JP4216694B2

JP4216694B2 - 移動通信システムにおける基地局及び送信電力設定方法

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Publication number: JP4216694B2
Application number: JP2003379171A
Authority: JP
Inventors: 恒邱; 英俊加山; 成視梅田
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2003-11-07
Filing date: 2003-11-07
Publication date: 2009-01-28
Anticipated expiration: 2023-11-07
Also published as: JP2005142968A; US7366130B2; EP1530304B8; US20050099973A1; CN1615037A; CN1298187C; EP1530304B1; EP1530304A1

Description

本発明は、移動通信システムにおいて移動局の送信電力制御を行う基地局及び移動局送信電力を設定する方法に関し、特に隣接セルからの干渉に備えた隣接セル干渉マージンのみを考慮した、移動局送信電力制御方法及び基地局に関する。

ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access, 符号分割多元接続）などを利用した移動通信システムにおいて、基地局における所定の受信品質（ビット誤り率（ＢＥＲ：Bit Error Rate）或いはブロック誤り率（ＢＬＥＲ：Block Error Rate））を満たす希望波信号電力対干渉波信号電力比（SIR：Signal-to-interference power ratio）を測定し、その測定に基づく高速の送信電力制御（ＴＰＣ：Transport Format Combination Indicator）を、上りリンク及び下りリンクに適用することにより，所要受信品質に対して常に送信電力を最小にでき，したがってシステム容量を増大することができる。

特に上りリンクにおいては、例えば同じ送信電力で複数の移動局が送信した場合には、一般に基地局から離れるほど伝搬ロスによる受信信号の減衰が大きくなるため、基地局受信機入力端において基地局から離れた場所にいる（すなわちセル端周辺）移動局からの受信信号が、基地局の近くにいる移動局からの受信信号にマスクされてしまうという、いわゆる遠近間題がある。この遠近問題を解決するため，基地局受信において各移動局からの受信信号対干渉電力比（ＳＩＲ）が一定になるように、移動局の送信電力を制御する高速ＴＰＣが必要とされる。

ＳＩＲ測定に基づく高速ＴＰＣは、インナーループ（内ループ）及びアウターループ（外ループ）の２ループより構成される。内ループでは，各スロットのRake合成後の信号のSIRを測定し，この測定SIR値が目標SIR値に等しくなるよう送信電力の増減を制御する２値のTPCコマンドビットを生成して，対となるリンク（例えば上りリンク制御時には下りリンク）において送信する。

高速ＴＰＣを行ったときの受信電力の分布は、対数正規分布でよく近似できることが知られている。高精度なＴＰＣを実現するためには、高精度なＳＩＲ測定法が必要である。Ｒａｋｅ合成後のＳＩＲを直接測定する代わりに、各パスのＳＩＲを測定し、加算することにより等価的にＲａｋｅ合成後のＳＩＲを求める方法が提案されている。この方法では、Ｒａｋｅ合成後の信号のＳＩＲを直接測定する方法に比較して、チャネル推定誤差の影響を小さくして高精度なＳＩＲの測定ができる。

内ループでの送信電力の更新は１スロット（例えば、0.667msec）毎に行われる。一回の送信電力の更新ステップサイズは，大きいほど急激な伝播路の変動に対して良好に追従できるものの，大きすぎると定常状態での受信電力のばらつき（分散）が大きくなるのでかえって特性劣化を招く。結果としてステップサイズが１dBのときに最も良好な特性が得られることが報告されている。

一方，同じ目標ＳＩＲ値でも伝播路のパス数，移動局の移動速度（最大ドップラ周波数）等の伝播環境，ＳＩＲ測定法の差異や干渉量の変動によって、必ずしも同じ受信品質（ＢＬＥＲ或いはＢＥＲ）にはならない。

従って，外ループにより長区間に渡る受信品質を測定して，この受信品質測定値に基づいて，緩やかな周期で目標ＳＩＲを補正する（補正するマージンを設定する）ことができる。しかし、高品質、高速データ伝送においては、外ループの伝搬環境変化に対する追従性を高めるために、ＢＬＥＲで目標ＳＩＲを補正するのではなく、誤り訂正復号後の２値の判定データを再チャネル符号化し，インタリーブ後のデータ系列を参照データとして，Rake合成後の仮判定データ系列のＢＥＲを求め，この測定値が目標ＢＥＲ値に等しくなるように目標ＳＩＲ値を補正する方法が用いられる場合もある。

