(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいて電力を制御する方法であって、
第１の通信チャネルに対する第１のサービス品質目標と第２の通信チャネルに対する第２のサービス品質目標とを認識する段階と、
移動局で、該第１の通信チャネルにおける第１のサービス品質パラメータと該第２の通信チャネルにおける第２のサービス品質パラメータとを測定する段階と、
該測定された第１のサービス品質パラメータと該認識された第１のサービス品質目標とに基づく増分更新データと、該増分更新データについてのオフセットとして定義された該測定された第２のサービス品質パラメータと該認識された第２のサービス品質目標とに基づいた増分オフセット・データとを含む制御データを、該第１の通信チャネル、該第２の通信チャネル、及び単一の制御チャネルのうちの１つを介して送信することにより、該制御データに基づいてダウンリンク送信電力を制御する段階であり、前記第１の通信チャネルの電力制御は前記増分更新データによって実行され、前記第２の通信チャネルの電力制御は前記増分オフセットデータによって実行される段階と、
最新の増分オフセット・データが前の増分オフセット・データとあるしきい値の量かまたはそれ以上異なっているときには、該移動局と該基地局との間で該最新の増分オフセット・データを送信し、該送信する段階で送信した該増分オフセット・データに取って代わることによって該制御データを更新する段階とを含む方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法においてさらに、一時的に重なり合う、または同時動作のために、該第１のチャネルとして音声チャネルを確立し、該第２のチャネルとしてデータ・チャネルを確立する段階からなることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、該設定する段階は、該第１のサービス品質として第１の誤り率を含み、該第２のサービス品質として第２の誤り率を含むものであり、該第１の誤り率と該第２の誤り率とは異なった値を有することを特徴とする方法。
【請求項４】
無線通信システムにおいて電力を制御する方法であって、
第１の通信チャネルに対する第１のサービス品質目標と第２の通信チャネルに対する第２のサービス品質目標とを設定する段階と、
基地局で該第１の通信ネットワークにおける第１のサービス品質パラメータと該第２の通信ネットワークにおける第２のサービス品質パラメータとを測定する段階と、
該測定された第１のサービス品質パラメータと該設定された第１のサービス品質目標とに基づく増分更新データと、該増分更新データについてのオフセットとして定義された該測定された第２のサービス品質パラメータと該設定された第２のサービス品質目標とに基づいた増分オフセット・データとを含む制御データを、該第１の通信チャネル、該第２の通信チャネル、及び単一の制御チャネルのうちの１つを介して送信することにより、該制御データに基づいてアップリンク送信電力を制御する段階であり、前記第１の通信チャネルの電力制御は前記増分更新データによって実行され、前記第２の通信チャネルの電力制御は前記増分オフセットデータによって実行される段階と、
最新の増分オフセット・データが以前の増分オフセット・データとあるしきい値の量かまたはそれ以上異なっているときには、該移動局と該基地局の間で該最新の増分オフセット・データを送信し、該送信する段階で送信した該増分オフセット・データに取って代わることによって該制御データを更新する段階とを含む方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法においてさらに、一時的に重なり合う、または同時動作のために前記第１のチャネルとして音声チャネルを確立し、該第２のチャネルとしてデータ・チャネルを確立する段階からなることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項４に記載の方法において、該設定する段階は、該第１のサービス品質として第１の誤り率を含み、該第２のサービス品質として第２の誤り率を含むものであり、該第１の誤り率と該第２の誤り率とは異なった値を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システムに関し、特に加入者毎に多数のトラヒック・チャネルを有する通信システム用の電力を制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び、発明が解決しようとする課題】
