| 【発明の名称】 |
移動通信システムのセル間干渉を制御する方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】成檀根
【氏名】丁放哲
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| 【要約】 |
【課題】移動通信システムのセル間干渉を制御する方法に関する。
【構成】移動通信基地局の無線アンテナを介してアップリンク信号を受信し、受信されたアップリンク信号からセル間干渉量情報を抽出する段階と、セル間干渉量情報に基づいてアップリンク制御情報を生成する段階と、生成されたアップリンク制御情報を隣接セルに位置した移動通信端末機に送信する段階とを含み、前記端末機は、アップリンク制御情報を参照してアップリンク資源をスケジューリングすることを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】 移動通信システムのセル間干渉を制御する方法において、 移動通信基地局の無線アンテナを介してアップリンク信号を受信し、前記アップリンク信号から前記基地局と連関したセル間干渉量情報を抽出する段階と、 前記セル間干渉量情報に基づいてアップリンク制御情報を生成する段階と、 前記アップリンク制御情報を隣接セルに位置した移動通信端末機に送信する段階と、 を含み、 前記端末機は、前記アップリンク制御情報を参照してアップリンク資源をスケジューリングすることを特徴とするセル間干渉の制御方法。 【請求項2】 前記セル間干渉量情報は、全体アップリンク資源のうち、前記基地局のホームセルにおけるアップリンクデータ送信に関係しない資源によって受信された信号の強度測定値を含むことを特徴とする請求項1に記載のセル間の干渉制御方法。 【請求項3】 前記セル間干渉量情報は、前記信号強度測定値と連関した周波数帯域情報を含むことを特徴とする請求項2に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項4】 前記アップリンク制御情報を生成する段階は、前記信号強度測定値を所定の臨界値と比較し、前記比較した結果に応じて前記アップリンク信号の周波数帯域別の送信電力情報を前記アップリンク制御情報として生成することを特徴とする請求項2に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項5】 前記周波数帯域別の送信電力情報は、前記信号強度測定値が前記臨界値を超える周波数帯域を前記端末機で用いないように指示する情報を含むことを特徴とする請求項4に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項6】 前記セル間干渉量情報は、全体アップリンク資源に対する信号強度測定値を含むことを特徴とする請求項1に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項7】 前記セル間干渉量情報は、時間に応じた前記信号強度測定値の変化量情報をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項8】 前記アップリンク制御情報は、前記信号強度測定値が所定の臨界値を超える場合に、前記端末機のアップリンク送信電力を減少させるように指示する情報を含むことを特徴とする請求項6に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項9】 前記セル間干渉量情報は、前記アップリンク信号のチャンネルデコーディング結果を含むことを特徴とする請求項1に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項10】 前記チャンネルデコーディング結果は、前記チャンネルデコーディングの失敗の可否、または失敗した場合のデータエラー率を含むことを特徴とする請求項9に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項11】 前記アップリンク制御情報は、前記チャンネルデコーディング失敗回数が所定の臨界値を超えた場合、または前記データエラー率が所定の臨界レベルを超えた場合に、前記アップリンク信号の送信電力を減少させるように指示する情報を含むことを特徴とする請求項10に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項12】 前記セル間干渉量情報は、アップリンクフレーム単位で抽出されることを特徴とする請求項1に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項13】 前記アップリンク資源は、複数の周波数帯域を含むことを特徴とする請求項1に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項14】 前記アップリンク制御情報は、前記複数の周波数帯域それぞれに対する送信電力情報を含むことを特徴とする請求項13に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項15】 前記アップリンク制御情報は、前記複数の周波数帯域それぞれの使用の可否を指示するビットマップを含むことを特徴とする請求項1に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項16】 前記アップリンク信号は、複数の隣接セルに位置した複数の端末機から受信されることを特徴とする請求項1に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項17】 前記移動通信システムは、直交波周波数分割多重化方式の無線システムであることを特徴とする請求項1に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項18】 前記移動通信システムは、時分割複信方式によって前記基地局と前記端末機の間にデータを送受信することを特徴とする請求項1に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項19】 前記端末機は、前記基地局から受信したパイロット信号を用いて周波数帯域別のチャンネル特性を測定し、前記測定された周波数帯域別のチャンネル特性を追加で参照してアップリンク資源をスケジューリングすることを特徴とする請求項1に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項20】 前記周波数帯域別のチャンネル特性は、前記パイロット信号の受信電力で測定され、 前記アップリンク制御情報は、アップリンクチャンネルの複数の周波数帯域それぞれの使用の可否を指示する情報を含み、 前記端末機は、前記受信電力が所定の臨界値を超える周波数帯域のうち、前記アップリンク制御情報が使用を制限するように指示する周波数帯域のアップリンク送信電力を減少させることを特徴とする請求項19に記載のセル間干渉の制御方法。 【請求項21】 移動通信端末機でアップリンク資源をスケジューリングする方法において、 隣接セルの移動通信基地局で測定されたセル間干渉量に基づいて生成されたアップリンク制御情報を前記基地局から受信する段階と、 前記アップリンク制御情報を参照して、アップリンクチャンネルの送信電力を前記アップリンクチャンネルに含まれた複数の周波数帯域に対してそれぞれ決定する段階と、 を含むことを特徴とするアップリンク資源のスケジューリング方法。 【請求項22】 前記アップリンク制御情報は、前記基地局で測定されたセル間干渉量が所定の臨界値を超えるか否かを前記周波数帯域別に示すビットマップを含むことを特徴とする請求項21に記載のアップリンク資源のスケジューリング方法。 【請求項23】 前記送信電力を決定する段階は、前記干渉量が前記臨界値を超える周波数帯域のアップリンク送信電力を、前記干渉量が前記臨界値を超えない周波数帯域のアップリンク送信電力よりも低い値で決定することを特徴とする請求項22に記載のアップリンク資源のスケジューリング方法。 【請求項24】 前記送信電力を決定する段階は、前記干渉量が前記臨界値を超える周波数帯域をアップリンク送信周波数帯域から除外することを特徴とする請求項22に記載のアップリンク資源のスケジューリング方法。 【請求項25】 前記送信電力を決定する段階は、 前記複数の周波数帯域のうち、一定の割合の周波数帯域を無作為に選択する段階と、 前記選択された周波数帯域の送信電力を一定のレベルだけ増減させる段階と、 を含み、 前記一定の割合および前記一定レベルは、前記アップリンク制御情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項21に記載のアップリンク資源のスケジューリング方法。 【請求項26】 前記基地局からパイロット信号を受信する段階と、 前記パイロット信号を用いて周波数帯域別のチャンネル特性を測定する段階と、 をさらに含み、 前記送信電力を決定する段階は、前記チャンネル特性を追加で参照することを特徴とする請求項21に記載のアップリンク資源のスケジューリング方法。 【請求項27】 前記アップリンク制御情報は、前記複数の周波数帯域それぞれの使用制限の可否を含み、 前記チャンネル特性は、前記パイロット信号の周波数帯域別の受信電力で測定され、 前記送信電力を決定する段階は、前記受信電力が所定の臨界値を超える周波数帯域のうち、前記セル間干渉量情報によってその使用を制限するように指示された周波数帯域の送信電力を減少させることを特徴とする請求項26に記載のアップリンク資源のスケジューリング方法。 【請求項28】 前記セル間干渉量情報は、複数の隣接セルの基地局から受信されることを特徴とする請求項21に記載のアップリンク資源のスケジューリング方法。 