(57)【要約】      （修正有）【課題】移動端末により送信されるアップリンクチャネルのセットについての有利なアップリンク電力制御を提供する。【解決手段】移動端末により送信されるアップリンクチャネルのセットについての合計受信電力を目標の受信電力又はその周辺に維持しつつ、当該チャネルのサブセットについての受信信号品質をも、目標の受信信号品質又はその周辺に維持する。そのサブセットは固定レートの制御チャネルを含み、上記セットは、当該制御チャネル及び変動レートのトラフィックチャネルを含む。基地局は、制御チャネルの受信信号品質を何らかの品質目標又はその周辺に維持するための第１の電力制御コマンドを生成し、及び（２つのチャネルの）合計受信電力を何らかの電力目標又はその周辺に維持するための第２の電力制御コマンドを生成する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末におけるアップリンク電力制御方法であって、
制御基地局から、電力制御コマンドワードを受信することと、
第１及び第２のモードで選択的に動作することと、
前記第１のモードで動作している場合には、受信される電力制御コマンドに従って、第１のアップリンクチャネルを送信するために前記移動端末により使用される送信電力を制御することと、
前記第２のモードで動作している場合には、受信される各電力制御コマンドを第１のコマンド及び第２のコマンドへパースし、前記第１のコマンド及び前記第２のコマンドに従って、前記第１のアップリンクチャネル及び第２のアップリンクチャネルについての前記移動端末により使用される前記送信電力を制御することと、
を含む方法。
【請求項２】
前記第２のアップリンクチャネルを送信するために使用される前記送信電力の削減指示に応じて、前記第２のアップリンクチャネル上での送信のために使用される送信レートを自律的に削減すること、をさらに含む、請求項１の方法。
【請求項３】
前記第２のアップリンクチャネルが前記移動端末に許可されていない場合に、動作の前記第１のモードを選択することと、
前記第２のアップリンクチャネルが前記移動端末に許可されている場合に、動作の前記第２のモードを選択することと、
をさらに含む、請求項１の方法。
【請求項４】
前記第１のアップリンクチャネルは、アップリンク制御シグナリングのためのアップリンク制御チャネルであり、前記第２のアップリンクチャネルは、高レートアップリンクデータ送信のためのアップリンクトラフィックチャネルである、請求項３の方法。
【請求項５】
移動端末であって、
基地局へアップリンク信号を送信し、基地局からダウンリンク信号を受信するための送受信回路と、
前記送受信回路に動作可能に関連付られる１つ以上の処理回路であって、
制御基地局から、電力制御コマンドワードを受信し、
第１及び第２のモードで選択的に動作し、
前記第１のモードで動作している場合には、受信される電力制御コマンドに従って、第１のアップリンクチャネルを送信するために前記移動端末により使用される送信電力を制御し、
前記第２のモードで動作している場合には、受信される各電力制御コマンドを第１のコマンド及び第２のコマンドへパースし、前記第１のコマンド及び前記第２のコマンドに従って、前記第１のアップリンクチャネル及び第２のアップリンクチャネルについての前記移動端末により使用される前記送信電力を制御する、
ように構成される前記１つ以上の処理回路と、
を備える移動端末。
【請求項６】
前記移動端末は、前記第２のアップリンクチャネルを送信するために使用される前記送信電力の削減指示に応じて、前記第２のアップリンクチャネル上での送信のために使用される送信レートを自律的に削減するように構成される、請求項５の移動端末。
【請求項７】
前記移動端末は、前記第２のアップリンクチャネルが前記移動端末に許可されていない場合に、動作の前記第１のモードを選択し、前記第２のアップリンクチャネルが前記移動端末に許可されている場合に、動作の前記第２のモードを選択する、ように構成される、請求項５の移動端末。
【請求項８】
前記第１のアップリンクチャネルは、アップリンク制御シグナリングのためのアップリンク制御チャネルであり、前記第２のアップリンクチャネルは、高レートアップリンクデータ送信のためのアップリンクトラフィックチャネルである、請求項７の移動端末。
【請求項９】
前記第１のアップリンクチャネルは、アップリンク制御シグナリングのためのアップリンク制御チャネルであり、前記第２のアップリンクチャネルは、高レートアップリンクデータ送信のためのアップリンクトラフィックチャネルであり、
前記移動端末は、受信される前記電力制御コマンドに応じると共に、知的歩行アルゴリズムを使用して前記アップリンクトラフィックチャネル上のレートを適応させるように構成され、
前記知的歩行アルゴリズムは、前記基地局において前記アップリンクトラフィックチャネルについての消失が存在しない場合には上方へ、前記基地局において前記アップリンクトラフィックチャネルについての消失が存在する場合には下方へ前記レートを適応させるように構成される、
請求項５の移動端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、無線通信ネットワークに関し、より具体的には、そうしたネットワークにおける送信電力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
干渉により制限される通信システムにおいて、一般的な電力制御のアプローチは、受信機により送信機へフィードバックされる送信電力制御コマンドに依存している。受信機からストリーミングバックされるコマンドは、受信機により受信される送信側の信号についてのいくつかの受信メトリックを維持するために必要とされる通りに、継続中の送信電力を送信機に徐々に増加させ又は減少させる。信号対雑音比（ＳＮＲ）又は信号対干渉及び雑音比（ＳＩＮＲ）として表現される受信信号品質は、一般的な受信メトリックである。
【０００３】
無線通信システムの動作の多くの観点において、電力制御は、データレートの増加と共に次第に複雑になっている。例えば、ＷＣＤＭＡ（Wideband  Code  Division  Multiple  Access）は、長い（１０ｍｓ）送信時間間隔（ＴＴＩ：Transmission  Time  Intervals）を採用し、回路の音声及び適度なデータレートのために当初開発された。アップリンク送信は、常に固定レートの制御チャネルである専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ：Dedicated  Physical  Control  Channel）を含み、それによりＳＩＮＲベースの閉ループ電力制御のためのリファレンスを提供する。ＵＥが送信すべきトラフィックデータを有する場合、ノードＢ（ＷＣＤＭＡ基地局）は、ＤＰＣＣＨ電力に対する拡張専用物理データチャネル（Ｅ−ＤＰＤＣＨ：Enhanced  Dedicated  Physical  Data  Channel）上の相対的な送信電力割当てを許可（grant）する。
【０００４】
それを行うことは、そのアップリンク送信について、ＵＥへデータレートを許可することと同義である。なぜなら、セットアップにおいてＵＥへ送信される、相対的な電力及びデータレートに関連する固定的なテーブルが存在するためである。データが送信される際、アウタループ電力制御が採用され、ノードＢは、ブロックエラーが生じるかに依存して、ＵＥからのＥ−ＤＰＤＣＨの受信についての目標ＳＩＮＲの値を引き上げ又は引き下げる。ノードＢは、ＵＥからのインカミングのトラフィックデータについて目標ブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）を維持するように、そうした電力制御を継続する。
【０００５】
アップリンク電力制御への上述したアプローチは、ＷＣＤＭＡシステムが当初配備された際には真実であった多くの前提に依拠している。第一に、ＳＩＮＲベースの閉ループ電力制御のアプローチは、１つのＴＴＩの範囲内でＳＩＮＲが変化し得ることを前提としており、これは、フェージングレートに対してＴＴＩが長い（１０ｍｓ）場合にはその通りである。第二に、そうした閉ループ電力制御は、ＵＥがより多くの（その受信電力を高める）リソースを使用することをノードＢが容認できるほど余剰のリソース（受信電力ヘッドルーム）を十分に有することを前提としている。第三に、電力とレートとの間の固定的な関係に基づくデータレートの選択は、自己干渉が顕著でないことを前提としている。この第３の前提は、適度な（moderate）データレートにおいてはその通りである。
【０００６】
しかしながら、ＷＣＤＭＡのアップリンクは、これら前提がもはや持続されない点まで発展している。第一の前提については、１つのＴＴＩにわたって信号品質が略一定となるように、より短いＴＴＩ（２ｍｓ）が導入された。第二及び第三の前提については、等化の後でさえも自己干渉が顕著となる程度までに、データレートは高くなっている。結果として、ＳＩＮＲは、単に信号電力Ｓとと共に大きくなるのではなく、フェージング実現に依存する直交因子（fading-realization-dependant  orthogonality  factor）にも依存する。そのため、電力とサポート可能なレートとの間にはチャネル依存の関係が存在し、ＳＩＮＲの目標値がＳＩＮＲの上限（ceiling）を超える場合には、不安定さが現れ得る。
【０００７】
