JPH11508432A - 拡散スペクトル通信システムにおける電力制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 拡散スペクトル通信システム９００における電力制御は、獲得された悪品質フレーム数に基づいて電力制御閾値の段階的低減寸法を動的に調整することにより行われる。閾値の段階的低減寸法は、システム８００により検出されるフレーム抹消量に依存して増減される。さらに、フルレート・フレームまたはサブレート・フレーム品質を用いて、電力制御閾値の段階的低減寸法を動的に調整する。

Description

【発明の詳細な説明】 拡散スペクトル通信システムにおける電力制御 方法および装置 技術分野 本発明は、一般に拡散スペクトル通信システムに関し、特に拡散スペクトル通 信システムにおける電力制御に関する。 関連の発明 本発明は、１９９６年３月１５日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された出 願番号第０８／６１６，７９７号「Ｍethod and Ａpparatus for Ｐower Ｃontr ol in a Ｃommunication Ｓystem」に関連する。 発明の背景 通信システムは、遠隔ユニットの送信エネルギを制御する電力制御方法を採用 することが知られている。電力制御を採用するこのような通信システムの１つに 、拡散スペクトル通信システムがある。拡散スペクトル・システムにお ける電力制御には２つの主な機能がある。第１に、拡散スペクトル・システム内 の各遠隔ユニットの信号は、通常同じ周波数内で送られるので、被受信信号に関 わるノイズの大半（これは、ノイズ密度当たりのビット・エネルギ、すなわち情 報ビット当たりのエネルギとノイズ・スペクトル密度の比として定義されるＥ_b/ Ｎ₀に反比例する）は、他の遠隔ユニットの送信に帰することができる。ノイズ の強度は、他の遠隔ユニットの各送信の被受信信号電力に直接関連する。そのた め、遠隔ユニットは、可能な限りの最低電力レベルで送信すると有益である。第 ２に、送信がほぼ同じ電力レベルで基地局に受信されるようにすべての遠隔ユニ ットの電力を動的に調整することが望ましい。これを行うには、最も近い送信機 がその電力を、最も遠い送信機の電力に比べて８０dＢも下げることは必要にな る。 符号分割多重接続（ＣＤＭＡ:code-division ｍultiple-access）通信システ ムにおいて逆方向チャネル電力を制御するための現在の方法は、本明細書に参考 文献として含まれる、米国電子工業会／電気通信工業会暫定規準９５（ＴＩＡ/ ＥＩＡ/ＩＳ-９５）の「Ｃellular Ｓystem Ｒemote unit-Ｂase Ｓtation Ｃom patibility Ｓtandard」に説明される。（ＥＩＡ/ＴＩＡの連絡先は２００１Ｐe nnsylvania Ａve．ＮＷ Ｗashington ＤＣ ２０００６）。ＴＩＡ/ＥＩＡ/ＩＳ- ９５に説明されるように、電力制御グループは、遠隔ユニットから送信され、基 地局により受信される。 基地局は、電力制御グループのエネルギを閾値と比較して、電力調整コマンドを 遠隔ユニットに送信することにより、比較に応じて電力を増減するよう遠隔ユニ ットに命令する。このアルゴリズムにより、遠隔ユニットが充分に高い電力レベ ルで送信していない長期にわたるフレーム・エラーに閾値レベルが貢献しないこ とが保証されるが、遠隔ユニットの電力レベルは長期間にわたり必要以上に高く なって、不必要にシステム・ノイズに貢献することがある。 かくして、電力制御閾値の段階的低減寸法を動的に調整することにより、ＣＤ ＭＡシステム内のノイズを削減する必要がある。 図面の簡単な説明 第１図は、本発明を利用することのできる基地局受信機の好適な実施例のブロ ック図である。 第２図は、本発明を利用することのできる基地局送信機の好適な実施例のブロ ック図である。 第３図は、本発明の好適な実施例による逆方向チャネル電力を制御する装置で ある。 第４図は、本発明の好適な実施例により逆方向チャネル電力を制御する流れ図 である。 第５図は、本発明の好適な実施例による瞬間的閾値の時間領域図である。 第６図は、本発明の代替実施例による逆方向チャネル電力を制御する装置であ る。 第７図は、本発明の好適な実施例による通信システムを示す。 第８図は、本発明の好適な実施例によるソフト・ハンドオフ中の逆方向チャネ ル電力を制御する装置を示す。 好適な実施例の説明 本発明は、悪品質フレームの獲得数に基づいて、電力制御閾値の段階的低減寸 法を動的に調整することにより上記の問題に対処する。