(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信システムの受信機における外部ループ閾値（ＯＬＴ）を調整して電力制御を行う方法において：
フレーム品質指標を得る段階；および
チャンネル品質量Eb/Ntを得る段階；
からなり、
前記フレーム品質指標が論理０に等しい場合、 平均Eb/Nt（avgEbNt）を得る段階；および
Eb/NtおよびavgEbNtを用いて前記ＯＬＴを増加させるために用いられるステップサイズを計算する段階；
から構成されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ステップサイズは、方程式upDelta＝baseUpDelta・(EbNt)／avgEbNtを用いて計算され、ここでbaseUpDeltaは予め定められた倍率であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ＯＬＴは、方程式OLT(n) = OLT(n-1) × upDeltaを用いて増加されることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記チャンネル品質量Eb/Ntは、方程式
【数１】
0004656793.tif 000003
を用いて計算され、ここでOut(i)およびIn(i)は、システム上のビットに対応するソフト出力および入力であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記フレーム品質指標が、適切に決められた連続フレーム量の間、論理１に等しい場合、前記ＯＬＴを減少させる段階；
をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記フレーム品質指標を用いて測定フレーム誤差レート（ｍＦＥＲ）を算出する段階をさらに含み、前記フレーム量は方程式、
適切に決められた連続フレーム量＝ｍＦＥＲ／ｔＦＥＲ２
によって適切に決められることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
平均Eb/Nt（avgEbNt）を得る段階；
最小Eb/Nt（minEbNt）を得る段階；および
avgEbNtおよびminEbNtを用いて、前記ＯＬＴを減少させるために用いられるステップサイズを算出する段階；
からさらに構成されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記ステップサイズは、方程式dnDelta＝baseDnDelta・avgEbNt／minEbNtを用いて算出され、ここにbaseDnDeltaは予め定められた倍率であることを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記ＯＬＴは、方程式OLT(n) = OLT(n-1)/dnDeltaを用いて減少されることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記フレーム品質指標が論理０に等しくなく、かつ、適切に決められた連続フレーム量の間に前記フレーム品質指標が論理１に等しくない場合、fadeDepth(i)およびfadeDepth(i-1)の比較に従って前記ＯＬＴを調整する段階をさらに含み、fadeDepth(i)は現在のフェーディング量を示し、fadeDepth(i-1)は前回のフェーディング量を示すことを特徴とする請求項５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通信システムの分野に関し、さらに詳しくは、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡシステムにおいては、音声サービスに対する目標フレーム誤差レート（ｔＦＥＲ：target frame error rate）は１％であり、回線データ・サービス（circuit data service）に対するｔＦＥＲは０．０１％以下である。図１，２，３は従来の通信システムにおける送信電力制御方法による通信システム受信機の０．１％のｔＦＥＲでそれぞれ異なったドップラ周波数３ｋｍ／ｈｒ，３０ｋｍ／ｈｒ，１２０ｋｍ／ｈｒに対するＦＥＲ特性をプロットしたものである。図から理解されるように、外部ループ電力制御閾値（ＯＬＴ：outer loop power control threshold）の所与の値に対して、受信ＦＥＲはｔＦＥＲをあまり近接して追跡していない。このように、受信ＦＥＲがより近接してｔＦＥＲを追跡できるＯＬＴ値を提供する通信システムの送信電力制御方法が必要になる。
【０００３】
【好適な実施例の詳細な説明】
本願発明の好適な実施例は、電力制御のためにＯＬＴを調整する方法を提供し、低ｔＦＥＲに近接して追跡できる。さらに、その好適な実施例は、同じアルゴリズム構造およびパラメータ・セットを用いて一貫して良好な特性を示す広いダイナミック・レンジを有するＦＥＲ条件のための電力制御方法を提供する。本電力制御方法は、システムの運用、調整および保守の煩雑さを低減する。
【０００４】
