(57)【要約】モバイル通信システムのＤｗＰＴＳに基づいた電力制御方法。ランダムアクセス期間中、ブロードキャスト情報とＤｗＰＴＳの測定された電力に基づいて、端末は開ループ電力制御下でのＵｐＰＴＳの送信電力を決定する。通信期間中、ＢＳは、端末に、それが必要とする受信電力についての情報を送る。端末は、ＤｗＰＴＳの測定された電力に基づいて、アップリンク送信電力の基準となる開ループ電力制御下での送信電力を計算し、計算された電力をＢＳが閉ループ電力制御下で実際に必要とする電力と比較する。次に、端末は、得られた差を閾値と比較し、差が閾値より大きい場合、端末は、基準となるアップリンク送信電力と閾値電力の和で伝送し、そうでない場合、端末は、引き続いて、閉ループ電力制御コマンドを実行する。アップリンクとダウンリンクにおける伝送条件がＴＤＤにおいて同じである利点を利用して、開ループ電力制御の簡単さと長所の優れた点がより効果的に使用され得る。閉ループ電力制御において複雑な外部ループ電力制御が不要となるので、ＲＮＣがより簡単化され、システムがより安定化され得る。測定される電力がＤｗＰＴＳの電力であるので、電力制御の長所が大幅に改良される。
2006514516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダウンリンクパイロッティングタイムスロット（ＤｗＰＴＳ）に基づいた電力制御方法であって、
端末がランダムにアクセスされている間の開ループ電力制御手順と、
前記端末がアクセスされた後で通信が維持されている間の閉ループ電力制御手順と、
を有し、
前記端末がランダムにアクセスされている間の前記開ループ電力制御手順が、
Ａ：  前記端末が、セル探索中に近隣基地局によって伝送された、受信したＤｗＰＴＳ信号電力を測定し、ＤｗＰＴＳの信号強度順に前記基地局を並べ替えられ、候補となる基地局を決定するステップと、
Ｂ：  前記端末が、候補となる基地局によってブロードキャストされた基地局送信電力、予測される受信電力、及び該端末によって実際に測定された基地局の前記ＤｗＰＴＳ信号電力に応じて、該端末がアクセスされている間の開ループ電力制御に対するアップリンクパイロッティングタイムスロット（ＵｐＰＴＳ）送信電力を計算し、前記送信電力で基地局にアクセス要求を送信するステップと、
を更に有し、
前記端末がアクセスされた後での前記閉ループ電力制御手順が、
Ｃ：  前記基地局が、前記必要とされる受信電力を決定し、閉ループ電力制御に対して基地局によって必要とされる実際のアップリンク送信電力を決定し、閉ループ電力制御コマンドで端末へ前記基地局によって必要とされる前記実際のアップリンク送信電力を送信するステップと、
Ｄ：  前記端末が、引き続いて、前記基地局の前記実際に受信したＤｗＰＴＳ信号電力を測定し、次に、前記基地局送信電力と前記必要とされる受信電力に応じて、開ループ電力制御に対してアップリンク送信電力基準値を計算するステップと、
Ｅ：  開ループ電力制御下で前記計算されたアップリンク送信電力基準値を、閉ループ電力制御下で前記基地局によって必要とされる前記実際のアップリンク送信電力基準値と比較し、差を求め、該差を閾値と比較し、該差が該閾値より大きい場合、前記端末は、開ループ電力制御に対して前記計算されたアップリンク送信電力基準値と前記閾値の和に等しい電力でアップリンク送信を実行し、該差が該閾値より大きくない場合、前記端末は、前記閉ループ電力制御コマンドを連続して実行し、閉ループ電力制御に対して前記基地局によって必要とされる前記実際の送信電力でアップリンク電力送信を実行するステップと、
を更に有する、方法。
【請求項２】
前記ステップＡにおいて、近隣基地局によって送信された前記ＤｗＰＴＳ信号電力は、ＤｗＰＴＳ信号電力の複数の測定値の平均値である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ステップＢにおいて、（前記端末がアクセスされている間の開ループ電力制御に対してＵｐＰＴＳの送信電力）＝（前記基地局によってブロードキャストされたＤｗＰＴＳ信号の送信電力）−（基地局によって予想される受信電力）＋（前記端末によって実際に測定された受信したＤｗＰＴＳ信号電力）＋（バースト干渉を避けるための前記端末の送信電力の増分）である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記バースト干渉を避けるための前記端末の送信電力の増分が１０ｄＢであり得る相対的に大きな値である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記端末が、前記並べ替えに基づく前記最大のＤｗＰＴＳ信号の強度を有する前記候補となる基地局から順に前記ステップＢを実行し、アクセス要求を送信した後で前記基地局からの応答を待機し、前記基地局が応答を返した場合、