JP3769554B2 - 移動通信システムにおける送信電力決定方法、無線端末、及び移動通信システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は移動通信システムにおける送信電力決定方法、無線端末、及び移動通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
IMT−2000 CDMA−TDD HSDPA (High SpeedDownlink Packet Access)においては、誤り訂正方式としてARQ(Autmatic Repeat reQuest)方式が用いられる。
【0003】
ARQ方式では、無線基地局が下りデータ信号を無線端末に送信し、無線端末がその下りデータ信号を正しく受信した場合には、無線基地局に上り制御信号を用いてACK(Acknowledgement)情報を送信し、無線端末が同じ下りデータ信号を誤って受信した場合には、無線基地局に上り制御信号を用いてNACK(Not Acknowledgement)情報を送信する。
【0004】
無線基地局は、無線端末からの上り制御信号を受信してACKを受信したと判断すると、次の下りデータ信号を無線端末に送信し、NACKを受信したと判断すると、前回と同じ下りデータ信号を再び送信する。
【0005】
無線信号には、熱雑音、フェージング、他ユーザ干渉誤りが発生する。そのため、無線端末が下りデータ信号を正しく受信して、上り制御信号によってACKを送信したにもかかわらず、無線基地局において、無線誤りによってNACKと認識することが起こり得るが、その場合には、無線基地局は、無線端末に同じ下りデータ信号を再送することになる。下りデータ信号には順序番号が記されており、無線端末では、同じ下りデータ信号を受信したことを認識することができる。そこで、無線端末で同じ下りデータ信号を重ねて受信したことを認識したならば、受信した下りデータ信号を破棄する。これにより同じ下りデータ信号の重複受信を避けることができる。
【0006】
他方、無線端末が下りデータ信号を正しく受信できず、上り制御信号によってNACKを送信したにもかかわらず、無線基地局において、無線誤りによってACKと認識したならば、無線基地局は、無線端末が下りデータ信号を正しく受信したものと認識して次の下りデータ信号を送信する。この場合、無線端末は、正しく受信できなかった下りデータ信号を失ってしまうことになる。
【0007】
このように、無線端末が信号によってNACKを送信し、無線基地局が誤ってACKと認識してしまう場合には、無線端末では受信すべき下りデータ信号が受信されず、プロトコルスタックの上位レイヤによる再送判断により受信されなかった下りデータ信号の再送手続きを行うことになるので、通信の遅延や誤り率が増加するという問題がある。
【0008】
この問題を解決する方法として、「“Radio Access Network Physical Layer Procedures(TDD)(Release5)”,3GPP TS 25.224 V5.0.0(2002−03)」にNACKを含む上り制御信号の送信電力をACKを含む上り制御信号の送信電力よりも電力Poffsetだけ大きくする方法が示されている。この原理は次の通りである。
【0009】
ACKを送信する上り制御信号の送信電力PACKは、P−CCPCHを受信することによって計算可能である伝搬減衰LP−CCPCHと、無線基地局で受信するために必要な信号電力PRXdesから次式のように計算できる。
【0010】
【数1】
NACKを送信する上り制御信号の送信電力PNACKは、次式のように計算できる。
【0011】
【数2】
「“Power control for HS−SCCH and HS−SICH in TDD”, 3GPP Tdoc R1−02−0293」には、Poffsetの決定方法として、下りデータ信号の品質を決定するための情報であるCQI(Channel Quality Indicator)をもとに決定する方法が記されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この方法では、IMT−2000 CDMA TDDにおける下りタイムスロットの品質を測定しており、それは上り制御信号を送信する上りタイムスロットと異なるタイムスロットであるために、最適なPoffsetの送信電力を決定できないという問題点がある。
【0013】
また、無線基地局が異なる複数の無線端末にそれぞれ下りデータ信号を送信し、それぞれの無線端末が同じタイムスロットで上り制御信号を送信する場合に、他の無線端末が上り制御信号を送信することによる干渉によって、信号の受信品質特性が同時に送信する無線端末の数に応じて変化し、最適なPoffsetが変わってしまうという問題点もあった。
【0014】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたもので、無線端末において上り制御信号の誤りを判断し、無線基地局が上り制御信号の誤りに応じてNACK時の上り制御信号の送信電力を決定することにより、上り制御信号の受信品質の劣化を小さくすることができる無線信号の送信電力決定技術を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、無線端末が、上り制御信号の品質を推定するステップと、前記無線端末が、推定した前記上り制御信号の品質から送信電力を決定するステップとを有する移動通信システムにおける送信電力決定方法であって、前記無線端末による前記上り制御信号の品質を推定するステップは、前回受信した無線基地局からの下りデータ信号に対して正しく受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と同じ内容の下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断し、前回受信した前記無線基地局からの下りデータ信号に対して誤って受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と異なる内容の前記下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断することを特徴とする。
【0016】
上記発明の送信電力決定方法では、前記無線端末が、無線基地局からの下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと推定される場合に前記上り制御信号の送信電力を大きくし、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと推定される場合に前記上り制御信号の送信電力を小さくするようにすることができる。
