JP6110016B2 - 干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、一般に、ワイヤレス通信分野に関し、より具体的には、干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための方法および装置に関する。

ワイヤレス通信システムでは、無線チャネル・フェーディングと干渉とによって引き起こされる通信性能劣化の問題を克服する目的での伝送品質制御にとって、電力制御は重要なメカニズムである。電力制御は、電力制御が実施される種々の対象に従って、ダウンリンク（ＤＬ： Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）電力制御（すなわち、基地局の送信電力を制御すること）と、アップリンク（ＵＬ： Ｕｐｌｉｎｋ）電力制御（すなわち、ユーザ機器（ＵＥ： Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）の送信電力を制御すること）とに類別される。第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ＧＰＰ： ３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ： Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）では、アップリンク電力制御について、フラクショナル電力制御（ＦＰＣ： Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）が承認された。というのは、これは、ＵＥによって近隣セルに対して引き起こされる干渉を制御するための効果的なメカニズムを提供するからである（参考文献［１］参照）。物理アップリンク共有チャネル（ＰＵＳＣＨ： Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ）上でのデータ送信のためのベースラインＦＰＣは、低速な開ループ電力制御である。サービング（ｓｅｒｖｉｎｇ）基地局は、そのすべてのサーブド（ｓｅｒｖｅｄ）ＵＥに対して、セル固有の送信電力パラメータＰ_{Ｏ＿ＣＥＬＬ＿ＰＵＳＣＨ}を半静的に構成するが、このパラメータは、ｄＢｍで表現され、下式（１）によって表現され得る（参考文献［２］参照）。
Ｐ_{Ｏ＿ＣＥＬＬ＿ＰＵＳＣＨ}＝ＳＩＮＲ_{ｎｏｍｉｎａｌ}＋（１＋α）ＰＬ_{ｎｏｍｉｎａｌ}＋ＩｏＴ＋Ｎ_０ （１）
上式で、ＳＩＮＲ_{ｎｏｍｉｎａｌ}およびＰＬ_{ｎｏｍｉｎａｌ}はそれぞれ、公称信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）および公称パスロスを表す。０≦α≦１は、パスロスのフラクショナル補償についてのフラクショナル・パスロス補償係数である。ＩｏＴは、所望の干渉対熱雑音（ＩｏＴ：Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｏｖｅｒ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｎｏｉｓｅ）動作点である。Ｎ_０は、物理リソース・ブロック（ＰＲＢ： Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｂｌｏｃｋ）当たりの熱雑音レベルである。

加えて、各ＵＥは、ＵＥ固有の送信電力オフセットＰ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}を有し、これは、専用の無線リソース制御（ＲＲＣ： Ｒａｄｉｏ Ｒｅｓｏｕｒｃｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ）シグナリングを介してそれぞれのＵＥに送達される。

よって、ＵＥのＰＲＢ当たりの送信電力は、以下のように設定することができる。
Ｐ＝Ｐ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ}＋α×ＰＬ （２）
上式で、Ｐ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ}＝Ｐ_{Ｏ＿ＣＥＬＬ＿ＰＵＳＣＨ}＋Ｐ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}であり、ＰＬは、ユーザのサービング・セルに対するユーザの長期パスロスである。

この場合、ＵＥによって達成されるターゲットＳＩＮＲは、以下のように表すことができる。
ＳＩＮＲ_{ｔａｒｇｅｔ}＝ＳＩＮＲ_{ｎｏｍｉｎａｌ}−（１−α）×（ＰＬ−ＰＬ_{ｎｏｍｉｎａｌ}） （３）

ＦＰＣの性能は、他のセルに向けて生成される干渉が、主としてセル・エッジにおけるユーザによるものだという前提に依拠することがわかる。α≦１なので、ターゲットＳＩＮＲは常に、パスロスの増加に伴って減少する。しかし、近隣セルに対する干渉の分散は、サービング・セルに対するＵＥのパスロスの分散と完全に一貫性があるわけではない。異種セルラー・ネットワークでは特に、サービング・セルに対するパスロスと、近隣セルに対する干渉との間にある依存性は、より少ない。

同種セルラー・ネットワークでは、参考文献［１］に定義されるＦＰＣ方式を用いた場合、高いターゲットＳＩＮＲと共に、セル中心における隣接セクタ間のパスロスの小さい差が、高いセクタ間干渉につながる。

異種セルラー・ネットワークでは、ダウンリンク・ベースのユーザ・アクセス方法が採用される場合、スモールセルは一般に、スモールセル基地局とマクロセル基地局との間の送信電力の差のせいで、マクロセルと比較して相対的に小さいカバレッジ・エリアを有する。スモールセル基地局に隣接するマクロセルＵＥが高いターゲットＳＩＮＲを有する場合、ＤＬ／ＵＬユーザ・アクセス不均衡、およびスモールセルとマクロセルとの間の重複展開のせいで、強い干渉がスモールセル基地局に対して生成されることになる。

このことは、最もパスロスの低いＵＥが干渉のほとんどを生成するという前提が常に真であるとは限らないことを示し、特に、異種展開レイアウト、または相関シャドウ・フェーディングを伴う３セクタ・セル・レイアウトではそうである。別の本質的な問題は、アップリンク電力制御が近隣セルに対する干渉と近隣セルの干渉ステータスとを考慮しないとき、不均一なユーザ・ドロッピング、またはスモールセルの不規則展開が、セル間の干渉不均衡を引き起こすことになり、よって、セル間のＩｏＴレベル変動につながることである。

