JP4589250B2

JP4589250B2 - 無線通信システムにおける電力制御装置

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Publication number: JP4589250B2
Application number: JP2006044441A
Authority: JP
Inventors: 照義渡邊; 一長谷川
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-02-21
Filing date: 2006-02-21
Publication date: 2010-12-01
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Description

本発明は、無線通信システムにおける電力制御に係り、特に、広帯域符号分割多重アクセス（Wideband Code Division Multiple Access：Ｗ−ＣＤＭＡ）技術を有する移動通信システムにおいて実施される、移動局−基地局装置−基地局制御装置間の電力制御を行う装置に関する。

Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおける電力制御方法に関しては、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）規格にて、下記（１）〜（３）のように規定されている。
（１）オープンループ電力制御（Open Loop Power Control ）（下記の非特許文献１を参照）
オープンループ電力制御は、共通チャネル（ＰｒｅａｍｂｌｅＲＡＣＨ（Random Access Channel ）／ＰｒｅａｍｂｌｅＣＰＣＨ（Control Physical Channel））に適用される。

図１４は、ＰｒｅａｍｂｌｅＲＡＣＨ送信時の移動局（ＵＥ）における初期送信電力制御の動作シーケンスを示している。まず、基地局装置（ＮｏｄｅＢ）は、ＵＥに対してＰＣＣＰＣＨ（Primary Common Control Physical Channel )送信またはＢＣＨ（Broadcast Channel )送信を行い、System Information Blockを用いてセル送信電力およびパイロットチャネル電力を通知する（手順１１）。

ＵＥは、発呼動作を開始し（手順１２）、System Information Block内のセル送信電力（ＣＰＩＣＨ（Common Pilot Channel）送信電力）から、自局で受信した電力（ＣＰＩＣＨＥｃ／ＩｏまたはＲＳＣＰ（Received Signal Code Power））を差し引いて、発信先の基地局とのパス損失（Path Loss ）を計算する（手順１３）。そして、パス損失を考慮した自局の発信電力を決定し、その発信電力でＰｒｅａｍｂｌｅＲＡＣＨ送信を行う（手順１４）。

その後、基地局制御装置（ＲＮＣ）は、ＲＡＣＨにて報告（ＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＲｅｓｕｌｔｓｏｎＲＡＣＨ）を受け、ＵＥの受信電力状態を元に、下り制御情報を送信する際に使用する共通チャネル（ＦＡＣＨ（Forward Access Channel））の最大送信電力を決定する。

オープンループ電力制御を実施する場合、System Information Block内の“ＰｒｉｍａｒｙＣＰＩＣＨＴｘｐｏｗｅｒ”および“Ｃｏｎｓｔａｎｔｖａｌｕｅ”を使用する。ＰｒｉｍａｒｙＣＰＩＣＨＴｘｐｏｗｅｒおよびＣｏｎｓｔａｎｔｖａｌｕｅは、それぞれ図１５および図１６に示すように定義されている。

ＵＥから発信されるＰｒｅａｍｂｌｅＲＡＣＨ送信電力（ＰｒｅａｍｂｌｅＩｎｉｔｉａｌＰｏｗｅｒ）は、以下の式で与えられる。

Ｐｒｅａｍｂｌｅ＿Ｉｎｉｔｉａｌ＿Ｐｏｗｅｒ＝
ＰｒｉｍａｒｙＣＰＩＣＨＴＸｐｏｗｅｒ−ＣＰＩＣＨ＿ＲＳＣＰ
＋ＵＬｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ＋ＣｏｎｓｔａｎｔＶａｌｕｅ（１）

（２）インナーループ電力制御（Inner Loop Power Control）（下記の非特許文献２および３を参照）
インナーループ電力制御は、Ｌ１回線（物理チャネル：ＤＰＣＨ（Dedicated Physical Channel））における電力制御であり、ＤＬ（Downlink）／ＵＬ（Uplink）共に独立で動作する。基本的には、１スロット同期にて動作可能である。

信号対干渉比（Signal to Interference Ratio）の目標値であるＴａｒｇｅｔＳＩＲは、ＮｏｄｅＢおよびＵＥそれぞれに保持され、基本的には、ＲＡＢ（Radio Access Bearer ）種別毎に目標値を変更することが可能である。この目標値は、ＲＮＣの局データにて定義され、呼確立時に設定される。また、ＴａｒｇｅｔＳＩＲは、後述するアウターループ電力制御（Outer Loop Power Control）にて制御・更新することが可能である。

インナーループ電力制御では、対向装置（ＮｏｄｅＢ−ＵＥ）間において、ＳＩＲがＴａｒｇｅｔＳＩＲに近づくように、送信電力制御（ＴＰＣ）ビットで送信電力の上下が指定される。ただし、ＴＰＣビットでは、上下の指定しかすることができない。ＴＰＣの制御幅等は、ＲＲＣ（Radio Resource Control）メッセージを用いて呼確立時に指定される。
（３）アウターループ電力制御（下記の非特許文献４および５を参照）
アウターループ電力制御では、回線受信品質（ＢＬＥＲ（Block Error Rate）／ＢＥＲ（Bit Error Rate））が所要受信品質に近づくように、ＴａｒｇｅｔＳＩＲが変更される。この場合、ＲＮＣおよびＵＥにてＵＬ／ＤＬそれぞれの回線品質を測定することで、制御が行われる。

