JP2002511675A - 移動電気通信システムにおける電力制御のための方法及び装置 - Google Patents
移動電気通信システムにおける電力制御のための方法及び装置Info
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Abstract
Description
局から移動局への平均ダウンリンク送信電力を減少させる方法及びシステムに関
する。
通信のために共通の周波数帯域が使用される。共通周波数帯域を占める信号は、
受信局において高速疑似雑音(PN)符号により識別される。異なるPN符号又
は異なるPN符号位相を使用する送信局は、受信局で別々に受信されることの出
来る信号を生じさせる。
各基地局(10,11)は、他の基地局のPN拡散符号とは異なるPN拡散符号
で送信する。移動局20は基地局10を通して会話に従事している。移動局20
は受信装置を備えており、その受信装置は、該移動局が基地局10の他に、隣接
基地局11を含む他の基地局のグループ(図示されていない)の信号強度を測定
することを可能にする。移動局20は、その測定結果を基地局10を通してネッ
トワークに伝える。移動ユニットが基地局10を通して会話に従事して、基地局
11を充分な信号強度で受信できる場所へ移動しているとき、基地局11との同
時通信路が確立される。決定は、両方の基地局を制御する無線ネットワーク・コ
ントローラ30によってなされる。この状態はソフトハンドオーバーと呼ばれ、
当該技術分野では周知されている。移動局は更に周知されているレーキ受信装置
も備えており、これは、移動局が基地局10及び11からの通信メッセージを同
時に拡散解除して結合させることを可能にする。模範的実施態様では、簡単のた
めに、移動ユニットは2つの基地局間でのソフトハンドオーバーを実行するけれ
ども、実際にはもっと多くの基地局が関係していることもある。
各信号が他の信号に干渉する。従って、最大容量を達成するためには、個々の基
地局及び移動局のための効率的電力制御が極めて重要である。理想的には、各移
動局は、受信側の基地局の受信装置で必要な信号対干渉比(SIR)を達成する
のになお充分なビットあたり最小電力即ち最小ビットあたりエネルギーで送信を
するべきである。同様に、特定の移動局に向けられる各基地局通信メッセージは
、その目的の移動ユニットの受信装置で必要なSIRを達成するのになお充分な
最小電力即ち最小ビットあたりエネルギーで送信されるべきである。ソフトハン
ドオーバーでは、特定の移動局向けの両方の基地局からの通信メッセージは、そ
の目的の移動ユニットの受信装置で結合された信号について名目上のSIRを達
成するのになお充分な最小電力で送信されるべきである。もし1つの基地局が他
の基地局より高い電力で送信すれば、ダイバーシティー利得は実質的に存在しな
い。ダイバーシティー利得から最大限に利益を得るためには、ソフトハンドオー
バーに関わる基地局が確実になるべく等しい電力で送信することが重要である。
これを達成することは、総ダウンリンク送信電力を最小限にするのに役立つ。
は減少させるように基地局に勧める電力制御コマンドを作ることによって移動局
は自分たちに向けられる通信メッセージの基地局送信電力を制御することができ
る。電力制御コマンドは、受信された信号のSIR(又は電力)を測定して、そ
れを所定スレショルドと比較することに応えて作られる。その後、電力制御コマ
ンドは情報のアップリンク通信メッセージの中にインターリーブされる。基地局
は、その通信メッセージを受け取り、該電力制御コマンドを復号化し、それに応
じて自分の送信電力を調整する。これは、ダウンリンク閉ループ電力制御と呼ば
れている。この閉ループ電力制御は、定調整ステップ又は適応調整ステップで実
行され得る。適応閉ループ調整の1つの従来技術方法がWO9726716に記
載されている。
動局20からの同じ通信メッセージが両方の基地局10及び11で受信されるの
で、両方の基地局が同じ電力制御コマンドを受け取ることになる。移動局20に
おいて受信された信号の品質がスレショルドより高ければ、移動局20は、その
送信電力を減少させるように基地局に勧める電力制御コマンドを送信する。しか
し、基地局において、受信されたアップリンク通信メッセージは、基地局10で
はエラーを生じさせるけれども基地局11ではエラーを生じさせないような種々
