本発明は、通信システム、例えば、広帯域無線接続(Broadband Wireless Acess:以下、“BWA”と称する。)通信システムであるIEEE802.16通信システムにおける電力を制御するシステム及び方法を提案する。ここで説明する本発明の実施形態では、説明の便宜上、直交周波数分割多重(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:以下、“OFDM”と称する。)/直交周波数分割多重接続(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:以下、“OFDMA”と称する。)方式を適用したIEEE802.16通信システムを例を挙げて説明しているが、本発明で提案した電力制御システム及び方法は、他の通信システムにも適用されることができる。
また、本発明は、通信システムが特定のセルを管理する基地局(Base Station:以下、“BS”と称する。)と、このセル内に位置している移動端末機(Mobile Station:以下、“MS”と称する。)との間のデータを送受信し、BSから通信サービスを受信する場合の電力を制御するシステム及び方法を提案する。後述する本発明の実施形態では、OFDM/OFDMA方式を適用した通信システムにおいて、特定のセルを管理するBSが通信サービスを受信するMSの電力を制御するための電力制御情報をMSに送信することにより電力を制御するシステム及び方法を提案する。
本発明の実施形態は、通信システムにおいて、特定のセルを管理するBSが自身が管理するセル内に位置しているMSからフィードバックされたMSのチャネル情報、すなわち、チャネル品質情報(Channel Quality Information:以下、“CQI”と称する。)、例えば、MSが算出し、BSに送信した信号対干渉雑音比(Signal-to-Interference and Noise Ratio:以下、“SINR”と称する。)又はキャリア対干渉雑音比(Carrier-to-Interference and Noise Ratio:以下、“CINR”と称する。)に従ってMSの電力制御情報を生成し、このCQIフィードバックを受信するためにMSに割り当てられたチャネル品質情報チャネル(Channel Quality Information Channel:以下、“CQICH”と称する。)の割当情報に従って、この生成された電力制御情報を対応するMSにマッピングした後に、この電力制御情報を有するメッセージをMSに送信する。言い換えれば、BSがこのメッセージをMSにブロードキャストし、このブロードキャストされたメッセージを受信すると、各MSは、自身に対応する電力制御情報を検出した後に、この検出された電力制御情報に従って関連するMSの電力を制御する。
また、本発明の実施形態による通信システムにおいて、特定のセル内の複数のMSに対する電力制御について、BSは、MSのCQIに従ってMSの電力制御情報を生成した後に、この生成された電力制御情報に従って電力制御ビットシーケンス(Power_Control_Bit_Sequence)を生成し、CQICH割当情報に従ってこの電力制御情報をMSにマッピングし、すなわち、この電力制御ビットシーケンスをMSにマッピングした後に、この電力制御ビットシーケンスを有するメッセージをMSにブロードキャストする。このメッセージを受信すると、各MSは、このメッセージに含まれている自身の対応する電力制御情報を検出し、この検出された電力制御情報によりMSと関連した電力を制御する。
その結果、本発明の実施形態による通信システムにおいて、多数のMSが特定のセル内に位置しているとしても、この特定のセルを管理するBSは、MSのフレーム別電力制御情報を1つのバースト領域を介して送信することによりオーバーヘッドの増加を最小にすることができる。また、BSは、MSのフレーム別電力制御情報を1つのバースト領域を介して送信することにより、MSの電力を高速で制御することができる。
BSがMSのCQIにより生成されたMSの電力制御情報をメッセージに含んで送信する方式は、媒体アクセス制御(Medium Acess Control:以下、“MAC”と称する。)メッセージの形態で高速電力制御(Fast Power Control:以下、“FPC”と称する。)メッセージ内の電力制御情報を送信する方式と、アップリンクマップ(UpLink-MAP:以下、“UL-MAP”と称する。)メッセージのUL-MAP情報エレメント(Information Element:以下、“IE”と称する。)内の電力制御情報エレメントを送信する方式と、UL-MAPメッセージのUL-MAP IE内の高速トラッキングIEを送信する方式とに分類することができる。MSの電力制御情報を含むこれらメッセージは、セル内に位置しているすべてのMSにブロードキャストされる。
また、BSがMSから受信されたCQIにより生成された電力制御情報の電力制御ビットシーケンスを上述したようなメッセージに含んで送信する方式は、MACメッセージの形態で電力制御メッセージ内のこの電力制御ビットシーケンスを送信する方式と、MAPメッセージ、例えば、ダウンリンクマップ(DownLink MAP:以下、“DL-MAP”と称する。)メッセージ又はUL-MAPメッセージ内のこの電力制御ビットシーケンスを送信する方式と、MAPメッセージ、例えば、DL-MAPメッセージ又はUL-MAPメッセージのDL-MAP IE又はUL-MAP IE内のこの電力制御ビットシーケンスを送信する方式とに分類することができる。同様に、この電力制御ビットシーケンスを含むこれらメッセージは、セル内に位置している全てのMSにブロードキャストされる。
