JP5442138B2 - アップリンク・ターゲット信号対干渉雑音比を判定する方法およびそのシステム - Google Patents

Description

本発明は、通信システムに関する。

セルラ通信ネットワークは、通常、無線接続または有線接続によって結合され、異なるタイプの通信チャネルを介してアクセスされる、さまざまな通信ノードを含む。通信ノードのそれぞれは、通信チャネルを介して送信され受信されるデータを処理するプロトコル・スタックを含む。通信システムのタイプに応じて、さまざまな通信ノードの動作および構成は、異なり、しばしば異なる名前によって呼ばれる。そのような通信システムは、たとえば、ＣＤＭＡ２０００（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ２０００）システムおよびＵＭＴＳ（ユニバーサル移動体通信システム）を含む。

ＵＭＴＳは、プロトコル標準規格の組を記述する無線データ通信およびテレフォニの標準規格である。ＵＭＴＳは、基地局（ＢＳ）またはＮｏｄｅ Ｂ（セル・サイト）とモバイルまたはユーザ機器（ＵＥ）との間での音声およびデータの伝送に関するプロトコル標準規格を示す。ＵＭＴＳシステムは、通常、複数の無線ネットワーク制御装置（ＲＮＣ）を含む。ＵＭＴＳネットワーク内のＲＮＣは、ＧＳＭ／ＧＰＲＳネットワーク内の基地局制御装置（ＢＳＣ）機能と同等の機能を提供する。しかし、ＲＮＣは、たとえば、移動交換局（ＭＳＣ）およびサービングＧＰＲＳサポート・ノード（Ｓｅｒｖｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｐａｃｋｅｔ Ｒａｄｉｏ Ｓｅｒｖｉｃｅ（ＧＰＲＳ）Ｓｕｐｐｏｒｔ Ｎｏｄｅ、ＳＧＳＮ）を用いないハンドオーバの自律的管理を含むさらなる機能を有する場合がある。セル・サイトは、エア・インターフェース処理およびいくつかの無線リソース管理機能の責任を負う。ＵＭＴＳネットワーク内のセル・サイトは、ＧＳＭ／ＧＰＲＳネットワーク内の無線基地局（ＢＴＳ）と同等の機能を提供する。セル・サイトは、通常、ＵＭＴＳ実施のコストを減らし、同意制限（ｃｏｎｓｅｎｔ ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ）の計画を最小にするために、既存のＧＳＭ無線基地局（ＢＴＳ）と物理的に同一位置に配置される。

図１に、ＵＭＴＳプロトコルに従って動作する従来の通信システム１００を示す。図１を参照すると、通信システム１００は、それぞれがそのカバレージ・エリア内のＵＥ１０５および１１０などのＵＥの通信の必要にサービスするセル・サイト１２０、１２２、および１２４などの複数のセル・サイトを含むことができる。セル・サイトは、セルと呼ばれるカバレージ・エリアにサービスすることができ、セルは、複数のセクタに分割され得る。説明を簡単にするために、用語法セルは、セル・サイトによってサービスされるカバレージ・エリア全体またはセル・サイトの単一のセクタのいずれかを指すことができる。セル・サイトからＵＥへの通信を、順方向リンクまたはダウンリンクと称する。ＵＥからセル・サイトへの通信を、逆方向リンクまたはアップリンクと称する。

セル・サイト１２０、１２２、および１２４は、ＲＮＣ １３０および１３２などのＲＮＣに接続され、ＲＮＣは、ＭＳＣ／ＳＧＳＮ １４０に接続される。ＲＮＣは、上で述べたＭＳＣおよびＳＧＳＮを用いないハンドオーバの自律的管理など、ある種の呼処理機能およびデータ処理機能を処理する。ＭＳＣ／ＳＧＳＮ １４０は、ネットワーク内の他の要素（たとえば、ＲＮＣ １３０／１３２およびセル・サイト１２０／１２２／１２４）へまたは外部ネットワークへの呼および／またはデータのルーティングを処理する。図１にさらに示されているのは、これらの要素の間の従来のインターフェースＵｕ、Ｉｕｂ、Ｉｕｒ、およびＩｕである。

