JP4977716B2 - 遅延に敏感なトラフィック・ストリームまたはオーバーヘッド・チャネルからの品質フィードバックを使用する無線通信システムにおけるリバースリンクの動的な電力制御の方法 - Google Patents

Description

本出願は、本出願と同時に出願された、Method of Reverse Link Dynamic Power Control in a Wireless Communication System Using Per-Flow Quality Feedback for Multi-Flow Data Trafficという名称の同時係属の米国特許出願第１１／３３１９９４号にも記載されている対象物を記載し、請求するものである。
本発明は、無線通信に関する。

従来のＣＤＭＡシステムでは、セル内干渉が、リバースリンク（ＲＬ）の干渉全体の主要部分である。携帯端末の適切な信号対雑音（ＳＮＲ）レベルを確保するには、またよく知られている遠近問題による他のユーザへの干渉を最小にするには、専用の電力制御サブチャネルを用いた厳格な（高速な）ＲＬの電力制御が必要とされる。

現在既存の３Ｇ ＣＤＭＡシステムでは、セル内干渉を最小にするために、基本的な電力制御（ＰＣ）のメカニズムは、回線音声アプリケーションの２Ｇシステムから受け継がれた２つの制御ループ、すなわちインナー・ループとアウター・ループを含む。図１は、移動アクセス端末（ＡＴ）１０１、無線基地局（ＢＴＳ）１０２、および無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）１０３間にあるこれらの従来技術の電力制御ループを示している。高速電力制御は、ＡＴ１０１内のパイロット電力調整装置１０４と、ＢＴＳ１０２内の、ＡＴ１０１からリバースリンク（ＲＬ）で受信されるパイロットの電力を測定するパイロット測定器１０５と、測定されたパイロットの電力を目標（設定値）と比較することに基づいて電力制御ビット（ＰＣＢ）を生成するパイロット対設定値比較器１０６と、比較器１０６により生成されたＰＣＢをフォワードリンク（ＦＬ）によりＡＴ１０１のパイロット電力調整装置１０４まで送信するＰＣＢ送信器１０７とを含むインナー・ループにより行われる。ＡＴ１０１により送信されるパイロットの電力は、ＢＴＳ１０２から受信されるＰＣＢに応じて動的に調整され、トラフィック・チャネル（回線音声）の電力と同様に、トラフィック電力調整装置１０８に応じて調整される。トラフィック・チャネルは、パイロット電力によりトラフィック出力を動的に調整して、一定のトラフィック対パイロット比（ＴＰＲ）を維持するようにし、ＴＰＲが調整装置１０８に入力される一定のパラメータとなる。回線音声を送信するＡＴ１０１は、ＢＴＳ１０２から品質フィードバック（例えばＡＣＫ／ＮＡＫ）を受信しない（ＣＤＭＡ２０００ １ｘおよびＥＶＤＶの場合）ため、比較器１０６により使用される電力制御の設定値は、アウター・ループにより動的に調整される。アウター・ループは、ＡＴ１０１内のトラフィック電力調整装置１０８と、ＢＴＳ１０２内のトラフィック復調器１０９およびデコーダ１１０と、ＲＮＣ１０３内の設定値調整装置１１１とを含む。具体的には、ＢＴＳ１０２により受信された音声トラフィックは、復調器１０９により復調され、デコーダ１１０によりデコードされる。受信されてデコードされた各デジタル音声フレームについて、巡回冗長検査（ＣＲＣ）がデコーダ１１０により計算され、計算されたＣＲＣは、受信したフレームが適切にデコードされて「合格する」か、エラーとなって「失敗する」かを示す。継続的なＣＲＣ計算の合格／失敗の表示は、デコーダ１１０により出力されて、設定値調整装置１１１へ入力される。このような合格／失敗の表示および目標とされたフレーム誤り率（ＦＥＲ）に基づいて、設定値調整装置１１１は設定値を動的に調整し、比較器１０６は、この設定値と受信され測定されたパイロットを比較する。したがって、ＡＴのパイロット送信電力は、ＢＴＳ１０２で受信されるパイロットがパイロットの設定値を追跡するように、生成された電力制御ビットにより動的に制御される。

バースト・データ・サービスをサポートする３Ｇ ＣＤＭＡシステムについては、いくつかの電力制御の強化が、様々な同時係属の出願で開示されている。例えば、２００４年８月２３日に出願された第１０／９２４２６８号では、ＡＣＫ／ＮＡＫを使用してオーバーヘッドを増大させることなくデータ・バーストのトラフィックのＴＰＲを調整し、２００４年３月１１日に出願された第１０／７９８１６６号では、音声トラフィックが利用できないとき、アウター・ループでパイロットのフレーム誤り率を使用して高速のインナー・ループのＰＣ目標を決定し、また２００４年９月３０日に出願された第１０／９５４７５５号では、音声トラフィックが利用できないとき、アウター・ループでチャネル品質指標（ＣＱＩ）の消去メトリックを使用して高速のインナー・ループのＰＣ目標を決定する。

インナーおよびアウター制御ループを含む上記の従来技術は複雑であり、会話のストリーミングおよびバースト型のトラフィックを含むマルチフロー・アプリケーションを伴うシステムに対して実際には効果的および効率的ではない。

