(57)【要約】多くのユーザ機器（４０〜４５）にマルチメディア放送サービスを提供するための通信システム（１０）において、ユーザ機器から無線サイト（３０，３５）へ電力制御情報をアップリンク送信するための物理ランダム・アクセス・チャネル（３９）が設けられる。信号対ノイズ比の比較（５３）に基づいて、各特定のユーザ機器は、ユーザ機器が結合される無線サイトに対して、電力制御信号を送信するか（５５）、あるいは送信することを禁止する。通信システムの無線サイトが電力制御信号を検出した場合（７３）には、無線サイトは、複数のユーザ機器による受信を対象とする放送チャネルの送信電力を調整して（７５）、以前の電力よりも徐々に大きくなるようにする（８１）。電力制御信号が検出されない場合には、放送チャネルの送信電力を調整して、以前の電力よりも徐々に小さくなるようにする。
2007500483.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動体通信システムにおける放送チャネルに対する電力制御方法であって、
無線ネットワークと複数のユーザ機器との間で結合される物理ランダム・アクセス・チャネル（ＰＲＡＣＨ）を設けるステップと、
前記複数のユーザ機器のうちの少なくとも１つのユーザ機器から前記無線ネットワークに、前記ＰＲＡＣＨ上で電力制御信号を選択的に送信するステップと、
電力制御信号に応答して、放送チャネルの電力レベルを選択的に調整するステップと、
を備える電力制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の電力制御方法において、前記ＰＲＡＣＨを設けるステップは、前記複数のユーザ機器に直接に結合される無線サイトを設け、かつ前記無線サイトに結合される無線ネットワーク・コントローラを設けるステップを含む、電力制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載の電力制御方法において、前記電力制御信号を選択的に送信するステップは、前記少なくとも１つのユーザ機器が、前記無線サイトから前記少なくとも１つのユーザ機器に送信されるデータの動的な信号対ノイズ比を決定するステップを含む、電力制御方法。
【請求項４】
請求項３に記載の電力制御方法において、前記電力制御信号を選択的に送信するステップは、さらに、前記少なくとも１つのユーザ機器が、前記動的な信号対ノイズ比が所定の限界信号対ノイズ比を下回るか否かを判定するステップを含む、電力制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の電力制御方法において、前記動的な信号対ノイズ比が所定の限界信号対ノイズ比を下回る場合には、次の電力制御サイクルの第１のアクセス・スロットにおいて、前記少なくとも１つのユーザ機器が電力制御信号を送信するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項６】
請求項４に記載の電力制御方法において、前記動的な信号対ノイズ比が所定の限界信号対ノイズ比以上である場合には、次の電力制御サイクルの第１のアクセス・スロットにおいて電力制御信号の送信を禁止するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項７】
請求項６に記載の電力制御方法において、前記無線サイトと前記少なくとも１つのユーザ機器とを結合する放送チャネルの現在の電力がゼロよりも大きいか否かを、前記無線サイトが判定するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項８】
請求項７に記載の電力制御方法において、前記現在の電力がゼロよりも大きい場合には、前記無線サイトが、電力制御信号が検出されたか否かを判定し、かつ前記現在の電力が前記放送チャネルに対する最大電力を下回るか否かを判定するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の電力制御方法において、前記無線サイトが電力制御信号を検出せず、かつ前記現在の電力が最大電力を下回る場合には、前記現在の電力から所定の減分を引いたものに等しい新しい電力を設定するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の電力制御方法において、次の電力制御サイクルのアクセス・スロット２〜Ｋにおいて前記現在の電力を保持するステップであって、Ｋは次の電力制御サイクルにおけるアクセス・スロットの数である、保持するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の電力制御方法において、データを前記放送チャネル上で前記新しい電力で送信することがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項１２】
請求項８に記載の電力制御方法において、前記無線サイトが、電力制御信号は検出されており、かつ前記現在の電力は最大電力を下回ると判定した場合には、前記無線サイトが、前記現在の電力に増分を加えたものに等しい新しい電力を設定するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電力制御方法において、次の電力制御サイクルのアクセス・スロット２〜Ｋにおいて、前記無線サイトが前記現在の電力を保持するステップであって、Ｋは次の電力制御サイクルにおけるアクセス・スロットの数である、保持するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の電力制御方法において、データを前記放送チャネル上で前記新しい電力で送信するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項１５】
請求項７に記載の電力制御方法において、前記無線サイトが、前記現在の電力はゼロよりは大きくはないと判定した場合には、
