JP2002540674A - 時分割二重通信システムにおける外側ループ／重みづけ開ループ送信電力制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペクトラム拡散時分割二重（ＴＤＤ）通信システムにおいて信号品質確保と低送信電力レベルとを同時に達成する。 【解決方法】スペクトラム拡散時分割二重通信送受信局における送信電力レベルを外側ループ／重みづけ開ループ送信電力制御システムで制御する。第２の送受信局から第１の送信局（１１０）への通信信号の誤り率を第１の送受信局で測定し、その測定結果に基づき第１の送受信局で発生した目標値調整情報を含む通信信号を第１の送受信局から第２の送受信局に送信する。第２の送受信局はその通信信号を受信してその受信信号の電力レベルを測定する。その受信信号の電力レベルおよびその通信信号の送信電力レベルに一部基づき、通信経路損失概算値を算定する。その通信経路損失概算値の質も併せて算定する。第２の送受信局から第１の送受信局への通信信号の送信電力レベルは、通信経路損失概算値のその概算値品質に応答した重みづけに一部基づくとともに、第１の送受信局から送信されてきた目標値調整情報により調整した受信目標値に基づいて定める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の分野】

この発明は、概括的にはスペクトラム拡散時分割二重（ＴＤＤ）通信システム
に関する。より詳しくいうと、この発明はＴＤＤ通信システムの中で送信電力を
制御するシステムおよび方法に関する。

【０００２】 図１は無線スペクトラム拡散時分割二重（ＴＤＤ）通信システムを図解する。
このシステムは複数の基地局３０１乃至３０７を備える。各基地局３０１はその
稼働範囲の中のユーザ装置（ＵＥ）３２１乃至３２３と交信する。基地局３０１
からＵＥ３２１への通信はダウンリンク通信と呼びＵＥ３２１から基地局３０１
への通信はアップリンク通信と呼ぶ。

【０００３】 互いに異なる周波数スペクトラムを通じた交信に加えて、スペクトラム拡散Ｔ
ＤＤシステムは複数の通信信号を同一スペクトラム経由で搬送する。それら複数
の通信信号はそれぞれのチップ符号系列（符号）で互いに区別される。また、拡
散ずみスペクトラムをより効率的に使うように、図２に示したＴＤＤシステムは
例えば１６個に及ぶ多数の時間スロット３６１乃至３６ｎに分割した反復フレー
ム３４を用いる。このようなシステムでは、被選択符号を用いて被選択時間スロ
ット３６１乃至３６ｎで通信信号を送る。したがって、一つのフレーム３４は時
間スロットおよび符号の両方で互いに区別された複数の通信信号を搬送できる。
単一の時間スロットの中の単一の符号の組合せをリソース単位と呼ぶ。交信のサ
ポートに必要な帯域幅に基づき、その交信に一つまたは複数のリソース単位を割
り当てる。

【０００４】 大抵のＴＤＤシステムは送信電力レベルを適応型制御にかける。ＴＤＤシステ
ムでは、多数の通信信号が同一の時間スロットおよびスペクトラムを共用する。
ＵＥ３２１または基地局３０１が特定の通信信号を受信している場合は、その特
定の通信信号と同じ時間スロットおよび周波数スペクトラムを用いているそれ以
外の通信信号はその特定の通信信号に対して干渉を生ずる。一つの通信信号の送
信電力レベルを上げるとその通信信号と同じ時間スロットおよび同じスペクトラ
ムの中のそれ以外の全ての通信信号の品質が損なわれる。しかし、送信電力レベ
ルを下げすぎると、受信側における信号対雑音比（ＳＮＲ）およびビット誤り率
が悪化する。通信信号の品質を維持するとともに送信電力レベルを低く保つよう
に送信電力制御を行う。

【０００５】 符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）通信システムで送信電力制御を行う一つの手法
が米国特許第5,056,109号（Gilhousen ほか名義）に記載してある。送信機は特
定の受信機に通信信号を送る。その信号を受信すると、受信信号電力を測定する
。受信信号電力を所望の受信信号電力と比較する。その比較に基づき、送信機に
その送信機の送信電力レベルを一定値だけ上げ下げする制御ビットを送る。受信
機が送信機にその送信機の送信電力レベルを制御するように制御信号を送るので
、この送信電力制御手法を一般に閉ループ制御と呼ぶ。

【０００６】 特定の条件の下では、閉ループ制御の性能は低下する。例えば、ＵＥと基地局
との間で授受される通信信号がＵＥの動きなどにより著しく大きい増減を伴う場
合は、このシステムはその変動を補償できるほどに高速には適応できないかもし
れない。ＴＤＤシステムにおける閉ループ送信電力制御の速度は通常は毎秒１０
０サイクルであり、高速フェーディングチャネルには不十分である。したがって
、信号品質を維持するとともに送信電力レベルを低く保つ代替の手法が必要にな
っている。

