(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線システムにおける送信出力の制御方法であって、
受信機（１；２）によって無線システムの伝送チャネルを介して受信する送信機（２；１）の信号を評価し、
該評価に依存して出力制御情報（６）を形成し、タイムススロット（４）に埋め込んで前記送信機（２；１）に送信し、
前記送信機（２；１）において、送信出力を出力制御情報（６）に依存して調整し、
前記受信機（１；２）において、タイムスロット（４）の出力制御情報（６）を同一のタイムスロット（４）において伝送されるべき別のデータであるフォーマット識別情報（７）と一緒に符号化し、前記送信機（２；１）に伝送する、無線システムにおける送信出力の制御方法において、
前記タイムスロット（４）の前記出力制御情報（６）を、冗長を付加することにより、同一のタイムスロット（４）において伝送されるべきフォーマット識別情報（７）と一緒に１つの共通のデータワードに符号化し、
前記データワードのビット値を、前記出力制御情報（６）の値によっても、前記フォーマット識別情報（７）の値によっても制御することを特徴とする、無線システムにおける送信出力の制御方法。
【請求項２】
前記出力制御情報を２進で伝送する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記出力制御情報（６）のビットを前記フォーマット識別情報（７）のビットと一緒に、共通の２進のデータワード（ｂ１．．．ｂ６）に符号化する、請求項２記載の方法。
【請求項４】
符号化されたデータワードは、前記出力制御情報（６）のビットと前記フォーマット識別情報（７）のビットの合計に対応する個数のビット（ｂ１．．．ｂ６）を有する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
符号化を行う際に、符号化されたデータワードの少なくとも１つのビット（ｂ１、ｂ２）に、相応のタイムスロット（４）において伝送されるべき出力制御情報（６）の値を割り当てる、請求項３または４記載の方法。
【請求項６】
符号化を行う際に、符号化されたデータワードの少なくとも１つのビット（ｂ５、ｂ６）に、相応のタイムスロット（４）において伝送されるべき、フォーマット識別情報（７）の値を割り当てる、請求項３から５のいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
符号化を行う際に、符号化されたデータワードの少なくとも１つのビット（ｂ３、ｂ４）に値を割り当て、該値は相応のタイムスロット（４）において伝送されるべき出力制御情報（６）とそれと同一のタイムスロットにおいて伝送されるべきフォーマット識別情報（７）との論理演算に対応する、請求項３から６のいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
論理演算として排他的論理和演算を使用する、請求項７記載の方法。
【請求項９】
前記送信機（２；１）において、相応に復号することにより前記出力制御情報（６）を再生し、復号を行う際には、符号化されたデータワードを論理演算することによって得た相応のビット値に基づいて、出力制御情報に対する推定値を求める、請求項７または８記載の方法。
【請求項１０】
符号化された前記出力制御情報（６）を形成する前記受信機（１）は、移動無線システムのベースステーションであり、
該出力制御情報を受信し、送信出力を相応に調整する前記送信機（２）は移動無線システムの移動ステーションであり、
符号化された該出力制御情報（６）をダウンリンクコネクションを介して、前記の受信機（１）と送信機（２）との間で伝送する、請求項１から９のいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
送信機（２；１）及び受信機（１；２）を備えた無線システムであって、
該受信機（１；２）は、移動無線システムの伝送チャネルを介して伝送される信号を受信し、該受信した信号を評価し、
該評価に依存して出力制御情報（６）を形成し、タイムスロット（４）に埋め込んで前記送信機（２；１）に送信し、
