JP2008514156A - 直交周波数分割多元接続通信システムにおける適応的アンテナシステムのためのプリアンブルシーケンスの送信電力を制御する装置及び方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1を参照すると、まず、BS101は、相互に異なるSSが、同じ周波数資源及び時間資源を、第1のビーム102を通じて伝送される第1の空間チャンネルと、第2のビーム103を通じて伝送される第2の空間チャンネルとで同時に使用するように、SSに同じ周波数資源及び時間資源を割り当てる。このような同じ時間資源及び周波数資源を相異なるSSに割り当てるために、BS101は、空間的に区分される複数のビームを形成しなければならない。
一方、ダウンリンク(downlink)において、上述したようなビームを形成するためには、正確なアップリンク(uplink)チャンネルの状態情報を必要とする。したがって、一般的なIEEE 802.16e通信システムにおいては、AASを支援するためにダウンリンク及びアップリンクにAASプリアンブルシーケンスを追加して送信することによって、正確なダウンリンク及びアップリンクのチャンネル状態情報を把握することができる。
図2を参照すると、まず、上記フレームは、ダウンリンクフレーム200とアップリンクフレーム250とに区分される。ダウンリンクフレーム200は、ダウンリンクプリアンブル領域211と、フレーム制御ヘッダー(Frame Control Header;以下、‘FCH’と称する)領域213と、ダウンリンクMAP(以下、‘DL-MAP’と称する)領域215と、アップリンクMAP(以下、‘UL-MAPと称する)領域217と、複数のAASプリアンブル領域219、221、223、及び227と、複数のダウンリンクバースト(downlink burst)領域、すなわち、第1のダウンリンクバースト領域225と、第2のダウンリンクバースト領域229と、第3のダウンリンクバースト領域231と、第4のダウンリンクバースト領域233とから構成される。
本発明の他の目的は、OFDMA通信システムにおいて、データバーストの送信電力を考慮してAASプリアンブルシーケンスの送信電力を制御する装置及び方法を提供することにある。
図3は、IEEE802.16e通信システムにおいて、基地局(Base Station;以下、‘BS'と称する)が2個の移動端末機(Subscriber Station;以下、‘SS'と称する)、すなわち、SS1及びSS2へデータを送信する場合の本発明の第1の実施形態乃至第3の実施形態によるAASプリアンブルシーケンス送信電力制御方式を概略的に示す図である。
まず、本発明の第1の実施形態によるAASプリアンブルシーケンス送信電力制御方式は、AASプリアンブルシーケンス及びデータシンボルの送信電力を同一に設定する方式である。
従って、本発明の第2の実施形態によるAASプリアンブルシーケンス送信電力制御方式を使用する場合に、AASプリアンブルシーケンスの臨界送信電力は、6dBのCINRに従って決定され、残りのデータシンボルの送信電力は、表1に示すような基準CINRに従って決定される。
まず、本発明の第1の実施形態によるAASプリアンブルシーケンス送信電力制御方式において、上述したように、AASプリアンブルシーケンスの送信電力をデータシンボルの送信電力と同一に設定する。従って、SS1は、BPSK(Binary Phase Shift Keying)方式によって変調されたAASプリアンブルシーケンス311の送信電力をQPSK(Quadrature Phase Shift Keying)方式によって変調され、符号化率(coding rate)1/2で符号化されたデータシンボル313の送信電力と同一に設定し、SS2は、BPSK方式によって変調されたAASプリアンブルシーケンス315の送信電力を16QAM(Quadrature Amplitude Modulation)方式によって変調され、符号化率3/4で符号化されたデータシンボル317の送信電力と同一に設定する。
まず、上記開ループ電力制御モードを使用する場合のAASプリアンブルシーケンスの送信電力を計算する過程について説明する。
上記開ループ電力制御モードを使用する場合には、SSは、アップリンクデータシンボルの送信電力を決定する。上記アップリンクデータシンボルの送信電力を決定するにあたって、SSは、アップリンク伝播経路減衰の推定値とBSが通知するBS受信干渉及び雑音の推定値を使用する。これは、下記式(1)で表現される。
また、SSは、下記式(2)で表現されるように、OffsetperSSを変更することができる。
二番目に、上記閉ループ電力制御モードを使用する場合のAASプリアンブルシーケンスの送信電力を計算する過程について説明する。
上述したように、BSがSSの送信電力を制御するための送信電力制御命令を送信すると、SSは、BSから受信される送信電力制御命令に応じてアップリンクデータシンボルの副搬送波別送信電力を決定する。これは、下記式(4)で表現される。
一方、AASプリアンブルシーケンスの送信電力制御方式を開ループ送信電力制御モード及び閉ループ送信電力制御モードのうちいずれか1つを選択して使用するかは、上記データシンボルの送信電力制御方式と同一に設定すればよい。これは、下記で具体的に説明するので、その詳細な説明を省略する。
