JP4560083B2 - ワイヤレス通信システムに対するアウターループ送信電力制御における信号対干渉目標の調整 - Google Patents

Description

本発明は、一般には、ワイヤレス通信システムに関し、より詳細には、ワイヤレス通信システムにおける送信電力制御に関する。

ワイヤレス通信システムは、本技術分野において周知である。ワイヤレスシステムに対するグローバルな接続性を提供するために、規格が開発されており、および実施されている。普及した現行規格の１つは、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）として知られている。ＧＳＭは、いわゆる第２世代移動無線システム規格（２Ｇ）とみなされ、およびＧＳＭのあとに２Ｇの改訂版（２．５Ｇ）が続いた。ＧＰＲＳおよびＥＤＧＥは、２．５Ｇ技術の例である。ＧＰＲＳおよびＥＤＧＥは、（２Ｇ）ＧＳＭネットワークの上に比較的高速のデータサービスを提供する。２．５Ｇ規格の各々のひとつは、追加された特徴および強化により先行規格について改良しようとした。１９９８年１月に、欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）のＳＭＧ（Ｓｐｅｃｉａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｇｒｏｕｐ）は、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）と呼ばれる第３世代無線システムの無線アクセススキームに合意した。ＵＭＴＳ規格をさらに実施するために、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）が、１９９８年１２月に組織された。３ＧＰＰは、共通の第３世代移動無線規格に取り組み続けている。

図１において、現行の３ＧＰＰ仕様による典型的なＵＭＴＳシステムアーキテクチャを表す。ＵＭＴＳネットワークアーキテクチャは、Ｉｕとして知られるインターフェースにより、ＵＴＲＡＮ（ＵＭＴＳ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｎｅｔｗｏｒｋ）と連結しているコアネットワーク（ＣＮ）を含む。Ｉｕは、公的に使用可能な最新の３ＧＰＰ仕様書において詳細に定義されている。ＵＴＲＡＮを構成することにより、Ｕｕとして知られる無線インターフェースによって、３ＧＰＰにおいてユーザ装置（ＵＥ）として知られるワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｕｎｉｔ）を介して、ユーザにワイヤレス通信サービスを提供する。ＵＴＲＡＮは、１つまたは２つ以上の無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）、および３ＧＰＰにおいてノードＢとして知られる基地局を含む。ＲＮＣは、ＵＥとのワイヤレス通信のための地理的なカバレージをひとまとめにして提供する。１つまたは２つ以上のノードＢは、３ＧＰＰにおいてＩｕｂとして知られるインターフェースによって、各ＲＮＣに接続される。ＵＴＲＡＮは、異なるＲＮＣに接続されたノードＢのいくつかのグループを含むことがある。例えば、２つのグループを、図１に表す例において示す。２つ以上のＲＮＣがＵＴＲＡＮにおいて提供される場合には、ＲＮＣ間通信がＩｕｒインターフェースにより実行される。

ネットワークコンポーネントに対する外部通信を、ユーザレベルについてはＵｕインターフェースによりノードＢが実行し、およびネットワークレベルについては外部システムへの種々のＣＮ接続によりＣＮが実行する。

一般に、ノードＢなど、基地局の主要な機能は、基地局のネットワークとＷＴＲＵとの間の無線接続を提供することである。通常、基地局は、接続されていないＷＴＲＵに基地局のタイミングと同期をとることを可能にする共通チャネル信号を送出する。３ＧＰＰにおいて、ノードＢは、ＵＥとの物理的な無線接続を実行する。ノードＢは、Ｉｕｂインターフェースを通じてＲＮＣから信号を受信する。ＲＮＣは、ノードＢがＵｎインターフェースを通じて送信する無線信号を制御する。

ＣＮは、情報の正しい送信先に情報をルーティングすることに対して責任がある。例えば、ＣＮは、１つのノードＢにより、ＵＭＴＳが受信する音声トラフィックをＵＥから公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）へ、またはインターネット行きのパケットデータをルーティングする。３ＧＰＰにおいて、ＣＮは、６つの主要なコンポーネントを含む。すなわち、１）サービングＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）サポートノード、２）ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード、３）境界ゲートウェイ、４）在圏ロケーションレジスタ、５）移動通信交換局、および６）関門移動通信交換局である。サービングＧＰＲＳサポートノードは、インターネットなど、パケット交換領域へのアクセスを提供する。ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードは、他のネットワークに接続するためのゲートウェイノードである。他のオペレータのネットワークまたはインターネットに向うすべてのデータトラフィックは、ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードを経由する。境界ゲートウェイは、ファイアウォールとして動作して、ネットワーク外からの侵入者による、ネットワーク領域内の加入者への攻撃を防ぐ。在圏ロケーションレジスタは、現在サービスを行っているネットワークの、サービスを提供するのに必要な加入者データについての「コピー」である。加入者データの情報は、移動加入者を管理するデータベースから初めに取得する。移動通信交換局は、ＵＭＴＳ端末からＵＭＴＳネットワークへの「回線交換」接続を管理している。関門移動通信交換局は、加入者の現在位置に基づいて、必要なルーティング機能を実行する。さらに、関門移動通信交換局は、外部ネットワークからの加入者からによる接続要求を受信かつ管理する。

一般に、ＲＮＣは、ＵＴＲＡＮの内部の機能を制御する。さらに、ＲＮＣは、ノードＢとのＵｎインターフェース接続によるローカルサービス部分、およびＣＮと外部システム、例えば、国内ＵＭＴＳにおけるセル電話から発呼される国際電話との間の接続による外部サービス部分を含む、通信に対する中継サービスを提供する。

通常、ＲＮＣは、複数の基地局を監視し、ノードＢがサービスを行うワイヤレス無線サービスカバレージの地理的な領域内の無線リソースを管理し、およびＵｎインターフェースに対する物理的な無線リソースを制御する。３ＧＰＰにおいて、ＲＮＣのＩｕインターフェースは、ＣＮへの２つの接続を提供する。すなわち、１つは、パケット交換領域への接続であり、もう一方は、回線交換領域への接続である。ＲＮＣの他の重要な機能は、機密性保持および完全性防護を含む。

多数のワイヤレス通信システムにおいて、適応する送信電力制御アルゴリズムが使用される。適応する送信電力制御アルゴリズムが使用されるワイヤレス通信システムにおいて、多数の通信が、同一の無線周波数スペクトラムを共有することができる。特定の通信を受信すると、同一のスペクトラムを使用する他のすべての通信が、その特定の通信への干渉を生じる。結果として、１つの通信の送信電力レベルを増大させることは、その通信のスペクトラム内の他のすべての通信の信号品質を下げる。しかしながら、送信電力レベルをあまりにも下げてしまうと、受信機における信号対干渉比（ＳＩＲ：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｃｅ Ｒａｔｉｏ）により測定されるような、望ましくない受信信号品質になる。

ワイヤレス通信システムに対する送信電力制御の種々の方法は、本技術分野においてよく知られている。ワイヤレス通信システムに対する開ループ電力制御送信機システムおよび閉ループ電力制御送信機システムの例を、図２および図３にそれぞれ示す。開ループ電力制御送信機システムおよび閉ループ電力制御送信機システムの目的は、フェージング伝搬チャネルおよび時間変動干渉に直面して送信電力を急速に変更することによって、遠隔地において許容可能な品質を有するデータが受信されることを保証すると同時に、送信電力を最小化することである。

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）の時分割複信（ＴＤＤ）システムおよび周波数分割複信（ＦＤＤ）システムなどの通信システムにおいて、可変速度データについての複数の共有チャネルおよび専用チャネルを、送信のために結合する。ＴＤＤシステムおよびＦＤＤシステムなどの通信システムの背景仕様データを、３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２２３ ｖ３．３．０、３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２２２ ｖ３．２．０、および３ＧＰＰ ＴＳ ２５．２２４ ｖ３．６において見出すことができる（例えば、非特許文献１参照。）。データ速度変化に対して、最も望ましい性能に帰着する送信電力制御の適応についての高速な方法およびシステムがある（例えば、特許文献１および特許文献２参照。）。

３ＧＰＰのＷ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）システムにおいて、送信電力制御を、リンク適応方法として使用する。動的な送信電力制御は、個別物理チャネル（ＤＰＣＨ：Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ ＣＨａｎｎｅｌ）の送信電力を調整することにより、最小の送信電力レベルとともにサービス品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を達成するように、従ってシステム内の干渉レベルを制限するように、ＤＰＣＨに適用される。

