(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムの基地局によって送信電力を制御する装置であって、
隣接基地局及び端末から干渉に関する情報を受信する受信部と、
前記隣接基地局及び端末から受信された干渉に関する情報、隣接セルの平均データ容量及び前記端末の平均データレートに基づいて前記端末の送信電力を計算する演算部と、を含み、
前記隣接基地局から受信された干渉に関する情報はノイズ及び干渉(ＮＩ)値からなり、前記端末から受信された干渉に関する情報は前記端末と前記隣接基地局との間の経路損失値からなり、
前記端末の送信電力は、前記端末の平均データレートが低いほど増加し、前記隣接セルの平均データ容量が低いほど減少するように計算されることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記演算部は、
前記端末の最小信号対干渉比(ＳＩＮＲ)を満たすように設定される最小送信電力を考慮して前記端末の送信電力を計算することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記計算された送信電力が最小送信電力未満であるか否かを判断し、前記判断の結果によって前記計算された送信電力及び前記最小送信電力のうちいずれか一つを出力する判断部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記計算された送信電力は、下記の数式のように計算されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【数１】
0005630906.tif 000007
ここで、Ｐｎはｋ番目の基地局と通信を遂行するｎ番目の端末の送信電力を、ｌは隣接基地局のインデックスを、Ｇ（ｌ）ｎは前記ｎ番目の端末が報告したｌ番目の隣接基地局までの経路損失値を、ＮＩ（ｌ）は前記ｌ番目の隣接基地局のＮＩ値を、Ｒｌｎ'は前記ｌ番目の隣接基地局と通信を遂行するｎ'番目の端末の平均データレートを、ＮUEは前記無線通信システム内の全体端末の数を、それぞれ表す。
【請求項５】
前記計算された送信電力は、下記の数式のように計算されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【数２】
0005630906.tif 000008
ここで、Ｐｎはｋ番目の基地局と通信を遂行するｎ番目の端末の送信電力を、ｌは隣接基地局のインデックスを、Ｇ（ｌ）ｎは前記ｎ番目の端末が報告したｌ番目の隣接基地局までの経路損失値を、ＮＩ（ｌ）は前記ｌ番目の隣接基地局のＮＩ値を、Ｒｌｎ'は前記ｌ番目の隣接基地局と通信を遂行するｎ'番目の端末の平均データレートを、Ｒｋｎは前記ｎ番目の端末の平均データレートを、Ｐｍｉｎは前記ｎ番目の端末の最小送信電力を、ＳＩＮＲｍｉｎは最小ＳＩＮＲを、ＮUEは前記無線通信システム内の全体端末の数を、それぞれ表す。
【請求項６】
無線通信システムの基地局によって送信電力を制御する方法であって、
隣接基地局及び端末から干渉に関する情報を受信するステップと、
前記隣接基地局及び端末から受信された干渉に関する情報、隣接セルの平均データ容量及び前記端末の平均データレートに基づいて前記端末の送信電力を計算するステップと、を具備し、
前記隣接基地局から受信された干渉に関する情報はノイズ及び干渉(ＮＩ)値からなり、前記端末から受信された干渉に関する情報は前記端末と前記隣接基地局との間の経路損失値からなり、
前記端末の送信電力は、前記端末の平均データレートが低いほど増加し、隣接セルの平均データ容量が低いほど減少するように計算されることを特徴とする方法。
【請求項７】
前記計算するステップは、
前記端末の最小信号対干渉比(ＳＩＮＲ)を満たすように設定される最小送信電力を考慮して前記端末の送信電力を計算することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記計算された送信電力が最小送信電力未満であるか否かを判断し、前記判断結果によって前記計算された送信電力及び前記最小送信電力のうちいずれか一つを出力するステップをさらに具備することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記計算された送信電力は、下記の数式のように計算されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【数３】
0005630906.tif 000009
ここで、Ｐｎはｋ番目の基地局と通信を遂行するｎ番目の端末の送信電力を、ｌは隣接基地局のインデックスを、Ｇ（ｌ）ｎは前記ｎ番目の端末が報告したｌ番目の隣接基地局までの経路損失値を、ＮＩ（ｌ）は前記ｌ番目の隣接基地局のＮＩ値を、Ｒｌｎ'は前記ｌ番目の隣接基地局と通信を遂行するｎ'番目の端末の平均データレートを、ＮUEは前記無線通信システム内の全体端末の数を、それぞれ表す。
