非活性時の送受信局の消費電力を節約したスペクトラム拡散通信システム
【課題】スペクトラム拡散通信システムを構成する複数の送受信局の各々、とくにモバイル加入者局ユニットの消費電力をできるだけ小さくする。
【解決手段】非活性状態にある第２の送受信局の初期送信電力レベルを維持するスペクトラム通信システムにおいて、第１の送受信局が上記第２の送受信局からの特定のスペクトラム拡散信号に関連づけられた被選択チップ符号を用いて受信信号を逆拡散し、逆拡散ずみの上記特定の信号の電力レベルを測定する。第２の送受信局は上記非活性状態にある期間中に上記特定のスペクトラム拡散信号を第１の送受信機にときどき送信し、第１の送受信局がそれを受信して通信チャネルの中の雑音電力レベルを測定し、システム送信電力レベルを推算し、それら測定値および推算値を比較し、比較の結果に基づいて電力自動制御（ＡＰＣ）信号を第２の送受信局に送信し、そのＡＰＣ信号に応答して第２の送受信局が初期送信電力レベルを調整する。
【解決手段】非活性状態にある第２の送受信局の初期送信電力レベルを維持するスペクトラム通信システムにおいて、第１の送受信局が上記第２の送受信局からの特定のスペクトラム拡散信号に関連づけられた被選択チップ符号を用いて受信信号を逆拡散し、逆拡散ずみの上記特定の信号の電力レベルを測定する。第２の送受信局は上記非活性状態にある期間中に上記特定のスペクトラム拡散信号を第１の送受信機にときどき送信し、第１の送受信局がそれを受信して通信チャネルの中の雑音電力レベルを測定し、システム送信電力レベルを推算し、それら測定値および推算値を比較し、比較の結果に基づいて電力自動制御（ＡＰＣ）信号を第２の送受信局に送信し、そのＡＰＣ信号に応答して第２の送受信局が初期送信電力レベルを調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は送受信局の各々の非活性時における消費電力を節約したスペクトラム拡散通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ルーラル電話システムや発展途上国における電話システムなど遠隔地として分類される利用者群に高品質の電話通信サービスを提供することが近年課題になってきた。これらの需要の一部は、固定式または移動式の周波数分割多重（ＦＤＭ）システム、周波数多元接続（ＦＤＭＡ）システム、時分割多重（ＴＤＭ）システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割および時分割組合せシステム（ＦＤ／ＴＤＭＡ）、およびこれら以外の陸上移動無線システムなどの無線サービスによって満たされてきた。通常これらの遠隔地電話サービスは、周波数帯域幅またはスペクトル帯域幅容量によって同時並行的にサポートできる数よりも多数の潜在的利用者に対処しなければならない。
【０００３】
これらの制約を考慮して、無線通信の最近の進歩は複数の利用者による同時並行の通信を提供するのに、スペクトラム拡散変調手法を用いている。スペクトラム拡散変調とは、拡散符号信号、すなわち符号発生器で生成され情報データビットまたはシンボル信号の周期よりも短い周期ＴＣの拡散符号信号で情報信号を変調することを意味する。情報信号送信用の搬送波周波数を上記符号信号で変調して周波数ホッピング拡散とすることもでき、また情報データ信号を拡散符号信号に乗算して直接系列拡散（ＤＳ）とすることもできる。スペクトラム拡散変調は、情報信号の送信に必要な帯域幅よりも実質的に大きい帯域幅の信号を生成する。受信機で受信信号を同期復調し逆拡散することによって原情報信号を再生する。受信機の同期復調器は基準信号を用いて逆拡散回路を入力スペクトラム拡散被変調信号に同期させ、搬送波および情報信号を再生する。この基準信号は、情報信号による変調を受けていない拡散符号で構成できる。
【０００４】
無線通信網にスペクトラム拡散変調を用いると、多数の利用者が相互間干渉を最小限に抑えながら同一の周波数帯域を利用できるので多くの利点が得られる。スペクトラム拡散変調は他の干渉源からの影響も低減する。また、同期スペクトラム拡散変調復調手法は、各々が互いに異なる拡散符号でスペクトラム拡散されしかも単一の基準信号のみを利用者に送信する複数メッセージチャネルをその単一の利用者のために設けることによって拡張できる。
【０００５】
多元接続スペクトラム拡散通信システムに伴うもう一つの問題は、利用者の使える電力が限られているために、システム内の利用者の送信電力合計値を減らす必要があることである。スペクトラム拡散システムにおける電力制御の必要性という関連の問題は、一人の利用者のスペクトラム拡散信号がもう一人の利用者の受信機にある電力レベルの雑音として受信されるというスペクトラム拡散システム固有の特性に関係する。したがって、高い信号電力レベルで送信する利用者は、他の利用者の受信に支障を与え得る。また、一方の利用者が他方の利用者の地理的な位置に対して移動する場合は、信号フェージングおよび歪みのために、利用者はその送信電力レベルを信号品質維持のために調整する必要が生ずる。同時に、システムは基地局がすべての利用者から受信する電力を相対的に一定に維持しなければならない。最後に、スペクトラム拡散システムでは同時並行的にサポートできるよりも多い遠隔利用者が発呼する場合があり得るので、最大システム電力レベル到達時に追加の利用者を拒絶する容量管理方法を電力制御システムに用いなければならない。
【０００６】
従来のスペクトラム拡散システムは、受信信号を計測して適応電力制御（ＡＰＣ）信号を遠隔利用者に送信する基地局を用いている。遠隔利用者はＡＰＣ信号に応答する自動利得制御（ＡＧＣ）回路を備える送信機を有する。そのシステムにおいては、基地局はシステム全体の電力の総計または各利用者からの電力を監視し、その結果に応じてＡＰＣ信号を設定する。この開ループシステム性能は、遠隔利用者が基地局から受信した信号電力の測定を行い、ＡＰＣ信号を基地局に返送して閉ループ電力制御方法を行うことによって向上し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＵＳＰ ５ ２６５ １１９
【特許文献２】特開平５−２４４０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、これらの電力制御システムにはいくつかの欠点がある。第１に、基地局は複雑な電力制御アルゴリズムを実行する必要があり、その結果、基地局におけるデータ処理量が増加する。第２に、システムは実際にいくつかの種類の電力変動、すなわち利用者数の変動によって生じる雑音電力の変動および特定のベアラチャネルの受信信号電力の変動を受ける。これらの変動は互いに異なる頻度で発生するので、上記２つの種類の変化の一方だけを補償するために簡単な電力制御アルゴリズムを最適化できる。最後に、これらの電力アルゴリズムはシステムの電力総量を比較的高レベルに駆動する傾向がある。したがって、ベアラチャネル電力レベルの変動に迅速に応答し、同時に利用者数の変動に応答してすべての利用者の送信電力を調整するスペクトラム拡散電力制御方法が必要になっている。
【０００９】
また、個々の遠隔受信機において十分なＢＥＲを維持しながらシステムの電力総量を最小限に抑える閉ループ電力制御システムを用いた改良型スペクトラム拡散通信システムが必要になっている。さらに、このようなシステムは、遠隔利用者の初期送信電力レベルを制御し、全システム容量を管理しなければならない。
【００１０】
この発明の目的は、スペクトラム拡散通信システムを構成する複数の送受信局の非活性時における消費電力をできるだけ低いレベルに維持することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、スペクトラム拡散通信システムの無線搬送波局（ＲＣＳ）および一群の加入者局ユニット（ＳＵ）のための閉ループ自動電力制御（ＡＰＣ）のためのシステムおよび方法を含む。ＳＵはスペクトラム拡散信号を送信し、ＲＣＳはスペクトラム拡散信号を捕捉し、ＲＣＳはスペクトラム拡散信号および雑音などあらゆる干渉信号の受信電力レベルを検出する。ＡＰＣシステムはＲＣＳおよび複数のＳＵを有し、ＲＣＳは複数の順方向チャネル情報信号を各順方向送信電力レベルを有する複数の順方向チャネルスペクトラム拡散信号としてＳＵに送信し、各ＳＵは各逆方向送信電力レベルを有する少なくとも一つの逆方向スペクトラム拡散信号および逆方向チャネル情報信号を有する少なくとも一つの逆方向チャネルスペクトラム拡散信号を基地局に送信する。
【００１２】
ＡＰＣは順方向電力自動制御（ＡＦＰＣ）システムと、逆方向電力自動制御（ＡＲＰＣ）システムとを有する。ＡＦＰＣは、各ＳＵにおいて順方向チャネル情報信号それぞれの順方向ＳＮ比を測定する過程と、順方向ＳＮ比それぞれと所定のＳＮ比値との間の順方向誤差の測定値を含むそれぞれの順方向チャネル誤差信号を発生する過程とを含む。順方向チャネル誤差信号はチャネル内の非相関雑音の測定値も含む。それぞれの順方向チャネル誤差信号をそれぞれの逆方向チャネル情報信号の一部としてＳＵから送信する。ＲＣＳは逆方向チャネル情報信号を受信するとともに逆方向チャネル情報信号から順方向チャネル誤差信号を抽出するための複数のＡＦＰＣ受信機を有する。また、ＲＣＳはそれぞれの順方向誤差信号にそれぞれ応答する順方向スペクトラム拡散信号各々の順方向送信電力レベルを調整する。
【００１３】
ＲＣＳ内のＡＲＰＣシステムの部分は、逆方向チャネル情報信号の各々の逆方向チャネルＳＮ比を測定し、逆方向チャネルＳＮ比それぞれと所定のＳＮ比値との間の誤差の測定値を含む逆方向チャネル誤差信号それぞれを生成する。その逆方向チャネル誤差信号はそのチャネルにおける非相関雑音の測定値も含む。ＲＣＳは逆方向チャネル誤差信号それぞれを順方向チャネル情報信号それぞれの一部として送信する。各ＳＵは、順方向チャネル情報信号を受信するとともに逆方向誤差信号それぞれを順方向チャネル情報信号から抽出し、逆方向誤差信号それぞれに応答して逆方向スペクトラム拡散信号それぞれの逆方向送信電力レベルを調整するＡＲＰＣ受信機を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、各送受信局の非活性時における消費電力を最小に抑えたスペクトラム拡散通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による符号分割多元接続通信システムのブロック図である。
【図２】本発明の維持電力制御アルゴリズムの例の流れ図である。
【図３】本発明の順方向電力自動制御アルゴリズムの例の流れ図である。
【図４】本発明の逆方向電力自動制御アルゴリズムの例の流れ図である。
【図５】ベアラチャネルの確立時の本発明の閉ループ電力制御システムの例のブロック図である。
【図６】ベアラチャネルの確立の過程における本発明の閉ループ電力制御システムの例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のシステムは、一つ以上の基地局と複数の遠隔加入者ユニットとの間の無線リンクを用いて加入回線電話サービス、すなわち地域集団電話サービスを提供する。実施例においては無線リンクを固定加入者ユニット（ＦＳＵ）と交信する基地局について説明するが、このシステムはＦＳＵおよび移動加入者ユニット（ＭＳＵ）の両方への無線リンクを有する複数の基地局を含むシステムにも同様に適用できる。したがって遠隔加入者ユニットをこの明細書では加入者ユニット（ＳＵ）と呼ぶ。
【００１７】
図１を参照すると、基地局（ＢＳ）１０１は加入者線交換機（ＬＥ）１０３または構内交換機（ＰＢＸ）など上記以外の電話網交換インタフェースに呼接続を提供するものであり、無線搬送波局（ＲＣＳ）１０４を有する。一つ以上のＲＣＳ１０４、１０５および１１０がリンク１３１、１３２、１３７、１３８および１３９経由で無線分配ユニット（ＲＤＵ）１０２に接続され、ＲＤＵ１０２が電話会社局線１４１、１４２および１５０経由で呼設定信号、制御信号および情報信号の送受信によってＬＥ１０３とインタフェースを形成する。ＳＵ１１６および１１９は無線リンク１６１、１６２、１６３、１６４および１６５経由でＲＣＳ１０４と交信する。代替的実施例では、いくつかのＳＵと機能的にＲＣＳと同等の「主」ＳＵとを有する。その実施例では、市内電話網への接続はあってもなくても差し支えない。
