JP4995949B2 - 通信システムの送信パワーを制御する方法および装置 - Google Patents
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Description
本発明の実施例のシステムにおいて、基地局は順方向トラヒックチャンネル上でデータと共に逆方向リンクパワー制御ビットを送信する。逆方向リンクパワー制御ビットは、望ましいレベルの性能を維持するようにその送信パワーを制御するために遠隔局により使用され、一方そのシステムの他の遠隔局への混信を最小化する。逆方向リンクのパワー制御メカニズムは前述の米国特許出願No.08/414,633に開示されている。処理遅れに敏感なために、逆方向リンクパワー制御ビットは符号化されない。実際に、パワー制御ビットはデータ上にパンクチャされる(図3参照)。この意味において、パンクチャリング(puncturing)は、1つまたはそれより多くの符号記号がパワー制御ビットにより置き換えられるプロセスである。
図面を参照すると、図1は本発明を実施する例示的な通信システムを表し、それはマルチプルな遠隔局6(単純化のためただ1つの遠隔局6のみが示されている)と通信しているマルチプルな基地局4からなる。システムコントローラ2は公衆交換電話網(PSTN)8および通信システム内の全ての基地局4に接続する。システムコントローラ2はPSTN8に接続されたユーザと遠隔局6のユーザとの間の通信を調整する。基地局4から遠隔局6へのデータ送信は信号経路10を通って順方向リンクで行われ、遠隔局6から基地局4への送信は信号経路12を通って逆方向リンクで行われる。信号経路は信号経路10aのような直通経路または信号経路14のような反射経路であり得る。反射経路14は、基地局4aから送信された信号が反射源(reflection source)16で反射され、視線(line of sight)経路とは異なる経路を通して遠隔局6に到達すると生成される。図1にブロックとして示されるが、反射源16は、例えばビルディングまたは他の構造物のような、遠隔局6が動作している環境中の人工物の結果である。
図4には、逆方向リンクパワー制御ビットのエネルギーを測定する回路を表す例示的ブロック図が示されている。受信機106からのディジタル化されたIおよびQベースバンド信号は、相関器160aから160m(以降、単に160)のバンク(bank)に供給される。各相関器160は同じ基地局4からの異なった信号経路、あるいは異なった基地局4からの異なった送信に割り当てられる。各割り当てられた相関器160内において、ベースバンド信号は乗算器162により短いPNIおよびPNQコードで逆拡散される。各相関器160内の短いPNIおよびPNQコードは、信号が送信された基地局4に従ったおよびその相関器160により復調されている信号により経験される伝搬遅れに対応した独特な(unique)オフセットを持つことができる。短いPN逆拡散データは、相関器160により受信されているトラヒックチャンネルに割り当てられたウォルッシュコードで乗算器164によりデカバーされる(decovered)。デカバーされたデータは、記号時間にわたってデカバーされたデータのエネルギーを累積するフィルタ168に供給される。フィルタ168からの濾波されたデータはデータとパワー制御ビットの両方を含む。
フィルタ198からの逆方向リンクパワー制御ビットの濾波された振幅yiは、遠隔局6で受信された順方向リンク信号の品質を表示する。閾値比較回路202は、濾波された振幅yiを目標エネルギーレベルzと比較する。例示的な実施例において、yiがzを越える場合、遠隔局6はその順方向リンクパワー制御サブチャンネル上でゼロ('0')ビットを送信して、順方向トラヒックチャンネルを遠隔局6に送信している各基地局4がそのトラヒックチャンネルの利得を減少させるべきであることを表示する。反対に、yiがzよりも小さい場合、遠隔局6はその順方向リンクパワー制御サブチャンネル上で一('1')ビットを送信して、各基地局4が順方向トラヒックチャンネルの利得を増加させるべきであることを表示する。これらのゼロ('0's)および一('1's)は順方向リンクパワー制御ビット値である。
