(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムにおいて、電力制御コマンドを決定する方法において、
複数の基地局から電力制御コマンドを受け取ることと、
ノイズおよび干渉成分がガウス雑音であると仮定し、前記基地局ｉから軟判定シンボルｘiを受け取った場合に前記基地局ｉがＵＰコマンドを送信した事後確率Ｐr{ＵＰi|Ｘi｝を求め、それらの総乗を求めることにより決定値Ｌ＝Ｐr｛ＵＰ_1, ＵＰ_2,・・・ＵＰ_N|Ｘ_1, Ｘ_2・・・Ｘ_N}を得ることと、
前記Ｌを閾値と比較することにより前記電力制御コマンドを決定することと、
を具備する電力制御コマンドを決定する方法。
【請求項２】
前記総乗は、前記基地局に関連する倍率に基づいて各基地局に関する各軟判定シンボルに倍率をかけること、および
前記倍率のかけられた軟判定シンボルを総乗し、前記決定値Ｌを供給すること、
を含む、請求項１の方法。
【請求項３】
前記決定された電力制御コマンドに基づいて、前記複数の基地局へのデータ送信に関する送信電力を調節することをさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項４】
前記無線通信システムは、ＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００、またはＷ−ＣＤＭＡ規格をサポートするＣＤＭＡシステムである、請求項１の方法。
【請求項５】
前記基地局は、ＣＤＭＡシステム内の基地局である、請求項１の方法。
【請求項６】
前記基地局は、ソフトハンドオフで動作している端末のアクティブセット内にある、請求項５の方法。
【請求項７】
前記閾値は前記軟判定シンボルが総乗される特定の数の基地局の関数である、請求項１の方法。
【請求項８】
前記基地局に関連する倍率に基づいて各基地局に関する各軟判定シンボルに倍率を掛けることと、
前記倍率の掛けられた各軟判定シンボルに関するログドメイン表示を導き出すことと、
前記ログドメイン表示を結合し、電力制御に関する値を導き出すことと、
をさらに具備する、請求項１の方法。
【請求項９】
各倍率のかけられた軟判定シンボルのためのログドメイン表示は、ログ尤度比(ＬＬＲ)である、請求項８の方法。
【請求項１０】
各基地局のための前記倍率は、前記基地局に関する前記軟判定シンボルの品質に関連する、請求項８の方法。
【請求項１１】
各基地局に関する前記軟判定シンボルの前記品質は、前記基地局から受信したパイロットに基づいて推定される、請求項１０の方法。
【請求項１２】
前記複数の基地局は、ソフトハンドオフで動作する端末のアクティブセット内にある、請求項１の方法。
【請求項１３】
無線通信システムに使用する端末側の電力制御ユニットにおいて、
受信した信号を処理しサンプルを供給するように構成された受信器ユニットと、
前記受信器ユニットに接続され、前記サンプルを処理し、複数の基地局から送信された電力制御コマンドに関する軟判定シンボルＸiを供給するように構成された復調器と、
前記復調器に接続され、前記複数の基地局ｉがＵＰコマンドを送信した事後確率Ｐr｛ＵＰi|Ｘi}を求め、それらの総乗を求めることにより決定値Ｌ＝Ｐr｛ＵＰ_1, ＵＰ_2,・・・ＵＰ_N|Ｘ_1, Ｘ_2・・・Ｘ_N}を得、前記決定値Ｌを閾値と比較することにより電力制御コマンドを決定する電力制御プロセッサと、
を具備する電力制御ユニット。
【請求項１４】
前記電力制御プロセッサーは、さらに前記基地局に関連する倍率に基づいて各基地局に関する各軟判定シンボルに倍率をかけるようにさらに構成される、請求項１３の電力制御ユニット。
【請求項１５】
各基地局に関する前記軟判定シンボルの品質を推定するように構成された信号品質測定ユニットをさらに具備し、
各基地局に関連する前記倍率は、前記基地局に関連する前記軟判定シンボルの前記推定された品質に関連する、請求項１４の電力制御ユニット。
【請求項１６】
ＣＤＭＡシステムのリバースリンク上で機能的に作用する、請求項１３の電力制御ユニット。
【請求項１７】
無線通信システムにおける端末において、
受信した信号を処理しサンプルを供給するように構成された受信器ユニットと、
前記受信器ユニットに接続され、前記サンプルを処理し、複数の基地局から送信された電力制御コマンドに関する軟判定シンボルＸiを供給するように構成された復調器と、
前記復調器に接続され、前記複数の基地局ｉがＵＰコマンドを送信した事後確率Ｐr｛ＵＰi|Ｘi}を求め、それらの総乗を求めることにより決定値Ｌ＝Ｐr｛ＵＰ_1, ＵＰ_2,・・・ＵＰ_N|Ｘ_1, Ｘ_2・・・Ｘ_N}を得、前記決定値Ｌを閾値と比較することにより電力制御コマンドを決定する電力制御プロセッサと、
前記電力制御プロセッサから電力制御コマンドを受信し前記電力制御コマンドに基づいて前記複数の基地局へのデータ送信に関する送信電力を調節するように構成される送信器ユニットと、
を具備する端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は一般にデータ通信に関し、特に無線通信システムにおいて受信した電力制御コマンドを結合する新規で改良された技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムにおいて、端末（例えば、携帯電話）を有するユーザは、１つ以上の基地局を有する順方向リンクおよび逆方向リンク上の送信を介して他のユーザと通信する。順方向リンク（ダウンリンク）は基地局から端末への送信を指し、逆方向リンク（アップリンク）は端末から基地局への送信を指す。順方向リンクおよび逆方向リンクは典型的に異なる周波数帯域が割当てられる。
