(57)【要約】本発明は、スペクトラム拡散時分割通信のアップリンク／ダウンリンク通信の送信電力のために外部ループ送信電力を制御するシステムおよび方法である。このシステムは、基地局から通信を受信し（９０１）、受信された通信の誤り率を判定する（９０２）。システムは次いで、静的なチャネルと動的チャネルを区別し、静的な調整値を生成し（９０８）、動的チャネルを特徴付けて動的な調整値を生成する。次いで、静的調整値と動的調整値でターゲット電力レベルが調整され、送信電力レベルを設定する（９１２）。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ機器は、基地局からの受信信号に基づいてターゲット電力レベルを生成して該基地局に伝達し、スペクトラム拡散時分割通信システムによりアップリンク／ダウンリンク通信の送信電力制御を行うために、外部ループ送信電力を制御する方法であって、前記方法は、
一連の通信セグメントの形態の通信を前記ユーザ機器が前記基地局から受信するステップと、
第１および第２のコンポジットウィンドウ内において受信された前記通信を分析するステップと、
前記第１のコンポジットウィンドウは、所定数の通信セグメントからなる第１の長さの既定の第１のウィンドウと、所定数の通信セグメントからなる第２の長さの重複のない第２のウィンドウとを有し、前記通信の各セグメントは、初めに前記第１のウィンドウで分析され、次いで前記第２のウィンドウで分析されるステップと、
前記第２のコンポジットウィンドウは、所定数の通信セグメントからなる第３の長さの既定の第３のウィンドウと、所定数の通信セグメントからなる第４の長さの重複のない第４のウィンドウとを有し、前記通信の各セグメントは、初めに前記第３のウィンドウで分析され、次いで前記第４のウィンドウで分析されるステップと、
前記第１のウィンドウおよび前記第２のウィンドウ内における通信セグメントの静的チャネル状態と動的チャネル状態とを周期的に区別するステップと、
前記第１のウィンドウおよび前記第２のウィンドウにおける前記通信セグメントの各チャネル状態が異なるとき、静的な調整値を生成するステップと、
動的な調整値を生成するために前記第３のウィンドウおよび前記第４のウィンドウ内における通信セグメントの動的チャネル状態を周期的に特徴付けるステップと、
前記静的な調整値および前記動的な調整値に応答して前記ターゲット電力レベルを調整するステップと、
を具備したことを特徴とする方法。
【請求項２】
検出されたターゲット電力レベルを前記基地局から受信するステップと、
誤り信号を検出するステップと、
前記静的な調整値および前記動的な調整値に応じて前記ターゲット電力レベルを調整する前に、前記誤り信号の前記検出に応答して前記検出されたターゲット電力レベルを調整して前記ターゲット電力レベルを生成するステップとを、
さらに具備したことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１および第２のウィンドウはそれぞれ所定回数のオブザベーションＯ1を含み、前記オブザベーションＯ1の各々は固定数の通信セグメントに等しく且つ期間ＯＰ1を表し、
前記静的チャネル状と動的チャネル状態とを周期的に区別するステップは、各オブザベーションＯ1から決定される値に基づく、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記区別するステップは、
前記第１および第２のウィンドウそれぞれについて、前記通信セグメントの各オブザベーションＯ1のピーク電力点を検出するステップと、
前記検出されたピーク電力点を既定の閾値と比較するステップと、
前記比較するステップに基づいて、前記第１および第２のコンポジットウィンドウのどちらが静的チャネル状態を含むかを判定するステップと、
前記判定するステップの判定結果に応じて前記静的な調整値を計算するステップと、
を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１のウィンドウと前記第２のウィンドウは、第５の長さの第１の遷移ウィンドウによって隔てられ、前記第１の遷移ウィンドウは、前記検出されたピーク電力点が前記閾値内にないときに調整されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記区別するステップの周期はＰ1に等しいことを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第３および第４のウィンドウはそれぞれ所定数のオブザベーションＯ2を含み、前記オブザベーションＯ2は、固定数の通信セグメントに等しく、期間ＯＰ2に相当し、前記動的チャネル状態の前記周期的な特徴づけは、各オブザベーションＯ2で求められた値に基づくことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記特徴づけるステップは、
前記第３および第４のウィンドウについてそれぞれ、前記通信セグメントの各オブザベーションＯ2のピーク電力比を検出するステップと、
前記検出されたピーク電力比と第２の閾値を比較し、前記第２の閾値は、部分的には前記ピーク電力比に基づくステップと、
前記比較の結果が前記閾値内にあるとき、前記動的な調整値を生成するステップと、
を具備したことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第３のウィンドウおよび前記第４のウィンドウは、第６の長さを有する第２の遷移ウィンドウによって隔てられ、前記第２の遷移ウィンドウは、前記検出されたピーク電力比が前記第２の閾値内にない時に調整されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記特徴づけるステップの周期はＯＰ2であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１および第２のウィンドウはそれぞれ所定数のオブザベーションＯ1を含み、前記オブザベーションＯ1の各々は固定数の通信セグメントに等しく且つ期間ＯＰ1を表し、
前記静的チャネル状態と動的チャネル状態とを周期的に区別するステップは、各オブザベーションＯ1から求められる値に基づき、
前記第３および第４のウィンドウはそれぞれ所定数のオブザベーションＯ2を含み、前記オブザベーションＯ2は、固定数の通信セグメントに等しく且つ期間ＯＰ2を表し、
前記動的チャネル状態を周期的な特徴づけるステップは、各オブザベーションＯ2から求められる値に基づく、
ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記区別するステップの周期はＰ1に等しく、前記特徴づけるステップの周期はＯＰ2であることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記オブザベーションＯ1と前記オブザベーションＯ2は等しくないことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記区別するステップは、
前記第１のウィンドウおよび第２のウィンドウそれぞれについて、前記通信セグメントの各オブザベーションＯ1のピーク電力点を検出するステップと、
前記検出されたピーク電力点を既定の閾値と比較するステップと、
前記比較するステップに基づいて、前記第１のウィンドウおよび前記第２のウィンドウのどちらが静的チャネル状態を含むかを判定するステップと、
前記判定するステップに応じて前記静的な調整値を計算するステップとを含み、
前記特徴づけるステップは、
前記第３のウィンドウおよび第４のウィンドウそれぞれについて、前記通信セグメントの各オブザベーションＯ2のピーク電力比を検出するステップと、
前記検出された電力比を第２の閾値と比較するステップであって、前記第２の閾値は部分的に前記ピーク電力比に基づくステップと、
前記比較するステップの結果が前記閾値内にあるときに前記動的な調整値を生成するステップとを含む、
ことを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のウィンドウと前記第２のウィンドウは、第５の長さを有する第１の遷移ウィンドウによって隔てられ、前記第１の遷移ウィンドウは、前記検出されたピーク電力点が前記閾値内にないときに調整され、
前記第３のウィンドウと前記第４のウィンドウは、第６の長さを有する第２の遷移ウィンドウによって隔てられ、前記第２の遷移ウィンドウは、前記検出された電力比が前記第２の閾値内にないときに調整される、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
ユーザ機器は、基地局からの受信信号に基づいてターゲット電力レベルを生成して該基地局に伝達し、スペクトラム拡散時分割通信システムによりアップリンク／ダウンリンク通信の送信電力制御を行うために外部ループ送信電力を制御するにあたり、一連の通信セグメントの形態の通信を前記基地局から受信する受信器であって、該受信器は、
前記基地局に伝達される前記ターゲット電力レベルを生成し、第１および第２のコンポジットウィンドウ中の前記受信された通信を分析するプロセッサを備え、
前記第１のコンポジットウィンドウは、所定数の通信セグメントからなる第１の長さの既定の第１のウィンドウと、所定数の通信セグメントからなる第２の長さの重複のない第２のウィンドウとを有し、前記通信の各セグメントは、初めに前記第１のウィンドウで分析され、次いで前記第２のウィンドウで分析され、これにより、前記第１のウィンドウおよび前記第２のウィンドウ内における通信セグメントの静的チャネル状態と動的チャネル状態とを周期的に区別し、前記第１のウィンドウおよび前記第２のウィンドウにおける前記通信セグメントの各チャネル状態が異なるとき、静的な調整値を生成し、
前記第２のコンポジットウィンドウは、所定数の通信セグメントからなる第３の長さの既定の第３のウィンドウと、所定数の通信セグメントからなる第４の長さの重複のない第４のウィンドウとを有し、前記通信の各セグメントは、初めに前記第３のウィンドウで分析され、次いで前記第４のウィンドウで分析され、これにより、動的な調整値を生成するために前記第３のウィンドウおよび前記第４のウィンドウ内における通信セグメントの動的チャネル状態を周期的に特徴付け、前記静的な調整値および前記動的な調整値に応答して前記ターゲット電力レベルを調整する、
ことを特徴とする受信器。
【請求項１７】
前記受信された通信は検出されたターゲット電力レベルを含み、
前記プロセッサはさらに誤り信号を検出し、
前記静的な調整値および前記動的な調整値に応じて前記ターゲット電力レベルを調整する前に、前記誤り信号の前記検出に応じて前記検出されたターゲット電力レベルを調整して前記ターゲット電力レベルを生成する、
ことを特徴とする請求項１６に記載の受信器。
【請求項１８】
前記第１および第２のウィンドウはそれぞれ所定数のオブザベーションＯ1を含み、各前記オブザベーションＯ1は固定数の通信セグメントに等しく且つ期間ＯＰ1を表し、前記静的チャネル状態と前記動的チャネル状態の周期的な区別は、各オブザベーションＯ1から求められる値に基づくことを特徴とする請求項１６に記載の受信器。
【請求項１９】
前記第１のウィンドウと前記第２のウィンドウは、第５の長さを有する第１の遷移ウィンドウによって隔てられ、前記第１の遷移ウィンドウは、前記第１のウィンドウと前記第２のウィンドウが異ならないときに調整されることを特徴とする請求項１８に記載の受信器。
【請求項２０】
前記区別における周期はＰ1に等しいことを特徴とする請求項１９に記載の受信器。
【請求項２１】
前記第３および第４のウィンドウはそれぞれ所定数のオブザベーションＯ2を含み、前記オブザベーションＯ2は、固定数の通信セグメントに等しく且つ期間ＯＰ2を表し、前記動的チャネル状態の前記周期的な特徴づけは、各オブザベーションＯ2で決定された値に基づくことを特徴とする請求項１６に記載の受信器。
【請求項２２】
前記第３のウィンドウと前記第４のウィンドウは、第６の長さを有する第２の遷移ウィンドウにより隔てられていることを特徴とする請求項２１に記載の受信器。
【請求項２３】
前記特徴づけの周期はＯＰ2であることを特徴とする請求項２２に記載の受信器。
【請求項２４】
前記第１および第２のウィンドウはそれぞれ所定数のオブザベーションＯ1を含み、前記オブザベーションＯ1の各々は固定数の通信セグメントに等しく且つ期間ＯＰ1を表し、前記静的チャネル状態と前記動的チャネル状態の周期的な区別は、各オブザベーションＯ1から決定される値に基づき、
前記第３および第４のウィンドウはそれぞれ所定数のオブザベーションＯ2を含み、前記オブザベーションＯ2は、固定数の通信セグメントに等しく且つ期間ＯＰ2を表し、前記動的チャネル状態の前記周期的な特徴づけは、各オブザベーションＯ2から決定される値に基づく、
ことを特徴とする請求項１６に記載の受信器。
【請求項２５】
前記区別における周期はＰ1に等しく、前記特徴づけの周期はＰ2であることを特徴とする請求項２４に記載の受信器。
【請求項２６】
前記オブザベーションＯ1と前記オブザベーションＯ2は等しくないことを特徴とする請求項２５に記載の受信器。
