JP5656849B2 - 干渉管理および伝送品質制御に基づく機能強化されたアップリンク電力制御 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信ネットワーク内の移動局および基地局に関し、より具体的には、移動局での送信電力制御に関する。

セル間干渉（ＩＣＩ）は、ＷｉＭＡＸアップリンクのＦＲ１（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｕｓｅ １）でのシステム性能に大きく影響する。したがって、正しい電力制御が、システムによって、ＩＣＩの量を制御するのに使用されることが重要である。ＩＣＩは、しばしば、ＩｏＴ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｏｖｅｒ ｔｈｅｒｍａｌ）によって測定され、ＩｏＴは、隣接するセル内のすべての移動局（ＭＳ）からの総受信電力に熱雑音電力を加えたものを熱雑音電力で割ったものと定義される。ＩｏＴ値は、セル間干渉の大きさを反映することができる。

ＩｏＴ制御に基づく電力制御機構は、通常、ターゲットＩｏＴ値をセットし、すべてのセルがその測定されたＩｏＴ値を交換することを必要とする。各セルは、隣接するセルからの報告されたＩｏＴ値および分数伝送損補償に従って、セル内のすべてのユーザの送信電力を調整する。しかし、ＨＡＲＱ（Ｈｙｂｒｉｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｒｅｐｅａｔ ｒｅＱｕｅｓｔ）肯定応答などのシステム性能の変化は、電力制御のプロセスで考慮されてこなかった。

現在のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ仕様では、各移動局（ＭＳ）のターゲット受信信号対雑音比（ＳＮＲ）は、特定のＭＣＳ（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｄｉｎｇ ｓｃｈｅｍｅ）によって決定される。外側ループ（ＯＬ）コントローラは、ＨＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＣＫメッセージなどのシステム性能変動に従って各ＭＳの送信電力をさらに調整することができる。この方法の不利益は、セルのシステム性能変動だけが考慮されるが、他の隣接するセルからの干渉が考慮されないことである。

ＩＥＥＥ８０２．１６ｍ仕様は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ仕様のさらなる進化であり、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅより良いシステム性能を有しなければならない。したがって、より高度な電力制御機構が、システム性能を改善するために必要である。

「背景技術」の上述の不利益を解決するために、本発明は、隣接するセルの干渉とセルのシステム性能との両方を同時に考慮することを基礎として、アップリンク電力が制御される、すなわち、移動局の送信電力が制御される、干渉管理および伝送品質制御に基づく機能強化されたアップリンク電力制御機構を提案する。

本発明の第１の態様によれば、無線通信ネットワーク内の移動局内で送信電力を制御する方法であって、移動局がその中に配置されるセルまたはセクタの隣接するセルまたはセクタのＩｏＴ、伝送損補償、および移動局にサービスする基地局によって移動局から受信された信号の品質に従って移動局の送信電力を制御するステップを特徴とする方法が提供される。

好ましくは、この方法は、
ｉ．基地局から第１指示メッセージを受信するステップであって、第１指示メッセージは、移動局の送信電力の第１調整量を含み、第１調整量は、隣接するセルまたはセクタのＩｏＴと所定のターゲットＩｏＴとの間の大きさ関係に従って基地局によって決定される、ステップと、
ｉｉ．伝送損補償量を決定するステップと、
ｉｉｉ．基地局によって移動局から受信された信号の品質に従って第２調整量を決定するステップと、
ｉｖ．第１調整量、伝送損補償量、および第２調整量に従って移動局の送信電力を制御するステップと
を含む。

本発明の第２の態様によれば、無線通信ネットワークの基地局内で移動局の送信電力を調整するように移動局に指示する方法であって、
複数の隣接する基地局によって送信されたＩｏＴの測定値報告を受信するステップであって、各測定値報告は、基地局に対応する隣接するセルまたはセクタのＩｏＴを含む、ステップと、
複数の隣接するセルまたはセクタのＩｏＴの平均値を決定するステップと、
ＩｏＴの平均値を所定のターゲットＩｏＴと比較し、比較結果を入手するステップと、
比較結果に従って、移動局の送信電力の第１調整量を決定するステップと、
第１調整量を含む第１指示メッセージを移動局に送信するステップと
を含む方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、無線通信ネットワーク内の移動局内で送信電力を制御する制御デバイスであって、移動局がその中に配置されるセルまたはセクタの隣接するセルまたはセクタのＩｏＴ、伝送損補償、および移動局にサービスする基地局によって移動局から受信された信号の品質に従って、移動局の送信電力を制御することを特徴とする、制御デバイスが提供される。

好ましくは、制御デバイスは、第１受信手段、第１決定手段、第２決定手段、および電力制御手段を含み、第１受信手段は、基地局から第１指示メッセージを受信するのに使用され、第１指示メッセージは、移動局の送信電力の第１調整量を含み、第１調整量は、隣接するセルまたはセクタのＩｏＴと所定のターゲットＩｏＴとの間の大きさ関係に従って基地局によって決定され、第１決定手段は、伝送損補償量を決定するのに使用され、第２決定手段は、基地局によって移動局から受信された信号の品質に従って第２調整量を決定するのに使用され、電力制御手段は、第１調整量、伝送損補償量、および第２調整量に従って移動局の送信電力を制御するのに使用される。

