(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
音声雑音電力と総音声電力との合計が音声電力制限にほぼ等しくなるように、総音声電力に音声雑音電力を加え、
データ送信により消費される電力を所要レベルに維持するように、データバーストの送信後に予め定められた量のデータ雑音を挿入するステップを含む方法。
【請求項２】
前記データ送信中に予め定められた量だけ前記所要レベルを増加させるステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記データ送信中に予め定められた量だけ前記所要レベルを減少させるステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記データ送信中に予め規定された量だけ前記音声電力制限を増加させるステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記データ送信中に予め規定された量だけ前記音声電力制限を減少させるステップをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記予め定められた量は前記音声電力制限の０％よりも大きく１５％以下である請求項２記載の方法。
【請求項７】
前記予め定められた量は前記音声電力制限の０％よりも大きく１５％以下である請求項３記載の方法。
【請求項８】
前記予め規定された量は前記音声電力制限の０％よりも大きく１５％以下である請求項４記載の方法。
【請求項９】
前記予め規定された量は前記音声電力制限の０％よりも大きく１５％以下である請求項５記載の方法。
【請求項１０】
前記音声雑音電力を加えるステップは、直交コード化音声雑音を送信するステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記予め定められた量のデータ雑音を挿入するステップは、直交コード化データ雑音を送信するステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記音声雑音電力を加えるステップは、ＰＮコード化音声雑音を送信するステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記予め定められた量のデータ雑音を挿入するステップは、ＰＮコード化データ雑音を送信するステップを含む請求項１記載の方法。
【請求項１４】
音声雑音電力と総音声電力との合計が音声電力制限にほぼ等しくなるように、総音声電力に音声雑音電力を加え、
合計データ送信電力を第１のレベルに維持するように、データバーストの送信後に第１の量のデータ雑音を挿入し、
合計データ送信電力を第２のレベルに減少させるように、前記第１の量のデータ雑音に続いて、第２の量のデータ雑音を挿入するステップを含み、
前記第２のレベルは予め定められた量だけ前記第１のレベルよりも少ない方法。
【請求項１５】
前記予め定められた量は前記音声電力制限の０％よりも大きく１５％以下である請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
予め規定された量だけ前記音声電力制限を減少させるステップをさらに含む請求項１４記載の方法。
【請求項１７】
前記予め規定された量は前記音声電力制限の０％よりも大きく１５％以下である請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
前記音声雑音電力を加えるステップは、直交コード化音声雑音を送信するステップを含む請求項１４記載の方法。
【請求項１９】
前記予め定められた量のデータ雑音を挿入するステップは、直交コード化データ雑音を送信するステップを含む請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
前記音声雑音電力を加えるステップは、ＰＮコード化音声雑音を送信するステップを含む請求項１４記載の方法。
【請求項２１】
前記予め定められた量のデータ雑音を挿入するステップは、ＰＮコード化データ雑音を送信するステップを含む請求項１４記載の方法。
【請求項２２】
音声雑音電力と総音声電力との合計が音声電力制限にほぼ等しくなるように、総音声電力に音声雑音電力を加え、
データ送信により消費される電力を所要レベルに維持するように、データバーストの送信後に予め定められた量のデータ雑音を挿入し、
前記データ送信中に予め規定された量だけ前記音声電力制限を調整するステップを含む方法。
【請求項２３】
前記調整ステップは、前記データ送信中に予め定められた量だけ前記所要レベルを増加させるステップを含む請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記調整ステップは、前記データ送信中に予め定められた量だけ前記所要レベルを減少させるステップを含む請求項２２記載の方法。
【請求項２５】
前記予め定められた量は前記音声電力制限の０％よりも大きく１５％以下である請求項２３記載の方法。
【請求項２６】
前記予め定められた量は前記音声電力制限の０％よりも大きく１５％以下である請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
前記音声雑音電力を加えるステップは、直交コード化音声雑音を送信するステップを含む請求項２２記載の方法。
【請求項２８】
前記予め定められた量のデータ雑音を挿入するステップは、直交コード化データ雑音を送信するステップを含む請求項２２記載の方法。
【請求項２９】
前記音声雑音電力を加えるステップは、ＰＮコード化音声雑音を送信するステップを含む請求項２２記載の方法。
【請求項３０】
前記予め定められた量のデータ雑音を挿入するステップは、ＰＮコード化データ雑音を送信するステップを含む請求項２２記載の方法。
【請求項３１】
音声雑音電力と総音声電力との合計が音声電力制限にほぼ等しくなるように、総音声電力に音声雑音電力を加え、
合計データ送信電力を第１のレベルに維持するように、データバーストの送信後に第１の量のデータ雑音を挿入し、
前記データ送信中に第１の予め規定された量だけ前記音声電力制限を調整し、
合計データ送信電力を第２のレベルに減少させるように、前記第１の量のデータ雑音に続いて、第２の量のデータ雑音を挿入するステップを含み、
前記第２のレベルは第２の予め定められた量だけ前記第１のレベルよりも少ない方法。
【請求項３２】
前記第１の予め定められた量は前記音声電力制限の０％よりも大きく１５％以下である請求項３１記載の方法。
【請求項３３】
前記第２の予め定められた量は前記音声電力制限の０％よりも大きく１５％以下である請求項３１記載の方法。
【請求項３４】
前記音声雑音電力を加えるステップは、直交コード化音声雑音を送信するステップを含む請求項３１記載の方法。
【請求項３５】
前記予め定められた量のデータ雑音を挿入するステップは、直交コード化データ雑音を送信するステップを含む請求項３１記載の方法。
【請求項３６】
前記音声雑音電力を加えるステップは、ＰＮコード化音声雑音を送信するステップを含む請求項３１記載の方法。
【請求項３７】
前記予め定められた量のデータ雑音を挿入するステップは、ＰＮコード化データ雑音を送信するステップを含む請求項３１記載の方法。
【請求項３８】
利用量の変化に応答して第１の予め定められた量だけ音声電力制限を調整し、
音声雑音電力と総音声電力との合計が音声電力制限にほぼ等しくなるように、総音声電力に音声雑音電力を加え、
合計データ送信電力を第１のレベルに維持するように、データバーストの送信後に第１の量のデータ雑音を挿入し、
前記合計データ送信電力を第２のレベルに調整するように、前記データバースト中に送信されるデータ量を前記第１の量のデータ雑音に関係付ける条件にしたがって、前記第１の量のデータ雑音に続いて、第２の量のデータ雑音を挿入するステップを含み、