前記アクセスが首尾よく行われたと判断し、そうでない場合、現在の候補となる基地局に対してステップＢを反復実行するか、あるいは、２番目に大きなＤｗＰＴＳ信号強度を有する候補となる基地局に対してステップＢを反復実行するステップを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップＣにおいて、前記基地局が、より上位層のダウンリンク信号を介して、前記必要とされる受信電力を前記端末へ送信する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ステップＣにおいて、前記基地局が前記必要とされる受信電力を決定する前記ステップが、前記基地局が、前記端末がアクセスされている時に受信される端末からの前記アップリンク信号のＥｂ／Ｉを測定し、前記Ｅｂ／Ｉがある一定期間常に通信品質要件以下である場合、前記必要とされる受信電力を調整することを更に有する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ステップＣにおいて、前記基地局が閉ループ電力制御コマンドで前記端末に該基地局によって必要とされる前記実際のアップリンク送信電力を送信する前記ステップが、アップリンク信号の前記測定されたＥｂ／Ｉが一定期間常に通信品質要件を維持する値以下ではないと判断された時に実行される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記一定期間の存続期間が特定の技術設計によって決定される、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１０】
前記通信品質要件がサービス品質要件に応じて決定されるＥｂ／Ｉである、請求項７又は８に記載の方法。
【請求項１１】
前記ステップＤにおいて、（開ループ電力制御に対する前記アップリンク送信電力基準値）＝（前記基地局によってブロードキャストされたＤｗＰＴＳ信号送信電力）−（前記端末によって実際に測定された前記受信した基地局のＤｗＰＴＳ信号電力）＋（前記基地局によって予測される受信電力）である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ステップＤにおいて、前記端末によって実際に測定された前記受信した前記基地局のＤｗＰＴＳ信号電力がある一定期間における平均値である、請求項１又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ステップＤにおける前記閾値が特定の技術設計に応じて３乃至６ｄＢから選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）は、電力制御に関与せずに、前記基地局のタイムスロット毎に最大送信電力を設定すること、及び前記基地局が種々のサービスを実行する時に品質条件を設定することだけを行い、前記最大送信電力と前記品質条件は、前記基地局が必要とされる受信電力及び必要とされるＥｂ／Ｉを決定する時に使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
ＤｗＰＴＳに基づく電力制御方法であって、
端末がランダムにアクセスされている間の開ループ電力制御手順を有し、
端末がランダムにアクセスされている間の前記開ループ電力制御手順が、
Ａ：  前記端末が、セル探索中に近隣基地局によって送信された、受信したＤｗＰＴＳ信号電力を測定し、ＤｗＰＴＳの信号強度順に前記基地局を並べ替え、候補となる基地局を決定するステップと、
Ｂ：  前記端末が、候補となる基地局によってブロードキャストされた基地局送信電力、予測される受信電力、及び該端末によって実際に測定された基地局の前記ＤｗＰＴＳ信号電力に基づいて、該端末がアクセスされている間の開ループ電力制御に対するＵｐＰＴＳ送信電力を取得し、この送信電力で基地局にアクセス要求を送信するステップと、
を更に有する方法。
【請求項１６】
前記ステップＡにおいて、近隣基地局によって送信される前記ＤｗＰＴＳ信号電力は、ＤｗＰＴＳ信号電力の複数の測定値の平均値である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ステップＢにおいて、（前記端末がアクセスされている間の開ループ電力制御に対してＵｐＰＴＳの送信電力）＝（前記基地局によってブロードキャストされたＤｗＰＴＳ信号の送信電力）−（基地局によって予想される受信電力）＋（前記端末によって実際に測定された受信したＤｗＰＴＳ信号電力）＋（バースト干渉を避けるための前記端末の送信電力の増分）である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記バースト干渉を避けるための前記端末の送信電力の前記増分が１０ｄＢであり得る相対的に大