JP4729231B2 - 時分割二重通信システムにおける多重ダウンリンク時間スロット用ダウンリンク電力制御システム - Google Patents
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Description
【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複信（ＴＤＤ）通信システムに関する。より詳細にはこの発明はＴＤＤ通信システム内におけるダウンリンク送信電力の制御システムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来技術の説明】
スペクトラム拡散ＴＤＤシステムでは複数の通信信号を同一スペクトラムを用いて搬送する。それら複数の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。図１を参照すると、ＴＤＤシステムは多数の、例えば１５個の時間スロット３７１乃至３７ｎに分割された繰り返しフレーム３４を用いる。その結果、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一個のフレーム３４で搬送できる。単一の符号と単一の時間スロットとの組み合わせを物理チャネルと呼ぶ。一つの通信信号をサポートするに必要な帯域幅に基づき、一個または複数の物理チャネルがその通信信号に割り当てられる。
【０００３】
大部分のＴＤＤシステムは送信電力レベルの適応型制御を行っている。ＴＤＤシステムでは多数の通信信号が同一の時間スロットとスペクトルを共用する。ユーザー装置（ＵＥ）２２が基地局からダウンリンク通信信号を受信する一方では、同一の時間スロットおよびスペクトルを用いるそれ以外のすべての通信信号がその特定の通信信号に対する干渉の原因となる。一つの通信信号の送信電力レベルを上げるとその時間スロットおよびスペクトルの中のそれ以外のすべての通信信号の信号品質が劣化する。他方、送信電力レベルが低くなり過ぎると、受信機側での信号対雑音比（ＳＮＲ）とビット誤り率（ＢＥＲ）とが望ましくない値になる。通信信号の品質と低送信電力レベルの両方を維持するために送信電力制御を用いる。
【０００４】
ＴＤＤダウンリンク電力制御の標準的手法は内ループ制御と外ループ制御との組み合わせである。この標準的手法では、ＵＥが物理層送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドを送信して基地局の送信電力を調整する。基地局は特定のＵＥに送信を行う。それを受信して、そのＵＥはすべての時間スロットでの信号対干渉比（ＳＩＲ）を測定し、その測定値をＳＩＲＴＡＲＧＥＴと比較する。このＳＩＲＴＡＲＧＥＴはその基地局からシグナリングされたブロック誤り率（ＢＬＥＲ）から発生する。
【０００５】
上記ＳＩＲ測定値とＳＩＲＴＡＲＧＥＴとの比較の結果、ＵＥは基地局にＴＰＣコマンドを送信する。この標準的手法は符号化複合トランスポートチャネル（ＣＣＴｒＣＨ）当たりのＴＰＣコマンドを用いるものである。ＣＣＴｒＣＨは、ＵＥまたは基地局との無線インターフェース経由の伝送用データユニット組み合わせを含む物理チャネルである。このＴＰＣコマンドは基地局に対してダウンリンク通信信号の送信電力レベルの調整を指示する。初期送信電力レベルに設定されているその基地局は、ＴＰＣコマンドを受け、そのＣＣＴｒＣＨに関連しているすべての時間スロットにおける送信電力レベルを一斉に調整する。
【０００６】
ＴＤＤダウンリンク電力制御のこの手法は各時間スロットにおける干渉が同一である限り良好に作動する。しかし、多くの場合、各時間スロットにおける干渉は同じではない。その差が小さい場合はインターリーブの平均化効果により許容可能になり得るが、その差が大きい場合は受信機側における閾値効果による劣化が生じる。その場合、受信機側はある時間スロットでより広いダイナミックレンジと不必要に高い送信電力を備えなければならない。誤りの値に基づきすべての時間スロットについて基地局ＳＩＲＴＡＲＧＥＴに行う調整は、電力レベルの不均一な増大または減少を生じさせる。言い替えると、計算した誤り値がＳＩＲＴＡＲＧＥＴ より高いときは、電力レベルが基地局の初期値よりも低い時間スロットをより低い値に調整する結果になる。その場合、それら電力レベルの低い時間スロットは検出から洩れて信号が劣化する。基地局のＳＩＲＴＡＲＧＥＴより高い電力レベルの時間スロットについても同じ問題が生ずる。検出された誤り率がＳＩＲＴＡＲＧＥＴよりも低い場合は、電力レベルのより高い時間スロットが増加し、同システムの中の他のチャネルへの干渉を生ずる。
【０００７】
従って、各時間スロットごとに電力レベルを個々に調整するＴＤＤダウンリンク電力制御の手法が必要である。
【０００８】
【発明の概要】
この発明は通信用時間スロットを有するフレームを用いるスペクトラム拡散時分割通信システムにおけるダウンリンク送信電力レベルを制御する方法およびシステムにあり、ユーザー装置（ＵＥ）で基地局からのダウンリンク通信信号を受け、受信した通信信号の誤り率を算定する。ＵＥはその誤り率に一部基づき時間スロットの各々についての送信電力レベル調整値を発生し、各時間スロットの電力レベル調整値を含むアップリンク通信信号を基地局に送信する。この電力レベル調整値に応答してダウンリンク通信信号の各時間スロットについて送信電力レベルを設定する。
【０００９】
【好ましい実施の形態】
全図を通じて同じ構成要素には同じ参照数字を付けて示した図面を参照して好適な実施例を説明する。
【００１０】
図２は無線スペクトラム拡散符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）または時分割複信（ＴＤＤ）通信システム１８の簡略図である。システム１８は複数のノードＢ２６，３２，３４、複数の無線回線網コントローラ（ＲＮＣ）３６，３８，４０、複数のＵＥ２０，２２，２４、およびコア回路網４６から成る。複数のノードＢ２６，３２，３４は複数のＲＮＣ３６，３８，４０に接続し、これらＲＮＣはコア回路網４６に接続する。各ノードＢ、例えばノードＢ２６はそれに関連するユーザ装置２０−２４（ＵＥ）と通信を行なう。ノードＢ２６は単一の基地局３０１または複数の基地局３０１…３０ｎに関連した単一のサイトコントローラ（ＳＣ）を有する。
【００１１】
この発明は一つ以上のＵＥ，ノードＢおよびＲＮＣに関連して機能することを意図しているが、説明を簡潔にするため以下の説明では、一つのＵＥとそれに関連するノードＢおよびＲＮＣとの動作について述べることにする。
【００１２】
図３Ａにおいて、ＵＥ２２はアンテナ７８、アイソレータまたはスイッチ６６、変調器６４、復調器６８、チャネル推算装置７０、データ推算装置７２、送信電力算定装置７６、干渉測定装置７４、誤り検出装置１１２、プロセッサ１１１、目標調整値発生器１１４、基準チャネルデータ発生器５６、データ発生器５０および二つの拡散系列及びトレーニング系列挿入装置５２，５８から成る。
【００１３】
ＵＥ２２はアンテナ７８またはそれに代わるアンテナアレイを用いて無線チャネル経由の基地局３０１からの通信信号を含む種々の無線周波数（ＲＦ）信号を受ける。受信した信号はＴ／Ｒスイッチ６６から復調器６８に入りベースバンド信号を発生する。このベースバンド信号は、時間スロット内でそのＵＥ２２交信用割当て符号を用いて、チャネル推算装置７０およびデータ推算装置７２により処理する。チャネル推算装置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内のトレーニング系列成分を用いる。このチャネル情報はデータ推算装置７２、干渉測定装置７４及び送信電力算定装置７６により用いられる。データ推算装置７２はこのチャネル情報を用いるソフトシンボルを推算することによりそのチャネルからデータを回復する。
