KR20110052593A

KR20110052593A - 폐 루프 송신전력 제어방법 및 무선기지국장치

Info

Publication number: KR20110052593A
Application number: KR1020117002512A
Authority: KR
Inventors: 다이스케 니시카와; 요시히사 기시야마; 마모루 사와하시
Original assignee: 가부시키가이샤 엔티티 도코모
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2011-05-18
Also published as: EP2306778B1; JP5279386B2; EP2306778A1; CN102106174B; JP2010028776A; EP2306778A4; WO2010010818A1; US8478279B2; CN102106174A; US20110190026A1

Abstract

고속 스케줄링 및 고속 AMC를 활용할 수 있음과 함께, 기지국장치가 이동국으로부터의 신호를 적절하게 수신할 수 있도록 최적의 송신전력 제어주기를 설정하는 것. 이 폐 루프 송신전력 제어방법은, 상향링크에서 수신한 신호의 수신 SINR 및 평균 간섭 레벨을 측정하고, 기지국장치(10)의 수신성능에 의해 정해지는 제1 수신가능범위와, 소요의 스루풋을 실현하는 변조방식 및 부호화율의 각 조합의 조합수에 의해 정해지고 간섭 레벨에 따라 변화하는 제2 수신가능범위와의 중복영역인 기지국장치의 다이나믹 레인지의 넓이에 따라 수신품질의 평균화 시간을 결정하고, 결정한 평균화 시간으로 수신 SINR을 평균화하고, 평균화한 수신 SINR과 목표수신 SINR과의 차이에 기초하여, 이동국(30)에 있어서 증감해야 하는 상향 송신전력의 양이 나타난 TPC 커맨드를 생성하고, 하향링크에서 송신한다.

Description

폐 루프 송신전력 제어방법 및 무선기지국장치 {Closed-loop transmission power control method and radio base station device}

본 발명은, 상향링크의 송신전력 제어를 폐(閉) 루프로 수행하는 폐 루프 송신전력 제어방법 및 무선기지국장치에 관한 것이다.

W-CDMA의 상향링크에서는, 동일 셀 내에의 유저장치(UE:User equipment)는, 유저 고유의 스크램블 부호가 승산되어 있으며, 비직교 수신이 되기 위해. 멀티 유저 간섭(즉, 원근문제)의 영향을 저감하기 위한 고속송신 전력제어(TPC:Trans mission Power Control)가 필수가 되어 있다.

한편, 3GPP Release 8에서 규정되는 LTE(Long Term Evolution)의 시스템에서는(이하, 'Rel-8 LTE'로 약칭한다), 상향링크에 낮은 피크 대 평균전력 비(PAPR: Peak-to Average Power Ratio)를 실현하고, 커버리지의 증대에 유효한 SC-FDMA(Single-Carrier Frequency Division Multiple Access) 무선액세스가 채용되고 있다. 따라서, 기지국에 따른 스케줄링에 의해, 기본적으로는, 어느 주파수 및 시간을 갖는 무선리소스를 하나의 UE에 할당하기 때문에, 동일 셀 내의 유저간은 주파수 및 시간영역에서 직교를 실현하고 있다. 이 때문에, 동일 셀 내의 멀티 유저 간섭을 억압하는 관점에서는, 고속 TPC는 반드시 필수는 아니다. 그러나, Rel-8 LTE에서는 1 셀 주파수 반복을 베이스로 하기 때문에, 주변 셀로부터의 간섭이 크고, 특히 셀 단에 존재하는 UE로부터의 간섭 레벨은 높다. 이 때문에, 이와 같은 주변 셀 간섭을 보상하고 일정한 수신품질을 유지하기 위해, LTE에 있어서도 TPC를 적용할 필요가 있다.

