JP5970107B2 - 通信システムにおけるリソース割り付け - Google Patents

Description

本開示は、概括的に、通信システムと機材に関し、より具体的には、通信システムリソースを、通信システムのモバイル装置に割り付けるための技法と器械に関する。

多くの無線通信システムは、基地局を使用し、基地局が受け持つセル内の１つ又は複数のモバイル装置（即ち、ユーザー側移動端末又は「ＵＥ（User Equipment）」）と交信する。基地局からユーザー側移動端末に送られるデータは、ダウンリンクチャネルと呼ばれる無線チャネルを通して送信され、ユーザー側移動端末から基地局に送信されるデータは、アップリンクチャネルと呼ばれる無線チャネルを通して送信される。

無線通信システムでは、モバイル装置に割り付けることのできるリソースが限られており、普通は、アップリンクチャネルとダウンリンクチャネルで利用できる帯域幅を最大限に活用するため、割り付けを行うよう努めている。例えば、周波数又は周波数のセットは、無線送信又は受信に使用するためモバイル装置に割り付けることのできるリソースである。送信のための時間、即ち、送信「タイムスロット」も、無線送信又は受信に使用するためモバイル装置に割り付けることのできるリソースである。

アップリンクチャネルでの送信に関しては、送信電力は、無線送信に使用するためモバイル装置に割り付けられるリソースである。基地局が、モバイル装置によって使用されているスペクトル全体に亘って比較的一様な電力レベルを受信できるように、送信電力の適切な割り付けが必要である。適切な送信電力の割り付けは、他のモバイル装置が同じセル内にあるのか隣接するセル内にあるのかに関わらず、それら他のモバイル装置からの送信への干渉を回避するのにも役立つ。

基地局で受け取られる電力は、モバイル装置と基地局との距離、及び、モバイル装置と基地局との間の他の種類の経路損失によって影響を受けることがある。距離依存の経路損失では、信号が移動する距離のために受信信号の電力が低下する。更に、電力は、モバイル装置と基地局の間に物体が入った時に起こるシャドーイングによって低下することもある。例えば、モバイル装置を持った人が通りを歩いていて、モバイル装置とその基地局の間に建造物が入って来たら、シャドーイングのせいで経路損失が増大する。

本発明は、一例として示されており、添付図面によって限定されるものではなく、図中、同様の符号は類似要素を示している。図面の要素は、説明を解り易く明解にするために示されており、必ずしも縮尺が合っているわけではない。

１つ又は複数の実施形態による無線通信システムの高レベルブロック図である。 １つ又は複数の実施形態による図１の無線通信システムの各種構成要素同士の間で送られるメッセージを描いている高レベルバウンス線図である。 １つ又は複数の実施形態によるメッセージフォーマットを表現している。 １つ又は複数の実施形態による図１の無線通信システムの各種構成要素同士の間で送られるメッセージを描いている高レベルバウンス線図である。 １つ又は複数の実施形態による、モバイル装置で実行することのできるプロセスを描いている高レベルフローチャートである。 １つ又は複数の実施形態による、モバイル装置で実行することのできるプロセスを描いている高レベルフローチャートである。

図１は、１つ又は複数の実施形態による通信システム１００の諸部分の高レベル線図である。通信システム１００は、電力制御技法及びアルゴリズムを使用して、データを送信する１つ又は複数の装置の送信電力を制御する、無線通信システム又は他の同様の通信システムでもよい。図示の様に、図１には、基地局１０２と１０４、及びモバイル装置１０６と１０８が含まれており、同モバイル装置は、移動局、加入者ユニット、移動端末、又はユーザー側移動端末（ＵＥ）とも呼ばれる。基地局１０２は、一般に、セル１１０内のモバイル装置と無線で通信し、一方、基地局１０４は、一般に、セル１１２内のモバイル装置と無線で通信している。基地局コントローラ１１４（或る実施形態では、ｅＮｏｄｅ−Ｂ又は進化型ノードＢと呼ばれる）は、基地局１０２のオペレーションを制御するために基地局１０２に連結されており、そして、恐らく、他の基地局１１６を制御するために他の基地局１１６にも連結されている。様々な実施形態では、基地局コントローラ１１４は、パケットスケジューリング機能、接続移動性制御、負荷均衡化、インターＲＡＴハンドオーバー（inter Radio-Access-Technology handover：W-CDMAとGSMの切替動作）などを行うことができる。同様に、基地局コントローラ１１８は、基地局１０４を制御する目的で基地局１０４に連結されており、そして、恐らく、他の基地局１２０にも連結されている。基地局コントローラは、無線、有線、光ファイバーなど何れでもよいが、通信リンクを介して、基地局に連結することができる。幾つかの実施形態では、基地局コントローラは、基地局と同一場所に配置することもできる。

１つの実施形態では、通信システム１００は、第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ：Third Generation Partnership Project）無線システム内で、ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ：long-term evolution）プロジェクトの仕様に準じて実施することができ、基本的に、音声（例えば、ＶｏＩＰ）及び他のデータを送信することができる無線パケットデータシステムである。

モバイル装置１０６は、無線通信リンク１２２を介して基地局１０２と通信することができる。モバイル装置１０８は、無線通信リンク１２４を介して基地局１０４と通信することができる。モバイル装置１０６が、自身の受け持ちセル１１０の周縁に近く、且つ、受け持ちセル１１２の周縁近くに在るもう１つのモバイル装置１０８にも近い時は、モバイル装置１０８からの干渉１２６が、無線通信リンク１２２のモバイル装置１０６からの送信を妨害することがあり、特に、モバイル装置１０６とモバイル装置１０８に同じ送信周波数が割り当てられている時はそうである。

