JP2012205039A - 移動局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 最適なＴＦＣ選択及び送信電力の設定を実現し、必要な通信品質を満足し且つ送信電力を抑えることができる移動局装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 目標ＢＬＥＲとそれを満たすための必要ＳＩＲとを対応付けて記憶するＱｏＳテーブルを備え、上り受信品質推定部１００９が、基地局装置での推定ＳＩＲをＴＦＣ毎に求め、ＴＦＣ選択部１１０６が、ＱｏＳテーブルを参照して、推定ＳＩＲが必要ＳＩＲを満足し伝送速度が最大のＴＦＣを選択すると共に、品質の超過分を使用可能電力から差し引いて通信チャネル送信電力基準値を算出し、送信電力制御部１１０７が、通信チャネル送信電力基準値にインナーループ制御のオフセットを加えて送信電力値を決定し、ＱｏＳテーブル制御部１１０９が、基地局からのＡｃｋ／Ｎａｃｋに基づいて算出した推定ＢＬＥＲと目標ＢＬＥＲとを比較して、ＱｏＳテーブルを調整して更新する移動局装置としている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＷＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式の無線通信システムで用いられる移動局装置に係り、特に基地局装置での受信品質及び伝送路の状態に応じて、最適なＴＦＣ（Transport Format Combination；トランスフォーマットコンビネーション）を選択すると共に必要最低限の送信電力を設定して、必要な通信品質を満足し且つ送信電力を抑えることができる移動局装置に関する。

［先行技術の説明］
ＷＣＤＭＡ方式の無線通信システムの上り回線において、移動局装置の上りの総送信電力がネットワークから許可される最大送信電力を超えてしまう場合は、いずれかのチャネルの送信を停止するか、あるいは伝送レートを下げる等の制御を行って、上りの総送信電力が最大送信電力を超えないように動作しなければならない。

ＷＣＤＭＡの３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）仕様においては、このような動作を実現する方法として、ＴＦＣ選択がある。
ＴＦＣ選択では、移動局装置が、複数種類の通信データをそれぞれの論理的なチャネルにマッピングして、それらを多重して伝送する場合に、各論理的なチャネルで送信するデータ量等を示すトランスポートフォーマット（Transport Format；ＴＦ）を組み合わせた複数のＴＦＣについて、それぞれのＴＦＣの上りの総送信電力が、最大送信電力を超えないか否かを判定する。
そして、移動局装置では、システムで許容されている全てのＴＦＣの集合であるトランスポートフォーマットコンビネーションセット（ＴＦＣＳ）から最大送信電力を超えないようなＴＦＣを選択する。

［ＴＦＣ選択：図７］
ここで、ＴＦＣ選択について説明する。図７は、ＴＦＣ選択の説明図である。
図７では、論理チャネルＡと論理チャネルＢの２つの論理チャネルがあり、更に論理チャネルＡには２つのＴＦ（ＴＦ１（Ａ），ＴＦ２（Ａ））があって、論理チャネルＢには３つのＴＦ（ＴＦ１（Ｂ），ＴＦ２（Ｂ），ＴＦ３（Ｂ））がある場合を示している。また、図中のＴＦを示す長方形の横の長さは、各ＴＦのデータ量に比例している。
この場合、図７に示すように、ＴＦの組み合わせであるＴＦＣとしては、ＴＦＣ１〜ＴＦＣ６の６通りのＴＦＣが存在することになる。つまり、図７の例ではＴＦＣＳには６通りのＴＦＣが存在する。

そして、各ＴＦＣにより伝送するデータ量は、それぞれのＴＦＣでの各論理チャネルのＴＦでのデータ量の和になる。
単位時間に送信するデータ量が増えるほど伝送レートを速くする必要があり、かつ、所定の品質を得るために、伝送レートが速いほど送信電力を高くする必要がある。

［ＴＦＣの送信電力：図８］
各ＴＦＣにおける送信電力について図８を用いて説明する。図８は、図７に示した各ＴＦＣにおける送信電力と最大送信電力との関係を示す説明図である。
移動局装置は、ＴＦＣＳにおける全てのＴＦＣについて、総送信電力と最大送信電力とを比較するが、図８に示すように、ＴＦＣ１、ＴＦＣ２、ＴＦＣ４においては、総送信電力が最大送信電力を下回るので送信可能と判断し、ＴＦＣＳにおけるＴＦＣ３、ＴＦＣ５、ＴＦＣ６においては、総送信電力が最大送信電力を上回り、送信電力が足りないため送信不可能と判断する。
そして、移動局装置は、送信可能と判断したＴＦＣ１、ＴＦＣ２、ＴＦＣ４の中から１つのＴＦＣを選択する。

上述したＴＦＣ選択方法では、移動局装置側での送信電力のみに基づいてＴＦＣを選択しており、基地局装置側での受信状態はまったく考慮されていない。
例えば、最大送信電力を下回るＴＦＣを選択しても、基地局装置側の上り受信状態が劣化している場合には、受信誤りが発生してしまう場合がある。
また、例えば図８において、最大送信電力を超えてしまうということで選択されなかった、ＴＦＣ３、５、６についても、上りの受信状態が良好であれば、伝送レートは維持したままで、送信電力を最大送信電力を超えないように調整することにより、伝送可能になることも考えられる。

［関連技術］
尚、移動局装置における送信電力制御に関する技術としては、特開２００９−１８８８４６号公報「送信電力制御装置」（出願人：株式会社日立国際電気、特許文献１）がある。
特許文献１には、物理チャネルの品質及び測定されたデータ品質と目標データ品質との比較結果の組み合わせに対応した係数をデータ系列毎に決定し、決定された係数を合成してインナーループ制御に用いられる目標ＳＩＲを更新することが記載されている。

