(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割デュープレックス無線通信システムの送信電力制御方法であって、
システムの送信電力を、送信バースト内のミッドアンブル信号のサイズと、データ信号のサイズとの間の関係により規定される送信電力の変化率に従い、レートマッチング値に応じて、最大送信電力と最小送信電力との間で調整するステップより成り、
最大送信電力は、レートマッチングパラメータにより決定されるパンクチャリングリミットに応じて設定され、
最小送信電力は、干渉信号電力に対するキャリア信号電力の比率の所定の最小値に応じて設定されることを特徴とする送信電力制御方法。
【請求項２】
送信バースト内のミッドアンブル信号のサイズと、データ信号のサイズとの間の関係により規定される送信電力の変化率Ｓは、下式
Ｓ＝（Ｍ−Ｄ）／Ｄ
上式において、Ｍはミッドアンブルのサイズ；Ｄはバーストのデータ量；
により決定される請求項１の方法。
【請求項３】
時分割デュープレックス無線通信システムに用いるレートマッチングの変化を求め、
求めたレートマッチングの変化に基づきパンクチャリングリミットを決定するステップをさらに含む請求項１または２の方法。
【請求項４】
レートマッチングの変化は下式
ΔＲＭ＝１０log（ＲＭN／ＲＭO）
上式において、ΔＲＭ＝レートマッチングの変化
ＲＭO＝レートマッチング初期値；
ＲＭN＝レートマッチングの新しい値；
により計算される請求項３の方法。
【請求項５】
干渉信号電力に対するキャリア信号電力の比率は下式
0003960373.tif 000003
上式において、ΔＣ／Ｉ＝干渉信号電力に対するキャリア信号電力の比率；
ＲＭmax＝ΔＣ／Ｉminに対応するレートマッチング値；
ＰＬ＝パンクチャリングリミット；
Ｓ＝（Ｍ−Ｄ）／Ｄ；Ｓは比率、Ｍはミッドアンブルのサイズ、Ｄはバーストのデータ量；
により計算される請求項３または４の方法。
【請求項６】
時分割デュープレックス無線通信システムは少なくとも１つの基地局を有し、干渉信号電力に対するキャリア信号電力の比率の最小値は基地局から送信される上記請求項のうち任意の１請求項の方法。
【請求項７】
干渉信号電力に対するキャリア信号電力の比率の最小値はガードレベルを含む上記請求項のうち任意の１請求項の方法。
【請求項８】
パンクチャリングリミットは基地局から送信される上記請求項のうち任意の１請求項の方法。
【請求項９】
時分割デュープレックス無線通信システムの送信電力制御装置であって、
システムの送信電力を、送信バースト内のミッドアンブル信号のサイズと、データ信号のサイズとの間の関係により規定される送信電力の変化率に従い、レートマッチング値に応じて、最大送信電力と最小送信電力との間で調整するように作動可能な電力制御手段を有し、
電力制御手段は、最大送信電力をレートマッチングパラメータにより決定されるパンクチャリングリミットに応じて設定し、最小送信電力を干渉信号電力に対するキャリア信号電力の比率の所定の最小値に応じて設定することを特徴とする送信電力制御装置。
【請求項１０】
送信バースト内のミッドアンブル信号のサイズと、データ信号のサイズとの間の関係により規定される送信電力の変化率Ｓは、下式
Ｓ＝（Ｍ−Ｄ）／Ｄ
上式において、Ｍはミッドアンブルのサイズ；Ｄはバーストのデータ量；
により決定される請求項９の装置。
【請求項１１】
電力制御手段は、時分割デュープレックス無線通信システムに用いるレートマッチングの変化を求めるように作動可能であり、パンクチャリングリミットは無線通信システムのレートマッチングパラメータにより決定される請求項９または１０の装置。
【請求項１２】
時分割デュープレックス無線通信システムの基地局は、干渉信号電力に対するキャリア信号電力の比率の最小値を送信するように作動可能である請求項９または１０の装置。
【請求項１３】
干渉信号電力に対するキャリア信号電力の比率の最小値はガードレベルを含む請求項９乃至１１のうち任意の１請求項の装置。
【請求項１４】
