JP2002543662A - 無線システムにおける送信出力の制御方法及び相応の無線システム - Google Patents
無線システムにおける送信出力の制御方法及び相応の無線システムInfo
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Abstract
Description
テム、例えば相応の移動無線システムに関する。
指標の目的は、個々のコネクション間の干渉を阻止し、したがってコネクション
の容量及び品質を改善することであり、また平均の送信出力を減少し且つ要求に
最善に適合させ、並びに伝送チャネルを介した損失を少なくとも部分的に補償す
ることである。
号を評価し、その評価に依存して出力制御のための情報を形成し、そして送信機
に伝送することができる。それに応じて、この送信機は送信出力を出力制御情報
に応じて調整する。
動ステーション2との間の通信が図示されている。ベースステーション1から移
動部2へのコネクションを、ダウンリンクまたは順方向リンクコネクションと称
し、一方移動部2からベースステーション1へのコネクションをアップリンクま
たは逆方向リンクコネクションと称す。ダウンリンクの出力を制御するために、
移動無線ステーション2においてそれぞれの受信信号が評価され、その評価に依
存して出力制御情報が形成されそしてベースステーション1に返送される。その
結果ベースステーション1は送信出力を相応に調整することができる。アップリ
ンクを制御するために受信信号がベースステーション1において評価され、そし
てそこで出力制御情報が形成されそして移動無線ステーション2を出力に適合さ
せるように指示される。
定されたフレーム構造に伝送される。
ccess)によって作動する移動無線システムのダウンリンクコネクションのため
のフレーム及びタイムスロット構造が図示されている。図3に図示されたフレー
ム及びタイムスロット構造は、例えばDPCH(Dedicated physical Channel)
とも称されるUMTS(Universal Mobile Telecommunication System)移動無
線チャネルに応じた、現行のUMTS基準に対応する。UMTSとは世界規模に
汎用的な移動無線規格を目的とした第3世代の移動無線システムに対する呼称で
ある。UMTS移動無線規格によると、多元接続方法としていわゆるWCDMA
(Wideband Code Division Multiple Access)方法が設けられている。
のフレーム継続時間を有する同一に構築された72個のフレーム3を有し、ここ
で各フレームは他方、それぞれ0.625msのタイムスロット継続時間を有する1
6個のタイムスロット4を有する。各タイムスロット4は論理的制御チャネル(
DPCCH、Dedicated Physical Control Channel)と論理的データチャネル(
DPDCH、Dedicated Physical Date Channel)に分割された情報を有する。
DPCCHセクションはパイロットビットシーケンス5並びにいわゆるTPC(
Transmitter Power Control)情報6及びTFI(Transmitter Format Identifi
er)情報7を有する。DPDCHセクションはデータビット8を有する。図3に
図示された構造は例えば、ETSI STC SMG2 UMTS-L1 : Tdoc SMG2 UMTS-L1 221/98
により公知である。
ャネルパルス応答の推定に使用され、既知のビットパターンに対応する。受信信
号を既知のパイロットビットシーケンスと比較することにより、受信機は移動無
線チャネルのチャネルパルス応答を算出ないしは推定することができる。
TFIビットは現在のWCDMA規格によれば、固有の符号化方法を用いて保護
され、そして全てのフレーム(10msの時間)にわたったインタリービングによ
って分散される。各タイムスロットのTFI情報7は例えば、図3に図示された
3つのビットb4...b5を有するならば、16のタイムスロットを有するフ
レーム毎に合わせて3*16=48のTFIビットが形成され、このビットはいわゆる
