(57)【要約】【課題】上り制御チャネルに適用される複数のフォーマットに異なる無線リソースが使用される場合であっても、各フォーマットにおける与干渉量を抑制しつつ、各フォーマットについての受信品質を改善できる無線基地局の提供。【解決手段】A/Nが伝送されるPUCCHフォーマット1a又はCQIが伝送されるPUCCHフォーマット2, 2aの何れかが適用されるPUCCHを介して、無線端末UEから上り無線信号を受信する無線基地局10は、PUCCHフォーマット1aが適用されたPUCCHを介して受信した上り無線信号のSINR1と、PUCCHフォーマット2, 2aが適用されたPUCCHを介して受信した上り無線信号のSINR2とを測定する測定部122と、測定部122によって測定されたSINR1及びSINR2の両SINRに基づいて、PUCCHを介して無線端末UEから送信される上り無線信号の送信電力を制御する送信電力制御部123とを備える。【選択図】図5
2011004098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末が受信した下り無線信号に含まれるデータの復号成否を示す第１制御情報が伝送される第１フォーマットと、前記無線端末が受信した下り無線信号の受信品質を示す第２制御情報が伝送され、前記第１フォーマットと異なる無線リソースが使用され得る第２フォーマットとを含む複数のフォーマットの何れかが適用される上り制御チャネルを介して、前記無線端末から上り無線信号を受信する無線基地局であって、
前記第１フォーマットが適用された前記上り制御チャネルを介して受信した上り無線信号の受信品質である第１受信品質と、前記第２フォーマットが適用された前記上り制御チャネルを介して受信した上り無線信号の受信品質である第２受信品質とを測定する測定部と、
前記測定部によって測定された前記第１受信品質及び前記第２受信品質の両受信品質に基づいて、前記上り制御チャネルを介して前記無線端末から送信される上り無線信号の送信電力を制御する送信電力制御部と
を備える無線基地局。
【請求項２】
前記送信電力制御部は、前記第１受信品質及び前記第２受信品質のうちの何れか低い方と、受信品質の目標値との比較結果に応じて、前記送信電力を制御する請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記第１制御情報が伝送される頻度が所定の度合いよりも低い場合、前記送信電力制御部は、前記第１受信品質及び前記第２受信品質のうちの前記第２受信品質のみに基づいて前記送信電力を制御する請求項１又は請求項２に記載の無線基地局。
【請求項４】
前記第２制御情報が伝送される頻度に対する、前記第１制御情報が伝送される頻度の比が所定値よりも小さい場合、前記送信電力制御部は、前記第１受信品質及び前記第２受信品質のうちの前記第２受信品質のみに基づいて前記送信電力を制御する請求項１又は請求項２に記載の無線基地局。
【請求項５】
前記第１フォーマットに用いる第１無線リソース及び前記第２フォーマットに用いる第２無線リソースとして、同一の周波数帯域、又は、周波数間隔が所定範囲内の異なる周波数帯域を割り当てるリソース割当部をさらに備える請求項１〜請求項４の何れか一項に記載の無線基地局。
【請求項６】
無線端末が受信した下り無線信号に含まれるデータの復号成否を示す第１制御情報が伝送される第１フォーマットと、前記無線端末が受信した下り無線信号の受信品質を示す第２制御情報が伝送され、前記第１フォーマットと異なる無線リソースが使用され得る第２フォーマットとを含む複数のフォーマットの何れかが適用される上り制御チャネルを介して、前記無線端末から上り無線信号を受信する無線基地局であって、
前記上り制御チャネルを介して受信した上り無線信号の受信品質に基づいて、前記上り制御チャネルを介して前記無線端末から送信される上り無線信号の送信電力を制御する閉ループ送信電力制御を行う送信電力制御部と、
前記送信電力制御部が前記閉ループ送信電力制御を行う場合、前記第１フォーマットに用いる第１無線リソース及び前記第２フォーマットに用いる第２無線リソースとして、同一の周波数帯域、又は、周波数間隔が所定範囲内の異なる周波数帯域を割り当てるリソース割当部と
を備える無線基地局。
【請求項７】
前記無線端末と前記無線基地局との間のパスロスに応じて上り無線信号の送信電力が調整される開ループ送信電力制御が行われる場合、前記リソース割当部は、前記第１無線リソース及び前記第２無線リソースとして、周波数間隔が所定範囲を超える異なる周波数帯域を割り当てる請求項６に記載の無線基地局。
【請求項８】
前記送信電力制御部は、前記無線端末と前記無線基地局との間の伝搬路変動速度が所定速度よりも低速である場合に、前記閉ループ送信電力制御を行う請求項６又は請求項７に記載の無線基地局。
【請求項９】
前記送信電力制御部は、前記第２制御情報が伝送される頻度が所定の度合いよりも高い場合に、前記閉ループ送信電力制御を行う請求項６〜請求項８の何れか一項に記載の無線基地局。
【請求項１０】
前記送信電力制御部が前記閉ループ送信電力制御を行う場合、前記リソース割当部は、前記第２フォーマットに用いる前記第２無線リソースとして、前記第２フォーマット用に確保されている無線リソースの中から、前記第１フォーマット用に確保されている無線リソースの少なくとも一部と周波数帯域が同一の無線リソース、又は、前記第１フォーマット用に確保されている無線リソースとの間の周波数間隔が所定範囲内の無線リソースを割り当てる請求項６〜請求項９の何れか一項に記載の無線基地局。
【請求項１１】
前記開ループ送信電力制御が行われる場合、前記リソース割当部は、前記第２フォーマットに用いる前記第２無線リソースとして、前記第２フォーマット用に確保されている無線リソースの中から、前記第１フォーマット用に確保されている無線リソースとの間の周波数間隔が広い順に無線リソースを割り当てる請求項７に記載の無線基地局。
【請求項１２】
無線基地局から無線端末が受信した下り無線信号に含まれるデータの復号成否を示す第１制御情報が伝送される第１フォーマットと、前記無線端末が受信した下り無線信号の受信品質を示す第２制御情報が伝送され、前記第１フォーマットと異なる無線リソースが使用され得る第２フォーマットとを含む複数のフォーマットの何れかが適用される上り制御チャネルを介して、前記無線基地局が前記無線端末から上り無線信号を受信するステップと、
前記第１フォーマットが適用された前記上り制御チャネルを介して受信した上り無線信号の受信品質である第１受信品質を前記無線基地局が測定するステップと、
前記第２フォーマットが適用された前記上り制御チャネルを介して受信した上り無線信号の受信品質である第２受信品質を前記無線基地局が測定するステップと、
前記測定された第１受信品質、及び前記測定された第２受信品質の両受信品質に基づいて、前記上り制御チャネルを介して前記無線端末から送信される上り無線信号の送信電力を前記無線基地局が制御するステップと
を含む送信電力制御方法。
【請求項１３】
無線基地局から無線端末が受信した下り無線信号に含まれるデータの復号成否を示す第１制御情報が伝送される第１フォーマットと、前記無線端末が受信した下り無線信号の受信品質を示す第２制御情報が伝送され、前記第１フォーマットと異なる無線リソースが使用され得る第２フォーマットとを含む複数のフォーマットの何れかが適用される上り制御チャネルを介して、前記無線基地局が前記無線端末から上り無線信号を受信するステップと、
前記上り制御チャネルを介して送信される上り無線信号の送信電力を前記無線基地局が制御する閉ループ送信電力制御を行う場合、前記第１フォーマットに用いる第１無線リソース及び前記第２フォーマットに用いる第２無線リソースとして、同一の周波数帯域、又は、周波数間隔が所定範囲内の異なる周波数帯域を前記無線基地局が割り当てるステップと