受信品質と受信ＳＩＲ値は必ずしも比例せず、時としてＳＩＲが良好でも品質が悪い状態になることがあう。そこで、アウターループ電力制御により、回線品質を測定し、所要受信品質に近づくようにＴａｒｇｅｔＳＩＲを変更する。

ＵＥでは、最大比合成後の品質（ＢＬＥＲ／ＢＥＲ）を観測し、定期的にアウターループ電力制御のＴａｒｇｅｔＳＩＲを変更する。変更周期はＲＡＢ毎に設定可能である。
ＲＮＣでは、受信信号に選択合成ダイバーシチ処理を行った後の品質（ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check ）／ＢＬＥＲ／ＢＥＲ）を観測し、定期的にアウターループ電力制御のＴａｒｇｅｔＳＩＲを変更する。また、この制御はＳＲＮＣ（Serving Radio Network Controller）にて実施されるため、Ｉｕｒ／Ｉｕｂフレームの両フレームプロトコル上で指定可能である。

図１７は、上述したインナーループ電力制御およびアウターループ電力制御の動作シーケンスを示している。
ＵＥ−ＮｏｄｅＢ−ＲＮＣ間で呼が確立されると（手順２１）、まず、ＮｏｄｅＢ−ＵＥ間で個別チャネル信号が送受信される（手順２２）。ＵＥおよびＮｏｄｅＢの各装置は、それぞれＳＩＲを測定し、ＴａｒｇｅｔＳＩＲと測定したＳＩＲを比較する（手順２３および２４）。そして、各装置はＴＰＣビットを使用して、ＳＩＲがＴａｒｇｅｔＳＩＲに近づくように、送信電力の上下を対向装置に指示し（手順２５）、対向装置は送信電力を指示通りに変更して、データを送信する（手順２６）。

ＮｏｄｅＢは、ＵＥから受信したデータのＣＲＣを計算し、ＴｒａｎｓｐｏｒｔＣＨＢＥＲを計算する（手順２７）。そして、得られたＣＲＣ／ＢＥＲをＲＮＣへ報告する（手順２８）。

ＲＮＣは、受信したＣＲＣ結果から次式により受信品質を計算し、受信品質が所要受信品質に近づくようにＴａｒｇｅｔＳＩＲを変更する（手順２９）。

受信品質＝一定期間内のＣＲＣ結果ＮＧ数／一定期間内のサンプル数（２）

そして、変更指示をＮｏｄｅＢに通知する（手順３０）。

ＮｏｄｅＢは、指示に従ってＴａｒｇｅｔＳＩＲを変更する（手順３１）。そして、変更されたＴａｒｇｅｔＳＩＲを元にＮｏｄｅＢ−ＵＥ間で再びインナーループ電力制御を行って、送信電力を変更する（手順３２および３３）。

下記の特許文献１は、共通チャネルを用いた情報通知サービス（ＣＢＳ（Cell Broadcast Service）／ＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast Multicast Service））における送信電力制御に関する。このシステムでは、共通チャネルに関する電力制御を実行する必要があり、接続したＵＥ（ＭＢＭＳ／ＣＢＳ対象）から共通チャネル電力制御用情報を取得し、共通チャネルに反映させる。この制御用情報を収集するために、ＲＲＣメッセージが用いられる。
３ＧＰＰＴＳ２５．３３１、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１８年１月６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25-series.htm ＞３ＧＰＰＴＳ２５．２１１、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１８年１月６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25-series.htm ＞３ＧＰＰＴＳ２５．２１４、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１８年１月６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25-series.htm ＞３ＧＰＰＴＳ２５．４２７、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１８年１月６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25-series.htm ＞３ＧＰＰＴＳ２５．４３３、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成１８年１月６日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25-series.htm ＞特開２００３−１８８８１８号公報

従来の電力制御では、上述したように、ＵＥ−ＮｏｄｅＢ間またはＮｏｄｅＢ−ＲＮＣ間でそれぞれ独立して電力制御が行われる。この場合、それぞれの区間における電力は適切な値に設定されるが、直接通信を行っているＵＥ−ＲＮＣ間では電力制御が実施されないため、両方の区間の電力を同時に適切な値に設定することはできない。

本発明の課題は、無線移動通信システムにおいて、ＵＥ−ＲＮＣ間で電力制御を実施することである。

図１は、本発明の電力制御装置の原理図である。図１の電力制御装置は、通信手段１０１、判定手段１０２、および通知手段１０３を備え、無線移動通信システムにおける制御対象装置１０４の電力を制御する。