前記第２のレベルは第２の予め定められた量だけ前記第１のレベルと異なる方法。
【請求項３９】
前記音声電力制限を調整することは、前記利用量が増加したときに前記第１の予め定められた量だけ前記音声電力制限を増加させることを含む請求項３８記載の方法。
【請求項４０】
前記音声電力制限を調整することは、前記利用量が減少したときに前記第１の予め定められた量だけ前記音声電力制限を減少させることを含む請求項３８記載の方法。
【請求項４１】
前記データバースト中に送信されるデータ量を前記第１の量のデータ雑音に関係付ける条件は、前記データバースト中に送信されるデータ量が前記合計データ送信電力の少なくとも９５％を含むことであり、前記調整することは、前記第２の予め定められた量だけ前記合計データ送信電力を増加させて前記第２のレベルにすることを含む請求項３８記載の方法。
【請求項４２】
前記データバースト中に送信されるデータ量を前記第１の量のデータ雑音に関係付ける条件は、前記データバースト中に送信されるデータ量が前記合計データ送信電力のわずか５０％を含むことであり、前記調整することは、前記第２の予め定められた量だけ前記合計データ送信電力を減少させて前記第２のレベルにすることを含む請求項３８記載の方法。
【請求項４３】
前記第１の予め定められた量は前記音声電力制限の０％よりも大きく１５％以下である請求項３８記載の方法。
【請求項４４】
前記第２の予め定められた量は前記音声電力制限の０％よりも大きく１５％以下である請求項３８記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的にワイヤレス通信システムの分野に関する。特に、本発明はダウンリンク、すなわち基地局から１組の端末ユニットに、コード分割多元接続通信システムのための混合された音声およびデータを送信することに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＩＳ−９５、またはＣＤＭＡ２０００、またはＷＣＤＭＡ（ワイドバンドＣＤＭＡ）のような、コード分割多元接続（“ＣＤＭＡ”）通信システムでは、１つ以上の通信チャネルを通して音声信号およびデータ信号を同時に送信することにより、音声通信およびデータ通信に対して送信をもたらすことができる。あるタイプの信号送信、例えば音声およびあるタイプの低データレート送信は送信中の遅延により品質が低下する。一方、あるタイプのデータ信号送信は送信中の遅延に耐性がある。例えば、データは遅延に対して耐性があるので、データをパケットにグループ化して、送信のためにスケジュール化することができる。さらに、遅延されたパケットを落とす必要はなく、送信エラーは後の時間にパケットを単に再送信することにより、すなわちパケットを再スケジューリングすることにより訂正することができる。多量のパケットデータ情報は高電力および高データレートのデータの短い“バースト”で効率的に送信することができる。従来の音声／データ送信は、予め定められたデータレートで通信リンクをセットアップし、あるフレームエラーレートを超えることなく音声およびデータ情報を送信するように試みることにより、同様に音声およびデータ通信を取り扱う。従来の低データレート音声／データ送信では、データレートにおける変化は全体的な送信電力における顕著な変化に一般的に関係することはない。これは低データレート接続が基地局において利用可能な合計電力のわずかしか使用しないからである。対照的に、高速パケットデータの送信はデータレートに頻繁でかなりの変化が必要とされ、これは一般的に電力レベルにおける大きな変化に関係する。高データレート送信は合計基地局送信電力のかなりの部分を使用するので、全体的な基地局送信電力レベルは、高データレート送信に対して使用される電力の変化により大きな影響を受ける。
【０００３】
本願では、音声信号送信および送信における遅延により品質が低下する他の信号送信は、データレートにおける変化が頻繁ではなく、比較的小さく、送信電力レベルにおける変化が基地局合計送信電力に比較して小さい従来のデータ送信とともに、“音声”として呼ばれる。高速パケットデータのようなデータ信号送信は、送信における遅延に耐性を持つことができ、スケジュール化することができ、一般的に高い電力および高データレートにおけるショート“バースト”で送信される。そして、高速パケットデータのようなデータ信号送信は、データレートにおける変化が頻繁で過度であり、送信電力レベルにおける変化が比較的大きい何らかの信号送信とともに、“データ”として呼ばれる。
【０００４】
これらの異なるタイプの信号送信を、すなわち混合された音声およびデータ送信を同時に効率的に適応させるために、異なるアプローチにしたがうことができる。１つのアプローチは、各タイプの信号に対して、周波数スペクトルの異なる部分を、すなわち周波数の異なる“帯域”または周波数帯域を特定することである。他のアプローチは時分割を通して音声信号およびデータ信号をともに多重化することである。時分割アプローチでは、信号を送信するために利用可能な時間のいくらかは音声信号に割り当てられ、信号を送信するために利用可能な時間のいくらかはデータ信号に割り当てられる。例えば、ＧＳＭ＋ＧＰＲＳシステム（一般化されたパケット無線システムと組み合わされた移動体向けグローバルシステム）では、普通のＧＳＭ音声送信に対して通常使用されるいくつかのタイムスロットが、代わりにパケットデータ送信のために使用される。本願の例として使用される１つのアプローチはコード分割多元接続（ＣＤＭＡ）であり、これは同じ周波数帯域上の同じ時間に複数の信号を送信できる。
【０００５】
ＣＤＭＡシステムでは、各ユーザ信号は、送信信号を異なる拡散コードシーケンスで変調することにより他のユーザ信号から分離される。送信信号の変調はそのスペクトルを拡散することから、エンコードされた送信信号の帯域幅はユーザ情報の元々の帯域幅よりもかなり広い。この理由のために、ＣＤＭＡは“スペクトル拡散”変調またはコーディングとしても呼ばれる。各ユーザは、拡散コードシーケンスを使用してその情報を送信信号に一意的にエンコードする。ユーザの拡散コードシーケンスが分かっている宛先受信機は、送信信号をデコードして、情報を復元することができる。
【０００６】
背景として、ＣＤＭＡ通信では、ユーザ信号が拡散され、多くのユーザが他のユーザと大きな干渉をすることなく同じ帯域幅を同時に使用できる。拡散の１つの手段は、異なる“直交”拡散コード、あるいはウォルシュ関数のような関数を各ユーザ信号に適用することである。“直交性”は拡散関数間に相関がないことに関係する。（ウォルシュコードシーケンスとも呼ばれる）ウォルシュ関数を使用する所定のスペクトル拡散通信システムでは、ｎチップのｎ行を有する予め規定されたウォルシュ関数マトリックスが、異なるユーザ信号を区別するのに使用される異なるウォルシュ関数を規定する前にそれぞれ確立される。例として、所定のセクタ（あるいはＷＣＤＭＡ用語でセル）に対して、各ダウンリンクチャネルには異なるウォルシュ関数が割り当てられる。言い換えると、基地局と各ユーザとの間の通信は、各ユーザを他のユーザから分離するために異なるウォルシュコードシーケンスによりコード化される。
【０００７】
基地局は信号をセクタ中のすべてのユーザに送信するので、ウォルシュコードは異なる信号間の直交性を達成するために時間同期化される。直交拡散コードの効率は“マルチパス”の現象により影響を受ける。簡単に説明すると、マルチパスは複数のパスを通る同じ信号、すなわち異なるパス遅延後に到達した複数の信号のコピーを受信することにより引き起こされる干渉である。時間同期が失われることにより、異なるユーザ信号間の直交性が失われる。マルチパスを通しての直交性の喪失による干渉は、例えば擬似雑音（“ＰＮ”）シーケンスのような他のタイプの拡散コードを使用することにより平均化することができる。ＰＮシーケンスの自己相関特性を使用してマルチパス干渉の排除を向上させることができる。しかしながら、マルチパスを通しての直交性の送信により、異なるユーザの信号間により大きな干渉が存在し、これは“セル内干渉”と呼ばれ、ユーザ自己の信号とそれ自体の信号との干渉を含み、これは“自己干渉”としても呼ばれる。
