(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｔｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての持続期間を、電力制御を強化するための追加パラメータとして利用することで、ＮＲＴデータの初期目標ＳＩ比を所望の目標ＳＩ比に確実に収束させる。【解決手段】非実時間のデータサービスに特に有用な外部ループ電力制御の方法、システム、および構成要素（５００）が、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨ割り当て（５０９）と称される短い持続時間の多くの短いバーストで送信されるデータを使用する。目標数的指標、好ましくは目標ＳＩ比（５０２）は、様々に異なるステップアップおよびステップダウンの目標数的指標調整量で調整される。初期目標ＳＩ比（５０２）と目標ＳＩ比を調整するための過渡的なステップサイズ（５０５〜５０７）は、非実時間データのＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当て（５０９）ごとに、外部ループ電力制御で動的に決定される。【選択図】  図８
2006187020.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択的にサイズが設定されたブロック割り当てで順方向チャネルにデータ信号を送信する無線送受信装置（ＷＴＲＵ）のための送信電力制御方法であって、該ＷＴＲＵは、前記順方向チャネルで受信される前記データ信号に基づいて計算される目標数的指標に応じて順方向チャネルの電力調整を行うように構成され、前記方法は、
所定のサイズＳを有するブロック割り当てでの前記順方向チャネルで前記ＷＴＲＵからデータ信号を受信するステップと、
前記順方向チャネルで受信される前記信号中の所定の誤り条件の検出に基づいて、前記ＷＴＲＵの順方向チャネルの電力制御の目標数的指標を計算するステップであって、
初期目標数的指標値を設定するステップと、
前記初期値をとる準備期間の後、所定の長さの時間間隔でステップアップ量またはステップダウン量だけ前記目標数的指標を変更し、それにより、１つ前の時間間隔中に所定の誤り条件が検出された場合には前記ステップアップ量だけ前記目標数的指標が増大され、また前記１つ前の時間間隔中に前記所定の誤り条件が検出されなかった場合には前記ステップダウン量だけ前記目標数的指標が減少されるステップと
を含むステップと、
前記初期ステップダウン量が定常状態の定常状態レベルの所定のステップダウン量と少なくとも同じ大きさに設定されるように、所定のブロック割り当てサイズＳに基づいて、前記ステップダウン量を初期過渡状態レベルに設定するステップであって、前記初期ステップダウン量が、前記定常状態の定常状態レベルの前記所定のステップダウン量よりも大きい場合に、１つ前の時間間隔中に所定の誤り条件が検出されれば、前記ステップダウン量が前記定常状態の定常状態レベルの所定のステップダウン量に減少するまで、前記ステップダウン量を選択された量だけ低いレベルに下げるステップと
を包含することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ステップアップ量が、各レベルについて前記ステップダウン量と確定済みの対応関係を有し、前記目標数的指標を計算するステップはさらに、前記ステップダウン量が前記定常状態レベルに設定されている間に、所定数の時間間隔中に所定の誤り条件が検出されない場合には、選択された量だけ前記ステップアップ量およびステップダウン量を増加するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップアップ量は、各レベルについて前記ステップダウン量と確定済みの対応関係を有し、前記目標数的指標は、目標信号対干渉比（ＳＩ比）であり、巡回冗長検査を行って前記所定の誤り条件を検出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ステップアップ量は、個々のステップダウン量よりも著しく大きく、前記初期過渡レベルのステップダウン量は、前記定常状態の定常状態レベルの前記所定のステップダウン量の２n倍であり、ｎは負でない整数（自然数）であり、前記ステップダウン量が減少される場合には、減少量は、１／２倍であることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記目標数的指標を計算するステップはさらに、前記ステップダウン量が前記定常状態レベルに設定されている間に、所定数の時間間隔中に所定の誤り条件が検出されない場合には、前記ステップアップ量およびステップダウン量を２倍に増加するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ブロック割り当てのサイズＳは、伝送時間間隔（ＴＴＩ）単位で規定され、前記初期ステップダウン量は、Ｓ＜１００ＴＴＩの場合はｎ＝０、１００ＴＴＩ≦Ｓ＜２００ＴＴＩの場合はｎ＝１、２００ＴＴＩ≦Ｓ＜４００ＴＴＩの場合はｎ＝２、Ｓ≧４００ＴＴＩの場合はｎ＝３となるように設定されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記方法は、ＵＭＴＳ（ユニバーサル移動電話システム）で実施され、前記ＷＴＲＵは、下り回線チャネルでユーザ信号を送信するネットワークユニットであり、前記目標数的指標の計算は、前記下り回線チャネルを受信し、上り回線チャネルで前記ネットワークユニットに送信される電力ステップコマンドを生成するＷＴＲＵによって行われることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ＷＴＲＵは、下り回線チャネルでユーザ信号を送信するネットワークユニットであり、前記目標数的指標の計算は、前記下り回線チャネルを受信するＷＴＲＵによって行われることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記ＷＴＲＵは、上り回線チャネルでユーザ信号を送信し、前記目標数的指標の計算は、前記上り回線チャネルを受信するネットワークユニットによって行われることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＷＴＲＵの開ループの送信電力制御が実施され、さらに、受信された目標ＳＩ比に基づいて順方向チャネルの送信の電力調整を前記ＷＴＲＵが計算するように、逆方向チャネルで前記計算された目標ＳＩ比を前記ＷＴＲＵにより受信するステップを包含することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＷＴＲＵの閉ループの送信電力制御が実施され、さらに、
前記計算された目標ＳＩ比に応じて電力ステップコマンドを生成し、逆方向チャネルで前記電力ステップコマンドを送信するステップと、
前記逆方向チャネルで前記ＷＴＲＵによって前記電力ステップコマンドを受信し、前記受信された電力ステップコマンドに基づいて順方向チャネルの送信のための電力調整を計算するステップと
を包含することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般には、無線通信システムに関する。詳細には、本発明は、そのようなシステムにおける電力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線遠隔通信システムは、当技術分野でよく知られている。無線システムに世界規模の相互接続性を提供するために、これまでにいくつかの標準（規格）が開発され、実施されている。現在広く使用されている標準の１つは、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ；グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ）として知られる。この標準は、いわゆる第２世代の移動無線システム標準（２Ｇ）とみなされ、続いてその改訂版（２．５Ｇ）が制定された。ＧＰＲＳ（Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ）とＥＤＧＥ(Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ＧＳＭ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ)は、（２Ｇの）ＧＳＭネットワークに加えて比較的高速のデータサービスを提供する２．５Ｇ技術の例である。これらの標準はそれぞれ、追加的な機能と強化で以前の標準をさらに改良することを追求した。１９９８年１月に、ＥＴＳＩ  ＳＭＧ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  −  Ｓｐｅｃｉａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｇｒｏｕｐ；ヨーロッパ電気通信規格研究所  特別モバイル・グループ）は、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ；ユニバーサル移動電話システムズ）と称される第３世代無線システムの無線アクセス方式について合意した。ＵＭＴＳ標準をさらに実装するために、１９９８年１２月に３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ;第三世代連携プロジェクト）が形成された。３ＧＰＰは、現在も共通の第３世代移動無線標準の作業に取り組んでいる。
