JP2007500975A - ダウンリンク送信電力の検出を用いた、動的範囲を限定するダウンリンク電力制御 - Google Patents

ダウンリンク送信電力の検出を用いた、動的範囲を限定するダウンリンク電力制御 Download PDF

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Abstract

送信電力制御コマンドが送信局で所望の応答を生じないことが明らかであるときに、目標信号品質調節が一時的に保たれる(102)ような、ワイヤレスダウンリンク通信信号(100)の動的範囲の電力制御のための機器および方法を提供する。測定された受信信号の、閾値との比較が実施されて、送信局が最大または最小送信電力に達したかどうか判定し、達している場合、目標信号品質調節がそれにしたがって制御される。定格送信電力が検出される(121)と、目標信号品質調節は、通常通り再開できるようになる。

Description

本発明は概して、ワイヤレス通信システムに関する。詳細には、本発明は、このようなシステムにおける電力制御に関する。
基地局、ワイヤレス送受信ユニット(WTRU)およびモバイルユニットという用語は、その一般的な意味で用いられる。本明細書で使用するワイヤレス送受信ユニット(WTRU)は、ユーザ機器、固定された移動局または携帯電話加入者ユニット、ページャ、あるいはワイヤレス環境において動作することができる他のどのタイプのデバイスも含むが、それに限定されない。WTRUは、ネットワーク接続を有する電話、テレビ電話、およびインターネット対応電話などのパーソナル通信デバイスを含む。さらに、WTRUは、同様のネットワーク機能を有する、ワイヤレスモデムを備えるPDAおよびノート型コンピュータなどのポータブルなパーソナルコンピューティングデバイスを含む。ポータブルな、あるいは場所を変えることができるWTRUは、モバイルユニットと呼ばれる。これ以降で参照する場合、基地局とは、基地局、ノードB、サイトコントローラ、アクセスポイント、またはワイヤレス環境における他のインターフェースデバイスを含むが、それに限定されないWTRUである。
ワイヤレス通信システムは、当該分野において公知である。ワイヤレスシステム用のグローバルな接続性を提供するために、標準が開発されてきており、実装されつつある。広く使用されている現在の標準の1つが、GSM(Global System for Mobile Telecommunications)として知られている。この標準は、いわゆる第2世代移動無線システム標準(2G)とみなされ、その後も改定(2.5G)が行われている。GPRSおよびEDGEが、(2G)GSMネットワークに加えて比較的高速なデータサービスを提供する2.5G技術の例である。こうした標準はそれぞれ、従来の標準に、追加特徴および機能強化で改良を加えることを追求した。1998年1月、ETSI SMG(欧州電気通信標準化機構のSpecial Mobile Group)が、UMTS(Universal Mobile Telecommunications Systems)と呼ばれる第3世代無線システム用の無線アクセス方式に合意した。UMTS標準をさらに実現するために、3GPP(Third Generation Partnership Project)が、1998年12月に形成された。3GPPは、引き続き共通第3世代モバイル無線標準に取り組んでいる。
現在の3GPP仕様による一般的なUMTSシステムアーキテクチャを、図1に示す。UMTSネットワークアーキテクチャは、公開されている現在の3GPP仕様ドキュメントで詳しく定義される、Iuとして知られるインターフェースを介してUMTS地上無線アクセスネットワーク(UTRAN)と相互接続されたコアネットワーク(CN)を含む。UTRANは、Uuとして知られる無線インターフェースを介して、3GPPにおいてユーザ機器(UE)として示される、ワイヤレス送受信ユニット(WTRU)を経由してユーザにワイヤレス遠隔通信サービスを提供するように構成される。UTRANは、UEとのワイヤレス通信のための地理的有効範囲をまとめて提供する、1つまたは複数の無線ネットワークコントローラ(RNC)および3GPPにおいてノードBとして示される基地局を有する。1つまたは複数のノードBは、3GPPにおいてIubとして知られるインターフェースを介して各RNCに接続される。UTRANは、異なるRNCに接続されたノードBからなるいくつかのグループを有し得る。2つのグループを、図1の例に示す。1つのUTRANにおいて複数のRNCが提供される場合、Iurインターフェースを介してRNC間通信が実施される。
ネットワークコンポーネントへの外部通信は、ノードBによって、Uuインターフェースを介してユーザレベルで、また、CNによって、外部システムへの様々なCN接続を介してネットワークレベルで実施される。
概して、ノードBなどの基地局の主たる機能は、基地局のネットワークとWTRUの間の無線接続を提供することである。通常、基地局が、非接続WTRUに基地局のタイミングと同期をとらせる共通チャネル信号を放出する。3GPPにおいて、ノードBが、UEとの物理的無線接続を実施する。ノードBは、ノードBによってUuインターフェースを超えて送信された無線信号を制御する信号を、Iubインターフェースを超えてRNCから受信する。
