(57)【要約】必要に応じて進行形でパワーコントロールのアップデートの適応的な変動を許容するＣＤＭＡ通信システムの新規なパワーコントロールシステムおよび方法を提供する。最新のパワーコントロール情報がコントロールチャネルを通じて利用可能で、効果的な方式で局の間で専用チャネルを形成するようになる。一実施例では、加入者局によって基地局に報告された、予め選択された数のＳＮＲレベルが考慮され、前記レベル内の変動が予め選択された最小値より少ないと、パワーコントロール情報（報告されたＳＮＲレベルを含む）が交換されるレートは減少される。前記変動が予め選択された最大値より大きいと、パワーコントロールレートは、増加される。
2004504789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＤＭＡ通信システムにおいてパワーコントロールのレートを設定する方法であって、
（ｉ）加入者局が、基地局からの伝送に対して加入者局で経験される受信レベルを基地局に報告するステップ、
（ｉｉ）前記基地局が、前記報告された受信レベルの所定数を調べて前記レベルの変化量を測定するステップ、
（ｉｉｉ）前記基地局において前記測定された変化量と予め定められた数値とを比較し、前記パワーコントロールのレートが予め定められた最小レートより大きく、また、前記測定された変化量が前記予め定められた数値より少ない場合、前記加入者局に当該パワーコントロールのレートを減少させるように指示するステップ、および、
（ｉｖ）前記測定された変化量が、所定の量より大きく前記予め定めれた数値を超過していれば、前記加入者局に当該パワーコントロールのレートを増加させるように指示するステップ、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
基地局と加入者局との間でパワーコントロール情報の交換レートを適応的に設定する方法であって、
（ｉ）前記加入者局が、前記基地局からの伝送の受信レベルの表示を前記基地局に報告するステップ、
（ｉｉ）前記基地局が、前記表示されたレベルを受信し、前記表示されたレベル間の変化量を測定するステップ、
（ｉｉｉ）前記変化量が予め規定された第１の規定値を超過する場合、前記基地局が、前記のステップ（ｉ）を行うレートを増加させると共に前記のステップ（ｉ）を再度開始するように前記加入者局に指示するステップ、
（ｉｖ）前記変化量が予め規定された第２の規定値より小さい場合、前記基地局が、前記のステップ（ｉ）を行うレートを減少させると共に前記のステップ（ｉ）を再度開始するように前記加入者局に指示するステップ、および、
（ｖ）前記変化量が予め規定された前記第１の規定値より小さく、予め規定された前記第２の規定値より大きい場合、前記のステップ（ｉ）を再度開始するステップ、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
前記加入者局に前記表示の報告を行うに十分なコントロールチャネルの伝送容量が割り当てられ、前記加入者局が前記コントロールチャネルを介して前記基地局に報告することを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記コントロールチャネルの前記伝送容量が、スロット化されたフレーム構造で配列され、また、前記加入者局が、前記フレーム内のスロットの一部に割り当てられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記基地局と前記加入者局との間で通信の誤りが発生した場合、前記加入者局が、前記通信の誤りの直前に使用されたレートより大きなレートでステップ（ｉ）の実行を開始することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＤＭＡ通信システムに関し、より詳しくは、適応的レートパワーコントロールシステムを使用するＣＤＭＡ通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
符号分割多重接続（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、以下、「ＣＤＭＡ」と略する）通信システムは、良く知られており、例えば、ＩＳ−９５規格に応じて構成されたセルラー電話システムを含む。周知のように、該システムの性能は、基地局と移動局との両方で伝送パワーを制御するシステムにクリティカルに依存している。セル（ｃｅｌｌ：ゾーン式電話の１区隔）におけるモバイルユニット（移動ユニット）からの伝送は、セル内のモバイルユニットの相互伝送に干渉として作用する。効果的な方法で多重アクセスを達成するには、各モバイルユーザー間の信号が、適切な受信のため基地局から最小のパワーレベルで受信される必要がある。パワーコントロールを行わない場合、基地局に隣接したモバイルユニットの信号は、通常、基地局の受信外辺におけるモバイルユーザーのパワーレベルより一層高いパワーレベルで受信され、これは、通常、ＣＤＭＡシステムにおける遠近問題と呼ばれている。同様に、セル内のモバイルユニットへの基地局の伝送は、隣接セルの間で基地局の伝送に干渉として作用する。従って、ＣＤＭＡシステム内の伝送パワーの制御は、帯域幅およびシステムのリソースの効果的な使用を得るための重要な要素である。２種類のパワーコントロール技術が、ＩＳ−９５システムと共に使用されているところ、１つは、オープンループパワーコントロール（Ｏｐｅｎ Ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ）であり、もう１つは、クローズドループパワーコントロール（Ｃｌｏｓｅｄ Ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ ）である。