図4を参照すると、まず、SSが本発明の第1の実施形態によるAASプリアンブルシーケンス送信電力制御方式を使用する場合に、SSは、ステップ411で、データシンボルの送信電力と同一にAASプリアンブルシーケンスの送信電力を設定した後に終了する。SSが本発明の第2の実施形態によるAASプリアンブルシーケンス送信電力制御方式を使用する場合に、SSは、ステップ413で、予め設定された臨界送信電力と同一にAASプリアンブルシーケンスの送信電力を設定した後に終了する。
また、AASプリアンブルシーケンスの送信電力及びデータシンボルの送信電力は、SSが開ループ送信電力モードを使用するか、閉ループ送信電力モードを使用するか、又は外部ループ送信電力モードを使用するかに従って各々算出される。
図5を参照すると、まず、SSは、ステップ511で、SS自身の移動性指数が予め設定された臨界移動性指数未満であるかどうかを判断する。ここで、上記移動性指数は、SSの移動性を示す値であって、ダウンリンクプリアンブルシーケンス又はアップリンクパイロット信号のような基準信号(reference signal)の受信CINRを測定し、上記測定される受信CINRの時間変化を考慮して算出することができる。SSが小さな移動性指数値を有する場合には、SSが比較的移動性が小さくて安定的であることを示すので、性能の高い閉ループ電力制御モードが使用される。しかしながら、SSが大きな移動性指数値を有する場合には、SSが比較的移動性が大きくて不安定的であることを示すので、開ループ電力制御モードが使用される。
ステップ511で、判断の結果、SS自身の移動性指数が上記臨界移動性指数以上である場合に、ステップ515へ進む。ステップ515で、SSは、SS自身の移動性指数が臨界移動性指数以上であるので、SS自身の電力制御モードを開ループ電力制御モードとして設定し、この後に設定される電力制御モードを示す変数PMC’の値を1に設定した後に(PMC’=1)、ステップ517へ進む。ここで、上記変数PMC’の値を1に設定することは、上記電力制御モードを開ループ電力制御モードとして設定することを示す。
図6を参照すると、まず、図5で説明したような方式にて、電力制御モードを変更すべきことを検出すると、SSは、ステップ611で、BSに電力制御モード変更を要求する。SSから上記電力制御モード変更要求が受信されると、ステップ613で、BSは、上記電力制御モード変更要求に応じてSSへ電力制御モード変更を命令する。図6において、SSがBSに電力制御モード変更を要求する場合を一例に挙げて説明したが、SSからの電力制御モード変更要求がなくても、BSがSSに電力制御モード変更を命令することは、もちろん可能である。
図7を参照すると、BSは、MACエンティティー711と、時分割二重(Time Division Duplex;以下、‘TDD’と称する)送信モデム713と、送信アンテナ(Tx ANT)715と、受信アンテナ(RxANT)717と、TDD受信モデム719と、移動性推定器721と、送信電力制御器723と、スケジューラー(scheduler)725とを含む。
図8を参照すると、SSは、MACエンティティー811と、TDD送信モデム813と、送信アンテナ(Tx ANT)815と、受信アンテナ(RxANT)817と、TDD受信モデム819と、移動性推定器821と、送信電力制御器823とを含む。
まず、受信アンテナ817を介して受信された、すなわち、BSから送信された信号は、TDD受信モデム819へ伝送され、TDD受信モデム819は、受信アンテナ817を介して受信された信号をダウンコンバートした後に、OFDMA方式に対応するように上記基底帯域信号を復調して移動性推定器821へ出力する。移動性推定器821は、TDD受信モデム819から出力された信号を受信してSS自身の移動性を推定し、その移動性指数を送信電力制御器823へ出力する。
713,813 TDD送信モデム
715,815 送信アンテナ
717,817 受信アンテナ
719,819 TDD受信モデム
721,821 移動性推定器
723,823 送信電力制御器
725 スケジューラー
Claims (39)
- 全体周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記複数の副搬送波帯域のうち、所定数の副搬送波帯域を通して適応的アンテナシステムのためのプリアンブルシーケンスを送信し、前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される副搬送波帯域を除外した残りの副搬送波帯域を通してデータシンボルを送信する直交周波数分割多元接続通信システムにおける移動端末機が前記プリアンブルシーケンスの送信電力を制御する方法であって、
前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定するステップと、
前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される送信電力を前記データシンボルの送信電力と同一に決定するステップと
を具備することを特徴とする方法。 - 前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力は、開ループ電力制御モード、閉ループ電力制御モード、及び外部ループ電力制御モードのうちいずれか1つを選択することによって決定されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 前記移動端末機が前記開ループ電力制御モード及び前記閉ループ電力制御モードのうちいずれか1つの電力制御モードを使用して、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定する間に前記電力制御モードを変更すべきことを検出すると、基地局に前記電力制御モードの変更を要求するステップをさらに具備することを特徴とする請求項2記載の方法。