１つのアプローチは、送信電力制御を、アウターループ送信電力制御（ＯＬＰＣ：Ｏｕｔｅｒ Ｌｏｏｐ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）およびインナーループ送信電力制御（ＩＬＰＣ：Ｉｎｎｅｒ Ｌｏｏｐ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）と呼ばれる、別個の処理に分割することである。一般的に、送信電力制御システムは、インナーループが開であるか閉であるかどうかしだいで、開または閉のどちらかで呼ばれる。図２および図３に表す例において説明されるような両方の型のシステムについてのアウターループは、閉ループである。図２において説明される開ループ型のシステムにおけるインナーループは、開ループである。

アウターループ送信電力制御において、特定の送信機についての送信電力レベルは、目標ＳＩＲ値に基づく。受信機が送信された信号を受信すると、受信信号についての品質が測定される。送信された情報は、ＴＢ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｂｌｏｃｋ）の装置の中に送信され、および受信信号品質を、ブロック・エラー・レート（ＢＬＥＲ：ＢＬｏｃｋ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）ベースで監視することができる。ＢＬＥＲは、受信機によって評価され、通常、データの巡回冗長検査（ＣＲＣ）により評価される。評価されたＢＬＥＲは、チャネルについて種々の種類のデータサービスに対するＱｏＳ要件を代表する目標ＢＬＥＲのような、目標品質要件と比較される。測定された受信信号品質に基づいて、目標ＳＩＲ調整制御信号が送信機に送信される。送信機は、調整要求に応答して目標ＳＩＲを調整する。

時分割複信（ＴＤＤ）モードを利用する３ＧＰＰのＷ−ＣＤＭＡシステムにおいて、ＵＴＲＡＮ（ＳＲＮＣ−ＲＲＣ）は、呼／セッション確立時に、初期の目標ＳＩＲをＷＴＲＵに設定し、およびさらに続いて、呼の存続時間中、アップリンク（ＵＬ：ＵｐＬｉｎｋ）のＢＬＥＲ測定についての監視により示されるように、ＷＴＲＵの目標ＳＩＲを連続して調整する。

インナーループ送信電力制御において、受信機は、ＳＩＲなどの受信信号品質の測定値を、閾値（すなわち、目標ＳＩＲ）と比較する。ＳＩＲが閾値を超える場合には、送信電力レベルを減少させるＴＰＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｍｍａｎｄ）を送信する。ＳＩＲが閾値以下である場合には、送信電力レベルを増大させるＴＰＣを送信する。通常、ＴＰＣは、個別チャネルにおけるデータとともに、送信機へ多重送信される。受信されたＴＰＣに応答して、送信機は、送信機の送信電力レベルを変更する。

従来、３ＧＰＰシステムにおけるアウターループ送信電力制御アルゴリズムは、各ＣＣＴｒＣＨ（Ｃｏｄｅｄ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ＣＨａｎｎｅｌ）に対して、必要とされる目標ＢＬＥＲに基づいて、ＢＬＥＲとＳＩＲとの間に固定されたマッピングを使用して、「最も道理にかなう」個々のチャネル状態を仮定して、初期の目標ＳＩＲを設定する。一般的に、ＣＣＴｒＣＨは、いくつかのＴｒＣＨ（Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ＣＨａｎｎｅｌ）を多重化することによって、種々のサービスを物理的なワイヤレスチャネルにより送信するために用いられ、各サービスは、サービス自体のＴｒＣＨ上にある。ＣＣＴｒＣＨベースでＢＬＥＲレベルを監視するために、ＲＴｒＣＨ（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ＣＨａｎｎｅｌ）を、注目されるＣＣＴｒＣＨ上で多重化されたＴｒＣＨの中から選択することができる。例えば、加法的白色ガウス雑音（ＡＷＧＮ：Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｗｈｉｔｅ Ｇａｕｓｓｉａｎ Ｎｏｉｓｅ）チャネルを含むＴｒＣＨ−１を、ＲＴｒＣＨのために選択することができる。なぜならば、ＴｒＣＨ−１を、ＣＣＴｒＣＨ上のすべてのチャネル状態の中間点としてみなすことができるからである。例えば、図４は、ゼロフォーシング（ｚｅｒｏ−ｆｏｒｃｉｎｇ）マルチユーザ検出器を用いる３ＧＰＰにおいて特徴づけられる種々のチャネル状態に対して、ＷＣＤＭＡ ＴＤＤの典型的なダウンリンクのシミュレーション結果を示す。結果は、種々の伝搬条件に対して示される。静的なチャネルを、曲線ＡＷＧＮが表し、一方では、事例１から事例３までの曲線が、異なるマルチパスプロファイルを有するフェージングチャネルを表す。事例１のフェージングチャネルに対して必要な０．０１のＢＬＥＲにおいて、予め定められる送信電力を、約４．５ｄＢの目標ＳＩＲから決定することができる。約４．５ｄＢの目標ＳＩＲは、事例２のフェージングチャネルに対する目標ＳＩＲに関して５ｄＢを超え、およびＡＷＧＮに対する目標ＳＩＲに関して１２ｄＢを超え、仮定される伝搬条件により決まる目標ＳＩＲ値の大きな範囲（ｌａｒｇｅ ｓｐａｎ）を例示していることを補足する。

上述の例に基づいて、必要なＢＬＥＲとマッピングされた目標ＳＩＲとの間の不一致は、実際のチャネル状態しだいで変化し、およびこの不一致は、特に、極めて低いＢＬＥＲにおいて大きい。ＷＴＲＵが目標ＢＬＥＲを初期の目標ＳＩＲに変更させると、チャネル状態の不一致によりエラーが発生することがある。なぜならば、目標ＢＬＥＲに対して必要な目標ＳＩＲが、チャネル状態により変化するからである。結果として、目標ＳＩＲの決定に対する繰り返し処理は、初期の差を含む。ＣＲＣ処理に生じるのを許容することにより混合される初期の差は、必要な目標ＳＩＲへの収束によって克服しなければならない。処理全体は、目標ＳＩＲの収束に対して望ましくない遅延を生成する。

送信電力制御アルゴリズム全体は、遅延の結果として、性能の低下を被る。遅延は、送信速度単位、送信時間間隔（ＴＴＩ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｉｍｅ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）の点から示される。最小間隔は、データの１フレームであり、通常、３ＧＰＰ通信システムに対して１０ｍｓとして定義される。３ＧＰＰシステムにおいて、ＴＴＩは、１０、２０、４０、または８０ｍｓの長さである。

送信電力制御において、４つの主要なエラー原因がある。すなわち、１）システマチックエラー、２）ランダム測定エラー、３）ＣＣＴｒＣＨ処理エラー、および４）チャネルエラーである。システマチックエラーおよびランダム測定エラーは、ＳＩＲ測定値を監視するインナーループ送信電力制御により合理的に訂正される。ＣＣＴｒＣＨ処理エラーは、アウターループ送信電力制御かインナーループ送信電力制御かのいずれかによって、コード間の相対ＳＩＲ測定値を用いることにより訂正される。チャネルエラーは、チャネル状態を変化させる計り知れない時間に関連付けられる。

国際公開第０２／００９３１１号パンフレット 米国特許出願番号第０９／９０４，００１号明細書 米国特許出願番号第１０／６５９，６７３号明細書 "Ｖｏｌｕｍｅ ３；Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ａｉｒ−ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ ３Ｇ ｍｏｂｉｌｅ ｓｙｓｔｅｍ（Ｖｅｒｓｉｏｎ １．０，Ｒｅｖｉｓｉｏｎ １．０）"、社団法人電波産業会（ＡＲＩＢ）

従って、目標ＳＩＲについての適した値を用いるために、実際のチャネル状態を決定するアウターループ送信電力制御が必要である。

送信電力制御の装置および方法を、選択可能な大きさに分けられたブロック割当における転送（ｆｏｒｗａｒｄ）チャネルにおいてデータ信号を送信するワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）に提供する。ＷＴＲＵは、転送チャネルを通じて受信されるデータ信号により計算された目標メトリック（ｔａｒｇｅｔ ｍｅｔｒｉｃ）の関数として、転送チャネルの送信電力調整を実行するよう構成される。個々に間隔を置いて将来配置される、転送チャネルによるＷＴＲＵからのブロック割当の一連のデータ信号が、受信される。ＷＴＲＵの転送チャネルの送信電力調整に対する目標メトリックの計算は、転送チャネルにより受信される信号における予め定められたエラー状態についての検出によって行われ、目標メトリックの初期値を設定することおよびデータの各ブロック割当に対して計算される最新の目標メトリックを格納することを含む。初期値における準備時間の後、目標メトリックを、予め定められた長さの時間間隔におけるステップアップ量またはステップダウン量により変化させる。目標メトリックを、予め定められたエラー状態が直前の時間間隔において検出される場合には、ステップアップ量により増大させ、または予め定められたエラー状態が直前の時間間隔において検出されない場合には、ステップダウン量により減少させる。初期の一時的な状態レベルにおけるステップダウン量の設定は、初期のステップダウン量が少なくとも安定状態の安定状態レベルに対する予め定められたステップダウン量と同じ大きさのレベルにおいて設定されるよう、必要な信号品質またはブロック・エラー・レート（ＢＬＥＲ）に基づくことが望ましい。ステップダウン量は、処理される時間間隔の間に検出されるエラー数に反比例する拡大縮小率（ｓｃａｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）を有する。予め定められたエラー状態が直前の時間間隔において検出されている場合には、ステップダウン量は、ステップダウン量が安定状態の安定状態レベルに対する予め定められたステップダウン量に縮小されるまで、選択される量によって、より低いレベルに縮小される。

