(57)【要約】ＣＤＭＡタイプまたはＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡベースの複数アンテナシステムで用いられる方法および装置が、まずアンテナの重みの初期セットを選択し、選択されたアンテナの重みを送信信号のコピーで乗算し、重み付けされた送信信号を生成する。ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡベースの実装では、サブキャリアの選択されたセットが信号コピーで変調され、次にアンテナの重みを用いて重み付けされる。この重み付けされた送信信号は、初期の総送信電力を用いて送信される。確認応答が所定の時間間隔内に受信されない場合、アンテナの重みは調整され、および／またはサブキャリアは再選択され、修正済みの重み付けされた送信信号が送信される。総送信電力は、アンテナの重みおよび／または選択されたサブキャリアが調整されるとき、固定値に保たれ、確認応答が所定回数の重みの調整および／またはサブキャリアの再選択の後に受信されない場合のみ増加される。
2008546249.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数アンテナの送信機において使用する開ループ電力制御（ＯＬＰＣ）の方法であって、
前記方法は、
アンテナの重みの初期セットを選択するステップと、
前記選択されたアンテナの重みを送信信号のコピーで乗算して、重み付けされた送信信号を生成するステップと、
前記重み付けされた信号を初期の総送信電力を用いて送信するステップと、
十分な信号強度の確認応答が目的の受信機から受信されるまで、前記送信信号内の前記アンテナの重みを調整し前記送信信号を再送信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記初期のアンテナの重みセットは、コードブック内に格納された予め定められた値から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記初期のアンテナの重みセットは、時空間符号化方式により選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記初期アンテナの重みのセットは、複数入力複数出力方式（ＭＩＭＯ）ブラインドビーム形成アルゴリズムにより選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記初期のアンテナの重みセットは、以前の送信において十分な信号強度の確認応答を生成した重みのセットであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記アンテナの重みが調整されるとき、前記総送信電力レベルは固定値に保たれることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記十分な信号強度の確認応答が予め定められた回数のアンテナの重みの調整内で受信されない場合、前記送信信号の前記総送信電力レベルを増加させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記総送信電力レベルは固定量分増加されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記総送信電力レベルは可変量分増加されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記送信機は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）の複数アンテナシステムで使用されるように構成されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記送信機は無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記送信機は基地局であることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記送信機は直交周波数分割多元（ＯＦＤＭ）ベースの複数アンテナシステムで使用されるように構成されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１４】
前記複数アンテナの送信機は直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）の送信機であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記複数アンテナの送信機はシングルキャリア周波数分割多元接続（Ｓ−ＦＤＭＡ）の送信機であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
サブキャリアの予め定められたセットを信号コピーで変調するステップと前記変調されたサブキャリアを前記選択されたアンテナの重みを用いて重み付けするステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
サブキャリアの代替セットを選択するステップと、
前記代替サブキャリアを前記信号コピーで変調するステップと、
前記変調された代替サブキャリアを前記初期のアンテナの重みを用いて重み付けするステップと
をさらに含むことを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
十分な信号強度の確認応答が受信されるまで、前記アンテナの重みの初期セットは調整され、前記サブキャリアのセットは再選択されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記信号強度の確認応答は既定のチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記送信機は無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記送信機は基地局であることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
複数アンテナシステムにおいて開ループ電力制御（ＯＬＰＣ）を実行するように構成された複数アンテナの送信機であって、
前記送信機は、
初期送信信号を生成するように構成された信号生成器と、
