JP4440981B2 - 通信システムの送信パワーを制御する方法および装置 - Google Patents

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Description

本発明は通信システムの送信パワーを制御する方法および装置に関する。特に、本発明はＣＤＭＡ通信システムにおけるパワー制御のための新規かつ改良された方法および装置に関する。
符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）変調技術の使用は多数のシステムユーザが存在する通信を容易にする複数の技術の一つである。時分割多元接続（ＴＤＭＡ）および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知られている。しかし、ＣＤＭＡのスペクトル拡散変調技術は他の多元接続通信システムの変調技術を越えて重要な利点がある。多元接続通信システムにおけるＣＤＭＡの使用は本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組み込まれた“衛星または地上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Ｎｏ.4,901,307に開示されている。さらに、多元接続通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組み込まれた“ＣＤＭＡセルラー電話システムにおける信号波形を発生するためのシステムおよび方法”と題する米国特許Ｎｏ.5,103,459に開示されている。さらに、ＣＤＭＡシステムは、以後IS-95-A標準またはTIA/EIA/IS-95-Aと呼ばれる “２重モード広帯域スペクトル拡散セルラーシステムのためのTIA/EIA/IS-95-A移動局−基地局適合標準”に従うように設計されることができる。
ＣＤＭＡは、広帯域信号であるというその固有の性質により、広い帯域幅にわたって信号エネルギーを拡散することによりある形態の周波数ダイバーシティを提供する。それ故、周波数選択性フェージング(fading)はＣＤＭＡ信号帯域幅の小さな部分にのみ影響を及ぼす。空間または経路(path)ダイバーシティ(diversity)は、２またはそれより多くの基地局を通るモバイル(mobile)ユーザまたは遠隔局(remote station)への同時リンク(links)を通るマルチプル(multiple)信号経路を提供することにより得られる。さらに、経路ダイバーシティは、異なった伝搬遅れで到着した信号が別々に受信および処理されることを可能にすることによりスペクトル拡散処理を通してマルチパス(multipath)環境を利用することによって得ることができる。経路ダイバーシティの例は、両方とも本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組み込まれた“ＣＤＭＡセルラー電話システムにおける通信のソフトハンドオフを提供するための方法およびシステム”と題する米国特許Ｎｏ.5,101,501、および“ＣＤＭＡセルラー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Ｎｏ.5,109,390に示されている。
逆方向リンクとは、遠隔局から基地局への送信のことである。逆方向リンクにおいて、送信中の各遠隔局はネットワークにおける他の遠隔局へのに混信(interference)として動作する。それ故、逆方向リンク容量は他の遠隔局からの送信(transmissions)による全混信により制限される。ユーザが話していないとき、ＣＤＭＡシステムは、少数のビットを送信し、それによってより少ないパワーを使用しかつ混信を減少させることにより、逆方向リンク容量を増加する。
混信を最小にしかつ逆方向リンク容量を最大化するために、各遠隔局の送信パワーは３つの逆方向リンクパワー制御ループにより制御される。第１のパワー制御ループは、送信パワーを順方向リンク上の受信パワーに逆比例させることにより、遠隔局の送信パワーを調節する。IS-95-Aシステムにおいて、送信パワーはＰout＝−73−Ｐinで与えられ、ここでＰinはdBmで与えられる遠隔局により受信されたパワーであり、ＰoutはdBmで与えられる遠隔局の送信パワーであり、−73は定数である。パワー制御ループはしばしば開ループと呼ばれる。
第２のパワー制御ループは、基地局で受信される逆方向リンク信号のエネルギー/ビット対雑音プラス混信比 Ｅb／Ｉoにより測定された信号品質が所定のレベルに維持されるように遠隔局の送信パワーを調節する。このレベルはＥb／Ｉo設定点 (set point)と呼ばれる。基地局は基地局で受信された逆方向リンク信号のＥb／Ｉo を測定し、測定されたＥb／Ｉoに応答して順方向トラヒックチャンネル上で遠隔局に逆方向リンクパワー制御ビットを送信する。逆方向パワー制御ビットは20msecフレーム毎に16回、または800bpsのレートで設定される。順方向トラヒックチャンネルは基地局から遠隔局にデータと共に逆方向リンクパワー制御ビットを搬送する。この第２のループはしばしば閉ループと呼ばれる。
ＣＤＭＡ通信システムは典型的にディスクリート(discrete)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、望まれるレベルの性能は典型的にフレーム誤差率（ＦＥＲ）によって測定される。第３のパワー制御ループは、ＦＥＲによって測られる望まれるレベルの性能が維持されるようにＥb／Ｉo 設定点を調節する。与えられたＦＥＲを得るために必要とされるＥb／Ｉoは伝搬状態に依存する。この第３のループはしばしば外側(outer)ループと呼ばれる。逆方向リンクのパワー制御メカニズム(mechanism)は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組み込まれた“ＣＤＭＡセルラー移動電話システムにおける送信パワーを制御するための方法および装置”と題する米国特許No.5,056,109に詳細に開示されている。
順方向リンクは基地局から遠隔局への送信のことである。順方向リンク上において、基地局の送信パワーは複数の理由のために制御される。基地局からの高送信パワーは他の遠隔局で受信された信号と過度の混信を引き起こす。その代わり、基地局の送信パワーが低過ぎる場合、遠隔局は間違ったデータ送信を受信する可能性がある。地上チャンネルフェージング及び他の知られたファクタは、遠隔局により受信される順方向リンク信号の品質に影響を与える可能性がある。その結果、各基地局は、遠隔局において望まれるレベルの性能を維持するためにその送信パワーの調節を試みる。
順方向リンク上でのパワー制御は、データ送信のために特に重要である。データ送信は、順方向リンク上で送信されるデータの量が逆方向リンク上でのものより多いために典型的に非対称である。送信パワーが望まれるレベルの性能を維持するように制御される順方向リンク上の実効パワー制御メカニズムでは、全体的な順方向リンク容量が改善され得る。
順方向リンク送信パワーを制御するための方法および装置は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組み込まれ、以後'633特許出願と呼ばれる、1995年３月31日に申請された“移動通信システムにおいて速い順方向パワー制御を行なうための方法および装置”と題する米国特許出願No.08/414,633に開示されている。この'633特許出願に開示された方法において、データの送信されたフレームが誤って受信されると、遠隔局は誤差インディケータ(error-indicator)ビット（ＥＩＢ）メッセージを基地局に送信する。ＥＩＢは逆方向トラヒックチャンネルフレームに含まれるビットまたは逆方向トラヒックチャンネル上で送られた別のメッセージのいずれかであり得る。ＥＩＢメッセージに応答して基地局は遠隔局へのその送信パワーを増加させる。
この方法の欠点の一つは長い応答時間である。処理遅れは、基地局が不十分なパワーでフレームを送信する時間から、基地局が遠隔局からの誤差メッセージに応答してその送信パワーを調整する時間までの時間インターバルを含む。この処理遅れは、（１）基地局が不十分なパワーでデータフレームを送信するのに要する時間、(２)遠隔局がデータフレームを受信するのに要する時間、（３）遠隔局がフレーム誤差（例えばフレーム消去）を検出するのに要する時間、(４)遠隔局が誤差メッセージを基地局に送信するのに要する時間、（５）基地局が誤差メッセージを受信し、その送信パワーを適当に調整するのに要する時間を含む。順方向トラヒックチャンネルフレームは、ＥＩＢメッセージが発生される前に、受信され、復調され、復号されなければならない。それから、順方向トラヒックチャンネルの送信パワーを調節するためにビットが使用されることができる前に、ＥＩＢメッセージを搬送している逆方向トラヒックチャンネルフレームは発生され、符号化され、送信され、復号され、かつ、処理されなければならない。
典型的に、望ましいレベルの性能は１パーセントＦＥＲである。それ故、平均で、遠隔局は100フレーム毎にフレーム誤差を表す１つの誤差メッセージを送信する。IS-95-A標準に従って、各フレームは20msec長である。このタイプのＥＩＢベースのパワー制御は、順方向リンク送信パワーを調節してシャドーイング(shadowing)状態を処理する(handle)のにかなり役に立つが、しかしその遅い速度のために、最新のフェージング状態を除いてフェージングでは非効率的である。
順方向リンク送信パワーを制御する第２の方法は、遠隔局において受信された信号のＥb／Ｉoを利用する。ＦＥＲはその受信された信号のＥb／Ｉoに依存するので、パワー制御メカニズムはＥb／Ｉo を望まれるレベルに維持するように設計され得る。もしデータが可変レートで順方向リンク上を送信されるなら、この設計は困難に遭遇する。順方向リンクにおいて、送信パワーはデータフレームのデータレートに依存して調節される。より低いデータレートでは、各データビットはＴＩＡ/ＥＩＡ/ＩＳ-９５-Ａに記載されているように変調記号を繰り返すことにより長い時間期間にわたって送信される。エネルギー／ビットＥbは１ビット時間期間にわたって受信されたパワーの累積(accumulation)であり、かつ各変調記号におけるエネルギーを累積することにより得られる。Ｅbの等価な量として、各データビットはより低いデータレートで比例してより小さな送信パワーにて送信され得る。典型的に、遠隔局は送信レートを先に知らず、そして完全なデータフレームが復調され、復号されて、そのデータフレームのデータレートが決定されるまで、受信されたエネルギー／ビットＥbを計算することが出来ない。したがって、この方法の遅れは、前述の米国特許出願No.08/414,633に記載されたものとほぼ同じであり、そのレートはフレーム毎に１パワー制御メッセージである。これは、TIA/EIA/IS-95-Aにおけるようにフレーム毎に、16回、１パワー制御メッセージ（ビット）が存在することができる逆方向リンクアプローチとは対照的である。
速い順方向リンクパワー制御を実行するための他の方法および装置は、全て本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組み込まれている、前述の米国特許出願No.08/414,633、1995年11月15日に申請された“移動通信システムにおける速い順方向パワー制御を実行するための方法および装置”と題する米国特許出願No.08/559,386、1996年９月27日に申請された“スペクトル拡散通信システムにおけるリンク品質を測定するための方法および装置”と題する米国特許出願No.08/722,763、1996年９月16日に申請された“分配された順方向パワー制御を遂行するための方法および装置”と題する米国特許出願No.08/710,335、1996年11月20日に申請された“実行されていないパワー制御コマンドを予想することによるパワー制御閾値/側定値の調整”と題する米国特許出願No.08/752,860に記述されている。