【０００７】

【発明の概要】

この発明の外側ループ／重みづけ開ループ送信電力制御システムはスペクトラ
ム拡散時分割二重通信送受信システムにおける送信電力を制御する。第１の送受
信局で第２の送受信局から受信した通信信号の誤りを測定する。その誤り測定値
に部分的に基づき、目標レベルの調整値を算定する。第１の送受信局は通信信号
とその算定した目標値調整信号を第２の送受信局に送信する。第２の送受信局は
第１の送受信局からの通信信号の受信電力レベルを測定する。この受信電力レベ
ルに部分的に基づいて通信経路損失を算定する。上記目標値調整値の受信に応答
して目標レベルを調整する。通信経路損失の品質は第２の送受信局から送信され
るべき後続の通信信号に対して算定する。上記後続の通信信号に対する第２の送
受信局の送信電力レベルはそれら算定した通信経路損失、品質および調整ずみの
目標レベル値に一部基づいて調整する。

【０００８】

【好ましい実施例の詳細な説明】

全体を通じて同一の構成要素には同一の参照数字を付けて示した図面を参照し
て好ましい実施例を説明する。図３の流れ図および図４の簡略化した二つの送受
信局１１０、１１２の構成部分を参照して外側ループ／重みづけ開ループ送信電
力制御を説明する。この説明において送信電力制御を伴う送受信局を送信局１１
２と呼び、送信電力制御ずみの通信信号を受信する送受信局を受信局１１０と呼
ぶ。外側ループ／重みづけ開ループ送信電力制御はアップリンク通信、ダウンリ
ンク通信またはこれら両方の通信に適用できるので、送信電力制御つきの送信機
は基地局３０１、ＵＥ３２１またはこれらの両方に関連づけることができる。し
たがって、アップリンクおよびダウンリンクの両方に電力制御を適用した場合は
、受信局の構成部分および送信局の構成部分を基地局３０１およびＵＥ３２１の
両方に関連づける。

【０００９】 受信局１１０はアンテナ７８またはアンテナアレーを用いて送信局１１２から
の通信信号など種々の無線周波数信号を受信する（ステップ３８）。受信した信
号をアイソレータ６６経由で復調器６８に送りベースバンド信号を生ずる。ベー
スバンド信号は、チャネル概算デバイス７０およびデータ概算デバイス７２によ
り送信局送信信号割当ての時間スロットで適切な符号で信号処理する。チャネル
概算デバイス７０は、チャネルインパルス応答などのチャネル情報を生ずるよう
にベースバンド信号中の調整系列成分を通常用いる。このチャネル情報はデータ
概算デバイス７２、干渉測定デバイス７４、および送信電力算出デバイス７６で
用いる。データ概算デバイス７２はこのチャネル情報を用いたソフトシンボル概
算によりチャネルからデータを再生する。

【００１０】 送信局１１２から送信する前に通信信号のデータ信号を誤り検出／訂正符号化
装置１１０で誤り検出／訂正符号化する。通常この誤り検出／訂正符号化手法は
巡回符号（ＣＲＣ）化とそれに続く前向き誤り訂正符号化とによるが、それ以外
の手法も利用できる。

【００１１】 データ概算デバイス７２で上記ソフトシンボルを用いることによって、誤り検
出デバイス１１２はソフトシンボル中の誤りを検出する。検出した誤りをプロセ
ッサ１１１で分析して、受信通信信号の誤り率を算定する（ステップ３９）。こ
の誤り率に基づいて、送信局１１２で変えるべき目標信号対干渉比（ＳＩＲ_{ＴＡ ＲＧＥＴ} ）などの目標レベルをプロセッサ１１１で算定する（ステップ４０）。
算定された目標レベルに基づき、目標レベル調整値発生器１１４で目標調整値信
号を発生する。次に、その目標調整値信号を送信局に送る（ステップ４１）。こ
の目標調整値信号を図４に示すとおり専用チャネルまたは基準チャネルにより送
信局１１２に送る（ステップ４１）。

【００１２】 目標レベル調整の大きさを算定する一つの手法では上側閾値と下側閾値とを用
いる。算出した誤り率が上側閾値を上回る場合は、目標レベルが受容不可能なほ
どに低いレベルに設定されており、上げる必要がある。目標レベル調整信号、す
なわち目標レベル上昇を指示する信号を送る。算定した誤り率が第２の閾値より
も低い場合は、目標レベルが不必要に高いレベルに設定されており、下げること
ができる。目標レベルを下げることによって送信局の送信電力レベルが下がり、
同一時間スロットおよび同一スペクトラムを使用中の他送受信局への干渉を減ら
す。性能を良くするために、誤り率が上側閾値を超えた場合は直ちに目標レベル
調整値信号を送る。これによって、大きい誤り率は急速に下がり、小さい誤り率
は１０秒に１回程度の割合で低速で調整する。誤り率が上下両閾値の間の値であ
る場合は目標レベル調整値信号は送らず、同じ目標値を維持する。