無線通信システムは、電力制御スキームを使用して移動加入者間の干渉を低減し、また加入者のトラヒック能力を増大することができる。十分な電力制御は、符号分割多元接続環境における加入者の移動局の適切な動作のために特に重要である。一つの移動局が多数のチャネル上で同時に動作する無線通信システムの発展が検討されている。従って、無線通信ネットワークにおける各移動局毎に単一チャネルまたは多重チャネルの通信を十分に処理することができる電力制御スキームの必要性が存在している。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明の電力制御方法は、ダウンリンク電力制御、アップリンク電力制御、またはそれらの両方に適用することができ、各加入者毎に多数のトラヒック・チャネルに関する異なったサービスレベルの品質をサポートすることができる。ダウンリンク電力制御の場合、無線通信チャネルは移動局と基地局の間で同時動作のために第一の通信チャネルと第二の通信チャネルを確立する。移動局は、第一の通信チャネルに関するサービス目標の第一の品質と、第二の通信チャネルに関するサービス目標の第二の品質を認識する。移動局はサービス・パラメータの第一の品質とサービス・パラメータの第二の品質を測定する。移動局は、第一の通信チャネル、第二の通信チャネル、または制御チャネルを通じて制御データを送信し、基地局のダウンリンク送信電力を制御する。制御データは、第一の通信チャネルに関する第一の品質のサービス・パラメータとサービス目標の第一の品質に基づく増分更新データを含む。制御データは、第二の品質のサービス・パラメータとサービス目標の第二の品質に基づく増分オフセット・データを含む。増分オフセット・データは増分更新データに関連して定義される。有利なこととして、オーバヘッド制御トラヒックを低減するために、増分オフセット・データを、移動局と基地局との間の一つのチャネルを通じて必要に応じて効率的に送信することができる。
【０００４】
アップリンク電力制御の場合、基地局はサービス・パラメータの第一の品質とサービス・パラメータの第二の品質を測定する。基地局は、第一の通信チャネル、第二の通信チャネル、または制御チャネルを通じて制御データを送信し、移動局のアップリンク送信電力を制御する。従って、基地局と移動局の電力制御の役割は、アップリンクとダウンリンクの電力制御について交替される。電力を制御するこの方法は、基地局と多重チャネル移動局の間で伝送される制御データの量を低減または最小化することで、システム・リソースを節約するのに適している。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、図１は、基地局制御装置２０に結合された基地局１０、基地局制御装置２０に結合された交換局２４、および交換局２４に結合されたホーム・ロケーション・レジスタ２６およびビジター・ロケーション・レジスタ２４を含む無線通信システム８を示す。交換局２４、基地局制御装置２０、またはそれらの両方は市内公衆交換電話網（ＰＳＴＮ）２２に相互接続され、移動局３０に電話サービスへのアクセスを提供する。
【０００６】
基地局制御装置２０には、基地局１０と移動局３０の間の通信を制御および管理するデータ処理システムが含まれる。例えば、基地局制御装置２０は、移動呼、陸線呼、またはその両方に応答して一つまたはそれ以上の通信チャネルを基地局１０に割り当てる。
【０００７】
基地局１０には、基地測定器１６に結合された受信機１８が含まれるが、代替実施形態では、受信機１８が一体型信号品質パラメータ測定器を含むことができる。基地測定器１６は、移動局３０から送信された一つまたはそれ以上の通信チャネルに関する信号品質パラメータを測定するよう配置されている。例えば、こうした信号パラメータは、誤り率（例えば、フレーム誤り率（ＦＥＲ））、ＳＮ比（例えば、Ｅｂ／Ｎｏ）、それらの両方、または他の適切な送信／受信品質の表示を含むことができる。
【０００８】
ダウンリンク電力制御装置１４は、多数の通信チャネルの送信機１２のダウンリンク送信電力を別々に制御することができる。例えば、ダウンリンク電力制御装置１４は、異なったダウンリンク送信電力または同一のダウンリンク送信電力を有するために、第一の通信チャネルと第二の通信チャネルを調整することができる。
【０００９】
移動局３０は、少なくとも第一の通信チャネルおよび第二の通信チャネル上で基地局１０と移動局３０の間の同時通信のための多重チャネル能力を有する。移動局３０には、移動測定器３４およびアップリンク電力制御装置３６に結合されたトランシーバ３２が含まれる。トランシーバ３２は、任意の受信モード、任意の送信モード、または一つまたはそれ以上のチャネルの任意の全二重モードで少なくとも二つの同時チャネルに対応する十分に広帯域なものである。
【００１０】
移動測定器３４は、基地局１０から送信された一つまたはそれ以上の通信チャネルの信号品質パラメータを測定するよう配置されている。アップリンク電力制御装置３６は、多数の通信チャネルのトランシーバ３２のアップリンク送信電力を別々に制御することができる。
【００１１】
本発明の電力制御方法が、ダウンリンク電力制御、アップリンク電力制御、またはそれらの両方に適用され、一つまたはそれ以上の移動局３０と基地局１０の間の多数のトラヒック・チャネルについて異なったサービスレベルの品質をサポートすることができる。図２は、ステップＳ１０で開始されるダウンリンク電力を制御する方法を例示する。ステップＳ１０では、無線通信システム８が、移動局３０と基地局１０の間の同時動作のため第一の通信チャネルと第二の通信チャネルを確立する。ここで使用される場合、同時動作とは第一の通信チャネルと第二の通信チャネルが同時に、または第一の通信チャネルの第一の持続期間が第二の通信チャネルの第二の持続期間に一時的に重なる共通の期間中に動作するという意味である。第一の持続期間の開始と第二の持続期間の開始は異なった時間に発生しうるが、これは第一の持続期間の終了と第二の持続期間の終了が異なった時間に発生しうるのと同様である。