【請求項29】 請求項1ないし28のいずれか一項の方法を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 【請求項30】 複数のセルにそれぞれ無線通信領域を提供する複数の移動通信基地局、および前記複数のセルのうちのいずれか1つをホームセルとする移動通信端末機を含む移動通信システムにおいて、 前記それぞれの基地局は、 アンテナを介して受信されたアップリンク信号から前記基地局と連関したセル間干渉量情報を抽出する干渉量情報抽出部と、 前記セル間干渉量情報に基づいて前記端末機に送信する第1アップリンク制御情報を生成する制御情報生成部と、 を含み、 前記端末機は、 隣接セルの基地局から前記第1アップリンク制御情報を受信する制御情報受信部と、 前記受信された第1アップリンク制御情報を参照してアップリンク送信電力を決定する送信電力制御部と、 を含むことを特徴とする移動通信システム。 【請求項31】 前記セル間干渉量情報は、アップリンク資源のうち、前記基地局のホームセルからデータ送信のために用いられる資源を除外した残りの資源に対する信号強度測定値を含むことを特徴とする請求項30に記載の移動通信システム。 【請求項32】 前記セル間干渉量情報は、周波数帯域別の干渉量測定値を含み、 前記第1アップリンク制御情報は、前記干渉量測定値が所定臨界値を超える周波数帯域の送信電力を減少させるように指示する情報を含むことを特徴とする請求項30に記載の移動通信システム。 【請求項33】 前記セル間干渉量情報は、周波数帯域別の干渉量測定値を含み、 前記第1アップリンク制御情報は、前記干渉量測定値が所定の臨界値を超える周波数帯域をアップリンクデータ送信に使用しないように指示する情報を含むことを特徴とする請求項30に記載の移動通信システム。 【請求項34】 前記制御情報受信部は、ホームセルの基地局から第2アップリンク制御情報を追加で受信し、 前記送信電力制御部は、前記第2アップリンク制御情報を追加で参照して前記アップリンク送信電力を制御することを特徴とする請求項30に記載の移動通信システム。 【請求項35】 前記第1アップリンク制御情報は、前記隣接セルの基地局で測定された第1アップリンクチャンネルの周波数帯域別の受信電力を含み、 前記第2アップリンク制御情報は、前記ホームセルの基地局で測定された第2アップリンクチャンネルの周波数帯域別の受信電力を含むことを特徴とする請求項34に記載の移動通信システム。 【請求項36】 前記送信電力制御部は、前記第1アップリンクチャンネルの受信電力と前記第2アップリンクチャンネルの受信電力との比を前記周波数帯域別に所定の臨界値と比べて前記送信電力を決定することを特徴とする請求項35に記載の移動通信システム。 【請求項37】 前記送信電力制御部は、前記第1アップリンクチャンネルの受信電力と前記第2アップリンクチャンネルの受信電力との比によって前記複数の周波数帯域を整列し、前記整列された順序に応じて前記複数の周波数帯域それぞれの送信電力を決定することを特徴とする請求項35に記載の移動通信システム。 【請求項38】 前記送信電力制御部は、前記第2ダウンリンクチャンネルの受信電力が前記複数の周波数帯域全体で前記臨界値を超えない場合に、前記複数の周波数帯域全体を前記データ送信のために割り当てることを特徴とする請求項35に記載の移動通信システム。 【請求項39】 前記端末機は、 前記隣接セルの基地局からパイロット信号を受信し、前記受信されたパイロット信号に基づいて前記基地局へのアップリンクチャンネルの特性を推定するチャンネル推定部、 をさらに含み、 前記チャンネル特性を追加で参照して前記アップリンク送信電力を制御することを特徴とする請求項30に記載の移動通信システム。 【請求項40】 前記移動通信システムは、直交波周波数分割多重化方式の無線システムであることを特徴とする請求項30に記載の移動通信システム。 【請求項41】 前記移動通信システムは、時分割複信によって前記基地局と前記端末機の間にデータを送受信することを特徴とする請求項30に記載の移動通信システム。
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【発明の詳細な説明】【技術分野】 【0001】 本発明は、移動通信システムのセル間干渉に関し、より詳細には、基地局で測定したセル間干渉量情報に基づいて隣接セルの端末機にアップリンク制御情報を送信することで、セル間干渉を制御する方法およびこの方法が適用された移動通信システムに関する。 【背景技術】 【0002】 列車、船舶、飛行機などように動く物体を対象として通信手段を提供する移動通信技術は、符合分割多重接続(CDMA)技術の導入に伴い、特に個人携帯移動通信分野において急速な発展を遂げてきた。 【0003】 移動通信技術は、いつどこに移動する間でも携帯用端末機を用いて情報を伝達できるようにするものであって、多様なサービスが続々と登場している現状にある。このように、移動通信技術は、IT(Information Technology)市場を先導するだけでなく、新しい方式の情報交流による21世紀の文化の流れの原動力となっている。 【0004】 このような移動通信システムは、図1に示されたように、セル(cell)と呼ばれる無線通信領域を提供する複数の移動通信基地局111、112、113(以下、基地局とする)と、各基地局がカバーするセル内に位置しており、該当する基地局を介して移動通信サービスの提供を受ける移動局または移動通信端末機121、122、123(以下、端末機とする)とで構成される。 【0005】 各セルの基地局は、該当するセル内に位置した複数の端末機の相互間の信号干渉である多重アクセス干渉(multiple access interference)と、隣接した複数のセルにそれぞれ位置した複数の端末機の相互間の信号干渉であるセル間干渉(inter−cell interference)とによって影響を受けるようになる。 【0006】 電子技術の発展に伴って、次第に多くの移動通信システムで直交波周波数分割多重化(OFDM)技術を採択するようになり、これにより多重アクセス干渉に関する問題の大部分は克服が可能となった。しかし、セル間干渉、その中でも特にアップリンクチャンネルのセル間干渉に関する問題は、依然として解決されておらず、深刻な問題として残っている。 【0007】 実際に、大部分の移動通信システムにおいて、セルの境界付近、すなわち、セルの外郭に位置した端末機には、セル間干渉による信号歪曲が多発するため、安全にデータを送信するために極めて低い符号レートでチャンネルコーディングを行ってデータを送信するようになる。この一例として、携帯インターネットWiBro標準では、1/12の符号レートを要求している。 【0008】 したがって、このようなセル間干渉の問題を解決するために、多様な技法が研究され提案されてきた。図2は、このような研究の代表的な一例であって、クアルコム社にてIEEE802.20標準と関連して提案したFFR(Fractional Frequency Reuse)技法の動作原理を例示したものである。 【0009】 図2を参照すれば、1番セル、2番セル、3番セルそれぞれの中央に位置した端末機は、すべて同一な周波数帯域を用いている。この反面、それぞれのセルの境界付近に位置したユーザは、隣接したセルと使用周波数が重複しないように、3つの周波数帯域から2つずつを用いるように定められている。すなわち、1番セル221の境界付近に位置した端末機は第1部分帯域211を、2番セル222の境界付近に位置した端末機は第2部分帯域212を、3番セル223の境界付近に位置した端末機は第3部分帯域213をそれぞれ使用しないとか、低い電力のみを使用するといった方式である。この結果、各セルの外郭に位置した端末機は、周波数再使用率(frequency reuse factor)が2/3にまで減少するが、セル間干渉の回避が可能となるため、セル外郭の端末機に対する考慮がない場合に比べて、全体的にシステムのスループットが向上するという効果が現われる。 【0010】 図3は、セル間干渉を低減するための従来の技法またはその他の技法を例示した図である。図3に示されたように、それぞれのセルを中央地域と外郭地域とに区分する。中央地域の端末機は、隣接したセル間で共通した周波数帯域を用いているが、外郭地域の端末機は、使用する周波数帯域が隣接したセル間で重畳しないように各セルに周波数帯域を割り当てることによって、隣接セル間の干渉問題を解決しようとしている。 【0011】 すなわち、1番セル301を中心として2〜7番セル302〜307が隣接して配置されており、1番セル301の外郭地域に割り当てられた第1周波数帯域(黒色で表示)は、2〜7番セル302〜307の外郭地域に割り当てられた第2および第3周波数帯域と重畳しないように設計されている。また、外郭地域に点模様で表示された第2周波数帯域が割り当てられた2番セル302、4番セル304、6番セル306を互いに隣接しないように配置し、外郭地域に斜線で表示された第3周波数帯域が割り当てられた3番セル303、5番セル305、7番セル307も互いに隣接しないように配置する。このように、図3に例示された方法は、セル間干渉が多発する外郭地域において、隣接したセル間で使用周波数帯域が互いに重畳しないように配置することによって、セル干渉による影響を減らそうとしている。 【0012】 図2および図3に例示された技法の他にも、セル間干渉を低減するための多様な技法が提案されている。このような技法は、共通して、隣接した各セルの境界付近に位置した端末機が使用する時間または周波数資源が重複しないように制限することでセル外郭の端末機のデータ送信率を向上させる、いわゆるセル間干渉調整/回避(co−ordination/avoidance)というアイディアが基盤となっている。 【0013】 しかし、上述したFFR技法を含み、セル間干渉調整/回避方式に基づいた様々な技法は、共通して次のような問題点を抱いている。 【0014】 第一に、正六角形の理論的なセル配置とは異なり、それぞれの基地局が実際にカバーするセル領域は、地形地物などの影響によって極めて歪曲した形状を有している。したがって、セルの中央地域と外郭地域とを明確に区分し、区分された地域の使用周波数帯域を個別に管理することは、事実上不可能である。 【0015】 第二に、各セルまたは各セルの外郭に位置した端末機は、使用可能な周波数帯域の範囲が減少するため、中継効果が減少するという問題がある。