JP2004503126A - キュー／チャネルの利用度に基づくパケットデータについての電力制御アルゴリズム - Google Patents

Abstract

パケットデータ無線ネットワークにおけるチャネル品質改善のためのシステムと方法とが開示される。その無線ネットワークの各セルでは、パケットデータがチャネル利用度とパケットキュー測定との少なくともいずれかに基づいて測定される。電力制御アルゴリズムはパケットデータ負荷を用いて、セルのチャネルについての共通の或いは等しい、同報或いは送信電力レベルを判断する。共通の同報や送信電力は後で、予め定義された品質ウィンドウの外側になるチャネルについては個々のチャネルベースで調整されても良い。

Description

【０００１】
優先権の主張
本特許出願は米国特許商標庁に２０００年７月５日に出願された、発明の名称を“キュー／チャネル利用度に基づくパケットデータについての電力制御アルゴリズム（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｆｏｒ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｑｕｅｕｅ／Ｃｈａｎｎｅｌ Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ）”という米国特許仮出願番号第６０／２１５，９５４号の優先権を主張するものであり、ここで参照によってこれを組み込むものである。
【０００２】
発明の背景
発明の技術分野
本発明はパケット移動体無線ネットワークにおけるチャネル品質の改善に関するものであり、特に、電力制御アルゴリズムを用いたそのための方法及びシステムに関する。
【０００３】
関連技術の経緯
電力制御は、移動体端末とネットワークとの間におけるチャネル品質を改善するための方法として移動体無線ネットワークにおいて伝統的に用いられてきた。例えば、送信電力はチャネルの搬送波対干渉波比（Ｃ／Ｉ）を改善するために増加させられ、これにより、チャネルのデータ速度やスループットを改善する。その送信電力はまた、そのチャネルのもつ他のチャネルへの干渉を減少させるのに低下させられる。
【０００４】
そのような電力制御の例は、汎欧州デジタル移動電話方式（ＧＳＭ）のような回路交換移動体無線ネットワークにおいて見出され、そこでは送信電力が個々のチャネルをベースに調整される。例えば、マグナス・アルムグレン（Ｍａｇｎｕｓ Ａｌｍｇｒｅｎ）、ヘカン・アンデルソン（Ｈａｋａｎ Ａｎｄｅｒｓｓｏｎ）、ケネス・ウォルステッド（Ｋｅｎｎｅｔｈ Ｗａｌｌｓｔｅｄｔ）による米国特許第５，５７４，９８２号の“セルラシステムにおける電力制御（Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｉｎ ａ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍ）”を参照されたい。この調整は、受信信号強度表示（ＲＳＳＩ）、Ｃ／Ｉ、ビットエラー率（ＢＥＲ）、ビットエラー確率（ＢＥＰ）、ノイズによるビット当たりのエネルギー（Ｅｂ／Ｎｏ）、及びフレーム削除率（ＦＥＲ）などの任意の数の知られた無線リンク品質測定に従ってなされる。
【０００５】
パケット交換移動体無線ネットワークについての電力制御は、ＧＳＭ標準、即ち、改良型汎用パケット無線システム（ＥＧＰＲＳ）における電力制御についての提案を含むＧＳＭ０５．０８（バージョン８．５．０）に見出されるかもしれない。
【０００６】
同様に、送信電力の制御は符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）を用いるシステムの中心的な機能である。なぜなら、そこでは全てのチャネルが同じ周波数セットを共用しなければならないからである。ＣＤＭＡシステムである全球移動体通信システム（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ：ＵＭＴＳ）についての電力制御仕様を提供しているＵＭＴＳ標準の３ＧＰＰ　ＴＳ　２５．２１４（バージョン３．５．０）を参照されたい。
【０００７】
しかしながら、一般には、現在利用可能な移動体無線ネットワークにおいて十分に高精度で無線リンク品質を測定することは困難である。そのような困難性は、部分的には、品質測定が移動体端末によって遠隔的になされなければならず、それから、移動体無線ネットワークに送信されるか、さもなければ報告されて処理を行い、そのようにして、エラーを報告する可能性が生じることが開かれるために生じるのである。その測定の困難性は、短いパケットと長いパケットの中間到着時刻とがあるパケットデータ送信については大きくなる。これは、伝送がない時間には、測定精度がより低くなるか、或いは測定のための信号発信によるオーバヘッドがより大きくなるかのいずれかの事実による。
【０００８】
さらにその上、Ｃ／Ｉのような品質測定によって影響を受けるような無線リンク品質はパケットデータを用いる移動体無線ネットワークについてのチャネル品質の非常に良い指標であるとは言えないかもしれない。例えば、Ｃ／Ｉは、チャネルデータ速度を低下させ、それ故にチャネル品質を劣化させるキューイングが原因となるパケット遅延を正確に反映することはできないかもしれない。そのようなパケットデータ移動体無線ネットワークのコンピュータシミュレーションは、例えば、最悪のチャネル品質のユーザが非常に低い無線リンク品質をもたないことを示している。
