JP5558945B2 - 通信システムにおける電力制御のための方法およびシステム - Google Patents

Description

この発明は一般に無線通信に関し、特に符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）システムのようなセルラー通信システムにおける電力制御に関する。

符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）技術は無線システム上の多重化データに対してスペクトル的に効率的な解決法を提供する。これらのシステムは携帯電話ネットワーク、無線電話システム、パーソナル通信システム（ＰＣＳ）および同類のものを含むことができる。

比較的に高速な電力制御ループは典型的にＣＤＭＡシステムにより採用される。

電力制御は、異種の信号が互いに干渉するのを防止するためにおよび信号対干渉プラス雑音比、以下信号対雑音比（ＳＮＲ）を所望の範囲内に維持するために使用される。

効率的な方法でスペクトル帯域幅を使用するために、可変データレートで通信することができ、データレートにおける調節を用いて送信電力を調節することが望ましい。これはスペクトル帯域幅をより効率的に使用し、また電池式のステーションのバッテリ寿命をさらによくする。しかしながら、従来の受信機は、データレートの変化による送信電力に対する意図的な調節と、レイリーフェージングとして知られる建設的および破壊的マルチパス干渉の影響のような経路損失又は環境条件による受信電力の変化とを区別することができない。

３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９に基づく優先権主張
この特許出願は、この特許出願の譲受人に譲渡され参照することにより本明細書に組み込まれる、２００４年９月２４日に出願の「時間分割デュプレックス通信システムにおける電力制御のための方法および装置」(METHOD AND APPARATUS FRO POWER CONTROL IN TIME DIVISION DUPLEX COMMUNICATIONS SYSTEMS)というタイトルの米国仮出願番号第６０／６１２、８３４に対する優先権を主張する。

１つの観点は無線通信システムのための装置である。この装置は、少なくとも第１のデータレートとこの第１のデータレート以外の第２のデータレートを有する送信機から送信された信号を受信するように構成された受信機であって、第２のデータレートのための送信された信号の送信された電力が第１のデータレートのための送信された電力に対するオフセット量により調節可能である、受信機と、前記送信された信号に関連する基準信号特性を決定するように構成された受信機回路と、前記基準信号特性を目標値と比較し、少なくとも一部分前記比較と、前記送信された信号により提供される情報に基づいて電力制御コマンドを発生するように構成された処理回路と、を含む。

１つの観点は無線通信システムにおいて電力を制御する方法である。この方法は、
送信機から、少なくとも第１のデータレートと、第１のデータレート以外の第２のデータレートを有する送信された信号を受信することであって、第２のデータレートのための送信された信号の送信された電力は、第１のデータレートのための送信された電力に対するオフセット値により調節可能であることと、送信された信号に関連する基準信号特性を決定することと、基準信号特性を目標値と比較することと、少なくとも一部分前記比較および前記送信された信号により提供される情報に基づいて電力制御コマンドを発生することと、を含む。

１つの観点は基準信号特性を決定する方法である。この方法は、受信された信号の信号特性を決定することと、コードレートの調節による電力の調節を補償するためにオフセット値を用いて信号特性を調節することと、電力制御のために、調節された信号特性を使用することと、を含む。

１つの観点は信号特性を決定する方法である。この方法は、受信された信号の信号特性を決定することと、データレートの変化からチャネル条件により信号特性の第１の成分を分離し電力調節により第２の成分を分離することと、電力制御のために前記信号特性の第１の成分を使用することと、を含む。

１つの観点は無線通信システムにおいて電力を制御する方法を実行するためのコンピューター実行可能な命令を有するコンピューター読み取り可能媒体である。前記方法は、送信機から少なくとも第１のデータレートと、第１のデータレート以外の第２のデータレートを有する送信された信号を受信することであって、第２のデータレートのための送信された信号の送信された電力は第１のデータレートのための送信された電力に対するオフセット値により調節可能であることと、送信された信号に関連する基準信号特性を決定することと、基準信号特性を目標値と比較することと、少なくとも一部分前記比較、および送信された信号により提供される情報に基づいて電力制御コマンドを発生することと、を含む。

１つの観点は、基準信号特性を決定する方法を実行するコンピューター実行可能な命令を有するコンピューター読み取り可能媒体である。前記方法は、受信した信号の信号特性を決定することと、コードレートの調節により電力の調節を補償するためにオフセット値を用いて信号特性を調節することと、電力制御のために前記調節された信号特性を使用することと、を含む。

１つの観点は信号特性を決定する方法を実行するためのコンピューター実行可能な命令を有するコンピューター読み取り可能媒体である。前記方法は、受信した信号の信号特性を決定することと、データレートの変化からチャネル条件により信号特性の第１の成分を分離し、電力調節により第２の成分を分離することと、を含み電力制御のために信号特性の第１の成分を使用することをさらに備える。

１つの観点は無線通信システムの電力を制御する装置である。前記装置は、送信機から、少なくとも第１のデータレートと第１のデータレート以外の第２のデータレートを有する送信された信号を受信する手段であって、前記第２のデータレートのための送信された信号の送信された電力は第１のデータレートのための送信された電力に対するオフセット値により調節可能である、手段と、送信された信号に関連する基準信号特性を決定する手段と、基準信号特性を目標値と比較する手段と、少なくとも一部分前記比較および送信された信号により提供される情報に基づいて電力制御コマンドを発生する手段と、を含む。

１つの観点は基準信号特性を決定する装置である。前記装置は、受信した信号の信号特性を決定する手段と、コードレートの調節により電力の調節を補償するためにオフセット値で信号特性を調節する手段と、電力制御ループにおいて前記調節された信号特性を使用する手段と、を含む。

１つの観点は信号特性を決定する装置である。この装置は、受信した信号の信号特性を決定する手段と、データレートの変化からチャネル条件により信号特性の第１の成分を分離し、電力調節により第２の成分を分離する手段と、電力制御のために信号特性の第１の成分を使用する手段と、を含む。

図１はこの発明の実施形態が実施されることができるシステムの一例を図解する。 図２は基地局と移動局（遠隔局）との間の信号通信図を示す。 図３はデータレートの関数として電力レベルを調節するグラフィック説明図である。 図４はバーストで通信されるデータのグラフィック説明図である。 図５は信号対雑音比（ＳＮＲ）の適応調整のプロセスを図解する。 図６は、電力制御コマンドを決定するプロセスを図解する。 図７はデータレートに基づいて基準信号対雑音比（ＳＮＲ）を決定するプロセスを図解する。 図８は、トラヒックチャネルの信号対雑音比（ＳＮＲ）のための基準として、ビーコン信号のような他の信号を用いたプロセスを図解する。 図９は受信したデータレートを推定する方法の一例を図解する。 図１０は電力制御コマンドを決定する装置の一例を図解する。

上述したように、この発明はＣＤＭＡ技術を用いた通信システムのような無線通信システムに適用する。

当業者は、情報および信号はさまざまな異なる技術および技法のいずれかを用いて表してもよいことを理解するであろう。例えば、上述した記載全体にわたって参照されてもよいデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボルおよびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁性粒子、光学界または光学粒子、またはそれらの任意の組み合わせにより表されてもよい。

当業者はさらに、ここに開示した実施の形態に関連して記載した種々の実例となる論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウエア、コンピュータソフトウエアまたは両方の組合せで実施してもよいことを理解するであろう。

このハードウエアとソフトウエアの互換性を明瞭に説明するために、種々の実例となる部品、ブロック、モジュール、回路、およびステップが一般にそれらの機能性の観点から上に記載された。そのような機能性がハードウエアまたはソフトウエアとして実現されるかは特定のアプリケーションおよび全体のシステムに課せられた設計制約に依存する。

熟達した職人は、各特定のアプリケーションに対して記載した機能性を変形した方法で実施することができるが、そのような実施の判断は、この発明の範囲を逸脱するものとして解釈されるべきでない。

