发送功率控制方法及基站装置 【技术领域】
本发明涉及用于在下行线路进行高速分组传输的无线通信系统中的发送功率控制方法及基站装置，特别适合用于W-CDMA方式的HSDPA中。
背景技术
在无线通信系统领域，已被建议由多个通信终端共享高速大容量的下行信道，在下行线路进行高速分组传输的HSDPA(High Speed DownlinkPacket Access，高速下行分组接入)。而且在HSDPA技术中使用HS-PDSCH(High Speed-Physical Downlink Shared Channel，高速物理下行共享信道)、HS-SCCH(Shared Control Channel of HS-PDSCH，高速物理下行共享信道的共享控制信道)、A-DPCH(Associated-Dedicated Physical Channel for HS-PDSCH，高速物理下行共享信道的随路专用物理信道)等多个信道。另外，所谓的A-DPCH是作为进行HSDPA传输时所用的随路信道设置的DPCH信道，其信道结构和越区切换控制等不异于DPCH。
HS-PDSCH是用于分组传输的下行方向共享信道。HS-SCCH也是下行方向共享信道，用于传输有关资源分配的信息(TFRI：Transport-format and Resource related Information，传输格式及资源相关信息)和有关H-ARQ(Hybrid-Automatic Repeat Request，综合自动重复申请)控制的信息等的传输。
A-DPCH是上行方向和下行方向的个别随路信道，它除了传输导频信号和TPC命令等之外，在上行方向还传达ACK信号或NACK信号、CQI(Channel Quality Indicator，信道质量指示)信号。在此所谓的ACK信号是表示基站装置所发送的HS-PDSCH上的高速分组在通信终端装置能够准确地解调的信号，NACK信号是表示基站装置所发送的HS-PDSCH上的高速分组在通信终端装置没能够准确地解调的信号。另外，CQI是表示在该各个通信终端可解调的分组数据的调制方式和编码率地信号。
下面用图1、2来说明A-DPCH和HS-SCCH的接收SIR(Signal to Interference Ratio，载干比)的关系。在此，图1表示不在HO(Hand Over，越区切换)状态的情况，而图2表示在HO(Hand Over)状态的情况。在此所谓的HO状态是与多个基站或扇区同时联接通信线路的状态，即，众所周知的越区软切换状态。
如图1所示，A-DPCH的发送功率11受到众所周知的闭环发送功率控制方法的控制，使得A-DPCH的接收SIR12达到目标SIR13。
因HS-SCCH的所需SIR23与A-DPCH的目标SIR13不同，通过对A-DPCH的发送功率11附加偏移来设定HS-SCCH的发送功率21。由此，不在HO状态时，HS-SCCH的接收SIR22几乎维持在等于所需SIR23的值。
在此，DPCH的发送功率受到控制，使得在HO状态时合成多个接收信号的SIR为目标SIR。于是，与不在HO状态时相比，因分集增益可降低发送功率。根据以往的方式，在HO状态下，A-DPCH的发送功率也与DPCH同样地受到使合成多个接收信号的质量满足所需质量的控制。
另外，因根据传播路状态进行适应性的MCS(Modulation and CodingScheme：调制方式和编码率的组合)选择和H-ARQ控制，HS-PDSCH和HS-SCCH不进入SHO(Soft Hand Over，越区软切换)状态而适用HHO(Hard Hand Over，越区硬切换)，从而总是仅从一个基站发送信号(以下，将经HS-SCCH发送信号的基站装置称为“主基站装置”)。
因此，若根据不在HO状态的A-DPCH的发送功率设定所述功率偏移值，则A-DPCH在HO状态时HS-SCCH的接收SIR不满足所需SIR，使接收质量恶化，从而产生重发次数的增加引起的传输量的恶化。
