JP4104980B2 - 無線通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
（技術分野）
本発明は、無線通信システム、該システムにおいて用いられる第一及び第二局、及び該システムの作動方法に関する。本特許明細書は、特にユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＵＭＴＳ）を参照してシステムの説明をしているが、このような技術は他の移動無線システムでの使用にも等しく適用可能であることは明らかである。
【０００２】
（背景技術）
移動通信の分野では、大きなデータ・ブロックを移動局（ＭＳ）へ要求に応じて合理的な速度でダウンロードできる能力を有するシステムに対する要望が高まりを見せている。このデータは、例えば、ビデオ・クリップなどを含み得るインターネットからのウェブ・ページである。通常、特定のＭＳはそのようなデータを間欠的にしか要求できないため、固定された帯域幅専用のリンクは適切でない。この要件をＵＭＴＳにおいて満たすために、移動局へのパケット・データの転送を最大４Ｍｂｐｓまで促進し得るＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）スキームが開発されている。
【０００３】
既知の無線通信システムにおいて、どの時点においても、通常ＭＳは１つの基地局（ＢＳ）と通信している。呼の途中で、ＭＳが別のＢＳへの移行を調査したいと思う場合もあり得る。例えば、ＭＳがそのＢＳから離れ、通信リンクの品質が劣化した時や、別のセルの相対的トラフィック負荷が調整を必要としている時、などである。１つのＢＳから別のＢＳへ移行する処理は、ハンドオーバとして知られている。
【０００４】
現在のＵＭＴＳ規格に従って作動するシステムにおいて、ＭＳは、自局と合理的な品質の無線リンクを維持できるＢＳのリスト（「アクティブ・セット」として知られる）を保持する。ＭＳが専用チャネル・モードであり、アクティブ・セットに複数のＢＳがある場合、ＭＳは、アクティブ・セットのＢＳと「ソフト・ハンドオーバ」の状態となる。このモードにおいて、上りリンク送信はアクティブ・セットのすべてのＢＳによって受信され、アクティブ・セットのすべてのＢＳはほぼ同じ下りリンク情報（通常、データ及び制御情報のほとんどは同じであるが、電力制御コマンドは異なり得る）をそのＭＳへ送信する。この「ソフト・ハンドオーバ」アプローチの欠点は、上りリンクでは１つの電力制御コマンド群しか送信されないが、異なるＢＳから下りリンクを通じて送信される電力制御コマンドは上りリンクの送信電力について相反する要求をもたらし得るため、上りリンク送信電力及び下りリンク送信電力を個々の無線リンクについて最適化することができないが、という点である。
【０００５】
通常のソフト・ハンドオーバ手順は、連続的なコネクションが維持されなければならない音声リンクなどのリアルタイム・サービスに対して特に適切である。しかしながら、パケット・データ・リンクについては、ＭＳへの各データ・パケットの送信について最適なＢＳを選択し、無線リンク及びトラフィック状態を動的に変えることを可能にすることが有益的となり得る。誤った状態で受信されたパケット数及びパケットあたりの総送信電力を最小化することによって、最適なＢＳの選択が各パケットの送信前に速やかに行われれば、システム・スループットの改善を達成できる。
【０００６】
最適なＢＳの選択に加えて又は代えて、データ・パケットの送信に対して、リンクの他の特性も設定される必要がある。ＵＭＴＳシステムにおいて、これらの特性は、例えば、適切な変調・符号化スキーム（ＭＣＳ）や、適切な送信電力レベルなどである。このような機能を提供するのに必要な情報伝達を最小化することも望ましい。
【０００７】
（発明の開示）
よって、本発明の目的は、上記のようなシステムにおいてデータ・スループットの改善を可能にすることである。
【０００８】
本発明の第一の態様によれば、第二局と複数の第一局との間で制御情報群が双方向通信され、上記複数の第一局から選択された１以上の第一局と上記第二局との間の少なくとも１つのデータ・チャネルは上記選択された第一局又は選択された各第一局から上記第二局へのデータ送信用である、ように構成された物理制御チャネルを有する無線通信システムであって、制御情報群がマッピングされる物理制御チャネルの一部又は全部の電力又はその一部を個々に調整する個別の閉ループ電力制御手段が設けられることを特徴とするシステムが提供される。
【０００９】
最適なＢＳの迅速な選択をいつでも可能とすることによって、多くの利点が提供される。特に、送信しているＢＳが変わった場合であっても、各パケットの先頭における電力制御を正確なものとしつつ、各パケットの送信前の遅延が低減される。
【００１０】
さらに、ＭＣＳの選択が複数の並列的な電力制御ループを作動させることによって得られた付加的な情報によって支援される。最適なＢＳの迅速な選択及び／又はＭＣＳ選択の改善により、必要な追加的情報伝達を最小限としつつ、システム全体のスループットが向上する。
【００１１】
本発明の第二の態様によれば、第二局と複数の第一局との間で制御情報群が双方向通信され、上記複数の第一局から選択された１以上の第一局と上記第二局との間の少なくとも１つのデータ・チャネルは上記選択された第一局又は選択された各第一局から上記第二局へのデータ送信用である、ように構成された物理制御チャネルを有する無線通信システムにおいて用いられる第一局であって、制御情報群がマッピングされる上記第一局と上記第二局との間の物理制御チャネルの一部又は全部の電力又はその一部を調整する閉ループ電力制御手段が設けられることを特徴とする第一局が提供される。
【００１２】
本発明の第三の態様によれば、第二局と複数の第一局との間で制御情報群が双方向通信され、上記複数の第一局から選択された１以上の第一局と上記第二局との間の少なくとも１つのデータ・チャネルは上記選択された第一局又は選択された各第一局から上記第二局へのデータ送信用である、ように構成された物理制御チャネルを有する無線通信システムにおいて用いられる第二局であって、制御情報群がマッピングされる物理制御チャネルの一部又は全部の電力又はその一部を個々に調整する閉ループ電力制御手段が設けられることを特徴とする第二局が提供される。
【００１３】
本発明の第四の態様によれば、第二局と複数の第一局との間で制御情報群が双方向通信され、上記複数の第一局から選択された１以上の第一局と上記第二局との間の少なくとも１つのデータ・チャネルは上記選択された第一局又は選択された各第一局から上記第二局へのデータ送信用である、ように構成された物理制御チャネルを有する無線通信システムの作動方法であって、制御情報群がマッピングされる物理制御チャネルの一部又は全部の電力又はその一部を個々に調整する個別の閉ループ電力制御手段を作動させることを有することを特徴とする方法が提供される。
【００１４】
本発明は、複数のクローズド（閉）電力制御ループを並列に作動させることによって、適切なサイトの高速な選択及び／又はデータ送信向けのＭＣＳの選択が促進され、データ送信システムのオペレーションを改善することができる、という従来技術には提示されていない認識に基づいている。
【００１５】
（本発明を実施するための態様）
ここで、添付図面を参照して、本発明の実施形態を、一例として、説明する。図面において同じ符番は対応する機能を表すのに用いられている。
【００１６】
図１において、無線通信システムは、第一局（ＢＳ）１００と、複数の第二局（ＭＳ）１１０とを有する。ＢＳ１００は、マイクロコントローラ（μＣ）１０２と、アンテナ手段１０６に接続された送受信手段（Ｔｘ／Ｒｘ）１０４と、送信電力レベルを変える電力制御手段（ＰＣ）１０７と、ＰＳＴＮ若しくは他の適当な網との接続のための接続手段１０８とを有する。各ＭＳ１１０は、マイクロコントローラ（μＣ）１１２と、アンテナ手段１１６に接続された送受信手段（Ｔｘ／Ｒｘ）１１４と、送信電力レベルを変える電力制御手段（ＰＣ）１１８とを有する。基地局１００から移動局１１０への通信は、下りリンク・チャネル１２２において行われ、移動局１１０から基地局１００への通信は上りリンク・チャネル１２４において行われる。
【００１７】