【０００８】
マルチセルシステムでは、１つのセル中の基地局により送信されるユーザ信号と他のセル中で送信されるユーザ信号との干渉により引き起こされる干渉が存在し、“セル間干渉”としても呼ばれる。基地局送信機の送信電力は、セル間干渉を制限するために、隣接セルに送信される電力量を最小にするように制御される。送信電力における過度の変動は、セル間干渉の影響とともに、先に説明したような自己干渉を含むユーザ間のセル内干渉の影響を悪化させることがある。
【０００９】
図１はＣＤＭＡすなわちスペクトル拡散通信システム中の同じセル内での複数の音声およびデータユーザに対する電力制御におけるデータ送信の影響の例を示している。図１はグラフ１００を示し、時間軸１０２に対してプロットされた電力軸１０１を有している。典型的な音声ユーザに対する送信電力は単一ユーザ音声電力曲線１０４にしたがって時間的に変化する。セル内のすべての音声ユーザに対する総送信電力はグラフ１００でＰv１０６として示されている。総音声電力Ｐv１０６はグラフ１００に示されているように時間的に変化する。総音声電力Ｐv１０６に加えて、データバースト送信１０８、１０９および１１０に対して電力が割り当てられる。総音声およびデータ信号送信の合計に対して割り当てることができる最大利用可能信号送信電力は最大電力制限Ｐmaxであり、グラフ１００において水平実線として表され、“Ｐmax”により示されている。データおよび音声総送信電力はグラフ１００においてＰv+d１１４として示されている。セル内のデータおよび音声総電力Ｐv+d１１４はグラフ１００に示されているように時間的に変化する。グラフ１００で見られるように、Ｐv+d１１４は最大電力制限Ｐmax１１２より下のままである。
【００１０】
図１は、単一ユーザ音声電力曲線１０４への変化に関し、単一ユーザに対する電力制御においてデータ信号送信が有する影響の例を示している。データバースト送信１０８の結果として、先に概略説明したセル内影響により、単一ユーザ音声電力曲線１０４により表される電力割当を持つユーザに対して干渉が増加することがある。増加した干渉をバランスさせるために、単一ユーザに対して、単一ユーザ音声電力曲線１０４中のローカル電力ピーク１０５に導くように電力割当を増加させることができる。従来の音声／データ送信システムでは、ユーザ間の電力割当における変化は、時間的にランダムに生じることにより、打ち消し合う傾向があり、総音声電力Ｐv１０６においてわずかな影響のみを残す。しかしながら、データバースト送信１０８の影響はセル中の多くのユーザに対して同時であるので、総音声電力Ｐv１０６に比較的大きな影響があり、総音声電力Ｐv１０６における増加１１６として示されている。
【００１１】
図１を続けて見ていくと、データバースト送信１０８の終わりでは、干渉がセル内のユーザに対して減少している。したがって、基地局における電力制御システムはユーザに対する電力割当を減少させ、総音声電力Ｐv１０６における減少１１７を導く。混合された音声およびデータ通信システムでは、電力制御システムは干渉の変化に対して迅速に応答できなければならない。したがって、総音声電力Ｐv１０６における減少１１７は、後続するデータバースト送信１０９の観点から必要されるものよりも多い。言い換えると、減少１１７に導く基地局電力制御システムの反応は、安定的なシステム性能に対する平衡値に“届かない”。ユーザに対して干渉の増加を再度もたらすデータバースト送信１０９の結果として、基地局の電力制御システムはユーザに対する電力割当を増加させ、総音声電力Ｐv１０６の増加を導く。再度説明すると、総音声電力Ｐv１０６の増加１１８は必要とされるものより多いかもしれない。言い換えると、増加１１８に導く電力制御システムの反応は、安定的なシステム性能に対する平衡値に“届かない”。
【００１２】
したがって、図１に示されているように、ワイヤレス通信システムにおいてデータ信号送信が音声信号送信と混合されるとき、音声送信およびデータ送信の差信号特性が同じセル内のユーザに対する電力制御に関する問題に導く。データ通信の信号特性、すなわちデータ送信が一般的にバーストで生じるとの信号特性は、電力制御に混乱を生じさせる傾向があり、これは音声通信の比較的連続な信号特性では生じない。例えば、各ユーザおよびセル内のすべてのユーザの集合に対するオーバー割当およびアンダー割当は通信を混乱させ、通信リンクの品質をかなり低下させることがある。さらに、システムは合計電力出力で大きな振れを受けるようになり、これはシステムの合計電力出力を示すデータおよび音声総電力Ｐv+d１１４のレベルにおける大きな変動により示されている。
【００１３】
図２（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はＣＤＭＡすなわちスペクトル拡散通信システムでの隣接セルのユーザに対する電力制御におけるデータ送信の何らかの影響の例を示している。図２（Ａ）は例示的なセルラスペクトル拡散通信システム２００に対するセルの図を示しており、システム２００は“セル＃０”とラベルが付されたセル２０３と、“セル＃１”とラベルが付されたセル２０６とを含むいくつかのセルを備えている。各セル内の電力制御の使用にかかわらず、セル外端末ユニットは干渉を生じさせ、これはセル内の受信基地局の制御下にあるものではない。したがって、例えば、セル２０３内の電力制御はセル２０６中の端末ユニットへの送信からの干渉により影響を受けることがあり、この逆もある。
【００１４】
例えば、混合された音声およびデータ通信システムでは、セル２０３内のデータ送信はセル２０６のような隣接セルに干渉を生じさせることがある。セル２０６での干渉はセル２０６中の端末ユニット対する電力割当を増加させ、これは次にセル２０３での増加した干渉として見られる。セル２０３での増加した干渉はセル２０３において増加した電力割当を生じさせることがあり、このセル２０３はもともとデータバーストを送信していた。したがって、セル２０３およびセル２０６における電力割当間の相互作用に完全な循環があり、これは正のフィードバックループと似ている。セル２０３および２０６における電力割当間の相互作用の循環は両セルにおいて必要とされるものよりも高い電力消費を導くことがある。セル２０３およびセル２０６における増加した電力消費は他の隣接セルにより増加した干渉として見ることができるので、正のフィードバック効果はセル２０３およびセル２０６からシステムの他のセルへの電力制御問題に広がる。
【００１５】
セル２０３およびセル２０６の２つのセル間のみでのフィードバック効果の例が図２（Ｂ）および（Ｃ）で詳細に示されている。図２（Ｂ）はグラフ２３０を示し、時間軸２３２に対してプロットされている電力軸２３１を有している。セル２０３内の音声ユーザに対する合計送信電力はグラフ２３０において総音声電力Ｐv２３６として示されている。データバースト送信２３７に対して電力が総音声電力Ｐv２３６に付加して割り当てられている。セル２０３中の総音声およびデータ送信の合計に対して割り当てられた最大電力制限Ｐmax２３４はグラフ２３０において水平実線Ｐmax２３４により示されている。
【００１６】
図２（Ｃ）はグラフ２６０を示しており、時間軸２６２に対してプロットされた電力軸２６１を持っている。グラフ２６０の時間軸２６２はグラフ２３０の時間軸２３２と垂直に整列しているので、グラフ２６０における時間軸２６２上の点はグラフ２３０における時間軸２３２上の同時性点の下で垂直に整列している。セル２０６内の音声ユーザに対する合計送信電力はグラフ２６０中で総音声電力Ｐv２６６として示されている。セル２０６中の総音声およびデータ送信の合計に対して割り当てられている最大電力制限Ｐmax２６４はグラフ２６０において水平実線Ｐmaxにより示されている。