特開２００９−１８８８４６号公報

しかしながら、従来の移動局装置は、基地局における受信品質や伝送路の状態を考慮したＴＦＣ選択及び送信電力の設定を行うものではなく、最適なＴＦＣ選択及び最適な送信電力での伝送ができないという問題点があった。

本発明は、上記実状に鑑みて為されたもので、基地局における受信品質や伝送路の状態も反映して、最適なＴＦＣ選択及び送信電力の設定を実現し、必要な通信品質を満足し且つ送信電力を抑えることができる移動局装置を提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、基地局装置とＷＣＤＭＡ方式で通信を行う移動局装置であって、当該移動局装置において使用可能なトランスポートフォーマットの組み合わせであるＴＦＣで伝送を行った場合の、目標ブロック誤り率と当該目標ブロック誤り率を満たすために必要な受信品質である必要ＳＩＲ値とを対応付けて記憶するＱｏＳテーブルと、基地局装置からの受信信号に基づいて推定される伝搬損と、フェージング速度と、報知される上り干渉量と、当該移動局装置で使用可能なＴＦＣのコード数及び拡散率とに基づいて、特定の送信電力値で各ＴＦＣを用いてデータを伝送する場合の基地局装置での上り受信品質を推定ＳＩＲ値（ＳＩＲ推定値）としてＴＦＣ毎に推定する上り受信品質推定部と、ＴＦＣ毎に、推定ＳＩＲ値（ＳＩＲ推定値）と、データ伝送を行う場合に要求される目標ブロック誤り率に対応してＱｏＳテーブルに記憶されている必要ＳＩＲ値とを比較して、推定ＳＩＲ値（ＳＩＲ推定値）が必要ＳＩＲ値よりも大きいＴＦＣの内、伝送速度が最大のＴＦＣを選択すると共に、当該ＴＦＣで送信した場合の品質超過分を特定の送信電力値から差し引いて通信チャネル送信電力基準値を算出するＴＦＣ選択部と、インナーループによる送信電力制御に基づいて通信チャネル送信電力基準値を補正して、送信電力値を決定する送信電力制御部と、選択されたＴＦＣに基づいて変調されたデータを決定された送信電力値で送信する無線変調部と、基地局装置から送信される受信可否応答に基づいて、基地局装置におけるブロック誤り率を推定し、推定されたブロック誤り率が目標ブロック誤り率よりも良好であれば、ＱｏＳテーブルに記憶されている全ての必要ＳＩＲ値を低減させるよう調整して更新し、推定されたブロック誤り率が目標ブロック誤り率よりも劣化していれば、ＱｏＳテーブルに記憶されている全ての必要ＳＩＲ値を増加させるよう調整して更新するＱｏＳテーブル制御部とを備えたことを特徴としている。

本発明によれば、基地局装置とＷＣＤＭＡ方式で通信を行う移動局装置であって、当該移動局装置において使用可能なトランスポートフォーマットの組み合わせであるＴＦＣで伝送を行った場合の、目標ブロック誤り率と当該目標ブロック誤り率を満たすために必要な受信品質である必要ＳＩＲ値とを対応付けて記憶するＱｏＳテーブルと、基地局装置からの受信信号に基づいて推定される伝搬損と、フェージング速度と、報知される上り干渉量と、当該移動局装置で使用可能なＴＦＣのコード数及び拡散率とに基づいて、特定の送信電力値で各ＴＦＣを用いてデータを伝送する場合の基地局装置での上り受信品質を推定ＳＩＲ値としてＴＦＣ毎に推定する上り受信品質推定部と、ＴＦＣ毎に、推定ＳＩＲ値と、データ伝送を行う場合に要求される目標ブロック誤り率に対応してＱｏＳテーブルに記憶されている必要ＳＩＲ値とを比較して、推定ＳＩＲ値が必要ＳＩＲ値よりも大きいＴＦＣの内、伝送速度が最大のＴＦＣを選択すると共に、当該ＴＦＣで送信した場合の品質超過分を特定の送信電力値から差し引いて通信チャネル送信電力基準値を算出するＴＦＣ選択部と、インナーループによる送信電力制御に基づいて通信チャネル送信電力基準値を補正して、送信電力値を決定する送信電力制御部と、選択されたＴＦＣに基づいて変調されたデータを決定された送信電力値で送信する無線変調部と、基地局装置から送信される受信可否応答に基づいて、基地局装置におけるブロック誤り率を推定し、推定されたブロック誤り率が目標ブロック誤り率よりも良好であれば、ＱｏＳテーブルに記憶されている全ての必要ＳＩＲ値を低減させるよう調整して更新し、推定されたブロック誤り率が目標ブロック誤り率よりも劣化していれば、ＱｏＳテーブルに記憶されている全ての必要ＳＩＲ値を増加させるよう調整して更新するＱｏＳテーブル制御部とを備えた移動局装置としているので、基地局における受信品質や伝送路の状態に応じて、最適なＴＦＣを選択して必要最低限の送信電力で送信することができ、要求される通信品質を満足しつつ送信電力を抑えることができる効果がある。

