(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信環境中での移動体局の出力電力レンジの上限及び下限についての逆方向リンク電力制御のオーバーシュートを最小化する方法であって、
第１の出力電力レベルで移動体局からの送信を受信するステップと、
通信環境に基づいて、前記移動体局がその出力電力レベルを調節すべきかどうかを決定するステップと、
出力電力レベル調節が必要とされるときには、前記移動体局に対し、移動体局の出力電力レベルレンジの前記上限及び下限に基づいて第２の出力電力レベルを計算するよう指示するステップと、
出力電力レベル調節が必要とされるときには、前記移動体局に対し、前記第２の出力電力レベルで送信するよう指示するステップとを有し、
前記第１の出力電力レベルが前記出力電力レベルレンジの前記下限より小さいときには、前記移動体局に対し、その出力電力レベルを第１の量だけ増大させるよう指示することにより、前記第２の出力電力レベルが得られ、そして前記第１の出力電力レベルが前記出力電力レベルレンジの前記上限より大きいときには、前記移動体局に対し、その出力電力を第２の量だけ減少させるよう指示することにより、前記第２の出力電力レベルが得られることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の量および第２の量は等しいことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
出力電力レベル調節の完了により、移動体局との通信リンクを確立するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
移動体局の出力電力レベルのダイナミックレンジの上限及び下限についての逆方向リンク電力制御のオーバーシュートを最小化する方法であって、
移動体局の現在の出力電力が移動体局出力電力レベルの前記ダイナミックレンジの前記上限及び下限の外にあるかどうかを検出するステップと、
前記検出された出力電力が前記ダイナミックレンジの前記上限及び下限の外にあるときには、調節された出力電力を得るために、前記移動体局に対し、その出力電力を前記ダイナミックレンジの上限または下限に向かって調節するよう指示するステップと、
前記検出された出力電力が前記ダイナミックレンジの前記上限及び下限の外にあるときには、前記移動体局に対し、前記調節された出力電力で送信するよう指示するステップとを有し、
前記検出された現在の出力電力が前記ダイナミックレンジの前記下限より小さいときには、前記移動体局に対し、その出力電力を第１の量だけ増大させるよう指示することにより、前記調節された出力電力が得られ、そして前記検出された現在の出力電力が前記ダイナミックレンジの前記上限より大きいときには、前記移動体局に対し、その出力電力を第２の量だけ減少させるよう指示することにより、前記調節された出力電力が得られることを特徴とする方法。
【請求項５】
通信環境中で移動体局の出力電力レンジの上限及び下限についての逆方向リンク電力制御のオーバーシュートを最小化する方法であって、
第１の出力電力レベルで送信するステップと、
出力電力レベル調節が必要とされるときには、前記第１の出力電力レベルを調節するためのインストラクションを受信するステップと、
前記受信されたインストラクションに従って、出力電力レベルレンジの前記上限及び下限に基づいて第２の出力電力レベルを計算するステップと、
前記第２の出力電力レベルで送信するステップとを有し、
前記第１の出力電力レベルが前記出力電力レベルレンジの前記下限より小さいときには、第１の出力電力レベルを第１の量だけ増大させることによって前記第２の出力電力レベルが得られ、そして前記第１の出力電力レベルが前記出力電力レベルレンジの前記上限より大きいときには、前記第１の出力電力レベルを第２の量だけ減少させることによって前記第２の出力電力レベルが得られることを特徴とする方法。
【請求項６】
移動体局の出力電力レベルのダイナミックレンジの上限及び下限についての逆方向リンク電力制御のオーバーシュートを最小化する方法であって、
第１の出力電力で送信するステップと、