回線交換の場合，トラヒックはセッション毎にしか変動せず，干渉の変動がそれほど激しくない。一方、パケット通信の場合には，トラヒックはパケット毎に変動し，干渉の変動が回線交換の場合より遥かに激しくなり，パケット通信において激しく変動する干渉に追従することは困難である。このような干渉の変動に対処するために、従来は、干渉マージンを加えた現時点の観測総干渉に基づいて、次の単位時間のターゲット受信電力を制御していた。

しかし、大きな干渉マージンを加えると送信電力が増大し、システムスループットが減少するという問題点があった。

本発明者は、パケット送信に先出って移動局から送出された予約信号を受信した基地局が該当パケットを送信するのに必要な無線リソースを移動局に割り当てる方式である予約型アクセス方式を使用する場合には、割当情報に基づいて次の単位時間での自セル内干渉が完全予測できるため（すべての送信が基地局によって割当てられるから）、自セル内干渉分の変動にマージンで対処する必要がないことを見出した。

そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、隣接セル干渉だけに対してのみ干渉マージンを設定することにより、システムスループットを増大させた無線パケット通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明の一特徴に従った無線パケット通信システムは、総干渉量を隣接セル干渉量と自セル内干渉量に分けて対処する。自セル内の割当状況を記憶しておき、測定した総受信電力から、自セルパケットの合計受信電力分と熱雑音とを減算して、現在の隣接セル干渉量を算出する。算出した現在の隣接セル干渉量に、干渉マージンを加算した値を次の単位時間の隣接セル干渉量とする。

信号対干渉電力比（ＳＩＲ）一定基準でＴＰＣ制御を行う場合には、次の単位時間の隣接セル干渉量と次の時間単位の自セル内の割当て状況に基づいて、次の時間単位の自セルパケットのターゲット受信電力を算出、記憶し、送信電力制御、新規予約に対する割当てを行う。

受信電力一定基準でＴＰＣ制御を行う場合には、次の単位時間の隣接セル干渉量と次の時間単位の自セル内の割当状況に基づいて新規予約に対する割当てを行う。

上記の目的を達成するための本発明の一特徴に従った、基地局と該基地局の自セル内の移動局との間でパケット通信が確立され、移動局が、パケット送信に先出って基地局に対し予約信号を送出し，受信した予約信号に応じて基地局により割当てられた無線リソースを使用し制御された送信電力にてパケット送信を行うところの通信システムにおいて動作する基地局は、移動局からの信号を受信する受信部；受信信号の受信電力強度を測定する受信強度測定部；前記受信電力強度と、自セル内の移動局からの自セル内受信電力とに基づいて、隣接セル干渉を計算する隣接セル干渉計算部；隣接セルからの干渉に備え隣接セル干渉マージンを設定する干渉マージン決定部；自セルパケットのパケット所定値を割り当てる自セルパケット割当て部；及び前記自セルパケット割当て部からのパケット所定値と、干渉マージン決定部からの隣接セル干渉マージンとに基づき、パケット伝搬損失を考慮して、移動局の送信電力を決定する送信電力決定部；から構成されることを特徴とする。

また、送信電力決定部が、自セル若しくは隣接セルの伝播環境又は移動局の分布に基づいて干渉マージンを変動させるような構成にしてもよい。

干渉マージン決定部が、過去一定時間の隣接セル干渉の平均値と標準偏差とに応じて、或いは過去一定時間の隣接セル干渉の平均値と標準偏差と伝送誤り率とに応じて隣接セル干渉マージンを決定することもできる。