順方向リンクと逆方向リンクとの間の基本的相違は、送信レートが逆方向リンクに関して知られる必要がないことである。前述の米国特許No．5,5056,109に記載されているように、より低いレートにおいて、遠隔局は連続的に送信しない。遠隔局が送信中であるとき、遠隔局は、送信レートにかかわらず、同じパワーレベルおよび同じ波形構成で送信する。基地局はパワー制御ビットの値を決定し、このビットを遠隔局にフレーム当り16回送る。遠隔局は送信レートを知るので、遠隔局は、送信されなかった回に対応したパワー制御ビットを無視できる。これは速い逆方向リンクパワー制御を可能にする。しかし、効果的なパワー制御レートは、送信レートとともに変化する。TIA/EIA/IS-95-Aでは、レートはフル(full)レートフレームについて800bpsであり、および1/8レートフレームでは100bpsである。
別の逆方向リンクアーキテクチャは、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組み込まれた、1996年５月28日に申請された“高データレートＣＤＭＡ無線通信システム”と題する米国特許出願No.08/654,443に記述されており、これを以後'443特許出願と言う。この'443特許出願によれば、補助(auxiliary)パイロットは逆方向リンクに導入される。パイロットレベルは逆方向リンクの送信レートから独立している。これは、基地局がパイロットレベルを測定し、そして逆方向リンクパワー制御ビットを遠隔局に一定のレートで送ることを可能にする。
［発明の概要］
本発明は、高レート順方向リンクパワー制御のための方法および装置を提供することを目的とする。
本発明の目的は、順方向リンクパワー制御ループの応答時間を改善し、１フレーム内においてマルチプル回数順方向トラヒックチャンネル上を送信される逆方向リンクパワー制御ビットの品質を測定することにより、順方向リンク上の送信パワーの動的調節を可能にすることである。短い時間インターバルにわたる測定は、基地局が他の基地局との混信を最小化するとともに順方向リンク容量を最大化するように送信パワーを動的に調節することを可能にする。改良された応答時間は、パワー制御ループが遅いフェージングを実効的に補償することを可能にする。速いフェージングについては、通信システムにおけるブロックインタリーバ(interleaver)が有効である。
本発明の一つの観点は、第１の組のビットの振幅値を測定し、目標エネルギーレベルに対して前記振幅値を比較し、前記比較ステップに応答して第２の組のビットを発生し、ここにおいて送信パワーは前記第２の組のビットに従って調節される、ステップを備えたＣＤＭＡシステムにおける送信パワーを制御するための方法を提供する。
本発明の他の観点は、受信された信号の品質を目標エネルギーレベルに維持する第１のパワー制御ループと、前記第１のパワー制御ループは第１の組のビットおよび目標エネルギーレベルを受信し、前記第１の組のビットおよび前記目標エネルギーレベルに応答して第２の組のビットを供給する；および前記受信された信号の測定された性能を維持する第２のパワー制御ループと、前記第２パワー制御ループはフレーム誤差の表示と性能閾値とを受信し、前記測定された性能および前記性能閾値に応答して第１のパワー制御ループに前記目標エネルギーレベルを供給する、を備えたＣＤＭＡシステムにおける送信パワーを制御するための装置を提供する。
発明のさらに他の観点は、１つまたはそれ以上の基地局と１つまたはそれ以上の遠隔局とを備えた無線通信システムにおける基地局のためのコントローラを提供し、前記コントローラは、パワー制御信号と共に通信信号を送信チャンネルにおいて送信する送信機と、遠隔局から送信チャンネルにおいて信号を受信し、かつ遠隔局により送信チャンネルにおいて受信された通信信号の属性を表示する受信機と、前記受信機により受信された信号を処理し、かつ送信チャンネルにおいて送信機により送信されるパワー制御信号を、その処理された信号に依存して制御するコントローラとを備えている。
発明はまた、１つまたはそれ以上の基地局と１つまたはそれ以上の遠隔局とを備えた無線通信システムにおける使用のための遠隔局を提供し、前記遠隔局は、送信チャンネルにおいて基地局により送信されたパワー制御信号と共に１つまたはそれより多くの通信信号を受信する受信機と、前記受信機により受信された通信信号の属性を決定するために前記受信機により受信された信号を処理するコントローラと、前記受信された通信信号の属性を表わす信号を送信チャンネルにおいて送信する送信機とを備えている。
本発明の実施例において、遠隔局は順方向トラヒックチャンネル上で毎秒800ビットのレートで送信される逆方向リンクパワー制御ビットを測定する。逆方向リンクパワー制御ビットは順方向トラヒックチャンネルデータ流の中にパンクチャされる(punctured)。パワー制御ビットの利得は順方向リンクデータビットの利得と共に調節される。しかし、データビットとは異なり、パワー制御ビットの送信レベルはデータレートに従ってスケールされ(scaled)ない。パワー制御ビットの測定された信号品質は、基地局の送信パワーを調節するために使用される。
逆方向リンクパワー制御ビットのエネルギー測定値の使用により順方向リンクパワー制御の応答時間を改善することが本発明の目的である。逆方向リンクパワー制御ビットは800bpsのレートで送信される。かくして、本発明の順方向リンクパワー制御メカニズムは、受信された順方向トラヒックチャンネルの品質の測定を1.25msec毎に周期的に行うことができる。測定値は順方向リンク送信パワーの調節に使用するために基地局に送信されることができる。改善された応答時間は、基地局がチャンネルの遅いフェージングを実効的に補償し、そして順方向トラヒックチャンネルの性能を改善することを可能にする。
基地局の送信パワーの速い調節を可能にすることにより順方向リンクの容量を増加させることが本発明の他の目的である。本発明のパワー制御メカニズムは、基地局が必須(requisite)レベルの性能を維持するために必要な最小の送信パワーで送信することを可能にする。基地局の全送信パワーは固定されているので、与えられたタスクの最小送信は、他のタスクに使用され得る送信パワーの節約になる。
信頼できる順方向リンクパワー制御メカニズムを提供することが本発明のもう一つの目的である。遠隔局において、同じセクタからのマルチプル信号経路または１つの基地局のマルチプルセクタからの逆方向リンクパワー制御ビットは、順方向リンク信号品質の改良された測定をもたらすために結合される。信頼性がないと見なされる逆方向リンクパワー制御ビットは、パワー制御ループにおける使用から削除されてもよい。基地局において、順方向リンクパワー制御ビットは、遠隔局と通信している全ての基地局により受信される。基地局の順方向トラヒックチャンネルの利得は周期的に補正され、その結果基地局による順方向リンクパワー制御ビットの誤った受信は蓄積されない。
逆方向リンクの外側ループにより成されることと同様に、順方向リンクパワーを望まれるフレーム誤差率に調節するためのメカニズムを提供することが本発明のさらにもう一つの目的である。
基地局の間でパワー制御ビットを通信するためのメカニズムを提供することがこの発明のさらに他の目的である。順方向リンク送信パワーを制御するパワー制御ビットは、さまざまな基地局で正確に受信されたかもしれないし、そうでなかったかもしれない。本発明は間違ったパワー制御ビットを受信する基地局にそれらの順方向リンク送信パワーを更新するために必要な情報を提供する。
［好ましい実施形態の詳細な説明］
本発明の特徴、目的、および利点は、同様な参照符号が対応する同一のものを示す図面と共に行われる以下の発明の実施例の詳細な説明からより明らかに成るであろう。
本発明の実施例のシステムにおいて、基地局は順方向トラヒックチャンネル上でデータと共に逆方向リンクパワー制御ビットを送信する。逆方向リンクパワー制御ビットは、望ましいレベルの性能を維持するようにその送信パワーを制御するために遠隔局により使用され、一方そのシステムの他の遠隔局への混信を最小化する。逆方向リンクのパワー制御メカニズムは前述の米国特許出願No.08/414,633に開示されている。処理遅れに敏感なために、逆方向リンクパワー制御ビットは符号化されない。実際に、パワー制御ビットはデータ上にパンクチャされない(図３参照)。この意味において、パンクチャリング(puncturing)は、１つまたはそれより多くの符号記号がパワー制御ビットにより置き換えられるプロセスである。
例示的な実施例において、逆方向リンクパワー制御ビットは800bps、または1.25msec時間スロット毎に１パワー制御ビットのレートで送信される。時間スロットはパワー制御グループと呼ばれる。均一に間隔を隔てられたインターバルでパワー制御ビットを送信することは、基地局がマルチプルな遠隔局にパワー制御ビットを同時に送る結果をもたらし得る。これは送信パワーの量においてピークを生じさせる。結果として、パワー制御ビットは1.25msecパワー制御グループ内に擬似ランダムに(pseudo-randomly)配置される。これは1.25msec時間スロットを２４の位置に分割し、パワー制御ビットにおけるパンクチャすべきその位置を、長いＰＮシーケンスで、擬似ランダムに選択することにより達成される。例示的な実施例において、パワー制御グループ内の最初の16の位置の一つのみがスタート位置として選択され、最後の８つの位置は選択されない。
順方向トラヒックチャンネルは可変レートチャンネルであり、順方向トラヒックチャンネルの送信パワーはデータレートに依存する。順方向トラヒックチャンネルの性能は遠隔局で受信された信号のエネルギー／ビットＥbに依存するＦＥＲによって測定される。さらに低いデータレートにおいて、同じエネルギー／ビットは長い時間期間にわたって拡散され、結果としてさらに低い送信パワーレベルにする。
例示的な実施例において、順方向リンクによる送信は、TIA/EIA/IS-95-Aに従って行われる。IS-95-A標準は、２つのレートセット(rate sets)のうちの１つを使用して送信を行う。レートセット１は9.6kbps、4.8kbps、2.4kbps、及び1.2kbpsのデータレートを支持する。9.6kbpsデータレートは19.2kbps記号レートをもたらすためにレート１／２畳込み(convolutional)符号器で符号化される。より低いデータレートの符号化されたデータは19.2kbps記号レートを得るためにＮ回繰り返される。レートセット２は14.4kbps、7.2kbps、3.6kbps、および1.8kbpsのデータレートを支持する。14.4kbpsデータレートはレート３／４を得るためにパンクチャされたレート１/２畳込み符号器で符号化される。かくして、記号レートはまた14.4kbpsデータレートに関して19.2kbpsである。レートセットは呼の開始段階中に基地局により選択され、典型的に通信の持続期間(duration)中に事実上残っている。もっとも、そのレートセットは呼の期間中に変更されることができる。例示的な実施例において、逆方向リンクパワー制御ビットの持続期間は、レートセット１では２記号幅(104.2μsec)であり、レートセット２では１記号幅（52.1μsec）である。
この明細書において、順方向トラヒックチャンネルの送信利得とは、送信されたデータ信号のエネルギー／ビットＥb（トラヒック）のことである。より低いデータレートを有するフレームは、指定されるエネルギー／ビットで送信される少数のビットからなり、それ故より少ないパワーで送信される。この方法において、順方向トラヒックチャンネルのパワーレベルは現在送信されているフレームのデータレートと共にスケールする。逆方向リンクパワー制御ビットの送信利得とは、データ流中にパンクチャされた逆方向リンクパワー制御ビットのエネルギー／ビットＥb（パワー制御）のことである。各逆方向リンクパワー制御ビットは同じ持続期間を有し、それ故、これらのビットのパワーレベルは、それらがパンクチャされるフレームのデータレートに依存しない。パワー制御ビットのこれらの特徴は、改善された順方向リンクパワー制御メカニズムを提供するために実施例により利用される。順方向リンクパワー制御の動作は、基地局にトラヒックチャンネル利得の調節を行わせる。例示的な実施例において、トラヒックチャンネル利得への各調節はまた逆方向リンクパワー制御ビットの利得に適用され、その結果２つの利得が一緒に調節される。