前記無線サイトが前記放送チャネルを解放するステップと、
前記無線サイトが解放メッセージを送信するステップと、
がさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項１６】
請求項４に記載の電力制御方法において、前記少なくとも１つのユーザ機器が、現在のデータの受信フレームにエラーがあるか否かを判定するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の電力制御方法において、前記現在のデータの受信フレームにエラーがある場合には、
前記所定の限界信号対ノイズ比に増分量を加えたものに等しい新しい所定の限界信号対ノイズ比を設定するステップと、
継続してデータのフレームを受信するステップと、
がさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項１８】
請求項１６に記載の電力制御方法において、前記少なくとも１つのユーザ機器が、前記現在のデータ・フレームにはエラーがないと判定した場合には、
古い所定の限界信号対ノイズ比から減分量を引いたものに等しい新しい所定の限界信号対ノイズ比を設定するステップと、
継続してデータ・フレームを受信するステップと、
がさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項１９】
請求項２に記載の電力制御方法において、１対１のデータ放送のために、前記無線サイトと前記少なくとも１つのユーザ機器との間に放送チャネルを設けるステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項２０】
請求項２に記載の電力制御方法において、１対多のデータ放送のために、前記無線サイトと前記少なくとも１つのユーザ機器との間にマルチメディア放送チャネルを設けるステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項２１】
請求項１に記載の電力制御方法において、前記複数のユーザ機器のうちの第２のユーザ機器が、前記少なくとも１つのユーザ機器と同じ電力制御信号を送信するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項２２】
請求項２に記載の電力制御方法において、放送チャネルの送信元である無線サイトに依存して、可能な電力制御信号の組から電力制御信号を選択するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項２３】
請求項２に記載の電力制御方法において、前記電力制御信号の送信電力を調整するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項２４】
請求項２に記載の電力制御方法において、
アクセス・インディケータ・チャネル上で送信される正のアクイジション・インディケータを受信することによって、電力制御コマンドが正しく受信されたことを、前記無線サイトが判定するステップと、
前記電力制御信号の送信電力を調整するステップと、
がさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項２５】
請求項２に記載の電力制御方法において、前記少なくとも１つのユーザ機器が、前記無線サイトから少なくとも１つの制御コマンドを受信した後に前記電力制御信号の送信を禁止するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の電力制御方法において、前記少なくとも１つの制御コマンドは、アクセス・インディケータ・チャネル上で送信される負のアクセス・アクイジション・インディケータである、電力制御方法。
【請求項２７】
移動体通信システムにおける放送サービスに対する電力制御方法であって、
無線ネットワークの無線サイトと複数のユーザ機器のうちの少なくとも１つのユーザ機器との間で結合される物理ランダム・アクセス・チャネル（ＰＲＡＣＨ）を設けるステップと、
前記少なくとも１つのユーザ機器によって測定される信号対ノイズ比が限界信号対ノイズ比を下回る場合には、前記少なくとも１つのユーザ機器から前記無線サイトに電力制御信号を送信するステップと、
前記測定される信号対ノイズ比が前記信号対ノイズ比以上である場合には、前記少なくとも１つのユーザ機器が電力制御信号の送信を禁止するステップと、
を備える電力制御方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の電力制御方法において、前記少なくとも１つのユーザ機器が、現在のデータの受信フレームにエラーがあるか否かを判定するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の電力制御方法において、前記現在のデータの受信フレームにエラーがある場合には、前記所定の限界信号対ノイズ比に増分量を加えたものに等しい新しい所定の限界信号対ノイズ比を設定するステップと、
継続してデータのフレームを受信するステップと、
がさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の電力制御方法において、前記少なくとも１つのユーザ機器が、前記現在のデータの受信フレームにはエラーがないと判定した場合には、
前記所定の限界信号対ノイズ比から減分量を引いたものに等しい新しい所定の限界信号対ノイズ比を設定するステップと、
継続してデータ・フレームを受信するステップと、
がさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項３１】
請求項２７に記載の電力制御方法において、１対１の放送のために、前記無線サイトと前記少なくとも１つのユーザ機器との間で結合される放送チャネルを設けるステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項３２】
