりも小さい場合は目標受信電力値を低い値に更新するとともに、推定フレーム誤り率が目標フレーム誤り率よりも高い場合は目標受信電力値を高い値に更新するように構成されてもよく、このようにすれば、所要のフレーム誤り率に応じた送信電力制御が可能になる。
【００２６】
ここで、基地局が、複数のフレーム毎品質情報としてシンボル誤り個数又はシンボル誤り個数に起因する比率のうちの少なくとも一方を用いるように構成され、基地局が、フレーム誤り率を測定し、基地局が、測定した複数の異なるフレーム誤り率のそれぞれを得たフレーム誤り率測定区間番号を取得し、基地局が、取得した複数フレーム誤り率測定区間番号のそれぞれにおける複数の平均シンボル誤り個数の出現個数により表された分布に基づいて、複数の第２の平均シンボル誤り個数を取得し、基地局が、測定により得たフレーム誤り率と、第２の平均シンボル誤り個数とを対応付けた変換テーブルを作成するように構成されてもよく、このようにすれば、精度の高いフレーム誤り率によってインナーループ制御の目標受信電力値が更新できる。
【００２７】
発明を実施するための最良の形態
（Ａ）本発明の一実施形態の説明
図１は本発明の一実施形態に係る移動通信システムの構成図である。この図１に示す移動通信システム１００は、ＣＤＭＡ方式の無線通信システムであって、インナーループ制御とアウターループ制御とを用いて送信電力制御可能なものである。
【００２８】
（１）移動通信システム１００の構成
この図１に示す移動通信システム１００は、公衆網１０１，複数のＢＳＣ（基地局制御装置），複数のＢＴＳ（基地局）および複数のＭＳ（移動局：端末と表示されているもの。）をそなえて構成されている。
（１−１）ＢＳＣおよび公衆網１０１
ＢＳＣは、例えば２秒（ｓｅｃ）のＦＥＲ推定時間内のＦＥＲと、２（ｓｅｃ）のＦＥＲ推定時間に含まれる１００フレームについての１００個のＳＥＲ（フレーム毎品質情報）とに基づいてＢＴＳのＦＥＲを更新しうるものであり、複数のＢＴＳを制御する。このＢＳＣは、本発明の送信電力制御装置１（図２参照）をそなえるとともに、チャネル割り当て，ハンドオフ，発着信接続，終話制御および保守管理などの各機能を有する。これらの機能については図２を用いて詳述する。また、ＢＳＣは、送信電力制御装置１およびＢＴＳと協働して、常時、アウターループ制御を行なっている。なお、公衆網１０１は、図示を省略するが、多数の交換機，多数の加入者電話機を有するものである。
【００２９】
測定区間として１００フレームとした理由は、ＦＥＲ１．０％を確保するための統計的サンプル数を得るためである。フレームのエラー数をカウントして測定する場合、正確にＦＥＲ１．０％を確保するためには、１０００フレーム以上の期間が必要と言われる。また、ＦＥＲ０．１％程度の高い精度を確保する場合は、さらに多数のフレーム数が必要である。
【００３０】
（１−２）ＢＴＳおよびＭＳ
ＢＴＳは、ＭＳからのデータと予め保持したＦＥＲとに基づいてＭＳの送信電力制御を行なうものである。具体的には、このＢＴＳは、符号拡散された無線信号の送受信および変復調を行ない、また、無線送信電力の増減を、常時、制御する。
【００３１】
ＭＳは、送信電力制御可能なものであり、例えば加入者が操作する携帯電話機又は携帯無線端末である。そして、ＭＳおよびＢＴＳは、それぞれ、常時、上りおよび下りについてインナーループ制御を行なっている。なお、この図１に示す実線および点線はそれぞれ有線接続および無線接続を表す。
（１−３）上りフレームフォーマット
図５は本発明の一実施形態に係る上りリンクのフレームフォーマット例を示す図である。この図５に示す上りリンクのフレーム（以下、上りフレームと称する。）の時間長（以下、上りフレーム長と称する。）は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の場合は１０（ｍｓｅｃ）であり、１個の上りフレームは１５スロット（１スロットの時間長が６６６[μｓｅｃ]）からなる。一方、ｃｄｍａ２０００方式の場合の上りフレーム長は最大２０（ｍｓｅｃ）の可変長であり、１スロットの時間長は１．２５（ｍｓｅｃ）である。これにより、インナーループ制御は１スロット期間ごとに行なわれる。
【００３２】
また、上りリンクは、情報データ用チャネルＤＰＤＣＨ（Dedicated Physical Data Channel）と制御情報用チャネルＤＰＣＣＨ（Dedicated Physical Control Channel）とを有する。ここで、ＤＰＣＣＨに含まれるＰｉｌｏｔはパイロットビット（パイロットシンボル）を表し、フレームの種別に関する情報を表しており、上りチャネル，下りチャネル，ビットレート，シンボルレートおよび加入者ごとに割り当てられた異なるパターンが挿入されている。
【００３３】
ＴＦＣＩ（Transport Format Combination Indicator）は伝送速度に関する情報などを表し、通常２ビットであり、「11」又は「00」が、それぞれ、ＴＰＣコマンドのオンまたはオフを意味する。このＴＦＣＩのビット数は、４，８または１６の場合もあり、４ビットのときは「1111」，「0000」と表される。このビット長が長くなると、受信側におけるＴＰＣビットの検出が確実になる。
【００３４】
さらに、ＦＢＩ（FeedBack Information）は送信ダイバーシティに関する情報などを表す。なお、ＤＰＤＣＨおよびＤＰＣＣＨは、それぞれ、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調のＱ（Quadrature）成分とＩ（In-Phase）成分とにマッピングされて送信され、これにより、ＤＰＤＣＨがないときにもＤＰＣＣＨは時間的に連続して送信される。
【００３５】
（１−４）下りフレームフォーマット
図６は本発明の一実施形態に係る下りリンクのフレームフォーマット例を示す図である。この図６に示す下りリンクのフレーム（以下、下りフレームと称する。）長も、Ｗ−ＣＤＭＡ方式又はｃｄｍａ２０００方式にそれぞれ対応して１０（ｍｓｅｃ）又は最大２０（ｍｓｅｃ）である。ここで、ＴＰＣはインナーループ制御のためのフィードバック情報を含み、ＢＴＳにて設定される。
【００３６】
これにより、ＢＴＳは、ＭＳから送信されたＰｉｌｏｔについてＢＴＳにおける受信電力を測定し、このＢＴＳにおける受信電力と、ＭＳに対する目標受信電力閾値とを比較しＴＰＣコマンドを送信する。
（１−５）インナーループ制御
ＢＴＳ（図１参照）は、公衆網１０１側から送信された複数呼のそれぞれについてのデータを一次変調して無線信号に変換し、各ＭＳに異なる拡散符号を割り当てて得た拡散無線信号を送信する。一方、各ＭＳは、ＢＴＳによって自局以外の他のＭＳに送信された拡散無線信号を干渉ノイズとして受信する。従って、ＢＴＳはセル内の複数のＭＳのそれぞれと送信電力制御を行ない、これにより、他のＭＳの受信品質を劣化させないようにしている。この送信電力制御によって送受信可能なＭＳ数が増加し、また、移動通信システム１００のスループットも向上する。
【００３７】
（２）ＭＳ，ＢＴＳおよびＢＳＣにおける電力制御方法
（２−１）ＭＳにおける電力制御方法
図２は本発明の一実施形態に係る電力制御方法を説明するための図である。この図２に示すＭＳは、ゲイン調整部２０ａ，アップ／ダウンビット解読部２０ｂ，復号部２０ｃをそなえて構成されている。ここで、復号部２０ｃは、無線送受信部（図示省略）から出力されたフレームに含まれるＴＰＣなどの制御データおよび情報データを抽出して出力するものである。
【００３８】
アップ／ダウンビット解読部２０ｂは、復号部２０ｃから出力される制御データに含まれるＴＰＣ制御データが、送信電力アップ／送信電力ダウンのいずれかであることを解読し、その結果が送信電力アップの場合は、「送信電力アップ」をゲイン調整部２０ａに入力するとともに、その結果が送信電力ダウンの場合は、「送信電力ダウン」をゲイン調整部２０ａに入力するものである。ゲイン調整部２０ａは、アップ／ダウンビット解読部２０ｂから入力されたアップ又はダウンに基づいて送信電力をアップ／ダウンするものである。
【００３９】
（２−２）ＢＴＳにおける電力制御方法
ＢＴＳは、フレーム判定部３３，受信レベル測定部３０ｂ，目標受信電力保持部３３ｄ，設定値比較・アップ／ダウンビット設定部（以下、比較・設定部と称する。）３３ｃをそなえて構成されている。
フレーム判定部３３は、フレームの復調と、フレーム状態の測定・判定と、フレームレートの検出と、チャネル種別の識別との各機能を実現するものである。また、フレーム判定部３３が測定するフレーム状態（後述する平均ＳＥＲav）が、情報データおよびＣＲＣ判定結果とともに、ＢＳＣに送信され、ＢＳＣにおいて本発明の電力制御方法が実施される。
【００４０】
また、受信レベル測定部３０ｂは、フレーム判定部３３にて復調された受信フレームの受信電力値を測定するものである。