【０００３】
オープンループパワーコントロールにおいて、モバイルユニットは、基地局から伝送信号が受信されるレベルを測定し、また、経路信号損失の推定値を導出するため当該レベルを該信号が伝送された基地局の（既知の）レベルと比較する。その後、モバイルユニットは、伝送される信号が基地局に対して同じ経路損失を経験するという仮定に基づいて、自分の伝送レベルを適当に調節する。
【０００４】
クローズドループパワーコントロールは、基地局が、各モバイルユニットから実際に受信された信号強度を測定し、また、それに応じて当該モバイルユニットが伝送パワーを増加するか減少させるかを指示することを含む。ＩＳ−９５システムにおいて、モバイルユニットの動きまわりによって経験される高速フェージング、アップリンクおよびダウンリンクチャネルの周波数分離などを補償するため、このパワー調節が、１秒当り８００回で行われ、また、パワーコントロール信号を含むためにモバイルユニットに伝送される信号を間引きするによって、パワーコントロール信号は、基地局からモバイルユニットへのチャネルデータに挿入される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ＩＳ−９５のようなシステムは、モバイルユニットとともに相当に良く働くが、特に、クローズドループパワーコントロールにおいて、パワーコントロールの実行に必要となる計算の複雑性およびクローズドループパワーコントロール信号の送達に必要となる帯域幅の量という両側面からみて、これは、高価なパワーコントロールシステムである。後者の場合、信号の間引きは、基地局とモバイルユニットとの間の有効データレートを減少させ、および／または、信号に対するビットエラーの可能性を増大させるようになる。
【０００６】
従って、前述のような問題点を解決し得るパワーコントロール方法およびシステムが求められている。
【０００７】
本発明の目的は、上記のような従来の技術の問題点を解決または緩和させる、ＣＤＭＡ通信システムにおけるパワーコントロールを行う方法およびシステムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような問題を達成するためになされたもので、本発明の第１の態様によれば、
（ｉ）加入者局が、基地局からの伝送に対して加入者局で経験される受信レベルを基地局に報告するステップ、
（ｉｉ）前記基地局が、前記報告された受信レベルの所定数を調べて前記レベルの変化量を測定するステップ、
（ｉｉｉ）前記基地局において前記測定された変化量と予め定められた数値とを比較し、前記パワーコントロールのレートが予め定められた最小レートより大きく、また、前記測定された変化量が前記予め定められた数値より少ない場合、前記加入者局に当該パワーコントロールのレートを減少させるように指示するステップ、および、
（ｉｖ）前記測定された変化量が、所定の量より大きく前記予め定めれた数値を超過していれば、前記加入者局に当該パワーコントロールのレートを増加させるように指示するステップを含む、ＣＤＭＡ通信システムにおいてパワーコントロールのレートを設定する方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の第２の態様によれば、
（ｉ）前記加入者局が、前記基地局からの伝送の受信レベルの表示を前記基地局に報告するステップ、
（ｉｉ）前記基地局が、前記表示されたレベルを受信し、前記表示されたレベル間の変化量を測定するステップ、
（ｉｉｉ）前記変化量が予め規定された第１の規定値を超過する場合、前記基地局が、前記のステップ（ｉ）を行うレートを増加させると共に前記のステップ（ｉ）を再度開始するように前記加入者局に指示するステップ、
（ｉｖ）前記変化量が予め規定された第２の規定値より小さい場合、前記基地局が、前記のステップ（ｉ）を行うレートを減少させると共に前記のステップ（ｉ）を再度開始するように、前記加入者局に指示するステップ、および、
（ｖ）前記変化量が予め規定された前記第１の規定値より小さく、予め規定された前記第２の規定値より大きい場合、前記のステップ（ｉ）を再度開始するステップを含む、基地局と加入者局との間でパワーコントロール情報の交換レートを適応的に設定する方法が提供される。
【００１０】
本発明は、ＣＤＭＡ通信システムの新規なパワーコントロールシステムを提供するが、ここで、パワーアップデートのレートは、必要に応じて適応的に変化し、また、最新のパワーコントロール情報は、局の間で専用チャネルを効果的な方式で形成するように、コントロールチャネルを介して活用可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１には、ＣＤＭＡ通信システムが符号２０で示されている。該システム２０は、無線デジタル加入者回線（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｄｉｇｉｔａｌ ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ ｌｉｎｅ。以下、「ｗＤＳＬ」と略する）であって、１つまたはそれ以上の基地局２４が多数の加入者局２８ａ、２８ｂ、（、２８ｎと交信する。各加入者局２８は、例えば、従来の電話機やファックス機などのような１つまたはそれ以上の電話装置３２、および／または、パソコンやインターネット装置または、例えば、盗難報知器３８などの他の装置のような１つまたはそれ以上のデータ装置３６に連結され得るが、これらの装置は、どこかよそに位置した装置またはシステムへのデータコネクションを必要とする。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈトランシーバーのようなローカル無線装置４０が提供され、加入者局２８と、相補的な無線トランシーバーを備えたデータ装置および／または電話装置との間の無線通信を許容し、または、イーサーネットネットワークアダプタのような他のアクセス技術が提供され、家庭または会社でのネットワーキングを可能とする。