【０００３】
符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）システムにおいて、多数の動作中の端末からの逆方向リンク送信は、各基地局において、同時に受信することができる。これらの送信は、共有された周波数帯域上で生じるので、各動作中の端末からの送信は、他の動作中の端末からの送信に対して干渉として作用する。各受信した端末に対して、他の送信している端末からの合計の受信した電力による干渉は、この端末の受信した信号品質を低下させる。これは、典型的に、信号対合計雑音プラス干渉比（ＳＮＲ）により定量化される。所望のレベルの性能を供給するために、各動作中の端末に対して、ある最小のＳＮＲを維持する必要があるので、すべての送信している端末からの合計干渉は典型的に逆方向リンクの合計容量を示す。
【０００４】
逆方向リンク容量を最大にするために、各動作中の端末の送信電力は、この端末から基地局において受信された逆方向リンク送信の信号品質が特定の目標ＳＮＲに維持されるように、典型的にそれぞれの第１の（内部）電力制御ループにより制御される。この目標ＳＮＲはしばしば電力制御セットポイント（または、単にセットポイント）と呼ばれる。第２の（外の）電力制御ループは、典型的に、所望のレベルの性能が維持されるように、セットポイントを調節するために採用される。この性能のレベルは典型的に、特定のフレーム、パケット、ブロック、またはビットエラーレート（それぞれ、ＦＥＲ、ＰＥＲ、ＢＬＥＲ、またはＢＥＲ）により定量化される。従って、逆方向電力制御機構は、動作中の端末に対して、所望のリンク性能を維持しながら、電力消費および干渉を低減しようと試みる。この結果、サービスしているユーザにおいて、システム容量が増加し、遅延が減少する。
【０００５】
多くのＣＤＭＡシステムは、逆方向リンク上でソフトハンドオフ（またはソフトハンドオーバー）をサポートし、それにより、動作中の端末からのデータ送信は、複数の基地局により同時に受信することができる。複数の信号経路を介した逆方向リンク送信の受信は、フェージングおよびマルチパスのような有害な経路効果に対してダイバーシティを供給する。従って、ソフトハンドオフは、逆方向リンクの品質と信頼性（例えば、複数の基地局により受信した送信が結合されたなら、より高い受信した信号品質、および欠落した呼のより低い確率）を改良する。
【０００６】
端末が一組の基地局とソフトハンドオフにある間、内部電力制御ループは典型的にアクティブセット内の各基地局により維持され、端末に対してその送信電力を調節するように指示する。慣習的に、各基地局は、（例えば、端末により送信されるパイロットを処理することにより）端末に対して受信した信号品質を決定し、受信した信号品質に基づいて電力制御コマンドを導き出し、その電力制御コマンドを端末に送信する。各電力制御コマンドは、その送信電力を若干上昇または下降するように端末に指示する。各基地局は、典型的に異なる信号品質において、逆方向リンク送信を受信するので、基地局からの電力制御コマンドは、必ずしも同じでない。
【０００７】
慣習的に端末は、アクティブセット内の基地局から電力制御コマンドを受信し、各受信したコマンドを特定の閾値と比較し、送信電力の増加のためのＵＰコマンドか、送信電力の減少のためのＤＯＷＮコマンドかを検出する。次に、端末は、慣習的に各電力制御期間において検出された電力制御コマンドのための「ＯＲオブザダウン(OR-of-the-down)」ルールを適用し、検出されたコマンドのいずれかが端末に対してその送信電力を減少するように指示するなら、その送信電力を下向きに調節する。このルールを用いて、基地局のいずれかからの受信した電力制御コマンドが完全に信頼できないものであるならば、より信頼できる基地局から受信したコマンドに関係なく、端末は、必須的にその送信電力を１／２の時間に減少するであろう。この効果は、望ましくないので、いずれかの基地局の受信した電力制御コマンドが信頼できないとみなされるなら、最終的な電力制御決定を導き出すためにその電力制御コマンドが排除されるように、さらなる要求がしばしば課せられる。これを達成するための１つの方法は、各基地局の受信した信号強度（例えば、パイロット電力）を「電力ロック」閾値と比較し、この閾値を下回る受信した信号強度を有する各基地局からの受信した電力制御コマンドを破棄する。
【０００８】
複数の基地局から受信した電力制御コマンドを結合するための一般的な技術は、いくつかの理由で最適以下である。第１に、端末は、電力ロック閾値を送る辛うじて信頼できる基地局からＤＯＷＮコマンドを誤って受信するかもしれない。そして、これらの誤ったコマンドによって、より信頼できる基地局からの他の受信したコマンドに関係無く、最終電力制御決定をＤＯＷＮであるようにさせてしまうであろう。第２に、電力ロック閾値に達しない、弱い基地局からの付加的な情報は破棄され、電力制御決定を導き出すために使用されない。
【０００９】
以上のように、受信した電力制御コマンドをより「最適に」結合し、信頼性とシステム性能を改良するために使用することができる技術が大いに望まれる。
【発明の開示】
【００１０】
この発明の観点は、複数の動作中の基地局から受信した電力制御コマンドをより効率的に結合する技術を提供する。第１の観点において、各電力制御期間において、多数の動作中の基地局のための「軟判定」電力制御シンボルが結合され、改良された品質を有する単一電力制御決定を提供する。各軟判定電力制御シンボルは、チャネルおよび処理雑音により歪まされた、送信された硬判定（すなわち、バイナリ）電力制御コマンドを表す、複数ビット値である。他の観点において、動作中の基地局のための軟判定電力制御シンボルは、結合される前に関連する倍率により、倍率がかけられる。各基地局のための倍率は、基地局のための受信した信号品質に関連し、倍率をかけることは、より良く受信した基地局から電力制御シンボルにより大きな重みを与えることを可能にする。