【００１８】
この実施例は送受信スペクトラム拡散チャネルに搬送波を中心として互いに異なるスペクトラム拡散帯域幅を用いているが、本発明の手法は送信チャネル用に複数のスペクトラム拡散帯域幅を用い受信チャネル用に複数のスペクトラム拡散帯域幅を用いたシステムにも容易に拡張できる。スペクトラム拡散通信システムは一方の利用者の送信が他方の利用者の逆拡散受信機には雑音に見える本来の特徴を有するので、実施例では送信経路チャネルおよび受信経路チャネルの両方に同じスペクトラム拡散チャネルを用いることもできる。換言すると、アップリンクおよびダウンリンク伝送に同一の周波数帯域を用いることができる。本発明の実施例は、周波数を隣接させる必要のない複数スペクトラム拡散チャネルを用いることもできる。この実施例では、アップリンク、ダウンリンクまたはアップリンクおよびダウンリンクの両方にどのチャネルでも使うことができる。
【００１９】
実施例では、スペクトラム拡散ずみ２進シンボル情報をナイキストパルス成形付きの直交位相偏移（ＱＰＳＫ）変調により無線リンク１６１乃至１６５経由で送信する。オフセットＱＰＳＫ（ＯＱＰＳＫ）および最小偏移（ＭＳＫ）、ガウス位相偏移（ＧＰＳＫ）、Ｍ次位相偏移（ＭＰＳＫ）など上記以外の変調手法を用いることもできる。
【００２０】
ＲＣＳまたはＳＵの内部のＣＤＭＡ復調器は、マルチパス伝搬効果の解消または利用に適切な処理で信号を逆拡散する。受信電力レベルに関するパラメータを用いて自動電力制御（ＡＰＣ）情報を発生し、この情報を通信リンクの他端に送信する。ＡＰＣ情報は順方向電力自動制御（ＡＦＰＣ）リンクおよび逆方向電力自動制御（ＡＲＰＣ）リンクの送信電力を制御するのに用いる。さらに、各ＲＣＳ１０４、１０５、１１０は、ＡＰＣと同様に保守電力制御（ＭＰＣ）を実行して各ＳＵ１１１、１１２、１１５、１１７、１１８の初期送信電力を調整することができる。復調は、パイロット信号が位相基準を設定するコヒーレント復調である。
【００２１】
ＲＣＳ１０４とＳＵ１１１、１１２、１１５、１１７および１１８との間の無線インタフェースの送信電力レベルは二つの互いに異なる閉ループ電力制御方法を用いて制御する。順方向電力自動制御（ＡＦＰＣ）方法がダウンリンク送信電力レベルを決定し、逆方向電力自動制御（ＡＲＰＣ）方法がアップリンク送信電力レベルを決定する。例えばＳＵ１１１およびＲＣＳ１０４が電力制御情報を転送する論理制御チャネルは、最低１６KHｚの更新レートで動作する。上記以外の実施例では、例えば６４KHｚなど上記よりも速いまたは遅い更新レートを用いる。これらのアルゴリズムは、利用者送信電力が許容可能なビット誤り率（ＢＥＲ）を維持し、節電のためにシステム電力を最低限に維持し、ＲＣＳ１０４におけるＳＵ１１１、１１２、１１５、１１７および１１８からの受信電力レベルすべてをほぼ等しいレベルに維持することを確実にする。
【００２２】
また、このシステムはＳＵの非活性状態の期間中にオプションの維持電力制御方法を用いる。電力節約のためにＳＵ１１１が非活性状態または電源オフの状態にあるとき、このユニットはＲＣＳ１０４からの維持電力制御信号に応答して初期送信電力レベル設定を調整するようにときどき活性化する。維持電力制御信号は、ＳＵ１１１の受信電力レベルおよび現在のシステム電力レベルの測定および所要初期送信電力の計算によってＲＣＳ１０４が算定する。この方法は通信開始時のＳＵ１１１のチャネル捕捉時間を短縮する。また、この方法はＳＵ１１１の送信電力レベルが高くなりすぎたり、閉ループ電力制御が送信電力をそのチャネル内の他のメッセージトラフィックに適切なレベルに調節する前の初期送信期間中に他のチャネルに干渉したりすることを防ぐ。
【００２３】
ＲＣＳ１０４は、これに限られるわけではないが、Ｅ１、Ｔ１またはＨＤＳＬインタフェースなどのインタフェースラインからそのクロックの同期をとる。また、ＲＣＳ１０４の各々は全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機で調整可能な発振器から内部クロック信号を発生させることもできる。ＲＣＳ１０４は、拡散符号を有するもののデータ変調は伴わないチャネルであるグローバルパイロット符号を発生し、遠隔のＳＵ１１１乃至１１８による捕捉に供する。ＲＣＳの全送信チャネルをパイロットチャネルに同期させ、ＲＣＳ１０４内の論理通信チャネル用の符号発生器（図示せず）の拡散符号位相をパイロットチャネルの拡散符号位相に同期させる。同様に、ＲＣＳ１０４のグローバルパイロット符号を受信するＳＵ１１１乃至１１８はＳＵの符号発生器（図示せず）の拡散符号位相および逆拡散符号位相をグローバルパイロット符号に同期させる。
【００２４】
［論理通信チャネル］
従来の「チャネル」はインタフェースの一部であり、内容に関係なくそのインタフェースのそれ以外の経路と区別できる通信経路と通常見なされる。しかし、ＣＤＭＡの場合は互いに別々の通信経路はその内容だけによって互いに区別される。「論理チャネル」という用語は互いに別々のデータストリームを区別するために用いられ、論理的には従来の意味でのチャネルと等価である。本発明における論理チャネルおよびサブチャネルはすべて通常の毎秒６４キロシンボル（ksym/s）のＱＰＳＫストリームにマップされる。いくつかのチャネルは、システムのグローバルパイロット符号（ＧＰＣ）から発生し、それと類似する機能をもたらす関連のパイロット符号と同期している。しかし、システムパイロット信号は論理チャネルとはみなされない。
【００２５】
いくつかの論理通信チャネルを、ＲＣＳとＳＵとの間のＲＦ通信リンク上で用いる。各論理通信チャネルは、固定の予め定めた拡散符号または動的に割り当てられた拡散符号を有する。予め定めた符号の場合も割当て符号の場合も符号位相はパイロット符号と同期している。論理通信チャネルは二つの群、すなわちグローバルチャネル（ＧＣ）群および割当てチャネル（ＡＣ）群に分けられる。グローバルチャネル（ＧＣ）群は基地局ＲＣＳから遠隔ＳＵすべてに、または任意のＳＵからその区別に関係なく基地局ＲＣＳに送信される。これらのチャネルは全利用者用の所定の種類の情報を通常含む。これらのチャネルは、システムにアクセスするためにＳＵが用いるチャネルを含む。割当てチャネル（ＡＣ）群の中のチャネルはＲＣＳと特定のＳＵとの間の通信専用のチャネルである。
【００２６】
［電力制御］
［概要］
本発明の電力制御の特徴機能は、交信中のＲＣＳおよびＳＵの用いる送信電力の量を最小にするために用いる。ベアラチャネル接続の期間中の送信電力の更新を行う電力制御の下位の特徴機能は、自動電力制御（ＡＰＣ）として定義される。ＡＰＣデータはＲＣＳからＳＵに順方向ＡＰＣチャネル経由で転送され、ＳＵからＲＣＳへ逆方向ＡＰＣチャネル経由で転送される。これら二つの間に活性化したデータリンクがない場合は、維持電力制御（ＭＰＣ）の下位の特徴機能がＳＵ送信電力を制御する。
【００２７】
順方向および逆方向割当てずみチャネルおよび逆方向グローバルチャネルの送信電力レベルは、これらのチャネル上の信号電力対干渉雑音電力比（ＳＩＲ）を十分な値に維持するとともにシステム出力電力を安定化させ最小にするようにＡＰＣアルゴリズムによって制御する。本発明は送信機の送信出力電力を増分ずつ上昇または低下させるようにその送信機を制御する閉ループ電力制御システムを用いる。この制御は、ＡＰＣチャネル上の電力制御信号経由で交信相手の送信機に伝達される。受信機は二つの誤差信号に基づいて送信機の電力の増加または減少の判定を下す。一方の誤差信号は信号電力の値と同信号電力の所望値との差を示し、他方の誤差信号は受信電力合計値の平均を示す。
【００２８】
本発明の上述の実施例の説明に用いた近端電力制御という用語は、他端からＡＰＣチャネルに受信したＡＰＣ信号にしたがって送信機出力電力を調整することを意味する。これは、ＳＵにとっては逆方向電力制御、ＲＣＳにとっては順方向電力制御を意味し、遠端ＡＰＣという用語はＳＵにとっては順方向電力制御、ＲＣＳにとっては逆方向電力制御（チャネル他端のユニットの送信電力を調整すること）を意味する。
【００２９】
電力を節約するために、ＳＵモデムは呼待受け期間中は送信を停止するとともに電源をオフにしてスリープ期間に入る。スリープ期間はＳＵコントローラからの覚醒信号によって終了する。この覚醒信号に応答して、ＳＵモデム捕捉回路は自動的に再捕捉期間に入り、上述のとおりダウンリンクパイロットを捕捉する処理を開始する。
【００３０】
［閉ループ電力制御アルゴリズム］
近端電力制御は二つの過程、すなわち初期送信電力を設定する過程と、ＡＰＣを用いて遠端からの受信情報に従って送信電力を継続的に調整する過程とから成る。
【００３１】
ＳＵについては、初期送信電力を最小値に設定し、その後ランプアップタイマーが時間切れとなるまで（図示せず）、またはＲＣＳがＦＢＣＨ上の対応交通信号灯をＲＣＳがＳＵの短パイロットＳＡＸＰＴにロックしたことを示す「赤」に変えるまで、例えば１ｄＢ／ミリ秒の速度で漸増させる。タイマーの時間切れは、交通信号値が最初に赤に設定されていなければ、ＳＡＸＰＴ送信を切断し、この場合ＳＵは「赤」信号の検出前よりも低速度で送信電力の漸増を継続する。
【００３２】
ＲＣＳについては、初期送信電力をサービスの種類およびシステム利用者の現在の数に対応して、実験的に決定した高信頼性動作所要最小値対応の固定値に設定する。グローバルパイロットまたは高速一斉通報チャネル（ＦＢＣＨ）などのグローバルチャネルは固定の初期電力で常に送信し、一方トラフィックチャネルはＡＰＣに切り換える。
【００３３】
ＡＰＣ信号は、ＡＰＣチャネルで１ビット信号として送信される。この１ビット信号は関連の送信電力を上げるコマンド（その場合は論理ハイ）または下げる（その場合は論理ロウ）を表す。この明細書記載の実施例では６４kb/sＡＰＣデータストリームは符号化もインターリーブもしてない。
【００３４】
遠端電力制御は、遠端がその送信電力の調節に用いる近端送信電力制御情報から成る。
【００３５】
ＡＰＣアルゴリズムはＲＣＳまたはＳＵが次の不等式の成立時に＋１、不成立時に−１を送信するようにする。
α１ｅ１−α２ｅ２＞０ （１）
ここで、誤差信号ｅ１は次式のとおり計算される。
ｅ１＝Ｐｄ−（１＋ＳＮＲＲＥＦ）ＰＮ （２）
【００３６】
ただし、Ｐｄは逆拡散信号電力プラス雑音電力であり、ＰＮは逆拡散ずみ雑音電力であり、ＳＮＲＲＥＦは特定の種類のサービスについての所望逆拡散信号対雑音比であり、
ｅ２＝Ｐｒ−Ｐｏ （３）
である。ここでＰｒは受信電力測定値であり、Ｐｏは自動利得制御（ＡＧＣ）回路設定点である。式（３）における重みα１およびα２はサービスの種類およびＡＰＣ更新速度の各々について選択した値である。
【００３７】
［保守電力制御］
ＳＵのスリープ期間中に、ＣＤＭＡ ＲＦチャネルの干渉雑音電力は変化し得る。上述の初期電力漸増手法の代わりに、ＳＵの初期送信電力をＣＤＭＡチャネルの干渉雑音電力に対して周期的に調整する保守電力制御（ＭＰＣ）を含めることもできる。ＭＰＣは、ＳＵの信号の検出のためにＲＣＳが必要とするＳＵの送信電力レベルの最低値の近傍内に送信電力レベルを維持する処理である。ＭＰＣ処理は所要ＳＵ送信電力の低周波数変化を補償する。
【００３８】
保守電力制御の特徴機能は二つのグローバルチャネル、すなわち逆方向リンク上の状態チャネル（ＳＴＣＨ）と呼ばれるものと、順方向リンク上のチェックアップチャネル（ＣＵＣＨ）と呼ばれるものとを用いる。これらのチャネルで伝送される信号はデータを伝送せず、初期電力漸増に用いられる短符号の生成と同一の方法で生成する。ＳＴＣＨ符号およびＣＵＣＨ符号は、グローバル符号発生器の「保留された」枝路から発生する。
【００３９】
ＭＰＣ処理は次のとおりである。ＳＵはランダムな間隔で状態チャネル（ＳＴＣＨ）で周期的に３ミリ秒にわたり１シンボル長の拡散符号を送信する。ＲＣＳがその系列を検出した場合は、ＲＣＳはチェックアップチャネル（ＣＵＣＨ）で次の３ミリ秒以内に１シンボル長の符号系列を送信することにより応答する。ＳＵがＲＣＳからの応答を検出すると、ＳＵは特定のステップサイズだけ送信電力を減少させる。ＳＵが上記３ミリ秒の期間内にＲＣＳからの応答を検出しなかった場合、ＳＵはそのステップサイズだけ送信電力を増加させる。この方法を用いて、ＲＣＳの応答の送信をすべてのＳＵで検出確率0.99を維持するに十分な電力レベルで行う。
【００４０】
