JP4885986B2 - 電力制御のためのシステムと技術 - Google Patents

Description

本発明は、通信システムに関し、更に詳しくは、無線通信システムにおいて送信電力を制御するシステムと技術に関する。

現代の通信システムは、複数のユーザが共通の通信媒体にアクセスすることを可能にするように設定される。多くの複数アクセス技術が、当該技術分野で知られている。そのようなものとして、例えば、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）、空間分割多重アクセス、偏波分割多重アクセス、コード分割多重アクセス、およびその他の類似した多重アクセス技術がある。多重アクセス概念は、多数のユーザが共通の通信リンクにアクセスすることを可能とするチャンネル割り当て方法論である。このチャンネル割り当ては、具体的な多重アクセス技術に依存した様々な型式をとりうる。一例として、ＦＤＭＡシステムでは、全体の周波数スペクトルが、多くの小さなサブバンドに分割され、各ユーザには、通信リンクにアクセスするための自分用のサブバンドが与えられる。一方、ＴＤＭＡシステムでは、各ユーザは、周期的に繰り返す時間スロットの間、全体の周波数スペクトルが与えられる。ＣＤＭＡシステムでは、各ユーザは、全時間のための全体の周波数スペクトルが与えられるが、独特なコードを使用することによって、送信を区別する。マルチアクセス通信システムにおいて、複数ユーザ間の相互干渉を減少される技術は、しばしばユーザ能力を増強するために利用される。一例として、電力制御技術は、各ユーザの送信電力を好ましいサービス品質を達成するに必要な値に制限するために適用することができる。このアプローチにより、各ユーザは、高すぎることなく、必要最低限の電力のみを送信することが保証され、よって、他のユーザによって観察される合計ノイズに対する寄与を可能な限り小さくすることができる。役立つ要求された資質は、声またはデータ通信の１つ以上の資質パラメータに基づく。しかしながら、音声およびデータの送信がない場合には、他の方法によって各ユーザの送信電力を最適化することが望ましい。この送信電力の最適化は、音声またはデータの送信がなされている場合、サービス品質を落とさないような方法で行われるべきである。

本発明の一つの局面では、電力制御の方法は、アクティブ部とサイレント部とを備えたチャンネルを有する送信を受信することと、この受信した送信の電力を、第１の時間期間中は、前記チャンネルのアクティブ部のパラメータの関数として、第２の時間期間中は、前記パラメータとは独立して制御することとを含む。

本発明のもう一つの局面では、アクティブ部とサイレント部とを備えたチャンネルを持つ送信を受信するように構成された装置は、プロセッサを含んでいる。このプロセッサは、このチャンネルのアクティブ部のパラメータを推定し、第１の時間期間中は、この推定されたパラメータの関数として、第２の時間期間中は、この推定されたパラメータとは独立して電力命令を生成する。

本発明の更にまた別の局面では、アクティブ部とサイレント部とを備えたチャンネルを持つ送信を受信するように構成された装置は、パラメータ推定手段と、電力命令生成手段とを含んでいる。パラメータ推定手段は、このチャンネルのアクティブ部のパラメータを推定する。電力命令生成手段は、第１の時間期間中は、この推定されたパラメータの関数として、第２の時間期間中は、この推定されたパラメータとは独立して電力命令を生成する。

本発明の更なる局面では、アクティブ部とサイレント部とを持つ受信された送信の電力制御の方法を適用しているコンピュータ読み取り可能な媒体が、前記受信された送信の電力を、第１の時間期間中は、この推定されたパラメータの関数として、第２の時間期間中は、この推定されたパラメータとは独立して制御する。

本発明の更なる局面では、装置は、送信機と、電力制御ユニットとを含んでいる。この送信機は、第１および第２のチャンネルを送信するように構成されている。ここで、第１のチャンネルは、アクティブ部とサイレント部とを有している。電力制御ユニットは、サイレント期間中は、第２のチャンネルに対する第１のチャンネルの電力比を保ち、このチャンネルのサイレント部からアクティブ部への移行に応答してこの電力比を調整し、移行後における予め定めた時間に、この電力比を再調整する。

本発明のもう一つの局面では、装置は、第１および第２のチャンネルを送信する手段を備えている。ここで、第１のチャンネルは、アクティブ部とサイレント部とを有している。この装置は更に、サイレント期間中、第１のチャンネルと第２のチャンネルとの電力比を維持する手段と、チャンネルのサイレント部からアクティブ部への移行に応答して電力比を調整する調整手段と、移行後の予め定めた時間に、この電力比を再調整する再調整手段とを有している。

本発明の他の局面もまた、本発明の典型的な実施例を簡単な例示のみによって記載した以下に示す記載から、当業者に対しては明らかとなりうることが理解されよう。本発明は、他の異なった実施例も可能であり、幾つかの詳細は、本発明から全く逸脱することなく、種々の点において変形が可能である。したがって、図面と明細書は、本質的に説明用としてみなされるべきであり、限定的とみなされるべきではない。

典型的なＣＤＭＡ通信システムの簡略ブロック図。 ＣＤＭＡ通信システム内の動作に適応した基地局の簡略ブロック図。 ＣＤＭＡ通信システム内の動作に適応した加入者局の簡略ブロック図。 加入者局内で使用するための典型的な変調器の簡略ブロック図。