【０００９】
それ故に、パケットデータ移動体無線ネットワークにおけるチャネル品質を改善でき、そのようなパケットデータネットワークにおける実際のチャネル品質をより正確に反映する測定を用いてそのようにできることが望まれている。
【００１０】
発明の要約
パケットデータ無線ネットワークにおけるチャネル品質を改善する方法及びシステムを本発明のいくつかの実施形態は提供している。無線ネットワークのセルにおいて、パケットデータはチャネル利用度とパケットキュー測定との少なくともいずれかに基づいて測定される。電力制御アルゴリズムはパケットデータ負荷を用いてセルにおける複数のチャネルについて共通の或いは等しい、同報或いは送信電力レベルを決定する。共通の同報或いは送信電力は後で、予め定義された品質ウィンドウの外側になるチャネルについて個々のチャネルをベースにして調整がなされても良い。
【００１１】
一般には、１つの側面からすれば、本発明は本発明はパケットデータ移動体無線ネットワークのセルにおける送信電力を制御する方法に関するものである。その方法は、セルにおけるパケットデータ負荷を測定する工程と、そのパケットデータの負荷に基づいて共通送信電力を決定する工程と、その共通送信電力をセルの複数チャネルに適用する工程とを有している。
【００１２】
一般には、別の側面からすれば、本発明はパケットデータ移動体無線ネットワークのセルにおける送信電力を制御するシステムに関するものである。そのシステムは、基地無線局と、セルにおけるパケットデータ負荷を測定するのに構成されたその基地無線局におけるチャネルスケジューラと、そのチャネルスケジューラに接続され、電力制御アルゴリズムを有した電力制御ユニットとを有している。その電力制御アルゴリズムは、パケットデータ負荷に基づいて共通送信電力を決定するために構成され、その電力制御ユニットは、共通送信電力をセルの複数のチャネルに適用するために構成されている。
【００１３】
一般には、さらに別の側面からすれば、本発明はパケットデータ移動体無線ネットワークのセルにおける送信電力をセルする方法に関するものである。その方法は、チャネル利用度とパケットキュー測定の内、所定の１つのものに基づいて、そのセルにおけるパケットデータの負荷を測定し、そのパケットデータの負荷に基づいて共通送信電力を決定し、その共通送信電力をセルの複数のチャネルに適用するものである。無線リンク品質は、複数のチャネルについて測定され、そして、共通送信電力は、チャネルデータ速度と搬送波対干渉波比の内、所定の１つのものに基づいて定義される品質ウィンドウの外側にある無線リンク品質レベルをもつチャネルについて調整される。
【００１４】
本発明の利点には、パケットデータ移動体無線ネットワーク、基地無線局における局所的な電力制御アルゴリズム、及びその基地無線局において直接利用可能である品質測定における改善されたチャネル品質と能力を含んでいる。本発明の別の利点は次の説明と請求項とから明らかになる。
【００１５】
本発明の方法とシステムのより完全な理解は、添付図面に関連した詳細な説明を参照することによって得られるであろう。
【００１６】
代表的な実施形態の詳細な説明
次に本発明の代表的な実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。なお、その図面において参照番号は同じ構成要素については次の図面にも持ち越される。
【００１７】
前述のように、本発明のいくつか実施形態はパケットデータ移動体無線ネットワークにおけるチャネル品質を改善する方法及びシステムを提供している。そのようなネットワークは、汎用パケット無線システム（ＧＰＲＳ）、改良型汎用パケット無線システム（ＥＧＰＲＳ）、或いは他のパケット交換ネットワークを含んでも良い。
【００１８】
一般に、パケット交換ネットワークは、回路交換ネットワークが通常、各割当て無線周波数について固定数のチャネルをもっているので、伝統的な回路交換移動体無線ネットワークとは異なる。ここで用いられる“チャネル”という用語は１つの移動体端末と移動体無線ネットワークとの間の無線周波数リンクに言及するものである。例えば、ＧＳＭにおいて、各チャネルは通常、割当て無線周波数の１つの時間スロットを占有する。従って、回路交換ネットワークにおいて任意の時間に与えられた無線周波数を用いた移動体端末の数は、無線周波数当たり利用可能な時間スロットの数（通常は８つの時間スロット）に限定される。
【００１９】
これに対して、パケット交換ネットワークは割当て無線周波数当たりのチャネル数には融通性がある。なぜなら、パケットデータの再結合性という性質のために１つの時間スロットが２つ以上の異なるチャネルを搬送することが可能であるからである。例えば、ＥＧＰＲＳにおいて、各チャネルは、各無線周波数において利用可能である時間スロットの全数に依存して単に時間スロットの一部分から最大いくつかの時間スロットまで占有することができる。従って、パケット交換ネットワークにおける任意の時間において与えられた無線周波数を用いる移動体端末の数は利用可能な時間スロットの数を超えても良い。従って、パケット交換ネットワークはそこで利用可能な付加的なパラメータをもち、チャネル品質、即ち、チャネル数やチャネル量をチューニングする。