【００１２】
加入者局２８は、通信リンク４２を介して基地局２４との通信を行うが、本発明の実施形態において、前記通信リンク４２は、多重アクセス技術としてＣＤＭＡを採用している無線リンクである。基地局２４は、Ｔ１、Ｔ３、ＯＣ３、マイクロ波またはバックホールとしての使用に適当な他のリンクとなり得る１つまたはそれ以上のバックホール４４および特定のゲートウェイによって、他の基地局および／または公衆電話網（ＰＳＴＮ）とインターネットのようなネットワークに連結される。
【００１３】
システム２０において、加入者局２８は、音声および／またはデータを受信可能なセルラー電話機のようなモバイルユニットとなり得るが、好ましくは、ｗＤＳＬ局のような、固定された、または、場所を移動してもアクセスができるノーマディックアクセス装置である。好適な一実施形態において、通常の使用では、加入者局２８は、移動している乗物内または歩行者によって使用されず、使用中には（固定された）単一の位置に維持され、または、ノーマディックに使用される。即ち、加入者局２８が、専ら使用の中間で１つの固定した位置から他の位置に移動する。
【００１４】
本発明の発明者らは、ＩＳ−９５をベースとしたシステムまたはＣＤＭＡ２０００、３ＧＰＰなどのような計画されたシステムのような、主に音声を移送するためのモバイルシステムとは異なって、システム２０のようなｗＤＳＬシステムでは、加入者局２８と基地局２４との間で専用（音声またはデータ）コネクションが割り当られていなくとも、加入者局２８と基地局２４との間で少なくとも希望のコントロール信号のセットの交換を許容するコントロールチャネルを有するという利点があることを確認した。
【００１５】
主として音声を移送する現在のモバイルシステムは、ページングおよびモバイルユニットが“聞く”ことができる他のコントロールチャネルを有するが、専用チャネルが設定または発生していないと、モバイルユニットは基地局と通信しない。本発明は、後述のような利点を提供する。即ち、基地局２４と加入者局２８との間においてより速やかな専用通信チャネルの確立、有効なオープンループおよびクローズドループ、基地局２４と加入者局２８との間における低いデータレートまたは低い優先度データの効果的な転送などを含むが、これに限定するものではない。
【００１６】
従って、本発明の一実施形態において、無線リンク４２は、共通コントロールチャネルおよびユーザーチャネルの両方を提供するように構成される。図２は、無線リンク４２のダウンリンク方向での伝送容量の割り当て構造７０を示している。ここで、使用されているように、伝送容量とは、データをレシーバーに伝送する通信装置の能力を含む意味である。使用される多重アクセス技術に基づいて、伝送容量は、周波数、コードスペースなどを含むことができる。
【００１７】
ダウンリンク構造７０は、Ｔｄｏｗｎｔｏｔの全伝送容量を有し、ダウンリンク共用コントロールチャネルは、パイロットチャネル８０、１次同期チャネル８８と２次同期チャネル８８、および、放送環境設定チャネル９２を含み、それぞれは、例えば、上記の機能に役立つように計画された３ＧＰＰチャネルと同様になり得る。ダウンリンク構造７０は、また、基地局２４からシステム２０内で適切にアドレス指定された加入者局２８へデータパケットを配信する共用データチャネル９６のようなユーザーチャネルと、加入者局２８と基地局２４との間でコネクションに対するＱｏＳ要求が共用チャネル９６によって符号可能なものより厳重な場合、必要に応じて通信に割り当てられる多数の専用チャネル１００を含む。専用チャネル１００は、双方性であるため、無線チャネル４２のアップリンク構造１０２においても顔を出しているが、以下、図３を参照して述べる。ダウンリンク構造７０での最終的なユーザチャネルは、双方向性のコントロールチャネル１０４である。
【００１８】
構造１０２は、前述の専用チャネル１００、１つまたはそれ以上のコントロールチャネル１０４およびランダムアクセスチャネル１０８を含み、このランダムアクセスチャネルは、システム２０内に電源が投入された時、基地局２４およびシステム２０と共にそれ自身を初期化するために加入者局２８によって使用される。前記ランダムアクセスチャネル１０８は、アロハ方式のようなランダムアクセスプロトコルを使用している。
【００１９】
ここで使用されるように、双方向性とは、加入者局２９と基地局２４との間で両方向通信が可能となるようにアップリンクチャネルをダウンリンクチャネルと関連させる任意の適切な方法を包含する意味である。例としては、時分割二重通信（ＴＤＤ）および周波数分割二重通信（ＦＤＤ）があり、後者は、ＧＳＭおよびＩＳ−９５ベースのシステムのようなＰＳＣ電話システムにおいて採用されている技術である。従って、図２に示された専用ダウンリンクチャネル１００は、図３の関連したアップリンクチャネル１００を有し、前記２チャネルは、まとめて双方向チャネルと呼ばれる。
【００２０】
コントロールチャネル１０４において、前記双方向チャネルは、異なった方向に異なった伝送容量を有することもできる。例えば、加入者局２８は、双方向コントロールチャネル１０４のアップリンクの部分より双方向チャネル１０４のダウンリンクの部分において２倍の割り当て伝送容量を有することができる。
【００２１】