本発明の第４の態様によれば、無線通信ネットワークの基地局内で移動局の送信電力を調整するように移動局に指示する指示デバイスが提供され、指示デバイスは、第２受信手段、第３決定手段、比較手段、第４決定手段、および送信手段を含み、第２受信手段は、複数の隣接する基地局によって送信されたＩｏＴの測定値報告を受信するのに使用され、各測定値報告は、基地局に対応する隣接するセルまたはセクタのＩｏＴを含み、第３決定手段は、複数の隣接するセルまたはセクタのＩｏＴの平均値を決定するのに使用され、比較手段は、ＩｏＴの平均値を所定のターゲットＩｏＴと比較し、比較結果を入手するのに使用され、第４決定手段は、比較結果に従って移動局の送信電力の第１調整量を決定するのに使用され、送信手段は、第１調整量を含む第１指示メッセージを移動局に送信するのに使用される。

アップリンク電力は、本発明の方法およびデバイスを使用することを介して、隣接するセルの干渉とセルのシステム性能との両方を同時に考慮することを基礎として制御され、したがって、システム性能が効果的に改善される。

次の図面を参照して非限定的な実施形態の詳細な説明を読むことによって、本発明の他の特徴、目的、および利益が明白になる。

図面では、同一のまたは同様の符号が、同一のまたは同様のデバイスまたは方法ステップを指す。

ネットワークのトポロジ的構造を示す単純な概略図である。 本発明の実施形態による、無線通信ネットワーク内の移動局内の、送信電力を制御する方法を示す流れ図である。 本発明の実施形態による、無線通信ネットワーク内の基地局内の、その送信電力を調整するように基地局によってサービスされる移動局に指示する方法を示す流れ図である。 本発明の実施形態による、無線通信ネットワーク内の移動局内の、送信電力を制御する制御デバイスを示す構造ブロック図である。 本発明の実施形態による、無線通信ネットワーク内の基地局内の、その送信電力を調整するように基地局によってサービスされる移動局に指示する指示デバイスを示す構造ブロック図である。

以降では、本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。

図１に、ネットワークのトポロジ的構造の単純な概略図を示す。図１では、移動局ＭＳ１は、基地局ＢＳ＃１によってサービスされるセルＣ１内に配置され、セルＣ２は、基地局ＢＳ＃２によってサービスされる。周波数再利用係数は１である、すなわち、各セルは、同一の周波数リソースを使用する。ＭＳ１によって送信される信号は、ＢＳ＃１にとって有用な信号であるが、ＢＳ＃２または他の隣接する基地局（簡潔にするために図１には図示せず）にとっては干渉である。当業者は、図１が、簡潔にするために２つのセルだけを示すことを理解することができる。実際に、Ｃ１の周囲に複数の隣接するセルがあり、古典的な六角形セルラ構造について、Ｃ１の周囲に６つの隣接するセルがある。ＭＳ１は、ＭＳ１がその中に配置されているセルの隣接するセルのＩｏＴ、伝送損補償、およびＢＳ＃１によってＭＳ１から受信されたアップリンク信号の品質に従ってその送信電力を制御する。

図２に、本発明の実施形態による、無線通信ネットワーク内の移動局内の、送信電力を制御する方法の流れ図を示す。

以降では、図２のＭＳ１の送信電力の制御プロセスを、図１を参照して詳細に説明する。

まず、ステップＳ２０１で、ＭＳ１は、ＢＳ＃１から第１指示メッセージを受信し、この第１指示メッセージは、ＭＳ１の送信電力の第１調整量を含み、この第１調整量は、隣接するセルまたはセクタのＩｏＴと所定のターゲットＩｏＴとの間の大きさ関係に従って、ＢＳ＃１によって決定される。

第２に、ステップＳ２０２で、ＭＳ１は、伝送損補償量を決定する。

さらに、ステップＳ２０３で、ＭＳ１は、ＢＳ＃１によって移動局から受信された信号の品質に従って、送信電力の第２調整量を決定する。

最後に、ステップＳ２０４で、ＭＳ１は、第１調整量、伝送損補償量、および第２調整量に従って、その送信電力を制御する。

以降では、第１調整量、伝送損補償量、および第２調整量を決定するプロセスを、それぞれ例を介して説明する。

まず、第１調整量を決定するプロセスを説明する。

ＢＳ＃１は、隣接するセルまたはセクタのＩｏＴと所定のターゲットＩｏＴとの間の大きさ関係に従ってＭＳ１の送信電力の第１調整量を決定し、ＢＳ＃１は、第１調整量を含む第１指示メッセージをＭＳ１に送信する。

図３に、以降で詳細に説明される、本発明の実施形態による、ＭＳ１の送信電力を調整するようにＭＳ１に指示するＢＳ＃１での方法の流れ図、すなわち、ＭＳ１の第１調整量を決定するＢＳ＃１の流れ図を示す。

第１に、ステップＳ３０１で、ＢＳ＃１は、複数の隣接する基地局によって送信されたＩｏＴの測定値報告を受信し、各測定値報告は、それらの基地局に対応する隣接するセルまたはセクタのＩｏＴを含む。好ましくは、図１のＢＳ＃２などの隣接する基地局がＢＳ＃１に送信するＩｏＴは、複数の周波数領域および／または時間領域でのＩｏＴの平均値である。