トラフィック負荷および活性状態の利用者の数の変化率は、ＣＤＭＡチャネルの干渉雑音電力合計値に関連する。本発明のための保守電力更新信号の更新率およびステップサイズは、通信理論の分野で周知の待ち行列理論を用いて決定する。発呼処理を平均値6.0分の指数関数的ランダム変数としてモデム化した数値計算により、ステップサイズ0.5dBを用いて干渉レベル変化に追従可能にするには、ＳＵの保守電力レベルを１０秒以内の間隔で更新する必要があることが分かる。発呼処理を指数関数的到着時間間隔を有するポアソンランダム変数としてモデル化し、到着速度が毎秒１利用者あたり２×１０−４、サービス速度が毎秒１／３６０、ＲＣＳサービスエリア内の全加入者数が６００とすると、数値計算から、ステップサイズ０．５ｄＢの場合１０秒ごとの更新率で十分であることが分かる。
【００４１】
保守電力調整は、スリープ状態から覚醒状態に変化してＭＰＣ処理を実行するＳＵが周期的に行う。このＭＰＣ特徴機能の信号処理は図２に示してあり、次のとおり行う。まずステップ２０１において信号をＳＵとＲＣＳとの間で交換し、検出に必要なレベルに近い送信電力レベルを維持する。ＳＵはＳＴＣＨで１シンボル長拡散符号を周期的に送信し、ＲＣＳはそれに応答してＣＵＣＨで１シンボル長拡散符号を周期的に送信する。
【００４２】
次にステップ２０２において、ＳＵがＳＴＣＨメッセージの送信から３ミリ秒以内に応答を受信した場合、ＳＵはステップ２０３において特定のステップサイズだけ送信電力を減少させる。しかし、ＳＵがＳＴＣＨメッセージから３ミリ秒以内に応答を受信しなかった場合、ＳＵはステップ２０４において同じステップサイズだけ送信電力を増加させる。
【００４３】
ステップ２０５においてＳＵはある時間幅、すなわちランダム処理で算定した平均１０秒の時間幅だけ待ったのちもう一つのＳＴＣＨメッセージを送信する。
【００４４】
すなわち、ＳＵからのＳＴＣＨメッセージの送信電力はＲＣＳ応答に基づいて周期的に調整され、ＲＣＳからのＣＵＣＨメッセージの送信電力は固定される。
【００４５】
［ＡＰＣ用論理チャネルへの電力制御信号のマッピング］
電力制御信号を、順方向および逆方向に割り当てられたチャネルの送信電力レベルの制御のための特定論理チャネルにマッピングする。逆方向グローバルチャネルの制御をＡＰＣアルゴリズムによっても行い、これらの逆方向チャネルの信号電力対雑音電力比（ＳＩＲ）を維持するとともに、システム出力電力の安定化および最小化を達成するようにする。本発明は、受信機で他端の送信機の出力電力の増分ずつの増減を決める閉ループ電力制御方法を用いる。この方法は上記増減の決定をそれぞれの送信機に送り返す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
順方向リンクおよび逆方向リンクは互いに別々に制御する。処理中の呼／接続については、順方向リンクトラフィックチャネル（ＴＲＣＨ）ＡＰＣおよびオーダワイヤ（ＯＷ）電力を逆方向ＡＰＣチャネル経由で送信されてきたＡＰＣビットで制御する。呼／接続確立処理中は、逆方向リンクアクセスチャネル（ＡＸＣＨ）電力は順方向ＡＰＣチャネル経由で送信されてきたＡＰＣビットで制御する。表１は、制御対象のチャネルのための特定の電力制御方法を要約したものである。
【００４８】
いずれかの特定のＳＵのための割当てチャネルＴＲＣＨ、ＡＰＣおよびＯＷならびに逆方向割当てパイロット信号の所要ＳＩＲを、互いに比例させて固定する。これらのチャネルはほとんど同一のフェージングの影響を受け、したがって同時並行的に電力制御される。
【００４９】
［順方向電力自動制御］
ＡＦＰＣシステムは、呼／接続中に順方向チャネル上で所要ＳＩＲを最小限に維持することを試みる。図３に示したＡＦＰＣ再帰処理は、ステップ３０１でＳＵに二つの誤差信号ｅ１およびｅ２、すなわち
ｅ１＝Ｐｄ−（１＋ＳＮＲＲＥＦ）ＰＮ （４）
ｅ２＝Ｐｒ−Ｐｏ （５）
を形成させる過程を含む。ここでＰｄは逆拡散信号電力と雑音電力との和であり、ＰＮは逆拡散電力であり、ＳＮＲＲＥＦは所与のサービスの種類に必要なＳ／Ｎ比であり、Ｐｒは総受信電力測定値であり、ＰｏはＡＧＣ設定値である。ＳＵモデムはステップ３０２で合成誤差信号α１ｅ１＋α２ｅ２を生ずる。ここで、重みα１およびα２を各サービス種類およびＡＰＣ更新速度について選択する。ステップ３０３において、ＳＵはこの合成誤差信号を限定し、単一のＡＰＣビットを生成する。ステップ３０４においてＳＵはＡＰＣビットをＲＣＳに送信し、ステップ３０５においてＲＣＳモデムはそのビットを受信する。ステップ３０６においてＲＣＳはＳＵへの送信電力を増加または減少させ、アルゴリズムをステップ３０１から反復する。
【００５０】
［逆方向自動電力制御］
ＡＲＰＣシステムは、呼／接続確立中および呼／接続進行中に、システム逆方向総出力電力を最小にするように逆方向チャネル上の最小所望ＳＩＲを維持する。図４に示すＡＲＰＣ再帰処理は、ステップ４０１でＲＣＳモデムに二つの誤差信号ｅ１およびｅ２、すなわち
ｅ１＝Ｐｄ−（１＋ＳＮＲＲＥＦ）ＰＮ （６）
ｅ２＝Ｐｒｔ−Ｐｏ （７）
を生じさせることにより始まる。ここで、Ｐｄは逆拡散信号電力と雑音電力との和であり、ＰＮは逆拡散ずみ雑音電力であり、ＳＮＲＲＥＦはそのサービス種類に所望のＳ／Ｎ比であり、ＰｒｔはＲＣＳが受信する平均総電力の測定値であり、ＰｏはＡＧＣ設定値である。ステップ４０２で、ＲＣＳモデムは合成誤差信号α１ｅ１＋α２ｅ２を生成し、ステップ４０３においてこの合成誤差信号を限定して単一のＡＰＣビットを算定する。ステップ４０４においてＲＣＳはこのＡＰＣビットをＳＵに送信し、ステップ４０５においてこのビットはＳＵに受信される。最後に、ステップ４０６においてＳＵは受信したＡＰＣビットにしたがってその送信電力を調整し、アルゴリズムがステップ４０１から反復される。
【００５１】
【表２】
【００５２】
［ＳＩＲおよびマルチチャネルの種類］
リンク上のチャネルの所要ＳＩＲは、チャネルフォーマット（例えば、ＴＲＣＨ、ＯＷ）、サービスの種類（例えば、ＩＳＤＮ Ｂ、３２kbps ＡＤＰＣＭ、ＰＯＴＳ）、およびデータビットの分布先のシンボルの数（例えば、２つの６４kbpsシンボルを統合して単一の３２kbpsＡＤＰＣＭ ＰＯＴＳシンボルを生成する）の関数である。各チャネル種類およびサービス種類に必要なＳＩＲに対応する逆拡散出力電力は、予め決まっている。呼／接続が進行中である間、いくつかのユーザＣＤＭＡ論理チャネルが同時並行的に活性状態にあり、これらの論理チャネルの各々はシンボル周期ごとにシンボルを転送する。名目上最大のＳＩＲチャネルからのシンボルのＳＩＲを測定し、閾値と比較し、各シンボル周期ごとにＡＰＣステップアップ／ダウン判定に用いる。表２は、サービスの種類および呼の種類によるＡＰＣ演算用のシンボル（および閾値）を示す。
【００５３】
［ＡＰＣパラメータ］
ＡＰＣ情報は常に情報１ビットとして伝送され、ＡＰＣデータ速度はＡＰＣ更新速度と等価である。このＡＰＣ更新速度は６４kbpsである。この速度は予想されるレイリーフェーディングおよびドップラーフェーディングを許容するに十分であり、アップリンクおよびダウンリンクＡＰＣチャネル内で比較的高い0.2以下のビット誤り率（ＢＥＲ）を許容し、したがってＡＰＣ専用の所要通信容量は最小になる。
【００５４】
ＡＰＣビットにより示される電力ステップアップ／ダウンは、公称0.1から0.01dBの範囲である。電力制御のダイナミックレンジは、本システムの一例としての実施例の場合、逆方向リンクで７０ｄＢ、順方向リンクで１２ｄＢである。
【００５５】
［ＡＰＣ情報多重化の代替の実施例］
上述の専用ＡＰＣ論理チャネルおよび専用ＯＷ論理チャネルを、一つの論理チャネルに一緒に多重化することもできる。ＡＰＣ情報は６４kbpsで連続的に送信され、ＯＷ情報はデータバーストの形で生ずる。代替の多重化した論理チャネルは未符号化の非交互配置の６４kbps ＡＰＣ情報をＱＰＳＫ信号の例えば同相チャネルに、ＯＷ情報を直交チャネル上にそれぞれ含む。
【００５６】
［閉ループ電力制御実働化］
呼接続期間中の閉ループ電力制御は、システム総電力の二つの互いに異なる変動に応答する。第１に、システムはＳＵの電力レベルの変化など局部的な振舞に応答し、第２に、システムはシステム内の活性状態のユーザのグループ全体の電力レベルの変化に応答する。
【００５７】
図５は、本発明の実施例の電力制御システム示す。図示のとおり、送信電力の調整に用いる回路は、ＲＣＳ（ＲＣＳ電力制御モジュール５０１として図示）の場合もＳＵ（ＳＵ電力制御モジュール５０２として図示）の場合も同様である。ＲＣＳ電力制御モジュール５０１から始めると、逆方向リンクＲＦチャネル信号はＲＦアンテナで受信され、復調されて逆方向ＣＤＭＡ信号ＲＭＣＨを生じ、この信号ＲＭＣＨは可変利得増幅器（ＶＧＡ１）５１０に加えられる。この増幅器５１０の出力は自動利得制御（ＡＧＣ）回路５１１に加えられ、このＡＧＣ回路５１１はＶＧＡ１ ５１０への可変利得増幅器制御信号を生ずる。この信号はＶＧＡ１ ５１０の出力信号のレベルをほぼ一定の値に維持する。ＶＧＡ１の出力信号は逆拡散デマルチプレクサ（ｄｅｍｕｘ）５１２により逆拡散され、逆拡散ずみのユーザメッセージ信号ＭＳおよび順方向ＡＰＣビットが生ずる。この順方向ＡＰＣビットは積分器５１３に加えられて、順方向ＡＰＣ制御信号を生ずる。順方向ＡＰＣ制御信号は順方向リンクＶＧＡ２ ５１４を制御し、順方向リンクＲＦチャネル信号を通信用の所要レベルの最低値に維持する。
【００５８】
ＲＣＳ電力モジュール５０１の逆拡散ずみの利用者メッセージ信号ＭＳの信号電力は、信号電力測定値を生ずるように電力測定回路５１５で測定する。ＶＧＡ１の出力は、相関のない拡散符号を用いて信号を逆拡散し逆拡散雑音信号を生ずるＡＵＸ逆拡散器によって逆拡散する。この信号の電力測定値を１プラス所望Ｓ／Ｎ比（ＳＮＲＲ）と乗算し、閾値信号Ｓ１を生ずる。逆拡散信号電力と閾値Ｓ１との差は減算器５１６により生ずる。この差は特定のＳＵ送信電力レベルに関連する誤差信号ＥＳ１である。同様に、ＶＧＡ１ ５１０用の制御信号は、ＶＧＡ１ ５１０用制御信号の速度を低下させる速度スケーリング回路５１７に加える。スケーリング回路５１７の出力信号はスケーリングしたシステム電力レベル信号ＳＰ１である。閾値演算論理５１８は、ＲＣＳ利用者チャネル電力データ信号ＲＣＳＵＳＲからシステム信号閾値ＳＳＴを計算する。スケーリングされたシステム電力レベル信号ＳＰ１の補数とシステム信号電力閾値ＳＳＴとを加算器５１９に加え、その加算器５１９が第２の誤差信号ＥＳ２を生成する。この誤差信号は、すべての活性状態のＳＵのシステム送信電力レベルに関係する。入力誤差信号ＥＳ１およびＥＳ２は合成器５２０で合成されてデルタ変調器（ＤＭ１）５２１への合成誤差信号を生じ、ＤＭ１からの出力信号は値＋１または−１の逆方向ＡＰＣビットストリーム信号であり、本発明の場合は６４kbpsの信号として送信される。
【００５９】
逆方向ＡＰＣビットを拡散回路５２２に加え、この拡散回路５２２はスペクトラム拡散順方向ＡＰＣメッセージ信号を出力する。順方向ＯＷ信号および順方向トラフィック信号は拡散回路５２３、５２４に供給し、順方向トラフィックメッセージ信号１、２、・・・Ｎを生ずる。順方向ＡＰＣ信号、順方向ＯＷ信号およびトラフィックメッセージ信号の電力レベルをそれぞれの増幅器５２５、５２６および５２７でそれぞれ調整して、電力レベル調整ずみの順方向ＡＰＣチャネル信号、ＯＷチャネル信号およびＴＲＣＨチャネル信号を生ずる。これらの信号を加算器５２８で合成し、ＶＧＡ２ ５１４に加え、これにより順方向リンクＲＦチャネル信号を生ずる。
【００６０】
拡散ずみの順方向ＡＰＣ信号を含む順方向リンクＲＦチャネル信号は、ＳＵのＲＦアンテナで受信され復調されて、順方向ＣＤＭＡ信号ＦＭＣＨを生ずる。この信号を可変利得増幅器（ＶＧＡ３）５４０に供給する。ＶＧＡ３の出力信号を自動利得制御回路（ＡＧＣ）５４１に加え、この回路がＶＧＡ３ ５４０への可変利得増幅器制御信号を生ずる。この信号は、ＶＧＡ３の出力信号のレベルをほぼ一定のレベルに維持する。ＶＧＡ３ ５４０の出力信号は逆拡散デマルチプレクサ５４２で逆拡散し、逆拡散利用者メッセージ信号ＳＵＭＳおよび逆方向ＡＰＣビットを生ずる。逆方向ＡＰＣビットは積分器５４３に加え、これによって逆方向ＡＰＣ制御信号を生ずる。この逆方向ＡＰＣ制御信号を逆方向ＡＰＣＶＧＡ４ ５４４に供給し、逆方向リンクＲＦチャネル信号を最低電力レベルに維持するようにする。
