JP5077485B2 - 基地局装置、無線通信システム、基地局の制御方法、および無線通信システムの制御方法 - Google Patents

基地局装置、無線通信システム、基地局の制御方法、および無線通信システムの制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、移動局から基地局へのアップリンク信号の送信に使用される無線リソース管理に関する。
LTE(Long Term Evolution)は、W-CDMAの後継として、3GPP（3rd Generation Partnership Project）で検討されているセルラ通信方式である。LTEネットワークは、E-UTRAN（Evolved Universal Terrestrial Radio Access Network）とも呼ばれる。
LTEでのアップリンクの無線リソース割り当ては、複数のリソースブロック（RB：Resource Block）を複数の移動局に振り分けることにより行われる。リソースブロックは、周波数領域を180 kHz（12サブキャリア、サブキャリア間隔は15kHz）単位、時間領域を1 m秒単位で分割したリソース要素である。なお、リソースブロックの割り当て制御は、"スケジューリング"と呼ばれる。
アップリンクの無線リソースのスケジューリングは、基地局によって行われる。基地局は、移動局から送信される参照信号（SRS：Sounding Reference Signal）の受信品質を計測し、この受信品質に基づいて、各移動局がユーザデータの送信に使用する上り共有物理チャネル（PUSCH：Physical Uplink Shared Channel）に割り当てるリソースブロック数、ホッピングパターン、無線変調方式（QPSK、16QAM又は64QAM）等を決定する。
なお、PUSCHの送信電力は、移動局の最大送信電力とリソースブロックの割り当て数に依存する。このため、基地局は、許容される最大送信電力P_EMAXを予め移動局に対して通知するとともに、移動局に通知した最大送信電力P_EMAXを考慮してアップリンク無線リソースのスケジューリングを行う。移動局は、基地局によるスケジューリング結果を受信し、基地局によって指定されたリソースブロックを利用してアップリンク信号を送信する。
また、移動局がPUSCHを送信する際の送信電力は、PUSCHに割り当てられたリソースブロック数（周波数帯域）、及び移動局によって推定されたダウンリンクのパスロスの大きさ等に基づいて決定される。また、移動局の総送信電力は、移動局に課された最大送信電力P_CMAXを超えないように制御される。移動局は、基地局から通知を受けた許容される最大送信電力P_EMAXと、移動局が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値P_UMAXのうちいずれか小さいほうを最大送信電力P_CMAXに設定する。
上述したLTEにおけるアップリンク無線リソースのスケジューリングと、アップリンク送信電力制御の詳細については、非特許文献１〜３として列挙した3GPPの規格書を参照されたい。具体的には、非特許文献１は、LTEシステムの移動局に関する包括的な規定を含み、特に、移動局のパワークラスの規定、パワークラスごとの送信電力上限値P_UMAXの規定を含む。また、非特許文献１は、移動局に実際に設定される最大送信電力 P_CMAXとして、上位レイヤから許容される最大送信電力 P_EMAXと、パワークラスごとの送信電力上限値P_UMAXのうち小さい方の値が選択すべきことを規定している。
非特許文献２は、LTEの物理レイヤに関する規定を含み、具体的には、PUSCHの送信電力を決定するための定義式などのアップリンクの送信電力制御に関する規定を含む。
非特許文献３は、LTEの移動局から基地局に送信されるPHR（Power Headroom Report）の送信タイミングに関する規定を含む。"Power Headroom"は、移動局に実際に設定されている最大送信電力 P_CMAXと移動局の現在の送信電力との差として計算される。つまり、"Power Headroom"は、最大送信電力P_CMAX に対する移動局の"送信電力マージン"を意味する。
また、特許文献１は、以下の２点を開示している。
(i) 移動局は、送信電力マージン（つまり、power headroom）を基地局に通知すること；及び
(ii) 基地局は、移動局から通知された送信電力マージンを考慮してアップリンク無線リソースのスケジューリングを行うこと。
さらに、特許文献２は、以下の(i)〜(v)を開示している。
(i) 移動局は、自身の属するパワークラスに従って規定される送信電力上限値P_UMAXを、アップリンクの無線リソース管理を行う無線ネットワーク制御装置（RNC：Radio Network Controller）に送信すること；
(ii) RNCは、移動局に対して許容している最大許容送信電力P_EMAXと、移動局から受信した送信電力上限値P_UMAXのうち小さい方を選択することによって、移動局が実際に設定している最大送信電力P_CMAXを判定すること；
(iii) RNCは、判定した移動局の最大送信電力P_CMAXを基地局に通知すること；
(iv) 移動局は、送信電力マージン（つまり、power headroom）を基地局に送信すること；及び
(v) 基地局は、RNCから受信した移動局の最大送信電力P_CMAXと移動局から受信した送信電力マージンを用いて移動局の現在の送信電力を計算し、アップリンク無線リソースのスケジューリングを行うこと。
国際公開第０７／０３４５５２号パンフレット 特表２００８−５２９４４４号公報
LTEでは、基地局が移動局に対して許容した最大送信電力P_EMAXと、移動局が自身に実際に設定している最大送信電力P_CMAXとの間に不一致が発生していることを基地局が認識できないという問題がある。例えば、基地局が移動局に対して許容した最大送信電力P_EMAXが移動局のパワークラスに基づく送信電力上限値P_UMAXより大きい場合、移動局に実際に課される最大送信電力P_CMAXはP_UMAXにセットされる。よって、この場合、基地局の想定よりも移動局の最大送信出力が小さくなるため、基地局はアップリンク無線リソースのスケジューリングを効率的に行うことができないおそれがある。なぜなら、移動局からのアップリンク信号の送信レートが基地局の期待よりも小さくなることや、基地局が移動局に対して割り当てた複数のリソースブロックのうち一部が使用されないことなどの弊害が発生するためである。