通信手段１０１は、制御対象装置１０４とデータ通信を行い、制御対象装置１０４からデータ再送レイヤで送信されるデータ到達確認情報を受信する。判定手段１０２は、受信したデータ到達確認情報を用いて制御対象装置１０４の受信品質を判定し、判定結果に基づいて、制御対象装置１０４に設定される目標電力品質を変更する。通知手段１０３は、変更された目標電力品質を制御対象装置１０４に通知する。

制御対象装置１０４は、通信手段１０１から送信されたデータを受信したことを示すデータ到達確認情報を生成し、データ再送レイヤを用いて通信手段１０１に送信する。通信手段１０１は、受信したデータ到達確認情報を判定手段１０２に転送し、判定手段１０２は、そのデータ到達確認情報を用いて、制御対象装置１０４の受信品質が所定の範囲内であるか否かを判定し、所定の範囲内でなければ、制御対象装置１０４の目標電力品質を変更する。通知手段１０３は、変更された目標電力品質を制御対象装置１０４に通知し、制御対象装置１０４は、通知された目標電力品質が実現されるように電力を変更する。

電力制御装置は、例えば、後述する図２のＲＮＣまたは図１０のＵＥ制御装置に対応し、制御対象装置１０４は、例えば、図２のＵＥまたは図１０のＵＥに対応する。通信手段１０１および通知手段１０３は、例えば、後述する図３のインタフェース部３０２に対応し、判定手段１０２は、例えば、図３の品質判定部３８３に対応する。

さらに、この対応関係とは逆に、電力制御装置が図２のＵＥまたは図１０のＵＥに対応し、制御対象装置１０４が図２のＲＮＣまたは図１０のＵＥ制御装置に対応する場合もあり得る。この場合、通信手段１０１および通知手段１０３はともに、例えば、後述する図４のアンテナ４０１、ＲＦ部４０２、およびベースバンド部４０３の組み合わせに対応し、判定手段１０２は、例えば、図４の品質判定部４０６に対応する。

本発明によれば、ＲＮＣ等の電力制御装置が、ＵＥ等の制御対象装置からデータ再送レイヤを介して受信したデータ到達確認情報に基づいて、制御対象装置の受信品質を判定し、制御対象装置の電力を直接制御することができる。したがって、ＵＥ−ＲＮＣ間でシステム全体の利便を図った電力制御を行うことが可能となり、ＵＥおよびＲＮＣの必要送信電力／受信電力を一元制御することができる。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
本実施形態では、ＵＥからＲＮＣに対して直接送信されているＲＬＣＰＤＵ（Radio Link Control Protocol Data Unit ）のＡＣＫ（Acknowledgement ）受信数を元に、電力制御を行う。ＲＮＣは、ＵＥから受信したＲＬＣＰＤＵのＡＣＫ受信数から受信品質を求め、所要受信品質との差分を計算する。そして、受信品質が所要受信品質に近づくようにＴａｒｇｅｔＳＩＲを変更し、その変更をＮｏｄｅＢおよびＵＥのそれぞれに通知することで、直接電力制御を実施する。

図２は、このような電力制御の動作シーケンスを示している。まず、ＵＥ−ＮｏｄｅＢ間で通信が行われ（手順２０１）、個別チャネル信号が送受信される（手順２０２）。そして、ＵＥとＲＮＣはＲＬＣプロトコルにて通信を行い、ＵＥは、定期的にＡＣＫ情報を含むＲＬＣＰＤＵをＲＮＣに送信する（手順２０３）。

ＲＮＣは、各ＰＤＵにおけるＡＣＫの有無をチェックして、一定期間内に受信したＰＤＵ数（サンプル数）に対するＡＣＫの数（ＡＣＫ受信数）の比率（ＡＣＫ受信率）を集計し、ＡＣＫ受信率を元に受信品質を計算する（手順２０４）。そして、受信品質と所要受信品質を比較し、その間に乖離があった場合は、ＵＥ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲを変更する。

次に、アウターループ電力制御によりＮｏｄｅＢ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲを設定し、ＵＥ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲとＮｏｄｅＢ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲのチェックを実施する（手順２０５）。そして、ＮｏｄｅＢ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲをＮｏｄｅＢに通知し（手順２０６）、ＵＥ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲをＵＥに通知する（手順２０７）。

ＮｏｄｅＢおよびＵＥは、自局のＴａｒｇｅｔＳＩＲをＲＮＣから通知された値にそれぞれ変更する（手順２０８および２０９）。そして、変更されたＴａｒｇｅｔＳＩＲを元にＮｏｄｅＢ−ＵＥ間でインナーループ電力制御を行って、送信電力を変更する（手順２１０および２１１）。

ただし、ＲＮＣが一定回数連続で電力制御指示を出したにも関わらず、受信品質の向上が認められなかった場合は、そのＵＥを故障とみなし、それ以降の電力制御は行わない。
このような電力制御によれば、ＵＥが直接ＲＮＣに報告しているデータ到達確認情報（ＡＣＫ）を元に、ＲＮＣがＵＥとＮｏｄｅＢに対して電力制御を行うことができる。また、ＲＬＣレイヤを用いることにより、ＵＥの受信電力状態についてＲＮＣが検知可能なパラメータを、ＵＥからＲＮＣに直接送信することが可能になる。