を含む送信電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、上り制御チャネルを介して無線端末から送信される上り無線信号の送信電力制御を制御する無線基地局及び送信電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信の普及とサービスの多様化に伴い、移動体通信システムにおいて伝送されるトラフィックが急増しており、移動体通信システムの高速・大容量化が求められている。これらの要求に応えるため、移動体通信システムの標準化プロジェクトである3GPP(3rd Generation Partnership Project)では、下り(ダウンリンク)において最大300Mbps、上り(アップリンク)において最大75Mbpsのデータ伝送レートを達成するE-UTRA(Evolved-Universal Terrestrial Radio Access)の標準化が行われている。
【０００３】
E-UTRAにおいて、無線基地局は、無線端末(UE: User Equipment)との無線通信の制御に用いられる制御情報を含む上り無線信号を上り制御チャネル(PUCCH: Physical Uplink Control CHannel)を介して無線端末から受信する。上り制御チャネルで伝送される制御情報としては、無線端末が受信した下り無線信号の受信品質(例えば信号電力対干渉雑音電力比(SINR))を示す制御情報であるCQI(Channel Quality Information)や、無線端末が受信した下り無線信号に含まれるデータの復号成否を示す制御情報であるA/N(ACK: ACKnowledgement/NACK: Negative ACKnowledgment)等がある。
【０００４】
上り制御チャネルの送信方式には、直交系列を用いたCDMA(Code Division Multiple Access)が採用されており、フェージング変動等による上り制御チャネルのチャネル状態の変化に対しては、適応送信電力制御(TPC: Transmission Power Control)により上り制御チャネルの受信品質の改善を図ることができる。
【０００５】
上り制御チャネルの送信電力制御方法としては、CQIが周期的に伝送される状況において、CQIの受信品質に基づく閉ループ送信電力制御(CL-TPC)を行う方法が提案されている（非特許文献１参照）。具体的には、無線基地局は、CQIの受信品質を測定し、測定した受信品質が目標値となるようにTPCコマンドを無線端末に送信する。
【０００６】
非特許文献１においては、周期的に送信されるCQIに対して、TPCコマンドを周期的に送るCL-TCPについて検証されている。具体的には、開ループ(OL:Open-Loop)-TPCに対する利得を1dB以上確保するには、CQI送信周期TCQIを5msec以下にし、TCQIが5msecの場合はTPCコマンド送信周期TTPCを5msec以下に、TCQIが2msecの場合はTTPCを10msec以下にする必要があるとしている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】川村，岸山，森本，樋口，佐和橋，“Evolved UTRA上りリンク制御チャネルにおける閉ループ送信電力制御の効果，”信学技法，RCS2008-24，pp.49-54，June 2008.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、E-UTRAにおいて上り制御チャネルは、基本的にはそれぞれ異なる無線リソース(周波数帯域と時間スロットとの組み合わせ)を使用する複数のフォーマットをサポートしており、フォーマット毎に異なる制御情報が伝送される。すなわち、A/Nが伝送されるフォーマット(以下、第１フォーマット)と、CQIが伝送されるフォーマット(以下、第２フォーマット)とでは、互いに異なる無線リソースを使用することが多い。一方で、上り制御チャネルのCL-TPCでは、全てのフォーマットの上り制御チャネルに対して送信電力が共通に制御される。
【０００９】
第１フォーマットが適用された上り制御チャネルと、第２フォーマットが適用された上り制御チャネルとで使用する無線リソースが異なる場合、特に、周波数帯域が大きく離れている場合においては、次のような問題がある。具体的には、フェージング変動等が第１フォーマット及び第２フォーマット間で異なり、結果として上り制御チャネルの受信品質が第１フォーマット及び第２フォーマット間で異なってしまう。
【００１０】
しかしながら、非特許文献１に記載の送信電力制御方法、すなわちCQIの受信品質に基づくCL-TPCでは、フォーマット間での受信品質の差異が考慮されていないため、CQIが伝送される第２フォーマットが適用された上り制御チャネルについては受信品質を改善できるものの、A/Nが伝送される第１フォーマットが適用された上り制御チャネルについては受信品質を改善できない問題があった。
【００１１】
ここで、第１フォーマットが適用された上り制御チャネルについて受信品質を改善するためには、第１フォーマットが適用された上り制御チャネルにおいて送信電力を予め高めに設定することが考えられるが、送信電力を高めに設定すると周辺セル又は周辺セクタに与える干渉量が増大する等の問題が生じてしまう。
【００１２】
そこで、本発明は、上り制御チャネルに適用される複数のフォーマットに異なる無線リソースが使用される場合であっても、各フォーマットにおける与干渉量を抑制しつつ、各フォーマットについての受信品質を改善できる無線基地局及び送信電力制御方法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】
【００１３】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、無線端末(無線端末UE)が受信した下り無線信号に含まれるデータの復号成否を示す第１制御情報(A/N)が伝送される第１フォーマット(例えばPUCCHフォーマット1a)と、前記無線端末が受信した下り無線信号の受信品質を示す第２制御情報(CQI)が伝送され、前記第１フォーマットと異なる無線リソース(PUCCHリソース)が使用され得る第２フォーマット(例えばPUCCHフォーマット2, 2a)とを含む複数のフォーマットの何れかが適用される上り制御チャネル(PUCCH)を介して、前記無線端末から上り無線信号を受信する無線基地局(無線基地局10)であって、前記第１フォーマットが適用された前記上り制御チャネルを介して受信した上り無線信号の受信品質である第１受信品質(SINR1)と、前記第２フォーマットが適用された前記上り制御チャネルを介して受信した上り無線信号の受信品質である第２受信品質(SINR2)とを測定する測定部(測定部122)と、前記測定部によって測定された前記第１受信品質及び前記第２受信品質の両受信品質に基づいて、前記上り制御チャネルを介して前記無線端末から送信される上り無線信号の送信電力を制御する送信電力制御部(送信電力制御部123)とを備えることを要旨とする。
【００１４】
このような無線基地局によれば、第２フォーマットの受信品質(すなわち、CQIの受信品質)に加え、第１フォーマットの受信品質(すなわち、A/Nの受信品質)に基づいた閉ループ送信電力制御(CL-TPC)が行われる。このため、フォーマット間での受信品質の差異を考慮することができ、第２フォーマットが適用された上り制御チャネルについて受信品質を改善するだけでなく、第１フォーマットが適用された上り制御チャネルについての受信品質の改善を図ることできる。
【００１５】
したがって、上り制御チャネルに適用される複数のフォーマットに異なる無線リソースが使用される場合であっても、各フォーマットにおける与干渉量を抑制しつつ、各フォーマットについての受信品質を改善できる。
【００１６】
本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記送信電力制御部は、前記第１受信品質及び前記第２受信品質のうちの何れか低い方と、受信品質の目標値との比較結果に応じて、前記送信電力を制御することを要旨とする。
【００１７】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記第１制御情報が伝送される頻度が所定の度合いよりも低い場合、前記送信電力制御部は、前記第１受信品質及び前記第２受信品質のうちの前記第２受信品質のみに基づいて前記送信電力を制御することを要旨とする。
