(57)【要約】一つ以上の候補基地局（１０４−１から１０４−Ｎ）と移動局（１０２）間の下り回線トラフィックチャネルの確立は、初期送信電力が移動局において所望の受信信号品質を達成するレベルに設定されるように下り回線品質を考慮する。この方法により、初期送信電力はデフォルト初期送信電力値ではなく特定モバイル電力レベルに設定される。すなわち、トラフィックチャネル電力を呼の開始、またはあるハンドオフシナリオ下で設定する開ループ送信電力制御は下り回線チャネル損失および干渉の知識を使用してトラフィックチャネルに対する初期送信電力を移動局において目標信号品質を達成するのに必要なレベルに設定する。このような知識は移動局からの候補基地局に対する受信パイロット信号測定値から得られ、この測定値はそれらを基地局ローディングに対して補償することにより精度を改善することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信網内の一つ以上の候補基地局と移動局間に確立される下り回線トラフィックチャネルに対する初期送信電力を確立する方法であって、前記方法は、
候補基地局に対する移動局からパイロット信号強度測定値を受信するステップと、
パイロット信号強度測定値に基づいて下り回線品質を決定するステップと、
移動局とネットワーク間で取り決めたサービスオプションに基づいてトラフィックチャネルに対する目標受信信号品質を設定するステップと、
下り回線品質および目標受信信号品質に基づいてトラフィックチャネルに対する初期送信電力を計算するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、下り回線品質を決定するステップは基地局ローディングバイアスに対して補償された移動局からのパイロット信号測定値を使用して移動局における干渉を決定するステップを含む方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法であって、さらに、パイロット信号測定値の補償に使用する候補基地局からの基地局ローディング推定値を受信するステップを含む方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、トラフィックチャネルに対する初期送信電力を計算するステップは、さらに、基地局ローディング推定値に基づいている方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、さらに、基地局ローディング推定値を使用してパイロット信号強度測定値をローディングバイアスに対して補償するステップを含む方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法であって、トラフィックチャネルの初期送信電力を計算するステップは、さらに、推定されたマルチパス特性に基づいている方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、推定されたマルチパス特性は規定された数のマルチパスに対する格納されたパス推定値を含む方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法であって、各マルチパスに対して同じパス推定値が使用される方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法であって、さらに、トラフィックチャネルをサポートする候補基地局から確立されるいくつかのトラフィックチャネル接続を設定するステップを含む方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法であって、さらに、トラフィックチャネル接続数に基づいて目標信号受信信号品質を調節するステップを含む方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法であって、さらに、トラフィックチャネル接続数に基づいてトラフィックチャネルの初期送信電力を計算するステップを含む方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法であって、トラフィックチャネル接続数に基づいてトラフィックチャネルの初期送信電力を計算するステップは各トラフィックチャネル接続に使用される初期送信電力を計算するステップを含む方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、さらに、ダイバーシチ利得に対して目標受信信号品質を調節するステップを含む方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、さらに、一つ以上の候補基地局からのトラフィックチャネルに対して確立されるいくつかのトラフィックチャネル接続に基づいてダイバーシチ利得を決定するステップを含む方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、目標受信信号品質を調節するステップは計算された初期送信電力がトラフィックチャネル接続数の増加と共に減少するように目標受信信号品質を低減するステップを含む方法。
【請求項１６】
無線通信網内の一つ以上の候補基地局と移動局間に確立される下り回線トラフィックチャネルに対する初期送信電力を確立する方法であって、前記方法は、
移動局から候補基地局に対するパイロット信号測定値を受信するステップと、
パイロット信号測定値から基地局ローディングバイアスを除去して補償された測定値を発生するステップと、
所望トラフィックチャネルデータレートに基づいてトラフィックチャネルに対する目標受信信号品質を設定するステップと、
補償された測定値および目標受信信号品質に基づいて初期送信電力を計算するステップと、
を含む方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、さらに、パイロット信号測定値の補償に使用する候補基地局からの基地局ローディング推定値を受信するステップを含む方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の方法であって、さらに、トラフィックチャネルをサポートする候補基地局から確立されるいくつかのトラフィックチャネル接続を設定するステップを含む方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法であって、さらに、確立される接続数に基づいて目標信号受信信号品質を調節するステップを含む方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、目標受信信号品質を調節するステップはトラフィックチャネル接続数の増加に関連するダイバーシチ利得を反映するように目標受信信号品質をトラフィックチャネル接続数と逆関係に調節するステップを含む方法。
