JP4232476B2 - 基地局の送信電力制御装置及び基地局装置及び送信電力制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は基地局の送信電力制御装置及び基地局装置及び送信電力制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
最近、世界で標準化を進めている第3世代移動通信方式としてIMT2000方式がある。IMTはInternational Mobile Telecommunicationの略で、2000は2000MHz(2GHz)の周波数を意味するとされている。IMT2000方式は屋内/屋外利用のコードレス電話、自動車電話、携帯電話、ぺージャ等、また静止状態から高速移動までの基本サービス、FAX、データ、ディジタル画像等の非電話系サービスが扱われ、国際的に共通性、互換性のあるシステムとして実現化が図られている。
【0003】
IMT2000方式では、移動端末から送信される複数の上り信号は、互いに干渉波となる。この干渉の程度は、移動端末の送信電力からも影響を受ける。移動端末の送信電力レベルが大きい程与える干渉も大きく、干渉が大きい程無線回線の容量が減少してしまい、収容ユーザ数に影響を与えてしまうことになる。
【0004】
こうした干渉の問題を解決するために、IMT2000方式の無線基地局装置では、送信電力の制御を行うパワーコントロールと呼ばれる処理が行われている。パワーコントロールとは、移動端末から送信されてくる上り信号の受信レベルを測定し、移動端末が適切な送信レベルで送信できるように制御する処理である。
【0005】
移動端末と交信する基地局の呼処理制御部では、無線回線容量の増大を図る観点から、移動端末(以下、MS:Mobile Systemと記す)との間で上り送信電力制御が行われる。
【0006】
もし、隣接セル(無線状態が非常に悪い)から自セルに(無線状態が非常に良い)、非常に高い電力で送信しているMS(以下、MS−Hiと記す)が飛び込んできた場合を想定する。自セル内では無線状態が非常に良いので、各MSは低い送信電力で呼接続できる状態にある。実際、自セル内のMSは(以下、MS−Loと記す)は低い送信電力で呼接続できているので、MS−Hiも低い送信電力で呼接続できることになる。それにもかかわらず、MS−Hiは非常に高い送信電力で送信している。
【0007】
このような状況の場合、MS−Hiはその他のMS−Loへの干渉となってしまうので、低い電力で送信していたMS−LoはMS−Hiに対向して一斉に電力を上げてしまうことになる。一斉に電力が上るとお互いが干渉となってしまうので、各MSはさらに電力をあげてしまい、最終的には少ないユーザにも関わらず送信電力制御の上限にまで送信電力が増大し、無線回線の容量が限界になってしまう可能性が生じる。
【0008】
従来の送信電力制御方式は、送信電力制御(TPC)ビット検出部が検出するTPC信号に基づいて、制御周期Tで送信部の送信電力を制御し、また移動局では基地局からの受信電力を制御周期Tで平均化して測定し、TPCビット生成部が測定電力と基準値とを比較してTPC信号を生成し基地局に送信している(例えば、特許文献1参照。)。
【0009】
また、無線基地局インタフェース回線の全障害発生時には、障害情報を送信電力制御部に通知し、この通知を受けてサービスエリアに送信する送信電力を低下させ、隣接無線基地局との電波干渉を低減して、無線基地局がカバーするエリア内の移動局がスムーズな無線基地局の選択を行うものもある(例えば、特許文献2参照。)。
【0010】
【特許文献1】
特開2001−345755号公報(第2−5頁、図1)
【特許文献2】
特開2002−300635号公報(第2−4頁、図1)
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の送信電力制御方式は、隣接セル(無線状態が非常に悪い)から自セルに(無線状態が非常に良い)、非常に高い電力で送信しているMS(以下、MS−Hiと記す)が飛び込んできた場合、自セル内では無線状態が非常に良いので、各MSは低い送信電力で呼接続できる状態にあるが、MS−Hiは非常に高い送信電力で送信しているので、MS−Hiはその他のMS−Loへの干渉となるのみならず、低い電力で送信していたMS−LoはMS−Hiに対向して一斉に電力を上げてしまうことになり、少ないユーザにも関わらず送信電力制御の上限にまで送信電力が増大し、無線回線の容量が限界となるという欠点を有している。