フラクショナル・パワー・コントロール（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ、ＦＰＣ）方式が、３ＧＰＰ ＬＴＥ標準規格のアップリンクでモバイルまたはＵＥの送信電力を制御するために提案された。この開ループ・フラクション・パワー・コントロール技法は、経路損のフラクション（シャドウイングを含む）を補償できるようにＵＥ送信電力スペクトル密度をセットすることを提案する。最大ＵＥ送信電力スペクトル密度（トーンあたりの電力）を無視する時に、ＵＥ送信電力スペクトル密度（ＰＳＤ）Ｐを、
Ｐ＝−αＧ＋Ｐ_０ （１）
として確立することができ、ここで、Ｐは、ＵＥ ＰＳＤであり、αは、ＦＰＣアルファであり、Ｇは、長期平均経路利得（ｄＢ単位）であり、アップリンクおよびダウンリンクに共通であり、Ｐ_０は、ダウンリンク・シグナリングを介してＵＥに送信されるＰＳＤ基準量である。ＦＰＣを使用すると、
Ｐ_０＝Ｉ＋Γ_１−（１−α）Ｇ_０ （２）
であり、ここで、Ｉは、物理リソース・ブロック（ＰＢＲ）帯域幅あたりの長期平均受信雑音干渉密度（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ａｖｅｒａｇｅ ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｎｏｉｓｅ ｐｌｕｓ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｄｅｎｓｉｔｙ）（ｄＢｍ単位）であり、Γ_１は、αが１と等しい時のターゲットＳＩＮＲ（ｄＢ単位）であり、Ｇ_０は、ｄＢ単位の較正利得である。

式（１）および（２）を使用すると、暗示されるターゲットＳＩＮＲは、
Γ＝Γ_１＋（１−α）（Ｇ−Ｇ_０） （３）
である。しかし、ある種の状況では、経路損に関する補償がなく、すべてのＵＥが、同一の送信電力スペクトル密度（おそらくは最大電力）を用いて送信し、これは、高い干渉レベルおよび低いセル・エッジ・レート性能をもたらす。他の状況では、ＦＰＣは、経路損が完全に補償され、すべてのＵＥが同一のＳＩＮＲを伴って受信される、伝統的な遅い電力制御をもたらす。これは、低いスペクトル効率をもたらすが、よいエッジ・レートを伴う。

ＦＰＣを改良するために、相対経路利得（ｒｅｌａｔｉｖｅ ｐａｔｈ ｇａｉｎ、ＲＰＧ）が開発された。ＲＰＧでは、アップリンク送信電力は、ＵＥとサービング・セル・サイトとの間の経路損と、ＵＥと次によい隣接するセル・サイトとの間の経路損との差に基づいて制御される。しかし、ＲＰＧは、かなりの量のエア・インターフェース・オーバーヘッドを占め、ＵＥに関するより多くの処理を必要とする。その結果、ＲＰＧは、常に達成可能ではない。より具体的には、ＵＥは、１回またはＵＥとサービング・セル・サイトとの間の経路損とＵＥと次によい隣接するセル・サイトとの間の経路損との比がしきい値を超える時に周期的に報告することだけができ、この比がしきい値未満の場合には全く報告することができない。したがって、ＲＰＧを使用する時には、多数の実装エラーおよび大量のエア・インターフェース・オーバーヘッドがある場合がある。

さらに、既知の電力制御方式は、他の隣接するセル・サイトのすべてに対する実際の干渉する効果の合計を考慮に入れることができず、追加のオーバーヘッドを必要とする。

「Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）；Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｇｒａｍ、３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１２、Ｖ８．５．０、２００８年１２月

少なくとも１つの実施形態は、ＵＥの送信電力スペクトル密度を判定する際に、ＵＥがその隣接セル／セクタに対して生成する干渉のレベルを利用する。したがって、利益は、干渉分布におけるより少ない分散、より高いスループット、および／またはその他を可能にすることを含む。さらに、例の実施形態は、アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを推定するのにダウンリンクＳＩＲを使用することによってセル・エッジ・データ・レートを改善する。

少なくとも１つの例の実施形態は、アップリンク・ターゲット信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を判定する方法を提供する。この方法は、まず、ダウンリンク信号対干渉比（ＳＩＲ）に基づいてユーザ機器（ＵＥ）のアップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定するステップを含む。ダウンリンクＳＩＲは、ユーザ機器から受信されたチャネル品質指示（ｃｈａｎｎｅｌ ｑｕａｌｉｔｙ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ、ＣＱＩ）インデックスに基づいて判定される。

少なくとも別の例の実施形態は、ダウンリンク信号対干渉比（ＳＩＲ）に基づいてユーザ機器（ＵＥ）のアップリンク・ターゲット信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を判定するように構成されたセル・サイトであって、ダウンリンクＳＩＲは、ユーザ機器から受信されたチャネル品質指示（ＣＱＩ）インデックスに基づいて判定される、セル・サイトを含むシステムを提供する。