表1を参照して、この電力制御情報を含むFPCメッセージについて具体的に説明する。下記の表1は、電力制御情報を含むFPCメッセージのフォーマットを示す。
上述した表1に示すように、FPCメッセージは、対応する管理メッセージのタイプを示す‘管理メッセージタイプ’フィールドと、MSの番号を示す‘MS番号’フィールドと、電力管理フレームを示す‘電力管理フレーム’フィールドと、各MSの基本接続識別子を示す‘基本CID’フィールドと、各MSの電力調節を示す‘電力調節’フィールドとを含む。ここで、FPCメッセージを介してMSの電力制御情報を送信するためには、BSは、FPCメッセージの基本CIDフィールドにMSの基本CIDを含ませ、このFPCメッセージをMSに送信する。
一方、通常のBWA通信システムであるIEEE802.16通信システムは、フレーム構成を有し、このシステムのBSは、各フレームのリソースをMSに効率的に割り当て、このリソース割当情報をMAPメッセージを介してMSに送信する。ここで、ダウンリンクリソース割当情報を送信するために使用されたMAPメッセージは、DL-MAPメッセージであり、アップリンクリソース割当情報を送信するために使用されたMAPメッセージは、UL-MAPメッセージである。
このように、BSがDL-MAPメッセージ及びUL-MAPメッセージを介してダウンリンクリソース割当情報及びアップリンクリソース割当情報を送信する場合には、MSは、BSから送信されたDL-MAPメッセージ及びUL-MAPメッセージをデコーディングし、MS自身に割り当てられたリソースの割当位置及びMS自身が受信しなければならないデータの制御情報及び電力制御情報を検出することができる。MSは、このリソース割当位置及び制御情報を検出することによりダウンリンク及びアップリンクを介してデータを送受信することができる。また、データを送信する場合には、MSは、この電力制御情報を用いて送信電力を制御することができる。
一方、MAPメッセージは、ダウンリンク又はアップリンクに従って、そして、データバーストの種類に従って、すなわち、このデータバーストがハイブリッド自動再送要求(Hybrid Automatic Repeat request:以下、“HARQ”と称する。)方式を適用したデータバースト(以下、“HARQデータバースト”と称する。)であるか、HARQ方式を適用しないデータバースト(以下、“Non-HARQデータバースト”と称する。)であるか、又は制御情報であるかに従って、相互に異なるMAP IEフォーマットで構成される。したがって、MSは、MAP IEをデコーディングするために、各MAP IEのフォーマットを予め認識しなければならず、各MAP IEは、ダウンリンクの場合には、ダウンリンク区間使用コード(Downlink Interval Usage Code:以下、“DIUC”と称する。)を使用し、アップリンクの場合には、アップリンク区間使用コード(Uplink Interval Usage Code:以下、“UIUC”と称する。)を使用して識別することができる。
上述したように、BWA通信システムにおいて、データ送信は、フレーム単位で行われ、各フレームは、ダウンリンクデータを送信する領域とアップリンクデータを送信する領域とに区分される。ここで、データを送信する領域は、‘周波数領域’ב時間領域’の2次元配列で構成され、この2次元配列の各エレメントは、割当単位であるスロットである。すなわち、この周波数領域は、サブキャリアの束であるサブチャネルの単位で区分され、この時間領域は、シンボルの単位で区分される。したがって、このスロットは、シンボルが1つのサブチャネルにより占有される領域を示す。各スロットは、1つのセルに位置しているMSの中で任意の1つのMSにだけ割り当てられ、このセルに位置している各MSに割り当てられたスロットの集合がバーストである。上述したように、通信システムにおいて、アップリンク無線リソースは、スロットがMSにより共有される方式で割り当てられる。図1を参照して、本発明の実施形態による通信システムにおけるフレーム構成について説明する。
図1は、本発明の実施形態による通信システムにおけるフレーム構成を概略的に示す図である。図1を参照すると、このフレームは、時間領域におけるシンボル及び周波数領域におけるサブチャネルで示される。y軸は、周波数のリソース単位であるサブチャネルを示し、x軸は、時間のリソース単位であるOFDMシンボルを示す。このフレームは、プリアンブル領域102と、DL-MAPメッセージ領域104と、UL-MAPメッセージ領域106と、ダウンリンクバースト(DL Burst)領域108と、アップリンクバースト(UL Burst)領域110と、を含む。
プリアンブル領域102は、送受信期間の取得、すなわち、通信システムにおけるBSとMSとの間の同期の取得のための同期信号、すなわち、プリアンブルシーケンスを送信するために使用される。DL-MAPメッセージ領域104は、DL-MAPメッセージを送信するために使用され、UL-MAPメッセージ領域106は、UL-MAPメッセージを送信するために使用される。DL-MAPメッセージ領域104は、図示していないが、複数のIEを含み、各IEは、対応するダウンリンクバースト領域に関する情報を含む。同様に、UL-MAPメッセージ領域106は、図示していないが、複数のIEを含み、各IEは、対応するアップリンクバースト領域に関する情報及びMSの電力制御情報を含む。ダウンリンクバースト領域108は、対応するダウンリンクデータバーストを送信するために使用され、アップリンクバースト領域110は、対応するアップリンクデータバーストを送信するために使用される。図2及び表2を参照して、メッセージ内の電力制御情報を送信する上述したような方式の中で、UL-MAPメッセージのUL-MAP IE内の電力制御IEを送信する方式について説明する。