閾値の段階的低減寸法は 、システムにより検出されるフレーム抹消量に依存して増減される。 一般に、本発明は、閾値の段階的低減寸法を調整する段階によって構成される 、通信システムにおける電力制御法を実現する。 本発明の別の局面は、複数のフレームを受信する段階と複数のフレームを記憶 する段階とによって構成される、拡散スペクトル通信システムにおける電力制御 法を実現する。記憶される複数のフレーム内に存在する悪品質フレームの数量が 判定され、閾値の段階的低減寸法がその判定に基づいて作成される。 本発明の別の局面は、フルレート・フレームを受信する段階と、サブレート・ フレームを受信する段階とによって 構成される、拡散スペクトル通信システムにおける電力制御法を実現する。フル レートおよびサブレート悪品質フレームの数量が判定され、閾値の段階的低減寸 法はその判定された数量に基づいて決定される。 本発明の別の局面は、閾値の段階的低減寸法を調整する積分器によって構成さ れる、拡散スペクトル通信システムにおける電力制御を行う装置を実現する。 本発明の別の局面は、拡散スペクトル通信システムにおける電力制御を行う装 置であって、複数のフレームを受信する受信機と、受信機に結合され複数のフレ ームを記憶するフィルタと、フィルタに結合され複数の記憶されたフレーム属性 内に存在する悪品質フレームの数量を判定する比較器と、比較器に結合されて、 悪品質フレームの判定に基づいて閾値の段階的低減寸法を調整する積分器とによ って構成される装置を実現する。 本発明のさらに別の局面は、通信システムにおいて電力制御を行う方法であっ て、遠隔ユニットにより送信された第１信号を第１基地局において受信する段階 と、遠隔ユニットにより送信された第２信号を第２基地局において受信する段階 とによって構成される方法を実現する。これらの信号は合成され、遠隔ユニット の電力は合成された信号に基づいて調整される。 最後に、本発明の別の局面は、拡散スペクトル通信システムにおいて電力制御 を行う装置であって、第１基地局と、 第２基地局と、第１および第２基地局に結合され、被合成信号を生成するる中央 基地局コントローラ（ＣＢＳＣ:centralized base station controller）と、第 １基地局に結合されて被合成信号を受信し、受信された被合成信号に基づいて遠 隔ユニットに電力を供給するソフト・ハンドオフ・スイッチとによって構成され る装置を実現する。 第１図は、遠隔ユニットにより送信される電力制御グループを受信する基地局 受信機１００の好適な実施例のブロック図である。直交暗号化された拡散スペク トル・デジタル信号１３０は、受信アンテナ１３１により受信され、受信機１３ ２により増幅されてから、同相成分１４０および直角位相成分１３８に拡散解除 および復調１３６される。次に、拡散解除デジタル・サンプルの成分１３８，１ ４０は、サンプリングされた信号の所定長グループ（たとえば６４サンプル長グ ループ）に分別され、これらは高速アダマール変換器１４２，１４４の形の直交 デコーダに個別に入力され、ここで直交暗号化信号成分は拡散解除されて、それ ぞれ複数の拡散解除信号成分１４６，１６０を生成する（たとえば、６４個のサ ンプル長グループが入力されると、６４個の拡散解除信号が生成される）。さら に各変換器出力信号１４６，１６０は、互いに直交する１組のコード内からそれ ぞれ特定の直交コードを識別する関連のウォルシュ指標符号を有する（たとえば ６４個のサンプル長グループが入力された場合は、６ビット長の指標データ符号 を変換器の出力信号に関連させることができ、これは変換器出力信号が対応する 特定の６４ビット長直交コードを示す）。受信機１００の各分岐から得た信号１ ５６の各グループ内で同じウォルシュ指標を有するエネルギ値が加算器１６４に おいて加算されて、加算されたエネルギ値１６６のグループとなる。被加算エネ ルギ値１６６のグループ内の指標iを有するエネルギ値は、被加算エネルギ値１ ６６のグループを生成するサンプリングされた信号のグループがi番目のウォル シュ指標に対応する信頼性の尺度に対応する。関連の指標をもつ被加算エネルギ 値のグループは、次にソフト決定数値発生器１６８に送られ、ここで暗号化され た各データ・ビットの１つの数値が決定されて、それにより１組の集合ソフト決 定データ１７０が生成される。集合ソフト決定データ１７０は、次にデインター リーバ１７２により挟み込みが解除されて、デコーダ１７６により最終的な最大 確率が解読される。 第２図は、遠隔ユニットに電力調整コマンドを送信するＣＤＭＡ送信機２００ の好適な実施例のブロック図である。