当業者にとって周知のように、図２および図３は、一定の比率で示されていないが、通常、例えば、共用チャネル９６は、一次同期チャネル８４および二次同期チャネル８８に割り当てられるものより非常に多い（即ち、１０倍に近いかそれ以上の）伝送容量を有することができる。また、本発明の実施形態において、共用チャネル９６に割り当てられる無線リンク４２の伝送容量は、必要に応じて専用チャネル１００を除去するかまたは生成するように伝送容量を割り当てるか、割り当てから除去することによって、ネットワーク要求に満たすように調節される。少ない専用チャネル１００が必要な場合、未使用の伝送容量が共用チャネル９６に割り当てられ、その容量を増加または減少するようになる。
【００２２】
コントロールチャネル１０４は、必要に応じてシステム２０によって形成され、また、コントロールチャネル１０４の一部は、加入者局２８がシステム２０内において活性化される時（例えば、加入者局２８に電源が入った時、作動のパワーオンシーケンスの一部として、基地局２４への無線リンク４２の誤り後、加入者局２８が再度基地局２４と通信できるようになった時、作動の再取得シーケンスの一部として、１つの基地局２４から他の基地局へ加入者局２８のハンドオフの後、または、加入者局２８がロウパワー／スリープモードから外れた後）、システム２０内において相当する基地局２４と通信するように、それぞれの動作する加入者局２８に割り当てられる。
【００２３】
以下に後述のように、コントロールチャネル１０４の一部が加入者局２８に割り当てられると、基地局２４と加入者局２８との間に専用チャネル１００が確立されるまでにシステムの通常の動作中維持される。このような専用チャネル１００が加入者局２８と基地局２４との間で確立される時、前記専用チャネルは、コントロールチャネル１０４によって遂行されるコントロールまたは他の信号の伝送を行い、それで、加入者局２８は、この加入者局に割り当てられたコントロールチャネル１０４のリソースを解放するようになる。専用チャネル１００が加入者局２８から割り当て解除されると、コントロールチャネル１０４の一部が加入者局２８に再度割り当てられ、コントロールおよびまたは他の信号の伝送が中断されることがない。
【００２４】
当業者にとって明らかなように、無線リンク４２の伝送容量（帯域幅、コードスペースなど）が限定され、また、多くの加入者局２８が各基地局２４によってサービスを受けるようになると、注意深く管理される必要がある。従って、コントロールチャネル１０４は、割り当てられた伝送容量の効果的な使用ができるように設計される。
【００２５】
特に、本発明の実施形態において、コントロールチャネル１０４は、１０ｍｓｅｃフレームの長さおよび１５回スロットを有する構造で実行されることが好ましいところ、これは、『３Ｇ ＴＳ ２５．２１１ Ｖ３．１．１（１９９９年１２月）』の３ＧＰＰドキュメントに記載され、また、３ＧＰＰ協会のウェブサイトｗｗｗ．３ｇｐｐ．ｏｒｇから入手できるＤＤＣＨの構造と同様である。本発明の実施形態において、ＣＤＭＡが多重アクセス技術として使用され、５１２個の固定された拡散率が使用され、それぞれの加入者局２８に割り当てられた専用チャネル１００が存在しない時ごとに、各加入者局２８は、コントロールチャネル１０４内において１つのスロットまたはスロットの一部として割り当てられる。これは、例えば、１５個の加入者局２８が１つのコントロールチャネル１０４によってサービスされるようにし、各加入者局２８は、１５個の活用可能なスロットのうちの１つを供給されるようになる。同様に、３００個の加入者局２８が、それらに割り当てられる専用チャネル１００なしにシステム２０内に存在すると、２０コントロールチャネル１０４の全ては、各加入者局に１つのスロットを割り当てるために使用されることができる。
【００２６】
以下でより詳しく述べるように、加入者局２８に対して追加の伝送容量が要求および／または必要となる時、コントロールチャネル１０４において１つ以上のスロットを加入者局２８に割り当てることができる。これは、例えば、コントロールチャネル１０４を通じて加入者局２９へファームウェアアップグレードのような大量のデータの低優先度転送を許容するようにする場合において使用される。また、コントロールチャネル１０４内において１つの加入者局２８に対して１つ未満のスロットが割り当てられることもできる。換言すると、例えば、第１の加入者局２８がスロット内で奇数のフレーム上において転送され、また、第２の加入者局２８が同一のスロット内で偶数のフレーム上において転送され、または、当該分野の専門家が想到できる他の適当な共有技術によって、１つのスロットが加入者局２８の間で共有され得る。
【００２７】
スロット化した構造を用いることで、１つのモデムがフレーム内のスロットによって「共有」され、基地局２４においてモデムへの要求が低減されることは明白である。特に、１５個またはそれ以上の加入者局２８が当該フレームを介して通信できるとしても、１フレームの処理のために、ただ１つのモデムが要求される。
【００２８】
一方、ユーザーチャネル１０４は、ランダムアクセスではないが、１つまたはそれ以上の、好ましくは隣接したスロットが、システム２０内の全体または一部の加入者局２８に対してランダムアクセススロットとして選定されることができるため、コントロールチャネル１０４が形成できる量の専用の伝送容量およびランダムアクセス伝送容量を含むようにすることができる。これらの変形については、後述する。
【００２９】
本実施形態においては、３ＧＰＰ ＤＤＣＨチャネルと類似しているコントロールチャネル１０４用として設計されたチャネルを使用するが、１つのスロットは、２５６０個のチップ（１秒当り３８４万チップのチップレート）であり、従って、５１２個の拡散要素で、１スロットは、５シンボルの伝送を許容する。ＱＰＳＫ変調スキームを仮定すると、これらの５シンボルは、約１０ビットの情報伝送を可能とする。前記ビットは、一般に、コントロールチャネル１０４によって伝送された情報の許容される程度の低い誤り率をより良く保障するため、エラー訂正符号化を含む。
【００３０】
