(57)【要約】本発明は、送信中の広範囲な動的電力調整を介して送信電力がより迅速にかつ正確に制御されるように、送信器の電力制御機能の応答性を改善する装置と方法を含む。本発明は、電力制御ループの帯域幅を改善し、電力制御ループの変動を小さくした動的送信電力制御装置と方法を扱っている。本発明は、特に無線通信に有用であり、より詳細には情報フレームのサイズが大きく、信号の目標フレーム誤り率（ＦＥＲ）が小さい無線デジタル装置に有用である。動的送信電力制御方法は、可能な最低送信電力で所望のレベルの信号品質を達成する着信送信信号になるように、調整量を動的に決定する複数の電力制御ループを備えた受信器を含む。たとえば、目標信号対雑音比（ＳＮＲ）を決定するために、外側ループと、外側・外側ループの２つの電力制御調整ループが与えられている。受信器は内側ループも含む。好適実施例における送信器は、順方向誤り訂正用反復復号器を用いて復号されるターボ・コーディングを用いることができる。１つの変形におけるターボ・コーディングは、順方向予備チャネル（Ｆ−ＳＣＨ）で用いられる。
2004512762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動的送信電力制御システムであって、
受け入れ可能な品質の送信情報を復号するために実行する復号化反復数を示す第１の値を発生する復号器と、
入力として前記第１の値を用いて、失敗した送信情報の推定誤り率を発生する誤り率推定器と、
目標誤り率と前記推定誤り率を比較し、目標復号化反復数を示す第２の値を発生する第１の電力制御ループと、
前記第２の値と前記第１の値を比較し、所望の信号品質に対して送信された信号の電力レベルに対する必要な変化を示す第３の値を発生する第２の電力制御ループと、
を含む前記システム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記第２の電力制御ループは、前記第１の値と前記第２の値を受信する誤り検出器を含む前記システム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムにおいて、前記第２の電力制御ループは、前記誤り検出器に結合された第１のループ・フィルタをさらに含む前記システム。
【請求項４】
請求項３に記載のシステムにおいて、前記第１のループ・フィルタは、前記第３の値の許容可能範囲を設定する第１のクリッパを含む前記システム。
【請求項５】
請求項４に記載のシステムにおいて、前記誤り検出器は、前記第１の値と前記第２の値を受信する弁別器と、前記弁別器に結合された乗算器とを含む前記システム。
【請求項６】
請求項５に記載のシステムにおいて、前記弁別器は、線形弁別器と非線形弁別器からなるグループから選択される前記システム。
【請求項７】
請求項３に記載のシステムにおいて、前記第１の電力制御ループは、前記推定誤り率を受信する誤り検出器を含む前記システム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムにおいて、前記第１の電力制御ループは、前記誤り検出器に結合された第２のループ・フィルタをさらに含む前記システム。
【請求項９】
請求項８に記載のシステムにおいて、前記第２のループ・フィルタは、前記第２の値の許容可能範囲を設定する第２のクリッパを含む前記システム。
【請求項１０】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記第１の電力制御ループは、前記推定誤り率を受信する誤り検出器を含む前記システム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムにおいて、前記第１の電力制御ループは、前記誤り検出器に結合されたループ・フィルタをさらに含む前記システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムにおいて、前記ループ・フィルタは、前記第２の値の許容可能範囲を設定するクリッパを含む前記システム。
【請求項１３】
請求項１２に記載のシステムにおいて、前記誤り検出器は、前記推定誤り率と前記目標誤り率を受信する弁別器と、前記弁別器に結合された乗算器とを含む前記システム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムにおいて、前記弁別器は、線形弁別器と非線形弁別器からなるグループから選択される前記システム。
【請求項１５】
請求項１に記載のシステムであって、移動電話システムの信号の送信電力を調整するために用いられる前記システム。
【請求項１６】
請求項１５に記載のシステムにおいて、前記信号は、デジタル符号分割多元接続フォーマットであって、ターボ・コードを用いて符号化される前記システム。
【請求項１７】
請求項１６に記載のシステムにおいて、前記誤り率推定器は、消去された劣悪な品質のフレーム数を決定するフレーム誤り率推定器である前記システム。
【請求項１８】
請求項１７に記載のシステムにおいて、前記フレーム誤り率推定器は、誤り率閾値検出器を含む前記システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のシステムにおいて、前記フレーム誤り率推定器は、前記誤り率閾値検出器に結合された低域フィルタをさらに含む前記システム。
