(57)【要約】  無線リンクを介して第２のノードから送信され第１のノードによって受信されることになる無線信号の送信電力を調整して、送信電力消費を減少させ、および／または無線システム容量を最適化するための方法および装置が提供される。第１のノードは、アウターループ電力制御を動作させることによってｍＳＩＲ目標値を生成することによってリンクの品質目標を維持し、そのＳＩＲ目標値は、リンクの品質目標を提供するために適している電力レベルが達成されるように送信電力を調整するための、第２のノードへ送信されることになる電力調整コマンドを生成するために使用される。この方法は、第２のノードから受信される無線信号の状態の急激な変化を検出するステップと、一時的なＳＩＲ目標値を生成するステップと、そして、送信電力を調整するために第２のノードへ送信されることになる電力調整コマンドを生成する場合には、アウターループ電力制御によって生成されたＳＩＲ目標値を一時的なＳＩＲ目標値に置換するステップとを含んでいる。【選択図】  なし
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第２のノード（１２０）から無線リンクを介して送信され、第１のノード（１１０）によって受信される無線信号の送信電力を調整するための、前記第１のノード（１１０）における方法であって、
前記第１のノード（１１０）は、アウターループ電力制御を実行することによって、信号対干渉及び雑音比であるＳＩＲのＳＩＲ目標値を生成することによって、前記無線リンクの品質目標を維持し、
前記ＳＩＲ目標値は、前記無線リンクの品質目標を提供するために適している電力レベルが達成されるように前記送信電力を調整するための前記第２のノード（１２０）へ送信される電力調整コマンドを生成するために使用され、
前記方法は、
前記第２のノード（１２０）から受信される前記無線信号の状態の急激な変化を検出するステップ（２０１）と、
一時的なＳＩＲ目標値を生成するステップ（２０２）と、
前記送信電力を調整するために前記第２のノード（１２０）へ送信される前記電力調整コマンドを生成する場合には、アウターループ電力制御によって生成される前記ＳＩＲ目標値を前記一時的なＳＩＲ目標値に置換するステップ（２０３）と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２のノード（１２０）から受信される前記無線信号の状態の安定性を検出するステップ（２０４）と、
前記一時的なＳＩＲ目標値の生成を終了するステップ（２０５）と、
前記アウターループ電力制御によって生成される前記ＳＩＲ目標値の使用を再開するステップ（２０６）と
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
測定時間期間内の平均受信電力の測定された差が所定の閾値を越える場合に、前記無線信号の状態の急激な変化が検出される（２０１）
ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
測定時間期間内の測定された平均直交性の差が所定の閾値を下回る場合に、前記無線信号の状態の急激な変化が検出される（２０１）
ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
測定時間期間内の平均受信電力の測定された差が所定の閾値を越え、かつ測定時間期間内の測定された平均直交性の差が所定の第２の閾値を下回る場合に、前記無線信号の状態の急激な変化が検出される（２０１）
ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項６】
第１のノード（１１０）が、前記第２のノード（１２０）からの前記無線信号の最大または最小の電力限度に到達していることを測定する場合、前記無線信号の状態の急激な変化が検出される（２０１）
ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項７】
前記第２のノード（１２０）での前記送信電力をそれぞれ増加および減少させるために生成された電力制御コマンドの数の差が、一定の期間内に所定の閾値を超えていて、前記第１のノード（１１０）での前記一定の期間の間に受信されるブロックのすべてが依然としてエラーである場合、前記無線信号の状態の急激な変化が検出される（２０１）
ことを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項８】
複数の連続的な送信間隔の間の平均受信電力の差が、所定の閾値に留まる場合、前記無線信号の状態の急激な変化が検出される（２０１）
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記一時的なＳＩＲ目標値を生成するステップ（２０２）は、該一時的なＳＩＲ目標値を、無線リンク品質として検出される無線信号の状態に対応する所定値に設定することによって実行される
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記一時的なＳＩＲ目標値は、動的ＳＩＲ目標ステップサイズを使用するアウターループ電力制御によって生成され、
前記動的ＳＩＲ目標ステップサイズは、測定されるリンク品質エラー状態が「正常」から「エラー」へ変更されるまで、漸増される
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記一時的なＳＩＲ目標値は、ＳＩＲ目標ステップサイズを使用するアウターループ電力制御によって生成され、
前記ＳＩＲ目標ステップサイズは、無線信号の状態の変化の大きさに比例する
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記一時的なＳＩＲ目標値は、無線信号の状態の急激な変化が検出される場合に使用された、前記アウターループ電力制御によって生成される前記ＳＩＲ目標値に該一時的なＳＩＲ目標値を設定することによって生成される（２０２）
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第２のノード（１２０）から受信される前記無線信号の状態の安定性を検出するステップ（２０４）は、前記第２のノードでの送信電力をそれぞれ増加および減少させるために生成される電力制御コマンドの数の差が、所定の閾値を下回り、かつリンク品質目標が達成されている場合を検出することを含む
ことを特徴とする請求項２乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２のノード（１２０）から受信される前記無線信号の状態の安定性を検出するステップ（２０４）は、前記第２のノード（１２０）から前記第１のノード（１１０）へ送信される信号の電力が一定の限度内にあり、かつ無線信号の状態の急激な変化が検出された後で一定の期間が経過していることを検出することを含む
ことを特徴とする請求項２乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２のノード（１２０）から受信される前記無線信号の状態の安定性を検出するステップ（２０４）は、測定されるリンク品質エラー状態が「正常」から「エラー」へ変更される場合、あるいはその逆の場合を検出することを含む
ことを特徴とする請求項２乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値の使用を再開するステップ（２０６）は、前記アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値の使用が再開される時点で前記アウターループ電力制御が停止されている時間期間が一定の継続時間を超える場合、第１のＳＩＲ目標値を、受信されるリンク品質に対応する所定の値に設定することを含む
ことを特徴とする請求項２乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
前記アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値の使用を再開するステップ（２０６）は、前記アウターループ電力制御が一時停止された時間期間全体にわたってＳＩＲを測定することと、前記ＳＩＲの平均値を計算することとを含み、
前記ＳＩＲ目標値の使用が再開される時点で前記時間期間が一定の継続時間を超える場合には、前記一時的なＳＩＲ目標が、前記時間期間にわたって平均された測定されたＳＩＲに設定される
ことを特徴とする請求項２乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１のノード（１１０）は、ユーザ機器である
ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１のノード（１１０）は、基地局である
ことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２０】
第２のノード（１２０）から無線リンクを介して送信され、第１のノード（１１０）によって受信される無線信号の送信電力を調整するための、前記第１のノード（１１０）における装置（３００）であって、
前記第１のノード（１１０）は、アウターループ電力制御を動作させることによって、信号対干渉及び雑音比であるＳＩＲのＳＩＲ目標値を生成することによって、前記無線リンクの品質目標を維持するように構成され、
前記ＳＩＲ目標値は、前記無線リンクの品質目標を提供するために適している電力レベルが達成されるように前記送信電力を調整するための前記第２のノード（１２０）へ送信される電力調整コマンドを生成するために使用され、
前記装置（３００）は、
前記第２のノード（１２０）から受信される前記無線信号の状態の急激な変化を検出するように構成されている検出ユニット（３１０）と、
一時的なＳＩＲ目標値を生成するように構成されている生成ユニット（３２０）と、
前記送信電力を調整するために前記第２のノード（１２０）へ送信される前記電力調整コマンドを生成する場合には、アウターループ電力制御によって生成される前記ＳＩＲ目標値を前記一時的なＳＩＲ目標値に置換するように構成されている置換ユニット（３３０）と
を備えることを特徴とする装置。
【請求項２１】
前記検出ユニット（３１０）は、前記第２のノード（１２０）から受信される前記無線信号の状態の安定性を検出するように構成されていて、
前記一時的なＳＩＲ目標値の生成を終了し、かつ前記アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値の使用を再開するように構成されている再開ユニット（３４０）を更に備える
ことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
無線リンクを介して送信されて第１のノード（１１０）によって受信される無線信号の送信電力を調整するための第２のノード（１２０）における方法であって、
電力調整コマンドが、前記無線リンクの所定の品質目標を達成するために適している電力レベルに前記送信電力を調整するために、前記第１のノード（１１０）から受信され（４０１）、
前記送信される無線信号の電力は、一定の最大限度と一定の最小限度とを有し、
前記方法は、
電力を増加させるための電力調整コマンドが前記第１のノード（１１０）から受信され（４０１）、かつ前記送信される無線信号の電力の最大限度に到達している場合に、あるいは、電力を減少させるための電力調整コマンドが前記第１のノード（１１０）から受信され（４０１）、かつ前記送信される無線信号の電力の最小限度に到達している場合に、前記無線信号の状態の急激な変化を検出するステップ（４０２）を備える
ことを特徴とする方法。
【請求項２３】