前記初期送信信号のコピーを提供するように構成された直並列（Ｓ／Ｐ）変換器と、
アンテナの重みの初期セットを選択し、十分な信号強度の確認応答が受信されるまで前記初期のアンテナの重みを調整するように構成された重み付けプロセッサと、
アンテナの重みを前記送信信号のコピーで乗算して、重み付けされた送信信号を生成するように構成された乗算器と、
前記重み付けされた送信信号を初期の総送信電力レベルで送信し信号強度の確認応答を受信するように構成された複数の送信／受信アンテナと
を備えることを特徴とする送信機。
【請求項２３】
所定のおよび以前に使われたアンテナの重みのコードブックを格納し保持するように構成されたコード格納プロセッサをさらに備え、前記重み付けプロセッサは前記コード格納プロセッサ内に格納された値からアンテナの重みを選択するように構成されていることを特徴とする請求項２２に記載の送信機。
【請求項２４】
前記重み付けプロセッサは時空間符号化方式により前記アンテナの重みを選択するように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の送信機。
【請求項２５】
前記重み付けプロセッサは複数入力複数出力方式（ＭＩＭＯ）ブラインドビーム形成アルゴリズムにより前記アンテナの重みを選択するように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の送信機。
【請求項２６】
前記重み付けプロセッサは、前記初期アンテナの重みのセットとして以前の送信の十分な信号強度の確認応答を生成した重みのセットを使うように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の送信機。
【請求項２７】
前記送信機は、前記アンテナの重みが調整されるとき、前記初期の総送信電力レベルを固定値に保つように構成されることを特徴とする請求項２２に記載の送信機。
【請求項２８】
信号強度の確認応答が予め定められた回数のアンテナの重みの調整内に受信されない場合、前記送信機は前記重み付けされた送信信号の前記初期の総送信電力レベルを増加させるように構成されることを特徴とする請求項２７に記載の送信機。
【請求項２９】
前記総送信電力レベルは固定量分増加されることを特徴とする請求項２８に記載の送信機。
【請求項３０】
前記総送信電力レベルは可変量分増加されることを特徴とする請求項２８に記載の送信機。
【請求項３１】
前記送信機は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）タイプの複数アンテナシステムにおいて動作するように構成されることを特徴とする請求項２８に記載の送信機。
【請求項３２】
前記送信機は無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）であることを特徴とする請求項３１に記載の送信機。
【請求項３３】
前記送信機は基地局であることを特徴とする請求項３１に記載の送信機。
【請求項３４】
前記送信機は直交周波数分割多元（ＯＦＤＭ）ベースの無線通信システムにおいて動作するように構成されることを特徴とする請求項２８に記載の送信機。
【請求項３５】
前記送信機は直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）の送信機であることを特徴とする請求項３４に記載の送信機。
【請求項３６】
前記送信機はシングルキャリア周波数分割多元接続（Ｓ−ＦＤＭＡ）の送信機であることを特徴とする請求項３４に記載の送信機。
【請求項３７】
サブキャリアの予め定められたセットを生成するように構成されたサブキャリア生成器をさらに備え、前記サブキャリアは前記信号コピーで変調され、さらに前記乗算器は、前記アンテナの重みを前記変調されたサブキャリアで乗算することにより、重み付けされた送信信号を生成するように構成されることを特徴とする請求項３４に記載の送信機。
【請求項３８】
前記サブキャリア生成器はサブキャリアの代替セットを選択するように構成され、前記代替サブキャリアは前記信号コピーで変調され、前記初期アンテナの重みを用いて重み付けされることを特徴とする請求項３７に記載の送信機。
【請求項３９】
十分な信号強度の確認応答が受信されるまで、前記重み付けプロセッサは前記初期アンテナの重みを調整し、前記サブキャリア生成器はサブキャリアのセットを再選択することを特徴とする請求項３８に記載の送信機。
【請求項４０】
前記信号強度の確認応答はチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）であることを特徴とする請求項３９に記載の送信機。
【請求項４１】
前記送信機は無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）であることを特徴とする請求項４０に記載の送信機。
【請求項４２】
前記送信機は基地局であることを特徴とする請求項４０に記載の送信機。
【請求項４３】
複数アンテナシステムにおいて開ループ電力制御（ＯＬＰＣ）を実行するように構成された集積回路（ＩＣ）であって、
初期送信信号を生成するように構成された信号生成器と、
前記初期送信信号のコピーを提供するように構成された直並列（Ｓ／Ｐ）変換器と、
アンテナの重みの初期セットを選択し、十分な信号強度の確認応答が受信されるまで、前記初期のアンテナの重みを調整するように構成された重み付けプロセッサと、
アンテナの重みを前記送信信号のコピーで乗算し、重み付けされた送信信号を生成するように構成された乗算器と
を備えることを特徴とする集積回路（ＩＣ）。
【請求項４４】
所定のおよび以前に使用したアンテナの重みのコードブックを格納し保持するように構成されたコード格納プロセッサをさらに備え、前記重み付けプロセッサはアンテナの重みを前記コード格納プロセッサ内に格納された値から選択するように構成されることを特徴とする請求項４３に記載の集積回路（ＩＣ）。
【請求項４５】
前記集積回路（ＩＣ）は、前記アンテナの重みが調整されるとき、送信機の初期の総送信電力レベルを固定値に保つように構成されることを特徴とする請求項４４に記載の集積回路（ＩＣ）。
【請求項４６】
前記集積回路（ＩＣ）は、信号強度の確認応答が所定回数のアンテナの重みの調整内で前記送信機において受信されない場合、前記重み付けされた送信信号の前記初期の総送信電力レベルを増加させるように構成されることを特徴とする請求項４５に記載の集積回路（ＩＣ）。