【請求項２１】
請求項１８に記載の方法であって、トラフィックチャネル接続数を設定するステップはトラフィックチャネル接続数を候補基地局数以下に設定するステップを含む方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、さらに、トラフィックチャネル接続数を候補基地局数に等しく設定するステップを含む方法。
【請求項２３】
請求項１８に記載の方法であって、さらに、計算される初期送信電力が接続当り送信電力となるようにトラフィックチャネル接続数に基づいて初期送信電力を計算するステップを含む方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法であって、さらに、
トラフィックチャネル接続の一つを提供するのに使用される任意の候補基地局が計算された接続当り送信電力をサポートするのに十分な残留送信電力を欠く場合には、所望データレートを低減して目標受信信号品質を低減するステップと、
低減された所望データレートに基づいて初期送信電力を再計算するステップと、
を含む方法。
【請求項２５】
請求項２３に記載の方法であって、さらに、
計算された接続当り送信電力をサポートするのに十分な残留送信電力を欠く任意の候補基地局を考慮から除外することにより確立される低減された数のトラフィックチャネル接続を設定するステップと、
確立される低減された数のトラフィックチャネル接続に基づいて初期送信電力を再計算するステップと、
を含む方法。
【請求項２６】
請求項１６に記載の方法であって、補償された測定値および目標受信信号品質に基づいて初期送信電力を計算するステップは、補償された測定値から推定される下り回線品質に基づいてモバイルにおいて目標受信信号品質を達成するのに必要な電力として初期送信電力を計算するステップを含む方法。
【請求項２７】
請求項１６に記載の方法であって、補償された測定値および目標受信信号品質に基づいて初期送信電力を計算するステップは、規定されたトラフィック対パイロットチャネル電力比および補償された測定値に基づいて初期送信電力を計算するステップを含む方法。
【請求項２８】
無線通信網において使用する基地局コントローラであって、
確立される下り回線トラフィックチャネル上の移動局を受け持つ候補である一つ以上の基地局に対して移動局により用意されるパイロット信号測定値を受信し、
一つ以上の候補基地局から下り回線ローディング推定値を受信し、
パイロット信号測定値および下り回線ローディング推定値に基づいて移動局に対する下り回線品質を決定し、
移動局およびネットワーク間で取り決められたサービスオプションに基づいてトラフィックチャネルに対する目標受信信号品質を決定し、
決定された下り回線品質および目標受信信号品質に基づいて下り回線トラフィックチャネルを確立する一つ以上の候補基地局から要求される初期送信電力を計算する、
ように動作する基地局コントローラ。
【請求項２９】
請求項２８に記載の基地局コントローラであって、移動局における総受信干渉のセル内および他セル干渉成分の推定に基づいて下り回線品質を決定する基地局コントローラ。
【請求項３０】
請求項２９に記載の基地局コントローラであって、定められた候補基地局から受信した下り回線ローディング推定値および定められた候補基地局に対するマルチパスプロファイルに基づいて、定められた候補基地局に対する移動局における総受信干渉のセル内干渉成分を決定する基地局コントローラ。
【請求項３１】
請求項３０に記載の基地局コントローラであって、格納されたマルチパスプロファイル情報にアクセスして定められた候補基地局に対するマルチパスプロファイルを得る基地局コントローラ。
【請求項３２】
請求項２８に記載の基地局コントローラであって、一つ以上の候補基地局が計算された初期送信電力をサポートするのに十分な保存電力を欠く場合、基地局コントローラはデータレート低減に基づいて初期送信電力要求条件を下げ、基地局コントローラは、
移動局を受け持つ目標データレートを低減し、
低減された目標データレートに対する新しい目標受信信号品質を決定し、
新しい目標受信信号品質に基づいて初期送信電力を再計算する、基地局コントローラ。
【請求項３３】
請求項３２に記載の基地局コントローラであって、計算された初期送信電力が各候補基地局において保存電力限界内に入るまでデータレート低減を反復実施する基地局コントローラ。
【請求項３４】
請求項３３に記載の基地局コントローラであって、下限データレートに達するまでデータレート低減を反復実施し、次に、接続除外操作を実施し、十分な保存電力を欠く候補基地局を除外し残りの候補基地局に基づいて初期送信電力を再計算する基地局コントローラ。
【請求項３５】
請求項２８に記載の基地局コントローラであって、
計算された初期送信電力をサポートするための十分な保存電力を欠く任意の候補基地局の除外に基づいて下り回線トラフィックチャネルをサポートするいくつかの計画されたトラフィックチャネル接続を低減し、
低減された計画されたトラフィックチャネル接続数に基づいて初期送信電力を再計算する、基地局コントローラ。
【請求項３６】
請求項３５に記載の基地局コントローラであって、残りの各候補基地局が十分な保存電力を有するまで計画された接続数を反復低減し初期送信電力を再計算する基地局コントローラ。
【請求項３７】
請求項３５に記載の基地局コントローラであって、計画された接続数の反復低減が下限接続数に達したら移動局に対する計画されたサービスデータレートを低減することにより送信電力要求条件を下げる基地局コントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は一般的に無線通信システムに関し、特に、ネットワークと移動局間に下り回線トラフィックチャネルを確実に確立するのに必要な初期送信電力の決定に関する。
【背景技術】
【０００２】
送信電力制御は多くの無線通信システムの本質的要素であり、潜在的に多数のユーザが共通周波数を共有しかつ一意的拡散コードに基づいてユーザの信号間を区別する符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムにおいて特に必要とされている。このようなシステムは下り回線および上り回線送信の両方に比較的複雑な電力制御機構を利用する。