請求項２７に記載の電力制御方法において、１対多のデータ放送のために、前記無線サイトと前記少なくとも１つのユーザ機器との間で結合される放送チャネルを設けるステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項３３】
無線ネットワーク・コントローラを含む移動体通信システムにおける放送サービスに対する電力制御方法であって、
前記移動体通信システムの無線サイトと複数のユーザ機器のうちの少なくとも１つのユーザ機器との間で結合される物理ランダム・アクセス・チャネル（ＰＲＡＣＨ）を設けるステップと、
前記無線サイトと前記少なくとも１つのユーザ機器との間で結合される放送チャネルを設けるステップであって、前記無線サイトは、前記少なくとも１つのユーザ機器に１対１および１対多のデータを送信する、設けるステップと、
前記無線サイトが、電力制御信号が検出されたか否かを判定するステップと、
前記無線サイトが前記電力制御信号を検出し、かつ現在の電力が最大電力を下回る場合には、該現在の電力を第１の量だけ増加させて新しい電力を生成するステップと、
前記無線サイトが前記電力制御信号を検出しない場合には、前記現在の電力を第２の量だけ減少させて新しい電力を生成するステップと、
を備える電力制御方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の電力制御方法において、データを前記放送チャネル上で前記新しい電力で送信するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項３５】
請求項３４に記載の電力制御方法において、前記現在の電力を、次の電力制御サイクルのアクセス・スロット２〜Ｋにおいて保持するステップであって、Ｋは次の電力制御サイクルのアクセス・スロットの数である、保持するステップがさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項３６】
請求項３３に記載の電力制御方法において、前記無線サイトが、前記現在の電力はゼロよりは大きくはないと判定した場合には、
前記無線サイトが前記放送チャネルを解放するステップと、
前記無線サイトが解放メッセージを送信するステップと
がさらに含まれる、電力制御方法。
【請求項３７】
移動体通信システムにおける放送チャネルに対する電力制御方法であって、
無線ネットワークと複数のユーザ機器との間で結合される物理ランダム・アクセス・チャネル（ＰＲＡＣＨ）を設けるステップと、
前記放送チャネルを送信する複数のセルからセルを選択するステップと、
前記複数のユーザ機器のうちの少なくとも１つのユーザ機器から、前記無線ネットワークの前記選択されたセルへ、前記ＰＲＡＣＨ上で電力制御信号を、選択的に送信するステップと、
電力制御信号に応答して、前記放送チャネルの電力レベルを選択的に調整するステップと、
を備える電力制御方法。
【請求項３８】
請求項３７に記載の電力制御方法において、前記セルを選択するステップは、前記複数のセルのうちの第１のセルに対する受信電力を判定するステップを含む、電力制御方法。
【請求項３９】
請求項３７に記載の電力制御方法において、前記セルを選択するステップは、さらに、前記少なくとも１つのユーザ機器が前記複数のセルのそれぞれに対する受信電力を判定するステップを含む、電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信システムにおける電力制御に関する。より詳細には、マルチメディア放送およびマルチキャスト（ＭＢＭＳ：Multimedia Broadcast and Multicast）サービスに対する移動チャネル電力制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムでは、情報が無線で送信される。送信信号の電力は、移動体通信局とユーザ機器との間の距離によって変わる。そのため、送信信号の電力は、現在の移動体通信サービスにおいて影響が大きい考慮すべき問題である。
【０００３】
現在のマルチメディア・サービスは、無線による放送であり、大電力を必要とする。複数のユーザにマルチメディア機能を提供するために必要な電力は、移動体通信セル・サイトの電力の５０％の大きさになる可能性がある。
【０００４】
典型的な移動体通信チャネルは、専用チャネルと放送チャネルとの間で切り換えられて、マルチメディア・サービスをサポートする。その切り換えは、特定のマルチメディア・サービスのユーザの数に基づく。その切り換えでは、複雑な信号送信を行なう必要がある。また切り換えは遅く、さらに無線資源、たとえばソフト・ハンドオフの利用効率が低い。マルチメディア・セルは、セルがサービスを提供するユーザがいないときには停止させなければならない。これは、移動体通信システム内のチャネルの残りの部分に対して、電力を温存するためである。このためには、ユーザを監視して、その数を数える必要がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、１対１および１対多のマルチメディア・サービスを提供するセル・サイトに対する電力の制御方法があれば非常に好都合である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
図１を参照すると、移動体通信ネットワーク１０が示されている。移動体通信システムの無線ネットワークには、無線ネットワーク・コントローラ２０と、無線サイト３０，３５とが含まれている。無線ネットワーク・コントローラ２０は、多くのリンク２１，２２，２４〜２７を介して、無線サイト３０，３５に結合されている。無線ネットワーク・コントローラ（ＲＮＣ：Radio Network Controller）２０は、無線サイト３０，３５と他の通信システムまたはネットワーク（図示せず）との間の切り換えを制御する。無線サイト３０，３５は、例として、それぞれ３つのセルを有しているように図示されているが、各無線サイトは、より多くのセルにサービスを提供しても良い。
