JP3349684B2

JP3349684B2 - Ｃｄｍａ電力制御方法

Info

Publication number: JP3349684B2
Application number: JP20428099A
Authority: JP
Inventors: 幸次武尾
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1999-07-19
Filing date: 1999-07-19
Publication date: 2002-11-25
Anticipated expiration: 2019-07-19
Also published as: JP2001036464A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、符号分割多元接続
（Code Division Multiple Access、以下ＣＤＭＡ）方
式での下り回線での送信電力制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】移動無線通信システムにおける収容移動
局数を増加させる有効な手段の１つにマイクロセル方式
がある。マイクロセル方式では、基地局の設置数を増や
し、セルの細分化を行うことで、１基地局がカバーする
領域を縮める。ここで、１基地局がカバーする領域をセ
ルという。セル領域を狭める程、周波数利用効率が上昇
し、収容局数の増加が期待出来る。しかし、セル領域が
小さくなる程、その場所の環境（高層ビルや道路等）や
人口分布に大きく影響を受け、１セルが受け持つトラヒ
ック量（移動局数やデータ量の総量）はセル毎に不均一
となる。また、セルの形状もセル毎に不均一となる。こ
の様な不均一性は、セル間での通信品質の差異を生じ、
システム全体としての効率を低下させる。

【０００３】近年、スペクトル拡散方式を応用したＣＤ
ＭＡ通信方式が注目されている。ＣＤＭＡ方式では、全
移動局が同一の周波数帯域を使用することから送信電力
制御が必須技術となる。通信品質の時間的な変動や基地
局間での通信品質の不均一性を考慮して、通信品質基準
の送信電力制御（ＳＩＲベースパワーコントロール、Ｓ
ＩＲ：信号対干渉電力比）が提案されている。ここで
は、受信信号の通信品質が常に基準値となるように送信
電力の制御が行われる。即ち、上り回線においては、基
地局で受信される信号の通信品質が基準値となるように
移動局の送信電力が制御され、下り回線においては、移
動局で受信される信号の通信品質が基準値となるように
基地局での各移動局向け送信電力が制御される。下り回
線における送信電力制御の一例は、“ＤＳ-ＣＤＭＡ下
りチャネルにおける瞬時値変動追従型送信電力制御法の
検討”菊池、安達、中野、大野、信学技報 RCS96-162、
pp.113-118 に示されている。

【０００４】このような送信電力制御が誤差なく行われ
るとした場合、上り回線では、各基地局の通信品質に応
じて、基地局での受信目標電力が変化する。下り回線に
おいては、各移動局の通信品質に応じて、各移動局向け
送信電力が変化し、その結果、基地局での総送信電力が
変化する。上下回線における通信品質を基準値となるよ
うに制御することで、基地局間に存在した通信品質の差
異を是正することが可能となる。

【０００５】下り回線における通信品質基準送信電力制
御の簡単な例を図４に示す。基地局ＢＳでは、各移動局
向けの送信電力制御部１１〜１ｎが設けられており、各
移動局向けに送信電力制御された信号が加算され、基地
局送信機２１から一括して送信される。移動局ＭＳで
は、基地局ＢＳから送信された信号の中から、相関演算
（逆拡散）により自分用の信号を取出し、信号の復調を
行う。また、前記相関演算時に通信品質測定部３１にお
いて自局向け信号の通信品質（SIRt）の測定を行う。そ
して、送信電力情報作成部３３において、通信品質基準
値設定部３２に設定されている通信品質基準値（SIRo）
と前記測定値（SIRt）とを比較し、送信電力情報（PC I
nformation）を作成する。この送信電力情報は、例え
ば、測定ＳＩＲ（SIRt）が基準値（SIRo）より良ければ
＋１、悪ければ−１とされる情報である。なお、これ
は、１ビットの情報であるが、複数ビットの情報とする
ことも出来る。移動局ＭＳは、このように作成した送信
電力情報（PC Information）を基地局ＢＳに送ること
で、基地局での自局向け送信電力を制御し、移動局にお
ける信号の通信品質SIRtが常に基準値SIRoとなるように
する。基地局ＢＳでは、送られてきた送信電力情報（PC
Information）をもとに前記送信電力制御部でその移動
局向け送信信号電力の制御を行う。基地局ＢＳに接続す
る全移動局に対し、同様の制御を行うことで、全移動局
の通信品質が基準値SIRoに漸近する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】基地局間に大きなトラ
ヒックの不均一が存在する場合を考える。トラヒックが
集中し、通信品質の劣化した基地局で、通信品質を改善
させるために電力制御を行った場合、総送信電力が増加
し、隣接するセルに対し大きな干渉を与えることが考え
られる。下り回線における一例について図５を参照して
説明する。ここでは、基地局ＢＳ１〜ＢＳ３について考
える。ＢＳ２においてトラヒックが増加し、ＢＳ２と接
続する全移動局で通信品質が劣化したとする。このと
き、ＢＳ２では、各移動局向け送信電力を上げること
で、通信品質の改善を行う。その結果、ＢＳ２における
総送信電力ＴＰ２が大きく上昇する。ＢＳ２からの干渉
電力ＩＦ２はセル境界（Cell Boundary）上にて、ＢＳ
３からの干渉電力ＩＦ３よりはるかに大きくなり、ＢＳ
３と接続する移動局に多大な干渉を与えてしまう。この
ように、特定の基地局での通信品質の改善を行った結
果、その他の基地局での通信品質を劣化させてしまう。
そこで、通信品質が劣化したＢＳ３においても、その改
善のため、総送信電力ＴＰ３を増加させようとする。こ
の結果、隣接する基地局間で互いの干渉量増加に対抗す
るため、際限なく送信電力を増加させてしまうことが考
えられる。そして、所定の通信品質も満たされないとい
う結果を招く。