第２に、ステップＳ３０２で、ＢＳ＃１は、複数の隣接するセルまたはセクタのＩｏＴの平均値を決定する。ＭＳ１がその中に配置されているセルＣ１がセクタに分割されるシナリオについて、ＢＳ＃１は、ＭＳ１がその中に配置されているセクタの外部のセクタのＩｏＴを測定し、これが、隣接するセル内のセクタ（「隣接するセクタ」とも呼ばれる）のＩｏＴと一緒に平均をとられる。

さらに、ステップＳ３０３で、ＢＳ＃１は、隣接するセルまたはセクタのＩｏＴの平均値を所定のターゲットＩｏＴと比較し、比較結果を入手する。ターゲットＩｏＴは、所定のターゲット値であり、システム性能が達成を望むターゲットでもある。詳細な値は、実際のシステムの経験的値に従って決定される。

次に、ステップＳ３０４で、ＢＳ＃１は、比較結果に基づいてＭＳ１の送信電力の第１調整量を決定する。具体的に言うと、隣接するセルのＩｏＴの平均値がターゲットＩｏＴより大きい場合には、第１調整量は、負の値として決定される、すなわち、ＭＳ１は、その送信電力を減らすように指示される。隣接するセルのＩｏＴの平均値がターゲットＩｏＴより小さい場合には、第１調整量は、正の値として決定される、すなわち、ＭＳ１は、その送信電力を増やすように指示される。隣接するセルのＩｏＴの平均値がターゲットＩｏＴと等しい場合には、第１調整量は、０として決定される。

最後に、ステップＳ３０５で、ＢＳ＃１は、第１調整量を含む第１指示メッセージをＭＳ１に送信する。

以降では、第１調整量を決定するプロセスを、例によって説明する。

図１を例としてとると、

Ｒｘ＿ｐｏｗｅｒ１＝Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒ−ＴＬ１ （１）
Ｒｘ＿ｐｏｗｅｒ２＝Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒ−ＴＬ２ （２）

式（１）から（２）を引くと、結果は

Ｒｘ＿ｐｏｗｅｒ１＝Ｒｘ＿ｐｏｗｅｒ２−ｄｉｆｆ＿ＴＬ （３）

である。

ただし、Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒは、ＭＳ１の送信電力であり、Ｒｘ＿ｐｏｗｅｒ１は、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信された信号の電力であり、Ｒｘ＿ｐｏｗｅｒ２は、ＢＳ＃２によってＭＳ１から受信された信号の電力であり、ＴＬ１およびＴＬ２は、ＭＳ１によってＭＳ１からＢＳ＃１およびＢＳ＃２に送信される信号の伝送損であり、これは、経路損、シャドウイング、送信アンテナ利得、および受信アンテナ利得を含み、ｄｉｆｆ＿ＴＬ＝ＴＬ１−ＴＬ２であり、ｄｉｆｆ＿ＴＬは、ＭＳ１からＢＳ＃１への信号伝送損とＭＳ１からＢＳ＃２への信号伝送損との間の伝送損差である。便宜上、この説明の変数の単位は、すべてｄＢ単位である。

ＭＳ１によって引き起こされる隣接するセルＢＳ＃ｎへの干渉が最強である場合には、これは、ＭＳ１からＢＳ＃１へとＭＳ１からＢＳ＃ｎへとの間の最大伝送損差に対応する、すなわち、ＭＳ１からＢＳ＃１への伝送損ＴＬ１およびＭＳ１からＢＳ＃ｎへの伝送損ＴＬｎが、最も近い。

式（３）を基礎として、雑音の影響を考慮し、伝送損差が最大であると仮定して、伝送損補償係数αが導入され、式（４）が得られる。

Target_SINR＝min（Target_INR−α×max（diff_TL），max_SINR） （４）

ただし、０≦α≦１であり、α＝１は、完全な伝送損補償を表し、ｍａｘ＿ＳＩＮＲは、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信された信号の所定の最大ターゲット信号対干渉雑音比を表し、Ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＮＲは、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信された信号の信号対干渉雑音比であり、ＢＳ＃１は、Ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＮＲを達成することを望み、Ｔａｒｇｅｔ＿ＩＮＲは、ターゲット干渉対雑音比と呼ばれる、ＭＳ１によって引き起こされる、隣接する基地局への最強の干渉のターゲット値を表す。

式（４）のターゲット干渉対雑音比（Ｔａｒｇｅｔ＿ＩＮＲ）を、囲む基地局の間で交換されるＩｏＴ情報に基づいてさらに調整することができる。たとえば、ＢＳ＃１は、隣接する基地局によって報告されるそれぞれのＩｏＴ（Ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ）を受信し、複数のＩｏＴの平均値を所定のターゲットＩｏＴ値（Ｔａｒｇｅｔ＿ＩｏＴ）と比較し、それに従ってＭＳ１のターゲット干渉対雑音比を調整し、これは、次のように式によってリストされる。

If mean（measured_IoT（j））＞Target_IoT（ただし、j≠1）
Target_INR＝Target_INR−Down_INR
else if mean （measured_IoT（j））＞Target_IoT
Target_INR＝Target_INR＋Up_INR
else
Target_INR＝Target_INR （５）

