JP5318208B2 - システム状態に基づく適応基準電力オフセット位置決定 - Google Patents

Description

本技術は、一般に無線ネットワークにおいてユーザ装置の送信電力レベルを適応的に決定する方法および装置に関する。

セルラーシステムによるモバイルブロードバンドサービスが、ネットワークにおけるＨＳＰＡ（高速パケットアクセス、High Speed Packet Access）無線ベアラの採用で本格化している。ＶｏＩＰ（Ｖｏｉｃｅ ｏｖｅｒ ＩＰ）、ＰｏＣ（Ｐｕｓｈ−ｔｏ−ｔａｌｋ ｏｖｅｒ Ｃｅｌｌｕｌａｒ）およびプレゼンスなどのＩＭＳ（ＩＰマルチメディアサブシステム、IP Multimedia Subsystem）ベースのサービスに対する関心も高まっている。ＨＳＰＡは、数Ｍｂｉｔ／ｓの速度でのデータのダウンロードおよびアップロードを可能にする。

トラヒック需要が増加するに連れて、ネットワークはより密に計画される。一般的な傾向は、エンドユーザによる高速なビットレートおよびより大きいシステム容量に対する需要をサポートするために、アンテナを無線塔から建物の屋上に下げ、さらには道路の高さにまでさえ下げることである。道路の高さのユーザに関する伝播環境は、ＬＯＳ（Ｌｉｎｅ Ｏｆ Ｓｉｇｈｔ）状況をたいてい含むように変化している。アンテナを下方に移動すると、セル当たりのカバレッジが小さくなり得るが、干渉の減少により、セル容量の大幅な増加も生じ得る。一般に、チャネルのタップが少なくなると、直交性はよくなる。

他のセルからの干渉が軽微なシナリオにおいて、ＳＩＲ（信号対干渉比、Signal to Interference Ratio）目標を固定値と仮定すると、チャネル直交性の変化に応じてＤＰＣＨ（個別物理チャネル、Dedicated Physical Channel）の送信電力が変化する。ＵＥの送信電力が増加すると、全体の干渉が増加し、ひいてはセルがサービスを提供できるＵＥ数が減少する。別のシナリオで他のセルからの干渉が大きい場合、直交性の変化はそれほどセル容量に大きい変化を及ぼさないであろう。
ＨＳＰＡネットワークを含むあらゆる無線ネットワークにおいて、以下の目標がとりわけ望まれている。高スループット、高品質（誤りが少ない）および多数のユーザである。いろいろな意味で、これらは競合する目標であり、トレードオフを必要とする。例えば、高スループットを達成するために、データ伝送速度を増加することはできる。しかし、これは一般に誤り率が大きくなることに相当する。誤りを減少するために（すなわち、高品質を達成するために）、ロバストな変調方式を利用することはできるが、これは一般にスループットを減少させる。スループットを増加したり、誤りを減少させたりするために、ＵＥの送信電力を増加できるが、これは、他のＵＥに対する干渉を増加させ、それら他のＵＥの送信のスループットや品質を低下させることになる。

３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３２１ Ｖ６．１３．０、２００７年６月 ３ＧＰＰ ＴＳ ２５．３３１ Ｖ６．１４．０、２００７年６月

セルエリア内で、無線基地局は、通常、複数のユーザ装置に通信サービスを提供する。提供するサービスタイプに応じて、帯域幅要件は異なる。狭帯域サービスの一例としてはＶｏＩＰがあり、広帯域サービスの一例にはビデオストリーミングがある。ＨＳＰＡの出現により、ユーザ装置と基地局との間で行われる帯域幅が広範囲に可変の通信が可能になっている。

ユーザ装置の送信電力要件を決める要因が少なくとも２つあり、それらは所要帯域幅およびサービス品質（ＱｏＳ）である。ＱｏＳは、所望品質レベルおよび品質に影響を及ぼす環境要因（主として干渉雑音）で主に決まる。

一般に、狭帯域サービスではユーザ装置の送信電力が比較的に小さい送信電力ですむが、広帯域サービスでは比較的大きい送信電力が必要となる。また一般に、所望のサービス品質が高くなると、より大きな送信電力を必要とする。信号対干渉比（ＳＩＲ）を品質の尺度にすることができ、ＳＩＲが高くなると伝送誤りが少なくなる。

ユーザ装置は、動作中に電力オフセットパラメータ値、例えばＥ−ＴＦＣＩの電力利得係数などに従って送信電力を調節する。１２７個のＥ−ＴＦＣＩが用意されている。一般に、Ｅ−ＴＦＣＩ値が大きくなるほど、高いＳＩＲを表す。しかし、Ｅ−ＴＦＣＩと使用されるＳＩＲとの対応は、１対１ではない。ユーザ装置は、Ｅ−ＴＦＣＩ値に関する情報を無線基地局から受信する。しかし、１２７の値のすべての情報が提供されるわけではない。すべての情報を提供すると、高くつき時間も長くかかるであろう。

代わりに、無線基地局は、通常、Ｅ−ＴＦＣＩ値の全範囲をカバーする所定数（通常４〜６）の基準点を提供する。具体的に提供されていない中間のＳＩＲ値に関して、ユーザ装置は、たいてい線形補間によってＥ−ＴＦＣＩ値を決定する。大きく離れて広がった点の間の線形補間は一般に不正確である。

例示的な方法によれば、基地局は、ユーザ装置が送信に使用しそうな送信パラメータ値の範囲を予測する。基地局は、この範囲内の所定数（４、６、８等）のＥ−ＴＣＦＩ基準点をユーザ装置に提供する。実質的に、基地局は、基準点を決定する範囲、かつユーザ装置に提供する基準点の範囲を狭める。範囲が狭められると、狭められた範囲内での補間は、広い範囲で補間が行われるときより、実際の所望のＳＩＲに近くなる。

予測は、ノイズの上昇、干渉余裕量(headroom)、ネットワークレイアウト、ユーザ装置の位置、ネットワークのアドミッション制御パラメータ、現在接続されているユーザ装置の数、スケジューラの種類、無線チャネル環境、サービスタイプなどのようなシステム要因に基づき、基地局で行われる。