目標受信電力保持部３３ｄは、予め設定された閾値を保持するものである。
比較・設定部３３ｃは、受信レベル測定部３０ｂからの受信電力値と目標受信電力保持部３３ｄが保持する閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、ＭＳに送信するためのＴＰＣビットに電力値アップ又は電力値ダウンを表すコマンドを設定し、そして、そのコマンドを設定されたＴＰＣビットを下りフレームに挿入するものである。なお、目標受信電力保持部３３ｄおよび比較・設定部３３ｃは、送信部３５（図４参照）として機能する。
【００４１】
以下、これらの機能を図４により詳述する。
（２−３）ＢＴＳの構成
図４は本発明の一実施形態に係るＢＴＳのブロック図である。この図４に示すＢＴＳは、アンテナ部３１ａとフレーム判定部３３とをそなえるとともに、受信レベル測定部３０ｂ，目標受信電力保持部（目標値）３３ｄおよび比較・設定部３３ｃを有する上り送信電力制御部３４と、送信部３５とをそなえて構成されている。
【００４２】
（２−３−１）アンテナ部３１ａ
アンテナ部３１ａは、本実施形態における一例として、受信ダイバーシティ用の２本のアンテナを有する。１台のＭＳが送信した無線信号は、建物などによって反射され、マルチパスフェージングの信号としてこのアンテナ部３１ａに到来する。
【００４３】
（２−３−２）フレーム判定部３３の更なる説明
(i)フレームの復調機能
フレームの復調機能は、Ｒａｋｅ受信部３１ｂ，デインターリーバー３１ｃが協働することにより実現される。ここで、Ｒａｋｅ受信部３１ｂは、アンテナ部３１ａからのマルチパス信号を合成し逆拡散して受信データを出力し、また、上り送信電力制御部３４の受信レベル測定部３０ｂに対して受信レベル測定のためのデータを出力するものでもある。また、デインターリーバー３１ｃは、ＭＳのインターリーバー（図示省略）にてインターリーブされた無線データをデインターリーブするものである。
【００４４】
これにより、ＭＳからの無線信号は、Ｒａｋｅ受信部３１ｂにて、複数パス長の違いによって生じる時間と位相シフトとによって遅延した複数の無線信号の電力値が合成され、受信品質が改善される。
(ii)フレームレートの検出機能およびチャネル種別の識別機能
なお、フレーム判定部３３の出力側に設けられたレート検出・チャネル識別部３１ｊは、復調部３１ｅから出力された復調データに含まれるフレームレート情報を検出し、また、受信したフレームのチャネル種別を識別するものである。そして、このフレームレート情報とチャネル種別とが、制御情報として、主制御部（図示省略）に入力され、ＢＴＳ全体の動作が制御されるのである。
【００４５】
(iii)フレーム状態の測定・判定機能
本実施形態においては、畳み込み符号（Convolutional Code）を例として説明する。また、ターボ符号（Turbo Code）など他の誤り訂正符号でも同様に用いることができる。
フレーム状態の測定・判定機能は、ビターブ復号部３１ｄ，復調部３１ｅ，ＣＲＣ判定部３１ｆ，再畳み込み符号化部３１ｇ，遅延部３１ｈ，ＳＥＲ計数部３１ｉが協働することにより実現される。
【００４６】
ここで、ビタービ復号部３１ｄは、ＭＳにて畳み込み符号化されたデータを復号して復号データを出力するものであり、復調部３１ｅはビタービ復号部３１ｄから出力される復号データを復調するものであり、また、ＣＲＣ判定部３１ｆはビタービ復号部３１ｄから出力された復号データをＣＲＣ判定してＣＲＣＯＫ又はＣＲＣＮＧを出力するものである。
【００４７】
そして、再畳み込み符号化部３１ｇは、ビタービ復号部３１ｄからの出力データを再度、畳み込み符号化するものである。遅延部３１ｈは、ビタービ復号される前のデータを所定時間遅延して出力するものである。遅延時間は少なくとも再畳み込み符号化部３１ｇにおける処理が完了するまでの時間であり、ビタービ復号前と再畳み込み符号化後とのデータタイミングを調整するために用いられる。
【００４８】
また、ＳＥＲ計数部３１ｉは、１フレームごとに、ビタービ復号前の変調シンボル（以下、単にシンボルと称する。）とビタービ復号後のシンボルとを比較して、異なるシンボルの個数をカウントしてそのカウント値を、１フレームに含まれるシンボルのエラー個数（フレーム毎品質情報）として出力するものである。ここで、通信状態が最も理想的な場合には復号の前後でシンボルは同一なので、シンボルのエラー個数は０になる。環境の劣化に応じてシンボルエラー個数は増加する。このシンボルのエラー個数は１フレームごとにカウントして出力されるので、一個のＦＥＲ測定区間にて平均されたエラー個数の平均値として出力される。
【００４９】
図７（ｂ）は本発明の一実施形態に係るＦＥＲ測定区間を説明するための図である。この図７（ｂ）に示すＦＥＲ測定区間１は、ＳＥＲav、ＦＥＲreiを算出するための時間であり、ＦＥＲ測定区間１，２，…，（以下、図示省略）においてＳＥＲav、などが測定される。また、各ＦＥＲ測定区間１，２などは、それぞれ、フレーム１〜フレームＮ（Ｎは２以上の自然数を表す。）を有し、各フレーム１〜フレームＮの時間長は、いずれも、２０マイクロ秒（μＳ）であり、フレーム１〜フレーム１００の時間長は、２秒（Ｓ）を要する。そして、長区間収集の場合、ＳＥＲav，ＦＥＲreiは、各ＦＥＲ測定区間１，２，…中にて算出される。また、フレーム１００＋Ｎにおいては、ＦＥＲ測定区間はリセットされる。
【００５０】
(iv)平均ＳＥＲavの測定結果
図９は本発明の一実施形態に係る平均ＳＥＲavの測定結果の一例を示す図である。この図９に示す測定結果は、ＦＥＲ測定区間１〜ＦＥＲ測定区間１００の１００個のＦＥＲ測定区間のすべてについて、平均ＳＥＲavとＦＥＲrelとを記録したものである。ここで、ＢＳＣとＭＳとの間において呼が生起すると、ＢＳＣは、ＭＳからの無線データをバッファリングし、データが１個のＦＥＲ測定区間分だけ蓄積されると、ＦＥＲ測定区間１についての平均ＳＥＲavを測定し、例えば１０個と出力する。
【００５１】
同時に、ＢＳＣはＦＥＲ測定区間１を処理中に測定したＦＥＲrelを例えば０．１．０％と出力し、これらの測定データをＦＥＲ測定区間１と対応付けて記録する。そして、ＢＳＣは、ＦＥＲ測定区間２〜ＦＥＲ測定区間１００のすべてについてフレーム１と同様の処理を行なうのである。
なお、ＳＥＲは、シンボルエラーの個数のほかに、シンボルエラーレイト（シンボルエラーの発生個数／１フレーム分の全シンボル個数）を用いてパーセント％表示したものを使用してもよい。
【００５２】
これにより、デインターリーバー３１ｃ（図４参照）から出力されたデータは、ビタービ復号部３１ｄにて強力な誤り訂正が行なわれ、その誤り訂正されたデータは、復調部３１ｅにて復調された後、レート検出・チャネル識別部３１ｊにて所望のデータが検出される。また、ビタービ復号部３１ｄからのデータは、ＣＲＣ判定部３１ｆにてＣＲＣ判定され、そのＣＲＣ判定結果が、ＢＳＣに入力されて、ＦＥＲの計算に用いられる。
【００５３】
さらに、これにより、デインターリーバー３１ｃからの受信データは、遅延部３１ｈにて遅延された後にＳＥＲ計数部３１ｉに入力される。また、ビタービ復号部３１ｄにて復号された後に再畳み込み符号化部３１ｇにて再度符号化され、ＳＥＲ計数部３１ｉに入力される。そして、ＳＥＲ計数部３１ｉにて、シンボルエラー個数が、一個のＦＥＲ測定区間にて平均された平均ＳＥＲavとして出力されるのである。換言すれば、遅延部３１ｈと再畳み込み符号化部３１ｇとが、それぞれ、ビタービ復号部３１ｄの入力側，出力側にそれぞれ設けられ、ＳＥＲ計数部３１ｉにおいて、復号処理の前後における品質の差分がカウントされる。
【００５４】
このように、フレーム判定部３３は、ＭＳから送信されたフレームに含まれる情報データと、そのフレームについてのＣＲＣ判定結果（ＣＲＣＯＫ又はＣＲＣＮＧ）と、フレームごとの品質情報（フレーム毎品質情報）として収集する。
（２−３−３）上り送信電力制御部３４
次に、図４に示す上り送信電力制御部３４は、上りリンクの受信電力値と目標受信電力閾値とに基づいて、ＭＳに対して送信電力の制御を指示するものであって、受信レベル測定部３０ｂ，目標受信電力保持部（目標値と表示されたもの。）３３ｄ，比較・設定部３３ｃを有する。
【００５５】
（２−３−４）受信レベル測定部３０ｂ
受信レベル測定部３０ｂは、前記Ｒａｋｅ受信部３１ｂに接続され、例えば上りリンクに含まれるチャネルを用いて受信電力値を測定するものである。この受信電力値の測定方法は、上りリンクにおいて加入者ごとに割り当てられた各チャネルはＰｉｌｏｔを含み、また、ＭＳの通信中のチャネル（トラフィックチャネル：Ｔｃｈとも称する。）を含めた総電力は、Ｐｉｌｏｔの電力と一定比であり、かつ固定的である。このため、受信レベル測定部３０ｂは、Ｐｉｌｏｔを測定し、この測定したＰｉｌｏｔ電力を受信電力値として出力する。なお、他の測定方法を用いることも可能である。