【００１２】
第一および第二の通信チャネルは任意のタイプの通信チャネルでもよいが、一つの例では、第一の通信チャネルは音声チャネルを備え、第二の通信チャネルはデータ・チャネルを備えるので、加入者は音声呼とデータ呼を同時に、同一または異なった信頼性レベルで伝えることができる。
【００１３】
ステップＳ１２では、移動局３０は第一の通信チャネルに関するサービス目標の第一の品質と、第二の通信チャネルに関するサービス目標の第二の品質を認識する。サービス目標の第一および第二の品質は望ましい信頼性レベルに一致するよう選択される。望ましい信頼性レベルは、ある地理的範囲内の無線周波数カバレージの経験的測定、数学的モデル、統計的モデル、または上記技術の任意の組合せから得ることができる。トラヒック・ローディングの統計や動的に利用可能なトラヒック容量がサービス目標の品質に影響することがある。
【００１４】
基地局１０、移動局３０、または無線通信システム８は、第一の通信チャネルに関するサービス目標の第一の品質と、第二の通信チャネルに関するサービス目標の第二の品質を設定することができる。基地局１０または基地局制御装置３０がサービス目標の品質を設定する第一の例では、基地局１０は送信（例えば、アクセス応答）の際、移動局３０にサービス目標の第一の品質とサービス目標の第二の品質を提供することができる。
【００１５】
無線システム８がサービス目標の品質を設定する第二の例では、基地局制御装置２０または基地局１０は一般に、加入者の望ましい、または要求されるサービス品質に取って代わる権限を有する。加入者の望ましい、または要求されるサービス品質は加入者が定義できる目標値によって示すことができる。基地局２０からサービス目標の品質を受信すると、移動局３０はそのサービス目標の品質を有効かつ適用可能なものとして認識する。
【００１６】
移動局３０がサービス目標の品質を設定する第三の例では、移動局３０はサービス目標の第一の品質とサービス目標の第二の品質について固有のデフォルト目標値か、または加入者が定義できる目標値を認識することができる。デフォルト目標値は、基地局１０がサービス目標の第一の品質とサービス目標の第二の品質を移動局３０に送信しない場合使用できる。デフォルト目標値または加入者が定義できる目標値によって、無線周波数カバレージの問題（例えば、フェージングまたはマルチパス）に直面する場合や、別のエアインターフェース・データ・プロトコルを透過的にサポートする必要がある場合に、この方法を確実に実行することができる。さらに、無線通信システム８は、特定のタイプのチャネル（例えば、データまたは音声）に対応するサービス目標の特定のサービス品質を動的に要求する移動局の能力をサポートすることができる。
【００１７】
第一、第二または第三の例では、サービス目標の第一および第二の品質はデータベース中の対応する移動局識別子に関連する。このデータベースは基地局制御装置３０または基地局１０によってアクセスできる。例えば、ホーム・ロケーション・レジスタ２６（ＨＬＲ）とビジター・ロケーション・レジスタ２８（ＶＬＲ）はサービス目標の第一および第二の品質を保存するデータベースを含む。ＶＬＲ、ＨＬＲ、またはそれらの両方は加入者データと一つまたはそれ以上の移動局３０の特徴を含む。
【００１８】
ある実施形態では、サービス目標の第一の品質は、好適には、誤り率（例えば、ビット誤り率（ＢＥＲ））、フレーム誤り率（ＦＥＲ）、または第一の通信チャネルの信頼性の度合いの別の適切な指標を備えている。サービス目標の第二の品質は、好適には、誤り率、フレーム誤り率（ＦＥＲ）、または第二の通信チャネルの信頼性の度合いの別の適切な指標を備えている。特定の誤り率、または範囲は通信チャネルのサービス品質の対応するレベルに関連する。移動局３０が呼をセットアップまたは呼に参加する毎に、呼をサポートする通信チャネルはサービスの対応する目標品質を割り当てられる。
【００１９】
サービス目標の第一の品質とサービス目標の第二の品質の実際の値は、第一の通信チャネルと第二の通信チャネルがある特定の時間に処理するトラヒックのタイプに基づくものであってもよい。例えば、ある特定の時間に第一の通信チャネルが音声トラヒックを伝え、第二の通信チャネルがデータ・トラヒックを伝える場合、サービス目標の第一の品質は目標の第二の品質と異なるものであってもよい。すなわち、音声トラヒックは１パーセントのフレーム誤り率（ＦＥＲ）というサービス目標の第一の品質を有し、データ・トラヒックは５パーセントのＦＥＲというサービス目標の第二の品質を有するものであってもよい。第一の通信チャネルと第二の通信チャネルが一般的に同じタイプのトラヒックを伝える（例えば、両方がデータ・トラヒックを伝える）場合でも、加入者が第一の通信チャネルと第二の通信チャネルで異なる品質程度のデータ・トラヒック（または音声トラヒック）を望むこともある。