さらに、ＲＮＣがＵＥとＮｏｄｅＢに対して直接電力状態を通知することで、システム全体の利便を図った電力制御を行うことが可能となり、ＵＥおよびＮｏｄｅＢの必要送信電力／受信電力を一元制御することができる。

図３は、図２のＲＮＣの構成例を示している。このＲＮＣは、処理部３０１、３０３、３０６、インタフェース部３０２、スイッチ部３０４（ＡＴＭ−ＳＷ）、制御部３０５、３０８、および終端部３０７を備え、複数のＮｏｄｅＢを制御する。

処理部３０１は、ＡＡＬ２（ATM Adaptation Layer 2）処理部３１１−１、３１１−２、および伝送路インタフェース部３１２（ＨＷＩＦ）を含む。ＡＡＬ２処理部３１１−１および３１１−２は、ＡＡＬ２の多重分離処理を行う。

インタフェース部３０２は、伝送路インタフェース３２１−１（ＳＤＬＴ）、３２１−２（ＳＤＬＴ）、３２２（ＨＷＩＦ）を含む。伝送路インタフェース３２１−１および３２１−２は、ＮｏｄｅＢ−ＲＮＣ間のＩｕｂ回線の終端を行う。

処理部３０３は、パケットデータ処理部３３１−１（ＳＰＵ）、３３１−２（ＳＰＵ）、および伝送路インタフェース部３３２（ＨＷＩＦ）を含む。パケットデータ処理部３３１−１および３３１−２は、パケットデータの処理を行う。

スイッチ部３０４は、ＡＴＭ（Asynchronous Transfer Mode）のスイッチングを行う。
制御部３０５は、伝送路インタフェース部３５１（ＨＷＩＦ）、無線フレームクロック生成部３５２（ＭＣＬＫ）、およびエマジェンシ制御部３５３（ＥＭＣ）を含む。無線フレームクロック生成部３５２は、装置内基準クロック信号を生成し、エマジェンシ制御部３５３は、装置状態の異常監視制御を行う。

処理部３０６は、伝送路インタフェース部３６１−１（ＨＷＩＦ）、３６１−２（ＨＷＩＦ）、ダイバーシチハンドオーバトランク部３６２−１（ＤＨＴ）〜３６２−ｎ（ＤＨＴ）、およびＭＡＣ（Media Access Control）多重分離部３６３−１（Ｍ−ＭＵＸ）〜３６３−ｎ（Ｍ−ＭＵＸ）を含む。ダイバーシチハンドオーバトランク部３６２−１〜３６２−ｎは、ダイバーシチハンドオーバ処理を行い、ＭＡＣ多重分離部３６３−１〜３６３−ｎは、無線回線のＭＡＣ層多重分離処理を行う。

終端部３０７は、伝送路インタフェース部３７１（ＨＷＩＦ）、移動局対向信号終端部３７２（ＭＳＵ）、およびＯＰＳ（オペレーションシステム）対向信号終端部３７３（ＯＳＵ）を備え、呼処理等の制御信号の終端を行う。

制御部３０８は、バス制御部３８１（ＢＣＯＮＴ）、呼処理制御部３８２−１（ＣＰ）〜３８２−ｍ（ＣＰ）、および品質判定部３８３を含む。呼処理制御部３８２−１〜３８２−ｍは、呼確立制御、モビリティ管理等を行う。

品質判定部３８３は、ＲＬＣＰＤＵの情報から受信品質を計算し、所要受信品質との比較を行う。ここで、受信品質が劣悪だった場合、受信品質を向上させるために、ＵＥとＮｏｄｅＢに対してＴａｒｇｅｔＳＩＲを上げるように指示する。また、受信品質が所要受信品質よりも良好だった場合、消費電力を削減するために、ＵＥとＮｏｄｅＢに対してＴａｒｇｅｔＳＩＲを下げるように指示する。

品質判定部３８３の機能は、ソフトウェアまたはハードウェアのいずれでも実装することができる。ソフトウェアで実装する場合、品質判定部３８３はＣＰＵ（中央処理装置）とメモリを含み、プログラムを実行することで受信品質を判定する。

図４は、図２のＵＥの構成例を示している。このＵＥは、アンテナ４０１、ＲＦ（Radio Frequency ）部４０２、ベースバンド部４０３、音声入出力部４０４（Ｓｐｅａｋｅｒ＆Ｍｉｃ）、制御部４０５、および品質判定部４０６を備える。

ＲＦ部４０２は、アンテナ共用器４１１（ＤＵＰ）、電力増幅器４１２（ＰＡ）、受信器４１３（ＲＸ）、送信器４１４（ＴＸ）、変換部４１５（ＡｎａｌｏｇＦｒｏｎｔＥｎｄ）、および周波数合成器４１６（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＳｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ）を含む。