【０００３】
典型的なＣＤＭＡシステムでは、下りおよび上り回線電力制御はネットワークと定められた移動局間のアクティブ通信中の閉ループ送信電力制御に基づいている。たとえば、アクティブ呼中に、ネットワークは関連する移動局から返される電力制御コマンドに基づいて下り回線トラフィックチャネル送信電力を制御する。移動局における受信信号品質が所望の閾値よりも低下すれば、ネットワークに送信電力を大きくするよう指令し、そうでなければ、ネットワークに送信電力を小さくするよう指令する。このようにして、下り回線送信電力は移動局において受け入れられる受信信号品質を維持するのに必要な最小レベルに一般的に維持される。上り回線電力制御は同様な閉ループ技術を利用するが、ネットワークはサポートする基地局が移動局からの送信を所要最小レベルで受信するように移動局へ電力制御コマンドを送る。
【０００４】
前記電力制御方式はアクティブ呼中に有利な動作を提供するが、一般的に、下りおよび上り回線上にトラフィックチャネルまたは他のデータチャネルが存在することが必要である。すなわち、これらの閉ループ電力制御方式は一つ以上のトラフィックチャネルを介した通信をサポートする送信電力維持方法を表しているが、たとえば、初期送信電力レベルを確立するまたは決定する仕組みは提供しない。
【０００５】
下り回線トラフィックチャネル電力の初期化は、限定はされないが、発呼、ソフト/ソフターハンドオフ、およびハードハンドオフを含むいくつかのシナリオで生じる。下り回線トラフィックチャネルの確実な確立は繰返し接続試行により生じるシグナリングオーバヘッドを低減することによりネットワーク効率を促進し、ユーザのサービス品質の認識に相当な影響を及ぼす。このようにして、初期トラフィックチャネル送信電力を設定する従来の方法は“多いほど良い”という考え方を取り入れており、初期送信電力を、多くの状況下での確実な移動局受信を保証するために十分高いレベルに単純に設定する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
もちろん、下り回線トラフィックチャネルが確立されると、移動局からの電力制御帰還により送信電力は一般的に所要最小レベルに低減される。それでも、高いデフォールト初期送信電力を使用することは、統計的に初期送信電力は典型的な移動局が実際に必要とするものよりも高く設定されることを意味する。そのため、より高度な電力初期化方法に基づいて全体ネットワーク効率および容量を改善する機会が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（発明の簡単な概要）
本発明は無線通信網が目標移動局におけるトラフィックチャネルに対する目標受信信号品質を達成するのに必要な電力の決定に基づいて下り回線トラフィックチャネルの初期送信電力を設定できるようにする方法および装置に関するものである。所要送信電力の決定は移動局が用意した信号測定値から推定される下り回線品質を考慮する。典型的な例では、移動局が確立すべき下り回線トラフィックチャネル上の移動局を受け持つ候補である一つ以上の基地局、すなわち、移動局の“アクティブセット”内の基地局からのパイロットチャネル信号に対する測定情報を帰還する。
【０００８】
一般的に、トラフィックチャネルに対する目標受信信号品質は移動局とネットワーク間で取り決められたサービスオプションに基づいて予め定められている。すなわち、定められたフレームエラーレート（ＦＥＲ）を達成する、または移動局において他の受信信号品質メトリックを維持するための受信信号品質は下り回線トラフィックチャネル上の移動局を受け持つために選択された目標データレートに基づいて先験的に（ａ  ｐｒｉｏｒｉに）ネットワークに知らされている。ネットワークは受持ち基地局数に基づいて目標受信信号品質を調整して送信ダイバーシチの可能な利点を反映させることができる。移動局も、たとえば、ネットワークにより確立された範囲内のエラーで受信されたフレームのレートに基づいて目標信号品質を自律的に更新することができる。
【０００９】
所要初期送信電力の決定はトラフィックチャネルに対する目標受信信号品質を達成はする。しかしシステム容量を低減してしまう過剰電力を送らない特定移動体送信電力値を計算する必要がある。そうするために、ネットワークはその送信電力計算を移動局が用意したパイロット信号測定値に基づいて行う。これらの測定値は移動局で発生する減衰（パスロス）および干渉の影響を受ける。そのため、移動局が目標受信信号品質でトラフィックチャネルを受信するように各受持ち基地局が必要な実際のトラフィックチャネル送信電力を決定するのに使用することができる。
【００１０】
しかしながら、移動局が用意したパイロット信号測定値は基地局ローディングによりバイアスされることがある。移動局における干渉はセル内干渉、セル外干渉、および夥しい数の他の要因から生じる一般的干渉を含んでいる。ここで、セル内干渉の範囲は基地局ローデイングおよびセルの受持ち基地局またはセクタからのセル内送信に対して使用される拡散コードの非直交性によって決まる。名目上は、移動局がセル内の他の移動局用コード化信号から本質的に干渉を受けずにその信号を逆拡散できるように一意的拡散コード間の相互相関はゼロである。しかしながら、このようなゼロ相互相関は拡散コード時間アライメントによって決まり、それはセル内の送信信号のマルチパス伝播により損なわれる。
【００１１】
このようにして、好ましくは、初期送信電力の計算には基地局ローディングバイアスが除去される補償されたパイロット信号測定値を使用し、さらに、計算にマルチパス伝播の影響が考慮されるように推定された、すなわちデフォルト下り回線マルチパス特性を使用する。典型的な実施例では、これらを考慮した結果、接続当りベースで送信電力を決定する送信電力計算となる。すなわち、電力計算は下り回線トラフィックチャネルをサポートするのに使用される各基地局からの所要電力を決定する結合計算を表す。典型的な実施例では、平衡ベースで接続当り送信電力を計算する、すなわち、総所要送信電力は接続間で等分されるが、必要により、電力計算は不等接続当り電力に対して修正することができる。
【００１２】