【請求項２７】
前記第１のウィンドウと前記第２のウィンドウは、第５の長さを有する第１の遷移ウィンドウによって隔てられ、前記第１の遷移ウィンドウは、前記第１のウィンドウと前記第２のウィンドウが異ならないときに調整され、
前記第３のウィンドウと第４のウィンドウは、第６の長さを有する第２の遷移ウィンドウによって隔てられる、
ことを特徴とする請求項２６に記載の受信器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スペクトラム拡散時分割二重（ＴＤＤ：spread spectrum time division duplex）通信システムに関する。より詳細には、本発明は、ＴＤＤ通信システムで外部ループ送信電力(outer loop transmission power)を制御するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スペクトラム拡散ＴＤＤシステムは、同じスペクトルで複数の通信を搬送する。複数の信号は、各自のチップ符号シーケンス(chip code sequence)（符号(code)）によって区別される。図１を参照すると、ＴＤＤシステムは、１５個の時間スロットなど複数の時間スロット(time slot)３７1〜３７nに分割された、反復するフレーム(repeating frame)３４を使用する。このようなシステムでは、通信は、複数の時間スロット３７1〜３７nから選択された時間スロットに、選択された符号(selected code)を使用して送信される。したがって、１つのフレーム３４で、時間スロットと符号の両方によって区別される複数の通信を行うことができる。１つの時間スロット(single time slot)における１つの符号(single code)の組み合わせ(combination)は、物理チャネル(physical channel)と称される。通信をサポートするのに必要な帯域幅に基づいて、その通信に１つまたは複数の物理チャネルが割り当てられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
大半のＴＤＤシステムでは、送信電力レベル(transmission power level)を適応的(adaptively)に制御している。ＴＤＤシステムでは、多くの通信が同じ時間スロットとスペクトルを共用(share)することができる。ユーザ機器（ＵＥ：user equipment）２２が基地局(base station)からのダウンリンク送信(downlink transmission)を受信する際には、同じ時間スロットと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(interference)を生じさせる。１つの通信の送信電力レベルを上げると、その時間スロットとスペクトルのすべての他の通信の信号品質(signal quality)が低下する。しかし、送信電力レベルを下げすぎると、受信器における信号対雑音比（ＳＮＲ：signal to noise ratio）とビット誤り率（ＢＥＲ：bit error rate）が望ましくないものになる。通信の信号品質と低い送信電力レベルの両方を維持するために、送信電力の制御が使用される。
【０００４】
電力制御(power control)の目的は、必要とされる最小限の電力を使用して、各トランスポートチャネル（ＴｒＣＨ:transport channel）が必要とされるレベル以下のブロック誤り率（ＢＬＥＲ:block error rate）で動作できるようにすることである。ＴＤＤのダウンリンク電力制御(TDD downlink power control)を行う標準的な手法は、内部(inner)ループと外部(outer)ループの制御を組み合わせるものである。この標準的な解決法では、ＵＥは、物理層の送信電力制御（ＴＰＣ:transmit power control)）コマンドを送信して基地局の送信電力を調整(adjust)する。
【０００５】
基地局は、特定のＵＥに伝送を送信する。ＵＥは、その伝送を受信すると、すべての時間スロットで信号対干渉比（ＳＩＲ）を測定し、測定された値をターゲット(target)ＳＩＲと比較する。このターゲットＳＩＲは、基地局から伝達されたＢＬＥＲから生成される。測定されたＳＩＲ値(measured SIR value)とターゲットＳＩＲの比較の結果、ＵＥは、ＴＰＣコマンドを基地局に送信する。この標準的な手法は、１つの符号化コンポジットトランスポートチャネル（ＣＣＴｒＣＨ:coded composite transport channel）につき１つのＴＰＣコマンド(TPC command)を供給する。ＣＣＴｒＣＨは、ＵＥまたは基地局との間で無線インタフェースを通じて送信される、組み合わされたデータ単位(units of data)からなる物理チャネルである。このＴＰＣコマンドは、ダウンリンク通信(downlink communication)の送信電力レベル(transmission power level)を調整(adjust)するように基地局に指示する。基地局は、初期送信電力レベル(initial transmission power level)に設定されており、ＴＰＣコマンドを受信し、そのＣＣＴｒＣＨに関連付けられたすべての時間スロットの送信電力レベルを一斉に(in unison)調整する。内部ループ電力制御アルゴリズム(inner loop power control algorithm)は、データのＳＩＲ測定値(SIR measurement)を監視(monitor)することにより、送信電力を制御して受信されるＳＩＲをターゲットＳＩＲに可能な限り近く維持する。外部ループ電力制御アルゴリズムは、ターゲットＳＩＲを制御して、データの巡回冗長符号（ＣＲＣ:cyclic redundancy code）検査に基づいて受信品質のＢＬＥＲをターゲット品質(target quality)のＢＬＥＲに可能な限り近く維持する。外部ループ電力制御からの出力は、内部ループ電力制御に使用されるＣＣＴｒＣＨごとの新しいターゲットＳＩＲである。
【０００６】
送信電力の制御には次の４つの主要な誤りの原因がある：１）チャネル誤り(channel error)、２）系統的な誤り(systematic error)、３）偶発的な測定誤り(random measurement error)、４）符号化コンポジットトランスポートチャネル（ＣＣＴｒＣＨ）の処理誤り(processing error)。系統的な誤りと偶発的な測定の誤りは、ＳＩＲの測定値を監視することにより内部ループ電力制御によって適切に訂正される。ＣＣＴｒＣＨの処理誤りは、符号間の相対的なＳＩＲの測定を用いることにより、外部ループ電力制御または内部ループ電力制御によって訂正される。チャネル誤りは、時間的に変化する未知のチャネル状態に関連する。
