JP2007500969A - 符号化複合トランスポートチャネル内の全トランスポートチャネルの品質要件を順守するアウターループ電力制御の方法 - Google Patents

Abstract

複数のトランスポートチャネルを利用する無線通信システムにおけるアウターループ電力制御を実行する方法は、初期基準トランスポートチャネル（ＴｒＣＨ）および最終基準ＴｒＣＨを選択することにより始まる。初期基準ＴｒＣＨを用いてアウターループ電力制御を実行し、次に、最終基準ＴｒＣＨを用いてアウターループ電力制御を実行する。

Description

本発明は、電力制御アルゴリズムを有する通信システムに関し、このシステムは、ＣＣＴｒＣＨ内の全ＴｒＣＨの要求される品質を有する１または複数のトランスポートチャネル（ＴｒＣＨ）を有するＣＣＴｒＣＨ（coded composite transport channel）を有する。

３Ｇ Ｗ−ＣＤＭＡ（The third generation wideband code division multiple access）システムは、リンク適応方法として電力制御を用いる。ＤＰＣＨ（dedicated physical channels）に動的電力制御を適用して、最小送信電力レベルを用いてサービス品質（ＱｏＳ：quality of service）を達成するようＤＰＣＨの送信電力を調節し、それによりシステム内の干渉レベルを制限する。ＤＰＣＨの送信電力制御は、一般的に、並行して動作する二つのプロセス、即ちインナーループ電力制御（ＩＬＰＣ：inner loop power control）およびアウターループ電力制御（ＯＬＰＣ：outer loop power control）、に分割される。ＩＬＰＣアルゴリズムは、送信電力を制御して、各ＤＰＣＨのＳＩＲ（signal to interference ratio）をターゲットＳＩＲにできるだけ近く維持する。ＯＬＰＣアルゴリズムは、ＣＣＴｒＣＨ当たりのターゲットＳＩＲを制御して、受信品質をターゲット品質にできるだけ近く維持する。言い換えると、ＯＬＰＣの出力はＩＬＰＣのため使用されるターゲットＳＩＲの更新値である。

ＣＣＴｒＣＨは、複数のＴｒＣＨ（transport channel）から構成することができるので、各ＴｒＣＨのブロックエラーレート（ＢＬＥＲ：block error rate）を別々に指定する。ＣＣＴｒＣＨ内の全ＴｒＣＨを、ＩＬＰＣの送信電力制御（ＴＰＣ：transmit power control）コマンドによって同時に制御する。したがって、ＯＬＰＣは、個々のＴｒＣＨ ＢＬＥＲ要件すべてに合致するのに十分なターゲットＳＩＲ値を選択しなければならない。

ＯＬＰＣアルゴリズムは、ＢＬＥＲ等の所定のサービスのため要求されるターゲット品質に照らし、ＢＬＥＲとＳＩＲとの間の固定されたマッピングを用い、非常にもっともらしいチャネル条件を仮定して、第一にターゲットＳＩＲを設定する。しかしながら、ターゲットＢＬＥＲからターゲットＳＩＲに対する実際のマッピングは、チャネル条件次第で、特に極めて低いＢＬＥＲにおいて、大幅に変化する場合がある。ＯＬＰＣは、一般的に、基準ＴｒＣＨに対するＣＲＣ（cyclic redundancy check）に基づいて実装される。このため、チャネル条件が大幅に変化するときは何時でも、低いＢＬＥＲに対して必要なターゲットＳＩＲまで収束するには長時間を要し、電力制御アルゴリズム全体のパフォーマンスを低下させる結果となる。それに応じて、ＯＬＰＣは、ＣＣＴｒＣＨ内で最も高いＢＬＥＲと最短の送信間隔（ＴＴＩ：transmission time interval）を有するＴｒＣＨを、基準チャネルとして選択する。これは、エラーがより頻繁に生じて補正がより迅速になされるのを可能にするので、ＯＬＰＣが迅速に定常状態に達することができるという結果となる。

チャネル条件のシナリオ（例えば、付加的白色ガウスノイズ（ＡＷＧＮ：additive white Gaussian noise）が最良の場合、ＷＧ４ケース１が最悪の場合、または全チャネル条件の平均）を仮定して、ＣＣＴｒＣＨ内の全ＴｒＣＨが所望のターゲットＢＬＥＲに関して均衡を保つよう、レートマッチング属性を選択することができるであろう。しかしながら、要求されるレートマッチングパラメータは、チャネル条件とともに変化する。例えば、図１に示すように、レートマッチングパラメータをＡＷＧＮチャネルの最良のチャネル条件に関して選択するならば、最悪の場合のシナリオは、非基準ＴｒＣＨのＢＬＥＲ品質に合致しないであろう。ところが、レートマッチングパラメータをＷＧ４ケース１の最悪の場合に関して選択するならば、最悪でない場合のシナリオは、非基準ＴｒＣＨに必要なＢＬＥＲより良い結果を達成するであろう。これは容量の損失を意味する。その上、ＷＴＲＵ（wireless transmit/receive unit）は一般的に、ＲＮＣ（radio network controller）におけるレートマッチングに関する基準チャネル条件を承知していない。

