JP4607902B2

JP4607902B2 - 通信網に関連する方法及び装置

Info

Publication number: JP4607902B2
Application number: JP2006546884A
Authority: JP
Inventors: ロランドカルルッソン，; ペルアンケル，
Original assignee: テレフオンアクチーボラゲットエルエムエリクソン（パブル）
Priority date: 2003-12-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2024-01-29
Also published as: KR101136666B1; EP1700393A1; ATE467327T1; JP2007517459A; US7539515B2; CN1902835B; US20070147328A1; KR20060111641A; EP1700393B1; CN1902835A; DE602004027083D1; WO2005064815A1

Description

本発明は、電気通信に関連する方法及び装置に関し、例えば、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）、ＣＤＭＡ、電力調整、電力調整を必要とする他の任意の通信網など、特にセルラネットワークにおける電力制御に関する。

広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）は、第３世代（３Ｇ）携帯システムを実現する主な技術の１つである。これは、ＥＴＳＩＡｌｐｈａグループにより提案された無線アクセス技術に基づくもので、その仕様は１９９９年に決定された。

ＷＣＤＭＡの実現は、その複雑性及び多様性のため、技術的に難題である。ＷＣＤＭＡシステムの複雑性は、各アルゴリズムの複雑性、システム全体の複雑性及び受信機の計算上の複雑性など、異なる角度から考察される。Ｗ‐ＣＤＭＡにおけるリンクレベルのシミュレーションは、現在の第２世代シミュレーションより１０倍以上の計算が必要となる。Ｗ‐ＣＤＭＡインタフェースにおいては、異なるユーザが異なるデータ速度で同時に送信でき、データ速度は時間によって異なってもよい。ＵＭＴＳネットワークは、現在ある全ての第２世代サービス、並びに多くの新しいアプリケーション及びサービスをサポートする必要がある。

ＷＣＤＭＡエアインタフェースは、第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）により、グローバル移動通信システムに対する無線転送媒体として規格化された。その仕様によると、第２世代移動通信の規格と比較して優れたユーザデータ速度及びシステムスループットを実現できる。ＷＣＤＭＡシステムの適応性により、パケットデータアクセスにおいて新しい大きな発展が実現される。

第３世代パートナーシッププロジェクト（３ＧＰＰ）は、図１に示されるように、１つの基地局から別の基地局に通信をハンドオーバするときに下り回線（ダウンリンク：ＤＬ）電力制御を行なう手順を説明する。これについては、例えば、3GPP TS 25.433 V5.6.0 (2003-09)「Technical Specification Group Radio Access Network; UTRAN Iub interface NBAP signalling (Release 5)」を参照のこと。図１は、ＷＣＤＭＡ等の携帯通信網における２つのセル１００ａ及び１００ｂを示す。セル毎に無線アクセスポイント１１０ａ／１１０ｂが存在する。ＵＭＴＳシステムにおけるアクセスポイントをノードＢと呼ぶ。ノードＢは、１つ以上の無線トランシーバを含み、ユーザ機器（ＵＥ）との無線回線プロトコルに対応する。各ノードＢは、特定の区域に無線サービスエリアを提供し、従って、ＵＭＴＳ携帯システムの１つ以上のセルを効果的に規定する。広い都市区域においては、多くのノードＢが配置されるだろう。以下において、アクセスポイントを基地局アンテナ１２０ａ及び１２０ｂに接続された基地局１１０ａ／１１０ｂとする。基地局アンテナ１２０ａ及び１２０ｂは、送信機装置（ユーザ機器（ＵＥ））１４０に対して信号を送受信する。一方の基地局から通信をハンドオーバするとき、例えば１１０ａから１１０ｂにハンドオーバするとき、基地局間の電力は制御され且つバランスをとられる必要がある。これは、実質上、基地局１１０ｂからの出力電力がほぼ基地局１１０ａの出力電力レベルに設定されることを示す。この機能性は、ネットワーク制御（ＵＴＲＡＮ）を介して得られる。

下り回線送信電力制御手順に従って、ＤＰＣＣＨ及びその対応するＤＰＤＣＨの電力を同時に制御される。電力制御ループは、ＤＰＣＣＨ及びＤＰＤＣＨの電力を同一のレベルに調整する。すなわち、ＤＰＣＣＨとＤＰＤＣＨとの相対電力差は変化しない。ＤＰＣＣＨフィールドとＤＰＤＣＨとの間の相対的な送信電力オフセットは、ネットワークにより判定される。ＴＦＣＩ、ＴＰＣ及びＤＰＣＣＨのパイロットフィールドは、それぞれＤＰＤＣＨの電力に対してＰＯ１、ＰＯ２及びＰＯ３［ｄＢ］でオフセットされる。電力オフセットは、時間によって変化してもよい。