【0017】
また、前記無線端末が、前記無線基地局からの下りデータ信号の内容に基づいて前記上り制御信号の品質を推定するようにすることができ、さらに、前記無線端末が、前回受信した下りデータ信号に対して正しく受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と同じ内容の下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断するようにすることができ、またさらに、無線端末が、前回受信した下りデータ信号に対して誤って受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と異なる内容の前記下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断するようにすることができる。
【0018】
請求項1の発明の送信電力決定方法では、無線端末と無線基地局とで構成される移動通信システムにおいて、無線端末と無線基地局との間で無線通信を行うのに、無線端末側のみで上り制御信号の品質を推定し、その品質に応じて上り制御信号の送信電力を決定することにより、上り制御信号の受信品質の劣化を小さくすることができ、かつ、上り制御信号の送信電力の適正化のために、無線基地局における処理を増加しない。
【0019】
請求項2の発明の送信電力決定方法は、複数の無線端末それぞれが、前回受信した無線基地局からの下りデータ信号に対して正しく受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と同じ内容の下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断し、前回受信した前記無線基地局からの下りデータ信号に対して誤って受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と異なる内容の前記下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断することによって上り制御信号の品質を推定するステップと、前記無線端末それぞれが、前記上り制御信号の品質が劣化していると推定したときに無線基地局に通知するステップと、前記無線基地局が、前記無線端末からの下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する上り制御信号の品質が劣化したとする通知を受けた場合に前記上り制御信号の送信電力を大きくし、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したとする通知を受けた場合に前記上り制御信号の送信電力を小さくする決定をするステップと、前記無線基地局が、全無線端末に前記上り制御信号の送信電力の指示値を送信するステップとを有することを特徴とする。
【0020】
請求項2の発明の送信電力決定方法では、無線端末と無線基地局とで構成される移動通信システムにおいて、無線端末と無線基地局との間で無線通信を行うのに、各無線端末側で上り制御信号の品質を推定して無線基地局に通知すれば、無線基地局側で全無線端末からの上り制御信号の品質を判断し、必要な場合には適正な送信電力の指示を全無線端末に通知するので、各無線端末側では無線基地局から指示される送信電力に一致するように上り制御信号の送信電力を制御するだけで無線基地局−無線端末間の無線通信を適正に行うことができるようになる。
【0021】
請求項3の発明の無線端末は、前回受信した無線基地局からの下りデータ信号に対して正しく受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と同じ内容の下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断し、前回受信した前記無線基地局からの下りデータ信号に対して誤って受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と異なる内容の前記下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断することによって上り制御信号の品質を推定する信号品質推定手段と、前記信号品質推定手段が推定した前記上り制御信号の品質から送信電力を決定する送信電力決定手段と、前記送信電力決定手段の決定に基づき前記上り制御信号の送信電力を制御する送信電力制御手段とを備えたものである。
【0022】
請求項4の発明は、請求項3の無線端末において、前記送信電力決定手段は、前記信号品質推定手段が前記無線基地局からの下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質とが劣化したと推定する場合に前記上り制御信号の送信電力を大きくし、前記信号品質推定手段が前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと推定する場合に前記上り制御信号の送信電力を小さくする決定をすることを特徴とするものである。
【0023】
請求項5の発明は、請求項3の無線端末において、前記上り制御信号の送信電力は、下りデータ信号を正しく受信できない旨の情報を送信する上り制御信号の送信電力であることを特徴とするものである。
【0024】
請求項3〜5の発明の無線端末では、無線端末と無線基地局とで構成される移動通信システムにおいて、無線端末と無線基地局との間で無線通信を行うのに、無線端末側のみで上り制御信号の品質を推定し、その品質に応じて上り制御信号の送信電力を決定することにより、上り制御信号の受信品質の劣化を小さくすることができ、かつ、上り制御信号の送信電力の適正化のために、無線基地局における処理を増加しない。
【0025】
請求項6の発明は、複数の無線端末と、これらの無線端末それぞれと無線通信する無線基地局とから成る移動通信システムにおいて、前記複数の無線端末それぞれは、前回受信した無線基地局からの下りデータ信号に対して正しく受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と同じ内容の下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断し、前回受信した前記無線基地局からの下りデータ信号に対して誤って受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と異なる内容の前記下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断することによって上り制御信号の品質を推定し、前記上り制御信号の品質が劣化していると推定したときに無線基地局に通知し、前記無線基地局は、前記無線端末のいずれかから下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する上り制御信号の品質が劣化したとする通知を受けた場合に前記上り制御信号の送信電力を大きくし、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したとする通知を受けた場合に前記上り制御信号の送信電力を小さくする決定をし、全無線端末に前記上り制御信号の送信電力の指示値を送信することを特徴とするものである。
