JP2010258916A - 無線通信システムで使用される方法及び通信端末 - Google Patents

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Abstract

【課題】誤り検出ビットを含んでいない下り制御チャネルについて下り送信電力の適正化を図ること。
【解決手段】エンハンストアップリンク方式の無線通信システムにおいて、通信端末におけるE-HICHの検出率に応じて、E-HICHの下り送信電力が制御される。或いは、通信端末におけるCPICHのビット誤り率に応じて、F-DPCH、E-HICH、E-AGCH及びE-RGCHの送信電力が制御されてもよい。通信端末におけるHS-SCCHの受信電力および誤り率に応じて、E-HICHの下り送信電力が制御されてもよい。さらに、通信端末におけるHS-PDSCHの受信電力および誤り率に応じて、E-HICHの下り送信電力が制御されてもよい。送信電力の制御は、下り送信電力の増減を示す送信電力制御ビットを通信端末から基地局に通知することで行われる。
【選択図】図5

Description

本発明は、無線通信システムで使用される方法及び通信端末に関連する。
近年のインターネットの急速な普及、情報の多元化、大容量化、更には次世代インターネットの発展等により、移動体通信における高速無線伝送を実現する次世代無線アクセス方式の研究開発が盛んに行われている。このような高速無線環境においては、下り回線だけでなく、上り回線の高速化も重要であり、標準化団体3GPP(The 3rd Generation Partnership Project）により、上り高速化技術としてエンハンストアップリンク(Enhanced uplink)方式が規定されている。
図1は、従来のワイドバンド符号分割多重アクセス(W-CDMA)方式の通信システムを示す。通信システムは、1つ以上の通信端末と、1つ以上の基地局とを含む。W-CDMA方式における通信端末は、下り信号を受信し、下り信号に付随する巡回冗長検査(CRC: Cyclic Redundancy Check)ビットを用いてパケットの誤り率を測定する。この誤り率が一定値(例えば、0.5%)になるように、下り送信電力が制御される。このような制御は、アウターループ送信電力制御(TPC: Transmission Power Control)方法と呼ばれる。
図2は、アウターループTPC方法による通信端末の動作例を示す。
ステップS1では、受信した個別物理チャネル(DPCH: Dedicated Physical Channel)のCRCビットに基づいて、DPCHのパケット誤り率が測定される。
ステップS2では、パケット誤り率が規定値(例えば、10％)以上良いか否かが判定される。パケット誤り率が規定値以上良かった場合、フローはステップS3に進む。パケット誤り率が規定値以上良い場合でなかった場合、フローはステップS4に進む。
ステップS3では、誤り率が規定値以上良いので、DPCHの下り送信電力に対する送信電力制御ビットが、送信電力の減少を表現するように設定される。
ステップS4では、誤り率が規定値以上良くはないので、DPCHの下り送信電力に対する送信電力制御ビットが、送信電力の増加を表現するように設定される。
ステップS6では、ステップS3又はステップS4で設定された送信電力制御ビットを含む上り制御信号が、通信端末から基地局に送信される。以後、送信電力制御ビットによる要求内容に応じて、下り送信電力の増減が基地局で決定され、決定された送信電力で下り信号(DPCH)が送信される。この種の技術については、例えば、非特許文献1に記載されている。
3GPP TS25.214 V6.9.0
エンハンストアップリンク方式の無線通信システムでは、通信端末は、エンハンスト個別物理データチャネル(E-DPDCH: Enhanced-Dedicated Physical Data Channel)と呼ばれる無線伝送チャネルでデータを送信する。基地局は、各通信端末からのF-DPCHの干渉量を測定し、その干渉量に応じて、各通信端末の上り送信電力の許容最大値を決定する。これにより、スループットの向上を図ることができる。さらに、エンハンストアップリンク方式の無線通信システムでは、パケットの再送及び合成を行うハイブリッド自動再送制御(HARQ: Hybrid automatic repeat request)方式も使用される。スループット制御及びHARQ制御を適切に行うため、エンハンストアップリンク方式の無線通信システムでは、W-CDMA方式の無線通信システムの場合よりも、多くの種類のチャネルが用意されている。これらのチャネルの中には、CRCビットを伴うものと伴わないものとがある。CRCビットを伴うチャネルについては、図2を参照しながら説明したような手順により、送信電力を適切に制御することができる。しかしながら、CRCビットを伴わないチャネルの場合(特に、後述の下り制御チャネルの場合)、図2に示されるようなアウターループ方式の方法をそのまま適用することはできない。送信電力を制御する必要のある下り制御チャネル全てについてCRCビットを付加することも理論上は考えられる。しかしながら、その場合、下りデータチャネル用の無線リソースは、かなり減ってしまうことが、懸念される。
従って、下りデータチャネル用の無線リソースを著しく減少させることなく、CRCビットを伴わない下り制御チャネルの送信電力を適切に制御する装置及び方法が望まれている。
本発明の課題は、誤り検出ビットを含んでいない下り制御チャネルについて下り送信電力の適正化を図ることである。
本発明の一形態による通信方法は、エンハンストアップリンク方式の無線通信システムで使用される。
本方法は、
下り制御チャネルの送信電力を制御する送信電力制御ビットを決定する決定ステップと、
前記送信電力制御ビットを含む上り制御信号を生成する生成ステップと、
前記上り制御信号を基地局に送信する送信ステップと、
を有し、前記決定ステップでは、上りデータチャネルに対する肯定応答又は否定応答を示すインジケータチャネルが、所定値以上良い品質で受信可能であるか否かを判定し、判定結果に応じて、前記インジケータチャネルに対する送信電力制御ビットを決定する、方法である。