【0012】
本発明の目的は、高電力で送信している移動端末の出現により、その他の移動端末の送信電力が過度に増大してしまう事態を救済する基地局の送信電力制御装置及び基地局装置及び送信電力制御方法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局の送信電力制御装置は、
移動端末からの上り信号の受信状態に基づいて前記移動端末に上り信号の送信電力を指示する第1の送信電力制御信号を出力する制御手段と、
所定時間内に新規に呼が設定され、かつ、所定時間内に出力された前記第1の送信電力制御信号の総数に対する送信電力増加指示の前記第1の送信電力制御信号の数の比率が所定値以上であることを検知したときに、送信電力増大状態と判定する送信電力増大判定手段とを備え、
前記制御手段は、前記送信電力増大状態と判定されたときには、前記第1の送信電力制御信号に代えて、前記移動端末に上り信号の送信電力漸減を指示する第2の送信電力制御信号を出力する構成をさらに有している。
【0014】
また、前記移動端末からの上り信号の受信状態に基づいて前記送信電力増大状態が解消されたことを検出する検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記送信電力増大状態の解消が検出されたときに、第2の送信電力制御信号から前記第1の送信電力制御信号の出力に切り替える構成をさらに備えていてもよい。
【0015】
さらに、前記検出手段は、前記移動端末からの上り信号のSIRとBERのうちの一方又は両方を利用して前記送信電力増大状態の解消を検出する構成を備えていてもよい。
【0016】
本発明の基地局装置は、呼処理制御部を有し、当該呼処理制御部は、本発明の送信電力制御装置を有している。
【0017】
本発明の送信電力制御方法は、
移動端末からの上り信号の受信状態に基づいて前記移動端末に上り信号の送信電力を指示する第1の送信電力制御信号を出力しているときに、所定時間内に新規に呼が設定され、かつ、所定時間内に出力された前記第1の送信電力制御信号の総数に対する送信電力増加指示の前記第1の送信電力制御信号の数の比率が所定値以上であることを検出したときに送信電力増大状態と判定し、前記第1の送信電力制御信号に代えて、前記移動端末に上り信号の送信電力漸減を指示する第2の送信電力制御信号を出力する。
【0018】
また、前記第2の送信電力制御信号を出力しているときに、前記移動端末からの上り信号の受信状態に基づいて送信電力増大状態が解消されたことを検出したときには、前記第2の送信電力制御信号から前記第1の送信電力制御信号の出力に切り替えてもよい。
【0019】
さらに、前記送信電力増大状態の解消は、前記移動端末からの上り信号のSIRとBERのうちの一方又は両方を利用して検出することとしてもよい。
【0024】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【0025】
図1は本発明の送信電力制御方式の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【0026】
図1に示す本実施の形態は、送信電力を監視し送信電力が増大したかどうかを判定し、送信電力増大を判定した場合送信電力を徐々に下げる起動・停止要求信号21及びTPC切り替え要求信号22を出力する送信電力増大判定部11と、送信電力を徐々に下げる起動・停止要求信号21を受け生成TPC信号23を出力する除々下げTPC生成部12と、通常時TPC信号24を送出するTPC生成部10と、TPC切り替え要求信号22及び生成TPC信号23を入力した場合、TPC生成部10からの通常時TPC信号24を生成TPC信号23に切り替えることで送信電力を切り替えるTPC切り替え部13とから構成されている。なお、TPC(Transmission Power Control)は送信電力制御を示す。
【0027】
