TWI504297B - 無線通信系統、基地台、終端機、無線通信方法、程式 - Google Patents

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Description

無線通信系統、基地台、終端機、無線通信方法、程式
本發明係關於無線通信系統中，控制由終端機向基地台傳送的上行資料之傳送功率的技術。
近年，就無線通信系統之多元存取方式而言，集中注目於OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access，正交分頻多元存取)方式。
OFDMA方式係在頻率方向以副載波、在時間方向以時槽(time slot)而各自分割，並對於資料的傳送來源分配副載波以及可使用該副載波的時槽，例如在WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access，全球互通微波存取)中採用。
就OFDMA方式中的上行鏈路(Up Link，UL)而言，在基地台與終端機之間調整終端機中的傳送功率及傳送時序、或分配到終端機的頻率。此調整稱為測距(Ranging)(專利文獻1)。測距在終端機初始進入基地台(例如，進入終端機轉換時的轉換目標基地台)時進行，且其後亦周期性進行。
其中，在傳送功率的測距中，終端機假設上行鏈路及下行鏈路(Down Link，DL)的傳遞損耗(Pass Loss)係約略相同，且使用下行鏈路的傳遞損耗之資訊而計算上行資料的傳送功率。此種傳送功率控制稱為開環路功率控制(Open loop power control)，並且，本發明以在上行鏈路進行開環路功率控制作為前提。
在此，詳細說明上行鏈路中的開環路功率控制。
如圖1及圖2所示，基地台BS在步驟S501中預先通知終端機MS者，除基地台本身中的雜訊功率及干涉功率(N+I值)之外，尚包含下列資訊：基地台本身中的下行資料之傳送功率、基地台本身中之調變方式的所須CINR(Carrier to Interference plus Noise Ratio，載波對干涉與雜訊比)值。
在此，雜訊功率係基地台本身中接收機內部產生的熱雜訊之功率，且干涉功率係基地台本身中其他的外在妨礙(例如，來自鄰接單位格(cell)的電波、干擾電波等)之功率。
其次，終端機MS在步驟S502中，基於從基地台BS接收的下行資料(叢訊資料)之CINR與所須CINR的差異，而估算下行鏈路與上行鏈路之間傳遞損耗的差異，並從該傳遞損耗的差異計算上行資料之傳送功率。其結果，傳送功率之計算式變成如下數學式(1)所表示的狀態。
P (dBm )=L +C /N +NI -10log10(R )+Offset_MS perMS +Offset_BS perMS ......(1)
在此，L為終端機MS估算的下行鏈路之傳遞損耗，C/N為基地台BS中調變方式之所須CINR值，NI為基地台BS計測的雜訊功率及干涉功率，10log10(R)為重複編碼(repetition coding)的修正值，Offset_MSperMS 係每個終端機MS之修正值，Offset_BSperMS 係每個基地台BS之修正值。
其後，終端機MS在步驟S503中，以上述所計算的傳送功率將上行資料(叢訊資料)傳送到基地台BS。
但是，就上行鏈路中的開環路功率控制而言，由於無線環境的差異使每個基地台BS之雜訊功率及干涉功率有所不同，因而終端機MS在轉換(Hand-Over，HO)時有無法正確計算初始傳送功率之類的問題。
以下詳述此問題。在此如圖3所示，終端機MS定為從基地台BS1向基地台BS2進行轉換者。又，將表示基地台BS1、BS2中雜訊功率及干涉功率之N+I值各自訂為係a、b。
