JP2000091985A - 通信システムの電力制御方法 - Google Patents

通信システムの電力制御方法

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JP2000091985A
JP2000091985A JP25351798A JP25351798A JP2000091985A JP 2000091985 A JP2000091985 A JP 2000091985A JP 25351798 A JP25351798 A JP 25351798A JP 25351798 A JP25351798 A JP 25351798A JP 2000091985 A JP2000091985 A JP 2000091985A
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call request
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power control
power
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Kazuto Ishida
和人 石田
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    • H04W52/04—TPC
    • H04W52/18—TPC being performed according to specific parameters
    • H04W52/28—TPC being performed according to specific parameters using user profile, e.g. mobile speed, priority or network state, e.g. standby, idle or non transmission
    • H04W52/286—TPC being performed according to specific parameters using user profile, e.g. mobile speed, priority or network state, e.g. standby, idle or non transmission during data packet transmission, e.g. high speed packet access [HSPA]

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  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ダイナミックに変動する音声とデータのトラヒ
ックに対して、システム全体のスループットを最大限に
活用することができるＣＤＭＡシステムの無線基地局及
び電力制御方法を提供することにある。 【解決手段】音声のように低電力回線を基準とする第1
クラスの所望回線品質が設定された１または複数の符号
チャネルが基地局と無線端末間で設定されている状況
で、新たに前述の符号チャネルよりも、たとえば高速デ
ータ回線のようなより高い回線品質要求値を持つ第2ク
ラスの回線の設定を、無線端末と基地局間で行う場合
に、第2クラスの回線を設定するにあたり、無線端末あ
るいは基地局において、この第2クラス回線の送信電力
値を、現状の干渉レベルから電力配分により設定される
第１クラス回線品質に影響を与えない送信電力値より
も、より低い送信電力に回線を設定し、無線回線を設定
したあとは、第2クラスの所望回線品質を満たす条件ま
で、他チャネルの干渉レベルを監視しながら伝送レート
と送信電力を徐々に上げていく。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】CDMA（CODE DIVISION MULTIP
LE ACCESS)無線通信システムの電力制御方法に関する。
特に、所望回線品質の異なるチャネルが混在するCDMAシ
ステムの電力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】米国TIA(Telecommunication Industry A
ssocuation)が1997年12月12日に標準化の投票のために
提出したStandards Proposal No. 3693, Proposed Upgr
ade ofInterim Standard TIA/EIA/IS-95-A, TSB74, and
ANSI-J-STD-008 to an ANSI/TIA/EIA Standard Mobile
Station - Base Station Compatibility Standard for
Dual Mode Wideband Spread Spectrum Cellular Syste
ms(To Be Published asTIA/EIA-95-B)によると、IS-95
シリーズなど従来のCDMAシステムは音声通信に最適化さ
れた設計であり、データ通信も同じ通信回線品質の元で
運用されている。
【０００３】以下、電力制御方法について説明する。
【０００４】上り回線(リバースリンク）においては、
移動局が受信する基地局電波の受信電界強度から電波の
減衰量を推定し移動局の送信電力を設定する方法と、移
動局が送信した信号を受信した基地局がそのEb/No(ビッ
トあたりの信号電力/雑音電力密度)を測定し、下り回線
(基地局送信)上のコマンドで移動端末の送信電力を調節
する方法が用いられている。
【０００５】下り回線（フォワードリンク）では、基地
局の信号を受信した移動局がそのFER(Frame Error Rat
e)を測定し、上り回線でその値を送信し、そのFER値に
基づき基地局が送信電力を調節するという方法が採られ
