(57)【要約】通信システムにおいて第２のノードと通信する第１のノードにおけるアップリンク通信とダウンリンク通信との間の経路損失の差分を評価する方法および装置について説明する。プリアンブルの受信に成功した第２のノードからの確認応答を第１のノードで受信する前に、第１のノードにより第２のノードへ送信されたアクセス要求プリアンブルの量を決定する。第１のノードから第２のノードへの通信によるアップリンク経路損失と第２のノードから第１のノードへの通信によるダウンリンク経路損失との間の差分を送信プリアンブル量の決定値に基づいて評価する。一度経路損失の差分が評価されると、評価は第１のノードの送信電力の決定など多くの目的に使用することができる。
2007515106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムにおいて第２のノードと通信する第１のノードにおけるアップリンク通信とダウンリンク通信との間の経路損失の差分を評価する方法であって、
プリアンブルの受信に成功した前記第２のノードからの確認応答を前記第１のノードで受信する前に前記第１のノードにより前記第２のノードへ送信されたアクセス要求プリアンブルの量を前記第１のノードにおいて決定するステップであって、前記プリアンブルは電力レベルを徐々に増加させて送信されるステップと、
前記第１のノードから前記第２のノードへの通信によるアップリンク経路損失と前記第２のノードから前記第１のノードへの通信によるダウンリンク経路損失との間の差分を、前記第１のノードにおいて前記送信プリアンブル量の決定値に基づいて評価するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記評価された経路損失の差分に基づいて前記第１のノードの送信電力を決定するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記経路損失の差分を評価するステップは、
前記送信プリアンブル量の決定値を閾値と比較するステップと、
前記比較に基づいて前記経路損失の差分を評価するステップと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記経路損失の差分を評価するステップは、
前記送信プリアンブル量の決定値を、或る量の範囲と比較するステップと、
前記比較に基づいて前記経路損失の差分を評価するステップと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記比較に基づいて前記経路損失の差分を評価するステップは、
前記送信プリアンブル量が前記量の範囲を上回る場合、前記経路損失の評価を増加させるステップと、
前記送信プリアンブル量が前記量の範囲を下回る場合、前記経路損失の評価を減少させるステップと
を含む請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記経路損失の差分を評価するステップは、
前記送信プリアンブル量の決定値を閾値と比較するステップと、
前記比較に基づいて以前の経路損失の差分評価を調整するステップと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記経路損失の差分を評価するステップは、
前記送信プリアンブル量の決定値を、或る量の範囲と比較するステップと、
前記比較に基づいて以前の経路損失の差分評価を調整するステップと
を含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記経路損失の差分を評価するステップは、
前記送信プリアンブル量の決定値を、許容できる値の範囲内に制限するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のノードの送信電力を決定するステップは、
前記第２のノードによる送信信号の受信信号強度を前記第１のノードにおいて評価するステップと、
前記経路損失の差分評価に従い前記評価された受信信号強度を調整するステップと、
前記調整された受信信号強度に基づいて前記送信電力を決定するステップと
を含む請求項２に記載の方法。
【請求項１０】
前記受信信号強度が受信信号符号電力（ＲＳＣＰ）に基づく請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記アクセス要求プリアンブルがランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）手順の一部である請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のノードが携帯電話機、パーソナルディジタルアシスタント、ページャ、ポータブルコンピュータ、およびマシーン対応に適用するモデムカードの少なくとも１つの一部である請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記決定された送信電力レベルが、次のアクセス要求プリアンブルの量の初期の電力レベルとして使用される請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
前記閾値は、前記通信システムを介して前記第１のノードに供給される請求項３に記載の方法。
【請求項１５】
前記閾値は、前記通信システムを介して前記第１のノードに供給される請求項６に記載の方法。
【請求項１６】
前記閾値は動的に変化する請求項３に記載の方法。
【請求項１７】
前記閾値は動的に変化する請求項６に記載の方法。
【請求項１８】
通信システムにおいて第２のノードと通信する第１のノード内におけるアップリンク通信とダウンリンク通信との間の経路損失の差分を決定する装置であって、
プリアンブルの受信に成功した前記第２のノードからの確認応答を前記第１のノードで受信する前に前記第１のノードにより前記第２のノードへ送信されたアクセス要求プリアンブルの量を決定する論理手段であって、前記プリアンブルは電力レベルを徐々に増加させて送信される論理手段と、