多くの無線通信システムにおいて、電力制御は、通常、クローズド（閉）ループで行われる。ＵＭＴＳシステムの上り電力制御について、ＢＳ１００は、ＭＳ１１０からの送信電力について要求する変更を決定し、これら変更を送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドによってＭＳ１１０へ伝達する。オーバヘッドを最小化するために、ＴＰＣコマンドは、通常、ＭＳ１１０にその電力を上げるのか下げるのかを指示し、電力は所定サイズのステップで変更される。しかしながら、ＴＰＣコマンドが用いられるステップ・サイズも決定し得るシステムもある。同様に、下りリンク電力制御について、ＭＳ１１０は要求する変更を決定し、それらをＢＳ１００にＴＰＣコマンドを用いて伝達する。
【００１８】
本発明に従って作られたシステムにおいて、クローズド電力制御ループは、更に、最も適切なＭＣＳなどのパラメータを選ぶのに用いられてもよい。なぜなら、下りリンク物理チャネルについてＭＳ１１０によって要求される電力レベルは、現在の無線リンク状態の指標となるからである。ゆえに、無線リンク状態を示す別個の上りリンク・メッセージをＭＳ１１０からＢＳ１００へ送信する必要がない。
【００１９】
ソフト・ハンドオーバ処理を行っているＭＳ１１０を図２に示す。ＭＳ１１０は、３つの別々のＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃとの間に、それぞれが上りリンク・チャネルと下りリンク・チャネルとを有する３つの双方向通信チャネル２２６ａ、２２６ｂ、２２６ｃをそれぞれ有する。所定のタイム・スロットにおいて、ＭＳ１１０は、下りリンク・チャネルにおいて、ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃのそれぞれからＴＰＣコマンドを受信すると共に、上りリンク・チャネルにおいて、各ＢＳへＴＰＣコマンドを送信する。従来のＵＭＴＳシステムにおいて、各ＭＳ１１０は、アクティブ・セットのすべてのＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃへ上りリンクＴＰＣコマンド群を１つだけしか送信しない。ゆえに、電力制御ループの形が存在しても、下りリンク・チャネルの電力は個別に制御されていない。
【００２０】
本発明に従って作られたシステムでは、ＭＳ１１０と複数のＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃとの間に複数のクローズド電力制御ループを並列的にセットアップして、高速ＢＳ選択処理を可能にする。このような電力制御ループは、ＭＳ１１０と、アクティブ・セットのＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃの一部又は全部との間で維持され得る。このような電力制御ループは、ＭＳ１１０への下りリンク送信の少なくとも一部又は全部の電力を制御するのに用いられ得る。さらに、このような電力制御ループは、個々の上りリンク送信の電力を制御するのにも用いられ得る。これらＢＳは、おそらく、最良の無線リンク品質を持ったアクティブ・セットのＢＳに選ばれる。これらＢＳとのクローズド電力制御ループは、ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃのいずれがＭＳ１１０へパケットを送信すべきかを決定するための選択をそれらの間で非常に高速で行うことを可能にする。
【００２１】
一例として、パケット送信に用いられるＢＳは、例えば、電力制御された物理制御チャネルでの送信電力が最も低いＢＳが選ばれる。この選択は、（ＢＳ選択メッセージを網側へ送信することによって）ＭＳ１１０によって行われてもよく、網側によって行われてもよい。この閉ループ電力制御により、下りリンク・チャネルでの送信電力は既に無線リンク状態に対して適切なレベルとなっており、最も適切なＭＣＳ及び／又は他のパラメータを予測するのを補助するのに用いることができる。
【００２２】
複数の並列的なクローズド電力制御ループのオペレーションは、上りリンク及び下りリンクの双方において、複数の制御情報群それぞれの送信を必要とする。最低限として、このようなクローズド電力制御ループが下りリンクの送信電力を制御することのみに用いられる場合、上りリンク制御情報群のそれぞれは、対応する下りリンクの制御情報群から求められた１以上のＴＰＣコマンドを有し、下りリンク制御情報群のそれぞれは、信号対干渉比（ＳＩＲ）推定などの技術を用いて対応する上りリンクの制御情報群のＴＰＣコマンドをそこから求めることができる１以上のパイロット情報群を有する。このような並列的なクローズド電力制御ループが更に上りリンクの送信電力を制御するのに用いられれば、上りリンクの制御情報群のそれぞれは、対応する下りリンクの制御情報群のＴＰＣコマンドをそこから求めることができる１以上のパイロット情報群を更に有し、下りリンクの制御情報群のそれぞれは、対応する上りリンクの制御情報群から求められた１以上のＴＰＣコマンドを更に有する。
【００２３】
最初に上りリンクについて検討する。ＭＳ１１０は、ＴＰＣコマンドなどの複数の上りリンク制御情報群を送信しなければならない。以下に説明する実施形態において、これは、制御情報群のそれぞれを別々の上りリンク物理制御チャネルにマッピングするか、或いは、すべての制御情報群を１つの物理制御チャネル上へ時分割多重化するか、或いは、これら２つの技術を組み合わせることによって、達成される。例えば、ＴＰＣコマンドのコーディングの組み合わせやより高次の変調スキームを用いるなどの他の技術も用いることができる。
【００２４】
第一の技術は、高速サイト選択処理によって参加するように選ばれたＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃのそれぞれに対して別々の上りリンク物理制御チャネルを送信することを含む。ＵＭＴＳの実施において、これら個別の上りリンク物理制御チャネルは、すべて同じ（ＭＳ１１０を識別するための）スクランブリング・コードを用いる。各ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃに対する上りリンク物理制御チャネルは、例えば以下の方法の１つ又は双方を用いることによって区別することができる。
【００２５】
・各物理制御チャネルが異なる直交チャネル化コードを用いる符号多重化。現在のＵＭＴＳ規格において、各ＭＳ１１０からの上り物理制御チャネルは１つのみが許可されており、常に所定のチャネル化コード（ＯＶＳＦ（直交可変拡散率）コード・ツリーの中の１つで、拡散率２５６を有する）が用いられる。追加的物理制御チャネルには、上りリンク・データ・チャネルに用いられる可能性のあるすべてのチャネル化コードに対して直交性を保持する限り、同じ群の他の６３のチャネル化コードのいずれが用いられてもよい。
【００２６】
・Ｉ／Ｑ多重化。現在のＵＴＭＳ規格において、上りリンク制御情報は、最大３つのデータ・チャネルと共に、キャリア（搬送波）のＱ（直交）成分を用いる物理チャネル上に符号化され、最大３つのデータ・チャネルは、（複雑なスクランブリングの前に）Ｉ（同相）成分上に符号化される。仮に、上りリンク制御情報群が２つしか要求されず、上りリンク・データは同時に送信されないものとすると、制御情報群を同じチャネル化コードを用いながら（複雑なスクランブリングの前に）Ｉ／Ｑ多重化することができるため、制御チャネルについてのマルチコード送信が不要となる。さらに、送信するデータ量を低減しつつ、マルチコード送信を用いて２つの制御情報群をＩ及びＱ成分のいずれかで送信することも可能となる。
【００２７】
上りリンク送信のタイミングは、マルチコード送信が不要となるようにアレンジし得る。例えば、上りリンク物理制御チャネルのうちの１つについて、送信されなければならない上りリンク・データが存在する時はいつでも一時的にスイッチが切られるようにアレンジすることも可能である。
【００２８】
制御チャネルのゲーティング（ｇａｔｉｎｇ）、すなわち物理制御チャネルの断続的な送信を、ＭＳでの消費電力と上りリンクでの干渉レベルとを減らす手段として、上記方法と共に用いることもできる。
【００２９】