如圖4所示，基地台BS1進行定期傳送，該定期傳送將N+I值a定期性插入到下行訊框並以廣播方式傳送到基地台本身下屬的終端機MS。
另一方面，基地台BS2亦同樣進行定期傳送，該定期傳送將N+I值b定期性插入到下行訊框並以廣播方式傳送到基地台本身下屬的終端機MS。
在此，終端機MS在步驟S201中，將定基地台BS2為轉換目標之基地台(Target BS)的轉換要求訊息傳送到服務中之基地台BS1(Serving BS)。
然後，在步驟S202中，於基地台BS1與基地台BS2之間執行轉換準備階段。
在轉換準備階段中，於基地台BS1進行處理而將轉換的終端機MS之資訊通知基地台BS2；於基地台BS2進行處理而將對於終端機MS的資料路徑在與上位網路(WiMAX時則為存取服務網路)之間產生。
若轉換準備階段完成，則基地台BS1在步驟S203中將對於轉換要求訊息的轉換要求回應訊息傳送到終端機MS，並且終端機MS在步驟S204中將轉換執行通知訊息傳送到基地台BS1。
之後，終端機MS在步驟S205中進行從基地台BS1向基地台BS2的切換，並在步驟S206中在與基地台BS2之間執行測距。此測距特別稱為轉換測距。
再者，其後在終端機MS與基地台BS2之間，於步驟S207中執行網路再進入處理。
網路再進入處理中，在基地台BS2透過基地台本身進行處理而使終端機MS再度進入上位網路(WiMAX時則為存取服務網路)。
但是，從步驟S205中進行向基地台BS2的切換起到步驟S206中轉換測距開始之前的期間內，終端機MS並未從基地台BS2接收N+I值b，故不知N+I值b。
因此，終端機MS在轉換測距中依據數學式(1)計算上行資料之初始傳送功率時，只能使用基地台BS1之N+I值a。
此時，初始傳送功率，與在以後周期性進行的測距中使用其後從基地台BS2接收的N+I值b所計算的傳送功率相較，將會差異(a-b)的幅度。因此，在轉換測距中計算的初始傳送功率並非被正確計算者。
專利文獻1：日本特開2006-005946號公報
在此，本發明之目的在於提供可解決上述問題的無線通信系統、終端機、無線通信方法、程式。
本發明之無線通信系統，係具有終端機與基地台，該基地台將基地台本身中的功率資訊通知前述終端機，前述終端機，包含：預測部，在轉換時依據來自前述基地台的功率資訊之通知周期，預測受功率資訊通知的下次時序；切換部，在轉換時於前述預測的時序之前，進行向轉換目標之基地台的切換。
本發明之終端機，係受基地台通知該基地台的功率資訊者，包含：預測部，在轉換時依據來自前述基地台的功率資訊之通知周期，預測受功率資訊通知的下次時序；切換部，在轉換時於前述預測的時序之前，進行向轉換目標之基地台的切換。
本發明之無線通信方法，係利用受基地台通知該基地台的功率資訊之終端機，且包含以下步驟：預測步驟，在轉換時依據來自前述基地台的功率資訊之通知周期，預測受功率資訊通知的下次時序；切換步驟，在轉換時於前述預測的時序之前，進行向轉換目標之基地台的切換。
本發明之程式，係使受基地台通知該基地台的功率資訊之終端機執行以下程序：預測程序，在轉換時依據來自前述基地台的功率資訊之通知周期，預測受功率資訊通知的下次時序；切換程序，在轉換時於前述預測的時序之前執行向轉換目標之基地台的切換。
依據本發明，終端機在轉換時依據來自基地台的功率資訊之通知周期，預測受功率資訊通知的下次時序，並在預測的時序之前，進行向轉換目標之基地台的切換。
因此，終端機在從轉換目標之基地台受下次功率資訊通知之前，可進行向轉換目標之基地台的切換，因而可得到可使用轉換目標之基地台的功率資訊而正確計算初始傳送功率的效果。
(實施發明之最佳形態)
