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JP2005535237A - ポイントツーマルチポイント物理チャネルの電力制御 - Google Patents

ポイントツーマルチポイント物理チャネルの電力制御 Download PDF

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JP2005535237A JP2004526372A JP2004526372A JP2005535237A JP 2005535237 A JP2005535237 A JP 2005535237A JP 2004526372 A JP2004526372 A JP 2004526372A JP 2004526372 A JP2004526372 A JP 2004526372A JP 2005535237 A JP2005535237 A JP 2005535237A
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Abstract

データが、特定のチャネルを介して送信器(54)から複数の受信器(56)に送信される。特定のチャネルが、複数の受信器で受信される。受信器のそれぞれは、測定された受信品質および各受信器の受信品質要件に基づく電力制御情報(52)を送信器に送信する。送信器(38)は、各受信器からの電力制御情報を使用し、特定のチャネルの送信電力レベルを調整し、その結果、受信器のいずれかがその受信器の品質要件を満たすために送信電力レベルの増加を要求する場合に、送信電力レベルが増やされ、すべての受信器がその品質要件を超える場合に、送信電力レベルが減らされるようにする。

Description

本発明は、無線通信に関する。具体的には、本発明は、ポイントツーマルチポイント(point to multipoint、PtM)サービスの電力制御に関する。
無線通信システムでポイントツーマルチポイントサービスを使用することに対する要望が高まっている。ポイントツーマルチポイント(PtM)サービスでは、1つのサービスが、基地局などの単一の点から、複数の無線送受信ユニット(WTRU)などの複数の点に送られる。ポイントツーマルチポイントサービスの例が、マルチメディアブロードキャストおよびマルチキャストサービスである。
従来のポイントツーポイント(PtP)サービスでは、電力制御によって、無線リソースの効率的な使用が可能になる。電力制御によって、特定の無線送受信ユニット(WTRU)が、所望のサービス品質(QoS)でPtPサービスを受信し、他のWTRUへの干渉を最小にすることができるようになる。
3GPP(third generation partnership project)などのPtPでは、WTRUの専用ダウンリンク物理チャネルが電力制御される場合に、そのWTRUは、通常、専用物理チャネルの受信ブロック誤り率(BLER)に基づいてターゲット信号対干渉比(SIR)を判定する。WTRUは、受信した専用物理チャネルのSIRを推定する。SIRを判定する手法の1つが、ISCP(interference signal code power)に対するRSCP(received signal code power)の比としてである。
WTRUが、SIRターゲット値が受信SIR値の計算された推定値より大きいと判定する場合に、WTRUは、ダウンリンク専用チャネルの送信電力を増やすように、TPC(transmit power control)コマンドを介して基地局に知らせる。SIRターゲット値が受信SIR計算推定値より小さい場合には、DL送信電力を減らすTPCコマンドが生成される。
PtMサービスを潜在的にサポートするために現在提案されているチャネルの1つが、FACH(forward access channel)である。FACHは、セル全体へのチャネルブロードキャストであり、FACHは、セル内のすべてのユーザがFACHを受信できる電力レベルに維持される。その結果、適応電力制御機構は、FACHには使用されない。FACH電力制御の欠如に関連する問題の1つは、FACHを介して送られる高データレートサービスが、かなりの干渉を生成することである。FACH送信電力レベルは、セルの周辺にあるWTRUが許容可能な品質で高データレートサービスを受信できる電力レベルにセットされる必要がある。