すなわち、セル内の端末機数の増減によって、1つの全体周波数帯域を用いるときに比べて、無線資源が枯渇しやすくなるという意味である。特に、各端末機に割り当てられる固定した周波数が端末機の位置に応じて決定されるため、特定の地域に端末機が集中する場合には、その地域に対応する特定帯域の無線資源が急速度に枯渇する傾向がある。 【0016】 第三に、すべてのセルで同一な全体周波数帯域を用いる場合に比べて、ホッピング可能な周波数帯域が狭くなってしまう。これにより、周波数ダイバーシチ効果が減少し、マルチパス信号を効果的に処理できなくなる。 【0017】 第四に、各セルの外郭に位置した端末機に割り当てられる周波数帯域が隣接したセルとの関係によって決定されるため、柔軟なセル設計(cell planning)が不可能であるという問題がある。例えば、特定の地域に基地局が増設されて既存のセルの間に新しいセルが挿入されるようになれば、新しいセルにより、そのセルに隣接したセルに新しい周波数帯域が割り当てられるようになる。このような波及効果は、全体のセル設計の修正を引き起こす原因となる。このような理由により、チャンネル状況または端末機の分布状況に応じて各セルに動的に周波数帯域を割り当てる設計技法は、その具現が事実上不可能である。 【0018】 また、このように使用周波数帯域を固定的に割り当てることによって、外部から別途の干渉がない場合にも、周波数帯域の一定の水準だけは常に使用が不可能となり、無線資源を効率的に運用できなくなってしまう。すなわち、各セルにおける境界付近の端末機のために割り当てる周波数帯域の範囲を流動的に変更できないため、その運用が非効率的になるのである。 【0019】 最後に、上記のような従来の方式は、複数の基地局のためのセル設計および調整を担当する上位の制御局あるいは交換局の設置を必要とするという点において、次世代の通信網分野において注目されているAll−IPの流れに適合しないという側面がある。 【0020】 これにより、本発明では、従来技術が抱いている前記のような問題点を解決するために、移動通信基地局において、測定したセル間干渉量情報に基づいて隣接セルの移動通信端末機のアップリンク資源を制御する新しい技術を提案している。 【発明の開示】 【発明が解決しようとする課題】 【0021】 本発明は、前記のような従来技術の問題点を改善するために案出されたものであって、基地局で測定されたセル間干渉量情報に基づいて移動通信端末機でアップリンク資源を制御する方法を提供することを目的とする。 【0022】 より具体的に説明すれば、本発明は、基地局で測定されたセル間干渉量情報に基づいてアップリンク制御情報を生成し、生成されたアップリンク制御情報を隣接セルの端末機に送信することで、別途の交換局ないしは制御局がなくても端末機におけるスケジューリングによってセル間干渉問題を効果的に解決することを目的とする。 【0023】 また、本発明は、隣接したセル間において、セル外郭の端末機のために特定した周波数帯域の使用をあらかじめ制限する過程を除去することで、より単純かつ柔軟なセル設計を可能とすることを目的とする。 【0024】 また、本発明は、使用が制限される周波数帯域の位置と範囲が固定されないチャンネル状況に応じて、より適応的に動作する効果的なセル間干渉の制御方法を提供することを目的とする。 【0025】 また、本発明は、固定された臨界値を基準としてデータ送信に使用されなかったり低い電力を使用して送信する周波数帯域を選択する、より精巧なセル間干渉の制御方法を提供することを目的とする。 【0026】 また、本発明は、地形的な特性によって決定される長区間フェーディング(long−term fading)だけでなく、時間に応じて変動する短区間フェーディング(short−termfading)特性までもが反映された、より進歩したセル間干渉の低減方法を提供することを目的とする。 【0027】 また、本発明は、基地局で測定されたセル間干渉量情報に基づいて隣接セルの端末機のアップリンク送信電力を制御することで、フィードバック過程を介してセル間干渉を最小化するために、各端末機のアップリンク送信電力の最適値を取得する方法を提供することを目的とする。 【0028】 また、本発明は、基地局で測定されたセル間干渉量情報と端末機で測定された周波数帯域別のチャンネル特性とに基づいてアップリンク送信電力を制御することで、周波数帯域別にアップリンク送信電力をより精巧に制御することを目的とする。 【課題を解決するための手段】 【0029】 前記の目的を達成し、上述した従来技術の問題点を解決するために、本発明に係るセル間干渉の制御方法は、移動通信基地局の無線アンテナを介してアップリンク信号を受信し、受信されたアップリンク信号からセル間干渉量情報を抽出する段階と、セル間干渉量情報に基づいてアップリンク制御情報を生成する段階と、生成されたアップリンク制御情報を隣接セルに位置した移動通信端末機に送信する段階とを含み、前記端末機は、アップリンク制御情報を参照してアップリンク資源をスケジューリングすることを特徴とする。 【0030】 また、本発明の他の側面に係るアップリンク資源のスケジューリング方法は、隣接セルの移動通信基地局で測定されたセル間干渉量に基づいて生成されたアップリンク制御情報を前記基地局から受信する段階と、アップリンク制御情報を参照してアップリンクチャンネルの送信電力をアップリンクチャンネルに含まれた複数の周波数帯域に対してそれぞれ決定する段階とを含むことを特徴とする。 【0031】 本発明のさらに他の側面に係る移動通信システムは、複数のセルにそれぞれ無線通信領域を提供する複数の移動通信基地局と、前記複数のセルのうちのいずれか1つをホームセルとする移動通信端末機とを含み、前記それぞれの基地局は、アンテナを介して受信されたアップリンク信号から基地局と連関したセル間干渉量情報を抽出する干渉量情報抽出部と、セル間干渉量情報に基づいて端末機に送信するアップリンク制御情報を生成する制御情報生成部とを含み、前記端末機は、隣接セルの基地局からアップリンク制御情報を受信する制御情報受信部と、受信されたアップリンク制御情報を参照してアップリンク送信電力を決定する送信電力制御部とを含むことを特徴とする。 【発明の効果】 【0032】 本発明に係るセル間干渉の制御方法およびこの方法が適用された移動通信システムは、移動通信基地局で測定されたセル間干渉量情報に基づいて隣接セルの端末機のアップリンク送信電力を制御することで、別途の制御局または交換局の援助がなくてもセル間干渉を効果的に制御することができる。 【0033】 これにより、無線資源の非効率的な運用を引き起こす、各セルに対する周波数帯域の固定的な割り当て過程を除去することで、より単純かつ柔軟なセル設計が可能となる。 【0034】 また、前記のような構成により、本発明は、チャンネル状況に適合するように選択された周波数帯域内でダイバーシチ技法を用いてデータを送信することで、周波数ダイバーシチによる効果をより適切に活用することができる。 【0035】 また、本発明によれば、ノーマルマップを用いることができるため、フレーム内のデータの位置と分量を知らせる過程が単純化し、これによって不必要なオーバーヘッドが除去されるため、システム全体のスループットを向上させることができる。 【0036】 また、本発明によれば、使用が制限される周波数帯域の位置と範囲を事前に固定しないことで、アップリンク資源をチャンネル状況に応じてより適応的に管理することができる。 【0037】 また、本発明によれば、固定された臨界値に基づいて、使用から除外されたり低い電力のみを使用する周波数帯域を選択し、チャンネル状況に応じてデータ送信に用いられる周波数帯域の数と範囲が変動する、より精巧なセル間干渉の制御が可能となる。 【0038】 また、本発明によれば、地形的な特性によって決定される長区間フエイディングだけでなく、時間に応じて変動する短区間フエイディング特性までをも反映することで、セル間干渉量をより正確に測定し、干渉をより効果的に低減することができる。 【0039】 また、本発明によれば、基地局で測定されたセル間干渉量情報に基づいて隣接セルの端末機のアップリンク送信電力を制御することで、フィードバック過程を介してセル間干渉を最小化するために、各端末機のための最適なアップリンク送信電力を取得することができる。 【0040】 また、本発明によれば、基地局で測定されたセル間干渉量情報と端末機で測定された周波数帯域別のチャンネル特性とに基づいてアップリンク送信電力を制御することで、周波数帯域別のアップリンク送信電力をより精巧に制御することが可能となる。 【発明を実施するための最良の形態】 【0041】 以下、添付の図面を参照して、本発明に係る移動通信システムの構成およびセル間干渉を制御してアップリンク資源をスケジューリングする方法について詳しく説明する。 【0042】 図4は、本発明に係る移動通信システムを構成する移動通信基地局と移動通信端末機とを例示した図である。図4を参照すれば、端末機421、422それぞれは、自身が属するセルの基地局411、412とデータを送受信する。図4に示されたように、セルの外郭に位置した端末機421は、アップリンクチャンネルを介してホームセルの基地局411にデータを送信する場合に、隣接セルに位置した端末機422から隣接セルの基地局412に同一のチャンネルを用いてデータを送信する送信信号に相当する量の干渉を招来する場合がある。 【0043】 したがって、本発明は、基地局412でセル間干渉量情報を抽出して隣接セルの端末機421に送信し、これを受信した端末機421がアップリンク送信電力を制御できるようにすることを特徴とする。基地局412は、ホームセルの端末機422または隣接セルの端末機421から受信されるアップリンク信号を用いてセル間干渉量情報を抽出する。 【0044】 本明細書の全般に渡って用いられている用語である「セル間干渉量情報」とは、隣接セルの端末機421から送信される信号がホームセルにおけるアップリンクデータ送信に及ぶ干渉の程度を指示する多様な種類の測定値を含む情報を意味する。