特許文献は、本発明による解決策について説明していない。しかし、基地局間の電力バランスは考慮されている。例えば、米国特許第６，３５１，６５０号では、無線通信システムにおけるソフトハンドオフ中の下り電力制御について開示される。この下り電力制御は、１つの移動ユニットから２つ以上の基地局トランシーバシステム（ＢＴＳ）に送信される各電力コマンド（ＰＣ）を監視することにより達成される。各ＢＴＳは、雑音のために電力コマンドをそれぞれ異なるように変換してもよい。しかし、電力コマンドは、従来の方法で送信される追加のデータと共に選択器に中継される。選択器は、各ＢＴＳの電力レベルを判定し、ＢＴＳ間の電力バランスを維持するために変更コマンドを送信する。ＢＴＳは、選択器に各ＰＣコマンドを送信するか、あるいはいくつかのＰＣコマンドを蓄積して、ＰＣ履歴を選択器に送ってもよい。選択器は、基準ＰＣ履歴を生成する。基準ＰＣ履歴は、ＢＴＳから送信された複数あるＰＣ履歴のうちの１つか、それらの組合せか、又は１つ以上のＰＣ履歴をデータ処理した結果であってもよい。個々の電力変更コマンド又は基準ＰＣ履歴がＢＴＳに再び送信され、各ＢＴＳの送信機出力レベルを調整し、それにより、ＢＴＳは互換性のある信号レベルで送信する。

国際公開公報第ＷＯ０２／２３９３６号による送信電力負荷をバランスさせる技術は、実質的な追加の制御信号を必要とせずに無線通信システムの通信容量全体を増加するために使用される。無線ネットワークによりサービスされる第１のセルにおいて過負荷状態が検出され、過負荷状態ではない近接する第２のセルが識別される。無線ネットワークとの接続を有する無線使用ノードの場合、過負荷状態の第１のセルからの無線送信は、無線ネットワークから無線使用ノードへの下り回線方向において防止されるか又は少なくとも回避される。その代わり、その接続に関連する無線送信は、第２のセルから無線使用ノードへの下り回線方向に確立又は許可される。防止又は回避された下り回線無線送信は、トラフィック送信である。一方、第１のセルから無線使用ノードへの接続に関連する下り回線制御信号は許可される。
米国特許第６，３５１，６５０号公報国際公開第ＷＯ０２／２３９３６号公報

図２は、例えばＷＣＤＭＡを使用する通信網における典型的なセル２００を示す。セル２００は、基地局２１０、基地局アンテナ２２０及び基地局トランシーバハードウェア２３０を具備する。基地局ハードウェア２３０は、この場合はＴｘ１及びＴｘ２であるいくつかの（物理的に分離された）ユニット２３１及び２３２を含んでもよい。各送信機は、チャネルリソース等の１つ以上のハードウェアリソース２３３及び２３４をそれぞれ含む。

例えばＴｘ１からＴｘ２へなど、２つのユニット間でチャネルリソースを移動する必要がある場合がある。チャネルリソースの再配置は、以下のようないくつかの理由に依存する。

‐保守：一方のユニットを除去する前に、使用されているチャネルリソースが他方のユニットに移動される
‐誤動作：ハードウエアユニットがハードウェア障害を示す場合、チャネルリソースは他方のユニットに移動される
‐リソース管理：
・ハードウエアユニットが利用可能なリソースをそれ以上有さない場合、又はより大きいデータ速度等の最大負荷に達成した場合、チャネルリソースは他方のユニットに割り当てられる
・追加の無線回線及び同一の電力で送信する追加の送信機ユニットを使用する。

現在、一方のハードウエアユニットから他方のハードウエアユニットにリソースを移動するとき、特に電力レベルが頻繁に更新される場合は、同一の基地局において、旧ユニット（Ｔｘ１）と同一の電力レベルを新ユニット（Ｔｘ２）において達成することは難しい。ＷＣＤＭＡにおいて、電力レベルはタイムスロット（０．６６７ｍｓ）毎に更新される。これに対応するために、電力更新の頻度より迅速なユニット間（送信機１と送信機２との間）の通信が要求される。これは、より高速なインタフェース及びより高価なインタフェースがハードウエアユニット間に提供される必要があることを意味する。あるいは、新ユニット、すなわちＴｘ２の電力レベルが不適切となる。最終的に、Ｔｘ１の電源が切られ、Ｔｘ２の電源が入れられる。送信機の切り換え及びその電源のオン／オフの状態の切り換えは、同期をとって実行される。移動ＣＤＭＡシステムにおいて、例えばフェージング環境で、電力は迅速に変更される。

既存の解決策の問題点は、特に、ハードウエアユニット間に高速なインタフェースを必要とし、ハードウエアユニットが既に製造及び出荷されている場合、新しいインタフェースを追加することが困難なことである。

本発明の主な目的は、上述の認識されている問題を解決する方法及び装置を提供することである。すなわち、少なくとも同一基地局のリソース、特にチャネルリソースが２つのハードウェアリソース間で再配置されるときに電力レベルを制御することである。

驚いたことには、２つある別個の無線基地局間の電力をバランスさせることを意図した既存の機能（３ＧＰＰ内の機能）は、通常、１つの基地局が有する２つのハードウエアユニット間でリソースをハンドオーバするとき、すなわち少なくとも２つのハードウエアユニット間の電力をバランスさせるときに、電力レベルを制御するために使用される。その結果、基地局の新しいハードウエアユニットに切り換えるとき、下り回線電力が変化しない（又はほぼ同一である）。

本発明の他の利点には次のようなものもある：
‐ハードウェアが置き換え又はアップグレードされない場合に、費用対効果の大きい解決策である。既にインストールされた機器に新しい配線を必要とせず、新しい機器に追加のインタフェースを必要としない。

‐利用可能な機能が無線基地局のハードウェアに既に存在しており、制御は３ＧＰＰの規格（例えば、25.433 UTRAN Iub interface NBAP signallingを参照。）で既に規定されている。従って、追加のリソースを必要としない。