同一の参照番号が、類似した要素を参照している図面中では、本発明の局面は、一例として説明されており、限定的な例によるものではない。

添付図面に関連して組み込まれた詳細記述は、本発明の典型例の記載として意図されており、本発明が実施可能な実施例のみを表すことを意図していない。本明細書を通じて使用されている典型的なという用語は、例示、実例、図解を提供することを意味し、他の実施例よりも好ましいとか有利であるとか解釈される必要のないものである。この詳細な記述は、本発明の完全な理解を提供することを目的とした具体的な記述を含んでいる。しかしながら、当業者にとっては、本発明がこれら具体的な詳細がなくても実施されうることは明らかであろう。いくつかの例において、本発明の概念を曖昧にすることを避けるために、良く知られた構成およびデバイスがブロック図の型式で示されている。

典型的な通信システムでは、通信デバイスは、ネットワークにアクセスしたり、他のデバイスと通信することができる。このネットワークは、インターネットや企業イントラネット、公衆切換電話網（ＰＳＴＮ）、あるいはその他の適切なネットワークのようなパケットベースのネットワークであり得る。アクセスネットワークは、通信デバイスとネットワークとの間の無線インタフェースを提供するために使用することができる。アクセスネットワークは、基地局コントローラと通信している１つ以上の基地局の形態として知られている様々な形態をとりうる。典型的な通信システムは、移動局または固定型加入者局を含む様々な通信デバイスをサポートすることができる。

多重アクセス通信システムは、電力制御技術を適用して、望ましいサービス品質を保つことと同様に、サポート可能な通信デバイスの数を増やすことができる。これらの電力制御技術は、多数のチャンネルを備えた通信デバイスに適用することが可能である。多チャンネル通信デバイスは、様々な型式で実装され、一般に音声、データ、および信号トラフィックを送信するためのトラフィックチャンネルを含んでいる。この通信デバイスは、任意の数の非トラフィックチャンネルをも備えうる。これらの通信デバイスでは、送信電力は、トラフィックチャンネルがアクティブの場合の望ましいサービス品質を達成するのに必要なように制限されることが可能である。このトラフィックチャンネルは、音声、データ、または信号の送信の間にアクティブとなる。このアクティブなトラフィックチャンネルの品質パラメータは、サービスの品質を動的に測定するために使用されることが可能である。このトラフィックチャンネルがサイレントである場合、非トラフィックチャンネルのための送信電力は、他の電力制御技術を使うことによって、望ましいサービス品質を維持するために制御されることが可能である。音声、データ、または信号トラフィックが全く送信されず、加入者局が休止している場合、トラフィックチャンネルはサイレントである。

これらの電力制御技術の応用を、図１を参照して更に説明する。図１は、典型的なＣＤＭＡ通信システムの簡略ブロック図である。この典型的なＣＤＭＡ通信システムは、拡散スペクトル通信に基づいた変調および多重アクセススキームである。ＣＤＭＡ通信システムのコンテクストには、本発明の種々の局面が記載されるが、当業者であれば、ここで記載された電力制御技術は、種々の他の通信環境への使用も同様に適切であることが理解されよう。従って、ＣＤＭＡ通信システムに対するどのような参照でも、本発明の発明的な局面を説明するためにのみが意図されている。この理解によって、この発明的な局面は、広い応用範囲をもつことができる。

図１では、基地局コントローラ１０２は、地理的な領域にわたって分散された全基地局と、ネットワーク１０４との間のインタフェースを提供するために使用することができる。説明を簡単にするために、１つの基地局１０６のみが示されている。この地理的な領域は、一般的に、セルとして知られている小領域に再分割される。各基地局は、それぞれのセル内における全ての加入者局を扱うように構成される。ある高級なトラフィックアプリケーションでは、このセルは、各セクタを扱う基地局を備えたセクタに分割される。ここで記述されている典型的な実施例では、基地局１０６と通信している３つの加入者局１０８ａ〜１０８ｃが示されている。各加入者局１０８ａ〜１０８ｃは、基地局コントローラ１０２によって制御されている１つ以上の基地局を介して、ネットワークへのアクセス、または他の加入者局との通信を行う。少なくとも１つの実施例では、この通信システムは、無線通信チャンネルを介して、高速データおよび高品質音声のサービスをサポートする。