第１のノード（１１０）から連続的に増加する電力調整コマンドが受信されて（４０１）、最大無線リンク送信電力に到達する場合に、リンク送信電力限度を一定のマージンだけ増加させることによって、また、第１のノード（１１０）から連続的に減少する電力調整コマンドが受信されて、最小無線リンク送信電力に到達する場合に、リンク送信電力限度を一定のマージンだけ減少させることによって、前記リンク送信電力限度を修正するステップ（４０３）を更に備える
ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
異なるチャネル間で振幅ゲイン係数を変更するステップ（４０４）を更に備える
ことを特徴とする請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２５】
ハンドオーバを開始するステップを更に備える
ことを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記第２のノード（１２０）は、基地局である
ことを特徴とする請求項２２乃至２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記第２のノード（１２０）は、ユーザ機器である
ことを特徴とする請求項２２または２３に記載の方法。
【請求項２８】
無線リンクを介して送信されて第１のノード（１１０）によって受信される無線信号の送信電力を調整するための第２のノードにおける装置（６００）であって、
リンクの所定の品質目標を達成するために適している電力レベルに前記送信電力を調整するための、前記第１のノード（１１０）から受信される電力調整コマンドを受信するように構成されている受信ユニット（６１０）であって、前記送信される無線信号の電力は、一定の最大限度と一定の最小限度とを有する、受信ユニット（６１０）と、
前記第１のノード（１１０）から受信される前記無線信号の状態の急激な変化を検出するように構成されている検出ユニット（６２０）と
を備えることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムにおける方法および装置に関するものであり、詳細には、無線通信システムの無線リンクを介して送信される無線信号の送信電力を調整する方法および装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）に基づく通信システムでは、所望のサービス品質目標を満足するために、アウターループ電力制御（outer loop power control）が使用される。アウターループ電力制御は、ダウンリンクの品質目標を満足するためにユーザ機器に実装され、また、アップリンクの品質目標を満足するために基地局にも実装される。セルラーネットワークでは、ダウンリンクは、基地局からユーザ機器への送信経路であり、アップリンクは、ユーザ機器から基地局への送信経路である。セルラーシステムではよくある無線状態の変化にも関わらず、アウターループ電力制御によって所望のサービス品質目標を維持できることは重要である。
【０００３】
以下に、インナーループ電力制御、アウターループ電力制御、およびＣＤＭＡシステムにおけるその収束（convergence）に関する各種の技術的態様を説明する。いくつかの具体的な詳細は、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）に関連しているが、電力制御は、インナーループもアウターループもどちらも、ＣＤＭＡアクセス技術の特長であるので、例えば、ｃｄｍａ２０００のような他のＣＤＭＡベースの技術にも等しく適用できる。また、これらの方法は、Ｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｅｄ  Ｄｏｗｎｌｉｎｋ  Ｐａｃｋｅｔ  Ｄａｔａ  Ａｃｃｅｓｓ（Ｆ−ＨＳＤＰＡ）に実装されてもよい。
【０００４】
ＣＤＭＡシステムでは、高速電力制御とも呼ばれるインナーループ電力制御は、典型的には、１ｍｓ未満である（例えば、ＷＣＤＭＡでは０．６７ｍｓ）タイムスロット毎に動作する。ＷＣＤＭＡでは、インナーループ電力制御は、アップリンクでもダウンリンクでも動作する。アップリンクおよびダウンリンクのインナーループ電力制御の目的は、所望の信号対干渉および雑音比（ＳＩＲ）の目標を維持しながら、高速フェージングの影響に対抗することである。また、アップリンクでは、セル内のはるか遠くにいるユーザから受信される信号が、より強い信号によって無力化されないように、遠近の問題を確実に保証する。すべてのスロットの間、ユーザ機器は、何らかの既知の参照シンボルまたはパイロットシンボルについてのＳＩＲを推定し、それを所与のサービスに対応する何らかのＳＩＲ目標（例えば、一定のＢＬｏｃｋ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｅ（ＢＬＥＲ：ブロックエラーレート）要件、使用される拡散係数等）と比較する。ＷＣＤＭＡでは、ダウンリンクＳＩＲが、Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｃｈａｎｎｅｌ（ＤＰＣＣＨ：専用物理制御チャネル）上で測定されるが、これは、アップリンク電力制御用のパイロットおよびＴｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＴＰＣ：送信器電力制御）コマンドを含んでいる。測定されるＳＩＲが、ＳＩＲ目標より小さい場合には、ユーザ機器は、ＵＰコマンドを生成し、そうでなければ、ＤＯＷＮコマンドを生成する。それに応じて、基地局は、そのダウンリンク送信電力を（ＵＰの場合には）増加させ、（ＤＯＷＮの場合には）減少させることになる。
【０００５】
アウターループ電力制御の目的は、Ｆｒａｍｅ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｉｏ（ＦＥＲ：フレームエラーレート）、Ｂｌｏｃｋ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｉｏ（ＢＬＥＲ）、Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｉｏ（ＢＥＲ：ビットエラーレート）あるいは機能停止の確率等の他の何らかの適切な尺度に関して、一定のリンク品質を維持することである。品質目標は、最終的な品質目標の尺度であり、それは、ネットワークによって設定され、また、呼セッションの間中、所望のサービス品質が満足されていることを保証するために、ユーザ機器からはこの目標を継続的に維持することが期待される。品質目標の値は、サービスのタイプに依存し、それは、次には、上述のように、インナーループ電力制御のために使用されるＳＩＲ目標に影響を与える。典型的には、音声に対しては１％のＢＬＥＲ目標が使用され、パケットデータに対しては１０％のＢＬＥＲ目標が使用され、テレビ電話に対しては０．１ＢＬＥＲ％が使用される等等である。変化する無線リンク状態、例えば、ユーザの移動性、高速フェージング等に起因して、ＳＩＲ目標とＢＬＥＲの間のマッピングは時間と共に変化する。これは重要なポイントであり、なぜなら、所望のＢＬＥＲの値を維持するためには、ＳＩＲ目標の一定の調整が必要となるからである。また、目標ＳＩＲを調整するこのメカニズムは、アウターループ電力制御あるいは品質制御である。
【０００６】
アウターループ電力制御を動作するために、使用される最も一般的に使用されるアルゴリズムは、以下に示されるジャンプアルゴリズムである。
【０００７】
【数１】
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【０００８】
ＳＩＲtはＳＩＲ目標を示し、ＢＬＥＲtは目標ブロックエラーレートであり、ＳＩＲsは、目標ＳＩＲが１回反復する度に増加するステップである。ＳＩＲsは、実装依存であり、また、典型的には、受信されるトランスポートブロック毎に０．５ｄＢまたは１ｄＢである。
【０００９】
重要な観察結果は、エラーブロックに応じるＳＩＲ目標の増加が、ブロックが正常に受信される場合のＳＩＲ目標の減少よりはるかに大きいということである。事実、ＳＩＲ目標の減少は、ネットワークによって設定されるＢＬＥＲ目標にリンクしている。
【００１０】
このアルゴリズムは、トランスポートチャネルの中のすべての受信トランスポートブロックに対して、各送信時間間隔（ＴＴＩ）の後に適用される。ここで、ＴＴＩは、典型的には、音声に対しては２０ｍｓであるが、パケットデータに対しては通常より短く、例えば、１０ｍｓである。これは、ＳＩＲ目標が、少なくともＴＴＩ毎に一度、調整されることを意味する。第２に、ＴＴＩ毎にトランスポートチャネル毎に２つ以上のトランスポートブロックが存在する場合、それは音声以外のサービスの場合によくあることであろう、ＳＩＲ目標が、ＴＴＩ毎に数回、すなわち、ＴＴＩ毎にトランスポートブロックの数に相当する回数、調整されることになる。
【００１１】
実際には、すべての無線接続または単純な無線アクセスベアラは、複数のトランスポートチャネル、すなわち、少なくとも１つのＤａｔａ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  ＣＨａｎｎｅｌ（例えば、ＤＴＣＨ：データトランスポートチャネル）と、１つ以上の制御シグナリングチャネル（例えば、２つ以上のＤｅｄｉｃａｔｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ＣＨａｎｎｅｌ（ＤＣＣＨ：専用制御チャネル））とを備えている。従って、アウターループ電力制御の重要な特徴は、個々のトランスポートチャネルについてそれが動作されるべきだということである。インナーループ電力制御に対してのＳＩＲ目標、すなわち、最終のＳＩＲ目標は、インナーループ電力制御は１つしかないので、無線アクセスベアラの中のすべてのトランスポートチャネルのアウターループ電力制御から取得されるＳＩＲ目標から導出されるべきである。詳細には、インナーループ電力制御用のＳＩＲ目標は、無線アクセスベアラ毎のＮ個のトランスポートチャネルに対して、下記の等式に示されるように、複数のアウターループに対して使用されるＳＩＲ目標値の最大値であるべきである。
【００１２】
【数２】
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【００１３】
アウターループ電力制御アルゴリズムの主な利点は、そのロバスト性と実装の容易さである。しかしながら、主な限界は本質的に遅いことであり、それは、ＳＩＲ目標が、典型的には１０乃至２０ｍｓのオーダであるＴＴＩレベルで変更されるためである。これは、典型的には、１ｍｓ未満であるすべてのタイムスロットで動作する、インナーループ電力制御における状況と比較されるべきである。
【００１４】
ＢＬＥＲ収束時間は、ブロックエラーイベントの発生に依存する。ＢＬＥＲ目標が低ければ、例えば、０．１％では、平均ブロックエラー間隔は、かなり大きい。また、複数のトランスポートブロックを有する参照チャネルをトランスポートチャネル毎に使用すると、平均ブロックエラー間隔は、ブロック数だけ減少する。これは、次には、ＢＬＥＲ収束時間をある程度は減少させる。
【００１５】
ＢＬＥＲが収束しないまたは収束が非常に遅い場合、主な問題は、ユーザ機器が基地局からの過度なおよび不要なダウンリンク送信電力リソースを使ってしまうことである。送信電力は、希少なリソースであり、その非効率な利用はシステム容量の損失につながる。
【００１６】
さまざまなＢＬＥＲ目標値が、アウターループ電力制御の収束性能に影響を与えるであろう。初期の無線状態は十分には知られていないのだから、主な問題はおそらく初期の収束である。しかしながら、無線状態が急激に変化する場合、収束が遅かったり、場合によっては不安定なアウターループ電力制御動作が生じる可能性もある。例えば、ユーザ機器が無線状態の悪い場所から良い場所へ移動する場合、後者の状態（良い状態）でのＳＩＲ目標は、アウターループ電力制御の本質的に遅い反応動作に起因して、相当な時間について、例えば、数秒間について、高すぎるままであろう。全体的な影響として、基地局の無線リソース、特に、送信電力を浪費し、システムスループットの損失という結果になるであろう。これは、これらのタイプの現象が発生する場合には何らかの特定の解決策が必要であることを意味する。ユーザ機器が良い無線状態から悪い無線状態へと移動するこの反対の状況は、それほど切迫していない。この場合、アウターループ電力制御は、ＳＩＲ目標を迅速に低下させ、それによって、収束を加速させると考えられるからである。
