JP2002533009A - Ds/cdmaセルラー・システムにおいてソフト・ハンドオフ中に電力制御コマンドを結合するシステムおよび方法 - Google Patents
Ds/cdmaセルラー・システムにおいてソフト・ハンドオフ中に電力制御コマンドを結合するシステムおよび方法Info
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Abstract
Description
線システムにおいて、移動局がソフト・ハンドオフ状態にあり2つ以上の基地局
から電力制御コマンドを受信しているときに、移動局の出力電力を制御すること
に関する。
ては、サービス・モバイル・ユーザには複数の基地局が割り当てられる。基地局
のカバーするエリアはセルとして知られている。セルは、典型的に重なり合う。
通話中のモバイル・ユーザは、セルの端の方へ移動することがあり、従って2つ
以上のセルが重なり合う領域に入ることがある。
の電力を増加するかまたは減少するように指示して、通信の維持に十分でありか
つ他の移動局からの送信との干渉を排除するのに十分低いレベルの電力を供給す
ることができる。
ユーザを受け渡すための技術として当分野において周知である。移動局が現在の
基地局との伝送を切断し、「ゼロから」新しい基地局との伝送を再開するとき、
移動局は「ハード・ハンドオフ」を経ると言う。移動局がそのハンドオフに含ま
れる2つ以上の基地局と同時に通信することができる場合は、「ソフト・ハンド
オフ」という。この場合、基地局の各々が移動局に電力制御コマンドを送信する
。
局の何れかが電力の減少を要求する場合は電力を減少させ、全ての基地局が電力
の増加を要求する場合にのみ電力を増加させるというものである。これは一般に
「オア・オブ・ザ・ダウンズ(or of the downs)」ルールとして知られている
。
る際に、様々な困難に遭遇する。しばしば遭遇する困難のうちの1つは、無線伝
送環境の性質と移動局の移動性のために起こる、時間変化する受信信号強度変動
であり、これはフェージングとして知られている。フェージングチャネルにおい
ては、下りリンク(基地局から移動局へ)または上りリンク(移動局から基地局
へ)のいずれかの無線リンク接続の一部が強くなることもあるし、他の一部が弱
くなることもある。さらに、下りリンクおよび上りリンクにおけるマルチパス・
フェージングは、リンクの時間変化する性質によって異なることもある。
符号化されない状態で送信されて、符号化された情報の復号化に伴う遅延を回避
する。従って、これらのコマンドの誤り率は情報ビットの誤り率より相対的に高
い。従来のDS/CDMAセルラー・システムにおいては、良好な接続とみなさ
れる接続として典型的な電力制御ビットの誤り率がおよそ5%となるように下り
リンクが設計される。下りリンクにおける受信信号強度が公称操作信号強度より
弱い場合、このレートはさらに高い値になりうる。電力制御ビットが特別な電力
で送信される場合、この誤り率はさらに低い値になりうる。従って、(i)従来の
「オア・オブ・ザ・ダウンズ」結合方法と、(ii)この5%誤り率を用いては、た
とえ全ての基地局が電力の増加を要求したとしても、ただ1つの電力制御コマン
ドビットの伝送におけるエラーのために、移動局は誤ってその送信電力を減少さ
せてしまう可能性がある。
向に動作するとき、他の移動局からの信号との干渉を増大させるおそれがあるの
で、システム容量に対するその影響は重大なものとなりうる。1つの基地局が受
け持つ移動局(またはモバイル・ユーザ)の有効数が減少したり、またはサービ
スの品質が劣化したりする可能性がある。さらに、必要とされるより高い品質の
信号を維持しようとして、移動局がその限られたバッテリの電力を不必要に消費
する可能性がある。
ることが知られている。干渉の低減はシステム容量の増加に結び付く。干渉を低
減するための方法の1つは、電力制御によるものである。電力制御は、下りリン
ク(基地局から移動局へ)及び上りリンク(移動局から基地局へ)の双方におい