例の実施形態は、添付図面と共に次の詳細な説明からより明瞭に理解される。図１〜４は、本明細書で説明される非限定的な例の実施形態を表す。

ＵＭＴＳプロトコルに従って動作する従来の通信システムを示す図である。 ＵＥが隣接するセル内の干渉を引き起こし得る例を示す図である。 チャネル品質指示（ＣＱＩ）インデックスを生成する既知の方法を示す図である。 例の実施形態によるアップリンク・ターゲット信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を判定する方法を示す図である。 フラクショナル・ダウンリンクＳＩＲ制御方式の性能を示す図である。

さまざまな例の実施形態を、これから、いくつかの例の実施形態が示されている添付図面を参照してより十分に説明する。図面では、層および領域の厚さが、明瞭さのために誇張されている場合がある。

したがって、例の実施形態は、さまざまな変更および代替形態が可能であるが、その実施形態は、図面に実例として示され、本明細書で詳細に説明される。しかし、例の実施形態を開示される特定の形態に限定する意図があるのではなく、逆に、例の実施形態が、特許請求の範囲の範囲に含まれるすべての修正形態、同等物、および代替形態を含まなければならないことを理解されたい。同様の符号は、図の説明全体を通じて同様の要素を指す。

用語第１、第２などが、本明細書でさまざまな要素を記述するのに使用される場合があるが、これらの要素がこれらの用語によって限定されてはならないことを理解されたい。これらの用語は、ある要素を別の要素から区別するためにのみ使用される。たとえば、例の実施形態の範囲から逸脱せずに、第１要素を第２要素と呼ぶことができ、同様に、第１要素を第２要素と呼ぶことができる。本明細書で使用される時に、用語「および／または」は、関連してリストされる項目のうちの１つまたは複数の任意のすべての組合せを含む。ある要素が別の要素に「接続される」または「結合される」ものとして言及される時に、その要素を、別の要素に直接に接続しまたは結合することができ、あるいは、介在する要素が存在することができることを理解されたい。対照的に、ある要素が別の要素に「直接に接続される」または「直接に結合される」ものとして言及される時には、介在する要素は存在しない。要素の間の関係を記述するのに使用される他の単語は、同様の形で解釈されなければならない（たとえば、「〜の間」対「直接に〜の間」、「隣接する」対「直接に隣接する」など）。

本明細書で使用される用語法は、特定の実施形態を説明するためのみのものであって、例の実施形態について限定的であることは意図されていない。本明細書で使用される時に、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈がそうではないことを明らかに示さない限り、複数形をも含むことが意図されている。さらに、用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｅｓ（含む）」、および／または「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」は、本明細書で使用される時に、述べられる特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／またはコンポーネントの存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および／またはそのグループの存在または追加を除外しないことを理解されたい。

また、いくつかの代替実施形態で、示される機能／行為が、図に示された順序から外れて発生する可能性があることに留意されたい。たとえば、連続して示される２つの図が、用いられる機能性／行為に依存して、実際には実質的に同時に実行されてもよく、あるいは、時々逆の順序で実行されてもよい。

そうではないと定義されない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、例の実施形態が属する技術における通常の技量を有するものによって一般に理解されるものと同一の意味を有する。さらに、用語、たとえば一般に使用される辞書で定義される用語は、関連技術の文脈での意味と一貫する意味を有すると解釈されなければならず、本明細書で特にそのように定義されない限り、理想化された意味または過度に形式的な意味では解釈されないことを理解されたい。

例の実施形態の諸部分および対応する詳細な記述は、ソフトウェアすなわち、コンピュータ・メモリ内のデータ・ビットに対する動作のアルゴリズムおよび記号表現に関して提示される。これらの記述および表現は、当業者がそれによって彼らの作業の実質を他の当業者に効率的に伝える記述および表現である。アルゴリズムは、この用語が本明細書で使用される時に、および一般に使用される時に、所望の結果につながるステップの自己完結的シーケンスと考えられる。ステップは、物理的量の物理的操作を必要とするステップである。必ずではないが通常、これらの量は、格納、転送、組合せ、比較、および他の操作が可能な光信号、電気信号、または磁気信号の形をとる。時々、主に一般的な使用の理由から、これらの信号をビット、値、要素、記号、文字、項、数、または類似物と呼ぶことが便利であることがわかっている。