【００１７】
また、アウターループ電力制御で使用されるジャンプアルゴリズムは、特に、負荷が重い場合、深くて長いシャドーのフェージングの場合、あるいは、ユーザ機器がセル境界領域に位置する状況において、ワインドアップ効果（windup effect）につながることがある。このワインドアップ効果とは、ＳＩＲ目標がいつまでも一方向に増加または減少する場合のことを言う。最終的には、これは、ダウンリンク送信電力が、各チャネルに対して割り当てられる最大送信電力または最小送信電力値を記録する状況に至るであろう。これは、不安定な動作であり、従って、回避されなければならない。従って、反ワインドアップ保護が端末に実装される。
【００１８】
この目的は、アウターループ電力制御を一時停止すること、すなわち、条件｜ＳＩＲm−ＳＩＲt｜≧Гが満足されるならば、ＳＩＲ目標を変更しないことである。ＳＩＲmは、一般的に測定される、すべてのフレーム（１０ｍｓ）の平均ＳＩＲの推定値を表し、Гは、ｄＢで表される閾値幅（マージン）であり、典型的には２乃至４ｄＢである。ワインドアップ状況が消えた後、ユーザ機器は、一般的には、最後のＳＩＲ目標値、すなわち、アウターループの一時停止まで使用されていた値を使用してアウターループを再開する。現行の方法の主な問題は、それが、ユーザ機器が長時間ワインドアップを続けるような場合に、無線状態が変化するような状況を扱っていないということである。
【００１９】
現行のアウターループ電力制御の収束は、上述のように本質的に遅い。これは、無線信号状態が急激に変化する場合に、アウターループ電力制御が同一のペースで反応するということを意味する。収束が遅いことに起因して、ダウンリンク送信電力という点でシステム性能が低下する、すなわち、以下の状況ではダウンリンク電力がより必要になる。
【００２０】
・アウターループ電力制御の初期の収束の間
・無線信号状態が急激に変化する場合のアウターループ電力制御の収束の間
・高速で変化している状態に十分適合していない、現在の反ワインドアップ時
・ワインドアップ効果直後のアウターループ電力制御の収束の間
これらの状況において現在使用されているアウターループ電力制御の不都合な性能について、第三世代パートナシッププロジェクト（３ＧＰＰ）で議論されてきており、それによるこれらの諸問題を解決するための最先端の解決策を以下で説明する。
【００２１】
アウターループ電力制御の初期の収束は、呼を開始する時点、または作動しない時間が長く続いた後で、適切な初期ＳＩＲ目標を設定することによって改善できる。ユーザ機器の仕様では、ＢＬＥＲの初期の収束、すなわち、呼の開始時の一定時間内の収束をテストするテストケースが提供されていない。ＢＬＥＲ収束についての現行の要件は、安定状態の条件でテストされる。初期の収束を速めるための先行技術の解決策は、例えば、以下のような特徴を含んでいる。
【００２２】
・ＳＩＲ目標が、ＳＩＲ機能停止目標とＳＩＲ  ＢＬＥＲ目標の２項の和として設定される。
【００２３】
・初期のＳＩＲ  ＢＬＥＲ目標は、少なくとも２つの前の送信の間に使用されるＳＩＲ  ＢＬＥＲ目標の平均値である。
【００２４】
・初期のＳＩＲ機能停止目標は、ＳＩＲ機能停止目標の平均値であるが、以前の送信で使用された目標より若干高い値である。加えて、初期のＳＩＲ機能停止目標は、８０パーセンタイル値と９５パーセンタイル値の間の値かまたは単純に９０パーセンタイル値であり得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２５】
【特許文献１】欧州特許公開公報１５７５１８５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら、上記の解決策には、少なくとも２つの欠点がある。上記の解決策は、ネットワークが２つの品質目標、すなわち、目標ＢＬＥＲと目標機能停止確率をネットワークが提供することを必要とする。正確なＳＩＲ目標を推定するために、ユーザ機器が２つの異なる品質尺度を処理しなければならないため、これによって、システムがより複雑になるであろう。また、追加の品質目標に起因してダウンリンクのシグナリングのオーバヘッドの増加にもつながる。もう１つの欠点は、初期のＳＩＲ目標設定は、以前の送信で使用されたＳＩＲ目標の平均に依存するということである。初期のＳＩＲ目標設定の時点では、以前のＳＩＲ目標が利用できない、または無線シグナリング状態が変化している可能性があるため、それが信頼できないかのいずれかである。
【００２７】
さらに、アウターループ電力制御の収束は、無線信号状態の急激な変化の後では遅いということがすでに観測されている。より詳細には、ユーザ機器が悪い無線状態から良い無線状態へと移動する場合、ＳＩＲ目標は、すなわち、ユーザ機器が良い無線状態にある場合、非常にゆっくりと減少する。ＳＩＲ目標は、所望の値より相当高いままであるので、主な影響は、ダウンリンクの送信電力が高いままであろうということである。この仕様では、そのような状況においてアウターループ電力制御の収束を処理できるような機能性をユーザ機器で保証するいかなるテストケースも含まれていない。
【００２８】
特許文献１には、新たな品質目標である機能停止確率に依存し、機能停止に基づくアウターループ電力制御は、アウターループ電力制御のより速い収束につながるということが示されている。この解決策の問題は、集中的な処理を必要とするニュートン・ラプソン法に基づいて、それが反復するかたちで機能することであり、それは結果的にユーザ機器の電力消費を浪費する。各サービスまたは接続は、複数の並行する無線ベアラを必要とし、また、アウターループ電力制御は、各無線ベアラ上で動作する。従って、ユーザ機器の電力消費が著しく増加する結果となる集計的処理は深刻であろう。もう１つの重要な側面は、無線状態の急激な変化は、例えば、環境に依存して１０乃至２０秒の一度に、非常に頻繁に起きる可能性は少ないであろうということである。従って、この状況に対処する何らかの特別なメカニズムを持てば十分である。従って、１つの特定の問題を解決するために、現在使用されている十分に確立したアウターループ電力制御の方法を完全に変えてしまうのは適切ではない。
【００２９】
ワインドアップ状況が検出された場合、ＳＩＲ目標の一方向における無期限の変化を防止するために、反ワインドアップアルゴリズムが起動される。言い換えると、アウターループ電力制御は、ワインドアップ状況が終了するまで停止される。ワインドアップの持続時間は、フェージングおよび陰影効果に応じて異なりうる。ワインドアップ状況が終了すると、ユーザ機器は、ＳＩＲ目標の最後の値を使って再開する。しかしながら、１つの大きな問題は、ワインドアップの間、無線状態が相当変化する可能性があり、従って、古いＳＩＲがもはや有効ではない可能性があるということである。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
従って、本発明の目的は、送信電力消費を減少させ、無線通信システムにおける容量を最適化する無線ネットワークノードにおけるメカニズムを提供することである。
この目的は、第２のノードから無線リンクを介して送信され、第１のノードによって受信されることになる無線信号の送信電力を調整するための第１のノードにおける方法によって達成される。第１のノードは、アウターループ電力制御を動作させることによるＳＩＲ目標値を生成することによって、リンクの品質目標を維持する。ＳＩＲ目標値は、リンクの品質目標を提供するために適している電力レベルが達成されるように、送信電力を調整するための第２のノードへ送信されることになる電力調整コマンドを生成するために使用される。この方法および装置は、第２のノードから受信される無線信号の状態の急激な変化を検出するステップと、一時的なＳＩＲ目標値を生成するステップと、そして、送信電力を調整するために第２のノードへ送信されることになる電力調整コマンドを生成する場合には、アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値を一時的なＳＩＲ目標値に置換するステップとを含んでいる。
また、本発明に従えば、この目的は、第２のノードから無線リンクを介して送信されて第１のノードによって受信されることになる無線信号の送信電力を調整するための、第１のノードにおける装置によっても達成される。第１のノードは、ＳＩＲ目標値を生成することによってリンクの品質目標を維持するように構成される。ＳＩＲ目標値は、アウターループ電力制御によって生成される。ＳＩＲ目標値は、電力調整コマンドを生成するために使用される。生成された電力調整コマンドは、リンクの品質目標を提供するために適している電力レベルが達成されるように送信電力を調整するために、第２のノードへ送信される。第１のノード装置は、第２のノードから受信される無線信号の状態の急激な変化を検出するように構成されている検出ユニットを含んでいる。また、第１のノード装置は、一時的なＳＩＲ目標値を生成するように構成されている、生成ユニットをも含んでいる。さらに、第１のノード装置は、送信電力を調整するために第２のノードへ送信されることになる電力調整コマンドを生成する場合には、アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値を一時的なＳＩＲ目標値に置換するように構成されている、置換ユニットを含んでいる。
また、本発明に従えば、この目的は、無線リンクを介して送信されて第１のノードによって受信されることになる無線信号の送信電力を調整するための第２のノードにおける方法によっても達成される。電力調整コマンドが、リンクの所定の品質目標を達成するために適している電力レベルに到達するように送信電力を調整するために、第１のノードから受信される。送信された信号の電力は、一定の最大限度と一定の最小限度とを有する。この方法は、電力を増加させるための電力調整コマンドが第１のノードから受信され、送信された信号の電力の最大限度に到達している場合に、無線信号の状態の急激な変化を検出するステップを特徴とする。また、無線信号の状態の急激な変化は、電力を減少させるための調整コマンドが第１のノードから受信され、送信された信号の電力の最小限度に到達している場合に検出されてもよい。
また、本発明に従えば、この目的は、無線リンクを介して送信されて第１のノードによって受信されることになる無線信号の送信電力を調整するための第２のノードにおける装置によっても達成される。第２のノードにおける装置は、リンクの所定の品質目標を達成するために適している電力レベルに到達するように送信電力を調整するために、第１のノードから電力調整コマンドを受信するように構成されている受信ユニットを備える。送信される信号の電力は、一定の最大値と最小値とを有する。第２のノード装置は、第１のノードから受信される無線信号の状態の急激な変化を検出するように構成されている検出ユニットを備える。
ユーザ機器は、基地局から受信される無線信号の状態の急激な変化が発生しているかを検出し、そして、急激な変化が検出される場合には、一時的なＳＩＲ目標値を生成し、かつ通常のアウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値を置換することを開始するので、ＳＩＲ目標値のより高速な収束が達成され、それが電力消費を減少させる。
このように、本方法および装置の利点は、アウターループ電力制御の高速な初期の収束が達成され、それによって、ダウンリンクおよびアップリンクの送信電力が保全されることである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本方法に従う無線アクセスネットワークの略図である。