Rel-8 LTE의 상향링크에서는, 1)물리 랜덤 액세스채널(PRACH:Physical Random Access Channel), 2)상향링크 물리 공유채널(PUSCH:Physical Uplink Shared Channel), 3)상향링크 물리 제어채널(PUCCH:Physical Uplink Control Channel)이 규정되고 있다. 특히, PUSCH는, 유저데이터를 송신하는 물리채널이며, UE의 수신채널상태에 따른 적응 변복조·채널 부호화(AMC:Adaptive Modulation and channel Coding), 복수 유저로부터 통지된 CQI(Channel Quality Indicator)에 따라 수신신호 레벨이 높은 주파수 블록을 개개의 유저에 대해 최적으로 할당하는 주파수 스케줄링을 적용한다. 순시의 페이딩 변동에 대응하기 위해, 1msec 길이의 TTI(Transmission Time Interval)마다 고속 주파수 스케줄링 및 고속 AMC를 실행한다. 이 경우, 순시의 페이딩 변동에 대해서는 AMC에 따른 적응 레이트 제어로 대응할 수 있으나, 기지국으로부터의 전파 로스 및 주변 셀 간섭의 변동에는 저속의 TPC로 대응한다. 상향링크의 PUSCH의 송신전력 제어는, 기지국이 비교적 장(長)주기로 통지하는 파라미터(Po, α 등) 및 이동국이 측정하는 전파 로스값에 따른 개(開) 루프 TPC와, 쉐도윙에 따른 수신 레벨의 중기적 변동 및 UE의 송신전력의 설정 오차를 보상하기 위해 비교적 단(短)주기로 통지되는 TPC 커맨드에 따른 폐 루프 TPC와의 조합에 의해 제어된다(3GPP,TS36.213). 기지국과 이동국과의 사이에서 수행되는 폐 루프 TPC에서는, 예를 들면, 기지국에 있어서 평균화 시간 t에서 평균화한 수신 SINR(Signal to Interference plus Noise Ratio)과 목표수신 SINR과의 차분을 계산하고, 그 차분을 TPC 커맨드로서 이동국에 통지함으로써, 이동국의 송신전력을 제어하고 있다.

선행기술문헌

비특허문헌

비특허문헌1:3GPP, TS 36. 213, V8. 2. 0, "Evolved Universal Terrestrial Radio Access(E-UTRA);Physical layer procedures"

그러나, 고속 주파수 스케줄링 및 고속 AMC가 적용되고 있는 링크에 있어서, 고속 주파수 스케줄링 및 고속 AMC의 높은 게인을 얻기 위해 폐 루프 TPC의 제어주기를 비교적 긴 시간(저속)으로 고정하는 경우, 수신신호의 오차가 커진 기지국 수신기의 다이나믹 레인지로부터 벗어나, 통신을 할 수 없게 될 가능성이 있었다.

본 발명은, 상기 점을 감안하여 이루어진 것이며, 기지국장치가 적절하게 동작하도록 최적의 송신전력 제어주기를 설정할 수 있는 폐 루프 송신전력 제어방법 및 무선기지국장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 폐 루프 송신전력 제어방법은, 기지국장치의 수신기 성능에 따라 정해지는 제1 수신가능범위와, 소요의 스루풋을 실현하는 변조방식 및 부호화율의 각 조합의 조합수에 따라 정해지는 제2 수신가능범위와의 중복영역의 광협(廣狹)에 따라 수신품질의 평균화 시간을 초기 설정하고, 상향링크에서 수신한 신호의 수신품질 및 간섭 레벨을 측정하고, 측정된 간섭 레벨에 따라 변화한 중복영역의 넓이를 특정하고, 특정한 중복영역의 넓이에 따라 수신품질의 평균화 시간을 증감하고, 증감한 평균화 시간으로 수신품질을 평균화하고, 평균화한 수신품질과 목표수신품질과의 차이에 따라, 단말장치에 있어서 증감해야 하는 상향 송신전력의 양이 나타난 송신전력 제어정보를 생성하고, 상기 단말장치에 대해, 생성된 송신전력 제어정보를 하향링크에서 송신하는 것을 특징으로 한다.

이 구성에 따르면, 상기 중복영역은 기지국장치가 적정하게 UE로부터의 신호를 수신할 수 있는 다이나믹 레인지가 되고, 이 다이나믹 레인지의 광협에 대응하여 수신품질의 평균화 시간을 결정하기 때문에, 다이나믹 레인지가 넓은 경우에는 고속 주파수 스케줄링 및 고속 AMC의 메리트를 충분히 누릴 수 있도록 평균화 시간을 결정할 수 있고, 다이나믹 레인지가 좁은 경우에는 수신 SNR(Signal to Noise Ratio)이 다이나믹 레인지로부터 벗어날 확률을 저감할 수 있도록 평균화 시간을 결정할 수 있으며, 제1 수신가능범위 및 제2 수신가능범위를 일탈하여 통신을 할 수 없는 사태를 방지할 수 있다.

