(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおける逆方向リンクローディングを評価する方法において、
（ａ）逆方向リンク周波数帯域の少なくとも第１の部分に無視できる程度のエネルギを含んでいる信号を遠隔局から送信し、
（ｂ）前記第１の部分を含んでいる前記逆方向リンク周波数帯域の第２の部分の第１のエネルギを基地局において測定し、
（ｃ）前記逆方向リンク周波数帯域の第２のエネルギを基地局において測定し、
（ｄ）前記第１のエネルギと前記第２のエネルギとを使用して前記逆方向リンクローディングを前記基地局において計算するステップを有する方法。
【請求項２】
前記逆方向リンク周波数帯域内の前記部分の位置は時間によって変化しない請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記逆方向リンク周波数帯域内の前記部分の位置は時間によって変化する請求項１記載の方法。
【請求項４】
時間による前記変化は時間において連続的である請求項３記載の方法。
【請求項５】
時間による前記変化は時間において不連続的である請求項３記載の方法。
【請求項６】
遠隔局から信号を送信するステップにおいて、
（ａ）送信される前記信号を前記遠隔局において発生し、
（ｂ）ノッチフィルタにより前記信号を前記遠隔局において濾波し、
（ｃ）前記濾波された信号を前記遠隔局から送信するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項７】
第１のエネルギを基地局において測定するステップにおいて、
（ａ）帯域通過フィルタにより前記逆方向リンク周波数帯域を前記基地局において濾波し、
（ｂ）前記濾波された逆方向リンク周波数帯域の前記第１のエネルギを前記基地局において測定するステップを含んでいる請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記逆方向リンクローディングを計算するステップは次式にしたがって行われ、
【数１】
0004668491.tif 000004
ここで、
（ｉ）ＩO は前記第２のエネルギであり、
（ii）ＩNOTCH は前記第１のエネルギであり、
（iii ）ＢTOTAL は前記逆方向リンク周波数帯域であり、
（iv）ＢNOTCH は前記逆方向リンク周波数帯域の前記第１の部分であり、
（ｖ）ＢBANDPASSは前記逆方向リンク周波数帯域の前記第２の部分である請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記逆方向リンクローディングを計算するステップは次式にしたがって行われ、
【数２】
0004668491.tif 000005
ここで、
（ｉ）ＩO は前記第２のエネルギであり、
（ii）ＩNOTCH は前記第１のエネルギであり、
（iii ）ＢTOTAL は前記逆方向リンク周波数帯域であり、
（iv）ＢNOTCH は前記逆方向リンク周波数帯域の前記第１の部分である請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記無線通信システムは拡散スペクトル無線システムである請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記拡散スペクトル無線通信システムは直接シーケンス拡散スペクトル無線システムである請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記拡散スペクトル無線通信システムは周波数ホップされる拡散スペクトル無線システムである請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
逆方向リンクローディングを評価するために使用される信号を遠隔局において発生する方法において、
（ａ）送信される信号を前記遠隔局において発生し、
（ｂ）ノッチフィルタにより前記信号を前記遠隔局において濾波するステップを含んでいる方法。
【請求項１４】
逆方向リンク周波数帯域内の前記ノッチの位置は時間によって変化しない請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
逆方向リンク周波数帯域内の前記部分の位置は時間によって変化する請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
時間による前記変化は時間において連続的である請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
時間による前記変化は時間において不連続的である請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
基地局により逆方向リンクローディングを評価する方法において、
（ａ）逆方向リンク周波数帯域の少なくとも第１の部分に無視できる程度のエネルギを含んでいる逆方向リンク信号を前記基地局において受信し、
（ｂ）前記第１の部分を含んでいる前記逆方向リンク周波数帯域の第２の部分の第１のエネルギを前記基地局において測定し、
（ｃ）前記逆方向リンク周波数帯域の第２のエネルギを前記基地局において測定し、
（ｄ）前記第１のエネルギと前記第２のエネルギとを使用して前記逆方向リンクローディングを前記基地局において計算するステップを有する方法。
【請求項１９】
第１のエネルギを基地局において測定するステップにおいて、
（ａ）帯域通過フィルタにより前記逆方向リンク周波数帯域を前記基地局において濾波し、
（ｂ）前記濾波された逆方向リンク周波数帯域の前記第１のエネルギを前記基地局において測定するステップを含んでいる請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記逆方向リンクローディングを計算するステップは次式にしたがって行われ、
【数３】
0004668491.tif 000006
ここで、
（ｉ）ＩO は前記第２のエネルギであり、
（ii）ＩNOTCH は前記第１のエネルギであり、
（iii ）ＢTOTAL は前記逆方向リンク周波数帯域であり、