本発明の他の特徴に従った、基地局と該基地局の自セル内の移動局との間でパケット通信が確立され、移動局がパケット送信に先出って基地局に対し予約信号を送出し，基地局が受信した予約信号に応じて無線リソースを前記移動局に割当て、前記移動局が前記の割り当てられた無線リソースを使用して制御された送信電力にてパケット送信を行うところの通信システムにおいて、移動局の送信電力を制御するための基地局における送信電力設定方法は、受信強度を測定する段階；測定した受信強度から自セルに割り当てた総受信電力を減算することにより、隣接セル干渉量を算出する段階；隣接セル干渉量の変化に基づき、隣接セル干渉マージンを決定する段階；自セルパケットのパケット所定値を割り当てる段階；及び割り当てられたパケット所定値と、決定した隣接セル干渉マージンとに基づき、前記移動局の送信電力を決定して、移動局へ通知する段階から構成されることを特徴とする。

上記方法において、隣接セル干渉マージンを決定する段階が、過去一定時間の隣接セル干渉の平均値と標準偏差とに応じて、或いは過去一定時間の隣接セル干渉の平均値と標準偏差と伝送誤り率とに応じて隣接セル干渉マージンを決定する段階を含む；ようにしてもよい。

また、信号対干渉電力比を一定として送信電力制御を行う場合には、次の単位時間の隣接セル干渉量と次の単位時間の自セル内の割当て状況に基づいて、次の単位時間の自セルパケットのターゲット受信電力を算出することにより、移動局の新規パケットの送信電力を決定するようにしてもよい。

また、新規パケットの要求がある場合において、各パケットに必要な送信電力が閾値よりも小さいときには新規パケットを許可するようにしてもよい。

さらに、受信電力を一定として送信電力制御を行う場合には、次の単位時間の隣接セル干渉量と次の単位時間の自セル内の割当状況に基づいて、パケットの最大可能受信電力と割当て可能最大受信電力量のうち小さい方を、移動局の新規パケットに割り当ててもよい。

パケットの最大可能受信電力と割当て可能最大受信電力量のうち小さい方の値が閾値よりも小さい場合には、新規パケットを割り当てないように構成してもよい。

統計多重効果により隣接セル干渉の変動が自セル干渉の変動より小さく、かつ予約アクセス方法を適用する場合には、基地局は自セル移動局のパケット送信による干渉変動を完全に予測することが可能である。隣接セル干渉だけの変動が総干渉より緩やかであるため、隣接セル干渉だけにマージンを設ける本発明は、すべての干渉の変動に対してマージンを設ける従来方法に比較して、必要なマージンが小さくて（同じ干渉量の場合、低い送信電力で）済み、システムスループットを増大させることができる。

以下、図面を参照しながら本発明に従った基地局及び送信電力制御方法の実施例について説明する。本発明の実施例に従った無線パケット通信システムは、総干渉量を隣接セル干渉量と自セル内干渉量に分けて対処する。自セル内の割当状況を記憶しておいて、測定した総受信電力から、自セルパケットの合計受信電力分と熱雑音とを減算して、現在の隣接セル干渉量を算出する。算出した現在の隣接セル干渉量に、干渉マージンを加算した値を次の単位時間の隣接セル干渉量とする。

図１は，本発明を適用可能な移動通信システムの概略図である。図１に示す移動通信システムでは，無線基地局１１が形成する無線ゾーン（セル）１２内に複数の移動局１３が在圏している。基地局１１と配下の移動局１３との間でパケット伝送が行われ、伝送されるパケットは無線区間上で符号分割多重され、伝送時間はタイムスロットに分割される。

図２に，本発明の実施例に従った無線基地局１１及び移動局１３の構成を示すブロック図を示す。図２に示すように，移動局１３は，受信部２１，受信信号変換部２２，信号解析部２３，送信電力制御部２４，送信信号変換部２５及び送信部２６を備えている。

＜受信部における動作＞受信部２１は，無線通信回線を介して無線基地局１１の送信部４０から送信されるパイロットチャネル信号，呼出信号，割当信号，接続信号及びデータパケット等を受信する回路であり，受信した信号を受信信号変換部２２へと入力する。

受信信号変換部２２は、受信部２１で受信した受信信号に対して複調，逆拡散，復号化の処理を行い，信号解析部２３に出力する。信号解析部２３は，受信信号変換部２２で変換された受信信号を解析し，解析結果を受信信号の種類に応じて各部に出力する回路である。