ベースバンド部４０３は、信号処理部４１７（Ｌ１Ｍｏｄｅｍ＆ＣＨｃｏｄｅｃ）、制御部４１８（Ｂａｓｅｂａｎｄ＆ＲＦｃｏｎｔｒｏｌ）、および音声インタフェース４１９（ＡｕｄｉｏＩｎｔｅｒｆａｃｅ）を含む。音声入出力部４０４は、スピーカおよびマイクを含む。

ＮｏｄｅＢから送信された信号は、アンテナ４０１で受信され、アンテナ共用器４１１、受信器４１３、および変換部４１５を経由して、ベースバンド部４０３に転送される。このとき、受信器４１３は、受信信号を検波し、変換部４１５は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換を行い、ベースバンド部４０３は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式における受信信号の逆拡散等のベースバンド信号処理を行う。そして、音声信号を、音声インタフェース４１９から音声入出力部４０４に出力する。

また、音声入出力部４０４からの音声信号は、音声インタフェース４１９に入力され、送信信号として、ベースバンド部４０３、変換部４１５、送信器４１４を経由して転送される。そして、電力増幅器４１２により増幅された後、アンテナ共用器４１１を経由して、アンテナ４０１からＢＴＳに送信される。このとき、ベースバンド部４０３は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式における送信信号の拡散等のベースバンド信号処理を行い、変換部４１５は、デジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換を行い、送信器４１４は、周波数合成器４１６の出力を用いて、ＲＦ信号への変換を行う。

制御部４０５は、無線チャネル管理、品質管理、モビリティ管理等を行うとともに、ＴａｒｇｅｔＳＩＲの設定・変更や送信電力の変更等の電力制御を行う。品質判定部４０６の機能については後述する。

図５は、ＵＥ−ＮｏｄｅＢ−ＲＮＣ間で図２に示した電力制御を実施する場合のプロトコル構成例を示している。このプロトコル構成では、物理レイヤの上位にＭＡＣレイヤ、ＲＬＣレイヤ、およびＲＲＣレイヤが存在し、このうち、データ再送レイヤに対応するＲＬＣレイヤを利用して、ＵＥからＲＮＣにデータ到達確認情報が転送される。

次に、図６から図９までを参照しながら、図３の品質判定部３８３による品質判定処理の３つの例について説明する。この品質判定処理は、図２の手順２０４〜２０７に対応する。

図６は、品質判定部３８３に保持され、品質判定処理で用いられる判定パラメータを示している。この例では、パラメータＡ〜Ｚはすべてオプショナル（ＯＰ）として設定されている。

図７は、受信品質を一定期間内の受信データから判定する品質判定処理のフローチャートである。品質判定部３８３は、まず、受信品質（ＡＣＫ受信率）とその達成率を次式により算出する（ステップ７０１）。

受信品質＝一定期間内のＡＣＫ受信数／一定期間内のサンプル数（３）
受信品質の達成率（％）＝受信品質／所要受信品質＊１００（４）

次に、受信品質の達成率に基づいて、ＴａｒｇｅｔＳＩＲを以下のように設定する。
１．判定値Ａ≦受信品質の達成率≦判定値Ｂの場合、ＴａｒｇｅｔＳＩＲの変更なし。
２．受信品質の達成率＜判定値Ａの場合、ＴａｒｇｅｔＳＩＲを上げる。
３．判定値Ｂ＜受信品質の達成率の場合、ＴａｒｇｅｔＳＩＲを下げる。

ここでは、まず、受信品質の達成率を判定値Ｂと比較し（ステップ７０２）、受信品質の達成率が判定値Ｂ以下であれば、次に、受信品質の達成率を判定値Ａと比較する（ステップ７０３）。そして、受信品質の達成率が判定値Ａ以上であれば、ＴａｒｇｅｔＳＩＲを変更せずに処理を終了する。

ステップ７０２において受信品質の達成率が判定値Ｂより大きい場合、および、ステップ７０３において受信品質の達成率が判定値Ａより小さい場合は、次に、同一ＵＥに対して判定回数Ｃ回連続でＴａｒｇｅｔＳＩＲの変更指示を行っているか否かをチェックする（ステップ７０４）。Ｃ回連続でＴａｒｇｅｔＳＩＲの変更を指示しても受信品質が改善していない場合、ＲＲＣ負荷の軽減のためそのＵＥへの制御を中止して、処理を終了する。

一方、ＴａｒｇｅｔＳＩＲの変更指示回数がＣ回に達していなければ、次に、ＵＥに対してＴａｒｇｅｔＳＩＲの変更指示を出した後、判定期間Ｄ（ｓｅｃ）を経過しているか否かをチェックする（ステップ７０５）。判定期間Ｄを経過しても受信品質が改善していない場合、ＲＲＣ負荷の軽減のためそのＵＥへの制御を中止して、処理を終了する。

