(57)【要約】  本発明は、無線端末装置の送信電力制御を行う装置および方法（図７）に関する。本発明は、電力制御情報を送信し、電力制御レベルの調整を指定し、電力制御情報を認識し、電力制御のシグナリングにおける干渉を限定し、損なわれた電力制御のシグナリングを認識し、それによって無線端末装置のエネルギ並びに電力制御のシグナリングに関連する帯域幅を最小限にする新規のかつ高い効率を示す方法を利用するものである。基地局は、制御レベルを示す連続する範囲と共に、送信電力調整を行うためにアナログ電力制御コマンド信号を無線端末装置へ送信する。電力制御信号には、電力制御コマンド（７０２）、信号品質、装置識別子情報などの情報の送信に用いることができる２つの成分（７２１）が含まれる。ゼロ電力調整の場合、制御成分信号は送信されない。非ゼロ電力調整の場合、電力制御信号は、制御範囲および限度を用いて既知の基地局と無線端末装置とへ送信され（７１０）、フィードバック情報（７０４）に基づいて、スケーリング（７０６、７０８）の調整と同期とが行われる。
2007521685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多重化システムで利用する通信方法であって、
第１の制御情報を単一トーンで変調して、第１の制御信号を生成するステップと、
単一直交周波数分割多重化シンボルの送信時間中に前記単一トーンを用いて前記第１の制御信号を送信するステップと、を有する方法。
【請求項２】
前記第１の制御情報が、第１の無線端末装置に対応する送信電力制御情報である請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の制御情報が、第１の無線端末装置に対応する送信周波数制御情報である請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の制御情報が、第１の無線端末装置に対応する送信タイミング制御情報である請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第１の制御信号が同相成分と直角位相成分とを含み、前記同相成分と直角位相成分との第１の単一成分で前記第１の制御情報の変調を行う請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記同相成分と直角位相成分との第２の単一成分で、第２の無線端末装置に対応する第２の制御情報を前記単一トーンで変調するステップをさらに有し、前記同相成分と直角位相成分との第２の単一成分が、前記同相成分と直角位相成分との第１の単一成分とは異なる請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１の制御信号を受信して前記第１の無線端末装置を作動させると共に、前記第１の制御信号で変調した前記第１の制御情報の関数として送信出力レベルを調整するステップをさらに有する請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記同相成分と直角位相成分との第１の単一成分の送信のために利用する電力の１０％以下を用いて、前記同相成分と直交位相成分との前記第２の単一成分を送信する請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記同相成分と直角位相成分との第２の信号成分で送信される前記電力がゼロである請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記変調ステップが、前記同相成分と直角位相成分との第１の単一成分で前記第１の制御情報の変調を行うために、振幅変調処理を行うステップを含み、前記同相成分と直角位相成分の単一成分に対する前記変調が、前記第１の制御情報の関数として、１組の少なくとも３つの可能な値から単一の値を割り当てるステップを含む請求項５に記載の方法。
【請求項１１】
前記３つの可能な値のうちの少なくとも１つの値が、前記第１の無線端末装置によって送信出力レベルの変更が行われないことを示すゼロである請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記１組の可能な値が所定の間隔の可能な値を含む請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記制御情報が、少なくとも３つの値のうちのいずれか１つの値であってもよい単一の値であって、前記少なくとも３つの値が、前記第１の無線端末装置によって送信出力レベルの変更が行われないことを示すゼロであり、制御情報を変調する前記ステップが少なくとも３つの信号振幅レベルのうちの１つの信号振幅レベルに前記単一の値のマッピングステップを含み、前記振幅変調済み信号のゼロ振幅値にゼロ制御値をマップする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記変調ステップが振幅変調を行うステップを含む請求項５に記載の方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって。
前記同相成分と直角位相成分との前記振幅変調済み成分に第１のスケーリング係数を乗算するステップであって、前記第１のスケーリング係数が、前記同相成分と直角位相成分との変調済み成分が対応する、前記無線端末装置からそれまでに受信したダウンリンク品質レポート情報の関数であるステップをさらに有する方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、
ダウンリンクチャネル品質の低下を示す受信用ダウンリンク品質情報に応じて前記第１のスケーリング係数を上げると共に、ダウンリンクチャネル品質の上昇を示す受信用ダウンリンク品質情報に応じて前記第１のスケーリング係数を下げるステップをさらに有する方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の方法であって、
前記スケールされた振幅変調済み信号を受信するために前記無線端末装置を作動させるステップと、
前記無線端末装置によって事前に送信されたダウンリンク品質情報の関数である第２のスケーリング係数を前記受信信号に乗算するために前記無線端末装置を作動させるステップと、をさらに有する方法。
【請求項１８】
ダウンリンクチャネル品質の上昇に応じて前記第２のスケーリング係数を上げると共に、ダウンリンクチャネル品質の低下に応じて前記第２のスケーリング係数を下げるステップを有する請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
請求項２に記載の方法であって、
第１の無線端末装置に対応する前記変調済み電力制御信号のうちの第１の１組の電力制御信号を周期的に送信するステップであって、前記第１の１組の変調済み電力制御信号のうちの少なくともいくつかを、異なる直交周波数分割多重化シンボルの送信時間中に異なるトーンで変調するステップをさらに有する方法。
【請求項２０】
第１の所定のホッピングシーケンスが、前記第１の１組の変調済み電力制御信号の変調に用いる前記トーンを決定する請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１の所定のホッピングシーケンスが、前記第１の無線端末装置と関連づけられた端末識別子に対応する請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記第１の無線端末装置が、データ通信用のトーンを選択するために第２の所定のホッピングシーケンスを利用し、前記第２の所定のホッピングシーケンスの周期性の方が、前記第１の所定のホッピングシーケンスの周期性よりも短い請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第２の所定のホッピングシーケンスの周期性が、前記第１の所定のホッピングシーケンスの周期性の精々１／２である請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
請求項８に記載の方法であって、前記同相成分と直角位相信号成分のうちの一方の成分を使用しない方法において、
前記同相成分と直角位相成分とのうちの使用されていない方の成分が予め選択されたしきい値以上の電力を含むとき、前記無線端末装置を作動させて、前記受信済み電力制御情報を無視するようにするステップをさらに有する方法。
【請求項２５】
請求項５に記載の方法であって、
ある時間にわたって複数の電力制御信号を前記第１の無線端末装置へ送信するステップと、
前記第１の無線端末装置へ送信する前記電力制御信号よりも低い頻度で、少なくとも５０％の電力制御信号の前記同相成分と直角位相信号成分との前記第２の単一成分で周期的装置識別子信号を送信するステップと、をさらに有する方法。
【請求項２６】
前記周期的装置識別子を送信する前記単一直交周波数分割多重化シンボルの送信時間が、前記第１の無線端末装置に対して一意の無線装置識別子の関数である請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
任意の所定時刻における前記周期的装置識別子の値が前記第１の無線端末装置に対して一意の無線装置識別子の関数である請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
請求項５に記載の方法であって、前記可能な変調済み信号値のうちの１つの値が、電力の変更を示さない制御コマンドに対応し、かつ
前記第１の制御情報が電力の変更を示さないとき、前記第１の制御情報を送信するステップがゼロ電力を用いて前記信号トーンを送信するステップを含む方法。
【請求項２９】
請求項５に記載の方法であって、基地局に対応する第１のセクタで前記電力制御信号を送信する方法において、
前記第１の制御信号を送信したとき、前記第１の電力制御信号が使用したトーンを前記第２のセクタで使用しない状態のまま放置するために、前記第１の基地局に隣接する第２のセクタを制御するように前記基地局を作動させるステップを有する方法。
【請求項３０】
無線端末装置を含む直交周波数分割多重化通信システムで利用する通信装置であって、
第１の制御情報を単一トーンで変調して、第１の制御信号を生成する変調器と、
単一直交周波数分割多重化シンボルの送信時間中に、前記単一トーンを用いて前記第１の制御信号を送信する前記変調器と結合された送信機と、を有する通信装置。
【請求項３１】
前記第１の制御情報が、送信電力制御情報、送信周波数制御情報、および前記無線端末装置に対応する送信タイミング制御情報のうちの１つの制御情報である請求項３０に記載の通信装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の通信装置であって、前記第１の制御信号が同相成分と直角位相成分とを含み、
前記変調器が、前記同相成分と直角位相成分との第１の単一成分で第１の制御情報の振幅変調を行う振幅変調器である通信装置。
【請求項３３】
請求項３２に記載の通信装置であって、前記変調器が第２の無線端末装置に対応する第２の制御情報を前記単一トーンでさらに変調し、前記同相成分と直角位相成分との第２の単一成分が、前記同相成分と直角位相成分との第１の単一成分とは異なる通信装置。
【請求項３４】
前記同相成分と直角位相成分との第２の単一成分で送信される前記電力がゼロである請求項３２に記載の通信装置。
【請求項３５】
請求項３２に記載の通信装置であって、前記同相信号成分と直角位相信号成分とのうちの前記第１の信号成分で、前記変調器の振幅変調を行ってもよい１組の少なくとも３つの可能な値から得られた単一の値に前記第１の制御情報のマッッピングを行う手段を含む前記変調器において、
前記３つの可能な値のうちの少なくとも１つ値が、前記無線端末装置が送信出力レベルの変更を行わないことを示すゼロである通信装置。
【請求項３６】
請求項３２に記載の通信装置であって、
前記同相成分と直角位相成分との前記振幅変調済み成分に第１のスケーリング係数を乗算し、前記第１のスケーリング係数が、前記同相成分と直角位相成分との前記変調済み成分が対応する、前記無線端末装置からそれまでに受信したダウンリンク品質レポート情報の関数であるスケーリング装置をさらに有する通信装置。