本発明の一形態によれば、誤り検出ビットを含んでいない下り制御チャネルについて下り送信電力の適正化を図ることができる。
無線通信システムの概略図。 アウターループ送信電力制御方法のフローチャート。 一実施例による無線通信システムの概略図。 CPICHを利用する送信電力制御方法のフローチャート。 CPICHのビット誤り率とE-HICHのパケット誤り率の関係を示す図。 図4のフローにおけるステップS4を詳細に示すフローチャート。 HS-SCCHを利用する送信電力制御方法のフローチャート。 図7のフローにおけるステップS4を詳細に示すフローチャート。 下り送信電力判別シートの一例を示す図。 HS-PDSCHを利用する送信電力制御方法のフローチャート。 図10のフローにおけるステップS5を詳細に示すフローチャート。 下り送信電力判別シートの一例を示す図。 E-HICHの検出状況を利用する送信電力制御方法のフローチャート。 図13のフローにおけるステップS4を詳細に示すフローチャート。 本発明の一実施例で使用される通信端末の機能ブロック図。 本発明の一実施例で使用される基地局の機能ブロック図。
(1)本発明の一形態による通信方法は、エンハンストアップリンク方式の無線通信システムで使用される。本方法は、上りデータチャネルに対する肯定応答又は否定応答を示すインジケータチャネル(E-HICH)が、所定値以上良い品質で受信可能であるか否かを判定し、判定結果に応じて、前記インジケータチャネルに対する送信電力制御(TPC)ビットを決定する決定ステップを有する。
より具体的には、巡回冗長検査(CRC)ビットを伴わない下り制御チャネルの送信電力制御は、CPICHのビット誤り率、下りHS-SCCHの誤り率、HS-PDSCHの誤り率及びE-HICHの検出状況の1つ以上を利用して行われる。これにより、下り制御チャネルに一律にCRCを付加することなく、下り制御チャネルが一定の品質を保てるように、アウターループ型の送信電力制御を行うことができる。
(2)本方法を使用する通信端末は、パイロットチャネル(CPICH)の受信品質(BER)を測定する測定ステップと、パイロットチャネルの受信品質(BER)及びインジケータチャネル(E-HICH)の受信品質(PER)の既知の対応関係と、前記測定ステップで測定された受信品質(BER)から、インジケータチャネル(E-HICH)が受信された場合の品質を推定する推定ステップとを更に行ってもよい。前記決定ステップは、前記推定ステップによる推定結果に基づいて、前記インジケータチャネル(E-HICH)が、所定値以上良い品質で受信可能であるか否かを判定する。
これは、E-HICHの送信電力制御を定常的に行う等の観点から好ましい。
(3)本方法を使用する通信端末は、誤り検出ビット(CRC)を含む下りチャネル(HS-SCCH、HS-PDSCH)の受信電力及び受信品質を測定する測定ステップをさらに行ってもよい。前記決定ステップは、下りチャネルの受信電力及び受信品質の既知の対応関係と、前記測定ステップで測定された受信電力及び受信品質から、前記インジケータチャネル(E-HICH)の送信電力を増やすか否かを決定する。
これは、ビット誤り率やパケット誤り率のような正確な受信品質に基づいて、E-HICHの送信電力制御を正確に行う等の観点から好ましい。
(4)本方法を使用する通信端末の決定ステップは、前記測定ステップで測定された受信品質が、所定の範囲(領域(1)且つ領域(Q))に含まれるか否かに応じて、前記インジケータチャネル(E-HICH)の送信電力を増やすか否かを決定してもよい。前記下りチャネルの受信品質の前記所定の範囲は、前記対応関係において、受信電力が低くなるにつれて広くなる範囲(領域(1)且つ領域(Q))である。
所定の範囲外(例えば、領域(2)且つ領域(Q))であれば、たとえ受信品質が悪かったとしても、送信電力は増やされず、むしろ弱められる。これは、基地局の送信電力リソースを効率的に使用しつつシステムのスループットを高める等の観点から好ましい。
(5)インジケータチャネル(E-HICH)の送信電力制御(TPC)ビットと、CRCビットを含まない他の下り制御チャネル(E-AGCH、E-RGCH、F-DPCH等)のTPCビットとの対応関係が、予め既知であってもよい。これは、上り信号で伝送する情報ビット数を節約する等の観点から好ましい。
以下の観点から本発明の実施例を説明する。
1.システム
2.CPICHのビット誤り率に基づく送信電力制御
3.HS-SCCHのビット誤り率に基づく送信電力制御
4.HS-PDSCHのビット誤り率に基づく送信電力制御
5.E-HICHの検出状況に基づく送信電力制御
6.通信端末
7.基地局
8.変形例
＜1.システム＞
図3は、本発明の一実施例で使用される無線通信システムを示す。無線通信システムは、例えば、エンハンストアップリンク方式を使用する移動通信システムである。図3には、基地局BSを介して通信を行う通信端末MSが示されている。基地局数及び通信端末数は任意である。通信端末は、典型的には移動端末のようなユーザ装置であるが、固定端末でもよい。上述したように、エンハンストアップリンク方式の無線通信システムでは、様々なチャネルが通信端末及び基地局間で通信される。
以下、様々な通信チャネルの内、本実施例に特に関連の深いチャネルを概説する。これらのチャネルの詳細については、例えば、3GPP25.211v6.9.0(2007-11)等で説明されている。
○上りリンク個別物理チャネル(Uplink DPCH: Dedicated physical channel):通信端末から基地局へ送信電力制御(TPC: transmission power control)ビットを送信するチャネルである。巡回冗長検査(CRC: Cyclic Redundancy Check)ビットが付加されている。
●共通パイロットチャネル(CPICH: Common pilot channel):基地局から通信端末へ送信されるパイロットチャネルである。通信端末での電波強度の測定、チャネル補償等に使用される。送信される信号内容は、基地局及び通信端末の間で既知である。共通パイロットチャネルは、一定の電力で送信される。巡回冗長検査(CRC)ビットは付加されていない。