遠隔局により受信されるとき、順方向リンク信号の品質は順方向トラヒックチャンネル上で送信される逆方向リンクパワー制御ビットの振幅を測定することにより決定される。データビットの品質は直接には測定されず、むしろ逆方向リンクパワー制御ビットの測定された振幅から推定される。これは、パワー制御ビットおよびトラヒックデータが伝搬環境の変化の影響を等しく受けるため、道理にかなっている。それ故、もしデータビットの振幅がパワー制御ビットの振幅に対する既知の割合を維持されるなら、実施例は良く作動する。
典型的に、逆方向リンクパワー制御ビットは低送信パワーレベルで送信される。さらに、パワー制御ビットは通信システム内のマルチプルな基地局から送信され得る。パワー制御ビットの振幅のより正確な測定は、パワー制御ビットを受信し、パイロット信号の位相および振幅に従ってパワー制御ビットの位相および振幅を調節し、そしてパワー制御ビットの調節された振幅を濾波することにより得られる。パワー制御ビットの濾波された振幅は、遠隔局で受信された順方向リンク信号の品質が望ましいレベルに維持されるように、基地局の送信パワーを制御するために使用される。
順方向リンクパワー制御メカニズムは２つのパワー制御ループを操作する。第１のパワー制御ループは閉ループであり、遠隔局で受信された逆方向リンクパワー制御ビット信号の濾波された振幅の品質が目標エネルギーレベルに維持されるように、基地局の送信パワーを調節する。ほとんどの状況において、目標エネルギーレベルは順方向トラヒックチャンネルのＦＥＲの決定因(determinative)である。遠隔局は、基地局が逆方向リンクによって順方向リンクパワー制御ビットを送ることによって順方向リンク送信パワーを調節することを要求する。各順方向リンクパワー制御ビットは、対応するトラヒックチャンネルの利得を基地局に増加または減少させる。第２の制御ループは外側ループであり、遠隔局が所望のＦＥＲを維持するために目標エネルギーレベルを調節するメカニズムである。
順方向リンクパワー制御メカニズムの効率を改善するために、例えば、チャンネルの遅いフェージングを処理する(combat)ために、閉ループは高レートで動作するように設計される。例示的な実施例において、順方向リンク信号の品質測定がなされる逆方向リンクパワー制御ビットは800bpsで送信され、順方向リンクパワー制御ビットもまた800bpsで逆方向トラヒックチャンネル上で送られる。かくして、基地局の送信パワーは１秒当り800回までのレートで調節され得る。しかし、順方向パワー制御ビットは符号化されずかつ最小のエネルギーで送られるので、いくらかの順方向パワー制御ビットは基地局において十分には受信されないかもしれない。基地局は、それが十分には信頼できないと考えられる幾らかの順方向パワー制御ビットを無視することを選択するかもしれない。
例示的な実施例において、外側ループである第２の順方向リンクパワー制御ループは目標エネルギーレベルを、フレーム毎に１回または１秒当り50回更新する。外側ループは望まれるＦＥＲ性能をもたらす目標エネルギーレベルの値を設定する。伝搬環境が変化していないとき、外側ループは目標エネルギーレベルの適当な値を速やかに決定し、その目標をそのレベルに保つ。チャンネル特性の変化(例えば、混信レベルの増大、移動ユーザの速度の変化、または信号経路の出現或いは消失) があるとき、同じＦＥＲでの動作を続けるために異なった目標エネルギーレベルが要求されそうである。それ故、外側ループは新しい状態に適応するように新しいレベルに速やかに目標を移動する。
Ｉ．回路の記述
図面を参照すると、図１は本発明を実施する例示的な通信システムを表し、それはマルチプルな遠隔局６（単純化のためただ１つの遠隔局６のみが示されている）と通信しているマルチプルな基地局４からなる。システムコントローラ２は公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）８および通信システム内の全ての基地局４に接続する。システムコントローラ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経路１０を通って順方向リンクで行われ、遠隔局６から基地局４への送信は信号経路１２を通って逆方向リンクで行われる。信号経路は信号経路１０ａのような直通経路または信号経路１４のような反射経路であり得る。反射経路１４は、基地局４ａから送信された信号が反射源(reflection source)１６で反射され、視線(line of sight)経路とは異なる経路を通して遠隔局６に到達すると生成される。図１にブロックとして示されるが、反射源１６は、例えばビルディングまたは他の構造物のような、遠隔局６が動作している環境中の人工物の結果である。
図２には、本発明を実施している基地局４および遠隔局６の例示的ブロック図が示される。順方向リンクでのデータ送信は、符号器２２にデータを供給するデータ源２０から始まる。図３には、符号器２２の例示的なブロック図が示されている。符号器２２内において、ＣＲＣ符号器６２ブロックはＣＲＣ多項式(polynomial)でデータを符号化し、それは、例示的な実施例において、IS-95-A標準に記載されたＣＲＣ発生器に従う。ＣＲＣ符号器６２はデータにＣＲＣビットを添付し、一組の符号末尾(tail)ビットを挿入する。フォーマットされたデータは畳込み符号器６４に供給され、それはデータを畳込みにより(convolutionally)符号化し、符号化されたデータを記号繰返し器６６に供給する。記号繰返し器６６は、記号繰返し器６６の出力における固定記号レートを維持するために各記号をＮS回数繰り返す。繰り返された記号はブロックインタリーバ６８に供給される。ブロックインタリーバ６８は記号を再配列し(reorders)、インタリーブされた(interleaved)データを変調器（ＭＯＤ）２４に供給する。
変調器２４内において、インタリーブされたデータは、それが受信中の遠隔局６によってのみ受信され得るようにデータをスクランブルする(scrambles)長いＰＮコードを有する乗算器７２により拡張される。長いＰＮ拡散データはＭＵＸ７４を通して多重化され、遠隔局６に割り当てられたトラヒックチャンネルに対応したウォルッシュ（Walsh）コードでデータをカバーする(covers)乗算器７６に供給される。ウォルッシュカバーされた（Walsh covered)データは、乗算器７８aおよび７８bにより短いＰＮＩおよびＰＮＱコードでそれぞれさらに拡散される。短いＰＮ拡散されたデータは、信号を濾波し、変調し、アップコンバートし(upconverts)かつ増幅する送信機（ＴＭＴＲ）２６（図２参照）に供給される。変調された信号は、デュプレクサ(duplexer)２８を通って送られ、アンテナ３０から順方向リンクで信号経路１０を通って送信される。デュプレクサ２８は幾つかの基地局設計においては使用されないかもしれない。
ＭＵＸ７４はデータ流中に逆方向リンクパワー制御ビットをパンクチャするために使用される。パワー制御ビットは１ビットメッセージであり、それは遠隔局６に逆方向リンク送信パワーを増加または減少させるように命令する(command)。例示的な実施例において、１パワー制御ビットは、各1.25msecパワー制御グループ毎にデータ流中にパンクチャされる。逆方向リンクパワー制御ビットの持続期間は予め決められ、システムにより使用されるレートセットに依存するものにされ得る。逆方向リンクパワー制御ビットがパンクチャされる位置は、長いＰＮ発生器７０から長いＰＮシーケンスにより決定される。ＭＵＸ７４の出力はデータビットと逆方向リンクパワー制御ビットの両方を含む。
図２を参照すると、遠隔局６において、順方向リンク信号はアンテナ１０２により受信され、デュプレクサ１０４を経て送られ、そして受信機（ＲＣＶＲ）１０６に供給される。受信機１０６は、ディジタル化されたＩおよびＱベースバンド信号を得るために信号を濾波し、増幅し、復調し、かつ量子化する。ベースバンド信号は復調器（ＤＥＭＯＤ）１０８に供給される。復調器１０８は短いＰＮＩおよびＰＮＱコードでベースバンド信号を逆拡散し(despreads)、基地局４で使用されるウォルッシュコードと同一のウォルッシュコードを有する逆拡散されたデータをデカバーし(decovers)、ウォルッシュデカバーされたデータを長いＰＮコードで逆拡散し、復調されたデータを復号器１１０に供給する。
図５に示される復号器１１０において、ブロックデインタリーバ(de-interleaver)１８０は復調されたデータの記号を再配列し、デインタリーブされた(de-interleaved)データをビタビ（Viterbi）復号器１８２に供給する。ビタビ復号器１８２は畳込みにより符号化されたデータを復号し、復号されたデータをＣＲＣチェック要素(check element)１８４に供給する。ＣＲＣチェック要素１８４はＣＲＣチェックを行い、チェックされたデータをデータシンク(sink)１１２に供給する。
ＩＩ．パワー制御ビットの測定
図４には、逆方向リンクパワー制御ビットのエネルギーを測定する回路を表す例示的ブロック図が示されている。受信機１０６からのディジタル化されたＩおよびＱベースバンド信号は、相関器１６０aから１６０ｍ（以降、単に１６０）のバンク(bank)に供給される。各相関器１６０は同じ基地局４からの異なった信号経路、あるいは異なった基地局４からの異なった送信に割り当てられる。各割り当てられた相関器１６０内において、ベースバンド信号は乗算器１６２により短いＰＮＩおよびＰＮＱコードで逆拡散される。各相関器１６０内の短いＰＮＩおよびＰＮＱコードは、信号が送信された基地局４に従ったおよびその相関器１６０により復調されている信号により経験される伝搬遅れに対応した独特な(unique)オフセットを持つことができる。短いＰＮ逆拡散データは、相関器１６０により受信されているトラヒックチャンネルに割り当てられたウォルッシュコードで乗算器１６４によりデカバーされる(decovered)。デカバーされたデータは、記号時間にわたってデカバーされたデータのエネルギーを累積するフィルタ１６８に供給される。フィルタ１６８からの濾波されたデータはデータとパワー制御ビットの両方を含む。
乗算器１６２からの短いＰＮ逆拡散データはまたパイロット信号を含む。基地局４において、パイロット信号はウォルッシュコード0に対応した全てゼロシーケンスでカバーされる。かくして、ウォルッシュデカバー(decovering)はパイロット信号を得るために必要ではない。短いＰＮ逆拡散データはフィルタ１６６に供給され、それは基地局４により順方向リンクで送信された他の直交チャンネル（例えば、トラヒックチャンネル、ページングチャンネル、およびアクセスチャンネル）から信号を除去するために、逆拡散されたデータの低域濾波(lowpass filtering)を行う。
濾波されたパイロット信号と濾波されたデータに対応した２つの複合(complex)信号（またはベクトル）およびパワー制御ビットは、技術的によく知られた方法で２つのベクトルのドット積を計算するドット積(dot product)回路１７０に供給される。ドット積回路１７０の例示的実施例は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組み込まれた“パイロット搬送ドット積回路”と題する米国特許No.5,506,865に詳細に示されている。ドット積回路１７０は、濾波されたデータに対応しているベクトルを濾波されたパイロット信号に対応したベクトルに投影(project)し、ベクトルの振幅を掛算し、かつデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）１７２に符号付きスカラー出力 ｓj(1)を供給する。表記 ｓj(m)はｊ番目の記号期間中に、ｍ番目の相関器１６０ｍからの出力を表すために使用される。遠隔局６は現在のフレームのｊ番目の記号期間がデータビットに対応するか、あるいは逆方向リンクパワー制御ビットに対応するかの知識を有する。それに応じて、ＤＥＭＵＸ１７２はデータコンバイナ(combiner)１７４またはパワー制御プロセッサ１２０のいずれかに相関器出力のベクトルｓ j＝（ｓj(1) , ｓj(2),…, ｓj(M)）を送る。データコンバイナ１７４はそのベクトル入力を合計し、長いＰＮコードを使用してデータを逆拡散し、図５に示された復号器１１０に与えられる復調されたデータを生成する。