て使用される。上りリンク電力制御は2つの部分からなる。すなわち開ループと
閉ループである。開ループは、通常両方のリンク(下りリンクおよび上りリンク
)において相反する距離の差とシャドウイングの影響を補償するために使用され
る。マルチパス・フェージング条件は下りリンク及び上りリンクから独立してい
るので、基地局はフェージング補償(閉ループ)のためにその電力を調節する方
法を移動局に伝える必要がある。
広く使われている信号対雑音比))が目標Eb/Noより高い場合は、基地局は
その送信電力を減少させるように移動局に要求する電力制御コマンドを送信し、
また逆に移動局から受信したEb/Noが目標Eb/Noより低い場合は、基地局
はその送信電力を増加させるように移動局に要求する。一般に1ビットのコマン
ドがこの目的のために使用され、例えば1は電力の減少を要求し、一方0は固定
ステップΔだけ電力を増加させることを要求する。
に移動局は2つ以上のセル間で重なり合う領域内にあるからである。ソフト・ハ
ンドオフの間、移動信号は複数の異なる基地局で受信され、フレーム単位でその
移動局の信号を表す信号を複数の信号から取り出すために選択的な結合が実行さ
れる。この場合、移動局は複数の異なる基地局から電力制御コマンドを受信して
いることになる。干渉を低減するために、移動局は「オア・オブ・ザ・ダウンズ
」ルール( その応用例を図1に示す)を適用する。
ールは干渉を最小化するので適切な方式である。しかし現実には、電力制御コマ
ンドはエラーを持って受信される可能性がある。
地局からの電力制御コマンドにより正確に応答するCDMA移動局の電力制御に
対する必要性がある。
き、基地局からの正確な電力制御コマンドに応答しかつ不正確な電力制御コマン
ドを区別するCDMA移動局を提供することにある。
ある。
電力消費を削減することである。
システム容量の改善、及び移動局のバッテリの電力消費の削減を含む目的を達成
するものである。
からの複数の電力制御コマンドに応答するために移動局において「オア・オブ・
ザ・ダウンズ」ルールを適用する代わりに、移動局は、受信した信号電力対雑音
プラス干渉電力比(SINR)に関して個々のリンクの品質を測定し、そのリン
ク品質に関連する各受信電力制御コマンドに重み付けをする。電力制御の判定は
、重み付けされたコマンドからなされる。
明の範囲から逸脱することなく種々の修正、追加及び削減が可能であることは当
業者には明らかであろう。
ことによってより明確に理解されるであろう。
局から電力制御信号を受信しそれらを結合する。これらの信号のうち一つ以上は
弱い可能性があり、これは高い誤り確率につながる。従って、弱い電力制御コマ
ンドを誤って解釈することによって、たとえ全ての基地局が電力の増加を要求し
ているとしても、移動局はその電力を減少しつづける可能性がある。信号の強度
は、基地局と移動局との間のパス損失と、信号に割り当てられる(当分野におい
て周知のRakeレシーバにおける)Rakeフィンガーの数に左右される。移動局は、
異なる信号に割り当てるための限られた数のフィンガーを有している。
C)コマンドを結合するための新しい方式を提供する。移動局は、ソフト・ハン
ドオフ・プロセスに関連する基地局mから受信したSINRを測定し、この測定
に基づいて対応する電力制御コマンドに重み(Wm)を割り当てる。移動局は、
重みと関連する信頼性の測定に従って、全ての電力制御コマンドを結合する。干
渉を低減するために、信頼の高い接続をしている任意の基地局が電力の減少を要
求すると、移動局は、所定のステップサイズΔだけその電力を減少させる(λを
所定のしきい値とするとき、Wc>λならば接続cは信頼性が高いとみなされる
)。
けその電力を調節する(但し、−Δ≦γ≦Δである)。実際の実施形態では、γ
は所定の値のセットから選択することもできる。
ドウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの結合において実施さ