ＵＥへの制御を中止した後、判定期間Ｅ（ｓｅｃ）以上経過した場合、ＵＥへの制御を再開する。
ステップ７０５において判定期間Ｄを経過していなければ、ＴａｒｇｅｔＳＩＲを変更する（ステップ７０６）。ここでは、上述したように、受信品質の達成率＜判定値Ａの場合に、ＵＥ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸとＮｏｄｅＢ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲＹを上げ、判定値Ｂ＜受信品質の達成率の場合に、ＵＥ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸとＮｏｄｅＢ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲＹを下げる。

次に、ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸとＴａｒｇｅｔＳＩＲＹを比較し、それらの値を以下のように修正する。
１．０≦ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸ−ＴａｒｇｅｔＳＩＲＹ≦Ｚの場合、ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸとＴａｒｇｅｔＳＩＲＹの変更なし。
２．ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸ−ＴａｒｇｅｔＳＩＲＹ＜０の場合、ＴａｒｇｅｔＳＩＲＹを下げる。
３．Ｚ＜ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸ−ＴａｒｇｅｔＳＩＲＹの場合、ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸを下げる。

ここでは、まず、ＸとＹの差分（ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸ−ＴａｒｇｅｔＳＩＲＹ）を０と比較し（ステップ７０７）、差分が０より小さければ、ＴａｒｇｅｔＳＩＲＹを下げる（ステップ７０８）。

差分が０以上であれば、次に、その差分を判定値Ｚと比較し（ステップ７０９）、差分がＺより大きければ、ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸを下げる（ステップ７１０）。そして、差分がＺ以下であれば、ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸおよびＴａｒｇｅｔＳＩＲＹを変更しない。

次に、ＵＥおよびＮｏｄｅＢに対してそれぞれＴａｒｇｅｔＳＩＲＸおよびＴａｒｇｅｔＳＩＲＹを通知し、ＴａｒｇｅｔＳＩＲの変更を依頼する（ステップ７１１）。

図８は、受信品質の達成率の差分に基づく品質判定処理のフローチャートである。品質判定部３８３は、まず、受信品質とその達成率を（３）式および（４）式により算出する（ステップ８０１）。

次に、今回計算した受信品質の達成率Ｆ（％）と、前回計算した同一ＵＥに対する受信品質の達成率Ｇ（％）から、達成率の差分（達成率Ｇ−達成率Ｆ）を計算し、判定値Ｈ（％）と比較する（ステップ８０２）。ここで、達成率Ｇ−達成率Ｆ≦判定値Ｈの場合、受信品質は良好と判定し、ＴａｒｇｅｔＳＩＲを変更せずに処理を終了する。

一方、達成率Ｇ−達成率Ｆ＞判定値Ｈの場合、受信品質が悪化傾向にあると判定し、ステップ８０３以降の処理を行う。ステップ８０３および８０４の処理は、図７のステップ７０４および７０５の処理と同様である。ＵＥへの制御を中止した後、判定期間Ｅ（ｓｅｃ）以上経過した場合、ＵＥへの制御が再開される。

ステップ８０４において判定期間Ｄを経過していなければ、ＵＥ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸとＮｏｄｅＢ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲＹを上げて（ステップ８０５）、ステップ８０６以降の処理を行う。ステップ８０６〜８１０の処理は、図７のステップ７０７〜７１１の処理と同様である。

図９は、図７の判定と図８の判定を組み合わせた品質判定処理のフローチャートである。品質判定部３８３は、まず、受信品質とその達成率を（３）式および（４）式により算出する（ステップ９０１）。

次に、ステップ９０２以降の処理を行う。ステップ９０２および９０３の処理は、図７のステップ７０２および７０３の処理と同様である。ただし、ステップ９０２および９０３では、今回計算した受信品質の達成率Ｆ（％）を判定値ＢおよびＡとそれぞれ比較する。

ステップ９０３において受信品質の達成率Ｆが判定値Ａ以上であれば、次に、今回計算した受信品質の達成率Ｆ（％）と、前回計算した同一ＵＥに対する受信品質の達成率Ｇ（％）から、達成率の差分（達成率Ｇ−達成率Ｆ）を計算し、判定値Ｈ（％）と比較する（ステップ９０４）。ここで、達成率Ｇ−達成率Ｆ≦判定値Ｈの場合、受信品質は良好と判定し、ＴａｒｇｅｔＳＩＲを変更せずに処理を終了する。

一方、達成率Ｇ−達成率Ｆ＞判定値Ｈの場合、受信品質が悪化傾向にあると判定し、ステップ９０５以降の処理を行う。ステップ９０５および９０６の処理は、図７のステップ７０４および７０５の処理と同様である。ＵＥへの制御を中止した後、判定期間Ｅ（ｓｅｃ）以上経過した場合、ＵＥへの制御が再開される。

ステップ９０６において判定期間Ｄを経過していなければ、ＴａｒｇｅｔＳＩＲを変更する（ステップ９０７）。ここでは、受信品質の達成率Ｆ＜判定値Ａの場合、および、達成率Ｇ−達成率Ｆ＞判定値Ｈの場合に、ＵＥ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸとＮｏｄｅＢ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲＹを上げ、判定値Ｂ＜受信品質の達成率Ｆの場合に、ＵＥ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲＸとＮｏｄｅＢ用ＴａｒｇｅｔＳＩＲＹを下げる。そして、ステップ９０８以降の処理を行う。ステップ９０８〜９１２の処理は、図７のステップ７０７〜７１１の処理と同様である。