各候補基地局が下り回線トラフィックチャネル当りせいぜい一つのトラフィックチャネル接続しか提供しないところでは、確立されるトラフィックチャネルに対して利用可能なこのような接続の最大数は移動局の候補セットのサイズに制限される。候補セットは十分な強度で受信されアクティブセット内に含めるのに適切と思われるパイロットにより構成され、アクティブセットは専用トラフィックチャネル接続に対応するパイロットのセットである。移動局は呼設定時、すなわち、トラフィックチャネルが確立される前に制御チャネルで送られたシグナリングメッセージにより候補セット内に含まれるパイロットをネットワークへ知らせる。一般的に、ネットワークは全ての候補基地局を使用してトラフィックチャネルを確立する。すなわち、トラフィックチャネル接続は各候補基地局において確立される。しかしながら、基地局ローディングおよびリソースアベイラビリティ等のダイナミック条件によりネットワークは全てのアクティブセット基地局を使用しないことがある。
【００１３】
たとえば、計算された送信電力が、トラフィックチャネル接続を提供する一つ以上の候補基地局における下り回線割当てに利用可能な電力を超える所では、ネットワークは一般的に２つの方法の一方を採用する。第１に、ネットワークはトラフィックチャネルデータレートを低減することができ、それには所要受信信号品質目標を低減して所要送信電力を低減する効果がある。次に、ネットワークは低下された受信信号品質目標に基づいて初期送信電力計算を再度実施して計画した各接続に対して更新された接続当り送信電力が利用可能かどうかを決定する。利用できなければ、ネットワークはデータレートを下げてプロセスを反復することができる。
【００１４】
第２に、ネットワークは十分な保存電力のない候補基地局を使用しないように選択することができる。ネットワークはこの選択を最初に行うか、あるいは、最小許可データレートに達するような時に前記反復方法の一部として行うことができる。この第２の方法では、ネットワークは十分な下り回線電力のない基地局からの計画された接続を使用しないだけである。したがって、この方法ではネットワークが新たに減少された数の接続を使用して接続当りベースに基づいて所要初期送信電力を再計算する必要がある。たとえば、考慮から省かれる計画された接続はモバイルに対して最も有利な下り回線パスに関連することがあるため、接続当り送信電力対所要総送信電力は必ずしも線形関係とはならない。このようにして、その接続を考慮から省くと所要総送信電力は不均衡に増加することがある。
【００１５】
典型的に、移動局との下り回線トラフィックチャネルを確立すると、ネットワークは移動局から受信した電力制御コマンドに基づいた閉ループ電力制御を利用して所要下り回線トラフィックチャネル電力を維持する。しかしながら、下り回線トラフィックチャネルに対する初期送信電力を設定する前記技術は、限定はされないが、発呼、ソフトおよびソフターハンドオフ、およびハードハンドオフさえも含む多様な呼シナリオに応用することができる。より一般的に、当業者ならば前記技術は下り回線トラフィックチャネル送信電力を開ループで設定しなければならない時はいつでも応用できることが判る。
【実施例】
【００１６】
図１は移動局（ＭＳ）１０２との無線通信をサポートする無線通信網（１００）を例示している。ネットワーク１００は複数の基地局（ＢＳ）１０４、基地局コントローラ（ＢＳＣ）１０８、および移動交換局（ＭＳＣ）１１０を含んでいる。図は実際のネットワークインプリメンテーションを単純化したものを表しており、実際上、ネットワーク１００は付加ＭＳＣ１１０，ＢＳＣ１０８，ＢＳ１０４を含むだけでなく、ホームロケーションレジスタ（ＨＬＲ），access/authentication/authorization (AAA)システム等の他のネットワークエンティティを含むことができる。さらに、当業者ならばIS−95/2000に基づくＣＤＭＡシステムと、たとえば、Wideband ＣＤＭＡ（ＷＣＤＭＡ）に基づくものとの間等のネットワーク標準間で専門語およびインプリメンテーション詳細は異なることがあることが判る。したがって、ネットワーク１００は本発明を説明するための典型的なフレームワークであり、本発明は多様なネットワークタイプにわたって実施できることを理解しなければならない。
【００１７】
各ＢＳＣ１０８はいくつかのＢＳ１０４、すなわち、ＢＳ１０４−１，１０４−２，...，１０４−Ｎを制御する。各ＢＳ１０４は複数のＭＳ１０２に対して送受信する無線リソースを含んでいる。ＢＳ１０４は下り回線でＭＳ１０２に送信し上り回線でＭＳ１０２から受信する。IS−95/2000等のＣＤＭＡシステムでは、多数のＢＳ１０４を使用してネットワーク１００と定められたＭＳ１０２間の通信を同時にサポートすることができる。すなわち、ネットワークは２つ以上のＢＳ１０４からＭＳ１０２へ下り回線トラフィックを送信し、２つ以上のＢＳ１０４においてＭＳ１０２から上り回線トラフィックを受信することができる。
【００１８】
ＭＳ１０２への下り回線トラフィック送信に対して任意の定められた時間に利用可能なＢＳ１０４のセットはモバイルの“アクティブセット”と呼ばれる。典型的に、ＭＳ１０２はすぐ近くのＢＳ１０４からのパイロット信号の強度を測定し、それに基づいてパイロット信号が定められた信号閾値よりも上で受信されるそのアクティブセットを設定する。このようにして、モバイルのパイロットセット内のＢＳ１０４は“候補”基地局と呼ぶことができ、それは各々が比較的良好な信号レベルでそれらから信号を受信するモバイルの能力に基づいてＭＳ１０２を受け持つ候補であるためである。
【００１９】
本発明の一つ以上の典型的な実施例では、一つ以上の候補ＢＳ１０４とＭＳ１０２間に確立されるトラフィックチャネルに対して選択された初期送信電力はＭＳ１０２が用意したパイロット信号測定値に基づいて設定される。本質的に、この初期化方法はＭＳ１０２により返されるパイロット信号測定値を使用してそこから推定適に決定できるカレントパスロスおよび干渉状況を克服するのにいかなる送信電力レベルが必要であるかを決定する。すなわち、ネットワーク１００はＭＳ１０２によりネットワークへ返されるパイロット信号測定値により示されるパスロスおよび干渉状況から予期送信電力劣化を推定し、ＭＳ１０２が所要信号品質でトラフィックチャネルを受信するように初期下り回線トラフィックチャネル送信電力を所要レベルに設定する。
【００２０】
図２は典型的なネットワーク１００におけるトップレベル送信電力初期化方法を示す。処理は下り回線トラフィックチャネルを確立する前にネットワーク１００がＭＳ１０２から下り回線品質インジケータを受信して開始する（ステップ２００）。前記したように、このような下り回線品質インジケータはＭＳ１０２からネットワーク１００へ候補ＢＳ１０４に対して送信されたパイロット信号強度測定値とすることができる。
【００２１】
