JP2000324049A - パワー制御アルゴリズムを用いて、移動無線通信システムの性能を改善する方法 - Google Patents
パワー制御アルゴリズムを用いて、移動無線通信システムの性能を改善する方法Info
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Abstract
通信システムの性能を改善する方法を提供すること。 【解決手段】 前記方法は、前記パワー制御アルゴリズ
ムが、インアクティブ状態にするほうがよいかどうか、
に関する判定基準が満たされるかどうかを定期的に評価
するステップ(20〜24、27)と、前記判定基準が
満たされる場合、前記パワー制御アルゴリズムを、イン
アクティブ状態にする(28)ステップとを含む。
Description
信システムに関する。
もかかわらず、すなわち、このようなシステムで、固定
されている基礎構造に関して、ユーザのそれぞれの位置
の連続的な変更にもかかわらず、性能(サービスの品
質、容量などに関して)を改善するために、このような
システムで用いられるパワー制御技術に関する。
重アクセス」)タイプの移動無線通信システムに適用で
きる。CDMAは、数人のユーザが、異なる拡散符号を
用いて、同じ周波数上で、同時にアクティブ状態になる
ことを可能にする多重アクセス技術である。
は、いわゆる「開ループパワー制御技術」といわゆる
「閉ループパワー制御技術(以下でCLPCとも呼ばれ
る)」の2つのタイプのパワー制御技術を用いる。これ
らのパワー制御技術は、たとえば、上りリンク送信方
向、すなわち、MS(「移動局」)からBTS(「ベー
ストランシーバ局」)への方向のために想起される。開
ループパワー制御において、MSの送信パワーは、BT
SからこのMSが受信したパワーに基づいて制御され
る。CLPCにおいて、MSが送信するパワーは、この
BTSにおいて評価される、MSとBTSの間のリンク
の伝送品質に基づいて制御される。
SIR(信号対干渉比)とも呼ばれる、受信した信号の
パワーと干渉パワーの比率に依存する。MSのSIRが
低い場合、または、同じく他のMSのパワーが該MSの
パワーよりかなり高い場合、その性能は劇的に低下す
る。CLPCアルゴリズムは、各ユーザのSIRを、可
能な限り一定に保持することを可能にする。
が、各MSから受信した信号のSIRを周期的に評価
し、この評価されたSIRを目標SIR(SIR
target)と比較することである。前記評価された
SIRが、目標SIRより低い場合、BTSは、MSが
送信パワーを増加させるコマンドを、MSに送る。そう
でない場合、BTSは、MSが送信パワーを減少させる
コマンドを、MSに送る。目標SIRは、サービス要求
品質に応じて、BTSによって選択される。
あまり速く変化しない、特に、MSの速度があまり高速
でないことを必要とする。
動性に関する要求条件に応じて、CLPCアルゴリズム
のパワー制御ステップの大きさを適合させることを教示
する(特に、BTSが、より高速な移動性の要求条件を
有するMSに対して、より大きいパワー制御ステップの
大きさを割り当てる)。
であるときのような高速で変化する環境において、CL
PCアルゴリズムが、SIRの変化を追跡することがで
きず、その結果、性能を低下させることになるという問
題を解決しない。実際に、この場合、SIRの変化の速
度が、アルゴリズムの繰り返し期間よりかなり高速であ
るので、その結果、瞬間ti−1において環境の要求条
件から得られたが、瞬間tiにおいてはもはや環境必要
条件に対応しないパワー制御コマンドを、所定の瞬間t
iにおいて、MSに送信することになる。この問題は、
アルゴリズムの繰り返し期間を短くすることによって解
決されるが、これは、BTSとMSの間で、シグナリン
グが増加することになり、したがって、利用可能な無線
のリソースの非効率的な利用になる。
な欠点を避けて、このようなパワー制御技術を、特に、
環境が高速に変化する場合に、適合させる一般的なニー
ズがある。本発明は、このような目的を満たす。
クティブ状態にされているかもしれないので)パワー制