【００５６】
（２−３−５）目標受信電力保持部３３ｄ
目標受信電力保持部３３ｄは、現在保持している目標受信電力閾値に、ＢＳＣから入力されたアップ又はダウンデータを加える又は差し引くものである。この目標受信電力閾値を用いて比較・設定部３３ｃにて受信電力と比較する。
（２−３−６）比較・設定部３３ｃ
比較・設定部３３ｃは、受信レベル測定部３０ｂからの受信レベルと目標受信電力保持部３３ｄにて設定された閾値とを比較して、受信レベルが大きい場合／小さい場合は、ＴＰＣビットを、それぞれ、ダウン／アップに設定するものである。
【００５７】
（２−３−７）送信部３５
次に、図４に示す送信部３５は、下りリンクのデータを変調し送信するものであって、ＣＲＣ挿入部３２ｂ，ビタービ符号化部３２ｃ，インターリーバー３２ｄ，送信部３３ｂをそなえて構成されている。ここで、ＣＲＣ挿入部３２ｂは下りリンクの各送信フレームについてＣＲＣビットを計算して挿入するものであり、ビタービ符号化部３２ｃはＣＲＣ処理されたデータを畳み込み符号化し、インターリーバー３２ｄは畳み込み符号化されたデータについてインターリーブするものであり、また、送信部３３ｂはインターリーブされたデータをＣＤＭＡ方式の無線信号に変換して出力するものである。なお、ＭＳは１台として説明する。
【００５８】
これにより、入力された情報データは、ＣＲＣ，ビタービ符号化，インターリーブの各処理が行なわれ、その各処理された情報データは送信部３３ｂにおいて、比較・設定部３３ｃから出力されたアップ又はダウンを示すＴＰＣビットを挿入され、そして、アンテナ部３１ａから出力されるのである。
また、ＢＴＳ（図２参照）は、ＭＳからの無線信号を復調してその復調データをＢＳＣに対して送信するとともに、ＢＳＣから入力された呼データを無線変調してＭＳに対して送信する。さらに、ＢＴＳは、ＭＳが送信した送信電力値の受信レベルを測定しその受信レベルとＢＳＣにより設定された目標値との比較結果に基づいて、ＴＰＣビットを設定し、ＭＳに対して情報データとＴＰＣビットを含む制御データとを送信する。これにより、上りリンクの送信電力制御を実施する。
【００５９】
（４）ＢＳＣにおける電力制御方法
図２に示すＢＳＣは、ＦＥＲ測定部（測定部）４０ａ，ＳＥＲ収集部（取得部）４０ｂ，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル（変換テーブル）４０ｃ，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄ，比較判定部４０ｅ，アップ／ダウン指示情報挿入部（目標受信電力アップ／ダウン指示挿入部）４０ｆをそなえて構成されている。
【００６０】
（４−１）ＦＥＲ測定部４０ａ
ＦＥＲ測定部４０ａは、ＦＥＲ測定区間におけるＦＥＲを測定するものである。さらに、ＦＥＲ測定部４０ａは、ＢＴＳからのＭＳが送信した情報データを公衆網１０１に対して送信する。
なお、ＦＥＲ測定部４０ａは、公衆網１０１側とのインターフェースに応じて情報データを所定のフォーマット処理する網側インターフェース部（図示省略）を有する。公衆網１０１は、例えば移動通信網，固定網（例えばWireless Local Loop）などであって、公衆網１０１とＢＳＣとの間におけるインターフェースはそれぞれ異なる。また、ＢＳＣは、音声通信又はパケット網などの異なる網へ接続される場合もある。従って、公衆網１０１とのインターフェースの規定に合致させる必要があり、ＢＳＣ内部の各装置（各ユニット）は、通信用途に応じて設けられることが好ましい。
【００６１】
（４−２）ＳＥＲ収集部４０ｂ
ＳＥＲ収集部４０ｂは、一定期間、ＢＴＳからのＳＥＲ値を収集し、一定期間における平均ＳＥＲavを出力する。
（４−３）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ
ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃは、ＦＥＲ測定部４０ａにて測定されたＦＥＲと、ＳＥＲ収集部４０ｂにて取得された平均フレーム品質情報とを対応付けて保持するもの（例えばメモリ）であり、入力された平均ＳＥＲavに対応する推定ＦＥＲを出力する。
【００６２】
（４−４）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄ
ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄは、ＦＥＲ測定部４０ａから出力されたＦＥＲに基づいてＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成するものである。
（４−５）比較判定部４０ｅ
比較判定部４０ｅは、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃから出力された推定ＦＥＲと、目標ＦＥＲとを比較してＢＴＳに保持されている目標受信電力閾値をアップ又はダウンする指示を出力するものであり、アップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆは、比較判定部４０ｅからの指示に基づいて、ＢＴＳに保持された受信電力閾値をアップ又はダウンする指示を挿入するものである。そして、比較判定部４０ｅとアップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆとが協働することにより、送信電力制御部（４０ｅ，４０ｆ）として機能し、ＳＥＲ収集部４０ｂにて得られたＳＥＲに対応する推定ＦＥＲをＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃから推定し、推定ＦＥＲと予め保持した目標ＦＥＲとに基づいて目標受信電力閾値を制御することにより送信電力を制御する。従って、アウターループ制御が実施される。
【００６３】
（４−６）送信電力制御装置１
また、図２に示すＦＥＲ測定部４０ａ，ＳＥＲ収集部４０ｂ，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ，比較判定部４０ｅ，アップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆが協働することにより、送信電力制御装置１として機能する。
（５）従来の電力制御方法
また、図３は従来の電力制御方法を説明するための図である。この図３に示すＢＴＳのフレーム判定部３０ａ′は、ＣＲＣＯＫ又はＣＲＣＮＧのみを判定し、その判定結果をＢＳＣに出力する。さらに、ＢＳＣのうちのＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃとＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄとがいずれも設けられておらず、アウターループ制御は、ＣＲＣＮＧをカウントして得たＦＥＲ測定によって得られたＦＥＲを用いて行なわれる。なお、これら以外のもので上述したものと同一のものあるいは同様の機能を有する。
【００６４】
さらに詳述すると、従来のアウターループ制御は、ＭＳから受信したフレームは、ＢＴＳにおいて、ＣＲＣ判定され、その判定された結果のＣＲＣＯＫ又はＣＲＣＮＧがＢＳＣにて収集される。そして、ＢＳＣのＦＥＲ判定部４０ａにてＦＥＲが得られ、比較判定部４０ｅにて、得られた測定ＦＥＲと目標ＦＥＲとが比較される。ここで、比較判定部４０ｅは、測定ＦＥＲが目標ＦＥＲよりも低い場合は、ＢＴＳにて設定されている目標受信電力値が「高い」と判定し、ＢＴＳに対して目標電力値をダウンするように指示する。これに対して、測定ＦＥＲが目標ＦＥＲよりも高い場合は、比較測定部４０ｅは、「送信電力の不足」と判定し、ＢＴＳに対して目標受信電力値をアップするように指示する。
【００６５】
（６）本発明の電力制御方法
図２に示すＭＳ，ＢＴＳおよびＢＳＣにおけるアウターループ制御を用いて、本発明の電力制御方法は、次の（６−１）〜（６−４）に示すように実施される。
（６−１）ＢＴＳは、呼が生起すると、各フレームのＳＥＲを測定し、また、フレームのＣＲＣ判定（ＣＲＣＯＫ又はＣＲＣＮＧ）を行ない、測定ＳＥＲ値とＣＲＣ判定結果をＢＳＣに送信する。
【００６６】
（６−２）ＢＳＣのＳＥＲ収集部４０ｂは、測定したＦＥＲ測定区間内に収集したフレームのＳＥＲを平均する。すなわち、ＳＥＲ収集部４０ｂは、複数の無線フレームの品質情報ＳＥＲと、実際に得られたＦＥＲとを統計情報として収集し、収集した一定期間内のＳＥＲ値についての平均ＳＥＲを計算し、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄにその平均ＳＥＲavを入力する。換言すれば、ＳＥＲ収集部４０ｂは、複数のＳＥＲの統計情報に基づいて複数のＳＥＲを平均して得た平均ＳＥＲavを取得するのである。また、ＦＥＲ測定部４０ａは、上記区間内のＦＥＲを測定し、ＦＥＲrelとして、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄに出力する。