上述した問題の１つ以上への既知のアプローチは、Ｓ／（ｓｅｌｆＩ＋Ｉ＋Ｎ）の代わりに、Ｓ／（Ｉ＋Ｎ）の指標（measure）に基づいて閉ループ電力制御を適応させることを含む（例えば、国際公開第２００８／０５７０１８号（２００８年５月１５日発行）参照）。なお、Ｓは（受信）信号電力、Ｉは自セル及び他セルの信号からの共チャネル干渉（co-channel  interference）、Ｎは熱雑音、“ｓｅｌｆＩ”は分散的な（dispersive）チャネルに起因する自己干渉である。このアプローチは、不安定さを低減するが、性能が犠牲となる（ブロックエラーレートが増加する）。結果として、より多くの再送信が発生し、よって遅延（レイテンシ）が増加する。
【０００８】
他の代替手段では、一連の電力コマンドが、不安定さを改善するために抑止される（例えば、２００８年１月３０日に提出された米国ユーティリティ特許出願第１２／０２２，３４６号参照）。上述した電力制御の適応については、このアプローチは性能を劣化させ得るため、より多くの再送信を引き起こす。また別の手段では、トラフィック及び制御データの品質（ＳＩＮＲ）が超過するのではなくちょうど満たされ得るように、第２のアウタループ電力制御のループが導入される。このアプローチは、効率を改善させる一方で、ＳＩＮＲ要件を充足できない場合に引き起こされる不安定さを解決しない。
【０００９】
他の代替手段では、制御に対する相対的なトラフィックの電力（トラフィックゲイン又はベータファクタ）が、トラフィックチャネルのＳＩＮＲに加えて、制御チャネル上の品質（ＳＩＮＲ）を維持するように適応される。これは、（制御チャネルの測定品質に基づいて）ネットワーク側において、又は（ノードＢからのＡＣＫ／ＮＡＣＫフィードバックに基づいて）ＵＥ側において行われる。この技術は、自己干渉がＳＩＮＲ目標を充足させないようにし得るため、それ自体では電力の不安定さの問題を解決しない。
【発明の概要】
【００１０】
ここでの教示によれば、移動端末又は他のユーザ機器（ＵＥ）のアイテムにより送信されるアップリンクチャネルのセットについての有利なアップリンク電力制御を、ある方法及び装置が提供する。提案されるアップリンク電力制御は、アップリンクチャネルのセットについての合計受信電力を目標の受信電力又はその周辺に維持しつつ、当該チャネルのサブセット―例えば、それらの特定の１つ―についての受信信号品質をも、目標の受信信号品質又はその周辺に維持する。
【００１１】
有利であって但し限定ではない例としての実施形態において、そのサブセットは固定レートの制御チャネルを含み、上記セットは、当該制御チャネル及び変動レートのトラフィックチャネルを含む。対応する形で、基地局は、制御チャネルの受信信号品質を何らかの品質目標又はその周辺に維持するための第１の電力制御コマンドを生成し、及び（２つのチャネルの）合計受信電力を何らかの電力目標又はその周辺に維持するための第２の電力制御コマンドを生成する。そうした少なくとも１つの実施形態において、トラフィックチャネルのデータレートが必要に応じて適応される。例えば、トラフィックチャネル上のデータレートは、制御チャネルの送信電力が引き上げられる（引き下げられる）に従って、下方へ（上方へ）調整され得る。それに加えて又はその代わりに、制御チャネルについての要求される受信信号品質を維持しつつ、トラフィックチャネル上の所与のデータレートを増加させ又は維持することを可能とするために、合計受信電力目標は、一時的に引き上げられ（又は違反され）てもよい。
【００１２】
広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ：Wideband  Code  Division  Multiple  Access）について、ここでの教示は、提案されるアップリンク電力制御の対象であるアップリンクチャネルのセットとして、専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）及び拡張専用物理データチャネル（Ｅ−ＤＰＤＣＨ）を対象とする１つ以上の実施形態を提供する。本提案の１つの観点は、アップリンクユーザに割当てられる合計受信電力（Ｓ又はＳＮＲ）についての新たな電力制御ループを追加することである。但し、トラフィックデータ（Ｅ−ＤＰＤＣＨ、変動レートのサービス、全体としての信号の一部）についてＳＩＮＲ（品質）は維持されないため、ＵＥは、ＳＩＮＲの変化に従ってトラフィックデータのレートを適応させなければならない。もとのＤＰＣＣＨの電力制御ループは、固定レート（制御又はオーバヘッド、全体としての信号の他の部分）のサービスについて品質（ＳＩＮＲ）を維持するために、依然として使用される。その代わりに、もとの電力制御ループが、ＤＰＣＣＨに割当てられる電力の割合を適応させるループによって置き換えられてもよい。
【００１３】
さらなる観点は、許可の時点でどのようにレートを設定するか、である。許可の時点で、ユーザは、通常、その時点のＤＰＣＣＨレベルに対する相対的な電力を許可される。許可される電力とレートとの間の１対１の関係を与えるテーブルが存在する。新たなＤＰＣＣＨレベルは、古いものと同様であると想定される。ここでの教示は、１つ以上の実施形態において、レート及び新たなＤＰＣＣＨレベルが別々にシグナリングされるように、それらを分離することを提案する。
【００１４】
他の観点は、許可が使用される際にどのようにレートが適応されるか、である。従来は、レートは同等に保たれ、品質を維持するためにインナ及びアウタ電力制御ループが使用される。その従来手法を打破して、ここで提案されるアップリンク電力制御は、合計受信電力を維持し、及びトラフィックチャネルについての受信信号品質の変化に従って、（トラフィック）レートを適応させる。対応する形で、提案されるアップリンク電力制御の１つ以上の実施形態は、知的“歩行”アルゴリズムを使用し、当該アルゴリズムは、ブロックエラー及び新たな電力制御ループからのコマンドに依存して、レートを引き下げ、維持し、又は引き上げる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】無線通信ネットワーク内の基地局及び関連する移動端末の一実施形態のブロック図である。
【図２】本開示のアップリンク電力制御方法が使用され得るアップリンクチャネルのセットの一例の図である。
【図３】第１のアップリンクチャネルの受信信号品質を維持するために当該第１のアップリンクチャネルに適用される電力制御のプロット例である。
【図４】第１のアップリンクチャネルを含むアップリンクチャネルのセットの合計受信電力を維持するために上記セットに適用される電力制御のプロット例である。
【図５】ここで教示されるアップリンク電力制御方法の一実施形態を示すロジックフロー図である。
【図６】２つの電力制御ループであって、合わせて１つ以上のアップリンクチャネルの受信信号品質を制御しつつ、当該１つ以上のアップリンクチャネルを含むアップリンクチャネルのセットの合計受信電力を制御する当該２つの電力制御ループを実装するように構成される、基地局の処理回路の一実施形態を示すブロック図である。
【図７】制御及びトラフィックチャネルについての合計電力割当てＳが双方のチャネル上のＳＩＮＲを維持するために必要に応じて変更されるという、アップリンク電力制御についての既知のアプローチの効果を示すプロットである。
【図８】図７に示したものと同じトラフィック及び制御チャネルについての、提案されるアップリンク電力制御方法の一実施形態の効果を示す、図７と対比されるプロットである。
【図９】図７及び図８における課題についての、上記トラフィック及び制御チャネルに関する、提案されるアップリンク電力制御方法の他の実施形態の効果を示すプロットである。
【図１０】基地局における第１及び第２の電力制御ループに対応する、第１及び第２の送信電力制御（ＴＰＣ）を含み得るＴＰＣコマンドワードの図である。
【図１１】第１のモードで動作しているか第２のモードかに依存して、移動端末が受信した電力制御コマンドを異なるようにパースし及び応答するという、移動端末におけるモード別処理の一実施形態のロジックフロー図である。
【図１２】基地局の無線ベアラテーブル及び対応する初期のアップリンクの制御／トラフィックチャネルの電力割当ての図である。
【図１３】アップリンクの制御及びトラフィックチャネルを送信する移動端末の、高い送信電力レベルにおける自己干渉の効果を示すプロットである。
【図１４】制御及びトラフィックチャネルのペアについての、提案される初期チャネル電力割当ての図である。
【図１５】変化する信号対干渉及び雑音に従ったレート適応のプロットである。
【図１６】アップリンク電力制御を実装するように構成される基地局の処理回路の一実施形態のブロック図である。
【図１７】基地局のアップリンク電力制御コマンドに応答するように構成される移動端末の処理回路の一実施形態のブロック図である。
【図１８】（トラフィック）チャネルのレート適応への一例としてのアプローチを示すロジックフロー図である。
【図１９】（トラフィック）チャネルのレート適応への一例としてのアプローチを示すロジックフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は、無線通信ネットワーク内での使用のために構成される基地局１０を示している。例えば、１つ以上の実施形態において、基地局１０は、広帯域符号分割多重アクセス（ＷＣＤＭＡ：Wideband  Code  Division  Multiple  Access）ネットワーク内のノードＢを含む。基地局１０は、移動端末１２のためにアップリンク電力制御を提供するように構成される。１つの移動端末１２のみが示されているが、当業者は、ここで提案される本発明に係るアップリンク電力制御を含む、多数の移動端末１２を基地局１０がサポートし得ることを理解するであろう。