御アルゴリズムをアクティブ状態にするよりも、パワー
制御アルゴリズムをまったくアクティブ状態にしないほ
うが、実際に、より効率的であるという考えに基づいて
いる。これが、明らかに性能を改善することを可能にす
る。
制御アルゴリズムを用いて、移動無線通信システムの性
能を改善する方法であって、本質的には、 − 前記パワー制御アルゴリズムをインアクティブ状態
にするほうがよいかどうか、に関する判定基準が満たさ
れるかどうかを、定期的に評価するステップと、 − 前記判定基準が満たされる場合、前記パワー制御ア
ルゴリズムを、インアクティブ状態にするステップと、
を含む。
ティブ状態において、相対的に高速な繰り返し期間で、
前記パワー制御アルゴリズムが実行される。
ティブ状態において、代わりに別のアルゴリズムが実行
される。
御アルゴリズムと前記別のアルゴリズムが、閉ループパ
ワー制御アルゴリズムと開ループパワー制御アルゴリズ
ムを含むグループ内で、選択される。
あるときに、インアクティブ状態にするほうがよいか、
またはアクティブ状態にないときに、アクティブ状態に
するほうがよいか、に関する判定基準が満たされるかど
うかを定期的に評価するステップと、 − 対応する判定基準が満たされる場合、前記パワー制
御アルゴリズムを、インアクティブ状態またはアクティ
ブ状態にするステップと、を含む。
前記パワー制御アルゴリズムを、あまりにも頻繁にイン
アクティブ状態またはアクティブ状態にしないようにな
される。
が満たされるかどうかについての評価は、評価された伝
送品質と目標伝送品質との間の偏差を表す、偏差の値の
評価に基づいている。
が満たされるかどうかについての評価は、 − 前記偏差の値が評価される所定の時間間隔の間に、
前記パワー制御アルゴリズムが常にアクティブ状態であ
る場合に、得られる第1の偏差の値についての評価と、 − 前記偏差の値が評価される所定の時間間隔の間に、
前記パワー制御アルゴリズムがアクティブ状態でない場
合に、得られる第2の偏差の値についての評価と、 − 前記第1の偏差の値と前記第2の偏差の値のどちら
が最も低いかに応じた、前記パワー制御アルゴリズムの
アクティブ状態とインアクティブ状態との間の選択と、
を含む。
た伝送品質が、評価された信号対干渉比によって表され
る。
た伝送品質が、受信信号のパワーによって表される。
た偏差の値が、前記評価された伝送品質の分散によって
表される。
前記移動無線通信システムの上りリンク送信方向で行わ
れる。
前記移動無線通信システムの下りリンク送信方向で行わ
れる。
通信システムが、CDMAタイプである。
う(特にBTSのような)移動無線通信ネットワークエ
ンティティである。
う移動局(MS)である。
ネットワークエンティティは、移動無線通信システムの
上りリンク送信方向で、前記方法を行うために、 − 前記方法を行う手段と、 − 対応するパワー制御コマンドを移動局に送信する手
段と、を含む。
動無線通信システムの上りリンク送信方向で、前記方法
を行うために、 − 前記方法に従って、移動無線通信ネットワークエン
ティティからパワー制御コマンドを受信する手段を含
む。
ネットワークエンティティは、移動無線通信システムの
下りリンク送信方向で、前記方法を行うために、 − 前記方法を行うための手段と、 − 対応するパワー制御コマンドを移動局に送信する手
段と、を含む。
ネットワークエンティティは、移動無線通信システムの
下りリンク送信方向で、前記方法を行うために、 − 前記方法に従って、移動局からパワー制御コマンド
を受信する手段を含む。
図面に関連して行う以下の説明からより明らかになろ
う。
CLPCアルゴリズムは、各時間tiについて、以下の
ステップを含む。
の間に、平均の受信したSIRを評価する。
IRを、目標SIR(SIRtar get)と比較す
る。
ップ12において、BTSは、MSがそのパワーをδd
Bだけ減少させるために、「down」パワー制御コマ
ンドを、MSに送信する。ただし、δは、該CLPCア
ルゴリズムのパラメータである。
ップ13において、BTSは、MSがそのパワーをδd