前記第１のノードから前記第２のノードへの通信によるアップリンク経路損失と前記第２のノードから前記第１のノードへの通信によるダウンリンク経路損失との間の差分を前記送信プリアンブル量の決定値に基づいて評価する論理手段と
を含む装置。
【請求項１９】
前記評価された経路損失の差分に基づいて前記第１のノードの送信電力を決定する論理手段を含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記送信プリアンブル量の決定値を閾値と比較する論理手段と、
前記比較に基づいて前記経路損失の差分を評価する論理手段と
を含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記送信プリアンブル量の決定値を、或る量の範囲と比較する論理手段と、
前記比較に基づいて前記経路損失の差分を評価する論理手段と
を含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記送信プリアンブル量が前記量の範囲を上回る場合、前記経路損失の評価を増加する論理手段と、
前記送信プリアンブル量が前記量の範囲を下回る場合、前記経路損失の評価を減少する論理手段と
を含む請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記送信プリアンブル量の決定値を閾値と比較する論理手段と、
前記比較に基づいて以前の経路損失の差分評価を調整するする論理手段と
を含む請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記送信プリアンブル量の決定値を、或る量の範囲と比較する論理手段と、
前記比較に基づいて以前の経路損失の差分評価を調整するする論理手段と
を含む請求項２１に記載の装置。
【請求項２５】
前記送信プリアンブル量の決定値を、許容できる値の範囲内に制限する論理手段を含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２６】
前記第２のノードによる送信信号の受信信号強度を前記第１のノードにおいて評価する論理手段と、
前記経路損失の差分評価に従い前記評価された受信信号強度を調整する論理手段と、
前記調整された受信信号強度に基づいて前記送信電力を決定する論理手段と
を含む請求項１９に記載の装置。
【請求項２７】
前記受信信号強度が受信信号符号電力（ＲＳＣＰ）に基づく請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記アクセス要求プリアンブルがランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）手順の一部である請求項１８に記載の装置。
【請求項２９】
前記第１のノードが携帯電話機、パーソナルディジタルアシスタント、ページャ、ポータブルコンピュータ、およびマシーン対応に適用するモデムカードの少なくとも１つの一部である請求項１８に記載の装置。
【請求項３０】
前記決定された送信電力レベルが、次のアクセス要求プリアンブルの量の初期の電力レベルとして使用される請求項１９に記載の装置。
【請求項３１】
前記閾値は前記通信システムを介して前記第１のノードに供給される請求項２０に記載の装置。
【請求項３２】
前記閾値は前記通信システムを介して前記第１のノードに供給される請求項２３に記載の装置。
【請求項３３】
前記閾値は動的に変化する請求項２０に記載の装置。
【請求項３４】
前記閾値は動的に変化する請求項２３に記載の装置。
【請求項３５】
通信システムにおいて第２のノードと通信する第１のノード内におけるアップリンク通信とダウンリンク通信との間の経路損失の差分を決定する装置であって、
プリアンブルの受信に成功した前記第２のノードからの確認応答を前記第１のノードで受信する前に前記第１のノードにより前記第２のノードへ送信されたアクセス要求プリアンブルの量を決定する手段であって、前記プリアンブルは電力レベルを徐々に増加させて送信される手段と、
アクセス要求プリアンブル量の前記決定値を基準値と比較する手段と、
前記第１のノードから前記第２のノードへの通信によるアップリンク経路損失と前記第２のノードから前記第１のノードへの通信によるダウンリンク経路損失との間の差分を前記比較値に基づいて評価する手段と
を含む装置。
【請求項３６】
前記評価された経路損失の差分に基づいて電力送信レベルを設定する手段を含む請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
電力送信レベルを設定する手段は、
受信信号強度を評価する手段と、
前記評価された経路損失の差分と前記評価された受信信号強度に基づいて前記電力送信レベルを設定する手段と
を含む請求項３６に記載の装置。
【請求項３８】
前記装置は、携帯電話機、パーソナルディジタルアシスタント、ページャ、およびポータブルコンピュータの少なくとも１つの一部である請求項３５に記載の装置。
【請求項３９】
コンピュータ可読媒体であって、通信システムにおいて第２のノードと通信する第１のノードにおけるアップリンク通信とダウンリンク通信との間の経路損失の差分を評価するコンピュータプログラムを含み、前記コンピュータプログラムは、
プリアンブルの受信に成功した前記第２のノードからの確認応答を前記第１のノードで受信する前に前記第１のノードにより前記第２のノードへ送信されたアクセス要求プリアンブルの量を前記第１のノードにおいて決定するステップであって、前記プリアンブルは電力レベルを段階的に増加させて送信されるステップと、
前記第１のノードから前記第２のノードへの通信によるアップリンク経路損失と前記第２のノードから前記第１のノードへの通信によるダウンリンク経路損失との間の差分を前記送信プリアンブル量の決定に基づいて評価するステップと
を実行する媒体。
【請求項４０】
前記経路損失の差分を評価するために、前記コンピュータプログラムは、