次の説明では、例示的実施形態を、特定のタスクを実行するか特定の抽象データ型を実施し、既存ネットワーク要素または制御ノードの既存ハードウェア（たとえば、セル・サイト、基地局、またはＮｏｄｅ Ｂに配置されたスケジューラ）を使用して実施できる、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含むプログラム・モジュールまたは機能プロセスとして実施できる行為および動作の記号表現（たとえば、流れ図の形の）を参照して説明する。そのような既存ハードウェアは、１つまたは複数の中央処理装置（ＣＰＵ）、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）コンピュータ、または類似物を含むことができる。

しかし、上記および類似する用語のすべてが、適切な物理的量に関連付けられなければならず、単にこれらの量に適用される便利なラベルであることに留意されたい。そうではないと具体的に述べられない限り、または議論から明白であるように、「ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ（処理）」、「ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ（コンピューティング）」、「ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ（計算）」、「ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ（判定）」、「ｄｉｓｐｌａｙｉｎｇ（表示）」、または類似物などの用語は、コンピュータ・システムのレジスタおよびメモリ内の物理的電子量として表されたデータを操作し、コンピュータ・システム・メモリもしくはレジスタまたは他のそのような情報記憶デバイス、情報伝送デバイス、もしくは情報表示デバイス内の物理的量として同様に表された他のデータに変換する、コンピュータ・システムまたは類似する電子コンピューティング・デバイスのアクションおよびプロセスを指す。

また、例の実施形態のソフトウェア実施される態様が、通常は、ある形の有形の（または記録する）記憶媒体上で符号化されるか、あるタイプの伝送媒体を介して実施されることに留意されたい。有形の記憶媒体は、磁気的（たとえば、フロッピ・ディスクまたはハード・ドライブ）または光学的（たとえば、コンパクト・ディスク読取り専用メモリすなわち「ＣＤ ＲＯＭ」）とすることができ、読取り専用またはランダム・アクセスとすることができる。同様に、伝送媒体は、より対線、同軸ケーブル、光ファイバ、または当技術分野で既知の他の適切な伝送媒体とすることができる。例の実施形態は、任意の所与の実施態様のこれらの態様によって限定されない。

本明細書で使用される時に、用語「ユーザ機器」（ＵＥ）は、モバイル・ユーザ、移動局、モバイル端末、ユーザ、加入者、無線端末、および／またはリモート・ステーションと同義である場合があり、無線通信ネットワーク内の無線リソースのリモート・ユーザを記述する場合がある。用語「セル・サイト」は、１つまたは複数のセル・サイト、基地局、アクセス・ポイント、および／またはラジオ周波数通信の任意の終点と理解することができる。現在のネットワークアーキテクチャは、モバイル／ユーザ・デバイスとアクセス・ポイント／セル・サイトとの間の区別を考慮する場合があるが、本明細書で後で説明される例の実施形態は、一般に、たとえばアド・ホック・ネットワーク・アーキテクチャおよび／またはメッシュ・ネットワーク・アーキテクチャなど、その区別がそれほど明瞭ではないアーキテクチャに適用可能とすることができる。サービング・セル・サイトは、ＵＥの必要を現在処理しているセル・サイトを指す場合がある。

例の実施形態を、図１に示されたＵＭＴＳシステムに関して説明する。しかし、例の実施形態が、このシステムまたはＵＭＴＳシステムに限定されないことを理解されたい。たとえば、例の実施形態を、ＣＤＭＡ、ＷｉＭａｘ、および他のネットワーク構造内で実施することができる。

上で述べたように、開ループＦＰＣに関する１つの問題は、ＵＥが隣接セル／セクタに対して生成する干渉の量を直接には考慮に入れないことである。たとえば、図２に、ＵＥが隣接するセル／セクタ（以下では集合的にセルと称する）内の干渉を引き起こし得る例を示す。図２では、ＵＥ Ｔ１は、セル・サイト１によってサービスされ、セル・サイト２に対する干渉を生成する。しかし、ＵＥ Ｔ１が、セル・サイト２に対する強いシャドウ・フェード（ｓｈａｄｏｗ ｆａｄｅ）を有する場合には、ＵＥ Ｔ１は、ＵＥ Ｔ１がセル・サイト２に対する小さいシャドウ・フェードを有する場合と比較して、より高い送信電力スペクトル密度で送信することを許可されなければならない。もう１つの例は、セル・サイト２がはるかにより大きいセル半径を有し、ＵＥ Ｔ１がより高い電力レベルで送信することを許可されなければならない、非同種展開の場合である。