【００１７】
図示された基地局１０に含まれる送受信回路１４は、基地局１０が移動端末１２からアップリンク信号を受信し、及び移動端末１２へダウンリンク信号を送信することを可能とする。基地局１０は、さらに、送受信回路１４と動作可能に関連付けられる１つ以上の処理回路１６を含み、処理回路１６は、移動端末１２により送信される第１のアップリンクチャネルについての受信信号品質を受信信号品質目標（target）に維持するように計算される、移動端末１２についての第１の電力制御コマンドを生成するように構成される。さらに、処理回路１６は、移動端末１２により送信されるアップリンクチャネルのセットについての合計受信電力を合計受信電力目標に維持するように計算される、移動端末１２についての第２の電力制御コマンドを生成し、第１及び第２の電力制御コマンドを移動端末へ送信するように構成される。
【００１８】
図２に示されているように、アップリンクチャネルのセットは、第１のアップリンクチャネル及び少なくとも第２のアップリンクチャネルを含み、但し、いくつかの実施形態においては、当該セットは、第１及び第２のアップリンクチャネルのみよりも多くを含む。対応する形で、図３及び図４は、上述した処理に従って基地局１０により生成される第１及び第２の電力制御コマンドによりそれぞれ駆動される、第１のアップリンクチャネル及びアップリンクチャネルのセットについての継続する送信電力制御のプロット例を表している。これらプロットは、何らかの特定のスケールにおいて表されているのではなく、また必ずしも忠実な波形を描くようになされている訳ではないが、それらは、第１のアップリンクチャネルについての受信信号品質及びアップリンクチャネルのセットの全体としての（合計）受信電力の基地局による並列的な２ループ制御を示している。当該協調的な制御は、よって、アップリンクチャネルの全体としてのセットについての合計受信電力を維持しつつ、第１のアップリンクチャネルについての（又はアップリンクチャネルのあるサブセットについての）受信信号品質を保護する。
【００１９】
図５は、上述したアップリンク電力制御の一実施形態を実装する基地局の処理を示している。図示した方法は、移動端末１２により送信される第１及び第２のアップリンクチャネルについての合計受信電力を決定することを含む（ブロック１００）。さらに、当該方法は、第１のアップリンクチャネルの受信信号品質を、受信信号品質目標又はその周辺に維持するための第１の送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドを生成することを含む（ブロック１０２）。例示として、受信信号品質目標は、予め定義され又は動的に設定されるＳＩＮＲのｄＢ値であってよく、それは基地局において受信される第１のアップリンクチャネルの測定されるＳＩＮＲと比較される。
【００２０】
当該方法は、さらに、第１及び第２のアップリンクチャネルの合計受信電力を維持するための第２のＴＰＣコマンドを生成することを含む（ブロック１０４）。一実施形態において、例えば、基地局１０は、ＲｏＴ（Rise-over-Thermal）又はＵＥのＳＩＲ（signal-to-noise  ratio）若しくはＵＥの信号電力（Ｓ）を測定するように構成され、これは、基地局１０におけるＵＥの受信信号電力が自身の受信回路の熱雑音をどの程度超えているかを示す。
【００２１】
図６は、上述したモード別動作に対応する電力制御コマンドを生成するように構成される基地局１０内の処理回路の一実施形態を示している。図中で、アップリンク電力コントローラ２０は、信号電力推定器２２及び信号品質推定器２４、並びに目標生成器／情報回路２６を含む。
【００２２】
動作中に、目標生成器／情報回路２６は、信号品質目標及び合計受信電力目標をアップリンク電力コントローラ２０へ供給する。それに対応する形で、信号電力推定器２２は、対象のアップリンクチャネルのセットについての合計受信電力の（その時点の又は直近の）推定値をアップリンク電力コントローラ２０へ供給する。同様に、信号品質推定器２４は、上記セット内の特定の１つ又はサブセットについての受信信号品質の（その時点の又は直近の）推定値をアップリンク電力コントローラ２０へ供給する。
【００２３】
アップリンク電力コントローラ２０は、受信信号品質目標を推定信号品質と、合計受信電力目標を推定合計受信電力と比較し、それに応じて、第１及び第２のＴＰＣを生成する。組合せにおいて、これらＴＰＣは、所与の移動端末１２により送信されるアップリンクチャネルのセット内の第１のアップリンクチャネル（又はアップリンクチャネルのサブセット）を、定義された受信信号品質目標又はその周辺に維持しつつ、上記セットの合計受信電力も、定義される合計受信電力目標又はその周辺に維持する。
【００２４】
こうした制御は、アップリンク内で基地局１０における受信電力レベルが基地局１０によりサポートされている複数の移動端末１２の観点で“共有”リソースであることから、特に有利である。即ち、基地局１０が扱うことのできる全ての受信信号からの最大総受信電力が存在する。この限界は、一般にはＲｏＴの観点で表現される。典型的な値は６又は７ｄＢであり、基地局１０における干渉の除去（cancellation）によってより高い値も可能であり得るが、キャンセルされない他セル干渉に起因する限界が依然として存在するであろう。一方で、有効な送信のために各移動端末１２により必要とされるアップリンク送信電力は、一般には、増加するデータレートと共に増加する。よって、所与の複数の移動端末１２は、基地局の合計受信電力のマージンのより大きな個別の割当てについて、ある意味で競合関係にある。
【００２５】
従って、リソースの割当ては、受信信号電力Ｓ又はＳ／Ｎ（熱雑音が固定であることから雑音Ｎとする）の観点でなされるべきである。各移動端末１２又は少なくとも高データレートで動作している移動端末１２について、変動レートのトラフィックのＳＩＮＲの代わりにＳ／Ｎ比（ＳＮＲ）が維持されれば、不安定さは防止されることになる。また、リソース割当てについての強化された制御が達成されることになる。なお、この意味において、アップリンクチャネルのセットについての合計電力Ｓは、固定的な電力レベル（例えば、１ワット）に対する相対値、又はゆっくりと変化する熱雑音などの電力レベルに対する相対値（ＳＮＲ）のいずれかである。
【００２６】
ＳＮＲが固定される場合、信号品質又はＳＩＮＲは変動する。ＳＩＮＲを次のように表現することができる。
【００２７】
【数１】
2014171231.tif 000003
【００２８】
ここで、Ｓは信号電力、Ｉは自セル信号及び他セル信号からの共チャネル干渉（co-channel  interference）、Ｎは熱雑音、ａＳは自己干渉であり、ａは０（完全な直交）から１の間で可変の瞬間的な（チャネル依存の）非直交因子（ＯＦ：non-orthogonality  factor）である（例えば、フラットチャネルにおいてａは０であり、分散的（dispersive）チャネルにおいてａは非ゼロである）。また、ρは、特定のチャネルに割当てられた合計電力Ｓの割合である。
【００２９】
上述した点を念頭に置くと、当業者は、ここで提案されるアップリンク電力制御の１つ以上の実施形態が、例えば制御／オーバヘッドチャネルなどの固定レートのチャネルと例えばトラフィックチャネルなどの変動レートのチャネルとを含むアップリンクチャネルのセットについての有利な電力制御を提供することを理解するであろう。アップリンクチャネルのセットについて合計受信電力を維持することの帰結は、当然ながら、当該セット内のアップリンクチャネルのいずれか１つ又はそれ以上に割当てられる送信電力を、基地局１０において当該セットについての合計受信電力が過剰となることを回避するように、必要に応じて下方へ調整され得るという事実である。
【００３０】
基地局１０における全体としての受信電力を維持するためになされる電力の変更を、上記セット内の変動レートのチャネル上で、そのデータレートを対応するように調整することにより、補償することができる。しかし、そのアプローチは、上記セット内の固定レートのチャネルについては有効でない。固定レートのチャネル上のＳＩＮＲ又は他の品質関連の受信要件を保護するために、ここでの教示として、そうしたチャネルのためのＳＩＮＲベースの電力制御を提案する。アップリンクチャネルのセットについての、Ｓとして示される合計受信電力を固定として、本提案アプローチは、セット内の２つ以上のアップリンクチャネルの間の（合計）電力の分割（split）の動的な適応を包含する。
【００３１】
議論のために、固定レートの制御チャネル及び変動レートのトラフィックチャネルが第１及び第２のアップリンクチャネルの例として使用され、移動端末１２から基地局１０へ送信されるアップリンクチャネルのセットを含む。図７は、電力制御のための従来の既知のアプローチを示している。トラフィックチャネル及び固定レートの制御チャネルの電力が増加すると、（フラットに対して）分散的な伝播チャネル条件が補償されるように、制御及びトラフィックチャネル信号の全体としての受信電力Ｓが増加することが理解される。
【００３２】
これに対して、図８は、ここで提案されるアップリンク電力制御の一実施形態を用いた、同じ２つのチャネルについてのアップリンク電力制御の効果を示している。意図されたアップリンク電力制御の下で、チャネル条件がフラットから分散的に変化する（又は元に戻る）につれて、合計電力Ｓは変化しない。むしろ、トラフィック及び制御チャネルの間の電力の分割が、伝播チャネルがフラットから分散的になるに従って変化している。