【００２０】
図１は代表的なパケットデータ移動体無線ネットワーク１００の関連部分を図示している。パケットデータ移動体無線ネットワーク１００は複数のセル１０２を含んでおり、各セル１０２はそこに割当てられたそこで用いる複数の無線周波数をもっている。無線周波数は通常、予め定義された周波数割当て計画に従ってパケットデータ移動体無線ネットワーク１００によってセル１０２に割当てられる。各セル１０２はさらに、割当てられた無線周波数により複数の移動体端末（不図示）から、または、これらの端末に移動体の呼を送信／受信する少なくとも１つの基地無線局１０４を有している。基地局制御局１０６は少なくとも１つの基地無線局１０４の動作（例えば、ハンドオーバ、チャネル割当てなど）を制御する。基地局制御局１０６は次に、例えば、在圏ＧＰＲＳサポートノード（ＳＧＳＮ）とゲートウェイＧＰＲＳサポートノード（ＧＧＳＮ）とを含むパケットデータコアネットワーク１０８によって制御される。パケットデータコアネットワーク１０８は、パケットデータ移動体無線ネットワーク１００と、他の電話ネットワークとデータ通信ネットワークとの内少なくともいずれかとの間の移動体の呼を経路選択する。そのような他の電話ネットワークとデータ通信ネットワーク１１０との少なくともいずれかは、例えば、インターネットのような全球的なパケットデータネットワーク１１０を含んでも良い。
【００２１】
図２は本発明の幾つかの実施形態に従う基地無線局１０４を図示している。基地無線局１０４は、セル電力制御ユニット２００とセルチャネルスケジューラ２０２とを含む数多くの機能構成要素を有している。動作について言えば、パケットデータコアネットワーク１０８からの複数のパケット２０４は基地無線局１０４において受信され、そこで一時的に記憶される。それ以後、受信パケット２０４は、セル電力制御ユニット２００とセルチャネルスケジューラ２０２とを含む基地無線局１０４の機能構成要素によって処理される。処理されたパケット２０４はその後、１つ以上のトランシーバユニット２０６ａ〜２０６ｃを介して１つ以上の移動体端末２０８ａ〜２０８ｃに送信される。同様に、移動体端末２０８ａ〜２０８ｃから受信されるパケットはトランシーバユニット２０６ａ〜２０６ｃによって受信され、それ以後、基地無線局１０４によって処理され、パケットデータコアネットワーク１０８に転送される。
【００２２】
適切な同報或いは送信電力レベルは各チャネルに対して個別的に用いられても良いが、幾つかの実施形態では、パケット２０４はそのセルにおける全て或いは実質的に全てのチャネルについて等しい或いは共通の電力レベルを用いて移動体端末２０８ａ〜２０８ｃに同報或いは送信される。全ての或いは実質的に全てのチャネルについて共通の電力レベルで送信することはセル全体を通じてチャネル品質を改善する効果がある。この効果は、例えば、アーン・シモンソン（Ａｒｎｅ Ｓｉｍｏｎｓｓｏｎ）、マグナス・アルムグレン（Ｍａｇｎｕｓ Ａｌｍｇｒｅｎ）、マグナス・サーフェル（Ｍａｇｎｕｓ Ｔｈｕｒｆｊｅｌｌ）による“ＥＧＰＲＳのための電力制御及びスケジューリング概念（Ａ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｃｏｎｃｅｐｔ ｆｏｒ ＥＧＰＲＳ）”という表題の論文に記載されている。その論文では、最適のセルデータ速度とスループットとの少なくともいずれかに近くなることは、チャネル品質を調整することに関連して等しい或いは共通の電力レベルを用いることにより達成されることが説明されている。その論文はさらに、チャネル品質がチャネル割当て（即ち、与えられた移動体端末に利用可能な時間スロットの数を変更すること）、或いはチャネルスケジューリング（即ち、与えられた移動体端末に利用可能な１つの時間スロットの一部分を変更すること）、或いは、その両方を組み合わせたものとともに調整されることを説明している。
【００２３】
前述の実施形態では、等しい或いは共通の電力レベルを用いてチャネルの全て或いは実質的に全てが同報されたり送信されるが、別の実施形態では、全チャネルよりも少ない数のチャネルが、特定のパケットデータ無線ネットワークの要求に依存して、等しい或いは共通の電力レベルを用いて同報或いは送信されても良い。例えば、等しい或いは共通の電力レベルがチャネルグループ或いはユーザグループに対して適用されても良い。ユーザグループ或いはチャネルグループが、例えば、それらのサービス品質（ＱＯＳ）要求或いは他の類似の基準に基づいて定義されても良い。そのようなサービスグループに対して等しい或いは共通の電力レベルで送信することにより、そのサービスグループの個々の移動体端末に対して個々の電力レベルで送信することに比べてより放射される干渉波を低減することができる。この効果は上述の論文にも記述されており、そこでは、放射される相互チャネル（ｃｏ−ｃｈａｎｎｅｌ）干渉波がより小さくなることが達成される一方、各移動体端末に対するスケジュールされたチャネル品質を調整することに関連して等しい或いは共通の電力レベルを用いてチャネル品質を維持することができることが説明されている。
【００２４】