본 발명에 따르면, 기지국장치가 적절하게 동작하도록 최적의 송신전력 제어주기를 설정할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태에 있어서의 TPC의 제어주기의 결정방법의 개념도이다.
도 2는 AMC가 보상하는 수신 SINR의 다이나믹 레인지를 나타내는 도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 기지국장치의 기능구성을 나타내는 기능 블록도이다.
도 4는 도 3에 도시하는 베이스밴드신호 처리부의 기능구성을 나타내는 기능 블록도이다.
도 5는 기지국장치에 있어서 선택가능한 MCS 세트의 구체 예를 나타내는 도이다.
도 6은 Rel-8 LTE의 상향링크에 있어서의 링크 어댑테이션의 개요를 나타내는 도이다.
도 7은 기지국장치에서 수행되는 TPC의 제어주기의 결정 및 폐 루프 TPC의 개략적인 흐름도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

Rel-8 LTE의 상향링크에서의 송신전력 제어방법에 대해 설명한다.

도 1에는 TPC 커맨드를 생성할 때의 수신품질의 평균화 시간의 결정방법의 개념이 도시되어 있다. 수신품질의 평균화 시간은 TPC의 제어주기가 된다.

무선기지국은, 이동국으로부터 송신된 신호를 수신가능한 신호 강도(수신 레벨)의 범위(이하, '제1 수신가능범위'라고 한다)를 갖는다. 제1 수신가능범위는, 무선기지국의 수신기의 성능에 의존하고 있으며, 주로 AGC(Automatic Gain Control)의 정밀도와, A/D 변환기의 샘플링 레이트 및 양자(量子)화 비트수로 정해진다. 후술하는 제2 수신가능범위와 비교가능하게 하기 위해 제1 수신가능범위를 수신 SNR(Signal to Noise Ratio)로 규정한다. 유저에 할당한 한 주파수대역에서의 수신 SNR은, 유저단말(이동국)이 송신한 본래의 신호와 배경 잡음과의 비를 절대값으로 표현하고 있다. 이동국에서 송신전력 제어되는 본래의 신호에 비해 배경 잡음의 변화는 작기 때문에, 수신전력 대신에 수신 SNR을 이용하여 제1 수신가능범위를 규정할 수 있다. 무선기지국의 수신기에서의 수신 SNR이, 이동국에서의 송신전력 제어에 의해, 제1 수신가능범위로부터 벗어난 경우에는 통신할 수 없는 상태가 된다.

또, 무선기지국은, 시스템상에서 요구되는 스루풋의 범위가 미리 정해져 있으며, 그 요구되는 스루풋을 실현하는 변조방식과 부호화율의 각 조합(MCS: Modulation and Coding Scheme)의 조합수(이하, 'MCS 세트수'라고 한다)가 정해져 있다. 무선기지국은, 소요의 스루풋을 실현하는 MCS 세트수에 의해 정해지는 수신품질의 범위(이하, '제2 수신가능범위'라고 한다)를 갖는다. 제1 수신가능범위와 차원을 맞추기 위해 수신품질에는 수신 SNR을 이용한다. 제2 수신가능범위는, 평균 간섭 레벨에 따라 변화한다. 무선기지국의 수신기에서의 수신 SNR이, 이동국에서의 송신전력 제어에 의해, 제2 수신가능범위로부터 벗어난 경우에는, 요구된 스루풋을 실현할 수 없게 된다. 도 2는 AMC가 보상하는 수신 SINR의 다이나믹 레인지를 나타내는 도이다. 변조방식과 부호화율의 조합에 의해, 수신 SINR에 대해 실현할 수 있는 스루풋이 정해진다. 예를 들면, MCS＃1은, 스루풋은 낮지만 낮은 수신품질로 통신이 가능한 MCS 세트이며, MCS＃n은, 높은 수신품질을 이용하여 높은 스루풋을 실현할 수 있는 MCS 세트이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, MCS 세트수가 많을수록, 소요의 스루풋을 실현하는 수신 SINR의 다이나믹 레인지가 넓어진다. 도 2에 있어서 수신 SINR를 수신 SNR로 바꾼 경우도 동일한 관계가 성립한다.