る。
【０００６】データ通信においても同様の手順がとられ
ており、無線インタフェース上は音声もデータもEb/No
あるいはFERで定量化される均一な所望回線品質のもと
で運用されている。そのために、データの伝送速度はほ
ぼ音声と同様で、たとえば76.8kbpsでの伝送では、FER=
1%の回線品質条件のもとで9.6kbpsの音声用回線を8本多
重するなどの方法が採られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一般的に、音声通信と
データ通信ではその所望回線品質が異なる。例えば、音
声通信の場合、所望ＢＥＲ(Bit Error Rate)は10-3以下
であり、データのそれは10-3〜10-6以下である。また、
最高伝送速度が9.6kbpsから14.4.kbpsの音声信号に対
し、データのそれは2.4kbpsから144kbps、もしくはそれ
以上の目標値が設定されている。また、回線モードも回
線交換モードとパケットモードが考えられる。したがっ
て、データ通信用のEb/Noは、音声と同等以上の高い数
値が必要となると考えられるとともに、データ通信の通
信品質を確保しようとすると、音声通信など送信電力の
弱い回線の品質に悪影響を与えてしまう。
【０００８】しかしながら、上記従来技術では、音声回
線とデータ回線が同じセル或いはセクタ内に共存する場
合に、安定したシステム運用については考慮されていな
いため、データ通信の通信品質を確保しようとすると音
声通信回線に影響を及ぼしてしまう。
【０００９】そこで、本願発明は上記従来技術の問題点
を解消するＣＤＭＡシステムの無線基地局及び電力制御
方法を提供することにある。
【００１０】具体的には、ダイナミックに変動する音声
とデータのトラヒックに対して、システム全体のスルー
プットを最大限に活用することができるＣＤＭＡシステ
ムの無線基地局及び電力制御方法を提供することにあ
る。
【００１１】また、同一セル或いは同一セクタ内で、高
い通信品質が要求されるデータ通信と音声通信が異なる
端末によって行われている場合であっても、データ通信
のための回線が音声通信のための回線に与える悪影響を
極力抑えたＣＤＭＡシステムの無線基地局及び電力制御
方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、新しい呼の電
力設定を、音声のような干渉に対して弱い条件の回線品
質を基準に設定する。即ち、データなど高品質の回線
は、音声回線品質を確保することを基準に計算した規定
値から送信電力が設定する。高品質データ回線の送信電
力の増加は、音声回線の品質をモニタしながら徐々に規
定した回線の伝送速度と品質を満たす値へと制御する。
【００１３】具体的には、まず、基地局はサービス条件
に対応した回線クラスに応じて回線許容送信電力を予め
決めておく。
【００１４】基地局は、上り/下りCDMAチャネルの回線
状態を随時モニタし、既存回線のEb/NoおよびFER(Frame
Error Rate)を測定するとともに、音声やデータなど、
新しく設定されるであろう呼のサービス条件に対応した
符号チャネルの回線条件(例：許容送信電力)を随時アッ
プデートする。
【００１５】新しい呼が音声回線に比べて高い回線品
質、より低いFERを必要とするパケットデータ通信サー
ビスの場合、回線設定に際し、基地局と無線端末間で送
信タイミングと伝送レートのネゴシエーションが行われ
る。
【００１６】基地局は前述の通り、予め符号チャネルの
回線条件を設定しており、現状のトラヒック密度と待ち
状態のパケットにあわせて最適な送受信状態を無線端末
との間で設定する。
【００１７】無線端末からのデータ通信の発呼要求があ
った場合は、基地局は送信タイミングと伝送レートおよ
び送信電力を無線端末に通知する。
【００１８】ここで、基地局と無線端末がデータ通信時
に送信する電力は予め基地局での回線モニタにより収集
されたパラメータにより、そのパラメータ収集時点にお
ける最適値およびマージンが求められている。このデー
タに基づき送信条件(送信電力やタイミング)が決定され
る。
【００１９】したがって、基地局あるいは無線端末にお
いては初期送信データレートが低い状態であるため、規
定送信条件よりもかなり低い送信電力を設定し、データ
の送信を開始する。
【００２０】基地局または無線端末の送信開始に伴い、
基地局または無線端末は符号チャネル単位でEb/Noを監
視しつつ、送信電力あるいは伝送速度を上げていく。シ
ステムキャパシティ限界あるいは予め設定したデータチ
ャンネルのキャパシティに達した場合にその送信電力あ
るいは伝送速度の増加を停止する。
【００２１】その状態においてまた新たな呼の生起要求
があった場合は、既存データ回線の送信電力/伝送速度
を下げてもよいし、新規呼の設定要求を拒絶しても良
い。
【００２２】優先呼をキャパシティ限界で設定する際
は、データ回線の電力を落とす。即ち、先に高品質のデ
ータ回線が存在した場合、キャパシティに余裕があれ
ば、新たに音声回線を設定しても良い。その場合、音声
回線の優先順位がデータ回線と同等あるいはそれ以下で
あれば、既存回線が優先される。音声回線が優先される
場合は、データ回線の送信電力を音声回線が安定して運
用できるレベルまで落として、新しく音声回線を設定す
る。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を引用して発明の実施
形態を説明する。
【００２４】図1は無線端末(以下MS)が発呼および送信
動作を行う場合の基地局(以下BS)の動作を示した図であ
る。
【００２５】回線品質クラス1((9.6kbps 音声回線;目標
FER=0.01)が主なBS-MS間の回線設定において、MSからの
発呼により、回線品質クラス2 (64kbpsデータ;目標FER=
0.0001)の回線を新たに設定すると仮定する。