【００１３】 ＣＲＣおよびＦＥＣ符号化を用いたシステムへの上述の手法の適用を次に述べ
る。各ＣＲＣブロックを誤りについてチェックする。フレームが誤りを含むと判
定した度ごとにカウンタを歩進させる。カウンタが上側閾値、例えば所望のブロ
ック誤り率（ＢＬＥＲ）の１.５倍乃至２倍を超えると目標レベルを上げる目標
レベル調整値信号を直ちに送る。送信局１１２のＳＩＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}を調整する
ために、通常０.２５ｄＢ乃至４ｄＢの範囲のＳＩＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}上昇信号（Ｓ
ＩＲ_ＩＮＣ）を送る。チェックずみのＣＲＣフレームの数が例えば1000ブロック
など所定限界値を超えた場合は、カウンタの値を所望ＢＬＥＲの０.２倍乃至０.
６倍などの低い閾値と比較する。計数ずみブロックの誤りの数が下側閾値以下で
ある場合は目標レベルを下げる目標調整信号ＳＩＲ_ＤＥＣを送る。信号ＳＩＲ_{Ｄ ＥＣ} の通常の範囲は０.２５ｄＢ乃至４ｄＢである。ＳＩＲ_ＤＥＣの値はＳＩＲ
_ＩＮＣおよび目標ブロック誤り率ＢＬＥＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}に基づいて定めることが
できる。ＢＬＥＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}はサービスの種類に基づく。ＢＬＥＲ_{ＴＡＲＧＥ Ｔ} の通常の値は０.１％乃至１０％の範囲である。式１はＳＩＲ_ＤＥＣ算定のた
めの上記手法を表す。

【００１４】 ＳＩＲ_ＤＥＣ＝ＳＩＲ_ＩＮＣ×ＢＬＥＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}／（１−ＢＬＥＲ_{Ｔ ＡＲＧＥＴ} ） （式１） カウント値が上記所定ブロック限界値に対する上記閾値の間の値である場合は目
標調整信号は送らない。

【００１５】 単一の閾値を用いることもできる。誤り率がその閾値を超えた場合は目標レベ
ルを上げる。誤り率がその閾値以下の場合は目標レベルを下げる。また、目標レ
ベル調整信号に、算定ずみ誤り率と所望の誤り率との差に基づく０.２５ｄＢ刻
みの０ｄＢ乃至±４ｄＢの範囲のいくつかの調節レベルを設けることもできる。

【００１６】 受信側送受信局１１０の干渉測定デバイス７４は、上記チャネル情報、データ
概算デバイス７２の発生したソフトシンボル、またはこれら両方に基づきチャネ
ル内で干渉レベルＩ_ＲＳをデシベル単位で算定する。送信電力算出デバイス７６
はソフトシンボルおよびチャネル情報を用い増幅器５４の利得を制御することに
よって受信局の送信電力レベルを制御する。

【００１７】 受信局１１０と送信局１１２との間の通信経路損失の概算値算出用およびデー
タ送信用に、送受信局１１０は送受信局１１２に通信信号を送る（ステップ４１
）。この通信信号は種々のチャネルの任意の一つで送ることができる。ＴＤＤシ
ステムでは、通信経路損失概算に用いるチャネルを、それ以外のチャネルも利用
可能であるが、通常は基準チャネルと呼ぶ。受信局１１０が基地局３０１である
場合は、通信信号をダウンリンク共通チャネル、すなわち共通制御物理チャネル
（ＣＣＰＣＨ）経由で送るのが好ましい。基準チャネル経由で送信局１１２に送
られるべきデータを基準チャネルデータと呼ぶ。この基準データは、図示のとお
り、送信電力レベルＴ_ＲＳなど他の基準データを多重化した干渉レベルＩ_ＲＳを
含み得る。干渉レベルＩ_ＲＳと基準チャネル送信電力レベルＩ_ＲＳはシグナリン
グチャネルなど他のチャネルで送ることもできる。

【００１８】 この基準チャネルデータは基準チャネルデータ発生器５６で発生する。基準デ
ータには通信信号の帯域幅要求に基づき一つまたは複数のリソース単位を割り当
てる。拡散系列および調整系列挿入デバイス５８は基準チャネルデータを拡散し
、拡散ずみ基準データを調整系列と適切な時間スロットおよび割当てずみリソー
ス単位の符号で時間多重化する。その結果生ずる系列を交信バーストと呼ぶ。こ
の交信バーストを増幅器６０で増幅する。増幅した交信バーストと、データ発生
器５０、拡散系列および調整系列挿入デバイス５２および増幅器５４などのデバ
イスを通じて生成した上記以外の交信バーストとを加算器６２で加算する。

【００１９】 互いに加算した交信バーストを変調器６４で変調する。変調した信号を図示の
とおりアイソレータ６６経由でアンテナ７８またはアンテナアレーから送信する
。送信された信号は無線チャネル８０経由で送信局１１２のアンテナ８２に達す
る。この送信に用いられる変調の種類は差分位相偏移変調（ＤＰＳＫ）や直交位
相偏移変調（ＱＰＳＫ）など当業者に周知の任意のものでよい。

【００２０】 送信局１１２のアンテナ８２またはアンテナアレーは目標値調節信号など種々
の無線周波数信号を受信する。受信信号はアイソレータ８４を通じて復調器８６
に送られベースバンド信号を生ずる。このベースバンド信号は、チャネル概算デ
バイス８８やデータ概算デバイス９０などにより受信局１１０の交信バースト割
当ての時間スロットで適切な符号で信号処理する。チャネル概算デバイス８８は
ベースバンド信号中の調整系列成分を用いてチャネルインパルス応答などへチャ
ネル情報を生ずる。このチャネル情報はデータ概算デバイス９０および電力測定
デバイス９２で用いる。