【００６７】
（６−３）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄは、測定により得た推定ＦＥＲと、平均により取得した平均ＳＥＲavとを対応付けて保持するＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成又は更新し、さらに、測定により得たＳＥＲに対応する推定ＦＥＲをＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃから推定する。
（６−４）比較判定部４０ｅは、計算されたＦＥＲrelと目標ＦＥＲとを比較し、推定ＦＥＲが目標ＦＥＲよりも小さい場合は、ＢＴＳにおける目標受信電力値が大きいと判定し、目標受信電力値を低い値に更新するとともに、推定ＦＥＲが目標ＦＥＲよりも高い場合は目標受信電力値が小さいと判定しその目標受信電力値を高い値に更新する。そして、アップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆは、この比較結果に基づいて、ＢＴＳが保持する目標受信電力値のアップ／ダウン指示をＢＴＳに送信する。すなわち、送信電力制御部（４０ｅ，４０ｆ）が、推定ＦＥＲと予め保持した目標ＦＥＲとに基づいて送信電力制御を行なうのである。
【００６８】
このように、アウターループ制御が実施され、迅速な送信電力制御が可能になる。
（７）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃの作成方法
（７−１）使用するデータ
図３に示すＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄは、ＢＴＳから送信されるＳＥＲとＢＳＣにてカウントされるＦＥＲとを収集する。ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄが使用するデータは、次の（Ｘ１）〜（Ｘ５）である。ここで、ｎは２以上の自然数を表す。
【００６９】
（Ｘ１）ＳＥＲｎ：ｎフレーム目のＳＥＲ（シンボルエラー数）
（Ｘ２）Ｎ：ＦＥＲ推定期間内のＣＲＣＯＫの受信フレーム数
（Ｘ３）Ｃ：ＦＥＲ推定期間内のコラプトフレーム数
（Ｘ４）Ｔ：ＦＥＲ推定時間（例：２［ｓｅｃ］）
（Ｘ５）Ｇ：ＦＥＲ推定期間内のＣＲＣＮＧフレーム数
（７−２）測定ＳＥＲ値の計算例
ここで、ＣＲＣＯＫフレームおよびＣＲＣＮＧフレームは、それぞれ、ＣＲＣ判定によりＣＲＣＯＫ又はＣＲＣＮＧとなった受信フレームを表す。コラプトフレームとは相手装置がデータを送信しているにもかかわらず、何のデータも受信できなかったフレームを表し、ＣＲＣＮＧと受信レベルとに基づいて判定されるようになっている。また、ＣＲＣＮＧフレームおよびコラプトフレームは、いずれも、フレームエラーとしてカウントされる。
【００７０】
ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄは、コラプトフレームが発生した時のエラー個数をＳＥＲｍａｘとして固定し、また、このときのＴ時間内のＳＥＲの全個数を式（Ｚ２）を用いて計算する。ここで、＊，Σは、それぞれ、乗算，１からｎまでの総和をそれぞれ表す。
ＳＥＲの全個数＝ΣＳＥＲｎ＋ＳＥＲｍａｘ＊Ｃ …（Ｚ２）
従って、ＢＳＣがＴ時間内に受信したフレームごとの平均ＳＥＲavは、式（Ｚ３）のようにして計算される。
【００７１】
平均ＳＥＲav＝（ΣＳＥＲｎ＋ＳＥＲｍａｘ＊Ｃ）／（Ｎ＋Ｃ＋Ｇ）…（Ｚ３）
となる。
また、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄは、この計算とともに、ＦＥＲ推定期間内に得られたＣＲＣＮＧフレーム数，受信フレーム数およびコラプトフレーム数を用いて実際のＦＥＲrelを式（Ｚ４）のようにして計算する。
【００７２】
ＦＥＲrel＝（Ｃ＋Ｇ）／（Ｎ＋Ｃ＋Ｇ） …（Ｚ４）
この平均ＳＥＲavとＦＥＲrelとをプロットすることにより、図７（ａ）に示す伝搬環境Ａ，Ｂ，Ｃに応じて各々異なるＳＥＲ／ＦＥＲ変換グラフ（３種類の直線）が得られる。この図７（ａ）に示すＳＥＲ／ＦＥＲ変換グラフは、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃに保持された平均ＳＥＲavデータとＦＥＲrelデータとの対応関係を説明するためのものであって、伝搬環境Ａ，Ｂ，Ｃによって異なる３種類の直線Ａ，Ｂ，Ｃを有する。
【００７３】
そして、ＢＳＣ（図３参照）のＳＥＲ収集部４０ｂが、例えばα（平均ＳＥＲav）をＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃに入力すると、ＦＥＲとして縦軸β％を得られるようになっている。すなわち、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃは、ルックアップメモリとして機能しており、ＳＥＲ収集部４０ｂがアドレスをこのルックアップメモリに入力することにより、適切なＦＥＲを直ちに得られる。
【００７４】
従って、ＦＥＲを得るための測定時間は大幅に短縮又は省略されて、きわめて高速に無線品質に適応した電力制御が可能となる。そして、この図７（ａ）に示す平均ＳＥＲavが０に近いときはＦＥＲも０に近くなり、また、平均ＳＥＲavが大きくなるとＦＥＲも直線的に増加する。
図７（ａ）に示す直線Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ、平均ＳＥＲav／ＦＥＲの関係が異なる。伝搬環境は、都市部又は郊外部，高層ビル，山など周囲の環境であって、これらの周囲の環境によって伝搬特性は変化する。
【００７５】
これにより、ＢＳＣは、一定期間内に得られたＳＥＲおよびＦＥＲより図７（ａ）に示す（α，β）に相当するデータペアを生成し、その生成したデータペアによりＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成又は更新する。
さらに、伝搬環境が時間的に変化する場合が考慮されており、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃが、時間帯に応じてＦＥＲと平均ＳＥＲavとを更新されるようになっている。ＳＥＲ収集部４０ｂは、実際のＦＥＲrelを統計情報として収集し、定期的にこのテーブルを更新し、これにより、通信時間帯又は伝搬環境の変化に応じて最適化されたデータが得られる。
【００７６】
（７−３）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃの作成フローチャート
図８は本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃの作成方法を説明するためのフローチャートである。まず、呼が生起すると（ステップＦ１）、ＳＥＲとＦＥＲとの測定が開始される（ステップＦ２）。そして、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄは、平均ＳＥＲavを計算し（ステップＦ３）、ＦＥＲrelを計算する（ステップＦ４）。
【００７７】
次に、ＦＥＲrelが、０．５（％），１．０（％），１．５（％）であるときは（ステップＦ５，Ｆ６，Ｆ７）、それぞれ、ＦＥＲrelが０．５（％），１．０（％），１．５（％）になった回数をインクリメントする（ステップＦ８ａ，Ｆ８ｂ，Ｆ８ｃ）。なお、ＦＥＲrelが２．０（％）以上であるときにＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃが必要な場合は、それ以上のＦＥＲrelを計算して得るようにする。
【００７８】
そして、これらの後、一定時間が経過した後であるか否かが判定され（ステップＦ９）、経過しているときはＹｅｓルートを通り、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃは各ＦＥＲrelにおける平均ＳＥＲavを作成する（ステップＦ１０）。一方、ステップＦ９において、一定時間が経過していない間はＮｏルートを通り、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃおよびＦＥＲ測定部４０ａ，ＳＥＲ収集部４０ｂは、いずれも、ステップＦ１からの処理を再度行なう。
【００７９】