【００２６】BSは回線を設定している一または複数のMS
との間で、総受信電力と各MSからの受信電力とから、Eb
/No(ビットあたりの信号電力/雑音電力密度)を測定し、
回線品質の指標とする(101)。このとき、伝送速度と回
線品質は、9.6kbps 音声回線;目標FER=0.01を基準に設
定される。回線交換を基本とする場合には64kbps伝送を
行うために9.6kbps回線8本が必要であり、Eb/Noを満足
させるためにそれに応じた電力が必要となる。
【００２７】また所望回線品質ごとに、目標となる送信
電力の制御値をEb/Noを用いて設定する(102)。
【００２８】MSから呼が生起した場合(103)、特にそれ
が音声回線(例:9.6kbps, FER=0.01)ではなく、より高い
伝送速度と低い誤り率を要求されるクラス２のデータ回
線(例:64kbps, FER=0.0001)である場合、通常MSとBS間
で回線設定のためのネゴシエーションが行われる(10
4)。この場合は、より高いFERが必要であるため、より
高いEb/Noを得るために送信電力をさらに上げる必要が
ある。このネゴシエーションはMSからの送信要求(伝送
速度、回線品質、遅延要求など)に対し、BSは回線の輻
輳状態から、システム全体が容量内で安定して運用でき
るように、送信要求に対して、適切な送信電力、送信タ
イミング、を設定するものである。
【００２９】ネゴシエーションのための制御チャネル構
成例を図８に示す。
【００３０】このネゴシエーションにより回線予約がな
されると(105)、MSは予約情報に基づき送信を開始す
る。
【００３１】今、基地局のEb/Noは、回線品質クラス2に
対応付けられており、回線品質クラス２を完全に満たす
レベルより低いレベルの第nレベルに設定されている。
この例では回線クラス2(高速データ)のレベルnという仮
定した(106)。
【００３２】この回線は初めにこのEb/Noで電力制御が
実施される。即ち、受信Eb/Noがクラス２の第ｎレベル
を満足するか否かを判断する(107)。満足しない場合に
は、ステップ(104)に戻り、BS-MS間のネゴシエーション
を再度実行する。ここで、高品質の回線を設定するにあ
たって、無線回線の急激な変動にも十分追従するため
に、既存回線に対してマージンをあたえるとともに、回
線状態をモニタしながら安定したシステム運用を行う。
ここで、マージンとは他の回線品質に悪影響をあたえな
い電力余裕値をさす。
【００３３】BSは他のMSとの回線状態は、それぞれのMS
からの上りチャネルを受信することにより、随時収集す
る。
【００３４】ステップ(107)において、条件が満足され
ると、新しく生起した呼のために他のチャネルの干渉レ
ベルが規定値を満足するかいなかを判断する(108)。既
定値を満足しなければ、ステップ(104)に戻り、BS-MS間
のネゴシエーションを再度実行する。
【００３５】ステップ(109)で既定値を満足すると、BS
はMSからの信号のFERを測定する(109)。本発明ではチャ
ネル間の干渉制御を第一優先に制御するため、ステップ
(109)において測定したFERが既定値を満足しない場合、
MSの伝送速度を落とし誤りの発生を抑える操作を行う(1
10)。MSへの伝送速度の制御はたとえば図８に示す制御
チャネルフォーマットを用いる。
【００３６】ステップ(109)で測定したFERが規定値を満
たしていれば、伝送速度がユーザ要求値（MS要求値）を
満たしているかを確認する(111)。ここで要求値に満た
していれば、定常の運転モードにはいる(112)。この状
態ではユーザの要求した回線品質条件は満足されてお
り、システム内の他の回線も問題は生じない。
【００３７】ステップ(111)でMSのこれが満たされてい
ない場合には、Eb/Noのレベルを変えて、電力増加が必
要か、MSで可能かどうかの判断が行われる(113)。
【００３８】電力増加が不要と判断された場合には、MS
へ伝送速度アップの指示がなされる(114)。伝送速度の
変更は、BSが受信信号のEb/NoとFERから電力の余裕値を
計算し、伝送速度に換算することにより、BSからMSへ伝
送速度の許容値が通知され、MSでは、たとえば拡散利得
を変更して伝送速度を上げる。この制御は一定の電力制
御条件のもとで実施されるので、図８に示すような制御
専用のチャネルを用いたMSへの迅速なフィードバック制
御が望ましい。また、フェージングによる受信電界変動
が激しく、伝送速度の制御がフェージング変動に追いつ
かないとBSが判断した場合には、伝送速度の制御は行わ
ず、電力制御のみで回線品質の運用を行っても良い。
【００３９】一方、電力の増加が必要と判断された場合
には、Eb/Noのレベルをn+1に変えるか否かを判断する(1
15)。nレベルとn+1レベルとの差は、システム運用にお
いて最も効率的な値が採用される。このように、nレベ
ルは段階的にｓ上昇するよう制御される。MSはBSとの電
力制御ループに伴い結果的に送信電力を増加させる。こ
のEb/No値は、受信Eb/Noの変化特性と他チャネルの干渉
からの容量推定値から割り出される。ここからの電力制
御、干渉測定、Eb/No測定、伝速度制御の一連の過程(11
7-125)は、基準Eb/Noがnレベルのときと同じである。但
し、n+1レベルで受信Eb/Noあるいは他チャネルへの干渉
が許容値を超えて上回っている場合には、電力をnレベ
ルまで落として(n=n-1)動作を再開する(118)。この一連
の電力制御は要求回線品質のもとで要求伝送速度が満足
されるまで行われる。
【００４０】これら一連のプロセスは、回線品質クラス
の数が2を越える場合にも全く同様に適用される。回線
レベルが２を超える場合には、異なる初期Eb/No値(106)
と、定常運転モード(112)に設定する際の回線品質、伝
送速度、および基準Eb/Noのレベル(n)が設定される。
【００４１】図2はネットワーク側(以下NW)から発呼
し、BSが収容するMSに着信呼を送信する場合のBS動作を