【００１４】
基地局３０１からの通信信号の送信に先だって、その通信信号のデータ信号を誤り検出/訂正符号化装置１１２により誤り符号化する。誤り符号化方法は通常は前向き誤り訂正符号化を伴った巡回冗長符号化（ＣＲＣ）であるが、それ以外の形式の誤り訂正符号化の手法も使用できる。当業者には周知のとおり、データは通常は時間スロット全部および全符号につきインターリーブする。
【００１５】
データ推算装置７２により発生されたソフトシンボルを用いて誤り検出装置１１２はそのフレーム内の誤りを検出する。一つのフレームが誤りを伴うと判定されるたびに、カウンターが歩進する。このカウンターの値がブロック誤り率（ＢＬＥＲ）となる。ＵＥ２２内のプロセッサ１１１はＢＬＥＲ測定値に基づき目標の信号対干渉比ＳＩＲ値を算定し、すべての時間スロットについての信号対干渉比ＳＩＲＵＥを算定する。このＳＩＲＵＥに基づき、プロセッサ１１１はＳＩＲＵＥとＳＩＲＴＡＲＧＥＴとの比較により基地局送信電力調整値を算定する。この比較に基づき、ＴＰＣコマンドを各時間スロットについて目標調整値発生器１１４により発生する。次に、各ＴＰＣコマンドを基地局に順次送る。
【００１６】
この発明の第１の実施例では、ＵＥ２２の目標調整値発生器１１４がＣＣＴｒＣＨの各時間スロットにおいてＴＰＣコマンドを発生し送信する。各時間スロットのＴＰＣコマンドは、各時間スロットについてのダウンリンク送信電力レベルを調整するように基地局３０１に指示する。アップリンク物理チャネルはＣＣＴｒＣＨに関連する各スロットについてのそれらＴＰＣを含み、信号処理用に基地局に伝達される。これらＴＰＣコマンドは単一のアップリンク物理チャネルで送信することができ、また数個のアップリンク物理チャネルにスペクトラム拡散することもできる。
【００１７】
図３Ｂはこの発明の第１の実施例による基地局を示す。基地局３０１のアンテナ８２またはアンテナアレイがＴＰＣコマンドを含む種々のＲＦ信号を受信する。受信された信号はスイッチ８４から復調器８６に入りベースバンド信号を発生する。別個の複数のアンテナを送信機能または受信機能のために用いることもできる。このベースバンド信号を、そのＵＥ２２の通信信号バーストへの割当て時間スロットおよび割当て符号で、チャネル推算装置８８およびデータ推算装置９０により処理する。チャネル推算装置８８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トレーニング系列成分を用いる。このチャネル情報はデータ推算装置９０が用いる。このデータ情報はプロセッサ１０３により送信電力算定装置９８に供給される。
【００１８】
プロセッサ１０３は、データ推算装置９０の発生したソフトシンボルをビットに変換し、ＣＣＴｒＣＨに関連した各時間スロットについてのＴＰＣコマンドを抽出する。送信電力算定装置９８はＴＰＣコマンドとＳＩＲＴＡＲＧＥＴとを組み合わせてＣＣＴｒＣＨに関連した各時間スロットについての送信電力を算定する。
【００１９】
基地局３０１から送信すべきデータはデータ発生器１０２で発生する。そのデータを誤り検出/訂正符号化装置１１０により誤り検出/訂正符号化する。誤り符号化データをスペクトラム拡散し、割当て物理チャネルの適切な時間スロットおよび符号でトレーニング系列挿入装置１０４によりトレーニング系列と時間多重化して通信信号バーストを発生する。拡散ずみの信号を増幅器１０６で増幅し、変調器１０８により無線周波数に変換する。この増幅器の利得を、各時間スロットについて決定した送信電力レベルを達成するように、送信電力算定装置９８で制御する。電力制御された通信信号バーストをアイソレ−タ８４およびアンテナ８２経由で放射する。
【００２０】
この発明の第１の実施例によるダウンリンク電力制御方法を示す流れ図を図４に示す。ＵＥ２２は基地局３０１からのダウンリンク信号を受け（ステップ４０１）、次に、この信号を処理する(ステップ４０２)。次に、ＵＥ２２はそのＣＣＴｒＣＨの各時間スロットについてのＳＩＲを算定し、それとＳＩＲＴＡＲＧＥＴとを比較する(ステップ４０３)。次に、ＵＥは各時間スロットについてのＴＰＣコマンドを発生する(ステップ４０４)。これらＴＰＣコマンドはそのＵＥ２２に関連する基地局３０１に送信し（ステップ４０５）、その基地局はＣＣＴｒＣＨの時間スロットごとに送信電力を調節する(ステップ４０６)。
【００２１】
時間スロットごとにＴＰＣコマンドを用いることにより、この通信システムはすべてのダウンリンクスロットにおける信号対干渉比（ＳＩＲ）を等化する簡単な方法を備える。互いに異なる時間スロットにおける干渉レベルは通常互いに異なるから、この発明の第１の実施例の上記方法はこの差異を考慮に入れてダウンリンク信号の各時間スロットの電力レベルの調節のために各時間スロットごとに個別のＴＰＣコマンドを発生する。
【００２２】
この発明の第２の実施例は、ダウンリンク送信中に各時間スロットからの時間スロット干渉データ、すなわちダウンリンク干渉信号符号電力（ＩＳＣＰ）測定値を利用することにより、各時間スロットに電力レベルの個々の調整をバランスさせる別の手法を提供するものである。このＩＳＣＰ測定はＵＥがときどき行うものであるが、ＵＥ２２が劣化を伴うことなく許容できる干渉の変化速度および干渉変化の量で定まる測定値を生ずる。
【００２３】
この第２の実施例は、干渉が各スロットで互いに異なるという事実に対処して互いに異なるスロットのＳＩＲを等化するように各時間スロットからの時間スロット干渉データを利用する。後に詳述するとおり、各スロットについての干渉情報と共にＣＣＴｒＣＨごとのＴＰＣコマンドを送信電力の調整に用いる。互いに異なる時間スロットの相互間の干渉の差でＴＰＣコマンドからの値を変更する。したがって、各時間スロットにおける干渉は互いに異なっていても、ＩＳＰＣ情報の利用によりすべての時間スロットにおけるＳＩＲをほぼ同じ値に維持できる。
【００２４】
ＵＥ２２は、同一ＣＣＴｒＣＨに属するすべての時間スロットの平均ＳＩＲに対応するＴＰＣコマンドを各フレームで送り出す。次に、基地局３０１は受信したＴＰＣコマンドに基づきＣＣＴｒＣＨ当たりの平均送信電力を生ずる。次に、後述のとおり基地局３０１は関連の干渉データおよび使用中の時間スロットマッピングに基づきそのＣＣＴｒＣＨについての各時間スロットの送信電力を得るようにその平均電力を変更する。なお、この代替手法により複数の拡散率の利用が可能になる。
【００２５】
図６はこの第２の実施例による基地局を示す。基地局３０１内の送信電力算定装置６９８はＴＰＣコマンドＰから得られる等価電力を推算するために干渉情報と拡散符号情報とを組み合わせることにより第２の実施例のダウンリンク電力制御手法を初期化する。
【００２６】
【式１】
ここでｊおよびｋは時間スロットと物理チャネルとをそれぞれ表し、Ｎは一つの時間スロットにおいて拡散率が１６である場合の物理チャネルの総数、Ｉｊは時間スロットｊにおける干渉（但しｊ＝１、…、Ｎ）、Ｆはスケーリング率、I/Ｓｊｋは拡散率である。
【００２７】
送信電力算定装置６９８は時間スロットごとの干渉と基地局のデータベース６９６に蓄積されたマッピング情報とを用いて次式、すなわち