【請求項２０】
請求項１８に記載のシステムにおいて、前記フレーム誤り率推定器は、前記誤り率閾値検出器に結合された増分決定器をさらに含む前記システム。
【請求項２１】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記復号器は、最大反復数に到達しても復号された送信情報が受け入れ可能な品質ではないと決定すると、前記最大反復数よりも大きい所定の値を発生する前記システム。
【請求項２２】
請求項１に記載のシステムにおいて、前記復号器が、最大反復数に到達しても復号された送信情報が受け入れ可能な品質ではないと決定した場合、前記復号器は、前記最大反復数よりも大きい第１の値を発生し、測定されたクロス・エントロピまたは等価なメトリックに基づいて、復号された送信情報の品質を示す前記システム。
【請求項２３】
送信電力を動的に調整する方法であって、
受信信号を反復して復号し、前記受信信号からの受け入れ可能な品質の送信情報を復号するために実行した復号化反復数を示す、第１の値を決定するステップと、
入力として前記第１の値を用いる誤り率推定器を用いて、前記品質が受け入れ可能ではない失敗した送信情報の誤り率を推定するステップと、
目標誤り率と前記推定誤り率を比較する第１の電力制御ループを用いて、目標復号化反復数を示す第２の値を発生するステップと、
前記第２の値と前記第１の値を比較する第２の電力制御ループを用いて、所望の信号品質の前記受信信号の電力レベルに対する必要な変化を示す第３の値を発生するステップと、
を含む方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法であって、
最大反復数に到達してしまった後で前記送信情報が受け入れ可能な品質で復号されない場合、前記第１の値を、最大反復数よりも大きい所定の数に設定するステップをさらに含む方法。
【請求項２５】
請求項２３に記載の方法であって、
最大反復数に到達してしまった後で前記送信情報が受け入れ可能な品質で復号されない場合、測定されたクロス・エントロピまたは等価なメトリックに基づいて、前記第１の値を前記最大反復数よりも大きい数に設定するステップをさらに含む方法。
【請求項２６】
請求項２３に記載の方法において、前記第１の電力制御ループは、前記推定誤り率を受信する第１の誤り率検出器と、前記第１の誤り検出器に結合された第１のループ・フィルタとを含む方法。
【請求項２７】
請求項２６に記載の方法において、前記第２の電力制御ループは、フレーム誤り率を受信する第２の誤り検出器と、前記第１の誤り検出器と前記第２の誤り検出器とに結合された第２のループ・フィルタとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の分野）
本発明は、一般に通信の分野に関する。より詳細には、本発明は、送信器の電力を動的に調整する手法を扱っている。
【０００２】
（発明の背景）
通信信号は、一般に伝送媒体を介して送信器によって送られ、受信器によって受信される。ある種の伝送媒体では、時間の経過とともに受信信号の品質に変動が生じる。たとえば、無線通信における送信信号の品質は、他の信号の干渉、物理的障害、気候などに起因して変動することがありうる。このことは、一連の送信および受信中に、送信器と受信器、またはそれらのいずれかの少なくとも１つが移動している移動通信の場合は常に正しい。その結果、送信器と受信器、またはそれらのいずれかに送信電力を動的に制御する各種方法が含まれており、伝送媒体における変動によって生じる信号品質の変動を調整できるように、ある時間にわたって適切な送信信号電力（信号強度）を保証する。そのほか、電力消費や、同じ地域と周波数帯、またはそれらのいずれかで動作中の他の送信信号との相互干渉を最小にするように送信電力を調整してもよい。
【０００３】
たとえば、移動通信システムの送信器の送信信号電力は、所定のまたは所望の信号品質と受信した送信信号の誤り率に対して可能な限り低い電力レベルを達成するように動的に調整されることが多い。デジタル信号の場合、誤り率は、送信した信号のフレーム誤り率（ＦＥＲ）と呼ばれる。本質的に、受け入れ不能な誤り信号の受信を経験せずに、送信信号電力を低くするほど、無線通信システム（たとえば、移動電話システム）のユーザー容量（ユーザー数）が大きくなるのである。このことは、送信信号電力を低くするほど、同一送信帯域または近接した送信帯域における隣接信号でその送信電力が発生するオーバーラップ／雑音が小さくなるからである。さらに、送信器が、１つまたは複数のバッテリによって付勢される移動通信装置の中にある場合、低い信号電力で動作することは、バッテリの電力を長持ちさせるであろう。いずれにしても、動的な電力制御には、受信器で受信信号の品質を監視すること、受信した信号の品質情報を送信すること、さらには送信時間中に反復して起こる、最初に送信した送信器（ｏｒｉｇｉｎａｌ ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）による信号電力を調整することを含めることができる。
【０００４】