【００１１】
この発明の特定の実施の形態は、無線（例えば、ＣＤＭＡ）通信システムにおいて、（例えば、逆方向リンク送信のための）電力制御決定を導き出すための方法を提供する。この方法に従って、受信した信号が最初に処理され、多数の送信源（例えば、基地局）から送信された電力制御コマンドのための軟判定シンボルを導き出す。次に、各基地局のための各軟判定シンボルは、基地局に関連する倍率に基づいて倍率がかけられる。各電力制御期間のための倍率のかけられた軟判定シンボルが結合され、その期間に対する（決定）値(metric)を提供する。次に、各判値は特定の閾値と比較され、比較の結果に基づいて、各決定値に対して、電力制御決定が導き出される。
【００１２】
ここに記載するソフト決定電力制御シンボル結合技術は、種々の無線通信システム（例えば、ＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００およびＷ−ＣＤＭＡシステム）に対して使用することができる。これらの技術は、また順方向リンクおよび／または逆方向リンクにおいて、有利に使用することもできる。この発明の種々の観点、実施の形態、および特徴は以下にさらに詳細に述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
この発明の特徴、性質、および利点は、同一部に同符号を付した図面と共に以下に述べる詳細な説明からより明白になるであろう。
【００１４】
図１は、多数のユーザをサポートし、この発明の種々の観点および実施の形態を実施することのできる無線通信システム１００の図である。システム１００は、それぞれの地理的領域（簡単のために、図１では３つの基地局のみが示される）をカバーする多数の基地局１０４を含む。基地局は、また一般にベーストランシーバシステム（ＢＴＳ）またはアクセスポイントと呼ばれ、基地局および／またはそのカバー領域は、しばしば「セル」と呼ばれる。システム１００は、ＩＳ−９５、ｃｄｍａ２０００、Ｗ−ＣＤＭＡ、ＩＳ−８５６および他の標準のような１つ以上のＣＤＭＡ標準のいずれかの組合せを実施するように設計することができる。
【００１５】
種々の端末がシステム全体に渡って典型的に分散される（簡単のために、１つの端末のみが図１に示される）。端末は、またユーザ機器（ＵＥ）、移動局、またはアクセス端末とも呼ばれる。各端末は、端末が動作中かどうか、および端末がソフトハンドオフ状態にあるかどうかに応じて、いつなんどきでも、順方向リンクおよび逆方向リンク上で１つ以上の基地局と通信することができる。図１に示す例において、端末１０６は、基地局１０４ａ、１０４ｂおよび１０４ｃのカバー領域内に位置し、３つの基地局とソフトハンドオフ状態にある。
【００１６】
ＣＤＭＡシステムにおいて、すべての動作中端末からの逆方向リンク送信は、同じ周波数帯域上で生じることができる。この場合、各動作中の端末からの逆方向リンク送信は、他の動作中の端末から送信に対して干渉として作用する。干渉を最小限にし、逆方向リンク上でのシステム容量を増大させるために、他の端末への干渉量を最小にしながら、所望のレベルの性能（例えば、１パーセントのフレームエラーレート、すなわち１％  ＦＥＲ）が得られるように各動作中の端末の送信電力が制御される。この送信電力の調節は、、以下に記載するように、各動作中の端末に対して維持される電力制御機構により達成される。
【００１７】
図１に示すように、端末１０６からの逆方向リンク送信は、一端に矢印を有する実線により示されるように、３つのすべての基地局１０４ａ、１０４ｂおよび１０４ｃにより受信することができる。各基地局は、端末からの逆方向リンク送信を受信し、一端に矢印を有する破線で示すように、順方向リンク上に電力制御コマンドを送信し、端末に対して、その送信電力を調節するように指示する。端末は、以下に記載するように、基地局からの電力制御コマンドを受信して結合し、それに従って、送信電力を調節する。
【００１８】
受信した電力制御コマンドを結合するための発明の才のある技術は、複数の送信源が電力制御コマンドを同時に受信装置に送信する種々の無線通信システムにおいて使用することができる。明確にするために、この発明の種々の観点および実施の形態は、特に、ＣＤＭＡシステム内の逆方向リンクに対して記載され、それにより、端末は、電力制御コマンドを同時に端末に送信する一組の基地局とハンドオフ状態になる。
【００１９】
図２は、この発明のある観点および実施の形態を実施することができる逆方向電力制御機構２００の図である。電力制御機構２００は、外部電力制御ループ２２０とともに動作する内部電力制御ループ２１０を含む。ソフトハンドオフ状態にあり、一組の（動作中の）基地局と通信する端末に対して、単一の外部ループ２２０は、（例えば、以下に記載するように、スイッチにより）端末に対して維持することができる。
【００２０】
内部ループ２１０は、目標の信号対合計雑音プラス干渉比（ＳＮＲ）（または、単にセットポイント）にできるだけ近くにある各動作中の基地局（または、最善の基地局）で受信された逆方向リンク送信の信号品質を維持するために動作することができる（相対的に）高速なループである。内部ループ２１０はまた、セットポイントにできるだけ近くにあるすべての動作中の基地局で受信された結合された逆方向リンク送信の信号品質を維持するように動作することもできる。
【００２１】