セル内干渉がＲＬの干渉全体の主要部分である従来のＣＤＭＡシステムと違って、ＯＦＤＭＡ（直交周波数分割多元接続）および干渉キャンセラ（ＩＣ）を備えたＣＤＭＡなどのＣＤＭＡ２０００リビジョンＣ（ＲｅｖＣ）規格に提案された新しい無線インターフェースでは、セル内干渉が、電力制御への関心の主な要因ではない。ＯＦＤＭＡシステムのＲＬでは、セル内干渉はきわめて小さく、一方ＩＣを備えたＣＤＭＡシステムのＲＬでは、セル内干渉は徐々に取り除かれ、事実上、異なるＡＴ間の受信電力差は、このＩＣプロセスを促進することができる。したがって、最新のＣＤＭＡおよびＯＦＤＭＡ ＲｅｖＣシステムには、既存のＣＤＭＡシステムに必要とされるほどの厳格な電力制御は必要とされない。しかしながら一方では、ＩＣを備えたＣＤＭＡシステムで、ＲＬの信号がより早くデコードされるＡＴは、依然としてセル内干渉によってより影響される。さらに、ＩＣを備えたＣＤＭＡシステムにも、ＯＦＤＭＡシステムにも、依然としてセル間干渉がある。したがって、十分な信号対雑音比（ＳＮＲ）を維持するためには、電力制御が依然として必要である。また、新しいＲｅｖＣシステムでは、セル間干渉もまた、電力制御が検討される必要のある重要な要因である。セルの境目にあるＡＴは、セル間干渉に関する隣接セルの許容範囲に基づいて、送信電力を制限される必要があるであろう。
米国特許出願第１１／３３１９９４号 米国特許出願第１０／９２４２６８号 米国特許出願第１０／７９８１６６号 米国特許出願第１０／９５４７５５号

したがって、従来のシステムで現在使用されているほど厳格な制御は要求されない新しいＲｅｖＣ ＣＤＭＡおよびＯＦＤＭＡシステムには、より簡単な電力制御メカニズムが必要である。

本発明の実施形態は、新しいＲｅｖＣシステムのような新しいシステムが、完全にパケット・ベースであることを活かし、フィードバックを利用してパケットが正確に受信されたかどうかを送信機に知らせる。ＲＬにおいて、このようなハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）システムは、受信されてデコードされる各パケットについて、パケットを受信し、正確に受信し、デコードしたことを通知するＡＣＫにより、またはパケットを受信していないこと、もしくはパケットのデコードに失敗したことを知らせるＮＡＫにより、ＢＴＳからＡＴへ送信されるフィードバックを行う。ＮＡＫが送り返された場合、パケットは再送され、パケットが適切に受信されて正確にデコードされるか、または最大許容数の送信が行われるまで、プロセスが繰り返される。したがってこのフィードバックは、ＡＴによりＢＴＳへＲＬで送信されている信号の品質の基準として使用されることが可能であり、このようにＡＴに、その主ＲＬパイロット電力（およびこれにより制御されるデータ・フローの対応する送信電力レベル）が十分に高いかまたは低すぎるかの表示を与える。

本発明の実施形態は、品質フィードバックを受信することに基づく閉ループの動的な電力制御を用いる。結果として、従来技術で用いられるインナー・ループの電力制御は、取り除かれる。また、専用の電力制御チャネルおよび電力制御ビットも、削除される。さらに、複雑なＲＮＣ／ＢＴＳベースのアウター・ループ電力制御も、取り除かれる。有利には、この閉ループの動的な電力制御を用いる実施形態は、既存の従来技術の電力制御メカニズムと比べてオーバーヘッドおよび複雑さをかなり削減する。

本発明の一実施形態では、ＡＴによりＲＬで送信されてＢＴＳで受信される主基準パイロットが、フォワードリンクの品質フィードバックチャネルを通ってＢＴＳからＡＴへフィードバックされる連続的な品質表示により、ＢＴＳにおいて安定し、理想的には一定のレベルで維持される。具体的には、ＨＡＲＱ実装の既存のＡＣＫ／ＮＡＫフィードバックを使用して、主パイロット送信レベルが、ＡＴにおいて動的に制御され、ＡＴによってＢＴＳへ送信されている遅延に敏感なトラフィック・ストリーム、例えばＶｏｉｃｅ−ｏｖｅｒ−ＩＰ（ＶｏＩＰ）またはビデオテレフォニー（ＶＴ）を伝搬するトラフィック・ストリームなどの品質目標を直ちに追跡する。このような遅延に敏感なトラフィック・ストリームは、本質的にＡＴにより連続的に送信されるが、しかし、ＡＴにより遅延に敏感なトラフィック・ストリームが送信されていない期間中には、ＡＴにより絶えず送信され、ＢＴＳにより品質メトリックが導出されることが可能であるオーバーヘッド・チャネルの品質が、電力制御のために代わりにＡＴへフィードバックされる。一実施形態では、オーバーヘッド・チャネルは、例えばＦＬのチャネルでＢＴＳからＡＴに受信されるパイロットの品質の指標としてＡＴによりＢＴＳへ送信されるチャネル品質指標（ＣＱＩ）、または１ｘＥＶＤＯシステムでＡＴによりＢＴＳへ送信されるデータ・レート制御（ＤＲＣ）である可能性がある。

したがって、一実施形態では、ＡＴにおいて動的な電力制御を行うために、ＢＴＳはＡＴへ連続的な品質表示を送信し、この品質表示は、受信された遅延に敏感なトラフィック・ストリームがＢＴＳによりＡＴから活発に受信されている場合、受信された遅延に敏感なトラフィック・ストリームをデコードしたパケットの計算されたＣＲＣから導出されたＡＣＫ／ＮＡＫであり、あるいは、ＡＴからオーバーヘッド・チャネルでＢＴＳにより受信されるデコードされたワードの「良好」および「不良」品質表示（例えばＣＱＩ）である。これに対応して、一実施形態では、ＡＴが遅延に敏感なトラフィック・フローを送信しているときは、ＢＴＳからＮＡＫの表示を受信すると、ＡＴは、その送信パイロット電力を所定のステップ・サイズだけ上げて調整し、ＢＴＳからＡＣＫの表示を受信すると、その送信パイロット電力を下げて調整し、またＡＴが遅延に敏感なトラフィック・フローを送信していない場合は、ＡＴからオーバーヘッド・チャネルでＢＴＳにより受信されたワードの「不良」品質表示（例えばＣＱＩ）をＢＴＳから受信すると、送信パイロット電力を上げて調整し、ＢＴＳから「良好」品質表示を受信すると、その送信パイロット電力を下げて調整する。