CNは、情報を、その正しい宛先に経路指定する責任がある。例えば、CNは、UMTSによって受信された、UEからの音声トラフィックを、ノードBの1つを介して、公衆交換電話網(PSTN)またはインターネットに向けられたパケットデータに経路指定することができる。
RNCは概して、UTRANの内部機能を制御する。RNCは、ノードBとのUuインターフェース接続を介したローカルコンポーネント、およびCNと外部システムの間の接続を介した外部サービスコンポーネントを有する通信用媒介サービス、例えば国内のUMTSにおけるセル電話からかけられた国際電話も提供する。
多くのワイヤレス通信システムにおいて、適応送信電力制御アルゴリズムが用いられている。このようなシステムでは、多くの通信が同じ無線周波数スペクトルを共有し得る。ある特定の通信を受信すると、同じスペクトルを使用する他の通信がすべて、その特定の通信に対して干渉を引き起こす。その結果、1つの通信の送信電力レベル増加により、そのスペクトル内の他の全通信の信号品質が低下する。しかし、送信電力レベルをあまりにも削減すると、受信機において信号対干渉比(SIR)で計られるような、望ましくない受信信号品質となる。3GPP W−CDMAシステムでは、電力制御が、リンク適合方法として用いられる。動的電力制御が、DPCH(dedicated physical channels)に適用され、そうすることによって、DPCHの送信電力が、最小送信電力レベルのサービス品質(QoS)を達成するように調節され、したがって、システム内の干渉レベルを制限する。
一手法は、送信電力制御を、外部ループ電力制御(OLPC)および内部ループ電力制御(ILPC)と呼ばれる別個の並列プロセスに分割することである。基本的に、ある特定の送信機の電力レベルは、目標SIR値に基づく。OLPCにおいて、受信機がフレーム間隔で送信を受信すると、受信信号の品質が測定される。1つのTDD信号に対して、各フレーム間隔は、1組のタイムスロット区分を備える。送信情報は、移送ブロック(TB)単位で送られ、受信信号品質は、ブロックエラーレート(BLER)に基づいて監視することができる。BLERは、受信機によって、通常はデータのCRC(cyclic redundancy check)によって推定される。この推定BLERは、目標品質要件と比較され、このような目標BLERは、チャネル上の様々なタイプのデータサービスに対するQoS要件を表す。測定された受信信号品質に基づいて、目標SIR調節制御信号がCCTrCHごとに生成される。
時分割多重(TDD)モードを使用する3GPPW−CDMA(wideband code division multiple access)システムにおいて、UTRAN(SRNC−RRC)は、呼/セッション確立時に、WTRUへの初期目標SIRを設定し、次いでその後、アップリンク(UL)BLER測定値の観察によって指示される呼存続期間中、WTRUの目標SIRを絶え間なく調節する。
閉ループILPCにおいて、受信機は、SIRなど、各DPCHの受信信号品質の測定値を、目標SIRと比較する。SIRが閾値を超える場合、電力レベルを減少するための送信電力制御(TPC)コマンドが送られる。SIRが閾値を下回る場合、電力レベルを増大するためのTPCコマンドが送られる。通常、TPCコマンドは、送信機への専用チャネル中の、データで多重化された+1または−1ビットである。受信TPCビットに応答して、送信機は、DPCHのその送信電力レベルを、予め定義された刻み幅で変える。
しかし、基地局が、その最大または最小ダウンリンク電力に達し、増加(最大電力に達した場合)または減少(最小電力に達した場合)をリクエストするTPCコマンドに応答することができなくなった場合、OLPCアルゴリズムは、目標SIRを増大または減少し続けることができる。さらに、基地局は、低い信号品質のために、TPCコマンドビットに正しく応答することができない場合がある。結局、目標SIRは、システムの性能に悪影響を与えることになる、正しい値への回復に長時間かかるような程度まで、増加または減少し得る。
ワイヤレス受信機において、電力制御の動的範囲を限定する、基地局のダウンリンク送信電力検出のための機器および方法を提供する。調節可能な目標信号品質と比較される受信信号品質測定に応答して、刻み幅の増分において、送信電力制御調節が行われる。受信信号品質測定用の最小および最大閾値を設定し、一定間隔に渡るダウンリンクチャネル用の受信信号品質測定の差分電力変化を測定し、受信機での送信電力の刻み幅を推定し、差分電力変化および推定送信電力の刻み幅に基づいて総電力変化を計算し、総電力値を最小および最大閾値と比較し、送信電力制御の調節のために制御信号を送る電力制御の動的範囲限定アルゴリズムが実施される。目標信号品質の調節は、総電力値が最大または最小閾値との所定の近接以内の場合は非活動化され、総電力値が最大または最小閾値との前記所定の近接以内でない場合は活動化される。