【図２】第２のノードから無線リンクを介して送信される無線信号の送信電力を調整するための第１のノードにおける方法を示すフローチャートである。
【図３】第２のノードから無線リンクを介して送信される無線信号の送信電力を調整するための第１のノードにおける装置を示すブロック図である。
【図４】無線リンクを介して送信される無線信号の送信電力を調整するための第２のノードにおける方法を示すフローチャートである。
【図５】ハンドオーバの方法を示す図である。
【図６】無線リンクを介して送信される無線信号の送信電力を調整するための第２のノードにおける装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明は、以下の実施形態において実施することができる方法および装置として定義される。
【００３３】
図１は、無線通信システムにおいて第２のノード１２０と通信している第１のノード１１０を示している。
【００３４】
いくつかの実施形態では、第１のノード１１０は、ユーザ機器である。これには、例えば、移動セルラー無線電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップ、コンピュータ、あるいは無線リソースと通信できる任意の他の種類のデバイスがある。また、第２のノードは、基地局、ワイヤレス通信局、固定交信局、制御局、中継器、あるいは無線通信用の任意の同様の装置である。
【００３５】
しかしながら、例えば、第１のノード１１０が基地局、ワイヤレス通信局、固定交信局、制御局、中継器、あるいは無線通信用の同様の装置であって、第２のノード１２０がユーザ機器、例えば、移動セルラー無線電話、ＰＤＡ、ラップトップ、コンピュータ、あるいは無線リソースと通信できる他の種類のデバイスであることを特徴とするいくつかの実施形態のように、状況は正反対であってもよい。
【００３６】
しかしながら、本方法を理解しやすくするため、本明細書では、ユーザ機器１１０という用語は、第１のノード１１０について使用し、基地局１２０という用語は、第２のノード１２０について使用することにする。
【００３７】
無線通信システムは、例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）、ＣＤＭＡ２０００、ハイスピード・ダウンリンク・パケット・データ・アクセス（ＨＳＤＰＡ）、ハイ・データ・レート（ＨＤＲ）等のような技術に基づいている。
【００３８】
無線信号が基地局１２０から無線リンクを介して送信され、そして、ユーザ機器１１０によって受信される。信号の電力は、ユーザ機器１１０にとって適切であるには高すぎることも低すぎることもあるが、ユーザ機器１１０によって、例えば、高速電力制御とも呼ばれるインナーループ電力制御を実行することによって調節可能である。インナーループ電力制御は、無線フレームのタイムスロット毎に実行されてもよく、また、典型的には１ｍｓ未満である。ＷＣＤＭＡでは、インナーループ電力制御は、典型的には、フレームの１／１５毎に実行され、例えば、フレームが１０ｍｓの場合には０．６７ｍｓである。インナーループ電力制御は、ユーザ機器１１０から基地局１２０へ送信される信号、すなわち、アップリンク信号と、基地局１２０からユーザ機器１１０へ送信される信号、すなわち、ダウンリンク信号の両方について実行されてもよい。アップリンクおよびダウンリンクのインナーループ電力制御の目的は、とりわけ、所望のＳＩＲ目標を維持しながら高速フェージングの影響に対抗することである。また、セル内のはるか遠くにいるユーザから受信される信号が、より強い信号によって無力化されないように、遠近の問題についても保証することを確実にする。
【００３９】
ユーザ機器１１０は、何らかの既知のパイロットシンボルについてのＳＩＲ値を推定し、それを所与のサービス品質目標に対応する何らかのＳＩＲ目標、例えば、一定のＢＬＥＲ要件、使用される拡散係数等、と比較する。
【００４０】
例えば、ＷＣＤＭＡでは、専用物理制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）についてダウンリンクＳＩＲが測定され、そのＤＰＣＣＨはアップリンク電力制御のためのパイロットおよびＴＰＣコマンドを備える。測定されたＳＩＲがＳＩＲ目標を下回る場合には、ユーザ機器１１０でのインナーループ電力制御がＵＰコマンドを生成して、それを基地局１２０へ送信し、そして、測定されたＳＩＲがＳＩＲ目標を上回る場合には、ユーザ機器１１０でのインナーループ電力制御がＤＯＷＮコマンドを生成して、それを基地局１２０へ送信する。それに応じて、基地局１２０は、そのダウンリンク送信電力を、ＵＰコマンドの場合には増加させ、ＤＯＷＮコマンドの場合には減少させる。
【００４１】
アウターループ電力制御は、所望のサービス品質目標を満足するために、ユーザ機器１１０または基地局１２０によって使用される。アウターループ電力制御は、ダウンリンクの品質目標を満足するためにユーザ機器１１０に実装されてもよいし、アップリンクの品質目標を満足るために基地局１２０に実装されてもよい。アウターループ電力制御が、セルラーシステムではよくある無線状態の変化にも関わらず、所望のサービス品質目標を維持できることは重要である。
【００４２】
アウターループ電力制御は、例えば、Ｆｒａｍｅ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｉｏ（ＦＥＲ）、Ｂｌｏｃｋ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｉｏ（ＢＬＥＲ）、Ｂｉｔ  Ｅｒｒｏｒ  Ｒａｔｉｏ（ＢＥＲ）あるいは機能停止の確率等の他の何らかの適切な尺度に関して、一定のリンク品質を維持するために使用されてもよい。それゆえ、本方法に従って使用される品質目標は、ブロックエラーレートまたはフレームエラーレートに基づいてもよく、その場合は、ブロックエラーレートまたはフレームエラーレートは、例えば、巡回冗長検査（ＣＲＣ）を使用して測定される。
【００４３】
しかしながら、また、品質目標は、本方法のいくつかの実施形態では、ＴＰＣコマンドエラーに基づいてもよく、また、対応するダウンリンクの品質は、受信されるＴＰＣコマンド上で測定されてもよい。
【００４４】
品質目標は、ネットワークによって設定されてもよく、また、呼セッションの間ずっと所望のサービス品質を満足することを保証するために、この目標を一貫して維持することがユーザ機器１１０から期待される。品質目標の値は、例えば、音声、パケットデータ、動画データ等のサービスのタイプに依存し、それは次にはインナーループ電力制御用に使用されるＳＩＲ目標に影響を与える。従って、無線リンクの品質目標を提供するための適切な電力レベルが、通常の信号の無線信号状態の間に容易に達成される。
【００４５】
無線状態が急激に変化する場合、通常のアウターループ電力制御動作を再開する前に、ＳＩＲ目標に適切な補正を適用する利点があってもよい。無線信号状態の急激な変化がネットワーク性能を相当劣化させるようないくつかの典型的な状況とは、悪い無線状態から良い無線状態への変化、ワインドアップ状態、またはワインドアップ後のＳＩＲ目標の収束がある。
【００４６】
ワインドアップ状態は、ＳＩＲ目標が一方向に増加または減少する不安定な状況である。この状況は、無線信号状態が一貫して良すぎる状態になる場合または悪すぎる状態になる場合に発生する。前者の場合、ＳＩＲ目標は減らされる。しかしながら、後者の状況では、ＳＩＲ目標は、連続するブロックエラーに起因して増やされる。ワインドアップ状況では、測定されるＳＩＲとＳＩＲ目標の間に大きな差が生じる。
【００４７】
ユーザ機器１１０が、悪い無線信号状態から良い無線信号状態へと移動する場合、ＳＩＲ目標は、急速に減らされる必要があるが、本質的に、アウターループ電力制御は、ＳＩＲ目標を非常に遅い速度で減らす傾向がある。これは、測定されるＳＩＲは、かなりの時間の間、ＳＩＲ目標より小さい可能性があり、従って、これにより、送信される搬送波電力を下げる可能性があることを意味する。
【００４８】
上述のように、ワインドアップは、不安定な状態であり、そのため、恒常的な監視と、いわゆる反ワインドアップ（anti-windup）という予防動作を必要とする。例えば、ＣＤＭＡシステムにおいてアウターループ電力制御がアップリンクおよびダウンリンクで使用されることから、ワインドアップは、両方の方向に発生しうる。遅延と、ワインドアップ状況の不正確な検出とは、アップリンクとダウンリンクとの両方のリンク性能を著しく劣化させる。なぜなら、測定されるＳＩＲと目標ＳＩＲとの差が大きいため、ワインドアップ状態の終了後は、インナーループ電力制御が安定するまでの時間がより長くかかると想定されるからである。ワインドアップを検出して反ワインドアップを起動する主な目的は、ＳＩＲ目標の無期限のあるいは不要な増加あるいは減少を限度することである。特に、ユーザ機器１１０によって受信されることになる、基地局１２０からの送信された無線信号電力が、その最小閾値または最大閾値に到達する場合には、反ワインドアップが起動されてもよい。
【００４９】
検出されるワインドアップ状態の終了後、ネットワーク内のリソースの使用を最適化するために、測定されるＳＩＲ値の高速の収束をＳＩＲ目標値で達成することは利点である。
【００５０】
図２は、第２のノード１２０から無線リンクを介して送信されてユーザ機器１１０によって受信されることになる無線信号の送信電力を調整するためのユーザ機器１１０における方法を示すフローチャートである。急激な変化の後でＳＩＲ目標を適切に調整するため、方法は以下のステップを含んでいる。
【００５１】
ステップ２０１
ユーザ機器１１０が、基地局１２０から受信される無線信号の状態の急激な変化を検出する。
【００５２】
無線信号状態の急激な変化が、悪い状態から良い状態への変化である場合、これらは、測定時間期間内の平均受信電力（Ｐr）の測定された差が所定の閾値（δ）を超える場合に検出されてもよい。これは、例えば、ダウンリンク物理チャネル、例えば、ＤＰＣＣＨで、ＣＰＩＣＨで、あるいはその両方で測定することによって、検出アルゴリズムを使用するユーザ機器１１０によって、実行されても良い。
【００５３】
【数３】
2010514339.tif 000005
【００５４】
上述の検出メカニズムの利点は、それが比較的実装しやすいということである。
【００５５】
無線信号状態の急激な変化が、悪い状態から良い状態への変化である場合、これらは選択的には、測定時間期間内に測定された平均直交性（αm）の差が所定の閾値（θ）を下回る場合に検出されてもよい。これは、ユーザ機器１１０によって受信無線信号上で測定されるダウンリンク直交性（αm）であってもよい。直交性の測定は、チャネルの分散的な動作を時間軸で示すものである。直交性（αm）は、悪い無線状態ではより悪くなる、すなわち、より大きな遅延がより分散的な環境で広がることになる。本明細書では、αmの値が大きいことは、より悪いチャネル状態を意味し、言い換えれば、より分散的なチャネルを意味するであろう。従って、記述される尺度は、受信電力を測定することに基づく検出より信頼性が高い。この検出は、以下の検出アルゴリズムを使用して実行されてもよい。
【００５６】
【数４】
2010514339.tif 000006
【００５７】
別の実施形態では、基地局１２０から受信される無線信号の状態の急激な変化の検出は、高い精度を達成するために、２つのあらかじめ行われた検出メカニズムを組み合わせることによって行われてもよい。
【００５８】
本実施形態では、無線信号状態の急激な変化は、測定時間期間内の平均受信電力の測定された差が、所定の閾値を超え、かつ、測定時間期間内に測定された平均直交性の差が、所定の第２の閾値を下回る場合に検出される。このような組み合わされた検出メカニズムは、以下の検出アルゴリズムの変形に基づいてもよい。
【００５９】
