JP2009527197A - リバースリンク電力制御の方法 - Google Patents

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Abstract

リバースリンク電力制御の方法が提供される。第1の例示の方法は、最初に第1のタイプの干渉を測定するステップ(S600)、次に第2のタイプの干渉を測定するステップ(S605)、第1及び第2の測定値の比を特定するステップ(S610)、及び特定された比を複数の移動体装置にブロードキャストするステップ(S615)を含む。第2の例示の方法は、2つの異なるタイプの干渉間の比を示すブロードキャストされた比を受信するステップ(S650)、及び受信したブロードキャストされた比に基づいてリバースリンク送信の電力レベルを計算するステップ(S655)を含む。第3の例示の方法は、最初にOFDMA送信中に第1のフィードバック信号に基づいてOFDMA送信電力を調整するステップ(S725)、及び次にOFDMA送信間の期間中に第2のフィードバック信号に基づいてOFDMA送信電力を調整するステップ(S745)を含む。

Description

本発明の実施例は概略として通信システムに関し、より具体的にはワイヤレス通信システムに関する。
従来のワイヤレス通信システムは、ワイヤレス接続を1以上の移動体装置(ユーザ機器、加入者機器、アクセス端末等の用語を用いて表現されることもある)に提供するための1以上の基地局又は基地局ルータ(アクセスポイント、ノードB又はアクセスネットワークとも言われる)を含む。移動体装置の例として、携帯電話、パーソナルデータアシスタント、スマートフォン、テキストメッセージング装置、ラップトップ/ノートブック型コンピュータ、デスクトップコンピュータ等がある。各基地局は基地局に関連する地理的エリア、即ち、セル内の移動体装置等の1以上の移動体装置にワイヤレス接続を提供する。あるいは、基地局ルータはワイヤレス接続を移動体装置に提供するために使用される。
基地局又は基地局ルータから1以上の移動体装置に送信されるメッセージングは一般に「フォワードリンク」又は「ダウンリンク」メッセージングと言われる。移動体装置から基地局又は基地局ルータに送信されるメッセージングは一般に「リバースリンク」又は「アップリンク」メッセージングと言われる。
直交周波数分割多重化(OFDM)は周波数選択性のチャネルを介した信号伝送における効率的な変調手法である。OFDMでは、広い帯域幅が複数の狭帯域サブキャリアに分割され、それらは互いに直交するよう編成される。サブキャリア上で変調された信号は並列に送信される。
OFDMは時分割多重アクセス(TDMA)によって複数の加入者に対する多重アクセスをサポートするために使用され、ここでは各加入者が割り当てられたタイムスロット内の全てのサブキャリアを使用する。直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)は多重アクセスのための他の方法であり、OFDMの基本フォーマットを用いる。OFDMAにおいて、複数の加入者が周波数分割多重アクセス(FDMA)と同様のやり方で異なるサブキャリアを同時に使用する(例えば、各「共有」サブキャリアに対して周波数分割が使用されて多重アクセスが可能となる)。
OFDMAは、各サブチャネルを異なる加入者に割り当てつつ、信号をサブチャネル(即ち、キャリアのグループ)に分割する。そして、異なるサブチャネルが種々のキャリアから結合される。各加入者は、位置、基地局からの距離、干渉及び電力の要件に関係なく個別に扱われる。システムでは、改善されたカバレッジ及びスループットを提供するためにキャリア各々に対して様々な変調方式が用いられる。OFDMAのサブチャネル構造の改善によって、周波数分割二重化(FDD)及び時分割二重化(TDD)等のより効率的な二重化技術が可能となり、低減された干渉及びより高いデータスループットの信号が形成される。FDDシステムにおいて、フォワードリンク及びリバースリンク双方の送信は異なるキャリア上で同時に行われる。
図1に従来のOFDMAシステム100を示す。図1に示すように、OFDMAシステム100は、1以上のサービングノードB120/125とエアインターフェイスを介して通信状態にある複数のユーザ機器(UE)105を含む。複数のノードBは無線ネットワークコントローラ(RNC)130に有線インターフェイスによって接続されている。また、図1には示していないが、RNC130及びノードB120/125(別の言い方として「基地局」)の双方の機能は「基地局ルータ」と言われる単一のエンティティにまとめることもできる。RNC130はインターネット160にゲートウェイサポートノード(GSN)150によって、及び/又は公衆交換電話網(PSTN)170に移動交換センタ(MSC)140によってアクセスする。
図2に従来のOFDMAシステムにおける送信機200を示す。一例として、図2の送信機200は図1の従来のOFDMAシステム100内の送信エンティティ内(例えば、ノードB120/125、UE105/110等)で採用される。
図2に示すように、送信機200は変調器210、直列−並列(S2P)変換器220、高速逆フーリエ変換(IFFT)モジュール230、サイクリックプレフィックス挿入器240及び時間領域フィルタ250を含む。IFFTモジュール230は変調シンボルを受信するためにN個のポートを含む。N個のポートの各々は直交サブキャリアに関連する。IFFTモジュール230はN×N個のIFFTマトリクスを用いてその入力における変換動作を実行するよう動作することができ、ここで、マトリクスFjkの入力は、Fjk=e−2πjk/n、j、k=0、1、2、・・・n−1、i=√−1、で定義される。