順方向リンクパワー制御ビットは複数の方法の1つにより基地局4に送信され得る。例示的な実施例において、各遠隔局6は、順方向リンクパワー制御ビットの送信に専用である順方向リンクパワー制御チャンネルを逆方向リンク上に有する。代わりの実施例において、専用のパワー制御チャンネルは利用可能ではなく、順方向リンクパワー制御ビットは、順方向トラヒックチャンネルに関して行われた同じ方法で逆方向リンクデータビット流上にパンクチャされ、あるいは多重化される。
実施例において、基地局4は逆方向パワー制御チャンネル上で送信される順方向リンクパワー制御ビットを受信し、順方向トラヒックチャンネルの利得を制御する。例示的実施例において、順方向リンクパワー制御ビットに関する一('1')の受信時に、基地局4は順方向トラヒックチャンネルの利得を増加させる。ゼロ('0')の受信時に、基地局4は利得を減少させる。利得の増加または減少の量は、構成(implementation)とシステム考慮事項に依存する。例示的な実施例において、利得の増加または減少は0.5dB乃至1.0dBの複数のステップであり得る。もっとも、他のステップサイズも利用できる。利得増加のステップサイズは、利得減少のステップサイズと同じであることができ、または異なることができる。さらに、利得のステップサイズは基地局4における他の順方向トラヒックチャンネルの利得に依存させることができる。本発明は、利得調節の全てのステップサイズに適応可能である。
本発明の順方向リンクパワー制御メカニズムは、遅れが最小化されると、さらに良好に実行する。順方向トラヒックチャンネルのフェージングを補償するため、基地局4は、遠隔局6により要求される送信パワーの増加または減少を、可能な限りはやく、適用する。遠隔局6がソフトハンドオフにないとき、順方向リンクパワー制御ビットに応答して順方向トラヒックチャンネルの利得を調節する単一の基地局4により、順方向リンクパワー制御ビットが受信される。ソフトハンドオフにある遠隔局6は同時にマルチプルなセクタと通信する。例示的実施例において、1つの基地局4中の単一チャンネル要素は、ソフトハンドオフにある全てのセクタと遠隔局6との間の通信を制御するために使用される。それ故、基地局4は、遠隔局6からの順方向リンクパワー制御ビットの受信時に全てのセクタの送信パワーを速やかに調節することができる。
以下に、本願の誤訳訂正後の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1]
第1組のビットの振幅値を測定し、
前記振幅値を目標エネルギーレベルに対して比較し、
前記比較ステップに応答して第2組のビットを発生することを備え、
ここにおいて、送信パワーが前記第2組のビットに従って調節されるCDMAシステムにおける送信パワーを制御する方法。
[2]
前記目標エネルギーレベルが通信の初期の段階で、およびまたは受信された信号の測定された性能に応答して設定される上記[1]の方法。
[3]
前記第2組のビットを目的局に送信することをさらに備え、
前記目的局の送信パワーが前記第2組のビットに従って調節される上記[1]または[2]の方法。
[4]
受信された信号の測定された性能に応答して前記目標エネルギーレベルを調節することをさらに備えた上記[1]、[2]または[3]の方法。
[5]
送信パワーをシステムコントローラからの一組の指令に従って補正することをさらに備えた上記[1]ないし[4]の何れかによる方法。
[6]
前記測定することがさらに
前記第1組のビットに対応している少なくとも1つの信号経路で受信し、
パイロット信号および濾波されたデータを得るために前記少なくとも1つの信号経路の各々を復調し、
符号付きスカラー出力を得るために前記パイロット信号と濾波されたデータのドット積を計算し、
結合されたスカラー出力を得るために前記少なくとも1つの信号経路からの前記符号付きスカラー出力を結合することを備え、