ところで、上述した実施形態では、３ＧＰＰのＲＬＣ再送プロトコルにおける実装を想定しているが、本発明は、ＡＣＫ／ＮＡＣＫｃｈｅｃｋ等を含む他のデータ再送プロトコルにも適用可能である。

図１０は、ＵＥとＩｕｂネットワークの間で本発明の電力制御を実施する場合のプロトコル構成例を示している。このプロトコル構成では、物理レイヤの上位にデータ再送レイヤおよびＬ３ＭＳＧ（メッセージ）レイヤが存在し、このうちデータ再送レイヤを利用して、ＵＥからネットワーク側のＵＥ制御装置にデータ到達確認情報が転送される。

ＵＥ制御装置は、例えば、ＮｏｄｅＢとＲＮＣの機能を併せ持ったような装置であり、ＵＥと直接通信を行う。したがって、ＵＥ制御装置は、図３の品質判定部３８３と同様の機能を有し、データ再送レイヤで送受信される情報を用いて品質判定を行う。

図１１〜図１３は、ＵＥ制御装置による品質判定処理の例を示すフローチャートである。図１１のステップ１１０１〜１１１１の処理は、図７のステップ７０１〜７１１の処理と同様である。図１２のステップ１２０１〜１２１０の処理は、図８のステップ８０１〜８１０の処理と同様である。図１３のステップ１３０１〜１３１２の処理は、図９のステップ９０１〜９１２の処理と同様である。

図１１〜図１３において、Ｃ回連続でＴａｒｇｅｔＳＩＲの変更を指示しても受信品質が改善していない場合、および、ＴａｒｇｅｔＳＩＲの変更指示を出した後、判定期間Ｄを経過しても受信品質が改善していない場合は、データ再送レイヤ負荷の軽減のため、そのＵＥへの制御が中止される。

以上の実施形態では、ＲＮＣがＵＥの受信品質を判定してＵＥおよびＮｏｄｅＢの電力制御を行っているが、逆に、ＵＥがＲＮＣの受信品質を判定してＲＮＣおよびＮｏｄｅＢの電力制御を行うことも考えられる。この場合、図４に示した品質判定部４０６が図７〜図９の品質判定処理を行い、ＵＥからＴａｒｇｅｔＳＩＲの変更を通知されたＲＮＣは、自局のＴａｒｇｅｔＳＩＲを通知された値に変更する。

同様に、ＵＥがＵＥ制御装置の受信品質を判定してＵＥ制御装置の電力制御を行う場合は、品質判定部４０６が図１１〜図１３の品質判定処理を行い、ＵＥからＴａｒｇｅｔＳＩＲの変更を通知されたＵＥ制御装置は、自局のＴａｒｇｅｔＳＩＲを通知された値に変更する。

また、品質判定処理においては、必ずしもＡＣＫ受信率を受信品質として用いる必要はなく、データ到達確認情報から計算される別のパラメータを用いてもよい。
さらに、電力制御において、必ずしもＴａｒｇｅｔＳＩＲを目標値として用いる必要はなく、電力品質を示す別のパラメータを用いてもよい。

（付記１）無線移動通信システムにおける制御対象装置の電力を制御する電力制御装置であって、
前記制御対象装置とデータ通信を行い、該制御対象装置からデータ再送レイヤで送信されるデータ到達確認情報を受信する通信手段と、
受信したデータ到達確認情報を用いて前記制御対象装置の受信品質を判定し、判定結果に基づいて、該制御対象装置に設定される目標電力品質を変更する判定手段と、
変更された目標電力品質を前記制御対象装置に通知する通知手段と
を備えることを特徴とする電力制御装置。
（付記２）前記判定手段は、前記データ到達確認情報を用いて前記受信品質の指標を計算し、得られた受信品質の指標を判定値と比較して、該受信品質を判定することを特徴とする付記１記載の電力制御装置。
（付記３）前記判定手段は、前記制御対象装置から前回受信した第１のデータ到達確認情報を用いて前記受信品質の第１の指標を計算し、該制御対象装置から今回受信した第２のデータ到達確認情報を用いて該受信品質の第２の指標を計算し、得られた第１の指標と第２の指標の差分を判定値と比較して、該受信品質を判定することを特徴とする付記１記載の電力制御装置。
（付記４）前記判定手段は、前記制御対象装置から前回受信した第１のデータ到達確認情報を用いて前記受信品質の第１の指標を計算し、該制御対象装置から今回受信した第２のデータ到達確認情報を用いて該受信品質の第２の指標を計算し、得られた第２の指標を判定値と比較し、かつ、得られた第１の指標と第２の指標の差分を判定値と比較して、該受信品質を判定することを特徴とする付記１記載の電力制御装置。
（付記５）前記制御対象装置は、前記無線移動通信システムにおける移動局であることを特徴とする付記１、２、３、または４記載の電力制御装置。
（付記６）前記制御対象装置は、前記無線移動通信システムにおける基地局制御装置または移動局制御装置であることを特徴とする付記１、２、３、または４記載の電力制御装置。
（付記７）無線移動通信システムにおける制御対象装置の電力を制御する電力制御方法であって、
前記制御対象装置とデータ通信を行って、該制御対象装置からデータ再送レイヤで送信されるデータ到達確認情報を受信し、
受信したデータ到達確認情報を用いて前記制御対象装置の受信品質を判定し、
判定結果に基づいて、前記制御対象装置に設定される目標電力品質を変更し、
変更された目標電力品質を前記制御対象装置に通知する
ことを特徴とする電力制御方法。