따라서, 제1 수신가능범위와 제2 수신가능범위가 겹치는 중복영역이, 무선기지국이 적절하게 동작하는 수신 SNR의 다이나믹 레인지(이하, '기지국장치의 다이나믹 레인지'라고 한다)가 된다. 이 기지국장치의 다이나믹 레인지는, 개개의 무선기지국의 수신기의 성능, 시스템에서 서포트하는 MCS 세트수 및 수신기에서 측정되는 평균 간섭 레벨에 의해 변화한다. 무선기지국의 수신기의 성능, 시스템에서 서포트하는 MCS 세트수는 무선기지국마다 고정되고 있다. 이 때문에, 무선기지국의 수신기의 성능, 시스템에서 서포트하는 MCS 세트수로부터 정해지는 기지국장치의 다이나믹 레인지의 넓이에 따른 수신품질의 평균화 시간을 초기 설정한다. 제2 수신가능범위는 간섭 레벨에 따라 변동한다. 이 때문에, 통신시에는 간섭 레벨에 따라 기지국장치의 다이나믹 레인지도 변화하기 때문에, 기지국장치의 다이나믹 레인지의 변화에 따라 수신품질의 평균화 시간을 동적으로 변화시킨다.

기지국장치의 다이나믹 레인지가 넓으면, 도 2에 도시하는 수신 SINR의 다이나믹 레인지의 중심에 목표수신 SINR을 설정한 경우, 수신 SINR이 다이나믹 레인지로부터 벗어날 확률이 작아진다. 즉, 수신 SINR이 다이나믹 레인지로부터 벗어날 확률이 작아지는 분만큼, TPC의 제어주기(수신 SINR의 평균화 시간 t)를 길게 할 수 있다. 기지국장치의 다이나믹 레인지가 넓을 때는, TPC의 제어주기를 길게 하여, 고속 주파수 스케줄링 및 고속 AMC의 효과를 최대한으로 누릴 수 있다. 또한, 고속 주파수 스케줄링 및 고속 AMC를 적용받고 있는 링크에 있어서 폐 루프 TPC의 제어주기를 짧게 설정하고 순시의 페이딩 변동에 추종가능한 정도로 고속화하면, 기지국장치의 다이나믹 레인지로부터 벗어날 확률을 저감할 수 있다. 그러나, 그러면 개개의 유저의 수신 레벨이 균일해지도록 제어되기 때문에, 고속 주파수 스케줄링 및 고속 AMC를 적용하는 이점이 감쇄되게 된다.

또, 기지국장치의 다이나믹 레인지가 좁으면, 도 2에 도시하는 수신 SINR의 다이나믹 레인지의 중심에 목표수신 SINR을 설정했다고 해도, 수신 SINR이 다이나믹 레인지로부터 벗어날 확률이 높아진다. TPC의 제어주기를 짧게 함으로써, 오차가 작아지고 수신 SINR이 다이나믹 레인지로부터 벗어날 확률이 저하한다. 즉, TPC의 제어주기(수신 SINR의 평균화 시간 t)를 단축한 분만큼, 수신 SINR이 다이나믹 레인지로부터 벗어날 확률을 낮게 할 수 있다. 기지국장치의 다이나믹 레인지가 좁을 때는, TPC의 제어주기를 짧게 하여, 수신 SINR이 다이나믹 레인지로부터 벗어날 확률을 저하시킨다.

이상과 같이 하여, 기지국장치의 다이나믹 레인지의 넓이에 따라, TPC의 제어주기(수신 SINR의 평균화 시간 t)를 결정한다. 기지국장치에서는, 이동국으로부터 수신한 신호의 수신 SINR을 측정하고, 기지국장치의 다이나믹 레인지의 넓이에 따라 결정한 평균화 시간 t에서 수신 SINR을 평균화한다. 기지국장치는, 예를 들면, 목표수신 SINR과 평균화수신 SINR과의 차분을 TPC 커맨드로서 이동국으로 통지한다. 이동국은 무선기지국으로부터 통지된 TPC 커맨드에 따라 상향링크의 송신전력을 제어한다.