図2は、本発明の実施形態による通信システムにおけるフレームのUL-MAPメッセージ領域の構成を概略的に示す図である。図2を参照すると、UL-MAPメッセージ領域201は、UL-MAPメッセージの基本情報を送信するためのUL-MAP基本情報領域203とバースト別UL-MAP IEを送信するためのバースト別UL-MAP IE領域205とを含む。バースト別UL-MAP IE領域205は、MSのバースト別割当情報及び電力制御情報のためのCID及びUIUCを送信するためのCID/UIUC領域207と、バースト割当情報を送信するための割当情報領域209と、拡張されたUIUC独立IEを送信するための拡張UIUC独立IE領域211とを含み、拡張UIUC独立IE領域211は、MSの電力制御情報を送信するために、各MSに対して個別に定義された電力制御パラメーターを有する電力制御IEを送信するための電力制御IE領域213を含む。
下記の表2は、電力制御IEを含むUL-MAPメッセージのUL-MAP IEを示す。
上述した表2に示すように、UL-MAPメッセージのUL-MAP IEは、MSのバースト別割当情報及び電力制御情報のためのCID及びUIUCと、拡張されたUIUC独立IEとを含み、この拡張されたUIUC独立IEは、MSの電力制御情報に従って各MSに対して個別に定義された電力制御パラメーターを有する電力制御IEを含む。表3を参照して、メッセージ内の電力制御情報を送信する上述したような方式の中で、UL-MAPメッセージのUL-MAP IE内の高速トラッキングIEを送信する方式について説明する。
下記の表3は、高速トラッキングIEを含むUL-MAPメッセージのUL-MAP IEを示す。
上述した表3に示すように、UL-MAPメッセージのUL-MAP IEは、表2におけるように、MSのバースト別割当情報及び電力制御情報のためのCID及びUIUCと、拡張されたUIUC独立IEとを含む。上述した表2に示したUL-MAPメッセージのUL-MAP IEのこの拡張されたUIUC独立IEは、MSの電力制御情報により各MSに対して個別に定義された電力制御パラメーターを有する電力制御IEを含むが、上述した表3に示すUL-MAPメッセージのUL-MAP IEのこの拡張されたUIUC独立IEは、セル内に位置している全てのMSの電力制御情報を含むUL-MAPメッセージの高速トラッキングIEを含む。ここで、UL-MAPメッセージの高速トラッキングIEは、前のフレームで予め伝達されたMSに関する情報に加える追加情報として使用され、UL-MAPメッセージ内のユニキャスト割当IEと同一である。また、UL-MAPメッセージの高速トラッキングIEは、上述した表2に示した電力制御IEが送信される図2の電力制御IE領域213を介して送信されることができる。
下記では、本発明の実施形態による通信システムにおけるBSがMSのCQIに従って生成された電力制御情報の電力制御ビットシーケンスを上述したメッセージに含んで送信する方式について説明した後に、この電力制御ビットシーケンスを含むメッセージをMSに送信し、MSの電力を制御する過程について説明する。まず、図3を参照して、上述したフレームのMAPメッセージ領域内のバースト割当情報領域及び電力制御情報領域について説明する。図4を参照して、BSがMSのCQIにより生成された電力制御情報の電力制御ビットシーケンスについて説明する。次いで、図5を参照して、MSのCQIの送信のためのCQICH割当てについて説明し、図6及び図7を参照して、CQICH割当情報に従ってこの生成された電力制御情報を対応するMSにマッピングする方法について説明する。
図3は、本発明の実施形態による通信システムにおけるフレームのMAPメッセージ領域内のバースト割当情報領域及び電力制御情報領域を示す図である。図3を参照すると、通信システムにおいて、N個のMSがセル内に位置している場合には、このフレームのバースト領域は、N個のサブバースト領域に分割された後に、このN個のMSに1対1に割り当てられる。この分割されたバースト領域の割当情報は、N個のバースト割当情報領域310-1、310-2、・・・310-Nに分割されたこのフレームのMAPメッセージ領域を介してMSに送信される。この際、MSの電力制御情報は、MAPメッセージ領域から分割された1つの電力制御情報領域320を介してMSに送信される。すなわち、本発明の実施形態による通信システムにおいて、特定のセル内に位置している全てのMSの電力制御情報は、このフレームのMAPメッセージ領域に割り当てられた1つの電力制御情報領域320を介してMSに送信され、すなわち、ブロードキャストされる。したがって、本発明の実施形態による通信システムにおいて、特定のセル内に位置しているMSの数が増加しても、このシステムは、この特定のセルを管理するBSがMSのフレーム別電力制御情報をこのフレームのMAPメッセージ領域に割り当てられた1つの電力制御情報領域320を介して送信するため、オーバーヘッドの増加を最小にすることができる。また、本発明の実施形態による通信システムは、BSがMSのフレーム別電力制御情報をこのフレームのMAPメッセージ領域に割り当てられた1つの電力制御情報領域320を介して送信するため、MSの電力を迅速に制御することができる。