基準ＴｒＣＨを選択して、全ターゲットＢＬＥＲを、異なるチャネル条件においてより良く達成することが望ましい。

複数のトランスポートチャネルを利用する無線通信システムにおけるアウターループ電力制御を実行する方法は、初期基準となるＴｒＣＨおよび最終基準となるＴｒＣＨを選択することにより始まる。初期基準ＴｒＣＨを用いてアウターループ電力制御を実行し、次いで最終基準ＴｒＣＨを用いてアウターループ電力制御を実行する。

複数のトランスポートチャネルを備えた多重チャネルにおいて電力制御を実行する方法は、多重チャネルを受信することにより始まる。受信した多重チャネルの各ＴｒＣＨに対するＢＬＥＲを測定する。最も高いＢＬＥＲを有するＴｒＣＨを選択し、１つより多いＴｒＣＨが最も高いＢＬＥＲを有する場合には、最も高いＢＬＥＲおよび最短送信時間を有するＴｒＣＨを選択する。次いで選択したＴｒＣＨを用いる電力制御を実行する。

本発明のさらに詳細な理解が、一例として示し添付図面と併せて理解すべき以下の好適な実施形態の記述から得られてもよい。

以下において、ＷＴＲＵは、これらに限定はしないが、ユーザ機器、移動局、固定または移動加入者ユニット、ポケットベル、または無線環境において動作する能力のあるあらゆるその他の型の装置を含む。以下で言及するとき、基地局は、これらに限定はしないが、ノードＢ、サイトコントローラ、アクセスポイント、または無線環境におけるあらゆるその他の型のインタフェース装置を含む。

本方法は、複数のトランスポートチャネルを送信に先立ってまとめて多重化する場合の無線システムに適用することができるが、レートマッチングの能力が限られている場合、本発明の方法は、ＣＣＴｒＣＨ内の全ＴｒＣＨの要求されるＱｏＳに合致するよう、ＯＬＰＣアルゴリズムを用いる。本方法は、基準チャネルの選択および再選択を通じ、最初の収束時間の最小化および全ターゲットＢＬＥＲが確実に達成されるための要件を考慮に入れて、マルチサービス構成を取り扱う。

図２は、本発明によりＱｏＳ要件に合致するようＯＬＰＣを用いる方法２００のフローチャートを示す。方法２００は、初期基準ＴｒＣＨを選択することにより始まる（ステップ２０２）。初期基準ＴｒＣＨが定常状態か否かの判定をおこなう（ステップ２０４）。ＴｒＣＨが定常状態にある場合は、ＴｒＣＨがＢＬＥＲ要件に合致していることを意味する。初期基準ＴｒＣＨが定常状態にないならば、方法２００は、ステップ２０４において、初期基準ＴｒＣＨが定常状態になるまで待つ。初期基準ＴｒＣＨが定常状態になれば、観測の始めから終わりまで最悪の相対ＢＬＥＲを有するＴｒＣＨを探して、新しい基準ＴｒＣＨを選択する（ステップ２０６）。

相対ＢＬＥＲを、測定ＢＬＥＲの要求ＢＬＥＲに対する比率と定義する。ターゲットＢＬＥＲを達成していないＴｒＣＨのみを考慮に入れる。方法２００は、ＣＣＴｒＣＨ内でワーストの相対ＢＬＥＲを有するＴｒＣＨを検出するまで、ステップ２０６を繰り返す。ＣＣＴｒＣＨ内でワーストの相対ＢＬＥＲを有するＴｒＣＨを最終基準ＴｒＣＨとして選択する（ステップ２０８）。レートマッチングに関するチャネル条件が既知であるならば、ＢＬＥＲの測定をしないで最終基準チャネルを選択することができる。