なお、この問題の発生が懸念される無線通信システムは、LTEシステムに限られない。すなわち、移動局に対して許容される最大送信電力P_EMAXを通知するとともに、自身が通知した最大送信出力P_EMAXを指標としてアップリンク無線リソースのスケジューリングを行うよう構成された基地局または基地局制御装置を使用する無線通信システムにおいて広く問題となる。
なお、特許文献２に開示された方法によれば、パワークラスに基づく送信電力上限値P_UMAXを移動局から受信し、移動局に対して許容した最大送信電力P_EMAXと移動局から受信した送信電力上限値P_UMAXとの大小比較を行うことで、移動局が実際に設定しているアップリンクの最大送信電力P_CMAXを基地局制御装置側で推定することができる。このため、移動局の最大送信電力に関する基地局と移動局の間の不一致が生じることを回避できる。しかしながら、特許文献２の方法では、パワークラスに基づく送信電力上限値P_UMAXを移動局からRNCに報告する必要があるため、移動局への機能追加が必要になるという問題がある。
本発明は上述した知見に基づいてなされたものであって、本発明の目的の１つは、移動局が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値P_UMAXの基地局への報告を移動局に行わせることなく、移動局が実際に設定しているアップリンクの最大送信電力P_CMAXと基地局が移動局に対して許容した最大送信電力P_EMAXとの不一致を基地局において検出可能とすることである。
本発明の第１の態様は、移動局から送信されるアップリンク信号の受信を行う基地局装置である。当該基地局装置は、前記アップリンク信号の受信品質、前記アップリンク信号に適用されている無線変調方式、および前記アップリンク信号に含まれる前記移動局からの通知情報（ただし、前記移動局が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値を除く）のうち少なくとも１つに基づいて、前記移動局が実際に自身に課している最大送信電力の設定値と、前記アップリンク信号の搬送に使用される無線リソースのスケジューリングのために前記基地局装置において使用されている前記移動局の最大送信電力に関する指標値との間の不一致を判定するよう構成されている。
本発明の第２の態様は、移動局及び基地局を含む無線通信システムである。当該基地局は、移動局からのアップリンク信号の送信に使用される無線リソースのスケジューリングを行うとともに、前記スケジューリングに従って送信される前記アップリンク信号を受信するよう構成されている。さらに、当該基地局は、前記アップリンク信号の受信品質、前記アップリンク信号に適用されている無線変調方式、および前記アップリンク信号に含まれる前記移動局からの通知情報（ただし、前記移動局が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値を除く）のうち少なくとも１つに基づいて、前記移動局が実際に自身に課している最大送信電力の設定値と、前記スケジューリングのために使用されている前記移動局の最大送信電力に関する指標値との間の不一致を判定する。
本発明の第３の態様は、移動局から送信されるアップリンク信号を受信する基地局装置の制御方法であり、前記アップリンク信号の受信品質、前記アップリンク信号に適用されている無線変調方式、および前記アップリンク信号に含まれる前記移動局からの通知情報（ただし、前記移動局が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値を除く）のうち少なくとも１つに基づいて、前記移動局が実際に自身に課している最大送信電力の設定値と、前記アップリンク信号の搬送に使用される無線リソースのスケジューリングのために前記基地局装置において使用されている前記移動局の最大送信電力の指標値との間の不一致を判定することを含む。
本発明の第４の態様は、無線通信システムの制御方法であって、当該方法は以下のステップ（ａ）〜（ｃ）を含む。
（ａ）アップリンク信号の搬送に使用される無線リソースのスケジューリング結果を基地局から移動局に通知すること；
（ｂ）前記スケジューリングの結果に基づいて、前記移動局から前記基地局にアップリンク信号を送信すること；および
（ｃ）前記アップリンク信号の受信品質、前記アップリンク信号に適用されている無線変調方式、および前記アップリンク信号に含まれる前記移動局からの通知情報（ただし、前記移動局が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値を除く）のうち少なくとも１つに基づいて、前記移動局が実際に自身に課している最大送信電力の設定値と、前記スケジューリングのために使用されている前記移動局の最大送信電力に関する指標値の間の不一致を前記基地局において判定すること。
上述した本発明の各態様によれば、移動局が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値P_UMAXの基地局への報告を移動局に行わせることなく、移動局が実際に設定しているアップリンクの最大送信電力P_CMAXと基地局が移動局に対して許容した最大送信電力P_EMAXとの不一致を基地局において検出可能となる。
発明の実施の形態１にかかる無線通信システムの構成例を示す図である。 図１に示した基地局の構成例を示すブロック図である。 移動局の最大送信電力の設定値P_CMAXとスケジューリングのための指標値P_RMAXとの不一致判定手順の一例を示すフローチャートである。 移動局の最大送信電力の設定値P_CMAXとスケジューリングのための指標値P_RMAXとの不一致判定手順の一例を示すフローチャートである。 移動局の最大送信電力の設定値P_CMAXとスケジューリングのための指標値P_RMAXとの不一致判定手順の一例を示すフローチャートである。 移動局の最大送信電力の設定値P_CMAXとスケジューリングのための指標値P_RMAXとの不一致判定手順の一例を示すフローチャートである。 移動局の最大送信電力の設定値P_CMAXとスケジューリングのための指標値P_RMAXとの不一致判定手順の一例を示すフローチャートである。 発明の実施の形態２にかかる基地局の構成例を示す図である。 スケジューリングのための指標値P_RMAXの更新手順の一例を示すフローチャートである。 スケジューリングのための指標値P_RMAXが更新される様子を示すグラフである。