（iv）ＢNOTCH は前記逆方向リンク周波数帯域の前記第１の部分であり、
（ｖ）ＢBANDPASSは前記逆方向リンク周波数帯域の前記第２の部分である請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
前記逆方向リンクローディングを計算するステップは次式にしたがって行われ、
【数４】
0004668491.tif 000007
ここで、
（ｉ）ＩO は前記第２のエネルギであり、
（ii）ＩNOTCH は前記第１のエネルギであり、
（iii ）ＢTOTAL は前記逆方向リンク周波数帯域であり、
（iv）ＢNOTCH は前記逆方向リンク周波数帯域の前記第１の部分である請求項１８記載の方法。
【請求項２２】
無線通信システムにおいて逆方向リンクローディングを評価する装置において、
（ａ）逆方向リンク周波数帯域の少なくとも第１の部分に無視できる程度のエネルギを含んでいる信号を遠隔局から送信する手段と、
（ｂ）前記第１の部分を含んでいる前記逆方向リンク周波数帯域の第２の部分の第１のエネルギを基地局において測定する手段と、
（ｃ）前記逆方向リンク周波数帯域の第２のエネルギを前記基地局において測定する手段と、
（ｄ）前記第１のエネルギと前記第２のエネルギを使用して前記逆方向リンクローディングを前記基地局において計算する手段を有する装置。
【請求項２３】
前記逆方向リンク周波数帯域内の前記部分の位置は時間によって変化しない請求項２２記載の装置。
【請求項２４】
前記逆方向リンク周波数帯域内の前記部分の位置は時間によって変化する請求項２２記載の装置。
【請求項２５】
時間による前記変化は時間において連続的である請求項２４記載の装置。
【請求項２６】
時間による前記変化は時間において不連続的である請求項２４記載の装置。
【請求項２７】
遠隔局から信号を送信する手段は、
（ａ）送信される前記信号を前記遠隔局において発生する手段と、
（ｂ）ノッチフィルタにより前記信号を前記遠隔局において濾波する手段と、
（ｃ）前記濾波された信号を前記遠隔局から送信する手段とを具備している請求項２２記載の装置。
【請求項２８】
第１のエネルギを基地局において測定する手段は、
（ａ）帯域通過フィルタにより前記逆方向リンク周波数帯域を前記基地局において濾波する手段と、
（ｂ）前記濾波された逆方向リンク周波数帯域の前記第１のエネルギを前記基地局において測定する手段とを具備している請求項２２記載の装置。
【請求項２９】
前記逆方向リンクローディングを計算する手段は次式を評価し、
【数５】
0004668491.tif 000008
ここで、
（ｉ）ＩO は前記第２のエネルギであり、
（ii）ＩNOTCH は前記第１のエネルギであり、
（iii ）ＢTOTAL は前記逆方向リンク周波数帯域であり、
（iv）ＢNOTCH は前記逆方向リンク周波数帯域の前記第１の部分であり、
（ｖ）ＢBANDPASSは前記逆方向リンク周波数帯域の前記第２の部分である請求項２２記載の装置。
【請求項３０】
前記逆方向リンクローディングを計算する手段は次式を評価し、
【数６】
0004668491.tif 000009
ここで、
（ｉ）ＩO は前記第２のエネルギであり、
（ii）ＩNOTCH は前記第１のエネルギであり、
（iii ）ＢTOTAL は前記逆方向リンク周波数帯域であり、
（iv）ＢNOTCH は前記逆方向リンク周波数帯域の前記第１の部分である請求項２２記載の装置。
【請求項３１】
前記無線通信システムは拡散スペクトル無線システムである請求項２２記載の装置。
【請求項３２】
前記拡散スペクトル無線通信システムは直接シーケンス拡散スペクトル無線システムである請求項２２記載の装置。
【請求項３３】
前記拡散スペクトル無線通信システムは周波数ホップされる拡散スペクトル無線システムである請求項２２記載の装置。
【請求項３４】
無線通信システムの逆方向リンクローディングを評価するために使用される信号を発生する装置において、
（ａ）送信される信号を遠隔局において発生する手段と、
（ｂ）ノッチフィルタにより前記信号を前記遠隔局において濾波する手段と、
（ｃ）前記濾波された信号を前記遠隔局から送信する手段とを具備している装置。
【請求項３５】
前記逆方向リンク周波数帯域内の前記部分の位置は時間によって変化しない請求項３４記載の装置。
【請求項３６】
前記逆方向リンク周波数帯域内の前記部分の位置は時間によって変化される請求項３４記載の装置。
【請求項３７】
時間による前記変化は時間において連続的である請求項３６記載の装置。
【請求項３８】
時間による前記変化は時間において不連続的である請求項３６記載の装置。
【請求項３９】
基地局により逆方向リンクローディングを評価する装置において、
（ａ）逆方向リンク周波数帯域の少なくとも第１の部分に無視できる程度のエネルギを含んでいる逆方向リンク信号を前記基地局において受信する手段と、
（ｂ）前記第１の部分を含んでいる前記逆方向リンク周波数帯域の第２の部分の第１のエネルギを前記基地局において測定する手段と、
（ｃ）前記逆方向リンク周波数帯域の第２のエネルギを前記基地局において測定し、
（ｄ）前記第１のエネルギと前記第２のエネルギを使用して前記逆方向リンクローディングを前記基地局において計算する手段を有する装置。
【請求項４０】
第１のエネルギを測定する手段は、
（ａ）帯域通過フィルタにより前記逆方向リンク周波数帯域を前記基地局において濾波する手段と、
（ｂ）前記濾波された逆方向リンク周波数帯域の前記第１のエネルギを前記基地局において測定する手段とを具備している請求項３９記載の装置。
【請求項４１】
前記逆方向リンクローディングを計算する手段は次式にしたがって計算を行い、
【数７】
0004668491.tif 000010
ここで、
（ｉ）ＩO は前記第２のエネルギであり、
（ii）ＩNOTCH は前記第１のエネルギであり、
（iii ）ＢTOTAL は前記逆方向リンク周波数帯域であり、
（iv）ＢNOTCH は前記逆方向リンク周波数帯域の前記第１の部分であり、
（ｖ）ＢBANDPASSは前記逆方向リンク周波数帯域の前記第２の部分である請求項２２記載の装置。