【００１７】
図２（Ｂ）および（Ｃ）を続けて見ていくと、図２（Ｂ）のグラフ２３０は、データバースト２３７の送信まで、セル２０３内の合計送信電力が総音声電力曲線Ｐv２３６により表されていることを示している。データバースト２３７中、セル２０３内の合計送信電力はＰmax２３４と実質的に等しい。データバースト２３７後、セル２０３内の合計送信電力は総音声電力曲線Ｐv２３６により再度表される。同様に、図２（Ｃ）のグラフ２６０は、セル２０６内の合計送信電力が総音声電力曲線Ｐv２６６により表されることを示している。先に説明したように、バースト２３７中のＰv２３６からほぼＰmax２３４へのセル２０３の電力増加は、セル２０６内のユーザにより増加した干渉として見られる。セル２０６における増加した干渉はセル２０６における電力制御システムによる、より高い電力割当に導く。より高い電力割当は総音声電力曲線Ｐv２６６における増加２６７として反映される。逆に、セル２０６における総音声電力の増加２６７はセル２０３内のユーザにより増加した干渉として見られ、これはセル２０３における電力制御システムによる、より高い電力割当を導く。セル２０３における電力制御システムによるより高い電力割当は総音声電力曲線Ｐvにおける増加２３８として反映される。
【００１８】
フィードバックプロセスはセル２０３および２０６間で行ったり来たりを続け、利用可能な最大送信電力を割り当てるセルに導く。この最大送信電力は例えば総音声電力曲線Ｐv２６６における最大２６８により示されている。図２（Ｃ）のグラフ２６０に示されている最大２６８におけるようなすべての利用可能な送信電力が割り当てられていると、付加的なユーザは通信システムへのアクセスを拒否されることがある。付加的なユーザが通信システムにアクセスできる程度まで、システム性能は低下する。さらに、現在のユーザに対する通信リンク品質も低下するかもしれない。先に指摘したように、影響はセルからセルに広がり、最初のセル対に制限されない。したがって、図２（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、ＣＤＭＡすなわちスペクトル拡散通信システムでの電力制御におけるデータ送信のセル間影響のいくつかの例を示している。
【００１９】
先に着目したように、ＣＤＭＡすなわちスペクトル拡散通信システムにおける音声およびデータの混合された送信は、消費される総送信電力の大きな振れまたは変動をシステムに生じさせることがある。例えば、このような大きな変動は図１において総電力曲線Ｐv+p１１４により示されている。図１に示されているように、Ｐv+d１１４は最大電力Ｐmaxの制限の約半分からＰmax１１２のほぼすべてまで変化する。このような大きな変動は最大電力の５０％を構成し、混合された音声およびデータ通信システムに対して典型的である。混合された音声およびデータ通信システムでは、利用可能な電力の半分が音声通信に対して割り当てられ、利用可能な電力の半分がデータ通信に対して割り当てられる。図１，図２（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に見られるように、大きな変動は、１つのセル内あるいは通信システムのいくつかのセル内の各ユーザに対する、そしてすべてのユーザの集合に対する電力のオーバー割当およびアンダー割当を導くことがある。通信システムにおける電力制御の結果的な不安定性はシステム性能に重大な品質低下を生じさせることがあり、これにはアクセス問題やユーザに対する通信リンク品質の低下が含まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
したがって、電力消費に急激で大きな変動を生じさせることなく、混合された音声およびデータ信号を送信することについて、技術的な必要性がある。電力制御に突然で大きな反応を生じさせることなく、混合された音声およびデータ信号を送信することについて、技術的な必要性がある。さらに、セル内に不適当な干渉を生じさせることなく、混合された音声およびデータ信号を送信することについて、技術的な必要性がある。またさらに、セル間の不適当な干渉を生じさせることなく、混合された音声およびデータ信号を送信することについて、技術的な必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の１つの観点では、“音声雑音電力”が総音声電力に加えられ、この総音声電力はセルのすべてのユーザにより使用される合計音声電力である。音声雑音電力は、総音声電力および音声雑音電力の合計を予め定められた音声電力制限に維持するために、総音声電力に加えられる。総音声電力および音声雑音電力は比較的安定なレベルに、すなわち音声電力制限にほぼ維持されることから、セル内およびまた隣接セル中の電力変動は大きく減少する。音声雑音電力は例えば人工音声雑音とすることができ、これは直交コード化あるはＰＮコード化されている。１つの実施形態では、音声電力制限は音声およびデータ送信中の電力消費に対する制御をさらに向上させるために増加または減少させることができる。
【００２２】
さらに、データ送信により消費される電力を所要レベルに維持するために、予め定められた量の人工データをデータ送信中のギャップに挿入することにより、データ雑音がデータバースト送信後に、あるいはデータバースト間に送信される。データ雑音は、データ送信中に消費される合計電力を所要レベルに維持するために、データバーストに付加して送信される。例えば、データ雑音は人工的な雑音またはダミーデータとして送信することができる。これは直交コード化あるはＰＮコード化されている。データ送信中に消費される合計電力は所要レベルにほぼ維持されることから、セル内およびまた隣接セル中の電力変動はかなり減少する。１つの実施形態では、データ送信電力消費に対する所要レベルは、音声およびデータ送信中の電力消費に対する制御をさらに向上させるために増加または減少させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は混合された音声およびデータ送信に対する電力制御のための方法に向けられている。本発明のさまざまな実施形態にしたがうと、電力消費における急激で大きな変動または電力制御における突然で大きな反応を生じさせることなく、混合された音声およびデータ信号が送信される。さらに、セル内またはセル間の不適切な干渉を生じさせることなく、混合された音声およびデータ信号が送信される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
ここで開示されている実施形態は混合された音声およびデータ送信に対する電力制御のための方法に向けられている。以下の説明には本発明の実現に関する特定の情報が含まれている。当業者は本願で特に説明されているものと異なる方法で本発明を実現してもよいことを理解するであろう。さらに、本発明の特定の詳細説明のいくつかは本発明を曖昧にしないようにするために説明されていない。本願で説明されていない特定の詳細説明は、当業者の知識の範囲内のものである。
【００２５】
本発明の図面およびそれらに伴う詳細な説明は本発明の実施形態の単なる例に向けられている。簡潔さを保つために、本発明の原理を使用する本発明の他の実施形態は本願では特に説明されておらず、この図面により特に示されていない。
【００２６】