【００６１】
逆拡散ユーザメッセージ信号ＳＵＭＳを電力測定値信号発生用の電力測定回路５４５に加え、この電力測定値信号を加算器５４６で閾値Ｓ２の補数に加算して、誤差信号ＥＳ３を生ずる。この信号ＥＳ３は特定のＳＵのＲＣＳ送信電力レベルに関連する誤差信号である。閾値Ｓ２を得るためにＡＵＸ逆拡散器からの逆拡散雑音電力値に１プラス所望のＳ／Ｎ比ＳＮＲＲを乗算する。ＡＵＸ逆拡散器は、相関のない拡散符号を用いて入力データを逆拡散し、したがってその出力は逆拡散ずみの雑音電力を表す。
【００６２】
同様に、ＶＧＡ３用の制御信号を、スケーリングずみの受信電力レベルＲＰ１発生のために、ＶＧＡ３制御信号の速度低減用の速度スケーリング回路に加える（図５参照）。閾値演算回路はＳＵの測定した電力信号ＳＵＵＳＲから受信信号閾値ＲＳＴを算出する。スケーリングずみの受信電力レベルＲＰ１の補数と受信信号閾値ＲＳＴとを誤差信号ＥＳ４生成用の加算器に加える。この誤差はすべての他のＳＵへのＲＣＳ送信電力に関連する。入力誤差信号ＥＳ３およびＥＳ４を合成器で合成してデルタ変調器ＤＭ２ ５４７に入力する。ＤＭ２ ５４７の出力信号は値＋１または−１の順方向ＡＰＣビットストリーム信号である。本発明の実施例においては、この信号を６４kbpsの信号として送信する。
【００６３】
順方向ＡＰＣビットストリーム信号を拡散回路５４８に加えて、逆方向スペクトラム拡散ずみＡＰＣ信号を生ずる。逆方向ＯＷ信号および逆方向トラフィック信号も拡散回路５４９、５５０に入力して、逆方向ＯＷ信号および逆方向トラフィックメッセージ信号１、２、・・・Ｎを生ずる。また、逆方向パイロットを逆方向パイロット発生器５５１により発生する。逆方向ＡＰＣメッセージ信号、逆方向ＯＷメッセージ信号、逆方向パイロット、および逆方向トラフィックメッセージ信号の電力レベルを増幅器５５２、５５３、５５４および５５５でそれぞれ調整して信号をそれぞれ生じ、これら信号を加算器５５６で合成して逆方向ＡＰＣＶＧＡ４ ５４４に入力する。逆方向リンクＲＦチャネル信号を生ずるのはこのＶＧＡ４ ５４４である。
【００６４】
呼接続処理およびベアラチャネル確立処理期間中は、本発明の閉ループ電力制御は図６に示すとおり変形する。図示のとおり、送信電力の調整に用いる回路は初期ＲＣＳ電力制御モジュール６０１として示したＲＣＳと、初期ＳＵ電力制御モジュール６０２として示したＳＵとで互いに異なる。初期ＲＣＳ電力制御モジュール６０１から始めると、逆方向リンクＲＦチャネル信号はＲＦアンテナで受信され復調されて逆方向ＣＤＭＡ信号ＩＲＭＣＨ、すなわち第１の可変利得増幅器（ＶＧＡ１）６０３で受信される逆方向ＣＤＭＡ信号ＩＲＭＣＨを生ずる。ＶＧＡ１の出力信号を自動利得制御回路（ＡＧＣ１）６０４で検出し、この回路６０４がＶＧＡ１ ６０３への可変利得増幅器制御信号を供給してＶＧＡ１の出力信号レベルをほぼ一定の値に維持する。ＶＧＡ１の出力信号を逆拡散デマルチプレクサ６０５により逆拡散して、逆拡散ずみのユーザメッセージ信号ＩＭＳを生ずる。順方向ＡＰＣ制御信号ＩＳＥＴは固定値に設定され、順方向リンク可変利得増幅器（ＶＧＡ２）６０６に加えられて、順方向リンクＲＦチャネル信号のレベルを予め決めた値に設定する。
【００６５】
初期ＲＣＳ電力モジュール６０１の逆拡散ずみの利用者メッセージ信号ＩＭＳの信号電力を電力測定回路６０７により測定し、その出力電力測定値を減算器６０８で閾値Ｓ３から減算して、誤差信号ＥＳ５、すなわち特定のＳＵの送信電力レベルに関連する誤差信号を生ずる。閾値Ｓ３は、ＡＵＸ逆拡散器からの逆拡散ずみの電力測定値に１プラス所望のＳ／Ｎ比ＳＮＲＲを乗算して算出する。ＡＵＸ逆拡散器は相関のない拡散符号を用いて信号を逆拡散するので、その出力信号は逆拡散ずみの雑音電力を表示する。同様に、ＶＧＡ１制御信号を、スケーリングずみのシステム信号電力レベル信号ＳＰ２の発生のために速度スケーリング回路６０９に加えてＶＧＡ１制御信号の速度を減少させる。閾値計算論理６１０は、利用者チャネル電力データ信号（ＩＲＣＳＵＳＲ）から算出した初期システム信号閾値（ＩＳＳＴ）を算定する。スケーリングしたシステム電力レベル信号ＳＰ２の補数とＩＳＳＴとを加算器６１１に加え、第２の誤差信号ＥＳ６、すなわちすべての活性状態のＳＵのシステム送信電力に関連する誤差信号である第２の誤差信号ＥＳ６を生ずる。ＩＳＳＴの値は、特定の構造を有するシステムにとって所望の送信電力である。入力誤差信号ＥＳ５およびＥＳ６を合成器６１２で合成して、デルタ変調器（ＤＭ３）６１３への合成誤差信号を生ずる。ＤＭ３は値＋１または−１のビットを有する初期逆方向ＡＰＣビットストリーム信号を生じ、この信号は実施例では６４kbpsの信号として送信される。
【００６６】
逆方向ＡＰＣビットストリーム信号を拡散回路６１４に加えて、初期スペクトラム拡散順方向ＡＰＣ信号を生ずる。制御チャネル（ＣＴＣＨ）情報を拡散器６１６でスペクトラム拡散して拡散ずみのＣＴＣＨメッセージ信号を生ずる。拡散ずみのＡＰＣ信号およびＣＴＣＨ信号を増幅器６１５および６１７でスケーリングして合成器６１８で合成する。この合成信号をＶＧＡ２ ６０６に加え、これによって順方向リンクＲＦチャネル信号を生ずる。
【００６７】
拡散ずみの順方向ＡＰＣ信号を含む順方向リンクＲＦチャネル信号をＳＵのＲＦアンテナで受信し復調して初期順方向ＣＤＭＡ信号（ＩＦＭＣＨ）を生じ、その信号（ＩＦＭＣＨ）を可変利得増幅器（ＶＧＡ３）６２０に加える。ＶＧＡ３の出力信号を自動利得制御回路（ＡＧＣ２）６２１で検出し、これによってＶＧＡ３ ６２０用の可変利得増幅器制御信号を生ずる。この信号はＶＧＡ３ ６２０の出力電力レベルをほぼ一定の値に維持する。ＶＧＡ３の出力信号を逆拡散デマルチプレクサ６２２で逆拡散する。逆拡散デマルチプレクサ６２２は、ＶＧＡ３の出力レベルに左右される初期逆方向ＡＰＣビットを生ずる。この逆方向ＡＰＣビットを積分器６２３で処理して逆方向ＡＰＣ制御信号を生ずる。この逆方向ＡＰＣ制御信号を逆方向ＡＰＣＶＧＡ４ ６２４に加えて、逆方向リンクＲＦチャネル信号を所定の電力レベルに維持するようにする。
【００６８】
グローバルチャネルＡＸＣＨ信号を拡散回路６２５でスペクトラム拡散して、拡散ずみＡＸＣＨチャネル信号を供給する。逆方向パイロット発生器６２６は逆方向パイロット信号を供給し、ＡＸＣＨの信号電力と逆方向パイロット信号とをそれぞれの増幅器６２７および６２８でそれぞれ調整する。拡散ＡＸＣＨチャネル信号および逆方向パイロット信号を加算器６２９で加算して、逆方向リンクＣＤＭＡ信号を生ずる。逆方向リンクＣＤＭＡ信号は、逆方向ＡＰＣＶＧＡ４ ６２４で受信し、これによってＲＦ送信機への逆方向リンクＲＦチャネル信号出力を生ずる。
【００６９】
［システム容量管理］
本発明のシステム容量管理アルゴリズムは、一つのＲＣＳ領域、すなわちセルの最大利用者容量を最適化する。ＳＵが最大送信電力からある値の範囲内に入ると、そのＳＵは警報メッセージをＲＣＳに送信する。ＲＣＳはそのシステムへのアクセスを制御する交通信号を「赤」、すなわち上述のとおりＳＵによるアクセスを禁止するフラグである「赤」に設定する。この状態は、警報発生中のＳＵが呼を終了するまで、または警報発生中のＳＵの送信電力のＳＵにおける測定値が最大送信電力以下の値になるまで継続する。複数のＳＵが警報メッセージを送信している場合は、上記状態は警報発生中のＳＵからすべての呼が終了するまで、または警報発生中のＳＵの送信電力のＳＵにおける測定値が最大送信電力以下の値になるまで継続する。代替の実施例では、前向き誤り訂正（ＦＥＣ）デコーダからのビット誤り率を測定し、そのビット誤り率が予め決められた値よりも小さい値になるまでＲＣＳ交通信号を「赤」に保持する。
【００７０】
本発明のブロッキング手法は、ＲＣＳからＳＵに送信される電力制御情報とＲＣＳでの受信電力測定値とを用いる方法を含む。ＲＣＳはその送信電力レベルを測定し、最大値に到達したことを検出し、新たな利用者をブロックすべきタイミングを判定する。システム通話参入を準備中のＳＵは、ベアラチャネル割当ての完結前にそのＳＵが最大送信電力に達した場合は自局をブロックする。
【００７１】
システムに新たに加わってくる利用者の各々は、自身以外の利用者すべてからみて雑音レベル上昇の原因となり、そのために各利用者からみたＳ／Ｎ比（ＳＮＲ）が低下する。電力制御アルゴリズムは各利用者について所望のＳＮＲを維持する。したがって、他に何ら制限がない場合は、新たな利用者のシステムへの加入は一時的な影響を与えるのみであり、所望のＳＮＲが再び得られる。
【００７２】
ＲＣＳにおける送信電力測定は、ベースバンド合成信号の実効値の測定、またはＲＦ信号の送信電力の測定およびその測定値のディジタル制御回路への帰還によって行う。送信電力測定は、ＳＵでそのＳＵユニットが最大送信電力に達したか否かの判定のためにも行うことができる。ＳＵ送信電力レベルは、ＲＦ増幅器の制御信号の測定およびＰＯＴＳ、ＦＡＸまたはＩＳＤＮなどのサービスの種類に基づく測定値のスケーリングによって算定する。
【００７３】
ＳＵが最大電力に達したという情報は、割当てチャネル上のメッセージに含めてＳＵからＲＣＳに送信される。ＲＣＳも逆方向のＡＰＣ変化の測定によってその状態を判定する。すなわち、ＲＣＳがＳＵ送信電力を増加させるようにＳＵにＡＰＣメッセージを送信してしかもＲＣＳにおけるＳＵ送信電力測定値が増加しない場合は、ＳＵは最大送信電力に達しているからである。
【００７４】
ＲＣＳは短符号を用いて立上げを終了した新たな利用者のブロッキングには交通信号を用いない。それらの利用者はダイアルトーンの発信停止および時間切れによりブロックされる。ＲＣＳはＡＰＣチャネルで全部１の符号（電力低下コマンド）を送信することにより、ＳＵにその送信電力を低下させる。また、ＲＣＳはＣＴＣＨメッセージを全く送信しないか、ＦＳＵにアクセス手順放棄およびやり直しを強制する無効なアドレス付きのメッセージを送信する。しかし、ＳＵは交通信号が赤であるためにすぐには捕捉処理を開始しない。
【００７５】
ＲＣＳは、その送信電力限界値に達すると、ＳＵの送信電力限界到達時と同じ方法でブロッキングを強化する。ＲＣＳは、ＦＢＣＨ上のすべての交通信号をオフにして、全部１のＡＰＣビット（電力低下コマンド）を短符号立上げ終了ののちダイアルトーン未受信中の利用者に送信開始し、これらの利用者にＣＴＣＨメッセージを全く送らないかアクセス処理放棄を強制する無効アドレス付きメッセージを送る。
【００７６】
ＳＵの自己ブロッキング処理は次のとおりである。ＳＵがＡＸＣＨの送信を開始すると、ＡＰＣはＡＸＣＨを用いてその電力制御動作を開始し、ＳＵの送信電力は増加する。ＡＰＣの制御下で送信電力が増加している間、その送信電力をＳＵコントローラが監視する。送信電力限界に達すると、ＳＵはアクセス手順を放棄して再始動する。
【００７７】
本発明を複数の実施例について説明してきた。本発明が特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく上記実施例への改変を伴って実施され得ることは当業者には理解されよう。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
スペクトラム拡散通信システムを利用した第３世代モバイル通信システムなどの費用効率のさらなる改善に広く利用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１０１ 基地局（ＢＳ）
１０２ 無線分配ユニット（ＲＤＵ）
１０３ 加入者線交換機（ＬＥ）
１０４ 無線搬送波局（ＲＣＳ）
１１６、１１９ 加入者ユニット（ＳＵ）
５０１ ＲＣＳ電力制御モジュール
５０２ ＳＵ電力制御モジュール
６０１ 初期ＲＣＳ電力制御モジュール
６０２ 初期ＳＵ電力制御モジュール
【技術分野】
【０００１】
この発明は送受信局の各々の非活性時における消費電力を節約したスペクトラム拡散通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ルーラル電話システムや発展途上国における電話システムなど遠隔地として分類される利用者群に高品質の電話通信サービスを提供することが近年課題になってきた。これらの需要の一部は、固定式または移動式の周波数分割多重（ＦＤＭ）システム、周波数多元接続（ＦＤＭＡ）システム、時分割多重（ＴＤＭ）システム、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）システム、周波数分割および時分割組合せシステム（ＦＤ／ＴＤＭＡ）、およびこれら以外の陸上移動無線システムなどの無線サービスによって満たされてきた。通常これらの遠隔地電話サービスは、周波数帯域幅またはスペクトル帯域幅容量によって同時並行的にサポートできる数よりも多数の潜在的利用者に対処しなければならない。