図３は本発明の幾つかの実施形態に従うセル電力制御ユニット２００を図示している。セル電力制御ユニット２００は、そこにはチャネル電力コントローラ３００を含む数多くの機能構成要素をもっている。チャネル電力コントローラ３００はセルにおける各チャネルの同報或いは送信電力を制御するために主として機能する。具体的には、チャネル電力コントローラ３００はセルに割当てられた無線周波数３０４ａ〜３０４ｃにおいて複数の時間スロット０〜７の夫々についての同報或いは送信電力を制御する。時間スロット（それ故に、そこにある何らかのチャネル）の同報或いは送信電力を制御する技術は当業者には知られたものであり、ここでは説明しない。なお、しかしながら、ここで参照によって組み込まれる上述した米国特許第５，５７４，９８２号に記載されているように、発生するかもしれない“パーティ（ｐａｒｔｙ）”効果を避けるために、電力制御を試みるときには注意が払われるべきである。
【００２５】
幾つかの実施形態において、セル電力制御ユニット２００は、セルにおけるチャネルについての等しい或いは共通の電力レベルを確立するために構成される電力制御アルゴリズム３０２（点線）を用いて、その機能を実行する。電力制御アルゴリズム３０２はこの等しい或いは共通の電力レベルを、例えば、セル或いはそのセルの一部分について測定されたパケットデータ負荷、或いは、他の類似のセル負荷測定に基づいて、決定する。例えば、幾つかの実施形態において、セル或いはそのセルの一部分についてのパケットデータ負荷が特定の高い或いは最大のレベルにあるなら、そのとき、電力制御アルゴリズム３０２によって生じる共通の或いは等しい電力レベルは特定の高い或いは最大の電力レベルであるかもしれない。或いは、セル或いはそのセルの一部分についてのパケットデータ負荷が特定の低い或いは最低のレベルにあるなら、そのとき、電力制御アルゴリズム３０２によって生じる共通の或いは等しい電力レベルは特定の低い或いは最低の電力レベルであるかもしれない。一般に、電力制御アルゴリズム３０２は最適のデータ速度とスループットとの内、少なくともいずれかに近いものが、セル或いはそのセルの一部分に対して達成されるように、パケットデータ負荷に対応する等しい或いは共通の電力レベルを決定する。
【００２６】
そのような等しい或いは共通の電力レベルが決定された後、チャネル電力コントローラ３００は、最近に決定された共通電力レベルに従って、セル内の幾つか、全て、或いは実質的に全てのチャネルについて同報或いは送信電力レベルを調整する。チャネル電力コントローラ３００は、セルに割当てられた無線周波数３０４ａ〜３０４ｃにおける各時間スロット０〜７についての電力レベルを調整することにより、これらの調整を行なう。
【００２７】
幾つかの実施形態において、セルにおいて測定されたパケットデータ負荷は、そのセルのチャネル利用度、１つ以上のパケットキュー測定、或いは両方の組み合わせの内のいずれかに基づいたもので良い。ここで用いる“チャネル利用度”という用語は、セルにあるチャネルが割当てられた無線周波数を用いている程度或いは度合いに言及したものである。例えば、チャネル利用度がフルであることは、割当てられた無線周波数の全ての時間スロットの１００％が現在用いられていることを意味している。幾つかの実施形態では、パケットデータ負荷の即時的な値は電力制御アルゴリズム３０２によって用いられても良い。他の実施形態においては、パケットデータ負荷の統計的に生じた値（例えば、時間的平均）が代わりに用いられても良い。さらに別の実施形態では、パケットデータ負荷の値は、所定の重み付け方式に従って１つ以上の基準に基づいたフィルタ或いは重み付けされた値でも良い。どんな場合でも、これ以後、パケットデータ負荷は電力制御アルゴリズム３０２に因子として取り入れられ、セルのチャネルについての等しい或いは共通の電力レベルを生じさせるのに用いられる。
【００２８】
幾つかの実施形態では、パケットデータ負荷を決定するのに用いられるチャネル利用度とパケットキュー測定とは、セルチャネルスケジューラ２０２の動作を監視することにより取得されるかもしれない。図４は本発明のこれらの実施形態に従うセルチャネルスケジューラ２０２を図示している。セルチャネルスケジューラ２０２は、パケットキュー４００とパケットキューコントローラ４０２とを含む数多くの機能構成要素をもっている。パケットキューコントローラ４０２はパケットキュー４００に格納されたパケット２０４のチャネルスケジューリングと割当てとを制御する。これに対して、パケットキュー４００は、パケットがキューコントローラ４０２によって配置されるまで、基地無線局１０４によって受信されたパケット２０４についての一時的な貯蔵所としての役目を果たす。
【００２９】
前述のように、パケットデータ移動体無線ネットワーク１００では、割当て無線周波数４０４当たりのチャネル数には柔軟性がある。従って、パケットキューコントローラ４０２によって割当てられスケジュールされるように、割当てられた無線周波数４０４の時間スロット０〜７各々は１つ以上の移動体端末によって共用されても良いし、或いは、１つ以上の時間スロットが１つの移動体端末によって用いられても良い。例えば、パケットキューコントローラ４０２は移動体端末Ａ〜Ｋについてパケットを次のように割当ててスケジュールしても良い。即ち、等しく時間スロット０を共用している移動体端末ＡとＢに送信されるパケット、排他的に時間スロット１を占有する移動体端末Ｃに送信されるパケット、時間スロット２を同じように共用している移動体端末Ｄ、Ｅ、Ｆに送信されるパケット、時間スロット３と４の両方を排他的に占有している移動体端末Ｇに送信されるパケット、時間スロット５をその時間スロットの大部分を用いる移動体端末Ｈと移動体端末Ｉとで不釣合いではあるが共用し、これらＨとＩに送信されるパケット、移動体端末Ｊが時間スロット６を部分的に占有し、残りの部分は未使用で残されるようになっており、このＪに送信されるパケット、最後に、時間スロットを排他的に占有している移動体端末Ｋに送信されるパケットがある。