【請求項３７】
請求項３６に記載の通信装置であって、
ダウンリンクチャネル品質の低下を示す受信用ダウンリンク品質情報に応じて前記第１のスケーリング係数を上げ、ダウンリンクチャネル品質の上昇を示す受信用ダウンリンク品質情報に応じて前記第１のスケーリング係数を下げる手段をさらに有する通信装置。
【請求項３８】
請求項３２に記載の通信装置であって、
第１の予め定めた周波数ホッピングパターンに従って、電力制御信号の送信に用いるトーンを割り当てる手段であって、第１の１組の変調済み電力制御信号を含む前記第１の周波数ホッピングパターンに従って前記トーンを割り当て、異なる直交周波数分割多重化シンボルの送信時間中に、異なるトーンで前記第１の１組の変調済み電力制御信号のうちの少なくともいくつかの信号を変調する手段をさらに有する通信装置。
【請求項３９】
前記第１の所定のホッピングシーケンスが、前記無線端末装置と関連づけられた端末識別子に対応する請求項３８に記載の通信装置。
【請求項４０】
第２の所定のホッピングシーケンスに従って前記無線端末装置へデータを送信するためにトーンを割り当て、前記第２の所定のホッピングシーケンスの周期性の方が、前記第１の所定のホッピングシーケンスの周期性よりも短い請求項３８に記載の通信装置。
【請求項４１】
請求項３２に記載の通信装置であって、前記送信機がある時間にわたって前記第１の無線端末装置へ複数の電力制御信号を送信し、
前記無線端末装置へ送信される前記電力制御信号の５０％未満で、前記同相成分と直角位相信号成分との第２の単一成分で周期的装置識別子信号を送信する手段を含む通信装置。
【請求項４２】
前記周期的装置識別子を送信する前記単一直交周波数分割多重化シンボルの送信時間が、前記第１の無線端末装置に対して一意の無線装置識別子の関数である請求項１１に記載の通信装置。
【請求項４３】
任意の所定時刻における前記周期的装置識別子の値が前記第１の無線端末装置に対して一意の無線装置識別子の関数である請求項４１に記載の通信装置。
【請求項４４】
請求項３２に記載の通信装置であって、前記可能な変調済み信号値のうちの１つの値が電力の変更を示さない制御コマンドに対応する装置において、
前記第１の制御情報が電力の変更を示さないとき、前記第１の制御情報を送信するステップが、ゼロ電力を用いて前記信号トーンを送信するステップを含む通信装置。
【請求項４５】
請求項３２に記載の通信装置であって、前記通信装置はセクタ化された基地局であり、前記送信機は前記セクタ化された基地局のセクタ内の送信機であり、
前記第１の制御信号が送信されたとき、前記第１の電力制御信号が使用した前記トーンを前記第２のセクタで使用しない状態のまま放置するために、前記第１の基地局に隣接する第２のセクタを制御する制御モジュールを含む通信装置。
【請求項４６】
直交周波数分割多重化通信システムにおいて無線端末装置を作動させる方法であって、
前記無線端末装置に対応する制御信号を周期的に受信するステップであって、個々の制御信号が、単一直交周波数分割多重化シンボルの送信時間中の単一トーンの同相成分と直交位相成分とのうちの第１の単一成分で振幅変調された少なくとも３つの異なる値のうちの１つの値に対応する第１のタイプの制御情報とを有するステップと、
個々の受信済み制御信号の前記同相信号成分と直角位相信号成分との前記第１の単一成分の振幅から、行うべき調整の量を確定して、前記制御情報タイプに対応する前記調整を行うようにするステップと、を有する方法。
【請求項４７】
前記第１のタイプの情報が、電力制御情報と、タイミング制御情報と、周波数制御情報とのうちの１つの制御情報である請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
請求項４６に記載の方法であって、前記第１のタイプの制御情報が電力制御情報であり、
前記同相信号成分と直角位相信号成分とのうちの少なくとも一方の前記第１の単一成分の所定の振幅に応じて、送信電力調整処理を行うために、前記無線端末装置を作動させるステップを有する方法。
【請求項４９】
前記同相信号成分と直角位相信号成分との前記第１の単一成分のほぼゼロの所定の振幅が、送信電力調整が行われないことを示す請求項４７に記載の方法。
【請求項５０】
請求項４７に記載の方法であって、
前記信号が送信される前記単一直交周波数分割多重化シンボルの送信時間と、前記信号の値とが、前記無線端末装置に対する一意の無線装置識別子の関数であるかどうかを判定するために、前記同相成分と直交位相成分との前記第２の単一成分で送信される信号をチェックするステップをさらに有する方法。
【請求項５１】
請求項５０に記載の方法であって、
前記同相成分と直角位相成分との第２の成分上の前記信号が前記無線端末装置に関連するものではない旨を前記チェックするステップが示したとき、前記受信済み電力制御情報を無視するステップをさらに有する方法。
【請求項５２】
請求項４７に記載の方法であって、
前記信号の前記同相成分と直交位相成分とのうちの第２の成分の電力が予め選択されたしきい値以上であるとき、受信済み制御信号を無視するステップをさらに有する方法。
【請求項５３】
前記しきい値が信号ノイズの予め選択されたレベルに対応する出力レベルのしきい値である請求項５２に記載の方法。
【請求項５４】
直交周波数分割多重化通信システムで利用する無線端末装置であって、
前記無線端末装置に対応する制御信号を受信する受信機であって、個々の制御信号が、単一直交周波数分割多重化シンボルの送信時間中の単一トーンの同相成分と直交位相成分とのうちの第１の単一成分で振幅変調された少なくとも３つの異なる値のうちの１つの値に対応する第１のタイプの制御情報を有する受信機と、
個々の受信済み制御信号の前記同相信号成分と直角位相信号成分との前記第１の単一成分の振幅から、行うべき調整の量を確定して、前記制御情報タイプに対応する前記調整を行うようにする手段と、を有する無線端末装置。
【請求項５５】
前記第１のタイプの情報が、電力制御情報と、タイミング制御情報と、周波数制御情報とのうちの１つの制御情報である請求項５４に記載の無線端末装置。
【請求項５６】
請求項５５に記載の無線端末装置であって、前記第１のタイプの制御情報がタイミング制御情報であり、
前記同相信号成分と直角位相信号成分とのうちの前記第１の単一信号成分の少なくとも一方の信号成分の所定の振幅に応じて、送信電力調整処理を行う手段を有する無線端末装置。
【請求項５７】
前記同相信号成分と直角位相信号成分との前記第１の単一信号成分のほぼゼロの所定の振幅が、送信電力調整が行われないことを示す請求項５６に記載の無線端末装置。
【請求項５８】
請求項５５に記載の無線端末装置であって、
前記信号が送信される前記単一直交周波数分割多重化シンボルの送信時間と前記信号の値とが前記無線端末装置に対する一意の無線装置識別子の関数であるかどうかを判定するために、前記同相成分と直交位相成分との前記第２の単一成分で送信される信号のチェックを行うステップをさらに有する無線端末装置。
【請求項５９】
請求項５８に記載の無線端末装置であって、
前記同相成分と直角位相成分との第２の成分の前記信号が前記無線端末装置向けのものではない旨を前記チェックステップが示したとき、前記受信済み電力制御情報を無視するステップをさらに有する無線端末装置。
【請求項６０】
請求項５５に記載の無線端末装置であって、前記制御信号が電力制御信号であり、
前記信号の前記同相成分と直交位相成分とのうちの第２の成分の電力が予め選択されたしきい値以上になったとき、受信済みの電力制御信号を無視する手段をさらに有する無線端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関し、特に、効率的な、改善された方法で無線端末装置の電力制御を実行する方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
セルラーシステムなどの無線通信システムでは、電力制御は無線システムの設計および運用を行う上で重要な考慮事項である。システム全体の出力レベルは、無線リンクを介して通信を試みるとき、ユーザが経験する干渉レベルに直接影響を与えるものとなる。無線通信システムでは、多くの無線端末装置が電池で作動するが、これらの電池は限られたエネルギストレージレベルを有し、電池を使い果たしたとき、電池の再充電や交換を必要とする。この限られたエネルギストレージレベルは、ある特定の動作出力レベルにおける、定時における限られた、特定の無線端末装置の電力に対応するものである。無線端末装置の動作出力レベルを下げることができれば、無線端末装置の作動寿命を延ばすことが可能となる。したがって、可能なときはいつでも無線端末装置の電力節減を行って、電池の再充電や交換を行う間の電池の有効な作動寿命の延長および最大化を図ることは非常に望ましいことになる。無線端末装置がその必要条件を超える出力レベルで送信を行っている場合、貴重なエネルギを浪費しているばかりでなく、不必要に高い信号レベルも生みだしていることになり、それによって、同じセルおよび／または同じセクタあるいは隣接セルおよび／または隣接セクタの他のユーザが干渉を受ける可能性がある。干渉を経験したそのユーザは、干渉を解決するために追加の電力を浪費しなければならなくなる場合もあるし、あるいは、ユーザのうちの一人が、干渉を解決するために別のチャネルへ切り替えざるを得なくなる場合もある。
【０００３】
電力制御のシグナリングは無線システムで使用されてきた。しかし、これらの採用された方法は高い効率のものではかったため、かなりの改善の余地がある。無線端末装置は、異なる出力レベルで送信を行って、異なるバーストデータレートを供給したり、異なるレベルの信号の信頼性を達成したりすることができるように命令される場合がある。無線端末装置は多くの場合、移動通信装置の中にあり、システム内をずっと移動し、例えば、基地局からの範囲などのような変動や通信路における妨害などに起因して異なる場所で異なる電力要件を経験することになる。さらに、複数の無線端末装置がシステムで作動するにつれて、上記無線端末装置間で経験した干渉レベルは基地局との中断する通信を変える場合があり、さらに基地局と効率的かつ接続的な通信のため干渉レベルを解決するには、無線端末装置の送信電力調整を必要とする場合がある。本システムが非効率であることによって、基地局と無線端末装置間での正確で、最新の電力制御情報の送信に必要な高レベルのシグナリングが結果としてもたらされることになる。無線端末装置と基地局間での電力制御専用のシグナリングレベルが上がるにつれて、ユーザデータの通信などの別の目的専用にすることも可能であった通信帯域幅が失われて、制御シグナリングに電力を供給することになる。その結果、一般に、電池の節減、低レベルの干渉、さらにロバストな（ｒｏｂｕｓｔ）チャネル、または、さらに多くのユーザ、より高いデータ送信レート、などのためのさらに利用可能な帯域幅という利点と共に、より好適な電力制御システムのトレードオフの選択権が得られることになる。上記説明に基づいて、無線端末装置の電力制御のために利用可能な、改善された装置電力制御方法および装置に対する要望が存在することは明らかである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、無線通信システムにおける電力制御のシグナリングのようなシグナリングを、改善されたかつ効率的な方法で実行する装置および方法に関する。さらに詳細には、本発明は、無線端末装置の送信電力制御装置および方法に焦点を合わせるものである。本発明によれば、基地局は、無線端末装置へ制御コマンド信号を送信する。この制御コマンド信号は、電力制御、周波数制御、あるいはタイミング制御用のいずれの制御コマンド信号であってもよい。電力制御の場合、信号は、或る一定の指示量だけ送信出力レベルの調整を行うコマンドなどに対応するものであってもよい。この調整量は通常、本発明に基づいて、ＯＦＤＭシンボル送信時間などの単一シンボルタイム中に送信される単一トーンの同相信号成分または直角位相信号成分の振幅によって指示されるものである。周波数制御の場合、制御コマンドは、或る一定の指示量だけ周波数調整を行うコマンドに対応するものであってもよいし、時折そのようなコマンドに対応するものである。同じトーンの異なる成分を用いて異なるタイプの情報の送信を行うことができる。例えば、同じトーンの直交位相成分を利用して、タイミング制御や周波数制御あるいは別の情報制御を送信しながら、トーンの同相成分を用いて電力制御情報の送信を行うことができる。