【０００３】
現在の３ＧＰＰ仕様による典型的なＵＭＴＳシステムのアーキテクチャを図１に示す。ＵＭＴＳネットワークアーキテクチャは、現在一般に入手可能な３ＧＰＰ仕様文献で詳細に定義されている、Ｉｕと称されるインタフェースを介してＵＴＲＡＮ（ＵＭＴＳ  Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ  Ｒａｄｉｏ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；ＵＭＴＳ地上波無線アクセス網）と相互に接続されたコアネットワーク（ＣＮ：Ｃｏｒｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ；基幹回線網）を含む。ＵＴＲＡＮは、Ｕｕと称される無線インタフェースを介し、３ＧＰＰではユーザ機器（ＵＥ）と称される無線送受信装置（ＷＴＲＵ）を通じて、ユーザに無線遠隔通信サービスを提供するように構成される。ＵＴＲＡＮは、１つまたは複数の無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）と、３ＧＰＰではノードＢと称される基地局を有し、これらが、ＵＥと無線通信するための地理的な有効範囲を共同的に提供する。３ＧＰＰでＩｕｂと称されるインタフェースを介して、各ＲＮＣに１つまたは複数のノードＢが接続される。ＵＴＲＡＮは、異なるＲＮＣに接続されたノードＢのグループを複数有することができるが、図１に示す例には２つのグループを図示する。ＵＴＲＡＮで２つ以上のＲＮＣが提供される場合は、Ｉｕｒインタフェースを介してＲＮＣ間の通信が行われる。
【０００４】
ネットワークの構成要素にとって外部との通信は、ユーザレベルではＵｕインタフェースを介してノードＢにより、そしてネットワークレベルでは外部システムとの各種のＣＮ接続を介してＣＮによって行われる。
【０００５】
一般に、ノードＢなどの基地局の主要な機能は、その基地局のネットワークとＷＴＲＵ（無線送受信装置）の間の無線接続を提供することである。通例、基地局は、接続されていないＷＴＲＵが基地局のタイミングと同期した状態になることを可能にする共通のチャネル信号を発する。３ＧＰＰでは、ノードＢが、ＵＥとの間の物理的な無線接続を行う。ノードＢは、Ｕｕインタフェースを介してノードＢから送信される無線信号を制御するＲＮＣから、Ｉｕｂインタフェースを通じて信号を受信する。
【０００６】
ＣＮは、正しい宛先に情報をルーティングする役割を担う。例えば、ＣＮは、ノードＢの１つを介してＵＭＴＳに受信されるＵＥからの音声トラフィックを公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）にルーティングする、またはインターネットを行き先とするパケットデータをルーティングすることができる。３ＧＰＰでは、ＣＮは次の６つの主要な構成要素を有する。１）サービング（ｓｅｒｖｉｎｇ）ＧＰＲＳ（一般パケット無線サービス）サポートノード、２）ゲートウェイＧＰＲＳサポートノード、３）ボーダーゲートウェイ、４）ビジタ（ｖｉｓｉｔｏｒ）位置レジスタ、５）移動サービス交換センター、６）ゲートウェイ移動サービス交換センター。サービングＧＰＲＳサポートノードは、インターネットなどのパケット交換ドメインへのアクセスを提供する。ゲートウェイＧＰＲＳサポートノードは、他のネットワークに接続するためのゲートウェイノードである。他の事業者のネットワークまたはインターネットに向かうデータトラフィックは、すべてゲートウェイＧＰＲＳサポートノードを通過する。ボーダーゲートウェイは、ネットワーク外部の侵入者による、ネットワーク領域内の利用者への攻撃を防止するファイアウォール（保安用システム）として機能する。ビジタ位置レジスタは、サービスを提供するために必要とされる利用者データの現在のサービスネットワークの「コピー」である。この情報は、初めは、モバイル利用者を管理するデータベースから得られる。移動サービス交換センターは、ＵＭＴＳ端末からネットワークへの「回路交換」接続を担当する。ゲートウェイ移動サービス交換センターは、現在の利用者の場所に基づいて、必要とされるルーティング機能を実施する。ゲートウェイ移動サービス交換センターは、外部ネットワークからの利用者からの接続要求も受信し、管理する。
【０００７】
ＲＮＣは、一般に、ＵＴＲＡＮの内部機能を制御する。ＲＮＣは、ノードＢとのＵｕインタフェース接続を介したローカルコンポーネントと、例えば国内のＵＭＴＳ内の携帯電話から行われる海外通話など、ＣＮと外部システム間の接続を介した外部のサービスコンポーネントを有する通信の仲介サービスも提供する。
【０００８】
通例、ＲＮＣは、複数の基地局を監視し、ノードＢによってサービスされるワイヤレス無線サービスの有効範囲の地理的範囲にある無線リソース（資源）を管理し、Ｕｕインタフェースのための物理的な無線リソースを制御する。３ＧＰＰでは、ＲＮＣのＩｕインタフェースは、ＣＮへの２種類の接続、すなわちパケット交換ドメインへの接続と、回路交換ドメインへの接続を提供する。ＲＮＣの他の重要な機能には、機密性と保全性の保護が含まれる。
【０００９】
多くの無線通信システムでは、適応送信電力制御アルゴリズムが用いられる。そのようなシステムでは、多くの通信が、同じ無線周波スペクトルを共有することができる。特定の通信を受信する際には、同じスペクトルを使用するすべての他の通信が、その特定の通信に干渉（混信）を生じさせる。その結果、１つの通信の送信電力レベルを上げると、そのスペクトル中のすべての他の通信の信号品質が低下する。しかし、送信電力レベルを下げすぎると、受信機における信号対干渉比（ＳＩ比）などで測定される受信信号の品質が望ましくないものになる。
【００１０】
無線通信システムの電力制御の各種方法が当技術分野でよく知られている。無線通信システムのための開ループと閉ループの電力制御送信機システムの例を、それぞれ図２と図３に示す。このようなシステムの目的は、フェーディング（ｆａｄｉｎｇ）のある伝播チャネルと時間で変動する干渉とが存在する場合に、送信電力を急速に変化させて送信電力を最小にし、同時に、リモート端末（ｒｅｍｏｔｅ  ｅｎｄ）でデータが許容できる品質で受信されることを保証することである。
【００１１】
３ＧＰＰ（Ｔｈｉｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  Ｐｒｏｊｅｃｔ;第三世代連携プロジェクト）の時分割双方向（ＴＤＤ）および周波数分割双方向（ＦＤＤ）システムなどの通信システムでは、共有される可変レートデータの複数の専用チャネルが、送信のために組み合わせられている。そのようなシステムの背景的な仕様データが、非特許文献１から入手できる。結果としてより最適なパフォーマンスをもたらすデータレート変更のための電力制御適応の高速な方法およびシステムが、本発明の譲受人が所有する特許出願に教示されている（特許文献１および２００１年７月１２日出願の米国特許出願第０９／９０４，００１号参照）。
【００１２】
３ＧＰＰのＷ−ＣＤＭＡシステムでは、電力制御がリンクの適応方法として使用される。専用の物理チャネル（ＤＰＣＨ）の送信電力を調整して最小の送信電力レベルで一定のサービス品質（ＱｏＳ）を達成し、それによりシステム内の干渉レベルを抑える、動的な電力制御がＤＰＣＨに適用されている。
【００１３】
１つの手法としては、送信電力制御を、外部ループ電力制御（ＯＬＰＣ）と内部ループ電力制御（ＩＬＰＣ）と呼ばれる別個のプロセス（処理工程）に分割することである。電力制御システムは、一般に、内部ループが開いているか、閉じているかに応じて、開ループまたは閉ループと称される。図２および図３の例に図示されている両方のシステムのタイプの外部ループは、閉ループである。図２に図示するシステムの開ループタイプの内部ループは、開ループである。
【００１４】
外部ループの電力制御では、特定の送信機の電力レベルは、目標ＳＩ比（ｔａｒｇｅｔ ｓｉｇｎａｌ ｔｏ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｒａｔｉｏｎ）の値に基づく。受信機が送信を受ける際に、受信信号の品質が測定される。送信される情報は、トランスポートブロック（ＴＢ：搬送ブロック）単位で送信され、受信信号品質は、ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）に基づいて監視することができる。ＢＬＥＲは、通例はデータの巡回冗長性検査（ＣＲＣ）によって受信機で推定される。その推定ＢＬＥＲが、そのチャネルにおける各種のデータサービスタイプのＱｏＳ要件を表す目標ＢＬＥＲなどの目標品質の必要条件と比較される。測定された受信信号品質に基づいて、目標ＳＩ比の調整制御信号が送信機に送信される。送信機は、その調整要求に応答して目標ＳＩ比を調整する。
【００１５】
