JP2006253754A

JP2006253754A - 無線通信システム及び初期通信速度設定方法

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Publication number: JP2006253754A
Application number: JP2005063370A
Authority: JP
Inventors: Yoshifumi Yanagisako; 善文柳迫
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2005-03-08
Filing date: 2005-03-08
Publication date: 2006-09-21

Abstract

【課題】無線通信システムで、移動端末の個々の通信環境に合わせて下り及び上りの初期通信速度を決定する。
【解決手段】制御局は、移動端末の呼接続要求に含まれる制御チャネル信号の受信品質と、無線基地局が送信した制御チャネル信号の送信電力とに基づいて、移動端末の下りの通信環境を推定し、それに基づいて移動端末の下りの初期通信速度を設定する。また、呼接続要求に含まれる呼接続要求を送信したときの送信電力と、無線基地局が測定した呼接続要求の受信品質とに基づいて移動端末の上りの通信環境を推定し、それに基づいて、上りの初期通信速度を設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システム及びその初期通信速度設定方法に関し、更に詳しくは、無線通信システムで伝播環境に応じて初期通信速度を設定する方法、及び、そのような方法を使用する無線通信システムに関する。

近年、無線通信システムが急速に発展している。無線通信システムでは、移動端末付近の信号伝播環境（以下、移動端末の通信環境と呼ぶ）によって通話品質が左右されるので、通信速度及び送信電力をその通信環境に合わせて決定する必要がある。この場合、例えば通話の開始時に初期通信速度を定め、その通話品質の状況によって通信速度を制御している。従来は、移動端末の通信環境を測定することなく、初期通信速度を設定しており、通信環境がよくない移動端末に対しても、通信環境が良い移動端末に対しても、一律に同じ初期通信速度を割り当てていた。このように、移動端末の通信環境を考慮せずに初期通信速度を割り当てることから、通信環境の悪い移動端末に高い初期通信速度を割り当てたり、通信環境が良い移動端末に低い初期通信速度を割り当てたりと、効率が悪い無線リソースの割当てが行われていた。

特許文献１には、移動端末における制御チャネル信号の受信品質に基づいて、データチャネル信号の通信速度と送信電力値とを定める無線通信システムの基地局装置が記載されている。
特開２００２−１０１０４３号公報

特許文献１に記載の無線通信システムでは、無線基地局の管轄下にある複数の移動端末の内で一定割合の通信端末が、干渉電波に対して良好な通話品質が維持できるように制御チャネル信号の通信速度及び送信電力を決定している。従って、個々の移動端末に対する信号の減衰率及び干渉・雑音電力を含む通信環境に適した、制御チャネル信号の初期通信速度を決定することが出来ない。

本発明は、上記に鑑み、移動端末と無線基地局との間の制御チャネルによる通信時に、移動端末の上り及び下りの通信環境を推定することで、各移動端末に適した初期通信速度を動的に設定する無線通信システムを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の第１の視点に係る無線通信システムは、移動端末と無線基地局と制御局とを備える無線通信システムにおいて、前記制御局は、
移動端末が送信した呼接続要求から、当該移動端末における制御チャネル信号の受信品質を抽出する受信品質抽出手段と、
前記基地局が前記制御チャネル信号を送信したときの送信電力と、前記受信品質抽出手段によって抽出された受信品質とから、前記呼接続要求を送信した当該移動端末の下りの通信環境を推定する第１演算手段と、
前記第１演算手段により推定された下りの通信環境に基づいて、前記移動端末の下りの初期通信速度を設定する下り通信速度設定手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の第２の視点に係る無線通信システムは、移動端末と無線基地局と制御局とを備える無線通信システムにおいて、前記制御局は、
移動端末が送信した呼接続要求から、該接続要求を送信したときの送信電力を抽出する送信電力抽出手段と、
無線基地局が前記呼接続要求を受信したときの受信品質と、前記送信電力抽出手段によって抽出された送信電力とに基づいて、前記呼接続要求を送信した当該移動端末の上りの通信環境を推定する第２演算手段と、
前記第２演算手段により推定された上りの通信環境に基づいて、前記移動端末の上りの初期通信速度を設定する上り通信速度設定手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明の第３の視点に係る初期通信速度設定方法は、移動端末と無線基地局と制御局とを備える無線通信システムで、移動端末の呼接続要求に応答して移動端末の初期通信速度を設定する方法において、
移動端末の呼接続要求から、当該移動端末における制御チャネル信号の受信品質を抽出するステップと、
前記基地局が前記制御チャネル信号を送信したときの送信電力と、前記抽出された受信品質とから当該移動端末の下りの通信環境を推定するステップと、
前記推定された下りの通信環境に基づいて、前記移動端末の下りの初期通信速度を設定するステップとを備えることを特徴とする。