【０００５】
本発明の以下の説明では、例示の実施構成として主として電力制御に焦点を合わせる。上述のように電力制御情報の代わりに別のタイプの制御情報を本発明に基づいて送信することも可能であることを理解されたい。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
無線端末装置は、次いで、受信済み電力制御コマンド信号に従ってその送信電力の調整を行う。本発明は新規でかつ効率のよい方法を用いることにより改善された電力制御を提供する電力制御装置および方法に関するものである。本発明のシグナリング方法を用いて、電力制御情報を送信すること、電力制御レベルの調整を指定すること、電力制御情報を認識すること、電力制御のシグナリングに干渉を限定することおよび／または干渉を解決すること、および／または損なわれた電力制御のシグナリングを認識することが可能となる。本発明の方法はいくつかの周知のシステムと比較して、電力制御の特定レベルの達成に必要なシグナリングおよび割り当てられた帯域幅を減らすことが可能である。コマンドなどの電力制御情報を用いて、無線端末装置が送信電力を上げたり、送信電力を不変のままにしたり、送信電力を下げたりする処理のシグナリングを行うことができる。異なる信号を用いて、送信出力レベルの異なる変化量のシグナリングを行うことも可能である。
【０００７】
電力制御のシグナリングを用いて装置（無線端末装置）識別子情報の通信を行うことにより、本発明の種々の実施形態で用いられる追加のシグナリング特性によって、無線端末装置が基地局との接続を紛失した旨を迅速に特定することができる。
【０００８】
本発明によれば、１つの直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）実施形態では、電力制御コマンド信号は、単一シンボル送信時間の間単一トーンを用いて送信される。このような１つの実施形態によれば、電力制御シンボルと呼ばれている制御シンボルは同相成分と直角位相成分とを含むアナログ信号である。個々の成分を用いて情報の送信を行うことができる。１つの実施形態では、同相成分は、直角位相成分が第２の無線端末装置用電力制御コマンドを送信している間、第１の無線端末装置用電力制御コマンドの送信を行う。
【０００９】
別の実施形態では、同相成分が第１の無線端末装置用電力制御コマンドを送信し、直角位相成分は無線端末装置において、同相成分で受信済み電力制御コマンドの品質を測定するのに用いられる。本発明によれば、電力制御信号の送信時間のほとんどすべての間などに、電力制御信号の直角位相成分内の成分を送信しないことによって、基地局によって、無線端末装置は、ノイズまたは干渉に起因して受信したいずれの直角位相成分信号でも、信号を受信しながら認識することが可能となる。このような場合、無線端末装置は、直角位相成分をチェックして、信号干渉レベルの評価を行うことが可能となる。無線端末装置は、受信済み直角位相成分が比較的高い信号レベルを有する場合、信号の同相成分の形での電力制御コマンドが高レベルの干渉を経験したかもしれないこと、したがって、受信済み電力制御コマンドが疑わしいものであることを当然仮定することが可能となる。無線端末装置は、同相信号電力制御コマンドレベルの予想範囲に関して、直角位相成分信号レベルに基づいてとるべきアクションの進行を決定することができる。例えば、直角位相成分が相対的に非常に低い場合、干渉レベルはおそらく低くなり、例えば、受け入れられ、完全に利用される信頼性の高いものとしてコマンドの処理を行うことが可能となる。直角位相成分が相対的に非常に高い場合、干渉レベルはおそらく高くなり、例えば、無線端末装置によって無視されたり、破棄されたりするなどの信頼性の高くないものとして電力制御コマンドの処理を行うことが望ましい。直角位相成分が中間レベルである場合、無線端末装置は、わずかの量の受信済み電力制御コマンドである送信出力レベルの調整を実行することも可能であり、実施形態によってはこのような送信出力レベルの調整を行うものもある。
【００１０】
本発明によれば、基地局からの電力制御コマンドは３またはそれ以上の領域のうちの１つの領域で構造化される。電力の変更制御を望まない場合、コマンドレベルは０となる。無線端末装置の送信出力レベルの上昇を望む場合、コマンドレベルを範囲［ａ，ｂ］内に適切にセットする。出力レベルの低下を望む場合、コマンドレベルを範囲［−ｂ，−ａ］内に適切にセットすることになる（但し０＞ａ≧ｂ）。コマンドレベルａは、無線端末装置の要求送信出力レベルのＰａ分の上昇に対応し、コマンドレベルｂは無線端末装置の送信出力レベルのＰｂ分の要求された上昇に対応し、コマンドレベル−ａは無線端末装置の送信出力レベルの要求されたＰａ分の低下に対応し、コマンドレベル−ｂは無線端末装置の送信出力レベルの要求されたＰｂ分の低下に対応する。本発明によれば、出力レベルの調整を行う命令値は、一定レベルの調整を用いるデジタル方式の場合とは対照的に、範囲［−Ｐｂ，−Ｐａ］、［Ｐａ，Ｐｂ］内の出力レベルの調整値や、情報の送信に用いるビット数に基づいてステップサイズの調整を行う可能性を連続して選択したり、無限に選択したりすることを許容するアナログ値となる。
【００１１】
（１）変更なし、（２）連続（アナログ）上昇範囲、（３）連続（アナログ）低下範囲という本発明のマルチレベルオプションの電力制御には、上昇か低下かの２つのオプションのみを採用するという、周知のシステムに優るはっきりと異なる利点がある。これら周知の２つのオプションのシステムでは、多くの場合、例えば、＋−＋−＋−＋−．．．などの＋と−の制御コマンド間で前後にトグルによる切り替えを行うことによって、時間の経過に伴うゼロ電力制御が達成され、その結果、変更が時間の経過に伴って互いに相殺し合うことになる。このトグル切り替えの効果は、無線端末装置によって行われる不要な出力レベルの調整という点から、また、不要な電力制御のシグナリングという点から無駄なものである。この不要なシグナリングの結果、追加の信号処理が生じ、追加のエアリンクリソースを必要とし、その結果、出力レベルを変わらない状態のままにしておくコマンドとして電力制御信号の不在を処理する本発明のシステムと比較すると、システムを通じてずっと必要以上の高レベルの干渉が生じることになる。マルチレベルの電力制御実施構成では、本発明の特徴に従って、基地局は静かな状態のままであり、例えば、無線端末装置に対して送信出力レベルの変更を望まない場合には、基地局のそれぞれの信号成分で電力制御コマンド信号の送信が行われることはない。送信出力レベルの変更を望まないとき、電力制御コマンドを送信しないという本発明のこの特徴によって、システムにおける干渉レベルが低下し、帯域幅などの追加のエアリンクリソースが一定時間継続して使える状態になり、必要な信号処理量が減少し、いくつかの周知のシステムと比べて不要なトグル切り替え調整を行う必要がないことによって無線端末装置の電力消費が低減することになる。
【００１２】
本発明によれば、ａ、ｂの値および領域［−ｂ，−ａ］、［ａ，ｂ］の画定に用いるモデルは基地局と無線端末装置との双方によって認知される。ａ、ｂの値はシステム内の異なる無線端末装置に対して異なる値であってもよい。異なる別の無線端末装置または無線端末装置のタイプに対して異なる電力制御範囲を持つことによって、制御方式における柔軟性が増すことになる。実施形態によっては、一定間隔または非一定間隔でおよび／または頻繁に電力制御の改善を図るためにおよび／または干渉レベルの変更に応じて調整を行うために、値［ａ，ｂ］の調整や更新を行って、無線端末装置のエネルギを不必要に費やすことなく、所定の品質レベルで電力制御のシグナリングの所望レベルを保つようにすることが可能なものもある。別の実施形態では、個々の無線端末装置または無線端末装置のタイプに関連する値は、システムの更新や新たなソフトウェアの発売などのために再プログラムが行われるまで一定値のままとなることが可能である。
【００１３】
本発明の方法は、無線端末装置から得られるフィードバック情報の利用をサポートして、基地局による送信に先行して電力制御信号のスケーリングを行うようにするものでもある。１つの実施形態例では、ダウンリンクチャネルの品質レポートのフィードバック情報、並びに、信号送信に先行して基地局での電力制御コマンド信号の再スケーリングを行うために無線端末装置で用いる正確な電力制御スケーリングモデル／範囲限度についての知識などの無線端末装置のフィードバック情報が制御ループによって利用される。上記情報によって、基地局内の電力制御スケール係数情報は、コマンドの送信先である無線端末装置内のスケール係数情報と同期することになる。個々の無線端末装置に対してスケール係数調整を独立に行うようにしてもよい。本発明のスケール係数調整または同期を行う上記アプローチは、しっかりと結合された基地局へ個々の無線端末装置の電力制御ループを提供するものであり、これによって、制御の保持に必要な少数のシグナリングを結果としてもたらすことが可能となり、正確なスケーリングの利用によって、より少数のシグナリングを用いるより迅速な無線端末装置の応答の達成が可能となる。これによって、或るトランジェント条件に従う電力制御の安定性の達成に必要な時間量を短縮することが可能となる。
【００１４】
本発明の種々の特徴によれば、電力制御信号ホッピングシーケンスが基地局の端末ＩＤの各々に対して確立される。隣接セルにおいて電力制御信号に対して同時に同じ周波数を常時割り当てることのないように隣接基地局を制御することによって、隣接基地局間での電力制御信号における干渉を減らすことができるように一連の隣接基地局の構造化を行うことも可能である。セクタ化された実施形態において電力制御のシグナリングの干渉を限定するために、異なるセクタは、１つのセクタで電力制御に使用するトーンを所定時に隣接セクタで使用しない状態のまま放置する。干渉を限定するために、および、同じ周波数で同じ無線端末装置に向けられた電力制御のシグナリングに対する潜在的障害を限定するために用いる別のアプローチとして、スーパースロット送信間隔を時間などの複数の送信用スロットに細分化するアプローチがある。個々のスロットでは、本発明の１つの実施形態に従って、基地局は、基地局の端末識別子（ＩＤ）の数のサブセットに対して電力制御コマンド信号の送信を行う。このサブセットはフルセットの端末ＩＤに比べると小さなものである。このサブセットは、個々の無線端末装置に対応する電力制御コマンド信号の一続きの反復間隔を実質的に増やしながらスロット毎に変動するものである。したがって、このような実施形態では、電力制御のシグナリング反復の時間の方が、データ送信用として割り当てられたトーン用の反復時間よりもずっと長くなる。
【００１５】
本発明のいくつかの実施形態は、電力制御信号の各々の直角位相成分を利用して、装置（無線端末装置）識別情報を送信する。システムは、通常、無線端末装置識別子よりも多くの装置識別子をサポートし、実施形態によっては、装置識別子は特定の無線端末装置に対して一意のものとなる。電力制御をシグナリングする際に直角位相成分を利用することによって、基地局と無線端末装置間での通信の切断や紛失が生じた場合、システムの保守管理よるターンアラウンドタイム（ｔｕｒｎ−ａｒｏｕｎｄ  ｔｉｍｅ）の改善が得られるという利点が与えられる。この利点は、装置識別子を利用することによって、無線端末装置が、特定の装置と、同じ無線端末ＩＤをセル内で或る時点に利用していたかもしれない別の装置とのために意図される電力制御を区別することが可能となることに起因して得られる利点である。１つの特定の実施形態では、システム内の個々の装置（無線端末装置）は一意の装置識別子シーケンスを有し、この装置識別子シーケンスは当該基地局と装置（無線端末装置）とによって認知されているものである。装置（無線端末装置）が基地局によって認識され、対応する電力制御コマンドホッピングシーケンスを用いて端末識別子が割り当てられると、送信対象の電力制御信号の直角位相成分を用いて装置識別子シーケンス情報が通信される。これによって、無線端末装置は、例えば、端末ＩＤ割当ての紛失などの基地局との接続の紛失を迅速に検出することが可能となり、無線端末装置は、例えば、基地局への再アクセスを試みるなどの適切なアクションを即座にとることが可能となる。識別子シーケンス情報はまた、無線端末装置が、異なる装置（無線端末装置）用として意図された電力制御コマンドの誤った解釈と適用とを行うことを防止し、それによって、さらにロバストでかつ信頼性の高い電力制御実施構成を設けるのにも役立つものとなる。