【請求項４７】
前記集積回路（ＩＣ）は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）タイプの複数アンテナシステムにおいて動作するように構成されることを特徴とする請求項４６に記載の集積回路（ＩＣ）。
【請求項４８】
前記集積回路（ＩＣ）は、直交周波数分割多元（ＯＦＤＭ）ベースの無線通信システムにおいて動作するように構成されることを特徴とする請求項４６に記載の集積回路（ＩＣ）。
【請求項４９】
サブキャリアの予め定められたセットを生成するように構成されたサブキャリア生成器をさらに備え、前記サブキャリアは前記信号コピーで変調され、さらに前記乗算器は、前記初期のアンテナの重みを前記変調されたサブキャリアで乗算することにより、重み付けされた送信信号を生成するように構成されることを特徴とする請求項４８に記載の集積回路（ＩＣ）。
【請求項５０】
前記サブキャリア生成器はサブキャリアの代替セットを選択するように構成され、前記代替サブキャリアは前記信号コピーで変調され、前記初期のアンテナの重みを用いて重み付けされることを特徴とする請求項４９に記載の集積回路（ＩＣ）。
【請求項５１】
前記重み付けプロセッサは前記初期のアンテナの重みを調整し、前記サブキャリア生成器はサブキャリアのセットを再選択することを特徴とする請求項５０に記載の集積回路（ＩＣ）。
【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おける電力制御に関する。より詳細には、本発明は複数アンテナ通信システムにおける開ループ電力制御の方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおける電力制御、特に符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）タイプのシステムにおける電力制御および直交周波数分割多元（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）ベースのシステムにおける電力制御は、受信機の干渉を制限し電力消費を最小化することにより携帯電話の能力および信号品質を向上させるために用いられる。例えば、開ループ電力制御（ＯＬＰＣ）は、その初期送信電力を受信機による受信に適したレベルに設定するために移動通信装置において利用される。通信回線がその受信機で確立されると、閉ループ電力制御（ＣＬＰＣ）方式が所望のサービス品質（ＱｏＳ）レベルでその通信回線を維持するために用いられる。
【０００３】
従来のＯＬＰＣ方式では、移動装置は信号を目的の基地局に予め定められた初期送信電力を用いて送信する。基地局では、通信回線が移動装置と確立可能かを決定するために送信された信号の品質が計測される。この点に関しては、典型的には送信された信号の品質は、パスロス、干渉、または信号対干渉比（ＳＩＲ：signal-to-interference ratio）の指標である。送信された信号の品質が通信回線を確立するのに適している場合、基地局は、同一の指標を示す応答信号を移動装置に送信する。しかし、送信された信号が不十分であるとみなされる場合、および／または応答信号が移動装置で受信されない場合、移動装置はその送信電力を増加し、その信号を再送信し、基地局の応答信号を待つ。移動装置が実際に応答信号を受信するまで、移動装置は所定の時間間隔でその送信電力を所定量分増加させ続ける。この従来のＯＬＰＣ方式は、図１に示される。
【０００４】
次に図１を参照すると、上述した従来のＯＬＰＣ方式のグラフ図が示されている。図示の方式１００は、ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＵＭＴＳ（ユニバーサル移動体通信システム（universal mobile telecommunications system））、または任意の他の無線通信システムで動作するように構成された単一アンテナ移動通信装置（図示せず）におけるＯＬＰＣ機能を表すことができる。
【０００５】
通信回線を確立するために、ＯＬＰＣ方式１００は、まず移動装置が初期送信信号Ｔ１を初期の所定の送信電力レベルＰＴ１で送信することを必要とする。所定の時間間隔Δｔ後に移動装置が応答信号を受信していない場合、送信電力Ｐは第１の電力増加分のΔ１Ｐ分増加され、信号Ｔ２が調整された送信電力ＰＴ２で再送信され、ＰＴ２は以下の式１に示されるように初期送信電力ＰＴ１と所定の電力増加分Δ１Ｐの合計として定義可能である。  
ＰＴ２＝ＰＴ１＋Δ１Ｐ                                              式（１）
同様に、その後の送信Ｔｎの送信電力ＰＴｎは、一般的に以下の式２により示されるものとして定義可能である。
【０００６】
ＰＴｎ＝ＰＴｎ−１＋ΣΔｉＰ                                        式（２）
ΔｉＰはすなわち送信電力の増分であり、固定でも可変でもよい。
【０００７】
ＯＬＰＣ方式１００により示されるように、移動装置は、応答信号を受信するまで、すなわち通信回線が確立されるまで、その送信信号Ｔ３、Ｔ４、．．．ＴＮを増加された送信電力ＰＴ３、ＰＴ４．．．ＰＴｎで再送信し続ける必要がある。通信回線が確立されると、ＯＬＰＣ機能１００は終了し、ＣＬＰＣ機能（図示せず）が確立された通信回線の電力制御を引き継ぐ。従来のＯＬＰＣ方式１００のこの種類によって、移動装置は、例えばフェージングの瞬間が長くなりまたはマルチパスが増えることが原因で、通信信号を大きな平均電力レベルで送信する必要がある場合がある。さらに従来のＯＬＰＣ方式は、単一アンテナ移動通信装置にのみ適用できる。複数アンテナ装置で初期送信電力を最適化するように適応されたＯＬＰＣ方式は存在しない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、無線通信システムにおいて電力消費を最小化する複数アンテナ装置の開ループ電力制御を行う方法および装置を有することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、無線通信システムの電力消費を最小化する開ループ電力制御（ＯＬＰＣ）を複数アンテナ装置において実行する方法および装置である。アンテナの重みの初期セットが選択され、送信信号のコピーで乗算され、重み付けされた送信信号を生成する。直交周波数分割多元（ＯＦＤＭ）／直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）ベースの実装では、信号コピーはサブキャリアの選択されたセットに対して変調され、これらのサブキャリアは選択されたアンテナの重みを用いて重み付けされる。この重み付けされた送信信号は次に初期の総送信電力を用いて送信される。十分な信号強度の確認応答が所定の時間間隔内に目的の受信機から受信されない場合、アンテナの重みは調整され、および／またはサブキャリアは再選択、変調、および重み付けされ、この新しく重み付けされた送信信号は再送信される。総送信電力は、アンテナの重みおよび／または選択されたサブキャリアが調整されるとき固定値で保たれ、十分な信号強度の確認応答が所定回数の重み調整の後に受信されない場合のみ増加される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