この典型的な通信システムは、基地局１０６と加入者局１０８ａ〜１０８ｃとの間の２方向通信をサポートする。基地局から加入者局への送信は、順方向リンクと称される。一方、加入者局から基地局への送信は、逆方向リンクと称される。この逆方向リンク波形は、終始記載されている発明的な概念から逸脱することなく、様々な型式をとりうる。一例として、あるＣＤＭＡシステムでは、逆方向リンクは、音声およびデータのサービスを基地局に搬送するために、パイロットチャンネルと多重トラフィックチャンネルとを含んでいる。この逆方向リンクを介した性能を最適化するために、パイロットチャンネルのエネルギーは、トラフィックチャンネルのエネルギーとバランスされる。具体的には、各チャンネルは、先ず、Ｗａｌｓｈ関数を使って生成されるユニークな直交コードによって展開される。そして、望ましいサービス品質を得るために、相対的なＷａｌｓｈゲインが、トラフィックチャンネルに加えられる。この相対的なＷａｌｓｈゲインは、トラフィック−パイロット比（Ｆ）として知られており、以下のように定義される。
Ｆ＝Ｐ_{Ｔｒａｆｆｉｃ}／Ｐ_{ｐｉｌｏｔ}
ここで、Ｐ_{Ｔｒａｆｆｉｃ}は、逆方向リンクトラフィックチャンネルの電力であり、Ｐ_{ｐｉｌｏｔ}は、逆方向リンクパイロットチャンネルの電力である。Ｗａｌｓｈ変換されたパイロットおよびトラフィックチャンネルは、その後、長ＰＮコードを用いて展開され、短ＰＮコードを用いて直交変調され、合計される。その結果として得られる波形は、その後、搬送波波形に変調され、基地局へと送信される。他の逆方向リンク波形もまた当業者にとっては明らかであり、終始記載されている発明的概念に等しく適用することが可能である。

電力制御ループは、逆方向リンク送信の電力を制御するために使用することが可能である。ここで記載された典型的な実施例では、この電力制御ループは、基地局における逆方向リンク送信電力を測定し、逆方向リンク送信電力の調整のために、加入者局へフィードバックを与えるのに使用することが可能である。このフィードバック信号は、電力制御指令の型式をとりうる。この電力制御指令は、測定された逆方向リンク送信電力と、基地局における電力制御設定点とを比較することによって生成される。仮に、測定された逆方向リンク送信電力が、この設定点よりも低い場合には、この加入者局に与えられたフィードバック信号は、逆方向リンク送信電力を増加するために使用される。仮に、この測定された逆方向リンク送信電力が、この設定点よりも高い場合には、この加入者局に与えられたフィードバック信号は、逆方向リンク送信電力を減少させるために使用される。

トラフィックチャンネルがアクティブである場合、この設定点は、望ましいサービス品質を維持できるように調整することが可能である。このサービス品質は、あらゆる数の品質パラメータから決定することができる。これらのパラメータは、他の一般に使用されている品質パラメータと同様に、フレーム誤り率（ＥＦＲ：ｆｒａｍｅ ｅｒｒｏｒ ｒａｔｅ）を含みうる。この典型的な実施例では、逆方向リンク送信のＦＥＲは、基地局で測定される。この測定されたＦＥＲは、電力設定点を制御するために使用される。しかしながら、トラフィックチャンネルがサイレントである場合、代替技術が、この設定点を制御するために適用されうる。これら代替技術の適用によって、具体的な通信システムと全体の設計制約とに依存する様々な型式をとりうる。多くの典型的技術がＣＤＭＡシステムのコンテクスト内で後述される。しかしながら、これら技術は、様々な他の通信環境における使用に対しても適切であることは当業者であれば理解されよう。更に、トラフィックチャンネルがサイレントである間に、望ましいサービス品質を維持するための他の技術が、ここで記載された発明概念から逸脱することなく適用されうる。

トラフィックチャンネルがサイレントである場合において設定点を制御するためのある典型的な技術は、特に、移動加入者局に対して適用可能である。この技術は、基地局における設定点を、加入者局の速度の関数として調整することを含んでいる。少なくとも１つの実施例では、この加入者局は、速度グループに分類することができる。そして、最適な設定点は、トラフィックチャンネルがサイレントである間の各速度グループに対して確立される。更に、パイロットチャンネル電力設定の最適化は、多重経路反射および減衰のような他のチャンネル要件を考慮することによって達成される。

トラフィックチャンネルがサイレントである間に、逆方向リンク送信の電力をわざと減少させるために、代替技術を使用することも可能である。あるＣＤＭＡシステムでは、トラフィックチャンネルがサイレントである場合でさえも、パイロット信号は、逆方向リンクを介してパイロットチャンネルに送信されうる。このパイロット信号は、トラフィックチャンネルのコヒーレントな復調のために使用されるので、トラフィックチャンネルがサイレントの場合、パイロットチャンネルの電力を、実質的に減少させることが可能である。トラフィックチャンネルがサイレントである間に、パイロットチャンネルの電力を減少させることによって、他の加入者局との相互干渉を最小にすることができる。パイロットチャンネルにおけるこの電力減少は、トラフィックチャンネルが初めにアクティブになった時に、サービスの品質を下げないような方法でなされるべきである。

トラフィックチャンネルがサイレントである間に、パイロットチャンネルの電力を低減させる典型的な技術は、特に、基地局が加入者局トラフィックをスケジュールするような通信システムにおいて適用可能である。逆方向リンクトラフィックのタイミングは、基地局によってアプリオリに知られているので、この基地局は、トラフィックチャンネルがサイレントである場合に設定点を減少させることができる。また、電力制御ループに適切な時間を与えるために、このサイレンス期間が終了する前に設定点を増加させ、トラフィックチャンネルがアクティブになる前に、逆方向リンク送信をランプアップする。

トラフィックチャンネルがサイレントである間に、パイロットチャンネルの電力を減少させる別の典型的な技術は、トラフィック−パイロット比を操作することを含む。具体的には、この設定点は、トラフィックチャンネルがサイレントである場合には、減少することが可能である。そして、加入者局は、トラフィックチャンネルが初めにアクティブになった時に、短時間においてその対応するトラフィック−パイロット比を自律的に増加させることができる。このトラフィック−パイロット比における初期増加は、望ましいサービス品質を維持すべきである。一方で、電力制御ループは、逆方向リンク送信電力をランプアップする。

