(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＴＥ無線通信システムの基地局における移動局向け送信電力の制御方法であって、
前記基地局から送信された信号の移動局における受信信号品質を表すチャネル品質指標（ＣＱＩ）情報を前記移動局より受信するステップと、
前記ＣＱＩ情報を所定のしきい値と比較するステップと、
前記比較の結果により、前記ＣＱＩ情報が前記しきい値以上である場合、前記移動局に送信する信号の送信電力値を規定値だけ減少させるよう前記送信電力値を決定するステップと、
前記ＣＱＩ情報に応じた変調方式及び符号化率（ＭＣＳ）に基づいて、前記移動局に送信する信号を生成するステップと、
前記生成された信号を前記決定された送信電力値で、前記移動局に送信するステップと、
前記移動局への前記送信電力値に合わせて、前記移動局向けユーザ個別参照信号の送信電力値を決定するステップと、
を有する送信電力制御方法。
【請求項２】
前記ＣＱＩ情報が前記しきい値未満であり、前記移動局への前記送信電力値が最大値でない場合、前記送信電力値を規定値だけ増加させるステップを更に有する、請求項１に記載の送信電力制御方法。
【請求項３】
ＭＣＳ毎にハイブリッド自動再送要求制御における再送率を算出するステップを更に有し、
前記ＣＱＩ情報と前記所定のしきい値との前記比較の結果により、前記ＣＱＩ情報が前記しきい値に等しい場合で、かつ前記ＣＱＩ情報に応じたＭＣＳの前記再送率が、所定の再送率より小さい場合、前記移動局に送信する信号の送信電力値を規定値だけ減少させるよう前記送信電力値を決定するステップを有する、請求項１または２に記載の送信電力制御方法。
【請求項４】
前記ＣＱＩ情報に応じたＭＣＳの前記再送率が、前記所定の再送率より大きい場合、前記送信電力値を規定値だけ増加させ、前記所定の再送率と等しい場合、前記送信電力値を維持するよう前記送信電力値を決定するステップを更に有する、請求項３に記載の送信電力制御方法。
【請求項５】
ＬＴＥ無線通信システムにおける基地局であって、
基地局から送信された信号の移動局における受信信号品質を表すチャネル品質指標（ＣＱＩ）情報を前記移動局より受信する信号受信部と、
前記ＣＱＩ情報を所定のしきい値と比較し、前記ＣＱＩ情報が前記しきい値以上である場合、前記移動局に送信する信号の送信電力値を規定値だけ減少させるように前記送信電力値を決定するスケジューラと、
前記スケジューラから通知される前記送信電力値に従い、前記移動局向けの送信電力を制御する電力制御部と、
前記ＣＱＩ情報に応じた変調方式及び符号化率に基づいて、前記移動局に送信する信号を生成する信号生成部と、
前記符号化された信号を前記送信電力値で、前記移動局に送信する信号送信部と、
を備え、
前記スケジューラは、前記移動局への前記送信電力値に合わせて、前記移動局向けユーザ個別参照信号の送信電力値を決定する、基地局。
【請求項６】
ＭＣＳ毎にハイブリッド自動再送要求（ＨＡＲＱ）制御における再送率を算出するＨＡＲＱ制御部を更に有し、
前記スケジューラは、前記ＣＱＩ情報と前記所定のしきい値との前記比較の結果により、前記ＣＱＩ情報が前記しきい値に等しい場合で、かつ前記ＣＱＩ情報に応じたＭＣＳの前記再送率が、所定の再送率より小さい場合、前記移動局に送信する信号の送信電力値を規定値だけ減少させるよう前記送信電力値を決定する、請求項５に記載の基地局。
【請求項７】
前記スケジューラは、前記ＣＱＩ情報に応じたＭＣＳの前記再送率が、前記所定の再送率より大きい場合、前記送信電力値を規定値だけ増加させ、前記所定の再送率と等しい場合、前記送信電力値を維持するよう前記送信電力値を決定する、請求項６に記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＴＥ無線通信システムの基地局における送信電力制御方法及び基地局に関し、特に、適応変調・符号化率制御（AMC: Adaptive Modulation and Coding）を行う際の送信電力制御方法及び基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、特にスマートフォンの普及に伴い、移動無線通信におけるトラフィック量は急激に増加しており、ネットワーク回線が逼迫するなどの問題も生じている。このために、携帯電話事業者は、無線通信の高速化や周波数利用効率の向上など、無線容量を増加させるための様々な試みに取り組んでいる。