【数５】
2010514339.tif 000007
【００６０】
悪い状態から良い状態を検出するための上記の検出メカニズムは、精度と複雑性のトレードオフを提供する。留意すべきだことは、例えば、ＤＰＣＣＨ／ＣＰＩＣＨ  ＳＩＲのような、他の相対的な尺度も存在することである。これらを、本方法の範囲内で使用することも可能であるが、ＳＩＲが著しく変化しないことがあるため、それらの一部は、やや信頼性が低い。
【００６１】
無線信号状態の急激な変化がワインドアップ状況である場合、これは、基地局１２０からの信号の最大または最小の電力限度に到達していることを、ユーザ機器１１０が測定する場合に検出されてもよい。基地局１２０からの信号の最大または最小の電力限度は、基地局１２０からユーザ機器１１０へあらかじめ送信されていてもよい。所与のサービスについての最大および最小の電力限度に関する情報データのそのような送信は、呼設定時にまたは任意の他の都合の良い時に行われてもよい。記述された検出は、さらに以下のアルゴリズムによって示されてもよい。
【００６２】
【数６】
2010514339.tif 000008
【００６３】
Ｐr（ｔ）がユーザ機器１１０における受信電力であるとすると、Ｐmaxは、基地局が無線信号を最大の電力限度で送信する場合にユーザ機器１１０で測定される受信電力レベルであり、また、Ｐminは、基地局が無線信号を最小の電力限度で送信する場合にユーザ機器１１０で測定される受信電力レベルである。
【００６４】
いくつかの実施形態では、第２のノードでの送信電力をそれぞれ増加および減少させるために生成された電力制御コマンドの数の差が、ユーザ機器１１０における上述のリンク品質目標を達成することなく、一定の期間内に所定の閾値を超える場合に、無線信号状態の急激な変化が検出される場合がある。従って、ユーザ機器１１０は、基地局１２０でダウンリンク送信電力閾値、すなわち、最大または最小の電力限度に達しているか否かについて、暗示的または明示的に推定を行ってもよい。そのような推定は、ＴＰＣコマンド統計に基づいてもよい。前述のように、ユーザ機器１１０では、インナーループ電力制御は、ＴＰＣコマンドを、例えば、タイムスロット毎に生成する。送信されるＴＰＣコマンドは、測定されるＳＩＲ値とＳＩＲ目標値の比較の結果に依存して、基地局１２０でダウンリンク送信電力を増加させるためのＴＰＣ  ＵＰコマンドであってもよいし、基地局１２０でダウンリンク送信電力を減少させるためのＴＰＣ  ＤＯＷＮコマンドであってもよい。測定されるＳＩＲ値がＳＩＲ目標値より低い場合、ＴＰＣ  ＵＰコマンドが基地局１２０へ送信され、逆も同様である。しかしながら、送信されるＴＰＣコマンドの数についてユーザ機器１１０で統計を取ることによって、ワインドアップ状況が検出されてもよい。
【００６５】
一定の時間期間（ＴP）におけるＴＰＣ  ＵＰコマンドとＴＰＣ  ＤＯＷＮコマンドの差が一定の閾値（γ）を超える場合、かつ、受信されるブロックが依然としてエラーである場合、それは、最大または最小のダウンリンクのリンク電力に到達している可能性が高く、そして、ワインドアップ状況が発生していると想定してよいだろう。例えば、ＴＰＣ  ＵＰコマンドの数がＴＰＣ  ＤＯＷＮコマンドの数を、例えば、６０ｍｓ、あるいは音声では３ＴＴＩ、のような一定の時間期間（ＴP）の間に、例えば、３０または４０上回る場合、かつ、受信されるブロックが依然としてエラーである場合、それは、最大のダウンリンクのリンク電力に到達している可能性が非常に高いことを示してもよく、それはワインドアップ状況が発生していることを示す可能性が高く、それについて以下の等式で示される。
【００６６】
【数７】
2010514339.tif 000009
【００６７】
ここで、ＴＰＣ＿Ｄｏｗｎ＿ＴｏｔａｌとＴＰＣ＿Ｕｐ＿Ｔｏｔａｌとはそれぞれ、時間期間（ＴP）の間に受信されるＴＰＣ  ＤｏｗｎおよびＵｐコマンドの総数であり、γは閾値である。
【００６８】
そして、逆も同様である。ＴＰＣ  ＤＯＷＮコマンドの数がＴＰＣ  ＵＰコマンドの数を、例えば、６０ｍｓ、あるいは音声では３ＴＴＩ、のような一定の時間期間（ＴP）の間に、例えば、３０または４０上回る場合、かつ、受信されるブロックがエラーがない状態で維持されている場合、それは、最小のダウンリンクのリンク電力に到達している可能性が非常に高いことを示し、それはワインドアップ状況が発生したことを示す可能性が高い。
【００６９】
ダウンリンクの最大電力限度に起因して発生するワインドアップは、ダウンリンクの最小電力限度に起因するワインドアップより重大であること、一定の利点を備える反ワインドアップのスキームが、最大ダウンリンク電力限度に到達しているワインドアップ状況を検出してそれに対抗することに焦点が当てられていることはなぜかということに留意されたい。
【００７０】
いくつかの実施形態では、無線信号状態の急激な変化は、上記の検出アルゴリズムに加えて、基地局１２０からの無線信号の受信電力を測定することによって検出されてもよい。これは、ユーザ機器１１０によって、例えば、ＤＰＣＣＨ、ＣＰＩＣＨあるいはその両方のようなダウンリンク物理チャネル上で測定することによって実行されてもよい。前述の諸条件に加えて、複数の連続的な送信間隔の間の平均受信電力（Ｐr）の差が、所定の閾値（δ）の範囲内に留まる場合、最大ダウンリンク電力限度に起因するワインドアップ状況が検出される場合がある。これは、例えば、以下の式で示すことができる。
【００７１】
【数８】
2010514339.tif 000010
【００７２】
ここで、ＴＰＣ＿Ｄｏｗｎ＿ＴｏｔａｌとＴＰＣ＿Ｕｐ＿Ｔｏｔａｌとはそれぞれ、時間期間（ＴP）の間に受信されるＴＰＣ  ＤｏｗｎおよびＵｐコマンドの総数であり、γは閾値である。Ｐr（ｔ）は、反復回数ｔにおけるユーザ機器１１０での受信電力であり、δは、第２の所定の閾値である。
【００７３】
例として、例えば、ＤＰＣＣＨ上で送信され、ユーザ機器１１０で受信される無線信号電力が、変化しない、または２または３ＴＴＩの時間期間の間は限度内に留まり、そして、ユーザ機器１１０がＤＯＷＮコマンドより多い数のＵＰコマンドを、一定の閾値だけ、例えば、３０または４０回送信しているにもかかわらず、受信しているブロックが依然としてエラーである場合には、ワインドアップ状況が検出されてもよい。本方法および装置の利点は、ワインドアップ状況のより良いかつより正確な検出が可能であるということである。
【００７４】
ステップ２０２
無線信号状態の急激な変化が、ステップ２０１で示されるように検出されている場合、ＳＩＲ目標を、制御されている方法でブロックエラーを迅速に生成することによってアウターループ電力制御のより高速の収束を確実にするような値に直ちに設定するために、是正措置が導入される。このステップ２０２において、ユーザ機器１１０は、一時的なＳＩＲ目標値を生成する。
【００７５】
一時的なＳＩＲ目標値の生成は、悪い無線信号状態から良い信号状態への急激な変化が検出されている場合に、複数の方法で行われてもよい。この方法のいくつかの実施形態において、一時的なＳＩＲ目標値を生成するステップは、一時的なＳＩＲ目標値を、例えば、無線リンク品質のような、検出される無線信号状態に対応する所定の値に設定することによって実行されてもよい。
【００７６】
本実施形態に従えば、ＳＩＲ目標は、目標ＢＬＥＲまたは任意の他の適切なリンク品質尺度に対応する所定の値に設定されてもよい。この所定の値は、例えば、ルックアップテーブルの形式で実装され、それが、次には、先に行っているシミュレーションの結果、例として、例えば、ＳＩＲ  Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｎｏｉｓｅ（ＡＷＧＮ：加法性ホワイトガウスノイズ）値または目標ＢＬＥＲ値用の初期のＳＩＲ目標値に基づいてもよい。一時的なＳＩＲ目標値の生成の目的は、速やかにＳＩＲ目標を、制御されている方法でブロックエラーを迅速に生成することによってアウターループ電力制御のより高速の収束を確実にするような値に設定することである。
【００７７】
本方法のいくつかの実施形態において、一時的なＳＩＲ目標値を生成するステップは、動的ＳＩＲ目標ステップサイズを使用するアウターループ電力制御によって実行され、この場合、測定されるリンク品質エラー状態、例えば、ＢＬＥＲがリンク品質測定として使用される場合にはブロックエラーの発生が、「正常」から「エラー」へと変更されるまで、上記のＳＩＲ目標ステップサイズは漸増する。
【００７８】
本実施形態では、アウターループ電力制御に使用される、任意の一般的に知られているアルゴリズムが使用されてもよく、例えば、先に説明されるジャンプアルゴリズムが使用されてもよいが、ただし、アウターループ電力制御アルゴリズムへの入力パラメータの１つであるＳＩＲ目標ステップサイズが１回の反復毎に動的に増加されるという重要な変更を伴う。これは、制御されている方法で静的なＳＩＲ目標ステップサイズが使用される場合より迅速にＳＩＲ目標を調整することに役立つことがあり、これは、無線伝搬性能を向上させる。
【００７９】
例として、開始時の一時的ＳＩＲステップサイズは、例えば、０．２５と１ｄＢの間であってもよい。次いで、一時的なＳＩＲ目標は、アウターループ電力制御によって、例えば、ＳＩＲ目標のステップを０．２５または０．５ｄＢだけ漸増させることによって、変更される。この方法は、例えば、以下のアルゴリズムで示されてもよい。
【００８０】
【数９】
2010514339.tif 000011
【００８１】
ここで、ｋは任意の数であってよく、ｎは当初のステップサイズであり、ｉは序数であり、ＳＩＲtステップサイズは、ＳＩＲ目標をそれぞれの反復の間に変更するために使用されるステップサイズである。
【００８２】
従って、一時的なＳＩＲ目標値はループプロセスの中で繰り返し生成されてもよく、その場合、最初に一時的なＳＩＲ目標を、悪い無線信号状態から良い無線信号状態への急激な変化が検出される場合に通常のアウターループ電力制御によって生成された最後のＳＩＲ目標値に設定することによって生成されてもよい。次いで、ブロックエラーが基地局１２０から受信される無線信号上で発生するまで、アウターループ電力制御は、１反復毎に漸増する動的ＳＩＲ目標ステップサイズを使用しながら、一時的なＳＩＲ目標値を反復して調整する。
【００８３】
例えば、悪い伝搬状態から良い伝搬状態への急激な変化がステップ２０１で検出された時点でのＳＩＲ目標ステップサイズが１ｄＢである場合、ｉ＝０についての第１の一時的ＳＩＲ目標ステップサイズが１ｄＢに設定される。最初のステップサイズｎは、例えば、前もって０．２５ｄＢに設定されてもよい。次いで、ｉ＝１についての次の反復された一時的なＳＩＲ目標ステップサイズは、１＋０．２５＝１．２５（ｄＢ）に設定されてもよい。受信される無線信号上で依然としてブロックエラーが発生していない場合には、一時的なＳＩＲ目標のステップサイズ値の反復による生成が続き、例えば、ＳＩＲ目標ステップが１．２５＋０．２５＝１．５（ｄＢ）に設定される。このプロセスは、ブロックエラーの発生まで継続する。
【００８４】
このようにして、リンクの品質目標を提供するために適している電力レベルが通常のアウターループ電力制御のステップサイズを使用することよって、より速く達成されるように、送信電力を基地局１２０で調整するプロセスは、リソースを節約してシステムを最適化する。
【００８５】
本方法の別の実施形態では、一時的なＳＩＲ目標値を生成するステップは、ＳＩＲ目標ステップサイズを使用するアウターループ電力制御によって実行され、その場合、ステップサイズは、無線信号状態の変化の大きさに比例する。従って、一時的なＳＩＲ目標値は、アウターループ電力制御における反復１回毎の無線信号状態の変化の大きさに比例するステップサイズに伴って増加または減少する。
【００８６】