ここにおいて、前記第1組のビットの前記振幅値は前記結合されたスカラー出力に等しい上記[1]ないし[5]の何れかによる方法。
[7]
前記第1組のビットの前記振幅値を得るため前記結合されたスカラー出力を濾波することをさらに備えた上記[6]の方法。
[8]
前記結合することが
前記第1組のビットの同一の流れを搬送する前記少なくとも1つの信号経路からの前記符号付きスカラー出力を論理的に合計し、
前記第1組のビットの非同一の流れを搬送する前記少なくとも1つの信号経路からの前記符号付きスカラー出力の絶対値を合計することを備えた上記[6]または[7]の方法。
[9]
調節することが、
フレーム誤差の表示に応答して上方向ステップにより前記目標エネルギーレベルを増加し、
フレーム誤差の不存在に応答して下方向ステップにより前記目標エネルギーレベルを減少することを備えた上記[4]または上記[5]ないし[8]の何れかによる方法。
[10]
調節することが、
もし前記第1組のビットの前記振幅値が最小エネルギーレベル以下なら前記目標エネルギーレベルを維持することを備えた上記[9]の方法。
[11]
前記上方向ステップおよび前記下方向ステップが通信の初期段階で、およびまたは前記受信された信号の測定された性能に応答して設定される上記[9]または[10]の方法。
[12]
前記上方向ステップおよび前記下方向ステップが前記目標エネルギーレベルの関数である上記[9]または[10]の方法。
[13]
調節することが、
2つの連続するフレーム誤差の表示に応答して前記目標エネルギーレベルを維持し、ここにおいて、前記増加ステップがフレーム誤差の表示および2つの連続する先行データフレームのフレーム誤差の不存在に応答していることを備えた上記[9]の方法。
[14]
前記補正することが、
前記第2組のビットの少なくとも1組を受信し、
前記第2組のビットの少なくとも1組間からのビットの組を選択し、
ここにおいて、前記送信パワーは前記選択されたビットの組に従って補正される上記[5]または上記[6]ないし[13]の何れかによる方法。
[15]
前記第2組のビットの各ビットは前記第1組のビットの最新の可能性のあるパワー制御ビット位置から固定遅れの後送信される上記[3]または上記[4]ないし[14]の何れかによる方法。
[16]
前記第2組のビットの各ビットは前記第1組のビットの受信されたビットから固定遅れの後送信される上記[3]または上記[4]ないし[14]の何れかによる方法。
[17]
前記第2組のビットの各ビットは1つのパワー制御グループより少ない持続を有するパルスで送信される上記[3]または上記[4]ないし[14]の何れかによる方法。
[18]
下記を具備する、CDMAシステムにおける送信パワーを制御する装置:
受信された信号の品質を目標エネルギーレベルに維持するための第1のパワー制御ループ、前記第1のパワー制御ループは、第1組のビットと目標エネルギーレベルとを受信し、前記第1組のビットおよび前記目標エネルギーレベルに応答して第2組のビットを供給する、
前記受信された信号の測定された性能を維持するための第2のパワー制御ループ、前記第2のパワー制御ループは、フレーム誤差のインディケータと性能閾値とを受信し、前記測定された性能および前記性能閾値に応答して前記目標エネルギーレベルを前記第1のパワー制御ループに供給する。
[19]
前記第1のパワー制御ループは、
前記第1組のビットに対応している少なくとも1つの信号経路を受信する受信機手段と、
符号付きスカラー出力を得るために前記少なくとも1つの信号経路の各々を復調する復調器手段と、
結合されたスカラー出力を得るために前記少なくとも1つの信号経路からの前記符号付きスカラー出力を結合する結合手段と、
前記結合されたスカラー出力を前記目標エネルギーレベルと比較し、前記比較に応答して前記第2組のビットを生成する比較手段とを備えた、上記[18]の装置。
[20]
前記第2のパワー制御ループは、
フレーム誤差の表示に応答して上方向ステップだけ前記目標エネルギーレベルを増加させ、フレーム誤差の不存在に応答して下方向ステップだけ前記目標エネルギーレベルを減少させる閾値調節回路手段を備えた、上記[18]または[19]の装置。