例如在图2，假设通信终端装置与基站装置A、基站装置B相联接，通信终端装置生成TPC命令，使得合成基站装置A的A-DPCH的接收SIR31和基站装置B的A-DPCH的接收SIR32所得的SIR33等于目标SIR34。因此，基站装置A的A-DPCH的接收SIR31低于目标SIR34。
此时基站装置A若是主基站装置，则通过对基站装置A的A-DPCH的发送功率附加偏移来设定HS-SCCH的发送功率，因此在HO状态下HS-SCCH的接收SIR41无法满足所需SIR42。
然而，若将所述功率偏移值设定为较大，以便在HO状态下的HS-SCCH的接收SIR也满足所需SIR，则出现在A-DPCH不在HO状态时的HS-SCCH的发送功率过大，更使作为有限的无线资源的发送功率浪费，降低传输量的问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种用于进行HSDPA服务的无线通信系统中能够提高系统的传输量的无线通信系统的发送功率控制方法和基站装置。
通过对受到HSDPA服务的通信终端装置，基站装置至少在越区切换时根据CQI信号进行HS-SCCH的发送功率控制，来达成上述目的。另外，在本发明所谓的HSDPA服务指的是由HSDPA传输来实现的分组通信服务。
【附图说明】
图1是说明A-DPCH和HS-SCCH的接收SIR的关系的图；
图2是说明A-DPCH和HS-SCCH的接收SIR的关系的图；
图3是本发明的一个实施例的系统结构图；
图4是表示本发明的一个实施例的控制站装置的结构的方框图；
图5是表示本发明的一个实施例的基站装置的结构的方框图；以及
图6是表示本发明的一个实施例的通信终端装置的结构的方框图。
【具体实施方式】
下面，用附图来说明本发明的实施例。
图3是本发明的一个实施例的系统结构图。
在图3中，控制站(RNC)100与多个基站装置(Node B)200有线联接，各个基站装置200与多个通信终端装置(UE)300之间进行无线通信。另外，在以下说明中假定控制站装置100与两个基站装置200有线联接，并且各个基站装置200与三个通信终端装置300之间进行无线通信的情况。
接着，用图4的方框图来说明控制站100的结构。
设有与联接的基站装置相同数量的信号处理部101将来自通信终端装置300、并且在基站装置200解码的信号输入、将该信号处理成适合于用网络传输的状态并输出到分离部102。
设有与联接的基站装置相同数量的分离部102从信号处理部101的输出信号中分离出数据和控制信号，并将数据输出到网络。在分离部102与数据分离的控制信号中含有表示通信终端装置300所测定的位于周围的基站装置的共享控制信道的接收功率的信号(以下称为“接收功率信号”)等。
越区切换控制部103根据接收功率信号确定每个通信终端装置是否进入HO状态，将表示确定结果的信号(以下称为“HO终端信号”)输出到复用部(MUX)104。
设有与联接的基站装置相同数量的复用部104对来自网络的输入信号复用HO终端信号，并输出到信号处理部105。设有与联接的基站装置相同数量的信号处理部105将复用部104的输出信号处理成适合于由基站装置传输的状态，并输出到复用部106。
设有与联接的基站装置相同数量的复用部106对信号处理部105的输出信号复用分组传输用控制信号和表示HS-SCCH的对A-DPCH的发送功率偏移值的偏移信号等，并输出到基站装置200
接下来，用图5的方框图来说明基站装置200的结构。基站装置200从控制站装置100输入发送到各个通信终端装置的个别数据、分组数据、HO终端信号、分组传输用控制信号以及偏移信号。基站装置200还接收当前相联接的通信终端装置无线发送的信号。
双工器202将经天线201接收的信号输出到接收RF部(RE-RF)203。双工器202还将发送RF部(TR-RF)267输出的信号经天线201无线发送。
接收RF部203将双工器202输出的无线频率的接收信号变换成基带数字信号，并输出到解调部(DEM)204。
