JP2002540716A - 移動通信システムにおける伝送パワー制御 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 将来のＵＭＴＳ（ユニバーサル移動通信システム）およびいわゆるマクロダイバーシティモードでは、少なくとも２つの固定した無線局が同時に同一の移動局と通信できるようになる。順方向への出力パワーを調整するために、移動局ＵＥはいわゆるＴＰＣ（伝送パワー制御）命令を、移動局ＵＥにサービスを提供し出力パワーを変更することにより反応するすべての固定無線局ＮＢ１、ＮＢ２に送信する。本発明は、１つまたは複数の固定無線局がＴＰＣ命令を誤って受信し、したがって出力パワーを誤って変更するときに、いわゆるランダムウォークにより出力パワーレベルが拡散するという事実に基づいている。本発明によれば、各固定無線局ＮＢ１に対して個別の目標値ＴＶ１が与えられる。長期的平均出力パワーレベルは、可能な限り、前記目標値ＴＶ１から逸脱するべきではない。たとえ受信状態が悪くても、高いマクロダイバーシティ利得が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 従来の移動通信システム、特にセルラーシステムは、移動局と通信する複数の
基地局を含んでいる。少なくとも２つの基地局が同時に同一の移動局と通信する
場合、いわゆるマクロダイバーシティ伝送が起こる。この伝送モードは、たとえ
ば符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）移動通信システムで使用される。計画中の
移動通信システムＵＭＴＳ（ユニバーサル移動通信システム）では、移動局があ
る基地局から別の基地局にハンドオフしている間は少なくとも、マクロダイバー
シティ伝送が使用される予定である。ＵＭＴＳでは、基地局から伝送されるパワ
ーは、たとえばフェージングによって起こるような、チャネル特性の変化にでき
る限り迅速に適応しなければならない。移動局は、移動局にサービスを提供する
すべての基地局に、伝送パワーを変更するように、すなわち伝送パワーレベルを
所定の量、たとえば１ｄＢだけ上げまたは下げるように命令する伝送パワー制御
（ＴＰＣ）コマンドを送信する。

【０００２】 本発明は、ＴＰＣコマンドが誤って検出された場合に下記の問題が発生すると
いう認識に基づいている。基地局の１つがＴＰＣコマンドを誤って受信すると、
ＴＰＣコマンドを正しく受信する基地局と違って、伝送パワーを正しく変更しな
い。すなわち、この基地局だけは、伝送パワーを他の基地局と逆向きに変更する
ことになる。したがって、伝送パワーレベルはドリフトして離れる（ランダムウ
ォーク）。このドリフトは、所望のマクロダイバーシティ利得を減少させる。ド
リフトを回避するために、本発明は、伝送パワーレベルが長期平均でそれから逸
脱すべきでない目標値を、各基地局について個別に事前設定することを提案する
。各基地局は、伝送パワーを自基地局に割り当てられた目標値の方向に変更する
。したがって、知られているパワー制御ループに加えて、外部で事前設定された
目標値を考慮してトラバースされる制御ループをもう１つ追加することを提案す
る。この処置により、たとえ受信状態が悪くても、高いマクロダイバーシティ利
得が得られる。この第２の制御ループは、ＴＰＣコマンドの受信とは独立にトラ
バースできる。

【０００３】 本発明とその利点は、実施形態についての下記の説明を添付の略図と共に読む
ことにより、より明らかになろう。

【０００４】 図１ａは、制御ネットワークを介して相互接続されており、移動局ＵＥと通信
中の少なくとも２つの基地局ＮＢａおよびＮＢｂを有する従来の移動通信システ
ムを示す図である。この制御ネットワークは、基地局を相互にまた公衆交換電話
網（ＰＳＴＮ）などの通信ネットワークとも接続する無線ネットワーク制御装置
ＲＮＣを含んでいる。図１ａは、２つの基地局ＮＢａおよびＮＢｂが移動局ＵＥ
と同時に通信するマクロダイバーシティ状態を示す。個々の基地局において伝送
パワーを制御するために、移動局ＵＥは統一コマンドであるＴＰＣコマンドを２
つの基地局ＮＢａおよびＮＢｂに定期的な間隔で送信する。２つの基地局は、受
信したＴＰＣコマンドを評価し、伝送パワーを変更する。このＴＰＣコマンドは
、伝送パワーを上げるべきか下げるべきかを指示する。両方の基地局がＴＰＣコ
マンドを誤りなく受信した場合にのみ、伝送パワーを同じ方向に変更する。