【００１８】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記第２制御情報が伝送される頻度に対する、前記第１制御情報が伝送される頻度の比が所定値よりも小さい場合、前記送信電力制御部は、前記第１受信品質及び前記第２受信品質のうちの前記第２受信品質のみに基づいて前記送信電力を制御することを要旨とする。
【００１９】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１〜第４の何れかの特徴に係り、前記第１フォーマットに使用する第１無線リソース及び前記第２フォーマットに使用する第２無線リソースとして、同一の周波数帯域、又は、周波数間隔が所定範囲内の異なる周波数帯域を割り当てるリソース割当部(リソース割当部121)をさらに備えることを要旨とする。
【００２０】
本発明の第６の特徴は、無線端末(無線端末UE)が受信した下り無線信号に含まれるデータの復号成否を示す第１制御情報(A/N)が伝送される第１フォーマット(例えばPUCCHフォーマット1a)と、前記無線端末が受信した下り無線信号の受信品質を示す第２制御情報(CQI)が伝送され、前記第１フォーマットと異なる無線リソース(PUCCHリソース)が使用され得る第２フォーマット(例えばPUCCHフォーマット2, 2a)とを含む複数のフォーマットの何れかが適用される上り制御チャネル(PUCCH)を介して、前記無線端末から上り無線信号を受信する無線基地局(無線基地局10)であって、前記上り制御チャネルを介して受信した上り無線信号の受信品質に基づいて、前記上り制御チャネルを介して前記無線端末から送信される上り無線信号の送信電力を制御する閉ループ送信電力制御を行う送信電力制御部(送信電力制御部123)と、前記送信電力制御部が前記閉ループ送信電力制御を行う場合、前記第１フォーマットに使用する第１無線リソース及び前記第２フォーマットに使用する第２無線リソースとして、同一の周波数帯域、又は、周波数間隔が所定範囲内の異なる周波数帯域を割り当てるリソース割当部(リソース割当部121)とを備えることを要旨とする。
【００２１】
このような無線基地局によれば、上り制御チャネルについて閉ループ送信電力制御 (CL-TPC)を行う場合に、第１フォーマットに使用する無線リソースと第２フォーマットに使用する無線リソースとして、同一の周波数帯域、又は、周波数間隔が所定範囲内の異なる周波数帯域(すなわち、近接した周波数帯域)を割り当てている。これにより、第１フォーマット及び第２フォーマット間でフェージング変動等の相関を高めることができ、結果としてフォーマット間での受信品質の相関を高めることできる。
【００２２】
つまり、第２フォーマットの受信品質(すなわち、CQIの受信品質)又は第１フォーマットの受信品質(すなわち、A/Nの受信品質)の何れを用いてCL-TPCを行っても、各フォーマットについて受信品質を改善することできる。したがって、上り制御チャネルに適用される複数のフォーマットに異なる無線リソースが使用される場合であっても、各フォーマットにおける与干渉量を抑制しつつ、各フォーマットについての受信品質を改善できる。
【００２３】
本発明の第７の特徴は、本発明の第６の特徴に係り、前記無線端末と前記無線基地局との間のパスロスに応じて上り無線信号の送信電力が調整される開ループ送信電力制御が行われる場合、前記リソース割当部は、前記第１無線リソース及び前記第２無線リソースとして、周波数間隔が所定範囲を超える異なる周波数帯域を割り当てることを要旨とする。
【００２４】
本発明の第８の特徴は、本発明の第６又は第７の特徴に係り、前記送信電力制御部は、前記無線端末と前記無線基地局との間の伝搬路変動速度が所定速度よりも低速である場合に、前記閉ループ送信電力制御を行うことを要旨とする。
【００２５】
本発明の第９の特徴は、本発明の第６〜第８の何れかの特徴に係り、前記送信電力制御部は、前記第２制御情報が伝送される頻度が所定の度合いよりも高い場合に、前記閉ループ送信電力制御を行うことを要旨とする。
【００２６】
本発明の第１０の特徴は、本発明の第６〜第９の何れかの特徴に係り、前記送信電力制御部が前記閉ループ送信電力制御を行う場合、前記リソース割当部は、前記第２フォーマットに用いる前記第２無線リソースとして、前記第２フォーマット用に確保されている無線リソース（割当領域2）の中から、前記第１フォーマット用に確保されている無線リソース（割当領域1）の少なくとも一部と周波数帯域が同一の無線リソース、又は、前記第１フォーマット用に確保されている無線リソースとの間の周波数間隔が所定範囲内の無線リソースを割り当てることを要旨とする。
【００２７】
本発明の第１１の特徴は、本発明の第７の特徴に係り、前記開ループ送信電力制御が行われる場合、前記リソース割当部は、前記第２フォーマットに用いる前記第２無線リソースとして、前記第２フォーマット用に確保されている無線リソース（割当領域2）の中から、前記第１フォーマット用に確保されている無線リソース（割当領域1）との間の周波数間隔が広い順に無線リソースを割り当てることを要旨とする。
【００２８】
本発明の第１２の特徴は、無線基地局から無線端末が受信した下り無線信号に含まれるデータの復号成否を示す第１制御情報が伝送される第１フォーマットと、前記無線端末が受信した下り無線信号の受信品質を示す第２制御情報が伝送され、前記第１フォーマットと異なる無線リソースが使用され得る第２フォーマットとを含む複数のフォーマットの何れかが適用される上り制御チャネルを介して、前記無線基地局が前記無線端末から上り無線信号を受信するステップと、前記第１フォーマットが適用された前記上り制御チャネルを介して受信した上り無線信号の受信品質である第１受信品質を前記無線基地局が測定するステップと、前記第２フォーマットが適用された前記上り制御チャネルを介して受信した上り無線信号の受信品質である第２受信品質を前記無線基地局が測定するステップと、前記測定された第１受信品質、及び前記測定された第２受信品質の両受信品質に基づいて、前記上り制御チャネルを介して前記無線端末から送信される上り無線信号の送信電力を前記無線基地局が制御するステップとを含む送信電力制御方法であることを要旨とする。
【００２９】
本発明の第１３の特徴は、無線基地局から無線端末が受信した下り無線信号に含まれるデータの復号成否を示す第１制御情報が伝送される第１フォーマットと、前記無線端末が受信した下り無線信号の受信品質を示す第２制御情報が伝送され、前記第１フォーマットと異なる無線リソースが使用され得る第２フォーマットとを含む複数のフォーマットの何れかが適用される上り制御チャネルを介して、前記無線基地局が前記無線端末から上り無線信号を受信するステップと、前記上り制御チャネルを介して送信される上り無線信号の送信電力を前記無線基地局が制御する閉ループ送信電力制御を行う場合、前記第１フォーマットに使用する第１無線リソース及び前記第２フォーマットに使用する第２無線リソースとして、同一の周波数帯域、又は、周波数間隔が所定範囲内の異なる周波数帯域を前記無線基地局が割り当てるステップとを含む送信電力制御方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の特徴によれば、上り制御チャネルに適用される複数のフォーマットに異なる無線リソースが使用される場合であっても、各フォーマットにおける与干渉量を抑制しつつ、各フォーマットについての受信品質を改善できる無線基地局及び送信電力制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。
【図２】E-UTRA上りのサブフレーム構成を示す図である。
【図３】PUCCHフォーマット1aが適用された場合のチャネル構成を説明するための図である。
【図４】PUCCHフォーマット2, 2aが適用された場合のチャネル構成を説明するための図である。
【図５】本発明の実施形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る無線基地局の全体動作フローを示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係るリソース割当処理における割当概念を説明するための図である。