一実施形態では、データ・バーストのトラフィックなど、ＡＴからＢＴＳへ送信される遅延に敏感ではない複数のデータ・フローは、このような各フローについてＢＴＳにより生成されるＡＣＫおよびＮＡＫから品質フィードバックを受信することに基づいて個々に電力制御され、この品質フィードバックは、デコードされた受信フローのＣＲＣから各フローで導出される。複数のデータ・フローすべての送信電力が、主パイロット電力により調整されながら、主パイロット電力自体は上記のように受信した品質表示に基づいて動的に変化しており、各データ・フローについて受信された個々の品質フィードバックが使用されて、個々のデータ・フローでデコードされたパケットからＢＴＳで生成されたＡＣＫ／ＮＡＫにそれぞれ基づいたフロー固有の目標ＴＰＲを動的に調整する。したがって、各データ・フローの送信電力は、一般にデータ・フローの各々に割り当てられる変化する主パイロット電力、および変化するフロー固有のＴＰＲにより別個に決定される。したがって、個々のフローでは、ＢＴＳからＮＡＫが受信されると、ＡＴはそのフローのＴＰＲを所定のステップ上げて調整し、ＡＣＫが受信されると、ＡＴはそのフローのＴＰＲを所定のステップ下げて調整し、フローによって様々なステップ・サイズで上下される可能性がある。

一実施形態では、遅延に敏感なトラフィック・ストリームからのＡＣＫ／ＮＡＫフィードバックによる、もしくは連続的に受信されるＲＬのオーバーヘッド・チャネルの品質指標による主パイロットの動的な調整と、１つまたは複数のデータ・フローへのＴＰＲの動的な調整とは、複数の要求がパイロットとフローのＴＰＲとを同時に上げる調整を行わないように調整される。

本発明は、添付の図面を参照して、以下の非限定的実施形態の説明を読むことからよりよく理解されるであろう。

図２を参照すると、単に品質測定のフィードバックに基づいた閉ループの動的電力制御のアーキテクチャが示されている。このアーキテクチャは、ＡＴ２０１により送られている主基準パイロットの動的な電力制御を含み、この制御は、連続的な品質表示のＢＴＳ２０２からのフィードバックに基づいており、このフィードバックは、ＲＬで送信されるほぼ連続的にＢＴＳが受信する遅延に敏感なトラフィック・ストリームの品質から導出される。具体的には、この実施形態では、連続的な品質表示は、ＡＴ２０１へフィードバックされるＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＫであり、これは受信され、復調され、およびデコードされたＶｏＩＰ通話データのパケットに応じてＢＴＳ２０２で生成される。遅延に敏感なトラフィック・ストリームが、ＡＴ２０１により送信されていない（したがってＢＴＳ２０２により受信されていない）ときは、連続的に受信されるＲＬのオーバーヘッド・チャネルからＢＴＳ２０２で導出された品質メトリックが、ＡＴ２０１へフィードバックされて、パイロット電力を制御する。具体的には、この実施形態では、ＲＬにＶｏＩＰトラフィックがないとき、オーバーヘッド・チャネルで受信されるＣＱＩワードの「良好」／「不良」表示が、ＡＴ２０１へフィードバックされて、パイロット電力を動的に制御する。

主パイロット電力の上記の直接制御に加えて、このアーキテクチャは、独立した遅延に敏感でないデータ・フロー各々のＴＰＲの、フロー単位に基づく複数の閉ループ電力制御を含み、これは、そのフローのデコードされたデータ・ストリームから生成されてＢＴＳ２０２によりＡＴ２０１へ送信されるＡＣＫ／ＮＡＫに基づく。またＡＴの電力の増加は、隣接セルのセル間干渉により決定される。

ＲＬについては、ＢＴＳ２０２で受信される主基準ＡＴパイロット（例えばＣＤＭＡのパイロット）は、安定していること、また理想的には一定であることが望ましい。連続的なトラフィック型を有するチャネルは、チャネル評価と電力制御の両方の目的で（例えば、ＡＴ２０１からオーバーヘッド・チャネルで受信したＣＱＩワードを復調してデコードするために、およびＡＴ２０１から受信したパケット化されたＶｏＩＰ通話信号を復調してデコードするために）、ＢＴＳにおける連続的なパイロットを必要とする。また、安定した主パイロットは、他のデータ・バーストトラフィック・フローの電力制御に、および他のオーバーレイ無線インターフェース（例えばＣＤＭＡとオーバーレイし、ＣＤＭＡパイロットを主基準パイロットとして使用するＯＦＤＡＭ）のパイロットおよびトラフィックに、良質な基準を与えるためにも必要とされる。

図２に示すように、ＡＴパイロット信号は、ＡＴ２０１によりＢＴＳ２０２へ送信され、説明した機能に使用される。これらの機能は、本発明の説明には関係がないので、受信されたＡＴパイロットがこれらの機能を行うために使用されるＢＴＳ２０２内の構成要素は、図２に示されておらず、ＢＴＳ２０２で受信されたＡＴパイロットの用途については、これ以上記載しない。