図３は１つの実施形態にしたがったＣＤＭＡ通信システムでの電力制御の例を示している。ＣＤＭＡ通信システムの一般的な原理、および特に、通信チャネルを通しての送信のためにスペクトル拡散信号を発生させる一般的な原理は米国特許第４，９０１，３０７号で説明されており、この米国特許は“衛星または地上中継器を使用するスペクトル拡散多元接続通信システム”と題し、本発明の譲受人に譲渡されている。この特許すなわち米国特許第４，９０１，３０７号での開示は参照により本願に完全に組み込まれている。さらに米国特許第５，１０３，４５９号はＰＮ拡散、ウォルシュカバーリングおよびＣＤＭＡスペクトル拡散通信信号を発生させる技術に関係する原理を開示している。この米国特許第５，１０３，４５９号は“ＣＤＭＡセルラ電話システムにおいて信号波形を発生させるためのシステムおよび方法”と題し、本発明の譲受人に譲渡されている。この特許、すなわち米国特許第５，１０３，４５９号での開示も参照により本願に完全に組み込まれている。さらに、本発明はデータの時間多重化および“高データレート”通信システムに関係するさまざまな原理を利用してもよく、本発明は“高データレート”通信システムにおいて使用することができる。“高データレート”は“高レートパケットデータ送信のための方法および装置”と題し、１９９７年１１月３日に出願されたシリアル番号第０８／９６３，３８６号の米国特許出願で開示されており、本発明の譲受人に譲渡されている。この特許出願で開示されているものも、参照により本願に完全に組み込まれている。
【００２７】
図３に戻って参照すると、グラフ３００は時間軸３０２に対してプロットされている電力軸３０１を示している。セル内のすべての音声ユーザに対する総音声電力Ｐv３０４はグラフ３００において実線曲線３０４として示されている。総音声電力Ｐv３０４はグラフ３００で示されているように時間で変化する。音声電力制限Ｐv,max３０６は音声信号送信の集合に対して割り当てられた最大音声電力である。音声電力制限Ｐv,maxはグラフ３００において水平２点破線３０６として示されている。余分音声電力が総音声電力Ｐv３０４に追加して割り当てられているので、任意時間において送信される合計音声電力は音声電力制限Ｐv,max３０６にほぼ等しい。余分音声電力はＰv３０４とＰv,max３０６との間のギャップを“満す”。余分音声電力は例えばまるで付加電力が付加的なユーザに対して提供されるように直交コードを使用してエンコードされる何らかの付加情報を送信することにより提供することができる。図３に示されている実施形態では、有用な情報は送信されないことから、余分音声電力は人工的な雑音として送信される。余分音声電力を使用して有用な情報を送信することができることは明白である。その詳細説明は当業者に明らかであり、したがってここでは説明しない。人工的な雑音は図３では音声雑音電力３０８として示されており、用語“雑音”でも示されている。音声雑音電力３０８は、音声雑音電力３０８が通常のユーザ信号として発生されたかのように、例えば直交コードを使用してエンコードされる。したがって、セル内の他のユーザは、付加された音声雑音電力３０８にもかかわらず、直交コードのようなスペクトル拡散の逆拡散技術を使用して自己の信号を依然として復元することができる。言い換えると、セル内のユーザは、直交コードまたはＰＮコードまたは音声雑音電力３０８を拡散する他の手段を使用することにより音声雑音電力３０８から“保護される”。
【００２８】
続けて図３を見ると、データバースト３１０、３１２および３１４の送信のために、電力が音声電力制限Ｐv,max３０６に付加して割り当てられる。合計電力Ｐv+d３１６は総音声電力Ｐv３０４プラス音声雑音電力３０８に対して割り当てられた電力プラスデータバースト３１０、３１２および３１４の送信のために割り当てられた電力の合計である。したがって、合計電力Ｐv+d３１６はＰv,max３０６プラスデータバースト送信に対して割り当てられた電力の合計とも言える。データ電力Ｐdata３２４はデータバースト３１０、３１２および３１４の送信のために使用される電力である。したがって、次式により定義される。
Ｐv+d＝Ｐdata＋Ｐv,max
【００２９】
合計電力Ｐv+d３１６はグラフ３００において１点破線のステップ線３１６として示されている。合計電力Ｐv+dはグラフ３００において示されているように時間的に変動する。総音声、人工的な雑音、およびデータ送信の合計に対して割り当てることができる最大の利用可能信号送信電力は、最大合計電力制限Ｐmax３１８であり、グラフ３００において水平実線３１８として示されており、“Ｐmax”としても示されている。グラフ３００において見られるように、Ｐv+d３１６は最大電力制限Ｐmax３１８より下のままである。
【００３０】
先に説明したように、データ信号の送信は、音声信号の送信とは対照的に、一般的にバーストで生じ、多数のユーザに対する平均電力レベルは比較的平坦である。したがって、比較的大量のデータが比較的不活性な、すなわち静かな期間だけ分離されて、高ビットレートでバースト送信される。この期間はデータビットレートが低く、あるいはデータ送信は完全に終わっている。例えば、データバースト３１０後であってデータバースト３１２前に、そして再度データバースト３１２後であって、データバースト３１４前に、送信に利用可能なデータはない。すなわちデータ送信にギャップが存在している。合計電力Ｐv+d３１６が突然落ちることを避けるために、データ送信にギャップが存在しているときに、付加的なデータ電力が送信され、データ送信により消費される電力、データ電力Ｐdata３２４を所要レベルに維持する。したがって、合計電力Ｐv+d３１６は所要レベルに維持される。
【００３１】
データバースト３１０とデータバースト３１２との間のギャップ、およびデータバースト３１２とデータバースト３１４との間のギャップを“満す”付加的なデータ電力は、例えば付加的な電力が付加的なデータユーザに対して提供されているかのように直交コードを使用してエンコードされている何らかの付加的な情報を送信することにより提供することができる。図３に示されている実施形態では、有用なデータは送信されないので、付加的なデータ電力は人工的な雑音またはダミーデータとして送信される。人工的な雑音は図３ではデータ雑音３２０、およびデータ雑音３２２として示されている。データ雑音３２０およびデータ雑音３２２は例えばまるでデータ雑音３２０およびデータ雑音３２２が通常のデータ信号として発信されたかのように直交コードを使用してエンコードされる。したがって、セル内のユーザはデータ雑音３２０およびデータ雑音３２２からの過度の干渉を受けることなく、依然として自己の信号の復調することができる。言い換えると、セル内のユーザは、直交コード、またはＰＮコード、またはデータ雑音３２０およびデータ雑音３２２を拡散する他の手段により、データ雑音３２０およびデータ雑音３２２から“保護される”。
【００３２】
図３は１つの実施形態にしたがった電力制御と混合された音声およびデータ送信との例示的な相互作用を示している。データバースト３１０に割り当てられるデータ電力量Ｐdata３２４の量は、できるだけ速くデータバースト３１０を送信するのに要求される全電力量を割り当てるのではなく、音声電力制限Ｐv,max３０６のパーセンテージとして制御される。最初のデータバースト３１０に対して、Ｐdata３２４は例えばＰv,max３０６の１０％に制限される。例えば後続するデータバースト３１２に対して、Ｐdata３２４は、合理的なレートでデータを送信するのに要求されるような、Ｐv,max３０６の５％の予め定められた量だけ上方に増加または調整される。例えば、Ｐdata３２４は最近送信されたデータ雑音と実際のデータの量を関係付ける特定の条件にしたがって増加させることができる。例えば、条件は、送信される実際のデータすなわちデータバースト３１０で送信されるデータ量が送信される合計電力の９５％以上であり、送信されるデータ雑音が送信される合計電力の５％以下であるとすることができる。逆に、Ｐdata３２４は、例えば、送信される実際のデータが送信される合計電力の５０％以下であり、送信されるデータ雑音が送信される合計電力の５０％以上であるときに、予め定められた量だけ下方に減少または調整することができる。一般的に、調整のための予め定められたおよび予め規定された量は０％と約１５％との間の任意の量とすることができ、５％と１０％を例示的な目的のために例としてのみ使用する。後続データバースト３１４に対して、Ｐdata３２４のさらなる調整は必要とされない。等式Ｐv+d＝Ｐdata＋Ｐv,maxに見られるように、合計電力Ｐv+d３１６はＰdata３２４における予め定められた増加により制限される。
