JP2007507153A - Ｗ−ｃｄｍａモバイル通信システムにおける電力制御方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ＩＭＴ−２０００非同期システムのバックワード呼出品質と容量を向上するための広帯域ＣＤＭＡモバイル通信システムにおけるバックワードアウターループ電力制御方法に関する。本発明によれば、電力制御は、バックワード専用物理的制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）を介して送信されたフィールドを検査すると共に、受信したアップリンクデータフレームをＣＲＣ検査して、最適目標ＳＩＲを設定することによって、最適化される。
【選択図】図５

Description

本発明は、一般的に、バックワードアウターループ電力制御方法に関し、より具体的には、ＩＭＴ−２０００非同期システムのバックワード呼出品質と容量を改良するための広帯域ＣＤＭＡモバイル通信システムにおけるバックワードアウターループ電力制御方法に関する。

一般的に、ＣＤＭＡシステムは、フォーワード（基地局からモバイルへ）及びバックワード（モバイルから基地局へ）電力制御を使用して大きな容量、良好な呼出品質等を得る。モバイルユニットの送信電力制御の目的は、基地局のレシーバがモバイルユニットから公称強度の全ての信号を受信することである。モバイルユニットの位置と伝播ロスにかかわらず、各モバイルユニットの送信信号は、同じ強度で受信されることが必要である。あるエリアでのモバイルユニットの全ての送信電力が上記と同様に制御される場合、全受信電力は、公称受信電力とモバイルユニットの数の乗算である。

オープンループ電力制御、クローズドループ（インナーループ又は高速）、及びアウターループ電力制御の３つのタイプの電力制御がある。これらの電力制御の内、アウターループ電力制御は、呼出品質の望ましい標準値に対するクローズドループ電力制御のために使用される目標信号対干渉比基準値（以降、“ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}”と呼ぶ）を設定する。即ち、アウターループ電力制御は、ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}値を特定の値に固定せず、通信環境に従って、目標ＢＬＥＲである期間間隔毎に測定されるＢＬＥＲを維持するためにＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}を変化させる。

図１は、典型的なＷＣＤＭＡモバイル通信システムにおけるＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク（ＵＴＲＡＮ）の構造を示す。

参照番号１００は、コアネットワークを示し、参照番号２００は、ＵＴＲＡＮを示し、参照番号２１０と２２０は、基地局／制御ステーションの役割を果たすＲＮＳを示す。更に、参照番号２１１は、ＲＮＳにおける無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）を示し、参照番号２１２と２１３は、ＲＮＳに接続されたノード−Ｂを示し、且つ参照番号３００は、モバイルユニットのようなユーザ機器（ＵＥ）（ＵＥ）を示す。

バックワード送信において送信電力制御（ＴＰＣ）のための命令ビットを生成する従来のクローズドループ電力制御は、図１におけるノード−Ｂで実行される。従来のアウターループ電力制御は、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）で実行される。

基地局のＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}を設定するために、ノード−Ｂで受信データフレーム中のサイクリック・リダンダンシー・チェックサム（ＣＲＣ）を検査することによってフレームエラーが存在するか否かについて、ＲＮＣ２１１は、報告を受ける。ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、そのフレームのエラーの存在に従って設定される。

図４は、従来のＷＣＤＭＡモバイル通信システムにおけるアウターループ電力制御方法を示すフロー図である。

この図に示されるように、この方法は、パラメータを初期化するステップ（Ｓ１１）と；ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}及び目標ブロックエラー率（ＢＬＥＲ）を設定するステップ（Ｓ１２）と；受信ＳＩＲを推定するステップ（Ｓ１３）と；推定ＳＩＲをＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}と比較するステップ（Ｓ１４）と；推定ＳＩＲがＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}よりも大きい場合、ユーザ機器（ＵＥ）（ＵＥ）に対して送信電力を低下するように命令するステップ（Ｓ１５）と；ユーザ機器（ＵＥ）で送信電力を低下するステップ（Ｓ１６）と；推定ＳＩＲが目標ＳＩＲよりも大きくない場合、ユーザ機器（ＵＥ）（ＵＥ）に対して送信電力を上昇するように命令するステップ（Ｓ１７）と；ユーザ機器（ＵＥ）（ＵＥ）で送信電力を上昇するステップ（Ｓ１８）と；アップリンクフレームが受信されたか否かをチェックするステップ（Ｓ１９）と；アップリンクフレームが受信された場合に、受信データが何らかのフレームエラーを有するか否かをチェックするステップ（Ｓ２０）と；受信データがフレームエラーを有していないことが決定されると、所定の値だけＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}を低下するステップ（Ｓ２１）と；パイロットエラーチェックの結果に従ってパイロットエラーが発生したことが決定されると、目標ＳＩＲを上昇するステップ（Ｓ２２）と；を備える。