【０００７】そこで、このような総送信電力増加の競合
が発生することを防止するために、総送信電力の設定値
を予め定めておき、ある基地局において、移動局数が増
加し、その結果、総送信電力値が増加し、前記設定値以
上となった場合、そのセル内の移動局の通信品質目標値
を下げることで、総送信電力の増加を抑制するようにし
た電力制御方法が提案されている（特願平０９−３３４
９５１号参照）。

【０００８】しかしながら、隣接するセルでの通信品質
が良好であれば、１つの基地局での総送信電力の増加は
大きな問題とはならず、そのセル内の移動局の通信品質
目標値を下げる必要はない。このことにつき、図６を参
照して説明する。図６の横軸は基地局ＢＳ２における総
送信電力、縦軸は通信品質を示しており、SIRoは移動局
の通信品質の基準値である。ここで、基地局ＢＳ２の総
送信電力が増加するに従い、基地局ＢＳ２に接続する移
動局の通信品質は良好となり、該基地局ＢＳ２に隣接す
る基地局ＢＳ１と接続する移動局の通信品質は劣化する
ため、基地局ＢＳ１に接続する移動局の通信品質SIR１
と基地局ＢＳ２に接続する移動局の通信品質SIR２は図
示するように表わすことができる。このような状況にお
いて、基地局ＢＳ２に接続する移動局の通信品質が劣化
したときに、それを基準値SIRoまで改善させるために
は、基地局ＢＳ２は総送信電力Ｐｂで送信することが必
要となる。その結果、基地局ＢＳ１に接続されている移
動局の通信品質SIR１は基準値SIRo以下となり、基地局
ＢＳ１においても総送信電力を増加させることが必要と
なってしまう。

【０００９】そこで、前記提案されている方法のよう
に、総送信電力に制限を加えることが考えられる。例え
ば、基地局ＢＳ２の総送信電力をＰａに制限することに
より、基地局ＢＳ１に接続する移動局の通信品質SIR１
が基準値以下に劣化することを抑制することができる。
しかしながら、この方法では、基地局ＢＳ２に接続して
いる移動局の通信品質SIR２の改善はできなくなってし
まう。すなわち、この方法は、通信品質が大きく劣化し
た基地局（ＢＳ２）における特性改善をあきらめること
で、その他の基地局（例えばＢＳ１）における品質劣化
を抑制するというものである。しかしながら、図６のSI
R１’に示すように、隣接する基地局ＢＳ１の通信品質
がもともと良好である場合には、基地局ＢＳ２の総送信
電力をＰｂまで増加させても基地局ＢＳ１に接続する移
動局の通信品質は基準値SIRo以下には劣化しないため、
基地局ＢＳ２の総送信電力を増加させることが可能であ
る。