該送信機（２；１）は送信出力を、前記受信機（１；２）の出力制御情報に依存して調整するように形成されていて、
該受信機（１；２）は、タイムスロット（４）の出力制御情報（６）を、同一のタイムスロット（４）において伝送されるべき別のデータであるフォーマット識別情報（７）と一緒に符号化し、前記送信機（２；１）に伝送するように形成されている無線システムにおいて、
前記受信機（１；２）は、タイムスロット（４）の出力制御情報（６）を冗長を付加することによって、同一のタイムスロット（４）において伝送されるべきフォーマット識別情報（７）と一緒に、共通のデータワードに符号化し、
前記データワードのビット値は、前記出力制御情報（６）の値によっても、前記フォーマット識別情報（７）の値によっても制御されることを特徴とする、無線システム。
【請求項１２】
前記受信機（１；２）は、前記出力制御情報（６）を２進で前記送信機（２；１）に伝送するように形成されている、請求項１１記載の無線システム。
【請求項１３】
前記受信機（１；２）は、前記出力制御情報（６）のビットを前記フォーマット識別情報（７）のビットと一緒に、共通の２進のデータワード（ｂ１．．．ｂ６）に符号化するように形成されている、請求項１２記載の無線システム。
【請求項１４】
前記受信機（１；２）は符号化を行う際に、符号化された共通のデータワードの少なくとも１つのビット（ｂ１、ｂ２）に、相応のタイムスロット（４）において伝送されるべき出力制御情報（６）の値を割り当てるように形成されている、請求項１３記載の無線システム。
【請求項１５】
前記受信機（１；２）は符号化を行う際に、符号化された共通のデータワードの少なくとも１つのビット（ｂ５、ｂ６）に、相応のタイムスロット（４）において伝送されるべきフォーマット識別情報（７）の値を割り当てるように形成されている、請求項１３または１４記載の無線システム。
【請求項１６】
前記受信機（１；２）は符号化を行う際に、符号化された共通のデータワードの少なくとも１つのビット（ｂ３、ｂ４）にある値を割り当てるように形成されており、
該値は、相応のタイムスロット（４）において伝送されるべき出力制御情報（６）とこれと同一のタイムスロット（４）において伝送されるべきフォーマット識別情報（７）との論理演算に対応する、請求項１３から１５のいずれか１項記載の無線システム。
【請求項１７】
符号化を行う際に前記受信機（１；２）によって実行される論理演算は排他的論理和演算である、請求項１６記載の無線システム。
【請求項１８】
前記送信機（２；１）は、符号化された共通のデータワードを受信した後に、相応に復号することによって出力制御情報を再生し、
符号化された共通のデータワードの相応の値を論理演算することによって得た値に基づいて、出力制御情報に対する推定値を求めるように形成されている、請求項１６または１７記載の無線システム。
【請求項１９】
無線システムはＣＤＭＡ移動無線システムである、請求項１１から１８のいずれか１項記載の無線システム。
【請求項２０】
符号化された２進の出力制御情報（６）を形成する前記受信機（１）は移動無線システムのベースステーションであり、
該出力制御情報を受信し、送信出力を相応に調整する前記送信機（２）は移動無線システムの移動ステーションである、請求項１９記載の無線システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、無線システムにおける送信出力の制御方法、並びに相応の無線システム、例えば相応の移動無線システムに関する。
【０００２】
送信出力の制御は、移動無線システムの場合には重要な性能指標を表す。この指標の目的は、個々のコネクション間の干渉を阻止し、したがってコネクションの容量及び品質を改善することであり、また平均の送信出力を減少し且つ要求に最善に適合させ、並びに伝送チャネルを介した損失を少なくとも部分的に補償することである。
【０００３】
このために、移動無線システムにおいては受信側で、送信機から伝送される信号を評価し、その評価に依存して出力制御のための情報を形成し、そして送信機に伝送することができる。それに応じて、この送信機は送信出力を出力制御情報に応じて調整する。