ここに開示された実施の形態に関連して記載された種々の実例となる論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサー、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理装置、ディスクリートゲートまたはトランジスタロジック、ディスクリートハードウエアコンポーネント、またはここに記載した機能を実行するように設計されたいずれかの組合せを用いて実施または実行してもよい。汎用プロセッサーは、マイクロプロセッサーであってよいが、別の方法では、プロセッサーは、いずれかの一般的なプロセッサー、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってよい。プロセッサーはまた、計算装置の組合せとしても実施できる。例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサーの組合せ、複数のマイクロプロセッサー、ＤＳＰコアと協力した１つ以上のマイクロプロセッサーまたはいずれかの他のそのような構成として実施してもよい。 ここに開示された実施の形態に関連して記載された方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウエアにおいて、プロセッサーにより実行されるソフトウェアモジュールにおいて、または両者の組合せにおいて直接具現化してもよい。ソフトウェアモジュールはRAMメモリ、フラッシュメモリ、ROMメモリ、EPROMメモリ、EEPROMメモリ、レジスタ、ハードディスク、取り外し可能ディスク、CD-ROM、または技術的に既知である任意の他の形式の記憶媒体に常駐してよい。例示的な記憶媒体は、プロセッサーが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるようにプロセッサーに接続される。代替策では、記憶媒体はプロセッサーに一体化してよい。プロセッサー及び記憶媒体はASICに常駐してよい。ASICはユーザー端末に常駐してよい。代替策では、プロセッサー及び記憶媒体はユーザー端末内に別々の構成要素として常駐してよい。

ＣＤＭＡ多重化の１つの利点はデータの拡散およびその後の逆拡散からの拡散利得である。これは、（逆拡散後に）受信したＣＤＭＡ信号のＳＮＲを増加させる。さらに、信号が拡散される前に、シンボルの送信において生じるエラーを訂正することができるように他のプロセスが典型的に適用される。例えば、これらのプロセスはビットインターリービング技術およびフォワードエラー訂正（ＦＥＣ）技術を含む。フォワードエラー訂正技術の例は畳み込みコーディング、ターボコーディング、ブロックコーディング、および同類のものを含む。これらの技術は別個にまたは組み合わせて使用することができる。畳み込みコードにおいて、ｍのソースビットはｎのコード化されたビットにコード化される。分数ｍ／ｎはコードレートと呼ばれる。コード化された信号対非コード化された信号の信号対雑音比（ＳＮＲ）の改良はコーディング利得と呼ばれる。これに関連して、非コード化信号は、フォワードエラー訂正スキームにより処理されなかったソースを指す。非コード化信号はそれ自体を圧縮オーディオ、ビデオまたはグラフィックデータのようなコード化されたデータの形式に一致させることができる。

コーディング利得はコードレートに応じて変化する。コードレートｍ／ｎが相対的に高いとき、コーディング利得は相対的に小さい。コードレートｍ／ｎが相対的に低いとき、コーディング利得は相対的に高い。しかしながら、相対的に低いコードレートで、所定量の非コード化データに対して相対的により多くのコード化データが存在する。一実施形態において、非コード化信号がデータレートにおいて変化することができるとき、コーディングスキームにより使用されるコードレートは、低いコードレートが低いデータレートで使用され、高いコードレートが高いデータレートで使用されるように変化される。これは、使用されるコーディング利得における相対的差異により高いデータレートで送信されたデータに対して低いデータレートで送信されたデータのＳＮＲを改善する。同じ全体的なＳＮＲの場合、より低いデータレートを有する信号はより高いデータレートを有する信号よりも少ない電力で送信することができる。

割り当てられたスペクトル帯域幅を効率的に使用することが望ましい。これは、限られた帯域幅上でより多くの通話のようなより多くのデータを通信可能にする。通信の多くの形式において、データは時間に対してレートにおいて変化することができる。例えば、ウェブを閲覧するユーザーは、ウェブページをダウンロードするために相対的に大きな量のデータを要求してもよいが、相対的に長い期間に対して別のウェブページを要求しないかもしれない。他の例は音声通信である。呼び出し側が話しをしているとき、電話ネットワークを介して転送されるデータ量は相対的に高い可能性がある。しかしながら、呼び出し側が沈黙しているとき、転送されるデータ量は相対的に低い可能性がありゼロに近づく可能性さえある。

スペクトル帯域幅を効率的に使用するために、可変データレートで通信することが望ましく、それに対応してデータを送信するために使用される送信電力を調節することが望ましい。スペクトル帯域幅の効率的な使用に加えて、送信電力を低減することは、携帯電話のような電池式のステーションのバッテリ寿命をさらによくすることができる。しかしながら、受信機が、データレートの変化による送信電力の意図的な調節と、レイリーフェージングとして知られる建設的および破壊的マルチパス干渉の影響のような環境条件による電力の変動とを区別することが相対的に困難である。この発明の実施形態は、データレートを変動させることによる送信電力に対する意図的な調節に関係なく受信した信号の信号対雑音比を有利にかつ効率的に推定する。これは、通信システムが、相対的に低いデータレートの信号を送信するのに使用される電力を有利に低減可能にし、それによりほかの信号のための電力を保存する。これは、キャパシティーを有利に増加させおよび／または送信された信号の品質を改善する。

特定の実施形態をここに記載したけれども、ここに記載した利点と特徴のすべてを供給しない実施形態を含むこの発明の他の実施形態は当業者に明白であろう。さらに、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム−時分割デュプレックス（ＵＭＴＳ−ＴＤＤ）との関連で一般に記載されるけれども、ここに記載した原理と利点はデータレートの変化を可能にする他のデータ通信システムに適用可能であろう。２つのＵＭＴＳ−ＴＤＤシステムがある。ＴＤ−ＣＤＭＡとしても知られている高いチップレート（ＨＣＲ）は、ＷＣＤＭＡと同じチップレート、すなわち、約３．８４Ｍｃｐｓを使用し、ＴＤ−ＳＣＤＭＡとしても知られる低いチップレート（ＬＣＲ）は、ＷＣＤＭＡの約１／３のチップレート、すなわち約１．２８Ｍｃｐｓである。ＵＭＴＳ−ＴＤＤシステムの一実施形態において、ＣＤＭＡ技術とＴＤＭＡ技術は結合される。

図１はここに記載された電力制御技術が実施できるシステムの一例を図解する。基地局１００または「セル」は、携帯電話、ノートブックコンピューター、パーソナルデジタルアシスタンツ（ＰＤＡｓ）、無線ｅメール装置、または他の無線音声および／またはデータ装置のような複数の移動局１０２を対象にしてデータを送信する。移動局１０２を記載するために使用された他の用語は、「遠隔局」、「加入者局」および「ユーザー機器（ＵＥ）」を含む。これらに限定されないが、システム情報、音声データ、グラフィックス、ｅメール、マルチメディア、および同類のものを含む多種多様のタイプのデータを通信することができる。

ビーコン信号またはパイロット信号は、基地局のエリア内のすべての移動局１０２に対して基地局により供給される。ビーコン信号は典型的にシステム情報を移動局１０２に供給するために、および例えば、移動局１０２が１つの基地局のエリアから他の基地局のエリアに移動するときのような１つの基地局から他の基地局へのハンドオフにおいて支援するために使用される。

トラフィックチャネルは移動局１０２に特有の情報を運ぶ。一般的に、「ダウンリンク」は基地局１００から移動局１０２へのフォワードトラヒックチャネルを指す。「アップリンク」は、移動局１０２から基地局１００へのリバーストラヒックチャネルを指す。

図２は基地局、例えば図１の基地局１００と移動局、例えば図１の移動局１０２との間の信号通信図を示す。典型的に、基地局１００と移動局１０２は、データを互いに往復して送信する。このデータは典型的にデータのパケット内にカプセル化される。カプセル化されたデータはスロット、フレームおよび同類のものとして組織化することができる。データは、これらに限定されないが、音声データ、ウェブデータ、グラフィック、ｅメール、電子ドキュメント、マルチメディア、および同類のものを含む任意の種類のデータに相当することができる。一実施形態において、ダウンリンクに含まれるデータは移動局１０２のユーザーのためのデータ並びに移動局１０２から基地局１００に返送されるアップリンク通信のための送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドを含む。