少なくとも１つの例の実施形態によれば、アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを、ダウンリンク信号対干渉比（ＳＩＲ）に基づいて判定することができる。アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定するのにダウンリンクＳＩＲを使用することは、干渉分布におけるより小さい分散および／またはより高いスループットを可能にする。さらに、セル・エッジ・データ・レートは、アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定するのにダウンリンクＳＩＲを使用することによって改善される。

少なくとも１つの例の実施形態によれば、ダウンリンクＳＩＲが、アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定するのに使用される。ダウンリンクＳＩＲは、すべての隣接するセル・サイトへの干渉する効果の合計を含む。その結果、サービング・セル・サイトは、隣接するセル・サイトに関する電力情報を送信するようにＵＥに要求する必要がなく、ＵＥは、サービング・セル・サイトに報告するために隣接するセル・サイトの電力情報を処理する必要がない。

より具体的には、隣接するセル・サイトに対するＵＥ ｍのアップリンク上昇寄与（干渉効果）を、次のように判定することができる。

ここで、ｇ_ｉ，ｍは、ＵＥ ｍから隣接するセル・サイトｉまでの経路利得であり、ｇ_ｓ，ｍは、ＵＥ ｍからサービング・セル・サイトｓまでの経路利得であり、γ_ｍは、ＵＥ ｍのアップリンク・ターゲットＳＩＮＲである。ＵＥ ｍは、ダウンリンク経路損およびセル・サイトから受信されたアップリンク・ターゲットＳＩＮＲに基づいて、送信すべき電力を判定する。

したがって、すべての隣接するセルに対するＵＥのアップリンク上昇寄与を、次のように判定することができる。

上昇寄与を、定数Ｒによって制限することができる。定数Ｒを、エッジ・レート、セルまたはセクタのスループット、ターゲット干渉レベル、干渉対雑音（ＩｏＴ）比、および任意の他のアップリンク通信パラメータのうちの少なくとも１つに基づいて選択することができる。定数Ｒを、システムのオペレータによって、経験的テスト、展開条件、および／またはＳＯＮ（自己最適化ネットワーク）能力を介して判定することができる。その結果、アップリンク・ターゲットＳＩＮＲ γ_ｍを、次のように判定することができる。

ここで、

は、時分割複信（ＴＤＤ）動作を仮定する、ＵＥ ｍのダウンリンクＳＩＲである。したがって、アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを、ダウンリンクＳＩＲに基づいて判定することができる。例の実施形態がＴＤＤに限定されてはならないことを理解されたい。たとえば、例の実施形態およびより具体的には式（６）を、速いフェージングを平均することによって周波数分割複信（ＦＤＤ）で実施することができる。

さらに、地上セルラ動作では、ダウンリンクＳＩＮＲは、一般に、ダウンリンクＳＩＮＲのよい近似である。より具体的には、実際のダウンリンクＳＩＲ（ＵＥによって判定される）とダウンリンクＳＩＲに基づく近似されたダウンリンクＳＩＮＲ（サービング・セル・サイトによって判定される）との間の差は、小さい（１ｄＢ以下程度）。したがって、ダウンリンクＳＩＲまたは近似されたダウンリンクＳＩＮＲのいずれかを、アップリンク・ターゲットＳＩＮＲの推定に使用することができる。その結果、近似されたダウンリンクＳＩＮＲを、ダウンリンクＳＩＮＲまたはダウンリンクＳＩＲと称する場合があり、この説明全体を通じてダウンリンクＳＩＮＲと称する。

対数の表現で、式（６）を
Γ＝Ｒ＋Γ_Ｄ （７）
に変換することができ、ここで、Γは、アップリンク・ターゲットＳＩＮＲ（ｄＢ単位）であり、Γ_Ｄは、ダウンリンクＳＩＲ（ｄＢ単位）であり、Ｒは、ｄＢ単位であることを除いて上と同一である。Ｒは、アップリンクでＵＥによって導入される総干渉に比例する。

式（６）および（７）を、フル・ダウンリンクＳＩＲをフラクショナル・ダウンリンクＳＩＲから区別するために、フル・ダウンリンクＳＩＲケースと称する場合がある。フル・ダウンリンクＳＩＲは、エッジ・レートを犠牲にしてではあるが、より高いセクタ・スループットを有することができる。

