JP4394277B2

JP4394277B2 - 通信システムにおいて３値電力制御を提供する方法および装置

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Publication number: JP4394277B2
Application number: JP2000523765A
Authority: JP
Inventors: パドバニ、ロバート
Original assignee: Qualcomm Inc
Current assignee: Qualcomm Inc
Priority date: 1997-12-04
Filing date: 1998-11-30
Publication date: 2010-01-06
Anticipated expiration: 2018-11-30
Also published as: DE69841911D1; AU1614299A; CN1148891C; EP1036437A1; EP1748575A1; KR100610145B1; WO1999029048A1; EP1036437B1; US6411799B1; JP2001525629A; ATE349815T1; DE69836763D1; DE69836763T2; EP1748575B1; KR20010040290A; CN1284219A; HK1032161A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はデータ通信に関する。特に、この発明は通信システムにおいて電力制御を行う新規かつ改良された方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）変調技術を使用することは、非常に多くのシステムユーザが存在する通信を促進するいくつかある技術のうちの１つである。時分割多元接続（ＴＤＭＡ）や周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）のような他の多元接続通信システム技術が技術的に知られている。しかしながら、ＣＤＭＡのスペクトル拡散変調技術は、多元接続通信システムに対する他の変調技術に対して顕著な効果を有する。多元接続通信システムにおいてＣＤＭＡ技術を使用することは、“衛星または地上の中継器を使用するスペクトル拡散多元接続通信システム”と題する米国特許第４，９０１，３０７号に開示され、この特許は本発明の譲受人に譲渡され、参照によりここに組み込まれている。多元接続通信システムにおいてＣＤＭＡ技術を使用することは、“ＣＤＭＡセルラ電話システムで信号波形を発生させるためのシステムおよび方法”と題する米国特許第５，１０３，４５９号にさらに開示され、この特許も本発明の譲受人に譲渡され、参照によりここに組み込まれている。さらに、ＣＤＭＡシステムは、以下ＩＳ−９５標準規格またはＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５として呼ぶ“デュアルモードワイドバンドスペクトル拡散セルラシステムに対するＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５移動局−基地局互換性標準規格”に準拠するように設計することができる。
【０００３】
ＣＤＭＡは広帯域信号であるというその固有の性質により、広い帯域幅に対して信号エネルギを拡散して周波数ダイバーシティの形態をもたらす。したがって、周波数選択性フェーディングはＣＤＭＡ信号帯域幅の小さい部分にしか影響を与えない。空間またはパスダイバーシティは、２つ以上の基地局を通しての移動体ユーザあるいは遠隔局への同時性リンクによる複数の信号パスを提供することにより得られる。さらに、パスダイバーシティは、異なる伝搬遅延で到着した信号を独立に受信および処理できるようにするスペクトル拡散処理を通してマルチパス環境を活用することにより得られる。パスダイバーシティの例は、“ＣＤＭＡセルラ電話システムの通信においてソフトハンドオフを提供する方法およびシステム”と題する米国特許第５，１０１，５０１号、および“ＣＤＭＡセルラ電話システムにおけるダイバーシティ受信機”と題する米国特許第５，１０９，３９０号に例示されており、これらの両特許は本発明の譲受人に譲渡され、参照によりここに組み込まれている。
【０００４】
リバースリンクは遠隔局から基地局への送信に関係している。リバースリンクでは、各送信遠隔局はネットワーク中の他の遠隔局に対する干渉として作用する。リバースリンク容量は他の遠隔局からの送信による総干渉により制限される。ＣＤＭＡシステムは、ユーザが話していないときに、数ビットを送信し、それによってより少ない電力を使用し、干渉を減少させることによりリバースリンク容量を増加させる。
【０００５】
干渉を最小にし、リバースリンク容量を最大にするために、各遠隔局の送信電力は３つのリバースリンク電力制御ループにより制御される。第１の電力制御ループは、受信フォワードリンク信号の電力に反比例して送信電力を設定することにより遠隔局の送信電力を調整する。ＩＳ−９５システムでは、遠隔局の送信電力はｐ_out＝−７３−ｐ_inにより与えられる。ここでｐ_inはｄＢｍにおいて与えられる遠隔局により受信される電力であり、ｐ_outはｄＢｍにおいて与えられる遠隔局の送信電力であり、−７３は定数である。この電力制御ループは開ループとも呼ばれる。
【０００６】
第２の電力制御ループは遠隔局の送信電力を調整して、基地局において受信されるリバースリンク信号の、雑音プラス干渉に対するビット当たりのエネルギ比Ｅ_b／Ｉ_oにより測定されるような信号品質を予め定められたレベルに維持する。このレベルはＥ_b／Ｉ_o設定点として呼ばれる。基地局は基地局において受信されたリバースリンク信号のＥ_b／Ｉ_oを測定し、測定されたＥ_b／Ｉ_oに応答してフォワードトラフィックチャネル上でリバース電力制御ビットを遠隔局に送信する。ＩＳ−９５通信システムに対し、８００ｂｐｓの効率的なレートについて、リバース電力制御ビットは２０ミリ秒フレーム毎に１６回送られ、あるいは電力制御グループ当たり１電力制御ビット送られる。フォワードトラフィックチャネルは基地局から遠隔局へのデータとともにリバース電力制御ビットを伝える。
この第２のループは閉ループとしても呼ばれる。
【０００７】
ＣＤＭＡ通信システムは一般的に離散データフレームとしてデータのパケットを送信する。したがって、所要レベルの性能は一般的にフレームエラーレート（ＦＥＲ）により測定される。第３の電力制御ループはＥ_b／Ｉ_o設定点を調整して、ＦＥＲにより測定される所要レベルの性能を維持する。所定のＦＥＲを維持するために要求されるＥ_b／Ｉ_oは伝搬条件に依存する。この第３のループはアウターループとしても呼ばれる。リバースリンクに対する電力制御メカニズムは、“ＣＤＭＡセルラ移動電話システムにおける送信電力を制御するための方法および装置”と題する米国特許第５，０５６，１０９号に詳細に開示されており、この特許は本発明の譲受人に譲渡され、参照によりここに組み込まれている。
【０００８】
フォワードリンクは基地局から遠隔局への送信に関係している。フォワードリンク上では、基地局の送信電力がいくつかの理由のために制御される。基地局からの高い送信電力は遠隔局において受信される他の信号と過度の干渉を引き起こすことがある。代わりに、基地局の送信電力が低すぎる場合には、遠隔局はエラーのあるデータ送信を受信することがある。地上チャネルフェーディングと他の既知の要因は遠隔局により受信されるフォワードリンク信号の品質に影響を与えることがある。結果として、各基地局はその送信電力を調整して、遠隔局において所要レベルの性能を維持しようと努める。