図4は、本発明の実施形態による通信システムにおける電力制御のための電力制御ビットシーケンスを示す図である。図4を参照すると、この通信システムにおいて、BSは、BSのセル内に位置しているN個のMSから受信されたCQIに従ってMSの電力制御情報を生成し、この生成された電力制御情報に従って、MSの電力制御ビットシーケンス、すなわち、MSのN個の電力制御ビット410-1、410-2、・・・410-Nを生成する。この際、MSの電力制御ビット410-1、410-2、・・・410-Nは、それぞれm個のビットで構成される。
より具体的に説明すると、MSの電力制御ビット410-1、410-2、・・・410-Nが1ビットで構成されることを示すmが1である場合について、MSの電力制御ビット410-1、410-2、・・・410-Nが‘0’に設定される場合には、MSは、現在の電力レベルを維持することを意味し、MSの電力制御ビット410-1、410-2、・・・410-Nが‘1'に設定される場合には、MSは、現在の電力レベルをしきい値だけ上昇させるか又は下降させることを意味する。また、MSの電力制御ビット410-1、410-2、・・・、410-Nがそれぞれ2ビットで構成されることを示すmが2である場合について、MSの電力制御ビット410-1、410-2、・・・、410-Nが‘00’に設定される場合には、MSは、現在の電力レベルを維持することを意味し、MSの電力制御ビット410-1、410-2、・・・410-Nが‘01’に設定される場合には、MSは、現在の電力レベルをしきい値だけ上昇させ、MSの電力制御ビット410-1、410-2、・・・410-Nが‘11’に設定される場合には、MSは、現在の電力レベルをしきい値だけ下降させることを意味する。MSの電力制御ビット410-1、410-2、・・・410-Nがそれぞれnビットで構成されることを示すmがnである場合については、MSの電力は、符号付き整数(signed integer)タイプで変動することを意味する。例えば、nが5である場合について、MSの電力制御ビット410-1、410-2、・・・410-Nが‘00100’に設定される場合には、MSは、現在の電力レベルをしきい値の4倍だけ上昇させ、MSの電力制御ビット410-1、410-2、・・・410-Nが‘11100’に設定される場合には、現在の電力レベルをしきい値の4倍だけ下降させることを意味する。ここで使用される現在の電力レベルは、MSがCQICHを介して自身のCQIをBSに送信する際に使用された送信電力レベルを意味し、この‘しきい値’は、通信システム及び通信環境に従ってユーザー又はシステムにより予め設定された値を意味する。
図5は、本発明の実施形態による通信システムにおけるBSがMSからCQIを受信するためのCQICHの割当てを示す図である。図5を参照すると、この通信システムのBSは、図1を参照して説明した通りに、第(n-k)のフレーム501に、プリアンブル領域551と、DL-MAPメッセージ領域553と、UL-MAPメッセージ領域555と、ダウンリンクバースト領域557と、アップリンクバースト領域559とを含む。この際、BSは、第(n-k)のフレーム501のUL-MAPメッセージ領域555を介して送信されるUL-MAPメッセージをMSに送信し、第nのフレーム503のダウンリンクバースト領域571に割り当てることにより、MSが送信するCQIを示すCQI領域573に関する情報及びCQI領域573を介して送信された情報に従ってMSがCQIを送信するように割り当てられたCQICH領域577に関する情報をMSに提供する。すなわち、BSは、第(n-k)のフレーム501のUL-MAPメッセージ領域555を介して送信されたUL-MAPメッセージをMSにブロードキャストすることにより、MSは、第nのフレーム503のアップリンクバースト領域575でMS自身に割り当てられたCQICH領域577に関する情報及びこの割り当てられたCQICH領域577を介して送信されたCQIに関する情報を取得することができる。図6A及び図7Aを参照して、MSへのCQICH割当てについてより具体的に説明し、図6B及び図7Bを参照して、図6A及び図7AのCQICH割当てに従って電力制御情報の対応するMSへのマッピングについて説明する。
図6A及び図6Bは、本発明の実施形態による通信システムにおけるMSのCQICH割当情報に従った対応するMSへの電力制御情報のマッピングを示す図である。図6A及び図6Bを参照すると、この通信システムにおいて、N個のMSがセル内に位置している場合には、フレームのアップリンクバースト領域内のCQICH領域は、N個のサブCQICH領域610-1、610-2、610-3、・・・610-(N-1)、及び610-Nに分割された後に、N個のMSに1対1に割り当てられる。この際、この分割されたCQICH領域の割当情報は、上述した通りに、フレームのMAPメッセージ領域、すなわち、UL-MAPメッセージ領域を介してN個のMSにブロードキャストされる。サブCQICH領域610-1、610-2、610-3、・・・610-(N-1)、及び610-Nは、MSがMAPメッセージを介してCQIをBSに送信するようにフレームごとにMSに割り当てられる。上述したように、各MSは、MAPメッセージに基づいて、BSがフレームごとに自身に割り当てられたCQICHのインデックスCQI#1、CQI#2、CQI#3、・・・CQI#(N-1)、及びCQI#N、例えば、CQICHの番号及び割当順序などを認識する。
説明の便宜のために、BSが、N個のMSの中で、第1のMSには、CQICHインデックス=CQI#1を有するサブCQICH領域610-1を割り当て、第3のMSには、CQICHインデックス=CQI#2を有するサブCQICH領域610-2を割り当て、第2のMSには、CQICHインデックス=CQI#3を有するサブCQICH領域610-3を割り当て、第NのMSには、CQICHインデックス=CQI#(N-1)を有するサブCQICH領域610-(N-1)を割り当て、第(N-1)のMSには、CQICHインデックス=CQI#Nを有するサブCQICH領域610-Nを割り当てると仮定する。上述したように、MSは、MAPメッセージを介して自身に割り当てられたCQICHのインデックスを予め認識しているため、この認識されたCQICHインデックスに対応するサブCQICH領域を介して自身のCQIをBSに送信する。