逆方向リンクパワー制御ビットは、図６に詳細に示されるパワー制御プロセッサ１２０により処理される。ビットアキュムレータ１９０は、逆方向リンクパワー制御ビットｂi(m)を形成するためにパワー制御ビットの持続期間にわたって１つまたはそれより多くの記号 ｓj(m)を蓄積する。表記ｂi(m)はｉ番目のパワー制御グループ期間中、ｍ番目の相関器１６０ｍに対応する逆方向リンクパワー制御ビットを表すために使用される。パワー制御ビットのベクトル ｂ i ＝（ｂi(1) , ｂi(2) ,…, ｂi(M)）は同一ビットアキュムレータ１９２に与えられる。
TIA/EIA/IS-95-Aにおいて、２以上の基地局４が同じ遠隔局６と通信しているとき、基地局４は同一または非同一の逆方向リンクパワー制御ビットの何れかを送信するように構成され得る。基地局４は典型的に、それらが１つのセルの異なったセクタにあるときのように、それらが物理的に同じ位置に配置されるときに、同じパワー制御ビット値を送るように構成される。同じパワー制御ビット値を送らない基地局４は、典型的に、異なった位置に物理的に配置されているものである。IS-95-A標準はまた、同一パワー制御ビットを送るように構成される基地局４が遠隔局６に識別されるメカニズムを指定している。さらに、遠隔局６がマルチプルな伝搬経路を通して単一の基地局４の送信を受信しているとき、これらの経路で受信される逆方向リンクパワー制御ビットは本質的に同一である。同一ビットアキュムレータ１９２は同一であることを知られている逆方向リンクパワー制御ビットｂi(m)を結合する(combines)。したがって、ビットアキュムレータ１９２の出力は、Ｐの独立した逆方向リンクパワー制御ビット流に対応している、逆方向リンクパワー制御ビットのベクトル Ｂ i ＝（ｂi(1) , ｂi(2) ,…, ｂi(P)）である。
符号ビットのベクトルｓｇｎ(Bi(p))は逆方向リンクパワー制御論理１９４に与えられる。IS-95-A標準では、符号のいずれか一つが負なら遠隔局６はその送信パワーレベルを減少させることが指定されている。もし全ての符号ビットｓｇｎ(Bi(p))が正なら、遠隔局６はその送信パワーレベルを増加させる。逆方向リンクパワー制御論理１９４はIS-95-Aにおいて指定されているように、符号ビットのベクトルｓｇｎ(Bi(p))を処理する。逆方向リンクパワー制御論理１９４の出力は、閉ループ逆方向リンクパワー制御のために、遠隔局６がその送信利得を増加させるべきか減少させるべきかを表示する単一ビットである。このビットは、それに従って利得を調節する送信機１３６(図２参照)に供給される。
逆方向リンクパワー制御ビットの極性（例えば、正または負の符号）ではなくそれらの振幅は、遠隔局６により測定される信号品質を表示する。非同一ビットアキュムレータ１９６はそれ故変調されたデータを除去し、それが以下の式に従って結合する逆方向リンクパワー制御ビットの絶対値｜Bi(p)｜を演算する：
Figure 0004440981
ここに、ファクタ(factor)βは非線形のオーダー(order)を特定し、Ｐは独立した逆方向リンクパワー制御ビット流の数である。例示的な実施例において、β＝１はパワー制御ビットの振幅の絶対値の測定値に対応し、β＝２はパワー制御ビットのエネルギーの測定に対応する。βの他の値が、システム設計に依存して、本発明の技術的範囲を逸脱することなく、使用され得る。非同一ビットアキュムレータ１９６の出力は、ｉ番目のパワー制御グループ中に逆方向リンクパワー制御サブチャンネルの受信されたエネルギー／ビットを表示する値ｘiである。
逆方向リンクパワー制御ビットは符号化されず、それ故、混信により引き起こされる誤差を特に受けやすい。遠隔局６の送信利得へのこれらの誤った調節が次のパワー制御グループにおいて補償され得るので、閉ループ逆方向リンクパワー制御の速い応答時間は、逆方向リンクパワー制御の性能へのこのような誤差の影響を最小にする。しかし、パワー制御ビットの振幅が順方向リンク信号の品質の表示として使用されるので、フィルタ１９８はパワー制御ビットの振幅のより信頼される測定を提供するために使用される。
フィルタ１９８は、アナログフィルタまたはディジタルフィルタのような、技術的に知られた多くの設計の一つを使用して構成され得る。例えば、フィルタ１９８は、有限インパルス応答（ＦＩＲ）フィルタまたは無限インパルス応答（ＩＩＲ）フィルタとして構成され得る。ＦＩＲフィルタ構成を使用すると、濾波されたパワー制御ビットは次のように計算される：
Figure 0004440981
ここにｘiはｉ番目のパワー制御グループ中に非同一ビットアキュムレータ１９６により計算されたパワー制御ビットの振幅であり、ａjはｊ番目のフィルタタップの係数であり、ｙiはフィルタ１９８からのパワー制御ビットの濾波された振幅である。遅れが最小化されるようにされるため、ＦＩＲフィルタタップの係数は、ＦＩＲフィルタのより大きい係数がより小さいインデックスを有する（例えば、a0 ＞a1 ＞a2 ＞…）のように選択され得る。
ここに記述した例示的な実施例において、速い順方向リンクパワー制御を実行するために遠隔局６により行われる処理は、遠隔局６内で他のサブシステムにより使用される種々の構成要素(components)を共用する方法で記述されている。例えば、相関器１６０aはデータ復調サブシステムと共用され、アキュムレータ１９０および１９２は逆方向リンクパワー制御サブシステムと共用される。本発明の実施は、遠隔局６の他のサブシステムのいかなる特定の構成にも依存しない。ここに記述されたように処理している順方向パワー制御を行うための他の構成が予測され、それ故本発明の技術的範囲内にあることは、当業者に明らかであろう。
ＩＩＩ．順方向リンクパワー制御外側ループ
フィルタ１９８からの逆方向リンクパワー制御ビットの濾波された振幅ｙiは、遠隔局６で受信された順方向リンク信号の品質を表示する。閾値比較回路２０２は、濾波された振幅ｙiを目標エネルギーレベルｚと比較する。例示的な実施例において、ｙiがｚを越える場合、遠隔局６はその順方向リンクパワー制御サブチャンネル上でゼロ（'0'）ビットを送信して、順方向トラヒックチャンネルを遠隔局６に送信している各基地局４がそのトラヒックチャンネルの利得を減少させるべきであることを表示する。反対に、ｙiがｚよりも小さい場合、遠隔局６はその順方向リンクパワー制御サブチャンネル上で一('1')ビットを送信して、各基地局４が順方向トラヒックチャンネルの利得を増加させるべきであることを表示する。これらのゼロ('0's)および一（'1's）は順方向リンクパワー制御ビット値である。
本発明はパワー制御グループ毎に一つの順方向リンクパワー制御ビットに関連して記載されているが、本発明はより高いレザリューション(resolution)のためにより多くのビットの使用に適用可能である。例えば、閾値比較回路２０２は逆方向リンクパワー制御ビットの濾波された振幅ｙiと目標エネルギー値ｚとの間の差をマルチプルレベルに量子化できる。例えば、順方向リンクパワー制御サブチャンネル上の２ビットメッセージは、品質（ｙi−ｚ）の４つのレベルのいずれか一つを表示するために使用され得る。代わりに、遠隔局６は順方向リンクパワー制御サブチャンネル上で濾波された振幅ｙiの値を送信することができる。
基地局４は各パワー制御グループでその送信パワーを調節する必要はない。逆方向リンクパワー制御ビットの低いエネルギーレベルにより、遠隔局６は他のユーザからの混信および雑音のために、誤って、あるいは著しく劣化(degradation)した、ビットを受信する可能性がある。フィルタ１９８は測定の精度(accuracy)を改善するが、誤差を完全には軽減しない。例示的な実施例において、遠隔局６は、もしそれが測定が信頼できないと決定するなら、基地局４への順方向リンクパワー制御ビットの送信を省略できる。例えば、遠隔局６は、濾波された振幅ｙiを最小のエネルギー値と比較できる。もしｙiが最小エネルギー値より下であるなら、遠隔局６はこのパワー制御グループに関するｙi値を無視し、それに従って（例えば、順方向リンクパワー制御ビットを基地局４に送信しないことにより、あるいは低い受信エネルギーを表示するために一組の順方向リンクパワー制御値からの一つの値を使用することにより）基地局４に通知することができる。さらに、順方向リンクパワー制御ビットはまた低エネルギーレベルで送信される。それ故、基地局４はまた測定された順方向リンクパワー制御ビットをそれ自身の最小エネルギー値と比較でき、また、最小エネルギー値より下のビットでは動作できない。
例示的な実施例において、遠隔局６はヤマモト（Yamamoto）メトリック(metric)のような他のフレーム品質メトリックと同様にＣＲＣチェック要素１９４の出力とフレームが正しく復号されたかどうかに関する再符号化された記号誤差の数とに基づき、絶対決定を行う。この決定は、フレーム消去を表示するために'1'に設定され、かつその他の場合に関して'0'に設定される消去インディケータビット（ＥＩＢ）に要約される。以下において、遠隔局６は、受信されたフレームが誤っているかどうかを決定するためにＥＩＢの使用を行うと仮定する。好ましい実施例において、順方向リンクパワー制御の外側ループを制御のために使用されるＥＩＢは、逆方向リンクで実際に送信されるＥＩＢと同じであろう。しかし、外側ループを制御する特定の目的のために受信されたフレームの正当さ(validity)を独立的に決定することもでき、それは本発明の技術的範囲内である。
例示的な実施例において、外側ループはフレーム毎に一度、あるいは１６のパワー制御グループ毎に一度更新される。外側ループは遠隔局６における目標エネルギーレベルｚを更新する。このメカニズムは図６に示された閾値調節回路２００により行われる。各フレームが復号されると、ＥＩＢの形態のフレーム品質情報ｅiは、図６に示されたように閾値調節回路２００に供給される。閾値調節回路２００は目標エネルギーレベルｚの値を更新し、その新しい目標エネルギーレベルを閾値比較回路２０２が利用可能なものにする。
第１の実施例において、閾値調節回路２００は次の式に従って値ｚを更新する：
Figure 0004440981
ここにｚkはｋ番目のフレームの目標エネルギーレベルであり、ｅk-1は（ｋ−１）番目のフレームのフレーム誤差であり、γは目標エネルギーレベルに適用されるべき上方向ステップのサイズであり、δは目標エネルギーレベルに適用されるべき下方向ステップのサイズである。例示的な実施例において、ｅk-1は、（ｋ−１）番目のデータフレームに関するフレーム誤差があった場合は１に等しく設定され、他の場合は０に設定される。γおよびδの値は、ＦＥＲに関する望まれるレベルを提供するように選択される。典型的に、γは大きく、δは小さい。この選択はｚkの鋸歯状(sawtooth-like)パターンを生成する。フレーム誤差が発生すると、ｚkは実質的に増加して、別のフレーム誤差の可能性を最小にする。フレーム誤差がないとき、ｚkは送信パワーを最小にするためにゆっくりと低下する(decay)。例示的な実施例において、ｚk、γおよびδの値はｄＢスケールであるが、これらの変数の線形スケールも使用され得る。
第２の実施例において、ｚkの補正が現在の目標エネルギーレベルに依存するように、ステップサイズγおよびδを現在の目標エネルギーレベルｚk-1の関数とすることができる。したがって、式（３）は以下のように修正され得る。：
Figure 0004440981