- 前記移動端末機の移動性指数とあらかじめ設定された移動性指数とを比較した結果に対応して決定された、現在時点以後の時点に設定される電力制御モードが現在設定されている電力制御モードと相異なる場合に、前記移動端末機が前記電力制御モードを変更すべきことを検出することを特徴とする請求項3記載の方法。
- 前記電力制御モードの変更を要求した後に、前記基地局から前記電力制御モード要求に対応する電力制御モード変更命令を検出すると、前記決定された現在時点以後の時点に設定される電力制御モードに前記電力制御モードを変更するステップをさらに具備することを特徴とする請求項4記載の方法。
- 前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力は、前記データシンボルに適用される変調方式及び符号化率を考慮して、あらかじめ設定されている基準送信電力に従って決定されることを特徴とする請求項1記載の方法。
- 全体周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記複数の副搬送波帯域のうち、所定数の副搬送波帯域を通して適応的アンテナシステムのためのプリアンブルシーケンスを送信し、前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される副搬送波帯域を除外した残りの副搬送波帯域を通してデータシンボルを送信する直交周波数分割多元接続通信システムにおける移動端末機が前記プリアンブルシーケンスの送信電力を制御する装置であって、
前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定し、前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される送信電力を前記データシンボルの送信電力と同一に決定する送信電力制御器と、
前記移動端末機自身の移動性指数を検出する移動性推定器と
を具備することを特徴とする装置。 - 前記送信電力制御器は、開ループ電力制御モード、閉ループ電力制御モード、及び外部ループ電力制御モードのうちいずれか1つを選択することによって、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定することを特徴とする請求項7記載の装置。
- 前記送信電力制御器は、前記開ループ電力制御モード及び前記閉ループ電力制御モードのうちいずれか1つの電力制御モードを使用して、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定する間に前記電力制御モードを変更すべきことを検出すると、基地局に前記電力制御モードの変更を要求することを特徴とする請求項8記載の装置。
- 前記送信電力制御器は、前記移動端末機の移動性指数とあらかじめ設定された移動性指数とを比較した結果に対応して決定された、現在時点以後の時点に設定される電力制御モードが現在設定されている電力制御モードと相異なる場合に、前記電力制御モードを変更すべきことを検出することを特徴とする請求項9記載の装置。
- 前記送信電力制御器は、前記電力制御モードの変更を要求した後に、前記基地局から前記電力制御モード要求に対応する電力制御モード変更命令を検出すると、前記決定された現在時点以後の時点に設定される電力制御モードに前記電力制御モードを変更することを特徴とする請求項10記載の装置。
- 前記送信電力制御器は、あらかじめ設定されている基準送信電力に従って、前記データシンボルに適用される変調方式及び符号化率を考慮して、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定することを特徴とする請求項7記載の装置。
- 全体周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記複数の副搬送波帯域のうち、所定数の副搬送波帯域を通して適応的アンテナシステムのためのプリアンブルシーケンスを送信し、前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される副搬送波帯域を除外した残りの副搬送波帯域を通してデータシンボルを送信する直交周波数分割多元接続通信システムにおける移動端末機が前記プリアンブルシーケンスの送信電力を制御する方法であって、
前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される送信電力をあらかじめ設定された臨界送信電力として決定するステップを具備することを特徴とする方法。 - 前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される送信電力を決定した後に、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定するステップをさらに具備することを特徴とする請求項13記載の方法。
