JP2002537712A - Cdma移動体通信システムにおける電力制御 - Google Patents
Cdma移動体通信システムにおける電力制御Info
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Abstract
Description
接続(CDMA)セルラ通信システムにおける伝送電力レベル制御の方法に関する。
MAシステムと呼ぶ)においては、フェージングやシャドーイングのようなチャネ
ルに影響を及ぼす状況変化の影響を補償するために、一定の規則のもと電力制御
シンボルが送信される。たとえば、基地局は電力制御コマンドを送信することが
でき、その信号は移動局の電力レベルを増加または減少させる。そして移動局は
、受信した電力制御コマンドに応じて伝送電力レベルを増加させるか減少させる
かを決定する。
場合、以前の基地局との通信を終える前に新しい基地局との通信を開始する。そ
の結果、移動局の伝送電力レベルの決定は、SOHO動作中の移動局が交信している
2つ(またはそれ以上)の基地局からの電力制御コマンドに基づく必要がある。
同様に、ダウンリンクにおいて、各基地局は、移動局から受信する電力制御メッ
セージに基づいて、交信する各移動局への必要な伝送電力レベルを決定すること
ができる。この方法によって、チャネル状況の変化の影響を最小にしている。
を増加させるか減少させるかの決定は、交信する基地局から受信する電力制御ビ
ットまたはシンボルによる指示に基づけばよい。それは、技術標準(たとえば、
Wideband-CDMA用のARIB標準や、IS-95標準:ANSI J-STD-008,pp.2-137
)に含まれるように、移動局が指示される伝送電力レベルの増減量は一定値であ
る。
も行なわれている。交信している基地局がその伝送電力レベルを増加させるか減
少させるかという決定は困難なものであり、それは交信している特定の移動局か
ら伝送され、検出した電力制御ビットまたはシンボルに直接基づいている。しか
し、ETSI標準(ヨーロッパの標準)の提案では、交信している基地局が伝送
電力レベルを増減させる量は変化するが、レベルを拡張するものではない。言い
換えれば、ネットワークは基地局が用いる"量"を選択することができるが、一度
その量を選択すると次の変化(たとえばより高いプロトコルレベルからのトリガ
ー)があるまで一定値のままである。
かどうかの決定は、SOHO動作で交信中の2つ(またはそれ以上)から受信する電
力制御ビットまたはシンボルに基づく。IS-95標準規格では、移動局は、SOH
O動作で交信中の全ての基地局から電力増加コマンドを伝えられたときのみ、伝
送電力レベルを増加させる。しかし、SOHO動作で交信している基地局のうちの1
つだけからでも電力減少コマンドが伝えられたとき、移動局は伝送電力レベルを
減少させる必要がある。いつでも移動局の伝送電力レベルは一定値だけ増加又は
減少する。
、移動局からの電力制御ビットまたはシンボルを独立に受信する。したがって各
基地局は、移動局から受信(あるいは検出)した電力制御ビットまたはシンボル
に基づいて、その移動局への伝送電力レベルを増加させるか減少させるかを他の
基地局とは独立に決定することができる。
電力制御の決定を行なうときに遭遇する重要な問題は、基地局又は移動局に対し
、、受信した電力制御ビットまたはシンボルの単に正確な検出だけに基づくいわ
ゆる"厳格な"決定(すなわち正確な応答を喚起するものである)を行なうことが
要求されるということである。しかし、受信する電力制御ビットまたはシンボル
に誤りが検出されることは、いつでも起こりうる。その結果として、(単に正確
な電力制御シンボルの検出に基づく)ハードな決定を必要とする現存の電力制御
の方法は、最適なものではない。
らの電力増加コマンドへの応答として、移動局が伝送電力レベル増加を決定する
こともまた最適な決定ではない。なぜなら、少なくとも一つの電力制御シンボル
が、受信されないか誤って検出する確率は、交信する基地局の数に伴って増加す
るからである。それにもかかわらず、以下に詳細に述べるように、本発明は上述
の問題を首尾よく解決する。
地局の伝送電力レベルを増加させるか減少させるかという決定に関する伝送電力
制御の方法を提供し、増加か減少させる量は、現在のチャネル状況や前の電力制
御コマンドの値を示す複数のファクターの重み付け結合に基づいて決定される。
本発明の実施形態として、重みは、電力制御決定を行なう各チャネル状況ファク
ターの信頼度によって設定される。本発明の重要な技術的利点は、スペクトル拡