また、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃの作成方法は、まず、ＢＳＣが、ｋ番目（ｋは２以上の自然数を表す。）に接続された呼のＦＥＲを測定し、測定したＦＥＲをＦＥＲrelとする。そして、ＢＳＣは、ｋ番目に接続された呼の平均ＳＥＲavを計算する。ここで、計算された平均ＳＥＲ値を平均ＳＥＲavとする。さらに、ＢＳＣは、複数の呼データを取得しグラフにプロットする。そして、ＢＳＣは、平均ＳＥＲavを表す個数とこの平均ＳＥＲavが生成したときのＦＥＲrelの発生回数とを対応付けて保持したＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成する。
【００８０】
（Ｙ１）短時間にＦＥＲを推定する手段として、フレーム品質情報を一定期間収集し、その平均値とＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成し、それを用いてＦＥＲを推定する。推定されたＦＥＲは目標ＦＥＲと比較し、目標ＦＥＲより推定値が低い場合は、インナーループの目標受信電力値を低い値に更新し、推定値が高い場合は、目標受信電力値を高くなるように更新させる。
【００８１】
（Ｙ２）上記（Ｙ１）でＦＥＲ推定値を０．１％などの小さい値を短時間で推定させるために、フレーム品質情報と実際のＦＥＲrelをアウターループ制御とは別にＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ作成用に長期間収集し、測定されたＦＥＲごとのフレーム品質情報の平均値分布を作成する。そして、これにより、計算された平均値分布に基づいて、フレーム品質情報とＦＥＲとの変換のためのテーブルが作成される。
【００８２】
（Ｙ３）上記により、短時間の測定区間でＦＥＲ＝０．１％精度のＦＥＲ推定が可能となる。
（Ｙ４）また、（Ｙ２）のＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ作成を定期的に行なうことにより、伝搬環境が変化した場合にＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを自動更新することができる。時間帯により伝搬環境が異なるセル環境において、かつセルごとにＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを伝搬環境の変化に応じて自動更新可能であり、時間帯ごとに適切な電力配分が可能となる。
【００８３】
（７−４）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ作成のためのデータ処理方法
次に、図９〜図１３を用いて、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃの詳細なデータ処理方法について説明する。
図９に示す平均ＳＥＲavの測定結果の一例を参照すると、ＦＥＲ測定区間１〜ＦＥＲ測定区間１００の１００個のＦＥＲ測定区間１〜１００について、それぞれ、平均ＳＥＲavとＦＥＲrelとが記録されている。この図９に示す一個のＦＥＲ測定区間が、例えば２００個のシンボルを含む場合は、全部で２００００個のシンボルについて測定することになる。ＦＥＲ測定区間１のうちの平均ＳＥＲavは１０個であり、また、ＦＥＲ測定区間１のＦＥＲrelは１．０（％）である。
【００８４】
そして、ＳＥＲ収集部４０ｂが、複数の異なるＦＥＲのそれぞれについて、ＦＥＲ測定区間番号と、そのＦＥＲ測定区間番号に対応するＦＥＲ測定区間における平均ＳＥＲavとに基づいて以下に述べる平均値分布を作成し、平均値分布に基づいて平均ＳＥＲavを取得する。
なお、ＦＥＲ測定区間数および一個のＦＥＲ測定区間当たりのシンボル数は、これらの値に限定されるものではなく、変調方式およびデータレートの変動などによって種々変更でき、また、平均ＳＥＲavは「個数」によりデータを出力する代わりに、「レート」によるデータを出力することもできる。
【００８５】
これらのデータの精度は、実験又はシミュレーションなどにおいてサンプル数を増やすことによって向上する半面、測定区間が長くなるのでＭＳの動きに迅速に対応する情報を得ることが困難になる。従って、データ精度と伝搬環境の更新頻度とは、相互に相補的になっている。
（７−５）データ並び替え処理
図１０は本発明の一実施形態に係る平均値分布用のデータ並び替え結果を示す図であり、ＦＥＲrelの測定値Ｘについてその測定値Ｘが得られたＦＥＲ測定区間番号Ｙと、このＹに含まれるＦＥＲ測定区間についての平均ＳＥＲavとの関係が表示されている。ＦＥＲrelが１（％）について、１（％）と計算されたＦＥＲ測定区間番号は、１，３，５，１１，１２，１５，１６，１９，２０，２１，…，９９である。これらのＦＥＲ測定区間番号の平均ＳＥＲavはそれぞれ、１０，２０，１０，…，である。
【００８６】
（７−６）平均値の取得
図１１は本発明の一実施形態に係る平均ＳＥＲavの分布図である。この図１１に示す横軸は平均ＳＥＲav（個）であり、また、縦軸はその平均ＳＥＲavについての頻度又は回数（回）である。図１０に示すＦＥＲrelが例えば１．０％のときのＺに含まれる５，１０，１５，２０，２５，３０（個）がプロットされている。そして、ＳＥＲ収集部４０ｂは、この図１１に示す分布により、ＦＥＲrelが１．０％のときは、平均ＳＥＲavは１５（個）と判定するのである。なお、この図１１に示す平均ＳＥＲavの分布図をスムーズにしたものを図１２（ｂ）に示す。
【００８７】
同様に、ＦＥＲrelが０．５％又は２．０％などの各場合についても、同一の方法を用いることにより、例えば図１２（ａ），図１２（ｃ）に示すような分布が得られる。すなわち、ＳＥＲ収集部４０ｂが、ＦＥＲ測定部４０ａにて測定された複数の異なるＦＥＲのそれぞれについて、１００個のＳＥＲの平均値分布に基づいて平均ＳＥＲavを取得するようになっている。そして、これらの図１２（ａ）〜図１２（ｃ）に示す各分布形状について平均値を取得することにより、ＦＥＲrelが、０．５％，１．０％および１．５％の各場合における平均ＳＥＲavは、それぞれ、７，１５および２３個と判定されるのである。
【００８８】
このように、接続された呼ごとにＦＥＲrel値を測定することは、目標ＦＥＲの近辺に集まるが、分布作成の過程において得られたＦＥＲrel値は目標ＦＥＲの近辺に分布する。
次に、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃは、これらのＦＥＲrelごとの平均ＳＥＲavを集計して、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線（ＳＥＲ／ＦＥＲ回帰直線）を作成する。
【００８９】
（７−７）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線
図１３は本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線を説明するための図である。そして、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃは、平均ＳＥＲav（個）と、ＦＥＲrel（％）が０．５〜１．５％とのそれぞれにおいて、対応付けてプロットすることによって、近似的なＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線が得られる。そして、これにより、平均ＳＥＲavと測定ＦＥＲrelとが相互に変換され、また、随時、平均ＳＥＲavから目標ＳＥＲが推定されるので、高速なデータ処理に使用できる。
【００９０】
ここで、従来の技術を用いると、一個のＦＥＲ測定区間すべてを受信してＦＥＲの計算が終了するまでの間は、ＢＳＣは、既に記録したＦＥＲを更新することはできなかった。これに対して、本発明は、平均ＳＥＲavの元となるＳＥＲの計算時間がＦＥＲの更新計算よりも早いことを利用するので、極論すれば１フレームの受信中においても、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換が可能である。
【００９１】
さらに、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃについては、実際に使用するＦＥＲ近辺の情報が存在すればよく、使用しないＦＥＲ近辺の値については、得られた情報に基づいて内挿又は外挿などの推定直線を用いて、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成することができる。