きな値である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記端末が、前記並べ替えに基づく前記最大のＤｗＰＴＳ信号の強度を有する前記候補となる基地局から順に前記ステップＢを実行し、アクセス要求を送信した後で前記基地局からの応答を待機し、前記基地局が応答を返した場合、前記アクセスが首尾よく行われたと判断し、そうでない場合、現在の候補となる基地局に対してステップＢを反復実行するか、あるいは、２番目に大きなＤｗＰＴＳ信号強度を有する候補となる基地局に対してステップＢを反復実行するステップを更に有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
ＤｗＰＴＳに基づいた電力制御方法であって、
前記端末がアクセスされた後で通信が維持されている間の閉ループ電力制御手順を有し、
前記端末がランダムにアクセスされた後での前記閉ループ電力制御手順が、
Ｃ：  前記基地局が、前記必要とされる受信電力を決定し、閉ループ電力制御に対して基地局によって必要とされる実際のアップリンク送信電力を決定し、閉ループ電力制御コマンドで端末へ前記基地局によって必要とされる前記実際のアップリンク送信電力を送信するステップと、
Ｄ：  前記端末が、引き続いて、前記基地局の前記実際に受信したＤｗＰＴＳ信号電力を測定し、次に、前記基地局送信電力と前記必要とされる受信電力に応じて、開ループ電力制御に対してアップリンク送信電力基準値を計算するステップと、
Ｅ：  開ループ電力制御下で前記計算されたアップリンク送信電力基準値を、閉ループ電力制御下で前記基地局によって必要とされる前記実際のアップリンク送信電力基準値と比較し、差を求め、該差を閾値と比較し、該差が該閾値より大きい場合、前記端末は、開ループ電力制御に対して前記計算されたアップリンク送信電力基準値と前記閾値の和に等しい電力でアップリンク送信を実行し、該差が該閾値より大きくない場合、前記端末は、前記閉ループ電力制御コマンドを連続して実行し、閉ループ電力制御に対して前記基地局によって必要とされる前記実際の送信電力でアップリンク電力送信を実行するステップと、
を更に有する、方法。
【請求項２１】
前記ステップＣにおいて、前記基地局が、より上位層のダウンリンク信号を介して、前記必要とされる受信電力を前記端末へ送信する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ステップＣにおいて、前記基地局が前記必要とされる受信電力を決定する前記ステップが、前記基地局が、前記端末がアクセスされている時に受信される端末からの前記アップリンク信号のＥｂ／Ｉを測定し、前記Ｅｂ／Ｉがある一定期間常に通信品質要件以下である場合、前記必要とされる受信電力を調整することを更に有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記ステップＣにおいて、前記基地局が閉ループ電力制御コマンドで前記端末に該基地局によって必要とされる前記実際のアップリンク送信電力を送信する前記ステップが、アップリンク信号の前記測定されたＥｂ／Ｉが一定期間常に通信品質要件を維持する値以下ではないと判断された時に実行される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記一定の期間の存続期間が特定の技術設計によって決定される、請求項２２又は２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記通信品質要件がサービス品質要件に応じて決定されるＥｂ／Ｉである、請求項２２又は２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記ステップＤにおいて、（開ループ電力制御に対する前記アップリンク送信電力基準値）＝（前記基地局によってブロードキャストされたＤｗＰＴＳ信号送信電力）−（前記端末によって実際に測定された前記受信した前記基地局のＤｗＰＴＳ信号電力）＋（前記基地局によって予測される受信電力）である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２７】