両直交符号化方法(bi-orthogonal coding method)によって符号化される。
信機に伝送された命令を表す。このために受信機においては受信出力または受信
信号のS/N比が設定された参照値と比較され、そして偏差に依存して出力調整
命令のための値が算出される。すなわち、受信出力が参照値を上回る場合には送
信出力を下げるための命令が形成され、それに対して受信出力が設定された参照
値を下回る場合にはこの送信出力を高めるための命令が形成される。したがって
比較結果に依存して、受信機からディジタルまたは2進の調整命令が送信機に伝
送される。ここで、送信出力を高めるための命令(パワーアップ命令)は1でも
って符号化されており、一方送信出力を下げるための命令(パワーダウン命令)
は0でもって符号化されている。いかなる場合においても調整命令は、相応に変
調された後送信機に伝送される。UMTS移動無線システムのための現在検討さ
れているWCDMA規格は、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調
によって伝送され、ここでは2進の1ないしは0は、−1ないしは+1の値にマ
ッピングされ、続けて出力制御信号の拡散を行う。
側で送信出力を高めるべきかまたは下げるべきかを通知する。このビットをごく
僅かな誤り確率で伝送できるようにするために、ビットは繰り返し伝送される。
したがって図3に図示されたTPC情報は、例えば同一の情報内容を有する隣接
して伝送される3つのビットb1...b3を有する。しかしながら出力制御情
報は、異なるビットの数によっても、例えばそれ以上の個数のビットによっても
構成することが可能である。
方法は使用されない。何故ならばTPCビットを、TPC情報の受信機において
、送信出力を遅延無く相応に再調整できるようにするために、即座に評価する必
要があるからである。したがって従来の技術によれば、TPCビットは他のビッ
トまたはデータとは一緒に符号化されず、また比較的大きな時間的範囲、例えば
1つのフレーム全体にわたっても分散することはできない。このことはインタリ
ービングと称される。
ことを回避するために、TPCビットを訂正して可能な限り高い確実性でもって
伝送するという要求が生じる。
ecember 14-18、1998、「Soft TPC Interpretation for Improved Closed Loop
Power Control」においては、送信機に伝送される出力調整命令の確実性並びに
受信機の確実性に依存した出力調整命令の値の可能な限り最適な調整が議論され
ている。ここでは著者によって、出力調整命令の値が双曲線正接(Λ/2)関数に
依存して選択されるべきである、ということが指摘されている。ここでΛは、出
力調整命令の確実性を対数尤度分散(log-likelihood distribution)として表
したものである。
システム、例えば移動無線システムにおける送信出力の改善された制御方法並び
に相応の無線システムを提供することである。
13記載の特徴を有する移動無線システムによって解決される。従属請求項には
それぞれ、本発明の有利な実施形態が記載されている。
イムスロットにおいて伝送されるべき別のデータと一緒に符号化される。出力制
御情報も、この別のデータ又は情報も有利には2進で伝送される。その結果タイ
ムスロットにおいて伝送される出力制御情報(TPCビット)は単純に繰り返し
伝送されるのではなく、同一のタイムスロットにおいて伝送されるべき別のビッ
トと一緒に符号化される。この別のビットは、WCDMA移動無線システムでの
TFI情報(TFIビット)であってもよい。しかしながら基本的には、これら
の他のビットがTPCビットのように同一のタイムスロットにおいて伝送される
べきかまたは伝送することができる限り、別のビット、例えばデータビットもT
PCビットを用いた符号化に使用することができる。
選択することができる。しかしながら有利には符号化方法は、符号化の際に冗長
が加えられるように選択される。この冗長は符号化された出力制御情報を受信す