送信電力増大判定部11は、高電力で送信している移動端末であるMS(Mobile System)の出現により、その他のMSの送信電力が必要以上に増大した状態に陥っていないかどうかを監視、判定する。もし、増大した状態と判定したならば、徐々下げTPC生成部12に起動要求を起動・停止要求信号21により通知する。
【0028】
また、TPC切り替え部13に生成TPC信号23の使用を要求するTPC切り替え要求信号22を通知し、増大した状態が解消されたかどうかを監視、判定する。もし、解消されたのならば、徐々下げTPC生成部12に停止要求を起動・停止要求信号21により通知するとともに、TPC切り替え部13に通常時のTPCを使用するようにTPC切り替え要求信号22を通知し、通常時TPC信号24に切り替える。
【0029】
除々下げTPC生成部12は、送信電力増大判定部11より通知された起動・停止要求信号21の起動要求により、徐々下げTPCとして生成した生成TPC信号23を出力する。生成TPC信号23はTPC切り替え部13に通知され、この通知後に、送信電力増大判定部11より通知された起動・停止要求信号21の停止要求により、除々下げTPC生成部12の動作を停止する。
【0030】
次に、TPC切り替え部13は、通常時は、基地局装置のTPC生成部10で通常生成される通常時TPC信号24をMSに送信しているが、送信電力増大判定部11より生成TPC使用を要求するTPC切り替え要求信号22が通知され、なおかつ、除々下げTPC生成部12より生成した生成TPC信号23が通知された場合、この生成TPC信号23を通常時TPC信号24の代わりにMSに送信し始める。一方、送信電力増大判定部11よりTPC切り替え要求信号22が通知されると、通常時TPC信号24をMSに送信することになる。
【0031】
なお、TPC切り替え要求信号22は、増大判定時に、通常時TPC信号24を生成TPC信号23に切り替え、増大解消時に、生成TPC信号23を通常時TPC信号24に切り替える制御信号であり、また、起動・停止要求信号21は除々下げTPC生成部12を起動する場合と停止する場合の制御信号として使用される。
【0032】
図2は図1の送信電力制御動作を示すフローチャートである。
【0033】
本方式の動作について図2を用いて説明すると、STEP1で送信電力増大化どうかの判定を行い、増大と判定されれば次のSTEP2に進み、徐々下げTPC生成および送信開始を行う。この後、STEP3で送信電力増大状態が解消されたかを判定する。
【0034】
以下、各ステップについて、図1および図2を参照して詳細に説明する。
(STEP1):『増大状態かどうかの判定』
まず、送信電力増大判定部11にて、高電力で送信しているMSの出現により、その他のMSの送信電力が必要以上に増大した状態に陥っていないかどうか、周期的に監視、判定する。もし、増大した状態と判定したならば、送信電力増大判定部11は、徐々下げTPC生成部12に起動要求として起動・停止要求信号21を出力し、生成TPC使用するようにTPC切り替え部13にTPC切り替え要求信号22を通知する。増大した状態と判断は、次の「アルゴリズムA」により判定される。
【0035】
図3はアルゴリズムAの動作を説明するフローチャートである。
【0036】
なお、本アルゴリズムで使用する用語を以下の通り定義する。
【0037】
時間T:本アルゴリズムが動作した時間を示す。
【0038】
時間T−1:前回本アルゴリズムが動作した時間をT−1とする。
【0039】
MS(i):時間Tにおける各MSを表す。i=1…時間TでのMSの総数。
【0040】
TPC(i,T):時間T−1から時間Tまでの間で、各MS(i)に対して基地局が通知した送信UPのTPCの総数。初期値は0。
【0041】
ALL_TPC(i,T):時間T−1から時間Tまでの間で、基地局が各MS(i)に対して通知したTPCの総数。初期値は0。
【0042】
干渉I(T) :時間T時の全MSからの干渉の総和。
【0043】
干渉I(T−1):時間T−1時の全MSからの干渉の総和。
【0044】
次に図3を参照して、まず時間T−1から時間Tまでの間での新規に設定された呼の数が1かどうかを判定する(ステップ1:S1)。ステップ1で、もしTrueならばステップ2へ進み、Faultならばステップ4へ進む。
【0045】