前記ステップＤにおいて、前記端末によって実際に測定された前記受信した前記基地局のＤｗＰＴＳ信号電力が、ある一定期間における平均値である、請求項２０又は２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記ステップＤにおける前記閾値が、特定の技術設計による３乃至６ｄＢから選択される、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モバイル通信分野に属し、モバイル通信システムにおける電力制御方法に係り、より詳細には、モバイル通信システムにおけるダウンリンクパイロッティングタイムスロット（ＤｗＰＴＳ）に基づく電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力（Ｐｏｗｅｒ）制御は、ＣＤＭＡモバイル通信システムにおいて伝統的かつ重要な技術である。第三世代のモバイル通信システムにおいて、「開ループ制御＋閉ループ制御＋外部ループ制御」モードが採用されている。開ループ電力制御方法は、３ＧＰＰ仕様書の出版されたＴＳ２５．３３１（２００２．３版、リリース９９及びリリース０４）に記載されており、閉ループ電力制御は、ＴＳ２５．２１４及びＴＳ２５．２２４に記載されている。更に、外部ループ電力制御のメカニズムへのサポートは、ＴＳ２５．３３１及びＴＳ２５．４３３に記載されている。
【０００３】
３ＧＰＰの低チップレート時分割複信（ＬＣＲ  ＴＤＤ）規格を例としてあげた場合、三つの電力制御方法の基本的なアプローチは、以下の通りである。
【０００４】
開ループ電力制御においては、基地局（ベースステーション）は、ダウンリンク公開チャネル（Ｐ−ＣＣＰＣＨ）送信電力をブロードキャストする一方、アップリンク公開チャネル（ＳＹＮＣ ＵＬ）の予測される送信電力をもブロードキャストする。即ち、端末は、ＳＹＮＣ ＵＬを送る前に、ダウンリンク公開チャネル（Ｐ−ＣＣＰＣＨ）の実際の受信電力を測定し、ブロードキャスト情報におけるこのチャネルの送信電力を読み取り、これら二つの電力間の差が信号の経路伝送ロスとなる。経路伝送ロスと、ブロードキャスト情報でのアップリンク公開チャネルの予測される送信電力に基づいて、端末は、それ自身のアップリンクＳＹＮＣ ＵＬの送信電力を決定することができる。開ループ電力制御方法では、アップリンク経路伝送ロスとダウンリンク経路伝送ロスが等しいと想定される。（３ＧＰＰ仕様書におけるＵＴＲＡ  ＦＤＤなどの）周波数分割複信（ＦＤＤ）システムにおいて、アップリンク伝送とダウンリンク伝送では、異なるキャリア（搬送）周波数が採用され、電波の伝送状態が異なるので、この想定は正確ではない。更に、多重符号チャネル動作条件において、ローカルセル内部においては多くのアクセス干渉の発生が深刻であり、端末によって受信した信号電力レベルを正確に測定することが難しいため、結果的に、開ループ電力制御の計算上、大きな誤差が生じる。一方、（３ＧＰＰ仕様書におけるＵＴＲＡ  ＴＤＤなどの）時分割複信（ＴＤＤ）システムでは、アップリンクとダウンリンクにおいて、同一のキャリア周波数が採用され、電波に対する伝送状態が同一なので、上記の想定は、相対的に正確である。従って、開ループ電力制御の計算の精度の点から、ＴＤＤシステムは、ＦＤＤシステムよりも良好である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＴＤＤシステムでは、近隣のセルのＰ−ＣＣＰＣＨチャネル間に深刻な干渉が発生し、これにより、端末によって測定される基地局によって送られるＰ−ＣＣＰＣＨ信号電力レベルに深刻な誤差が生じる。この場合、開ループ電力制御の精度が制限される。これによって、低チップレートＴＤＤ規格において、開ループ電力制御の適用がランダムアクセスフェーズへ限定され、通信維持フェーズでは推奨できない。
【０００６】
ＣＤＭＡシステムにおいて、通常、通信中、端末は閉ループ電力制御を用いる。閉ループ電力制御において、電力制御は、受信した信号対干渉ノイズ比（ＳＩＲ）を測定するとともに判断する基地局によって実施される。ＳＩＲが必要とされる閾値より高い場合、端末は、制御コマンドを介して信号電力レベルを下げるように要求される。これに対して、ＳＩＲが必要とされる閾値より低い場合、端末は、制御コマンドを介して信号電力レベルを上げるように要求される。この方法を用いた場合、基地局は必要とされるサービスの品質を得ることができるだけでなく、システム容量が保証される。しかしながら、閉ループ電力制御の主な問題は、所謂「カクテルパーティ効果」である。基地局は、システム内の干渉や他の理由から、端末に送信電力を上げるように要求する。しかしながら、ＣＤＭＡシステムの自己干渉特性によって、端末の送信電力の上昇は、他の端末への干渉の増加に結びつき、これがまた、システムをして、他の端末に送信電力を上昇させるように要求させることになり、結果的に、現在端末に対してより大きな干渉が生じる。これが何サイクルも続くと、端末の送信電力がますます大きくなり、端末に対する干渉もますます大きくなる一方、システム容量はますます小さくなる。最終的に、セルは輻輳状態になる。「カクテルパーティ効果」を避けるため、閉ループ電力制御を抑制すべく外部ループ電力制御手順が必要とされる。
【０００７】