ＴＰＣは典型的に、受信機、例えば基地局１００または移動局１０２へのアップまたはダウン命令、すなわち送信電力を増加させるか減少させるかを示す１ビットのデータである。典型的には、ＴＰＣビットは１デシベル（ｄＢ）のインクリメントにおける出力電力または絶対電力による出力電力を制御するように標準化されるが、他の刻み幅を使用するということもあり得る。例えば、一実施形態において、同じ方向（アップ／ダウン）の５つの連続するＴＰＣコマンドが示されるなら、制御された送信機は１ｄＢだけ電力を変化させる。移動局１０２はＴＰＣを読み、基地局１００への通信のためにアップリンクを送信するとき出力電力を増加または減少させる。従って、移動局１０２は、ダウンリンクのＳＮＲを評価することによりダウンリンクの受信された電力を決定し、移動局は、ダウンリンクの電力のフィードバック制御のためにその独自のＴＰＣコマンドを基地局１００に送信する。これは、相対的に一貫したサービス程度（ＧｏＳ）、例えば顧客により期待される品質、これはフレームエラーレート（ＦＥＲ）により指定することができるが、この品質に対して相対的に一貫して移動局１０２により受信されるＳＮＲを保持する。

同様に、基地局１００はまたアップリンクのＳＮＲを評価することによりアップリンクの受信された電力を決定し、基地局１００はそれに応じて基地局１００における望ましいＳＮＲのためにアップリンクの電力の制御のために移動局１０２に供給されるＴＰＣを調節する。このアップリンクとダウンリンクを介したＴＰＣコマンドの往復の交換は、有限の期間または無期限に反復されてもよい。

図３はデータレートの関数として送信された電力を調節することを図解する。データを送信する装置は使用するデータレートを選択する。例えば、携帯電話の呼び出し側が話しをしていると、携帯電話により使用されるデータレートは相対的に高くなる可能性がある。反対に、呼び出し側が沈黙しているとき、携帯電話により使用されるデータレートは相対的に低くなる可能性がある。図３において、時間は水平軸に沿って示される。送信された電力は垂直軸に沿って示される。

図３に図解されるように、第１の期間３０２において、データはフルレートでおよび相対的に高い電力レベルで送信される。第２の期間３０４において、データは１／８のレートおよび相対的に低い電力レベルで送信される。所定のコードレートｍ／ｎおよび所定のＳＮＲの場合、１／８レートデータのようなより低いレートデータを送信するために使用される電力は、フルレートデータのようなより高いレートデータよりも低くすることができる。コードレートｍ／ｎは畳み込みコードのように、フォワードエラー訂正プロセスに関連して使用されるコードシンボルｎの数により分割される非エンコードされたソースシンボルｍに相当する。より低いレートデータを送信するために使用される電力は低減することができる。なぜなら、より低いコードレート（より低いｍ／ｎ）からのさらなるエンコードされたシンボルはより多くのコーディング利得を提供するからである。表Ｉはデータレート、（畳み込みコードのための）コードレート、および電力オフセット、すなわち、電力のベースラインレベルからの電力の低減の例を図解する。これらの電力オフセットは「β」としても知られている。一実施形態において使用される電力オフセットは、変化するコードレートを有するコーディング利得の相対的な差に相当する。

送信機は送信されているデータのタイプに応答してデータレートを変化させることができる。例えば、デジタルビデオが送信されているとき、相対的にスタティックなフレームは相対的に低いデータレートで送信することができるが、相対的に高いデータレートはより多くのデータを有した相対的にダイナミックなフレームを送信するために必要になるかもしれない。他の例において、携帯電話の呼において呼び出し側のスピーチを運ぶために相対的に高いデータレートが必要になるかもしれない。しかしながら、呼び出し側が沈黙しているとき、相対的に低いデータレートを使用することができる。これらのデータは送信されるデータに応じて変動する可能性がある。しかしながら、送信された電力がデータレートの変化で調節されるなら、既存の受信機は、これらの意図的な電力変化とレイリーフェージングおよび他の環境因子による電力変化を区別することができない。データレートの調節で送信された電力を調節することは望ましく、セルラー通信システムのユーザーの数を増加させることができ、また電池式装置のバッテリ寿命を増加させることができる。

図４はバーストで通信されるデータのグラフィック説明図である。時間は水平軸に沿って示される。送信された電力は垂直軸に沿って示される。左から右に、送信のフルレート部分のためのデータが第１のバーストのデータ４０２および第２のバーストのデータ４０４により表される。送信の１／８レート部分のためのデータは第３のバーストのデータ４０６および第４のバーストのデータ４０８により表される。例えば、相対的に短いバーストのデータ４０２は、トラヒックチャネルのためのデータに加えて埋め込まれたデータレート表示４１０および埋め込まれたＴＰＣビット４１２を含むことができる。この例において、すなわち、ＵＭＴＳ−ＴＤＤの場合データレート表示４１０はＴＦＣＩ（トランスポートフォーマットコンビネーションインジケーター）を示すデータレート制御ワードに埋め込まれる。通信リンクは許可されたＴＦＣＩ値の限定されたセットを有する。これらの値は送信されたデータに使用される特定のタイプのエンコーディングにマップする。例えば、エンコーディングプロセスはいくつかのステップを含んでいてもよい。すなわち、ＵＭＴＳ−ＴＤＤの場合、特定の固定のコードレートを有した畳み込みまたはターボエンコーダーを介したチャネルエンコーディングがある。それに続いて、所定の送信に利用可能なシンボルの数に一致させるためにエンコードされたシンボルのパンクチャリングまたは反復を実行する「レートマッチング」ステップがある。それゆえ、ＴＦＣＩ情報は、受信機においてデコーディングプロセスにおいて使用されるチャネルエンコーディングおよび「レートマッチング」パラメーターの特定の組み合わせを識別する。

図５は目標信号対雑音比（ＳＮＲ）の適応調整のプロセスを図解する。一実施形態において、少なくとも２つの制御ループが電力制御のために協働する。外部ループは図５に図解される。外部ループは特定のサービス程度（ＧｏＳ）に対して目標ＳＮＲを順応して調節する。フレームデータまたはビットデータエラーレートはＧｏＳの表示として使用することができる。フレームデータエラーレートは、送信されたシンボルをカバーする巡回冗長検査（ＣＲＣ）情報を用いた場合のようにフォワードエラー制御デコーディング機構を用いて受信機において推定することができる。特定のＧｏＳのための目標ＳＮＲは環境条件に応じて変化する可能性がある。例えば、典型的に移動しているユーザーは、同じＧｏＳの場合、静止しているユーザーよりもより良い（より高い）ＳＮＲ性能を必要とする。

図６乃至図９に関連して後に記載されるであろう内部ループは目標ＳＮＲを用いて送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドを発生し、受信したＳＮＲをおおよそ目標ＳＮＲに維持する。内部ループは相対的に迅速に実行されるので、移動している移動局１０２により遭遇されるレイリーフェージングのように、ＴＰＣコマンドは相対的に迅速に変化する受信信号強度を補償することができる。一実施形態において、内部ループは外部ループよりより頻繁に実行される。図解されたプロセスはさまざまな方法で変更することができる。例えば、他の実施形態において、図解されたプロセスの種々の部分は結合することができ、代わりのシーケンスで再構成することができ、除去または置き換えすることができ、および同類のことをすることができる。一実施形態において、図５の外部制御ループは汎用プロセッサーまたは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のような専用回路のための命令としてプログラムされたファームウエアにより実施される。しかしながら、外部制御ループはまた専用ハードウエアまたはハードウエアとソフトウエアの組み合わせにより実施することができる。最初に、このプロセスは目標ＳＮＲのための所定の値で始めることができる。