ここで、ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ（ｊ）は、ＢＳ＃１の隣接する基地局によって測定されたＩｏＴであり、Ｄｏｗｎ＿ＩＮＲは、ターゲット干渉対雑音比のダウン調整ステップであり、Ｕｐ＿ＩＮＲは、ターゲット干渉対雑音比のアップ調整ステップである。Ｕｐ＿ＩＮＲおよびＤｏｗｎ＿ＩＮＲは、定数または変数とすることができ、これは、実際のシステム要件に従って決定される。通常、システム初期化中に、Ｔａｒｇｅｔ＿ＩＮＲ値が、経験的値に従ってセットされ、その後、システムの実行に伴って、Ｔａｒｇｅｔ＿ＩＮＲが、隣接するセルのＩｏＴに従って徐々に調整される。

ＢＳ＃１は、ＭＳ１のターゲット干渉対雑音比の調整値すなわち上で述べた第１調整値を含む第１指示メッセージをＭＳ１に送信する。第１指示メッセージを受信した後に、ＭＳ１は、式（４）に従ってそのターゲット信号対干渉雑音比Ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＮＲを更新し、それに従ってその送信電力を調整する。具体的に言うと、ＭＳ１がその送信電力Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒをターゲット信号対干渉雑音比Ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＮＲに従ってどのように調整するのかを、以降で詳細に説明する。

まず、伝送損補償量の決定を、以降で詳細に説明する。

大規模な区域でのアップリンク信号およびダウンリンク信号のほぼ対称の特徴に従って、ＭＳ１は、アップリンクの伝送損を近似するのにダウンリンク信号の伝送損を使用することができる。たとえば、ＭＳ１について、ＢＳ＃１からの信号の電力が、各基地局（各基地局は、ほぼ同一の電力でブロードキャスト信号を送信する）から受信された信号のすべての中で最大であり、ＢＳ＃ｎからの信号の電力が、２番目に大きく、最大伝送損は、

max（diff_TL）＝Rx_powern_MS1−Rx_power1_MS1 （６）

として近似することができる。

第２調整量の決定を、以降で説明する。

ＭＳ１は、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信された信号の品質に従って送信電力をさらに調整する、すなわち、第２調整量を決定する。ＢＳ＃１は、ＭＳ１から受信された信号の品質をＭＳ１にフィード・バックする。好ましくは、ＢＳ＃１は、第２指示メッセージをＭＳ１に送信し、第２指示メッセージは、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信されたデータ・パケットが正しいのか正しくないのかを示すのに使用される。

たとえば、ＨＡＲＱに基づくデータ伝送では、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信されたデータ・パケットが正しくない場合に、ＢＳ＃１は、正しくない受信を示す第２指示メッセージＮＡＣＫをＭＳ１に送信し、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信されたデータ・パケットが正しい場合に、ＢＳ＃１は、正しい受信を示す第２指示メッセージＡＣＫをＭＳ１に送信する。時々、たとえばアップリンクおよびダウンリンクが対称である時に、ＭＳ１は、さらに、ＭＳ１によってＢＳ＃１から受信された信号の品質に従って第２調整量を決定することができる。

ＨＡＲＱに基づくデータ伝送を例にとれば、ＭＳ１がＢＳ＃１から指示メッセージＮＡＣＫを受信する時には、ＭＳ１は、アップ調整ステップ（Ｕｐ＿ＯＬ）だけ上に送信電力を調整する。ＭＳ１がＢＳ＃１から指示メッセージＡＣＫを受信する時には、ＭＳ１は、次のように、式（７）に示されたダウン調整ステップ（Ｄｏｗｎ＿ＯＬ）だけ下に送信電力を調整する。

ｉｆ ＮＡＣＫ
Ｏｆｆｓｅｔ＿ＯＬ＝Ｏｆｆｓｅｔ＿ＯＬ＋Ｕｐ＿ＯＬ
ｅｌｓｅ ｉｆ ＡＣＫ
Ｏｆｆｓｅｔ＿ＯＬ＝Ｏｆｆｓｅｔ＿ＯＬ−Ｄｏｗｎ＿ＯＬ
ｅｌｓｅ
Ｏｆｆｓｅｔ＿ＯＬ＝Ｏｆｆｓｅｔ＿ＯＬ （７）

ただし、Ｏｆｆｓｅｔ＿ＯＬは、第２調整量を表し、Ｕｐ＿ＯＬは、第２調整量のアップ調整ステップを表し、Ｄｏｗｎ＿ＯＬは、第２調整量のダウン調整ステップを表す。Ｕｐ＿ＯＬおよびＤｏｗｎ＿ＯＬは、定数または変数とすることができ、これは、実際のシステムに従って決定される。

最後に、式（８）に示されているように、ＭＳ１の送信電力を、ターゲット信号対干渉雑音比Ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＮＲ、第２調整量、伝送損、雑音電力、およびＭＳ１がその中に配置されているセルまたはセクタのＩｏＴによって決定することができる。

Tx_power＝Target_SINR＋Offset_OL＋TL1＋Noise_power＋measured_IoT（1） （８）

ただし、ＴＬ１は、ＭＳ１からＢＳ＃１への伝送損であり、ダウンリンク信号に従ってＭＳ１によって推定されるか、ＢＳ＃１によって測定された後にＭＳ１に送信されるかのいずれかとすることができ、Ｎｏｉｓｅ＿ｐｏｗｅｒは、雑音電力の推定値であり、ＭＳ１自体によって推定された雑音電力またはＢＳ＃１によって推定され、ＭＳ１に送信される雑音電力のいずれかとすることができ、ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ（１）は、ＭＳ１がその中に配置されているセルまたはセクタのＩｏＴであり、通常はＢＳ＃１によって測定され、ＭＳ１に送信される。好ましくは、ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ（１）は、時間領域および／または周波数領域での統計的平均でもある。確かに、ＢＳ＃１は、ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ（１）計算に必要な物理量をＭＳ１に送信することもでき、その後、ＭＳ１は、ＩｏＴ、ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ（１）を計算する。たとえば、ＢＳ＃１は、干渉および雑音の量だけをＭＳ１に送信し、ＭＳ１は、ＩｏＴ、ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ（１）を計算する。