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
＜発明の実施の形態１＞
本実施の形態では、LTE方式の基地局及び無線通信システムについて説明する。図１は、本実施の形態にかかる基地局１０を含む無線通信システム１の構成例を示すネットワーク図である。基地局１０は、アンテナ１１と接続され、カバーエリア１２内に位置する移動局１３と無線通信を行う。基地局１０は、移動局１３との間の無線通信路（ダウンリンク及びアップリンク）で使用される無線リソースの割り当て（スケジューリング）を行う。また、基地局１０は、コアネットワーク（不図示）に接続されており、移動局１３とコアネットワークとの間でトラフィックを中継する。
LTEは、ダウンリンクの無線アクセス方式にOFDMA（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access）を採用し、アップリンクの無線アクセス方式にSC-FDMA（Single-Carrier Frequency-Division Multiple. Access）を採用している。
LTEのダウンリンクでは、下り共有物理チャネル（PDSCH：Physical Downlink Shared Channel）、および下り制御物理チャネル（PDCCH：Physical Downlink Control Channel）等が用いられる。PDSCHは、ユーザデータの転送に使用される。PDCCHは、PDSCHにマッピングされるユーザデータ情報及びトランスポートフォーマット情報、上りのPUSCHにマッピングされるユーザデータ情報およびトランスポートフォーマット情報などの制御情報の転送に使用される。
また、LTEのアップリンクでは、上述したユーザデータ送信用のPUSCH、上り制御物理チャネル（PUCCH：Physical Uplink Control Channel）等が用いられる。PUCCHは、移動局が計測したダウンリンクの品質情報（CQI：Channel Quality Indicator）などの転送に使用される。
アップリンク信号のスケジューリングにおいて、基地局１０は、移動局１３がユーザデータの送信に使用するPUSCHに割り当てるリソースブロック数、ホッピングパターン、無線変調方式（QPSK、16QAM又は64QAM）等を決定する。基地局１０は、移動局１３の最大送信電力に関する指標値 P_RMAXをアップリンク信号のスケジューリングに使用する。指標値 P_RMAXの初期値は、基地局１０が移動局１３に対して許容した最大送信電力P_EMAXとすればよい。ただし、上述したように、移動局１３が実際に自身に課す最大送信電力P_CMAXは、基地局１０から許容された最大送信電力P_EMAXより小さい場合がある。例えば、移動局１３のパワークラスに基づく送信電力の上限値P_UMAXがP_EMAXより小さい場合、移動局１３は、パワークラスに基づく送信電力の上限値P_UMAXを最大送信電力P_CMAXに設定する。
このため、本実施の形態にかかる基地局１０は、アップリンク無線リソースのスケジューリングに使用する指標値P_RMAXと、移動局１３が実際に自身に課す最大送信電力の設定値P_CMAXとの不一致を検出するよう構成されている。詳細については後述するが、基地局１０は、アップリンク信号の受信品質、アップリンク信号に適用されている無線変調方式、およびアップリンク信号に含まれる移動局１３からの通知情報（ただし、移動局１３が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値P_UMAXを除く）のうち少なくとも１つに基づいて、上記の不一致検出を行う。移動局１３からの通知情報は、例えば、PHR（Power Headroom Report）である。
特筆すべき点は、移動局１３がPHRを送信することは、LTEの規格において規定されており、移動局１３に余分な機能を追加することにはならないことである。また、アップリンク信号の受信品質、及びアップリンク信号に適用されている無線変調方式は、アップリンク信号を受信した基地局１０において自律的に測定できるため、上記の不一致検出に関して移動局１３に余分な機能を追加する必要はない。なお、アップリンク信号の受信品質とは、(a) アップリンク信号のスループット、(b) アップリンク信号の基地局１０における受信電力、(c) アップリンク信号の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）、 (d) アップリンク信号の占有帯域幅、 (e) アップリンク信号の搬送に使用されているリソースブロック数、 (f) アップリンク信号をデコードすることにより得られるBLER（Block Error Rate）等である。
以下では、基地局１０の構成例と、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致検出手順のいくつかの具体例について説明する。
図２は、基地局１０の構成例を示すブロック図である。図２において、無線送受信部１０１は、通信データ処理部１０２から供給されるベースバンド帯域のダウンリンク信号をRF（Radio Frequency）帯域へアップコンバートし、信号増幅を行った後にアンテナ１１へ供する。また、無線送受信部１０１は、アンテナ１１によって受信されたアップリンク信号の信号増幅、ベースバンド帯域への周波数ダウンコンバートを行って得られるベースバンド帯域のアップリンク信号を通信データ処理部１０２に供給する。
通信データ処理部１０２は、レイヤ１処理およびレイヤ２（MAC（Medium Access Control）/RLC（Radio Link Control））処理機能を有する。通信データ処理部１０２は、伝送路インタフェース１０３を介してコアネットワークから、ダウンリンクに送信すべきパケットデータを受信する。通信データ処理部１０２は、受信したパケットデータの分割・統合、RLC再送制御などのRLCレイヤの送信処理、MAC再送制御、HARQ（Hybrid Automatic Repeat reQuest）制御、トランスポートフォーマット選択、チャネル符号化、シンボルマッピング、OFDM変調を行って、ベースバンド帯域のダウンリンク信号（ベースバンドOSFM信号）を生成する。OFDM変調には、一般的に、IFFT（Inverse Fast Fourier Transform）処理が使用される。