【００１６】
本発明の多数のシグナリング特徴を単独であるいは種々の組み合わせで利用して、特定のシステムの必要に応じて種々のタイプのシステムでの利用が可能となる多種多様のシグナリング方法の提供が可能となることに留意されたい。したがって、説明を目的として例示のＯＦＤＭ無線システムのコンテキストに記載したように、本発明のシグナリング方法および装置は、符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）などの広範囲の他の通信技術に対しても適用可能であり、広範囲の別の通信システムに適用することも可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
セルラー無線データ通信システムというコンテキストで以下、本発明の例示の実施形態について説明する。この例示システムは、拡散スペクトルＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）多重接続システムであり、この多重接続システムには、本発明に準拠して実行される特徴、変更、改善、装置および方法が含まれる。本発明を説明することを目的として例示のＯＦＤＭ無線システムを用いてはいるが、本発明は広範囲のＣＤＭＡ、ＴＤＭＡなどの別の通信技術および広範囲の別の通信システムに対しても適用可能である。
【００１８】
図１は本発明に準拠する装置および方法を用いた例示の通信システム１００を示す図である。例示の通信システム１００には、基地局１（ＢＳ１）１０２と基地局Ｎ（ＢＳ  Ｎ）１０２’とを含む複数の基地局が含まれる。ＢＳ１  １０２は無線リンク１１２、１１４をそれぞれ介して複数のエンドノード（ＥＮ）ＥＮ１  １０８、ＥＮＮ  １１０と結合される。同様に、ＢＳ  Ｎ１０２’は、無線リンク１１２’、１１４’をそれぞれ介して複数のエンドノード（ＥＮ）、ＥＮ１  １０８’、ＥＮ  Ｎ１１０’と結合される。セル１  １０４は、無線カバーエリアを表わし、この無線カバーエリアで、ＢＳ１  １０２は、ＥＮ１  １０８などのＥＮと通信を行うことも可能である。セルＮ１０６は、ＢＳ  Ｎ１０２’がＥＮ１  １０８’などのＥＮと通信を行うことが可能な無線カバーエリアを表わす。ＥＮ１０８、１１０、１０８’、１１０’は通信システム１００の中を移動することも可能である。基地局ＢＳ１  １０２、ＢＳＮ１０２’はネットワークリンク１１８、１２０をそれぞれ介してネットワークノード１１６と結合される。ネットワークノード１１６は、別のネットワークノード、別の基地局、ルータ、ホームエージェントノード、認証・認可・課金（ＡＡＡ）サーバノードなどと、および、ネットワークリンク１２２を介してインターネットと結合される。ネットワークリンク１１８、１２０、１２２は光ファイバケーブルなどであってもよい。ネットワークリンク１２２は通信システム１００の外側にインタフェースを設けて、ＥＮなどのユーザがシステム１００の外側のノードと通信できるようにするものである。
【００１９】
図２は本発明に準拠する例示基地局２００を示す。例示基地局２００は図１の基地局１０２、１０２’のさらに詳細な表現であってもよい。例示基地局２００には、受信機２０２、送信機２０４、ＣＰＵなどのプロセッサ２０６、入出力インタフェース２０８並びにバス２０９を介して一体に結合されたメモリ２１０が含まれる。種々のエレメント２０２、２０４、２０６、２０８、２１０は、バス２０９を介してデータや情報を交換することも可能である。
【００２０】
受信機２０２と送信機２０４とはそれぞれアンテナ２０３、２０５と結合され、基地局２００が、そのセルラーカバーエリア内の無線端末装置などのエンドノードを用いてデータや情報を交換するなどの通信方法を提供する。デコーダ２１２を含む受信機２０２は、上記カバーエリアのセル内で作動するエンドノードによって符号化され、送信されたシグナリングの受信と復号化とを行う。送信機２０４には、送信前にシグナリングを符号化するエンコーダ２１４と、電力トーン‐シンボル生成回路構成２１６とが含まれる。電力トーン‐シンボル生成回路構成２１６は、本明細書で電力トーン‐シンボルと呼ぶ制御信号を生成する。本発明に準拠する基地局２００によってサービスされる無線端末装置などのエンドノードの各エンドノード用の適切なシンボルタイムに適したトーン周波数で適切なアナログレベルを用いて電力トーン‐シンボルは生成される。この電力トーン‐シンボルの生成には、単一トーンでの電力制御情報のマッピングが含まれる。次いで、電力‐トーン信号は単一のＯＦＤＭシンボルの送信時間中に送信される。
【００２１】
メモリ２１８には、ルーチン２１８とデータ／情報２２０とが含まれる。プロセッサ２０６は、ルーチン２１８を実行し、メモリ２１０内のデータ／情報２２０を利用することによって基地局２００を制御して、基本的基地局の機能性を実行するために、および、サービスを受ける無線端末装置の電力制御を含む本発明の新たな特徴と改善点を制御し、これらを実現するために、受信機２０２、送信機２０４、入出力インタフェース２０８を作動させる。入出力インタフェース２０８は、インターネットとのインタフェース、および、中間ネットワークノード、ルータ、ＡＡＡサーバノード、ホームエージェントノードなどの別のネットワークノードを基地局２００に提供し、それによって、基地局２００と無線リンクを介してエンドノードは通信を行い、通信システムを通じて別のエンドノードなどの別のピアノードと、および例えばインターネットを介して通信システムの外部とデータおよび情報の接続、通信、交換を行うことを可能にする。
【００２２】
ルーチン２１８には通信ルーチン２２２と基地局制御ルーチン２２４とが含まれる。基地局制御ルーチン２２４にはセクタ制御ルーチン２２５と、無線端末装置の電力制御ルーチン２２６とが含まれる。種々のセクタ化された実施形態では、セクタ制御ルーチン２２５が個々のセクタでのトーンの利用を制御する。場合に応じて同じ１組のトーンが個々のセクタで用いられるが、いくつかの電力制御信号との衝突を避けるために、隣接セクタで使用されるトーンを制御して、電力制御のシグナリングに用いるトーンを隣接セクタで同時に使用しないようにする。したがって、セクタ制御２２５は、いくつかのトーンを制御して、いくつかのセクタでこれらのトーンが特定の時点に使用しない状態のままになることが可能となる。本発明の制御信号の特徴は、セクタ化セルと非セクタ化セルの双方での利用が可能である。無線端末装置の電力制御ルーチン２２６には、順序付けモジュール２２８、制御コマンドモジュール２３０およびスケーリング用モジュール２３２が含まれる。データ／情報２２０には、データ２３４、電力トーン‐シンボルホッピング順序付け情報２３６、電力コマンド範囲情報２３８、装置ＩＤシーケンス情報２３９、ユーザデータ／情報２４０が含まれる。データトーンホッピングシーケンス情報２３５もメモリ２１０に含まれる。本発明の種々の実施形態では、データトーンホッピングシーケンスは、種々の無線端末装置で使用する電力制御のシグナリングホッピングシーケンスの時間よりも短い時間を有する。したがって、データトーンホッピングシーケンスの周期性は、実施構成によっては、電力制御信号トーンホッピングシーケンスよりも短くなるものもある。ユーザデータ／情報２４０には複数のユーザ情報（ユーザ１情報２４１およびユーザＮ情報２５０）が含まれる。ユーザ１情報２４１などの個々のユーザ情報には、電力制御コマンド情報２４２、端末識別子（ＩＤ）２４４、チャネル品質情報２４６、電力制御スケール係数情報２４８、装置識別情報２４９が含まれる。
【００２３】
データ２３４は、エンドノードからの受信データと、エンドノードへの送信データとを含むものであってもよい。電力トーン‐シンボル順序付け情報２３６は、電力制御トーン‐シンボルとして利用できる指定された１組のトーンや、１組の電力トーン‐シンボルホッピングシーケンスや、上記シーケンスを得ることができる情報や、基地局２００に固有の個々のシーケンスであって、シーケンス内のある特定のシンボルタイムにおける特定のトーン割当てと端末識別子（ＩＤ）２４４とを相関させる個々のシーケンスを含むものであってもよい。実施形態によっては、ある時点で基地局とリアルタイムで通信可能なＮ個の無線端末装置の各々に対して１つの端末識別子ＩＤを使用するものもある。セルの中に入る際に、エンドノードなどの無線端末装置は端末ＩＤに割り当てられる。したがって、無線端末装置がセルに入ったり、セルから出たりするとき端末ＩＤは再使用されることになる。装置専用のものである装置ＩＤは、通常システム内の装置に対して一意のものであり、無線端末装置がセルからセルへ移動するときも同じ一意の装置ＩＤのままとなる。電力トーン‐シンボル順序付け情報２３６は、連続シンボルタイムの指定番号などのスロットタイムや、スロット中に電力制御コマンドトーン‐シンボルを受信できる基地局端末ＩＤ３４４の指定番号（サブセットの基地局端末ＩＤ３４４の個数全体など）、複数のスロット、１組のスロットなどのスーパスロットタイムも含むものであってもよい。電力制御範囲情報２３８は、無線端末装置の送信電力の増減を命令するのに用いる、無線端末装置の電力制御コマンド用の上位範囲限度および下位範囲限度と相関づけることができる値を含むものであってもよい。例えば、基地局から遠いところに在る無線端末装置用として使われるものとは異なる電力制御範囲を基地局の近くに在る無線端末装置用として使用することができる。実施形態によっては、電力コマンド範囲情報２３８は、一意の無線端末装置あるいは異なるグループ、タイプ、類別の無線端末装置を表わすものとして異なる情報となる場合もある。実施形態によっては、電力コマンド範囲情報２３８は、基地局２００と無線端末装置とによって認知され、基地局２００と無線端末装置とが再プログラムされるまでの比較的長い間隔の間、変わらない状態のままである一定値となる場合もある。別の実施形態では、これらの範囲の値が、基地局２００による周期的間隔または非周期的間隔で基地局２００によって調整され、新たな範囲値情報２３８が無線端末装置へ転送される場合もある。装置識別子シーケンス情報２３９は、複数のシーケンスや、上記シーケンスを導き出すための情報を含むものであってもよく、個々のシーケンスは、無線端末装置などのある特定の装置に対して一意であり、さらに、個々のシーケンスはＩＰアドレスなどの装置ＩＤ２４９と関連づけられたものである。実施形態によっては、装置ＩＤシーケンス情報２３９が、電力コマンドトーン‐シンボルの同相成分と直角位相成分とのうちの、基地局２００と無線端末装置との間で送信される成分となる場合もある。
【００２４】
電力制御コマンド情報２４２には、基地局２００が計算した電力制御無線端末装置送信レベル調整値であって、サービスを受けている無線端末装置の各々に対する電力制御無線端末装置送信レベル調整値が含まれる。個々の基地局は、サービスを受けている無線端末装置などのユーザに割り当てられた１組の端末識別子（端末ＩＤ）２４４を有する。個々の端末ＩＤ２４４は情報２３６の異なる電力トーン‐シンボルホッピングシーケンスと関連づけられたものであってもよい。チャネル品質情報２４６はフィードバック電力情報を含むユーザからのチャネル品質レポートと無線端末装置からのダウンリンクチャネル品質レポートとであってもよい。複数の過去の送信用としてフィードバック情報を格納することも可能である。電力制御スケール係数２４８は、過去のフィードバック情報に基づく計算済みの利得調整値であってもよく、送信前にこの利得調整値を電力制御コマンド２４２に適用して、無線端末装置の送信出力レベルをさらに正確に制御することが望ましい。装置ＩＤ情報２４９は、個々の無線端末装置に対する一意のＩＰアドレスと関連付けられた無線端末装置識別子であってもよく、この装置ＩＤ情報２４９によって、基地局２００は、特定の対応する装置ＩＤシーケンスの選択を情報２３９から行うことが可能となる。装置ＩＤ情報２４９は通常、無線端末装置に対して一意のものであり、基地局に依存するものではない。