基地局はパンクチャリングリミットを送信するように作動可能である請求項９乃至１２のうち任意の１請求項の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、電気通信システムの送信電力制御方法及び装置に関し、さらに詳細には、時分割デュープレックス（ＴＤＤ）無線通信システムの送信電力を、送信バーストのミッドアンブルのサイズとデータのサイズとの関係に応じて制御する方法及び装置に関する。
【０００２】
現在、無線通信システムにおいてレートマッチングを行なうことが知られている。このプロセスの間、基地局からのバーストのデータ送信速度は、システム性能を最適化するようにマッチされる。レートマッチングを行なうために現在使用されている２つの方法として、レピティション(repetition)と、パンクチュエーション(punctuation)があるが、これらは共に無線通信の分野でよく知られている。レートマッチングの間同じビットエラーレート（ＢＥＲ）を維持するために、送信電力（Ｔx）条件が変化する。例えば、レピティションを用いる場合、送信電力条件Ｔxが減少するが、パンクチュエーションを用いる場合は、送信電力条件Ｔxが増加する。従って、レートマッチングを適用する場合、ＢＥＲを最小に維持し、セル間の干渉を最小限に抑えるためには、送信電力Ｔxをこれに応じて調整する必要がある。
【０００３】
周波数分割デュープレックス（ＦＤＤ）無線通信システムでは、送信電力Ｔxを１／ＲＭ（ＲＭはレートマッチング値）により調整することが知られている。その結果、図１に示すように、グラフのＹ軸上でΔＣ／Ｉにより表わす送信電力条件Ｔxと、Ｘ軸上でＲＭにより表わすレートマッチング値との間に線形の関係が得られる。このレートマッチング初期値（ＲＭO）は１に等しい。グラフからわかるように、レートマッチング時にパンクチュエーションを用いる場合、送信電力条件Ｔxは増加する。同様に、レートマッチング時にレピティションを用いる場合、送信電力条件Ｔxは減少する。
【０００４】
現在、ＴＤＤ無線通信システムには送信電力Ｔxを制御する構成がない。
【０００５】
本発明の目的は、ＴＤＤシステムのレートマッチング時に、送信電力Ｔxを制御する方法を提供することにある。有利なことに、レートマッチング時に送信電力条件Ｔxを減少すると、無線通信システムの総合電力条件及びシステムのコストが減少する。
【０００６】
本発明によると、時分割デュープレックス無線通信システムの送信電力制御方法であって、システムの送信電力を、送信バースト内のミッドアンブル信号のサイズと、データ信号のサイズとの間の関係により規定される送信電力の変化率に従い、レートマッチング値に応じて、最大送信電力と最小送信電力との間で調整するステップより成り、最大送信電力は、レートマッチングパラメータにより決定されるパンクチャリングリミットに応じて設定され、最小送信電力は、干渉信号電力に対するキャリア信号電力の比率の所定の最小値に応じて設定されることを特徴とする送信電力制御方法が提供される。
【０００８】
本発明の別の局面によると、この方法は、時分割デュープレックス無線通信システムに用いるレートマッチングの変化を求め、求めたレートマッチングの変化に基づきパンクチャリングリミットを決定するステップをさらに含む。
【０００９】
本発明のさらに別の局面によると、干渉信号電力に対するキャリア信号電力の所定の比率はガードレベルを含む。
【００１０】
本発明のさらに別の局面によると、時分割デュープレックス無線通信システムの送信電力制御装置であって、システムの送信電力を、送信バースト内のミッドアンブル信号のサイズと、データ信号のサイズとの間の関係により規定される送信電力の変化率に従い、レートマッチング値に応じて、最大送信電力と最小送信電力との間で調整するように作動可能な電力制御手段を有し、電力制御手段は、最大送信電力をレートマッチングパラメータにより決定されるパンクチャリングリミットに応じて設定し、最小送信電力を干渉信号電力に対するキャリア信号電力の比率の所定の最小値に応じて設定することを特徴とする送信電力制御装置が提供される。
【００１１】
本発明の主要な利点と特徴とを説明したが、添付図面を参照して好ましい実施例の下記の詳細な説明を読めば、本発明をさらによく理解できるであろう。