【図８】本発明の実施形態に係るPUCCH測定処理(図6のステップS300)の処理フローを示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態に係るPUCCH送信電力制御処理(図6のステップS400)の処理フローを示すフローチャートである。
【図１０】PUCCHフォーマット1a/2,2aのPUCCHリソースがm=1/0の場合における、A/Nの誤検出率、CQIのBLER特性を示す図である。
【図１１】PUCCHフォーマット1a/2,2aのPUCCHリソースがm=3/0の場合における、A/Nの誤検出率、CQIのBLER特性を示す図である。
【図１２】PUCCHフォーマット1a/2,2aのPUCCHリソースがm=5/0の場合における、A/Nの誤検出率、CQIのBLER特性を示す図である。
【図１３】PUCCHフォーマット1a/2,2aのPUCCHリソースがm=1/0、m=3/0の場合における、A/Nの送信確率に対するA/Nの誤検出率、CQIのBLERが0．01を満たす平均送信SNR特性を示す図である。
【図１４】CQI送信周期とDCI3によるTPCコマンド送信周期を5msecにした場合の特性を示す図である。
【図１５】UEにおけるA/Nの誤検出率、CQIのBLERの累積分布関数(CDF: Cumulative Distribution Function)を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、(1)無線通信システムの概要、(2)無線基地局の構成、(3)無線基地局の動作、(4)実施形態の効果、(5)実施例、(6)その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００３３】
(1)無線通信システムの概要
本発明の実施形態に係る無線基地局の説明の前に、当該無線基地局が使用される無線通信システムについて説明する。以下の実施形態において、当該無線基地局が使用される無線通信システムは、3GPPで標準化されているE-UTRAである。
【００３４】
(1.1)全体概略構成
図1は、本実施形態に係る無線通信システム1の全体概略構成図である。
【００３５】
図1に示すように、無線通信システム1は、無線基地局10および無線端末UEを有する。無線端末UE（以下、適宜”UE”と称する）は、無線基地局10が形成するセル内に位置しており、無線基地局10と無線通信を実行する。
【００３６】
なお、セルは、複数のセクタによって構成される。図1においては、無線端末UEが1つのみ図示されているが、複数の無線端末UEが無線基地局10との無線通信を行っていてもよい。
【００３７】
無線基地局10と無線端末UEとの間の上りリンクには、制御情報が伝送される上り制御チャネル(PUCCH)と、ユーザデータが伝送される上り共有チャネル(PUSCH: Physical Uplink Shared CHannel)とが設定されている。無線基地局10と無線端末UEとの間の下りリンクには、制御情報が伝送される下り制御チャネル(PDCCH: Physical Downlink Control CHannel)と、ユーザデータが伝送される下り共有チャネル(PDSCH: Physical Downlink Shared CHannel)とが設定されている。以下の実施形態の説明では、主に上りリンクについて説明する。
【００３８】
PUSCHの送信方式には、カバレッジの拡大と、無線端末UEの低消費電力化の観点から、ピーク対平均電力比の小さい送信信号を生成できるSC-FDMA(Single-Carrier- Frequency Division Multiple Access)が採用されている。PUSCHには、各無線端末UEのチャネル状態に応じた適応変調・チャネル符号化、および、適応TPCが適用される。
【００３９】
PUCCHの送信方式には，直交系列を用いたCDMAが採用されている。PUCCHで伝送される制御情報は仕様で定められた固定の情報量であるため、フェージング変動によるチャネル状態の変化に対しては、適応TPCにより特性の改善を図ることになる。PUCCHで伝送される制御情報としては、CQI、PMI(Precoding Matrix Indicator)、RI(Rank Indication)、A/N、及びScheduling Request(SR)等がある。
【００４０】
CQIは、無線端末UEが受信した下り無線信号の受信品質(SINR等)を示す情報(第2制御情報)である。RI及びPMIは、MIMO(Multi-Input Multi-Output)通信時に使用される情報であり、RIは、信号系列であるストリーム(code word)の数を制御するための情報であり、PMIは、送信アンテナ重み(プリコーディングマトリクス)を制御するための情報である。A/Nは、PDSCHの復号の成否を示す情報(第1制御情報)である。SRは、PUSCHの割当を要求するための情報である。
【００４１】
(1.2)PUCCHの構成
E-UTRAにおいて、無線端末UEから無線基地局10への制御情報の伝送が行われるPUCCHでは、複数のフォーマットがサポートされており、各フォーマットでは以下のように異なる種類の制御情報が伝送される。
【００４２】
・フォーマット1：  SR
・フォーマット1a/1b：     A/N
・フォーマット2：  CQI/PMI/RI
・フォーマット2a/2b：     CQI/PMI/RIとA/N
(a,bはそれぞれ1,2 code wordに対して)
【００４３】
以下の実施形態では、主に、PDSCHにおいて空間多重が行われない1 code word、および、A/NとCQIの同時送信のサポートを想定し、フォーマット1a, 2, 2aがPDSCHに適用される場合について説明する。
【００４４】
(1.2.1)PUCCH配置
図2は、E-UTRA上りのサブフレーム構成を示す図である。
【００４５】
サブフレームは2つのスロット(時間スロット)から構成されており、各スロットはセルの上り帯域幅に応じた数のリソースブロック(周波数帯域)から構成される。リソースブロック(以下、RB)は、12サブキャリアと7SC-FDMAシンボルから構成されている(Normal CP(Cyclic Prefix)設定の場合)。
【００４６】
1つのPUCCHリソースは、サブフレーム内の2つのスロットの1RBずつを使用する。このとき、サブフレーム内のスロット間では、上り帯域の両端を使用する周波数ホッピングが適用されており、スロット間でダイバシティ効果を得ている。
【００４７】
PUCCHリソースは、リソースインデックスmにより識別される。インデックスmが小さい順にPUCCHフォーマット2,2a,2bに使用され、続いてPUCCHフォーマット1,1a,1bに使用される。以下においては、PUCCHフォーマット1,1a,1bを適宜“フォーマット1系”と称し、PUCCHフォーマット2,2a,2bを適宜“フォーマット2系”と称する。
【００４８】
図2の例では、インデックスm=0のPUCCHリソースは、先のスロット（時間スロット）では最も低周波数側の周波数帯域であり、後のスロット（時間スロット）では最も高周波数側の周波数帯域である。インデックスm=1のPUCCHリソースは、先のスロットでは最も高周波数側の周波数帯域であり、後のスロットでは最も低周波数側の周波数帯域である。図2の例では、インデックスm=0のPUCCHリソース及びインデックスm=1のPUCCHリソースは、フォーマット2系に使用されている。
【００４９】
また、図2の例では、インデックスm=2のPUCCHリソースは、先のスロットでは2番目に低周波数側の周波数帯域であり、後のスロットでは2番目に高周波数側の周波数帯域である。インデックスm=3のPUCCHリソースは、先のスロットでは2番目に高周波数側の周波数帯域であり、後のスロットでは2番目に低周波数側の周波数帯域である。図2の例では、インデックスm=2のPUCCHリソース及びインデックスm=3のPUCCHリソースは、フォーマット1系に使用されている。