【０００３】
これらの制約を考慮して、無線通信の最近の進歩は複数の利用者による同時並行の通信を提供するのに、スペクトラム拡散変調手法を用いている。スペクトラム拡散変調とは、拡散符号信号、すなわち符号発生器で生成され情報データビットまたはシンボル信号の周期よりも短い周期ＴＣの拡散符号信号で情報信号を変調することを意味する。情報信号送信用の搬送波周波数を上記符号信号で変調して周波数ホッピング拡散とすることもでき、また情報データ信号を拡散符号信号に乗算して直接系列拡散（ＤＳ）とすることもできる。スペクトラム拡散変調は、情報信号の送信に必要な帯域幅よりも実質的に大きい帯域幅の信号を生成する。受信機で受信信号を同期復調し逆拡散することによって原情報信号を再生する。受信機の同期復調器は基準信号を用いて逆拡散回路を入力スペクトラム拡散被変調信号に同期させ、搬送波および情報信号を再生する。この基準信号は、情報信号による変調を受けていない拡散符号で構成できる。
【０００４】
無線通信網にスペクトラム拡散変調を用いると、多数の利用者が相互間干渉を最小限に抑えながら同一の周波数帯域を利用できるので多くの利点が得られる。スペクトラム拡散変調は他の干渉源からの影響も低減する。また、同期スペクトラム拡散変調復調手法は、各々が互いに異なる拡散符号でスペクトラム拡散されしかも単一の基準信号のみを利用者に送信する複数メッセージチャネルをその単一の利用者のために設けることによって拡張できる。
【０００５】
多元接続スペクトラム拡散通信システムに伴うもう一つの問題は、利用者の使える電力が限られているために、システム内の利用者の送信電力合計値を減らす必要があることである。スペクトラム拡散システムにおける電力制御の必要性という関連の問題は、一人の利用者のスペクトラム拡散信号がもう一人の利用者の受信機にある電力レベルの雑音として受信されるというスペクトラム拡散システム固有の特性に関係する。したがって、高い信号電力レベルで送信する利用者は、他の利用者の受信に支障を与え得る。また、一方の利用者が他方の利用者の地理的な位置に対して移動する場合は、信号フェージングおよび歪みのために、利用者はその送信電力レベルを信号品質維持のために調整する必要が生ずる。同時に、システムは基地局がすべての利用者から受信する電力を相対的に一定に維持しなければならない。最後に、スペクトラム拡散システムでは同時並行的にサポートできるよりも多い遠隔利用者が発呼する場合があり得るので、最大システム電力レベル到達時に追加の利用者を拒絶する容量管理方法を電力制御システムに用いなければならない。
【０００６】
従来のスペクトラム拡散システムは、受信信号を計測して適応電力制御（ＡＰＣ）信号を遠隔利用者に送信する基地局を用いている。遠隔利用者はＡＰＣ信号に応答する自動利得制御（ＡＧＣ）回路を備える送信機を有する。そのシステムにおいては、基地局はシステム全体の電力の総計または各利用者からの電力を監視し、その結果に応じてＡＰＣ信号を設定する。この開ループシステム性能は、遠隔利用者が基地局から受信した信号電力の測定を行い、ＡＰＣ信号を基地局に返送して閉ループ電力制御方法を行うことによって向上し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＵＳＰ ５ ２６５ １１９
【特許文献２】特開平５−２４４０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、これらの電力制御システムにはいくつかの欠点がある。第１に、基地局は複雑な電力制御アルゴリズムを実行する必要があり、その結果、基地局におけるデータ処理量が増加する。第２に、システムは実際にいくつかの種類の電力変動、すなわち利用者数の変動によって生じる雑音電力の変動および特定のベアラチャネルの受信信号電力の変動を受ける。これらの変動は互いに異なる頻度で発生するので、上記２つの種類の変化の一方だけを補償するために簡単な電力制御アルゴリズムを最適化できる。最後に、これらの電力アルゴリズムはシステムの電力総量を比較的高レベルに駆動する傾向がある。したがって、ベアラチャネル電力レベルの変動に迅速に応答し、同時に利用者数の変動に応答してすべての利用者の送信電力を調整するスペクトラム拡散電力制御方法が必要になっている。
【０００９】
また、個々の遠隔受信機において十分なＢＥＲを維持しながらシステムの電力総量を最小限に抑える閉ループ電力制御システムを用いた改良型スペクトラム拡散通信システムが必要になっている。さらに、このようなシステムは、遠隔利用者の初期送信電力レベルを制御し、全システム容量を管理しなければならない。
【００１０】
この発明の目的は、スペクトラム拡散通信システムを構成する複数の送受信局の非活性時における消費電力をできるだけ低いレベルに維持することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、スペクトラム拡散通信システムの無線搬送波局（ＲＣＳ）および一群の加入者局ユニット（ＳＵ）のための閉ループ自動電力制御（ＡＰＣ）のためのシステムおよび方法を含む。ＳＵはスペクトラム拡散信号を送信し、ＲＣＳはスペクトラム拡散信号を捕捉し、ＲＣＳはスペクトラム拡散信号および雑音などあらゆる干渉信号の受信電力レベルを検出する。ＡＰＣシステムはＲＣＳおよび複数のＳＵを有し、ＲＣＳは複数の順方向チャネル情報信号を各順方向送信電力レベルを有する複数の順方向チャネルスペクトラム拡散信号としてＳＵに送信し、各ＳＵは各逆方向送信電力レベルを有する少なくとも一つの逆方向スペクトラム拡散信号および逆方向チャネル情報信号を有する少なくとも一つの逆方向チャネルスペクトラム拡散信号を基地局に送信する。
【００１２】
ＡＰＣは順方向電力自動制御（ＡＦＰＣ）システムと、逆方向電力自動制御（ＡＲＰＣ）システムとを有する。ＡＦＰＣは、各ＳＵにおいて順方向チャネル情報信号それぞれの順方向ＳＮ比を測定する過程と、順方向ＳＮ比それぞれと所定のＳＮ比値との間の順方向誤差の測定値を含むそれぞれの順方向チャネル誤差信号を発生する過程とを含む。順方向チャネル誤差信号はチャネル内の非相関雑音の測定値も含む。それぞれの順方向チャネル誤差信号をそれぞれの逆方向チャネル情報信号の一部としてＳＵから送信する。ＲＣＳは逆方向チャネル情報信号を受信するとともに逆方向チャネル情報信号から順方向チャネル誤差信号を抽出するための複数のＡＦＰＣ受信機を有する。また、ＲＣＳはそれぞれの順方向誤差信号にそれぞれ応答する順方向スペクトラム拡散信号各々の順方向送信電力レベルを調整する。
【００１３】
ＲＣＳ内のＡＲＰＣシステムの部分は、逆方向チャネル情報信号の各々の逆方向チャネルＳＮ比を測定し、逆方向チャネルＳＮ比それぞれと所定のＳＮ比値との間の誤差の測定値を含む逆方向チャネル誤差信号それぞれを生成する。その逆方向チャネル誤差信号はそのチャネルにおける非相関雑音の測定値も含む。ＲＣＳは逆方向チャネル誤差信号それぞれを順方向チャネル情報信号それぞれの一部として送信する。各ＳＵは、順方向チャネル情報信号を受信するとともに逆方向誤差信号それぞれを順方向チャネル情報信号から抽出し、逆方向誤差信号それぞれに応答して逆方向スペクトラム拡散信号それぞれの逆方向送信電力レベルを調整するＡＲＰＣ受信機を有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、各送受信局の非活性時における消費電力を最小に抑えたスペクトラム拡散通信システムを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明による符号分割多元接続通信システムのブロック図である。
【図２】本発明の維持電力制御アルゴリズムの例の流れ図である。
【図３】本発明の順方向電力自動制御アルゴリズムの例の流れ図である。
【図４】本発明の逆方向電力自動制御アルゴリズムの例の流れ図である。
【図５】ベアラチャネルの確立時の本発明の閉ループ電力制御システムの例のブロック図である。
【図６】ベアラチャネルの確立の過程における本発明の閉ループ電力制御システムの例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明のシステムは、一つ以上の基地局と複数の遠隔加入者ユニットとの間の無線リンクを用いて加入回線電話サービス、すなわち地域集団電話サービスを提供する。実施例においては無線リンクを固定加入者ユニット（ＦＳＵ）と交信する基地局について説明するが、このシステムはＦＳＵおよび移動加入者ユニット（ＭＳＵ）の両方への無線リンクを有する複数の基地局を含むシステムにも同様に適用できる。したがって遠隔加入者ユニットをこの明細書では加入者ユニット（ＳＵ）と呼ぶ。
【００１７】
図１を参照すると、基地局（ＢＳ）１０１は加入者線交換機（ＬＥ）１０３または構内交換機（ＰＢＸ）など上記以外の電話網交換インタフェースに呼接続を提供するものであり、無線搬送波局（ＲＣＳ）１０４を有する。一つ以上のＲＣＳ１０４、１０５および１１０がリンク１３１、１３２、１３７、１３８および１３９経由で無線分配ユニット（ＲＤＵ）１０２に接続され、ＲＤＵ１０２が電話会社局線１４１、１４２および１５０経由で呼設定信号、制御信号および情報信号の送受信によってＬＥ１０３とインタフェースを形成する。ＳＵ１１６および１１９は無線リンク１６１、１６２、１６３、１６４および１６５経由でＲＣＳ１０４と交信する。代替的実施例では、いくつかのＳＵと機能的にＲＣＳと同等の「主」ＳＵとを有する。その実施例では、市内電話網への接続はあってもなくても差し支えない。
【００１８】
この実施例は送受信スペクトラム拡散チャネルに搬送波を中心として互いに異なるスペクトラム拡散帯域幅を用いているが、本発明の手法は送信チャネル用に複数のスペクトラム拡散帯域幅を用い受信チャネル用に複数のスペクトラム拡散帯域幅を用いたシステムにも容易に拡張できる。スペクトラム拡散通信システムは一方の利用者の送信が他方の利用者の逆拡散受信機には雑音に見える本来の特徴を有するので、実施例では送信経路チャネルおよび受信経路チャネルの両方に同じスペクトラム拡散チャネルを用いることもできる。換言すると、アップリンクおよびダウンリンク伝送に同一の周波数帯域を用いることができる。本発明の実施例は、周波数を隣接させる必要のない複数スペクトラム拡散チャネルを用いることもできる。この実施例では、アップリンク、ダウンリンクまたはアップリンクおよびダウンリンクの両方にどのチャネルでも使うことができる。
【００１９】
実施例では、スペクトラム拡散ずみ２進シンボル情報をナイキストパルス成形付きの直交位相偏移（ＱＰＳＫ）変調により無線リンク１６１乃至１６５経由で送信する。オフセットＱＰＳＫ（ＯＱＰＳＫ）および最小偏移（ＭＳＫ）、ガウス位相偏移（ＧＰＳＫ）、Ｍ次位相偏移（ＭＰＳＫ）など上記以外の変調手法を用いることもできる。
【００２０】
ＲＣＳまたはＳＵの内部のＣＤＭＡ復調器は、マルチパス伝搬効果の解消または利用に適切な処理で信号を逆拡散する。受信電力レベルに関するパラメータを用いて自動電力制御（ＡＰＣ）情報を発生し、この情報を通信リンクの他端に送信する。ＡＰＣ情報は順方向電力自動制御（ＡＦＰＣ）リンクおよび逆方向電力自動制御（ＡＲＰＣ）リンクの送信電力を制御するのに用いる。さらに、各ＲＣＳ１０４、１０５、１１０は、ＡＰＣと同様に保守電力制御（ＭＰＣ）を実行して各ＳＵ１１１、１１２、１１５、１１７、１１８の初期送信電力を調整することができる。復調は、パイロット信号が位相基準を設定するコヒーレント復調である。
【００２１】