基地局１１から送信されるデータパケットに割当られた割当信号（割当てられる伝送レートや送信時間領域が含まれる）に関する情報を送信信号変換部２５に出力し，基地局１１から送信されるデータパケットの送信電力に関する情報を送信電力制御部２４に出力し，受信したデータパケットを受信データとして出力する。

送信信号変換部２５は、信号解析部２３で解析された基地局１１からの割当信号（割当てられる伝送レートや送信時間領域が含まれる）に基づいて、送信の拡散率，変調方式，符号化率などを決定する。これらの決定に基づき、送信信号変換部２５は、送信データの符号化，拡散，変調の処理を行い，送信部２６に出力する。

送信電力制御部２４は，送信部２６において送信される信号の送信電力を制御する回路であり，信号解析部からの送信電力制御情報に基づいてデータパケットの送信電力を決定するものである。

送信部２６は，無線通信回線を介して基地局１１の受信部３１に対して信号を送信する回路であり，送信信号変換部２５で変換された信号を送信電力制御部２４が決定した送信電力で送信する。

＜基地局における動作＞基地局１１は，受信部３１，受信強度測定部３２，隣接セル干渉計算部３３，割当記憶部３４，干渉マージン決定部３５，受信信号変換部３６，上り伝播損失推定部３７，上りレート・送信電力決定部３８，送信信号変換部３９及び送信部４０を備えている。

受信部３１は，移動局１３から送信された信号を，無線通信回線を介して受信する回路である。受信信号は、受信強度測定部３２を介して，受信信号変換部３６に出力される。送信部４０は，各種信号を，無線通信回線を介して移動局１３の受信部２１に送信する。

受信強度測定部３２は，受信した電力の強度を測定し，その測定結果を隣接セル干渉計算部３３に出力するとともに、受信データをそのまま受信信号変換部３６に出力する。

割当記憶部３４は，各タイムスロットに基地局が割当てたパケット数とパケットレート、又はパケット数とパケット送信電力などのパケットを特定する値（パケット所定値と呼ぶ）を記憶する。割当記憶部３４は、現在のタイムスロットの自セル内パケットに割当てた合計受信電力を隣接セル干渉計算部に出力する。

隣接セル干渉計算部３３は，受信強度測定部３２からの受信電力強度の値から、割当記憶部３４より受信した合計受信電力を減算して，隣接セル干渉と熱雑音の合計値を算出し，その結果を干渉マージン決定部３５に出力する。

＜干渉マージン決定部における動作＞干渉マージン決定部３５は，自セル若しくは隣接セルの伝搬環境又は移動局の分布に基づき、マージンを変動させることができる。例えば、以下の方法でマージンを決定する。予約型パケット通信の場合には、隣接セル干渉の分布は対数正規分布（トラヒック量が少ない時）によく似ていることがシミュレーションで分かっているため、以下の方法１又は方法２でマージンを算出することができる。

方法１：過去一定時間（例えば５秒間）の隣接セル干渉の平均値と隣接セル干渉の偏差を算出して、以下のマージンを求める数式（A）を用いてマージンを決定する。
マージン＝隣接セル干渉平均値＋偏差×ψ（ｔ）数式（A）
数式（A）の中のψ（ｔ）は標準正規分布の分布関数であり、ｔは目標誤り率である。例えば、ｔが３％の場合ψ（ｔ）は１．８８になり、ｔが１％の場合ψ（ｔ）は２．３３になる。

方法２：過去一定時間の前後スロットでの隣接セル干渉電力の差の平均値と偏差を算出し、そして次のスロットに用いるマージンを以下のマージンを求める数式（B）を用いてマージンを決定する。
マージン＝現在のスロットの隣接セル干渉電力＋前後スロットの差の平均値
＋前後スロットの差の偏差×ψ（ｔ）数式（B）
数式（B）の中のψ（ｔ）は標準正規分布の分布関数である。