【請求項１０】
前記計算された送信電力は、下記の数式のように計算されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【数４】
0005630906.tif 000010
ここで、Ｐｎはｋ番目の基地局と通信を遂行するｎ番目の端末の送信電力を、ｌは隣接基地局のインデックスを、Ｇ（ｌ）ｎは前記ｎ番目の端末が報告したｌ番目の隣接基地局までの経路損失値を、ＮＩ（ｌ）は前記ｌ番目の隣接基地局のＮＩ値を、Ｒｌｎ'は前記ｌ番目の隣接基地局と通信を遂行するｎ'番目の端末の平均データレートを、Ｒｋｎは前記ｎ番目の端末の平均データレートを、Ｐｍｉｎは前記ｎ番目の端末の最小送信電力を、ＳＩＮＲｍｉｎは最小ＳＩＮＲを、ＮUEは前記無線通信システム内の全体端末の数を、それぞれ表す。
【請求項１１】
無線通信システムの端末によって送信電力を制御する装置であって、
隣接基地局との干渉に関する情報をサービング基地局に送信する送信部と、
前記サービング基地局から送信電力に関する情報を受信する受信部と、を含み、
前記送信電力は、前記送信された隣接基地局との干渉に関する情報、前記サービング基地局が前記隣接基地局から受信した干渉に関する情報、隣接セルの平均データ容量及び前記端末の平均データレートに基づいて前記サービング基地局で計算され、
前記端末の送信電力は、前記端末の平均データレートが低いほど増加し、前記隣接セルの平均データ容量が低いほど減少するように計算され、
前記隣接基地局との干渉に関する情報は前記端末と前記隣接基地局との間の経路損失値からなり、前記サービング基地局が前記隣接基地局から受信した干渉に関する情報は前記隣接基地局のノイズ及び干渉(ＮＩ)値からなることを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記送信電力は、前記端末の最小信号対干渉比(ＳＩＮＲ)を満たすように設定される最小送信電力を考慮して計算されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記計算された送信電力は、下記の数式のように計算されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【数５】
0005630906.tif 000011
ここで、Ｐｎはｋ番目の基地局と通信を遂行するｎ番目の端末の送信電力を、ｌは隣接基地局のインデックスを、Ｇ（ｌ）ｎは前記ｎ番目の端末が報告したｌ番目の隣接基地局までの経路損失値を、ＮＩ（ｌ）は前記ｌ番目の隣接基地局のＮＩ値を、Ｒｌｎ'は前記ｌ番目の隣接基地局と通信を遂行するｎ'番目の端末の平均データレートを、ＮUEは前記無線通信システム内の全体端末の数を、それぞれ表す。
【請求項１４】
前記計算された送信電力は、下記の数式のように計算されることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【数６】
0005630906.tif 000012
ここで、Ｐｎはｋ番目の基地局と通信を遂行するｎ番目の端末の送信電力を、ｌは隣接基地局のインデックスを、Ｇ（ｌ）ｎは前記ｎ番目の端末が報告したｌ番目の隣接基地局までの経路損失値を、ＮＩ（ｌ）は前記ｌ番目の隣接基地局のＮＩ値を、Ｒｌｎ'は前記ｌ番目の隣接基地局と通信を遂行するｎ'番目の端末の平均データレートを、Ｒｋｎは前記ｎ番目の端末の平均データレートを、Ｐｍｉｎは前記ｎ番目の端末の最小送信電力を、ＳＩＮＲｍｉｎは最小ＳＩＮＲを、ＮUEは前記無線通信システム内の全体端末の数を、それぞれ表す。
【請求項１５】
無線通信システムの端末によって送信電力を制御する方法であって、
隣接基地局との干渉に関する情報をサービング基地局に送信するステップと、
前記サービング基地局から送信電力に関する情報を受信するステップと、を具備し、
前記送信電力は、前記送信された隣接基地局との干渉に関する情報、前記サービング基地局が隣接基地局から受信した干渉に関する情報、隣接セルの平均データ容量及び前記端末の平均データレートに基づいて前記サービング基地局で計算され、
前記端末の送信電力は、前記端末の平均データレートが低いほど増加し、前記隣接セルの平均データ容量が低いほど減少するように計算され、