【００２０】
代替実施形態では、サービス目標の第一の品質とサービス目標の第二の品質は、信号対雑音レベル、信号対干渉レベル、信号強度測定値、または通信チャネル上の送信または受信品質の他の適切な指標を備えている。当業技術分野に普通に熟練した者が認識するように、誤り率は、任意の特定カバレージ範囲での無線システムの電磁伝播環境による信号対雑音レベルに関連する。
【００２１】
ステップＳ１４では、移動局３０はサービス・パラメータの第一の品質とサービス・パラメータの第二の品質を測定する。測定されたサービス・パラメータの第一の品質は、好適には、認識されたサービス目標の第一の品質に本質的に対応するので、測定されたサービス・パラメータの第一の品質を認識されたサービス目標の第一の品質と比較することができる。同様に、測定されたサービス・パラメータの第二の品質は、好適には、認識されたサービス目標の第二の品質に本質的に対応するので、測定されたサービス・パラメータの第二の品質を認識されたサービス目標の第二の品質と比較することができる。
【００２２】
移動局３０には、第一の通信チャネル上のサービス・パラメータの第一の品質と第二の通信チャネル上のサービス・パラメータの第二の品質を測定する移動測定器３４が含まれる。ダウンリンク受信測定が時分割多重方式または時間的に交替する時間スケジュールでなされる場合、第一の通信チャネルと第二の通信チャネルの両方を測定するために同じ移動信号品質測定器３４を使用することができる。移動局３０は、ダウンリンク電力およびフレーム誤り率（ＦＥＲ）といったサービス・パラメータの第一および第二の品質を測定し、アップリンク伝送の有用な制御データを基地局１０に戻す。
【００２３】
ステップＳ１４の後、ステップＳ１５では、移動局３０は、ダウンリンク送信電力の電力制御のため基地局１０に送信する制御データを決定する。制御データは、測定されたサービス・パラメータの第一の品質と認識されたサービス目標の第一の品質に基づく増分更新データを含む。制御データは、増分更新データに関連して定義されたオフセット増分データを含むことができる。測定されたサービス・パラメータの第二の品質と、増分更新データに関連するサービス目標の第二の品質との間の第二の差を導出するために、増分オフセット・データを使用することができる。
【００２４】
一つの例では、増分更新データとオフセット・データは基地局１０の電磁送信電力中で第一および第二の増分変化を伝える。第一の増分変化とは、第一の通信チャネルに関する基地局１０の電磁（例えば、無線周波数）送信電力の望ましい変化のことである。同様に、第二の増分変化とは、第二の通信チャネルに関する基地局１０の電磁送信電力の望ましい変化のことである。（第一の通信チャネルの）第一の増分変化と（第二の通信チャネルの）第二の増分変化は、好適には、それぞれサービス目標の第一の品質とサービス目標の第二の品質を達成または維持するダウンリンク送信電力の調整を表す。ダウンリンク送信電力の第一の増分変化とダウンリンク送信電力の第二の増分変化は、基地局１０の送信機１２の送信電力のデシベル単位の調整、すなわち、増大または減少を表す場合がある。基地局制御装置２０または基地局１０は、制御データに応答し、ダウンリンク送信電力がサービスの目標品質と一致するサービス・レベルの品質を提供するように、特定の基地局１０の一つまたはそれ以上のチャネルのダウンリンク送信電力を調整する。
【００２５】
第一の増分変化は、測定されたサービス・パラメータの第一の品質と認識されたサービス目標の第一の品質の間の第一の差に釣り合っている（例えば、比例している）。第二の増分変化は、測定されたサービス・パラメータの第二の品質と認識されたサービス目標の第二の品質の間の第二の差に釣り合っている（例えば、比例している）。
ステップＳ１６では、移動局３０は第一の通信チャネル、第二の通信チャネル、または追加チャネル（例えば、制御チャネル）を通じて制御データを送信し、基地局１０のダウンリンク送信電力を制御する。例えば、移動局３０は、増分更新データとして基地局１０の電磁電力の第一の増分変化を送信し、増分更新データに関連して定義される増分オフセット・データとして電磁電力の第二の増分変化を送信することができる。電磁送信電力の第一の増分変化と電磁送信電力の第二の増分変化はそれぞれ第一の差および第二の差と釣り合っている。実際には、第一の増分変化と第二の増分変化は、基地局１０によってサポートされる無線周波数送信電力の不連続なレベルの増大または減少を表す。
【００２６】
第一の通信チャネルのダウンリンク送信電力の第一の増分変化と第二の通信チャネルのダウンリンク送信電力の第二の増分変化がある場合それらは制御データと無関係に送信されるが、第二の通信チャネルの電力の第二の増分変化は、好適には、増分オフセット・データによって表される。増分オフセット・データは電力の第一の増分変化に参照され、移動局３０と基地局１０の間で伝送される制御データの量を減少させる。増分更新データは第一の通信チャネルと少なくとも一つの追加通信チャネル（例えば、第二の通信チャネル）の両方に関して使用され、増分オフセット・データは一つまたはそれ以上の追加通信チャネルの増分変化または定常状態を表す。