ＡＴ２０１では、パイロットを使用して、ＡＴ２０１によりＲＬのオーバーヘッド・チャネルでＢＴＳ２０２へ送信されるＣＱＩの電力、ＶｏＩＰパケットのストリームなど１つまたは複数の遅延に敏感なデータ・ストリームの送信電力、および複数の他の遅延に敏感でないデータ・フローのそれぞれの送信電力を動的に調整する。図２で確認できるように、ＡＴ２０１ではパイロットが、ＣＱＩ電力調整装置２０３、ＶｏＩＰ電力調整装置２０４、およびデータ・フローＮ電力調整装置２０５へ入力されている。データ・フローＮ電力調整装置は、Ｎ個の異なる独立した遅延に敏感でないデータ・フローの電力を個々に調整するＮ個の異なる電力調整装置（図示せず）のＮ番目を表している。ＣＱＩ電力調整装置２０３は、ＣＱＩ送信電力を、定められたＣＱＩのＴＰＲに維持するために送信ＣＱＩ電力を動的に調整し、この定められたＣＱＩのＴＰＲが、ＣＱＩ電力調整装置２０３への入力として提供される。同様に、ＶｏＩＰ電力調整装置２０４は、ＶｏＩＰ送信電力を、定められたＶｏＩＰのＴＰＲに維持するために送信ＶｏＩＰ電力を動的に調整し、この定められたＶｏＩＰのＴＰＲがＶｏＩＰ電力調整装置２０４への入力として提供される。主ＲＬパイロット自体の電力は、以下に説明するように、ＢＴＳ２０２からフィードバックされる連続的な品質表示に従ってパイロットの大きさを動的に調整するパイロット電力調整装置２０６によって制御される。パイロット電力の大きさが、フィードバックされた連続的な品質表示に従って動的に変更されると、ＶｏＩＰ送信電力は、定められて入力されたＶｏＩＰのＴＰＲを維持するように変更され、またＣＱＩ送信電力は、定められて入力されたＣＱＩのＴＰＲを維持するように動的に変更される。

パイロット電力調整装置２０６によって変化するパイロット出力は、データ・フローＮ電力調整装置２０５へも入力されて、データ・フローＮのＴＰＲをその入力されたＴＰＲに維持するようにデータ・フローＮの送信電力を動的に制御する。しかしながら、データ・フローＮのＴＰＲは一定ではなく、それ自体が、ＢＴＳ２０２で決定されてＡＴ２０１のＴＰＲ調節装置２０７にフィードバックされる、その変調されてデコードされた同じデータ・フローＮに関連する品質メトリックのＢＴＳ２０２からの品質フィードバックに応じて、ＴＰＲ調節装置２０７により動的に制御される。この実施形態では、各フローにおいてＴＰＲ調節装置２０７へフィードバックされる品質メトリックは、そのフローのデコードされたパケットのシーケンスから計算されたＣＲＣからＢＴＳ２０２で生成されるＡＣＫ／ＮＡＫのストリームで構成される。したがって、パイロット電力の大きさが、ＡＴ２０１へフィードバックされる連続的な品質表示に従って動的に上下に調整されると、複数のデータ・フローの各々に対するＴＰＲもまた、そのデータ・フローと関連するフィードバックされた品質表示に従って動的に上下に調整される。

上記のように、ＢＴＳ２０２からＡＴ２０１へフィードバックされ、パイロット電力を制御する連続的な品質表示は、受信され、復調され、デコードされたＶｏＩＰのパケット化されたデータ・ストリームがオンである場合は、このようなストリームと関連する品質指標から、または、このようなストリームがオンでない場合は、オーバーヘッド・チャネルで連続的に受信されるＣＱＩと関連する品質指標から導出される。ＢＴＳ２０２では、ＶｏＩＰ復調器２０８が、パケット化されたＶｏＩＰの音声データの受信されたストリームを復調し、デコーダ２０９が、各パケットをデコードして、ＣＲＣを計算する。パケットの計算されたＣＲＣが、パケットが順調にデコードされて、合格することを示す場合は、ＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＫ生成器２１０が、ＡＣＫ（バイナリ「０」）を生成する。計算されたＣＲＣが、パケットが順調にデコードされなかったことを示す場合は、ＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＫ生成器２１０がＮＡＫ（バイナリ「１」）を生成する。受信された遅延に敏感なＶｏＩＰの音声ストリームの品質が判断されている間、ＲＬのオーバーヘッド・チャネルで連続的に受信されているＣＱＩが、ＣＱＩ復調器２１３により復調されている。各復調されたＣＱＩワードは、デコーダ／消去計算器２１４によりデコードされ、「良好」または「不良」（消去）であることを判断される。ＣＱＩの品質指標２１５は、ＣＱＩワードが「良好」であると判断された場合はバイナリ「０」を、ＣＱＩが「不良」であると判断された場合はバイナリ「１」を出力する。ＶｏＩＰストリームの送信（またはＶＴなど、ほぼ連続的な遅延に敏感な別のトラフィック・ストリーム）が、活動的にオンであって、受信されたストリームが復調され、デコードされて、ＡＣＫ／ＮＡＫ品質指標のストリームを作り出すことが可能である限り、スイッチ２１１は、生成されたＡＣＫ／ＮＡＫ指標をＦＬでＡＴ２０１へ送信するために、連続品質インジケータ２１２にゲート制御する。このようなほぼ連続的な遅延に敏感なトラフィック・ストリームの送信が、オンでない場合は、スイッチ２１１は、連続品質インジケータ２１２に生成されたＣＱＩの「良好」／「不良」指標をゲート制御する。このように連続品質インジケータ２１２は、ＢＴＳ２０２によりＡＴ２０１から受信されている信号の品質と関連するフィードバックを連続的に送信している。上述のように、このＡＴ２０１へのフィードバックを使用して、そのパイロット電力を上下して動的に調整し、したがってそのパイロット電力からそのＲＬの信号の送信電力を動的に調整する。