図２に示すように、内部ループ２１０は、端末と各基地局との間で動作する。内部ループ２１０のための電力調節は、典型的に、基地局において受信された逆方向リンク送信の信号品質を推定し（ブロック２１２）、受信した信号品質をセットポイントと比較し（ブロック２１４）、比較の結果に基づいて電力制御コマンドを発生し、および電力制御コマンドを、順方向通信リンクを介して端末に送信する（ブロック２１６）ことにより達成される。電力制御コマンドは、送信電力を調節するように端末に指示し、各コマンドは、例えば、送信電力の増加を指示するＵＰコマンドとして、または、送信電力の減少を指示するＤＯＷＮコマンドとして実施することができる。
【００２２】
端末は、動作中の基地局から順方向リンク送信を受信し、電力制御コマンドを送信できる各時間期間（すなわち、各電力制御期間）に対して、動作中の基地局により送信された多数の電力制御コマンドに対して多数の電力制御シンボルを導き出す。各電力制御シンボルは、受信した電力制御コマンドに対する軟判定シンボル（すなわち、複数ビット値）である。軟判定シンボルは、チャネルおよび処理雑音および他の歪みにより歪まされた送信された電力制御コマンドに対して硬判定値（すなわち、バイナリ値「０」または「１」）を表す。
【００２３】
端末は、各電力制御期間において、複数の基地局に対して受信した電力制御シンボルを処理して結合し、その期間に対して、単一の電力制御決定を導き出す（ブロック２２２）。従って、端末は次に、電力制御決定に基づいて、逆方向リンク送信のための送信電力を調節する（ブロック２２４）。ｃｄｍａ２０００システムの場合、電力制御コマンドは、毎秒８００回も送信することができ、従って、内部ループ２１０に対して、相対的に高速な応答時間を供給することができる。典型的には時間に対して、特に移動端末に対して変化する逆方向通信リンク（クラウド(cloud)２２６）内の経路損失およびフェージングにより、各動作中の基地局における受信した信号品質は連続的に変動する。従って、内部ループ２１０は、通信リンク内に変化があると、受信した信号品質を、セットポイントにまたはセットポイント付近に維持しようと試みる。
【００２４】
外部ループ２２０は、端末からの逆方向リンク送信に対して特定のレベルの性能が得られるように、連続的にセットポイントを調節する（相対的に）遅いループである。所望のレベルの性能は、特定の目標フレーム、パケット、ブロック、またはビットエラーレート（それぞれ、ＦＥＲ、ＢＥＲ、ＢＬＥＲ、またはＢＥＲである）であり得る。いくつかのＣＤＭＡシステムの場合、その他の目標値またはその他の性能値も使用してもよいけれども、特定のレベルの性能は１％  ＦＥＲである。外部ループは種々の方法で実施することができる。そのうちのいくつかを以下に記載する。
【００２５】
第１の実施において、単一外部ループ２２０は、端末と動作中の基地局との間の通信を調整するスイッチにより維持される。スイッチは、またＷ−ＣＤＭＡにおいて、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）と呼ばれ、または、ＩＳ−９５およびｃｄｍａ２０００においてセレクタと呼ばれる。この実施の場合、すべての動作中の基地局（または、Ｗ−ＣＤＭＡのノードＢ）により受信されたフレームはスイッチに送られ、スイッチは、次にある品質値に基づいて受信したフレーム群の中からあるフレームを選択する。次に、選択されたフレームの誤差レートに基づいてセットポイントが調節される。
【００２６】
第２の実施において、各動作中の基地局は、端末に対して、別個の外部ループ２２０を維持する。この実施の場合、各動作中の基地局により受信されるフレームを用いて、基地局のためのセットポイントを調節する。
【００２７】
明確にするために、スイッチが、端末に対して単一の外部ループ２２０を維持する第１の実施に対して種々の詳細を以下に記載する。外部ループ２２０の場合、端末からの逆方向リンク送信は、各動作中の基地局により受信され処理され、送信されたフレームを復元し、各受信したフレームのステータスが決定される（ブロック２３２）。各受信したフレームに対して、フレームが正しく（良好に）復号されたか、または誤って復号（消去）されたか、または全く送信されなかったかについて決定がなされる。復号の結果に関連した１つ以上の値も得ることができる。次に、復号されたフレームのステータス（良好、消去された、または送信なし）および／または、恐らく全ての動作中の基地局からの他の復号値がスイッチに送られる。
【００２８】
次に、スイッチは、受信したフレーム群の中のあるフレームを選択し、選択されたフレームのステータス（および恐らくは、関連する復号値）に基づいて、セットポイントを調節する（ブロック２３４）。一般的に、フレームが正しく復号されたなら、基地局において、受信された信号品質は、必要以上に高くなる可能性がある。従って、セットポイントをわずかに低減してもよい。それにより、内部ループ２１０は、逆方向リンク送信のための送信電力を低減する。反対に、フレームが誤って復号されたなら、基地局において受信した信号品質は、必要以下に下がる可能性がある。その場合には、セットポイントを増加させることができ、それにより、内部ループ２１０は、逆方向リンク送信のための送信電力を増加させる。そして、フレームが送信されなかったことをスイッチが検出するなら、潜在的な送信電力レベルを利用できない場合を除いて、セットポイントは調節されない。
【００２９】