前記送信プリアンブル量の決定値を、或る量の範囲と比較するステップと、
前記比較に基づいて以前の経路損失の差分評価を調整するステップと
を実行する請求項３５に記載のコンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は通信システムに関係する。より詳細には、本発明は通信システムにおける経路損失の評価に関係する。
【背景技術】
【０００２】
ディジタル通信システムは、GSM通信標準およびGSM／ＥＤＧＥのようなその高度化に準拠するセル方式無線電話システムなど時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）システム、およびＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００、およびＷＣＤＭＡ通信標準に準拠するセル方式無線電話システムなど符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムを含む。また、ディジタル通信システムは、国際通信連合（ＩＴＵ）のＩMT−２０００の枠組みにおいて欧州電気通信標準化機構（ＥＴＳＩ）により開発中の第３世代（３G）移動システムの仕様を定める汎用移動通信システム（ＵＭＴＳ）標準に準拠するセル方式無線電話システムなどＴＤＭＡとＣＤＭＡの「混在」システムを含む。第３世代パートナーシッププロジェクト（３GPP）はＵＭＴＳ標準を公表する。これの適用は簡単のためＷＣＤＭＡを中心とするが、この適用において記述される原則は他のディジタル通信システムにおいても実装可能であることが理解される。
【０００３】
ＷＣＤＭＡはダイレクトシーケンス拡散スペクトラム技術に基づく。２つの異なる符号はダウンリンク（基地局から端末への）方向における基地局と物理チャネルを区別するために使用される。スクランブリング符号は基地局あるいはセルを互いに区別するために主に使用される擬似雑音（ｐｎ）シーケンスである。チャネライゼーション符号は直交シーケンスであり、これは各セルの、あるいは各スクランブリング符号下の種々の物理チャネル（端末あるいはユーザ）を区別するために使用される。ＣＤＭＡシステムではすべてのユーザが同じ無線リソースを共用するので、各物理チャネルが必要以上に電力を使用しないことが重要である。これは送信電力制御機構により達成され、この機構においては端末がその専用物理チャネル（ＤＰＣＨ）の信号対干渉比（ＳＩＲ）を評価し、評価ＳＩＲを基準値と比較し、基地局に通知し、基地局の送信DPCH電力を適切なレベルに調整する。なお本明細書では、ＷＣＤＭＡの用語を使用するが、他のシステムには対応する用語があることが理解されよう。
【０００４】
図１はＷＣＤＭＡシステムなどの通信システムを示し、システムにはそれぞれがダウンリンク（即ち、基地局からＵＥへ、あるいは前方へ）およびアップリンク（即ち、ＵＥから基地局へ、あるいは逆方向へ）チャネルを使用する４つのＵＥ１、２、３、４との接続を扱う基地局（ＢＳ）１００が含まれる。ダウンリンクでは、ＢＳ１００は各ＵＥへそれぞれの電力レベルで送信し、ＢＳ１００による送信信号は直交符号ワードを使用して拡散される。アップリンクでは、ＵＥ１からＵＥ４はＢＳ１００へそれぞれの電力レベルで送信する。図示しないが、またＢＳ１００は無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）と通信し、無線ネットワークコントローラは次に公衆交換電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）と通信する。
【０００５】
図１に例示するＷＣＤＭＡシステムの送信信号は以下のように形成される。送信情報データストリームはまずチャネライゼーション符号と乗算され、次にその結果がスクランブリング符号と乗算される。乗算は通常排他的論理和演算により実行され、情報データストリームとスクランブリング符号は同じ、あるいは異なるビットレートでありうる。各情報データストリーム、あるいはチャネルには固有のチャネライゼーション符号が割り当てられ、同時に多重符号化情報信号は無線周波数搬送信号を変調する。ＵＥ（あるいは他の受信機）では、変調搬送信号が処理され、受信機宛の元情報データストリームの評価を生成する。このプロセスは復調として知られる。
【０００６】
良好な送信電力制御方法は、同時に送信する多数の送信機を有するＷＣＤＭＡ（および他の）通信システムが、そのような送信機の相互干渉を最小にし、一方で高いシステム容量を確保するために重要である。システム特性に応じて、そのようなシステムにおける電力制御はアップリンク、ダウンリンク、あるいは両方における送信にとり重要でありうる。各ＵＥにおいて信頼できる信号受信を達成するために、受信信号のＳＩＲは各ＵＥに対する規定の閾値を越えなければならない。例えば図１に示すように、ＵＥがそれぞれ共通のＷＣＤＭＡ通信チャネルで４つの信号を受信する場合を考える。各信号にはそれぞれの信号に関連して、対応するエネルギーレベル、即ちそれぞれエネルギーレベルＥ１、Ｅ２、Ｅ３およびＥ４がある。また通信チャネルには、あるレベルの雑音（Ｎ）が存在する。所与のＵＥ１が自分宛の信号を正しく受信するためには、Ｅ１とＥ２、Ｅ３、Ｅ４およびＮの合計レベルの間の比が所与のＵＥの規定の閾値ＳＩＲを上回らなければならない。
【０００７】
受信信号のＳＩＲを改善するために、受信機の測定ＳＩＲに応じて送信信号電力を増やすことができる。しかしながら、ＷＣＤＭＡシステムでは電力は重要なリソースである。種々のチャネルが同時に同じ周波数で送信し続けるので、送信電力をできるだけ低く維持すると同時に、なお受容可能な誤り率を維持しつつ、送信機間の相互干渉を減ずることが重要である。
【０００８】
ＵＥはランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を使用し、ランダムアクセス手順を用いて基地局にアクセスする。ＲＡＣＨは衝突の危険およびオープンループ電力制御を使用する送信を特徴とするアップリンク転送チャネルである。ＲＡＣＨ手順およびチャネルは第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）の技術仕様２５．２１１および２５．２１４に記されている。常にＲＡＣＨは１対１に物理チャネル（ＰＲＡＣＨ）に写像される、即ちＲＡＣＨを多重化する物理レイヤはなく、ただ１つのＲＡＣＨ転送チャネル（ＴｒＣＨ）が存在しうるのみであり、ＲＡＣＨ複合符号化転送チャネル（ＣＣＴｒＣＨ）には他のＴｒＣＨは存在しない。サービス多重化はＭＡＣレイヤにより扱われる。
【０００９】
ランダムアクセス送信は電力取得と組み合わされた高速取得指示によるスロット化ＡＬＯＨＡ手法に基づく。ＲＡＣＨ送信は２つのパート、即ちプリアンブル送信とメッセージパート送信からなる。プリアンブルパートは４０９６チップ（約１ｍｓ）の長さ（１６チップ長さのシグネチャの２５６個の反復）であり、１アクセススロットに適合する。メッセージパートは１０または２０ｍｓの長さであり、アップリンクの信号送信あるいはアップリンク方向の短いユーザパケットの転送に使用される。ＲＡＣＨメッセージパートの無線フレームはそれぞれが２５６０チップからなる１５のスロットに分割される。各スロットは、ＲＡＣＨ転送チャネルが写像されるデータパートとレイヤ１の制御情報を運ぶ制御パートの２つのパートからなる。データパートと制御パートは平行して送信される。１０ｍｓのメッセージパートは１つのメッセージパートの無線フレームを含み、一方２０ｍｓのメッセージパートは連続する２つの１０ｍｓのメッセージパート無線フレームを含む。
【００１０】
基地局がアクセス要求を検出するまで、ＵＥは電力レベルを上げつつ一連のアクセス要求プリアンブルの送信により、利用可能なＲＡＣＨを用いて基地局にアクセスする。即ち図２に示すように、ＵＥは、それぞれ後続する送信プリアンブル記号の電力レベルを上げる「電力漸増」プロセスを使用して基地局受信機へのアクセスを試みる。図２を参照すると、基地局が、プリアンブルの受信を確認応答（ＡＣＫ）するか或いはサービス応答の拒否（ＮＡＣＫ）を受信する（「応答なし」はメッセージが送信されないことを意味する）まで、ＵＥは電力レベルを上げつつアクセス要求プリアンブルを送信（および再送信）する。アクセス要求プリアンブルが検出されると、直ちに基地局は閉ループ電力制御回路を動作させ、この回路はＵＥの送信電力レベルの制御機能を果たし、ＵＥからの受信信号電力を所望のレベルに維持する。次いでＵＥは特定のアクセス要求データを送信する。それに応じて、基地局はダウンリンクチャネルを介してＵＥの送信電力制御のプロセスを開始する。一度ＵＥと基地局の間で最初の「ハンドシェイク」が完成すると、ＵＥはランダムアクセスメッセージを送信する。
【００１１】
最初に、ＵＥはランダムアクセス送信電力の使用量を決定しなければならない。理想的にはＵＥは、ランダムアクセスメッセージの正しい復号にちょうど必要な電力で、アクセス要求プリアンブルが基地局により受信されるような送信電力レベルを選択すべきである。しかしながら多くの理由により、これがその通りに行われることを保証することは事実上不可能である。例えば、基地局で必要な受信信号電力は一定ではなく、（例えば、無線チャネル特性やＵＥの速度の変化により）変化することがありうる。このように、これらの変化はある程度予測不可能であり、従ってＵＥには未知である。また、アップリンクの経路損失によるかなりの誤りも存在しうる。経路損失は送信（TX）と受信（RX）の間の媒体を介して生じる信号の減衰であり、これは距離、フェーディング、干渉、建物や障害物からの多重経路反射のキャンセルやその他のファクタなどいくつかのファクタによる。
【００１２】
従って上記の理由により、ランダムアクセス送信が過剰な電力で基地局において受信される重大な危険がある。この状態は、他のユーザに過剰な干渉をもたらし、従ってシステム容量を減じる。同じ理由により、またランダムアクセス送信が過小電力で送信される危険もある。この状態は基地局の送信の検出、および符号化の解除を不可能にする。
【００１３】
初期電力レベルの設定はいくつかの理由により重要であり、その理由には上記のものや、基地局の確認応答メッセージを受信するまでＵＥがプリアンブルを再送することで生じる遅延を回避するためのものの他、ランダムアクセス送信によりもたらされる干渉量が含まれる。現在プリアンブル送信のための初期電力の計算は一部放送情報および一部受信信号の符号電力（ＲＳＣＰ）のＵＥにおける測定に基づいている。アップリンクの経路損失は独立には計算されない。より詳細には、３GPPのランダムアクセス手順はダウンリンクとアップリンクの経路損失が等しい、あるいはその相違が無視できるとの暗黙の仮定に基づく。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら従来手法の問題は、種々の環境下にあるＵＥにとってアップリンクとダウンリンクの経路損失にはかなりの相違が存在することであり、ＵＥが移動していない、あるいは非常にゆっくりと移動している場合にこの問題は特に大きい。それ故、ＵＥにおける電力レベル設定のためのアップリンクとダウンリンクの経路損失の差分決定その他の目的のための方法および装置の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
一態様において、通信システムの第２のノードと通信する第１のノードにおけるアップリンクとダウンリンクの通信の間の経路損失の差分を評価する方法が記述される。プリアンブルの受信に成功した第２のノードからの確認応答を第１のノードで受信する前に第１のノードにより第２のノードへ送信されたアクセス要求プリアンブルの量が決定される。ここでプリアンブルは電力レベルを徐々に増加させて送信される。第１のノードから第２のノードへの通信によるアップリンク経路損失と第２のノードから第１のノードへの通信によるダウンリンク経路損失との間の差分が、送信プリアンブル量の決定値に基づいて評価される。一度経路損失の差分が評価されると、評価は第１のノードの送信電力の決定など多くの目的に使用することができる。