パイロット信号測定値は下り回線ローディング状況により幾分スキューまたはバイアスされることがあるため、ネットワーク１００は候補ＢＳ１０４から基地局ローディング推定値を受信し（ステップ２０２）、それを使用してパイロット信号測定値から下り回線ローディングバイアスを除去する。典型的な実施例では、ＭＳ１０２はパイロット信号測定値を一つ以上のＢＳ１０４へ送信し、それは次にこれらの測定値をＢＳＣ１０８へ提供する。ＢＳＣ１０８はさらに候補基地局ローディング推定値を受信し、本発明に従って初期送信電力計算を行うように位置決めされる。
【００２２】
第１に、ＢＳＣ１０８は予期する下り回線トラフィックチャネルをサポートするのに使用されるトラフィックチャネル接続数を選択する（ステップ２０４）。すなわち、ＢＳＣ１０８は下り回線トラフィックチャネルをサポートするのにどのＢＳ１０４が使用されるかを決定する。後述するように、ＢＳＣ１０８は典型的にトラフィックチャネル接続数を候補ＢＳ１０４の数、すなわち、ＭＳ１０２のアクティブセット内のＢＳ１０４の数に等しく設定する。しかしながら、全候補ＢＳ１０４よりも少ない数の使用を強いる状況が生じることがある。
【００２３】
それにもかかわらず、ネットワーク１００はトラフィックチャネル接続数を固定もしくは決定し、ＭＳ１０２において、所望トラフィックチャネル受信信号品質を達成するのに必要な実際の送信電力として、初期送信電力を計算する。計算の一般化された形式は補償されたパイロット信号測定値から推定される予期下り回線パスロスおよび干渉を考慮し、この考慮により所要初期送信電力を決定するための基礎が提供される。
【００２４】
より一般的に、ネットワーク１００およびＭＳ１０２間で取り決められたサービスオプションに基づいて、ネットワーク１００はＭＳ１０２における下り回線トラフィックチャネルの受信に所望される目標受信信号品質を知る、もしくは決定することができる。典型的なＣＤＭＡシステムでは、定められたサービスオプションはいくつかの可能なデータレートの中の一つを含むことができ、音声サービス等の他の例では、一つの可能なデータレートしか含むことができない。可変データレートは、ＩＳ−２０００およびＷＣＤＭＡシステムで利用できるようなパケットデータサービスオプションにおいて特に一般的である。それにもかかわらず、一般的な動作原理はデータレートが高いほどＭＳ１０２における所要受信信号品質は高いというものである。もちろん、定められた選定データレートに対して、ネットワーク１００は、多数のトラフィックチャネル接続の使用から予期されるダイバーシチ利得に基づいて、所要信号品質値を調節することができる。このような調節はより多数の送信ポイントによりチャネルフェージング等に対する抵抗が大きくなるというアイデアを具体化する。
より詳細には、定められたＢＳ１０４とＭＳ１０２間の下り回線が考慮される。ＭＳ１０２における所望受信信号品質を満たすには、ＭＳ１０２はトラフィックチャネル信号を十分高いレベルで受信しなければならない。この要求条件は信号対ノイズ比（ＳＮＲ）で表現することができ、それ自体受信ビットエネルギ対ノイズ電力スペクトル密度比で表現することができる。このようにして、ＭＳ１０２におけるトラフィックチャネル受信ビットエネルギ対ノイズ電力スペクトル密度比，
2005525742.tif 000003
は下記のレベルに設定しなければならない。
【数１】
2005525742.tif 000004
すなわち、前記（１）において、ＭＳ１０２において所望目標受信信号品質を達成する送信ビットエネルギはパスロスを乗じかつＭＳ１０２における総受信干渉を乗じた所望トラフィックチャネルビットエネルギ対ノイズ電力スペクトル密度に等しい。
モバイルの面から、総受信干渉は他のセル干渉プラス自己干渉に等しく、パスロスは基地局からの受信電力スペクトル密度で除した基地局送信電力スペクトル密度に等しい。このようにして、所要トラフィックチャネル送信ビットエネルギは次式で表すことができる。
【数２】
2005525742.tif 000005
書き換えると、
【数３】
2005525742.tif 000006
ここで、他のセル干渉対受信電力スペクトル密度比は、
−送信パイロットエネルギ対総送信電力ペクトル密度比で表された測定基地局ロード、および、
−移動局により測定されシグナリングメッセージを介して基地局へ報告される、受信パイロットエネルギ対総受信電力ペクトル密度比、
から推定することができる。
すなわち、
【数４】
2005525742.tif 000007
ここで、自己干渉対受信電力ペクトル密度比はマルチパスプロファイルから推定することができ、それは、本発明の少なくともいくつかの典型的な実施例では、ネットワーク１００により先験的に知られる。ネットワーク１００はセル内干渉計算に対して仮定されるマルチパス数およびマルチパスの相対パス強度を規定するデフォルトマルチパスプロファイル情報を含むマルチパス伝播情報を格納することができる。典型的な実施例では、ネットワーク１００はそのセル内干渉計算にデフォルト数の同強度マルチパスを使用する。
【００２５】
前式から、ネットワーク１００は、ＢＳ１０４からの下り回線ロード推定値と共にＢＳ１０４に対して報告されたＭＳ１０２からのパイロット信号測定値を使用して、ＭＳ１０２における自己干渉および他セル干渉を決定することが判る。さらに、図示するように、ネットワークによるこの決定は一つ以上のマルチパスプロファイルを使用し、それは典型的に関心あるＢＳ１０４とＭＳ１０２間の下り回線チャネルに対する一組のマルチパス推定値を含んでいる。典型的な実施例では、マルチパス推定値は伝播パス数および相対パス遅延および減衰に関する一組のデフォルト推定値を含んでいる。もちろん、ネットワーク１００はいくつかのインプリメンテーションにおいてデフォルト値以外を使用することができる。
【００２６】
ネットワーク１００がそれとＭＳ１０２との間に確立されるトラフィックチャネルをサポートするための単一ＢＳ１０４を使用する場合、前記演算は次式で表すことができ、
【数５】
2005525742.tif 000008
ここに、
2005525742.tif 000009
はトラフィックチャネル送信電力対パイロットチャネル送信電力比であり、Ｒｃ/Ｒｂはビットレートに対するチッピングレートによって決まる処理利得を表し、シングルパス伝播チャネルが考慮されている。
【００２７】
ネットワーク１００がそれとＭＳ１０２との間に確立されるトラフィックチャネルをサポートするのに多数のＢＳ１０４を使用する場合、前記演算を次式で表すことができる結合計算へ統合する。
【数６】
2005525742.tif 000010
