JPWO2005008921A1

JPWO2005008921A1 - 送信電力制御の追従性を向上させた移動通信システム

Info

Publication number: JPWO2005008921A1
Application number: JP2005511813A
Authority: JP
Inventors: 毅幸近藤
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2003-07-18
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2007-09-20
Also published as: US20060172757A1; WO2005008921A1; CN1823480A; KR20060028813A; EP1648100A1; US7483709B2; EP1648100A4

Abstract

下り回線の品質が所定以上の無線基地局からの上り送信電力指示情報を用いて上り送信電力制御を行うことにより追従性を向上させた送信電力制御方法と、それを用いた移動通信システムおよび移動局装置を提供する。無線基地局１１、１２は、上り回線の受信レベルが上り目標値以上であれば上り送信電力を下げる旨の上り送信電力指示情報を移動局１３に送る。また、受信レベルが上り目標値より低ければ、無線基地局１１、１２は、上り送信電力を上げる旨の上り送信電力指示情報を移動局１３に送る。移動局１３は、ソフトハンドオーバにより接続している複数の無線基地局１１、１２から受けた上り送信電力指示情報のうち、下り回線が所定の通信品質以上の無線基地局からの上り送信電力指示情報のみを用いて上り送信電力を決定する。

Description

本発明は、送信電力制御を行う移動通信システムに関する。

ＣＤＭＡ（ＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）移動通信システムでは、複数の移動局が同じ周波数帯を使用する。通常、それらの移動局は、無線基地局との距離がそれぞれ異なる。また、ある移動局にとって他の移動局の無線リンクの電波は干渉となるので、各装置の送信電力は所定の通信品質を確保できる範囲で最小限に抑えられることがシステム全体にとって好ましい。そのため、ＣＤＭＡ移動通信システムでは、インナーループ電力制御（ＩｎｎｅｒＬｏｏｐＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌ）により、無線基地局および移動局の送信電力が移動局毎に制御される（例えば、３ＧＰＰＴＳ２５．２１４Ｖ３．７．０，３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ；ＴｅｃｈｎｉｃａｌＳｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎＧｒｏｕｐＲａｄｉｏＡｃｃｅｓｓＮｅｔｗｏｒｋ；“ＰｈｙｓｉｃａｌｌａｙｅｒＰｒｏｃｅｄｕｒｅｓ（ＦＤＤ）”，２００１年６月，ｐ．１２−２０参照）。

また、ＣＤＭＡ移動通信システムでは、無線基地局の切り替えにソフトハンドオーバが用いられる。ソフトハンドオーバでは、１つの移動局が複数の無線基地局と同時に接続することが可能である。これにより無線基地局の切り替えを切れ目無く行うことができる。また、ソフトハンドオーバは、サイトダイバーシチ効果によって、通信品質の維持にも寄与する。

図１では、従来のＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、移動局９３がソフトハンドオーバにより無線基地局９１および無線基地局９２の双方と無線リンクで接続している。ここでは、無線基地局９１、９２から移動局９３に向かう無線リンクが下り回線（ＤＬ：ＤｏｗｎＬｉｎｋ）である。また、移動局９３から無線基地局９１、９２に向かう無線リンクが上り回線（ＵＬ：ＵｐＬｉｎｋ）である。

図１を参照して送信電力制御について説明する。

無線基地局９１、９２には、例えば不図示の基地局制御装置から上り回線目標受信レベルが予め与えられている。無線基地局９１、９２は、移動局９３からの上り回線の信号の受信レベルを上り回線目標受信レベルに近づけるように、移動局９３から上り回線への送信電力を制御する。なお、上り回線受信レベルおよび上り回線目標受信レベルは、例えば信号電力対干渉電力比（ＳＩＲ：ＳｉｇｎａｌｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＲａｔｉｏ）で示される。