一例として与えられ、添付の図面とあわせて理解される好ましい実施形態の以下の説明から本発明のより詳細な理解ができる。
【００１１】
以後、無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）は、ユーザ装置、移動局、固定式または移動式の加入者装置、ページャ、または無線環境で動作できる任意の他の種類の装置を含むが、これらに限定されない。以後参照されるとき、基地局は、Ｎｏｄｅ−Ｂ、サイトコントローラ、アクセスポイント、または無線環境における任意の他の種類のインターフェース接続装置を含むが、これらに限定されない。
【００１２】
本発明は、複数アンテナ無線通信システムで使用する開ループ電力制御（ＯＬＰＣ）方式およびＷＴＲＵを提供する。単一アンテナ型装置での使用のために設計されている従来のＯＬＰＣ方式とは異なり、本方式は、単に信号が受信機でうまく受信されるまでその信号の送信電力を増加させることよりも多くのことを含む。以下にさらに説明されるように、本発明のＯＬＰＣ方式は、総送信電力を保ちながら送信信号の様々なアンテナの重みを調整することを含む。所定回数の重み調整の後で送信信号の受信がうまく確認されない場合のみ、総送信電力が増加される。このやり方で送信電力を制御することにより、通信回線を確立する際に消費される電力量を最小化し、回線が確立されると初期のより低い平均送信電力を保証する。
【００１３】
背景として、概して複数アンテナシステムは、少なくとも１つの送信機および／または受信機が、１つより多いアンテナを用いる無線通信システムを指す。これらのシステムの例には、ＣＤＭＡ、広帯域（Ｗ）−ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ−ｏｎｅ、ＣＤＭＡ−２０００、ＩＳ９５Ａ、ＩＳ９５Ｂ、ＩＳ９５Ｃ、ＵＭＴＳ等が含まれる。ＬＴＥ（long-term evolution）３ＧＰＰ、ＩＥＥＥ８０２．１６ｃ（Ｗｉ−Ｍａｘ）、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎなどのＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡベースのシステムもまた、複数アンテナシステムの例である。複数アンテナ装置を利用することの２つの主要な利点は、空間的多様性と、空間多重化を介して改善されたシステムの処理能力とを含むことである。
【００１４】
空間的多様性とは、送信アンテナの数を増やすことによって品質信号をうまく送信する可能性を増加させることを指す。すなわち、アンテナ数が増加するにつれ、品質信号をうまく送信する可能性が増大する。空間多重化とは、複数のアンテナから同時におよび同一の周波数スペクトルでデータストリームを送信および受信することを指す。この多重化の特性により、システムがピークのデータ速度をより高くし、スペクトル効率を増大させることが可能になる。本発明のＯＬＰＣ方式とあわせて用いるとき、空間的多様性および空間多重化は電力消費を最小化するために利用でき、その結果システムの能力、性能、および処理能力をさらに向上させる。
【００１５】
次に図２を参照すると、本発明による開ループ電力制御（ＯＬＰＣ）を実装する方法を示すフロー図２００が示される。開ループ電力制御は、信号が通信回線を確立する目的で生成されるとき（ステップ２０２）開始される。次にこの信号のコピーが直並列変換器などで生成される（ステップ２０３）。シングルキャリアＦＤＭＡ（Ｓ−ＦＤＭＡ）を含むＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡベースのシステムの場合、これらの信号コピーは、複数の選択されたサブキャリアに変調される（ステップ２０３ａ）。次にアンテナの重みの初期セットが信号コピーおよび／または変調されたサブキャリアに適用するために選択される（ステップ２０４）。次に信号コピーおよび／またはサブキャリアは、選択されたアンテナの重みで乗算され、重み付けされた信号を生成する（ステップ２０６）。
【００１６】
アンテナの重みまたは「重み付け」を適用するとは、複数の送信アンテナにわたって送信される前に、特定の信号および／またはサブキャリアの特定の送信パラメータ（例えば、位相、振幅など）を修正する処理を指す。この重み付け処理は、送信されたときに目的の受信機の方向で最高の信号強度を発する結合信号をもたらす。図２では、目的の受信機での信号の受信を保証し所望の送信電力レベル保つために、アンテナの重みが初期送信信号に適用される（ステップ２０６）。
【００１７】
初期のアンテナの重みの選択（ステップ２０４）は、任意の適切な手段により行われてよい。単に一例として、この初期の重みは、ＷＴＲＵに格納された「コードブック」から選択されてよい。このコードブックは、例えば特定のＷＴＲＵのために構成された所定の重み付け順列を含んでよい。あるいは、アンテナの重みは、時空間符号化方式によって選択されてよく、送信ＷＴＲＵは、様々なアンテナでのフェージングの相関関係を利用して最適なアンテナの重みを決定する。また、アンテナの重みは、前に受信したチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）により選択されてよい。アンテナの重みを決定するさらに別の方法例は複数入力複数出力方式（ＭＩＭＯ）の「ブラインドビーム形成」を含む。ブラインドビーム形成は、複数のアンテナを介して前に受信された信号から認識されていないチャネルインパルス応答を抽出することを試みる。アンテナの重みは、これらのインパルス推定に基づき決定されてよい。