散やCDMAシステムにおいて、基地局又は移動局が、入手できる全てのチャネル状
況の情報に基づいて最適な電力制御決定を行なえるという点である。
問題において、従来の方法よりもより良い解決を与えるという点である。
おいてシステムの電力制御パラメータを設定するより有効な方法を与えるという
点がある。
、スペクトル拡散やCDMAシステムにおいて利用可能な無線資源の最適な利用が可
能となるという点がある。
おいて、電力制御の決定を行なう最適な方法を与えるという点があり、これによ
り、チャネル状況や電力制御統計のようなファクターを十分に考慮することが可
能となる。
に、以下の発明の実施形態の説明を参酌することにより得られるであろう。
図における共通の番号は、各図面における共通若しくは対応部分について使用さ
れる。
局や基地局の伝送電力レベルを増減させるかどうかの決定に関する伝送電力制御
の方法であり、増加か減少させる量は、現在のチャネル状況や前の電力制御コマ
ンドの値を示す複数のファクターの重み付け結合に基づいて決定される。本発明
の実施形態としては、各チャネル状況ファクターの信頼性によって重みが設定さ
れる。
0のうち、本発明を実現するために利用される部分を単純化した図である。図1
に示した典型的なセルラーシステム10はIS-95標準に従ってスペクトル拡
散システムの状況で示してあるが、本発明ではそのように限定されることを意図
するものではない。たとえば、現在のチャネル状況ファクターの重み付け結合に
基づく電力制御の決定という本発明の概念は、基地局およびまたは移動局の電力
制御の決定が最適化されるようなあらゆるタイプの移動通信システム(たとえば
W-CDMAシステムなど)に適用することができる。
とえば16)を含む。この実施形態では、各基地局(12、14)はセルを定義
し、さらに、セル内にセクターを定義する。異なるタイプのセルラーシステムで
は、これらの送信/受信基地局は、たとえば、固定トランシーバや無線基地局装
置と呼ばれている。また、移動局は移動端末と呼ばれることもあり、たとえば、
ポータブルトランシーバ装置(たとえば携帯無線電話や車載無線電話)と分類す
ることもある。
6)はお互いに、それぞれ順方向トラヒックチャネル及び逆方向トラフィックチ
ャネル上で定期的に電力制御シンボルを送信する。各電力制御シンボルは、受信
ユニット(たとえば順方向トラフィックチャネルにおける移動局と、逆方向トラ
フィックチャネルにおける基地局)に伝送電力レベルの増減を指示するものであ
る。受信側では、この検出した電力制御シンボルを、その時点でのトラフィック
チャネル状況を示す複数のファクターの1つとして扱うことができる。
14)や移動局(たとえば16)で測定、計算およびまたは用いられる他の多数
のファクターとは、前の期間に用いられた伝送電力レベル、受信信号の信号対混
信比(SIR)、受信信号空間や組合せにおける予想した位置と受信パイロットシ
ンボル(移動局が受信したもの)との間のユークリッド距離、当該チャネルのフ
ェージングの統計値、前の伝送電力レベルの増加量、そのチャネルの伝送経路の
数と各経路それぞれの平均の電力、受信する基地局や移動局で干渉キャンセルが
行なわれているかどうか、電力制御ループの遅延、受信信号と加入者の優先度、
回線交換サービスであるかパケット交換サービスであるか(サービスの種類)、
SOHOモードであるかnon-SOHOモードであるか(たとえば現在はSOHOモードを使っ
ていなくても、全ての装置に含まれるファクターを考慮し、SOHOモードの時間の
長さを考慮することで、移動局は、その基地局ではSOHOモードが無効なことを決
定し、その基地局に向けた電力制御の要求を設定できる)である。この、電力制
御の決定に用いるチャネル状況ファクターのリストは典型的なものであり、これ
らが全てではない。
ラフィックチャネルでは1.25msごと)での伝送電力制御決定の準備のために
、基地局(12、14)又は移動局(16)は、測定、計算したチャネル状況フ
ァクターのうちのいくつかまたは全ての重み付け結合に基づいて自身の伝送電力
設定(増加させるか減少させるか、さらに、前に述べたようにその"量"は変化さ
せることができる)を計算する。実施形態として、重み付けファクターは、測定
、計算されたチャネル状況ファクターの信頼度に基づいて決める。また、基地局
や移動局による伝送電力制御決定は、基地局や移動局がSOHOモードで動作中であ
るかどうかにかかわらず、次の伝送電力の設定を有効に行なうことができる。
テムにおいて移動局で用いられている典型的な方法100の流れ図である。これ