【００３０】
なお、いくつかの実施形態において、各割当て無線周波数４０４は８つの時間スロット０〜７をもっているが、他の実施形態では異なる数の時間スロットが、パケットデータ移動体無線ネットワーク１００の特定の仕様に依存して、用いられることもあって良い。
【００３１】
前述のチャネル利用度（即ち、チャネル割当てとスケジューリング）は後に、セル或いはそのセルの一部分におけるパケットデータ負荷を決定するためにベースとして用いられても良い。そのようなチャネル利用度の情報は、セルチャネルスケジューラ２０２によって、例えば、公知の技術に従ってキューコントローラ４０２を監視することによって取得される。セルチャネルスケジューラ２０２はそれ以後、パケットデータ負荷を決定して良いし、或いは、パケットデータ負荷を決定するために、単純にチャネル利用度情報をセル電力制御ユニット２００に受け渡しても良い。このパケットデータ負荷の情報はセル電力制御ユニット２００の電力制御アルゴリズム３０２の因子として組み込まれる。電力制御アルゴリズム３０２はその後、上述のように、セル内の幾つか、全て、或いは実質的に全てのチャネルについての等しい或いは共通の電力レベルを決定する。
【００３２】
幾つかの実施形態では、チャネル利用度の情報の代わりに、パケットキュー４００におけるパケットの１つ以上の測定が、セル或いはそのセルの一部分におけるパケットデータ負荷を決定するためのベースとして用いられても良い。そのようなパケットキュー測定は、例えば、幾つか、全て、或いは実質的に全てのキューのキュー長、いずれか１つのキューの最大キュー長、幾つか、全て、或いは実質的に全てのキューについての平均或いは即時的キュー長の変化（即ち、キュー長の増加／減少）、幾つか、全て、或いは実質的に全てのキューにおけるパケットサイズの分布、いずれかのキューの最大パケットサイズ、及び他の類似のパケットキュー測定を含んでも良い。チャネル利用度の情報の場合のように、パケットキュー測定もまた、公知の技術に従ってパケットキュー４００の監視を通じて、セルチャネルスケジューラ２０２によって取得されても良い。セルチャネルスケジューラ２０２はそれ以後、パケットデータ負荷を決定して良いし、或いは、その測定をセル電力制御ユニット２００に受け渡して負荷決定をしても良い。
【００３３】
幾つかの実施形態においては、品質ウィンドウが実行されても良い。そのウィンドウ内では、共通セル電力は、セル或いはそのセルの一部分について、適切なデータ速度或いはスループットの内少なくともいずれかが得られる結果となる。図５は、２つの代表的なタイプのデータ変調、ＧＭＳＫ（ガウシアン最小シフトキーイング）と８−ＰＳＫ（８相シフトキーイング）についてのデータ速度対Ｃ／Ｉのグラフを図示している。ここで、ＧＭＳＫと８−ＰＳＫとは代表的な品質ウィンドウを定義するために用いられても良い。そのグラフの横軸はＣ／ＩをｄＢの単位で表現しており、Ｃ／Ｉは同報或いは送信電力を反映しているかもしれない。一方、縦軸はデータ速度をｋｂｐｓ／時間スロットの単位で表現している。なお、図５に図示されたグラフはただ、ＧＰＲＳネットワークについてコンピュータシミュレーションデータに基づいたものであり、実際のデータに基づいたものではない。
【００３４】
そこに示されているように、ある一定の地点より上では、Ｃ／Ｉを増加させることによって（例えば、同報或いは送信電力の増加によって）得られるチャネルデータ速度の利得はほとんどないか、まったくない。ＧＭＳＫ変調に関しては、その点はデータ速度が約２０ｋｂｐｓ／時間スロットの当たりに見出され、８−ＰＳＫ変調に関しては、その点はデータ速度が約６０ｋｂｐｓ／時間スロットの当たりに見出される。同様に、ある一定の地点より下では、同報或いは送信電力を減少させるよりもチャネルデータ速度を減少させる（例えば、チャネル当たりの時間スロットの数を減らす）ことがより良い。この点は、送信電力消費を最小にするためには、データ速度が８ｋｂｐｓ／時間スロットの当たりになるのが良い。他のチャネルへの干渉を最小にするために、この点はデータ速度が１４ｋｂｐｓ／時間スロット当たりに位置するかもしれない。（上述の“ＥＧＰＲＳのための電力制御及びスケジューリング概念（Ａ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ Ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｃｏｎｃｅｐｔ ｆｏｒ ＥＧＰＲＳ）”という表題の論文を参照されたい。）従って、ＧＭＳＫに関しては、品質ウィンドウの下限と上限の範囲は約７〜２０ｋｂｐｓ／時間スロットであると良く、８−ＰＳＫについては約１４〜６０ｋｂｐｓ／時間スロットであると良い。
【００３５】