【００１６】
別の態様において、通信システムの第２のノードと通信する第１のノード内におけるアップリンクとダウンリンクの通信の間の経路損失の差分を決定する装置が記述される。装置は、プリアンブルの受信に成功した第２のノードからの確認応答を第１のノードが受信する前に第１のノードにより第２のノードへ送信されたアクセス要求プリアンブルの量を決定する論理手段であって、プリアンブルは電力レベルを徐々に増加させて送信される論理手段と、第１のノードから第２のノードへの通信によるアップリンク経路損失と第２のノードから第１のノードへの通信によるダウンリンク経路損失との間の差分を送信プリアンブル量の決定に基づいて評価する論理手段とを含む。
【００１７】
さらに別の態様では、通信システムにおいて第２のノードと通信する第１のノード内におけるアップリンクとダウンリンクの通信の間の経路損失の差分を決定する装置は、プリアンブルの受信に成功した第２のノードからの確認応答を第１のノードで受信する前に第１のノードにより第２のノードへ送信したアクセス要求プリアンブルの量を決定する手段であって、プリアンブルは電力レベルを徐々に増加させて送信される手段と、アクセス要求プリアンブル量の決定を基準値と比較する手段を含む。また、装置は第１のノードから第２のノードへの通信によるアップリンク経路損失と第２のノードから第１のノードへの通信によるダウンリンク経路損失の間の差分を比較に基づいて評価する手段を含む。
【００１８】
本発明の目的および利点は、添付する図面と共にこの明細書を読めば当該技術者には明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
実施例の理解を容易にするために、コンピュータシステムのエレメントにより実行することのできる動作シーケンスに関して多くの側面を記述する。例えばそれぞれの実施形態において、種々の動作が特殊な回路あるいは回路構成（例えば、特殊な機能を実行する相互接続された個別論理ゲート）により、１または複数のプロセッサにより、あるいは両者の組み合わせにより実行されるプログラム命令により実行可能なことが認識される。
【００２０】
さらに動作シーケンスは、いかなるコンピュータ可読媒体にも収録可能であり、この媒体はコンピュータを基本とするシステム、プロセッサを含むシステム、あるいは媒体から命令を取り出し、実行することのできる他のシステムなどの命令実行システム、装置、あるいはデバイスにより、あるいは以上のものと接続して使用される。
【００２１】
本明細書で使用する場合、「コンピュータ可読媒体」は任意の手段であってよく、命令実行システム、装置、あるいはデバイスにより、あるいは以上のものと接続して使用するプログラムを含み、格納し、通信し、伝播し、あるいは転送できればよい。コンピュータ可読媒体は、例えば電子、磁気、光学、電磁、赤外線、あるいは半導体システム、装置、デバイス、あるいは伝播媒体でありうるが、これらに限定されない。コンピュータ可読媒体のさらに特定の例（際限のないリスト）には以下のものが含まれる：１または複数の線路を有する電気接続、ポータブルコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭあるいはフラッシュメモリ）、光ファイバ、およびポータブルコンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）。
【００２２】
このように、本発明は多くの異なる形式で実施することができ、そのような形式はすべて特許請求の範囲内であると考える。実施形態の任意のそのような形式は、本明細書では、記述する動作を実行するように「構成された論理手段」、あるいは記述する動作を実行する「論理手段」と呼ぶことがある。
【００２３】
再び図２を参照すると、ＲＡＣＨ手順において１または複数のプリアンブルが送信される。各プリアンブルは接続確立の試行からなり、そのためＵＥは、ＡＣＫあるいはＮＡＣＫを受信するか、または応答を受信しない場合がある。応答がなければ、より高い電力レベルを使用して新しいプリアンブルが送信される。これは応答が受信されるまで、あるいは応答がないまま最大数のプリアンブルが送信されるまで繰り返される。応答が受信されなければ、サイクルは失敗したとみなされる（「プリアンブル障害」として知られる）。試行回数およびステップサイズはネットワークにより決定され、例えば放送チャネル（ＢＣＨ）で通知される。第１のプリアンブルに使用する初期の電力は式１の対数形式で与えられる。
【００２４】
ＰUE,init＝Ｌ＋ＩUL＋ＣPRACH        （１）
上式で、Ｌは以下に記述する経路損失の評価、ＩULはBCHで通知する干渉レベル、ＣPRACHもまたBCHで通知する定数で、以下の対数形式で定義される。
【００２５】
ＣPRACH＝ＳＩＲTarget,RACH−ＳＦRACH＋ＣBackoff    （２）
上式で、ＣBackoffはトリミングパラメータ、ＳＩＲTarget,RACHはＲＡＣＨの目標信号対干渉比、およびＳＦRACHは拡散因子である。
【００２６】
プリアンブルはアップリンクで送信されるので、理想的には経路損失Ｌはアップリンク（ＵＬ）経路損失の評価であるべきである。しかしながら従来の方法はＬUL≒ＬDLの仮定に頼ってきており、ＬDLはダウンリンクの経路損失を表し、以下の対数形式で評価される。
【００２７】
LDL＝ＰCPICH−ＲＳＣＰCPICH                （３）
上式で、ＰCPICHはダウンリンク共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）の送信電力、ＲＳＣＰCPICHはＵＥにおける共通パイロットチャネルの受信信号符号電力である。
【００２８】