【００３３】
特に、制御チャネルを送信するための電力の割当ては、基地局における当該チャネルの受信信号品質が維持されるように増加している。それに応じて、トラフィックチャネルを送信するための電力の割当ては減少しており、トラフィックチャネルの電力のより低い割当てを補償するために、送信データレートの減少が併せて実行されている。こうした減少は望まれるものである一方、このステップを省略し、生じるであろうパケットエラーを解決するためにハイブリッドＡＲＱを可能とすることができる。
【００３４】
いくつかの時点において、トラフィックチャネルのレートがゼロにまで減じられ、合計電力割当ての全てを制御チャネルが獲得したとしても、基地局１０により使用される合計電力目標が、制御チャネル上で要求される受信信号品質を維持するには低すぎることがあり得る。従って、アップリンク電力制御の１つ以上の実施形態に従って、必要に応じて、制御チャネルのために使用される送信電力を増加することを可能とし、基地局１０における目標の受信信号品質を維持するために、合計受信電力目標は、基地局１０により一時的に無視される（又は引き上げられる）。そうした動作が図９に示されている。
【００３５】
所与の移動端末１２によりアップリンク上で送信されるＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨに合計受信電力の制限が適用されるという、ＷＣＤＭＡの実施形態において、図９に示した電力制御／割当てに対応する処理は、基地局１０においてＤＰＣＣＨの受信信号品質を維持するために、Ｅ−ＤＰＤＣＨレートがゼロに落とされ、合計受信電力目標が無視され又は一時的に引き上げられ、その引き上げられた電力割当ての全てがＤＰＣＣＨへ渡される、ということを意味するものと理解されることができる。
【００３６】
この有利なアップリンク電力制御を達成するために、上述したようなＷＣＤＭＡベースのチャネルの観点で、又はより一般的には第１及び第２のチャネルの観点で、基地局１０は、適切に構成された処理回路を含む。再び図１を参照すると、図示された基地局１０の処理回路１６は、アップリンク電力コントローラ２０、信号電力推定器２２、及び信号品質推定器２４を含む。これら処理回路１６は、ここで呈示された教示に従って、移動端末１２のための電力制御コマンドを生成するものとして理解されてよい。対応する形で、移動端末１２は、当該送信される電力制御コマンドを受信するための送受信回路３０、及び当該受信されるコマンドに従って送受信回路３０のアップリンク送信電力を制御するための関連する処理回路３２を含む。
【００３７】
当業者は、基地局１０及び移動端末１２の処理回路１６及び３２がそれぞれハードウェア、ソフトウェア及びハードウェアとソフトウェアとの何らかの組合せにおいて実装され得ることを理解するであろう。例えば、専用のデジタル信号処理ハードウェアが送受信信号の処理又は制御のある観点のために使用されてよく、一方で他の観点についてはソフトウェアベースの処理が使用される。いずれのケースでも、基地局１０は、ここで提案したアップリンク電力制御方法を実行するためのハードウェア、ソフトウェア又はそれらのミックスにより構成される固有の機械を構成する。同様に、移動端末１２は、提案したアップリンク電力制御方法の下で協調的に動作するように構成される固有の機械を構成する。
【００３８】
少なくとも１つの実施形態において、基地局の処理回路１６は、少なくとも１つの（必要とされる任意のプログラム／データメモリを含む）マイクロプロセッサベースの回路を含み、当該回路は、少なくとも部分的に、提案したアップリンク電力制御方法を動作させるための記憶されるプログラム命令の実行により構成される。その目的のために、処理回路１６は、１つ以上のコンピュータプログラムを記憶するように構成される、基地局１０内に含まれるコンピュータ読取可能な媒体を含み、又は当該媒体と関連付けられる。同様に、モバイル側の処理のために、同様のマイクロプロセッサベースの実装が移動端末１２において使用されてよい。
【００３９】
特定の実装の詳細に関わらず、基地局１０は、移動端末１２により送信される第１のアップリンクチャネルについての受信信号品質、例えばＳＩＮＲを、受信信号品質目標に維持するように計算される、移動端末１２についての第１の電力制御コマンドを生成するように構成される。当該基地局は、移動端末により送信されるアップリンクチャネルのセットについての合計受信電力を合計受信電力目標に維持するように計算される、移動端末１２についての第２の電力制御コマンドを生成するようにさらに構成される。
【００４０】
注記したように、アップリンクチャネルのセットは、移動端末１２により送信される少なくとも第１のアップリンクチャネル及び第２のアップリンクチャネルを含む（ここで、第１及び第２のアップリンクチャネルは、移動端末１２による異なる物理レイヤチャネルの送信として理解されてよい）。また、注記したように、基地局１２は、第１のアップリンクチャネルの信号品質を評価するために、（静的に又は動的に）定義される信号品質目標を使用し、（セット内のさらなるチャネルと共に）第１及び第２のアップリンクチャネルの合成される受信電力を評価するために、（静的に又は動的に）定義される合計受信電力目標を使用する。
【００４１】
１つ以上の実施形態において、第１のアップリンクチャネルは制御チャネルであり、第２のアップリンクチャネルはトラフィックチャネルである。トラフィックチャネルは、基地局１０により移動端末１２へ選択的に許可され、移動端末１２へのトラフィックチャネルの許可の一部として、基地局１０は、トラフィックチャネル上での送信のために使用すべき特定の無線ベアラを移動端末１２に示し、及び、制御チャネルの送信電力に対する相対的なトラフィックチャネルについての送信電力の初期割当てを移動端末１２に示すように構成される。
【００４２】
そうした少なくとも１つの実施形態において、移動端末１２は、別々の送信レートをサポートする別々の無線ベアラについての、トラフィック対制御チャネルの送信電力の様々な比に関連するテーブル又は式（formula）を維持する。それに対応して、基地局１０は、テーブルインデックス又は式のパラメータをシグナリングすることにより、移動端末１２により使用されるべき特定の無線ベアラを示すように構成される。また、少なくとも１つの実施形態において、基地局１０は、電力割当て及びトラフィックチャネルに関連付けられる推定自己干渉の関数として、トラフィックチャネルについての基地局１０における受信信号品質を予測することにより、上記特定の無線ベアラを決定するように構成される。
【００４３】
基地局のアップリンク電力制御に合わせて、移動端末１２は合計送信電力を用いてアップリンクチャネルのセットを送信し、それに応じて、基地局１０は、第１及び／又は第２の電力制御コマンドの生成を通じて、当該合計電力を制御する。少なくとも１つの実施形態において、基地局１０は、第１のアップリンクチャネルの受信信号品質を受信信号品質目標又はその周辺に維持するように、第１のアップリンクチャネルの送信のための移動端末１０により使用される送信電力を必要に応じて引き上げ又は引き下げる第１のアップダウンコマンドを生成することにより、第１の電力制御コマンドを生成するように構成される。さらに、基地局１０は、アップリンクチャネルのセットについての合計受信電力を合計受信電力目標又はその周辺に維持するように、アップリンクチャネルのセットを送信するための移動端末１０により使用される合計送信電力を必要に応じて引き上げ若しくは引き下げる第２のアップダウンコマンドを生成することにより、第２の電力制御コマンドを生成する。
【００４４】
同じ又は他の実施形態において、基地局１０は、第２のアップリンクチャネルを移動端末１２に選択的に許可し、第２のアップリンクチャネルが許可されていない場合の第１のモード及び第２のアップリンクチャネルが許可されている場合の第２のモードで、選択的に動作するように構成される。基地局１０は、第１のモードにおいて、上記第１の電力制御コマンドを生成し、但し上記第２の電力制御コマンドを生成せず、第２のモードにおいて、上記第１の電力制御コマンド及び上記第２の電力制御コマンドを生成する。例えば、移動端末１２がアップリンク上で制御チャネルを送信しており、但し関連するトラフィックチャネルを送信していない場合、基地局１０は、制御チャネルのＳＩＮＲを維持するように、必要に応じて電力制御コマンドのストリームを単純に生成することにより、その電力制御を簡略化し得る。移動端末１２へトラフィックチャネルを許可した後は、基地局１０は、制御及びトラフィックチャネルの合計受信電力を制御するために、電力制御コマンドの追加的なストリームの生成を開始する。
【００４５】
そうした少なくとも１つの実施形態において、基地局１０は、２つの電力制御モードのうちの１つにおいて第２のアップリンクチャネルを許可するように構成される。例えば、上記許可が低データレートに対応する場合には、電力制御コマンドの１つのセットのみが存在するという第１のモードが使用されることになる。上記許可が高データレートに対応する場合には、第２のモードが使用されることになる。よって、そうした１つ以上の実施形態において、基地局１０は、第２のアップリンクチャネルを移動端末に選択的に許可し、第２のアップリンクチャネルが低レートで許可されている場合の第１のモード及び第２のアップリンクチャネルが高レートで許可されている場合の第２のモードで動作するように構成される。基地局１０は、第１のモードにおいて、第１の電力制御コマンドを生成し、但し第２の電力制御コマンドを生成せず、第２のモードにおいて、第１の電力制御コマンド及び第２の電力制御コマンドを生成する。