また、通信データ処理部１０２は、無線送受信部１０１から受信したアップリンク信号に対して、OFDM復調、誤り訂正復号、MAC再送制御、およびRLCレイヤの受信処理を行って、移動局１３から送信されたデータ列を復元する。OFDM復調には、一般的に、FFT（Fast Fourier Transform）処理が使用される。復元された受信データ列は、伝送路インタフェース１０３を介してコアネットワークに転送される。
スケジューリング部１０４は、アップリンク無線リソース及びダウンリンク無線リソースのスケジューリングを行う。アップリンク無線リソースのスケジューリングは、無線送受信部１０１で取得されるアップリンクの干渉波レベル、上り参照信号（SRS：Sounding Reference Signal）の受信品質（例えば SIR）、及び電力オフセット等に従って、移動局１３に割り当てるリソースブロック数および送信フォーマットを決定する。また、移動局１３から送信されるアップリンク信号の送信電力は、パスロスや送信リソースブロック数などに依存して決まる。このため、スケジューリング部１０４は、移動局１３の最大送信電力の指標値P_RMAX、および移動局１３から受信したPHRによって示される送信電力マージン（残電力）を考慮して、アップリンク無線リソースの割り当てを行う。指標値P_RMAXの初期値は、基地局１０が決定して移動局１３に通知した"許容される最大送信電力P_EMAX"である。
判定部１０５は、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致を判定する。上述したように、指標値P_RMAXは、スケジューリング部１０４がアップリンク無線リソースのスケジューリングに使用する、移動局１３の最大送信電力（つまり想定値）である。一方、設定値P_CMAXは、移動局１３が実際に自身に設定している最大送信電力である。
続いて以下では、判定部１０５における指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致判定のいくつかの例について説明する。始めに、移動局１３から通知されるPHR（Power Headroom Report）を用いて不一致検出を行う例を説明する。図３は、PHR（Power Headroom Report）を用いた不一致検出手順の具体例を示すフローチャートである。
ステップＳ１０では、判定部１０５は、アップリンク無線リソースのスケジューリング結果と最大送信電力の指標値P_RMAXを用いて、移動局１３の送信電力マージンの予想値 V1 を計算する。予想値V1の計算は、以下のように行えばよい。例えば、移動局１３にアップリンク送信用に割り当てたリソースブロック数から予想される移動局１３の送信電力を指標値P_RMAXから減算して得られる差分を予想値V1とすればよい。また、移動局１３に対してアップリンク送信用に割り当てた周波数帯域での総受信電力の計測値及びアップリンクのパスロスの推定値の合計値を指標値P_RMAXから減算して得られる値を予想値V1としてもよい。なお、アップリンクのパスロス推定値は、基地局１０による下り参照信号（RS: Reference Signal）の送信電力と移動局から報告されるRSの受信電力の差分、または、参照信号（SRS）の受信結果を用いて計算すればよい。
ステップＳ１１では、判定部１０５は、移動局１３から受信したPHR を参照し、移動局１３の送信電力マージンの現実値 V2 を計算する。具体的には、PHRで示される送信電力マージンの値を現実値V2 とすればよい。
ステップＳ１２及びＳ１３では、予想値V1と予想値V2の不一致判定を行う。具体的には、ステップＳ１２では、判定部１０５は、予想値V1から現実値V2を減算することにより、差分Dを計算する。判定部１０５は、差分Dを閾値と比較する（ステップＳ１３）。閾値は、予め設定される正の値である。
そして、差分Dの値が予め設定された閾値を超える場合（ステップＳ１３でＹＥＳ）、判定部１０５は、スケジューリングのための最大送信電力の指標値P_RMAX と、移動局１３に実際に設定されている最大送信電力の設定値P_CMAXの間に不一致があることを判定する（ステップＳ１４）。
なお、誤判定を抑制するために、差分Ｄが予め設定された閾値を超えた回数をカウントし、カウント数が予め設定された基準回数を超えた場合に、指標値P_RMAX と設定値P_CMAXの間に不一致があることを判定してもよい。このように変形された判定手順の一例を図４に示す。
ステップＳ２０では、カウンタＫの値がゼロとなるようにリセットする。ステップＳ２１では、判定部１０５は、移動局１３の送信電力マージンの予想値 V1 を計算する。ステップＳ２１は、上述したステップＳ１０と同様である。ステップＳ２２では、移動局１３からPHRを受信しているか否かを判定する。PHRを受信した場合（ステップＳ２２でＹＥＳ）、判定部１０５は、PHRを参照して移動局１３の送信電力マージンの現実値 V2 を計算する（ステップＳ２３）。ステップＳ２３は、上述したステップＳ１１と同様である。ステップＳ２４及びＳ２５では、予想値V1及び予想値V2の間に不一致条件が成立するか否かを判定する。具体的には、上述したステップＳ１２及びＳ１３と同様に、判定部１０５は、差分Ｄを計算し、差分Ｄに対する閾値判定を行えばよい。
差分Dの値が予め設定された閾値を超える場合（ステップＳ２５でＹＥＳ）、判定部１０５は、カウンタＫの値を１だけ加算する。一方、差分Dの値が閾値以下である場合（ステップＳ２５でＮＯ）、判定部１０５は、ステップＳ２０に戻り、カウンタＫの値をゼロにリセットする。
ステップＳ２７では、判定部１０５は、カウンタＫの値が予め設定された上限値に到達しているかを判定し、到達していなければステップＳ２１に戻って処理を繰り返す。一方、カウンタＫの値が上限値となった場合（Ｓ２７でＹＥＳ）、判定部１０５は、指標値P_RMAX と設定値P_CMAXの間に不一致があることを判定する（ステップＳ２８）。