それぞれのセル１１０と１１２の中で、基地局（例えば、基地局１０２と１０４）は、モバイル装置１０６及び図には示されていない他の装置の様な、複数のモバイル装置からのアップリンク送信を同時に受信することができる。幾つかの実施形態では、基地局は、信号強度が実質的に同じ受信信号を有する無線アップリンク送信を受信するようになっている。受信信号強度を実質的に同じにするため、アップリンク送信電力制御アルゴリズムを使用して、各モバイル装置の送信電力を制御することができる。１つの実施形態では、基地局は、同基地局が受け持つセル内の全てのモバイル装置に、全セル的（cell-wide）電力制御パラメータを同報送信することができる。例えば、１つの実施形態では、基地局１０２は、同基地局１０２が受け持つ全てのモバイル装置（例えば、モバイル装置１０６）に、基地局で受信される信号対干渉＋ノイズ比（ＳＩＮＲ）に関係付けられた全セル的受信電力目標（即ち、電力制御パラメーター）を同報送信することができる。

もう１つの実施形態では、全セル的電力制御パラメータは、分数電力制御指数（fractionalpower control exponent）であってもよい。分数電力制御指数は、以下の式１、
mobile_station_power_i = Pmax X min(1,max(R_min,(PL_i/PL_xile) ^α ) （式１）
において、記号「α」として表すことができ、
ここに、mobile_station_power_iは、セル内のｉ番目のモバイル装置によって計算された電力、PL_xileは、セル内の全てのモバイル装置から基地局までの経路損失のｘパーセンタイル、R_minは、最小電力減少比、PL_iは、問題のモバイル装置（又はＵＥ）から基地局までの経路損失である。０＜α＜１として上の式１を使うと、セルの中心に在るモバイル装置はセルの周縁に在るモバイル装置より閾値が低くなり、その結果、ネットワーク内の干渉が少なくなる。

次に図２を参照すると、通信システム１００の各種構成要素同士の間で交わされるメッセージを示す「バウンス線図」が描かれている。メッセージは、描かれている様に、モバイル装置２０２と受け持ち基地局２０４と基地局コントローラ２０６の間で交わされる。基地局コントローラ２０６は、図１に示されている基地局コントローラ１１４と共に設置することができる。基地局２０４と基地局コントローラ２０６は、別体として示されているが、システム次第で、それらは物理的に同じ場所に配置される場合もあればそうでない場合もある。

モバイル装置は、同期化される前（例えば、モバイル装置がアイドルモードになっている時）は、非同期ＲＡＣＨ２０８（即ち、非同期ランダムアクセスチャネルメッセージ）を送ることにより、受け持ち基地局との交信を開始することができる。ランダムアクセスチャネルは、通常、基地局が受け持っているセル内の全てのモバイル装置で共有されている。非同期ＲＡＣＨ２０８のプリアンブルは、モバイル装置２０２が基地局へのメッセージを所持していることを、基地局２０４に伝えることができる。ランダムアクセスチャネル上でサービスを要求することを「ＲＡＣＨ要求」と呼ぶこともある。

非同期ＲＡＣＨ２０８は、過剰な干渉を回避するために、最初は、比較的低電力で送信される。そのため、非同期ＲＡＣＨ２０８が、基地局２０４に受信されない可能性もある。非同期ＲＡＣＨ２０８が基地局２０４に受信されなかった場合、基地局２０４による応答は無いので、モバイル装置２０２は、非同期ＲＡＣＨ２１０を段階的に高い電力レベルに上げて再度送信することになり、最終的に、非同期ＲＡＣＨが基地局２０４に受信されることになる。

基地局２０４は、非同期ＲＡＣＨ２１０を受信すると、ＲＡＣＨ応答２１２を送ることによって応答することができる。ＲＡＣＨ応答２１２は、基地局２０４からの、モバイル装置２０２を認知したということ、及び、モバイル装置２０２に、信号連絡時期、送信電力、及び次のアップリンク送信に使用される時間と周波数についての指示を与える、という内容のメッセージを含んでいてもよい。一例として、ＲＡＣＨ応答２１２は、モバイル装置２０２に対し、その送信時期を＋１．０４μＳ調整し、送信電力を−２ｄＢ調整し、同期ＲＡＣＨ（即ち、同期的ＲＡＣＨメッセージ）を特定の開始周波数で、特定の振動数で、特定の時間間隔内に送るように、という命令を保有していてもよい。

ＲＡＣＨ応答２１２受信後、モバイル装置２０２は、モバイル装置が基地局からのサービスを要求していることを表す同期ＲＡＣＨメッセージ２１４で応答することができる。加えて、モバイル装置２０２は、メッセージの一部分又は一セグメントを使用して、リソース使用限界を有していることを、その様なリソース使用限界が基地局へ報告すべき限界閾値を超える場合には、提示することができる。

