JPWO2004068743A1 - 送信電力制御のための目標値制御方法、及びそれに用いる基地局制御装置並びに移動局 - Google Patents
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Abstract
Description
上り回線(UL:Up Link)の電力制御について説明すると、基地局は、ULの無線受信レベルと等価であるSIR(Signaling Interference Ratio)を測定し、基地局制御装置4から通知されたULの目標SIR(目標送信電力値)と比較する。目標SIRよりも測定SIRが小さい場合には、下り回線(DL:Down Link)を介して移動局1に対して、UL送信電力を予め指定されたステップ量だけ上げることを指示する。逆に、測定SIRが目標SIRよりも大きい場合には、DLを介して移動局に対して、UL送信電力を予め指定されたステップ量だけ下げることを指示する。
基地局制御装置4は、複数の基地局2,3から通知されるULの無線品質(受信データ品質を含む)を受けて、ULの受信品質を一定に保つように制御するための情報(目標SIR)を計算する。この目標SIRの計算方法について以下に説明する。なお、以下では、目標SIRをSIRtと略記する。
受信データブロックのBLER(Block Error Ratio)を一定値(目標BLERであり、以下BLERtと略記する)に保つために、受信データブロックに誤りがある場合は、SIRtをΔSIRtだけ大きくする。すなわちSIRtを(SIRt+ΔSIRt)に更新する。受信データブロックに誤りがなければ、SIRtをΔSIRt×BLERt/(1−BLERt)だけ小さくする。すなわち、SIRtを(SIRt−ΔSIRt×BLERt/(1−BLERt))に更新するのである。
具体的には、目標SIRであるSIRtは図9に示す如く更新制御されることになる。すなわち、所要SIR(図9の点線)が5dBであり、ΔSIRtが0.5dBであり、また目標BLERであるBLERtが0.01(1%)の場合に、SIRtが5dBを下回ると受信データにエラーが生じてSIRtがΔSIRt=0.5dBだけ大きくなる。その後、(1−BLERt)/BLERt=99(99ブロック数に相当)回の間、SIRtが5dB以上であるので、99ブロック相当期間経過して、再びSIRtが5dBを下回る(図9では、5dBの点線上にあるように示しているが、実際には、わずかにこの5dBの点線を下回ることになる)。
すると、受信データにエラーが生ずるので、再びΔSIRt=0.5dBだけSIRtが大きくなり、以降同様な動作を繰り返すことになるのである。こうして、上り回線(UL)の無線品質が目標BLER(BLERt)を満足するように送信電力制御動作がなされるようになっている。なお、以上の送信電力制御方式については、例えば、Ashwin Sampath et al.,”On Setting Reverse Link Target SIR in a CDMA System”,Vehicular Technology Conference,1997 IEEE 47th,Vol.2,4−7 May,1997,pp.929−933に開示されている。
上述した従来の移動通信システムにおける送信電力制御方式においては、以下のような問題がある。すなわち、無線伝搬環境の変化により、所要無線品質を得るための所要受信レベルが小さくなった場合、それに追従して素早く受信レベルを小さくすることができないという問題がある。
一般に、移動局の移動速度が変化する場合には、それに伴って所要SIRも変化する。例えば、高速移動状態から低速移動状態に短時間で変化した場合、所要SIRは大から小になるが、いま、所要SIRが、図10の点線で示す如く、15dBから5dBへ変化した場合、上述した従来方式では、目標SIR(SIRt)は、図10の実線で示す如く、徐々に低下するために、素早く受信レベルを小さくすることが不可能である。従って、その間、過剰な電力での通信がなされることになり、過剰通信品質となり、消費電力が無駄となるという点がある。
本発明による目標値制御方法は、移動局と基地局との間の無線回線を所定の受信品質に維持するため、無線回線の送信電力制御で用いる目標値を変更制御する第1のステップと、無線回線の受信品質に応じて目標値の減少量を可変制御する第2のステップとを備えることを特徴とする。
本発明による基地局制御装置は、移動局から基地局への上り無線回線についての受信品質を基地局から受け取る選択合成手段と、上り無線回線を所定の受信品質に維持するため、基地局での上り無線回線の送信電力制御で用いる目標値を変更するとともに、受信品質に応じて目標値の減少量を可変制御し、変更された目標値を基地局へ通知する目標値制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明による移動局は、基地局から当該移動局への下り無線回線のSIR(Signaling Interference Ratio)を測定する下り回線SIR測定手段と、下り無線回線の受信品質を測定する下り回線品質測定手段と、下り無線回線を所定の受信品質に維持するため、基地局に対する下り無線回線の送信電力制御で用いる目標値を変更するとともに、受信品質に応じて目標値の減少量を可変制御する目標値制御手段と、更新された目標値とSIRとの比較結果に応じて下り無線回線の送信電力の上げ下げを基地局へ指示する手段とを備えることを特徴とする。