好適な実施例においては、電力調整コマン ドは「０」ビットが遠隔ユニットに対して平均出力電力レベルを上げるよう指示 し、「１」ビットが遠隔ユニットに対して平均出力電力レベルを下げるよう指示 する電力制御ビットである。送信機２００は、好ましくは、ＴＩＡ/ＥＩＡ/ＩＳ -９５Ａにより定義されるような送信機である。送信機２００は、畳込みエ ンコーダ２１２，インターリーバ２１６，直交エンコーダ２２０，変調器２２４ ，上方変換器２２８およびアンテナ２２９を具備する。 動作中は、信号２１０（トラフィック・チャネル・データ・ビット）が特定の ビット速度（たとえば毎秒９．６kビット）で畳込みエンコーダ２１２により受 信される。入力されたトラフィック・チャネル・データ２１０ビットは、通常、 ボコーダによりデータに変換された音声，純粋なデータまたはこれら２種類のデ ータの組み合わせを備える。畳込みエンコーダ２１２は、入力データ・ビット２ １０を一定の暗号化速度で、データ符号に暗号化する。このとき、後でデータ符 号をデータ・ビットに最大確率解読することを容易にするアルゴリズム（たとえ ば畳込みまたはブロック・コード化アルゴリズム）を用いる。たとえば、畳込み エンコーダ２１２は、１つのデータ・ビットを２つのデータ符号にする一定の暗 号化速度において入力データ・ビット２１０（毎秒９．６kビットの速度で受信 される）を暗号化し、畳込みエンコーダ２１２は１９．２k符号／秒の速度でデ ータ符号２１４を出力する。 データ符号２１４は、次にインターリーバ２１６に入力される。インターリー バ２１６は、符号レベルで入力データ符号２１４を挟み込む。インターリーバ２ １６において、データ符号２１４は、データ符号２１４の所定の寸法ブロックを 定義する数列に個別に入力される。データ符号２１ ４は、行列を列毎に埋めるように行列内の位置に入力される。データ符号２１４ は、行列が行毎に空になるように行列内の位置から個別に出力される。通常、こ の行列は列の数と等しい行の数を有する正方行列であるが、他の行列形態を選ん で、連続的に入力される挟み込まれないデータ符号間の出力挟み込み距離を大き くすることもできる。挟み込まれたデータ符号２１８は、入力されたのと同じデ ータ符号速度（たとえば１９．２k符号／秒）でインターリーバ２１６により出 力される。行列により定義されるデータ符号のブロックの所定寸法は、所定長の 送信ブロック内に所定の符号速度で送信することのできるデータ符号の最大数か ら導かれる。たとえば、送信ブロックの所定長が２０ミリ秒の場合、データ符号 ブロックの所定寸法は１９．２k符号／秒ｘ２０ミリ秒で、３８４データ符号と なり、１６ｘ２４の行列を定義する。 挟み込まれたデータ符号２１８は、直交エンコーダ２２０に入力される。直交 エンコーダ２２０は、直交コード（たとえば６４数ウォルシュ・コード）を挟み 込まれスクランブルされたデータ符号２１８の各々にモジューロ２加算する。た とえば、６４数直交暗号化において、挟み込まれスクランブルされたデータ符号 ２１８は、それぞれ６４符号直交コードまたはその逆数により置き換えられる。 これら６４個の直交コードは、好ましくは、６４ｘ６４アダマール行列からのウ ォルシュ・コードに対応し、このとき ウォルシュ・コードは行列の１行または１列である。直交エンコーダ２２０は、 一定の符号速度（たとえば１９．２k符号／秒）で入力されたデータ符号２１８ に対応するウォルシュ・コードまたはその逆数２２２を繰り返し出力する。 ウォルシュ・コード２２２のシーケンスは、変調器２２４により通信チャネル での送信のために準備される。拡散コードは、符号の特定ユーザ用シーケンスま たは一意的ユーザ・コードで、一定のチップ速度（たとえば１．２２８Ｍチップ ／秒）で出力される。さらにユーザ・コード拡散暗号化チップは、１対の短い疑 似乱数コード（すなわちロング・コードに比べて短い）によりスクランブルされ て、ＩチャネルおよびＱチャネル・コード拡散シーケンスを生成する。Ｉチャネ ルおよびＱチャネル・コード拡散シーケンスは、１つのシヌソイドの電力レベル 制御を駆動することにより、直角位相対のシヌソイドを二相変調するために用い られる。このシヌソイド出力信号が合計され、帯域通過濾波され、ＲＦ周波数に 変形され、増幅され、上方変換器２２８を介して濾波され、アンテナ２２９によ り放出されて、チャネル・データ・ビット２１０の送信が完了する。 第３図は、本発明の好適な実施例により逆方向チャネル電力を制御する装置３ ００を示す。装置３００は、有限衝撃応答（ＦＩＲ:finite impuse response） フィルタ３０１，比較器３０３，論理ユニット３０５，スイッチ３１５，積分器 ３０９，瞬間閾値計算器３１１，累算器３０７およ び比較ユニット３１７によって構成される。