時分割双方向（ＴＤＤ）方式を利用する３ＧＰＰ（ｔｈｉｒｄ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  ｐｒｏｇｒａｍ;第三世代連携プログラム）広帯域符号分割多重接続（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムでは、ＵＴＲＡＮ（ＳＲＮＣ−ＲＲＣ）が、呼／セッションの確立時にＷＴＲＵに初期の目標ＳＩ比を設定し、その後、上り回線（ＵＬ）のＢＬＥＲ測定の観測結果の指示に従って、その呼の存続期間中にＷＴＲＵの目標ＳＩ比を継続的に調整する。
【００１６】
内部ループ電力制御では、受信機が、ＳＩ比などの受信信号品質の測定値を閾値（すなわち目標ＳＩ比）と比較する。ＳＩ比が閾値を上回る場合には、電力レベルを下げる送信電力コマンド（ＴＰＣ）が送信される。ＳＩ比が閾値を下回る場合には、電力レベルを上げるＴＰＣが送信される。通例、ＴＰＣは、送信機への専用チャネル中でデータと多重化される。送信機は、受信されたＴＰＣに応答して、送信電力レベルを変更する。
【００１７】
従来の、３ＧＰＰシステムにおける外部ループ電力制御アルゴリズムは、特定のチャネル条件を想定して、ＢＬＥＲとＳＩ比の固定された対応付けを使用して、必要とされる目標ＢＬＥＲに基づいて各符号化複合トランスポートチャネル（ＣＣＴｒＣＨ）の初期目標ＳＩ比を設定する。ＣＣＴｒＣＨは、普通、数個のトランスポートチャネル（ＴｒＣＨ）を多重化することにより１つの物理的無線チャネルで各種のサービスを送信するために用いられ、各サービスは独自のＴｒＣＨで送信される。ＣＣＴｒＣＨ単位でＢＬＥＲレベルを監視するために、検討対象のＣＣＴｒＣＨに多重化されるトランスポートチャネルの中から基準トランスポートチャネル（ＲＴｒＣＨ）を選択することができる。例えば、ＴｒＣＨが、ＡＷＧＮチャネルを含むＣＣＴｒＣＨにおけるすべてのチャネル条件の中間点にあると考えることができるなら、ＴｒＣＨ−１がＲＴｒＣＨに選択されてよい。目標ＢＬＥＲと目標ＳＩ比との不一致は、特にＢＬＥＲが非常に低い場合に、所与のチャネル条件に応じて著しく変動する可能性がある。例えば、ケース１のチャネル条件で、ＴｒＣＨ−１の目標ＢＬＥＲ＝０．０１の場合の目標ＳＩ比は、ＡＷＧＮチャネル条件にある別のトランスポートチャネルの目標ＳＩ比よりも４ｄＢ以上多く必要とする可能性がある（すなわちＴｒＣＨ−１の方が強い信号を必要とする）。目標ＢＬＥＲに必要とされる目標ＳＩ比はチャネル条件に伴って変動するので、ＷＴＲＵが目標ＢＬＥＲを初期の目標ＳＩ比に変換する際には、このチャネル条件の不一致によって誤りが生じる可能性がある。その結果、目標ＳＩ比を決定するための反復的なプロセスは、要求される目標への収束によって克服しなければならない初期の差を有し、これはＣＲＣプロセスを行えるようにさせることによって複雑になり、これらすべてが目標ＳＩ比に収束するための望ましくない遅延を生じさせる。
【００１８】
この遅延の結果、電力制御アルゴリズム全体に動作効率の低下が生じる可能性がある。遅延は、伝送速度の単位である伝送時間間隔（ＴＴＩ）で表される。最小の間隔は１フレーム分のデータであり、これは、通例３ＧＰＰ通信システムでは１０ミリ秒に規定される。３ＧＰＰシステムでは、ＴＴＩの長さは、１０、２０、４０、または８０ミリ秒である。
【００１９】
【特許文献１】国際公開番号ＷＯ  ０２／０９３１１  Ａ２  ２００２年１月３１日公開
【非特許文献１】3GPP TS 25.223 v3.3.0, 3GPP TS 25.222 v3.2.0, 3GPP TS 25.224 v3.6 and Volume 3 specifications of Air-Interface for 3G Multiple System Version 1.0, Revision 1.0 by the Association of Radio Industries Businesses (ARIB)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
無線チャネルは、また、ビデオ、音声、データなどの各種サービスを送信することができ、それぞれが異なるＱｏＳの要件を有する。非実時間（ＮＲＴ）のデータサービスの場合には、データは、持続時間が短い多くのバーストで送信される。例えば３ＧＰＰシステムでは、このデータバーストは、一時専用チャネル（Ｔｅｍｐ−ＤＣＨ）にトランスポートブロックとして対応付けられる。この対応付けは、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨの割り当てに関しても参照される。１つまたは複数のトランスポートブロックがＴＴＩ単位でチャネルに対応付けられる。したがって、各サービスは、数個のＴＴＩにまたがって対応付けられ、一方、目標ＳＩ比の調整は、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨの割り当てのためのＯＬＰＣ（外部ループ電力制御）の際にＴＴＩ単位で行われる。
【００２１】
音声タイプの送信とデータタイプの送信を比較すると、実時間（ＲＴ）の音声送信は、より緩い目標ＢＬＥＲを有する可能性が高く（すなわちＢＬＥＲ値がより高く）、一方、ＮＲＴのデータ送信には、より低い目標ＢＬＥＲでより低い誤り率が必要とされる。したがって、ＱｏＳを保証するための予想される遅延は、音声送信の場合よりもデータのダウンロードの場合の方が長い。さらに、目標ＳＩ比調整のために必要とされる過渡的なステップサイズは、そのサービスのＱｏＳ要件に応じて設定される。ＲＴデータの初期目標ＳＩ比は、常に所望の目標ＳＩ比に収束するが、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨの割り当てのたびに新しく割り当てられるＮＲＴデータの初期目標ＳＩ比は、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての持続期間が短いため、所望の目標ＳＩ比に収束しない場合がある。
【００２２】
本発明は、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨの割り当ての持続期間を、電力制御を強化するための追加的パラメータとして利用できるということが分かったものである。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の方法は、選択的に大きさが設定されたブロック割り当てで順方向チャネルにデータ信号を送信する無線送受信装置（ＷＴＲＵ）のための送信電力制御の方法を提供する。このＷＴＲＵは、順方向チャネルを通じて受信されるデータ信号に基づいて計算される目標数的指標（target metrics）に応じて順方向チャネルの電力調整を行うように構成されている。本方法は、以下のステップを有する。それぞれが所定のサイズＳである、連続したデータ信号ブロック割り当てが、順方向チャネルでＷＴＲＵから時間間隔を空けて受信される。各ブロック割り当てのデータ信号について、ＷＴＲＵの順方向チャネルの電力調整の目標数的指標が、順方向チャネルで受信される信号中の所定の誤り条件の検出に基づいて計算されるが、これには、初期の目標数的指標値を設定するステップと、データの各ブロック割り当てのために計算された最後の目標数的指標を記憶するステップとが含まれる。最初のブロック割り当て後の各ブロック割り当てのデータ信号について、１つ前のブロック割り当てに計算された最後の目標数的指標と、１つ前のブロック割り当てからの時間間隔に基づく割り当て間の調整量とに応じて、初期の目標数的指標値が設定される。初期値をとる準備期間の後、目標数的指標が、所定の長さの時間間隔でステップアップ量またはステップダウン量だけ変更され、それにより、１つ前の時間間隔中に所定の誤り条件が検出された場合は、目標数的指標がステップアップ量だけ増大され、１つ前の時間間隔中に所定の誤り条件が検出されない場合は、目標数的指標がステップダウン量だけ減少される。初期過渡状態レベルへのステップダウン量の設定は、所定のブロック割り当てサイズＳに基づき、初期のステップダウン量が、少なくとも、定常状態の定常状態レベルの所定のステップダウン量と同じ大きさに設定されるようにする。初期ステップダウン量が、定常状態の定常状態レベルの所定のステップダウン量よりも大きい場合に、１つ前の時間間隔中に所定の誤り条件が検出される場合には、ステップダウン量が、定常状態の定常状態レベルの所定のステップダウン量になるまで、ステップダウン量が、選択された量だけ低いレベルに減少される。
【００２４】