れることができる。
。この信号には電力制御(PC)ビットPC1からPCnが含まれ、値0を有す
るそれぞれのビットは対応する基地局が移動局の送信電力の増加を要求している
ことを示し、値1を有するそれぞれのビットは送信電力の減少を要求しているこ
とを示す。しかし、上述したように、これらのビットは正しく受信されなかった
可能性がある(当業者は、別の実施形態において反対のビット値を採用したり、
または1ビットより多いフィールドを採用したりすることもできることを認める
であろう)。
b/No1からEb/Nonを評価する。品質の評価は、その基地局と移動局との
間のチャネル状態を移動局が正確に測定することが可能な基地局からの任意の伝
送信号に基づいて行うことができる。重み計算器3は、各基地局からのEb/N
oに従って、各基地局からの伝送品質について重みW1からWnを決定する。
ているか否か、及び受信した電力制御ビットが1であるかを判定する。肯定(高
い信頼性で受信されている基地局が電力の減少を要求したことを示す)であれば
、電力はブロック5において 所定の量Δだけ減少される。
、ブロック6は次式によってγ(-Δ≦γ≦Δ)を計算する。
な関数の1つは、次の通りである。
を示すときには、Cnビットに+1の値を与え、電力を減少するべきことを示す
ときには−1の値を与える。品質標識W1,W2,…Wnは各PCビットに対して
計算される。品質標識の大きさが所与のしきい値より大きい場合は、対応するC n ビットは変更されない。しきい値より大きくない場合は、Cnビットはゼロに
セットされる。このゼロは、電力を変更しないでおくべきことを示すために使用
される。もし−1が得られた場合は、電力はΔだけ減少される。−1はないが少
なくとも1つ+1がある場合は、γは上述の式1、式2、及び式3によって決定
され、電力はγだけ増加される 全てのCnビットが0にセットされる場合は、
電力は変更されない。
)からなる電力制御フィールドを含む。特定の基地局からの電力制御フィールド
に含まれるバイナリ値が所定のしきい値を上回るとき、対応するCnビットは+
1にセットされる。バイナリ値が第1のしきい値より低い第2のしきい値より小
さいときは、Cnビットは−1にセットされる。バイナリ値が2つのしきい値の
間にあるときは、Cnビットは0にセットされる。−1が得られる場合は、電力
はΔだけ減少される。−1はないが少なくとも1つの+1がある場合は、γが上
述したように計算されて、電力はγだけ増加される。全てのCn値が0と等しい
ならば、電力は変更されない。
であろう。本発明は、ソフト・ハンドオフ中の干渉を最小化し、移動局における
電力消費を最小化する、改善されたCDMA無線伝送を提供しする。当業者は、
電力制御コマンドが伝送におけるエラーの可能性に影響されるとき、CDMA移
動局が基地局からの電力制御コマンドを評価し応答する方法が図2に示す構成に
よって改善されることを認めるであろう。
において、種々の変更をすることができることを理解されたい。従って、上述の
説明に含まれ、また添付の図面に示される全ての事項は、限定された意味ではな
く例示として解釈されるように意図されている。
を包含するように意図されており、また本発明の範囲の全ての記載は、言語の問
題として、それらの特徴の間にあるということもできることを理解されたい。
Claims (18)
- 【請求項1】 移動局と通信状態にある基地局を有し、該基地局が前記移動局
の送信電力を調整するよう前記移動局に指令する電力制御コマンドを通信する無
線通信システムにおいて、 1つの移動局が2つ以上の基地局と通信状態にあるときに、前記電力制御コマ
ンドに応答するための前記移動局における装置であって、 各基地局からの前記電力制御コマンドの品質評価を生成する品質評価手段と、 前記基地局からの電力制御コマンド及び前記基地局からの電力制御コマンドの
品質評価の関数として決定される調整値を求める評価手段と、 各基地局についての前記電力制御コマンドの品質評価が所定のしきい値を超え