本発明の前述および他の目的、特徴および利点は、添付の図面に示される好ましい実施形態のより具体的な以下の説明から明らかになるであろう。図面では、参照文字は種々の図面において同じ部分に言及する。図面は、必ずしも一定の率で縮小拡大されておらず、代わりに本発明の原理を示すために強調が行われている。

例示のモバイルブロードバンド無線ネットワークを示す図である。 アップリンクの制御チャネルとデータチャネルの送信電力関係を示す図である。 Ｅ−ＴＦＣＩとＳＩＲの関係の一例を示す図である。 本当のＳＩＲと算出ＳＩＲの補間に起因する誤差を示す図である。 本当のＳＩＲと算出ＳＩＲの補間に起因する誤差を示す図である。 ＳＩＲ曲線を補間するための基準点の範囲の決定を示す図である。 ＳＩＲ曲線を補間するための基準点の範囲の決定を示す図である。 ＳＩＲ曲線を補間するための基準点の範囲の決定を示す図である。 ＳＩＲ曲線を補間するための基準点の範囲の決定を示す図である。 ＵＥに送信パラメータ値を提供する方法を示す図である。 送信パラメータ値の範囲を決定する方法を示す図である。 送信パラメータ値の範囲を決定するための確率密度関数を示す図である。 送信パラメータ値の可用性を判定する方法を示す図である。 ＵＥに送信電力基準点を提供する方法を示す図である。 送信電力基準点の決定の仕方の一例を示す図である。 送信電力基準点の決定の仕方の一例を示す図である。 送信電力基準点の決定の仕方の一例を示す図である。 無線基地局の一実施形態を示す図である。 無線基地局の一実施形態を示す図である。

以下の説明では、本発明を完全に理解してもらう手段として、限定でなく説明のために、特定のアーキテクチャ、インタフェース、技法などのような具体的詳細を記載する。しかし、本発明がこれらの具体的詳細から離れた他の実施形態で実践されてもよいことは、当業者には明らかであろう。すなわち、本明細書に明示的に記述または図示されていないが、本発明の原理を具現し、かつ本発明の精神および技術的範囲内に包含される種々のアレンジメントを当業者は考案できるであろう。

いくつかの場合には、公知のデバイス、回路および方法は、不要な詳細で本発明の説明を不明瞭にしないように省略している。本発明の原理、態様および実施形態ならびにそれらの具体例を挙げる本明細書のすべての記述は、それらの構造上と機能上の両方の均等物を包含することを意図している。また、そのような均等物は、現在既知の均等物と、将来開発される均等物すなわち構造に関係なく同じ機能を実行するあらゆる開発要素との両方を包含することを意図している。

従って、例えば、本明細書のブロック図が本技術の原理を具現する具体的回路の概念図を表し得ることを当業者は理解するであろう。同様に、フロー図、状態遷移図、疑似コードなどのどれもが、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体の中に実質上表され、コンピュータまたはプロセッサが明示的に示されているか否かにかかわらず、そのようなコンピュータまたはプロセッサで実行されてもよい種々のプロセスを表すことも理解されるであろう。

「プロセッサ」または「コントローラ」と表示または記述されている機能ブロックを含む種々の要素の機能は、専用ハードウェアおよび適切なソフトウェアと連携したソフトウェア実行能力のあるハードウェアによって提供されてもよい。プロセッサによって提供されるとき、機能は、１つの専用プロセッサによって、１つの共用プロセッサによって、または一部は共用もしくは分散されてもよい複数の個別のプロセッサによって提供されてもよい。さらに、「プロセッサ」または「コントローラ」という用語の明示的使用は、ソフトウェア実行能力のあるハードウェアだけに言及すると解釈されるべきでなく、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）ハードウェア、ソフトウェアを格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および不揮発性記憶装置を含んでもよいがこれらに限定されない。

一例としてのモバイルブロードバンド無線通信システム１００が図１に示されており、このシステムは、ノードＢとも呼ばれるＲＢＳ（無線基地局）１１０−１、１１０−２と、ＵＥ（ユーザ装置）１２０−１、１２０−２、１２０−３と、ＲＮＣ（無線ネットワークコントローラ）１３０とを有する。図１では、ＲＢＳ１１０−１は、セル１４０内のＵＥ１２０−１、１２０−２に通信サービスを提供する。ＲＢＳ１１０−２は、自セル（図示せず）内のＵＥ１２０−３にサービスを提供する。ＵＥは、移動セルラー電話機、ＰＤＡ（携帯情報端末）、ラップトップ、コンピュータまたは任意の類似の無線通信用装置でもよい。

ネットワーク１００においてＲＮＣ１３０は、ＲＢＳ１１０−１、１１０−２の制御を担当する管理要素の働きをする。ＲＮＣ１３０は、無線リソース管理と、移動管理機能の一部とを実行してもよく、またユーザデータがＵＥ１２０−１、１２０−２、１２０−３に送信される前、およびそれらから送信される前に、暗号化が行われる装置でもよい。

ＲＮＣ１３０かまたはＲＢＳ１１０−１、１１０−２のどちらかが、ＵＥ１２０−１、１２０−２、１２０−３に提供する送信パラメータ基準点、例えばＥ−ＴＦＣＩ基準点を決定してもよい。無線ネットワーク１００は、ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）、ＷＣＤＭＡ（広帯域符号分割多元接続）、ＥＵＬ（拡張アップリンク、Enhanced Uplink、別名ＨＳＵＰＡおよび高速アップリンクパケットアクセス(High Speed Uplink Packet Access）ＷＣＤＭＡ、ＣＤＭＡ２０００、ＨＳＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｐａｃｋｅｔ Ｄａｔａ Ａｃｃｅｓｓ）（ＥＵＬおよびＨＳＤＰＡを含む）、ＣＤＭＡ２０００のＥＶＤＯバージョンなどのような技術に基づいてもよい。