前記隣接基地局との干渉に関する情報は前記端末と前記隣接基地局との間の経路損失値からなり、前記サービング基地局が前記隣接基地局から受信した干渉に対する情報は前記隣接基地局のノイズ及び干渉(ＮＩ)値からなることを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記送信電力は、前記端末の最小信号対干渉比(ＳＩＮＲ)を満たすように設定される最小送信電力を考慮して計算されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記計算された送信電力は、下記の数式のように計算されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【数７】
0005630906.tif 000013
ここで、Ｐｎはｋ番目の基地局と通信を遂行するｎ番目の端末の送信電力を、ｌは隣接基地局のインデックスを、Ｇ（ｌ）ｎは前記ｎ番目の端末が報告したｌ番目の隣接基地局までの経路損失値を、ＮＩ（ｌ）は前記ｌ番目の隣接基地局のＮＩ値を、Ｒｌｎ'は前記ｌ番目の隣接基地局と通信を遂行するｎ'番目の端末の平均データレートを、ＮUEは前記無線通信システム内の全体端末の数を、それぞれ表す。
【請求項１８】
前記計算された送信電力は、下記の数式のように計算されることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【数８】
0005630906.tif 000014
ここで、Ｐｎはｋ番目の基地局と通信を遂行するｎ番目の端末の送信電力を、ｌは隣接基地局のインデックスを、Ｇ（ｌ）ｎは前記ｎ番目の端末が報告したｌ番目の隣接基地局までの経路損失値を、ＮＩ（ｌ）は前記ｌ番目の隣接基地局のＮＩ値を、Ｒｌｎ'は前記ｌ番目の隣接基地局と通信を遂行するｎ'番目の端末の平均データレートを、Ｒｋｎは前記ｎ番目の端末の平均データレートを、Ｐｍｉｎは前記ｎ番目の端末の最小送信電力を、ＳＩＮＲｍｉｎは最小ＳＩＮＲを、ＮUEは前記無線通信システム内の全体端末の数を、それぞれ表す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおいて送信電力を制御する装置及び方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本願では、
【数１】
0005630906.tif 000002
をＸａｂと表記する。
【０００３】
最近活発に研究されている次世代マルチメディア無線通信システムでは、初期の音声中心のサービスに加えて、映像及び無線データのような多様な情報をより高いデータ伝送率で処理することが要求される。
【０００４】
このために、無線通信システムは、基地局と端末との間の距離による経路損失(path-loss)及び隣接セルからの干渉によるセル間干渉(inter-cellinterference)を低減させるための一つの方法として電力制御方式を使用する。電力制御方式は、無線通信システムのサービス品質(ＱｏＳ）をしきい値以上に維持しつつ、最も低い電力レベルでデータを送信できるように送信電力を調節する方式である。
【０００５】
一方、アップリンク送信電力が低いと、基地局は、端末から送信信号を受信できない。これに対して、アップリンク送信電力が高いと、端末の送信信号は、他の端末の送信信号に干渉として作用して端末のバッテリー消耗も増加する。
アップリンクの送信電力を制御する場合、受信信号のサイズが適正レベルに維持されることによって、端末での不必要な電力消耗を防止できる。また、アップリンクの送信電力を制御する場合、データレート(rate)などが適応的に決定されることによって送信効率が向上することができる。
【０００６】
上記したように、無線通信システムのアップリンクの性能は端末の送信電力に基づいて決定される。
無線通信システムでは、送信電力を制御するために大きく２つの方式、すなわち開ループ(open-loop)電力制御方式と閉ループ(closed-loop)電力制御方式が使用される。まず、開ループ電力制御方式は、ダウンリンクの信号減衰を測定又は推定してアップリンクの信号減殺を予測し、予測されたアップリンクの信号減衰に基づいてアップリンクの送信電力を補償する方式である。また、開ループ電力制御方式は、該当端末に割り当てられた無線リソースの量又は送信データの属性に基づいてアップリンク送信電力を決定する方式である。
【０００７】
閉ループ電力制御方式は、基地局と端末との間で送受信される、送信電力制御に関するフィードバック情報を用いてアップリンクの送信電力を調整する方式である。
アップリンクの送信電力を決定する場合に最も重要なことは、各端末のために設定されるアップリンクの送信電力のレベルを決定することである。各端末のために設定されるアップリンクの送信電力は、主にその基地局と端末との間の経路損失に対する補償レベルによって決定される。アップリンクの送信電力を決定するための代表的な方法は、例えばＬＴＥ(Long Term Evolution)のＦＰＣ(Fractional  Power  Control)を含む。
【０００８】
