JP2006121758A - ポイントツーマルチポイント物理チャネルの電力制御 - Google Patents

Abstract

【課題】 ポイントツーマルチポイント（ｐｏｉｎｔ ｔｏ ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ、ＰｔＭ）サービスの適応電力制御を提供する。
【解決手段】 データが、特定のチャネルを介して送信器（５４）から複数の受信器（５６）に送信される。特定のチャネルが、複数の受信器で受信される。受信器のそれぞれは、測定された受信品質および各受信器の受信品質要件に基づく電力制御情報（５２）を送信器に送信する。送信器（３８）は、各受信器からの電力制御情報を使用し、特定のチャネルの送信電力レベルを調整し、その結果、受信器のいずれかがその受信器の品質要件を満たすために送信電力レベルの増加を要求する場合に、送信電力レベルが増やされ、すべての受信器がその品質要件を超える場合に、送信電力レベルが減らされるようにする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、無線通信に関する。具体的には、本発明は、ポイントツーマルチポイント（ｐｏｉｎｔ ｔｏ ｍｕｌｔｉｐｏｉｎｔ、ＰｔＭ）サービスの電力制御に関する。

無線通信システムでポイントツーマルチポイントサービスを使用することに対する要望が高まっている。ポイントツーマルチポイント（ＰｔＭ）サービスでは、１つのサービスが、基地局などの単一の点から、複数の無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）などの複数の点に送られる。ポイントツーマルチポイントサービスの例が、マルチメディアブロードキャストおよびマルチキャストサービスである。

従来のポイントツーポイント（ＰｔＰ）サービスでは、電力制御によって、無線リソースの効率的な使用が可能になる。電力制御によって、特定の無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）が、所望のサービス品質（ＱｏＳ）でＰｔＰサービスを受信し、他のＷＴＲＵへの干渉を最小にすることができるようになる。

３ＧＰＰ（ｔｈｉｒｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ ｐｒｏｊｅｃｔ）などのＰｔＰでは、ＷＴＲＵの専用ダウンリンク物理チャネルが電力制御される場合に、そのＷＴＲＵは、通常、専用物理チャネルの受信ブロック誤り率（ＢＬＥＲ）に基づいてターゲット信号対干渉比（ＳＩＲ）を判定する。ＷＴＲＵは、受信した専用物理チャネルのＳＩＲを推定する。ＳＩＲを判定する手法の１つが、ＩＳＣＰ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｄｅ ｐｏｗｅｒ）に対するＲＳＣＰ（ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｄｅ ｐｏｗｅｒ）の比としてである。

ＷＴＲＵが、ＳＩＲターゲット値が受信ＳＩＲ値の計算された推定値より大きいと判定する場合に、ＷＴＲＵは、ダウンリンク専用チャネルの送信電力を増やすように、ＴＰＣ（ｔｒａｎｓｍｉｔ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ）コマンドを介して基地局に知らせる。ＳＩＲターゲット値が受信ＳＩＲ計算推定値より小さい場合には、ＤＬ送信電力を減らすＴＰＣコマンドが生成される。

ＰｔＭサービスを潜在的にサポートするために現在提案されているチャネルの１つが、ＦＡＣＨ（ｆｏｒｗａｒｄ ａｃｃｅｓｓ ｃｈａｎｎｅｌ）である。ＦＡＣＨは、セル全体へのチャネルブロードキャストであり、ＦＡＣＨは、セル内のすべてのユーザがＦＡＣＨを受信できる電力レベルに維持される。その結果、適応電力制御機構は、ＦＡＣＨには使用されない。ＦＡＣＨ電力制御の欠如に関連する問題の１つは、ＦＡＣＨを介して送られる高データレートサービスが、かなりの干渉を生成することである。ＦＡＣＨ送信電力レベルは、セルの周辺にあるＷＴＲＵが許容可能な品質で高データレートサービスを受信できる電力レベルにセットされる必要がある。