また、本発明の第４の視点に係る初期通信速度設定方法は、移動端末と無線基地局と制御局とを備える無線通信システムで、移動端末の呼接続要求に応答して移動端末の初期通信速度を設定する方法において、
移動端末が送信した呼接続要求から、該接続要求を送信したときの送信電力を抽出するステップと、
無線基地局が前記呼接続要求を受信したときの受信品質と、前記抽出された送信電力とに基づいて、前記呼接続要求を送信した当該移動端末の上りの通信環境を推定するステップと、
前記推定された上りの通信環境に基づいて、前記移動端末の上りの初期通信速度を設定するステップとを備えることを特徴とする。

本発明の無線通信システム及びその初期通信速度設定方法によると、制御局が、呼接続要求を発信した移動端末の個々の通信環境に応じた初期通信速度を設定できるので、無線通信システムにおいて効率的な資源割り当てが可能となり、移動端末は、通信初期の段階から良好な通話品質での通信が可能になる効果がある。

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の初期通信速度設定方法が適用される無線通信システムは、例えば符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）方式を採用する無線通信システムであって、移動端末と、移動端末から電波を受信する無線基地局と、無線基地局と伝送線路で接続され、無線基地局を介して移動端末と通信し移動端末の呼を制御する制御局とを備える。制御局は、移動端末からRRC connection requestメッセージを受信すると、本発明方法に従い、その移動端末の通信環境に基づいて初期通信速度を設定する。

まず、下り初期通信速度の設定方法について説明する。移動端末は、無線リンクを確立する際に、RRC(Radio Resource Control) connection requestメッセージを送信する。このメッセージには、移動端末が測定したCPICH(制御チャネル信号：Common Pilot Channel)の受信品質を示すEc/N0が含まれる。制御局は、この受信品質Ec/N0を用いて初期通信速度を以下のように設定する。

移動端末の受信品質CPICH Ec/N0は、一般に以下の式で与えられる。
CPICH Ec/N0 = RSCP/ISCP (1)
ここで、RSCPは、移動端末が受信する1コード分のCPICHの受信電力、ISCPは移動端末が受信する雑音電力と干渉電力の和（干渉・雑音電力）を表す。つまり、CPICH Ec/N0は、制御チャネル信号の受信電力対干渉・雑音電力比であり、大きいほど通話環境がよいことを示す。

また、減衰率PassLossは次式で与えられる。
PassLoss = Pt_cpich/RSCP (2)
ここで、Pt_cpichは、基地局がCPICHを送信するときの電力値であり、移動端末を管轄する制御局が指定する値である。つまり、減衰率PassLossは、制御チャネル信号の基地局送信電力対移動端末受信電力比であり、大きいほど減衰が大きいことを示す。

(1)式に(2)式を代入すると、
CPICH Ec/N0 = Pt_cpich /(PassLoss×ISCP)
が得られ、従って、
PassLoss×ISCP=Pt_cpich/(CIPCH Ec/N0) (3)
となる。

（３）式において、左辺は、制御局が初期通信速度の制御を行うにあたり、知りたい移動端末の通信環境を示す値であり、大きいほど通信環境がよくないことを示す。（３）式の右辺の２つのパラメータは既知である。従って、（３）式を用いることにより、移動端末の減衰率と干渉・雑音電力の積を知ることが出来る。換言すると、（３）式による計算値は、移動端末周囲の環境レベルを示すパラメータであり、計算値が高いことは、通信環境がよくないことを示す。本実施形態では、この計算値を基に、下り初期通信速度を設定する。

次に、上り初期通信速度の設定方法について説明する。通信環境の推定方法は、下り初期通信速度の設定方法と同様である。ただし、Ec/N0は、基地局が測定した、RRC Connection requestを受信した際の受信品質Ec/N0であり、送信電力は、移動端末がRRC Connection requestを送信した時の送信電力を用いることになる。したがって、上りの通信環境レベルの推定にあたっては、（３）式のCPICH Ec/N0をEc/N0に、Pt_cpichを移動端末の送信電力Pt_rrcに、それぞれ置き換えて、
PassLoss×ISCP=Pt_rrc/(Ec/N0) （４）
を計算式として使用する。制御局による受付制御については、従来の制御方法が使用される。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態の初期通信速度設定方法を更に詳細に説明する。図１は、移動端末の初期通信速度の設定に際して制御局が行う処理を示すもので、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、下り初期通信速度及び上り初期通信速度の設定処理を示している。