本発明の装置は、所定のサイズＳに選択的にサイズが設定されたブロック割り当で順方向チャネルにデータ信号を送信する送信側ＷＴＲＵ（無線送受信装置）のための送信電力制御を実施する受信側ＷＴＲＵを提供する。送信側ＷＴＲＵは、受信側ＷＴＲＵで計算された目標数的指標に応じて順方向チャネルの送信電力調整を行うように構成されている。受信側ＷＴＲＵは、以下の構成を備えている。受信機は、ＷＴＲＵから、順方向チャネルで時間間隔が空けられた連続したデータ信号のブロック割り当てを受信する。プロセッサは、順方向チャネルで受信されるデータ信号中の所定の誤り条件の検出に基づいて、送信側ＷＴＲＵで順方向チャネルの送信電力調整を実施するための目標数的指標を計算するように構成されている。プロセッサは、各ブロック割り当てのデータ信号について、初期目標数的指標値が設定され、データのブロック割り当てごとに計算された最後の目標数的指標が記憶されるように、目標数的指標を計算するようにも構成されている。プロセッサはさらに、最初のブロック割り当て後の各ブロック割り当てのデータ信号について、１つ前のブロック割り当てに計算された、記憶された最後の目標数的指標と、１つ前のブロック割り当てから時間間隔を空けるための割り当て間の調整量とに応じて、初期目標数的指標値が設定されるように構成されている。初期値をとる準備期間の後、所定の長さの時間間隔で目標数的指標がステップアップ量またはステップダウン量だけ変更され、それにより、１つ前の時間間隔中に所定の誤り条件が検出された場合には、目標数的指標がステップアップ量だけ増大され、１つ前の時間間隔中に所定の誤り条件が検出されない場合には、目標数的指標がステップダウン量だけ減少される。初期ステップダウン量が定常状態の定常状態レベルの所定のステップダウン量と少なくとも同じ大きさに設定されるように、所定のブロック割り当てサイズＳに基づいて、ステップダウン量が初期過渡状態レベルに設定され、初期ステップダウン量が、定常状態の定常状態レベルの所定のステップダウン量よりも大きい場合で、１つ前の時間間隔中に所定の誤り条件が検出される場合には、ステップダウン量が、定常状態の定常状態レベルの所定のステップダウン量になるまで、ステップダウン量が、選択された量だけ低いレベルに減少される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図面を参照して本発明を説明するが、すべての図面を通じて、同様の要素は同様の参照符号で表す。用語「基地局」、「無線送受信装置（ＷＴＲＵ）」、および「モバイル装置」は、それぞれの一般的な意味で使用される。本明細書で使用される用語「基地局」には、これらに限定しないが、基地局、ノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント、あるいは、基地局が関連付けられたネットワークへの無線アクセスをＷＴＲＵに提供する、無線環境にある他のインタフェース装置が含まれる。
【００２６】
本明細書で使用される用語「ＷＴＲＵ」には、これらに限定しないが、ユーザ機器（ＵＥ）、移動局、固定型または移動型の利用者装置、ページャ、または、無線環境での動作が可能な他のタイプのデバイスが含まれる。ＷＴＲＵには、電話機、テレビ電話、およびネットワーク接続を有するインターネット対応電話などの個人通信機器が含まれる。また、ＷＴＲＵには、同様のネットワーク機能を有する無線モデムを備えたＰＤＡやノート型コンピュータなどの携帯型の個人コンピューティングデバイスが含まれる。携帯型のＷＴＲＵ、またはその他の形で場所を変えることができるＷＴＲＵを、モバイルユニットと称する。
【００２７】
時分割双方向方式を利用する３ＧＰＰ（ｔｈｉｒｄ  ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  ｐｒｏｇｒａｍ;第三世代連携プログラム）広帯域符号分割多重接続（ＷＣＤＭＡ）システムとの関連で実施形態を説明するが、それらの実施形態は、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）／時分割多重接続（ＴＤＭＡ）混合型の通信システムに適用することができる。また、これらの実施形態は、一般に、提案される３ＧＰＰ  Ｗ−ＣＤＭＡ（広帯域ＣＤＭＡ）の周波数分割双方向（ＦＤＤ）方式などのＣＤＭＡシステムに適用することができる。
【００２８】
３ＧＰＰなどの無線システムのための従来の電力制御法は、いわゆる内部ループと外部ループを利用する。電力制御システムは、内部ループが開いているか、閉じているかに応じて開ループまたは閉ループと称される。両タイプのシステムの外部ループは、閉ループである。
【００２９】
「送信側」通信局１０と「受信側」通信局３０を有する開ループの電力制御システムの関連部分を図２に示す。局１０、３０はともに、トランシーバ（送受信機）である。通例は、一方が、３ＧＰＰではノードＢと称される基地局であり、もう一方が、３ＧＰＰでユーザ機器（ＵＥ）と称されるあるタイプのＷＴＲＵである。説明を分かりやすくするために、選択された構成要素のみを図示し、本発明は、好ましい３ＧＰＰシステムの点から説明するが、本発明は、ＷＴＲＵ同士が通信するアドホック（ad hoc）のネットワーキングを行うようなシステムであっても、無線通信システム全般に適用することができる。電力制御は、過度の干渉を発生させずに、複数のユーザに対する高品質のシグナリング(信号伝達)を維持するために重要である。
【００３０】
送信局１０は、送信するユーザデータ信号を搬送するデータ線１２を有する送信機１１を含む。ユーザデータ信号は、プロセッサ（処理装置）１５の出力１３からの送信電力調整を適用して送信電力レベルを調整することによって調整された所望の電力レベルを備えている。ユーザデータは、送信機１１のアンテナシステム１４から送信される。
【００３１】
送信データを含むワイヤレス無線信号２０が、受信アンテナシステム３１を介して受信局３０に受信される。受信アンテナシステムは、受信データの品質に影響する干渉無線信号２１も受信する。受信局３０は、受信信号が入力され、測定された干渉電力データを出力する干渉電力測定装置３２を含む。受信局３０は、データ品質測定装置３４も含み、この測定装置３４にも受信信号が入力され、データ品質信号を生成する。データ品質測定装置３４は、プロセッサ（処理装置）３６に結合され、プロセッサ３６は、信号品質データを受け取り、入力３７を通じて受け取られるユーザによって定義された品質標準パラメータに基づいて、目標の信号対干渉比（ＳＩ比：希望信号レベルと妨害信号レベルの比）データを計算する。
【００３２】
受信局３０は、干渉電力測定装置３２と目標ＳＩ比生成プロセッサ３６とに結合された送信機３８も含む。受信局の送信機３８は、それぞれユーザデータ、基準信号、および基準信号送信電力データの入力４０、４１、４２も含む。受信局３０は、自局のユーザデータと制御関連データと基準信号を、関連付けられたアンテナシステム３９を介して送信する。
【００３３】
送信局１０は、受信機１６と、それに関連付けられた受信アンテナシステム１７を含む。送信局の受信機１６は、受信局３０から送信される無線信号を受信し、この無線信号は、受信局のユーザデータ４４と、受信局３０で生成された制御信号とデータ４５を含む。
【００３４】
送信局の送信機のプロセッサ１５は、送信電力の調整値を計算するために、送信局の受信機１６に関連付けられる。送信機１１は、受信された基準信号の電力を測定する装置１８も含み、装置１８は、経路損失計算回路１９に関連付けられる。
【００３５】
送信電力の調整値を計算するために、プロセッサ１５は、受信局の目標ＳＩ比生成プロセッサ３６によって生成された目標ＳＩ比データを搬送する目標ＳＩ比データ入力２２からのデータと、受信局の干渉電力測定装置３２によって生成された干渉データを搬送する干渉電力データ入力２３からのデータと、経路損失計算回路１９の出力である経路損失信号を搬送する経路損失データ入力２４からのデータとを受け取る。経路損失信号は、受信局３０から供給される基準信号送信電力データを搬送する基準信号送信電力データ入力２５と、送信機１１の基準信号電力測定装置１８の出力を搬送する測定基準信号電力入力２６とを介して受け取られたデータから、経路損失計算回路１９によって生成される。基準信号測定装置１８は、送信局の受信機１６に結合されて、受信局の送信機３８から受信された基準信号の電力を測定する。経路損失計算回路１９は、入力２５によって伝達される既知の基準電力信号の強度と、入力２６で伝達される測定された受信電力強度との差に基づいて経路損失を判定することが好ましい。
【００３６】
干渉電力データ、基準信号電力データ、および目標ＳＩ比の値は、伝播チャネルと干渉の時間で変動するレートに比べて著しく低いレートで送信局１０に伝達される。「内部」ループは、測定された干渉に依拠するシステム部分である。必要最小限の送信電力の推定値がどれほど適正であるかを示す、時間で変動する伝播チャネルと干渉のレートに匹敵するレートでのアルゴリズムへのフィードバックがないので、このシステムは「開ループ」とみなされる。必要とされる送信電力レベルが急速に変化する場合は、このシステムは、それに応じて反応して適時に電力調整を変更することができない。
【００３７】
図２の開ループ電力制御システムの外部ループに関して、リモートの受信局３０で、測定装置３４を介して受信データの品質が評価される。デジタルデータの品質の一般的な測定基準は、ビット誤り率とブロック誤り率である。これらの基準を計算するには、時間で変動する伝播チャネルと干渉の期間よりもかなり長い期間にわたって蓄積されたデータが必要となる。所与の基準について、その基準と受信ＳＩ比の間には理論的な関係が存在する。リモートの受信機に基準を評価するのに十分なデータが蓄積されると、プロセッサ３６で、そのデータが計算され、所望の基準（要求されるサービス品質を表す）と比較され、そして更新された目標ＳＩ比が出力される。更新された目標ＳＩ比は、（理論上は）送信機の内部ループで適用されると、測定された基準を所望の値に収束させる値である。最後に、更新された目標ＳＩ比が、受信局送信機３８と送信局受信機１６を介して、その内部ループで使用するために送信機１１に渡される。目標ＳＩ比の更新レートは、品質統計を蓄積するために必要な時間と、電力が制御される送信機への伝達レートの実際的な制限によって制限される。