【００５０】
(1.2.2)PUCCHフォーマット1a
図3は、PUCCHフォーマット1aが適用された場合のチャネル構成を説明するための図である。
【００５１】
PUCCHフォーマット1aでは、PDSCHの復号の成否を示す1ビットのA/Nが伝送される。A/NはBPSK変調され、サイクリックシフト長が12の系列により、シンボルごとにRBの帯域幅に拡散される。また、シンボル間では、3つのWalsh系列から1つが乗算されることにより、1RBあたり最大12×3=36UEからのマルチアクセスが可能となる。ただし、マルチパス環境やタイミング同期が不十分な状況においては、系列間の直交性の崩れによるマルチアクセス干渉が生じてしまうため、サイクリックシフト間隔(1,2,3)を与えることで干渉を低減する。サイクリックシフト間隔を大きくした場合、同じPUCCHリソースに同時アクセスできるUE数は減少することになる。PUCCHの復調用参照信号も同様にサイクリックシフト系列が使用され、DFT(Discrete Fourier Transform)行列から1つの系列が乗算された後に、各RBの3,4,5シンボル目に配置される。
【００５２】
(1.2.3)PUCCHフォーマット2, 2a
図4は、PUCCHフォーマット2, 2aが適用された場合のチャネル構成を説明するための図である。
【００５３】
本実施形態では、下りの送信アンテナ数が1本の無線基地局10を想定し、以下では主にCQIについて説明する。CQIのビット数は、チャネル状態のレポートモードに依存することになる。CQIは、13の基本系列からなるブロック符号により20ビットに符号化される。符号化されたビット列は、スクランブルされた後にQPSK変調され、サイクリックシフト長が12の系列により、シンボルごとにRBの帯域幅に拡散される。1PUCCHリソースあたり最大12UEからのマルチアクセスが可能であるが、マルチアクセス干渉の低減が必要な場合は、サイクリックシフト間隔を考慮してリソースを割り当てることになる。PUCCHの復調用参照信号も同様にサイクリックシフト系列が使用され、各RBの2,6シンボル目に配置される。
【００５４】
PUCCHフォーマット2aは、CQIとA/Nの同時送信がサポートされている場合に使用される。同じサブフレームでCQI及びA/N両方の送信が生じると、A/NはBPSK変調され、図4の破線部で示しているように、参照信号に乗算される。
【００５５】
(1.3)PUCCHにおけるTPC
E-UTRAでCL-TPCを行うためのTPCコマンドは、全てのPUCCHフォーマットの送信電力に対して共通に適用される。
【００５６】
また、サブフレームiにおけるPUCCH送信電力PPUCCH(i) [dBm]は、以下の式(1)で定義されている。
【００５７】
【数１】
2011004098.tif 000003
【００５８】
式(1)において、PCMAXはUEの最大送信電力であり、ΔF_PUCCH(F)はPUCCHフォーマット1aに対する各PUCCHフォーマットの送信電力オフセットであり、h(n)はCQIビット数nCQIおよびHARQビット数nHARQに依存する送信電力オフセットである。具体的には、h(n)は以下のように定義されている。
【００５９】
・PUCCHフォーマット1a: h(nCQI, nHARQ)=0
・PUCCHフォーマット2, 2a(normal CP): 
【００６０】
【数２】
2011004098.tif 000004
【００６１】
また、式(1)において、PLはUEで計算される下りパスロス推定値であり、g(i)はTPCコマンドδPUCCHによるPUCCHの送信電力調整状態である。複信方式がFDDである場合、g(i)は、4サブフレーム前のTPCコマンドに応じて次式のように更新される。
【００６２】
【数３】
2011004098.tif 000005
【００６３】
TPCコマンドδPUCCHは、PDCCHで伝送される下り制御情報(DCI: Downlink Control Information)のうち、PDSCHに関する制御情報を伝送するフォーマット1A/1B/1D/1/2A/2(以下、DCI1x/2x)、および、PUSCH、PUCCHに対するTPCコマンドのみを伝送するフォーマット3/3A(以下、DCI3/3A)に含まれ、DCI1x/2x/3では2ビット[-1, 0, 1, 3]dB、DCI3では1ビット[-1, 1]dBとなっている。PDSCHによる通信が行われている場合、対応するDCI1x/2xに含まれるTPCコマンドにより、送信電力の調整が行われる。一方、PDSCHによる通信の頻度が低い場合は、DCI3/3Aを使用することで、TPCコマンドを送ることができる。
【００６４】
なお、E-UTRAのPUCCHについては、上記のようなCL-TPCだけでなく、無線端末UEにおいて行われる適応TPCであるOL-TPCも適用可能である。OL-TPCでは、パスロス（シャドウィングを含む）の補正のみを行う。パスロスは無線基地局10における無線信号の送信電力と無線端末UEにおける当該無線信号の受信電力との差を示す。
【００６５】
(2)無線基地局の構成
次に、本実施形態に係る無線基地局10の構成について説明する。図5は、無線基地局10の構成を示すブロック図である。
【００６６】
図5に示すように、無線基地局10は、送受信部110、制御部120、記憶部130、及び有線通信部140を有する。
【００６７】
送受信部110は、アンテナANTを介して無線信号を送受信する。送受信部110には、無線端末UEとのSIMO(Single Input Multiple Output)若しくはMIMO(Multiple Input Multiple Output)通信を実行するための複数のアンテナANTが接続されている。
【００６８】
送受信部110は、複数のフォーマットの何れかが適用されるPUCCH（上り制御チャネル）を介して、無線端末UEから上り無線信号を受信する。当該複数のフォーマットは、無線端末UEが受信した下り無線信号に含まれるデータの復号成否を示すA/N（第１制御情報）が伝送されるフォーマット1系（第１フォーマット）と、PUCCHフォーマット1aと異なる無線リソースが用いられ、無線端末UEが受信した下り無線信号のSINRを示すCQI（第２制御情報）が伝送されるフォーマット2系（第２フォーマット）とを含む。
【００６９】
有線通信部140は、バックホールネットワークを介して他のネットワーク機器との有線通信を実行する。制御部120は、例えばＣＰＵを用いて構成され、無線基地局10が具備する各種機能を制御する。記憶部130は、例えばメモリを用いて構成され、無線基地局10における制御などに用いられる各種情報を記憶する。
【００７０】
制御部120は、リソース割当部121、測定部122、及び送信電力制御部123を有する。送信電力制御部123は、PUCCHを介して送受信部110が受信した上り無線信号の受信SINRに基づいて、PUCCHを介して無線端末UEから送信される上り無線信号の送信電力を制御するCL-TPCを行う。
【００７１】
リソース割当部121は、送信電力制御部123がCL-TPCを行う場合、フォーマット1系に使用する第１無線リソース及びフォーマット2系に使用する第２無線リソースとして、同一の周波数帯域かつ異なる時間スロット、又は、周波数間隔が所定範囲内の異なる周波数帯域（すなわち、近接する周波数帯域）を割り当てる。
【００７２】
測定部122は、フォーマット1系が適用されたPUCCHを介して送受信部110が受信した上り無線信号の受信SINRであるSINR1（第１受信品質）と、フォーマット2系が適用されたPUCCHを介して送受信部110が受信した上り無線信号の受信SINRであるSINR2（第２受信品質）とを測定する。
【００７３】
送信電力制御部123は、測定部122によって測定されたSINR1及びSINR2の両受信SINRに基づいて、PUCCHを介して無線端末UEから送信される上り無線信号の送信電力を制御する。本実施形態では、送信電力制御部123は、SINR1及びSINR2のうちの何れか低い方と、SINRの目標値との比較結果に応じて、PUCCHを介して無線端末UEから送信される上り無線信号の送信電力を制御する。