本発明の実施の形態に係る移動局装置の構成ブロック図である。 本発明のＴＦＣ毎の目標ＢＬＥＲと必要ＳＩＲとの関係を示す模式説明図である。 本発明のＱｏＳテーブルの説明図である。 本発明の本移動局装置におけるＴＦＣ選択の概念を説明する模式説明図である。 本発明の推定ＢＬＥＲとＱｏＳテーブルの調整の概念を示す説明図である。 本発明の調整後のＱｏＳテーブルを示す説明図である。 従来のＴＦＣ選択の説明図である。 図７に示した各ＴＦＣにおける送信電力と最大送信電力との関係を示す説明図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態に係る移動局装置は、ＱｏＳテーブル制御部が、目標受信ブロック誤り率（目標ＢＬＥＲ）とそれを満たすために必要な受信品質（必要ＳＩＲ）の値を対応付けて記憶するＱｏＳテーブルをＴＦＣ毎に記憶しており、上り受信品質推定部が、基地局からの下り受信信号から、基地局における上り受信品質を推定ＳＩＲとしてＴＦＣ毎に算出し、ＴＦＣ選択部が、ＱｏＳテーブルを参照して、推定ＳＩＲが必要ＳＩＲ以上であり、伝送速度が最大となるＴＦＣを選択すると共に、品質の超過分を考慮して当該ＴＦＣを用いてＨＳＵＰＡパケットを伝送した場合の送信チャネル送信電力基準値を算出し、送信電力制御部が、送信チャネル送信電力基準値にインナーループ制御によるオフセットを加えて送信電力値を決定し、更に、ＱｏＳテーブル制御部が、基地局から送信されるＡｃｋ／Ｎａｃｋに基づいて基地局装置での推定ＢＬＥＲを算出し、推定ＢＬＥＲが目標ＢＬＥＲよりも良好であれば、ＱｏＳテーブルに記憶されている全ての必要ＳＩＲ値を小さくするよう調整を行い、推定ＢＬＥＲが目標ＢＬＥＲよりも劣化していれば、ＱｏＳテーブルに記憶されている全ての必要ＳＩＲ値を大きくするよう調整するようにしているので、基地局装置における受信品質及び伝送路の状態に応じて、ＴＦＣを選択し、ＱｏＳテーブルを更新することができ、常に最適なＴＦＣを用いて必要最低限の送信電力で送信することができ、るものである。

［実施の形態に係る移動局装置の構成：図１］
図１は、本発明の実施の形態に係る移動局装置（本移動局装置）の構成ブロック図である。
図１に示すように、本移動局装置は、無線復調部１００１と、ベースバンド復調部１００２と、通信チャネル受信部１００３と、制御チャネル受信部１００４と、報知情報受信部１００５と、受信品質測定部１００６と、伝搬損推定部１００７と、フェージング速度推定部１００８と、上り受信品質推定部１００９と、ＴＦＣ選択部１１０６と、通信チャネル送信部１１０４と、制御チャネル送信部１１０３と、ベースバンド変調部１１０２と、無線変調部１１０１と、通信チャネル使用可能電力算出部１１０５と、送信電力制御部１１０７と、送信電力設定部１１０８と、ＱｏＳテーブル制御部１１０９と、主制御部１２０１とを備えている。

上記構成部分の内、１０００番台の符号を付した構成部分は、基地局装置における上りリンクの受信品質を推定する処理を行う部分であり、１１００番台の符号を付した部分は、推定された上り受信品質に基づいて、最適なＴＦＣを選択し、送信電力値を設定する処理を行う部分である。
そして、本移動局装置では、特に、上り受信品質推定部１００９と、Ｑｏｓテーブル制御部１１０９と、ＴＦＣ選択部１１０６における処理が特徴部分となっている。

各部について説明する。
無線復調部１００１は、ＷＣＤＭＡシステムの基地局装置と当該移動局装置との間で通信される無線周波数帯域の信号を、ベースバンド帯域の信号へと帯域変換する。
ベースバンド復調部１００２は、ベースバンド受信信号の逆拡散及び復調を行う。

通信チャネル受信部１００３は、ベースバンド復調後の信号から通信用データ（ユーザーデータ）を受信して受信データとして取り出す。
制御チャネル受信部１００４は、ベースバンド復調後の信号から無線区間の制御用チャネルのデータを受信して、主制御部１２０１に出力する。制御用チャネルのデータとしては、下り無線区間の制御データと、上りＡｃｋ／Ｎａｃｋとがある。

報知情報受信部１００５は、ベースバンド復調後の信号から、基地局装置から報知される報知情報を受信する。報知情報としては、基地局装置からのパイロットチャネル送信電力値と、上り干渉量とがある。
受信品質測定部１００６は、下りリンクの無線品質などを測定する。具体的には、無線品質として下りリンクのパイロットチャネル受信電力を測定して出力する。

伝搬損推定部１００７は、報知情報受信部１００５で受信されたパイロットチャネル送信電力値と、受信品質測定部１００６で測定するパイロットチャネルの受信電力値とに基づいて、下りの伝搬損失を求め、伝搬損推定値として出力するものである。ここでは、伝搬損は上り／下りで同等であるものとしている。
フェージング速度推定部１００８は、パイロットチャネルの復調結果から、伝搬路のフェージング速度を推定するものである。

上り受信品質推定部１００９は、本移動局装置の特徴部分であり、報知情報受信部１００５からの上り干渉量と、後述する通信チャネル使用可能電力算出部１１０５から出力されるＨＳＵＰＡ通信チャネルに使用できる使用可能電力値と、伝搬損推定部１００７からの伝搬損推定値と、フェージング速度推定部１００８からのフェージング速度推定値と、当該移動局装置にて設定可能なＴＦＣ毎のコード数及び拡散率に基づいて、各ＴＦＣでＨＳＵＰＡパケットを送信した場合の基地局装置での受信品質（ＳＩＲ推定値）を推定するものである。

ＴＦＣ選択部１１０６は、本移動局装置の特徴部分であり、上り受信品質推定部１００９でＴＦＣ毎に求められたＨＳＵＰＡパケットで伝送するデータのＱｏＳ（ＳＩＲ推定値）を、後述するＱｏＳテーブル制御部１１０９に記憶されているＱｏＳテーブルと比較して、要求されるＱｏＳを満足するＴＦＣを選択する。
更に、ＴＦＣ選択部１１０６は、上り受信品質推定部１００９からの上りＳＩＲ推定値と、選択されたＴＦＣで送信した場合のＳＩＲ推定値とを比較して、通信チャネル送信電力の基準値を算出して出力する。
ＴＦＣ選択部１１０６の動作については後で詳細に説明する。