【０００５】 図１ｂは、ＴＰＣコマンドの誤った受信がたびたび起こる場合の、２つの基地
局ＮＢａおよびＮＢｂの伝送パワーレベルの時間変化を示す。伝送パワーが同じ
方向に変化しないので、２つの伝送パワーレベルは次第にドリフトして離れる。

【０００６】 図２ａは、この問題が発生しない、本発明による移動通信システムＭＴＳの構
造を示す図である。この移動通信システムは複数の基地局を含んでいるが、その
うちの２つＮＢ１およびＮＢ２だけを示す。これら２つの基地局ＮＢ１およびＮ
Ｂ２は、制御ネットワークを介して相互接続されており、移動局ＵＥと、少なく
とも一時的に同時に通信する。すなわち、少なくとも一時的にマクロダイバーシ
ティ伝送が起こる。この制御ネットワークは、基地局ＮＢ１およびＮＢ２を相互
接続する２つの無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ１およびＲＮＣ２を含んでおり
、その１つのＲＮＣ１が、遠隔通信ネットワーク（図示せず）への接続を確立す
る。それらの無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ１およびＲＮＣ２は、それぞれに
ついて２つの機能単位に分割することができる。第１の無線ネットワーク制御装
置ＲＮＣ１は、上述のマクロダイバーシティ伝送を制御する第１の基地局制御装
置ＳＲＮＣを有する。第２の無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２は、第１の基地
局制御装置ＳＲＮＣをサポートする第２の基地局制御装置ＤＲＮＣを有する。し
たがって、これらの基地局制御装置ＳＲＮＣおよびＤＲＮＣは、移動局ＵＥのマ
クロダイバーシティに関わる機能を制御する。

【０００７】 これら２つの無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ１およびＲＮＣ２はさらにそれ
ぞれ基地局制御装置ＣＲＮＣ１およびＣＲＮＣ２を備えるが、これらは本来それ
に接続している基地局からの無線伝送を監視するように設計されており、たとえ
ばマクロダイバーシティ制御機能ではなく無線資源管理機能を提供するものであ
る。

【０００８】 ２つの無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ１とＲＮＣ２の間の信号送受は、第１
のインターフェースＩｕｒを介して行われる。無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ
１と基地局ＮＢ１の間および無線ネットワーク制御装置ＲＮＣ２と基地局ＮＢ２
の間の信号送受は、それぞれの第２のインターフェースＩｕｂを介して行われる
。インターフェースＩｕｒおよびＩｕｂについては下記でより詳細に説明する。

【０００９】 ２つの基地局ＮＢ１およびＮＢ２は、それぞれ本発明による方法を使用して伝
送パワーを変更する。この方法では、基地局ＮＢ１およびＮＢ２に関する目標値
ＴＶ１およびＴＶ２が、第１の基地局制御装置ＳＲＮＣによってそれぞれ事前設
定される。次にこの方法については、その効果を図示する図３および図２ｂを参
照しながらより詳細に説明する。

【００１０】 図２ｂは、伝送パワーレベルの時間変化を示すが、本発明による処置の結果、
伝送パワーレベルはドリフトして離れず、基地局ＮＢ１およびＮＢ２にそれぞれ
割り当てられた目標値ＴＶ１およびＴＶ２の近くにとどまっている。図２ｂの表
示は、図１ｂの表示と同じＴＰＣコマンド受信時のエラーパターンに基づいてい
る。この２つの図を比較すると、目標値を事前設定することによってどれだけの
改善が得られるかは明らかである。

【００１１】 図３は、基地局の伝送パワーを変更するための方法１００の諸段階を示す流れ
図である。ここで使用する「伝送パワー」という用語は、マクロダイバーシティ
チャネルを通して無線サービスを提供するために必要とされる順方向（ｆｏｒｗ
ａｒｄ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）のパワーを意味する。ここでは単一の移動局によ
って使用される無線サービスを想定しており、伝送パワーは基地局の１つによっ
てサービス提供されるセルに関するものである。

