JP2007184864A - 無線制御装置及び送信電力制御方法 - Google Patents

無線制御装置及び送信電力制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】回線環境が変わった場合の無線品質の劣化を防ぎつつ、無線制御装置の制御負荷や無線制御装置と無線基地局間の帯域の負荷を軽減する無線制御装置及び送信電力制御方法を提供する。
【解決手段】無線制御装置３０は、基地局２０からデータブロックを受信し、ブロック誤りを検出するブロック誤り検出部３１と、検出されたブロック誤り率に基づいて、目標ＳＩＲを計算する目標ＳＩＲ計算部３２とを備える。目標ＳＩＲ計算部３２は、ブロック誤りを検出した場合に、誤り検出を行ってから基地局２０へ目標ＳＩＲを通知するまでの第１の時間区間を、ブロック誤りを検出しない場合に、誤り検出を行ってから基地局２０へ目標ＳＩＲを通知するまでの第２の時間区間よりも短く設定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線制御装置及び送信電力制御方法に関する。
ＣＤＭＡ移動通信システムにおいては、送信電力制御を高精度に行うことにより、通信品質を所要のレベルに保ちつつ、できる限り他のユーザに与える干渉を抑えることによって無線システムの容量を高めることができる。ＣＤＭＡ移動通信システムにおいては、受信ＳＩＲ（Signal to Interference power Ratio：信号対干渉電力比）を目標ＳＩＲに近づけるために、無線基地局が、受信ＳＩＲを測定して、目標ＳＩＲと比較し、送信電力の上下を移動局に送信電力制御ビットとして送信して指示する、インナーループ送信電力制御と、無線基地局の上位に位置する無線制御装置が、受信品質（例えば、ブロック誤りや、ブロック誤り率）を測定し、目標品質を満たすように無線基地局における目標ＳＩＲを無線基地局に指示するアウターループ送信電力制御の２段階の構成を持つ（例えば、非特許文献１参照。）。
アウターループ送信電力制御は、理想的には、１［ＴＴＩ］毎に行うことが望ましい。例えば、ブロックエラーをＣＲＣで検出し、以下のように目標ＳＩＲを１［ＴＴＩ］毎に更新する（例えば、非特許文献２参照。）。
IF CRC check OK
Step_down=BLER_target*Step_size
Sir_target(n)=SIR_target(n-1)-Step_down
ELSE
Step_up=Step_size-BLER_target*Step_size
SIR_target(n)=SIR_target(n-1)+Step_up
「Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式」、立川敬二監修、丸善 "W-CDMA for UMTS", Holma and Toskala, Jon Wiley & Sons, Ltd
しかしながら、ＴＴＩ（Transport Time Interval）毎に、目標ＳＩＲを変更すると、無線制御装置の制御負荷が増大する。また、無線制御装置と無線基地局の間のインターフェースの帯域を多く消費することとなる。
そこで、ＴＴＩごとに目標ＳＩＲを変更する代わりに、ある時間区間を設けて、その時間区間毎に上で示すようなアルゴリズムによって目標ＳＩＲを計算して、無線基地局に通知する方法も知られている。
しかしながら、この方法を用いた場合、目標品質と、設定されている目標ＳＩＲの相違により、前述した時間区間の間、品質が劣化したままとなる。顕著なのは、ＳＨＯ（Soft HandOver）を行う前後など、回線の環境が変わった場合には、ＢＬＥＲ（Block Error Rate：ブロック誤り率）で求められる通信品質と、設定すべき目標ＳＩＲが大きく変わる場合がある。この時、時間区間は、目標ＳＩＲが変わらないために、通信品質が大きく劣化するという問題があった。
そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、回線環境が変わった場合の無線品質の劣化を防ぎつつ、無線制御装置の制御負荷や無線制御装置と無線基地局間の帯域の負荷を軽減する無線制御装置及び送信電力制御方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴は、移動局と無線基地局間では、インナーループ送信電力制御が採用され、無線基地局と無線制御装置間では、アウターループ送信電力制御が採用されており、無線制御装置から通知された目標ＳＩＲと移動局から受信される信号の受信ＳＩＲとを比較することにより、送信電力の上昇、あるいは、低下を移動局へ指示する無線基地局を制御する無線制御装置であって、（ａ）無線基地局からデータブロックを受信し、受信品質を測定する測定部と、（ｂ）測定部によって測定された受信品質に基づいて、目標ＳＩＲを計算する目標ＳＩＲ計算部とを備え、（ｃ）目標ＳＩＲ計算部は、受信品質が低下した場合に、受信品質の測定を行ってから無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第１の時間区間を、受信品質が低下しない場合に、受信品質の測定を行ってから無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第２の時間区間よりも短く設定する無線制御装置であることを要旨とする。
第１の特徴に係る無線制御装置によると、回線環境が変わった場合の無線品質の劣化を防ぎつつ、無線制御装置の制御負荷や無線制御装置と無線基地局間の帯域の負荷を軽減することができる。
又、第１の特徴に係る無線制御装置によると、測定部は、受信したデータブロックから、ブロック誤りを検出し、目標ＳＩＲ計算部は、検出されたブロック誤り率に基づいて、目標ＳＩＲを計算し、ブロック誤りを検出した場合に、誤り検出を行ってから無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第１の時間区間を、ブロック誤りを検出しない場合に、誤り検出を行ってから無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第２の時間区間よりも短く設定することが好ましい。
この無線制御装置によると、より精度良く無線品質の劣化を検出することができる。
又、目標ＳＩＲ計算部は、誤りを検出した場合には、予め決められたΔＵＰ分上昇する目標ＳＩＲを計算し、所定の時間ＮCNT［ＴＴＩ］誤りを検出しない場合には、ＢＬＥＲ＿ｔａｒｇｅｔを目標ブロック誤り率として、式（１）によって、ΔＤＯＷＮ分低下する目標ＳＩＲを計算することが好ましい。
Figure 2007184864
本発明の第２の特徴は、移動局と無線基地局間では、インナーループ送信電力制御が採用され、無線基地局と無線制御装置間では、アウターループ送信電力制御が採用されており、無線基地局から受信した上り回線のチャネル品質に基づいて目標ＳＩＲを計算する無線制御装置と、無線制御装置から通知された目標ＳＩＲと移動局から受信される信号の受信ＳＩＲとを比較することにより、送信電力の上昇、あるいは、低下を移動局へ指示する無線基地局とを備える通信システムにおける送信電力制御方法であって、（ａ）無線基地局からデータブロックを受信し、受信品質を測定するステップと、（ｂ）測定された受信品質に基づいて、目標ＳＩＲを計算するステップと、（ｃ）受信品質が低下した場合に、受信品質の測定を行ってから無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第１の時間区間を、受信品質が低下しない場合に、受信品質の測定を行ってから無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第２の時間区間よりも短く設定するステップとを含む送信電力制御方法であることを要旨とする。
第２の特徴に係る送信電力制御方法によると、回線環境が変わった場合の無線品質の劣化を防ぎつつ、無線制御装置の制御負荷や無線制御装置と無線基地局間の帯域の負荷を軽減することができる。
本発明によると、回線環境が変わった場合の無線品質の劣化を防ぎつつ、無線制御装置の制御負荷や無線制御装置と無線基地局間の帯域の負荷を軽減する無線制御装置及び送信電力制御方法を提供することができる。