本発明によるプログラムは、移動局から基地局への上り無線回線の送信電力制御のための目標値を、所定の受信品質に維持するために変更制御する基地局制御装置の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、上り無線回線の受信品質に応じて目標値の減少量を可変制御するステップを実行させることを特徴とする。
本発明による他のプログラムは、基地局からの下り無線回線の送信電力制御のための目標値を、所定の受信品質に維持するために変更制御する移動局の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、下り無線回線の受信品質に応じて目標値の減少量を可変制御するステップを実行させることを特徴とする。
図2は、図1の各装置の機能ブロック図である。
図3は、本発明の第一の実施例のフロー図である。
図4は、本発明の第一の実施例における目標SIRの変化例を示す図である。
図5は、本発明の第二の実施例のフロー図である。
図6は、本発明の第二の実施例における目標SIRの変化例を示す図である。
図7は、本発明の第三の実施例のフロー図である。
図8は、本発明の第三の実施例における目標SIRの変化例を示す図である。
図9は、所要SIRが5dBの場合の目標SIRの変化例を示す図である。
図10は、従来の目標SIRの変化例を示す図である。
[移動通信システム]
図1は本発明の実施例が適用される移動通信システムの概略図であり、移動局1、基地局2,3、基地局制御局装置4を有している。図2は図1における移動局1、基地局2,3、基地局制御装置4の機能ブロック図である。なお、基地局2,3については同一構成であるために、図では基地局2のみについての機能ブロックを示している。
[基地局]
図2を参照して基地局2について説明する。受信機21は移動局1からのUL信号を受信するものである。上り回線SIR測定部22はULの受信レベルによりUL SIRを測定するものである。上り回線Target SIRと上り回線SIR比較部23は、UL SIRと基地局制御装置4から通知されたUL target SIR(UL目標SIR:UL SIRt)とを比較して、UL SIRtよりもUL SIRが小さい場合は、DLを介して移動局に対してULの送信電力を上げることを指示する情報を送信機26へ送り、逆に、UL SIRtよりもUL SIRが大きい場合は、DLを介して移動局に対してULの送信電力を下げることを指示する情報を送信機26へ送るものである。
上り回線無線品質又は受信データ品質測定部24は、受信機21からの受信信号のULの無線品質又は受信データ品質を測定し、その測定結果を基地局制御装置4へ通知するものである。下り回線送信電力計算部25は、受信機21からのDLの送信電力指示情報を抽出し、この情報に従ってULの送信電力を計算して送信機26へ通知するものである。送信機26は、ULの送信電力の上げ/下げを指示する情報を送信し、また下り回線送信電力計算部25により指示された送信電力値で送信するものである。
[基地局制御装置]
基地局制御装置4について説明する。上り回線無線品質又は受信データ品質の選択合成部41は、一つまたは複数の基地局から通知されるULの無線品質又は受信データ品質を受けて、選択合成するものである。上り回線Target SIR更新部42は、選択合成されたULの無線品質又は受信データ品質と、予め定められている所要品質を満たすULの無線品質又は受信データ品質とを比較し、所要品質を満足するように、UL target SIR(UL SIRt)を更新し、更新したUL SIRtを基地局へ通知するものである。
[移動局]
移動局1について説明する。受信機11は基地局からの下り回線信号を受信するものである。下り回線SIR測定部12はDLの無線受信レベルと等価なSIRを測定するものである。下り回線無線品質又は受信データ品質測定部13は、受信機11から受けた受信信号のDLの無線品質又は受信データ品質を測定し、この測定結果を下り回線Target SIR更新部14へ通知するものである。下り回線Target SIR更新部14は、DLの受信品質又は受信データ品質と、予め定められた所要品質を満たすDLの無線品質又は受信データ品質とを比較して、所要品質を満たすように、DL Target SIRを更新し、更新したDL Target SIRを、下り回線Target SIRと下り回線SIR比較部15へ通知するものである。