【０００７】
電力制御システムでは、外部ループ電力制御アルゴリズムは、最も可能性(most plausible)のあるチャネル状態(channel condition)を想定(assume)して、必要とされるターゲットＢＬＥＢに基づいて各ＣＣＴｒＣＨのターゲットＳＩＲを設定する。したがって、実際のチャネル状態(actual channel condition)に応じてターゲットＢＬＥＲ(target BLER)とマッピングされたターゲットＳＩＲ(mapped target SIR)との間のずれ(mismatch)が変化(vary)し、これは特に非常に低いＢＬＥＲで大きくなる。外部ループ電力制御はＣＲＣ検査に依存するので、低いＢＬＥＲの場合は必要とされるターゲットＳＩＲに収束するのにしばしば長い時間がかかる。
【０００８】
そのため、ターゲットＳＩＲに適正な値が使用されるように実際のチャネル状態を判断する外部ループ電力制御が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、スペクトラム拡散時分割通信のアップリンク／ダウンリンク通信の送信電力のために外部ループ送信電力を制御するシステムおよび方法である。このシステムは、基地局から通信を受信し、受信した通信(received communication)の誤り率(error rate)を判定(determine)する。このシステムは次いで、静的なチャネル(static channel)と動的なチャネル(dynamic channel)を区別(distinguish)し、静的な調整値(static adjustment value)を生成(produce)し、動的なチャネルを特徴付ける(characterize)ことにより、動的な調整値(dynamic adjustment value)を生成(generate)する。次いで、静的な調整値(static adjustment value)と動的な調整値(dynamic adjustment value)によってターゲット電力レベル(target power level)を調整(adjust)し、これにより送信電力レベルを設定する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
好ましい実施形態について図面を参照して説明するが、すべての図面を通じて同様の参照符号は同様の要素を表す。
【００１１】
図２は、無線スペクトラム拡散方式の符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）または時分割二重（ＴＤＤ）通信システム１８の略図を示す。システム１８は、複数のノードＢ２６、３２、３４、複数の無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ：radio network controller）３６、３８、４０、複数のユーザ機器（ＵＥ:user equipment）２０、２２、２４、およびコアネットワーク(core network)４６を備える。複数のノードＢ２６、３２、３４は複数のＲＮＣ３６、３８、４０に接続され、ＲＮＣはコアネットワーク４６に接続される。ノードＢ２６などの各ノードＢは、それに関連付けられたＵＥ２０〜２４と通信する。ノードＢ２６は、単一の基地局３０1または複数の基地局３０1．．．３０nに関連付けられた単一のサイトコントローラ（ＳＣ:site controller）を有する。
【００１２】
本発明は、１つまたは複数のＵＥ、ノードＢ、およびＲＮＣと動作することが意図されるが、説明を分かりやすくするために、以下では１つのＵＥの動作がそれに関連付けられたノードＢおよびＲＮＣとの関連で参照される。
【００１３】
図３Ａを参照すると、ＵＥ２２は、アンテナ７８、アイソレータあるいはスイッチ６６、モジュレータ６４、デモジュレータ６８、チャネル推定(estimation)デバイス７０、データ推定デバイス７２、送信電力計算(calculation)デバイス７６、干渉測定(interference measurement)デバイス７４、誤り検出デバイス１１２、プロセッサ１１１、ターゲット調整(target adjustment)ジェネレータ１１４、基準(reference)チャネルデータジェネレータ５６、データジェネレータ５０、および２つの拡散およびトレーニングシーケンス(spreading and training sequence)挿入(insertion)デバイス５２、５８を備える。
【００１４】
ＵＥ２２は、アンテナ７８またはアンテナアレイを使用して、無線チャネルを通じて基地局３０1からの通信を含む各種の無線周波（ＲＦ:radio frequency）信号を受信する。受信された信号は、Ｔ／Ｒスイッチ６６を通じてデモジュレータ６８に渡されてベースバンド信号を生成する。ベースバンド信号は、ＵＥ２２の通信に割り当てられた時間スロットに、割り当てられた該当する符号で、チャネル推定デバイス７０およびデータ推定デバイス７２などによって処理される。チャネル推定デバイス７０は通例、ベースバンド信号中のトレーニングシーケンス成分を使用してチャネルインパルス応答などのチャネル情報を提供する。チャネル情報は、データ推定デバイス７２、干渉測定デバイス７４、および送信電力計算デバイス７６によって使用される。データ推定デバイス７２は、チャネル情報を使用してソフトシンボルを推定することにより、チャネルからデータを回復する。
【００１５】
基地局３０1からの通信の送信の前に、通信のデータ信号は、誤り検出／訂正エンコーダ１１０を用いて誤り符号化される。誤り符号化方式は、通例は、ＣＲＣの後に行われる順方向誤り訂正符号化であるが、他のタイプの誤り符号化方式を使用してもよい。当業者は知るように、データは通例、すべての時間スロットとすべての符号にわたってインタリーブされる。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態によれば、ダウンリンクの外部ループ電力制御は、以下で説明するチャネル適応型のダウンリンク外部ループ電力制御を使用して行われる。誤り検出デバイス１１２は、データ推定デバイス７２によって生成されたソフトシンボルを使用して、基地局３０1から送信されたターゲットＢＬＥＲを検出する。ターゲットＢＬＥＲを考慮し、想定される可能性の高いチャネル状態を用いて、ターゲットＢＬＥＲをそのチャネル状態に関連付けられたＳＩＲ値にマッピングすることによって最初のターゲットＳＩＲTargetが生成される。このマッピングをグラフで表した一例を図４に示してある。このグラフの線は例示的な伝播条件(propagation condition)であり、ＡＷＧＮチャネルは付加白色ガウス雑音の静的チャネルであり、ケース１〜４は異なるマルチパスを有するフェーディングチャネルである。