少なくとももう１つの例の実施形態では、アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを、フラクショナル・ダウンリンクＳＩＲを使用してダウンリンクＳＩＲに基づいて判定することができる。上で説明したように、ＵＥ送信スペクトル密度Ｐは、最大ＵＥ送信電力スペクトル密度を無視する時に、式（１）によって与えられる。フラクショナル・ダウンリンクＳＩＲベースのケースについて、ＦＰＣアルファαに、ＵＥで１をセットすることができる。したがって、ＵＥ ＰＳＤ Ｐを、次のように判定することができる。
Ｐ＝−Ｇ＋Ｐ_０ （８）
かつ
Ｐ_０＝Ｉ＋Γ （９）
ここで、ターゲット・アップリンクＳＩＮＲは、
Γ＝Γ_１＋（１−β）（Γ_Ｄ＋Γ_０） （１０）
になり、ここで、Γ_Ｄは、ダウンリンクＳＩＮＲであり、Γ_０は、較正の定数であり、Γ_１は、β＝１のターゲットＳＩＮＲである。βは、０をセットされた時にフル・ダウンリンクＳＩＲケースに戻り、１をセットされた時に定数ＳＩＮＲケースに戻る定数である。

Γ_０をシフトすることによって、このシステムは、ダウンリンクＳＩＲの分布に対して相対的にピボット点を変更することができる。Γ_０、Γ_１、およびβを、システムの性能を高めるために最適化することができる。Γ_０、Γ_１、およびβを、アップリンク・エッジ・レート、セクタ・スループット、およびこの２つの組合せのうちの少なくとも１つに基づいて選択することができる。

フラクショナル・ダウンリンクＳＩＲケースを、βに０をセットし、Ｒ＝Γ_０＋Γ_１をセットすることによってフル・ダウンリンクＳＩＲに変換することができ、ここで、Ｒは、すべてのセル・サイトにまたがってＵＥによって導入される総干渉に比例する。

フル・ダウンリンクＳＩＲは、ＵＥエッジ・レート送信ではなくセクタ・スループット（ＳＴＰ）を好む可能性がある。フラクショナル・ダウンリンクＳＩＲは、βの値を変更することによってＵＥエッジ・レート送信を改善する。

サービング・セル・サイトは、ダウンリンク・チャネル品質指示（ＣＱＩ）インデックスからダウンリンクＳＩＲを判定することができる。下の説明から理解されるように、アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定するためのメトリックとしてダウンリンクＳＩＲを使用することは、ダウンリンクＳＩＲが干渉効果の合計を表し、ダウンリンクＣＱＩインデックスから判定され得るので、ＵＥが隣接するセル・サイトからの干渉効果を報告するために追加処理を実行することを必要としない。少なくともダウンリンクＳＩＮＲを使用してＣＱＩインデックスを判定することは、ＬＴＥ互換のＵＥまたは基地局機器に精通する者に既知である。ＵＥ実装者がコスト対性能のトレードオフについて変更できる些細な変形（１ｄＢ以下程度）がある可能性がある。その内容全体が参照によって本明細書に組み込まれている、「Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）；Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｇｒａｍ、３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１２、Ｖ８．５．０、２００８年１２月に、ＣＱＩインデクス判定の概要が示されている。

図３Ａに、ダウンリンクＣＱＩインデックスを生成する既知の方法Ｓ３００を示す。Ｓ３１０では、ＵＥが、サービング・セル・サイトからダウンリンク信号を受信する。たとえば、ＵＥは、現在のサービング・セル・サイトからダウンリンク・パイロット電力を受信することができる。この判定は、１００ｍｓ〜２００ｍｓおき程度で行うことができ、受信されたパイロット電力は、速いフェージングの影響を平均するために、このインターバルにわたって平均をとられる。

「Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）；Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｇｒａｍ、３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１２、Ｖ８．５．０、２００８年１２月によれば、ＵＥは、Ｓ３２０で、受信されたダウンリンク信号に基づいてＣＱＩインデックスを判定する。ＵＥは、ＵＥが「Ｅｖｏｌｖｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｔｅｒｒｅｓｔｒｉａｌ Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ（Ｅ−ＵＴＲＡ）；Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ」、３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｇｒａｍ、３ＧＰＰ ＴＳ ３６．２１２、Ｖ８．５．０、２００８年１２月で指定されたエラー・レート内でサービング・セル・サイトと通信できるようにするために、ＣＱＩインデックスを選択する。より具体的には、ＣＱＩインデックスを、ＵＥによって判定されたダウンリンクＳＩＮＲ、チャネル条件、ならびにＣＱＩインデックスに関連する変調および符号化方式のうちの少なくとも１つに基づいて、ＵＥによって判定することができる。ＵＥは、ＵＥがＣＱＩインデックスに関連する変調および符号化方式を使用してサービング・セル・サイトと通信することを可能にするＣＱＩインデックスを選択する。