上記の理由のため、前記第１のユニットから前記第２のユニットにリソースを移動するときの通信網における方法は、基地局における下り回線電力制御のために提供される。基地局は、少なくとも２つある同様のハードウエアユニット、すなわち第１のユニット及び第２のユニットを具備してもよい。本方法は、前記リソースを設定することと、電力レベルのサンプルを提供することと、前記電力サンプルを前記第１のユニットから前記第２のユニットに転送することと、前記第２のユニット上のターンオフされた出力電力を使用して電力レベルとして提供された電力値に近付くように前記第２のユニット上の電力レベルを制御することとを含む。

リソースは、チャネルリソースであるのが最も好ましいが、他のリソースも適用可能である。従って、ハードウエアユニットは送信機ユニットでもよい。

前記下り回線電力制御は、ハンドオーバ中の異なるユニット間の電力ドリフトを補償するのが最も好ましい。補償は、そのサイズが使用電力と基準電力との間のオフセットに比例するステップで定期的に電力を調整することにより達成される。各調整は、調整期間にわたり適用される数多くの微調整として実行される。下り回線電力制御は、無線回線（ＲＬ）毎に調整を実行してもよい。好適な実施形態において、調整は同期をとって実行される。電力制御は、起動されている場合、インナーループ電力制御による調整と併用される。

好適な一実施形態によると、電力制御変更は以下の式で表される：
ΣP_bal = (1-r)(P_ref + P_P-CPICH - P_init)
式中、Adjustment Periodの値に等しいフレーム数に対応する調整期間にわたり加算が実行される。P_refはDL Reference Powerの値であり、P_P-CPICHは主な共通パイロットチャネルで使用される電力である。P_initは、前の調整期間における最後のスロットの符号電力である。rはAdjustment Ratioにより与えられる。

X［ｄＢ］の電力ステップサイズで、y回の電力制御がAdjustment Periodにわたり均等に配分されて実行されるのが最も好ましい：
y = (ΣP_bal / x)
一実施形態において、電力レベルのサンプルは、第１のユニットから取得されるか又は事前に設定される。

一実施形態によると、１つの移動ユニットに接続されるいくつかのＲＬを有するシステムにおいて、ネットワークが電力制御を設定する場合、システム別パラメータ（「Adjustment Period（調整区間）」、「Adjustment Ratio（調整比）」、「Max Adjustment Step（最大調整ステップ）」、「DL Reference Power（下り回線基準電力）」）の設定値は、チャネルリソースの移動が実行されるときにチャネルリソース間の収束を達成するために使用される。収束時間は、前記パラメータの設定に依存し、前記パラメータは、収束時間を短縮するために前記基地局により変更される。パラメータは、元の値にリセットされる。

しかし、ネットワークが電力制御を設定していない場合、リソースの移動中、前記基地局自体が調整を開始する。電力制御は、リソースの移動後に終了する。

一実施形態において、前記基地局がチャネルリソースを移動する必要がある場合、前記基地局は、ネットワーク（ＲＮＣ）に指示を送信し、移動ユニットに接続される全ての無線回線で電力制御を開始するようにＲＮＣに要求する。

更に、本発明は、電力制御のためのコンピュータが生成した命令セットにおいて使用されるデータ構造に関する。データ構造は、パイロットフィールド、第１の専用物理データチャネル（ＤＰＤＣＨ）フィールド、第２のＤＰＤＣＨフィールド、トランスポート・フォーマット・コンビネーション及び識別子（インジケータ）送信電力制御を含み、第２のＤＰＤＣＨフィールドは前記パイロットフィールドの前に配置される。ここで、下り回線の増加／減少は、前記パイロットフィールドの前に配置適用される。サンプルは、調整期間中において、パイロット電力オフセットを減算する調整期間の前の前記パイロットフィールドで得られる。

更に、本発明は、通信網の基地局に関する。基地局は、少なくとも２つのハードウエアユニット、すなわち第１のハードウエアユニット及び第２のハードウエアユニットとコントローラユニットとを具備する。基地局は、前記ハードウエアユニット間でリソースのハンドオーバを可能にするように設定される。コントローラユニットは、前記ハードウエアユニット間の電力を調整するように設定され、前記リソースを設定するプロセッサユニットと、電力のサンプルを取得することと、前記電力サンプルを前記第１のハードウエアユニット又は所定の送信元から前記第２のハードウエアユニットに転送することと、前記第２のユニット上のターンオフされた出力電力を使用して計算された電力制御値により前記第２のユニット上の電力レベルを制御する手段とを含む。ネットワークは、ＷＣＤＭＡを使用するネットワークであるのが最も好ましい。基地局は、無線ネットワークコントローラに接続されてもよい。ハードウエアユニットは、送信機ユニットであるのが好ましい。リソースは、チャネルリソースであってもよい。基地局は、前記ネットワークの２つのセルに送信するのが好ましい。ハンドオーバは、新しいセルの追加の下で行なわれる。基地局は、前記送信機ユニットからの出力を基地局の出力に対して接続及び切断するコントローラを更に具備する。