次のステップで、以下の[式1]、[式2]の条件を両方とも満たすかどうかを判定する(ステップ2:S2)。ステップ2で、もしTrueならばステップ3へ進み、Faultならばステップ4へ進む。
【0046】
【数1】
【0047】
ここで、i=新規呼以外の呼の総和、αは0.8〜1までの値を示す。
【0048】
【数2】
【0049】
ステップ3(S3)では、送信電力が増大した状態と判断する。また、ステップ4(S4)では送信電力が増大した状態と判断しない。
(STEP2):『除々下げTPC生成及び送信』
次に、除々下げTPC生成部12では、送信電力増大判定部11より起動要求として起動・停止要求信号12を出力し、徐々下げTPCとして再生TPC信号23を生成する。除々下げTPCの生成の仕方はアルゴリズムBの通りとする。
【0050】
生成した生成TPC信号23はTPC切り替え部13に通知する。
<アルゴリズムB>
まず、除々下げTPCを以下のように定義する。
【0051】
あるタイムスロット間で、送信Down/UPとなるTPCを交互に繰り返した後、1回送信DOWNとなるTPC(以下TPC−Dと云う)があり、その後またあるタイムスロット間で、送信Down/UPとなるTPCを交互に繰り返したTPC列を適用する。
【0052】
本アルゴリズムでは、あるタイムスロット間を(時間Tにおける自セル内のMSの総数)1タイムスロットとし、各タイムスロットにおいて1つのMSにだけTPC−Dを送信できるものとする。また、各MSに対して順々にTPC−Dが送信されるものとする。
【0053】
TPC切り替え部13は、通常時は、基地局装置呼処理部のTPC生成部10で通常生成される通常時TPC信号24をMSに送信している。送信電力増大判定部11より生成TPC使用のためTPC切り替え要求信号22が通知され、なおかつ、除々下げTPC生成部12より生成した生成TPC信号23が通知された場合、TPCを切り替えこの生成TPC信号23をMSに送信し始める。
(STEP3):『増大状態が解消されたかどうかの判定』
上記までの動作で、送信電力の増大現象が解消されたかどうか送信電力増大判定部11で判定される。解消されたと判定されたのならば、徐々下げTPC生成部12に停止要求として起動・停止要求信号12を、また通常時のTPC使用のためTPC切り替え部13にTPC切り替え要求信号22を通知する。
【0054】
除々下げTPC生成部12では、送信電力増大判定部11より通知された停止要求により、徐々下げ動作を停止する。TPC切り替え部13では、送信電力増大判定部11より通常時のTPC使用のためTPC切り替え要求が通知されると、(STEP2)での除々下げTPC生成信号22及び送信の動作を終了し、通常時TPC信号24をMSに送信する。
【0055】
判定は、以下の「アルゴリズムC」の手順で行なわれる。
【0056】
図4はアルゴリズムCの動作を説明するフローチャートである。
【0057】
図4を参照して、
全MS(i)が[式3]、[式4]のどちらかでも満たしたら、Step2(S2)へ進み、それ以外はStep3(S3)へ進む(ステップ1:S1)。
【0058】
【数3】
【0059】
ここで、γは上り同期外れとならない程度のSIR値を示す。
【0060】
【数4】
【0061】
ここで、δは大きく誤らない程度のBER推定値を示す。
【0062】
なお上記で使用した用語は、以下の通りである。
【0063】
SIR_M(i):各MS(i)の平均受信SIR。
【0064】
BER_M(i):各MS(i)の平均BER推定値。
【0065】
ステップ2(S2)では、解消したものと判定する。また、ステップ3(S3)では解消していないものと判定する。
【0066】
再び(STEP2)の『除々下げTPC生成及び送信』へ戻る。
【0067】
上述の通り、本発明は、IMT2000方式の無線基地局装置呼処理制御部に適用されるものであるが、各状況下で、各MSの送信電力が必要以上に増大してしまった事態を救済することができる。つまり、MSが必要以上の電力で送信していると判定できた場合に、「アルゴリズムA,B,C」により、上り無線回線状態を監視しながら、必要な量だけ除々下げTPC信号を生成し、各MSの制御を行なうことが可能である。これにより、各MSが適切な送信電力となるよう制御でき、無線回線の容量を回復できる。したがって、IMT2000方式の無線基地局装置においてその性能を発揮することになる。