以下參照圖式說明實施本發明的最佳型態。
另，在以下的實施形態中，無線通信系統雖係以WiMAX之無線通信系統的情況舉例說明，但本發明並不限定於此。
如圖5所示，本實施形態之無線通信系統具有基地台BS1、BS2與終端機MS。另，在圖5中，雖為了簡化說明而將基地台BS與終端機MS之數目各自訂為2個與1個，但本發明並不限定於此。
基地台BS1具有無線通信部11、網路通信部12、基地台運作部13。雖未圖示，但基地台BS2亦具有與基地台BS1相同的機構。
無線通信部11在與終端機MS之間進行無線通信。
網路通信部12透過網路而在與其他基地台BS之間進行網路通信。
基地台運作部13，雖未圖示，但具有與WiMAX之無線通信系統內一般使用的基地台同等之機構。例如，係在圖4中，將基地台本身的雜訊功率及干涉功率之資訊定期傳送到終端機MS的機構、在與終端機MS之間傳送接收各種訊息的機構、在與其他基地台BS之間執行轉換準備階段的機構、在與終端機MS之間執行測距的機構、及在與終端機MS之間執行網路再進入處理的機構等。但是，此類機構並非本發明之本質性部分而係眾所周知者，故省略詳細說明。
另，在本實施形態中，以基地台BS1、BS2係同步而定期傳送雜訊功率及干涉功率之資訊作為前提。
如圖5所示，終端機MS具有無線通信部21、終端機運作部22。
無線通信部21在與基地台BS1、BS2之間進行無線通信。
終端機運作部22具有通知時序預測部23、基地台切換部24、測距控制部25。
通知時序預測部23在轉換時，依據來自服務中之基地台BS(例如，BS1)的雜訊功率及干涉功率之通知周期，預測由轉換目標之基地台BS(例如，BS2)通知雜訊功率及干涉功率的下次時序。
基地台切換部24，於轉換時在以通知時序預測部23預測的時序之前，進行向轉換目標之基地台BS的切換。
測距控制部25進行在終端機運作部22內執行開環路功率控制之傳送功率控制部(不圖示)的控制。
此外，終端機運作部22，雖未圖示但具有與一般用於WiMAX的無線通信系統之終端機同等的機構。例如，除上述的傳送功率控制部之外，係圖4中，在與服務中的基地台BS之間傳送接收各種訊息的機構。但是，此類機構並非本發明之本質性部分而係眾所周知者，故省略詳細說明。
以下，說明本實施形態的無線通信系統之轉換時的運作。在此，如圖3所示，終端機MS定為從基地台BS1向基地台BS2轉換者。又，表示基地台BS1、BS2之雜訊功率及干涉功率的N+I值各自定為係a、b。
如圖6所示，基地台BS1、BS2各自執行N+I值a、b之定期傳送。
終端機MS，在到之後的步驟S205中進行向轉換目標之基地台BS2的切換之前的期間，從服務中之基地台BS1接收N+I值a。
因此，終端機MS的通知時序預測部23在步驟S101中學習(Learning)來自服務中之基地台BS1的N+I值a之通知周期。
另，在本實施形態中，因為以基地台BS1、BS2定為同步而定期傳送N+I值作為前提，故可在來自基地台BS1的N+I值a之通知周期的同時，亦學習來自轉換目標之基地台BS2的N+I值b之通知周期。
其次，通知時序預測部23依據學習的通知周期，預測受基地台BS2通知N+I值b的下次時序。
其後，終端機MS的基地台切換部24在步驟S205中，在以通知時序預測部23預測的時序之前，進行向基地台BS2的切換。
藉此，終端機MS變成可在向基地台BS2的切換後從基地台BS2接收N+I值b。
在此，更加詳細說明終端機MS之轉換時的運作。
(運作例1)
如圖7所示，通知時序預測部23若在步驟S301中從基地台BS1接收N+I值a，則在步驟S302中記憶插入有本次接收之N+I值a的下行訊框之訊框編號x。