前記第１の出力電力が前記ダイナミックレンジの前記上限及び下限の外にあるときには、第２の出力電力を得るために、前記第１の出力電力を移動体局出力電力レベルの前記ダイナミックレンジの前記上限または下限に向かって調節するためのインストラクションを受信するステップと、
前記第１の出力電力が前記ダイナミックレンジの前記上限及び下限の外にあるときには、前記第２の出力電力で送信するステップとを有し、
前記第１の出力電力が前記ダイナミックレンジの前記下限より小さいときには、前記第１の出力電力を第１の量だけ増大させることによって前記第２の出力電力が得られ、そして前記第１の出力電力が前記ダイナミックレンジの前記上限より大きいときには、前記第１の出力電力を第２の量だけ減少させることによって前記第２の出力電力が得られ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、通信に係り、特に、ワイヤレス通信システムにおける逆方向リンク（reverse-link）電力制御オーバーシュート（power control overshoot）を制御する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来のワイヤレス通信システムの一部の概略図を示す。ワイヤレス通信システム１は、複数の基地局（ＢＳ）１０と動作可能に接続され、呼び接続制御およびモビリティ管理を実行するための移動体交換センタ（ＭＳＣ）５を含む。基地局１０は、ＭＳＣ５および様々な移動体局（ＭＳ）２０と通信する装置を含む。各基地局１０は、同じ周波数における一定電力のパイロット信号を送信する。受信されたパイロット信号の電力レベルは、移動体局２０が、基地局１０と移動体局２０との間の経路損失（path loss）を推定することを可能にする。
【０００３】
経路損失を知ることで、移動体局２０は、基地局１０が信号を必要な電力レベルで受信するように、その出力送信電力を調節する。基地局１０は、移動体局２０の出力電力を測定し、移動体局２０にその送信電力にいずれか必要な調節を行うことを知らせる。基地局１０と動作可能に接続された移動体局（ＭＳ）２０は、基地局１０との通信を可能にし、かつそれらの間に順方向リンク（基地局から移動体局へ）および逆方向リンク（移動体局から基地局へ）を確立するための装置を有する。
【０００４】
ＣＤＭＡは、セルラ電話システムのようなワイヤレス通信システムの基地局と移動体局との間の順方向および逆方向リンクチャネルを定義するための１つのスキームである。ＣＤＭＡは、全ての移動体局が同じ周波数で送信する干渉妨害制限システム（interference-limited system）であり、このシステム中で生成される内部干渉妨害は、システムキャパシティおよび音声品質を決定するクリティカルな役割を演じる。ＣＤＭＡシステムは、相互干渉妨害を最小化するために、電力制御および音声アクティベーションを使用する。正確な電力制御および音声アクティベーションは、システムにおける全体的干渉妨害を与える過剰な送信機電力を防止する。
【０００５】
移動体局が動き回るとき、ワイヤレス通信環境は、ファーストフェージングおよびスローフェージング、シャドーウィング（shadowing）、外部干渉妨害および他のファクタのために連続的に変化する。ＣＤＭＡシステムの１つの特徴は、必要とされる性能目標を満たすちょうど十分な電力を送信することである。電力制御の目標は、全ての条件下でリンク品質を維持する一方で、順方向および逆方向リンクにおける送信電力を制限することである。各移動体局からの送信電力は、それらの間の干渉妨害を制限するように制御されなけれがならない。同時に、電力レベルは、満足できる音声品質のために適切でなければならない。そうでない場合、必要なものよりもより多くの電力が送信される場合、１つの移動体局は、他の移動体局の動作と干渉し、キャパシタが減少させられる。
【０００６】
ＣＤＭＡシステムにおいて、全ての移動体局２０は、必要とされる性能目標を達成する一方で、ワイヤレス通信システム１中の干渉妨害を最小化するために、基地局１０において同じ受信電力レベルを達成しなければならない。逆方向リンク電力制御は、アクセスおよび逆方向トラフィックチャネルに影響を与える。逆方向リンク電力制御は、（自律的電力制御としても知られる）開ループ電力制御および閉ループ電力制御を含む。
【０００７】