【０００７】
各無線サイト３０，３５には、アンテナおよびインターフェース機器が含まれている。それらのアンテナおよびインターフェース機器は、種々のユーザ機器４０〜４５および関連するユーズを、ＲＮＣ２０および世界中の通信ネットワークに結合するためのものである。無線サイト３０のセル１は、３つの別個のユーザ機器４０を有し、これらは、リンク２１を介して無線でＲＮＣ２０に結合されている。同様に、無線サイト３０のセル２は、３つのユーザ機器４１を有し、これらは、リンク２２を介してＲＮＣ２０に結合されている。これらの結合は、ＲＮＣ２０のデータ・チャネルによって提供される１対１の接続である。すなわち、各ユーザ機器に対して１つのデータ・チャネルが存在し、このチャネルは、ＲＮＤＣ２０から無線サイト３０を通して、たとえばグループ４０または４１の特定のユーザ機器に至る。セル３１からＵＥ１〜３に至る無線リンク、およびセル２からＵＥ４〜６に至る無線リンクは、ユニ・キャスト、すなわち１対１の接続としてセット・アップされている。何故なら、特定の時間においてユーザ機器の数が不十分になることがあるため、マルチキャスティング配置では妥当ではないと考えられるからである。各ユーザ（図示せず）は、ユーザ機器４０〜４５を介してマルチメディア放送サービスを受けていると仮定する。ユーザ機器４０，４１に対してセル３１，３２によってそれぞれ示される１対１の接続がある場合には、リンク２０，２１に対する諸経費が増加する。このようなユーザ機器４０，４１に対するセル３１，３２の１対１の接続を形成する理由は、ユーザの数（各セルに対して３つ）が比較的少ないからである。
【０００８】
無線サイト３０およびユーザ機器４２のセル３３において示すように、大きいグループ（７つのユーザを含む）に対しては、マルチメディア放送に対して１対多の構成が示されている。すなわち、各ユーザ機器４２は同じマルチメディア放送を受信しているので、ＲＮＣ２０と無線サイトのセル３３との間に設けられているリンク２４は１つである。同様に、大きいユーザ機器グループ４３，４４，４５に対しては、ＲＮＣ２０によって、１対多のリンク２５，２６，２７が、それぞれ設けられている。これらのリンクを介してＲＮＣは、無線サイト３５のセル３６，３７，３８に結合されている。セル３６，３７，３８は、ユーザ・グループ４３，４４，４５に対してそれぞれ、１対多の放送を行なう。ユーザ機器４３には７つのユーザ機器が含まれ、ユーザ・グループ４４には７つのユーザ機器が含まれ、ユーザ・グループ４５には７つのユーザ機器が含まれている。ユーザ機器の数が比較的多い場合には、１対多の放送によって、ある程度の経済性が実現される。
【０００９】
無線サイト３０の場合、３つのリンクまたはトランスポート・ベアラが各グループ２１および２２内に存在するとともに、１対多のリンク２４が存在しており、全体として７つのトランスポート・ベアラ・リンクが存在している。これとは対照的に、無線サイト３５にＲＮＣ２０を結合するものとして、３つのトランスポート・ベアラ・リンク２５〜２７が示されている。１対多の構成を設けた結果、サービスを受けるユーザ機器の数は増えて２１となり、これに対して無線サイト３０では１３である。さらに、トランスポート・ベアラ・リンク２１〜２４および２５〜２７が使用するバンド幅については、無線サイト３５およびユーザ機器４３〜４５が示す構成において、無線サイト３０およびユーザ機器４０〜４２に対して、約５０％の減少量が示される。
【００１０】
１対１特に１対多の構成における、無線サイト３０および３５に対する電力制御装置は、マルチメディア放送サービスを提供する上で最も大きな問題である。現在の電力制御装置では、ユーザ機器から無線サイトおよびＲＮＣに、測定レポートが送られる。１対多のサービスでは通常ユーザ機器の数が多いが、この場合、ユーザ機器から無線サイトおよびＲＮＣの両方に対して行なわれるアップリンクに対して、著しい諸経費がかかる。またこの諸経費は、マルチメディア放送サービスを求めるユーザ数に比例して増加する。加えて、電力制御要求とＲＮＣが取る処置との間に遅れが生じるために、かなりの時間がかかる。これは、電力制御要求および処置をＲＮＣへ送った後、ユーザ機器に対するＲＮＣの応答を待つ必要があるからである。
【００１１】
１対多または１対１のマルチメディア放送サービスに対して、本発明では、物理ランダム・アクセス・チャネル（ＰＲＡＣＨ：Physical Random Access Channel）３９を使用することが含まれる。なお、本発明の電力制御コマンドをサポートするためには、いかなるチャネル・サポーティング・ランダム・アクセスを用いても良い。このチャネルは、既存のランダム・アクセス・チャネル（たとえば、外部発呼またはショート・メッセージ送信用に使用されるもの）である必要はない。
【００１２】
ＰＲＡＣＨ３９は、種々のアップリンク・メッセージを、ユーザ機器４０〜４５から無線サイト３０，３５へ送信する働きをするアップリンク・チャネルである。ユーザ機器は、無線ネットワークからのアクセスを要求することなく、ＰＲＡＣＨ上で随意に送信することができる（何故なら、それがランダム・アクセス・チャネルであるからである）。広帯域ＣＤＭＡ（すなわち「ＷＣＤＭＡ」）セルラ・システムの場合には、ＰＲＡＣＨ３９によって、２つの無線フレーム当たり１５個のアクセス・スロット（各アクセス・スロットは、長さがほぼ１．３３ミリ秒）が得られる。広帯域ＣＤＭＡ（すなわち「ＷＣＤＭＡ」）セルラ・システムで用いられる好ましい実施形態においては、ＰＲＡＣＨ３９によって、２つの無線フレーム当たり１５個のアクセス・スロット（各アクセス・スロットは、長さがほぼ１．３３ミリ秒）が得られる。ＷＣＤＭＡ規格の概略は、以下の文献に説明されている。エイチ．ホルマおよびエイ．トスカラ（H.Holma and A.Toskala ）著、「ＵＭＴＳのためのＷＣＤＭＡ（WCDMA for UMTS）」、ジョン・ワイリ＆サンズ（John Wiley & Sons ）（サセックス、英国、（２０００年））。ＰＲＡＣＨの構造の詳細は、以下の文献に与えられている。第３世代パートナーシップ・プロジェクト（3rd Generation Partnership Project）、「技術仕様グループ無線アクセス・ネットワーク；物理チャネルおよび物理チャネル上へのトランスポート・チャネルのマッピング（Technical Specification Group Radio Access Network;Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels ）（ＦＤＤ）；（リリース５）；３ＧＰＰ  ＴＳ２５．２１１」（２００２年９月）。