ＣＱＩは、０から１５までの数インデックスである。ＵＥは、受信されたダウンリンク信号のダウンリンクＳＩＮＲを判定することによってＣＱＩインデックスを判定する。ダウンリンクＳＩＮＲおよびＣＱＩインデックスを判定する方法は、任意の既知の方法とすることができる。ダウンリンクＳＩＮＲが判定された後に、ＵＥは、ダウンリンクＳＩＮＲおよび復号エラー・レート性能に影響する他の要因をＣＱＩインデックスにマッピングする。１のＣＱＩインデックスは、最小のＳＩＮＲを表し、１５のＣＱＩインデックスは、最大のダウンリンクＳＩＮＲを表す。各ＣＱＩインデクスは、ダウンリンクの変調および符号化レート方式を識別する。

Ｓ３３０では、ＵＥは、ダウンリンクＣＱＩインデックスをサービング・セル・サイトに送信する。ＵＥは、無線で１ミリ秒おきにＣＱＩインデックスを送信することができる。

図３Ｂに、例の実施形態によるアップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定する方法Ｓ４００を示す。

Ｓ４１０では、サービング・セル・サイトが、ＵＥから送信されたダウンリンクＣＱＩインデックスを受信する。Ｓ４２０では、サービング・セル・サイトが、ＣＱＩインデックスを使用して、ダウンリンクＳＩＮＲを判定する。より具体的には、ＬＴＥ標準規格がサービング・セル・サイトでプログラムされるので、サービング・セル・サイトは、ダウンリンクＳＩＮＲを判定するのにＣＱＩインデックスを使用することができる。たとえば、サービング・セル・サイトは、それぞれダウンリンクＳＩＮＲ値に関連するＣＱＩインデックスを含むルックアップ・テーブルを使用することができる。このルックアップ・テーブルを、各ＣＱＩインデックスに関連する各変調および符号化方式のダウンリンクＳＩＮＲの実験室分析および／または詳細シミュレーションによって判定することができる。サービング・セル・サイトがダウンリンクＳＩＮＲを判定した後に、サービング・セル・サイトは、ダウンリンクＳＩＲおよびダウンリンクＳＩＮＲを交換可能に使用することができる。サービング・セル・サイトでのダウンリンク電力のコスト感度が、アップリンクについてＵＥについて一般により低いので、ダウンリンクは、一般に、アップリンクがカバレージの外である点で干渉制限される。したがって、ダウンリンクＳＩＲおよびダウンリンクＳＩＮＲを交換可能に使用することができる。

Ｓ４３０では、サービング・セル・サイトが、フル・ダウンリンクＳＩＲまたはフラクショナル・ダウンリンクＳＩＲのどちらが使用されるのかに応じて、式（６）、（７）、または（１０）を使用してアップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定する。たとえば、式（６）または（７）は、フル・ダウンリンクＳＩＲに使用され、式（１０）は、フラクショナル・ダウンリンクＳＩＲに使用される。

サービング・セル・サイトがアップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定した後に、サービング・セル・サイトは、アップリンク・ターゲットＳＩＮＲおよび送信されたＰＳＤオフセットに基づいて、アップリンクのＭＣＳレベルを判定することができる。サービング・セル・サイトは、サービング・セル・サイトで受信されるＳＩＮＲの短期変動を観察し、受信されたＳＩＮＲがどのように変化しつつあるのかを追跡するためにＭＣＳレベルを調整することができる。

サービング・セル・サイトは、ＰＳＤオフセットを判定するために、平均長期総干渉雑音と共にアップリンク・ターゲットＳＩＮＲを集約する。サービング・セル・サイトは、その後、Ｓ４４０で、シグナリング・メッセージとしてＵＥにＰＳＤオフセットを送信する。ＵＥは、ダウンリンクから平均経路損を測定し、ＰＳＤオフセットから送信ＰＳＤを判定することができる。通信過負荷を減らすために、サービング・セル・サイトは、周期的にまたはＰＳＤオフセットの大きい変化がある時に、ＰＳＤオフセットを送信することができる。