【０００３】
携帯電話におけるデータ通信の高速化の１つとして、第３世代移動通信システムの長期発展システムであるＬＴＥ（Long Term Evolution）無線通信のサービスが開始されている。ＬＴＥ無線通信では、例えば、下りリンクにおいて、20MHz帯域幅でピークレート300Mbps程度の通信を想定している。このＬＴＥ無線通信システムにおいては、高速データ通信を実現するために、各種の技術が採用されている。
【０００４】
ＬＴＥ無線通信システムでは特に下りリンクの通信において、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）伝送方式を用いている。このＯＦＤＭ伝送方式は、マルチパス伝送に伴う符号間干渉やフェージングに強く、周波数利用効率が高いなどの利点を有している。
【０００５】
ＬＴＥ無線通信システムの基地局は、下りリンクの通信において、スケジューリングにより、各ユーザに無線リソースを割り当てる。無線リソースの割当てには、時間領域のスロット及び周波数領域のサブキャリアからなるリソースブロックが用いられる。スケジューリングは所定の規則に従い実行されるが、このような規則は携帯電話事業者により決められる。規則の例としては、ユーザが要求するデータ伝送量を保証する、ユーザ間での公平なサービスを提供する、システムとして最大伝送量を確保する、リアルタイム伝送を保証する等があり、一般的にはこれらの組み合わせが用いられる。
【０００６】
更に、ＬＴＥ無線通信では、基地局と移動局間のリンク状態に応じて、送信信号の送信レートを適応的に変更する適応変調・符号化率制御（ＡＭＣ）技術が適用される。ＡＭＣにおける送信レートは、変調方式と符号化率との組み合わせ（MCS: Modulation and Coding rate Set）で決定される。信号の送信側では、リンク状態に応じたＭＣＳを選択し、このＭＣＳに相当する符号化率で信号の誤り訂正符号化を行い、ＭＣＳに相当する変調方式で信号の変調を行うことにより、送信信号を生成する。
【０００７】
しかし、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）方式による無線通信システムを想定した場合、上りリンクと下りリンクで使用する周波数帯域が異なり、送信側は、信号を送信するリンクのリンク状態を測定して、検知することはできない。このため、受信側で測定されたリンク状態についての情報を受信側から受け取ることで、リンク状態を把握する。
【０００８】
ＡＭＣでは、リンク状態に応じて送信レートが適応的に変更される。このため、ＡＭＣ適用時には、信号を送信する際の送信電力制御は行われず、送信電力は一定となる。ＬＴＥ無線通信システムにおいて、ＡＭＣは、基地局を送信装置とし、移動局を受信装置とする下りリンクでのデータ伝送に用いられている。このため、下りリンクにおける移動局向けの信号の送信電力は一定値となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−６８５０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
下りリンクにＡＭＣを適用した場合、移動局から報告されるＣＱＩ（Channel Quality Indicator）情報に従い、基地局はその移動局に対する信号の変調及び符号化を行う。ここで、ＣＱＩ情報は、移動局が測定した下りリンクにおける受信信号品質に適したＭＣＳを表すインデックスである。移動局が基地局の近傍に存在する場合、この移動局における受信信号品質は良好であり、最も高いＭＣＳに相当するＣＱＩ情報を基地局に通知することで、最も高いＭＣＳを用いた信号送信を基地局に要求することになる。
【００１１】
しかし、移動局が基地局の更に近傍に存在する場合には、この移動局における受信信号品質は過剰となる可能性がある。即ち、基地局から送信される最高のＭＣＳによる信号を、所定の誤り率以下で受信することができる受信信号品質より更に高い受信信号品質で受信するような状況が想定される。
【００１２】
ＬＴＥ無線通信システムの基地局において、下りリンクにおける送信電力は一定となるよう設定されており、移動局が過剰な通信品質で信号を受信するような状況においても、送信電力は不変である。移動局が受信できるデータの最大スループットは決まっており（即ち、最高のＭＣＳを用いて生成される送信データ量）、受信時の通信品質が過剰となっても、スループットが増加することはない。従って、移動局に過剰な通信品質の信号を送信することは、基地局においては、単なる送信電力の浪費である。また、隣接するセルへの影響を考えると、このような過剰な通信品質の信号は、隣接セル内の移動局に余分な干渉を与えることになり、結果的に、無線通信システム全体としての効率を劣化させるものである。