【０００９】
フォワードリンク上の電力制御はデータ送信にとって特に重要である。データ送信は一般的に非対称であり、フォワードリンク上で送信されるデータ量はリバースリンク上で送信されるものよりも多い。フォワードリンク上での効率的な電力制御メカニズムにより、送信電力が制御されて所要レベルの性能を維持し、全体的なフォワードリンク容量を向上させることができる。
【００１０】
フォワード送信電力を制御する方法および装置は、１９９５年３月３１日に出願された、“移動通信システムにおいて高速フォワード電力制御を実行する方法および装置”と題する現在は放棄された米国特許出願第０８／４１４，６３３号の継続出願である米国特許第６，０３５，２０９号に開示されており、この特許出願は本発明の譲受人に譲渡されており、参照によりここに組み込まれている。米国特許第６，０３５，２０９号に開示されている方法では、送信されたデータフレームがエラーで受信されたときに、遠隔局がエラーインジケータビット（ＥＩＢ）メッセージを基地局に送信する。ＥＩＢはリバーストラフィックチャネルフレーム中に含まれるビットあるいはリバーストラフィックチャネル上で送信される独立したメッセージのいずれかにすることができる。ＥＩＢメッセージに応答して、基地局は遠隔局に対するその送信電力を増加または減少させる。
【００１１】
この方法の欠点の１つは長い応答時間である。処理遅延は、基地局が不適切な電力でフレームを送信する時間から基地局が遠隔局からのエラーメッセージに応答してその送信電力を調整する時間までの時間間隔を含む。この処理遅延には、（１）基地局がデータフレームを不適切な電力で送信し、（２）遠隔局がデータフレームを受信し、（３）遠隔局がフレームエラー（例えばフレーム消去）を検出し、（４）遠隔局がエラーメッセージを基地局に送信し、（５）基地局がエラーメッセージを受信して、その送信電力を適切に調整するためにかかる時間が含まれている。フォワードトラフィックチャネルフレームはＥＩＢメッセージが発生される前に、受信され、復調され、デコードされなければならない。そしてフォワードトラフィックチャネルの送信電力を調整するためにビットを使用できる前に、ＥＩＢメッセージを伝えるリバーストラフィックチャネルフレームは発生され、エンコードされ、送信され、デコードされ、処理されなければならない。
【００１２】
一般的に、所要レベルの性能は１パーセントＦＥＲである。したがって、平均では、遠隔局は１００フレーム毎にフレームエラーを示す１つエラーメッセージを送信する。ＩＳ−９５標準規格にしたがうと、各フレームは２０ミリ秒の長さである。このタイプのＥＩＢベース電力制御は上手く動作してフォワードリンク送信電力を調整し、シャドゥイング条件を取り扱うが、その速度が遅いことから、最も遅いフェーディング条件を除いてフェーディングにおいて非効率である。
【００１３】
フォワードリンク送信電力を制御する第２の方法は、遠隔局における受信信号のＥ_b／Ｉ_oを利用する。ＦＥＲは受信信号のＥ_b／Ｉ_oに依存することから、電力制御メカニズムは所要レベルにおけるＥ_b／Ｉ_oを維持するように設計することができる。この設計はデータが可変レートでフォワード上において送信される場合に困難性に遭遇する。フォワードリンクでは、送信電力はデータフレームのデータレートに依存して調整される。低いデータレートでは、ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５で説明されているように変調シンボルを反復することによってより長い時間期間に対して各データビットが送信される。ビット当たりのエネルギＥ_bは１ビット時間期間に対する受信電力の累積であり、各変調シンボル中のエネルギを累積することにより得られる。等価量のＥ_bに対し、より低いデータレートにおいて、比例してより少ない送信電力で各データビットを送信することができる。一般的に、遠隔局は前もって送信レートを知らず、全データフレームが復調され、デコードされて、データフレームのデータレートが決定されるまで、受信されたビット当たりのエネルギＥ_bを計算することができない。したがって、この方法の遅延は、ほぼ、先に言及した米国特許第６，０３５，２０９号に説明されているものであり、レートはフレーム当たりの１つの電力制御メッセージである。これは先に説明したリバースリンク電力制御メカニズムと対照的であり、１つの電力制御メッセージ（ビット）がＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５により指定されているようにフレーム当たり１６回送られる。
【００１４】
高速フォワードリンク電力制御を実行する他の方法および装置は、先に言及した米国特許第６，０３５，２０９号、１９９５年１１月１５日に出願され、“移動通信システムにおいて高速フォワード電力制御を実行する方法および装置”と題する米国特許出願第０８／５５９，３８６号、１９９６年９月２７日出願され、“スペクトル拡散通信システムおいてリンク品質を測定する方法および装置”と題する米国特許５，９０３，５５４号、１９９６年９月１６日に出願され、“分散フォワード電力制御を実行する方法および装置”と題する米国特許５，８９３，０３５号、１９９６年１１月２０日に出願され、“実行されていない電力制御コマンドを予想することによる電力制御しきい値／測定値の調整”と題する米国特許６，０７５，９７４号で説明されており、これらすべての特許出願は本発明の譲受人に譲渡されており、参照によりここに組み込まれている。
【００１５】
ＩＳ−９５システムに対して、フォワードリンクとリバースリンクの基本的な差異は、リバースリンク上では送信レートが知られている必要がないことである。先に言及した米国特許第５，０５６，１０９号で説明されているように、より低いレートでは、遠隔局は連続的に送信しない。遠隔局が送信しているときに、遠隔局は送信レートに関わらず同じ波形構造を使用して同じ電力レベルで送信する。基地局は受信されたリバースリンク信号のＥ_b／Ｉ_o測定値に基づいて電力制御ビットの値を決定し、この電力制御ビットをフレーム当たり１６回遠隔局に送信する。基地局は遠隔局が送信していないときの回数に対応する電力制御ビットを無視することができる。これにより高速リバースリンク電力制御が可能になる。しかしながら、効率的な電力制御レートは送信レートで変化する。ＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５に対して、レートはフルレートフレームでは８００ｂｐｓであり、１／８レートフレームでは１００ｂｐｓである。
【００１６】
代わりのリバースリンクアーキテクチャは１９９６年５月２８日に出願され、“高データレートＣＤＭＡワイヤレス通信システム”と題する米国特許５，９３０，２３０号で説明されており、この特許出願は本発明の譲受人に譲渡されており、参照によりここに組み込まれている。特許５，９３０，２３０号にしたがうと、補助パイロットがリバースリンク上に導入されている。パイロットレベルは、リバースリンク上の送信レートから独立している。これにより基地局がパイロットレベルを測定して、リバース電力制御ビットを一定レートで遠隔局に送信することができる。
【００１７】