具体的には、まず、無線基地局９１、９２は、移動局９３からの上り回線の信号を受信し、上り回線受信レベルを測定する。次に、無線基地局９１、９２は、上り回線受信レベルと上り回線目標受信レベルを比較する。次に、無線基地局９１、９２は、上り回線受信レベルが上り回線目標受信レベルより小さければ、移動局９３に上り回線への送信電力を上げるように指示する。また、無線基地局９１、９２は、上り回線受信レベルが上り回線目標受信レベルより大きければ、移動局９３に上り回線への送信電力を下げるように指示する。

また、無線基地局９１、９２は、移動局９３からの指示に従って下り回線への送信電力を変更する。具体的には、移動局９３から送信電力を上げるように指示されれば、無線基地局９１、９２は下り回線への送信電力を上げる。移動局９３から送信電力を下げるように指示されれば、無線基地局９１、９２は下り回線への送信電力を下げる。

移動局９３は、無線基地局９１、９２からの下り回線の信号の受信レベルを所定の下り回線目標受信レベルに近づけるように、基地局９１、９２から下り回線への送信電力を制御する。なお、下り回線受信レベルおよび上り回線目標受信レベルも例えばＳＩＲで示される。

具体的には、まず、移動局９３は、無線基地局９１、９２からの下り回線の信号を受信し、それらを合成あるいはいずれかを選択し、下り回線受信レベルを測定する。次に、移動局９３は、下り回線受信レベルと下り回線目標受信レベルを比較する。次に、移動局９３は、下り回線受信レベルが下り回線目標受信レベルより小さければ、無線基地局９１、９２に下り回線への送信電力を上げるように指示する。また、移動局９３は、下り回線受信レベルが下り回線目標受信レベルより大きければ、無線基地局９１、９２に下り回線への送信電力を下げるように指示する。

また、移動局９３は、無線基地局９１、９２からの指示に従って上り回線への送信電力を変更する。具体的には、無線基地局９１、９２の双方から送信電力を上げるように指示されれば、移動局９３は上り回線への送信電力を上げる。無線基地局９１、９２の少なくとも一方から送信電力を下げるように指示されれば、移動局９３は上り回線への送信電力を下げる。

上述した従来の送信電力制御では、送信電力が適切に制御されない場合が起こり得る。以下、その場合について説明する。

図１に示したように、移動局９３が無線基地局９１よりも無線基地局９２に近い位置にあり、また無線基地局９１の送信電力が無線基地局９２の送信電力よりも大きい場合を想定する。

下り回線に着目すると、無線基地局９１の送信電力が大きいので、移動局９３は、無線基地局９１からの信号を十分な品質（例えばＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅが１０^−６以上）で受信できるが、無線基地局９２からの信号を十分な品質で受信できないという状態が起こり得る。また、それと同時に、上り回線に着目すると、移動局９３は無線基地局９２に近いので、無線基地局９２は移動局９３からの信号を十分な品質で受信できるが、無線基地局９１は移動局９３からの信号を十分な品質で受信できないという状態が起こり得る。

無線基地局９１は移動局９３からの上り回線の信号を十分な品質で受信できないので、送信電力を上げるように移動局９３に指示する。一方、無線基地局９２は移動局９３からの上り回線の信号を十分な品質で受信しているので、送信電力を下げるように移動局９３に指示する。無線基地局９２から移動局９３への下り回線は十分な品質ではないが、制御指示は情報量が小さく、また周期的に繰り返し送られるので、ある程度は疎通して送信電力の決定に影響を与える。

これらの指示を受けた移動局９３は、少なくとも一方（ここでは無線基地局９２）の指示が送信電力を下げるものなので送信電力を低減させる。そのため移動局９３の上り回線への送信電力は低く抑えられる。その結果、下り回線については無線基地局９１からの信号が有意で、上り回線については無線基地局９２への信号が有意な状態が続く。