MSからCQICHを介してCQIを受信したBSは、上述したように、MSの電力制御情報を生成し、この生成された電力制御情報に従って電力制御ビットシーケンスを生成した後に、MSのCQICH割当情報に従ってこの生成されたMSの電力制御情報を対応するMSにマッピングする。すなわち、図6Aに示すように、すべてのCQICHチャネルがN個のMSにすべて割り当てられる場合には、BSは、図6Bに示すように、MSのCQICH割当情報に従って、メッセージ、例えば、フレームのMAPメッセージ領域、すなわち、DL-MAPメッセージ領域又はUL-MAPメッセージ領域でMSの電力制御情報を対応するMSにマッピングする。
すなわち、上述したように、BSがCQICHを割り当て、この割り当てられたCQICHを介してCQIを受信した後に、CQIに従って電力制御情報を生成するので、図3で説明したように、MSに関する電力制御情報を送信するために割り当てられた1つの電力制御情報領域は、MSの個数だけ、すなわち、N個のサブ領域660-1、660-2、660-3、・・・660-(N-1)、及び660-Nに分割された後に、N個のMSにマッピングされ、すなわち、N個のMSに1対1に割り当てられる。この際、N個のサブ領域660-1、660-2、660-3、・・・660-(N-1)、及び660-Nは、MSのCQICH割当情報、例えば、MSに割り当てられたCQICHのインデックスに従ってマッピングされる。
説明の便宜のために上述した仮定の下で、N個のサブ領域660-1、660-2、660-3、・・・660-(N-1)、及び660-Nのうち、第1のサブ領域660-1は、CQICHインデックス=CQI#1を有するサブCQICH領域610-1が割り当てられた第1のMSにマッピングされ、すなわち、割り当てられ、第2のサブ領域660-2は、CQICHインデックス=CQI#2を有するサブCQICH領域610-2が割り当てられた第3のMSにマッピングされ、すなわち、割り当てられ、第3のサブ領域660-3は、CQICHインデックス=CQI#3を有するサブCQICH領域610-3が割り当てられた第2のMSにマッピングされ、すなわち、割り当てられ、第(N-1)のサブ領域660-(N-1)は、CQICHインデックス=CQI#(N-1)を有するサブCQICH領域610-(N-1)が割り当てられた第NのMSにマッピングされ、すなわち、割り当てられ、第Nのサブ領域660-Nは、CQICHインデックス=CQI#Nを有するサブCQICH領域610-Nが割り当てられた第(N-1)のMSにマッピングされ、すなわち、割り当てられる。このように、電力制御情報は、MSのCQICH割当情報に従ってMSに割り当てられたサブ領域660-1、660-2、660-3、・・・660-(N-1)、及び660-Nを介してMSに送信され、すなわち、セル内に位置しているN個のMSにブロードキャストされる。その後、各MSは、MAPメッセージ領域に含まれているCQICH割当情報を介して1つの電力制御情報領域に割り当てられた自身に対応する電力制御情報が送信されるサブ領域を認識し、このサブ領域を介して送信された電力制御情報を検出し、この検出された電力制御情報に基づいて関連するMSの電力を制御する。
図7A及び図7Bは、本発明の実施形態による通信システムにおけるMSのCQICH割当情報に従って電力制御情報を対応するMSにマッピングする方法を示す図である。ここで、図7A及び図7Bは、図6A及び図6Bにおいて、第3のMS及び第(N-1)のMSにはCQICHが割り当てられず、したがって、第3のMS及び第(N-1)のMSには、自身のCQIをBSに送信しない場合を説明するための図である。
図7A及び図7Bを参照すると、通信システムにおいて、セル内に位置しているN個のMSがある場合には、フレームのアップリンクバースト領域内のCQICH領域は、N個のサブCQICH領域710-1、710-2、710-3、・・・710-(N-1)、及び710-Nに分割された後に、このN個のMSに1対1に割り当てられる。この分割されたCQICH領域の割当情報は、上述したように、フレームのMAPメッセージ領域、すなわち、UL-MAPメッセージ領域を介してN個のMSにブロードキャストされる。また、サブCQICH領域710-1、710-2、710-3、・・・710-(N-1)、及び710-Nは、MSがCQIをBSに送信するようにフレームごとにMSに割り当てられる。上述したように、各MSは、MAPメッセージに基づいて、BSが自身に割り当てたCQICHを認識し、言い換えれば、BSがフレームごとに自身に割り当てたCQICHのインデックスCQI#1、CQI#2、CQI#3、・・・CQI#(N-1)、及びCQI#N、例えば、CQICHの番号及び割当順序などを認識する。
