(57)【要約】【課題】フレーム誤りが生じないように、送信機電力を適切に制御可能なセルラ通信システムのための電力制御システムを提供すること。【解決手段】ワイアレス通信システムのための電力制御システムは、ワイアレスリンク上の無線送信に対する期待される肯定応答の数との関連で、ワイアレス送信機の送信電力を調節する。例えば、ワイアレスユニットは、ワイアレスユニットがワイアレスリンクを介して送信した無線パケットに対して受信する（または受信に失敗する）肯定応答の数を監視する。ワイアレスユニットは、ワイアレスユニットにより受信されるべき期待される肯定応答の数に対する失われた肯定応答の数を決定する。ワイアレスユニットにより期待される肯定応答の数は、ワイアレスユニットにより送信された無線パケットの数に基づきうる。【選択図】図１
2006254505.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤレスリンク（２０）を介する無線通信について、時間のスライディングウィンドウに亘って、失われたＡＣＫの数を期待されたＡＣＫの数で割ることにより、パケット損失レートを計算するステップと、
前記パケット損失レートに基づいて、ワイヤレス送信機（１２，２４）の送信電力を調節するステップとを有することを特徴とするワイヤレスリンクを介して送信する方法。
【請求項２】
前記調節するステップは、前記ワイヤレス送信機（１２，２４）により行われ、
送信された無線パケットに対する失われたＡＣＫの数を監視するステップと、
前記パケット損失レートが第１のしきい値よりも大きい場合、前記送信電力を増大させるステップと、
前記パケット損失レートが第２のしきい値よりも小さい場合、前記送信電力を減少させるステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ワイヤレスリンク（２０）を介して受信された信号の測定値に基づいて、前記ワイヤレス送信機（１２，２４）のための初期送信電力を決定するステップを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
基地局（２２）を提供するステップを含み、前記基地局は、前記ワイヤレスリンク（２０）を介して前記ワイヤレス送信機（１２）により前記基地局に送信される無線パケットの肯定応答を送信することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項５】
ワイヤレスユニット（１２）を提供するステップを含み、前記ワイヤレスユニットは、前記ワイヤレスリンク（２０）を介して前記ワイヤレス送信機（２４）により前記ワイヤレスユニットへ送信される無線パケットの肯定応答を送信することを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項６】
長さＮのレジスタを提供するステップと、
受信されたＡＣＫを表すビットで前記レジスタを満たすステップと、
無線パケットを送信するステップと、
ＡＣＫがある時間間隔内に受信された場合、受信されたＡＣＫを表すビットを前記レジスタに挿入するステップと、
ＡＣＫが前記時間間隔内に受信されなかった場合、ＡＣＫが受信されなかったことを表すビットを前記レジスタに挿入するステップとを含む
ことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記調節するステップが、
前記期待されたＡＣＫの数に対する、ＡＣＫが受信されなかったことを表すビットの数の比が第１のしきい値よりも小さい場合、前記送信電力を減少させるステップと、
前記期待されたＡＣＫの数に対する、ＡＣＫが受信されなかったことを表すビットの数の比が第２のしきい値よりも大きい場合、前記送信電力を増大させるステップとを含むことを特徴とする請求項６記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤレス通信に係り、特に、肯定応答を使用するセルラ通信システムのための電力制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のワイヤレスセルラ通信システムは、セルラユニットとの間の通信信号の送受信をサポートするように地理的に分布された多数のセルサイトまたは基地局を含む。セルラユニットは、しばしば移動体ユニットまたはワイヤレスユニットと呼ばれ、実際には静止または固定され得る。各セルサイトは、セルと呼ばれる特定の地理的領域において音声および／またはデータ通信を取り扱い、セルラシステムのための全体的カバレージ領域は、全てのセルサイトに対するセルの連合により定義される。セルサイトの近くのカバレージ領域は、システムのカバレージ領域の外側境界内の可能な場合には隣接する通信カバレージを保証するようにある程度オーバラップする。