第二の技術は、上りリンク物理制御チャネルの改良型を用いて、異なるＢＳに対する制御情報群を時分割多重化することである。この場合、上りリンク物理制御チャネルは１つだけ必要とされるため、チャネル化コードも１つだけ用いられる。図３は、ＵＭＴＳ上りリンク物理制御チャネルのフレーム３００の構成を示す。フレーム３００は、１０ｍｓの長さを持ち、１５のスロットＳ０〜Ｓ１４を有する。各スロットは、２，５６０チップの長さを持ち、１０ビットの制御データを含む。ｉ番目のスロットＳｉについて考えると、このスロットは、パイロット（Ｐ）・フィールド３０４と、トランスポート・フォーマット・コンビネーション・インジケータ（ＴＦＣＩ）・フィールド３０６と、フィードバック情報（ＦＢＩ）・フィードバック３０８と、ＴＰＣフィールド３１０と、を有する。各フィールドは、所定数のビットを有する。
【００３０】
このとき、ＴＰＣコマンド及びパイロット・フィールドの時分割多重化は、以下の方法の１つ又は双方によって達成し得る。
【００３１】
ＴＰＣコマンドとパイロット情報の複数のセットを通常１，５００Ｈｚのスロット・レートで送信できるように上りリンク物理制御チャネルのフィールドを改良する。ＴＦＣＩは、すべての関連するＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃと通信するのに必要とされる最大電力で一度だけ送信されればよい。これは、各ＢＳへ送られるパイロット情報量の低減ももたらし得る。
【００３２】
図４は、２つのＢＳと共に用いられる本発明に係る改良されたフィールド構成を有するフレーム３００を示す。２つのパイロット・フィールドＰ１４０４及びＰ２４０５が２つの電力制御フィールドＴＰＣ１４０９及びＴＰＣ２４１０と共に設けられる。ＴＦＣＩフィールド３０６は図３のフィールド構成から変更されていないが、ＦＢＩフィールド３０８は落とされている。なぜなら、制御情報のみが送信されているのであれば、正確な送信側ダイバーシチ情報は不要となり得るからである。本発明の要件を収容するようにフィールド構成を改良する方法は他にもたくさん存在することは明らかである。
【００３３】
・各セルに対する電力制御レートを減らす。例えば、２つのＢＳが高速選択処理に加わったというシナリオにおいて電力制御レートを半分にすると、フレーム・フィールド構成へのあらゆる改良が不要となる。各ＢＳはＴＰＣコマンドに１つおきに応答し、同様に、ＳＩＲ推定用パイロット・フィールドを１つおきに用いる。ＴＰＣレートは、物理制御チャネルを「ゲーティング・オフ（閉じる）」ことによって、（例えば、低ドップラー周波数でゆっくりと変化する無線リンクにおいて）大幅に低減される。
【００３４】
次に、下りリンクについて検討する。高速選択処理に加わった各ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、下りリンクについてのクローズド電力制御ループを維持するために、ＭＳ１１０へパイロット情報を送信しなければならない。上りリンクも閉ループ電力制御によって制御されている場合、ＢＳは、更に、ＴＰＣコマンドもＭＳ１１０へ送信しなければならない。これは、通常のソフト・ハンドオーバ処理と類似するが、但し、各ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、その下りリンクＴＰＣコマンドを、個々の上りリンク物理制御チャネルの各自の部分のＳＩＲに基づいて計算する。下りリンクついて考え得る方法は、異なるスクランブリング・コードを用いること、或いは、時分割多重送信などである。
【００３５】
異なるスクランブリング・コードは、異なるＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃからの制御情報群を区別するのに用いることができる。これにより、ＭＳ１１０が、各ＢＳからの下りリンク・パイロット情報を別々に処理し、それら各自の下りリンクＳＩＲに応じて異なるＢＳに要求される異なる上りリンクＴＰＣコマンドを生成することが可能となる。さらに、ＭＳ１１０が、異なるＢＳからのＴＰＣコマンドを区別することが可能となる。
【００３６】
通常のソフト・ハンドオーバ処理の場合のように異なるＢＳから受信したＴＰＣコマンドを合成する代わりに、例えば、我々の同時係属未公開英国特許出願００２２６３３．２（出願人リファレンス：ＰＨＧＢ０００１２１）に開示されているように、ＭＳ１１０は、関連するＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃから受信したＴＰＣコマンドに応じて各上りリンク物理制御チャネル（或いは、上り制御情報群が時分割多重化されている場合には、上りリンク物理制御チャネルの各部分）の電力を別々に調整する。
【００３７】
別の方法として、異なるＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃからの下りリンク制御情報群は、上述の上りリンクの場合と同様に、時分割多重化されてもよい。この場合、ＢＳ間での同期化問題を回避するために、多重化にゲーティングを組み合わせることが好ましい。その場合、下りリンク・パイロット情報レート及び／又はＴＰＣコマンド・レートを同様に低減することができる。
【００３８】
本発明に従って作られたシステムの実施形態では、ＭＳ１１０から異なるＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃへの上りリンク送信電力に特定の制限を適用することができる。例えば、異なるＢＳへの送信間での送信電力比は、例えば６ｄＢに制限することができるため、１つのセルでの相当の干渉の発生を防ぐことができる。なぜなら、別のセルのＢＳが、ＴＰＣコマンドに対して妥当な上りリンク誤り率を維持するために、十分なダイナミック・レンジを依然として提供しながら、より多くの電力を要求するからである。このような制限は、更に、電力の突然の変化及び規則的な変化を回避することによってＥＭＣ挙動を向上させると共に、正確に規則的な電力の大幅な変更を実行できる必要性を回避することによってＭＳ１１０の実施を簡素化する。
【００３９】
別の方法として、ＭＳ１１０が（その電力クラスによる、或いは、網側から伝達された）その最大送信電力に達した場合、主たる目的を、最良の下りリンクＳＩＲを有するＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃに対する正しい上りリンク送信電力を維持することとし得る。これを実現するために、他のＢＳへの上りリンク送信電力を下げることができる。これにより、異なるＢＳへの送信間の電力比が任意の所定限度（例えば、先に提案した６ｄＢ）を越えることとなってしまった場合、最良の下りリンクＳＩＲを持つＢＳ以外の１以上のＢＳへの送信を終了してもよく、或いは、すべてのＢＳへの送信について送信電力を一律に減らしてもよい。
【００４０】
現実の実施では、並列的なクローズド電力制御ループの数は、高速選択技術の利点を削除してしまう実施の複雑さを回避するために、おそらく２〜３に制限される。
【００４１】
複数のＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃのうちの１つを介してデータを送信する本発明に係る方法を示すフローチャートを図５に示す。この方法は、ＭＳ１１０へ送信するデータが存在する時、工程５０２において、開始する。工程５０４は、なんらかの送信データが残っているか否かを判断するテストである。データが有る場合、工程５０６において、特性全体が最良であるＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃがＭＳ１１０への高速選択に使用可能なＢＳの中から選択され、工程５０８において、データ・パケットがＭＳ１１０へ送信される。これらデータについてテストする工程、ＢＳを選択する工程、及びデータ・パケットを送信する工程は、送信データがなくなるまで続き、テスト５０４でＮＯとなると工程５１０において本処理が終了する。
【００４２】
現実では、ＢＳ選択が再度実行される前に送信されるデータ量を、送信しているＢＳを変えるシステム・オーバヘッドに応じて、２以上のパケットとし得る。