N個のMSのうちで、BSが第3のMS及び第(N-1)のMSにはCQICHを割り当てないという上述した仮定の下で、N個のMSのうちで、BSが第1のMSにはCQICHインデックス=CQI#1を有するサブCQICH領域710-1を割り当て、第3のMSにはCQICHを割り当てないため、CQICHインデックス=CQI#2を有するサブCQICH領域710-2は割り当てられず、第2のMSにはCQICHインデックス=CQI#3を有するサブCQICH領域710-3を割り当て、第NのMSにはCQICHインデックス=CQI#(N-1)を有するサブCQICH領域710-(N-1)を割り当て、第(N-1)のMSにはCQICHを割り当てないため、CQICHインデックス=CQI#Nを有するサブCQICH領域710-Nは割り当てられない。その後に、上述したように、MSは、MAPメッセージを介して自身に割り当てられたCQICHのインデックスをすでに認識しているため、この認識されたCQICHインデックスに対応するサブCQICH領域を介して自身のCQIをBSに送信する。すなわち、図6AのBSがN個のすべてのMSが自身のCQIをBSに送信するようにCQICHを割り当て、すなわち、N個のサブ領域660-1、660-2、660-3、・・・660-(N-1)、及び660-NをすべてのN個のMSに各々割り当てるが、図7AのBSは、N個のMSのうちで第3のMS及び第(N-1)のMSには自身のCQIをBSに送信しないようにCQICHを割り当てず、したがって、CQICHインデックス=CQI#2及びCQI#Nを有するサブCQICH領域710-2及び710-Nは、MSに割り当てられない。
このN個のMSのうちで、第3のMS及び第(N-1)のMSを除いたMSからCQICHを介してCQIを受信すると、BSは、上述したように、MSの電力制御情報を生成し、この生成された電力制御情報に従って電力制御ビットシーケンスを生成した後に、MSのCQICH割当情報に従ってこの生成されたMSの電力制御情報を対応するMSにマッピングする。すなわち、図7Aに示すように、CQICHチャネルがこのN個のMSのうちで第3のMS及び第(N-1)のMSを除いた残りのMSに割り当てられる場合には、図7Bに示すように、BSは、MSのCQICH割当情報に従って、メッセージ、例えば、フレームのMAPメッセージ領域、すなわち、DL-MAPメッセージ領域又はUL-MAPメッセージ領域でMSの電力制御情報を対応するMSにマッピングする。
すなわち、上述したように、BSがこのN個のMSのうちで第3のMS及び第(N-1)のMSを除いた残りのMSにCQICHを割り当て、この割り当てられたCQICHを介してCQIを受信した後に、CQIに従って電力制御情報を生成するので、図3で説明したように、MSに関する電力制御情報を送信するために割り当てられた1つの電力制御情報領域は、MSの個数だけ、すなわち、N個のサブ領域760-1、760-2、760-3、・・・760-(N-1)、及び760-Nに分割された後に、このN個のMSのうちで第3のMS及び第(N-1)のMSを除いた残りのMSにそれぞれマッピングされ、すなわち、割り当てられる。この際、N個のサブ領域760-1、760-2、760-3、・・・760-(N-1)、及び760-Nは、MSのCQICH割当情報、例えば、MSに割り当てられたCQICHのインデックスに従ってマッピングされる。
説明の便宜のための上述した仮定の下で、N個のサブ領域760-1、760-2、760-3、・・・760-(N-1)、及び760-Nの中で、第1のサブ領域760-1は、CQICHインデックス=CQI#1を有するサブCQICH領域710-1が割り当てられた第1のMSにマッピングされ、すなわち、割り当てられ、第2のサブ領域760-2は、CQICHインデックス=CQI#2を有するサブCQICH領域710-2が割り当てられないので、何のMSにマッピングされず、すなわち、割り当てられない。第3のサブ領域760-3は、CQICHインデックス=CQI#3を有するサブCQICH領域710-3が割り当てられた第2のMSにマッピングされ、すなわち、割り当てられ、第Nのサブ領域760-(N-1)は、CQICHインデックス=CQI#(N-1)を有するサブCQICH領域710-(N-1)が割り当てられた第NのMSにマッピングされ、すなわち、割り当てられ、第Nのサブ領域760-Nは、CQICHインデックス=CQI#Nを有するサブCQICH領域710-Nが割り当てられないので、何のMSにもマッピングされず、すなわち、割り当てられない。この電力制御情報は、MSのCQICH割当情報に従ってMSに割り当てられたサブ領域760-1、760-3、・・・760-(N-1)を介してMSに送信され、すなわち、セル内に位置しているN個のMSにブロードキャストされる。その後に、MSは、このMAPメッセージ領域に含まれているCQICH割当情報を介してこの1つの電力制御情報領域に割り当てられた自身に対応する電力制御情報が送信されるサブ領域を認識し、このサブ領域を介して送信された電力制御情報を検出し、この検出された電力制御情報により各MSと関連した電力を制御する。ここで、MSに割り当てられない第2のサブ領域760-2及び第Nのサブ領域760-Nの中で、第Nのサブ領域760-Nは、電力制御情報の送信以外のデータの送信のために割り当てられることができ、これにより、電力制御バーストの長さを減少させることができ、リソースを効率的に使用することができる。本発明の実施形態による通信システムにおいて、MSから受信されたCQIに従って生成された電力制御情報の電力制御ビットシーケンスをメッセージに含んで送信する方式について説明する。
下記の表4は、本発明の実施形態による通信システムにおいて、BSがMSから受信されたCQIに従って生成された電力制御情報の電力制御ビットシーケンスを生成し、MAPメッセージ、例えば、DL-MAPメッセージ又はUL-MAPメッセージ内の電力制御ビットシーケンスを送信する場合のMAPメッセージのフォーマットを示す。