セル間干渉量情報には、基地局412で測定される多様な測定値が含まれるが、実施形態によっては、特定の周波数帯域または特定の時間スロットによって受信された信号の強度、全体の周波数帯域または全体の時間スロットによって受信された信号の強度が含まれるようになる。 【0045】 セル間干渉量情報は、アップリンク信号の受信強度を用いて測定されるようになるが、受信強度が大きいほど干渉量が多いことを意味する。したがって、基地局412は、測定された受信強度が所定の臨界値を超える場合に、アップリンク送信電力を減少させたり該当する周波数帯域の使用を制限するように指示するアップリンク制御情報を隣接セルの端末機421に送信するようになる。一方、端末機421は、受信されたアップリンク制御情報を参照してアップリンク送信電力を制御する。 【0046】 一実施形態によれば、端末機421は、基地局412からダウンリンクチャンネルを介してパイロット信号を受信し、受信されたパイロット信号から周波数帯域別チャンネル特性を測定し、これを上述したアップリンク制御情報に加えて周波数帯域別のチャンネル特性を参照して、アップリンク送信電力を決定する。 【0047】 したがって、本実施形態は、ダウンリンクチャンネルの特性からアップリンクチャンネルの特性を推定できる移動通信システムに適用される。このような移動通信システムの代表的な例としては、アップリンクとダウンリンクのチャンネル特性が同一である時分割複信(TDD)方式の直交波周波数分割多重化(OFDM)システムが挙げられる。したがって、本発明は、IEEE802.11標準による無線LAN、3GPP LTE(3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution)で論議中である次世代の移動通信システム、携帯インターネットWiBro(Wireless Broadband)、Wibroエボリューションなどのシステムに適用可能である。 【0048】 しかし、本実施形態は、ダウンリンクチャンネルの特性を測定することでアップリンクチャンネルの特性を推定できるシステム、すなわち、ダウンリンクとアップリンクのチャンネル特性が一定した相関関係を有しており、その相関関係が知られていたり測定が可能であるすべての種類の移動通信システムにも幅広く適用可能である。 【0049】 以下では、本発明の理解を深めるために、TDD OFDM方式の移動通信システムに局限して説明する。このようなシステムにおいて、端末機421と隣接セルの基地局412との間のダウンリンクチャンネルとアップリンクチャンネルは、正確に一致する特性を有している。 【0050】 図5は、本発明の原理を説明するために、図4の基地局412から端末機421と端末機422がそれぞれ受信したパイロット信号を用いて測定されたダウンリンクチャンネルの特性を示したグラフである。図5の2つのグラフ510、520それぞれは、周波数帯域に応じて測定されたチャンネル特性を示している。 【0051】 まず、グラフ510を参照すれば、端末機421で測定されたダウンリンクチャンネルの利得値511は実線で、端末機422で測定されたダウンリンクチャンネルの利得値512は点線で示されている。上述したように、アップリンクチャンネルとダウンリンクチャンネルの特性が同一である場合に、グラフに示されたダウンリンクチャンネルの特性は、それぞれの端末機421、422から基地局412にデータを送信するアップリンクチャンネルの特性を意味することにもなる。 【0052】 端末機421と端末機422それぞれが、このような特性を有したアップリンクチャンネルを介して基地局412に信号を送信すれば、端末機421から送信された信号は、基地局412で雑音として認識される。したがって、熱雑音による影響を無視すれば、基地局412の立場においては、アップリンクチャンネルの受信信号対雑音干渉比(SINR)521は、利得値512から利得値511を引いた差であるグラフ520の黒線のように示される。 【0053】 グラフ520を参照すれば、隣接セルの端末機421からの干渉により、アップリンクチャンネルの特性が周波数帯域に応じて大幅に変動している。特に、利得値512が小さくて利得値511が大きい周波数帯域では、チャンネルのSINRは極めて低くなる。 【0054】 すなわち、端末機421が隣接セルの基地局412へのアップリンクチャンネル特性の優れた周波数帯域を用いる場合には、必然的に隣接セルに干渉を誘発するようになることを意味する。したがって、本発明では、端末機421において、隣接セルの基地局412から受信されたパイロット信号を用いて隣接セルの基地局412と連関したダウンリンクチャンネルの周波数帯域別の特性を測定し、測定されたチャンネル特性が良好である周波数帯域を使用しないことで、隣接セルの基地局412への主要な干渉を除去する方法を提案している。 【0055】 参考までに、本実施形態では、ダウンリンクチャンネル特性を測定するために、端末機421で隣接セルの基地局412から受信する信号の例として、パイロット信号を挙げている。より具体的に説明すれば、隣接したセル間に共通するパイロット信号である共通パイロットチャンネル(CPICH)信号を受信することができる。しかし、本発明の受信信号は、端末機421でダウンリンクチャンネル特性を測定するのに基礎となり得るものであれば、どのような種類の信号も含まれる。 【0056】 また、周波数帯域別のチャンネル特性は、受信信号のチャンネル利得値、受信信号の強度、または受信電力を用いて測定されるようになる。しかし、本発明における周波数帯域別のチャンネル特性は、前記のような具体的な例の他にも、数値で定量化されて比較できる多様な種類の指標が含まれる。 【0057】 図6は、図4の端末機421でチャンネル特性が良好である帯域をアップリンクチャンネルに用いない場合に、基地局412がアップリンク受信する際のSINRの変化を示したグラフである。 【0058】 図6のグラフ610は、全体周波数帯域に対して0dBで固定した臨界値612を基準として、ダウンリンクチャンネルの利得値611が臨界値612を超える場合に該当する周波数帯域を無効化(nulling)する過程を例示している。これに基づき、グラフ610に示されたように、20〜60、170〜230、620〜670、850〜1000の間の副搬送波インデックス値にそれぞれ該当する周波数帯域は、アップリンクデータ送信に用いられなくなる。 【0059】 グラフ620では、このように、隣接セルの基地局からのダウンリンクチャンネル特性が優れた周波数帯域を無効化する場合に、隣接セルの基地局412におけるアップリンクチャンネル特性がどのように改善されるかを例示している。グラフ620において点線で示された部分は、図5のグラフ520に示された従来のアップリンク受信SINRであり、実線で示された部分は、グラフ610で示したように、特定の周波数帯域を無効化したときの改善されたアップリンク受信SINRを示している。グラフ620に示されたように、該当する帯域で受信SINRが数等に向上することを確認することができる。すなわち、本発明のように、隣接セルの基地局412と連関したダウンリンクチャンネル特性を測定し、チャンネル特性が良好である周波数帯域をアップリンクチャンネルから除外するだけでも、隣接セルに及ぶ主要なセル間干渉の除去が可能となる。 【0060】 マルチパスフェーディング環境において、周波数帯域別のチャンネル特性の差は、時間に応じて変動するものとしてモデリングされる。しかし、複数の基地局411、412において、特定の端末機421からのアップリンクチャンネルの特性に対する情報を測定して共有しようとすれば、複数の基地局411、412を管理する上位の制御局または交換局が必要となる。しかし、制御局または交換局のような上位階層のシステムは、次世代の通信網の主要な流れであるAll−IP通信網構造には適合しない。 【0061】 また、基地局間の物理的な距離と端末機421の数を考慮するとき、制御局または交換局がなく複数の基地局411、412間に個別の端末機421と連関したアップリンクチャンネルの特性情報を共有しながらリアルタイムでそれぞれの端末機421からのアップリンクチャンネル資源をスケジューリングすることは、事実上不可能である。 【0062】 しかし、本実施形態では、ダウンリンクチャンネルとアップリンクチャンネルが一定の相関関係を有しているという仮定に基づいて、それぞれの端末機421が隣接したセルの基地局412と連関したダウンリンクチャンネルの特性を測定し、測定されたチャンネル特性に基づいて端末機421がアップリンクチャンネル資源を直接スケジューリングする。さらに、本発明では、セル間干渉の影響を受ける基地局412でセル間干渉量を直接測定し、これに関する制御情報を各隣接セルに位置した端末機421に送信することで、端末機421にてより精巧なスケジューリングを可能とする。 【0063】 また、上述した従来のセル間干渉の低減方法では、外郭地域で用いる周波数帯域をセル別に固定して割り当てることで、長区間フェーディングのみを反映していた。しかし、本実施形態では、時間に応じて周波数帯域別に変動する短区間フェーディング特性までも考慮することによって、より効果的かつ精巧なセル間干渉の制御が可能となる。 【0064】 以上のように、図4〜6を参照して、本発明の一実施形態に係るセル間干渉の制御方法について説明した。上述した内容によれば、本実施形態は、基地局412でセル間干渉量情報を抽出し、これに基づいて生成されたアップリンク制御情報を隣接セルの端末機421に送信する。一方、端末機421では、基地局412からパイロット信号を受信し、受信されたパイロット信号に基づいて周波数帯域別のチャンネル特性を測定し、基地局412から受信されたアップリンク制御情報と端末機421で測定されたチャンネル特性とを参照して、アップリンク送信電力を決定する。 【0065】 しかし、本発明の範囲は、上述した実施形態の他にも、基地局412で抽出されたセル間干渉量情報に基づいてアップリンク制御情報を生成し、隣接セルの端末機421にアップリンク制御情報を送信して、端末機421によるセル間干渉を制御する多様な方法に幅広く及ぶものである。 