下り回線Target SIRと下り回線SIR比較部15は、DL SIRとDLの目標無線受信レベルであるDL Target SIRとを比較し、DL Target SIRよりもDL SIRが大きい場合には、ULを介して基地局に対してDLの送信電力を下げることを指示する情報を送信機17へ送り、逆に、DL Target SIRよりもDL SIRが小さい場合は、ULを介して基地局に対してDLの送信電力を上げることを指示する情報を送信機17へ送るものである。上り回線送信電力計算部16は、受信機11から受けた信号から上り送信電力指示情報を抽出して、この指示情報に従ってULの送信電力を計算し、送信機17へ通知するものである。送信機17は、DLの送信電力の上げ/下げを指示する情報を基地局へ送信し、また上り回線送信電力計算部16により指示された送信電力値で送信するものである。
[第一の実施例]
かかる構成を用いて、本発明の第一の実施例に係る送信電力制のための目標SIR(Target SIR:SIRtと称す)の更新制御態様について説明する。先ず、ULの送信電力制御の場合を説明する。基地局は、上り回線SIR測定部22で、ULの無線受信レベルであるSIRを測定し、この測定されたSIRと、基地局制御装置4から予め通知されているULの目標SIRであるSIRtとを、比較部23にて比較する。この比較の結果、SIRtよりもSIRが小さい場合には、DLを介して移動局1に対して、ULの送信電力を上げることを指示し、逆に、SIRtよりもSIRが大きい場合は、DLを介して移動局1に対して、ULの送信電力を下げることを指示するよう動作する。
上り回線無線品質又は受信データ品質測定部24において、ULの無線品質(受信データ品質をも含むものとする)を測定し、この測定結果を基地局制御装置4へ通知する。この無線品質とは、例えば受信データブロックの誤り情報であり、BLER(Block Error Ratio)と称す。基地局制御装置4は、複数の基地局から通知されるULの無線品質を受信して、ULの受信品質を一定に保つように制御するための情報であるUL Target SIR(SIRt)を、上り回線Target SIR更新部42で計算する。
この場合のULのSIRtの計算方法は、図3のフローチャートに示す如くである。ULの無線品質としてULのBLERを用いて、このBLERを一定の目標値(BLERt)に保つ場合、受信データブロックに誤りがあると(ステップS1:YES)、SIRtをΔSIRt(予め定められた一定値)だけ大きくする。すなわち、SIRtをSIRt+ΔSIRtに更新する(ステップS2)。受信データブロックに誤りがないと(S1:NO)、SIRtを、SIRt−int{1+(CBN−1)×BLERt}×ΔSIRt×BLERt/(1−BLERt)に更新する(ステップS3)。
ここで、int{}は、小数点以下切り捨てとして整数とする関数を意味し、CBNは連続して受信データブロックに誤りがない回数(Continuous Block Number)を示すものとする。いま、BLERt=0.01%であるとすると、CBN=1〜100の場合は、int{}=1となって、SIRtは、SIRt−ΔSIRt×BLERt/(1−BLERt)に更新され、従来例と同じとなる。
しかし、CBN=101〜200の場合には、int{}=2となって、SIRt−2×ΔSIRt×BLERt/(1−BLERt)に更新され、CBN=201〜300の場合には、int{}=3となって、SIRtはSIRt−3×ΔSIRt×BLERt/(1−BLERt)に更新されることになる。すなわち、連続して受信データブロックに誤りがない回数が増大すれば、それに伴ってSIRtの減少量を大きくするものである。こうすることにより、図10に示した従来例と同じ条件の下では、図4に示す如く、SIRtは変化することになる。
尚、図4においては、点線の如く所要SIRが15dBから5dBへ変化した場合に、連続して受信データブロックに誤りがないときのSIRtの変化例である。図4と図10とを比較して明らかな如く、本実施例によるSIRtの制御方式によれば、所要SIRが大から小に変化した場合、極めて速やかに目標SIR(SIRt)を所要SIR(図の例では5dB)とすることができ、よってULの受信レベルも小さくすることが可能となる。
こうして計算し更新されたSIRtは基地局の比較部23へ通知され上り回線のTarget SIRとなることは明らかである。
以上はULの送信電力制御におけるSIRtの更新制御の場合であるが、DLの送信電力制御におけるSIRtの更新制御について述べる。移動局1は、下り回線SIR測定部12において、DLの無線受信レベルであるSIRを測定し、この測定されたSIRと、予め定められたDLの目標SIRであるSIRtとを、比較部15にて比較する。比較の結果、SIRtよりもSIRが小さい場合は、ULを介して基地局に対して、DLの送信電力を上げることを指示し、逆にSIRtよりもSIRが大きい場合、ULを介して基地局に対して、DLの送信電力を下げることを指示するよう動作する。