【式２】
に従ってスケーリング率Ｆを計算し、次式、すなわち
【式３】
により、すべての物理チャネルＰｊｋについての送信電力を計算する。
時間スロット当たりの電力は次式、すなわち
【式４】
で与えられる。
安定状態での動作中、送信電力算定装置６９８は、特定のダウンリンクＣＣＴｒＣＨに関連する各時間スロットについてのダウンリンク干渉信号符号電力（ＩＳＣＰ）の新しい測定値Ｉが得られればいつでも、各物理チャネルについてのスケーリング率Ｆを更新する。送信電力算定装置６９８がスケーリング率Ｆを計算するために、各物理チャネルの拡散率を用いる。送信電力算定装置６９８は、周期的にあるいは新しい干渉情報が更新を認めるときに送信電力算定装置６９８に与えられ得るＩＳＣＰ測定値Ｉを用いて送信電力を計算する。
【００２８】
新しいＩＳＣＰ測定値Ｉが得られるとその測定値が基地局３０１に転送されて各物理チャネルについての送信電力が計算される。新しいＩＳＣＰ測定値Ｉが得られない場合は、ＵＥ２２からのＴＰＣコマンドがＰを変更するために用いられ、すべての物理チャネルＰｊｋについての送信電力がそれから計算される。
【００２９】
図５はこの第２の実施例によるダウンリンク電力制御の流れ図を示す。ＵＥ２２は基地局３０１からのダウンリンク通信信号を受信する(ステップ５０１)。ＵＥ２２が更新ずみのＩＳＣＰ測定値を必要であると判断すると、ＵＥ２２はダウンリンク通信信号の各時間スロットについてＩＳＣＰ測定を行い、新しいＩＳＣＰ測定値を基地局３０１に送る(ステップ５０２)。あるいは、ＵＥ２２がＴＰＣコマンドを発生し、それを基地局に送る(ステップ５０３)。基地局３０１はＵＥ２２からのＴＰＣコマンドまたはＩＳＣＰ測定値を用いてすべての物理チャネルについてのスケーリング率を計算する（ステップ５０４）。次に、各時間スロットの送信電力レベルを基地局３０１が計算し(ステップ５０５)、ダウンリンク信号をそれに従って更新する(ステップ５０６)。
【００３０】
なお、基地局がすべての必要な情報を記憶していてすべての計算をそれ自体で行うものとして第２の実施例を説明したが、ノードＢ２６およびＲＮＣ３６にその機能を担当させることもできる。図７を参照すると、ノードＢ２６およびＲＮＣ３６を含む第３の実施例のダウンリンク電力制御システムの流れ図を示してある。ＵＥ２２は基地局３０１からのダウンリンク通信信号を受信する(ステップ７０１)。ＵＥ２２が更新ずみのＩＳＣＰ測定値を必要と判断すると、ＵＥ２２はダウンリンク通信信号の各時間スロットについてＩＳＣＰ測定を行い（ステップ７０２）、新しいＩＳＣＰ測定値をＲＮＣ３６に送る(ステップ７０４)。あるいは、ＵＥ２２がＴＰＣコマンドを発生し（ステップ７０３）、それをＲＮＣ３６に送る(ステップ７０４)。ＲＮＣ３６で送信電力の計算を行なうようにダウンリンク電力制御システムが設定されると、各時間スロットについて送信電力をＲＮＣ３６が計算し(ステップ７０５)、基地局３０１のダウンリンク信号を更新するためにそれをノードＢ２６に送る（ステップ７０６）。ノードＢ２６が送信電力を計算するように設定されている場合は、ＲＮＣ３６はＴＰＣコマンドまたはＩＳＣＰ測定値をノードＢ２６に送り(ステップ７０７)、そこで各時間スロットについての送信電力を計算する(ステップ７０５)。
【００３１】
ダウンリンク電力レベル制御の第４の実施例は第２の実施例と同様の時間スロット干渉データを利用するものである。しかし、この手法では、時間スロット干渉は、ＵＥ２２に明確なＩＳＣＰ測定値を要求するのではなく、基地局３０１による割当てダウンリンク物理チャネルの把握並びにすべての隣接基地局からＵＥ２２への通信負荷情報および経路損失から計算する。各基地局、例えば基地局３０１には、ＵＥ２２の特定基地局３０１およびそれ以外の隣接基地局３０２…３０ｎについてすべての割当てチャネル構成が既知である。基地局３０１１局だけの場合は、他の基地局からの追加の情報はもちろん不要である。基地局３０１には、隣接基地局からＵＥ２２への負荷情報および経路損失情報も既知でなければならない。
【００３２】
複数の基地局がある場合には、ＵＥ２２はその基地局のノードＢ２６およびそれ以外の基地局全部による制御の下で基地局の主共通制御物理チャネル（ＰＣＣＰＣＨ）電力を通常測定する。基地局３０１は既知のＰＣＣＰＣＨ送信電力とＵＥにおけるその電力の測定値を用いてＵＥと隣接基地局の各々との間の経路損失を推算する。
【００３３】
再び図６を参照すると、基地局データベース６９６が時間スロットごとの隣接基地局における物理チャネルを特定する通信負荷情報を蓄積している。この負荷情報をＰＣＣＰＣＨと合成する。特定の基地局についての受信信号符号電力（ＲＳＣＰ）を隣接基地局の干渉効果の推算に用いる。これらの計算により、ＵＥ２２での干渉を算出できる。非マルチユーザ検出（ＭＵＤ）ＵＥについては、そのＵＥに関連する基地局の干渉および隣接基地局の干渉を用いてこの値を計算する。ＭＵＤ
ＵＥについては、そのＵＥの関連する基地局による干渉をＵＥ干渉値から除去する。
【００３４】
推算された干渉Ｉ（ｎ）は、既知の負荷情報を用いて送信電力算定装置６９８により次式、すなわち
【式５】
から計算される。
この干渉推算値を式１乃至式４に代入して送信電力算定装置６９８が各時間スロットについての送信電力を計算する。
【００３５】
図８を参照すると、この第４の実施例によるダウンリンク電力制御の流れ図が示してある。基地局３０１は各時間スロットについての干渉推算値Ｉを算出し(ステップ８０１)、次に上記の式１乃至５を用いて各時間スロットの送信電力レベルを計算する(ステップ８０２)。これによって基地局ダウンリンク信号を更新する(ステップ８０３)。
【００３６】
なおノードＢ２６およびＲＮＣ３６にすべての所要情報の蓄積の機能と各時間スロットについての干渉推算値および送信電力計算の機能とを担当させることもできる。図９を参照すると、この第５の実施例によるダウンリンク電力制御の流れ図が示してある。ＲＮＣ３６は各時間スロットについての干渉推算値Ｉを計算する(ステップ９０１)。ノードＢ２６が送信電力を計算するようにこのシステムが設定されている場合は、ＲＮＣ３６はその干渉推算値ＩをノードＢ２６に送り(ステップ９０２)、そこですべての物理チャネルの送信電力を計算し(ステップ９０３)、基地局ダウンリンク信号を更新する(ステップ９０４)。そうでない場合には、ＲＮＣ３６が各時間スロットについての送信電力を計算する(ステップ９０３)。
【００３７】
物理チャネルは実際の送信の前にＲＮＣにより割り当てられるので、実時間で送信されているフレームについてのＵＥの干渉予測値をノードＢが計算できる。実時間干渉値計算は送信中のフレームの各時間スロットについて正確な送信電力を可能にする。
【００３８】
この発明の第６の実施例はダウンリンク送信電力の制御に前述の干渉測定手法と干渉推算手法の組み合わせを利用する。この手法では、ＣＣＴｒＣＨの時間スロット当たりの送信電力の計算のために干渉推算値および干渉測定値の両方について重み付けずみの干渉値を基地局３０１で合成する。ＭＵＤ
ＵＥについては、各スロットの関連の干渉（検出性能に影響する干渉）は次式、すなわち
【式６】
で表される。ここで、Ｐｊ(ｎ)は或るスロットの時刻ｎにおける基地局ｊの送信電力であり、Ｐ０はそのＵＥの交信相手の基地局３０１からの送信電力であり、Ｌｊは対応の経路損失である。非ＭＵＤ
ＵＥについては、関連干渉は次式、すなわち
【式７】