１つの実施形態では、モバイル装置のリソース使用限界は、現在の電力レベル及び現在の変調及びエンコーディングスキーム（ＭＣＳ：modulation and encoding scheme）に対してアップリンク送信中に使用できるリソースブロック数に対する限界であってもよい。もう１つの実施形態では、モバイル装置のリソース使用限界は、アップリンク送信に使用することのできる残り電力量（例えば、電力ヘッドルーム）でもよい。而して、１つの実施形態では、同期ＲＡＣＨメッセージ２１４は、モバイル装置が転送すべきファイルを有している（即ち、ファイル転送サービスを要求している）ことと、モバイル装置は電力的に４つのリソースブロックに制限されること（即ち、モバイル装置のリソース使用限界は、現在の送信電力、モバイル装置の最大送信電力、及び現在の変調及びコーディングスキームを考慮すると、同モバイル装置には４つより多くのリソースブロックを割り当てるべきでないことを表している）を表すことができる。

なお、リソース使用限界は、限界が基地局に報告される前に、限界閾値を超えていなければならないことを指摘しておく。報告すべき限界閾値は、アップリンクスケジューラーが、モバイル装置の容量を超えたアップリンク送信をスケジューリングする可能性がある時に、装置のリソース使用限界が報告されるような点に設定すべきである。モバイル装置がモバイル装置のリソース使用限界メッセージを送ると、基地局（又は他のアップリンクトラフィックのスケジューリングを行っているエンティティ）は、この情報を使って、アップリンクトラフィックを、同モバイル装置の送信電力性能を超えないやり方で賢くスケジューリングすることができる。例えば、基地局２０４が、モバイル装置が限界として示したブロック数より多い個数のリソースブロックを割り付けると決めた場合、基地局は、モバイル装置が、割り当てられた全てのリソースブロックに要求される電力を送ることができるように、変調及びコーディングスキームを縮小することができる。

同期ＲＡＣＨメッセージ２１４のフォーマットに関し、図３に、メッセージのフォーマットの１つの実施形態の一例を示している。図示の様に、メッセージ３００は、ヘッダ３０２、サービス要求３０４、サービス要求パラメータ３０６、随意のモバイル装置リソース使用限界３０８、及びエラー制御フィールド３１０を含むことができる。ヘッダ３００は、メッセージのタイプを表示するのに使用することができる。サービス要求３０４は、モバイル装置を受け持っている基地局からのサービスに関する要求を表示するためのフィールドでもよい。その様なサービスに関する要求は、ファイルを転送したいという要求、音声通話を申し込みたいという要求、ｅメール配信を求める要求、音楽又は映像クリップのダウンロードを求める要求などを含んでいてもよい。サービス要求パラメータ３０６には、ファイル転送のためのファイルサイズの様な、サービス要求に関係する情報、又は、サービス要求を完遂するのに必要な他の類似した情報が入っていてもよい。

モバイル装置使用限界を報告すべき閾値を超えた場合、同期ＲＡＣＨメッセージ２１４のモバイル装置リソース使用限界３０８部分は、モバイル装置がその電力容量を超えるやり方でアップリンク通信をスケジューリングすることが可能か否かを表すフラグ３１２を含んでいてもよい。例えば、フラグが設定された場合、フラグは、モバイル装置が、現在その最大電力に近い電力で作動していることを表示することができ、これは、基地局が、当該モバイル装置について、その電力送信容量を超えてしまうかもしれないアップリンク送信をスケジューリングする恐れのあることを暗示している。現在の送信電力が２１ｄＢで、最大送信電力が２４ｄＢであれば、基地局が、モバイル装置に４つのリソースブロックを使ったアップリンク送信をスケジューリングする可能性があり、これは、モバイル装置が最大電力に達するまでに利用できる追加電力は３ｄＢしか無い時に、追加電力６ｄＢが必要となることになりかねない。基地局２０４が、モバイル装置２０２に対し４つのリソースブロックをスケジューリングしたいというこの事例では、基地局２０４は、リソースブロックの最大数を２に制限するか、又は、基地局２０４は、４つのリソースブロックをスケジューリングし、モバイル装置２０２が送信電力を２で割って（即ち、電力を１／２削減して）全４つのリソースブロックを使用するであろうと仮定するか、の何れかである。なお、基地局２０４は、スケジューリングにとって当該モバイル装置が他のモバイル装置よりも適任候補であるという理由で、同モバイル装置リソース使用限界３０８に報告されているリソースブロックの数を超える数のリソースブロックをスケジューリングすることもあることを指摘しておく。

モバイル装置リソース使用限界フィールド３０８は、電力制限フラグ３１２に加えて、リソースブロック容量３１４を表示するフィールドを含んでいてもよい。リソースブロック容量フィールド３１４は、モバイル装置が使用することのできるリソースブロックの最大数を示すか、又は、モバイル装置によって使用され得る追加ブロックの個数を示すことができる。現在の送信電力フィールド３１６は、モバイル装置の現在の送信電力を表示するのに使用することができる。モバイル装置が現在の送信電力を基地局に送れば、基地局は、モバイル装置によって使用され得るリソースブロックの最大数又はモバイル装置によって使用され得る追加ブロック数を計算することができる。モバイル装置リソース限界フィールド３０８の実施形態は、電力制限フラグ３１２と、リソースブロック容量３１４又は現在の送信電力３１６の何れか又はその両方を含んでいてもよい。