装置３００の動作は、次のように行 われる：フルレート・フレーム品質情報（ＦＱＩ:frame quality information） がＦＩＲフィルタ３０１に入る。ＦＩＲフィルタ３０１は、「先入れ先出し」バ ッファを用いて、Ｎ個のフルレート・フレーム属性の各々を記憶し、これには好 適な実施例においては、フレーム品質情報が含まれる。この実施例においては、 フレーム速度情報が判定不能な場合は、速度判定可能な最新のフレームからの速 度情報を用いて、現在のフレームをフルレート・フレームと分類するかサブレー ト・フレームと分類すべきかを決定する。ＦＩＲフィルタ３０１に入る「最も新 しい」フルレート・フレームの品質値が、「最も古い」フルレート・フレームの 品質値と置き換わる。好適な実施例においては、Ｎ＝３２０である。ＦＩＲフィ ルタ３０１は、そのバッファ内に存在する複数個の悪品質フレームを比較器３０ ３に出力する。比較器３０３は、ＦＩＲフィルタ３０１内に存在する悪品質フレ ームの数を、目標値と比較する。目標値は、所望の動作ＦＥＲから決定される。 ＦＩＲフィルタ３０１内に存在するフレーム数とＦＥＲ値との関係は次のように なる： ＦＥＲ＝（バッファ内の悪品質フレーム数）／（バッファ寸法）。 そのため、目標ＦＥＲに関するフレームの目標数は単純に： （バッファ寸法）＊（目標ＦＥＲ）＝（目標値）となる。 続いて、目標値とＦＩＲフィルタ３０１内に存在する悪品質フレームの現在の 数との差が、比較器３０３から出力され、論理ユニット３０５に入力される。論 理ユニット３０５は、閾値の段階的低減寸法を修正するために用いられる段階的 低減寸法調整値を設定するある値（好適な実施例では１，０または−１）を決定 する。これは、目標値がＦＩＲフィルタ３０１内に存在する悪品質フレームの現 在の数よりも大きい場合は段階的低減寸法調整値を「１」に、悪品質フレームの 現在の数よりも目標値が小さい場合は「−１」に設定することにより行われる。 目標値とＦＩＲフィルタ３０１内に存在する悪品質フレームの現在の値との差が ゼロの場合は、段階的低減調整寸法はゼロに設定される。段階的低減寸法調整値 は、論理ユニット３０５から出力され、スイッチ３１５に入る。 スイッチ３１５は、通常ゼロ値を入力として有するが、開となって、「n」個 の段階的低減寸法調整値が送られるたびに１回、段階的低減寸法調整値を受け取 る。好適な実施例においては、「n」＝７５である。次にスイッチ３１５は、そ の入力値を積分器３０９に出力する。単純に言うと、スイッチ３１５の動作は、 それに送られた７５の段階的低減寸法調整値の各々に関して、７４回はゼロ値を 積分器３０９に伝え、７５回に１回だけ、段階的低減寸法調整値が送られると、 段階的低減寸法調整値を伝えるに過ぎない。 続いて、遠隔ユニットから送信された電力制御グループ に関してn１のウォルシュ符号間隔の成功したウォルシュ符号エネルギが累算器 ３０７に入力される。（好適な実施例においては、n１＝６である）。累算器３ ０７は、遠隔ユニットのエネルギを計算して、この値を比較ユニット３１７に出 力する。フレーム抹消情報が瞬間閾値計算器３１１に入力される。瞬間閾値計算 器３１１は、現在の段階的低減および段階的増加値を利用してフレーム品質情報 に基づき閾値を調整し、その閾値を比較ユニット３１７に出力する。比較ユニッ ト３１７は、電力制御グループ（成功したウォルシュ符号累算器３０７から出力 される）を、閾値（瞬間閾値計算器３０５から出力される）と比較して、比較に 基づき電力制御ビット値を決定する。電力制御ビット値は、次に比較ユニットか ら出力され、遠隔ユニットに送信されて、それに応じて遠隔ユニットに対して電 力を増減するよう命令する。段階的低減寸法を動的に調整することにより、閾値 は最適な動作閾値により迅速に近づく。 第４図は、本発明の好適な実施例により逆方向チャネル電力を制御する流れ図 である。論理の流れは、ＦＩＲフィルタ３０１がフルレート・フレームを受信す る段階４０１で始まる。次の段階４０３において、ＦＩＲフィルタ３０１はバッ ファ内に存在する最も古いフレームの品質情報を被受信フレームの品質情報と置 き換え、（段階４０５において）、バッファ内に存在する悪品質フレームの数を 判定する。段階４０７において、比較器３０３がＦＩＲフィルタ３０１内 に存在する悪品質フレームの数を目標値と比較する。段階４０７において比較器 ３０３が、悪品質フレームの数が目標値よりも大きいと判断すると、（段階４０ ９において）段階的低減調整値は−１に設定され、論理の流れは段階４１９に続 く。