【００１８】
図２に戻り参照すると、アンテナの重みが選択され（ステップ２０４）、送信信号のコピーに適用されると（ステップ２０６）、この送信信号が初期の総送信電力で複数のアンテナを介して送信される（ステップ２０８）。本明細書で用いられるように、「総送信電力」とは、送信信号を複数の送信アンテナを介して送信する際に消費される総送信電力を指し、個々のアンテナにより消費される送信電力は変動する可能性があることを理解されたい。
【００１９】
所定の時間間隔内に応答信号が受信される場合（ステップ２１０）、通信回線が確立され（ステップ２１６）、方法２００が終了する。応答信号には、ＷＴＲＵに重み付けされた信号がうまく受信されたことを知らせる任意の種類の指示、例えばＣＱＩが含まれてよい。
【００２０】
応答信号が受信されない場合（ステップ２１０）、初期のアンテナの重みが調整され（ステップ２１２）、送信信号が再び重み付けされ（ステップ２０６）再送信される（ステップ２０８）。オプションとして、ＯＦＤＭベースの実装では、初期アンテナの重みを調整する（ステップ２１２）のではなく、またはそれに加えて、サブキャリアの異なるセットが信号コピーで変調するために選択されてよい（２０３ａ）。しかし、アンテナの重みを調整する際および／またはサブキャリアを再選択する際（ステップ２１２）に、総送信電力は変わらないままであることに留意されたい。つまり、アンテナの重みを調整すること、および／またはサブキャリアを再選択することは、特定のサブキャリアおよび／または特定のアンテナ（群）の送信電力が増加されることをもたらす可能性があるが、すべてのアンテナの総送信電力は同じままである。
【００２１】
重みの調整および／またはサブキャリアの再選択（ステップ２１２）、アンテナの重みの再適用（ステップ２０６）、および重み付けされた信号の再送信（ステップ２０８）の後で、ＯＬＰＣ方式（２００）は、応答信号が所定の時間周期内に受信されたか否かを決定する（ステップ２１０）。調整されたアンテナの重みおよび／または再選択されたサブキャリアが応答信号を生成しない場合、アンテナの重みは再調整され、および／またはサブキャリアの新しいセットが選択され（ステップ２１２）、このアンテナの重みが適用され（ステップ２０６）、重み付けされた信号が再送信される（ステップ２１０）。この調整／再送信のサイクル、すなわち、ステップ２１２に続くステップ２０６、２０８、および２１０は、応答信号がうまく受信されるまで続く。
【００２２】
所定回数の重みおよび／またはサブキャリアの調整／再送信サイクルの後で応答信号が受信されない場合、総送信電力の割当が増加される（ステップ２１４）。このより高い電力の割当に基づき、通信回線が確立される（ステップ２１６）まで、またはＯＬＰＣ方式２００が他の方法で終了するまで、アンテナの重みが再調整され、および／またはサブキャリアが再選択され（ステップ２１２）、ＯＬＰＣ方式２００の残りが繰り返される。その後の電力の増分（ステップ２１４）は、固定量または可変量であってよいことに留意されたい。
【００２３】
次に図３を参照すると、本発明によるＯＬＰＣを実装するように構成されたＷＴＲＵ３００が示される。初期送信信号を生成する信号生成器３０２、初期送信信号のコピーを提供する直並列（Ｓ／Ｐ）変換器３０４、総送信電力の調整を含み、アンテナの重みを取得し調整する重み付けプロセッサ３０６、重み付けプロセッサ３０６により提供されたアンテナの重みを用いて、信号コピーを重み付け、またはＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡの場合、変調されたサブキャリアを重み付ける乗算器３０８、および重み付けされた信号を送信し応答信号を受信する複数の送信／受信アンテナ３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、．．．３１０ｎがＷＴＲＵ３００に含まれる。また、所定のおよび／または前に使われたアンテナの重みを格納する任意のコード格納プロセッサ３１２が図示のＷＴＲＵ３００に含まれる。
【００２４】
ＷＴＲＵ３００では、信号生成器３０２は、例えば基地局（図示せず）と通信回線を確立する初期送信信号を生成する。この送信信号は、Ｓ／Ｐ変換器３０４内で処理され、複数の送信信号のコピーが生成され、１つのコピーが複数の送信／受信アンテナ３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、．．．３１０ｎのそれぞれに対応する。アンテナの重みの初期セットが、生成された送信信号のコピーに適用するために重み付けプロセッサ３０６により取得される。この点で、重み付けプロセッサ３０６は、既定のおよび／または前に使用されたアンテナの重みを格納し保持するコード格納プロセッサ３１２からなどの任意の適切な手段により、アンテナの重みの初期セットを取得できる。
【００２５】
例示として、および単に一例として、重みの初期のセットは、時空間符号化方式によって選択されてよく、この場合重み付けプロセッサ３０６は、最適なアンテナの重みを決定する際の複数の送信／受信アンテナ３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、．．．３１０ｎのフェージングの相関関係の認識を使用するように構成される。または、重み付けプロセッサ３０６は、ＭＩＭＯブラインドビーム形成アルゴリズムに基づき最適なアンテナの重みを推定するように構成されてよい。好ましい実施形態では、重み付けプロセッサ３０６は、初期のアンテナの重みとして、前に生成され任意のコードブックプロセッサ３１２内に格納される重みを選択する。
【００２６】
アンテナの重みが選択されると、乗算器３０８は選択したアンテナの重みを信号コピーで乗算し、重み付けされた送信信号を生成する。ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡベースの送信機の場合、任意のサブキャリア生成器（図示せず）もまた、所定の数のサブキャリアを生成し選択するために含まれてよい。このような実装では、サブキャリアは信号コピーで変調され、次に選択されたアンテナの重みを用いて乗算器３０８により重み付けされる。次に重み付けされた信号コピーおよび／またはサブキャリアは、重み付けされた送信信号として所定の総送信電力で複数の送信／受信アンテナ３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、．．．３１０ｎを介して目的の基地局（図示せず）に送信される。所定の時間間隔内に、目的の基地局（図示せず）が重み付けされた送信信号の検出を確認する場合、応答信号がＷＴＲＵ３００において受信され、通信回線が確立される。