るかどうかを判定する比較手段と、 前記受信コマンドの品質評価が前記所定のしきい値を超える任意の基地局から
電力を減少させるコマンドが受信される場合には、所定の量だけ前記送信電力を
減少し、また、電力を減少させるコマンドが、前記所定のしきい値を超える品質
評価と共に何れの基地局からも受信されない場合には、前記調整値に従って送信
電力を調整する電力調整手段と、 を含む装置。 - 【請求項2】 前記品質評価手段はチャネルSINR及び電力制御コマンドS
INRのうちの1つに従って前記品質評価を生成する、請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 前記評価手段は、 前記基地局の全てについて前記品質評価の総和を求める手段と、 前記品質評価の総和で除算された品質評価と等しい重み値を各基地局について
求め、電力の減少を指令する基地局については前記重み値を負にする手段と、 前記重み値の合計に等しい第3の値を求める手段と、を含み、 前記調整値は前記所定の量と前記第3の値との積に等しい、請求項1に記載の
装置。 - 【請求項4】 前記評価手段は、 前記基地局の全てについて前記品質評価の総和を求める手段と、 前記品質評価の総和で除算された品質評価と等しい重み値を各基地局について
求め、 前記品質評価が前記所定のしきい値を超えない基地局については0を、 電力の減少を指令し、かつ前記品質評価が前記所定のしきい値を超える基地
局については−1を、 電力の増加を指令し、かつ前記品質評価が前記所定のしきい値を超える基地
局については+1を、前記重み値に乗ずる手段と、 前記重み値の合計に等しい第3の値を求める手段と、 前記所定の量と前記第3の値との積に等しい前記調整値を求める手段と、 を含む請求項1に記載の装置。 - 【請求項5】 前記比較手段は、各基地局からの前記電力制御コマンドの前記
品質評価が第1の所定のしきい値より小さい第2の所定のしきい値を超えるか否
かをさらに判定し、 前記評価手段は、 前記基地局の全てについて前記品質評価の総和を求める手段と、 前記品質評価の総和で除算された品質評価と等しい重み値を各基地局について
求め、 前記品質評価が前記第2の所定のしきい値を超えるが前記所定のしきい値を
超えない基地局については0を、 前記品質評価が前記第2の所定のしきい値より小さい基地局については−1
を、 前記品質評価が前記所定のしきい値を超える基地局については+1を、前記
重み値に乗ずる手段と、 前記重み値の合計に等しい第3の値を求める手段と、 前記所定の量と前記第3の値との積に等しい前記調整値を求める手段と、 を含む請求項1に記載の装置。 - 【請求項6】 前記基地局からの前記電力制御コマンドはそれぞれ所定の値の
セットから値を取り、 前記評価手段は、 前記基地局の全てについて前記品質評価の総和を求める手段と、 前記品質評価の総和で除算された品質評価と等しい重み値を各基地局について
求め、 前記電力制御コマンドの前記値が第1の所定のしきい値を超える基地局につ
いては+1を、 前記電力制御コマンドの前記値が、第1の所定のしきい値より小さい第2の
所定のしきい値と等しいか超える基地局については−1を、 前記電力制御コマンドの前記値が前記第2の所定のしきい値を超えるが前記
第1の所定のしきい値を超えない基地局については0を、前記重み値に乗ずる手
段と、 前記重み値の合計に等しい第3の値を求める手段と、 前記所定の量と前記第3の値との積に等しい前記調整値を求める手段と、 を含む請求項1に記載の装置。 - 【請求項7】 移動局と通信状態にある基地局を有し、該基地局が前記移動局
の送信電力を増加または減少させるよう移動局に指令する電力制御コマンドを少
なくとも送信する無線通信システムにおいて、 1つの移動局が2つ以上の基地局と通信状態にあるときに、前記電力制御コマ
ンドに応答するために前記移動局において実施される方法であって、 各基地局からの前記電力制御コマンドの品質評価を生成するステップと、 前記基地局からの電力制御コマンド及び前記基地局からの電力制御コマンドの