加えて、異種ネットワーク展開では、３ＧＰＰ ＬＲ１３．１において、セクタ間干渉問題を解決するために、チャネル品質情報（ＣＱＩ： Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）ベースのＦＰＣ方式が提案される。ＣＱＩベースのＦＰＣ方式は、従来のパスロスベースのＦＰＣ方式に対する向上である。その利点は、セクタ間干渉問題を低減するために、単にパスロスの値を考慮するだけでなく、ＵＥによって報告されるＣＱＩ情報に基づいて、ＵＥが近傍セルに近づきつつあるときを検出することを可能にする。このようなＣＱＩベースのＦＰＣ方式は、セル近接シナリオで特に有用であり、これらのシナリオでは、パスロスベースのＦＰＣアルゴリズムによって、高いターゲットＳＩＮＲがＵＥに設定され、また、セクタの主要配向からのどんな逸脱も、隣接セクタに対するかなり高い干渉につながることがある。

しかし、この方式はＵＥ側からのＣＱＩフィードバックに依存するが、種々の製造業者からのＵＥについては、同じ無線周波数条件で、ＣＱＩ測定報告に著しいばらつきがあることがある。さらに、この方式は、近隣セルに対する干渉レベルを制御するために、各基地局の送信電力が同一であるという前提に依存する。よって、異種ネットワーク（ＨｅｔＮｅｔ）では、この方式は、近隣セルに対するＵＥの干渉がマクロセルとスモールセルとの間の送信電力の差のせいで引き起こされるのかどうかをＤＬ ＳＩＮＲによって区別することはできないことになる。さらに、この方式は、近隣セルの干渉の知識を有さない。したがって、不均一なユーザ・ドロッピング、またはスモールセルの不規則展開の場合、近隣セルからの協力がないせいで、近隣セルが所望のＩｏＴ動作点を達成するのは困難である。

したがって、アップリンク電力制御が実施されることになるときに、パスロスに加えて、近隣セルに対して生成される干渉も考慮することによって、ＵＥの送信電力を調整し、それにより、セル／セクタ間干渉の協調のために、近隣セルに対するＵＥの干渉とターゲットＳＩＮＲとの間の効果的な依存関係を築くことが提案される。

参考文献
［１］３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１３、「Ｅ−ＵＴＲＡ−Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ（Ｒｅｌｅａｓｅ１１）」
［２］Ｎａｇｅｅｎ Ｈｉｍａｙａｔ、Ｓｈｉｌｐａ Ｔａｌｗａｒ、Ａｎｉｌ Ｒａｏ、およびＲｏｂｅｒｔ Ｓｏｎｉ、「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ４Ｇ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ」、ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｍａｇａｚｉｎｅ、ｖｏｌ．４８、２０１０年８月

３ＧＰＰ ＴＳ３６．２１３、「Ｅ−ＵＴＲＡ−Ｐｈｙｓｉｃａｌ ｌａｙｅｒ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ（Ｒｅｌｅａｓｅ１１）」 Ｎａｇｅｅｎ Ｈｉｍａｙａｔ、Ｓｈｉｌｐａ Ｔａｌｗａｒ、Ａｎｉｌ Ｒａｏ、およびＲｏｂｅｒｔ Ｓｏｎｉ、「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ｆｏｒ ４Ｇ Ｃｅｌｌｕｌａｒ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ」、ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｍａｇａｚｉｎｅ、ｖｏｌ．４８、２０１０年８月 ３ＧＰＰ ＬＲ１３．１ ３ＧＰＰ ＴＳ３６．８１４

上記の問題に鑑みて、本発明は、近隣セルに対する干渉に基づいて実装されるアップリンク・フラクショナル電力制御の解決法を提供するものであり、この解決法は、同種ネットワーク展開と異種ネットワーク展開との両方に適用される。

本発明の一態様によれば、サービング基地局によって実装される干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための方法が提供される。この方法は、サービング基地局によってサービスされるＵＥに、サービング基地局および近隣基地局の基準信号受信電力（ＲＳＲＰ：Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｐｏｗｅｒｓ）を測定するようＵＥに命令するための測定構成メッセージを送るステップと；近隣基地局の、ダウンリンク送信電力および所望の干渉対熱雑音（ＩｏＴ）動作点を、近隣基地局から受け取るステップと；ＵＥによって測定されたサービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰ値を受け取るステップと；ダウンリンク送信電力と、サービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰ値とに基づいて、サービング基地局および近隣基地局とＵＥとの間のパスロスを推定し、パスロスが最小である近隣基地局を最も強い近隣基地局として選択するステップと；推定されたパスロスと、ＵＥのアップリンク送信についてのサービング・セル固有の送信電力とに基づいて、最も強い近隣基地局に対するＵＥの干渉を決定するステップと；決定された干渉と、最も強い近隣基地局の所望のＩｏＴ動作点とに基づいて、ＵＥのアップリンク送信についてのＵＥ固有の送信電力オフセットを決定するステップとを含む。

本発明の別の態様によれば、サービング基地局によって実装される干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための装置が提供される。この装置は、サービング基地局によってサービスされるＵＥに、サービング基地局および近隣基地局の基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）を測定するようＵＥに命令するための測定構成メッセージを送るように構成された送信ユニットと；近隣基地局の、ダウンリンク送信電力および所望の干渉対熱雑音（ＩｏＴ）動作点を、近隣基地局から受け取るように構成され、ＵＥによって測定されたサービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰ値を受け取るように構成された受信ユニットと；ダウンリンク送信電力と、サービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰ値とに基づいて、サービング基地局および近隣基地局とＵＥとの間のパスロスを推定し、パスロスが最小である近隣基地局を最も強い近隣基地局として選択するように構成されたパスロス推定ユニットと；推定されたパスロスと、ＵＥのアップリンク送信についてのサービング・セル固有の送信電力とに基づいて、最も強い近隣基地局に対するＵＥの干渉を決定するように構成された干渉決定ユニットと；決定された干渉と、最も強い近隣基地局の所望のＩｏＴ動作点とに基づいて、ＵＥのアップリンク送信についてのＵＥ固有の送信電力オフセットを決定するように構成された送信電力決定ユニットとを備える。