外部ループ電力制御手順は、上位層の信号によって制御される。この手順は、ネットワーク構成、システム容量、提供されるサービスの品質要件、及び現在サービスの実際の品質（例えば、誤差レート（ＦＥＲ））に応じて、システムによって基地局のために各端末に関する初期設定電力制御閾値（即ち、ＳＩＲの目標値）を有し、これによって、システムパフォーマンスと容量の最大限可能なマッチングが達成される。既存のＦＤＤシステムがすべて厳重な干渉規制システムであるので、最近では、容量をできるだけ多く維持するための、外部ループ電力制御に関して多数の研究論文が出版され、これによって、アルゴリズムが一層複雑になり、無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）に対する負荷が増す一方であった。
【０００８】
要するに、高精度の電力測定を得ることが不可能であると共にマルチパスブロードキャスト及び高速フェーディングなどの他の要因もあって、ＣＤＭＡシステムにおいての電力制御は常に重要な課題であった。開ループ電力制御はシンプルなので、Ｐ−ＣＣＰＣＨが伝送ロスを得るために測定された場合、大きな誤差が生じることもあり、これによって、通信が維持されている期間中、開ループ電力制御の適用が制限される。一方、「カクテルパーティ効果」のため、閉ループ電力制御は、外部のループ電力制御手順に依存する必要がある。現在のＣＤＭＡ通信規格（３ＧＰＰ及び３ＧＰＰ２における第３世代モバイル通信規格と呼ばれる）において、外部ループ電力制御は、基地局制御装置内に完全に組み込まれて構成される。基地局制御装置は、数十、数百もの基地局を制御し、この基地局制御装置の制御スコープ内では同時通信する数千の端末が存在する。全ての電力制御は、この基地局制御装置によって行われなければならないので、負荷が重すぎ、デバイスが複雑になりすぎる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的は、従来の技術の欠点を克服すべく、ＤｗＰＴＳに基づいて、電力制御方法を提供することである。
【００１０】
本発明の目的は、以下の技術方式を介して達成される。即ち、ＤｗＰＴＳに基づいた電力制御方法は、端末がランダムにアクセスされている間の開ループ電力制御手順と、端末がアクセスされた後で通信が維持されている間の閉ループ電力制御手順と、を有し、
【００１１】
端末がランダムにアクセスされている間の開ループ電力制御手順が、
【００１２】
Ａ：  端末が、セル探索中の近隣基地局によって伝送された、受信したＤｗＰＴＳ信号電力を測定し、ＤｗＰＴＳの信号強度順に基地局を並べ替えし、候補となる基地局を決定するステップと、
【００１３】
Ｂ：  端末が、候補となる基地局によってブロードキャストされた基地局送信電力、予測される受信電力、及び端末によって実際に測定された基地局のＤｗＰＴＳ信号電力に応じて、端末がアクセスされている間の開ループ電力制御に対するアップリンクパイロッティングタイムスロット（ＵｐＰＴＳ）送信電力を計算し、この送信電力で基地局にアクセス要求を送信するステップと、
を更に有し、
【００１４】
端末がアクセスされた後での閉ループ電力制御手順が、
【００１５】
Ｃ：  基地局が、必要とされる受信電力を決定し、閉ループ電力制御に対して基地局によって必要とされる実際のアップリンク送信電力を決定し、閉ループ電力制御コマンドで端末へ基地局によって必要とされる実際のアップリンク送信電力を送信するステップと、
【００１６】
Ｄ：  端末が、引き続いて、基地局の実際に受信したＤｗＰＴＳ信号電力を測定し、次に、基地局送信電力と必要とされる受信電力に応じて、開ループ電力制御に対してアップリンク送信電力基準値を計算するステップと、
【００１７】
Ｅ：  開ループ電力制御下で計算されたアップリンク送信電力基準値を、閉ループ電力制御下で基地局によって必要とされる実際のアップリンク送信電力基準値と比較し、差を求め、差を閾値と比較し、差が閾値より大きい場合、端末は、開ループ電力制御に対して計算されたアップリンク送信電力基準値と閾値の和に等しい電力で、アップリンク送信を実行し、差が閾値より大きくない場合、端末は、閉ループ電力制御コマンドを連続して実行し、閉ループ電力制御に対して基地局によって必要とされる実際の送信電力で、アップリンク電力送信を実行するステップと、を更に有する、方法。
【００１８】
本発明の電力制御方法は、端末がランダムにアクセスされている間の開ループ電力制御手順と端末がアクセスされた後で通信が維持されている間の閉ループ電力制御手順とを有する。開ループ電力制御では、３ＧＰＰの低チップレートＴＤＤ規格における良好な関連特性を有するＤｗＰＴＳ信号が測定対象として使用され、Ｐ−ＣＣＰＣＨを測定することによってもたらされる大きな誤差を回避する。閉ループ電力制御には、開ループ電力制御を伴う。即ち、開ループ手順を用いて、通信が維持されている間のＤｗＰＴＳ信号強度に応じてアップリンク送信電力を計算し、開ループ電力制御を用いることによって得られる計算結果が、閉ループ電力制御に対する基準とされる。この方法が、閉ループ電力制御の「カクテルパーティ効果」を回避することができ、もはや、閉ループ電力制御において外部ループ電力制御を使用しなくてもよくなるので、装置の複雑性の軽減に役立つ。