図２は、閉ループ電力制御命令を生成するための典型的な基地局の簡略ブロック図である。この典型的な基地局は、受信チャンネルと送信チャンネルとに結合されたアンテナ２０２を含んでいる。この受信チャンネルは、受信機２０４と、パイロットフィルタ２０５と、復調器２０６と、デコーダ２０８とを含んでいる。この送信中のチャンネルは、データキュー２１０と、エンコーダ２１２と、パンクチャエレメント２１３と、変調器２１４と、送信機２１６とを含んでいる。プロセッサ２１８は、受信しているチャンネルと、送信しているチャンネルとの間のインタフェースを提供する。

この受信機２０４は、この受信しているチャンネルの先端に配置され、アンテナ２０２に結合される。この受信機２０４は、アンテナ２０２によって受信された信号をフィルタし、増幅し、ベースバンドへとダウンコンバートする。このベースバンド信号は、コヒーレントな復調のための位相基準を生成するパイロットフィルタ２０５に与えられる。このベースバンド信号は、その後、復調器２０６に加えられる。そして、短ＰＮコードを用いて直交復調され、長ＰＮコードを用いて逆展開され、トラフィックおよびパイロットコードを抽出するためにＷａｌｓｈコードを用いてデカバされる。この復調された信号は、デコーダ２０８に与えられる。デコーダ２０８は、加入者局でなされた信号処理関数の逆の処理、具体的には、逆インタリーブ、デコード、およびフレームチェック関数を実行する。

このフレームチェック関数は、様々な型式で行うことができる。一例を示すと、周期的冗長検査（ＣＲＣ：ｃｙｃｌｉｃ ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ ｃｈｅｃｋ）を実施することができる。この実施例では、デコーダ２０８は、ＣＲＣビットのセットを局所的に生成し、この局所的に生成されたＣＲＣビットを、受信信号に埋め込まれたデコードされたＣＲＣビットと比較する。この比較の結果は、このデコードされたフレームが壊れているか否かを表示するプロセッサ２１８に与えられる。当業者であれば理解できようが、デコードされたフレームが壊れているか否かを判定するために、Ｙａｍａｍｏｔｏメトリック、エネルギー検出等のような他のフレームチェック関数が使用されうる。このフレームチェック関数が実行される正確な方法は、システムアプリケーション、全体の設計パラメータ、および他の関連する設計基準に依存する。

ここに記載された典型的実施例では、プロセッサ２１８は、設定点計算機２２０、電力推定器２２２、コンパレータ２２４、および電力制御指令生成器２２６によって、図２に示されている様々な機能を実行する。これらの機能は、ハードウェア内で直接実施されたり、プロセッサによって実行されるソフトウェア内で実施されたり、またはこれら２つを組み合わせることによって実施される。このプロセッサは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、離散ゲートまたはトランジスタロジック、離散的なハードウェア部品、あるいは前述した機能の１つ以上を実行するために設計された上記の任意の組み合わせとともに実装されうる。当業者であれば理解できようが、各機能を実行するために、分離したプロセッサを使用することができる。あるいは、その代わりに、任意の数のプロセッサを部品化することによって、多数の機能を実行することができる。

設定点計算機２０２は、トラフィックチャンネルがアクティブの場合、適切にデコードされた数に基づいてＦＥＲを効果的に計算する。この計算されたＦＥＲは、設定点を制御するために使用される。少なくとも１つの典型的な実施例では、この設定点は、フレームが適切にデコードされる毎に僅かに減少し、壊れたフレームが検出される毎に比較的大きく増加する。一例として、設定点計算機２２０は、フレームが適切にデコードされる毎に、０．０１ｄＢ設定点が減少し、壊れたフレームが検出される毎に、１ｄＢ設定点が増加することによって、１％のサービス品質を達成するように構成されることができる。

電力推定器２２２は、逆方向リンク送信電力を計算するために使用することができる。この記載された典型的実施例では、パイロットフィルタ２０５からのフィルタされたパイロット信号が、電力推定器２２２に提供される。この電力推定器２２２は、パイロットシンボルの信号エネルギーに基づいて逆方向リンク送信電力を計算する。この推定された逆方向リンク送信電力は、コンパレータ２２４に提供され、ここで設定点と比較される。この比較の結果は、電力制御指令生成器２２６に与えられる。仮に、この推定された逆方向リンク送信電力が設定点よりも低い場合には、電力制御指令生成器２２６は、逆方向電力制御（ＲＰＣ：ｒｅｖｅｒｓｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ）ビットを生成し、加入者局が逆方向送信電力を増加させるように要求する。逆に言えば、仮に、この推定された逆方向リンク送信電力が、設定点よりも大きい場合には、ＲＰＣビットが電力制御指令生成器２２６によって設定され、加入者局が逆方向リンク送信電力を減少させることを要求する。