【００２１】 基準チャネル対応の処理ずみ通信信号の送信電力レベルＲＴＳを電力測定デバ
イス９２で測定し、通信経路損失概算デバイス９４に送る（ステップ４２）。チ
ャネル概算デバイス８８およびデータ概算デバイス９０は両方とも基準チャネル
をそれ以外の全てのチャネルから分離できる。受信信号の信号処理に自動利得制
御デバイスまたは自動利得制御増幅器を用いた場合は、送信電力レベル測定値を
、電力測定デバイス９２または通信経路損失概算デバイス９４におけるこれらデ
バイスの利得の補正のために調整する。この電力測定デバイス９２は外側ループ
／重みづけ開ループ制御回路１００の構成要素である。図４に示すとおり、外側
ループ／重みづけ開ループコントローラ１００は電力測定デバイス９２と、通信
経路損失概算デバイス９４と、品質測定デバイス９６と、目標値更新デバイス１
０１と、送信電力算出デバイス９８とを含む。

【００２２】 通信経路損失Ｌを算定するには、送信局１１２に送信電力レベルＴＲＳも必要
となる。この通信信号送信電力レベルＴＲＳは通信信号のデータとともに、また
はシグナリングチャネル経由で送ることができる。送信電力レベルＴＲＳを通信
信号データとともに送った場合はデータ概算デバイス９０が送信電力レベルを算
定してその算定値を通信経路損失概算デバイス９４に送る。受信局１１０が基地
局３０１である場合は、送信電力レベルＴＲＳを基地局３０１から一斉通報チャ
ネル（ＢＣＨ）経由で送るのが好ましい。受信した信号の電力レベルＲＴＳを送
られてきた送信電力レベルＴＲＳから減算することによって、二つの局１１０、
１１２の間における通信経路損失Ｌを通信経路概算デバイスが概算する（ステッ
プ４３）。また、通信経路損失の長期平均値Ｌ０を更新する（ステップ４４）。
通信経路損失の長期平均値Ｌ_０は経路損失の平均値である。場合によっては、送
信電力レベルＴＲＳを送信する代わりに受信局１１０から送信電力レベルの基準
値を送信することもできる。その場合は、通信経路損失概算デバイス９４は経路
損失Ｌの基準値を供給する。

【００２３】 ＴＤＤシステムではダウンリンク通信およびアップリンク通信を同じ周波数ス
ペクトルで送信するので、これら通信に伴う条件は互いに同様である。この現象
は可逆性と呼ばれる。可逆性によって、ダウンリンクで生じた通信経路損失はア
ップリンクにも生じ、逆もまた真である。目標の受信電力レベルに通信経路損失
概算値を加算することによって、送信局１１２から受信局１１０への通信の送信
電力レベルを算出する。

【００２４】 通信経路損失概算値と送信されてきた通信信号との間に遅延がある場合は、そ
の通信信号の受ける遅延が損失概算値と異なる。互いに異なる時間スロット３６ _１ −３６_ｎで通信信号を送るＴＤＤでは、受信した通信信号と送信された通信信
号との間の時間スロット遅延は開ループ送信電力制御の性能を劣化させる。これ
らの欠点を解消するために、重みづけ開ループ送信電力制御装置は品質測定デバ
イス９６で通信経路損失概算値の品質を判定し（ステップ４５）、経路損失概算
値Ｌおよび経路損失の長期間平均値Ｌ０を重みづけする。

【００２５】 外側ループ／重みづけ開ループの性能をさらに高めるためには、目標レベルを
調整する。プロセッサ１０３はデータ概算デバイス９０で発生したソフトシンボ
ルをビットに変換してＳＩＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}調整信号などの目標値調整情報を抽出
する。目標レベルはＳＩＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}でも受信側送受信局１１０における受信
電力レベル目標値でもよい。

【００２６】 送信電力レベル算出デバイス９８は調整ずみの目標レベルと重みづけ通信経路
損失概算値Ｌと通信経路損失概算値長期平均値Ｌ_０とを組み合わせて送信局の送
信電力レベルを算定する（ステップ４７）。

【００２７】 送信局１１２からの通信信号で送信すべきデータはデータ発生器１０２で発生
する。このデータを誤り検出／訂正符号化装置１１０で誤り検出／訂正符号化す
る。この誤り検出／訂正符号化したデータを拡散し、調整系列挿入デバイス１０
４により割当てリソース単位の適切な時間スロットおよび符号で調整系列と時間
多重化して通信バーストを生ずる。拡散ずみの信号を増幅器１０６で増幅し、変
調器１０８で無線周波数搬送波を変調する。増幅器の利得を算定ずみの送信電力
レベルを達成するように送信電力算定デバイス９８で制御する。送信電力制御を
施した通信バーストをアイソレータ８４を経てアンテナ８２から放射する。

【００２８】 外側ループ／重みづけ開ループ送信電力制御アルゴリズムを次に述べる。送信
局の送信電力Ｐ_ＴＳ（デシベル）を式２により算出する。

【００２９】 Ｐ_ＴＳ＝ＳＩＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}＋Ｉ_ＲＳ＋α（Ｌ−Ｌ_０）＋Ｌ_０＋「一定値
」 （式２） ＳＩＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}は受信した目標レベル調整信号に基づく調整ずみの値であ
る。ダウンリンクについては、ＳＩＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}の初期値は送信局１１２で既
知である。アップリンク送信電力制御のためにＳＩＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}を受信局１１
０から送信局１１２に送る。また、調整ずみのＳＩＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}の最大値およ
び最小値も併せて送る。調整ずみのＳＩＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}は上記最大値および最小
値に限定される。Ｉ_ＲＳは受信局１１０での干渉電力レベルの尺度である。