[21]
前記復調器手段はパイロット信号と濾波されたデータを得るために前記少なくとも1つの信号経路の各々を復調する、ここにおいて前記復調器手段はさらに、
前記パイロット信号と前記濾波されたデータに基づいて前記符号付きスカラー出力を生成するドット積回路手段を備える、上記[19]、または上記[19]に従属する上記[20]の装置。
[22]
前記第1のパワー制御ループはさらに、
濾波された出力を得るために前記結合されたスカラー出力を濾波するフィルタ手段を備え、
ここにおいて前記比較手段は前記濾波された出力を前記目標エネルギーレベルと比較する、上記[19]ないし[21]の何れかの装置。
[23]
前記目標エネルギーレベルが通信の初期段階で、およびまたは前記受信された信号の測定された性能に応答して設定される上記[20]の装置。
[24]
前記上方向ステップおよび前記下方向ステップは通信の初期段階で、およびまたは前記受信された信号の測定された性能に応答して設定される上記[20]の装置。
[25]
1つまたはそれ以上の基地局と1つまたはそれ以上の遠隔局とを備えた無線通信システムにおける基地局のためのコントローラであって、前記コントローラは下記を具備する、
遠隔局への第1の送信チャンネルにおいてパワー制御信号と共に通信信号を送信する送信機、
前記遠隔局からの第2の送信チャンネルにおいて信号を受信する受信機、前記信号は、前記遠隔局により第1の送信チャンネルにおいて受信される前記パワー制御信号から得られた属性を表す、
前記受信機により受信された前記信号を処理し、前記処理された信号に依存して、前記第1の送信チャンネルにおいて前記送信機により送信される前記パワー制御信号を制御するプロセッサ。
[26]
1つまたはそれ以上の基地局と1つまたはそれ以上の遠隔局とを備えた無線通信システムにおいて使用される遠隔局であって、前記遠隔局は下記を具備する、
第1の送信チャンネルにおいて基地局により送信されるパワー制御信号と共に1つまたはそれ以上の通信信号を受信する受信機、
前記受信機により受信された前記1つまたはそれ以上の信号の属性を前記パワー制御信号から引き出すために、前記受信機により受信された前記1つまたはそれ以上の信号を処理するプロセッサ、
前記受信されたパワー制御信号により決定される送信パワーで、第2の送信チャンネルにおいて前記基地局に信号を送信する送信機、前記信号は、前記受信された通信信号の前記属性を表す。
Claims (25)
- 下記を具備する、CDMAシステムにおける送信パワーを制御する装置:
受信された信号の品質を目標エネルギーレベルに維持するための、遠隔局内の第1のパワー制御ループ、前記第1のパワー制御ループは、第1組のビットと目標エネルギーレベルとを遠隔局で受信し、前記第1組のビットおよび前記目標エネルギーレベルに応答して第2組のビットを基地局に供給する、
遠隔局内の第2のパワー制御ループ、前記第2のパワー制御ループは、フレーム品質情報を受信し、前記フレーム品質情報および前記目標エネルギーレベルに応答して前記目標エネルギーレベルの値を更新し、その更新された目標エネルギーレベルを前記第1のパワー制御ループに供給する、ここにおいて、前記第1組のビットは、送信データへと擬似ランダムにパンクチャされる。 - 前記第1のパワー制御ループは、
前記第1組のビットに対応している少なくとも1つの信号経路を受信する受信機手段と、
符号付きスカラー出力を得るために前記少なくとも1つの信号経路の各々を復調する復調器手段と、
結合されたスカラー出力を得るために前記少なくとも1つの信号経路からの前記符号付きスカラー出力を結合する結合手段と、
前記結合されたスカラー出力を前記目標エネルギーレベルと比較し、前記比較に応答して前記第2組のビットを生成する比較手段とを備えた、請求項1の装置。 - 前記第2のパワー制御ループは、
フレーム誤差の表示に応答して上方向ステップだけ前記目標エネルギーレベルを増加させ、フレーム誤差の不存在に応答して下方向ステップだけ前記目標エネルギーレベルを減少させる閾値調節回路手段を備えた、請求項1の装置。 - 前記第2のパワー制御ループは、