【００２５】
通信ルーチン２２２には、ＩＰ電話サービス、システム内の１以上のユーザエンドノードへのテキストサービスおよび／または双方向型ゲームなどを提供できる種々の通信用アプリケーションが含まれる。基地局制御ルーチン２２４は、信号生成および受信を示す基本制御と、データとパイロットホッピングシーケンスとの制御と、エンコーダ２１２とデコーダ２１４との制御と、スケジューリングと、ユーザへの帯域幅の割当てと、端末ＩＤ２４４に対するユーザのスケジューリングと、基地局２００からの出力送信電力の制御と、を含む機能を実施するものである。
【００２６】
やはり基地局制御ルーチン２２４に含まれる無線端末装置の電力制御ルーチン２２６は、基地局２００によってサービスを受けている無線端末装置の各々に対して電力制御を実施するものであってもよく、この電力制御ルーチン２２６には、生成され、無線端末装置へ送信されるアナログ電力制御信号などのアナログ電力制御コマンドを利用する無線端末装置の送信出力レベルの閉鎖ループ制御が含まれる。
【００２７】
順序付けモジュール２２８は、本発明に準拠する電力トーン‐シンボル順序付け情報２３６と端末ＩＤ２４４を含むデータ／情報２２０とを利用して、基地局の電力制御トーン‐シンボルシーケンスの処理を制御するものである。順序付けモジュール２２８は、特定のシンボルタイム中にどのトーン周波数を送信すべきかを直接命令するものであり、特定の端末ＩＤ２４４が電力制御コマンドを無線端末装置へ送信するためのものである。実施形態によっては、順序付けモジュール２２８が、装置ＩＤシーケンス情報２３９も利用し、さらに、装置ＩＤ２４９を利用して、電力トーン‐シンボル内の電力制御コマンド２４２に付随する一意の装置シーケンス情報を生成するものもある。
【００２８】
制御コマンドモジュール２３０は、電力コマンド範囲情報２３８、端末ＩＤ２４４、装置ＩＤ２４９、並びに無線端末装置から出力された過去のフィードバック電力データおよび／またはダウンリンクチャネル品質レポートなどのチャネル品質情報２４６を含むデータ／情報２２０を利用することによって、基地局からサービスを受ける無線端末装置の送信出力レベルの調整コマンドなどの電力制御コマンド２４２をユーザの各々に対して生成するものである。
【００２９】
スケーリング用モジュール２３２は、基地局２００によってサービスを受ける個々のユーザ用の現在の電力制御スケール係数２４８を計算する。この計算は、複数の過去の送信、電力制御コマンド２４２の過去の送信、無線端末装置の動作電力制御モデルについての知識および過去のコマンドに対する予想される応答を介する、フィードバック電力情報および／またはダウンリンクチャネル品質レポートなどの情報の関数として実行することができる。スケーリング用モジュール２３２はまた、電力制御コマンド２４２と電力制御スケール係数２４８のような入力を含むデータ／情報２２０も利用して、電力制御コマンド２４２のスケーリングや更新を行うようにするものである。この更新済み電力制御コマンド２４２は、電力トーン‐シンボル生成回路構成２１６へ送信され、意図された無線端末装置への送信前に、再スケール済みのアナログ電力トーンシンボル信号コマンドレベルの生成が行われることになる。
【００３０】
図３は本発明に準拠する例示エンドノード３００を示す図である。例示エンドノード３００は図１のエンドノード１０８、１１０、１０８’、１１０’のうちのいずれかで用いることができる。例えば、無線端末装置などの例示エンドノード３００は移動端末装置、移動局、移動ノード、固定無線装置などであってもよい。本願では、エンドノード３００についての言及は無線端末装置、移動ノードなどの任意のエンドノードに対応するものと解釈することができる。無線端末装置は移動ノードまたは無線通信リンクをサポートする固定装置であってもよい。例示エンドノード３００には、受信機３０２、送信機３０４、ＣＰＵなどのプロセッサ３０６、バス３１０を介して一体に結合されたメモリ３０８が含まれる。これら種々のエレメント３０２、３０４、３０６、３０８は、バス３１０を介してデータと情報とを交換することも可能である。
【００３１】
受信機３０２と送信機３０４とは、エンドノード３００が無線リンクを介して基地局２００と通信する方法を提供するアンテナ３０３、３０５とそれぞれ結合される。受信機３０２はデコーダ３１２と電力トーン‐シンボル検出回路３１４とを含む。受信機３０２は、基地局２００が符号化し、送信したデータ送信などのシグナリングを受信し、このシグナリングを復号化する。受信機３０２は、本発明に準拠する電力トーン‐シンボル検出回路構成３１４を用いて、アナログ電力‐トーンシンボルの検出と受信も行う。送信機３０４は、送信前にシグナリングを符号化するエンコーダ３１６と、本発明に準拠する制御コマンドに応じて送信機の出力レベルを調整する電力制御モジュール３１８とを含む。
【００３２】
メモリ３０８はルーチン３２０およびデータ／情報３２２を含む。プロセッサ３０６は、ルーチン３２０を実行し、メモリ３０８内のデータ／情報３２２を利用することによってエンドノード３００の動作を制御して、受信機３０２と送信機３０４との作動、および、無線端末装置の基本的処理／制御機能性の実行、並びに、無線端末装置の送信出力レベルに向けられた電力制御コマンドの検出と、評価と、適用とを含む本発明の新たな特徴と改善点の制御並びに実現を意図するものである。
【００３３】
ルーチン３２０には、通信ルーチン３２４、電力トーン‐シンボル受信ルーチン３２６、無線端末制御ルーチン３２８が含まれる。無線端末制御ルーチン３２８には電力制御ルーチン３３０が含まれる。データ／情報３２２は、ユーザデータ３３２、ユーザ電力情報３３４、システム電源情報３３６を含むものである。ユーザ電力情報３３４は、現在の出力レベル情報３３８、受信済みトーンシンボル情報３４０、新たな出力レベル情報３４２、端末ＩＤ情報３４４、基地局ＩＤ情報３４５、チャネルレポート情報３４６、装置識別子シーケンス３４７を含む。システム電源情報３３６は、電力トーン‐シンボルホッピングシーケンス情報３４８、電力制御範囲情報３５０、電力制御モデル情報３５２、品質情報３５４を含む。データ／情報ブロック３２２にもデータトーンホッピングシーケンス情報３３３が含まれる。種々の実施形態では、単数または複数のデータトーンホッピングシーケンスの周期性は、使用される電力制御トーンホッピングシーケンスよりも短くなる。
【００３４】
ユーザデータ３３２は、基地局２００へ送信すべきデータおよび基地局２００から受信したデータを含むものであってもよい。ユーザの現在の出力レベル情報３３８は、現在のまたは最新の送信出力レベル並びに電池出力レベルの状態を含むものであってもよい。受信済み電力トーン‐シンボル情報３４０は、基地局２００からの、最後の電力トーン‐シンボルの送信に含まれる情報を含むものであってもよく、この情報には、電力制御コマンド値、および、実施形態によっては品質値や装置ＩＤシーケンス値が含まれる。新たな出力レベル情報３４２は、基地局からの電力制御コマンドに基づく新たな送信電力割当て値を含むものであってもよい。端末ＩＤ情報３４４は基地局に割り当てられたＩＤである。基地局ＩＤ情報３４５には、無線端末装置３００を接続する接続先の特定の基地局の特定利用できる勾配値などの情報が含まれる。無線端末装置３００によって、基地局ＩＤ情報３４５と端末ＩＤ情報３４４とを利用して、特定の基地局２００によって無線端末装置３００に割り当てられた端末ＩＤ３４４用の情報３４８の指定済み電力制御トーン‐シンボルシーケンスの取得を図ることも可能である。チャネルレポート情報３４６は、検知されたパイロット、ダウンリンクチャネル品質レポート、干渉レベル、検出されたコマンドレベルから得られる情報を含む基地局への電力情報フィードバックを含むものであってもよい。電力トーン‐シンボルシーケンス情報は、複数の特定の電力トーン‐シンボルホッピングシーケンスや、異なる基地局ＩＤ３４５の異なる端末ＩＤ３４４と関連づけられた、シーケンスを導き出すのに用いる情報３４８を含むものであってもよい。電力制御範囲情報３５０は、基地局の送信電力制御の増／減コマンドトーン‐シンボルにおける上限値と下限値を規定する値を含むものであってもよい。無線端末装置の電力制御範囲値情報３５０は、ある特定の無線端末装置３００に対して基地局の電力コマンド範囲情報２３８をマッチさせることが望ましい。電力制御モデル情報３５２は、無線端末装置３００が受信した実際の電力制御コマンド値を電力制御範囲情報３５０内の限界値の間で補間することを可能にする電力制御式をモデル化するルックアップテーブルのような情報を含むものであってもよい。品質情報３５４は、受信済み電力トーン‐シンボル情報３４０に含まれる品質情報を適用する判断基準を含むものであってもよい。１つの実施形態では、品質情報３５４は、上回った場合には、電力制御コマンドの拒否を結果としてもたらすが、上回らなかった場合には、電力制御コマンドの受け入れを結果としてもたらすようなレベルを含むものであってもよい。別の実施形態では、品質情報３５４の判断基準は、上回った場合には、無線端末装置３００による電力制御コマンドの拒絶と破棄とを結果としてもたらす第１のしきい値レベルと、上回らなかった場合には、無線端末装置の受け入れと、フル電力制御コマンドの利用とを結果としてもたらす第２のしきい値レベルと、受信済み電力制御コマンドの割合を適用することができる、第１のレベルと第２のレベルとの間の中間領域とを含むものであってもよい。
【００３５】
通信ルーチン３２４には、ＩＰ電話サービス、１以上のエンドノードユーザへのテキストサービスおよび／または双方向型ゲームなどを提供できる種々の通信用アプリケーションが含まれる。
【００３６】
電力トーン‐シンボル受信ルーチン３２６は、無線端末装置３００用の電力制御を行うために基地局２００によって割り当てられたトーン‐シンボルを受信し、このトーン‐シンボルを検出するために、電力トーン‐シンボルホッピングシーケンス情報３４８と、基地局ＩＤ３４５と、割り当てられた端末ＩＤ３４４とを含むデータ／情報３２２を利用して、電力トーン‐シンボル検出モジュール３１４の制御を行う。受信ルーチン３２６の制御下にある検出回路構成３１４は、受信済み電力トーン‐シンボル３４０の成分に含まれる品質情報／装置ＩＤシーケンス情報から別々のコマンド情報の分離を行う。受信ルーチン３２６は受信済みのトーン‐シンボル情報３４０を処理することができる。受信ルーチン３２６による処理は、容認可能な範囲情報３５０に対して受信済み電力トーン‐シンボル３４０のコマンドレベル部分（ＩまたはＱ成分）のチェックを行うステップと、受信済み電力トーン‐シンボル３４０の品質部分（ＩおよびＱ成分のうちの別の成分）をシステム品質情報３５４内の限度に対して比較するステップとを含むことも可能である。これらの評価の結果に基づいて、ルーチン３２６はチャネルレポート情報３４６の中へ品質評価を送出することも可能である。実施形態によっては、受信ルーチン３２６が受信済み電力トーン‐シンボル情報３４８を、装置識別子シーケンス３４７内の公知の予想値に対してチェックして、基地局２００と無線端末装置３００との間での通信の認証を行うことも可能なものもある。
【００３７】
無線端末制御ルーチン３２８は、送信機３０４並びに受信機３０２の動作を含み、さらに、データ／制御ホッピングシーケンス、状態制御、電力制御を含む信号の生成並びに受信を含む無線端末装置３００の基本的機能性を制御するルーチンである。
【００３８】