図１は、アップリンクの送信電力を制御するための一般的な無線通信システムを示す。
無線通信システムは、端末１１５と、この端末１１５と通信を遂行するサービング基地局１１０と、隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆと、これら隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆと各々通信を遂行する端末１３５ａ〜１３５ｆとを含む。
端末１１５は、サービング基地局１１０から受信した送信電力に関する情報に基づいて送信電力の強さを決定し、決定された強さの送信電力を用いてデータを送信する。端末１１５によって送信される信号は、隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆと通信するそれぞれの端末１３５ａ〜１３５ｆによって送信される信号の干渉によって影響を受ける。また、各基地局のスケジューリングポリシーに基づき、信号を伝送する端末は、時間及び周波数のようなリソースの割り当てごとに変更される。
【０００９】
上記したように、従来のアップリンク送信電力の制御方法は、サービング基地局と端末との間の経路損失のみを考慮し、隣接セルに影響を与える干渉に対しては考慮していない。したがって、アップリンク送信電力の制御の際に、サービング基地局と端末との間の経路損失だけでなく、隣接セルに影響を及ぼす干渉も考慮してシステム全体の性能を最適化する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第７，０４２，８５６号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／０２６２７５０号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００７／００６００６２号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／０２２１２９７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、上記従来技術の問題点を解決するために、本発明の目的は、無線通信システムにおける送信電力制御装置及び方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、サービング基地局と端末との間の経路損失だけでなく、隣接セルに影響を及ぼす干渉も考慮してアップリンク送信電力を制御するための送信電力制御装置及び方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の目的は、隣接セルに影響する干渉を考慮してネットワーク全体端末の合計ログレート(sum  log  rate)を最大化するための装置及び方法を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、アップリンクの合計ログレートを最大化してアップリンクの伝送率を効果的に向上させるための装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記のような目的を達成するために、本発明の一態様によれば、無線通信システムの基地局によって送信電力を制御する装置は、隣接基地局及び端末から干渉に関する情報を受信する受信部と、隣接基地局及び端末から受信された干渉に関する情報を用いて端末の送信電力を計算する演算部とを含む。
【００１４】
本発明の他の態様によれば、無線通信システムの基地局によって送信電力を制御する方法は、隣接基地局及び端末から干渉に関する情報を受信するステップと、隣接基地局及び端末から受信された干渉に関する情報を用いて端末の送信電力を計算するステップとを具備する。
【００１５】
また、本発明の他の態様によれば、無線通信システムの端末によって送信電力を制御する装置は、隣接基地局との干渉に関する情報をサービング基地局に送信する送信部と、サービング基地局から送信電力に関する情報を受信する受信部とを含む。上記送信電力は、送信された隣接基地局との干渉に関する情報及びサービング基地局が隣接基地局から受信した干渉に関する情報を用いてサービング基地局で計算される。
【００１６】