【００４６】
電力制御コマンドの２つのセットを用いる代わりに、合計電力に対応するコマンドのセットを、送信レートコマンドに置き換えることができる。より具体的には、第１のアップリンクチャネルは、固定レートの制御チャネルであり、第２のアップリンクチャネルは、変動レートのトラフィックチャネルであり、基地局１０の１つの実施形態は、変動レートのトラフィックチャネルについてのレート依存の受信信号品質目標が満たされていないと判定されることに応じて、変動レートのトラフィックチャネル上で送信するための移動端末１２により使用される送信レートの減少を開始するように構成される。逆に、基地局１０は、変動レートのトラフィックチャネルについてのレート依存の受信信号品質目標が満たされていると判定されることに応じて、変動レートのトラフィックチャネル上で送信するための移動端末１２により使用される送信レートの増加を開始する。
【００４７】
同じ又は他の実施形態において、基地局１０は、一連の繰り返される送信スロットの各々においてバイナリの送信電力制御（ＴＰＣ）ワードを送信することにより、第１の電力制御コマンド及び第２の電力制御コマンドを移動端末１２へ送信するように構成される。例えば、ＴＰＣワード内のビットの第１のサブセットは、第１の電力制御コマンドを含み、ビットの第２のサブセットは、第２の電力制御コマンドを含む。図１０は、ＴＰＣビットの第１及び第２のサブセットを伴う一例としてのＴＰＣワードを示しており、それらは、移動端末１２についての第１及び第２の電力制御コマンドを表している。
【００４８】
図１１において、移動端末１２における受信電力制御コマンドワードのモード別処理（modal  processing）の一例が示されている。図示されているように、移動端末１２は、ＴＰＣコマンドを受信し（ブロック１１０）、第１及び第２のモードのいずれで動作しているかに依存して、それらを異なるように処理する。第１のモードで動作している場合には（ブロック１１２からのＹｅｓ）、処理回路３２は、受信電力制御コマンドに従って、第１のアップリンクチャネルを送信するための、移動端末１２により使用される送信電力を制御する（ブロック１１４）。よって、第１のモードでは、電力制御コマンド内で受信されるＴＰＣは、第１のアップリンクチャネルのためのコマンドとして受け付けられ解釈される。
【００４９】
一方、第２のモードで動作している場合には（ブロック１１２からのＮｏ）、処理回路３２は、各受信電力制御コマンド（ワード）を（図１０に示したように）第１及び第２のコマンドにパース（parse）し（ブロック１１６）、第１及び第２のコマンドに従って、第１及び第２のアップリンクチャネルのために移動端末１２により使用される送信電力を制御する（ブロック１１８及び１１９）。さらに、電力割当ての変更に応じたデータレートの調整を行うことに関して注記したように、１つ以上の実施形態において、移動端末１２は、第２のアップリンクチャネルを送信するために使用される送信電力の削減指示（commanded  reduction）に応じて、第２のアップリンクチャネル上での送信のために使用される送信レートを自律的に削減するように構成される。
【００５０】
１つ以上の実施形態において、基地局１０は、ＣＤＭＡ基地局を含み、第１のアップリンクチャネルは、ＣＤＭＡ物理制御チャネルを含み、第２のアップリンクチャネルは、選択的に許可されるＣＤＭＡ物理データチャネルを含む。この文脈において、移動端末１２は、データチャネルについて許可が与えられていない場合には第１のモードで動作し、データチャネルについて許可が与えられている場合には第２のモードで動作する。また、他の実施形態において、移動端末１２は、データチャネルについて許可が与えられているものの許可されたデータレートが低い場合には第１のモードで動作し、高レートのデータチャネルが許可されている場合には第２のモードで動作する。
【００５１】
そうした実施形態において、対応する形で、基地局１０は、ＣＤＭＡ物理制御チャネルについての受信されたＳＩＮＲを判定することに基づいて、ＣＤＭＡ物理制御チャネルについての受信信号品質を推定し、ＣＤＭＡ物理制御チャネル及びＣＤＭＡ物理データチャネルについての合計受信電力を推定するように構成される（推定は、絶対的（Ｓ）又は相対的（ＳＮＲ）であり得る）。例えば、ＣＤＭＡ物理制御チャネル及びＣＤＭＡ物理データチャネルに起因する基地局１０におけるＲｏＴ雑音電力が推定されてよい。
【００５２】
基地局１０の広帯域ＣＤＭＡの実施形態において、基地局１０は、広帯域ＣＤＭＡネットワーク内のノードＢとしての動作のために構成される。ここで、第１のアップリンクチャネルは、アップリンク専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）を含み、第２のアップリンクチャネルは、アップリンク拡張専用物理データチャネル（Ｅ−ＤＰＤＣＨ）を含む。それに応じて、基地局１０は、ＤＰＣＣＨについての受信信号品質を受信信号品質目標に、ＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨについての合計受信電力を合計受信電力目標に維持するように、第１の電力制御コマンド及び第２の電力制御コマンドを生成するように構成される。
【００５３】
基地局１０及び移動端末１２により採用される特定のエアインタフェース／ネットワークの標準に関わらず、提案したアップリンク電力制御をサポートするように移動端末１２が構成されることは理解されるであろう。１つ以上の実施形態において、（図１に示した）移動端末の送受信回路３０は、基地局１０へアップリンク信号を送信し、基地局１０からダウンリンク信号を受信するために構成される。さらに、その１つ以上の処理回路３２は、送受信回路３０と動作可能に関連付けられ、制御（controlling）基地局としての基地局１０から電力制御コマンドワードを受信するように構成され、１つ以上の実施形態において、第１及び第２のモードで選択的に動作するように構成される。
【００５４】
より広く言えば、提案したアップリンク電力制御は、２つの電力制御ループを使用し、その１つは、受信信号品質を維持するように第１のチャネル（又はチャネル群）について使用される送信電力を制御するものであり、１つは、第１のチャネル（又はチャネル群）を含むチャネルのセットの合計受信電力を何らかの合計受信電力目標又はその周辺に維持するように当該セットについての合計送信電力を制御するものである。これは、基地局１０が、移動端末１２により送信される２つ以上のアップリンク信号についての合計受信電力Ｓを維持するように、及びそれらチャネルの１つ（又は特定のサブセット）についての受信ＳＩＮＲを維持するように、所与の移動端末１２についてのアップリンク送信電力制御コマンドを生成する、というように理解することができる。
【００５５】
上述した制御は、ペアリングされる複数の量を制御することにより達成されてよい。アップリンクチャネルの例としてＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨを用いると、基地局１０は、ＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨについて使用される合計受信電力、及びＤＰＣＣＨに又はＥ−ＤＰＤＣＨに割当てられる電力の割合を制御してもよい。その代わりに、基地局は、ＤＰＣＣＨに及びＥ−ＤＰＤＣＨに割当てられる電力を、合計受信電力が維持されるような手法での協調的な制御によって、制御してもよい。他の制御の構成もまた予期される。
【００５６】
基地局１０がＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨについて使用される合計送信電力、及びＤＰＣＣＨに割当てられるその合計の量を制御するという例を用いて、当業者は、これら２つの制御ループを実装する様々な手法がさらに存在することを理解するであろう。１つのオプションは、様々な手法で、既存のＷＣＤＭＡ送信電力制御（ＴＰＣ）ビットを使用することである。ＷＣＤＭＡ標準によれば、２つ又は４つのＴＰＣビットが、合計送信電力を制御するために、送信スロットごとに送信される。予期される基地局１０は、（基地局１０においてＤＰＣＣＨのＳＩＮＲを保護する目的のために）これらビットの半分を使用してＤＰＣＣＨの電力を制御するように構成され得る。同じ手法で、他の固定レートの制御チャネル（例えば、高速専用物理制御チャネル（ＨＳ−ＤＰＣＣＨ）、拡張専用物理制御チャネル（Ｅ−ＤＰＣＣＨ））の電力レベルも調整され得る。ＴＰＣビットの他の半分は、合計電力を制御し、よって基地局１０における全体としての所望のＳＮＲを維持するように使用される。他の区分けも可能である。
【００５７】
他の予期される制御オプションにおいて、基地局１０は、高データレートについての必要に応じて、Ｅ−ＴＦＣＩが使用される場合に、ＴＦＣＩ（Transport  Format  Combination  Indicator）ビットを“借用”する。また、注記したように、Ｅ−ＤＰＤＣＨなどの（高レート）トラフィックチャネルが許可されていない場合には、移動端末１２にとって、１つの電力制御ループしか必要でない。よって、モバイルのＤＰＣＣＨ送信の受信ＳＩＮＲを維持するためのＴＰＣコマンドを生成する１つの電力制御ループを実行し、Ｅ−ＤＰＤＣＨの移動端末１２への許可後に２つの電力制御ループに切り替えるように、基地局１０を構成することができる。