したがって、ＰｔＭサービスの適応電力制御を有することが望ましい。

データは、特定のチャネルを介して送信器から複数の受信器に送信される。特定のチャネルが、複数の受信器で受信される。受信器のそれぞれが、測定された受信品質および各受信器の受信品質要件に基づく電力制御情報を送信器に送信する。送信器は、各受信器からの電力制御情報を使用し、特定のチャネルの送信電力レベルを調整し、その結果、受信器のいずれかが、その受信器品質要件を満たすために送信電力レベルの増加を要求する場合に、送信電力レベルが上げられ、すべての受信器がその品質要件を超える場合に、送信電力レベルが下げられるようにする。

好ましい実施形態を、３ＧＰＰ（ｔｈｉｒｄ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ ｐｒｏｇｒａｍ）Ｗ−ＣＤＭＡ（ｗｉｄｅｂａｎｄ ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ）システムに関して説明するが、これらの実施形態は、ＰｔＭサービスを使用するすべての無線システムに適用可能である。

本発明を、図面を参照して説明するが、図面では、類似する符号が、図面全体を通じて類似する要素を示す。以下では、無線送受信ユニット（ＷＴＲＵ）に、ユーザ機器、移動局、固定サブスクライバユニット、移動サブスクライバユニット、ページャ、または無線環境で動作できるすべての他のタイプのデバイスが含まれるが、これに制限はされない。以下で参照される場合に、基地局に、基地局、Ｎｏｄｅ−Ｂ、サイトコントローラ、アクセスポイント、または無線環境内の他のインターフェース用デバイスが含まれるが、これに制限はされない。

本発明を、この後で、３つの異なる全般的な実施形態について説明する。第１の実施形態では、ＰｔＭサービスを受信する各ＷＴＲＵが、ＰｔＭサービスのサポートに使用される関連する専用チャネルを有する。第２の実施形態では、ＰｔＭサービスを受信する各ＷＴＲＵが、サービスのサポートに使用される専用チャネルを有しない。第３の実施形態では、サービスをサポートするのに使用される専用チャネルを有するユーザと、そうでないユーザがある。

図１は、関連する専用チャネルが使用可能な場合のＰｔＭサービスの適応電力制御を示す流れ図である。図２は、そのようなサービスを送信し、受信する、基地局５４およびＷＴＲＵ ５６の単純化されたブロック図である。ＰｔＭサービスデータは、共用チャネル、Ｗ−ＣＤＭＡについて提案された高速共用チャネル、または共通チャネルなどのさまざまなチャネルの１つを介して送信することができる。ＰｔＭサービスに関して、サービスについて登録された複数のＷＴＲＵ ５６が、ＰｔＭチャネルを介して同時にそのサービスを受信する。

ステップ２０で、ＰｔＭサービスエリアに入り、そのサービスについて登録されているＷＴＲＵ ５６ごとに、アップリンクおよびダウンリンクの専用物理チャネルを確立する。専用物理チャネルは、独立とするか、制御用およびデータ用の別々の専用物理チャネルからなるものとするか、物理制御チャネルだけとすることができる。

図２からわかるように、ＰｔＭチャネルに関連するダウンリンク（ＤＬ）専用チャネルについて、ＤＬ専用チャネル送信器３０が、そのチャネルを作成する。増幅器が、ＤＬ専用チャネルの送信電力レベルを調整し、アンテナ４２またはアンテナアレイが、無線インターフェース４４を介してＤＬ専用チャネルを放射する。ＷＴＲＵ ５６では、ＷＴＲＵアンテナ４６に結合されたＤＬ専用チャネル受信器５０が、チャネルを受信する。