【００２７】
移動局３０は、目標のための望ましい信号対雑音比を達成する送信電力の増加、減少、または妥当性に関する情報だけが必要なので、最終的に必要な信号対雑音比を基地局１０に送信する必要はない。重要なことだが、同じ移動局３０の多数のチャネルに関する制御データは単一共通チャネルまたはサブチャネルを通じて移動局３０から基地局１０に送信され、システム・リソースを節約し、またシステム能力を増大する。
【００２８】
ある実施形態では、単一共通チャネルまたはサブチャネルは第一の通信チャネルまたは第二の通信チャネルから作り出される。第一の増分変化と第二の増分変化は、実際には、無線システムのシステム能力を節約し信号対雑音比を向上することと矛盾しない方法で共通チャネルを通じて送信される。従って、共通チャネルは、ビットを奪う、ビットを借りる、パケットを変更する等によって第一の通信チャネルと第二の通信チャネルから作り出されたサブチャネルまたはデータ・チャネルを備えている。
【００２９】
しかし、代替実施形態では、電力制御データは、共通通信チャネルとしての追加通信チャネルを通じて送信することができる。追加通信チャネルは、第一の通信チャネルおよび第二の通信チャネルとは別個である。すなわち、追加通信チャネルは、移動局３０と基地局１０の間の無線周波数通信のための無線通信システムのアクセス・チャネル、認可チャネル、制御チャネル、オーバヘッド・チャネルまたは他の適切なデータ・チャネルを備えることができる。
【００３０】
ステップＳ１７では、ダウンリンク電力制御装置１４は移動局３０から制御データを受信し、それに応じて一つまたはそれ以上の通信チャネルのダウンリンク送信電力を調整する。ダウンリンク送信電力を適切に制御するために、基地局１０またはダウンリンク電力制御装置１４は、増分オフセット・データを参照して、第二の増分変化、または測定されたサービス・パラメータの第二の品質とサービス目標の第二の品質の間の第二の差を導出することがある。
【００３１】
ステップＳ１７に続いて、第一の通信チャネルと第二の通信チャネルのダウンリンク送信電力のその後の増分変化が、移動局３０と基地局１０の間の共通通信チャネル上の送信によって更新される。ダウンリンク送信電力のその後の増分変化は、規則的にか、または必要に応じて移動信号パラメータ測定器３４のより新しい受信測定値に基づいて前の増分変化を更新する。
【００３２】
規則的更新手順のスキームでは、第一のチャネルに関連する増分更新データは増分オフセット・データより頻繁に更新される。増分オフセット・データは第一の増分変化と第二の増分変化の差の調整を可能にする。規則的または周期的更新の頻度は加入者毎に多数のトラヒック・チャネルの電力を十分に制御することと一致している。例えば、ＩＳ−２０００標準をサポートする無線システムに適用する場合、増分更新データの更新頻度は、好適には、増分オフセット・データの更新頻度より１６倍以上大きい。
【００３３】
増分オフセット・データと増分アップデート・データは、無線システムをサポートするため規則的間隔または他の形で更新されるが、増分オフセット・データは、好適には、必要に応じて更新され、エアインターフェースを通じて送信されるオーバヘッド制御データをさらに減少させる。その結果、移動局３０は、加入者毎に多数のトラヒック・チャネルに関するサービスの目標品質達成に有害な影響を与えることなくダウンリンク送信電力を制御するため基地局１０に送信される制御データの量を少なくすることができる。増分オフセット・データを必要に応じて更新し、移動局３０と基地局１０との間で送信される制御データの量を少なくすることができる。従って、電力を制御する上記方法は、無線通信システムのチャネル帯域幅を節約し、信号対雑音干渉を低減するのに適している。
【００３４】
図３は、必要に応じて移動局と基地局の間で増分オフセット・データを送信する手順の例を示す。図３の更新手順は図２のステップＳ１６に続いてステップＳ２２で開始される。ステップＳ２２では、移動局３０はサービス・パラメータの品質を測定し、第二の通信チャネルに関する最新の増分オフセット・データを決定する。
【００３５】
ステップＳ２４で、誤りの差をデシベルで表すことができる所定のしきい値（例えば、２ｄＢ）を超える場合、更新が必要でありステップＳ２６で実行される。誤りの差とは、（例えば、ダウンリンク電力制御装置１４によって）基地局１０で使用される前のオフセット値と、移動局３０での測定値から決定される最新のオフセット値の間の数学的差のことである。制御データの更新には、移動局３０と基地局１０の間で最新の増分オフセット・データを送信する必要がある。
【００３６】
ステップＳ２４で更新が必要ないと決定された場合、更新手順はステップＳ２８に進み、ダウンリンク電力制御装置１４は前の増分オフセット・データの使用を継続する。現在使用されている前のオフセット値は、最新の第一の増分変化から第二の増分変化を導出する定数（または更新までの暫定値）として使用される。第一の増分変化が使用され、第一のチャネルの電力を調整する。第一の増分変化は、改訂または最新の増分オフセット・データが同時に基地局１０に送信されるかとは無関係に連続的、規則的、または周期的に更新される。