さらに、本発明の他の態様によれば、無線通信システムの端末によって送信電力を制御する方法は、隣接基地局との干渉に関する情報をサービング基地局に送信するステップと、サービング基地局から送信電力に関する情報を受信するステップとを具備する。上記送信電力は、送信された隣接基地局との干渉に関する情報及びサービング基地局が隣接基地局から受信した干渉に関する情報を用いてサービング基地局で計算される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明は、サービング基地局と端末との間の経路損失だけでなく、隣接セルに影響する干渉も考慮してアップリンク送信電力を制御することができる。それによって、本発明は、ネットワーク全体端末の合計ログレートを最大化して、アップリンクの伝送率を効果的に向上させる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】アップリンク送信電力を制御するための一般的な無線通信システムを示す図である。
【図２】本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンク送信電力を制御するための端末のプロセスを示す図である。
【図３】本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンク送信電力を制御するためのサービング基地局のプロセスを示す図である。
【図４】本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンク送信電力を制御するプロセスの信号フローを示す図である。
【図５】本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンクの送信電力を制御するための端末の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施形態による無線通信システムにおける送信電力を制御するためのサービング基地局の構成を示す図である。
【図７】本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンク送信電力を制御するためのサービング基地局のプロセスを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の望ましい実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。
したがって、本発明の実施形態では、理解を助けるために多様で詳細な説明を含む。しかしながら、これら詳細な説明は、ほとんど典型的な例として考えられる。また、本発明の範囲及び精神を逸脱することなく、以下に説明される本発明の様々な変形及び変更が可能であることは、当該技術分野における通常の知識を持つ者には明らかである。
本発明の説明において、“値”又は“情報”の用語を混用することに注意しなければならない。
【００２０】
無線通信システムの性能は、雑音と干渉の面で受信される信号対送信される信号の比を示す受信信号の信号対干渉比(Signal-to-Interference  Ratio：ＳＩＮＲ)によって決定される。このとき、送信信号の強さは、経路損失によって減少される。
【００２１】
セルラー(cellular)システムは、連続的なカバレッジを維持するために基地局間の距離を最小化する。このため、受信信号のＳＩＮＲは、ダウンリンクでは隣接基地局によって発生する干渉のレベルに基づいて決定され、アップリンクでは隣接基地局と通信を遂行する端末によって発生する干渉のレベルに基づいて決定される。したがって、無線通信システムの性能を効果的に向上させるためには隣接セルにより年発生される干渉、又は隣接セルに発生される干渉のサイズを適切に制御しなければならない。
【００２２】
一方、本発明の実施形態による無線通信システムは、図１に示す無線通信システムと同様であるので、その具体的な説明を省略する。以下、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンク送信電力を制御する端末のプロセスについて、図２を参照して説明する。
【００２３】
図２は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンク送信電力を制御する端末のプロセスを示す。
端末１１５は、ステップ２０１でこの端末１１５と隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆとの間の経路損失を推定し、ステップ２０３で推定された経路損失に関する情報をサービング基地局１１０に伝送する。端末１１５は、ステップ２０５で、サービング基地局１１０から伝送される送信電力に関する情報を受信する。
【００２４】
端末１１５は、ステップ２０７で、受信された送信電力に関する情報によって送信電力を設定する。このとき、端末１１５は、隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆから経路損失に関する情報を受信し、あるいは直接に隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆの経路損失を推定する。