【００１３】
ＰＲＡＣＨ３９上では、たとえば、メッセージ構造に通常、１つまたは複数のプリアンブルが含まれ、それに引き続いてメッセージがある。ＰＲＡＣＨ３９上では、たとえば、メッセージ構造に通常、１つまたは複数のプリアンブルが含まれ、それに引き続いてメッセージがある。プリアンブルは通常、継続時間が１ミリ秒であるが、メッセージは、継続時間が１０または２０ミリ秒であっても良い（この値は１つまたは２つの無線フレームに対応する）。
【００１４】
各プリアンブルは、長さが４０９６チップであり、長さが１６チップのシグナチャを２５６回繰り返している。
ＷＣＤＭＡシステムに対する本発明の好ましい実施形態においては、ＰＲＡＣＨを用いて、ユーザ機器４０〜４５から無線サイト３０，３５へ、電力制御情報が伝えられる。プリアンブル・シグナチャの１つは、マルチメディア放送サービスの電力制御のためのものである。このプリアンブル・シグナチャは、特定のアクセス・スロットに対してＰ１である。なおＰ１プリアンブルは、所定の受信無線サイトに対して、すべてのユーザに対して同じである。ＰＲＡＣＨ上において、電力制御サイクルが確立される。電力制御サイクルは、Ｋ個のアクセス・スロットからなる。Ｋは変化しても良い。アクセス・スロットの１つ（通常は第１のアクセス・スロット）は、ＭＢＭＳ電力制御のためのものである。電力制御サイクルにおけるアクセス・スロットは、１，２…Ｋによって数値的にラベル付けされている。一般的に、電力制御信号は、大きな放送チャネル電力を要求するために使用され、Ｐ１プリアンブルは、このような電力制御信号の例である。好ましい実施形態においては、電力制御信号は、特定の無線サイトまたはセクタに送信するすべてのユーザに対して同じ波形である。
【００１５】
ＰＲＡＣＨ上で本発明の実施形態を実施するためにＰ１プリアンブル・シグナチャを用いることについて示す。図２を参照すると、本発明の好ましい実施形態を可能にするためにユーザ機器４０〜４５が行なう動作のフロー・チャートが示されている。手順が開始されて、ブロック５１に移行する。各ユーザ機器は、マルチメディア放送サービスを受信しているときに、受信情報に対する信号対ノイズ比（ＳＮＲ：Signal to Noise Ratio ）を決定する（ブロック５１）。
【００１６】
次に、ユーザ機器によって、動的に計算された信号対ノイズ比（ＳＮＲ）が、電力制御の限界信号対ノイズ比ＳＮＲ（Ｔ）を下回るか否かが判定される（ブロック５３）。動的に決定された信号対ノイズ比ＳＮＲが、電力制御限界ＳＮＲ（Ｔ）以上である場合には、ブロック５３は、否定経路を介して制御を移して、無線サイトに何のプリアンブル情報も送信することなく、プロセス５０を終了する。
【００１７】
ユーザ機器信号対ノイズ比（動的に決定されている）が、電力制御の限界信号対ノイズ比ＳＮＲ（Ｔ）を下回る場合には、ブロック５３は、制御をブロック５５に、肯定経路を介して移す。次に、ユーザ機器は、次の電力制御サイクルの第１のアクセス・スロットにおいて、プリアンブル・シグナチャＰ１を送信する。すなわち、前述したように、電力制御サイクルはＫ個のアクセス・スロットからなる。これらのアクセス・スロットは、２０ミリ秒ごとに１５回繰り返される。したがって、たとえば、電力制御サイクルのアクセス・スロット１〜Ｋの次の繰り返しのスロット１において、電力制御信号（Ｐ１プリアンブル）が、ＰＲＡＣＨ３９上で、ユーザ機器によって無線サイトに送信される。次いで、ブロック５５は、プロセス５０を終了する。
【００１８】
次に、図３を参照すると、電力制御の限界信号対ノイズ比ＳＮＲ（Ｔ）を設定するためのプロセスが、フロー・チャートの形態で示されている。
プロセス６０が開始されて、ブロック６１に移行する。各ユーザ機器によって、現在受信したフレームにエラーがあるか否かが判定される。このブロック６１の判定は、ユーザ機器が受信した各フレームの最後に行なわれる。フレームにエラーがあった場合には、ブロック６１は、制御をブロック６３に、肯定経路を介して移す。次に、ユーザ機器は、古い限界にΔアップを加えたものに等しい新しい限界Ｔを計算する。すなわちユーザ機器は、将来のすべてのフレームに対して限界を少しだけ増加させる。次に、ブロック６３は、制御をブロック６７に移す。ブロック６７では、継続してデータ・フレームを受信して、プロセス６０を終了する。
【００１９】
ユーザ機器が、現在の受信フレームはエラーではなかったと判定した場合には、ブロック６１は、制御をブロック６５に、否定経路を介して移す。受信フレームにはエラーがないため、ユーザ機器は、古い限界からΔダウンを引いたものに等しい新しい限界Ｔを設ける（ブロック６５）。すなわち、ユーザ機器は、比較的小さい信号対ノイズ比の限界ＳＮＲ（Ｔ）を新しい限界として設ける。次に、ブロック６５は、制御をブロック６７に移して、継続してデータ・フレームを受信する。次いで、プロセス６０は終了する。
【００２０】
アップ限界変化とダウン限界変化との比率は、比較的調整可能な数である。好ましい実施形態においては、この比率は、ほぼ９９であっても良い。数学的に表現すると、比率は以下のようになる。
Δアップ／Δダウン＝９９