【００３７】
ステップＳ２６またはステップＳ２８に続いて、更新手順はステップＳ３０に進み、移動局３０の間隔更新タイマがリセットされる。ステップＳ３２では、ステップＳ３０で設定された間隔更新タイマが満了すると、まずステップＳ２２に戻ることで上記手順が繰り返される。
【００３８】
各更新間隔中、移動局３０は第一の増分データを更新し、必要な場合オフセット増分データを更新することもある。移動局３０は、制御データ、オフセット増分データ、またはそれらの両方をレイヤ３メッセージとして基地局１０に送信することができる。
【００３９】
図４の方法は図２の方法と同様であるが、図４はアップリンク電力制御を対象とする点が異なっている。図２および図４の間では、場合の要求に従って、基地局と移動局の電力制御の役割が交替され、ダウンリンク送信電力制御またはアップリンク送信電力制御に対応する。従って、図２のダウンリンクの例に関連して論じられた全ての変形、代替実施形態、および細部は図４のアップリンクの例にも等しく適用される。
【００４０】
図４のステップＳ１０から始まって、無線通信システム８は同時、または一時的に重なり合う動作のため移動局３０と基地局１０の間に第一の通信チャネルと第二の通信チャネルを確立する。図４のステップＳ１０は図２のステップＳ１０と同一である。
【００４１】
ステップＳ１１では、無線通信システム８は、図２のステップＳ１２に関連して説明されたのと同様の方法で、第一の通信チャネルに関するサービス目標の第一の品質と、第二の通信チャネルに関するサービス目標の第二の品質を設定する。しかし、この図４では、サービス目標の第一の品質とサービス目標の第二の品質はアップリンク電力制御に関し、図２のサービス目標の第一の品質とサービス目標の第二の品質はダウンリンク電力制御に関する。ダウンリンクとアップリンク両方の電力制御が二つの通信チャネル上の加入者について使用されるならば、その加入者が本発明の方法を実行するにはサービス目標の少なくとも４つの可能な品質が必要である。
【００４２】
ステップＳ１３では、基地局１０は基地局１０のサービス・パラメータの第一の品質とサービス・パラメータの第二の品質を測定する。基地局１０には、第一の通信チャネルのサービス・パラメータの第一の品質と、第二の通信チャネルのサービス・パラメータの第二の品質を測定する基地測定器１６が含まれる。時分割多重方式または時間的に交替する時間スケジュールで測定がなされる場合、同じ基地測定器１６を使用して第一の通信チャネルと第二の通信チャネルの両方を測定することができる。基地局１０は、アップリンク電力およびフレーム誤り率（ＦＥＲ）といったサービス・パラメータの第一および第二の品質を測定し、ダウンリンク送信中の有用なデータを移動局３０に戻す。
【００４３】
ステップＳ１３の後のステップＳ１９では、基地局１０または基地局制御装置２０は、アップリンク送信電力の電力制御のため移動局３０に送信する制御データを決定する。制御データは、測定されたサービス・パラメータの第一の品質と認識されたサービス目標の第一の品質に基づく増分更新データを含んでいる。制御データは、増分更新データに関連して定義されるオフセット増分データを含むことができる。増分オフセット・データを使用して、測定されたサービス・パラメータの第二の品質と増分更新データに関連するサービス目標の第二の品質の間の第二の差を導出することができる。
【００４４】
一つの例では、増分更新データとオフセット・データは、移動局３０の電磁送信電力の第一および第二の増分変化を伝える。第一の増分変化とは、第一の通信チャネルに関する移動局３０の電磁送信電力の望ましい変化を指す。同様に、第二の増分変化とは、第二の通信チャネルに関する移動局３０の電磁送信電力の望ましい変化を指す。（第一の通信チャネルの）第一の増分変化と（第二の通信チャネルの）第二の増分変化は、好適には、それぞれサービス目標の第一の品質とサービス目標の第二の品質を達成または維持するアップリンク送信電力の調整を表す。アップリンク送信電力の第一の増分変化とアップリンク送信電力の第二の増分変化は、移動局３０のトランシーバ３２の送信電力のデシベル単位の調整、すなわち増大または減少を表すことができる。
【００４５】
第一の増分変化は、測定されたサービス・パラメータの第一の品質と認識されたサービス目標の第一の品質の間の第一の差に釣り合っている。第二の増分変化は、測定されたサービス・パラメータの第二の品質と認識されたサービス目標の第二の品質の間の第二の差に釣り合っている。
【００４６】
ステップＳ２０では、基地局１０は、第一の通信チャネルまたは第二の通信チャネルを通じて決定された制御データを送信し、移動局３０のアップリンク送信電力を制御する。
【００４７】