本発明を完全に理解できるように、図２及び３を参照して特定の例を以下に説明する。
【００１２】
図２は、典型的なバースト信号１０の構造を示す。バースト信号は、２つのデータ部分１２、１４、ミッドアンブル部分１６及びガード期間１８よりなる。各データ部分は９７６ビットより成り、ミッドアンブル部分は５１２ビットより成る。ガード期間はＮビットより成り、Ｎは整数である。当業者であればわかるように、データ部分、ミッドアンブル部分及びガード期間のサイズは、無線通信システムの特定の条件に応じて異なる。また、ガード期間を含まない構造もある。
【００１３】
本発明によると、移動体電話の送信電力Ｔxは、以下のファクタ、即ち、パンクチャリングリミット、干渉信号電力に対するキャリア信号電力の最小比率及びバースト内のデータ量に応じて変化させる。干渉信号電力に対するキャリア信号電力の最小比率は、ガードレベルを含んでもよい。
【００１４】
最大の送信電力Ｔxは、パンクチャリングリミット（ＰＬ）に応じて設定する。ＰＬ値は、信号が耐えることのできる最大のパンクチャリング量に設定する。この値を超えるパンクチャリングを行なうと、解釈を成功裏に行なうにはあまりにも多くのデータが失われた信号が得られる。ＰＬ値は、無線通信システムのレートマッチングパラメータにより決定され、基地局から移動体電話のようなユーザー装置へ送信される。
【００１５】
最小の送信電力Ｔxは、システムが依然として適正に機能できる、干渉信号電力に対するキャリア信号電力の比率の最小値（Ｃ／Ｉmin）に応じて設定する。Ｃ／Ｉminの値は、システムの知識に基づき予め決定するか、基地局から送信するかまたは前のＣ／Ｉmin値から導きだすか若しくは予測される値でよい。この比率は、最小送信電力Ｔxレベルに決して到達しないように作用するガードレベルを含んでもよい。
【００１６】
その後、バーストのデータ量を、ミッドアンプルビット量と比較する。この値にはかなりのばらつきがあり、各バーストを個々に評価する必要があることがわかる。
【００１７】
送信電力Ｔxを増減できる量を、その後、計算する。送信電力Ｔxを増加できる最大量は、好ましくは、ＰＬ値に設定する。送信電力ＴxをＰＬ値より高い値に増加しても、パンクチャリングプロセスにより失われるデータ量がシステムの故障ポイントを決定するため、システム性能は改善されない。さらに、送信電力Ｔxを減少できる最小レベルは、好ましくは、上述したＣ／Ｉminに設定する。このＣ／Ｉmin値は、ガードレベルを含んでもよい。あるいは、最大及び最小送信電力Ｔxレベルは、これらの値において漸近線に向かう。最大と最小の送信電力Ｔxレベル間の領域では、送信電力Ｔxの値は、各バーストのデータのサイズとミッドアンブルのサイズとの関係式に応じて計算する。
【００１８】
図３は、本発明の特定の実施例を示すグラフであり、Ｘ軸はレートマッチング値（ＲＭ）を表わし、Ｙ軸は干渉信号電力に対するキャリア信号電力の比率の変化（ΔＣ／Ｉ）を表わす。送信電力Ｔxが増加すると、キャリア信号電力が増加し、かくしてΔＣ／Ｉの値が増加する。
【００１９】
この特定の例では、このΔＣ／Ｉminは、基地局により予め決められ、送信される。さらに、ＰＬ値は予め決められており、基地局により送信してもよい。最大及び最小送信電力Ｔxレベルを、図３のグラフにおいてそれぞれ実線３１、３２で示す。この特定の例では、ΔＣ／Ｉminは０．５ｄＢに等しく、ＰＬの値は０．５ｄＢに等しい。
【００２０】
図３に示す特定の例を改善したものには、ガードレベル４０が含まれている。これには、送信電力Ｔxを減少できる最小レベルが増加する効果がある。
【００２１】
ＰＬと、ΔＣ／Ｉminとの間の領域では、送信電力Ｔxの変化率は、バーストのデータ量（Ｄ）と、ミッドアンブルのサイズ（Ｍ）とに応じて決める。変化率は一定であり、図３のグラフにおいて勾配Ｓで示す。この勾配は、式１に従って計算する。
【００２２】
Ｓ＝（Ｍ−Ｄ）／Ｄ          式  １
Ｄが１９５２に等しく、Ｍが５１２に等しい、図２に示すバーストでは、Ｓは−０．７３８に等しい。従って、バーストのデータ成分がミッドアンブル成分より大きい場合は、勾配が負となる。上述し且つ図１に示すように、ミッドアンブルがないＦＤＤシステムでは、勾配は−１に等しい。