図２，３のプロセス５０，６０は、ユーザ機器によって行なわれる。従来の電力制御方法では、無線ネットワーク・コントローラに、電力アップおよびダウンのコマンドを通信する必要があった。本発明の好ましい実施形態においては、電力アップの要求のみが送られ、その電力アップの要求を示すために、単一の信号（Ｐ１プリアンブル）が、すべてのユーザ機器によって用いられる。これらの要求は、無線サイトに送られて、後述するように処理される。
【００２１】
次に、図４を参照すると、マルチメディア放送サービスにおけるプロセス７０、すなわち電力制御のフロー・チャートが示されている。無線サイト３０，３５では、放送チャネルを受信する各ユーザ機器に対して、プロセス７０が実施される。プロセス７０が始まって、ブロック７１がその制御を受け取る。ブロック７１では、無線サイトによって、セル、たとえばセル３６の放送チャネルに対する現在の電力レベルがゼロよりも大きいか否かが判定される。
【００２２】
特定の放送チャネル、たとえば無線サイト３５のセル３６からのユーザ４３に対するリンクにおいて、電力がゼロよりも大きい場合には、ブロック７１は、制御をブロック７３に、肯定経路を介して移す。ブロック７３では、たとえば、無線サイト３５がＰＲＡＣＨ３９上でＰ１プリアンブルを検出したか否かが判定される。なお無線サイトは、電力を、最大許容電力を超えて増加させることはできない。Ｐ１プリアンブルが受信されなかった場合には、ブロック７３は、制御をブロック７５に、否定経路を介して移す。次いで、無線サイトは、新しい電力を、現在の電力からデルタを引いたものに等しくなるように設定する。この電力変化は、次の電力制御サイクルの第１のアクセス・スロットの最後に行なわれる。ブロック７５では、新しい電力を、現在の電力からデルタ量を引いたものに等しくなるように設定する。次に、無線サイトは、電力制御サイクルのアクセス・スロット２〜Ｋにおいて、放送チャネルを同じ電力で送信する（ブロック７７）。次に、無線サイトは、データを、放送チャネルに載せて、新しい電力レベルでユーザ機器に送信する。次いで、プロセス７０は終了する。
【００２３】
Ｐ１プリアンブルが受信された場合には、ブロック７３は、制御をブロック７４に、肯定経路を介して移す。ブロック７４では、現在の放送チャネル電力レベルが、最大電力を下回るか否かが判定される。電力が最大値を下回っていない場合には、電力は最大であり、ブロック７４は、制御をブロック８２に、否定経路を介して移す。ブロック８２では、新しい電力を、現在の電力（最大電力）に等しくなるように設定する。次いで、プロセス７０は終了する。
【００２４】
マルチメディア・サービスに対して使用される特定のダウンリンクにおける現在の電力がその最大電力を下回っており、かつ無線サイトがＰ１プリアンブルを検出した場合には、ブロック７４は、制御をブロック８１に、肯定経路を介して移す。次いで、無線サイトは、新しい電力を、現在の電力にデルタ量を加えたものに等しくなるように設定する（ブロック８１）。次いで、無線サイトは、電力を、アクセス・スロット２〜Ｋにおいて同じにする（ブロック８３）。次いで、無線サイトは、データを、放送チャネルにのせて、新しい電力レベルでユーザ機器に送信する（ブロック７９）。次いで、プロセス７０は終了する。
【００２５】
無線サイトによって、特定のチャネルまたはダウンリンクにおける現在の電力がゼロであると判定された場合には、ブロック７１は、制御をブロック８５に、否定経路を介して移す。ゼロ電力の意味は、使用中である特定のリンクはもはや存在しないということである。次に、無線サイトは、マルチメディア・マルチキャスト・サービス・リンクまたはチャネルを解放する（ブロック８５）。次に、無線サイトは、無線ネットワーク・コントローラにメッセージを送って、無線サイトとＲＮＣとの間の対応するリンクを解放する（ブロック８７）。次いで、プロセス７０は終了する。
【００２６】
図５を参照すると、本発明の好ましい実施形態におけるユーザ数と平均の電力比との間の関係のシミュレーション結果が示されている。図示されているように、本発明において具体化される電力制御方法によって、ユーザ数が比較的多い場合であっても、マルチメディア放送ダウンリンク・チャネルが消費する平均電力は減少する。
【００２７】
図６は、電力減少量（ｄＢ単位）とユーザ数との間の関係を表わすダイアグラムである。上記シミュレーション結果では、入力は以下の通りである。１９個のセル・サイト、２つのマルチパス・フェーディング・チャネル、速度は３ｋｍ／時、拡散率は６４である。
【００２８】
次に、図７を参照すると、ユーザ機器におけるプロセス９９、すなわちプリアンブル電力制御のフロー・チャートが示されている。プロセス９９は、各ユーザ機器において実施される。手順が開始されて、ブロック８８がその制御を受け取る。ブロック８８では、現在の電力制御サイクル（ＰＣＣ：Power Control Cycle ）と最後に送信されたＰＣＣとが、Ｍ倍のＰＣＣを上回るように離れているか否かが、ユーザ機器によって判定される。離れている場合には、ブロック８８は、制御をブロック９２に、肯定経路を介して移す。ブロック９２では、ユーザ機器が、事前に設定された初期プリアンブル電力を用いて、電力制御信号を送信する。次いで、プロセス９９は終了する。
【００２９】
現在のＰＣＣと最後に送信されたＰＣＣとが、Ｍ倍のＰＣＣを下回るように離れていると、ユーザ機器によって判定された場合には、ブロック８８は、制御をブロック８９に移す。ブロック８９では、最後に送信された電力制御信号が無線サイトによって正しく受信されているか否かが、ユーザ機器によって判定される。正しく受信されている場合には、ブロック８９は、制御をブロック９３に、肯定経路を介して移す。ブロック９３では、ユーザ機器が、プリアンブル電力を変えずに、現在のプリアンブル電力レベルを用いて、電力制御信号を無線サイトに送信する。次いで、プロセス９９は終了する。
【００３０】