で表される。しかし、この干渉測定値ＩＤ（ｎ）はＵＥがＩＳＣＰ測定値としてリポートする。式６および式７はこの通信システムに生ずる干渉の単なる例である。
【００３９】
干渉推算値は次式、すなわち
【式８】
で表される。この式の加算の部分は、負荷および経路損失がＵＥに既知のすべての干渉要因について算出される。第５の実施例と同様に、負荷情報はすべてのｊについて基地局３０１に既知である。負荷ＵＥからの未知の干渉は残留干渉Ｉｆ（ｎ）、Ｉｆ（ｎ）＝Ｉ（ｎ）−ＩＤ（ｎ）で示される。これら干渉値の各々から、送信電力算定装置６９８がそれらを合成し、式１乃至式４で与えられる各時間スロットについてのダウンリンク送信電力の推算に用いるより正確な干渉電力値を発生する。合成ずみの干渉電力値は次式、すなわち
【式９】
で定義される。ここで係数α、βおよびγは遅延測定値または他の基地局の存在に従ってシステムごとあるいはスロットごとに決定される。
【００４０】
図１０はこの第６の実施例によるダウンリンク送信電力制御の流れ図である。基地局３０１は各時間スロットについてのＩＳＣＰ干渉測定値を含む通信信号をＵＥ２２から受信する(ステップ１００１)。送信電力算定装置６９８は基地局のデータベース６９６に蓄積された情報を用いて干渉推算値Ｉを計算する(ステップ１００２)。残留干渉値ＩＦを送信電力算定装置により計算する(ステップ１００３)。次に、送信電力算定装置はこれら三つの干渉値ＩＤ、Ｉ，ＩＦを合成し(ステップ１００４)、このダウンリンク通信信号の各時間スロットの送信電力を計算する(ステップ１００５)。
【００４１】
これまでの実施例と同様に、第７の実施例でも前述のとおりＲＮＣ３６およびノードＢ２６により各時間スロットの送信電力を計算することができる。図１１はこの実施例の流れ図である。ＲＮＣ３６は各時間スロットについてのＩＳＣＰ干渉測定値ＩＤを含む信号をＵＥ２２から受信する(ステップ１１０１)。ＲＮＣ３６は記憶している情報を用いて干渉推算値Ｉを計算し(ステップ１１０２)、残留干渉値ＩＦを計算する(ステップ１１０３)。ＲＮＣ３６はそれら三つの干渉値ＩＤ、Ｉ、ＩＦを合成し(ステップ１１０４)、式１乃至式４を用いてダウンリンク通信信号の各時間スロットの送信電力を計算し(ステップ１１０６)、それをノードＢ２６により基地局３０１に送る(ステップ１１０７)。ノードＢ２６が各時間スロットの送信電力を計算できるようにこのダウンリンク電力制御システムが設定されている場合は、ＲＮＣ３６は干渉合成値ＩをノードＢ２６に送り(ステップ１１０５)、そこで各時間スロットの送信電力を計算し(ステップ１１０６)、それを基地局に送る(ステップ１１０７)。
【００４２】
ダウンリンク通信信号の各時間スロットについての送信電力の計算のためにＩＳＣＰ測定値および干渉推算値を利用するシステムには二つの利点、すなわち（１）必要とする情報が無い場合の送信電力の計算に融通性が生ずる、（２）通信システムにある干渉値のより正確な推算値が得られる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＤＤシステムの繰り返しフレームにおける時間スロットを示す図。
【図２】無線ＴＤＤシステムの概略図。
【図３Ａ】ＵＥおよび基地局のブロック図。
【図３Ｂ】ＵＥおよび基地局のブロック図。
【図４】第１の実施例の流れ図。
【図５】第２の実施例の流れ図。
【図６】第２の実施例による基地局のブロック図。
【図７】第３の実施例の流れ図。
【図８】第４の実施例の流れ図。
【図９】第５の実施例の流れ図。
【図１０】第６の実施例の流れ図。
【図１１】第７の実施例の流れ図。
【符号の説明】
２０，２２，２４ ユーザ装置ＵＥ
２６，３２，３４ ノードＢ
３６，３８，４０ 無線回線網コントローラＲＮＣ
４６ コア―回路網
５０、１０２、６０２ データ発生器
５２，５８、１０４、６０４ 拡散系列およびトレーニング系列挿入装置
５６ 基準チャネルデータ発生器
６４、１０８、６０８ 変調器
６６、８４、６８４ アイソレータ
６８、８６、６８６ 復調器
７０、８８、６８８ チャネル推算装置
７２、９０、６９０ データ推算装置
７４ 干渉測定装置
７６、９８、６９８ 送信電力算定装置
１１０、６１０ 誤り検出／訂正符号化装置
１１１、１０３、６０３ プロセッサ
１１２ 誤り検出装置
６０１ 目標値更新サービス
ステップ４０１ 基地局からのダウンリンク信号をＵＥが受信
ステップ４０２ ＵＥがダウンリンク信号を処理
ステップ４０３ 各時間スロットについてＳＩＲを推算しＳＩＲＴＡＲＧＥＴと比較
ステップ４０４ ダウンリンク信号の各時間スロットについてＴＰＣコマンド発生
ステップ４０５ ＴＰＣコマンドを基地局に送信
ステップ４０６ 各時間スロットで送信電力レベルを調整
ステップ５０１ 基地局からのダウンリンク通信信号をＵＥが受信
ステップ５０２ ＵＥが新しいＩＳＣＰ測定値を発生
ステップ５０３ ＵＥがＴＰＣコマンド発生
ステップ５０４ ＵＥがその値を基地局に送信
ステップ５０５ 各時間スロットについての送信電力を計算
ステップ５０６ 基地局のダウンリンク信号を更新
ステップ７０１ 基地局からのダウンリンク信号をＵＥが受信
ステップ７０２ ＵＥが新しいＩＳＣＰ測定値を発生
ステップ７０３ ＵＥがＴＰＣコマンド発生
ステップ７０４ ＵＥがその値をＲＮＣに送信
ステップ７０５ 各時間スロットについての送信電力を計算
ステップ７０６ 基地局のダウンリンク信号を更新
ステップ７０７ ＲＮＣがＩＳＣＰをノードＢに送信
ステップ８０１ 基地局が各時間スロットについての推算ＩＳＣＰを計算
ステップ８０２ 各時間スロットについての送信電力を計算
ステップ８０３ 基地局ダウンリンク信号を更新
ステップ９０１ ＲＮＣが各時間スロットの推算ＩＳＣＰを計算
ステップ９０２ ＲＮＣが推算ＩＳＣＰをノードＢに送信
ステップ９０３ 各時間スロットについての送信電力を計算
ステップ９０４ 基地局ダウンリンク信号を更新
ステップ１００１ 基地局がＵＥからＩＳＣＰ測定値を受信
ステップ１００２ 基地局が各時間スロットについての干渉推算値を計算
ステップ１００３ 残留干渉値を計算
ステップ１００４ 三つの干渉値を合成
ステップ１００５ 各時間スロットについての送信電力を計算
ステップ１１０１ 基地局がＵＥからＩＳＣＰ測定値を受信
ステップ１１０２ 基地局が各時間スロットについての干渉推算値を計算
ステップ１１０３ 残留干渉値を計算
ステップ１１０４ ＲＮＣが三個の干渉値を合成
ステップ１１０５ ＲＮＣが推算ＩＳＣＰをノードＢに送信
ステップ１１０６ 各時間スロットについての送信電力を計算
ステップ１１０７ 送信電力レベルを基地局に送信
【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複信（ＴＤＤ）通信システムに関する。より詳細にはこの発明はＴＤＤ通信システム内におけるダウンリンク送信電力の制御システムおよび方法に関する。
【０００２】
【従来技術の説明】
スペクトラム拡散ＴＤＤシステムでは複数の通信信号を同一スペクトラムを用いて搬送する。それら複数の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。図１を参照すると、ＴＤＤシステムは多数の、例えば１５個の時間スロット３７１乃至３７ｎに分割された繰り返しフレーム３４を用いる。その結果、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一個のフレーム３４で搬送できる。単一の符号と単一の時間スロットとの組み合わせを物理チャネルと呼ぶ。一つの通信信号をサポートするに必要な帯域幅に基づき、一個または複数の物理チャネルがその通信信号に割り当てられる。