無線信号は、ＵＥ１２０（例えば、ＵＥ１２０−１）から無線リンクを通じて送信され、ＲＢＳ１１０（例えば、ＲＢＳ１１０−１）で受信される。大きすぎるかまたは小さすぎて通信に適さないことがある信号電力は、例えば高速電力制御とも呼ばれるインナーループ電力制御などを、ＲＢＳ１１０が実行することによって調節可能である。高速電力制御は、ＵＥ１２０からＲＢＳ１１０へ送信される信号（アップリンク信号）にも、ＲＢＳ１１０からＵＥ１２０へ送信される信号（ダウンリンク信号）にも実行されてもよい。アップリンクおよびダウンリンクの高速電力制御の１つの目的は、所望のＳＩＲ目標を満足し続けながら高速フェージングの影響に対抗することである。別の目的は、遠近問題を補償して、セル内の遠くのユーザから受信する信号がそれより強い信号によって圧倒されないようにすることである。

上述したように、高スループット、高品質、サービスを受けるＵＥ数の多さなどの競合する目標がある。諸目標の最適な組み合わせを達成し得るようにＵＥの送信電力レベルを制御することが望ましい。さらに、ＵＥ数、ＵＥ位置、求められるサービスタイプなどの状況が動的に変化するので、電力レベルを適応的に制御することも望ましい。

無線ネットワークには、制御シグナリングおよびデータ伝送のために、相当数のチャネルが含まれている。ＨＳＰＡでは、ＤＬ（ダウンリンク）で特に重要なトランスポートチャネルは、ＨＳ−ＤＳＣＨ（高速ダウンリンク共用チャネル）、Ａ−ＤＰＣＨ（付随個別物理チャネル、Associated Dedicated Physical Channel）、ＨＳ−ＳＣＣＨ（高速共用制御チャネル）、Ｅ−ＡＧＣＨ（Ｅ−ＤＣＨ（拡張個別チャネル）絶対グラントチャネル、E-DCH Absolute Grant Channel）、Ｅ−ＲＧＣＨ（Ｅ−ＤＣＨ相対グラントチャネル、E-DCH Relative Grant Channel）である。ＨＳ−ＤＳＣＨは、ＤＬにおいてデータを伝送するために使用され、Ａ−ＤＰＣＨは、ＤＬにおいてＴＰＣ（送信電力制御）ビットおよびパイロットビットを伝送するために使用され、ハンドオーバコマンドなどのＲＲＣ（無線リソース制御）シグナリングをＵＥ（ユーザ装置）に運ぶためにも使用されてもよく、ＨＳ−ＳＣＣＨは、ＤＬにおいてユーザをスケジュールするために使用され、Ｅ−ＡＧＣＨは、ＤＬにおいてスケジューリング情報の種類である「絶対グラント」を運ぶために使用される。

ＵＬ（アップリンク）で重要なチャネルは、ＤＰＣＣＨ（個別物理制御チャネル）、Ｅ−ＤＰＣＣＨ（Ｅ−ＤＣＨ個別物理制御チャネル）およびＥ−ＤＰＤＣＨ（Ｅ−ＤＣＨ個別物理データチャネル）である。ＤＰＣＣＨは、ダウンリンクに関するＴＰＣコマンドを運ぶため、およびチャネル推定用のパイロットビットを運ぶためにも使用され、Ｅ−ＤＰＣＣＨは、ＵＥがこのＴＴＩ（送信時間間隔）にどのＥ−ＴＦＣＩ（Ｅ−ＤＣＨ Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｆｏｒｍａｔ Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ Ｉｎｄｅｘ）を使用するかなどのアップリンク制御シグナリングを運ぶために使用され、Ｅ−ＤＰＤＣＨは、実際のユーザデータを運ぶために使用される。

ＵＥのＤＰＣＣＨについては、ＵＥにサービスを提供するＲＢＳが、特定のＳＩＲ目標に適合させる高速電力制御を使用して電力を制御する。図１の参照に戻って、ＲＢＳ１１０は、パイロットシンボルなどの既知の基準信号に基づいてＳＩＲ値を推定し、それをＢＬＥＲ要件、使用拡散率、ＢＥＲ要件、ＨＡＲＱ要件などのような所与のサービス品質目標に相当するＳＩＲ目標と比較してもよい。

アップリンクのＳＩＲは、パイロットおよびダウンリンク電力制御用のＴＰＣコマンドを備えるＤＰＣＣＨで測定されてもよい。測定されたＳＩＲがＳＩＲ目標を下回る場合、ＲＢＳ１１０の高速電力制御は、ＵＰコマンドを生成し、ＵＥ１２０に送信してもよい。逆に、測定されたＳＩＲがＳＩＲ目標を上回る場合、ＲＢＳ１１０は、ＤＯＷＮコマンドを生成し、ＵＥ１２０に送信してもよい。それに応えて、ＵＥ１２０は、アップリンク送信電力をＵＰコマンドの場合は増加し、ＤＯＷＮコマンドの場合は減少する。

所望のサービス品質目標を満足するために、ＯＬＰＣ（アウターループ電力制御、Outer-Loop Power Control）もＲＢＳ１１０および／またはＵＥ１２０で使用されてもよい。ＯＬＰＣは、アップリンクおよびダウンリンクの品質目標を満足するために実施されてもよい。無線ネットワークによくある無線状態の変動にもかかわらず、ＯＬＰＣが所望のサービス品質目標を満足し続けられることが望ましい。

品質目標は、ネットワーク１００が設定してもよく、ＲＢＳ１１０は、ＲＢＳ１１０とＵＥ１２０との通信セッションの間中、所望のサービス品質を確実に満足するように働くことが期待されている。品質目標設定値は、音声、パケットデータ、ビデオデータなどのようなサービスタイプに依存してもよく、この値は、順に高速電力制御で用いられるＳＩＲ目標に影響を及ぼす。このようにして、無線リンクの品質目標を満足する適切な電力レベルを、標準信号無線信号状態中、達成できる。

図１の参照に戻って、ＵＥ１２０のＤＰＣＣＨは、ＲＢＳ１１０が制御してもよい。ＳＩＲ目標は、例えばＲＢＳが特定の品質を達成するために、ＯＬＰＣで設定する。品質目標は、ＢＬＥＲ（ブロック誤り率）、ＢＥＲ（ビット誤り率）、ＨＡＲＱ（ハイブリッド自動再送要求）回数などで表現されてもよい。