【0066】 要するに、本発明に係るセル間干渉の制御方法は、基地局412の観点から見れば、無線アンテナを介してアップリンク信号を受信し、アップリンク信号からセル間干渉量情報を抽出する段階と、セル間干渉量情報に基づいてアップリンク制御情報を生成する段階と、アップリンク制御情報を隣接セルに位置した端末機421に送信する段階とを含む。 【0067】 また、端末機421の観点から見れば、本発明によってアップリンク資源をスケジューリングする方法は、隣接セルの基地局412で抽出されたセル間干渉量情報を基地局から受信する段階と、セル間干渉量情報を参照してアップリンクチャンネルの送信電力をアップリンクチャンネルに含まれた複数の周波数帯域に対してそれぞれ決定する段階とを含む。 【0068】 前記セル間干渉量情報は、全体のアップリンク資源のうち、基地局412がカバーするホームセルにおけるアップリンクデータ送信に関係しない資源を用いて受信された信号の強度測定値を含むようになる。 【0069】 すなわち、複数の周波数帯域を介してデータを送受信する移動通信システムの場合に、全体の周波数帯域からホームセルにおけるアップリンクデータ送信に用いられる周波数帯域を除外した残りの帯域の受信信号は、干渉と雑音がなければ理論的に0のエネルギーを有する。 【0070】 十分に長い時間を基準とするとき、熱雑音は、平均値が0である信号であると仮定する際に、他のセルによる干渉量は、全体の周波数帯域からホームセルにおけるデータ送信に割り当てられた周波数帯域を除外した残りの帯域における受信信号の強度で測定されるようになる。 【0071】 また、複数の時間スロットを用いてデータを送受信する移動通信システムの場合には、全体の時間スロットからホームセルにおけるデータ送信に用いられる時間スロットを除外した残りの時間スロットで測定された受信信号の強度によって、セル間干渉量が測定されるようになる。また、この場合、セル間干渉量は、複数の時間スロットで構成されたデータ送信単位であり、フレームごとに測定されるようになる。 【0072】 したがって、本実施形態では、ホームセルと連関していない資源を用いて、受信された信号の強度測定値が所定の臨界値を超える場合に、各端末機421で該当する周波数帯域に割り当てられるアップリンク送信電力を減少させたり該当する周波数帯域を用いないように指示するアップリンク制御情報が基地局412で生成され、端末機421に伝達されるようになる。 【0073】 一方、他の実施形態によれば、基地局412で測定されるセル間干渉量情報は、ホームセルと連関したアップリンク資源および隣接セルと連関したアップリンク資源をすべて含む全体アップリンク資源に対して測定された受信信号強度を含むようになる。 【0074】 基地局412は、受信信号強度測定値が所定の臨界値を超える場合に、隣接セルの端末機421にアップリンク送信電力を減少させるように指示するアップリンク制御情報を送信するようになる。前記のように、アップリンク送信電力を減少させるように指示するアップリンク制御情報を受信した端末機421は、全体周波数帯域に対して一定のレベルだけ送信電力を減少させたり、複数の全体周波数帯域から無作為で選択された一定の割合の周波数帯域に対して送信電力を減少させたりする。このとき、減少される送信電力の一定のレベルと選択される周波数帯域の一定の割合は、アップリンク制御情報を参照して端末機421で決定されるようになる。したがって、アップリンク制御情報は、単純に端末機421のアップリンク送信電力を減少させるか否かを示す1ビット情報を含むことに加え、測定されたセル間干渉量に関する具体的な数値情報もさらに含むようになる。 【0075】 一方、前記のようなセル間干渉量情報は、時間による受信信号強度測定値の変化量情報をさらに含むようにもなる。ここで、「変化量」とは、変化趨勢と変化量の絶対値情報をすべて含むものである。したがって、基地局412は、受信信号の強度測定値が急激かつ大幅に変化したり、累積変化量が臨界値を超えたりする場合、または同一方向の変化趨勢が一定の時間以上続いて観察される場合には、隣接セルの端末機421にアップリンク送信電力を減少させるように命令するようになる。上述したように、このような命令は、アップリンク制御情報の形態で端末機421に送信される。 【0076】 以下では、図7〜12に例示された多様な実施形態を用いて、本発明について説明する。参考までに、図7〜9は基地局412で実行される段階を、図10〜12は端末機421で実行される段階をそれぞれ示したフローチャートである。 【0077】 まず、図7を参照すれば、段階S710で、基地局412は、無線アンテナを介してアップリンク信号を受信する。受信されるアップリンク信号は、ホームセルの端末機422から受信される信号と隣接セルの端末機421から受信される信号とがすべて含まれる。セル間干渉量がホームセルを除外した他のセルの資源に対してのみ測定される場合と資源全体に対して測定される場合については、上述した通りである。 【0078】 次に、段階S720では、受信されたアップリンク信号の周波数帯域別に受信強度を測定する。すなわち、本実施形態では、アップリンク送受信のために複数の周波数帯域が用いられ、それぞれの周波数帯域に対して受信信号の強度がセル間干渉量情報として測定される。 【0079】 参考までに、本実施形態では、基地局412で抽出されるセル間干渉量情報がアップリンク信号の受信強度を含む場合を例示しているが、本発明において、セル間干渉量情報は、アップリンク信号の受信電力や受信チャンネル利得値のようにアップリンクチャンネルの特性と一定した連関性を有しており、計量化されて比較できる多様な指標をすべて含むものとして幅広く解釈される。本実施形態およびその他の実施形態では、セル間干渉量がアップリンク信号の受信強度を用いて測定される場合を例に挙げて説明する。 【0080】 段階S730では、信号強度測定値を臨界値と比較し、比較した結果に応じて該当する周波数帯域を使用するか否かを決定する。より具体的に説明すれば、特定の周波数帯域における比較の結果、信号強度測定値が臨界値を超える場合には、段階S731で、該当する周波数帯域の使用を制限するものと決定する。一方、臨界値を超えない場合には、段階S732で、該当する周波数帯域の使用を決定する。一実施形態によれば、本段階S730における比較に用いられる臨界値は、全体周波数帯域に対して同一な値で固定されている。 【0081】 このように、所定の臨界値と比較した結果に基づいて周波数帯域別にアップリンク送信に用いるか否かが決定されれば、段階S740では、これに基づいてアップリンク制御情報を生成し、段階S750では、生成されたアップリンク制御情報を隣接セルに位置した端末機421に送信して、アップリンク資源をスケジューリングするようになる。 【0082】 すなわち、本実施形態では、複数の周波数帯域それぞれをアップリンク送信に用いるか否かに対する情報がアップリンク制御情報に含まれる。 【0083】 図8では、さらに他の実施形態に係るセル間干渉の制御方法を段階別に示している。図7の実施形態と同じように、図8においても、基地局412は、段階S810でアップリンク信号を受信する。 【0084】 しかし、段階S820では、図7の段階S720とは異なり、全体の周波数帯域で受信信号の強度を測定して、セル間干渉量情報を取得する。段階S820の「全体周波数帯域」とは、ホームセルと連関した周波数帯域を除外した残りの周波数帯域全体を意味したり、ホームセルに割り当てられた周波数帯域と他のセルに割り当てられた周波数帯域とを含む全体アップリンク周波数帯域を意味したりする。 【0085】 段階S830では、段階S820を介した信号強度測定値を所定の臨界値と比較する。比較した結果、信号強度測定値が臨界値を超える場合に、段階S831では、隣接セルに位置した端末機421のアップリンク送信電力を減少させるように指示することを決定する。参考までに、本実施形態は、単純に信号強度測定値が臨界値を超える場合の他に、信号強度測定値の累積変化量が臨界値を超えたり信号強度測定値の特定の方向への変化趨勢が一定の時間以上続いたりする場合にも、段階S831の実行が適用される。 【0086】 段階S840では、段階S831のように決定された指示情報を含んでアップリンク制御情報を生成し、段階S850で、隣接セルの端末機421にアップリンク制御情報を送信する。 【0087】 図9は、本発明のさらに他の実施形態に係るセル間干渉の制御方法を示した図である。基地局412でアップリンク信号を受信する段階S910は、段階S710および段階S810と共通しているため、説明を省略する。 【0088】 上述した図7および図8の実施形態では、セル間干渉量情報を受信された信号強度を測定することによって抽出するのに比べ、図9の実施形態では、チャンネルデコーディング結果を用いて抽出するようになる。すなわち、本実施形態は、アップリンク信号がチャンネルデコーディングされて送信される場合に適用可能となる。 【0089】 より具体的に説明すれば、本実施形態において、セル間干渉量情報に含まれるチャンネルデコーディング結果には、チャンネルデコーディングの失敗の可否、または失敗した場合のデータエラー率情報が含まれるようになる。図9を用いて説明すれば、まず、段階S920では、受信されたアップリンク信号に対してチャンネルデコーディングを実行して原本データの取得を試みる。 【0090】 段階S930では、チャンネルデコーディングの失敗の可否を判断において、デコーディングに失敗したと判断された場合に、段階S931では、エラーなくデータを送信するために、端末機421のアップリンク信号の送信電力を減少させることを指示するように決定する。また、この他にも、一定の時間内にデコーディング失敗回数が臨界値を超えた場合、デコーディング失敗累積回数が臨界値を超えた場合、またはデコーディング失敗時のデータエラー率が一定の水準を超えた場合に、アップリンク信号の送信電力を減少させるように決定される。 【0091】 すなわち、チャンネルデコーディング結果によって、基地局で測定されたセル間干渉量が一定の水準以上である場合に、隣接セルの端末機421にアップリンク送信電力を減少させるという情報を送信することで、セル間干渉を適当な水準に制御できるようになる。 