【００２５】
一方、サービング基地局１１０から伝送される送信電力に関する情報は、一般的な無線通信システムとは異なり、次のようにサービング基地局１１０で計算された送信電力に関する情報を含む。サービング基地局１１０は、端末１１５から伝送された経路損失に関する情報と、隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆから伝送されたＮＩ(Noise  &  Interference)情報を用いて送信電力を計算する。
【００２６】
経路損失は、端末１１５によってパイロット信号又はプリアンブル信号のような各基地局の基準信号の平均強さと、サービング基地局１１０の送信電力レベルを用いて計算される。具体的に、この経路損失は、各基地局から基準信号の平均強さをサービング基地局１１０の送信電力を分ける方式で計算され得る。
【００２７】
次に、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンク送信電力を制御するためのサービング基地局の動作について、図３を参照して説明する。
図３は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンク送信電力を制御するためのサービング基地局のプロセスを示す。
【００２８】
サービング基地局１１０は、ステップ３０１で、端末１１５及び隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆと干渉情報を送受信する。具体的に、サービング基地局１１０は、端末１１５から経路損失に関する情報を受信する。加えて、サービング基地局１１０は、自分のＮＩ情報を隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆに伝送し、隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆからそれらのＮＩ情報を受信する。すなわち、サービング基地局１１０と隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆは相互にＮＩ情報を交換する。
【００２９】
サービング基地局１１０は、ＮＩ情報を隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆと周期的に交換することができる。あるいは、サービング基地局１１０は、隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆにＮＩ情報に対する要求を送信した後に、隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆとＮＩ情報を交換することができる。
【００３０】
サービング基地局１１０は、ステップ３０３で受信された経路損失に関する情報及びＮＩ情報を用いて端末１１５の送信電力を計算し、ステップ３０５で計算された送信電力に関する情報を端末１１５に伝送する。
【００３１】
次に、端末、サービング基地局、及び隣接基地局の相互動作について、図４を参照して具体的に説明する。
図４は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンク送信電力を制御するプロセスを示す。
【００３２】
サービング基地局１１０と端末１１５は、ステップ４０１で、通信規格に定義された手順に従ってネットワークに初期接続する。サービング基地局１１０と隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆは、ステップ４０３で相互にＮＩ情報を交換する。端末１１５は、ステップ４０５で、サービング基地局１１０に経路損失に関する情報(以下、“経路損失情報”と称する)を送信する。このとき、サービング基地局１１０と隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆとの間のＮＩ情報交換は、サービング基地局１１０が端末１１５から経路損失情報を受信した場合あるいはその後に遂行されることができる。
【００３３】
ステップ４０７で、サービング基地局１１０は、隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆのＮＩ情報及び受信された経路損失情報を用いて端末１１５の送信電力を計算する。以後、サービング基地局１１０は、ステップ４０９で、計算された送信電力に関する情報を端末１１５に伝送する。
【００３４】
ステップ４１１で、端末１１５は、サービング基地局１１０から送信電力に関する情報を受信し、送信電力に関する情報によってその送信電力を設定する。端末１１５は、ステップ４１３で、設定された送信電力を用いてデータをサービング基地局１１０に送信する。