示したものである。
【００４２】既設定回線のEb/Noの測定は、MSにおいて
測定されたEb/Noを含む信号を受信し、回線状態を把握
することにより行なわれる(201)。
【００４３】また所望回線品質ごとに、設定する回線の
Eb/Noを設定する(202)。このときの電力の設定方法例
は、図4を用いて後述する。
【００４４】下り回線においては、NWからの発呼によ
り、回線品質クラス2 (64kbpsデータ)のチャネルを新た
に設定すると仮定する(203)。このとき、伝送速度と回
線品質は、9.6kbps 音声回線;目標FER=0.01を基準に設
定される。回線交換を基本とする場合には64kbps伝送を
行うために9.6kbps回線8本が必要であり、Eb/Noを満足
させるためにそれに応じた電力が必要となる。
【００４５】BSはMSを呼び出し、NWからの要求伝送速
度、伝送品質など、回線品質に関する内容と、受信タイ
ミングなどに関しネゴシエーションをおこない、回線の
予約を行う(204)。
【００４６】回線が予約できる(205)と、予約したタイ
ミングと条件により、BSは第nレベル送信電力で送信を
開始する(206)。
【００４７】BSはこの新しい呼だけでなく、既に設定し
ている他の回線からの信号を全てモニタしている。即
ち、BSが送信している下り回線の信号品質は、MSにて受
信され、その回線品質は電力制御やその他の制御情報と
してMSからBSへ送信され、BSではその結果を随時モニタ
している。
【００４８】BSは送信するにあたり、送信電力が、所望
回線品質ごとに予め定めた電力設定値(202)を満足して
いるかどうか確認する(208)。ここで、他のMSからのモ
ニタ情報から干渉が規定値を上回るようであれば、ネゴ
シエーションを再実行する(204)。干渉レベルが規定値
以下であれば、MSからのモニタ情報から下り回線のFER
が規定値を満足しているかを確認する(209)。満足して
いない場合は下り回線の伝送速度を落とす操作を行う(2
10)。満足していれば、伝送速度がユーザ要求値を満足
しているかどうかの確認を行う(211)。これが満足され
ていれば定常の動作モードにはいる(212)。この状態で
はユーザの要求した回線品質条件は満足されており、シ
ステム内の他の回線も問題は生じない。
【００４９】伝送速度がユーザ要求値以下であると、電
力増加の必要性を確認する(213)。
【００５０】電力増加不要の場合は下り回線の伝送速度
を上げ(214)、FERの確認が行われる。電力の増加が必要
と判断された場合には、BSは基準電力を増加させて送信
を開始する(215)。ここでの送信電力レベルはn+1レベル
とする。n+1レベルとｎレベルとの差は、システム運用
において最も効率的な値が採用される。このように本発
明では、Ｅｂ／Ｎｏの値を段階的に上昇させることによ
り、既に通信中の他の回線、特に送信電力の低い音声回
線に与える影響を監視しながら、発呼要求を満足するよ
う段階的に送信電力を状奉するように制御する。この値
は、図4に示す下り送信電力配分と他MSチャネルの干渉
からの容量推定値から割り出される。
【００５１】これ以降の電力制御、干渉測定、Eb/No測
定、伝速度制御の一連の過程(216-223)は、送信電力nレ
ベルのときと同じである。ただし、n+1レベルで送信電
力あるいは他チャネルへの干渉が規定値を上回っている
場合には、電力をnレベルまで落として動作を再開する
(218)。
【００５２】この一連の電力制御は要求回線品質の下で
要求伝送速度が満足されるまで行われる。
【００５３】これら一連のプロセスは、回線品質クラス
の数が2を越える場合にも全く同様に適用される。但
し、初期送信電力値(206)と、定常運転モード(212)に設
定する際の回線品質、伝送速度、および電力値は別々に
設定される。
【００５４】図3は図1に示した例において、MSから優先
呼の発呼があり、その制御を行う場合の例である。
【００５５】この例では、優先呼の発呼に伴い、必要で
あれば他の回線の設定を変更させ、より有利な回線設定
条件と電力設定条件が与えられている。他の制御は図1
に示す例と同じである。
【００５６】BSは既設定回線の状態をモニタし、新しく
回線の設定を行う場合のEb/Noを予め算定しておく(301,
302)。
【００５７】MSから優先呼の発呼がある(303)。
【００５８】BSはMSからの優先呼の順位を確認する(30
4)。既設定回線および設定待ち状態の回線の優先順位と
比較、必要であれば他回線の設定変更を行うため、他回
線の設定変更が必要か確認し(329)、必要な場合にはそ
の可否を確認し(305)、不可であれば一定の待ち状態(30
6)のあと、優先順位の確認(304)を再度行う。
【００５９】他回線の設定変更が可能であればその変更
を行い(307)、その情報をもとにMSとBSの間で回線の予
約を行う(308)。
【００６０】回線予約が不可の場合は再度他回線の設定
を変更の問い合わせ(305)が行われ、優先的に回線を割
り当てる。回線予約がOKであれば、優先呼用の第nレベ
ルEb/Noが設定され、送信を開始する(310)。
【００６１】これ以降の電力制御は定常運転モード(31
6)にはいるまで、図1と同様である(310〜328)。
【００６２】図4は下りチャネルにおける、電力の配分
方法を示す一例である。
【００６３】横軸は音声チャネル電力で正規化した回線
数(TCHVリンク数)を、縦軸に送信電力を示す。この例で
はパイロット電力(401)、制御用の信号を伝送するオー
バーヘッドチャネル電力(402)、音声チャネル電力(40
3)、データチャネル電力が予め一定の比率でBSの全有効
送信電力を分割することにより運用されている。
【００６４】これらの分割比はトラヒックの発生や干渉
特性により決定される。もちろんこの比率、特に音声チ
ャネルとデータチャネル用の電力配分比がダイナミック
に分配されても良い。いずれにしても、干渉制御を容易