【００３０】 Ｌは、通信経路損失概算の対象である最新の時間スロット３６_１−３６_ｎにつ
いての経路損失概算値Ｔ_ＲＳ−Ｒ_ＴＳのデシベル表示である。Ｌ_０は通信経路損
失の長期間平均値であり、経路損失Ｌの平均値である。「一定値」は補正項であ
る。この「一定値」は、アップリンク利得およびダウンリンク利得の差の補償な
どのために、アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルとの差を補正する。
また、受信局の送信電力基準レベルを実際の送信電力Ｔ_ＲＳの変わりに送信する
場合は、上記「一定値」が補正をもたらす。受信局１１０が基地局である場合は
、この「一定値」をレイヤ３メッセージ経由で送るのが望ましい。

【００３１】 重みづけ値αは通信経路損失概算値の質の尺度であり、最後の損失経路概算値
の時間スロットと送信局１１２からの通信信号の最初の時間スロットとの間の時
間スロット３６１乃至３６ｎの数ｎに基づくのが好ましい。αの値は零と１との
間の値である。一般に時間スロット相互間の時間の差が小さい場合は、現在に近
い時点の経路損失概算値はかなり正確であり、αは１に近い値に設定される。こ
れに対して、時間差が大きい場合は、経路損失概算値は不正確になり、経路損失
長期平均値が経路損失概算値としてより正確になる可能性が大きい。したがって
、αを１に近い値に設定する。

【００３２】 式３および式４はαを算定する式である。

【００３３】 α＝１−（Ｄ−１）／（Ｄ_ｍａｘ−１） （式３） α＝ｍａｘ｛１−（Ｄ−１）／（Ｄ_{ｍａｘ−ａｌｌｏｗｅｄ}−１），０｝ （式４） 値Ｄは最後の経路損失概算値と時間スロット遅延とも呼ばれる送信されてきた通
信信号の最初の時間スロットとの間の時間スロット３６_１−３６_ｎの数である。
遅延が時間スロット一つ分であればαは１である。Ｄ_ｍａｘは遅延量に起こり得
る最大値である。時間スロット１５個を有するフレームの通常の値は７である。
遅延量がＤ_ｍａｘであればαは零である。Ｄ_{ｍａｘ−ａｌｌｏｗｅｄ}は開ループ
送信電力制御の利用に許容される時間スロット遅延の最大値である。遅延がＤ_{ｍ ａｘ−ａｌｌｏｗｅｄ} 以上であれば開ループ送信電力制御はα＝０に設定するこ
とによって実効的にオフになる。送信電力算出デバイス９８で算定した送信電力
レベルＰ_ＴＳを用いて通信信号送信電力レベルを設定する。

【００３４】 図５および図６は重みづけ外側ループ／開ループ送信電力制御システム、開ル
ープ送信電力制御システム、および閉ループ送信電力制御システムの性能の比較
を示す。図５および図６では外側ループ／重みづけ開ループアルゴリズムの僅か
に異なる形態についてのシミュレーションを行った。その形態では目標ＳＩＲを
ブロックごとに更新した。ＳＩＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}はブロック誤り検出ありの場合は
上げ、ブロック誤り検出なしの場合は下げた。式２および式３による外側ループ
／重みづけ開ループシステムをαの算出に用いた。ＵＥ３２_１の送信電力レベル
を制御するシステムの性能をシミュレーションで比較した。そのシミュレーショ
ンのために、各ブロックにＣＲＣビット１６個を挿入した。シミュレーションで
は各ブロックを４フレームで構成した。一つのブロックについて少なくとも二つ
のビット誤りが生じた場合はブロック誤りとした。アップリンク通信チャネルに
フレームあたり一つの時間スロットを割り当てた。ブロック誤り率の目標値は１
０％である。ＳＩＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}は４フレームごとに更新する。このシミュレー
ションは時速３０キロメートルで走行中のＵＥ３２_１についての上記システムの
性能を対象としている。シミュレーションにおける基地局は三肢ｒａｋｅ受信機
を各々が備える２アンテナのダイバーシティ受信を用いた。相加性白色ガウス雑
音（ＡＷＧＮ）の影響下にあるバースト１型フィールドのミドアンブル系列に基
づき実際に近いチャネルとＳＩＲ概算値とを近似計算算出した。このシミュレー
ションには国際電気通信連合（ＩＴＵ）歩行者Ｂ型チャネルおよびＱＰＳＫ変調
を用いた。干渉レベルは不確定性を伴わないものとした。チャネル符号化手法は
考慮しなかった。Ｌ_０は０ｄＢに設定した。