る際に、出力制御情報の伝送された値を検査するために使用される。
いて共通の2進のデータワードに符号化されるようなものであってもよい。この
データワードのビット値は少なくとも部分的に、TPCビットの値にもまた別の
ビット、例えばTFIビットの値にも依存している。つまり互いに符号化される
べきビットは例えば、排他的論理和結合によって結合することができる。
号化される別のビットの値にも依存して形成する、付加された冗長に基づいて、
伝送されるべき出力制御情報に対する付加的な推定値を得ることができるという
ことである。この付加的な推定値は引き続き、出力制御情報の伝送の確実性を高
めるために、受信された出力伝送情報の検査に使用することができる。
無線システム、殊にWCDMA移動無線システムに使用される。これに加え本発
明は移動無線システム、有利にはダウンリンク、すなわちベースステーションか
ら移動ステーションへ出力制御情報を伝送する場合に使用される。何故ならばC
DMA移動無線システムはアップリンクにおいては、使用される符号分割多元方
法に基づいて遅延時間が大きくなるからである。しかしながら基本的に本発明は
、(フレーム及び)タイムスロットに埋め込まれた出力制御情報が伝送される、
いかなる種類の無線システムに適用することができる。
動無線システムのダウンリンクにおける使用に関して詳細に説明する。ここで、
図1は、本発明が有利に使用されるWCDMA移動無線システムのいわゆるダウ
ンリンクコネクションのための、本発明のフレーム及びタイムスロット構造が図
示されている。図2は、出力を制御する際の情報伝送を説明するための移動無線
システムの概略図である。図3は、WCDMA移動無線システムのダウンリンク
接続のための、公知のフレーム及びタイムスロット構造である。
示しており、ここでこの構造の基本構築は、図3に図示された構造に対応してい
るので、補足的に図3が相応に説明される。
、出力制御情報のビット(以下TPCビットと称す)は、同一のタイムスロット
において伝送されるべき情報とは別個に送信される。例えば出力制御情報は従来
ただ1つのビット値を有し、この値は複数回連続して、図3によれば例えばTP
Cビットb1...b3として3回伝送される。TPCビットb1...b3は
別の制御及びデータビットとは分離されている。
1...b3は、同一のタイムスロット4において伝送される別のビットと一緒
に符号化される。ここでこの別のビットは、例えばフォーマット識別情報7のビ
ット(以下TFIビットと称す)であってもよい。しかしながら同様に、例えば
データ情報8のビットのような別のビットも、TPCビットを符号化するために
考えることもできる。
なわち、出力制御情報は3つのTPCビットb1...b3を有し、これらはフ
ォーマット識別情報のTFIビットb4...b6と一緒に符号化されるべきで
ある。pでもって、伝送されるべき出力制御情報の値を表し、一方tでもって、
同一のタイムスロット4において伝送されるべきフォーマット識別情報の値を表
す。
てられるであろうし、一方ではビットb4...b6はそれとは別個に値tが規
定されるであろう。
ォーマット識別情報に対する共通の、符号化されたデータワードを発生させると
いうことが提案される。このデータワードのビット値は少なくとも部分的に、値
pによってもまた値tによっても制御される。例えばこの符号化されたデータワ
ードのビットb1...b6は、符号化にあたり以下のように割り当てることが
できる。 b1=b2=p b3=b4=p XOR t b5=b6=t
ビットの総数に対応する値を有し、ここでしかしながら、このデータワードのビ
ットの一部分はTPC値pでもってのみ占有されており(ビットb1及びb2を
参照されたい)、一方でこのデータワードの別の部分はTFI値tでもってのみ
占有されている(ビットb5及びb6を参照されたい)。さらにデータワードの
第3のセクションは、TFI値tとTPC値pの論理結合、例えば排他的論理和
結合によって獲得される(ビットb3及びb4を参照されたい)。したがって図
3に図示された従来の構造とは異なり、上述の符号化方法ではビットb3...