【０００４】
出力制御の原理を詳細に説明するために、図２にはベースステーション１と移動ステーション２との間の通信が図示されている。ベースステーション１から移動部２へのコネクションを、ダウンリンクまたは順方向リンクコネクションと称し、一方移動部２からベースステーション１へのコネクションをアップリンクまたは逆方向リンクコネクションと称す。ダウンリンクの出力を制御するために、移動無線ステーション２においてそれぞれの受信信号が評価され、その評価に依存して出力制御情報が形成されそしてベースステーション１に返送される。その結果ベースステーション１は送信出力を相応に調整することができる。アップリンクを制御するために受信信号がベースステーション１において評価され、そしてそこで出力制御情報が形成されそして移動無線ステーション２を出力に適合させるように指示される。
【０００５】
ここで出力制御情報は、それぞれの移動無線システムに依存し、束ねられて設定されたフレーム構造に伝送される。
【０００６】
図３には例として、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ、Code Division Multiple Access）によって作動する移動無線システムのダウンリンクコネクションのためのフレーム及びタイムスロット構造が図示されている。図３に図示されたフレーム及びタイムスロット構造は、例えばＤＰＣＨ（Dedicated physical Channel）とも称されるＵＭＴＳ（Universal Mobile Telecommunication System）移動無線チャネルに応じた、現行のＵＭＴＳ基準に対応する。ＵＭＴＳとは世界規模に汎用的な移動無線規格を目的とした第３世代の移動無線システムに対する呼称である。ＵＭＴＳ移動無線規格によると、多元接続方法としていわゆるＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方法が設けられている。
【０００７】
720ｍｓの継続時間を有する図３に図示されたフレーム構造は例えば、10ｍｓのフレーム継続時間を有する同一に構築された７２個のフレーム３を有し、ここで各フレームは他方、それぞれ0.625ｍｓのタイムスロット継続時間を有する１６個のタイムスロット４を有する。各タイムスロット４は論理的制御チャネル（ＤＰＣＣＨ、Dedicated Physical Control Channel）と論理的データチャネル（ＤＰＤＣＨ、Dedicated Physical Date Channel）に分割された情報を有する。ＤＰＣＣＨセクションはパイロットビットシーケンス５並びにいわゆるＴＰＣ（Transmitter Power Control）情報６及びＴＦＩ（Transmitter Format Identifier）情報７を有する。ＤＰＤＣＨセクションはデータビット８を有する。図３に図示された構造は例えば、ETSI STC SMG2 UMTS-L1 : Tdoc SMG2 UMTS-L1 221/98により公知である。
【０００８】
パイロットビットシーケンス５は、いわゆるトレーニングシーケンスの間のチャネルパルス応答の推定に使用され、既知のビットパターンに対応する。受信信号を既知のパイロットビットシーケンスと比較することにより、受信機は移動無線チャネルのチャネルパルス応答を算出ないしは推定することができる。
【０００９】
ＴＦＩ情報７はそれぞれの受信機のためのフォーマットの識別に使用される。ＴＦＩビットは現在のＷＣＤＭＡ規格によれば、固有の符号化方法を用いて保護され、そして全てのフレーム（10ｍｓの時間）にわたったインタリービングによって分散される。各タイムスロットのＴＦＩ情報７は例えば、図３に図示された３つのビットｂ４．．．ｂ５を有するならば、１６のタイムスロットを有するフレーム毎に合わせて3*16＝48のＴＦＩビットが形成され、このビットはいわゆる両直交符号化方法（bi-orthogonal coding method）によって符号化される。
【００１０】