【００３３】
図３に示されているように、Ｐv,max３０６を音声雑音３０８で満たし、合計電力Ｐv+d３１６を予め定められた量だけ増加させ、連続するデータバースト３１０と３１２との間にデータ雑音３２０のようなデータ雑音を挿入してＰv+d３１６を満たすことは、総音声電力Ｐv３０４の割当における大きな振れ、オーバーシュート、および不安定性を除去する効果を有している。例えば、連続するデータバースト３１０と３１２との間にデータ雑音３２０のようなデータ雑音を挿入することによりＰv+d３１６を満たすことは、図１とともに説明したデータ電力レベルにおける大きくて突然の変化に対する電力制御システムの過度な反応を、データ送信にギャップがあるときにそのような大きくて突然な変化を除去することにより防ぐ。結果として、総音声電力Ｐv３０４はスムーズに変化する。予め定められた量だけ合計電力Ｐv+d３１６を増加させることも、“静穏期間”からデータバーストの送信への遷移があるときに、あるいは通信システムにより送信されているデータのレートまたは量における大きな増加があるときに、大きくて突然な変化を除去することになる。さらに、音声雑音３０８でＰv,max３０６を満たすことは、他のセルにより雑音として“見られる”音声電力を一定レベルすなわちＰv,max３０６に維持することにより、図２とともに説明したセル間のフィードバック効果を防ぐ。音声電力を一定レベルに維持することはさらに図２（Ｃ）に見られるような音声電力における大きな振れを防ぎ、したがって、これらの振れに対する隣接セルの反応も防ぐ。結果として、図１とともに先に説明したセル内電力制御問題は避けられ、図２とともに先に説明したセル間電力制御問題も避けられる。
【００３４】
図４は１つの実施形態にしたがったＣＤＭＡ通信システムにおける電力制御の他の例を示している。図４は時間軸４０２に対してプロットされた電力軸４０１を持つグラフ４００を示している。セル内のすべての音声ユーザに対する総音声電力Ｐv４０４はグラフ４００において実線曲線４０４として示されている。総音声電力Ｐv４０４はグラフ４００において示されているように時間的に変化する。音声電力制限Ｐv,max４０６は音声信号送信の集合に対して割り当てられた最大音声電力である。音声電力制限Ｐv,max４０６はグラフ４００では２点破線のステップ線４０６として示されている。余分な音声電力が総音声電力Ｐv４０４に加えて割り当てられているので、任意の時間に送信される合計音声電力Ｐvは音声電力制限Ｐv,max４０６にほぼ等しい。余分な音声電力は音声雑音電力４０８であり、Ｐv４０４とＰv,max４０６との間のギャップを“満たす”。先に説明したように、音声雑音電力４０８は一般的に人工的な雑音を送信することにより提供され、これは他のユーザ信号と同じような方法でコード化または拡散されるので、セル内ユーザは付加された音声雑音電力４０８にかかわらず、スペクトル拡散の逆拡散技術を使用して自己の信号を復元することができる。
【００３５】
有用な情報が音声雑音電力４０８を使用して送信されないときに、音声雑音電力４０８により消費される電力量を最小にすることはシステムの利点である。図４は１つの実施形態にしたがった音声電力制限Ｐv,max４０６を適応する例を示している。音声電力制限Ｐv,max４０６を適応させることは、例えば図３に示されている例における音声雑音電力３０８と比較して、音声雑音電力４０８の送信により消費される電力量を減少させる効果がある。音声電力制限Ｐv,max４０６を適応させることは、多くの方法により達成することができる。例えば、音声電力制限Ｐv,max４０６は、より多いまたはより少ない利用量の期間を反映するために、利用量における変化に応答して予めセットされたレベルに調整することができる。利用量はさまざまな基準にしたがって測定することができる。例えば、利用量はシステムが収容することができる最大ユーザ数と比較される、特定時間でシステムを実際に使用しているユーザ数に基づいて、合計システム容量の利用量パーセンテージとして測定することができる。他の例として、利用量は、以下に説明する、総音声電力Ｐv４０４の値を最大電力制限Ｐmax４１８の値と比較することにより、利用可能な送信電力の利用量パーセンテージとして測定することができる。利用量における変化に対する応答は動的とすることができ、あるいは応答は１日のある時間に対してスケジュール化することができる。音声電力制限Ｐv,max４０６は例えば“最繁時間”の始まりにおいて高い制限にセットすることができ、最繁時間の終わりにおいて低い制限にリセットすることができる。
【００３６】
図４を続けて見ると、データバースト４１０、４１２および４１４の送信に対して電力が音声電力制限Ｐv,max４０６に付加して割り当てられる。合計電力Ｐv+d４１６は総音声電力Ｐv４０４プラス音声雑音電力４０８に対して割り当てられた電力プラスデータバースト４１０、４１２および４１４の送信に対して割り当てられた電力の合計である。したがって、合計電力Ｐv+d４１６はＰv,max４０６プラスデータバースト送信に対して割り当てられた電力の合計とも言うことができる。データ電力Ｐdata４２４はデータバースト４１０、４１２および４１４の送信に対して使用される電力である。したがって、次式により定義される。
Ｐv+d＝Ｐdata＋Ｐv,max
【００３７】
合計電力Ｐv+d４１６はグラフ４００において１点破線のステップ線４１６として示されている。合計電力Ｐv+d４１６はグラフ４００において示されているように時間的に変化する。総音声、人工的な雑音およびデータ送信の合計に対して割り当てることができる最大利用可能信号送信電力は最大合計電力制限Ｐmax４１８であり、グラフ４００において水平実線４１８として示され、“Ｐmax”によっても示されている。グラフ４００において見られるように、Ｐv+d４１６は最大電力制限Ｐmax４１８より下のままである。
【００３８】
先に説明したように、データ送信は一般的にバーストで生じる。合計電力Ｐv+d４１６が突然落ちることを防ぐために、データ送信にギャップがあるときに付加的なデータ電力が送信され、データ送信により消費される電力、データ電力Ｐdata４２４を所要レベルに維持する。したがって、合計電力Ｐv+d４１６が所要レベルに維持される。付加的なデータ電力はデータバースト４１０とデータバースト４１２との間のギャップと、データバースト４１２とデータバースト４１４との間のギャップとを“満たし”、データ雑音４２０およびデータ雑音４２２である。先に説明したように、データ雑音４２０とデータ雑音４２２は人工的な雑音またはダミーデータを送信することにより提供することができ、これは他のユーザデータ信号と同じ方法でコード化または拡散される。したがって、セル内のユーザは付加されたデータ雑音４２０およびデータ雑音４２２にかかわらず、スペクトル拡散の逆拡散技術を使用して自己の信号を復元することができる。
【００３９】
図４はまた１つの実施形態にしたがった電力制御と混合された音声およびデータ信号送信との例示的な相互作用を示している。データバースト４１０に割り当てられたデータ電力の量Ｐdata４２４は、できるだけ速くデータバースト４１０を送信するのに要求される全電力量を割り当てるよりも、音声電力制限Ｐv,max４０６のパーセンテージとして制御される。最初のデータバースト４１０に対して、Ｐdata４２４は例えばＰv,max４０６の１０％に制限される。そして例えば後続するデータバースト４１２に対して、Ｐdata４２４は合理的なレートでデータを送信するのに要求される、Ｐv,max４０６の５％の予め定められた量だけ増加される。例えば、Ｐdata４２４は最近に送信されたデータ雑音と実際のデータの量を関係付ける特定の条件にしたがって増加させることができる。例えば、条件は送信される実際のデータすなわちデータバースト４１０において送信されるデータ量が送信される合計電力の９５％以上であり、送信されるデータ雑音が送信される合計電力の５％以下であるとすることができる。一般的に、予め定められたおよび予め規定された調整量は０％と約１５％との間の任意の量とすることができ、例示目的のための例としてのみ５％と１０％が使用される。後続するデータバースト４１４に対して、Ｐdata４２４のさらなる調整は要求されない。等式Ｐv+d＝Ｐdata＋Ｐv,maxに見られるように、合計電力Ｐv+d４１６はＰdata４２４およびＰv,max４０６の両方において予め定められた増加により制限される。