【0092】 したがって、段階S940では、段階S930および段階S931によって決定された事項を含むアップリンク制御情報を生成し、段階S950では、生成されたアップリンク制御情報を隣接セルの端末機421に送信して、端末機421でアップリンク資源をスケジューリングできるようにする。 【0093】 参考までに、上述した実施形態において、基地局412で抽出されるセル間干渉量情報は、受信されるアップリンクフレームごとまたは数フレームごとに抽出されるようになる。すなわち、アップリンクフレーム単位でセル間干渉量情報を抽出することで、隣接セルの端末機421への迅速なフィードバックが可能となる。 【0094】 以上のように、図7〜9を用いて、基地局412で実行される段階を検討した。続く内容は端末機421で実行される段階についての説明であって、図10〜12を用いて説明する。 【0095】 図10の実施形態は、アップリンク資源が複数の周波数帯域を含む場合に適用される。段階S1010は、端末機421の立場において、隣接セルの基地局412で測定されたセル間干渉量情報に基づいて生成されたアップリンク制御情報を受信する。受信されたアップリンク制御情報には、複数の周波数帯域それぞれの使用の可否を指示するビットマップが含まれている。 【0096】 段階S1020では、ビットマップを構成するそれぞれのビット値を確認し、確認した結果に応じてアップリンク資源をスケジューリングする段階を実行する。図10では、特定の周波数帯域の使用を制限するように指示する場合に、その周波数帯域に対応するビット値が「1」である場合を例示している。 【0097】 段階S1020における確認の結果、特定の周波数帯域に対応するビット値が「1」である場合には、段階S1021で、該当する周波数帯域を送信周波数帯域から除外する。この反面、ビート値が「1」でない場合には、段階S1022で、該当する周波数帯域を送信周波数帯域として選択することで、アップリンク資源である周波数帯域の使用の可否をスケジューリングできるようになる。段階S1030では、このような方法で選択された送信周波数帯域を用いて、ホームセルの基地局411にアップリンク信号を送信するようになる。 【0098】 図11は、本発明のさらに他の実施形態に係る端末機421におけるアップリンク資源スケジューリング方法を段階別に示した図である。 【0099】 段階S1110は、隣接セルの基地局412からアップリンク制御情報を受信する段階であって、受信されるアップリンク制御情報はセル間干渉量情報を含んでいるが、連関した周波数帯域情報は含まない場合もある。ここで、「全体周波数帯域」とは、図8の実施形態にて上述したように、様々な意味を有するものである。 【0100】 すなわち、アップリンク制御情報は、全体周波数帯域に対して測定されたセル間干渉量が所定の臨界値を超えるか否かに関する情報を含む。したがって、アップリンク制御情報は、基地局412で測定されたセル間干渉量が臨界値を超えれば、アップリンク送信電力を減少させることを指示する情報を含むようになる。 【0101】 このような情報は最も単純な形態であって、単一ビットを用いて表現することができる。しかし、アップリンク制御情報は、セル間干渉量が臨界値を超える程度、すなわち、超過量に関する情報をさらに含む場合があり、これについては後述して説明する。また、参考までに、基地局412で測定されるセル間干渉量は、アップリンク信号の受信強度、受信電力、またはチャンネルデコーディングの失敗回数などによって数値化されて臨界値と比較される。 【0102】 段階S1120では、アップリンク制御情報を用いて、セル間干渉量が臨界値を超えるか否かを確認する。仮に、臨界値を超えて送信電力を減少させるように指示する情報が含まれていれば、段階S1121では、複数の全体周波数帯域から一定の割合の周波数帯域を無作為に選択する。次に、段階S1122では、無作為に選択された周波数帯域の送信電力を一定のレベルだけ減少させることで、隣接セルに及ぶセル間干渉量を低い水準で制御できるようになる。 【0103】 このとき、一定の割合と一定レベルは、上述したセル間干渉量の臨界値の超過量に応じて決定されるようになる。すなわち、アップリンク制御情報が超過量情報を含んでいるため、端末機421で無作為に選択される周波数帯域の割合と選択された周波数帯域の送信電力減少レベルを決定することもできるし、これとは異なり、基地局412で前記一定の割合および一定レベルを計算してアップリンク制御情報に含ませて端末機421に送信することもできる。 【0104】 また、これとは異なり、割合を一定した値で固定して送信電力の減少レベルのみを制御することもできるし、これとは反対に、送信電力の減少レベルを固定して周波数帯域の選択の割合によってセル間干渉量を制御することもできる。どのような場合であっても、前記レベルまたは前記割合は、前記超過量が大きいほどその値も大きくなる。 【0105】 本実施形態は、基地局で周波数帯域別にアップリンク信号の強度を測定することができなかったり、アップリンク制御情報を最小化する必要性がある場合に、任意の周波数帯域の送信電力を減少させることで、セル間干渉量を効果的に制御できる方法である。 【0106】 一方、本発明のさらに他の実施形態によれば、端末機421は、基地局412からパイロット信号を受信し、受信されたパイロット信号から周波数帯域別のチャンネル特性を測定し、これを追加で参照してアップリンク資源をスケジューリングすることができる。 【0107】 すなわち、アップリンクチャンネルとダウンリンクチャンネルが一定の相関関係を有しているため、ダウンリンクチャンネルを用いて受信されたパイロット信号からダウンリンクチャンネルの周波数帯域別の特性を測定すれば、これによってアップリンクチャンネルの周波数帯域別の特徴を確認することができる場合に、測定されたチャンネル特性に基づいて周波数帯域別の送信電力または使用の可否を決定できるようになる。 【0108】 例えば、隣接セルの基地局412から受信されたパイロット信号の受信強度を測定して周波数帯域別のチャンネル特性を測定するようになれば、該当する端末機421でどの周波数帯域を用いてアップリンク送信を行えば隣接セルに大きい干渉が誘発されるのかに対する予測が可能となる。したがって、端末機421では、一次的にパイロット信号の受信強度が所定の臨界値を超える場合には、該当する周波数帯域の送信電力を減少させるものと決定するようになる。 【0109】 しかし、仮に、該当する周波数帯域が隣接セルの基地局412で使用制限が示されない周波数帯域であれば、該当する周波数帯域を用いても隣接セルへの干渉量が大きくないことを意味する。したがって、端末機421は、隣接セルの基地局412から受信したパイロット信号を用いて測定されたチャンネル特性と隣接セルの基地局412から受信したアップリンク制御情報とをすべて参照して、特定の周波数帯域のアップリンク送信電力または使用の可否を決定するようになる。 【0110】 図12は、このような実施形態に係る端末機421の動作を段階別に示したフローチャートである。 【0111】 まず、段階S1210で、端末機421は、隣接セルの基地局412からパイロット信号を受信する。このとき、受信されるパイロット信号は、隣接セル間に共通する信号である共通パイロットチャンネル信号であり得る。 【0112】 次に、段階S1220では、パイロット信号の周波数帯域別に受信電力を用いてダウンリンクチャンネル特性を測定する。上述したように、チャンネル特性は、受信電力の他にも、受信信号強度または受信チャンネル利得値などを用いて測定が可能である。 【0113】 段階S1230では、それぞれの周波数帯域に対して測定された受信電力を所定の臨界値と比較する。仮に、該当する周波数帯域の受信電力が臨界値を超える場合には、段階S1240〜S1260が実行されるようになる。 【0114】 段階S1240では、隣接セルの基地局412からアップリンク制御情報を受信する。アップリンク制御情報には、アップリンク資源のスケジューリングに関する多様な情報が含まれるが、本実施形態では、アップリンク資源である複数の周波数帯域それぞれの使用の可否を指示するビットマップを含む場合を例示している。 【0115】 段階S1250では、ビットマップのそれぞれのビット値から該当する周波数帯域の使用の可否を確認し、確認の結果に応じてアップリンク資源のスケジューリングに関する動作を実行する。仮に、ビット値が「1」である場合、すなわち、該当する周波数帯域の使用制限を指示する情報を確認した場合には、段階S1260が実行されるようになるが、本段階は、該当する周波数帯域のアップリンク送信電力を減少させる段階となる。また、これとは異なり、段階S1260は、該当する周波数帯域の送信電力を0ワットで設定することで、該当する周波数帯域の使用を完全に制限することもできる。 【0116】 このような過程を介して、端末機421で隣接セルの基地局412と連関して測定されたダウンリンクチャンネルの受信電力が臨界値を越えると同時に、隣接セルの基地局412から受信したアップリンク制御情報に該当する周波数帯域の使用制限情報が含まれている場合には、該当する周波数帯域のアップリンク送信電力を減少させることで、端末機421で測定したチャンネル特性と隣接セルの基地局412で測定したセル間干渉量情報とをすべて参照して、より精巧なセル間干渉の制御が可能となる。 【0117】 前記図7〜12を用いて説明した内容は、発明に対する理解を深めるために、隣接したセルが1つである場合を想定したものである。しかし、本発明は、隣接したセルが複数である場合にもそのまま適用可能である。すなわち、セル内で端末機421が占める位置に応じてセル間干渉を起こし得る隣接セルは、2つまたはそれ以上となる。このとき、端末機421は、複数の隣接セルの基地局からそれぞれアップリンク制御情報を受信し、受信された制御情報に基づいて周波数帯域別のアップリンク送信電力を決定するようになる。 【0118】 また、端末機421は、複数の隣接セルの基地局から共通パイロットチャンネル信号をそれぞれ受信し、それぞれの隣接セルのダウンリンクチャンネル特性を順次的または一時に考慮して、アップリンク送信電力を決定するために追加で参照するようになる。 