ＡＴ２０１では、サブフレームごとにまたはターミネーション・ターゲットで、パイロット電力の上／下調整を行うことができる。ターミネーション・ターゲットについては、パケットの最大数の送信が失敗して初めてアクションが起こされる（すなわち、最後のＮＡＫ後に反応するのみ）か、または早い時間に受信された送信が無事デコードされてＡＣＫが送信されて初めてアクションが起こされる。サブフレームについては、ＶｏＩＰストリームと関連する受信した各ＡＣＫ／ＮＡＫに応じて、または受信した各「良好」／「不良」のＣＱＩ指標に応じて、電力の上／下調整が行われる。ＶｏＩＰフローがオンで、ＡＴ２０１によりＮＡＫが受信されると、パイロット電力は、所望のＶｏＩＰフレーム誤り率（ＦＥＲ）およびスループット性能により決定された所定のステップだけｄＢを上げて調整される。ターゲットとしてＶｏＩＰを追跡するとき、上げるステップは、ターミネーション・ターゲットの再送信次第で、第１の再送信、第２の再送信などによって異なる可能性がある。ＡＣＫが受信されると、パイロット電力は、下げて調整される。ＡＣＫが、ターミネーション・ターゲットの前に、またはターミネーション・ターゲットで受信される（すなわち、最終的にサブフレームがＢＴＳ２０２により無事受信される）場合、新しいパイロット・レベルは、サブフレームの第１の送信のパイロット・レベルから、所望のＦＥＲにより決定されるターゲット・ダウン・デルタを引いたレベルと等しくなるように設定される。またＦＥＲ目標レベルは、ターミネーション・ターゲットで蓄積される上昇ステップと目標ダウン分の比を決定する。上記のように、ＶｏＩＰフローがオフであるときは、ＣＱＩの品質指標が使用されて、パイロット電力を制御する。「不良」品質表示は、パイロット電力を所定のステップ上げて調整するようにし、「良好」品質表示は、パイロット電力を下げて調整するようにし、上下するステップは、ＣＱＩの品質目標（すなわち、ＣＱＩワードのエラー率）により決定される。ＣＱＩの品質またはＶｏＩＰの品質のいずれがパイロット電力を上下させていても、パイロット・レベルには上下の限界が課される。さらに、要求される上下するステップが大きいとき、パイロット電力の調整は、長期間にわたって平滑化される可能性がある。

図３は、ＡＴ２０１により送信されるＶｏＩＰフローと、ＡＴ２０１によりＦＬ上でＢＴＳ２０２から受信されるフィードバック品質表示チャネルと、ＡＴ２０１におけるＲＬパイロット・レベルの大きさと、ＡＴ２０１によりＢＴＳ２０２へ送信されるＣＱＩワードとの間の関係を示す一連のタイミング図である。これらの図では、パイロット電力レベルの上／下アクションは、ターミネーション・ターゲットではなく、サブフレームごとに行われると仮定される。図に示すように、サブフレーム１は、ＶｏＩＰフローに送信された後、デコードに失敗し、品質表示チャネルでＮＡＫが生成されて、ＡＴ２０１に受信され、それによってＡＴにおいてＲＬパイロット・レベルを増大させている。またそのＮＡＫが、そのパケットを再送信させるため、そのパケットは再送信される（サブフレーム２）が、図に示すように再びデコードに失敗している。したがって、ＮＡＫは、品質表示チャネルでフィードバックされ、それによってＡＴでＲＬパイロット・レベルをさらに増大させる。パケット（サブフレーム３）の第２の送信（第３の送信）は、ＢＴＳ２０２によるデコードが成功していることがわかる。ここでＡＴ２０１は、チャネル表示チャネルでＡＣＫを受信し、それによって図のように、ＡＴでＲＬパイロット・レベルの減少がもたらされる。次に、ＶｏＩＰフローの新しいパケットが送信され（サブフレーム１として示す）、これは、最初の送信でデコードに成功している。ＡＣＫは、ＡＴ２０１により品質表示チャネルで再び受信され、それによってＲＬパイロット・レベルをさらに減少させている。ＶｏＩＰフローはその後、オフであることがわかる。そこで、ＦＬでＡＴ２０１により連続的に送信されているＣＱＩを受信して判断された品質を使用して、動的な電力制御のために、ＡＴへの連続的な品質表示フィードバックを行う。次にＣＱＩの品質指標が、品質表示チャネルで送信される。図からわかるように、ＢＴＳ２０２により受信される次のＣＱＩは、「良好」であると判断され、有効なＣＱＩがデコードされたという表示が、品質表示チャネルでＡＴ２０１により受信される。これにより、ＡＴ２０１はそのＲＬパイロット・レベルをさらに減少させる。ＶｏＩＰフローは引き続きオフのままであり、次のＣＱＩが再び「良好」であると判断される。品質表示チャネルの受信された「良好」ＣＱＩ表示により、ＡＴ２０１はそのＲＬパイロット・レベルをさらに減少させる。ＶｏＩＰフローは依然としてオフであり、ＢＴＳ２０２により受信される次の２つのＣＱＩがエラーであると図示されており、ＡＴ２０１は、品質表示チャネルで「不良」ＣＱＩ指標を受信する。各々に応じて、ＡＴ２０１は、そのＲＬパイロット・レベルを増大させることがわかる。