従って、本発明の電力制御方法は、ＢＴＳが、例えば１００個のＳＥＲとしてシンボル誤り個数又はシンボル誤り個数に起因するＦＥＲ（比率）を用いるように構成されている。まず、ＢＴＳが、ＦＥＲと複数のシンボル誤り個数とを測定し、測定した複数の異なるＦＥＲのそれぞれを得たＦＥＲ測定区間番号を取得し、次に、取得した複数のＦＥＲ測定区間番号のそれぞれにおける複数の平均シンボル誤り個数の出現個数により表された分布に基づいて、複数の第２の平均シンボル誤り個数を取得し、そして、測定により得たＦＥＲと、第２の平均シンボル誤り個数とを対応付けたＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成する。
【００９２】
このように、移動通信システム１００におけるアウターループ制御方法は、受信側のＢＴＳおよびＢＳＣが、フレーム品質情報とＦＥＲとを統計情報を用いて収集し、その収集した情報に基づいて平均値分布を作成し、この平均値分布からＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを生成する。また、このＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃは、セルごとに異なる伝搬環境の状態に応じて作成される。
【００９３】
これにより、短時間でＦＥＲ推定値が得られ、また、精度の高いＦＥＲによってインナーループ制御の目標受信電力値が更新される。
なお、テーブルの作成は、種々変形した形で実施してもよい。
（８）ＦＥＲ精度の向上のための変形例
送信電力制御装置１（図２参照）は、長期間測定しているため、短時間に伝搬環境が変動し、分布図を作成するためのデータ要素が誤差を生じてくる。得られた数値について正規分布又は正規分布以外の他の確率密度関数（ＰＤＦ：Probably Density Function）の標準偏差又は分散値を考慮してＳＥＲを決定してもよい。
【００９４】
図１４は本発明の変形例に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線を説明するための図である。この図１４に示す縦軸のＦＥＲrel１〜ＦＥＲrel３の範囲を０．１％ステップの細かい集計にすることにより、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃの精度が向上する。
従って、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換が高速に行なえ、かつ高い精度のデータを得られる。このように、ＢＴＳは、計算して得たデータを用いてＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃを作成し、アウターループ制御を高速に行なえる。
【００９５】
（９）ハンドオフ時のアウターループ制御のための変形例
（９−１）ハードハンドオフおよびソフトハンドオフ
次に、ハンドオフ時のアウターループ制御について説明する。ハンドオフは、ＭＳが移動しているときに、ＭＳが接続しているＢＴＳ（以下、ハンドオーバ元のＢＴＳ［Source BTS］と称する。）を、他のＢＴＳ（以下、ハンドオーバ先のＢＴＳ[Target BTS]と称する。）に変更する機能である。ＭＳは、ハンドオフにより、ハンドオーバ元のＢＴＳから離れたときに、隣接するハンドオーバ先のＢＴＳと通話を続けることができる。
【００９６】
ここで、ソフトハンドオフとは、ＢＳＣが、ＭＳとハンドオーバ元のＢＴＳとの間の無線リンクを切断せずに、ハンドオーバ先のＢＴＳから同一データを送信し、いったん、ＭＳがハンドオーバ元のＢＴＳとハンドオーバ先のＢＴＳとの双方と通信するようにし、その後、ＭＳがハンドオーバ先のＢＴＳのサポート範囲に移動したときに、ハンドオーバ元のＢＴＳとの無線リンクを切断するものであって、呼切断が少なく、品質の高い通話が確保される。ソフトハンドオフの一例は、移動通信システム１００にて、ＭＳが通信中のＢＴＳがサポートするセルの境界付近に移動したときに、ＭＳが通信中のＢＴＳとその通信中のＢＴＳとは異なる他のＢＴＳとの双方から同一の無線信号を同時に受信し、これらの無線信号をフレームごとに選択合成して、高い品質を維持した状態でハンドオーバを行なう。
【００９７】
（９−２）移動通信システムの構成
図１５は本発明の変形例に係る移動通信システムの構成図であって、この図１５に示す移動通信システム１００ａは、ハンドオーバ元のＢＴＳ１とハンドオーバ先のＢＴＳ２とこれらの上位装置である２ｎｄＢＳＣ（第２ＢＳＣ：ＢＳＣ２）とを有する。これ以外のもので、上述したものと同一のものあるいは同様の機能を有する。
【００９８】
この図１５に示すＭＳは、ＢＴＳ１のサービス圏内のセルにおり、ＢＴＳ１と通話している。そして、ＭＳは、ＢＴＳ２のサービス圏内のセルに移動している。
ここで、２ｎｄＢＳＣは、ＢＴＳ１又はＢＴＳ２からの受信データがハンドオフ中のＭＳから送信されていることを検出すると、その受信データをＦＥＲ測定部４０ａとＳＥＲ収集部４０ｂとに書き込み可能である。この２ｎｄＢＳＣは、フレーム選択部４１，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄ′，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′，アップ／ダウン指示情報挿入部（目標受信電力アップ／ダウン指示情報挿入部）４０ｆ′をそなえて構成されている。そして、図１５に示すＦＥＲ測定部４０ａ，ＳＥＲ収集部４０ｂ，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′，比較判定部４０ｅ，アップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆが協働することにより、送信電力制御装置１′として機能する。
【００９９】
このフレーム選択部４１は、２ｎｄＢＳＣの最前段に設けられ、復調データを公衆網１０１に出力するとともに、ＢＴＳ１，ＢＴＳ２のそれぞれから同一時刻に送信されるフレームの各ＳＥＲを比較し、このうちのＳＥＲ値が小さい（品質のよい）フレームを選択し、その選択したフレームをＦＥＲ測定部４０ａおよびＳＥＲ収集部部４０ｂに入力するものである。
【０１００】
また、フレーム選択部４１は、フレームを選択したときに、選択したＢＴＳがＢＴＳ１又はＢＴＳ２のいずれかであるかに関する情報を記憶するための保持部（選択情報保持部）４１ａを有する。この保持部４１ａは、例えば、ＭＳとそのＭＳに割り当てた符号とを対応づけて保持する。
次に、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄ′は、ＦＥＲ測定部４０ａ，ＳＥＲ収集部４０ｂの出力側に設けられ、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル作成部４０ｄと同一の機能を有し、ＢＴＳ１，ＢＴＳ２を含む複数のＢＴＳごとにＳＥＲおよびＦＥＲを記録する機能をも有する。また、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′は、伝搬環境の異なる複数のセルごとに設けられ複数のセルごとに別個に更新されるようになっている。ここで、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′は、時間帯に応じてＦＥＲと平均ＳＥＲavとを更新されるように構成されてもよく、このようにすれば、伝搬環境に応じた適切なＦＥＲが得られる。
【０１０１】
さらに、アップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆ′は、公衆網１０１からＢＴＳ１およびＢＴＳ２に対して送信された呼データを受信し所定のＴＰＣコマンドをＭＳに対して送信するフレームに挿入するものである。そして、比較判定部４０ｅとアップ／ダウン指示情報挿入部４０ｆ′とが協働することにより、ＦＥＲ測定部４０ａにて得られたＳＥＲに対応する推定ＦＥＲをＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′から推定し、推定ＦＥＲと予め保持した目標ＦＥＲとに基づいて送信電力を制御する送信電力制御部（４０ｅ，４０ｆ′）として機能する。
【０１０２】
これにより、２ｎｄＢＳＣは、ＢＴＳ１およびＢＴＳ２からの復調データについて上りの有線回線を介して入力される。また、２ｎｄＢＳＣは、公衆網１０１側にて発生した呼を、予めＭＳから送信されたＭＳ自身の位置登録データに基づいて、ＭＳが属するセルのＢＴＳ１又はＢＴＳ２に対してその呼データを出力するようになっている。
【０１０３】
（９−３）動作説明