【００３８】
図３を参照すると、閉ループの電力制御システムを用いる、送信局５０と受信局７０を有する通信システムが図示されている。
【００３９】
送信局５０は、送信するユーザデータ信号を搬送するデータ線５２を有する送信機５１を含む。ユーザデータ信号は、プロセッサ５５の出力５３からの送信電力調整値を適用して電力レベルを調整することによって調整される所望の電力レベルを備えている。ユーザデータは、送信機５１のアンテナシステム５４を介して送信される。
【００４０】
送信データを含むワイヤレス無線信号６０が、受信アンテナシステム７１を介して受信局７０に受信される。受信アンテナシステムは、受信データの品質に影響する干渉無線信号６１も受信する。受信局７０は、受信信号が入力され、測定されたＳＩ比データを出力する干渉電力測定装置７２を含む。受信局７０は、データ品質測定装置７３も含み、データ品質測定装置７３にも受信信号が入力され、データ品質信号を生成する。データ品質測定装置７３は、プロセッサ７４に結合され、プロセッサ７４は、信号品質データを受け取り、入力７５を通じて受け取られるユーザによって定義された品質標準パラメータに基づいて、目標信号対干渉比（ＳＩ比）データを計算する。
【００４１】
コンバイナ（combiner：結合器）、好ましくは、減算器は、装置７２からの測定ＳＩ比データを、プロセッサ７４で計算された目標ＳＩ比データと、好ましくは減算することにより比較してＳＩ比誤差信号を出力する。コンバイナ７６からのＳＩ比誤差信号は、処理回路７７に入力され、回路７７は、その信号に基づいてステップアップ／ダウンコマンドを生成する。
【００４２】
受信局７０は、処理回路７７に結合された送信機７８も含む。受信局の送信機７８は、ユーザデータの入力８０も含む。受信局７０は、自局のユーザデータと制御関連データを、関連付けられたアンテナシステム７９を介して送信する。
【００４３】
送信局５０は、受信機５６と、それに関連付けられた受信アンテナシステム５７を含む。送信局の受信機５６は、受信局７０から送信された無線信号を受信し、この信号は、受信局のユーザデータ８４と受信局で生成された制御データ８５とを含む。
【００４４】
送信局の送信機のプロセッサ５５は、送信局の受信機１６に関連付けられた入力５８を有する。プロセッサ５５は、入力５８を通じてアップ／ダウンのコマンド信号を受け取り、その信号に基づいて送信電力の調整値を計算する。
【００４５】
閉ループの電力制御システムの内部ループに関して、送信局の送信機５１は、リモートの受信局７０で生成された高レートのステップアップコマンドおよびステップダウンコマンドに基づいて、送信機の電力を設定する。リモートの受信局７０では、受信データのＳＩ比が測定装置７２によって測定され、プロセッサ７４で生成された目標ＳＩ比の値とコンバイナ７６を介して比較される。目標ＳＩ比は、（理論上は）その値でデータが受信された場合に、要求されるサービス品質が得られる値である。測定された受信ＳＩ比が目標ＳＩ比よりも小さい場合は、処理回路７７により、受信局の送信機７８と送信局の受信機５６を介して送信機５１にステップダウンコマンドが発行され、それ以外の場合はステップアップコマンドが発行される。時間で変動する伝播チャネルと干渉に実時間で反応することができるステップアップコマンドとステップダウンコマンドが高レートでフィードバックされるので、この電力制御システムは閉ループとみなされる。時間で変動する干渉と伝播が原因で必要な送信電力レベルが変化する場合には、このシステムは、迅速に反応し、その変化に応じて送信電力を調整する。
【００４６】
閉ループの電力制御システムの外部ループに関して、受信データの品質が、受信局７０の測定装置７３で評価される。デジタルデータ品質の一般的な測定基準は、ビット誤り率とブロック誤り率である。これらの基準を計算するには、時間で変動する伝播チャネルと干渉の期間よりかなり長い期間にわたって蓄積されたデータが必要となる。所与の基準について、その基準と受信ＳＩ比の間には理論的な関係がある。リモートの受信機に基準を評価するのに十分なデータが蓄積されると、プロセッサ７４によりそのデータが計算され、求められる基準（要求されるサービス品質を表す）と比較され、更新された目標ＳＩ比が出力される。更新された目標ＳＩ比は、（理論上は）受信機のアルゴリズムに適用された場合に、測定される基準を要求される値に収束させる値である。そして、更新されたＳＩ比が内部ループで使用されて、送信局の電力スケール生成プロセッサ５５に送信されて送信機５１の電力を制御するステップアップ／ステップダウンコマンドの方向を決定する。
【００４７】
図２に図示する開ループシステムとして実施されるか、図３に図示する閉ループシステムとして実施されるかに関係なく、外部ループの電力制御では、目標ＳＩ比などの初期の目標数的指標(target metrics)が設定され、そして、無線通信の際に行われる外部ループのフィードバックに基づいてその目標数的指標が再計算される。従来、目標数的指標の調整は、ステップアップとステップダウンの設定された増分値を用いて所望の目標値に収束する固定ステップ法を使用して行われる。
【００４８】
この従来の手法に本発明によって変更を加えて、ＮＲＴデータの初期目標ＳＩ比を決定する。例えば、無線リンクのセットアップの開始時またはハンドオーバ時に、３ＧＰＰシステムのＷＴＲＵは、次の従来のステップを用いる。
（１）最初のＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての継続時間（またはＴＴＩサイズＳ）が閾値（例えば所定の収束時間目標値）よりも短い場合は、初期の対応付け参照テーブルから初期目標ＳＩ比を得、ある値（例えば２＊ｌｏｇ10（１／ＢＬＥＲ））だけオフセットする。オフセット値は、フェーディングチャネル条件の変動に基づいて決定される。例えばフェーディングチャネルの条件が非常に不安定な場合は、オフセット値が上方に調整される。下り回線の外部ループ電力制御は、初期目標ＳＩ比の調整を一切行わない（すなわちＴｅｍｐ−ＤＣＨの目標ＳＩ比は初期目標ＳＩ比に固定される）。下り回線の内部ループ電力制御（ＩＬＰＣ）は、通常通り実行されて、高速のフェーディングと系統／測定のバイアス誤差を補償する。一般に、ＩＬＰＣは、目標ＳＩ比の調整を伴わない。
（２）最初のＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての継続時間が、閾値（例えばあらかじめ決定された収束時間の目標値）より長い場合は、初期の対応付け参照テーブルから初期目標ＳＩ比を得、下り回線の電力制御が通常通り動作する。
（３）以前のサービスについての目標ＳＩ比の変化（測定された実際の目標ＳＩ比−ＲＮＣからの初期目標ＳＩ比）を入手できる場合は、上記のステップ（１）および（２）の代わりに、目標ＳＩ比の変化の平均で、新しいサービスの初期目標ＳＩ比が調整される。これは、以前のサービスで外部ループ電力制御によって達成された向上した精度を利用する。
【００４９】
初期目標ＳＩ比が設定されると、下り回線の外部ループ電力制御プロセスは、データのＣＲＣの結果に基づいて目標ＳＩ比を調整する「ジャンプ」アルゴリズムを利用する。図４に、一般的なジャンプアルゴリズムの使用例を図式的に示す。目標ＳＩ比の各ステップアップおよびステップダウンは、各ＴＴＩの始めに１回行われる、比較的固定されたステップサイズの調整である。ＣＲＣはＴＴＩごとに行われることが好ましく、ステップダウンの調整は、誤りのないすべてのＣＲＣに行われ、一方、ＣＲＣの誤りが検出されるとステップアップの調整が行われる。
【００５０】
本発明の好ましい実施形態では、基本的なジャンプアルゴリズムは、次のように表される。ｋ番目のブロックのＣＲＣ検査で誤りが検出されない場合は、
target_SIR(k) = target_SIR(k-1) - SD (dB),     式１
そうでなく、ＣＲＣ誤りが発生した場合は、
target_SIR(k) = target_SIR(k-1) + SU (dB)      式２
となる。
ここで、ステップダウンＳＤおよびステップアップＳＵは、次の式で計算される。 
SD = SS * target_BLER                          式３
SU＝SS - SD                                    式４
ＳＳは、目標ＳＩ比調整のステップサイズであり、これについては、本発明の教示により使用される好ましいステップサイズの種類との関連で下記でさらに述べる。
【００５１】
下り回線の外部ループ電力制御には、一般に、予備的な（準備段階の）内部ループ整定状態、過渡状態、および定常状態、の３つの状態がある。本発明による、これらの異なる下り回線外部ループ電力制御状態における目標ＳＩ比（target_SIR）の調整の一例を図５に示す。下り回線の外部ループ電力を調整して目標ＳＩ比を制御する方法およびシステムが（２００３年９月１０日出願の国際出願番号ＰＣＴ／ＵＳ  ０３／２８４１２、および２００３年９月１０日出願の米国特許出願第１０／６５９，６７３号。これら特許出願は、本発明の譲り受け人により所有されている）に教示されている。