モバイル装置リソース使用限界フィールド３０８は、更に、モバイル装置の他の限界を表示することもできる。例えば、多くのモバイル装置は、変調及びコーディングスキーム（ＭＣＳ）の多くの異なるレベルの内の１つを使って送信することができる。モバイル装置が全てのレベルを有しているわけではない場合、又は、低バッテリー（又は他の同様の制限状態）のせいで、又はモバイル装置が全ＭＣＳレベルの実装されたフル機能装置ではないという理由で、幾つかのレベルが利用できない場合は、モバイル装置リソース使用限界フィールド３０８は、これらの限界をスケジューラーに知らせて、モバイル装置が、成し遂げ得ないアップリンク送信を実行させるスケジューリングが組まれないようにする。

図２では、モバイル装置が受け持ち基地局２０４に同期ＲＡＣＨメッセージ２１４を送った後、メッセージは、２１６で示されている様に、基地局コントローラ２０６に転送される。基地局コントローラ２０６が応答してダウンリンク制御メッセージ２１８を受け持ち基地局２０４に送ると、同メッセージは、２２０で示されている様に、モバイル装置２０２に転送され、そこで、ダウンリンク制御メッセージは、モバイル装置２０２に、或る特定の時期に或る特定の周波数でチャネルを打診するよう指示する。モバイル装置２０２は、アンリンクチャネル打診メッセージ２２２を送ることにより応答することができ、ここで、モバイル装置は、多少の差はあってもチャネル帯域全体に分散している副搬送波のセットに関する既知のコード又はデータ（例えば、既知のデータシーケンス）を送信する。幾つかの実施形態では、既知のコードは、アップリンクデータチャネルに埋め込まれたパイロットシーケンスである。チャネル打診は、基地局とモバイル装置の間のチャネルを特徴付けるためのプロセスである。チャネルは、チャネルのインパルス応答を計算することによって特徴付けることができる。

アップリンクチャネル打診メッセージ２２２が基地局２０４に受信された後、基地局２０４は、搬送波対干渉＋ノイズ比（ＣＩＮＲ）及び電力制御（ＰＣ）報告２２４を用意し、同報告は、基地局コントローラ２０６へ転送される。ＣＩＮＲは、信号有効性をデシベル（ｄＢ）で表した測定値である。搬送波は望ましい信号であり、干渉には、ノイズ、同一チャネル干渉又は他チャネル干渉、又はこれらの全てが含まれる。信号受信器に信号をデコードさせるためには、信号は、受容可能なＣＩＮＲ範囲内に入っていなければならない。短距離で周波数が再使用される時は、同一チャネル干渉の問題が一層高まる。システム内でチャネル打診が使用されない実施形態では、基地局２０４は、チャネルを長期追跡することによってデータチャネルの参照記号からＣＩＮＲを推測することができる。

何らかのモバイル装置リソース使用限界と、チャネル打診から得たデータの様な何らかのモバイル特定電力制御パラメータを受信すると、基地局コントローラ２０６は、リソース割り付けの認可２２６を用意し、基地局２０４へ送ることができる。リソース割り付けの認可２２６は、２２８で示されている様に、モバイル装置２０２に転送される。

リソース割り付けの認可２２６は、動的リソース割り付けの認可又は永続的リソース割り付けの認可の何れでもよい。動的リソース割り付けの認可は、動的リソース割り付け認可の持続期間中に使用される一回限りの電力制御命令を含んでいる比較的短期の認可である。永続的リソース割り付けの認可は、動的リソース割り付け認可中の初期に使用される電力制御命令と、永続的リソース割り付け認可の持続期間中に周期的に受信されるその後の電力制御命令と、を含んでいる長期の認可である。

図４は、モバイル装置２０２と受け持ち基地局２０４と基地局コントローラ２０６の間で送られるメッセージを描いているバウンス線図であり、その結果、１つ又は複数の実施形態による永続的リソース割り付けが認可されることになる。メッセージ及びデータ通信２０８から２２４は、図２に関連付けて上で論じたものと同様である。この例では、同期ＲＡＣＨ２１４は、永続的リソース割り付け認可に最も適している基地局サービスに関する要求を含んでいてもよい。例えば、同期ＲＡＣＨ２１４は、音声通話に関する要求を含んでいてもよい。永続的リソース割り付け認可４０２は、基地局コントローラ２０６から基地局２０４へ送られ、次いで、４０４で示されている様に、モバイル装置２０２へ転送される。永続的リソース割り付け認可４０２には、永続的リソース割り付け認可時の初期に使用される電力制御命令が入っていてもよい。次の電力制御命令は、基地局コントローラ２０６から、基地局２０４へ、そしてモバイル装置２０２へ送ることができる。例えば、一定期間の後、減分電力命令４０６が、永続的リソース割り付け認可４０２に続く。減分電力命令４０６は、４０８に示されている様に、モバイル装置２０２に転送され、モバイル装置２０２に、その電力を所定の増分量だけ下げるよう指示する。電力制御命令４０６に続いて、追加の周期的電力制御命令４１０と４１４が送られ、永続的リソース割り付け認可の持続期間中は、それぞれ４１２と４１６で示されている様に、モバイル装置２０２に転送される。

こうして、動的リソース割り付け認可２２６以後、モバイル装置２０２は、基地局２０４からの追加の電力制御命令が想定されていないモードで作動する。永続的リソース割り付け認可４０２以後、モバイル装置２０２は、永続的リソース割り付けの持続期間中は、基地局２０４からの追加の電力制御命令が想定されているモードで作動する。