ＴＰＣ情報６は、送信出力を調整するための、受信機によって形成されまた送信機に伝送された命令を表す。このために受信機においては受信出力または受信信号のＳ／Ｎ比が設定された参照値と比較され、そして偏差に依存して出力調整命令のための値が算出される。すなわち、受信出力が参照値を上回る場合には送信出力を下げるための命令が形成され、それに対して受信出力が設定された参照値を下回る場合にはこの送信出力を高めるための命令が形成される。したがって比較結果に依存して、受信機からディジタルまたは２進の調整命令が送信機に伝送される。ここで、送信出力を高めるための命令（パワーアップ命令）は１でもって符号化されており、一方送信出力を下げるための命令（パワーダウン命令）は０でもって符号化されている。いかなる場合においても調整命令は、相応に変調された後送信機に伝送される。ＵＭＴＳ移動無線システムのための現在検討されているＷＣＤＭＡ規格は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）変調によって伝送され、ここでは２進の１ないしは０は、−１ないしは＋１の値にマッピングされ、続けて出力制御信号の拡散を行う。
【００１１】
したがって出力制御情報は通常ただ１つのビットからなり、このビットは送信側で送信出力を高めるべきかまたは下げるべきかを通知する。このビットをごく僅かな誤り確率で伝送できるようにするために、ビットは繰り返し伝送される。したがって図３に図示されたＴＰＣ情報は、例えば同一の情報内容を有する隣接して伝送される３つのビットｂ１．．．ｂ３を有する。しかしながら出力制御情報は、異なるビットの数によっても、例えばそれ以上の個数のビットによっても構成することが可能である。
【００１２】
誤り確率が改善されるであろう、それ自体は公知でありまた性能のよい符号化方法は使用されない。何故ならばＴＰＣビットを、ＴＰＣ情報の受信機において、送信出力を遅延無く相応に再調整できるようにするために、即座に評価する必要があるからである。したがって従来の技術によれば、ＴＰＣビットは他のビットまたはデータとは一緒に符号化されず、また比較的大きな時間的範囲、例えば１つのフレーム全体にわたっても分散することはできない。このことはインタリービングと称される。
【００１３】
しかしながら、送信機が相応の出力調整命令を誤ってまたは不確実に受信することを回避するために、ＴＰＣビットを訂正して可能な限り高い確実性でもって伝送するという要求が生じる。
【００１４】
ETSI SMG2 L1 Expert Group、Tdos SMG2 UMTS-L1 736/98、Espoo、Finland、December 14-18、1998、「Soft TPC Interpretation for Improved Closed Loop Power Control」においては、送信機に伝送される出力調整命令の確実性並びに受信機の確実性に依存した出力調整命令の値の可能な限り最適な調整が議論されている。ここでは著者によって、出力調整命令の値が双曲線正接（Λ/2）関数に依存して選択されるべきである、ということが指摘されている。ここでΛは、出力調整命令の確実性を対数尤度分散（log-likelihood distribution）として表したものである。
【００１５】
本発明の課題は、出力制御情報の伝送の確実性を改善することができる、無線システム、例えば移動無線システムにおける送信出力の改善された制御方法並びに相応の無線システムを提供することである。
【００１６】
本発明によればこの課題は、請求項１記載の特徴を有する方法ないしは請求項１３記載の特徴を有する移動無線システムによって解決される。従属請求項にはそれぞれ、本発明の有利な実施形態が記載されている。
【００１７】