【００２７】
しかし、重み付けされた送信信号の受信が確認されない場合、重み付けプロセッサ３０６は、初期のアンテナの重み（すなわち、位相、振幅、および任意の他の所定の送信パラメータ）の第１の調整を行い、乗算器３０８にこれらの調整結果を送信し、これらの調整結果が信号コピーおよび／またはサブキャリアに適用される。任意でまたはそれに加えて、サブキャリア生成器（図示せず）は送信に用いるサブキャリアを再選択してよい。次に新しく重み付けされた信号は、基地局（図示せず）に複数の送信／受信アンテナ３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃ、．．．３１０ｎを介して再送信される。アンテナの重みおよび／または再選択されたサブキャリアを調整する際に、初期の総送信電力は変化しないままであることに留意されたい。
【００２８】
第１のアンテナの重みおよび／またはサブキャリアの調整の後で、重み付けされた送信信号の受信がまだ確認されない場合、アンテナの重みは再調整され、再適用され、重み付けされた送信信号が再送信される。任意でまたはそれに加えて、サブキャリアのセットは、現在または調整されたアンテナの重みによって再選択され重み付けされてよい。この調整／再送信のサイクルは、重み付けされた送信信号が基地局（図示せず）でうまく受信され、それを表す確認応答がＷＴＲＵ３００で受信されるまで続く。上述のように、その初期の所定のレベルに総送信電力を保つやり方で、アンテナの重みは調整され、サブキャリアは再選択される。すなわち、総送信電力は、好ましくはＣＤＭＡ−２０００、ＣＤＭＡ−ｏｎｅ、ＵＭＴＳ、ＷＣＤＭＡ、ＧＳＭ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ、ＬＴＥ  ３ＧＰＰ等を含む任意の適用可能な規格によって基準化される。以下にさらに説明するように、いくつかの調整サイクルが終了した後でのみ、総送信電力が増加可能である。
【００２９】
所定回数の重みおよび／またはサブキャリアの調整の置換（permutation）の後で、重み付けされた送信信号の受信がまだ確認されていない場合、重み付けプロセッサ３０６は総送信電力の割当を増加させる。この増加された電力割当に基づき、アンテナの重みおよび／または選択されたサブキャリアが再調整され、信号コピーおよび／またはサブキャリアが再び重み付けされ、重み付けされた信号が前に説明したように再送信される。この新しい総送信電力割当が、通信回線が確立されるまで、または後の総電力増加が必要とみなされるまで、今後のアンテナの重みおよび／またはサブキャリアの調整／選択の閾値となる。任意のその後の増分は、第１の増分と同じ固定量分でも、または可変量分であってもよいことに留意されたい。
【００３０】
通信回線が確立されると、すなわち送信信号の受信が基地局（図示せず）で確認されると、その応答を生成する際に使われたアンテナの重みの対応するセットおよび／またはサブキャリアの対応するセットは、今後通信回線を確立する際に使うために任意のコード格納プロセッサ３１２内に格納されることが好ましい。スマートアンテナ構成のＷＴＲＵでは、これらのアンテナの重み／サブキャリアの組合せは、ビーム形成において、および／または様々な他のＭＩＭＯアルゴリズムにおいて用いるための初期構成として使用可能である。
【００３１】
次に図４を参照すると、本発明によって実装されたＯＬＰＣのグラフ図４００が示されている。グラフ図４００は、ＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＣＤＭＡ−ｏｎｅ、ＵＭＴＳ、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ、Ｓ−ＦＤＭＡ、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、ＬＴＥ  ３ＧＰＰ、または任意の他の複数アンテナ無線通信システムにおいて動作するように構成された複数アンテナのＷＴＲＵ（図示せず）のＯＬＰＣ機能を表すことができる。
【００３２】
通信回線を確立するために、ＷＴＲＵ（図示せず）は、初期の所定の送信電力レベルＰＴｉにおいて、アンテナの重みの選択されたセットで重み付けされた初期送信信号Ｔ１を送信する。ＯＦＤＭベースの実装では、これらの重みが選択されたサブキャリアの初期のセットに適用される。所定の時間間隔Δｔ内で、ＷＴＲＵ（図示せず）が重み付けされた送信信号Ｔ１の受信を確認する確認応答を受信していない場合、初期の所定の送信電力定数を正規化または維持するやり方で、アンテナの重みが調整され、および／またはサブキャリアが再選択される。次に新しく調整されたアンテナの重みが送信信号Ｔ１に適用され、調整された送信信号Ｔ２が再送信される。任意でまたはそれに加えて、サブキャリアの新しいセットが再選択され、初期のアンテナの重みで、または新しく調整されたアンテナの重みで重み付けされる。
【００３３】
このアンテナの重みおよび／またはサブキャリアの調整の後で、調整された送信信号Ｔ２の受信が確認されない場合、アンテナの重みおよび／または選択されたサブキャリアはこの場合も調整され、再び重み付けされ、再調整された送信信号Ｔ３が再送信される。この調整／再送信のサイクルは、通信回線が確立されるまで、または所定の数ｎの調整された信号Ｔｎが送信されうまく確認されないときまで続く。グラフ図４００で示されるように、送信信号Ｔ１、Ｔ２、．．．Ｔｎはそれぞれ異なるアンテナの重み／サブキャリアの組合せで送信されるが、それらはそれぞれ同じ初期の総送信電力レベルＰＴｉで送信される。
【００３４】
ｎ回の送信の後、通信回線が確立されていない場合、初期の送信電力レベルＰＴｉが第１の電力増分量Δ１Ｐ分増加される。次に送信信号Ｔｎ＋１が、アンテナの重みの調整されたセットで、および／または新しく選択されたサブキャリアで新しく調整された総送信電力レベルＰＴ１において再送信され、ＰＴ１は、以下に式３により示されるように、初期の送信電力ＰＴｉと所定の電力の増分Δ１Ｐの合計として定義できる。  
ＰＴ１＝ＰＴｉ＋Δ１Ｐ                                              式（３）