ＲＣＳ１０４とＳＵ１１１、１１２、１１５、１１７および１１８との間の無線インタフェースの送信電力レベルは二つの互いに異なる閉ループ電力制御方法を用いて制御する。順方向電力自動制御（ＡＦＰＣ）方法がダウンリンク送信電力レベルを決定し、逆方向電力自動制御（ＡＲＰＣ）方法がアップリンク送信電力レベルを決定する。例えばＳＵ１１１およびＲＣＳ１０４が電力制御情報を転送する論理制御チャネルは、最低１６KHｚの更新レートで動作する。上記以外の実施例では、例えば６４KHｚなど上記よりも速いまたは遅い更新レートを用いる。これらのアルゴリズムは、利用者送信電力が許容可能なビット誤り率（ＢＥＲ）を維持し、節電のためにシステム電力を最低限に維持し、ＲＣＳ１０４におけるＳＵ１１１、１１２、１１５、１１７および１１８からの受信電力レベルすべてをほぼ等しいレベルに維持することを確実にする。
【００２２】
また、このシステムはＳＵの非活性状態の期間中にオプションの維持電力制御方法を用いる。電力節約のためにＳＵ１１１が非活性状態または電源オフの状態にあるとき、このユニットはＲＣＳ１０４からの維持電力制御信号に応答して初期送信電力レベル設定を調整するようにときどき活性化する。維持電力制御信号は、ＳＵ１１１の受信電力レベルおよび現在のシステム電力レベルの測定および所要初期送信電力の計算によってＲＣＳ１０４が算定する。この方法は通信開始時のＳＵ１１１のチャネル捕捉時間を短縮する。また、この方法はＳＵ１１１の送信電力レベルが高くなりすぎたり、閉ループ電力制御が送信電力をそのチャネル内の他のメッセージトラフィックに適切なレベルに調節する前の初期送信期間中に他のチャネルに干渉したりすることを防ぐ。
【００２３】
ＲＣＳ１０４は、これに限られるわけではないが、Ｅ１、Ｔ１またはＨＤＳＬインタフェースなどのインタフェースラインからそのクロックの同期をとる。また、ＲＣＳ１０４の各々は全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機で調整可能な発振器から内部クロック信号を発生させることもできる。ＲＣＳ１０４は、拡散符号を有するもののデータ変調は伴わないチャネルであるグローバルパイロット符号を発生し、遠隔のＳＵ１１１乃至１１８による捕捉に供する。ＲＣＳの全送信チャネルをパイロットチャネルに同期させ、ＲＣＳ１０４内の論理通信チャネル用の符号発生器（図示せず）の拡散符号位相をパイロットチャネルの拡散符号位相に同期させる。同様に、ＲＣＳ１０４のグローバルパイロット符号を受信するＳＵ１１１乃至１１８はＳＵの符号発生器（図示せず）の拡散符号位相および逆拡散符号位相をグローバルパイロット符号に同期させる。
【００２４】
［論理通信チャネル］
従来の「チャネル」はインタフェースの一部であり、内容に関係なくそのインタフェースのそれ以外の経路と区別できる通信経路と通常見なされる。しかし、ＣＤＭＡの場合は互いに別々の通信経路はその内容だけによって互いに区別される。「論理チャネル」という用語は互いに別々のデータストリームを区別するために用いられ、論理的には従来の意味でのチャネルと等価である。本発明における論理チャネルおよびサブチャネルはすべて通常の毎秒６４キロシンボル（ksym/s）のＱＰＳＫストリームにマップされる。いくつかのチャネルは、システムのグローバルパイロット符号（ＧＰＣ）から発生し、それと類似する機能をもたらす関連のパイロット符号と同期している。しかし、システムパイロット信号は論理チャネルとはみなされない。
【００２５】
いくつかの論理通信チャネルを、ＲＣＳとＳＵとの間のＲＦ通信リンク上で用いる。各論理通信チャネルは、固定の予め定めた拡散符号または動的に割り当てられた拡散符号を有する。予め定めた符号の場合も割当て符号の場合も符号位相はパイロット符号と同期している。論理通信チャネルは二つの群、すなわちグローバルチャネル（ＧＣ）群および割当てチャネル（ＡＣ）群に分けられる。グローバルチャネル（ＧＣ）群は基地局ＲＣＳから遠隔ＳＵすべてに、または任意のＳＵからその区別に関係なく基地局ＲＣＳに送信される。これらのチャネルは全利用者用の所定の種類の情報を通常含む。これらのチャネルは、システムにアクセスするためにＳＵが用いるチャネルを含む。割当てチャネル（ＡＣ）群の中のチャネルはＲＣＳと特定のＳＵとの間の通信専用のチャネルである。
【００２６】
［電力制御］
［概要］
本発明の電力制御の特徴機能は、交信中のＲＣＳおよびＳＵの用いる送信電力の量を最小にするために用いる。ベアラチャネル接続の期間中の送信電力の更新を行う電力制御の下位の特徴機能は、自動電力制御（ＡＰＣ）として定義される。ＡＰＣデータはＲＣＳからＳＵに順方向ＡＰＣチャネル経由で転送され、ＳＵからＲＣＳへ逆方向ＡＰＣチャネル経由で転送される。これら二つの間に活性化したデータリンクがない場合は、維持電力制御（ＭＰＣ）の下位の特徴機能がＳＵ送信電力を制御する。
【００２７】
順方向および逆方向割当てずみチャネルおよび逆方向グローバルチャネルの送信電力レベルは、これらのチャネル上の信号電力対干渉雑音電力比（ＳＩＲ）を十分な値に維持するとともにシステム出力電力を安定化させ最小にするようにＡＰＣアルゴリズムによって制御する。本発明は送信機の送信出力電力を増分ずつ上昇または低下させるようにその送信機を制御する閉ループ電力制御システムを用いる。この制御は、ＡＰＣチャネル上の電力制御信号経由で交信相手の送信機に伝達される。受信機は二つの誤差信号に基づいて送信機の電力の増加または減少の判定を下す。一方の誤差信号は信号電力の値と同信号電力の所望値との差を示し、他方の誤差信号は受信電力合計値の平均を示す。
【００２８】
本発明の上述の実施例の説明に用いた近端電力制御という用語は、他端からＡＰＣチャネルに受信したＡＰＣ信号にしたがって送信機出力電力を調整することを意味する。これは、ＳＵにとっては逆方向電力制御、ＲＣＳにとっては順方向電力制御を意味し、遠端ＡＰＣという用語はＳＵにとっては順方向電力制御、ＲＣＳにとっては逆方向電力制御（チャネル他端のユニットの送信電力を調整すること）を意味する。
【００２９】
電力を節約するために、ＳＵモデムは呼待受け期間中は送信を停止するとともに電源をオフにしてスリープ期間に入る。スリープ期間はＳＵコントローラからの覚醒信号によって終了する。この覚醒信号に応答して、ＳＵモデム捕捉回路は自動的に再捕捉期間に入り、上述のとおりダウンリンクパイロットを捕捉する処理を開始する。
【００３０】
［閉ループ電力制御アルゴリズム］
近端電力制御は二つの過程、すなわち初期送信電力を設定する過程と、ＡＰＣを用いて遠端からの受信情報に従って送信電力を継続的に調整する過程とから成る。
【００３１】
ＳＵについては、初期送信電力を最小値に設定し、その後ランプアップタイマーが時間切れとなるまで（図示せず）、またはＲＣＳがＦＢＣＨ上の対応交通信号灯をＲＣＳがＳＵの短パイロットＳＡＸＰＴにロックしたことを示す「赤」に変えるまで、例えば１ｄＢ／ミリ秒の速度で漸増させる。タイマーの時間切れは、交通信号値が最初に赤に設定されていなければ、ＳＡＸＰＴ送信を切断し、この場合ＳＵは「赤」信号の検出前よりも低速度で送信電力の漸増を継続する。
【００３２】
ＲＣＳについては、初期送信電力をサービスの種類およびシステム利用者の現在の数に対応して、実験的に決定した高信頼性動作所要最小値対応の固定値に設定する。グローバルパイロットまたは高速一斉通報チャネル（ＦＢＣＨ）などのグローバルチャネルは固定の初期電力で常に送信し、一方トラフィックチャネルはＡＰＣに切り換える。
【００３３】
ＡＰＣ信号は、ＡＰＣチャネルで１ビット信号として送信される。この１ビット信号は関連の送信電力を上げるコマンド（その場合は論理ハイ）または下げる（その場合は論理ロウ）を表す。この明細書記載の実施例では６４kb/sＡＰＣデータストリームは符号化もインターリーブもしてない。
【００３４】
遠端電力制御は、遠端がその送信電力の調節に用いる近端送信電力制御情報から成る。
【００３５】
ＡＰＣアルゴリズムはＲＣＳまたはＳＵが次の不等式の成立時に＋１、不成立時に−１を送信するようにする。
α１ｅ１−α２ｅ２＞０ （１）
ここで、誤差信号ｅ１は次式のとおり計算される。
ｅ１＝Ｐｄ−（１＋ＳＮＲＲＥＦ）ＰＮ （２）
【００３６】
ただし、Ｐｄは逆拡散信号電力プラス雑音電力であり、ＰＮは逆拡散ずみ雑音電力であり、ＳＮＲＲＥＦは特定の種類のサービスについての所望逆拡散信号対雑音比であり、
ｅ２＝Ｐｒ−Ｐｏ （３）
である。ここでＰｒは受信電力測定値であり、Ｐｏは自動利得制御（ＡＧＣ）回路設定点である。式（３）における重みα１およびα２はサービスの種類およびＡＰＣ更新速度の各々について選択した値である。
【００３７】
［保守電力制御］
ＳＵのスリープ期間中に、ＣＤＭＡ ＲＦチャネルの干渉雑音電力は変化し得る。上述の初期電力漸増手法の代わりに、ＳＵの初期送信電力をＣＤＭＡチャネルの干渉雑音電力に対して周期的に調整する保守電力制御（ＭＰＣ）を含めることもできる。ＭＰＣは、ＳＵの信号の検出のためにＲＣＳが必要とするＳＵの送信電力レベルの最低値の近傍内に送信電力レベルを維持する処理である。ＭＰＣ処理は所要ＳＵ送信電力の低周波数変化を補償する。
【００３８】
保守電力制御の特徴機能は二つのグローバルチャネル、すなわち逆方向リンク上の状態チャネル（ＳＴＣＨ）と呼ばれるものと、順方向リンク上のチェックアップチャネル（ＣＵＣＨ）と呼ばれるものとを用いる。これらのチャネルで伝送される信号はデータを伝送せず、初期電力漸増に用いられる短符号の生成と同一の方法で生成する。ＳＴＣＨ符号およびＣＵＣＨ符号は、グローバル符号発生器の「保留された」枝路から発生する。
【００３９】
ＭＰＣ処理は次のとおりである。ＳＵはランダムな間隔で状態チャネル（ＳＴＣＨ）で周期的に３ミリ秒にわたり１シンボル長の拡散符号を送信する。ＲＣＳがその系列を検出した場合は、ＲＣＳはチェックアップチャネル（ＣＵＣＨ）で次の３ミリ秒以内に１シンボル長の符号系列を送信することにより応答する。ＳＵがＲＣＳからの応答を検出すると、ＳＵは特定のステップサイズだけ送信電力を減少させる。ＳＵが上記３ミリ秒の期間内にＲＣＳからの応答を検出しなかった場合、ＳＵはそのステップサイズだけ送信電力を増加させる。この方法を用いて、ＲＣＳの応答の送信をすべてのＳＵで検出確率0.99を維持するに十分な電力レベルで行う。
【００４０】
トラフィック負荷および活性状態の利用者の数の変化率は、ＣＤＭＡチャネルの干渉雑音電力合計値に関連する。本発明のための保守電力更新信号の更新率およびステップサイズは、通信理論の分野で周知の待ち行列理論を用いて決定する。発呼処理を平均値6.0分の指数関数的ランダム変数としてモデム化した数値計算により、ステップサイズ0.5dBを用いて干渉レベル変化に追従可能にするには、ＳＵの保守電力レベルを１０秒以内の間隔で更新する必要があることが分かる。発呼処理を指数関数的到着時間間隔を有するポアソンランダム変数としてモデル化し、到着速度が毎秒１利用者あたり２×１０−４、サービス速度が毎秒１／３６０、ＲＣＳサービスエリア内の全加入者数が６００とすると、数値計算から、ステップサイズ０．５ｄＢの場合１０秒ごとの更新率で十分であることが分かる。
【００４１】
保守電力調整は、スリープ状態から覚醒状態に変化してＭＰＣ処理を実行するＳＵが周期的に行う。このＭＰＣ特徴機能の信号処理は図２に示してあり、次のとおり行う。まずステップ２０１において信号をＳＵとＲＣＳとの間で交換し、検出に必要なレベルに近い送信電力レベルを維持する。ＳＵはＳＴＣＨで１シンボル長拡散符号を周期的に送信し、ＲＣＳはそれに応答してＣＵＣＨで１シンボル長拡散符号を周期的に送信する。
【００４２】
次にステップ２０２において、ＳＵがＳＴＣＨメッセージの送信から３ミリ秒以内に応答を受信した場合、ＳＵはステップ２０３において特定のステップサイズだけ送信電力を減少させる。しかし、ＳＵがＳＴＣＨメッセージから３ミリ秒以内に応答を受信しなかった場合、ＳＵはステップ２０４において同じステップサイズだけ送信電力を増加させる。
【００４３】
ステップ２０５においてＳＵはある時間幅、すなわちランダム処理で算定した平均１０秒の時間幅だけ待ったのちもう一つのＳＴＣＨメッセージを送信する。
【００４４】
すなわち、ＳＵからのＳＴＣＨメッセージの送信電力はＲＣＳ応答に基づいて周期的に調整され、ＲＣＳからのＣＵＣＨメッセージの送信電力は固定される。
【００４５】
［ＡＰＣ用論理チャネルへの電力制御信号のマッピング］
電力制御信号を、順方向および逆方向に割り当てられたチャネルの送信電力レベルの制御のための特定論理チャネルにマッピングする。逆方向グローバルチャネルの制御をＡＰＣアルゴリズムによっても行い、これらの逆方向チャネルの信号電力対雑音電力比（ＳＩＲ）を維持するとともに、システム出力電力の安定化および最小化を達成するようにする。本発明は、受信機で他端の送信機の出力電力の増分ずつの増減を決める閉ループ電力制御方法を用いる。この方法は上記増減の決定をそれぞれの送信機に送り返す。