動的送信電力制御方法は、たとえば符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）信号フォーマットを用いるデジタル移動電話機のような移動通信装置に対して用いられるのが普通である。通常、ＣＤＭＡ通信システムは、（たとえば、基地局から移動局への）順方向送信リンク（ｆｏｒｗａｒｄ ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｌｉｎｋ）と（たとえば、移動局から基地局への）逆方向（ｒｅｖｅｒｓｅ）送信リンクの双方で電力制御を用い、所望の信号品質（サービスの質）を保証するとともに、（所望の信号品質を与えるのにちょうどよい信号電力レベルで、またはその近辺で動作することにより）システム容量を最大にする。このような目的を達成するには、受信電力レベルが所望のＦＥＲに対応する電力レベルにほぼ等しいように送信器の電力レベルを制御して、時間で変わる経路損失と干渉を補償することが必要である。
【０００５】
従来の動的送信電力制御方法の１つは、受信器で実施される閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ ｌｏｏｐ）電力制御を用い、着信送信信号の品質を決定し、それに応じて、最初に送信した送信器に送られる発信送信信号の中で送信電力の調整方法に関する情報を返送する。この方法の関する従来の閉ループ電力制御システムの１つが図１に示されている。
【０００６】
受信器復調器ユニット１０５は、着信送信信号１３０から導出される受信信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）を推定することを含む内側ループ電力制御を実行し、目標ＳＮＲ１１５の値と推定したＳＮＲ（ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ＳＮＲ：以下、推定ＳＮＲと記す）を比較する。目標ＳＮＲは、推定ＦＥＲと目標ＦＥＲとの比較に基づき外側ループ機能１４０によって発生する。
【０００７】
外側ループ１４０は、ＦＥＲを推定し、要求されるサービスの質に基づいて設定された目標値とこの推定値を比較する。外側ループは、着信送信信号１３０の中に含まれた情報を復号するとともに、誤り訂正機能と誤り検出機能を備えた反復復号器１０６を含む。フレームの誤り推定値は、反復復号器１０６によって与えられるソフト・メトリックＮを用いるが、これは受け入れ可能な品質の情報フレームを発生するために反復復号器１０６が実行する反復数を表す。ソフト・メトリックＮは、誤り率閾値検出器１０７に送られる。フレーム消去が検出されるたびに、つまり、反復復号器１０６がＮｍａｘ回の反復以内でフレームを復号することに失敗するたびにＮはＮｍａｘ＋１に設定され、誤り率閾値検出器１０７の出力は１に設定され、さらに外側ループは、ＳＮＲの一定な量である、量ΔＵＰだけ目標ＳＮＲ１１５を増加させる。良好なフレームが検出されるたびに、つまり、反復復号器１０６がＮｍａｘ回の反復以内で着信情報フレームを復号できるたびに、誤り率閾値検出器１０７の出力は０を出力し、外側ループ１４０は、ＳＮＲの一定な量である、量ΔＤＯＷＮだけ目標ＳＮＲの目標値１１５を減少させる。普通、外側ループ電力制御のステップ・サイズ、ΔＵＰとΔＤＯＷＮは、目標ＦＥＲの（固定した）関数であることに注意されたい。
【０００８】
ΔＵＰとΔＤＯＷＮの値は、第１順位（ａ ｆｉｒｓｔ ｏｒｄｅｒ）の累算器１０９に入力され、前の目標ＳＮＲ１１５と結合する。次に、この新しい目標ＳＮＲは、出力された目標ＳＮＲを限定する所定の上限値および下限値を備えた所望の範囲内に目標ＳＮＲ１１５を維持するために用いられるのが普通であるクリッパ１１０に入力される。
【０００９】
したがって、推定したＦＥＲ（ｅｓｔｉｍａｔｅｄ ＦＥＲ：以下、推定ＦＥＲと記す）が目標ＦＥＲを越える場合、外側ループは、復調器に与えられるとともに、内側ループ電力制御エンティティに送られる目標ＳＮＲ１１５の値を増加させる（つまり、復号されたフレームを最初に送った送信器が、電力を上げるげるように要求される）。推定ＦＥＲが目標ＦＥＲに等しいか、目標ＦＥＲよりも小さい場合、目標ＳＮＲ１１５の値は減少する（つまり、復号されたフレームを最初に送った送信器が、電力を下げるように要求される）。
【００１０】
フィードバック・チャネルは、送信器と受信器の間に存在し、変調器１１３を介して与えられる。受信器復調器ユニット１０５の内側ループによって決定された推定ＳＮＲと目標ＳＮＲ１１５の比較に基づいて、電力制御信号の振幅（普通はバイポーラー）を示す電力制御調整信号１３５の中で電力制御情報が変調器１１３に与えられると、この情報はフィードバック・チャネル上の発信送信信号１２５で送信される。受信した推定ＳＮＲが目標ＳＮＲ１１５よりも小さければ、フィードバック・チャネルで送信された電力制御信号の極性は、最初に送信した送信器に命令して送信電力レベルを上げるように設定される。受信した推定ＳＮＲが目標ＳＮＲ１１５よりも大きければ、フィードバック・チャネルで送信された電力制御信号の極性は、最初に送信した送信器に命令して送信電力レベルを下げるように設定される。変調器に送られる電力制御調整信号１３５は、移動局から基地局までの逆方向リンクで送信されるユーザーデータとともに多重化されるのが普通であることに注意されたい。
【００１１】