下り回線無線品質又は受信データ品質測定部13において、DLの無線品質(受信データ品質をも含む)を測定し、この測定結果を下り回線Tartget SIR更新部14へ通知する。この無線品質とは、例えば受信データブロックの誤り情報BLERである。更新部14において、この通知されたDLのBLERを用いて、DLの受信品質を一定に保つように制御するための情報であるDL Target SIR(SIRt)を計算することになる。この場合の計算手法も、図3のフローチャートに示した手順と同一であり、こうして計算し更新されたSIRtは比較部15へ通知されて、下り回線のTarget SIRとなる。このときのSIRtの変化例も、図4に示すものと同じである。
[第二の実施例]
次に、本発明の第二の実施例に係る送信電力制御のための目標SIR(SIRt)の制御態様について説明する。先ず、ULの送信電力制御におけるSIRtの制御方式につき説明する。基地局の上り回線品質又は受信データ品質測定部24において、ULのBLERを測定して基地局制御装置4へ通知する。この基地局制御装置4は、複数の基地局から通知されるULのBLERを受けて、ULの受信品質が一定になるように制御するための情報であるUL Target SIR(SIRt)を、上り回線Target SIR更新部42にて計算する。
この場合のULのSIRtの計算方法は、図5のフローチャートに示す如くである。ULの無線品質として、ULのBLERを用いてこのBLERを一定の目標値(BLERt)に保つ場合、受信データブロックに誤りがあると(ステップS21:YES)、SIRtをΔSIRt(予め定められた一定値)だけ大きくする(ステップS22)。受信データに誤りがない場合には(ステップS21:NO)、以下の2つの場合分けが行われる。
すなわち、受信データブロックの連続誤りなしの回数閾値Cthを導入し、受信データブロックに連続して誤りがない回数CBN(Continuous Block Number)がCth/BLERt以下か、それより大かの2つのケースで、SIRtの更新態様を変えるのである。いま、BLERt=0.01(1%)として、Cth=2.0(通常は、1.0〜3.0)とすると、Cth/BLERt=200回となるので、CBNが200以下の場合には(ステップS23:YES)、SIRtを、SIRt−ΔSIRt×BLERt/(1−BLERt)に更新する(ステップS24)。これは、第一の実施の態様や従来例と同じである。
CBNが200を超えると(ステップS23:NO)、SIRtをSIRt−ΔSIRtに更新する(ステップS25)。すなわち、連続して受信データブロックに誤りがない回数が所定閾値を超えると、予め定められた最大量(ΔSIRt)だけ、一度にSIRtを減少させるのである。
この第二の実施例における目標SIRの変化例を、図6に示している。図6における条件は、図10、図4の場合と同一としており、Cth/BLERt=200(Cth=2.0)の場合である。
以上はULの送信電力制御におけるSIRtの更新方法であるが、DLの場合については、移動局1において、上記と同じ更新動作が行われるものである。
[第三の実施例]
次に、本発明の第三の実施例について説明する。この実施例では、第一の実施例と、第二の実施例とを組合せたものであり、その動作手順が図7に示されている。図7において、図5と同等ステップは同一符号により示されている。図5との差異は、ステップ23において、“YES”(肯定)と判定された場合に、SIRtを、SIRt=SIRt−int{1+(CBN−1)×BLERt}×ΔSIRt×BLERt/(1−BLERt)に更新する(ステップS26)ものであり、図3のステップS3と同じとなる。
この第三の実施例における目標SIRの変化例を、図8に示しており、図8における条件も、図10、図4、図6と同一であり、Cth/BLERt=300(Cth=3.0)の場合である。
以上の各実施例で示した如く、所要SIRが15dBから5dBへ変化した場合、シミュレーション結果によれば、第一の実施例ではBLER=0.95%となり、第二の実施例では、BLER=0.99%となって、いずれも目標BLER=1%(0.01)を満足するものである。
上述の各実施例の動作は、予めプログラムとして記録媒体にその動作手順を格納しておき、これをコンピュータにより読み取って実行することができることは明らかである。
以上述べた如く、上述した実施例によれば、受信データブロックに連続して誤りがない回数に応じて目標SIRの変化量(減少量)を制御するようにして、その回数が大になれば、それに伴って減少量を大とすることにより、無線伝搬環境の変化により所要受信品質が得られる所要受信レベルが小となっても、素早く受信レベルを小にすることができるという効果がある。従って、従来例に比して早く受信レベルを小にできることから、過剰電力、過剰通信品質で送信をなくすことができることになる。また、早く受信レベルを小さくしても、受信品質が劣化しないという効果もある。
Claims (19)
- 移動局と基地局との間の無線回線を所定の受信品質に維持するため、前記無線回線の送信電力制御で用いる目標値を変更制御する第1のステップと、