【００３５】
本発明の実施形態において、サービング基地局は、ネットワーク全体のアップリンク合計レートを最大化し、あるいはネットワーク全体のアップリンク合計ログレートを最大化する端末の送信電力を計算する。
【００３６】
第１に、ネットワーク全体のアップリンク合計レートを最大化できる端末の送信電力について説明する。
ネットワーク全体のアップリンク合計レートを最大化できる端末の送信電力は、下記の＜数式１＞を用いて計算される。
【００３７】
【数２】
0005630906.tif 000003
ここで、Ｐｎはｋ番目の基地局と通信を遂行するｎ番目の端末の送信電力値を、ｌは隣接基地局のインデックスを、Ｇ（ｌ）ｎはｎ番目の端末が報告したｌ番目の隣接基地局までの経路損失値を、ＮＩ（ｌ）はｌ番目の隣接基地局のＮＩ値を、それぞれ意味する。
【００３８】
上記の＜数式１＞は、ネットワーク全体のアップリンク合計レートを最大化する電力制御方法に関するものである。ネットワーク全体のアップリンク合計レートを最大化する電力制御方法は、端末が干渉影響を与える隣接セルのＮＩ値と経路損失を考慮して端末の送信電力を決定する方法である。
【００３９】
具体的に、端末が隣接セルにしきい値以上の干渉を発生させる場合(すなわち、経路損失がしきい値より小さい場合)、端末は、送信電力を低減させる。しかしながら、端末が隣接セルにしきい値以上の干渉を発生させても、隣接セルのＮＩ値が大きい場合には、端末は、送信電力を大きく低減させる必要がない。
【００４０】
このような方式によって、本発明の実施形態では、端末が信号を送信することによって発生される干渉が隣接セルに影響する程度を一定レベルに維持できる。
一方、セクタ境界又はセル境界上の端末のように、しきい値以上の干渉を誘発する端末は、送信電力を大きく低減しなければならない。その結果、セクタ境界又はセル境界上の端末のアップリンクデータレートは、大きく低くなる。端末の最小データレートを満足させるために、最小送信電力が考慮された＜数式２＞が使用され得る。
【００４１】
【数３】
0005630906.tif 000004
ここで、Ｐｎはｋ番目の基地局と通信を遂行するｎ番目の端末の送信電力値を、ｌは隣接基地局のインデックスを、Ｐｍｉｎはｎ番目の端末の最小伝送電力を、Ｇ（ｋ）ｎはｎ番目の端末が報告したｋ番目の基地局までの経路損失値を、ＮＩ(ｋ)はｋ番目の基地局のＮＩ値を、それぞれ意味する。ｎ番目の端末の最小送信電力は、最小ＳＩＮＲ(ＳＩＮＲｍｉｎ)を満たすように設定される。
【００４２】
第２に、ネットワーク全体のアップリンク合計ログレートを最大化できる端末の送信電力について説明する。
ネットワーク全体のアップリンク合計ログレートを最大化できる端末の送信電力は、下記の＜数式３＞を用いて計算できる。
【００４３】
【数４】
0005630906.tif 000005
ここで、Ｐｎはｋ番目の基地局と通信を遂行するｎ番目の端末の送信電力値を、lは隣接基地局のインデックスを、Ｇ（ｌ）ｎはｎ番目の端末が報告したｌ番目の隣接基地局までの経路損失値を、ＮＩ（ｌ）はｌ番目の隣接基地局のＮＩ値を、それぞれ表す。さらに、Ｒｌｎ’はｌ番目の隣接基地局のｎ'番目の端末の平均データレートを、Ｒｋｎはｎ番目の端末の平均データレートを、それぞれ意味する。
【００４４】
上記の＜数式３＞は、ネットワーク全体のアップリンク合計ログレートを最大化する電力制御方法に関するものである。ネットワーク全体のアップリンク合計ログレートを最大化する電力制御方法は、端末が干渉影響を及ぼす隣接セルのＮＩ値と経路損失だけでなく、隣接セルの平均データ容量と該当端末の平均データレートを考慮して端末の送信電力を決定する方法である。
【００４５】
具体的に、端末が隣接セルにしきい値以上の干渉を発生させる場合(すなわち、経路損失がしきい値より小さい場合)、端末は、送信電力を低減させる。しかしながら、端末が隣接セルにしきい値以上の干渉を発生しても、隣接セルのＮＩ値が大きい場合には、端末は、送信電力を大きく低減させる必要がない。
【００４６】
上述した方法によって、端末が信号を送信することによって発生される干渉が隣接セルに影響を及ぼす程度は、一定レベルに維持できる。しかも、本発明の実施形態では、隣接セルのデータレートが低いほど、該当端末の送信電力は低減され、その端末のデータレートが低いほど送信電力は増加する。
【００４７】
一方、セクタ境界又はセル境界上の端末のようにしきい値以上の干渉を発生させる端末は、送信電力を大きく低減しなければならない。その結果、しきい値以上の干渉を発生させる端末のアップリンクデータレートは、大きく低減する。しきい値以上の干渉を誘発する端末の最小データレートを満たすために、最小送信電力が考慮される下記の＜数式４＞が使用されることができる。