通常、システム初期化中に、まず、Ｏｆｆｓｅｔ＿ＯＬが経験的値に従ってセットされ、その後、システムの実行に伴って、Ｏｆｆｓｅｔ＿ＯＬが、ＢＳ＃１によって受信された信号の品質に従って徐々に調整される。

式（８）から、ＭＳ１の送信電力制御が主に２つの部分を含むことがわかり、一方の部分は、ＭＳ１が、第１調整量および伝送損補償量（以降では略して「外部調整」と呼ぶ）に従ってターゲット信号対干渉雑音比を決定することであり、他方の部分は、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信された信号の品質に従って決定される第２調整量（以降では略して「内部調整」と呼ぶ）である。内部調整および外部調整は、同一の頻度を有しても有しなくてもよい。内部調整および外部調整が同一頻度を有する場合には、Ｏｆｆｓｅｔ＿ＯＬは、Ｕｐ＿ＯＬおよびＤｏｗｎ＿ＯＬの累算された値である。内部調整頻度が外部調整頻度より高い場合には、外部調整が実行されず、内部調整だけが実行される時に、Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒを基礎とするＵｐ＿ＯＬの増加またはＤｏｗｎ＿ＯＬの減少だけでよい。

通常、ＭＳ１の送信電力は、所定の最大電力値Ｍａｘ＿ｐｏｗｅｒを有し、ＭＳ１は、式（８）に従って決定された送信電力Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒが所定の最大電力値Ｍａｘ＿ｐｏｗｅｒを超えるかどうかを判断する必要があり、送信電力Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒが所定の最大電力値Ｍａｘ＿ｐｏｗｅｒを超える場合には、Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒ＝Ｍａｘ＿ｐｏｗｅｒである。

当業者が、上で述べた第１調整量、伝送損補償量、および第２調整量の決定態様が例示にすぎないことを理解できることに留意されたい。実際には、上で述べた実施形態に限定されない、異なるシステムに関する第１調整量、伝送損補償量、および第２調整量の複数の詳細な決定態様がある。さらに、第１調整量および第２調整量の物理的意味は、上で述べた意味とわずかに異なる場合がある。

図４に、本発明の実施形態による、無線通信ネットワーク内の移動局内の、移動局の送信電力を制御する制御デバイス４００の構造ブロック図を示す。制御デバイス４００は、第１受信手段４０１、第１決定手段４０２、第２決定手段４０３、電力制御手段４０４、および入手手段４０５を含む。

以降では、図１に示されたネットワークのトポロジ的構造を参照して、ＭＳ１内の制御デバイス４００が、ＭＳ１の隣接するセルのＩｏＴ、伝送損補償、およびＢＳ＃１によってＭＳ１から受信されたアップリンク信号の品質に従ってＭＳ１の送信電力をどのように制御するのかを詳細に説明する。

当業者は、図４の制御デバイス４００が例示にすぎないことを理解することができる。本発明の制御デバイス４００は、異なる機能手段に従って異なる構造を有する場合があり、図４に示されたものに限定されない。

第１に、第１受信手段４０１は、第１指示メッセージをＢＳ＃１から受信し、第１指示メッセージは、ＭＳ１の送信電力の第１調整量を含み、第１調整量は、隣接するセルまたはセクタのＩｏＴと所定のターゲットＩｏＴとの間の大きさ関係に従ってＢＳ＃１によって決定される。

第２に、第１決定手段４０２は、伝送損補償量を決定する。

さらに、第２決定手段４０３は、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信された信号の品質に従って、ＭＳ１の送信電力の第２調整量を決定する。

最後に、電力制御手段４０４は、第１調整量、伝送損補償量、および第２調整量に従って、その送信電力を制御する。

第１調整量、伝送損補償量、および第２調整量を決定するプロセスを、それぞれ、以降で例を介して説明する。

まず、第１調整量を決定するプロセスを説明する。

図５に、本発明の実施形態による、無線通信ネットワーク内のＢＳ＃１内の、その送信電力を調整するようにＢＳ＃１によってサービスされるＭＳ１に指示する指示デバイス５００の構造ブロック図を示す。指示デバイス５００は、第２受信手段５０１、第３決定手段５０２、比較手段５０３、第４決定手段５０４、送信手段５０５、および測定手段５０６を含む。

ＢＳ＃１内の指示デバイス５００は、隣接するセルまたはセクタのＩｏＴと所定のターゲットＩｏＴとの間の大きさ関係に従ってＭＳ１の送信電力の第１調整量を決定し、ＢＳ＃１内の指示デバイス５００は、第１調整量を含む第１指示メッセージをＭＳ１に送信する。このプロセスを、以降で詳細に説明する。図３に、以降で詳細に説明される、本発明の実施形態による、その送信電力を調整するようにＭＳ１に指示するＢＳ＃１の方法すなわち、ＭＳ１の第１調整量をＢＳ＃１内で決定する方法の流れ図を示す。