ＵＥからＲＢＳへのトランスポートチャネルであるアップリンクチャネルに関して、Ｅ−ＤＰＣＣＨの電力は、ＤＰＣＣＨに対してある具体的なオフセットを用いて設定される。これについては、ＤＰＣＣＨとＥ−ＤＰＣＣＨとＥ−ＤＰＤＣＨとの間の送信電力関係を示す図２を参照して説明する。図２では、ＤＰＣＣＨは、Ｅ−ＤＰＣＣＨおよびＥ−ＤＰＤＣＨを通じたデータ転送を制御するように適合されている。図２に示されるように、送信電力レベルは時間とともに変わってもよいが、ＤＰＣＣＨとＥ−ＤＰＣＣＨとの大きさの差は、実質上一定に留まる。ＤＰＣＣＨと、Ｅ−ＤＰＣＣＨおよびさらに他のチャネル（例えばＥ−ＤＰＤＣＨ）との送信電力レベルの差は、時には電力オフセットまたは利得係数またはβ係数と呼ばれる。ここで、他のチャネル（例えばＥ−ＤＰＤＣＨ）はＲＢＳ１１０とＵＥ１２０との間のシグナリングに関与しうるものである。この例では、ＤＰＣＣＨの電力レベルおよびＥ−ＤＰＣＣＨの電力オフセットを知ることによって、Ｅ−ＤＰＣＣＨの電力レベルを決定できる。

Ｅ−ＤＰＣＣＨと同様に、Ｅ−ＤＰＤＣＨの電力レベルもＤＰＣＣＨに対して設定されてもよい。しかし、Ｅ−ＤＰＤＣＨの電力レベルはまた、異なる電力オフセットを有してもよいＥ−ＴＦＣＩにも依存する。図２を再び参照すると、時間間隔Ｔ０、Ｔ１およびＴ２におけるＥ−ＴＦＣＩ値は同じである。しかし、時間間隔Ｔ３において、Ｅ−ＴＦＣＩ値が変化し、Ｅ−ＤＰＤＣＨに関する電力オフセットが異なることになる。この１つの理由は、異なるＥ−ＴＦＣＩは異なる可能なビットレート（すなわち、ＴＴＩ当たりのパケットサイズ）を表すことができ、ビットレートが高くなると、基地局において各パケットを首尾よく復号するために、たいていより大きな「電力」すなわちより大きな電力オフセットを必要とするからである。

ＵＥは、送信バッファ内のデータ量および利用可能電力に応じて、１２７のＥ−ＴＦＣＩの中から選択し得る（非特許文献１参照）。１２７のＥ−ＴＦＣＩに関する電力オフセット情報のネットワークからＵＥへ（ＲＢＳからＵＥへ）の転送は、時間もリソースも要するであろう。代わりに、ネットワークは、いくつかの基準Ｅ−ＴＦＣＩをＵＥに通知し、ＵＥはそれらの基準Ｅ−ＴＦＣＩを用いて、次の送信のためのＥ−ＴＦＣＩを選択する手段として、適切なＥ−ＤＰＤＣＨ電力オフセット取得するために補間（または他の類似の方法を使用）するであろう。

ネットワークは、無線リンク設定中および無線リンク再構成中にＥ−ＴＦＣＩ基準点を通知する。ＲＮＣとＵＥとの間のＲＲＣ接続（非特許文献２参照）を通して、以下に与えられるような情報要素が、ＲＲＣプロトコルによってＵＥに渡される。無線ベアラ設定メッセージは、基準Ｅ−ＴＦＣＩおよび対応する基準Ｅ−ＴＦＣＩ電力オフセットについての情報を有する情報要素（非特許文献１のセクション１０．３．６．９９参照）を有する。

ＩＥ／グループ名 プレゼンス 範囲 ＩＥタイプおよび基準 意味記述法
Ｅ−ＴＦＣＩ表の索引 Ｍ 整数
（０…１…） どの標準化Ｅ−ＴＦＣＳトランスポートブロックサイズ表が使用されるかを示す
Ｅ−ＤＣＨ最小セットＥ−ＴＦＣＩ Ｏ 整数
（０…１２７） 「ＴＦＣのＥ−ＤＣＨ最小セット」の概念に関する
基準Ｅ−ＴＦＣＩ情報 １…＜ｍａｘｎｏｏｆＲｅｆＥＴＦＣＩｓ＞
＞基準Ｅ−ＴＦＣＩ Ｍ 整数
（０…１２７）
＞基準Ｅ−ＴＦＣＩ電力オフセット Ｍ 仕様書セクション９．２．２．１３Ｄｐ参照
基準Ｅ−ＴＦＣＩ電力オフセットフィールドで実際に送信されるのは、標準化されたオフセット値を有する表に対する索引である。ＵＥは、補間法を用いて、受信した基準Ｅ−ＴＦＣＩに基づき特定のＥ−ＴＦＣＩに関して使用する電力オフセットを見つける。しかし、測定して得た値は、Ｅ−ＴＦＣＩと所要ＳＩＲとの間に１対１の関係がないことを示している。従って、限られた基準Ｅ−ＴＦＣＩセットの使用は、Ｅ−ＴＦＣＩの配置次第では効率の悪い電力オフセット設定をもたらし、より少ない容量および／またはより低いシステムスループットにつながることがある。

従って、実際のデータ送信において使用される利得係数は不正確なことがあり、これは、全体のシステム性能に影響を及ぼすであろう。例えば、利得係数が所要値を下回るとき、送信の成功を保証するために、より多くの送信の試行が必要である。ＯＬＰＣは送信試行に基づいてもよいので、これは、ＳＩＲ目標を上げ、より大きい電力がＤＰＣＣＨに割り当てられることになることがあり、望ましくない。

より具体的には、２つの異なるフォーマットの所要ＳＩＲに大きな差があって、いったん定常状態のＳＩＲ目標に達すると（または定常状態の目標の達成近くになると）、送信に「より安い」すなわち必要な電力のより小さいフォーマットが使用される場合、使用電力のある量が無駄になる。電力が無駄になるのは、結果として生じるＳＩＲが所要ＳＩＲよりはるかに高いからである。