【００１７】
図４に示されるように、例えばケース１のフェーディングチャネルに必要とされるＢＬＥＲ０．０１で、所定の送信電力を求めることができる。上記の例では送信電力は約４．５ｄＢであり、この数値からターゲットＳＩＲが計算される。また図４には、ケース１のフェーディングチャネルの場合のＢＬＥＲ０．０１におけるＳＩＲTargetは、ケース２のフェーディングチャネルのＳＩＲTargetに比べて５ｄＢ以上多く必要とすることも示される。したがって、ケース１のフェーディングチャネルを想定し、ケース２のフェーディングチャネルのＳＩＲTargetに到達しようとする場合には、低いＢＬＥＲに必要なＳＩＲTargetに収束するのにより長い時間がかかる。
【００１８】
想定チャネル(assumed channel)であるケース１のチャネルのＳＩＲから、例えば実際のチャネルであるケース２のチャネルに必要なＳＩＲに達するために、プロセッサ１１１によってジャンプアルゴリズムが利用される。初めに、ジャンプアルゴリズムのパラメータSIR_step_down、SIR_step_upが、次の式によりターゲットＢＬＥＲを使用して求められる。
【００１９】
2005503713.tif 000003
【００２０】
ここで、SIR_step_sizeは、好ましくは０．３ｄＢから０．５ｄＢの間の任意の所定の値である。誤り検出デバイス１１２が送信時間間隔（ＴＴＩ:transmission time interval）に誤りを検出すると、式３に従ってプロセッサ１１１によりＳＩＲTargetの値が更新される。
【００２１】
2005503713.tif 000004
【００２２】
ここでＫは、ＴＴＩの番号である。誤り検出デバイス１１２がＴＴＩに誤りを検出しない場合は、式４によりＳＩＲTargetが更新される。
【００２３】
2005503713.tif 000005
【００２４】
また、誤り検出デバイス１１２によりＴＴＩに誤りがあるかどうかが判定されるたびにstep_upカウンタまたはstep_downカウンタが増分(increment)される。step_upカウンタは誤りが検出されるたびに増分され、step_downカウンタはその他の場合に増分される。ターゲットＳＩＲを設定するためにプロセッサ１１１によって使用されるジャンプアルゴリズムのグラフ表現が図５に示される。ここでも、図５は、想定されるチャネル状態が実際のチャネル状態と大きく異なる通信では、想定されるターゲットＳＩＲから実際のＳＩＲに収束するのに長い時間がかかる可能性があることを示している。
【００２５】
したがって、プロセッサ１１１は次いで、チャネル適応フィルタリングプロセスを行ってＳＩＲTargetをさらに調整する。チャネル適応フィルタリングプロセス(channel adaptive filtering process)は、２つのフィルタプロセスを含む。第１のフィルタプロセスは、静的(static)チャネルと動的(dynamic)（すなわちフェーディング:fading）チャネルを区別(distinguish)し、第２のフィルタプロセスは、動的なチャネル状態(channel condition)を特徴(characterize)づける。これらのフィルタプロセスは、相互と連続して行われ（すなわち第１のフィルタの後に第２のフィルタが行われ）て、実際のチャネル状態に応じて必要なＳＩＲTargetの調整値(adjustment)を生成する。
【００２６】
これらのフィルタプロセスはどちらも、分割スライディングウィンドウ(split sliding window)６００、６１０を使用して各自のフィルタ処理を行う。分割スライディングウィンドウ６００、６１０の図がそれぞれ図６Ａと６Ｂに示される。分割スライディングウィンドウ６００、６１０は、左側ウィンドウ（ＬＷ:left side window)）、可変のギャップ（ＧＷ:variable gap）、および右側ウィンドウ（ＲＷ:right side window）を備える。それぞれのウィンドウの大きさは任意の長さでよく、この長さは、それぞれのウィンドウＬＷ、ＲＷについて求められる値、すなわちオブザベーション(observation)Ｏ1、Ｏ2の回数に相当する。ＧＷはチャネル状態の遷移期間に相当し、これは、変化するチャネル状態の検出を向上させる。例えば、左側ウィンドウＬＷが２の長さに設定された場合、ＬＷは、それぞれのスライディングウィンドウ６００、６１０の２回のオブザベーションを含むことになる。
【００２７】
個々のスライディングウィンドウ６００、６１０のオブザベーション値Ｏ1、Ｏ2は、受信される通信中の任意数の時間セグメントである各オブザベーション期間ＯＰ1、ＯＰ2に生成される。例えば、第１のフィルタプロセスのスライディングウィンドウ６００は、１００ミリ秒のオブザベーション期間ＯＰ1を有することができ、その場合１つの時間セグメントは１０ミリ秒である。したがって、１０個の時間セグメントにつき１回のオブザベーションＯ1が行われる。これは、第２のフィルタプロセスのスライディングウィンドウ６１０の場合も同様である。ただし、フィルタプロセスのオブザベーション期間ＯＰ1、ＯＰ2はこれとは異なってもよいことに留意されたい。スライディングウィンドウは、１回のオブザベーション期間ＯＰ1、ＯＰ2ごとに１ステップ前に進み、各フィルタリングプロセスがＲＷとＬＷのチャネル状態を判別する。ＲＷおよびＬＷでオブザベーション／測定された値Ｏ1、Ｏ2がフィルタリングプロセスによって利用されて、ＳＩＲの調整値(adjustment value)を生成する。
【００２８】
このアルゴリズムは、第１のフィルタプロセスにおける静的／動的なチャネル検出についての最も強い経路(strongest path)（Ｐ0）の電力とフェーディングチャネルの電力比Ｐ1／Ｐ0（ｄＢ）とに基づいてチャネル状態を特徴づけ、Ｐ1は２番目に強い経路の電力である。Ｐ0は、第１のフィルタプロセスの１回のオブザベーション期間ＯＰ1ごとに１回サンプリングされ、第２のフィルタプロセスのＰ1／Ｐ0（ｄＢ）は、第２のフィルタプロセスのオブザベーション期間ＯＰ2ごとに１回平均される。各オブザベーション結果Ｏ1、Ｏ2は、分割スライディングウィンドウ６００、６１０によるフィルタリングを行うためにメモリに記憶される。