【０００３】
ワイヤレスセルラ通信システムにおいて、基地局およびワイヤレスユニットは、順方向リンクおよび逆方向リンクを介して音声および／またはデータを通信する。順方向リンクは、基地局からワイヤレスユニットへ通信信号を運び、逆方向リンクは、ワイヤレスユニットから基地局へ通信信号を運ぶ。ワイヤレスユニットおよび基地局がどのようにセルラ通信システムにおいて通信するかを決定するための多くの異なるスキームがある。例えば、ワイヤレスユニットと基地局との間のワイヤレス通信リンクは、ＴＤＭＡ（時分割多元接続）、ＦＤＭＡ（周波数分割多元接続）およびＣＤＭＡ（符号分割多元接続）を含む異なる無線プロトコルに従って定義され得る。
【０００４】
伝統的な音声通信は、ワイヤレスユニットに専用の通信リンクに頼る。例えば、アクティブなワイヤレスユニットは、音声接続の間、専用の順方向リンクチャネルおよび専用の逆方向リンクチャネルを有し得る。伝統的な音声通信システムに基づくセルラ通信システムは、典型的には、音声および／またはデータ情報を、所定の時間インターバル、例えば２０ｍｓで定義されるトラフィックフレームまたは無線パケットにグループ化し、ワイヤレスユニットと基地局との間の専用通信リンクを介してトラフィックフレームを送る。
【０００５】
あるワイヤレスデータ通信システムは、データ通信のバースト的性質を利用し、無線パケットが送信される通信リンクを共有する複数のワイヤレスユニットに対するパケットデータ接続を確立するために、パケット交換リンクを使用する。このようにすることにおいて、ワイヤレス通信リンクは、より効率的に使用され、容量の増大を許容する。
【０００６】
あるワイヤレスデータアプリケーションにおいて、送信ユニットまたはステーションは、無線パケットを受信ユニットまたはステーションに送り、送信ユニットまたはステーションは、受信ユニットが無線パケットを受信したことを示す肯定応答信号を受信ユニットまたはステーションから受信することを待つ。ある時間の後、無線パケットに対する肯定応答信号が送信ユニットまたはステーションにより受信されない場合、送信ユニットまたはステーションは、無線パケットを再送信する。
【０００７】
ワイヤレス通信システムは、システム性能を改善するために電力制御を使用し、ワイヤレスユニットおよび／または基地局により送信される電力レベルを制御することによりシステム容量を増大させる。電力制御は、一般に、送信ステーションまたはユニットからの信号強度を測定する受信ユニットまたはステーションにより行われる。受信ユニットまたはステーションは、受信された信号強度に基づいてその送信電力を調節することができ、および／または、受信ユニットまたはステーションは、電力制御情報に応答してその送信電力レベルを調節する送信ユニットへ、電力制御情報を中継できる。
【０００８】
全てのワイヤレスユニットにより送信される電力レベルは、典型的には、サービスしている基地局の制御下にあり、基地局は、良好な品質の逆方向リンクを維持しつつ各ワイヤレスユニットが送信している電力レベルを低減させるように電力制御を実行する。各ワイヤレスユニットが送信している電力レベルを低減させることにより、ワイヤレスユニットの送信により生じるシステムワイドの妨害が低減される。そのようなシナリオは、全体的信号対妨害比が、ワイヤレスセルラ通信システム中の全てのワイヤレスユニットに対して増大するので、ワイヤレスセルラ通信システムに対する容量の増大を可能にする。
【０００９】
電力制御は、ワイヤレスユニットが同じ周波数チャネルを共有するＣＤＭＡシステムにおいて特に重要である。各ワイヤレスユニットの電力が制御されない場合、より強い受信された信号が、同じ周波数チャネル上の基地局において受信される弱い信号と干渉することがあり、弱い信号が受信される可能性を減少させる。電力制御は、ワイヤレスユニットからの信号が基地局により同じレベルで受信されるように、基地局のカバレージ領域内の各ワイヤレスユニットに対して基地局により提供される。このように、隣接するワイヤレスユニットは、遠くのワイヤレスユニットを圧倒することはない。
【００１０】
様々な電力制御技法が、周知のＩＳ−９５標準に基づくＣＤＭＡワイヤレス通信システムにおいて使用されている。ＣＤＭＡシステムにアクセスしようとするとき、ワイヤレスユニットは、アクセスチャネルにおいてランダムアクセス手順を使用する。電力制御システムは、アクセスチャネル上の送信において、ワイヤレスユニットにより使用されるべき電力レベルを決定する。アクセス電力を決定するために、ワイヤレスユニットは、アクセスチャネルを介してアクセスメッセージを送信し、アクセスメッセージに対する肯定応答信号を受信する（または受信に失敗する）。