本発明によればタイムスロットにおいて伝送される出力制御情報は、同一のタイムスロットにおいて伝送されるべき別のデータと一緒に符号化される。出力制御情報も、この別のデータ又は情報も有利には２進で伝送される。その結果タイムスロットにおいて伝送される出力制御情報（ＴＰＣビット）は単純に繰り返し伝送されるのではなく、同一のタイムスロットにおいて伝送されるべき別のビットと一緒に符号化される。この別のビットは、ＷＣＤＭＡ移動無線システムでのＴＦＩ情報（ＴＦＩビット）であってもよい。しかしながら基本的には、これらの他のビットがＴＰＣビットのように同一のタイムスロットにおいて伝送されるべきかまたは伝送することができる限り、別のビット、例えばデータビットもＴＰＣビットを用いた符号化に使用することができる。
【００１８】
ＴＰＣビットを符号化するために使用される符号化方法は、原則的には任意に選択することができる。しかしながら有利には符号化方法は、符号化の際に冗長が加えられるように選択される。この冗長は符号化された出力制御情報を受信する際に、出力制御情報の伝送された値を検査するために使用される。
【００１９】
符号化方法は例えば、ＴＰＣビットがこれと共に符号化される別のビットを用いて共通の２進のデータワードに符号化されるようなものであってもよい。このデータワードのビット値は少なくとも部分的に、ＴＰＣビットの値にもまた別のビット、例えばＴＦＩビットの値にも依存している。つまり互いに符号化されるべきビットは例えば、排他的論理和結合によって結合することができる。
【００２０】
本発明の利点は、符号化されたビットがＴＰＣビットの値にも、これと共に符号化される別のビットの値にも依存して形成する、付加された冗長に基づいて、伝送されるべき出力制御情報に対する付加的な推定値を得ることができるということである。この付加的な推定値は引き続き、出力制御情報の伝送の確実性を高めるために、受信された出力伝送情報の検査に使用することができる。
【００２１】
本発明は有利には、例えばＵＭＴＳ移動無線システムのような、ＣＤＭＡ移動無線システム、殊にＷＣＤＭＡ移動無線システムに使用される。これに加え本発明は移動無線システム、有利にはダウンリンク、すなわちベースステーションから移動ステーションへ出力制御情報を伝送する場合に使用される。何故ならばＣＤＭＡ移動無線システムはアップリンクにおいては、使用される符号分割多元方法に基づいて遅延時間が大きくなるからである。しかしながら基本的に本発明は、（フレーム及び）タイムスロットに埋め込まれた出力制御情報が伝送される、いかなる種類の無線システムに適用することができる。
【００２２】
本発明を以下図面に基づき、ＷＣＤＭＡ移動無線システム、例えばＵＭＴＳ移動無線システムのダウンリンクにおける使用に関して詳細に説明する。ここで、図１は、本発明が有利に使用されるＷＣＤＭＡ移動無線システムのいわゆるダウンリンクコネクションのための、本発明のフレーム及びタイムスロット構造が図示されている。図２は、出力を制御する際の情報伝送を説明するための移動無線システムの概略図である。図３は、ＷＣＤＭＡ移動無線システムのダウンリンク接続のための、公知のフレーム及びタイムスロット構造である。
【００２３】
図１に図示されたフレーム及びタイムスロット構造は本発明に基づく原理を明示しており、ここでこの構造の基本構築は、図３に図示された構造に対応しているので、補足的に図３が相応に説明される。
【００２４】
冒頭で既述したように、タイムスロット４における図３に図示された構造では、出力制御情報のビット（以下ＴＰＣビットと称す）は、同一のタイムスロットにおいて伝送されるべき情報とは別個に送信される。例えば出力制御情報は従来ただ１つのビット値を有し、この値は複数回連続して、図３によれば例えばＴＰＣビットｂ１．．．ｂ３として３回伝送される。ＴＰＣビットｂ１．．．ｂ３は別の制御及びデータビットとは分離されている。
【００２５】
しかしながら本発明によればこの分離は解消されており、またＴＰＣビットｂ１．．．ｂ３は、同一のタイムスロット４において伝送される別のビットと一緒に符号化される。ここでこの別のビットは、例えばフォーマット識別情報７のビット（以下ＴＦＩビットと称す）であってもよい。しかしながら同様に、例えばデータ情報８のビットのような別のビットも、ＴＰＣビットを符号化するために考えることもできる。
【００２６】