開ループ電力制御は、基地局１０により近い移動体局２０は、基地局１０より離れているまたはフェードしている移動体局２０と比べてより小さい電力を送信する必要があるという原理に基づく。移動体局２０は、その送信電力を、順方向リンクチャネルにおいて全ての基地局１０から受信された電力を含む受信された全電力に基づいて調節する。受信された電力が大きい場合、移動体局２０は、その送信電力を減少させ、その逆も行う。マルチパスにおいてダイナミックな即ち移動する移動体局（即ち、フェージングソース）は、開ループ電力制御が達成することができるよりも遙かに速い電力制御を必要とする。
【０００８】
閉ループ電力制御は、例えば、移動体局と基地局との間の信号干渉妨害が増大するとき、フェージング損失を補償するために必要とされる追加的な電力調節を提供する。閉ループ電力制御は、開ループ電力制御に対する補正も提供する。トラフィックチャネルが確立されると、移動体局２０および基地局１０は、閉ループ電力制御に従事する。より速い応答時間は、閉ループ電力メカニズムに、実際的なアプリケーションにおいて開ループ電力制御メカニズムを超える能力を与える。
【０００９】
図２は、適切な通信リンクがその間に確立されることを補償するために移動体局２０と基地局１０との間に実行される逆リンク閉ループ電力制御の従来の方法を示す。ステップ１００において、移動体局２０は、基地局１０からのリクエストに従って、所定の出力電力で基地局１０に送信する。ステップ２００において、基地局１０は、移動体局２０の出力電力を検出しかつ測定する。
【００１０】
次に、ステップ３００において、基地局１０は、移動体局２０の出力電力が調節を必要とするかどうかを決定する。これは、基地局１０によるリクエストされる出力電力レベルを移動体局２０から受信される実際の出力電力と比較し、現在の通信環境における信号干渉妨害の量を考慮することによりなされる。移動体局の出力電力が調節を必要としない場合、逆方向リンク電力制御プロセスは、ステップ６００に進み、この技術分野においてよく知られた技法を使用して、移動体局２０と基地局１０との間の通信リンクを確立する。これと対照的に、移動体局の出力電力が調節を必要とする場合、移動体局２０は、ステップ４００において示されているように、新しい出力電力を計算する。
【００１１】
ステップ４００は、ＩＳ−９５ＣＤＭＡ標準に関してより詳細に説明される。現行のＩＳ−９５ＣＤＭＡ標準において、移動体局２０の送信電力は、閉ループ電力制御で基地局１０により厳密に制御されなければならない。基地局１０は、電力制御ビットを送ることにより、移動体局２０に、移動体局送信電力に対するいずれか必要な調節（即ち、増大または減少）をなすように知らせる。これは、一般に、閉ループ電力制御補正と呼ばれる。
【００１２】
この技術分野において知られているように、移動体局２０の平均出力電力（mean output power）は、以下のアルゴリズムを使用して移動体局２０により計算される。
0004037660.tif 000002
【００１３】
上記の式（１）において、全ての項は、この技術分野においてよく知られている。移動体局の出力電力を得るために、移動体局の平均入力電力の負の値が、所定のオフセット値および最後のアクセスプローブからの干渉妨害補正と加えられる。ここで、アクセスプローブは、それらの間に通信リンクを確立するために、移動体局２０と基地局１０との間になされるアクセス試行における送信を指す。アクセスプローブは、増大する（incremental）電力レベルで実行される。これは、アクセスプローブ補正の実行と呼ばれる。
【００１４】
式（１）の次に加算される項は、拡張されたハンドオフの公称電力（ＮＯＭ＿ＰＷＲ＿ＥＸＴ）とかけ算されたハンドオフに対する公称電力（ＮＯＭ＿ＰＷＲ）を含む。初期電力調節（ＩＮＩＴ＿ＰＷＲ）が、その後加算される。そして、通信リンクの確立において実行される全てのアクセスプローブ補正の和が、上記の複数の項に加算される。最後に、全ての閉ループ電力制御補正の和が加算される。
【００１５】
移動体局の出力電圧の計算により、移動体局２０は、基地局１０に、ステップ５００において示されるように、新たに計算された出力電力で送信する。ステップ２００ないし５００は、その後、必要とされる場合、反復され、閉ループ電力補正は、ステップ６００に示されているように、移動体局２０と基地局１０との間の適切な通信を確立しかつ維持するために連続的に実行される。