【００４３】
別の実施形態において、複数の電力制御ループのオペレーションは、制御チャネルがソフト・ハンドオーバ中である時に、ＢＳ１００からＭＳ１１０へのパケット送信にとって最も適切なＭＣＳの選択を容易にするのに用いられ得る。これは、いずれのＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃが下りリンク・パケットを送るべきかを判断するのに用いられる方法からは独立して行われ得る。ＭＣＳは、ＭＳ１１０において得られるＳＩＲの推定値に基づいて選択することができることは既に知られている。この推定されたＳＩＲの値はＭＳからＢＳへ測定レポートの形で送信され得る（或いは、パイロット・チャネルの信号強度などの他の測定値から求められ得る）ことも知られている。
【００４４】
しかし、このような測定レポートがより高いレイヤでの情報伝達を用いて送られる場合、それらの間に大幅な間隔があくことがあり得る。これは、時間変化するチャネルにおけるＭＣＳ選択に重大なエラーをもたらし得る。送信電力のあらゆる変更は、下りリンク・パスロス（ｐａｔｈ ｌｏｓｓ）の変化、引いてはＭＳ１１０において達成できるＳＩＲと密接に関連するため、下りリンク送信での閉ループ電力制御のオペレーションは、より以前のＳＩＲ推定値を補正するのに用いることができることも知られている。しかし、ソフト・ハンドオーバでは、下りリンクでの各ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃからの送信電力の変化は、各下りリンクのパスロスの変化と十分密接には関連していない。よって、ソフト・ハンドオーバにおいて、下りリンク制御チャネルに複数の電力制御ループを用いると、アクティブ・セット（又はアクティブ・セットのサブセット）の各ＢＳからの下りリンク・チャネルの電力レベルが各無線チャネルの変化を独立して追従することを可能にする。これは、適切な測定レポートが与えられると、ＭＳ１１０において達成できるＳＩＲがアクティブ・セット（又はアクティブ・セットのサブセット）のあらゆるＢＳについて推定することができることを意味する。すると、パケット送信に適切なＭＣＳを選択することができる。
【００４５】
上記実施形態では、データ・チャネルが１度に１つのＢＳからＭＳ１１０へ送信される。しかし、状況によっては、データ・チャネルが２以上のＢＳから同時に送信されることが有益的になる場合もある。例えば、３つのＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃが閉ループ電力制御下にある状況において、これらＢＳのうちの２つが等しく良好なリンク品質を提供する場合、１又は複数のデータ・パケットがこれら２つの基地局から（ソフト・ハンドオーバ中の送信のように）同時に送信されてもよい。
【００４６】
上記実施形態の変形例として、第一局と第二局との間には２以上のデータ・リンクが存在してもよい。例えば、同じ局の組み合わせの間であっても、別々の電力制御を必要とする周波数が異なる無線リンク又は異なるアンテナから送信される無線リンクにも適用可能である。
【００４７】
ＢＳ１００が複数のアンテナ１０６又はアンテナ・ビームを有するシステムにおいては、上述のパケット送信に好ましいＢＳ１００の選択が、１以上の第一局に設けられたアンテナ又はアンテナ・ビームの中から好ましいアンテナ又はアンテナ・ビームのサブセットを選択することを含むものと解釈されるべきである。多入力・多出力（ＭＩＭＯ）技術を用いるシステムにおいても、好ましいＢＳ１００の選択が、第一局１００と第二局１１０との間の最低な無線パス又はパス郡を選択することを含むものと理解されるべきである。
【００４８】
本開示を読めば、当業者には他の変形例も明らかであろう。そのような変形例は、無線通信システム及びその構成部品の設計、製造、及び使用において既に知られ、本明細書で既に説明された機能の代わり若しくは加えて使用され得る機能を含み得る。明確化のために別々の実施形態として説明された本発明の特定の特徴は、組み合わされて１つの実施形態として提供され得ることは明らかである。逆に、簡便のために１つの実施形態として説明された本発明の様々な特徴は、別々に或いはあらゆる適切な一部の組み合わせとして提供され得ることも明らかである。本願において請求項は機能の特定の組み合わせに対して作成されたものであるが、本願の開示の範囲は、いずれの請求項において現在請求されているのと同じ発明であってもなくても、本発明と同じ技術的課題の一部若しくは全部を緩和するものであってもなくても、明示若しくは暗示若しくはそれらの一般化によってここに開示された新規な機能若しくは新規な機能の組み合わせを含み得ることは明らかである。この結果、本願は、上記のような機能、及び／若しくは、本発明の又はそこから引き出されるあらゆる別の適用の実施中の機能の組み合わせに対して、新しい請求項を作成し得ることを示している。
【００４９】
本明細書及び請求項において、要素に先立つ「ａ」若しくは「ａｎ」という語は、そのような要素が複数個存在する場合を除外しない。更に、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（有する、含む）」という語は、リストアップされた以外の要素若しくは工程の存在を除外しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無線通信システムの概略ブロック図である。
【図２】 ソフト・ハンドオーバ中のＭＳを含む無線通信システムの概略ブロック図である。
【図３】 既知のＵＭＴＳ上りリンク・スロット構成の図である。
【図４】 本発明に係るＵＭＴＳ上りリンク・スロット構成の図である。
【図５】 本発明に係るデータ送信方法を示すフローチャートである。
（技術分野）
本発明は、無線通信システム、該システムにおいて用いられる第一及び第二局、及び該システムの作動方法に関する。本特許明細書は、特にユニバーサル・モバイル・テレコミュニケーション・システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ；ＵＭＴＳ）を参照してシステムの説明をしているが、このような技術は他の移動無線システムでの使用にも等しく適用可能であることは明らかである。
【０００２】
（背景技術）
移動通信の分野では、大きなデータ・ブロックを移動局（ＭＳ）へ要求に応じて合理的な速度でダウンロードできる能力を有するシステムに対する要望が高まりを見せている。このデータは、例えば、ビデオ・クリップなどを含み得るインターネットからのウェブ・ページである。通常、特定のＭＳはそのようなデータを間欠的にしか要求できないため、固定された帯域幅専用のリンクは適切でない。この要件をＵＭＴＳにおいて満たすために、移動局へのパケット・データの転送を最大４Ｍｂｐｓまで促進し得るＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ−Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）スキームが開発されている。
【０００３】
既知の無線通信システムにおいて、どの時点においても、通常ＭＳは１つの基地局（ＢＳ）と通信している。呼の途中で、ＭＳが別のＢＳへの移行を調査したいと思う場合もあり得る。例えば、ＭＳがそのＢＳから離れ、通信リンクの品質が劣化した時や、別のセルの相対的トラフィック負荷が調整を必要としている時、などである。１つのＢＳから別のＢＳへ移行する処理は、ハンドオーバとして知られている。
【０００４】
現在のＵＭＴＳ規格に従って作動するシステムにおいて、ＭＳは、自局と合理的な品質の無線リンクを維持できるＢＳのリスト（「アクティブ・セット」として知られる）を保持する。ＭＳが専用チャネル・モードであり、アクティブ・セットに複数のＢＳがある場合、ＭＳは、アクティブ・セットのＢＳと「ソフト・ハンドオーバ」の状態となる。このモードにおいて、上りリンク送信はアクティブ・セットのすべてのＢＳによって受信され、アクティブ・セットのすべてのＢＳはほぼ同じ下りリンク情報（通常、データ及び制御情報のほとんどは同じであるが、電力制御コマンドは異なり得る）をそのＭＳへ送信する。この「ソフト・ハンドオーバ」アプローチの欠点は、上りリンクでは１つの電力制御コマンド群しか送信されないが、異なるＢＳから下りリンクを通じて送信される電力制御コマンドは上りリンクの送信電力について相反する要求をもたらし得るため、上りリンク送信電力及び下りリンク送信電力を個々の無線リンクについて最適化することができないが、という点である。