ここに、Ｎに関する総和はトラフィックチャネルを確立するのに初期使用されるＮトラフィックチャネル接続すなわち受持ちＢＳ１０４の使用を表し、Ｒｃ/Ｒｂはビットレートに対するチッピングレートによって決まる処理利得を表し、Ｌは考慮するマルチパス数を表し、各パスは同じ長さを有するものと仮定する。前記計算はパイロットチャネル電力
2005525742.tif 000011
とトラフィックチャネル電力
2005525742.tif 000012
間の規定された比を使用する接続当り（たとえば、ＢＳ１０４当り）ベースの所要初期送信電力を表す。
【００２８】
ネットワーク１００がそれとＭＳ１０２との間に確立されるトラフィックチャネルをサポートするのに多数のＢＳ１０４を使用するもう一つの典型的な実施例では、前記演算を次式で表すことができる結合計算へ統合する。
【数７】
2005525742.tif 000013
ここに、Ｎに関する総和はトラフィックチャネルを確立するのに初期使用されるＮトラフィックチャネル接続すなわち受持ちＢＳ１０４の使用を表し、Ｒｃ/Ｒｂはビットレートに対するチッピングレートによって決まる処理利得を表し、Ｌｉは第ｉ番ＢＳ１０４に対して考慮されるマルチパス数を表し、各パスは強度ａi,lを有するものと仮定する。前記計算はパイロットチャネル電力
2005525742.tif 000014
とトラフィックチャネル電力
2005525742.tif 000015
間の規定された比を使用する接続当り（たとえば、ＢＳ１０４当り）ベースの所要初期送信電力を表す。
【００２９】
一つ以上の候補ＢＳ１０４が、前記算出送信電力をサポートするのに十分な保存下り回線電力を欠く場合、ネットワークは一般的に目標データレートを低減しかつ接続当り電力要求条件を再計算するか、条件に合わないＢＳ１０４を考慮から省いてＢＳ１０４の低減されたセットで再計算する。もちろん、他の技術を使用することができ、２つの主要な方法をネットワーク１００により組み合わせて、サポートできる初期送信電力を見つけるためにネットワーク１００が目標データレートをサービスに対して規定された最小値へ落とし、次に、低保存電力のＢＳ１０４を除外するためにＢＳ１０４を候補セットから省くようにすることができる。
【００３０】
図３はネットワークの典型的な選択論理の少なくとも一つのコンポーネントを示す。ここで、ネットワーク１００はＭＳのアクティブセット内のいずれかのＢＳが保存されているか除外されているかを確認する（ステップ２１０）。そうであれば、ネットワーク１００は除外されたまたは保存されたＢＳ１０４の数に基づいてトラフィックチャネルの確立に使用されるトラフィックチャネル接続数Ｎを低減し、初期設定低減処理が終わる。モバイルのアクティブセット内の全てのＢＳ１０４が利用可能な場合、ネットワーク１００は第１のパスにおいて計画トラフィックチャネル接続数をＭＳ１０２のアクティブセットサイズに等しく設定する。
【００３１】
当業者ならば、使用されるトラフィックチャネル接続数を決定するのに多くのバリエーションを利用可能であることが判る。一般的に、ＢＳＣ１０８はトラフィックチャネルをサポートする計画接続数をモバイルのアクティブセット内の候補ＢＳ１０４の数に設定し、そのため“接続セット”サイズは一般的にアクティブセットサイズに等しい。しかしながら、前記したように、ＢＳＣ１０８は一つ以上の候補ＢＳ１０４が保存される、あるいはトラフィックチャネルをサポートする使用から除外しなければならない場合に接続セットサイズを低減する。
【００３２】
図３は所要送信電力を計算する前にネットワーク１００により適用することができる初期選択論理を示し、図４はたとえば計算された所要送信電力が接続セット内の一つ以上のＢＳ１０４から利用可能な保存電力を超える場合の典型的な方法を示す。すなわち、トラフィックチャネルを確立するために使用することをネットワークが計画した一つ以上のＢＳ１０４における保存下り回線電力を接続当り送信電力が超える場合、ネットワーク１００により下記の論理を適用することができる。
【００３３】
選択されたいずれかのＢＳ１０４が計算された所要送信電力に対して十分な保存下り回線電力を欠くかどうかをネットワーク１００が決定することで処理が開始する（ステップ２２０）。そうでなければ、所要初期送信電力の再計算は終了し、ネットワーク１００は予め計算された初期送信電力を保持し現在選択されているＢＳ１０４を使用する。
【００３４】
しかしながら、計画された接続セット内の一つ以上のＢＳ１０４が十分な保存電力を欠く場合、ネットワーク１００は随意データレート低減方法に従い（ステップ２２２）、接続除外方法に従い（ステップ２２４）、あるいはそれらのある組合せに従う。たとえば、ネットワーク１００は現在のサービスオプションに対してデータレート低減が許可されるかどうかを確認し（ステップ２２８）、そうであれば、データレートを低減し低下されたデータレートに関連する低減された目標受信信号品質に基づいて所要初期送信電力を再計算する（ステップ２３０）。この点において、処理は保存電力チェックへループバックし（ステップ２２０）、そこでネットワークは低減された電力レベルが利用可能な限界内に入るかどうかを確認する。電力限界が満たされれば、処理は終了する。そうでなければ、ネットワークはデータレートをさらに下げて所要送信電力を反復再計算するか、あるいは計画されたトラフィックチャネル接続を除外することで処理は繰り返す。
【００３５】
後者の選択は典型的な方法を反映しており、確かに、ネットワーク１００はデータ低減方法のあるまたはない除外方法を採用することができる。除外方法において、ネットワーク１００は使用するように計画されたどのＢＳ１０４が十分な保存電力を欠くかを決定し、それらを考慮から除外する（ステップ２２４）。次に、ネットワーク１００はＢＳ１０４の低減されたセットから利用可能な接続数を使用して所要初期送信電力を再計算する。再び、処理は戻ってＢＳ１０４の現在低減されたセットが再計算された所要初期送信電力をサポートするのに十分な電力を有するかどうかを決定する（ステップ２２０）。データ低減方法と同様に、ネットワーク１００は満足な解セットを見つけるまで接続−除外方法を反復することができる。
【００３６】
前記した典型的な論理はＢＳＣ１０８内にインプリメントすることができ、あるいはＢＳＣ１０８および含まれるＢＳ１０４間の協働成果としてインプリメントすることができる。ＢＳＣベース計算の一つの利点はＢＳＣ１０８がその制御下で動作するＢＳ１０４に影響を及ぼす初期送信電力計算に対する自然統合点を表すことである。他のネットワークアーキテクチュアまたは標準は異なる専門用語または異なるネットワークエンティティを使用して無線リソース管理を処理することができ、ここで使用される用語ＢＳＣは発明の機能を提供する多様なエンティティをカバーするように広く解釈されることを理解しなければならない。