従来のＷＣＤＭＡモバイル通信システムにおけるアウターループ電力制御方法に関するより詳細な説明を以下に行う。

まず、ステップＳ１１で、パラメータが初期化される。ステップＳ１２で、ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}及び目標ＢＬＥＲが設定される。次に、ステップＳ１３で、受信されたＳＩＲが推定される。ステップＳ１４で、推定ＳＩＲと目標ＳＩＲが互いに比較される。

二つの値が比較された後、推定ＳＩＲがＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}よりも大きい場合、制御がステップＳ１５へ移行して、そこで、ユーザ機器（ＵＥ）に対して送信電力を低下することが命令される。このような命令を受信すると、ユーザ機器（ＵＥ）は、ステップＳ１６で送信電力を低下する。更に、二つの値が比較された後、推定ＳＩＲがＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}より大きくない場合、制御はステップＳ１７へ移行して、そこで、ユーザ機器（ＵＥ）は、送信電力を上げるように命令される。このような命令を受信すると、ユーザ機器（ＵＥ）は、ステップＳ１８で送信電力を上昇する。

次に、ステップＳ１９でアップリンクフレームが受信されたか否かがチェックされる。アップリンクフレームが受信されると、ステップＳ２０で送信されたデータ［バックワード専用物理データチャネル（ＤＰＤＣＨ）で送信されたデータ］のＣＲＣを検査することによって、受信データが何らかのフレームエラーを有するか否かがチェックされる。受信データがフレームエラーを有していないことが決定されると、ステップＳ２１でＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}が低下される。そうでない場合、受信データがフレームエラーを有することが決定されると、ステップＳ２２でＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}が上昇される。

より具体的には、従来のアウターループ電力制御方法では、ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}を設定するために、ノード−Ｂで受信データフレーム中のサイクリックリダンダンシーチェックサム（ＣＲＣ）を検査することによって何らかのフレームエラーが存在するか否かがＲＮＣに通知される。ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、目標ＢＬＥＲに従って設定される。

ＣＤＭＡモバイル通信において、多くのモバイルユニットと基地局が、同時に同じ周波数チャネルを使用し、且つ同じ周波数チャネルを使用するモバイルユニット同士間の干渉が増加しているので、呼出品質が悪化している。全てのモバイルユニットを制御することによってモバイルユニットが、最小の信号対干渉比で電力を送信する時に、システム容量は最大にされる。

ユーザが受ける呼出品質に対するキーとなるファクタは、ＳＩＲによって決定されるのではなくて、ＢＬＥＲによって決定される。フェーディングが深刻なエリアでは、ＳＩＲが高くても、ＢＬＥＲが低い場合がある。基地局とモバイルユニットとの間の視界エリアが直線の場合、ＳＩＲが低くても、ＢＬＥＲが高い場合がある。

しかしながら、従来の電力制御方法では、不必要な電力を出力するモバイルユニットは、他のものの又はそれ自体の呼出品質及びシステム容量を低下させてしまうという不利益がある。これは、従来の方法がＳＩＲのみでアウターループ電力を制御しており、従って、目標ＢＬＥＲに対応するＳＩＲを設定できないためである。

従って、本発明は、従来の技術の上述の問題点を解決するために提供される。本発明の目的は、ＩＭＴ−２０００非同期システムのバックワード呼出品質と容量を向上するための広帯域ＣＤＭＡモバイル通信システムにおけるバックワードアウターループ電力制御方法を提供することである。

本発明によれば、電力制御は、バックワード専用物理的制御チャネル（ＤＰＣＣＨ）を介して送信されたフィールドを検査すると共に、受信したアップリンクデータフレームをＣＲＣ検査して、最適ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}を設定することによって、最適化される。