【0026】
請求項6の発明の移動通信システムでは、無線端末と無線基地局との間で無線通信を行うのに、各無線端末側で上り制御信号の品質を推定して無線基地局に通知すれば、無線基地局側で全無線端末からの上り制御信号の品質を判断し、必要な場合には適正な送信電力の指示を全無線端末に通知するので、各無線端末側では無線基地局から指示される送信電力に一致するように上り制御信号の送信電力を制御するだけで無線基地局−無線端末間の無線通信を適正に行うことができるようになる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳説する。図1は、本発明の1つの実施の形態の移動通信システムを示している。本実施の形態のシステムは、携帯電話、PDAのような無線通信機能を備えた無線端末10,11と、無線基地局20と、無線制御装置30と、ネットワーク1から構成される。
【0028】
図2に示すように、無線端末10,11は無線基地局20と必要な無線通信を行うための無線通信処理部101、無線通信処理部101で受信する下り制御信号の多重数からそれに対応する上り制御信号の多重数を決定する上り制御信号多重数決定部102、上り制御信号の多重数に基づいて上り制御信号の送信電力の増減判断を行う上り制御信号送信電力決定部103、無線通信処理部101が送信する上り制御信号の送信電力を上り制御信号送信電力決定部103の決定した指示に基づいて制御する上り制御信号送信電力制御部104を備えている。
【0029】
この無線端末10,11と無線基地局20とはIMT−2000 CDMA TDD方式によって通信を行う。図3に示す通り、IMT−2000 CDMATDD方式は、10ms長のフレームと、各フレームを15に分けたタイムスロット1〜15とから構成される。各タイムスロットにおいて、無線基地局20から無線端末10,11への下り信号、無線端末10,11から無線基地局20への上り信号が決定される。また無線基地局20は、CDMA(符号分割多元接続)方式により1タイムスロットにおいて複数の無線端末10,11との通信を行うことができる。
【0030】
無線制御装置30は、各タイムスロットごとの上り、下りを決定する。また、報知信号100、下り制御信号110,111、上り制御信号130,131、下りデータ信号120,121のタイムスロットを決定する。ここでは、無線制御装置30が、報知信号100をタイムスロット1、下り制御信号110,111をタイムスロット8、上り制御信号130,131をタイムスロット9、下りデータ信号120,121をタイムスロット5〜7,10〜12としたとしている。
【0031】
次に、本実施の形態の移動通信システムにおける無線端末10の上り制御信号130の送信電力決定処理動作を、図4のフローチャートを用いて説明する。
【0032】
無線端末10,11は、NACK増分送信電力Poffsetと、報知信号100の無線基地局20からの送信電力PTXP−CCPCHと、上り制御信号130,131を無線基地局20が受信するための受信電力PRXdesとを記録している。これらは、無線端末10,11のメモリに常に一定値を記録しているものであるが、無線基地局20が報知信号100、下り制御信号110,111、下りデータ信号120,121で無線端末10,11に送信し、無線端末10,11がその値をメモリに記録するようにしてもよい。
【0033】
無線基地局20は、無線端末10,11に各フレームのタイムスロット1で報知信号100を送信する。この無線基地局20は、無線端末10,11に下りデータ信号120,121を送信するかどうか判断する。無線端末10,11に下りデータ信号120,121を送信するかどうかは、無線基地局20に無線端末10,11へ送信するためのデータが存在するかどうかにより判断する。しかしながら、この判断は、前回の無線端末10,11が送信した上り制御信号より、無線端末10,11と無線基地局20との無線通信品質が劣化していないかどうかにより行うようにすることも可能である。以下では、無線基地局20が、無線端末10,11に下りデータ信号120,121を送信すると判断したとして説明する。
【0034】
無線基地局20は、下りデータ信号を送信する無線端末に対して、まず、下り制御信号を送信する。ここでは、フレーム1、タイムスロット8で無線端末10に下り制御信号110を、無線端末11に下り制御信号111を送信する。下り制御信号110には、下りデータ信号120を送信するタイムスロット、使用する拡散コード、変調方式等が示される。下り制御信号111には、下りデータ信号121を送信するタイムスロット、使用する拡散コード、変調方式等が示される。下り制御信号110に、下りデータ信号120がタイムスロット10,11,12で送信されると記され、下り制御信号111に、下りデータ信号121がタイムスロット5,6,7で送信されると記されているとする。
【0035】
図4のフローチャートのステップS101において、無線端末10はフレーム1、タイムスロット8で下り制御信号110を受信して、次のフレーム1、タイムスロット8から6タイムスロット以降のタイムスロット10,11,12、つまり、フレーム2で、下りデータ信号120を受信することを判断する。
【0036】
ステップS103で、無線端末10は同じタイムスロットで符号多重された下り制御信号110の数Uを計算する。この計算は、下り制御信号110のチャネル推定を行うためのmidamble部を受信することによって行う。ここで、無線端末10は、符号多重された下り制御信号の数は下り制御信号111のみであるためU=1と計算する。
【0037】
ステップS105で、無線端末10は下り制御信号110で判断したフレーム2で下りデータ信号120を受信する。
【0038】
ステップS107で、無線端末10は下りデータ信号120を正しく受信したかどうか判断する。もし、誤って受信したのであれば、ステップS109に進み、正しく受信すればステップS117に進む。ここでは、無線端末10は下りデー夕信号120を誤って受信したとする。
【0039】
ステップS109で、無線端末10は上り制御信号130にNACK情報を付加する。
【0040】