本発明を、本明細書においていかなる場合も同一の参照符号が同一の要素を表す図面を参照して説明する。用語の基地局、ワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）およびモバイルユニットは、普通の意味において用いられる。本明細書において用いられる用語の基地局は、限定ではないが、基地局、ノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント、またはワイヤレス環境において、基地局に関連付けられるネットワークへのワイヤレスアクセスをＷＴＲＵに提供する他のインターフェース装置を含む。

本明細書において用いられる用語のＷＴＲＵは、限定ではないが、ユーザ装置（ＵＥ）、移動局、固定または移動の加入者装置、ページャ、またはワイヤレス環境において動作可能な他のあらゆる種類の装置を含む。ＷＴＲＵは、電話、ビデオ電話、およびネットワーク接続を有するインターネット対応電話など、パーソナル通信装置を含む。加えて、ＷＴＲＵは、同様なネットワーク性能を有するワイヤレスモデム付きのＰＤＡおよびノートブックコンピュータなど、ポータブル・パーソナル・コンピュータ処理装置を含む。ポータブルまたは別のやり方で位置を変更できるＷＴＲＵは、モバイルユニットと呼ばれる。

実施形態を、時分割複信モードを利用する第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）のＷ−ＣＤＭＡシステムと結合して説明するが、実施形態は、あらゆる複合型ＣＤＭＡ／ＴＤＭＡ通信システムに適用することができる。さらに加えて、実施形態は、一般に３ＧＰＰのＷ−ＣＤＭＡの提案されたＦＤＤモードなど、ＣＤＭＡシステムに適用可能である。

３ＧＰＰなどのワイヤレスシステムに対する従来の送信電力制御方法は、いわゆるインナーループおよびアウターループを利用する。送信電力制御システムは、インナーループが開であるか閉であるかどうかしだいで、開または閉のどちらかで呼ばれる。両方の型のシステムのアウターループは、閉ループである。

図２において、「送信側」通信局１０と「受信側」通信局３０とを含む開ループ電力制御システムの関連部分を示す。両方の局１０、３０は、トランシーバ（送受信機）である。通常、１つの局は、３ＧＰＰにおいてノードＢと呼ばれる基地局であり、およびもう１つの局は、３ＧＰＰにおいてユーザ装置ＵＥと呼ばれる種類のＷＴＲＵである。平明のため、選択したコンポーネントのみを例示し、および本発明を、望ましい３ＧＰＰシステムに関して説明するが、本発明は、たとえＷＴＲＵがＷＴＲＵ自体の間で通信をするアドホックなネットワーキングを実行するようなシステムでも、一般のワイヤレス通信システムへの適用を含む。送信電力制御は、過度の干渉を発生することなく複数のユーザに対して良質の信号送信を保持するのに重要である。

送信局１０は、送信のためのユーザデータ信号を転送するデータライン１２を含んでいる送信機１１を含む。ユーザデータ信号に処理装置１５の出力１３からの送信電力調整を適用することにより調整される希望送信電力レベルを提供することによって、送信電力レベルを調整する。ユーザデータは、送信機１１のアンテナシステム１４から送信される。

送信されたユーザデータを含むワイヤレス無線信号２０は、受信アンテナシステム３１により受信局３０が受信する。さらに、受信アンテナシステム３１は、受信データの品質に影響を与える干渉無線信号２１を受信するであろう。受信局３０は、干渉電力測定装置３２を含む。受信信号を干渉電力測定装置３２に入力し、干渉電力測定装置３２が測定された干渉電力データを出力する。さらに、受信局３０は、データ品質測定装置３４を含む。さらに、受信信号をデータ品質測定装置３４に入力して、データ品質測定装置３４がデータ品質信号を作成する。データ品質測定装置３４は、処理装置３６に連結する。処理装置３６は、信号品質データを受信し、および入力３７を介して受信されるユーザ定義の品質基準パラメータに基づいて、目標信号対干渉比（ＳＩＲ）データを計算する。

さらに、受信局３０は、干渉電力測定装置３２および目標ＳＩＲ生成処理装置３６に連結する送信機３８を含む。さらに、受信局の送信機３８は、ユーザデータ、基準信号、および基準信号送信電力データ、それぞれに対する入力４０、４１、４２を含む。受信局３０は、受信局３０のユーザデータ、制御関係データおよび基準信号を、関連するアンテナシステム３９により送信する。

送信局１０は、受信機１６および関連する受信アンテナシステム１７を含む。送信局の受信機１６は、受信局３０から送信される無線信号を受信する。受信される無線信号は、受信局のユーザデータ４４と、受信局３０が生成する制御信号およびデータ４５とを含む。

送信局の送信機の処理装置１５は、送信電力調整を計算するために、送信局の受信機１６と関連付けられる。さらに、送信機１１は、受信基準信号電力を測定する装置１８を含む。受信基準信号電力を測定する装置１８は、経路損失計算回路１９と関連付けられる。

送信電力調整を計算するために、処理装置１５は、受信局の目標ＳＩＲ生成処理装置３６が生成する目標ＳＩＲデータを伝送する目標ＳＩＲデータ入力２２、受信局の干渉電力測定措置３２が生成する干渉データを伝送する干渉電力データ入力２３、および経路損失計算回路１９の出力である経路損失信号を伝送する経路損失データ入力２４からのデータを受信する。経路損失信号は、受信局３０から生じる基準信号送信電力データを伝送する基準信号送信電力データ入力２５、および送信機１１の基準信号電力測定装置１８の出力を送信する測定基準信号電力入力２６により、受信されるデータから、経路損失計算回路１９によって生成される。基準信号測定装置１８を送信局の受信機１６に関連付けることにより、受信局の送信機３８から受信されるような基準信号の電力を測定する。経路損失計算回路１９は、入力２５が伝達する既知の基準電力信号強度と、入力２６が伝達する測定受信電力強度との間の差に基づいて、経路損失を決定するのが望ましい。

干渉電力データ、基準信号電力データ、および目標ＳＩＲ値は、伝搬チャネルおよび干渉の時間変動率よりも十分低い速度において、送信局１０に信号送出される。「インナー」ループは、測定干渉を当てにするシステム部分である。「インナー」ループのシステムは、「開ループ」と見なされる。なぜならば、最小必要送信電力の評価がどれほど良いかを示す、伝搬チャネルおよび干渉の時間変動率と互換性のある速度におけるアルゴリズムへのフィードバックがないからである。必要送信電力レベルが急速に変化する場合、応じてシステムが応答することにより、適時、送信電力調整を変更することが出来ない。

図２の開ループ電力制御システムのアウターループに関して、遠隔受信局３０では、受信データの品質を、測定装置３４により評価する。デジタルデータ品質に対する代表的なメトリックは、ビット・エラー・レートおよびブロック・エラー・レートである。デジタルデータ品質に対する代表的なメトリックの計算は、時間変動する伝搬チャネルおよび干渉の時間よりも、十分長い時間を通じて蓄積されるデータを必要とする。あらゆる与えられたメトリックに対して、メトリックと受信ＳＩＲとの間には理論上の関係が存在する。メトリックを評価するのに十分なデータが遠隔受信機において蓄積されると、蓄積されたデータが、計算され、および処理装置３６においての中で（希望のサービス品質を表す）希望のメトリックと比較され、次いで更新された目標ＳＩＲが出力される。更新された目標ＳＩＲは、送信機のインナーループにおいて適用される（理論上の）値が測定されたメトリックを希望の値に収束させるであろう値である。最後に、更新された目標ＳＩＲは、受信局の送信機３８および送信局の受信機１６によって、インナーループにおいて使用するために、送信機１１に伝送される。目標ＳＩＲの更新速度は、品質統計を蓄積するのに必要な時間により、および送信電力制御が行われる送信機に対する信号速度についての実際的な限界により制限される。

