JP4270714B2

JP4270714B2 - 移動局及び移動無線通信システム

Info

Publication number: JP4270714B2
Application number: JP2000139567A
Authority: JP
Inventors: パトリツク・ブラン
Original assignee: アルカテル−ルーセント
Priority date: 1999-05-21
Filing date: 2000-05-12
Publication date: 2009-06-03
Anticipated expiration: 2020-05-12
Also published as: ES2216459T3; DE69915811D1; US6430398B1; EP1067706A1; JP2005328561A; JP2007053780A; CN100391267C; DE69915811T2; EP1067706B1; CN101262261A; JP2006333532A; JP2000354004A; CN101262261B; CN1275038A; JP4272182B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に、移動無線通信システムに関する。
【０００２】
本発明は、より詳細には、（サービスの品質や容量などに関しての）性能を改善するそのようなシステムに用いられるパワー制御に関する。
【０００３】
本発明は、ＣＤＭＡ（「符号分割多重アクセス」）タイプの移動無線通信システムに、特に適用できる。特に、本発明は、ＵＭＴＳ（「ユニバーサル移動通信システム」）に適用できる。
【０００４】
【従来の技術】
ＣＤＭＡシステムで用いられるパワー制御の１つのタイプは、いわゆる「閉ループのパワー制御（ｃｌｏｓｅｄ−ｌｏｏｐｐｏｗｅｒｃｏｎｔｒｏｌ）」である。
【０００５】
閉ループは、一般には、適切なパワー制御命令を送信機に送り返すことによって、伝送品質目標値（一般には、ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}値）の付近に（一般には、ＳＩＲ、または、「信号対干渉比」によって表される）伝送品質を調整するために、速い基準で動作する。閉ループは、このように、推定ＳＩＲが、ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}値より低い場合に、「ＵＰ」パワー制御命令を、または、それ以外である場合に、「ＤＯＷＮ」パワー制御命令を送信機に送り返す。
【０００６】
ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}値は、一般には、いわゆる「外側ループ（ｏｕｔｅｒｌｏｏｐ）」によって調整される。外側ループは、一般には、サービス品質目標値（一般には、ＢＥＲまたはＦＥＲ目標値）の付近に（一般には、ＢＥＲ、または、「ビット誤り率」、または、ＦＥＲ、または、「フレーム誤り率」によって表される）サービスの品質を調整するために、遅い基準で動作する。外側ループは、推定ＢＥＲまたは推定ＦＥＲが、ＢＥＲ目標値またはＦＥＲ目標値より高い場合、ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}値を増加させ、それ以外である場合に、ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}値を減少させる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そのような実施は、ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}値が不必要に増加され、したがって、システムでの干渉のレベルを不必要に増加させる状況をもたらす。
【０００８】
これは、特に、送信機が、すでにその最大送信パワーに達している、または、システムが過負荷になっている状態のもとでの場合である。そのような場合には、ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}値が無用に増加されるが、この結果、少しも品質の改善をもたらすこともできない。これは、そのような状態が適用される限り、それ自体が障害としてみなされるのではないが、ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}値が、あまりにも高くなり、そのような状態がもはや適用されない場合、この結果、必要より高いレベルに送信パワーを設定し、したがって、アルゴリズムが再び正しい値にを達するまで、システムでの干渉レベルを不必要に増加することになるであろう。