- 前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力は、開ループ電力制御モード、閉ループ電力制御モード、及び外部ループ電力制御モードのうちいずれか1つの電力制御モードを選択して決定されることを特徴とする請求項14記載の方法。
- 前記移動端末機が前記開ループ電力制御モード及び前記閉ループ電力制御モードのうちいずれか1つの電力制御モードを使用して、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定する間に前記電力制御モードを変更すべきことを検出すると、基地局に前記電力制御モードの変更を要求するステップをさらに具備することを特徴とする請求項15記載の方法。
- 前記移動端末機の移動性指数とあらかじめ設定された移動性指数とを比較した結果に対応して決定された、現在時点以後の時点に設定される電力制御モードが現在設定されている電力制御モードと相異なる場合に、前記移動端末機が前記電力制御モードを変更すべきことを検出することを特徴とする請求項16記載の方法。
- 前記電力制御モードの変更を要求した後に、前記基地局から前記電力制御モード要求に対応する電力制御モード変更命令を検出すると、前記決定された現在時点以後の時点に設定される電力制御モードに前記電力制御モードを変更するステップをさらに具備することを特徴とする請求項17記載の方法。
- 前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力は、前記データシンボルに適用される変調方式及び符号化率を考慮して、あらかじめ設定されている基準送信電力に従って決定されることを特徴とする請求項14記載の方法。
- 全体周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記複数の副搬送波帯域のうち、所定数の副搬送波帯域を通して適応的アンテナシステムのためのプリアンブルシーケンスを送信し、前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される副搬送波帯域を除外した残りの副搬送波帯域を通してデータシンボルを送信する直交周波数分割多元接続通信システムにおける移動端末機が前記プリアンブルシーケンスの送信電力を制御する装置であって、
前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される送信電力をあらかじめ設定された臨界送信電力として決定する送信電力制御器を具備することを特徴とする装置。 - 前記送信電力制御器は、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定することを特徴とする請求項20記載の装置。
- 前記装置は、前記移動端末機自身の移動性指数を検出する移動性推定器をさらに具備することを特徴とする請求項21記載の装置。
- 前記送信電力制御器は、開ループ電力制御モード、閉ループ電力制御モード、及び外部ループ電力制御モードのうちいずれか1つの電力制御モードを選択することによって、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定することを特徴とする請求項22記載の装置。
- 前記送信電力制御器は、前記開ループ電力制御モード及び閉ループ電力制御モードのうちいずれか1つの電力制御モードを使用して、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定する間に前記電力制御モードを変更すべきことを検出すると、基地局に前記電力制御モードの変更を要求することを特徴とする請求項23記載の装置。
- 前記送信電力制御器は、前記移動端末機の移動性指数とあらかじめ設定された移動性指数とを比較した結果に対応して決定された、現在時点以後の時点に設定される電力制御モードが現在設定されている電力制御モードと相異なる場合に、前記電力制御モードを変更すべきことを検出することを特徴とする請求項24記載の装置。
- 前記送信電力制御器は、前記電力制御モードの変更を要求した後に、前記基地局から前記電力制御モード要求に対応する電力制御モード変更命令を検出すると、前記決定された現在時点以後の時点に設定される電力制御モードに前記電力制御モードを変更することを特徴とする請求項25記載の装置。
- 前記送信電力制御器は、あらかじめ設定されている基準送信電力に従って、前記データシンボルに適用される変調方式及び符号化率を考慮して、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定することを特徴とする請求項21記載の装置。
- 全体周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記複数の副搬送波帯域のうち、所定数の副搬送波帯域を通して適応的アンテナシステムのためのプリアンブルシーケンスを送信し、前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される副搬送波帯域を除外した残りの副搬送波帯域を通してデータシンボルを送信する直交周波数分割多元接続通信システムにおける移動端末機が前記プリアンブルシーケンスの送信電力を制御する方法であって、
前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定するステップと、