本発明の別の態様によれば、ＵＥによって実装される干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための方法が提供される。この方法は、ＵＥのサービング基地局から、サービング基地局および近隣基地局の基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）を測定するようＵＥに命令するための測定構成メッセージを受け取るステップと；測定構成メッセージを受け取るのに応答してサービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰを測定するステップと；測定されたＲＳＲＰ値をサービング基地局に送るステップと；ＵＥのアップリンク送信についての、サービング・セル固有の送信電力およびＵＥ固有の送信電力オフセットを、サービング基地局から受け取るステップであって、ＵＥ固有の送信電力オフセットが、サービング基地局および近隣基地局とＵＥとの間のパスロスと、所望の干渉対熱雑音（ＩｏＴ）動作点とに基づいて、サービング基地局によって決定されるものであるステップと；受け取られたサービング・セル固有の送信電力と受け取られたＵＥ固有の送信電力オフセットとに基づいて、ＵＥの送信電力を決定するステップとを含む。

本発明の別の態様によれば、ＵＥによって実装される干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための装置が提供される。この装置は、ＵＥのサービング基地局から、サービング基地局および近隣基地局の基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）を測定するようＵＥに命令するための測定構成メッセージを受け取るように構成された受信ユニットと；測定構成メッセージを受け取るのに応答してサービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰを測定するように構成された測定ユニットと；測定されたＲＳＲＰ値をサービング基地局に送るように構成された送信ユニットとを備える。受信ユニットはさらに、ＵＥのアップリンク送信についての、サービング・セル固有の送信電力およびＵＥ固有の送信電力オフセットを、サービング基地局から受け取るように構成され、ＵＥ固有の送信電力オフセットは、サービング基地局および近隣基地局とＵＥとの間のパスロスと、所望の干渉対熱雑音（ＩｏＴ）動作点とに基づいて、サービング基地局によって決定される。この装置はさらに、受け取られたサービング・セル固有の送信電力と受け取られたＵＥ固有の送信電力オフセットとに基づいて、ＵＥの送信電力を決定するように構成された送信電力決定ユニットを備える。

本発明の解決法により、セル／セクタ間干渉の協調のための効率的な干渉ベースのＦＰＣ解決法が提供されるが、この解決法は、同種ネットワーク展開と異種ネットワーク展開の両方に適用され、それにより、同種ネットワークにおけるセクタ間干渉問題と、異種ネットワークにおける干渉不均衡問題とを解決する。

本発明は、添付の図面と共に、本発明の実施形態に関する後続の記述によって、よりよく理解されるであろう。本発明に関する他の目的、詳細、特徴、および利点は、より明らかになるであろう。

本発明の実施形態による、ワイヤレス通信ネットワークの概略図である。 本発明の実施形態による、干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための方法のシグナリング図である。 本発明の実施形態による、干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための装置の概略図である。 本発明の実施形態による、干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための装置の概略図である。 同種ネットワークにおける、本発明の実施形態によるＦＰＣ解決法と現在のベースラインＦＰＣ解決法との間のシミュレーション結果の比較チャートである。 異種ネットワークにおける、本発明の実施形態によるＦＰＣ解決法と現在のベースラインＦＰＣ解決法との間のシミュレーション結果の比較チャートである。

ここでは、すべての図において、同じまたは同様の符号は、同じまたは同様のまたは対応する特徴または機能を示す。

次に、本発明の好ましい実施形態について、添付の図に関してより詳細に述べる。添付の図には本発明の好ましい実施形態を示すが、本開示は、本明細書に描かれる実施形態に限定されることなく様々な方式で具体化され得ることを理解されたい。対照的に、これらの実施形態は、本開示をより綿密で完全なものにするために、かつ本開示の範囲を当業者に伝えるために、本明細書で提供するものである。

図１に、本発明の実施形態による、ワイヤレス通信ネットワーク１００の概略図を示す。図１に示すように、ワイヤレス通信ネットワーク１００は、ワイヤレス通信ネットワーク１００全体に分散した、１つまたは複数のマクロ基地局１１０（例えば、マクロ基地局１１０_１、１１０_２．．．１１０_７）と、１つまたは複数のＵＥ１２０（例えば、ＵＥ１２０_１、１２０_２、１２０_３、１２０_５、および１２０_７）とを含み、各マクロ基地局１１０は、そのカバレッジ・エリア中のＵＥにサービスを提供し、これはサービング基地局とも呼ばれる。加えて、一実施形態によれば、ワイヤレス通信ネットワーク１００はさらに、マクロ基地局１１０と比較して相対的に小さいカバレッジ・エリア（図では斜線で示される）を提供する１つまたは複数のスモールセル基地局１３０（例えば、スモールセル基地局１３０_１、１３０_２、１３０_３、および１３０_６）を含む。図１には、ワイヤレス通信ネットワーク１００の例として、マクロ基地局とスモールセル基地局の両方を含む異種ネットワーク展開を示すが、当業者なら、本明細書の記述を読めば、本発明の概念が同種ネットワーク展開にも適用され得ることを理解するであろう。