【０００９】
外側ループは、通常、品質測定結果とＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}設定の間での適合の遅れを減少させるために、受け取る側において実施される。しかしながら、受信機は、なぜサービスの品質が、現在のＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}値で維持されることができないのかを知る手段を有しておらず、今まで示したように、たとえば、現在のＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}値が、ネットワークの過負荷のために達成できないとしても、それを増加させようとする。
【００１０】
したがって、そのような障害を避けるパワー制御方法を提供する必要がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、したがって、伝送品質目標値に従ってパワーを制御するパワー制御ループと、前記伝送品質目標値を調整する調整プロセスとを用いて、移動無線通信システムの性能を改善する方法であって、前記調整プロセスが、前記パワー制御ループの収束（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ）の評価に基づいて、前記伝送品質目標値の付近で制御される方法である。
【００１２】
本発明の他の目的によれば、前記パワー制御ループが、前記伝送品質目標値の付近に収束しない場合に、前記調整プロセスの制御が、全く調整を行わないことを含む。
【００１３】
本発明の他の目的によれば、前記パワー制御ループの収束は、推定平均伝送品質と前記伝送品質目標値の間の差が所与のマージンの範囲内である場合に、判定によって評価される。
【００１４】
本発明の他の目的によれば、前記マージンは、パワー制御エラーを考慮に入れるように判定される。
【００１５】
本発明の他の目的によれば、前記マージンは、無線の状態に従って最適化される。
【００１６】
本発明の他の目的によれば、前記マージンは、前記調整が、前記伝送品質目標値を増加させること、または、減少させることを要求するかによって異なる。
【００１７】
本発明の他の目的によれば、前記推定平均伝送品質は、前記パワー制御ループを収束させることができる十分な長さであるが、パワー制御要求における速い変更を考慮に入れてあまり長すぎない平均周期に基づいて、推定される。
【００１８】
本発明の他の目的によれば、前記平均周期は、無線の状態に従って最適化される。
【００１９】
本発明の他の目的によれば、前記ループの収束は、推定平均伝送品質を表す連続した値の中で、これらの値の少なくとも１つが前記伝送品質目標値より高く、これらの値の少なくとも１つが前記伝送品質目標値より低いかどうかを判定することによって評価される。
【００２０】
本発明の他の目的によれば、前記伝送品質は、信号対干渉比（ＳＩＲ）によって表される。
【００２１】
本発明の他の目的によれば、前記調整プロセスは、サービス品質目標値の付近にサービスの品質を調整する外側ループである。
【００２２】
本発明の他の目的によれば、前記移動無線通信システムは、ＣＤＭＡタイプである。
【００２３】
本発明の他の目的によれば、前記パワー制御は、前記移動無線通信システムの上りリンク伝送方向で、上りリンクパワー制御ループと上りリンク調整プロセスを用いて行われ、前記上りリンク調整プロセスは、前記上りリンクパワー制御ループの収束の評価に基づいて制御される。
【００２４】
本発明の他の目的によれば、前記パワー制御は、前記移動無線通信システムの下りリンク伝送方向で、下りリンクパワー制御ループと下りリンク調整プロセスを用いて行われ、前記下りリンク調整プロセスは、前記下りリンクパワー制御ループの収束の評価に基づいて制御される。
【００２５】
本発明はまた、その目的のために、そのような方法を行う移動無線通信ネットワークを有し、前記移動無線通信ネットワークは、前記上りリンクパワー制御ループを行う手段と、前記上りリンク調整プロセスを行う手段と、前記上りリンクパワー制御ループの収束の評価に基づいて前記上りリンク調整プロセスを制御する手段とを含む。
【００２６】
本発明の他の目的によれば、前記移動無線通信ネットワークは、前記上りリンクパワー制御ループを行う手段を含む少なくとも１つの基地局と、前記上りリンク調整プロセスを行う手段を含む少なくとも１つの基地局コントローラとを含むタイプである。
【００２７】
本発明の他の目的によれば、そのようなネットワークの基地局が、前記上りリンクパワー制御ループの収束の評価について必要な測定を行う手段と、そのような測定結果を基地局コントローラに送る手段とを含む。