例示的な実施例において、遠隔局６はデータフレームの復調を完全なものにし、次のフレームの中間の期間中に目標エネルギーレベルｚkを更新する。（ｋ−１）番目のデータフレームが誤って受信されると、ｋ番目のデータフレームのフレーム誤差の可能性はより大きい。これは、システムが新しい動作点に移行するための十分な時間を持つまで、目標エネルギーレベルへのいかなる調節もＦＥＲ性能に対して直接の影響を与えないからである。それ故、２つの連続したフレーム誤差の第２のものは、第１のフレーム誤差の結果として更新されたばかりの目標エネルギーレベル値の性能を表示するものとして解釈されるべきではない。
好ましい実施例において、基地局４は、第１フレーム誤差の後にトラヒックチャンネルの利得を十分に増加させ、その後もし次のフレームでもそれが発生する場合、第２のフレーム誤差を無視する。上述の第２の実施例におけるこの概念の適用により、式（４）は以下になる：
Figure 0004440981
例示的な実施例において、外側ループパワー制御メカニズムは、全ての遠隔局６が確実に従うようにすることに全ての遠隔局６にわたって標準化される。γおよびδの値は、呼の初期化段階中に基地局４により各遠隔局６に送信され得る。これらのパラメタの新しい値はまた呼の進行(course)中に基地局４により特定され得る。
ＩＳ-９５-Ａ標準に従う通信システムにおいて、順方向トラヒックチャンネルの利得は、典型的に、遠隔局６がソフトハンドオフに入ると減少する。これは、基地局４から遠隔局６で受信されたデータビットが復号前により大きい合成(composite)信号を生じるように結合されるので、ＦＥＲ性能のいかなる劣化もなしに行われる。しかし、遠隔局６内の逆方向リンクパワー制御ループは、それらのビットが独立であるので、異なった基地局４から受信された逆方向リンクパワー制御ビットを結合しない。順方向トラヒックチャンネル上の利得の減少は、順方向トラヒックチャンネル上で送信されるパワー制御ビット流のビット誤差率を増加させ、それ故逆方向リンクパワー制御メカニズムを劣化させる。この状態を軽減するために、遠隔局６がソフトハンドオフに入ると、パワー制御ビットの利得は典型的に押し上げられる(boosted)。これは、遠隔局６がソフトハンドオフにあるときは常に、データビットの利得よりも僅かに高い逆方向リンクパワー制御ビットの利得をもたらす。
実施例において、異なった基地局４からのパワー制御ビットの絶対値は式（２）に従って結合される。したがって、パワー制御ビットの利得の押し上げ(boost)は、データビットに関してｙiのより大きな値をもたらす。より大きいｙi値は、遠隔局６に基地局４からの送信パワーの不適当な減少を要求させ、それは順方向トラヒックチャンネル上の１つまたはそれより多くのフレーム誤差をもたらし得る。この場合、外側ループにより設定される目標エネルギー値ｚは自動的に増加する。しばらくの後、外側ループは目標エネルギー値ｚを新しい公称値に調節する。これらの結果を処理する(combat)するために、ｙiは目標エネルギー値ｚとの比較の前にスケールされることができる。その代わりに、遠隔局６がソフトハンドオフに入ると、目標エネルギーレベルｚは僅かに増加され得る。これは、これらの誤差の可能性(likelihood)を減少させ得る。
実施例において、濾波された振幅ｙiと目標エネルギーレベルｚとの比較は、パワー制御プロセッサ１２０（図２参照）内で行われる。さらに、式(３)、（４）または（５）にしたがった目標エネルギーレベルの更新もまたパワー制御プロセッサ１２０内で行われる。コントローラプロセッサ(Controller processor)１２０はマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ディジタル信号処理（ＤＳＰ）チップ、またはここに述べられた機能を行うようにプログラムされたＡＳＩＣで構成され得る。
ＩＶ．順方向リンクパワー制御ビットの送信
順方向リンクパワー制御ビットは複数の方法の１つにより基地局４に送信され得る。例示的な実施例において、各遠隔局６は、順方向リンクパワー制御ビットの送信に専用である順方向リンクパワー制御チャンネルを逆方向リンク上に有する。代わりの実施例において、専用のパワー制御チャンネルは利用可能ではなく、順方向リンクパワー制御ビットは、順方向トラヒックチャンネルに関して行われた同じ方法で逆方向リンクデータビット流上にパンクチャされ、あるいは多重化される。
例示的実施例において、順方向リンクパワー制御ビットは専用の順方向リンクパワー制御チャンネル上で基地局４に送信される。専用の順方向リンクパワー制御チャンネルを備えている方法および装置は、前述の米国特許出願No.08/654,443に詳細に記載されている。図７には、順方向および逆方向リンクパワー制御ビットの送信のタイミング図が示される。時間軸に強いハッシュマークにより図示された各パワー制御グループにおいて、逆方向リンクパワー制御ビットは、図７の上部図に描かれたように順方向トラヒックチャンネル上で送信される。例示的な実施例において、１つの逆方向リンクパワー制御ビットは各1.25msecパワー制御グループで送信され、各逆方向リンクパワー制御ビットはレートセット１に関して持続期間が２つの記号である。さらに、各逆方向リンクパワー制御ビットは、長いＰＮシーケンスに依存して、該パワー制御グループ内の１６の位置のうちの１つから開始することができる。
遠隔局６は逆方向リンクパワー制御ビットを処理し、順方向リンクパワー制御ビットを逆方向パワー制御チャンネルでパルスとして基地局４に送信する。例示的な実施例において、パルスは、値ゼロ（'0'）を有する順方向リンクパワー制御ビットを表示するために正の極性で送られ、また、値一（'1'）を表示するために負極性で送られる。パルスのタイミングと持続期間は、以下の実施例で述べられる設計パラメタである。これらのパラメタの他の選択は考慮され、本発明の技術的範囲内のものである。
第１の実施例において、順方向リンクパワー制御ビットは、順方向トラヒックチャンネル上の最後の可能な(即ち、１６番目の)パワー制御ビット位置から0.625msec後に始まる、長さ1.25msecのパルスとして送信される。この構成は図７の中段の図に示され、ここにおいてパラメタ”遅れ１”は0.625msecに設定される。0.625msecの遅れは、最悪の場合のシナリオにおいて、遠隔局６の若干の時間が順方向リンク信号の経路のゆがみを直す(deskew)ことを可能にする。ゆがみを直すことは、結合する前に異なる信号経路からの信号を適当に整列させ、順方向リンクパワー制御ビットが送信される時までに先のパワー制御グループからの逆方向リンクパワー制御ビットが処理されることを保証する。しかし、逆方向リンクパワー制御ビットの受信から順方向リンクパワー制御ビットの送信までの実際の遅れは、逆方向リンクパワー制御ビットが最も早い可能なビット位置で送信されるとき、1.45msecと同じ大きさである可能性がある。
第２の実施例において、順方向リンクパワー制御ビットは、順方向トラヒックチャンネル上の最後の可能な（即ち、１６番目の）パワー制御ビット位置からほぼ0.050msec後に始まる、長さ1.25msecのパルスとして送信される。この構成は、パラメタ”遅れ１”が0.050msecに設定されることを除いて、第１の実施例と同一である。最悪の場合のシナリオにおいて、先のパワー制御グループからの逆方向リンクパワー制御ビットは、次の順方向リンクパワー制御ビットが送信されるようにスケジュールされる(scheduled)時までには、ゆがみを直す遅れのために処理されてはいないであろう。この状況において、遠隔局６は、最新の(latest)順方向リンクパワー制御ビットを繰り返すように構成され得る。しかし、ゆがみを直す遅れは典型的に何十μsecであり、たいていは、順方向リンクパワー制御ビットは依然として最も新しい(recent)逆方向リンクパワー制御ビットの処理を考慮することが可能である。パラメタ"遅れ１"はシステムの性能を最適化するように選択され得ることが立証されるであろう。
図７の下部に示される第３の実施例において、順方向リンクパワー制御ビットは、順方向トラヒックチャンネル上での逆方向リンクパワー制御ビットの受信の後、所定の量の時間（図７中の"遅れ２"）で持続期間がほぼ0.41msecの短いパルスとして送信される。順方向リンクパワー制御ビットの持続期間は、最新の可能な時間スロットが現在のパワー制御グループにおいて使用され、かつ、最も早い可能な時間スロットが後続するパワー制御グループにおいて使用される最悪の場合でさえ、後続する順方向リンクパワー制御ビットが送られる時までにそれが終了されるために十分に小さいように選択される。例示的な実施例において、遅れの量は0.050msec(遅れ２＝0.050msec)に設定される。図７に示されるように、この実施例は、より短いパルス持続期間にわたって同じ量のエネルギーを送信するために該パルスの持続期間に関してより高い送信パワーを必要とする。この方法の１つの欠点は、800Ｈｚでの短いパルス内における多量のエネルギーの送信が補聴器を付けている人に音声(audio)帯域での干渉を潜在的にもたらし得ることである。しかしながら、遠隔局６は逆方向リンクパワー制御ビットから固定された時間量の後に順方向リンクパワー制御ビット送信し、かつ該逆方向リンクパワー制御ビットがランダムに配置されるので、順方向リンクパワー制御ビットもまたランダムに配置される。パワー制御ビットの開始位置のランダム化(randomizing)は800Ｈｚでのエネルギーをスペクトル的に分散し、音声干渉(audio interference)を最小化する。さらに、遠隔局６から逆方向リンク上で送られる順方向リンクパワー制御チャンネルは、逆方向リンク上で送信される多くのデータ流の１つである。該ビットのパワーは低いので、パワー制御ビットによる遠隔局６の出力パワーの正味の(net)変化(variation)は小さい。
最後に、第４の実施例において、順方向リンクパワー制御ビットは、逆方向リンクパワー制御ビットの受信に続いて、遅れ２＝0.050msecの固定された時間量の後に送信される。しかし、この実施例においては、順方向リンクパワー制御ビットの持続期間は可変であり、現在の順方向リンクパワー制御ビットの送信は、次の順方向リンクパワー制御ビットがスケジュールされるまで続けられる。遠隔局６は、同じエネルギー量で各ビットを送るために、同じ利得で各順方向リンクパワー制御ビットを送ることができ、あるいはそれはビットの持続期間に基づいて送信利得を調節することができる。
図２を参照すると、順方向リンクパワー制御ビットは遠隔局６内のパワー制御プロセッサ１２０により処理される。パワー制御プロセッサ１２０は逆方向リンクで送られる順方向リンクパワー制御ビットを計算し、それらビットを変調器（ＭＯＤ）１３４に送る。変調器１３４は、逆方向パワー制御チャンネルに対応しているウォルッシュコードでそれらビットをカバーし、長いおよび短いＰＮコードで該カバーされたデータを拡散し、該拡散されたデータを送信機（ＴＭＴＲ）１３６に供給する。送信機１３６は前述の米国特許出願No.08/654,443に記載されたように構成され得る。送信機１３６は信号を濾波し、変調し、かつ増幅する。該変調された信号は、デュプレクサ１０４を経て送られ、アンテナ１０２から信号経路１２を通って逆方向リンクで送信される。
基地局４において、逆方向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を経て受信機（ＲＣＶＲ）５０に送られる。受信機５０はベースバンド信号を得るために信号を濾波し、増幅し、かつダウンコンバートする(downconverts)。ベースバンド信号は復調器（ＤＥＭＯＤ）５２に供給される。復調器５２は短いＰＮコードを有するベースバンド信号を逆拡散し、該逆拡散されたデータを、遠隔局６で使用されたウォルッシュコードと同一のウォルッシュコードでデカバーし、かつ該復調されたデータをコントローラ４０に供給する。該復調されたデータは順方向リンクパワー制御ビットを含む。コントローラ４０は、順方向リンクパワー制御ビットにより表示されるように基地局４の送信パワーおよび、または順方向トラヒックチャンネルの利得を調節することができる。