つまり、図４のフローチャートに示す判定手順によれば、差分Ｄが閾値を超える状態が、予め定められた期間継続した場合に、指標値P_RMAX と設定値P_CMAXの間に不一致があることを判定できる。なお、PHRを用いた不一致判定手順は、図３及び４以外にも変形が可能である。例えば、差分D の移動平均に対する閾値判定を行うよう変形してもよい。
また、図４及び５では、移動局１３の送信電力マージンの予想値V1とPHRを元に得られる現実値V2との不一致を検出することで、指標値P_RMAX と設定値P_CMAXの間の不一致を判定する手順について示した。しかしながら、ここで利用できるパラメータは送信電力マージンに限られない。例えば、基地局１０と移動局１３の間のパスロスを用いることができる。なぜなら、LTEのUEは、パワーヘッドルーム（つまり、送信電力マージン）の計算に、ダウンリンクのパスロスの推定値を用いるためである。以下の（１）式は、LTEの仕様書に規定されているパワーヘッドルームの定義式である。
Figure 0005077485
（１）式において、添え字"i"は、i番目のサブフレーム番号を意味している。MPUSCH ( i ) は、 i番目のサブフレームのPUSCHの送信帯域幅をリソースブロックの割り当て数で示したものである。また、PO_PUSCH ( i ) 、α、ΔTF ( i )、及び f ( i ) は、i番目のサブフレームのPUSCH送信電力の決定に使用される値であり、基地局１０が形成するセルに特有の値と、移動局１３に特有の値によって計算される。なお、パワーヘッドルームの定義式の詳細については、非特許文献２（3GPP TS 36.213 V8.5.0）の第5.1節"Uplink Power Control"を参照するとよい。
よって、基地局１０は、移動局１３から受信したPHRで指定されたパワーヘッドルームの値を用いて以下の（２）式に従ってダウンリンクのパスロスの計算値（PL_PHR）を得ることができる。（２）式は、（１）式をPLに関して変換することにより得られる。
（２）式中のPH(i)は、PHRによって通知されたパワーヘッドルームの値である。
Figure 0005077485
さらに、基地局１０は、（３）式に示すように、ダウンリンク参照信号の送信電力から移動局１３におけるダウンリンク参照信号の受信電力（RSRP：Reference Signal Received Power）を減算することによっても、パスロスの計算値（PL_RSRP）を得ることができる。基地局１０は、移動局１３によって測定されたRSRPを受信すればよい。また、基地局１０は、移動局１３からRSRQ（Reference Signal Received Quality）を受信し、RSRQを用いてパスロスを求めてもよい。
Figure 0005077485
基地局１０は、PHRの受信値を用いて計算されるパスロス値（PL_PHR）と、ダウンリンク参照信号の送信電力と移動局１３によって計測される受信電力を用いて計算されるパスロス値（PL_RSRP）との不一致を検出することによって、指標値P_RMAX と設定値P_CMAXの間の不一致を判定してもよい。
図５は、パスロスの計算値の不一致を検出することで、指標値P_RMAX と設定値P_CMAXの間の不一致を判定する手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ３０では、カウンタＫの値がゼロとなるようにリセットする。ステップＳ３１では、移動局１３からPHRを受信しているか否かを判定する。PHRを受信した場合（ステップＳ３１でＹＥＳ）、判定部１０５は、上記の（２）式に従って、PHRを用いてパスロス値(PL_PHR)を計算する（ステップＳ３２）。ステップＳ３３では、上記の（３）式に従って、判定部１０５は、パスロス値(PL_RSRP)を計算する。
ステップＳ３４では、判定部１０５は、２つのパスロス値PL_PHR 及びPL_RSRPが所定の不一致条件を満足するかを判定する。これは、上述したステップＳ１２及びＳ１３と同様に、２つの値の差分に対する閾値判定を行えばよい。ステップＳ３５〜Ｓ３７は、上述したステップＳ２６〜Ｓ２８と同様であるため、ここでは説明を省略する。
続いて、アップリンク信号の受信品質に基づいて設定値P_CMAXと指標値P_RMAXの不一致を判定する手順について説明する。具体的には、判定部１０５は、アップリンク無線リソースのスケジューリング結果から予想されるアップリンク信号の受信品質予想値V3 と、移動局１３から実際に受信したアップリンク信号を解析することで得られる受信品質の計測値V4 を比較する。
図６は、アップリンク信号の受信品質に基づく不一致検出手順の具体例を示すフローチャートである。ステップＳ４０では、判定部１０５は、アップリンク無線リソースのスケジューリング結果をもとに、予想値V3 を計算する。ステップＳ４１では、判定部１０５は、アップリンク信号の受信品質の計測値V4 を取得する。そして、計測値V4で示される受信品質が予想値V3で示される受信品質より低い場合に、判定部１０５は、スケジューリングのための最大送信電力の指標値P_RMAX と、移動局１３に実際に設定されている最大送信電力の設定値P_CMAXの間に不一致があることを判定する（ステップＳ４２）。
判定部１０５が参照可能なアップリンク信号の受信品質の具体例は、(a) アップリンク信号のスループット、(b) アップリンク信号の基地局１０における受信電力、(c) アップリンク信号の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）、(d) アップリンク信号の占有帯域幅、 (e) アップリンク信号の搬送に使用されているリソースブロック数、 (f) アップリンク信号をデコードすることにより得られるBLER（Block Error Rate）等である。
＜具体例（ａ）：アップリンク信号のスループット＞
アップリンク信号のスループットを参照する場合、判定部１０５は、スループットの計測値が予想値に比べて予め定められた閾値以上小さい場合に、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致を判定すればよい。
この場合、判定部１０５は、アップリンク送信用に割り当てたリソースブロック数およびトランスポートフォーマット（変調方式など）を元に、アップリンク信号から復元される受信データ列のスループット（予想値V3）を計算すればよい。また、判定部１０５は、アップリンク信号から復元される受信データ列のスループット（計測値V4）を通信データ処理部１０２から取得すればよい。