【００４０】
図４に示されているように、音声電力制限Ｐv,max４０６を適応し、Ｐv,maxを音声雑音４０８で満たし、予め定められた量だけ合計電力Ｐv+d４１６を増加させ、連続するデータバースト４１０と４１２との間にデータ雑音４２０のようなデータ雑音を挿入することによりＰv+d４１６を満たすことは、総音声電力Ｐv４０４の割当における大きな振れ、オーバーシュート、および不安定性を除去する効果を有している。例えば、連続するデータバースト４１０と４１２との間にデータ雑音４２０のようなデータ雑音を挿入することによりＰv+d４１６を満たすことは、図１とともに説明したデータ電力レベルにおける大きくて突然の変化に対する電力制御システムの過度な反応を、データ送信にギャップがあるときにそのような大きくて突然な変化を除去することにより防ぐ。
【００４１】
結果として、総音声電力Ｐv４０４はスムーズに変化する。予め定められた量だけ合計電力Ｐv+d４１６を増加させることも、“静穏期間”からデータバーストの送信への遷移があるときに、あるいは通信システムにより送信されているデータのレートまたは量における大きな増加があるときに、大きくて突然な変化を除去することになる。さらに、音声雑音４０８でＰv,max４０６を満たすことは、他のセルにより雑音として“見られる” 音声電力を、遅く、スムーズで徐々に変化するように制限することにより、すなわちＰv,max４０６が予め規定された調整に拘束されるようにして、図２とともに説明したセル間のフィードバック効果を防ぐ。音声電力を徐々の変化に制限することはさらに図２（Ｃ）に見られるような音声電力における大きな振れを防ぎ、したがって、これらの振れに対する隣接セルの反応も防ぐ。
【００４２】
結果として、図１とともに先に説明したセル内電力制御問題は避けられ、図２とともに先に説明したセル間電力制御問題も避けられる。さらに、音声電力制限Ｐv,max４０６の適応は音声雑音を満たすために使用される余分な電力量を最小にすることにより、通信システムにおける電力制御の効率および経済性を向上させる。
【００４３】
図５は１つの実施形態にしたがったＣＤＭＡ通信システムにおける電力制御の別の例を示している。図５は時間軸５０２に対してプロットされた電力軸５０１を有するグラフ５００を示している。セル内のすべての音声ユーザに対する総音声電力Ｐv５０４はグラフ５００において実線曲線５０４として示されている。総音声電力Ｐv５０４はグラフ５００において示されているように時間的に変化する。音声電力制限Ｐv,max５０６は音声信号送信の集合に対して割り当てられた最大音声電力である。音声電力制限Ｐv,max５０６はグラフ５００において２点破線のステップ線５０６として示されている。余分な音声電力は総音声電力Ｐv５０４に加えて割り当てられていることから、任意の時間において送信される合計音声電力は音声電力制限Ｐv,max５０６とほぼ等しい。余分な音声電力は音声雑音電力５０８であり、Ｐv５０４とＰv,max５０６との間のギャップを“満たす”。先に説明したように、音声雑音電力５０８は一般的に人工的な雑音を送信することにより提供され、これは他のユーザ信号と同じ方法でコード化または拡散される。したがって、セル内のユーザは付加された音声雑音電力５０８にかかわらずスペクトル拡散の逆拡散技術を使用して自己の信号を復元することができる。
【００４４】
有用な情報が音声雑音電力５０８を使用して送信されないときに、音声雑音電力５０８により消費される電力量を最小にすることはシステムの利点である。図５は１つの実施形態にしたがった音声電力制限Ｐv,max５０６を適応する例を示している。音声電力制限Ｐv,max５０６を適応させることは、図３に示されている音声電力制限Ｐv,max３０６のような音声電力制限が適応されていないケースと比較して、音声雑音電力５０８の送信により消費される電力量を減少させる効果がある。音声電力制限Ｐv,max５０６を適応させることは、多くの方法により達成することができる。例えば、音声電力制限Ｐv,max５０６は、より多いまたは少ない利用量の期間を反映するために、利用量におけるまたは１日のある時間における変化に応答して予めセットされたレベルに調整することができる。音声電力制限Ｐv,max５０６は例えば“最繁時間”の始まりにおいて高い制限にセットすることができ、最繁時間の終わりにおいて低い制限にリセットすることができる。
【００４５】
図５を続けて見ると、データバースト５１０、５１２および５１４の送信に対して電力が音声電力制限Ｐv,max５０６に付加して割り当てられる。合計電力Ｐv+d５１６は総音声電力Ｐv５０４プラス音声雑音電力５０８に対して割り当てられた電力プラスデータバースト５１０、５１２および５１４の送信に対して割り当てられた電力の合計である。したがって、合計電力Ｐv+d５１６はＰv,max５０６プラスデータバースト送信に対して割り当てられた電力の合計とも言うことができる。データ電力Ｐdata５２４はデータバースト５１０、５１２および５１４の送信に対して使用される電力である。したがって、次式により定義される。
Ｐv+d＝Ｐdata＋Ｐv,max
【００４６】
合計電力Ｐv+d５１６はグラフ５００において１点破線のステップ線５１６として示されている。合計電力Ｐv+d５１６はグラフ５００において示されているように時間的に変化する。総音声、人工的な雑音およびデータ送信の合計に対して割り当てることができる最大利用可能信号送信電力は最大合計電力制限Ｐmax５１８であり、グラフ５００において水平実線５１８として示され、“Ｐmax”によっても示されている。グラフ５００において見られるように、Ｐv+d５１６は最大電力制限Ｐmax５１８より下のままである。
【００４７】
先に説明したように、データ送信は一般的にバーストで生じる。合計電力Ｐv+d５１６が突然落ちることを防ぐために、データ送信にギャップがあるときに付加的なデータ電力が送信され、データ送信により消費される電力、データ電力Ｐdata５２４を所要レベルに維持する。したがって、合計電力Ｐv+d５１６が所要レベルに維持される。付加的なデータ電力はデータバースト５１０とデータバースト５１２との間のギャップを“満たし”、データ雑音５２０である。同様に、データ雑音５２２の送信に後続して送信されるデータバーストはないが、データ雑音５２２が送信されて、データバースト５１２の終了後の合計電力Ｐv+d５１６のレベルを維持する。しかしながら、送信する後続データがない場合や、あるいは実質的により少ない電力をデータ送信に割り当てるべきであるくらい十分低くデータ送信レートが落ちた場合には、非常に長い間、データ雑音５２２の送信を継続することは無駄である。言い換えると、データ電力Ｐdata５２４はより低いレベルに減少または調整すべきである。
【００４８】