の減衰と干渉とを被っていることがある。従って、基地局10における“電力を
減少させる”コマンドの通信エラーの結果として基地局10はその電力を増大さ
せるが基地局11は意図通りにその電力を減少させることになる。この問題は“
パワー・ドリフティング”と呼ばれている。もし補正処置を執らなければ、送信
電力の差はソフトハンドオーバーが完了するまで続き、従って全体としてのシス
テムの性能を低下させる。
ミックレンジを制限することである。そうすると、基地局が使用する電力が過剰
となり、従って干渉を増大させるので、この解決策は良い選択肢ではない。
ることである。これは、低速な、或いはシグナリングを消費する解決策である。
とである。これは、エア・インターフェース資源を消費するものであり、また、
これを全てのエア・インターフェースに適用することは出来ない。
等しくない送信電力或いはビットあたりエネルギーで送信するのを阻止すること
によってダウンリンク信号対干渉比を改善することである。
ル或いは目標ビットあたりエネルギー、及び補正ステップ・サイズ限界)を決定
し、電力補正アルゴリズムを実行するネットワーク要素に前記パラメータを信号
することである。
の個々の電力又はビットあたりエネルギーが電力補正間隔長さ及び/又は補正ス
テップ・サイズ限界により決定される率でそれぞれ全て前記目標電力又は前記目
標ビットあたりエネルギーに収斂することとなるように、ダウンリンク閉ループ
電力制御に追加される電力補正アルゴリズムでソフトハンドオーバーに関わる基
地局のダウンリンク電力を補正することである。
ンク閉ループ電力制御の実行時に収斂することとなるよう補正されたステップで
ソフトハンドオーバー中に個々の基地局のダウンリンク電力を調整することであ
る。
マンドの送信エラーから立ち直る方法を提供することである。
あたりエネルギーと補正ステップ限界とが各基地局のために決定される。該パラ
メータは基地局に信号される。各基地局は、その後、電力補正アルゴリズムを実
行する。各基地局は、使用されている送信電力又はビットあたりエネルギーをそ
れぞれ前記目標電力又は前記目標ビットあたりエネルギーと比較する。この比較
の結果は更に前記電力補正間隔内の電力補正ステップの所定数により割られるが
、その数は、好ましくは、電力補正ステップを提供するために前記電力補正間隔
内のダウンリンク電力制御コマンドの繰り返しの数に等しい。その後、ダウンリ
ンク閉ループ電力制御と共同して電力補正が実行される。好ましい実施例では、
閉ループ調整ステップは補正ステップと同時に使用され、実際上、補正された閉
ループ調整ステップをもたらす。補正された閉ループ調整ステップは、後に、次
の電力補正間隔内で移動局からのダウンリンク電力制御コマンドに従って送信電
力を調整するために使用される。突然のアップリンク・フェードのために電力制
御コマンドが存在しなければ、電力補正ステップが単独で使用される。
により使用されるパラメータが決定される。そのパラメータは、少なくとも:電
力補正間隔の長さ、補正ステップ・サイズ限界、及び目標電力レベル又は目標ビ
ットあたりエネルギー・レベルを含む。次のステップ70で、決定されたパラメ
ータは、補正アルゴリズムを実行するネットワーク要素へ信号される。最後のス
テップ80で、その信号されたパラメータに従って電力補正アルゴリズムが実行
される。
電気通信システムに加えて、集中電力制御処理ユニット(centralised Power Co
ntrol Processing Unit)50が含まれている。このPCPU50は、制御情報
を基地局10及び11に伝えることができる。PCPU50は、移動局測定値と
、ダウンリンク信号の使用されている電力レベル又は使用されているビットあた
りエネルギー・レベルとを基地局10及び11から受け取る。その情報に基づい
て、PCPUは、基地局のための目標電力レベル又は目標ビットあたりエネルギ
ー・レベルを計算し、それを他の必要とされるパラメータと共に開始メッセージ
で基地局に信号する。好ましい実施例では、電力補正間隔と補正ステップ限界と
は、ネットワークのオペレータによって設定されるパラメータである。好ましい
実施例では、電力制御処理ユニットは、基地局を制御し、且つ基地局に接続され
ているネットワーク要素にある。それは、使用されるネットワーク構成に応じて
、移動交換機或いは無線ネットワーク・コントローラであって良い。集中電力制