○高速物理データチャネル(HS-PDSCH: High-speed physical data channel):下りの高速通信用のデータチャネルである。巡回冗長検査(CRC)ビットが付加されている。
○高速共有制御チャネル(HS-SCCH: High-speed shared control channel):下りの高速通信用の制御チャネルである。HS-PDSCHを受信するのに必要な情報を含む。巡回冗長検査(CRC)ビットが付加されている。
●エンハンスト個別チャネルハイブリッドARQインジケータチャネル(E-HICH: Enhanced-Dedicated channel Hybrid ARQ indicator channel):基地局から通信端末へ送達確認情報を送信するチャネルである。送達確認情報は、肯定応答(ACK)又は否定応答(NACK)により示される。E-HICHの送信される所定期間前に、E-HICHの対象となる上りデータチャネルが送信されている。巡回冗長検査(CRC)ビットは付加されていない。
●E-AGCH(E-DCH absolute grant channel):通信中の基地局から通信端末へ送信電力許容量を送信するためのチャネルである。巡回冗長検査(CRC)ビットは付加されていない。
●E-RGCH(E-DCH relative grant channel):通信していない基地局から通信端末へ送信電力許容量を送信するためのチャネルである。巡回冗長検査(CRC)ビットは付加されていない。
●フラクショナル個別物理チャネル(F-DPCH: Fractional dedicated physical channel): 基地局から通信端末へ送信電力制御(TPC)ビットを送信するチャネルである。巡回冗長検査(CRC)ビットは付加されていない。
○印で示されているCRCビットが付加されている信号は、通信端末でビット誤り率を測定することが可能であるので、ビット誤り率を一定に保つようにアウターループ形の送信電力制御を行うことができる。しかしながら、●印で示されているようなCRCビットを伴わない信号(E-HICH、E-AGCH、E-RGCH、F-DPCH）については、そのような誤り率を測定ができず、従来のアウターループ型の送信電力制御を適用することは困難である。
以下、CRCビットを伴わない信号に適用可能な送信電力制御方法を説明する。
＜2.CPICHのビット誤り率に基づく送信電力制御＞
上述したように、共通パイロットチャネル(CPICH)に巡回冗長検査(CRC)ビットは付加されていないが、信号の内容は基地局及び通信端末の間で既知である。さらに、共通パイロットチャネル(CPICH)は、一定の電力で送信される。従って、通信端末は、受信した共通パイロットチャネル(CPICH)のビット誤り率を測定することができる。このビット誤り率は、下りチャネルの良否を反映しているので、E-HICH等の送信電力制御に利用できる。
以下で説明される送信電力制御方法は、CPICHのビット誤り率に基づいて、E-HICH(E-AGCH、E-RGCH、F-DPCH)が受信される場合の品質を推定し、E-HICH等の送信電力を制御する。
図4は、CPICHのビット誤り率に基づいて送信電力を制御する方法例を示す。
ステップS1では、基地局から通信端末に各種の下りチャネルが送信される。図示の総てのチャネルがこの時点で総て送信されることは必須でない。本方法例の場合、共通パイロットチャネル(CPICH)が特に必要である。
ステップS2において、通信端末は、共通パイロットチャネル(CPICH)を受信し、ビット誤り率を測定する。
ステップS3において、通信端末は、共通パイロットチャネル(CPICH)のビット誤り率を、CRCビットを伴わない他のチャネルの品質に変換する。CRCビットを伴わないチャネルは、例えば、E-HICH、E-AGCH、E-RGCH及びF-DPCH等である。チャネルの品質は、ビット誤り率、パケット誤り率、電界強度、SIR、Ec/No等により表現されてもよい。CPICHの品質とE-HICH等の品質との対応関係は、予め調べておくことが可能である。このような対応関係は、システムに共通の報知情報として用意しもよいし、通信端末毎に用意してもよい。
図5は、CPICHのビット誤り率とE-HICHのパケット誤り率の対応関係の一例を示す。例えば、CPICHのビット誤り率が10％の場合、E-HICHのパケット誤り率は1％に対応する。このような数値の対応関係は一例に過ぎない。E-HICHは肯定応答(ACK)又は否定応答(NACK)を表現するので、本質的には1ビットの情報である。従って、CPICHのビット誤り率が50%にも及ぶ場合、E-HICHの誤り率は100%になってしまう。
図4のステップS4では、ステップS3で推定されたE-HICHのパケット誤り率に基づいて、E-HICHの下り送信電力に対する送信電力制御(TPC)ビットが決定される。
図6は、図4のフローチャートにおけるステップS4の詳細を示す。
ステップS41では、ステップS3で推定されたE-HICHのパケット誤り率が、規定値以上良いか否かを判定する。規定値は例えば1％であり、上記の例の場合、CPICHのビット誤り率が10％であることに対応する。パケット誤り率が規定値以上良かった場合、フローはステップS42に進む。パケット誤り率が規定値以上良い場合でなかった場合、フローはステップS43に進む。
ステップS42では、送信電力制御(TPC)ビットは、以後、下り送信電力を下げるべきことを指示するように設定される。
ステップS43では、逆に、送信電力制御(TPC)ビットは、以後、下り送信電力を上げるべきことを指示するように設定される。
以後、フローはステップS5に進む。
図4，図6のステップS5では、ステップS4で決定された送信電力制御(TPC)ビットを含む上り信号(DPCH)が送信される。
ステップS6では、基地局は、通信端末から上り信号を受信し、送信電力制御(TPC)ビットを抽出し、TPCビットの指示に応じて、E-HICHの送信電力を決定する。