【請求項４２】
前記逆方向リンクローディングを計算する手段は次式にしたがって計算を行い、
【数８】
0004668491.tif 000011
ここで、
（ｉ）ＩO は前記第２のエネルギであり、
（ii）ＩNOTCH は前記第１のエネルギであり、
（iii ）ＢTOTAL は前記逆方向リンク周波数帯域であり、
（iv）ＢNOTCH は前記逆方向リンク周波数帯域の前記第１の部分である請求項３９記載の装置。
【請求項４３】
無線通信システムにおいて逆方向リンクローディングを評価する装置において、
（ａ）遠隔局を具備し、この遠隔局は、
（１）信号ソースと、
（２）前記信号ソースに通信可能に結合され、周波数帯域の少なくとも第１の部分に無視できる程度のエネルギを通過させる第１のフィルタと、
（３）前記第１のフィルタに通信可能に結合され、前記濾波された信号を送信する送信機とを具備しており、
（ｂ）基地局を具備し、この基地局は、
（１）前記遠隔局から前記信号を受信する受信機と、
（２）前記受信機に通信可能に結合され、前記第１の部分を含んでいる前記周波数帯域の少なくとも第２の部分にエネルギを通過させる第２のフィルタと、
（３）前記第２のフィルタに通信可能に結合され、前記第２のフィルタによって濾波された信号の第１のエネルギを評価するように構成されている第１のプロセッサと、
（４）前記受信機に通信可能に結合され、前記受信された信号の第２のエネルギを評価するように構成されている第２のプロセッサと、
（５）前記第１および第２のプロセッサに通信可能に結合され、前記第１のエネルギと前記第２のエネルギを使用して前記逆方向リンクローディングを計算するように構成されている第３のプロセッサとを具備している装置。
【請求項４４】
前記逆方向リンク周波数帯域内の前記部分の位置は時間によって変化しない請求項４３記載の装置。
【請求項４５】
前記逆方向リンク周波数帯域内の前記部分の位置は時間によって変化する請求項４３記載の装置。
【請求項４６】
時間による前記変化は時間において連続的である請求項４５記載の装置。
【請求項４７】
時間による前記変化は時間において不連続的である請求項４５記載の装置。
【請求項４８】
前記第３のプロセッサは次式を評価することによって前記逆方向リンクローディングを計算するように構成されており、
【数９】
0004668491.tif 000012
ここで、
（ｉ）ＩO は前記第２のエネルギであり、
（ii）ＩNOTCH は前記第１のエネルギであり、
（iii ）ＢTOTAL は前記逆方向リンク周波数帯域であり、
（iv）ＢNOTCH は前記逆方向リンク周波数帯域の前記第１の部分であり、
（ｖ）ＢBANDPASSは前記逆方向リンク周波数帯域の前記第２の部分である請求項４３記載の装置。
【請求項４９】
前記第３のプロセッサは次式を評価することによって前記逆方向リンクローディングを計算するように構成されており、
【数１０】
0004668491.tif 000013
ここで、
（ｉ）ＩO は前記第２のエネルギであり、
（ii）ＩNOTCH は前記第１のエネルギであり、
（iii ）ＢTOTAL は前記逆方向リンク周波数帯域であり、
（iv）ＢNOTCH は前記逆方向リンク周波数帯域の前記第１の部分である請求項４３記載の装置。
【請求項５０】
前記無線通信システムは拡散スペクトル無線システムである請求項４３記載の装置。
【請求項５１】
前記拡散スペクトル無線通信システムは直接シーケンス拡散スペクトル無線システムである請求項４３記載の装置。
【請求項５２】
前記拡散スペクトル無線通信システムは周波数ホップされた拡散スペクトル無線システムである請求項４３記載の装置。
【請求項５３】
無線通信システムにおいて逆方向リンクローディングを評価するために使用される信号を発生する装置において、
（ａ）信号ソースと、
（ｂ）前記信号ソースに通信可能に結合され、周波数帯域の少なくとも一部分に無視できる程度のエネルギを通過させる第１のフィルタと、
（ｃ）前記第１のフィルタに通信可能に結合され、前記濾波された信号を送信する送信機とを具備している装置。
【請求項５４】
前記逆方向リンク周波数帯域内の前記部分の位置は時間によって変化しない請求項５３記載の装置。
【請求項５５】
前記逆方向リンク周波数帯域内の前記部分の位置は時間によって変化する請求項５３記載の装置。
【請求項５６】
時間による前記変化は時間において連続的である請求項５５記載の装置。
【請求項５７】
時間による前記変化は時間において不連続的である請求項５５記載の装置。
【請求項５８】
無線通信システムにおいて逆方向リンクローディングを評価する装置において、
（ａ）前記逆方向リンク周波数帯域の少なくとも第１の部分に無視できる程度のエネルギを含んでいる信号を遠隔局から受信する受信機と、
（ｂ）前記受信機に通信可能に結合され、前記第１の部分を含んでいる受信された周波数帯域の第２の部分にエネルギを通過させるフィルタと、
（ｃ）前記フィルタに通信可能に結合され、前記フィルタにより濾波された信号の第１のエネルギを評価するように構成されている第１のプロセッサと、
（ｄ）前記受信機に通信可能に結合され、前記受信された信号の第２のエネルギを評価するように構成されている第２のプロセッサと、
（ｅ）前記第１および第２のプロセッサに通信可能に結合され、前記第１のエネルギと前記第２のエネルギを使用して前記逆方向リンクローディングを計算するように構成されている第３のプロセッサとを具備している装置。
【請求項５９】
前記第３のプロセッサは次式を評価することによって前記逆方向リンクローディングを計算するように構成されており、
【数１１】
0004668491.tif 000014
ここで、
（ｉ）ＩO は前記第２のエネルギであり、
（ii）ＩNOTCH は前記第１のエネルギであり、
（iii ）ＢTOTAL は前記逆方向リンク周波数帯域であり、
（iv）ＢNOTCH は前記逆方向リンク周波数帯域の前記第１の部分であり、
（ｖ）ＢBANDPASSは前記逆方向リンク周波数帯域の前記第２の部分である請求項５８記載の装置。
【請求項６０】
前記第３のプロセッサは次式を評価することによって前記逆方向リンクローディングを計算するように構成されており、