ステップ２２で、各ＷＴＲＵ ５６が、受信信号対干渉比（ＳＩＲ）などのＤＬ専用チャネルの受信品質を推定する。ＳＩＲは、ＤＬ専用物理チャネルに関連するＲＳＣＰ（ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｄｅ ｐｏｗｅｒ）およびＩＳＣＰ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｓｉｇｎａｌ ｃｏｄｅ ｐｏｗｅｒ）を使用して測定することができる。推定受信品質を、ターゲットＳＩＲなどのターゲット受信品質と比較する。この比較に基づいて、ＴＰＣ（ｔｒａｎｓｍｉｔ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ）コマンドが、ＴＰＣコマンドジェネレータ５２によって生成される。ＴＰＣコマンドが、アップリンク専用チャネルを使用して、または共通アップリンクチャネル上のレイヤ３メッセージとして、基地局５４に送信される。

基地局５４のＴＰＣ受信器４０が、コマンドを受信する。ＴＰＣコマンドは、所望のサービス品質（ＱｏＳ）に関する、ターゲットＳＩＲおよびブロック誤り率（ＢＬＥＲ）要件などのターゲット受信レベルを達成するために、ＤＬ専用チャネルの送信電力を調整するのに使用される。ＤＬ専用チャネルの電力増幅器３４が、それ相応に変更される。

電力制御されるＰｔＭ物理チャネルごとにまたは物理チャネルの組ごとに、基地局機器は、特定のＷＴＲＵ ５６のどれがどの特定のＰｔＭチャネルを受信するかのデータベースを維持する。各ＰｔＭチャネルに関連するＷＴＲＵ ５６のグループを、ＰｔＭグループ（ＰｔＭ−Ｇ）と称する。１つのＷＴＲＵ ５６が、複数のＰｔＭ−Ｇのメンバになることができる。

各ＷＴＲＵのＤＬ専用チャネルのまたは専用チャネルの組の送信電力は、そのＷＴＲＵ ５６のめいめいのＱｏＳ要件を達成するのに必要な最小の必要な電力に調整される。ステップ２６で、ＷＴＲＵ ５６ごとに、ＰｔＭ物理チャネルのまたは物理チャネルの組の送信電力が、ＰｔＭ−Ｇ内の関連するＤＬ専用チャネルの現在の送信電力から導出されることが好ましい。ＰｔＭ−ＧのＷＴＲＵ ５６の必要なＰｔＭチャネル電力を判定する手法の１つが、式１または式２に従うことである。

ＰｔＭ＿ＴｘＰｗｒ＝ＤＬ＿ＤｃｈＰｗｒ＋ＰｔＭ＿Ｐｏｗｅｒ＿Ｏｆｆｓｅｔ
式１
ＰｔＭ＿ＴｘＰｗｒ＝ＤＬ＿ＤｃｈＰｗｒ＊ＰｔＭ＿Ｐｏｗｅｒ＿Ｒａｔｉｏ
式２
ＰｔＭ＿ＴｘＰｗｒは、そのＷＴＲＵ ５６のＰｔＭチャネルの所望の送信電力である。ＤＬ＿ＤｃｈＰｗｒは、ＴＰＣコマンドおよび構成されたＴＰＣステップサイズに従って調整された、そのＷＴＲＵのＤＬ専用チャネルの送信電力である。ＰｔＭ＿Ｐｏｗｅｒ＿Ｏｆｆｓｅｔは、コードレート、ＱｏＳなど、ＤＬ専用チャネルとＰｔＭチャネルの間の差に関する訂正のための調整である。ＰｔＭ＿Ｐｏｗｅｒ＿Ｒａｔｉｏは、ＤＬ専用チャネルとＰｔＭチャネルの間の差に関する訂正のための比率である。

ＰｔＭ電力オフセットおよびＰｔＭ電力比は、ＰｔＭ電力オフセットに関する式３およびＰｔＭ＿Ｐｏｗｅｒ＿Ｒａｔｉｏに関する式４に示された複数の要因を使用して導出されることが好ましい。