概して、第1および第2の転送チャネル中でデータ信号を送信するワイヤレス送受信ユニット(WTRU)用の送信電力制御の方法も開示する。WTRUは、第1の転送チャネルを越えて受信されるデータ信号に基づいて受信WTRUによって計算される目標基準に応じて、第1の転送チャネルの電力調節を行うように構成される。好ましくは、送信WTRUは基地局である。本方法は好ましくは、第1の転送チャネルおよび第2の転送チャネル上で、WTRUからデータ信号を受信することを含む。第1の転送チャネル上で受信された信号中での所定のエラー条件の検出に基づいて、WTRUの第1の転送チャネルの電力調節のための目標基準が計算される。第1の転送チャネル上で受信されたデータ信号と、第2の転送チャネル上で受信されたデータ信号との間の電力差が計算される。第1の転送チャネル送信電力調節信号が、計算された目標基準に基づいて、かつ計算された電力差を条件として、逆チャネル上で、送信WTRUに送られる。好ましくは、送信WTRUは、専用および共通チャネル上でデータ信号を送信し、そうすることによって、第1の転送チャネル信号がダウンリンク専用チャネル信号となり、第2の転送チャネル信号がダウンリンク共通チャネル信号となる。このような場合、第1の転送チャネル送信電力調節信号を逆チャネル上で送信することは、専用のダウンリンクチャネル用の送信電力調節信号をアップリンクチャネル上で送信することを含む。
本方法は、第1の転送チャネル上の、送信WTRUからのデータ信号、および第2の転送チャネル上の、送信WTRUからのデータ信号を受信するように構成された受信機を含む受信側ワイヤレス送受信ユニット(WTRU)において実装することができる。第1の転送チャネル上で受信されたデータ信号中の所定のエラー条件検出に基づいて、送信WTRUにおける第1の転送チャネル送信電力調節を実施する目標基準を計算し、第1の転送チャネル上で受信されたデータ信号と、第2の転送チャネル上で受信されたデータ信号との間の電力差を計算するように好ましくは構成されたプロセッサが提供される。送信機が、プロセッサに動作可能に関連づけられ、前記プロセッサによって行われる目標基準値計算に応答して、かつ前記プロセッサによって計算される電力差を条件として、逆チャネル上で第1の転送チャネル送信電力調節信号を送信するように構成される。好ましくは、送信WTRUは、専用および共通チャネル上でデータ信号を送信する基地局であり、その結果、受信機は、第1の転送チャネルが信号を受信すると、専用チャネル上でダウンリンクデータ信号を受信し、第2の転送チャネルが信号を受信すると、共通チャネル上でダウンリンクデータ信号を受信するように構成され、送信機は、アップリンクチャネル上で、専用ダウンリンクチャネルのための送信電力調節信号を送信するように構成される。
以下の説明および添付の図面から、本発明の他の目的および利点が、当業者には明らかであろう。
本実施形態を、3GPPW−CDMAシステムに関連して記載するが、本実施形態は、どのハイブリッド符号分割多元接続(CDMA)/時分割多元接続(TDMA)通信システムにも適用可能である。さらに、本実施形態は、概して、CDMA2000、TD−SCDMAおよび3GPP W−CDMAの提案されている周波数分割複信(FDD)モードなど、CDMAシステムにも適用可能である。
図2は、RRCレイヤ30およびレイヤ1制御/レイヤ1エンティティ15、ならびにRAKE受信機21を備えるWTRU10のブロック図を示す。WTRU10は、基地局90と通信し、基地局90からダウンリンク通信85を受信する。ダウンリンク通信85は、WTRU10にダウンリンク送信電力情報を伝える、専用物理チャネル受信信号コード電力(DPCH RSCP)、DPCH SIR、および共通パイロットチャネル(CPICH)RSCPを備える。
RRCレイヤ30は、RRC制御31を備える。DL専用CCTrCHの初期構成の一部として、SRNCは、DL電力制御関連パラメータ(例えば、各TrCH向けの目標BLER)を選択し、WTRUに(RRC信号伝達を介して)送信する。
レイヤ1制御/レイヤ1エンティティ15は、CRCチェックユニット11、SIR測定ユニット72、OLPCユニット20、ILPCユニット40、DPCH構成制御ユニット66、圧縮モード差分SIR計算ユニット65、加算器77、および電力制御動的範囲リミッター12を備える。OLPCユニット20は、目標SIRマッパー84および目標SIR調節ユニット74を備える。
CRCチェックユニットは、データにおけるBLERの推定を実施する。初期BLER推定は、目標SIRマッパー84によって、受信信号品質に基づいて、適正な目標SIRを判定するために処理される。SIR測定ユニット72は、受信DPCH信号25のリアルタイム測定SIRを計る。SIR測定値82が、OLPCユニット20に送られ、そうすることによって、目標SIRに必要な調節を、目標SIR調節ユニット74で行うことができる。SIR測定値82は、目標SIRとの比較のために、ILPCユニット40によっても受信される。この比較に基づいて、ILPCユニット40は、基地局90に送信電力を増大または減少するようリクエストするための適正なTPCコマンド45を生じる。
DPCH構成制御ユニット66は、各TrCHに対する目標BLER、送信時間間隔(TTI)、およびTTI中の移送ブロックの数など、DCH品質目標を制御する。圧縮モード差分SIR計算ユニット65は、信号伝達を介して受信される圧縮モード用のΔSIR値を判定する。圧縮モードでのDPCH SIR測定値は、ΔSIRによる正常モードでのSIR測定値より高いので、OLPCユニット20は、加算器77で、ILPCユニット40に対して目標SIRを、ΔSIRだけ増大しなければならない。