ステップS111で、無線端末10は上り制御信号130を送信する直前の報知信号100の伝搬減衰LP−CCPCH,10を計算する。伝搬減衰LP−CCPCH,10の計算方法は以下の通りである。まず、上り制御信号130を送信する直前の報知信号100の受信電力PRXP−CCPCH,10を計算する。これより報知信号100の無線基地局20から無線端末10までの伝搬減衰LP−CCPCH,10は以下の式で表される。
【0041】
【数3】
ステップS113で、無線端末10は増分電力値P10(U)を計算する。P10(U)は、下り制御信号110受信時に計算した符号多重した下り制御信号の数Uから決定される電力値であり、下り制御信号の多重数が多くなると大きくなる。例えば、以下の式で示される。
【0042】
【数4】
ここで、αは先に定められた定数である。また、無線端末10のメモリに対応表が記録されており、対応表に他の下り制御信号の数UとP10(U)との関係が予め記録されている。なお、この対応表は予め無線基地局20が無線端末10に送信してもよい。
【0043】
ステップS115で、無線端末10は上り制御信号130の送信電力PNACKを以下の通り決定する。
【0044】
【数5】
ステップS123で、無線端末10は、19タイムスロット以降のタイムスロット9、つまり、フレーム4で、上り制御信号130を送信電力PNACKで無線基地局20に送信する。
【0045】
他方、ステップS107で、無線端末10が下りデータ信号120を正しく受信した場合を以下に示す。
【0046】
ステップS117で、無線端末10は上り制御信号130にACK情報を付加する。
【0047】
ステップS119で、無線端末10は上り制御信号130を送信する直前の報知信号100の伝搬減衰LP−CCPCH,10を計算する。これにはステップS111と同じ手順を用いる。
【0048】
ステップS121で、無線端末10は上り制御信号130の送信電力PACK を以下の式により決定する。
【0049】
【数6】
ステップS123で、無線端末10は、19タイムスロット以降のタイムスロット9、つまり、フレーム4で、上り制御信号130を送信電力PACK で無線基地局20に送信する。
【0050】
このようにして、第1の実施の形態の移動通信システムでは、無線端末10,11が、下り制御信号の多重数を測定し、その多重数に応じてNACKを含む上り制御信号の送信電力を決定することにより、上り制御信号の数は対応する前の下り制御信号の数と等しくなることから、上り制御信号の数が増加した場合においても上り制御信号の受信品質の劣化を小さくすることができる利点がある。
【0051】
次に、本発明の第2の実施の形態の移動通信システムについて、説明する。第2の実施の形態の移動通信システムの構成は、図1に示した第1の実施の形態と共通である。
【0052】
第2の実施の形態の特徴は、無線端末10が、無線基地局20からの下りデータ信号の内容に基づいて上り制御信号130の品質を推定し、それによって上り制御信号130の送信電力を決定し、また無線基地局20も上り制御信号の品質に基づき上り制御信号の送信電力の調整を無線端末10,11に指示する点にある。
【0053】
図5に示すように、無線端末10,11は無線基地局20と必要な無線通信を行うための無線通信処理部101、無線通信処理部101で受信する下りデータ信号の内容に基づいて上り制御信号の品質を推定する上り制御信号品質推定部105、上り制御信号の品質に基づいて上り制御信号の送信電力の増減判断を行う上り制御信号送信電力決定部106、無線通信処理部101が送信する上り制御信号の送信電力を上り制御信号送信電力決定部106の決定した指示に基づいて制御する上り制御信号送信電力制御部104を備えている。
【0054】
一方、図6に示すように、無線基地局20は無線端末10,11と必要な無線通信を行うための無線通信処理部201、無線通信処理部201で受信する上り制御信号の誤りを判定し、その訂正を行う上り制御信号誤り訂正部202、NACKを記した上り制御信号の誤りの有無を判定するNACK上り制御信号誤り判定部203、このNACK上り制御信号誤り判定部203の判定結果に基づき無線端末10,11の送信電力の増減指示を決定し、無線通信処理部201により全無線端末10,11に通知させる無線端末送信電力決定部204を備えている。
【0055】
次に、第2の実施の形態の移動通信システムによる無線端末側、無線基地局側それぞれにおける送信電力決定方法について、図7〜図11を用いて説明する。図7、図8は無線端末10,11側の処理動作、図9は無線基地局20側の処理動作のフローチャート、また図10は両者の相互処理動作のシーケンス図である。
【0056】
前提として、無線端末10は、前に無線基地局20から下りデータ信号120を受信し、その下りデータ信号120を正しく受信したかどうか判断し、無線基地局20にACK又はNACK情報を含めた上り制御信号130を送信しているものとする。
【0057】
無線端末10,11は、NACK増分送信電力Poffsetを記録している。これは、無線基地局20が、一定期間ごとに又は任意の時間に報知信号100、下り制御信号110,111あるいは下りデータ信号120,121を用いて送信し、無線端末10,11がその値をメモリに記録しているのである。また、無線端末10,11は、報知信号100の無線基地局20からの送信電力PTXP−CCPCHと上り制御信号130,131を無線基地局20が受信するための受信電力PRXdesも記録している。これらは、無線基地局20が報知信号100で無線端末10,11に送信し、無線端末10,11がその値をメモリに記録するものとする。
【0058】
無線基地局20は、無線端末10,11に図3における各フレームのタイムスロット1で報知信号100を送信する。また、無線基地局20は、無線端末10,11に下りデータ信号120,121を送信するかどうか判断する。ここでは、無線基地局20が、無線端末10,11に下りデータ信号120,121を送信すると判断したものとする。
【0059】
無線基地局20は、図3におけるフレーム1、タイムスロット8で無線端末10に下り制御信号110を、無線端末11に下り制御信号111を送信する。下り制御信号110に、下りデータ信号120がタイムスロット10,11,12で送信されると記され、下り制御信号111に、下りデータ信号121がタイムスロット5,6,7で送信されると記されているとする。
【0060】
図7、図8のフローチャートにおけるステップS201で、無線端末10は、フレーム1、タイムスロット8で下り制御信号110を受信して、次のフレーム1、タイムスロット8から6タイムスロット以降のタイムスロット10,11,12、つまり、フレーム2で、下りデータ信号120を受信することを判断する(図10におけるQ1,Q3)。
【0061】