したがって、データ雑音５２２は最近送信されたデータ雑音と実際のデータの量を関係付ける特定の条件にしたがって送信される。例えば、条件は送信されるデータ雑音が送信される実際のデータと等しいかこれよりも多いとすることができる。データ雑音５２２の量がデータバースト５１２で送信されるデータ量と等しいかこれよりも多い場合には、データ電力Ｐdata５２４は予め定められた量だけ減少または減らされてより低いレベルになる。例えば、予め定められた量は音声電力制限Ｐv,max５０６の１０％に等しいとすることができる。図５はデータ電力Ｐdata５２４のレベルで送信されるデータ雑音５２３を示している。これはデータ雑音５２２のレベルから音声電力制限Ｐv,max５０６の１０％だけ減少されている。一般的に、予め定められたおよび予め規定された調整量は０％と約１５％との間の任意の量とすることができるが、５％と１０％を例示的な目的のために例としてのみ使用する。
【００４９】
さらなるデータが送信されないので、データ電力Ｐdata５２４はデータ雑音５２３の送信中に、例えば各減少に対して音声電力制限Ｐv,max５０６の１０％に等しい予め定められた量だけ減少され続ける。したがって、図５の例はデータ雑音５２３に対して“ステップ状”外観を示している。さらに、図５の例はデータ雑音５２３の送信中、音声電力制限Ｐv,max５０６の約１０％に等しい量だけ減少される音声電力制限Ｐv,max５０６を示している。したがって、合計電力Ｐv+d５１６はデータ電力Ｐdata５２４と音声電力制限Ｐv,max５０６の合計であり、グラフ５００において、音声電力の減少およびデータ電力の減少の両方に応答して、データ雑音５２３の送信中に減少するように示されている。等式Ｐv+d＝Ｐdata＋Ｐv,maxに見られるように、合計電力Ｐv+d５１６はＰdata５２４およびＰv,max５０６の両方において予め定められた減少により制限される。
【００５０】
データ雑音５２０、データ雑音５２２およびデータ雑音５２３は人工的な雑音またはダミーデータを送信することにより提供することができ、先に説明したように、これは他のユーザデータ信号と同じ方法でコード化または拡散される。したがって、セル内のユーザは付加されたデータ雑音５２０、データ雑音５２２およびデータ雑音５２３にかかわらずスペクトル拡散の逆拡散技術を使用して自己の信号を復元することができる。
【００５１】
図５に示されているように、音声電力制限Ｐv,max５０６を適応し、音声雑音５０８でＰv,max５０６を満たし、予め定められた量でデータ電力Ｐdata５２４を減少させ、データ電力Ｐdata５２４を減少させるときに、データ雑音５２０のようなデータ雑音を連続するデータバースト５１０と５１２との間に挿入することにより、あるいはデータ雑音５２３のようなデータ雑音を挿入することにより、Ｐv+d５１６を満たすことは、総音声電力Ｐv５０４の割当における大きな振れ、オーバーシュートおよび不安定性を除去する効果を有している。例えば、連続するデータバースト５１０と５１２との間にデータ雑音５２０のようなデータ雑音を挿入することによりＰv+d５１６を満たすことは、図１とともに説明したデータ電力レベルにおける大きくて突然の変化に対する電力制御システムの過度な反応を、データ送信にギャップがあるときにそのような大きくて突然な変化を除去することにより防ぐ。結果として、総音声電力Ｐv５０４はスムーズに変化する。予め定められた量だけ合計電力Ｐv+d５１６を減少させることも、データバースト送信から“静穏期間”への遷移があるときに、あるいは通信システムにより送信されているデータのレートまたは量における大きな減少があるときに、大きくて突然な変化を除去することになる。さらに、音声雑音５０８でＰv,max５０６を満たすことは、他のセルにより雑音として“見られる” 音声電力を、遅く、スムーズで徐々に変化するように制限することにより、すなわちＰv,max５０６が予め規定された調整に拘束されるようにして、図２とともに説明したセル間のフィードバック効果を防ぐ。音声電力を徐々の変化に制限することはさらに図２（Ｃ）に見られるような音声電力における大きな振れを防ぎ、したがって、これらの振れに対する隣接セルの反応も防ぐ。
【００５２】
結果として、図１とともに先に説明したセル内電力制御問題は避けられ、図２とともに先に説明したセル間電力制御問題も避けられる。さらに、音声電力制限Ｐv,max５０６の適応は音声雑音を満たすために使用される余分な電力量を最小にすることにより、通信システムにおける電力制御の効率および経済性を向上させる。さらに、データ電力Ｐdata５２４を制限および減少させることは、データ雑音を満たすために使用される余分な電力量を減少させることにより、通信システムにおける電力制御の効率および経済性を向上させる。
【００５３】
本発明はＣＤＭＡ通信システムにおいて混合された音声およびデータ送信の電力制御の方法およびシステムを提供することが先の詳細な開示により理解される。本発明はＣＤＭＡシステムにおける通信に対して適用されるように説明されているが、混合された音声およびデータ信号送信に対する電力制御が必要である類似した状況でどのように本発明を適用すればよいかは当業者に容易に明らかになるであろう。
【００５４】
先に説明から、その範囲を逸脱することなく本発明の概念を実現するためにさまざまな技術を使用することができることが明白である。さらに、本発明はある実施形態に対して特定の参照をして説明したが、当業者は本発明の精神および範囲を逸脱することなく形態および詳細において変更できることに気付くであろう。例えば、ここで説明した１つの実施形態で表されている音声雑音充足は省略することができるので、データ雑音充足の方法を逸脱することなく、データ電力を音声電力の一番上に直接割り当て、ここで説明した１つの実施形態において提供されるデータ電力をスムーズに割り当てることができる。また、例えば、干渉を測定するために、人工的な音声雑音と人工的なデータ雑音を送信するために、送信信号に割り当てられる電力を調整するために、異なる技術を使用することができる。さらに、音声雑音およびデータ雑音の充足のために使用される情報のタイプならびに使用されるコード化および拡散化のタイプは、ここで説明した１つの実施形態に提示されているものと異なっていてもよい。説明した実施形態は、すべての観点において、例示としてであり、制限的なものとしてではないと考えるべきである。本発明はここで説明した特定の実施形態に制限されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく、多くの再構成、変形および置換が可能であることも理解すべきである。
【００５５】
したがって、混合された音声およびデータ送信に対する電力制御に対する方法を説明した。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１はスペクトル拡散通信システムの１つのセル内での混合された音声およびデータ送信に対する電力制御の例を示している。
【００５７】
【図２】図２（Ａ）はスペクトル拡散通信システムに対する地理的レイアウトの例示的な図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のセル番号０に対して時間の関数としてグラフ化された電力制御の例を示し、（Ｃ）は（Ａ）のセル番号１に対して、（Ｂ）と同じ時間期間についての、時間の関数としてグラフ化された電力制御の例を示している。
【００５８】
【図３】図３はスペクトル拡散通信システムに対する１つの実施形態にしたがった時間の関数としてグラフ化された電力制御の例を示している。
【００５９】
【図４】スペクトル拡散通信システムに対する他の実施形態にしたがった時間の関数としてグラフ化された電力制御の例を示している。
【００６０】
【図５】スペクトル拡散に対するさらに他の実施形態にしたがった時間の関数としてグラフ化された電力制御の例を示している。
【図１】
0004846967.tif 000002
【図２】
0004846967.tif 000003
【図３】
0004846967.tif 000004
【図４】
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【図５】
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