本開示では、用語が使用されるコンテキストに従って、用語「セル」は、基地局のカバレッジ・エリア、および／または、カバレッジ・エリアにサービスする基地局もしくは基地局サブシステム、を指す場合がある。本開示では、コンテキストに従って、用語「セル」は、「基地局」や「ｅＮＢ」などと交換可能に使用される場合がある。加えて、関係する種々の通信システムに基づいて、「セル」はさらに、セクタなどを指す場合もある。

図２に、本発明の実施形態による、干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための方法２００のシグナリング図を示す。図２に示す実施形態では、図１のＵＥ１２０_１（以下、ＵＥまたはターゲットＵＥと呼ばれる）を例として、それに対するアップリンク・フラクショナル電力制御のプロセスについて述べる。この場合、マクロ基地局１１０_１が、ターゲットＵＥ１２０_１のサービング基地局（以下、サービング基地局と呼ばれる）であり、サービング基地局には、その近隣基地局のリストが記憶されている。図１のワイヤレス通信ネットワーク１００の概略図を参照すると、マクロ基地局１１０_２．．．１１０_７ならびにスモールセル基地局１３０_１および１３０_２はすべて、サービング基地局１１０_１の近隣基地局（以下、近隣基地局と一般に呼ばれる）であることがわかり、それらのリストがサービング基地局に記憶されている。

図２に示すように、方法２００はステップ２０２で開始する。ステップ２０２で、サービング基地局は、測定構成メッセージをＵＥに送る。測定構成メッセージは、サービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰを測定するようＵＥに命令するのに使用される。

一実施形態では、測定構成メッセージは、ＲＳＲＰが測定される必要のある近隣基地局のリストを含む。ＲＳＲＰが測定される必要のある近隣基地局は、サービング基地局の近隣基地局のうちのすべてである場合または一部のみである場合があることを理解することができる。

一実施形態では、測定構成メッセージは、ＲＲＣシグナリングを介して送られる。

一実施形態では、測定構成メッセージは、サービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰ値を定期的に測定するよう、ＵＥに命令する。

次に、ステップ２０４で、サービング基地局は、近隣基地局から、それぞれのダウンリンク送信電力と、アップリンクについての所望のＩｏＴ動作点とに関する情報を受け取る。ダウンリンク送信電力は、それぞれの近隣基地局のパスロスを計算するのに使用され、アップリンクについての所望のＩｏＴ動作点は、セル／セクタ間干渉制御に使用される。

一実施形態では、上記の情報は、サービング基地局と近隣基地局との間のＸ２インタフェースを介して送られる。

ＵＥは、受け取った測定構成メッセージに基づいて、サービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰを測定し、測定したＲＳＲＰ値をサービング基地局に送る（ステップ２０６）。

一実施形態では、ＵＥは、セル固有基準信号（ＣＲＳ）を使用してＲＳＲＰを測定することができる。別の実施形態では、ＵＥは、チャネル状態情報（ＣＳＩ）基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）を使用してＲＳＲＰを測定することができる。

一実施形態では、ＵＥは、測定したＲＳＲＰ値を、ＲＲＣシグナリングを介してサービング基地局に送る。

図２に示すステップ２０４と２０６の実行順序は例示的なものにすぎず、本発明は図２に示す特定の順序に限定されないことは、当業者なら理解するであろう。実際、ステップ２０４は、ステップ２０６の前に、ステップ２０６の後に、またはステップ２０６と並行して、実行されてもよい。これらはすべて、本発明の保護範囲に含まれる。

次に、ステップ２０８で、サービング基地局は、ダウンリンク送信電力と、受け取ったサービング基地局自体および近隣基地局のＲＳＲＰ値とに基づいて、サービング基地局および各近隣基地局とＵＥとの間のパスロスを推定し、パスロスが最小である近隣基地局を、最も強い近隣基地局として選択する。

例えば、サービング基地局のダウンリンク送信電力がＴｘ^{ｓｅｒｖｉｎｇ}であり、ＵＥによってＲＳＲＰが測定される必要のあるｎ番目の（ここで、ｎ＝１．．．Ｎであり、Ｎは、ＲＳＲＰが測定される必要のある近隣基地局の総数である）近隣基地局のダウンリンク送信電力が

であり、ＵＥによって測定されたサービング基地局のＲＳＲＰ値がＲＳＲＰ^{ｓｅｒｖｉｎｇ}であり、ＵＥによって測定されたｎ番目の近隣基地局のＲＳＲＰ値が

であるとすると、サービング基地局は、下式（４）に従って、サービング基地局および各近隣基地局とＵＥとの間のパスロスＰＬ^{ｓｅｒｖｉｎｇ}および

を推定することができる。

次いで、サービング基地局は、パスロスが最小である近隣基地局を、最も強い近隣基地局として選択する。最も強い近隣基地局は、以下のように表すことができる。

上式で、ｃは、最も強い近隣基地局の番号である。話を簡単にするために、最も強い近隣基地局とＵＥとの間のパスロスもまた、ＰＬ^{ｎｅｉｇｈｂｏｒ}として表され、すなわち

である。

ステップ２１０で、サービング基地局は、ＵＥのアップリンク送信についての、サービング・セル固有の送信電力を決定する。例えば、上式（１）と同様、下式（６）に従って、サービング・セル固有の送信電力Ｐ_{Ｏ＿ＣＥＬＬ＿ＰＵＳＣＨ}を決定することができる。
Ｐ_{Ｏ＿ＣＥＬＬ＿ＰＵＳＣＨ}＝ＳＩＮＲ_{ｎｏｍｉｎａｌ}＋（１＋α）ＰＬ_{ｎｏｍｉｎａｌ}＋ＩｏＴ＋Ｎ_０ （６）
上式で、ＳＩＮＲ_{ｎｏｍｉｎａｌ}およびＰＬ_{ｎｏｍｉｎａｌ}はそれぞれ、公称ＳＩＮＲおよび公称パスロスを表す。０≦α≦１は、フラクショナル・パスロス補償係数である。ＩｏＴは、所望のＩｏＴ動作点である。これらのパラメータは、パスロス補償の要件に基づいてサービング基地局によって事前設定される。加えて、Ｎ_０は、ＰＲＢ当たりの熱雑音レベルを示す。