図５は、１つ又は複数の実施形態による、図１のモバイル装置１０６又は適切な機能を備えた他のシステムによって実行させることのできるプロセスの高レベルフローチャートを示している。図示の様に、プロセスは、５０２で始まり、その後、引き続き５０４に移って、基地局に非同期ＲＡＣＨを送る。非同期ＲＡＣＨメッセージ（例えば、図２の非同期ＲＡＣＨメッセージ２０８、２１０）が、アイドル状態のモバイル装置（例えば、モバイル装置１０６）から基地局（例えば、基地局１０２）へ送られ、基地局に、同モバイル装置が基地局へのメッセージを所持していることについて警告することになる。

次に、プロセスは、５０６で説明している様に、基地局からＲＡＣＨ応答を受信する。ＲＡＣＨ応答は、モバイル装置からの送信を認知し、更に、モバイル装置に指示して、その送信時期及び送信電力を調整させ、特定のタイムスロットで、特定の周波数（例えば、周波数のセット又はリソースブロック）で、同期ＲＡＣＨで応答させる。

モバイル装置は、ＲＡＣＨ応答を受信した後、５０８に描かれている様に、モバイル装置の電力限界を求める。１つの実施形態では、このステップは、モバイル装置の電力ヘッドルームを求めることによって実施することができ、電力ヘッドルームは、ＲＡＣＨ応答でモバイル装置が使用するように指示された電力とモバイル装置の最大電力との差である。

モバイル装置の電力限界が求められたら、プロセスは、５１０に示されている様に、電力限界に基づいて、モバイル装置リソース使用限界を求める。１つの実施形態では、このステップは、モバイル装置がアップリンク送信に使用することのできるリソースブロックの最大数を、電力ヘッドルームに基づいて求めることによって実施することができる。例えば、１つの実施形態では、モバイル装置が、現在、２１ｄＢｍで送信するよう指示されていて、同モバイル装置の最大電力が２４ｄＢｍであり、従って、電力ヘッドルームが３ｄＢになっており、モバイル装置が使用できるリソースブロックの最大数は２とすると、第２リソースブロックを加えるには２倍の電力が必要となるので、電力は更に３ｄＢｍの増加になる。

次に、プロセスは、５１２に描かれている様に、モバイル装置リソース使用限界が、報告閾値を超えているか否かを判定する。報告閾値は、電力ヘッドルームによって制限を受けていないモバイル装置がモバイル装置電力限界を報告することのないようにするレベルに設定することができる。電力ヘッドルームによって制限を受けてないモバイル装置は、基地局のスケジューラー（又は基地局コントローラ）が、スケジューリング対象のリソースを電力ヘッドルームによって制限を受けていないモバイル装置に限定する作業に関与する必要が無いため、リソース使用限界を報告するのに必要な帯域幅を取っておくことができる。逆に、モバイル装置が、その電力ヘッドルームによって制限を受けている場合、スケジューラーは、モバイル装置の送信電力性能を超えるリソース割り付けをスケジューリングしないように、望ましくはスケジューリングの前に、知る必要がある。

リソース使用限界が報告閾値を超える場合、プロセスは５１４に進み、そこで同期ＲＡＣＨ（例えば、図４に示されている同期ＲＡＣＨ２１４など）が基地局に送られるが、同期ＲＡＣＨには、リソース割り付け要求とリソース使用限界が含まれている。リソース割り付け要求は、ファイル転送を求める要求、音声通話を求める要求、ビデオ又は音楽ファイルを求める要求などを含んでいてもよい。リソース使用限界は、リソースブロックの最大数、変調及びコーディングの最大レベル、又は、モバイル装置送信電力に依存する他の同様のリソース限界を含んでいてもよい。なお、もう１つの実施形態では、リソース使用限界パラメータは、専用メッセージに載せて送信することができ、同期ＲＡＣＨメッセージに背負わせる必要はない。

リソース使用限界が報告閾値を超えない場合は、プロセスは５１６へ進み、そこで、モバイル装置は、リソース割り付け要求を含んでいるがリソース使用限界を含んでいない同期ＲＡＣＨを基地局へ送る。

同期ＲＡＣＨメッセージが基地局へ送られた後、プロセスは、５１８に示されている様に、チャネル打診コマンドを受信することができる。チャネル打診コマンドに応答して、プロセスは、５２０に描かれている様に、チャネル打診データシーケンスを送る。チャネル打診データシーケンスは、既知のデータシーケンスであり、それは、既知の送信電力で、通信システムの帯域幅全体に亘り事前に選択された周波数で送信される。チャネル打診によって、基地局及び／又は基地局コントローラには、スペクトル全体に亘る様々な周波数に関するチャネルの品質を表すデータが与えられる。この情報は、モバイル装置からのアップリンク送信をスケジューリングする際に有用であり、というのも、スケジューラーは、望ましいチャネル条件でリソースを現在使用することができるモバイル装置に同リソースを認可することを好むからである。システム内でチャネル打診が使用されない実施形態では、基地局２０４は、チャネルを長期追跡することによってデータチャネルの参照記号からＣＩＮＲを推測することができる。

チャネル打診シーケンスが送られた後、プロセスは、５２２で、動的又は永続的リソース割り付け認可を受信し、その認可が動的であるか又は永続的であるかを判定する。認可が動的であった場合、プロセスは、５２４に描かれている様に、動的リソース認可の持続期間中に使用される電力制限命令を含め、動的アップリンク送信のための命令を受信する。次いで、プロセスは、５２６に示されている様に、動的リソース割り付け認可に従いアップリンクで送信し、電力制御命令を使って、認可の持続期間中の送信電力を設定する。５３６に描かれている様に、動的リソース割り付け認可に従ったデータ送信が終了すると、プロセスは終了する。