そして干渉平均値が増大するほど必要なマージンも増大するため以下の方法３も考えられる。

方法３：マージン＝ｘ × a（x）数式（C）
ここでｘは、過去一定時間内の平均干渉量である。a（x）は、平均干渉量に応じて設ける係数であり、各干渉平均値の時の干渉変動に応じて設けられる値でxとの関係は非線形である。この係数はビット誤り率あるいはパケット誤り率に応じて調整する。例えば、ある平均干渉量x_１に対応するa（x_１）の現在値が、１．８であり、そしてこの１．８の値を使う場合の平均誤り率が０．０８で目標値０．０３より大きいとき（すなわち、干渉が大きいとき）には、以後のa（x_１）＝１．８＋０．２＝２．０にする。一方、a（x_１）の現在値１．８を使う場合の平均誤り率が０．０１で目標０．０３より小さいとき（すなわち、干渉が小さいとき）には、以後のa（x₁）= １．８−０．２=１．６にする。

長い期間（例えば一週間）に亘って隣接セル干渉の平均値と前記平均値の場合の前後タイムスロットの隣接セル干渉の変化量を計算し，前記平均値に対応する前後タイムスロットの隣接セル干渉変化量の偏差（変化量の平均値が０である）を算出し，そして現在タイムスロットの隣接セル干渉量とその干渉量に対応する干渉量偏差の合計値を隣接セルからの干渉へ備える干渉電力マージンとし，そのマージンの値を上りレート・送信電力決定部３８に出力する。

受信信号変換部３６は，受信強度測定部３２からの受信信号を逆拡散，復号し，受信した上りのデータを受信データとして出力し，受信した予約信号を上り伝播損失推定部３７を経由して，上りレート・送信電力決定部３８に出力する。

上り伝播損失推定部３７は，予約信号の送信電力（移動局により予約信号の中に書かれている）と受信電力（基地局で測定したもの）との差を用いて、上り伝播損失を推定し，その値を記憶し，さらに，その伝搬損失推定値を上りレート・送信電力決定部３８に出力する。

＜上りレート・送信電力決定部における制御＞上りレート・送信電力決定部３８における制御は，新規予約がある場合とそうでない場合とで制御が異なる。まず新規予約がある場合の制御を説明する。

＜新規予約がある場合の制御＞新規予約に対して割当を行う際，次のスロットから以下の試算を行う。先ず、数ランクに分けたレートから最大レートを新規パケットヘ割当てることを仮定し，干渉マージン決定部３５から通知される隣接セルからの干渉へ備える干渉マージン，次のスロットに継続送信する各パケットと新規パケットのターゲット信号対干渉電力比（ＳＩＲ）及び各パケットの拡散率を用いて，以下のターゲット受信電力算出のための数式（１）でそれぞれパケットのターゲット受信電力を算出する。数式（１）の根拠を図５に示す。

ここに、P_iはセル内i番目パケットのターゲット受信電力であり、ｎはセル内該当時間に送信するパケットの数，SF_iはi番目パケットの拡散率，SINR_iはi番目パケットのターゲット信号対干渉電力比、かつ、P_marginは隣接セルからの干渉へ備える干渉マージンである。

前記ターゲット受信電力Ｐ_iと上り伝播損失推定部３７から通知される各パケットの伝播損失とから各パケットに必要な送信電力を算出する。パケットに必要なすべての送信電力がそれぞれ移動局の最大送信電力を超えない場合，仮定通りに最大レート及び算出した送信電力を新規パケットヘ割当てて，更新時に必要な送信電力を継続送信する移動局へ通知する。

いずれかのパケットに必要な送信電力が移動局の最大送信電力を超える場合，新規パケットヘ仮定するレートを１ランク落とし，この新しく設定したレートにより上記の計算を再度行う。そうして算出したパケットに必要なすべての送信電力が移動局の最大送信電力を超えるか否かを判定する。パケットに必要なすべての送信電力がそれぞれ移動局の最大送信電力を超えない場合，前記の新しく設定したレート及び算出した送信電力を新規パケットヘ割当てて，更新時に必要な送信電力を継続送信する移動局へ通知する。

いずれかのパケットに必要な送信電力が依然として移動局の最大送信電力を超える場合には，新規パケットヘ仮定するレートをさらにもう１ランク落とし，この再度新しく設定したレートにより上記の計算を再度行う。新規パケットヘ仮定するレートを最低レートまで落としても，いずれかのパケットに必要な送信電力が移動局の最大送信電力を超える場合，２つ後のスロットに上記の計算を繰り返し，予約信号受信時点から一定時間経過まで上記の計算を繰り返す。それでもいずれかのパケットに必要な送信電力が依然として移動局の最大送信電力を超える場合には，新規パケットの予約を拒否或いは保留する。