ステップＳ２１では、アップリンク電力制御装置３６は基地局１０から制御データを受信し、一つまたはそれ以上の通信チャネルのアップリンク送信電力をしかるべく調整する。アップリンク送信電力を適切に制御するため、アップリンク電力制御装置３６は、増分オフセット・データを参照して、第二の増分変化または測定されたサービス・パラメータの第二の品質とサービス目標の第二の品質の間の第二の差を導出することができる。アップリンク電力制御装置３６は、制御データに応答し、アップリンク送信電力が認識されたサービス目標の品質と一致するサービス・レベルの品質を提供するように、特定の移動局３０の一つまたはそれ以上のチャネルのアップリンク送信電力を調整する。
【００４８】
ステップＳ２１に続いて、制御データは定期的にか、必要に応じてか、または他の方法で更新することができる。図３はアップリンク電力制御に適用されているが、類似の更新手順がアップリンク電力制御に適用されることもあり、その場合は基地局１０と移動局３０の役割が逆転される。従って、基地局１０の基地測定器１６は必要に応じた形で移動局３０の制御データの更新を促進し、アップリンク電力制御装置３６を通じてアップリンク送信電力を制御する。
【００４９】
本発明によれば、移動局３０は音声呼とデータ呼を同時に伝えることができる。音声呼は音声品質のサービス目標を有し、データ呼はデータ品質のサービス目標を有する。音声品質のサービスはデータ品質のサービスと異なっている場合がある。例えば、データ・トラヒックは誤りに応答して容易に反復されるので、データ目標は音声目標ほど強健でなくてもよい。
【００５０】
図２、図４、またはそれらの両方の上記方法は、データ・パケット・サービスを特徴とする符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムに適用することができる。このＣＤＭＡシステムは、移動局３０と基地局１０の間の一つの順方向リンクを有することができる。例えば、第一のチャネルが９．６Ｋｂｐｓ制御チャネル（ＣＣＨ）または９．６Ｋｂｐｓの複合音声および制御チャネル（ＦＣＨ）を提供し、第二のチャネルがパケット用低デューティサイクル、高レート・バースト・チャネルを提供する補助チャネル（ＳＣＨ）を備えることができる。制御チャネル（ＣＣＨ）は呼を維持するために必要であり、連続的かつ音声呼に期待する程度に確実に動作しなければならない。さらに、信号フェージングの適切な追跡とフェージングの補償を提供しトラヒック能力を最大化するために、ダウンリンク電力制御、アップリンク電力制御、またはそれらの両方が制御チャネル（ＣＣＨ）上で連続して動作する必要がある。
【００５１】
補助データ・チャネル（ＳＣＨ）のバーストが送信されＥｂ／Ｎｏ要求がＳＣＨおよびＣＣＨチャネルと同一である場合、ＳＣＨの電力消費は普通ＣＣＨレートに対するＳＣＨレーとの比に比例する量だけ大きい（Ｅｂはビット毎の受信エネルギーを表し、ＩｏまたはＮｏは各移動局の復調器で受信される雑音密度である）。しかし、実際には、平均Ｅｂ／Ｎｏ要求は特定のカバレージ範囲の実際の高速フェージング伝播環境とサービスの目標品質（例えば、ＦＥＲ）によって異なる場合がある。従って、本発明の電力制御方法を使用して、時間につれて変化するオフセットをダウンリンク送信機１２とアップリンク・トランシーバ３２に提供し、このフェージングを補償することができる。増分更新データの更新頻度によって、このフェージングの補償を可能にする十分な速度で第一の通信チャネルの電力レベルを更新することができる。しかし、オフセット増分データの更新頻度（またはレート）は低いので、増分更新データと同程度のフェージングの補償ができない場合がある。オフセット増分データは基準データセットと共に１対１方式で送信されることもあるが、オフセット増分データは、好適には、大きな量の変更がある時だけ増分データセットと共に送信される。従って、制御データの送信を最小化することで、送信電力とシステム能力が節約される。
【００５２】
代替実施形態では、基地局送信機１２は、この持続期間の間それ以上更新を送信することなくＥｂ／Ｎｏオフセットの初期平均値を保存し使用することができる。オフセットは更新されなくとも移動局３０の電力消費をさらに低下させ、トラヒックを減少させるが、理想のオフセット値は伝播環境（例えば、フェージング）と共に変化する。すなわち、連続して更新される値、または必要に応じて更新される少なくとも一つの値でなく一つの初期平均値を使用することによってある程度能力が犠牲になることがある。
【００５３】
上記発明によれば、各アクティブ・チャネルについて異なったサービス品質を有する信号加入者の多重チャネルの電力を制御する外部ループおよび内部ループ電力制御が向上する。ＣＤＭＡ環境における内部ループおよび外部ループ・アップリンク電力制御は一般に以下の方法で動作し、本発明の方法をサポートする。
【００５４】
内部ループ電力制御によれば、基地局１０の受信機１８は移動局３０から受信した平均Ｅｂ／Ｉｏを測定する。基地局１０は順方向リンクを通じて移動局３０に指令を送信し、移動局の送信電力を調整する。例えば、Ｅｂ／Ｉｏが基準Ｅｂ／Ｉｏより高かった場合、移動局の送信電力は増分の分だけ低減される。他方、Ｅｂ／Ｉｏが基準Ｅｂ／Ｉｏより低い場合、移動局の送信電力は増分の分だけ増大される。Ｅｂ／Ｉｏ基準は、マルチパス環境と、適当な内部ループ電力制御のためのいくつかの要素の中でもとりわけ誤り性能に依存する。
【００５５】