其次，通知時序預測部23在步驟S303中判定是否有記憶插入有上次接收之N+I值a的下行訊框之訊框編號y，若未記憶，則在步驟S304中將訊框編號x設定為上次接收的N+I值a之訊框編號y，並回到步驟S301之處理。
另一方面，在步驟S303中若有記憶訊框編號y，則通知時序預測部23在步驟S305中求取訊框編號之差異z(=x-y)，且將差異z乘以下行訊框之傳送周期並學習作為基地台BS1、BS2的N+I值之通信周期。再者，通知時序預測部23將從轉換目標之基地台BS2接收N+I值b的下次時序，預測為接收訊框編號x+z之下行訊框的時序。
其後，基地台切換部24在步驟S306中判定HO準備階段是否完成，若完成，則在步驟S307中，於接收訊框編號x+z的下行訊框之前(例如，從接收訊框編號x+z-1之下行訊框直到接收訊框編號x+z之下行訊框前的期間)，進行向基地台BS2的切換。
(運作例2)
本運作例在步驟S301～S306為止的處理雖與圖7的運作例1相同，但之後的處理不同。
如圖8所示，基地台切換部24在步驟S401中，考慮來自基地台BS2的N+I值b傳送快於預測的訊框編號x+z之下行訊框的可能性，而在接收訊框編號x+z-w(w為預先決定的數)的下行訊框之前(例如，從接收訊框編號x+z-w-1之下行訊框直到接收訊框編號x+z-w的下行訊框前的期間)，進行向基地台BS2的切換。因此，在本運作例中，與圖7的運作例1相較，變成恰提前w訊框進行向基地台BS2的切換。
之後，測距控制部25在步驟S402中待命直到接收訊框編號x+z+w之下行訊框後，在步驟S403中判定是否有從基地台BS2接收N+I值b。另，待命時間雖定為從進行向基地台BS2的切換後2W訊框份額，但本發明並不限定於此。
在步驟S403中若有從基地台BS2接收N+I值b，則測距控制部25在步驟S405中對於終端機運作部22內的傳送功率控制部(不圖示)以開環路功率控制執行傳送功率的轉換測距。此時，因為有從基地台BS2接收N+I值b，故可正確計算初始傳送功率。
另一方面，在步驟S403若未從基地台BS2接收N+I值b，則測距控制部25在步驟S404中，對於終端機運作部22內之傳送功率控制部將開環路功率控制無效化後執行轉換測距。另，開環路功率控制之無效化，意指暫時性使開環路功率控制的執行停止。此時，傳送功率控制部變成依據來自基地台BS2的指示而控制上行資料的傳送功率。此種傳送功率控制稱為閉環路功率控制(Closed loop power control)。此時，可避免初始傳送功率與在之後周期性進行之測距中所計算的傳送功率之間產生不一致。
在如上所述的本實施形態中，終端機MS在轉換時依據來自基地台BS的雜訊功率及干涉功率之通知周期，預測通知雜訊功率及干涉功率的下次時序，並在預測的時序之前，進行向轉換目標之基地台BS的切換。
因此，終端機MS可在由轉換目標之基地台BS下次通知雜訊功率及干涉功率之前，進行向轉換目標之基地台BS的切換，因而可使用轉換目標之基地台BS的雜訊功率及干涉功率之資訊而正確計算初始傳送功率。
具體而言，在本實施形態中，終端機MS預測下次從基地台BS接收之插入有雜訊功率及干涉功率之資訊的下行訊框之訊框編號，並在接收所預測之訊框編號或從該訊框編號減去設定數目之訊框編號的下行訊框之前，進行向轉換目標之基地台BS的切換。
其中，後者的情況，亦即在接收從所預測的訊框編號減去設定數目之訊框編號的下行訊框之前而進行切換時，即使雜訊功率及干涉功率之資訊從轉換目標之基地台BS快於預測的傳送，亦可對應此。
又，在本實施形態中，進行向轉換目標之基地台BS的切換後的一定時間，未從轉換目標之基地台BS接收雜訊功率及干涉功率之資訊時，暫時性停止開環路功率控制之執行。此時，可避免初始傳送功率與在之後周期性進行的測距中所計算的傳送功率之間產生不一致。