【００３５】 図５のグラフ１２０はアップリンク時間スロットと直近のダウンリンク時間ス
ロットとの間の遅延量の関数として１０^−１のＢＬＥＲに必要なＥ_ｓ／Ｎ_ｏの値
を示す。遅延量は時間スロット数で表してある。Ｅｓは複素シンボルのエネルギ
ーである。図５は、利得／干渉不確定性を無視すればこの組合せシステムの性能
は重みづけ開ループシステムの性能とほとんど同じであることを示す。この組合
せシステムは遅延量の値すべてについて閉ループシステムよりも優れた性能を示
す。

【００３６】 利得および干渉に不確定性がある場合は、開ループシステムの送信電力レベル
は規格値よりも高すぎるか低すぎる。図６のグラフ１２２では利得不確定性−２
ｄＢを想定した。図６はＢＬＥＲを遅延量の関数として示す。各システムについ
て１０^−１のＢＬＥＲ達成のために初期基準値ＳＩＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}を図５で得た
規格値に対応する値に設定した。図６は、利得に不確定性がある場合、組合せル
ープシステムおよび閉ループシステムの両方とも所望のＢＬＥＲを達成できるこ
とを示す。重みづけ開ループシステムの性能は著しく劣化している。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術による時分割二重（ＴＤＤ）通信システムを説明する図。

【図２】ＴＤＤシステムの反復フレームにおける時間スロットを説明する図。

【図３】外側ループ／重みづけ開ループ送信電力制御の流れ図。

【図４】外側ループ／重みづけ開ループ送信電力制御を用いた二つの送受信局
の構成部分の概略図。

【図５】外側ループ／重みづけ開ループ送信電力制御システム、重みづけ開ル
ープ送信電力制御システム、および閉ループ送信電力制御システムの性能を示す
グラフ。

【図６】上記三つの制御システムのブロック誤り率（ＢＬＥＲ）についての性
能を示すグラフ。

【符号の説明】

３０ 基地局 ３２ ユーザ装置 ３４ フレーム ３６ 時間スロット ３８ 受信局が送信局から通信信号を受信する ３９ 送信局からの通信信号に伴う誤り率を算定する ４０ 目標レベルの調整の要否を判定し、調整レベルを
算定する ４１ 所要目標レベル調整信号と通信信号とを送信局に
送信する ４２ 送信局で受信した受信局からの通信信号の受信電
力レベルを算定する ４３ 受信局と送信局との間の通信経路損失概算値を、
通信信号の送信電力レベル（ｄＢ）から受信通信
信号の電力レベル（ｄＢ）を減算して算定する ４４ 長期通信経路損失概算値を更新する ４５ 概算した通信経路損失の品質を判定する ４６ 目標値調整信号を受信し目標レベルを調整する ４７ 通信経路損失概算値および経路損失長期平均値を
概算値の品質および受信した目標値調整信号に基
づき重みづけして送信局の送信電力レベルを設定
する ５０，１０２ データ発生器 ５２，５８，１０４ 拡散系列および調整系列挿入デバイス ５４，６０，１０６ 増幅器 ５６ 基準チャネルデータ発生器 ６２ 加算器 ６４，１０８ 変調器 ６６，８４ アイソレータ ６８，８６ 復調器 ７０，８８ チャネル概算デバイス ７２，９０ データ概算デバイス ７４ 干渉測定デバイス ７６，９８ 送信電力算定デバイス ７８，８２ アンテナ ８０ 無線チャネル ９２ 送信電力測定デバイス ９４ 通信経路損失概算デバイス ９６ 品質測定デバイス ９８ 送信電力算定デバイス １００ 外側ループ／重みづけ開ループ送信電力制御回路 １１０ 受信局 １１１ プロセッサ １１２ 送信局 １１４ 目標値調整デバイス