代わりに、認可が永続的であった場合は、プロセスは、５２８に示している様に、永続的リソース認可送信を開始する初期電力制御命令を含め、永続的アップリンク送信のための命令を受信する。次いで、プロセスは、５３０に示されている様に、永続的リソース割り付け認可に従いアップリンクで送信し、初期電力制御命令を使用して、永続的認可送信を開始する。プロセスは、５３２に描かれている様に、一定期間の後、追加の電力制御命令を受信する。

次に、プロセスは、５３４に示している様に、永続的認可が満了したか否かを判定する。永続的認可が満了していない場合、プロセスは、引き続き５３０でもっと多くのデータを送り、５３２で更新された電力制御命令を周期的に受信する。

永続的認可が満了した場合、５３６に示されている様に、永続的リソース認可に従って割り付けられたアップリンクリソースで送信を行うプロセスは終了する。図６は、１つ又は複数の実施形態による、図１のモバイル装置１０６又は適切な機能を備えた他のシステムによって実行することのできるプロセスの高レベルフローチャートを示している。図示の様に、プロセスは、６０２で始まり、その後、６０４に続き、そこで、プロセスは、全セル的電力制御パラメータを受信する。全セル的電力制御パラメータは、受け持ち基地局によって、セル内の全てのモバイル装置へ送られるパラメータである。パラメータは、同報通信チャネルで送ることができる。１つの実施形態では、全セル的電力制御パラメータは、基地局（例えば、基地局１０２）で受信される、セル目標信号対干渉＋ノイズ比（ＳＩＮＲ）である。もう１つの実施形態では、全セル的電力制御パラメータは、上記式１内の記号「α」として示されている分数電力制御指数であってもよい。

プロセスは、全セル的電力制御パラメータを受信した後、６０６に示している様に、受け持ち基地局での目標受信電力に関係付けられる暗示的モバイル特定電力制御パラメータを求める。暗示的モバイル特定電力制御パラメータは、当該モバイル装置に特定され（即ち、同報通信されないパラメータ）、且つ当該モバイル装置に送られた他のメッセージ又はコマンドによって暗示されているアップリンク電力制御に関係付けられたパラメータか、又は当該モバイル装置によって行われた測定の値であり、その場合は、暗示的パラメータは、基地局からの追加のメッセージトラフィックを必要としないものになる。１つの実施形態では、暗示的モバイル特定電力制御パラメータは、以前に当該モバイル装置により使用された変調及びコーディングレベルであってもよい。変調及びコーディングレベルは、基地局によってモバイル装置へ送られ、モバイル装置と基地局の間のアップリンクチャネル特性を暗示的に表している。１つの実施形態では、以前にモバイル装置によって使用された変調及びコーディングレベルは、時間ウインドウに亘って平均化された平均変調及びコーディングレベルでもよい。

別の実施形態では、暗示的モバイル特定電力制御パラメータは、モバイル装置によって測定されたダウンリンクＳＩＮＲレベル（又は平均されたダウンリンクＳＩＮＲレベル）であってもよい。時間領域二重（ＴＤＤ）通信システムでは、相互依存原理により、ダウンリンクＳＩＮＲは、アップリンクチャネル特性を暗示的に示している。周波数領域二重（ＦＤＤ）通信システムでは、経路損失とシャドーイング成分は同じであっても、アップリンクとダウンリンクのチャネル高速フェーディング成分には相関関係が無いかもしれない。時間と周波数に亘ってダウンリンクＳＩＮＲを平均化すれば、フェーディング成分が平均化され、アップリンクチャネル特性の良好な暗示的推定を行うことになる。

幾つかの実施形態では、モバイル装置は、全セル的電力制御パラメータ及び暗示的モバイル特定電力制御パラメータに加えて、更に、モバイル特定電力制御パラメータを受信することができる。モバイル特定電力制御パラメータは、特定的に当該モバイル装置に向けて送られた、基地局からのメッセージで受信することができる。モバイル装置が全セル的電力制御パラメータとモバイル特定強力パラメータを受信する場合には、暗示的モバイル特定電力制御パラメータは、モバイル特定電力制御パラメータと、受け持ち基地局によって割り当てられた変調及びコーディングレベルとの間の相関であってもよい。従って、暗示的モバイル特定電力制御パラメータは、モバイル特定電力制御パラメータが変調及びコーディングスキームに直接相関付けられる場合と、モバイル特定電力制御パラメータが変調及びデコーディングスキームに間接的に相関付けられる場合との間で変動し得るものである。一例として、電力制御パラメータと変調及びコーディングスキームの間の直接的相関は、モバイル装置が、比較的高い電力を、比較的高い変調及びコーディングレベル（即ち、高い電力を要する変調及びコーディングレベル）との組み合せで受信する場合、及び、同様に、モバイル装置が、比較的低い電力を、比較的低い変調及びコーディングレベルとの組合せで受信する場合である。電力制御パラメータと変調及びコーディングスキームの間の間接的相関の例は、モバイル装置が、比較的高い電力を、比較的低い変調及びコーディングスキームとの組合せで受信する場合、及びその逆の場合である。従って、この暗示的モバイル特定相関係数は、想定される電力レベルと変調及びコーディングスキームと、想定されない電力レベルと変調及びコーディングスキームの組合せとの間で変動する。