DPCHデータ25が、送信局90の物理層PHYから受信され、RAKE受信機21によって処理される。RAKE受信機21からのCPICH RSCP測定値46、SIR測定ユニット72からのDPCH RSCP47、およびILPCユニット40からのTPCコマンド45が、電力制御動的範囲リミッター12への入力として使われる。電力制御動的範囲リミッター12は、以下の3つの電力制御問題シナリオが採用されているかどうか検出するアルゴリズムを実施するプロセッサである。1)送信ユニット90が最大送信電力に達した、2)送信ユニット90が最小送信電力に達した、または3)送信ユニット90が、ワイヤレス信号95中の信号品質が乏しいためにTPCコマンド45を正確にデコードしなかった。リミッター12は、SIR測定ユニット72からDPCH25のRSCP47を受け取り、所定の測定間隔に対するΔDPCH RSCP値を計算する。TPCコマンド45の入力が、測定間隔中のTPCコマンド45の結果としての電力変化の量を判定するために監視される。第3の入力、すなわち受信CPICH電力46が、測定間隔中のΔCPICH電力値を判定するのに使われる。リミッター12は、こうした入力を分析し、上述した3つの電力制御シナリオのいずれかが起きたかどうか判定するための好ましいアルゴリズムに従って、所定の閾値との比較を実施する。
リミッター12のアルゴリズムの結果に基づいて、目標SIR調節ユニット74が、目標SIR調節を止めるための制御信号55を受信する。というのは、このようなどの調節も、基地局がこうした問題シナリオの1つに直面している間は、効果がないからである。さらに、目標SIR調節が放置された場合、OLPCユニット20が誤った信号品質測定で不正確に動作しているために、目標SIRに対するより上位または下位の限界に意図的でなく達することになる。例えば、送信電力が最大であり、ILPCユニット40が、CRCエラーに基づいて、測定されたSIRを目標SIRに近く維持するのに、より大きな送信電力が必要であると判定した場合、OLPCユニット20は、目標SIRをあまりにも大幅に増加しようと試みる。基地局90がそれに従う余地はないので、このような危険な増加は、システムリソースを乱用し、その結果、回復時間がより長くなる。目標SIR調節を中止することによって目標SIRの、より上位または下位の限界が回避され、OLPCユニット20中の目標SIRは、外側の限界を離れて、好ましい動作可能範囲内に留まることができるようになる。
基地局90と通信するWTRU10を参照して図2を説明したが、本発明は、第2のWTRUが基地局90として動作する、アドホック通信システムでも使用できることを理解されたい。
図3Aおよび3Bを参照して、電力制御動的範囲リミッター12によって実施されるアルゴリズム100を説明する。アルゴリズム100は、ダウンリンク電力の最大または最小閾値を監視することによって、基地局がTPCコマンドに応答しているかどうか判定する。アルゴリズム100の出力は内部ループ電力制御が最大または最小電力に達したか、それとも定格送信電力で動作しているかを示す、外部ループ電力制御に対する制御信号である。
アルゴリズム100は、ステップ101で始まり、ここで、パラメータ、すなわち索引iを有する測定ウインドウの長さ、Min_power_detection_threshold_1、Min_power_detection_threshold_2、Max_power_detection_threshold_1、Max_power_detection_threshold_2、刻み幅アルファ係数alphaが設定される。こうしたパラメータに対する好ましいデフォルト値を、表1に示す。窓の長さおよび閾値パラメータは、CPICHのSIRまたはRSCPを参照して調節される。パラメータは、より高いCPICH SIRおよびCPICH RSCP値に対しては、より小さくなる。
Figure 2007500975
次にステップ102で、バッファHold_Target_SIR、検出された最小電力Min_PD、検出された最大電力Max_PD、Delta_power(i)が初期化され、ゼロ(0)にセットされる。バッファHold_Target_SIR、Min_PD、およびMax_PDは、論理値0または1を保持する。バッファ値Delta_power(i)は、測定ウインドウ時間間隔の索引iに対する電力(dB)値を表す。バッファHold_Target_SIRは、最大または最小電力閾値が検出されたときの値1を示し、目標SIRへのそれ以上のいかなる調節も妨げる論理制御をOLPCに提供する。ダウンリンク電力に対する最小閾値が検出されると、バッファ値Min_PDが1にセットされる(Min_PD=1)。同様に、最大電力が検出されると、値Max_PDが1にセットされる(Max_PD=1)。ステップ103で、受信専用物理チャネルの受信信号コード電力(DPCH_RSCP)が、測定ウインドウの持続期間に対して測定される。ステップ104で、DPCH RSCPによるダウンリンク電力に対する差分値が計算され、その値を式1に示す。
ΔDPCH_RSCP(i)=DPCH_RSCP(i)−DPCH_RSCP(i−1)(dB)
式1
分散電力制御(DPC)アルゴリズムにおいて、フィードバックを介した電力のアップデートは、タイムスロットごとに、または全体的な処理の遅れを伴って行われる。例えば、式1で計算される差分電力ΔDPCH_RSCP(i)は、DPCモードがゼロ(0)に等しいときの値を表し、ここで、計算された差分電力値は、連続する2つのタイムスロットの間隔に対する電力変化を表す。あるいは、DPCモードが1に等しい場合、式1は、現在のタイムスロット(i)と所定のいくつか前のタイムスロット、好ましくは3つ前のタイムスロット(i−3)との間の差分電力を判定するように修正される。