にするためにこれらは予め設定される。
【００６５】図１、２、３におけるBSでの干渉電力測定
は、これらの分配比内で安定した回線の設定を行うため
に実行される。本発明による電力制御は、その後のプロ
セスに適用され、これらの回線品質の異なるチャネル間
で安定した干渉制御を行うために実行される。また音声
またはデータチャネルの所要送信電力に対し、パイロッ
ト電力とオーバーヘッドチャネル電力は、予め定められ
た電力比を満たすように制御される。
【００６６】図５乃至図７を用いて、図１乃至４に示し
たBSとMSにおける電力制御の機能を説明する。
【００６７】この例は、MSからの送信電力を制御するた
め、BSはMSからの受信信号に基づきEb/Noを測定し、MS
に対する電力制御ビットを下りチャネルに挿入し、MSの
送信電力制御を行っている。同様に、BSから特定のMSへ
の送信電力を制御するため、MSはBSからの受信信号に基
づきEb/Noを測定し、電力制御ビットを上りチャネルに
挿入し、BSに対して送信し、BSはMSからのEb/Noに基づ
き、特定のMSに対する送信電力の制御を行っている。
【００６８】図５、６はBSにおける電力制御の機能ブロ
ックを、図７は対向するMSの電力制御の機能ブロックを
しめしたものである。実線はトラヒック信号の流れを、
点線は制御信号の流れを示す。
【００６９】まず、図５乃至７を用いて、MSから回線品
質クラスが高い呼を発呼する場合のBSの動作を説明す
る。
【００７０】発呼はマンマシーンインタフェース(MMI)
(601)からのキー入力により開始される。信号は音声/デ
ータ処理部(602)にてフレーミングが行われる。このと
き、QoS(Quality of Service) /優先制御部(610)から回
線品質と優先制御に関する属性が付加される。
【００７１】また、これらの情報にはマネージメント部
(612)で管理されている、MSの伝送可能な電力値や送信
する伝送速度に関する情報も付加される。符号化部(60
3)において、音声/データ処理部(602)から出力された信
号はインタリーブや誤り訂正符号化などの通信路符号化
が行われ、さらに、符号化部(603)から出力された信号
は、変調部(604)において、CDMAによる信号の情報変調
ならびに拡散変調が行われる。拡散処理された信号は送
信RF/ANT部(605)を経て上り回線にてBSへ送信される。
ここでのアクセス方式は一般にランダムアクセス方式が
用いられる。
【００７２】BSのRF/ANT部(501)で受信された信号は復
調部(502)にて拡散復調および情報の復調が行われる。
復調処理された受信信号、即ち、ランダムアクセス信号
は復号化部(503)により復号された後、音声/データ処理
およびレイヤ2,3処理部(以下、VDLP)(504)へ伝送され、
上りリンクＦＥＲ判定部(506)にてフレーム誤りを確認
するとともに、MSのサービス属性(音声、データ、回線
品質、優先順など)の判定、認証、位置情報などの確認
が行われる。すなわち、受信信号は音声/データ処理部
(505)でフレーム分解され、呼制御部(507)にて前述情報
の確認が行われる。
【００７３】一部の情報は移動交換機(MSC)(520)などNW
システムなどの連携のために、情報を送受する。MSCは
交換部(Switch)(521)と呼制御/移動管理部(Call CTRL a
nd Mobility Management)(522)を含んでおり、交換部(5
21)でトラヒック情報を、呼制御/移動管理部(522)で呼
制御、移動管理、認証などの処理を行う。MSからの呼を
受け付ける場合、回線品質、優先順などのデータは、BS
のQoS /優先制御部(508)にストアされており、呼制御の
際に連動して制御される。
【００７４】MSからのアクセスがBSおよびNWから許可さ
れると、BSはMSにチャネルの割り当てを行う。CDMAでは
この割り当ては、MSからのサービス要求に応じて、符
号、周波数、送信タイミング、および送信電力と伝送速
度などのパラメータにより決定される。
【００７５】BS-MS間のネゴシエーションは、MSのマネ
ージメント部(612)、QoS/優先制御部(610)、およびBSの
呼制御部(507)、 QoS /優先制御部(508)、マネージメン
ト部(510)が司る。
【００７６】MSからの送信要求があった場合、BSは次の
手順で回線を割り当てる。
【００７７】BSは他のMSのチャネルの信号もモニタして
いる。BSが受信する総電力値は、RF/ANT部(501)での総
受信電力として、RF電力制御部(516)でモニタされてい
る。各受信チャネルは復調部(502)により符号チャネル
ごとに復調され、チャネルの所望回線品質に応じた干渉
値が推定されており、随時アップデートされている。こ
のパラメータ監視はマネージメント部(510)で行われて
いる。新しい呼の生起要求があった場合には、回線品質
要求に基づき、 マネージメント部(510)で決定されたパ
ラメータを用いて、QoS /優先制御部(508)で適切な適切
なEb/No値が設定され、変更の場合のアルゴリズムが用
意される。また、制御メッセージを送信する場合には、
呼制御部(507)を介して音声/データ処理部(509)にてメ
ッセージが挿入され、MSへ伝送される。
【００７８】回線割り当て後、MSは指定されたタイミン
グと伝送速度により送信を開始する。
【００７９】MSからの受信信号はBSで随時モニタされ、
上りリンクＦＥＲ測定部(506)で、FERを測定することに
より品質確認が行われる。 QoS /優先制御部(508)は所
望回線品質に応じて優先順位を設定し、適切な干渉条件
を回線に割当てる。所望回線品質を満足していないもの
については、MSの送信電力と、BSでの他チャネルとの干
渉条件が満足される限り、その要求値が達成されるよう
にBSからの制御情報に伴い電力および伝送速度を制御す
る。この制御はMSとBS間の、基準Eb/No変更を伴う閉ル