【００５８】
［レート選択／適応］
制御チャネルについてのＳＩＮＲを維持しつつ、制御チャネル及びトラフィックチャネルについての合計受信電力を維持するという提案した電力割当てのアプローチが適用されることを想定すると、トラフィックデータについてのＳＩＮＲが伝播チャネル条件の変化と共に変動することになることが理解されるであろう。そのようにして、ここでの教示は、さらに、レート選択及び適応への対応する新たなアプローチを提案する。これら教示は、初回のデータレートの設定に加えて、ＳＩＮＲの変化に従ってレートを適応させることにも拡張される。
【００５９】
［許可の際のレート選択］
既存のＷＣＤＭＡシステムにおいて、ノードＢ及び移動端末又は他のユーザ機器（ＵＥ）は、セットアップにおいてＥ−ＴＦＣについて合意する。このテーブルは、許可されたＥ−ＤＰＤＣＨ電力と無線ベアラとの間の１対１の関係を与える―即ち、当該テーブルは、その時点のＤＰＣＣＨ電力に対する相対的な許可されたＥ−ＤＰＤＣＨ電力とＥ−ＤＰＤＣＨの送信のために使用されるデータレートとの間の直接的な関係を定義する。絶対許可は、（その時点のＤＰＣＣＨに対する相対的な）Ｅ−ＤＰＤＣＨ電力の観点で与えられ、上記テーブルは、ベアラ（レート）を決定するために使用される。相対許可は、その前の許可に対して相対的なものであり、よって、絶対許可のレベルへ変換することができる。
【００６０】
図１２は、Ｅ−ＤＰＤＣＨについての送信電力割当てへの既知のアプローチにおいて使用される、Ｅ−ＴＦＣテーブルとしても知られるＥ−ＤＰＤＣＨ相対電力テーブルを示している。３つの（無線）ベアラについてのテーブルエントリが示されている。基地局が、その時点のＤＰＣＣＨ電力の５倍の合計が使用可能であることを示唆する４：１という許可を基地局がシグナリングするというのが、対応する手続である。すると、ＵＥは、当該テーブルを使用して、ベアラ４が使用可能であると判定するであろう。一般的な考え方として、ＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨについての合計送信電力割当てが、基地局において図１３に示したプロットにおける“Ａ”よりも低い合計受信電力“Ｓ”となれば、基地局におけるＥ−ＤＰＤＣＨの受信信号品質を維持することができる。そうでなければ、シンボル間干渉（ＩＳＩ、自己干渉）が顕著となり、トラフィック及びＤＰＣＣＨ  ＳＩＮＲは期待されるものとはならない。
【００６１】
提案したアップリンク電力制御の一実施形態によれば、図１２に示したものと同じＥ−ＤＰＤＣＨ許可テーブル（granting  table）を、移動端末１２において使用することができる。また、従来のように、許可は、ＤＰＣＣＨ電力に対する相対的なＥ−ＤＰＤＣＨ電力の観点の観点で行われてもよい。通常は、そうした許可は名目上（nominal）のベアラ（レート）を指し示す。一方、ここで呈示される教示の１つの観点によれば、基地局１０は、テーブル内の（あるオーバヘッドのパーセンテージ及びベアラに対応する）絶対的な又は相対的な位置を追加的に送信する。当該情報の送信は、電力から独立したレートを与える。
【００６２】
例えば、４：１の許可はその時点のＤＰＣＣＨ電力の５倍が使用可能であることを示唆する。一方、トラフィック及びＤＰＣＣＨのＳＩＮＲに害を与え得る顕著なＩＳＩが存在することを想定する。これを解消するために、基地局１０は、ベアラ２の使用をシグナリングするであろう。とりわけ、この追加的なシグナリングは、レート、及び、ＤＰＣＣＨに割当てられた電力の割合の双方を変更する。よって、図１４に示したように、ベアラ２は、元のＤＰＣＣＨレベルの５倍のレベルの電力を使用するであろう。新たなＤＰＣＣＨレベルは、ベアラから独立したシグナリングに起因して、新たなＤＰＣＣＨレベルが異なることにも着目されたい。このシグナリングの組合せは、ＤＰＣＣＨについてのＳＩＮＲを維持しつつ、チャネルペア（ＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨ）についての全体としてのＳＮＲを維持するという目標の役に立つ。
【００６３】
許可についての上で提案したアプローチの１つの観点は、いかなるレートを割当てるべきかを基地局が決定することに関連する。従来は、オフラインのシミュレーションが、許可される電力とレートとの間の１対１の関係を与えるテーブルを決定するために使用された。当該アプローチは、ＳＩＮＲがＳと共に増減すること（即ち、自己干渉を無視できること）を前提とする。一方、ここで提案する１つ以上の実施形態によれば、基地局１０は、許可が使用される際に生じることになる自己干渉を計上して、ＳＩＮＲを予測する。例えば、基地局１０の１つ以上の実施形態は、Ｇ−Ｒａｋｅ受信機などの線形等化器を採用する。Ｇ−Ｒａｋｅ受信機の動作についての詳細な例は、本出願と共通的に所有されている、Ｃａｉｒｎｓらの公開された特許出願ＷＯ２００５／０９６５１７において著されているいる。
【００６４】
１つのタイプのＧ−Ｒａｋｅ受信機は、受信信号障害相関のパラメトリックなモデルを使用する。特に、受信ＣＤＭＡ信号の障害相関行列Ｒを、次式で与えられる論理的な表現に基づくあるパラメータの関数として表現することができる。
【００６５】
【数２】
2014171231.tif 000004
【００６６】
ここで、Ｅｐは単位時間当たりのパイロットエネルギー、Ｅｔは単位時間当たりの合計送信エネルギー、Ｎは拡散因子、Ｃはスケーリング因子、Ｎｏは雑音因子、ＲＳＩは（自己干渉を含む）干渉相関行列、及びＲｎは受信機のフィルタリングの自己相関特性から生じる熱雑音相関行列である。なお、ＲＳＩは干渉共分散（又は相関）行列として構築されてもよく、Ｒｎは雑音相関行列として構築されてもよい。
【００６７】
上の式（２）を見る際、受信機は、一般的には、Ｅｔ／ＥｐもＮｏも明示的には知ることができないことに留意すべきである。この課題は、パラメトリックモデルの障害項ＲＳＩ及びＲｎ、チャネル係数及び受信機のパルス形状情報を判定することにより解決され得る。当業者であれば、所与の受信機を、例えばそのフィルタの自己相関関数といった受信機のフィルタパルス形状の知識と共に構成することができること、並びに、伝播チャネルの特徴を得るために受信して使用できるような、受信パイロットシンボル、トレーニングデータ、又は受信機にとって先験的に既知の他の信号に基づいて、チャネル係数の推定値を維持することができることを、理解するであろう。チャネル係数及びパルス形状情報の観点でＲＳＩおよびＲｎを計算するために、例示的な式がここで与えられている。
【００６８】
例えば、ここでの教示は、例示的な実施形態において第１のモデルフィッティングパラメータにより増減される干渉項と第２のモデルフィッティングパラメータにより増減される雑音項とを含む障害相関モデルを使用し得る。この方法を使用して、障害相関Ｒを次のようにモデル化することができる。
【００６９】
2014171231.tif 000005
ここで、
2014171231.tif 000006
及び、
2014171231.tif 000007
であり、上記式において、
2014171231.tif 000008
は複素チャネルモデルである。
【００７０】
Ｒｐはパルス形状自己相関関数、ＴｃはＣＤＭＡチップ期間、ｄｋはｋ番目のＧ−Ｒａｋｅフィンガの遅延である。ｇの値はパイロットチャネルに対応するチャネル係数、即ち受信パイロットチャネルから直接的に推定されるチャネル係数であることにも留意すべきである。
【００７１】
上述した式に基づく信号処理を用いて、基地局１０は、信号電力（アルファ）及び雑音電力（ベータ）を推定することにより、ＳＩＮＲを予測することができる。ここで、基地局１０を、許可が使用される際の電力の増加を算入してアルファを増加させるように構成することが可能であり、それは、ＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨの双方についてのＳＩＮＲを決定するであろう。Ｅ−ＤＰＤＣＨのについての（設定されるべき）データレートは、ＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨのの品質要件が満たされるまで引き下げられるであろう。
【００７２】
基地局１０のまた別の実施形態は、上述したレート初期化を使用しない。例えば、基地局１０の一実施形態は、上で説明したような余分なベアラ選択シグナリングを実行しない。当該シグナリングをスキップすることは、移動端末１２が高過ぎるレートで開始する結果となり得るが、この一時的な条件は、レートの許可とレートの使用との間に遅延があれば軽減される。そうした実施形態において、基地局１０は、移動端末による許可の使用に先立って、移動端末１２へ追加的な電力アップコマンドを送信してＤＰＣＣＨ電力を調整するために当該遅延を使用することができる。
【００７３】
よって、図１２におけるテーブルを参照すると、基地局１０は、４：１（５ｘ）の許可を与える代わりに、（正確なベアラを取得するための）２：１（３ｘ）の許可を与え、及び十分な電力アップコマンドを与え、それにより、移動端末１２により許可が使用される際には、（アップコマンドが与えられる前の）もとのＤＰＣＣＨレベルに対して５倍となる。
【００７４】
［レート適応］