したがって、PtMサービスの適応電力制御を有することが望ましい。
データは、特定のチャネルを介して送信器から複数の受信器に送信される。特定のチャネルが、複数の受信器で受信される。受信器のそれぞれが、測定された受信品質および各受信器の受信品質要件に基づく電力制御情報を送信器に送信する。送信器は、各受信器からの電力制御情報を使用し、特定のチャネルの送信電力レベルを調整し、その結果、受信器のいずれかが、その受信器品質要件を満たすために送信電力レベルの増加を要求する場合に、送信電力レベルが上げられ、すべての受信器がその品質要件を超える場合に、送信電力レベルが下げられるようにする。
好ましい実施形態を、3GPP(third generation partnership program)W−CDMA(wideband code division multiple access)システムに関して説明するが、これらの実施形態は、PtMサービスを使用するすべての無線システムに適用可能である。
本発明を、図面を参照して説明するが、図面では、類似する符号が、図面全体を通じて類似する要素を示す。以下では、無線送受信ユニット(WTRU)に、ユーザ機器、移動局、固定サブスクライバユニット、移動サブスクライバユニット、ページャ、または無線環境で動作できるすべての他のタイプのデバイスが含まれるが、これに制限はされない。以下で参照される場合に、基地局に、基地局、Node−B、サイトコントローラ、アクセスポイント、または無線環境内の他のインターフェース用デバイスが含まれるが、これに制限はされない。
本発明を、この後で、3つの異なる全般的な実施形態について説明する。第1の実施形態では、PtMサービスを受信する各WTRUが、PtMサービスのサポートに使用される関連する専用チャネルを有する。第2の実施形態では、PtMサービスを受信する各WTRUが、サービスのサポートに使用される専用チャネルを有しない。第3の実施形態では、サービスをサポートするのに使用される専用チャネルを有するユーザと、そうでないユーザがある。
図1は、関連する専用チャネルが使用可能な場合のPtMサービスの適応電力制御を示す流れ図である。図2は、そのようなサービスを送信し、受信する、基地局54およびWTRU 56の単純化されたブロック図である。PtMサービスデータは、共用チャネル、W−CDMAについて提案された高速共用チャネル、または共通チャネルなどのさまざまなチャネルの1つを介して送信することができる。PtMサービスに関して、サービスについて登録された複数のWTRU 56が、PtMチャネルを介して同時にそのサービスを受信する。
ステップ20で、PtMサービスエリアに入り、そのサービスについて登録されているWTRU 56ごとに、アップリンクおよびダウンリンクの専用物理チャネルを確立する。専用物理チャネルは、独立とするか、制御用およびデータ用の別々の専用物理チャネルからなるものとするか、物理制御チャネルだけとすることができる。
図2からわかるように、PtMチャネルに関連するダウンリンク(DL)専用チャネルについて、DL専用チャネル送信器30が、そのチャネルを作成する。増幅器が、DL専用チャネルの送信電力レベルを調整し、アンテナ42またはアンテナアレイが、無線インターフェース44を介してDL専用チャネルを放射する。WTRU 56では、WTRUアンテナ46に結合されたDL専用チャネル受信器50が、チャネルを受信する。
ステップ22で、各WTRU 56が、受信信号対干渉比(SIR)などのDL専用チャネルの受信品質を推定する。SIRは、DL専用物理チャネルに関連するRSCP(received signal code power)およびISCP(interference signal code power)を使用して測定することができる。推定受信品質を、ターゲットSIRなどのターゲット受信品質と比較する。この比較に基づいて、TPC(transmit power control)コマンドが、TPCコマンドジェネレータ52によって生成される。TPCコマンドが、アップリンク専用チャネルを使用して、または共通アップリンクチャネル上のレイヤ3メッセージとして、基地局54に送信される。