【００１２】 方法１００は、図２ａの基地局ＮＢ１から伝送されるパワーの変化に関するも
ので、段階１１０から１５０を含む。伝送は時分割多重方式で、方法１００の実
施は、２つのタイムスロットｋおよびｋ＋１の期間に対するものと想定する。

【００１３】 最初の段階１１０で、基地局制御装置ＳＲＮＣは、基地局ＮＢ１の目標値ＴＶ
１を事前設定する。この目標値ＴＶ１は、固定値でも可変値でもよく、伝送パワ
ー制御装置ＰＣＲ（図２ａ参照）によってアクセスされる記憶装置ＭＥＭに格納
される。

【００１４】 タイムスロットｋで、２つの基地局ＮＢ１およびＮＢ２が移動局ＵＥに対して
ユーザデータ信号を同時に送る。基地局ＮＢ１はこの信号をたとえば２０ｄＢｍ
のパワーで、また基地局ＮＢ２はたとえば１８ｄＢｍのパワーで伝送する。

【００１５】 段階１２０で、伝送パワーを変更すべきだと２つの基地局ＮＢ１およびＮＢ２
に指示するコマンドＴＰＣが、移動局ＵＥからこれらの基地局に送られる。この
例では、移動局は、次のタイムスロットｋ＋１の間伝送パワーを上げるよう要求
している。

【００１６】 段階１３０で、伝送パワーの変更が従来の方法で実行されるが、これについて
は、次に基地局ＮＢ１の例で説明する。部分段階１３１で、基地局ＮＢ１が受信
したコマンドＴＰＣを評価する。基地局ＮＢ１がこのコマンドを正しく受信した
場合、つまり受信したコマンドＴＰＣ’が送信されたコマンドＴＰＣと等しい場
合は、基地局ＮＢ１は伝送パワーを上げなければならないと判定して、部分段階
１３２に進み、そこで固定量である１ｄＢだけ伝送パワーを上げる。このコマン
ドが誤って受信された（ＴＰＣ’はＴＰＣと異なる）場合は、段階１３３で伝送
パワーが、移動局の意向に反して下げられる。ここでは１ｄＢ下げられる。

【００１７】 したがって、段階１３０では、伝送パワーは、受信したコマンドＴＰＣ’を考
慮することによってのみ変更される。

【００１８】 次に、段階１４０で基地局ＮＢ１が、自局に割り当てられた目標値ＴＶ１を考
慮して、伝送パワーをさらに変更する。これを行うために基地局ＮＢ１は、段階
１４１で、タイムスロットｋで最後に使用された伝送パワーレベル２０ｄＢｍが
目標値ＴＶ１より小さいか大きいかを検査する。この場合は、目標値ＴＶ１は１
７ｄＢである。次いで、目標値に近づけるために、伝送パワーを、部分段階１４
２でわずかに上げるか部分段階１４３でわずかに下げる。この例では、伝送パワ
ーレベルは目標値ＴＶ１よりも大きいので、部分段階１４３が実行される。

【００１９】 段階１４０によるこのさらなる変更は、前述の段階１３０による伝送パワーの
変更に比べて小さく、±０．２ｄＢにすぎない。この変更量は可変であり、伝送
パワーレベルが事前設定された目標値から大きく逸脱する場合は、この変更量を
特に大きくすることが好ましい。たとえば、伝送パワーレベルが７ｄＢ以上目標
値から逸脱する場合、変更量は±０．５ｄＢである。変更量は、基地局によって
決定される。目標値は、第１の基地局制御装置ＳＲＮＣによって事前設定される
。

【００２０】 図２ａに示された基地局制御装置ＳＲＮＣは、たとえば基地局ＮＢ２の目標値
ＴＶ２を計算する。これは、下記の様々な基準に基づいて計算することができる
。 ・ 順方向の経路損失。 ・ ＮＢ２のセルにおける順方向の通信量負荷。これは、基地局ＮＢ２またはそ
れに接続されている基地局制御装置ＣＲＮＣ２によって判定され、基地局制御装
置ＳＲＮＣに通信される。 ・ 長期間にわたり平均された伝送パワー（図２ｂの実線を参照）。この伝送パ
ワーの平均ＡＰＬは、基地局ＮＢ２から第１の基地局制御装置ＳＲＮＣに通信さ
れる。