ステップ105で、ダウンリンク電力が、測定ウインドウに渡る共通パイロットチャネルRSCP(CPICH_RSCP)に基づいて測定される。ステップ106で、差分電力ΔCPICH_RSCPが、式2によって計算される。
ΔCPICH_RSCP(i)=CPICH_RSCP(i)−CPICH_RSCP(i−1)(dB)
式2
式2で計算される差分電力ΔCPICH_RSCP(i)は、0に等しいDPCモードに基づき、ここで、計算された差分電力値は、連続する2つのタイムスロットの間隔に対する電力変化を表す。1に等しいDPCモードに対して、式2は、現在のタイムスロット(i)と所定の前のタイムスロット、好ましくは3つ前のタイムスロット(i−3)との間の差分電力を計算するように修正される。ステップ107で、内部ループ電力制御(ILPC)の刻み幅が判定される。ILPC刻み幅の推定については、図4を参照してさらに詳しく述べる。
図3Aのステップ108で、総差分電力値Delta_power(i)が、式3および4に従って、差分DPCH_RSCP、差分CPICH_RSCP、およびStepSize_ILPCに基づいて計算される。式3は、送信電力が増大した従来のタイムスロット中のTPCコマンドを基地局が受信したときの総差分電力を計算するのに使われる。式4は、送信電力が減少した従来のタイムスロット中のTPCコマンドを基地局が受信したときの総差分電力を計算するのに使われる。式3と4の唯一の差は、ILPCの刻み幅が加算されるか、それとも電力変化値から差し引かれるかである。
Delta_power(i)=Delta_power(i−1)+ΔDPCH_RSCP(i)−ΔCPICH_RSCP(i)−StepSize_ILPC
式3
Delta_power(i)=Delta_power(i−1)+ΔDPCH_RSCP(i)−LCPICH_RSCP(i)+StepSize_ILPC
式4
ステップ109で、アルゴリズム100は、Max_PDおよびMin_PDバッファが、基地局による定格送信電力を示しているかどうか調べ、示している場合、アルゴリズム100は、ステップ111に続き、ここで、式5に示すように、値Delta_power(i)を、StepSize_ILPCで因数分解されるMax_power_detection_threshold_1と比較することによって、最大電力が検出されるかどうか、値Delta_power(i)が調査される。
Delta_power(i)<−Max_power_detection_threshold_1*StepSize_ILPC
式5
式5によって、値Delta_power(i)が閾値未満の場合、ステップ112に示すように、最大電力が検出されており、バッファ値Max_PDは、1にセットされ(Max_PD=1)、値Hold_Target_SIRは1にセットされる。ステップ111によって最大電力が検出されなかった場合、ステップ113、式6によって、最小電力検出閾値Min_power_detection_threshold_1と突き合わせて比較が行われる。
Delta_power(i)>Min_power_detection_threshold_1*StepSize_ILPC
式6
ステップ113で、値Delta_power(i)が、Min_power_detection_threshold_1とStepSize_ILPCの積より大きい場合、最小電力が検出される。ステップ114で、最小電力が検出されると、バッファMin_PDおよびHold_Target_SIRが1にセットされる。ステップ111、113で最小電力の検出も最大電力の検出も行われなかった場合、測定ウインドウの索引は、ステップ115で増分され、アルゴリズム100は、ステップ103に戻り、そこから続く。ステップ112または114で最大または最小ダウンリンク電力が検出された場合、バッファ状態Max_PD、Min_PD、およびHold_Target_SIRにおける変化が、OLPCユニット20に送られ、そうすることによって、目標SIRを、その現在値に保つことができる。
図3Bに示す、アルゴリズム100の残りのステップは、ダウンリンク送信電力が定格に戻ったかどうか検出するためのものである。ステップ109に戻ると、バッファ状態Max_PDもMin_PDも現時点でゼロに等しくない場合、ステップ116および119が、こうしたバッファMax_PD、Min_PDのどちらが、1に等しい値を含むか判定するのに用いられる。ステップ116で、最大ダウンリンク電力が検出された(Max_PD=1)かどうか、バッファMax_PDが調べられる。検出された場合、プロセスは、ステップ117に進み、式7に示すように、値Delta_power(i)が、Max_power_detection_threshold_2と刻み幅ILPCの積と突き合わせて比較される。
Delta_power(i)>−Max_power_detection_threshold_2*StepSize_ILPC
式7
比較の結果が真の場合、定格送信電力が検出されており、バッファ値Max_PDがゼロ(0)にリセットされ、その結果、外部ループ電力制御に対する目標SIRの保持を解除する(ステップ118)。
ステップ117の比較が真でない場合、ステップ119が、最小ダウンリンク電力検出が起きた(Min_PD=1)かどうか調べ始める。送信電力の現在の状態が最小電力検出である場合、式8に示すように、値Delta_power(i)が、Min_power_detection_threshold_2と比較される(ステップ120)。