従来技術においてフォワードリンクおよびリバースリンクの電力制御を行うこれらのさまざまな方法は、１ビット電力制御コマンドを利用してソースユニット（遠隔局または基地局）に命令し、受信ユニット（基地局または遠隔局）における受信信号の測定されたＥ_b／Ｉ_oに依存してその送信電力を増加または減少させる。１ビットコマンドは電力制御機能のために送信されるビット数を最小にし、したがってシステムにより要求されるオーバヘッドを最小にし、データ送信のためにさらに多くのリソースを確保する。しかしながら、１ビットコマンドは本質的に電力制御のトグリング（すなわちリミットサイクリング）を引き起こす。その理由は電力制御ビットの受信値に基づいて送信電力が各電力制御グループで増加または減少されるからである。さらに、処理遅延のために、送信電力は修正がなされるまでいくつかの電力制御グループに対して誤った方向に調整されることがあり、これによりリミットサイクリングの影響を強める。リミットサイクリングは通信システムの効率および性能を低下させることがある。１ビット電力制御メカニズムに固有な送信電力のリミットサイクリングを減少または除去しながら、最小数のビットを利用することによりソースユニットの送信電力を制御する方法が必要とされる。
【００１８】
本発明は、３値シグナリング方式を利用する通信システムにおいて電力制御を行う新規で改良された方法および装置である。本発明は２値シグナリング方式に固有なリミットサイクリングを減少または除去することにより通信システムの性能を向上させる。例示的な実施形態では、（それぞれ３つの可能性ある値のうちの１つを有する）電力制御値はデータ上にパンクチャされ、電力制御ループの応答時間を向上させ、送信電力のダイナミックな調整を可能にする。本発明の電力制御メカニズムはフォワードリンクおよび／またはリバースリンク上で利用することができる。しかしながら簡単にするために、本発明はリバースリンク電力制御の文脈で説明する。
【００１９】
本発明の目的は、３値電力制御シグナリング方式を提供することである。例示的な３値シグナリング方式では、電力アップコマンドは正の値（例えば＋１）により表され、電力ダウンコマンドは負の値（例えば−１）により表され、無実行コマンドは０により表される。３値シグナリング方式は電力制御機能に割り当てられるビット数を最小にし、それによりデータ送信に対してさらに多くのリソースを確保する。
【００２０】
本発明の他の目的は、電力制御ループ中のリミットサイクリングを減少または除去することにより通信システムの性能を向上させることである。例示的な実施形態では、電力制御値は、電力アップコマンド、電力ダウンコマンド、または無実行コマンドを構成する。例示的な実施形態では、（例えば、雑音プラス干渉に対するビット当たりのエネルギ比Ｅ_b／Ｉ_oにより測定されるような）受信信号の品質が予め定められた範囲内にあれば、基地局は無実行コマンドを送信する。無実行コマンドは２値シグナリング方式に固有なリミットサイクリングを最小にする。無実行コマンドは、基地局における受信信号のＥ_b／Ｉ_o測定の不確実性による遠隔局の送信電力における変動も最小にする。
【００２１】
本発明のさらに他の目的は、電力制御ループの応答時間を向上させることである。例示的な実施形態では、電力制御値はエンコーディングされずに遠隔局に送信される。さらに、電力制御値はエンコードされたデータ上にパンクチャされる。遠隔局では、電力制御値は長いデコーディングプロセスに耐える必要なく迅速に復調および検出される。素早い応答時間は電力制御ループの性能を向上させ、通信システムの性能を改善し、容量を増加させる。
【００２２】
本発明のさらに他の目的は、ハンドオフをサポートする電力制御メカニズムを提供することである。遠隔局は複数の基地局とソフトハンドオフに入り、基地局からの同一または不同一の電力制御値を受信することができる。遠隔局において、送信電力制御値が受信され、復調され、フィルタ処理される。複数の基地局または複数の信号パスからの同一の電力制御値が合成されて、電力制御値の改善された測定値を生み出す。独立した各電力制御値は１組のしきい値と比較され、対応する受信電力制御値が生成される。任意の基地局が電力ダウンコマンドを送信している場合には遠隔局がその送信電力を減少させ、電力ダウンコマンドを送信した基地局がなく、少なくとも１つの基地局が無実行コマンドを送信した場合には遠隔局は何もせず、すべての基地局が電力アップコマンドを送信した場合には遠隔局はその送信電力を増加させるように、遠隔局と通信しているすべての基地局からの受信電力制御値がその後論理的に合成される。
【００２３】
本発明の他の目的は、信頼性のある電力制御メカニズムを提供することである。信頼性がないと思われるリバース電力制御ビットは、例えば送信電力を維持することにより、電力制御ループでの使用から省略してもよい。
【００２４】
本発明はリバースリンク電力制御に対して説明されているが、発明概念はフォワードリンク電力制御における使用に対して完全に適合させることができる。
【００２５】
本発明の特徴、目的および効果は同一の参照文字が全体を通して対応している図面とともに、以下に説明されている詳細な説明からさらに明らかになるであろう。
【００２６】
【発明の実施の形態】
本発明では、基地局がフォワードトラフィックチャネル上でデータとともにリバース電力制御値を送信する。リバース電力制御値は、遠隔局の送信電力を制御して基地局において所要レベルの性能（例えば予め定められたフレームエラーレートＦＥＲ）を維持する一方、ネットワーク中の他の遠隔局に対する干渉を最小にするために遠隔局により使用される。例示的な実施形態では、各電力制御値は、電力アップコマンド（例えば＋１）、電力ダウンコマンド（例えば−１）、あるいは無実行コマンド（例えば０）を構成する。例示的な実施形態では、処理遅延を最小にするために、電力制御値はエンコードされず、データ上にパンクチャされる（図３参照）。この意味において、パンクチャ処理は、１つ以上のコードシンボルが電力制御値により置換されるプロセスである。
【００２７】
例示的な実施形態では、基地局は先に言及した米国特許第５，５０６，１０９号中で説明されている方法にしたがって受信リバースリンク信号の品質を測定する。例示的な実施形態では、受信リバースリンク信号の品質は測定されたＥ_b／Ｉ_oにより示される。代替実施形態では、基地局で受信されるようなリバースリンク信号の品質は、（１つが利用されるのであれば）遠隔局により送信されるリバースリンクパイロット信号またはフォワード電力制御ビットの振幅を測定することにより決定することができる。この代替実施形態では、データビットの品質は直接的には測定されないが、むしろリバースリンクパイロット信号またはフォワード電力制御ビットの測定された振幅から推測される。これは合理的なことである。その理由はフォワード電力制御ビットおよびリバースリンクパイロット信号は伝搬環境における変化により等しく影響を受けるからである。データビットの振幅がパイロット信号またはフォワード電力制御ビットの振幅に対する既知の比で維持されるのであれば、この代替実施形態は上手く動作する。基地局においてリバースリンク信号の品質を測定する他の方法を使用することができ、これも本発明の範囲内のものである。
【００２８】