前記無線回線の受信品質に応じて前記目標値の減少量を可変制御する第2のステップと
を備えることを特徴とする目標値制御方法。 - 前記受信品質は受信データブロックの誤り状態を示す情報であり、
前記第2のステップは、前記受信データブロックに誤りがない連続ブロック数に応じて、前記減少量を可変制御する第3のステップを備えることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の目標値制御方法。 - 前記第3のステップは、前記連続ブロック数が大となるに従って前記減少量を大にする第4のステップを備えることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の目標値制御方法。
- 前記第4のステップは、前記連続ブロック数が所定値の前後で、前記減少量を小から大に切替えるステップを備えることを特徴とする請求の範囲第3項に記載の目標値制御方法。
- 前記第4のステップは、前記連続ブロック数が前記所定値となった直後に、前記減少量を予め定められた最大量とするステップをさらに備えることを特徴とする請求の範囲第4項に記載の目標値制御方法。
- 請求の範囲第1項に記載の目標値制御方法を用いたことを特徴とする移動通信システムにおける送信電力制御方法。
- 移動局から基地局への上り無線回線についての受信品質を前記基地局から受け取る選択合成手段と、
前記上り無線回線を所定の受信品質に維持するため、前記基地局での前記上り無線回線の送信電力制御で用いる目標値を変更するとともに、前記受信品質に応じて前記目標値の減少量を可変制御し、変更された前記目標値を前記基地局へ通知する目標値制御手段と、
を備えることを特徴とする基地局制御装置。 - 前記受信品質は受信データブロックの誤り状態を示す情報であり、
前記目標値制御手段は、前記受信データブロックに誤りがない連続ブロック数に応じて、前記減少量を可変制御することを特徴とする請求の範囲第7項に記載の基地局制御装置。 - 前記目標値制御手段は、前記連続ブロック数が大となるに従って前記減少量を大にすることを特徴とする請求の範囲第8項に記載の基地局制御装置。
- 前記目標値制御手段は、前記連続ブロック数が所定値の前後で、前記減少量を小から大に切り替えることを特徴とする請求の範囲第9項に記載の基地局制御装置。
- 前記目標値制御手段は、前記連続ブロック数が前記所定値となった直後に、前記減少量を予め定められた最大量とすることを特徴とする請求の範囲第10項に記載の基地局制御装置。
- 前記選択合成手段は、前記受信品質を複数の基地局から受け取ることを特徴とする請求の範囲第7項に記載の基地局制御装置。
- 基地局から当該移動局への下り無線回線のSIR(Signaling Interference Ratio)を測定する下り回線SIR測定手段と、
前記下り無線回線の受信品質を測定する下り回線品質測定手段と、
前記下り無線回線を所定の受信品質に維持するため、前記基地局に対する前記下り無線回線の送信電力制御で用いる目標値を変更するとともに、前記受信品質に応じて前記目標値の減少量を可変制御する目標値制御手段と、
前記更新された目標値と前記SIRとの比較結果に応じて前記下り無線回線の送信電力の上げ下げを基地局へ指示する手段と
を備えることを特徴とする移動局。 - 前記受信品質は受信データブロックの誤り状態を示す情報であり、
前記目標値制御手段は、前記受信データブロックに誤りがない連続ブロック数に応じて、前記減少量を可変制御することを特徴とする請求の範囲第13項に記載の移動局。 - 前記目標値制御手段は、前記連続ブロック数が大となるに従って前記減少量を大にすることを特徴とする請求の範囲第14項に記載の移動局。
- 前記目標値制御手段は、前記連続ブロック数が所定値の前後で、前記減少量を小から大に切り替えることを特徴とする請求の範囲第15項に記載の移動局。
- 前記目標値制御手段は、前記連続ブロック数が前記所定値となった直後に、前記減少量を予め定められた最大量とすることを特徴とする請求の範囲第16項に記載の移動局。
- 移動局から基地局への上り無線回線の送信電力制御のための目標値を、所定の受信品質に維持するために変更制御する基地局制御装置の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、
前記上り無線回線の受信品質に応じて前記目標値の減少量を可変制御するステップを実行させることを特徴とするコンピュータ読み取り可能なプログラム。 - 基地局からの下り無線回線の送信電力制御のための目標値を、所定の受信品質に維持するために変更制御する移動局の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、
前記下り無線回線の受信品質に応じて前記目標値の減少量を可変制御するステップを実行させることを特徴とするコンピュータ読み取り可能なプログラム。
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