【００１９】
３ＧＰＰの低チップレートＴＤＤ規格に基づいて、本発明は以下の技術方式を採用する。即ち、端末がランダムアクセスされている時、端末は、基地局から受け取られたＤｗＰＴＳ信号電力に応じて開ループ制御のためのＵｐＰＴＳ送信電力を決定して基地局が信号を正確に受信することができることを保証し、次に、閉ループ電力制御を実行する。ランダムアクセスされている時、端末は、基地局制御チャネル（ＢＣＣＨ）の情報を受信することによって基地局の設定を得ることができ、これによって、開ループ制御は非常に高い精度を達成することができる。この通信中、端末は、引き続いて、基地局のＤｗＰＴＳ信号電力の測定を行って、測定された電力の平均を計算して、開ループ電力制御に対するＵｐＰＴＳ送信電力基準値を決定する。次に、端末は、この基準値を、閉ループ電力制御に対して基地局によって必要とされる実際の送信電力と比較し、この差はまた閾値と比較され、これにより、閉ループ電力制御に対するアップリンク送信電力が決定される。異なる品質要件のサービスに対して、基地局は、必要される時はいつでも、端末に受信電力の必要とされる強度について通知し、強度によって端末は開ループ電力制御に対する端末のＵｐＰＴＳ送信電力を決定して閉ループ電力制御の精度を保証する。無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）は、電力制御手順に関与せずに、基地局に対して設定を提供するだけでよい。
【００２０】
ランダムアクセスの前に、端末は、最初に、近隣の基地局からＤｗＰＴＳを探索し、受信電力の強度に基づいて基地局を並べ替える。近隣の基地局によって送信されたＤｗＰＴＳを探している間、端末は、受信した各基地局のＤｗＰＴＳの電力の複数の測定値の平均を計算して、平均値を大から小にわたって並べ替える。アクセスされている間、端末は、その並べ替え順に各基地局のＢＣＣＨ情報を受け取り、アクセスに最適な基地局を決定する。基地局のＢＣＣＨ情報を受信することによって、端末は基地局の設定のみならず、送信電力レベル及び必要とされる受信電力レベルを得る。
【００２１】
ランダムにアクセスされている間、端末は、基地局によってブロードキャストされた送信電力Ｐ１、端末がアクセスされている間に基地局が受信すると予測される電力Ｐ２、及び端末によって測定される基地局のＤｗＰＴＳ信号電力Ｐ３に基づいて、アクセスされるＵｐＰＴＳの送信電力Ｐ４を、式Ｐ４＝Ｐ１−Ｐ２＋Ｐ３により、計算する。更に、電力の大きな増分が、アクセスすべき端末に所望される送信電力に、該送信電力が計算される際に、加算される。計算をよって得られた所望される送信電力レベルに応じて、端末は、ＵｐＰＴＳにおいて基地局へアクセス要求を送る。
【００２２】
通信中、端末は、基地局によってブロードキャストされた基地局の送信電力Ｐ１、基地局が受信すると予測される電力Ｐ２、及び端末によって測定される基地局のＤｗＰＴＳ電力Ｐ３に基づいて、端末のアップリンク送信電力基準値Ｐ５を、式Ｐ５＝Ｐ１−Ｐ３＋Ｐ２により、計算する。
【００２３】
端末と基地局が通信中であるとき、基地局は、サービス品質要件に応じて必要とされる受信電力（Ｐ２）レベル値を端末へ伝送し、次に、閉ループ電力制御を実行する。端末と基地局が通信中である時、端末は、ＤｗＰＴＳ電力の複数の測定値の平均値であり得る、ＤｗＰＴＳ電力（Ｐ３）の測定値に応じて開ループ電力制御下でのアップリンク送信電力基準値（レベル）を計算する。閉ループ電力制御コマンドによれば、端末に必要とされる送信電力レベル（即ち、基地局によって必要とされる実際の送信電力）が、アップリンク送信電力基準値より大きい場合、即ち、二つのレベル差が閾値（閉ループ制御閾値）より大きい場合、端末は、閾値と基地局によって必要とされる実際の送信電力の和をアップリンク送信電力として使用する。サービスが変更され、端末に対して基地局が新しい必要とされる受信電力レベルを提供する場合、端末は、開ループ電力制御に対して送信電力基準値とこの新しいレベルに応じた新しい閉ループ制御閾値を計算する。ＲＮＣは、基地局の各タイムスロットの最大送信電力と基地局によって提供される各サービスの品質要件を設定するだけでよい。
【００２４】