Delta_power(i)<Min_power_detection_threshold_2*StepSize_ILPC
式8
式8の比較結果が真の場合、定格送信電力が検出され、バッファ値Min_PDがゼロ(0)にリセットされ、その結果、外部ループ電力制御に対する目標SIRの保持を解除する(ステップ121)。ただし、ステップ120の結果が真でない場合、測定ウインドウの索引がステップ115で増分され、アルゴリズム100は、測定ウインドウの残りに対して、ステップ103での開始を繰り返す。測定ウインドウ索引(i)が、測定ウインドウの長さに対する最後の値に達し、ステップ111、113、117または120が、最小電力、最大電力または定格送信電力の検出に失敗した場合、値Delta_power(i)が0にリセットされ、新たな測定ウインドウのために初期化される。
代替実施形態では、ダウンリンク電力検出は、RSCP測定値ではなく、ダウンリンクDPCHおよびCPICH両方に対する隣接タイムスロットの間のSIR測定値(dB)の差を用いて測定される。SIR値は、RSCP/干渉の比に比例する(すなわち、SIRは、干渉電力とともに変化する)ので、アルゴリズム100でのダウンリンク電力検出には、RSCP値が好まれる。この代替手法において、総電力値Delta_power(i)の計算は、送信電力が最小レベルにも最大レベルにもない場合、以下の式9に変換される。
Delta_power(i)=[Delta_power(i−1)+ΔDPCH_SIR(i)−ΔCPICH_SIR(i)−(TPC(i−1))(StepSize_ILPC)]
=[Delta_power(i−1)+(TPC(i−1))(StepSize_ILPC)]
式9
上式で、TPCコマンド値TPCは、正または負の1に等しい(TPC=1、−1)。
図4は、アルゴリズム100で用いられる、ループ間電力制御刻み幅を判定するアルゴリズム200を示す。ステップ201で、1組の所定の実際のILPC刻み幅が確立される。この例では、ILPC刻み幅の組は、[0.5、1.1、1.5、2.0DB]である。こうした刻み幅は、ILPC刻み幅の組にとって好ましい値であるが、この組は、4つより多い値を含んでよく、値は、提示したものと異なってよい。ステップ202で、一時的なILPC刻み幅が、式10によって設定される。
Temp_StepSize_ILPC=|Delta_power(i)|/observation_window_length
式10
ステップ203で、現在のタイムスロットに対するILPC刻み幅の推定値が、式11を用いて計算され、この式で、推定値は、従来のタイムスロット、刻み幅アルファ係数alpha、およびステップ202から得た、一時的なILPC刻み幅Temp_StepSize_ILPCの推定値に基づく。
StepSize_ILPC(i)=(alpha)(StepSize_ILPC(i))+(1−alpha)(Temp_StepSize_ILPC)
式11
alpha係数は、新たな推定値の、単極低域フィルタを介したアップデートを数値で表す。次に、ステップ204で、一時的なILPC刻み幅Temp_StepSize_ILPCとILPC刻み幅StepSize_ILPC(i)の推定値との間の差が、0.25という閾値と比較される。差が0.25の未満、ILPC刻み幅StepSize_ILPC(i)の推定値は、十分であるとみなされる(ステップ205)。ただし、差が0.25以上の場合、ILPC刻み幅の推定値は、ステップ206で、ステップ201で確立されたセット中の可能なILPC刻み幅それぞれと比較される。ステップ206のための比較差分値Delta_StepSizeの計算が、式12を用いてk回試みられる。
Delta_StepSize=|Temp_StepSize_ILPC−Value_StepSize(k)|
式12
上式で、kは、可能なILPC刻み幅の数を表す整数値であり、Value_StepSize(k)は、可能なILPC刻み幅である。
ILPC刻み幅の推定値の比較が、値の組の中の可能なK個のILPC刻み幅それぞれに対して行われると、ILPC刻み幅(i)の最後の推定値が、値の組の中の可能な最も近い値に設定される(ステップ207)。
最小送信電力が検出されるか、または最大送信電力が検出されると、検出アルゴリズム100において定格送信電力が検出されるまで、その状況が保持される。
従来のUMTSネットワークのシステムアーキテクチャの概観を示す図である。 本発明による、ダウンリンク電力制御の動的範囲を制限するOLPCを実施する受信局を示すブロック図である。 送信電力検出アルゴリズムのための方法を示すフローチャートである。 送信電力検出アルゴリズムのための方法を示すフローチャートである。 図3Aおよび3Bに示すアルゴリズムで使われる、ILPC刻み幅の推定のための方法を示すフローチャートである。

Claims (20)

  1. ワイヤレス受信機において、電力制御の動的範囲を限定する、基地局のダウンリンク送信電力検出のための方法であって、調節可能な目標信号品質と比較された受信信号品質測定に応答して、送信電力制御調節が行われ、
    a)受信信号品質測定用の最小および最大閾値を設定するステップと、
    b)第1の間隔に渡るダウンリンクチャネル用の受信信号品質測定の差分電力変化を測定するステップと、