【００２８】
本発明の他の目的によれば、そのようなネットワークの基地局コントローラが、そのような測定結果を基地局から受け取る手段と、そのような測定結果に基づいて前記上りリンクパワー制御ループの収束を評価し、この評価に基づいて前記上りリンク調整プロセスを制御する手段とを含む。
【００２９】
本発明はまた、その目的のために、そのような方法を行う移動局を有し、前記移動局は、前記下りリンクパワー制御ループを行う手段と、前記下りリンク調整プロセスを行う手段と、前記下りリンクパワー制御ループの収束の評価に基づいて前記下りリンク調整プロセスを制御する手段とを含む。
【００３０】
本発明の他の目的によれば、そのような移動局は、前記下りリンクパワー制御ループの収束の評価について必要な測定を行う手段と、そのような測定結果に基づいて前記下りリンクパワー制御ループの収束を評価し、この評価に基づいて前記下りリンク調整プロセスを制御する手段とを含む。
【００３１】
本発明の他の目的によれば、そのような移動局は、前記下りリンクパワー制御ループの収束の評価について必要とされるパラメータを移動無線通信ネットワークから受け取る手段をさらに含む。
【００３２】
本発明の上記その他の目的は、添付の図面に関連して行う以下の説明からより明らかになろう。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明は、このように、その目的のために、伝送品質目標値に従ってパワーを制御するパワー制御ループと、前記伝送品質目標値を調整する調整プロセスとを用いて、移動無線通信システムの性能を改善する方法を有しており、前記調整プロセスは、前記パワー制御ループの収束の評価に基づいて、前記伝送品質目標値の付近で制御される。
【００３４】
このような方法は、図１の図形によって例示される。ただし、
１は、パワー制御ループを示す。
【００３５】
２は、前記調整プロセスを示す。
【００３６】
３は、前記パワー制御ループの収束の評価を示す。
【００３７】
４は、前記評価に基づいた前記調整プロセスの制御を示す。
【００３８】
一般に、このような方法は、調整プロセスを最適化することによって、性能を最適化することができる。
【００３９】
詳細には、前記パワー制御ループが、この目標値の付近にまだ収束しない場合に、伝送品質目標値の調整を行わせないことによって、これは、上記の障害を避けることができる。
【００４０】
さらに詳細には、調整プロセスが、今までに述べたような外側ループアルゴリズムであり、パワー制御ループが、今までに述べたような閉ループである現在の場合を考慮することによって、これは、以下のアルゴリズムによって表される。
【００４１】
外側ループアルゴリズムがＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}の変更を必要とし、
閉ループパワー制御が収束するならば、要求は、受け入れられる
それ以外であるならば、要求は、拒否される
そのようなアルゴリズムの実施態様の例は、以下のように表される。
【００４２】
（Ａｖｇｄ＿ＦＥＲ＜ＦＥＲ_{ｔａｒｇｅｔ}）かつ（｜ＳＩＲ_ａｖ−ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}｜＜η）ならば、ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}＝ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}−ＳＩＲ_{ｄｅｃ＿ｓｔｅｐ}
（Ａｖｇｄ＿ＦＥＲ＞ＦＥＲ_{ｔａｒｇｅｔ}）かつ（｜ＳＩＲ_ａｖ−ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}｜＜ε）ならば、ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}＝ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}＋ＳＩＲ_{ｉｎｃ＿ｓｔｅｐ}である。
【００４３】
この実施例で、ＳＩＲ_{ｉｎｃ＿ｓｔｅｐ}とＳＩＲ_{ｄｅｃ＿ｓｔｅｐ}は、ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}値を（それぞれ、増加および減少して）更新する特定のステップである。
【００４４】
この実施例で、（Ａｖｇｄ＿ＦＥＲ＜ＦＥＲ_{ｔａｒｇｅｔ}）または（Ａｖｇｄ＿ＦＥＲ＞ＦＥＲ_{ｔａｒｇｅｔ}）は、外側ループが、ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}の更新を要求する条件である。