更に、本発明は、通信網における構成に関する。ネットワークは、少なくとも２つのハードウエアユニット、すなわち第１のハードウエアユニット及び第２のハードウエアユニットとコントローラユニットとを具備する基地局を有する。基地局は、前記ハードウエアユニット間のリソースのハンドオーバを可能にするように構成される。前記ハードウエアユニット間の電力を調整するための装置は、前記リソースを設定するプロセッサユニットと、電力のサンプルを取得する手段と、前記電力サンプルを前記第２のハードウエアユニットに転送する手段と、前記第２のユニット上のターンオフされた出力電力を使用して計算された電力制御値により前記第２のユニット上の電力レベルを制御する手段とを含む。ハードウエアユニットは送信機ユニットでもよく、リソースはチャネルリソースでもよい。本装置は、前記送信機ユニットからの出力を基地局の出力に対して接続及び切断する手段を更に含んでもよい。

以下において、非限定的な方法で、本発明のいくつかの観点を示す複数の図面を参照しつつ、本発明を説明する。

［略語］
本明細書において、以下の略語が適用される：
ＣＦＮ接続フレーム番号（Connection Frame Number）
ＣＰＩＣＨ共通パイロットチャネル（Common Pilot Channel）
ＤＬ下り回線（Downlink）
ＤＰＣＣＨ専用物理制御チャネル（Dedicated Physical Control Channel）
ＤＰＤＣＨ専用物理データチャネル（Dedicated Physical Data Channel）
ＲＬ無線回線（Radio Link）
ＲＮＣ無線ネットワーク制御装置（Radio Network Controller）
ＴＦＣトランスポート・フォーマット・コンビネーション（Transport Format Combination）
ＴＦＣＩトランスポート・フォーマット・コンビネーション・インジケータ（Transport Format Combination Indicator）
ＴＰＣ送信電力制御（Transmit Power Control）
ＵＭＴＳユニバーサル移動通信システム（Universal Mobile Telecommunications System）
ＵＴＲＡＮ Universal Terrestrial Radio Access Network。

以下において、ＷＣＤＭＡを実現する第３世代（３Ｇ）携帯通信システムを参照して、本発明を説明する。しかし、本発明は、説明及び図示される実施形態に限定されず、電力制御を可能にする任意の通信網において実現できる。

簡単に説明すると、旧ユニットと新ユニットとの間の電力制御又は電力バランスは、新ユニットの電力が制御されて近付くべき目標となる電力値を提供し、収束を達成することにより得られる。電力値は、旧ユニットから取得されるか、事前に決定されるか、あるいは機能に依存して決定される。

電力バランス及び電力制御について、以下の３つの事例と共に更に詳細に説明する。

１．ネットワーク（ＲＮＣ）が、ＷＣＤＭＡシステムにおいて電力制御を設定する場合（通常、いくつかのＲＬが１つのＵＥに接続されるからである）
２．ネットワークが、電力制御を未設定である場合
３．基地局が、チャネルリソースを移動する必要がある場合
図３は、電力制御を採用する本発明による基地局３１０（ノードＢ）の好適な一実施形態を更に詳細に示すブロック図である。基地局（非常に概略的に開示される）は、インタフェースボード３１１、ＲＦ結合器（及び電力分割器）３１２及び送信機／受信機ユニット３１５を具備する。送信機／受信機ユニット３１５は、符号器３１７に接続される送信機ユニット３１６ａ及び３１６ｂとＲＦ結合器３１２とを含み、受信機ユニット３１８は、復号器３１９及びＲＦ結合器３１２に接続される。

基地局は、コントローラユニット３３０、ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）３４０及び基地局アンテナ３５０に接続される。通常の基地局の機能及び機能ユニット、並びに特にＷＣＤＭＡ基地局は当業者には周知であるため、特定のエンティティが本発明の理解に寄与しない場合、ここで詳細な説明が省略されることは理解されよう。

送信機ユニット３１６ａ（Ｔｘ１）は、送信元送信機である。送信機ユニット３１６ｂは、１つ以上の送信先ユニット（カード）を具備する。この例ではスイッチとして実現される制御装置３２０は、送信機ユニットの出力を制御するように構成される。コントローラユニット３３０は、インタフェースボードを介して制御装置３２０を制御する。また、インタフェースユニット及びコントローラユニットを一体化することが可能である。

基地局と移動ユニットとの間の接続は、１つ以上の無線回線を介する通信を含んでもよい。これは、同一の情報がいくつかのセルに送信され、移動ユニットがそれらのセルからその情報を使用できることを示す。本発明の一実施形態によると、１つの送信機ユニットは、１つの移動ユニットに対して全てのＲＬを生成できる。しかし、ＲＬ毎に１つの送信機を使用することが可能である。これは、１つの送信機ユニットがいくつかの送信先カードを含むことができることを意味する。

チャネルリソース（又はＲＬ）がＴｘ１からＴｘ２に移動（ハンドオーバ）するときに、チャネルリソースが設定され、移動元ユニット上の電力レベルのサンプルが取得されて、サンプルがＴｘ１からＴｘ２に転送される。しかし、サンプルは、旧サンプルを必要とせずに、例えば事前に設定された値として取得されてもよい。これにより、同期が失われた場合にも電力制御を行なうことが可能となる。新しいチャネルリソースの電力レベルは、このときから電力制御される。すなわち、電力制御値は、送信先ユニットＴｘ２を一旦ターンオフして、計算される。すなわち、送信先ユニットＴｘ２の電源が切られ（ターンオフされ）ることになり、電力制御又は収束期間中には、送信先ユニットＴｘ２の出力電力がゼロとなる。これは、３ＧＰＰにより提案された電力制御と本発明との間にある、いくつかの相異点の１つである。送信先カードは、送信を引き継ぐ準備が整う前に、移動ユニット（携帯電話）に送信される全信号に影響を及ぼすことはない。