ステップS7では、決定された送信電力でE-HICHが送信される。
CRCビットを含まない他のチャネル(E-AGCH、E-RGCH及びF-DPCH)の送信電力は、E-HICHと同様に決定されてもよい。すなわち、CPICHのビット誤り率とE-AGCH等の品質との所定の対応関係に基づいて、E-AGCH等のTPCビットが、E-HICHのTPCビットとは別に用意されてもよい。この場合、通信端末から基地局へ送信されるDPCHは、E-HICHのTPCビット、E-AGCHのTPCビット、E-RGCHのTPCビット及びF-DPCHのTPCビットの内の1つ以上のTPCビットを含む。
或いは、CRCビットを含まない他のチャネル(E-AGCH、E-RGCH及びF-DPCH)の送信電力は、E-HICHのTPCビットから、所定の対応関係に基づいて導出されてもよい。この場合、E-HICHの送信電力(又は品質)と、他のチャネル(E-AGCH、E-RGCH及びF-DPCH)の送信電力(又は品質)との対応関係が、通信端末及び基地局の双方で予め記憶されている。この場合、通信端末から基地局へ送信されるDPCHは、E-HICHのTPCビットを含むだけでよい。
E-HICHは、過去に送信した上りデータチャネルに対する肯定応答(ACK)又は否定応答(NACK)を表現し、再送制御で最も基本的な情報になる。肯定応答であるか否定応答であるかによって、E-DPDCHの新規パケット又は再送パケットが送信されるので、E-HICHの品質は、スループットに大きな影響を及ぼす。従って、CRCビットを伴わないチャネルの電力制御を行う際、E-HICHの品質を基準にすることは、効率的且つ高速な通信を達成する観点から好ましい。
＜3.HS-SCCHのビット誤り率に基づく送信電力制御＞
エンハンストアップリンク方式で上り通信が行われている場合に、下りデータチャネルが生じた場合、基地局は、高速共有制御チャネル(HS-SCCH)とともにその下りデータチャネルを送信する。HS-SCCHには巡回冗長検査(CRC)ビットが付加されている。このCRCビットに基づいて、HS-SCCHの誤り率を測定することができる。この誤り率は、下りチャネルの良否を反映しているので、E-HICH等の送信電力制御に利用できる。但し、HS-SCCHは、CPICHとは異なり、送信電力が一定でないため、誤り率を推定する際、通信端末において受信電力も考慮する必要がある。
以下で説明される送信電力制御方法は、HS-SCCHの誤り率に基づいて、E-HICH等の送信電力を制御する。
図7は、HS-SCCHのビット誤り率に基づいて送信電力を制御する方法例を示す。
ステップS1では、基地局から通信端末に各種の下りチャネルが送信される。図示の総てのチャネルがこの時点で総て送信されることは必須でない。本方法例の場合、特に、高速共有制御チャネル(HS-SCCH)及び高速物理データチャネル(HS-PDSCH)が必要である。
ステップS2において、通信端末は、高速共通制御チャネル(HS-SCCH)を受信し、受信振幅及び受信電力を測定する。HS-SCCHの場合、多重コード数(1コード)及びデータ変調方式(QPSK)は既知であるので、受信した信号の振幅から受信電力を推定することができる。
ステップS3において、通信端末は、高速共通制御チャネル(HS-SCCH)の巡回冗長検査(CRC)ビットに基づいて誤り率を測定する。誤り率は、ビット誤り率、パケット誤り率又はブロック誤り率等の適切な如何なる誤り率でもよい。説明の便宜上、ステップS3ではパケット誤り率が測定されるものとする。
なお、ステップS2及びステップS3の順序は、図示のとおりでもよいし、ステップS3の全部又は一部がステップS2と平行して行われてもよい。
ステップS4では、ステップS2及びS3で測定されたHS-SCCHの受信電力及び受信誤り率が、下り送信電力判別シートのどの領域に位置するかが判定される。さらに、判定結果に応じて、E-HICHの送信電力制御(TPC)ビットが決定される。
図8は、図7のフローチャートにおけるステップS4の詳細を示す。便宜上、ステップS2とステップS3が平行して行われているが、上述したようにこのことは本発明に本質的ではない。
ステップS41では、測定されたHS-SCCHの受信電力及び受信誤り率が、下り送信電力判別シートのどの領域に位置するかが判定される。
図9は、下り送信電力判別シートの一例を示す。このような下り送信電力判別シートは、通信端末のメモリに予め記憶されている。下り送信電力判別シートの情報は、システムの報知情報として用意されてもよいし、通信端末毎に用意されてもよい。下り送信電力判別シートは、測定されたHS-SCCHの受信電力の値及びパケット誤り率の値に応じて、E-HICHの送信電力を増やすべきか否かを判定するのに使用される。下り送信電力判別シートは、HS-SCCHの受信電力対パケット誤り率の関係を、E-HICHの受信電力対パケット誤り率に変換した後、E-HICHの下り送信電力の増減の関係を示した2次元分布図である。HS-SCCHのパケット誤り率とE-HICHのパケット誤り率との間には、1対1の対応関係が存在し、その対応関係も予め調べておくことができる。例えば、HS-SCCHで10％のパケット誤り率は、E-HICHで1％のパケット誤り率に対応する。
概して、測定されたHS-SCCHのパケット誤り率が、規定値(例えば、10%)よりも良い場合、すなわち領域(P)に属する場合、通信端末の受信環境は過剰に良い状況である。下り電力リソースを効率的に使用する観点からは、領域(P)のような過剰に良い受信環境の場合、下り送信電力を下げ、下げた分の電力は、他の通信端末のために使用されるべきである。このため、測定されたパケット誤り率が領域(P)に属する場合、TPCビットは、下り送信電力を下げるべきことを示す。このことを表現するため、図中、規定値を示す線Mより高品質の領域(P)は、「Down領域」と記されている。