＜具体例（ｂ）：アップリンク信号の受信電力＞
アップリンク信号の受信電力を参照する場合、判定部１０５は、受信電力の計測値が予想値に比べて予め定められた閾値以上小さい場合に、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致を判定すればよい。
この場合、判定部１０５は、指標値P_RMAX、スケジューリングによって割り当てたリソースブロック数を元に計算した移動局の送信電力、及びアップリンクのパスロス推定値から、受信電力（予想値V3）を計算すればよい。また、判定部１０５は、スケジューリングによって移動局１３に割り当てた連続するリソースブロックによって規定される周波数帯域での受信電力を無線送受信部１０１から取得すればよい。
＜具体例（ｃ）：アップリンク信号の受信SIR＞
アップリンク信号の受信SIRを参照する場合、判定部１０５は、受信SIRの計測値が予想値に比べて予め定められた閾値以上小さい場合に、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致を判定すればよい。
この場合、判定部１０５は、指標値P_RMAX、スケジューリングによって割り当てたリソースブロック数を元に計算した移動局の送信電力、及びアップリンクのパスロス推定値から、受信SIR（予想値V3）を計算すればよい。また、判定部１０５は、スケジューリングによって移動局１３に割り当てられた連続するリソースブロックによって規定される周波数帯域での受信SIRを無線送受信部１０１から取得すればよい。
＜具体例（ｄ）及び（ｅ）：アップリンク信号の占有帯域幅（リソースブロック数）＞
アップリンク信号の占有帯域幅（リソースブロック数）を参照する場合、判定部１０５は、受信したアップリンク信号の使用リソースブロック数が予想値に比べて小さい場合に、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致を判定すればよい。
この場合、判定部１０５は、スケジューリングによって割り当てたリソースブロック数を予想値V3とすればよい。また、判定部１０５は、受信したアップリンク信号で使用されているリソースブロック数（計測値V4）を通信データ処理部１０２から取得すればよい。
＜具体例（ｆ）：アップリンク信号のブロック誤り率（BLER）＞
BLERを参照する場合、判定部１０５は、BLERの計測値が予想値に比べて予め定められた閾値以上大きい場合に、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致を判定すればよい。
この場合、判定部１０５は、電波環境などを考慮してスケジューリング部１０４が基準としているBLERの目標値を予想値V3とすればよい。また、判定部１０５は、誤り訂正符号時に得られるBELR（計測値V4）を通信データ処理部１０２から取得すればよい。
続いて、アップリンク信号で採用されている無線変調方式に基づいて設定値P_CMAXと指標値P_RMAXの不一致を判定する手順について説明する。コンスタレーション上における信号点間距離の大きい変調方式ほど、所要ＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）が小さくて済む（つまり雑音に強い）。よって、移動局１３は、送信電力を上げられない場合に、適応的に変調方式を変化（例えば64QAMから16QAMに）させる。このため、アップリンク信号に採用されている無線変調方式を参照することで、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致を判定できる。
図７は、アップリンク信号の無線変調方式に基づく不一致検出手順の具体例を示すフローチャートである。ステップＳ５０では、判定部１０５は、スケジューリングで指定したアップリンク信号の無線変調方式（方式Ａと呼ぶ）と、アップリンク信号に実際に適用されている無線変調方式（方式Ｂと呼ぶ）とを比較する。そして、判定部１０５は、方式Ｂが方式Ａに比べてコンスタレーション上における信号点間距離の大きい方式である場合に、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致を判定する（ステップＳ５１）。
上述したように、本実施の形態にかかる基地局１０は、移動局１３が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値P_UMAXを移動局１３から受信することなく、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致を判定できる。
＜発明の実施の形態２＞
本実施の形態にかかる基地局２０は、上述した基地局１０と同様に、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致を判定する。さらに、基地局２０は、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致が判定された場合に、設定値P_CMAXに近づくように指標値P_RMAXを更新する。そして、基地局２０は、更新された指標値P_RMAXを用いてアップリンク無線リソースのスケジューリングを行う。
図８は、基地局２０の構成例を示すブロック図である。図２に示した基地局１０の構成例との相違は、上述した指標値P_RMAXの更新をスケジューリング部２０４が行う点である。なお、スケジューリング部２０４を除く他の構成要素は、図２に示したものと同様であるため、ここでは重複説明を省略する。
続いて以下では、指標値P_RMAXの更新動作の具体例について説明する。図９は、判定部１０５による不一致判定とこれに引き続く更新処理を含む一連の手順を示したフローチャートである。図９中のステップＳ２１〜Ｓ２７は、図４に示した対応するステップと同様である。なお、本実施の形態における判定部１０５による不一致判定の手順として他の手順（例えば図３、５、６又は７に示した手順）を採用してもよい。
図９のステップＳ６８では、スケジューリング部２０４は、判定部１０５における不一致検出に応答して、スケジューリング用の最大送信電力の指標値P_RMAXを更新する。指標値P_RMAXの更新方法には、様々なバリエーションが考えられる。以下の（ａ）〜（ｅ）に一例を列挙する。