【００２３】
次に、送信電力Ｔxを増減する量は、以下の規則のセットに応じて計算することができる。図３において、送信電力Ｔxの変化をΔＣ／Ｉとして示し、デシベル（ｄＢ）で計算する。
【００２４】
レートマッチングの初期値（ＲＭO）は１に等しい。これは、１の初期ΔＣ／Ｉ（ΔＣ／ＩO）値に対応する。図３において、ＲＭOと、ΔＣ／ＩOとの交点を参照番号３５で示す。レートマッチングの新しい値をＲＭNで示す。ΔＣ／Ｉminに到達すると、その点におけるレートマッチングをＲＭmaxで示す。レートマッチング（ＲＭ）はシステム条件に応じて常に変化することがわかる。レートマッチングの変化（ΔＲＭ）をデシベルで測定し、式２に従って計算する。
【００２５】
ΔＲＭ＝１０log（ＲＭN／ＲＭO）    式  ２
その後、図３のグラフにおいて変化量ΔＣ／Ｉとして示す送信電力Ｔxの対応変化量を、式３に従って計算する。
【００２６】
0003960373.tif 000002
レートマッチングがパンクチュエーションを用いる場合、送信電力Ｔxレベルは、グラフのＲＭOとＰＬの間の部分の勾配に従って増加する。同様に、レートマッチングがレピティションを用いる場合、送信電力Ｔxレベルは、グラフのＲＭOとＲＭmaxの間の部分の勾配に従って減少する。
【００２７】
図４は、本発明の第１の実施例によるハンドセットのアーキテクチャ４０の関連部分を示す。ＲＦ信号はアンテナ４２により結合されるが、このアンテナはデュープレックサ４４を介して送信及び受信回路４６、４８に接続されている。受信信号の電力レベルは、信号をフィルタ／復調器５０により濾波・復調した後、電力レベル検知器５２により測定する。電力レベル検知器はデータをマイクロプロセッサ５４へ送り、これによりレートマッチングを補償して、データを電力制御回路５６へ送り、この制御回路により電力制御データビットを供給させる。電力制御ビットは、変調してアンテナにより送信する前に符号化信号と結合される。
【００２８】
図５は、基地局７０における本発明の実施態様を示す。送信パスでは、信号は、符号化器７２により符号化された後に、増幅器制御回路７４において増幅される。増幅器制御回路は、従来技術の基地局で常用されるような電力制御ユニット７６と、拡散及びマッチング補償回路７８とより成る。レートマッチングと拡散補償とにより、電力制御がオフセットされる。その後、バーストは通常の送信及び変調回路を通る。そして、信号は、変調器８２により変調され、アンテナ８２により送信される。変調器は通常、信号フィルタを備えている。
【００２９】
当業者であればわかるように、本発明の種々の変形例及び設計変更が、本発明の範囲から逸脱することなしに可能であることがわかる。例えば、上述した送信電力Ｔxを調整する方法は、拡散係数の変化により適用可能である。ＦＤＤタイプのシステムでよく知られているように、送信電力条件Ｔxは拡散率の変化に応じて線形変化する。例えば、拡散率が２倍になると、送信電力条件Ｔxは半分になる。式１で与えられるミッドアンブルのサイズに応じて送信電力Ｔxの調整量を計算する公式を用いると、ＴＤＤシステムの拡散率による送信電力Ｔx調整量を計算することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、ＦＤＤシステムのレートマッチングに対する送信電力の関係を示すグラフである。
【図２】  図２は、バーストの構造を示す一例である。
【図３】  図３は、ＴＤＢシステムのレートマッチングに対する送信電力の関係を示すグラフである。
【図４】  図４は、本発明によるハンドセットのアーキテクチャの一部を示す。
【図５】  図５は、本発明による基地局のアーキテクチャの一部を示す。
【図１】
0003960373.tif 000004
【図２】
0003960373.tif 000005
【図３】
0003960373.tif 000006
【図４】
0003960373.tif 000007
【図５】
0003960373.tif 000008