第１に、第２受信手段５０１は、複数の隣接する基地局によって送信されたＩｏＴの測定値報告を受信し、各測定値報告は、基地局に対応する隣接するセルまたはセクタのＩｏＴを含む。好ましくは、図１のＢＳ＃２などの隣接する基地局によってＢＳ＃１に送信されるＩｏＴは、複数の周波数領域および／または時間領域でのＩｏＴの平均値である。

第２に、第３決定手段５０２は、複数の隣接するセルまたはセクタのＩｏＴの平均値を決定する。ＭＳ１がその中に配置されるセルＣ１がセクタに分割されるシナリオについて、ＢＳ＃１は、ＭＳ１がその中に配置されるセクタの外部のセクタのＩｏＴを測定し、この値は、第３決定手段５０２によって、隣接するセル内のセクタ（「隣接するセクタ」とも呼ばれる）のＩｏＴとの平均をとられる。

さらに、比較手段５０３は、隣接するセルまたはセクタのＩｏＴの平均値を所定のターゲットＩｏＴと比較し、比較結果を入手する。ターゲットＩｏＴは、所定のターゲット値であり、システム性能が達成を望むターゲットでもある。詳細な値は、実際のシステムの経験的値に従って決定される。

次に、第４決定手段５０４は、比較手段５０３からの比較結果に従って、ＭＳ１の送信電力の第１調整量を決定する。具体的に言うと、隣接するセルのＩｏＴの平均値がターゲットＩｏＴより大きい場合には、第１調整量は、負の値として決定される、すなわち、ＭＳ１は、その送信電力を減らすように指示される。隣接するセルのＩｏＴの平均値がターゲットＩｏＴより小さい場合には、第１調整量は、正の値として決定される、すなわち、ＭＳ１は、その送信電力を増やすように指示される。隣接するセルのＩｏＴの平均値がターゲットＩｏＴと等しい場合には、第１調整量は、０として決定される。

最後に、送信手段５０５は、第１調整量を含む第１指示メッセージをＭＳ１に送信する。

第１調整量を決定するプロセスは、上で述べた方法説明内の実施形態を参照することができる。すなわち、式（４）を参照すると、図（４）のターゲット干渉対雑音比（Ｔａｒｇｅｔ＿ＩＮＲ）を、囲む基地局の間で交換されるＩｏＴ情報に基づいてさらに調整することができる。たとえば、第２受信手段５０１は、隣接する基地局によって報告されたそれぞれのＩｏＴ（Ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ）を受信し、比較手段５０３は、第３決定手段５０２によって決定された複数のＩｏＴの平均値をターゲットＩｏＴ値（Ｔａｒｇｅｔ＿ＩｏＴ）と比較し、第４決定手段５０４は、ＭＳ１のターゲット干渉対雑音比を調整する調整量すなわち式（５）に示された第１調整量をそれに従って決定する。

送信手段５０５は、第１指示メッセージをＭＳ１に送信し、第１指示メッセージは、ＭＳ１のターゲット干渉対雑音比の調整値すなわち上で述べた第１調整量を含む。ＭＳ１内の第１受信手段４０１が第１指示メッセージを受信した後に、電力制御手段４０４は、式（４）に従ってＭＳ１のターゲット信号対干渉雑音比Ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＮＲを更新し、それに従って送信電力を調整する。具体的に言うと、電力制御手段４０４がターゲット信号対干渉雑音比Ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＮＲに従ってその送信電力Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒをどのように調整するのかを、以降で詳細に説明する。

まず、第１決定手段４０２が伝送損補償量を決定するプロセスを、以降で詳細に説明する。

大規模な区域でのアップリンク信号およびダウンリンク信号のほぼ対称の特徴に従って、第１決定手段４０２は、アップリンクの伝送損を近似するのにダウンリンク信号の伝送損を使用することができる。たとえば、ＭＳ１について、ＢＳ＃１からの信号の電力が、各基地局から受信された信号のすべての中で最大であり、ＢＳ＃ｎからの信号の電力が、２番目に大きく、第１決定手段４０２は、式（６）に示されているように、伝送損補償量としてＢＳ＃１とＢＳ＃ｎとの間の信号電力の差を決定する。

第２決定手段４０３が第２調整量を決定するプロセスを、以降で説明する。

第２決定手段４０３は、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信された信号の品質に従って送信電力をさらに調整する、すなわち、第２調整量を決定する。ＢＳ＃１は、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信された信号の品質をＭＳ１にフィード・バックする。好ましくは、ＢＳ＃１は、ＭＳ１に第２指示メッセージを送信し、第２指示メッセージは、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信されたデータ・パケットが正しいのか正しくないのかを示すのに使用される。

たとえば、ＨＡＲＱに基づくデータ伝送では、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信されたデータ・パケットが正しくない場合に、ＢＳ＃１は、正しくない受信を示す第２指示メッセージＮＡＣＫをＭＳ１に送信し、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信されたデータ・パケットが正しい場合に、ＢＳ＃１は、正しい受信を示す第２指示メッセージＡＣＫをＭＳ１に送信する。時々、たとえばアップリンクおよびダウンリンクが対称である時に、第２決定手段４０３は、さらに、それ自体によってＢＳ＃１から受信された信号の品質に従って第２調整量を決定することができる。