【００４５】
ただし、
Ａｖｇｄ＿ＦＥＲは、所与の周期で平均された測定ＦＥＲであり、他の品質パラメータは、たとえば、ブロック誤り率、パケットサービス用のＲＬＣにおけるＰＤＵの再送の数などが使用され、
ＦＥＲ_{ｔａｒｇｅｔ}は、（セットアップされた呼またはセッションにおいて与えられる）ベアラサービスについて指定するＦＥＲ目標値である。
【００４６】
この実施例で、パワー制御閉ループの収束は、推定平均伝送品質目標値と前記伝送品質目標値との差が所与のマージンの範囲内であるかどうか、すなわち、（｜ＳＩＲ_ａｖ−ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}｜＜η）または（｜ＳＩＲ_ａｖ−ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}｜＜ε）であるかどうかを判定することによって評価される。
【００４７】
ただし、
ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}は、外側ループアルゴリズムによって設定され、閉ループパワー制御によって使用されるＳＩＲ目標値であり、
ＳＩＲ_ａｖは、所与の平均周期で、測定され平均されたＳＩＲである。この平均周期は、無線の状態に従って最適化されるシステムのパラメータである。平均周期は、少なくともＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}値における最後の変更の後に開始されるべきであり、閉ループが新しい値に達することができるのに十分な長さであるべきだが、たとえば、過負荷の状況の場合における速い変更を識別するのに長すぎるべきではない。
【００４８】
ε、ηは、（ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}をそれぞれ増加させ、減少させる必要がある場合の）ＳＩＲ_ａｖ測定値とＳＩＲ目標値との差に関連した、パワー制御エラーを考慮に入れるマージンである。これらのパラメータも、無線の状態に従って最適化される。
【００４９】
他の実施例は、閉ループパワー制御の収束を評価することを考察する。たとえば、ＳＩＲ_ａｖを表す連続した値の中で、これらの値の少なくとも１つが、ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}より低く、これらの値の少なくとも１つが、ＳＩＲ_{ｔａｒｇｅｔ}より高い場合に、閉ループが収束することが考慮される。
【００５０】
さらに、悪いＳＩＲ推定値（特に低いＳＩＲ推定値）の場合に、正確でない測定結果を考慮して、ＳＩＲ以外のパラメータを用いて、閉ループパワー制御の収束を評価することができることに留意されたい。
【００５１】
本発明は、上りリンクパワー制御、下りリンクパワー制御、または、上りリンクパワー制御と下りリンクパワー制御の両方に適用される。
【００５２】
知られている方法と比較して、本発明による方法は、行われる追加のシグナリングと同様に、追加の測定を要求することができる。
【００５３】
実施例として、ＵＭＴＳのＵＴＲＡＭアーキテクチャへの本発明の適用を、以下に開示する。
【００５４】
図２に再び示すように、現在のＵＴＲＡＭアーキテクチャは、「Ｕｕ」と呼ばれる無線インターフェースを介して移動局すなわち「ユーザ装置」（ＵＥ）と通信する「ノードＢ」と呼ばれる基地局と、「Ｉｕｂ」と呼ばれるインターフェースを介してノードＢと通信する「無線ネットワークコントローラ」またはＲＮＣと呼ばれる基地局コントローラ（各ＲＮＣは、複数のノードＢを制御する）とを含む。
【００５５】
このアーキテクチャでは、上りリンクパワー制御のために、閉ループは、一般にノードＢで実施され、外側ループは、一般にＲＮＣで実施される。下りリンクパワー制御のために、両方のループは、一般にＵＥで実施される。
【００５６】
本発明による方法は、上りリンクパワー制御のために、インターフェースＩｕｂにおいてノードＢとＲＮＣの間で行われる追加のシグナリングと同様に、上りリンクパワー制御のためにノードＢで、下りリンクパワー制御のためにＵＥで、行われる追加の測定を要求することができる。
【００５７】
図３において例示されるように、ノードＢは、したがって、従来のものであり、本明細書で述べられていない他の手段のほかに、上りリンクパワー制御ループの収束の評価について必要とされる測定を行う手段１０と、そのような測定結果をＲＮＣに送る手段１１とを含む。
【００５８】