本発明により、基地局内におけるいくつかのＲＬ間の電力の調整が可能になる。

双方のハードウエアユニットが電力調整されると、ＤＬ電力調整は、双方のユニットで開始され、同様の方法で調整される。

ＤＬ電力調整によって、ハンドオーバ中、異なるユニット間の電力ドリフトが補償される。これは、使用電力と基準電力との間のオフセットに比例するサイズを有するステップでもって、定期的に電力を調整することにより達成される。各調整は、１つの調整期間内で適用される数多くの微調整として実行される。ＤＬ電力調整機能は、無線回線（ＲＬ）毎に調整を実行する。ＲＬは、パラメータ「Resource1 ID」及び「Resource2 ID」を使用して識別される。ＤＬ電力調整機能は、常に同期をとって調整を実行する。

リソース上でパラメータを受信後、電力制御は、
「ＣＦＮ」mod「Adjustment Period」＝０
を満足するフレームの最初のスロットで開始され、調整期間毎に繰り返され、ＣＦＮ＝０となるフレームの最初のスロットで再度開始される。

図４によると、式中の「ＤＬ電力」のサンプルは、「パイロットの電力オフセット」の減算が行われたAdjustment Periodの直前に位置するパイロットフィールドに対して実行される。

３ＧＰＰによると、ＤＬ電力調整を制御するために、４つのパラメータ、Adjustment Period（調整期間）、Adjustment Ratio（調整比）、Max Adjustment Step（最大調整幅）及びReference power（基準電力）が使用される。

事例１によると、ネットワーク（ＲＮＣ）が、ＷＣＤＭＡシステムにおいて電力制御を設定するとき（通常、いくつかのＲＬが１つのＵＥに接続されるため）、「Adjustment Period」、「Adjustment Ratio」、「Max Adjustment Step」及び「DL Reference Power」等のパラメータの設定値は、チャネルリソースの再配置が実行される際にチャネルリソース間の収束を達成するために使用される。収束時間は、それらパラメータの設定に依存する。収束時間を短縮するために、基地局は、いくつかの又は全てのパラメータ設定を変更できる。

電力制御チューニングは、起動されていれば、インナーループ電力制御調整に重ねられる。電力制御チューニングは、以下の式を使用する（他の方法で行なわれてもよい）：
ΣP_bal = (1-r)(P_ref + P_P-CPICH - P_init)
式中、Adjustment Periodの値に等しいフレーム数に相当する調整期間にわたり、加算が実行される。P_refはDL Reference Powerの値である。P_P-CPICHは主なＣＰＩＣＨで使用される電力である。P_initは前の調整期間の最後のスロットの符号電力である。rはAdjustment Ratioにより与えられる。

前の調整期間における最後のスロットが、圧縮モードのために送信ギャップ内にある場合、P_initは、送信ギャップの直前のスロットの符号電力と同等の値に設定される。

いかなる場合も、１つの調整期間内での調整は、Max Adjustment Step及びＣＲＮＣにより設定されたＤＬＴＸ電力範囲により課される制約に従って実行される。

収束を保証するために、Adjustment Period毎に、誤差を、例えば２の係数分減少させると、Adjustment Ratioは、例えば０．５に設定される。

ハードウエアユニットの変更が、例えばデータ速度を増加させるために、ＲＮＣの再設定によりトリガされる場合、電力制御手順を実行する時間は非常に短い。

その後、送信元ユニット（Ｔｘ１）は電源を切り、目標ユニット（Ｔｘ２）はそれと同時に電源が投入される。

新しいDL POWER CONTROL REQUESTメッセージが受信されるまで又はＲＬが削除されるまで、電力制御は、０に等しいAdjustment Periodの値を法とするＣＦＮを有するフレームの最初のスロットで開始され、調整期間毎に繰り返され、ＣＦＮ＝０を有するフレームの最初のスロットで再度開始される。

先に説明したように、ＤＬ電力調整は、２つの異なるハードウエアユニットのＤＬ電力を収束させるために使用される。現在の設定には依存せず、以下のＤＬ電力調整パラメータは、新ユニット及び旧ユニットに送信されてもよい（パラメータの値は、限定しない例として与えられる。）：
・リソースのDL Power Mode。Current Power (CP)モードと同一であるがＤＬ電力調整を伴う。

・Adjustment period = 2フレーム
・Adjustment ratio = 0.5
・Max Adjustment step = 1スロット（すなわち、１ｄＢ／１スロット）
上記パラメータは、特定の実施形態に対して最適な収束を提供することが実証されている。

新しいリソースのDL Transmission powerは、ＲＬ毎に旧リソースから受信した値に設定される。

DL transmission powerは、旧リソース上で変更されない（ＲＬがＭＳに割り当てられる場合）。ＤＬ電力調整が起動されている場合、既存の「DL Reference Power」が使用される。オプションとして、ネットワークがＤＬ電力調整を現在起動していない場合、DL Power Referenceは、旧ユニットから受信したパラメータ「DL Transmission Power」で受信された値と同等の値に設定される。

この設定は、双方のユニット上のＲＬ毎に実行される：
ＤＬ電力調整が起動されている状態で、２つのＲＬ上の電力は、その双方が同一の電力レベルに向けて調整されながら次第に収束する。これは、図５に示される。図５は、２つの調整期間中においてＤＬ電力調整を伴う２つのリソースについてのＤＬ電力収束の一例を示している。矢印は、ＤＬ電力調整の調整方向を示している。