この図解された実施形態において、プロセスは状態５１０において始まり、送信機から受信されたデータを捕捉する。データは、フレームエラーレートが計算される選択された時間的間隔で捕捉されてもよい。選択された量のデータを捕捉した後に、データはエラーに対して検査され訂正される。例えば、無線ネットワークを介したデジタルデータの送信において、データは畳み込みコードのようなフォワードエラー訂正コードを用いて典型的にエンコードされる。

プロセスは状態５２０に進む。状態５２０において、フォワードエラー訂正ＣＲＣのデコーディングの後で残りのエラーを監視することによりフレームエラーレートが計算される。一実施形態において、フレームエラーレートは時間的間隔において捕捉されたフレームの合計数に対してエラーで発見されたフレームの数を識別することにより決定されてもよい。

プロセスは判断ブロック５３０に進む。ブロック５３０において、プロセスは、観察されたフレームエラーレートをフレームエラーレートの目標値と比較するために進む。一実施形態において、フレームエラーレートの目標値として１％の目標値が使用される。所望のＧｏＳのための他の適切な値は当業者により容易に決定されるであろう。

観察されたフレームエラーレートがフレームエラーレートの目標値より大きいとき、プロセスは判断ブロック５３０から状態５４０に進み、目標ＳＮＲを増加させる。これは、受信されたＳＮＲを増加させるために内部制御ループにより使用される。内部制御ループは、出力電力の増加が送信装置、例えば、エラー訂正が観察されるデータを送信している基地局１００または移動局１０２から利用可能であるとき、観察されたフレームエラーレートを低減する。

観察されたフレームエラーレートがフレームエラーレートのための目標値より小さければ、プロセスは判断ブロック５３０から状態５５０に進み目標ＳＮＲを減少する。また、このプロセスは、目標ＳＮＲへの調節が行われない中間レンジを提供するように変更することができる。このプロセスは進行中の過程において反復し目標ＳＮＲを調節し、選択されたフレームエラーレートを供給する。

図６は電力制御コマンドを決定するプロセスを図解する。図６に図解されるプロセスは一般的に基地局１００または移動局１０２の電力制御に適用可能である。図解されたプロセスはさまざまな方法で変更することができる。例えば、他の実施形態において、図解されたプロセスの種々の部分は結合することができ、代わりのシーケンスで再構成することができ、除去または置き換えすることができ、同類のことができる。

このプロセスは「内部」ループに相当する。内部ループにおいて、受信機は送信機と通信し送信機の電力を調節するので、受信機は選択されたＳＮＲを有した送信された信号を受信する。例えば、この相対的に高速な内部ループは、基地局１００または移動局１０２からの出力電力を調節することができる。従って、レイリーフェージングまたは距離による経路損失は、特定のトラヒックチャネルのための送信出力電力における調節を介して適応することができる。送信機の出力電力は実用限界を持つであろう。例えば、出力電力は、増幅器の出力限界により、周波数スペクトルの一部が共有されるユーザーの数により、ＦＣＣ限界により、基地局サービスエリアにより、および同類のものにより制限することができる。

図解されたプロセスは状態６１０において開始する。状態６１０において、プロセスは変化するデータレートで変化する出力電力を有したトラヒックチャネルの公称ＳＮＲを決定する。トラヒックチャネルはさまざまな要因に従ってデータレートにおいて変化することができる。例えば、呼び出し側が話しをしていないとき、ほとんどまたは全くデータは転送されない。しかしながら、呼び出し側が話しをしているとき、相対的により多くのデータが転送され、データレートを増加することができる。上述したように、低いデータレートでデータを運ぶ信号が送信されたとき、低いデータレートのためのコードレートｍ／ｎもまた高いデータレート信号のコードレートｍ／ｎに対して減少する。（デコーディングの後で）信号のＳＮＲを増加させるより低いコードレートを用いて、受信機において（デコーディングの後で）所定のＳＮＲに対して送信された信号の出力電圧を低下させることができる。ビタビアルゴリズムは畳み込みコードをデコードするために使用することができる技術の一例である。

送信された出力電力における減少は、（フォワードエラー訂正コードのデコーディングの前に）ＳＮＲにおける減少として受信機により感知される。例えば、受信された信号のＳＮＲは、送信機における出力電力における減少に応じて減少する。（関連する送信のコーディング利得を考慮することなく）受信された信号コードチップまたは信号コード化されたシンボルのＳＮＲを用いて送信電力制御を実行する従来の受信機の場合、出力電力における意図的な減少によるＳＮＲのこの減少は、レイリーフェージングのような環境条件による出力電力の変動を識別できないであろう。従って、従来のＵＭＴＳ ＴＤＤシステムは典型的に、送信された信号のデータレートを調節するとき出力電力を調節しない。これは、システムのキャパシティーを不利に完全に利用できず、ほとんどまたは全くデータを受信していないユーザーに、データを受信しているユーザーよりも（デコーディングの後で）相対的により高いＳＮＲを供給する。

意図的に調節された送信された電力に直面して適切なＴＰＣコマンドを発生することができる電力制御技術が必要である。一実施形態はプロセスに相当する。このプロセスは、レイリーフェージングによる経路損失のような経路損失における変動による信号電力の変化と、可変データレートを有した信号を送信するとき、送信機により使用される電力における意図的なオフセットとを区別する。このプロセスは図７に関連して後により詳細に記載されるであろう。これは、ＴＰＣに有用な公称または基準電力レベルを有利に発生する。一例において、公称電力レベルがフルレートデータレートのための電力に対して参照されるがもちろん任意の基準レベルを使用することができる。

一実施形態は、対応するトラヒック信号のＳＮＲのためのプロキシとしてビーコン信号またはパイロット信号のＳＮＲのような、（電力制御されていない）固定の電力レベルで送信された他の信号のＳＮＲを使用する。この技術は、基地局１００のように、そのようなビーコン信号またはパイロット信号を放射するステーションの送信電力制御（ＴＰＣ）に対してのみ適用可能である。ビーコン信号またはパイロット信号は、電力制御されるビーコン信号またはパイロット信号とトラヒック信号との間でレイリーフェージングが類似するトラヒックチャネルに時間および周波数において相対的に近接していなければならない。また、ビーコン信号またはパイロット信号はトラヒックチャネルと同じ送信ソースから放射されなければならない。

プロセスは判断ブロック６２０に進む。判断ブロック６２０において、公称ＳＮＲは目標ＳＮＲと比較される。例えば、ＳＮＲのための目標値は、図５に関連して上述したように順応して決定することができる。ＳＮＲのための目標値は時間に対して順応して変化することができるけれども、それは、典型的に、図６の電力制御プロセスの実行速度に比べて相対的にゆっくりと変化する。電力制御ループの内部ループを理解する目的のために、ＳＮＲのための目標値は固定であると考えることができる。公称ＳＮＲは対応するデータを運んでいるトラヒックチャネルのＳＮＲであり得るし、またはプロキシとして使用されているビーコン信号またはパイロット信号のような他の信号のＳＮＲであり得る。

公称ＳＮＲが目標ＳＮＲ未満であるとき、プロセスは判断ブロック６２０から状態６３０に進み、電力を増加する要求は受信機により発生され送信機に送信される。従って、将来の送信は、（送信機の電力限界内で）公称ＳＮＲを引き上げるために増加された電力の送信になるであろう。一実施形態において、ステーションはバイナリ送信電力制御（ＴＰＣ）ビットを用いてこの情報を通信する。ＴＰＣビットは、相対的な増加により対応するトラヒックチャネルのための出力電力を調節（上昇または下降）するように送信機に示す。例えば、一実施形態において、この増加は１ｄＢに相当するが、他のステップサイズを使用することができる。

公称ＳＮＲが目標ＳＮＲより大きいとき、プロセスは判断ブロック６２０から状態６４０に進み、電力の減少の要求が発生される。例えば、この要求は下降調節に相当するＴＰＣビットに相当することができる。