次に、チャネル条件が変化したか否かについての判定をおこなう（ステップ２１０）。ターゲットＢＬＥＲを最終基準チャネルに関して評価する。チャネル条件変化の検出は、利用するユーザアルゴリズムに依存する。例えば、ユーザアルゴリズムは、マルチパスの数およびマルチパスの振幅変動を使用することを含んでもよい。最も簡単な検出は、長期間に渡ってＣＲＣエラーが起こらない（即ち、ＢＬＥＲがターゲットＢＬＥＲより遙かに低い）ならば、チャネル条件が改善されたことを意味するとすることができるであろう。チャネル条件が変化しなかったならば、方法２００はステップ２１０において、チャネル条件が変化するまで待つ。チャネル条件が変化したならば、初期基準ＴｒＣＨへの切り替えをおこなう（ステップ２１２）。次いで、初期基準ＴｒＣＨを用いてＯＬＰＣを実行する。

初期基準ＴｒＣＨが定常状態に戻ったか否かの判定をおこなう（ステップ２１４）。初期基準ＴｒＣＨが定常状態に戻っていないならば、方法２００はステップ２１４において、初期基準ＴｒＣＨが定常状態に戻るまで待つ。初期基準ＴｒＣＨが定常状態にあるならば、最終基準ＴｒＣＨへの切り替えをおこなう（ステップ２１６）。次いで、最終基準ＴｒＣＨを用いてＯＬＰＣを実行する。方法２００は、ステップ２１０に戻って、チャネル条件が変化したか否かについて評価する。ＣＣＴｒＣＨの中にＴｒＣＨが１つしか存在しない場合には、初期基準チャネルと最終基準チャネルとは同一となる。即ち、基準チャネルに変更はない。

図３は、初期基準ＴｒＣＨを選択する方法３００のフローチャートを示す。方法３００は、ＣＣＴｒＣＨの中に１つより多いＴｒＣＨが存在するか否かを判定することにより始まる（ステップ３０２）。ＣＣＴｒＣＨの中にＴｒＣＨが１つしか存在しないならば、そのＴｒＣＨを初期基準ＴｒＣＨとして選択して（ステップ３０４）、方法を終了する（ステップ３０６）。ＣＣＴｒＣＨの中にＴｒＣＨが１つより多く存在するならば（ステップ３０２）、最も高いＢＬＥＲを有するＴｒＣＨを選択する（ステップ３０８）。同一の最も高いＢＬＥＲ値を有するＴｒＣＨが１つより多いか否かの判定をおこなう（ステップ３１０）。最も高いＢＬＥＲ値を有するＴｒＣＨが１つしか存在しないならば、そのＴｒＣＨを初期基準ＴｒＣＨとして選択して（ステップ３１２）、方法を終了する（ステップ３０６）。同一の最も高いＢＬＥＲを有するＴｒＣＨが１つより多く存在する（ステップ３１０）ならば、最短ＴＴＩを有するＴｒＣＨを初期基準ＴｒＣＨとして選択して（ステップ３１４）、方法を終了する（ステップ３０６）。

メソッド２００において、初期基準ＴｒＣＨ選択方法３００は、後で基準ＴｒＣＨを変更することなく実装される。別のアプローチは、ＣＣＴｒＣＨ内の全ＴｒＣＨが所望のターゲットＢＬＥＲに関して均衡を保つよう、レートマッチング属性が選択されると仮定する。したがって、１つのＴｒＣＨに対してＢＬＥＲが達成されるならば、ＣＣＴｒＣＨ内の別のＴｒＣＨすべてに対するＢＬＥＲも達成されるであろう。これにより、いずれのＴｒＣＨも基準ＴｒＣＨとして選択することができる。

図４は、本発明により構築されるシステム４００のブロック図を示す。システム４００は、エアインタフェース４０６を通して第二通信ユニット４０４と通信する第一通信ユニット４０２を含む。第一通信ユニット４０２は、トランスポートチャネルマルチプレクサ４１０を含み、これは多数のＴｒＣＨを入力（４１２_１−４１２_Ｎ）として受信して、多重ＣＣＴｒＣＨ４１４を出力する。ＣＣＴｒＣＨ４１４は、送信器４１６そして増幅器４１８に渡される。送信電力コントローラ４２０は、ＣＣＴｒＣＨ４１４がアンテナ４２２によってエアインタフェース４０６に送られる前に、増幅器４１８の電力を制御する。第一通信ユニット４０２は、エアインタフェース４０６を通して信号を受信する受信器４２４も含む。受信器４２４が受信する信号のうち１つは、送信電力コントローラ４２０を制御するのに使用する送信電力制御信号４２６である。