一度レートが選択され送信が開始されると、基地局１０は、ＳＮＲベースの電力制御を用いて、リソース割当てＳを維持する。しかしながら、伝播チャネルが瞬間的に多かれ少なかれ分散的になるにつれて、異なるパス上のフェージングに起因して、トラフィックチャネル及び制御チャネルの双方についてのＳＩＮＲは上下する（ここで、及び本文書を通じて、当業者は、特別な記述が無く文脈から明らかでない限り、“チャネル”との用語が複数のチャネル化された信号を有するコンポジット信号の範囲内の定義されフォーマット化された信号を表すことを理解するであろう。よって、所与のチャネルのＳＩＮＲ及び／又はＳＮＲは、当該チャネルについての受信信号に関連するものとして理解されるであろう）。
【００７５】
当該制御チャネルについて、基地局１０は、上で説明したように、所望の受信信号品質を維持するために、ＳＩＮＲベースの電力制御を使用する。この制御は、トラフィックチャネルのＳＩＮＲに影響を与え、それは伝播チャネルの変動によっても影響を受ける。よって、１つ以上の制御の実施形態において、基地局１０にて受信されるトラフィックチャネルの変化するＳＩＮＲを補償するように、レート適応がトラフィックチャネルのために使用される。
【００７６】
一般的には、基地局１０においてレート（ブロックサイズ、ベアラ）を決定することができ、基地局１０は、対応するコマンドを移動端末１２へ送信する。その代わりに、移動端末１２がレート適応を実行するように構成されてもよく、それにより基地局１０と移動端末１２との間の余分なシグナリングが回避される。
【００７７】
移動端末１２により実行されるレート適応への１つのアプローチにおいて、基地局の電力制御が適切に動作していることを前提としてよい。その前提の上で、移動端末１２は、基地局のＳＮＲ及びＳＩＮＲ制御ループから、Ｅ−ＤＰＤＣＨ／ＤＰＣＣＨの比を推論するように構成され得る。そして、移動端末１２は、当該比を用いて、メモリに記憶している自身のＥ−ＴＦＣテーブルから対応するレートを判定し、当該レートを使用する。例えば、移動端末のＤＰＣＣＨ送信電力をアップするよう命令され、及び全体としての送信電力Ｓをダウンするよう命令されると、移動端末１２は、より低いＥ−ＤＰＤＣＨ／ＤＰＣＣＨの比を計算し、それに応じてＥ−ＤＰＤＣＨについてのより低いデータレートを採用する。こうした動作は、基地局１０におけるＥ−ＤＰＤＣＨについて所望のブロックエラーレート（例えば、１０％）が達成されるように、テーブルが適切に設計され、全てが上手く動作していることを前提とする。
【００７８】
よりロバストな動作を提供する他の実施形態において、移動端末１２は、例えば、ＡＣＫ／ＮＡＣＫプロセスを監視することにより、基地局１０におけるブロックエラーの発生を監視するように構成される。移動端末１２は、予期されるよりも少ないエラーが観測されると、Ｅ−ＤＰＤＣＨのデータレートの選択の観点でより積極的となることができ、その逆もまた然りである。なお、ある意味において、これは、受信信号についてのＳＩＮＲ目標を調整する従来のアウタループ電力制御を、所望のＢＥＲ／ＢＬＥＲ（ビットエラーレート／ブロックエラーレート）を維持するように置き換えるものである。これを前述の実施形態と共に使用することができる。
【００７９】
同じＥ−ＤＰＤＣＨ／ＤＰＣＣＨ電力を所与として移動端末１２がどのようにより積極的又はより保守的なレートを使用することができるかを検討するにあたり、留意すべき点は、従来のＥ−ＴＦＣテーブルがＥ−ＤＰＤＣＨ／ＤＰＣＣＨ電力比とレートとの間の１対１の関係を与えることである。よって、一実施形態において、移動端末１２は、その代わりに、より積極的／より消極的な比とレートとのマッピングを有する複数のＥ−ＴＦＣテーブルを使用する。例えば、１つは積極的なマッピング、１つは中程度のマッピング、及び１つは保守的なマッピングを有する３つのテーブルを使用することができる。これらテーブル、又は関係するデータは、基地局１０から移動端末１２へシグナリングされ得る。
【００８０】
しかしながら、そうしたシグナリングを回避し、何らかの手法で従来のＥ−ＴＦＣテーブルを単純に再利用することが望ましいこともあり得る。一実施形態において、移動端末１２は、レートを適応させる際に、ベータ因子を“無視”する。これらベータ因子は、通常は、Ｅ−ＤＰＤＣＨ／ＤＰＣＣＨ電力比を決定する。よって、ベータ因子を無視することにより、移動端末１２は、基地局の２つの制御ループが当該比を代わりに決定することを可能とする。より積極的となるために、移動端末１２は、Ｅ−ＴＦＣテーブルからより高いレートを使用し、但し２つの制御ループからベータの設定を取得する。例えば、２つの電力制御ループは、Ｅ−ＤＰＤＣＨ／ＤＰＣＣＨ電力比をγｉと決定する。Ｅ−ＴＦＣテーブルの従来の使用によれば、移動端末１２は、対応するレートｒｉ（所与の転送ブロックサイズ）を使用するであろう。しかしながら、ここで教示される１つ以上の実施形態において、移動端末１２は、レート選択のためにレート調整因子Δを適用するように構成される。そのようにして、移動端末１２は、従来ならば決定されていたであろうレートｒｉを使用せず、代わりにレートｒｉ＋Δを使用する。正のΔは、レートをアップさせるようにバイアスし（積極的）、負のΔは、レートをダウンさせるようにバイアスする（保守的）。
【００８１】
これは、既存のＷＣＤＭＡ標準に対する暗黙的な変更であり、基地局のパラメータ推定アルゴリズムがＤＰＣＣＨコードとＥ−ＤＰＤＣＨコードとの間の固定的な電力関係に依存しているとすれば、当該基地局のパラメータ推定アルゴリズムに影響を与え得る。しかしながら、移動端末１２が制御コマンドを成功裏に受信してそれらに従うことを前提として、基地局１０は次の関係を推論するように有利に構成されることができるため、その影響は最小限であると考えられる。
【００８２】
新たなレートがどのようなものであるべきかを決定することについて、ここで考慮される１つ以上の実施形態は、知的“歩行（walk）”アルゴリズムを使用し、消失（erasure）が存在しない場合には上方へ、消失が存在する場合には下方へ、レートを適応させる。さらに、“保持（hold）”オプションを使用して、高すぎるレートと良好なレートとの間の揺れが回避される。この手続は、ＷＣＤＭＡ標準に対する暗黙的な変更であり、移動端末１２は、電力制御を介して消失の問題を修正するために、もはや基地局１０（ノードＢ）に依存しない。図１５に、全体としてのコンセプトが描かれている。基地局のアップリンク電力制御は、Ｅ−ＤＰＤＣＨ上のデータレートがＥ−ＤＰＤＣＨの変化するＳＩＮＲに適応される一方で、ＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨのペアのＳＮＲが維持されるように使用される。基地局の２つの制御ループコマンドの使用をこのスキームに組み込むこともできる。例えば、アルファの増減を包含する上述したアプローチを、レートの初回の変化を決定するために使用することができ、例えばそれは、適用される前に０．９だけ減少させられ得る。
【００８３】
その代わりに、注記したように、基地局１０は、移動端末１２と同じ情報へのアクセスを一般に有するように、レート適応を制御することができ、新たなレートを決定するために同じ又は異なるアプローチを使用することができる。但し、基地局１０がレートの決定を行う場合、そうした決定は、移動端末１２へシグナリングされる必要がある。追加的な制御ループ―即ち、第２の電力制御コマンド―についてここで既に説明したアプローチもまた、レートの引き下げか、維持か又は引き上げか（ベアラ及びオーバヘッドの区分）に関し、移動端末１２へ追加的な情報を送信するために使用され得る。
【００８４】
さらに、いくつかのケースでは、移動端末１２は、そのＥ−ＤＰＤＣＨについて与えられた許可の全体を使用しなくてもよい。例えば、移動端末１２は、送信すべき相応のビットを有しないために、又は相応の送信電力を有しないために、その許可の全体を使用しないこともあり得る。移動端末１２は基地局１０へスケジューリング情報（ＳＩ）を送信することができ、及び当該情報は移動端末の送信バッファステータス及び送信電力ヘッドルームを示すことから、基地局１０は、移動端末１２が予期される許可の全体を使用することができるかについての知識を有する。結果として、基地局１０は、移動端末のＳＩレポートを通じて報告される通りの移動端末のバッファ／電力ステータスの見地から許可を策定して、当該ステータスにとって許可が適切となることを確実にすることができる。
【００８５】
一方で、レートの決定をするために必要な当該情報が基地局１０にとって利用可能でない場合、移動端末１２は、適切な電力レベル及び使用すべきレートを決定する必要がある。なお、十分な送信電力がない場合には、移動端末１２は、図１３の曲線の良好な線形的部分に対応する、基地局１０によりサポートされるサービスエリア（セル）のエッジにいる可能性がある。
【００８６】
［一般的な実装］
一般的な考え方として、ここで提案したアップリンク電力制御は、２つの閉ループの制御ループを使用する。１つのループは、ある信号全体又は当該信号（例えば、ＤＰＣＣＨ）の第１の部分の電力を制御し、第２のループは、ある信号全体、当該信号の第２の部分（例えば、トラフィック）、又はいずれかに割当てられた電力のある割合の電力を制御する。少なくとも１つの実施形態において、双方のループは、固定レート（制御、オーバヘッド）の信号の受信ＳＩＮＲを維持し、及び合計信号の合計受信電力（Ｓ又はＳＮＲ）を維持するために使用される。
【００８７】