一方、HS-SCCHの受信電力と、HS-SCCHのパケット誤り率との間には、平均的に、線Lで示されるような関係がある。図9では線Lは模式的に直線で示されているが、一般的には様々な形をとる。測定されたパケット誤り率が、線Lよりも良い場合、すなわち領域(1)に属する場合、その通信端末の受信環境は、平均よりも良い状況である。このような状況において、パケット誤り率の測定値が規定値に達していなかった場合、下り送信電力を増やすことで、パケット誤り率はかなり改善されることが期待できる。このため、測定されたHS-SCCHの受信電力及びパケット誤り率の座標点が、線M以下の領域(Q)に属し且つ線L以上の領域(1)に属していた場合、TPCビットは、下り送信電力を上げるべきことを示す。このことを表現するため、図中、領域(Q)及び領域(1)に属する領域は、「Up領域」と記されている。
他方、測定されたパケット誤り率が、線Lよりも悪い場合、すなわち領域(2)に属する場合、その通信端末の受信環境は、平均よりも悪い状況である。このような状況において、パケット誤り率の測定値が規定値に達していなかった場合、パケット誤り率を改善するには、下り送信電力をかなり増やさなければならないことが予想される。その場合、平均的な受信環境の場合よりも、多くの送信電力を要することになる。このような受信環境の通信端末に敢えて送信電力を費やすことは、システムのスループットを向上させつつ電力リソースを効率的に使用する等の観点からは好ましくない。そこで、測定されたHS-SCCHの受信電力及びパケット誤り率の座標点が、線M以下の領域(Q)に属し且つ線L以下の領域(2)に属していた場合、TPCビットは、下り送信電力を、むしろ下げるべきことを示す。このことを表現するため、図中、領域(Q)及び領域(2)に属する領域は、「Down領域」と記されている。
図8のフローのステップS42では、ステップS2及びS3で推定及び測定されたHS-SCCHの受信電力及びパケット誤り率の座標点が、図9の下り送信電力判別シートの「Down領域」に属するか否かを判定する。座標点が「Down領域」に属していた場合、フローはステップS43に進む。座標点が「Down領域」に属していなかった場合、すなわち「Up領域」に属していた場合、フローはステップS44に進む。
ステップS43では、送信電力制御(TPC)ビットは、以後、下り送信電力を下げるべきことを指示するように設定される。
ステップS44では、逆に、送信電力制御(TPC)ビットは、以後、下り送信電力を上げるべきことを指示するように設定される。例えば、E-HICHのパケット誤り率の規定値1％が、HS-SCCHのパケット誤り率の規定値を10%に対応していたとする。測定されたHS-SCCHの受信電力が-110dBmであり、測定されたHS-SCCHのパケット誤り率が12%であったとする。この場合の座標点は、「Up領域」に属するので、送信電力制御(TPC)ビットは、以後、下り送信電力を上げるべきことを指示するように設定される。
以後、フローはステップS5に進む。
図7，図8のステップS5では、ステップS4で決定された送信電力制御(TPC)ビットを含む上り信号(DPCH)が送信される。
ステップS6では、基地局は、通信端末から上り信号を受信し、送信電力制御(TPC)ビットを抽出し、TPCビットの指示に応じて、E-HICHの送信電力を決定する。
ステップS7では、決定された送信電力でE-HICHが送信される。
CPICHを利用する送信電力制御の場合と同様に、CRCビットを含まない他のチャネル(E-AGCH、E-RGCH及びF-DPCH)の送信電力は、E-HICHと同様に決定されてもよい。或いは、CRCビットを含まない他のチャネル(E-AGCH、E-RGCH及びF-DPCH)の送信電力は、E-HICHのTPCビットから、所定の対応関係に基づいて導出されてもよい。
＜4.HS-PDSCHのビット誤り率に基づく送信電力制御＞
以下で説明される送信電力制御方法は、HS-PDSCHの誤り率に基づいて、E-HICH等の送信電力を制御する。概して、HS-SCCHでなくHS-PDSCHを使用する点が、上記の<3>の方法と異なる。
エンハンストアップリンク方式で上り通信が行われている場合に、下りデータチャネルが生じた場合、基地局は、高速共有制御チャネル(HS-SCCH)とともに高速物理データチャネル(HS-PDSCH)を送信する。HS-SCCHにもHS-PDSCHにも巡回冗長検査(CRC)ビットが付加されている。このCRCビットに基づいて、HS-PDSCHの誤り率を測定することができる。この誤り率は、下りチャネルの良否を反映しているので、E-HICH等の送信電力制御に利用できる。但し、HS-PDSCHは、CPICHとは異なり、送信電力が一定でないため、誤り率を推定する際、通信端末にて受信電力も判別する必要がある。
図10は、HS-PDSCHのビット誤り率に基づいて送信電力を制御する方法例を示す。
ステップS1では、基地局から通信端末に各種の下りチャネルが送信される。図示の総てのチャネルがこの時点で総て送信されることは必須でない。本方法例の場合、特に、高速
共有制御チャネル(HS-SCCH)及び高速物理データチャネル(HS-PDSCH)が必要である。
ステップS2において、通信端末は、高速共通制御チャネル(HS-SCCH)と共に高速物理データチャネル(HS-PDSCH)を受信する。通信端末は、HS-SCCHを分析することで、多重コード数及びHS-PDSCHに使用されているデータ変調方式等を特定する。
ステップS3において、通信端末は、HS-SCCHの分析結果に基づいて、HS-PDSCHの受信振幅及び受信電力を測定する。
ステップS4において、通信端末は、HS-PDSCHの巡回冗長検査(CRC)ビットに基づいて誤り率を測定する。誤り率は、ビット誤り率、パケット誤り率又はブロック誤り率等の適切な如何なる誤り率でもよい。説明の便宜上、ステップS4ではパケット誤り率が測定されるものとする。
なお、ステップS3及びステップS4の順序は、図示のとおりでもよいし、ステップS4の全部又は一部がステップS3と平行して行われてもよい。
ステップS5では、ステップS3及びS4で測定されたHS-PDSCHの受信電力及び受信誤り率が、下り送信電力判別シートのどの領域に位置するかが判定される。さらに、判定結果に応じて、E-HICHの送信電力制御(TPC)ビットが決定される。