制御チャネル送信部１１０３は、主制御部１２０１から入力される上りの無線区間制御データと、当該の通信チャネルに送信に使用しているＴＦＣ（ＴＦＣ選択部１１０６で選択されたＴＦＣ）を示すデータとを制御チャネルとして送信するものである。

通信チャネル送信部１１０４は、ＴＦＣ選択部１１０６にて選択されたＴＦＣに基づく送信フォーマットを用いて、通信データ（ユーザーデータ）を送信するものである。
送信電力制御部１１０７は、ＴＦＣ選択部１１０６で決定された通信チャネル送信電力の基準値に、ＷＣＤＭＡ方式におけるインナーループの送信電力制御に基づく電力オフセットを加えて補正すると共に、通信チャネル使用可能電力算出部１１０５からの使用可能電力値を超えないように制御を行い、送信電力値を決定するものである。

通信チャネル使用可能電力算出部１１０５は、主制御部１２０１から入力されるＨＳＵＰＡ通信リンク確立時にネットワークから設定される上りリンクの最大電力値（端末に許可される最大送信電力）と、送信電力制御部１１０７から得られるＨＳＵＰＡ通信リンク確立時の上り基準チャネルの送信電力値（送信電力基準値）とから、ＨＳＵＰＡ通信チャネルに使用できる使用可能電力値を算出して出力するものである。
送信電力設定部１１０８は、送信電力制御部１１０７で決定された送信電力値を無線変調部１１０１に設定するものである。

ベースバンド変調部１１０２は、制御チャネル送信部１１０３からの制御チャネルの送信信号と、通信チャネル送信部１１０４からの通信チャネルの送信信号を、ＴＦＣ選択部１１０６で選択されたＴＦＣに基づく変調方式にて変調、及び拡散を行うベースバンド変調を行うものである。
無線変調部１１０１は、ベースバンド帯域の送信信号を無線周波数帯域の信号へと帯域変換し、送信電力設定部１１０７により設定された送信電力値で無線送信を行うものである。

ＱｏＳテーブル制御部１１０９は、本移動局装置の特徴部分であり、ＨＳＵＰＡパケットで伝送するデータのＱｏＳを示すＱｏＳテーブルを記憶しており、ＨＳＵＰＡパケットの基地局装置からの受信可否応答（Ａｃｋ／Ｎａｃｋ）に基づいて、随時ＱｏＳテーブルを更新するものである。ＱｏＳテーブルの内容及びＱｏＳテーブル制御部１１０９の動作については、後述する。
尚、ＱｏＳテーブルをＱｏＳ制御部とは別の記憶部に記憶するようにしてもよい。

［ＴＦＣ毎の受信ＳＩＲとＢＬＥＲ：図２］
ここで、移動局装置が利用可能なＴＦＣ毎の目標ＢＬＥＲ（Block Error Rate；ブロック誤り率）と、当該目標ＢＬＥＲを満たすために必要な受信ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio；信号対干渉比）（必要ＳＩＲ）との関係について図２を用いて説明する。図２は、ＴＦＣ毎の目標ＢＬＥＲと必要ＳＩＲとの関係を示す模式説明図である。
図２の例では、移動局装置においてＴＦＣ１〜ＴＦＣ６の６種類のＴＦＣが利用可能となっている。図２に示すように、ＴＦＣ１は最も拡散率が大きく伝送レートが低いＴＦＣであり、ＴＦＣ６は最も拡散率が小さく伝送レートが高いＴＦＣである。

そして、あるデータを各ＴＦＣで伝送する場合、必要とするＱｏＳ（目標ＢＬＥＲ、図では「Ｔａｒｇｅｔ ＢＬＥＲ」と記載）を満足するために必要なＳＩＲは、ＴＦＣ毎に異なる。
伝送レートの低いＴＦＣ１では、低いＳＩＲでも目標ＢＬＥＲを満足するが、伝送レートの高いＴＦＣ６では、高いＳＩＲが必要となる。

図２では、例えば、目標ＢＬＥＲを「ＴａｒｇｅｔＢＬＥＲ＿ｍ」とした時、ＴＦＣ１を選択するならば、ＳＩＲ Ｐ１以上であれば目標ＢＬＥＲ以上の品質で伝送可能であるが、ＴＦＣ６を選択した場合にはＳＩＲ Ｐ６以上でないと当該目標ＢＬＥＲを満たす伝送はできない。
このように、目標ＢＬＥＲとそれを満足するために必要なＳＩＲとの関係をＴＦＣ毎にテーブルにしたものがＱｏＳテーブルであり、ＱｏＳテーブル制御部１１０９に記憶されている。

［ＱｏＳテーブル：図３］
次に、ＱｏＳテーブルについて図３を用いて説明する。図３は、ＱｏＳテーブルの説明図である。
図３に示すように、ＱｏＳテーブルは、各ＴＦＣについて、種々の目標ＢＬＥＲと、それに要する必要ＳＩＲとを対応付けて記憶しているものである。ここでは、目標ＢＬＥＲとして、ＴａｒｇｅｔＢＬＥＲ＿０〜ＴａｒｇｅｔＢＬＥＲ＿ｎについて、それぞれ必要なＳＩＲを記憶している。
すなわち、ＱｏＳテーブルを、縦軸を目標ＢＬＥＲ、横軸を必要ＳＩＲとしてグラフにプロットすると図２に示した曲線（品質特性曲線）になる。

［本移動局装置の動作の概要：図１］
次に、本移動局装置の動作の概要について図１を用いて説明する。
本移動局装置では、無線復調部１００１で受信した受信信号はベースバンド復調部１００２でベースバンド信号に変換され、各受信部１００３〜１００５で必要なデータが取り出され、受信品質測定部で受信品質が測定され、フェージング速度推定部１００８でフェージング速度が推定され、更に、伝搬損推定部１００７で伝搬損が推定される。