本発明の上記目的と特徴は、添付の図面に関連してなされる好適な実施の形態の以下の説明からより明白になるであろう。

本発明の実施の形態を添付の図面を参照して、以下に詳細に説明する。

図５は、ＷＣＤＭＡモバイル通信システムにおけるアウターループ電力制御方法を示すフロー図である。

図面に示されるように、本発明の実施の形態による方法は、パラメータを初期化するステップ（Ｓ１０１）と；ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}を設定するステップ（Ｓ１０２）と；受信ＳＩＲを推定するステップ（Ｓ１０３）と；推定ＳＩＲをＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}と比較するステップ（Ｓ１０４）と；推定ＳＩＲがＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}よりも大きい時に、モバイルユニットのようなユーザ機器（ＵＥ）（ＵＥ）に送信電力を低下するように命令するステップ（Ｓ１０５）と；ユーザ機器（ＵＥ）（ＵＥ）で送信電力を低下するステップ（Ｓ１０６）と；推定ＳＩＲがＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}よりも大きくない場合に、ユーザ機器（ＵＥ）（ＵＥ）に送信電力を上昇するように命令するステップ（Ｓ１０７）と；ユーザ機器（ＵＥ）（ＵＥ）で送信電力を上昇するステップ（Ｓ１０８）と；アップリンクフレームを受信したか否かをチェックするステップ（Ｓ１０９）と；アップリンクフレームが受信された場合受信データが何らかのフレームエラーを有するか否かをチェックするステップ（Ｓ１１０）と；受信データがフレームエラーを有していないことが決定されると、所定値（“Ｘ”ｄＢ）だけＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}を低下するステップ（Ｓ１１１）と；受信データにフレームエラーが発見された場合にパイロットエラーが生じたか否かをチェックするステップ（Ｓ１１２）と；パイロットエラーチェックの結果に従ってパイロットエラーが生じなかったことが決定された場合に第１の所定値（“Ｙ”ｄＢ）だけＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}を上げるステップ（Ｓ１１３）と；パイロットエラーチェックの結果に従ってパイロットエラーが生じたことがチェックされた場合、上記第１の所定値（“Ｙ”ｄＢ）よりも大きな第２の所定値（“Ｚ”ｄＢ）だけＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}を上昇するステップ（Ｓ１１４）と；を備える。

本発明の実施の形態によるＷＣＤＭＡモバイル通信システムにおけるアウターループ電力制御方法について、以下に、より詳細に説明する。

まず、ステップＳ１０１で、パラメータが初期化される。ステップＳ１０２で、ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}が設定される。ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、最後に且つシステムの初期化時に設定されるものであり、ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}は、所定値に設定される。次に、ステップＳ１０３で、受信ＳＩＲが推定される。Ｓ１０４で、推定ＳＩＲとＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}とが互いに比較される。

二つの値が比較された後、推定ＳＩＲがＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}よりも大きい場合、制御がステップＳ１０５へ移行し、ここで、ユーザ機器（ＵＥ）が送信電力を低下するように命令される。この命令を受信すると、Ｓ１０６で、ユーザ機器（ＵＥ）は、送信電力を低下する。更に、二つの値が比較された後に、推定ＳＩＲがＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}よりも大きくない場合、制御は、Ｓ１０７へ移行され、そこで、ユーザ機器（ＵＥ）は、送信電力を上げるように命令される。その命令を受信すると、ステップＳ１０８で、ユーザ機器（ＵＥ）は、送信電力を上げる。次に、ステップＳ１０９で、アップリンクフレームが受信されたか否かがチェックされる。アップリンクフレームが受信された場合、ステップＳ１１０で、送信されたデータ［バックワード専用物理的データチャネル（ＤＰＤＣＨ）で送信されたデータ］のＣＲＣを検査することによって、受信データが何らかのフレームエラーを有するか否かがチェックされる。

受信データがフレームエラーを有していないことが決定されると、ステップＳ１１１でＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}が所定値（“Ｘ”ｄＢ）だけ低下される。フレームエラーが受信データに発見された場合、Ｓ１１２でパイロットフィールドが検査される。パイロットエラーチェックの結果に従ってパイロットエラーが生じなかったことが決定された場合、ステップＳ１１３でＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}が第１の所定値（“Ｙ”ｄＢ）だけ上昇される。或いは、パイロットエラーチェックの結果に従ってパイロットエラーが生じたことが決定された場合、ステップＳ１１４でＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}が第１の所定値（“Ｙ”ｄＢ）よりも大きな第２の所定値（“Ｚ”ｄＢ）だけ上昇される。

即ち、本発明の実施の形態は、ノード−ＢのチャネルカードにおけるバックワードＤＰＤＣＨフレームのＣＲＣを検査したことによって受信フレームがエラーを有するか否かを決定して、ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}を設定する。ＣＲＣ検査の結果は、標準に定義されたフレームプロトコルのバックワードデータフレームである、図３に示される“ＣＲＣＩ”フィールドによって、ＲＮＣへ通報される。