図11は、図10のフローチャートにおけるステップS5の詳細を示す。便宜上、ステップS3とステップS4が平行して行われているが、上述したようにこのことは本発明に本質的ではない。
ステップS51では、測定されたHS-PDSCHの受信電力及び受信誤り率が、下り送信電力判別シートのどの領域に位置するかが判定される。
図12は、下り送信電力判別シートの一例を示す。このような下り送信電力判別シートは、通信端末のメモリに予め記憶されている。下り送信電力判別シートの情報は、システムの報知情報として用意されてもよいし、通信端末毎に用意されてもよい。下り送信電力判別シートは、測定されたHS-PDSCHの受信電力の値及びパケット誤り率の値に応じて、E-HICHの送信電力を増やすべきか否かを判定するのに使用される。下り送信電力判別シートは、HS-PDSCHの受信電力対パケット誤り率の関係を、E-HICHの受信電力対パケット誤り率に変換した後、E-HICHの下り送信電力の増減の関係を示した2次元分布図である。HS-PDSCHのパケット誤り率とE-HICHのパケット誤り率との間には、1対1の対応関係が存在し、その対応関係も予め調べておくことができる。例えば、HS-SCCHで10％のパケット誤り率は、E-HICHで1％のパケット誤り率に対応する。
概して、測定されたHS-PDSCHのパケット誤り率が、規定値(例えば、10%)よりも良い場合、すなわち領域(P)に属する場合、通信端末の受信環境は過剰に良い状況である。下り電力リソースを効率的に使用する観点からは、領域(P)のような過剰によい受信環境の場合、下り送信電力を下げ、下げた分の電力は、他の通信端末のために使用されるべきである。このため、測定されたパケット誤り率が領域(P)に属する場合、TPCビットは、下り送信電力を下げるべきことを示す。このことを表現するため、図中、規定値の線Mより高品質の領域(P)は、「Down領域」と記されている。
一方、HS-PDSCHの受信電力と、HS-PDSCHのパケット誤り率との間には、平均的に、線Lで示されるような関係がある。図12では線Lは模式的に直線で示されているが、一般的には様々な形をとる。測定されたパケット誤り率が、線Lよりも良い場合、すなわち領域(1)に属する場合、その通信端末の受信環境は、平均よりも良い状況である。このような状況において、パケット誤り率の測定値が規定値に達していなかった場合、下り送信電力を増やすことで、パケット誤り率はかなり改善されることが期待できる。このため、測定されたHS-PDSCHの受信電力及びパケット誤り率の座標点が、線M以下の領域(Q)に属し且つ線L以上の領域(1)に属していた場合、TPCビットは、下り送信電力を上げるべきことを示す。このことを表現するため、図中、領域(Q)及び領域(1)に属する領域は、「Up領域」と記されている。
他方、測定されたパケット誤り率が、線Lよりも悪い場合、すなわち領域(2)に属する場合、その通信端末の受信環境は、平均よりも悪い状況である。このような状況において、パケット誤り率の測定値が規定値に達していなかった場合、パケット誤り率を改善するには、下り送信電力をかなり増やさなければならないことが予想される。その場合、平均的な受信環境の場合よりも、多くの送信電力を要することになる。このような受信環境の通信端末に敢えて送信電力を費やすことは、システムのスループットを向上させつつ電力リソースを効率的に使用する観点からは好ましくない。そこで、測定されたHS-PDSCHの受信電力及びパケット誤り率の座標点が、線M以下の領域(Q)に属し且つ線L以下の領域(2)に属していた場合、TPCビットは、下り送信電力を、むしろ下げるべきことを示す。このことを表現するため、図中、領域(Q)及び領域(2)に属する領域は、「Down領域」と記されている。
図11のフローのステップS52では、ステップS3及びS4で推定及び測定されたHS-PDSCHの受信電力及びパケット誤り率の座標点が、図12の下り送信電力判別シートの「Down領域」に属するか否かを判定する。座標点が「Down領域」に属していた場合、フローはステップS53に進む。座標点が「Down領域」に属していなかった場合、すなわち「Up領域」に属していた場合、フローはステップS54に進む。
ステップS53では、送信電力制御(TPC)ビットは、以後、下り送信電力を下げるべきことを指示するように設定される。
ステップS54では、逆に、送信電力制御(TPC)ビットは、以後、下り送信電力を上げるべきことを指示するように設定される。例えば、E-HICHのパケット誤り率の規定値1％が、HS-PDSCHのパケット誤り率の規定値を10%に対応していたとする。測定されたHS-PDSCHの受信電力が-110dBmであり、測定されたHS-PDSCHのパケット誤り率が12%であったとする。この場合の座標点は、「Up領域」に属するので、送信電力制御(TPC)ビットは、以後、下り送信電力を上げるべきことを指示するように設定される。
以後、フローはステップS6に進む。
図10，図11のステップS6では、ステップS5で決定された送信電力制御(TPC)ビットを含む上り信号(DPCH)が送信される。
ステップS7では、基地局は、通信端末から上り信号を受信し、送信電力制御(TPC)ビットを抽出し、TPCビットの指示に応じて、E-HICHの送信電力を決定する。
ステップS7では、決定された送信電力でE-HICHが送信される。
CPICHを利用する送信電力制御の場合と同様に、CRCビットを含まない他のチャネル(E-AGCH、E-RGCH及びF-DPCH)の送信電力は、E-HICHと同様に決定されてもよい。或いは、CRCビットを含まない他のチャネル(E-AGCH、E-RGCH及びF-DPCH)の送信電力は、E-HICHのTPCビットから、所定の対応関係に基づいて導出されてもよい。
＜5.E-HICHの検出状況に基づく送信電力制御＞