【数１２】
0004668491.tif 000015
ここで、
（ｉ）ＩO は前記第２のエネルギであり、
（ii）ＩNOTCH は前記第１のエネルギであり、
（iii ）ＢTOTAL は前記逆方向リンク周波数帯域であり、
（iv）ＢNOTCH は前記逆方向リンク周波数帯域の前記第１の部分である請求項５８記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信、特に無線通信システムで逆方向リンクローディングを評価するための優秀で改良された方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最小の許容可能な信号品質が特定されるならば、基地局を経て通信できる同時的なユーザ数の上限が計算されることができる。この上限は通常システムのポール容量と呼ばれる。実際のユーザ数とポール容量の比率はシステムのローディングとして規定される。実際のユーザ数がポール容量に近付くほど、ローディングは１に接近する。１に近いローディングは、システムの潜在的に不安定な性質を示している。不安定な性質は音声品質、高い誤り率、失敗したハンドオフ、ドロップされた呼に関して劣化した性能になる。さらに、ローディング方法が１に接近するとき、基地局のカバー区域の大きさは収縮し、それによってロードされていないカバー区域の外部エッジにおけるユーザは許容可能な信号品質で基地局と通信するのに十分なパワーを送信することができない。
【０００３】
これらの理由で、ローディングがポール容量の特定された割合を超えないように、システムにアクセスするユーザ数を制限することが有効である。システムのローディングを限定する１つの方法はシステムのローディングが一度予め定められたレベルに到達するとシステムへのアクセスを否認することである。例えば、ローディングがポール容量の７０％を超えて増加するならば、付加的な接続元のリクエストを否認し、既存の接続のハンドオフの許可を控えることが有効である。
【０００４】
逆方向リンクのローディングを特定レベルに限定するために、逆方向リンクローディングを測定することが必要である。基地局の逆方向リンクローディングは基地局のカバー区域内で動作している遠隔装置数の単なる関数ではない。逆方向リンクローディングは他のソースからの干渉の関数でもある。基地局自体のフロントエンド雑音は大きな干渉のソースである。さらに、近接する基地局のカバー区域内で同一周波数で動作する他の遠隔装置は大きく干渉に影響する。
【０００５】
逆方向リンクローディングが測定されることができる１つの手段は、カバー区域内の全てのアクティブ接続の測定された信号対干渉動作点を平均することによるものである。この方法は幾つかの欠点を有する。アクティブ接続の信号対干渉動作統計はシステム性能の指示を与える。しかしながら、これらは他の基地局のカバー区域に位置される遠隔装置からの干渉に関する情報を何も与えない。さらに、遠隔装置が２以上の基地局間でソフトハンドオフしているとき、逆方向リンク信号が任意の１つの基地局で受信される実際の信号対干渉比はシステムにより決定された信号対干渉比設定点よりも非常に低く、したがって誤って非常に高いローディングレベルを指示する。これらの理由で、基地局内の全てのアクティブ接続の平均信号対干渉動作点の測定は逆方向リンクローディングの正確な測定を与えない。
【０００６】
逆方向リンクローディングの第２の簡単な手段は基地局のアクティブユーザ数を単にカウントすることである。しかしながら、他のソースからの干渉レベルはローディングに顕著に影響するので、ユーザ数は必ずしも逆方向リンクローディングの良好な指示ではないことを明らかにすべきである。さらに、ソフトハンドオフの影響はアクティブユーザ数と、基地局の実際のローディング間の相関を大きく減少させる。
【０００７】
逆方向リンクローディングを評価する第３の手段は順方向リンクローディングの評価に基づいて逆方向リンクローディングを導出しようとすることである。しかしながら典型的なシステムでは、順方向リンクと逆方向リンクとは同一周波数で動作しない。結果として、隣接基地局のカバー区域からの干渉は順方向リンクと逆方向リンクでは異なる。さらにフェーディングの影響は順方向リンクと逆方向リンク間で独立している。さらに、ローディングは特定のユーザのデータ率の関数である。それ故、順方向リンク性能は逆方向リンク性能と完全には相関されない。
【０００８】
逆方向リンクローディングを評価するこれらの不正確な方法の１つが使用されるならば、システムは接続遮断が必要であるか否かを正確に決定できない。呼が必要がないのに遮断されるならば、システム容量は不必要に減少される。他方で、ポール容量に接近するためにローディングが許容されるならば、多数のアクティブ接続をドロップする確率は増加する。この理由で、逆方向リンクローディングの正確な評価を有することが重要である。
【０００９】
文献、題名“CDMA: Principles of Spread Spectrum Communication ”（Addison-Wesley Wireless Communications、1995年）では、Andrew J. Viterbi 博士は基地局の受信機で受信された総受信パワーの関数として逆方向リンクローディングを規定している。逆方向リンクローディングＸは次式にしたがって基地局により受信される総パワーに直接関連される。
Ｐa ／Ｐn ＝１／（１−Ｘ）                （１）
ここで、Ｐa は基地局で受信された実際のパワーであり、
Ｐn は外部ローディングなしで受信されたパワー（例えば基地局の熱雑音フロアによるパワー）であり、
Ｘは実際のローディングとポール容量の比に関する逆方向リンクローディングである。
【００１０】
または類似して、Ｘの項で表されると、式１は以下の式を取る。
Ｘ＝（Ｐa −Ｐn ）／Ｐa                  （２）
例えば、この式は５０％のローディング（Ｘ＝０．５）では、基地局で受信された総パワーはローディングのない状態で受信される場合の２倍であることを示している。
【００１１】