b6が異なって使用される。
再調整するために送信機に伝送した後、この送信機はビットb3...b6に含
まれる情報に基づいてTPC情報に対する推定値p′を求めることができる。こ
のために送信機はb5及びb6からtに対する推定値を求め、その結果ビットb
3及びb4から推定値tをふまえ、また公知のXOR関数を使用することにより
推定値p′を求めることができる。
から獲得された出力制御情報に対する推定値を使用する。この措置は、p′がそ
れぞれ2つのビットに基づいているという利点を有し、ここでこの統合によって
3dB伝送性が改善されることになる。
がらこのことは少なくとも、それほど悪くないチャネルまたは伝送特性の場合に
は、利得によって十分に補償される。このことを以下簡潔に説明する。
を2重に伝送する場合には、誤って検出される確率は近似的にf2に改善される
。他方ではXORの算出によって誤って検出される確率は、近似的に2fに劣化
する。何故ならばこの場合XORを算出すると、XOR結合された2つの値又は
ビットのうちの1つが誤って検出されたときには、既に誤った値を搬送している
からである。したがって上述の符号化方法は、以下の関係が満たされると結果は
改善される。 2f2<f 又は f<0.5
ば(W)CDMA移動無線システムにおいて使用する場合には、伝送の確実性が
改善されることが保証される。
クコネクションのための、本発明のフレーム及びタイムスロット構造である。
る。
びタイムスロット構造である。
Claims (24)
- 【請求項1】 無線システムにおける送信出力の制御方法であって、 受信機(1;2)によって無線システムの伝送チャネルを介して受信する送信
機(2;1)の信号を評価し、 該評価に依存して出力制御情報(6)を形成し、タイムススロット(4)に埋
め込んで前記送信機(2;1)に送信し、 前記送信機(2;1)において、送信出力を出力制御情報(6)に依存して調
整する、無線システムにおける送信出力の制御方法において、 前記受信機(1;2)において、タイムスロット(4)の出力制御情報(6)
を同一のタイムスロット(4)において伝送されるべき別のデータと一緒に符号
化し、前記送信機(2;1)に伝送することを特徴とする、無線システムにおけ
る送信出力の制御方法。 - 【請求項2】 前記出力制御情報(6)と一緒に符号化される前記別のデー
タは、フォーマット識別情報(7)である、請求項1記載の方法。 - 【請求項3】 前記出力制御情報(6)と一緒に符号化される前記別のデー
タは、ユーザデータ(8)である、請求項1記載の方法。 - 【請求項4】 前記出力制御情報を2進で伝送する、請求項1から3のいず
れか1項記載の方法。 - 【請求項5】 前記出力制御情報(6)のビットを別のデータのビットと一
緒に、共通の2進のデータワード(b1...b6)に符号化する、請求項4記
載の方法。 - 【請求項6】 符号化されたデータワードは、前記出力制御情報(6)のビ
ットと前記別のデータのビットの合計に対応する個数のビット(b1...b6
)を有する、請求項5記載の方法。 - 【請求項7】 符号化を行う際に、符号化されたデータワードの少なくとも
1つのビット(b1、b2)に、相応のタイムスロット(4)において伝送され
るべき出力制御情報(6)の値を割り当てる、請求項5または6記載の方法。 - 【請求項8】 符号化を行う際に、符号化されたデータワードの少なくとも
1つのビット(b5、b6)に、相応のタイムスロット(4)において伝送され
るべき、別のデータの情報(7)の値を割り当てる、請求項5から7のいずれか
1項記載の方法。 - 【請求項9】 符号化を行う際に、符号化されたデータワードの少なくとも
1つのビット(b4)に値を割り当て、 該値は相応のタイムスロット(4)において伝送されるべき出力制御情報(6
)とそれと同一のタイムスロットにおいて伝送されるべき別のデータの情報(7
)との論理演算に対応する、請求項5から8のいずれか1項記載の方法。 - 【請求項10】 論理演算として排他的論理和演算を使用する、請求項9記
載の方法。 - 【請求項11】 前記送信機(2;1)において、相応に復号することによ
り前記出力制御情報(6)を再生し、復号を行う際には、符号化されたデータワ
ードを論理演算することによって得た相応のビット値に基づいて、出力制御情報