【０００５】
通常のソフト・ハンドオーバ手順は、連続的なコネクションが維持されなければならない音声リンクなどのリアルタイム・サービスに対して特に適切である。しかしながら、パケット・データ・リンクについては、ＭＳへの各データ・パケットの送信について最適なＢＳを選択し、無線リンク及びトラフィック状態を動的に変えることを可能にすることが有益的となり得る。誤った状態で受信されたパケット数及びパケットあたりの総送信電力を最小化することによって、最適なＢＳの選択が各パケットの送信前に速やかに行われれば、システム・スループットの改善を達成できる。
【０００６】
最適なＢＳの選択に加えて又は代えて、データ・パケットの送信に対して、リンクの他の特性も設定される必要がある。ＵＭＴＳシステムにおいて、これらの特性は、例えば、適切な変調・符号化スキーム（ＭＣＳ）や、適切な送信電力レベルなどである。このような機能を提供するのに必要な情報伝達を最小化することも望ましい。
【０００７】
（発明の開示）
よって、本発明の目的は、上記のようなシステムにおいてデータ・スループットの改善を可能にすることである。
【０００８】
本発明の第一の態様によれば、第二局と複数の第一局との間で制御情報群が双方向通信され、上記複数の第一局から選択された１以上の第一局と上記第二局との間の少なくとも１つのデータ・チャネルは上記選択された第一局又は選択された各第一局から上記第二局へのデータ送信用である、ように構成された物理制御チャネルを有する無線通信システムであって、制御情報群がマッピングされる物理制御チャネルの一部又は全部の電力又はその一部を個々に調整する個別の閉ループ電力制御手段が設けられることを特徴とするシステムが提供される。
【０００９】
最適なＢＳの迅速な選択をいつでも可能とすることによって、多くの利点が提供される。特に、送信しているＢＳが変わった場合であっても、各パケットの先頭における電力制御を正確なものとしつつ、各パケットの送信前の遅延が低減される。
【００１０】
さらに、ＭＣＳの選択が複数の並列的な電力制御ループを作動させることによって得られた付加的な情報によって支援される。最適なＢＳの迅速な選択及び／又はＭＣＳ選択の改善により、必要な追加的情報伝達を最小限としつつ、システム全体のスループットが向上する。
【００１１】
本発明の第二の態様によれば、第二局と複数の第一局との間で制御情報群が双方向通信され、上記複数の第一局から選択された１以上の第一局と上記第二局との間の少なくとも１つのデータ・チャネルは上記選択された第一局又は選択された各第一局から上記第二局へのデータ送信用である、ように構成された物理制御チャネルを有する無線通信システムにおいて用いられる第一局であって、制御情報群がマッピングされる上記第一局と上記第二局との間の物理制御チャネルの一部又は全部の電力又はその一部を調整する閉ループ電力制御手段が設けられることを特徴とする第一局が提供される。
【００１２】
本発明の第三の態様によれば、第二局と複数の第一局との間で制御情報群が双方向通信され、上記複数の第一局から選択された１以上の第一局と上記第二局との間の少なくとも１つのデータ・チャネルは上記選択された第一局又は選択された各第一局から上記第二局へのデータ送信用である、ように構成された物理制御チャネルを有する無線通信システムにおいて用いられる第二局であって、制御情報群がマッピングされる物理制御チャネルの一部又は全部の電力又はその一部を個々に調整する閉ループ電力制御手段が設けられることを特徴とする第二局が提供される。
【００１３】
本発明の第四の態様によれば、第二局と複数の第一局との間で制御情報群が双方向通信され、上記複数の第一局から選択された１以上の第一局と上記第二局との間の少なくとも１つのデータ・チャネルは上記選択された第一局又は選択された各第一局から上記第二局へのデータ送信用である、ように構成された物理制御チャネルを有する無線通信システムの作動方法であって、制御情報群がマッピングされる物理制御チャネルの一部又は全部の電力又はその一部を個々に調整する個別の閉ループ電力制御手段を作動させることを有することを特徴とする方法が提供される。
【００１４】
本発明は、複数のクローズド（閉）電力制御ループを並列に作動させることによって、適切なサイトの高速な選択及び／又はデータ送信向けのＭＣＳの選択が促進され、データ送信システムのオペレーションを改善することができる、という従来技術には提示されていない認識に基づいている。
【００１５】
（本発明を実施するための態様）
ここで、添付図面を参照して、本発明の実施形態を、一例として、説明する。図面において同じ符番は対応する機能を表すのに用いられている。
【００１６】
図１において、無線通信システムは、第一局（ＢＳ）１００と、複数の第二局（ＭＳ）１１０とを有する。ＢＳ１００は、マイクロコントローラ（μＣ）１０２と、アンテナ手段１０６に接続された送受信手段（Ｔｘ／Ｒｘ）１０４と、送信電力レベルを変える電力制御手段（ＰＣ）１０７と、ＰＳＴＮ若しくは他の適当な網との接続のための接続手段１０８とを有する。各ＭＳ１１０は、マイクロコントローラ（μＣ）１１２と、アンテナ手段１１６に接続された送受信手段（Ｔｘ／Ｒｘ）１１４と、送信電力レベルを変える電力制御手段（ＰＣ）１１８とを有する。基地局１００から移動局１１０への通信は、下りリンク・チャネル１２２において行われ、移動局１１０から基地局１００への通信は上りリンク・チャネル１２４において行われる。
【００１７】
多くの無線通信システムにおいて、電力制御は、通常、クローズド（閉）ループで行われる。ＵＭＴＳシステムの上り電力制御について、ＢＳ１００は、ＭＳ１１０からの送信電力について要求する変更を決定し、これら変更を送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドによってＭＳ１１０へ伝達する。オーバヘッドを最小化するために、ＴＰＣコマンドは、通常、ＭＳ１１０にその電力を上げるのか下げるのかを指示し、電力は所定サイズのステップで変更される。しかしながら、ＴＰＣコマンドが用いられるステップ・サイズも決定し得るシステムもある。同様に、下りリンク電力制御について、ＭＳ１１０は要求する変更を決定し、それらをＢＳ１００にＴＰＣコマンドを用いて伝達する。
【００１８】
本発明に従って作られたシステムにおいて、クローズド電力制御ループは、更に、最も適切なＭＣＳなどのパラメータを選ぶのに用いられてもよい。なぜなら、下りリンク物理チャネルについてＭＳ１１０によって要求される電力レベルは、現在の無線リンク状態の指標となるからである。ゆえに、無線リンク状態を示す別個の上りリンク・メッセージをＭＳ１１０からＢＳ１００へ送信する必要がない。
【００１９】
ソフト・ハンドオーバ処理を行っているＭＳ１１０を図２に示す。ＭＳ１１０は、３つの別々のＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃとの間に、それぞれが上りリンク・チャネルと下りリンク・チャネルとを有する３つの双方向通信チャネル２２６ａ、２２６ｂ、２２６ｃをそれぞれ有する。所定のタイム・スロットにおいて、ＭＳ１１０は、下りリンク・チャネルにおいて、ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃのそれぞれからＴＰＣコマンドを受信すると共に、上りリンク・チャネルにおいて、各ＢＳへＴＰＣコマンドを送信する。従来のＵＭＴＳシステムにおいて、各ＭＳ１１０は、アクティブ・セットのすべてのＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃへ上りリンクＴＰＣコマンド群を１つだけしか送信しない。ゆえに、電力制御ループの形が存在しても、下りリンク・チャネルの電力は個別に制御されていない。
【００２０】