【００１１】
アクセスメッセージを特定の電力レベルで送信した後、ワイヤレスユニットは、基地局からの肯定応答信号を待つ。肯定応答信号が受信される場合、アクセスメッセージの送信が終了し、肯定応答されたアクセスメッセージの電力レベルが、アクセスチャネル上のワイヤレスユニットの送信電力をセットするために使用される。アクセスメッセージに対して肯定応答が受信されない場合、ワイヤレスユニットは、肯定応答信号が受信されるまで、増大させた電力レベルでアクセスメッセージを送信する。
【００１２】
逆方向リンクにおいて、自律的電力制御が、逆方向リンクを確立するために使用され、逆方向リンク上の大きな経路損失変動に反応する。各ワイヤレスユニットは、基地局からのパイロット信号の電力レベルおよびワイヤレスユニットにおいて受信された全ての基地局信号の和に基づいて信号強度測定を実行する。信号強度測定は、ワイヤレスユニットの送信機電力を調節するために、ワイヤレスユニットにより使用される。
【００１３】
受信される信号が強くなると、基地局からの強い信号の受信は、ワイヤレスユニットが、基地局に近いかまたは良好な経路を有するかのいずれかであることを示すので、ワイヤレスユニットはその送信機電力を低くセットする。このように、ワイヤレスユニットは、より低い送信機電力を使用することができ、それが他のワイヤレスユニットに対して生じる妨害を低くすることができる。
【００１４】
指向性電力制御は、基地局がワイヤレスユニットに電力制御ビットを送る逆方向リンクにおいても使用される。指向性電力制御を行うことにおいて、基地局は、信号対雑音比測定のような信号強度測定を、２０ｍｓトラフィックフレーム当たり１６回行う。トラフィックフレームは、大気中を無線周波数（ＲＦ）信号を送信するための基本タイミングインターバルである。
【００１５】
基地局は、ワイヤレスユニットに、目標の信号強度測定値に近づくように電力を増大または減少させるように指示する電力制御ビットをワイヤレスユニットに送る。電力制御ビットは、２０ｍｓフレーム当たり１６回送られ、各ビットは、ワイヤレスユニット電力に１ｄＢの変化を生じる。各連続的なフレームに対して、フレーム誤りが起きるまで、小さい量、例えば３５フレーム毎に１ｄＢだけ目標の信号強度測定値を減少させることができる値、目標の信号強度測定値が減少させられる。
【００１６】
フレーム（例えば、「悪いフレーム(bad frame)」）が誤りのあるビットを含む場合、フレーム誤りが起きるが、誤りのあるビットの数および構成に依存して、誤りのあるビットが訂正され得る。フレーム誤りが起きない場合、目標の信号強度測定値は、比較的大きな量、例えば約３ｄＢ増大され、基地局は、目標の信号強度測定値に近づくような電力制御ビットをワイヤレスユニットに指示する。
【００１７】
順方向リンクにおいて、基地局の電力レベルを低くすることは、システムワイドの妨害を減少し、他の基地局によりサービスされているワイヤレスユニットに対する信号対雑音比を向上させる。順方向リンク電力制御ストラテジー(strategy)は、ワイヤレスユニットが所定の数のフレームについて順方向リンクフレーム誤り率（ＦＥＲ）を決定し、フレーム誤り率測定値を基地局に報告することを含む。通常、フレーム誤り率（ＦＥＲ）は、ワイヤレス通信システムに関連づけられており、ここでは、ＦＥＲは、基地局とワイヤレスユニットとの間の通信リンクを通して送信されるフレームの総数に対する悪いフレームの比として定義される。
【００１８】
順方向リンクに対するＦＥＲ測定に基づいて、基地局は、順方向リンク電力を調節する。例えば、基地局が順方向トラフィックフレームを送信する場合、ワイヤレスユニットは、受信された順方向トラフィックフレームが悪いかまたは悪くないかを、巡回冗長検査（ＣＲＣ）を例えば使用する誤り検出を実行することにより決定する。ワイヤレスユニットは、ワイヤレスユニットから基地局への次の逆方向トラフィックフレームにおいてエラーインジケータビット（ＥＩＢ）を使用して、そのような決定を基地局に対して示すことになる。
【００１９】
ワイヤレスユニットからの逆方向トラフィックフレームの受信により、基地局は、エラーインジケータビットを検査する。ＥＩＢがフレーム誤りがないことを示す場合、電力は、８０フレーム毎にｄ（例えば、１／４ｄＢ）だけ減少させられ、ＥＩＢがフレーム誤りを示す場合、電力は、フレーム誤りがＥＩＢビットにより示されなくなるまで、電力はｕ（例えば、１ｄＢ）だけ増大される。
【００２０】