に対する推定値を求める、請求項9または10記載の方法。 - 【請求項12】 符号化された前記出力制御情報(6)を形成する前記受信
機(1)は、移動無線システムのベースステーションであり、 該出力制御情報を受信し、送信出力を相応に調整する前記送信機(2)は移動
無線システムの移動ステーションであり、 符号化された該出力制御情報(6)をダウンリンクコネクションを介して、前
記の受信機(1)と送信機(2)との間で伝送する、請求項1から11のいずれ
か1項記載の方法。 - 【請求項13】 送信機(2;1)及び受信機(1;2)を備えた無線シス
テムであって、 該受信機(1;2)は、移動無線システムの伝送チャネルを介して伝送される
信号を受信し、該受信した信号を評価し、 該評価に依存して出力制御情報(6)を形成し、タイムスロット(4)に埋め
込んで前記送信機(2;1)に送信し、 該送信機(2;1)は送信出力を、前記受信機(1;2)の出力制御情報に依
存して調整するように形成されている無線システムにおいて、 該受信機(1;2)は、タイムスロット(4)の出力制御情報(6)を、同一
のタイムスロット(4)において伝送されるべき別のデータと一緒に符号化し、
前記送信機(2;1)に伝送するように形成されていることを特徴とする、無線
システム。 - 【請求項14】 前記受信機(1;2)は、前記出力制御情報(6)を同一
のタイムスロット(4)のフォーマット情報(7)のデータと一緒に符号化する
ように形成されている、請求項13記載の無線システム。 - 【請求項15】 前記受信機(1;2)は、前記出力制御情報(6)を同一
のタイムスロット(4)のユーザデータと一緒に符号化するように形成されてい
る、請求項13記載の無線システム。 - 【請求項16】 前記受信機(1;2)は、前記出力制御情報(6)を2進
で前記送信機(2;1)に伝送するように形成されている、請求項13から15
のいずれか1項記載の無線システム。 - 【請求項17】 前記受信機(1;2)は、前記出力制御情報(6)のビッ
トを別のデータのビットと一緒に、共通の2進のデータワード(b1...b6
)に符号化するように形成されている、請求項16記載の無線システム。 - 【請求項18】 前記受信機(1;2)は符号化を行う際に、符号化された
共通のデータワードの少なくとも1つのビット(b1、b2)に、相応のタイム
スロット(4)において伝送されるべき出力制御情報(6)の値を割り当てるよ
うに形成されている、請求項17記載の方法。 - 【請求項19】 前記受信機(1;2)は符号化を行う際に、符号化された
共通のデータワードの少なくとも1つのビット(b5、b6)に、相応のタイム
スロット(4)において伝送されるべき別のデータの情報(7)の値を割り当て
るように形成されている、請求項17または18記載の無線システム。 - 【請求項20】 前記受信機(1;2)は符号化を行う際に、符号化された
共通のデータワードの少なくとも1つのビット(b4)にある値を割り当てるよ
うに形成されており、 該値は、相応のタイムスロット(4)において伝送されるべき出力制御情報(
6)とこれと同一のタイムスロット(4)において伝送されるべき別のデータの
情報(7)との論理演算に対応する、請求項17から19のいずれか1項記載の
記載の無線システム。 - 【請求項21】 符号化を行う際に前記受信機(1;2)によって実行され
る論理演算は排他的論理和演算である、請求項20記載の無線システム。 - 【請求項22】 前記送信機(2;1)は、符号化された共通のデータワー
ドを受信した後に、相応に復号することによって出力制御情報を再生し、 符号化された共通のデータワードの相応の値を論理演算することによって得た
値に基づいて、出力制御情報に対する推定値を求めるように形成されている、請
求項20または21記載の無線システム。 - 【請求項23】 無線システムはCDMA移動無線システムである、請求項
13から22のいずれか1項記載の無線システム。 - 【請求項24】 符号化された2進の出力制御情報(6)を形成する前記受
信機(1)は移動無線システムのベースステーションであり、 該出力制御情報を受信し、送信出力を相応に調整する前記送信機(2)は移動
無線システムの移動ステーションである、請求項23記載の無線システム。
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