図３を参照して、送信局５０と受信局７０とを含んでおり、閉ループ電力制御システムを用いる通信システムを説明する。

送信局５０は、送信用のユーザデータ信号を転送するデータライン５２を含んでいる送信機５１を含む。ユーザデータ信号は、送信電力レベルを調整する処理装置５５の出力５３からの送信電力調整を適用することにより調整される希望送信電力レベルを与えられる。ユーザデータは、送信機５１のアンテナシステム５４により送信される。

送信データを含むワイヤレス無線信号６０を、受信局７０が受信アンテナシステム７１により受信する。さらに、受信アンテナシステム７１は、受信データの品質に影響を与える干渉無線信号６１を受信するであろう。受信局７０は、干渉電力測定装置７２を含む。受信信号は、干渉電力測定装置７２に入力され、干渉電力測定装置７２は、測定されたＳＩＲデータを出力する。さらに、受信局７０は、データ品質測定装置７３を含む。受信信号は、データ品質測定装置７３に入力され、データ品質測定装置７３は、データ品質信号を生成する。データ品質測定装置７３は、処理装置７４に連結される。処理装置７４は、信号品質データを受信し、および入力７５を介して受信されるユーザ定義の品質基準パラメータに基づいて、目標信号対干渉比（ＳＩＲ）データを計算する。

結合器７６、むしろ減算器は、干渉電力測定装置７２からの測定されたＳＩＲデータを、処理装置７４からの計算された目標ＳＩＲデータと比較することにより、むしろ減算することにより、ＳＩＲエラー信号を出力する。結合器７６からのＳＩＲエラー信号は、ＳＩＲエラー信号に基づいてステップアップ／ステップダウン命令を生成する処理回路７７に入力される。

さらに、受信局７０は、処理回路７７に連結される送信機７８を含む。さらに、受信局の送信機７８は、ユーザデータについての入力８０を含む。受信局７０は、関連するアンテナシステム７９により、入力８０のユーザデータおよび制御関係データを送信する。

送信局５０は、受信機５６および関連する受信アンテナシステム５７を含む。送信局の受信機５６は、受信局７０から送信される無線信号を受信する。受信局７０から送信される無線信号は、受信局が生成する受信局のユーザデータ８４および制御データ８５を含む。

送信局の送信機の処理装置５５は、送信局の受信機５６に関連付けられた入力５８を含む。送信局の送信機の処理装置５５は、入力５８を介してステップアップ／ステップダウン命令信号を受信し、およびステップアップ／ステップダウン命令信号に基づいて送信電力調整を計算する。

閉ループ電力制御システムのインナーループに関して、送信局の送信機５１は、遠隔受信局７０により生成される高速のステップアップ命令およびステップダウン命令に基づいて、送信機５１の送信電力を設定する。遠隔受信局７０では、受信データのＳＩＲは、測定装置７２により測定され、および結合器７６により、処理装置７４が生成する目標ＳＩＲ値と比較される。目標ＳＩＲは、目標ＳＩＲ値によってデータが受信されることを与える（理論上の）値であり、希望のサービス品質に帰する（理論上の）値である。測定された受信ＳＩＲが目標ＳＩＲよりも小さい場合、ステップダウン命令が、受信局の送信機７８および送信局の受信機５６により、処理回路７７によって送信機５１に発信される。さもなければ、ステップアップ命令が発信される。送信電力制御システムは、閉ループと見なされる。なぜならば、時間変動する伝搬チャネルおよび干渉に対してリアルタイムで反応することができるステップアップ命令およびステップダウン命令の高速フィードバックのためである。時間変動する干渉および伝搬のために必要送信電力レベルが変更される場合、送信電力制御システムは、迅速に応答し、および応じて送信電力を調整する。

閉ループ電力制御システムのアウターループに関して、受信データ品質は、受信局７０において測定装置７３により評価される。デジタルデータ品質についての典型的なメトリックは、ビット・エラー・レートおよびブロック・エラー・レートである。デジタルデータ品質に対する典型的なメトリックの計算は、時間変動する伝搬チャネルおよび干渉の時間よりも十分に長い時間を通じて蓄積されるデータを必要とする。あらゆる与えられたメトリックに対して、メトリックと受信ＳＩＲとの間に理論上の関係が存在する。メトリックを評価するのに十分なデータが遠隔受信機において蓄積されると、メトリックが、処理装置７４により計算されかつ（希望のサービス品質を表す）希望のメトリックと比較され、次いで更新された目標ＳＩＲが出力される。更新された目標ＳＩＲは、受信機アルゴリズムにおいて適用され、測定されたメトリックを希望の値に収束させるであろう（理論上の）値である。次いで、更新された目標ＳＩＲをインナーループにおいて使用することにより、送信局の送信電力規模を生成する処理装置５５に送信され、送信機５１の送信電力を制御するステップアップ／ステップダウン命令の方向を決定する。

アウターループ送信電力制御に対して、目標ＳＩＲなど、初期の目標メトリックは、図２において例示されるような開ループシステムか、図３において示されるような閉ループシステムかにおけるアウターループ送信電力制御の実装と関係なく、設定され、次いで、ワイヤレス通信の間に生じるアウター・ループ・フィードバックに基礎を置いて再計算される。従来、目標メトリックの調整は、ステップアップおよびステップダウンのインクリメントを用いて希望の目標に収束させるよう設定され、固定されたステップの方法を使用して実行される。

初期の目標ＳＩＲが設定された後、ダウンリンクのアウターループ送信電力制御処理は、データのＣＲＣの結果に基づいて、目標ＳＩＲを調整する「ジャンプ」アルゴリズムを利用する。図５は、一般的なジャンプアルゴリズムの使用を図に示して例示する。目標ＳＩＲにおける各々のステップアップおよびステップダウンは、各ＴＴＩの最初において１度の、比較的固定されたステップサイズの調整である。ＣＲＣは、各ＴＴＩにおいて実行され、およびステップダウン調整は、エラーのないすべてのＣＲＣに対して行われる一方、ＣＲＣエラーの検出によって、ステップアップ調整が行われるのが望ましい。

本発明の望ましい実施形態における基本ジャンプアルゴリズムを、以下により表す。ｋ番目ブロックのＣＲＣチェックがエラーを検出しない場合には、次の通りである。
ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲ（ｋ）＝ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲ（ｋ−１）−ＳＤ （ｄＢ） 式１
ＣＲＣエラーが発生する場合には、次の通りである。
ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲ（ｋ）＝ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲ（ｋ−１）＋ＳＵ （ｄＢ） 式２
ただし、ステップダウンＳＤおよびステップアップＳＵは、以下の式により計算される。
ＳＤ＝ＳＳ^＊ｔａｒｇｅｔ＿ＢＬＥＲ 式３
ＳＵ＝ＳＳ−ＳＤ 式４
ただし、ＳＳは、目標ＳＩＲへの調整に対するステップサイズであり、本発明の教示に従って、希望のステップサイズ変動と結合して以下にさらに記述する。

一般に、ダウンリンクのアウターループ送信電力制御に対して、３つの状態がある。すなわち、準備のインナーループ確定（ｓｅｔｔｌｉｎｇ）状態、一時的（ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）状態、および安定（ｓｔｅａｄｙ）状態である。本発明にかかるダウンリンクのアウターループ送信電力制御の異なる状態間の目標ＳＩＲに対する調整に対しての例を、図６において例示する。ダウンリンクのアウターループ送信電力を調整して目標ＳＩＲを制御する方法およびシステムがある（例えば、特許文献３参照。）。

図６に示すように、目標ＳＩＲは、インナーループ確定状態中、一定に保たれるのが望ましい。インナーループ確定状態において、インナーループＴＰＣアルゴリズムは、初期の目標ＳＩＲを変更することなく、初期システムのシステマチックエラーおよびランダム測定のエラーを訂正する。

一時的状態において、アウターループ送信電力制御アルゴリズムは、チャネル状態の不一致により発生する初期の目標ＳＩＲエラーを訂正しようと試みる。初めに、一時的状態におけるジャンプアルゴリズムは、ステップダウンの大きい大きさを用いて、目標ＳＩＲを急速に減少させる、すなわち、目標ＳＩＲを急速に減少させることによって、ＣＲＣエラーを無理に発生させるのが望ましい。安定状態において、アウターループ送信電力制御アルゴリズムは、ステップダウンの比較的小さい大きさを利用することにより目標ＳＩＲを保持しようと試みる。本例示的ＷＴＲＵダウンリンクＯＬＰＣの発明の一側面は、一時的状態において初めに使用する比較的大きいステップサイズから、安定状態において利用する小さいステップサイズへ移行することである。本例示の別の側面は、予め定められた時間内にＣＲＣエラーを発生しない場合には、安定状態におけるステップサイズを増大させることである。