【００５２】
図５に示すように、目標ＳＩ比は、内部ループの整定状態では常に一定に維持されることが好ましい。内部ループの整定状態では、内部ループのＴＰＣアルゴリズムは、初期目標ＳＩ比を変えずに、初期のシステム系統誤差とランダム測定誤差を補正する。
【００５３】
過渡状態では、外部ループの電力制御アルゴリズムは、チャネル条件の不一致によって生じた初期目標ＳＩ比誤差を補正することを試みる。初めに、過渡状態におけるジャンプアルゴリズムは、大きなステップダウンサイズを使用して目標ＳＩ比を急速に下げる、すなわち強制的にＣＲＣ誤りを発生させることが好ましい。定常状態では、外部ループの電力制御アルゴリズムは、比較的小さいステップダウンサイズを利用することにより、目標ＳＩ比を維持することを試みる。この例示的なＷＴＲＵの下り回線ＯＬＰＣの本発明の一態様は、初め過渡状態で使用される比較的大きなステップサイズを、定常状態で利用されるより小さなステップサイズに推移させることである。この例の別の態様は、所定の期間内にＣＲＣ誤りが発生しない定常状態でステップサイズを増大させることである。
【００５４】
過渡状態では、例えば次のように目標ＢＬＥＲ（ブロック誤り率）と基準トランスポートチャネルの１ＴＴＩ当たりのトランスポートブロックの数ＮBに基づいて大きな初期ステップサイズＳＳTSを計算することができる。 
SSTs = 2 [log10(1/BLER_target)]/ NB (dB)          式５
例えば、ＢＬＥＲ＿target＝１０-2、かつＮB＝２の場合は、ＳＳTS＝２になる。そして、上記の式３および４を適用すると、過渡状態の初期ステップダウンおよびステップアップの値ＳＤT、ＳＵTは、ＳＤT＝０．０２、ＳＵT＝（２−０．０２）＝１．９８になる。
【００５５】
ＣＲＣ誤りの発生を使用して、過渡状態のステップサイズが定常状態のステップサイズＳＳSSに収束するまで、ステップサイズの減少をトリガする。この例では、定常状態ＳＳSSは、次のように計算されることが好ましい。 
SSss = 0.25 [log10(1/BLER_target)]/ NB (dB)    式６
過渡状態で、あるＴＴＩにＣＲＣ誤りが発生すると、ステップサイズは半分に減少されることが好ましい。そして、減少されたステップサイズがジャンプアルゴリズムに適用される。この手順は、新しいステップサイズが定常状態のステップサイズに収束するまで反復される。上記の例では、SSTS= 23 * SSssなので、３回の反復の後に収束が生じる。したがって、過渡状態でＣＲＣ誤りがあるＴＴＩごとに、次のステップサイズは、新しいステップサイズが定常状態のステップサイズに収束するまで、初期ステップサイズＳＳTSから１／２nだけ減少されていくことが好ましく、ｎは、少なくとも１回のＣＲＣ誤りがあった過渡状態の始まり以降のＴＴＩの数である。収束が発生すると、定常状態に入り、ステップサイズの減少はそれ以上行われない。
【００５６】
図５に、実際面における上記の例の図式表現を提供する。点（ポイント）Ａで最初のＣＲＣ誤りが発生すると、過渡状態のステップアップの半分ＳＵT／２だけ目標ＳＩ比が増大される。ＣＲＣ誤りが発生するとステップダウンサイズの調整も行われ、その後ＣＲＣ誤りなしでトランスポートブロックが受信されると、目標ＳＩ比がＳＤT／２だけ減少される。次のＣＲＣ誤りが発生すると、ステップアップサイズがＳＵT／４に減少され、目標ＳＩ比がその量だけ上げられ、ステップダウンサイズがＳＤT／４に調整される。このアルゴリズムは、調整されたステップアップサイズＳＵTが定常状態のステップアップサイズＳＵSと等しくなるまで継続し、ＳＵSは、図５および図６に示す例では、ＳＵT／８に等しい。この時点で定常状態に入る。ステップアップサイズとステップダウンサイズは、それぞれＳＵSとＳＤSに固定される。
【００５７】
過渡状態に入った時にＣＲＣ誤りが連続的に検出される場合は、定常状態への収束は、かなり急速である可能性がある。図６に、上記の例におけるその場合を図示するが、ここでは、過渡状態に入った直後にいくつかのブロックがＣＲＣ誤りとともに受信され、その結果、目標ＳＩ比が過渡状態のステップアップＳＵTだけ連続的に減少されている。図６に示すように、最初のＣＲＣの結果、点Ａで誤りがあることが示され、その結果、目標ＳＩ比がＳＵT／２だけステップアップされ、ステップダウンサイズがＳＤT／２に設定される。図６には、ステップアップ後の最初のＣＲＣの結果、誤りがあることが示される可能性も示す。そのような場合は、点（ポイント）Ｂに示すように、目標ＳＩ比が再度上げられるが、この場合はＳＵT／４だけ上げられる。このワーストケースのシナリオを続けると、過渡状態の３番目のＴＴＩで再びＣＲＣ誤りが発生する。次の目標ＳＩ比のステップアップ調整量は、ＳＵT／８になる。このステップアップはあらかじめ決められた定常状態のステップアップＳＵSと等しいので、この時点で過渡状態が終了し、定常状態が開始する。その結果、目標ＳＩ比がＳＵS＝ＳＵT／８だけ増大され、ステップダウンサイズがＳＤS＝ＳＤT／８に設定される。一般に、ＣＲＣ誤りが発生すると、それがいつ発生するかに関係なく、前回のステップアップの半分の量だけの目標ＳＩ比のステップアップが開始される。
【００５８】
定常状態に入ると、ステップアップサイズとステップダウンサイズは、一般に、それぞれＳＵSとＳＤSに維持される。通例、通信基準にほとんど変化がない場合は、定常状態のアルゴリズムは、従来のジャンプアルゴリズムの場合と同様に、規則正しいパターン（図示せず）で連続した一連のステップアップコマンドとステップダウンコマンドを生成する。しかし、干渉の変化または他の要因が原因で通信に急速な動作条件の変化が生じた場合は、定常状態のアルゴリズムの適用がそれほど効果的でない場合がある。したがって、定常状態を時折変動させて、急速に変化する条件に対処する。
【００５９】
定常状態では、ＣＲＣ誤りが発生せずに所定の観測期間が経過すると、ステップダウンサイズが自動的に上げられることが好ましい。例えば、図５および図６に示すように、ＣＲＣ誤りが発生せずに８ＴＴＩが経過すると、ステップダウンサイズが一時的に倍にされ、８番目以降の連続したステップダウンが、ＳＤSの量の２倍になるようにする。
【００６０】
目標ＳＩ比は収束に近いと想定されるので、観測期間は比較的長いことが好ましい。観測期間は、５／ＢＬＥＲの連続したトランスポートブロックに設定されることが好ましい。ステップダウンの値２ＳＤSは、ＣＲＣ誤りが発生するまで固定されたままであり、ＣＲＣ誤りが発生するとＳＤSに戻される。これは、チャネル条件の突然の改善が発生し、要求される目標ＳＩ比と比較して過度の測定ＳＩ比が発生した時に収束時間を改善する。定常状態は、ＣＣＴｒＣＨ通信の存続期間にわたって持続し、観測期間に等しい時間の増分内にＣＲＣ誤りがない時には常にこのタイプの調整が行われることが好ましい。
【００６１】
あるいは、ＣＲＣ誤りが発生せずに所定の観測期間が経過した時、このプロセスは、過渡状態に戻って収束時間を短縮し、そして、目標ＳＩ比が上記と同じように収束すると定常状態に移ることができる。そのような場合には、上記の例では、ＣＲＣ誤りが検出されると、上記で定義したようにステップダウン値がＳＤSからＳＤTSに切り替わり、次いで漸進的に定常状態の値に減少される。
【００６２】
ＣＣＴｒＣＨ中のＲＴｒＣＨについて、１つのＴＴＩにつき２つ以上のトランスポートブロックが受信される（すなわちＮB＞１）場合は、目標ＳＩ比は次のように調整されることが好ましい。 
target_SIR = current_target_SIR + (SU * NE) - SD * (NB - NE)    式７
ＮEは、ＲＴｒＣＨの１ＴＴＩ当たりのＣＲＣ誤りの数と定義される。しかし、ステップサイズは、ＴＴＩの始まりに、かつそのＴＴＩに少なくとも１つのＣＲＣ誤りがある場合にのみ、１ＴＴＩにつき１回だけ調整されることが好ましい。
【００６３】
上記の外部ループアルゴリズムは、図２に図示する開ループシステムのプロセッサ３６および図３に図示する閉ループシステムのプロセッサ７４など、目標ＳＩ比を計算するプロセッサ中で実施されることが好ましい。このアルゴリズムの実施は、新しいＴＴＩでＣＲＣ誤りが発生するかどうかを判定し、それに応じてステップアップサイズとステップダウンサイズを調整し、個々のＣＲＣ結果に基づいてステップの調整を適用する。例えば、４つのトランスポートブロック（ＮB＝４）を有し、そのうち３つのブロックにＣＲＣ誤りがあるＴＴＩを考えられたい。そのＴＴＩ以前のステップアップサイズがＳＵT／２で、ステップダウンサイズがＳＤT／２である場合には、外部ループアルゴリズムは、まずステップサイズをＳＵT／４とＳＤT／４に調整し、それに応じて目標ＳＩ比（target_SIR）を更新する。最終的な結果は、調整後の  
target_SIR＝current_target_SIR+3(SUT/8)-(SDT/8)
になる。
【００６４】