本発明に従って作られたシステムでは、ＭＳ１１０と複数のＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃとの間に複数のクローズド電力制御ループを並列的にセットアップして、高速ＢＳ選択処理を可能にする。このような電力制御ループは、ＭＳ１１０と、アクティブ・セットのＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃの一部又は全部との間で維持され得る。このような電力制御ループは、ＭＳ１１０への下りリンク送信の少なくとも一部又は全部の電力を制御するのに用いられ得る。さらに、このような電力制御ループは、個々の上りリンク送信の電力を制御するのにも用いられ得る。これらＢＳは、おそらく、最良の無線リンク品質を持ったアクティブ・セットのＢＳに選ばれる。これらＢＳとのクローズド電力制御ループは、ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃのいずれがＭＳ１１０へパケットを送信すべきかを決定するための選択をそれらの間で非常に高速で行うことを可能にする。
【００２１】
一例として、パケット送信に用いられるＢＳは、例えば、電力制御された物理制御チャネルでの送信電力が最も低いＢＳが選ばれる。この選択は、（ＢＳ選択メッセージを網側へ送信することによって）ＭＳ１１０によって行われてもよく、網側によって行われてもよい。この閉ループ電力制御により、下りリンク・チャネルでの送信電力は既に無線リンク状態に対して適切なレベルとなっており、最も適切なＭＣＳ及び／又は他のパラメータを予測するのを補助するのに用いることができる。
【００２２】
複数の並列的なクローズド電力制御ループのオペレーションは、上りリンク及び下りリンクの双方において、複数の制御情報群それぞれの送信を必要とする。最低限として、このようなクローズド電力制御ループが下りリンクの送信電力を制御することのみに用いられる場合、上りリンク制御情報群のそれぞれは、対応する下りリンクの制御情報群から求められた１以上のＴＰＣコマンドを有し、下りリンク制御情報群のそれぞれは、信号対干渉比（ＳＩＲ）推定などの技術を用いて対応する上りリンクの制御情報群のＴＰＣコマンドをそこから求めることができる１以上のパイロット情報群を有する。このような並列的なクローズド電力制御ループが更に上りリンクの送信電力を制御するのに用いられれば、上りリンクの制御情報群のそれぞれは、対応する下りリンクの制御情報群のＴＰＣコマンドをそこから求めることができる１以上のパイロット情報群を更に有し、下りリンクの制御情報群のそれぞれは、対応する上りリンクの制御情報群から求められた１以上のＴＰＣコマンドを更に有する。
【００２３】
最初に上りリンクについて検討する。ＭＳ１１０は、ＴＰＣコマンドなどの複数の上りリンク制御情報群を送信しなければならない。以下に説明する実施形態において、これは、制御情報群のそれぞれを別々の上りリンク物理制御チャネルにマッピングするか、或いは、すべての制御情報群を１つの物理制御チャネル上へ時分割多重化するか、或いは、これら２つの技術を組み合わせることによって、達成される。例えば、ＴＰＣコマンドのコーディングの組み合わせやより高次の変調スキームを用いるなどの他の技術も用いることができる。
【００２４】
第一の技術は、高速サイト選択処理によって参加するように選ばれたＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃのそれぞれに対して別々の上りリンク物理制御チャネルを送信することを含む。ＵＭＴＳの実施において、これら個別の上りリンク物理制御チャネルは、すべて同じ（ＭＳ１１０を識別するための）スクランブリング・コードを用いる。各ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃに対する上りリンク物理制御チャネルは、例えば以下の方法の１つ又は双方を用いることによって区別することができる。
【００２５】
・各物理制御チャネルが異なる直交チャネル化コードを用いる符号多重化。現在のＵＭＴＳ規格において、各ＭＳ１１０からの上り物理制御チャネルは１つのみが許可されており、常に所定のチャネル化コード（ＯＶＳＦ（直交可変拡散率）コード・ツリーの中の１つで、拡散率２５６を有する）が用いられる。追加的物理制御チャネルには、上りリンク・データ・チャネルに用いられる可能性のあるすべてのチャネル化コードに対して直交性を保持する限り、同じ群の他の６３のチャネル化コードのいずれが用いられてもよい。
【００２６】
・Ｉ／Ｑ多重化。現在のＵＴＭＳ規格において、上りリンク制御情報は、最大３つのデータ・チャネルと共に、キャリア（搬送波）のＱ（直交）成分を用いる物理チャネル上に符号化され、最大３つのデータ・チャネルは、（複雑なスクランブリングの前に）Ｉ（同相）成分上に符号化される。仮に、上りリンク制御情報群が２つしか要求されず、上りリンク・データは同時に送信されないものとすると、制御情報群を同じチャネル化コードを用いながら（複雑なスクランブリングの前に）Ｉ／Ｑ多重化することができるため、制御チャネルについてのマルチコード送信が不要となる。さらに、送信するデータ量を低減しつつ、マルチコード送信を用いて２つの制御情報群をＩ及びＱ成分のいずれかで送信することも可能となる。
【００２７】
上りリンク送信のタイミングは、マルチコード送信が不要となるようにアレンジし得る。例えば、上りリンク物理制御チャネルのうちの１つについて、送信されなければならない上りリンク・データが存在する時はいつでも一時的にスイッチが切られるようにアレンジすることも可能である。
【００２８】
制御チャネルのゲーティング（ｇａｔｉｎｇ）、すなわち物理制御チャネルの断続的な送信を、ＭＳでの消費電力と上りリンクでの干渉レベルとを減らす手段として、上記方法と共に用いることもできる。
【００２９】
第二の技術は、上りリンク物理制御チャネルの改良型を用いて、異なるＢＳに対する制御情報群を時分割多重化することである。この場合、上りリンク物理制御チャネルは１つだけ必要とされるため、チャネル化コードも１つだけ用いられる。図３は、ＵＭＴＳ上りリンク物理制御チャネルのフレーム３００の構成を示す。フレーム３００は、１０ｍｓの長さを持ち、１５のスロットＳ０〜Ｓ１４を有する。各スロットは、２，５６０チップの長さを持ち、１０ビットの制御データを含む。ｉ番目のスロットＳｉについて考えると、このスロットは、パイロット（Ｐ）・フィールド３０４と、トランスポート・フォーマット・コンビネーション・インジケータ（ＴＦＣＩ）・フィールド３０６と、フィードバック情報（ＦＢＩ）・フィードバック３０８と、ＴＰＣフィールド３１０と、を有する。各フィールドは、所定数のビットを有する。
【００３０】
このとき、ＴＰＣコマンド及びパイロット・フィールドの時分割多重化は、以下の方法の１つ又は双方によって達成し得る。
【００３１】
ＴＰＣコマンドとパイロット情報の複数のセットを通常１，５００Ｈｚのスロット・レートで送信できるように上りリンク物理制御チャネルのフィールドを改良する。ＴＦＣＩは、すべての関連するＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃと通信するのに必要とされる最大電力で一度だけ送信されればよい。これは、各ＢＳへ送られるパイロット情報量の低減ももたらし得る。
【００３２】
図４は、２つのＢＳと共に用いられる本発明に係る改良されたフィールド構成を有するフレーム３００を示す。２つのパイロット・フィールドＰ１４０４及びＰ２４０５が２つの電力制御フィールドＴＰＣ１４０９及びＴＰＣ２４１０と共に設けられる。ＴＦＣＩフィールド３０６は図３のフィールド構成から変更されていないが、ＦＢＩフィールド３０８は落とされている。なぜなら、制御情報のみが送信されているのであれば、正確な送信側ダイバーシチ情報は不要となり得るからである。本発明の要件を収容するようにフィールド構成を改良する方法は他にもたくさん存在することは明らかである。
【００３３】
・各セルに対する電力制御レートを減らす。例えば、２つのＢＳが高速選択処理に加わったというシナリオにおいて電力制御レートを半分にすると、フレーム・フィールド構成へのあらゆる改良が不要となる。各ＢＳはＴＰＣコマンドに１つおきに応答し、同様に、ＳＩＲ推定用パイロット・フィールドを１つおきに用いる。ＴＰＣレートは、物理制御チャネルを「ゲーティング・オフ（閉じる）」ことによって、（例えば、低ドップラー周波数でゆっくりと変化する無線リンクにおいて）大幅に低減される。