しかし、従来の電力制御方法は、閉じた外側ループ電力制御の追跡（トラッキング）性能および残留変動（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｖａｒｉａｎｃｅ）性能が弱体であることに苦しんできた。外側ループのステップ・サイズΔＵＰとΔＤＯＷＮ、およびクリッパ１１０の最小目標ＳＮＲおよび最大目標ＳＮＲのようなループ・パラメータは、ループ変動（ｌｏｏｐ ｖａｒｉａｎｃｅ）とループ等価帯域幅の間の最良トレードオフを達成するように設定される。ループ変動は、目標ＳＮＲと、目標ＦＥＲを満足させる要求ＳＮＲとの間の差を示す誤差の尺度である。ループ等価帯域幅は、要求されるＳＮＲの変化にループがいかに速く応答するかを示す尺度である。（ａ）ループ等価帯域幅を小さくして追跡機能を低下させるという犠牲のもとに、外側ループのステップ・サイズを十分小さく設定してループ変動を低減するか、あるいは（ｂ）ループ変動を大きくしＳＮＲの条件を大きくするという犠牲のもとに、外側ループのステップ・サイズを十分大きく設定して等価ループ帯域幅を増加する。この問題点は、フレームのサイズが大きくなるのに伴ってより深刻になり、新信号方式に対して目標ＦＥＲが非常に小さい値に設定されるのに伴って大きくなり、ループの遅延を増加させる。換言すると、フレーム・サイズが大きくなり、目標ＦＥＲが小さくなると、受け入れ可能なループ帯域幅／ループ変動のトレードオフを達成することが困難になる。したがって、大きい情報フレーム・サイズと小さい目標ＦＥＲに対して良好なループ帯域幅と低ループ変動を与えることができる新しい方法のニーズが存在する。
【００１２】
（発明の概要）
本発明は、送信中の広範囲な動的電力調整を介して送信電力がより迅速にかつ正確に制御されるように、送信器の電力制御機能の応答性（ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅｎｅｓｓ）を改善する装置と方法を含む。本発明は、電力制御ループ帯域幅が改善され電力制御ループの変動が小さい動的電力制御装置と方法を扱っている。本発明は、無線通信と、特に情報フレーム・サイズが大きく信号の目標フレーム誤り率（ＦＥＲ）が小さい無線デジタル装置に有用である。動的送信電力制御方法は、着信送信信号が可能な限り低送信電力で所望の信号品質レベルを達成するようになるための調整量を動的に決定する複数の電力制御ループを備えた受信器を含む。たとえば、目標信号雑音比（ＳＮＲ）を決定するために２つの電力制御調整ループ、たとえば、外側ループと外側・外側ループ（ｏｕｔｅｒ−ｏｕｔｅｒ ｌｏｏｐ）を与えることができる。受信器は、内側ループも備えている。外側制御ループは、可能な目標ＳＮＲの中のステップを比較的大きくすることによって、受信信号品質の変化に迅速に応答する。外側・外側ループは外側ループのステップの微調整に役立っている。
【００１３】
１つの変形における外側ループは、誤り検出器とループ・フィルタを含み、外側・外側ループはＦＥＲ推定器、誤り検出器、およびループ・フィルタを含むことができる。１つの実施例における外側・外側ループの所望のＦＥＲまたは目標ＦＥＲは、動的に入力される。反復復号器は、デジタル情報のフレームを反復して復号するとともに、フレームが正しく読み取られる前に必要であり、ここではＮと呼ばれる反復数を追跡するために与えられる。Ｎは第１のフィードバック・ループ（外側ループ）の誤り検出器と第２のフィードバック・ループ（外側・外側ループ）のＦＥＲ推定器に入力される。
【００１４】
他の１つの変形における外側ループは、１つの入力としてのＮと、ここではＮ＊と呼ばれ外側ループの目標として機能する他の出力としての外側・外側ループの出力と、を持つ弁別器（ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｏｒ）つまり誤り検出器を含むことができる。弁別器の後に、弁別器の出力と定数を乗算する乗算器がある。次に、累算器は積分器とフィードバック・ループの出力を受信する。累算器の出力は、目標ＳＮＲの出力範囲を限定するクリッパに入力される。クリッパの出力は遅延回路に入力される。外側ループの成果は、ＮとＮ＊の変化によって調整される目標ＳＮＲである。
【００１５】
さらなる変形における外側・外側ループは、ＦＥＲ推定器によって先行される。ＦＥＲ推定器は誤り率閾値検出器と増分決定器または低域フィルタを含む。ＦＥＲ推定器の出力は、弁別器つまり誤り検出器に入力される。弁別器の出力は、弁別器の出力と定数を乗算する乗算器に入力される。次に、累算器は、乗算器とフィードバック・ループの出力を受信する。累算器の出力は、目標反復数Ｎ＊の出力範囲を限定するクリッパに入力される。クリッパの出力は遅延回路に入力される。外側・外側ループの出力は、デジタル情報の正しいフレームを決定するために反復復号器が実行すべき反復の目標数Ｎ＊である。
【００１６】
１つの実施例における送信器は、順方向誤り訂正用反復復号器を用いて復号されるターボ・コーディングを用いることができる。１つの変形におけるターボ・コーディングは、順方向予備チャネル（ｆｏｒｗａｒｄ ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ ｃｈａｎｎｅｌ：Ｆ−ＳＣＨ）上で用いられる。
【００１７】