例示的な実施形態では、基地局は測定されたＥ_b／Ｉ_oと、第１および第２の設定点を含む１組の設定点とを比較する。測定されたＥ_b／Ｉ_oが第１の設定点より上であれば、基地局は電力ダウンコマンドを発行する。測定されたＥ_b／Ｉ_oが第２の設定点より下であれば、基地局は電力アップコマンドを発行する。最後に、測定されたＥ_b／Ｉ_oが第１および第２の設定点の間にあれば、基地局は無実行コマンドを発行する。設定点は１組のパラメータに基づいて調整することができ、このパラメータにはシステムの性能要求や受信リバースリンク信号の測定の不確実性が含まれている。
【００２９】
例示的な実施形態では、１つの電力制御値が各電力制御グループに対して個々の遠隔局に送信される。例示的なＩＳ−９５通信システムに対して、各電力制御グループは１．２５ミリ秒の持続時間である。均一な間隔で電力制御値を送信すると、基地局が電力制御値を同時に複数の遠隔局に送出することができるようになる。これによると送信電力がピークとなり、おそらく容量を減少させることになる。これを避けるために、電力制御値は電力制御グループ内に疑似ランダム的に配置することができる。これは電力制御グループを予め定められた数の位置（例えばＩＳ−９５システム対して２４）に区分し、電力制御値にパンクチャを行う位置を（例えばロングＰＮシーケンスで）疑似ランダム的に選択することにより達成することができる。ＩＳ−９５システムに対して、電力制御グループ内の最初の１６カ所の位置の中から１つのみが電力制御値の開始位置として選択され、最後から８カ所の位置は選択されない。
【００３０】
例示的な実施形態では、電力制御値は先に説明した例示的な値（例えば＋１，０，−１）を持つ３値シグナリング方式を使用して送信される。３値シグナリング方式の使用により、電力制御値の位置をランダム化する必要がなくなるかもしれない。好ましくは、電力制御値を電力制御グループの初めの方の部分に配置ささせることにより、電力制御ループの処理遅延を減少させ、それにより性能を向上させることができるかもしれない。しかしながら、電力制御値を電力制御グループのさまざまな位置に配置して他のシステム検討事項を満足させることもでき、これも本発明の範囲内のものである。
【００３１】
遠隔局では、送信電力制御値が受信され、復調され、処理される。特に、復調された電力制御シンボルは電力制御値の期間に対して累積される。次に複数の基地局またはパルチパスからの同一の電力制御値が累積される。その後、結果的な独立した電力制御値はそれぞれ１組のしきい値と比較され、＋１，０，−１のいずれかの値を持つ対応した受信電力制御値が提供される。独立した各電力制御値に対して１つである受信電力制御値がその後論理的に合成され、単一の電力制御コマンドが提供される。この単一の電力制御コマンドは任意の基地局が電力ダウンコマンドを発行する場合には遠隔局にその送信電力を減少させるように命令し、基地局が電力ダウンコマンドを発行せず、少なくとも１つの基地局が無実行コマンドを発行する場合には遠隔局に何もしないように命令し、すべての基地局が電力アップコマンドを発行する場合には遠隔局にその送信電力を増加させるように命令する。
【００３２】
一般的に、リバース電力制御値は低い送信電力レベルで遠隔局に送信される。さらに、電力制御値は通信システム内の複数の基地局から送信することができる。電力制御値の振幅のさらに正確な測定値は、さまざまな基地局あるいは同じ基地局のマルチパスから電力制御値を受信し、各基地局あるいはマルチパスからのパイロット信号の位相および振幅にしたがって電力制御値の位相および振幅を調整し、電力制御値の調整された振幅をフィルタ処理することにより得ることができる。電力制御値のフィルタされた振幅は合成することができ、適切な場合、遠隔局の送信電力を制御するのに使用するこができるので、基地局において受信されるリバースリンク信号の品質は所要のレベルに維持される。
【００３３】
電力制御メカニズムの有効性を向上させるために、例えばチャネル中の遅いフェーディングを抑制するために、電力制御ループは高いレートで動作するように設計される。例示的なＩＳ−９５システムでは、電力制御値は８００ｂｐｓで送信される。したがって、遠隔局の送信電力は秒当たり８００回以上のレートで調整することができる。しかしながら電力制御値はコード化されず、最小のエネルギで送信されることから、いくつかの電力制御値は遠隔局で満足に受信されないかもしれない。遠隔局は十分な信頼性がないと考える何らかの電力制御値を無視することを選択するかもしれない。
【００３４】
例示的な実施形態では、処理遅延を最小にするために、電力制御値はコード化されずに送信され、データ上にパンクチャされる。しかしながら、より高いレベルの信頼性が要求される通信システムに対して、電力制御値に対してちょうど提供されるデータあるいは独立したコードとともに電力制御値をエンコードすることができる。コード化を使用して受信電力制御値の信頼性を向上させることは本発明の範囲内のことである。
【００３５】
簡単にするために、本発明はリバースリンク電力制御の文脈で説明しており、基地局が遠隔局に命令してそれぞれの送信電力を調整させる。本発明はフォワードリンク電力制御に適用できることは当業者に容易に明らかになるであろう。したがって、ここで説明している発明概念を利用するフォワードリンク電力制御は本発明の範囲内のものである。
【００３６】
Ｉ．回路の説明
図を参照すると、図１は本発明の例示的な通信システムを表しており、この通信システムは複数の遠隔局６（簡単にするために１つの遠隔局６のみが示されている）と通信する複数の基地局４を備えている。システム制御装置２は通信システム中のすべての基地局４と公衆電話交換ネットワーク（ＰＳＴＮ）８に接続している。システム制御装置２はＰＳＴＮ８に接続されたユーザと遠隔局６のユーザとの間の通信を調整する。基地局４から遠隔局６へのデータ送信は信号パス１０を通してフォワードリンク上で生じ、遠隔局６から基地局４への送信は信号パス１２を通してリバースリンク上で生じる。信号パスは信号パス１０ａのような直線パス、あるいは信号パス１４のような反射されたパスがあり得る。基地局４ａから送信された信号が反射源１６で反射され、見通しパス１０ａ以外の異なるパスを通して遠隔局６に到達するときに、反射パス１４が生成される。図１においてブロックとして図示されているが、反射源１６は遠隔局６が動作している環境における人工物の結果であり、例えばビルや他の構造物である。
【００３７】
本発明の基地局４と遠隔局６の例示的なブロック図が図２に示されている。フォワードリンク上のデータ送信はデータ源２０から始まり、データ源２０はデータをエンコーダ２２に提供する。エンコーダ２２の例示的なブロック図が図３に示されている。エンコーダ２２内では、チャネルエンコーダ２１２がシステムのエンコーディングフォーマットにしたがってデータをエンコードする。例示的なＩＳ−９５システムに対して、チャネルエンコーダ２１２は、先に言及した米国特許第５，１０３，３５９号に説明されているような、ＣＲＣエンコーディング、コードテールビット挿入、畳み込みエンコーディングおよびシンボル反復を実行する。結果的なシンボルはブロックインターリーバ２１４に提供され、このブロックインターリーバ２１４はシンボルを再順序付けして、インターリーブされたデータを変調器（ＭＯＤ）２４に提供する。
【００３８】