そして、本移動局装置の特徴として、上り受信品質推定部１００９が、基地局装置における上り受信品質をＴＦＣ毎に推定し、次に、ＴＦＣ選択部１１０６が、推定された上り受信品質とＴＦＣ毎のＱｏＳテーブルとを比較して使用するＴＦＣを選択し、そして、送信電力制御部１１０７が、当該ＴＦＣを用いた場合に必要十分となる送信電力値を決定する制御を行う。

更に、上記動作と並行して、本移動局装置から選択されたＴＦＣを用い、決定された送信電力値でデータ伝送を行った場合に、基地局装置から応答されるＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号に基づいて、ＱｏＳテーブル制御部１１０９が、基地局装置における推定ＢＬＥＲを求め、目標ＢＬＥＲと比較して、比較結果に基づいて目標ＢＬＥＲを満足する必要十分な必要ＳＩＲとなるように、ＱｏＳテーブルそのものを更新する制御を行う。
これにより、本移動局装置では、基地局装置側の受信品質を考慮して最適なＴＦＣを選択できると共に、必要十分な最低限の送信電力での送信を行うことができるものである。

そして、選択されたＴＦＣを示すデータと上り区間の制御データが上り制御チャネルとして制御チャネル送信部１１０３で変換され、送信データは、選択されたＴＦＣに応じて通信チャネル送信部１１０４で変換され、ベースバンド変調部で拡散され、無線信号に変換されて、送信電力設定部１１０８によって設定された送信電力値で無線変調部１１０１から送信出力される。
このようにして本移動局装置における動作が行われるものである。

［具体的な動作：図１］
次に、本移動局装置の各部の動作について図１を用いて具体的に説明する。
例えば、移動局装置側からネットワーク側に通信呼の確立を要求すると、ネットワーク側は、これに応じて、通信呼確立応答及び通信呼の設定パラメータ等を移動局装置に送信して、呼を確立する。

呼確立後、移動局装置が伝送したいデータの要求品質、あるいはデータ量の要求を行う。
すると、ネットワークからデータ伝送のためのパラメータ等が移動局装置側に送られ、例えばＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）／ＨＳＵＰＡなどのデータリンクが接続される。
このときパラメータの一つとして、当該移動局装置が許される上りの送信電力の最大値（最大送信電力）が設定される。

また、伝送したいデータの要求品質により、移動局装置にＱｏＳ（目標ＢＬＥＲ）が設定される。
移動局装置は、設定されたパラメータにより、データ伝送のための各種設定を行い、データ伝送を開始するが、データ伝送のためのＴＦＣ及び上りの送信電力を決定する必要がある。データ伝送のためのＴＦＣ及び上り送信電力の決定方法についてＨＳＵＰＡパケット伝送を例に説明する。

［送信電力基準値と使用可能電力値決定の動作：図１］
送信電力基準値と使用可能電力値決定の動作について図１を用いて説明する。
送信電力基準値は、上りのパイロット信号を含む上りの基準チャネルの送信電力であり、ＨＳＵＰＡパケット伝送開始直前の送信電力値のことである。上りのパイロット信号の送信電力は、ＷＣＤＭＡシステム上の通信呼の確立要求から確立完了の過程で、インナーループの送信電力制御が動作した結果、送信電力制御部１１０７で決定されるものである。

まず、送信電力制御部１１０７には、ＴＦＣ選択部１１０６で算出された通信チャネル送信電力基準値が入力される。ＴＦＣ選択部１１０６における動作については後で詳細に説明する。
送信電力制御部１１０７は、通信チャネル送信電力基準値にインナーループによるオフセットを反映させて補正し、補正した値を送信電力基準値として通信チャネル使用可能電力算出部１１０５に出力する。

通信チャネル使用可能電力算出部１１０５には、送信電力制御部１００７から送信電力基準値が入力される。
現在無線区間維持のために使用している基準チャネルの送信電力値が送信電力基準値であり、ネットワークから設定された最大送信電力と送信電力基準値との差分が、ＨＳＵＰＡパケット伝送のために使用できる電力値と考えることができる。
そこで、通信チャネル使用可能電力算出部１１０５は、この差分を求めて、更に、インナーループにより基準チャネルの送信電力が増加することを考慮して、調整マージンを確保し、使用可能電力値として送信電力制御部１１０７に出力する。

［送信電力値決定の動作：図１］
送信電力制御部１１０７は、ＴＦＣ選択部１１０６からの通信チャネル送信電力基準値に、インナーループによる送信電力制御を反映させ、更に、通信チャネル使用可能電力算出部１１０５からの使用可能電力値を参照して、使用可能電力値を超えないように制御した値を送信電力値として送信電力設定部１１０８に出力する。
このようにして、本移動局装置における送信電力決定の動作が行われるものである。

［上り受信品質推定の動作：図１］
次に、上り受信品質推定の動作について図１を用いて説明する。
無線復調部１００１及びベースバンド復調部１００２によって復調された受信信号は、報知情報受信部１００５、受信品質測定部１００６、フェージング速度推定部１００８でそれぞれ所定の情報が取り出される。

報知情報受信部１００５では、報知情報が抽出、解析され、データリンク接続中の基地局から送信された報知情報内の「パイロットチャネル送信電力値」及び「上りの干渉量」が抽出される。これらは、ＷＣＤＭＡシステムで定義されるパラメータであり、現状の無線環境に応じて、基地局装置により値が更新され、報知情報によって随時報知されている値である。

また、受信品質測定部１００６では、報知情報とペアで送信されているパイロットチャネルの当該移動局装置での受信電力を測定し、「パイロットチャネル受信電力測定値」を得る。
そして、伝搬損推定部１００７は、基地局装置からの「パイロットチャネル送信電力値」と測定された「パイロットチャネル受信電力測定値」との差分を算出して、「伝搬損推定値」が取得される。ここでは、下りリンクについての伝搬損を算出しているが、本移動局装置では、上りリンクでも等しいものとみなして基地局装置における上り受信品質推定の処理に用いる。