電力制御ルーチン３３０は、チャネルレポート情報３４６と、電池状態などの現在の出力レベル情報３３８とを含むデータ／情報３２２を利用して、どのようなアクションを実行すべきかを決定することが可能である。すなわち、例えば、疑わしい送信信号が干渉によって損なわれたものであるとき、受信済み電力制御コマンドを無視したり、最低限の品質レベルなどの場合には、わずかの量のコマンドを適用したり、非常に低い干渉が検出されるために非常に高い品質レベルであると判定される十分な品質レベルなどの場合には、フルコマンドレベルを適用したりすることが行われる。例えば、信頼できない信号を示すレベルなどの特定のノイズレベルの検出に利用する、予め選択されたレベル以上の電力を含む制御情報を送信するために、受信済み制御信号のＩおよびＱの信号部分が用いられていないとき、電力制御ルーチン３３０によって受信済み電力制御信号を無視する決定を行うことが可能である。電力制御信号内の受信出力レベルゼロは、無線装置３００が使用する送信出力レベルをゼロの分だけ変更すべき（変更を要求しないなど）旨を示すものである。電力制御ルーチン３３０が出力レベルを変更しない旨の決定を行った場合、情報３３８内の現在の送信出力レベルは電力制御回路へ向けられることになる。電力制御ルーチン３３０が送信電力の変更を決定した場合、情報３３８内の現在の送信出力レベルと、情報３４０内の受信済みトーンシンボル電力コマンドと、電力制御範囲情報３５０と、電力制御モデル情報３５２とを含むデータ／情報３２２を利用して、電力制御回路３１８が利用対象とする新たな送信出力レベル３４２が計算される。
【００３９】
図４は、例示のＯＦＤＭ方式に関連する、縦軸４０２が周波数、横軸４０４が時間のグラフ４００を示す図である。例えば、例示のＯＦＤＭ方式での通信帯域幅の時間の経過に伴うエアリンクリソース４０４が、６行×５列のボックスのグリッドとしてグラフ４００に図示されている。例示のＯＦＤＭ方式では、周波数領域内の利用可能な帯域幅４０６は分割されて、複数の直交トーン４０８に変えられる。時間領域は分割されて、複数のＯＦＤＭシンボル周期４１０に変えられる。任意のＯＦＤＭシンボル周期において、６つのトーン４０８のうちのいずれのトーンを用いても、通信対象の情報を表わす複素数の送信が可能となる。エアリンクリソース４０４の基本単位は本願でトーン‐シンボル４１２と呼ぶＯＦＤＭシンボル周期４１０内のトーン４０８であり、この基本単位は正方形のグリッドボックス４１２によって表される。図１は、合計３０個のトーン‐シンボル、すなわちエアリンクリソース４０４の５個のＯＦＤＭシンボル周期の各々の中の６個のトーン‐シンボルを示す図である。
【００４０】
例示のＯＦＤＭ方式では、基地局は、基地局のセルラーカバーエリアすなわちセル内に配置されている無線端末装置へトーン‐シンボルを送信することも可能である。本発明によれば、個々の電力制御コマンドは、単一のトーン‐シンボルを用いて基地局によって無線端末装置へ送信される。一般に、複素数は個々のトーン‐シンボルを用いて送信される。複素数には同相成分と直角位相成分の２つの成分が含まれる。本願の説明では、トーン‐シンボルの同相成分と直角位相成分とに割り当てられた用途の入れ替えを行うことが可能となる。同相および直角位相の２つの成分で送信される情報は、同相成分から得られる所定の量と、既知の量とによってオフセットされた２つの直交成分で送信することも可能である。
【００４１】
図５のグラフ５００では、縦軸５１０は直角位相５１０を表し、横軸５１２は同相を表す。グラフ５００では、例示のトーン‐シンボル５１４は同相成分５１６と直角位相成分５１８とを含む。グラフ５００の実施形態例では、単一のトーン‐シンボル５１４を用いて２つの電力制御コマンドが送信されるが、その場合、第１の電力制御コマンドは、同相成分５１６で送信され、第１の無線端末装置（無線端末装置＃１）用の電力制御コマンドとして利用することも可能であり、さらに、第２の電力制御コマンドは直角位相成分５１８で送信され、第２の無線端末装置（無線端末装置＃２）用として利用することも可能である。
【００４２】
別の実施形態では、異なる無線端末装置用として意図された電力制御コマンドは独立に送信される。このような実施形態では、１つの無線端末装置に対する唯一の電力制御コマンドは単一のトーン‐シンボルで送信される。図５のグラフ５２０はこのような実施形態を示す図である。図５のグラフ５２０では、縦軸５３０は直角位相を表し、横軸５３２は同相を表す。グラフ５２０では、例示のトーン‐シンボル５３４は同相成分５３６および無のすなわちゼロの直角位相成分を含む。このケースでは、電力制御コマンドは同相成分５３６で送信され、直角位相成分の送信時に使用しない状態のまま放置することが可能であり、例えば、電力は直角位相成分で基地局による送信が行われなくなる。直角位相成分の予想される使用しない状態、すなわち、電力制御トーン‐シンボルでの直角位相成分の無送信は、シグナリングの干渉の検出を容易にすることによってシグナリングのロバスト性の改善に寄与することができる。無線端末装置は、受信したトーン‐シンボル５３４の直角位相成分を評価して、同相成分５３６における受信済み電力制御コマンドの信頼性を決定することが可能である。セルラー環境では、電力制御コマンドを搬送するトーン‐シンボルを含むトーン‐シンボルは隣接基地局などからの干渉を被ることになる。基地局がゼロの直角位相を持つ電力制御トーン‐シンボルを送信したことに起因して、直角位相成分の信号成分がないことが望ましいのに、無線端末装置が電力制御トーン‐シンボルの直角位相成分の中にかなりの量のエネルギを検出したと仮定しよう。このような場合、直角位相成分内の高い信号レベルは無線端末装置にとって良好な表示となり、この表示は、強い干渉器が、損なわれた電力トーン‐シンボルを有すること、したがって、無線端末装置が、電力制御コマンドの重要性を割り引いて考えることおよび／またはコマンドを破棄することが望ましく、また実施形態によってはそのようなアクションを行うものもあることを示すものである。
【００４３】
別の実施形態では、１つの無線端末装置用の単一電力制御コマンドが、単一の電力制御トーン‐シンボルの同相成分で送信され、予め設定された信号レベル（非常に低いレベルなど）が信号の直角位相成分で送信され、そこで、検出された受信済み直角位相成分のレベルが無線端末装置により利用され、同相成分内の電力制御コマンド信号に対する干渉レベルが決定され、この干渉レベルを全部利用したり、部分的に利用したり、あるいは重みを付けて利用したりするアクションや拒絶が行われることになる。
【００４４】
別の実施形態では、１つの無線端末装置に対する単一電力制御コマンドが単一の電力制御トーン‐シンボルの同相成分で送信され、基地局は、直角位相成分で信号を送信しなくなり、無線端末装置は直角位相信号を評価しなくなる。
【００４５】
さらに別の実施形態では、１つの無線端末装置に対する単一電力制御コマンドが単一の電力制御トーン‐シンボルの同相成分で送信され、無線端末装置識別子シーケンス情報などの異なる機能や用途が直角位相成分で送信された情報に割り当てられる。
【００４６】
本発明によれば、実施形態によっては、基地局が無線端末装置の送信電力の調整を意図するものではない場合、基地局は対応する電力制御コマンドを送信しないものもある。基地局が無線端末装置の送信出力レベルの変更を望まないとき、電力制御コマンドに関して静かな状態を保つ基地局の上記アプローチは、さらに効率のよいものであり、多くの一般的な公知の電力制御実施構成に比べると少ない干渉を生みだすものとなる。多くの一般的な公知の電力制御実施構成では、電力制御信号は一連の＋または−のコマンド信号として送信され、ゼロネットエフェクト（zero net effect）を達成するために、コマンド信号は＋＋−−＋−などの形で交番される。この周知の、広く利用されている電力制御信号のトグリングによる切り替え方法は効率的なものではない。というのは、この方法は、無線端末装置に不必要な調整を行わせ、電力を消費させる場合があり、さらに、電力制御信号のトグリングを行う基地局送信に起因して、追加の干渉を生じる追加の望ましくない副作用を伴うものである。これとは対照的に、本発明の方法では、不要な調整を行うことを無線端末装置に命令しないようにすることによって無線端末装置の電力を節減し、低下した基地局電力制御のシグナリングから干渉レベルを下げるという追加の利点を有するものである。
【００４７】
例えば、グラフ５００などで示されているように、２つの電力制御コマンドがトーン‐シンボルを共有する場合、無線端末装置＃１への第１の電力制御コマンドの送信が意図されたものでなく、無線端末装置＃２への第２の電力制御コマンドの送信が意図されたものであれば、同相成分５１６をゼロにセットし、一方、直角位相成分５１８を適切な非ゼロ値にセットすることができる。基地局が無線端末装置＃１または無線端末装置＃２のいずれかに対する電力制御コマンドの送信を意図しなければ、同相成分５１６と直角位相成分５１８の双方共ゼロになり、トーン‐シンボル５１４は送信されなくなる。１つの無線端末装置用の１つの電力制御コマンドによってトーン‐シンボルが占有されるいくつかの実施形態例では、基地局による電力制御コマンドの送信を意図しなければ、同相成分は送信されず、さらに、正方形の成分が送信されなければ、あるいは、直角位相成分が使用しない状態であれば、複素数全体は当該トーン‐シンボルで送信されなくなる。
【００４８】
図６の６００は本発明に基づく電力制御コマンドのアナログシグナリングの例示の利用を示す図である。横軸６０２は、基地局から無線端末装置への電力制御コマンドの値を表す。電力制御コマンド軸線６０２に沿って、値−ｂ６０４、−ａ６０６、ゼロ６０８、ａ６１０、ｂ６１２が示されている。［−ｂ，−ａ］６１４と［ａ，ｂ］６１６の間隔が示され、軸線６０２の下の中かっこによって示されている。本発明によれば、電力制御コマンドをゼロ６０８として、基地局が無線端末装置の送信電力の調整を意図しない旨を示すことができる。ドット６４０はゼロコマンドを表わす。電力制御コマンドが非ゼロであれば、同相または直角位相成分で送信される電力制御コマンドの値は［−ｂ，−ａ］６１４または［ａ，ｂ］６１６の間隔にすることができる（但しｂ≧ａ＞０）。３つの頭部を持つ矢印６１８は、基地局が選択できる電力制御コマンドの３つの容認可能な入力値：ゼロ（０）６０８、間隔［−ｂ，−ａ］６１４あるいは間隔［ａ，ｂ］６１６を指すものである。値が＋ａ６１０であれば場合、電力制御コマンドはＰａだけ送信電力を上げるように無線端末装置に指示する。値が−ａ６０６であれば、電力制御コマンドはＰａだけ送信電力を下げるように無線端末装置に指示する。値が＋ｂ６１２であれば、電力制御コマンドはＰｂだけ送信電力を上げるように無線端末装置に指示する。値が−ｂ６０４であれば場合、電力制御コマンドはＰｂだけ送信電力を下げるように無線端末装置に指示する。例示の値ｘ６２０などの値が間隔［−ｂ，−ａ］６１４内の−ｂ６０４と−ａ６０６との間にあれば、ドット６５０によって表わされる電力制御コマンドは、量Ｐｘだけ送信電力を下げるように無線端末装置に命令する（但しＰｘはＰａとＰｂとの間の量であり、Ｐｘはｘの関数である）。１つの実施形態では、Ｐｘ＝Ｐａ＋（Ｐａ−Ｐｂ）＊（ｘ＋ａ）／（ｂ−ａ）となる。例示の値ｙ６３０などの値が、間隔［ａ，ｂ］６１６内のａ６１０とｂ６１２との間にあれば、ドット６６０によって表わされる電力制御コマンドは、量ｐｙだけ送信電力を上げるように無線端末装置に命令することになる（但しＰｙはＰａとＰｂとの間の量であり、Ｐｙはｙの関数である）。１つの実施形態では、Ｐｙ＝Ｐａ＋（Ｐｂ−Ｐａ）＊（ｙーａ）／（ｂ−ａ）となる。
【００４９】
ｂ＝ａのような極端な場合、電力制御コマンドは、レベルＰａ＝Ｐｂだけ送信電力を上げたり、レベルＰａ＝Ｐｂだけ送信電力を下げたりするような電力の変更を行わないように無線端末装置に命令することも可能である。
【００５０】