上述した表4に示すように、このMAPメッセージは、電力制御ブロードキャスティング(Power_Control_Broadcasting)フィールドを含み、この電力制御ブロードキャスティングフィールドは、この電力制御ブロードキャスティングフィールドの長さを示す長さフィールドと、MSの電力制御情報に従って生成された電力制御ビットシーケンスを示す電力制御ビットシーケンス(Power_Control_Bit_Sequence)フィールドとを含む。ここで、この電力制御ビットシーケンスについては、図4を参照して具体的に説明しており、この電力制御ビットシーケンスの長さ情報は、ダウンリンクチャネルディスクリプタ(DCD)又はアップリンクチャネルディスクリプタ(UCD)を介してMSに送信される。ここで、DCD及びUCDは、ダウンリンク及びアップリンクの定義された物理的なチャネル特性で周期的に送信されたメッセージであり、これらは、本発明とは直接的な関連がないので、具体的な説明を省略する。BSは、MSからCQICHを介して受信されたCQIに従って生成された電力制御情報の電力制御ビットシーケンスをこのMAPメッセージに含んでMSにブロードキャストする。
下記の表5は、本発明の実施形態による通信システムにおいて、BSがMSから受信されたCQIに従って生成された電力制御情報の電力制御ビットシーケンスをMAPメッセージ、例えば、DL-MAPメッセージ又はUL-MAPメッセージのDL-MAP IE又はUL-MAP IEに含んで送信する場合のMAP IEを示す。
上述した表5に示すように、DL-MAPメッセージ又はUL-MAPメッセージのDL-MAP IE又はUL-MAP IE、MSのバースト別割当情報及び電力制御情報のためのCID及びUIUC又はDIUCと、拡張されたUIUC独立IE又は拡張されたDIUC独立IEとを含む。この拡張されたUIUC独立IE又は拡張されたDIUC独立IEは、この電力制御ビットシーケンスを含む。下記の表6を参照して、本発明の実施形態による通信システムにおいて、BSがMSから受信したCQIに従って生成された電力制御情報の電力制御ビットシーケンスをMAPメッセージではないMACメッセージの形態で電力制御メッセージに含んで送信する方法について説明する。
下記の表6は、本発明の実施形態による通信システムにおいて、BSがMSから受信したCQIに従って生成された電力制御情報の電力制御ビットシーケンスを電力制御メッセージに含んで送信する場合の電力制御メッセージのフォーマットを示す。
上述した表6に示すように、この電力制御メッセージは、対応する管理メッセージのタイプを示す‘管理メッセージタイプ’フィールドと、このMACメッセージの長さを示す長さフィールドと、MSの電力制御情報に従って生成された電力制御ビットシーケンスを示す電力制御ビットシーケンスフィールドとを含む。図8を参照して、本発明の実施形態による通信システムにおけるBSがMSの電力を制御する動作について説明する。
図8は、本発明の実施形態による通信システムにおけるBSがMSの電力を制御する動作を示す図である。図8を参照すると、ステップ801で、BSは、BSのセル内に位置しているMSからCQIを受信するために予め割り当てられたCQICHを介してMSのCQIを受信し、この受信されたCQIに従ってMSの電力制御情報を生成する。その後に、ステップ803で、BSは、図4を参照して説明した通り、この生成された電力制御情報に従って電力制御ビットシーケンスを生成する。この電力制御ビットシーケンスを生成する動作については、図4で説明した。
次いで、ステップ805で、BSは、上述したように、MSが自身のCQI情報を送信するようにMSにCQICHを割り当て、このCQICH割当情報に従ってこの電力制御情報を対応するMSにマッピングする。すなわち、BSは、ステップ801で生成された電力制御情報の送信のために予め割り当てられた1つの電力制御情報領域をMSの個数に従って分割した後に、この分割された電力制御情報領域をこのCQICH割当情報に従ってMSに割り当て、これにより、この電力制御情報を対応するMSにマッピングする。ここで、CQICH割当情報に従ってこの電力制御情報を対応するMSにマッピングする動作については、図6及び図7を参照して説明した。
ステップ807で、BSは、ステップ803で生成された電力制御ビットシーケンスをメッセージに含ませた後に、この電力制御ビットシーケンスを含むメッセージをセル内に位置しているMSにブロードキャストする。ここで、この生成された電力制御情報の電力制御ビットシーケンスを含むメッセージは、MACメッセージの形態である電力制御メッセージ、すなわち、MAPメッセージでMSにブロードキャストされる。図9を参照して、本発明の実施形態による通信システムにおけるMSが電力を制御する動作について説明する。
図9は、本発明の実施形態による通信システムにおけるMSが電力を制御する動作を示す図である。図9を参照すると、ステップ901で、MSは、BSが割り当てたCQICHを介してMSのCQIをBSに送信した後に、BSからメッセージを受信すると、このメッセージに含まれている電力制御ビットシーケンスを検出する。この際、BSから受信されたこのメッセージに含まれている情報に基づいて、MSは、この電力制御ビットシーケンスが送信される領域を認識する。ここで、BSがCQIに従ってMSの電力制御情報を生成し、この電力制御情報を含むメッセージを送信する動作については上述した。また、MSがBSから受信されたメッセージに含まれている情報に基づいて、この電力制御ビットシーケンスが送信される領域を認識する動作は、MAPメッセージに基づいて1つの電力制御情報領域を認識する動作と同一であるので、これに関連した詳細な説明を省略する。