本発明は、極めて重要な特徴を有し、注目すべき進歩を示す。本発明は、アップリンクとダウンリンクに対して同じ伝送条件を有するＴＤＤ複信モードを利用することによって開ループ電力制御の簡便性と精度の長所をフルに利用する。本発明の方法によれば、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ規格において定義されたフレーム構造の特性は、基地局から端末によって受信され測定され、開ループ電力制御の基本として相対的に正確なＤｗＰＴＳの電力レベルを使用するために用いられる。相対的に正確なＤｗＰＴＳ電力レベルの測定は、より大きな誤差を有する動作チャネルの電力測定値の代わりに、電力制御のために使用されるので、電力測定の精度が改良され、従って、電力制御の精度も改良される。本発明によって、複雑な外部ループ電力制御方法が不要となることから、ＲＮＣ構造がより簡単化され、システムがより安定化する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明において、端末がアクセスされる時に開ループ電力制御が用いられる。ＴＤＤシステムの特筆すべき利点は、アップリンク伝送とダウンリンク伝送が同じキャリア（搬送）周波数をとることであるから、電波のアップリンク伝送特性とダウンリンク伝送特性が同一期間においてほぼ同じであり、これによって、ＴＤＤシステムの開ループ電力制御が非常に高い精度を達成することが可能となる。
【００２６】
図１に示されるように、端末の電源がオンされて、ランダムアクセス手順をスタートする時、最初に、端末は、同一または異なるキャリア周波数によって動作する近隣の基地局のＤｗＰＴＳ信号を探索し（１００：セルを探索する）、次に、これらの近隣の基地局から受信したＤｗＰＴＳ信号の電力（Ｐｒ）レベルを測定する。これを複数回行って、結果の平均を出すことができ、これによって、測定の精度を高めて、更に、高速フェーディングによって生じる誤差をなくすことができる（１１０：各基地局のＤｗＰＴＳを測定する）。ＴＤ−ＳＣＤＭＡシステムの全ての基地局は同時に動作し、ＤｗＰＴＳ信号を同時に送信し、良好な相関関係のコードを用いるので、端末が、これらの基地局のＤｗＰＴＳ信号を区別し、信号強度に応じてこれらを並べ替えることは非常に容易である。最も強力なＤｗＰＴＳ信号を有するいくつかの基地局が測定され記録された後、これらはアクセスすべき候補となる基地局になる（１２０：候補となる基地局を記録し並べ替える）。
【００２７】
次に、各候補となる基地局のブロードキャストチャネルは、アクセスするのに最も適した基地局（例えば、並べ替えに応じたＤｗＰＴＳの最も強力な信号を有する）のメッセージを得るために適切な順番で受け取られる（１３０：アクセスされる基地局ブロードキャスト情報を確保）。開ループ電力制御に対するアップリンクパイロッティングタイムスロット（図３に示されるように、ＵｐＰＴＳ）の送信電力（Ｐｔｔ）レベルがアクセスに最適な基地局に対して計算される（１４０：開ループ送信電力を計算する）。Ｐｔｔ＝Ｐｔｂ−Ｐｒｔ＋Ｐｒｅｑ＋Ｐａｄとなり、式中、Ｐｔｂは、この基地局のＤｗＰＴＳ信号の送信電力（レベル）であり、Ｐｒｔは、端末によって実際に受信され測定されたＤｗＰＴＳ信号電力（レベル）であり、Ｐｒｅｑは、基地局によって必要とされる受信電力（レベル）であり、Ｐａｄは、バースト干渉を防止するための端末の送信電力（レベル）の増分である。
【００２８】
上記のプロセスを介して（１３０）、基地局によって必要とされる受信電力（レベル）Ｐｒｅｑと、基地局のＤｗＰＴＳ信号の送信電力（レベル）Ｐｔｂは既知数である（その正確な値は基地局のブロードキャスト情報から得られる）。Ｐｒｔは、実際の測定によって得られる。従って、開ループ電力制御の精度は非常に高い。Ｐａｄは、１０ｄＢなどの相対的に大きな数値であってもよい。
【００２９】
計算された結果：Ｐｔｂ−Ｐｒｔ＋Ｐｒｅｑ＋電力増分Ｐａｄを用いて、ランダムアクセス要求が基地局へ送られる（１５０：電力増分を加算してアクセス要求を送る）。ランダムにアクセスされている間、端末は高速フェーディング環境にあるため、電力増分Ｐａｄを加算することによってアクセスの信頼度が改良される。更に、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ規格に定義され、また、図３に示されるように、サービスデータなしのアクセス要求のみがＵｐＰＴＳの端末によって伝送されるので、他のクライアントからの干渉が生じない。ＵｐＰＴＳが端末の最も大きな送信電力によって伝送される場合でも、干渉問題は発生しない。
【００３０】
端末は、ランダムアクセス要求を伝送した後で基地局の応答を待機する（１６０）。端末が、このアクセスが成功したことを示す応答を受信した場合、端末は、閉ループ電力制御手順を実行する（１７０）。これに対して、端末が、何も応答を受信しなかった場合、これは、このアクセスが失敗であることを示すが、この場合、従うべき方法が二つある。一つは、一定の遅延期間をおいて再試行する方法、即ち、現在の候補となる基地局に対して再試行し（１８０）、ステップ１４０へ戻り、その間に、再試行回数を記録して、この再試行回数が所定数値に達したら再試行を停止する方法である。他の方法は、他の候補となる基地局にアクセスを試みること（１９０：上記の並べ替えに基づいて、ＤｗＰＴＳの二番目に強力な信号を有する基地局を選択し、アクセスする）、即ち、ステップ１３０へ戻ることである。