従って、ステップサイズは、受信電力（Ｐr）および／または、測定される直交性（αm）の変化の関数であり、そうすることで、例えば、受信電力（Ｐr）の大きな変化は、大きなＳＩＲ目標ステップサイズ等に対応する。これは、例えば、ルックアップテーブルの形式で実装されてもよい。一時的なＳＩＲ目標ステップサイズ値の生成を実行するためのいくつかの代替アルゴリズムは、以下のようであってもよい。
【００８７】
【数１０】
2010514339.tif 000012
【００８８】
ここでｎは、任意の数であってもよく、ｉは序数であり、ＳＩＲtステップサイズは各反復の間にＳＩＲ目標を変更するために使用されるステップサイズである。
【００８９】
いくつかの実施形態に従えば、新規の一時的なＳＩＲ目標を設定した後、通常のＳＩＲ目標ステップサイズを有する通常のアウターループ電力制御が開始されてもよい。選択的には、通常のアウターループ電力制御が再開される前に、すなわち、通常のアウターループ電力制御スキームに従ってＳＩＲ目標値を設定する前に、ブロックエラーが発生するまで、漸増するＳＩＲ目標ステップサイズが、ルックアップテーブルから選択されてもよい。
【００９０】
本方法の別の実施形態では、一時的なＳＩＲ目標値を、無線信号状態の急激な変化が検出される場合に使用される、アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値に設定することによって、一時的なＳＩＲ目標値を生成するステップが実行される。この選択肢は、ワインドアップ状況が検出されている場合の特別な利点とともに使用されてもよい。従って、以下のようになる。
【００９１】
【数１１】
2010514339.tif 000013
【００９２】
アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値は、インナーループ電力制御への入力値としてこれ以上必要とされない。アウターループ電力制御を解除することによって、ＳＩＲ目標の不必要な増加または減少が回避される。
【００９３】
ステップ２０３
ステップ２０２で説明されるような、一時的なＳＩＲ目標値が生成される場合には、アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値は、送信電力を調整するために第２のノード１２０へ送信されることになる電力調整コマンドを生成する場合、一時的ＳＩＲ目標値に置換される。しかしながら、アウターループ電力制御は、一時停止されてもよいし、いくつかの実施形態に従えば、ＳＩＲ目標値の計算および生成を継続してもよいが、それらはインナーループ電力制御への入力値として使用されることはない。また、いくつかの実施形態に従って、アウターループ電力制御が、上述のように動的ステップサイズと共に使用されてもよい。
【００９４】
ステップ２０４
無線信号状態の急激な変化またはワインドアップ状況がもはや存在しない場合には、本方法に従って生成される一時的なＳＩＲ目標を使用し続ける利点はそれ以上ない可能性がある。この理由は、そのロバスト性と実装の容易さの故に、通常のアウターループ電力制御で使用されるジャンプアルゴリズムが、安定した無線信号状態の間にＳＩＲ目標値を生成するために有効であるということである。一時的なＳＩＲ目標値は、ほんの一時的な、例外的な、急激に変動する無線信号状態の間に、有利に使用されてもよい。
【００９５】
基地局１２０から受信される無線信号の状態は、通常のアウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値がインナーループ電力制御によって使用されない時間期間の間も継続的に監視される。
【００９６】
従って、基地局１２０から受信される無線信号の状態の安定性の検出は、通常のアウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値を使用することに復帰するためのスターティングショット（starting shot）であってもよい。
【００９７】
基地局１２０から受信される無線信号の状態の安定性は、すべてのフレームレベル上で監視することによって検出されてもよい。言い換えると、測定サンプルは、１つ以上のフレーム上で平均化されて、かつ以前のフレームまたはフレーム群における測定結果と比較される。安定した無線信号状態が、例えば、ダウンリンク物理チャネル、例えば、ＤＰＣＣＨ、ＣＰＩＣＨ、またはその両方上で、例えば、以下の検出アルゴリズムを使用するユーザ機器１１０によって受信電力（Ｐr）を測定することによって検出されてもよい。
【００９８】
【数１２】
2010514339.tif 000014
【００９９】
従って、無線信号状態の安定性は、測定期間内での平均受信電力（Ｐr）の測定された差が所定の閾値（δ）内に留まる場合に検出されてもよい。この検出メカニズムの実施形態は、比較的実装しやすいという利点を有している。
【０１００】
選択的には、いくつかの実施形態では、安定した無線信号状態は、一定の測定期間内の平均測定直交性（αm）の差が所定の閾値（θ）内に留まる場合に検出されてもよい。これは、以下の検出アルゴリズムを使用して実行されてもよい。
【０１０１】
【数１３】
2010514339.tif 000015
【０１０２】
後者の方法のほうが、受信電力の測定に基づく検出メカニズムより信頼性が高い。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、安定した無線信号状態が、精度を高めるために、上記の２つの以前に行われている検出メカニズムを組み合わせることによって検出されてもよい。このような組み合わされた検出メカニズムは、以下の数式の変形に基づいてもよい。
【０１０４】
【数１４】
2010514339.tif 000016
【０１０５】
例えば、ワインドアップ状況のイベントの後に、一定の利点を伴って使用されてもよい、別の実施形態では、安定した無線信号状態は、ユーザ機器１１０が、基地局１２０からの信号の最大または最小の電力限度に到達していないことを検出する場合に検出されてもよい。従って、一定の時間期間（Ｔa）にわたる基地局からの無線信号の平均受信電力（Ｐr）は、基地局１２０が無線信号を最小の電力限度で送信する場合に対応する、受信される最小電力限度（Ｐmin）より高くなければならず、かつ同時に、基地局１２０が無線信号を基地局１２０からの信号の最大の電力限度で送信する場合に対応する、受信最大電力限度（Ｐmax）より低くなければならない。こうして、通常のアウターループ電力制御が再開される。
【０１０６】
基地局１２０からの送信用に使用されることになる信号の最大および最小の電力限度の値に関する情報データは、あらかじめ基地局１２０からユーザ機器１１０へ送信されていてもよい。そのような所与のサービスについての最大および最小の電力限度に関する情報データの送信は、呼設定時に、または任意のいずれかの都合の良い時点で行われてもよい。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、基地局１２０から受信される無線信号の安定した無線信号状態は、基地局１２０での送信電力をそれぞれ増加および減少させるために、生成された電力制御コマンドの数の差が所定の閾値（γ）を下回っていて、かつリンク品質目標が達成されている場合に検出されてもよい。これは、例えば、以下のアルゴリズムで示される。
【０１０８】
【数１５】
2010514339.tif 000017
【０１０９】
ここで、ＴＰＣ＿Ｕｐ＿Ｔｏｔａｌは、一定の時間期間内に送信されるＴＰＣアップコマンドの数であり、ＴＰＣ＿Ｄｏｗｎ＿Ｔｏｔａｌは、同一の一定の時間期間内に送信されるＴＰＣダウンコマンドの数であり、そして、γは所定の閾値である。
【０１１０】
一定の測定時間内のＴＰＣ  ＵＰコマンドとＴＰＣ  ＤＯＷＮコマンドの差が所定の閾値γを下回り、かつ、受信されるブロックが正常である場合、無線信号状態が安定していると想定することができる。例えば、ＴＰＣ  ＵＰコマンドの数がＴＰＣ  ＤＯＷＮコマンドの数を、例えば、６０ｍｓ、または音声の場合には３ＴＴＩという一定の時間期間内に、例えば、３０または４０下回る場合、かつ、受信されるブロックにエラーがない場合、それは、無線信号状態が安定していることと、利点を伴う通常のアウターループ電力制御が想定されてもよいこととを示している。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、基地局１２０から受信される無線信号の安定した無線信号状態は、上記の検出方法のいずれかに加えて、ワインドアップの検出後に一定の隔離時間（ε）が経過している場合に検出されてもよい。従って、安定した無線信号状態は、例えば、第２のノード１２０から第１のノード１１０へ送信される信号の電力が一定の限度内にあり、かつ、無線信号状態の急激な変化が検出された後で一定の時間期間（ε）が経過していることを検出することによって、想定されてもよい。このことはは、以下のアルゴリズムを通じて説明されてもよい。
【０１１２】
【数１６】
2010514339.tif 000018
【０１１３】
ここで、ＴＰＣ＿Ｕｐ＿Ｔｏｔａｌは、一定の期間枠（ｔ）の間に送信されるＴＰＣ  Ｕｐコマンドの数であり、ＴＰＣ＿Ｄｏｗｎ＿Ｔｏｔａｌは、同一の一定の期間枠（ｔ）の間に送信されるＴＰＣ  Ｄｏｗｎコマンドの数であり、ｔは無線信号状態の急激な変化が検出されてから経過している一定の時間期間であり、γは所定の閾値であり、εは所定の隔離時間である。
【０１１４】
一時的なＳＩＲ目標値を生成する一部の前述のステップ２０２の実施形態に従えば、リンク品質に関する一定の所定の条件が達成されるまで、ループプロセスの中で新規の一時的なＳＩＲ目標値が繰り返し生成される。その後、基地局１２０から受信される無線信号の安定状態が想定され、そして、新規の一時的ＳＩＲ目標の反復的な生成が終了する。例えば、第２のノード１２０から受信される無線信号の状態の安定性が、測定されるリンク品質エラー状態が「正常」から「エラー」へまたはその反対に変更される場合に検出することを含んでいる。
【０１１５】
いくつかの実施形態では、基地局１２０から受信される無線信号の状態の安定性を検出する他の方法が使用されてもよい。
【０１１６】
ステップ２０５
このステップ２０５では、ユーザ機器１１０は、一時的な目標値の生成を終了してもよい。これは、基地局１２０から受信される無線信号の安定した状態が検出される場合に実行されてもよい。
【０１１７】
ステップ２０６
通常のアウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値の使用を再開するこのステップ２０６は、基地局１２０から受信される無線信号の状態の安定性が検出されている場合に実行されてもよい。
【０１１８】
悪い無線信号状態から良い無線信号状態への急激な変化の後に再開が実行されることになる場合、通常のアウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値の使用は、例えば、一時的なＳＩＲ目標値または一時的なＳＩＲ目標の漸進ステップサイズが終了される場合に再開されてもよい。選択的には、通常のアウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値の使用を再開することは、安定した無線信号状態が検出されている場合に行われてもよい。
【０１１９】
ワインドアップ状況が発生している後に再開が実行されることになる場合に高速の収束を達成するために、一定の利点を有する是正動作が行われてもよい。ワインドアップの時間が一定の所定の閾値時間（Ｔt）を超える場合には、無線信号状態がワインドアップの時間（Ｔw）の間に変化していることが想定されてもよい。従って、ワインドアップが検出される場合にアウターループ電力制御の一時停止まで使用された古いＳＩＲ目標値を使用して、アウターループ電力制御制御を再開することは、適切ではない可能性がある。
【０１２０】