Bだけ増加させるために、「up」パワー制御コマンド
を、MSに送信する。
り返し期間Tで、周期的に繰り返される。
ように修正されたCLPCアルゴリズムについては以下
で説明する。しかしながら、本発明が、CLPCアルゴ
リズムとは別のタイプのパワー制御アルゴリズムで用い
られることができることに留意されたい。さらに、この
説明は、上りリンク送信方向についての実施例としてな
されるであろうが、下りリンク送信方向についても、用
いられることに留意されたい。
(+1=「up」、−1=「down」)が、MSにお
いて適用される時の時間は、ti=iTであるとする。
ィブ状態でない場合を除いて、MSは、そのパワーをε
iδdBだけ変化する。パワー制御がアクティブ状態で
ない場合、MSが送信するパワーは、変化しない。
信するパワーは、次のように表現される。
するパワーであり、時間tkにおいて、パワー制御がア
クティブ状態であった場合ak=1であり、パワー制御
がアクティブ状態でなかった場合ak=0である。
を含むように修正されたCLPCアルゴリズムは、各時
間tiについて、次のステップを含む。
受信したSIRiを評価する。時間tiにおいて、MS
によって送信された信号が受信されたすぐ後に、このS
IR iは、評価され、期間Tで平均される。
iと表示されたSIRを評価する。このSIRは、パワ
ー制御が常にアクティブ状態であった場合、tk=1に
おいて始まりtk=iにおいて終わる時間間隔において
観察される。また、このSIRは、時間tiにおいて、
MSの送信するパワーを決定するために考慮されてい
る。このSIRは、次のように計算される。
た時間間隔で、常にアクティブ状態であった場合、時間
tiにおいて、MSに送信されたパワー制御コマンドで
ある。
ti+1’においてSIRi+1を計算することから考
慮して)εi+1’を評価する。
εi+1’=1であり、 − SIRi’>SIRtargetの場合、
εi+1’=−1である。
制御が、考慮された時間間隔で、常にアクティブ状態で
あった場合、得られたSIRの分散(σpc)i 2を評
価する。この分散は、次のように計算される。
ラメータである。
制御が、考慮された時間間隔で、ずっとアクティブ状態
でなかった場合、得られたSIRの分散
(σNO_pc)i 2を評価する。この分散は、次のよ
うに計算される。
ティブ状態にするか、またはインアクティブ状態にする
かを決定する。(ステップ26においてチェックされた
時)パワー制御が、現在、アクティブ状態である場合、
(ステップ27においてチェックされた時)σpc>σ
NO−pc+αであれば、(ステップ28において)パ
ワー制御をインアクティブ状態にする決定がなされる。
(ステップ27においてチェックされた時)σpc>σ
NO−pc+αでなければ、(ステップ29において)
パワー制御をアクティブ状態のままにする決定がなされ
る。
時)パワー制御が、現在、アクティブ状態でない場合
(インアクティブ状態である場合)、(ステップ30に
おいてチェックされた時)σpc<σNO_pc+βで
あれば、(ステップ31において)パワー制御をアクテ
ィブ状態にする決定がなされる。(ステップ30におい
てチェックされた時)σpc<σNO_pc+βでなけ
れば、(ステップ32において)パワー制御をインアク
ティブ状態のままにする決定がなされる。
パラメータである。実際には、それらは、CLPCアル
ゴリズムをあまりにも頻繁にアクティブ状態またはイン
アクティブ状態にするのを避けるために、0に近いが、
通常、0とは異なる。
iをSIRtargetと比較する。SIR>SIR
targetの場合、ステップ34において、BTS
は、MSに「down」パワー制御コマンドを供給す
る。(このコマンドは、以下に示されるように、MS
に、送信されるまたは送信されない。) SIR<SIRtargetの場合、ステップ35にお
いて、BTSは、MSに「up」パワー制御コマンドを
供給する。(このコマンドは、以下に示されるように、
MSに、送信されるまたは送信されない。)
て供給された)そのような「up」パワー制御コマンド
または「down」パワー制御コマンドは、ステップ3