ダウンリンク方向においては、コントロールチャネル１０４のスロット構造は、基地局２４に対する実施が、相対的にシンプルである。しかし、アップリンク方向においては、明らかなように、例えば、 基地局２４から数百フィートから１０マイルまたはそれ以上のどこに位置するような、比較的地理的に分散した地域内に位置され得る多数の加入者局２８の間でスロット伝送タイミングの調整が行われる必要がある。
【００３１】
アップリンクコントロールチャネル１０４が、加入者局２８の多様なスロット伝送タイミングを処理できることを確実にする１つのアプローチは、時分割多重接続（ＴＤＭＡ）システムにおいて通常採用される、ガードタイムの提供である。加入者局２８と基地局２４との間の最大距離が１０マイル、チップレートが１秒当り３８４万チップであるとすれば、最大の予想伝送経路の遅延は、ほぼ４百チップに等しい。従って、適当なハードバンド（例えば、５００チップ）は、各スロットの開始において提供されることができ、これは、コントロールチャネル１０４の伝送容量の約２０％（５００／２５６０）の減少、または、伝導されたシンボルの５から４への減少、または、スロット当り８ビットの減少をもたらすようになる。
【００３２】
ＣＤＭＡをベースとするシステムの他の実施例においては、ガードバンドを提供するため、フレームの偶数のスロットだけがコントロールチャネル１０４内で使用され、また、フレームの奇数のスロットだけが二番目のコントロールチャネル１０４内で使用されるような、二倍の数のコントロールチャネル１０４を利用している。このような構成では、少しのレイテンシー（平均して約１フレーム）を追加する費用で前述の例で発生する伝送容量の２０％の損失および基地局２４における追加的な受信機の要求を回避することができる。当業者にとって明らかなように、未使用のスロットは、ＣＤＭＡシステムにおいて干渉とならず、また、伝送容量を利用していないため、前記未使用のスロットは、システム２０の伝送容量に対して必ずしも有害な影響を与えるものではない。
【００３３】
また他の手段としては、加入者局２８と基地局２４との間の伝送経路遅延を決定することが挙げられる。前述のように、加入者局２８は、固定された、または、移動しながら自由に使うノーマディックの構成で作動するため、それらの位置および／または、通常、それらが経験する伝送経路において迅速な変形は、良く発生しない。従って、各加入者局２８に対する伝送経路遅延は、後述のような適当な手段、および、システム２０内においてスロット伝送タイミングと同期すると共にガードタイムの必要性を減少または除去するため、各加入者局２８の時計に適用された、相当するオフセットによって決定されることができる。
【００３４】
加入者局２８と基地局２４との間の伝送経路遅延を決定する方法の１つとしては、それらの間に往復遅延を決定し、または、その全体遅延を二等分することが挙げられる。対象とする加入者局２８または基地局２４のどちらでもありうる発信局は、他の基地局２４または加入者局２８の受信局へタイミング信号を適切な間隔で転送することができる。受信局は、発信局が基地局２４と加入者局２８との間で往復伝送遅延を決定するようにしてタイミング信号を伝送することによって、発信局に応答するようになる。それで、このような往復遅延は、発信局によって二等分とされ、加入者局２８（基地局２４が発信局である場合）に伝送され、また、その伝送経路遅延に対しそのスロット伝送タイムを適切に訂正するオフセットとして加入者局２８によって使用される。このような方式で、ガードバンドに対する要求は、間欠的なタイミング信号を伝送するために要求される伝送容量およびそれから伝送経路遅延を決定するために要求されるプロセッシングパワーの費用だけで、低減または除去され得る。
【００３５】
前述のような全般的なアップリンク１０２およびダウンリンク７０チャネル構造、コントロールチャネル１０４の構造、動作および使用については後述する。
【００３６】
図４（ａ）には、図の左側から図の右側へ時間ｔが増加するコントロールチャネル１０４のスロット化されたフレーム構成が示されているが、ここで、１フレーム１２４内の各スロット１２０１〜１２０１５は、加入者局２８１〜２８１５の内の異なるように指定された１つに割り当てられる。図４（ｂ）には、コントロールチャネル１０４の他の構成が示されているが、ここで、一部の加入者局には、１つより多いスロット１２０が割り当てられる。特に、フレーム１２４内のスロット１２０１、１２０２は、加入者局２８１に割り当てられ、スロット１２０３、１２０４、１２０５は、加入者局２８２に割り当てられ、スロット１２０６〜１２０１５は、加入者局２８３〜２８１２のそれぞれに割り当てられる。
【００３７】
図４（ｃ）は、コントロールチャネル１０４の他の構成を示したもので、一部のスロット１２０は、１つ以上の加入者局２８によって共有される。特に、スロット１２０１は、これを共有する加入者局２８１、２８２に割り当てられ、スロット１２０２は、これを共有する加入者局２８３、２８４に割り当てられ、加入者局２８１１〜２８２０は、それぞれ単独で割り当てられた１つのスロットを有する。いくらかのスロットは、１つ乃至２つまたはそれ以上の加入者局２８に割り当てられることができ、このような共有されたスロットは、ラウンドロビン規定（第１の加入者局２８が第１のフレーム１２４内のスロット１２０を使用し、第２の加入者局２８が第２のフレーム１２４内のスロット１２０を使用するなど）に基づいて各加入者局２８がスロットを使用するような適切な共有メカニズムを通じて加入者局２８によって使用される。
【００３８】
図４（ｄ）は、コントロールチャネル１０４のさらに他の構成を示しており、ここで、１つまたはそれより多いスロット１２０（図示された例においてスロット１２０１、１２０２、１２０３）は、アロハプロトコルのように、適当なランダムアクセスプロトコルを使用することで、加入者局２８によって使用され得るランダムアクセススロットとして指定される。また、図示したように、残りのスロット１２０４、１２０５は、１つまたはそれより多い加入者局２８に割り当てられることができる。