设有与进行无线通信的通信终端装置相同数量的解调部204对接收基带信号进行解扩、RAKE合成以及纠错解码等解调处理，并输出到分离部(DIV)205。
分离部205将解调部204的输出信号分离成数据和控制信号。分离部205所分离的控制信号中含有DL(Down Link)-TPC命令、CQI信号、ACK/NACK信号以及接收功率信号等。CQI信号和ACK/NACK信号被输出到调度器251、校正值设定部(COMPENSATE-SEST)260以及发送功率控制部(POWER-CON)261，DL-TPC命令被输出到发送功率控制部(POWER-CON)258，数据和接收功率信号被输出到控制站装置100。
设有与进行无线通信的通信终端装置相同数量的SIR测定部(SIR-MEA)206根据在解调的过程测定出的预期波电平和干扰波电平来测定上行线路的接收SIR，并将表示SIR的信号输出到TPC命令生成部(TPC-GEN)207。
设有与进行无线通信的通信终端装置相同数量的TPC命令生成部207根据上行线路的接收SIR和目标SIR的大小关系来生成指示上行线路的发送功率的增减的UL(Up Link)-TPC命令。
调度器251根据来自各个通信终端装置的CQI信号和分组传输用控制信号等来决定将分组发送到的通信终端装置(以下称为“发送对象装置”)，并将表示发送对象装置的信息输出到队列(QUEUE)252。此时，若有ACK信号输入，调度器251则对队列252指示发送新数据，而若有NACK信号输入，调度器251对队列252指示重发上一次发送的数据。另外，调度器251根据发送对象装置的CQI信号决定调制方式和编码率，并对调制部253指示。调度器251还将决定分组数据的发送功率时可参考的信号输出到发送功率控制部(POWER-CON)254。另外，在本发明中，分组数据的发送功率控制方法不受任何限制，甚至不执行分组数据的发送功率控制亦可。另外，调度器251将经HS-SCCH发送到发送对象装置的信号(以下称为“HS-SCCH用信号”)输出到放大部262。HS-SCCH用信号中含有表示发送分组数据的定时、分组数据的编码率和调制方式的信息(TFRI)。另外，调度器251将表示重发的重发信息输出到校正值设定部260。
队列252将发送到调度器251所指示的发送对象装置的分组数据输出到调制部(MOD)253。
调制部253根据调度器251的指示对分组数据进行纠错编码、调制和扩展处理，并输出到放大部255。
发送功率控制部254通过控制放大部255的放大量来控制调制部253的输出信号的发送功率。放大部255所输出的信号是经HS-PDSCH发送的信号，该信号被输出到复用部(MUX)266。
设有与进行无线通信的通信终端装置相同数量的复用部(MUX)256对向各个通信终端装置发送的个别数据(包括控制信号)复用导频信号和UL-TPC命令，并输出到调制部(MOD)257。
设有与进行无线通信的通信终端装置相同数量的调制部257对复用部256的输出信号进行纠错编码、调制和扩展处理并输出到放大部259。
设有与进行无线通信的通信终端装置相同数量的发送功率控制部258通过根据DL-TPC命令控制放大部259的放大量来控制调制部257的输出信号的发送功率。另外，发送功率控制部258将表示发送功率的信号输出到发送功率控制部261。放大部259所放大的信号是经DPCH(包括A-DPCH)发送的信号，该信号被输出到复用部266。
校正值设定部260根据重发状态和ACK/NACK信号设定HS-SCCH的发送功率的校正值，并输出到发送功率控制部261。