【００４６】
【表１】
【００４７】
順方向リンクおよび逆方向リンクは互いに別々に制御する。処理中の呼／接続については、順方向リンクトラフィックチャネル（ＴＲＣＨ）ＡＰＣおよびオーダワイヤ（ＯＷ）電力を逆方向ＡＰＣチャネル経由で送信されてきたＡＰＣビットで制御する。呼／接続確立処理中は、逆方向リンクアクセスチャネル（ＡＸＣＨ）電力は順方向ＡＰＣチャネル経由で送信されてきたＡＰＣビットで制御する。表１は、制御対象のチャネルのための特定の電力制御方法を要約したものである。
【００４８】
いずれかの特定のＳＵのための割当てチャネルＴＲＣＨ、ＡＰＣおよびＯＷならびに逆方向割当てパイロット信号の所要ＳＩＲを、互いに比例させて固定する。これらのチャネルはほとんど同一のフェージングの影響を受け、したがって同時並行的に電力制御される。
【００４９】
［順方向電力自動制御］
ＡＦＰＣシステムは、呼／接続中に順方向チャネル上で所要ＳＩＲを最小限に維持することを試みる。図３に示したＡＦＰＣ再帰処理は、ステップ３０１でＳＵに二つの誤差信号ｅ１およびｅ２、すなわち
ｅ１＝Ｐｄ−（１＋ＳＮＲＲＥＦ）ＰＮ （４）
ｅ２＝Ｐｒ−Ｐｏ （５）
を形成させる過程を含む。ここでＰｄは逆拡散信号電力と雑音電力との和であり、ＰＮは逆拡散電力であり、ＳＮＲＲＥＦは所与のサービスの種類に必要なＳ／Ｎ比であり、Ｐｒは総受信電力測定値であり、ＰｏはＡＧＣ設定値である。ＳＵモデムはステップ３０２で合成誤差信号α１ｅ１＋α２ｅ２を生ずる。ここで、重みα１およびα２を各サービス種類およびＡＰＣ更新速度について選択する。ステップ３０３において、ＳＵはこの合成誤差信号を限定し、単一のＡＰＣビットを生成する。ステップ３０４においてＳＵはＡＰＣビットをＲＣＳに送信し、ステップ３０５においてＲＣＳモデムはそのビットを受信する。ステップ３０６においてＲＣＳはＳＵへの送信電力を増加または減少させ、アルゴリズムをステップ３０１から反復する。
【００５０】
［逆方向自動電力制御］
ＡＲＰＣシステムは、呼／接続確立中および呼／接続進行中に、システム逆方向総出力電力を最小にするように逆方向チャネル上の最小所望ＳＩＲを維持する。図４に示すＡＲＰＣ再帰処理は、ステップ４０１でＲＣＳモデムに二つの誤差信号ｅ１およびｅ２、すなわち
ｅ１＝Ｐｄ−（１＋ＳＮＲＲＥＦ）ＰＮ （６）
ｅ２＝Ｐｒｔ−Ｐｏ （７）
を生じさせることにより始まる。ここで、Ｐｄは逆拡散信号電力と雑音電力との和であり、ＰＮは逆拡散ずみ雑音電力であり、ＳＮＲＲＥＦはそのサービス種類に所望のＳ／Ｎ比であり、ＰｒｔはＲＣＳが受信する平均総電力の測定値であり、ＰｏはＡＧＣ設定値である。ステップ４０２で、ＲＣＳモデムは合成誤差信号α１ｅ１＋α２ｅ２を生成し、ステップ４０３においてこの合成誤差信号を限定して単一のＡＰＣビットを算定する。ステップ４０４においてＲＣＳはこのＡＰＣビットをＳＵに送信し、ステップ４０５においてこのビットはＳＵに受信される。最後に、ステップ４０６においてＳＵは受信したＡＰＣビットにしたがってその送信電力を調整し、アルゴリズムがステップ４０１から反復される。
【００５１】
【表２】
【００５２】
［ＳＩＲおよびマルチチャネルの種類］
リンク上のチャネルの所要ＳＩＲは、チャネルフォーマット（例えば、ＴＲＣＨ、ＯＷ）、サービスの種類（例えば、ＩＳＤＮ Ｂ、３２kbps ＡＤＰＣＭ、ＰＯＴＳ）、およびデータビットの分布先のシンボルの数（例えば、２つの６４kbpsシンボルを統合して単一の３２kbpsＡＤＰＣＭ ＰＯＴＳシンボルを生成する）の関数である。各チャネル種類およびサービス種類に必要なＳＩＲに対応する逆拡散出力電力は、予め決まっている。呼／接続が進行中である間、いくつかのユーザＣＤＭＡ論理チャネルが同時並行的に活性状態にあり、これらの論理チャネルの各々はシンボル周期ごとにシンボルを転送する。名目上最大のＳＩＲチャネルからのシンボルのＳＩＲを測定し、閾値と比較し、各シンボル周期ごとにＡＰＣステップアップ／ダウン判定に用いる。表２は、サービスの種類および呼の種類によるＡＰＣ演算用のシンボル（および閾値）を示す。
【００５３】
［ＡＰＣパラメータ］
ＡＰＣ情報は常に情報１ビットとして伝送され、ＡＰＣデータ速度はＡＰＣ更新速度と等価である。このＡＰＣ更新速度は６４kbpsである。この速度は予想されるレイリーフェーディングおよびドップラーフェーディングを許容するに十分であり、アップリンクおよびダウンリンクＡＰＣチャネル内で比較的高い0.2以下のビット誤り率（ＢＥＲ）を許容し、したがってＡＰＣ専用の所要通信容量は最小になる。
【００５４】
ＡＰＣビットにより示される電力ステップアップ／ダウンは、公称0.1から0.01dBの範囲である。電力制御のダイナミックレンジは、本システムの一例としての実施例の場合、逆方向リンクで７０ｄＢ、順方向リンクで１２ｄＢである。
【００５５】
［ＡＰＣ情報多重化の代替の実施例］
上述の専用ＡＰＣ論理チャネルおよび専用ＯＷ論理チャネルを、一つの論理チャネルに一緒に多重化することもできる。ＡＰＣ情報は６４kbpsで連続的に送信され、ＯＷ情報はデータバーストの形で生ずる。代替の多重化した論理チャネルは未符号化の非交互配置の６４kbps ＡＰＣ情報をＱＰＳＫ信号の例えば同相チャネルに、ＯＷ情報を直交チャネル上にそれぞれ含む。
【００５６】
［閉ループ電力制御実働化］
呼接続期間中の閉ループ電力制御は、システム総電力の二つの互いに異なる変動に応答する。第１に、システムはＳＵの電力レベルの変化など局部的な振舞に応答し、第２に、システムはシステム内の活性状態のユーザのグループ全体の電力レベルの変化に応答する。
【００５７】
図５は、本発明の実施例の電力制御システム示す。図示のとおり、送信電力の調整に用いる回路は、ＲＣＳ（ＲＣＳ電力制御モジュール５０１として図示）の場合もＳＵ（ＳＵ電力制御モジュール５０２として図示）の場合も同様である。ＲＣＳ電力制御モジュール５０１から始めると、逆方向リンクＲＦチャネル信号はＲＦアンテナで受信され、復調されて逆方向ＣＤＭＡ信号ＲＭＣＨを生じ、この信号ＲＭＣＨは可変利得増幅器（ＶＧＡ１）５１０に加えられる。この増幅器５１０の出力は自動利得制御（ＡＧＣ）回路５１１に加えられ、このＡＧＣ回路５１１はＶＧＡ１ ５１０への可変利得増幅器制御信号を生ずる。この信号はＶＧＡ１ ５１０の出力信号のレベルをほぼ一定の値に維持する。ＶＧＡ１の出力信号は逆拡散デマルチプレクサ（ｄｅｍｕｘ）５１２により逆拡散され、逆拡散ずみのユーザメッセージ信号ＭＳおよび順方向ＡＰＣビットが生ずる。この順方向ＡＰＣビットは積分器５１３に加えられて、順方向ＡＰＣ制御信号を生ずる。順方向ＡＰＣ制御信号は順方向リンクＶＧＡ２ ５１４を制御し、順方向リンクＲＦチャネル信号を通信用の所要レベルの最低値に維持する。
【００５８】
ＲＣＳ電力モジュール５０１の逆拡散ずみの利用者メッセージ信号ＭＳの信号電力は、信号電力測定値を生ずるように電力測定回路５１５で測定する。ＶＧＡ１の出力は、相関のない拡散符号を用いて信号を逆拡散し逆拡散雑音信号を生ずるＡＵＸ逆拡散器によって逆拡散する。この信号の電力測定値を１プラス所望Ｓ／Ｎ比（ＳＮＲＲ）と乗算し、閾値信号Ｓ１を生ずる。逆拡散信号電力と閾値Ｓ１との差は減算器５１６により生ずる。この差は特定のＳＵ送信電力レベルに関連する誤差信号ＥＳ１である。同様に、ＶＧＡ１ ５１０用の制御信号は、ＶＧＡ１ ５１０用制御信号の速度を低下させる速度スケーリング回路５１７に加える。スケーリング回路５１７の出力信号はスケーリングしたシステム電力レベル信号ＳＰ１である。閾値演算論理５１８は、ＲＣＳ利用者チャネル電力データ信号ＲＣＳＵＳＲからシステム信号閾値ＳＳＴを計算する。スケーリングされたシステム電力レベル信号ＳＰ１の補数とシステム信号電力閾値ＳＳＴとを加算器５１９に加え、その加算器５１９が第２の誤差信号ＥＳ２を生成する。この誤差信号は、すべての活性状態のＳＵのシステム送信電力レベルに関係する。入力誤差信号ＥＳ１およびＥＳ２は合成器５２０で合成されてデルタ変調器（ＤＭ１）５２１への合成誤差信号を生じ、ＤＭ１からの出力信号は値＋１または−１の逆方向ＡＰＣビットストリーム信号であり、本発明の場合は６４kbpsの信号として送信される。
【００５９】
逆方向ＡＰＣビットを拡散回路５２２に加え、この拡散回路５２２はスペクトラム拡散順方向ＡＰＣメッセージ信号を出力する。順方向ＯＷ信号および順方向トラフィック信号は拡散回路５２３、５２４に供給し、順方向トラフィックメッセージ信号１、２、・・・Ｎを生ずる。順方向ＡＰＣ信号、順方向ＯＷ信号およびトラフィックメッセージ信号の電力レベルをそれぞれの増幅器５２５、５２６および５２７でそれぞれ調整して、電力レベル調整ずみの順方向ＡＰＣチャネル信号、ＯＷチャネル信号およびＴＲＣＨチャネル信号を生ずる。これらの信号を加算器５２８で合成し、ＶＧＡ２ ５１４に加え、これにより順方向リンクＲＦチャネル信号を生ずる。
【００６０】
拡散ずみの順方向ＡＰＣ信号を含む順方向リンクＲＦチャネル信号は、ＳＵのＲＦアンテナで受信され復調されて、順方向ＣＤＭＡ信号ＦＭＣＨを生ずる。この信号を可変利得増幅器（ＶＧＡ３）５４０に供給する。ＶＧＡ３の出力信号を自動利得制御回路（ＡＧＣ）５４１に加え、この回路がＶＧＡ３ ５４０への可変利得増幅器制御信号を生ずる。この信号は、ＶＧＡ３の出力信号のレベルをほぼ一定のレベルに維持する。ＶＧＡ３ ５４０の出力信号は逆拡散デマルチプレクサ５４２で逆拡散し、逆拡散利用者メッセージ信号ＳＵＭＳおよび逆方向ＡＰＣビットを生ずる。逆方向ＡＰＣビットは積分器５４３に加え、これによって逆方向ＡＰＣ制御信号を生ずる。この逆方向ＡＰＣ制御信号を逆方向ＡＰＣＶＧＡ４ ５４４に供給し、逆方向リンクＲＦチャネル信号を最低電力レベルに維持するようにする。
【００６１】
逆拡散ユーザメッセージ信号ＳＵＭＳを電力測定値信号発生用の電力測定回路５４５に加え、この電力測定値信号を加算器５４６で閾値Ｓ２の補数に加算して、誤差信号ＥＳ３を生ずる。この信号ＥＳ３は特定のＳＵのＲＣＳ送信電力レベルに関連する誤差信号である。閾値Ｓ２を得るためにＡＵＸ逆拡散器からの逆拡散雑音電力値に１プラス所望のＳ／Ｎ比ＳＮＲＲを乗算する。ＡＵＸ逆拡散器は、相関のない拡散符号を用いて入力データを逆拡散し、したがってその出力は逆拡散ずみの雑音電力を表す。
【００６２】
同様に、ＶＧＡ３用の制御信号を、スケーリングずみの受信電力レベルＲＰ１発生のために、ＶＧＡ３制御信号の速度低減用の速度スケーリング回路に加える（図５参照）。閾値演算回路はＳＵの測定した電力信号ＳＵＵＳＲから受信信号閾値ＲＳＴを算出する。スケーリングずみの受信電力レベルＲＰ１の補数と受信信号閾値ＲＳＴとを誤差信号ＥＳ４生成用の加算器に加える。この誤差はすべての他のＳＵへのＲＣＳ送信電力に関連する。入力誤差信号ＥＳ３およびＥＳ４を合成器で合成してデルタ変調器ＤＭ２ ５４７に入力する。ＤＭ２ ５４７の出力信号は値＋１または−１の順方向ＡＰＣビットストリーム信号である。本発明の実施例においては、この信号を６４kbpsの信号として送信する。
【００６３】
順方向ＡＰＣビットストリーム信号を拡散回路５４８に加えて、逆方向スペクトラム拡散ずみＡＰＣ信号を生ずる。逆方向ＯＷ信号および逆方向トラフィック信号も拡散回路５４９、５５０に入力して、逆方向ＯＷ信号および逆方向トラフィックメッセージ信号１、２、・・・Ｎを生ずる。また、逆方向パイロットを逆方向パイロット発生器５５１により発生する。逆方向ＡＰＣメッセージ信号、逆方向ＯＷメッセージ信号、逆方向パイロット、および逆方向トラフィックメッセージ信号の電力レベルを増幅器５５２、５５３、５５４および５５５でそれぞれ調整して信号をそれぞれ生じ、これら信号を加算器５５６で合成して逆方向ＡＰＣＶＧＡ４ ５４４に入力する。逆方向リンクＲＦチャネル信号を生ずるのはこのＶＧＡ４ ５４４である。
【００６４】