従来は、内部電力制御ループの場合、端末は、（例えば、基地局により送信されたパイロットに基づいて）各動作中の基地局の受信した信号強度を決定し、電力ロック閾値を下回る受信した信号強度を持つ各基地局から受信した電力制御シンボルを破棄する。次に、端末は、各残された電力制御シンボルを硬判定電力制御コマンドに変換し、各電力制御期間に残された電力制御コマンドに対し、「ＯＲオブザダウン(OR-of-the-downs)」ルールを適用し、残された電力制御コマンドのいずれかが、送信電力を減少するように端末に指示するＤＯＷＮコマンドであるなら、電力制御決定として、ＤＯＷＮコマンドを供給する。従って、各残された電力制御シンボルがＵＰコマンドまたはＤＯＷＮコマンドに変換された後で、硬判定に関して結合が実行される。
【００３０】
複数の基地局からの硬判定電力制御コマンドを結合するための従来のＯＲオブザダウン(OR-of-the-downs)ルールは、最適以下の性能を供給するかもしれない。第１に、硬判定電力制御コマンド結合は、より確実に受信した電力制御シンボルに服従を与えない。さらに、ＯＲの性質のために、不確実に受信した電力制御コマンドは、最終電力制御決定をより決定力のあるものにすることができる。
【００３１】
この発明の観点は、複数の基地局から受信した電力制御コマンドをより「最適に」結合するための技術を提供する。１つの観点において、各電力制御期間に動作中の基地局から送信された多数の電力制御コマンドに対して受信された多数の軟判定電力制御シンボルは、結合されて、改良された品質を有する単一電力制御決定を提供する。他の観点において、動作中の基地局のための電力制御シンボルは、結合される前に関連する倍率により倍率がかけられる。各基地局のための倍率は、その基地局の受信した信号品質に比例する。倍率をかけることによって、より確実に受信した基地局のための電力制御シンボルにより大きな重みを与えることができる。
【００３２】
本願明細書に記載した軟判定電力制御シンボル結合技術は、硬判定コマンドに依存する従来の技術よりも、平均してより少ない電力を用いて、端末がデータを確実に送信することを可能にする。この発明の技術はまた、各基地局がより少ない電力を用いて電力制御コマンドを送信することを可能にする。
【００３３】
端末において、端末のアクティブセット内にある基地局により送信される順方向リンク信号は、受信され、条件づけされ、およびデジタル化され、（複素値）サンプルを供給する。各基地局により送信される順方向リンク信号は、この端末のための電力制御コマンド、パイロット、および恐らくこの端末および／またはその他の端末に向けられたメッセージおよびデータを具備してもよい。各基地局により送信される順方向リンク信号は、さらに複数の信号経路を介して端末に到達することができ、端末において受信された信号は、複数の信号経路を介して１つ以上の基地局から受信された複数の信号例（または、マルチパス）を含むことができる。
【００３４】
レーキ受信器はしばしば受信した信号内の強い信号例（例えば、特定の検出閾値を越える信号強度を有する信号例）をデジタル的に処理するために使用される。レーキ受信器は、一般的に、各基地局のためのすべての処理されたマルチパスから同類型シンボル（例えば、電力制御シンボル）を結合し、改良された品質を有する結合されたシンボルを供給する。
【００３５】
アクティブセット内の基地局から送信された電力制御コマンドを表す軟判定シンボルは、以下のように表すことができる。
【数１】
0004891303.tif 000002
【００３６】
但し、ｘi(k)は、k番目の電力制御期間にi番目の基地局から電力制御コマンドのための軟判定電力制御シンボルを表す。従って、端末のアクティブセット内のＮ個の基地局のためのＮ個の軟判定シンボルストリームを導き出すことができる。
【００３７】
各軟判定シンボル、ｘiは信号成分および雑音成分を含み、以下のように表すことができる。
【数２】
0004891303.tif 000003
【００３８】
但し、＋ｍiは、i番目の基地局により送信されたＵＰコマンドのための値を表し、−ｍiは、ＤＯＷＮコマンドのための値を表し、およびｎiは、i番目の基地局に対する電力制御シンボル内の合計雑音プラス干渉を表す。合計雑音プラス干渉、ｎiは、
【数３】
0004891303.tif 000004
【００３９】
の分散を有し、ゼロ平均値を有するガウスであると仮定する。従って、電力制御シンボルの信号対合計雑音プラス干渉比（ＳＮＲ）は、以下のように表しても良い。
【数４】
0004891303.tif 000005
【００４０】
i番目の基地局により送信されたＵＰコマンドが、端末により、軟判定シンボル、ｘiとして受信される確率は、以下のように表しても良い。
【数５】
0004891303.tif 000006
【００４１】
同様に、i番目の基地局により送信されたＤＯＷＮコマンドが、端末により、軟判定シンボル、ｘiとして受信される確率は、以下のように表しても良い。
【数６】
0004891303.tif 000007
【００４２】
i番目の基地局が平等に、ＵＰコマンドまたはＤＯＷＮコマンドを送信する可能性があると仮定するなら、端末において、受信中の軟判定シンボル、ｘiに条件づけされたi番目の基地局によりＵＰコマンドが送信された事後確率は、以下のように表しても良い。
【数７】
0004891303.tif 000008
【００４３】
すべての動作中の基地局によって送信された電力制御コマンドが確実に受信されたなら、すべての動作中の基地局がＵＰコマンドを送信させたなら、端末はその送信電力を増加させるだけである。そして、異なる基地局により送信された電力制御コマンドが完全に確実に受信されない場合、端末の送信電力を増加または減少するための決定は、ＵＰコマンドを送信したすべての基地局にその基地局のために受信した軟判定シンボルが与えられるという事後確率に基づくことができる。各動作中の基地局の電力制御コマンドが独立であり、平等にＵＰコマンドまたはＤＯＷＮコマンドである可能性があるなら、所定の電力制御期間に、すべての動作中の基地局がＵＰコマンドを送信した事後確率として導き出された、決定値Ｌlinは以下のように表すことができる。