도 1에 도시하는 구체 예에서는, 제1 수신가능범위의 최저값보다도 제2 수신가능범위의 최저값이 크다. 이는, 무선기지국의 수신기가, 시스템에 요구되는 스루풋을 실현할 수 없는 수신 레벨이 작은 신호까지 수신가능한 것을 나타내고 있다. 제1 수신가능범위와 제2 수신가능범위가 이상과 같은 관계인 경우는, 제1 수신가능범위 중, 요구되는 스루풋을 실현할 수 없는 영역은 기지국장치의 다이나믹 레인지로부터 벗어난다. 또, 제1 수신가능범위의 최대값보다도 제2 수신가능범위의 최대값 쪽이 크다. 이는, 무선기지국의 수신기가 포화하는 큰 수신 레벨에까지 대응가능한 MCS 세트를 시스템측에서 서포트하고 있는 것을 나타내고 있다. 제1 수신가능범위와 제2 수신가능범위가 이상과 같은 관계인 경우는, 제2 수신가능범위 중, 수신기의 수신 성능으로 대응할 수 없는 영역은 기지국장치의 다이나믹 레인지로부터 벗어난다. 따라서, 이상과 같이 하여 결정되는 기지국장치의 다이나믹 레인지는, 수신기의 수신 성능과 시스템의 서포트 능력의 양방의 면으로부터 기지국장치가 정상으로 동작하는 범위를 규정한 것이다. 이와 같은 기지국장치의 다이나믹 레인지에 기초하여 수신품질의 평균화 시간을 초기 설정한다.

도 1에 도시하는 케이스 이외에도, 수신기의 성능을 올림으로써, 제2 수신가능범위의 전체를 커버하는 제1 수신가능범위를 갖는 것도 있을 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 기지국장치의 기능 블록도이다. 기지국장치(10)는, 송수신 안테나(11)와, 앰프부(12)와, 송수신부(13)와, 베이스밴드신호 처리부(14)와, 호처리부(15)와, 전송로 인터페이스(16)를 구비한다.

상향링크의 데이터에 대해서는, 송수신 안테나(11)에서 수신된 무선주파수신호가 앰프부(12)에 있어서 AGC의 하에서 수신전력이 일정 전력으로 보정되도록 증폭된다. 앰프부(12)에 있어서 수행되는 AGC의 정밀도가 제1 수신가능범위를 정하는 요소의 하나가 된다. 증폭된 무선주파수신호는, 송수신부(13)에서 베이스밴드신호로 주파수 변환된다. 이 베이스밴드신호는, 베이스밴드신호 처리부(14)에서 역확산, RAKE 합성, 오류 정정 복호가 이루어진 후, 전송로 인터페이스(16)를 통해서 액세스 게이트웨이 장치로 전송된다. 액세스 게이트웨이 장치는, 코어 네트워크에 접속되어 있으며, 각 이동국을 관리한다. 또, 상향링크에 관해서는, 상향링크의 베이스밴드신호에 기초하여, 기지국장치(10)에서 수신된 무선신호의 수신 SINR 및 간섭 레벨이 측정된다.

하향링크의 패킷 데이터는, 상위장치로부터 전송로 인터페이스(16)를 통해 베이스밴드신호 처리부(14)에 입력된다. 베이스밴드신호 처리부(14)에서는, 재송 제어(H-ARQ(Hybrid ARQ))의 처리, 스케줄링, 전송 포맷 선택, 채널 부호화, 확산처리가 수행되고 송수신부(13)에 전송된다. 송수신부(13)에서는, 베이스밴드신호 처리부(14)로부터 출력된 베이스밴드신호를 무선주파수대로 변환하는 주파수 변환처리가 실시되고, 그 후, 앰프부(12)에서 증폭되어 송수신 안테나(11)로부터 송신된다.

도 4는, 상기 베이스밴드신호 처리부(14)의 기능구성을 나타내는 기능 블록도이다.

베이스밴드신호 처리부(14)는, A/D 변환기를 갖는 레이어 1 처리부(21)와, MAC(Medium Access Control) 처리부(22)와, RLC 처리부(23)와, 수신 SINR 측정부(24)와, 송신전력 제어부(25)와, 제어주기 결정부(26)를 구비하고 있다. 또한, 제어주기 결정부(26)는 송신전력 제어부(25)에 포함되는 일 기능부로 해도 좋다.

레이어 1 처리부(21)는, 주로 물리 레이어에 관한 처리를 수행하고, 송수신부(13)로부터의 신호를 A/D 변환기에서 A/D 변환한다. A/D 변환기의 샘플링 레이트, 양자화 비트수가 제1 수신가능범위를 정하는 요소가 된다. 레이어 1 처리부(21)에서는, 예를 들면, 상향링크에서 수신한 신호에 대해, 채널 복호화, 이산 푸리에 변환(DFT), 주파수 디맵핑, 역 푸리에 변환(IFFT), 데이터 변조, 상하의 개별채널의 송신전력 제어 등의 처리가 수행된다. 또, 하향링크에서 송신하는 신호에 대해, 채널 부호화, 데이터 변조, 주파수 맵핑, 역 푸리에 변환(IFFT) 등의 처리가 수행된다.