【0119】 すなわち、端末機421で測定された周波数帯域別のチャンネル特性に応じて使用を制限したり送信電力を減少させる周波数帯域を決定する場合に、複数の隣接セルのどのセルの基地局412からも該当する周波数帯域の使用制限を指示するアップリンク制御情報が受信されなかった場合には、該当する周波数帯域の使用を制限する必要がない。 【0120】 これとは反対に、複数の隣接セルのうち少なくとも1つの基地局412から特定周波数帯域の使用制限を指示するアップリンク制御情報を受信した場合に、隣接したいずれかのセルの基地局412から受信したパイロット信号を用いて該当する周波数帯域のチャンネル利得値が所定の臨界値を超えると測定されなければ、その端末機421の該当する周波数帯域は、いずれの隣接セルにも大きい干渉を招来しないため、電力制御が不必要となる。 【0121】 したがって、端末機421は、隣接セルの基地局412から受信されたパイロット信号の受信強度が臨界値を超えると同時に、隣接セルの基地局412から受信されたアップリンク制御情報が該当する周波数帯域の使用制限を指示する場合に限り、該当する周波数帯域の使用を制限したり送信電力を減少させたりすることで、より効果的に送信電力を制御できるようになる。 【0122】 また、これとは異なり、端末機421は、複数の隣接セルから主要な影響を及ぼし得る隣接セルのダウンリンクチャンネル特性のみを考慮して、送信周波数帯域を選択したり送信周波数帯域の電力を決定したりもできる。例えば、複数の隣接セルそれぞれの基地局から受信された共通パイロットチャンネル信号の受信電力または信号強度の全帯域の平均値を基準として、上位の幾つかのみを選択して送信周波数帯域の電力制御に反映することもできる。 【0123】 また、これとは異なり、これらそれぞれのセルに対する前記全帯域の平均値に応じて互いに異なる加重値を与え、前記複数の隣接セルのダウンリンクチャンネル特性を周波数帯域別の送信電力の決定に反映することもできる。 【0124】 本発明のさらに他の実施形態によれば、端末機421は、ホームセルの基地局411から受信されたアップリンク制御情報を追加的に参照して、周波数帯域別のアップリンク送信電力を決定することができる。参照されるアップリンク制御情報には、ホームセルまたは隣接セルの基地局で測定されたアップリンク受信電力値が含まれるようになる。 【0125】 一例として、ホームセルと隣接セルのアップリンクチャンネル特性がそれぞれ前記ホームセルおよび隣接セルの基地局411、412で測定されたアップリンク受信電力として示されるとき、それぞれの基地局411、412で測定されたアップリンク受信電力の比を周波数帯域別に所定の臨界値と比べて送信電力を決定することができる。すなわち、ホームセルの基地局411で測定された受信電力をP1、隣接セルの基地局412で測定された電力をP2とするとき、2つの受信電力の比P2/P1が臨界値より大きい周波数帯域の送信電力を、P2/P1が臨界値より小さい周波数帯域の送信電力より低い値で設定するようになる。 【0126】 より具体的に説明すれば、複数の周波数帯域を前記受信電力の比に応じて整列し、整列された順序に応じて複数の周波数帯域それぞれの送信電力を決定することができる。このとき、受信電力の比は、それぞれの受信電力に対する加重値が反映された比であり、加重値は、周波数帯域別に異なって設定されるようになる。例えば、周波数帯域別の受信電力の比に適用される加重値は、端末機421と基地局411の送受信履歴を反映することができる。すなわち、一定の時間以上データ送受信が安定的に実行されたチャンネルに対しては、より高い加重値を付与するようになる。端末機421は、この他にも、基地局411からの相対的な位置、すなわち、セル境界位置の可否、ホームセル内に位置する他の端末機数などの多様な情報を参照して、加重値を設定できるようになる。 【0127】 このように、隣接セル干渉だけでなく、自身のデータ送信チャンネル状況までも考慮した資源管理技法を用いる場合には、隣接セル干渉を減らすだけでなく、自身のチャンネル状況が良好なバンドを選択することができる上に、最適な加重値を調節する場合には、全体システムの容量が極大化されるようになる。 【0128】 また、他の実施形態によれば、端末機421は、ホームセルのアップリンクチャンネル特性を優先的に参照して、隣接セルのアップリンクチャンネル特性を考慮するか否かを決定することができる。 【0129】 仮に、受信電力が臨界値を超える帯域が全くまたは殆ど無い場合には、ホームセルのチャンネル特性が良好でないことを意味する。したがって、このような場合には、隣接セルへの干渉を防ぐために、特定の周波数帯域の使用を制限するよりは、ホームセルの基地局411に成功的にデータを送信するために、可能な限り多くの周波数帯域を用いることが好ましい。したがって、ホームセルのアップリンチャンネル特性が良好でない前記のような場合には、全帯域を用いてホームセルの基地局411にデータを送信する。 【0130】 しかし、受信電力が臨界値を超える帯域が多い場合には、一部の周波数帯域の使用を制限したとしても、ダイバーシチモードで送信する場合には、データが成功的に送信されるようになる。したがって、このような場合には、上述したように、隣接セルの基地局で測定されたアップリンク受信電力に基づいて、一部の周波数帯域の使用を制限するようになる。 【0131】 本発明に係るセル間干渉の制御方法およびアップリンクチャンネル資源のスケジューリング方法は、コンピュータにより具現される多様な動作を実行するためのプログラム命令を含むコンピュータ読み取り可能な媒体を含む。前記媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独または組み合わせて含むこともできる。前記媒体およびプログラム命令は、本発明の目的のために特別に設計されて構成されたものでもよく、コンピュータソフトウェア分野の技術を有する当業者にとって公知であり使用可能なものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体の例としては、ハードディスク、フロッピー(登録商標)ディスクおよび磁気テープのような磁気媒体、CD−ROM、DVDのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、およびROM、RAM、フラッシュメモリなどのようなプログラム命令を保存して実行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。前記媒体は、プログラム命令、データ構造などを保存する信号を送信する搬送波を含む光または金属線、導波管などの送信媒体でもある。プログラム命令の例としては、コンパイラによって生成されるもののような機械語コードだけでなく、インタプリタなどを用いてコンピュータによって実行される高級言語コードを含む。前記したハードウェア要素は、本発明の動作を実行するために一以上のソフトウェアモジュールとして作動するように構成することができ、その逆もできる。 【0132】 図13は、本発明に係る移動通信システムを隣接した2つのセル1301、1302の観点において簡略に示した図である。図13に示された移動通信システムは、ホームセル1301、1302に無線通信領域を提供する複数の基地局1311、1312と、ホームセル1301、1302に含まれており、ホームセル1301、1302の基地局1311、1312または隣接セル1302、1301の基地局1312、1311と無線信号を送受信する端末機1321、1322とを含んで構成される。 【0133】 一実施形態によれば、本発明に係る移動通信システムは、OFDMに基づいた無線通信システムであり、本移動通信システムに含まれる端末機と基地局は、互いにTDD方式によって信号を送受信する。すなわち、TDD方式のOFDMシステムでは、ダウンリンクチャンネルとアップリンクチャンネルの特性が同一であるため、隣接セルの基地局から受信されたパイロット信号を用いてダウンリンクチャンネルの特性を測定し、測定されたダウンリンクチャンネルの特性を参照してアップリンクチャンネルに関する電力制御を行うことができる。 【0134】 しかし、上述したように、本発明に係るシステムは、アップリンクチャンネルの特性とダウンリンクチャンネルの特性が一定した相関関係を有しているため、ダウンリンクチャンネルの特性を測定することでアップリンクチャンネルの特性を推定できるすべての種類の移動通信システムに適用可能である。したがって、本明細書の全般に渡って用いられている「移動通信システム」は、アップリンクチャンネルの特性とダウンリンクチャンネルの特性が一定した相関関係を有するあらゆる移動通信システムをも意味できるものとして幅広く解釈される。 【0135】 図14は、図13の移動通信システムを構成する移動通信基地局1311の内部構成を簡略に示したブロック図である。これと同一の構成が、隣接セル1302の基地局1312にも適用される。 【0136】 図14の基地局1311は、無線アンテナを介してアップリンク信号を受信するRF(Radio Frequency)モジュール1410を含む。RFモジュール1410を介して受信されたアップリンク信号は、セル間干渉量情報抽出部1420に伝達される。 【0137】 セル間干渉量情報抽出部1420は、アップリンク信号の受信強度、受信電力、または受信チャンネル利得値を測定することで、前記測定値のうちの少なくとも1つを含むセル間干渉量情報を抽出する。抽出されたセル間干渉量情報は、アップリンク制御情報生成部1430に伝達される。 【0138】 アップリンク制御情報生成部1430は、抽出されたセル間干渉量情報に基づいてアップリンク制御情報を生成する。アップリンク制御情報は、RFモジュール1410を介して隣接セルの端末機1322に送信される。一実施形態によれば、アップリンク制御情報は、端末機1322におけるアップリンク送信電力の増減に関する情報を含むようになる。例えば、セル間干渉量情報がアップリンク信号の受信強度を含む場合に、受信強度の測定値が所定の臨界値より大きければ、アップリンク制御情報には、端末機1322にアップリンク送信電力を減少させることを指示する情報が含まれるようになる。 