【0068】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の送信電力制御方式は、無線状態を監視しながら、各移動端末毎のレベルを徐々に下げるよう送信電力を設定することで、必要最小限の送信電力となるよう各MSを制御できるので、高電力で送信しているMSの出現により、その他のMSの送信電力が過度に増大してしまう事態を救済できるという効果を有している。
【0069】
また、送信電力を押さえることができるので、バッテリの消耗を押さえるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の送信電力制御方式の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【図2】図1の送信電力制御動作を示すフローチャートである。
【図3】アルゴリズムAの動作を説明するフローチャートである。
【図4】アルゴリズムCの動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
10 TPC生成部
11 送信電力増大判定部
12 除々下げTPC生成部
13 TPC切り替え部
21 起動・停止要求信号
22 TPC切り替え要求信号
23 生成TPC信号
24 通常時TPC信号
Claims (7)
- 移動端末からの上り信号の受信状態に基づいて前記移動端末に上り信号の送信電力を指示する第1の送信電力制御信号を出力する制御手段と、
所定時間内に新規に呼が設定され、かつ、所定時間内に出力された前記第1の送信電力制御信号の総数に対する送信電力増加指示の前記第1の送信電力制御信号の数の比率が所定値以上であることを検知したときに、送信電力増大状態と判定する送信電力増大判定手段とを備え、
前記制御手段は、前記送信電力増大状態と判定されたときには、前記第1の送信電力制御信号に代えて、前記移動端末に上り信号の送信電力漸減を指示する第2の送信電力制御信号を出力する構成をさらに有していることを特徴とする基地局の送信電力制御装置。 - 前記移動端末からの上り信号の受信状態に基づいて前記送信電力増大状態が解消されたことを検出する検出手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記送信電力増大状態の解消が検出されたときに、第2の送信電力制御信号から前記第1の送信電力制御信号の出力に切り替える構成をさらに備えていることを特徴とする請求項1記載の基地局の送信電力制御装置。 - 前記検出手段は、前記移動端末からの上り信号のSIRとBERのうちの一方又は両方を利用して前記送信電力増大状態の解消を検出する構成を備えていることを特徴とする請求項2記載の基地局の送信電力制御装置。
- 呼処理制御部を有し、当該呼処理制御部は、請求項1又は請求項2又は請求項3に記載されている送信電力制御装置を有していることを特徴とする基地局装置。
- 移動端末からの上り信号の受信状態に基づいて前記移動端末に上り信号の送信電力を指示する第1の送信電力制御信号を出力しているときに、所定時間内に新規に呼が設定され、かつ、所定時間内に出力された前記第1の送信電力制御信号の総数に対する送信電力増加指示の前記第1の送信電力制御信号の数の比率が所定値以上であることを検出したときに送信電力増大状態と判定し、前記第1の送信電力制御信号に代えて、前記移動端末に上り信号の送信電力漸減を指示する第2の送信電力制御信号を出力することを特徴とする送信電力制御方法。
- 前記第2の送信電力制御信号を出力しているときに、前記移動端末からの上り信号の受信状態に基づいて送信電力増大状態が解消されたことを検出したときには、前記第2の送信電力制御信号から前記第1の送信電力制御信号の出力に切り替えることを特徴とする請求項5記載の送信電力制御方法。
- 前記送信電力増大状態の解消は、前記移動端末からの上り信号のSIRとBERのうちの一方又は両方を利用して検出することを特徴とする請求項6記載の送信電力制御方法。
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