品質評価の関数として調整値を求めるステップと、 各基地局についての前記電力制御コマンドの品質評価が所定のしきい値を超え
るかどうかを判定するステップと、 前記受信コマンドの品質評価が前記所定のしきい値を超える任意の基地局から
電力を減少させるコマンドが受信される場合には、所定の量だけ前記送信電力を
調整し、また、電力を減少させるコマンドが、前記所定のしきい値を超える品質
評価と共に何れの基地局からも受信されない場合には、前記調整値に従って送信
電力を調整するステップと、 を含む方法。 - 【請求項8】 前記品質評価を生成するステップはチャネルSINR及び電力
制御コマンドSINRのうちの1つに従って前記品質評価を生成する、請求項7
に記載の方法。 - 【請求項9】 前記調整値を求めるステップは、 前記基地局の全てについて前記品質評価の総和を求めることと、 前記品質評価の総和で除算された品質評価と等しい重み値を各基地局について
求め、 電力の減少を指令する基地局については−1を、 電力の増加を指令する基地局については+1を、前記重み値に乗ずることと
、 前記重み値の合計に等しい第3の値を求めることと、 前記所定の量と前記第3の値との積に等しい前記調整値を求めることと、 を含む請求項7に記載の方法。 - 【請求項10】 前記調整値を求めるステップは、 前記基地局の全てについて前記品質評価の総和を求めることと、 前記品質評価の総和で除算された品質評価と等しい重み値を各基地局について
求め、 前記品質評価が前記所定のしきい値を超えない基地局については0を、 電力の減少を指令し、かつ前記品質評価が前記所定のしきい値を超える基地
局については−1を、 電力の増加を指令し、かつ前記品質評価が前記所定のしきい値を超える基地
局については+1を、前記重み値に乗ずることと、 前記重み値の合計に等しい第3の値を求めることと、 前記所定の量と前記第3の値との積に等しい前記調整値を求めることと、 を含む請求項7に記載の方法。 - 【請求項11】 各基地局からの電力制御コマンドの前記品質評価が所定のし
きい値を超える場合に、前記判定ステップは、各基地局からの前記電力制御コマ
ンドの前記品質評価が第1の所定のしきい値より小さい第2の所定のしきい値を
超えるか否かをさらに判定し、 前記調整値を求めるステップは、 前記基地局の全てについて前記品質評価の総和を求めることと、 前記品質評価の総和で除算された品質評価と等しい重み値を各基地局について
求め、 前記品質評価が前記第2の所定のしきい値を超えるが前記所定のしきい値を
超えない基地局については0を、 前記品質評価が前記第2の所定のしきい値より小さい基地局については−1
を、 前記品質評価が前記所定のしきい値を超える基地局については+1を、前記
重み値に乗ずることと、 前記重み値の合計に等しい第3の値を求めることと、 前記所定の量と前記第3の値との積に等しい前記調整値を求めることと、 を含む請求項7に記載の方法。 - 【請求項12】 前記基地局からの前記電力制御コマンドはそれぞれ所定の値
のセットから値を取り、 前記調整値を求めるステップは、 前記基地局の全てについて前記品質評価の総和を求めることと、 前記品質評価の総和で除算された品質評価と等しい重み値を各基地局について
求め、 前記電力制御コマンドの前記値が第1の所定のしきい値を超える基地局につ
いては+1を、 前記電力制御コマンドの前記値が、第1の所定のしきい値より小さい第2の
所定のしきい値と等しいか超える基地局については−1を、 前記電力制御コマンドの前記値が前記第2の所定のしきい値を超えるが前記
第1の所定のしきい値を超えない基地局については0を、前記重み値に乗ずるこ
とと、 前記重み値の合計に等しい第3の値を求めることと、 前記所定の量と前記第3の値との積に等しい前記調整値を求めることと、 を含む請求項7に記載の方法。 - 【請求項13】 移動局と通信状態にある基地局を有し、該基地局が前記移動