基地局54のTPC受信器40が、コマンドを受信する。TPCコマンドは、所望のサービス品質(QoS)に関する、ターゲットSIRおよびブロック誤り率(BLER)要件などのターゲット受信レベルを達成するために、DL専用チャネルの送信電力を調整するのに使用される。DL専用チャネルの電力増幅器34が、それ相応に変更される。
電力制御されるPtM物理チャネルごとにまたは物理チャネルの組ごとに、基地局機器は、特定のWTRU 56のどれがどの特定のPtMチャネルを受信するかのデータベースを維持する。各PtMチャネルに関連するWTRU 56のグループを、PtMグループ(PtM−G)と称する。1つのWTRU 56が、複数のPtM−Gのメンバになることができる。
各WTRUのDL専用チャネルのまたは専用チャネルの組の送信電力は、そのWTRU 56のめいめいのQoS要件を達成するのに必要な最小の必要な電力に調整される。ステップ26で、WTRU 56ごとに、PtM物理チャネルのまたは物理チャネルの組の送信電力が、PtM−G内の関連するDL専用チャネルの現在の送信電力から導出されることが好ましい。PtM−GのWTRU 56の必要なPtMチャネル電力を判定する手法の1つが、式1または式2に従うことである。
PtM_TxPwr=DL_DchPwr+PtM_Power_Offset
式1
PtM_TxPwr=DL_DchPwr*PtM_Power_Ratio
式2
PtM_TxPwrは、そのWTRU 56のPtMチャネルの所望の送信電力である。DL_DchPwrは、TPCコマンドおよび構成されたTPCステップサイズに従って調整された、そのWTRUのDL専用チャネルの送信電力である。PtM_Power_Offsetは、コードレート、QoSなど、DL専用チャネルとPtMチャネルの間の差に関する訂正のための調整である。PtM_Power_Ratioは、DL専用チャネルとPtMチャネルの間の差に関する訂正のための比率である。
PtM電力オフセットおよびPtM電力比は、PtM電力オフセットに関する式3およびPtM_Power_Ratioに関する式4に示された複数の要因を使用して導出されることが好ましい。
PtM_Power_Offset=RelDch+RelTF+RelQoS+X
式3
PtM_Power_Ratio=RelDch*RelTF*RelQos*X
式4
RelDchは、専用チャネルとPtMチャネルの間の電力オフセットの間で訂正するためにオペレータによって構成される係数である。RelTFは、専用チャネルとPtMチャネルの間のトランスポートデータブロックセットサイズおよびコーディングレートの差を補償するための係数である。RelQoSは、専用チャネルとPtMチャネルの間のBLER要件の間で補償するための係数である。Xは、適用可能な他の相対送信電力オフセット/比に関する全般的な係数である。
PtM送信電力(PtM_Tx_Pwr_PtM−G)は、式6に従って、PtM−G内で最大のWTRU PtM送信電力要求を判定することによって計算される。
PtM_Tx_Pwr_PtM−G=MAX(PtM_TxPwr(WTRU))
式6
PtM_TxPwr(WTRU)は、ユーザのグループ、グループGごとの、判定されたPtM送信電力レベルPtM_TxPwrの組である。MAX(PtM_TxPwr(WTRU))は、このグループの最大のPtM送信電力レベルである。グループ内のWTRU 56によって要求された最大のPtM送信電力レベルを使用することによって、ステップ28で、グループ内の他のすべてのWTRU 56(より低いPtM送信電力を要求する)が、PtM信号を受信できることが保証される。PtM送信電力は、最適性能のために、他の時間期間の中でも、スロット、ラジオフレーム、または送信時間間隔(TTI)の基礎で再計算し、調整することができる。
PtM送信器(Xmitter)32が、PtMチャネルを作成する。送信電力計算デバイス38が、電力増幅器36の利得を調整することによるなど、PtMチャネルの送信電力を所望の送信電力レベルに調整する。基地局の送信電力レベルは、最高のWTRU送信電力要求に従って調整される。グループ内のすべてのWTRU 56からのTPCコマンドが、電力調整を決定するために処理される。本質的に、PtMの送信電力を増やすには、単一のWTRU 56が送信電力の増加を要求することだけで十分である。送信電力を減らすためには、グループ内のすべてのWTRU 56が、電力の減少を要求する必要がある。