MAC 처리부(22)는, 상향/하향링크에서 수신한 신호에 대한 MAC 레이어에서의 재송 제어(HARQ), 상향/하향링크에 대한 스케줄링, PUSCH/PDSCH의 전송 포맷의 선택(AMC에 있어서의 MCS 세트의 결정을 포함), PUSCH/PDSCH의 리소스 블록의 선택 등의 처리를 수행한다. 기지국장치(10)는 AMC에서 사용하는 MCS 세트를 복수 중에서 선택가능하다. 도 5는 기지국장치(10)에 있어서 선택가능한 MCS 세트의 구체 예를 나타내는 도이다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 기지국장치(10)는, 예를 들면, 15개(index0∼index14)의 MCS 세트를 서포트하고 있다. 즉, MCS 세트의 주파수 이용효율은 변조방식과 부호화율과의 조합으로 정해지고, 이용효율이 낮은 것으로부터 높은 것까지 15개의 MCS 세트가 준비되어 있다. 이들의 선택가능한 MCS 세트수가 제2 수신가능범위를 결정하는 하나의 요소가 된다.

RLC 처리부(23)는, 상향링크에서 수신한 패킷, 및 전송로 인터페이스(16) 경유로 받는 하향링크에서 송신하는 패킷에 대해, 패킷의 분할, 패킷의 결합, RLC 레이어의 재송 제어 등을 수행한다.

수신 SINR 측정부(24)는, 상향링크에서 수신한 레퍼런스신호의 수신품질(예를 들면, 수신 SINR)을 측정한다. 일반적으로, 레퍼런스신호에는, 시스템대역 전역에서 정기적으로 송신되는 사운딩용의 Sounding RS와, PUSCH에 부수하여 특정의 리소스 블록의 대역만으로 전송되는 복조용의 Demodulation RS가 있다. 수신 SINR 측정부(24)는, 레퍼런스신호의 간섭 레벨도 측정하고 있다.

제어주기 결정부(26)는, 기지국장치의 다이나믹 레인지를 감시하고 있으며, 기지국장치의 다이나믹 레인지의 넓이에 따라 TPC의 제어주기를 결정한다. 기지국의 다이나믹 레인지를 정하는 주된 요소는, 앰프부(12)에 있어서의 AGC의 정밀도, 레이어 1 처리부(21)에 있어서의 A/D 변환기의 샘플링 레이트 및 양자화 비트수, MAC 처리부(22)에서 선택가능한 MCS 세트수, 수신 SINR 측정부(24)에서 측정되는 레퍼런스신호의 간섭 레벨이다. AGC의 정밀도, A/D 변환기의 샘플링 레이트 및 양자화 비트수, MCS 세트수는, 기지의 데이터이다. 따라서, AGC의 정밀도, A/D 변환기의 샘플링 레이트 및 양자화 비트수, MCS 세트수로부터 정해지는 기지국장치의 다이나믹 레인지를 특정하고, 이 다이나믹 레인지의 넓이에 따른 적절한 수신품질의 평균화 시간을 초기 설정한다. 통신개시 후는, 수신 SINR 측정부(24)에서 측정하는 간섭 레벨에 연동하여 기지국장치의 다이나믹 레인지를 변동한다. 기지국장치의 다이나믹 레인지의 넓이에 따라 수신품질의 평균화 시간을 증감시킨다. 증감시킨 평균화 시간은 송신전력 제어부(25)로 부여된다.

송신전력 제어부(25)는, 제어주기 결정부(26)로부터 부여되는 평균화 시간 t에서 수신 SINR를 평균화하고, 예를 들면, 목표수신 SINR과 평균화수신 SINR과의 차분을 TPC 커맨드로서 생성한다. 이와 같이 기지국장치의 다이나믹 레인지의 넓이에 따라 증감시킨 TPC의 제어주기로 생성되는 TPC 커맨드가 레이어 1 처리부(21)로 출력된다.