代替的な実施形態において、ワイヤレスユニットが、受信された誤りのあるフレームの数およびレポートによりカバーされるインターバルの間に受信されたフレームの総数を含む電力メッセージレポートを送ることができる。代替的な実施形態において、フレーム誤りが受信されない場合、電力レベルは５６個のフレーム毎にｄだけ減少させられるが、レポーティングインターバルの間に許容できない数の誤りのあるフレームが生じた場合、電力はｕだけ増加させられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
したがって本発明の目的は、フレーム誤りが生じないように、送信機電力を適切に制御可能なセルラ通信システムのための電力制御システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
本発明は、ワイヤレスリンクを介して伝送される無線送信に対して期待される肯定応答の数との関連で、ワイヤレス送信機の送信電力を調節するワイヤレス通信システムのための電力制御システムをもたらす。例えば、ワイヤレスユニットは、ワイヤレスユニットがワイヤレスリンクを介して送信した無線パケットを受信した（または受信することに失敗した）肯定応答の数を監視する。ワイヤレスユニットは、ワイヤレスユニットにより受信することが期待される肯定応答の数に関連して、失われた肯定応答の数を決定する。
【００２３】
ワイヤレスユニットにより期待される肯定応答の数は、ワイヤレスユニットにより送信される無線パケットの数に基づき得る。ＡＣＫ損失の数／期待されるＡＣＫの数が第１のしきい値よりも大きい場合、ワイヤレスユニットは、送信電力レベルを増大させる。ＡＣＫ損失の数／期待されるＡＣＫの数が、第２のしきい値よりも低い場合、ワイヤレスユニットは送信電力レベルを減少させる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、フレーム誤りが生じないように、送信機電力を適切に制御可能なセルラ通信システムのための電力制御システムを提供することができる。
【実施例】
【００２５】
本発明の原理による電力制御システムの例示的な実施形態が、図１に示されたワイヤレス通信システム１０に関して説明される。この実施形態において、ワイヤレス通信システム１０は、ワイヤレスユニット１２に、ワイヤレスネットワーク１８を介して、インタネット１４または構内イントラネット１６および／または公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）１７のようなパケットデータネットワークへのリモートアクセスを提供する。
【００２６】
ワイヤレスユニット１２は、図示しない外部または内部のワイヤレスモデム（ＷＭ）を使用して、ワイヤレスネットワーク１８へ接続する。ＷＭは、基地局２２へワイヤレスリンク２０を介して、無線パケットまたはフレーム、例えば媒体アクセス制御（ＭＡＣ）フレームを送受信することをワイヤレスユニット１２に許容する。
【００２７】
基地局は、ワイヤレス通信システムにパケットデータネットワーク１４および／または１６および／またはＰＳＴＮ１７へのアクセスを提供する移動体交換センタ（ＭＳＣ）２６またはデータ交換センタ（ＤＳＣ）に接続されており、ワイヤレスユニット１２が、ＰＳＴＮ１７および／またはパケットデータネットワーク１４および／または１６との接続を確立することを可能にする。基地局２２は、ワイヤレスユニット１２とのワイヤレスリンク２０を確立させるために使用される少なくとも１つのアクセスポイント（ＡＰ）２４を含む。ＡＰは、ＡＰによりサービスされる地理的領域またはセクタ中のワイヤレスユニット１２と通信するために使用される無線送受信機およびアンテナ装置を含む。
【００２８】
一実施形態において、逆方向リンク（ワイヤレスユニット１２からＡＰ２４へ）のための電力制御システムは、ワイヤレスユニット１２におかれ、ＡＰ２４からの制御または命令を必要としない。電力制御システムは、ワイヤレスユニット１２により送られた無線パケットに応答して、ＡＰ２４からワイヤレスユニット１２により受信されるべき期待されるＡＣＫの数に基づく。ワイヤレスユニット１２により送信される無線パケットの数は、期待されるＡＣＫの数に対する基礎となり得る。
【００２９】
所定の実施形態において、ワイヤレスユニット１２は、ワイヤレスユニット１２がＡＰ２４に送信する各パケットに対して１つのＡＣＫを期待する。他の実施形態は、複数のフレームに対して、可変の数のフレームに対して、またはＡＰ２４により受信された場合に肯定応答をトリガすることとしてワイヤレス通信システム１０により指定されたワイヤレスユニット１２からのＡＰ２４への他の伝送に対して１つのＡＣＫを送ることができる。
【００３０】