【００２９】
上記のように、第１のフィルタリングプロセス７００は、静的なチャネル（すなわち視線の経路）と動的チャネル（すなわちフェーディングマルチパス）を区別し、動的チャネルと静的チャネル間で遷移があるかどうかを判定する。図７は、本発明の好ましい実施形態による第１のフィルタリングプロセス７００の流れ図である。静的チャネルと動的チャネルの区別は、所定のオブザベーション期間ＯＰ1に検出されたピーク電力を使用して行われる。
【００３０】
上記で説明したように、第１のフィルタリングプロセスは、図６Ａに示す分割スライディングウィンドウを利用して静的な調整値を生成する。ここでもＬＷとＲＷは任意の所定の長さとすることができる。以下で開示されるように、ＧＷは初め１に設定され（ステップ７０２）、１回反復されるたびに１増加される。ただし、ＧＷは、例えば２や３など、予め設定されたその最大値の制限を有する。
【００３１】
プロセッサ１１１は、上述のジャンプアルゴリズムで生成されたstep_upカウンタおよびstep_downカウンタと、ＬＷとＲＷで最も強い経路の求められた電力を利用して静的な調整値を計算する。第１のフィルタプロセスは、ＬＷとＲＷがオブザベーション／測定されたピーク電力で満たされた後に実行される。したがって、スライディングウィンドウの大きさが７（ＲＷが３、ＬＷが３、ＧＷが１）である場合は、第１のフィルタプロセスが静的な調整値を生成する前に７回のオブザベーション結果Ｏ1がオブザベーションされることになる。
【００３２】
以下に従って静的な調整値が計算される。ＬＷおよびＲＷにおける各オブザベーションのピーク値の平均と、そのピーク値のΔ平均が、次の式５、６、および７に従って計算される（ステップ７０３）。
【００３３】
【数１】
2005503713.tif 000006
【００３４】
2005503713.tif 000007
【００３５】
ひとたびΔ平均ピーク値が計算されると、閾値テストが行われて（ステップ７０４）、各ウィンドウ（ＬＷおよびＲＷ）のピーク電力間に変動があるかどうか、および、ＲＷウィンドウとＬＷウィンドウ間に変化がある、すなわち、スライディングウィンドウ中に静的チャネルから動的チャネルへの変化、または動的チャネルから静的チャネルへの変化があるかどうかを判定する。閾値は、好ましくは次のような所定の値である。
【００３６】
THmean_peak = 3.0
TH_Peakstd, RW = 1.0
TH_Peakstd, LW = 1.0
【００３７】
Th_Peakstd,RWおよびTH_Peakstd,LWは、フェーディングチャネルのピーク電力の変動を検出するための標準偏差（ｓｔｄ）に関連する。閾値テストでは、Δ平均ピーク値を閾値とＲＷおよびＬＷのピーク値と比較して、遷移がある、すなわちＬＷのチャネルがＲＷのチャネルと異なるかどうかを判定し、ＲＷのチャネルがフェーディングチャネルである場合にはＬＷのチャネルが静的チャネルであるかどうかを判定し、その逆も同様に判定する。
【００３８】
ＬＷとＲＷのチャネルが異なり、どちらかが静的チャネルである場合、プロセッサ１１１は、ジャンププロスのstep_upとstep_downの数(count)に基づいてジャンプ値SIRjumpを設定し、デルタ平均とＢＬＥＲに基づいてターゲットＳＩＲの静的調整値(adjStaticSIRdB)の初期値を計算する（ステップ７０５）。
【００３９】
ジャンプ値(jump value)は、式８ａにより設定される。
【００４０】
2005503713.tif 000008
【００４１】
想定される基準動的チャネル（好ましくはケース２）に相対的な調整値であるadjStaticSIRdBの初期値は、式８ｂに従って設定され、ここで図４に示すグラフを用いてＢＬＥＲがマッピングされる。
【００４２】
2005503713.tif 000009
【００４３】
ＲＷチャネルが静的であるか、静的であるＬＷチャネルに応じて、次いで電力比に基づいてadjStaticSIRdBの初期値が変更される。ＲＷチャネルが静的チャネルである（かつＬＷチャネルがフェーディングチャネルである）場合は、次の擬似コードと式９に従って、ＬＷの平均電力比(AvPrevChChar)を用いてadjStaticSIRdBが変更される。
【００４４】
2005503713.tif 000010
【００４５】
ＬＷが静的チャネルである（かつＲＷチャネルがフェーディングチャネルである）場合は、式１０により、調整された静的なＳＩＲのadjStaticSIRdBが計算される。
【００４６】
2005503713.tif 000011
【００４７】
ただしデルタ平均＝７．０である。
【００４８】
初期静的調整値が再計算されると、その調整値が大きすぎ、大きな調整を一度に行うことを妨げるかどうかが判定される。この判定は、静的な調整値を最大の調整値maxadjSIRdBと比較することによって行われる。
【００４９】
2005503713.tif 000012
【００５０】
最大値が計算された調整値より小さい場合は、最大値が静的な調整値として利用される。プロセッサ１１１は次いで、式１２により静的な調整値を調整する。
【００５１】
2005503713.tif 000013
【００５２】
静的な調整値を計算すると、プロセッサ１１１は、新しいチャネルのためにピーク電力、step_upおよびstep_down数(count)、および電力比(power ratio)を初期化する（ステップ７０６）。電力比の初期化により、基準チャネルが式８ｂで使用されたケース２の想定基準チャネルに設定されて、第２のフィルタプロセスを開始する。step_upおよびstep_down数(count)の初期化は第２のフィルタプロセスで式８ａをゼロに設定して、SIRjumpの調整値が２度使用されないようにする。
【００５３】
閾値テストにパスせず（すなわちＲＷとＬＷウィンドウ間の変化が検出されない）、かつGAP_SIZEが最大のGAP_SIZEより小さい場合は、プロセッサ１１１は、GAP_SIZEを１だけ増し（ステップ７０８）、ＬＷおよびＲＷのピーク値とΔ平均が再計算される（ステップ７０３）。ＧＷが所定の最大値である場合、プロセッサ１１１は、スライディングウィンドウを移動し、次のオブザベーション期間ＯＰ1を開始する（ステップ７０７）。
【００５４】