（ａ）指標値P_RMAXを、LTEの標準規格に定められている移動局の複数のパワークラスに対応した複数の送信電力値のうち電力の大きい値から電力の小さい値に段階的に変更する。
（ｂ）不一致が繰り返し判定されることに応じて、指標値P_RMAXを、初期値P_EMAXから一定値ずつ段階的に下げる。
（ｃ）差分Dの値だけ指標値P_RMAXを下げる。
（ｄ）差分D が閾値を超える状態の継続期間にわたる差分Dの平均値を求め、差分Dの平均値だけ指標値P_RMAXを下げる。例えば、カウンタＫの上限値の数分の差分Dの計算値の間で平均値を求めればよい。
（ｅ）差分D が閾値を超える状態の継続期間にわたる差分Dの平均値を求め、差分Dの平均値の所定の割合だけ指標値P_RMAXを下げる。
図１０は、指標値P_RMAXが更新される様子を示すグラフである。図１０中に一点鎖線で示すグラフは、スケジューリング用の最大送信電力の指標値P_RMAXを表している。上述したように、指標値P_RMAXの初期値（時刻T0）は、基地局１０が移動局に対して通知した許容値P_EMAXである。図１０中に実線で示すグラフは、指標値P_RMAXを用いて計算される、移動局１３の送信電力マージンの予想値V1を表している。最後に、図１０中に破線で示すグラフは、PHRによって示される移動局１３の送信電力のマージンの現実値V2を表している。
図１０の例では、時刻T1、T2、T3、T4の順序で定期的に移動局１３からPHRが報告され、判定部１０５は、PHRの受信の度に差分Dに対する閾値判定を行う。また、カウンタKの上限値が３にセットされているとする。この場合、時刻T1〜T4の４回の判定のいずれにおいても差分Dが所定の閾値を超えたことに応じて、スケジューリング部２０４は、最大送信電力の指標値P_RMAXを更新する。図１０の例では、更新後の指標値P_RMAXは、更新前の指標値P_RMAXを差分Dの値だけ低下させることによって生成される。
以上に述べたように、本実施の形態にかかる基地局２０は、上述した基地局１０と同様に、移動局１３が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値P_UMAXを移動局１３から受信することなく、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致を判定できる。
さらに、基地局２０は、指標値P_RMAX及び設定値P_CMAXの間の不一致が判定された場合に、設定値P_CMAXに近づくように指標値P_RMAXを更新する。これにより、移動局１３に実際に設定されている最大送信電力P_CMAXにより近い指標値P_RMAXを用いてアップリンク無線リソースのスケジューリングを行うことができる。よって、無駄なリソース割り当てが抑制され、効率的なスケジューリングを実現できる。
＜その他の実施の形態＞
上述した発明の実施の形態１及び２では、LTE方式の基地局及び無線通信システムについて説明した。しかしながら、発明の実施の形態１及び２で述べた、指標値P_RMAXと設定値P_CMAXの不一致検出および指標値P_RMAXの更新を行うための構成及び動作は、LTE方式に以外にも適用可能である。
発明の実施の形態１及び２で述べた指標値P_RMAXと設定値P_CMAXの不一致検出および指標値P_RMAXの更新に関する動作は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）若しくはＣＰＵ（Central Processing Unit）又はこれらの組み合わせを含むコンピュータ・システムを用いて実現することができる。具体的には、図３〜７又は９のいずれかのフローチャートに示される処理手順に関する命令群を含むプログラムをコンピュータ・システムに実行させればよい。なお、これらのプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
この出願は、２００９年４月２８日に出願された日本出願特願２００９−１０８９６０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
１ 無線通信システム
１０、２０ 基地局
１１ アンテナ
１２ カバーエリア
１３ 移動局
１０１ 無線送受信部
１０２ 通信データ処理部
１０３ 伝送路インタフェース
１０４、２０４ スケジューリング部
１０５ 判定部

Claims (18)

  1. 移動局から送信されるアップリンク信号を受信する基地局装置であって、
    前記アップリンク信号の受信品質、前記アップリンク信号に適用されている無線変調方式、および前記アップリンク信号に含まれる前記移動局からの通知情報（ただし、前記移動局が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値を除く）のうち少なくとも１つに基づいて、前記移動局が実際に自身に課している最大送信電力の設定値と、前記アップリンク信号の搬送に使用される無線リソースのスケジューリングのために前記基地局装置において使用されている前記移動局の最大送信電力に関する指標値との間の不一致を判定する判定手段を備える、基地局装置。
  2. 前記不一致の判定に応じて、前記設定値に近づくように前記指標値を更新するとともに、更新された前記指標値を用いて前記スケジューリングを行うスケジューリング手段をさらに備える、請求項１に記載の基地局装置。
  3. 前記通知情報は、前記設定値と前記移動局の送信電力との差分によって定義される送信電力マージン値に関する情報を含む、請求項１又は２に記載の基地局装置。
  4. 前記スケジューリング手段は、前記移動局に割り当てた前記無線リソース及び更新前の前記指標値に基づいて算出された前記移動局の送信電力マージンの予想値と、前記通知情報によって示される前記送信電力マージン値との差分に応じて、更新後の前記指標値を決定する、請求項２に従属する請求項３に記載の基地局装置。
  5. 前記判定手段は、前記スケジューリングの結果から予想される前記アップリンク信号の受信品質予想値と、受信された前記アップリンク信号を解析することで得られる受信品質の計測値とを比較することによって、前記不一致を判定する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の基地局装置。