図２では、単に例示的に、ステップ２１０をステップ２０８の後に示す。しかし、ステップ２１０がステップ２０２〜ステップ２０８の間でいつ実行されてもよいこと、または方法２００がステップ２１０を完全に省略してもよいことは、当業者なら理解するであろう。例えば、サービング基地局は、起動時にまたは定期的に、そのサーブドＵＥのアップリンク送信について、サービング・セル固有の送信電力を事前設定することができる。

次に、ステップ２１２で、サービング基地局は、サービング・セル固有の送信電力Ｐ_{Ｏ＿ＣＥＬＬ＿ＰＵＳＣＨ}と、サービング基地局とＵＥとの間のパスロスＰＬ^{ｓｅｒｖｉｎｇ}と、ステップ２０８で決定された最も強い近隣基地局とＵＥとの間のパスロスＰＬ^{ｎｅｉｇｈｂｏｒ}とに基づいて、最も強い近隣基地局に対するＵＥの干渉を決定する。例えば、干渉は、以下のように表すことができる。
Ｉ＝Ｐ_{Ｏ＿ＰＵＳＣＨ}＋α×ＰＬ^{ｓｅｒｖｉｎｇ}−ＰＬ^{ｎｅｉｇｈｂｏｒ} （７）
上式で、Ｉは、所与のＩｏＴ動作点における、最も強い近隣基地局に対するＵＥの干渉レベルである。

次に、ステップ２１４で、サービング基地局は、ステップ２１２で決定された干渉レベルと、ＵＥにとっての最も強い近隣基地局の所望のＩｏＴ動作点とに基づいて、ＵＥのアップリンク送信についての、ＵＥ固有の送信電力オフセットを決定する。例えば、ＵＥ固有の送信電力オフセットＰ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}は、以下のように表すことができる。
Ｐ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}＝β×（ｆ（ＩｏＴ^{ｎｅｉｇｈｂｏｒ}）−Ｉ） （８）
上式で、β（０≦β≦１）は、セクタ・スループットとセル・エッジ・ビットレートとの間のトレードオフを達成するための係数であり、この係数は、アップリンク送信電力の調整のための要件に基づいて、サービング基地局によって事前設定される。ｆ（ＩｏＴ^{ｎｅｉｇｈｂｏｒ}）は、所望の総干渉レベルを考慮した、ＵＥに対する最も強い近隣基地局の所望のＩｏＴ動作点ＩｏＴ^{ｎｅｉｇｈｂｏｒ}の関数である。例えば、一例では、ｆ（ＩｏＴ^{ｎｅｉｇｈｂｏｒ}）は、以下のように定義することができる。

ＬＴＥシステムは干渉制限システムなので、ＬＴＥシステムでは、ｆ（ＩｏＴ^{ｎｅｉｇｈｂｏｒ}）は以下のように書き直すことができる。

次に、サービング基地局は、決定されたサービング・セル固有の送信電力Ｐ_{Ｏ＿ＣＥＬＬ＿ＰＵＳＣＨ}およびＵＥ固有の送信電力オフセットＰ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}を、それぞれＵＥに送る（ステップ２１６および２１８）。

一実施形態では、サービング・セル固有の送信電力Ｐ_{Ｏ＿ＣＥＬＬ＿ＰＵＳＣＨ}は、ブロードキャストチャネル（ＢＣＨ）を介してＵＥに送られる。加えて、サービング基地局はまた、ＢＣＨを介して、フラクショナル・パスロス補償係数αをＵＥに送ることができる。しかし、フラクショナル・パスロス補償係数αは、任意の方式でサービング基地局からＵＥに通知されてよく、または、ＵＥがサービング基地局に最初にアクセスしたときにＵＥによってサービング基地局から得られてもよいことは、当業者なら理解するであろう。

一実施形態では、ＵＥ固有の送信電力オフセットＰ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}は、ＲＲＣシグナリングを介してＵＥに送られる。

次に、ステップ２２０で、ＵＥは、受け取ったサービング・セル固有の送信電力Ｐ_{Ｏ＿ＣＥＬＬ＿ＰＵＳＣＨ}およびＵＥ固有の送信電力オフセットＰ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}に基づいて、その送信電力を決定する。例えば、ＵＥは、ＰＲＢ当たりのその送信電力を以下のように決定することができる。
Ｐ＝Ｐ_{Ｏ＿ＣＥＬＬ＿ＰＵＳＣＨ}＋Ｐ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}＋α×ＰＬ^{ｓｅｒｖｉｎｇ} （１１）

この場合、ＵＥのターゲットＳＩＮＲは、次のように書き直すことができる。
ＳＩＮＲ_{ｔａｒｇｅｔ}＝Ｐ_{Ｏ＿ＵＥ＿ＰＵＳＣＨ}＋ＳＩＮＲ_{ｎｏｍｉｎａｌ}−（１−α）×（ＰＬ^{ｓｅｒｖｉｎｇ}−ＰＬ_{ｎｏｍｉｎａｌ}） （１２）

上記から、本発明の解決法は、パスロスに加えて、近隣基地局に対して生成される干渉もさらに考慮して、種々のＵＥを区別して扱い、それにより、近隣基地局に対する干渉が高いＵＥには低いターゲットＳＩＮＲが設定され、またその逆でもあるようにすることがわかる。