【００３７】
一般的に、本発明はネットワーク１００および定められたＭＳ１０２間の下り回線トラフィックチャネルを確実に確立するのに必要な初期トラフィックチャネル送信電力を決定する基礎を提供する。本発明はＭＳ１０２における受信状況を推定し、ＭＳ１０２における目標トラフィックチャネル受信信号品質を達成するのに必要な送信電力を決定する。このような推定は下り回線上のＭＳ１０２を受け持つ候補であるＢＳ１０４に対してＭＳ１０２が用意したチャネル測定値を使用することを頼りにしている。典型的な実施例では、ネットワーク１００は候補ＢＳ１０４の各々に対してＭＳ１０２が用意したパイロット信号測定値を受信する。これらの測定値、およびローディング推定値およびマルチパスプロファイル推定値により、ネットワーク１００はＭＳ１０２におけるセル内および他セル干渉を決定し、それによりトラフィックチャネルに対する初期送信電力を適切に設定することができる。
【００３８】
当業者ならば、本発明はひとたびトラフィックチャネルがＭＳ１０２により確立されると使用される閉ループ電力制御を本質的にまねる初期、開ループ送信電力制御方法を表すことを理解できる。すなわち、本発明はＭＳ１０２により用意されたパイロットチャネル測定値の帰還を使用してＭＳ１０２における受信状況（たとえば、パスロスおよび干渉）を決定し、次に、ＭＳ１０２へのトラフィックチャネルを確立するのに使用される初期送信電力をＭＳ１０２においてトラフィックチャネルに対する目標受信信号品質を達成するのに必要なレベルに設定する。このようにして、前記した詳細は典型的なものであって制約的なものではない。本発明は特許請求の範囲および同等のものによってのみ限定される。
【００３９】
（関連出願）
本出願は２０００年１月１２日に出願された出願中の特許出願第09/481,948号”Mobile Station Assisted Forward Link Open Loop Power And Rate Control In A CDMA System”の一部継続出願であり、その全体が本開示の一部としてここに組み入れられている。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明を実施する典型的な無線通信網の線図である。
【図２】本発明を実施する典型的な論理を示す論理フロー図である。
【図３】下り回線トラフィックチャネルの確立に使用されるトラフィックチャネル接続数を設定する典型的な論理を示す論理フロー図である。
【図４】関与する基地局におけるダイナミック状況に基づいて初期送信電力を設定する典型的な論理を示す論理フロー図である。
【図１】
2005525742.tif 000016
【図２】
2005525742.tif 000017
【図３】
2005525742.tif 000018
【図４】
2005525742.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月14日(2004.7.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信網内の一つ以上の候補基地局と移動局間に確立される下り回線トラフィックチャネルに対する初期送信電力を確立する方法であって、前記方法は、
移動局から候補基地局に対するパイロット信号強度測定値を受信するステップと、
パイロット信号測定値から基地局ローディングバイアスを除去して補償された測定値を発生するステップと、
所望のトラフィックチャネルデータレートに基づいてトラフィックチャネルに対する目標受信信号品質を設定するステップと、
補償された測定値および目標受信信号品質に基づいて初期送信電力を計算するステップと、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、さらに、パイロット信号測定値の補償に使用する候補基地局からの基地局ローディング推定値を受信するステップを含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、さらに、トラフィックチャネルをサポートする候補基地局から確立されるいくつかのトラフィックチャネル接続を設定するステップを含む方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法であって、さらに、確立される接続数に基づいて目標信号受信信号品質を調節するステップを含む方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法であって、目標受信信号品質を調節するステップはトラフィックチャネル接続数の増加に関連するダイバーシチ利得を反映するように目標受信信号品質をトラフィックチャネル接続数と逆関係に調節するステップを含む方法。
【請求項６】
請求項３に記載の方法であって、トラフィックチャネル接続数を設定するステップはトラフィックチャネル接続数を候補基地局数以下に設定するステップを含む方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法であって、さらに、トラフィックチャネル接続数を候補基地局数に等しく設定するステップを含む方法。
【請求項８】
請求項３に記載の方法であって、さらに、計算される初期送信電力が接続当り送信電力となるようにトラフィックチャネル接続数に基づいて初期送信電力を計算するステップを含む方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法であって、さらに、
トラフィックチャネル接続の一つを提供するのに使用される任意の候補基地局が計算された接続当り送信電力をサポートするのに十分な残留送信電力を欠く場合には、所望データレートを低減して目標受信信号品質を低減するステップと、
低減された所望データレートに基づいて初期送信電力を再計算するステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の方法であって、さらに、
計算された接続当り送信電力をサポートするのに十分な残留送信電力を欠く任意の候補基地局を考慮から除外することにより確立される低減された数のトラフィックチャネル接続を設定するステップと、