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１３年３月１６日（２００１．３．１６）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【０００６】 特定の条件の下では、閉ループ制御の性能は低下する。例えば、ＵＥと基地局
との間で授受される通信信号がＵＥの動きなどにより著しく大きい増減を伴う場
合は、このシステムはその変動を補償できるほどに高速には適応できないかもし
れない。ＴＤＤシステムにおける閉ループ送信電力制御の速度は通常は毎秒１０
０サイクルであり、高速フェーディングチャネルには不十分である。 WO 98 45962 Aは衛星通信システムにおける移動端末の送信電力レベルを制御
する方法を開示している。この送信電力レベル制御方法は閉ループ素子および開
ループ素子の両方を備える。閉ループ素子に対して、基地局は移動端末からの受
信信号強度に基づき移動端末の送信電力レベル設定を算出する。基地局はこの送
信電力レベル設定算出において、衛星通信システムの伝搬遅延を考慮に入れる。
開ループ素子については、基地局から各フレームで受信した信号の強度をその一
つ前のフレームで受信した信号の強度と比較する。この信号強度測定値の変動と
逆に移動端末の送信電力を調節する。 米国特許第5,542,111号は長期送信電力制御と短期送信電力制御とを用いて移
動局の送信電力レベルを調整する方法を開示している。長期送信電力制御は、基
地局において閉ループ制御構成により高い方の送信電力レベルについて行う。判
定オーソリティステートメントを基地局から移動局に伝達する。短期送信電力レ
ベルは長期送信電力および判定オーソリティの識別子を用いて低電力レベルルー
プで算定される。 したがって、信号品質を維持するとともに送信電力レベルを低く保つ代替の手
法が必要になっている。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００１１】 データ概算デバイス７２で上記ソフトシンボルを用いることによって、誤り検
出デバイス１１２はソフトシンボル中の誤りを検出する。検出した誤りをプロセ
ッサ１１１で分析して、受信通信信号の誤り率を算定する（ステップ３９）。こ
の誤り率に基づいて、送信局１１２で変えるべき目標信号対干渉比（ＳＩＲ_{ＴＡ ＲＧＥＴ} ）などの目標レベルをプロセッサ１１１で算定する（ステップ４０）。
算定された目標レベルに基づき、目標レベル調整値発生器１１４で目標調整値信
号を発生する。次に、その目標調整値信号を送信局に送る（ステップ４１）。こ
の目標調整値信号を専用チャネルまたは基準チャネルにより送信局１１２に送る
。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【００２２】 通信経路損失Ｌを算定するには、送信局１１２に送信電力レベルＴＲＳも必要
となる。この通信信号送信電力レベルＴＲＳは通信信号のデータとともに、また
はシグナリングチャネル経由で送ることができる。送信電力レベルＴＲＳを通信
信号データとともに送った場合はデータ概算デバイス９０が送信電力レベルを算
定してその算定値を通信経路損失概算デバイス９４に送る。受信局１１０が基地
局３０１である場合は、送信電力レベルＴＲＳを基地局３０１から一斉通報チャ
ネル（ＢＣＨ）経由で送るのが好ましい。受信した信号の電力レベルＲＴＳを送
られてきた送信電力レベルＴＲＳから減算することによって、二つの局１１０、
１１２の間における通信経路損失Ｌを通信経路概算デバイスが概算する（ステッ
プ４３）。また、通信経路損失の長期平均値Ｌ０を更新する（ステップ４４）。
通信経路損失長期概算値の一例は経路損失の長期平均値である。場合によっては
、送信電力レベルＴＲＳを送信する代わりに受信局１１０から送信電力レベルの
基準値を送信することもできる。その場合は、通信経路損失概算デバイス９４は
経路損失Ｌの基準値を供給する。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ６０／１３６，５５７ (32)優先日 平成11年５月28日(1999．5．28) (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ， ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，Ｓ Ｋ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 シン，スン−ヒュク アメリカ合衆国 ニュージャージー州 07024 フォート リー，エイス ストリ ート 1531 (72)発明者 ディック，スティーヴン ジー． アメリカ合衆国 ニューヨーク州 11767 ネスコンセット，ボバン ドライブ 61 Ｆターム(参考） 5K022 FF01 5K028 BB06 CC02 KK01 KK12 LL12 RR02 5K060 BB07 CC05 DD04 FF06 HH06 LL01 5K067 AA03 CC10 DD44 DD46 EE02 EE10 GG08 GG09 HH22