ＨＡＲＱに基づくデータ伝送を例にとれば、ＭＳ１がＢＳ＃１から指示メッセージＮＡＣＫを受信する時には、第２決定手段４０３は、アップ調整ステップ（Ｕｐ＿ＯＬ）だけ上に送信電力を調整し、ＭＳ１がＢＳ＃１から指示メッセージＡＣＫを受信する時には、第２決定手段４０３は、上で述べた式（７）に示されているように、ダウン調整ステップ（Ｄｏｗｎ＿ＯＬ）だけ下に送信電力を調整する。

最後に、電力制御手段４０４は、式（８）に示されているように、ターゲット信号対干渉雑音比Ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＮＲ、第２調整量、伝送損、雑音電力、およびＭＳ１がその中に配置されているセルまたはセクタのＩｏＴに従って、ＭＳ１の送信電力を決定する。ここで、ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ（１）は、ＭＳ１がその中に配置されているセルまたはセクタのＩｏＴであり、ＢＳ＃１から入手手段４０５によって入手される。Ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ（１）は、通常、ＢＳ＃１内の測定手段５０６によって測定され、その後、送信手段５０５によってＭＳ１に送信される。好ましくは、ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ（１）は、時間領域および／または周波数領域での統計的平均でもある。確かに、ＢＳ＃１は、ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ（１）計算に必要な物理量をＭＳ１に送信することもでき、その後、ＭＳ１は、ＩｏＴ、ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ（１）を計算する。たとえば、ＢＳ＃１は、干渉および雑音の量だけをＭＳ１に送信し、ＭＳ１は、ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴ（１）を計算する。

式（８）から、ＭＳ１の送信電力制御が主に２つの部分を含むことがわかり、一方の部分は、ＭＳ１が、第１調整量および伝送損補償量すなわち、上で述べた「外部調整」に従ってターゲット信号対干渉雑音比を決定することであり、他方の部分は、ＢＳ＃１によってＭＳ１から受信された信号の品質に従って決定される第２調整量すなわち、上で述べた「内部調整」である。内部調整および外部調整は、同一の頻度を有しても有しなくてもよい。内部調整および外部調整が同一頻度を有する場合には、Ｏｆｆｓｅｔ＿ＯＬは、Ｕｐ＿ＯＬおよびＤｏｗｎ＿ＯＬの累算された値である。内部調整頻度が外部調整頻度より高い場合には、外部調整が実行されず、内部調整だけが実行される時に、Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒを基礎とするＵｐ＿ＯＬの増加またはＤｏｗｎ＿ＯＬの減少だけでよい。

通常、ＭＳ１の送信電力は、所定の最大電力値Ｍａｘ＿ｐｏｗｅｒを有し、電力制御手段４０４は、式（８）に従って決定された送信電力Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒが所定の最大電力値Ｍａｘ＿ｐｏｗｅｒを超えるかどうかを判断する必要があり、Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒが所定の最大電力値Ｍａｘ＿ｐｏｗｅｒを超える場合には、Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒ＝Ｍａｘ＿ｐｏｗｅｒである。

当業者が、上で述べた第１調整量、伝送損補償量、および第２調整量の決定態様が例示にすぎないことを理解できることに留意されたい。実際には、上で述べた実施形態に限定されない、システムの差に従う第１調整量、伝送損補償量、および第２調整量の複数の詳細な決定態様がある。さらに、第１調整量および第２調整量の物理的意味は、上で述べた意味とわずかに異なる場合がある。

本発明の実施形態は、上で説明される。本発明が、上で述べた特定の実施形態に限定されず、当業者が、添付の特許請求の範囲の範囲内ですべての種類の変形形態または修正形態を作ることができることを理解されたい。本発明の技術的解決策を、ソフトウェアまたはハードウェアを用いて実施することができる。

Claims (13)

1. 無線通信ネットワーク内の移動局内で前記移動局の送信電力を制御する方法であって、前記移動局がその中に配置されるセルまたはセクタの隣接するセルまたはセクタのＩｏＴ、伝送損補償、および前記移動局にサービスする基地局によって前記移動局から受信された信号の品質に従って、前記移動局の前記送信電力を制御し、
   ｉ．前記基地局から第１指示メッセージを受信するステップを含み、前記第１指示メッセージは前記移動局の送信電力の第１調整量を含み、前記第１調整量は、前記隣接するセルまたはセクタの前記ＩｏＴと所定のターゲットＩｏＴとの間の大きさ関係に従って前記基地局によって決定され、さらに、
   ｉｉ．伝送損補償量を決定するステップと、
   ｉｉｉ．前記基地局によって前記移動局から受信された信号の前記品質に従って前記移動局の送信電力の第２調整量を決定するステップと、
   ｉｖ．前記第１調整量、前記伝送損補償量、および前記第２調整量に従って前記移動局の前記送信電力を制御するステップとを含む、方法。
2. 前記ステップｉｉは、
   前記移動局から前記基地局への伝送損と前記移動局から隣接する基地局への伝送損との間の差の最大差に従って前記伝送損補償量を決定するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ステップｉｉｉは、
   前記基地局からの第２指示メッセージに従って前記第２調整量を決定するステップを含み、前記第２指示メッセージは、前記基地局によって前記移動局から受信されたデータ・パケットが正しいのか正しくないのかを示すのに使用される、請求項１に記載の方法。
4. 前記基地局から、前記移動局がその中に配置されている前記セルまたはセクタのＩｏＴを入手するステップをさらに含み、
   前記ステップｉｖは、
   前記第１調整量、前記伝送損補償量、および前記第２調整量に従い、式
   