【数８】
0004891303.tif 000009
【００４４】
決定値、Ｌlinを導き出すために、各基地局により送信されるＵＰコマンドの確率は、式（６）に示すように、その基地局に対して受信した軟判定シンボル、ｘiに基づいて最初に決定される。次に、式（７）に示すように、これらのＵＰコマンド確率は、一緒に乗算され、送信されたＵＰコマンドを有するすべての基地局の確率を導き出す。
【００４５】
次に、各電力制御期間に対する、決定値、Ｌlinは、特定の閾値、Ｔｈlin（Ｎ）と比較することができ、端末の送信電力を調節するために使用することができる単一電力制御決定を導き出すことができる。電力制御決定を導き出すための比較は、以下のように表すことができる。
【数９】
0004891303.tif 000010
【００４６】
式（８）に示すように、決定値、Ｌlinが閾値Ｔｈlin（Ｎ）より大きければ、すべての動作中の基地局がＵＰコマンドを送信し、端末の送信電力が増加したと決定される。そうでなければ、決定値、Ｌlinが閾値Ｔｈlin（Ｎ）以下ならば、少なくとも１つの動作中の基地局がＤＯＷＮコマンドを送信し、端末の送信電力が減少したと決定される。
【００４７】
式（７）のための計算を簡単にするために、確率Ｐr｛ＵＰi｜ｘi｝はログドメインに変換してもよい。この場合、乗算はより簡単な加算と交換されるであろう。ログドメインのための導出は以下のようである。
【００４８】
最初に、各基地局のための各電力制御期間で受信された軟判定シンボル、ｘiは、以下のように倍率をかける（または重み付けする）ことができる。
【数１０】
0004891303.tif 000011
【００４９】
但し、ｙiは、i番目の基地局のための倍率がかけられた軟判定シンボルを表す。式（９）に示すように、軟判定シンボル、ｘiのための倍率（又は重み）、ｇiは、端末において、受信される電力制御コマンドの品質に関連して選択される（すなわち、
【数１１】
0004891303.tif 000012
【００５０】
）。倍率、ｇiは、以下のように、端末において受信された電力制御シンボルの品質に基づいて推定することができる。
【数１２】
0004891303.tif 000013
【００５１】
但し、Ｅb,pc／Ｎtは、受信した電力制御シンボルのためのビットあたりのエネルギー対合計雑音プラス干渉比である。多くのＣＤＭＡシステムの場合、各基地局のための受信した信号品質は基地局により送信されたパイロットに基づいてより容易に推定することができる。この場合、倍率、ｇiは、以下のように表しても良い。
【数１３】
0004891303.tif 000014
【００５２】
但し、Ｅb,pc／Ｎtは、受信したパイロットシンボルのためのビットあたりのエネルギー対合計雑音プラス干渉比である。倍率、ｇiは、基地局から受信した順方向リンク（例えば、パイロット）送信の信号強度に関連するように選択することもできる。倍率はまた、受信したチェーン内の信号処理の前の段階で実施することもできる。例えば、各フィンガプロセッサのための受信した電力制御シンボルが、共通パイロットシンボルとのドット／クロス積(a dot/cross product)を用いて復調され、さらに、そのフィンガプロセッサ上で受信した雑音の逆数によりさらに倍率がかけられたなら、受信した電力制御シンボルは、結合された電力制御シンボルを倍率、ｇiと乗算することに等しい効果を有する。一般に、各基地局のための倍率、ｇiは、ｙiの信号成分の平均値がその基地局に対する端末において受信した電力制御シンボルのＥb,pc／Ｎtに比例するように選択される。
【００５３】
倍率のかけられた軟判定シンボル、ｙiのための対数−尤度比（ＬＬＲ）Ｌiは以下のように表すことができる。
【数１４】
0004891303.tif 000015
【数１５】
0004891303.tif 000016
【００５４】
は、ｙiのすべての値に対して正であるので、対数尤度比、Ｌiは負値である。対数尤度比、Ｌiは、ｙiの種々の値を対応するＬＬＲ値にマップするルックアップテーブルを介して得てもよい。ログ領域内のかつ、すべての動作中の基地局がＵＰコマンドを送信した、事後確立に基づいて導き出された決定値Ｌlogは、以下のように表してもよい。
【数１６】
0004891303.tif 000017
【００５５】
決定値、Ｌlogは、次に（負の）閾値Ｔｈlog（Ｎ）と比較され、比較は以下のように表すことができる。
【数１７】
0004891303.tif 000018
【００５６】
式（８）および（１４）に示すように、閾値ＴＨlin（Ｎ）およびＴｈlog（Ｎ）は各々Ｎの関数であり、そこから電力制御コマンドが受信され、結合され単一の電力制御決定が導き出される基地局の数である。これらの閾値は、さらに、電力制御シンボルのための所望の「バイアス」に基づいて設定してもよい。この所望のバイアスは、２つの矛盾する設計目標に基づいて設計するようにしてもよい。第１に、閾値が高く設定されるなら、ＵＰ送信された電力制御コマンドは、端末によりＤＯＷＮコマンドとして検出される可能性が高くなり、信号品質（例えば、正しい音声品質）を劣化させるであろう。第２に閾値が低く設定されるなら、ＤＯＷＮ送信された電力制御コマンドは端末によりＵＰコマンドとして検出される可能性が高くなり、より多くの干渉を生じ、システム容量が低くなる。閾値として使用される特定値は、コンピュータシミュレーション、実験室またはフィールドでの経験的測定等のような種々の機構に基づいて決定してもよい。