３ＧＰＰ標準においてＬUL≒ＬDLの仮定が使用される。しかしながらこの仮定はアップリンク経路損失の不正確な評価につながる。出願人は、ある状況ではＬULとＬDLの間にかなりの差が存在することを観測した。移動しないＵＥにとって、経路損失の差分ＬUL−ＬDLは長時間に亘って比較的大きいことがある。その理由はアップリンクとダウンリンクの「高速フェーディング」に相関がないからである。
【００２９】
図３はアップリンクとダウンリンクの経路損失が相違することのありうる様子を説明する。この問題を説明するために、出願人はＷＣＤＭＡシステムにおいて測定を行い、ＷＣＤＭＡシステムではＵＥは測定の開始時に約５０秒間移動せず、次いで約１メートル新しい位置にすばやく移動し、次いでその後の実験ではさらに約５０秒間移動しないでその場にとどまった。さらに詳細には、試験はアップリンクとダウンリンクの経路損失の間の相関の確認のために行った。ＲＳＣＰ３５０を使用してダウンリンクの経路損失を測定し、呼の間の送信電力３００をアップリンクの経路損失の尺度として使用した。
【００３０】
時間ｔ1においてＵＥが移動したとき、ＲＳＣＰは１４ｄＢ減少し（ダウンリンク経路損失の１４ｄＢの増加を示す）、送信電力は２ｄＢ減少する（アップリンク経路損失の２ｄＢの減少を示す）。アップリンクとダウンリンクの経路損失が相関していれば、アップリンク経路損失の１４ｄＢの増加を補償するために送信電力は代わりに１４ｄＢ増加している筈なので、ここでアップリンクとダウンリンクの経路損失は常に完全に相関しているわけではないことが明らかである。次に時間ｔ2で、ＲＳＣＰが４ｄＢ増加するが（ダウンリンク経路損失の４ｄＢの減少を示す）、送信電力は２ｄＢ減少する（アップリンク経路損失の２ｄＢの減少を示す）。最後に時間ｔ3で、ＲＳＣＰは全体として１０ｄＢの減少を経験し（ダウンリンク経路損失の１０ｄＢの増加を示す）、送信電力は全体として１０ｄＢの減少を経験する（アップリンク経路損失の１０ｄＢの減少を示す）。
【００３１】
要するにＵＥの送信電力は移動後減少し、アップリンク経路損失の減少を示した。また同時に受信ＲＳＣＰも減少し、ダウンリンク経路損失の増加を示した。これはアップリンクとダウンリンクの経路損失が異なる方向に動き、全く異なりうることを説明する。即ち高速フェーディングは本質的に一定に保たれるので、ＵＥの動きが比較的少ないときアップリンクとダウンリンクの経路損失の間には時に悪い相関が存在する。ＵＥが高速で移動するときフェーディングは平均化されるので、問題はあまり明らかにならない。従ってある時間には、アップリンクとダウンリンクの経路損失の間には相違が存在しうる。
【００３２】
この経路損失の差分を決定することにより、より正確な初期電力の設定を使用することができ、プリアンブルが成功する統計量を改善し、より速い初期化時間と初期化成功率につながる。あるいは大きな経路損失の差分を無視すれば結果としてＵＥのネットワークへのアクセスを繰り返し拒否することになる。経路損失の差分は１０ｄＢを超えることがあり、代表的な状況ではゆっくりと変化する。例えば、ポータブルコンピュータによりモデムとして使用されているなどＵＥに動きがない場合、経路損失の差分が長い期間の接続試行障害を引き起こすことがあり、これは非常に顕著な問題である。
【００３３】
出願人はＵＥに利用可能な情報を使用して、この経路損失の差分を決定する方法および装置を記述する。例えばＲＡＣＨ手順を使用して、連続接続試行量に基づいて経路損失の差分に関する情報、即ち確認応答受信前の送信プリアンブルを得ることができる。そのような接続試行は非常に高頻度で起こる。従って経路損失の差分を評価し、ＵＥ動作の改善と接続問題の回避に使用することができる。
【００３４】
通信システムにおいて基地局あるいは他のＵＥなどの第２のノード４９０と通信するＵＥ４００などの第１のノード内のアップリンクとダウンリンクの通信の経路損失差分を決定する装置を図４において説明する。これを説明するために、装置は図４に示すコンポーネントの全部あるいは一部を含み、装置はＵＥ４００内に存在するものと考えることができ、移動電話機、パーソナルディジタルアシスタント、ページャ、ポータブルコンピュータ、および他の通信デバイスでありうる。しかしながらＢＳは類似のコンポーネントを含んでいてもよいことが理解される。図４に示すように、ＵＥ４００にはアンテナ４１０、受信機論理４２０、送信機論理４３０、および追加処理論理４４０が含まれ、追加処理論理は例えば受信信号のフィルタ、増幅、復調、および復号を行う他、送信信号の逆操作を実行する。そのようなコンポーネントおよび動作の詳細な説明は当該技術において既知であり、それ故に本明細書では省略する。送信電力レベルを設定するために、少なくとも１つのプロセッサ４５０がデータの処理、供給、および増幅器４６０の制御を含む種々のコンポーネントの動作制御を行う。
【００３５】
装置は、第２のノード４９０のプリアンブル受信成功の確認応答前に第１のノード４００により第２のノード４９０へ送信されたアクセス要求プリアンブルの量を決定する手段を含む。再び図２を参照して、ＲＡＣＨ手順に従い１または複数のプリアンブルが電力レベルを徐々に増加させて送信される。プリアンブルは追加処理４４０において処理され、増幅器４６０および送信機４３０に転送され、通信システムの第２のノード４９０に送信される。プリアンブル電力レベルが、第２のノード４９０が正しく受信し、復号するのに十分なほど高くなればすぐに、第２のノードは確認応答ＡＣＫを送信し、ＵＥ４００にプリアンブルが受信されたことを示し、その際ＵＥは必要なＲＡＣＨ情報を含むＲＡＣＨメッセージを送信する。プロセッサ４５０は、第２のノード４９０がプリアンブル受信成功の確認応答を返す前に送信されたプリアンブルの数を決定する論理を含む。この値は例えばプロセッサの一部、あるいはプロセッサにとりアクセス可能なメモリ４５５のカウンタあるいはレジスタに保持することができる。
【００３６】