最後に送信された電力制御信号が無線サイトによって受信されていないと、ユーザ機器によって判定された場合には、ブロック８９は、制御をブロック９０に移す。ブロック９０では、現在のプリアンブル電力が、事前に規定された最大の許容プリアンブル電力を下回るか否かが、ユーザ機器によって判定される。下回る場合には、ブロック９０は、制御をブロック９４に、肯定経路を介して移す。ブロック９４では、ユーザ機器は、最後に送信されたプリアンブル電力レベルに電力の増分を加えたものを用いて、電力制御信号を無線サイトに送信する。次いで、プロセス９９は終了する。
【００３１】
現在のプリアンブル電力が、事前に規定された最大許容プリアンブル電力を下回らないと、ユーザ機器によって判定された場合には、ブロック９０は、制御をブロック９１に移す。ブロック９１では、送信された電力制御信号が、Ｎ倍のＰＣＣの間で、無線サイトによって連続して受信されていないか否かが、ユーザ機器によって判定される。受信されていない場合には、ブロック９１は、制御をブロック９５に、肯定経路を介して移す。ブロック９５では、電力制御信号を無線サイトへ送信することが、ユーザ機器によって禁止される。次いで、プロセス９９は終了する。
【００３２】
送信された電力制御信号が、Ｎ倍のＰＣＣを下回る間で、無線サイトによって連続して受信されていないと、ユーザ機器によって判定された場合には、ブロック９１は、制御をブロック９６に移す。ブロック９６では、「停止」信号が、無線サイトからＳ回を超える回数だけ受信されたか否かが、ユーザ機器によって判定される。後述するように、無線サイトが、電力制御信号が引き起こすアップリンク干渉が著しいことを検出した場合に、無線サイトは「停止」信号をユーザ機器に送信する。受信された場合には、ブロック９６は、制御をブロック９７に、肯定経路を介して移す。ブロック９７では、電力制御信号を無線サイトへ送信することが、ユーザ機器によって禁止される。次いで、プロセス９９は終了する。
【００３３】
無線サイトからの「停止」信号がＳ回を下回る回数だけ受信された場合、ユーザ機器によって判定された場合には、ブロック９６は、制御をブロック９８に移す。ブロック９８では、ユーザ機器は、プリアンブル電力を変えず、その電力レベルを用いて無線サイトに電力制御信号を送信する。次いで、プロセス９９は終了する。
【００３４】
ブロック８９において、ユーザ機器は、種々の手段によって、電力アップ・コマンドの受信が成功したか否かを判定しても良い。好ましい実施形態においては、無線サイトは、コマンドを受信したという肯定応答を送信する。ＷＣＤＭＡセルラ・システムとともに用いる好ましい実施形態においては、アクイジション・インディケータ・チャネル（ＡＩＣＨ：Acquisition Indicator Channel ）が用いられる。このインディケータ・チャネルの動作は、以下のものを含むＷＣＤＭＡ仕様において説明されている。第３世代パートナーシップ・プロジェクト、「技術仕様グループ無線アクセス・ネットワーク；物理層手順（Physical layer procedures ）（ＦＤＤ）；（リリース５）；３ＧＰＰ  ＴＳ２５．２１４」（２００３年３月）。ユーザ機器は、電力制御送信に関連するアクセス・スロットにおいて電力アップ・コマンドを送信した後、アップリンク電力制御送信スロットに関連するダウンリンク・スロットにおいて、正のアクイジション・インディケータの検出を試みる。正のアクイジション・インディケータが検出された場合、ユーザ機器は、無線サイトにおいて電力制御の受信が成功したことを認識する。
【００３５】
第２の実施形態においては、ユーザ機器は、放送チャネルの電力レベルを観測しても良い。ユーザ機器において受信された放送チャネル電力が、ユーザ機器による電力アップ要求に対応して、時間スロットにおいて増加した場合（パイロット・チャネルに対する増加。パイロット・チャネルは一定電力で連続的に送信される）、ユーザ機器は、サイトにおいて電力制御コマンドの受信が成功したことを認識する。
【００３６】
ブロック９６において、ユーザが起こす干渉が過剰である場合に、ユーザによる電力制御コマンドの送信を無線サイトが禁じることが、望ましい場合もある。この場合、無線サイトは、過剰な送信電力が受信されていることをユーザ機器に示す信号を送信しても良い。好ましいセルラＷＣＤＭＡの実施形態においては、無線サイトは、過剰な干渉が受信されるアップリンク電力制御コマンドに対応して、無線スロットにおいて負のアクイジション・インディケータを送信する。負のアクイジション・インディケータに関連する無線スロットの間に送信したユーザ機器が、負のアクイジション・インディケータのデコードに成功すると、所定回数Ｓの負のアクイジション・インディケータを受信した後に、送信を中止する。
【００３７】
ユーザ機器４０〜４５は、複数のセル（無線サイト３０，３５，または無線サイトのセクタ）から放送チャネルを受信することが可能であっても良い。これは、同時放送、またはセルラＣＤＭＡシステムではソフト・ハンドオフと呼ばれることが多い。この場合、ユーザ機器は、どの（複数の）セルに対して電力制御コマンドを送信するかを決定する必要がある。好ましい実施形態においては、ユーザは、１つまたは複数の電力制御サイクルの間に、コマンドを送信するセルを１つ選択する。電力制御コマンドはどのセルを対象としているかを示すように、電力制御信号を変える。セルラＷＣＤＭＡシステムに対する好ましい実施形態においては、ＰＲＡＣＨプリアンブルＰ１に、対象とする受信セルに関連するスクランブル・コードを用いて、スクランブルをかける。受信電力が最大のセルを、電力制御用に選択する。セルの選択は、電力制御サイクル当たり１回だけでも良い。
【００３８】