ＩＳ−９５標準規格に準拠している変調器２４の例示的なブロック図が図３に示されている。変調器２４内では、インターリーブされたデータがロングＰＮコードで乗算器２２２によりスクランブルされることから、データが向けられた遠隔局６によってのみそのデータを受信することができる。ロングＰＮ拡散データはマルチプレクサ（ＭＵＸ）２２６を通してマルチプレクスされ、乗算器２２８に提供される。乗算器２２８は宛先遠隔局６に割り当てられたトラフィックチャネルに対応するウォルシュコードでデータをカバーする。ウォルシュカバーされたデータは乗算器２３０ａおよび２３０ｂに提供され、さらにショートＰＮＩおよびＰＮＱコードでそれぞれ拡散される。乗算器２３０ａおよび２３０ｂからのショートＰＮ拡散データはそれぞれフィルタ２３２ａおよび２３２ｂに提供され、これらのフィルタ２３２ａおよび２３２ｂはデータのローパスフィルタ処理を行う。フィルタ２３２ａおよび２３２ｂからのＩチャネルデータとＱチャネルデータはそれぞれ送信機（ＴＭＴＲ）２６（図２参照）に提供され、送信機２６は信号をフィルタ処理し、変調し、アップコンバートし、そして増幅する。変調された信号はデュプレクサ２８を通してルーティングされ、信号パス１０を通してフォワードリンク上でアンテナ３０から送信される。デュプレクサ２８はいくつかの基地局設計では使用されないかもしれない。
【００３９】
図３に示されている例示的な構成では、電力制御値は電力制御ビットと電力制御イネーブルを含んでいる。例示的な実施形態では、電力制御ビットは１ビットコマンドであり、遠隔局６に命令してその送信電力を増加させるためにはハイ（例えば１）であり、送信電力の減少を命令するためにはロー（例えば０）である。例示的な実施形態では、電力制御イネーブルは１ビットコマンドであり、電力制御ビットを処理してフィルタ２３２の出力に提供できるようにするためにはハイ（例えば１）であり、無実行コマンドに対して、フィルタ２３２の出力を中央スケール値にリセットするためにはロー（例えば０）である。これは図７に図示されており、ロー電力制御イネーブルは破線により示され、ハイ電力制御イネーブルは実線により示されている。電力制御イネーブルが破線により示されているようにローであるときには、送信されるシーケンス（例えばＩチャネルデータおよびＱチャネルデータ）は中央スケールであることが図７において着目することができる。
【００４０】
例示的な実施形態では、ＩチャネルデータとＱチャネルデータは同位相および直角位相シヌソイドによりそれぞれ変調される。無実行をゼロの値に等しいと考えることにより、変調されたＩおよびＱ信号は電力制御値の期間に対してゼロである。したがって、基地局４は無実行コマンドを送信するとき電力制御値の期間に対して遠隔局６にエネルギを送信しない。
【００４１】
例示的な実施形態では、１つのリバース電力制御値が各電力制御グループに対してデータストリーム上にパンクチャされる。各電力制御値の期間は予め定められ、トラフィックチャネルのデータレートに依存させることができる。さらに、リバースリンク電力制御値がパンクチャされる位置は固定することができ、あるいは図３に示されているロングＰＮ発生器２２４からのロングＰＮシーケンスで疑似ランダムに選択することができる。ＭＵＸ２２６を使用してリバース電力制御ビットをデータストリームにパンクチャする。ＭＵＸ２２６の出力はエンコードデータビットとリバース電力制御ビットの両方を含む。電力制御ビットと電力制御イネーブルに対する例示的な定義は表１にリストアップされている。
【表１】

【００４２】
代わりに、ミキサ２３０およびフィルタ２３２間に配置される（図３に示されていない）ＭＵＸ対を通してフィルタ２３２に供給されるデータに電力制御値（例えば＋１，０，−１）を直接パンクチャすることができる。この実施形態では、ショートＰＮ拡散データは電力制御値のものに対応する新しい信号空間にマッピングされる。例えば、ショートＰＮ拡散データでのハイは＋にマッピングすることができ、ショートＰＮ拡散データでのローは−１にマッピングすることができる。
【００４３】
図２を参照すると、遠隔局６では、フォワードリンク信号がアンテナ１０２により受信され、デュプレクサ１０４を通してルーティングされ、受信機（ＲＣＶＲ）１０６に供給される。受信機１０６は信号をフィルタし、増幅し、復調し、量子化して、デジタル化ＩおよびＱベースバンド信号を得る。ベースバンド信号は復調器（ＤＥＭＯＤ）１０８に供給される。復調器１０８はベースバンド信号をショートＰＮＩおよびＰＮＱコードで逆拡散し、基地局４で使用されたウォルシュコードと同一のウォルシュコードで逆拡散データをデカバーし、ウォルシュデカバーデータをロングＰＮコードで逆拡散し、復調データをデコーダ１１０に供給する。
【００４４】
デコーダ１１０内では、ブロックデインターリーバが復調データのシンボルを再順序付けして、デインターリーバデータをチャネルデコーダに供給し、チャネルデコーダはチャネルエンコーダ２１２で使用されたエンコーディングフォーマットにしたがってデータをデコードする。デコードされたデータはデータシンク１１２に供給される。
【００４５】
ＩＩ．電力制御値の検出
受信リバースリンク電力制御値を検出する例示的な復調器１０８のブロック図が図４に示されている。受信機１０６からのデジタル化ＩおよびＱベースバンド信号は相関器３１０のバンクに供給される。各相関器３１０は同じ基地局４からの異なる信号パスに割り当てることができ、あるいは異なる基地局４からの異なる送信に割り当てることができる。それぞれ割り当てられた相関器３１０内では、ベースバンド信号がそれぞれ乗算器３１２ａおよび３１２ｂによりショートＰＮＩおよびＰＮＱコードで逆拡散される。各相関器３１０内のショートＰＮＩおよびＰＮＱコードは独特なオフセットを持つことができ、この独特なオフセットは信号を送信した基地局４に関係する特定のオフセットに一致し、そしてさらにその相関器３１０により復調されている信号により受ける伝搬遅延に対応する。ショートＰＮ逆拡散データは、相関器３１０により受信されているトラフィックチャネルに割り当てられたウォルシュコードで乗算器３１４によりデカバーされる。デカバーされたデータはフィルタ３１８に供給され、このフィルタ３１８はシンボル時間に対してデカバーされたデータのエネルギを累積する。
【００４６】
トラフィックチャネル上に重ね合わされる独立したパイロットチャネル上でパイロット信号が送信されるＩＳ−９５システムに対して、乗算器３１２からのショートＰＮ逆拡散データはパイロット信号も含む。ＩＳ−９５システムに対して、パイロット信号はウォルシュコード０に対応するすべてのゼロのシーケンスでカバーされる。したがって、パイロット信号を獲得するためにウォルシュデカバー処理は必要ではない。ショートＰＮ逆拡散コードはパイロット相関器３１６に供給され、このパイロット相関器３１６は逆拡散データのローパスフィルタ処理および／またはシンボル累積を実行して、受信信号からパイロット信号を抽出する。
【００４７】
パイロット相関器３１６からのフィルタされたパイロット信号とフィルタ３１８からのフィルタされたデータに対応する２つの複素信号（またはベクトル）は内積回路３２０に供給され、この内積回路３２０は技術的によく知られた方法で２つのベクトルの内積を計算する。例示的な内積回路３２０は、“パイロット搬送波内積回路”と題する米国特許第５，５０６，８６５号に詳細に説明されており、この米国特許は本発明の譲受人に譲渡され、参照によりここに組み込まれている。内積回路３２０はフィルタされたデータに対応するベクトルをフィルタされたパイロット信号に対応するベクトルに投影し、ベクトルの大きさを乗算し、符号付きスカラー出力ｓ_m（ｊ）をデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）３２２に供給する。表記ｓ_m（ｊ）を使用して、ｊ番目のシンボル期間のｍ番目の相関器３１０ｍからの出力を示す。遠隔局６は現在のフレームのｊ番目のシンボル期間がデータビットあるいはリバース電力制御値に対応するか否かの知識を持っている。したがって、ＤＥＭＵＸ３２２は相関器出力のベクトル、Ｓ（ｊ）＝｛ｓ₁（ｊ）、ｓ₂（ｊ）、……、ｓ_M（ｊ）｝をデータ合成器３２４または制御プロセッサ１２０のいずれかにルーティングする。データ合成器３２４はそのベクトル出力を合計し、ロングＰＮコードを使用してデータを逆拡散し、復調されたデータをデコーダ１１０に供給する。