式１で示されている関係の場合、現在の基地局ローディングＸは、既知のロードしていないパワーレベルと基地局で受信された総パワーの実際の測定に基づいて決定されることができる。実際のパワー測定はパワー制御動作が遠隔装置の送信パワーを変化する時定数を考慮して適切な時定数で濾波されるべきであることに留意する。さらに、逆方向リンクが可変データ速度で動作し、遠隔装置からゲートされた送信を生じるならば、実際のパワー測定は瞬間的なパワー測定のゲートされた送信の影響を平均するために濾波されなければならない。
【００１２】
相対的なパワー測定のダイナミック範囲（Ｐa ／Ｐn ）は典型的なシステムでは大きくない。例えば、ローディングＸがポール容量の０から９０％まで増加するとき、（Ｐa ／Ｐn ）の比率は０から１０デシベル（ｄＢ）へ増加する。典型的に、基地局ローディングＸはポール容量の約６０−７５％に制限される。Ｘが０．６から０．７５へ増加するとき、（Ｐa ／Ｐn ）の比率は約４ｄＢから約６ｄＢまで増加する。それ故、逆方向リンクのローディングを正確に限定するために、（Ｐa ／Ｐn ）の比率はローディングの過大評価または過小評価を防止するためにエラーが１ｄＢよりも小さくなるように測定されなければならない。
【００１３】
この方法は簡単であるように見えるが、実際には、相対的なパワー測定の一貫して必要な正確度を実現するのは困難である。例えば、動作環境の基地局の雑音フロア（例えばＰn ）を正確に測定することは困難である。さらに、雑音フロアの正確な測定が一度行われたとしても、雑音フロアは温度、エージングおよび他の現象による利得および雑音指数変化と、時間の関数としての雑音フロアパワーレベル変化に敏感である。正確な測定手段なしでは、式２に基づく任意の許可制御アルゴリズムは、遮断が必要ではないとき接続を遮断し、または潜在的に不安定なシステム特性を生じる接続を認める可能性がある。
【００１４】
ロードのないパワー測定に加えて、基地局で受信される実際のパワーも測定されなければならない。電力計または自動利得制御回路を使用した絶対パワーレベルの測定は数ｄＢの正確度内で行うことは非常に困難である。絶対パワー測定でこの種類の正確度を実現するためには、測定装置の価格および寸法は大きくなりすぎる。
【００１５】
セルローディングを決定する別の改良された方法では、システムはサイレンス期間に入る。サイレンス期間中、遠隔試験装置は逆方向リンク信号を発生する。基地局は逆方向リンク信号を復調し、遠隔装置の一連の閉ループパワー制御コマンドを発生する。遠隔装置はそれが逆方向リンク信号を送信するレベルを調節することによってパワー制御コマンドに応答する。システム動作点が新しい動作状態に応答して変化するとき、一連のコマンドはサイレンス期間に対応する送信利得調節値ＴＧＡ（０）を決定するために累算される。一度正常のシステム動作が再開されると、基地局は遠隔試験装置からの逆方向リンク信号を復調し、遠隔装置に対して一連のパワー制御コマンドを発生する。システム動作点が再度正常の動作状態に応答して変化するとき、一連のパワー制御コマンドは現在のシステムローディングに対する送信利得調節値ＴＧＡ（ｔ）を決定するために累算される。ＴＧＡ（０）とＴＧＡ（ｔ）を使用してシステムローディングは決定される。セルローディングを決定するこの方法は、米国特許第6,192,249号明細書（発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR LOADING ESTIMATION ”）に詳細に記載されている。
【００１６】
符号分割多元アクセス（ＣＤＭＡ）変調技術の使用は多数のシステムユーザが存在する通信を容易にするための幾つかの技術のうちの１つである。時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）および周波数分割多重アクセス（ＦＤＭＡ）のような他の多元アクセス通信システム技術が技術で知られている。しかしながらＣＤＭＡの拡散スペクトル変調技術は多元アクセス通信システムのこれらの変調技術よりも優れた利点を有する。多元アクセス通信システムのＣＤＭＡ技術の使用は米国特許第4,901,307 号明細書（発明の名称“SPREAD SPECTRUM MULTIPLE ACCESS COMMUNICATION SYSTEM USING SATELLITE OR TERRESTRIAL REPEATERS ”）に開示されている。多元アクセス通信システムにおけるＣＤＭＡ技術の使用についてはさらに米国特許第5,103,459 号明細書（発明の名称“SYSTEM AND METHOD FOR GENERATING SIGNAL WAVEFORMS IN A CDMA CELLULAR TELEPHONE SYSTEM ”）に開示されている。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
高速度でデジタル情報を送信できる無線通信システムの需要が増加している。遠隔局から中央基地局まで光速度デジタルデータを送信する１つの方法は、ＣＤＭＡの拡散スペクトル技術を使用して遠隔局がデータを送信することを可能にする方法である。提案されている１つの方法は、遠隔局が小さい１組の直交チャンネルを使用してその情報を送信することを可能にする方法であり、この方法は同時出願の米国特許第08/886,604号明細書（発明の名称“HIGH DATA RATE CDMA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM ”）に詳細に記載されている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、無線通信システムの逆方向リンクローディングを評価するための優秀で改良された方法および装置である。本発明では、逆方向リンク信号は逆方向リンク周波数帯域のこれらの区域で送信されるエネルギがない（または無視できる量のエネルギ）ようにノッチフィルタを通過される。基地局では、ロードされていないセルエネルギは逆方向リンク信号のノッチされた部分のエネルギを測定することによって評価される。帯域内エネルギはその後、逆方向リンク帯域のノッチされた部分のエネルギと比較され、この比率に基づいてセル容量が決定される。