ステップS203で、無線端末10は下りデータ信号120を受信する(同Q5)。
【0062】
ステップS205で、無線端末10は前回の上り制御信号130の送信時にACK情報を送信したならばステップS207に進み、そうでなければステップS211に進む。ここで無線端末10は、前回ACKを送信したとする。
【0063】
ステップS207で、無線端末10は受信した下りデータ信号120の内容が、無線基地局20が無線端末10に初めて送信したものかどうか判断する。判断する方法としては、無線基地局20が、下りデータ信号120又は下り制御信号110に、下りデータ信号120が初めて無線端末10に送信される旨を記録することによる。もし、下りデータ信号120の内容が新しいならばステップS217に進み、そうでなければステップS209に進む。ここで、前回と同じ内容の下りデータ信号120を受信したとする。
【0064】
なお、判断する方法としては、上の方法に代えて、下りデータ信号120の内容ごとに異なるシリアル番号を付与し、無線基地局20がこのシリアル番号を下りデータ信号120又は下り制御信号110に記録して送信し、無線端末10が、シリアル番号から新しい内容の下りデータ信号120であるかどうか判断する方法を採用することもできる。
【0065】
ステップS209で、無線端末10は、前回にACK情報を含む上り制御信号130を送ったにもかかわらず新しい内容でない下りデータ信号120を受信したことから、前回の上り制御信号130が誤っていると判断して、無線基地局20に前回の上り制御信号130が誤っている旨の情報を記して送信する。無線基地局20に送信する信号としては、上り制御信号130又は上りデータ信号を用いる。また、情報としてPoffsetを小さくする要求の情報を送信する(同Q7,Q9)。
【0066】
このステップS209では、無線端末10が、無線端末10に記録されているPoffsetを小さくし、無線基地局20に上り制御信号130の誤りの旨を記録した信号は送信しないこともできる。つまり、図10のシーケンス図において、シーケンスQ7からQ11に直接に移行するようにもでき、この場合には、無線端末10,11側のみで送信電力を制御することになる。
【0067】
ステップS217で、無線端末10は下りデータ信号120を正しく受信したか判断する。もし誤って受信すればステップS219に進み、正しく受信すればステップS227に進む。ここでは、無線端末10は、下りデータ信号120を正しく受信しないとする。
【0068】
ステップS219で、無線端末10は上り制御信号130にNACK情報を付加する(同Q9)。
【0069】
ステップS221で、無線端末10は上り制御信号130を送信する直前の報知信号100の伝搬減衰LP−CCPCH,10を計算する。伝搬減衰LP−CCPCH,10の計算方法はステップS111と同じである。
【0070】
ステップS223で、無線端末10は上り制御信号130の送信電力PNACHを以下の通り決定する(同Q11)。
【0071】
【数7】
ステップS225で、無線端末10は、19タイムスロット以降のタイムスロット9、つまり、フレーム4で、上り制御信号130を送信電力PNACKで無線基地局20に送信する(同Q13)。
【0072】
他方、ステップS205で、無線端末10が前回NACK情報を記した上り制御信号130を送信した場合の動作を以下に示す。
【0073】
ステップS211で、無線端末10は、前回NACK情報を記した上り制御信号130を送信したならばステップS213に進み、そうでなければステップS217に進む。ここでは、前回NACK情報を記した上り制御信号130を送信したとする。
【0074】
ステップS213で、無線端末10は、受信した下りデータ信号120の内容が、無線基地局20が無線端末10に初めて送信したものかどうか判断する。判断方法は、ステップS207と同じである。もし、下りデータ信号120の内容が新しいならばステップS215に進み、そうでなければステップS217に進む。ここでは、新しい内容であるとする。
【0075】
ステップS215で、無線端末10は、前回NACK情報を含む上り制御信号130を送ったにもかかわらず、新しい内容である下りデータ信号120を受信したことから前回の上り制御信号130が誤っていると判断して、前回の上り制御信号130が誤っている旨の情報を記して無線基地局20に送信する。この無線基地局20に送信する信号としては、上り制御信号130や上りデータ信号を用いる。また、情報としてPoffsetを大きくする要求の情報を送信する(同Q7,Q9)。
【0076】
このステップS215では、無線端末10が、無線端末10に記録されているPoffsetを大きくし、無線基地局20に上り制御信号130の誤りの旨を記録した信号は送信しないこともできる。つまり、図10のシーケンス図において、シーケンスQ7からQ11に直接に移行するようにもでき、この場合には、無線端末10,11側のみで送信電力を制御することになる。
【0077】
図9は、本実施の形態において無線基地局20が無線端末10,11の適正な送信電力を決定する処理動作のフローチャートである。ステップS301で、無線基地局20は、無線端末10からステップS209、ステップ215で送られてきた上り制御信号130の誤りの情報を受信したならば、ステップS303に進み、そうでなければ終了する。上り制御信号の誤りの情報は、異なる無線端末からそれぞれ受信する場合もあり得る。ここでは、上り制御信号の誤りの情報を受信したものとする。
【0078】
ステップS303で、無線基地局20は、誤った上り制御信号でのACK/NACKの誤りの訂正を行った後、前回の上り制御信号130,131には全てACK情報が記録されていると判断した場合には、前回の上り制御信号130,131の誤りにはPoffsetの影響がなかったものとして終了する。
【0079】
図11を用いて説明すると、前回、無線基地局20が上り制御信号130,131を受信して、無線端末10からNACK、無線端末11からACKを受信したと判断し、無線端末10から上り制御信号130が誤りである旨の情報を受信したとすると、訂正後は無線端末10,11から共にACKを受信したと判断できるので、この場合には終了するのである。そうでなければ、ステップS305に進む。
【0080】
ステップS305で、無線基地局20は、NACK情報をACKと誤って判断した場合が少なくとも1つ存在する場合にはステップS307に進み、そうでなければステップS309に進む。
【0081】
ステップS307では、無線基地局20はPoffsetを先に定めた値だけ増加させる。ステップS309では、無線基地局20はPoffsetを先に定めた値だけ減少させる(図10のシーケンス図におけるQ21)。
【0082】