【００１３】
本発明は、ＬＴＥ無線通信システムにおいて、移動局への過剰な通信品質の信号送信を抑制するため、既存の移動局への影響を与えることなく、基地局の送信電力を制御する方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は、ＬＴＥ無線通信システムにおいて、送信電力制御を行う基地局を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明は、ＬＴＥ無線通信システムの基地局における移動局向け送信電力の制御方法であって、前記基地局から送信された信号の移動局における受信信号品質を表すチャネル品質指標（ＣＱＩ）情報を前記移動局より受信するステップと、前記ＣＱＩ情報を所定のしきい値と比較するステップと、前記比較の結果により、前記ＣＱＩ情報が前記しきい値以上である場合、前記移動局に送信する信号の送信電力値を規定値だけ減少させるよう前記送信電力値を決定するステップと、前記ＣＱＩ情報に応じた変調方式及び符号化率（ＭＣＳ）に基づいて、前記移動局に送信する信号を生成するステップと、前記生成された信号を前記決定された送信電力値で、前記移動局に送信するステップと、前記移動局への前記送信電力値に合わせて、前記移動局向けユーザ個別参照信号の送信電力値を決定するステップと、を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、ＬＴＥ無線通信システムにおける基地局であって、基地局から送信された信号の移動局における受信信号品質を表すチャネル品質指標（ＣＱＩ）情報を前記移動局より受信する信号受信部と、前記ＣＱＩ情報を所定のしきい値と比較し、前記ＣＱＩ情報が前記しきい値以上である場合、前記移動局に送信する信号の送信電力値を規定値だけ減少させるように前記送信電力値を決定するスケジューラと、前記スケジューラから通知される前記送信電力値に従い、前記移動局向けの送信電力を制御する電力制御部と、前記ＣＱＩ情報に応じた変調方式及び符号化率に基づいて、前記移動局に送信する信号を生成する信号生成部と、前記符号化された信号を前記送信電力値で、前記移動局に送信する信号送信部と、を備え、前記スケジューラは、前記移動局への前記送信電力値に合わせて、前記移動局向けユーザ個別参照信号の送信電力値を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
移動局より報告されるＣＱＩ情報がしきい値以上である場合に、当該移動局向け送信電力を低減することにより、基地局での送信電力消費が抑制でき、また、隣接セル内の移動局に対する干渉電力を軽減できるため、無線通信システムとしての効率を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＬＴＥ無線通信システムの基地局の構成を示す図である。
【図２】各ＭＣＳに対するＳＩＮＲとブロック誤り率（ＢＬＥＲ）の関係を示す図である。
【図３】各ＭＣＳに対するＳＩＮＲとスループットの関係を示す図である。
【図４】ＡＭＣにおけるＣＱＩ割当ての例を示す図である。
【図５】ＬＴＥ無線通信システムにおける信号の受信と干渉を説明する図である。
【図６】本発明の課題を説明する図である。
【図７】本発明による基地局の構成を示す図である。
【図８】本発明による送信電力減少の効果を示す図である。
【図９】本発明のアルゴリズムを説明する図である。
【図１０】本発明による効果を説明するための図である。
【図１１】本発明の他の実施例における基地局の構成を示す図である。
【図１２】本発明の他の実施例におけるアルゴリズムを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下図面を参照して、ＬＴＥ無線通信システムの基地局における送信電力制御方法について説明する。しかしながら、本発明が、図面又は以下に記載される実施形態に限定されるものではないことを理解されたい。
【００２０】
まず、本発明の基礎となるＬＴＥ無線通信システムでの基地局と適応変調・符号化率制御（ＡＭＣ）について説明する。