一方、「より高い」フォーマットに対して「Ｘ」ｄＢ低すぎる送信を狙うこともできる。この場合は、ＯＬＰＣのアップ工程がほとんど確実にトリガされる。「より高い」フォーマットへ行っている期間が短い場合、ＯＬＰＣがＳＩＲ目標を下げて通常レベルに戻すのにかかる時間の間、不必要に高いＳＩＲ目標にシステムが留まっているので、不必要なアップ工程はシステムにとって高くつくことがある。この問題は、ＵＥがより高いＳＩＲを必要とするより小さいフォーマットに変更するとき、非常に深刻になることがある。

それ故、限られた基準Ｅ−ＴＦＣ（すなわち、規準送信パラメータ値）のセットの使用は、基準点の配置次第で効率の劣る電力オフセット設定を提供することがある。具体的な基準要素の「配置」は、基準値がどのＥ−ＴＦＣＩ（０…１２７）に関係しているかを伝達することを意図している。効率の劣る電力オフセット設定は、システム容量がより少なくなり、システムスループットがより低くなり、カバレッジがより悪くなる。

図３は、Ｅ−ＴＦＣＩと、所要ＳＩＲと、与えられた基準Ｅ−ＴＦＣＩ間の補間により生じたＳＩＲ曲線との関係を例示する。横軸はＥ−ＴＦＣＩ値を表し、縦軸は所要ＳＩＲ値を表す。破線の曲線は、実際のＳＩＲ曲線を表し、実線の曲線は、実点で示される４つの基準点を与えられて線形補間したＳＩＲ曲線を表す。

全部ではないとしても大部分の補間形態は誤差を含む。誤差は、補間点間の距離が増加するに連れてより顕著になる。これは、図４Ａおよび４Ｂに示されている。これらの図では、本当のＳＩＲ曲線は、破線で表されている。図４Ａでは、基準点が２つだけ与えられており、直線が２つの基準点間の線形補間を表すと想定している。図４Ｂでは、基準点が６つ与えられ、この場合も実線が線形補間を表す。同じ範囲により多くの補間点が与えられると、誤差（矢印で表されている）が減少することを容易に見てとれる。すなわち、Ｅ−ＴＦＣＩの所与の範囲内において、きっちり密集した基準値を提供することによって、所与の範囲内における精度が良くなる。

従って、一態様においてネットワークは、１２７のＥ−ＴＦＣＩ値の全体をカバーする所定数（例えば、４つ）の基準値を提供する代わりに、より狭い範囲のＥ−ＴＦＣＩにわたる同数のＳＩＲ曲線の基準値をＵＥに提供する。より狭い範囲は、ＵＥが送信にどの送信パラメータ値（例えば、Ｅ−ＴＦＣＩ値）を使用しそうかの予測に基づいて、ネットワーク例えばＲＢＳが決定する。より狭い範囲内では、基準点はよりきっちり密集しており、それによって補間の精度が増す。

基準点の決定について、図５Ａ、５Ｂ、５Ｃおよび５Ｄとともに説明する。これらの図では、与えられる所定の基準点数は４つと想定する。任意の基準点数が与えられてもよいことに留意すべきである。トレードオフは、基準点が多くなると精度は増すが、シグナリングに使用するリソースも増すという損失がある。

ＲＢＳ１１０は、継続的に測定していくつかの異なる測定値を評価し、基準点選択メカニズムにインプットを提供し得る。ノイズライズ、干渉余裕量、ＵＥ位置、時刻、ＲＢＳに接続されたＵＥ数、アドミッション制御パラメータ、スケジューラパラメータ、無線チャネル環境、ＵＥ１２０に提供されている無線サービスのサービスタイプなどのようなシステムの特徴が、適切な基準点を選択する機能へのインプットとして使用されてもよい。次いで、測定値は、セルの異なるノイズライズレベルを表す無線、負荷および／またはネットワーク状態を、例えば良い／中くらい／悪いなどに分類するために使用されてもよい。他のインプットの尺度には、セルサイズ（ネットワークレイアウト）およびセル内がどういう無線状態（遅延スプレッドおよび／または直交性要因）かを含んでもよい。

「悪い」と分類されるシナリオの場合は、セルが大きなノイズライズを有することがある、セルが非常に大きいセルであることがある、同時使用のユーザが多くいることがあるなどである。この場合選択される電力オフセット基準点は、その範囲内におけるより正確な送信電力オフセットを提供するために、限られた範囲の適切な所要電力間隔内で起こり得る送信パラメータ値に基づくべきである。図５Ａは、そのような「悪い」シナリオを示し、Ｅ−ＴＦＣＩは送信パラメータ値の指標を表すと想定している。この場合、Ｅ−ＴＦＣＩが小さい方がありそうである。従って、基準点は、Ｅ−ＴＦＣＩの小さい領域に集中している。

図５Ｂでは、「中くらいに良い」シナリオが示されている。バックグラウンドノイズがより小さいことがあり、セル内のＵＥ数がより少ないことがあり、またはセルが中くらいのサイズのことがある。ここでは、より広い範囲をカバーする基準点が与えられる。図５Ｃは、すべてのＥ−ＴＦＣＩがありそうな「良い」シナリオを表し、それ故、４つの基準点はすべてのＥ−ＴＦＣＩをカバーするように選択される。

基準点によってカバーされる送信パラメータ値の範囲が、図５Ａ、５Ｂおよび５Ｃに示されるように最小パラメータ値を含むことは、常に必要というわけではない。範囲は、図５Ｄに示されるように小さい値および／または大きい値を含まない範囲をカバーしてもよい。これは、提供されているサービスのタイプによって生じてもよい。例えば、提供されているサービスがＶｏＩＰである場合、低い範囲のＥ−ＴＦＣＩ値によって提供される帯域幅で十分そうである。他方、ビデオストリーミングサービスが提供される場合、最も大きいＥ−ＴＦＣＩ値だけが必要とされてもよい。ＷＷＷサービスはそれらの間のどこかに収まり、それ故、中ほどの範囲のＥ−ＴＦＣＩ値がありそうである。