その後に、ステップ903で、MSは、このメッセージに含まれているCQICH割当情報に従って電力制御情報領域を介して送信された電力制御情報から自身に対応する電力制御情報を検出する。すなわち、上述したように、BSがCQICH割当情報に従ってこの電力制御情報を対応するMSにマッピングして送信するため、MSは、このマッピングに従ってMSの電力制御情報を検出する。MSがこの電力制御情報を検出する動作については詳細に説明した。次いで、ステップ905で、MSは、ステップ903で検出された電力制御情報に従って、MSの送信電力、すなわち、BSへの送信信号の電力を制御する。
図10A及び図10Bは、本発明による通信システムにおけるBSの電力制御部の構成を概略的に示す図である。図10Aに示すBSが電力制御ビットシーケンスをMAPメッセージに含ませて送信する場合の電力制御部の構成を示す図であり、図10Bは、BSが電力制御ビットシーケンスをMACメッセージ、すなわち、電力制御メッセージに含ませて送信する場合の電力制御部の構成を示す図である。
図10Aを参照すると、BSの電力制御部は、図4を参照して説明した通り、自身が管理するセル内に位置しているMSからCQIを受信するためにCQICHを割り当てるためのCQICH割当器1001と、CQICH割当器1001が割り当てたCQICHを介してMSのCQIを受信し、この受信されたCQIに従ってMSの電力制御情報を生成する電力制御情報生成器1003と、電力制御情報生成器1003が生成した電力制御情報に従って電力制御ビットシーケンスを生成する電力制御ビットシーケンス生成器1005と、CQICH割当器1001が割り当てたMSのCQICH割当情報及び電力制御ビット制御ビットシーケンス生成器1005が生成した電力制御ビットシーケンスを含むMAPメッセージを生成した後に、この生成されたMAPメッセージをMSにブロードキャストするMAPメッセージ生成器1007と、を含む。ここで、電力制御ビットシーケンス生成器1005は、CQICH割当器1001が割り当てたMSのCQICH割当情報に従って電力制御情報生成器1003から受信されたMSの電力制御情報を対応するMSにマッピングした後に、この生成された電力制御ビットシーケンスをMAPメッセージ生成器1007に送信する。BSの電力制御動作については、上述したので、ここでは、具体的な説明を省略する。
図10Bを参照すると、BSの電力制御部は、図10AのBSの電力制御部と同一であり、図10Aの電力制御部は、電力制御ビットシーケンスをMAPメッセージに含んで送信するMAPメッセージ生成器1007を含み、図10Bの電力制御部は、電力制御ビットシーケンスをMACメッセージに含んで送信するMACメッセージ生成器1057を含む。
より具体的に説明すると、BSの電力制御部は、BSのセル内に位置しているMSからCQIを受信するためにCQICHを割り当てるCQICH割当器1051と、CQICH割当器1051が割り当てたCQICHを介してMSのCQIを受信し、この受信されたCQIに従ってMSの電力制御情報を生成する電力制御情報生成器1053と、図4を参照して説明した通り、電力制御情報生成器1053が生成した電力制御情報に従って電力制御ビットシーケンスを生成する電力制御ビットシーケンス生成器1055と、CQICH割当器1051が割り当てたMSのCQICH割当情報及び電力制御ビットシーケンス生成器1055が生成した電力制御ビットシーケンスを含むMACメッセージを生成した後に、この生成されたMACメッセージをMSにブロードキャストするMACメッセージ生成器1057と、を含む。ここで、電力制御ビットシーケンス生成器1055は、CQICH割当器1051が割り当てたMSのCQICH割当情報に従って電力制御情報生成器1053から受信されたMSの電力制御情報を対応するMSにマッピングした後に、この生成された電力制御ビットシーケンスをMACメッセージ生成器1057に送信する。このようなBSの電力制御動作については上述したので、詳細な説明を省略する。
図11は、本発明の実施形態による通信システムにおけるMSの電力制御部の構成を概略的に示す図である。図11を参照すると、MSの電力制御部は、BSからメッセージを受信すると、MSのCQICHがこのメッセージに含まれているCQICH割当情報により割り当てられるか否かを判定し、この判定の結果、MSのCQICHが割り当てられた場合には、このメッセージからCQICH割当情報を検出するCQICH割当判別器1101と、このメッセージに含まれている電力制御ビットシーケンスを検出する電力制御ビットシーケンス検出器1103と、CQICH割当判別器1101が検出したCQICH割当情報に従って電力制御ビットシーケンス検出器1103が検出した電力制御ビットシーケンスからMS自身に対応する電力制御情報を検出する電力制御情報検出器1105と、電力制御情報検出器1105が検出した電力制御情報に従ってBSへの送信電力を制御する電力制御器1107と、を含む。ここで、電力制御ビットシーケンス検出器1103は、BSから受信されたこのメッセージに含まれている情報により、この電力制御ビットシーケンスが送信される領域を認識し、電力制御情報検出器1105は、BSがCQICH割当情報に従ってこの電力制御情報を対応するMSにマッピングするため、このマッピングに従って電力制御情報を検出する。このようなMSの電力制御動作については上述したので、詳細な説明を省略する。
以上、本発明を具体的な実施形態を参照して詳細に説明してきたが、本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく様々な変更が可能であるということは、当業者には明らかであり、本発明の範囲は、上述の実施形態に限定されるべきではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものの範囲内で定められるべきである。