コード化されたデータシンボルは変調器210への入力として供給される。変調器210はBPSK、QPSK、8PSK、16QAM及び64QAMのような周知の変調技術を用いて、コード化されたデータシンボルを、S2P変換器220への入力として供給されるべきK個の変調シンボルSkに変換する。なお、K≦Nである。S2P変換器220は変調シンボルの並列ストリームを出力し、これらは直交サブキャリア(そのサブキャリアを介してコード化されたデータシンボルが送信される)に関連するIFFTモジュール230のN個のポートのうちの1以上の入力として供給される。IFFTモジュール230において、高速逆フーリエ変換が変調シンボルSkに適用されてチップcnのブロックを生成する。なお、n=0、・・・N−1である。サイクリックプレフィックス挿入器240はN個のチップのブロックのうちの最後のNcpチップを複製し、それらをN個のチップのブロックの先頭に付加し、先頭付加済みブロックを生成する。そして、先頭付加済みセットは時間領域フィルタ250を介してフィルタリングされ、その後、送信される前にキャリア上に変調される。
OFDMAシステムはOFDMA伝送のセル内直交特性によって、従来の符号分割多重アクセス(CDMA)に比べて、より低い干渉及びより高いデータレートをリバースリンク上に与える。しかし、OFDMAは、低いデータレートで送信し及び/又はキャリアへの高速アクセスを要するユーザについて、シグナリングが増加すること及び帯域の共有化を与えることができないことという犠牲を払って成り立つものである。これに対して、CDMAシステムは、従来のOFDMAにおいてみられるような明示的な要求及び許可メカニズムなしに複数の加入者アクセスを可能とし、これによって送信のためのキャリアへのユーザアクセスを増加させることができる。
CDMAシステムは大きなセル内及び他セル干渉を受けるので、電力制御はCDMAシステムのリバースリンクにおける重大な問題となる。OFDMAシステムは通常、OFDMAの直交特性のためにCDMAシステムよりも小さいセル内干渉しか受けず、それによってOFDMAシステムでみられる干渉は実質的に他セル干渉に限られるので、OFDMAシステムは「より緩い」電力制御要件を採用する。しかし、OFDMAシステムにおけるリバースリンク電力制御は、より小さいセル内干渉に耐性のない従来のOFDMAシステムにおいて問題を残している。例えば、OFDMAシステムのリバースリンク上の効率的なレート制御は、リバースリンクデータレートに対するリバースリンク送信電力のマッピングなしには実現することが難しい。
OFDMA送信は基地局によって利用可能な帯域幅の異なる部分を異なるユーザに与えることによってスケジューリングされ、ユーザ当りの送信は通常はその性質上「バースト的」である。従って、閉ループOFDMA電力制御を実行するために全てのユーザによって送信された一定のパイロットを維持するのは効率的でない。一方、開ループ電力制御技術は通常は他セル干渉の厳密な制御を維持しないので、純粋な開ループ電力制御技術は効率において限度があるとともに、所与の送信電力についての受信信号対干渉+ノイズ比(SINR)の予測があまり正確でない。従って、OFDMAシステムは連続パイロット信号送信を行わないことから、リバースリンク電力制御は各ユーザに対して個々に行われなければならず、セル内の全ユーザにおけるリバースリンク送信電力を制御するのはさらに難しいものとなる。
本発明の実施例はワイヤレス通信ネットワークにおけるリバースリンクの送信電力を制御する方法に向けられ、第1のタイプの干渉の第1の測定をするステップ、第2のタイプの干渉の第2の測定をするステップ、第1の測定値と第2の測定値の比を特定するステップ、及び特定された比を複数の移動体装置にブロードキャストするステップを含む。
本発明の他の実施例はワイヤレス通信ネットワークにおけるリバースリンクの送信電力を制御する方法に向けられ、2つの異なるタイプの干渉の比を示すブロードキャスト比を受信するステップ、及び受信されたブロードキャスト比に基づいてリバースリンク送信についての電力レベルを計算するステップを含む。
本発明の他の実施例はワイヤレス通信ネットワークにおけるリバースリンクの送信電力を制御する方法に向けられ、OFDMA送信中に第1のフィードバック信号に基づいてOFDMA送信電力の第1の調整を行うステップ、及びOFDMA送信とOFDMA送信の間の期間に第2のフィードバック信号に基づいてOFDMA送信電力の第2の調整を行うステップを含む。
本発明の他の実施例は最大許容送信電力レベルを特定する方法に向けられ、異なる基地局からの信号を示す複数の干渉を受信するステップ、その信号を示す複数の干渉に基づいて最大送信電力しきい値を調整するか否かを判断するステップを含み、ここで、最大送信電力しきい値は、それより低いレベルでの送信が阻止される最大許容送信電力レベルを示す。
本発明は、以下の例示目的のみで提供される詳細な説明及び添付図面からより完全に理解され、種々の図面において同様の符号は対応の部分を指す。
本発明をより良く理解するために、本発明の実施例によるハイブリッド符号分割多重アクセス(CDMA)/直交周波数分割多重アクセス(OFDMA)システムをまず説明する。そして、例示のハイブリッドCDMA/OFDMAシステムにおけるOFDMAリバースリンク電力の制御例を説明し、さらに、移動局がハイブリッドOFDMA/CDMAシステム内で送信する最大電力レベルを設定する方法へと続く。
<ハイブリッドCDMA/OFDMAシステム>
図3は本発明の実施例によるワイヤレス通信システム(以下、「ハイブリッドOFDMA/CDMAシステム」という)300を示すものである。図3に示すように、OFDMAシステム300は、1以上のサービングノードB320/325とエアインターフェイスを介して通信状態にある複数のユーザ機器(UE)305を含む。複数のノードBは無線ネットワークコントローラ(RNC)330に有線インターフェイスによって接続されている。また、図3には示していないが、RNC330及びノードB320/325(別の言い方として「基地局」)の双方の機能は「基地局ルータ」と言われる単一のエンティティにまとめることもできる。RNC330はインターネット360にゲートウェイサポートノード(GSN)350を介してアクセスし、及び/又は公衆交換電話網(PSTN)370に移動交換センタ(MSC)340を介してアクセスする。