図６は、送信パラメータ値をＵＥ１２０に提供する方法Ｍ６００を示す。方法Ｍ６００は、ＲＢＳ１１０および／またはＲＮＣ１３０が実行してもよい。送信パラメータ値は、ＵＥ１２０に対する電力オフセット値を含み、この値は、基礎となる送信チャネルの送信電力に対するオフセットを表す。例えば、基礎となる送信チャネルは、ＤＰＣＣＨでもよく、オフセットは、ＵＥ１２０に対するＥ−ＴＦＣＩのβ係数でもよい。

この方法のＡ６１０において、ＵＥ１２０に無線サービスを提供するＲＢＳ１１０に対応するセルエリア（セル１４０など）の１つ以上の動作測定値(operational measurements)が収集される。より具体的には、Ａ６１０において、とりわけ以下の測定値が考慮されてもよい。
・干渉余裕量：許容できる追加のノイズ量であり、ＲＢＳで測定されるか、またはスケジューラが（サービングセルに関してはＥ−ＡＧＣＨチャネルによって、そして他のセルに関してはＥ−ＲＧＣＨチャネルによって）セル内のＵＥに割り当てるグラントに基づき推定される。
・ノイズライズ：干渉量であり、同様にＲＢＳで測定されるか、またはスケジューラが（サービングセルに関してはＥ−ＡＧＣＨチャネルによって、そして他のセルに関してはＥ−ＲＧＣＨチャネルによって）セル内のＵＥに割り当てるグラントに基づき推定される。
・ネットワークレイアウト：ＵＥが電力（カバレッジ）で制限されるかそれとも干渉で制限されるかを判定するために使用されてもよい。
・ＵＥ位置：ネットワークレイアウトおよびシステム測定値とともに、ＵＥ位置は、ＵＥが電力（カバレッジ）で制限されることがあり、それ故に、大きいＥ−ＴＦＣＩを利用しないであろうかどうかを判定するために利用される。
・時刻−最繁時中は、現在推定される干渉余裕量が小さい場合でさえ、干渉レベルが継続的に高くなり得る。
・接続ＵＥ数：信号強度干渉の変動のより正確な推定を確立するために時刻とともに使用されてもよい。
・アドミッション制御パラメータ：追加のＵＥがもたらす干渉の限界を設定でき、それ故、許容されるＥ−ＴＦＣＩの最大の大きさを制約し得る。
・スケジューラタイプおよびそのパラメータ：スケジューリング戦略次第では、ほんの少しのＥ−ＴＦＣＩだけが使用されてもよい。例えば、スケジューリングがもたらす遅延は２つのＶｏＩＰパケットが常に一緒にスケジュールされることを意味し、それ故、大きなＥ−ＴＦＣＩが使用されてもよい。
・無線チャネル環境：遅延スプレッド情報は、ノイズライズ（電力要件）がどのくらい大きな変動を有することがあるかを判定するために使用されてもよい。様々なスケジューリング戦略が、異なる無線伝播環境において異なる性能および効率を示すであろう。このように、ノイズライズレベルは異なる環境では異なるであろう。

次いでＡ６２０において、ＵＥ１２０の送信パラメータ値の範囲が、Ａ６１０で収集された動作測定値に基づき決定される。１つの視点からは、Ｅ−ＤＰＣＣＨチャネルおよびＥ−ＤＰＤＣＨチャネルに関する最もありそうで正確な電力オフセット値が動作測定値に基づき導出され、対応する送信パラメータ値が決定される。Ａ６２０において、システム特徴などの所与のインプットに従って、どの送信パラメータ値が例えばユーザセッション推定時間などの所与の時間フレームにおいて使用可能かもしれないかを判定するタスクが行われる。ここで留意すべきは、ほとんどの場合に、送信パラメータ値の範囲は、送信パラメータ値の利用可能範囲の全体より狭いことである。

図７は、Ａ６２０を実行するプロセス例を示す。このプロセスでは、目標パラメータ値がＡ７１０で選択される。目標パラメータ値には、１つ以上のＳＩＲ（信号対干渉比）目標値、ＢＬＥＲ（ブロック誤り率）目標値、ＢＥＲ（ビット誤り率）目標値、ＨＡＲＱ（ハイブリッド自動再送要求）目標値、送信率値などを含んでもよい。一般に、任意の適切な性能基準値がＡ７１０で選択されてもよい。

Ａ７２０では、選択された目標パラメータ値に基づき、送信パラメータ値の可用性が判定されてもよい。可用性を判定する１つのやり方は、使用される特定の送信パラメータ値の確率閾値に基づいてもよい。換言すれば、特定のＥ−ＴＦＣＩが使用される確率が少なくともｎ％（ｎは事前決定されている）ある場合、そのＥ−ＴＦＣＩは利用可能と判定されるであろう。これは、図８に示されており、図８は、ｎが４０％に設定された確率密度関数を示す。これには、２つの異なるシナリオ（「システム環境」条件）ＡとＢが示されている。

条件Ａは、干渉余裕量が限られた場合に相当でき、この場合には、所要ＳＩＲのせいで大きいＥ−ＴＦＣＩを使用できない。他方、条件Ｂは、スケジューラ設定が例えばラウンドロビンスケジューリングなどのせいで、中程度の大きさのＥ−ＴＦＣＩを主に必要とするような場合に相当できよう。条件Ａが優勢である場合、Ａ７２０において、低い範囲のＥ−ＴＦＣＩすなわち送信パラメータ値が利用可能であると判定されるであろう。逆に、条件Ｂが優勢である場合、中程度の範囲のＥ−ＴＦＣＩが利用可能であると判定されるであろう。

図９は、Ａ７２０を実行するプロセス例を示す。このプロセスでは、例えば各Ｅ−ＴＦＣＩ値などの各送信パラメータ値に関して、送信パラメータ値が使用され得る確率が、Ａ９１０において選択される目標パラメータ値に基づき判定される。これは、図８に示される確率密度関数を使用して行ってもよい。しかし、確率を判定する他のやり方も利用されてもよい。次いでＡ９２０において、使用確率が所定の閾値以上である送信パラメータ値を利用可能として選択してもよい。