確立される低減された数のトラフィックチャネル接続に基づいて初期送信電力を再計算するステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
請求項１に記載の方法であって、補償された測定値および目標受信信号品質に基づいて初期送信電力を計算するステップは、補償された測定値から推定される下り回線品質に基づいてモバイルにおいて目標受信信号品質を達成するのに必要な電力として初期送信電力を計算するステップを含む方法。
【請求項１２】
請求項１に記載の方法であって、補償された測定値および目標受信信号品質に基づいて初期送信電力を計算するステップは、規定されたトラフィック対パイロットチャネル電力比および補償された測定値に基づいて初期送信電力を計算するステップを含む方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法であって、さらに、パイロット信号強度測定値に基づいて下り回線品質を決定するステップを含む方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法であって、さらに、下り回線品質を決定するステップは補償された測定値を使用して移動局における干渉を決定するステップを含む方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法であって、トラフィックチャネルに対する初期送信電力を計算するステップは、さらに、基地局ローディングバイアスに基づいている方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法であって、トラフィックチャネルの初期送信電力を計算するステップは、さらに、推定されたマルチパス特性に基づいている方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、推定されたマルチパス特性は規定された数のマルチパスに対する格納されたパス推定値を含む方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、各マルチパスに対して同じパス推定値が使用される方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法であって、トラフィックチャネルに対する目標受信信号品質を設定するステップは移動局およびネットワーク間のサービスオプション取り決めに基づく方法。
【請求項２０】
無線通信網内で使用する基地局コントローラであって、
確立される下り回線トラフィックチャネル上の移動局により用意される、一つ以上の候補基地局に対するパイロット信号測定値を受信し、
パイロット信号測定値から基地局ローディングバイアスを除去して補償された測定値を発生し、
所望トラフィックチャネルデータレートに基づいてトラフィックチャネルに対する目標受信信号品質を設定し、
補償された測定値および目標受信信号品質に基づいて初期送信電力を計算する、
ように構成された基地局コントローラ。
【請求項２１】
請求項２０に記載の基地局コントローラであって、基地局ローディングバイアスは下り回線ローディング推定値を含み、コントローラは、さらに、補償された測定値の発生に使用するために一つ以上の候補基地局から下り回線ローディング推定値を受信するように構成された基地局コントローラ。
【請求項２２】
請求項２１に記載の基地局コントローラであって、さらに、初期送信電力の計算に使用するために補償された測定値に基づいて移動局に関する下り回線品質を決定するように構成された基地局コントローラ。
【請求項２３】
請求項２２に記載の基地局コントローラであって、さらに、移動局における総受信干渉のセル内および他セル干渉成分の推定に基づいて下り回線品質を決定するように構成された基地局コントローラ。
【請求項２４】
請求項２３に記載の基地局コントローラであって、さらに、定められた候補基地局から受信した下り回線ローディング推定値および定められた候補基地局に対するマルチパスプロファイルに基づいて、定められた候補基地局に対する移動局における総受信干渉のセル内干渉成分を決定するように構成された基地局コントローラ。
【請求項２５】
請求項２４に記載の基地局コントローラであって、さらに、格納されたマルチパスプロファイル情報にアクセスして定められた候補基地局に対するマルチパスプロファイルを得るように構成された基地局コントローラ。
【請求項２６】
請求項２０に記載の基地局コントローラであって、一つ以上の候補基地局が計算された初期送信電力をサポートするのに十分な保存電力を欠く場合、基地局コントローラはデータレート低減に基づいて初期送信電力要求条件を下げ、さらに、
移動局を受け持つ目標データレートを低減し、
低減された目標データレートに対する新しい目標受信信号品質を決定し、
新しい目標受信信号品質に基づいて初期送信電力を再計算する、
ように構成された基地局コントローラ。
【請求項２７】
請求項２６に記載の基地局コントローラであって、さらに、計算された初期送信電力が各候補基地局において保存電力限界内に入るまでデータレート低減を反復実施するように構成された基地局コントローラ。
【請求項２８】
請求項２７に記載の基地局コントローラであって、さらに、下限データレートに達するまでデータレート低減を反復実施し、次に、接続除外操作を実施し、十分な保存電力を欠く候補基地局を除外し残りの候補基地局に基づいて初期送信電力を再計算するように構成された基地局コントローラ。
【請求項２９】
請求項２０に記載の基地局コントローラであって、さらに、
計算された初期送信電力をサポートするための十分な保存電力を欠く任意の候補基地局の除外に基づいて下り回線トラフィックチャネルをサポートするいくつかの計画されたトラフィックチャネル接続を低減し、
低減された計画されたトラフィックチャネル接続数に基づいて初期送信電力を再計算する、
ように構成された基地局コントローラ。
【請求項３０】
請求項２９に記載の基地局コントローラであって、さらに、残りの各候補基地局が十分な保存電力を有するまで計画された接続数を反復低減し初期送信電力を再計算するように構成された基地局コントローラ。
【請求項３１】
請求項２９に記載の基地局コントローラであって、さらに、計画された接続数の反復低減が下限接続数に達したら移動局に対する計画されたサービスデータレートを低減することにより送信電力要求条件を下げるように構成された基地局コントローラ。
【国際調査報告】
2005525742.tif 000020
2005525742.tif 000021
2005525742.tif 000022