  6. 前記アップリンク信号の受信品質は、(a) 前記アップリンク信号のスループット、(b) 前記アップリンク信号の前記基地局における受信電力、(c) 前記アップリンク信号の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）、(d) 前記アップリンク信号の占有帯域幅、 (e) 前記アップリンク信号の搬送に使用されている無線リソース要素数、 (f) 前記アップリンク信号をデコードすることにより得られる誤り率、のうち少なくとも１つを含む、請求項５に記載の基地局装置。
  7. 前記判定手段は、前記スケジューリングにおいて前記アップリンク信号に対して指定された無線変調方式と、受信された前記アップリンク信号に実際に適用されている無線変調方式とを比較することによって、前記不一致を判定する、請求項１〜６のいずれか１項に記載の基地局装置。
  8. 前記スケジューリング手段は、前記不一致が繰り返し判定されることに応じて、前記指標値を、複数のパワークラスに対応した複数の送信電力値のうち電力の大きい値から電力の小さい値に段階的に変更する、請求項１〜３及び５〜７のうちいずれか１項に記載の基地局装置。
  9. 移動局と、
    前記移動局からのアップリンク信号の送信に使用される無線リソースのスケジューリングを行うとともに、前記スケジューリングに従って送信される前記アップリンク信号を受信するよう構成された基地局とを備え、
    前記基地局は、
    前記アップリンク信号の受信品質、前記アップリンク信号に適用されている無線変調方式、および前記アップリンク信号に含まれる前記移動局からの通知情報（ただし、前記移動局が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値を除く）のうち少なくとも１つに基づいて、前記移動局が実際に自身に課している最大送信電力の設定値と、前記スケジューリングのために使用されている前記移動局の最大送信電力に関する指標値との間の不一致を判定する判定手段を備える、
    無線通信システム。
  10. 前記基地局は、前記不一致の判定に応じて、前記設定値に近づくように前記指標値を更新するとともに、更新された前記指標値を用いて前記スケジューリングを行うスケジューリング手段をさらに備える、請求項９に記載の無線通信システム。
  11. 前記通知情報は、前記設定値と前記移動局の送信電力との差分によって定義される送信電力マージン値に関する情報を含む、請求項９又は１０に記載の無線通信システム。
  12. 前記スケジューリング手段は、前記移動局に割り当てた前記無線リソース及び更新前の前記指標値に基づいて算出された前記移動局の送信電力マージンの予想値と、前記通知情報によって示される前記送信電力マージン値との差分に応じて、更新後の前記指標値を決定する、請求項１０に従属する請求項１１に記載の無線通信システム。
  13. 前記判定手段は、前記スケジューリングの結果から予想される前記アップリンク信号の受信品質予想値と、受信された前記アップリンク信号を解析することで得られる受信品質の計測値とを比較することによって、前記不一致を判定する、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の無線通信システム。
  14. 前記アップリンク信号の受信品質は、(a) 前記アップリンク信号のスループット、(b) 前記アップリンク信号の前記基地局における受信電力、(c) 前記アップリンク信号の受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）、(d) 前記アップリンク信号の占有帯域幅、 (e) 前記アップリンク信号の搬送に使用されている無線リソース要素数、 (f) 前記アップリンク信号をデコードすることにより得られる誤り率、のうち少なくとも１つを含む、請求項１３に記載の無線通信システム。
  15. 前記判定手段は、前記スケジューリングにおいて前記アップリンク信号に対して指定された無線変調方式と、受信された前記アップリンク信号に実際に適用されている無線変調方式とを比較することによって、前記不一致を判定する、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
  16. 前記スケジューリング手段は、前記不一致が繰り返し判定されることに応じて、前記指標値を、複数のパワークラスに対応した複数の送信電力値のうち電力の大きい値から電力の小さい値に段階的に変更する、請求項９〜１１及び１３〜１５のうちいずれか１項に記載の無線通信システム。
  17. 移動局から送信されるアップリンク信号を受信する基地局装置の制御方法であって、
    前記アップリンク信号の受信品質、前記アップリンク信号に適用されている無線変調方式、および前記アップリンク信号に含まれる前記移動局からの通知情報（ただし、前記移動局が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値を除く）のうち少なくとも１つに基づいて、前記移動局が実際に自身に課している最大送信電力の設定値と、前記アップリンク信号の搬送に使用される無線リソースのスケジューリングのために前記基地局装置において使用されている前記移動局の最大送信電力の指標値との間の不一致を判定すること、
    を備える基地局装置の制御方法。
  18. アップリンク信号の搬送に使用される無線リソースのスケジューリング結果を基地局から移動局に通知すること；
    前記スケジューリングの結果に基づいて、前記移動局から前記基地局にアップリンク信号を送信すること；および
    前記アップリンク信号の受信品質、前記アップリンク信号に適用されている無線変調方式、および前記アップリンク信号に含まれる前記移動局からの通知情報（ただし、前記移動局が属するパワークラスに対応付けられた送信電力上限値を除く）のうち少なくとも１つに基づいて、前記移動局が実際に自身に課している最大送信電力の設定値と、前記スケジューリングのために使用されている前記移動局の最大送信電力に関する指標値の間の不一致を前記基地局において判定すること、
    を備える、無線通信システムの制御方法。
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