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。
（通信システムの構成）
本実施形態に係る通信システムは、図１に示すように、複数の移動局１０ａ、１０ｂ、１０ｃと無線接続されている基地局２０と、当該基地局２０を管理する無線制御装置３０とによって構成されている。尚、本実施形態では、基地局と無線通信を行う移動局の数を「３」としているが、「３」以外の数であってもよい。
又、本実施形態に係る通信システムにおいて、移動局１０ａ、１０ｂ、１０ｃと基地局２０間では、インナーループ送信電力制御が採用され、基地局２０と無線制御装置３０間では、アウターループ送信電力制御が採用される。
図２は、本実施形態に係る基地局２０及び無線制御装置３０の、上り回線の送信電力制御にかかわる機能を抜粋して示したものである。
基地局２０は、信号受信部２１と、ＲＡＫＥ受信部２２と、誤り訂正復号部２３と、受信ＳＩＲ計算部２４と、目標ＳＩＲ格納部２５と、受信ＳＩＲ比較部２６と、ＴＰＣコマンド送信部２７とを備える。
信号受信部２１は、アンテナから受信された信号を無線信号からベースバンド信号に変換し、ＲＡＫＥ受信部２２へ送信する。
ＲＡＫＥ受信部２２は、逆拡散、パイロット信号を用いた最大比合成を行い、所望のユーザの信号を取り出す。
受信ＳＩＲ計算部２４は、所望のユーザの信号のパイロット部分の信号を用いて、受信ＳＩＲを計算する。
受信ＳＩＲ比較部２６は、目標ＳＩＲ格納部２５に格納されている、無線制御装置３０から通知された目標ＳＩＲと受信ＳＩＲとを比較する。比較した結果、受信ＳＩＲ＞目標ＳＩＲであれば、“Ｄｏｗｎ”コマンドを、受信ＳＩＲ＜目標ＳＩＲであれば“ＵＰ”コマンドを生成し、ＴＰＣコマンド送信部２７へ転送する。
ＴＰＣコマンド送信部２７は、“Ｄｏｗｎ”コマンド、あるいは、“ＵＰ”コマンドを移動局へ送信する。
一方、ＲＡＫＥ受信を行った信号は、誤り訂正復号部２３に入力される。誤り訂正復号部２３は、誤り訂正復号を行う。誤り訂正復号後の信号は、無線制御装置３０へ送信される。
無線制御装置３０は、図２に示すように、ブロック誤り検出部３１と、目標ＳＩＲ計算部３２とを備える。
ブロック誤り検出部３１（測定部）は、基地局２０からデータブロックを受信し、受信品質を測定する。例えば、ブロック誤り検出部３１は、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を用いて、ブロック誤り検出を行う。
目標ＳＩＲ計算部３２は、ブロック誤り検出部３１（測定部）が測定した受信品質に基づいて、目標ＳＩＲを計算する。例えば、目標ＳＩＲ計算部３２は、ブロック誤り検出部３１が検出したブロック誤りに基づいて、目標ＳＩＲを計算する。
又、目標ＳＩＲ計算部３２は、受信品質が低下した場合に、受信品質の測定を行ってから基地局２０へ目標ＳＩＲを通知するまでの第１の時間区間を、受信品質が低下しない場合に、受信品質の測定を行ってから基地局２０へ目標ＳＩＲを通知するまでの第２の時間区間よりも短く設定する。例えば、目標ＳＩＲ計算部３２は、ブロック誤りを検出した場合に、誤り検出を行ってから基地局２０へ目標ＳＩＲを通知するまでの第１の時間区間を、ブロック誤りを検出しない場合に、誤り検出を行ってから基地局２０へ目標ＳＩＲを通知するまでの第２の時間区間よりも短く設定する。
又、目標ＳＩＲ計算部３２は、誤りを検出した場合には、目標ＳＩＲを予め決められたステップ：ΔＵＰ分上昇させ、すぐに上昇させた目標ＳＩＲを基地局２０に通知する。
一方、誤りが検出されない場合には、予め決められた所定の時間ＮCNT［ＴＴＩ］だけ待ち、ＮCNT［ＴＴＩ］の間誤りを検出しない場合には、式（１）によって、ΔＤＯＷＮ分低下する目標ＳＩＲを計算する。
Figure 2007184864
そして、目標ＳＩＲ計算部３２は、低下させた目標ＳＩＲを基地局２０に通知する。
（送信電力制御方法）
次に、本実施形態に係る送信電力制御方法について、図３を用いて説明する。図３は、本実施の形態における無線制御装置３０のアウターループに関する動作をフローチャートに示したものである。ここでは、受信品質としてブロック誤り率を用い、誤り検出に基づいて目標ＳＩＲを計算する場合について説明する。