ワイヤレスニット１２により実際に受信されたＡＣＫの数に基づいて、失われた肯定応答の数が、期待されるＡＣＫの数から受信されたＡＣＫの数を引き算することによりまたは失われたＡＣＫの数を監視することにより決定され得る。失われた肯定応答の数から、ワイヤレスユニット１２は、逆方向リンクを介して送られたパケットのパケット損失レート（ＰＬＲ）を推定できる。パケット損失レートは、失われたＡＣＫの数を期待されたＡＣＫの数でわり算することにより決定され得る。即ち、ＰＬＲ＝失われたＡＣＫの数／期待されたＡＣＫの数
【００３１】
所定の実施形態において、失われたパケットおよび／またはＰＬＲの測定値を提供するために、電力制御システムは、期待されたＡＣＫの最後のＮ個の、例えば期待されたＡＣＫの最後の１００個のスライディングウィンドウを使用する。スライディングウィンドウは、Ｎ段のＡＣＫレジスタまたはアレイを使用して構成され得る。Ｎ段のＡＣＫレジスタまたはアレイは、ハードウェアおよび／またはソフトウェアで構成され得る。
【００３２】
ウィンドウのサイズは、電力システム応答を決定し得る。ウィンドウサイズが小さすぎる場合、電力制御システムしきい値は、粗すぎることになり、電力制御システムが不安定になり、高すぎるＰＬＲまたは高すぎる電力レベルを提供する可能性がある。スライディングウィンドウの長さは、所定のもの、可変のもの、周期的に決定されるもの、ダイナミックに決定されるもの、ＭＳＣ２６から遠隔的に構成されるもの、および／または他の方法でプログラム可能なものであり得る。
【００３３】
所定の実施形態において、ＷＭは、無線パケットを送信し、所定の時間間隔、例えば２０−１００ｍｓ待機し、ＡＰ２４からのＡＣＫを検出する。その時間間隔の間にＡＣＫが受信された場合、期待されたＡＣＫが受信されたことをＡＣＫレジスタに表示され得る。そうでない場合、期待されたＡＣＫが受信されなかったこと（失われたＡＣＫ）がＡＣＫレジスタに表示され得る。
【００３４】
最後のＮ個の期待されたＡＣＫに対して、電力制御システムは、ＷＭに対して、パケット損失レート（ＰＬＲ）を失われたＡＣＫの数／期待されたＡＣＫの数として決定することができる。失われたＡＣＫの数／期待されたＡＣＫの数が第１のしきい値よりも大きい場合、例えば５％より大きい場合、電力制御システムは、ワイヤレスユニット１２の送信電力を増大させることができる。失われたＡＣＫの数／期待されたＡＣＫの数が第２のしきい値より小さい場合、例えば１％より小さい場合、電力制御システムは、ワイヤレスユニット１２の送信電力を減少させることができる。
【００３５】
第１および／または第２のしきい値は、所定のもの、可変のもの、周期的に決定されるもの、ダイナミックに決定されるもの、ＭＳＣ２６から遠隔的に構成される得るもの、および／または他の方法でプログラム可能なものであり得る。第１および第２のしきい値は、同じしきい値であり得る。このように、電力制御システムは、電力を増大または減少させるべきかどうかを決定することにおいて１つのしきい値を使用することができる。したがって、電飾制御システムは、ワイヤレスユニット１２により他のワイヤレスユニット１２に対して生成される妨害を減少させる一方で、ワイヤレスリンク２０を許容可能な品質に維持するようにワイヤレスユニットにおいて動作し得る。
【００３６】
電力制御システムは、逆方向リンクにおいてワイヤレスユニット１２の電力レベルを制御するためにワイヤレスユニット１２において構成されたものとして説明されてきた。このようにするために、電力制御システムは、ワイヤレスユニット１２のための内部または外部のＷＭにおいて、構成され得る。外部のＷＭは、ワイアードリンクまたはワイヤレスリンクを介してワイヤレスユニット１２に取り付け可能であり、ルーフトップ取り付け指向性アンテナと共に配置可能である。
【００３７】
内部モデムは、Personal Computer Memory Card International Association（ＰＣＭＣＩＡ）およびJapan Electronic Industry Development Association（ＪＥＩＤＡ）により定義されたようなＰＣカードソケットに挿入されるＰＣ（パーソナルコンピュータ）カードの形式であり得るし、またはセルラホーンまたはパーソナルワイヤレスデバイスのようなワイヤレスユニット１２の回路に内蔵し得る。電力制御システムの代替的な実施形態は、順方向リンク上を送信するためにＡＰ２４により使用される電力レベルを制御するために使用され得る。そのような電力制御システムまたはその部分は、ＡＰ２４、基地局２２および／またはＭＳＣ２６中に構成され得る。
【００３８】