【００７４】
(3)無線基地局の動作
次に、無線基地局10の動作について、(3.1)全体動作、(3.2)PUCCH測定処理、(3.3)PUCCH送信電力制御処理の順に説明する。
【００７５】
(3.1)全体動作
図6は、無線基地局10の全体動作フローを示すフローチャートである。
【００７６】
まず、無線通信システム１が起動すると、無線基地局10において、フォーマット1系に使用するPUCCHリソース及びフォーマット2系に使用するPUCCHリソースをそれぞれ割り当てるためのPUCCHリソース割当領域が決定される（ステップS10）。具体的には、図7に示すように、フォーマット1系に使用するPUCCHリソースを割り当てるための割当領域1と、フォーマット2系に使用するPUCCHリソースを割り当てるための割当領域2との境界が定められる。
【００７７】
なお、上記の説明では、1つのPUCCHリソースとして、サブフレーム内の2つのスロット1RBずつが使用され(RB毎にPUCCHリソースが割り当てられ)ていたが、図7の例では、1つのPUCCHリソースがRB単位に対応していない。このような場合において、割当領域1及び割当領域2の境界を含むようなPUCCHリソース（図7におけるm=3のPUCCHリソース）に関しては、フォーマット1系に使用するPUCCHリソース及びフォーマット2系に使用するPUCCHリソースとして同一のPUCCHリソースを割り当てる場合がある。
【００７８】
また、フォーマット1系(A/N等)に割り当てられるPUCCHリソースと、フォーマット2系(CQI等)に割り当てられるPUCCHリソースとでは、取り扱いが若干異なる。具体的には、フォーマット1系に割り当てられるPUCCHリソースについては、毎サブフレームのPDCCHに対応付けられており、割当領域1の中からPDCCHに対応するPUCCHリソースが割り当てられる。一方、フォーマット2系に割り当てられるPUCCHリソースについては、割当領域2の中からPUCCHリソースが固定的に割り当てられる。
【００７９】
次に、無線端末UEが無線基地局10に接続すると、無線基地局10は、無線端末UEがCL-TPCの対象端末であるか否かに応じて、無線端末UEにPUCCHリソースを割り当てる。
【００８０】
無線端末UEがCL-TPCの対象端末である場合(ステップS100; YES)、ステップS201Aにおいてリソース割当部121は、フォーマット2系に使用するPUCCHリソースを無線端末UEに割り当てる。リソース割当部121は、割当領域2の中から、割当領域1の少なくとも一部と周波数帯域が同一のPUCCHリソース、又は、割当領域1との間の周波数間隔が所定範囲内のPUCCHリソースを無線端末UEに割り当てる。例えば、割当領域2において、割当領域1の周波数帯域の少なくとも一部と同一の周波数帯域のPUCCHリソースに空きがある場合には、リソース割当部121は、当該PUCCHリソースを無線端末UEに割り当てる。空きが無い場合には、リソース割当部121は、割当領域2において、割当領域1に周波数帯域が近接(隣接)するPUCCHリソースを無線端末UEに割り当てる。
【００８１】
ステップS202Aにおいて、リソース割当部121は、フォーマット1系に使用するPUCCHリソースを無線端末UEに割り当てる。具体的には、リソース割当部121は、割当領域1の中から、PDCCHに対応するPUCCHリソースを無線端末UEに割り当てる。
【００８２】
一方、無線端末UEがCL-TPCの対象端末でない場合(ステップS100; NO)、すなわち無線端末UEがOL-TPCの対象端末である場合、ステップS201Bにおいてリソース割当部121は、フォーマット2系に使用するPUCCHリソースを無線端末UEに割り当てる。具体的には、リソース割当部121は、割当領域2の中から、割当領域1との間の周波数間隔が広い順にPUCCHリソースを割り当てる。例えば、割当領域2において、割当領域1との間の周波数間隔が最も広いPUCCHリソースに空きがある場合には、リソース割当部121は、当該PUCCHリソースを無線端末UEに割り当てる。空きが無い場合には、リソース割当部121は、割当領域2において、割当領域1との間の周波数間隔が次に広いPUCCHリソースを無線端末UEに割り当てる。このような割当を行うことで、割当領域2において、割当領域1と同一周波数帯域又は近接周波数帯域のPUCCHリソースをCL-TPC対象端末用に確保しておくことができる。
【００８３】
ステップS202Bにおいて、リソース割当部121は、フォーマット1系に使用するPUCCHリソースを無線端末UEに割り当てる。具体的には、リソース割当部121は、割当領域1の中から、PDCCHに対応するPUCCHリソースを無線端末UEに割り当てる。
【００８４】
なお、ステップS100におけるCL-TPCの対象端末であるか否かの判別は、無線端末UEにおけるCQI送信周期（CQIが伝送される頻度）、及び、無線端末UEと無線基地局10との間の伝搬路変動速度（フェージング周波数等）に応じて行われる。
【００８５】
送信電力制御部123は、CQI送信周期が所定値よりも短い（CQIが伝送される頻度が所定の度合いよりも高い）場合に、無線端末UEとのCL-TPCを行う。例えば、送信電力制御部123は、CQI送信周期が5msec以下（具体的には、5msec又は2msec）である場合に、無線端末UEとのCL-TPCを行う。これは、開ループ(OL:Open-Loop)-TPCに対する利得を1dB以上確保するには、CQI送信周期が5msec以下であることが好ましいためである。
【００８６】
また、送信電力制御部123は、伝搬路変動速度が所定速度よりも低速である場合に、無線端末UEとのCL-TPCを行う。すなわち、送信電力制御部123は、無線端末UEの移動速度が30km/h-程度であると推定される伝搬路変動速度の場合、無線端末UEとのCL-TPCを行わない。これは、30km/h-程度の速度で移動中の無線端末UEに対しては、CL-TPCの追従性が悪化し、CL-TPCによる改善効果が十分に得られなくなるためである。
【００８７】
無線端末UEがCL-TPCの対象端末であり、PUCCHリソースが無線端末UEに割り当てられた後、ステップS300において測定部122は、PUCCHを介して無線端末UEから送信される上り無線信号の受信SINRを測定する処理であるPUCCH測定処理を行う。なお、無線端末UEがOL-TPCの対象端末である場合では、PUCCH測定処理は不要である。
【００８８】
ステップS400において、送信電力制御部123は、測定部122によって測定された受信SINRに基づくTPCコマンドを無線端末UEに送信する処理であるPUCCH送信電力制御処理を行う。
【００８９】
ステップS202(S202A又はS202B)、S300、S400の各処理は、繰り返し（例えばサブフレーム毎に）実行される。
【００９０】
(3.2)PUCCH測定処理
図8は、PUCCH測定処理(図6のステップS300)の処理フローを示すフローチャートである。
【００９１】
ステップS301において、送受信部110は、PUCCHを介して無線端末UEから送信された上り無線信号を受信する。
【００９２】
フォーマット1系が適用されたPUCCHである場合、ステップS303において測定部122は、SINR1（第１受信品質）を測定する。測定部122によって測定されたSINR1は記憶部130に記憶される。
【００９３】
一方、フォーマット2系が適用されたPUCCHである場合、ステップS304において、測定部122は、SINR2（第２受信品質）を測定する。測定部122によって測定されたSINR2は記憶部130に記憶される。なお、SINRの測定値は、PUCCHフォーマットと、CQIビット数及びHARQビット数とに依存する送信電力オフセット値を除いた値に変換したものとする。
【００９４】
(3.3)PUCCH送信電力制御処理
図9は、PUCCH送信電力制御処理(図6のステップS400)の処理フローを示すフローチャートである。
【００９５】