【００４８】
復調された電力制御シンボルを含む電力制御データは、図５に示されている電力制御プロセッサ４１０に供給される。電力制御プロセッサ４１０は図２に示されている制御プロセッサ１２０内に組み込むことができる。電力制御プロセッサ４１０内では、復調された電力制御シンボルがシンボル累積器４１２に供給され、このシンボル累積器４１２は電力制御値の期間に対して復調電力制御シンボルｓ_m（ｊ）を累積して、復調電力制御値ｂ_m（ｉ）を生成する。例えばＩＳ−９５システムに対して、各電力制御値は２つの変調シンボルすなわち１２８ＰＮチップの期間を持っている。このケースでは、シンボル累積器４１２は１２８ＰＮチップに対して復調電力制御シンボルを累積して、復調電力制御値ｂ_m（ｉ）を生成する。表記ｂ_m（ｉ）を使用して、ｉ番目の電力制御グループに対する、ｍ番目の相関器３１０ｍに対応するリバース電力制御値を示す。復調電力制御値のベクトルＢ（ｉ）＝｛ｂ₁（ｉ）、ｂ₂（ｉ）、……、ｂ_M（ｉ）｝が同一ビット累積器４１４に供給される。
【００４９】
ＩＳ−９５標準規格にしたがうと、１つより多い基地局４が同じ遠隔局６と通信しているときに、基地局４は同一あるいは不同一リバースリンク電力制御値のいずれかを送信するように構成することができる。基地局４はセルの異なるセクタである場合のように、同じ位置に物理的に配置されている場合に、同一の電力制御値を一般的に送信するように構成される。同じ電力制御値を送信しない基地局４は一般的に異なる位置に物理的に配置されているものである。ＩＳ−９５標準規格はあるメカニズムも明記しており、このメカニズムにより同一の電力制御値を送信するように構成されている基地局４が遠隔局６に対して識別される。さらに、遠隔局６が複数の伝搬パスを通して単一の基地局４の送信を受信している場合に、これらのパス上で受信されるリバース電力制御値は本質的に同一である。同一ビット累積器は、同一であると知られているリバース電力制御値ｂ_m（ｉ）を合成する。同一ビット累積器４１４の出力は、Ｎ個の独立したリバース電力制御ストリームに対応する独立したリバース電力制御値のベクトルＢ’（ｉ）＝｛ｂ’₁（ｉ）、ｂ’₂（ｉ）、……、ｂ’_N（ｉ）｝である。各独立した電力制御ストリームｂ’_n（ｉ）は、（例えば、遠隔局６と通信している異なるセクタからの、あるいは異なるパルチパスからの）そのストリームに対応した同一の電力制御値の合計を含んでいる。独立した電力制御値は以下の等式にしたがって計算することができる。
【数１】

【００５０】
ここでＫは、（例えば異なる基地局４あるいは異なるマルチパスからの）ｎ番目の独立したリバース電力制御ストリームに対して同一の電力制御値を受信している相関器３１０の数である。
【００５１】
本発明の３値チャネルは一般的に消去チャネルとしても呼ばれる。（バイナリ＋／−１通信チャネルに対して一般的にゼロである）１つのしきい値を使用する代わりに、本発明の３値チャネルに対して２つのしきい値を使用する。第１のしきい値はゼロより上に設定され、第２のしきい値はゼロより下に設定される。受信信号の振幅が第１のしきい値より上である場合には、＋１が宣言される。振幅が第２のしきい値より下である場合には−１が宣言される。振幅が第１および第２のしきい値の間であれば、消去が宣言される。
【００５２】
独立した電力制御値のベクトルＢ’（ｉ）はしきい値比較回路４１６に供給され、このしきい値比較回路４１６は、対応する１組の予め定められたしきい値に対して独立した各電力制御値ｂ’_n（ｉ）を比較する。ｂ’_n（ｉ）が第１のしきい値ｔｈ１_nより上である場合には、ｂ’_n（ｉ）に対応する受信電力制御値ｂ’’_n（ｉ）は＋１に設定される。ｂ’_n（ｉ）が第２のしきい値ｔｈ２_nより下である場合には、受信電力制御値ｂ’’_n（ｉ）は−１に設定される。ｂ’_n（ｉ）が第１および第２のしきい値の間である場合には、受信電力制御値ｂ’’_n（ｉ）は０に設定される。
【００５３】
独立した各電力制御値に対応する第１および第２のしきい値は、独立した電力制御値を発生させるために結合される同一電力制御値の数および受信信号の測定振幅の変動のような１組のパラメータにしたがって設定することができる。例として、第１のしきい値は公称フルスケール値の０．５に設定することができる。第２のしきい値は公称フルスケール値の−０．５に設定することができる。これらのしきい値は先に説明したパラメータにしたがって調整することができる。しきい値比較回路４１６からの出力は受信電力制御値のベクトルＢ’’（ｉ）＝｛ｂ’’₁（ｉ）、ｂ’’₂（ｉ）、……、ｂ’’_N（ｉ）｝を含み、各受信電力制御値ｂ’’_n（ｉ）は＋１、−１または０のいずれかの値を有する。受信電力制御値のベクトルＢ’’（ｉ）は電力制御論理４１８に供給される。
【００５４】
ＩＳ−９５標準規格にしたがうと、遠隔局６は基地局４の任意の１つが電力ダウンコマンドを発行する場合にその送信電力を減少させる。このメカニズムは干渉を最小にし、システム容量を向上させる一方で、リバースリンク信号が少なくとも１つの基地局４により適切に受信されることを確実にする。例示的な実施形態では、本発明の３値電力制御シグナリング方式とともに同じ電力制御メカニズムを利用する。例示的な実施形態では、受信電力制御値ｂ’’_n（ｉ）の任意のものが負である場合には、遠隔局６はその送信電力を減少させる。さらに、負の受信電力制御値ｂ’’_n（ｉ）がなく、少なくとも１つの受信電力制御値ｂ’’_n（ｉ）がゼロである場合には、遠隔局６はその送信電力を調整しない。最後に、すべての受信電力制御値ｂ’’_n（ｉ）が正である場合には、遠隔局６はその送信電力を増加させる。電力制御論理４１８は、先に説明した論理方式を使用して受信電力制御値のベクトルＢ’’（ｉ）を処理する。電力制御論理４１８の出力は単一の電力制御値（あるいは電力制御コマンド）であり、これは遠隔局６に命令してその送信電力を増加、減少あるいは維持させる。この電力制御値は送信機１３６（図２参照）に提供され、この送信機１３６はそれにしたがって遠隔局６の送信電力を調整する。
【００５５】
例示的な実施形態では、リバース電力制御値はエンコードされず、したがって干渉により生じるエラーに対して特に弱い。閉ループリバースリンク電力制御の高速応答時間はリバースリンク電力制御の性能におけるこのようなエラーの影響を最小にする。その理由は遠隔局６の送信電力に対するこれらのエラーのある調整あるいは無調整は後続の電力制御グループで補償することができるからである。
【００５６】
ここで説明した例示的な実施形態では、リバースリンク電力制御はＩＳ−９５標準規格と互換性があるような方法で説明した。本発明の実施は何らかの特定の通信システムあるいは構成に依存しない。ここで説明したような電力制御処理を実行する他の構成を企図することができ、これも本発明の範囲内ものであることは当業者に明らかである。
【００５７】
ＩＩＩ．電力制御値の発生