この状態では、無線基地局９２から移動局９３への制御指示の疎通が悪いので、上り回線の送信電力制御は追従性が低下し、正常に機能しない可能性がある。例えば、フェージングあるいはシャドーウィングにより移動局９３から無線基地局９２への上り回線の伝搬状態が悪化したとき、その悪化に移動局９３の送信電力を上げる制御が追従できない。そのため最悪では呼の切断に至ることがある。また同様に、移動局９３から無線基地局９１への制御指示の疎通も悪いので、無線基地局９１からの下り回線の送信電力制御も追従性が低下する。

本発明の目的は、追従性を向上させた送信電力制御方法と、それを用いた移動通信システムおよび移動局装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の移動通信システムは、ソフトハンドオーバと送信電力制御を行う移動通信システムであって、複数の無線基地局と、移動局を有している。

無線基地局は、上り回線の受信レベルが所定の上り目標値以上であれば上り送信電力を下げる旨の上り送信電力指示情報を、受信レベルが上り目標値より低ければ上り送信電力を上げる旨の上り送信電力指示情報を下り回線に送る。

移動局は、ソフトハンドオーバにより接続している複数の無線基地局から受けた上り送信電力指示情報のうち、下り回線が所定の通信品質以上の無線基地局からの上り送信電力指示情報のみを用いて上り送信電力を決定する。

本発明によれば、ソフトハンドオーバ中、移動局は、複数の無線基地局からの上り送信電力指示情報のうち、下り回線の品質が所定以上である無線基地局からの上り送信電力指示情報を選択し、選択された上り送信電力指示情報のみを用いて送信電力を決定するので、無線基地局と移動局の間の信号が良好に疎通し、送信電力制御の追従性が向上する。

従来のＣＤＭＡ移動通信システムの構成を示す図である。本発明の一実施形態の移動通信システムの構成を示す図である。図１に示した無線基地局および移動局の構成を示すブロック図である。移動局における上り送信電力制御動作を示すフローチャートである。

本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図２を参照すると、本実施形態の移動通信システムは、無線基地局１１、１２および移動局１３を有している。また、本実施形態の移動通信システムはソフトハンドオーバおよび送信電力制御の機能を有している。

無線基地局１１、１２は、移動局１３と無線リンクで接続し、移動局１３とその通信相手の間の通信経路を提供する。

移動局１３は携帯可能な端末であり、在圏エリアの無線基地局と無線リンクで接続し、その無線基地局を介して通信相手との通信を確立する。ソフトハンドオーバでは、移動局１３は、複数の無線基地局と同時に接続可能である。図２では、移動局１３は、無線基地局１１および無線基地局１２の双方と同時に接続している。

図３は、図２に示した無線基地局および移動局の構成を示すブロック図である。無線基地局１１と無線基地局１２は同じ構成である。

無線基地局１１は、受信機２１、送信機２２、下り回線送信電力計算部２３、上り回線ＳＩＲ測定部２４、および上り回線ＳＩＲ比較部２５を有している。

受信機２１は、移動局１３からの上り回線の信号を受信し、下り回線送信電力計算部２３および上り回線ＳＩＲ測定部２４に送る。

下り回線送信電力計算部２３は、受信機２１から受けた信号から下り送信電力指示情報を抽出し、その情報に基づき、送信機２２で用いるべき下り送信電力の値を計算して送信機２２に通知する。下り送信電力指示情報は、移動局から無線基地局へ、送信電力の上げ、下げを指示するための情報である。例えば、無線基地局１１には段階的に異なる複数の送信電力の値が予め定められており、下り回線送信電力計算部２３は、移動局１３から送信電力を上げる旨の指示を受けると、現在より１段階高い送信電力の値を求めて送信機２２に指示する。送信電力を下げる場合も同様であり、下り回線送信電力計算部２３は、移動局１３から送信電力を下げる旨の指示を受けると、現在より１段階低い送信電力の値を求めて送信機２２に指示する。

上り回線ＳＩＲ測定部２４は、移動局１３からの上り回線の信号の受信レベルを測定し、上り回線ＳＩＲ比較部２５に通知する。ここでは一例として、上り回線受信レベルはＳＩＲにより示されるものとし、以下、ＵＬＳＩＲ（ＵｐＬｉｎｋＳＩＲ）と称する。