送信チャンネル内のデータキュー２１０は、基地局コントローラ（図示せず）から加入者局に向かうトラフィックのためにバッファを提供する。このトラフィックは、プロセッサ２１８の制御のもと、データキュー２１０から解放され、エンコード、インタリーブ、およびフレームチェックシーケンスビットのためにエンコーダ２１２に提供される。このエンコードされたトラフィックチャンネルは、パンクチャエレメント２１２に与えられる。ここで、ＰＲＣビットは、トラフィックチャンネルにパンクチャされる。このＲＰＣビットは、処理遅れを最低限にするために、コード化もインタリーブもされずに、トラフィックチャンネルにパンクチャされる。このＲＰＣビットを含むトラフィックチャンネルは、変調器２１４に与えられ、ここで、長ＰＮコードによって生成されたスクランブルシーケンスを用いてスクランブルされ、Ｗａｌｓｈカバーによってカバーされ、短ＰＮコードを用いて直交変調される。この直交変調された信号は、送信機２１６に送られ、ここで、アップコンバートされ、フィルタされ、アンテナ２０２を介した空気による順方向リンク送信のために増幅される。

典型的な加入者局の簡略ブロック図が図３に示されている。基地局に類似して、この典型的な加入者局は、受信チャンネルと、送信チャンネルとを含んでいる。これらチャンネルは両方ともアンテナ３０２に加えられる。この受信チャンネルは、受信機３０４、変調器３０６、およびデコーダ３０８を含む。この送信チャンネルは、エンコーダ３０９、変調器３１０、および送信機３１２を含む。電力指令生成器３１４は、受信された信号に埋め込まれたＲＰＣビットの関数として、逆方向リンク送信電力を制御するために使用される。

受信機３０４は、この受信チャンネルの先端に配置され、アンテナ３０２に結合されている。受信機３０４は、信号をフィルタし、増幅し、ダウンコンバートし、デジタル化する。このデジタル化された信号は、変調器３０６に加えられ、ここで、短ＰＮコードを用いて直交復調され、Ｗａｌｓｈコードによって逆変換され、長ＰＮコードを用いてスクランブルされる。この復調された信号は、デコーダ３０８に提供される。デコーダは、基地局でなされた信号処理機能の逆の処理、具体的には、逆インタリーブ、デコード、およびフレームチェック機能を行う。

復調器３０６はまた、トラフィックチャンネルからＲＰＣビットを抽出し、電力指令生成器３１４に与える。電力指令生成器３０８は、この抽出されたＲＰＣビットに応答してゲイン制御信号３１４ａを生成する。このゲイン制御信号は、逆方向リンク送信の電力を制御するために送信機変調器３１２に提供される。

加入者局において使用される典型的な変調器および送信機の簡略ブロック図を図４に示す。トラフィックチャンネルは、変調器３１０に加えられる前に、エンコーダ３０９によってインタリーブされエンコードされる（図３参照）。この変調器３１０は、トラフィックチャンネルをＷａｌｓｈカバーで展開するミキサ４０２を含んでいる。このＷａｌｓｈカバーされたトラフィックチャンネルは、その後、ゲインエレメントに与えられ、ここで、相対的なＷａｌｓｈゲイン（Ｆ）が加えられる。この相対的なＷａｌｓｈゲインは、逆方向リンク送信のためのトラフィック−パイロット比を最適化するために、プロセッサ（図示せず）によって一般に設定される。このトラフィック−パイロット比は、搬送波周波数、チップレート、データレート、変調スキーム、フレーム長さ、およびその他のパラメータのような多くのパラメータの関数でありうる。ゲインエレメント４０４の電力は、加算器４０６に与えられ、ここでパイロットチャンネルと結合される。この結合されたトラフィックおよびパイロットチャンネルは、その後、ミキサ４０８に加えられ、ここで長ＰＮコードを用いて展開される。この展開されたトラフィックおよびパイロットチャンネルは、イン位相（Ｉ）成分と、直交位相（Ｑ）成分とを持つ複合信号に分離される。

この複合信号は、送信機へと出力される前に、ミキサ４１０ａおよび４１０ｂによって、短ＰＮコードを用いて直交変調される。複合ベースバンドフィルタ４１２は、直交変調された信号のバンド成分以外をふるい落とすために、送信機３１２への入力位置に配置される。このフィルタされた複合信号は、直交ミキサ４１４ａおよび４１４ｂに与えられ、ここで、加算器４１６によって結合される前に、搬送波波形に変調される。この結合された信号は、その後、アンテナ３０２を介した逆方向リンク送信の電力を制御するために、ゲインエレメント４１８へ与えられる。この電力指令生成器３１４からのゲイン制御信号３１４ａは、ゲインエレメント４１８のゲインを設定するために用いられる。

電力制御ループは、トラフィックチャンネルがサイレントである場合、望ましいサービス品質を維持するために、様々な方法で適用することができる。移動加入者局をサポートしている通信システムでは、この加入者局の速度は、トラフィックチャンネルがサイレントである場合に、使用することができる。このアプローチは、ＣＤＭＡアプリケーションには良く適応する。なぜならば、閉じられたループ電力制御スキームは、望ましいサービス品質を達成するために要求されるエネルギーを、特に低速度において低減することができる。望ましいサービス品質を達成するためのエネルギーは、種々の速度に亘って有意に変化するので、設定点もそれに従ってある加入者局では低減することができる。基地局は、与えられた時間において非常に多くの加入者局をサポートするので、これら低いエネルギーの加入者局は、統計的に、トラフィックチャンネルがサイレントである間の平均的な逆方向リンク送信電力を低減させることに寄与するであろう。