【００２１】
図１は、ＬＴＥ無線通信システムにおける基地局の構成を示した図である。図１において、参照番号11は基地局、12は移動局より伝送されるＣＱＩ情報、13は信号受信部、14はスケジューラ、15はＲＬＣ（Radio Link Control）バッファ、16はＭＡＣ（Medium Access Control）多重部、17は信号生成部、18は信号送信部を表す。
【００２２】
基地局11の信号受信部13は、基地局が現在管理している（即ち、この基地局のセル内に存在している）複数の移動局からの信号を受信する。この信号は、データ用信号と制御用信号を含み、ＡＭＣに使用されるＣＱＩ情報12も含まれる。ＣＱＩ情報12は、基地局が移動局に送信する信号を変調するための変調方式と誤り訂正符号化における符号化率の組み合わせ（ＭＣＳ）を表すものである。受信されたＣＱＩ情報12はスケジューラ14に送られる。
【００２３】
基地局11のＲＬＣバッファ15は、無線ベアラ毎に設けられて、移動局に送信するためのデータが一時的に蓄積される。ＲＬＣバッファ15は、バッファ内に送信すべきデータが蓄積されると、スケジューラ14に通知する。スケジューラ14では、送信するデータの情報やスケジューリング規則に基づいて、信号送信に使用するリソースブロックの位置（時間、周波数）やリソースブロック数を決定する。送信するデータの情報としては、要求伝送レート、許容遅延時間、許容誤り率などが想定される。
【００２４】
ＭＡＣ多重部16では、スケジューラ14で決定されたスケジューリング情報に基づき、各移動局用信号を無線リソースに割り振る。信号生成部17は、スケジューラ14より通知されるＣＱＩ情報12に基づいて、移動局へ送信するためのデータを誤り訂正符号化及び変調して、送信用信号を生成する。インタリーブやフレーム化などのその他の信号処理は、ここでは省略するものとする。生成された信号は、ユーザ個別参照信号が付加されて、信号送信部18から移動局に送信される。
【００２５】
次に、簡単にＡＭＣについて説明する。図２は、各ＭＣＳに対する信号対干渉雑音電力比（SINR: Signal-to-Interference plus Noise power Ratio）とブロック誤り率（BLER: Block Error Rate）の関係を示した図である。ＭＣＳは、信号の変調方式と符号化率の組み合わせであり、ＭＣＳ番号が高くなる程、符号化効率が高くなる。ＢＬＥＲは、受信機における受信信号のブロック単位での誤り率を示す。ＳＩＮＲは、受信機で受信された信号の受信品質を表す。各ＭＣＳでは、ＳＩＮＲが高くなる程、受信信号品質が高くなるため、ＢＬＥＲが減少する。また、ＭＣＳ番号が高くなる程、伝送量が増加し、同一のＢＬＥＲ（例えば、10-1）を達成するために必要となるＳＩＮＲは高くなる。
【００２６】
図３は、各ＭＣＳに対するＳＩＮＲとスループットの関係を示した図である。スループットは、各ＭＣＳの最大スループットに（１−ＢＬＥＲ）を掛けることで得られる。図３の例では、ＭＣＳ１のスループットtp(MCS 1)は、ＭＣＳ１の最大スループットMax_tp(MCS 1)に（1.0−BLER(SINR)）を掛けることで得られる。ＭＣＳは、各ＭＣＳのスループット特性が交差するよう予め選択されているため、図３の点線Ａのように常に最も高いスループットが得られるＭＣＳを適宜選択することで、効率的な信号伝送を行うことができる。例えば、ＳＩＮＲが上昇してSINR(t1)を超えた時点で、ＭＣＳ１からＭＣＳ２に切り替えることで、ＭＣＳ１を維持するより高いスループットが得られる。
【００２７】
図４は、ＳＩＮＲに対するＣＱＩの割当てを示した図である。ＣＱＩはＭＣＳを表すインデックスであり、例えば、ＣＱＩ＝１は、ＭＣＳ１を表すものとする。図３に示した各ＭＣＳのスループット特性を用いて、ＭＣＳの切替わりが行われるＳＩＮＲのしきい値を取得する。このＳＩＮＲしきい値とＣＱＩ割当てが図４に示される。図４におけるSINR(MCS 2)及びSINR(MCS 3)は、図３におけるSINR(t1) 及びSINR(t2)に相当し、ＳＩＮＲがこの区間にある場合には、ＭＣＳ２が割り当てられることになる。図４では、ＳＩＮＲしきい値の間隔は一定なものとして表されているが、現実には、一定とはならない。しかし、ＳＩＮＲしきい値間隔が同等となるようにＭＣＳを選択することが望ましい。
【００２８】