図３に、本発明の実施形態による、干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための装置３００の概略図を示す。装置３００は、例えば、図１〜図２に関して述べた実施形態におけるサービング基地局１１０_１であってもよく、またはサービング基地局１１０_１中で実装されてもよい。

図３に示すように、装置３００は送信ユニット３１０を備え、送信ユニット３１０は、サービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰを測定するようＵＥに命令するための測定構成メッセージを、ＵＥに送るように構成される。

一実施形態では、測定構成メッセージは、ＲＳＲＰが測定される必要のある近隣基地局のリストを含む。ＲＳＲＰが測定される必要のある近隣基地局は、サービング基地局の近隣基地局のうちのすべてである場合または一部である場合があることを理解することができる。

一実施形態では、測定構成メッセージは、ＲＲＣシグナリングを介して送られる。

一実施形態では、測定構成メッセージは、サービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰ値を定期的に測定するよう、ＵＥに命令する。

装置３００はさらに受信ユニット３２０を備え、受信ユニット３２０は、近隣基地局から、それぞれのダウンリンク送信電力と、アップリンクについての所望のＩｏＴ動作点とに関する情報を受け取るように構成される。ダウンリンク送信電力は、それぞれの近隣基地局のパスロスを計算するのに使用され、アップリンクについての所望のＩｏＴ動作点は、セル／セクタ間干渉制御に使用される。

一実施形態では、上記の情報は、サービング基地局と近隣基地局との間のＸ２インタフェースを介して送られる。

受信ユニット３２０はさらに、ＵＥによって測定された、サービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰ値を受け取るように構成される。

装置３００はさらにパスロス推定ユニット３３０を備え、パスロス推定ユニット３３０は、ダウンリンク送信電力と、サービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰ値とに基づいて、サービング基地局および各近隣基地局とＵＥとの間のパスロスを推定し、パスロスが最小である近隣基地局を、最も強い近隣基地局として選択するように構成される。

例えば、パスロス推定ユニット３３０は、上式（４）および（５）を使用して、パスロスを推定し、最も強い近隣基地局を選択することができる。

装置３００はさらに干渉決定ユニット３４０を備え、干渉決定ユニット３４０は、推定されたパスロスと、ＵＥのアップリンク送信についてのサービング・セル固有の送信電力とに基づいて、最も強い近隣基地局に対するＵＥの干渉を決定するように構成される。

例えば、干渉決定ユニット３４０は、上式（７）を使用して、最も強い近隣基地局に対するＵＥの干渉レベルを決定することができる。

装置３００はさらに送信電力決定ユニット３５０を備え、送信電力決定ユニット３５０は、最も強い近隣基地局に対する決定された干渉と、最も強い基地局の所望のＩｏＴ動作点とに基づいて、ＵＥのアップリンク送信についてのＵＥ固有の送信電力オフセットを決定するように構成される。

例えば、送信電力決定ユニット３５０は、上式（８）〜（１０）を使用して、ＵＥ固有の送信電力オフセットを決定することができる。

一実施形態では、送信電力決定ユニット３５０はさらに、公称ＳＩＮＲと、公称パスロスと、フラクショナル・パスロス補償係数と、所望のＩｏＴ動作点とに基づいて、サービング・セル固有の送信電力を決定するように構成される。

一実施形態では、送信ユニット３１０はさらに、ＵＥがそのアップリンク送信電力を決定できるように、ＵＥ固有の送信電力オフセットとサービング・セル固有の送信電力とをＵＥに送るように構成される。

一実施形態では、送信ユニット３１０はさらに、ブロードキャスト・チャネル（ＢＣＨ）を介してサービング・セル固有の送信電力をＵＥにブロードキャストし、ＲＲＣシグナリングを介してＵＥ固有の送信電力オフセットをＵＥに送るように構成される。

図４に、本発明の実施形態による、干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための装置４００の概略図を示す。装置４００は、例えば、図１〜図２に関して述べた実施形態におけるＵＥ１２０_１であってもよく、またはＵＥ１２０_１中で実装されてもよい。

図４に示すように、装置４００は受信ユニット４１０を備え、受信ユニット４１０は、サービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰを測定するようＵＥに命令するための測定構成メッセージを、サービング基地局から受け取るように構成される。

一実施形態では、測定構成メッセージは、ＲＳＲＰが測定される必要のある近隣基地局のリストを含む。ＲＳＲＰが測定される必要のある近隣基地局は、サービング基地局の近隣基地局のうちのすべてである場合または一部である場合があることを理解することができる。

一実施形態では、測定構成メッセージは、ＲＲＣシグナリングを介して受け取られる。

一実施形態では、測定構成メッセージは、サービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰ値を定期的に測定するよう、ＵＥに命令する。

装置４００はさらに測定ユニット４２０を備え、測定ユニット４２０は、測定構成メッセージを受け取るのに応答してサービング基地局および近隣基地局のＲＳＲＰを測定するように構成される。

一実施形態では、測定ユニット４２０は、セル固有基準信号（ＣＲＳ）を使用してＲＳＲＰを測定することができる。別の実施形態では、測定ユニット４２０は、チャネル状態情報（ＣＳＩ）基準信号（ＣＳＩ−ＲＳ）を使用してＲＳＲＰを測定することができる。