ＰｔＭ＿Ｐｏｗｅｒ＿Ｏｆｆｓｅｔ＝ＲｅｌＤｃｈ＋ＲｅｌＴＦ＋ＲｅｌＱｏＳ＋Ｘ
式３
ＰｔＭ＿Ｐｏｗｅｒ＿Ｒａｔｉｏ＝ＲｅｌＤｃｈ＊ＲｅｌＴＦ＊ＲｅｌＱｏｓ＊Ｘ
式４
ＲｅｌＤｃｈは、専用チャネルとＰｔＭチャネルの間の電力オフセットの間で訂正するためにオペレータによって構成される係数である。ＲｅｌＴＦは、専用チャネルとＰｔＭチャネルの間のトランスポートデータブロックセットサイズおよびコーディングレートの差を補償するための係数である。ＲｅｌＱｏＳは、専用チャネルとＰｔＭチャネルの間のＢＬＥＲ要件の間で補償するための係数である。Ｘは、適用可能な他の相対送信電力オフセット／比に関する全般的な係数である。

ＰｔＭ送信電力（ＰｔＭ＿Ｔｘ＿Ｐｗｒ＿ＰｔＭ−Ｇ）は、式６に従って、ＰｔＭ−Ｇ内で最大のＷＴＲＵ ＰｔＭ送信電力要求を判定することによって計算される。

ＰｔＭ＿Ｔｘ＿Ｐｗｒ＿ＰｔＭ−Ｇ＝ＭＡＸ（ＰｔＭ＿ＴｘＰｗｒ（ＷＴＲＵ））
式６
ＰｔＭ＿ＴｘＰｗｒ（ＷＴＲＵ）は、ユーザのグループ、グループＧごとの、判定されたＰｔＭ送信電力レベルＰｔＭ＿ＴｘＰｗｒの組である。ＭＡＸ（ＰｔＭ＿ＴｘＰｗｒ（ＷＴＲＵ））は、このグループの最大のＰｔＭ送信電力レベルである。グループ内のＷＴＲＵ ５６によって要求された最大のＰｔＭ送信電力レベルを使用することによって、ステップ２８で、グループ内の他のすべてのＷＴＲＵ ５６（より低いＰｔＭ送信電力を要求する）が、ＰｔＭ信号を受信できることが保証される。ＰｔＭ送信電力は、最適性能のために、他の時間期間の中でも、スロット、ラジオフレーム、または送信時間間隔（ＴＴＩ）の基礎で再計算し、調整することができる。

ＰｔＭ送信器（Ｘｍｉｔｔｅｒ）３２が、ＰｔＭチャネルを作成する。送信電力計算デバイス３８が、電力増幅器３６の利得を調整することによるなど、ＰｔＭチャネルの送信電力を所望の送信電力レベルに調整する。基地局の送信電力レベルは、最高のＷＴＲＵ送信電力要求に従って調整される。グループ内のすべてのＷＴＲＵ ５６からのＴＰＣコマンドが、電力調整を決定するために処理される。本質的に、ＰｔＭの送信電力を増やすには、単一のＷＴＲＵ ５６が送信電力の増加を要求することだけで十分である。送信電力を減らすためには、グループ内のすべてのＷＴＲＵ ５６が、電力の減少を要求する必要がある。

式７は、ＰｔＭ送信の電力調整を決定する１つの可能な式である。

Ｎｅｗ＿ＰｔＭ＿Ｐｏｗｅｒ＿ＰｔＭ−Ｇ＝Ｃｕｒｒｅｎｔ＿ＰｔＭ＿Ｐｏｗｅｒ＿ＰｔＭ−Ｇ＋Ｐｔｐｃ＋Ｐｂａｌ
式７
Ｃｕｒｒｅｎｔ＿ＰｔＭ＿Ｐｏｗｅｒ＿ＰｔＭ−Ｇは、現在のＰｔＭ送信電力である。Ｐｔｐｃは、ステップサイズによる増加または減少のいずれかである。Ｐｔｐｃ調整は、構成された電力制御ステップサイズ（０．５、１、１．５、または２ｄＢ）であることが好ましく、これによって、受信されたＴＰＣコマンドに基づいて送信電力レベルが増加または減少される。Ｐｂａｌは、共通の基準電力に向かってバランスをとるための任意選択の訂正である。