送信電力制御部123は、無線端末UEからのA/N（フォーマット1系）の送信頻度（送信確率）に応じて、SINR1及びSINR2の両方をCL-TPCに使用するか、SINR2のみをCL-TPCに使用するかを切り替える。
【００９６】
例えば、PDSCHを介して頻繁にデータが無線端末UEに伝送されている状況下ではA/Nの送信頻度は高くなる。PDSCHを介してデータが無線端末UEに余り伝送されていない状況下ではA/Nの送信頻度は低くなる。
【００９７】
A/Nの送信頻度が所定頻度よりも高い場合（ステップS401;NO）、ステップS402Aにおいて送信電力制御部123は、最新のSINR1及び最新のSINR2の両方を記憶部130から取得する。
【００９８】
ステップS403Aにおいて、送信電力制御部123は、ステップS402Aで取得した最新のSINR1及び最新のSINR2を比較し、何れか低い方を選択する。
【００９９】
ステップS404Aにおいて、送信電力制御部123は、ステップS403Aで選択したSINRを目標値（目標品質）と比較する。
【０１００】
ステップS405Aにおいて、送信電力制御部123は、ステップS404Aにおける比較結果に応じたTPCコマンドを生成し、生成したTPCコマンドを送受信部110から無線端末UEに送信させる。例えば送信電力制御部123は、ステップS403Aで選択したSINRが目標値よりも高い場合には、送信電力を低下させるTPCコマンドを生成し、ステップS403Aで選択したSINRが目標値よりも低い場合には、送信電力を上昇させるTPCコマンドを生成する。
【０１０１】
一方、A/Nの送信頻度が所定頻度よりも低い場合（ステップS401;YES）、ステップS402Bにおいて送信電力制御部123は、最新のSINR2を記憶部130から取得する。
【０１０２】
ステップS404Bにおいて、送信電力制御部123は、ステップS402Bで取得したSINR2を目標値と比較する。
【０１０３】
ステップS405Bにおいて、送信電力制御部123は、ステップS404Bにおける比較結果に応じたTPCコマンドを生成し、生成したTPCコマンドを送受信部110から無線端末UEに送信させる。
【０１０４】
(4)実施形態の効果
無線基地局10によれば、フォーマット2系の受信SINR(CQIの受信SINR)に加え、フォーマット1系の受信SINR(A/Nの受信SINR)に基づいたCL-TPCが行われる。このため、フォーマット間での受信SINRの差異を考慮することができ、フォーマット2系が適用されたPUCCHについて受信SINRを改善するだけでなく、フォーマット1系が適用されたPUCCHについての受信SINRの改善を図ることできる。
【０１０５】
本実施形態では、送信電力制御部123は、A/Nが伝送される頻度が所定の度合いよりも低い場合、SINR1及びSINR2のうちのSINR2のみに基づくCL-TPCを行う。A/Nが伝送される頻度が低いケースにおいては、A/Nの受信SINR(SINR1)が測定されてからTPCコマンド生成までの時間が長くなり、CL-TPCの追従性が低下する可能性がある。このため、当該ケースでは周期的に伝送されるCQIの受信SINR(SINR2)のみを使用することで上記の不具合を解消できる。なお、同様の考え方により、A/Nが伝送される頻度とCQIが伝送される頻度との相対関係に応じて、SINR1及びSINR2のうちのSINR2のみに基づくCL-TPCを行ってもよい。例えば、CQIが伝送される頻度に対する、A/Nが伝送される頻度の比が所定値よりも小さい場合、送信電力制御部123は、SINR1及びSINR2のうちのSINR2のみに基づいて送信電力を制御してもよい。
【０１０６】
また、無線基地局10によれば、PUCCHについてCL-TPCを行う場合に、フォーマット1系に使用するPUCCHリソースとフォーマット2系に使用するPUCCHリソースとして、同一の周波数帯域かつ異なる時間スロット、又は、周波数間隔が所定範囲内の異なる周波数帯域(近接周波数帯域)を割り当てる。これにより、フォーマット1系及びフォーマット2系間でフェージング変動等の相関を高めることができ、結果としてフォーマット間での受信SINRの相関を高めることできる。つまり、SINR1又はSINR2の何れを用いてCL-TPCを行っても、各フォーマットについて受信SINRを改善することできる。
【０１０７】
(5)実施例
上述した実施形態の作用効果について、計算機シミュレーションを用いた実施例により詳細に説明する。以下の実施例では、主に以下の3つのCL-TPC方式についての検討を行う。
【０１０８】
(a) A/N CL-TPC: A/N(PUCCHフォーマット1a)で測定した受信SINR(SINR1)に基づく2ビットのTPCコマンドをDCI1x/2xで送る。
【０１０９】
(b) CQI CL-TPC: CQI(PUCCHフォーマット2, 2a)で測定した受信SINR(SINR2)に基づく2ビットのTPCコマンドをDCI3で送る(DCI1x/2xのみでのTPCコマンドは0dBとする)。
【０１１０】
(c) A/N & CQI CL-TPC: A/NとCQIそれぞれで測定した受信SINR(SINR1、SINR2)のうち、低いほうに基づく2ビットのTPCコマンドをDCI1x/2x/3で送る。
【０１１１】
(5.1)シミュレーション諸元
本実施例におけるシミュレーションの主要諸元を表1に示す。
【０１１２】
【表１】
2011004098.tif 000006
【０１１３】
セル内でのマルチアクセス干渉は、タイミング同期が取れている状況を想定した場合、サイクリックシフト間隔を１よりも大きくすることで十分に抑圧されるため、本実施例では考慮しない。パスロスの時間変動は無いものとし、理想的に推定されるものとする。
【０１１４】
CL-TPCに用いる受信SINRの測定値は、CQIについては、CQI及びTPCコマンドの周期的な送信を考慮し、下式に基づく時間平均を行う。
【０１１５】
【数４】
2011004098.tif 000007
【０１１６】
ここで、TCQIはCQI送信周期であり、TTPCはDCI3によるTPCコマンド送信周期である。
【０１１７】
一方、A/Nは周期的な送信が保証されないので、最新の受信SINR測定値を使用する。
【０１１８】
受信SINRの測定値は、送信電力オフセットΔF_PUCCH(F)、および、送信電力オフセットh(n)を除いた値に変換することにより、全PUCCHフォーマットで共通の目標受信SINRを使用する。PUCCHフォーマット1aに対するPUCCHフォーマット2, 2aの送信電力オフセットΔF_PUCCH(F)は、それぞれ0, 1dBとする。
【０１１９】
(5.2)シングルセル環境でのTPC方式の評価
他セルからの干渉のないシングルセル環境において、各TPC方式の性能を比較する。
【０１２０】
まず、UEが全てのサブフレームでA/Nを送信する場合について評価する。図10〜図12は、PUCCHフォーマット1a/2,2aのPUCCHリソースがm=1/0、m=3/0、m=5/0の場合における、A/Nの誤検出率、CQIのブロック誤り率(BLER)特性を示す図である。
【０１２１】
CQI送信周期は2msec、DCI3によるTPCコマンド送信周期は4msecである。横軸は、パスロスで正規化した平均送信SNRである(A/NはPUCCHフォーマット1a、CQIはPUCCHフォーマット2, 2aでの平均送信SNR)。以下、A/Nの誤検出率、CQIのBLERが0.01を満たす所要平均送信SNRを比較する。
【０１２２】
図10に示すように、m=1/0の場合、全てのCL-TPC方式におけるA/NとCQIの両方で、OL-TPCに対して1dB以上の利得が得られている。これは、PUCCHフォーマット1aとPUCCHフォーマット2, 2aが同じ周波数帯域を使用することにより、A/NとCQIのいずれかに基づく適応TPCだけでも改善効果が十分得られるためである。
【０１２３】
図11に示すように、m=3/0では、CQI CL-TPCにおいて、A/Nの特性が大きく劣化し、OL-TPCに対する利得が1dB以下になっている。これは、A/NとCQIの周波数帯域の違いにより、受信SINR変動の相関が低下したためである。一方、A/N & CQI CL-TPCでは、A/Nにおける受信SINRの落ち込みもCL-TPCで救われることによりA/NとCQIの両方において、OL-TPCに対して約1dBの利得が得られている。A/N CL-TPCでは、PUCCHフォーマット1aでのA/N特性は改善するものの、PUCCHフォーマット2aでのA/Nの特性が劣化してしまうため、改善量が小さい結果となっている。