装置４００はさらに送信ユニット４３０を備え、送信ユニット４３０は、測定されたＲＳＲＰ値をサービング基地局に送るように構成される。

一実施形態では、送信ユニット４３０は、測定されたＲＳＲＰ値を、ＲＲＣシグナリングを介してサービング基地局に送る。

受信ユニット４１０はさらに、ＵＥのアップリンク送信についての、サービング・セル固有の送信電力およびＵＥ固有の送信電力オフセットを、サービング基地局から受け取るように構成され、ＵＥ固有の送信電力オフセットは、図２に関して上述したように、サービング基地局および近隣基地局とＵＥとの間のパスロスと、所望のＩｏＴ動作点とに基づいて、サービング基地局によって決定される。

一実施形態では、受信ユニット４１０は、ブロードキャストチャネル（ＢＣＨ）を介してサービング・セル固有の送信電力を受け取る。加えて、受信ユニット４１０はまた、ＢＣＨを介してフラクショナル・パスロス補償係数αを受け取ることができる。

一実施形態では、受信ユニット４１０は、ＲＲＣシグナリングを介してＵＥ固有の送信電力オフセットを受け取る。

装置４００はさらに送信電力決定ユニット４４０を備え、送信電力決定ユニット４４０は、受け取られたサービング・セル固有の送信電力と、受け取られたＵＥ固有の送信電力オフセットとに基づいて、ＵＥの送信電力を決定するように構成される。

例えば、送信電力決定ユニット４４０は、上式（１１）を使用して送信電力を決定することができる。

本発明の解決法は、近隣基地局に対するＵＥの干渉と、ＵＥに対する近隣基地局の干渉とを考慮することによって、ＵＥの送信電力を調整し、近隣基地局に対するＵＥの干渉とＵＥの送信電力との間の効果的な依存関係を築き、それにより、セル／セクタ間干渉の協調のための効率的な干渉ベースのＦＰＣ解決法を提供することがわかる。この解決法は、同種ネットワーク展開と異種ネットワーク展開の両方に適用され、それにより、同種ネットワークにおけるセクタ間干渉問題と、異種ネットワークにおける干渉不均衡問題とを解決する。

図５および６に、それぞれ同種ネットワークおよび異種ネットワークにおける、本発明の実施形態によるＦＰＣ解決法と現在のベースラインＦＰＣ解決法との間のシミュレーション結果の比較チャートをそれぞれ示す。

表１に、シミュレーション前提の概略を示す。

以下の表２に、同種ネットワークにおける性能分析の概略を示す。

図５および表２から、同種ネットワークの場合に、本発明のＦＰＣ解決法は、ベースラインＦＰＣ解決法よりも安定した低いＩｏＴレベルを達成できることがわかり、よって、本発明の解決法は、近隣セルに対する実際の干渉と、近隣セルの干渉ステータスとを一緒に考慮することによって、各ＵＥの送信電力を効果的に調整することができる。

以下の表３に、異種ネットワークにおける性能分析の概略を示す。

図６および表３から、異種ネットワークの場合に、本文書で提案されるＦＰＣ解決法は、スモールセルに対するマクロセルＵＥのセル間干渉を効果的に低減し、マクロセルとスモールセルの両方をＩｏＴ動作点のより近くで機能させることがわかる。さらに、提案される解決法は、セル・エッジ性能損失をほとんど犠牲にすることなく、平均セル・スループット全体を大幅に改善することができる。

ここでは、開示する方法を、添付の図面に関して述べた。しかし、図に示し説明で述べたステップの順序は例示的なものにすぎず、これらの方法ステップおよび／またはアクションは、特許請求の範囲を逸脱することなく、図面に示し説明で述べた特定の順序に限定されず異なる順序で実行されてもよいことを理解されたい。

１つまたは複数の例示的な設計では、本出願の機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組合せを使用して実装することができる。ソフトウェアを用いて実装される場合、これらの機能は、１つもしくは複数の命令もしくはコードとしてコンピュータ可読媒体に記憶されるか、または、１つもしくは複数の命令もしくはコードとしてコンピュータ可読媒体上で伝送される場合がある。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体および通信媒体を含む。通信媒体は、コンピュータ・プログラムをある場所から別の場所に送信するのを容易にする任意の媒体を含む。記憶媒体は、一般的なまたは特定のコンピュータからアクセス可能な任意の利用可能な媒体とすることができる。コンピュータ可読媒体は、例えば、以下のものに限定されないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ、または他の光学ディスク記憶デバイス、磁気ディスク記憶デバイス、または他の磁気記憶デバイスを含み得るか、あるいは、一般的なもしくは特定のコンピュータまたは一般的なもしくは特定のプロセッサによってアクセス可能な命令またはデータ構造の方式で所望のプログラム・コード手段を搬送または記憶する他の任意の媒体を含み得る。さらに、任意の接続もまた、コンピュータ可読媒体と見なされ得る。例えば、ソフトウェアが、ウェブサイト、サーバ、または他のリモート・ソースから、同軸ケーブル、光ケーブル、ツイストペア・ワイヤ、ディジタル加入者線（ＤＳＬ）、または赤外線や無線やマイクロ波などの無線技術を使用して送信される場合は、これらの同軸ケーブル、光ケーブル、ツイストペア・ワイヤ、ディジタル加入者線（ＤＳＬ）、または赤外線や無線やマイクロ波などの無線技術もまた、媒体の定義によってカバーされる。

本明細書の開示に関して述べた様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、本明細書に記載の機能を実施するように設計された、汎用プロセッサ、ディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラマブル・ロジック・デバイス、ディスクリート・ゲートもしくはトランジスタ・ロジック、ディスクリート・ハードウェア・コンポーネント、またはこれらの任意の組合せを用いて実装または実施することができる。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであってよいが、代替では、プロセッサは、任意の通常のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、または状態機械であってもよい。プロセッサはまた、コンピューティング・デバイスの組合せ、例えば、ＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと併用される１つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または他の任意のそのような構成として実装することもできる。