本方法において、ＯＬＴはフレーム品質指標（ＦＱＩ：frame quality indicator）およびチャンネル品質量（channel quality metrics）に基づいて調整される。ＦＱＩおよびチャンネル品質量は、フレームの受信後に基地送受信局の受信機で生成される。もし論理ゼロ（０）に等しいＦＱＩが生成されると、ＯＬＴは第１ステップサイズを用いて上方へ調整される。連続するフレームのある期間の間、もし論理１に等しいＦＱＩが生成されると、ＯＬＴは第２ステップサイズを用いて下方へ調整される。ＯＬＴは、また第１ステップサイズまたは第２ステップサイズの付与によって引き起こされる遷移の期間中に微調整される。ＯＬＴが下方へ調整される前の第１および第２ステップサイズ、およびＦＱＩ＝１である連続するフレームのある期間は、時間により変化するチャンネル状態および受信したフレーム品質指標に従って適切に判定される。
【０００５】
本発明により改善したｔＦＥＲを追跡する特性は、図４−図９に示される。図示されるように、低ＦＥＲ条件での広いダイナミック・レンジが提供される。さらに、図７−図９に示されるように、本発明の方法は０．０１％のｔＦＥＲを追跡する受信ＦＥＲを生成する。従来の方法では、このような低ｔＦＥＲを追跡することはできなかった。
【０００６】
電力制御ビット（ＰＣＢ：power control bits）を生成するに際し、ＯＬＴは、受信信号対雑音および干渉比の基準として通信システムの受信機中で用いられる。ＰＣＢは、その際移動局へ送られ、送信電力を調整する。無線チャンネル中のフェーディングは補償され、かつ信号対雑音および干渉比は受信機において目標とされる。しかしながら、この閉ループ動作は、ＰＣＢの生成および伝送に含まれる遅延により、また無線媒体に亘ってＰＣＢの信頼性のない伝送により、実際には完全でない。従って、ＯＬＴの判定が、ｔＦＥＲに対してのみならず呼のチャンネル状態に対しても考慮する必要がある。
【０００７】
本願発明の方法にかかる好適な実施例では、ＯＬＴはフレーム品質指標ＦＱＩおよびチャンネル品質量に基づいて求められる。ＦＱＩおよびチャンネル品質量は、フレームの受信後基地送受信局の受信機で生成される。ＦＱＩは、フレームがＣＲＣチェック（ＦＱＩ＝１）をパスするかＣＲＣチェック（ＦＱＩ＝０）に入るかに関連する情報を運ぶ。ＦＱＩは、その後既知の方法を用いて、受信フレーム誤差レート（ｍＦＥＲ：received frame error rate）を算出するために使用される。好適な実施例では、チャンネル品質量は、ビット・エネルギ対雑音および干渉の電力スペクトラム密度比、あるいはそれに近似するチャンネル・ビット誤りレートであってもよい。好ましくは、Eb/Ntは、次式における、ターボ（Turbo）復号器のソフト入力および出力を用いて計測される。
【０００８】
【数２】
0004656793.tif 000002
In(i)およびOut(i)は、システム上のビットに対応するソフト入力および出力であり、Ｎはフレーム中のシステム上のビット数であり、sgn()はサイン関数で、独立変数が正（positive）である場合、出力１を有し、さもなければ出力−１である。
【０００９】
ＦＱＩ，Eb/Nt，およびｍＦＥＲが既知となると、この方法はＦＱＩ＝１が受信されたかどうかをみる。もしＦＱＩ＝０が受信されていると、ＯＬＴは次のようにステップサイズupDeltaだけ上方に調整される。
【００１０】
OLT(n) = OLT(n-1) × upDelta              （２）
もし適切に決められた期間である連続フレーム「goodDuration」の間に、ＦＱＩ＝１が受信された場合、ＯＬＴは次のようにステップサイズdnDeltaだけ下方に調整される。
【００１１】
OLT(n) = OLT(n-1)/dnDelta              （３）
数式（２）および（３）において、upDelta，dnDelta，およびgoodDurationは、本発明では初期設定された定数ではない。むしろ、それらはチャンネル状態およびｍＦＥＲに基づいて適切に決められる。この手法では、送信電力を調整するこの方法により時間的に変化するチャンネルのフェーディングの程度を考慮に入れるので、ｔＦＥＲは送信電力を経済的に使用して追跡される。フェーディングの程度を数量化する１つの手法は、あるフレーム期間（１６フレームの移動平均）にわたって、Eb/Ntの最小および平均であるminEbNtおよびavgEbNtを測定することである。フェーディングの程度は、minEbNtおよびavgEbNtと現在のEb/Ntとの間の比を用いて示すことができる。数式（２）および（３）でＯＬＴを調整する際に用いられるステップサイズupDeltaおよびdnDeltaは、これらの測定量を用いて決められ、現在のフェーディング状態に対処するために適切な送信電力のマージンを許容する。例えば、upDeltaは、ＯＬＴを増加させるために用いられるステップサイズであるが、次のように平均Eb/Ntに対する現在Eb/Ntの比に比例するように選択される。
【００１２】
upDelta＝baseUpDelta・EbNt／avgEbNt                    （４）
この方程式は、より深いフェーディングはより少ない頻度で起こるという事実を利用する。dnDeltaは、連続した良好なフレーム「goodDuration」を受信後にＯＬＴを減少させるために用いられるステップサイズであるが、次のように最小Eb/Ntに対する平均Eb/Ntの比に比例するように選択される。
【００１３】
dnDelta＝baseDnDelta・avgEbNt／minEbNt                  （５）
baseUpDeltaおよびbaseDnDeltaは、倍率（スケーリング・ファクタ）である。baseUpDeltaおよびbaseDnDeltaは、予め定めておいてもよい。goodDurationの値は、次のようにｍＦＥＲとｔＦＥＲとの比較に基づいて定められる。