上記のように、プロセッサ１１１は、第２のフィルタプロセス８００を順次行って動的な（フェーディング）チャネルの調整値を生成する。第２のフィルタプロセス８００は、マルチパスの電力比を使用することによりフェーディングチャネル状態を特徴づける。第２のフィルタリングプロセス８００の流れ図が図８に示される。第１のフィルタプロセス７００が最初に実行される時には、第１のフィルタのＬＷとＲＷ中の値はオブザベーション／測定されたピーク電力だけ蓄積されるのに対して、第２のフィルタプロセス８００のＬＷの値は、例えばケース１など想定される可能性の高いチャネル状態の電力比によって予め決定され、第２のフィルタプロセス８００のＧＷおよびＲＷの値は、オブザベーション／測定された電力比だけ蓄積される。ＲＷがオブザベーションＯ2の回数分のデータを蓄積するとそのオブザベーションＯ2における電力比が決定される。ＬＷの予め決定された電力比の値と、ＲＷの第２または第３のオブザベーション／測定値がプロセッサ１１１によって使用されて調整値を決定する。
【００５５】
第１のフィルタプロセス７００と同様に、第２のフィルタプロセス８００は、各ウィンドウで計算されたＬＷとＲＷの電力比の値の平均差を計算する。先に述べたように、第２のフィルタプロセス８００のスライディングウィンドウは、任意の所定長さであるＬＷ、ＲＷ、およびＧＷからなる（ステップ８０３）。各ウィンドウにおける各オブザベーションの電力比は、次の式１３により計算される。
【００５６】
【数２】
2005503713.tif 000014
【００５７】
ここで、Nobsは、１回のオブザベーション期間ＯＰ2当たりのサンプル数であり、P0(j)は、最も強い経路の電力であり、P1(j)は２番目に強い経路の電力である。
【００５８】
次いで、平均電力比とデルタ平均（Δ平均）が次の式１４、１５、および１６により計算される。
【００５９】
【数３】
2005503713.tif 000015
【００６０】
2005503713.tif 000016
【００６１】
第１のフィルタプロセス７００と同様に、閾値が生成され、ＲＷとＬＷの平均値と電力比がその閾値と比較される（ステップ８０４）。閾値は、次の擬似コードに従って計算される。
【００６２】
2005503713.tif 000017
【００６３】
ここで、−７．０は、第２の経路が弱いか、第２の経路がないフェーディングチャネル状態を表す。
【００６４】
ＲＷとＬＷの平均差と電力比の値が閾値の範囲内である場合、プロセッサ１１１は、次の式１７および１８によりＳＩＲjumpとフェーディングチャネルＳＩＲの初期調整値を設定する（ステップ８０５）。
【００６５】
2005503713.tif 000018
【００６６】
【数４】
2005503713.tif 000019
【００６７】
ここで、ＢＬＥＲが再度、想定基準チャネルからマッピングされる。
【００６８】
【数５】
2005503713.tif 000020
【００６９】
の初期値が最大の調整値より大きい場合は、
2005503713.tif 000021
【００７０】
となり、
【００７１】
【数６】
2005503713.tif 000022
【００７２】
はmaxadjSIRdBに設定される。プロセッサ１１１は次いで、SIRjumpにより初期または最大の調整値
【００７３】
【数７】
2005503713.tif 000023
【００７４】
を調整する。
【００７５】
【数８】
2005503713.tif 000024
【００７６】
【数９】
2005503713.tif 000025
【００７７】
は、想定基準チャネルに対するフェーディングチャネルの調整値を与える。例えば想定される基準チャネルがケース２であり、実際のチャネル状態がケース３のチャネルである場合は、基地局に送信されるターゲットＳＩＲがケース３のチャネルの実際のチャネル状態を表すように、第１のフィルタプロセス７００によって生成された静的な調整値を
【００７８】
【数１０】
2005503713.tif 000026
【００７９】
で調整してその静的調整値を減らすか、または増す。
【００８０】
閾値テストにパスしない場合は、第２のフィルタプロセスは第１のフィルタプロセスと同様に動作し、すなわちGAP_SIZEが最大のGAP_SIZEよりも大きくない、または等しくない場合は、GAP_SIZEが１だけ増分され（ステップ８０８）るか、または、スライディングウィンドウが次のオブザベーション期間に向けて１ステップ前に移動し（ステップ８０７）、
【００８１】
【数１１】
2005503713.tif 000027
【００８２】
が０に設定される。
【００８３】
第１および／または第２のフィルタプロセスについてオブザベーションが完了するたびに、次の式２１によりSIRTargetが求められる。
【００８４】
【数１２】
2005503713.tif 000028
【００８５】
プロセッサ１１１は、測定されたＳＩＲをSIRTargetと比較することにより、基地局の送信電力の調整値を決定する。この比較の結果を使用して、続いてＴＰＣコマンドが基地局８０に送信される。
【００８６】
図３Ｂを参照すると、基地局８０は、アンテナ８２、アイソレータあるいはスイッチ８４、デモジュレータ８６、チャネル推定デバイス８８、データ推定デバイス９０、プロセッサ１０３、送信電力計算デバイス９８、データジェネレータ１０２、エンコーダ１１０、挿入デバイス１０４、およびモジュレータ１０６を備える。基地局３０1のアンテナ８２またはアンテナアレイは、ＴＰＣコマンドを含む各種のＲＦ信号を受信する。受信された信号はスイッチ８４を介してデモジュレータ８６に渡されてベースバンド信号を生成する。あるいは、送信機能と受信機能に別々のアンテナを使用してもよい。ベースバンド信号は、ＵＥ２２の通信バーストに割り当てられた時間スロットに該当する符号で、チャネル推定デバイス８８およびデータ推定デバイス９０などにより処理される。チャネル推定デバイス８８は、ベースバンド信号中のトレーニングシーケンス成分を使用して、チャネルインパルス応答などのチャネル情報を提供する。チャネル情報はデータ推定デバイス９０によって使用される。データ情報は、プロセッサ１０３により送信電力計算デバイス９８に提供される。
【００８７】
プロセッサ１０３は、データ推定デバイス９０によって生成されたソフトシンボルをビットに変換し、ＣＣＴｒＣＨに関連付けられたＴＰＣコマンドを抽出する。送信電力計算デバイス９８は、ＴＰＣコマンドに従ってＣＣＴｒＣＨの送信電力を所定のステップサイズだけ増すか、または下げる。
【００８８】