図８を参照すると、プロセス１００が、どの（複数の）セルに電力制御信号を送信するかを決定する好ましい実施形態において用いられる。プロセスは、ブロック１０１から開始される。ブロック１０２では、セルの指標ｉを１に設定する。次に、ブロック１０４では、セルのうちユーザ機器が測定するセルを示す最も強いセル変数を１に設定する。プロセスはブロック１０６に移行する。そこでは、ユーザ機器によって、セル番号１の受信電力レベルが測定され、変数である受信電力が、測定された電力レベルに等しくなるように設定される。次に、ブロック１０８では、最大電力変数を初期化して、第１のセルから測定された受信電力変数にする。最大電力変数によって、測定されたすべてのセルの最大電力レベルの推移を追う。プロセスはブロック１１０に移行する。そこでは、ユーザ機器が受信できる程に十分な電力状態にあるセルがさらに存在しているか否かが、ユーザ機器によって検査される。ユーザ機器が受信できるセルがさらに存在する場合には、プロセスはブロック１１２に移行する。ブロック１１０における検査によって、ユーザ機器が受信できるセルがもはや存在しないことが判明した場合には、プロセスはブロック１１６に移行する。
【００３９】
ブロック１１２では、セルの指標ｉの数を増やす。プロセスは、ブロック１１２からブロック１１４に移行する。そこでは、セル番号ｉが、ユーザ機器が電力制御を希望する放送チャネルを送信しているか否かが、検査される。セル番号ｉが、制御を希望する放送チャネルを送信している場合には、プロセスはブロック１２４に移行する。送信していない場合には、プロセスはブロック１１０に戻る。
【００４０】
ブロック１２４では、ユーザ機器によって、セル番号１の受信電力レベルが測定され、変数である受信電力が、測定された電力レベルに等しくなるように設定される。次いで、プロセスは、ブロック１２４からブロック１２２に移行する。ブロック１２２では、ブロック１２４において測定された受信電力レベルが、すべてのセルに対して観測される最大電力よりも大きいか否かが、プロセスによって検査される。受信電力が、これまでに測定された最大電力よりも大きい場合には、プロセスはブロック１２０に移行する。大きくない場合には、プロセスはブロック１１０に戻る。ブロック１２０では、最も強いセル変数を、ブロック１２４において電力が測定されたセルの指標ｉに設定する。次いで、プロセスは、ブロック１２０からブロック１１０に戻る。
【００４１】
ブロック１１６では、ユーザ機器が送信先として希望するセルが選択される。ユーザ機器は、対象とするサービス提供セルに関連する電力制御信号を選択する。好ましいＷＣＤＭＡの実施形態においては、対象とするサービス提供セルに関連する電力制御信号は、選択された受信セルに関連するスクランブル・コードを用いてスクランブルがかけられたＰＲＡＣＨプリアンブルのＰ１である。
【００４２】
前述したように、本発明の好ましい実施形態において、物理ランダム・アクセス・チャネル（ＰＲＡＣＨ）に対する電力制御方法によって、従来技術の欠点が克服され、以下の利点がもたらされる。単一の電力制御方法を示しているため、無線サイトは、１対１／１対多の遷移を必要とはしない。したがって、本発明によって、ユーザが少数の場合および多数の場合の両方に対して可能である単一かつ統一モードの動作が提供される。専用チャネルの送信を回避することによって、ユーザ機器のバッテリ・パワーが著しく低減される。
【００４３】
ＲＮＣは、マルチメディア・ユーザを監視してその数を数える必要はない。この結果、相当なシステム諸経費が節約される。
電力制御要求コマンドに応答するのは、無線サイトのみである。ＲＮＣは、電力制御サイクルに関与しない。そのため、著しい量の諸経費が節約される。
【００４４】
本電力制御方法をＰＲＡＣＨ上で使用する結果、マルチメディア放送サービスを提供するためにユーザ機器に対して専用チャネルを用いることは、必要ではなくなる。その結果、移動体通信資源が節約される。
【００４５】
電力制御コマンドがランダム・アクセス・チャネル上で送信されるため、いかなるユーザ機器も、ネットワークにアクセスを要求することなく、さらなる電力を要求することができる。この結果、アクセス要求に対して必要となる遅延を回避することによって、電力制御速度が向上する。
【００４６】
また、同じ信号が電力アップ・コマンドとしてすべてのユーザに使用されるため、かつユーザはコマンドを同時に送信しても良いため、無線サイトは、電力アップ・コマンドが送信されたことを、より確実に検出することができる。その理由は、同じ電力アップ・コマンドを同時に送信する複数のユーザからの電力が、無線サイトで組み合わされる結果、受信信号対ノイズ比が増加するためである。
【００４７】
本電力制御方法は、システム・ソフトウェアおよび処理の物理層上で実施される。そのため、信号送信の諸経費、たとえば測定レポートを送信すること、測定レポートをアップリンク上でＲＮＣに送信することなどがなくなる。最後に、ＰＲＡＣＨに対するＰ１プリアンブル・メッセージ用の諸経費は比較的小さい。何故なら、電力を必要とするユーザのみが電力制御コマンドを送信し、かつ各ＰＲＡＣＨコマンドが確実に受信されるために必要とする電力は、ほとんどないからである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明に基づく無線ネットワーク・コントローラを含む移動体通信システムを示すブロック・ダイアグラム。
【図２】本発明に基づくユーザ機器による電力制御の方法を示すフロー・チャート。
【図３】本発明に基づくユーザ機器における限界の設定の方法を示すフロー・チャート。
【図４】本発明に基づく無線サイトによる電力制御の方法を示すフロー・チャート。
【図５】本発明に基づく平均電力比対ユーザ数を表わすダイアグラム。
【図６】本発明に基づく電力減少量対ユーザ数を表わすダイアグラム。
【図７】本発明に基づく無線サイトによる電力制御の方法を示すフロー・チャート。
【図８】本発明に基づくユーザ機器による電力制御の方法を示すフロー・チャート。
【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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【国際調査報告】
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