図２を参照すると、基地局４において、リバースリンク信号はアンテナ３０により受信され、デュプレクサ２８を通してルーティングされ、受信機（ＲＣＶＲ）５０に供給される。受信機５０は信号をフィルタ処理、増幅、復調および量子化して、デジタル化されたＩおよびＱベースバンド信号を得る。ベースバンド信号は復調器（ＤＥＭＯＤ）５２に供給され、この復調器５２はショートＰＮＩおよびＰＮＱコードでベースバンド信号を逆拡散する。ＩＳ−９５システムに対して、復調器５２の信号は受信ウォルシュシーケンスを対応するウォルシュコードにマッピングする。特に、逆拡散データは６４チップのブロックにグループ化され、逆拡散データのブロックに最も近いウォルシュシーケンスを有するウォルシュコードに割り当てられる。この信号マッピングは、先に言及した米国特許第５，１０３，４５９号中で説明されているように高速アダマール変換フィルタにより実行される。ウォルシュコードは、デコーダ５４に供給される復調データを含む。
【００５８】
デコーダ５４内では、ブロックデインターリーバが復調データのシンボルを再順序付けし、デインターリーブデータをチャネルデコーダに供給し、このチャネルデコーダはエンコーダ１３２で使用されたエンコーディングフォーマットにしたがってデータをデコードする。ＩＳ−９５システムに対して、デコーダ５４はビタビデコーディングとデコードデータのＣＲＣ検査を実行する。ＣＲＣ検査されたデータはデータシンク５６に供給される。ＩＳ−９５システムに対する受信機５０と復調器５２の機能は米国特許第５，１０３，４５９号にさらに説明されている。
【００５９】
例示的なＩＳ−９５システムでは、遠隔局６の送信電力が調整されて、（例えば、基地局４において受信されたようなリバースリンク信号の、雑音プラス干渉に対するビット当たりのエネルギ比Ｅ_b／Ｉ_oにより測定されるような）必要なリバースリンク信号品質が維持される。例示的な実施形態では、測定されたＥ_b／Ｉ_oはＥ_b／Ｉ_o設定点に対して比較され、それに応答して電力制御値が発生される。Ｅ_b／Ｉ_o設定点は次に調整されて、所要のフレームエラーレート（ＦＥＲ）が維持される。
【００６０】
図６に示されているように、復調データは制御装置４０内の電力検出器４３０に供給される。電力検出器４３０内では、復調データが電力測定回路４３２に供給され、この電力測定回路４３２は受信リバーストラフィックチャネルの電力と総受信電力を計算する。受信信号の品質を測定する方法および装置は先に言及した米国特許第５，５０６，１０９号で詳細に説明されている。要約すると、受信リバーストラフィックチャネルの電力は復調データから計算することができ、総受信電力は逆拡散データから計算することができる。これらの２つの測定値の比は測定されたＥ_b／Ｉ_oを構成し、この測定されたＥ_b／Ｉ_oはフィルタ４３６に供給される。フィルタ４３６は測定されたＥ_b／Ｉ_oを予め定められた間隔に対して平均化し、平均化されたＥ_b／Ｉ_oを比較回路４３８に供給する。フィルタ４３６は有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタとして、あるいは技術的に知られている他のフィルタ設計として構成することができる。さらに、特定のシステム要求に対して、信頼性ある測定値と最小応答時間との間のトレードオフを得ることができるようにフィルタ４３６を設計することができる。
【００６１】
例示的な実施形態では、（ＦＥＲのような）受信リバースリンク信号の品質インジケータはしきい値調整回路４３４に供給され、このしきい値調整回路４３４は、それに応答して（第１および第２の設定点を構成する）２つのＥ_b／Ｉ_o設定点を設定する。例示的な実施形態では、平均化されたＥ_b／Ｉ_oが第１の設定点より上である場合には、受信されたＥ_b／Ｉ_oは必要なもよりも良く、遠隔局６の送信電力は−１の電力制御値を発行することにより下向き方向に調整される。代わりに、平均化されたＥ_b／Ｉ_oが第２の設定点より下である場合には、受信されたＥ_b／Ｉ_oは必要なもよりも悪く、遠隔局６の送信電力は＋１の電力制御値を発行することにより上向き方向に調整される。最後に、平均化されたＥ_b／Ｉ_oが第１および第２の設定点の間である場合には、受信されたＥ_b／Ｉ_oはほぼ要求されているようなものであり、遠隔局６の送信電力は０の電力制御値を有する無実行コマンドを発行することにより維持される。第１と第２の設定点間の差は受信されたＥ_b／Ｉ_oの所要の動作範囲を構成し、特定の適用に対して調節することができる。特に、第１と第２のしきい値間の差は受信されたＥ_b／Ｉ_oにおける測定の不確実性を考慮して設定することができる。例えば、受信されたＥ_b／Ｉ_oが±０．５ｄＢの確実性で測定できるだけであれば、第１と第２の設定点間の差は少なくとも１．０ｄＢ離れて設定すべきである。
【００６２】
第１および第２のしきい値は、例えば受信リバースリンク信号のＦＥＲにより決定されるような、システムの性能要求に基づいて調整することができる。受信されたＦＥＲが要求されるものよりも高い場合には設定点を増加させることができ、これにより電力制御ループに遠隔局６の送信電力を上方向に調整させ、受信Ｅ_b／Ｉ_oを向上させる。代わりに、受信されたＦＥＲが要求されるものよりも低い場合には設定点を減少させることができ、これにより電力制御ループに遠隔局６の送信電力を下方向に調整させ、容量を向上させる。
【００６３】
先に言及にした米国特許第５，１０９，３９０号に説明されているように、遠隔局６は複数の基地局４とソフトハンドオフに入ることができ、あるいは複数の基地局４（またはセクタ）とソフターハンドオフに入ることができる。ハンドオフの間、基地局４は同一あるいは不同一の電力制御値を遠隔局６に送信することができる。不同一の電力制御値が送信された場合には、各基地局４は他の基地局４と独立して動作する。しかしながら、同一の電力制御値が送信された場合には、これらの電力制御値はシステム制御装置２のような中央プロセッサに送信され、この中央プロセッサがすべての基地局４からの電力制御値を評価する。例示的な実施形態では、システム制御装置２は、任意の基地局４が電力ダウンコマンドを発行した場合には遠隔局６に命令してその送信電力を減少させ、基地局４が電力ダウンコマンドを発行せず、少なくとも１つの基地局４が無実行コマンドを発行する場合には遠隔局６に命令してその送信電力を維持させ、すべての基地局４が電力アップコマンドを発行した場合には遠隔局６に命令してその送信電力を増加させる。その後、フォワードリンク上での送信のために遠隔局６と通信しているすべての基地局４に対して、システム制御装置２により同一の電力制御値が送信される。
【００６４】
本発明はＩＳ−９５通信システムのリバースリンク電力制御に対して詳細に説明してきた。本発明の３値シグナリング方式が他の通信システムのリバースリンク電力制御に対して利用することができることは当業者に容易に明らかになるであろう。このような他の通信システムの１つは１９９７年１１月３日に出願され、“高レートパケットデータ送信用方法および装置”と題する米国特許出願第０８／９６３，３８６号に説明されている例示的な高レートパケットデータ通信システムであり、この米国特許出願は本発明の譲受人に譲渡されており、参照によりここに組み込まれている。このパケットデータ通信システムでは、送信基地局と通信している各遠隔局に電力制御サブチャネルが割り当てられている。各電力制御サブチャネルを使用して１つの電力制御値を各タイムスロットでそれぞれの遠隔局に送信し、遠隔局に命令してその送信電力を電力アップ、電力ダウン、または維持させる。このパケットデータ通信システムでは、複数の遠隔局に対する電力制御値が電力制御バースト中に送信され、この電力制御バーストは各送信スロット内の固定位置においてトラフィックチャネル上にマルチプレクスされる。