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】通信信号用の時間スロットを含むフレームを有するスペクトラ
   ム拡散時分割二重通信システムにおいて送信電力レベルを制御する方法であって
   、 第１の送受信局において第２の送受信局からの通信信号を受信してその受信し
   た通信信号の誤り率を算定する過程と、 前記誤り率に一部基づき所要の目標値調整信号を生ずる過程と、 第１の時間スロットにおいて一つの送信電力レベルを有する第１の通信信号お
   よび前記目標値調整信号を前記第１の送受信局から送信する過程と、 前記目標値調整信号および前記第１の通信信号を前記第２の送受信局で受信す
   るとともにその受信した第１の通信信号の電力レベルを測定する過程と、 前記受信した第１の通信信号の電力レベル測定値に一部基づき通信経路損失概
   算値を算定する過程と、 第２の時間スロットによる前記第２の送受信局から前記第１の送受信局への第
   ２の通信信号の送信電力レベルを、第１の係数、すなわち前記第１および第２の
   時間スロットの間の時間間隔の関数である第１の係数で重み付けした前記通信経
   路損失概算値、第２の係数、すなわち前記第１および第２の時間スロットの間の
   時間間隔の関数である第２の係数で重み付けした長期間通信経路損失概算値、お
   よび前記目標値調整信号により調整した目標レベルに部分的に基づいて設定する
   過程と を含む方法。
2. 【請求項２】前記目標レベルが目標信号対干渉比である請求項１記載の方法
   。
3. 【請求項３】前記目標信号対干渉比への調整が最大値および最小値に限定さ
   れる請求項２記載の方法。
4. 【請求項４】前記目標値調整の各々が０.２５デシベル乃至４デシベルの範
   囲にある請求項２記載の方法。
5. 【請求項５】目標信号対干渉比を増加させる目標値調整信号がＳＩＲ_ＩＮＣ であり、 目標信号対干渉比を減少させる目標値調整信号がＳＩＲ_ＤＥＣであり、 目標ブロック誤り率がＢＬＥＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}であり、 ＳＩＲ_ＤＥＣがＳＩＲ_ＤＥＣ＝ＳＩＲ_ＩＮＣ×ＢＬＥＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}／（１−
   ＢＬＥＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}）で算定される 請求項２記載の方法。
6. 【請求項６】前記ＢＬＥＲ_{ＴＡＲＧＥＴ}が１％乃至１０％の範囲にある請求
   項５記載の方法。
7. 【請求項７】前記誤り率が上側閾値を越えまたは下側閾値を下回った場合に
   目標値調整信号を送信し、 前記誤り率が前記上側閾値および下側閾値の間にある場合に目標値調整信号を
   送信しない 請求項１記載の方法。
8. 【請求項８】前記目標レベルを上げる前記調整信号を誤りカウント値が上側
   閾値を越えた場合に直ちに送信する請求項７記載の方法。
9. 【請求項９】前記第１および第２の時間スロットの間の時間スロット数Ｄに
   一部基づき前記通信経路損失概算値の品質αを算定する過程をさらに含み、 前記第１の係数がαであり、前記第２の係数が１−αである 請求項１記載の方法。
10. 【請求項１０】時間スロット遅延最大値がＤ_ｍａｘであり、前記算定した品
    質αが次式、 α＝１−（Ｄ−１）／（Ｄ_ｍａｘ−１） で算定される請求項９記載の方法。
11. 【請求項１１】許容時間スロット遅延最大値がＤ_{ｍａｘ−ａｌｌｏｗｅｄ}で
    あり、前記算定した品質αが次式、 α＝ｍａｘ｛１−（Ｄ−１）／（Ｄ_{ｍａｘ−ａｌｌｏｗｅｄ}−１），０｝
    で算定される請求項９記載の方法。
12. 【請求項１２】前記設定された送信電力レベルがアップリンク利得とダウン
    リンク利得との差を補償する請求項１記載の方法。
13. 【請求項１３】前記第１の送受信局が基地局であり前記第２の送受信局がユ
    ーザ装置である請求項１記載の方法。
14. 【請求項１４】前記第１の送受信局がユーザ装置であり前記第２の送受信局
    が基地局である請求項１記載の方法。
15. 【請求項１５】第１および第２の送受信局を有し通信信号用の時間スロット
    を含むフレームを用いるスペクトラム拡散時分割二重通信システムであって、 前記第１の送受信局が、 前記第２の送受信局から通信信号を受信してその受信した通信信号の誤り率を
    算定する手段と、 前記誤り率に一部基づき所要の目標値調整信号を生ずる手段と、 第１の時間スロットにおいて一つの送信電力レベルを有する第１の通信信号お
    よび前記目標値調整信号を送信する手段と を含み、前記第２の送受信局が、 前記目標値調整信号および前記第１の通信信号を受信してその受信した第１の
    通信信号の電力レベルを測定する手段と、 前記第１の通信信号の電力レベル測定値に一部基づき通信経路損失概算値を算
    定する手段と、 第２の時間スロットによる前記第２の送受信局から前記第１の送受信局への第
    ２の通信信号の送信電力レベルを、第１の係数、すなわち前記第１および第２の
    時間スロットの間の時間間隔の関数である第１の係数で重み付けした前記通信経
    路損失概算値、第２の係数、すなわち前記第１および第２の時間スロットの間の
    時間間隔の関数である第２の係数で重み付けした長期間通信経路損失概算値、お
    よび前記目標値調整信号により調整した目標レベルの組合せに部分的に基づいて
    設定する手段と を含む通信システム。
16. 【請求項１６】前記目標レベルが目標信号対干渉比である請求項１５記載の
    システム。
17. 【請求項１７】前記目標信号対干渉比への調整が最大値および最小値に限定
    される請求項１６記載のシステム。
18. 【請求項１８】前記目標値調整の各々が０.２５デシベル乃至４デシベルの
    範囲にある請求項１５記載のシステム。
19. 【請求項１９】前記誤り率が上側閾値を越えまたは下側閾値を下回った場合
    に目標値調整信号を送信し、 前記誤り率が前記上側閾値および下側閾値の間にある場合に目標値調整信号を
    送信しない 請求項１５記載のシステム。
20. 【請求項２０】前記目標レベルを上げる前記調整信号を誤りカウント値が上
    側閾値を越えた場合に直ちに送信する請求項１９記載のシステム。
21. 【請求項２１】前記第２の送受信局が前記第１および第２の時間スロットの
    間の時間スロット数Ｄに一部基づき前記通信経路損失概算値の品質αを算定する
    手段をさらに含み、 前記第１の係数がαであり、前記第２の係数が１−αである 請求項１５記載のシステム。
22. 【請求項２２】時間スロット遅延最大値がＤ_ｍａｘであり、前記算定した品
    質αが次式、 α＝１−（Ｄ−１）／（Ｄ_ｍａｘ−１） で算定される請求項２１記載のシステム。
23. 【請求項２３】許容時間スロット遅延最大値がＤ_{ｍａｘ−ａｌｌｏｗｅｄ}で
    あり、前記算定した品質αが次式、 α＝ｍａｘ｛１−（Ｄ−１）／（Ｄ_{ｍａｘ−ａｌｌｏｗｅｄ}−１），０｝
    で算定される請求項２１記載のシステム。
24. 【請求項２４】前記設定された送信電力レベルがアップリンク利得とダウン
    リンク利得との差を補償する請求項１５記載のシステム。
25. 【請求項２５】前記第１の送受信局が基地局であり前記第２の送受信局がユ
    ーザ装置である請求項１５記載のシステム。
26. 【請求項２６】前記第１の送受信局がユーザ装置であり前記第２の送受信局
    が基地局である請求項１５記載のシステム。