オプションの状態６５０を有する一実施形態において、プロセスは状態６３０または状態６４０からオプションの状態６５０に進み、プロセスは電力調節要求を監視し、送信機により使用されるＴＰＣ調節の量を推定する。監視はオプションであり、決定されたデータレートを用いて公称ＳＮＲを決定するためのプロセスとともに使用されない。これは、図７に関連して記載されるであろう。しかしながら、監視は、図８に関連して記載されるであろう他の信号を用いて公称ＳＮＲを決定するためのプロセスとともに使用されるとき有用であり得る。単一ビットＴＰＣコマンドが上昇および下降調節のために使用される場合、およびステップサイズが１ｄＢのような一定の値に相当する場合、電力調節のためのログ管理は上昇調節のための合計と下降調節のための合計に相当することができる。

図７はデータレートに基づいて公称または基準信号対雑音比（ＳＮＲ）を決定するプロセスを図解する。図解されたプロセスは基地局１００と移動局１０２の両方に適用可能である。このプロセスは図６に図解されたプロセスの状態６１０に対して使用することができる。このプロセスはレイリーフェージングのような環境ソースによる受信された信号電力における変化からデータレートの変化に対して実行される電力調節を区別する。図解されたプロセスはさまざまな方法で変更することができる。例えば、他の実施形態において、図解されたプロセスの種々の部分は結合することができ、代わりのシーケンスで再構成することができ、除去または置き換えすることができ、および同類のことをすることができる。

図解されたプロセスは、受信されたデータ信号のＳＮＲを決定することにより第１の状態７１０において開始する。この特定のＳＮＲは送信に関連するコーディング利得を補償する前にＳＮＲに相当する受信されたデータ信号のための信号コードチップまたはシンボルのＳＮＲに相当し、それゆえ変化するデータレートで受信されたデータ信号を送信するとき行われる電力の調節に従って変化する。信号コードチップのためのまたはデコーディング前のＳＮＲの測定はＣＤＭＡ受信機により実行されてもよい、特にＴＰＣを用いたＣＤＭＡ受信機により実行されてもよいプロセスである。例えば、３ＧＰＰＰ技術標準ドキュメントの２５．２１４物理層手続（ＦＤＤ）を参照されたい。特に、ＴＰＣの議論、受信された信号コード電力（ＲＳＣＰ）、干渉信号コード電力（ＩＳＣＰ）、信号対干渉比（ＳＩＲ）および同類のものを参照されたい。

プロセスは状態７２０に進む。状態７２０において、プロセスは、受信されたデータレートを決定するために進む。データレートは制御ワードから検索することができ、受信されたＳＮＲから推測することができる等である。ＵＭＴＳ−ＴＤＤシステムにおいて、受信されたデータレートは、埋め込まれた制御ワードであるデータレート制御ワードから検索することができる。図９に関連してさらに詳細に記載されるであろう一実施形態において、送信データレートを用いて受信されたデータレートの推定値を発生する。

プロセスは状態７３０に進む。状態７３０において、プロセスは、受信された信号を受信機に送信する際に送信機により使用される電力オフセットまたは電力の調節に関連づけるために手続をする。この関連する電力オフセットまたは調節は受信された信号のデータレートに釣り合っている。非常に広い範囲の技術を用いて電力オフセットをデータレートに関連させることができる。例えば、対称なシステムにおいて、基地局１００と移動局１０２が信号のためのデータを送信するために使用されるデータレートを選択することができ、選択されたデータレートに従って送信された出力信号電力レベルを調節することができるなら、フルデータレートのために使用される電力からの電力（電力オフセット）におけるルックアップテーブル参照低減は典型的に送信機上で使用される電力を計算するために存在する。そのような表の一例は表１において上述した。対称システムにおいて、基地局１００と移動局１０２は実質的に同じ方法でデータレートの変化に対して電力を調節しなければならない。従って、送信側のために使用されるルックアップテーブルは受信側において再使用することができ、適用される電力オフセットを決定することができる。

他の変形例を適用することができる。例えば、電力オフセットは、フルデータレートより低いデータレートの使用によるコーディング利得の計算から推定することができる。

一実施形態において、電力オフセットはデータレートの範囲に関係する。これは、例えば、データレートが計算され、例えば、送信されたデータのバースト性、短いサンプリング期間および同類のものにより実際のデータレートが確信して知られていないとき、有用であり得る。

多くの通信システムにおいて、通信はデュプレックスであり得る。ＵＭＴＳ−ＴＤＤシステムにおいて、基地局と移動局からの通信は、同じ周波数チャネルを用いた時分割デュプレックスであり得る。一実施形態において、ステーション外に送信されるトラヒック信号の送信されたデータレートは電力オフセットの選択をバイアスするために使用される。これは、図９に関連して後でより詳細に述べられるであろう。

プロセスは状態７４０に進む。状態７４０において、プロセスは受信された信号の受信されたＳＮＲおよび受信された信号のデータレートに関連する電力オフセットから公称ＳＮＲを計算するための手続をする。例えば、方程式１は公称ＳＮＲのための計算の一例を例証する。

方程式１において、信号対雑音比および電力オフセットはデシベルで表される。方程式１において変数ＲｘＳＮＲ（ｎｏｍ）は変化するデータレートによる意図的な電力調節のために望ましく補償される公称ＳＮＲに相当する。変数ＲｘＳＮＲ（ｏｂｓ）は、状態７１０において決定された受信されたデータ信号の観察されたＳＮＲに相当する。変数ＰｏｗｅｒＯｆｆｓｅｔ（ｄＢ）は関連する電力オフセットに相当する。変数PowerOffset(dB)は、送信された電力がフルレート未満に対して下降に調節されるとき（デコーディングの前に）生じるＳＮＲの減少を補償する。

図８はトラヒックチャネルの信号対雑音比（ＳＮＲ）のための基準としてビーコン信号またはパイロット信号のような他の信号を用いたプロセスを図解する。この開示のために、「ビーコン」という用語は、基地局１００に同期するために、システム情報を運ぶために、基地局へのまたは基地局からのハンドオーバープロセスを支援するためおよび同類のもののために、複数の加入者、例えば複数の移動局１０２により受信されることが意図される基地局１００からの信号のような相対的に一定の電力で提供される基地局１００からの任意の信号を記載するために使用されるであろう。典型的に一定であるけれども、基地局１００からのビーコン信号の電力は、基地局１００中の加入者の負荷バランシングのために相対的にゆっくりと変化することができる。ビーコン信号は典型的に他の目的のために使用されるので、ビーコンＳＮＲの測定は典型的にすでに実行され利用可能である。

図解されたプロセスにおいて、ビーコン信号のＳＮＲはトラヒックチャネルのＳＮＲのためのプロキシとして使用される。レイリーフェージング特性が類似していることを保証するために、ビーコン信号はトラヒックチャネルとほぼ同じ時間と周波数の信号であることが望ましい。さらに、図８に描かれたプロセスに適用可能な相対的に一定の出力電力を有したビーコン信号を有することが望ましい。また、携帯電話ネットワークとの関連で、ビーコン信号は典型的には、単に基地局１００により発生され、移動局１０２により典型的に発生されない信号である。図解されたプロセスはさまざまな方法で変更することができる。例えば、他の実施形態において、図解されたプロセスの種々の部分は、結合することができ、代わりのシーケンスにおいて再構成することができ、除去または置き換えることができ、および同類のことができる。

図解されたプロセスは送信電力制御（ＴＰＣ）の下で基地局１００からビーコン信号のＳＮＲを決定することにより第１の状態８１０で始まる。複数の基地局１０２は重複したエリアを持つことができるので、移動局１０２は一度に２以上のビーコン信号を受信することができる。しかしながら、電力制御のために、関心のある１つ以上のビーコン信号は、またＴＰＣの下で移動局１０２にダウンリンクを送信している特定の基地局１００からのビーコン信号に相当する。この実施形態において、ビーコン信号の電力は相対的に一定であるので、受信されたビーコン信号のＳＮＲの変化は、経路損失によることができる。さらに、ビーコン信号とトラヒックチャネルの時間と周波数は相対的に近接しているかまたは同じであるとき、ビーコン信号により経験される環境条件はまたトラヒックチャネルにより経験されなければならない。