図６の参照に戻って、Ａ６３０において、ＵＥは、Ａ６２０において決定された送信パラメータ値の範囲を通知される。図１０は、Ａ６３０を実行するプロセス例を示す。図１０のＡ１０１０において、Ａ６２０で決定された送信パラメータ値の範囲に基づき、所定数の規準送信パラメータ値が決定される。決定された範囲が十分に狭い場合、正確な送信パラメータ値を提供できる。

しかし多くの場合に、決定された範囲さえ広すぎて補間が必要そうである。補間に起因する誤差の量を最小にするように基準点を選択することが望ましい。基準点を選択する例が、図１１Ａ、１１Ｂおよび１１Ｃに示されている。

図１１Ａでは、基準点は、選択された送信パラメータ値の範囲内の本当の送信パラメータ曲線の極大値および極小値に相当するように選択される。このやり方では、本当の曲線と補間曲線との差が最小に抑えられる。

極大および極小に相当する基準点を提供することが、常に必要というわけではない。図１１Ｂに示されるように、基準点が、実際のＳＩＲ曲線に正確に対応する必要がないことを提示している。ここの目的は、補間によるどんな誤差も、すなわちどんな絶対的な差も、所定の閾値以下に維持されるように基準点を簡単に提供することである。さらに、差の変動は最小に抑えられる。

図１１Ａおよび１１Ｂでは、基準点数が本当のＳＩＲ曲線の極小および極大の数に一致している。しかし、これは今や常に当てはまってもよい。基準点数は、図１１Ｃに示されるように極小および極大の数より少なくてもよい。これの目標は類似している、すなわち、基準点は補間に起因する誤差が最小に抑えられるように選択される。

留意すべき項目は少ししかない。第１に、提供される基準点は均等に離間される必要はない。第２に、線形補間だけが図示されているが、基準点を決定するために高次の補間を利用し得るか考慮されている。カーブフィッティング（曲線あてはめ法）アルゴリズムも利用されてもよい。

図１０の参照に戻って、Ａ１０２０において、選択された規準送信パラメータ値が、ＵＥ１２０に提供される。

図１２は、ＲＢＳ１１０の一実施形態を示す。ＲＢＳ１１０は、通信部１２３０と、動作測定値収集部１２２０と、処理部１２１０とを有する。通信部１２３０は、１つ以上のＵＥ１２０と通信するように構成され、動作測定値収集部１２２０は、ＲＢＳ１１０に対応するセルエリアの１つ以上の動作測定値を収集するように構成され、処理部１２１０は、通信部１２３０と測定値収集部１２２０とともに、上述の方法およびプロセスを実行するように構成される。

留意すべきは、ＲＢＳ１１０が、所与の時間間隔（例えば、各５分間）内に、どのＥ−ＴＦＣＩ基準点がセル内のＵＥ１２０で使用されるはずかを判定できることである。ＲＢＳ１１０は、セル内の既存のＵＥ１２０のすべてにも新しいＥ−ＴＦＣＩ基準点を送信することを選択してもよいし、また新しいユーザに対してだけ新しい基準点を使用することを選択してもよい。拡張として、ＲＢＳ１１０は、例えば特定のＵＥ１２０の電力消費および感知される無線環境に応じて、それらのＵＥ１２０に対して特定の電力オフセット位置の適用を考慮してもよい。

図１３は、ＵＥ１２０の一実施形態を示す。ＵＥ１２０は、通信部１３３０と、補間部１３２０と、処理部１３１０とを有する。通信部１３３０は、基地局１１０と通信するように構成され、補間部１３２０は、送信パラメータ値を補間するように構成され、処理部１３１０は、通信部１３３０と補間部１３２０とともに、上述の方法およびプロセスを実行するように構成される。

開示の実施形態の利点は、少なくとも以下を有する。第１に、より適切な電力オフセットを決定できる。従って、効率的な無線リソース利用が可能である。さらに、より高いユーザスループットおよびより大きいシステム容量を実現できる。

以上の記述は多くの特定事項を有するが、これらは、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきでなく、本発明の現在好ましい実施形態のいくつかの例証を単に提供すると解釈されるべきである。それ故、本発明の範囲は当業者に明らかになるかもしれない他の実施形態を完全に包含し、それ故に本発明の範囲が限定されないことが理解されるであろう。上述の好ましい実施形態の要素のすべての構造上および機能上の、当業者に公知の均等物は、参照によって本明細書に明示的に組み込み、本明細書に包含することを意図している。さらに、１つのデバイスまたは方法が、本明細書に記載されたかまたは本明細書に包含される本技術により解決しようと努めるありとあらゆる問題に取り組む必要はない。さらに、本開示の要素、コンポーネントまたは方法動作のどれも、大衆に捧げる意図はない。またさらに、方法の請求項では、動作の順序は、動作が必ずしも何らかの特定の順序で実行されると伝達する意図はない。

Claims (15)