図４に、ＦＰＣベースのアップリンク・ターゲットＳＩＮＲおよび例の実施形態を使用するアップリンク・ターゲットＳＩＮＲのフラクショナル・ダウンリンクＳＩＲベースの近似に関するＩｏＴ制御の下の５ＭＨｚ ＬＴＥアップリンクＳＴＰ対エッジ・レートを示す。図４では、フラクショナル・ダウンリンクＳＩＲが、β＝０．５を有し、ＦＰＣ動作は、α＝０．８を有する。各点は、１０ｄＢ単位のＩｏＴターゲットを用いてラベルを付けられている。図４に示されているように、アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定するのにフラクショナル・ダウンリンクＳＩＲを使用することは、ＦＰＣよりよいＳＴＰ対エッジ・レート特性を生成する。

メトリックとしてのダウンリンクＳＩＲの使用は、セクタ化されたセルでのＦＰＣに対してアップリンクで約３０％多い容量という利益をもたらす。さらに、ダウンリンクＳＩＲは、セクタ境界上にあるＵＥを考慮に入れる。

上で説明したように、アップリンク・ターゲットＳＩＮＲのメトリックとしてのダウンリンクＳＩＲの使用は、ダウンリンクＳＩＲがＣＱＩインデックスから判定されるので、ＵＥに余分な処理を要求せず、セル間通信またはオンセル通信のエア・インターフェースにオーバーヘッドを全く追加しない。

このように、例の実施形態を説明したので、これを多数の形で変更できることは明白であろう。そのような変更は、例の実施形態の趣旨および範囲からの逸脱とみなされてはならず、当業者に明白なそのような変更のすべてが、特許請求の範囲の範囲に含まれることが意図されている。

Claims (10)

1. ダウンリンク信号対干渉比（ＳＩＲ）に基づいてユーザ機器（ＵＥ）のアップリンク・ターゲット信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を判定するステップ（Ｓ４３０）であって、前記ダウンリンクＳＩＲは、前記ユーザ機器から受信されたチャネル品質指示（ＣＱＩ）インデックスに基づいて判定される、ステップ（Ｓ４３０）
   を含む、アップリンク電力制御の方法。
2. 前記判定されたアップリンク・ターゲットＳＩＮＲに基づいて電力スペクトル密度オフセットを判定するステップ（Ｓ４３０）
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記電力スペクトル密度オフセットを前記ＵＥに送信するステップ（Ｓ４４０）
   をさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定する前記ステップ（Ｓ４３０）は、
   

   

   のように前記アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定し、ここで、
   

   

   は、前記ダウンリンクＳＩＲであり、Ｒは、定数である、請求項１に記載の方法。
5. 判定する前記ステップ（Ｓ４３０）は、
   

   

   のように前記ダウンリンクＳＩＲを判定するステップを含み、ここで、ｇ_ｉ，ｍは、前記ＵＥから隣接するセル・サイトｉまでの経路利得であり、ｇ_ｓ，ｍは、前記ＵＥからサービング・セル・サイトｓまでの経路利得である、請求項４に記載の方法。
6. 判定する前記ステップ（Ｓ４３０）は、前記ダウンリンクＳＩＲに基づいて変調および符号化方式を判定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
7. 前記アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定する前記ステップ（Ｓ４３０）は、
   前記ＣＱＩインデックスに基づいてダウンリンクＳＩＮＲを判定するステップ
   を含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定する前記ステップ（Ｓ４３０）は、
   前記ダウンリンクＳＩＮＲに基づいて前記ダウンリンクＳＩＲを判定するステップ
   を含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定する前記ステップ（Ｓ４３０）は、
   Γ＝Γ_１＋（１−β）（Γ_Ｄ＋Γ_０）
   のようにｄＢ単位で前記アップリンク・ターゲットＳＩＮＲを判定し、ここで、Γ_Ｄは、前記ダウンリンクＳＩＲであり、Γ_０は、較正の定数であり、Γ_１は、β＝１の前記ターゲットＳＩＮＲであり、βは、定数である、請求項１に記載の方法。
10. ダウンリンク信号対干渉比（ＳＩＲ）に基づいてユーザ機器（ＵＥ）のアップリンク・ターゲット信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）を判定するように構成されたセル・サイトであって、前記ダウンリンクＳＩＲは、前記ユーザ機器から受信されたチャネル品質指示（ＣＱＩ）インデックスに基づいて判定される、セル・サイト
    を含むシステム。

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