動作する場合、外側ループはＮと閾値Ｎ＊を比較する。ＮがＮ＊より大きければ、システムは、復調器の内側ループ電力制御機能によって用いられる受信ＳＮＲ閾値、目標ＳＮＲを、ＮとＮ＊によって決まる正の量だけ調整する。ＮがＮ＊より小さいかＮ＊に等しい場合、システムは、復調器の内側ループ電力制御機能によって用いられる目標ＳＮＲの閾値を、ＮとＮ＊によって決まる負の量だけ調整する。ＳＮＲの調整値は、復調器の内側ループ電力制御機能に送られる前にフィードバック・ループ・フィルタによって濾波される。外側・外側ループは、ＦＥＲ推定器が発生するフレームの推定ＦＥＲに基づいて、外側ループの目標、Ｎ＊の設定を修正する。推定ＦＥＲが目標ＦＥＲ以上であれば、Ｎ＊は負の量だけ調整される。推定ＦＥＲが目標ＦＥＲ以下であれば、Ｎ＊は正の量だけ調整される。Ｎ＊の調整値は、外側ループ電力制御機能に送られる前にフィードバック・ループ・フィルタによって濾波される。
【００１８】
（好適実施例の説明）
各種通信方法は、送信器側で符号化手法を用いて送信情報を符号化し、受信器側で関連する復号化手法を用いて符号化された情報を復号する。符号化手法と復号化手法は、受信した送信信号の品質、速くなった送信速度、増加した送信容量を改善する、意図した受信者に対してのみ送信の安全を確保するなど、各種目的のために用いられる。復号化手法は反復復号化を含むことが多いので、或る時間のあいだ、受信信号が反復して復号され、受信した情報に誤りが無いこと、または比較的誤りが無いことを保証する。さらに、多くの通信方法は、受信器からの信号受信の品質に関するフィードバックに基づいて、送信器の送信電力を動的に調整する手法を含む。
【００１９】
本発明は、送信中の広範囲な動的電力調整を介して送信電力がより迅速にかつ正確に制御されるように、送信器の電力制御機能の応答性を改善する装置と方法を含む。本発明は、電力制御ループの性能が改善された動的閉ループ電力制御装置と方法を扱っている。本発明は、符号化と復号化を含む無線通信に対して特に有用であり、より詳細には、ターボ・コーディングとプロトコルＩＳ−２０００−Ａを用いる符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）のような、情報フレームのサイズが大きく信号の目標フレーム誤り率（ＦＥＲ）が小さい無線デジタル装置に有用である。
【００２０】
本発明の動的電力制御方法は、着信送信信号が可能な最低送信電力で所望の信号品質レベルを達成するようになるための調整量を動的に決定する複数の電力制御ループを備えた受信器を含む。図２を参照すると、第１の代表的な実施例は、外側ループ２３０と外側・外側ループ２３５の２つの電力制御調整ループを含む動的電力制御の一般的な方法を示している。この２つのループは、目標信号対雑音比（ＳＮＲ）１１５を決定するために結合される。受信器は、たとえば、内側ループを含むことができる復調器１０５を含む。内側ループは、受信信号のＳＮＲが目標ＳＮＲを満足させることを保証する。復調器１０５は、所定のフレーム品質の送信信号のフレームを復号するために反復復号器１０６が実行する反復数を表す数Ｎを出力する反復復号器１０６に接続される。外側ループ２３０は、誤り検出器２２０とループ・フィルタ２２５を含むことができる。誤り検出器２２０は線形でも非線形でもよい。外側ループは目標ＳＮＲを出力する。外側・外側ループ２３５は、ＦＥＲ推定器によって先行され、誤り検出器２１０とループ・フィルタ２１５を含むことができる。１つの変形における外側・外側ループ２３５には、所望のＦＥＲがあるか、または目標ＦＥＲ２４０が入力される。ＦＥＲ２４０は前もって一定の値にプログラムされていてもよいし、または動的に変わってもよい。ＦＥＲの動的変化は、所望のサービス品質が動的に変わる場合に適用可能である。外側・外側ループ２３５は、外側ループの目標Ｎ＊を出力する。
【００２１】
動作する場合、着信送信信号１３０が受信されると、復調器１０５によって復調される。復調器１０５は、目標ＳＮＲと比較される着信送信信号のＳＮＲの推定値を決定する。復調された着信信号は、反復復号器１０６に入力される。反復復号器は、デジタル情報のフレームを反復して復号できるとともに、所定の品質レベルのフレームが正しく読み取られる前に必要な反復数、ここでＮと呼ばれる反復数を追跡することができる。反復復号器１０６が実行して完了できる反復復号器１０６の反復数の閾値、Ｎｍａｘ、は、たとえば、Ｎｍａｘ＝３０である。換言すると、反復復号器１０６は、品質が受け入れ可能なフレームを復号するときに実行する、Ｎ＜＝Ｎｍａｘであるような反復数Ｎを含むソフト情報を発生する。反復復号器１０６によって実行される反復復号処理は、フレーム品質が良好であると推定されるとき、または最大反復数に到達したときはいつでも終了する。Ｎｍａｘ回の反復後にフレーム品質が受け入れ可能ではない場合、ＮはＮｍａｘ＋１に等しく設定される。反復復号器１０６は、たとえば、ターボ・コードを復号するために用いられる種類であり、各復号された通信（トラフィック）チャネルフレームごとにシステムにソフト品質情報Ｎを提供することができる。
【００２２】