式7は、PtM送信の電力調整を決定する1つの可能な式である。
New_PtM_Power_PtM−G=Current_PtM_Power_PtM−G+Ptpc+Pbal
式7
Current_PtM_Power_PtM−Gは、現在のPtM送信電力である。Ptpcは、ステップサイズによる増加または減少のいずれかである。Ptpc調整は、構成された電力制御ステップサイズ(0.5、1、1.5、または2dB)であることが好ましく、これによって、受信されたTPCコマンドに基づいて送信電力レベルが増加または減少される。Pbalは、共通の基準電力に向かってバランスをとるための任意選択の訂正である。
図3は、専用チャネルがPtMサービスをサポートするのに使用可能でないか、使用されない場合の、PtMサービスの適応電力制御の流れ図である。図4は、そのようなサービスを送信し、受信する、基地局54およびWTRU 56の単純化されたブロック図である。
PtM送信器(Xmitter)が、PtMチャネルを作成する。PtMチャネルの送信電力レベルが、増幅器36によるなど、制御される。最初のPtM送信電力レベルは、完全なセルカバレッジを可能にする、オペレータによって事前に構成される電力レベル、または、PtMグループ内のWTRU 56のRSCPおよびISCPの測定に基づくものとすることができる。PtMチャネルは、基地局54のアンテナ42またはアンテナアレイによって、無線インターフェース44を介して放射される。PtMチャネルは、PtMサービスに関連する各WTRU 56のアンテナ46によって受信される。PtM受信器が、PtMチャネルからデータを回復する。
TPCコマンドジェネレータが、PtMの基地局54にTPCコマンドを送信する。ステップ58および60で、TPCコマンドは、グループ内のWTRU 56のうちの複数によって受信されるチャネルなど、WTRU 56によって受信されたPtMチャネルまたは別のチャネルのSIRに基づくものとすることができる。SIRは、測定されたチャネルのRSCP値およびISCP値、経路損失、および/またはBLERを使用して導出することができる。
これらの測定(measurement)を得るのに好ましい技法の1つが、物理制御シグナリングを使用することである。RSCP、ISCP、および/または経路損失などの測定は、物理制御シグナリングで直接に、またはアップリンク共通チャネル送信のL2ヘッダ情報内で、シグナリングされる。この手順は、PtMチャネルの最初の電力をセットする手順に似ている。測定値アップロードは、WTRUへのアップリンクチャネルの可用性に応じて、「ベストエフォート」ベースで提供されることが好ましい。たとえば、アップリンク共通チャネルの送信の「永続性(persistency)」表示および「アクセスサービスクラス」パーティショニングを使用することができる。
式8は、PtM送信電力PtM_TxPwrを計算する、この共通チャネルと共に使用される1つの可能な式である。
PtM_TxPwr=DL_PtM_Pwr*a*(ターゲットRSCP/ISCP)/(測定された(RSCP/ISCP))
式8
DL_PtM_Pwrは、前のPtM送信電力設定である。「a」は、RSCP/ISCP比をもたらすオペレータ制御の係数である。代替として、式8のRSCP/ISCP比を経路損失に置換することができる。
ステップ62で、基地局54のTPC受信器が、TPCコマンドを受信する。受信したTPCコマンドを使用して、送信電力計算デバイスが、基地局54の送信電力レベルを調整する。基地局の送信電力レベルは、最大のWTRU送信電力要求に従って調整される。グループ内のすべてのWTRU 56からのTPCコマンドを処理して、電力調整を決定する。本質的に、PtMの送信電力を増やすには、単一のWTRU 56が送信電力の増加を要求することだけで十分である。送信電力を減らすためには、ステップ64で、グループ内のすべてのWTRU 56が、電力の減少を要求する必要がある。