호처리부(15)는, 상위장치의 무선제어국과 호처리 제어신호의 송수신을 수행하고, 기지국(10)의 상태관리나 리소스할당을 수행한다. 또한, 상기 레이어 1 처리부(21)와 MAC 처리부(22)에 있어서의 처리는, 호처리부(15)에 있어서 설정되어 있는, 기지국(10)과 이동국의 통신의 상태에 기초하여 수행된다.

이상과 같이 구성된 기지국장치(10)와 이동국과의 사이의 링크 어댑테이션에 대해서 설명한다.

도 6은, Rel-8 LTE의 상향링크에 있어서의 링크 어댑테이션의 개요를 나타내고 있다. 이동국(30)으로부터 기지국장치(10)에 보내지는 Sounding RS를 이용하여, 각 유저의 채널품질정보(CQI:Channel Quality Indicator)를 측정하고, 리소스 블록마다의 유저할당(스케줄링), MCS 세트의 결정(AMC)을 수행한다. 결정한 리소스 블록의 할당과 MCS 세트의 정보(및 재송에 관한 정보(HARQ))를 하향링크 물리 제어채널(PDCCH:Physical Downlink Control Channel)에서 이동국(30)에 통지한다. 이동국(30)에서는 기지국장치(10)로부터 통지된 정보에 따라, 데이터송신을 수행한다.

이상과 같은 링크 어댑테이션에 있어서, 이하와 같은 TPC의 제어주기의 결정 및 폐 루프 TPC를 수행한다.

도 7은 기지국장치(10)에서 수행되는 TPC의 제어주기의 결정 및 폐 루프 TPC의 개략적인 흐름도이다. 통신개시 전에, 제1 수신가능범위와 레퍼런스신호의 간섭 레벨을 고려하지 않는 제2 수신가능범위와의 중복영역으로 구성되는 기지국장치의 다이나믹 레인지를 구하고, 구한 기지국장치의 다이나믹 레인지의 넓이에 따라 결정한 수신품질의 평균화 시간을 초기 설정한다.

통신개시 후는, 이동국(30)으로부터 송신된 레퍼런스신호를 상향 PUSCH에서 수신하고(단계 S1), 수신품질로서 수신 SINR 측정부(24)에서 수신 SINR를 측정함(단계 S2)과 함께, 수신 SINR 측정부(24)에서는 레퍼런스신호의 평균 간섭 레벨을 측정한다(단계 S4). 측정한 수신 SINR은 송신전력 제어부(25)로 입력되고, 평균 간섭 레벨은 제어주기 결정부(26)로 입력된다. 제어주기 결정부(26)에 있어서, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 수신가능범위와 제2 수신가능범위가 겹치는 범위를, 기지국장치의 다이나믹 레인지로서 특정한다(단계 S5). 도 1에 도시하는 제1 수신가능범위는, 기지국장치(10)의 앰프부(12)에 있어서의 AGC의 정밀도, 레이어 1 처리부(21)에 있어서의 A/D 변환기의 샘플링 레이트 및 양자화 비트수로부터 정해지는 수신 SNR의 다이나믹 레인지이다. 이들의 데이터는 개개의 기지국장치(10)에서 고정이기 때문에 초기 설정시에 입력하는 것만으로 된다. 또, 제2 수신가능범위는, MAC 처리부(22)에서 선택가능한 MCS 세트수(도 5의 예에서는 15개), 단계 S4에서 측정한 평균 간섭 레벨로부터 정해지는 소요 스루풋을 실현하는 수신 SNR의 다이나믹 레인지이다. MCS 세트수는 개개의 기지국장치(10)에서 고정이기 때문에 초기 설정시에 입력하나, 평균 간섭 레벨은 소정 주기로 측정된다. 따라서, 기지국장치의 다이나믹 레인지는, 시스템 가동 후에는 평균 간섭 레벨의 변화에 따라 넓이가 변동한다. 그리고, 기지국장치의 다이나믹 레인지의 넓이에 대응하여 TPC의 제어주기가 되는 수신품질의 평균화 시간 t를 결정한다(단계 S6). 기지국장치의 다이나믹 레인지가 넓으면, 수신 SNR이 다이나믹 레인지로부터 벗어날 확률이 작아지는 분만큼, TPC의 제어주기가 되는 수신 SINR의 평균화 시간 t를 길게 한다. 한편, 기지국장치의 다이나믹 레인지가 좁을 때는, 수신 SINR의 평균화 시간 t를 짧게 하여, 수신 SINR이 다이나믹 레인지로부터 벗어날 확률을 저하시킨다.