    c)前記受信機での送信電力の刻み幅を推定するステップと、
    d)前記差分電力変化および前記推定送信電力の刻み幅に基づいて総電力変化を計算するステップと、
    e)前記総電力値を前記最小および最大閾値と比較するステップと、
    f)送信電力制御調節のための制御信号を送るステップであって、目標信号品質の調節は、前記総電力値が前記最大または最小閾値との所定の近接以内の場合は非活動化され、前記総電力値が前記最大または最小閾値との前記所定の近接以内でない場合は活動化されるステップと、
    g)一連の間隔で、ステップ(a)から(f)を繰り返すステップとを備えることを特徴とする方法。
  2. 前記基地局で調節される前記送信電力の刻み幅は、実際の1組のk個の可能な幅として予め規定され、ステップ(c)は、
    一時的な送信電力の刻み幅を、前記総電力値と測定ウインドウサイズの前記比として計算すること、および
    前記一時的な送信電力の刻み幅を、k個の可能な刻み幅それぞれと比較し、前記可能な最も近い刻み幅を、前記推定送信電力の刻み幅として使用することをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. ステップ(c)は、
    一時的な刻み幅を、前記総電力値と測定ウインドウサイズの前記比として計算すること、
    推定送信電力の刻み幅と前記一時的な刻み幅との間の前記差を測定すること、および
    前記測定された差が所定の値未満の場合、前記推定送信電力の刻み幅を使用することをさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. ステップ(c)での前記推定は、所定の因子αによって因数分解される前記従来の増分の前記送信刻み幅と、(1−alpha)によって因数分解される前記一時的な刻み幅の前記推定値との和として計算されることを特徴とする請求項3に記載の方法。
  5. 前記ダウンリンクチャネルは、専用物理チャネル(DPCH)および共通パイロットチャネル(CPICH)を備え、前記受信信号品質測定は、前記DPCHおよびCPICHの受信信号コード電力(RSCP)を含み、前記調節可能な信号目標品質は、目標信号対干渉比(SIR)であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. ステップ(b)の前記測定は、前記DPCH(ΔDPCH_RSCP)の差分電力変化および前記CPICH(ΔCPICH_RSCP)の差分電力変化の判定を含み、ステップ(d)の前記計算は、ステップ(c)の前記送信刻み幅推定値を、(ΔDPCH_RSCP−ΔCPICH_RSCP)に加算するか、または減算したものに基づくことを特徴とする請求項5に記載の方法。
  7. 前記ダウンリンクチャネルは、専用物理チャネル(DPCH)および共通パイロットチャネル(CPICH)を備え、前記受信信号品質測定は、前記DPCHおよび前記CPICHの信号対干渉比(SIR)を含み、前記調節可能な信号目標品質は、目標SIRであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  8. ステップ(b)の前記測定は、前記DPCH(ΔDPCH_SIR)の差分電力変化および前記CPICH(ΔCPICH_SIR)の差分電力変化の判定を含み、ステップ(d)の前記計算は、ステップ(c)の前記送信刻み幅推定値を、(ΔDPCH_SIR−ΔCPICH_SIR)に加算するか、または減算したものに基づくことを特徴とする請求項7に記載の方法。
  9. 基地局のダウンリンク送信電力検出を実施するワイヤレス受信機であって、送信電力制御調節は、調節可能な目標信号品質と比較される受信信号品質測定に応答して、刻み幅の増分において行われ、前記受信機は、
    受信ワイヤレス信号を検出し、信号品質パラメータを判定するRAKE受信器と、
    前記RAKE受信機からの前記信号品質パラメータに基づいて、SIRおよび信号品質値を判定するように構成された信号対干渉(SIR)測定手段と、
    前記基地局が送信電力を増大または減少するための送信電力制御コマンドを判定する内部ループ電力制御デバイスと、
    前記調節可能な目標信号品質を計算する外部ループ電力制御手段と、
    前記基地局が前記最大または最小送信電力に達したかどうか、あるいは信号品質が乏しいために、前記基地局が前記送信電力制御コマンドを正確にデコードしなかったかどうかに基づいて、前記外部ループ電力制御デバイスを制御するように構成された動的範囲限定デバイスとを備えることを特徴とするワイヤレス受信機。
  10. 前記動的範囲限定デバイスは、受信信号品質測定用の最小および最大閾値を設定し、第1の間隔に渡るダウンリンクチャネル用の受信信号品質測定の差分電力変化を測定し、受信機での送信電力の刻み幅を推定し、前記差分電力変化および前記推定送信電力の刻み幅に基づいて総電力変化を計算し、前記総電力値を前記最小および最大閾値と比較し、送信電力制御の調節のために制御信号を送るようにさらに構成され、目標信号品質の調節は、前記総電力値が前記最大または最小閾値との所定の近接以内の場合は非活動化され、前記総電力値が前記最大または最小閾値との前記所定の近接以内でない場合は活動化されることを特徴とする請求項9に記載のワイヤレス受信機。