図１（ａ）において、下り通信速度は次のように設定される。制御局は、移動端末からRRC connection Requestメッセージを受信すると（ステップＳ１）、RRC Connection Requestメッセージに含まれるCPICH Ec/N0を抽出する（ステップＳ２）。次いで、既知であるCPICHの送信電力と、報告されたCPICH Ec/N0とから、移動端末における減衰率と干渉・雑音電力の積PassLoss×ISCPで示される下り通信環境パラメータを、前記（３）式に基づいて計算する（ステップＳ３）。その後、その計算値と所定のスレッシュホールドとを比較し、その比較結果に基づいて下り通信環境のレベル判定処理を行う（ステップＳ４）。次いで、その移動端末の下り通信環境レベルに基づいて、下り初期通信速度を設定する（ステップＳ５）。

また、図１（ｂ）において、上り通信速度は次のように設定される。移動端末は、RRC Connection Requestメッセージには、自身が使用している現在の送信電力値を報告する。制御局は、RRC Connection requestを受信すると（ステップＳ６）、RRC Connection request内に含まれる移動端末の送信電力Pt_rrcを抽出すると共に、基地局からそのRRC Connection Requestを受信した時のEc/N0の測定値を受信する（ステップＳ７）。制御局は、抽出した送信電力Pt_rrcと、無線基地局が受信したときの受信品質Ec/N0の測定値とから、式（４）に基づいて、移動端末の減衰率と干渉・雑音電力の積PassLoss×ISCPである上り通信環境パラメータを計算する（ステップＳ８）。その後、その計算値と所定のスレッシュホールドとを比較し、その比較結果に基づいて上り通信環境のレベル判定処理を行う（ステップＳ９）。次いで、その移動端末の上り通信環境レベルに基づいて、上り初期通信速度を設定する（ステップＳ１０）。

図２に、図１のステップＳ４及びＳ９における判定処理の詳細を示す。また、図３は、図２の判定処理の結果採用される、移動端末の下りまたは上りの初期通信速度を例示する。図２における判定処理には、スレッシュホールドＴ１、Ｔ２、Ｔ３（Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３）が使用され、また、図３の縦軸である通信環境パラメータPassLoss×ISCPは、その値が大きいほど通信環境がよくないことを示している。図２において、判定処理のステップＳ１１では、判別式ａ：PassLoss×ISCP＜Ｔ１による判定が行われ、判別式ａが成立するときには、（Ａ）判定となり、図３に示すように、最大通信速度が移動端末の初期通信速度として設定される。

ステップＳ１１で判別式ａが成立しなければ、ステップＳ１２に進み、判別式ｂ：Ｔ１≦PassLoss×ISCP≦Ｔ２による判定が行われる。ステップＳ１２で判定式ｂが成立すれば、（Ｂ）判定となり、図３に示すように、２番目に速い通信速度が移動端末の初期通信速度として設定される。ステップＳ１２で判別式ｂが成立しなければ、ステップＳ１３に進み、判別式ｃ：Ｔ２≦PassLoss×ISCP≦Ｔ３による判定が行われる。ステップＳ１３で判別式ｃが成立すれば（Ｃ）判定となり、図３に示すように、次に遅い通信速度が移動端末の初期通信速度として設定される。ステップＳ１３で判別式ｃが成立しなければ、自動的に判別式ｄが成立し、（Ｄ）判定となり、図３に示すように、一番遅い通信速度が移動端末の初期通信速度として設定される。

上記判定処理において、（Ａ）判定とは、減衰率PassLoss及び干渉・雑音電力ISCPが最も小さいことを表す。つまり、非常に良好な通信環境に移動端末が存在していることを表している。したがって、（Ａ）判定には、上記の通り最大の初期通信速度が割り当てられる。（Ｂ）判定は、（Ａ）判定よりもPassLoss及び／又はISCPが幾らか大きいため、２番目に速い初期通信速度を割り当てる。（Ｃ）判定は、PassLoss×ISCPが平均的な値であることを表し、２番目に遅い初期通信速度が割り当てられる。（Ｄ）判定は、PassLoss又はISCPの何れかが極端に大きいか、或いは、双方がかなり大きいことを表し、通信環境が悪いため最も低い初期通信速度が割り当てられる。

制御局は、図１（ａ）の処理によって、下り初期通信速度を設定した後は、図１（ｂ）の処理によって、上り初期通信速度の設定を行う。図２で与えられているスレッシュホールドの値Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は、上り通信と下り通信とでは異なる値を採用する。また、判別式の数も同じである必要はない。制御局は、上りと下りの初期通信速度を設定した後には、この設定した通信速度が現時点で使用可能かどうかについて、従来と同様な受付制御を行う。