ソフト品質情報Ｎは、第１のフィードバック・ループ（外側ループ２２５）の中の誤り検出器２２０と、第２のフィードバック・ループ（外側・外側ループ２３５）に先行するＦＥＲ推定器２２０に入力される。誤り検出器２２０は、以前のフレームから導出された反復の閾値または目標数Ｎ＊とＮを比較する。ＮがＮ＊より大きければ、誤り検出器とループ・フィルタ２２５は、復調器１０５の内側ループ電力制御機能に入力される目標ＳＮＲ１１５の閾値を、ＮとＮ＊の双方によって決まる正の量だけ調整する。ＮがＮ＊より小さいかＮ＊に等しい場合、誤り検出器２２０とループ・フィルタ２２５は、復調器１０５の内側ループ電力制御機能によって用いられる目標ＳＮＲの閾値を、ＮとＮ＊の双方によって決まる負の量だけ調整する。ＳＮＲの調整値は、復調器１０５の内側ループ電力制御機能に送られる前にフィードバック・ループ・フィルタ２２５によって濾波される。したがって、復調器１０５は、外側ループ２３０が発生する目標ＳＮＲ１１５と着信送信信号から導出された推定ＳＮＲを用いて、発信送信信号１２５で最初に送信した送信器に送信される適切な電力制御調整信号１３５を発生する。
【００２３】
外側・外側ループ２３５は、ＦＥＲ推定器２０５からの推定ＦＥＲに基づいて、外側ループの目標、Ｎ＊の設定を修正する。推定ＦＥＲが誤り検出器２１０によって決定された目標ＦＥＲ２４０以上であれば、Ｎ＊は負の量だけ調整される。推定ＦＥＲが目標ＦＥＲより低ければ、Ｎ＊は正の量だけ調整される。この量は、所定の量、たとえば、０．０５でもよい。Ｎ＊の調整値は、外側ループ電力制御機能用誤り検出器２２０に送られる前にフィードバック・ループ・フィルタ２１５によって濾波される。復調器１０５の中の内側ループ、外側ループ２３０および外側・外側ループ２３５はデジタルであって、所定の速さ、たとえば、フレーム継続時間（ｆｒａｍｅ ｄｕｒａｔｉｏｎ）の逆に等しい速さのクロック動作をすることができることに注意されたい。
【００２４】
構成されているとおり、本発明の閉ループ送信電力制御装置は、ループの帯域幅、雑音のトレードオフから見て改善された性能を達成し、良好なトラッキング性能と残留変動性能を与える。可能性として目標ＦＥＲが非常に小さい場合に必要な拡張時間中にＦＥＲを高信頼度で推定するために、非常に小さいループ帯域幅と非常に小さいループ変動に対して外側・外側ループ２３５は構成される。さらにループ変動を大きく増加することなく、外側ループ２３０のループ帯域幅を非常に大きく構成することができる。何故ならば、良好なフレームを決定するために実行する実際の反復数、たとえば、外側ループ２３０は反復復号器のソフトメ・トリックＮを利用するからである。
【００２５】
次に図３を参照して、本発明の動的送信電力制御方法の他の実施例を説明する。この実施例における外側ループ３５０は、１つの入力が反復復号器１０６の出力Ｎで、他の１つの入力が、外側・外側ループ３６０の出力Ｎ＊である弁別器３２５つまり誤り検出器を含む。ここでＮ＊は外側ループの目標として機能する。弁別器３２５の後に、弁別器３２５の出力と定数β、たとえば、β＝０．０５を乗算する乗算器３３０がある。次に、累算器３３５は乗算器３３０とフィードバック・ループ３７０の出力を受信する。累算器３３５の出力は、クリッパ３４０に入力される。クリッパ３４０は目標ＳＮＲ１１５の出力範囲を限定する。クリッパ３４０の出力は遅延回路３４５に入力される。外側ループ３７０の成果は、ＮとＮ＊の変化によって調整された目標ＳＮＲ１１５である。
【００２６】
外側・外側ループ３６０は、ＦＥＲ推定器によって先行される。この実施例の中のＦＥＲ推定器は、誤り率閾値検出器１０７と増分決定器３０５を含む。ＦＥＲ推定器の出力は、累算器３１０つまり誤り検出器に入力される。累算器３１０は、増分決定器３０５とフィードバック・ループ３８０の出力を受信する。累算器３１０の出力は、クリッパ３１５に入力される。クリッパ３１５は、目標反復数、Ｎ＊の出力範囲を限定する。クリッパ３１５の出力は遅延回路３２０に入力される。外側・外側ループ３６０の出力は、デジタル情報の正しいフレームを決定するために反復復号器が実行すべき反復の目標数Ｎ＊である。
【００２７】
動作する場合、着信送信信号１３０が受信されると、復調器１０５によって復調される。復調器１０５は、目標ＳＮＲ１１５と比較される着信送信信号１３０の推定ＳＮＲを決定する。復調された着信信号は、たとえば、デジタル情報のフレームを反復して復号するとともに、所定の品質レベルのフレームが正しく読み取られる前に、必要な反復数Ｎを追跡する反復復号器１０６に入力される。良好な品質のフレームを発見できなくても、反復復号器１０６が実行して完了できる反復数の閾値は、たとえば、３０である。換言すると、反復復号器１０６は、たとえば、情報のフレームを復号する際に発生し、Ｎ＜＝Ｎｍａｘであるような反復数Ｎを含むソフト情報を発生する。反復復号器１０６によって実行される反復復号処理は、信号品質（この場合はフレーム品質）が良好であると推定されるときはいつでも終了する。Ｎｍａｘ回の反復後にフレーム品質が受け入れ可能ではない場合、ＮはＮｍａｘ＋ｋに等しく設定される。ここでｋは、所定の数、たとえば、ｋ＝１である。代替実施例では、Ｎｍａｘ回の反復後にフレーム品質が良好ではない場合、Ｎは、Ｎｍａｘ番目の反復または等価なメトリックのときに測定されたクロス・エントロピの関数であるＮｍａｘ＋ｋに設定される。ｋは、０よりも大きく、所定の数Ｋｍａｘより小さいか、Ｋｍａｘに等しい整数である。反復復号器１０６は、たとえば、ターボ・コードを復号するために用いられる種類の復号器でもよく、復号された通信チャネルのフレームごとにシステムにソフト品質情報Ｎを提供する。
【００２８】