【００１６】
しかし、従来技術において、通常の開ループ電力制御において逆方向リンク中の移動体局の送信電力の電力制御「オーバーシュート」（例えば、上限または下限を超えること）の可能性がある。基地局１０は、移動体局送信電力限界に既に到達したときであっても、移動体局２０に、移動体局の送信電力に対する調節を行うよう不必要に通知し続ける可能性がある。
【００１７】
具体的には、開ループ補正および最大電力制約のために、最後の項、即ち全ての閉ループ電力制御補正の和は、移動体送信電力が最大値に到達した時であっても、蓄積（accumulated）され得る。同様に、開ループ補正および最小電力制約のために、最後の項、即ち全ての閉ループ電力補正の和は、移動体局送信電力が最小値まで低下したときであっても、蓄積され得る。通信環境が、移動体局２０と基地局１０との間に多少の信号干渉妨害が存在するように変化する場合、閉ループ電力制御は、それが、適切な送信電力において移動体局２０に送信させることを始める前に、まず、以前に蓄積された電力制御補正値をキャンセルする必要がある。
【００１８】
例えば、移動体局送信電力が、既にその上限にあり、通信環境が、移動体と基地局との間に増大した信号干渉妨害が存在するように変化する場合、基地局１０は、その送信電力をさらに増大させるように移動体局２０に通知する。その後、移動体局２０は、式（１）に従って、移動体局の最大限可能な送信電力レベルより大きい送信電力レベルを決定し、したがって、最大電力レベルで送信する。通信環境が、移動体局２０が、最大電力限界よりも小さい電力で送信するように再び変化する場合、移動体局２０は、最大電力限界を超える計算された送信電力レベルを増大させた以前の閉ループ電力補正をキャンセルするのに十分な閉ループ電力補正を基地局が提供するまで、最大電力限界において送信を継続することになる。結果として、電力オーバーシュートが起き、余分の移動体局送信電力が、他の移動体局２０と基地局１０との間の送信と干渉する。
【００１９】
同じ問題が、移動体局の電力レベルの下限についても生じる。移動体局送信電力が、既にその下限にあり、通信環境が、移動体局と基地局との間により小さな信号干渉妨害が存在するように変化する場合、基地局１０は、その送信電力をさらに減少させることを移動体局２０に通知する。その後、移動体局２０は、式（１）に従って、移動体局の可能な最小の送信電力レベルより低い送信電力レベルを決定し、したがって、最小電力レベルで送信する。
【００２０】
通信環境が、移動体局２０が、最小電力限界より大きい電力において送信するように再び変化する場合、計算された送信電力レベルを最小電力限界より低く減少させた以前の閉ループ電力補正をキャンセルするために十分な閉ループ電力補正を基地局が提供するまで、移動体局２０は、最小電力限界において送信することを継続することになる。結果として、以前の閉ループ電力補正をキャンセルするプロセスは、時間がかかり、これにより、逆方向リンク性能を低下させる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、移動体局２０における送信電力の上限および下限を超える電力オーバーシュートは、過剰な干渉妨害を生じ、全体的な逆方向リンク性能を低下させる。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、逆方向リンク電力制御オーバーシュートを制御するための方法は、移動体局が送信機電力限界を有し、移動体局送信電力がその限界に既に到達した場合、移動体局の送信電力に対する不必要な調節はなされる必要がないことを認識することにより達成される。これは、移動体局送信電力がその限界に到達したかどうかを検出し、一定値を適用することにより移動体局平均出力電力を調節し、これにより、以前に蓄積された電力オーバーシュート補正をキャンセルする必要性を除去することにより達成される。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態において、移動体局の平均出力電力アルゴリズムは、出力電力が、移動体局送信電力ダイナミックレンジの上限または下限に到達したとき、計算が異なるように修正される。
【００２４】