このような構成によって、ＢＴＳ１，ＢＴＳ２について別々のＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′を有している状態においてＢＴＳ１，ＢＴＳ２との間でソフトハンドオフが発生した場合のアウターループ制御について説明する。なお、以下の説明においては、ＢＴＳ１，ＢＴＳ２は、それぞれ、ハンドオーバ元、ハンドオーバ先とする。また、一例としてＢＴＳ１およびＢＴＳ２のＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′の内容が、それぞれ、例えば図１６に示す２本の直線により表されている。なお、実線はＢＴＳ１を、点線はＢＴＳ２をそれぞれ表す。
【０１０４】
最初に、ＭＳがＢＴＳ１とのみ呼接続しているときは、２ｎｄＢＳＣは、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′のうちのＢＴＳ１の部分を参照し、ＦＥＲを推定しているものとする。この状態において、ＭＳの移動により、ＢＴＳ２がソフトハンドオフして追加されると、２ｎｄＢＳＣは、ＢＴＳ１およびＢＴＳ２から異なるＳＥＲ情報と異なるＣＲＣ判定結果（ＣＲＣＯＫ／ＣＲＣＮＧ）とを得る。
【０１０５】
（Ｗ１）フレーム選択部４１は、ＢＴＳ１およびＢＴＳ２から同時刻に送信される２個のフレームのＳＥＲ情報を比較し、品質のよい（ＳＥＲ値が小さい）フレームを選択し、また、選択したフレームがＢＴＳ１又はＢＴＳ２のいずれかにより送信されたかについての情報を記憶する。
（Ｗ２）２ｎｄＢＳＣの送信電力制御部（４０ｅ，４０ｆ′）は、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′をＦＥＲ推定のために選択して使用する。ここで、送信電力制御部（４０ｅ，４０ｆ′）は、異なるＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′を設けた複数のセル間において移動局がソフトハンドオフしているときに複数のセルにおける品質に応じてソフトハンドオフ時の推定ＦＥＲを推定する、具体的には、フレーム選択部４１は、例えばＢＴＳ１側のフレームが良好と判定し、ＢＴＳ１が良好なフレームを多数受信すると認識し、これにより、ＢＴＳ１を選択する。そして、ＳＥＲ収集部４０ｂは、良好と判定されたＢＴＳ１側のフレームのみを用いて平均ＳＥＲavを計算し、ＢＴＳ１のＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′を用いてＦＥＲ推定する。この理由は、伝搬環境について、一方のパスの状態はよく、他方のパスの状態が悪い状態なので、パスの状態のよいＢＴＳ１のＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′に従ったほうがよいからである。
【０１０６】
（Ｗ３）選択されたフレームがほぼ同数であった場合、ＢＴＳ１，ＢＴＳ２は、ともに品質状態が拮抗しており、ハンドオフゲインを得られやすい状態である。従って、ＢＴＳ１，ＢＴＳ２ごとにＳＥＲ／ＦＥＲ変換を実施し、その結果がともに送信電力アップのときはアップ指示を出力し、また、送信電力ダウンのときはダウン指示を出力する。ここで、アップ／ダウンが異なる場合は、現状維持（又はアップ，ダウン指示のどちらかでもよい。）とする。
【０１０７】
（Ｗ４）次に、ＭＳは受信ＳＩＲを測定し，その結果に基づくＴＰＣ情報をＢＴＳ１に送信すると、ＢＴＳ１はそのＴＰＣ情報に基づいて送信電力を増減する。
さらに詳述すると，ＭＳは、受信フレームについてＣＲＣ判定を行ない、このＣＲＣ判定による誤り率が基準値以下となる受信電力値を測定する。そして、ＭＳは、この測定受信電力値を目標受信電力値と決定し、６６６（μｓｅｃ）又は１．２５ミリ秒（ｍｓｅｃ）など固定周期ごとに測定受信電力値と目標受信電力値とを比較し、その結果をＢＴＳ１に送信する。
【０１０８】
（Ｗ５）ここで、この測定方法を実施するためには、予め決定された最適な時間以下で受信電力値を測定することが好ましい。ソフトハンドオフ時のアウターループ制御について図１５に示す。
（１０）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ′作成の具体例の説明
（１０−１）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換処理システム（処理系）の構成
図１７は本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換処理システムの構成図である。この図１７に示すＳＥＲ／ＦＥＲ変換処理システム８０は、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換を実証し、検討するためのものであって、ＳＥＲ発生装置（信号発生部）８０ａ，平均値計算部（５０フレーム平均値計算部）８０ｂ，ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル８０ｃをそなえて構成されている。
【０１０９】
ＳＥＲ発生装置８０ａは、所望のＳＥＲ値を連続的に出力可能な信号処理装置であり、平均値計算部８０ｂは、連続的に入力されるＳＥＲ値を平均して５０フレームについての平均ＳＥＲavを計算し８ビットデータとして計算した平均ＳＥＲavを出力するものであり、また、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル８０ｃは、８ビットの平均ＳＥＲavを入力されて、ＦＥＲを出力するものである。
【０１１０】
なお、上記実施形態は、以下に示す数値などに限定されるものではない。
（１０−２）ＳＥＲ標準偏差（σ）の推定
ＳＥＲに対するＳＥＲ−σを推定する。ＳＥＲ平均値（μ）と、ＳＥＲ標準偏差（σ）の測定結果と、これらの値，測定結果を以下に示す推定式（Ｚ５）を用いて計算した結果とをそれぞれ図１８に示す。
【０１１１】
ｌｎ（ＳＥＲ−σ）＝０．３５０×（ｌｎ（ＳＥＲ−μ）＋１．３８）−２．６０
…(Ｚ５）
ここで、ｌｎ（ｘ）は自然対数を表し、ｌｎ（ＳＥＲ−α）が、ＳＥＲ標準偏差（σ）に対応する。
【０１１２】
（１０−３）ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ（４０ｃ′）の一例
図１９（ａ）および図１９（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル４０ｃ（４０ｃ′）の第１例および第２例を示す図であり、図１９（ａ）に示す値は測定して得られた値であり、図１９（ｂ）に示すそれはシンボルエラー数を測定して得られた値である。なお、Ｅｂ／Ｎ０とは、情報ビット当りのエネルギーを表し両側電力スペクトル密度がＮ０のＡＷＧＮ（Additive White Gaussian Noise：線形加算可能な白色ガウス雑音）を考慮したことを示す。
【０１１３】
このようにして、本発明の電力制御方法によれば、ＭＳは他のＭＳの送信電力による干渉を防止され、高い伝送品質を維持できる。
そして、このようにして、距離，地形又は雑音源などに依存せずに、すべての移動体における受信信号強度が一定になるように動作する。また、更新周期が迅速であり、また、電力制御用のデータ信号の分解能を比較的高いレベルに維持することができる。
【０１１４】
（Ｂ）その他
本発明は上述した実施態様およびその変形例に限定されるものにおいては、なく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することができる。
ＦＥＲを推定するために、無線フレーム品質情報をＦＥＲに変換するためのテーブルは、ＢＴＳ装置に設けてもよい。例えば、下りリンク電力制御において、ＭＳ又はＢＴＳ（ＢＴＳ１，ＢＴＳ２）が、前記の各機能を所持し、下りリンクの電力制御を実施することもできる。
【０１１５】
産業上の利用可能性
以上詳述したように、本発明の送信電力制御装置，移動通信システムおよび電力制御方法によれば、フレーム誤り率が所定区間収集されて平均値分布が生成され、この分布に基づいて、ＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブルが作成され、短時間の測定時間で精度の高いフレーム誤り率を得られる。従って、アウターループ制御およびインナーループ制御において、移動局は短時間で精度の高いフレーム誤り率を推定でき、これにより、無線リンクにおける短時間の変動に追従でき、また、基地局は目標受信電力値の更新の指標となるフレーム誤り率を迅速に測定できるようになる。そして、ＦＥＲ値を低く設定し、かつ目標受信電力値の更新周期を早くすることにより、再送回数が減少してスループットが向上する。さらに、高い通信品質が維持され、高速データ通信が可能となり、また、アウターループ制御により、ハンドオフがスムーズに行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態に係る移動通信システムの構成図である。