次に、プロセスは、６０８に描かれている様に、全セル的電力制御パラメータと暗示的モバイル特定電力制御パラメータを使って、モバイル装置アップリンク送信電力を計算する。このステップで、暗示的モバイル特定電力制御パラメータは、全セル的電力制御パラメータで示された送信器電力を調整するか、又は全セル的電力制御パラメータとモバイル特定電力制御パラメータとの組合せで示された送信電力を調整するのに用いられる。１つの実施形態では、この調整は、全セル的パラメータを使った計算又は全セル的パラメータとモバイル特定パラメータとの組合せを使った計算によって示された送信電力の割合であってもよい。

一例として、基地局は、コーディングレート１／２の１６ＱＡＭ（即ち、１６点信号配置直交振幅変調）（ＳＩＮＲ_１６）の平均ＭＣＳレベルにマッピングした全セル的目標ＳＩＮＲを同報通信するものと仮定しよう。モバイル装置は、先ず、信号が、確実に、全セル的目標ＳＩＮＲ_１６で基地局に受信されるように自身の送信電力を計算する。次に、モバイル装置は、同モバイル装置に割り付けられたアップリンクＭＣＳの履歴の様な暗示的モバイル特定電力制御パラメータに基づいて、補正係数を自発的に計算することができる。モバイル装置で、時間及び周波数に亘って割り付けられた平均ＭＣＳレベルが、ＳＩＮＲ_４の基地局で受信された平均ＳＩＮＲにマッピングしたものである４ＱＡＭのレート１／２であることが観測された場合、モバイル装置はＳＩＮＲ_１６−ＳＩＮＲ_４の補正係数を自発的に用いて、基地局が想定している受信されたＳＩＮＲ_１６に一致するようにする。従って、目標ＳＩＮＲと暗示されたＳＩＮＲとの差によって、自発的補正係数を加算するか（測定されたＭＣＳが、基地局のＳＩＮＲが低いことを暗示している場合）、又は減算するか（測定されたＭＣＳが、基地局のＳＩＮＲが高いことを暗示している場合）を決める。

１つの実施形態では、差（即ち、補正係数）は、直接一度に送信電力に適用することができる。もう１つの実施形態では、補正係数は、或る期間に亘って増分的に、一定の増分補正を複数回用いる（例えば、１ｄＢ単位で変更する）か、又は一定の補正回数に亘って或る割合の補正係数を用いる（例えば、５回の変更に亘って２０％の補正係数で変更する）かの何れかのやり方で適用することができる。補正係数は、以前の補正係数が完全に適用される前であっても、周期的に計算し直すことができる。

更に、モバイル装置は、ダウンリンクＳＩＮＲレベルの連続測定を行い、測定値を時間及び周波数に亘って平均化して、長期ダウンリンク受信ＳＩＮＲを推定することができる。次いで、この推定された長期ＳＩＮＲは、上の例で計算された自発補正済み送信電力に基づいてモバイル装置が想定したアップリンクＳＩＮＲと比較される。デルタ補正係数は差に基づいて計算し適用することができ、次いで、デルタ補正係数は、自発的補正係数の計算に使用して、その精度を高めることができる。デルタ補正係数は、モバイル装置の設定された送信電力と実際の送信電力との差に起因する、送信電力の精度不良を補償するのに使用することができる。

モバイル装置は、モバイル装置アップリンク送信電力を計算した後、６１０に示す様に、送信電力を使ってデータを送信する。データは、リソース割り付け認可で示された時間と周波数で送信される。プロセスは、計算された送信電力を使ってデータを送信した後、６１２で終了する。

モバイル装置が、モバイル装置の電力限界のために６１２の送信の条件を満たすことができないリソース割り付けを認可されていた（例えば、送信電力とＭＣＳの組合せがモバイル装置の最大電力を超えるために実現できない）場合、モバイル装置には、幾つかの選択肢があり、即ち、（１）モバイル装置は、もっと低い電力を使って送信することができ、（２）モバイル装置は、もっと低いＭＣＳレベルを使って送信することができ、（３）モバイル装置は、リソースブロックの数を減らして送信することができ、（４）モバイル装置は、リソース割り付けの要求を繰り返す（例えば、同期ＲＡＣＨメッセージ２１４を繰り返す）ことができ、繰り返される要求には、以前の認可がモバイル装置の電力限界を超える事態を招いたリソース使用限界（例えば、３０８）の表示が含まれている。

ここでは、本発明を特定の実施形態に関連付けて説明しているが、特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲から逸脱すること無く、様々な修正及び変更を行うことができる。例えば、モバイル装置の送信電力を制御するための技法と器械は広範に変動してもよいが、１つ又は複数の実施形態は、３ＧＰＰＬＴＥ標準に準拠して運用されているシステムで使用することができる。従って、明細書及び図は、制限的な意味ではなく、例示的な意味で考えられるべきであり、全てのその様な変更は、本発明の範囲内に含まれるものとする。恩恵、利点、又は、特定の実施形態に関連付けてここで説明した問題に対する解決法については、如何なるものも、何れか又は全ての特許請求項の重要な、必要とされる、又は必須の特徴又は要素と解釈されることを意図していない。