  11. 前記ダウンリンクチャネルは、専用物理チャネル(DPCH)および共通パイロットチャネル(CPICH)を備え、前記受信信号品質測定は、前記DPCHおよびCPICHの受信信号コード電力(RSCP)を含み、前記調節可能な信号目標品質は、目標信号対干渉比(SIR)であることを特徴とする請求項10に記載の受信機。
  12. 受信信号品質測定の差分電力変化は、前記DPCH(ΔDPCH_RSCP)の差分電力変化および前記CPICH(ΔCPICH_RSCP)の差分電力変化の判定を含み、前記総電力値の前記計算は、前記送信電力刻み幅推定値を、(ΔDPCH_RSCP−ΔCPICH_RSCP)に加算するか、または減算したものに基づくことを特徴とする請求項11に記載の受信機。
  13. 前記ダウンリンクチャネルは、専用物理チャネル(DPCH)および共通パイロットチャネル(CPICH)を備え、前記受信信号品質測定は、前記DPCHおよび前記CPICHの信号対干渉比(SIR)を含み、前記調節可能な信号目標品質は、目標SIRであることを特徴とする請求項10に記載の受信機。
  14. 受信信号品質測定の差分電力変化は、前記DPCH(ΔDPCH_SIR)の差分電力変化および前記CPICH(ΔCPICH_SIR)の差分電力変化の判定を含み、前記総電力値の前記計算は、前記送信電力刻み幅推定値を、(ΔDPCH_RSCP−ΔCPICH_RSCP)に加算するか、または減算したものに基づくことを特徴とする請求項13に記載の受信機。
  15. 第1および第2の転送チャネル中でデータ信号を送信する送信側ワイヤレス送受信ユニット(WTRU)の送信電力制御方法であって、前記送信WTRUは、第1の転送チャネルを越えて受信されるデータ信号に基づいて受信WTRUで計算される目標基準に応じて、前記第1の転送チャネルの電力調節を行うように構成され、
    前記第1の転送チャネル上で、前記送信WTRUからデータ信号を受信すること、
    前記第2の転送チャネル上で、前記送信WTRUからデータ信号を受信すること、
    前記第1の転送チャネル上で受信されたデータ信号と、前記第2の転送チャネル上で受信されたデータ信号との間の電力差を計算すること、
    前記計算された電力差に基づいて、前記送信WTRUの第1の転送チャネル電力調節のための目標基準を計算すること、および
    第1の転送チャネル送信電力調節信号を、前記計算された目標基準に基づいて、かつ前記計算された電力差を条件として、逆チャネル上で、前記送信WTRUに送ることを備えることを特徴とする方法。
  16. 送信WTRUは、専用および共通チャネル上でデータ信号を送信し、
    前記第1の転送チャネル上でデータ信号を前記受信することは、専用チャネル上でダウンリンクデータ信号を受信することを含み、
    前記第2の転送チャネル上でデータ信号を前記受信することは、共通チャネル上でダウンリンクデータ信号を受信することを含み、
    第1の転送チャネル送信電力調節信号を逆チャネル上で前記送信することは、前記専用のダウンリンクチャネル用の送信電力調節信号をアップリンクチャネル上で送信することを含むことを特徴とする請求項15に記載の方法。
  17. 前記第1の転送チャネル送信電力調節信号を前記送ることは、前記計算された電力差が、所定の最大または所定の最小閾値に対して所定の近接範囲内であることを条件とすることを特徴とする請求項15に記載の方法。
  18. 前記受信WTRUでの送信電力制御刻み幅の推定、および前記電力差を計算する際、前記刻み幅の推定を使用することをさらに備えることを特徴とする請求項17に記載の方法。
  19. 第1および第2の転送チャネルでデータ信号を送信する送信WTRUのための送信電力制御を実施する受信側ワイヤレス送受信ユニット(WTRU)であって、前記送信WTRUは、前記受信WTRUによって計算される目標基準に応じて、第1の転送チャネル送信電力調節を行うように構成され、
    第1の転送チャネル上の、送信WTRUからのデータ信号、および第2の転送チャネル上の、送信WTRUからのデータ信号を受信するように構成された受信機と、
    前記第1の転送チャネル上で受信された前記データ信号中の所定のエラー条件の前記検出に基づいて、前記送信WTRUにおける第1の転送チャネル送信電力調節を実施する目標基準を計算するプロセッサとを備え、
    前記プロセッサは、前記第1の転送チャネル上で受信されたデータ信号と、前記第2の転送チャネル上で受信されたデータ信号との間の電力差を計算するように構成され、
    送信機は、前記プロセッサに動作可能に関連づけられ、前記プロセッサによって行われる目標基準値計算に応答して、かつ前記プロセッサによって計算される電力差を条件として、逆チャネル上で第1の転送チャネル送信電力調節信号を送信するように構成されることを特徴とする受信WTRU。
  20. 前記送信WTRUは、専用および共通チャネル上でデータ信号を送信する基地局であり、
    前記受信機は、前記第1の転送チャネルが信号を受信すると、専用チャネル上でダウンリンクデータ信号を受信し、前記第2の転送チャネルが信号を受信すると共通チャネル上でダウンリンクデータ信号を受信するように構成され、
    前記受信WTRUの前記送信機は、アップリンクチャネル上で、前記専用ダウンリンクチャネルのための送信電力調節信号を送信するように構成されることを特徴とする請求項19に記載のWTRU。
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