図３は、専用チャネルがＰｔＭサービスをサポートするのに使用可能でないか、使用されない場合の、ＰｔＭサービスの適応電力制御の流れ図である。図４は、そのようなサービスを送信し、受信する、基地局５４およびＷＴＲＵ ５６の単純化されたブロック図である。

ＰｔＭ送信器（Ｘｍｉｔｔｅｒ）が、ＰｔＭチャネルを作成する。ＰｔＭチャネルの送信電力レベルが、増幅器３６によるなど、制御される。最初のＰｔＭ送信電力レベルは、完全なセルカバレッジを可能にする、オペレータによって事前に構成される電力レベル、または、ＰｔＭグループ内のＷＴＲＵ ５６のＲＳＣＰおよびＩＳＣＰの測定に基づくものとすることができる。ＰｔＭチャネルは、基地局５４のアンテナ４２またはアンテナアレイによって、無線インターフェース４４を介して放射される。ＰｔＭチャネルは、ＰｔＭサービスに関連する各ＷＴＲＵ ５６のアンテナ４６によって受信される。ＰｔＭ受信器が、ＰｔＭチャネルからデータを回復する。

ＴＰＣコマンドジェネレータが、ＰｔＭの基地局５４にＴＰＣコマンドを送信する。ステップ５８および６０で、ＴＰＣコマンドは、グループ内のＷＴＲＵ ５６のうちの複数によって受信されるチャネルなど、ＷＴＲＵ ５６によって受信されたＰｔＭチャネルまたは別のチャネルのＳＩＲに基づくものとすることができる。ＳＩＲは、測定されたチャネルのＲＳＣＰ値およびＩＳＣＰ値、経路損失、および／またはＢＬＥＲを使用して導出することができる。

これらの測定（ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）を得るのに好ましい技法の１つが、物理制御シグナリングを使用することである。ＲＳＣＰ、ＩＳＣＰ、および／または経路損失などの測定は、物理制御シグナリングで直接に、またはアップリンク共通チャネル送信のＬ２ヘッダ情報内で、シグナリングされる。この手順は、ＰｔＭチャネルの最初の電力をセットする手順に似ている。測定値アップロードは、ＷＴＲＵへのアップリンクチャネルの可用性に応じて、「ベストエフォート」ベースで提供されることが好ましい。たとえば、アップリンク共通チャネルの送信の「永続性（ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｃｙ）」表示および「アクセスサービスクラス」パーティショニングを使用することができる。

式８は、ＰｔＭ送信電力ＰｔＭ＿ＴｘＰｗｒを計算する、この共通チャネルと共に使用される１つの可能な式である。

ＰｔＭ＿ＴｘＰｗｒ＝ＤＬ＿ＰｔＭ＿Ｐｗｒ＊ａ＊（ターゲットＲＳＣＰ／ＩＳＣＰ）／（測定された（ＲＳＣＰ／ＩＳＣＰ））
式８
ＤＬ＿ＰｔＭ＿Ｐｗｒは、前のＰｔＭ送信電力設定である。「ａ」は、ＲＳＣＰ／ＩＳＣＰ比をもたらすオペレータ制御の係数である。代替として、式８のＲＳＣＰ／ＩＳＣＰ比を経路損失に置換することができる。