【００２１】 目標値ＴＶ２は、基地局制御装置ＳＲＮＣから基地局ＮＢ２に、下記の形式で
通信することができる。 ・ ｄＢｍまたはワット単位による絶対値、またはｄＢ単位による相対値。

【００２２】 相対値は、基地局ＮＢ２から伝送される総パワーに関するものとすることがで
きる。また相対値は、セル内のすべてのユーザデータチャネルに対する基地局Ｎ
Ｂ２から伝送されるパワーから、ブロードキャストシグナリングチャネルやペー
ジングブロードキャストチャネルなどの共通チャネルへの伝送パワーを引いたも
のによって決定される基準値に関するものとすることもできる。ブロードキャス
トシグナリングチャネルとページングブロードキャストチャネルの場合には、基
地局ＮＢ２が時間変化する基準値を十分な期間にわたって平均し、この平均基準
値を基地局制御装置ＳＲＮＣに定期的に通信することが必要である。

【００２３】 移動局ＵＥと基地局ＮＢ２の間の通信が確立した直後に、基地局ＮＢ２は、自
局に割り当てられた目標値ＴＶ２に対応する初期パワーでユーザデータ無線信号
を伝送することが好ましい。

【００２４】 さらに、各基地局は、自局に通信された目標値に基づいて、許容伝送レベルレ
ンジを決定する。目標値は、伝送レベルレンジの中央にあることが好ましい。こ
のレンジの振幅スパンは、所定値１５ｄＢである。

【００２５】 第１の基地局制御装置が許容伝送レベルレンジの値を各基地局に通信し、次い
で各基地局が通信された値に基づいて目標値を決定することも考えられる。

【００２６】 ここで説明した方法は、いわゆるＳＳＤＴモード（サイト選択ダイバーシティ
伝送パワー制御）での伝送に有利に使用することができる。ＳＳＤＴモード自体
はＵＭＴＳの標準化から知られる。

【００２７】 ＳＳＤＴモードでは、マクロダイバーシティ伝送に係わる基地局が信号の制御
部を第１パワーレベル（パワーＰ１）で送信する。データ部は、基地局がいわゆ
る基本セル（ｐｒｉｍａｒｙ ｃｅｌｌ）にサービスを提供している場合にのみ
、このパワーレベル（Ｐ１）で送信される。この状況が変化して、いわゆる非基
本セル（ｎｏｎ―ｐｒｉｍａｒｙ ｃｅｌｌ）にサービスが提供される場合、デ
ータ部は、より低い第２のパワーレベル（Ｐ２＜Ｐ１）で送信される。このパワ
ーレベルは、ゼロ（Ｐ２＝０）でもよい。ＳＳＤＴモードでは、基地局に通信さ
れる目標値を第１の伝送パワーレベル（Ｐ１）に対して事前設定された値とみな
すことにより、本発明をどの基地局にも適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１ａ】 従来の移動通信システムの構造を示す図である。