   Tx_power＝Target_SINR＋Offset_OL＋TL＋Noise_power＋measured_IoT
   
   に基づいて前記移動局の前記送信電力を決定するステップを含み、Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒは前記移動局の送信電力であり、Ｏｆｆｓｅｔ＿ＯＬは前記第２調整量であり、ＴＬは前記移動局から前記基地局への伝送損であり、Ｎｏｉｓｅ＿ｐｏｗｅｒは雑音電力の推定された値であり、ｍｅａｓｕｒｅｄ＿ＩｏＴは前記移動局がその中に配置されている前記セルまたはセクタのＩｏＴであり、Ｔａｒｇｅｔ＿ＳＩＮＲは、式
   
   Target_SINR＝min（Target_INR−α×max（diff_TL），max_SINR）
   
   に従って決定されるターゲット信号対干渉雑音比であり、ｍａｘ（ｄｉｆｆ＿ＴＬ）は、前記移動局から前記基地局への伝送損と前記移動局から隣接する基地局への伝送損との間の差の最大差であり、αは所定の伝送損補償係数であり、Ｔａｒｇｅｔ＿ＩＮＲは、前記第１調整量に従って調整される、隣接するセルまたはセクタへの前記移動局のターゲット干渉対雑音比であり、ｍａｘ＿ＳＩＮＲは所定の最大信号対干渉雑音比である、請求項１に記載の方法。
5. 前記Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒが所定の最大送信電力Ｍａｘ＿ｐｏｗｅｒより大きいかどうかを判断するステップと、
   前記Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒが前記Ｍａｘ＿ｐｏｗｅｒより大きい場合に、Ｔｘ＿ｐｏｗｅｒ＝Ｍａｘ＿ｐｏｗｅｒとするステップとをさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記伝送損は、経路損、シャドウイング、送信アンテナ利得、および受信アンテナ利得を含む、請求項２に記載の方法。
7. 無線通信ネットワークの基地局内で移動局の送信電力を調整するように前記移動局に指示する方法であって、
   複数の隣接する基地局によって送信されたＩｏＴの測定値報告を受信するステップを含み、各測定値報告は、前記基地局に対応する隣接するセルまたはセクタのＩｏＴを含み、さらに、
   複数の隣接するセルまたはセクタのＩｏＴの平均値を決定するステップと、
   前記ＩｏＴの前記平均値を所定のターゲットＩｏＴと比較し、比較結果を入手するステップと、
   前記比較結果に従って、前記移動局の送信電力の第１調整量を決定するステップと、
   前記第１調整量を含む第１指示メッセージを前記移動局に送信するステップとを含む、方法。
8. 前記基地局によってサービスされ、前記基地局がその中に配置される前記セルまたはセクタの前記ＩｏＴを測定するステップと、
   前記測定されたＩｏＴを前記移動局に送信するステップとをさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記ＩｏＴは、時間領域および／または周波数領域での統計的平均を含む、請求項７に記載の方法。
10. 無線通信ネットワーク内の移動局内で前記移動局の送信電力を制御する制御デバイスであって、前記移動局がその中に配置されるセルまたはセクタの隣接するセルまたはセクタのＩｏＴ、伝送損補償、および前記移動局にサービスする基地局によって前記移動局から受信された信号の品質に従って、前記移動局の前記送信電力を制御し、
    前記基地局から第１指示メッセージを受信する第１受信手段を含み、前記第１指示メッセージは前記移動局の送信電力の第１調整量を含み、前記第１調整量は、前記隣接するセルまたはセクタの前記ＩｏＴと所定のターゲットＩｏＴとの間の大きさ関係に従って前記基地局によって決定され、さらに、
    伝送損補償量を決定する第１決定手段と、
    前記基地局によって前記移動局から受信された信号の前記品質に従って前記移動局の送信電力の第２調整量を決定する第２決定手段と、
    前記第１調整量、前記伝送損補償量、および前記第２調整量に従って前記移動局の前記送信電力を制御する電力制御手段とを含む、制御デバイス。
11. 前記第１決定手段は、前記移動局から前記基地局への伝送損と前記移動局から隣接する基地局への伝送損との間の差の最大差に従って前記伝送損補償量を決定することにさらに使用される、請求項１０に記載の制御デバイス。
12. 前記第２決定手段は、前記基地局からの第２指示メッセージに従って前記第２調整量を決定することにさらに使用され、前記第２指示メッセージは、前記基地局によって前記移動局から受信されたデータ・パケットが正しいのか正しくないのかを示すのに使用される、請求項１０に記載の制御デバイス。
13. 無線通信ネットワークの基地局内で移動局の送信電力を調整するように前記移動局に指示する指示デバイスであって、
    複数の隣接する基地局によって送信されたＩｏＴの測定値報告を受信する第２受信手段を含み、各測定値報告は、前記基地局に対応する隣接するセルまたはセクタのＩｏＴを含み、さらに、
    複数の隣接するセルまたはセクタのＩｏＴの平均値を決定する第３決定手段と、
    前記ＩｏＴの前記平均値を所定のターゲットＩｏＴと比較し、比較結果を入手する比較手段と、
    前記比較結果に従って前記移動局の送信電力の第１調整量を決定する第４決定手段と、
    前記第１調整量を含む第１指示メッセージを前記移動局に送信する送信手段とを含む、指示デバイス。

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