上り回線ＳＩＲ比較部２５は、上り回線ＳＩＲ測定部２４からのＵＬＳＩＲと所定の上り回線目標受信レベル（以下、ＵＬｔａｒｇｅｔＳＩＲと称す）とを比較し、その比較結果に従った上り送信電力指示情報を送信機２２に送る。ＵＬｔａｒｇｅｔＳＩＲは、例えば、任意に変更可能なパラメータであり、不図示の基地局制御装置から予め与えられる。あるいは、ＵＬｔａｒｇｅｔＳＩＲは固定値であってもよい。

その際、上り回線ＳＩＲ比較部２５は、ＵＬＳＩＲがＵＬｔａｒｇｅｔＳＩＲよりも小さければ、上り送信電力を上げる旨の上り送信電力指示情報を送信機２２に送る。また、上り回線ＳＩＲ比較部２５は、ＵＬＳＩＲがＵＬｔａｒｇｅｔＳＩＲよりも大きければ、上り送信電力を下げる旨の上り送信電力指示情報を送信機２２に送る。

送信機２２は、上り回線ＳＩＲ比較部２５からの上り送信電力指示情報を移動局１３に送信する。また、送信機２２は、下り回線送信電力計算部２３から指示された送信電力値で下り回線に信号を送信する。

移動局１３は、受信機２６、送信機２７、上り回線送信電力計算部２８、下り回線ＳＩＲ測定部２９、および下り回線ＳＩＲ比較部３０を有している。

受信機２６は、無線基地局からの下り回線の信号を受信し、上り回線送信電力計算部２８および下り回線ＳＩＲ測定部２９に送る。ソフトハンドオーバにおいては、受信機２６は複数の無線基地局（図２では無線基地局１１，１２）からの信号を受信し、それらを上り回線送信電力計算部２８および下り回線ＳＩＲ測定部２９に送る。

上り回線送信電力計算部２８は、受信機２６から受けた信号から上り送信電力指示情報を抽出し、その情報に基づき、送信機２７で用いるべき上り送信電力の値を計算して送信機２７に通知する。上り送信電力指示情報は、無線基地局から移動局へ、送信電力の上げ、下げを指示するための情報である。例えば、移動局１３には段階的に異なる複数の送信電力の値が予め定められており、上り回線送信電力計算部２８は、無線基地局からの指示に基づいて送信電力を上げると決定すると、現在より１段階高い送信電力の値を求めて送信機２２に指示する。送信電力を下げる場合も同様であり、上り回線送信電力計算部２８は、無線基地局からの指示に基づいて送信電力を下げると決定すると、現在より１段階低い送信電力の値を求めて送信機２２に指示する。

ソフトハンドオーバ中には、下り回線送信電力計算部２３は、複数の無線基地局（ここでは無線基地局１１、１２）から上り送信電力指示信号を受けることとなる。その際、下り回線送信電力計算部２３は、まず、所定の通信品質以上の下り回線から抽出した上り送信電力指示情報を選択する。ここで、所定の通信品質とは、例えば、ＢＥＲ（ＢｉｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）によって示される変更可能なパラメータであり、一例としてＢＥＲ＝１０^−６である。次に、下り回線送信電力計算部２３は、選択された上り送信電力指示情報の全てが送信電力を上げる旨の指示であれば、送信電力を上げると決定する。また、下り回線送信電力計算部２３は、選択された上り送信電力指示情報の少なくとも１つが送信電力を下げる旨の指示であれば、送信電力を下げると決定する。なお、本実施形態では、例えばＢＥＲのような通信品質を用いて上り送信電力指示情報を選択したが、その他、ＳＩＲのような受信レベルを用いてもよい。