図3のハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300は図1のOFDMAシステム100と見た目は似ているが、図3のハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300はさらに、動的に割り当てられた直交サブキャリアのセットを介してOFDMAタイプの信号を、予め割り当てられた直交サブキャリアのセットを介してCDMAタイプの信号を通信するよう動作することができる。ここで、OFDMAタイプの信号は公知のOFDMA技術によって生成された信号であり、CDMAタイプの信号は公知のCDMA技術によって生成された信号である。
例示において、CDMAタイプの信号は予め割り当てられた直交サブキャリアを介して送信され、従って、直交リソース(例えば、サブキャリア)の動的な割当てを必要としない。CDMAタイプの信号はバースト的で周期的なトラフィックパターンでユーザに関連する信号となる。ここでは、ハイブリッドOFDMA/CDMAシステム300は、利用可能な帯域が直交サブキャリアのセットに分割されたマルチキャリアシステムであればよい。
図4に本発明の実施例による図3のハイブリッドOFDMA/CDMAシステム300に対する帯域幅割当て400を示す。図4の実施例では、利用可能帯域幅は直交サブキャリアのセットに分割される。直交サブキャリアのセットは2つのグループに分類される。第1のグループ(ここではOFDMAグループという)はOFDMA信号の送信のために使用される直交サブキャリアを含む。第2のグループ(ここではCDMAグループという)はCDMAタイプの信号の送信のために使用される直交サブキャリアを含む。OFDMAグループ及びCDMAグループは1以上のサブグループ(ここではOFDMAゾーン及びCDMAゾーンという)をそれぞれ含む。各ゾーンは少なくとも1つのサブキャリアを含む。一例として、CDMAゾーンは互いに隣接せず、OFDMAゾーンを挟みつつ帯域幅割当て400の中を均等間隔で分布している。他の例では、2以上のCDMAゾーンは互いに隣接する。さらに他の例では、CDMAゾーンは、いずれの帯域幅もOFDMAゾーンに確保されないように全帯域幅(例えば、帯域幅割当て400の全域)を占める。
図4の実施例では、OFDMAグループにおける直交サブキャリアを含むトラフィックチャネルを、以下、OFDMAトラフィックチャネルといい、CDMAグループにおける直交サブキャリアを含むトラフィックチャネルを、以下、CDMAトラフィックチャネルという。先述したように、OFDMAタイプの信号は公知のOFDMA技術によって生成された信号であり、CDMAタイプの信号は公知のCDMA技術によって生成された信号である。他の例として、OFDMAタイプの信号は公知のインタリーブド周波数分割多重アクセス(IFDMA)技術、及び/又は周波数分割多重アクセス(FDMA)システムを介して信号を生成するための何らかのタイプの技術によって生成された信号であってもよい。同様に、CDMAタイプの信号はCDMA技術のみによって、及び/又はCDMA及びIFDMA技術によって生成されるものであってもよい。
図5に本発明の実施例による送信機500を示す。一例として、図5の送信機500は図3のハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300内の送信エンティティ(例えば、ノードB320/325、UE305/310等)内で採用される。
図5の実施例において、送信機500はCDMAタイプの信号を処理するための第1の部分580及びOFDMAタイプの信号を処理するための第2の部分590を含む。第1の部分580は乗算器505、510、515、520、加算器525、直列−並列(S2P)変換器530、K個のプレコーダ535、高速逆フーリエ変換(IFFT)モジュール550、サイクリックプレフィクス挿入器560、及び時間領域フィルタ570を含む。第2の部分590は変調器540、S2P変換器545、IFFTモジュール550、サイクリックプレフィクス挿入器560、及び時間領域フィルタ570を含む。プレコーダ535は離散フーリエ変換(DFT)マトリクス及び/又は周波数領域チャネルに基づくマトリクスを用いてその入力に変換動作を実行するように構成されている。各プレコーダ535はNz個の出力ポートを含む。IFFTモジュール550はIFFTマトリクスを用いてその入力に変換動作を実行するように構成されている。IFFTモジュール550はNFFT個の入力ポートを含み、ここで、NFFT個の入力ポートは、CDMAゾーンに属する直交サブキャリアに関連するK×Nz個のポート、及びOFDMAゾーンに属する直交サブキャリアに関連するNFFT−K×Nz個の入力ポートを含む。
図5の実施例では、第1の部分580において、パイロットシンボル及びコード化されたデータシンボルが乗算器505、510への入力として供給される。パイロットシンボル及びコード化データシンボルはウォルシュコード等の拡散コードを用いて拡散ファクタNcp及びNcdでそれぞれ拡散される。一例として、拡散ファクタNcpはNzに等しく、ハイブリッドOFDMA/CDMAシステム300の帯域幅割当て400におけるCDMAゾーン数である。続いて、拡散されたパイロットシンボル及びデータシンボルは擬似ランダムノイズ(PN)コード等のパイロット及びデータスクランブリングコードを用いて乗算器515、520においてスクランブルされてパイロット及びデータのチップを生成する。なお、スクランブリングコードは期間Nを有し、N>>Ncp、Ncdである。一例として、スクランブリングコードはCDMAゾーン特有のものであってもよい。他の例として、スクランブリングコードは第1の部分580のパイロット及びデータのブランチのための異なるオフセットであってもよい。