【００６５】
本発明は通信システムのリバースリンク電力制御に対して詳細に説明してきた。本発明の３値シグナリング方式はフォワードリンク電力制御に対して拡張することができ、これも本発明の範囲内のものであることは当業者に容易に明らかになるであろう。
【００６６】
本発明の３値シグナリング方式は２つより多い状態を要求する他の制御信号の送信を行うためにさらに拡張することができる。例えば、多数のデータレートの１つで送信することができる通信システムでは、基地局はレート制御値を遠隔局に送信して、やがて来るデータ送信に対するレートの、レート増加、レート減少、変更なしのいずれかを遠隔局に知らせる。３値シグナリング方式の使用は制御信号を送信するのに要求されるビット数を最小にする一方で、２値制御値を送信することから生じるリミットサイクリングを避けるかあるいは無くす。
【００６７】
好ましい実施形態の先に説明は当業者が本発明を生産しあるいは使用することができるように提供されている。これらの実施形態に対するさまざまな修正は当業者に容易に明らかになるであろう。ここに規定されている一般的な原理は発明能力を使用することなく他の実施形態に適用することができる。したがって、本発明はここに示されている実施形態に制限されることを意図しているものではなく、ここに開示されている原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲にしたがうべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、遠隔局と通信する複数の基地局を示している本発明の通信システムの図である。
【図２】図２は、基地局と遠隔局の例示的なブロック図である。
【図３】図３は、フォワードトラフィックチャネルの例示的なブロック図である。
【図４】図４は、遠隔局内の復調器の例示的なブロック図である。
【図５】図５は、遠隔局内の電力制御プロセッサの例示的なブロック図である。
【図６】図６は、基地局内の電力検出器の例示的なブロック図である。
【図７】図７は、リバースリンク電力制御信号の例示的なタイミング図である。

Claims

通信システムにおいて送信電力を制御する方法において、
受信信号の品質を測定するステップと、
第１の設定点と第２の設定点を含む１組の設定点に対して前記受信信号の品質を比較するステップと、
前記比較ステップに応答して電力制御値を発生するステップと、
前記電力制御値を宛先局に送信するステップと、
前記宛先局において、送信電力制御値を処理して、受信電力制御値を提供するステップとを含み、
前記電力制御値は３つの値のうちの１つを含み、
前記３つの値は、電力アップコマンド、電力ダウンコマンド、無実行コマンドに対応し、
前記電力制御値は、前記受信信号の品質が前記第１の設定点より上である場合には前記電力ダウンコマンドに対応し、前記受信信号の品質が前記第２の設定点より下である場合には前記電力アップコマンドに対応し、前記受信信号の品質が前記第１および第２の設定点間にある場合には前記無実行コマンドに対応し、
前記宛先局の送信電力は受信電力制御値にしたがって調整され、
前記処理ステップは、
前記送信電力制御値に対応する少なくとも１つの信号パスを受信するステップと、
前記少なくとも１つの信号パスのそれぞれを復調して、パイロット信号とフィルタされたデータとを獲得するステップと、
前記パイロット信号と前記フィルタデータの内積を計算して、前記少なくとも１つの信号パスのそれぞれに対する復調された電力制御シンボルを獲得するステップと、
前記復調された電力制御シンボルの所定の累積期間の間に、前記少なくとも１つの信号パスのそれぞれに対する前記復調電力制御シンボルを累積して、前記受信電力制御値を獲得するステップとを含む方法。
前記受信信号の品質は、前記受信信号の測定された、雑音プラス干渉に対するビット当たりのエネルギ比Ｅ_b／Ｉ_oに基づいている請求項１記載の方法。
前記１組の設定点は前記通信システムの性能要求に基づいて調整される請求項１記載の方法。
前記性能要求は前記受信信号のフレームエラーレートに基づいている請求項３記載の方法。
前記第１の設定点は前記フレームエラーレートが要求されるものよりも高い場合には減少される請求項４記載の方法。
前記第２の設定点は前記フレームエラーレートが要求されるものよりも低い場合には増加される請求項４記載の方法。
前記第１および第２の設定点は、前記受信信号の品質における測定不確実性に基づいて設定される請求項１記載の方法。
前記第１および第２の設定点間の差は、前記受信信号の品質における測定不確実性と等しくあるいはこれよりも大きく設定される請求項７記載の方法。
前記処理ステップは、１組のしきい値に対して前記累積ステップからの出力を比較して、前記受信電力制御値を獲得するステップをさらに含む請求項１記載の方法。
前記電力制御値はエンコードされない請求項１記載の方法。
前記電力制御値はデータ送信上にパンクチャされる請求項１記載の方法。
前記電力制御値は電力制御グループ内で疑似ランダム的に配置される請求項１記載の方法。
通信システムにおける送信電力を調整する方法において、
少なくとも１つの送信電力制御値を受信するステップと、
前記少なくとも１つの送信電力制御値を処理して、電力制御コマンドを獲得するステップと、
前記電力制御コマンドにしたがって前記送信電力を調整するステップとを含み、
前記処理ステップは、
前記少なくとも１つの送信電力制御値に対応する少なくとも１つの信号パスを受信するステップと、
前記少なくとも１つの信号パスのそれぞれを復調して、パイロット信号とフィルタされたデータとを獲得するステップと、
前記パイロット信号と前記フィルタデータの内積を計算して、前記少なくとも１つの信号パスのそれぞれに対する復調された電力制御シンボルを獲得するステップと、
前記復調電力制御シンボルを累積して、独立した電力制御値を獲得するステップと、
前記独立した電力制御値を論理的に合成して、前記電力制御コマンドを獲得するステップとを含み、
前記電力制御コマンドは３つの値のうちの１つを含み、
前記３つの値は、電力アップコマンド、電力ダウンコマンド、無実行コマンドに対応し、
前記電力制御値は、前記電力制御値を送信する基地局における受信信号の品質が第１の設定点より上である場合には前記電力ダウンコマンドに対応し、前記電力制御値を送信する前記基地局における前記受信信号の品質が第２の設定点より下である場合には前記電力アップコマンドに対応し、前記電力制御値を送信する前記基地局における前記受信信号の品質が前記第１および第２の設定点間にある場合には前記無実行コマンドに対応する方法。
前記処理ステップは、対応する１組のしきい値に対して独立した電力制御値を比較して、受信電力制御値を獲得するステップをさらに含み、
前記論理的に合成するステップが前記受信電力制御値に実行されて前記電力制御コマンドを獲得する請求項１３記載の方法。
少なくとも１つの独立した電力制御値が電力ダウンコマンドである場合に、前記送信電力は下方向に調整される請求項１３記載の方法。
いずれの独立した電力制御値も電力ダウンコマンドではなく、少なくとも１つの独立した電力制御値が無実行コマンドである場合に、前記送信電力は維持される請求項１３記載の方法。
すべての独立した電力制御値が電力アップコマンドである場合に、前記送信電力は増加される請求項１３記載の方法。