初期電力ＰUE,initはプリアンブルの各シリーズの最初のプリアンブルに使用される。以上に説明したように、この値は第２のノード４９０に達するのに必要な電力レベルを超えることなく可能な限り近いことが好ましい。この電力レベルはアップリンクの経路損失に影響されるので、経路損失の差分評価が正確なほどＲＡＣＨ手順は効率的になる。従ってまた、装置は決定したアクセス要求プリアンブル量を１または複数の閾値あるいは範囲などの参照先と比較する手段を含む。例えばアクセス要求プリアンブル量が数Ｎhighを超えると、これは送信電力レベルが初期送信電力レベルを超えてかなり増加したことを示し、正の経路損失の差分、例えばアップリンクの経路損失がダウンリンク経路損失に対して増加したことを示す。アクセス要求プリアンブル量が数Ｎlowを下回ると、これは送信電力レベルが初期送信電力レベルを超えてそれほどは増加しなかったことを示し、経路損失の差分は負、あるいは有意ではないことの指示として役立つことができる。
【００３７】
別の態様では、決定した送信プリアンブル量は量の範囲と比較される。例えばアクセス要求プリアンブル量が範囲Ｎlow−Ｎhighを下回る、あるいは上回ると、これはそれぞれ経路損失の差分の減少、あるいは増加を示す。
【００３８】
上記の各態様においてプロセッサ４５０は１または複数の閾値あるいは範囲とプリアンブル量とを比較するが、１または複数の閾値あるいは範囲はプロセッサ４５０と関連するメモリ４５５に格納される１または複数の値であるか、あるいはネットワークを介してＵＥの受信するパラメータの通知により受信することができる。閾値は要件に応じて、固定、または動的に変化することができる。
【００３９】
また装置は第１のノードから第２のノードへの通信によるアップリンク経路損失と第２のノードから第１のノードへの通信によるダウンリンク経路損失との間の差分を比較に基づいて評価する手段を含む。例えばプロセッサ４５０は、上記のように１または複数の閾値を超えることに基づいて経路損失の差分を評価する論理を含む。経路損失の差分値はそれぞれの閾値と関連することが好ましい。一態様では、参照テーブルがプロセッサ４５０と関連するメモリ４５５に格納される。参照テーブルはプロセッサ４５０によりアクセスされ、関連する値がみつけられる。また当該技術において既知の他の方法を使用して、経路損失の差分値に対応する値を保持することができる。抽出された経路損失の差分値は経路損失の差分評価になる。
【００４０】
例えばプリアンブルの量の高閾値が５であり、５プリアンブルを超えると、経路損失の差分は３ｄＢと評価される。逆にプリアンブルの量の低閾値が３であり、３より少ないプリアンブルで確認応答が得られると、経路損失の差分は−２ｄＢと評価されうる。それに代えて、例示した２つの閾値は独立に使用することができ、あるいは３から５のプリアンブルの範囲を形成し、その範囲外では経路損失の差分は評価され、その範囲内では経路損失の差分は微々たるものと仮定される。
【００４１】
本実施例では、プリアンブルの量の高閾値が５であり、５プリアンブルを超えると、以前の経路損失差分の評価における誤りはＸｄＢと評価され、新しい経路損失の差分は、以前の経路損失差分の評価プラスＸと評価される。逆にプリアンブルの量の低閾値が３であり、３より少ないプリアンブルでＡＣＫあるいはＮＡＣＫが得られると、以前の経路損失差分の評価における誤りはＹｄＢと評価することができる。Ｙは負の値であり、新しい経路損失の差分は、以前の経路損失差分の評価プラスＹと評価する。例えばＸ＝３ｄＢ、Ｙ＝−２ｄＢである。あるいは例示した２つの閾値は独立に使用することができ、あるいは３から５のプリアンブルの範囲を形成し、その範囲外では経路損失の差分評価は調整され、その範囲内では経路損失の差分評価は正しいと仮定される。また３つ以上の閾値が使用されうることも理解されるであろう。
【００４２】
信頼性を改善するために、プロセッサ４５０は、「−ｚｄＢ、ｗｄＢ」など、ある区間内で経路損失の差分評価を随意に維持することができる。パラメータを選択し、アップリンク電力の大きなへこみやピークの危険を減じることによりプリアンブル成功率とシステム負荷の両方を最適にすることができる。ｚとｗは同じ値である必要はないが、代表的な値はｗ＝ｚ＝６ｄＢである。さらに当業者が理解できるように、また追加フィルタリングを使用し、直近の信頼できる情報のみを使用して、経路損失の差分を評価することができる。アップリンクとダウンリンクの経路損失の相違に伴う問題は主として低速度の場合に存在するので、端末速度を評価するドップラー評価器を使用して、高速度においてアルゴリズムを止めることができる。
【００４３】
通信システムにおいて第２のノードと通信する第１のノードにおけるアップリンク通信とダウンリンク通信との間の経路損失の差分を評価する方法を図５において説明する。プリアンブルの受信に成功した第２のノードからの確認応答を第１のノードで受信する前に、第１のノードにより第２のノードへ、或る量のアクセス要求プリアンブルが送信される（５００）。上記のように、プリアンブルは電力レベルを徐々に増加させて送信される。第１のノードから第２のノードへの通信によるアップリンク経路損失と第２のノードから第１のノードへの通信によるダウンリンク経路損失との間の差分が、第１のノードにおいて送信プリアンブル量の決定に基づいて評価される（５１０）。
【００４４】
一度経路損失の差分が評価されると、当業者により理解されるように、その評価を多くの目的に使用することができる。例えば経路損失の差分評価を使用して、ＵＥの送信電力を決定することができる。決定した送信電力レベルを、例えば、次の或る量のアクセス要求プリアンブルの最初の電力、ＰUE,initとして使用することができる。従って装置は評価経路損失差分に基づいて、電力送信レベルを決定する手段を含むことができる。例えばプロセッサ４５０は増幅器４６０を制御し、送信電力を上下に調節して、評価経路損失差分を補償する。
【００４５】