ステップS311で、無線基地局20はPoffsetを全ての無線端末10,11に送信する(同Q23)。これは、無線基地局20が、一定期間ごとに又は任意の時間に報知信号100、下り制御信号110,111又は下りデータ信号120,121を用いて送信し、無線端末10,11はその値をメモリに記録する。
【0083】
なお、ステップS305においては、受信したNACKを誤った旨の情報の数、ACKを誤った旨の情報の数を用いて判断してもよい。例として、NACKを誤った旨の情報の数がACKを誤った旨の情報の数よりも多い場合にはステップS307に進み、そうでなければステップS309に進んでもよい。
【0084】
この第2の実施の形態の移動通信システムによれば、無線端末側だけで上り制御信号の品質を推定し、それに応じて上り制御信号の送信電力を適正なものに制御することができる。また無線基地局側でも上り制御信号の受信品質を判断し、上り制御信号の増減指示を全無線端末に通知することにより、システムとして各無線端末の送信電力の基準値を揃えることができる。
【0085】
次に、本発明の第3の実施の形態の移動通信システムについて説明する。第3の実施の形態は、無線基地局20が図3における上り制御信号130,131からPoffsetを決定する別の方法に特徴を有する。
【0086】
図12は、本実施の形態の無線基地局20の機能構成を示しており、無線端末10,11と必要な無線通信を行う無線通信処理部201、無線端末各々からの上り制御信号を受信し、ACK/NACKを記した上り制御信号を判断するACK/NACK判断部205、NACK上り制御信号の品質を判定するNACK上り制御信号品質判定部206、ACK上り制御信号の品質を判定するACK上り制御信号品質判定部207、これらのNACK上り制御信号品質判定部206とACK上り制御信号品質判定部207との品質判定結果に基づいて無線端末の送信電力の増減を決定する無線端末送信電力決定部204を備えている。
【0087】
次に、図13のフローチャートを用いて、上記構成の移動通信システムにおいて、無線基地局20が無線端末10,11の上り制御信号130,131からその適正なPoffsetを決定する方法を説明する。
【0088】
まず、図3における上り制御信号130,131は、図14に示す通り、ACK又はNACKを送信するための36ビットの情報部40、下りデータ信号120,121の無線品質を示す30ビットの情報部41、未使用の176ビットの情報部42から構成される。情報部40において、ACKとNACKとはそれぞれ全てのビットが異なっている。ここで、ACKを36ビットの“0”で、NACKを36ビットの“1”で示すとする。また、情報部42は、常に176ビットの“0”が記録されているとする。上り制御信号130,131を送信する場合には、情報部40,41,42にインターリーブ等のビット処理が行われていてもよい。
【0089】
無線端末10は上記のような上り制御信号130を、無線端末11は上り制御信号131を送信する。
【0090】
図13のフローチャートにおけるステップS401で、無線基地局20は上り制御信号130,131を受信し、それらの情報部40よりACKとNACKの判定を行う。判定を行う方法としては、情報部40をビットごとに“0”か“1”かを判断して、“1”のビットが19以上であればACKとし、そうでなければNACKとする。これに代えて、判定する前にビットごとに標本化された信号から最尤判定を行う方法を用いることもできる。
【0091】
ステップS403で、無線基地局20は受信した上り制御信号130,131を判定した結果、全てACKであった場合には終了し、そうでなければステップS405に進む。ここでは、無線端末10がACKを送信し、無線端末11がNACKを送信したとする。
【0092】
ステップS405で、無線基地局20は、NACKと判断した上り制御信号131のビット誤り率PNを計算する。ここで誤りは情報部40,42のいずれか一方の誤りビット数により計算する。なお、誤りは情報部40,42の両方における誤りビット数を用いたり、また、情報部41を用いることもできる。また、上り制御信号の信号対雑音電力比SNRnを用いることもできる。
【0093】
ステップS407で、無線基地局20は誤り率PNが先に定めた閾値以上又は信号対雑音電力比SNRnが先に定めた閾値以下であれば、ステップS409に進み、そうでなければステップS415に進む。ここで誤り率PNに対する閾値は、その閾値以下のビット誤り率において上り制御信号130,131を正しく受信できるように決定される。SNRnの閾値は、その閾値以上の信号対雑音電力比において、上り制御信号130,131を正しく受信できるように決定される。ここで、無線端末11から受信した上り制御信号131において、誤り率PNが閾値を超えたとする。
【0094】
ステップS409で、無線基地局20はPoffsetを大きくする。このPoffsetは一定値だけ増加させてもよいし、誤り率PNやSNRnに対応する増加値を無線基地局20がテーブルとして予め保存し、そのテーブルを参照して増加値を決定してもよい。
【0095】
ステップS411で、無線基地局20はPoffsetを無線端末10,11に送信する。これは、無線基地局20が、一定期間ごとに又は任意の時間に報知信号100、下り制御信号110,111又は下りデータ信号120,121を用いて送信し、無線端末10,11がその値をメモリに記録する。
【0096】
他方、ステップS407で、無線端末11から受信した上り制御信号131において誤り率PNが閾値を超えず、ステップS415に進んだ場合を以下に説明する。
【0097】
ステップS415で、無線基地局20は受信した上り制御信号130,131を判定した結果、少なくとも1つがACKであった場合にはステップS416に進み、そうでなければ終了する。ここで、無線端末10がACKを送信したとしているので、ステップS416に進む。
【0098】
ステップS416で、無線基地局20はACKと判断した上り制御信号の誤り率PAを計算する。ここで誤りは情報部40又は42の一方の誤りビット数で計算する。なお、誤りは、情報部40,42の両方における誤りビット数でもよい。また、上り制御信号の信号対雑音電力比SNRaでもよい。
【0099】
ステップS417で、無線基地局20は、誤り率PAが先に定めた闘値以上、又は信号対雑音電力比SNRaが先に定めた閾値以下であればステップS419に進み、そうでなければステップS413に進む。ここで、無線端末10から受信した上り制御信号130において、誤り率PAが閾値を超えたとする。
【0100】
ステップS419で、無線基地局20はPofffsetを小さくする。このPofffsetは一定値だけ減少させてもいいし、PAやSNRaに対応する増加値を無線基地局20がテーブルとして予め保存し、そのテーブルを参照して減少値を決定してもよい。