更に、フェージング速度推定部１００８では、復調後のパイロットチャネルの信号を用いて、フェージング速度の推定が行われ、「フェージング速度推定値」を得る。
フェージング速度推定としては、例えば、変調成分を除いたパイロットチャネルの各シンボルをスロットで平均したベクトル（スロット平均ベクトル）のスロット間の内積をとるなどして、単位時間当たりの信号の位相回転を検出し、その位相回転からフェージングの速度を推定する方法などがある。

上り受信品質推定部１００９には、上述した上り干渉量と、伝搬損推定値と、フェージング速度推定値とが入力され、更に、通信チャネル使用可能電力算出部１１０５で算出された使用可能電力値が入力される。
ここで、伝搬損推定値を上り方向での伝搬損失であるとみなすと、「使用可能電力値」で送信した通信チャネルの信号が、基地局到達時には、「伝搬損推定値」分減衰する、と考えられる。

そこで、上り受信品質推定部１００９は、まず、基地局装置で受信する電力を算出する。基地局装置で受信する電力は、式（１）になる。
通信チャネル基地局受信電力[dBm]＝使用可能電力値[dBm]−伝搬損推定値[dBm]
...式（１）
ここで、通信チャネル基地局受信電力は、逆拡散前の信号電力であり、その品質（Ec/Io）は、式（２）のようになる。
通信チャネル基地局受信品質Ec/Io[dB]＝通信チャネル基地局受信電力[dBm]−「上り干渉量」[dBm] ...式（２）

また、基地局装置では、逆拡散、復調の処理により、拡散利得分の利得が得られる。
拡散利得をＰＧ[dB]とすると、推定される上り受信品質は、式（３）で表される。
通信チャネル基地局受信ＳＩＲ[dB]＝通信チャネル基地局受信品質Ec/Io[dB] + ＰＧ[dB]
...式（３）
尚、拡散利得ＰＧは、送信するＴＦＣによって異なり、ＴＦＣ毎に決まるものである。また、通信チャネル基地局受信電力は、通信チャネル全体の電力であるので、上りマルチコードで伝送する場合には、コード数で除算することになる。すなわち、２コード伝送の場合は、
１コード当りの電力値＝使用可能電力値／２ となる。

上り受信品質推定部１００９は、これらに基づいて、各ＴＦＣで送信した場合の基地局装置での受信品質である「上りＳＩＲ推定値」を、式（３）に基づいてＴＦＣ毎に推定する。
上り受信品質推定部１００９は、推定したＴＦＣ毎の上りＳＩＲ推定値を、ＴＦＣ選択部１１０６に出力する。
このようにして、本移動局装置における上り受信品質推定の動作が行われるものである。

［ＴＦＣ選択の動作：図４］
次に、ＴＦＣ選択部１１０６におけるＴＦＣ選択の動作について図４を用いて説明する。図４は、本移動局装置におけるＴＦＣ選択の概念を説明する模式説明図である。
ＴＦＣ選択部１１０６は、上り受信品質推定部１００９から入力されるＴＦＣ毎の上りＳＩＲ推定値を用いてＴＦＣ選択を行う。
図４において、▼は、ＴＦＣ５を選択した場合の上りＳＩＲ推定値であり、▽は、ＴＦＣ４を選択した場合の上りＳＩＲ推定値を示している。各ＴＦＣの上りＳＩＲ推定値は、上述したように、上り受信品質推定部１００９で算出される。
それぞれの曲線は、図２に示したように、各ＴＦＣを用いてＨＳＵＰＡパケットを伝送した場合の、目標ＢＬＥＲとそれを満たす必要ＳＩＲとを対応付けた曲線（品質特性曲線）であり、ＱｏＳテーブルによって決定されるものである。

図４に示すように、ＴＦＣ５で伝送する場合には、目標ＢＬＥＲを満たすためには必要ＳＩＲとしてＳＩＲ Ｐ５が要求されるが、ＴＦＣ５のＳＩＲ推定値▼は、必要ＳＩＲ（ＳＩＲ Ｐ５）に対して不足している。
一方、ＴＦＣ４のＳＩＲ推定値▽は、ＴＦＣ４での必要ＳＩＲ（ＳＩＲ Ｐ４）を満たしている。
また、図示していないが、ＴＦＣ３〜ＴＦＣ１は、拡散率がＴＦＣ４よりも高く、それだけ基地局装置における受信ＳＩＲは高くなるので、必要ＳＩＲを満たしていると考えられる。

そこで、ＴＦＣ選択部１１０６は、必要ＳＩＲを満たすＴＦＣの中で最も伝送レートが高いＴＦＣを選択する。図４の例では、ＴＦＣ４を選択する。
つまり、ＴＦＣ選択部１１０６は、伝送レートが高い順番に上りＳＩＲ推定値と必要ＳＩＲとの比較を行い、初めて必要ＳＩＲを満たしたＴＦＣを選択する、という処理を行う。
このようにして本移動局装置におけるＴＦＣ選択が行われるものである。

更に、ＴＦＣ選択部１１０６は、当該選択されたＴＦＣで伝送する場合の「通信チャネル送信電力基準値」を算出して、送信電力制御部１１０７に出力する。この値が、以降の送信電力制御に用いられるものである。

ＴＦＣ選択部１１０６が出力する通信チャネル送信電力基準値について説明する。
ＴＦＣ選択部１１０６では、必要ＳＩＲを満たすＴＦＣを選択しているので、選択されたＴＦＣでそのまま送信を行うと、必要以上に良好な受信品質が得られ（品質が超過する）、送信電力を浪費することになる。
そこで、ＴＦＣ選択部１１０６は、必要ＳＩＲと、選択したＴＦＣにおける「上りＳＩＲ推定値」との差分を品質超過分として算出する。