呼接続処理およびベアラチャネル確立処理期間中は、本発明の閉ループ電力制御は図６に示すとおり変形する。図示のとおり、送信電力の調整に用いる回路は初期ＲＣＳ電力制御モジュール６０１として示したＲＣＳと、初期ＳＵ電力制御モジュール６０２として示したＳＵとで互いに異なる。初期ＲＣＳ電力制御モジュール６０１から始めると、逆方向リンクＲＦチャネル信号はＲＦアンテナで受信され復調されて逆方向ＣＤＭＡ信号ＩＲＭＣＨ、すなわち第１の可変利得増幅器（ＶＧＡ１）６０３で受信される逆方向ＣＤＭＡ信号ＩＲＭＣＨを生ずる。ＶＧＡ１の出力信号を自動利得制御回路（ＡＧＣ１）６０４で検出し、この回路６０４がＶＧＡ１ ６０３への可変利得増幅器制御信号を供給してＶＧＡ１の出力信号レベルをほぼ一定の値に維持する。ＶＧＡ１の出力信号を逆拡散デマルチプレクサ６０５により逆拡散して、逆拡散ずみのユーザメッセージ信号ＩＭＳを生ずる。順方向ＡＰＣ制御信号ＩＳＥＴは固定値に設定され、順方向リンク可変利得増幅器（ＶＧＡ２）６０６に加えられて、順方向リンクＲＦチャネル信号のレベルを予め決めた値に設定する。
【００６５】
初期ＲＣＳ電力モジュール６０１の逆拡散ずみの利用者メッセージ信号ＩＭＳの信号電力を電力測定回路６０７により測定し、その出力電力測定値を減算器６０８で閾値Ｓ３から減算して、誤差信号ＥＳ５、すなわち特定のＳＵの送信電力レベルに関連する誤差信号を生ずる。閾値Ｓ３は、ＡＵＸ逆拡散器からの逆拡散ずみの電力測定値に１プラス所望のＳ／Ｎ比ＳＮＲＲを乗算して算出する。ＡＵＸ逆拡散器は相関のない拡散符号を用いて信号を逆拡散するので、その出力信号は逆拡散ずみの雑音電力を表示する。同様に、ＶＧＡ１制御信号を、スケーリングずみのシステム信号電力レベル信号ＳＰ２の発生のために速度スケーリング回路６０９に加えてＶＧＡ１制御信号の速度を減少させる。閾値計算論理６１０は、利用者チャネル電力データ信号（ＩＲＣＳＵＳＲ）から算出した初期システム信号閾値（ＩＳＳＴ）を算定する。スケーリングしたシステム電力レベル信号ＳＰ２の補数とＩＳＳＴとを加算器６１１に加え、第２の誤差信号ＥＳ６、すなわちすべての活性状態のＳＵのシステム送信電力に関連する誤差信号である第２の誤差信号ＥＳ６を生ずる。ＩＳＳＴの値は、特定の構造を有するシステムにとって所望の送信電力である。入力誤差信号ＥＳ５およびＥＳ６を合成器６１２で合成して、デルタ変調器（ＤＭ３）６１３への合成誤差信号を生ずる。ＤＭ３は値＋１または−１のビットを有する初期逆方向ＡＰＣビットストリーム信号を生じ、この信号は実施例では６４kbpsの信号として送信される。
【００６６】
逆方向ＡＰＣビットストリーム信号を拡散回路６１４に加えて、初期スペクトラム拡散順方向ＡＰＣ信号を生ずる。制御チャネル（ＣＴＣＨ）情報を拡散器６１６でスペクトラム拡散して拡散ずみのＣＴＣＨメッセージ信号を生ずる。拡散ずみのＡＰＣ信号およびＣＴＣＨ信号を増幅器６１５および６１７でスケーリングして合成器６１８で合成する。この合成信号をＶＧＡ２ ６０６に加え、これによって順方向リンクＲＦチャネル信号を生ずる。
【００６７】
拡散ずみの順方向ＡＰＣ信号を含む順方向リンクＲＦチャネル信号をＳＵのＲＦアンテナで受信し復調して初期順方向ＣＤＭＡ信号（ＩＦＭＣＨ）を生じ、その信号（ＩＦＭＣＨ）を可変利得増幅器（ＶＧＡ３）６２０に加える。ＶＧＡ３の出力信号を自動利得制御回路（ＡＧＣ２）６２１で検出し、これによってＶＧＡ３ ６２０用の可変利得増幅器制御信号を生ずる。この信号はＶＧＡ３ ６２０の出力電力レベルをほぼ一定の値に維持する。ＶＧＡ３の出力信号を逆拡散デマルチプレクサ６２２で逆拡散する。逆拡散デマルチプレクサ６２２は、ＶＧＡ３の出力レベルに左右される初期逆方向ＡＰＣビットを生ずる。この逆方向ＡＰＣビットを積分器６２３で処理して逆方向ＡＰＣ制御信号を生ずる。この逆方向ＡＰＣ制御信号を逆方向ＡＰＣＶＧＡ４ ６２４に加えて、逆方向リンクＲＦチャネル信号を所定の電力レベルに維持するようにする。
【００６８】
グローバルチャネルＡＸＣＨ信号を拡散回路６２５でスペクトラム拡散して、拡散ずみＡＸＣＨチャネル信号を供給する。逆方向パイロット発生器６２６は逆方向パイロット信号を供給し、ＡＸＣＨの信号電力と逆方向パイロット信号とをそれぞれの増幅器６２７および６２８でそれぞれ調整する。拡散ＡＸＣＨチャネル信号および逆方向パイロット信号を加算器６２９で加算して、逆方向リンクＣＤＭＡ信号を生ずる。逆方向リンクＣＤＭＡ信号は、逆方向ＡＰＣＶＧＡ４ ６２４で受信し、これによってＲＦ送信機への逆方向リンクＲＦチャネル信号出力を生ずる。
【００６９】
［システム容量管理］
本発明のシステム容量管理アルゴリズムは、一つのＲＣＳ領域、すなわちセルの最大利用者容量を最適化する。ＳＵが最大送信電力からある値の範囲内に入ると、そのＳＵは警報メッセージをＲＣＳに送信する。ＲＣＳはそのシステムへのアクセスを制御する交通信号を「赤」、すなわち上述のとおりＳＵによるアクセスを禁止するフラグである「赤」に設定する。この状態は、警報発生中のＳＵが呼を終了するまで、または警報発生中のＳＵの送信電力のＳＵにおける測定値が最大送信電力以下の値になるまで継続する。複数のＳＵが警報メッセージを送信している場合は、上記状態は警報発生中のＳＵからすべての呼が終了するまで、または警報発生中のＳＵの送信電力のＳＵにおける測定値が最大送信電力以下の値になるまで継続する。代替の実施例では、前向き誤り訂正（ＦＥＣ）デコーダからのビット誤り率を測定し、そのビット誤り率が予め決められた値よりも小さい値になるまでＲＣＳ交通信号を「赤」に保持する。
【００７０】
本発明のブロッキング手法は、ＲＣＳからＳＵに送信される電力制御情報とＲＣＳでの受信電力測定値とを用いる方法を含む。ＲＣＳはその送信電力レベルを測定し、最大値に到達したことを検出し、新たな利用者をブロックすべきタイミングを判定する。システム通話参入を準備中のＳＵは、ベアラチャネル割当ての完結前にそのＳＵが最大送信電力に達した場合は自局をブロックする。
【００７１】
システムに新たに加わってくる利用者の各々は、自身以外の利用者すべてからみて雑音レベル上昇の原因となり、そのために各利用者からみたＳ／Ｎ比（ＳＮＲ）が低下する。電力制御アルゴリズムは各利用者について所望のＳＮＲを維持する。したがって、他に何ら制限がない場合は、新たな利用者のシステムへの加入は一時的な影響を与えるのみであり、所望のＳＮＲが再び得られる。
【００７２】
ＲＣＳにおける送信電力測定は、ベースバンド合成信号の実効値の測定、またはＲＦ信号の送信電力の測定およびその測定値のディジタル制御回路への帰還によって行う。送信電力測定は、ＳＵでそのＳＵユニットが最大送信電力に達したか否かの判定のためにも行うことができる。ＳＵ送信電力レベルは、ＲＦ増幅器の制御信号の測定およびＰＯＴＳ、ＦＡＸまたはＩＳＤＮなどのサービスの種類に基づく測定値のスケーリングによって算定する。
【００７３】
ＳＵが最大電力に達したという情報は、割当てチャネル上のメッセージに含めてＳＵからＲＣＳに送信される。ＲＣＳも逆方向のＡＰＣ変化の測定によってその状態を判定する。すなわち、ＲＣＳがＳＵ送信電力を増加させるようにＳＵにＡＰＣメッセージを送信してしかもＲＣＳにおけるＳＵ送信電力測定値が増加しない場合は、ＳＵは最大送信電力に達しているからである。
【００７４】
ＲＣＳは短符号を用いて立上げを終了した新たな利用者のブロッキングには交通信号を用いない。それらの利用者はダイアルトーンの発信停止および時間切れによりブロックされる。ＲＣＳはＡＰＣチャネルで全部１の符号（電力低下コマンド）を送信することにより、ＳＵにその送信電力を低下させる。また、ＲＣＳはＣＴＣＨメッセージを全く送信しないか、ＦＳＵにアクセス手順放棄およびやり直しを強制する無効なアドレス付きのメッセージを送信する。しかし、ＳＵは交通信号が赤であるためにすぐには捕捉処理を開始しない。
【００７５】
ＲＣＳは、その送信電力限界値に達すると、ＳＵの送信電力限界到達時と同じ方法でブロッキングを強化する。ＲＣＳは、ＦＢＣＨ上のすべての交通信号をオフにして、全部１のＡＰＣビット（電力低下コマンド）を短符号立上げ終了ののちダイアルトーン未受信中の利用者に送信開始し、これらの利用者にＣＴＣＨメッセージを全く送らないかアクセス処理放棄を強制する無効アドレス付きメッセージを送る。
【００７６】
ＳＵの自己ブロッキング処理は次のとおりである。ＳＵがＡＸＣＨの送信を開始すると、ＡＰＣはＡＸＣＨを用いてその電力制御動作を開始し、ＳＵの送信電力は増加する。ＡＰＣの制御下で送信電力が増加している間、その送信電力をＳＵコントローラが監視する。送信電力限界に達すると、ＳＵはアクセス手順を放棄して再始動する。
【００７７】
本発明を複数の実施例について説明してきた。本発明が特許請求の範囲に記載の本発明の範囲から逸脱することなく上記実施例への改変を伴って実施され得ることは当業者には理解されよう。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
スペクトラム拡散通信システムを利用した第３世代モバイル通信システムなどの費用効率のさらなる改善に広く利用できる。
【符号の説明】
【００７９】
１０１ 基地局（ＢＳ）
１０２ 無線分配ユニット（ＲＤＵ）
１０３ 加入者線交換機（ＬＥ）
１０４ 無線搬送波局（ＲＣＳ）
１１６、１１９ 加入者ユニット（ＳＵ）
５０１ ＲＣＳ電力制御モジュール
５０２ ＳＵ電力制御モジュール
６０１ 初期ＲＣＳ電力制御モジュール
６０２ 初期ＳＵ電力制御モジュール
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクセスチャネル信号を拡散するよう構成された回路と、
パイロット信号を拡散するよう構成された回路と、
前記拡散されたアクセスチャネル信号および前記拡散されたパイロット信号の信号電力
をそれぞれ調整するよう構成された回路と、
前記調整されたアクセスチャネル信号および拡散されたパイロット信号を合成して逆方向ＣＤＭＡ信号を作り出すよう構成された回路と
を備えたことを特徴とする符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）加入者局ユニット。
【請求項２】
前記調整されたアクセスチャネル信号および拡散されたパイロット信号を合成するよう構成された回路は、加算器であることを特徴とする請求項１に記載のＣＤＭＡ加入者局ユニット。
【請求項３】
前記アクセスチャネルは、グローバルチャネルであることを特徴とする請求項１に記載のＣＤＭＡ加入者局ユニット。
【請求項１】
アクセスチャネル信号を拡散するよう構成された回路と、
パイロット信号を拡散するよう構成された回路と、
前記拡散されたアクセスチャネル信号および前記拡散されたパイロット信号の信号電力
をそれぞれ調整するよう構成された回路と、
前記調整されたアクセスチャネル信号および拡散されたパイロット信号を合成して逆方向ＣＤＭＡ信号を作り出すよう構成された回路と
を備えたことを特徴とする符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）加入者局ユニット。
【請求項２】
前記調整されたアクセスチャネル信号および拡散されたパイロット信号を合成するよう構成された回路は、加算器であることを特徴とする請求項１に記載のＣＤＭＡ加入者局ユニット。
【請求項３】
前記アクセスチャネルは、グローバルチャネルであることを特徴とする請求項１に記載のＣＤＭＡ加入者局ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−５１７３９（Ｐ２０１３−５１７３９Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２６１１４９（Ｐ２０１２−２６１１４９）
【出願日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【分割の表示】特願２０１２−１６９３０（Ｐ２０１２−１６９３０）の分割
【原出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（５９６００８６２２）インターデイジタル テクノロジー コーポレーション (871)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【分割の表示】特願２０１２−１６９３０（Ｐ２０１２−１６９３０）の分割
【原出願日】平成２３年４月１８日（２０１１．４．１８）
【出願人】（５９６００８６２２）インターデイジタル テクノロジー コーポレーション (871)
【Ｆターム（参考）】
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