もう1つの実施形態で、WTRU 56の一部が、PtMチャネルの電力制御に使用される専用チャネルを有し、他のWTRUが、これを有しない。そのような実施形態では、図3および4に従うなど、専用チャネルを使用せずに電力制御を実行することができる。しかし、専用チャネルを有するWTRU 56が、これらのチャネルを使用してTPCコマンドを生成し、専用チャネルを有しないWTRU 56が、PtMチャネルまたはグループ内の複数のWTRU 56に共通のチャネルなどの他のチャネルを使用して、TPCコマンドを生成することが好ましい。基地局54は、特定のPtMグループ内のすべてのWTRUからのコマンドに基づいて、送信電力レベルを設定する。本質的に、PtMの送信電力を増やすには、単一のWTRU 56が送信電力の増加を要求することだけで十分である。送信電力を減らすためには、ステップ64で、グループ内のすべてのWTRU 56が、電力の減少を要求する必要がある。
関連する専用チャネルを使用するPtMサービスの電力制御を示す流れ図である。 関連する専用チャネルを使用するPtMサービスの電力制御のための基地局およびWTRUを示す単純化された図である。 関連する専用チャネルを使用しないPtMサービスの電力制御を示す流れ図である。 関連する専用チャネルを使用しないPtMサービスの電力制御のための基地局およびWTRUを示す単純化された図である。

Claims (28)

  1. 無線通信システムでデータを転送する方法であって、
    特定のチャネルを介して送信器から複数の受信器にデータを送信するステップと、
    前記複数の受信器で前記特定のチャネルを受信するステップと、
    前記受信器のそれぞれが、測定された受信品質および各受信器の受信品質要件に基づく電力制御情報を前記送信器に送信するステップと、
    前記送信器が、各受信器からの前記電力制御情報を使用し、受信器のいずれかがその受信器品質要件を満たすために前記送信電力レベルの増加を要求する場合に前記特定のチャネルの送信電力レベルを増やし、すべての受信器がその品質要件を超える場合に前記送信電力レベルを減らすように、前記送信電力レベルを調整するステップと
    を備えることを特徴とする方法。
  2. 前記特定のチャネルは、共用チャネルであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 前記特定のチャネルは、高速共用チャネルであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  4. 各受信器によって送信される前記電力制御情報は、送信電力制御コマンドであることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  5. 前記測定された受信品質は信号対干渉比であり、前記受信器品質要件はターゲット信号対干渉比であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  6. 前記測定された受信品質は、前記特定のチャネルの受信品質であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  7. 前記受信器の少なくとも1つについて、前記特定のチャネルは関連する専用チャネルを有し、前記測定された受信品質は前記関連する専用チャネルの測定された受信品質であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  8. 前記受信器のそれぞれについて、前記特定のチャネルは、関連する専用チャネルであり、前記測定された受信品質は、前記関連する専用チャネルの測定された受信品質であることを特徴とする請求項1に記載の方法。
  9. 特定のチャネルを介して複数のユーザにデータを転送する基地局であって、
    複数のユーザに同時に送信するために特定のチャネルを作成する送信器およびアンテナと、
    前記ユーザのそれぞれから電力制御情報を受信する電力制御受信器と、
    前記複数のユーザのそれぞれからの前記電力制御情報を使用し、ユーザのいずれかが前記特定のチャネルの増幅器の送信電力レベルの増加を要求する場合に前記送信電力レベルを増やし、すべてのユーザがその品質要件を超える場合に前記送信電力レベルを減らすように、前記送信電力レベルを調整する送信電力制御デバイスと
    を備えることを特徴とする基地局。
  10. 前記特定のチャネルは、共用チャネルであることを特徴とする請求項9に記載の基地局。
  11. 前記特定のチャネルは、高速共用チャネルであることを特徴とする請求項9に記載の基地局。