図４は、遅延に敏感な会話のＶｏＩＰトラフィック・ストリームがオンであって受信されているとき、受信されたこのようなトラフィック・ストリームの品質から導出される、また遅延に敏感なトラフィック・ストリームがオンでないとき、ＲＬでＡＴ２０１により送信されるＣＱＩのような連続的に受信されるオーバーヘッド・チャネルの品質から導出される、連続的な品質表示を送信するための、ＢＴＳ２０２のステップを示すフローチャートである。したがって、ステップ４０１では、ＢＴＳ２０２が現在遅延に敏感なＶｏＩＰストリームを受信しているかどうかを判断する。受信している場合は、ステップ４０２で、受信され復調されて、デコードされたストリームから生成されたＡＣＫ／ＮＡＫが、ＦＬの連続的な品質表示チャネルでＡＴ２０１へ送信される。ＢＴＳ２０２が、遅延に敏感なＶｏＩＰストリームを受信していない場合は、ステップ４０３で、受信され復調されて、デコードされたオーバーヘッド・チャネルから判断された「良好」／「不良」のＣＱＩの品質指標が、連続的な品質表示チャネルでＡＴ２０１へＦＬで送信される。

図５は、ＦＬの連続的な品質表示チャネルで受信されるフィードバックされた品質指標に応じて行われる、ＡＴ２１０における主電力制御のステップを示すフローチャートである。ステップ５００では、連続的な品質表示チャネルで、ＢＴＳ２０２から品質指標が受信される。ステップ５０１では、ＶｏＩＰフローがＦＬでオンであるかどうかを判断される。オンである場合は、連続的な品質表示チャネルで受信されている品質指標は、ＶｏＩＰストリームと関連している。したがって、ＶｏＩＰフローがオンであると判断される場合、ステップ５０２において、ターミネーション・ターゲットの前にもしくはターミネーション・ターゲットで、ＡＣＫが受信されたか、またはＮＡＫが受信されたかを判断する。ＡＣＫが受信される場合、ステップ５０３において、新しいパイロット・レベルは、パケットの第１の送信のパイロット・レベルから目標ダウン分を引いたレベルに設定される。ＮＡＫが受信される場合、ステップ５０４において、パイロット電力は、この特定の再送信では所定のステップ・サイズ上げて調整される。ステップ５０１において、ＶｏＩＰストリームがオンでないと判断される場合は、受信される品質指標は、ＣＱＩが「良好」であるか、または「不良」であるかの指標である。ステップ５０５において、受信された品質表示が「良好」であると判断される場合は、ステップ５０６において、新しいパイロット・レベルは、前のパイロット・レベルから所定のステップ・ダウン・サイズを引いたレベルに設定される。しかしながら、ステップ５０５において、受信された品質表示が「不良」であると判断される場合は、ステップ５０７において、新しいパイロット・レベルは、前のパイロット・レベルに所定のステップ・アップ・サイズを足したレベルに設定される。

前述のように、あるアプリケーションの遅延に敏感でない各データ・フローもまた、ＨＡＲＱによりサポートされるため、各フローは、独自のＡＣＫ／ＮＡＫおよび品質目標に基づいた独自の閉ループ電力制御を有することができる。説明したように、主パイロット電力制御は、このような遅延に敏感でない複数のデータ・ストリームの各々の送信電力を調整するために使用されるが、フロー単位に基づく電力制御は、フローの特定アプリケーションの品質要求をターゲットとすることにより、各フローのＴＰＲを調整するために使用される。再び例示的データ・フローＮの図２を参照すると、ＢＴＳ２０２において、受信されたデータ・ストリームＮは、データ・フローＮの復調器２１６により復調され、デコーダ２１７によりデコードされる。各フレームのＣＲＣが計算され、ＨＡＲＱのＡＣＫ／ＮＡＫ生成器２１８は、ＣＲＣが合格するときはＡＣＫを、ＣＲＣが失敗するときはＮＡＫを出力する。生成されたＡＣＫおよびＮＡＫは、電力制御のためにＡＴ２０１のＴＰＲ調整装置２０７へＦＬでフィードバックされる。ＡＴ２０１とＢＴＳ２０２との間のその他の遅延に敏感でないデータ・フローの各々に、同様の、ただし独立した復調、デコード、およびフィードバックが行われ、各々と関連するＴＰＲは、各フロー独自の生成されたＡＣＫ／ＮＡＫフィードバックにより独立して制御される。各データ・フローについては、次のように受信されたＡＣＫ／ＮＡＫに基づき、そのフローと関連するＴＰＲを調整することによって、閉ループ電力制御が行われる。ＡＴが、そのターミネーション・ターゲットでＮＡＫを受信すると、そのフローの品質目標およびスループット性能に基づいて、ＴＰＲは所定のステップだけｄＢを上げて調整され、ターミネーション・ターゲットの前に、またはターミネーション・ターゲットでＡＣＫが受信されると、ＡＴは、目標ＦＥＲに基づいてＦＥＲを（通常は非常に小さいステップ・サイズで）下げて調整する。フローにより、様々なステップ・サイズで上下させることができ、その率は、フローのアプリケーションの品質目標により決まる。フローにより、ＴＰＲの様々な上限および下限を有することができる。

主パイロットの電力制御と比較すると、各フローのＴＰＲを調整することによって行われる閉ループ電力制御は、比較的緩慢である可能性がある。主パイロットの調整と各フローのＴＰＲの調整は、統合されることが好ましい。両方の調整を統合するために考えられる規定の一例は、上への調整の複数の要求（パイロット・レベルとＴＰＲの両方）が同時に起こるとき、ＡＴは、主パイロット・レベルを上方に調整して、ＴＰＲは同様には上方に調整しないか、またはパイロットを下方調整する場合のＴＰＲの上方調整に用いられるステップ・サイズより小さいステップ・サイズでＴＰＲを調整する。一般に電力の下方ステップ・サイズは、電力を上げる調整よりもはるかに小さいため、パイロット・レベルおよびＴＰＲを徐々に電力ステップ・ダウンしていくことは、独立して行われることが可能である。したがって、パイロットも、ＴＰＲも、どちらも独立して調整されることが可能である。