【００１９】
それに限定するわけではないが、当業者が認識するように、本発明は情報が大きい周波数帯域にわたって拡散される拡散スペクトル通信システムに理想的に適合されており、それは拡散スペクトル通信システムでは信号の一部分は信号を確実に受信し復号する能力に対する影響を最小にして除去されることができるからである。例示的な実施形態では、逆方向リンク信号は１．２２８ＭＨｚ周波数帯域にわたって拡散された符号分割多元化アクセスであり、ノッチフィルタは約３０ｋＨｚの提案された帯域幅を有する。
【００２０】
同様に、周波数ホッピングシステムはノッチアウトされた帯域へのホップを阻止するホップ選択アルゴリズムを単に使用することによってこの技術を使用できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明の特徴、目的、および利点は、図面を伴った以下の詳細の説明からさらに明白になるであろう。図面では、同一の参照符号は全体を通じて対応して使用されている。
図１は無線電話システムの非常に簡単化された図を与えている。基地局（ＢＳ）10はＲＦインターフェースにわたって複数の遠隔局（ＲＳ）12Ａ−12Ｃと通信する。基地局10から遠隔局12へ送信される信号はここでは順方向リンク信号14と呼ばれる。遠隔局12から基地局10へ送信される信号はここでは逆方向リンク信号16と呼ばれる。
【００２２】
図２は本発明の逆方向リンク容量限度を評価する基本的なステップを図示したフローチャートを示している。当業者は図面が理解のために逐次的順序で図示されているが、現実にはあるステップは並列して実行されることができることを認識できる。ブロック20ではロードされていないセルＮ0 に等価雑音フロアが計算される。本発明では、各遠隔局12は逆方向リンク信号16を送信し、これはノッチ内の周波数帯域では遠隔局により送信されるエネルギが無視できるようにノッチフィルタを通じて処理される。したがって、このような周波数帯域のエネルギは基地局の雑音フロアによるものである。
【００２３】
ブロック22では、帯域内エネルギＩO が計算される。好ましい実施形態では帯域内エネルギは帯域内デジタルサンプルの二乗の合計を計算することにより測定される。この測定はまた基地局の受信機の自動利得制御素子のスケーリング動作を試験することによって実行されることができる。しかしながら、基地局が受信された信号へ雑音を注入するセルの衰退した状態では、帯域内エネルギ測定は帯域エネルギの指示として自動利得制御スケーリングを使用する前に注入された雑音の影響を除去する方法で実行されなければならない。セルの衰退は、そのローディングしきい値を超えたセルがその動作を変更し、基地局をそのカバー区域の遠隔局からさらに離れているように見せる動作である。セルの衰退は技術でよく知られており、米国特許第5,548,812 号明細書（発明の名称“METHOD AND APPARATUS FOR BALANCING THE FORWARD LINK HANDOFF BOUNDARY TO THE REVERSE LINK HANDOFF BOUNDARY IN A CELLULAR COMMUNICATION SYSTEM”）に詳細に記載されている。
【００２４】
ブロック24においては、帯域内エネルギと雑音フロアの比、ＩO ／Ｎ0 はしきい値Ｔに比較される。本発明では、移動局が送信する基地局で測定された雑音エネルギと、移動局が送信しない基地局で測定された雑音エネルギの比がローディング状態を決定するために使用される。
【００２５】
比率がしきい値よりも大きいならば、逆方向リンクローディング容量限度がブロック26で宣言される。適切な応答測定がブロック28で行われる。第１の実施形態では、セルローディングの宣言に応答して、基地局10は順方向リンク信号14の逆方向リンクローディング限度に到達していることを示す信号を送信する。この信号に応答して、基地局10のカバー区域内の遠隔局は逆方向リンク信号14の送信を調節する。調節はデータ率減少の形態または信号の送信エネルギの形態またはその両者であってもよい。その代わりに、基地局10のカバー区域内の遠隔局12は逆方向リンク容量限度に到達したことを示す信号を受信したとき、逆方向リンク信号14の送信を抑制する。
【００２６】
基地局10が逆方向リンク容量限度に到達したという決定に応答して行われてもよい付加的な応答測定は、基地局が衰退動作を実行し、これはそのカバー区域の移動局から実際よりも離れているように見せる。この衰退動作は前述の米国特許第5,548,812 号明細書に詳細に説明されているように、その順方向リンク送信14のエネルギを減少し、その逆方向リンク受信機路へ雑音を注入することを必要とする。
【００２７】
比率がしきい値よりも小さいならば、逆方向リンクローディング容量過剰がブロック30で宣言される。この状態では、基地局はサービスを付加的な移動局へ提供できる。適切な応答測定がブロック32で取られる。第１の例示的な実施形態では、セルが過剰な容量を有するという決定に応答して、基地局10は順方向リンク信号14において付加的な逆方向リンク容量を有することを示した信号を送信する。この信号に応答して、基地局10のカバー区域の遠隔局は逆方向リンク信号14の送信を調節する。調節はデータ率の増加の形態または送信エネルギの増加の形態、またはその両者であってもよい。
【００２８】
基地局10が逆方向リンク容量限度に到達したという決定に応答して行われてもよい付加的な測定は、セルがセルブロッサミング動作を実行することである。ブロッサミング動作は基本的に衰退動作モードからセルを除去することである。
【００２９】
図３は遠隔局12の部分的なブロック図である。送信される信号40の同位相成分（Ｉ' ）と直角成分（Ｑ' ）は複素数疑似雑音（ＰＮ）スプレッダ42へ与えられる。順方向エラー補正コード化、インターリーブ、速度整合を含む信号40の処理は信号が複素数疑似雑音スプレッダ42へ与えられる前に実行されることが当業者により理解されるであろう。例示的な実施形態では、パイロットシンボルおよびパワー制御ビット等のオーバーヘッド情報は複素数疑似雑音（ＰＮ）スプレッダ42のＩ' 入力へ与えられ、一方トラフィックチャンネルデータは複素数疑似雑音（ＰＮ）スプレッダ42のＱ' 入力へ与えられる。