一時的状態において、大きい初期ステップサイズＳＳ_ＴＳを、例えば、目標ＢＬＥＲに基づいて、以下のように計算することができる。
ＳＳ_ＴＳ＝２ｌｏｇ_１０（１／ｔａｒｇｅｔ＿ＢＬＥＲ） （ｄＢ） 式５
例えば、ｔａｒｇｅｔ＿ＢＬＥＲ＝１０^−２の場合には、ＳＳ_ＴＳ＝４ｄＢである。次いで、上記式３および式４の適用によって、一時的状態についてのステップダウンの初期値ＳＤ_Ｔおよびステップアップの初期値ＳＵ_Ｔは、ＳＤ_Ｔ＝（４×１０^−２）＝０．０４ｄＢおよびＳＵ_Ｔ（４−０．０４）＝３．９６ｄＢである。

ＣＲＣエラーの発生を使用して、一時的状態のステップサイズが安定状態のステップサイズＳＳ_ＳＳに収束するまで、ステップサイズにおける縮小を起動する。本例示に対して、安定状態ＳＳ_ＳＳを、以下のように計算するのが望ましい。
ＳＳ_ＳＳ＝０．２５［ｌｏｇ_１０（１／ｔａｒｇｅｔ＿ＢＬＥＲ） （ｄＢ） 式６
できれば、一時的状態におけるＴＴＩの間にＣＲＣエラーが発生すると、ステップサイズは、１／２に縮小させるのが望ましい。次いで、縮小されたステップサイズは、ジャンプアルゴリズムに適用される。新たなステップサイズが安定状態のステップサイズに収束するまで、本手順を繰り返す。上述の例に対して、ＳＳ_ＴＳ＝２^３＊ＳＳ_ＳＳであるので、３回繰り返しの後、収束が生じる。従って、一時的状態中にＣＲＣエラーを有する各ＴＴＩに対して、次のステップサイズを、初期のステップサイズＳＳ_ＴＳから、１／２^ｎに縮小させるのが望ましい。ただし、ｎは、少なくとも１つのＣＲＣエラーを含んでいる一時的状態の開始から、新しいステップサイズが安定状態のステップサイズに収束するまでのＴＴＩ数である。収束が生じると、安定状態に入り、およびステップサイズのさらなる縮小を生じない。

図６は、実際には上述の例に対しての、グラフ例の図を提供する。点Ａにおける第１番目のＣＲＣエラーでは、式４に従って、一時的状態のステップアップに対して、目標ＳＩＲを、約半分に増大させる（すなわち、目標ＳＩＲ≒ＳＵ_Ｔ／２である）。さらに、ＣＲＣエラーは、ステップダウンサイズにおける調整を生じさせる。すなわち、ＣＲＣエラーなしに受信される後続の転送ブロックは、式３に従って、目標ＳＩＲにおける半分の減少に帰着する。次のＣＲＣエラーが生じると、ステップアップサイズを、最初のステップアップサイズの４分の１（ＳＵ_Ｔ／４）に縮小し、目標ＳＩＲを、おおよそ最初のステップアップサイズの量の４分の１に増大させ、およびステップダウンサイズを、ＳＵ_Ｔ／４に調整する。本アルゴリズムは、調整されたステップアップサイズＳＵ_Ｔが、安定状態のステップアップサイズＳＵ_Ｓに等しくなるまで継続する。図６と図７との両方において示される例では、ＳＵ_Ｔ／８に等しい。調整されたステップアップサイズＳＵ_Ｔが安定状態のステップアップサイズＳＵ_Ｓに等しくなる点において、安定状態に入る。ステップアップおよびステップダウンのサイズは、それぞれ、ＳＵ_ＳおよびＳＤ_Ｓに固定される。一時的状態および安定状態に対して予め定められたステップサイズについての割合の値は、２^３であるのが望ましい。一方、式３および式４において示され、および上述の例において記述されたように、本発明の範囲内において、一時的状態および安定状態に対して予め定められたステップサイズについての割合の値を調整して、チャネル状態に合わせることができる。

安定状態への収束は、一時的状態に入ることによってＣＲＣエラーを連続的に検出する場合、かなり早くすることができる。図７は、上述の例に対して、安定状態への収束はかなり早くすることができることを例示する。一時的状態に入った後にすぐにＣＲＣエラーを伴う複数の転送ブロックが受信され、目標ＳＩＲにおいて一時的状態のステップアップＳＵ_Ｔによる連続的な減少に帰着している。図７に示すように、最初のＣＲＣ測定結果は、点Ａにおいてエラーを示す。最初のＣＲＣ測定結果は、目標ＳＩＲにおいておおよそＳＵ_Ｔ／２によるステップアップに、およびＳＤ_Ｔ／２に対するステップダウンサイズの設定に帰着する。さらに、図７は、ステップアップ後の最初のＣＲＣ測定結果がエラーを示す可能性を例示する。点Ｂにおいて示されるようにステップアップ後の最初のＣＲＣ測定結果がエラーを示す場合では、目標ＳＩＲは、再度増大させるが、おおよそ最初のステップサイズの４分の１に増大させる（すなわち、目標ＳＩＲ≒ＳＵ_Ｔ／４である）。この最悪の場合のシナリオを続けるために、ＣＲＣエラーは、再度、一時的状態における第３番目のＴＴＩにおいて発生する。次の目標ＳＩＲのステップアップ調整は、おおよそ最初の値の８分の１になる（すなわち、目標ＳＩＲ≒ＳＵ_Ｔ／８である）。ステップアップは予め定められた安定状態のステップアップＳＵ_Ｓに等しいので、一時的状態は、この点において終了し、および安定状態が開始する。従って、目標ＳＩＲを、ＳＵ_Ｓ＝ＳＵ_Ｔ／８に増大させ、およびステップダウンサイズは、ＳＤ_Ｓ＝ＳＤ_Ｔ／８に設定される。一般に、いずれのＣＲＣエラーも、ＣＲＣエラーがいつ発生するかに関係なく、先行するステップアップの半分である量により目標ＳＩＲにおけるステップアップを始める。

一般に、安定状態に入った後、ステップアップおよびステップダウンのサイズは、それぞれ、ＳＵ_ＳおよびＳＤ_Ｓに保持される。通常、通信メトリックにおいて小さな変化がある場合、安定状態のアルゴリズムは、従来のジャンプアルゴリズムによる場合であるような規則正しいパターン（図示せず）において、一連の連続的なステップアップおよびステップダウンの命令を生成する。しかしながら、通信が干渉または他の要因における変化のために作動状態における早い変化にさらされている場合、安定状態のアルゴリズムの適用は、効率的でない傾向がある。従って、安定状態を、時々変更することによって、早く変化する状態にうまく対処する。

安定状態中、予め定められた監視周期がＣＲＣエラーの発生なしに過ぎ去ると、ステップダウンサイズを、自動的に増大させるのが望ましい。例えば、図６および７において例示するように、ＣＲＣエラーのない８つのＴＴＩの経過後、８番目以降の連続したステップダウンをＳＤ_Ｓの量の２倍にするために、ステップダウンサイズを、一時的に２倍にする。

目標ＳＩＲが収束に近いことが仮定される場合には、監視周期は、相対的に長いことが望ましい。監視周期は、連続した５／（目標ＢＬＥＲ）個のＴＴＩに設定されるのが望ましい。例えば、目標ＢＬＥＲが０．０１である場合には、監視周期は、連続した５００個のＴＴＩに等しくなるだろう。ステップダウンの値２ＳＤ_Ｓは、ＣＲＣエラーが発生するまで固定されたままにする。ＣＲＣエラーが発生すると、ステップダウンの値は、ＳＤ_Ｓに戻される。このことは、チャネル状態において突然の改善が生じると、目標ＳＩＲの収束時間を改善するが、希望目標ＳＩＲと比較して過度の測定ＳＩＲを引き起こす。安定状態は、監視周期に等しい増加時間においてＣＲＣエラーがないときはいつでも実行するのが望ましいこの種類の調整とともに、ＣＣＴｒＣＨ通信存続の間、継続する。

あるいはまた、予め定められた監視周期がＣＲＣエラー発生なしに経過すると、処理は、一時的状態に戻ることによって収束時間を縮小することができ、さらにまた前と同じ方法において目標ＳＩＲが収束すると、安定状態を続けることができる。このような場合、上述の例に対して、ステップダウンの値は、上述において定義したようにＳＤ_ＳからＳＤ_ＴＳへ変更するであろうし、さらにまたＣＲＣエラーが検出される安定状態の値に段階的に縮小されるであろう。