本明細書の開示に関して述べた様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズム・ステップは、電子ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェア、または両方の組合せとして実装できることは、当業者ならさらに理解するであろう。このハードウェアとソフトウェアの交換可能性を明確に示すために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップを、それらの機能の点から一般に上述した。そのような機能がハードウェアとして実装されるかソフトウェアとして実装されるかは、特定の応用例と、システム全体に課される設計制約とに依存する。当業者なら、述べた機能を、特定の応用例ごとに様々な方式で実装することができるが、そのような実装決定は、本開示の範囲からの逸脱を引き起こすと解釈されるべきではない。

本開示に関する以上の描写は、当技術分野のどんな当業者でも本発明を実装または使用できるようにするためのものである。当業者には本開示の様々な修正が自明であり、本明細書で定義される一般原理は、本発明の主旨および保護範囲を逸脱することなく他の変形にも適用され得る。よって、本発明は、本明細書に記載の例および設計に限定されず、本開示の原理および新規な特性の最も広い範囲と一致すべきである。

Claims (8)

1. サービング基地局によって実装される干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための方法であって、
   前記サービング基地局によってサービスされるユーザ機器（ＵＥ）に、前記サービング基地局および近隣基地局の基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）を測定するよう前記ＵＥに命令するための測定構成メッセージを送るステップと、
   前記近隣基地局の、ダウンリンク送信電力および所望の干渉対熱雑音（ＩｏＴ）動作点を、前記近隣基地局から受け取るステップと、
   前記ＵＥによって測定された前記サービング基地局および前記近隣基地局のＲＳＲＰ値を受け取るステップと、
   前記ダウンリンク送信電力と、前記サービング基地局および前記近隣基地局の前記ＲＳＲＰ値とに基づいて、前記サービング基地局および前記近隣基地局と前記ＵＥとの間のパスロスを推定し、前記パスロスが最小である近隣基地局を最も強い近隣基地局として選択するステップと、
   前記推定されたパスロスと、前記ＵＥのアップリンク送信についてのサービング・セル固有の送信電力とに基づいて、前記最も強い近隣基地局に対する前記ＵＥの干渉を決定するステップと、
   前記決定された干渉と、前記最も強い近隣基地局の前記所望のＩｏＴ動作点とに基づいて、前記ＵＥの前記アップリンク送信についてのＵＥ固有の送信電力オフセットを決定するステップとを含む方法。
2. 公称信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）と、公称パスロスと、フラクショナル・パスロス補償係数と、前記サービング基地局によって事前設定される所望のＩｏＴ動作点とに基づいて、前記サービング・セル固有の送信電力を決定するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記ＵＥがそのアップリンク送信電力を決定できるように、前記ＵＥ固有の送信電力オフセットと前記サービング・セル固有の送信電力とを前記ＵＥに送るステップをさらに含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記サービング・セル固有の送信電力がブロードキャスト・チャネル（ＢＣＨ）を介して前記ＵＥにブロードキャストされ、前記ＵＥ固有の送信電力オフセットが無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングを介して前記ＵＥに送られる、請求項３に記載の方法。
5. サービング基地局によって実装される干渉ベースのアップリンク・フラクショナル電力制御のための装置であって、
   前記サービング基地局によってサービスされるユーザ機器（ＵＥ）に、前記サービング基地局および近隣基地局の基準信号受信電力（ＲＳＲＰ）を測定するよう前記ＵＥに命令するための測定構成メッセージを送るように構成された送信ユニットと、
   前記近隣基地局の、ダウンリンク送信電力および所望の干渉対熱雑音（ＩｏＴ）動作点を、前記近隣基地局から受け取るように構成され、前記ＵＥによって測定された前記サービング基地局および前記近隣基地局のＲＳＲＰ値を受け取るように構成された受信ユニットと、
   前記ダウンリンク送信電力と、前記サービング基地局および前記近隣基地局の前記ＲＳＲＰ値とに基づいて、前記サービング基地局および前記近隣基地局と前記ＵＥとの間のパスロスを推定し、前記パスロスが最小である近隣基地局を最も強い近隣基地局として選択するように構成されたパスロス推定ユニットと、
   前記推定されたパスロスと、前記ＵＥのアップリンク送信についてのサービング・セル固有の送信電力とに基づいて、前記最も強い近隣基地局に対する前記ＵＥの干渉を決定するように構成された干渉決定ユニットと、
   前記決定された干渉と、前記最も強い近隣基地局の前記所望のＩｏＴ動作点とに基づいて、前記ＵＥの前記アップリンク送信についてのＵＥ固有の送信電力オフセットを決定するように構成された送信電力決定ユニットとを備える装置。
6. 前記送信電力決定ユニットが、公称信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）と、公称パスロスと、フラクショナル・パスロス補償係数と、前記サービング基地局によって事前設定される所望のＩｏＴ動作点とに基づいて、前記サービング・セル固有の送信電力を決定するようにさらに構成された、請求項５に記載の装置。
7. 前記送信ユニットが、前記ＵＥがそのアップリンク送信電力を決定できるように、前記ＵＥ固有の送信電力オフセットと前記サービング・セル固有の送信電力とを前記ＵＥに送るようにさらに構成された、請求項６に記載の装置。
8. 前記送信ユニットが、ブロードキャスト・チャネル（ＢＣＨ）を介して前記サービング・セル固有の送信電力を前記ＵＥにブロードキャストし、無線リソース制御（ＲＲＣ）シグナリングを介して前記ＵＥ固有の送信電力オフセットを前記ＵＥに送るようにさらに構成された、請求項７に記載の装置。