【００３０】
例示的な実施形態では、複素数ＰＮスプレッダ42は２つの異なるＰＮシーケンス、即ちＰＮI とＰＮQ にしたがって信号を拡散する。複素数ＰＮ拡散は技術でよく知られており、本出願人の同時出願の米国特許出願第08/866,604号明細書（発明の名称“HIGH DATA RATE CDMA WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM ”）に記載されている。複素数ＰＮ拡散信号の同位相成分（Ｉ）と直角成分（Ｑ）は対応するノッチフィルタ（ＮＦ）44Ａと44Ｂに与えられる。前述したように、ノッチフィルタは遠隔局が逆方向リンク信号14の送信に使用されるスペクトルの一部分にエネルギを送信しないように設けられている。これらのノッチのエネルギは基地局10のロードされていないエネルギの評価を与える。図４のａはノッチフィルタ44Ａと44Ｂの例示的な周波数応答を示している。好ましい実施形態では、ノッチの位置はベースバンドで±ＲC ／４で与えられ、これはｆC ±ＲC ／４に上方変換され、ここでｆC は搬送波周波数であり、ＲC はチップ速度である。計算上の複雑性が最小で実行されることができるようにノッチの特定の位置が好ましい。ノッチの位置は本発明の技術的範囲を逸脱せずに任意に選択されることができることが当業者により理解されるであろう。
【００３１】
制御装置46はノッチフィルタ44Ａと44Ｂの周波数応答特性を制御する。第１の実施形態では、制御装置46はノッチフィルタ44Ａと44Ｂの周波数応答に変化を与えない。第１の実施形態は簡潔性の利点を有するが、帯域にわたるエネルギが均一ではなく、このようにして帯域エネルギでロードされない貧弱な評価を与える欠点を有する。第２の実施形態では、制御装置46は逆方向リンク信号14の送信帯域にわたってノッチ位置を掃引する。第３の実施形態では制御装置46はフィルタ44Ａと44Ｂのノッチ位置をホップする。当業者は挙げられた可能性が決して排他的ではなく、帯域内のロードされていない雑音エネルギのサンプルを送信帯域を横切って基地局10へ提供する方法の単なる例示として与えられたものであることを理解するであろう。
【００３２】
ノッチ濾波されたＩおよびＱ成分はその後パルス成形フィルタ（ＦＩＲ）48Ａおよび48Ｂに与えられる。パルス成形フィルタ48Ａと48Ｂは帯域放射を減少させるために設けられる。好ましい実施形態では、ノッチ濾波動作はＦＩＲフィルタ48Ａと48Ｂで濾波する前にベースバンドで実行される。パルス成形前にノッチ濾波する理由は、現在のシステムではパルス成形フィルタは逆方向リンク信号14の帯域放射から特定の限度へ減少するためにベースバンドチップ速度よりも高速度のサンプリングを必要とするためである。ノッチフィルタ44Ａと44Ｂはパルス成形フィルタ48Ａと48Ｂの後に設けられることができ、送信機50における上方変換の後にＲＦ周波数で行われることもできることが当業者により理解されよう。図４のｃは周波数ｆC ±ＲC ／４においてノッチによりパルス成形フィルタ48Ａと48Ｂにより出力される信号の周波数特性を示している。
【００３３】
送信機50は選択された変調フォーマットにしたがって信号を上方変換し、増幅し、濾波し、処理された信号をアンテナ52へ与え、逆方向リンク16によって送信する。例示的な実施形態では、送信機50は直角位相シフトキーイング（ＱＰＳＫ）変調にしたがって送信するために信号を上方変換する。本発明はＢＰＳＫおよびＱＡＭ変調のような他の変調方式にも同様に適用可能である。図４のｄは本発明の例示的な実施形態を示しており、ここでは２つの異なる組のユーザは逆方向リンク信号の送信に使用されるスペクトルの２つの異なる部分をノッチする。このような実施形態では、フィルタ66Ａと66Ｂの帯域幅ＢBANDPASSはユーザのノッチＢNOTCH1およびＢNOTCH2の帯域幅を含むのに十分な広さでなければならない。当業者は図４ｄが説明の目的で２つの異なる組のユーザを使用していることを認識でき、本発明の技術的範囲を逸脱せずに異なる数のユーザに拡張されることができる。同様に、周波数と時間の線形掃引は本発明の技術的範囲がこの特定の実施形態に限定されることを意味するのではない。
【００３４】
図５は基地局10の部分的なブロック図である。逆方向リンク信号16はアンテナ60により受信され、受信機（ＲＣＶＲ）62に与えられる。受信機62は受信された信号を下方変換し、増幅し、濾波する。例示的な実施形態では、復調フォーマットは直角位相シフトキーイングであるが、本発明は同等に他の復調フォーマットに適用可能である。受信された信号のＩおよびＱ成分はその後、復調ブロック64、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）66Ａと66Ｂ、エネルギ計算装置76へ与えられる。
【００３５】
復調器64は適用可能なプロトコルにしたがってその情報値のＩおよびＱ成分を処理する。
【００３６】
ノッチフィルタ44Ａと44Ｂの特性は制御装置68により制御される。制御装置68の制御信号は制御装置46の制御信号をミラーする。結果として、ノッチフィルタ44Ａと44Ｂの特性は帯域通過フィルタ66Ａと66Ｂの特性と整列される。したがって帯域通過フィルタ66Ａと66Ｂの出力はノッチフィルタ44Ａと44Ｂにより濾波される逆方向リンク信号14の部分である。帯域通過フィルタ66Ａと66Ｂの周波数応答は図４のｃに示されている。帯域通過フィルタの目的はフィルタ44によりノッチされた逆方向リンクスペクトルの部分をエネルギ計算装置70へ導くことであることが分かる。
【００３７】
帯域通過フィルタ66Ａと66Ｂの出力はエネルギ計算装置70に与えられる。例示的な実施形態では、帯域通過フィルタ66Ａと66Ｂからの濾波されたデジタルサンプルは二乗され、その後、合計され、遠隔局12からの逆方向リンク送信のノッチされた周波数帯域部分のエネルギの評価を行う。
【００３８】