【０００３】
大部分のＴＤＤシステムは送信電力レベルの適応型制御を行っている。ＴＤＤシステムでは多数の通信信号が同一の時間スロットとスペクトルを共用する。ユーザー装置（ＵＥ）２２が基地局からダウンリンク通信信号を受信する一方では、同一の時間スロットおよびスペクトルを用いるそれ以外のすべての通信信号がその特定の通信信号に対する干渉の原因となる。一つの通信信号の送信電力レベルを上げるとその時間スロットおよびスペクトルの中のそれ以外のすべての通信信号の信号品質が劣化する。他方、送信電力レベルが低くなり過ぎると、受信機側での信号対雑音比（ＳＮＲ）とビット誤り率（ＢＥＲ）とが望ましくない値になる。通信信号の品質と低送信電力レベルの両方を維持するために送信電力制御を用いる。
【０００４】
ＴＤＤダウンリンク電力制御の標準的手法は内ループ制御と外ループ制御との組み合わせである。この標準的手法では、ＵＥが物理層送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドを送信して基地局の送信電力を調整する。基地局は特定のＵＥに送信を行う。それを受信して、そのＵＥはすべての時間スロットでの信号対干渉比（ＳＩＲ）を測定し、その測定値をＳＩＲＴＡＲＧＥＴと比較する。このＳＩＲＴＡＲＧＥＴはその基地局からシグナリングされたブロック誤り率（ＢＬＥＲ）から発生する。
【０００５】
上記ＳＩＲ測定値とＳＩＲＴＡＲＧＥＴとの比較の結果、ＵＥは基地局にＴＰＣコマンドを送信する。この標準的手法は符号化複合トランスポートチャネル（ＣＣＴｒＣＨ）当たりのＴＰＣコマンドを用いるものである。ＣＣＴｒＣＨは、ＵＥまたは基地局との無線インターフェース経由の伝送用データユニット組み合わせを含む物理チャネルである。このＴＰＣコマンドは基地局に対してダウンリンク通信信号の送信電力レベルの調整を指示する。初期送信電力レベルに設定されているその基地局は、ＴＰＣコマンドを受け、そのＣＣＴｒＣＨに関連しているすべての時間スロットにおける送信電力レベルを一斉に調整する。
【０００６】
ＴＤＤダウンリンク電力制御のこの手法は各時間スロットにおける干渉が同一である限り良好に作動する。しかし、多くの場合、各時間スロットにおける干渉は同じではない。その差が小さい場合はインターリーブの平均化効果により許容可能になり得るが、その差が大きい場合は受信機側における閾値効果による劣化が生じる。その場合、受信機側はある時間スロットでより広いダイナミックレンジと不必要に高い送信電力を備えなければならない。誤りの値に基づきすべての時間スロットについて基地局ＳＩＲＴＡＲＧＥＴに行う調整は、電力レベルの不均一な増大または減少を生じさせる。言い替えると、計算した誤り値がＳＩＲＴＡＲＧＥＴ より高いときは、電力レベルが基地局の初期値よりも低い時間スロットをより低い値に調整する結果になる。その場合、それら電力レベルの低い時間スロットは検出から洩れて信号が劣化する。基地局のＳＩＲＴＡＲＧＥＴより高い電力レベルの時間スロットについても同じ問題が生ずる。検出された誤り率がＳＩＲＴＡＲＧＥＴよりも低い場合は、電力レベルのより高い時間スロットが増加し、同システムの中の他のチャネルへの干渉を生ずる。
【０００７】
従って、各時間スロットごとに電力レベルを個々に調整するＴＤＤダウンリンク電力制御の手法が必要である。
【０００８】
【発明の概要】
この発明は通信用時間スロットを有するフレームを用いるスペクトラム拡散時分割通信システムにおけるダウンリンク送信電力レベルを制御する方法およびシステムにあり、ユーザー装置（ＵＥ）で基地局からのダウンリンク通信信号を受け、受信した通信信号の誤り率を算定する。ＵＥはその誤り率に一部基づき時間スロットの各々についての送信電力レベル調整値を発生し、各時間スロットの電力レベル調整値を含むアップリンク通信信号を基地局に送信する。この電力レベル調整値に応答してダウンリンク通信信号の各時間スロットについて送信電力レベルを設定する。
【０００９】
【好ましい実施の形態】
全図を通じて同じ構成要素には同じ参照数字を付けて示した図面を参照して好適な実施例を説明する。
【００１０】
図２は無線スペクトラム拡散符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）または時分割複信（ＴＤＤ）通信システム１８の簡略図である。システム１８は複数のノードＢ２６，３２，３４、複数の無線回線網コントローラ（ＲＮＣ）３６，３８，４０、複数のＵＥ２０，２２，２４、およびコア回路網４６から成る。複数のノードＢ２６，３２，３４は複数のＲＮＣ３６，３８，４０に接続し、これらＲＮＣはコア回路網４６に接続する。各ノードＢ、例えばノードＢ２６はそれに関連するユーザ装置２０−２４（ＵＥ）と通信を行なう。ノードＢ２６は単一の基地局３０１または複数の基地局３０１…３０ｎに関連した単一のサイトコントローラ（ＳＣ）を有する。
【００１１】
この発明は一つ以上のＵＥ，ノードＢおよびＲＮＣに関連して機能することを意図しているが、説明を簡潔にするため以下の説明では、一つのＵＥとそれに関連するノードＢおよびＲＮＣとの動作について述べることにする。
【００１２】
図３Ａにおいて、ＵＥ２２はアンテナ７８、アイソレータまたはスイッチ６６、変調器６４、復調器６８、チャネル推算装置７０、データ推算装置７２、送信電力算定装置７６、干渉測定装置７４、誤り検出装置１１２、プロセッサ１１１、目標調整値発生器１１４、基準チャネルデータ発生器５６、データ発生器５０および二つの拡散系列及びトレーニング系列挿入装置５２，５８から成る。
【００１３】
ＵＥ２２はアンテナ７８またはそれに代わるアンテナアレイを用いて無線チャネル経由の基地局３０１からの通信信号を含む種々の無線周波数（ＲＦ）信号を受ける。受信した信号はＴ／Ｒスイッチ６６から復調器６８に入りベースバンド信号を発生する。このベースバンド信号は、時間スロット内でそのＵＥ２２交信用割当て符号を用いて、チャネル推算装置７０およびデータ推算装置７２により処理する。チャネル推算装置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内のトレーニング系列成分を用いる。このチャネル情報はデータ推算装置７２、干渉測定装置７４及び送信電力算定装置７６により用いられる。データ推算装置７２はこのチャネル情報を用いるソフトシンボルを推算することによりそのチャネルからデータを回復する。
【００１４】
基地局３０１からの通信信号の送信に先だって、その通信信号のデータ信号を誤り検出/訂正符号化装置１１２により誤り符号化する。誤り符号化方法は通常は前向き誤り訂正符号化を伴った巡回冗長符号化（ＣＲＣ）であるが、それ以外の形式の誤り訂正符号化の手法も使用できる。当業者には周知のとおり、データは通常は時間スロット全部および全符号につきインターリーブする。
【００１５】
データ推算装置７２により発生されたソフトシンボルを用いて誤り検出装置１１２はそのフレーム内の誤りを検出する。一つのフレームが誤りを伴うと判定されるたびに、カウンターが歩進する。このカウンターの値がブロック誤り率（ＢＬＥＲ）となる。ＵＥ２２内のプロセッサ１１１はＢＬＥＲ測定値に基づき目標の信号対干渉比ＳＩＲ値を算定し、すべての時間スロットについての信号対干渉比ＳＩＲＵＥを算定する。このＳＩＲＵＥに基づき、プロセッサ１１１はＳＩＲＵＥとＳＩＲＴＡＲＧＥＴとの比較により基地局送信電力調整値を算定する。この比較に基づき、ＴＰＣコマンドを各時間スロットについて目標調整値発生器１１４により発生する。次に、各ＴＰＣコマンドを基地局に順次送る。