さらなる観点として、提案したアップリンク電力制御の１つ以上の実施形態は、基地局１０が（その時点のリファレンスチャネル電力に対する相対的な）合計相対電力及びレートベアラ（電力に対応する絶対的又は相対的なリファレンスベアラ）の双方をシグナリングするように、レート許可手続きを修正する。対応する形で、基地局１０及び／又は移動端末１２は、ブロックエラー及び基地局の電力制御ループに基づいてベアラが適応させられるという、電力適応を実行する。
【００８８】
上述した点を念頭に置き、図１６は、基地局１０の一実施形態のより詳細なブロック図を呈示する。ここで、デュプレクサ４０、送信回路４２及び受信フロントエンド４４は、図１において紹介した送受信回路１４の全て又は一部として備えられるものと理解されるであろう。これら回路は、１つ以上のアンテナを用いて無線信号を送受信するために構成される。
【００８９】
特に、デュプレクサ４０は、受信したアップリンク信号を、フィルタリング及びベースバンドへのダウンミキシングのために、受信フロントエンド４４へ受け渡す。この例の目的のために、所与の移動端末１２からの合計アップリンク信号は、第１のアップリンクチャネルとしてＤＰＣＣＨを、第２のアップリンクチャネルとしてＥ−ＤＰＤＣＨを含む。
【００９０】
そして、ベースバンド信号は、図１に示した信号電力推定器２２及び信号品質推定器２４を含み得るパラメータ推定器４６へ供給される。パラメータ推定器４６は、移動端末１２から受信されるアップリンクチャネルのセットについての全体としてのＳＮＲを推定する。この例において、当該セットは、第１のアップリンクチャネルとしてＤＰＤＣＨを、第２のアップリンクチャネルとしてＥ−ＤＰＤＣＨを含む。よって、この例について、パラメータ推定器４６は、基地局１０において受信されるＥ−ＤＰＤＣＨ及びＤＰＣＣＨの組合せについてＳＮＲを推定し、及びＤＰＣＣＨについてＳＩＮＲを推定する。これらパラメータの推定値は、必要とされる制御コマンドを決定するために、目標値と比較される。
【００９１】
具体的には、図示した制御ビット計算器４８は、推定ＳＮＲと目標ＳＮＲとの間、及び推定ＳＩＮＲと目標ＳＩＮＲとの間の差分を表す、比較器／差分回路５０及び５２からの比較結果を受け取る。図１に示したアップリンク電力コントローラ２０の全て又は一部を含み得る制御ビット計算器４８は、これら比較に基づいて、２つの電力制御ループについての第１及び第２の電力制御コマンドを生成する。生成された電力制御コマンドは、移動端末１２への送信のために、送信機４２へ供給される。
【００９２】
図１７は、対応する形で、移動端末１２の一実施形態についてのより詳細な図を提供する。デュプレクサ６０は、受信した信号を、フィルタリング及びベースバンドへのダウンミキシングのために、受信フロントエンド６２へ受け渡す。ベースバンド信号は、モードコントローラ／コマンド復調器６４へ供給され、移動端末１２により受信された信号に含まれている第１及び第２の電力制御コマンドが復調される。これらコマンドは、移動端末１２によるＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨのアップリンク送信電力を制御するために、送信回路６６へ送られる。なお、前にここで説明した使用のために、メモリ６８又は他の記憶装置が、Ｅ−ＴＦＣテーブル又は他の電力比／ベアラテーブル情報を保持する。
【００９３】
また、モードコントローラ／コマンド復調器６４に従って、移動端末１２がモード別（例えば、上述した第１又は第２のモード）に動作可能であることにも留意されたい。例えば、モードコントローラ／コマンド復調器６４は、動作モードに基づいて異なるように、（１つのループのためのコマンドとして、又は第１及び第２のループについてのコマンドへパースして）受信した電力制御コマンドワードを処理するように構成され得る。モードは、例えば、トラフィックチャネルが移動端末１２に許可されているか許可されていないかに応じて変化する。
【００９４】
さらに、許可の時点での電力及びレートの割当てのために、当該レートは、記憶されているＥ−ＴＦＣテーブル内の位置として、又はテーブル内のそれまでの位置に対する相対的な位置として示され得る。後者は、より少ない信号のビットしか要求せず、基地局１０は、より低いレートの相対的な位置をシグナリングすることにより、このアプローチを実装することができ、符号ビットも節約される。基地局１０は、Ｅ−ＤＰＤＣＨチャネルについてのＳＩＮＲの推定値に基づいて、移動端末１２にそのＥ−ＤＰＤＣＨレートを適応させるよう指示するように構成されてもよい。
【００９５】
図１８は、基地局１０又は移動端末１２のいずれかにおいてブロックエラーのインジケータのみを用いてアップリンクレートの変更を判定するためのアプローチを示している。送信時間間隔（ＴＴＩ）が復調されると、ＴＴＩが成功裏に復号されたか否かに依存して、ブロックエラーインジケータ（ＢＥＩ）が０又は１に設定される。このＢＥＩは、例えば、ＦＩＦＯバッファを用いて、最新のＮ個のブロックインジケータのリストに追加される（ブロック１２０）。一例として、Ｎは１０に等しい。ブロックエラーの数がカウントされる（ブロック１２２）。カウントが０であれば（ブロック１２４）、レートは増加される（ブロック１２６）。カウントが１であれば（ブロック１２８）、レートは維持される（ブロック１３０）。カウントが１よりも大きい場合には、レートは引き下げられる（ブロック１３２）。レートの引き上げ及び引き下げは、様々なレートに対応する送信フォーマットのテーブル内を上下へ移動することにより達成され得る。
【００９６】
図１９は、ブロック１４０〜１５４（偶数）における、ブロックエラーインジケータ及び制御ループコマンドの双方を使用する、レートの変更を判定するためのアプローチを示している。この例示的な方法では、基地局１０により実行される２つのアップリンク電力制御ループが（ＳＩＮＲについての）ＤＰＣＣＨ電力及び（Ｓについての）合計電力であることを前提とする。これら２つのループ及びそれらの関係が、暗黙的なＥ−ＤＰＤＣＨ電力を判定するために使用される。その代わりに、２つの制御ループがＤＰＣＣＨ電力及びＥ−ＤＰＤＣＨ電力である場合には、Ｅ−ＤＰＤＣＨ電力コマンドを直接的に使用することができる。
【００９７】
一般的には、従来のアウタループ電力制御においてＳＩＮＲの目標値を調整するための多くのアプローチと同様の、レートをいかに調整するかを決定するための多くのアプローチが存在する。当業者は、図１８及び図１９が有利であって但し非限定的な例であることを理解するであろう。さらに、前に注記したように、移動端末１２がレートの全体を使用するほどの送信すべきビットを有していない可能性があり、そうしたケースでは、このケースでは、レートはより低く、全体としての送信電力は恐らく引き下げられ得る。
【００９８】
上述した例に示したように、本発明の有利なアップリンク電力制御は、多くの利点を提供する。例えば、高データレートで動作している移動端末１２から（基地局１０における）受信信号電力を直接的に制御することにより、不安定さ及び電力の突出（rushes）が回避される。他の例として、リソースの強化された制御が提供され、基地局１０（又はネットワーク全体）の負荷を下げる必要性が回避され、ＳＩＮＲを維持するための電力の必要性を変化させることが可能となる。さらなる例として、より良好なレート選択を通じて、データパケットの再送信の必要性が削減されることにより、レイテンシが改善される。
【００９９】
よって、とりわけ、本発明は、ユーザ端末と基地局との間の通信の信頼性を改善する方法を提供する。少なくとも１つの実施形態において、開示されたアプローチは、端末により送信される合計送信電力、又は全体としての（合計）信号の第１の部分についての送信電力、の１つを制御するために、基地局からユーザ端末へ電力制御コマンドを送信することにより、それを成し遂げる。なお、少なくとも１つの実施形態において、コンポジット信号は、ＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨを含む。
【０１００】
さらに、本方法は、送信信号の第２の部分についての送信電力、送信信号の第１の部分に割当てられた電力の割合、又は送信信号の第２の部分に割当てられた電力の割合、の１つを制御するために、基地局からユーザ端末へ第２の制御コマンドを送信することを含む。このアプローチによって、ユーザ端末からの合計受信電力が維持され、及び送信信号の第１の部分の品質が維持されるように、２つのコマンドが設定される。
【０１０１】
１つ以上の実施形態において、開示されたアップリンク制御は、制御チャネルとトラフィック（又は他の変動レートの）チャネルとの組合せについての合計電力を維持しつつ、端末から受信される制御（又は他の固定レートの）チャネルの受信信号品質を維持するために使用される。この文脈において、本方法は、さらに、テーブル内の相対的な又は絶対的なベアラをシグナリングすること、電力をシグナリングすることなどにより、トラフィックチャネルの許可の時点で、及び、ＵＥ又は基地局のいずれかにおいてレート歩行アルゴリズムを使用することなどにより、データ送信の間に、トラフィックチャネルのレートを設定することを含み得る。
【０１０２】
しかしながら、当業者は、上述した例が本発明を限定しないことを理解するであろう。実際、本発明は、これまでの議論又は添付図面によっては限定されず、その代わりに、以下に添付する特許請求の範囲及びその法的な均等物によってのみ限定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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