下り回線ＳＩＲ測定部２９は、無線基地局１１，１２からの下り回線の信号の受信レベルを測定し、下り回線ＳＩＲ比較部３０に通知する。ここでは一例として、下り回線受信レベルはＳＩＲにより示されるものとし、以下、ＤＬＳＩＲ（ＤｏｗｎＬｉｎｋＳＩＲ）と称する。

下り回線ＳＩＲ比較部３０は、下り回線ＳＩＲ測定部２９からのＤＬＳＩＲと所定の下り回線目標受信レベル（以下、ＵＬｔａｒｇｅｔＳＩＲと称す）とを比較し、その比較結果に従った下り送信電力指示情報を送信機２７に送る。ＤＬｔａｒｇｅｔＳＩＲは、例えば任意に変更可能なパラメータであってもよく、固定値であってもよい。

その際、下り回線ＳＩＲ比較部３０は、ＤＬＳＩＲがＤＬｔａｒｇｅｔＳＩＲよりも小さければ、下り送信電力を上げる旨の下り送信電力指示情報を送信機２７に送る。また、下り回線ＳＩＲ比較部３０は、ＤＬＳＩＲがＤＬｔａｒｇｅｔＳＩＲよりも大きければ、下り送信電力を上げる旨の下り送信電力指示情報を送信機２７に送る。

送信機２７は、下り回線ＳＩＲ比較部３０からの下り送信電力指示情報を無線基地局１１，１２に送る。また、送信機２７は、上り回線送信電力計算部２８から支持された送信電力値で上り回線に信号を送信する。

本実施形態の移動通信システムにおけるソフトハンドオーバ中の上り送信電力制御の動作について説明する。

図２に示したように、移動局１３がソフトハンドオーバにより無線基地局１１および無線基地局１２の双方と接続している。

まず、無線基地局１１、１２は、移動局１３からの上り回線のＵＬＳＩＲを測定する。次に、無線基地局１１、１２は、測定したＵＬＳＩＲと所定のＵＬｔａｒｇｅｔＳＩＲとを比較し、移動局１３に送信電力を上げる旨を指示するか、下げる旨を指示するか決定する。次に、無線基地局１１、１２は、決定された指示を上り送信電力指示情報として移動局１３に送る。

図４を参照すると、無線基地局１１、１２から上り送信電力指示情報を受けた移動局１３は、通信品質の良好な下り回線からの上り送信電力指示情報を選択する（ステップ１０１）。次に、選択された上り送信電力指示情報の全てが送信電力を上げる旨の指示か否か判定する（ステップ１０２）。

全ての上り送信電力指示情報が送信電力を上げる旨の指示であれば、移動局１３は上り回線への送信電力を上げる（ステップ１０３）。また、上り送信電力指示情報の少なくとも１つが送信電力を下げる旨の指示であれば、移動局１３は上り回線への送信電力を下げる（ステップ１０４）。

例えば、無線基地局１１から移動局１３への下り回線は所定の通信品質以上であるが、無線基地局１２からの移動局１３への下り回線は所定の通信品質未満であるとする。その場合、移動局１３は、無線基地局１１、１２からの上り送信電力指示情報のうち、無線基地局１１からのもののみを選択して上り回線への送信電力を決定する。その結果、移動局１３からの上り回線への信号は無線基地局１１においても十分な受信レベルで受信されるようになる。無線基地局１１と移動局１３の間で、上り回線および下り回線の双方が所定の通信品質以上となるので、上りおよび下り回線の送信電力制御の追従性が向上する。

以上説明したように、本実施形態の移動通信システムによれば、ソフトハンドオーバ中、移動局１３の上り回線送信電力計算部２８にて、複数の無線基地局からの上り送信電力指示情報のうち、下り回線の品質が所定以上である無線基地局からの上り送信電力指示情報を選択し、選択された上り送信電力指示情報のみを用いて、送信機２７の送信電力を決定するので、無線基地局１１と移動局１３の間の信号が良好に疎通し、送信電力制御の追従性が向上する。