本発明に基づく原理を説明するために、以下のことを実例として想定する。すなわち、出力制御情報は３つのＴＰＣビットｂ１．．．ｂ３を有し、これらはフォーマット識別情報のＴＦＩビットｂ４．．．ｂ６と一緒に符号化されるべきである。ｐでもって、伝送されるべき出力制御情報の値を表し、一方ｔでもって、同一のタイムスロット４において伝送されるべきフォーマット識別情報の値を表す。
【００２７】
図３に図示された従来の構造では、ビットｂ１．．．ｂ３全体に値ｐが割り当てられるであろうし、一方ではビットｂ４．．．ｂ６はそれとは別個に値ｔが規定されるであろう。
【００２８】
本発明の有利な実施例によれば、ビットｂ１．．．ｂ６から、出力制御及びフォーマット識別情報に対する共通の、符号化されたデータワードを発生させるということが提案される。このデータワードのビット値は少なくとも部分的に、値ｐによってもまた値ｔによっても制御される。例えばこの符号化されたデータワードのビットｂ１．．．ｂ６は、符号化にあたり以下のように割り当てることができる。
ｂ１＝ｂ２＝ｐ
ｂ３＝ｂ４＝ｐ ＸＯＲ ｔ
ｂ５＝ｂ６＝ｔ
【００２９】
したがって符号化されたデータワードは全体として、ＴＰＣビット及びＴＦＩビットの総数に対応する値を有し、ここでしかしながら、このデータワードのビットの一部分はＴＰＣ値ｐでもってのみ占有されており（ビットｂ１及びｂ２を参照されたい）、一方でこのデータワードの別の部分はＴＦＩ値ｔでもってのみ占有されている（ビットｂ５及びｂ６を参照されたい）。さらにデータワードの第３のセクションは、ＴＦＩ値ｔとＴＰＣ値ｐの論理結合、例えば排他的論理和結合によって獲得される（ビットｂ３及びｂ４を参照されたい）。したがって図３に図示された従来の構造とは異なり、上述の符号化方法ではビットｂ３．．．ｂ６が異なって使用される。
【００３０】
符号化されたビットｂ１．．．ｂ６を有するこの符号語を、送信出力を相応に再調整するために送信機に伝送した後、この送信機はビットｂ３．．．ｂ６に含まれる情報に基づいてＴＰＣ情報に対する推定値ｐ′を求めることができる。このために送信機はｂ５及びｂ６からｔに対する推定値を求め、その結果ビットｂ３及びｂ４から推定値ｔをふまえ、また公知のＸＯＲ関数を使用することにより推定値ｐ′を求めることができる。
【００３１】
したがってこの推定値ｐ′は、図３に図示された公知の構造では、ビットｂ３から獲得された出力制御情報に対する推定値を使用する。この措置は、ｐ′がそれぞれ２つのビットに基づいているという利点を有し、ここでこの統合によって３ｄＢ伝送性が改善されることになる。
【００３２】
確かにＸＯＲ関数を求めることにより、ビット誤り率が高められる。しかしながらこのことは少なくとも、それほど悪くないチャネルまたは伝送特性の場合には、利得によって十分に補償される。このことを以下簡潔に説明する。
【００３３】
ｆでもって、ビットが誤って検出される確率を表すとすると、これらのビットを２重に伝送する場合には、誤って検出される確率は近似的にｆ２に改善される。他方ではＸＯＲの算出によって誤って検出される確率は、近似的に２ｆに劣化する。何故ならばこの場合ＸＯＲを算出すると、ＸＯＲ結合された２つの値又はビットのうちの１つが誤って検出されたときには、既に誤った値を搬送しているからである。したがって上述の符号化方法は、以下の関係が満たされると結果は改善される。
２ｆ２＜ｆ
又は
ｆ＜０．５
【００３４】
ＷＣＤＭ伝送方法ではこの関係が見たされているので、その結果本発明は例えば（Ｗ）ＣＤＭＡ移動無線システムにおいて使用する場合には、伝送の確実性が改善されることが保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明が有利に使用されるＷＣＤＭＡ移動無線システムのいわゆるダウンリンクコネクションのための、本発明のフレーム及びタイムスロット構造である。
【図２】  出力を制御する際の情報伝送を説明するための移動無線システムの概略図である。
【図３】  ＷＣＤＭＡ移動無線システムのダウンリンク接続のための、公知のフレーム及びタイムスロット構造である。
【図１】
0004582610.tif 000002
【図２】
0004582610.tif 000003
【図３】
0004582610.tif 000004