図５におけるアウターループ電力制御によって設定されたＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}はフレームプロトコルにおける“ＵＬアウターループ電力制御”フレームによってノード−Ｂへ送信される。これは、図３の“ＣＲＣＩ”フィールドによって受信されるフレームのエラーの存在に従って目標ＢＬＥＲを維持するためである。

本発明の実施の形態において、バックワードＤＰＣＣＨパイロットフィールドの検査を介してのＤＰＣＣＨフレームのエラーの存在並びにＤＰＤＣＨフレームのＣＲＣ検査の結果は、アウターループ電力制御のために使用される。パイロットフィールドのエラーの存在についての情報は、図３の“スペア拡張”フィールドによってＲＮＣへ通知され、従って、ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}を設定するための値として使用される。パイロットフィールドのエラーの存在は、図６のスロットフォーマットに従って受信パイロットフィールドを図７と図９のパイロットパターンと比較することによって決定されることができる。

ＣＲＣのエラーの存在とパイロットフィールドに従ってＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}を低下する理由は、ユーザが感じる呼出品質がＤＰＤＣＨチャネルによって送信されたデータ中のＣＲＣの検査を通じて目標ＢＬＥＲによって決定されるからである。

更に、ＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}を異なる値に上げる理由は、以下の通りである。エラーを減少するため、より高いゲインがバックワードＤＰＣＣＨチャネルへ適用される。その理由は、そのゲインがＤＰＤＣＨチャネルの制御データを送信するからである。従って、パターン４のチャネル環境は、パターン３のそれよりも悪い。チャネル環境同士間の差を補償するために、第１の所定値（“Ｙ”ｄＢ）よりも大きな第２の所定値（“Ｚ”ｄＢ）を設定することによってチャネル環境に従ってＳＩＲ_{Ｔａｒｇｅｔ}が調節される。

本発明が、幾つかの好適なバージョンを参照してかなり詳細に説明したが、他のバージョンも可能である。従って、添付の特許請求の範囲は、ここに含まれる好適なバージョンの説明に制限されるべきではない。

一般的ＷＣＤＭＡシステムにおけるＵＴＲＡＮの構造を示すブロック図である。 一般的バックワードＤＰＤＣＨ／ＤＰＣＣＨの構造を示す。 一般的フレームプロトコルにおけるバックワードデータフレームの構造を示す。 従来のＷＣＤＭＡモバイル通信システムにおけるアウターループ電力制御方法を示すフロー図である。 本発明の実施の形態に従うＷＣＤＭＡモバイル通信システムにおけるバックワードアウターループ電力制御方法を示すフロー図である。 バックワードＤＰＣＣＨフレームの構造を示す。 Ｎ＿ｐｉｌｏｔが３、４、５，及び６である時のバックワードＤＰＣＣＨチャネルのパイロットパターンを示す。 Ｎ＿ｐｉｌｏｔが７と８である時のバックワードＤＰＣＣＨチャネルのパイロットパターンを示す。 ＣＲＣとパイロットフィールドによって検査されたエラー発生のパターンを示すフロー図である。

Claims (2)

1. Ｗ−ＣＤＭＡモバイル通信システムにおける電力制御方法であって、当該方法は、パラメータを初期化した後に、信号対干渉比（ＳＩＲ）を推定し且つ目標ＳＩＲを設定するステップと；
   推定ＳＩＲを目標ＳＩＲと比較するステップと；
   推定ＳＩＲが目標ＳＩＲよりも大きい場合に、ユーザ機器（ＵＥ）に送信電力を低下するように命令するステップと；
   推定ＳＩＲが目標ＳＩＲよりも大きくない場合に、ユーザ機器（ＵＥ）に送信電力を上げるように命令するステップと；
   アップリンクデータが受信された場合に、受信データが何らかのフレームエラーを有するか否かをチェックするステップと；
   受信データにフレームエラーが無いことが決定されると、所定の値だけ目標ＳＩＲを低下するステップと；
   受信データにフレームエラーが発見された場合、パイロットエラーが生じなかったことが決定されると、第１の所定値（“Ｙ”）だけ目標ＳＩＲを上昇するステップと；
   受信データにフレームエラーが発見された場合、パイロットエラーが生じたことが決定されると、第２の所定値（“Ｚ”）だけ目標ＳＩＲを上昇するステップと；
   を備える方法。
2. 前記第２の所定値は、前記第１の所定値よりも大きい、請求項１に記載の方法。

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