ここで、ｔ１及びｔ２は、それぞれ、ＣＲＣ誤りの有無を判定するタイマ及びＣＲＣ誤りが検出されない場合にΔＤＯＷＮだけ低下させた目標ＳＩＲを基地局に通知するタイミングを決定するためのタイマであり、最初はｔ１＝０、ｔ２＝０としてスタートする。
又、時間区間Ｔ１及びＴ２は、それぞれ、ＣＲＣ誤りを判定する周期、及び“Ｄｏｗｎ”コマンドを送る周期として、システムで定められているものである。Ｔ１は、ＴＴＩとして毎フレームＣＲＣ誤り有無を判定しても良いし、数・［ＴＴＩ］として、負荷を軽減しても良い。Ｔ２についても、数・［ＴＴＩ］として頻繁に“Ｄｏｗｎ”を行わせることで、より送信電力制御の精度を高めてもよいし、数百・［ＴＴＩ］として、“Ｄｏｗｎ”を稀に行うことによりＲＮＣの負荷をできる限り抑えることもできる。
図３において、まず、無線制御装置３０は、ｔ１がＴ１となるまで、タイマ（ｔ１）をカウントアップし（Ｓ１１）、ｔ１がＴ１となった時点で（Ｓ１０）、ＣＲＣの誤り検出を行う（Ｓ１２）。
無線制御装置３０は、誤りが検出された場合（Ｓ１３）には、予め決められたステップΔＵＰだけ目標ＳＩＲを上昇させる（Ｓ１４）。そして、上昇させた目標ＳＩＲを基地局２０へ通知し（Ｓ２０）、最初の処理へ戻る。
一方、無線制御装置３０は、ＣＲＣ誤りが検出されなかった場合（Ｓ１３）には、タイマ（ｔ１）をリセットする（Ｓ１５）。そして、無線制御装置３０は、ｔ２がＴ２に達していない場合（Ｓ１６）には、タイマ（ｔ２）をカウントアップし（Ｓ１７）、最初の処理へ戻る。
一方、無線制御装置３０は、ｔ２がＴ２に達した時点で（Ｓ１６）、ΔＤｏｗｎだけ目標ＳＩＲを低下させ（Ｓ１８）、タイマ（ｔ２）をリセットする（Ｓ１９）。そして、低下させた目標ＳＩＲを基地局２０へ通知し（Ｓ２０）、最初の処理へ戻る。
（作用及び効果）
本実施形態に係る無線制御装置３０及び送信電力制御方法によると、受信品質が低下した場合に、受信品質の測定を行ってから無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第１の時間区間を、受信品質が低下しない場合に、受信品質の測定を行ってから無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第２の時間区間よりも短く設定することができる。即ち、受信品質が低下し、目標ＳＩＲを上昇させる必要がある場合には、できるだけ早く目標ＳＩＲを通知し、目標ＳＩＲを低下させる必要がある場合には、ある程度時間をおいて目標ＳＩＲを通知することにより、回線環境が変わった場合の無線品質の劣化を防ぎつつ、無線制御装置３０の制御負荷や無線制御装置３０と基地局２０間の帯域の負荷を軽減することができる。
又、本実施形態では、通信品質としてブロック誤り率を用い、ブロック誤りを検出した場合に、誤り検出を行ってから無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第１の時間区間を、ブロック誤りを検出しない場合に、誤り検出を行ってから無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第２の時間区間よりも短く設定することができる。このようにブロック誤り率を用いて目標ＳＩＲを計算することにより、より精度良く無線品質の劣化を検出することができる。
又、誤りを検出した場合には、予め決められたΔＵＰ分上昇する目標ＳＩＲを計算し、所定の時間ＮCNT［ＴＴＩ］誤りを検出しない場合には、上述した式（１）によって、ΔＤＯＷＮ分低下する目標ＳＩＲを計算することが好ましい。
（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
例えば、ブロック誤り検出部３１は、受信品質を測定するために、ブロック誤りを検出すると説明したが、ブロック誤りの他、ビット誤りなどを検出しても構わない。この場合、目標ＳＩＲ計算部３２は、検出されたビット誤り率などに基づいて、目標ＳＩＲを計算する。
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