ープ電力制御のほか、伝送速度の調整を図８に示す制御
チャネルを用いて行うことによりなされる。ただし、こ
のとき、回線クラスが低いものを含む他の回線の干渉条
件について、マネージメント部(510) およびQoS /優先
制御部(508)で規定値を下回らないように制御される(10
6-125)。
【００８０】次に、図2の例を元にBSから回線品質クラ
スが高い呼を発呼する場合を仮定し、BS,MSの動作を図
５乃至７を用いて説明する。
【００８１】発呼はNWシステムからの要求により開始さ
れる。
【００８２】信号は音声/データ処理部(509)にてフレー
ミングが行われる。このとき、QoS/優先制御部(508)か
ら回線品質と優先制御に関する属性が付加される。ま
た、これらの情報にはマネージメント部(510)で管理さ
れている、BSの伝送可能な電力値や伝送速度に関する情
報も付加される。音声/データ処理およびレイヤ2,3処理
部(以下、VDLP)(504)からの信号は、符号化部(511)に送
出され、インタリーブや誤り訂正符号化などの通信路符
号化が行われ、CDMAによる信号の情報変調／拡散変調部
(512)にて符号化部(511)からの出力を変調並びに拡散変
調する。拡散処理された信号は送信RF/ANT部(513)を経
て下り回線にてMSへ送信される。
【００８３】下り電力の配分方法について触れる。
【００８４】RF電力制御部(516)の動作は下り電力制御
部(515)に関連しており、各回線(符号チャネル)単位の
電力制御は下り電力制御部(515)で行うが、全体の送信
電力の管理はRF電力制御部(516)で行っている。制御情
報は全てマネージメント部(510)が監視している。すな
わち、BSの送信電力は、図4に示した予め定められた電
力分配値または電力比により割り当てられるが、BS全体
の送信電力をRF電力制御部(516)が司り、各回線(符号チ
ャネル)単位の電力制御は下り電力制御部(515)で行い、
そのバランスをマネージメント部(510)が行うことで監
視している。
【００８５】また、上り回線で収集される各MSの下り回
線モニタ情報から、各MSでの干渉状態をモニタし、モニ
タした干渉状態もマネージメント部(510)により下り電
力の制御パラメータとして反映させている。
【００８６】双方向通信が可能で、MSにおいて下り回線
のFERの測定が可能で、かつ、測定されたFERを電力制御
ビットとして、上り回線で送信することにより、下り電
力の調整が可能な場合には、図2におけるFERによる回線
品質の確認が行われる。
【００８７】一方、BS送信だけの片方向通信の場合に
は、図4に示す電力配分値を基準にBSからMSへ送信を行
う共に、他チャネルの干渉レベルを監視し、規定値を元
に送信電力の増減を行う。
【００８８】制御チャネルの構成例について述べる。こ
の例は下り回線の例である。予約チャネル応答用フレー
ム信号(701)はMSを特定するためのMS-ID、通信種別を表
すMessage-Type、予約パケットの順序を示すReservatio
n-Packet-Sequence-Number、初期送信電力Initial-Tx-P
w、送信タイミングTx Timing から構成されている。ま
た伝送速度制御用フレーム信号(702)はMSを特定するた
めの情報であるMS-ID、通信種別を表すMessage-Type、
予約パケットの順序を示すReservation-Packet-Serquen
ce-Number、品質サービスのクラスを表すQoS/CH-Clas
s、伝送速度を表すRate-Control-Command から構成され
ている。これらは、符号化のためのCRC/TailBits付加(7
03)後、畳み込み符号化とインタリーブが行われ(704)、
電力制御信号が付加され(705)、20msのフレームに組み
直されて伝送される(706)(707)。
【００８９】
【発明の効果】本発明によると、急激な電波伝播環境の
劣化が生じても、干渉に弱い音声回線を犠牲にせずに、
システムキャパシティ範囲で、音声と高品質のデータ回
線を共存させた安定したシステム運用が可能となる。
【００９０】また、本発明によると、干渉条件の弱い回
線を基準に考えた送信電力の設定方法であり、音声回線
と回線品質の異なるデータ回線の安定した運用が可能に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図１】MS発呼/送信時のBS動作を説明するフローチャ
ート。
【図２】NW側発呼/送信時のBS動作を説明するフローチ
ャート。
【図３】MS優先呼発呼時のBS動作を説明するフローチャ
ート。
【図４】BSの下り送信電力配分を示した図。
【図５】基地局電力制御機能ブロック図。
【図６】基地局電力制御機能ブロック図。
【図７】無線端末電力制御機能ブロック図。
【図８】制御チャネルフレームフォーマット例を示した
図。
【符号の説明】
401: BS パイロット電力 402: BS オーバーヘッドチャネル電力 403: BS 音声チャネル電力 404: BS データチャネル電力 501: BS RF/ANT部 502: BS 復調部 503: BS 復号化部 504: BS 音声/データ処理およびレイヤ2,3処理部 505: BS 音声/データ処理部 506: BS上りリンクFER判定部 507: BS 呼制御部 508: BS QoS /優先制御部 509: BS 音声/データ処理部 510: BS マネージメント部 511: BS 符号化部 512: BS 変調部 513: BS 送信RF/ANT部 514: BS上りリンクEb/No判定部 515: BS 下り電力制御部 516: BS RF電力制御部 520: 移動交換機 521: 交換部 522: 呼制御/移動管理部 601: MSマンマシンインタフェース 602: MS 音声/データ処理部 603: MS 符号化部 604: MS 変調部) 605: MS 送信RF/ANT部 606: MS 受信RF/ANT部 607: MS 復調部 608: MS 復号化部 609: MS 下りリンクEb/No判定部 610: MS QoS(Quality of Service) /優先制御部 611: MS 下りリンクFER判定部 612: MS マネージメント部