一定のＤＬ電力が使用される場合、旧リソース上の電力と同一の電力が新リソース上でも使用され、基準電力が送信電力と同一の値を有するため、調整は行なわれない。すなわち、双方のリソースが同一の電力を有する。これは、インナーループが使用不可の場合、又は調整の同期が取られていない場合の事例である。

双方のユニットが同一のパラメータ設定を使用するため、「ｎ」個のAdjustment Periodが双方のユニットで経過した後、最大誤差は、Adjustment Periodの開始時において、(max[Adjustment Ratio, (1-Adjustment Ratio)])n * P_errorとなる。

ＤＬ電力調整アルゴリズムは、双方のユニットで同時に開始される必要はない。双方のユニットが調整を実行する第１の期間のAdjustment Periodの開始時には、双方のユニットにおける電力の差が、最悪の場合、ダイナミックレンジと同等の大きさとなる（極端な場合、例えば、＞２０ｄＢとなる）。殆どの場合、電力差はそれより非常に小さい。ダイナミックレンジは、電力の上限又は下限によって制御される。

双方のユニットが調整を実行し、ダイナミックレンジが２５ｄＢであるAdjustment Periodが５つあると仮定すると、最大誤差は、
約0.55 * 25 = ±0.75 ［ｄＢ］
となる。

以下の定義（全ての３つの事例に有効）は、Adjustment Period後の誤差の計算に使用される：
P_old,n：ポイントｎにおける旧ＴＸユニットの電力
P_new,n：測定ポイントｎにおける新ＴＸユニットの電力
n：電力制御期間が終了した時のポイント（ｎ＞０）
P_ref：電力制御により使用された電力基準
K：1 - Adjustment Ratio
P_diff,n：時間ｎにおける電力差
P_acc,n：ｎとｎ＋１との間に蓄積されたＴＰＣコマンドに対応する電力変化
P_{disc_old,n}：旧ユニットに対するｎとｎ＋１との間の電力制限により破棄される蓄積されたＴＰＣコマンドに対応する電力変化。これは電力の上限又は下限による（図４を参照）。

P_{disc_new,n}：新ユニットに対するｎとｎ＋１との間の電力制限により破棄される蓄積されたＴＰＣコマンドに対応する電力変化。

Adjustment Period後に計算される誤差：
P_old,n+1 = P_old,n - K*(P_old,n - P_ref) + P_acc,n - P_{disc_old,n}
P_new,n+1 = P_new,n - K*(P_new,n - P_ref) + P_acc,n - P_{disc_new,n}
P_diff,n+1 = P_old,n+1 - P_new,n+1 = P_diff,n - K*(P_old,n - P_new,n) - P_{disc_old,n} + P_{disc_new,n} = (1 - K)*P_diff,n - P_{disc_old,n} + P_{disc_new,n}
この時：
0 ≦ P_{disc_old,n} - P_{disc_new,n} ≦ P_diff,n (P_diff,n ≧ 0)
-K*P_diff,n ≦P_diff,n+1 ≦(1 - K)*P_diff,n
（P_diff,n ＜ 0の場合、同一の結果がとなる。）
以下の例によると、説明された調整処理は、ＲＬ毎に行なわれる。

基準電力は、ＢＳ毎に割り当てられ、各無線回線により使用されるＤＬ電力は、以下に説明する方法に従って定期的に調整される。その結果、ＢＳの電力レベルは、基準電力に徐々に収束する。このようにして、ＲＢＳ電力ドリフトが低減される。このアルゴリズムは、接続がソフトハンドオーバされるときに使用される。

設定パラメータによりＤＬ電力調整方法を変更することが可能であり、パラメータ値がNo Balancing（不均衡）である場合、ＤＬ電力調整は終了されるが、インナーループ電力制御は実行されている。パラメータ値がAdjustment（調整）である場合、ＤＬ電力調整が開始され、インナーループ電力制御と共に実行される。パラメータ値がFixed Adjustment（固定調整）である場合、ＤＬ電力調整は開始されるが、事前に設定された値が、計算された基準値の代わりにDL Reference Powerとして使用される。この場合、インナーループ電力制御は使用不可である。パラメータ値がFixed（固定）である場合、ＤＬ電力調整は終了する。

ＢＳの基準電力は、ＲＮＣにおいて計算される必要がある。ＢＳ間で均等な電力分割を行なうためには、同一の基準電力レベルが各ＲＢＳに送信される必要がある。デフォルトは、均等な電力分割となる。ＲＮＣは、例えば全てのＲＬに対して同一の基準電力を決定するなど、各ＲＬに対して基準電力を決定してもよい。

ＤＬ電力調整は、同期をとって行なわれる。先に説明したように、これは、以下の場合に新しいAdjustment Periodを再度開始することにより達成される：
mod(CFN, AdjustmentPeriod) = 0
例えば、Adjustment Period = 100の場合、新しいAdjustment Periodは、CFN = {0, 100, 200}で開始する。また、ＤＬ電力調整は、ＣＦＮ＝０となるフレームにおける最初のスロットで再度開始される。