基地局１０が移動局３０のＥｂ／Ｉｏを測定する上記内部ループ電力制御に加えて、基地局１０は移動局３０の誤り率を測定し、外部ループ制御スキームによって基準Ｅｂ／Ｉｏを調整することができる。外部ループ電力制御とは、誤り率の測定と基準Ｅｂ／Ｉｏの調整を指す。外部ループは、例えばフレーム誤り率の測定に基づいて、初期内部ループ目標を改訂内部ループ目標に変更することができる。それに応じて、移動局３０の送信電力は、各音声フレームまたはメッセージ・パケット毎の所定の誤り率を維持するよう調整される。実際には、誤り率は呼当たりの重大な誤りまたは誤りのある秒が１％未満となるよう決定されることが多い。内部ループおよび外部ループ電力制御はアップリンク電力制御に関連して説明されているが、同様の外部ループおよび内部ループ電力制御スキームがダウンリンク電力制御に適用することができる。
【００５６】
上記内部ループおよび外部ループ電力制御機構は、ＣＤＭＡ無線システムの第一の通信チャネルの電力レベルを制御するために使用される。しかし、第二のチャネルは内部ループおよび外部ループ機構と協同する、またはそれらに埋め込まれた追加電力制御命令を有するので、増分更新データと増分オフセット・データは、連続更新間隔中に更新されるまで一定の定数の送信電力によって分離される。
【００５７】
ここで使用される場合、第一の増分データとは第一の通信チャネルに関する増分更新データを指し、第二の増分データとは第二の通信チャネルに関する増分更新データを指す。第二の増分データは第一の増分データと増分オフセット・データに関連して容易に導出される。増分オフセット・データは、好適には、必要に応じて更新される。増分オフセット・データと何らかの他の制御データは第一の通信チャネルまたは第二の通信チャネルに埋め込みできるが、代替実施形態では、無線システムは制御データを送信するため移動局３０と基地局１０の間に第三のチャネルを確立する。
【００５８】
一つのバージョンでは、無線システムの電力を制御する方法は、ＣＣＨおよびＳＣＨのフレーム誤り率（ＦＥＲ）およびスーパーフレーム誤り率（ＳＥＲ）といった品質測定基準を監視する。ＣＣＨおよびＳＣＨのフレーム誤り率は対応するＥｂ／Ｎｏ値に変換され、信号対雑音または信号対干渉比として表される信号品質目標と即座に比較される。従って、第一の信号品質目標および第二の信号品質目標はそれぞれＣＣＨ  Ｅｂ／Ｎｏ設定値およびＳＣＨ  Ｅｂ／Ｎｏ設定値として表される。ＣＣＨ  Ｅｂ／Ｎｏ設定値およびＳＣＨ  Ｅｂ／Ｎｏ設定値に関する初期値を与えられると、無線システムは二つのチャネルの品質測定基準に応じてＥｂ／Ｎｏ設定値を増減する。ＳＣＨ  Ｅｂ／Ｎｏ設定値（またはＣＣＨ  Ｅｂ／Ｎｏ設定値）は内部ループ電力制御のための目標として使用され、ＳＣＨおよびＣＣＨ  Ｅｂ／Ｎｏ設定値の間のＥｂ／Ｎｏの差はリンクの送信端に送られ、基地局の送信機（例えば、１２）のＣＣＨおよびＳＣＨ送信Ｅｂ／Ｎｏの間の差を変更するために使用される。必要な更新間隔は数秒程度以上であると予想されるので、移動局で決定されるＥｂ／Ｎｏの差を更新するためにレイヤ３メッセージが使用できる。
【００５９】
レイヤ３メッセージにはアプリケーション・プログラム・データが含まれるが、そこには通常電力制御データが存在し、無線通信システムの電磁電力を制御する。レイヤ３メッセージは、データ・リンク・プロトコルを管理するレイヤ２メッセージ、および物理層を表すレイヤ１と対話する。
【００６０】
要約すると、電力を制御する上記方法によって、移動局毎に多数のチャネルが異なった品質のサービス・レベルを有することができる。多重チャネル移動局に関する電力制御情報は移動局と基地局の間の単一通信チャネルまたはサブチャネルを通じて送信され、無線通信システムの利用可能なトラヒック能力を最大化し、またさもなければ信号対干渉性能を改善する。さらに、ある種の制御情報は必要な場合に送信され、異なった品質のサービス・レベルを有する多重チャネル移動局のサービスに関連するオーバヘッド制御トラヒックを低減する。
【００６１】
本明細書は、本発明の方法の種々の実施形態を開示している。特許請求の範囲は、本明細書に開示した例示としての実施形態の種々の修正、および同等の装置をカバーする。それ故、下記の特許請求の範囲は、本明細書に開示した本発明の精神および範囲内に含まれる種々の修正、同等の構造体および特徴をカバーするものと合理的に広義に解釈すべきものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の無線通信システムのブロック図を示す。
【図２】本発明による加入者毎に多数のトラヒック・チャネル用ダウンリンク電力を制御する方法の流れ図である。
【図３】電力制御に関する増分オフセット・データを更新するための、必要に応じて更新する手順を示す流れ図である。
【図４】本発明による加入者毎に多数のトラヒック・チャネル用アップリンク電力を制御する方法の流れ図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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