図5の実施例において、パイロット及びデータのチップのストリームは加算器525においてコード多重化されてコード多重化信号を生成し、ここで、コード多重化信号はK×Nz個のコード多重化されたチップを含む。他の例では、パイロット及びデータのチップのストリームが時間多重化される。CDMAタイプの信号はコード若しくは時間多重化されたチップの信号又はコード若しくは時間多重化されたチップの信号から導出された何らかの信号と考えることができる。
図5の実施例において、コード多重化信号はS2P変換器530への入力として供給される。S2P変換器530はコード多重化チップをK個のプレコーダ535の各々に等しく分配する。一例において、コード多重化チップはNz個のコード多重化チップのブロックとして供給される。例えば、最初のNz個のコード多重化チップは第1のプレコーダ535への入力として供給され、次のNz個のコード多重化チップは第2のプレコーダ535への入力として供給される等となる。他の例において、S2P変換器530はコード多重化チップをK個以下のプレコーダ535に不均一又は不均等に分配し、コード多重化チップのブロックはNzとは異なるサイズであってもよい。
図5の実施例において、プレコーダ535はマトリクスを用いて変換動作を実行して時間領域の入力ベクトルを周波数領域の出力ベクトルに変換する。一例において、プレコーダ535の入力及び出力ベクトル双方は同じ(例えば、Nz個の)要素又はチップを含む。他の例として、プレコーダ535はNz×Nzの大きさのDFTマトリクスFを用いてNz個のコード多重化チップを含む入力ベクトルを時間領域から周波数領域に変換する離散フーリエ変換(DFT)である。マトリクスFへの入力は以下のように表される。
Figure 2009527197
なお、j、k=0、1、2、・・・n−1であり、i=√−1(ルート−1)である。DFTプレコーダの入力におけるコード多重化チップがベクトルsで定義される場合、s=[s1、s2、s3、・・・sNz]であり、Tは転置操作を表し、DFTプレコーダの出力はベクトルxとして定義され、それは以下のように表される。
Figure 2009527197
なお、Nzはプレコードされる要素又はチップの数を表す。
本発明の他の実施例として、図5を参照して、プレコーダ535はアイデンティティマトリクスを用いてコード多重化チップを時間領域から周波数領域に変換してもよい。さらに、プレコーダ535はチャネルに影響を受けるマトリクスを用いて、変換に適用されるべき事前等価技術を可能とすることもできる。
図5の実施例において、K個のプレコーダ535のNz個の出力ポートの各々はCDMAゾーンに属する直交サブキャリアに関連するIFFT550のポートに個別にマッピングされる。一例として、Nz個の出力ポートを持つIFFTモジュール550の入力ポートへのマッピングは、CDMAタイプ信号が送信用にスケジューリングされる直交サブキャリアに基づいて再構成可能なものであってもよい。
図5の実施例では、第2の部分590において、コード化されたデータシンボルは変調器540によってBPSK、QPSK、8PSK、16QAM、64QAM等の公知の変調技術を用いて変調されて、データシンボルを、その後S2P変換器545に転送されるK個の変調シンボルSkに変換する。なお、K≦Nである。S2P変換器545は、コード化されたデータシンボルが送信される直交サブキャリアに関連するIFFTモジュール550の1以上のポートへの入力として供給される変調シンボルの並列ストリームを出力する。
図5の実施例では、IFFTモジュール550において、高速逆フーリエ変換が変調シンボルSk及びプレコード化チップ(例えば、プレコーダ535の出力)に適用されてチップcのブロックを生成する。なお、n=0、・・・NFFT−1である。サイクリックプレフィクス挿入器560はNFFT個のチップのブロックの最後のNcpチップを複製し、それらをNFFT個のチップのブロックの先頭に付加して先頭付加ブロックを生成する。そして、先頭付加されたセットは時間領域フィルタ570を介してフィルタリングされ、その後送信される前にキャリア上に変調される。
<CDMAリバースリンク電力制御>
CDMAリバースリンク電力制御の処理の例は、本出願と同時に出願された本願の発明者による米国特許出願番号 発明の名称「Method of reverse link power control」に開示され、ここにその全部が参照として取り込まれる。従って、CDMAリバースリンク電力制御の処理についてのこれ以上の説明は、以下により詳しく説明するOFDMAリバースリンク電力制御の処理に関連するものを除いて省略する。
<OFDMAリバースリンク電力制御の第1の例>
図6A及び6Bに本発明の他の実施例によるOFDMAリバースリンク電力制御処理を示す。図6A及び6BのOFDMAリバースリンク電力制御処理は図3のハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300に関して以下に記載される。より具体的には、図6Aの処理のステップはノードB320で実行されるものとして記載され、図6Bの処理のステップはUE305で実行されるものとして記載される。
図6Aに示すように、ステップS600において、ノードB320は受信信号スペクトルを解析してOFDMA干渉の「合計の」測定値を取得する。概略として、OFDMAは比較的低いセル内干渉測定値を有するものとして特徴付けられるので、ステップS600は他セル干渉の測定として考えることができる。一例において、測定されたOFDMA干渉の大部分は図4の帯域幅割当て400のOFDMAゾーン内にある。
ステップS605において、ノードB320は再び受信信号スペクトルを解析してCDMA干渉の測定値を取得する。測定されたCDMA干渉は事前又は事後どちらかの干渉相殺(IC)測定値となり得ることが分かる。一例において、CDMA干渉の測定が事後干渉相殺で実行される場合には、ノードB320は干渉相殺の前にCDMA信号スペクトルを測定し、干渉相殺の後に干渉の合計に対する残留干渉の比を測定する。これらの2つの量の比は事後干渉相殺のCDMA干渉の測定値である。