本発明の種々の実施形態によれば、電力制御コマンドは、無限の選択数と連続する電力制御選択能力とを示す実数である。別の実施形態では、例えば３またはそれ以上の限られた数の電力調整をサポートすることも可能である。本発明に準拠するアナログ制御コマンド信号レベルのこの方法は、非常に効率のよい、かつ、柔軟性のある出力レベルの調整方法を正確に選択し、迅速に送信するステップを個々の無線端末装置へ提供し、それによって電力調整コマンド信号の数を減らし、その結果さらに迅速に安定性を達成することを可能にするものである。これは、電力制御コマンド信号に対するデジタルレベルの典型的な送信とは対照的なものであり、上記デジタルレベルの典型的な送信は効率のよくないものになる場合があり、より少数の選択分解能を提供し、一般的に好まれる、安定化を行うためにはさらに多くのシグナリングを必要とし、さらに多くの時間を必要とすることになる。デジタルコマンドが一定の分解能を用いて制御用単一ビットを利用する場合、正確な出力レベルへのアプローチを無線端末装置に行わせるためには、一般に複数のコマンドが必要となり、この複数のコマンドは、一般に、安定化を行うためにさらに多くの時間を必要とし、さらに多くのシグナリング干渉を生みだすことになる。マルチビットを利用するデジタルコマンドを用いる場合、電力制御コマンドメッセージに割り当てられた一定のビット数によって、生じる可能性のある一定の数の電力制御レベルの変更が生みだされることになり、さらに多くの分解能を得るために、電力制御に割り当てられたビット数を増やすにつれて、電力制御のシグナリングに利用される帯域幅が大きくなる。本発明のアナログシグナリング技法は、可能性のある多数のコマンドに起因する追加帯域幅を必要とすることなく、複数レベルのコマンドをサポートするものである。
【００５１】
図７のブロック図７００は、電力制御コマンド７０２を実際に無線で送信する前に、電力制御情報を処理して電力制御コマンド７０２（図２の２４２）のスケーリングを生成する方法を示すものである。図７で、電力制御情報７２０は、電力制御コマンド７０２を生成するために単一トーンのＩ信号成分またはＱ信号成分のうちの一方の信号成分上へまず変調される。変調処理は振幅変調器７２１によって実行される。振幅変調器７２１には、電力制御情報値を３つの振幅レベルのうちの少なくとも１つのレベルにマッピングを行うマッピングモジュール７２３が含まれる。種々の実施形態では、送信出力レベルの変更を示さない電力制御情報値は、出力レベルゼロにマップされる。変調器７２１によって生成された電力制御コマンドは種々の実施形態で送信前にスケーリングを受ける対象となる。スケール係数の計算は、無線端末装置７０４から受信したダウンリンクチャネル品質レポートから得られる情報を利用して、ユーザのチャネル品質情報（図２の２４６）に含まれる基地局のスケーリングルーチン（図２の２３２）のモジュール７０６で実行される。種々の実施形態で、上記スケール係数は、チャネル品質の低下に応じて増加し、レポートされたチャネル品質の改善に応じて減少する。計算回路７０６によって生成されたスケール係数７０５は、入力値として乗算器モジュール７０８へ供給される。基地局スケーリングルーチン（図２の２３２）の乗算器モジュール７０８は電力制御コマンド７０２に電力制御スケール係数７０５（図２の２４８）を乗算し、送信機７１０（図２の２０４）内の電力トーン‐シンボル生成回路構成（図２の２１６）へ送られる信号の調整を行う。一般にスケーリング係数７０５は時間の経過に伴って変化する。異なる無線端末装置に対して異なるスケーリング係数２４８が用いられる。一般に、スケーリング係数７０５の決定は無線端末装置毎に独立に行われる。無線端末装置の各々が、対応するダウンリンクチャネル品質を基地局へ頻繁にレポートする１つの実施形態では、スケーリング係数は過去のダウンリンクチャネル品質レポートの関数となる。例えば、ダウンリンクチャネル品質が低下（または上昇）する場合、スケーリング係数は上昇（または低下）することになる。本発明に従って、ダウンリンクチャネル品質の低下を示す情報に応じて基地局におけるスケーリングは上昇する。
【００５２】
さらに効率よく、かつ、より高速に電力制御に対する応答を達成する際に、本発明に準拠して、基地局と無線端末装置間でスケール係数の同期を行う利点を説明するのに用いる以下の単純化した例について考えることにする。図６を参照して、ａ（６１０）の値＝５で、ａ（６１０）の値が０Ｗ出力増加コマンドに対応し、ｂ（６１２）の値＝１０が５Ｗ出力増加コマンドに対応し、制御モデルが範囲［ａ，ｂ］（６１６）において線形であり、基地局が、無線端末装置の電力送信レベルを５Ｗだけ上げて、ｙ（６３０）＝１０にセットし、無線端末装置へ電力制御コマンドを送信するように決定すると仮定する。しかし、無線端末装置は、無線端末装置などにおけるチャネル紛失や利得オフセット値などの係数に起因して信号をｙ（６３０）＝８と解釈し、３Ｗだけ送信電力を上げる。基地局は無線端末装置からの受信信号強度を測定し、送信信号強度用として２Ｗだけ増した第２のコマンドｙ（６３０）＝７を送出してもよいが、無線端末装置は、信号をｙ（６３０）＝５．６と解釈して、実際には１．６Ｗだけしか電力を上げない。最終的に無線端末装置の出力レベルは所望のレベルで収束することになる。しかし、範囲［−ｂ，ａ］および［ａ，ｂ］は、基地局が能力およびパフォーマンスを限定することによって望み通りにはならなくなる。
【００５３】
次に、本発明に準拠してスケール係数の同期を利用する場合の例示ケースについて考える。図６を参照すると、ａ（６１０）の値＝５で、ａ（６１０）の値が０Ｗ出力増加コマンドに対応し、ｂ（６１２）の値＝１０が５Ｗ出力増加コマンドに対応し、制御モデルが範囲［ａ，ｂ］（６１６）で線形であり、基地局が、無線端末装置の電力送信レベルを５Ｗだけ増やすようにし、通常ｙ（６３０）＝１０とセットするものと決定すると仮定する。しかし、スケール係数同期が現在アクティブになった状態で、基地局はパイロットフィードバック情報を含むダウンリンク品質チャネルレポートなどを含む過去のチャネルレポートフィードバック情報を利用して、スケール係数調整値を計算し、送信前に電力制御コマンドを印加するようにしてもよい。例えば、この例示のケースでは、スケール係数調整値は係数１０／８となり、その結果、基地局から無線端末装置への送信電力制御コマンドはｙ（６３０）＝１２.５となる。無線端末装置は、コマンド信号をｙ＝１０．０と解釈し、当初所望のようにその電力を５Ｗだけ上げる。
【００５４】
例示のＯＦＤＭ方式では、基地局は無線端末装置へ電力制御コマンドを定期的に送信し、これら無線端末装置の各々は基地局とのアクティブな接続を保持する。所定の無線端末装置用として電力制御コマンドの搬送に用いる１組のトーン‐シンボルは電力制御トーン‐シンボルシーケンスと呼ばれる。図８は、４つの無線端末装置の電力制御トーン‐シンボルシーケンスを示し、この４つの無線端末装置のうちの２つは、１つの基地局と接続され、その他の２つの無線端末装置は別の基地局と接続される。１つの実施形態では、電力制御トーン‐シンボルシーケンスのトーンは時折ホップする。電力制御トーン‐シンボルホッピングシーケンス２３６は、実施形態によっては基地局の端末識別子２４４と関連づけられるものもある。図８のグラフ８００は、第１の基地局（基地局Ａ）に対応して、周波数を表す縦軸８０２と時間を表す横軸８０４とを含む。エアリンクリソース８０６は、例示のトーン‐シンボル位置８０８などの３０個のトーン‐シンボル位置を含む。エアリンクリソース８０６には、水平の陰影線８１０を持つ正方形によって表わされる、基地局Ａの端末識別子＃１を備えた無線端末装置用の３個の電力制御トーン‐シンボルと、垂直の陰影線８１２を持つ、正方形によって表わされる基地局Ａの端末識別子＃２備えた無線端末装置用の３個の電力制御トーン‐シンボルとが含まれる。周波数と時間とで表わされるある特定の関係式に従うことが観察される３つの電力制御トーン‐シンボル８１０は、基地局Ａ用の端末識別子＃１の電力制御トーン‐シンボルシーケンスを構成することも可能である。周波数と時間とで表わされるある特定の関係式に従うことが観察される３つの電力制御トーン‐シンボル８１２は、基地局Ａ用の端末識別子＃２の電力制御トーン‐シンボルシーケンスを構成することも可能である。図８のグラフ８２０には、第２の基地局（基地局Ｂ）に対応して、周波数を表す縦軸８２２と時間を表す横軸８２４とが含まれる。エアリンクリソース８２６には、例示のトーン‐シンボル位置８２８などの３０個のトーン‐シンボル位置が含まれる。エアリンクリソース８２６には、左から右へ上昇する陰影線８３０を持つ正方形によって表わされる、基地局Ｂの端末識別子＃３を備えた無線端末装置用の３個の電力制御トーン‐シンボルと、左から右へ降下する陰影線８３２を持つ正方形によって表わされる、基地局Ｂの端末識別子＃４を備えた無線端末装置用の３個の電力制御トーン‐シンボルとが含まれる。周波数と時間とで表わされるある特定の関係式に従うことが観察される３つの電力制御トーン‐シンボル８３０は、基地局Ｂ用の端末識別子＃３の電力制御トーン‐シンボルシーケンスを構成することも可能である。周波数と時間とで表わされるある特定の関係式に従うことが観察される３つの電力制御トーン‐シンボル８３２は、基地局Ｂ用の端末識別子＃４の電力制御トーン‐シンボルシーケンスを構成することも可能である。さらに、所定の無線端末装置用の電力制御トーン‐シンボルシーケンスは、所定の基地局において、任意の無線端末装置識別子２４４用の電力制御トーン‐シンボルシーケンスが、基地局と、基地局と接続されたすべての無線端末装置との双方が一意に決定することができるように、基地局が無線端末装置に割り当てられた端末識別子２４４の関数である。
【００５５】
実施形態によっては、セルラーシステムにおいて、隣接セルの電力制御信号間の干渉を平均化するために電力制御トーン‐シンボルシーケンスが基地局毎に異なるようにするものもある。さらに、いずれの所定の無線端末装置の場合も連続する電力制御コマンドは、セル間干渉をさらにランダム化するために、必ずしも一定の着信間の時間と共に着信するとはかぎらない場合もある。
【００５６】
セクタ化された基地局の実施構成では、セクタ間での干渉に対して電力制御コマンドを保護するために、電力制御トーン‐シンボルとして１つのセクタ内のトーン‐シンボルを用いるとき、本発明の実施形態によっては、同じトーン‐シンボルを隣接セクタでは使用しないようにするものもある。このような制御を可能にする際、基地局は、種々のセクタ内のトーンの利用を調整することができる。
【００５７】
システムにおける電力制御トーン‐シンボルシーケンスの以下の実施形態について考える。全体でＮ個のトーンがシステムに存在すると仮定する。したがって、スーパースロットと呼ばれる、各々がＮ個のＯＦＤＭシンボル周期の周期性を有するＮ個のトーンホッピングシーケンスを組立てることが可能となる。Ｎ＝１１３と仮定する。ＯＦＤＭシンボル周期に１、２、．．．、１１３とインデックスをつける。ＯＦＤＭシンボル１、．．．、７；１５、．．．、２１；２９、．．．、３５；４３、．．．、４９；５７、．．．、６３、７１、．．．７７、８５、．．．、９１、９９、．．．、１０５で示すホッピングシーケンス１、２、３、４のトーン‐シンボルを利用して電力制御コマンドの送信を行うものと仮定する。
【００５８】
第１に、２８個のはっきりと異なる無線端末装置識別子が存在するものと仮定する。この場合、無線端末装置の各々は、１４個の切れ目なく連続するＯＦＤＭシンボルから構成される１つのスロット内に１つの電力制御トーン‐シンボルを有する。このケースで、電力制御トーン‐シンボルシーケンスの有効な周期性がスーパースロットである。次に、２つの隣接基地局ＡとＢとについて考える。１つのスーパースロットでは基地局Ａ内のユーザ１の電力制御トーン‐シンボルが、基地局Ｂ内の強い干渉器が使用する或るトーン‐シンボルに干渉したと仮定する。したがって、ユーザ１の電力制御コマンドは大きな干渉に出会い、信頼の高い通信を行うことができなくなるかもしれない。このシナリオでは、次のスーパースロットで、同じトーンシンボルが同じ強い干渉器に再度出会う可能性がある。この結果、同じユーザ用の電力制御コマンドが連続して紛失する可能性があり、干渉効果は平均化されなくなる。
【００５９】
次に、（２８個の代わりに）３１個の別の無線端末装置識別子が存在すると仮定する。この場合、端末装置１〜２８の電力制御が第１のスロットで行われ、端末装置２９、３０、３１、と１〜２５の電力制御が第２のスロットで行われることなどが生じることになる。２８番と３１番との位置ずれに起因して電力制御トーン‐シンボルシーケンスの有効な周期性がスーパースロットよりもずっと大きくなることがわかる。このケースで、強い干渉器がユーザ１の電力制御トーン‐シンボルをヒットした場合、次のスーパースロットでは同じトーン‐シンボルが異なる干渉器に出会う可能性がある。好適には、同じユーザに対して電力制御コマンドが連続して紛失しないようにできること、および、干渉効果が平均化されることが望ましい。
【００６０】