上述のアウターループアルゴリズムは、図２において例示する開ループシステムの処理装置３６および図３において例示する閉ループシステムの処理装置７４など、目標ＳＩＲを計算する処理装置に実装するのが望ましい。アウターループアルゴリズムの実装は、新しいＴＴＩにおいてＣＲＣエラーが発生するかどうかを測定し、ステップアップおよびステップダウンのサイズを適切に調整し、さらにまた個々のＣＲＣ測定結果に基づいてステップ調整を用いる。

３ＧＰＰシステムに対して、一時的状態および安定状態の両方において、ＲＴｒＣＨが（例えば、可変ビットレートサービスに対して）再選択され、および古いＲＴｒＣＨとは異なる新しいＲＴｒＣＨの目標ＢＬＥＲが古い目標ＢＬＥＲと異なる場合には、ＳＩＲのステップサイズは、新しい目標ＢＬＥＲに基づいて再計算される。さらに、安定状態において、監視周期は更新され、およびエラーのないブロックの現在の総数は、ゼロにリセットされる。一時的状態において、ステップサイズを再計算することに加えて、追加の調整を実行することによって、一時的状態において既に生じているかも知れない収束に対して、責任を持つ。すなわち、初めのステップアップＳＵまたはステップダウンＳＤの値を用いず、正確に言えば、検出されたＣＲＣエラーに対する現在の調整を用いる。上述のように、分数のステップアップまたはステップダウンのサイズを、１／２^ｎ倍により計算する。ただし、ｎは、少なくとも１つのＣＲＣエラーを含む一時的状態の開始以降のＴＴＩ数である。例えば、ＲＴｒＣＨ再選択前の現在のステップダウンサイズがＳＤ_Ｔｏｌｄ／４である場合には、ＲＴｒＣＨ再選択直後のステップダウンサイズは、ＳＤ_Ｔｎｅｗ／４に設定されるべきであり、およびステップアップサイズは、ＳＵ_Ｔｎｅｗ／４に設定されるべきである。

図８Ａ−８Ｃにおいて、３ＧＰＰシステムにおけるダウンリンクのアウターループ送信電力制御に対して、望ましいアルゴリズムを実装するフローチャートを提供する。図８Ａにおいて、ステージ３００は、インナーループ確定状態中の望ましい手順を表す。ステップ３０２において、インナーループ確定時間、一時的状態のステップサイズＳＳ_ＴＳ、安定状態のステップサイズＳＳ_ＳＳ、およびＴＴＩ総数に対するパラメータを、初期化する。インナーループ確定状態は、ダウンリンクの物理チャネルの起動中において開始する。インナーループ確定状態は、性能要件に基づいて、有限の一定時間、継続する。本発明の一実施形態において、インナーループ確定時間を、時分割複信（ＴＤＤ）通信に対して１００ｍｓに設定する。本発明の別の実施形態において、周波数分割複信（ＦＤＤ）通信に対して、インナーループ確定時間を、送信電力制御の作動周波数しだいで、１０ｍｓまたは３０ｍｓに設定する。インナーループ確定状態の時間中、初期の目標信号対干渉比（ＳＩＲ）に対して、調整を実行しない。測定されたＳＩＲは、インナーループ送信電力制御の結果として、目標ＳＩＲの初期値に向かって収束する。インナーループ送信電力制御は、測定されたＳＩＲと目標ＳＩＲとの間の差に基づいて、ノードＢの送信電力を上下に調整することをノードＢに要求する命令を、ノードＢに対して送信する。一時的状態のステップサイズＳＳ_ＴＳおよび安定状態のステップサイズＳＳ_ＳＳに対しての値は、それぞれ、上述の式５および６に従って初期化される。ＴＴＩ総数に対する値は、零（０）に設定する。

ステップ３０４において、積（ＴＴＩ総数^＊ＴＴＩ長）と予め定められたインナーループ確定時間との比較が、実行される。積（ＴＴＩ総数^＊ＴＴＩ長）がインナーループ確定時間よりも大きい場合には、インナーループ確定状態は、完了であり、および送信電力制御アルゴリズムは、一時的状態に続く。積（ＴＴＩ総数^＊ＴＴＩ長）がインナーループ確定時間以下である場合には、ステップ３０６において、ＴＴＩ総数を、１だけインクリメントし、およびインナーループ確定状態は、別の比較のためにステップ３０４に戻る。従って、アルゴリズムのステージ３００は、インナーループ送信電力制御が初期のシステマチックエラーおよびランダム測定のエラーを訂正することができるのに充分なＴＴＩが経過することを保証する。

図８Ｂにおいて、ステージ３０７は、一時的状態中に行われるダウンリンクのアウターループ送信電力制御についての望ましい手順を表す。ステップ３０８は、図８Ａの一部のフローチャートから、ステップ３０４の肯定的な決定によって開始される。ステップ３０８において、一時的状態のパラメータを、初期化する。ステップサイズは、式５に従ってＳＳ_ＴＳに設定するのが望ましい。一時的状態のステップダウンは、目標ＢＬＥＲ値によって計算されたステップサイズ（すなわち、ＳＤ_Ｔ＝ｔａｒｇｅｔ＿ＢＬＥＲ^＊ＳＳ_ＴＳ）であり、および一時的状態のステップアップＳＵ_Ｔは、ステップサイズＳＳ_ＴＳとステップダウン値ＳＤ_Ｔとの差（すなわち、ＳＵ_Ｔ＝ＳＳ_ＴＳ−ＳＤ_Ｔ）である。

ステップ３１０において、ステップサイズＳＳ_ＴＳと安定状態のステップサイズＳＳ_ＳＳとの比較が、実行される。ＳＳ_ＴＳに対しての初期値は、ステップ３０２において決定されるように式５に従う。ステップ３１０において、ステップサイズＳＳ_ＴＳが安定状態のステップサイズＳＳ_ＳＳよりも大きいかどうかに関して決定が、実行される。ステップサイズＳＳ_ＴＳが安定状態のステップサイズＳＳ_ＳＳ以下である場合には、一時的状態は、完了であり、およびアルゴリズムは、図８Ｃのステップ３２１に続く。ステップサイズＳＳ_ＴＳが安定状態のステップサイズＳＳ_ＳＳよりも大きい場合には、方法はステップ３１２に続く。ステップ３１２では、ＴＴＩのＣＲＣエラー数Ｎ_Ｅが、数の上で少なくとも１であるかどうかを検査する。ＴＴＩのＣＲＣエラー数Ｎ_Ｅが零（０）である場合には、方法は、ステップ３１７に続く。ステップ３１７では、目標ＳＩＲを、以下の式に従って減少させる。
ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲ＝ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲ−ＳＤ_Ｔ 式７
ステップ３１７において、目標ＳＩＲを、少なくとも最小値ｍｉｎｉｍｕｍ＿ＤＬ＿ＳＩＲに設定する。すなわち、目標ＳＩＲが予め定められた値ｍｉｎｉｍｕｍ＿ＤＬ＿ＳＩＲよりも小さい場合には、目標ＳＩＲを、最小値ｍｉｎｉｍｕｍ＿ＤＬ＿ＳＩＲに等しい値に設定する。ステップ３１７が完了すれば、処理は、新たに減少させた目標ＳＩＲとともにステップ３１０に戻る。

ステップ３１２に戻り、少なくとも１つのＣＲＣエラーが現在のＴＴＩに対して検出されている場合には、一時的状態ステップサイズＳＳ_ＴＳを、現在のＳＳ_ＴＳ値の半分に設定する（ステップ３１４）。再び、ステップサイズＳＳ_ＴＳは、安定状態のステップサイズＳＳ_ＳＳと比較される（ステップ３１５）。ステップサイズＳＳ_ＴＳが安定状態のステップサイズＳＳ_ＳＳ以下である場合には、一時的状態は、完了であり、およびアルゴリズムは、図８Ｃのステップ３２１に続く。もしそうでなければ、方法は、ステップ３１６に続く。ステップ３１６では、ステップアップ値ＳＵ_Ｔおよびステップダウン値ＳＤ_Ｔを、ステップ３１４において縮小した新しいステップサイズＳＳ_ＴＳに対して調整し、および目標ＳＩＲを、以下の式に従って増大させる。
ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲ=ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲ＋ＳＵ_Ｔ 式８
新しい目標ＳＩＲ値を、予め定められた最大値Ｍａｘｉｍｕｍ＿ＤＬ＿ＳＩＲ以下であることについて、検査する。新しい目標ＳＩＲ値が最大値Ｍａｘｉｍｕｍ＿ＤＬ＿ＳＩよりも大きいことが判明する場合には、新しい目標ＳＩＲを、最大値Ｍａｘｉｍｕｍ＿ＤＬ＿ＳＩＲに再設定する。一時的状態は、ステップ３１０に戻ること、およびステップ３１０またはステップ３１５において、一時的状態ステップサイズが安定状態のステップサイズより小さくまたは等しくなるまで、サイクルを繰り返すことによって継続される。