【００１６】
この発明の第１の実施例では、ＵＥ２２の目標調整値発生器１１４がＣＣＴｒＣＨの各時間スロットにおいてＴＰＣコマンドを発生し送信する。各時間スロットのＴＰＣコマンドは、各時間スロットについてのダウンリンク送信電力レベルを調整するように基地局３０１に指示する。アップリンク物理チャネルはＣＣＴｒＣＨに関連する各スロットについてのそれらＴＰＣを含み、信号処理用に基地局に伝達される。これらＴＰＣコマンドは単一のアップリンク物理チャネルで送信することができ、また数個のアップリンク物理チャネルにスペクトラム拡散することもできる。
【００１７】
図３Ｂはこの発明の第１の実施例による基地局を示す。基地局３０１のアンテナ８２またはアンテナアレイがＴＰＣコマンドを含む種々のＲＦ信号を受信する。受信された信号はスイッチ８４から復調器８６に入りベースバンド信号を発生する。別個の複数のアンテナを送信機能または受信機能のために用いることもできる。このベースバンド信号を、そのＵＥ２２の通信信号バーストへの割当て時間スロットおよび割当て符号で、チャネル推算装置８８およびデータ推算装置９０により処理する。チャネル推算装置８８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トレーニング系列成分を用いる。このチャネル情報はデータ推算装置９０が用いる。このデータ情報はプロセッサ１０３により送信電力算定装置９８に供給される。
【００１８】
プロセッサ１０３は、データ推算装置９０の発生したソフトシンボルをビットに変換し、ＣＣＴｒＣＨに関連した各時間スロットについてのＴＰＣコマンドを抽出する。送信電力算定装置９８はＴＰＣコマンドとＳＩＲＴＡＲＧＥＴとを組み合わせてＣＣＴｒＣＨに関連した各時間スロットについての送信電力を算定する。
【００１９】
基地局３０１から送信すべきデータはデータ発生器１０２で発生する。そのデータを誤り検出/訂正符号化装置１１０により誤り検出/訂正符号化する。誤り符号化データをスペクトラム拡散し、割当て物理チャネルの適切な時間スロットおよび符号でトレーニング系列挿入装置１０４によりトレーニング系列と時間多重化して通信信号バーストを発生する。拡散ずみの信号を増幅器１０６で増幅し、変調器１０８により無線周波数に変換する。この増幅器の利得を、各時間スロットについて決定した送信電力レベルを達成するように、送信電力算定装置９８で制御する。電力制御された通信信号バーストをアイソレ−タ８４およびアンテナ８２経由で放射する。
【００２０】
この発明の第１の実施例によるダウンリンク電力制御方法を示す流れ図を図４に示す。ＵＥ２２は基地局３０１からのダウンリンク信号を受け（ステップ４０１）、次に、この信号を処理する(ステップ４０２)。次に、ＵＥ２２はそのＣＣＴｒＣＨの各時間スロットについてのＳＩＲを算定し、それとＳＩＲＴＡＲＧＥＴとを比較する(ステップ４０３)。次に、ＵＥは各時間スロットについてのＴＰＣコマンドを発生する(ステップ４０４)。これらＴＰＣコマンドはそのＵＥ２２に関連する基地局３０１に送信し（ステップ４０５）、その基地局はＣＣＴｒＣＨの時間スロットごとに送信電力を調節する(ステップ４０６)。
【００２１】
時間スロットごとにＴＰＣコマンドを用いることにより、この通信システムはすべてのダウンリンクスロットにおける信号対干渉比（ＳＩＲ）を等化する簡単な方法を備える。互いに異なる時間スロットにおける干渉レベルは通常互いに異なるから、この発明の第１の実施例の上記方法はこの差異を考慮に入れてダウンリンク信号の各時間スロットの電力レベルの調節のために各時間スロットごとに個別のＴＰＣコマンドを発生する。
【００２２】
この発明の第２の実施例は、ダウンリンク送信中に各時間スロットからの時間スロット干渉データ、すなわちダウンリンク干渉信号符号電力（ＩＳＣＰ）測定値を利用することにより、各時間スロットに電力レベルの個々の調整をバランスさせる別の手法を提供するものである。このＩＳＣＰ測定はＵＥがときどき行うものであるが、ＵＥ２２が劣化を伴うことなく許容できる干渉の変化速度および干渉変化の量で定まる測定値を生ずる。
【００２３】
この第２の実施例は、干渉が各スロットで互いに異なるという事実に対処して互いに異なるスロットのＳＩＲを等化するように各時間スロットからの時間スロット干渉データを利用する。後に詳述するとおり、各スロットについての干渉情報と共にＣＣＴｒＣＨごとのＴＰＣコマンドを送信電力の調整に用いる。互いに異なる時間スロットの相互間の干渉の差でＴＰＣコマンドからの値を変更する。したがって、各時間スロットにおける干渉は互いに異なっていても、ＩＳＰＣ情報の利用によりすべての時間スロットにおけるＳＩＲをほぼ同じ値に維持できる。
【００２４】
ＵＥ２２は、同一ＣＣＴｒＣＨに属するすべての時間スロットの平均ＳＩＲに対応するＴＰＣコマンドを各フレームで送り出す。次に、基地局３０１は受信したＴＰＣコマンドに基づきＣＣＴｒＣＨ当たりの平均送信電力を生ずる。次に、後述のとおり基地局３０１は関連の干渉データおよび使用中の時間スロットマッピングに基づきそのＣＣＴｒＣＨについての各時間スロットの送信電力を得るようにその平均電力を変更する。なお、この代替手法により複数の拡散率の利用が可能になる。
【００２５】
図６はこの第２の実施例による基地局を示す。基地局３０１内の送信電力算定装置６９８はＴＰＣコマンドＰから得られる等価電力を推算するために干渉情報と拡散符号情報とを組み合わせることにより第２の実施例のダウンリンク電力制御手法を初期化する。
【００２６】
【式１】
【００２７】
送信電力算定装置６９８は時間スロットごとの干渉と基地局のデータベース６９６に蓄積されたマッピング情報とを用いて次式、すなわち
【式２】
【式３】
時間スロット当たりの電力は次式、すなわち
【式４】
安定状態での動作中、送信電力算定装置６９８は、特定のダウンリンクＣＣＴｒＣＨに関連する各時間スロットについてのダウンリンク干渉信号符号電力（ＩＳＣＰ）の新しい測定値Ｉが得られればいつでも、各物理チャネルについてのスケーリング率Ｆを更新する。送信電力算定装置６９８がスケーリング率Ｆを計算するために、各物理チャネルの拡散率を用いる。送信電力算定装置６９８は、周期的にあるいは新しい干渉情報が更新を認めるときに送信電力算定装置６９８に与えられ得るＩＳＣＰ測定値Ｉを用いて送信電力を計算する。
【００２８】
新しいＩＳＣＰ測定値Ｉが得られるとその測定値が基地局３０１に転送されて各物理チャネルについての送信電力が計算される。新しいＩＳＣＰ測定値Ｉが得られない場合は、ＵＥ２２からのＴＰＣコマンドがＰを変更するために用いられ、すべての物理チャネルＰｊｋについての送信電力がそれから計算される。
【００２９】
図５はこの第２の実施例によるダウンリンク電力制御の流れ図を示す。ＵＥ２２は基地局３０１からのダウンリンク通信信号を受信する(ステップ５０１)。ＵＥ２２が更新ずみのＩＳＣＰ測定値を必要であると判断すると、ＵＥ２２はダウンリンク通信信号の各時間スロットについてＩＳＣＰ測定を行い、新しいＩＳＣＰ測定値を基地局３０１に送る(ステップ５０２)。あるいは、ＵＥ２２がＴＰＣコマンドを発生し、それを基地局に送る(ステップ５０３)。基地局３０１はＵＥ２２からのＴＰＣコマンドまたはＩＳＣＰ測定値を用いてすべての物理チャネルについてのスケーリング率を計算する（ステップ５０４）。次に、各時間スロットの送信電力レベルを基地局３０１が計算し(ステップ５０５)、ダウンリンク信号をそれに従って更新する(ステップ５０６)。