Ｖ．基地局の応答
実施例において、基地局４は逆方向パワー制御チャンネル上で送信される順方向リンクパワー制御ビットを受信し、順方向トラヒックチャンネルの利得を制御する。例示的実施例において、順方向リンクパワー制御ビットに関する一（'1'）の受信時に、基地局４は順方向トラヒックチャンネルの利得を増加させる。ゼロ（'0'）の受信時に、基地局４は利得を減少させる。利得の増加または減少の量は、構成(implementation)とシステム考慮事項に依存する。例示的な実施例において、利得の増加または減少は0.5dB乃至1.0dBの複数のステップであり得る。もっとも、他のステップサイズも利用できる。利得増加のステップサイズは、利得減少のステップサイズと同じであることができ、または異なることができる。さらに、利得のステップサイズは基地局４における他の順方向トラヒックチャンネルの利得に依存させることができる。本発明は、利得調節の全てのステップサイズに適応可能である。
基地局４はまた、遠隔局６の速度およびフェージング状態の関数として利得の増加、利得の減少または両方を調節できる。基地局４は、最適なステップサイズが遠隔局６のフェージング状態および速度の関数であるのでこれを行う。例えば、非常に高速において、より小さなステップサイズがより良く働く。何故ならそれはパワー制御ビットのレートがその速いフェージングに追従する(follow)ほど十分には速くないからである。順方向リンクインタリーバが該フェージングを平均するので、大きなパワー制御ステップサイズは順方向リンク波形に振幅ジッタ(jitter)を加算しがちである。しかし、速いパワー制御は正しいレベルに平均波形を動的に調節するのに必要とされる。基地局４内の復調器５２は、遠隔局６の速度およびフェージング状態を推定することができる。復調器５２のサーチャ(searcher)要素は現在受信されているマルチパス(multipath)構成要素(components)の数を決定し、それらのプロファイル(profile)を計算することができる。サーチャ要素は、共に本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組み込まれた、“ＣＤＭＡセルラー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No．5,109,390、および1994年９月３０日に申請された“スペクトル拡散多元接続通信システムのためのマルチパスサーチプロセッサ”と題する米国特許出願No.08/316,177に記述されている。
復調器５２はまた、技術的によく知られた復調技術を使用して逆方向リンク周波数誤差を推定することにより遠隔局６の速度を推定し得る。その周波数誤差はほぼ２・ｆc・ｖ／ｃ＋εであり、ここにおいてｆcは動作周波数であり、ｖは遠隔局６の速度であり、ｃは光の速度であり、εは遠隔局６の残留周波数誤差である。TIA/EIA/IS-95-Aに従って、遠隔局６は順方向リンクで受信される周波数を測定し、これを使用して逆方向リンク上の送信周波数を設定する。測定された受信周波数に基づく送信周波数設定の説明は、本発明の譲受人に譲渡され、ここに引用文献として組み込まれ、1994年７月29日に申請された“可変レート通信システムにおけるパワーを制御するための方法及び装置”と題する米国特許出願No.08/283,308に開示されている。遠隔局６はそれ自身の発振器から誤差を除去するためこれを行う。このプロセスは、順方向リンク上の周波数誤差ｆc・ｖ／ｃと逆方向リンク上の周波数誤差ｆc・ｖ／ｃがあるので、基地局４で受信された信号のドップラー周波数誤差の倍増(doubling)になる。受信された周波数から遠隔局６における送信周波数を設定した際の誤差はεである。高速移動体に関して、誤差εは比較的小さい。かくして、復調器５２は速度およびマルチパス推定をコントローラ４０に提供でき、その後そのコントローラはこれらの情報を使用して利得増加および減少ならびにステップサイズを決定する。
基地局４は、システム設計制約およびＦＣＣ規定(regulations)により決定される最大送信パワーを有する。必然的に、遠隔局６が利得増加を要求すると、基地局４は十分に利用可能なパワーを持たない状況を経験することになる。基地局４が不十分な送信パワーのためにその利得増加命令を制限するか、あるいは無視するなら、順方向トラヒックチャンネルのＦＥＲは増加することができる。これが発生すると、遠隔局６における目標エネルギーレベルは実質的にかつ迅速に増大することができる。これは（５）式の上方向ステップγが下方向ステップδに関して典型的に大きいことによるものである。もし乏しいチャンネル状態が消失し、または基地局４が付加的なパワーを遠隔局６に送信することが可能なら、下方向ステップδは典型的に小さいので、目標エネルギーレベルｚを適当な範囲に設定させる時間は長いことが可能である。例示的な実施例において、順方向リンク上のＦＥＲが名目上(nominal)よりも高いとき、基地局４はその時間中に上方向ステップγおよび下方向ステップδの新しい値を送信する。
実施例において、順方向トラヒックチャンネルのＦＥＲ性能は目標エネルギーレベルｚに関係する。かくして、基地局４は望まれるＦＥＲを得るために目標エネルギーレベルｚを直接調節できる。例えば、システムが高負荷で１つまたはそれより多くの遠隔局６がより高いＦＥＲで動作する必要があることを基地局４が認識すると、基地局４は新しい目標エネルギーレベルｚを遠隔局６に送信することによりこれらの遠隔局６の目標エネルギーレベルを変えることができる。その代わりに、基地局４は、これらの遠隔局６に新しい上方向ステップγおよび下方向ステップδを使用するように命令することにより目標エネルギーレベルを操作できる。例示的な実施例において、基地局４が遠隔局６からのパワー制御命令に応答できないときは常に、基地局４は目標エネルギーレベル、または上方向および下方向ステップを調節してパワー制御ループが最大送信パワーに達する(hitting)ことおよび非直線領域で動作することを阻止する。
順方向リンクパワー制御メカニズムが適当に作動することと、遠隔局６が必要性能レベルに必要なものより多いまたは少ない送信パワーを要求しないこととを確実にするために、基地局４は順方向トラヒックチャンネルのＦＥＲを監視できる。例示的実施例において、データフレームが誤って受信されると常に遠隔局６は基地局４に誤差メッセージを送信する。この誤差メッセージは、前述の消去インディケータビット（ＥＩＢ）であることができる。基地局４は遠隔局６からの誤差メッセージを監視し、ＦＥＲを計算し、かつ上方向ステップγおよび下方向ステップδの適当な値を遠隔局６に割り当てることにより遠隔局６の目標エネルギーレベルｚを操作できる。
ＶＩ．利得補正メカニズム
本発明の順方向リンクパワー制御メカニズムは、遅れが最小化されると、さらに良好に実行する。順方向トラヒックチャンネルのフェージングを補償するため、基地局４は、遠隔局６により要求される送信パワーの増加または減少を、可能な限りはやく、適用する。遠隔局６がソフトハンドオフにないとき、順方向リンクパワー制御ビットに応答して順方向トラヒックチャンネルの利得を調節する単一の基地局４により、順方向リンクパワー制御ビットが受信される。ソフトハンドオフにある遠隔局６は同時にマルチプルなセクタと通信する。例示的実施例において、１つの基地局４中の単一チャンネル要素は、ソフトハンドオフにある全てのセクタと遠隔局６との間の通信を制御するために使用される。それ故、基地局４は、遠隔局６からの順方向リンクパワー制御ビットの受信時に全てのセクタの送信パワーを速やかに調節することができる。
ソフトハンドオフにある遠隔局はマルチプルな基地局４と同時に通信できる。分配された順方向リンクパワー制御を行うための方法および装置は、前述の米国特許出願No.08/710,335に詳細に記述されている。ある基地局４は順方向リンクパワー制御ビット流を受信しないかもしれず、または十分に高い信頼性でパワー制御ビット流を受信しないかもしれない。本発明において、順方向リンクパワー制御補正メカニズムは、遠隔局６の活動中のメンバーの組において全ての基地局４の順方向トラヒックチャンネルの利得が適当に設定され、基地局４による順方向リンクパワー制御ビットの誤りのある受信が蓄積しないことを確実にするために使用される。例示的実施例において、遠隔局６がソフトハンドオフにあるとき、逆方向リンク信号の最も強いものを受信する基地局４の順方向トラヒックチャンネルの利得は、活動中のメンバーの組の中の全ての基地局４によって使用される。パワー制御補正メカニズムは以下の実施例によって達成され得る。
第１の実施例において、順方向トラヒックチャンネルの利得が遠隔局６と通信している全ての基地局４にほぼ等しいことを保証するために、選択された順方向リンクパワー制御ビット流は全ての基地局４に供給される。各フレームについて、活動中のメンバーの組にある全ての基地局４は、基地局４により受信された順方向リンクパワー制御ビットをシステムコントローラ２内のセレクタに送る。セレクタは、逆方向リンク信号の最も強いものを受信する基地局４からのパワー制御ビットを選択する。この基地局４からの選択されたパワー制御ビットはそれから活動中のメンバーの組にある全ての基地局４に供給される。各基地局４はセレクタからの選択された順方向リンクパワー制御ビットを受信し、選択されたビットをそれが実際に受信および処理したビットと比較し、選択された順方向リンクパワー制御ビットと適合するように順方向トラヒックチャンネルの利得を再調節する。
基地局４は、バックホール(backhaul)フレームにおいてコントローラ４０内のセレクタにパワー制御ビットを送る。バックホールフレーム選択は、TIA/EIA/IS-95-Aシステムに使用された現存の手順に従って成され得る。処理の後、セレクタは遠隔局６への送信のためにユーザトラヒックを運んでいるバックホールフレームにおいて全ての基地局４に選択された順方向リンクパワー制御ビットを送ることができる。
第２の実施例において、各基地局４はフレーム毎にセレクタに順方向トラヒックチャンネルの利得を送る。セレクタは、逆方向リンク信号の最も強いものを受信した基地局４に対応している利得を選択する。そのセレクタは活動中のメンバーの組にある全ての基地局４に選択された利得を送り、それに従って基地局４はそれらの利得を更新する。選択された利得は、現存しているTIA/EIA/IS-95-Aシステムにおける基地局４に、そのセレクタから送られるまさにその利得値である。この利得値は、ここにおいて参考文献とされているTIA/EIA/IS-634-A標準において指定されているインターフェイスＡ３で送られるバックホールフレームで運ばれる。
処理遅れのせいで、順方向トラヒックチャンネルの利得の更新には、いくらかの注意が必要である。例示的実施例において、各基地局４は、遠隔局６からの順方向リンクパワー制御ビットのその測定値に基づいてその順方向トラヒックチャンネルの利得を調節できる。しかし、セレクタは、別の基地局４により受信されたパワー制御ビットが使用されるべきであること、を決定する可能性がある。この決定は、通常、基地局４が順方向リンクパワー制御ビットのそれ自身の測定値を利用した後の、所定の量の時間まで行われない。それ故、基地局４は、セレクタからの選択されたパワー制御ビットおよび基地局４が実際に受信したパワー制御ビットに従ってそれらの順方向トラヒックチャンネルの利得を調節する必要がある。基地局４はまた、セレクタからの選択されたパワー制御ビットの受信と最初の(original)利得調節との間の遅れを明らかにする(account for)必要がある。
例示的な実施例において、各基地局４は各更新期間でその基地局４により使用された利得を記憶する。セレクタは、パワー制御ビットを正しく受信した可能性が最も高いと決定された基地局４の選択されたパワー制御ビット（あるいは選択された利得）を送る。それから各基地局４は、更新期間に記憶された利得をセレクタから受信されたそれと比較し、現在の時間スロットで利得をその差だけ更新する。かくしてｉ番目のパワー制御ビットの利得Ｇiは：
Figure 0004440981