エンハンストハイブリッドインジケータチャネル(E-HICH)は、通信端末から基地局に、エンハンスト個別物理データチャネル(E-DPDCH)が送信された後、所定期間経過後に基地局から通信端末に送信される。上りリンクでE-DPDCHが送信された後、下りリンクでE-HICHが必ず送信されなければならない。下りリンクでの送信タイミングは予めシステムで規定されている。従って、通信端末は、E-DPDCHを送信した後、E-HICHを適切に受信できたか否かを判別することで、基地局からE-HICHが適切に送信されたか否かを推定できる。すなわち、この推定結果を利用することで、E-HICHの送信電力を制御することができる。
以下で説明される送信電力制御方法は、E-HICHの検出率に基づいて、E-HICH等の送信電力を制御する。
図13は、E-HICHの検出状況に基づいて送信電力を制御する方法例を示す。
ステップS1では、通信端末から基地局へ何らかのデータチャネル(E-DPDCH)が送信される。必要に応じて下りチャネルに対する送信電力制御(TPC)ビットも送信される。
ステップS2では、基地局から通信端末へ、様々な下りチャネルが送信される。図示の総てのチャネルがこの時点で総て送信されることは必須でない。本方法例の場合、上りデータチャネル(E-DPDCH)に対する送達確認情報を示すE-HICHが特に必要である。
ステップS3において、通信端末は、E-HICHを待機する。通信状況が良好な場合、データチャネル(E-DPDCH)の送信後、所定の期間経過後に、E-HICHが受信される。言い換えれば、通信端末は、E-HICHの検出率を測定する。
ステップS4では、ステップS3で測定されたE-HICHの検出率に基づいて、E-HICHの下り送信電力に対する送信電力制御(TPC)ビットが決定される。
図14は、図13のフローチャートにおけるステップS4の詳細を示す。
ステップS41では、E-HICHの検出率の良否、すなわち、ステップS3においてE-HICHが適切に検出できているか否かを判定する。E-HICHの検出率が良かった場合、フローはステップS42に進む。E-HICHの検出率が悪かった場合、すなわちE-HICHが適切に送信されていないと判断された場合、フローはステップS43に進む。
ステップS42では、送信電力制御(TPC)ビットは、以後、下り送信電力を下げるべきことを指示するように設定される。
ステップS43では、逆に、送信電力制御(TPC)ビットは、以後、下り送信電力を上げるべきことを指示するように設定される。
以後、フローはステップS5に進む。
図13，図14のステップS5では、ステップS4で決定された送信電力制御(TPC)ビットを含む上り信号(DPCH)が送信される。
ステップS6では、基地局は、通信端末から上り信号を受信し、送信電力制御(TPC)ビットを抽出し、TPCビットの指示に応じて、E-HICHの送信電力を決定する。
ステップS7では、決定された送信電力でE-HICHが送信される。
CRCビットを含まない他のチャネル(E-AGCH、E-RGCH及びF-DPCH)の送信電力は、E-HICHと同様に決定されてもよい。或いは、CRCビットを含まない他のチャネル(E-AGCH、E-RGCH及びF-DPCH)の送信電力は、E-HICHのTPCビットから、所定の対応関係に基づいて導出されてもよい。
＜6.通信端末＞
図15は、本発明の実施例で使用される通信端末を示す。図15には、受信部81、受信信号分析部82、測定部83、制御部84、送信信号生成部85及び送信部86が描かれている。
受信部81は、基地局からの信号を受信し、ベースバンドの受信信号に変換する。
受信信号分析部82は、受信信号中の様々な信号を抽出し、分析する。受信信号には、上述したように、CPICH、HS-SCCH、HS-PDSCH、E-HICH、E-AGCH、E-RGCH、F-DPCH等の内の1つ以上が含まれている。
測定部83は、各下りチャネルに関し、受信電力や受信品質等を測定する。例えば、CPICHの受信電力及びビット誤り率、HS-SCCHの受信電力及びパケット誤り率、HS-PDSCHの受信電力及びパケット誤り率、E-HICHの検出率等が測定される。
制御部84(決定部)は、通信端末内の様々な機能要素の動作を制御する。特に、測定部による各種の物理量の測定結果に基づいて、E-HICHのTPCビットを決定する。
送信信号生成部85は、ベースバンドの送信信号を生成する。特に、制御部84で決定されたTPCビットを含む上り信号(DPCH)が生成される。
送信部86は、ベースバンドの送信信号を無線信号に変換し、基地局に無線送信する。
＜7.基地局＞
図16は、本発明の実施例で使用される基地局を示す。図16には、受信部91、受信信号分析部92、制御部93、送信信号生成部94及び送信部95が描かれている。
受信部91は、通信端末からの上り信号を受信し、ベースバンドの受信信号に変換する。
受信信号分析部92は、受信信号中の様々な信号を抽出し、分析する。受信信号には、上述したように、E-DPDCHやDPCH(TPCビット)等が含まれている。
制御部93は、基地局内の様々な機能要素の動作を制御する。特に、受信信号中のE-HICHのTPCビットに基づいて、E-HICHの送信電力を決定する。必要に応じて、E-AGCH、E-RGCH及びF-DPCH等のようなCRCビットを伴わない下り制御チャネルの送信電力を決定する。
送信信号生成部94は、ベースバンドの送信信号を生成する。送信信号には、上述したように、CPICH、HS-SCCH、HS-PDSCH、E-HICH、E-AGCH、E-RGCH、F-DPCH等の内の1つ以上が含まれている。
送信部95は、ベースバンドの送信信号を無線信号に変換し、基地局に無線送信する。
＜8.変形例＞