その後の送信信号Ｔｎ＋１．．．Ｔｎ＋ｎは、通信回線が確立されるまで、または追加のｎ回の信号がうまく送信されないときまで、重み付けされ、および／またはサブキャリア調整され、増加した電力レベルＰＴ１で送信され続け、この時点で、送信電力ＰＴ１が第２の電力増分量Δ２Ｐ分増加される。通信回線が確立されると、ＯＬＰＣ機能が終了し、ＣＬＰＣ機能（図示せず）が確立された通信回線の電力制御を引き継ぐ。
【００３５】
本発明の好ましい実装では、３ｄＢから７ｄＢの信号対雑音比（ＳＮＲ）の利得が、チャネル状態、送信アンテナの個数、および様々な他の要因により達成できることに留意されたい。また、ＷＴＲＵ内に本発明を実装するためには、例えば、ＷＴＲＵで典型的なもの以外に追加のハードウェアが必要ないことに留意されたい。
【００３６】
本発明の特徴は、集積回路（ＩＣ）内に組み込まれるか、または多数の相互接続されている要素を含む回路内に構成されてよい。
【００３７】
本発明の機能および要素が特定の組合せの好ましい実施形態で説明されるが、各機能または要素は、単独で（好ましい実施形態の他の機能および要素を伴わず）、あるいは本発明の他の機能および要素とともにまたは伴わずに様々な組合せで使用可能である。
【００３８】
実施形態
１．複数のアンテナを備える送信機内の開ループ電力制御の方法。
【００３９】
２．十分な信号強度レベルが受信機で得られるまで、各送信における送信機内でのアンテナの重みを調整するステップを含む、実施形態１に記載の方法。
【００４０】
３．重みはコードブックからあらかじめ設定されている、実施形態２に記載の方法。
【００４１】
４．重みは時空間符号化方式により選択される、実施形態２に記載の方法。
【００４２】
５．重みは複数入力複数出力方式（ＭＩＭＯ）ブラインドビーム形成アルゴリズムにより選択される、実施形態２に記載の方法。
【００４３】
６．十分な信号強度レベルを生成する重みのセットは初期の重みに対して設定される、前出のいずれかの実施形態に記載の方法。
【００４４】
７．アンテナの重みが調整されるときに、総送信電力レベルは固定値に保たれる、前出のいずれかの実施形態に記載の方法。
【００４５】
８．送信が検出されない場合、総送信電力レベルが増加する、実施形態７に記載の方法。
【００４６】
９．総送信電力レベルは固定量分増加する、前出のいずれかの実施形態に記載の方法。
【００４７】
１０．無線送受信ユニットで用いる、前出のいずれかの実施形態に記載の方法。
【００４８】
１１．基地局で用いる、実施形態２から９のいずれかに記載の方法。
【００４９】
１２．開ループ電力制御のための送信機。
【００５０】
１３．送信のための複数のアンテナを備える、実施形態１２に記載の送信機。
【００５１】
１４．十分な信号強度が受信機で得られるまで各送信においてアンテナの重みを調整する手段を備える、実施形態１１または１２のいずれかに記載の送信機。
【００５２】
１５．重みはコードブックからあらかじめ設定されている、実施形態１４に記載の送信機。
【００５３】
１６．重みは時空間符号化方式により選択される、実施形態１４に記載の送信機。
【００５４】
１７．重みは複数入力複数出力方式（ＭＩＭＯ）ブラインドビーム形成アルゴリズムにより選択される、実施形態１４に記載の送信機。
【００５５】
１８．十分な信号強度レベルを生成するアンテナの重みのセットが初期のアンテナの重みのために設定される、実施形態１２から１７のいずれかに記載の送信機。
【００５６】
１９．アンテナの重みが調整されるとき、総送信電力レベルは固定値に保たれる、実施形態１２から１５のいずれかに記載の送信機。
【００５７】
２０．送信が検出されない場合、総送信電力レベルが増加される、実施形態１９に記載の送信機。
【００５８】
２１．総送信電力レベルは固定量分増加される、実施形態１２から２０のいずれかに記載の送信機。
【００５９】
２２．無線送受信ユニットで用いられる、実施形態１２から２１のいずれかに記載の送信機。
【００６０】
２３．基地局で用いられる、実施形態１２から２２のいずれかに記載の送信機。
【００６１】
２４．送信機は無線送受信ユニット、つまりＷＴＲＵである、実施形態１２から２３のいずれかに記載の送信機。
【００６２】
２５．前出のいずれかの実施形態で用いられるように構成された無線通信システム。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】従来の開ループ電力制御（ＯＬＰＣ）方式のグラフ図である。
【図２】本発明によるＯＬＰＣ方式のフロー図である。
【図３】本発明のＯＬＰＣ方式を実装するように構成された無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）を示す図である。
【図４】本発明によるＯＬＰＣ方式のグラフ図である。
【図１】
2008546249.tif 000003
【図２】
2008546249.tif 000004
【図３】
2008546249.tif 000005
【図４】
2008546249.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年1月21日(2008.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のアンテナの送信機において使用する開ループ電力制御（ＯＬＰＣ）の方法であって、
前記方法は、
アンテナの重みを選択するステップと、
前記アンテナの重みを送信信号と乗算して、重み付けされた送信信号を生成するステップと、
前記重み付けされた送信信号を複数のアンテナを用いて送信するステップと、
予め定められた期間内に確認応答が受信されない場合に、確認応答が受信されるまで、総送信電力を増加させずに前記アンテナの重みを調整し、前記調整されたアンテナの重みを前記送信信号と乗算して、前記調整されたアンテナの重みによって重み付けされた前記重み付けされた送信信号を再送信するステップと、