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の無線端末と、前記複数の無線端末と
    無線通信可能な無線基地局とを有する無線通信システム
    の電力制御方法において、 前記無線基地局は、前記複数の無線端末からの発呼要求
    に応じて選択される複数の回線品質条件を予め設定され
    ており、 前記無線基地局は、前記複数の無線端末から所定の伝送
    速度を要求値とする発呼要求があった場合、前記予め設
    定されている回線品質条件から選択される回線品質条件
    を満たす送信電力よりも低い値の送信電力を、前記発呼
    要求を行なった無線端末に指示し、該指示された送信電
    力により前記無線端末から送信される信号を受信し、前
    記受信される信号の伝送速度を徐々に上昇させるよう前
    記発呼要求をした無線端末に指示することを特徴とする
    通信システムの電力制御方法。
  2. 【請求項２】請求項１記載の通信システムの電力制御方
    法において、前記回線品質条件の各々には、前記発呼要
    求を行なった無線端末に指示する送信電力の基準となる
    送信電力の値が対応付けられていることを特徴とする通
    信システムの電力制御方法。
  3. 【請求項３】請求項２記載の通信システムの電力制御方
    法において、前記無線基地局は、前記無線端末から新し
    く発呼要求を受信した場合、該発呼要求に応じて前記無
    線端末との間で使用される回線のタイミング、伝送速度
    及び送信電力を決定し、該決定した伝送速度及び送信電
    力よりも低い値で前記無線端末と回線を設定し、前記新
    しく受信した発呼要求に応じて設定される無線回線によ
    り、前記無線基地局と通信中の他の無線端末において測
    定される誤り率が所定値を超える場合、再度前記新しく
    発呼要求を行なった無線端末との間で使用される回線の
    タイミング、伝送速度及び送信電力を決定することを特
    徴とする通信システムの電力制御方法。
  4. 【請求項４】請求項１記載の通信システムの電力制御方
    法において、前記無線基地局から前記発呼要求を行なっ
    た無線端末への伝送速度を上昇させる指示は、該受信し
    た信号の誤り率が前記発呼要求の誤り率以下の状態で行
    なうことを特徴とする通信システムの電力制御方法。
  5. 【請求項５】複数の無線端末と、前記複数の無線端末と
    無線通信可能な無線基地局とを有する無線通信システム
    の電力制御方法において、 前記無線基地局は、前記複数の無線端末からの発呼要求
    に応じて選択される複数の回線品質条件を予め設定され
    ており、 前記無線基地局は、前記複数の無線端末から所定の伝送
    速度を要求値とする発呼要求があった場合、前記予め設
    定されている回線品質条件から選択される回線品質条件
    を満たす送信電力よりも低い値の送信電力を、前記発呼
    要求を行なった無線端末に指示し、該指示された送信電
    力により前記無線端末から送信される信号を受信し、前
    記受信される信号の伝送速度が前記発呼要求に含まれる
    伝送速度を満たさない場合、前記発呼要求を行なった無
    線端末に対し、前記発呼要求に含まれる伝送速度を満た
    すよう送信電力を徐々に上げるよう指示することを特徴
    とする通信システムの電力制御方法。
  6. 【請求項６】請求項５記載の通信システムの電力制御方
    法において、前記回線品質条件の各々には、前記発呼要
    求を行なった無線端末に指示する送信電力の基準となる
    送信電力の値が対応付けられていることを特徴とする通
    信システムの電力制御方法。
  7. 【請求項７】請求項６記載の通信システムの電力制御方
    法において、前記無線基地局は、前記無線端末から新し
    く発呼要求を受信した場合、該発呼要求に応じて前記無
    線端末との間で使用される回線のタイミング、伝送速度
    及び送信電力を決定し、該決定した伝送速度及び送信電
    力よりも低い値で前記無線端末と回線を設定し、前記新
    しく受信した発呼要求に応じて設定される無線回線によ
    り、前記無線基地局と通信中の他の無線端末において測
    定される誤り率が所定値を超える場合、再度前記新しく
    発呼要求を行なった無線端末との間で使用される回線の
    タイミング、伝送速度及び送信電力を決定することを特
    徴とする通信システムの電力制御方法。
  8. 【請求項８】請求項５記載の通信システムの電力制御方
    法において、前記無線基地局から前記発呼要求を行なっ
    た無線端末への送信電力を上昇させる指示は、該受信し
    た信号の誤り率が前記発呼要求の誤り率以下の状態で行
    なうことを特徴とする通信システムの電力制御方法。
  9. 【請求項９】請求項５記載の通信システムの電力制御方
    法において、前記送信電力の上昇の指示は段階的に行な
    い、各段階において、前記無線基地局と通信中の他の無
    線端末において測定される誤り率が所定値以下であるこ
    とを確認した後、次の段階の送信電力を指示することに
    より行われることを特徴とする通信システムの電力制御
    方法。
  10. 【請求項１０】複数の無線端末と、前記複数の無線端末
    と無線通信可能な無線基地局とを有する無線通信システ
    ムの電力制御方法において、 前記無線基地局は、前記複数の無線端末からの発呼要求