図３において例示されるように、ＲＮＣは、したがって、従来のものであり、本明細書で述べられていない他の手段のほかに、ノードＢからそのような測定結果を受け取る手段１３と、そのような測定結果に基づいて前記上りリンクパワー制御ループの収束を評価し、この評価に基づいて、上りリンク調整プロセスまたは上りリンク外側ループを制御する手段１４とを含む。
【００５９】
１０、１１、１３、１４のような手段は、上りリンクパワー制御のために、今までに開示された方法を行うように共に働く。そのような手段は、当分野の技術者のために、それらの今までに開示した機能より詳細に開示される必要はない。さらに、必要とされるシグナリングも、知られているタイプのシステムでの知られているタイプのシグナリング手順に従って行われるので、当分野の技術者のために、詳細に開示される必要はない。
【００６０】
たとえば、収束の評価について必要とされ、ノードＢによってインターフェースＩｕｂをわたってＲＮＣに送られる測定結果は、データＰＤＵ（「パケットデータユニット」）で帯域内で、または帯域外で送られる。
【００６１】
たとえば、ＳＩＲ_ａｖ（データフレームの伝送時間周期で平均されたＳＩＲなど）のような測定値は、各上りリンクデータフレームについての帯域内で送られる。
【００６２】
図４に示されるように、ユーザ装置ＵＥは、従来のものであり、本明細書で述べられていない他の手段のほかに、下りリンクパワー制御閉ループの収束の評価について必要とされる測定を行う手段１５と、そのような測定結果に基づいて、前記収束を評価し、この評価に基づいて、下りリンク調整プロセスまたは下りリンク外側ループを制御する手段１６とを含む。
【００６３】
追加のシグナリングは、したがって、下りリンクパワー制御のために必要とされない。
【００６４】
しかしながら、たとえば、今までに開示された実施例で参照されているパラメータεのような、収束の評価について必要なパラメータは、前記下りリンク調整制御でのネットワーク制御を必要とする場合に、各ＵＥにシグナリングとして送られることが必要である。別法としては、パラメータεは、たとえば、過去の測定値からＵＥによって推定される。
【００６５】
１５、１６のような手段も、下りリンクパワー制御のために、今までに開示された方法を行うように共に働く。そのような手段は、当分野の技術者のために、それらの今までに開示した機能より詳細に開示される必要はない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による方法を例示しようとする図である。
【図２】ＵＭＴＳシステムの無線アクセスネットワーク、すなわち「ＵＴＲＡＮ」（「ＵＭＴＳ地上無線アクセスネットワーク」）の一般的なアーキテクチャを例示しようとする図である。
【図３】上りリンクパワー制御のために、本発明による方法を行う、基地局すなわちＵＴＲＡＮのノードＢのようなエンティティと、基地局コントローラすなわちＵＴＲＡＮのＳＲＮＣのようなエンティティで、用いられる手段の実施例を示そうとする図である。
【図４】下りリンクパワー制御のために、本発明による方法を行う移動局すなわちユーザ装置（ＵＥ）で用いられる手段の実施例を示そうとする図である。
【符号の説明】
Ｉｕｂインターフェース
ＲＮＣ無線ネットワークコントローラ
ＵＥユーザ装置
Ｕｕ無線インターフェース

Claims

下りリンクパワー制御ループを使用して、伝送品質目標値に従ってパワーを制御するように構成された手段と、
下りリンク調整プロセスを使用して、前記伝送品質目標値を調整するように構成された手段と、
前記伝送品質目標値の付近での前記下りリンクパワー制御ループの収束を評価する手段と、
前記評価に基づいて前記下りリンク調整プロセスを制御するように構成された手段とを備えており、
前記伝送品質目標値の付近での前記下りリンクパワー制御ループの収束を評価するように構成された前記手段が、平均測定伝送品質を前記伝送品質目標値と比較するように構成された手段を含み、
前記下りリンク調整プロセスを制御するように構成された前記手段が、前記下りリンクパワー制御ループが前記伝送品質目標値の付近に収束しない場合に、該伝送品質目標値の調整を行わせない、移動局。
前記伝送品質目標値の付近での前記下りリンクパワー制御ループの収束の評価について必要な測定を行うように構成された手段（１５）と、
該測定結果に基づいて、前記伝送品質目標値の付近での前記下りリンクパワー制御ループの収束を評価し、該評価に基づいて、前記下りリンク調整プロセスを制御するように構成された手段（１６）とを含む請求項１に記載の移動局。
前記伝送品質目標値の付近での前記下りリンクパワー制御ループの収束の前記評価について必要とされるパラメータを移動無線通信ネットワークから受け取るように構成された手段をさらに含む請求項２に記載の移動局。
少なくとも１つの請求項１から３のいずれかに記載の移動局を含む移動無線通信システム。