【0101】
ステップS411で、無線基地局20は決定したPoffsetを無線端末10,11に送信する。これは、無線基地局20が、一定期間ごとに又は任意の時間に報知信号100、下り制御信号110,111又は下りデータ信号120,121を用いて送信し、無線端末10,11がその値をメモリに記録する。
【0102】
なお、ステップS401では、第2の実施の形態の場合と同様に、無線端末10,11が上り制御信号130,131の誤りを検出して、無線端末10,11が、無線基地局20に上り制御信号130,131が誤りである旨の信号を送信し、無線基地局20が無線端末10,11からこの信号を受信し、その情報に基づいてACKとNACKの訂正を行った後に判定をしてもよい。
【0103】
また、NACKを判定した上り制御信号に関する判断と、ACKを判定した上り制御信号に関する判断とが逆であってもよい。
【0104】
さらに、ビット誤り率PN,PA、信号対雑音電力比SNRn,SNRaの閾値はそれぞれ全て異なっていてもよい。
【0105】
この第3の実施の形態によれば、無線端末が上り制御信号の誤りを判断し、無線基地局が上り制御信号の誤りに応じてNACK時の上り制御信号の送信電力を決定することにより、上り制御信号の受信品質の劣化を小さくする利点がある。
【0106】
また、無線基地局が、上り制御信号のビット誤り数や信号対雑音電力比といった無線品質を測定し、無線品質に応じてNACKを含む上り制御信号の送信電力を決定することにより、上り制御信号の受信品質の劣化を小さくする利点がある。また、無線端末における処理を増加しないという利点もある。
【0107】
さらに情報部40又は情報部42といった正しい情報を推定しやすいことから安易に誤りを測定することが可能である情報部を上り制御信号の品質を決定するために用いることによって、上り制御信号の品質を測定する精度を大きくすることができる。
【0108】
次に、本発明の第4の実施の形態の移動通信システムについて、図15及び図16を用いて説明する。第4の実施の形態の特徴は、無線基地局20の機能にある。移動通信システムの構成は図1に示した第1の実施の形態と共通である。そして、無線基地局20は図15に示す機能構成を備えていて、無線端末10,11と無線通信を行う無線通信処理部201と、自局が無線端末10,11に送信する下り制御信号の多重数を検出する下り制御信号多重数測定部211と、この下り制御信号多重数測定部211の検出した下り制御信号の多重数に対応する上り制御信号の多重数を決定する上り制御信号多重数決定部212と、上り制御信号多重数決定部212の決定した上り制御信号の数に応じてPoffsetを決定し、Poffsetを無線通信処理部201を通じて無線端末10,11に送信する上り制御信号送信電力決定部213から構成される。
【0109】
この第4の実施の形態の移動通信システムでは、図16のフローチャートに示すように、無線基地局20が無線端末10,11に下り制御信号を送信する際にその多重数を検出し(ステップS501)、その下り制御信号の多重数を上り制御信号の多重数と決定し(ステップS503)、さらに決定した上り制御信号の多重数に基づいて上り制御信号の送信電力Poffsetを計算する(ステップS505)。そしてこの決定した上り制御信号の送信電力指示値を無線端末10,11に送信する(ステップS507)。
【0110】
この第4の実施の形態の移動通信システムによれば、無線基地局20と無線端末10,11との間で無線通信を行うのに、無線基地局20側のみで無線端末からの上り制御信号の多重数を決定し、その多重数に応じて上り制御信号の適正な送信電力を決定して無線端末に通知するので、無線端末側では無線基地局20側から指示される送信電力に一致するように上り制御信号の送信電力を制御するだけで無線基地局−無線端末間の無線通信を適正に行うことができ、しかも、上り制御信号の送信電力の適正化のために無線端末における処理を増加させないメリットがある。
【0111】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、無線端末と無線基地局とで構成される移動通信システムにおいて、無線端末と無線基地局との間で無線通信を行うのに、無線端末が上り制御信号の受信品質を推定判断し、無線端末からの上り制御信号に対する無線基地局の受信誤りに応じて上り制御信号の送信電力を決定することにより、上り制御信号の受信品質の劣化を小さくする利点があり、またこの場合にも、無線基地局における処理を増加しないという利点もある。
【0112】
また本発明によれば、無線端末と無線基地局とで構成される移動通信システムにおいて、無線端末と無線基地局との間で無線通信を行うのに、無線基地局が無線端末からの上り制御信号の受信品質を判断し、無線端末からの上り制御信号に対する無線基地局の受信誤りに応じて上り制御信号の送信電力を決定して無線端末に増減指示することにより、上り制御信号の受信品質の劣化を小さくする利点があり、またこの場合にも、無線端末における処理を増加しないという利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の全実施の形態の移動通信システムの共通するハードウェア構成のブロック図。
【図2】 本発明の第1の実施の形態の移動通信システムにおける無線端末の機能構成を示すブロック図。
【図3】 本発明の全実施の形態の移動通信システムにおいて無線制御装置が制御する通信フレームと各フレームにおけるタイムスロットの関係、無線基地局−無線端末間の通信信号の送受タイミングを示すタイミングチャート。
【図4】 上記第1の実施の形態における無線端末の送信電力制御処理のフローチャート。
【図5】 本発明の第2の実施の形態の移動通信システムにおける無線端末の機能ブロック図。
【図6】 上記第2の実施の形態における無線基地局の機能ブロック図。
【図7】 上記第2の実施の形態における無線端末の送信電力制御処理のフローチャートその1。
【図8】 上記第2の実施の形態における無線端末の送信電力制御処理のフローチャートその2。
【図9】 上記第2の実施の形態における無線基地局の送信電力決定処理のフローチャート。
【図10】 上記第2の実施の形態における無線端末−無線基地局間の送信電力決定処理のシーケンス図。
【図11】 上記第2の実施の形態において無線基地局が参照する上り制御信号の誤り判断テーブル。
【図12】 本発明の第3の実施の形態の移動通信システムにおける無線基地局の機能ブロック図。
【図13】 上記第3の実施の形態における無線基地局の送信電力決定処理のフローチャート。
【図14】 上記第3の実施の形態において無線端末が送信する上り制御信号のデータ構成図。
【図15】 本発明の第4の実施の形態の移動通信システムにおける無線基地局の機能ブロック図。