段階４０７において、比較器３０３により、悪品質フレームの数が目標値よ りも大きいことが判定されると、論理の流れは段階４１１に続き、ここで比較器 ３０３により、ＦＩＲフィルタ３０１内に存在する悪品質フレーム数が目標値よ りも小さいか否かが判定され、小さい場合は、段階的低減調整値が＋１に設定さ れ（段階４１３において）、論理の流れは４１９に続く。段階４１１において、 ＦＩＲフィルタ３０１内の悪品質フレーム数が目標値よりも小さくないと判定さ れると、論理の流れは段階４１５に続き、そこで段階的低減調整値はゼロに設定 される。 段階４１９において、スイッチ３１５は、最後の７５個の段階的低減調整値が 送付された間に開となったか（段階的低減寸法を通過させたか）否かを調べる。 スイッチ３１５が、それに送付された最後の７５の段階的低減調整値の間に開と なった場合は、段階４２１において、段階的低減寸法がゼロだけ調整され、論理 の流れは段階４３１に続く。そうでない場合は、段階的低減寸法は段階的低減調 整値だけ調整され（段階４２３）、論理の流れは段階４３１に続く。段階４３１ において、瞬間閾値計算器３１１は、フレーム品質データを得て、（段階４３３ で）フレームが不良 であるか否かを判断する。段階４３３において、瞬間閾値計算器３１１が不良フ ルレート・フレームを受信する場合は、論理の流れは段階４３９に続く。そうで ない場合は、閾値は段階的低減寸法により下方調整され、論理の流れは段階４３ ９に続く。段階４３９において、瞬間閾値計算器３１１は現在の閾値を比較ユニ ット２０３に渡し、論理の流れは段階４１１で終わる。 第５図は、本発明の好適な実施例による瞬間閾値の時間領域図である。第５図 において、Ｅ₀はフレーム抹消が非常に起こりやすい閾値を表す。最適な動作閾 値はＥ₀よりも多少大きい。これは、Ｅoにおける閾値エネルギによりフレーム抹 消が起こりやすいためである。時刻t₀において、閾値エネルギはＥ_oまで下がっ ており、フレーム抹消が基地局により検出されている。基地局は直ちに閾値のエ ネルギを上げて、上記のように動的に調整されるゆっくりとした減衰を始める。 時刻t₁において、閾値エネルギは再びＥ₀になり、もう一度フレーム抹消が起こ り、閾値レベルを上げる。閾値レベルの減衰の間（Ｅ₀に到達する前）、基地局 により別のフレーム抹消が（時刻t₂において）検出され、閾値レベルは再び上が る。第５図から明らかなように、所望のエネルギに達する減衰時間は、従来の方 法（破線）と比べて実質的に短縮される。 多くの場合、ＦＩＲフィルタ３０１による獲得がフルレートにおいて起こるか 、あるいはサブレートにおいて起こる かにより、ＦＩＲフィルタ３０１内に異なる目標値を有することが望ましい。第 ６図は、本発明の好適な実施例による、逆方向チャネル電力を制御する装置６０ ０を示す。この実施例では、サブレート・レッグに関して瞬間閾値計算器６１１ に対する第２入力を利用する。装置６００は、第１ＦＩＲフィルタ３０１，第２ ＦＩＲフィルタ６０７，第１比較器３０３，第２比較器６０９，第１論理ユニッ ト３０５，第２論理ユニット６１３，第１スイッチ３１５，第２スイッチ６１５ ，第１積分器３０９，第２積分器６１７，瞬間閾値計算器６１１，累算器３０７ および比較ユニット３１７によって構成される。装置６００の動作は次のように 行われる：フルレート・フレーム品質情報がＦＩＲフィルタ３０１に入り、サブ レート・フレーム品質情報がＦＩＲフィルタ６０７に入る。ＦＩＲフィルタ３０ １または６０７は、「先入れ先出し」バッファを用いてＮフレームの品質情報を 記憶する。これは、好適な実施例においては、フレーム品質情報を備える。ＦＩ Ｒフィルタ３０１または６０７に入るフレーム品質情報は、ＦＩＲフィルタ３０ １または６０７の「最も古い」フレームの品質情報を置き換える。好適な実施例 においては、Ｎ＝３２０である。ＦＩＲフィルタ３０１または６０７は、バッフ ァ内に存在する複数個の悪品質フレームを第１比較器３０３と第２比較器６０９ とにそれぞれ出力する。比較器３０３，６０９は、ＦＩＲフィルタ３０１または ６０７内に存在する悪品質フレームの数を、目標値 と比較する。代替の実施例においては、フルレートＦＩＲフィルタ３０１に関す る目標値は、サブレートＦＩＲフィルタ６０７の目標値とは異なるが、これはサ ブレートＦＩＲフィルタ６０７に関してフレーム抹消速度（ＦＥＲ）を上げるこ とが望ましいからである。 続いて、目標値とＦＩＲフィルタ３０１または６０７内に存在する悪品質フレ ームの現在の数との差が比較器３０３，６０９から出力されて、論理ユニット３ ０５と論理ユニット６１３とにそれぞれ入力される。論理ユニット３０５，６１ ３は、段階的低減寸法調整値を設定する値（好適な実施例においては、１，０ま たは−１）を決定し、これが閾値の段階的低減寸法を修正するために用いられる 。