本実施形態に係る通信システムの構成ブロック図である。 本実施形態に係る無線制御装置及び基地局の構成ブロック図である。 本実施形態に係る送信電力制御方法を示すフローチャートである。
符号の説明
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…移動局
２０…基地局
２１…信号受信部
２２…ＲＡＫＥ受信部
２３…訂正復号部
２４…計算部
２５…目標ＳＩＲ格納部
２６…受信ＳＩＲ比較部
２７…ＴＰＣコマンド送信部
３０…無線制御装置
３１…ブロック誤り検出部
３２…目標ＳＩＲ計算部

Claims (4)

  1. 移動局と無線基地局間では、インナーループ送信電力制御が採用され、前記無線基地局と無線制御装置間では、アウターループ送信電力制御が採用されており、前記無線制御装置から通知された目標ＳＩＲと前記移動局から受信される信号の受信ＳＩＲとを比較することにより、送信電力の上昇、あるいは、低下を前記移動局へ指示する無線基地局を制御する前記無線制御装置であって、
    前記無線基地局からデータブロックを受信し、受信品質を測定する測定部と、
    前記測定部によって測定された受信品質に基づいて、目標ＳＩＲを計算する目標ＳＩＲ計算部とを備え、
    前記目標ＳＩＲ計算部は、前記受信品質が低下した場合に、受信品質の測定を行ってから前記無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第１の時間区間を、前記受信品質が低下しない場合に、受信品質の測定を行ってから前記無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第２の時間区間よりも短く設定することを特徴とする無線制御装置。
  2. 前記測定部は、前記受信したデータブロックから、ブロック誤りを検出し、
    前記目標ＳＩＲ計算部は、前記検出されたブロック誤り率に基づいて、目標ＳＩＲを計算し、前記ブロック誤りを検出した場合に、誤り検出を行ってから前記無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第１の時間区間を、前記ブロック誤りを検出しない場合に、誤り検出を行ってから前記無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第２の時間区間よりも短く設定することを特徴とする請求項１に記載の無線制御装置。
  3. 前記目標ＳＩＲ計算部は、誤りを検出した場合には、予め決められたΔＵＰ分上昇する目標ＳＩＲを計算し、所定の時間ＮCNT［ＴＴＩ］誤りを検出しない場合には、ＢＬＥＲ＿ｔａｒｇｅｔを目標ブロック誤り率として、式（１）によって、ΔＤＯＷＮ分低下する目標ＳＩＲを計算することを特徴とする請求項２に記載の無線制御装置。
    Figure 2007184864
  4. 移動局と無線基地局間では、インナーループ送信電力制御が採用され、前記無線基地局と無線制御装置間では、アウターループ送信電力制御が採用されており、前記無線基地局から受信した上り回線のチャネル品質に基づいて目標ＳＩＲを計算する無線制御装置と、前記無線制御装置から通知された目標ＳＩＲと前記移動局から受信される信号の受信ＳＩＲとを比較することにより、送信電力の上昇、あるいは、低下を前記移動局へ指示する無線基地局とを備える通信システムにおける送信電力制御方法であって、
    前記無線基地局からデータブロックを受信し、受信品質を測定するステップと、
    前記測定された受信品質に基づいて、目標ＳＩＲを計算するステップと、
    前記受信品質が低下した場合に、受信品質の測定を行ってから前記無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第１の時間区間を、前記受信品質が低下しない場合に、受信品質の測定を行ってから前記無線基地局へ目標ＳＩＲを通知するまでの第２の時間区間よりも短く設定するステップと
    を含むことを特徴とする送信電力制御方法。
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