另，在本發明之終端機MS進行的方法，亦可應用於使電腦執行的程式。又，亦可將該程式存放於記憶媒體，亦可透過網路提供到外部。
以上雖參照實施形態說明本發明，但本發明並不限定於上述實施形態。就本發明之構成或細節而言，可在本發明之範圍內進行所屬技術領域中具有通常知識者可思反之各種變更。
本申請案，係基於2008年5月22日申請的日本申請案特願2008-134218號案而主張優先權，並引用其全部揭示內容。
11．．．無線通信部
12．．．網路通信部
13．．．基地台運作部
21．．．無線通信部
22．．．終端機運作部
23．．．通知時序預測部
24．．．基地台切換部
25．．．測距控制部
BS、BS1、BS2．．．基地台
DL．．．下行鏈路
HO．．．轉換
MS．．．終端機
S101、S201~S207、S301~S307、S401~S405、S501~S503．．．步驟
UL．．．上行鏈路
圖1係說明上行鏈路中的開環路功率控制。
圖2係說明上行鏈路的開環路功率控制之順序圖。
圖3係說明無線通信系統中轉換的一例。
圖4係說明關連的無線通信系統中轉換時之運作的一例之順序圖。
圖5係顯示本發明的一實施形態之無線通信系統的構成。
圖6係說明本發明的一實施形態之無線通信系統中轉換時之運作的一例之順序圖。
圖7係說明本發明的一實施形態之終端機中轉換時之運作的一例之流程圖。
圖8係說明本發明的一實施形態之終端機中轉換時之運作的其他例之流程圖。
11．．．無線通信部
12．．．網路通信部
13．．．基地台運作部
21．．．無線通信部
22．．．終端機運作部
23．．．通知時序預測部
24．．．基地台切換部
25．．．測距控制部
BS1、BS2．．．基地台
MS．．．終端機

Claims (16)

  1. 一種無線通信系統，係具有終端機與基地台，該基地台將基地台本身的功率資訊通知到該終端機，該終端機包含：預測部，在轉換時依據來自該基地台的功率資訊之通知周期，預測受功率資訊通知的下次時序；切換部，在轉換時於該預測的時序之前，進行向轉換目標之基地台的切換；且該功率資訊係關於該基地台所計測之雜訊功率及干涉功率的資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項之無線通信系統，其中，該基地台，係將基地台本身的功率資訊定期性插入到下行訊框並傳送到該終端機，該預測部，在轉換時預測下次從該基地台接收之插入有功率資訊的下行訊框之訊框編號，該切換部，在轉換時於接收該預測之訊框編號的下行訊框之前，進行向轉換目標之基地台的切換。
  3. 如申請專利範圍第1項之無線通信系統，其中，該基地台，係將基地台本身的功率資訊定期性插入到下行訊框並傳送到該終端機，該預測部，在轉換時預測下次從該基地台接收之插入有功率資訊的下行訊框之訊框編號，該切換部，在轉換時於接收從該預測的訊框編號減去設定數目之訊框編號的下行訊框之前，進行向轉換目標之基地台的切換。
  4. 如申請專利範圍第3項之無線通信系統，其中，該終端機更具有測距控制部，在向轉換目標之基地台切換後即使經過設定的時間亦無法接收插入有功率資訊的下行訊框時，暫時性停止依據轉換目標之基地台的功率資訊之上行資料的傳送功率控制之執行。
  5. 一種終端機，係受基地台通知該基地台的功率資訊者， 具有：預測部，在轉換時依據來自該基地台的功率資訊之通知周期，預測受功率資訊通知的下次時序；切換部，在轉換時於該預測的時序之前，進行向轉換目標之基地台的切換；且該功率資訊係關於該基地台所計測之雜訊功率及干涉功率的資訊。