【０１２４】
図12に示すように、m=5/0では、CQI CL-TPCにおいて、A/Nの特性がさらに劣化し、OL-TPCに対する利得がほとんど得られていない。一方で、A/N & CQI CL-TPCでは、A/Nの受信SINRも考慮することで、OL-TPCに対して1dB近い利得が得られており、A/NとCQIの周波数帯域が離れている場合でも、CL-TPCによる改善が得られている。
【０１２５】
次に、A/Nの送信頻度の違いに対する評価について説明する。図13は、PUCCHフォーマット1a/2,2aのPUCCHリソースがm=1/0、m=3/0の場合における、A/Nの送信確率に対するA/Nの誤検出率、CQIのBLERが0．01を満たす平均送信SNR特性を示す図である。
【０１２６】
A/Nの受信SINRに基づくCL-TPCでは、A/Nの送信確率が小さくなるほど特性が劣化している。これは、A/N（PUCCHフォーマット1a）で受信SINRが測定されてからTPCコマンドが生成されるまでの時間が増加するためである。
【０１２７】
A/Nの送信確率が0．5以上期待できる場合は、A/N（PUCCHフォーマット1a）の受信SINRを使用することで、A/Nの特性を改善できる。しかしながら、CQIの送信周期が2msと短い場合は、PUCCHフォーマット2aによるA/Nの送信が0．5の確率で生じ、CQIの受信SINRがACKの特性に対しても重要であるため、A/Nの送信確率が0．5以下のような場合は、CQIの受信SINRのみを用いてCL-TPCを行ったほうが良い。
【０１２８】
図14は、CQI送信周期とDCI3によるTPCコマンド送信周期を5msecにした場合の特性を示す図である。CQI送信周期が大きくなったため、A/NがPUCCHフォーマット1aで送信される確率が高くなり、A/Nの特性において、A/Nの受信SINRを用いたCL-TPCによる改善効果が顕著に表れている。一方、CQI CL-TPCにおいては、A/Nの特性がOL-TPCよりも劣化している。
【０１２９】
以上のことから、CQI送信周期が5msecであり、かつ、A/Nの送信確率が0．5以上期待できるような場合は、A/Nの受信SINRも考慮したCL-TPCが必須であると言える。
【０１３０】
(5.3)マルチセル環境でのCL-TPC改善効果
他セルからの干渉が存在するマルチセル環境において、CL-TPC方式としてCQI CL-TPCとA/N & CQI CL-TPCを用いた場合の改善効果を検証する。表2に、表1以外のマルチセル環境に関するシミュレーション諸元を示す。
【０１３１】
【表２】
2011004098.tif 000008
【０１３２】
同一の無線基地局に属する3セクタ間では、上りのタイミング同期が期待できるため、共通のサイクリックシフト系列の使用を想定し、各シンボルのサイクリックシフトがセクタ毎にランダムに変化することで、マルチアクセス干渉が1/12に抑圧されるものとする。OL-TPCについては、CL-TPCに対して送信電力で不利にならないよう十分大きな干渉マージン(20dB)を与えた。
【０１３３】
PUCCHフォーマット1a/2,2aのPUCCHリソースがm=3/0、セクタ当たりのUE数を10とする。CQI送信周期とDCI3によるTPCコマンド送信周期を5msecとし、全セクタ共通の2つのサブフレームオフセットに割り当てるため、サブフレーム当たりのCQI送信UE数5となる。このうち、サブフレーム毎にランダムに選択した8UEにA/Nを送信させるため、A/Nの送信確率は0．8となる。
【０１３４】
図15は、UEにおけるA/Nの誤検出率、CQIのBLERの累積分布関数(CDF: Cumulative Distribution Function)を示す図である。
【０１３５】
OL-TPCでは、周辺セクタに対して大きな干渉を与えてしまうため、A/Nの誤検出率、CQIのBLERが0．01を満たすUEの割合が非常に少ない。これに対して、A/N & CQI CL-TPCでは、A/NとCQIの両方において周辺セルへ与える干渉を低減できることにより、A/Nでは81％、CQIでも72％のUEで所要品質を満たすことができている。
【０１３６】
(5.4)まとめ
CQI（PUCCHフォーマット2, 2a）の周波数帯域とA/N（PUCCHフォーマット1a）の周波数帯域を同じにする又は近接させることにより(例えばCQIがm=0、A/Nがm=1)、CQIとA/Nの間のSINR変動の相関が高くなり、CQIの受信SINRに基づくCL-TPCでもA/NとCQI両方において特性が改善される。
【０１３７】
CQI（PUCCHフォーマット2, 2a）の周波数帯域とA/N（PUCCHフォーマット1a）の周波数帯域が離れた場合においても、A/N & CQI CL-TPCにより、A/NとCQI両方において特性が改善される。特に、A/N & CQI CL-TPCにおいて、A/Nの送信確率が0．5以上である場合には、A/NとCQIそれぞれでOL-TPCに対して約1dB以上の利得が得られる。
【０１３８】
(6)その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態及び実施例によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【０１３９】
(6.1)変更例1
上述した実施形態及び実施例では、A/N(PUCCHフォーマット1a)及びCQI(PUCCHフォーマット2, 2a)それぞれで測定した受信SINR(SINR1、SINR2)のうちの低い方と目標受信SINRとの比較結果に応じた送信電力制御を行っていた。しかしながら、SINR1及びSINR2のうちの低い方に限らず、SINR1及びSINR2の平均値等を使用してもよい。
【０１４０】
(6.2)変更例2
上述した実施形態及び実施例では、(A)送信電力制御部123が、SINR1及びSINR2のうちの何れか低い方に基づくCL-TPCを行い、かつ、(B)リソース割当部121が、フォーマット1系（PUCCHフォーマット1a）に使用する第１無線リソース及びフォーマット2系（PUCCHフォーマット2, 2a）に使用する第２無線リソースとして同一周波数帯域又は近接周波数帯域を割り当てていた。
【０１４１】
しかしながら、上記(A)及び(B)の各処理は、それぞれ個別に実施してもよい。例えば、(A)の処理を行う場合には(B)の処理を省略してもよく、(B)の処理を行う場合には(A)の処理を省略してもよい。あるいは、所定の切替基準に従って(A)又は(B)の処理を適宜切り替えて実施してもよい。
【０１４２】
(6.3)受信品質の変更例
上述した実施形態及び実施例では、受信品質の指標として受信SINRを使用していた。しかしながら、受信SINRに限らず、例えば受信信号強度(RSSI)又は搬送波対雑音電力比(CIR)等を受信品質の指標としてもよい。
【０１４３】
(6.4)応用例 
上述した実施形態では、E-UTRA(3GPP Release8)に基づく無線通信システム1について説明したが、E-UTRAと同様の仕組みを有する他の無線通信システムに対して本発明を適用してもよい。例えば、3GPP Release8を発展させたLTE Advancedに対して本発明を適用してもよい。
【０１４４】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【０１４５】
UE…無線端末、1…無線通信システム、10…無線基地局、110…送受信部、120…制御部、121…リソース割当部、122…測定部、123…送信電力制御部、130…記憶部
、140…有線通信部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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