ステップ３１５に戻り、ステップサイズＳＳ_ＴＳが安定状態のステップサイズよりも大きい場合には、目標ＳＩＲを、ＳＵ_Ｔ値により増大させる（ステップ３１６）。目標ＳＩＲに対するこの調整が、予め定められた最大値Ｍａｘｉｍｕｍ＿ＤＬ＿ＳＩＲを越える場合には、目標ＳＩＲを、次のＴＴＩに対してステップ３１０に戻る前のＭａｘｉｍｕｍ＿ＤＬ＿ＳＩＲに設定する。

図８Ｃにおいて、ステージ３２０は、ダウンリンクのアウターループ送信電力制御についての安定状態の一部に対する望ましい手順を表す。ステップ３２１において、監視周期に対するＴＴＩ総数を、ゼロに初期化する。ステップ３２２において、ＣＲＣエラー数Ｎ_Ｅを、現在のＴＴＩにおいて少なくとも１つのエラーが検出されたかどうかに関して検査する。少なくとも１つのエラーが検出される場合には、安定状態パラメータのステップダウンＳＤ_ＳおよびステップアップＳＵ_Ｓを、式３および式４に従って調整する（ステップ３２５）。目標ＳＩＲのステップサイズを、ステップ３０２において決定された安定状態のステップサイズＳＳ_ＳＳに設定する。目標ＳＩＲ値を、以下の式に従って調整する。
ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲ=ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲ＋ＳＵ_Ｓ−ＳＤ_Ｓ（Ｎ_Ｂ−Ｎ_Ｅ／Ｎ_Ｅ） 式９
ただし、Ｎ_Ｂは、現在のＴＴＩにおける基準ＴｒＣＨにより受信される転送ブロック数であり、およびＮ_Ｅは、現在のＴＴＩにおけるＲＴｒＣＨによりＣＲＣエラー付きで受信される転送ブロック数である。（Ｎ_Ｂ−Ｎ_Ｅ）／Ｎ_Ｅによってステップダウンの規模を縮小する目的は、目標ＳＩＲにおける絶対変動を最小化させることである。代替のアプローチは、目標ＳＩＲを、エラーにおける各ブロックに対してステップアップＳＵ_Ｓにより（すなわち、ＳＵ_Ｓ ^＊Ｎ_Ｅにより）増大させる一方、エラーなしに受信される各ブロックに対してステップダウンＳＤ_Ｓにより（すなわち、ＳＤ_Ｓ ^＊（Ｎ_Ｂ−Ｎ_Ｅ）により）減少させることであろう。しかしながら、この代替のアプローチは、ＣＲＣエラーの検出による目標ＳＩＲにおける、より大きい全体的な変動に帰着する。なぜならば、ステップアップＳＵ_Ｓは、ＳＤ_Ｓと比較してつり合って大きいからである。

さらに、ステップ３２５において、検出されたＣＲＣエラーの現在の値Ｎ_Ｅを、以下のように格納する。すなわち、Ｌａｓｔ＿Ｎ_Ｅ＝Ｎ_Ｅである。格納されるエラー値Ｌａｓｔ＿Ｎ_Ｅは、ＣＲＣエラーが検出されない将来のＴＴＩ処理に対して有用であり、および零による除算の演算を、ステップ３２６において回避する。ステップ３２５において、新たな目標ＳＩＲ値を、値Ｍａｘｉｍｕｍ＿ＤＬ＿ＳＩＲよりも大きくはないことについて検査する。新たな目標ＳＩＲが最大値Ｍａｘｉｍｕｍ＿ＤＬ＿ＳＩＲよりも大きいことが判明する場合には、新たな目標ＳＩＲを、値Ｍａｘｉｍｕｍ＿ＤＬ＿ＳＩＲに再設定する。安定状態は、ステップ３２２に戻ることによって継続される。

ステップ３２２に戻り、検出されるエラーＮ_Ｅがない場合には、監視周期を、閾値より大きいまたは等しいことについて検査する（ステップ３２３）。閾値は、５／（目標ＢＬＥＲ）に等しいのが望ましい。監視周期がこの閾値よりも大きい値に到達すると、ステップ３２４が始まる。ステップ３２４において、ステップダウン値ＳＤ_Ｓを、２倍にする。しかしながら、初めに監視周期は、閾値よりも小さいであろう。初めに監視周期が閾値よりも小さい場合、ステップ３２４を、スキップし、および目標ＳＩＲを、以下のように減少させる（ステップ３２６）。
ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲ=ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲ−ＳＤ_Ｓ（Ｎ_Ｂ／Ｌａｓｔ＿Ｎ_Ｅ） 式１０
この新たな目標ＳＩＲ値が最小値Ｍｉｎｉｍｕｍ＿ＤＬ＿ＳＩＲよりも小さい場合には、新たな目標ＳＩＲを、最小値Ｍｉｎｉｍｕｍ＿ＤＬ＿ＳＩＲに設定する。さもなければ、新たな目標ＳＩＲ値を、計算された値において持続する。次に、監視周期を、１だけ増加させ、およびアルゴリズムは、ステップ３２２に戻る。さらに、アルゴリズム３２０は、ＣＣＴｒＣＨが非アクティベートになるまで繰り返される。

図５−８において例示するアルゴリズムを実装するコンポーネントを、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）など、単一集積回路において実装するのが望ましい。しかしながら、さらにアルゴリズムの一部を、複数の別個の集積回路において容易に実装することができる。

上述の説明は、例としてのみ３ＧＰＰシステムという状況におけるアウターループ送信電力制御に言及するが、限定としての３ＧＰＰシステムという状況において言及しない。本発明は、ＧＳＭ、２Ｇ、２．５Ｇ、またはアウターループ送信電力制御の相当物を実装する他のあらゆる種類のワイヤレス通信システムを含むワイヤレス通信の他のシステムに適用可能である。本発明と一致する他の変形および変更を、本技術分野における従来の事業者が承知するであろう。

従来のＵＭＴＳネットワークのシステムアーキテクチャについての概観を例示する図である。 目標ＳＩＲメトリックによりアウターループ送信電力制御を実装するワイヤレス通信システムに対する従来の開ループ電力制御システムの概要を例示する図である。 目標ＳＩＲメトリックによりアウターループ送信電力制御を実装するワイヤレス通信システムに対する従来の閉ループ電力制御システムの概要を例示する図である。 マルチユーザ検出器を用いた種々のチャネル状態に対する、Ｗ−ＣＤＭＡ ＴＤＤの受信機のシミュレーションにかかる、要求ＢＬＥＲ対目標ＳＩＲについてのグラフ表示を例示する図である。 ダウンリンクのＯＬＰＣに適用可能なジャンプアルゴリズムにかかる目標ＳＩＲの調整構想を例示する図である。 本発明の教示にかかる例示的なＷＴＲＵのダウンリンクのＯＬＰＣについての目標ＳＩＲの調整構想を例示する図である。 本発明の教示にかかる、圧縮された一時的状態を有する例示的なＷＴＲＵのダウンリンクのＯＬＰＣについての目標ＳＩＲの調整構想を例示する図である。 本発明の教示にかかる例示的なダウンリンクのＯＬＰＣアルゴリズムについての方法を例示するフローチャートである。 本発明の教示にかかる例示的なダウンリンクのＯＬＰＣアルゴリズムについての方法を例示するフローチャートである。 本発明の教示にかかる例示的なダウンリンクのＯＬＰＣアルゴリズムについての方法を例示するフローチャートである。

Claims (20)