局の送信電力を調整するよう前記移動局に指令する電力制御コマンドを通信する
無線通信システムにおいて、 1つの移動局が2つ以上の基地局と通信状態にあるときに、前記電力制御コマ
ンドに応答するための前記移動局における装置であって、 各基地局からの前記電力制御コマンドの品質評価を生成し、 前記基地局からの電力制御コマンド及び前記基地局からの電力制御コマンドの
品質評価の関数として決定される調整値を求め、 各基地局についての前記電力制御コマンドの品質評価が所定のしきい値を超え
るかどうかを判定し、 前記受信コマンドの品質評価が前記所定のしきい値を超える任意の基地局から
電力を減少させるコマンドが受信される場合には、所定の量だけ前記送信電力を
減少させる指令をし、また、電力を減少させるコマンドが、前記所定のしきい値
を超える品質評価と共に何れの基地局からも受信されない場合には、前記調整値
に従って前記送信電力を調整する指令をするように適応されている、算術論理演
算ユニット(ALU)を含む装置。 - 【請求項14】 前記品質評価はチャネルSINR及び電力制御コマンドSI
NRのうちの1つに従って生成される、請求項13に記載の装置。 - 【請求項15】 前記基地局の全てについて前記品質評価の総和が求められ、 前記品質評価の総和で除算された品質評価と等しい重み値が各基地局について
求められ、 電力の減少を指令する基地局については前記重み値が負にされ、 前記重み値の合計に等しい第3の値が求められ、 前記調整値は前記所定の量と前記第3の値との積に等しい、 請求項13に記載の装置。 - 【請求項16】 前記基地局の全てについて前記品質評価の総和が求められ、 前記品質評価の総和で除算された品質評価と等しい重み値が各基地局について
求められ、 前記品質評価が前記所定のしきい値を超えない基地局については0が、 電力の減少を指令し、かつ前記品質評価が前記所定のしきい値を超える基地
局については−1が、 電力の増加を指令し、かつ前記品質評価が前記所定のしきい値を超える基地
局については+1が、前記重み値に乗ぜられ、 前記重み値の合計に等しい第3の値が求められ、 前記所定の量と前記第3の値との積に等しい前記調整値が求められる、 請求項13に記載の装置。 - 【請求項17】 前記ALUは、各基地局からの前記電力制御コマンドの前記
品質評価が第1の所定のしきい値より小さい第2の所定のしきい値を超えるか否
かを判定し、 前記基地局の全てについて前記品質評価の総和が求められ、 前記品質評価の総和で除算された品質評価と等しい重み値が各基地局について
求められ、 前記品質評価が前記第2の所定のしきい値を超えるが前記所定のしきい値を
超えない基地局については0が、 前記品質評価が前記第2の所定のしきい値より小さい基地局については−1
が、 前記品質評価が前記所定のしきい値を超える基地局については+1が、前記
重み値に乗ぜられ、 前記重み値の合計に等しい第3の値が求められ、 前記所定の量と前記第3の値との積に等しい前記調整値が求められる、 請求項13に記載の装置。 - 【請求項18】 前記基地局からの前記電力制御コマンドはそれぞれ所定の値
のセットから値を取り、 前記ALUは、 前記基地局の全てについて前記品質評価の総和を求め、 前記品質評価の総和で除算された品質評価と等しい重み値を各基地局について
求め、 前記電力制御コマンドの前記値が第1の所定のしきい値を超える基地局につ
いては+1を、 前記電力制御コマンドの前記値が、第1の所定のしきい値より小さい第2の
所定のしきい値と等しいか超える基地局については−1を、 前記電力制御コマンドの前記値が前記第2の所定のしきい値を超えるが前記
第1の所定のしきい値を超えない基地局については0を、前記重み値に乗じ、 前記重み値の合計に等しい第3の値を求め、 前記所定の量と前記第3の値との積に等しい前記調整値を求めるように適応さ
れている、請求項13に記載の装置。
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