  12. 各ユーザから受信される前記電力制御情報は、送信電力制御コマンドであることを特徴とする請求項9に記載の基地局。
  13. 前記基地局は、ユーザごとに、前記特定のチャネルに関連する専用チャネルを確立することを特徴とする請求項9に記載の基地局。
  14. 前記基地局は、前記ユーザの少なくとも1つについて、前記特定のチャネルに関連する専用チャネルを有することを特徴とする請求項9に記載の基地局。
  15. 特定のチャネルを介して複数のユーザにデータを転送する基地局であって、
    複数のユーザに同時に送信するために特定のチャネルを作成する手段と、
    前記ユーザのそれぞれから電力制御情報を受信する手段と、
    前記複数のユーザのそれぞれからの前記電力制御情報を使用し、ユーザのいずれかが前記特定のチャネルの増幅器の送信電力レベルの増加を望む場合に前記送信電力レベルを増やし、すべてのユーザがその品質要件を超える場合に前記送信電力レベルを減らすように、前記送信電力レベルを調整する手段と
    を備えることを特徴とする基地局。
  16. 前記特定のチャネルは、共用チャネルであることを特徴とする請求項15に記載の基地局。
  17. 前記特定のチャネルは、高速共用チャネルであることを特徴とする請求項15に記載の基地局。
  18. 各ユーザから受信される前記電力制御情報は、送信電力制御コマンドであることを特徴とする請求項15に記載の基地局。
  19. 前記基地局は、ユーザごとに、前記特定のチャネルに関連する専用チャネルを確立することを特徴とする請求項15に記載の基地局。
  20. 前記基地局は、前記ユーザの少なくとも1つについて、前記特定のチャネルに関連する専用チャネルを有することを特徴とする請求項15に記載の基地局。
  21. 特定のチャネルを介してデータを受信する無線送受信ユニット(WTRU)であって、
    前記特定のチャネルを受信する受信器であって、前記特定のチャネルは、複数のWTRUによって同時に受信される、受信器と、
    測定された受信品質および前記WTRUの受信品質要件に基づく電力制御情報を送信する電力制御情報ジェネレータと
    を備え、複数のWTRUのいずれかがその受信品質要件を満たすために前記特定のチャネルの送信電力レベルの増加を望む場合に前記送信電力レベルが増やされ、前記複数のWTRUのすべてがその品質要件を下回る場合に前記送信電力レベルが減らされるように、前記特定のチャネルは、前記送信電力レベルを設定される
    ことを特徴とするWTRU。
  22. 前記測定された受信品質は信号対干渉比であり、前記受信品質要件はターゲット信号対干渉比であることを特徴とする請求項21に記載のWTRU。
  23. 前記測定された受信品質は、前記特定のチャネルの測定された受信品質であることを特徴とする請求項21に記載のWTRU。
  24. 専用チャネル受信器をさらに備え、前記測定された受信品質は、前記専用チャネルの測定された受信品質であることを特徴とする請求項21に記載のWTRU。
  25. 特定のチャネルを介してデータを受信する無線送受信ユニット(WTRU)であって、
    前記特定のチャネルを受信する手段であって、前記特定のチャネルは、複数のWTRUによって同時に受信される手段と、
    測定された受信品質および前記WTRUの受信品質要件に基づく電力制御情報を送信する手段と
    を備え、複数のWTRUのいずれかがその受信品質要件を満たすために前記特定のチャネルの送信電力レベルの増加を望む場合に前記送信電力レベルが増やされ、前記複数のWTRUのすべてがその品質要件を下回る場合に前記送信電力レベルが減らされるように、前記特定のチャネルは、前記送信電力レベルを設定されることを特徴とするWTRU。
  26. 前記測定された受信品質は、信号対干渉比であり、前記受信品質要件は、ターゲット信号対干渉比であることを特徴とする請求項25に記載のWTRU。
  27. 前記測定された受信品質は、前記特定のチャネルの測定された受信品質であることを特徴とする請求項25に記載のWTRU。
  28. 専用チャネルを受信する手段をさらに備え、前記測定された受信品質は、前記専用チャネルの測定された受信品質であることを特徴とする請求項25に記載のWTRU。
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