6において、MSに送信される、結果として生じるパワ
ー制御コマンドを生成するために、(ステップ28、2
9、31、または32において供給された)パワー制御
アルゴリズムのアクティブ状態またはインアクティブ状
態についての決定の結果と結合される。「up」パワー
制御コマンドまたは「down」パワー制御コマンド
は、パワー制御が、アクティブ状態である、または、ア
クティブ状態に変わる場合、MSに送信される。パワー
制御が、インアクティブ状態である、または、インアク
ティブ状態に変わる場合、BTSは、そのような「u
p」パワー制御コマンドまたは「down」パワー制御
コマンドを「それを考慮に入れる必要がない」という表
示と共に、MSに送信するか、または、パワー制御コマ
ンドをまったくMSに送信しない(MSがパワー制御コ
マンドを必要としないため)。
に、既に開示したアルゴリズムは、周期的に繰り返され
る。
は、 − 前記パワー制御アルゴリズムが、アクティブ状態で
あるときにインアクティブ状態にするほうがよいか、ま
たはアクティブ状態でないときにアクティブ状態にする
ほうがよいか、に関する判定基準が満たされるかどうか
を定期的に評価するステップ(ステップ20〜24、2
6、27、30)と、 − 前記判定基準が満たされる場合、前記パワー制御ア
ルゴリズムを、アクティブ状態にする、またはインアク
ティブ状態にするステップ(ステップ28、29、3
1、32)と、を含む。
れるかどうかについての評価は、 − 前記偏差の値が評価される(tk=1において始ま
りtk=iにおいて終わる)所定の時間間隔の間に、前
記パワー制御アルゴリズムが、常に、アクティブ状態で
ある場合に、得られる第1の偏差の値(σpc)i 2の
評価(ステップ23)と、 − 前記偏差の値が評価される所定の時間間隔の間に、
前記パワー制御アルゴリズムが、ずっとアクティブ状態
でない場合に、得られる第2の偏差の値
(σN O−pc)i 2の評価(ステップ24)と、 − 前記第1の偏差の値と前記第2の偏差の値のどちら
が最も低いかに応じた、前記アルゴリズムのアクティブ
状態とインアクティブ状態との間の選択(ステップ2
5)と、を含む。
2が、環境に依存する定数によって、置き換えられるこ
とが可能なことに留意されたい。
クティブ状態である場合、(特に、高速のMSの速度に
おいて)特に、開ループパワー制御のような、いくつか
のよりよい性能を示す他のアルゴリズムが、代わりに用
いられることが可能である。他の可能性は、より大きい
繰り返し期間Tを用いるが、CLPCアルゴリズムをア
クティブ状態にすることである。本明細書で用いた「イ
ンアクティブ状態」の概念が、このように様々な可能性
を含むことは理解されるべきことである。
かについての評価を行う他の実施例も可能である。たと
えば、評価された信号対干渉比SIRiの分散σ
i 2は、(環境に依存する)所定の閾値と比較され、そ
の比較の結果に依存して、アルゴリズムをインアクティ
ブ状態にするかしないか、が決定される。
れた伝送品質は、評価された信号対干渉比によって表さ
れている。他の実施例では、特に、前記評価された伝送
品質を、受信信号のパワーによって表すことが可能であ
る。
れた偏差の値が、評価された伝送品質の分散によって表
されている。分散以外の任意の評価された値も用いられ
ることができる。
までの説明から明らかなように、アルゴリズムのステッ
プ20〜25の再帰的な実施を可能にすることが特に有
利であるが、他の実施例でも可能である。
リズムの今までの説明から想像される。
を、開始時間t0に関連させることなく、現在の時間t
iからいくらかの間隔を差し引いたものに関連させるこ
ともできる(たとえば、tiからti−Nの時間間隔と
する)。ただし、Nは、このアルゴリズムのパラメータ
である。
パワーは、次のように表現される。
ブ状態である場合、観察されるSIRは、次のように表
現される。
て、MSは、パワー制御コマンドεi=±1を受信し
て、パワー制御がアクティブ状態である場合、Ci +1
=Ci+εiσとして、その新しいパワーを計算する。