多くの方法が、加入者局の速度を推定するために有効である。一例として、パイロットチャンネルの特性に基づく速度推定技術を使用することができる。高速に減衰するような環境における一般的な観察では、このパイロット信号電力は、与えられた電力レベルしきい値をより速く超えるであろう。エンベロープレベル通過レート（ＬＣＲ：ｌｅｖｅｌ ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｒａｔｅ）は、一秒あたりに予め定めたレベル（Ｒ）をポジティブに超える平均数として定義されうる。図２に示すように、このパイロット信号エンベロープは、プロセッサ２１８における電力推定器２２２によって計算することができる。その代わりに、累積されたＲＰＣビットが、パリロット信号エンベロープを構成することを目的として、パイロット信号電力のレベル超え、エクスカーション時間、および深さに関する情報を抽出するために使用することができる。どのようにしてパイロット信号エンベロープが計算されたかに関わらず、加入者局の速度は、この技術を用いて推定することができる。その他の速度推定技術もまた、ここで記載された発明的な概念から逸脱することなく適用されうることは、当業者にとっては明らかなことであろう。一例として、加入者局の速度は、共分散推定を介して決定することができる。この技術は、減衰したサンプル間の自動共分散の推定を含む。代わりに、加入者局の速度は、ドップラ周波数推定によっても推定されうる。前述した技術は、本発明の譲受人に譲渡されている「無線音声およびデータ通信システムにおける順応的な電力制御のための方法と装置」と題された米国特許出願（代理人Docket番号QCPA000268）にさらに完全に記載されている。この米国出願の内容は、本願に引用して援用している。

少なくとも１つの実施例では、加入者局は、この速度推定値に基づく３つの速度グループのうちの１つに割り当てられる。この３つの速度グループは、固定、低速度、および光速度を含んでいる。以下に示す典型的なアルゴリズムは、ＲＰＣビットを１．２５ｍｓ毎に生成する電力制御ループを持つ５００のフレームに対して適用することができる。

（１）加入者局は、ポジティブなレベル超えの数が１秒に１３００回を超え、最大のエクスカーション時間が、５０ＰＲＣビットを生成するための時間、または６２．５ｍｓを超えない場合には、固定デバイスとして分類される。

（２）加入者局は、ポジティブなレベル超えの数が１秒に１２００を超えず、エクスカーション時間が、５０ＲＰＣビットを生成するための時間、または６２．５ｍｓを超えた数が、毎秒少なくとも５回ある場合には、低速度デバイスとして分類される。

（３）加入者局は、条件（１）および（２）が満足しない場合には、高速度デバイスとして分類される。

その後、プロセッサは、トラフィックチャンネルがサイレントである場合に加入者局が割り当てられる速度グループの関数として、設定点を調整する。各速度グループ用の電力設定点に対する正確な設定は、当該技術で良く知られている技術によって経験的に決定することができる。この方法は、加入者局が、まさに送信を開始しようとしている基地局に対し、通知することなく自律的な送信を開始した場合には特に効果的である。

電力制御ループはまた、トラフィックチャンネルがサイレントである間に、逆方向リンク送信の電力をわざと減少させるためにも実施することができる。既に説明したように、この技術は、基地局と加入者局との間のトラフィックがスケジュールされる通信システムに特に適用可能である。これらの通信システムでは、逆方向リンクのタイミングはアプリオリに知られている。従って、基地局は、逆方向リンクに亘ってトラフィックがスケジュールされない期間中、パイロットチャンネルの電力を低減し、アクティブになりつつあるトラフィックチャンネルの前の逆方向リンク送信の電力をランプアップすることができる。この電力低減技術は、スケジュール機能が実行されている方法とは独立して適用することができる。説明を容易にするために、基地局の典型的な実施例は、プロセッサ２１８によって実施されるスケジュール機能を含んでいる。このスケジューリング機能は、順方向と逆方向との両方のリンク送信を、有効なバンド幅およびチャンネル条件の関数として制御するために適用することが可能である。この環境条件は、プロセッサ２１８や、他の専用回路において、任意の数の品質パラメータから推定することが可能である。

送信のスケジュールが発生する方法は、この送信が順方向または逆方向のリンクを介したものかに依存する。順方向リンク送信の場合、有効なバンド幅と推定されたチャンネル条件とは、データキュー２１０からのトラフィックをいつ放出するかを決定するために、プロセッサ２１８によって使用されることが可能である。逆方向リンク送信の場合、プロセッサ２１８は、それぞれのカバー領域にある各加入者局用のアクセスチャンネルを監視するように構成されることができる。加入者局が逆方向リンクを介してトラフィックを送信する準備ができた場合には、この加入者局は、自己のアクセスチャンネルを介して通信中の全ての基地局に対して要求を送信する。トラフィックを送信せよという加入者局からの要求に応答して、プロセッサ２１８は、基地局によって受信された要求の数と、現在のチャンネル条件とに基づいて、加入者局に対して時間スロットを割り当てる。この基地局は、この割り当てられた時間スロットを、要求を出している加入者局へとページングチャンネルを介して送信する。