＜新規予約がない場合の制御＞新規予約がない場合には，次のスロットに送信する全パケットに対して，上記数式（１）を用いてターゲット受信電力を算出し，次のスロットのターゲット受信電力と現スロットのターゲット受信電力の差を移動局へ通知する。送信信号変換部３９は，上りレート・送信電力決定部３８からの割当結果（新規予約に対してはレートと送信電力を割当て，継続送信するパケットに対しては送信電力の調整命令だけ）と下りの送信データを符号化，拡散し，送信部４０によって移動局１３の受信部２１へ送信する。

図３を参照しながら、信号対干渉電力比（ＳＩＲ）一定の場合の第１の実施例に従った基地局の制御手順を説明する。信号対干渉電力比（ＳＩＲ）一定基準でＴＰＣ制御を行う場合には、次の単位時間の隣接セル干渉量と次の時間単位の自セル内の割当て状況に基づいて、次の時間単位の自セルパケットのターゲット受信電力を算出、記憶し、送信電力制御、新規予約に対する割当てを行う。

基地局１１が移動局１３から信号を受信すると、受信強度測定部３２によりスロット毎に受信電力強度を測定する（S１０２）。隣接セル干渉計算部３３が、受信電力強度の値から、割当て記憶部３４内に記憶してある現在のタイムスロットで自セル内パケットに割当てた合計受信電力と熱雑音を減算して，隣接セル干渉を算出する（S１０３）。隣接セル干渉の平均値と前記平均値の場合の前後タイムスロットの隣接セル干渉の変化量を計算し，前記平均値に対応する前後タイムスロットの隣接セル干渉変化量の偏差（変化量の平均値が０である，偏差は長い期間（例えば一週間）に亘って算出する）を更新する（S１０４）。そして現在タイムスロットの隣接セル干渉量とその干渉量に対応する干渉量偏差の合計値を隣接セルからの干渉へ備える干渉電力マージンとする（S１０５）。

新規予約がある場合（S１０６），予約信号の送信電力（予約信号の中に移動局により書かれている）と受信電力（基地局で測定したもの）との差で上り伝播損失を推定し，その値を記憶する（S１０７）。既存パケットへの干渉量が変化することに対するレート保障を行う必要がある。新規予約に対して割当を行う際，まず予約信号を受信したスロットの次のスロットから以下の計算を行う。

先ず、数ランクに分けられたレートから最大レートを新規パケットヘ割当てることを仮定し（S１０８），仮定した状況で数式（１）を用いてそれぞれのパケットのターゲット受信電力を算出し（S１０９），記憶したそれぞれのパケットの伝播損失と前記ターゲット受信電力との和からそれぞれのパケットに必要な送信電力を算出する（S１１０）。

すべてのパケットに必要な送信電力が閾値を超えない場合、例えば各移動局の最大送信電力や所定の送信電力を超えない場合（S１１１）には，仮定通りの送信時間，レート及び送信電力を新規パケットヘ割当て，継続送信するパケットの前後スロットのターゲット受信電力の差を継続送信する移動局へ通知する（S１１９）。

任意のパケットに必要な送信電力が移動局の最大送信電力を超える場合（S１１１），新規パケットヘ仮定するレートがまだ最低レートになっていないなら（S１１２），新規パケットヘ仮定するレートを１ランク落とし（Ｓ１１３），もう一度上記の計算を行う（Ｓ１０９，Ｓ１１０，Ｓ１１１）。

新規パケットヘ仮定するレートを最低レートにしても，全パケットの最大送信電力が必要な送信電力を満足しない場合（S１１２），仮定送信スロットと新規予約信号の受信時間との時間差を閾値と比較する（S１１４）。前記時間差がまだ閾値に達していない場合，新規パケットの送信に仮定するスロットをさらに先のスロットとして（S１１５），前記の計算（Ｓ１０９，Ｓ１１０，Ｓ１１１）を繰り返す。