はSOHOモードにおける移動局の伝送電力制御決定の典型的な方法を示したもので
あるが、本発明はそれに限定するものではなく、移動局又は基地局が伝送電力制
御決定の最適化を行なうようなあらゆる移動体通信環境に適用することができる
。
)は、順方向トラフィックチャネルおよびまたはダウンリンク制御チャネルで受
信した信号のメッセージから適切な伝送電力ファクターの情報を読み込むかまた
は推測する。この実施形態において電力ファクター情報とは、そのチャネルの伝
送経路数、基地局の数(たとえば2個--SOHOモードでの12と14)、予想位置
と受信したパイロットシンボルのユークリッド距離、電力制御コマンド(シンボ
ルまたはビット)、そして、基地局が干渉キャンセルを行なっているかどうか、
である。ステップ106において、移動局はこの情報をローカルメモリに記憶し
て、前の期間に記憶した同様の情報を更新する。
ァクターに重みを割り当てる。この実施形態では、各重みはそれぞれの伝送電力
ファクターに認められる信頼度に基づいて割り当てられる。そしてあるファクタ
ーに割り当てられる重みはパーセンテージで表現され、完全に重みをかけるとき
は100%、全くかけないときは"ゼロ"で表される。たとえば、108bに含ま
れる基地局の数(たとえば2個)は、移動局にとって信頼できる情報であるため
、100%の完全な重みを与えることができる。(干渉キャンセル情報108e
も同様である)。一方、伝送経路数(108a)やパイロットシンボル位置(1
08c)に与えられる重みは、信頼度が低い情報に基づくため、比例して低い重
みが割り当てられる。このように、具体的な通信システムにおいて、その設計に
基づいて全てのファクターに実際に重みが割り当てられる。
ーを結合させる。たとえば、従来のニューラルネットワークアルゴリズムは、移
動局のローカルプロセッサにおいて、全ての重みファクターを考慮し、移動局の
次の伝送インターバルにおいて電力制御決定パラメータの全部を生成することで
実現される。最も単純なレベルでは、移動局はステップ108で割り当てられた
重みファクターを代数的に結合して1つの数を作ることができ、当該1つの数は
たとえばルックアップテーブルから電力制御ファクターを選択するために利用さ
れる。ステップ112では、移動局は、ステップ110で作った最新の電力制御
決定パラメータをローカルメモリに記憶する。当該同一の情報は、決定アルゴリ
ズム(110)における入力としてフィードバックされ、さらには、各重みファ
クターへバイアスをかけて決定プロセス全体の効率及び正確性を改善するために
、ステップ106における各更新処理にフィードバックされる。ステップ114
において、移動局は内部電力制御コマンドを生成し格納する。当該コマンドは、
最終的に、移動局の送信部に対し、次のインターバルにおいて伝送電力レベルを
増減させること、及びその量を指示する。言い換えると、ステップ110におけ
る伝送電力制御の決定は、広範囲の数字(たとえば1-100)の中から1つの
数字を生成するので、当該数字は次のインターバルにおける伝送電力レベルの設
定の際の絶対値として利用される。
とえば1つの実施形態として、移動局(たとえば16)がSOHO動作中に伝送電力
レベルを増加させるか、又は減少させるかどうかの決定は、多数決で行なうこと
ができる。言い換えると、SOHO動作で3つの基地局と交信しているとき、そのう
ちの2つが伝送電力レベルを増加するように移動局に指示した場合に、アルゴリ
ズム110のステップ114の決定に従って、移動局は伝送電力レベルをx dBだ
け増加させる(たとえば"x"の値は108の重みファクターの結合によって決定
される)。さもなければ移動局は伝送電力レベルをy dBだけ減少させる。
動局(たとえば16)に伝送電力レベルを増加させるように指示した場合に、決
定アルゴリズム110に従って移動局は伝送電力レベルをx dBだけ増加させる。
同様に、もし全ての基地局が伝送電力を減少させるように指示した場合に、移動
局は伝送電力レベルをy dBだけ減少させる。しかし、(全部でm個のうちの)n個
の基地局が移動局に伝送電力レベルを減少させるように指示し、他の(m-n)個の
基地局が伝送電力レベルを増加させる指示のままであった場合には、決定アルゴ
リズム110に従って、移動局は増加量を((m-n)/m)x-(n/m)y dBと設定する。さ
らに好ましくは、この実施形態では、これと同様の手続が各伝送インターバルに
おいて決定アルゴリズム110によって適用される。
ロセッサで実現する方法を説明する典型的なロジック(200)の概要図である
。本発明はネットワーク側(たとえば基地局)でも実現することができる。この