図１の実施形態において、基地局２２は５個のアクセスポイント（ＡＰ）２４ａ−ｅと共に示されている。各ＡＰ２４ａ−ｅは、１つのセクタを受け持ち、各ＡＰ２４ａ−ｅが順方向リンクに対して１つのキャリアを使用し逆方向リンクに対して１つのキャリアを使用する全分割二重スキームを使用して、セクタ中のこれらのワイヤレスユニット１２ａ−ｅと通信する。また、ワイヤレスユニット１２ａ−ｅとＡＰ２４ａ−ｅとの間の通信は、ラウンドロビン(round-robin) スキーム、ファーストカムファーストサーブドベイシス（first come-first served basis)またはプライオリティベイシス(priority bais)を使用してスケジュールされる。
【００３９】
基地局２２は、１９９７年１２月２６日に出願された米国特許出願Ｎｏ．０８／９９８，５０５に示された５チャンネル再利用通信スキームを使用することができる。この米国特許出願において、基地局は、５個のセクタに分割された地理的領域をカバーし、異なる周波数キャリアが各セクタにおいて使用される。異なるチャネルおよび多元接続技法が使用され得る。
【００４０】
基地局２２は、帰路ネットワーク２７を介するカバレージ領域から移動体交換センタ（ＭＳＣ）２６へのワイヤレスユニットトラフィックを多重化する。この実施形態において、基地局２２は５個のＡＰをサービスする帰路ネットワーク２７の一部としてアクセスハブ３０を含む。ハブ３０は、電気電子技術者協会（ＩＥＥＥ）８０２．３ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはローカルＴ１リンクのようなリンク３２を介してＡＰ２４にリンクされている。
【００４１】
他のリンクも可能であり、ハブ３０は、ＡＰ２４と基地局２２において共に配置される必要はない。ハブ３０は、ワイヤレス、ワイアラインまたは光リンク３８を使用してＭＳＣ２６とリンクされることができ、例えば非同期転送モード（ＡＴＭ）、フレームリレーまたはＴ１ラインを介してトランスポート制御プロトコル（ＴＣＰ）／インタネットプロトコル（ＩＰ）を使用して、ＭＳＣ２６のルータ４０にリンクされ得る。
【００４２】
ＭＳＣ２６において、ルータ４０は、この実施形態において、インターコネクトＬＡＮ／ＡＴＭ４２上のトラフィックを経路選択する。インタワーキングファンクション（ＩＷＦ）４４は、ワイヤレスネットワーク１８のためのワイヤレスプロトコルを終端し、インタネット１４またはイントラネット１６とのインタフェースを提供する。ゲートウェイ５０は、ＰＳＴＮ１７へのアクセスを提供する。順方向リンクのための電力制御システムまたはその部分は、ワイヤレスネットワーク１８全体に構成され得る。
【００４３】
図２は、電力制御システムのフローチャートを示す。ステップ６０において、電力制御システムは、オープンループ受信信号を使用して、初期送信機電力レベルを演算する。一実施形態において、ワイヤレスユニットがパワーアップしたとき、ＷＭは、ＡＰ２４により送信されるビーコン信号に結合または同期化することを試みる。ＡＰ２４は、ビーコン信号中にその送信された電力レベルを公示することができる。
【００４４】
ＷＭは、Ｐ＿ＴＸ＝ＡＰ（advertised power）−ＳＮＲ＿Ｒｘ−Ｐ＿ＴＸmarginに従って、ビーコン信号中にアドバタイズされた電力レベルに基づき、送信機電力Ｐ＿ＴＸを計算する。ここで、ＡＰ（advertised power）は、ＡＰの送信電力であり、ＳＮＲ＿ＲＸは、ＡＰ２４により送られたビーコン信号のＷＭにおける受信された信号対雑音比（ＳＮＲ）であり、Ｐ＿ＴＸmarginは、ＡＰ（公示された電力）−ＳＮＲ＿Ｒｘよりも低い電力レベルにおいて送信するためのプログラム可能なマージンである。
【００４５】
ＡＰ２４と結合するために、ＷＭは、ＡＰ２４が結合および時間同期化のＡＣＫを送るまで、Ｐ＿ＴＸにおける結合要求を送信できる。一実施形態において、結合要求が、ＡＰ２４により肯定応答されなかった場合、ＷＭは、各試みに対して例えば２ｄＢだけ送信電力を増大させ、ＡＣＫを受信することなしに最大の許容可能な結合要求を表す構成可能なパラメータＭａｘ＿Ａｓｓｏｃ＿Ｒｅｑに到達するまで続ける。
【００４６】
代替的に、ＷＭは、ＡＰ２４が結合および時間同期化のＡＣＫを送るまで、最大電力で結合要求を送信することができる。ワイヤレスユニット１２がＡＰ２４から結合ＡＣＫを受信した後、または電力情報がビーコン信号から得られるまで、ＷＭは、送信電力を、Ｐ＿ＴＸ＝ＭａｘＴＸpower−ＳＮＲ＿Ｒｘ−Ｐ＿ＴＸmarginとして確立することができる。
【００４７】
ここで、ＭａｘＴＸpowerは、セルサイズ決定およびセル計画に基づくＷＭの最大送信電力または最大リンク予算、例えば１００−１４０ｄＢｍであり、ＳＮＲ＿Ｒｘは、例えばＡＰ２４からの受信されたＡＣＫの信号対雑音比であり、Ｐ＿ＴＸmarginは、ＭａｘＴＸpower−ＳＮＲ＿Ｒｘより低い電力レベルで送信するためのプログラム可能なマージンである。異なる信号強度測定値、パラメータ、信号および／またはプロセスが使用されるＡＰ２４への送信において初期送信電力を確立することに関連して、他の実施形態が可能である。