二乗の合計はフィルタ72に与えられる。例示的な実施形態では、フィルタ72は有限インパルス応答フィルタを使用するなどの種々の方法で構成されることができる移動平均フィルタである。フィルタ72の出力は遠隔局12からの逆方向リンク送信からノッチされた周波数の雑音エネルギの評価として制御プロセッサ74へ与えられる。
【００３９】
帯域内エネルギの計算では、受信機62からのデジタル化されたサンプルはエネルギ計算装置76へ与えられる。エネルギ計算装置76はデジタル化されたサンプルの二乗を合計してこれらの値をフィルタ78へ与えることによって総帯域内エネルギ（ＩO ）を評価する。フィルタ72に関して説明したように、例示的な実施形態では、フィルタ78は移動平均フィルタである。濾波されたエネルギサンプルは総帯域内エネルギＩO の評価値として制御プロセッサ74へ与えられる。
【００４０】
制御プロセッサ74はさらにＮＦとＢＰＦの帯域幅とチップ速度についての情報を与えられる。逆方向リンク信号16の帯域幅と、フィルタ44Ａと44Ｂのノッチの帯域幅に基づいて、制御プロセッサ74はその後、以下の一般式にしたがって逆方向リンクローディング（ＲＬＬ）の評価値を計算する。
【数１３】
0004668491.tif 000002
ここで、ＩO はフィルタ78の出力にしたがって決定された帯域エネルギの評価された総値であり、ＩNOTCH は逆方向リンク信号16のノッチされた部分の評価されたエネルギであり、ＢTOTAL は逆方向リンク信号16の総帯域幅であり、ＢNOTCH はフィルタ44Ａと44Ｂにより与えられたノッチの帯域幅であり、ＢBANDPASSはフィルタ66Ａと66Ｂの帯域幅である。式（３）の分母中の係数２は逆方向リンク信号スペクトルに２つのノッチが存在し、そのノッチが等しい帯域幅ＢNOTCH を有する事実に基づいている。
【００４１】
この式は異なる組のユーザが逆方向リンク信号の送信に使用されるスペクトルの異なる部分をノッチするときの１実施形態で使用される。このような実施形態では、フィルタ66Ａと66Ｂの帯域幅が全てのユーザのノッチの帯域幅を含むのに十分な広さがなければならない。ＢBANDPASSがＢNOTCH に等しい別の実施形態の場合、即ち全てのユーザが逆方向リンク信号の送信に使用されるスペクトルの同部分をノッチするとき、式は以下の形態に簡単化される。
【数１４】
0004668491.tif 000003
本発明は任意の数のノッチと可変幅のノッチに容易に拡張されることができることを当業者は認識するであろう。さらに、ノッチされた周波数部分と帯域内エネルギの間の比率のスケーリングは実行される必要がないことを当業者は理解するであろう。むしろこの比率が比較されるしきい値がスケールされ、制御プロセッサ74により実行される動作の計算の複雑性を減少する。
【００４２】
逆方向ローディングはその後、しきい値（Ｔ）と比較される。制御プロセッサ74は比較結果に基づいて応答測定を行う。
【００４３】
逆方向ローディングがしきい値よりも大きいならば、逆方向リンクローディング容量限度が宣言される。本発明の１実施形態では、制御プロセッサ74はセルの衰退により応答する。順方向リンク信号14の送信パワーを減少するための制御コマンドは順方向リンク送信サブシステム78へ送信される。この信号に応答して、順方向リンク送信サブシステム78のパワー増幅器（図示せず）は送信利得を減少する。さらに、受信機の雑音フロアを増加するための対応する信号は受信機62へ送信される。この信号に応答して、雑音は受信されたリンク信号へ注入される。その結果は、基地局が実際よりも移動局から離れているように見え、これによって移動局を付加的な容量を有する隣接セルへのハンドオフへ移動させる。
【００４４】
逆方向ローディングがしきい値よりも小さいならば、逆方向リンクローディング容量過剰が宣言される。本発明の１実施形態では、制御プロセッサ74はセルのブロッサミングにより応答する。送信パワーを増加するための制御コマンドは順方向リンク送信サブシステム78へ送られ、受信機の雑音フロアを減少するための対応する信号が受信機62へ送られる。
【００４５】
別の実施形態では、比較結果はＲＬビジービット発生装置80へ送られる。このＲＬビジービット発生装置80は逆方向ローディングがしきい値よりも大きいならば第１の値を有するＲＬビジービットを発生し、逆方向ローディングがしきい値よりも小さいならば第２の値を有するＲＬビジービットを発生する。基地局10はその後、適切な動作を行うことができる。１実施形態では、基地局10は逆方向リンクローディングが超過されているならば可能なユーザ数を減少でき、逆方向リンクローディングが可能な限定よりも低いならば許容可能なユーザ数を増加させることができる。別の実施形態では、基地局10は逆方向リンクローディングが超過されているならば少なくとも一人のユーザの許容可能なデータ速度を減少でき、逆方向リンクローディングが許容可能な限度よりも低いならば少なくとも一人のユーザの可能なデータ速度を増加できる。
【００４６】
好ましい実施形態についての前述の説明は当業者が本発明を実施または使用することを可能にするために与えられた。これらの実施形態に対する種々の変形は当業者に容易に明白であり、ここで定められている一般原理は発明力を使用せずに他の実施形態に応用されることができる。したがって、本発明はここで示されている実施形態に限定されることを意図せず、ここで説明した原理および優れた特性と一貫して最も広い範囲に従うことを意図する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  無線通信システムの素子の説明図。
【図２】  逆方向リンクローディングを評価し、その評価に応答する動作を示したフローチャート。
【図３】  本発明の遠隔局のブロック図。
【図４】  本発明のフィルタの周波数応答曲線図。
【図５】  本発明の基地局のブロック図。
【図１】
0004668491.tif 000016
【図２】
0004668491.tif 000017
【図３】
0004668491.tif 000018
【図４】
0004668491.tif 000019
【図５】
0004668491.tif 000020