Claims

移動局が同時に複数の無線基地局と接続する移動通信システムにおける送信電力制御方法であって、
前記無線基地局において、
前記移動局からの上り回線の受信レベルを測定するステップと、
前記受信レベルが所定の目標値以上であれば上り送信電力を下げる旨の上り送信電力指示情報を、前記受信レベルが前記目標値より低ければ上り送信電力を上げる旨の上り送信電力指示情報を前記移動局に送るステップと、
前記移動局において、
接続している複数の前記無線基地局から前記上り送信電力指示情報を受けるステップと、
前記無線基地局から受けた前記上り送信電力指示情報のうち、下り回線が所定の通信品質以上の無線基地局からの上り送信電力指示情報のみを用いて上り送信電力を決定するステップとを有する送信電力制御方法。
前記移動端末において上り送信電力を決定するとき、下り回線が所定の通信品質以上の前記無線基地局からの前記上り送信電力指示情報の全てが上り送信電力を上げる旨の指示であれば上り送信電力を上げるように決定し、少なくとも１つが上り送信電力を下げる旨の指示であれば上り送信電力を下げるように決定する、請求項１記載の送信電力制御方法。
ソフトハンドオーバと送信電力制御を行う移動通信システムであって、
上り回線の受信レベルが所定の上り目標値以上であれば上り送信電力を下げる旨の上り送信電力指示情報を、前記受信レベルが前記上り目標値より低ければ上り送信電力を上げる旨の上り送信電力指示情報を下り回線に送る複数の無線基地局と、
ソフトハンドオーバにより接続している複数の前記無線基地局から受けた前記上り送信電力指示情報のうち、前記下り回線が所定の通信品質以上の無線基地局からの上り送信電力指示情報のみを用いて上り送信電力を決定する移動局とを有する移動通信システム。
前記移動局は、上り送信電力を決定するとき、前記下り回線が所定の通信品質以上の前記無線基地局からの前記上り送信電力指示情報の全てが上り送信電力を上げる旨の指示であれば上り送信電力を上げるように決定し、少なくとも１つが上り送信電力を下げる旨の指示であれば上り送信電力を下げるように決定する、請求項３記載の移動通信システム。
前記移動局は、前記下り回線の受信レベルが所定の下り目標値以上であれば下り送信電力を下げる旨の下り送信電力指示情報を、前記受信レベルが前記下り目標値より低ければ下り送信電力を上げる旨の下り送信電力指示情報を前記上り回線に送り、
前記無線基地局は、接続している前記移動局から受けた前記下り送信電力指示情報を用いて下り送信電力を決定する、請求項３または４に記載の移動通信システム。
ソフトハンドーバと送信電力制御を行う移動通信システムで用いられる移動局装置であって、
ソフトハンドオーバにより接続している複数の無線基地局から下り回線の信号を受ける受信機と、
前記受信機で受けた信号のうち、所定の通信品質以上の下り回線から受けた信号から抽出した上り送信電力指示情報のみを用いて上り送信電力を決定する上り回線送信電力計算部と、
前記上り回線送信電力計算部で決定された前記上り送信電力で上り回線に信号を送信する送信機とを有する移動局装置。
前記上り回線送信電力計算部は、上り送信電力を決定するとき、前記所定の通信品質以上の前記下り回線から受けた信号から抽出した前記上り送信電力指示情報の全てが上り送信電力を上げる旨の指示であれば上り送信電力を上げるように決定し、少なくとも１つが上り送信電力を下げる旨の指示であれば上り送信電力を下げるように決定する、請求項６記載の移動局装置。
前記受信機における前記下り回線の受信レベルを測定する下り回線受信レベル測定部と、
前記下り回線受信レベル測定部で測定された前記受信レベルが所定の目標値以上であれば下り送信電力を下げる旨の下り送信電力指示情報を、前記受信レベルが前記目標値より低ければ下り送信電力を上げる旨の下り送信電力指示情報を、前記送信機を介して前記上り回線に送る下り回線受信レベル比較部とをさらに有する、請求項６または７に記載の移動局装置。