ＤＬ電力調整アルゴリズムのＲＢＳ部分は、以下によると、ＤＬ電力設定アルゴリズムにおいて実現される。

先に説明したように、「Adjustment Period」中に実行される電力制御の微調整はΣP_bal で規定される。調整は、以下に従って実現される。

X［ｄＢ］の電力ステップサイズで、y回の電力制御が「Adjustment Period」にわたり均等に配分され、実行されるのが好ましい。ここで、
y = (ΣP_bal / x)
ＤＬ電力調整アルゴリズムの結果として実行される電力調整は、タイムスロットの開始時に適用される。

電力モードが「DL Inner-loop + DL Power Adjustment」電力モードである場合、スロット毎に取得されるＤＬ電力変化は、「DL Power adjustment」電力変化（実際には、タイムスロットの開始時に適用される。）と、「DL Inner-loop Power Control」のＴＰＣ（実際には、図４のパイロットフィールドで適用される）との和である。

電力制限（上限、下限）は、「DL Inner-loop Power Control」から得られる。

図６は、電力制御設定を採用する本発明による基地局６１０（ノードＢ）の別の好適な実施形態を示すブロック図である。基地局は、非常に概略的に開示されているが、コントローラユニット６３０に接続される送信機ユニット６１６ａ及び６１６ｂを具備する。基地局は、ネットワークコントローラ（ＮＣ）６４０に接続される。通常の基地局の機能及び機能ユニットは当業者には周知であるため、特定のエンティティが本発明の理解に寄与しない場合、ここで詳細な開示が行なわれないことは理解されよう。

送信機ユニット６１６ａは、送信元送信機であり、送信機ユニット６１６ｂは、送信先カード及び追加のＲＬを具備する。

本実施形態による基地局は、ＲＬがネットワーク、すなわち新しいセルに追加されるときに使用される。基地局は、前のセルと同一の電力で新しいセルに送信するように促される。

この場合、電力調整は、上記の例と同様の方法で行なわれる。しかし、上述したように、制御ユニットは送信機を直接制御し、電力調整及び調整手順を実行する。

事例２によると、ネットワークが電力調整（電力調整を可能にする全ての通信システムに対して有効である）を設定していない場合、チャネルリソースの移動中、基地局自体が調整を開始できる。電力調整後、手順は終了する。

基地局が事例３に従ってチャネルリソースを移動する必要がある場合、基地局は、リソースの再配置についてネットワークに通知するＲＮＣ等のネットワークに指示を送信することができ、それにより、移動ユニットに接続される全てのＲＬで電力調整を開始するようにＲＮＣに要求する。これによる利点は、移動ユニットに接続される全てのＲＬが同一のパラメータ値を使用して同一の「DL Reference Power」に向けてＤＬ電力を電力調整することである。ＷＣＤＭＡの場合、これは、参考25.433（ＮＢＡＰ）で説明されるIubインタフェースに追加することを必要とする。

本発明は、上記の実施形態に限定されることはなく、添付の特許請求の範囲から逸脱することなく、多くの方法で変更されうる。装置及び方法は、アプリケーション、機能ユニット、必要性及び要求等に応じて種々の方法で実現される。

図１は、従来技術による携帯通信網を概略的に示す図である。図２は、本発明の好適な一実施形態による基地局を概略的に示す図である。図３は、基地局の好適な一実施形態を更に詳細に示す図である。図４は、ＤＬ電力調整アルゴリズムの一例におけるＤＬ電力サンプルを示す図である。図５は、２つのリソースのＤＬ電力収束を示す図である。図６は、基地局の第２の好適な実施形態を示す図である。