ステップ６２で、基地局５４のＴＰＣ受信器が、ＴＰＣコマンドを受信する。受信したＴＰＣコマンドを使用して、送信電力計算デバイスが、基地局５４の送信電力レベルを調整する。基地局の送信電力レベルは、最大のＷＴＲＵ送信電力要求に従って調整される。グループ内のすべてのＷＴＲＵ ５６からのＴＰＣコマンドを処理して、電力調整を決定する。本質的に、ＰｔＭの送信電力を増やすには、単一のＷＴＲＵ ５６が送信電力の増加を要求することだけで十分である。送信電力を減らすためには、ステップ６４で、グループ内のすべてのＷＴＲＵ ５６が、電力の減少を要求する必要がある。

もう１つの実施形態で、ＷＴＲＵ ５６の一部が、ＰｔＭチャネルの電力制御に使用される専用チャネルを有し、他のＷＴＲＵが、これを有しない。そのような実施形態では、図３および４に従うなど、専用チャネルを使用せずに電力制御を実行することができる。しかし、専用チャネルを有するＷＴＲＵ ５６が、これらのチャネルを使用してＴＰＣコマンドを生成し、専用チャネルを有しないＷＴＲＵ ５６が、ＰｔＭチャネルまたはグループ内の複数のＷＴＲＵ ５６に共通のチャネルなどの他のチャネルを使用して、ＴＰＣコマンドを生成することが好ましい。基地局５４は、特定のＰｔＭグループ内のすべてのＷＴＲＵからのコマンドに基づいて、送信電力レベルを設定する。本質的に、ＰｔＭの送信電力を増やすには、単一のＷＴＲＵ ５６が送信電力の増加を要求することだけで十分である。送信電力を減らすためには、ステップ６４で、グループ内のすべてのＷＴＲＵ ５６が、電力の減少を要求する必要がある。

関連する専用チャネルを使用するＰｔＭサービスの電力制御を示す流れ図である。 関連する専用チャネルを使用するＰｔＭサービスの電力制御のための基地局およびＷＴＲＵを示す単純化された図である。 関連する専用チャネルを使用しないＰｔＭサービスの電力制御を示す流れ図である。 関連する専用チャネルを使用しないＰｔＭサービスの電力制御のための基地局およびＷＴＲＵを示す単純化された図である。

符号の説明

５４ 基地局
３０ ＤＬ専用チャネル送信器
３２ ＰｔＭ送信器
３８ 送信電力計算デバイス
４０ ＴＰＣ受信器
４４ 無線インターフェース
４８ ＰｔＭ受信器
５０ ＤＬ専用チャネル受信器
５２ ＴＰＣコマンドジェネレータ

Claims (8)

1. 無線通信システムでデータを転送する方法であって、
   特定のチャネルを介して送信器から複数の受信器にデータを送信するステップと、
   前記複数の受信器で前記特定のチャネルを受信するステップと、
   前記受信器のそれぞれが、測定された受信品質および各受信器の受信品質要件に基づく電力制御情報を前記送信器に送信するステップと、
   前記送信器が、各受信器からの前記電力制御情報を使用し、受信器のいずれかがその受信器品質要件を満たすために前記送信電力レベルの増加を要求する場合に前記特定のチャネルの送信電力レベルを増やし、すべての受信器がその品質要件を超える場合に前記送信電力レベルを減らすように、前記送信電力レベルを調整するステップと
   を備えることを特徴とする方法。
2. 前記特定のチャネルは、共用チャネルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記特定のチャネルは、高速共用チャネルであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 各受信器によって送信される前記電力制御情報は、送信電力制御コマンドであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記測定された受信品質は信号対干渉比であり、前記受信器品質要件はターゲット信号対干渉比であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記測定された受信品質は、前記特定のチャネルの受信品質であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記受信器の少なくとも１つについて、前記特定のチャネルは関連する専用チャネルを有し、前記測定された受信品質は前記関連する専用チャネルの測定された受信品質であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記受信器のそれぞれについて、前記特定のチャネルは、関連する専用チャネルであり、前記測定された受信品質は、前記関連する専用チャネルの測定された受信品質であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
   

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