【００４８】
【数５】
0005630906.tif 000006
ここで、Ｐｎはｋ番目の基地局と通信を遂行するｎ番目の端末の送信電力値を、lは隣接基地局のインデックスを、Ｇ（ｌ）ｎはｎ番目の端末が報告したｌ番目の隣接基地局までの経路損失値を、ＮＩ（ｌ）はｌ番目の隣接基地局のＮＩ値を、それぞれ意味する。加えて、Ｒｌｎ’はｌ番目の隣接基地局のｎ'番目の端末の平均データレートを表し、Ｒｋｎはｎ番目の端末の平均データレートを表す。さらに、Ｇ（ｋ）ｎは、ｎ番目の端末が報告したｋ番目の基地局までの経路損失値を、ＮＩ（ｋ）はｋ番目の基地局のＮＩ値を、各々表す。Ｐｍｉｎは、ｎ番目の端末の最小送信電力を意味し、最小送信電力は、最小ＳＩＮＲ(ＳＩＮＲｍｉｎ)を満たすように設定される。
【００４９】
図５は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンクの送信電力を制御するための端末の構成を示す。
図５を参照すると、端末は、受信部５０１、推定部５０３、調整部５０５、及び送信部５０７を含む。
【００５０】
受信部５０１は、隣接基地局から伝送される経路損失値を受信する。
推定部５０３は、隣接基地局を検出し、端末と隣接基地局との間の経路損失値を推定する。
調整部５０５は、サービング基地局から伝送される送信電力に関する情報によってデータ伝送のための送信電力を調整する。
送信部５０７は、受信部５０１又は推定部５０３により出力される経路損失値をサービング基地局に送信する。
本発明の実施形態によると、経路損失値を獲得する動作は、特定時点で受信部５０１及び推定部５０３のうちいずれか一つによって遂行され得る。
【００５１】
図６は、本発明の実施形態による無線通信システムにおける送信電力を制御するためのサービング基地局の構成を示す。
図６を参照すると、サービング基地局は、受信部６０１、演算部６０３、判断部６０５、及び送信部６０７を含む。
【００５２】
受信部６０１は、隣接基地局からＮＩ値を受信し、端末から経路損失値を受信する。
演算部６０３は、受信されたＮＩ値及び経路損失値を用いて送信電力を計算する。このとき、送信電力は、上記したネットワーク全体のアップリンク合計レートを最大化する方法及びネットワーク全体のアップリンク合計ログレートを最大化する方法を使用して計算される。
判断部６０５は、演算部６０３によって計算された送信電力が最小送信電力未満であるか否かを判断し、その判断結果に従って計算された送信電力及び最小送信電力のうちいずれか一つを出力する。具体的には、判断部６０５は、計算された送信電力が最小送信電力未満である場合には最小送信電力を出力し、計算された送信電力が最小送信電力以上である場合には計算された送信電力を出力する。
送信部６０７は、判断部６０５から出力される送信電力を端末に送信する。
図７は、本発明の実施形態による無線通信システムにおけるアップリンク送信電力を制御するためのサービング基地局のプロセスを示す。
【００５３】
サービング基地局１１０は、ステップ７０１で、自分のＮＩ情報を隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆに送信し、隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆからそれら各々のＮＩ情報を受信する。すなわち、サービング基地局１１０は、隣接基地局１３０ａ〜１３０ｆとＮＩ情報を交換する。
【００５４】
ステップ７０３で、サービング基地局１１０は、端末１１５から経路損失情報を受信する。サービング基地局１１０は、ステップ７０５で、受信されたＮＩ情報及び経路損失情報を用いて端末１１５の送信電力を計算する。送信電力は、上記したネットワーク全体のアップリンク合計レートを最大化する方法及びネットワーク全体のアップリンク合計ログレートを最大化する方法を使用して計算される。
【００５５】
ステップ７０７で、サービング基地局１１０は、計算された送信電力が最小送信電力未満であるか否かを判断する。計算された送信電力が最小送信電力未満である場合には、サービング基地局１１０は、ステップ７０９で最小送信電力を端末１１５に伝送する。一方、計算された送信電力が最小送信電力以上である場合には、サービング基地局１１０は、ステップ７１１で計算された送信電力を端末１１５に送信する。
【符号の説明】
【００５６】
１１５  端末
１１０  サービング基地局
１３０ａ〜１３０ｆ  隣接基地局
１３５ａ〜１３５ｆ  接基地局１３０ａ〜１３０ｆと各々通信を遂行する端末
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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