３ＧＰＰシステムの場合には、過渡状態と定常状態の両方で、ＲＴｒＣＨが再選択され（例えば可変ビットレートのサービスの場合）、その新しいＲＴｒＣＨの目標ＢＬＥＲが古い目標ＢＬＥＲと異なる場合は、新しい目標ＢＬＥＲに基づいてＳＩ比のステップサイズが再計算される。定常状態では、観測期間も更新され、誤りのないブロックの現在の数が０にリセットされる。過渡状態では、ステップサイズを再計算することに加えて、追加的な調整を行って、その状態ですでに発生している可能性のある収束を補償する。すなわち、初期のステップアップＳＵまたはステップダウンＳＤ値は適用されず、検出されたＣＲＣ誤りのための現在の調整が適用される。先と同様に、係数１／２nで微量の（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ）ステップアップまたはステップダウンサイズが計算され、ｎは、少なくとも１つのＣＲＣ誤りがあった過渡状態の開始以降のＴＴＩ数である。例えば、ＲＴｒＣＨが再選択される前の現在のステップダウンサイズがＳＤTold／４であった場合には、ＲＴｒＣＨの再選択の直後のステップダウンサイズは、ＳＤTnew／４に設定されなければならず、ステップアップサイズは、ＳＵTnew／４に設定されなければならない。
【００６５】
図７Ａ〜図７Ｃに、３ＧＰＰシステムにおける下り回線の外部ループ電力制御の好ましいアルゴリズムを実施するためのフローチャートを提供する。図７Ａで、段階（ステージ）３００は、内部ループの整定状態で好ましい手順を表す。ステップ３０２で、内部ループの整定時間、過渡状態のステップサイズＳＳTS、定常状態のステップサイズＳＳSS、およびＴＴＩの数のパラメータが初期化される。内部ループの整定時間は、１００ミリ秒に設定されることが好ましい。過渡状態のステップサイズＳＳTSと定常状態のステップサイズＳＳSSの値は、それぞれ上記の式６および式７に従って初期化される。ＴＴＩ数の値は、ゼロに設定される。
【００６６】
ステップ３０４で、積（ＴＴＩ数×ＴＴＩの長さ）と内部ループの整定時間との比較が行われる。その積が内部ループの整定時間よりも大きい場合は、整定状態が終了しており、電力制御アルゴリズムは、過渡状態に移る。積が整定時間よりも小さい場合は、ステップ３０６でＴＴＩ数が１だけ増分され、整定状態がステップ３０４に戻って再度比較を行う。したがって、アルゴリズムの段階３００は、内部ループの電力制御で初期の系統誤差とランダム測定誤差を補正できるのに十分なＴＴＩが経過していることを保証する。
【００６７】
図７Ｂで、段階３０７は、過渡状態で行われる下り回線の外部ループ電力制御の好ましい手順を表す。このフローチャートの図７Ａの部分のステップ３０４で肯定の判定が行われることにより、ステップ３０８が開始される。ステップ３０８で、過渡状態のパラメータが初期化される。ステップサイズは、式５によりＳＳTSに設定されることが好ましく、過渡状態のステップダウンは、ＢＬＥＲの値が要素として考慮されるステップサイズ（すなわちＳＤT＝ＢＬＥＲ＊ＳＳTS）になり、過渡状態のステップアップＳＵTは、ステップサイズＳＳTとステップダウン値ＳＤTの差（すなわちＳＵT＝ＳＳTS−ＳＤT）になる。
【００６８】
ステップ３１０で、ステップサイズＳＳTSと定常状態のステップサイズＳＳSSとの比較が行われる。ＳＳTSの初期値は、式６によりステップ３０２で決定される。ステップ３１０で、ステップサイズＳＳTSが定常状態のステップサイズＳＳSSよりも大きいかどうかが判定される。定常状態のステップサイズより大きくない場合は、過渡状態が終了しており、アルゴリズムは、このフローチャートの図７Ｃの部分のステップ３２０に進む。大きい場合は、方法はステップ３１２に進み、ＴＴＩのＣＲＣ誤りの数ＮEが少なくとも１であるかどうかを調べる。少なくとも１でない場合には、方法はステップ３１８に進み、次の式に従って目標ＳＩ比（target_SIR）を下げる。  
target_SIR = current_target_SIR - SDT*NB                  式８
ステップ３１８で、目標ＳＩ比が、少なくとも最小値ＭＩＮ＿ＤＬ＿ＳＩＲに設定される。すなわち、目標ＳＩ比が所定の値ＭＩＮ＿ＤＬ＿ＳＩＲよりも小さい場合には、目標ＳＩ比は、その最小の値に等しく設定される。ステップ３１８が完了すると、プロセスは、新しく減少された目標ＳＩ比でステップ３１０に戻る。
【００６９】
ステップ３１２に戻り、現在のＴＴＩに少なくとも１つのＣＲＣ誤りが検出された場合には、ステップ３１４で、ステップサイズＳＳTS、ステップアップＳＵT、およびステップダウンＳＤTのパラメータが次のように調整される。過渡状態のステップサイズＳＳTSは、現在のＳＳTSの値の半分に設定される。ステップアップＳＵTとステップダウンＳＤTの値は、式３および式４により、過渡状態のステップサイズＳＳTSの新しい値に従って再調整される。
【００７０】
ステップ３１６で、次の式により目標ＳＩ比（target_SIR）が増大される。  
target_SIR = current_target_SIR+(SUT*NE) - SDT(NB-NE)      式９
新しい目標ＳＩ比の値が所定の最大値ＭＡＸ＿ＤＬ＿ＳＩＲ以下であるか調べられる。新しい目標ＳＩ比がこの最大値よりも大きいことが判明した場合には、新しい目標ＳＩ比は、最大値ＭＡＸ＿ＤＬ＿ＳＩＲに再設定される。過渡状態は、ステップ３１０に戻ってステップ３１０で過渡状態のステップサイズが定常状態のステップサイズより大きくなるまでこのサイクルを繰り返すことにより持続する。
【００７１】
図７Ｃで、段階３１９は、下り回線の外部ループ電力制御の定常状態部分の好ましい手順を表す。ステップ３２０で、ＳＩ比のステップサイズと定常状態のステップアップ値ＳＵSを含む、定常状態のパラメータが調整される。ＳＩ比のステップサイズは、ステップ３０２で決定される定常状態のステップサイズＳＳSSに設定される。定常状態のステップサイズＳＳSSを使用して、式３により、ステップアップ値ＳＵSが計算される。ステップ３２２で、観測期間が５／ＢＬＥＲ以上であるかどうかが確認される。初め、観測期間は５／ＢＬＥＲより短く、その場合はステップ３２４が開始し、ステップダウン値ＳＤSがＢＬＥＲ＊ＳＳSSに等しくされる。
【００７２】
ステップ３２８で、そのＴＴＩに少なくとも１つのＣＲＣ誤りが検出されるかどうかが調べられる。少なくとも１つのＣＲＣ誤りが検出される場合は、ステップ３３０が開始し、目標ＳＩ比（target_SIR）が次のように上げられる。  
target_SIR = current_target_SIR+(SUs*NE) - SDs(NB-NE)        式１０
ＣＲＣ誤りが検出されたため、観測期間がゼロにリセットされる。新しい目標ＳＩ比が値ＭＡＸ＿ＤＬ＿ＳＩＲよりも大きい場合は、新しい目標ＳＩ比が最大値ＭＡＸ＿ＤＬ＿ＳＩＲに設定される。大きくない場合は、目標ＳＩ比は、式１０で計算された値のままとなる。プロセスはステップ３２２に戻って観測期間を調べる。観測期間が５／ＢＬＥＲ以上になると、ステップ３２６が開始し、ステップダウン値ＳＤSが倍にされる。プロセスは次いでステップ３２８に進み、ＣＲＣ誤りがあるか調べる。ＣＲＣ誤りが検出されない場合は、ステップ３３２が開始し、次の式に従って目標ＳＩ比（target_SIR）が減少される。  
target_SIR = current_target_SIR-(SDs*NB)                    式１１
この新しい目標ＳＩ比の値が最小値ＭＩＮ＿ＤＬ＿ＳＩＲよりも小さい場合は、新しい目標ＳＩ比が最小値ＭＩＮ＿ＤＬ＿ＳＩＲに設定される。そうでない場合は、新しい目標値は、計算された値のままとなる。ステップ３３２の後、アルゴリズム状態３１９はステップ３２２に戻り、ＣＣＴｒＣＨが非アクティブになるまでアルゴリズム３１９が反復する。
【００７３】
特にＴｅｍｐ＿ＤＣＨの割り当てを通じたＮＲＴデータの送信の場合について、以下に、第１の割り当てに続くＴｅｍｐ＿ＤＣＨの割り当ての好ましいプロセスを簡単に説明する。初期の目標ＳＩ比は、前回のＴｅｍｐ＿ＤＣＨ割り当てで残された最後の目標ＳＩ比からとられる。この初期目標ＳＩ比の値は、（初期対応付け参照テーブルからとられる）初期目標ＳＩ比に上限のマージンを足した値を上限とし、（初期対応付け参照テーブルからとられる）初期目標ＳＩ比から下限のマージンを引いた値を下限とする。初期目標ＳＩ比は、データレートと、新しいＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当てに必要とされるＢＬＥＲに基づいても調整される。Ｔｅｍｐ−ＤＣＨ割り当て要求の到着間の時間が長すぎる（１０秒など）場合は、ＲＮＣ参照テーブルからとられた初期目標ＳＩ比と、前回のＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての制限された目標ＳＩ比との適切な重みをつけた（すなわち到着間時間を考慮するように加味された）の線形結合が使用される。上記の所与のＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての調整を含む初期目標ＳＩ比が最終的に決定されると、そのＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当てのための外部ループ電力制御動作の間は、目標ＳＩ比の値は、その初期目標ＳＩ比の値を所与のマージンだけ上回る、または下回ることを許されない。
【００７４】