【００１０】そこで、本発明は、特定の基地局での通信
品質の劣化を抑制し、不均一のトラヒック分布の状況に
対しより有効に作用するＣＤＭＡ電力制御方法を提供す
ることを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のＣＤＭＡ電力制御方法は、ＣＤＭＡ移動通
信システムにおいて、下り回線における各移動局での通
信品質を基準値に保つため、基地局が各移動局向けの送
信電力を可変とする送信電力制御を行うＣＤＭＡ電力制
御方法において、隣接する複数の基地局の総送信電力の
平均が所定の基準値を超えた場合、前記各基地局は、新
たな移動局接続の受付けを許可しないようにすることを
特徴としている。あるいは、隣接する複数の基地局の総
送信電力の平均が所定の基準値を超えた場合、前記各基
地局は、自局に接続する移動局に対する送信電力の増加
を行わないように動作するものである。さらに、隣接す
る複数の基地局のうちの所定数の基地局における総送信
電力がその最大値となった場合、前記複数の基地局は前
述のいずれかの動作をするものである。さらにまた、前
記隣接する複数の基地局は、その移動通信システムに含
まれている全基地局とされているものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のＣＤＭＡ電力制
御方法が適用されるシステムの概略構成を示す図であ
る。ここでは、隣接する複数の基地局ＢＳ１〜ＢＳ３お
よびそれら基地局を管理する制御局ＣＳ（control stat
ion）が示されている。各基地局ＢＳ１〜ＢＳ３では、
各基地局毎に前述した下り回線の送信電力制御を行って
いる。この時の各基地局における総送信電力をＴＰ１〜
ＴＰ３とする。各基地局は、これら総送信電力情報ＴＰ
１〜ＴＰ３を制御局ＣＳに伝達する。ここで、各基地局
は、ある期間につき送信電力の平均値をとり、総送信電
力情報を算出している。制御局ＣＳでは、各基地局ＢＳ
１〜ＢＳ３から受信した総送信電力情報ＴＰ１〜ＴＰ３
よりその平均値を算出する。そして、その平均値があら
かじめ決められている基準値より高い場合、制御局で
は、総送信電力情報を送ってきたそれら基地局ＢＳ１〜
ＢＳ３間で、前述のような総送信電力増加の競合が起こ
っていると判断し、それら基地局に対し、総送信電力の
増加を抑制するよう指示情報Infを伝達する。

【００１３】このように本発明においては、隣接する複
数の基地局における総送信電力の平均値を算出し、該算
出した平均値に基づいて総送信電力増加の競合が起こっ
ているか否かを判定している。したがって、少数の基地
局で通信品質が劣化した場合であっても、それに隣接す
る基地局における通信品質が良好であるときには、各基
地局における総送信電力を抑制することがない。例え
ば、ある１つの基地局Ａにおいて通信品質が劣化し、そ
れを改善するために、該基地局Ａの総送信電力が増加し
たとする。しかし、隣接する基地局Ｂ、Ｃ・・では、十
分な通信品質があり、基地局Ａでの電力増加の影響が少
ない場合、基地局Ｂ、Ｃ・・では総送信電力の増加は小
さい。従って、各基地局からの総送信電力の平均値が基
準値を超えないため、基地局Ａ、Ｂ、Ｃ・・を管理する
制御局では、総送信電力増加の競合はないとして、電力
抑制の指示は出さない。一方、隣接する基地局Ｂ、Ｃ・
・でも通信品質が悪く、基地局Ａでの電力増加により更
に通信品質が劣化した場合、基地局Ｂ、Ｃ・・でも総送
信電力の増加が生じる。このような場合には、各基地局
からの総送信電力の平均値が前記基準値を超えるため、
制御局では、総送信電力増加の競合が起こったとして、
電力を抑制するよう指示を出す。

【００１４】したがって、前記図６に示した例におい
て、基地局ＢＳ２における通信品質が劣化し、基地局Ｂ
Ｓ２の総送信電力が増加した場合であっても、隣接する
基地局ＢＳ１の通信品質が良好であれば、該基地局ＢＳ
２による通信品質の劣化を吸収することが可能となる。
すなわち、この本発明のＣＤＭＡ電力制御方法によれ
ば、ある基地局における移動局数の増加などに起因する
通信品質の劣化を、通信品質が良好な隣接する基地局が
助けることができる。これにより、特性の基地局での通
信品質の劣化を抑制し、不均一なトラヒック分布の状況
に対し有効に作用するシステムを得ることができる。

【００１５】図２は、前述した複数の基地局からなるセ
ル群の構成例を示す図である。図２の（ａ）に示した例
は、システム全体に含まれるセルを重複しない複数のセ
ル群に分割したものであり、ここでは１６個のセルを１
つのセル群として、制御局ＣＳが管理している。なお、
交換機が制御局を兼ねることも出来る。また、図２の
（ｂ）は、同様に１６セルを群とするが群同士が重なっ
ている場合である。この場合、複数の群に所属する基地
局では、その複数の制御局ＣＳの指示を受けることにな
る。