ソフト品質情報Ｎは、第１のフィードバック・ループ、外側ループ３５０の中の弁別器３２５つまり誤り検出器と、第２のフィードバック・ループ、外側・外側ループ３６０に先行する誤り率閾値検出器１０７と増分決定器３０５に入力される。弁別器３２５は、以前のフレームから導出された閾値または目標反復数Ｎ＊とＮを比較する。ＮがＮ＊より大きければ、誤り弁別器３２５、乗算器３３０、累算器３３５、クリッパ３４０および遅延回路３４５を含むシステムは、復調器１０５の内側ループ電力制御機能に入力される目標ＳＮＲ１１５の閾値を、ＮとＮ＊の双方によって決まる正の量だけ調整する。たとえば、誤り弁別器３２５は、弁別器３２５の出力と定数β、たとえば、β＝０．０５を乗算する乗算器３３０にＮとＮ＊の差を入力する。次に、累算器３３５は、乗算器３３０とフィードバック・ループ３７０の出力を受信する。累算器３３５の出力は、改訂されたＳＮＲの値が目標ＳＮＲの所定の範囲外でないかぎり、改訂されたＳＮＲの値を遅延回路３４５に進め、続いて復調器１０５に進めることを可能にするクリッパ３４０に入力される。たとえば、クリッパ３４０は、１ｄＢ＜ＳＮＲ＜３ｄＢの範囲に目標ＳＮＲを限定することができる。これに反して、ＮがＮ＊より小さいかＮ＊に等しい場合、改訂されたＳＮＲの値が目標ＳＮＲの所定の範囲外でないかぎり、システムは、復調器１０５の内側ループ電力制御機能によって用いられる目標ＳＮＲの閾値を、ＮとＮ＊の双方によって決まる負の量だけ調整する。クリッパ３４０は基本的に、外側ループ３５０がＳＮＲＭＩＮとＳＮＲＭＡＸの間の動作範囲の内部で動作することを保証するように動作する。換言すると、クリッパ３４０の出力は、ｍｉｎ｛ｍａｘ｛ＳＮＲＭＩＮ，Ｘｉｎ｝；ＳＮＲＭＡＸ｝に等しく、ここでＸｉｎはクリッパ３４０に対するデジタル入力である。したがって、ＳＮＲの調整値は、復調器１０５の内側ループ電力制御機能に送られる前に、累算器３３５、クリッパ３４０、遅延回路３４５およびフィードバック・ループ３７０を含むフィードバック・ループ・フィルタによって濾波される。
【００２９】
外側・外側ループ３６０は、推定ＦＥＲに基づいて、外側ループの目標、Ｎ＊の設定を修正する。図３の実施例におけるＦＥＲ推定器は、誤り率閾値検出器３０７と増分決定器３０５を含むことができる。閾値検出器３０７は、階段関数（ステップ関数）、たとえば、ｕ（ｘ）＝ｕ（Ｎ−Ｎｍａｘ−１））を用いて動作することができる。単位階段関数ｕ（ｘ）は、ｘ＞＝０に対してｕ（ｘ）＝１、ｘ＜０に対してｕ（ｘ）＝０となるように動作する。増分決定器３０５は、ＮがＮｍａｘより大の場合、Ｎ＊は正の量、たとえば、１だけ調整されるように動作する。ＮがＮｍａｘ以下の場合、Ｎ＊は負の量、たとえば、−０．０１だけ調整される。Ｎ＊の増加量または減少量は、外側ループの目標Ｎ＊の中で所望のステップ・サイズの変化を与える何らかの所定の一定量でありうる。Ｎ＊の調整値は、外側ループ電力制御機能用誤り検出器または誤り弁別器３２５に送られる前に、累算器３１０、クリッパ３１５、遅延回路３２０およびフィードバック信号線３８０を含むことができるフィードバック・ループ・フィルタによって濾波される。クリッパ３１５はクリッパ３４０と同様に動作するが、この場合、Ｎ＊ＭＩＮとＮ＊ＭＡＸの間の外側・外側ループ３６０の動作範囲を制限する。換言すると、クリッパ３１５の出力は、ｍｉｎ｛ｍａｘ｛Ｎ＊ＭＩＮ，Ｘｉｎ｝；Ｎ＊ＭＡＸ｝に等しく、Ｘｉｎはクリッパ３１５に対するデジタル入力である。
【００３０】
図４を参照して、本発明による動的送信電力制御方法のさらなる実施例を説明する。この実施例の外側ループ４５０は、上で説明した外側ループ３５０を参照することにより理解することができるので、ここで詳細に説明することはしない。しかし、注目すべき点は、弁別器４３５が線形として示されているが、非線形弁別器として示されているほうがよいことである。何故ならば、非線形弁別器は、最適なループ変動／帯域幅のトレードオフを調整する際により柔軟だからである。動作する場合、外側ループ４５０は、閾値Ｎ＊とＮを比較する。ＮがＮ＊より大きければ、外側ループ４５０は、復調器１０５の内側ループ電力制御機能によって用いられる受信ＳＮＲの閾値、目標ＳＮＲを、ＮとＮ＊の双方によって決まる正の量だけ調整する。たとえば、Ｎ＝９、Ｎ＊＝７でβ＝０．０５の場合、ＳＮＲは、β（Ｎ−Ｎ＊）＝０．１だけ増分される。ＮがＮ＊より小さいかＮ＊に等しければ、システムは、復調器１０５の内側ループ電力制御機能によって用いられる受信ＳＮＲの閾値を、ＮとＮ＊の双方によって決まる負の量だけ調整する。たとえば、Ｎ＝５、Ｎ＊＝７でβ＝０．０５の場合、ＳＮＲは、β（Ｎ−Ｎ＊）＝−０．１だけ増分される。
【００３１】
外側・外側ループ４５５は、ＦＥＲ推定器によって先行されるが、この実施例の中のＦＥＲ推定器は、誤り率閾値検出器３０７と低域フィルタ４０５を含む。この低域フィルタは、たとえば、誤り率閾値検出器３０７によって出力される最新のフレーム不良率の結果である０と１を含む０（つまり、良好なフレームが見つかった）と１（つまり、フレームは良好ではない）の最新の５００個の値に基づいて、平均ＦＥＲを発生する。この推定平均ＦＥＲは、誤り弁別器つまり誤り検出器４１０によって目標ＦＥＲと比較される。弁別器４１０の出力は、外側・外側ループ４５５の帯域幅の制御を可能にする弁別器の出力と定数αを乗算する乗算器４１５に入力される。αの値が大きいほど、外側・外側ループ４５５の帯域幅が大きくなる。定数αは、ＦＥＲの差分（ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）をＮ＊の増分に変換する。たとえば、目標ＦＥＲ＝−０．０１、推定ＦＥＲ＝０．０２およびα＝１の場合、Ｎ＊はα（目標ＦＥＲ−推定ＦＥＲ）＝−０．０１だけ増分される。しかし、同じ目標ＦＥＲと推定ＦＥＲに対してα＝２の場合、Ｎ＊は−０．０２だけ増分される。次に、累算器４２０は、乗算器４１５とフィードバック・ループ４３２の出力を受信する。累算器４２０の出力は、目標反復数Ｎ＊の出力範囲を限定するクリッパ４２５に入力される。クリッパ４２５の出力は遅延回路４３０に入力される。外側・外側ループ４５５の出力は、所定の品質のサービスレベルに従ってデジタル情報の良好なフレームを決定するために反復復号器１０６が実行すべき反復の目標数Ｎ＊である。