図2と図3に示す実施形態において、複数の基地局(たとえばBS1-BSN)は、周
期的に電力制御コマンド(たとえばシンボル)を順方向トラフィックチャネルで
送信するが、これは、受信ユニット(移動局)に対し、伝送電力レベルを増加又
は減少するように指示するものである。送信された移動局は、複数の電力制御コ
マンド(201−202N)を検出する。移動局は、受信各電力制御コマンドそ
れぞれについて、(従来の検出技術を用いて)正確に検出された確率(203−
204N)を決定する。検出された各電力制御コマンドのそれぞれについて、移
動局は(たとえば1以上の正規化ファクター205-206Nに基づいて)重みを
割り当てる。そして、移動局は重み付けされた電力制御ファクター(208)を
(たとえば代数的な加算で)結合し、その値を含まれる基地局の数で除算する(
210)。移動局は、次のインターバルで利用されるであろう伝送電力レベル設
定を決定する為に、求められた電力制御ファクターを利用する。
における決定アルゴリズム110の実現方法を説明する典型的なロジック(30
0)の概要図である。この実施形態では、ロジック(アルゴリズム)300は1
番目のORゲート302と、2番目のORゲート304と、複数のORゲート(
3061-m)を含む。各ORゲート(302-306m)は、1対の入力端子と1
つの出力端子を持つ。各入力端子対は、それぞれ基地局から伝送電力レベル制御
信号を受信する。各入力端子対の一方の端子"T"は、基地局から受信した以前の
伝送電力レベル制御信号を与えるものであり、他方の入力端子は、それぞれ基地
局から受信した最新の(現在の)伝送電力レベル制御信号を与えるものである。
言い換えると、各ORゲートは、それぞれの基地局から受信した現在と以前の2
つのコマンドを考慮している。そして、各ORゲート302−306mの出力は
、ANDゲート308の入力に接続されている。その結果、もし、基地局から移
動局の伝送電力レベルを減少させるコマンドを両方の入力に受け取ったORゲー
ト302-306mが1つでもあった場合は、ANDゲート308からの出力信号
は"0"(移動局の電力レベル"減少"の決定)となる。一方、もし全ての"m"個の
基地局が(現在の指示か前の指示で)増加の指示をした場合、ANDゲート308
からの出力信号は"1"(移動局の電力レベル"増加"の決定)となる。
に、発明の詳細な説明に記載されているが、本発明は開示された実施形態に限定
されるものではなく、特許請求の範囲において定義される本発明の精神から外れ
ることなく、多数の変更、修正及び置換が可能であることは、容易に理解されよ
う。
の一部を単純化した概念図である。
局で利用されている典型的な方法の流れ図である。
現するために利用される典型的なロジックの概要図である。
実現されるかを示すために利用される典型的なロジックの概要図である。
Claims (25)
- 【請求項1】 移動体通信システム(10)における伝送電力制御決定を行な
う方法(100)であって、 少なくとも3つのチャネル状況ファクター(106)を受信する工程と、 前記少なくとも3つのチャネル状況ファクター(106)の各々に重み(10
8)を割り当てる工程と、 前記割り当てられた少なくとも3つの重み(108)を結合する工程と、 前記割り当てられた少なくとも3つの重み(108)の結合に基づいて、前記
伝送電力制御決定を行なう工程と を備えることを特徴とする方法。 - 【請求項2】 前記重み(108)は、前記少なくとも3つのチャネル状況フ
ァクターのそれぞれに対する信頼度に応じて割り当てられることを特徴とする請
求項1に記載の方法。 - 【請求項3】 前記少なくとも3つのチャネル状況ファクター(106)のう
ちの1つは、以前のインターバルの伝送電力レベルを含むことを特徴とする請求
項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記少なくとも3つのチャネル状況ファクター(106)のう
ちの1つは、検出された電力制御シンボルを含むことを特徴とする請求項1に記
載の方法。 - 【請求項5】 前記少なくとも3つのチャネル状況ファクター(106)のう
ちの1つは、受信信号の信号対混信比を含むことを特徴とする請求項1に記載の
方法。 - 【請求項6】 前記少なくとも3つのチャネル状況ファクター(106)のう
ちの1つは、以前の伝送電力増加値を複数含むことを特徴とする請求項1に記載
の方法。 - 【請求項7】 前記伝送電力制御決定が、移動局(16)で行なわれることを