図６は、遅延に敏感でないデータ・フローと関連するフィードバックされた個別の品質表示に応じたこのようなデータ・フローの動的なＴＰＲ調整と併せて、遅延に敏感なトラフィック・ストリームのフィードバックされた品質表示に応じてパイロット電力を調整する動的な電力制御ステップを示すフローチャートである。ステップ６０１では、ＡＴ２０１が、フィードバックされた品質表示を受信する。ステップ６０２では、パイロットを増大させるべきか、または減少させるべきかを決定する。この決定が増大である場合、ステップ６０３において、（前述のように）主パイロット電力が所定のステップだけ増大される。この決定が減少である場合、ステップ６０４において、（前述のように）主パイロット電力が所定のステップだけ減少される。パイロットのステップ・ダウンの決定を受信する場合、遅延に敏感でないデータ・フローＮのフィードバックされた品質表示もまた（ステップ６０５で）受信され、次にステップ６０６で、受信された表示がＡＣＫであるか、それともＮＡＫであるかを判断される。ＮＡＫが受信される場合、ステップ６０７で、パイロットのステップ・ダウンと同時に、データ・フローＮと関連するＴＰＲが、所定のステップ（アップ・ステップＴＰＲ）だけ増大される。ＡＣＫが受信される場合、ステップ６０８で、パイロットのステップ・ダウンと同時に、データ・フローＮと関連するＴＰＲが、所定のステップ（目標ダウン分）だけ減少される。パイロットのステップ・アップの決定を受信すると、遅延に敏感でないデータ・フローＮのフィードバックされた品質表示もまた（ステップ６０９で）受信され、次にステップ６１０で、受信された表示がＡＣＫであるか、それともＮＡＫであるかを判断される。受信された表示がＡＣＫである場合、ステップ６１１で、パイロットのステップ・アップと同時に、ＴＰＲは下方に調整される。しかしながら、受信された表示がＮＡＫである場合は、ステップ６１２で、パイロットが上に調整されるのに対して、ＴＰＲは全く調整されないか、または、ステップ６０７で用いた、パイロットの下方調整と同時にＴＰＲを上方に調整するときに用いるより小さいステップ・サイズで、ＴＰＲは上に調整される。このようなＴＰＲ制御は、ＡＴ２０１からＢＴＳ２０２へ送信されているＮ個のデータ・フローの各々に独立して適用される。

フロー単位に基づく閉ループ電力制御は、フロー単位に基づくＨＡＲＱがサポートされている限り、あらゆるインターフェースを有するあらゆるシステムに適用されることが可能である。各無線リンク・プロトコル（ＲＬＰ）のフローは、ＡＣＫ／ＮＡＫと関連する独立したＨＡＲＱを有するであろう。ＲｅｖＣ標準に提案されているオーバーレイ無線インターフェース（例えば、ＯＦＤＭＡとオーバーレイされたＣＤＭＡ）では、ＣＤＭＡシステムのパイロットが、上述のように主パイロットとなる可能性があり、ＣＤＭＡ無線インターフェースのバースト・トラフィックをサポートするだけでなく、ＯＦＤＭＡシステムのパイロットを生成するための基準として使用される。したがって、電力制御メカニズムは、両方の無線インターフェースのために効率的に統合される必要がある。例えば、ＴＰＲは、同じ無線インターフェースにあることが可能であり、例えばＣＤＭＡ無線インターフェースにあるか、ＯＦＤＭＡトラフィック・フロー対ＯＦＤＭＡパイロットのＴＰＲであることが可能である。オーバーレイ無線インターフェースのシステムの場合、各無線インターフェースは、一方のパイロットをもう一方のパイロットから導出することができる独自のパイロットを有することができる。ＴＰＲは、独自の無線インターフェースで別個に処理されることになる。オーバーレイＣＤＭＡシステムが、干渉キャンセラを有する場合、干渉除去の後に主パイロット（実際のシステムでは、パイロットの測定は常にそのＳＮＲである）を基準とし、そこからＯＦＤＭＡパイロットを生成することがよりよい方法である。ＯＦＤＭＡパイロットとＣＤＭＡ主パイロットとの関係は、比率パラメータ（ガンマ係数）により測定されることが可能であろう。比較的安定したＯＦＤＭＡパイロットが望ましい。ガンマ係数は、ＯＦＤＭＡシステムの長期にわたって集められた品質目標に基づいて、動的に調整されることが可能である。

ＡＴは、（通常ＣＤＭＡに使用される）過負荷制御の目的でＢＴＳにより送信されているサービング・セクタのリバース・アクティビティ・ビット（ＲＡＢ）をリッスンすべきであるだけでなく、（ＯＦＤＭＡ用の）隣接セルのＢＴＳにより送信されるセル外の干渉アクティビティ・ビット（ＩＡＢ）もリッスンすべきである。所定のレートに対するアプリケーション・フローのフロー単位をベースとする電力の上限は、隣接セルにより送信されるＩＡＢ（またはＲＡＢ）、およびＡＴからそれらの隣接セルまでの距離によって操作され、そのフローのＱｏＳに求められる要件に基づかれるべきである。セルの境目にいるユーザについては、送信電力の上限は、セルの中央エリアの別のユーザ／アプリケーション・フローの上限より低くあるべきである。