【００３０】
なお、基地局がすべての必要な情報を記憶していてすべての計算をそれ自体で行うものとして第２の実施例を説明したが、ノードＢ２６およびＲＮＣ３６にその機能を担当させることもできる。図７を参照すると、ノードＢ２６およびＲＮＣ３６を含む第３の実施例のダウンリンク電力制御システムの流れ図を示してある。ＵＥ２２は基地局３０１からのダウンリンク通信信号を受信する(ステップ７０１)。ＵＥ２２が更新ずみのＩＳＣＰ測定値を必要と判断すると、ＵＥ２２はダウンリンク通信信号の各時間スロットについてＩＳＣＰ測定を行い（ステップ７０２）、新しいＩＳＣＰ測定値をＲＮＣ３６に送る(ステップ７０４)。あるいは、ＵＥ２２がＴＰＣコマンドを発生し（ステップ７０３）、それをＲＮＣ３６に送る(ステップ７０４)。ＲＮＣ３６で送信電力の計算を行なうようにダウンリンク電力制御システムが設定されると、各時間スロットについて送信電力をＲＮＣ３６が計算し(ステップ７０５)、基地局３０１のダウンリンク信号を更新するためにそれをノードＢ２６に送る（ステップ７０６）。ノードＢ２６が送信電力を計算するように設定されている場合は、ＲＮＣ３６はＴＰＣコマンドまたはＩＳＣＰ測定値をノードＢ２６に送り(ステップ７０７)、そこで各時間スロットについての送信電力を計算する(ステップ７０５)。
【００３１】
ダウンリンク電力レベル制御の第４の実施例は第２の実施例と同様の時間スロット干渉データを利用するものである。しかし、この手法では、時間スロット干渉は、ＵＥ２２に明確なＩＳＣＰ測定値を要求するのではなく、基地局３０１による割当てダウンリンク物理チャネルの把握並びにすべての隣接基地局からＵＥ２２への通信負荷情報および経路損失から計算する。各基地局、例えば基地局３０１には、ＵＥ２２の特定基地局３０１およびそれ以外の隣接基地局３０２…３０ｎについてすべての割当てチャネル構成が既知である。基地局３０１１局だけの場合は、他の基地局からの追加の情報はもちろん不要である。基地局３０１には、隣接基地局からＵＥ２２への負荷情報および経路損失情報も既知でなければならない。
【００３２】
複数の基地局がある場合には、ＵＥ２２はその基地局のノードＢ２６およびそれ以外の基地局全部による制御の下で基地局の主共通制御物理チャネル（ＰＣＣＰＣＨ）電力を通常測定する。基地局３０１は既知のＰＣＣＰＣＨ送信電力とＵＥにおけるその電力の測定値を用いてＵＥと隣接基地局の各々との間の経路損失を推算する。
【００３３】
再び図６を参照すると、基地局データベース６９６が時間スロットごとの隣接基地局における物理チャネルを特定する通信負荷情報を蓄積している。この負荷情報をＰＣＣＰＣＨと合成する。特定の基地局についての受信信号符号電力（ＲＳＣＰ）を隣接基地局の干渉効果の推算に用いる。これらの計算により、ＵＥ２２での干渉を算出できる。非マルチユーザ検出（ＭＵＤ）ＵＥについては、そのＵＥに関連する基地局の干渉および隣接基地局の干渉を用いてこの値を計算する。ＭＵＤ
ＵＥについては、そのＵＥの関連する基地局による干渉をＵＥ干渉値から除去する。
【００３４】
推算された干渉Ｉ（ｎ）は、既知の負荷情報を用いて送信電力算定装置６９８により次式、すなわち
【式５】
この干渉推算値を式１乃至式４に代入して送信電力算定装置６９８が各時間スロットについての送信電力を計算する。
【００３５】
図８を参照すると、この第４の実施例によるダウンリンク電力制御の流れ図が示してある。基地局３０１は各時間スロットについての干渉推算値Ｉを算出し(ステップ８０１)、次に上記の式１乃至５を用いて各時間スロットの送信電力レベルを計算する(ステップ８０２)。これによって基地局ダウンリンク信号を更新する(ステップ８０３)。
【００３６】
なおノードＢ２６およびＲＮＣ３６にすべての所要情報の蓄積の機能と各時間スロットについての干渉推算値および送信電力計算の機能とを担当させることもできる。図９を参照すると、この第５の実施例によるダウンリンク電力制御の流れ図が示してある。ＲＮＣ３６は各時間スロットについての干渉推算値Ｉを計算する(ステップ９０１)。ノードＢ２６が送信電力を計算するようにこのシステムが設定されている場合は、ＲＮＣ３６はその干渉推算値ＩをノードＢ２６に送り(ステップ９０２)、そこですべての物理チャネルの送信電力を計算し(ステップ９０３)、基地局ダウンリンク信号を更新する(ステップ９０４)。そうでない場合には、ＲＮＣ３６が各時間スロットについての送信電力を計算する(ステップ９０３)。
【００３７】
物理チャネルは実際の送信の前にＲＮＣにより割り当てられるので、実時間で送信されているフレームについてのＵＥの干渉予測値をノードＢが計算できる。実時間干渉値計算は送信中のフレームの各時間スロットについて正確な送信電力を可能にする。
【００３８】
この発明の第６の実施例はダウンリンク送信電力の制御に前述の干渉測定手法と干渉推算手法の組み合わせを利用する。この手法では、ＣＣＴｒＣＨの時間スロット当たりの送信電力の計算のために干渉推算値および干渉測定値の両方について重み付けずみの干渉値を基地局３０１で合成する。ＭＵＤ
ＵＥについては、各スロットの関連の干渉（検出性能に影響する干渉）は次式、すなわち
【式６】
ＵＥについては、関連干渉は次式、すなわち
【式７】
【００３９】
干渉推算値は次式、すなわち
【式８】
【式９】
【００４０】
図１０はこの第６の実施例によるダウンリンク送信電力制御の流れ図である。基地局３０１は各時間スロットについてのＩＳＣＰ干渉測定値を含む通信信号をＵＥ２２から受信する(ステップ１００１)。送信電力算定装置６９８は基地局のデータベース６９６に蓄積された情報を用いて干渉推算値Ｉを計算する(ステップ１００２)。残留干渉値ＩＦを送信電力算定装置により計算する(ステップ１００３)。次に、送信電力算定装置はこれら三つの干渉値ＩＤ、Ｉ，ＩＦを合成し(ステップ１００４)、このダウンリンク通信信号の各時間スロットの送信電力を計算する(ステップ１００５)。
【００４１】
これまでの実施例と同様に、第７の実施例でも前述のとおりＲＮＣ３６およびノードＢ２６により各時間スロットの送信電力を計算することができる。図１１はこの実施例の流れ図である。ＲＮＣ３６は各時間スロットについてのＩＳＣＰ干渉測定値ＩＤを含む信号をＵＥ２２から受信する(ステップ１１０１)。ＲＮＣ３６は記憶している情報を用いて干渉推算値Ｉを計算し(ステップ１１０２)、残留干渉値ＩＦを計算する(ステップ１１０３)。ＲＮＣ３６はそれら三つの干渉値ＩＤ、Ｉ、ＩＦを合成し(ステップ１１０４)、式１乃至式４を用いてダウンリンク通信信号の各時間スロットの送信電力を計算し(ステップ１１０６)、それをノードＢ２６により基地局３０１に送る(ステップ１１０７)。ノードＢ２６が各時間スロットの送信電力を計算できるようにこのダウンリンク電力制御システムが設定されている場合は、ＲＮＣ３６は干渉合成値ＩをノードＢ２６に送り(ステップ１１０５)、そこで各時間スロットの送信電力を計算し(ステップ１１０６)、それを基地局に送る(ステップ１１０７)。
【００４２】