【００１４】
goodDuration＝ｍＦＥＲ／ｔＦＥＲ2                        （６）
本方法に戻って、ＦＱＩ＝１を受信した場合、upDeltaは数式（４）を用いて計算され、その後数式（２）においてＯＬＴを上方へ調整するために使用される。もし、それに代わって、「goodDuration」の連続フレームの間にＦＱＩ＝１が受信された場合、downDeltaが数式（５）を用いて計算され、その後数式（３）でＯＬＴを下方へ調整するために使用される。
【００１５】
また、ＯＬＴは、upDeltaまたはdnDeltaを与えることによって生じる遷移期間の間、初期設定された定数「floatDelta」によって微調整される。あるフレーム期間ｍの時間間隔で連続して測定されるavgEbNt／minEbNtの比をfadeDepth(i)と表記すると、ｍフレーム毎に：
OLT(i)=OLT(n-1)・floatDelta, fadeDepth(i)＞fadeDepth(i-1)の場合 （７）
OLT(i)=OLT(n-1)／floatDelta, fadeDepth(i)＜fadeDepth(i-1)の場合 （８）
用語fadeDepthはフェーディング状態を数量化したもので、数値が大きければよりフェーディングは深くなる。fadeDepth(i)は現在のフェーディング量を示し、fadeDepth(i-1)は前回のフェーディング量を示す。微調整による送信電力の調整プロセスによって、フェーディングの僅かな変動に対してタイムリーでかつ控えめな対処ができる。
【００１６】
図１０は、本発明の電力制御方法１０の機能ブロック図である。上述したように、本方法は、ＦＱＩ１２，Eb/Nt１４およびｔＦＥＲ１６を受信し、ＯＬＴ１８を算出する。ＯＬＴ１８は、ＰＩＣＨエネルギ推定ブロック２２によってパイロット・チップ２０を用いて生成される雑音および干渉の電力スペクトラム密度量Ec/lo２４に対するチップ・エネルギと比較される。その比較の出力は、電力制御ビット（ＰＣＢ）２６である。もしEc/loがＯＬＴ１８より大きい場合、ＰＣＢ２８は１に設定され、ブロック２８によって送信電力を減少させるために移動局へ送信される。もしEc/loがＯＬＴ１８より小さい場合、ＰＣＢ２８は０に設定され、ブロック２８によって送信電力を増加させるために移動局へ送信される。
【００１７】
当業者であれば様々な修正および変更が本発明の方法に対し行われ、本発明の範囲および技術的思想から逸脱するものではないことを理解するであろう。本発明は、既知の標準、例えば２Ｇや３ＧのＣＤＭＡ標準（IS-95A,BおよびIS-2000,3GGPP WCDMA）のいずれに従っても動作するＣＤＭＡシステムに実施される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来の通信システムの送信電力制御方法に従って、３ｋｍ／ｈｒ相当するドップラ周波数での所与のＯＴＬ値に対して、受信ＦＥＲが０．１％のｔＦＥＲをどのように追跡するかを示す図である。
【図２】  従来の通信システムの送信電力制御方法に従って、３０ｋｍ／ｈｒ相当するドップラ周波数での所与のＯＴＬ値に対して、受信ＦＥＲが０．１％のｔＦＥＲをどのように追跡するかを示す図である。
【図３】  従来の通信システムの送信電力制御方法に従って、１２０ｋｍ／ｈｒ相当するドップラ周波数での所与のＯＴＬ値に対して、受信ＦＥＲが０．１％のｔＦＥＲをどのように追跡するかを示す図である。
【図４】  本発明の通信システムの送信電力制御方法に従って、３ｋｍ／ｈｒ相当するドップラ周波数での所与のＯＴＬ値に対して、受信ＦＥＲが０．１％のｔＦＥＲをどのように追跡するかを示す図である。
【図５】  本発明の通信システムの送信電力制御方法に従って、３０ｋｍ／ｈｒ相当するドップラ周波数での所与のＯＴＬ値に対して、受信ＦＥＲが０．１％のｔＦＥＲをどのように追跡するかを示す図である。
【図６】  本発明の通信システムの送信電力制御方法に従って、１２０ｋｍ／ｈｒ相当するドップラ周波数での所与のＯＴＬ値に対して、受信ＦＥＲが０．１％のｔＦＥＲをどのように追跡するかを示す図である。
【図７】  本発明の通信システムの送信電力制御方法に従って、３ｋｍ／ｈｒ相当するドップラ周波数での所与のＯＴＬ値に対して、受信ＦＥＲが０．０１％のｔＦＥＲをどのように追跡するかを示す図である。
【図８】  本発明の通信システムの送信電力制御方法に従って、３０ｋｍ／ｈｒ相当するドップラ周波数での所与のＯＴＬ値に対して、受信ＦＥＲが０．０１％のｔＦＥＲをどのように追跡するかを示す図である。
【図９】  本発明の通信システムの送信電力制御方法に従って、１２０ｋｍ／ｈｒ相当するドップラ周波数での所与のＯＴＬ値に対して、受信ＦＥＲが０．０１％のｔＦＥＲをどのように追跡するかを示す図である。
【図１０】  本発明の送信電力制御方法の機能ブロック図である。
【図１】
0004656793.tif 000004
【図２】
0004656793.tif 000005
【図３】
0004656793.tif 000006
【図４】
0004656793.tif 000007
【図５】
0004656793.tif 000008
【図６】
0004656793.tif 000009
【図７】
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【図８】
0004656793.tif 000011
【図９】
0004656793.tif 000012
【図１０】
0004656793.tif 000013