送信電力の決定に使用する経路損失の差分を評価する方法を図６において説明する。プリアンブルの受信に成功した第２のノードからの確認応答を第１のノードで受信する前に、第１のノードにより第２のノードへ或る量のアクセス要求プリアンブルが送信される（６００）。上記のように、プリアンブルは電力レベルを徐々に増加させて送信される。第１のノードから第２のノードへの通信によるアップリンク経路損失と第２のノードから第１のノードへの通信によるダウンリンク経路損失との間の差分は、送信されたプリアンブル量の決定値に基づき第１のノードにおいて評価される（６１０）。第１のノードの送信電力は評価経路損失差分に基づいて決定される（６２０）。
【００４６】
以上の説明のように、現在のシステムは経路損失計算の基本をＷＣＤＭＡシステムのＣＰＩＣＨにおけるＲＳＣＰなどの受信信号強度に置き、経路損失の差分は無視できると仮定する。言い換えれば従来の手法は受信信号強度を使用してダウンリンクの経路損失を評価し、電力送信レベルを決定する場合アップリンクの経路損失は同じであると仮定する。しかしながら図３により説明したように、これは当てはまらない。
【００４７】
別の態様によれば、現在受信信号強度を使用するシステムにおいて電力送信レベルの決定に使用する出願人の方法および装置をより容易に適用するために、経路損失の差分に従ってまず受信信号強度を調整し、その後受信信号強度を処理して電力送信レベルを決定する。これにより、より正確な電力送信レベルが得られる他、現行インフラストラクチャへの変更を最少化する。例えばＵＥのＲＳＣＰ評価に関する３GPP仕様に反することなく、この技術を３GPPシステムにおいて実装することができる。
【００４８】
ＷＣＤＭＡの実施例を用いて、この態様に従い電力送信レベルの決定に使用するＲＳＣＰCPICHをＲＳＣＰCPICH＋△Ｌに調整する。従ってこの態様では、装置は受信信号強度の評価手段を含む。例えばプロセッサ４５０は、アンテナ４１０、受信機４２０、および追加処理４４０を介して通信ノード４９０から受信する信号に基づいて受信信号強度を評価する。また上記の任意の技術を使用して、プロセッサ４５０は経路損失の差分を評価する。
【００４９】
さらに装置は評価経路損失差分および評価受信信号強度に基づいて電力送信レベルを設定する手段を含む。例えばプロセッサ４５０は受信信号強度と経路損失差分の評価を組み合わせ、増幅器４６０を制御し、送信電力レベルを調整する。組み合わせには経路損失差分の評価に従い評価受信信号強度の単なる調整、評価の合算、あるいは任意の組み合わせ方、例えば当該者の理解するように重み付けを含むことができる。
【００５０】
送信電力の決定に評価受信信号強度と共に使用する経路損失差分の評価方法を図７において説明する。プリアンブルの受信に成功する第２のノードから確認応答を第１のノードで受信する前に、第１のノードにより第２のノードへ、或る量のアクセス要求プリアンブルが送信される（７００）。上記のように、プリアンブルは電力レベルを徐々に増加させて送信される。第１のノードから第２のノードへの通信によるアップリンク経路損失と第２のノードから第１のノードへの通信によるダウンリンク経路損失との間の差分が第１のノードにおいて送信プリアンブル量の決定に基づいて評価される（７１０）。第２のノードによる送信信号の受信信号強度は第１のノードにおいて評価される（７２０）。評価受信信号強度が経路損失の差分評価に従い調整される（７３０）。送信電力が調整受信信号強度に基づいて決定される（７４０）。
【００５１】
説明した技術を使用する更なる利点は送信電力の変化の影響の緩和であり、この影響は気温の変化、電池の電圧変化、および周波数変化に起因する。これらの変化は設計により確かに大きいことがありうる。例えば３GPPの仕様では±１２ｄＢ迄の変化は許される。これらはゆっくり変化するので、ＲＡＣＨの実行成功率へのこれらの影響は緩和される。言い方を換えれば、送信側損失は経路損失の差分として現れるので、これらのファクタによる送信側損失の一部は補償される。
【００５２】
本発明がその本質的特徴を逸脱することなく種々の特定の形式で実施できることは当業者により理解される。開示した実施形態は全ての点において説明を目的とするものであり、制限するものではないと考えられる。本発明の範囲は前記の説明よりむしろ、添付の特許請求の範囲により示され、その等価なものの意味および範囲に入る全ての変更は特許請求の範囲に含まれるものと考えられる。
【００５３】
用語「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」は、本明細書および特許請求の範囲で用いられる場合、主張する特徴、ステップ、あるいはコンポーネントの存在を規定するものと取られるが、これら用語の使用は１または複数の他の特徴、ステップ、コンポーネント、あるいはそのグループの存在または追加を排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】従来通信システムを説明するブロック図である。
【図２】アクセス要求プリアンブル送信を説明するブロック図である。
【図３】アップリンクとダウンリンクの経路損失が相違することのありうる様子を説明するグラフである。
【図４】通信システムの経路損失の差分を決定する装置を説明するブロック図である。
【図５】経路損失の差分を評価する方法を説明するフローチャートである。
【図６】送信電力の決定に使用する経路損失の差分を評価する方法を説明するフローチャートである。
【図７】送信電力の決定に評価された受信信号強度と共に使用する経路損失の差分を評価する方法を説明するフローチャートである。
【図１】
2007515106.tif 000003
【図２】
2007515106.tif 000004
【図３】
2007515106.tif 000005
【図４】
2007515106.tif 000006
【図５】
2007515106.tif 000007
【図６】
2007515106.tif 000008
【図７】
2007515106.tif 000009
【国際調査報告】
2007515106.tif 000010
2007515106.tif 000011
2007515106.tif 000012