前記時間差が既に閾値に達したなら（S１１４）、新規パケットの予約を拒否或いは保留する（S１１６）。

新規予約がない場合には（S１０６），次のスロットに送信する全パケットに対して，数式（１）でターゲット受信電力を算出し（S１１７），次のスロットのターゲット受信電力と現スロットのターゲット受信電力との差を記憶して、移動局へ通知する（S１１８）。

図４を参照しながら、ターゲット受信電力一定基準でＴＰＣ制御を行う本発明の第２の実施例に従った制御動作を説明する。受信電力一定基準でＴＰＣ制御を行う場合には、次の単位時間の隣接セル干渉量と次の時間単位の自セル内の割当状況に基づいて新規予約に対する割当てを行う。

第２の実施例に用いる無線基地局１１及び移動局１３の構成及び動作は、第１の実施例と同様（図２）であるが、上りレート・送信電力決定部３８の機能、動作が異なる。

移動通信システムのシステム設定をするときに、基地局１１でのターゲット合計受信電力量（セルのカバレッジとスループットのトレードオフで決まり，通常は合計受信電力／熱雑音＝数dB−１０数dBである）と各レートパケットのターゲット受信電力を設定する（S２０２）。受信強度測定部３２によって、スロット毎に受信電力強度を測定する（S１０２）。測定した受信電力強度の値から、記憶しておいた現在のタイムスロットの自セル内パケットに割当てた合計受信電力と熱雑音を引いて，隣接セル干渉を算出する（S１０３）。

隣接セル干渉の平均値と前記平均値の場合の前後タイムスロットの隣接セル干渉の変化量を計算し，前記平均値に対応する前後タイムスロットの隣接セル干渉変化量の偏差（変化量の平均値が０である，偏差は長い期間（例えば一週間）に亘って算出する）を更新する（S１０４）。そして現在タイムスロットの隣接セル干渉量とその干渉量に対応する干渉量偏差の合計値を、隣接セルからの干渉へ備える干渉電力マージンとする（S１０５）。

新規予約がある場合（S１０６），新規パケットに割り当てる受信電力を求めるために、予約信号の送信電力（予約信号の中に移動局により書かれている）と受信電力（基地局で測定したもの）との差で上り伝播損失を推定し，移動局１３の最大送信電力と伝播損失の差でパケットの最大可能受信電力を算出する（S２０７）。基地局でのターゲット合計受信電力量から、隣接セルからの干渉へ備えた干渉電力マージン，熱雑音及び自セルの次のスロットに割当済みのパケットの合計受信電力を引いて，新規パケットヘ割当可能な最大受信電力を算出する（S２０９）。パケットの最大可能受信電力と割当可能な最大受信電力量の両者のうち小さい方の値を新規パケットに割当てる受信電力とする（S２１０）。もし、この小さい方の値が所定の閾値（例えば、ゼロ）よりも小さい場合には、新規パケットを割り当てない。

伝送レートとターゲット受信電力との関係で新規パケットのレートを決定，記憶し，伝送レートと送信電力（＝ターゲット受信電力＋伝播損失）を移動局１３へ通知する（S２１９）。

新規予約がない場合（Ｓ１０６）、次のスロットで継続送信するパケットに対して，fading等により発生したターゲット受信電力とパケットの受信電力との差を算出し，移動局へ通知する（S２１８）。

本発明に従った、基地局は、移動無線システムにおけるスループット向上のために用いることができる。

本発明を適用可能な移動通信システムの概略図である。本発明の実施例に従った無線基地局１１及び移動局１３のブロック図である。信号対干渉電力比（ＳＩＲ）一定の場合の基地局制御手順を示すフローチャートである。ターゲット受信電力一定の場合の基地局制御手順を示すフローチャートである。ターゲット受信電力算出のための数式（１）の根拠を示す。

符号の説明

11 基地局
12 セル
13 移動局
31 受信部
32 受信強度測定部
33 隣接セル干渉計算部
34 割当て記憶部
35 干渉マージン決定部
36 受信信号変換部
37 上り伝搬損失推定部
38 上りレート・送信電力決定部
39 送信信号変換部
40 送信部