【図２】 本発明の一実施形態に係る電力制御方法を説明するための図である。
【図３】 従来の電力制御方法を説明するための図である。
【図４】 本発明の一実施形態に係るＢＴＳのブロック図である。
【図５】 本発明の一実施形態に係る上りリンクのフレームフォーマット例を示す図である。
【図６】 本発明の一実施形態に係る下りリンクのフレームフォーマット例を示す図である。
【図７】 （ａ）は本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブル部によって作成されたグラフであり、（ｂ）は本発明の一実施形態に係るＦＥＲ測定区間を説明するための図である。
【図８】 本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブルの作成方法を説明するためのフローチャートである。
【図９】 本発明の一実施形態に係る平均ＳＥＲavの測定結果の一例を示す図である。
【図１０】 本発明の一実施形態に係る平均値分布用のデータ並び替え結果を示す図である。
【図１１】 本発明の一実施形態に係る平均ＳＥＲavの分布図である。
【図１２】 （ａ）はＦＥＲrelが１．０％のときの分布図であり、（ｂ）は平均ＳＥＲavの分布図をスムーズ化した図であり、（ｃ）はＦＥＲrelが２．０％のときの分布図である。
【図１３】 本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線を説明するための図である。
【図１４】 本発明の変形例に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換直線を説明するための図である。
【図１５】 本発明の変形例に係る移動通信システムの構成図である。
【図１６】 本発明の変形例に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブルの一例を示す図である。
【図１７】 本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換処理システムの構成図である。
【図１８】 本発明の一実施形態に係るＳＥＲ−μ対ＳＥＲ−σの特性を示す図である。
【図１９】 （ａ）は本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブルの第１例を示す図であり、（ｂ）は本発明の一実施形態に係るＳＥＲ／ＦＥＲ変換テーブルの第２例を示す図である。
【図２０】 インナーループ制御とアウターループ制御とを説明するための図である。
Claims (12)
- 所定区間内のフレーム誤り率を測定する測定部と、
複数のフレーム毎品質情報の統計情報に基づいて該複数のフレーム毎品質情報を平均して得た平均フレーム品質情報を取得する取得部と、
該測定部にて測定されたフレーム誤り率と、該取得部にて取得された平均フレーム品質情報とを対応付けて保持する変換テーブルと、
該取得部にて得られたフレーム毎品質情報に対応する推定フレーム誤り率を該変換テーブルから推定し、該推定フレーム誤り率と予め保持した目標フレーム誤り率とに基づいて目標受信電力閾値を制御し通信相手装置の送信電力を制御する送信電力制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、送信電力制御装置。 - 該取得部が、
該測定部にて測定された複数の異なるフレーム誤り率のそれぞれについて、該複数のフレーム毎品質情報の平均値分布に基づいて該平均フレーム品質情報を取得するように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項記載の送信電力制御装置。 - 該取得部が、
該複数の異なるフレーム誤り率のそれぞれについて、該フレーム誤り率を得たフレーム誤り率測定区間の番号と、該フレーム誤り率測定区間における該フレーム毎品質情報の平均値とに基づいて該平均値分布を作成し、該平均値分布に基づいて該平均フレーム品質情報を取得するように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第２項記載の送信電力制御装置。 - 該変換テーブルが、
伝搬環境の異なる複数のセルごとに設けられ該複数のセルごとに別個に更新されるように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項記載の送信電力制御装置。 - 該変換テーブルが、
時間帯に応じて該フレーム誤り率と該平均フレーム品質情報とを更新されるように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項記載の送信電力制御装置。 - 該送信電力制御部が、
異なる変換テーブルを設けた複数のセル間において移動局ＭＳがソフトハンドオフしているときに該複数のセルにおける品質に応じてソフトハンドオフ時の推定フレーム誤り率を推定するように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項記載の送信電力制御装置。 - 該測定部が、
フレーム長よりも短いシンボル長を有するシンボルの誤り個数を測定するように構成されたことを特徴とする、請求の範囲第１項〜第６項のいずれか一項記載の送信電力制御装置。 - 送信電力制御可能な移動局ＭＳと、該移動局ＭＳからのデータと予め保持したフレーム誤り率とに基づいて該移動局ＭＳの該送信電力制御を行なう基地局ＢＴＳと、所定区間内のフレーム誤り率と該所定区間に含まれる複数フレームについての複数のフレーム毎品質情報とに基づいて該基地局ＢＴＳのフレーム誤り率を更新しうる送信電力制御装置とからなる移動通信システムにおいて、
該送信電力制御装置が、
該所定区間内のフレーム誤り率を測定する測定部と、
複数のフレーム毎品質情報の統計情報に基づいて該複数のフレーム毎品質情報を平均して得た平均フレーム品質情報を取得する取得部と、
該測定部にて測定されたフレーム誤り率と、該取得部にて取得された平均フレーム品質情報とを対応付けて保持する変換テーブルと、
該取得部にて得られたフレーム毎品質情報に対応する推定フレーム誤り率を該変換テーブルから推定し、該推定フレーム誤り率と予め保持した目標フレーム誤り率とに基づいて目標受信電力閾値を制御し通信相手装置の送信電力を制御する送信電力制御部とをそなえて構成されたことを特徴とする、移動通信システム。 - 送信電力制御可能な移動局ＭＳと、該移動局ＭＳからのデータと予め保持したフレーム誤り率とに基づいて該移動局ＭＳの該送信電力制御を行なう基地局ＢＴＳと、所定区間内のフレーム誤り率と該所定区間に含まれる複数フレームについての複数のフレーム毎品質情報とに基づいて該基地局ＢＴＳのフレーム誤り率を更新しうる送信電力制御装置とからなる移動通信システムにおける、電力制御方法であって、
該所定区間内のフレーム誤り率を測定し、
該複数のフレーム毎品質情報について平均し、
該測定により得たフレーム誤り率と、該平均により取得した平均フレーム品質情報とを対応付けて保持する変換テーブルを作成し、
該フレーム毎品質情報に対応する推定フレーム誤り率を該変換テーブルから推定し、
該推定フレーム誤り率と予め保持した目標フレーム誤り率とに基づいて送信電力制御を行なうことを特徴とする、電力制御方法。 - 該送信電力制御は、
該推定フレーム誤り率が該目標フレーム誤り率よりも小さい場合は目標受信電力値を低い値に更新するとともに、該推定フレーム誤り率が該目標フレーム誤り率よりも高い場合は該目標受信電力値を高い値に更新することを特徴とする、請求の範囲第９項記載の電力制御方法。 - 該基地局ＢＴＳが、該複数のフレーム毎品質情報としてシンボル誤り個数又は該シンボル誤り個数に起因する比率のうちの少なくとも一方を用いるように構成され、
該基地局ＢＴＳが、該フレーム誤り率と該複数のシンボル誤り個数とを測定し、
該基地局ＢＴＳが、該測定した複数の異なるフレーム誤り率のそれぞれを得たフレーム誤り率測定区間番号を取得し、
該基地局ＢＴＳが、該取得した複数フレーム誤り率測定区間番号のそれぞれにおける複数の平均シンボル誤り個数の出現個数により表された分布に基づいて、複数の第２の平均シンボル誤り個数を取得し、
該基地局ＢＴＳが、該測定により得たフレーム誤り率と、該第２の平均シンボル誤り個数とを対応付けた変換テーブルを作成することを特徴とする、請求の範囲第９項記載の電力制御方法。 - 該基地局ＢＴＳが、該複数のフレーム毎品質情報としてフレーム長よりも短いシンボル長を有するシンボルについてのシンボル誤り個数を用いることを特徴とする、請求の範囲第１１項記載の電力制御方法。
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