御処理ユニットは、別の処理ユニット又は既存の処理ユニットにおいてソフトウ
ェア・プロセスとして実現されて良い。移動局が別々のPCPU(図示されてい
ない)の制御の元で基地局と通信しているとき、1つのPCPUがマスターPC
PUとされ、電力補正パラメータを示す情報は、そのマスターPCPUから第2
PCPUへ信号される。
ップ計算ユニット40及び41である。このCSCU40及び41は、PCPU
50によって送られる目標電力レベル或いは目標ビットあたりエネルギー・レベ
ルを含む開始メッセージを受け取って、電力制御コマンドに従って基地局の電力
レベルを調整するときに閉ループ調整ステップと組み合わされて使用される補正
ステップを計算する。補正ステップ計算ユニットは、別の処理ユニットで、或い
は既存の処理ユニットで、ソフトウェア・プロセスとして実現されることができ
る。
おいて、PCPUは、好ましくは使用された基地局送信電力レベル或いは使用さ
れたビットあたりエネルギー・レベルと共に、移動局20測定値を受け取って蓄
積する。ステップ110において、その受信された情報に基づいて、PCPUは
ダウンリンクチャネル減衰及びダウンリンクチャネル干渉についての推定値を計
算する。その推定値が計算されると、PCPUはステップ120に移行して、個
々の基地局10及び11について目標電力或いは目標ビットあたりエネルギーを
計算する。実際の計算方法は当該技術分野で周知されているので、それを詳しく
は説明しない。最後のステップ130において、PCPUは、計算された目標電
力或いは目標ビットあたりエネルギーを含む開始メッセージを基地局10及び1
1に送る。
定プロセスの模範的フローチャートを示している。同様のプロセスが両方のCS
CUで実行されるけれども、CSCU40で行われるプロセスだけについて説明
をする。最初のステップ200において、CSCU40は新しい電力補正間隔が
始まっていると判定する。開始は、好ましくは、PCPU50からの目標電力或
いは目標ビットあたりエネルギーを含む開始メッセージの受信により決定される
。好ましい実施例では電力補正間隔はネットワークのオペレータにより設定され
るパラメータであるけれども、PCPU50により適応的に調整されても良い。
それがもしPCPUによって適応的に調整されるのであれば、新しい値は新しい
目標電力或いは目標ビットあたりエネルギーと共に開始メッセージで伝えられる
。好ましい実施例では、開始メッセージは各電力補正間隔で送信される。しかし
、パラメータが変化していなければ、開始メッセージの送信を控えることも可能
である。その場合には、内部タイマー或いはカウンターが所定のスレショルドを
越えたことを利用することによって開始の決定を行うことができる。CSCU4
0は、新しい電力補正間隔が始まっていると判定すると、ステップ210に移行
して、使用されている基地局送信電力或いは使用されているビットあたりエネル
ギーをそれぞれ目標電力或いは目標ビットあたりエネルギーと比較する。好まし
い実施例では、この比較の結果は電力比或いはビットあたりエネルギー比であり
、これはdBsで表現されるのが最も便利である。しかし、測定の結果は、他の
何らかの方法で電力差として表現されても良い。CSCU40は、比較ステップ
210を終えた後、ステップ220に移行して1電力補正間隔内の電力補正ステ
ップの所定数で電力比を割ることによって電力補正ステップを決定する。好まし
い実施例では補正ステップはダウンリンク閉ループ電力制御調整ステップと同時
に実行されるので、1電力補正間隔内の補正ステップの個数は1電力補正間隔内
のダウンリンク閉ループ電力制御コマンドの個数に等しい。
された補正ステップを補正ステップ・サイズ限界と比較する。補正ステップ・サ
イズ限界は、好ましくは、ネットワークのオペレータによって設定されるパラメ
ータであるけれども、PCPU50により各間隔について計算されても良い。そ
れらがPCPUによって計算されるならば、新しい値は、新しい目標電力或いは
目標ビットあたりエネルギー並びに随意に調整された電力補正間隔と共に開始メ
ッセージで伝えられる。もし補正ステップが限界内であれば、プロセスはステッ
プ240に直接移行する。もし否であれば、ステップ240に移行する前に、補
正ステップの現在の値はステップ235において最も近い限界の値と取り替えら
れる。ステップ240においてCSCU40は、基地局10の電力制御ユニット