  6. 如申請專利範圍第5項之終端機，係由該基地台，定期性將該基地台的功率資訊插入到下行訊框並傳送，其中，該預測部，在轉換時預測下次從該基地台接收之插入有功率資訊的下行訊框之訊框編號，該切換部，在轉換時於接收該預測之訊框編號的下行訊框之前，進行向轉換目標之基地台的切換。
  7. 如申請專利範圍第5項之終端機，係由該基地台將該基地台的功率資訊定期性插入到下行訊框並傳送，其中，該預測部，在轉換時預測下次從該基地台接收之插入有功率資訊的下行訊框之訊框編號，該切換部，在轉換時於接收從該預測的訊框編號減去設定數自之訊框編號的下行訊框之前，進行向轉換目標之基地台的切換。
  8. 如申請專利範圍第7項之終端機，其中，更具有測距控制部，在向轉換目標之基地台切換後即使經過設定的時間亦無法接收插入有功率資訊的下行訊框時，暫時性停止依據轉換目標之基地台的功率資訊之上行資料的傳送功率控制之執行。
  9. 一種無線通信方法，係利用受基地台通知該基地台的功率資訊之終端機，包含以下步驟：預測步驟，在轉換時依據來自該基地台的功率資訊之通知周期，預測受功率資訊通知的下次時序；切換步驟，在轉換時於該預測的時序之前，進行向轉換目標 之基地台的切換；且該功率資訊係關於該基地台所計測之雜訊功率及干涉功率的資訊。
  10. 如申請專利範圍第9項之無線通信方法，係由該基地台將該基地台的功率資訊定期性插入到下行訊框並傳送，其中，在該預測步驟中，在轉換時預測下次從該基地台接收之插入有功率資訊的下行訊框之訊框編號，在該切換步驟中，在轉換時於接收該預測之訊框編號的下行訊框之前，進行向轉換目標之基地台的切換。
  11. 如申請專利範圍第9項之無線通信方法，係由該基地台將該基地台的功率資訊定期性插入到下行訊框並傳送，其中，在該預測步驟中，在轉換時預測下次從該基地台接收之插入有功率資訊的下行訊框之訊框編號；在該切換步驟中，在轉換時於接收從該預測的訊框編號減去設定數目之訊框編號的下行訊框之前，進行向轉換目標之基地台的切換。
  12. 如申請專利範圍第11項之無線通信方法，其中，更具有測距控制步驟，在向轉換目標之基地台切換後即使經過設定的時間亦無法接收插入有功率資訊的下行訊框時，暫時性停止依據轉換目標之基地台的功率資訊之上行資料的傳送功率控制之執行。
  13. 一種程式，係使受基地台通知該基地台的功率資訊之終端機執行，包含以下程序：預測程序，在轉換時依據來自該基地台的功率資訊之通知周期預測受功率資訊通知的下次時序；切換程序，在轉換時於該預測的時序之前，進行向轉換目標之基地台的切換；且該功率資訊係關於該基地台所計測之雜訊功率及干涉功率的資訊。
  14. 如申請專利範圍第13項之程式，係由該基地台將該基地台的功率資訊定期性插入到下行訊框並傳送，其中，在該預測程序中，在轉換時預測下次從該基地台接收之插入有功率資訊的下行訊框之訊框編號，在該切換程序中，在轉換時於接收該預測之訊框編號的下行訊框之前，進行向轉換目標之基地台的切換。
  15. 如申請專利範圍第13項之程式，係由該基地台將該基地台的功率資訊定期性插入到下行訊框並傳送，其中，在該預測程序中，在轉換時預測下次從該基地台接收之插入有功率資訊的下行訊框之訊框編號，在該切換程序中，在轉換時於接收從該預測的訊框編號減去設定數目之訊框編號的下行訊框之前，進行向轉換目標之基地台的切換。
  16. 如申請專利範圍第15項之程式，其中，使該終端機更執行測距控制程序，在向轉換目標之基地台切換後即使經過設定時間亦無法接收插入有功率資訊的下行訊框時，暫時性停止依據轉換目標之基地台的功率資訊之上行資料的傳送功率控制之執行。
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