これは、目標値とＦＩＲフィルタ３０１または６０７内に存在する悪品質フレ ームの現在の数との差がそれぞれのＦＩＲフィルタ３０１または６０７内に存在 する目標値よりも（それぞれ）小さいあるいは大きい場合に、段階的低減寸法調 整値を＋１または−１に設定することにより行われる。目標値とＦＩＲフィルタ ３０１または６０７内に存在する悪品質フレームの現在の数との差がゼロの場合 は、段階的低減調整値寸法は、ゼロに設定される。段階的低減調整値は論理ユニ ット３０５，６１３から出力されて第１スイッチ３１５および第２スイッチ６１ ５にそれぞれ入る。 スイッチ３１５，６１５は通常、入力としてゼロ値を有するが、開となって「 n」個の段階的低減調整値が送付され るたびに一度段階的低減寸法調整値を受信する。好適な実施例においては、「n 」＝７５である。スイッチ３１５，６１５は次にその入力値を積分器３０９およ び積分器６１７にそれぞれ出力する。積分器３０９，６１７は、値（０，＋１ま たは−１）により段階的低減寸法を調整して、調整された段階的低減寸法を瞬間 閾値計算器３１１に出力する。 続いて、遠隔ユニットから送信されるウォルシュ符号エネルギが累算器３０７ に入力される。累算器３０７は、遠隔ユニットのエネルギを計算し、この値を比 較ユニット３１７に出力する。フレーム抹消および速度情報が瞬間閾値計算器６ １１に入力される。瞬間閾値計算器６１１は、システムが現在フルレート・フレ ームを受信しているかサブレート・フレームを受信しているかを判断し、対応す るフルレートまたはサブレートの段階的低減寸法を選択する。次に瞬間閾値計算 器は、現在の段階的低減および増大寸法値を利用してフレーム抹消情報に基づい て閾値を調整し、その閾値を比較ユニット３１７に出力する。比較ユニット３１ ７は、遠隔ユニットのエネルギ（累算器３０７から出力される）を閾値（瞬間閾 値計算器３０５から出力される）と比較して、この比較に基づいて電力制御ビッ ト値を決定する。次に、電力制御ビット値は比較ユニットから出力され、遠隔ユ ニットに送信されて、相応に電力を増減することを遠隔ユニットに命令する。段 階的低減寸法を動的に調整することにより、閾値は最適な動作閾値により迅速に 近 づく。また、従来技術による電力制御方法には減衰時間があり、この時間はサブ レート・フレームの間に閾値を下げることができないために長引く。これは、閾 値を下げると移動局により（フルレート・フレームの）送信が再開されると、１ つ以上の連続する不良フルレート・フレームが起こることがあるためである。す なわち、状況が許せばサブレート・フレーム送信中に、フルレート送信が再開さ れたときに、１つ以上のフルレート・フレームが充分な品質をもたずに受信され る（不良フルレート・フレーム）可能性があるようなレベルにまで、閾値を下げ ることもある。これは、移動局の送信電力が対応してあまりに低いレベルまで下 がることになるためである。従来技術やフルレート・フレーム情報のみに基づく 以前の適応段階的低減寸法方法に対する更なる利点は、サブレート・フレーム中 でも閾値を減衰することができることである。これは所望のフルレート悪品質速 度に対応する閾値を制御することによりサブレートの悪品質速度を設定するから である。この場合も、サブレート・フレーム品質情報を用いてサブレート・フレ ーム送信中に閾値を制御するのでこれが可能になる。 第７図は、本発明の好適な実施例による通信システム７００を示す。通信シス テム７００は、各サービス・カバレージ・エリアそれぞれ７０１，７１１を有す る基地局７０１，７０５と、中央基地局コントローラ（ＣＢＳＣ）７０９と、通 信ユニット７１３とを具備する。逆方向チャネル電 力を制御する装置６００（第６図参照）は、基地局７０１，７０５およびＣＢＳ Ｃ７０９に内蔵される。図示されるように、通信ユニット７１３は、アップリン ク通信信号７１９を介して対応する基地局７０１と通信中であり、対応する基地 局７０１はダウンリンク通信信号７１６を介して通信ユニット７１３と通信中で ある。同様に、通信ユニット７１３は、アップリンク通信信号７２５を介して基 地局７０５と通信中であり、基地局７０５はダウンリンク通信信号７２３を介し て通信ユニット７１３と通信中である。ＣＢＳＣ７０９は、対応する基地局７０ １および基地局７０５の両方に適宜に結合される。 ソフト・ハンドオフ（ＳＨＯ:soft hand-off）（通信ユニット７１３が両基地 局７０１，７０５と通信している）の間は、ＣＢＳＣ７０９はアップリンク通信 信号７１９とアップリンク通信信号７２５の両方を介して遠隔ユニットの通信ユ ニットを受信する。次にＣＢＳＣ７０９は、これもアップリンク送信に含まれる 品質および速度情報に基づいて最良の品質フレームを選択する選択機能を実行す る。