Claims

基地局と該基地局の自セル内の移動局との間でパケット通信が確立され、移動局が、パケット送信に先出って基地局に対し予約信号を送出し，受信した予約信号に応じて基地局により割当てられた無線リソースを使用し制御された送信電力にてパケット送信を行うところの通信システムにおいて動作する基地局であって：
移動局からの信号を受信する受信部；
受信信号の受信電力強度を測定する受信強度測定部；
前記の測定された受信電力強度と、自セルのパケット割当情報から算出した合計受信電力と、熱雑音とに基づいて、隣接セル干渉を計算する隣接セル干渉計算部；
隣接セルからの干渉に備え隣接セル干渉マージンを設定する干渉マージン決定部；
自セルパケットのパケット所定値を割当てる自セルパケット割当部；及び
前記自セルパケット割当部からのパケット所定値と、干渉マージン決定部からの隣接セル干渉マージンとに基づき、パケット伝搬損失を考慮して、移動局の送信電力を決定する送信電力決定部；
から構成される基地局。
請求項１に記載の基地局であって：
前記送信電力決定部が、自セル若しくは隣接セルの伝播環境又は移動局の分布に基づいて干渉マージンを変動させる；
ことを特徴とする基地局。
請求項１に記載の基地局であって：
前記干渉マージン決定部が、過去一定時間の隣接セル干渉の平均値と標準偏差とに応じて、或いは過去一定時間の隣接セル干渉の平均値と標準偏差と伝送誤り率とに応じて隣接セル干渉マージンを決定する；
ことを特徴とする基地局。
基地局と該基地局の自セル内の移動局との間でパケット通信が確立され、移動局がパケット送信に先出って基地局に対し予約信号を送出し，基地局が受信した予約信号に応じて無線リソースを前記移動局に割当て、前記移動局が前記の割当てられた無線リソースを使用して制御された送信電力にてパケット送信を行うところの通信システムにおいて、移動局の送信電力を制御するための基地局における送信電力設定方法であって：
受信強度を測定する段階；
前記の測定した受信強度から、自セルのパケット割当情報から算出した合計受信電力及び熱雑音を減算することにより、隣接セル干渉量を算出する段階；
隣接セル干渉量の変化に基づき、隣接セル干渉マージンを決定する段階；
自セルパケットのパケット所定値を割当てる段階；及び
割当てられたパケット所定値と、決定した隣接セル干渉マージンとに基づき、前記移動局の送信電力を決定して、移動局へ通知する段階；
から構成される送信電力設定方法。
請求項４に記載の送信電力設定方法であって：
前記の隣接セル干渉マージンを決定する段階が、過去一定時間の隣接セル干渉の平均値と標準偏差とに応じて、或いは過去一定時間の隣接セル干渉の平均値と標準偏差と伝送誤り率とに応じて隣接セル干渉マージンを決定する段階を含む；
ことを特徴とする送信電力設定方法。
請求項４に記載の送信電力設定方法であって：
信号対干渉電力比を一定として送信電力制御を行う場合には、次の単位時間の隣接セル干渉量と次の単位時間の自セル内の割当状況に基づいて、次の単位時間の自セルパケットのターゲット受信電力を算出することにより、移動局の新規パケットの送信電力を決定する段階；
から構成されることを特徴とする送信電力設定方法。
請求項６に記載の送信電力設定方法であって：
新規パケットの要求がある場合において、各パケットに必要な送信電力が閾値よりも小さいときには新規パケットを許可する段階；
をさらに含む送信電力設定方法。
請求項４に記載の送信電力設定方法であって：
受信電力を一定として送信電力制御を行う場合には、次の単位時間の隣接セル干渉量と次の単位時間の自セル内の割当状況に基づいて、パケットの最大可能受信電力と割当可能最大受信電力量のうち小さい方を、移動局の新規パケットに割当てる段階；
から構成されることを特徴とする送信電力設定方法。
請求項８に記載の送信電力設定方法であって：
前記のパケットの最大可能受信電力と割当可能最大受信電力量のうち小さい方の値が閾値よりも小さい場合には、新規パケットを割当てない；
ことを特徴とする送信電力設定方法。