なお、データ速度はｋｂｐｓ／時間スロットで記載されている。従って、データ速度に関して、例えば、７ｋｂｐｓ／時間スロットとすれば、例えば、２つの時間スロットを占有するチャネルは、全チャネルのデータ速度は１４ｋｂｐｓとなるが、１時間スロットの半分を占有するチャネルはチャネルデータ速度は３．５ｋｂｐｓである。
【００３６】
前述のデータ地点は、セルの幾つか、全て、或いは実質的に全てのチャネルについて等しい或いは共通の電力レベルを決定するための電力制御アルゴリズム３０２に因子として取り入れられるかもしれない品質ウィンドウの上限と下限として実現されると良い。例えば、セルの幾つか、全て、或いは実質的に全てのチャネルについてのデータ速度を決定する時、もし、何らかのチャネルがその品質ウィンドウの外側になってしまうデータ速度をもっているなら、そのとき、電力制御アルゴリズム３０２により、影響を受ける移動体端末への同報或いは送信電力が共通の電力レベルに相対的に調整（例えば、増加或いは減少）され、そのチャネルデータ速度をウィンドウ内にもってくるようにする。個々のチャネルデータ速度は、例えば、公知の技術に従って基地無線局１０４によって決定されても良い。
【００３７】
別の実施形態では、チャネルデータ速度の代わりに、品質ウィンドウが、１つ以上の他の知られたチャネル品質の測定方法に基づいて実現されても良い。例えば、再び図５を参照すると、品質ウィンドウの上限と下限とはＣ／Ｉに基づいていて良い。そのような構成の下では、品質ウィンドウの上限から下限の範囲はＧＭＳＫについてはおおよそ７〜２５ｄＢのあたりに見出され、８−ＰＳＫについてはおおよそ７〜３５ｄＢのあたりに見出される。従って、個々のチャネルについてのＣ／Ｉが（例えば、基地無線局１０４により）その品質ウィンドウの外側になるか、或いは外側に遷移するように判断されるなら、そのとき、電力制御アルゴリズム３０２により、影響を受ける移動体端末への同報或いは送信電力レベルが共通の電力レベルに相対的に調整され、そのＣ／Ｉをウィンドウ内に戻すようにする。
【００３８】
さらに別の実施形態では、与えられたチャネルについての同報或いは送信電力レベルが、ユーザについてのサービス品質のプロファイルに基づいて予め定義されたオフセットによって調整されても良い。例えば、一定のチャネルデータ速度或いは一定のＣ／Ｉを必要とするユーザは、自分の特定の移動体端末に送信されるパケットに関し共通のセル電力レベルに相対的に適用される予め定義されたオフセットをもっており、その要求したサービス品質を保証しても良い。
【００３９】
前述の説明では、ダウンリンクチャネル或いは移動体端末に送信されるパケットを搬送するチャネルに関与する本発明の実施形態に焦点を合わせていた。しかしながら、本発明はこれによって限定されるものではなく、幾つかの実施形態では、ここで教示されたことはまた、アップリンクチャネルにも適用される。言い換えると、電力制御アルゴリズム３０２に機能上は類似した電力制御アルゴリズムが移動体端末の電力制御のために基地無線局１０４に実施されても良い。その場合には、パケットキュー測定情報は限定されるかもしれないが、チャネル利用度の情報は確かに移動体端末電力制御アルゴリズムに用いられるのに利用可能である。
【００４０】
図６は本発明の代表的な１実施形態に従う電力制御の方法６００を図示している。方法６００は、セルの幾つか、全て、或いは実質的に全てのチャネルについて等しい或いは共通の電力レベルを実現することにより、パケットデータ移動体無線ネットワークのセルにおけるセルのチャネル品質を改善するために用いられる。ステップ６０１において、セル或いはそのセルの一部分についてのパケットデータ負荷が、チャネル利用度、パケットキュー測定、或いは、両方の組み合わせのいずれかを用いて測定される。電力制御アルゴリズムは、ステップ６０２において、そのパケットデータ負荷に基づいて、セルの幾つか、全て、或いは実質的に全てのチャネルについて等しい或いは共通の、同報或いは送信電力レベルを決定する。そのようなパケットデータ負荷は、パケットデータ移動体無線ネットワークの特定の要求に依存して、即時的なパケットデータ負荷でも良いし、或いは、それに重み付けがなされたものでも良い。ステップ６０３では、等しい或いは共通の電力レベルが、セルの幾つか、全て、或いは実質的に全てのチャネルについて実現される。ステップ６０４では、セルの何らかのチャネルが品質ウィンドウの外側にあるかどうかに関しての判断がなされる。その品質ウィンドウは、チャネルデータ速度、Ｃ／Ｉ、或いは別の類似の品質測定のようなチャネル品質測定に基づいていても良い。ステップ６０４での判断が肯定（Ｙｅｓ）であれば、ステップ６０５では、影響を受ける移動体端末についての同報或いは送信電力が共通のセル電力に相対的に調整され、付加的な判断のためにステップ６０４に戻る。これに対して、その判断が否定的なもの（Ｎｏ）であれば、始めのステップ６０１に戻る。
【００４１】
本発明を種々の実施形態を示して説明したが、本発明の原理や教示することから逸脱することなく、変更がこれらの実施形態に対してなされても良いことが当業者には認識されるであろう。また、本発明の範囲は添付の請求の範囲によって定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
代表的な移動体無線ネットワークの関連部を図示している。
【図２】
本発明のいくつかの実施形態に従う基地無線局を図示している。
【図３】