【００５７】
軟判定シンボルを、受信した信号品質に比例する倍率とかけると、より高い品質シンボルにより多くの重みが与えられ、より低い品質シンボルにはより低い重みが与えられる。Ｅb,pc／Ｎtgaが無限に近づくにつれ、軟判定電力制御シンボル結合技術は、以下に記載するように、「ＯＲオブザダウン(OR-of-the-down)」ルールに近づく。
【００５８】
動作中の基地局に対して受信した軟判定シンボル、ｘiの各々が全体的に信頼できるなら、その軟判定シンボルのためのＳＮＲは無限である。従って、各電力制御コマンドに対して倍率のかけられた軟判定シンボル、ｙiは、ＵＰコマンドに対して＋無限になるかまたはＤＯＷＮコマンドに対して−無限になるであろう。等価的に、ＵＰコマンドに対して、Ｌi＝０であり、ＤＯＷＮコマンドに対してＬi＝−無限である。いずれかの有限の閾値、log（Ｎ）に対して、最終電力制御決定は、いずれかの基地局がＤＯＷＮコマンドを送信するなら、ＤＯＷＮコマンドになるであろう。なぜなら、１つの基地局からの単一のＤＯＷＮコマンドは、Ｌi、従ってＬlogに対して−無限になるからである。従って、全体的に信頼できる。軟判定シンボル結合技術は、「ＯＲオブザダウン(OR-of-the-downs)」ルールに帰する。
【００５９】
ＬＬＲはすべて負値になるので、ログ尤度比、Ｌiが閾値、log（Ｎ）未満なら、端末の送信電力は減少する。従って、ＤＯＷＮコマンドがいずれかの単一の基地局から十分確実に受信されるなら、端末の送信電力は減少される。これは、電力ロック閾値を有する一般的なアルゴリズムと共有される性質である。
【００６０】
図３は複数の基地局から受信された電力制御コマンドに対し、軟判定シンボルを結合するためのプロセス３００の一実施形態のフロー図である。最初に、ステップ３１２において、端末において受信された信号が処理され、動作中の各基地局（例えば、端末のアクティブセット内の各基地局）に対して、軟判定シンボル、ｘiを導き出す。レーキ受信器を用いて、各基地局に対して１つ以上の信号例を処理し、各基地局に対して、すべての処理された信号例からのシンボルを結合し、その基地局のための単一ストリームの軟判定シンボル、ｘiを導き出しても良い。従って、多数（Ｎ）のシンボルストリームを多数の動作中の基地局に対して導き出してもよい。
【００６１】
次に、ステップ３１４において、各基地局に対する各軟判定シンボルｘiは、その基地局に相関する倍率ｇiと倍率がかけられる。各基地局に対する倍率ｇiは、軟判定シンボルの受信された信号品質に関連するように選択され、基地局から受信したパイロットに基づいて、推定してもよい。いつでも、フェージングおよび恐らくは他の現象のために、異なる基地局に対して受信した電力制御シンボルの信頼性は、典型的に異なる。従って、倍率をかけることは、より信頼性の高い電力制御シンボルにより多くの重みを与え、信頼性の低い電力制御シンボルに低い重みを与える。
【００６２】
次に、各電力制御期間に全ての動作中の基地局に対して倍率のかけられた軟判定シンボルが結合され、決定値が導き出される。軟判定シンボルの結合は、上述したように、線形ドメインまたはログドメインにおいて得ることができる。
【００６３】
ログドメインにおける軟判定電力制御シンボル結合の場合、ステップ３１６において、各倍率のかけられた軟判定シンボルに対してログ表示が最初に導き出される。ログ表示は、式（１２）に示すように導き出されたログ尤度比であってもよい。次に、ステップ３１８において、各電力制御期間にすべての動作中の基地局に対するログ表示が結合される。これは式（１３）に示すように得ることができる。次に、ステップ３２０において、各電力制御期間に対する結合されたログ表示（すなわち、決定値、Ｌlog）が閾値Ｔｈlog（Ｎ）と比較され、その期間に対する単一の電力制御決定が導き出される。この比較は、式（１４）に示すように得ることができる。従って、電力制御決定を用いて、端末の送信電力を上昇または下降するように調節することができる。以上でプロセスが終了する。
【００６４】
図４は、この発明の種々の観点および実施の形態を実施することができる端末１０６の一実施形態のブロック図である。１つ以上の基地局からの順方向リンク信号は、アンテナ４１２により受信され、デュプレクサ４１４を介して送られ、ＲＦ受信器装置４２２に供給される。ＲＦ受信器装置４２２は受信した信号を条件づけ（例えば、濾波し、増幅し、ダウンコンバートし、デジタル化）し、サンプルを供給する。復調器４２４は、サンプルを受信し、処理（例えば、逆拡散、デカバー、およびパイロット復調）し、再生されたシンボルを供給する。復調器４２４は、受信した信号内の複数の信号例を処理し、各動作中の基地局に対して再生されたシンボルを発生するレーキ受信器を実施することができる。復調器４２４は、データシンボルを受信器（ＲＸ）データプロセッサ４２６に供給する。受信器（ＲＸ）データプロセッサ４２６は、データシンボルを復号し、各受信したフレームをチェックし、出力データを供給する。復調器４２４およびＲＸデータプロセッサ４２６による処理は、基地局において実行される処理と相補的である。
【００６５】