i+1=fi(Ci、εi)に一般化することができ
る。ただし、fiは、任意の前のパワーCiとパワー制
御コマンドεi並びに他のいずれかのパラメータに依存
する、任意の関数である。
i+1=Ci+δεup、パワーを減少させる場合、C
i+1=Ci−δdown となるように、「up」パワ
ー制御コマンドと「down」パワー制御コマンドにつ
いて、異なるパワーステップを有することができる。
gi(Ci)=Ci、またはai=1の場合g
i(Ci)=fi(Ci、εi)のような関数で、
fi’が、fi’(Ci)=fi(Ci、εifi’)
のような関数である場合、分散(σNO− pc)i 2の
式は、
用いられ、「−1」は、逆関数を示すために用いられ
る。
に、移動局(MS)と同様に、その目的のために、(特
にBTSのような)移動無線通信ネットワークについて
のエンティティも有する。
ク送信方向(BTSからMSへ)と同様に、上りリンク
送信方向(MSからBTSへ)におけるパワー制御のた
めに用いられる。
明する移動無線通信ネットワークエンティティは、他の
従来の手段(ここでは説明しない、従来手段である)に
加えて、本質的には、移動局から受信した「S1」と表
示された信号から、このような方法を実行する手段41
と、「C1」と表示された、対応するパワー制御コマン
ドを、移動局に送信する手段42と、を含む。図3で
「43」で説明する移動局は、他の従来手段(ここでは
説明しない、従来手段である)に加えて、本質的には、
このような方法により提供される、移動無線通信ネット
ワークエンティティからのパワー制御コマンドC1を受
信する手段44を含む。
明する移動局は、他の従来手段(ここでは説明しない、
従来手段である)に加えて、本質的には、移動ネットワ
ークエンティティから受信した「S2」と表示された信
号から、このような方法を実行する手段46と、「C
2」と表示された、対応するパワー制御コマンドを、移
動ネットワークエンティティに送信する手段47と、を
含む。図4で「48」で説明する移動無線通信ネットワ
ークエンティティは、他の従来手段(ここでは説明しな
い、従来手段である)に加えて、本質的には、このよう
な方法により提供される、移動局からのパワー制御コマ
ンドC2を受信する手段49を含む。
技術者のために、上記になされたより、それらの機能に
よって、さらに十分に開示される必要はない。42、4
4、47、49、のような手段は、シグナリング・プロ
シージャまたはプロトコルの任意の知られているタイプ
により動作する。したがって、上記になされたより、そ
れらの機能によって、さらに十分に開示される必要はな
い。
する図である。
PCアルゴリズムを説明する図である。
発明による方法を行う移動ネットワークエンティティと
移動局で必要とされるタイプの手段を説明する図であ
る。
発明による方法を行う移動局と移動ネットワークエンテ
ィティで必要とされるタイプの手段を説明する図であ
る。
Claims (18)
- 【請求項1】 パワー制御アルゴリズムを用いて、移動
無線通信システムの性能を改善する方法であって、 前記パワー制御アルゴリズムを、インアクティブ状態に
するほうがよいかどうか、に関する判定基準が満たされ
るかどうかを、定期的に評価するステップ(20〜2
4、27)と、 前記判定基準が満たされる場合、前記パワー制御アルゴ
リズムを、インアクティブ状態にするステップ(28)
と、を含む方法。 - 【請求項2】 前記インアクティブ状態において、相対
的に高速な繰り返し期間で、前記パワー制御アルゴリズ
ムが実行される請求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記インアクティブ状態において、代わ
りに別のパワー制御アルゴリズムが実行される請求項1
に記載の方法。 - 【請求項4】 前記パワー制御アルゴリズムと前記別の
パワー制御アルゴリズムが、閉ループパワー制御アルゴ
リズムと開ループパワー制御アルゴリズムとを含むグル
ープ内で、選択される請求項3に記載の方法。 - 【請求項5】 前記パワー制御アルゴリズムが、アクテ