フレーム誤差の表示に応答して上方向ステップだけ前記目標エネルギーレベルを増加させ、フレーム誤差の不存在に応答して下方向ステップだけ前記目標エネルギーレベルを減少させる閾値調節回路手段を備える、請求項2の装置。 - 前記復調器手段はパイロット信号と濾波されたデータを得るために前記少なくとも1つの信号経路の各々を復調する、ここにおいて前記復調器手段はさらに、
前記パイロット信号と前記濾波されたデータに基づいて前記符号付きスカラー出力を生成するドット積回路手段を備える、請求項2または4の装置。 - 前記第1のパワー制御ループはさらに、
濾波された出力を得るために前記結合されたスカラー出力を濾波するフィルタ手段を備え、
ここにおいて前記比較手段は前記濾波された出力を前記目標エネルギーレベルと比較する、請求項2、4、または5の何れかの装置。 - 前記目標エネルギーレベルが通信の初期段階で、およびまたは前記受信された信号の測定された性能に応答して設定される請求項3または4の装置。
- 前記上方向ステップおよび前記下方向ステップは通信の初期段階で、およびまたは前記受信された信号の測定された性能に応答して設定される請求項3または4の装置。
- 1つまたはそれ以上の基地局と1つまたはそれ以上の遠隔局とを備えた無線通信システムにおける基地局のためのコントローラであって、前記コントローラは下記を具備する、
遠隔局への第1の送信チャンネルにおいて第1組のビットと共に通信信号を送信する送信機、ここにおいて、前記基地局は、前記第1組のビットを前記通信信号へと擬似ランダムにパンクチャするように構成される、
前記遠隔局からの第2の送信チャンネルにおいて第2組のビットを受信する受信機、前記第2組のビットは、前記遠隔局により第1の送信チャンネルにおいて受信される前記第1組のビットから得られた属性を表す、ここにおいて、前記第2組のビットは、前記第1組のビットおよび目標エネルギーレベルに応答して供給される、ここにおいて、前記目標エネルギーレベルは、前記遠隔局において、受信された信号のフレーム品質情報および前記目標エネルギーレベルに応答して更新される、
前記受信機により受信された前記第2組のビットを処理し、前記処理された第2組のビットに依存して、前記第1の送信チャンネルにおいて前記送信機により送信される前記第1組のビットを制御するプロセッサ。 - 1つまたはそれ以上の基地局と1つまたはそれ以上の遠隔局とを備えた無線通信システムにおいて使用される遠隔局であって、前記遠隔局は下記を具備する、
第1の送信チャンネルにおいて基地局により送信される第1組のビットと共に1つまたはそれ以上の通信信号を受信する受信機、ここにおいて、前記第1組のビットは、前記1つまたはそれ以上の通信信号へと擬似ランダムにパンクチャされる、
前記受信機により受信された前記1つまたはそれ以上の通信信号の属性を前記第1組のビットから引き出すために、前記受信機により受信された前記第1組のビットを処理するプロセッサ、
前記受信された第1組のビットにより決定される送信パワーで、第2の送信チャンネルにおいて前記基地局に第2組のビットを送信する送信機、前記第2組のビットは、前記受信された通信信号の前記属性を表す、ここにおいて、前記第2組のビットは、前記第1組のビットおよび目標エネルギーレベルに応答して供給される、ここにおいて、前記目標エネルギーレベルは、前記遠隔局において、受信された信号のフレーム品質情報および前記目標エネルギーレベルに応答して更新される。 - 下記を具備することを特徴とする、1つまたはそれ以上の基地局と1つまたはそれ以上の遠隔局とを備えた無線通信システムにおいて使用される遠隔局:
第1の送信チャンネルにおいて基地局により送信された第1組のビットを含む少なくとも1つの通信信号を受信する受信機、ここにおいて、前記第1組のビットは、前記少なくとも1つの通信信号へと擬似ランダムにパンクチャされる、
前記受信機により受信された少なくとも1つの前記通信信号の属性を前記第1組のビットから引き出すために、前記受信機により受信された前記第1組のビットを処理するプロセッサ、