プロセスはオプションの状態８２０に進む。この状態において、プロセスはトラフィックチャネルのための公称電力及び／又はＳＮＲとの間の電力および／又はＳＮＲを決定する。ビーコン信号は、トラヒックチャネルのための信号よりも高い出力電力レベルのような異なる電力レベルで提供することができる。これらの電力レベルは要望通り変換または翻訳することができる。しかしながら、ビーコン電力レベルとＳＮＲレベルをトラヒックチャネルレベルに変換するよりもむしろ、図６に関連して上述したプロセスは、ビーコン信号ＳＮＲに基づきおよび従前のＴＰＣコマンドに対して調節される目標ＳＮＲを使用することができる。それによりそのような変換動作を取り除く。

プロセスは状態８３０に進む。状態８３０において、プロセスは、送信機により現在使用中の既存のＴＰＣオフセット電力を決定する。ビーコン信号の電力は相対的に一定であるが、トラヒックチャネルの電力はＴＰＣに従って変化する。一実施形態において、プロセスはトラヒックチャネルに対して行われたＴＰＣ調節を追跡し、ビーコン信号ＳＮＲをトラヒックチャネルに対して行われた電力調節に正規化する。一例において、ＴＰＣコマンドが上昇コマンドまたは下降コマンドのための単一ビットのデータに相当する場合、プロセスは、上昇コマンドおよび下降コマンドの連続した合計を維持することができる。これらの上昇コマンドおよび下降コマンドは結合されて以前に受信されたＴＰＣコマンドによる基地局１０２により使用される電力オフセットの推定値を発生することができる。

例えば、１００の下降コマンドが８０の上昇コマンドと合計されるなら、プロセスは、２０の下降コマンドの正味の数量に相当するＴＰＣ電力オフセットで基地局１０２がトラヒックチャネルを動作していることを決定することができる。例えば、各ＴＰＣコマンドが１デシベル（ｄＢ）に相当する場合、これは、２０ｄＢの電力の相対的低減の推定値を生じるであろう。

移動局１０２と基地局１００との間の通信はしばしば不完全である。

時々、データは落とされる。従って、移動局がＴＰＣ制御に対して送信したと決定したものと、基地局１００が正しく受信したものとの間にずれがある可能性がある。これは、少なくとも不定期のベースで基地局１０２から移動局１００に絶対基準を通信することにより改善することができる。従って、基地局１００は、基地局１００で使用される実際の量のオフセットで更新することができる。

プロセスは状態８４０に進む。状態８４０において、プロセスは、ビーコン信号のＳＮＲと、ＴＰＣコマンドからの電力オフセットを用いて受信された信号の公称ＳＮＲのための推定値を計算する。電力差および／またはビーコン信号とトラヒックチャネルとの間のコーディングのためにさらなるオフセットが存在する可能性があるが、これらの差は、目標ＳＮＲまたは同種のものに対して補償値を選択することを介して、相対的にスタティックな変数または定数を用いることにより容易に適合することができる。

方程式２および３は公称ＳＮＲを発生するために使用することができる方程式の例を表す。方程式２において、ＳＮＲはビーコン信号ＳＮＲに関して維持される。方程式３において、ＳＮＲはトラヒック信号ＳＮＲに変換または翻訳される。

方程式２において、ＢＳＮＲ（ｒｅｆ）は、基準ＳＮＲに相当し、ＢＳＮＲ（ｏｂｓ）は、観察されたビーコン信号ＳＮＲに相当し、ＴＰ（ｏｆｆｓｅｔ）は、累積されたＴＰＣコマンドからの推定されたオフセット電力に相当する。さらに、方程式３において、ＲｘＳＮＲ（ＲＥＦ）は、基準ＳＮＲに相当し、ＢＰ（ｏｆｆｓｅｔ）は、（ＴＰＣ調節を考慮しない）出力電力の変化によるビーコン信号ＳＮＲとトラヒックチャネルＳＮＲと、コーディング利得のような因子によるＳＮＲ差との間のオフセットに言及する。

図９は受信されたデータレートを推定する方法の一例を図解する。例えば、この方法は、この方法が知られていないとき、データレートを推定するための他の技術と組み合わせてデータレートを推定するために、また、測定されたものまたは推定されたものであろうとなかろうと、既存のデータレート推定値をバイアスするために使用することができる。

図解されるプロセスは、送信されているデータのデータレートを検索することにより状態９１０において始まる。ステーションは送信されたデータレートに対して制御を有するが、（少なくとも電力制御に対してタイムリーな方法で）受信されているデータのデータレートを知っている必要は必ずしもない。プロセスは状態９２０に進み、状態９２０において、送信されたデータは、受信されたデータレートを推定するために使用される。多くのインスタンスにおいて、送信されたデータレートと受信されたデータレートは関連している。

以下は、どのように技術を使用することができるかの一例である。可変レートデータのためのデータのソースの共通の例は音声通信である。呼び出し側は、話し、沈黙し、再び話しし、再び沈黙する等である。多くのインスタンスにおいて、２人の人が話しをしているとき、一方は聞いており、他方は話をしている、逆の場合も同じである。従って、ステーション（移動局または基地局）が音声呼を処理しているときでかつ送信されているデータのためのデータレートが相対的に高いとき、入力データレートは相対的に低いと予想することができる。反対に、送信されているデータレートが相対的に低いと、入力データレートは相対的に高いと予想することができる。

例えば、送信されたデータは変換され、受信されたデータレートの推定値を発生することができ、図７の状態７２０において使用することができる。他の例において、送信されたデータレートは、他の方法により決定される受信されたデータレートをバイアスするために使用することができる。例えば、データレート対電力オフセットの一次元のルックアップテーブルは、送信されたデータレートに対応する余次元を備えた２次元テーブルに変換することができる。他の方法において、送信されたデータレートを用いてデータレートまたは電力オフセットを変更するために数式を使用することができる。

図１０は、電力制御コマンドを発生するために使用することができるプロセッサー１０００の一例を図解する。プロセッサー１０００の種々のモジュールは、ハードウエアで、ソフトウエア（ファームウエア）で、またはハードウエアとソフトウエアの両方の組み合わせで実施することができる。種々のモジュールは再構成することができ、結合することができ、削除することができる等である。例えば、図解された例は、パラメーターの計算を示していてもよいが、他の実施形態では、パラメーターは検索されてもよいし他のデータから推測されてもよい。

図１０に示すように、プロセッサー１０００は、フレームエラーレート（Ｆ．Ｅ．Ｒ．）計算モジュール１００２、目標ＳＮＲ計算モジュール１００４、信号対雑音比（ＳＮＲ）計算モジュール１００６、公称ＳＮＲ計算モジュール１００８、および送信電力制御（ＴＰＣ）コマンド発生器１０１０により表される。フレームエラーレート（Ｆ．Ｅ．Ｒ．）計算モジュール１００２は、受信されたデータのための実際のＦ．Ｅ．Ｒ．を計算する。実際のＦ．Ｅ．Ｒ．および目標Ｆ．Ｅ．Ｒ．は、目標ＳＮＲ通信モジュールに対する入力として供給される。目標ＳＮＲ計算モジュールは目標ＳＮＲを発生する。

信号対雑音比（ＳＮＲ）計算モジュール１００６はＳＮＲのような信号特性を計算する。ＳＮＲと電力オフセットは、公称ＳＮＲ計算モジュール１００８への入力として供給される。１つの例において、電力オフセットはデータレートを用いて決定される。公称ＳＮＲ計算モジュール１００８は出力として公称ＳＮＲを発生する。

目標ＳＮＲおよび公称ＳＮＲは送信電力制御（ＴＰＣ）コマンド発生器１０１０への入力として供給される。ＴＰＣコマンド発生器１０１０はＴＰＣコマンドを発生する。例えば、これらのコマンドは送信された電力の増加または減少を要求するために使用することができる。

ＵＭＴＳ ＴＤＤシステムとの関連において電力制御のさらなる詳細は、低チップレート（ＬＣＲ）および高チップレート（ＨＣＲ）システムに対する以下の説明においてさらに詳細に記載されるであろう。