Claims

第１送信機ユニット（２３１，３１６ａ，６１６ａ）と第２送信機ユニット（２３２，３１６ｂ，６１６ｂ）を備える、通信網における基地局（２１０，３１０，６１０）において、該第１送信機ユニットから該第２送信機ユニットへとチャネルリソースをハンドオーバするときに該基地局において下り回線の電力レベルを調整する方法であって、
前記チャネルリソースを設定するステップと、
前記第１送信機ユニットにおける下り回線の電力レベルに対応したサンプルを前記第２送信機ユニットへ提供するステップと、
前記第２送信機ユニットをターンオフ状態に一旦移行させ、前記第２送信機ユニットへ提供された前記サンプルに基づいて前記第２送信機ユニットの電力レベルの制御値を算出し、前記算出された電力レベルの制御値に近づくよう前記第２送信機ユニットの電力レベルを調整するステップと
を含むことを特徴とする方法。
前記下り回線の電力レベルを調整することによって、前記チャネルリソースをハンドオーバ中の前記第１送信機ユニットと前記第２送信機ユニットとの間における電力ドリフトを補償することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記補償は、使用されている電力レベルと基準電力レベルとの間のオフセットに比例したステップ幅でもって、前記電力レベルを周期的に調整することによって達成されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
各調整は、調整期間内で複数の微調整を実行することによって実行されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記電力レベルの調整は、無線回線（ＲＬ）をベースとして実行されることを特徴とする請求項３に記載の方法。
前記複数の微調整は、それぞれ同期して実行されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記電力レベルの調整は、インナーループ電力制御が起動されているときは、該インナーループ電力制御に組み込まれて実行されることを特徴とする請求項４に記載の方法。
前記電力レベルの調整のチューニングは、次の数式に基づいて実行され、
ΣP_bal = (1-r)(P_ref + P_P-CPICH - P_init)
上記数式において、加算処理は、調整区間（Adjustment Period）の値に等しいフレーム数に対応する調整期間にわたり実行され、P_refは、下り回線基準電力（DL Reference Power）の値であり、P_P-CPICHは、主共通パイロットチャネル（Primary Common Pilot Channel）により使用される電力であり、P_initは、前の調整期間における最後のスロットの符号電力であり、rは調整比（Adjustment Ratio）により与えられる
ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
次の数式にしたがい、
y = (ΣP_bal / x)
x［ｄＢ］の電力ステップ幅で、y回の電力調整が調整区間（Adjustment Period）にわたり均等に配分されて実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記下り回線の電力レベルに対応した前記サンプルは、前記第１送信機ユニットから取得されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記下り回線の電力レベルに対応した前記サンプルは予め設定されたものであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
１つの移動局に対して複数の無線回線（RL）が接続可能なシステムにおいて無線通信網制御装置（RNC）が前記電力レベルの調整を設定する場合、チャネルリソースのハンドオーバが実行されるときに複数のチャネルリソース間で電力レベルが収束するようにするために前記システムの特定パラメータ（「Adjustment Period」、「Adjustment Ratio」、「Max Adjustment Step」及び「DL Reference Power」）についての設定値が使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
収束時間は前記特定パラメータに依存し、前記収束時間を短縮するために前記特定パラメータは前記基地局によって変更可能であることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
前記特定パラメータは、オリジナルの値へとリセットされることを特徴とする請求項１３に記載の方法。
前記通信網が前記電力レベルの調整を設定していない場合、前記チャネルリソースをハンドオーバする際に、前記基地局自身が前記調整を開始することを特徴とする請求項１に記載の方法。
前記チャネルリソースのハンドオーバが完了した後で前記電力レベルの調整が停止されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
前記基地局がチャネルリソースをハンドオーバする必要がある場合、移動局に接続されている全ての無線回線について無線通信網制御装置（RNC）に電力調整を起動するよう要求するための指示を、前記基地局が、前記無線通信網制御装置（RNC）へ送信することを特徴とする請求項１に記載の方法。
請求項１に記載の電力を調整する方法のためのコンピュータインストラクションセットにおいて使用されるデータ構造であって、
パイロットフィールドと、
第１専用物理データチャネル（ＤＰＤＣＨ）フィールドと、
第２専用物理データチャネル（ＤＰＤＣＨ）フィールドと、
トランスポート・フォーマット・コンビネーション・フィールドと、
インジケータ送信電力制御フィールドと
を含み、
前記第２専用物理データチャネル（ＤＰＤＣＨ）フィールドは前記パイロットフィールドよりも前の位置に配置され、下り回線に関する電力の増減は前記パイロットフィールドの前に適用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
調整期間中に、パイロット電力のオフセットを減じられた調整期間よりも前の前記パイロットフィールドにおいて、サンプルが取得されることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
第１送信機ユニットおよび第２送信機ユニットを含む少なくとも２つの送信機ユニット（３１６ａ，３１６ｂ；６１６ａ，６１６ｂ）と、制御ユニット（３３０、６３０）とを含み、前記複数の送信機ユニット間でチャネルリソースのハンドオーバを可能にする通信網の基地局（３１０，６１０）であって、
前記制御ユニットは、前記複数の送信機ユニット間で電力レベルを調整するよう構成されており、
さらに、前記制御ユニットは、
前記チャネルリソースを設定し、前記第１送信機ユニットにおける電力レベルのサンプルを取得し、前記第１送信機ユニットまたは所定のソースから前記第２送信機ユニットへと前記電力レベルのサンプルを転送するように構成されたプロセッサユニットと、
前記第２送信機ユニットをターンオフ状態に一旦移行させ、前記サンプルに基づいて前記第２送信機ユニットについての電力レベルの制御値を算出するとともに、該算出した電力レベルの制御値に近づくように前記第２送信機ユニットの電力レベルを制御する手段と
を含むことを特徴とする基地局。
前記通信網は、WCDMAベースのネットワークであることを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
前記基地局は、無線通信網制御装置（RNC）に接続されていることを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
前記基地局は、前記通信網における２つのセルに向けて送信を行うことを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
前記チャネルリソースのハンドオーバは、新しい無線回線を前記通信網に追加する際に実行される処理であることを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
前記基地局の出力部に対して前記第１送信機ユニットからの出力と前記第２送信機ユニットからの出力とを接続および切断するための制御装置（３２０）をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
第１送信機ユニットおよび第２送信機ユニットを含む少なくとも２つの送信機ユニット（３１６ａ，３１６ｂ；６１６ａ，６１６ｂ）と、制御ユニット（３３０、６３０）とを含み、前記複数の送信機ユニット間でチャネルリソースのハンドオーバを可能にする基地局（３１０，６１０）を有する通信網における装置であって、
前記チャネルリソースを設定するプロセッサユニットと、
電力レベルのサンプルに対応した値を取得する取得手段と、
前記第２送信機ユニットへ前記電力レベルのサンプルに対応した値を転送する転送手段と、
前記第２送信機ユニットをターンオフ状態に一旦移行させ、前記電力レベルのサンプルに対応した値に基づいて前記第２送信機ユニットについての電力レベルの制御値を算出し、前記第２送信機ユニットの電力レベルを前記算出された電力レベルの制御値に近づくよう調整する制御手段と
を含むことを特徴とする装置。
前記基地局の出力部に対して前記第１送信機ユニットからの出力と前記第２送信機ユニットからの出力とを接続および切断する手段をさらに含むことを特徴とする請求項２６に記載の装置。