(図示されていない)に補正ステップを知らせる。基地局10の電力制御ユニッ
トは、後に、該補正ステップを閉ループ調整ステップと組み合わせて使って、次
の電力補正間隔の際にダウンリンク閉ループ電力制御コマンドに従って基地局1
0の送信電力を調整する。アルゴリズムが開始された後、それは電力制御間隔内
の目標に収斂するか、或いはステップ・サイズ限界が使用されるならば、それは
少なくとも使用された限界で増大した間隔内での補正ステップの個数の補正を実
行する。アルゴリズムは、全ての間隔で或いはもっと頻繁に開始される。
している。好ましい実施例では、電力補正間隔の長さは、ネットワークのオペレ
ータにより、30電力制御コマンド・サイクルに設定される。簡単のために、一
定のビットレートが仮定される。基地局10及び11の初期電力はそれぞれ15
dBm及び5dBmである。新しい電力制御間隔の開始時に、PCPU30は、
別々の基地局の移動測定値、実際の送信電力或いはビットあたりエネルギー、並
びにあり得るその他のデータに基づいて、両方の基地局のための目標電力を計算
する。ビットレートは一定であるので、目標ビットあたりエネルギーの代わりに
目標電力を使うことができる。目標電力(7dBm)は、開始メッセージで両方
の基地局に伝えられる。その後、両方の基地局のCSCUが新しい補正ステップ
を決定し始める。基地局10では、補正ステップは(7dBm−15dBm)/
30=−0.27dBである。基地局11では補正ステップは(7dBm−5d
Bm)/30=0.07dBである。各基地局で補正ステップが決定されると、
それは補正ステップ・サイズ限界、即ち−0.5dB及び0.5dB、と比較さ
れる。好ましい実施例では、その限界はネットワークのオペレータによって設定
される。両方の補正ステップが該限界内にあるので、取り替えを行う必要はない
。補正ステップは同時に閉ループ調整ステップと組み合わされて使用されるので
、効果は、補正ステップによって閉ループ調整ステップを補正する場合と同じで
ある。閉ループ調整ステップ即ち−1dB及び1dBは、実際にはCSCU40
において、それぞれ−1.27dB及び0.73dBの補正された閉ループ調整
ステップに補正される。基地局11のCSCU41において、対応する補正プロ
セスにより−0.93dB及び1.07dBの補正済み閉ループ調整ステップが
もたらされる。次の電力補正間隔の間、基地局10は各“電力を増大させる”ダ
ウンリンク電力制御コマンドでその電力を0.73dBだけ増大させ、各“電力
を減少させる”ダウンリンク電力制御コマンドでその電力を−1.27だけ減少
させるが、基地局11における増大及び減少は1.07dB及び−0.93dB
である。好ましい実施例では補正ステップは閉ループ調整ステップとは独立に使
用されるので、アップリンクが突然フェードした場合に閉ループ電力制御コマン
ドが無くても補正ステップが行われる。
力で通信メッセージ(円が付されている)を、基地局11からは5dBmの電力
で通信メッセージ(正方形が付されている)をそれぞれ受け取る。簡単のために
、ダウンリンク減衰及び干渉は無視されている。従って、移動局20で受信され
る累積電力は15.41dBmである(三角形が付されている)。移動局におけ
るダウンリンク電力制御ループSIRスレショルドは10dBmであるとする。
すると、移動局20は“電力を減少させる”電力制御コマンドを作って送信する
。このコマンドは両方の基地局で受信され、その後に基地局10はその電力を−
1.27dBだけ減少させ、基地局11は−0.93dBだけ減少させる。また
、移動局20で受信される累積電力はスレショルドより高くて、それはもう一つ
の“電力を減少させる”コマンドを作って送信する。同じことが連続する5つの
電力制御コマンドで続く。その後、受信される累積電力は10dBmより減少し
、移動局20は“電力を増大させる”コマンドを作って送信する。第6電力制御
コマンド後は、移動局20で受信される累積電力はスレショルド10dBmの周
りをジグザグ形に進み始める。しかし、図5の最も重要な特徴は、受信される累
積電力を該スレショルドに保ちながら個々の基地局の電力がその目標電力値7d
Bmに収斂することである。電力補正間隔の終わりには、最初の10dBsの差
は0.2dBsという取るに足りない差まで減少している。