1. 無線ネットワークにおいて送信パラメータ値の範囲を予測する無線基地局を動作させる方法であって、
   ユーザ装置に無線サービスを提供している前記無線基地局に対応したセルエリアについての１つ以上の動作測定値を収集する収集ステップであって、前記１つ以上の動作測定値は、ノイズ上昇係数と、干渉余裕度と、ネットワークレイアウトを示す情報と、前記ユーザ装置が位置する座標と、日付と、前記無線基地局に接続しているユーザ装置の数と、１つ以上のアドミッション制御パラメータと、１つ以上のスケジューラパラメータと、無線チャネル環境を示す情報と、および、前記ユーザ装置に提供されている前記無線サービスのサービスタイプとのうち、１つ以上を含んでいる、前記収集ステップと、
   前記収集した１つ以上の動作測定値に基づいた送信パラメータ値の範囲であって前記ユーザ装置によって使用されそうな前記送信パラメータ値の範囲を決定する決定ステップであって、前記送信パラメータ値は、前記ユーザ装置について基本送信チャネルの送信電力に対する相対的なオフセットを示す電力オフセット値を含む、前記決定ステップと、
   前記決定した送信パラメータ値の範囲を前記ユーザ装置に通知する通知ステップと
   を有し、
   前記決定ステップは、
   １つ以上の目標パラメータ値を選択するステップと、
   前記選択した１つ以上の目標パラメータ値に基づいて前記送信パラメータ値のうち利用可能な送信パラメータ値を決定するステップと
   を含み、
   前記利用可能な送信パラメータ値を決定するステップは、
   前記送信パラメータ値のそれぞれごとに、前記１つ以上の目標パラメータ値に基づいて使用できる確率を求めるステップと、
   所定の閾値以上の確率の送信パラメータ値を選択するステップと
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記基本送信チャネルは、ＤＰＣＣＨ（専用物理制御チャネル）を含み、
   前記送信パラメータ値は、Ｅ−ＴＦＣＩ（Ｅ−ＤＣＨ（拡張専用チャネル）トランスポート・フォーマット・インジケータ）値を含み、
   前記電力オフセット値は、前記ユーザ装置についての前記Ｅ−ＴＦＣＩ値のβファクタを含んでいることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記目標パラメータ値は、信号対干渉比（ＳＩＲ）の目標値と、ブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）の目標値と、ビットエラーレート（ＢＥＲ）の目標値と、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）についての目標値と、送信レート値とのうち、１つ以上を含んでいることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記送信パラメータ値は、Ｅ−ＴＦＣＩ値であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記通知ステップは、
   前記送信パラメータ値の範囲に基づいて所定数の基準送信パラメータ値を選択するステップと、
   前記所定数の基準送信パラメータ値を前記ユーザ装置に供給するステップと
   を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記所定数の基準送信パラメータ値を選択するステップにおいて、
   前記基準送信パラメータ値は、前記送信パラメータ値の範囲内における実際の送信パラメータ値の極大値と極小値とが含まれるように、選択されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. 前記送信パラメータ値の範囲は、送信パラメータ値の利用可能な範囲の全体より狭い範囲であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 無線ネットワークにおいて送信パラメータ値の範囲を予測する無線基地局であって、
   ユーザ装置と通信する通信ユニットと、
   前記無線基地局に対応したセルエリアについての１つ以上の動作測定値を収集する動作測定値収集ユニットであって、前記１つ以上の動作測定値は、ノイズ上昇係数と、干渉余裕度と、ネットワークレイアウトを示す情報と、前記ユーザ装置が位置する座標と、日付と、前記無線基地局に接続しているユーザ装置の数と、１つ以上のアドミッション制御パラメータと、１つ以上のスケジューラパラメータと、無線チャネル環境を示す情報と、および、前記ユーザ装置に提供されている前記無線サービスのサービスタイプとのうち、１つ以上を含んでいる、前記動作測定値収集ユニットと、
   前記通信ユニットと前記動作測定値収集ユニットとを制御して前記ユーザ装置に無線サービスを提供する処理ユニットと
   を備え、
   前記処理ユニットは、
   前記動作測定値収集ユニットにより収集した１つ以上の動作測定値に基づいた送信パラメータ値の範囲であって前記ユーザ装置よって使用されそうな前記送信パラメータ値の範囲を決定し、
   前記決定した送信パラメータ値の範囲を前記ユーザ装置に前記通信ユニットを介して通知し、
   前記送信パラメータ値は、前記ユーザ装置について基本送信チャネルの送信電力に対する相対的なオフセットを示す電力オフセット値を含み、
   前記処理ユニットは、さらに、
   １つ以上の目標パラメータ値を選択し、
   前記選択した１つ以上の目標パラメータ値に基づいて前記送信パラメータ値のうち利用可能な送信パラメータ値を決定し、
   前記処理ユニットは、さらに、
   前記送信パラメータ値のそれぞれごとに、前記１つ以上の目標パラメータ値に基づいて使用できる確率を求め、
   所定の閾値以上の確率の送信パラメータ値を選択することを特徴とする無線基地局。
9. 前記基本送信チャネルは、ＤＰＣＣＨ（専用物理制御チャネル）を含み、
   前記送信パラメータ値は、Ｅ−ＴＦＣＩ（Ｅ−ＤＣＨ（拡張専用チャネル）トランスポート・フォーマット・インジケータ）値を含み、
   前記電力オフセット値は、前記ユーザ装置についての前記Ｅ−ＴＦＣＩ値のβファクタを含んでいることを特徴とする請求項８に記載の無線基地局。
10. 前記目標パラメータ値は、信号対干渉比（ＳＩＲ）の目標値と、ブロックエラーレート（ＢＬＥＲ）の目標値と、ビットエラーレート（ＢＥＲ）の目標値と、ハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）についての目標値と、送信レート値とのうち、１つ以上を含んでいることを特徴とする請求項８に記載の無線基地局。
11. 前記送信パラメータ値は、Ｅ−ＴＦＣＩ値であることを特徴とする請求項１０に記載の無線基地局。
12. 前記処理ユニットは、
    前記送信パラメータ値の範囲に基づいて所定数の基準送信パラメータ値を選択し、
    前記通信ユニットを介して、前記所定数の基準送信パラメータ値を前記ユーザ装置に供給することを特徴とする請求項８に記載の無線基地局。
13. 前記処理ユニットは、
    前記送信パラメータ値の範囲内における実際の送信パラメータ値の極大値と極小値とが含まれるように、前記基準送信パラメータ値を選択することを特徴とする請求項１２に記載の無線基地局。
14. 前記処理ユニットは、
    補間処理による送信パラメータ値と実際の送信パラメータ値との差分の絶対値が所定閾値以下となり、かつ、
    前記補間処理による送信パラメータ値を上回る実際の送信パラメータ値の偏差と、前記補間処理による送信パラメータ値を下回る実際の送信パラメータ値の偏差とが実質的に等価となるように前記基準送信パラメータ値を選択し、
    前記補間処理による送信パラメータ値は、前記基準送信パラメータ値に基づいて決定されることを特徴とする請求項１２に記載の無線基地局。
15. 前記送信パラメータ値の範囲は、送信パラメータ値の利用可能な範囲の全体より狭い範囲であることを特徴とする請求項８に記載の無線基地局。

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