ィブ状態にあるときに、インアクティブ状態にするほう
がよいか、またはアクティブ状態にないときにアクティ
ブ状態にするほうがよいか、に関する判定基準が満たさ
れるかどうかを、定期的に評価するステップ(20〜2
4、27、30)と、 対応する判定基準が満たされる場合、前記パワー制御ア
ルゴリズムを、インアクティブ状態にするステップ(2
8)またはアクティブ状態にするステップ(31)と、
を含む請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項6】 前記パワー制御アルゴリズムを、あまり
にも頻繁にインアクティブ状態またはアクティブ状態に
しないようになされる請求項1から5のいずれか一項に
記載の方法。 - 【請求項7】 前記判定基準が満たされるかどうかにつ
いての評価が、評価された伝送品質と目標伝送品質との
間の偏差を表す、偏差の値に基づいている請求項1から
6のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項8】 前記判定基準が満たされるかどうかにつ
いての評価が、 前記偏差の値が評価される所定の時間間隔で、前記パワ
ー制御アルゴリズムが常にアクティブ状態である場合
に、得られる第1の偏差の値の評価(23)と、 前記偏差の値が評価される所定の時間間隔で、前記パワ
ー制御アルゴリズムがずっとアクティブ状態でない場合
に、得られる第2の偏差の値の評価(24)と、 前記第1の偏差の値と前記第2の偏差の値のどちらが最
も低いかに応じた、前記パワー制御アルゴリズムのアク
ティブ状態とインアクティブ状態の間の選択(25)
と、を含む請求項7に記載の方法。 - 【請求項9】 前記評価された伝送品質が、評価された
信号対干渉比によって表される請求項7または8に記載
の方法。 - 【請求項10】 前記評価された伝送品質が、受信信号
のパワーによって表される請求項7または8に記載の方
法。 - 【請求項11】 前記評価された偏差の値が、前記評価
された伝送品質の分散によって表される請求項7から1
0のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項12】 前記移動無線通信システムの上りリン
ク送信方向で行われる請求項1から11のいずれか一項
に記載の方法。 - 【請求項13】 前記移動無線通信システムの下りリン
ク送信方向で行われる請求項1から11のいずれか一項
に記載の方法。 - 【請求項14】 前記移動無線通信システムがCDMA
タイプである請求項1から13のいずれか一項に記載の
方法。 - 【請求項15】 移動無線通信システムの上りリンク送
信方向で、請求項1から14のいずれか一項に記載の方
法を行う移動無線通信ネットワークエンティティ(4
0)であって、 前記方法を行う手段(41)と、 対応するパワー制御コマンド(C1)を移動局(43)
に送信する手段(42)と、を含む移動無線通信ネット
ワークエンティティ(40)。 - 【請求項16】 移動無線通信システムの上りリンク送
信方向で、請求項1から14のいずれか一項に記載の方
法を行う移動局(43)であって、前記方法に従って、
移動無線通信ネットワークエンティティ(40)からの
パワー制御コマンド(C1)を受信する手段(44)を
含む移動局(43)。 - 【請求項17】 移動無線通信システムの下りリンク送
信方向で、請求項1から14のいずれか一項に記載の方
法を行う移動局(45)であって、 前記方法を行う手段(46)と、 対応するパワー制御コマンド(C2)を移動無線通信ネ
ットワークエンティティ(48)に送信する手段(4
7)とを含む移動局(45)。 - 【請求項18】 移動無線通信システムの下りリンク送
信方向で、請求項1から14のいずれか一項に記載の方
法を行う移動無線通信ネットワークエンティティ(4
8)であって、前記方法に従って、移動局からのパワー
制御コマンド(C2)を受信する手段(49)を含む移
動無線通信ネットワークエンティティ(48)。
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