【００３１】
「背景技術」に記載したように、ＣＤＭＡシステムにおいて端末は、通常、通信進行中に閉ループ電力制御を用いる。しかしながら、閉ループ電力制御の「カクテルパーティ効果」により、干渉の状況下で端末の送信電力が連続的に増大するのを避けるために外部ループ電力制御を介入させることが必要となる。本発明は、この問題を、開ループ電力制御を閉ループ電力制御手順に組み込むことによって解決する。
【００３２】
図２に示されるように、通信中、基地局は、サービス品質（ＱｏＳ）要件（２００）に応じて必要とされるＥｂ／Ｉ及び必要とされる受信電力（レベル）Ｐｒｅｑを決定し（２１０）、より上層のダウンリンク信号を介して、端末に、必要とされる受信電力（レベル）Ｐｒｅｑを、通知する。一方、基地局は、端末から受け取られたアップリンク信号に応じてアップリンク信号のＥｂ／Ｉを測定し（２４０）、測定されたＥｂ／Ｉを必要とされるＥｂ／Ｉと比較し、閉ループ電力制御手順を送るか（２３０）あるいはＰｒｅｑを調整する（２５０）。閉ループ電力制御コマンドを実行している間、端末は、基地局のＤｗＰＴＳ信号を測定し続け（３１０）、受信された信号のレベルの時間平均を得、得られた時間平均が、開ループ電力制御下で端末によって送信すべき電力レベルＰｔｏを計算するために使用される（３２０）。Ｐｔｏ＝Ｐｔｂ−Ｐｒｔ＋Ｐｒｅｑであり、式中、Ｐｔｂ及びＰｒｅｑは正確に既知であり、ＤｗＰＴＳにおいて測定された受信電力（レベル）Ｐｒｔも相対的に正確である。従って、計算されたＰｔｏも相対的に正確である。計算されたＰｔｏは基準として使用され、閉ループ電力制御コマンドにおいて基地局によって必要とされる実際のアップリンク送信電力であるＰｔｃ（３３０）（即ち、端末によって送信されると予測される電力）と比較される（３４０）。閉ループ電力制御手順に対する実際のアップリンク送信電力Ｐｔｃと計算されたＰｔｏの差が、閉ループ制御閾値よりも大きい場合（この閾値は特定の技術設計によって求められる、例えば、３乃至６ｄＢ）、端末は、開ループ電力制御に対して予測される送信電力（Ｐｔｏ）と閾値の和に等しい電力でアップリンク伝送を実行する。差が閾値より大きくない場合、端末は、引き続いて、閉ループ電力制御コマンドを実行し、閉ループ電力制御において基地局によって必要とされる実際の送信電力でアップリンク電力伝送を実行する。この閾値は、「カクテルパーティ効果」を避けるためのアップリンク送信電力（レベル）に対する制御として使用される（３６０、３７０）。差が閾値より大きくない場合、端末は、引き続いて、閉ループ電力制御コマンドを実行する（３５０）、即ち、閉ループ電力制御において基地局によって必要とされる実際のアップリンク送信電力（レベル）Ｐｔｃでアップリンク伝送を実行する（３７０）。
【００３３】
必要とされる所定の受信電力レベルＰｒｅｑの場合、基地局は、Ｅｂ／Ｉを測定し、Ｅｂ／Ｉがある一定の期間中（指定期間は技術設計によって決定される）、常時通信品質要件以下であったか否かを判断する。期間中、品質が常にサービス要件（受信に必要とされる電力レベルＰｒｅｑ及び必要とされるコードエラーレートＥｂ／Ｉ）以下である場合、必要とされるＥｂ／Ｉと必要とされる受信信号電力（レベル）Ｐｒｅｑは、調整される（２５０）。次に、変更されたＰｒｅｑは、より上層のダウンリンク信号を介して、端末へ送信されるが（２１０、２２０）、端末は上述と同様の他のステップを実行する。通信品質が、ある一定期間、サービスによって必要とされる品質以下でない場合、閉ループ電力制御は維持される（２３０）。
【００３４】
本発明において、基地局と端末間の通信が維持されている間、外部ループ電力制御は全く用いられない。システムの無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）は、電力制御プロセスに関与しない。ＲＮＣに必要とされることは、基地局を構成し、複雑な電力制御を実行せずにむしろネットワーク設計に応じて、種々のサービスによって求められる最大送信電力及び品質要件などのパラメータを基地局において設定することである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】端末がランダムにアクセスされている間の開ループ電力制御手順を示すフローチャートである。
【図２】端末がアクセスされた後の通信中に関与する開ループ手順を有する、閉ループ電力制御手順を示すフローチャートである。
【図３】ＴＤ−ＳＣＤＭＡフレームの構造を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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