ステップS610において、ノードB320は測定されたOFDMA干渉(ステップS600)及びCDMA干渉(ステップS605)を用いてフィルタリングされた干渉比(FIR)、即ち、測定されたCDMA干渉に対する測定されたOFDMA干渉の比を計算する。FIR計算は本分野では周知であり、説明の便宜のためこれ以上説明しない。FIRが計算された後に、ステップS615において、ノードB320は計算されたFIRをそのセル内の全てのUEにフォワードリンク即ちダウンリンク共通チャネルを用いてブロードキャストする。ステップS615のブロードキャストは種々の方法で実行される。例えば、差分ブロードキャスト手法がノードB320によって採用されてもよく、初期計算済みFIRがリスニング中の移動局に送られる。その後、以前のFIR間の差を表す、より小さい値が送られる。しかし、ノードB320との通信に加わる新たなユーザの分のために、及び/又はシグナリングエラーの効果を低減するために、完了したFIRが周期的に再ブロードキャストされる。
代替例として、ステップS615においてノードB320がFIRをCDMAとOFDMAで個別にブロードキャストするようにしてもよい。さらに他の代替例として、干渉アクティビティビット(IAB)が移動局にブロードキャストされる。測定されたCDMA干渉及び測定されたOFDMA干渉がそれぞれの干渉しきい値と比較される。比較結果がしきい値以上の測定干渉値を示す場合は、それぞれのIABは第1のロジックレベル(例えば、高い方のロジックレベル、即ち「1」)に設定され、比較結果がしきい値より低い測定干渉値を示す場合は、第2のロジックレベル(例えば、低い方のロジックレベル、即ち「0」)に設定される。本例では、測定されたCDMA干渉(ステップS605)及び測定されたOFDMA干渉(ステップS600)がそれぞれCDMA干渉しきい値及びOFDMA干渉しきい値を超えたか否かを示すことに対応するために、2つの個別のIABがノードB320によって送信される。
図6Bに戻り、ステップS650において、UE305がブロードキャストされたFIRを受信する。ステップS655において、UE305はブロードキャストされたFIRに基づいて、OFDMAリバースリンク送信のために送信する電力レベルを計算する。ステップS655の計算をより詳しく説明する。
以下の用語がステップS655における計算例で使用される。
「Γo」はOFDMAパイロット信号に対する目標SINRである。
「Γc」はCDMAパイロット信号に対する目標SINRである。
「Pc(t)」はスロットtについてのCDMAパイロット送信電力スペクトル密度であり、UE305から送信される。
「Po(t)」はスロットtについてのトーン当りの阻止されないOFDMA公称パイロット電力である。
「ΔI(t)」は、ステップS615でノードB320によって送信され、ステップS650でUE305によって受信される、周期的にブロードキャストされるスロットtについてのFIRである。
「I_OFDMA(t)」はスロットtについてのステップS600における測定OFDMA干渉である。
「I_CDMA(t)」はスロットtについてのステップS605における測定CDMA干渉である。
上記の前提において、ステップS615でノードB320によって送信され、UE305によって受信されたフィルタリング済みFIRは、
ΔI(t)=10log10[I_OFDMA(t)/I_CDMA(t)] <式3>
で表される。
目標SINR比ΔΓは、
ΔΓ=Γo/Γc <式4>
で与えられる。
UE305はこれによりトーン当りのOFDMAパイロット電力Po(t)を以下のように調整することができる。
Po(t)=α(t)Pc(t) <式5>
なお、α(t)は計算された電力比であり、以下のように表される。
α(t)=ΔΓ10ΔI(t)/10 <式6>
図6Bに戻り、ステップS660において、UE305はOFDMAゾーン内のOFDMA信号を計算済み電力レベル即ちPo(t)に従って送信する。
上述した図6A/6BのOFDMAリバースリンク電力制御処理の直ちに分かる有利な効果は、専用制御ビットが特定のUEに送られる従来の「速い」OFDMA電力制御が例示のアプローチの「ブロードキャスト」の性質によって回避されることである。これによって、OFDMAリバースリンク電力調整を計算するための処理がノードBからUEに移転・軽減され、これによってシステムリソースを節約できる。
<OFDMAリバースリンク電力制御の第2の例>
一般に、図3のハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300の帯域幅割当て400のCDMAゾーン内のCDMA送信は「連続的」と言える一方、対応するOFDMAゾーンでのOFDMA送信は「バースト的」(例えば、頻繁でない、非連続である、周期的である、等)と言える。従来のOFDMA電力制御はOFDMA送信バースト間の「ギャップ」中にOFDMA電力設定を調整しない。以下に、CDMAシグナリング(大なり小なり連続的なもの)が使用されてOFDMAバースト間で送信が途切れた間にOFDMA電力制御を調整する例を説明する。
以下の例では、図6BのステップS655の計算に関して上記で説明した定義がここに参照として取り込まれる。
図7に本発明の他の実施例によるOFDMAリバースリンク電力制御の処理を示す。
ステップS700において、UE305はノードB120との接続を確立しており、データを図3のハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300の帯域幅割当て400のCDMAゾーン内でCDMAプロトコルを介して転送している。ステップS700では、まだOFDMAバーストは発生していないものとする。ステップS705において、「初期」OFDMAパイロット送信電力、即ち、最初のOFDMAバーストで使用するために最初のOFDMAの前に確立されたOFDMAパイロット送信電力レベルがUE305で確立され、以下のように表される。