本発明のいくつかの実施形態に従えば、アウターループ電力制御用のスタート値として適切なＳＩＲ目標値を設定するために、ユーザ機器１１０は、ＳＩＲを測定し、ワインドアップ時間期間（Ｔw）にわたって測定されたＳＩＲ値の平均値を計算する。ワインドアップ状況が解消される場合、ワインドアップ時間期間（Ｔw）の長さと所定の閾値時間（Ｔt）との間で比較が行われてもよい。ワインドアップ時間期間（Ｔw）が所定の閾値時間（Ｔt）を超える場合には、ＳＩＲ目標が、ワインドアップ時間期間（Ｔw）の間に計算された平均測定ＳＩＲ値に設定されてもよい。
【０１２１】
例えば、アウターループ電力制御が３０ｍｓ以上一時停止される場合、アウターループ電力制御は、ＳＩＲ目標を３０ｍｓの間の平均測定ＳＩＲに設定することによって再開される。別の方法では、それは最後に使用されたＳＩＲ目標で再開される。
【０１２２】
従って、アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値の使用を再開するステップは、さらに、アウターループ電力制御が一時停止された時間期間（Ｔw）全体にわたってＳＩＲを測定することと、ＳＩＲの平均値を計算することとを含んでもよく、そして、ＳＩＲ目標値の使用が再開される時点でこの時間期間（Ｔw）が一定の継続時間（Ｔt）を超える場合には、一時的なＳＩＲ目標が、この時間期間（Ｔw）にわたって平均された測定されたＳＩＲに設定される。この平均は、線形であっても非線形であってもよく、あるいは、例えば、移動平均等のような任意の他の適切な平均方法に基づいてもよい。単純な線形平均の一例は、以下のようになる。
【０１２３】
【数１７】
2010514339.tif 000019
【０１２４】
ここで、ＴｅｍｐＳＩＲtは一時的なＳＩＲ目標であり、ｎはワインドアップ時間期間（Ｔw）の間に測定されたＳＩＲ値の数であり、Ｔtは閾値である。各ＳＩＲ値は、タイムスロットレベルで動作する高速の電力制御を可能にするために、１つのタイムスロットの継続時間にわたって測定されてもよい。例えば、１０ｍｓの長さのＷＣＤＭＡフレームは、１５個のタイムスロットを含んでいる。
【０１２５】
いくつかの別の実施形態では、アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値の使用を再開するステップは、アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値の使用が再開される時点でアウターループ電力制御が一時停止されている時間期間（Ｔw）が一定の継続時間（Ｔt）を超える場合には、第１のＳＩＲ目標値を、受信されるリンク品質に対応する所定の値に設定するステップをさらに含んでもよい。
【０１２６】
従って、ワインドアップ時間期間（Ｔw）が一定の閾値（Ｔt）を超える場合には、本発明のいくつかの実施形態に従えば、アウターループ電力制御用のスタート値として適切なＳＩＲ目標値を設定するために、一時的なＳＩＲ目標が、例えば、ＢＬＥＲ値のようなリンク品質の値に依存して、所定の値に設定される。
【０１２７】
例えば、アウターループ電力制御が３０ｍｓ以上一時停止され、かつ、ＢＬＥＲ目標が１０％に設定される場合、アウターループ電力制御は、ＳＩＲ目標を、１０％ＢＬＥＲに対応するＳＩＲ目標値に設定することによって再開される。別の方法では、アウターループ電力制御は、３０ｍｓ未満の間一時停止される場合、アウターループ電力制御は、最後に使用されたＳＩＲ目標で再開される。
【０１２８】
ワインドアップ状況が解消される場合、ワインドアップ時間期間（Ｔw）の長さと所定の閾値時間（Ｔt）との間で比較が行われてもよい。ワインドアップ時間期間（Ｔw）が所定の閾値時間（Ｔt）を超える場合には、ＳＩＲ目標が、例えば、目標ＢＬＥＲのような、受信リンク品質に対応する所定の値に設定されてもよい。
【０１２９】
さらに、本実施形態に従えば、ＳＩＲ目標は、目標ＢＬＥＲまたは任意の他の適切なリンク品質尺度に対応する所定の値に設定されてもよい。所定の値群は、例えば、ルックアップテーブルの形式で実装され、それが、次には、以前に行われているシミュレーションの結果、例として、例えばＳＩＲ  Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｗｈｉｔｅ  Ｇａｕｓｓｉａｎ  Ｎｏｉｓｅ（ＡＷＧＮ）値または目標ＢＬＥＲ値用の初期のＳＩＲ目標値に基づいていてもよい。
【０１３０】
例えば、アウターループ電力制御が３０ｍｓ以上一時停止される場合、アウターループ電力制御は、サービス品質に対応する静的な無線状態での初期のＳＩＲ目標で再開される。別の方法では、それは最後に使用されるＳＩＲ目標で再開される。従って、本方法および装置の利点は、適切なアウターループ電力制御動作が、すなわち、ワインドアップ状況の終了後に、アウターループ電力制御の高速の収束または少なくとも通常の収束が達成されるということである。本方法および装置のもう１つの利点は、全体的なネットワーク容量が向上する可能性があるということである。本方法および装置の別の利点は、ユーザ機器に使用されているアウターループの方法論には依存せずに使用されうる、すなわち、現行のアウターループ電力制御と互換性があり、そして、例えば、機能停止に基づくような、別のアウターループ測定基準を使用するスキームで動作することもできるだろうということである。
【０１３１】
本方法の記載は、ここまで、主に例として、ユーザ機器におけるダウンリンクのアウターループ電力制御について行っている。しかしながら、本方法は、ソフトハンドオーバ以外の状況における単一リンクの場合に、アウターループ電力制御が基地局の中だけで動作するアップリンクにも等しく有効である。また、ユーザ機器がソフトハンドオーバの最中である場合には、部分的に基地局コントローラまたは無線ネットワークコントローラの中で実行されてもよい。また、無線信号状態の急激な変化は、アップリンクでも経験され、かつ、測定可能である。従って、上記の解決策は、アップリンクのアウターループ電力制御の収束を高速化し、アップリンクのノイズの上昇を減少させ、そして、それによってアップリンク容量を向上させるために同様に使用されうるであろう。
【０１３２】
また、前節の記載は、例として、ＢＬＥＲベースの品質目標に基づいているアウターループ電力制御に主に焦点を当てている。このＢＬＥＲは、一般的に使用される品質目標パラメータの１つであるにすぎない。しかしながら、例えば、部分的専用物理チャネル（Ｆ−ＤＰＣＨ）が使用される場合に、電力制御を動作させるために使用されるＴＰＣコマンドエラーレートのような、本方法に従って使用されうる他の品質目標パラメータも存在する。Ｆ−ＤＰＣＨは、ＴＰＣコマンドだけを含むダウンリンクの物理制御チャネルであり、このチャネルは、データと上位レイヤの制御シグナリングとが両方とも高速ダウンリンク共有チャネル（ＨＳ−ＤＳＣＨ）でユーザに送信される場合に限って使用される。Ｆ−ＤＰＣＨの利点は、オーバヘッドの減少である。ＢＬＥＲベースとＴＰＣコマンドエラーレートベースとの、すなわち、Ｆ−ＤＰＣＨを伴う場合との、アウターループ電力制御の差は、前者の場合は、受信されるトランスポートブロックのＣＲＣ上で品質が測定されるのに対し、後者の場合は、受信されるＴＰＣコマンド上でダウンリンク品質が測定されるという点だけである。これは、Ｆ−ＤＰＣＨが、一般にＣＲＣが付加されているトランスポートブロックをまったく含まないからである。しかしながら、一般原則は同一であり、すなわち、インナーループ電力制御は、所望の品質目標に合致することを保証すべきである。同様に、例えば、反ワインドアップのような機能性が両方の場合に使用されてもよい。従って、本発明は、ＴＰＣコマンドエラーレートベースの品質目標を使用するＦ−ＤＰＣＨ用のアウターループ電力制御の収束にも等しく適用可能である。
【０１３３】
さらに、例として、また、理解しやすくすることを目的として、所望の信号のレベルとバックグランドノイズおよび信号障害との比である信号対雑音干渉比を説明する場合に本明細書では、一貫してＳＩＲという用語が使用されている。比が大きければ大きいほど、バックグランドノイズは目立ちにくくなる。しかしながら、例えば、信号対雑音比（ＳＮＲまたはＳ／Ｎ）、信号対雑音干渉比（ＳＮＩＲ）、信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）のように、同一または同様の比、あるいは、例えば、干渉対信号比（ＩＳＲ）のように逆比を説明するために使用されることがある他の頭字語が存在する。これらの比または同様の比は、いずれも、本明細書の文脈においてＳＩＲの代わりに使用されてもよい。
【０１３４】
第２のノード１２０から無線リンクを介して送信される無線信号の送信電力を調整するために、第１のノード１１０で方法のステップを実行するために、第１のユーザ機器１１０は、図３に示されるような装置３００を備えている。第１のノード１１０は、アウターループ電力制御を実行することによって、ＳＩＲ目標値を生成することによってリンクの品質目標を維持するように構成される。リンクの品質目標を提供するために適している電力レベルが達成されるように、送信電力を調整用の、第２のノード１２０へ送信されることになる電力調整コマンドを生成するためにＳＩＲ目標値が使用される。
【０１３５】
第１のノード装置３００は、第２のノード１２０から受信される無線信号の状態の急激な変化を検出するように構成される検出ユニット３１０を備える。さらに、この検出ユニット３１０は、第２のノード１２０から受信される無線信号の状態の安定性を検出するように構成されてもよい。
【０１３６】
さらに、第１のノード装置３００は、一時的なＳＩＲ目標値を生成するように構成されている生成ユニット３２０を備える。
【０１３７】
さらに、第１のノード装置３００は、送信電力を調整するために、第２のノード１２０へ送信されることになる電力調整コマンドを生成する場合に、アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値を一時的なＳＩＲ目標値に置換するように構成されている置換ユニット３３０を備える。
【０１３８】
いくつかの実施形態では、第１のノード装置３００は、さらに、一時的なＳＩＲ目標値の生成を終了し、そして、アウターループ電力制御によって生成されるＳＩＲ目標値の利用を再開するように構成されている再開ユニット３４０を備える。
【０１３９】
図４は、無線通信システムにおいて、第１のノード１１０によって受信されることになる無線リンクを介して送信される無線信号の送信電力を調整するための第２のノード１２０における方法を示すフローチャートである。
【０１４０】
いくつかの実施形態では、第２のノード１２０は、基地局、ワイヤレス通信局、固定交信局、制御局、中継器、あるいはいずれかの同様の無線通信用の装置であってもよく、第１のノード１１０は、ユーザ機器、例えば、移動セルラー無線電話、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、ラップトップ、コンピュータ、あるいは無線リソースと通信できるいずれかの他の種類のデバイスであってもよい。
【０１４１】
しかしながら、例えば、第２のノード１２０がユーザ機器、例えば、移動セルラー無線電話、ＰＤＡ、ラップトップ、コンピュータ、あるいは無線リソースと通信できる任意の他の種類のデバイスであって、第１のノード１１０が基地局、ワイヤレス通信局、固定交信局、制御局、中継器、あるいは無線通信用の同様の装置であることを特徴とする、いくつかの実施形態のように、状況は正反対であってもよい。
【０１４２】
しかしながら、本方法を理解しやすくするために、本明細書では、基地局１２０という用語は、第２のノード１２０について使用し、また、ユーザ機器１１０という用語は、第１のノード１１０について使用する。
【０１４３】
無線通信システムは、例えば、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）、ＣＤＭＡ２０００、ハイスピード・ダウンリンク・パケット・データ・アクセス（ＨＳＤＰＡ）、ハイ・データ・レート（ＨＤＲ）等のような技術に基づいている。
【０１４４】