【００３９】
上記のように、コントロールチャネル１０４は、加入者局２８と基地局２４との間で比較的低いデータレートのコネクションを提供する間、システム２０において伝送容量を効果的に使用することができる。コネクションは、加入者局２８が正規に作動し、それに専用チャネル１００が割り当てられていない時、常にコントロールチャネル１０４を介して基地局２４と加入者局２８との間で維持される。専用チャネル１００が加入者局２８に割り当てられると、加入者局２８は、単独または共用のいずれかに割り当てられたコントロールチャネル１０４のスロット１２０を解放し、専用チャネル１００は、加入者局２８に割り当てられた専用チャネルに対するデータに付加してスロット１２０によって既に移送されたデータを移送するようになる。
【００４０】
加入者局２８が、通常他の加入者局２８と共有される１つのランダムアクセススロットまたは複数のスロット（図４（ｄ）に示したスロット１２０１、１２０２、１２０３のように）に割り当てられていれば、システム２０は、加入者局２８がそれらのランダムアクセススロットの使用を解放させるようにするか、または、専用チャネル１００に割り当てられる時、それらの使用を全く中止するようにするが、ここでは前者の方が好ましい。加入者局２８のアクセスが、ランダムアクセススロット１２０に限定される環境下では、システム２０は、予め規定された数だけの加入者局２８がランダムアクセススロットのセットに割り当てられることを保障するようになる。従って、加入者局２８がそのようなスロットへのアクセスを解放すると、システム２０は、それらのスロットのランダムアクセス能力を他の加入者局２８に割り当てることができる。
【００４１】
加入者局２８がそれ以上専用チャネル１００を必要としないと、１つのスロット１２０または該スロット１２０の一部、または、コントロールチャネル１０４において１つまたはそれ以上のランダムアクセススロットが加入者局２８に割り当てられるが、専用チャネルの解放前に割り当てられることが好ましい。加入者局２８に割り当てられた１つまたは複数のスロットは、既に加入者局２８に割り当てられたスロット１２０と相違し得る。
【００４２】
コントロールチャネル１０４は、システム２０内で多様な方式で使用可能である。例えば、コントロールチャネル１０４は、クローズドパワーコントロール信号および共用データチャネル９６を経由して伝送されるデータパケットに対するＡＣＫｓおよびＮＡＣＫｓを含む、コントロール信号のセットを運ぶことができる。盗難報知状態または他のデータや情報のような、比較的低いレートおよび低い優先データおよび／またはポーリングされたデータは、また、このような方式で伝送されることができ、これは、そのようなデータが非常に低い平均データレートで伝送され得るように、フレーム１２４におけるスロット１２０が１つ以上の加入者局によって共用され得るという実例である。
【００４３】
例えば、加入者局２８に対する比較的少ないソフトウェアまたはファームウェアのアップグレードが、コントロールチャネル１０４を通して実行されることができ、これは、フレーム１２４において１つ以上のスロット１２０が、そのようなアップグレードが要求される時、平均データ転送レートを高めるような加入者局２８に割り当てられる例である。加入者局２８は、加入者局にアップグレードデータが完全に伝送されるまでに、第１の加入者局が１フレーム１２４における２つまたはそれ以上のスロット１２０が割り当てながらそのようなアップグレードデータを交代式に受信することができる。このような観点から、第１の加入者局２８に割り当てられる追加のスロット１２０は、アップグレードされる次の加入者局２８に割り当てられることができる。このような方式で、各加入者局２８がネットワークリソースに過度の負担を与えることなく、徐々にアップグレードされ得る。
【００４４】
コントロールチャネル１０４の、あり得る重要な使用は、パワーコントロールである。周知のように、ＩＳ−９５セルラーシステムのようなＣＤＭＡベースの通信システムの性能は、基地局と移動局との両方で伝送パワーを制御するシステムの能力にクリティカルに依存している。セルにおけるモバイルユニットからの伝送は、セル内の他のモバイルユニットの伝送に干渉として作用し、また、基地局からの伝送は、隣接したセルにおける基地局からの伝送に干渉として作用する。
【００４５】
従って、ＣＤＭＡシステム内における伝送パワーの制御は、システムの帯域幅およびリソースの効果的な使用の獲得において重要なファクターである。２種類のパワーコントロール技術が、ＩＳ−９５および他のシステムで使用されるところ、１つがオープンループパワーコントロールであり、もう一つが、クローズドループパワーコントロールである。
【００４６】
オープンループパワーコントロールにおいて、モバイルユニットは、基地局から伝送信号が受信されるレベルを測定すると共に、このレベルを、この信号を伝送した基地局のレベル（モバイルユニットには既知である）と比較して経路信号損失の概算を導出する。それから、モバイルユニットは、モバイルから基地局への経路で同じ損失が発生するという仮定下で、自分の伝送レベルを適切に調節する。
【００４７】
クローズドループパワーは、高速フェージングを補償し、また、ＦＤＤ設備などにおいてアップリンクおよびダウンリンクチャネルの間で招来され得る経路損失の差を補償するために使用される。クローズドループパワーコントロールでは、各モバイルユニットから実際に受信された信号対雑音比ＳＮＲ）を測定し、これによって、各モバイルユニットに、それらの伝送出力を増加または減少することを指示する基地局を備えている。ＩＳ−９５システムにおいて、このパワー調節は、１秒当り８００回行われ、また、パワーコントロール信号は、パワーコントロール信号が含まれるようにモバイルユニットに伝送される信号を間引きすることによって、基地局からモバイルユニットにデータチャネル中へ挿入される。