기지국장치의 다이나믹 레인지의 넓이에 대응하여 결정한 평균화 시간 t에서 수신 SINR를 평균화하고(단계 S3), 예를 들면, 목표수신 SINR과 평균화수신 SINR과의 차분을 TPC 커맨드로서 생성한다(단계 S7). 생성한 TPC 커맨드를 하향링크에서 이동국(30)으로 통지한다(단계 S8).

상술한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 기지국장치(10)가 적절하게 동작하는 수신 SNR의 다이나믹 레인지인 기지국장치의 다이나믹 레인지를 특정하고, 기지국장치의 다이나믹 레인지의 넓이에 대응하여 TPC의 제어주기를 결정하기 때문에, 기지국장치의 다이나믹 레인지가 넓은 경우에는 고속 주파수 스케줄링 및 고속 AMC의 메리트를 충분히 누릴 수 있는 긴 TPC의 제어주기를 설정가능함과 함께, 기지국장치의 다이나믹 레인지가 좁은 경우에는 수신 SNR이 기지국장치의 다이나믹 레인지로부터 벗어날 확률을 저감할 수 있는 짧은 TPC의 제어주기를 설정가능하며, 통신을 할 수 없는 사태를 방지할 수 있다.

산업상의 이용가능성

본 발명은, Rel-8 LTE의 상향링크에 있어서의 폐 루프의 송신전력 제어방법에 적용가능하다.

Claims

기지국장치의 수신기 성능에 따라 정해지는 제1 수신가능범위와, 소요의 스루풋을 실현하는 변조방식 및 부호화율의 각 조합의 조합수에 따라 정해지는 제2 수신가능범위와의 중복영역의 광협(廣狹)에 따라 수신품질의 평균화 시간을 초기 설정하고,
상향링크에서 수신한 신호의 수신품질 및 간섭 레벨을 측정하고,
측정된 간섭 레벨에 따라 변화한 중복영역의 넓이를 특정하고, 특정한 중복영역의 넓이에 따라 수신품질의 평균화 시간을 증감하고,
증감한 평균화 시간으로 수신품질을 평균화하고, 평균화한 수신품질과 목표수신품질과의 차이에 따라, 단말장치에 있어서 증감해야 하는 상향 송신전력의 양이 나타난 송신전력 제어정보를 생성하고,
상기 단말장치에 대해, 생성된 송신전력 제어정보를 하향링크에서 송신하는 것을 특징으로 하는 폐 루프 송신전력 제어방법.
제 1항에 있어서,
중복영역이 넓어지는 것에 따라 평균화 시간을 길게 하는 것을 특징으로 하는 폐 루프 송신전력 제어방법.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
중복영역이 좁아지는 것에 따라 평균화 시간을 짧게 하는 것을 특징으로 하는 폐 루프 송신전력 제어방법.
제 1항에 있어서,
기지국장치의 수신기 성능에는, 상향링크에서 수신한 신호의 수신전력을 일정 전력으로 제어하는 오토 게인 컨트롤의 정밀도와, 일정 전력으로 제어된 신호를 디지털신호로 변환할 때의 샘플링 레이트 및 양자화 비트수를 포함하는 것을 특징으로 하는 폐 루프 송신전력 제어방법.
상향링크에서 수신한 신호의 수신품질 및 간섭 레벨을 측정하는 수신품질 측정부와,
기지국장치의 수신기 성능에 의해 정해지는 제1 수신가능범위와, 소요의 스루풋을 실현하는 변조방식 및 부호화율의 각 조합의 조합수에 의해 정해지는 제2 수신가능범위와의 중복영역의 광협에 따라 수신품질의 평균화 시간을 초기 설정하고, 측정된 간섭 레벨에 따라 변화한 중복영역의 넓이를 특정하고, 특정한 중복영역의 넓이에 따라 수신품질의 평균화 시간을 증감시키는 제어주기 결정부와,
상기 제어주기 결정부에서 증감시킨 평균화 시간으로 수신품질을 평균화하고, 평균화한 수신품질과 목표수신품질과의 차이에 따라, 단말장치에 있어서 증감해야 하는 상향 송신전력의 양이 나타난 송신전력 제어정보를 생성하는 송신전력 제어부와,
상기 송신전력 제어부에서 생성된 송신전력 제어정보를 하향링크에서 송신하는 송신부를 구비한 것을 특징으로 하는 무선기지국장치.