受信機は、受信された信号のＳＩＮＲを測定して、図４に示されるＳＩＮＲしきい値との比較を行い、現在の送信機−受信機間の伝搬路に最適なＭＣＳを取得する。受信機では取得したＭＣＳを表すＣＱＩ情報を送信機にフィードバックする。送信機では、受信機からのＣＱＩ情報に相当するＭＣＳを用いて、当該受信機向け信号の符号化と変調を行う。
【００２９】
ＭＣＳの具体的な例について、以下の表１に示す。ＬＴＥでは、ＭＣＳ１〜１５が一般的に用いられる。ＣＱＩ＝０は、ＳＩＮＲが非常に低く、伝送量が最も低いＭＣＳ１を用いてもＢＬＥＲが高くなり、安定した通信が出来ない状態である。一方、ＭＣＳ１５より高いＭＣＳは、基地局、移動局共にサポートされていない。このため、移動局におけるＳＩＮＲが、ＭＣＳ１５に必要なＳＩＮＲよりかなり高い状態であっても、ＭＣＳ１５が依然用いられることになる。
【表１】
0005484547.tif 000002
【００３０】
続いて、ＬＴＥ無線通信システムにおける基地局と移動局の関係、及び本発明の課題を図５を用いて説明する。図５において、参照番号21はＬＴＥ無線通信システム、22は基地局１（eNodeB 1）、23は基地局２（eNodeB 2）、24は基地局１の無線範囲であるセル１、25は基地局２の無線範囲であるセル２、26はセル１内にあり基地局１と無線接続する移動局１（UE 1）、27はセル２内にあり基地局２と無線接続する移動局２（UE 2）を表す。
【００３１】
下りリンク通信では、移動局１（26）は基地局１（22）から希望信号Ｓ１を受信し、移動局２（27）は基地局２（23）から希望信号Ｓ２を受信する。ＬＴＥ無線通信では、下りリンク信号は一定電力で送信される。このため、一般的に、基地局１（22）の近傍にある移動局１（26）での受信信号電力は高くなり、基地局２（23）の位置から離れ、セル境界付近にある移動局２（27）での受信信号電力は低くなる。また、基地局２（23）から移動局１（26）への干渉Ｉ２は弱く、基地局１（22）から移動局２（27）への干渉Ｉ１は比較的強くなる。これにより、移動局１（26）での受信信号のＳＩＮＲは高くなり、移動局２（27）での受信信号のＳＩＮＲは低くなる。この結果、基地局１（22）において、移動局１（26）向け送信信号は高いＭＣＳを用いて生成され、基地局２（23）において、移動局２（27）向け送信信号は低いＭＣＳを用いて生成される。
【００３２】
移動局１（26）が基地局１（22）のアンテナ直下にあるなど、移動局１（26）と基地局１（22）との距離が非常に近いとする。移動局１（26）でのＳＩＮＲは高くなり、表１の例では、ＭＣＳ１５が割り当てられることになる。しかし、基地局との距離が非常に近い場合には、ＭＣＳ１５に必要なＳＩＮＲに対し、過剰なＳＩＮＲの信号を受信することが想定される。
【００３３】
図６は、移動局における過剰なＳＩＮＲの状態を示した図である。現在のＬＴＥ無線通信システムでは、使用可能な最大のＭＣＳはＭＣＳ１５である。移動局におけるＳＩＮＲがしきい値SINR(MCS 15)以上となるとＭＣＳ１５が選択され、ＳＩＮＲがSINR(MCS 15)より十分に大きくともＭＣＳ１５が選択されることになる。図６において、移動局１（26）の現在のＳＩＮＲをSINR(UE)とすると、このSINR(UE)はＭＣＳ１５のしきい値SINR(MCS 15)よりSINR_ex分高い値となる。ここで示されるSINR_exは、ＭＣＳ間のＳＩＮＲしきい値間隔より十分に大きい値となる。
【００３４】
移動局１（26）において、過剰なＳＩＮＲの信号を受信したとしても、スループット等の受信特性は向上しない。一方で、過剰なＳＩＮＲの信号を送信することは、基地局における電力の浪費であり、隣接するセル内の移動局２（27）に対しての余分な干渉となる。このため、基地局１（22）において、移動局１（26）への信号の送信電力を低減させることは、移動局２（27）に対する干渉電力を減少させて、移動局２（27）のＳＩＮＲを改善させることになる。
【００３５】
本発明では、移動局から基地局に通知されるＣＱＩ情報が所定のしきい値以上である場合、基地局はこの移動局に対する送信信号の送信電力を規定値分下げるものとする。これにより、移動局で生じる過剰なＳＩＮＲを抑制すると共に、隣接セル内の移動局への干渉を低下させる。
【００３６】
図７は、本発明における基地局の構成を示した図である。図１に示した基地局構成に対し、電力制御部19が追加されている。その他の構成は同じである。スケジューラ14では、移動局より受信されるＣＱＩ情報12に基づき、以下に示すアルゴリズムにより移動局向け送信電力の制御を行う。電力制御部19では、スケジューラ14より電力制御情報を受け取り、移動局の送信電力を制御する。