【００４８】
ＩＳ−９５システムなどのようなシステムは、モバイルユニットとうまく作動するが、これらのシステム、特に、クローズドループパワーコントロールは、パワーコントロールの実行において必要となる計算上の複雑性の側面から、また、クローズドループパワーコントロール信号の送信において必要となる帯域幅（伝送容量）の量の側面からみて、高価なパワーコントロールシステムである。後者の場合、パワーコントロールビットの伝送から生じる間引きは、基地局とモバイルユニットとの間の効果的なデータレートの減少および／または信号に対するビットエラーの可能性の増加をもたらす。
【００４９】
システム２０において、例えば、ＳＮＲとして示される加入者局２８での受信レベルを含む、オープンループパワーおよびクローズドループのパワーコントロール情報は、基地局２４と加入者局２８との間で確立される専用チャネルが存在しない時、コントロールチャネル１０４を介して伝送される。このようなパワーコントロール情報の利点は、基地局２４が通常の動作中には連続的にコントロールチャネル１０４（専用チャネル１００が割り当てられていない時）を介して交信することで、システム２０内でパワーコントロール情報が進行形で交換されるということである。従って、専用チャネル１００が加入者局２８に割り当てられる時は、適切なパワーコントロール情報が、既に基地局２４および加入者局２８に利用でき、また、パワーの修正された通信が直ちに開始できる。このことは、専用チャネル１００の速やかな設定を可能にし、また、その確立の際に、セル内で他の加入者局２８への干渉を減らすことができる。これと対照的に、コネクションの設定のためにランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を使用するＩＳ−９５およびこれと類似したシステムでは、パワーコントロール情報が初期にはコネクションに利用できず、また、ＣＤＭＡシステムにおけるコネクションの設定中に、深刻な干渉および／または遅延を招来し得る。
【００５０】
システム２０におけるコントロールチャネル１０４の他の利点としては、パワーコントロールのレートが適応性を有していることである。特に、加入者局２８が、固定された、または、移動しながら自由に使うノーマディックのユニットである場合、通常、高速フェージングまたは他の速く変化する経路損失を受けにくため、パワーコントロールがモバイルユニットに適用できるようになる。従って、本発明の発明者らは、モバイルユニットのないシステム２０のようなＣＤＭＡ通信システム内において、パワーコントロールは、必要に応じてアップデートのレートを設定し得るパワーコントロールメカニズムを用いることができると判断した。
【００５１】
特に、適応的パワーコントロールとは、各加入者局２８の状態に適当なアップデートレートで行われるパワーコントロールを言う。専用チャネル１００が加入者局２８に割り当てられていない場合、データがめったに伝送されないかおよび／または比較的低いレートで伝送されるため、パワーコントロールは、しばしば非常に低いレートで行われ、また、加入者局２８は、そのＳＮＲを低いレートで報告することができる。従って、専用チャネル１００が加入者局２８に割り当てられる時は、必要であれば、専用チャネルのより高いレートおよび／またはより高い重要度の要求に符合するように、パワーコントロールの行われるレートおよびＳＮＲの報告されるレートを増加させることができる。
【００５２】
本発明の一実施例において、パワーコントロールは適応的に実行されるが、ここで、レートは、加入者局２８で時間によって条件が変化するレートに応じて変化する。特に、専用チャネル１００が加入者局２８に形成されていないと、加入者局２８から報告されたＳＮＲは、基地局２４によって検査が行われ、適当なパワーコントロールのアップデートレートが選ばれ、加入者局２８側へ転送される。
【００５３】
例えば、専用チャネル１００が加入者局１００に割り当てられている間、１秒当り８００回のパワーコントロールのアップデートレートが使用され得る。専用チャネル１００の割り当てが除かれると、基地局２４は、加入者局２８によって報告された最後の２０個のＳＮＲレベルを調べることができ、２０個の報告されたレベルを通して、前記ＳＮＲが、以下「デルタ」と称する、予め選択された量（例えば、１ｄｂ）以上で変化していないならば、基地局は、加入者局２８にコントロールチャネル１０４によってパワーアップデートのレートが１秒当り４００回と、略半分になることを通知する。その後、前記の過程が繰り返し行われ、基地局２４は、加入者局２８から報告された次の２０個（低いレート）のＳＮＲを検査する。
【００５４】
予め選択されたデルタをまだ超過しないと、基地局２４は、前記のレートを再び減少し、コントロールチャネル１０４を通じて前記加入者局２８に通知することができる。このような過程は、パワーコントロールが、１秒当り４回のような、予め決定されたレートに到達するまでに繰り返され、この過程が繰り返された後、前記レートが最小レート以下に減少されることはない。
【００５５】
１回の繰り返しで、２０個の報告されたＳＮＲ内においてデルタが超過された場合、基地局は、デルタがどの程度超過されているかを測定することができる。もし、デルタが、以下「イプシロン」と呼ぶ、予め選択された値（１．５ｄｂのような）以上超過されると、基地局２４は、加入者局２８にパワーアップデートのレートを増加させるように指示し、それから、前記の過程が、基地局２４が次の２０個の報告されたＳＮＲを検討するまでに繰り返される。他方、予め選択されたデルタが、予め選択されたイプシロン未満だけ超過されると、基地局２４は、同じパワーアップデートレートを維持することができる。