上述の実施形態は、本発明の原理を説明するものである。当業者であれば、本発明の範囲を逸脱することなく、他の実施形態を考案することができるであろう。

上述のようにインナー・ループおよびアウター・ループを有する従来技術の電力制御システムのブロック図である。 本発明の実施形態を用いる品質フィードバックを受信することに基づくマルチフローの動的な電力制御を示すブロック図である。 ＡＴにより送信されるＶｏＩＰフローと、ＦＬでＡＴにより受信されるフィードバック品質表示チャネルと、応答する主パイロット・レベルと、ＡＴにより送信されるＣＱＩワードとの間の関係を示すタイミング図である。 受信される遅延に敏感なトラフィック・ストリームがオンであるときは、ＶｏＩＰのような、受信される遅延に敏感なトラフィック・ストリームの測定された品質から導出され、このようなストリームがオンでないときは、ＲＬでＡＴにより送信されるＣＱＩワードのような、連続的に受信されるオーバーヘッド・チャネルの測定された品質から導出される、連続的な品質表示を送信する際のＢＴＳにおけるステップを示すフローチャートである。 ＢＴＳからの受信される連続的な品質表示に応じて行われる、ＡＴにおける主電力制御ステップを示すフローチャートである。 遅延に敏感でないデータ・フローと関連した個々のフィードバックされた品質表示に応じた遅延に敏感でないデータ・フローのＴＰＲ調整と併せて、遅延に敏感なトラフィック・ストリームのフィードバック品質表示に応じてパイロット電力を調整するための、ＡＴにおける電力制御ステップを示すフローチャートである。

Claims (15)

1. リバースリンク（ＲＬ）およびフォワードリンク（ＦＬ）で無線基地局（ＢＴＳ）と通信している無線通信システムのアクセス端末（ＡＴ）における方法であって、
   前記ＲＬで遅延に敏感なトラフィック・ストリームがオンであるとき、前記ＢＴＳにより受信された前記遅延に敏感なトラフィック・ストリームの、前記ＦＬで受信された品質表示フィードバックに応じて主ＲＬパイロットの電力を動的に制御するステップと、
   前記ＲＬで遅延に敏感なトラフィック・ストリームがオンでないとき、前記ＲＬのオーバーヘッド・チャネルで連続的に送信された信号の、前記ＦＬで受信された品質表示フィードバックに応じて前記主ＲＬパイロットの電力を動的に制御するステップと
   を特徴とする方法。
2. 前記遅延に敏感なトラフィック・ストリームが、遅延に敏感なパケットのストリームであり、また前記遅延に敏感なパケットの前記品質表示フィードバックが、前記受信されたパケットのストリームに応じて前記ＢＴＳで生成されたＡＣＫおよびＮＡＫのストリームである、請求項１に記載の方法。
3. ＮＡＫが受信されるとき、前記パイロット電力を所定のステップだけ上方に調整するステップと、
   ＡＣＫが受信されるとき、前記パイロット電力を所定のステップだけ下方に調整するステップと
   をさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記上下するステップが、前記遅延に敏感なトラフィック・ストリームの所定のフレーム誤り率および所望のスループット性能により決定される、請求項３に記載の方法。
5. ＮＡＫが受信されるとき、前記所定の上昇ステップは、前記ＮＡＫが応答するパケットが前記ＡＴにより前記ＢＴＳへ何回送信されたかによって決まる、請求項３に記載の方法。
6. 前記ＡＣＫがターミネーション・ターゲットの前にまたはターミネーション・ターゲットで受信されるとき、前記パイロット・レベルが、前記ＡＣＫが応答する前記パケットの第１の送信が前記ＡＴによって行われたときに使用されたパイロット・レベルから、所定のフレーム誤り率により決定される所定の目標ダウン分を引いたレベルに等しく設定される、請求項３に記載の方法。
7. 前記ＲＬの前記オーバーヘッド・チャネルで連続的に送信される前記信号が、チャネル品質指標（ＣＱＩ）ワードを含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記ＣＱＩワードのストリームの品質表示フィードバックが、前記受信されたＣＱＩワードが「良好」か、または「不良」かを示すストリームを含む、請求項７に記載の方法。
9. 「良好」品質表示フィードバックが受信されるとき、前記パイロット電力を所定のステップだけ下方に調整するステップと、
   「不良」品質表示フィードバックが受信されるとき、前記パイロット電力を所定のステップだけ上方に調整するステップと
   をさらに含む、請求項８に記載の方法。
10. 前記所定の上下するステップが、ＣＱＩの品質目標により決定される、請求項９に記載の方法。
11. 前記パイロットが、所定の上限および下限を有する、請求項１に記載の方法。
12. フォワードリンク（ＦＬ）およびリバースリンク（ＲＬ）でアクセス端末（ＡＴ）と通信している無線通信システムの無線基地局（ＢＴＳ）における方法であって、
    前記ＦＬで品質表示を送信するステップであって、前記ＲＬで遅延に敏感なトラフィック・ストリームがオンであるとき、前記品質表示が、前記ＡＴから受信された遅延に敏感なトラフィック・ストリームのパケットの測定された品質を含み、前記ＲＬで前記遅延に敏感なトラフィック・ストリームがオンでないとき、前記品質表示が、前記ＲＬのオーバーヘッド・チャネルで前記ＡＴから連続的に受信されるワードのストリームのワードの測定された品質を含むステップを特徴とする方法。
13. 前記遅延に敏感なトラフィック・ストリームが、遅延に敏感なパケットのストリームであり、前記受信された遅延に敏感なトラフィックのストリームの前記パケットの前記測定された品質が、前記パケットが適切にデコードされるときはＡＣＫを、パケットが適切にデコードされないときはＮＡＫを含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記オーバーヘッド・チャネルで前記ＡＴから受信された前記ワードが、チャネル品質指標（ＣＱＩ）ワードである、請求項１２に記載の方法。
15. 前記ＣＱＩの前記測定された品質が、前記受信されたＣＱＩワードが適切にデコードされるとき「良好」表示を、前記受信されたＣＱＩワードが適切にデコードされないとき「不良」表示を含む、請求項１４に記載の方法。

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