【００３７】
図８は、本発明により基地局の送信電力を減少させる効果を説明する図である。図６で示した過剰なＳＩＮＲ（SINR_ex）を低下させる（図中のPD: Power Down）ように送信電力を減少させることで、ＭＣＳ１５を維持しつつ、基地局の送信電力を低減させることができる。
【００３８】
図９に本発明における基地局送信電力制御のアルゴリズムを示す。S101において、基地局は移動局よりＣＱＩ情報を受信する。S102において、受信したＣＱＩ情報と所定のしきい値を比較する。一般的には、しきい値は、最も高いＭＣＳを表すインデックスであり、表１の例では、ＭＣＳ１５を表す15である。この場合、S102の比較は、（ＣＱＩ情報＝しきい値）で行われる。しかし、しきい値は、最も高いＭＣＳを表すインデックスに限定されるものではない。例えば、データのアプリケーションによりＭＣＳを制限することも考えられる。データが、音声や文字によるメールなど、比較的低レートの通信の場合、使用されるＭＣＳを制限することが想定される。また、基地局が通信状況を判断して、ＭＣＳを制限することもできる。このような場合、しきい値を低い値に設定し、基地局の送信電力を意図的に下げることで、高いＭＣＳの使用を抑制できる。しきい値が最も高いＭＣＳを表すインデックスでない場合、S102の比較は、（ＣＱＩ情報≧しきい値）で行われる。
【００３９】
S102において、ＣＱＩ情報がしきい値以上である場合、S103において、基地局の送信電力を規定値下げる。そして、S104において、ＣＱＩ情報に基づくＭＣＳを用いて送信信号の変調及び符号化を行う。ここで、送信電力の変動量（規定値）は、例えば、ＭＣＳのＳＩＮＲしきい値の間隔より小さく設定する。図４において、しきい値の間隔（例えば、SINR(MCS3)−SINR(MCS2)）の平均をＸ dBとすると、Ｘより小さい値に設定する。これにより、送信電力の急激な低下を防止できる。しかし、このような設定に限定されるものではない。
【００４０】
移動局でのＳＩＮＲが非常に良好な場合、ＣＱＩ情報がしきい値以上となる状態が連続する。この結果、この移動局向け送信電力は下がり続けることになる。このような状況で、伝搬路状態が急激に悪化した際、送信電力が低く制御されたことにより、この移動局向け送信信号の通信品質が大きく低下する可能性がある。このような状況を考慮し、送信電力があるレベル以下とならないよう、送信電力の保証値を設定することもできる。
【００４１】
S102において、ＣＱＩ情報がしきい値より小さい場合、S105において、現在の移動局向け送信電力が送信電力の最大値と一致するかを検査する。送信電力が最大値である場合には、送信電力をそのまま維持し、S106において、ＣＱＩ情報に基づくＭＣＳで送信信号の変調及び符号化を行う。送信電力が最大値より小さい場合、S107において、基地局の送信電力を規定値上げる。そして、S108において、ＣＱＩ情報に基づくＭＣＳで送信信号の変調及び符号化を行う。送信電力を増加させる変動量は、減少時の変動量と同じとすることもでき、また、異なるように設定することもできる。例えば、ＣＱＩ情報がしきい値より小さく、送信電力が最大値でない場合、その移動局は十分なサービスを受けていない状態であるため、送信電力の増加幅を大きく設定することで、早急にサービス状況を改善することができる。
【００４２】
ＣＱＩ情報は、移動局における伝搬路状態の変動の影響や測定誤差の影響を含む。このため、S102のＣＱＩ情報としきい値の比較において、時間窓を考慮することで、ＣＱＩ情報のばらつきの影響を排除することができる。例えば、時間窓をＣＱＩ情報が受信される５回分とすると、５回連続でＣＱＩ情報がしきい値以上となった場合のみ、S103において送信電力を減少することができる。あるいは、５回のＣＱＩ情報の平均値としきい値を比較することもできる。
【００４３】
更に、ハイブリッド自動再送要求（HARQ: Hybrid Automatic Repeat reQuest）制御の再送状況に関する情報を利用して、送信電力を下げたときの信号が再送となった場合、再送回数を減らすため、再送される信号の送信電力を現在の送信電力値より増加させることができる。更に、再送回数が増えるに従い、送信電力の増加幅を大きくすることもできる。
【００４４】