特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項8】 前記伝送電力制御決定が、基地局(14,12)で行なわれる
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 前記移動体通信システム(10)は、CDMAシステムを備え
ることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 前記伝送電力制御決定に基づいて、伝送電力レベルを設定す
る工程をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項11】 前記重み(108)は、前記少なくとも3つのチャネル状況
ファクターそれぞれの信頼度(106)ファクターに応じて割り当てられること
を特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項12】 前記工程が、ソフトハンドオフモードで動作している移動局
(16)で行なわれることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項13】 前記決定のプロセスが、ニューラルネットワークアルゴリズ
ムを利用して実行されることを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 【請求項14】 移動体通信システム(10)において伝送電力制御決定を行
なうシステムであって、 1の移動局(16)と、 前記移動局(16)と無線リンクで結合している少なくとも1の基地局(12
-14)とを備え、 前記移動局(16)の少なくとも1と前記少なくとも1の基地局(12-14
)は、 少なくとも3つのチャネル状況ファクター(106)(の複数)を受信し、 前記少なくとも3つのチャネル状況ファクター(106)のそれぞれに重み
(108)を割り当て、 前記割り当てられた少なくとも3つの重み(108)を結合し、 前記割り当てられた少なくとも3つの重み(108)の結合に基づいて、前
記伝送電力制御決定を行うことを特徴とする移動体通信システム。 - 【請求項15】 前記重み(108)は、前記少なくとも3つのチャネル状況
ファクター(106)のそれぞれの信頼度の値に応じて割り当てられることを特
徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項16】 前記少なくとも3つのチャネル状況ファクター(108)の
1つは、以前のインターバルの伝送電力レベルを含むことを特徴とする請求項1
4に記載のシステム。 - 【請求項17】 前記少なくとも3つのチャネル状況ファクター(106)の
1つは、検出された電力制御シンボルを含むことを特徴とする請求項14に記載
のシステム。 - 【請求項18】 前記少なくとも3つのチャネル状況ファクター(106)の
1つは、受信信号の信号対混信比を含むことを特徴とする請求項14に記載のシ
ステム。 - 【請求項19】 前記少なくとも3つのチャネル状況ファクター(106)の
1つは、以前の伝送電力増加値を複数含むことを特徴とする請求項14に記載の
システム。 - 【請求項20】 前記伝送電力制御決定が、前記移動局(16)で行なわれる
ことを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項21】 前記伝送電力制御決定は、前記少なくとも1の基地局(12
、14)で行なわれることを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項22】 前記移動体通信システム(10)は、CDMAシステムを備
えることを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項23】 前記移動局(16)及び前記少なくとも1つの基地局(12
,14)は、前記伝送電力制御決定に基づいて、伝送電力レベルを設定すること
をさらに特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項24】 前記重み(108)は、前記少なくとも3つのチャネル状況
ファクター(106)のそれぞれの信頼度ファクターに応じて割り当てられるこ
とを特徴とする請求項14に記載のシステム。 - 【請求項25】 前記移動局(16)は、ソフトハンドオフモードで動作して
いることを特徴とする請求項14に記載のシステム。
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