【００１６】図３は、基地局ＢＳの構成の一例を示すブ
ロック図である。この図に示すように、基地局ＢＳ（こ
こではＢＳ１とする）には、接続する各移動局向けの送
信電力を制御する移動局送信電力制御部（MS Power Con
trol）１１〜１ｎが設けられている。そして、加算部２
において、前記各移動局送信電力制御部１１〜１ｎから
の各移動局向け送信電力情報ＴＰ（１）〜ＴＰ（ｎ）が
加算され、この基地局ＢＳ１における総送信電力ＴＰ１
が算出される。ここで、総送信電力ＴＰ１は、所定の期
間の前記加算結果の平均値が用いられる。なお、この総
送信電力ＴＰ１には、移動局向け電力の他、制御用信号
電力、同期用信号電力などが加算される。また、各基地
局ＢＳには、基地局制御部３が設けられており、前記制
御局ＣＳからの電力抑制指示Infを受け取ったとき、前
記各移動局送信電力制御部などを制御して総送信電力を
抑制するよう動作する。ここで、各基地局における総送
信電力を抑制する方法としては、次に説明するような各
種の方法がある。

【００１７】第１の方法は、制御局ＣＳより指示Infを
受けた場合、各基地局は、接続する移動局ＭＳに対し通
信品質基準値SIRoを下げるよう伝達することである。具
体的には、各移動局向け信号に指示情報を挿入し、各移
動局毎に伝達する方法や、共通の制御信号等を用いて、
報知する方法がある。このように、通信品質基準値SIRo
を下げることで、各移動局ＭＳが要請する送信電力値が
低くなり、その基地局の総送信電力値も抑制される。即
ち、一時的に移動局数の増加が生じた場合、その状況が
解消されるまで、移動局全体の通信品質を落とすことに
なる。その後、移動局数が減少するなどして、総送信電
力増加が抑制されたと制御局ＣＳが判断した場合、制御
局ＣＳは通信品質の基準値SIRoをもとに戻すよう再度指
示Infを送る。これに従い、各基地局は、接続する移動
局に対し通信品質基準値を元に戻すように制御する。な
お、各基地局が接続している移動局数を前記制御局に通
知することにより、前記制御局は移動局数が減少したこ
とを知ることができる。あるいは、各基地局は、移動局
からの送信電力増加要求数が減少したことにより、通信
品質が良くなったと判定し、その判定結果を前記制御局
に送るようにする。そして、各基地局からの該判定結果
に基づいて、前記制御局は、総送信電力増加が抑制され
たと判断する。

【００１８】他の方法は、制御局より前記指示Infを受
けた場合、基地局はその総送信電力値をある一定レベル
下げるという方法である。このとき、セル群の全基地局
が同一レベルだけ送信電力を下げる方法や、総送信電力
の状況に応じて、制御局が基地局毎に下げるレベルを指
示する方法がある。この結果、各移動局に割当てる送信
電力が減少することになる。一般的には、前記基地局制
御部３は各移動局向け電力を一律に下げるよう、各移動
局送信電力制御部１１〜１ｎに指示を伝達する。この結
果、各移動局では受信電力が低くなるため、通信品質は
若干劣化することになる。前述のように、移動局数が減
少し、総送信電力増加が抑制されたと制御局が判断した
場合、制御局は基地局にその情報を伝達する。基地局で
は、各移動局送信電力制御部に与えていた電力制限を解
除する。

【００１９】さらに他の方法は、制御局より前記指示In
fを受けた場合、基地局は新たな移動局の接続要求を拒
否するという方法である。接続要求を拒否することで、
更なる通信品質の劣化を抑制する。この場合、通信の継
続性を考慮し、ハンドオフしてきた移動局の接続要求は
受けつけ、新たに生起する移動局からの接続要求のみ拒
否するようにしてもよい。そして、前述のように、移動
局数が減少し、総送信電力増加が抑制されたと制御局が
判断した場合、制御局は基地局にその情報を伝達する。
基地局では、前記接続要求の制限を解除する。

【００２０】さらに他の方法は、制御局より前記指示In
fを受けた場合、基地局は接続する移動局からの送信電
力増加要求を拒否するという方法である。すなわち、移
動局が通信品質が劣化したとして送信電力の増加を要求
しても、それを受付けないようにする。逆に、送信電力
の減少を要求してきた場合には、送信電力を減少させ
る。そして、前述のように、移動局数が減少し、総送信
電力増加が抑制されたと制御局が判断した場合、制御局
は基地局にその情報を伝達する。基地局では、各移動局
に対する電力制限を解除する。なお、前記制御局ＣＳか
ら指示Infを受け取った各基地局は、上述した方法のう
ちの予めシステムにおいて定められた方法を採用するよ
うにしてもよいし、あるいは、各基地局が上述した方法
のうちの任意の方法を適宜採用するようにしても良い。