【００５６】
専用チャネル１００が基地局２８に割り当てられる時、基地局２４は、２０個の報告されたＳＮＲを継続して監視することができ、それに応じてパワーアップデータレートを調節し、または、好適な実施例において、専用チャネル１００に対する割り当て過程の一部として、基地局は加入者局２８に当該パワーアップデートレートを、１秒当り８００アップデートのような適当なレートに増加させるように直ちに指示する。
【００５７】
また、適応的パワーコントロールは、専用チャネル１００が加入者局２８に割り当てられる場合においても使用できるが、ここで、加入者局２８は、固定されているか、ノーマディックである。このような場合、前述のような、予め選択された数の報告されたＳＮＲレベルの検討過程、パワーコントロールレートの調整過程は、専用チャネル１００が加入者局２８に割り当てられている間においても行われる。
【００５８】
図５は、前述のような過程を示すフローチャートである。ステップ２００において、前記選択された数の、加入者局によって報告されたＳＮＲレベルが受信および検査される。ステップ２０４において、これらのＳＮＲレベルにおける変動が測定される。ステップ２０８において、上記の変動が、選択されたレベルを超過しているか否かが判断される。前記変動を測定する種々の方法が工夫され得る。例えば、前記変動は、サイクルの開始におけるＳＮＲから各ＳＮＲが変化する量の平均、または、他の報告された値の最低を超過する報告されたＳＮＲの最高値、または、サイクル内において報告された全ての値の合計であり得る。適当な変動基準の選択は、当業者にとっては明らかなものである。該変動が選択されたレベルを超過しないと、ステップ２１２においてパワーコントロールレートが予め規定された最小レートであるか否かが判断される。パワーコントロールレートが、予め規定された最小のレートに達すると、前記の過程は、ステップ２００から再び開始される。ステップ２１２において、パワーコントロールレートが予め規定された最小のレートでないと判断されると、パワーコントロールレートは、ステップ２１６で減少し、このとき、基地局は、加入者局に、当該パワーコントロールレートが減少する必要があると通知する。
【００５９】
ステップ２０８において、該変動が、選択された量を超過していないと、ステップ２２０に進み、ここで、選択された量が規定された変動値より多く超過されているかを測定する。前記変動値が超過されていないと、ステップ２００から再開される。ステップ２２０において、前記量が変動値を超過していないと判断されると、パワーコントロールレートはステップ２１６で減少され、このとき、基地局が加入者局に当該パワーコントロールレートを増加する必要があると通知することで、パワーコントロールレートはステップ２２４で増加される。
【００６０】
加入者局と基地局との間で通信が失敗した場合、加入者局は、デフォルトのレートでパワーコントロールを開始することができるが、このデフォルトレートは、通信が再設定され得るように適切に選択されたものである。例えば、１秒当り１００回のパワーコントロールレートで作動される加入者局は、基地局との通信誤りに基づいて、通信が再設定されるまでに１秒当り８００回のパワーコントロールレートで作動を開始することができる。
【００６１】
本発明によれば、他のパワーレート適応技術が考慮され得る。例えば、適当なパワーコントロールレート（即ち、１秒当り１５００、１秒当り８００、１秒当り４００、１秒当り１５０および１秒当り２０）のセットが規定されることができ、報告されたＳＮＲレベルを考慮してパワーコントロールレートのセットを適切に判断することができる。この例で、加入者局にパワーコントロールレートを変化させるようにする基地局の指示は、前記セットにおいて使用されるレートのみを表示し、また、これは、非常に効果的に伝達され得るが、例えば、８レートセットの１つは、３ビットと表現され得る。
【００６２】
本発明は、ＣＤＭＡ通信システムに対する新規なパワーコントロールシステムを提供し、ここで、パワーコントロールアップデートのレートは、必要に応じて適応的に変化することができ、最新のパワーコントロール情報が、コントロールチャネルを通じて利用でき、効果的な方式で局の間で専用チャネルを確立することができる効果を奏する。
【００６３】
以上、本発明について詳細に説明してきたが、上記の実施形態は、発明の一例にすぎず、本発明は、これに限定されるものではない。本発明を逸脱しない範囲で変形可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の一実施形態に係る無線デジタル加入者回線（ｗＤＳＬ）システムを示す図である。
【図２】
本発明の一実施形態に係るｗＤＳＬシステム内においてダウンリンク伝送容量を利用するための構造を示す図である。
【図３】
本発明の一実施形態に係るｗＤＳＬシステム内においてアップリンク伝送容量を利用するための構造を示す図である。
【図４ａ】
本発明の一実施の形態に係るコントロールチャネルのフレーム構造を示す。
【図４ｂ】
本発明の一実施の形態に係るコントロールチャネルのフレーム構造を示す。
【図４ｃ】
本発明の一実施の形態に係るコントロールチャネルのフレーム構造を示す。
【図４ｄ】
本発明の一実施の形態に係るコントロールチャネルのフレーム構造を示す。
【図５】
本発明の一実施の形態に係るパワーコントロールレートを適応的に変化させる過程の一実施例を示すフローチャートである。
【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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