他に別段記載のない限り、「第１」及び「第２」の様な用語は、それらの用語が言及している要素を任意に区別するために使用されている。よって、それらの用語は、必ずしも、その様な要素の一時的な又は他の優先順位を表すことを意図するものではない。

１００ 通信システム
１０２、１０４、１１６、１２０ 基地局
１０６、１０８ モバイル装置
１１０、１１２ セル
１１４、１１８ 基地局コントローラ
１２２、１２４ 無線通信リンク
１２６ 干渉

Claims (20)

1. モバイル装置の送信電力を制御するための方法であって、
   前記モバイル装置のリソース使用限界を求める段階と、
   前記リソース使用限界が報告閾値を超えているか否かを判定する段階と、
   前記リソース使用限界が前記報告閾値を超えていることに応えて、前記リソース使用限界を示すメッセージを前記モバイル装置から基地局へ送る段階と、を含むことを特徴とする方法。
2. 前記モバイル装置のリソース使用限界を求める前記段階は、現在の送信電力に応じて前記モバイル装置の送信電力限界を求める段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のモバイル装置の送信電力を制御するための方法。
3. 前記モバイル装置のリソース使用限界を求める前記段階は、前記モバイル装置のリソースブロック限界を求める段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のモバイル装置の送信電力を制御するための方法。
4. 前記リソース使用限界が前記報告閾値を超えているか否かを判定する前記段階は、電力ヘッドルーム限界が報告閾値を超えているか否かを判定する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のモバイル装置の送信電力を制御するための方法。
5. 前記リソース使用限界が前記報告閾値を超えているか否かを判定する前記段階は、リソースブロック容量限界が報告閾値を超えているか否かを判定する段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のモバイル装置の送信電力を制御するための方法。
6. 前記リソース使用限界を示すメッセージを前記モバイル装置から基地局へ送る前記段階は、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）応答に応えて前記リソース使用限界を示すメッセージを送る段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のモバイル装置の送信電力を制御するための方法。
7. 前記リソース使用限界を示すメッセージを前記モバイル装置から基地局へ送る前記段階は、前記リソース使用限界を示すメッセージを、同期化されたランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）メッセージで送る段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のモバイル装置の送信電力を制御するための方法。
8. 前記リソース使用限界を示すメッセージを前記モバイル装置から基地局へ送る前記段階は、リソース割り付けの認可に応えて、前記リソース使用限界を示すメッセージを送る段階を含むことを特徴とする請求項１に記載のモバイル装置の送信電力を制御するための方法。
9. 前記モバイル装置の前記リソース使用限界を超えるリソース割り付けについての認可を受信する段階と、
   前記リソース割り付けの認可に応えて、前記リソース使用限界に従ってより低い電力を使用して送信する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のモバイル装置の送信電力を制御するための方法。
10. 前記モバイル装置の前記リソース使用限界を超えるリソース割り付けについての認可を受信する段階と、
    前記リソース割り付けの認可に応えて、前記リソース使用限界に従って、認可された変調及びエンコーディングスキームより低い容量の変調及びエンコーディングスキームを使って送信する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のモバイル装置の送信電力を制御するための方法。
11. 前記モバイル装置の前記リソース使用限界を超えるリソース割り付けについての認可を受信する段階と、
    前記リソース割り付けの認可に応えて、前記リソース使用限界に従って認可されたリソースブロック数より少ない数のリソースブロックを使って送信する段階と、を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のモバイル装置の送信電力を制御するための方法。
12. モバイル装置の送信電力を制御するための装置であって、
    無線インターフェイスと、電力源と、前記無線インターフェイス及び前記電力源とデータ通信する論理手段と、を含み、
    前記論理手段は、前記モバイル装置のリソース使用限界を求め、前記リソース使用限界が報告閾値を超えているか否かを判定し、前記リソース使用限界が前記報告閾値を超えていることに応えて、前記リソース使用限界を示すメッセージを前記モバイル装置から基地局へ送るように構成されていることを特徴とする装置。
13. 前記モバイル装置のリソース使用限界を求める前記論理手段は、現在の送信電力に応じて前記モバイル装置の送信電力限界を求めるように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 前記モバイル装置のリソース使用限界を求める前記論理手段は、前記モバイル装置のリソースブロック限界を求めるように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
15. 前記リソース使用限界が前記報告閾値を超えているか否かを判定する前記論理手段は、電力ヘッドルーム限界が報告閾値を超えているか否かを判定するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
16. 前記リソース使用限界が前記報告閾値を超えているか否かを判定する前記論理手段は、リソースブロック容量限界が報告閾値を超えているか否かを判定するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
17. 前記リソース使用限界を示すメッセージを前記モバイル装置から基地局へ送る前記論理手段は、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）応答に応えて前記リソース使用限界を示すメッセージを送るように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
18. 前記リソース使用限界を示すメッセージを前記モバイル装置から基地局へ送る前記論理手段は、前記リソース使用限界を示すメッセージを、同期化されたランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）メッセージで送るように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
19. 前記リソース使用限界を示すメッセージを前記モバイル装置から基地局へ送る前記論理手段は、リソース割り付けの認可に応えて、前記リソース使用限界を示すメッセージを送るように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
20. 前記論理手段はさらに、
    前記モバイル装置の前記リソース使用限界を超えるリソース割り付けについての認可を受信し、
    前記リソース割り付けの認可に応えて、前記リソース使用限界に従ってより低い電力を使用して送信するように構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の装置。

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