本方法の目的は、図２に従って先に説明される方法の性能をさらに向上させることである。しかしながら、本方法は、いくつかの実施形態においては、図２に従って先に説明される方法とは独立して実行してもよい。本方法は以下のステップを含んでいる。
【０１４５】
ステップ４０１
ステップ４０１では、基地局１２０は、所定の品質目標を達成するために適している電力レベルに到達するように送信電力を調整するための電力調整コマンドをユーザ機器１１０から受信する。品質目標は、図２に示す方法に従って先に説明されるような、ＢＬＥＲ、ＦＥＲ、ＢＥＲ、ＴＰＣコマンドエラーレート、あるいは、例えば、機能停止の確率のような任意の他の都合の良い品質目標パラメータであってもよい。
【０１４６】
基地局１２０から送信される信号の電力は、一定の最大限度と一定の最小限度とを有しており、それらは、基地局１２０によって使用される電力が最大値および最小値によってそれぞれ制限されるように、事前に設定されてもよい。
【０１４７】
ステップ４０２
ステップ４０２では、電力を増加させるための電力調整コマンド、例えば、ＴＰＣ  ＵＰコマンドが、ステップ４０１で受信され、かつ、送信される信号の電力の最大限度に到達している場合に、ユーザ機器１１０から受信される無線信号の状態の急激な変化が検出される。また、電力を減少させるための電力調整コマンド、例えば、ＴＰＣ  ＤＯＷＮコマンドがステップ４０１で受信され、かつ、送信される信号の電力の最小限度に到達している場合にも、ユーザ機器１１０から受信される無線信号の状態の急激な変化が検出される。
【０１４８】
基地局において、本方法に従うステップ４０２での受信される無線信号の状態の急激な変化の検出は、ワインドアップ状況が発生していることを示してもよく、かつ、特定の利点を有する反ワインドアップが起動されてもよいことを示してもよい。
【０１４９】
ステップ４０３
ステップ４０３では、可能性のある別の１つの反ワインドアップ動作が実行あれ、これは、本方法のいくつかの実施形態では、例えば、ユーザ機器１１０からステップ４０１で受信される電力調整コマンドの種類に依存して、リンク送信電力限度を修正するために使用されてもよい。リンク送信電力限度の修正は、リンク送信電力限度を増加または減少させることによって実行されてもよい。例えば、ユーザ機器１１０からステップ４０１で連続的に増加する電力調整コマンドが受信されて、最大無線リンク送信電力に到達する場合には、リンク送信電力限度を一定のマージンだけ増加させることによって修正されてもよい。従って、より強い電力を使って基地局１２０から無線信号が送信されてもよい。また、これに応じて、ユーザ機器１１０からステップ４０１で連続的に減少する電力調整コマンドが受信されるが、最小無線リンク送信電力に到達する場合には、リンク送信電力限度を一定のマージンだけ減少させることによって修正されてもよい。
【０１５０】
さらに、修正されたリンク送信電力限度に関連する情報が、無線信号状態の変化を検出する際に、ユーザ機器１１０を支援するために、基地局１２０からユーザ機器１１０へ送信されてもよい。
【０１５１】
ステップ４０４
ステップ４０４では、可能性のある別の反ワインドアップ動作が実行されてもよく、これは、本方法のいくつかの実施形態において使用されてもよい。この反ワインドアップ動作は、例えば、無線リンク送信電力限度がステップ４０３で減少または増加されて繰り返し修正される場合に、または、無線信号状態の急激な変化がステップ４０２で検出される場合に、異なるチャネル間の振幅ゲイン係数を変更することによって実行される。
【０１５２】
振幅ゲイン係数は、データチャネルの振幅と制御チャネルの振幅の間の比率である。このゲイン係数は、基地局１２０とユーザ機器１１０の両方においてネットワークによって設定されてもよい。このゲイン係数を増加させることによって、ネットワークは、所与のチャネルに対する電力を増加させることができる。例えば、あるチャネル上の無線信号品質が悪い場合、ネットワークは、そのチャネル上のゲイン係数を増加させてもよい。
【０１５３】
本方法のいくつかの実施形態で使用されうる、可能性のある別の反ワインドアップ動作は、ハンドオーバを開始することである。これは、例えば、リンク送信電力限度がステップ４０３で繰り返し修正される場合、例えば、低下または減少させられる場合、あるいは無線信号状態の急激な変化がステップ４０２で検出される場合に、行われてもよい。選択的には、ステップ４０４で異なるチャネル間で振幅ゲイン係数が変更された後に、ハンドオーバが開始されてもよい。図５では、ハンドオーバの状況におけるアップリンクのアウターループ電力制御について示される。これは、アウターループ電力制御が基地局１２０（１）、１２０（２）、・・・、１２０（ｎ）において動作する状況である。ハンドオーバの場合、１つ以上の無線リンク５１０（１）、５１０（２）、・・・、５１０（ｎ）が使用される。従って、ハンドオーバでは、アウターループ電力制御は、５１０（１）、５１０（２）、・・・、５１０（ｎ）というそれぞれの無線リンク上で独立して動作する。言い換えると、ユーザ機器１１０に対する各無線リンク５１０（１）、５１０（２）、・・・、５１０（ｎ）について、各基地局１２０（１）、１２０（２）、・・・、１２０（ｎ）において別個のＳＩＲ目標値が生成される。次いで、これらのＳＩＲ目標値は、各基地局１２０（１）、１２０（２）、・・・、１２０（ｎ）において、各無線リンク上で測定されるＳＩＲと独立して比較され、ユーザ機器１１０からの送信電力、すなわち、アップリンク電力を制御するためのＴＰＣコマンド５２０（１）、５２０（２）、・・・、５２０（ｎ）を生成する。
【０１５４】
同様に、悪い無線状態から良い無線状態への変化、およびその逆の変化のステップ４０２における検出、並びに、各基地局１２０（１）、１２０（２）、・・・、１２０（ｎ）における対応する是正が、独立して実行されてもよい。
【０１５５】
同様にて、ステップ４０２におけるワインドアップ状況の検出を行ない、これによって、通常のアウターループ電力制御が一時的に停止され、また、その後の高速の収束を伴うアウターループ電力制御の再開が、各基地局１２０（１）、１２０（２）、・・・、１２０（ｎ）において独立して実行されてもよい。
【０１５６】
この例では、ハンドオーバにおけるｎ個の無線リンク５１０（１）、５１０（２）、・・・、５１０（ｎ）が想定される。ＳＩＲ目標は、通常のアウターループ電力制御に従って設定されてもよいし、あるいは、無線信号状態に起因して必要な場合にはいつでも、上述の任意の方法に従って、図５に示されるように、各基地局１２０（１）、１２０（２）、・・・、１２０（ｎ）において独立して一時的に生成されてもよい。
【０１５７】
従って、１つのリンク５１０（１）、５１０（２）、・・・、５１０（ｎ）上で無線信号が劣化する場合、より強い無線信号が他のリンクの１つで利用可能となる可能性が十分にある。そのような場合、ハンドオーバが開始されてもよい。
【０１５８】
図４に関連して説明される、基地局１２０から無線リンクを介して送信され、ユーザ機器１１０によって受信されることになる無線信号の送信電力を調整するための基地局１２０における方法のステップを実行するために、基地局１２０は、図６に示される装置６００を備える。基地局１２０の装置６００は、リンクの所定の品質目標を達成するために適している電力レベルに到達するように送信電力を調整するために、ユーザ機器１１０から電力調整コマンドを受信するように構成されている受信ユニット６１０を備える。送信される信号の電力は、一定の最大および最小値を有する。基地局装置６００は、第１のノード１１０から受信される無線信号の状態の急激な変化を検出するように構成されている検出ユニット６２０を備える。
【０１５９】
装置６００は、図４に関連して先に説明される方法の機能を、コンピュータプログラムコードと共に制御するプロセッサ６３０を更に備える。
【０１６０】
本方法に従って、基地局１２０から無線リンクを介して送信される無線信号の送信電力を調整するための方法は、１つ以上のプロセッサ、例えば、図６に示される基地局装置６００のプロセッサ６３０および図３に示されるユーザ機器３００のプロセッサ３５０を通じて、本方法の機能を実行するためのコンピュータプログラムコードと共に実装されうる。また、上述のプログラムコードは、コンピュータプログラム製品として、例えば、基地局１２０および／またはユーザ機器１１０にロードされる場合に本発明に従う方法を実行するためのコンピュータプログラムコードを搬送するデータ記憶媒体の形式で、提供されてもよい。データ記憶媒体は、ＣＤ  ＲＯＭディスク、メモリースティック、あるいは、機械で読取可能なデータを保持できるディスクやテープのような他の任意の媒体であってもよい。コンピュータプログラムコードは、さらに、純粋なプログラムコードとしてサーバ上で提供され、かつリモートで基地局１２０および／またはユーザ機器１１０へダウンロードすることもできる。
【０１６１】
本明細書で説明される方法および装置は、各種の修正形態や代替形態のかたちをとりやすいが、その一方、その特定の実施形態が、例証として図面に示され、そして、本明細書中に詳細に記述されている。しかしながら、留意すべきことは、本方法および装置を開示された特定の形に限定する意図はなく、逆に、本方法および装置は、請求項によって定義される本方法および装置の精神および範囲に入るすべての修正形態、同等形態、代替形態を対象とすることである。
【０１６２】
同様の参照番号は、図面の記述全体にわたって同様の要素を意味する。
【０１６３】
本明細書では、単数形「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」は、別に明示しない限り、複数形も同様に含むことを意図する。さらに理解されるべきだが、「備える（comprises）」および／または「備えている（comprising）」という用語は、本明細書で使用される場合、説明される特徴、整数、ステップ、動作、要素および／または構成要素の存在を特定すると解釈されるが、１つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在もしくは追加を排除するものではしない。ある要素が他の要素に「接続する」または「結合する」と言及される場合、それが直接他の要素に接続もしくは結合してもよいし、介在要素が存在してもよい。
【０１６４】
さらに、本明細書では「接続する」または「結合する」とは、ワイヤレスでの接続もしくは結合を含んでもよい。本明細書では、「および／または」という用語は、関連付けられてリストされた項目の１つ以上のいずれかの組み合わせとすべての組み合わせとを含んでいる。
【０１６５】
別に定義しない限り、技術用語および科学用語を含めて本明細書で使用される、すべての用語は、これらの方法および装置が属する分野の普通の技術者によって一般に理解されるのと同じ意味を有している。さらに、一般に使用される辞書類の中で定義されるような用語は、関連技術の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであって、本明細書の中で明白にそのように定義されない限り、理想化された意味や過度に形式的な意味で解釈されることはないことが理解されるであろう。
【０１６６】
例示することを目的として、本方法および装置の実施形態について、ユーザ機器１１０および基地局１２０の文脈において本明細書に記載している。しかしながら、本方法および装置は、そのような実施形態に限定されるのではなく、無線信号伝搬手段をその中に含むいかなる電子デバイスとして一般に実施されてもよいことが理解されるであろう。
【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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【国際調査報告】
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