上述したように、上りＳＩＲ推定値は、使用可能電力値で伝送する場合を仮定して算出されているので、算出された品質超過分を使用可能電力値から差し引いた電力値でも必要ＳＩＲを満たすと考えられる。
そこで、ＴＦＣ選択部１１０６は、使用可能電力値から品質超過分を差し引いた電力値を通信チャネル送信電力基準値として出力する。すなわち、
通信チャネル送信電力基準値＝使用可能電力値−選択ＴＦＣに基づいた品質超過分
とする。
このようにして、ＴＦＣ選択部１１０６におけるＴＦＣ選択及び通信チャネル送信電力基準値の算出が行われる。

［推定ＢＬＥＲとＱｏＳテーブルの調整：図５］
次に、推定ＢＬＥＲとＱｏＳテーブルの調整について図５を用いて説明する。図５は、推定ＢＬＥＲとＱｏＳテーブルの調整の概念を示す説明図である。
まず、推定ＢＬＥＲの算出について説明する。
上述したように、本移動局装置から制御された送信電力で伝送されたＨＳＵＰＡパケットは、基地局装置で受信される。基地局装置は、パケットが受信できたか否かを示す基地局装置受信可否応答、すなわち「上りＡｃｋ／Ｎａｃｋ」を移動局装置に送信する。

本移動局装置では、制御チャネル受信部１００４によって、伝送した当該ＨＳＵＰＡパケットが基地局装置で受信できたか否かを示す「上りＡｃｋ／Ｎａｃｋ」信号を検出する。
上りＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号は、ＱｏＳテーブル制御部１１０９に入力される。

ＱｏＳテーブル制御部１１０９は、入力された上りＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号を累算して、基地局装置における推定ＢＬＥＲを次式で算出する。
推定ＢＬＥＲ＝Ｎａｃｋ数／（Ａｃｋ数＋Ｎａｃｋ数）

そして、ＱｏＳテーブル制御部１１０９は、推定ＢＬＥＲと目標ＢＬＥＲとを比較して、ＱｏＳテーブルの調整を行う。
例えば、図５に示すように、推定ＢＬＥＲが目標ＢＬＥＲ（ＴａｒｇｅｔＢＬＥＲ）よりも良好な場合には、前回、調整前のＱｏＳテーブルに基づいて選択したＴＦＣでの必要ＳＩＲよりも、低いＳＩＲでも受信可能と考えられる。
そこで、ＱｏＳテーブル制御部１１０９は、推定ＢＬＥＲが目標ＢＬＥＲよりも良好な場合には、必要ＳＩＲを低くするような方向へ調整する。すなわち、品質特性曲線全体を左に移動させる調整を行う。伝送路の状態が良好である場合には、必要ＳＩＲを低減しても目標ＢＬＥＲを達成可能となるためである。

逆に、推定ＢＬＥＲが目標ＢＬＥＲよりも劣化している場合には、前回、調整前のＱｏＳテーブルに基づいて選択したＴＦＣでの必要ＳＩＲでは、受信不能と考えることができる。
そこで、ＱｏＳテーブル制御部１１０９は、推定ＢＬＥＲが目標ＢＬＥＲよりも劣化している場合には、必要ＳＩＲを高くするような方向、つまり品質特性曲線全体を右に移動させるよう調整する。伝送路の状態が劣化している場合には、目標ＢＬＥＲを得るための必要ＳＩＲが高くなるためである。

［ＱｏＳテーブルの調整：図６］
次に、推定ＢＬＥＲに基づくＱｏＳテーブルの調整について図６を用いて説明する。図６は、調整後のＱｏＳテーブルを示す説明図である。
ＱｏＳテーブル制御部１１０９には、例えば、目標ＢＬＥＲと推定ＢＬＥＲとの差分と、調整値とを対応付けて記憶しておく。
ＱｏＳテーブル制御部１１０９は、推定ＢＬＥＲを算出すると、当該推定ＢＬＥＲと目標ＢＬＥＲとの差分（目標ＢＬＥＲ−推定ＢＬＥＲ）を求め、差分に対応する調整値を読み出す。調整値は、差分が正（推定ＢＬＥＲが良好）の場合には負の値、差分が負（推定ＢＬＥＲが劣化）の場合には正の値とする。

そして、ＱｏＳテーブルに記憶されている全ての必要ＳＩＲの値に対して、調整値を加算した値で各必要ＳＩＲを更新する。
図６の例では、推定ＢＬＥＲが目標ＢＬＥＲよりも良好な場合を示している。この場合、必要ＳＩＲを低くしても受信可能であると考えられるので、必要ＳＩＲが低くなるように調整する。図６の場合では、調整値が−Ｘであり、各必要ＳＩＲをＸ[dB]低い（小さい）値に調整している。
また、推定ＢＬＥＲが目標ＢＬＥＲよりも劣化している場合には、調整値は正の値となるので、各必要ＳＩＲを調整値分高い（大きい）値に調整することになる。

尚、ここでは、推定ＢＬＥＲと目標ＢＬＥＲとの差分の大きさに応じて必要ＳＩＲを調整するものとしたが、調整周期と必要ＳＩＲのステップ幅（上げる場合と下げる場合）とを予め設定しておき、調整タイミングになる度に、推定ＢＬＥＲと目標ＢＬＥＲとの大小を比較して、それに基づいて所定のステップ幅ずつ調整する構成としてもよい。
そして、次回の送信時には、ＴＦＣ選択部１１０６において、更新されたＱｏＳテーブルに基づいてＴＦＣ選択し、通信チャネル送信電力基準値を決定する。
これにより、常に要求される品質を満足すると共に送信電力を抑えることができるものである。
このようにして、本移動局装置におけるＱｏＳテーブルの調整が行われるものである。