基地局３０1から送信されるデータは、データジェネレータ１０２によって生成される。データは、誤り検出／訂正エンコーダ１１０によって誤り検出／訂正符号化される。誤り符号化されたデータは、割り当てられた物理チャネルの該当する時間スロットと符号で、トレーニングシーケンス挿入デバイス１０４によってトレーニングシーケンスとともに拡散および時間多重化されて通信バーストを生成する。拡散された信号は、増幅器１０６によって増幅され、モジュレータ１０８によって無線周波に変調される。増幅器の利得は、送信電力計算デバイス９８によって制御されて、各時間スロットに決められた送信電力レベルを実現する。電力制御されたバーストは、アイソレータ８４を通じて渡され、アンテナ８２によって放射される。
【００８９】
本発明のチャネル適応型のダウンリンク外部ループ電力制御アルゴリズムの流れ図が図９に示される。ターゲットＢＬＥＲが基地局３０から受信機１０に通信される（ステップ９０１）。受信されたターゲットＢＬＥＲを使用して、所与のチャネルのターゲットＳＩＲが得られ（ステップ９０２）、ジャンプアルゴリズムのstep_upおよびｓｔｅｐ＿downサイズが計算される（ステップ９０３）。step_upおよびstep_downカウンタが初期化され、第１および第２のフィルタプロセスのパラメータ（すなわちオブザベーション期間:observation period）が設定される（ステップ９０４）。
【００９０】
受信器１０が基地局と同期されており、送信の中断（ＤＴＸ:discontinuation of transmission）がない場合は、プロセッサ１１１によってジャンプアルゴリズムが行われる（ステップ９０５）。ジャンプアルゴリズムによってSIRTargetが生成されると、プロセッサ１１１は、第１のフィルタプロセスを行って（ステップ９０６）静的な調整値を生成する。第１のフィルタプロセスが第１のスライディングウィンドウを埋めるだけのオブザベーション結果を蓄積すると、プロセスはピーク電力を計算し（ステップ９０７）、静的なＳＩＲ調整値を生成する（ステップ９０８）。プロセッサ１１１は次いで第２のフィルタプロセスを行う（ステップ９０９）。第２のフィルタウィンドウの各オブザベーションＯ2について電力比が計算され（ステップ９１０）、フェーディングチャネルの調整値を生成する（ステップ９１１）。次いで第１および第２のフィルタプロセス７００、８００それぞれで生成された調整値に従ってSIRTargetが調整される（ステップ９１２）。
【００９１】
本発明の好ましい実施形態によるダウンリンクの外部ループ電力制御アルゴリズムは、ジャンプアルゴリズムとチャネル適応アルゴリズムを利用してチャネル誤りを緩和し、時間によって変化するチャネル状態に適応する。チャネル適応アルゴリズムが１フレームにつきより多くのＰ０およびＰ１／Ｐ０のサンプルを使用するか、ＴＰＣの前にＳＣＨのＰＣＣＰＣＨを使用する場合は、収束時間を短くすることができる。したがって、このチャネル適応型の外部ループ電力制御アルゴリズムは、望ましい収束時間を満たし、アップリンクのＴＰＣのバッテリ電力消費量とダウンリンクＴＰＣの干渉を減らす（その結果最大出力が増大する）。このチャネル適応アルゴリズムは、より多くの機能、Ｐ２／Ｐ０、Ｐ３／Ｐ０、マルチパスの数などを追加することにより拡張されて性能を向上することができる。このアルゴリズムは一般的なので、ＴＤＤのアップリンクのＴＰＣとＦＤＤのアップリンク／ダウンリンクのＴＰＣに適用されることができる。
【００９２】
本発明について好ましい実施形態に即して説明したが、当業者には、頭記の特許請求の範囲に概説される本発明の範囲内にある他の変形形態が明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】ＴＤＤシステムにおける反復フレーム中の時間スロットを示す図である。
【図２】簡略化した無線ＴＤＤシステムを示す図である。
【図３Ａ】ユーザ機器ＵＥを示すブロック図である。
【図３Ｂ】基地局を示すブロック図である。
【図４】ＢＬＥＲとターゲットＳＩＲ値のマッピングを示す線図である。
【図５】本発明に従ったジャンプアルゴリズムを示す図である。
【図６Ａ】第１のフィルタプロセスにおける分割スライディングウィンドウを示す図である。
【図６Ｂ】第２のフィルタプロセスにおける分割スライディングウィンドウを示す図である。
【図７】ダウンリンクの電力制御で使用するチャネルディスクリミネーションフィルタリングを示す流れ図である。
【図８】ダウンリンクの電力制御で使用するフェーディングチャネルフィルタリングを示す流れ図である。
【図９】本発明によるチャネル適応型のダウンリンク外部ループ電力制御アルゴリズムを示す流れ図である。
【図１】
2005503713.tif 000029
【図２】
2005503713.tif 000030
【図３Ａ】
2005503713.tif 000031
【図３Ｂ】
2005503713.tif 000032
【図４】
2005503713.tif 000033
【図５】
2005503713.tif 000034
【図６Ａ】
2005503713.tif 000035
【図６Ｂ】
2005503713.tif 000036
【図７】
2005503713.tif 000037
【図８】
2005503713.tif 000038
【図９】
2005503713.tif 000039
【国際公開パンフレット】
2005503713.tif 000040
2005503713.tif 000041
2005503713.tif 000042
2005503713.tif 000043
2005503713.tif 000044
2005503713.tif 000045
2005503713.tif 000046
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2005503713.tif 000048
2005503713.tif 000049
2005503713.tif 000050
2005503713.tif 000051
2005503713.tif 000052
2005503713.tif 000053
2005503713.tif 000054
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2005503713.tif 000060
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2005503713.tif 000070
2005503713.tif 000071
2005503713.tif 000072
2005503713.tif 000073
【国際調査報告】
2005503713.tif 000074