低チップレート（ＬＣＲ）システムにおける電力制御
ＬＣＲのスロット構造は、電力制御ビットをミッドアムブル(midamble)の後に置く。同じスロット構造はＤＬ ＴＰＣビットを運ぶアップリンク（ＵＬ）スロットおよびＵＬ ＴＰＣビットを運ぶダウンリンク（ＤＬ）スロットに適用される。

同期シフト（ＳＳ）ビットのためのフィールド長はＴＰＣ ビットのフィールド長と同じである。ＴＦＣＩ（トランスポートフォーマットコンビネーションインジケーター）フィールドは、スロットフォーマットに応じて存在してもよいし存在しなくてもよい。ＴＦＣＩコードワードは無線フレーム（１０ｍｓ）に及びそれゆえ２つの５ｍｓサブフレームに及ぶことに留意する必要がある。

ＤＬスロットにおいて、異なるユーザーからのＴＰＣビットはＳＦ １６コードを用いた符合分割多重化である。ＵＬスロットにおいて、ＴＣＰビットはデータ部分に使用される拡散因子と同じ拡散因子を使用する。各ユーザーのためのＴＰＣビットは、（レートマッチングから）最も低い物理チャネルシーケンス番号に対応する物理チャネルにおいて送信される。ＬＣＲは（より高次の層により構成される）所定のユーザーのためのＴＰＣビットの送信のために２つ以上のコードを用いることを可能にする。

例えば、ＴＰＣフィールドとＳＳフィールドは以下の長さを持つことができる。

（ｉ）ＳＦチップ／スロットに対応する１ＴＰＣ変調シンボル／スロット、ＱＰＳＫの場合、１変調シンボルは、２ビットに相当し、８ＰＳＫの場合、１変調シンボルは３ビットに相当する。

（ｉｉ）ＴＰＣ変調シンボル／スロットはない。１６チップ／スロットに対応する１６／ＳＦ変調シンボル／スロット。この場合ＳＦは１６以下であり、ＱＰＳＫの場合１６／ＳＦ変調シンボルは、２＊１６／ＳＦビットに相当し、８ＰＳＫの場合、１６／ＳＦ変調シンボルは３＊１６／ＳＦビットに相当する。

ＨＣＲにおける電力制御
ＨＣＲのスロット構造は電力制御ビットをミッドアンブル(midamble)の後に置く。ＨＣＲ内のＬ１制御シグナリングに基づいたＵＬ電力制御がないので、ＨＣＲ内のＤＬスロットはＴＰＣビットを運ばない。代わりにより遅い電力制御メッセージがサポートされる。ＴＦＣＩフィールドは、スロットフォーマットに応じてスロット中に存在していてもよいし、存在していなくてもよい。ＬＣＲの場合におけるように、ＴＦＣＩコードワードは無線フレーム（１０ｍｓ）に及ぶ。

ＵＬスロットにおいて、許可されたＯＶＳＦサブツリーの最も高い番号づけを有するブランチ内のチャネル化コードを用いてＳＦ １６でＴＰＣビットが送信される。例えば、ＴＰＣフィールドは以下の長さを持つことができる。

（ｉ）１６チップ／スロットに対応するＴＰＣ変調シンボル（ＱＰＳＫ変調を用いた場合、１ＴＰＣ変調シンボル／スロットは２ ＴＰＣ ビット／スロットに相当する）
（ｉｉ）ＴＰＣ変調シンボル／スロットはない。

（ｉｉｉ）ＨＳ−ＳＩＣＨのみに対して許可された６４チップ／スロットに相当する４ＴＰＣ変調シンボル／スロット（ＱＰＳＫ変調を用いた場合、４ＴＰＣ変調シンボル／スロットは８ＴＰＣビット／スロットに相当する）。

「物理チャネルおよび物理チャネル（ＴＤＤ）へのトランスポートチャネルのマッピング」(Physical Channels and mapping of transport channels onto physical channels (TDD))というタイトルの３ＧＰＰ技術規格（ＴＳ）２５．２２１は、タイムスロット内の送信電力はＵＭＴＳ ＴＤＤシステムの場合一定であると明記している。ＴＰＣビットの送信に対して任意の電力オフセットを許容する明確な言及はない。それゆえ、ＴＰＣ変調シンボルはデータ変調シンボルの電力レベルと同じ電力レベルで送信される。ＤＬにおいて、異なるユーザーのためのＴＰＣビットの送信は同時に生じる。現在のスロット構造に従うＴＰＣビットの電力オフセット（ブースト）は、典型的に短期間、送信電力の増加を生じさせるであろう（これは、非線形領域における電力増幅器の動作により送信された波形の歪みを生じる可能性がある）。

ＣＤＭＡシステムはより低いデータレートに対して送信電力を低減することにより音声活動を利用することを可能にする。音声活動を利用することができるために、電力制御コマンドは公称基準に対して導き出されなければならない。次に、特定のチャネルの送信電力は最後の電力制御コマンドと、送信されているレートと公称基準との間の電力オフセットで訂正されるであろう。公称基準を介して電力制御を実行する多くの方法がある。例えば、電力制御チャネルは周知の基準電力で送信することができる。このチャネルのＳＮＲは受信機において計算され、上昇／下降コマンドはしきい値との比較（電力制御セットポイント）により発生される。次に、送信機はこのコマンドを用いて送信電力を訂正することができ、送信されたデータレート（ＴＦＣ）に応じて送信電力をさらに弱めるであろう。

ＷＣＤＭＡシステムとＣＤＭＡ２０００システムは、特定のＥc／Ｉorでパイロットチャネルを送信する。それゆえ、上昇／下降ＴＰＣコマンドの発生のためにパイロットチャネルのＳＮＲを使用することができる。ＵＭＴＳ ＴＤＤシステムにおけるミッドアンブル(midamble)は、ＷＣＤＭＡシステムおよびｃｄｍａ２０００システムと同等のものを構成する。しかしながら、残念なことに、それらは固定された電力で送信されず、それゆえ電力制御のための公称基準として使用することはできない。

ＵＭＴＳ ＴＤＤシステムはビーコンチャネルを使用する。ビーコンチャネルは基準電力で周知のスロットで送信される。ビーコンチャネルのＳＮＲは可変レート電力制御のために使用される公称基準として使用することができる。ＴＰＣビットの受信における信頼性と可変レート接続の電力制御は、ＵＭＴＳ−ＴＤＤシステムおよび他のシステムに対して特徴であり得る。これらの２つの問題は以下にさらに詳細に記載されるであろう。

ＴＰＣビットの受信における信頼性
ＴＰＣ変調シンボルはデータ変調シンボルと同じ電力レベルで送信される。可変レート接続において、音声活動が利用されるなら、より低いコードレートで保護されるより低いデータレートはより低い電力で送信することができ、より高いデータレートはより高い電力で送信することができる。従って、異なるデータレートの場合にＴＰＣビットに対して同じコーディングが使用されるなら、より低いデータレートでフレームで送信されたＴＰＣビットは、より高いデータレートでフレームで送信されたものよりも信頼性が低い。これはまたスロット内に埋め込まれて送信される他のレイヤー１制御情報に適用される。この他のレイヤー１制御情報はＴＦＣＩを含み、ＬＣＲの場合には、ＳＳビットも含む。このシナリオは、最悪の場合（最も低い送信電力）は十分な復調信頼性を提供しなければならない方法で対処しなければならない。

可変レート接続の電力制御
異なるデータレートは異なるコードレートを有する。それゆえ、所定のＧｏＳ受信、例えばＦＥＲ約１％、に使用される送信電力は異なるデータレートに対して異なる。可変レート接続において、音声活動が利用されるなら、受信機は電力を適切なセットポイントに制御する必要がある。公称セットポイントは選択することができる。例えば、最も高いコードレートを有したＴＦＣを選択することができる。それゆえ、最も高い電力要件および最も高い電力制御ビットはその公称基準に対して導き出すことができる。公称基準に対して異なるＴＦＣのための電力オフセットが送信機において周知なら、公称基準に対して導き出された電力は任意の他のＴＦＣのための送信電力を設定するために使用することができる。