また、ＬＴＥ無線通信システムの下りリンクでは、移動局向け送信信号にユーザ個別参照信号を付加して送信する。ユーザ個別参照信号は、移動局における伝搬路推定に用いられる。本発明において、データ信号の送信電力を制御する際、ユーザ個別参照信号の送信電力も同じ値に制御する。ユーザ個別参照信号の送信電力値がデータ信号の送信電力値と異なると、移動局において、伝搬路推定の結果が適切にデータ信号の復調に反映されないためである。
【００４５】
以上、本発明をＬＴＥ無線通信システムを用いて説明したが、本発明はＬＴＥ無線通信システムに限定されるものではなく、その他のシステムにも適用可能である。
【００４６】
本発明による送信電力削減の効果を図１０に示すモデルを用いて説明する。図１０において、eNodeB1に無線接続するUE1とeNodeB2に無線接続するUE2を想定する。UE2はeNodeB間のセル境界上に存在するとする。２つのeNodeB間の距離をISD（Inter-Site Distance）、eNodeB1とUE1との距離をR11、eNodeB2とUE1との距離をR21、eNodeB1とUE2との距離をR12、eNodeB2とUE2との距離をR22とする。計算においては、表２の値を用いた。
【表２】
0005484547.tif 000003
【００４７】
基地局が送信電力制御を行わない状態において、各eNodeBの送信電力は、セル境界での参照信号受信電力（RSRP: Reference Signal Received Power）が‐90 dBmとなるように設計する。伝搬信号の距離減衰は、距離の３乗則に従うとする。
【００４８】
送信電力制御なしとした場合、各UEにおける希望信号電力、干渉信号電力、ＳＩＮＲの計算結果を表３に示す。表３において、RSRP11は、eNodeB1からUE1へ伝送された信号電力であり、UE1の希望信号電力となる。RSRP12はeNodeB1からUE2への干渉信号電力、RSRP22はeNodeB2からUE2への希望信号電力、RSRP21はeNodeB2からUE1への干渉信号電力を表す。I+Nは各UEでの干渉信号電力と雑音電力の和である。
【表３】
0005484547.tif 000004
【００４９】
表３において、UE1のＳＩＮＲは31.2 dBとなる。ＭＣＳ１５を満足するために必要なＳＩＮＲを20 dBと仮定すると、UE1では、約11 dB高いＳＩＮＲで信号が受信されることになる。このため、eNodeB1のUE1に対する送信電力を11 dB下げるものとする。eNodeB1の送信電力を11 dB減少させた場合の計算結果を表４に示す。eNodeB2の送信電力は変更なしとする。
【表４】
0005484547.tif 000005
【００５０】
eNodeB1のUE1に対する送信電力が11 dB減少したことにより、UE1のＳＩＮＲは、31.2 dBから20.2 dBへと11 dB低下する。一方、UE2への干渉も11 dB低下するため、UE2のＳＩＮＲは0 dBから11 dBに改善される。過剰なＳＩＮＲを有する移動局への送信電力を減少させることで、隣接するセル内の移動局への干渉を減らし、この移動局のＳＩＮＲが改善されることを示した。これにより、システム全体としてのスループット特性を改善することができる。
【００５１】
本発明のその他の実施例を以下に説明する。本発明では、ＣＱＩ情報がしきい値以上である場合、移動局に対する送信電力を下げる。この結果、移動局においては、受信信号のＳＩＮＲが低下する。送信電力の低下が続くと、ＳＩＮＲは現在のＭＣＳのしきい値以下となる場合が想定される。例えば、図８においては、移動局におけるＳＩＮＲ（SINR(UE)）は、送信電力の減少により低下して、ＭＣＳ１５のしきい値であるSINR(MCS 15)以下となる可能性がある。この場合、この移動局では、ＭＣＳ１４を用いた生成された信号を受信することになり、送信電力を下げているにも係わらず、ＭＣＳ１５によるサービス（即ち、最大の伝送レート）を享受することができなくなる。
【００５２】
このため、移動局における受信信号のＳＩＮＲが最大のＭＣＳであるＭＣＳ１５の範囲にあるとき、ＳＩＮＲがＭＣＳ１５のＳＩＮＲしきい値＋αとなるように移動局向け送信電力を制御する。これにより、ＭＣＳ１５を用いる際、送信電力の減少により、ＳＩＮＲがSINR(MCS 15)以下となることを防止する。本実施例では、ＨＡＲＱ制御の再送率を用いるものとする。基地局のＨＡＲＱ制御部では、各ＭＣＳで信号を生成して送信した際の再送信の割合（再送率）をＭＣＳ毎に計算している。この割合が、所定値、例えば10%となるようＳＩＮＲのしきい値等の調整が行われている。本実施例では、最大ＭＣＳ（即ち、ＭＣＳ１５）の再送率が所定の再送率と等しくなるよう送信電力を制御する機能を追加する。