ここで、Ｇiはｉ番目の時間スロット中の利得であり、biはｉ番目のパワー制御ビットの値(１または０) であり、νは利得ステップサイズであり、Ｍはフレーム毎のパワー制御ビットの数であり、ｐはフレームの開始からパワー制御ビットが基地局４からセレクタに送られる時間までの時間スロットのオフセットであり（０≦ｐ≦Ｍ−１）、Ｈkは、
Figure 0004440981
であるｋ番目のフレーム期間中にセレクタにより特定された順方向トラヒックチャンネルの利得であり、ｑはフレームの開始から更新された利得がセレクタから基地局４で受信される時間までの時間スロットにおけるオフセットであり（０≦ｑ≦Ｍ−１）、δijは、ｉ＝ｊの場合は１に、およびその他の場合は０に等しい。例示的実施例において、Ｍは１６に等しい。もっとも、Ｍの他の値も使用可能であり、そして本発明の技術的範囲内である。
順方向リンクパワー制御補正メカニズムの例示的タイミング図が図８に示される。順方向トラヒックチャンネルフレームと逆方向リンクデータフレームは時間においてほぼ正確に整列され、無線（放送）の(over-the-air)伝搬遅れによってのみ歪められる。フレーム（20msecの持続期間の）がｋ、ｋ＋１、ｋ＋２、およびｋ＋３としてインデックスを付けられ、図８に厚いハッシュマークにより図示される。逆方向リンクデータ流のフレームｋは基地局４で受信され、いくらかの処理遅れの後、ブロック２１０により示されるようにフレームｋ＋１期間中のある時間に復号される。その間、基地局４はまた著しく少ない処理遅れにより順方向リンクパワー制御命令を処理している。かくして、図８の下方の時間軸にくまどりされた(shaded)順方向リンクパワー制御ビットは、逆方向リンクデータ流のフレームｋと共に同じバックホールフレームでセレクタに送られる順方向リンクパワー制御ビットの20msecブロックを示している。フレームｋ＋２の期間中、セレクタは、最も強い逆方向リンク信号を受信した基地局４からの順方向リンクパワー制御ビットを選択し、ブロック２１２において、これらの選択されたパワー制御ビットを遠隔局６の活動中のメンバーの組にある全ての基地局４に送る。典型的に、選択されたパワー制御ビットはバックホールフレームで送られる。それ故簡単に言うと、フレームｋ＋２内に、基地局４はセレクタからの選択されたパワー制御ビットを受信し、ブロック２１４において、上述された方法で選択されたパワー制御ビットに従って順方向トラヒックチャンネルの利得を補正する。フレームｋ＋３の開始によって、基地局４はブロック２１６により示されるように、更新された利得で送信する。
上記の例は、遠隔局６が順方向リンクパワー制御ビットを送信する時間からその基地局４が順方向トラヒックチャンネルの利得を補正する時間までの処理遅れの３つのフレームを示している。しかし、例示的実施例において、各基地局４は順方向リンクパワー制御ビットのその測定値に応答してその順方向トラヒックチャンネルの利得を調節できる。この方法において、各基地局４はその順方向トラヒックチャンネルの利得をそれ自身で迅速に調節することができ、処理遅れは最小化される。逆方向リンク信号の最も強いものを測定する基地局４からのパワー制御ビットを使用して活動中のメンバーの組の中の他の基地局４の順方向トラヒックチャンネルの利得を補正する順方向リンクパワー制御補正メカニズムは、基地局４によるパワー制御ビットの誤った受信が蓄積しないことを保証する。全ての基地局４により順方向リンクパワー制御メカニズムの正しい動作を確実にするための他の実施例は考慮されることができ、本発明の技術的範囲内である。
本発明は順方向リンクパワー制御メカニズムについて記述されたが、ここに開示された発明の概念は逆方向リンクパワー制御にも適用可能である。
好ましい実施例の前述の記述は本発明を作りまたは使用するために技術に熟練したいかなる人にも可能性を提供する。これらの実施例に対する種々の変形は技術に熟練した者にすでに明らかであり、ここに限定された基本的な原理は発明的能力を使用することなく他の実施例に適用され得る。かくして、本発明はここに示された実施例に限定されるものではなく、原理およびここに開示された新規な特徴を有する構成の最も広い範囲に従うべきである。
他の実施形態：
［１］ 第１組のビットの振幅値を測定し、
前記振幅値を目標エネルギーレベルに対して比較し、
前記比較ステップに応答して第２組のビットを発生することを備え、
ここにおいて、送信パワーが前記第２組のビットに従って調節されるＣＤＭＡシステムにおける送信パワーを制御する方法。
［２］ 前記目標エネルギーレベルが通信の初期の段階で、およびまたは受信された信号の測定された性能に応答して設定される上記［１］の方法。
［３］ 前記第２組のビットを目的局に送信することをさらに備え、
前記目的局の送信パワーが前記第２組のビットに従って調節される上記［１］または［２］の方法。
［４］ 受信された信号の測定された性能に応答して前記目標エネルギーレベルを調節することをさらに備えた上記［１］，［２］または［３］の方法。
［５］ 送信パワーをシステムコントローラからの一組の指令に従って補正することをさらに備えた上記［１］ないし［４］の何れかによる方法。
［６］ 前記測定することがさらに
前記第１組のビットに対応している少なくとも１つの信号経路で受信し、
パイロット信号および濾波されたデータを得るために前記少なくとも１つの信号経路の各々を復調し、
符号付きスカラー出力を得るために前記パイロット信号と濾波されたデータのドット積を計算し、
結合されたスカラー出力を得るために前記少なくとも１つの信号経路からの前記符号付きスカラー出力を結合することを備え、
ここにおいて、前記第１組のビットの前記振幅値は前記結合されたスカラー出力に等しい上記［１］ないし［５］の何れかによる方法。
［７］ 前記第１組のビットの前記振幅値を得るため前記結合されたスカラー出力を濾波することをさらに備えた上記［６］の方法。
［８］ 前記結合することが
前記第１組のビットの同一の流れを搬送する前記少なくとも１つの信号経路からの前記符号付きスカラー出力を論理的に合計し、
前記第１組のビットの非同一の流れを搬送する前記少なくとも１つの信号経路からの前記符号付きスカラー出力の絶対値を合計することを備えた上記［６］または［７］の方法。
［９］ 調節することが、
フレーム誤差の表示に応答して上方向ステップにより前記目標エネルギーレベルを増加し、
フレーム誤差の不存在に応答して下方向ステップにより前記目標エネルギーレベルを減少することを備えた上記［４］または上記［５］ないし［８］の何れかによる方法。
［１０］ 調節することが、
もし前記第１組のビットの前記振幅値が最小エネルギーレベル以下なら前記目標エネルギーレベルを維持することを備えた上記［９］の方法。
［１１］ 前記上方向ステップおよび前記下方向ステップが通信の初期段階で、およびまたは前記受信された信号の測定された性能に応答して設定される上記［９］または［１０］の方法。
［１２］ 前記上方向ステップおよび前記下方向ステップが前記目標エネルギーレベルの関数である上記［９］または［１０］の方法。
［１３］ 調節することが、
２つの連続するフレーム誤差の表示に応答して前記目標エネルギーレベルを維持し、
ここにおいて、前記増加ステップがフレーム誤差の表示および２つの連続する先行データフレームのフレーム誤差の不存在に応答していることを備えた上記［９］の方法。
［１４］ 前記補正することが、
前記第２組のビットの少なくとも１組を受信し、
前記第２組のビットの少なくとも１組間からのビットの組を選択し、
ここにおいて、前記送信パワーは前記選択されたビットの組に従って補正される上記［５］または上記［６］ないし［１３］の何れかによる方法。
［１５］ 前記第２組のビットの各ビットは前記第１組のビットの最新の可能性のあるパワー制御ビット位置から固定遅れの後送信される上記［３］または上記［４］ないし［１４］の何れかによる方法。
［１６］ 前記第２組のビットの各ビットは前記第１組のビットの受信されたビットから固定遅れの後送信される上記［３］または上記［４］ないし［１４］の何れかによる方法。
［１７］ 前記第２組のビットの各ビットは１つのパワー制御グループより少ない持続を有するパルスで送信される上記［３］または上記［４］ないし［１４］の何れかによる方法。
［１８］ 第１組のビットと目標エネルギーレベルとを受信し、前記第１組のビットおよび前記目標エネルギーレベルに応答して第２組のビットを供給する、受信された信号の品質を目標エネルギーレベルに維持するための第１のパワー制御ループと、
フレーム誤差のインディケータと性能閾値とを受け、前記測定された性能および前記性能閾値に応答して前記第１のパワー制御ループに前記目標エネルギーレベルを供給する、前記受信された信号の測定された性能を維持するための第２のパワー制御ループとを備えた
ＣＤＭＡシステムにおける送信パワーを制御する装置。
［１９］ 前記第１のパワー制御ループは、
前記第１組のビットに対応している少なくとも１つの信号経路で受信する受信機手段と、
符号付きスカラー出力を得るために前記少なくとも１つの信号経路の各々を復調する復調器手段と、
結合されたスカラー出力を得るために前記少なくとも１つの信号経路からの前記符号付きスカラー出力を結合する結合手段と、
前記結合されたスカラー出力を前記目標エネルギーレベルと比較し前記比較に応答して前記第２組のビットを生成する比較手段とを備えた、上記［１８］の装置。
［２０］ 前記第２のパワー制御ループは、
フレーム誤差の表示に応答して上方向ステップだけ前記目標エネルギーレベルを増加させ、フレーム誤差の不存在に応答して下方向ステップだけ前記目標エネルギーレベルを減少させる閾値調節回路手段を備えた、上記［１８］または［１９］の装置。
［２１］ 前記復調器手段はパイロット信号と濾波されたデータを得るために前記少なくとも１つの信号経路の各々を復調する、ここにおいて前記復調器手段はさらに、
前記パイロット信号と濾波されたデータに基づいて前記符号付きスカラー出力を生成するドット積回路手段を備える、上記［１９］または［２０］の装置。
［２２］ 第１のパワー制御ループはさらに、
濾波された出力を得るために前記結合されたスカラー出力を濾波するフィルタ手段を備え、
ここにおいて前記比較手段は前記濾波された出力を前記目標エネルギーレベルと比較する、上記［１９］ないし［２１］の何れかの装置。
［２３］ 前記目標エネルギーレベルが通信の初期段階で、およびまたは前記受信された信号の測定された性能に応答して設定される上記［２０］の装置。
［２４］ 前記上方向ステップおよび前記下方向ステップは通信の初期段階で、およびまたは前記受信された信号の測定された性能に応答して設定される上記［２０］の装置。
［２５］ １つまたはそれ以上の基地局と１つまたはそれ以上の遠隔局とを備えた無線通信システムにおける基地局のコントローラであって、
遠隔局のための第１の伝送チャンネルにパワー制御信号と共に通信信号を送信する送信機と、
遠隔局からの第２の伝送チャンネルに信号を受信し、その信号が遠隔局により第１の伝送チャンネルで受信されたパワー制御信号から得られた属性を表示する受信機と、
受信機により受信された信号を処理し、かつ処理された信号に依存して送信機により第１の伝送チャンネルに送信されたパワー制御信号を制御するプロセッサとを備えたコントローラ。
［２６］ １つまたはそれ以上の基地局と１つまたはそれ以上の遠隔局とを備えた無線通信システムにおいて使用される遠隔局であって、 基地局により第１の伝送チャンネルに送信されるパワー制御信号と共に１つまたはそれ以上の通信信号を受信する受信機と、
受信機により受信された１つまたはそれ以上の属性をパワー制御信号から引き出すため受信機により受信された１つまたはそれ以上の信号を処理するプロセッサと、
送信パワーが受信されたパワー制御信号により決定され、受信された通信信号
の属性を表す第２の伝送チャンネルに基地局のための信号を送信する送信機とを備えた遠隔局。