1. 転送チャネルにより受信されるようなデータ信号に基づいて計算された目標メトリックの関数として転送チャネルの送信電力調整を実行するよう構成され、転送チャネルにおいてデータ信号を送信するワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）の送信電力制御の方法であって、
   前記ＷＴＲＵからデータ信号を受信するステップと、
   予め定められた信号品質要件に基づいて目標メトリックの初期値を設定するステップと、
   前記目標メトリックの初期値における準備時間の後、ステップアップ量がステップダウン量との定義された対応を有するよう、および検出されるエラー状態数に反比例する拡大縮小率を前記ステップダウン量が有するよう、予め定められた長さの時間間隔において前記ステップアップ量またはステップダウン量により前記目標メトリックを変更することによって、予め定められた最初のエラー状態が直前の時間間隔において検出されていることに応じて前記目標メトリックを前記ステップアップ量により増大させる、または前記予め定められた最初のエラー状態が直前の時間間隔において検出されていないことに応じて前記目標メトリックを前記ステップダウン量により減少させるステップと
   を含んでいる、前記転送チャネルにより受信される信号におけるエラー状態数の検出に基づいて前記ＷＴＲＵの転送チャネルの送信電力調整についての目標メトリックを計算するステップと、
   初期のステップダウン量が安定状態レベルについての予め定められたステップダウン量と少なくとも同等の大きさのレベルにおいて設定されるよう、初期の一時的状態レベルにおける初期のステップダウン量を設定し、および予め定められた最初のエラー状態が直前の時間間隔において検出されていることに応じて、前記ステップダウン量が前記安定状態レベルについての予め定められたステップダウン量に縮小するまで選択された量により前記ステップダウン量をより低いレベルに縮小させるステップと
   を備えたことを特徴とする方法。
2. 前記目標メトリックを計算するステップは、前記ステップダウン量を前記安定状態レベルに設定している間、予め定められた最初のエラー状態が予め定められた個数の時間間隔において検出されていないことに応じて、前記ステップダウン量を選択された量により増大させるステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記転送チャネルにおいて送信されるデータ信号は選択可能な大きさに分けられたブロック割当において送信され、前記目標メトリックは目標信号対干渉比（ＳＩＲ）であり、前記信号品質要件は目標ブロック・エラー・レート（ＢＬＥＲ）であり、および前記予め定められたエラー状態を検出するために巡回冗長検査を実行することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記ステップアップ量はそれぞれのステップダウン量よりも著しく大きく、前記初期の一時的状態レベルのステップダウン量は前記安定状態レベルについての予め定められたステップダウン量の２^ｎ倍であり、ただしｎは負でない整数であり、および前記ステップダウン量を縮小させる場合、縮小は１／２倍によることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記目標メトリックを計算するステップは、前記ステップダウン量を前記安定状態レベルに設定している間、予め定められた最初のエラー状態が予め定められた個数の時間間隔において検出されていないことに応じて、前記ステップダウン量を２倍により増大させるステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記ＷＴＲＵがダウンリンクチャネルによりユーザ信号を送信する１つのネットワーク装置である場合のＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）において実装され、および前記目標メトリックを計算するステップは、前記ダウンリンクチャネルを受信してアッププリンクチャネルにより前記ネットワーク装置に送信される送信電力のステップ命令を生成するＷＴＲＵによって実行されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
7. 前記ＷＴＲＵがダウンリンクチャネルによりユーザ信号を送信する１つのネットワーク装置であり、および前記目標メトリックを計算するステップが前記ダウンリンクチャネルを受信するＷＴＲＵより実行されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
8. 前記ＷＴＲＵがアップリンクチャネルによりユーザ信号を送信し、および前記目標メトリックを計算するステップがアップリンクチャネルを受信するネットワーク装置により実行されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
9. 前記ＷＴＲＵに対して開ループ送信電力制御が実装される場合、受信された目標ＳＩＲに基づいて転送チャネルの送信電力調整を前記ＷＴＲＵが計算するような受信チャネルによって、前記ＷＴＲＵにより計算された目標ＳＩＲを受信するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の方法。
10. 前記ＷＴＲＵに対して閉ループ送信電力制御が実装される場合、
    前期計算された目標ＳＩＲの関数として送信電力のステップ命令を生成し、および受信チャネルによる前記送信電力のステップ命令を送信するステップと、
    前記受信チャネルにより送信電力のステップ命令を前記ＷＴＲＵが受信し、および前記受信された送信電力のステップ命令によって、転送チャネルの送信電力調整を計算するステップと
    をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載の方法。
11. 送信側ワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）が受信側のＷＴＲＵにより計算される目標メトリックの関数として転送チャネルの送信電力調整を実行するよう構成される場合、転送チャネルにおいてデータ信号を送信する送信側ＷＴＲＵに対して送信電力制御を実装するＷＴＲＵであって、
    転送チャネルによって送信側ＷＴＲＵからデータ信号を受信する受信機と、
    目標メトリックの初期値における準備時間の後、ステップアップ量がステップダウン量との定義された対応を有するよう、および検出されるエラー状態数に反比例する拡大縮小率を前記ステップダウン量が有するよう、予め定められた長さの時間間隔において前記ステップアップ量またはステップダウン量により前記目標メトリックを変更することによって、予め定められた最初のエラー状態が直前の時間間隔において検出されていることに応じて前記目標メトリックを前記ステップアップ量により増大させる、または前記予め定められた最初のエラー状態が直前の時間間隔において検出されていないことに応じて前記目標メトリックを前記ステップダウン量により減少させることと、
    前記初期のステップダウン量が安定状態レベルについての予め定められたステップダウン量と少なくとも同等の大きさのレベルにおいて設定されるよう、初期の一時的状態レベルにおける予め定められた信号品質要件に基づいて前記ステップダウン量を設定することと、
    予め定められた最初のエラー状態が直前の時間間隔において検出されていることに応じて、前記ステップダウン量が前記安定状態レベルについての予め定められたステップダウン量に縮小するまで選択された量により前記ステップダウン量をより低いレベルに縮小させることと
    を行うような目標メトリックを計算するように構成され、前記転送チャネルにより受信されるデータ信号におけるエラー状態数の検出に基づいて前記送信側ＷＴＲＵにおける転送チャネルの送信電力調整を実行するために目標メトリックを計算する処理装置と
    を備えたことを特徴とするワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
12. 前記処理装置は、前記ステップダウン量を前記安定状態レベルに設定している間、予め定められたエラー状態が予め定められた個数の時間間隔において検出されていないことに応じて、前記ステップダウン量を選択された量により増大させるような目標メトリックを計算するよう構成されることを特徴とする請求項１１に記載のワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
13. 前記転送チャネルにおいて送信されるデータ信号は選択可能な大きさに分けられたブロック割当において送信され、前記目標メトリックは目標信号対干渉比（ＳＩＲ）であり、前記信号品質要件は目標ブロック・エラー・レート（ＢＬＥＲ）であり、および前記処理装置は、受信側ＷＴＲＵが前記予め定められたエラー状態を検出するために巡回冗長検査を実行するよう構成されるような目標メトリックを計算するよう構成されることを特徴とする請求項１１に記載のワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
14. 前記処理装置は、前記ステップアップ量がそれぞれのステップダウン量よりも著しく大きく、前記初期の一時的状態レベルのステップダウン量が前記安定状態レベルについての予め定められたステップダウン量の２^ｎ倍であり、ただしｎが負でない整数であり、およびステップダウン量を縮小させる場合、縮小が１／２倍によるような目標メトリックを計算するよう構成されることを特徴とする請求項１３に記載のワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
15. 前記処理装置は、前記ステップダウン量を前記安定状態レベルに設定している間、予め定められた最初のエラー状態が予め定められた個数の時間間隔において検出されていないことに応じて、前記ステップダウン量を２倍により増大させるような目標メトリックを計算するよう構成されることを特徴とする請求項１４に記載のワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
16. 前記ＷＴＲＵがダウンリンクチャネルによりユーザ信号を送信する１つのネットワーク装置である場合、前記ダウンリンクチャネルにより受信されるデータ信号において前記予め定められたエラー状態の検出に基づいて目標メトリックを計算するよう構成されるＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ）における使用のために実装されることを特徴とする請求項１４に記載のワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
17. 前記送信側ＷＴＲＵがダウンリンクチャネルによりユーザ信号を送信する１つのネットワーク装置である場合、前記ダウンリンクチャネルにより受信されるデータ信号において前記予め定められたエラー状態の検出に基づいて目標メトリックを計算するよう構成されることを特徴とする請求項１３に記載のワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
18. 前記送信側ＷＴＲＵがアップリンクチャネルによりユーザ信号を送信する場合、前記アップリンクチャネルにより受信されるデータ信号において前記予め定められたエラー状態の検出に基づいて目標メトリックを計算するよう構成されることを特徴とする請求項１３に記載のワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
19. 前記送信側ＷＴＲＵに対して開ループ送信電力制御が実装される場合、受信チャネルにより前記計算された目標ＳＩＲを前記送信側ＷＴＲＵに送信するよう構成された送信機をさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載のワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。
20. 前記送信側ＷＴＲＵに対して閉ループ送信電力制御が実装される場合、前記処理装置が前記計算された目標ＳＩＲの関数として送信電力のステップ命令を生成するよう構成され、および受信チャネルにより前記送信電力のステップ命令を前記送信側ＷＴＲＵに送信するよう構成された送信機をさらに備えたことを特徴とする請求項１３に記載のワイヤレス送受信ユニット（ＷＴＲＵ）。

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