予め定められた回数のアンテナの重み調整まで確認応答が受信されない場合に、前記総送信電力を増加させ、前記送信信号を再送信するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記アンテナの重みは、コードブック内に格納された予め定められた値から選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アンテナの重みは、時空間符号化方式により選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アンテナの重みは、複数入力複数出力方式（ＭＩＭＯ）ブラインドビーム形成アルゴリズムにより選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記アンテナの重みは、以前の送信において確認応答を生成した重みのセットに対して最初に選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記総送信電力は固定量分増加されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記総送信電力は可変量分増加されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記確認応答が前記予め定められた期間内に受信されない場合に、サブキャリアの異なるセットを選択するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記確認応答は既定のチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
開ループ電力制御（ＯＬＰＣ）を実行するように構成された複数のアンテナの送信機であって、
前記送信機は、
送信信号を生成するように構成された信号生成器と、
前記送信信号のコピーを提供するように構成された直並列（Ｓ／Ｐ）変換器と、
アンテナの重みを選択し、前記アンテナの重みを調整するように構成された重み付けプロセッサと、
前記アンテナの重みを前記送信信号で乗算して、重み付けされた送信信号を生成するように構成された乗算器と、
前記重み付けされた送信信号を送信するように構成された複数の送信／受信アンテナと
を備え、
予め定められた期間内に確認応答が受信されない場合に、前記アンテナの重みは、前記送信信号の再送信について総送信電力を増加させることなく調整され、予め定められた回数のアンテナの重み調整まで確認応答が受信されない場合に、前記総送信電力は、前記送信信号の再送信について増加されることを特徴とする送信機。
【請求項１１】
所定のおよび以前に使われたアンテナの重みのコードブックを格納し保持するように構成されたコード格納プロセッサをさらに備え、前記重み付けプロセッサは前記コード格納プロセッサ内に格納された値から前記アンテナの重みを選択するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項１２】
前記重み付けプロセッサは時空間符号化方式により前記アンテナの重みを選択するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項１３】
前記重み付けプロセッサは複数入力複数出力方式（ＭＩＭＯ）ブラインドビーム形成アルゴリズムにより前記アンテナの重みを選択するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項１４】
前記重み付けプロセッサは、以前の送信の確認応答を生成した重みのセットを最初に選択するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項１５】
前記総送信電力は固定量分増加されることを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項１６】
前記総送信電力は可変量分増加されることを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項１７】
前記送信機は無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）であることを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項１８】
前記送信機は基地局であることを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項１９】
前記送信機は直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）の送信機であることを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項２０】
前記送信機はシングルキャリア周波数分割多元接続（Ｓ−ＦＤＭＡ）の送信機であることを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項２１】
前記送信信号の再送信について異なるサブキャリアのセットを選択するように構成されたサブキャリア生成器をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項２２】
前記確認応答はチャネル品質インジケータ（ＣＱＩ）であることを特徴とする請求項１０に記載の送信機。
【請求項２３】
開ループ電力制御（ＯＬＰＣ）を実行するように構成された集積回路（ＩＣ）であって、
前記集積回路（ＩＣ）は、
送信信号を生成するように構成された信号生成器と、
前記送信信号のコピーを提供するように構成された直並列（Ｓ／Ｐ）変換器と、
アンテナの重みを選択し、調整するように構成された重み付けプロセッサと、
前記アンテナの重みを前記送信信号で乗算し、重み付けされた送信信号を生成するように構成された乗算器と
を備え、
予め定められた期間内に確認応答が受信されない場合に、前記アンテナの重みは、前記送信信号の再送信についての総送信電力を増加させずに調整され、予め定められた回数のアンテナの重み調整まで確認応答が受信されない場合に、前記総送信電力は、前記送信信号の再送信について増加されることを特徴とする集積回路（ＩＣ）。
【請求項２４】
所定のおよび以前に使用したアンテナの重みのコードブックを格納し保持するように構成されたコード格納プロセッサをさらに備え、前記重み付けプロセッサはアンテナの重みを前記コード格納プロセッサ内に格納された値から選択するように構成されることを特徴とする請求項２３に記載の集積回路（ＩＣ）。
【請求項２５】
前記送信信号の再送信について異なるサブキャリアのセットを選択するように構成されたサブキャリア生成器をさらに含むことを特徴とする請求項２３に記載の集積回路（ＩＣ）。
【国際調査報告】
2008546249.tif 000007