【００４８】
ＡＰ２４と結合されると、送信された無線パケットの数またはＡＰ２４により受信されたかどうかの肯定応答をトリガすることとしてワイヤレス通信システム１０により指定されたワイヤレスユニット１２からＡＰ２４への他の伝送に基づいて、ＡＰ２４からの期待されるＡＣＫの数に関連してＡＰ２４からの受信されたおよび／または失われたＡＣＫの数を監視することができる。
【００４９】
失われたＡＣＫ（期待されたが受信されなかった）の数／ＡＣＫの期待された数が第１のしきい値よりも大きい場合、ＷＭは送信電力を増大させる。失われたＡＣＫの数／ＡＣＫの期待された数が第２のしきい値よりも小さい場合、ＷＭは送信電力を増大させることができる。代替的に、第１および第２のしきい値は同じ値であってもよく、電力制御システムは単一のしきい値を使用する。または、２つよりも多いしきい値であってもよく、しきい値の間で、電力の増大または減少が変化する。
【００５０】
また、失われたＡＣＫの数／期待されたＡＣＫの数の比は、受信されたＡＣＫの数／期待されたＡＣＫの数との関係で定義され得る。このように、しきい値は、肯定応答されたパケットの％で定義され得る。そのような場合、受信されたＡＣＫの数／ＡＣＫの期待された数が第１のしきい値よりも大きい場合、ＷＭは送信電力を減少させる。受信されたＡＣＫの数／ＡＣＫの期待された数が第２のしきい値よりも小さい場合、ＷＭは送信電力を増大させることができる。
【００５１】
この実施形態において、長さＮのシフトレジスタのようなＡＣＫレジスタが、ステップ６２において、提供されまたは確立されかつ１で満たされる。ＷＭは、ステップ６４において、初期送信電力で無線パケットを送信する。ステップ６６において、ＷＭは、ＡＰ２４からのＡＣＫを検出するために、構成可能な時間、例えば２０ｍｓ−１００ｍｓ待つ。
【００５２】
この時間の間にＡＣＫがステップ６８において決められているように受信される場合、受信されたＡＣＫを表すために、ステップ６９においてＡＣＫレジスタ中に１が置かれる。そうでない場合、失われたＡＣＫを表すために、ステップ７０において、ＡＣＫレジスタにゼロが入る。ステップ７２において、電力制御システムは、ＷＭのために、パケット損失レート（ＰＬＲ）を、ＡＣＫレジスタ／Ｎ中のゼロの数として決定する。
【００５３】
ステップ７４において、電力制御システムは、ＰＬＲが高いしきい値、例えば５％よりも大きいかどうかを決定する。もしそうである場合、ステップ７６において、電力制御システムは、送信電力をＰupｄＢだけ、例えば２ｄＢだけ増大させる。そして、ステップ７８において、電力制御システムは、ＡＣＫレジスタ中の最も古い０を１に変化させる。
【００５４】
最も古い０を１に変化させることは、後続のＡＣＫが受信されたとしてもＴＸ電力をランプアップさせ続けることになるよけいなゼロをＡＣＫレジスタが維持しないことを保証するためになされる。その後ＷＭは、ステップ８０において、次の無線パケットを送信し、電力制御システムは、ステップ６６に戻って、上述したように、ＡＣＫを待つ。
【００５５】
ステップ７４において、電力制御システムが、ＰＬＲが高いしきい値よりも小さいと決定した場合、電力制御システムは、ステップ８２において、ＰＬＲが低いしきい値よりも小さいかどうか、例えば１％よりも小さいかどうかを決定する。もしそうである場合、電力制御システムは、ステップ８４において、電力をＰdownだけ、例えば２ｄＢだけ減少させる。ＷＭは、ステップ８０において、次の無線パケットを送信し、ステップ６６に戻って、上述したように、ＡＣＫを待つ。
【００５６】
ステップ８２において、電力制御システムが、ＰＬＲが低いしきい値よりも大きいと決定した場合、これは、低いしきい値＜ＰＬＲ＜高いしきい値を意味し、ＷＭは、ステップ８０において次のパケットを送信し、ステップ６６に戻って、対応するＡＣＫを待つ。ステップ６６において、ＡＣＫが適切な時間の後、受信されなかった場合、ＷＭは、無線パケットを再送信することができる。
【００５７】
アプリケーションに依存して、ＷＭは、以前の無線パケットのＡＣＫを受信する前に、後続の無線パケットを送信することができる。いかなる場合にも、高いしきい値と低いしきい値との間のＰＬＲを維持することにより、ＰＬＲは、低く保つことができるが、送信ユニットまたはステーションの電力レベルがシステムに許容できないレベルの妨害を導入するようにまで低くはしない。
【００５８】