【００３４】
次に、下りリンクについて検討する。高速選択処理に加わった各ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、下りリンクについてのクローズド電力制御ループを維持するために、ＭＳ１１０へパイロット情報を送信しなければならない。上りリンクも閉ループ電力制御によって制御されている場合、ＢＳは、更に、ＴＰＣコマンドもＭＳ１１０へ送信しなければならない。これは、通常のソフト・ハンドオーバ処理と類似するが、但し、各ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、その下りリンクＴＰＣコマンドを、個々の上りリンク物理制御チャネルの各自の部分のＳＩＲに基づいて計算する。下りリンクついて考え得る方法は、異なるスクランブリング・コードを用いること、或いは、時分割多重送信などである。
【００３５】
異なるスクランブリング・コードは、異なるＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃからの制御情報群を区別するのに用いることができる。これにより、ＭＳ１１０が、各ＢＳからの下りリンク・パイロット情報を別々に処理し、それら各自の下りリンクＳＩＲに応じて異なるＢＳに要求される異なる上りリンクＴＰＣコマンドを生成することが可能となる。さらに、ＭＳ１１０が、異なるＢＳからのＴＰＣコマンドを区別することが可能となる。
【００３６】
通常のソフト・ハンドオーバ処理の場合のように異なるＢＳから受信したＴＰＣコマンドを合成する代わりに、例えば、我々の同時係属未公開英国特許出願００２２６３３．２（出願人リファレンス：ＰＨＧＢ０００１２１）に開示されているように、ＭＳ１１０は、関連するＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃから受信したＴＰＣコマンドに応じて各上りリンク物理制御チャネル（或いは、上り制御情報群が時分割多重化されている場合には、上りリンク物理制御チャネルの各部分）の電力を別々に調整する。
【００３７】
別の方法として、異なるＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃからの下りリンク制御情報群は、上述の上りリンクの場合と同様に、時分割多重化されてもよい。この場合、ＢＳ間での同期化問題を回避するために、多重化にゲーティングを組み合わせることが好ましい。その場合、下りリンク・パイロット情報レート及び／又はＴＰＣコマンド・レートを同様に低減することができる。
【００３８】
本発明に従って作られたシステムの実施形態では、ＭＳ１１０から異なるＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃへの上りリンク送信電力に特定の制限を適用することができる。例えば、異なるＢＳへの送信間での送信電力比は、例えば６ｄＢに制限することができるため、１つのセルでの相当の干渉の発生を防ぐことができる。なぜなら、別のセルのＢＳが、ＴＰＣコマンドに対して妥当な上りリンク誤り率を維持するために、十分なダイナミック・レンジを依然として提供しながら、より多くの電力を要求するからである。このような制限は、更に、電力の突然の変化及び規則的な変化を回避することによってＥＭＣ挙動を向上させると共に、正確に規則的な電力の大幅な変更を実行できる必要性を回避することによってＭＳ１１０の実施を簡素化する。
【００３９】
別の方法として、ＭＳ１１０が（その電力クラスによる、或いは、網側から伝達された）その最大送信電力に達した場合、主たる目的を、最良の下りリンクＳＩＲを有するＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃに対する正しい上りリンク送信電力を維持することとし得る。これを実現するために、他のＢＳへの上りリンク送信電力を下げることができる。これにより、異なるＢＳへの送信間の電力比が任意の所定限度（例えば、先に提案した６ｄＢ）を越えることとなってしまった場合、最良の下りリンクＳＩＲを持つＢＳ以外の１以上のＢＳへの送信を終了してもよく、或いは、すべてのＢＳへの送信について送信電力を一律に減らしてもよい。
【００４０】
現実の実施では、並列的なクローズド電力制御ループの数は、高速選択技術の利点を削除してしまう実施の複雑さを回避するために、おそらく２〜３に制限される。
【００４１】
複数のＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃのうちの１つを介してデータを送信する本発明に係る方法を示すフローチャートを図５に示す。この方法は、ＭＳ１１０へ送信するデータが存在する時、工程５０２において、開始する。工程５０４は、なんらかの送信データが残っているか否かを判断するテストである。データが有る場合、工程５０６において、特性全体が最良であるＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃがＭＳ１１０への高速選択に使用可能なＢＳの中から選択され、工程５０８において、データ・パケットがＭＳ１１０へ送信される。これらデータについてテストする工程、ＢＳを選択する工程、及びデータ・パケットを送信する工程は、送信データがなくなるまで続き、テスト５０４でＮＯとなると工程５１０において本処理が終了する。
【００４２】
現実では、ＢＳ選択が再度実行される前に送信されるデータ量を、送信しているＢＳを変えるシステム・オーバヘッドに応じて、２以上のパケットとし得る。
【００４３】
別の実施形態において、複数の電力制御ループのオペレーションは、制御チャネルがソフト・ハンドオーバ中である時に、ＢＳ１００からＭＳ１１０へのパケット送信にとって最も適切なＭＣＳの選択を容易にするのに用いられ得る。これは、いずれのＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃが下りリンク・パケットを送るべきかを判断するのに用いられる方法からは独立して行われ得る。ＭＣＳは、ＭＳ１１０において得られるＳＩＲの推定値に基づいて選択することができることは既に知られている。この推定されたＳＩＲの値はＭＳからＢＳへ測定レポートの形で送信され得る（或いは、パイロット・チャネルの信号強度などの他の測定値から求められ得る）ことも知られている。
【００４４】
しかし、このような測定レポートがより高いレイヤでの情報伝達を用いて送られる場合、それらの間に大幅な間隔があくことがあり得る。これは、時間変化するチャネルにおけるＭＣＳ選択に重大なエラーをもたらし得る。送信電力のあらゆる変更は、下りリンク・パスロス（ｐａｔｈ ｌｏｓｓ）の変化、引いてはＭＳ１１０において達成できるＳＩＲと密接に関連するため、下りリンク送信での閉ループ電力制御のオペレーションは、より以前のＳＩＲ推定値を補正するのに用いることができることも知られている。しかし、ソフト・ハンドオーバでは、下りリンクでの各ＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃからの送信電力の変化は、各下りリンクのパスロスの変化と十分密接には関連していない。よって、ソフト・ハンドオーバにおいて、下りリンク制御チャネルに複数の電力制御ループを用いると、アクティブ・セット（又はアクティブ・セットのサブセット）の各ＢＳからの下りリンク・チャネルの電力レベルが各無線チャネルの変化を独立して追従することを可能にする。これは、適切な測定レポートが与えられると、ＭＳ１１０において達成できるＳＩＲがアクティブ・セット（又はアクティブ・セットのサブセット）のあらゆるＢＳについて推定することができることを意味する。すると、パケット送信に適切なＭＣＳを選択することができる。
【００４５】