前記データシンボルの送信電力があらかじめ設定された臨界送信電力より小さい場合には、前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される送信電力を前記臨界送信電力として決定し、前記データシンボルの送信電力が前記臨界送信電力を超過する場合には、前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される送信電力を前記データシンボルの送信電力と同一に決定するステップとを具備することを特徴とする方法。 - 前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力は、開ループ電力制御モード、閉ループ電力制御モード、及び外部ループ電力制御モードのうちいずれか1つの電力制御モードを選択して決定されることを特徴とする請求項28記載の方法。
- 前記移動端末機が前記開ループ電力制御モード及び前記閉ループ電力制御モードのうちいずれか1つの電力制御モードを使用して、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定する間に前記電力制御モードを変更すべきことを検出すると、基地局に前記電力制御モードの変更を要求するステップをさらに具備することを特徴とする請求項29記載の方法。
- 前記移動端末機の移動性指数とあらかじめ設定された移動性指数とを比較した結果に対応して決定された、現在時点以後の時点に設定される電力制御モードが現在設定されている電力制御モードと相異なる場合に、前記移動端末機が前記電力制御モードを変更すべきことを検出することを特徴とする請求項30記載の方法。
- 前記電力制御モードの変更を要求した後に、前記基地局から前記電力制御モード要求に対応する電力制御モード変更命令を検出すると、前記決定された現在時点以後の時点に設定される電力制御モードに前記電力制御モードを変更するステップをさらに具備することを特徴とする請求項31記載の方法。
- 前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力は、前記データシンボルに適用される変調方式及び符号化率を考慮して、あらかじめ設定されている基準送信電力に従って決定されることを特徴とする請求項28記載の方法。
- 全体周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記複数の副搬送波帯域のうち、所定数の副搬送波帯域を通して適応的アンテナシステムのためのプリアンブルシーケンスを送信し、前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される副搬送波帯域を除外した残りの副搬送波帯域を通してデータシンボルを送信する直交周波数分割多元接続通信システムにおける移動端末機が前記プリアンブルシーケンスの送信電力を制御する装置であって、
前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定し、前記データシンボルの送信電力があらかじめ設定された臨界送信電力より小さい場合には、前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される送信電力を前記臨界送信電力として決定し、前記データシンボルの送信電力が前記臨界送信電力を超過する場合には、前記プリアンブルシーケンスを送信するのに使用される送信電力を前記データシンボルの送信電力と同一に決定する送信電力制御器と、
前記移動端末機自身の移動性指数を検出する移動性推定器と
を具備することを特徴とする装置。 - 前記送信電力制御器は、開ループ電力制御モード、閉ループ電力制御モード、及び外部ループ電力制御モードのうちいずれか1つの電力制御モードを選択することによって、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定することを特徴とする請求項34記載の装置。
- 前記送信電力制御器は、前記開ループ電力制御モード及び前記閉ループ電力制御モードのうちいずれか1つの電力制御モードを使用して、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定する間に前記電力制御モードを変更すべきことを検出すると、基地局に前記電力制御モードの変更を要求することを特徴とする請求項35記載の装置。
- 前記送信電力制御器は、前記移動端末機の移動性指数とあらかじめ設定された移動性指数とを比較した結果に対応して決定された、現在時点以後の時点に設定される電力制御モードが現在設定されている電力制御モードと相異なる場合に、前記電力制御モードを変更すべきことを検出することを特徴とする請求項36記載の装置。
- 前記送信電力制御器は、前記電力制御モードの変更を要求した後に、前記基地局から前記電力制御モード要求に対応する電力制御モード変更命令を検出すると、前記決定された現在時点以後の時点に設定される電力制御モードに前記電力制御モードを変更することを特徴とする請求項37記載の装置。
- 前記送信電力制御器は、あらかじめ設定されている基準送信電力に従って、前記データシンボルに適用される変調方式及び符号化率を考慮して、前記データシンボルを送信するのに使用される送信電力を決定することを特徴とする請求項34記載の装置。
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