受信された前記第1組のビットにより決定された送信パワーで、第2組のビットを第2の送信チャンネルにおいて前記基地局に送信する送信機、前記第2の送信チャンネルにおいて送信される前記第2組のビットは、受信された前記通信信号の前記属性を表す、ここにおいて、前記第2組のビットは、前記第1組のビットおよび目標エネルギーレベルに応答して供給される、ここにおいて、前記目標エネルギーレベルは、前記遠隔局において、受信された信号のフレーム品質情報および前記目標エネルギーレベルに応答して更新される。 - 前記少なくとも1つの通信信号の各々は1つの制御信号と1つのデータ信号とを含む、
前記制御信号の送信パワーレベルは前記データ信号の順方向リンクデータレートから独立している、
前記属性は前記制御信号の受信された振幅(yi )値を測定することにより得られる、
前記送信パワーは前記受信された振幅(yi )値を目標エネルギーレベル(zk )と比較することにより決定され、前記送信パワー制御信号は前記比較に基づいて発生された順方向リンクパワー制御値を具備する、請求項11の遠隔局。 - 前記制御プロセッサは前記目標エネルギーレベル(zk )を調節するための閾値調節モジュールを具備する、請求項12の遠隔局。
- 前記閾値調節モジュールは、複数の受信されたデータフレーム期間の各々の後に前記目標エネルギーレベル(zk )を調節するように構成されている、請求項13の遠隔局。
- 前記閾値調節モジュールは、フレーム誤差(ek-1)が発生したかどうかを表すフレーム品質情報を受信する、およびここにおいて前記閾値調節モジュールは、フレーム誤差(ek-1 )が発生していないときは前記目標エネルギーレベル(zk )を上方向ステップ(γ)量だけ増加させ、フレーム誤差(ek-1 )が発生したときは前記目標エネルギーレベル(zk )を下方向ステップ(δ)量だけ減少させるように構成されている、ここにおいて前記上方向ステップ(γ)量は前記下方向ステップ(δ)量より大きい、請求項13の遠隔局。
- 受信されたパイロット信号のパイロット位相およびパイロット振幅にしたがって前記制御信号の位相および振幅を調節して、調節された制御信号を生成するための、ドット積モジュールをさらに具備する、請求項12の遠隔局。
- 前記調節された制御信号を濾波するためのフィルタをさらに具備する、請求項16の遠隔局。
- 前記受信された振幅(yi )値を濾波するためのフィルタをさらに具備する、請求項12の遠隔局。
- 前記制御プロセッサは、付加的な順方向リンク信号に基づく付加的な受信された振幅(yi )値の少なくとも1つの絶対値と、前記受信された振幅(yi )値の絶対値を結合するための非同一ビットアキュムレータを具備する、請求項12の遠隔局。
- 前記制御プロセッサは、少なくとも1つの付加的な受信された振幅(yi )値と、前記受信された振幅(yi )値を結合するための同一ビットアキュムレータを具備する、ここにおいて、前記少なくとも1つの付加的な受信された振幅(yi )値は、制御信号に等しいことが知られている少なくとも1つの付加的な制御信号ビットに対応する、請求項12の遠隔局。
- 少なくとも1つの相関器をさらに具備する、ここにおいて、前記少なくとも1つの相関器の各々は異なった信号経路に割当てられ、そして前記対応した割当てられた信号経路を通って受信された信号に関して擬似雑音(PN)逆拡散を行う、請求項12の遠隔局。
- 前記受信された振幅(yi )値を濾波するためのフィルタをさらに具備する、請求項12の遠隔局。
- 前記制御信号は多重化された制御信号である、請求項12の遠隔局。
- 順方向リンク信号において受信された前記制御信号をデマルチプレクスするためのデマルチプレクサをさらに具備する、請求項23の遠隔局。
- 請求項11ないし24の何れかの1つまたはそれ以上の遠隔局と1つまたはそれ以上の基地局とを具備する無線通信システム。
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