第二通信ユニット４０４は、エアインタフェース４０６を通して信号を送受信するアンテナ４３０を含む。受信器４３２は、多重ＣＣＴｒＣＨを受信し、それを個々のＴｒＣＨ（４３４_１−４３４_Ｎ）に逆多重化する。各ＴｒＣＨは、対応するＢＬＥＲ測定装置（４３６_１−４３６_Ｎ）に送られ、これがそのＴｒＣＨのＢＬＥＲを測定する。測定されたＢＬＥＲは、次に、ＢＬＥＲ選択装置４３８およびＳＩＲ測定装置４４０に渡される。ＢＬＥＲ選択装置４３８は、測定されたＢＬＥＲから最も高いＢＬＥＲを選択し、この値をＢＬＥＲ対ＳＩＲターゲットマッピング装置４４２に渡し、これが最も高いＢＬＥＲをターゲットＳＩＲ４４４にマップする。ＳＩＲターゲット４４４は、次に、ＴＰＣ判定装置４４６に渡される。ＳＩＲ測定装置４４０は、各ＴｒＣＨ４３４_１−４３４_Ｎ上でＳＩＲを測定し、この情報をＴＰＣ判定装置４４６に転送する。ＴＰＣ判定装置４４６は、測定ＳＩＲと、ＳＩＲターゲット４４４の双方を、適切なＴＰＣコマンド４４８の判定に使用し、それはエアインタフェース４０６を通して第一通信ユニット４０２に送信するため、送信器４５０に送られる。

本発明の特徴および要素を、特定の組合せの好適な実施形態において記述したけれども、各特徴および要素は、単独（好適な実施形態の他の特徴および要素を有しないで）または、本発明の他の特徴および要素を有するまたは有しない各種の組合せで、使用することができる。本発明の具体的な実施形態を示して記述したけれども、当業者は本発明の範囲を逸脱することなく、多数の変更および変形をおこなうことができるであろう。上の記述は、説明に役立つのみで、如何なる方法でも特定の発明を制限するものではない。

各種テストケースについてのＢＬＥＲ対ＳＩＲのグラフである。 本発明によりＣＣＴｒＣＨにおける全ＴｒＣＨに対するサービス品質要件を達成する方法のフローチャートである。 初期基準ＴｒＣＨを選択する方法のフローチャートである。 本発明により構築されるシステムのブロック図である。

Claims (11)

1. 複数のトランスポートチャネルを利用する無線通信システムにおけるアウターループ電力制御を実行する方法であって、前記方法は、
   （ａ）初期基準トランスポートチャネル（ＴｒＣＨ）を選択するステップと、
   （ｂ）最終基準ＴｒＣＨを選択するステップと、
   （ｃ）前記初期基準ＴｒＣＨを用いてアウターループ電力制御を実行するステップと、
   （ｄ）前記最終基準ＴｒＣＨを用いてアウターループ電力制御を実行するステップと
   を備えたことを特徴とする方法。
2. 前記最終基準ＴｒＣＨは、前記初期基準ＴｒＣＨと異なることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記最終基準ＴｒＣＨは、最悪の相対ブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）を有するＴｒＣＨであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記最悪の相対ＢＬＥＲは、観測の始めから終わりまで判定されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. ＢＬＥＲターゲットを達成していないＴｒＣＨのみを、前記最終基準ＴｒＣＨとして考慮することを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. チャネル条件が変化したか否かを判定するステップと、
   前記初期基準ＴｒＣＨに切り替えるステップとをさらに備え、
   前記判定および切り替えの両ステップは、ステップ（ｂ）と（ｃ）との間で実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記初期基準ＴｒＣＨが定常状態にあるか否かを判定するステップと、
   前記最終基準ＴｒＣＨに切り替えるステップとをさらに備え、
   前記判定および切り替えの両ステップはステップ（ｃ）と（ｄ）との間で実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. ステップ（ａ）は、
   最も高いブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）を有するＴｒＣＨを前記初期ＴｒＣＨとして選択するステップと、
   前記最も高いＢＬＥＲを有するＴｒＣＨが１つより多く存在する場合には、最短送信時間間隔を有するＴｒＣＨを前記初期ＴｒＣＨとして選択するステップと
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
9. 複数のトランスポートチャネルを備えた多重チャネルにおいて電力制御を実行する方法であって、前記方法は、
   前記多重チャネルを受信するステップと、
   前記受信した多重チャネルの各トランスポートチャネル（ＴｒＣＨ）について、ブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）を測定するステップと、
   最も高いＢＬＥＲを有するＴｒＣＨを選択すること、および１つより多いＴｒＣＨが前記最も高いＢＬＥＲを有する場合には、前記最も高いＢＬＥＲおよび最短送信時間を有するＴｒＣＨを選択するステップと、
   前記選択したＴｒＣＨを用いて電力制御を実行するステップと
   を備えたことを特徴とする方法。
10. 前記電力制御は、アウターループ電力制御であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
11. 前記最短送信時間は、前記最短送信時間間隔であることを特徴とする請求項９に記載の方法。
    

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