【００２１】次に、本発明の他の実施の形態について説
明する。この実施の形態においては、各基地局における
総送信電力の最大値が予め決められており、各基地局は
最大値以上の電力での送信は出来ないものとする。な
お、通常、総送信電力の最大値はハードウエア上の制限
を有している。総送信電力が最大値に達している状態
で、更なる移動局からの電力増加要求があった場合、基
地局ではその要求を受付けられないため、移動局におけ
る通信品質は基準値を満足しないことになる。この実施
の形態では、制御局は、管理する前記隣接する複数の基
地局から送られる総送信電力情報から、総送信電力がそ
の最大値に達している基地局の数が幾つあるかを判定
し、予め定められた数の基地局において総送信電力が最
大値に達していると判断した場合、そのセル群全体で通
信品質の劣化が生じているとして、各基地局に総送信電
力を抑制するよう指示を伝達する。各基地局では、先に
述べた各種の方法により総送信電力の抑制を行う。すな
わち、この実施の形態では、制御局は、各基地局からの
総送信電力の平均値と基準値とを比較するのではなく、
総送信電力が最大値に達している基地局の数に基づいて
総送信電力増加の競合が起こっているものと判定してい
る。

【００２２】次に本発明のさらに他の実施の形態につい
て説明する。上述の各実施の形態においては、前記図２
に示したように、隣接する複数の基地局毎にそれらを統
括する制御局を設けていたが、この実施の形態では、制
御局が、システム全体の基地局を対象として前述と同様
の制御を行う。この場合、システム中の全基地局におい
て前述した各種の方法でそれぞれの総送信電力の抑制を
行うこととなる。

【００２３】なお、上述した各実施の形態においては、
制御局を設け、該制御局において総送信電力増加の競合
が起こっているか否かを判定するようにしていたが、各
基地局間で前述した総送信電力情報のやり取りを行い、
各基地局内に前記判定を行う手段を設けて、該判定結果
に基づいてそれぞれ自局の総送信電力の制御を行うよう
にしても良い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＣＤＭＡ方式の下り回線において通信品質基準の送信電
力制御を行う場合に、特定の基地局における通信品質の
劣化を隣接する複数の基地局により吸収することによ
り、効率的なシステムを得ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＣＤＭＡ送信電力制御方法が適用さ
れるシステムの概略を示す図である。

【図２】本発明におけるセル構成例を示す図である。

【図３】本発明における基地局の構成例を示す図であ
る。

【図４】下り回線送信電力制御を説明する図である。

【図５】従来方式の問題点を説明する図である。

【図６】提案されている方式について説明するための
図である。

【符号の説明】

２加算部３基地局制御部１１〜１ｎ移動局送信電力制御部２１基地局送信機３１通信品質測定部３２通信品質基準値設定部３３送信電力情報作成部ＢＳ基地局ＣＳ制御局ＭＳ移動局

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開平10−51379（ＪＰ，Ａ) 特表平６−504179（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 102 H04Q 7/00 - 7/38

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、下
り回線における各移動局での通信品質を基準値に保つた
め、基地局が各移動局向けの送信電力を可変とする送信
電力制御を行うＣＤＭＡ電力制御方法において、隣接する複数の基地局の総送信電力の平均が所定の基準
値を超えた場合、前記各基地局は、新たな移動局接続の
受付けを許可しないようにすることを特徴とするＣＤＭ
Ａ電力制御方法。
【請求項２】ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、下
り回線における各移動局での通信品質を基準値に保つた
め、基地局が各移動局向けの送信電力を可変とする送信
電力制御を行うＣＤＭＡ電力制御方法において、隣接する複数の基地局の総送信電力の平均が所定の基準
値を超えた場合、前記各基地局は、自局に接続する移動
局に対する送信電力の増加を行わないようにすることを
特徴とするＣＤＭＡ電力制御方法。
【請求項３】ＣＤＭＡ移動通信システムにおいて、下
り回線における各移動局での通信品質を基準値に保つた
め、基地局が各移動局向けの送信電力を可変とする送信
電力制御を行うＣＤＭＡ電力制御方法において、隣接する複数の基地局のうちの所定数の基地局における
総送信電力値がその最大値となった場合、前記複数の基
地局は、前記請求項１あるいは２に記載された動作を行
うことを特徴とするＣＤＭＡ電力制御方法。
【請求項４】前記隣接する複数の基地局は、その移動
通信システムに含まれている全基地局であることを特徴
とする前記請求項１〜３のいずれかに記載のＣＤＭＡ電
力制御方法。