人も本発明を作り或いは使用することができるようにするために与えられている
。当該技術分野に精通している人達は、この実施例についてのいろいろな修正に
直ぐに想到するであろう。そして、ここで定義されている一般原理は、発明の才
を用いることなく他の実施例に応用され得るものである。従って、本発明はここ
に示されている実施例に限定されるべきものではなくて、ここに開示されている
原理及び新奇な特徴と矛盾しない最も広い範囲が与えられるべきである。
いる。
での、1電力補正間隔の間のダウンリンク閉ループ電力制御の実行を示している
。
Claims (13)
- 【請求項1】 移動局と基地局とを含む電気通信システムにおいて基地局送
信電力を制御する方法であって、移動局は多数の基地局から同時に情報信号を受
け取るようになっており、前記移動局に送信をしている前記の多数の基地局の各
々の間で使用される電力又は使用されるビットあたりエネルギーの差は、前記の
多数の基地局の各々について少なくとも電力補正間隔、補正ステップ・サイズ限
界及び目標力レベル又は目標エネルギー・レベルを含む電力補正パラメータを決
定し;前記の多数の基地局の各々で電力補正アルゴリズムを実行することによっ
て、減少されることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 該システムは多数の基地局制御要素を更に含んでおり、それ
らの要素は、それらの要素により管理される基地局に各々接続され、移動局がそ
れらから情報信号を同時に受け取る前記の多数の基地局は種々の基地局制御要素
により制御されるようになっており、前記の種々の基地局制御要素のうちの1つ
はマスターとされ、前記のマスターとされた基地局制御要素は、前記電力制御パ
ラメータのうちの少なくとも1つを表す情報を前記の種々の基地局制御要素のう
ちの他の制御要素に信号するようになっていることを特徴とする請求項1に記載
の方法。 - 【請求項3】 前記電力補正パラメータを示す情報は前記基地局に信号され
ることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記補正ステップ限界は最大増加量及び最大減少量であるこ
とを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記最大増加量及び前記最大減少量の絶対値は等しいことを
特徴とする請求項4に記載の方法。 - 【請求項6】 前記電力補正アルゴリズムの実行は、使用される基地局送信
電力又はビットあたりエネルギーを前記目標電力又は前記目標ビットあたりエネ
ルギーとそれぞれ比較することから成ることを特徴とする請求項1に記載の方法
。 - 【請求項7】 前記比較の結果は電力比又はビットあたりエネルギー比であ
ることを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 前記比較結果は電力差又はビットあたりエネルギー差である
ことを特徴とする請求項6に記載の方法。 - 【請求項9】 前記電力比又は前記ビットあたりエネルギー比は、前記補正
ステップを与えるために前記電力補正間隔内の補正ステップの所定数で更に割ら
れることを特徴とする請求項7に記載の方法。 - 【請求項10】 補正ステップの前記所定数は、前記電力補正間隔内のダウ
ンリンク閉ループ電力制御調整ステップの数に等しいことを特徴とする請求項9
に記載の方法。 - 【請求項11】 前記基地局の各々の送信電力又はビットあたりエネルギー
は、前記ダウンリンク閉ループ電力制御調整ステップと結合して所定時点で前記
補正ステップにより補正されることを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 【請求項12】 前記基地局により送信される電力又はビットあたりエネル
ギーを所定目標値に収斂させる電力補正アルゴリズムを実行することの出来る基
地局システムであって、該基地局システムは電力補正アルゴリズム・パラメータ
を示す情報を受信するための受信手段を含むことを特徴とする基地局システム。 - 【請求項13】 該基地局システムは、使用される電力レベル又は使用され
るビットあたりエネルギー・レベルを示す情報を送信するための送信手段を含む
ことを特徴とする請求項12に記載の方法。
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