上記実施形態では、データ・チャネルが１度に１つのＢＳからＭＳ１１０へ送信される。しかし、状況によっては、データ・チャネルが２以上のＢＳから同時に送信されることが有益的になる場合もある。例えば、３つのＢＳ１００ａ、１００ｂ、１００ｃが閉ループ電力制御下にある状況において、これらＢＳのうちの２つが等しく良好なリンク品質を提供する場合、１又は複数のデータ・パケットがこれら２つの基地局から（ソフト・ハンドオーバ中の送信のように）同時に送信されてもよい。
【００４６】
上記実施形態の変形例として、第一局と第二局との間には２以上のデータ・リンクが存在してもよい。例えば、同じ局の組み合わせの間であっても、別々の電力制御を必要とする周波数が異なる無線リンク又は異なるアンテナから送信される無線リンクにも適用可能である。
【００４７】
ＢＳ１００が複数のアンテナ１０６又はアンテナ・ビームを有するシステムにおいては、上述のパケット送信に好ましいＢＳ１００の選択が、１以上の第一局に設けられたアンテナ又はアンテナ・ビームの中から好ましいアンテナ又はアンテナ・ビームのサブセットを選択することを含むものと解釈されるべきである。多入力・多出力（ＭＩＭＯ）技術を用いるシステムにおいても、好ましいＢＳ１００の選択が、第一局１００と第二局１１０との間の最低な無線パス又はパス郡を選択することを含むものと理解されるべきである。
【００４８】
本開示を読めば、当業者には他の変形例も明らかであろう。そのような変形例は、無線通信システム及びその構成部品の設計、製造、及び使用において既に知られ、本明細書で既に説明された機能の代わり若しくは加えて使用され得る機能を含み得る。明確化のために別々の実施形態として説明された本発明の特定の特徴は、組み合わされて１つの実施形態として提供され得ることは明らかである。逆に、簡便のために１つの実施形態として説明された本発明の様々な特徴は、別々に或いはあらゆる適切な一部の組み合わせとして提供され得ることも明らかである。本願において請求項は機能の特定の組み合わせに対して作成されたものであるが、本願の開示の範囲は、いずれの請求項において現在請求されているのと同じ発明であってもなくても、本発明と同じ技術的課題の一部若しくは全部を緩和するものであってもなくても、明示若しくは暗示若しくはそれらの一般化によってここに開示された新規な機能若しくは新規な機能の組み合わせを含み得ることは明らかである。この結果、本願は、上記のような機能、及び／若しくは、本発明の又はそこから引き出されるあらゆる別の適用の実施中の機能の組み合わせに対して、新しい請求項を作成し得ることを示している。
【００４９】
本明細書及び請求項において、要素に先立つ「ａ」若しくは「ａｎ」という語は、そのような要素が複数個存在する場合を除外しない。更に、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（有する、含む）」という語は、リストアップされた以外の要素若しくは工程の存在を除外しない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 無線通信システムの概略ブロック図である。
【図２】 ソフト・ハンドオーバ中のＭＳを含む無線通信システムの概略ブロック図である。
【図３】 既知のＵＭＴＳ上りリンク・スロット構成の図である。
【図４】 本発明に係るＵＭＴＳ上りリンク・スロット構成の図である。
【図５】 本発明に係るデータ送信方法を示すフローチャートである。
Claims (14)
- 移動局と複数の固定局との間で複数の制御情報群が相互に送受信されるように構成された複数の物理制御チャネルと、
前記複数の固定局のうちの１以上の固定局の各々と前記移動局との間に１チャネルずつ設けられ、前記１以上の固定局の各々から前記移動局へデータを送信するように構成された、少なくとも１つのデータ・チャネルと、を有する無線通信システムにおいて用いられる移動局であって、
前記移動局と前記複数の固定局の各々との間においてそれぞれ個別の閉電力制御ループを並行して作動させ、前記制御情報群がマッピングされた前記複数の物理制御チャネルの一部又は全部の電力又はその一部を個々に調整して、個々の無線チャネルにおける変化を独立に追跡する閉ループ電力制御手段と、
上りリンク制御情報群の各々を別々の物理チャネルを通じて送信する手段と、を有する、ことを特徴とする移動局。 - 請求項１記載の移動局であって、
無線リンク状態の変化に応じて、前記複数の固定局のうちいずれを前記１以上の固定局とするか判断する手段を有する、ことを特徴とする移動局。 - 請求項１記載の移動局であって、
異なるチャネル化コードを用いることによって前記複数の物理チャネルを識別する手段を有する、ことを特徴とする移動局。 - 請求項３記載の移動局であって、
搬送波の同相成分を用いて第一の物理チャネルを送信し、搬送波の直交成分を用いて第二の物理チャネルを送信することによって、前記複数の物理チャネルのうちの２つを識別する手段を有する、ことを特徴とする移動局。 - 請求項４記載の移動局であって、
上りリンクにおいてデータ送信が必要な時に上りリンク物理制御チャネルを中断する手段を有する、ことを特徴とする移動局。 - 移動局と複数の固定局との間で複数の制御情報群が相互に送受信されるように構成された複数の物理制御チャネルと、
前記複数の固定局のうちの１以上の固定局の各々と前記移動局との間に１チャネルずつ設けられ、前記１以上の固定局の各々から前記移動局へデータを送信するように構成された、少なくとも１つのデータ・チャネルと、を有する無線通信システムにおいて用いられる移動局であって、
前記移動局と前記複数の固定局の各々との間においてそれぞれ個別の閉電力制御ループを並行して作動させ、前記制御情報群がマッピングされた前記複数の物理制御チャネルの一部又は全部の電力又はその一部を個々に調整して、個々の無線チャネルにおける変化を独立に追跡する閉ループ電力制御手段と、
１つの物理チャネルを通じて上りリンク制御情報群の各々を時分割多重で送信する手段と、を有する、ことを特徴とする移動局。 - 請求項６記載の移動局であって、
電力制御コマンドの送信レートを下げることによって前記時分割多重を実現する手段を有する、ことを特徴とする移動局。 - 請求項７記載の移動局であって、
前記レート低減は、前記制御情報群が交換される固定局の数以上の数に比例する、ことを特徴とする移動局。 - 請求項６記載の移動局であって、
１つの物理制御チャネルにおいて前記制御情報群を交換している固定局の各々に関する個別の電力制御を含ませることによって前記時分割多重を実現する手段を有する、ことを特徴とする移動局。 - 請求項１乃至９のいずれか一項記載の移動局と複数の固定局とを有する無線通信システム。
- 請求項１０記載のシステムであって、
個別のスクランブリング・コードを用いて一制御情報群がマッピングされ、前記複数の固定局の各々によって送信された、各物理制御チャネル又はその一部を、個別のスクランブリング・コードを用いてエンコードして、送信元固定局を識別する手段を有する、ことを特徴とするシステム。 - 請求項１０記載のシステムであって、
前記移動局からの要求に応じて、前記少なくとも１つのデータ・チャネルの各々に接続された固定局を選択する手段を有する、ことを特徴とするシステム。 - 請求項１０記載のシステムであって、
一固定局と前記移動局との間に複数の通信リンクを確立し、前記複数の固定局のうちいずれを前記１以上の固定局とするか判断し、前記複数の通信リンクのうちいずれが選択されるかを判断する手段を有する、ことを特徴とするシステム。 - 移動局と複数の固定局との間で複数の制御情報群が相互に送受信されるように構成された複数の物理制御チャネルと、
前記複数の固定局のうちの１以上の固定局の各々と前記移動局との間に１チャネルずつ設けられ、前記１以上の固定局の各々から前記移動局へデータを送信するように構成された、少なくとも１つのデータ・チャネルと、を有する無線通信システムの作動方法であって、
前記移動局と前記複数の固定局の各々との間においてそれぞれ個別の閉電力制御ループを並行して作動させ、前記制御情報群がマッピングされた前記複数の物理制御チャネルの一部又は全部の電力又はその一部を個々に調整して、個々の無線チャネルにおける変化を独立に追跡し、上りリンク制御情報群の各々を別々の物理チャネルを通じて送信する、ことを特徴とする方法。
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