本発明を実施し、遠隔局と通信している複数の基地局を具備する通信システムの概略図。 基地局および遠隔局の例示的なブロック図。 順方向トラヒックチャンネルの例示的なブロック図。 遠隔局内の復調器の例示的なブロック図。 遠隔局内の復号器の例示的なブロック図。 遠隔局内のパワー制御プロセッサの例示的なブロック図。 順方向および逆方向リンクパワー制御チャンネルのタイミング図。 順方向リンクパワー制御ループ内の利得補正メカニズムのタイミング図。

Claims (47)

  1. 下記を具備する、順方向リンク信号の送信パワーを制御する方法、ここにおいて順方向リンク信号は１つの制御信号と１つのデータ信号を含む：
    該制御信号の少なくとも１つの制御信号ビットの受信された振幅（ｙi）値を測定する、ここにおいて、該少なくとも１つの制御信号ビットの送信パワーレベルは、該データ信号の順方向リンクデータレートから独立している；
    該受信された振幅（ｙi）値を目標エネルギーレベル（ｚk）と比較する；
    該比較に基づいて順方向リンクパワー制御値を発生する；
    該順方向リンクパワー制御値を送信する。
  2. 該順方向リンクパワー制御値はパワー制御ビットである、請求項１の方法。
  3. 該目標エネルギーレベル（ｚk）を調節することをさらに具備する、請求項１の方法。
  4. 該調節は１秒当り２０回繰返される、請求項３の方法。
  5. 該調節は複数の受信されたデータフレームのそれぞれ毎に一回行われる、請求項３の方法。
  6. 該調節は、データフレームが誤差なしに受信されるときは該目標エネルギーレベル（ｚk）を上方向ステップ（γ）量だけ増加させ、データフレームが少なくとも１つの誤差と共に受信されるときは該目標エネルギーレベル（ｚk）を下方向ステップ（δ）量だけ減少させることを具備する、ここにおいて該上方向ステップ（γ）量は該下方向ステップ（δ）量より大きい、請求項３の方法。
  7. 受信されたパイロット信号のパイロット位相およびパイロット振幅にしたがって該少なくとも１つの制御信号ビットの位相および振幅を調節して、調節された制御信号を生成することをさらに具備する、請求項１の方法。
  8. 該調節された制御信号を濾波することをさらに具備する、請求項７の方法。
  9. 該受信された振幅（ｙi）値を濾波することをさらに具備する、請求項１の方法。
  10. 該制御プロセッサ(120)は、付加的な順方向リンク信号に基づく付加的な受信された振幅（ｙi）値の少なくとも１つの絶対値と該受信された振幅（ｙi）値の絶対値を結合することをさらに具備する、請求項１の方法。
  11. 該制御プロセッサ(120)は、少なくとも１つの付加的な受信された振幅（ｙi）値と該受信された振幅（ｙi）値を結合することをさらに具備する、ここにおいて、該少なくとも１つの付加的な受信された振幅（ｙi）値は、前記少なくとも１つの制御信号ビットに等しいことが知られている少なくとも１つの付加的な制御信号ビットに対応する、請求項１の方法。
  12. 該順方向リンクパワー制御値を発生する該ステップは、前記順方向リンクパワー制御値を１秒当り８００回発生するステップをさらに具備する、請求項１の方法。
  13. 下記を具備する、順方向リンク信号の送信パワーを制御するための装置、ここにおいて順方向リンク信号は１つの制御信号と１つのデータ信号を含む：
    該制御信号の少なくとも１つの制御信号ビットの受信された振幅（ｙi）値を測定するための手段、ここにおいて、該少なくとも１つの制御信号ビットの送信パワーレベルは、該データ信号の順方向リンクデータレートから独立している；
    前記受信された振幅（ｙi）値を目標エネルギーレベル（ｚk）と比較するための手段；
    前記比較に基づいて順方向リンクパワー制御値を発生するための手段。
  14. 前記順方向リンクパワー制御値を送信するための手段(136)をさらに具備する、請求項１３の装置。
  15. 前記目標エネルギーレベル（ｚk）を調節するための手段(200)をさらに具備する、請求項１３の装置。
  16. 調節するための前記手段(200)は、複数の受信されたデータフレーム期間の各々の後に前記目標エネルギーレベル（ｚk）を調節する、請求項１５の装置。
  17. 調節するための前記手段は、データフレームが誤差なしに受信されるときは該目標エネルギーレベル（ｚk）を上方向ステップ（γ）量だけ増加させるための手段(200)、およびデータフレームが少なくとも１つの誤差と共に受信されるときは該目標エネルギーレベル（ｚk）を下方向ステップ（δ）量だけ減少させるための手段(200)を具備する、ここにおいて該上方向ステップ（γ）量は該下方向ステップ（δ）量より大きい、請求項１５の装置。
  18. 受信されたパイロット信号のパイロット位相およびパイロット振幅にしたがって該少なくとも１つの制御信号ビットの位相および振幅を調節して調節された制御信号を生成するための手段(134)をさらに具備する、請求項１３の装置。
  19. 該調節された制御信号を濾波するための手段(168)をさらに具備する、請求項１８の装置。
  20. 該受信された振幅（ｙi）値を濾波するための手段(198)をさらに具備する、請求項１３の装置。
  21. 該制御プロセッサ(120)は、付加的な順方向リンク信号に基づく付加的な受信された振幅（ｙi）値の少なくとも１つの絶対値と該受信された振幅（ｙi）値の絶対値を結合するための手段(174)をさらに具備する、請求項１３の装置。
  22. 少なくとも１つの付加的な受信された振幅（ｙi）値と該受信された振幅（ｙi）値を結合するための手段(174)、ここにおいて該少なくとも１つの付加的な受信された振幅（ｙi）値は前記少なくとも１つの制御信号ビットに等しいことが知られている少なくとも１つの付加的な制御信号ビットに対応する、をさらに具備する請求項１３の装置。
  23. 順方向リンク信号において受信された該制御信号をデマルチプレクスするためのデマルチプレクサ(172)をさらに具備する、
    ここにおいて、該デマルチプレクスされた制御信号の受信された振幅（ｙi）値を測定するための、該受信された振幅（ｙi）値を該目標エネルギーレベル（ｚk）と比較するための、および該比較に基づいて順方向リンクパワー制御値を発生するための該手段は、制御プロセッサ(120)である、請求項１３の装置。
  24. 前記制御プロセッサ(120)は、該比較を行う閾値比較モジュール(202)を具備する、請求項２３の装置。
  25. 該制御プロセッサ(120)は、目標エネルギーレベル（ｚk）を調節する閾値調節モジュール(200)を具備する、請求項２３の装置。
  26. 該閾値調節モジュール(200)は、複数の受信されたデータフレーム期間の各々の後に目標エネルギーレベル（ｚk）を調節するように構成されている、請求項２５の装置。
  27. 前記閾値調節モジュール(200)は、フレーム誤差(ｅk-1)が発生したかどうかを表すフレーム品質情報を受信する、およびここにおいて前記閾値調節モジュール(200)は、フレーム誤差(ｅk-1)が発生していないときは該目標エネルギーレベル（ｚk）を上方向ステップ（γ）量だけ増加させ、フレーム誤差(ｅk-1)が発生したときは該目標エネルギーレベル（ｚk）を下方向ステップ（δ）量だけ減少させるように構成されている、ここにおいて該上方向ステップ（γ）量は該下方向ステップ（δ）量より大きい、請求項２５の装置。
  28. 受信されたパイロット信号のパイロット位相およびパイロット振幅にしたがって該制御信号の位相および振幅を調節して調節された制御信号を生成するためのドット積モジュール(170)をさらに具備する、請求項２３の装置。
  29. 該調節された制御信号を濾波するためのフィルタ(168)をさらに具備する、請求項２８の装置。
  30. 該受信された振幅（ｙi）値を濾波するためのフィルタ(198)をさらに具備する、請求項２３の装置。
  31. 該制御プロセッサ(120)は、付加的な順方向リンク信号に基づく付加的な受信された振幅（ｙi）値の少なくとも１つの絶対値と該受信された振幅（ｙi）値の絶対値を結合するための非同一ビットアキュムレータ(196)を具備する、請求項２３の装置。
  32. 該制御プロセッサ(120)は、少なくとも１つの付加的な受信された振幅（ｙi）値と該受信された振幅（ｙi）値を結合するための同一ビットアキュムレータ(192)を具備する、ここにおいて該少なくとも１つの付加的な受信された振幅（ｙi）値は制御信号に等しいことが知られている少なくとも１つの付加的な制御信号ビットに対応する、請求項２３の装置。
  33. 少なくとも１つの相関器(160)をさらに具備する、ここにおいて、該少なくとも１つの相関器の各々は異なった信号経路に割当てられ、そして該対応した割当てられた信号経路を通って受信された信号に関して擬似雑音（ＰＮ）逆拡散を行う、請求項２３の装置。
  34. 該順方向リンクパワー制御値を送信する送信機(136)をさらに具備する、請求項２３の装置。
  35. 少なくとも請求項１３ないし３４の何れかの装置および１つまたはそれより多くの基地局(4)を具備する無線通信システム。
  36. デジタルデータプロセッサに順方向リンク信号の送信パワーを制御させるコンピュータプログラムを記録したコンピュータ可読記録媒体、ここにおいて該順方向リンク信号は１つの制御信号および１つのデータ信号を含む前記コンピュータ可読記録媒体は下記を具備する：
    該制御信号の少なくとも１つの制御信号ビットの受信された振幅（ｙi）値を測定するための手段、ここにおいて、該少なくとも１つの制御信号ビットの送信パワーレベルは、該データ信号の順方向リンクデータレートから独立している；
    前記受信された振幅（ｙi）値を目標エネルギーレベル（ｚk）と比較するための手段；
    前記比較に基づいて順方向リンクパワー制御値を発生する；および該順方向リンクパワー制御値を送信するための手段。
  37. 前記順方向リンクパワー制御値はパワー制御ビットである、請求項３６のコンピュータ可読記録媒体。
  38. 前記プログラムは、前記目標エネルギーレベル（ｚk）を調節するための手段をさらに具備する、請求項３６のコンピュータ可読記録媒体。
  39. 前記調節は１秒当り２０回繰返される、請求項３８のコンピュータ可読記録媒体。
  40. 該調節は複数の受信されたデータフレームのそれぞれ毎に一回行われる、請求項３８のコンピュータ可読記録媒体。
  41. 該調節は、データフレームが誤差なしに受信されるときは該目標エネルギーレベル（ｚk）を上方向ステップ（γ）量だけ増加させ、データフレームが少なくとも１つの誤差と共に受信されるときは該目標エネルギーレベル（ｚk）を下方向ステップ（δ）量だけ減少させることを具備する、ここにおいて該上方向ステップ（γ）量は該下方向ステップ（δ）量より大きい、請求項３８のコンピュータ可読記録媒体。
  42. 受信されたパイロット信号のパイロット位相およびパイロット振幅にしたがって該少なくとも１つの制御信号ビットの位相および振幅を調節して調節された制御信号を生成することをさらに具備する、請求項３６のコンピュータ可読記録媒体。
  43. 該調節された制御信号を濾波することをさらに具備する、請求項４２のコンピュータ可読記録媒体。
  44. 該受信された振幅（ｙi）値を濾波することをさらに具備する、請求項３６のコンピュータ可読記録媒体。
  45. 付加的な順方向リンク信号に基づく付加的な受信された振幅（ｙi）値の少なくとも１つの絶対値と該受信された振幅（ｙi）値の絶対値を結合することをさらに具備する、請求項３６のコンピュータ可読記録媒体。
  46. 少なくとも１つの付加的な受信された振幅（ｙi）値と該受信された振幅（ｙi）値を結合することをさらに具備する、ここにおいて該少なくとも１つの付加的な受信された振幅（ｙi）値は、該少なくとも１つの制御信号ビットに等しいことが知られている少なくとも１つの付加的な制御信号ビットに対応する、請求項３６のコンピュータ可読記録媒体。
  47. 該順方向リンクパワー制御値を発生する該ステップは、前記順方向リンクパワー制御値を１秒当り８００回発生する該ステップをさらに具備する、請求項３６のコンピュータ可読記録媒体。
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