図９は上述の実施形態例を例示する図である。３１人のユーザすなわち基地局端末ＩＤ割当て番号１〜３１を有する無線端末装置で基地局の電力制御が行われる。図９には８個のスロット、すなわちスロット１  ９０４、スロット２  ９０６、スロット３  ９０８、スロット４  ９１０、スロット５  ９１２、スロット６  ９１４、スロット７  ９１６、スロット８  ９１８を含むスーパースロット９０２が例示されている。スーパースロット９０２の個々のスロット９０４、９０６、９０８、９１０、９１４、９１６、９１８中に、基地局は、１組の２８個の別の無線端末装置で電力制御を行い、制御中の上記２８個の別の無線端末装置の各々に対して１つの電力制御トーン‐シンボルを送信することも可能である。上記１組の２８人のユーザはスロット毎に変わる。スロット９０４、９０６、９０８、９１０、９１２、９１４、９１６、９１８の下に在るボックス９２０、９２２、９２４、９２６、９２８、９３０、９３２、９３４は、それぞれのスロット中に電力制御トーン‐シンボルを受信するユーザ用の端末ＩＤをそれぞれリストするものである。ボックス９２０、９２２、９２４、９２６、９２８、９３２、９３０、９３４は第１のスーパースロットに対応する。スロット９０４、９０６、９０８、９１０、９１２、９１４、９１６、９１８の下に在るボックス９３６、９３８、９４０、９４２、９４４、９４６、９４８、９５０は、それぞれのスロット中に電力制御トーン‐シンボルを受信するユーザをそれぞれリストするものである。ボックス９３６、９３８、９４０、９４２、９４４、９４６、９４８、９５０は第２のスーパースロットに対応する。スロット１  ９０４などの個々のスロットでは、第１のスーパースロット内の電力制御トーン‐シンボルを受信できる端末ＩＤ９２０のサブセットは、第２のスーパースロットで電力制御トーン‐シンボルを受信できる端末ＩＤ９３６のサブセットとは異なるものであることに留意されたい。
【００６１】
図１０は、単一のトーン‐シンボルを用いて唯一の電力制御コマンドを送信する本発明の実施形態を示す図である。図１０の実施形態では、電力制御コマンドがトーン‐シンボルの同相成分で送信され、直角位相成分を利用して装置特定情報が送信される。図１０は、端末識別子＃１などの１つの端末識別子用の基地局の電力制御トーン‐シンボルシーケンスを示す単純化した例である。図１０には、縦軸１００２に周波数、横軸１００４に時間を持つグラフ１０００、および、正方形によって表わされる１３２個のトーン‐シンボルとして示されるエアリンクリソース１００５（時間経過に伴う帯域幅など）が含まれる。エアリンクリソース１００５には、複数の電力制御トーン‐シンボル、１０１８、１０２０、１０２２、１０２４、１０２６、１０２８、１０３０、１０３２、１０３４、１０３６、１０３８、１０４０が含まれる。電力制御トーン‐シンボル１０１８などの個々の電力制御トーン‐シンボルは垂直の陰影線を持つ正方形によって表わされている。図示されている１０１８などの個々の電力制御トーン‐シンボルは、端末識別子＃１用の電力制御トーン‐シンボルシーケンスでの潜在的電力制御トーン‐シンボルの送信を表わすものである。グラフ１０００の下に第１の行１００８と第２の行１０１０の２つの行が示されている。個々の無線端末装置に対する一意のＩＰアドレスとの関連付けを示すような装置識別子２４９は、個々の装置（無線端末装置）と基地局とに対して予め定められ、周知のものである。個々の装置識別子２４９に対して、時として署名シーケンスと呼ばれることもある一意の装置ＩＤシーケンス３４７は、装置（無線端末装置）と基地局とによって予め定められ、認知されている。第１の行１００８は例示装置（無線端末装置）Ａ用の例示の装置ＩＤシーケンスである。第２の行１０１０は例示装置（無線端末装置）Ｂ用の例示の装置ＩＤシーケンスである。基地局が、端末識別子＃１に割当て済みの装置（無線端末装置）Ａを備えていれば、第１の行１００８の装置ＩＤシーケンス値を利用して、第１の行１００８の上方に示された電力トーン‐シンボルの直角位相成分で送信信号が決定される。基地局が端末識別子＃１に割当て済みの装置（無線端末装置）Ｂを備えていれば、第２の行１０１０の装置ＩＤシーケンス値を利用して、第２の行１０１０の上方に示された電力トーン‐シンボルの直角位相成分で送信信号が決定されることになる。詳細には、所定の装置ＩＤシーケンス３４７に対して、装置ＩＤシーケンス値がゼロであれば、電力制御トーン‐シンボルシーケンスの電力制御トーン‐シンボルのほとんどでは直角位相成分は送信されないか、ゼロにセットされる。例えば、第１の行１００８に示す端末装置Ａ用の装置ＩＤシーケンスでは、シーケンス１２回のうち８回について値はゼロ（０）である。第１の行１００８と第１列１０１１などのように装置ＩＤシーケンス値３４７がゼロ（０）となる上記インスタンスでは、直角位相成分は、トーン‐シンボル１０１８などの対応する電力制御トーン‐シンボルで送信されなくなるか、ゼロにセットされることになる。端末ＩＤ＃１などの基地局の端末識別子と関連づけられた装置（無線端末装置）が存在しない場合、電力制御トーン‐シンボルは送信されない。例えば、端末識別子＃１などの基地局の端末識別子と関連づけられた装置（無線端末装置）が存在する場合、基地局送信には、直角位相アクティブトーン‐シンボルと呼ばれる選択済みの１組のトーン‐シンボル側に、直角位相成分信号と呼ばれる直角位相成分が含まれることになる。端末装置Ａ用のＩＤシーケンスの場合、行１００８に指定されているように、トーンシンボル１０２２、１０２８、１０３４、１０４０は直角位相アクティブトーン‐シンボルとなる。端末装置Ｂ用ＩＤのシーケンスの場合、行１０１０に指定されているように、トーンシンボル１０２０、１０２６、１０３２、１０３８は直角位相アクティブトーン‐シンボルとなる。実施形態によっては、直角位相成分信号が＋／−の変数であるものもあり、その場合変数は、Ｚなどの所定の信号レベルになる。例えば、図１０で、基地局が、端末識別子＃１へ割当て済みの装置（無線端末装置）Ｂを有していると想定すると、第２列１０１３は行１０１０の装置（無線端末装置）ＩＤ  Ｂシーケンス内に値＝１を有することになり、基地局が無線端末装置Ｂ用の＋Ｚレベル直角位相成分と共に直角位相‐アクティブ電力トーン‐シンボル１０２０を送信すべきである旨が示される。図１０で、基地局が端末ＩＤ＃１への割当て済み装置（無線端末装置）Ｂを有していると想定すると、第５の列１０１５は、行１０１０の装置（無線端末装置）ＩＤ  Ｂシーケンス内に値＝−１を有することになり、基地局が、無線端末装置Ｂ用の−Ｚレベルの直角位相成分と共に直角位相‐アクティブ電力トーン‐シンボル１０２６を送信すべきである旨が示される。本発明によれば、直角位相成分信号と１組の直角位相‐アクティブトーン‐シンボルの双方は、基地局と無線端末装置の双方に認知され、無線端末装置毎に異なるものにすることが可能となる。すなわち、直角位相成分信号および／または１組の直角位相‐アクティブトーン‐シンボルは無線端末装置の署名の形をとることが可能となる。図１０には、異なる無線端末装置が電力制御トーン‐シンボルシーケンスを利用する２つのケースにおける異なる直角位相成分信号と異なる１組の直角位相‐アクティブトーン‐シンボルとが示されている。
【００６２】
送信装置（無線端末装置）識別子情報用の直角位相成分の利用はシステムの保守管理用として有効である。例示の端末ＩＤ＃１などの基地局の特定の端末が、識別子の観点から見て所定時に割り当てられていないなどのアイドル状態であると仮定する。しかし、無線端末装置などの装置Ａは、装置Ａが端末識別子＃１を持つ基地局と接続されていると考える。この切断状態は、基地局と装置（無線端末装置）Ａとの間の過去のシグナリングエラーに起因して生じる場合もあり、この切断を簡単に検出して、問題を解決することができない場合がある。端末識別子＃１がアイドル状態にあるため、基地局は、対応する電力制御トーン‐シンボルシーケンスのトーン‐シンボルの同相または直角位相成分のいずれにおいてもまったく信号を送信しない。一方、装置（無線端末装置）Ａは、トーン‐シンボルを受信し、端末ＩＤ＃１に対して予想される電力制御トーン‐シンボルで送信される信号が存在していないことを検出することができる。装置ＩＤ情報を送信するための上記実施形態の直角位相成分信号を使用することなく、信号の不足が存在しているかどうかを装置（無線端末装置）Ａが識別することは困難である。というのは、端末ＩＤ＃１がアイドル状態であると基地局が考えるからである。このケースでは、装置（無線端末装置）Ａはドロップアウトして、基地局の再アクセスを行うか、基地局が電力の調整を意図しないようにすることが望ましく、その場合、装置（無線端末装置）Ａはいずれのアクションもとるべきではない。上記実施形態の場合、装置（無線端末装置）Ａがその署名直角成分信号を受信しないため、装置Ａは、端末ＩＤ＃１はアイドル状態であると考え、したがって、例えばドロップアウトして、基地局の再アクセスを行うなどの適切なアクションをとることが可能となる。
【００６３】
別の例示のシナリオについて考える。所定時に、例示の端末ＩＤ＃１などの特定の端末識別子が基地局から第１の装置（無線端末装置）に割り当てられたと仮定する。しかし、第２の装置（無線端末装置）Ｂは、Ｂが端末識別子＃１を用いて基地局と接続されていると考える。このような場合、装置（無線端末装置）Ｂは、Ｂ自身の署名信号とは異なる装置（無線端末装置）Ａの署名直角位相成分信号を受信する。したがって、装置（無線端末装置）Ｂは、Ｂが現在端末識別子＃１に割り当てられていないこと、ドロップアウトして、基地局の再アクセスを行ってもよいことを認識することになる。
【００６４】
本発明は、ハードウェア、ソフトウェア、または、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせた形で実現可能である。例えば、本発明のいくつかの態様は、プロセッサによる実行プログラム命令として実現可能である。上記とは別に、あるいは、追加して、本発明のいくつかの態様を例えば、ＡＳＩＣなどのような集積回路として実装することが可能である。
【００６５】
本発明の上記説明に照らして、本発明の上述の方法および装置の多数の追加の変更例は当業者には明らかである。このような変更例は本発明の範囲に含まれるものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の電力制御装置および方法を実現する例示の通信システムを示す。
【図２】本発明に準拠して実現される例示の基地局を示す。
【図３】本発明に準拠して実現される無線端末装置などの例示のエンドノードを示す。
【図４】例示のＯＦＤＭ方式での例示のエアリンクリソースを示す。
【図５】本発明に準拠する２つの例示の電力制御トーン‐シンボルを示す。
【図６】本発明に準拠する電力制御コマンドのアナログシグナリングの例示の利用を示す。
【図７】本発明に準拠するフィードバック情報に基づく電力制御コマンドの事前送信スケーリングを示す。
【図８】例示の４つの無線端末装置に関連する本発明に準拠する例示の電力制御トーン‐シンボルシーケンスを示す。上記４つの例示の無線端末装置のうち２つは第１の基地局と接続され、他の２つは第２の基地局と接続される。
【図９】干渉の影響を低減するために用いる本発明の例示の実施形態を示し、この実施形態ではスーパースロットがスロットに細分化され、基地局は、個々のスロット中、基地局端末ＩＤの数のサブセットに対して電力制御コマンドを出すことになる。この実施形態の場合、サブセットはスロット毎に変動する。
【図１０】本発明の例示の実施形態を示し、この実施形態では、電力制御トーン‐シンボルの直角位相成分を利用して本発明に準拠する無線端末装置などの装置の識別情報が送信される。
【符号の説明】
【００６７】
１００  通信システム、１０２，１０２’，２００  基地局、１０４，１０６  セル、１０８，１０８’，１１０，１１０’，３００  エンドノード、１１２，１１２’，１１４，１１４’  無線リンク、１１６  ネットワークノード、１１８，１２０，１２２  ネットワークリンク
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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