    に応じて選択される複数の回線品質条件を予め設定され
    ており、 前記無線基地局は、前記複数の無線端末から所定の伝送
    速度を要求値とする発呼要求があった場合、前記予め設
    定されている回線品質条件から選択される回線品質条件
    を満たす送信電力よりも低い値の送信電力を、前記発呼
    要求を行なった無線端末に指示し、該指示された送信電
    力により前記無線端末から送信される信号を受信し、前
    記受信される信号の伝送速度を徐々に上昇させるよう前
    記発呼要求をした無線端末に指示し、前記伝送速度を上
    昇させる指示を行なった後、前記無線端末からの受信信
    号の伝送速度が前記発呼要求の伝送速度より低い場合、
    前記発呼要求を行なった無線端末に対し、前記発呼要求
    に含まれる伝送速度を満たすよう送信電力を徐々に上げ
    るよう指示することを特徴とする通信システムの電力制
    御方法。
  11. 【請求項１１】請求項１０記載の通信システムの電力制
    御方法において、前記回線品質条件の各々には、前記発
    呼要求を行なった無線端末に指示する送信電力の基準と
    なる送信電力の値が対応付けられていることを特徴とす
    る通信システムの電力制御方法。
  12. 【請求項１２】請求項１１記載の通信システムの電力制
    御方法において、前記無線基地局は、前記無線端末から
    新しく発呼要求を受信した場合、該発呼要求に応じて前
    記無線端末との間で使用される回線のタイミング、伝送
    速度及び送信電力を決定し、該決定した伝送速度及び送
    信電力よりも低い値で前記無線端末と回線を設定し、前
    記新しく受信した発呼要求に応じて設定される無線回線
    により、前記無線基地局と通信中の他の無線端末におい
    て測定される誤り率が所定値を超える場合、再度前記新
    しく発呼要求を行なった無線端末との間で使用される回
    線のタイミング、伝送速度及び送信電力を決定すること
    を特徴とする通信システムの電力制御方法。
  13. 【請求項１３】請求項１０記載の通信システムの電力制
    御方法において、前記無線基地局から前記発呼要求を行
    なった無線端末への伝送速度を上昇させる指示及び送信
    電力を上昇させる指示は、該受信した信号の誤り率が前
    記発呼要求の誤り率以下の状態で行なうことを特徴とす
    る通信システムの電力制御方法。
  14. 【請求項１４】請求項１０記載の通信システムの電力制
    御方法において、前記送信電力の上昇の指示は段階的に
    行ない、各段階において、前記無線基地局と通信中の他
    の無線端末において測定される誤り率が所定値以下であ
    ることを確認した後、次の段階の送信電力を指示するこ
    とにより行われることを特徴とする通信システムの電力
    制御方法。
  15. 【請求項１５】複数の無線端末と、前記複数の無線端末
    と無線通信可能な無線基地局とを有する無線通信システ
    ムの電力制御方法において、 前記無線基地局は、前記複数の無線端末からの発呼要求
    に応じて選択される複数の回線品質条件を予め設定され
    ており、 前記無線基地局は、前記無線端末から新しく優先呼であ
    る発呼要求を受信した場合、該発呼要求の優先順位に応
    じて、既に通信中の他の無線回線との間で前記無線端末
    との間で使用される回線のタイミング、伝送速度及び送
    信電力の変更を行い、前記優先呼である発呼要求を発し
    た無線端末に対し、発呼要求の内容に応じて伝送速度及
    び送信電力とを決定し、該決定した伝送速度及び送信電
    力よりも低い値で前記無線端末と回線を設定するよう、
    前記予め設定されている回線品質条件から選択される回
    線品質条件を満たす送信電力よりも低い値の送信電力
    を、前記発呼要求を行なった無線端末に指示し、該指示
    された送信電力により前記無線端末から送信される信号
    を受信し、前記受信される信号の伝送速度を徐々に上昇
    させるよう前記発呼要求をした無線端末に指示すること
    を特徴とする通信システムの電力制御方法。
  16. 【請求項１６】請求項１５記載の通信システムの電力制
    御方法において、前記回線品質条件の各々には、前記発
    呼要求を行なった無線端末に指示する送信電力の基準と
    なる送信電力の値が対応付けられていることを特徴とす
    る通信システムの電力制御方法。
  17. 【請求項１７】請求項１６記載の通信システムの電力制
    御方法において、前記無線基地局は、前記無線端末から
    新しく発呼要求を受信した場合、該発呼要求に応じて前
    記無線端末との間で使用される回線のタイミング、伝送
    速度及び送信電力を決定し、該決定した伝送速度及び送
    信電力よりも低い値で前記無線端末と回線を設定し、前
    記新しく受信した発呼要求に応じて設定される無線回線
    により、前記無線基地局と通信中の他の無線端末におい
    て測定される誤り率が所定値を超える場合、再度前記新
    しく発呼要求を行なった無線端末との間で使用される回
    線のタイミング、伝送速度及び送信電力を決定すること
    を特徴とする通信システムの電力制御方法。
  18. 【請求項１８】請求項１５記載の通信システムの電力制
    御方法において、前記無線基地局から前記発呼要求を行
    なった無線端末への伝送速度を上昇させる指示は、該受
    信した信号の誤り率が前記発呼要求の誤り率以下の状態
    で行なうことを特徴とする通信システムの電力制御方
    法。
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