このように、巡回冗長検査(CRC)ビットを伴わない下り制御チャネルの送信電力制御は、様々な判断基準に基づいて行うことができる。上記の＜2＞〜＜5＞で説明された具体的な方法は、それぞれ単独で使用されてもよいし、組み合わせて使用されてもよい。例えば、CPICHがどのような時点で受信されるかは予めシステムで決まっている。従って、CPICHのビット誤り率を利用する＜1＞の方法は、そのような受信タイミングに合わせて定期的に行うことが可能である。HS-SCCHやHS-PDSCHを利用する方法は、そのような下りデータチャネルが生じなければ使用できない。従って、下りデータチャネルが受信できた場合に、＜2＞や＜3＞の方法を使用することができる。また、E-HICHの検出状況を利用する方法は、上りデータチャネルを送信した後でしか使用できない。従って、上りデータチャネルが送信された場合に、＜5＞の方法を使用することができる。通信状況に応じて＜2＞〜＜5＞の方法の2つ以上を使用することもできる。例えば、CPICHを利用する＜2＞の方法を原則的に使用し、下りデータチャネルが受信される場合は＜2＞及び/又は＜3＞の方法を使用することが考えられる。CPICHを利用する＜2＞の方法を原則的に使用し、上りデータチャネルが送信された場合は＜5＞の方法を使用することも考えられる。
本発明の実施例によれば、CPICHのビット誤り率、下りHS-SCCHの誤り率、HS-PDSCHの誤り率及びE-HICHの検出状況の1つ以上を利用して、CRCを伴わない下り制御チャネルの送信電力制御を適切に行うことができる。
本発明は、CRCを伴わない制御チャネルの送信電力を要する適切な如何なる無線通信システムに適用されてもよい。例えば本発明は、HSDPA/HSUPA方式のW-CDMAシステム、LTE方式のシステム、IMT-Advancedシステム、WiMAX, Wi-Fi方式のシステム等に適用されてもよい。
以上本発明は特定の実施例を参照しながら説明されてきたが、それらは単なる例示に過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、代替例、置換例等を理解するであろう。発明の理解を促すため具体的な数値例を用いて説明がなされたが、特に断りのない限り、それらの数値は単なる一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されてもよい。実施例又は項目の区分けは本発明に本質的ではなく、2以上の実施例又は項目に記載された事項が必要に応じて組み合わせて使用されてよいし、或る実施例又は項目に記載された事項が、別の実施例又は項目に記載された事項に(矛盾しない限り)適用されてよい。説明の便宜上、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロック図を用いて説明されたが、そのような装置はハードウエアで、ソフトウェアで又はそれらの組み合わせで実現されてもよい。ソフトウェアは、ランダムアクセスメモリ(RAM)、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ(ROM)、EPROM、EEPROM、レジスタ、ハードディスク(HDD)、リムーバブルディスク、CD-ROMその他の適切な如何なる記憶媒体に用意されてもよい。本発明は上記実施例に限定されず、本発明の精神から逸脱することなく、様々な変形例、修正例、代替例、置換例等が本発明に包含される。
81 受信部
82 受信信号分析部
83 測定部
84 制御部
85 送信信号生成部
86 送信部
91 受信部
92 受信信号分析部
93 制御部
94 送信信号生成部
95 送信部

Claims (6)

  1. エンハンストアップリンク方式の無線通信システムで使用される方法であって、
    下り制御チャネルの送信電力を制御する送信電力制御ビットを決定する決定ステップと、
    前記送信電力制御ビットを含む上り制御信号を生成する生成ステップと、
    前記上り制御信号を基地局に送信する送信ステップと、
    を有し、前記決定ステップでは、上りデータチャネルに対する肯定応答又は否定応答を示すインジケータチャネルが、所定値以上良い品質で受信可能であるか否かを判定し、判定結果に応じて、前記インジケータチャネルに対する送信電力制御ビットを決定する、方法。
  2. 前記決定ステップが、
    パイロットチャネルの受信品質を測定する測定ステップと、
    パイロットチャネルの受信品質及びインジケータチャネルの受信品質の既知の対応関係と、前記測定ステップで測定された受信品質から、インジケータチャネルが受信された場合の品質を推定する推定ステップと、
    を更に有し、前記決定ステップでは、前記推定ステップによる推定結果に基づいて、前記インジケータチャネルが、所定値以上良い品質で受信可能であるか否かを判定する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記決定ステップが、
    誤り検出ビットを含む下りチャネルの受信電力及び受信品質を測定する測定ステップをさらに有し、
    前記決定ステップでは、下りチャネルの受信電力及び受信品質の既知の対応関係と、前記測定ステップで測定された受信電力及び受信品質から、前記インジケータチャネルの送信電力を増やすか否かを決定する、請求項1又は2に記載の方法。
  4. 前記測定ステップで測定された受信品質が、所定の範囲に含まれるか否かに応じて、前記インジケータチャネルの送信電力を増やすか否かが前記決定ステップで決定され、
    前記下りチャネルの受信品質の前記所定の範囲は、前記対応関係において、受信電力が低くなるにつれて広くなる範囲である、請求項3記載の方法。
  5. インジケータチャネルの送信電力制御ビットと、誤り検出ビットを含まない下り制御チャネルの内、インジケータチャネル以外の下り制御チャネルの送信電力制御ビットとの対応関係が、予め既知である、請求項1ないし4の何れか1項に記載の方法。
  6. エンハンストアップリンク方式の無線通信システムで使用される通信端末であって、
    下り制御チャネルの送信電力を制御する送信電力制御ビットを決定する決定部と、
    前記送信電力制御ビットを含む上り制御信号を生成する生成部と、
    前記上り制御信号を基地局に送信する送信部と、
    を有し、前記決定部は、上りデータチャネルに対する肯定応答又は否定応答を示すインジケータチャネルが、所定値以上良い品質で受信可能であるか否かを判定し、判定結果に応じて、前記インジケータチャネルに対する送信電力制御ビットを決定する、通信端末。
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