Po(t)=α(t)Pc(t) <式7>
なお、初期電力比α(t)はシステムエンジニアによって決定されたデフォルトレベルに設定される。
「初期」OFDMAトラフィックレベルに対する送信電力レベルは、レートに依存するトラフィック対パイロット比(TPR)をPo(t)に乗ずるか、あるいはレートに依存するパイロットブースト値を定義することによって確立される。ここで、「レートに依存する」とは、TPR又はパイロットブースト値が異なる送信レートに関連する異なるSINR要件に基づくことを意味する。
ステップS710において、UE305はOFDMAデータを1以上のOFDMAゾーンに送信する。ステップS715において、ノードBは受信したOFDMAバーストに対するSINRを測定し、ステップS720において、測定されたOFDMA_SINRを目標OFDMA_SINRと比較する。目標OFDMA_SINRは固定の値であってもよいし、適応的な可変値等であってもよい。
ハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300が電力調整のための独立したOFDMAビットを許可している場合、ステップS725において、ノードB320は独立したOFDMAビットを送る。代替的に、ハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300においてそのような独立したOFDMAビットが設けられていない場合、ステップS725において、SINRが同時に推定される。言い換えると、単一の電力制御ビット又は共通ビットがUE305におけるCDMA及びOFDMA送信双方を調整するために使用される。共通ビットはOFDMA及びCDMAのSINR双方に基づいて決定される。
ステップS710で始まるOFDMAバーストはステップS730で終わる。ステップS735において、ノードB320はOFDMAバースト間のギャップ中に以下の式を用いてOFDMA_SINRを推定する。
Γo,est(t)=Γc(t)αest(t)β(t) <式8>
なお、Γo,est(t)はスロットtについて推定されたOFDMA_SINRであり、αest(t)はスロットtについての推定電力比であり、β(t)はスロットtについての修正ファクタである。
ステップS740において、推定OFDMA_SINR_Γo,est(t)が目標OFDMA_SINR_Γoと比較され、ステップS745において、その比較結果に基づいてノードB320がOFDMA送信電力制御(TPC)ビットをUE305に送る。TPCビットは単一ビット二進インジケータであり、UE(例えばUE305)に送信電力を一定量だけ上昇させるために第1のロジックレベル(例えば、高い方のロジックレベル、即ち「1」)に設定され、UE(例えばUE105)に送信電力を一定量だけ低下させるために第2のロジックレベル(例えば、低い方のロジックレベル、即ち「0」)に設定される。一例において、ステップS745の比較結果が、推定OFDMA_SINRが目標OFDMA_SINRよりも低いことを示した場合、ノードB320は第1のロジックレベル(例えば、高い方のロジックレベル、即ち「1」)のTPCビットをUE305に送る。それ以外の場合、ノードB320は第2のロジックレベル(例えば、低い方のロジックレベル、即ち「0」)のTPCビットをUE305に送る。
実際の測定OFDMA_SINR値は入手可能であるので推定OFDMA_SINR_Γo,est(t)はOFDMAバースト中に使用されないが、OFDMAバーストのギャップ中に使用される修正ファクタβ(t)は、推定OFDMA_SINR_Γo,est(t)をOFDMAギャップ中により正確なものとするために、OFDMAバースト中に更新される。従って、ステップS750において、修正ファクタβ(t)はOFDMAバースト中に以下の式を用いて更新される。
β(t)=(1−λ)β(t-1)+λΓo(t)/(Γc(t)αest(t)) <式9>
なお、λは0と1の間の忘却ファクタである。忘却ファクタはシステムエンジニアによって決定される一定値である。
<最大移動局送信電力>
UE305の送信についてのトーン当りの最大電力しきい値の確立の例を以下に説明する。一例において、セルの縁又は境界の近く(例えば、ノードB120とノードB125の間)に位置するUEは、サービングノードB(例えば、セルの中心位置付近)の近傍に位置するUEよりも隣接セルの干渉の影響を受けやすい。所与のUEが送信するピーク電力について何ら制御がなされないと、システム干渉全体が上昇する。図3のハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300内のUEに対するトーン当りのピーク電力又は最大送信電力レベルを確立する以下の例は、複数のセルに関するUE位置に関連して与えられる。さらに、以下の実施例は、サービングノードBとしてノードB320を、隣接ノードBとして隣接ノードB320を有するUE305に関して記載される。なお、この特定の構成は例示目的のために与えられたものであり、以下の最大送信電力制御の処理がハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300内のあらゆるUEに適用できることは容易に分かるはずである。
ハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300内のノードB(例えば、ノードB120、125等)の各々は受信した他セル干渉(例えば、ノードB自身のセル以外の他のセルからの干渉)の量を周期的に測定する。ノードBの各々は測定された他セル干渉を他セル干渉しきい値Iothreshと比較する。一例において、RNC330がノードB320/325に対する他セル干渉しきい値Iothreshを設定するようにしてもよい。k個のノードBの各々は比較結果に基づいて干渉アクティビティビット(IAB)を(例えば、UE305のような範囲内の全UEに)送信する。一例として、ノードB「p」を参照すると、比較結果が、測定他セル干渉が他セル干渉しきい値Iothreshよりも大きいことを示す場合には、IAB(p)=1となる。なお、ノードBpはハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300内のノードBのうちの1つを表している。上記以外として、比較結果が、測定他セル干渉が他セル干渉しきい値Iothreshよりも大きくないことを示す場合には、IAB(p)=0となる。ハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300内の隣接又はサービングノードBに対するUEの位置にある程度基づいて複数のIABがハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300内のUEによって受信されるように、IABが1以上のノードBから一時に送信されることが分かる。ノードBによって送信されたIABを考慮に入れた上で、CDMAシステム100内のUEで実行されるトーン当りの最大送信電力しきい値調整の処理を図8の代表UE305に関して以下に説明する。
図8に本発明の実施例によるUEの送信のためのトーン当りの最大送信電力しきい値を確立する処理を示す。図8の実施例をハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300内の代表UE(例えばUE305)及びk個のノードB(例えば、ノードB120、125等)に関して説明する。なお、kは0以上の整数である。図8に示し、以下に説明するステップは、例えば、図3のUE305で実行される。代表UE305は必ずしもk個のノードBのうちの2以上と(ソフトハンドオフモード等にあるかもしれないが)アクティブな通信状態にある必要はないが、代表UE305はk個のノードB全てからの信号を「リスニング」するか受信することができる。従って、数値kはハイブリッドCDMA/OFDMAシステム300内のUE305の位置に基づいて変動し得ることが分かる。例えば、UE305がノードB120のようなサービングノードBに非常に近い場合、通常kは1に等しくなる。UE305がセルの縁に近づくにつれて、通常kは1より大きくなる。
図8の実施例では、ステップS800において、ノードB320によってサービングされているUE305のトーン当りの最大送信電力しきい値は、UE305によって以下のように初期化される。
max(1)=Iothresh/max(G(d))、d=1、・・・k <式10>
なお、Pmax(1)は初期期間に対する最大電力であり、Iothreshは他セル干渉しきい値(例えば、許容され得る他セル干渉の量)であり、G(d)はUE305からk個のノードBのうちのd番目のノードBへの平均チャネルゲインであり、dは1からkまでの整数である。一例において、G(d)測定値は共通パイロット及びプリアンブルにおけるSINR測定値に基づき、他セル干渉しきい値Iothreshは設計エンジニアによって決定される。
ステップS805において、UE305はk個のノードBの各々から(図8の前に説明した)IABを受信し、ステップS810において、トーン当りの最大送信電力しきい値の調整が必要か否かを判断する。ステップS810で調整が必要であると判断した場合、ステップS815においてUE305に対して電力調整値が計算される。それ以外の場合は、処理はステップS805に戻る。ステップS815において、UE305はPcbucket(t)という送信電力リソースに対するトークンバケットを確立する。これは受信されたIABに基づいて送信電力リソースの瞬間の更新値を示し、UE305によって受信されたIABの幾つかが「1」にセットされる場合に、
Pcbucket(t)=Pcbucket(t-1)−ΔPdown <式11>
で表される。なお、ΔPdown=wmax(G(y))であり、yは時間tにおいて「1」に等しいIABを送信するk個のノードBのうちのy個のノードBを示し、wは設計エンジニアによって決定される固定の重み付けファクタである。
あるいは、UE305によって受信されたIABの全てが「0」にセットされる場合に、Pcbucket(t)は、
Pcbucket(t)=Pcbucket(t-1)−ΔPup <式12>
で表される。なお、「t」は現在の期間であり、「t−1」は以前の期間であり、ΔPupは、
ΔPup=[x/(1−x)]ΔPdown
で表される。なお、xは所与のノードBによって測定された他セル干渉が外部干渉しきい値Iothreshよりも大きい確率に等しい。一例において、確率「x」は所与のノードB(例えば、ノードB320)に対するカバレッジ要件に基づく。他の例では、確率「x」はハイブリッドOFDMA/CDMAシステム300の配備又は実装中に決定される。
bucket(t)はPcbucket(t)の平均バージョンであり、
bucket(t)=Pbucket(t-1)+ Pcbucket(t)− Pmax(t-1) <式13>
で表される。
max(t)は、新たなエンコーダパケットがUE305からノードB320への送信にスケジュールされる場合には、
max(t)=min(Pmax(t)、Pbucket(t)) <式14>
で表され、新たなエンコーダパケットがUE305からノードB320への送信にスケジュールされない場合には、
max(t)=Pbucket(t)− Pmargin <式15>
で表される。なお、Pmarginはエンコーダパケットの送信中にバケットが空にならないことを確実にするための0以上のオフセット値である。例えば、Pmax(t)がスペクトル効率のしきい値レベルを達成できる充分な電力レベルに設定されるように、新たなエンコーダパケットに対するデータレートが選択される。