【0139】 他の実施形態によれば、アップリンク制御情報には、周波数帯域別にアップリンク送信電力を増減したり、それぞれの周波数帯域の使用の可否を指示する情報が含まれるようになる。すなわち、セル間干渉量情報がアップリンク信号の受信強度を含む場合に、アップリンク制御情報は、それぞれの周波数帯域別に受信信号の強度測定値が所定の臨界値を超過すれば、該当する周波数帯域の使用を制限したり送信電力を減少するように指示する。この反面、超過しない場合には、このような動作を行わないように指示する情報が含まれるようになる。 【0140】 図15は、図13の移動通信システムを構成する移動通信端末機1321の内部構成を簡略に示したブロック図である。これと同一の構成が、隣接セルの端末機にも適用される。 【0141】 図15の端末機はアンテナと連結し、無線周波数帯域で基地局と信号を送受信するRFモジュール1510を含む。制御情報受信部1520は、RFモジュール1510を介して隣接セルの基地局から受信された無線信号からアップリンク制御情報を抽出する。 【0142】 抽出されるアップリンク制御情報には、複数の周波数帯域と連関したビットマップが含まれるようになる。例えば、移動通信システムが用いる周波数帯域がN個である場合には、ビットマップの長さはNビットとなる。ビットマップに含まれたそれぞれのビット値には、該当する周波数帯域をアップリンクデータ送信に用いるか否か、または該当する周波数帯域の送信電力を増加または減少させるか否かに対する情報が含まれるようになる。 【0143】 一方、送信電力制御部1530は、制御情報受信部1520を介して受信されたアップリンク制御情報に基づいてアップリンク送信電力を決定する。上述した実施形態によって、例えば、アップリンク制御情報に含まれたビットマップが特定の周波数帯域に対する使用制限を指示する場合には、該当する周波数帯域を送信周波数帯域から除外するようになる。また、これとは異なり、前記ビットマップが特定の周波数帯域に対する送信電力の減少を指示する場合には、該当する周波数帯域の送信電力を一定のレベルだけ減少させるようになる。 【0144】 しかし、仮に、アップリンク制御情報が周波数帯域に関する情報ではなく全体アップリンク送信電力の増減のみを指示する場合であれば、送信電力制御部1530は、全体周波数帯域に対して一定のレベルだけアップリンク送信電力を減少させたり、全体周波数帯域から一定の割合の周波数帯域を無作為に選択し、選択された周波数帯域のアップリンク送信電力を減少させたりするようになる。 【0145】 データ送信部1540は、送信電力制御部1530によって決定されたアップリンク送信電力に応じて、RFモジュール1510を介してホームセルの基地局にデータを送信する。 【0146】 最後に、制御部1550には、ホームセルの基地局に送信されるデータをデータ送信部1540に伝達し、端末機1321に含まれた構成要素を制御するための制御信号を生成する役割をするブロックとして、少なくとも1つのマイクロプロセッサ、DSP(Digital Signal Processor)、またはこれらの機能を実行するためのASIC(Application Specific Integrated Circuit)チップ、さらには送信されるデータを保存するためのメモリ手段が含まれるようになる。 【0147】 参考までに、本明細書において用いられている「移動通信端末機」とは、単一または複数の周波数帯域を介して移動通信基地局と信号を送受信する、携帯性を備えた端末装置であって、PDC(Personal Digital Cellular)フォン、PCS(Personal Communication Service)フォン、PHS(Personal Handyphone System)フォン、CDMA−2000(1X、3X)フォン、WCDMA(Wideband CDMA)フォン、デュアルバンド/デュアルモード(Dual Band/Dual Mode)フォン、GSM(Global Standard for Mobile)フォン、MBS(Mobile Broadband System)フォン、DMB(Digital Multimedia Broadcasting)端末、スマート(Smart)フォン、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)またはOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access)通信端末などのような通信機能が含まれる機器、PDA(Personal Digital Assistant)、ハンドヘルドPC(Hand−Held PC)、ノート型パソコン、ラップトップコンピュータ、WiBro端末機、MP3プレーヤ、MDプレーヤなどのような携帯端末機、国際ローミングサービスや拡張された移動通信サービスが提供されるIMT−2000(International Mobile Telecommunication−2000)端末機などを含むすべての種類のハンドヘルド基盤の無線通信装置を意味する携帯用電気電子装置であり、OFDMAモジュール、CDMA(Code Division Multiplexing Access)モジュール、ブルートゥースモジュール、赤外線通信モジュール、有無線LANカード、GPS(Global Positioning System)を介して位置追跡を可能にするGPSチップが搭載された無線通信装置などの所定の通信モジュールを備えることができ、マルチメディア再生機能を実行するマイクロプロセッサを搭載することで一定の演算動作を実行する端末機を通称する概念として解釈される。 【0148】 以上のように、図13〜15を参照して、本発明に係る移動通信システム、および移動通信システムに含まれる基地局1311および端末機1321の構成を説明した。以上の説明には、上述した図4〜12を用いて説明したセル間干渉の制御およびアップリンク資源のスケジューリング方法に関する詳細な内容がそのまま適用されるため、より詳細な説明は省略する。 【0149】 上述したように、本発明の好ましい実施形態を参照して説明したが、該当の技術分野において熟練した当業者にとっては、特許請求の範囲に記載された本発明の思想および領域から逸脱しない範囲内で、本発明を多様に修正および変更させることができることを理解することができるであろう。すなわち、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲に基づいて定められ、発明を実施するための最良の形態により制限されるものではない。 【図面の簡単な説明】 【0150】 【図1】移動通信基地局と移動通信端末機とを含む通常の移動通信システムのセル構造を示した図である。 【図2】セル間干渉を低減するための従来の方法の一例として、FFR技法による周波数帯域の割り当て状況を示した図である。 【図3】セル間干渉を低減するための従来の方法のさらに他の例による周波数帯域割り当て状況を示した図である。 【図4】本発明に係る移動通信システムにおいて、セルの外郭に位置した端末機がホームセルおよび隣接セルの基地局と信号を送受信する過程を示した図である。 【図5】本発明に係る移動通信端末機において、測定されたホームセルおよび隣接セルの基地局から受信されたチャンネル信号の強度、およびこれに基づいて計算された信号対干渉雑音比を例示したグラフである。 【図6】隣接セルの基地局から受信されたチャンネル信号の強度に基づいて周波数帯域の一部を用いなかったとき、送信チャンネル上に現われる効果を例示したグラフである。 【図7】本発明の一実施形態に係るセル間干渉の制御方法を段階別に示したフローチャートである。 【図8】本発明の他の実施形態に係るセル間干渉の制御方法を段階別に示したフローチャートである。 【図9】本発明のさらに他の実施形態に係るセル間干渉の制御方法を段階別に示したフローチャートである。 【図10】本発明の一実施形態に係るアップリンク資源のスケジューリング方法を段階別に示したフローチャートである。 【図11】本発明の他の実施形態に係るアップリンク資源のスケジューリング方法を段階別に示したフローチャートである。 【図12】本発明のさらに他の実施形態に係るアップリンク資源のスケジューリング方法を段階別に示したフローチャートである。 【図13】本発明に係る移動通信システムを2つの隣接セルの観点において簡略に示した図である。 【図14】図13の移動通信システムに含まれる移動通信基地局の内部構成を簡略に示したブロック図である。 【図15】図13の移動通信システムに含まれる移動通信端末機の内部構成を簡略に示したブロック図である。 【符号の説明】 【0151】 411、412、1311、1312 移動通信基地局 421、422、1321、1322 移動通信端末機 1301、1302 移動通信セル 1410、1510 RFモジュール 1420 セル間干渉量情報抽出部 1430 アップリンク制御情報生成部 1520 制御情報受信部 1530 送信電力制御部 1540 データ送信部 1550 制御部
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| 【出願人】 |
【識別番号】505463102 【氏名又は名称】パンテック カンパニー リミテッド
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| 【出願日】 |
平成19年8月30日(2007.8.30) |
| 【代理人】 |
【識別番号】110000338 【氏名又は名称】特許業務法人原謙三国際特許事務所
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| 【公開番号】 |
特開2008−61250(P2008−61250A) |
| 【公開日】 |
平成20年3月13日(2008.3.13) |
| 【出願番号】 |
特願2007−223594(P2007−223594) |
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