【００３２】
動作する場合、外側・外側ループ４５５は、フレームの推定ＦＥＲと、たとえば推定平均ＦＥＲを発生する、誤り率閾値検出器及び低域フィルタ４０５が発生した、最新の５００フレームについて推定したＦＥＲの平均とに基づいて、外側ループの目標、Ｎ＊の設定を修正する。推定平均ＦＥＲは、たとえば、過去の５００フレームについて発生したフレーム消去（ｆｒａｍｅ ｅｒａｓｕｒｅｓ）の数の平均である。この推定平均ＦＥＲは、目標ＦＥＲ４０７と比較される。推定平均ＦＥＲが目標ＦＥＲ４０７を越えれば、Ｎ＊は負の量だけ調整される。たとえば、目標ＦＥＲ＝０．０１、推定ＦＥＲ＝０．２およびα＝２の場合、Ｎ＊はα（目標ＦＥＲ−推定ＦＥＲ）＝−０．０２だけ増分される。推定平均ＦＥＲが目標ＦＥＲ４０７より低ければ、Ｎ＊は正の量だけ調整される。たとえば、目標ＦＥＲ＝０．０１、推定ＦＥＲ＝０．００５およびα＝２の場合、Ｎ＊はα（目標ＦＥＲ−推定ＦＥＲ）＝０．０１だけ増分される。Ｎ＊の調整値は、外側ループ４５０と外側ループ電力制御機能に送られる前に、累算器４２０、クリッパ４２５、遅延回路４３０およびフィードバック信号線４３２を含むことができるフィードバック・ループ・フィルタによって濾波される。外側・外側ループ４５５は、外側ループ４５０に入力された目標反復数Ｎ＊を増分することによって、目標ＳＮＲ１１５の増加と減少を微調整する。たとえば、目標ＳＮＲの増分は、反復数Ｎと目標反復数Ｎ＊の差、β（Ｎ−Ｎ＊）によって決定される。βとともに特定のＮ、Ｎ＊は、目標ＳＮＲの微調整に役立つ。さらに、この実施例は、ループ変動を小さくするので、送信器の電力の揺れを小さくすることに役立つ。
【００３３】
低域フィルタ４０５が平均を発生すると説明してきたが、低域フィルタ４０５は、加重平均を発生することや、外側ループ４５０と共同してループの所望の動的特性を付与することに有用な何らかの他の機能など、何らかのインパルス応答を具備することができる。さらに、ＦＥＲ推定器は低域フィルタ４０５を含むと示されていたが、ＦＥＲ推定器はどんな型式の推定フィルタでもよく、誤り率閾値検出器３０７はどんな型式のフレーム消去検出器でもよい。いずれにしても、要望どおりにループの動的特性を与えるため、推定フィルタのインパルス応答は当業者によって設計される。
【００３４】
前に注意したとおり、本発明の一変形におけるデジタル移動電話機の送信器は、着信送信信号１０３を介して送られた送信デジタル情報を符号化するターボ・コーディングとＣＤＭＡを用いる。この信号は、復調器１０５によって復調され反復復号器１０６を用いて復号される。本発明は、順方向誤り訂正（ｆｏｒｗａｒｄ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）または逆方向誤り訂正（ｒｅｖｅｒｓｅ ｅｒｒｏｒ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ）のどちらにも適用可能である。本発明は、順方向予備（サンプリメンタル）チャネルで用いられるターボ・コーディングに特に適用可能である。
【００３５】
本発明の特定の例を示して説明してきたが、本発明を好適実施例に限定することを意図していないことは理解できるであろうし、本発明の趣旨と範囲を逸脱せずに各種の変更や修正ができることは当業者に明白である。したがって、本発明は、本発明の趣旨と範囲に含まれうる代替案、修正および等価な案を網羅しているものと思量する。
【００３６】
あらゆる出版物、特許、および特許出願は、これらの全体が、ここでの参照することによって、すべての目的に対し組み込まれ援用されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来の１つの動的送信電力制御装置と方法のブロック図を示す図。
【図２】
本発明による動的送信電力制御装置と方法の第１の実施例のブロック図を示す図。
【図３】
本発明による動的送信電力制御装置と方法の第２の実施例のブロック図を示す図。
【図４】
本発明による動的送信電力制御装置と方法の第３の実施例のブロック図を示す図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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2004512762.tif 000032
【国際調査報告】
2004512762.tif 000033
2004512762.tif 000034
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