トーン当りの最大送信電力しきい値Pmax(t)がステップS815において式14及び15の一方によって設定され、処理はステップS605に戻る。
従って、図8に関して上記の例示の方法によって、より大きい数のノードBに近いUE(例えば、サービングノードBから遠く離れている場合やセルの縁に近い場合)はトーン当りの最大送信電力しきい値をより大きいステップで調整する一方、サービングノードBの近傍により近いUEはIABビットに対してより遅く反応する。パイロット基準電力(Po(t))及び最大許容データ/パイロット電力の組み合わせは、UEによって要求されるスペクトル効率の算出において使用される。
さらに、チップ当りのCDMA最大送信電力しきい値を設定及び調整する代替例が、本出願と同時に出願された本願の発明者による米国特許出願番号 発明の名称「Method of reverse link power control」に開示され、その全部がここに参照として取り込まれる。
従って、本発明の実施例がここに開示されているので、同じことが多くのやり方で変更実施できることは明らかである。例えば、ノードB及びUEが、それぞれ代替的に基地局(BS)又はアクセスネットワーク(AN)及び移動局(MS)、アクセス端末(AT)又は移動体装置(MU)であってもよいことが分かる。さらに、上記はCDMA/OFDMAシステムに関して記載したが、同様のことがUMTSシステムでの使用に適用できることは容易に理解できるはずである。
そのような変形例は本発明の実施例から離れたものとは認められず、そのような修正例の全ては本発明の範囲に含まれる。
従来のOFDMAシステムを示す図である。 図1の従来のOFDMAシステム内の送信機を示す図である。 本発明の実施例によるハイブリッドOFDMA/CDMAシステムを示す図である。 本発明の実施例による図3のハイブリッドOFDMA/CDMAシステムのための帯域割当てを示す図である。 本発明の実施例による図3のハイブリッドOFDMA/CDMAシステムにおける送信機の概略図である。 本発明の他の実施例によるOFDMAリバースリンク電力制御処理を示す図である。 本発明の他の実施例によるOFDMAリバースリンク電力制御処理を示す図である。 本発明の他の実施例による移動局の送信のためのトーン当りの最大送信電力しきい値を設定する処理を示す図である。

Claims (10)

  1. ワイヤレス通信ネットワーク(300)においてリバースリンク送信電力を制御する方法であって、
    第1のタイプの干渉を測定する第1の測定ステップ(S600)、
    第2のタイプの干渉を測定する第2の測定ステップ(S605)、
    該第1及び第2の測定値の比を特定するステップ(S610)、及び
    特定された該比を複数の移動体装置にブロードキャストするステップ(S615)
    からなる方法。
  2. 請求項1の方法において、該第1のタイプの干渉がOFDMA干渉であり、該第2のタイプの干渉がCDMA干渉である方法。
  3. ワイヤレス通信ネットワーク(100)においてリバースリンク送信電力を制御する方法であって、
    2つの異なるタイプの干渉間の比を示すブロードキャストされた比を受信するステップ(S650)、及び
    受信した該ブロードキャストされた比に基づいて、リバースリンク送信の電力レベルを計算するステップ(S655)
    からなる方法。
  4. ワイヤレス通信ネットワーク(100)においてリバースリンク送信電力を制御する方法であって、
    OFDMA送信中に第1のフィードバック信号に基づいてOFDMA送信電力を調整する第1の調整ステップ(S725)、及び
    OFDMA送信とOFDMA送信の間の期間中に第2のフィードバック信号に基づいてOFDMA送信電力を調整する第2の調整ステップ(S745)
    からなる方法。
  5. 請求項4の方法において、該第1のフィードバック信号が、測定されたOFDMA_SINRに基づき、該第2のフィードバック信号が、推定されたOFDMA_SINRに基づく方法。
  6. ワイヤレス通信ネットワーク(100)においてリバースリンク送信電力を制御する方法であって、
    移動局からOFDMA送信を受信したときには、測定されたOFDMA_SINRに基づいて第1の電力調整インジケータを送るステップ(S725)、及び
    該移動局からOFDMA送信を受信しなかったときには、推定されたOFDMA_SINRに基づいて第2の電力調整インジケータを送るステップ(S745)
    からなる方法。
  7. 請求項6の方法において、該OFDMA_SINRが(i)以前のOFDMA送信、及び(ii)前記(i)の後に受信されたCDMA送信に基づく方法。
  8. 最大許容送信電力レベルを決定する方法であって、
    異なる基地局からの複数の干渉表示信号を受信するステップ(S805)、及び
    該複数の干渉表示信号に基づいて最大送信電力しきい値を調整するか否かを判断するステップであって、該最大送信電力しきい値が、それより低いレベルでの送信が阻止される最大許容送信電力レベルである、ステップ(S810)
    からなる方法。
  9. 請求項8の方法であって、さらに、
    他セル干渉が他セル干渉しきい値を超えていることを該複数の干渉表示信号の少なくとも1つが示す場合に、該最大送信電力しきい値を上昇させるステップ(S815)、及び
    該他セル干渉しきい値を超える他セル干渉を示す少なくとも1つの干渉表示信号を該複数の干渉表示信号の少なくとも1つが含まない場合に、該最大送信電力しきい値を低下させるステップ(S815)
    からなる方法。
  10. 請求項8の方法において、該最大送信電力しきい値がトーン当りの電力及びチップ当りの電力のうちの1つに関連する方法。
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