このトラフィックチャンネルがサイレントである場合、設定点は、設定点計算機２２０によって低レベルにわざと追いやられることが可能である。この設定点計算機２２０は、その後、加入者局に割り当てられた時間スロットより前の設定点をわざと増加させることが可能である。この設定点は、電力制御ループが、逆方向リンク送信電力を最適値にすることができるように、十分早く、最適な逆方向リンク送信電力へと高められるべきである。トラフィックチャンネルが一旦アクティブになると、この設定点は、ＦＥＲを使って制御することが可能となる。

代わりの電力低減技術は、トラフィックチャンネルがサイレントである場合には、このパイロット信号電力を低いレベルに維持し、逆方向リンクトラフィックチャンネルがまずアクティブになった場合には、加入者局をして、短い時間期間におけるトラフィック−パイロット比を、自律的に増加させることを含んでいる。このアプローチは、スケジュール機能を持つ通信システム、または持たない通信システムにおいて実施されることが可能である。スケジュール機能を持たない通信システムでは、このプロセッサは、当該技術分野で良く知られた方法を通じ、デコードされたフレームが存在しないことによってトラフィックチャンネルがサイレントである時を検出するために適用されることが可能である。一旦トラフィックチャンネルがサイレントであると検出されると、このＦＥＲ推定器２２０は無効とされ、プロセッサ２１８によって、設定点は、わざと低い値にされることが可能である。

図４に示すように、加入者局が、逆方向リンクを介してトラフィックを送信する準備ができた時、変調器内のゲインエレメント４０４に加えられた相対的Ｗａｌｓｈゲイン（Ｆ）を増加させることが可能である。このトラフィックチャンネルの電力の増加は、望ましいサービス品質にＦＥＲを維持すべきである一方、電力制御ループは、電力指令生成器３１４によって生成されたゲイン制御信号をランプアップする（図３参照）。この増加されたトラフィック−パイロット比の期間は、経験的に、電力制御ループが安定化するために必要な時間に実質的に等しい時間に決定することができる。代わりに、この増加されたトラフィック−パイロット比期間は、望ましいサービス品質と、多数のユーザ相互の干渉における短期間増加との間のシステムトレードオフによって短縮化することが可能である。

基地局は、トラフィック−パイロット比のあらゆる増加を補償するように構成されるべきである。具体的には、この電力制御ループは、一旦トラフィック−パイロット比が減少すると、望ましいサービス品質を達成するには低すぎるような設定点において安定することがないように制御されるべきである。これは、あらゆる数の方法によって達成可能である。一例として、この設定点は、トラフィック−パイロット比が増加する場合には、ＦＥＲに独立した固定値として維持されることができる（図２参照）。一旦この電力制御が安定すると、トラフィック−パイロット比は、その最適レベルまで減少することができる。そして、このＦＥＲに基づく電力制御ループは、引き継ぐことができる。この設定点は最適値にランプアップされるので、代わりに、このトラフィック−パイロット比は、ＦＥＲに独立して徐々に減少することが可能である。

当業者であれば、これら情報および信号が、種々異なった技術や技法を用いて表されることを理解するであろう。例えば、上述した記載で引用されているデータ、手順、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁場または磁性粒子、光学場または光学微粒子、あるいはこれら何れかの結合によって表現されうる。

これらの知識によって、ここで開示された実施例に関連する様々に例示された論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子工学ハードウェア、コンピュータソフトウェア、あるいはこれらの組み合わせとして適用されることが更に理解されよう。ハードウェアとソフトウェアとの相互互換性を明確に説明するために、様々に例示された部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、それらの機能に関して一般的に記述された。それら機能がハードウェアとしてあるいはソフトウェアとして適用されているかは、特有の応用例および全体システムに課せられている設計条件による。熟練した技術者であれば、各特定のアプリケーションに応じて変更することによって上述した機能を実施しうる。しかしながら、この適用判断は、本発明の範囲から逸脱したものと解釈すべきではない。

様々に示された論理ブロック、モジュール、および上述された実施例に関連して記載された回路もまた実装され、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、アプリケーションに固有の集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはその他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートあるいはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェア部品、あるいは上述された機能を実現するために設計された何れかの組み合わせとともに実行されうる。汎用プロセッサとしてマイクロプロセッサを用いることが可能であるが、代わりに、従来技術によるプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、あるいは状態機器を用いることも可能である。プロセッサは、たとえばＤＳＰとマイクロプロセッサとの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに接続された１つ以上のマイクロプロセッサ、またはその他の配置のような計算デバイスの組み合わせとして実装することも可能である。

ここで開示された実施例に関連して記述された方法やアルゴリズムのステップは、ハードウェアや、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールや、これらの組み合わせによって直接的に具現化される。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、あるいは当該技術分野で知られているその他の型式の記憶媒体に収納されうる。好適な記憶媒体は、プロセッサがそこから情報を読み取り、またそこに情報を書き込むことができるようにプロセッサに結合される。または、記憶媒体はプロセッサに統合されうる。このプロセッサと記憶媒体は、ＡＳＩＣに収納することができる。ＡＳＩＣは、ユーザ端末内に収納することもできる。または、このプロセッサと記憶媒体が、ユーザ端末におけるディスクリートな部品として収納されることもある。