本発明のいくつかの実施形態に従うセル電力制御ユニットを図示している。
【図４】
本発明のいくつかの実施形態に従うセルチャネルスケジューラを図示している。
【図５】
時間スロットデータ速度対Ｃ／Ｉのグラフを図示している。
【図６】
本発明のいくつかの実施形態に従う方法を図示している。

Claims (43)

1. パケットデータ移動体無線ネットワークのセルにおける送信電力を制御する方法であって、
   前記セルにおけるパケットデータの負荷を測定する工程と、
   前記パケットデータの負荷に基づいて共通送信電力を決定する工程と、
   前記共通送信電力を前記セルの複数のチャネルに適用する工程とを有することを特徴とする方法。
2. 前記複数のチャネルは、前記セルの実質的に全てのセルを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記複数のチャネルは、そこからのサービス品質の要求に基づいて定義されたチャネルのグループを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記複数のチャネルは、そこからのサービス品質の要求に基づいて定義されたユーザのグループを含むことを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記複数のチャネルは、ダウンリンクチャネルを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記複数のチャネルは、アップリンクチャネルを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記パケットデータの負荷は、１つ以上の所定の基準に従って重み付けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記共通送信電力は、個々のユーザのサービス品質のプロファイルに基づいて予め定義されたオフセットで調整されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 前記パケットデータの負荷は、チャネル利用度に基づいていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記パケットデータの負荷は、予め定義された時間にわたり統計的に引き出されたものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記パケットデータの負荷は、パケットキュー測定に基づいていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 前記パケットキュー測定は、全キューの長さを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記パケットキュー測定は、最長のキューを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 前記パケットキュー測定は、キューの長さの変化を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
15. 前記パケットキュー測定は、パケット長の分布を含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
16. 前記パケットキュー測定は、最長のパケットを含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
17. 前記複数のチャネルについての無線リンク品質を測定し、予め定義された品質ウィンドウの外にある無線リンク品質レベルをもつチャネルについて前記共通送信電力を調整する工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
18. 前記無線リンク品質は、チャネルデータ速度を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 前記無線リンク品質は、搬送波対干渉波比を含むことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
20. 前記品質ウィンドウは、ＧＭＳＫについては約７〜２０ｋｂｐｓ／時間スロット、そして、８−ＰＳＫについては約１４〜６０ｋｂｐｓ／時間スロットの上限から下限までのチャネルデータ速度によって定義されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
21. 前記品質ウィンドウは、ＧＭＳＫについては約７〜２５ｄＢ、そして、８−ＰＳＫについては約７〜３５ｄＢの上限から下限までの搬送波対干渉波比によって定義されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
22. パケットデータ移動体無線ネットワークのセルにおける送信電力を制御するシステムであって、
    基地無線局と、
    前記セルにおけるパケットデータ負荷を測定するのに構成された前記基地無線局におけるチャネルスケジューラと、
    前記チャネルスケジューラに接続され、電力制御アルゴリズムを有した電力制御ユニットとを有し、