上述した実施形態に加えて、本発明の原理による電力制御システムは、特定のシステムと共に説明されたが、電力制御システムは、構成部品を除去および／または追加し、および／または変形または説明されたシステムの部分を使用する異なるセルラシステムおよび構成と共に使用され得る。例えば、電力制御システムは、特定の基地局構成およびワイヤレスアーキテクチャを使用して基地局との逆方向リンクを確立するワイヤレスユニットを特に参照して説明したが、ＣＤＭＡ、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）のような異なる多元接続技法を使用した他のワイヤレスシステムも、データおよび／または音声を送るためのシステムとして使用することができる。
【００５９】
また、送信機、トランシーバおよび／または受信機の用語および関連する用語は、ワイヤレスネットワークのワイヤレスユニットまたは基地局側の両方および／またはワイヤレス通信システムの部分を指すものとして使用され得る。このように、電力制御システムは、ワイヤレスユニット１２との順方向リンク上の基地局の送信電力を制御するためのワイヤレス通信システムの基地局側においておよび順方向リンク上の送信電力を制御するためのワイヤレスユニット１２において構成可能である。
【００６０】
様々なアーキテクチャブロックの異なる名称、参照および特徴が使用され得ることは理解されなければならない。例えば、ワイヤレスシステムは、ルータおよび／またはゲートウェイを含むＭＳＣへネットワークを通して接続されたＡＰを伴う基地局を使用して説明されたが、電力制御システムは、異なる名称および／または異なる機能ブロックを使用して異なるアーキテクチャを備えたワイヤレス音声および／またはデータシステムにおいて利用可能である。
【００６１】
また、肯定応答を使用する電力制御システムは、より大きな電力制御システムの一部としても含まれ得る。例えば、電力制御システムの一実施形態は、ワイヤレス送信機の送信電力を調節することに使用される信号強度測定値、フレーム誤り率または他の受信された信号測定値のような目標しきい値をセットするために使用され得る。
【００６２】
電力制御システムは第１および第２のしきい値を使用するものとして説明されたが、例えばシステム全体の妨害、信号強度測定値、ＢＥＲ、ＦＥＲまたは他の測定値に基づく追加的なしきい値、および／または例えば失われたまたは受信されたＡＣＫの数またはパーセンテージに基づく異なるしきい値が、送信ユニットの送信電力を制御または制限するために使用され得る。また、電力制御システムは、専用ワイヤレスリンクまたは共有ワイヤレスリンク上を送信されうる無線パケットまたはトラフィックフレームを使用して音声および／またはデータを送信するワイヤレス通信システムと共に使用され得る。
【００６３】
また、電力制御システムの特定の構成が、システムの失われた肯定応答の数を監視するためにレジスタまたはアレイを使用して説明されたが、他の構成が可能であり、失われたまたは受信された肯定応答の数またはパーセンテージに基づいて電力制御を行うために使用され得る。電力制御システムにおいて使用される様々なパラメータおよび／または変数は、予め定められたもの、可変のもの、周期的に決定されるもの、ダイナミックに決定されるもの、ＭＳＣ２６から遠隔的に構成されるものおよび／または他の方法でプログラム可能なものであってもよい。
【００６４】
電力制御システム、即ち説明されたアーキテクチャおよび／またはその部分は、異なる場所、または特定用途向け集積回路、ソフトウェアドリブン処理回路、ファームウェアまたは構成部品の他の組合せにおいて構成可能である。ここに説明されたものは、単に本発明の原理の適用の単なる例示である。当業者は、本発明の精神および範囲から離れることなしに、ここに説明された例示的な適用に厳格に従うことなしに、本発明に対してなされうる構成および方法の様々な他の修正を容易に理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の原理によるワイヤレス通信システムにおけるセルラ通信システムの構成を示すブロック図。
【図２】本発明の原理を使用した電力制御システムの動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６６】
１０  ワイヤレス通信システム
１２  ワイヤレスユニット
１４  インターネット
１６  イントラネット
１７  公衆交換電話網
１８  ワイヤレスネットワーク
２０  ワイヤレスリンク
２２  基地局
２４  アクセスポイント
２６  移動体交換センタ
２７  帰路ネットワーク
３０  ハブ
３２  リンク
４０，４８  ルータ
４２  インタコネクトＬＡＮ／ＡＴＭ
４４  インタワーキングファンクション
５０  ゲートウェイ
【図１】
2006254505.tif 000003
【図２】
2006254505.tif 000004