【図１ｂ】 伝送パワーレベルと従来発生していたドリフトの時間変化を示す図である。

【図２ａ】 本発明による移動通信システムの構造を示す流れ図である。

【図２ｂ】 本発明による方法によってもたらされる伝送パワーレベルの時間変化を示す図
である。

【図３】 本発明による方法の諸段階を示す流れ図である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動通信システム（ＭＴＳ）において、移動局（ＵＥ）と、
   少なくとも一時的に同時に通信している少なくとも２つの基地局（ＮＢ１、ＮＢ
   ２）によって伝送されるパワーを変更する方法であって、伝送パワーを変更する
   ように命令するコマンド（ＴＰＣ）を移動局（ＵＥ）から基地局（ＮＢ１、ＮＢ
   ２）に送信する段階（１２０）と、該コマンド（ＴＰＣ）に応答して各基地局（
   ＮＢ１）の伝送パワーを変更する段階（１３０）と、各基地局（ＮＢ１）の伝送
   パワーを継続的に事前設定可能な目標値（ＴＶ１）の方向にさらに変更する段階
   （１４０）とを含む方法（１００）。
2. 【請求項２】 基地局制御装置（ＳＲＮＣ）で目標値（ＴＶ１、ＴＶ２）を
   決定し、目標値（ＴＶ１、ＴＶ２）を基地局（ＮＢ１、ＮＢ２）に通信すること
   を含む、請求項１に記載の方法（１００）。
3. 【請求項３】 基地局（ＮＢ１）の一定期間にわたる伝送パワーを平均し、
   伝送パワーの平均（ＡＰＬ）を継続的に基地局制御装置（ＳＲＮＣ）に通信して
   、それから目標値（ＴＶ１）を決定することを含む、請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 移動局（ＵＥ）と基地局の１つ（ＮＢ２）との通信が確立さ
   れた直後に、前記１つの基地局（ＮＢ２）の目標値（ＴＶ２）に対応する初期パ
   ワーで、前記１つの基地局（ＮＢ２）から無線信号を伝送することを含む、請求
   項１に記載の方法。
5. 【請求項５】 それぞれの基地局（ＮＢ１）に通信された目標値（ＴＶ１）
   に基づいて各基地局（ＮＢ１）における許容伝送レベルレンジを決定することを
   含む、請求項２に記載の方法。
6. 【請求項６】 基地局制御装置から許容伝送レベルレンジの値を各基地局に
   通信し、それぞれの基地局に通信された値に基づいて各基地局におけるそれぞれ
   の目標値を決定することを含む、請求項１に記載の方法。
7. 【請求項７】 基地局（ＮＢ１）によって順方向に搬送される通信量を指定
   する値に基づいて、基地局制御装置（ＳＲＮＣ）で各基地局（ＮＢ１）の目標値
   （ＴＶ１）を計算することを含む方法であって、前記通信量を指定する値が基地
   局（ＮＢ１）によって決定され、基地局制御装置（ＳＲＮＣ）に通信される、請
   求項２に記載の方法（１００）。
8. 【請求項８】 第１の基地局制御装置（ＳＲＮＣ）において目標値（ＴＶ１
   、ＴＶ２）を決定し、それを基地局（ＮＢ１、ＮＢ２）に通信することを含む方
   法（１１０）であって、各基地局（ＮＢ２）の目標値（ＴＶ２）が基地局（ＮＢ
   ２）によって順方向に搬送される通信量を指定する値に基づいて第１の基地局制
   御装置（ＳＲＮＣ）で計算され、前記通信量を指定する値が前記基地局（ＮＢ２
   ）に直接接続された第２の基地局制御装置（ＣＲＮＣ２）によって決定され、第
   １の基地局制御装置（ＳＲＮＣ）に通信される、請求項１に記載の方法。
9. 【請求項９】 伝送されるパワーを変更するように命令するコマンド（ＴＰ
   Ｃ）を移動局（ＵＥ）から受信する、移動通信システム（ＭＴＳ）用の基地局（
   ＮＢ１）であって、伝送パワーの事前設定可能な目標値を含む記憶装置（ＭＥＭ
   ）と、前記コマンドに応答して基地局（ＮＢ１）の伝送パワーを変更し、伝送パ
   ワーを継続的に事前設定可能な目標値（ＴＶ１）の方向にさらに変更するための
   、記憶装置に接続された伝送パワー制御装置（ＰＣＲ）とを含む基地局（ＮＢ１
   ）。
10. 【請求項１０】 移動局（ＵＥ）と、少なくとも一時的に同時に通信する少
    なくとも２つの基地局（ＮＢ１、ＮＢ２）を含む移動通信システム（ＭＴＳ）で
    あって、移動局が伝送パワーを変更するよう基地局（ＮＢ１、ＮＢ２）に命令す
    るコマンド（ＴＰＣ）を基地局（ＮＢ１、ＮＢ２）に送信し、各基地局（ＮＢ１
    ）が、伝送パワーの事前設定可能な目標値を記憶する記憶装置（ＭＥＭ）と、前
    記コマンド（ＴＰＣ）に応答して伝送パワーを変更し、伝送パワーを継続的に事
    前設定可能な目標値（ＴＶ１）の方向にさらに変更するための、記憶装置（ＭＥ
    Ｍ）に接続された伝送パワー制御装置（ＰＣＲ）とを含む移動通信システム（Ｍ
    ＴＳ）。