図８に、特に目標ＳＩ比の履歴を使用してＴｅｍｐ−ＤＣＨにＮＲＴデータを割り当てるための、下り回線の外部ループ電力制御を強化したアルゴリズム５００を実施するフローチャートを示す。このプロセスの結果、上記のジャンプアルゴリズムの初期の過渡状態のステップサイズが選択されるが、ここではＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての継続時間に基づいて選択される。段階５０１は、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨの割り当てごとに調整された初期目標ＳＩ比を生成する好ましい手順を提供する。
【００７５】
ステップ５０２で、ＷＴＲＵのための無線リンクの確立の開始のために、またはハンドオーバ（引継ぎ）が行われるたびに、従来の方法に変更を加えた上記の方法を使用して初期目標ＳＩ比が選択される。ステップ５０３で、そのＴｅｍｐ−ＤＣＨが最初の割り当てであるかどうか、すなわちＷＴＲＵのための無線リンクの確立の開始、または各ハンドオーバであるかどうかを調べる。最初の割り当てである場合には、ステップ５０４でパラメータalphaをゼロに初期化する。最初の割り当てでない場合には、アルゴリズム５００は直接ステップ５０５に進み、そのＴｅｍｐＤＣＨのための新しい初期目標ＳＩ比（target_SIR）が次の式によって調整されて、割り当てと割り当ての間の到着間時間（ｉｎｔｅｒ―ａｒｒｉｖａｌ ｔｉｍｅ）を補償する。  
target_SIR(j) = (alpha)*(target_SIR(j-1))+(1-alpha)*(initial_target_SIR)
式１２
ｊは、現在のＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当てを表し、target_SIR(j-1)は、前回のＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての最後の目標ＳＩ比を表し、initial_target SIRは、対応付け参照テーブルから決定される初期目標ＳＩ比である。alpha係数は、現在のＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての開始と、前回のＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての終わりの間の到着間時間を考慮する忘却係数である（到着間時間をＴとすると、alpha＝exp(-T/10)）。
【００７６】
ステップ５０６で、値ＭＩＮ＿ＤＬ＿ＳＩＲおよびＭＡＸ  ＤＬ＿ＳＩＲに従って、計算された目標ＳＩ比の上限および下限テストが行われる。値ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲが所定の最大値ＭＡＸ＿ＤＬ＿ＳＩＲよりも大きい場合には、値ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲは、計算された値ではなく、この最大値に設定される。一方、目標ＳＩ比が所定の最小値ＭＩＮ＿ＤＬ＿ＳＩＲよりも小さい場合には、ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＲの値は、計算された値ではなく、この最小値に設定される。ステップ５０７で、データレートに基づいて目標ＳＩ比が調整される。
【００７７】
次いで、ステップ５０８で、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての継続時間に基づいて、初期の過渡状態のステップサイズが求められる。ＲＮＣは、好ましくはＴＴＩの数で、ＮＲＴデータバーストのヘッダに符号化したＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての継続時間情報を送信する。ＷＴＲＵは、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨの割り当ての継続時間を受け取り、それに従って復号する。ステップ５０８は、図７Ｂのステップ３０８に対応するが、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨ処理のために変更されている。以下のステップサイズの選択は、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての好ましい範囲の点から説明する。Ｔｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての継続時間が１００ＴＴＩよりも短い場合（累積密度関数の９０〜９５％）で、初期の過渡状態ステップサイズは、定常状態のステップサイズに等しくなる（すなわちSIR_step_size_TS = SIR_step_size_SS））。
【００７８】
Ｔｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての継続時間が１００〜２００ＴＴＩの間である場合には、初期の過渡状態ステップサイズは、定常状態のステップサイズの２倍（SIR_step_size_TS = 2 SIR_step_size_SS）になり、１回のＣＲＣ誤りが発生した後に、外部ループの電力制御は、過渡状態から定常状態に移る。
【００７９】
Ｔｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての継続時間が２００〜４００ＴＴＩの間である場合は、SIR_step_size_TS = 4 SIR_step_size_SSになり、外部ループの電力制御は、２回のＣＲＣ誤りが発生した後に過渡状態から定常状態に移る。
【００８０】
最後に、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨ割り当ての継続時間が４００ＴＴＩより長い場合は、SIR_step size_TS = 8 SIR_step_size_SSとなり、これは、ＲＴの初期過渡状態ステップサイズと同じである。外部ループの電力制御は、３回ＣＲＣ誤りが発生した後に過渡状態から定常状態に移り、上記の例が実施される。
【００８１】
ステップ５０８の後、ステップ５０９で、図７Ｂ〜図７Ｃの強化された外部ループ電力制御に従って、現在のＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当てについて外部ループの電力制御が開始する。
【００８２】
アルゴリズム５００は、新しいＴｅｍｐ−ＤＣＨ割り当てのたびに反復する。
【００８３】
前述の説明ではＮＲＴ（非実時間）データを例として参照したが、本発明は、比較的短い持続時間のＲＴ（実時間）にも適用することができることに留意されたい。さらに、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨの継続時間、目標ＳＩ比のマージン、Ｔｅｍｐ−ＤＣＨ割り当て要求の到着間時間を構成するパラメータを変化させて、より良好な動作効率を得ることができることに留意されたい。
【００８４】
図５〜図８に図示されるアルゴリズムを実施するコンポーネントは、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）などの単一の集積回路に実施されることが好ましい。しかし、このアルゴリズムの一部は、複数の別個の集積回路にも容易に実施することができる。
【００８５】
前述の説明では、３ＧＰＰシステムにおける外部ループの電力制御に言及したが、これは例示的なものに過ぎず、限定ではない。本発明は、ＧＳＭ．２Ｇ、２．５Ｇ、または外部ループ電力制御に相当する電力制御が実施される他のタイプの無線通信システムを含む、他の無線通信システムに適用することができる。当業者には、本発明と整合性がとれた他の変更形態および変形形態が認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】従来のＵＭＴＳネットワークのシステムアーキテクチャの概要を示す図である。
【図２】目標ＳＩ比（目標ＳＩＲ）の基準を介して外部ループの電力制御を実施する無線通信システムのための従来の開ループ電力制御システムの略図である。
【図３】目標ＳＩ比の基準を介して外部ループの電力制御を実施する無線通信システムのための従来の閉ループ電力制御システムの略図である。
【図４】下り回線のＯＬＰＣに適用することが可能なジャンプアルゴリズムに従った目標ＳＩ比の調整のグラフである。
【図５】本発明の教示による例示的なＷＴＲＵの下り回線ＯＬＰＣによる目標ＳＩ比の調整を示すグラフである。
【図６】本発明の教示による短縮された過渡状態を有する例示的なＷＴＲＵの下り回線ＯＬＰＣによる目標ＳＩ比（目標ＳＩＲ）調整を示すグラフである。
【図７Ａ】本発明の教示による例示的な下り回線のＯＬＰＣアルゴリズムの方法フローチャートである。
【図７Ｂ】本発明の教示による例示的な下り回線のＯＬＰＣアルゴリズムの方法フローチャートである。
【図７Ｃ】本発明の教示による例示的な下り回線のＯＬＰＣアルゴリズムの方法フローチャートである。
【図８】本発明の教示によるＮＲＴデータのための強化されたＯＬＰＣアルゴリズムのフローチャートである。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８】
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