以上説明したように、本発明においては、減衰率と干渉・雑音電力とを考慮して、移動端末の初期通信速度を設定しているので、より効率的な無線リソースの分配が可能となり、移動端末としても、通信開始の最初から良好な通信を行うことが出来る。

以上、本発明をその好適な実施態様に基づいて説明したが、本発明の無線通信システム及びその初期通信速度設定方法は、上記実施態様の構成にのみ限定されるものではなく、上記実施態様の構成から種々の修正及び変更を施したものも、本発明の範囲に含まれる。また、本発明の好適な態様として記載した各構成や実施形態で記載した各構成については、本発明の必須の構成と共に用いることが好ましいが、単独であっても有益な効果を奏する構成については、必ずしも本発明の必須の構成として説明した全ての構成と共に用いる必要はない。

本発明は、制御局が移動端末の初期通信速度を設定する方式の携帯電話システムに使用できる。

（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、制御局が移動端末の下り及び上りの初期通信速度を設定する処理を示すフローチャートである。図１の判定処理の詳細を示すフローチャートである。図２の判定処理の結果で採用される通信速度を示すグラフである。

Claims

移動端末と無線基地局と制御局とを備える無線通信システムにおいて、
前記制御局は、
移動端末が送信した呼接続要求から、当該移動端末における制御チャネル信号の受信品質を抽出する受信品質抽出手段と、
前記基地局が前記制御チャネル信号を送信したときの送信電力と、前記受信品質抽出手段によって抽出された受信品質とから、前記呼接続要求を送信した当該移動端末の下りの通信環境を推定する第１演算手段と、
前記第１演算手段により推定された下りの通信環境に基づいて、前記移動端末の下りの初期通信速度を設定する下り通信速度設定手段とを備えることを特徴とする無線通信システム。
前記制御局は、更に、
前記移動端末が送信した呼接続要求から、該接続要求を送信したときの送信電力を抽出する送信電力抽出手段と、
前記無線基地局が前記呼接続要求を受信したときの受信品質と、前記送信電力抽出手段によって抽出された送信電力とに基づいて、前記呼接続要求を送信した当該移動端末の上りの通信環境を推定する第２演算手段と、
前記第２演算手段により推定された上りの通信環境に基づいて、前記移動端末の上りの初期通信速度を設定する上り通信速度設定手段とを備える、請求項１に記載の無線通信システム。
移動端末と無線基地局と制御局とを備える無線通信システムにおいて、
前記制御局は、
移動端末が送信した呼接続要求から、該接続要求を送信したときの送信電力を抽出する送信電力抽出手段と、
無線基地局が前記呼接続要求を受信したときの受信品質と、前記送信電力抽出手段によって抽出された送信電力とに基づいて、前記呼接続要求を送信した当該移動端末の上りの通信環境を推定する第２演算手段と、
前記第２演算手段により推定された上りの通信環境に基づいて、前記移動端末の上りの初期通信速度を設定する上り通信速度設定手段とを備えることを特徴とする無線通信システム。
移動端末と無線基地局と制御局とを備える無線通信システムで、移動端末の呼接続要求に応答して移動端末の初期通信速度を設定する方法において、
移動端末の呼接続要求から、当該移動端末における制御チャネル信号の受信品質を抽出するステップと、
前記基地局が前記制御チャネル信号を送信したときの送信電力と、前記抽出された受信品質とから当該移動端末の下りの通信環境を推定するステップと、
前記推定された下りの通信環境に基づいて、前記移動端末の下りの初期通信速度を設定するステップとを備えることを特徴とする初期通信速度設定方法。
前記移動端末が送信した呼接続要求から、該接続要求を送信したときの送信電力を抽出するステップと、
前記無線基地局が前記呼接続要求を受信したときの受信品質と、前記抽出された送信電力とに基づいて、前記呼接続要求を送信した当該移動端末の上りの通信環境を推定するステップと、
前記推定された上りの通信環境に基づいて、前記移動端末の上りの初期通信速度を設定するステップとを備える、請求項４に記載の初期通信速度設定方法。
移動端末と無線基地局と制御局とを備える無線通信システムで、移動端末の呼接続要求に応答して移動端末の初期通信速度を設定する方法において、
移動端末が送信した呼接続要求から、該接続要求を送信したときの送信電力を抽出するステップと、
無線基地局が前記呼接続要求を受信したときの受信品質と、前記抽出された送信電力とに基づいて、前記呼接続要求を送信した当該移動端末の上りの通信環境を推定するステップと、
前記推定された上りの通信環境に基づいて、前記移動端末の上りの初期通信速度を設定するステップとを備えることを特徴とする初期通信速度設定方法。