レート決定ベースの可変レート電力制御
一実施形態は、各無線フレームの終わりにおけるレート決定に基づいている。レートが知られている場合、受信されたＳＮＲを比較するために必要とされるＳＮＲしきい値（電力制御セットポイント）は知られている。それゆえ、適切な電力制御コマンドを発生することができる。「多重化およびチャネルコーディング（ＴＤＤ）」(Multiplexing and channel coding (TDD))というタイトルの３ＧＰＰ技術基準（ＴＳ）２５．２２２はＵＭＴＳ ＴＤＤシステムのためのＴＦＣＩコーディングを指定する。

ＴＦＣＩフィールドのコーディングはＬＣＲ（ＱＰＳＫ）およびＨＣＲの場合と同じである。符号化すべきＴＦＣＩビットの数に応じて３つのタイプのコーディングがある。

（ｉ）ＴＦＣＩフィールド長６−１０ビット：（３２，１０）二次ＲＭコード、長さが１０ビット未満ならゼロパディングが１０ビット（ＭＳＢ乃至０）に使用され、およびＮTFCI_codeword：３２のコード化されたシンボル
（ｉｉ）ＴＦＣＩフィールド長３−５ビット：（１６，５）バイオーソゴナルコード(bi-orthogonal)、長さが５ビット未満なら、５ビット（ＭＳＢ乃至０）に対してゼロパディングが使用される。およびＮTFCI_codeword：１６のコード化されたシンボル
（ｉｉｉ）ＴＦＣＩフィールド長１−２ビット：（４，１）または（８，２）反復コード、及びＮTFCI_codeword：４または８のコード化されたシンボル
任意の構成要素における最小のＴＴＩが２０ｍｓ以上なら、ＴＴＩ内の連続するフレーム内のコードワードの反復が使用される。

音声接続において、構成要素ＴｒＣＨは、２０ｍｓ以上のＴＴＩを有し（ＤＴＣＨ ＴＴＩ＝２０ｍｓ、ＤＣＣＨ ＴＴＩ＝４０ｍｓ）、同じＴＦＣＩコードワードが２０ｍｓＴＴＩの２つの無線フレームで送信される。受信データレートは２０ｍｓＴＴＩの２つの無線フレームの各々の後で推定することができる。

これはＨＣＲのための効率的な可変レート電力制御を可能にする（音声接続の場合、１０ｍｓの無線フレーム毎に１つの使用されたスロットがある。図３参照）が、ＬＣＲの場合適切ではないであろう（音声接続の場合、５ｍｓのサブフレーム毎に１つの使用されたスロットがある）。一実施形態において、ＬＣＲの場合、現在の仕様の変更を実施することができる。現在の仕様の変更はＴＦＣＩコードワードを変化させて１０ｍｓ無線フレームに広げるのとは対照的に５ｍｓサブフレームに広げる。

ＨＣＲにおいて、１０ｍｓ間隔ごとに１つのＴＰＣビットがあり、電力制御レートは約１００Ｈｚである。他方、ＬＣＲにおいて、５ｍｓ間隔ごとに１つのＴＰＣビットがあり、約２００Ｈｚの電力制御レートを生じる。

高チップレート（ＨＣＲ）のための電力制御ループタイミング
タイミングの１つの説明に役立つ実例において、以下の仮定がＨＣＲに対して使用される。ＤＬオーバーヘッドのために２スロットが割り当てられ、ＵＬオーバーヘッドのために１スロットが割り当てられる。従って、音声ユーザーに対してスロットの均一な割り当てを可能にするためにＵＬとＤＬのための音声スロットは６スロットにより分離されるであろう。この仮定のために:

現在の仕様が１０ｍｓ無線フレームとは対照的にＬＣＲが５ｍｓサブフレームを広げるためにＴＦＣＩを持つように変更されることになっていたなら、以下の電力制御ループタイミング値は以下のようになり得る。

ビーコンチャネルに基づいた可変レート電力制御
ビーコンチャネルは基準電力レベルで送信されるので、そのＳＮＲは電力制御ループへの入力として使用することができる。ビーコンチャネルはＤＬ上で（すなわち、基地局から）送信されるだけであるので、このスキームは移動局またはＵＥへのＤＬ電力制御に適している。ビーコンチャネルは電力制御されないが、チャネルの進化はそのＳＮＲを測定することにより推定されるであろう。従って、要件ＢはノードＢ（送信機）に存在する。ノードＢにおいて、ＴＦＣの各々のための電力オフセットは、ビーコンチャネル固定送信電力に言及されなければならない。タイミングに対して同じ仮定を使用して、以下のタイミングはＨＣＲに対して適用される。

成就したテーブルに図解されるように、測定から送信電力における変化までの時間は約１．３３ｍｓと約４．６７ｍｓの間で増加した。この例において、レート決定に基づいたスキームは、ビーコンチャネルアプローチよりも（ＴＦＣＩ情報の信頼できる検出を仮定して）より良い性能を生じなければならない。

以下のテーブルがＬＣＲのためのタイミングを図解する。

ＴＰＣビットを変更するためにノードＢに対して上述の例で使用されるタイミング要件は厳格である（２スロット）。それは、また上述したレート決定に基づいた可変レート電力制御スキームタイミング例に対してもこの厳格であった。測定時間から送信電力における変化までの時間は約４．６６ｍｓから約７．６３７５ｍｓ増加した（約３ｍｓの増加）。しかしながら、有利に、この可変レート電力制御は、基準における如何なる変化も必要としない。

ＤｗＰＴＳ（ＤＬパイロットタイムスロット）も基準電力レベルで送信される。それゆえ、それはまた可変レート電力制御ループを駆動するために使用することができる。従って、異なるＴＦＣｓの電力オフセットは、ＤｗＴＳの送信電力に言及されなければならないであろう。

ＵＭＴＳ−ＴＤＤの現在の仕様に対する変更なしに、効率的な可変レート電力制御がＬＣＲシステムとＨＣＲシステムのＤＬのために実施することができる。ＬＣＲ可変レート電力制御は、ビーコンチャネルまたはＤｗＴＳのＳＮＲに基づくことができる。ＨＣＲ可変レート電力制御は、無線フレームごとにＴＦＣＩのデコーディングを用いてビーコンチャネルのＳＮＲまたはレート決定に基づくことができる。

開示された実施形態の上述の記載は、当業者が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。これらの実施形態に対する種々の変更は当業者には容易に明白であり、ここに定義される包括的原理はこの発明の精神または範囲を逸脱することなく他の実施形態に適用されてもよい。従って、この発明は、ここに示される実施形態に限定されることを意図したものではなく、ここに開示された原理および新規な特徴と一致する最も広い範囲が許容されるべきである。

Claims (1)

1. 無線通信システムのための装置において、
   少なくとも第１のデータレートと前記第１のデータレート以外の第２のデータレートを有する送信機から送信された信号を受信するように構成された受信機と、ここにおいて前記第２のデータレートに関して前記送信された信号の送信された電力は前記第１のデータレートに関して送信された電力に対するオフセット量に基づいて調節可能である、
   前記送信された信号に関連する基準信号特性を決定するように構成された受信機回路と、
   前記基準信号特性を目標と比較し、前記比較と、前記送信された信号により提供される情報との少なくとも一部に基づいて電力制御コマンドを発生するように構成された処理回路と
   を備え、
   前記受信機回路はさらに、
   前記送信された信号の信号特性を決定し、
   前記送信された信号のデータレートを決定し、
   前記決定されたデータレートに少なくとも一部分基づいて前記送信された信号に使用される電力オフセット値を決定し、
   前記電力オフセット値と前記信号特性を結合して前記基準信号特性を決定する
   ようにさらに構成され、
   前記基準信号特性は、少なくとも公称ＳＮＲに関連し、前記公称ＳＮＲは前記受信された信号の受信されたＳＮＲおよび受信された信号のデータレートに関連する電力オフセットから計算される、装置。

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