選択後ダイバーシチの利点により、ＣＢＳＣ７０９における通信ユニット７ １３のＦＥＲ（ＦＥＲ_CBSC）は、対応基地局７０１における通信ユニット７１３ のＦＥＲ（ＦＥＲ₁）と基地局７０５における通信ユニット７１３のＦＥＲ（Ｆ ＥＲ₂）との積をほぼ上界とする。言い換えると： ＦＥＲ_CBSC≦ＦＥＲ₁＊ＦＥＲ₂ となる。 ２つの基地局のＳＨＯ中に、通信レッグ間に送信利得の不均衡がない場合は、 ＣＢＳＣ７０９におけるＦＥＲは０．０１％未満となり、ＳＨＯに参加する最良 の対応基地局（ＩＳ-９５Ａ ＤＳ-ＣＤＭＡにおいては６つまでの基地局が参加 することがある）におけるＦＥＲは１．０％になる。選択後ダイバーシチの利点 は、送信利得の不均衡が大きくなるにつれて小さくなる。ＩＳ-９５Ａ ＤＳ-Ｃ ＤＭＡでは、移動局は、各ＢＴＳの順方向リンクにおいて１．２５ms毎に存在す る符号を区切る電力制御ビットの形で各ＳＨＯリンクから独立の電力制御コマン ドを受信する。移動局は、これらのＰＣＢに基づいて電力を１dＢずつ上げるか 下げるかを選択するためのボーティング法（voting technology）を用いる。両 ＰＣＢが電力の増大を示す場合は、移動局はその送信電力を１dＢだけ上げ、そ うでない場合は１dＢだけ下げる。各ＢＴＳにおけるボーティングと目標閾値と の間の相互作用のために、個別のレッグ・フレーム品質レベル（たとえば、好適 な実施例においては、ＦＥＲを用いる）を所望の目標品質値（たとえば１．０５ のＦＥＲ）より大きくなるように下げて、なおかつ、ポスト・セレクタ品質レベ ルは所望の目標品質レベルより高くなるようにすることがわかる。従って、移動 局の送信電力をさらに下げるために利用することのできるある種の選択後ダイバ ーシチ利点があり、これにより干渉が減り、通信システム全体としての容量が大 きく なり、なおかつソフト・ハンドオフにおいて移動局の所望の目標品質レベルを維 持することができる。 第８図は、ソフト・ハンドオフ中に逆方向チャネル電力を制御する本発明の好 適な実施例による装置８００を示す。装置８００は、ＳＨＯスイッチ８０１とＦ ＩＲフィルタ８０３とによって構成される。ＦＩＲフィルタ８０３は、前述され たＦＩＲフィルタ（たとえばＦＩＲフィルタ３０１または６０７）のうち任意の ものとすることができる。装置８００の動作は次のようになる：ＳＨＯスイッチ ８０１は、入力として、ＣＢＳＣ７０９により受信されるフルレート・フレーム およびサブレート・フレーム品質情報を有する。最良品質フレームに関するフル レート・フレームおよびサブレート・フレーム品質情報は、ＣＢＳＣ７０９にお いて選択機能により決定される。フレームの速度が決定できない場合は、速度を 決めることのできる最新のフレームの速度を代わりに用いる。これは、ＣＢＳＣ ７０９においても、また対応基地局においても適応される。さらにＳＨＯスイッ チ８０１は、入力として、対応基地局７０１により受信されるフルレート・フレ ームおよびサブレート・フレーム品質情報を有する。遠隔ユニット７１３がＳＨ Ｏ状態にあるか否かに関する情報も、ＳＨＯスイッチ８０１に入力される。（移 動局がＳＨＯ状態でない）正常動作中は、ＳＨＯスイッチ８０１は、対応基地局 ７０１からフルレート・フレーム／サブレート・フレーム品質情報を受信する。 遠隔ユニット７１３がＳＨＯ 状態に入ると、ＳＨＯスイッチ８０１はＣＢＳＣ７０９から選択後フルレート・ フレーム／サブレート・フレーム品質情報を受信する。ＦＩＲフィルタ内でＣＢ ＳＣ７０９のフレーム品質情報を対応基地局７０１のフレーム品質情報の代わり に利用すると、所望のＦＥＲ目標値になるまでの段階的低減寸法が一般的に、よ り大きくなる。すなわち、ＣＢＳＣ７０９のフレーム品質レベルが所望の目標品 質レベルに下がるまで段階的低減寸法を大きくすることになる。言い換えると、 遠隔ユニット７１３は送信電力を下げながら、なおかつＣＢＳＣ７０９において １％のＦＥＲを達成することができる。基地局はすべて同じアルゴリズムを用い て、増大ソフト・ハンドオフ状態にはいると所定の段階的低減寸法にリセットす るので、常に同じ段階的低減寸法を有する。 代替の実施例では、ソフト・ハンドオフ中に、各対応基地局７０１における選 択後品質を、ＣＢＳＣ７０９により伝えられるポスト・セレクタ・フレーム品質 および速度情報から上述のＦＩＲフィルタ方法を用いて計算する。導かれたＣＢ ＳＣフレーム品質が所望の品質目標よりよい場合は、各基地局装置の品質目標を ,nフレーム毎に（本実施例ではn＝７５）一定量だけ緩和させる（この実施例で は品質目標はＦＥ目標であり、１だけ大きくする）。