本発明は、図１−３で説明される。特に、図３は、本発明の一実施形態による逆方向リンク電力制御オーバーシュートを最小化する方法を説明するフローチャートを示す。ステップ１００ないし３００は、図２のステップと、等価であり、反復を避けるために説明しない。ステップ３００の実行により、移動体局の出力電力が調節を必要としない場合、逆方向リンク電力制御プロセスは、ステップ６００に進み、この技術分野においてよく知られた技法を使用して、移動体局２０と基地局１０との間の通信リンクを確立する。移動体局の出力電力が調節を必要とする場合、ステップ３５０に示されているように、移動体局２０は、その出力電力が上限または下限にあるかどうかの更なる決定を行う。
【００２５】
移動体局の出力電力が上限または下限にない場合、制御動作は、図２に示された従来の逆方向リンク電力制御方法において実行されるように、ステップ４００に進む。対照的に、移動体局の出力電力が、上限または下限にあるとき、ステップ４５０が実行される。
【００２６】
ステップ４５０において、移動体局出力電力は、平均出力電力アルゴリズムを修正することにより調節される。説明のみのために、修正された平均出力アルゴリズムを使用する本発明の一実施形態が、ＩＳ−９５ＣＤＭＡ標準（即ち、式（１））において適用されるが、本発明は、いかなる特定の標準にも限定されない。修正された平均出力電力アルゴリズムは、以下のようになる。
【００２７】
0004037660.tif 000003
【００２８】
閉ループ補正の例外と共に、全ての他の変数は、上記の式（１）に示された通常の平均出力電力アルゴリズムと同じである。即ち、閉ループ補正は、それに加算されるまたはそれから引き算される定数を伴う全ての閉ループ電力制御補正の和として定義される。具体的に、移動体ダイナミックレンジの上限に、以前の調節により到達し、基地局からの電力制御ビットが、出力電力が増大される必要があることを示す“１”である場合、移動体局は、上記の式（３）の閉ループ補正が使用されるように、その平均出力電力アルゴリズムを修正する。移動体ダイナミックレンジの下限に、以前の調節により到達し、基地局からの電力制御ビットが、出力電力が減少される必要があることを示す“０”である場合、移動体局は、上記の式（４）の閉ループ補正が使用されるように、その平均出力電力アルゴリズムを修正する。
【００２９】
閉ループ補正において、定数“ｄ”は、使用されるワイヤレス通信システムに適用可能な標準に依存して変化する。例えば、好ましくは、ＩＳ−９５Ａ標準が使用される場合、ｄ＝１であり、ＩＳ−９５Ｂ標準が使用される場合、ｄ＝０．２５または０．５または１である。
【００３０】
本発明の上述の実施形態によれば、修正されたアルゴリズムは、望ましくない電力オーバーシュートを除去することができ、これは容易に実施できる。具体的には、自動利得制御（ＡＧＣ）のような他の回路からの入力を必要とせず、具現化を大幅に単純化する。このＡＧＣおよび閉ループ電力制御の分離は、ＡＧＣ調節が、閉ループ電力制御よりも遙かに遅いので、性能にほとんど影響を与えない。電力制御グループ（ＰＣＧ）におけるＡＧＣによりなされるいかなる調節も、移動体ダイナミックレンジの正確さの要求条件の限界によく入る。本発明の実施形態は、ＣＤＭＡ技法に関するが、ＴＤＭＡのような他の技法に対する適用も、実現可能である。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ワイヤレス通信システムにおける逆方向リンク電力制御オーバーシュートを制御する方法を提供することができる。
【００３２】
特許請求の範囲の発明の要件の後に括弧で記載した番号がある場合は、本発明の一実施例の対応関係を示すものであって、本発明の範囲を限定するものと解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のワイヤレス通信システムの一部を示す図。
【図２】従来の逆方向リンク電力制御方法を示すフローチャート。
【図３】本発明の例示的な実施形態を示すフローチャート。
【符号の説明】
１  ワイヤレス通信システム
５  移動体交換センタ（ＭＳＣ）
１０  基地局（ＢＳ）
２０  移動体局（ＭＳＣ）
【図１】
0004037660.tif 000004
【図２】
0004037660.tif 000005
【図３】
0004037660.tif 000006