逆方向リンク電力制御の場合、復調器４２４は、各動作中の基地局に対して電力制御シンボルストリームを供給する。ＲＸ信号品質測定装置４２８はまた各動作中の基地局に対して、電力制御シンボルの信号品質を推定する。信号品質は、復調器４２４により導き出された電力制御信号に基づいて推定してもよい。あるいは、電力制御シンボルの信号品質は、端末において受信した順方向リンク送信の信号品質に基づいて推定してもよい。一実施形態において、順方向リンク品質は、基地局により送信されるパイロットのＳＮＲに基づいて推定される。順方向リンク送信のためのＳＮＲは、参照することによりそのすべてが本願明細書に組み込まれる米国特許第６，０９７，９７２号、第５，９０３，５５４号、第５，０５６，１０９号、および５，２６５，１１９号に記載される技術のような種々の技術を用いて推定してもよい。動作中の基地局に対するＳＮ推定値は、電力制御プロセッサ４３０に供給される。
【００６６】
電力制御プロセッサ４３０は、復調器４２４から電力制御シンボルストリームを受信しい、測定装置４２８からＳＮＲ推定値を受信し、ＳＮＲ推定値に基づいて電力制御シンボルに倍率をかける。電力制御プロセッサ４３０は、（線形またはログドメインにおいて）各電力制御期間に倍率のかけられた電力制御シンボルをさらに結合し、その期間に対する決定値を導き出し、各決定値を閾値（Ｔｈin（Ｎ）またはＴｈlog（Ｎ））と比較し、各決定値のための電力制御決定を供給する。電力制御決定を用いて、端末からの逆方向リンク送信の送信電力を調節する。メモリ装置４３２を用いて電力制御プロセッサ３３０のためのデータおよび符号を記憶することができる。
【００６７】
逆方向リンク上で、データは、送信（ＴＸ）データプロセッサ４４２により処理（例えば、フォーマット化、符号化）され、さらに変調器４４４により処理（例えば、カバー、拡散）され、ＲＦＴＸ装置４４６により条件づけされ（例えば、アナログ信号に変換され、増幅され、濾波され、および直交変調され）、逆方向リンク信号を発生する。電力制御プロセッサ４３０からの電力制御決定は、ＲＦＴＸ装置４４６に供給され、逆方向リンクのための送信電力を調節するために使用してもよい。あるいは、またはさらに、電力制御決定は、（破線で示すように）変調器４４４に供給し、変調器４４４内でデータシンボルに倍率をかけるために使用してもよい。逆方向リンク信号は、ＲＦＴＸ装置４４６からデュプレクサ４１４を介して送られ、アンテナ４１２を介して１つ以上の基地局に送信される。
【００６８】
明確にするために、ソフト決定電力制御シンボル結合技術の種々の観点、実施の形態、および特徴は、特に、ＣＤＭＡシステム内の逆方向リンク電力制御のために述べた。ここに記載した技術は、電力制御コマンドを複数の送信源からの単一の受信装置に同時に送信することができる、他の無線通信システムに使用してもよい。例えば、これらの技術は、他の符号分割多重（ＣＤＭ）ベースシステムおよび他の電力制御されるシステムに用いてもよい。
【００６９】
ここに記載された技術は、順方向リンク電力制御のために使用してもよく、それにより、電力制御コマンドを単一送信源から複数の受信装置に送ってもよい。
【００７０】
ここに記載した軟判定電力制御シンボル結合技術は、種々の手段により実施することができる。例えば、これらの技術は、ハードウエア、ソフトウエア、またはそれらの組合せを用いて実施することができる。ハードウエアで実施する場合、電力制御決定を導き出すために使用されるエレメントは、１つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣｓ）、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰｓ）、デジタル信号処理装置（ＤＳＰＤｓ）、プログラマブル論理装置（ＰＬＤｓ）、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、ここに記載された機能を実行するように設計された他の電子装置、またはそれらの組合せ内で実施することができる。
【００７１】
ソフトウエアで実施する場合、電力制御決定を導き出すために使用されるエレメントは、ここに記載した機能を実行するモジュール（例えば、手続き、機能等）を用いて実施することができる。ソフトウエアコードはメモリ装置（例えば、メモリ装置４３２）に記憶することができ、プロセッサ（例えば、図４の電力制御プロセッサ４３０）により実行することができる。メモリ装置は、プロセッサ内部で実施してもよいし、プロセッサ外部で実施してもよい。プロセッサ外部で実施する場合には、技術的に知られている種々の手段を介してプロセッサに通信可能に接続することができる。
【００７２】
好適実施形態の上述の記載は、この分野のいかなる技術者もこの発明を製作または使用することを可能にするために提供される。これらの実施形態への種々の変更は、この分野の技術者にはたやすく明白であろうし、その中に定義された包括的な原理は、発明力の使用なしに他の実施の形態に適用されてもよい。従って、この発明は、その中に示された実施の形態に制限されることを意図したものではなく、しかしむしろこの中に開示された原理および新規な特徴と矛盾しない最も広い範囲が許容されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】図１は、この発明の種々の観点および実施の形態が実施できる無線通信システムの図である。
【図２】図２は、この発明のある観点および実施の形態を実施することのできる逆方向リンク電力制御機構の図である。
【図３】図３は、複数の基地局から受信した電力制御コマンドのための軟判定シンボルを結合するための処理の一実施の形態のフロー図である。
【図４】図４は、この発明の種々の観点および実施の形態を実施することのできる端末の一実施の形態のブロック図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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