ダウンリンク通信信号の各時間スロットについての送信電力の計算のためにＩＳＣＰ測定値および干渉推算値を利用するシステムには二つの利点、すなわち（１）必要とする情報が無い場合の送信電力の計算に融通性が生ずる、（２）通信システムにある干渉値のより正確な推算値が得られる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＤＤシステムの繰り返しフレームにおける時間スロットを示す図。
【図２】無線ＴＤＤシステムの概略図。
【図３Ａ】ＵＥおよび基地局のブロック図。
【図３Ｂ】ＵＥおよび基地局のブロック図。
【図４】第１の実施例の流れ図。
【図５】第２の実施例の流れ図。
【図６】第２の実施例による基地局のブロック図。
【図７】第３の実施例の流れ図。
【図８】第４の実施例の流れ図。
【図９】第５の実施例の流れ図。
【図１０】第６の実施例の流れ図。
【図１１】第７の実施例の流れ図。
【符号の説明】
２０，２２，２４ ユーザ装置ＵＥ
２６，３２，３４ ノードＢ
３６，３８，４０ 無線回線網コントローラＲＮＣ
４６ コア―回路網
５０、１０２、６０２ データ発生器
５２，５８、１０４、６０４ 拡散系列およびトレーニング系列挿入装置
５６ 基準チャネルデータ発生器
６４、１０８、６０８ 変調器
６６、８４、６８４ アイソレータ
６８、８６、６８６ 復調器
７０、８８、６８８ チャネル推算装置
７２、９０、６９０ データ推算装置
７４ 干渉測定装置
７６、９８、６９８ 送信電力算定装置
１１０、６１０ 誤り検出／訂正符号化装置
１１１、１０３、６０３ プロセッサ
１１２ 誤り検出装置
６０１ 目標値更新サービス
ステップ４０１ 基地局からのダウンリンク信号をＵＥが受信
ステップ４０２ ＵＥがダウンリンク信号を処理
ステップ４０３ 各時間スロットについてＳＩＲを推算しＳＩＲＴＡＲＧＥＴと比較
ステップ４０４ ダウンリンク信号の各時間スロットについてＴＰＣコマンド発生
ステップ４０５ ＴＰＣコマンドを基地局に送信
ステップ４０６ 各時間スロットで送信電力レベルを調整
ステップ５０１ 基地局からのダウンリンク通信信号をＵＥが受信
ステップ５０２ ＵＥが新しいＩＳＣＰ測定値を発生
ステップ５０３ ＵＥがＴＰＣコマンド発生
ステップ５０４ ＵＥがその値を基地局に送信
ステップ５０５ 各時間スロットについての送信電力を計算
ステップ５０６ 基地局のダウンリンク信号を更新
ステップ７０１ 基地局からのダウンリンク信号をＵＥが受信
ステップ７０２ ＵＥが新しいＩＳＣＰ測定値を発生
ステップ７０３ ＵＥがＴＰＣコマンド発生
ステップ７０４ ＵＥがその値をＲＮＣに送信
ステップ７０５ 各時間スロットについての送信電力を計算
ステップ７０６ 基地局のダウンリンク信号を更新
ステップ７０７ ＲＮＣがＩＳＣＰをノードＢに送信
ステップ８０１ 基地局が各時間スロットについての推算ＩＳＣＰを計算
ステップ８０２ 各時間スロットについての送信電力を計算
ステップ８０３ 基地局ダウンリンク信号を更新
ステップ９０１ ＲＮＣが各時間スロットの推算ＩＳＣＰを計算
ステップ９０２ ＲＮＣが推算ＩＳＣＰをノードＢに送信
ステップ９０３ 各時間スロットについての送信電力を計算
ステップ９０４ 基地局ダウンリンク信号を更新
ステップ１００１ 基地局がＵＥからＩＳＣＰ測定値を受信
ステップ１００２ 基地局が各時間スロットについての干渉推算値を計算
ステップ１００３ 残留干渉値を計算
ステップ１００４ 三つの干渉値を合成
ステップ１００５ 各時間スロットについての送信電力を計算
ステップ１１０１ 基地局がＵＥからＩＳＣＰ測定値を受信
ステップ１１０２ 基地局が各時間スロットについての干渉推算値を計算
ステップ１１０３ 残留干渉値を計算
ステップ１１０４ ＲＮＣが三個の干渉値を合成
ステップ１１０５ ＲＮＣが推算ＩＳＣＰをノードＢに送信
ステップ１１０６ 各時間スロットについての送信電力を計算
ステップ１１０７ 送信電力レベルを基地局に送信
Claims (7)
- 通信用の時間スロットを用いるスペクトラム拡散時分割ユーザ装置であって、
複数の時間スロットで送信された符号化複合トランスポートチャネル（ＣＣＴｒＣＨ）ごとのコマンド内のデータを受信するように構成されたアンテナと、
前記複数の時間スロットの各時間スロットごとに干渉電力を測定するように構成された干渉電力測定装置とを備え、
前記アンテナは、前記受信したＣＣＴｒＣＨの信号対雑音比および前記測定された各時間スロットごとの干渉電力測定値に基づいて、ＣＣＴｒＣＨ全体に対する単一の電力コマンドを送信するように構成され、
前記アンテナは、前記ＣＣＴｒＣＨ通信中の連続データを受信するように構成され、該データは、その時間スロットの干渉電力測定値および前記ＣＣＴｒＣＨ全体に対する単一の電力コマンドに応じて個々に設定された、各ダウンリンク通信時間スロットについての送信電力レベルを有することを特徴とするユーザ装置。 - 前記ＣＣＴｒＣＨ通信中の連続データの前記送信電力レベルは、前記ＣＣＴｒＣＨ全体に対する単一の電力コマンドに応じて送信電力レベルを確立すること、およびその時間スロットの干渉電力測定値に応じて各時間スロットの送信電力レベルを変更することにより設定されることを特徴とする請求項１に記載のユーザ装置。
- 前記干渉電力測定値は、干渉信号符号電力（ＩＳＣＰ）であることを特徴とする請求項１に記載のユーザ装置。
- 通信用の時間スロットを用いるスペクトラム拡散時分割基地局であって、
符号化複合トランスポートチャネル（ＣＣＴｒＣＨ）ごとのコマンド全体に対する単一の電力コマンド、および複数の時間スロットを介して送信された前記ＣＣＴｒＣＨの各時間スロットごとの干渉電力測定値を受信するように構成されたアンテナを備え、
前記アンテナは、前記複数の時間スロットを介して前記ＣＣＴｒＣＨのデータを送信するように構成され、前記ＣＣＴｒＣＨは、その時間スロットの干渉電力測定値および前記ＣＣＴｒＣＨ全体に対する前記単一の電力コマンドに応じて個々に設定された、各時間スロットの送信電力レベルを有することを特徴とする基地局。 - 前記ＣＣＴｒＣＨ通信の前記送信電力レベルは、前記ＣＣＴｒＣＨに全体に対する前記単一の電力コマンドに応じて送信電力レベルを確立すること、およびその時間スロットの干渉電力測定値に応じて各時間スロットの送信電力レベルを変更することにより設定されることを特徴とする請求項４に記載の基地局。
- 前記干渉電力測定値は、干渉信号符号電力（ＩＳＣＰ）であることを特徴とする請求項４に記載の基地局。
- 電力制御の対象となる通信用の時間スロットを用いるスペクトラム拡散時分割ユーザ装置であって、
符号化複合トランスポートチャネル（ＣＣＴｒＣＨ）ごとのダウンリンクを受信するように構成されたアンテナと、
送信電力制御（ＴＰＣ）コマンドを送信するように構成された送信電力計算装置であって、ＣＣＴｒＣＨ全体に対して１つのＴＰＣコマンドを送信するように構成され、該ＴＰＣコマンドは、同じＣＣＴｒＣＨに属する全ての時間スロットにおける信号対雑音比の平均に対応すること、
前記受信したＣＣＴｒＣＨの各時間スロットごとのダウンリンク干渉信号符号電力（ＩＳＣＰ）測定を実行し、前記ＩＳＣＰの測定値を基地局に送信するように構成された干渉電力測定装置とを備え、
前記アンテナは、前記ＩＳＣＰの測定値の送信および前記全体のＣＣＴｒＣＨに対するＴＰＣコマンドに応じて、各ダウリンクＣＣＴｒＣＨの時間スロットについて個々の送信電力レベルを有するダウンリンクＣＣＴｒＣＨ通信を受信するように構成されていることを特徴とするユーザ装置。
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