【図16】 上記第4の実施の形態における無線基地局による送信電力決定処理のフローチャート。
【符号の説明】
1 ネットワーク
10,11 無線端末
20 無線基地局
30 無線制御装置
101 無線通信処理部
102 上り制御信号多重数決定部
103 上り制御信号送信電力決定部
104 上り制御信号送信電力制御部
105 上り制御信号品質推定部
106 上り制御信号送信電力決定部
201 無線通信処理部
202 上り制御信号誤り訂正部
203 NACK上り制御信号誤り判定部
204 無線端末送信電力決定部
205 ACK/NACK判断部
206 NACK上り制御信号品質判定部
207 ACK上り制御信号品質判定部
210 下り制御信号多重数決定部
211 上り制御信号多重数決定部
213 上り制御信号送信電力決定部
Claims (6)
- 無線端末が、上り制御信号の品質を推定するステップと、前記無線端末が、推定した前記上り制御信号の品質から送信電力を決定するステップとを有する移動通信システムにおける送信電力決定方法であって、
前記無線端末による前記上り制御信号の品質を推定するステップは、
前回受信した無線基地局からの下りデータ信号に対して正しく受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と同じ内容の下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断し、
前回受信した前記無線基地局からの下りデータ信号に対して誤って受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と異なる内容の前記下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断することを特徴とする移動通信システムにおける送信電力決定方法。 - 複数の無線端末それぞれが、前回受信した無線基地局からの下りデータ信号に対して正しく受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と同じ内容の下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断し、前回受信した前記無線基地局からの下りデータ信号に対して誤って受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と異なる内容の前記下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断することによって上り制御信号の品質を推定するステップと、
前記無線端末それぞれが、前記上り制御信号の品質が劣化していると推定したときに無線基地局に通知するステップと、
前記無線基地局が、前記無線端末からの下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する上り制御信号の品質が劣化したとする通知を受けた場合に前記上り制御信号の送信電力を大きくし、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したとする通知を受けた場合に前記上り制御信号の送信電力を小さくする決定をするステップと、
前記無線基地局が、全無線端末に前記上り制御信号の送信電力の指示値を送信するステップとを有することを特徴とする移動通信システムにおける送信電力決定方法。 - 前回受信した無線基地局からの下りデータ信号に対して正しく受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と同じ内容の下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断し、前回受信した前記無線基地局からの下りデータ信号に対して誤って受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と異なる内容の前記下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断することによって上り制御信号の品質を推定する信号品質推定手段と、
前記信号品質推定手段が推定した前記上り制御信号の品質から送信電力を決定する送信電力決定手段と、
前記送信電力決定手段の決定に基づき前記上り制御信号の送信電力を制御する送信電力制御手段とを備えて成る移動通信システムにおける無線端末。 - 前記送信電力決定手段は、前記信号品質推定手段が前記無線基地局からの下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと推定する場合に前記上り制御信号の送信電力を大きくし、前記信号品質推定手段が前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと推定する場合に前記上り制御信号の送信電力を小さくする決定をすることを特徴とする請求項3に記載の移動通信システムにおける無線端末。
- 前記上り制御信号の送信電力は、下りデータ信号を正しく受信できない旨の情報を送信する上り制御信号の送信電力であることを特徴とする請求項3に記載の移動通信システムにおける無線端末。
- 複数の無線端末と、これらの無線端末それぞれと無線通信する無線基地局とから成る移動通信システムにおいて、
前記複数の無線端末それぞれは、前回受信した無線基地局からの下りデータ信号に対して正しく受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と同じ内容の下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断し、前回受信した前記無線基地局からの下りデータ信号に対して誤って受信した旨を送信した後、前記前回受信した下りデータ信号と異なる内容の前記下りデータ信号を受信した場合に、前記下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したと判断することによって上り制御信号の品質を推定し、前記上り制御信号の品質が劣化していると推定したときに無線基地局に通知し、
前記無線基地局は、前記無線端末のいずれかから下りデータ信号を誤って受信した旨を送信する上り制御信号の品質が劣化したとする通知を受けた場合に前記上り制御信号の送信電力を大きくし、前記下りデータ信号を正しく受信した旨を送信する前記上り制御信号の品質が劣化したとする通知を受けた場合に前記上り制御信号の送信電力を小さくする決定をし、全無線端末に前記上り制御信号の送信電力の指示値を送信することを特徴とする移動通信システム。
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