    前記電力制御アルゴリズムは、前記パケットデータ負荷に基づいて共通送信電力を決定するために構成され、
    前記電力制御ユニットは、前記共通送信電力を前記セルの複数のチャネルに適用するために構成されていることを特徴とするシステム。
23. 前記複数のチャネルは、前記セルの実質的に全てのセルを含むことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
24. 前記複数のチャネルは、そこからのサービス品質の要求に基づいて定義されたチャネルのグループを含むことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
25. 前記複数のチャネルは、そこからのサービス品質の要求に基づいて定義されたユーザのグループを含むことを含むことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
26. 前記複数のチャネルは、ダウンリンクチャネルを含むことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
27. 前記複数のチャネルは、アップリンクチャネルを含むことを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
28. 前記パケットデータの負荷は、１つ以上の所定の基準に従って重み付けられることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
29. 前記電力制御プログラムはさらに、個々のユーザのサービス品質のプロファイルに基づいて予め定義されたオフセットで前記共通送信電力を調整するために構成されることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
30. 前記チャネルスケジューラは、前記パケットデータ負荷をはチャネル利用度に基づいて測定することを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
31. 前記パケットデータの負荷は、予め定義された時間にわたり統計的に引き出されたものであることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
32. 前記チャネルスケジューラは、前記パケットデータの負荷をパケットキュー測定に基づいて測定することを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
33. 前記パケットキュー測定は、全キューの長さを含むことを特徴とする請求項３２に記載のシステム。
34. 前記パケットキュー測定は、最長のキューを含むことを特徴とする請求項３２に記載のシステム。
35. 前記パケットキュー測定は、キューの長さの変化を含むことを特徴とする請求項３２に記載のシステム。
36. 前記パケットキュー測定は、パケット長の分布を含むことを特徴とする請求項３２に記載のシステム。
37. 前記パケットキュー測定は、最長のパケットを含むことを特徴とする請求項３２に記載のシステム。
38. 前記基地無線局は、前記複数のチャネルについての無線リンク品質を測定するように構成され、
    前記電力制御アルゴリズムはさらに、予め定義された品質ウィンドウの外にある無線リンク品質レベルをもつチャネルについて前記共通送信電力を調整するために構成されることを特徴とする請求項２２に記載のシステム。
39. 前記無線リンク品質は、チャネルデータ速度を含むことを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
40. 前記無線リンク品質は、搬送波対干渉波比を含むことを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
41. 前記品質ウィンドウは、ＧＭＳＫについては約７〜２０ｋｂｐｓ／時間スロット、そして、８−ＰＳＫについては約１４〜６０ｋｂｐｓ／時間スロットの上限から下限までのチャネルデータ速度によって定義されることを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
42. 前記品質ウィンドウは、ＧＭＳＫについては約７〜２５ｄＢ、そして、８−ＰＳＫについては約７〜３５ｄＢの上限から下限までの搬送波対干渉波比によって定義されることを特徴とする請求項３８に記載のシステム。
43. パケットデータ移動体無線ネットワークのセルにおける送信電力を制御する方法であって、
    チャネル利用度とパケットキュー測定の内、所定の１つのものに基づいて、前記セルにおけるパケットデータの負荷を測定する工程と、
    前記パケットデータの負荷に基づいて共通送信電力を決定する工程と、
    前記共通送信電力を前記セルの複数のチャネルに適用する工程と、
    前記セルにおける前記複数のチャネルについて無線リンク品質を測定する工程と、
    チャネルデータ速度と搬送波対干渉波比の内、所定の１つのものに基づいて定義される品質ウィンドウの外側にある無線リンク品質レベルをもつチャネルについて前記共通送信電力を調整する工程とを有することを特徴とする方法。

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