【００５３】
図１１は、本発明のその他の実施例における基地局の構成を示した図である。図７に示した基地局構成に対し、ＨＡＲＱ制御部30が追加されている。ただし、ＨＡＲＱ制御部は、ダウンリンクでは基地局に装備されているものであり、ＨＡＲＱに関する制御を行う。ＨＡＲＱ制御部30では、ＭＣＳ毎の再送率を常に算出し、記憶している。ＨＡＲＱ制御部30は、スケジューラ14より、次に送信する信号の移動局情報及びＣＱＩ情報を受け取る。ＨＡＲＱ制御部30では、ＣＱＩ情報がＭＣＳ１５に相当する場合、この移動局におけるＭＣＳ１５の再送率をスケジューラ14に知らせる。スケジューラ14では、以下に示すアルゴリズムにより、通知された再送率に応じて送信電力を決定し、送信電力値を電力制御部19に送信する。
【００５４】
図１２は、本発明のその他の実施例のアルゴリズムを示す図である。図９のアルゴリズムに対し、ＣＱＩ情報＝しきい値の場合における処理が追加されている。S110では、受信されたＣＱＩ情報がしきい値と比較して、小さいか、等しいか、大きいかの判定が行われる。S110において、ＣＱＩ情報がしきい値と一致する場合、S111において、そのＣＱＩ情報に対応するＭＣＳの再送率Ｒが所定の再送率Ｐと比較される。所定の再送率は、例えば、10%である。再送率と所定の再送率が同じ場合（Ｒ＝Ｐ）、S113において、送信電力は現在の値を維持する。即ち、現在の送信電力は適切なレベルにあるものとする。再送率が所定の再送率より大きい場合（Ｒ＞Ｐ）、移動局におけるＳＩＮＲが期待値より低くなっており、移動局における受信信号誤りが増加し、再送率が高くなっている。即ち、現在の送信電力は適切なレベルより低くなっていると判断する。このため、S112において、送信電力を規定値分増加させる。再送率が所定の再送率より小さい場合（Ｒ＜Ｐ）、移動局におけるＳＩＮＲが期待値より高くなり、現在の送信電力は適切なレベルより高くなっていると判断する。このため、S114において、送信電力を規定値分減少させる。S115において、ＣＱＩ情報に相当するＭＣＳを用いて送信信号を生成する。
【００５５】
S110において、ＣＱＩ情報がしきい値より大きい場合、S121において、基地局の送信電力を規定値下げる。そして、S122において、ＣＱＩ情報に基づくＭＣＳを用いて送信信号の変調及び符号化を行う。S110において、ＣＱＩ情報がしきい値より小さい場合、S105において、現在の移動局向け送信電力が送信電力の最大値と一致するかを検査する。送信電力が最大値である場合には、送信電力をそのまま維持し、S106において、ＣＱＩ情報に基づくＭＣＳで送信信号の変調及び符号化を行う。送信電力が最大値より小さい場合、S107において、基地局の送信電力を規定値上げる。そして、S108において、ＣＱＩ情報に基づくＭＣＳで送信信号の変調及び符号化を行う。
【００５６】
このように、ＨＡＲＱ制御における再送率を考慮することで、送信電力が過度に減少することを防止することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１１    基地局
１２    ＣＱＩ情報
１３    信号受信部
１４    スケジューラ
１５    ＲＬＣバッファ
１６    ＭＡＣ多重部
１７    信号生成部
１８    信号送信部
１９    電力制御部
３０    ＨＡＱＲ制御部
【要約】
【課題】ＬＴＥ無線通信システムの基地局における移動局向け送信電力の制御方法を提供する。
【解決手段】基地局から送信された信号の移動局における受信信号品質を表すチャネル品質指標（ＣＱＩ）情報を移動局より受信し、ＣＱＩ情報を所定のしきい値と比較し、比較の結果により、ＣＱＩ情報がしきい値以上である場合、移動局に送信する信号の送信電力値を規定値だけ減少させるよう送信電力値を決定し、ＣＱＩ情報に応じた変調方式及び符号化率に基づいて、移動局に送信する信号を生成し、生成された信号を決定された送信電力値で、移動局に送信する。
【選択図】図７【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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