開示された実施例における上述の記載は、いかなる当業者であっても、本発明の活用または利用を可能とするようになされている。これらの実施例への様々な変形例もまた、当業者に対しては明らかであって、ここで定義された一般的な原理は、本発明の主旨または範囲を逸脱することなく他の実施例にも適用されうる。このように、本発明は、上記で示された実施例に制限されるものではなく、ここで記載された原理と新規の特徴に一致した広い範囲に相当するものを意図している。

本発明の典型的な実施例が記載されたが、追加された請求項の範囲を限定するように
解釈されるべきものではない。当業者であれば、種々の変形例が、記載された実施例に適用されうることが理解されよう。更に、当業者にとって、本発明自体が、他のタスクの解決や、他のアプリケーションのための適用を示唆しうるであろう。したがって、本実施例は、全ての点において例示的であって、限定的ではなく、本発明の範囲を示すために、前述の記述ではなく、添付の特許請求の範囲が参照されるべきであることが望まれる。

Claims (16)

1. 第１および第２のチャンネルを送信するように構成された送信機と、
   アクティブな部分とサイレントな部分とを持つ第１のチャンネルと、
   前記サイレントな期間中、前記第２のチャンネルに対する前記第１のチャンネルの電力比を維持し、前記チャンネルのサイレントな部分から前記チャンネルのアクティブな部分への移行に応答して、前記電力比を増加し、前記移行後の予め定めた時間に、前記電力比を減少する電力制御ユニットと
   を備えた装置。
2. 請求項１に記載の装置において、
   前記第１のチャンネルは、トラフィックチャンネルを含んでおり、前記第２のチャンネルは、パイロットチャンネルを含んでいる装置。
3. 請求項２に記載の装置において、
   前記電力制御ユニットは更に、前記トラフィックチャンネルの電力が、前記パイロットチャンネルの電力に対応して増加するように、前記移行に応答して前記電力比を増加するように構成されている装置。
4. 請求項２に記載の装置において、
   前記電力制御ユニットは更に、前記トラフィックチャンネルの電力が、前記パイロットチャンネルの電力に対応して減少するように、前記移行後の前記予め定めた時間に、前記電力比を減少するように構成されている装置。
5. 請求項１に記載の装置において更に、
   電力指令を持った送信を受信するように構成された受信機を備え、
   前記電力制御ユニットは更に、前記アクティブな時間期間中、前記電力指令の関数として、前記第１および第２のチャンネル送信を制御するように構成されている装置。
6. 請求項５に記載の装置において、
   前記第１のチャンネルは、トラフィックチャンネルを含み、前記第２のチャンネルは、パイロットチャンネルを含む装置。
7. 請求項６に記載の装置において、
   前記電力制御ユニットは更に、前記トラフィックチャンネルの電力が、前記パイロットチャンネルの電力に対応して高くなるように、前記移行に応答して前記電力比を増加するように構成されている装置。
8. 請求項６に記載の装置において、
   前記電力制御ユニットは更に、前記トラフィックチャンネルの電力が、前記パイロットチャンネルの電力に対応して低くなるように、前記移行後の前記予め定めた時間において、前記電力比を減少するように構成された装置。
9. アクティブな部分とサイレントな部分とを持つ第１のチャンネルと、第２のチャンネルとを送信する手段と、
   前記サイレント期間中、前記第１のチャンネルと前記第２のチャンネルとの間の電力比を維持する手段と、
   前記チャンネルのサイレントな部分から、前記チャンネルのアクティブな部分への移行に応答して、前記電力比を増加する増加手段と、
   前記移行の後の予め定めた時間に、前記電力比を減少する減少手段と
   を備えた装置。
10. 請求項９に記載の装置において、
    前記第１のチャンネルは、トラフィックチャンネルを含み、前記第２のチャンネルは、パイロットチャンネルを含む装置。
11. 請求項１０に記載の装置において、
    前記増加手段は、前記移行に応答して、前記チャンネルの電力に対し、前記トラフィックチャンネルの電力を増加させる手段を備えた装置。
12. 請求項１０に記載の装置において、
    前記減少手段は、前記移行後の前記予め定めた時間において、前記パイロットチャンネルの電力に対し、前記トラフィックチャンネルの電力を減少させる手段を備えた装置。
13. 請求項９に記載の装置において更に、
    電力指令を持つ送信を受信する手段と、
    前記アクティブな時間期間中、前記電力指令の関数として、前記第１および第２のチャンネル送信の電力を制御する手段と
    を備えた装置。
14. 請求項１３に記載の装置において、
    前記第１のチャンネルは、トラフィックチャンネルを含み、前記第２のチャンネルは、パイロットチャンネルを含む装置。
15. 請求項１４に記載の装置において、
    前記増加手段は、前記移行に応答して、前記パイロットチャンネルの電力に対し、前記トラフィックチャンネルの電力を増加させる手段を備えた装置。
16. 請求項１４に記載の装置において、
    前記減少手段は、前記移行後の前記予め定めた時間において、前記パイロットチャンネルの電力に対し、前記トラフィックチャンネルの電力を減少させる手段を備えた装置。

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