［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る移動局装置によれば、ＱｏＳテーブル制御部１１０９が、要求されるＢＬＥＲとそれを満たすための必要ＳＩＲとを対応付けて記憶するＱｏＳテーブルを備え、上り受信品質推定部１００９が、基地局装置から受信した上り干渉量と、伝搬損推定部１００７で推定された伝搬損推定値と、フェージング速度推定部１００８で推定されたフェージング速度推定値と、当該移動局装置で使用可能なＴＦＣのコード数及び拡散率に基づいて、各ＴＦＣでＨＳＵＰＡパケットを送信した場合の基地局装置における上り受信品質をＴＦＣ毎に推定ＳＩＲとして推定し、ＴＦＣ選択部１１０６が、推定ＳＩＲとＱｏＳテーブルとを比較して、推定ＳＩＲが必要ＳＩＲを満足するＴＦＣの中で伝送速度が最大のＴＦＣを選択すると共に、品質の超過分を使用可能電力から差し引いて当該ＴＦＣを用いた場合の通信チャネル送信電力基準値を算出し、送信電力制御部１１０７が、通信チャネル送信電力基準値にインナーループ制御によるオフセットを加えて送信電力値として決定し、無線変調部１１０１が、選択されたＴＦＣに基づいて変調・拡散されたデータを決定された送信電力で送信する移動局装置としているので、基地局装置における上り受信品質を考慮してＴＦＣを選択できると共に、必要最低限の送信電力を設定でき、必要な通信品質を満足し且つ消費電力を低減できる効果がある、

また、本移動局装置によれば、ＱｏＳテーブル制御部１１０９が、予め推定ＢＬＥＲと目標ＢＬＥＲとの差分に対応する調整値を記憶しておき、基地局装置から受信したＡｃｋ／Ｎａｃｋ信号に基づいて、基地局装置における受信ＢＬＥＲを推定ＢＬＥＲとして推定し、推定ＢＬＥＲと目標ＢＬＥＲとを比較して、推定ＢＬＥＲが目標ＢＬＥＲよりも良好であれば、ＱｏＳテーブルに記憶されている全ての必要ＳＩＲ値を差分に対応する調整値だけ低減させるように調整し、推定ＢＬＥＲが目標ＢＬＥＲよりも劣化していれば、ＱｏＳテーブルに記憶されている全ての必要ＳＩＲ値を差分に対応する調整値だけ増加させるように調整する移動局装置としているので、伝送路の状態に応じて、各ＴＦＣの目標ＢＬＥＲとそれに対応する必要ＳＩＲの関係を調整して、最適なＴＦＣを選択して必要最低限の送信電力を設定でき、必要な通信品質を満足し且つ消費電力を低減できる効果がある。

本発明は、必要な通信品質を満足し且つ送信電力を抑えることができる移動局装置に適している。

１００１...無線復調部、 １００２...ベースバンド復調部、 １００３...通信チャネル受信部、 １００４...制御チャネル受信部、 １００５...報知情報受信部、 １００６...受信品質測定部、 １００７...伝搬損推定部、 １００８...フェージング速度推定部、 １００９...上り受信品質推定部、 １１０１...無線変調部、 １００２...ベースバンド変調部、 １１０３...制御チャネル送信部、 １１０４...通信チャネル送信部、 １１０５...通信チャネル使用可能電力算出部、 １１０６...ＴＦＣ選択部、 １１０７...送信電力制御部、 １１０８...送信電力設定部、 １１０９...ＱｏＳテーブル制御部、 １２０１...主制御部

Claims (1)

1. 基地局装置とＷＣＤＭＡ方式で通信を行う移動局装置であって、
   当該移動局装置において使用可能なトランスポートフォーマットの組み合わせであるＴＦＣで伝送を行った場合の、目標ブロック誤り率と当該目標ブロック誤り率を満たすために必要な受信品質である必要ＳＩＲ値とを対応付けて記憶するＱｏＳテーブルと、
   基地局装置からの受信信号に基づいて推定される伝搬損と、フェージング速度と、報知される上り干渉量と、当該移動局装置で使用可能なＴＦＣのコード数及び拡散率とに基づいて、特定の送信電力値で各ＴＦＣを用いてデータを伝送する場合の前記基地局装置での上り受信品質を推定ＳＩＲ値としてＴＦＣ毎に推定する上り受信品質推定部と、
   前記ＴＦＣ毎に、前記推定ＳＩＲ値と、データ伝送を行う場合に要求される目標ブロック誤り率に対応して前記ＱｏＳテーブルに記憶されている必要ＳＩＲ値とを比較して、前記推定ＳＩＲ値が前記必要ＳＩＲ値よりも大きいＴＦＣの内、伝送速度が最大のＴＦＣを選択すると共に、当該ＴＦＣで送信した場合の品質超過分を前記特定の送信電力値から差し引いて通信チャネル送信電力基準値を算出するＴＦＣ選択部と、
   インナーループによる送信電力制御に基づいて前記通信チャネル送信電力基準値を補正して、送信電力値を決定する送信電力制御部と、
   前記選択されたＴＦＣに基づいて変調されたデータを前記決定された送信電力値で送信する無線変調部と、
   前記基地局装置から送信される受信可否応答に基づいて、前記基地局装置におけるブロック誤り率を推定し、推定されたブロック誤り率が前記目標ブロック誤り率よりも良好であれば、前記ＱｏＳテーブルに記憶されている全ての必要ＳＩＲ値を低減させるよう調整して更新し、前記推定されたブロック誤り率が前記目標ブロック誤り率よりも劣化していれば、前記ＱｏＳテーブルに記憶されている全ての必要ＳＩＲ値を増加させるよう調整して更新するＱｏＳテーブル制御部とを備えたことを特徴とする移動局装置。

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