同様に、ＣＢＳＣフレーム 品質が所望の品質目標より下がると、ＦＥ目標はnフレーム毎に１だけ下げられ る。対応基地局はすべて、同じアルゴリズムを用いるので、ソフト・ハンドオフ ・リンクを 追加して、各対応基地局が常に同じＦＥ目標値および段階的低減寸法をもつよう にすると、所定の品質目標および段階的低減寸法にリセットすることもある。遠 隔ユニット７１３がソフト・ハンドオフを離れると（１つの基地局のみ）、残り の基地局品質目標は所望の品質目標にリセットされる。 別の実施例は、ＣＢＳＣ７０９においてポスト・セレクタ品質レベルが得られ るまで段階的低減寸法を可変する代わりに、最大許容ダウンリンク閾値レベルを 下げることにより選択後ダイバーシチの利点を利用する。導かれたＣＢＳＣフレ ーム品質が所望の品質目標より良い場合は、各基地局装置に関する最大許容ダウ ンリンク閾値レベルは、nフレーム毎（この例でもnは７５）に一定量だけ（好適 な実施例においては、好適な量は０．２５dＢ）緩和される。同様に、ＣＢＳＣ フレーム品質が所望の品質目標より下がると、最大許容ダウンリンク閾値は（０ ．２５dＢだけ）上がる。対応基地局はすべて同じアルゴリズムを用いるので、 最大ダウンリンク閾値は、各対応基地局が常に同じ最大ダウンリンク閾値レベル を有するようにソフト・ハンドオフを加えると、所定のレベルに設定される。遠 隔ユニット７１３がソフト・ハンドオフ（１つの基地局のみ）を離れると、残り の基地局はの最大ダウンリンク閾値レベルは所望の品質目標にリセットされる。 本発明は、そのより広い局面において、特定の詳細説明，代表的装置および図 示および説明された事例に限定されな い。本発明の範囲または精神から逸脱することなく、上記の仕様に種々の修正お よび変形を加えることができる。たとえば上記の説明は、拡散スペクトル・シス テム内の電力制御を開示するが、この電力制御方法は任意の通信システム（たと えばパーソナル通信システム）内に採用することができる。本発明は、以下の請 求項およびその等価物の範囲に入る限り、これらすべての修正と変形とを包含す るものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 バイヤー，ウィリアム・アール アメリカ合衆国イリノイ州パラチネ、クリ アー・クリーク・ベイ1735

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．通信システムにおける電力制御方法であって、段階的な閾値の低減量を調 整する段階によって構成されることを特徴とする方法。 ２．前記通信システムが符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）通信システムによって 構成される請求項１記載の方法。 ３．遠隔ユニットから受信された品質の劣化したフレームの数を判定して、品 質劣化フレームの決定を行う段階；および 品質劣化フレームの前記決定に基づいて、前記閾値の前記段階的低減量を調整 する段階； によってさらに構成される請求項１記載の方法。 ４．前記閾値を、前記段階的低減量に実質的に等しい量だけ減じて、減少した 閾値を生成する段階；および 遠隔ユニットのウォルシュ符号エネルギを前記減少した閾値と比較する段階； によってさらに構成される請求項３記載の方法。 ５．前記品質劣化フレームの数を判定する前記段階が： 複数のフレームを受信する段階； 前記複数のフレームを記憶して、記憶された複数のフレーム属性を生成する段 階；および 前記記憶された複数のフレーム属性内の品質劣化フレームの数を判定する段階 ； によって構成される請求項３記載の方法。 ６．通信システムにおいて電力制御を行う装置であって、閾値の段階的低減量 を調整する積分器によって構成されることを特徴とする装置。 ７．前記通信システムが符号分割多重接続（ＣＤＭＡ）通信システムによって 構成される請求項６記載の装置。 ８．前記積分器に結合され、遠隔ユニットから受信される品質劣化フレーム数 を判定する比較器によってさらに構成される請求項６記載の装置。 ９．前記積分器に結合され、前記閾値を前記段階的低減量に実質的に等しい量 だけ減じて、減少した閾値を生成する瞬間閾値計算器；および 前記瞬間閾値計算器に結合され、遠隔ユニットのウォルシュ符号エネルギを前 記減少した閾値と比較する比較ユニット； によってさらに構成される請求項８記載の装置。 １０．前記比較ユニットが： 複数のフレームを受信する受信機； 前記受信機に結合され、前記複数のフレームを記憶するフィルタ；および 前記フィルタに結合され、前記フィルタ内に存在する品質劣化フレームの数を 判定する論理ユニット； によって構成される請求項８記載の装置。