本発明の電力制御装置の原理図である。本発明の電力制御を示す図である。基地局制御装置の構成図である。移動局の構成図である。第１のプロトコル構成を示す図である。判定パラメータを示す図である。第１の品質判定処理のフローチャートである。第２の品質判定処理のフローチャートである。第３の品質判定処理のフローチャートである。第２のプロトコル構成を示す図である。第４の品質判定処理のフローチャートである。第５の品質判定処理のフローチャートである。第６の品質判定処理のフローチャートである。従来のオープンループ電力制御を示す図である。ＰｒｉｍａｒｙＣＰＩＣＨＴｘｐｏｗｅｒの定義を示す図である。Ｃｏｎｓｔａｎｔｖａｌｕｅの定義を示す図である。従来のインナーループ電力制御／アウターループ電力制御を示す図である。

符号の説明

１０１通信手段
１０２判定手段
１０３通知手段
１０４制御対象装置
３０１、３０３、３０６処理部
３０２インタフェース部
３０４スイッチ部
３０５、３０８、４０５制御部
３０７終端部
３１１−１、３１１−２ＡＡＬ２処理部
３１２、３２１−１、３２１−２、３２２、３３２、３５１、３６１−１、３６１−２、３７１伝送路インタフェース部
３３１−１、３３１−２パケットデータ処理部
３５２無線フレームクロック生成部
３５３エマジェンシ制御部
３６２−１、３６２−ｎダイバーシチハンドオーバトランク部
３６３−１、３６３−ｎＭＡＣ多重分離部
３７２移動局対向信号終端部
３７３対向信号終端部
３８１バス制御部
３８２−１、３８２−ｍ呼処理制御部
３８３、４０６品質判定部
４０１アンテナ
４０２ＲＦ部
４０３ベースバンド部
４０４音声入出力部
４１１アンテナ共用器
４１２電力増幅器
４１３受信器
４１４送信器
４１５変換部
４１６周波数合成器
４１７信号処理部
４１９音声インタフェース

Claims

無線移動通信システムにおける制御対象装置の電力を制御する電力制御装置であって、
前記制御対象装置とデータ通信を行い、該制御対象装置からデータ再送レイヤで送信されるデータ到達確認情報を受信する通信手段と、
前記制御対象装置から前回受信した第１のデータ到達確認情報を用いて前記制御対象装置の受信品質の第１の指標を計算し、該制御対象装置から今回受信した第２のデータ到達確認情報を用いて該受信品質の第２の指標を計算し、得られた第１の指標と第２の指標の差分を判定値と比較して、該受信品質を判定し、判定結果に基づいて、該制御対象装置に設定される第１の目標電力品質と基地局装置に設定される第２の目標電力品質を変更する判定手段と、
変更された前記第１の目標電力品質を前記制御対象装置に通知し、変更された前記第２の目標電力品質を前記基地局装置に通知する通知手段と
を備えることを特徴とする電力制御装置。
前記判定手段は、前記第１の指標と前記第２の指標の差分を前記判定値と比較し、かつ、該第２の指標を判定値と比較して、前記受信品質を判定することを特徴とする請求項１記載の電力制御装置。
無線移動通信システムにおける制御対象装置の電力を制御する電力制御方法であって、
前記制御対象装置とデータ通信を行って、該制御対象装置からデータ再送レイヤで送信される第１のデータ到達確認情報を受信し、
前記制御対象装置とデータ通信を行って、該制御対象装置からデータ再送レイヤで送信される第２のデータ到達確認情報を受信し、
前記第１のデータ到達確認情報を用いて前記制御対象装置の受信品質の第１の指標を計算し、前記第２のデータ到達確認情報を用いて該受信品質の第２の指標を計算し、得られた第１の指標と第２の指標の差分を判定値と比較して、該受信品質を判定し、
判定結果に基づいて、前記制御対象装置に設定される第１の目標電力品質と基地局装置に設定される第２の目標電力品質を変更し、
変更された前記第１の目標電力品質を前記制御対象装置に通知し、変更された前記第２の目標電力品質を前記基地局装置に通知する
ことを特徴とする電力制御方法。