当发送对象装置没有在HO状态时，发送功率控制部261对发送功率控制部258的发送功率附加偏移来控制放大部262的放大量。而当发送对象装置在HO状态时，发送功率控制部261根据CQI信号控制放大部262的放大量。在这种情况下，发送功率控制部261在重发时可通过附加来自校正值设定部260的校正值来将HS-SCCH的发送功率设定为高于首次发送时的功率。另外，虽向某一个通信终端装置已发送HS-SCCH，但没能够接收ACK/NACK信号而进入重发状态时，判断为没能够准确地接收HS-SCCH的可能性较高，仅在此时使重发HS-SCCH的发送功率高于首次发送时的功率。并且，随着重发次数的增加，使校正值递增。于是，能够减少因没有正确地接收HS-SCCH而发生的重发的次数。
而且，发送功率控制部261通过将设定的发送功率和来自校正值设定部260的校正值相加来进行外环控制。通过发送功率控制部261的发送功率外环控制，除能够校正重发时的HS-SCCH的发送功率之外，还能够校正首次发送时的HS-SCCH的发送功率，从而减少重发次数，提高传输量。另外，对于外环控制以后再进行详述。
通过放大部262的放大量的控制，调度器251输出的HS-SCCH用信号的发送功率受到控制。放大部262所放大的信号是经HS-SCCH发送的信号，该信号被输出到复用部266。
调制部(MOD)263对共享控制数据进行纠错编码、调制和扩展处理，并输出到放大部265。发送功率控制部264通过控制放大部265的放大量来控制调制部263的输出信号的发送功率。放大部265所输出的信号是经CPICH等发送的信号，该信号被输出到复用部266。
复用部266将放大部255、259、262以及265各自的输出信号复用，并输出到发送RF部267。
发送RF部267将调制部253输出的基带的数据信号变换为无线频率的信号，并输出到双工器202。
下面，用图6的方框图来说明通信终端装置300的结构。通信终端装置300接收来自基站装置200的个别数据、共享控制数据、分组数据以及HS-SCCH用信号。
双工器302将经天线301接收的信号输出到接收RF部(RE-RF)303。双工器302还将从发送RF部(TR-RF)358输出的信号经天线301无线发送。
接收RF部303将从双工器302输出的无线频率的接收信号变换为基带数字信号，将接收信号输出到缓冲器304，将HS-SCCH用信号输出到均衡器305，并将DPCH的信号输出到解调部309。
缓冲器304将接收信号暂时保存后，再输出到均衡器305。
均衡器305又称为自适应均衡器(Adaptive Equalizer)，是一种针对选频衰落的对策技术，作为降低对16QAM等多值调制波的延迟波所造成的接收性能恶化的接收技术有效。均衡器305将均衡处理后的HS-PDSCH的信号输出到解调部(DEM)307，HS-SCCH用信号输出到解调部(DEM)306，并将共享控制信道的信号输出到CIR(Carrier to InterferenceRatio，载干比)测定部(CIR-MEA)314和接收功率测定部316。
另外，CQI信号是根据经均衡器的接收处理后的共享控制信道信号的CIR测定结果来生成。这是为了报告将均衡器对HS-PDSCH的接收性能(接收增益)纳入考量的CQI信号。此时若对HS-SCC使用通常的解扩和RAKE合成进行接收，则根据上述将均衡器的接收性能(接收增益)纳入考量的CQI信号来受到发送功率控制的HS-SCCH，在通信终端难以满足所需SIR。因此，基站装置200根据CQI信号对HS-SCCH进行发送功率控制时，通信终端装置300需要对HS-SCCH也进行由均衡器的接收处理。于是，基站装置200即使根据CQI信号对HS-SCCH进行发送功率控制，通信终端装置300也能够准确地解调HS-SCCH用信号。
另外，由干扰消除器等(RAKE合成以外的)高性能接收器来代替均衡器进行处理时，显而易见地获取与上述同样的结果。
解调部306对HS-SCCH用信号进行纠错解码等解调处理，取得发往自己装置的分组数据的到来定时、该分组数据的编码率和调制方式等分组的解调上所需的信息，并输出到调制部307。
另外，在没有装载均衡器等高性能接收器的通信终端装置中，解调部306用通常的解扩和RAKE合成对接收RF部303输出的HS-SCCH用信号进行接收处理。
解调部307根据解调部306取得的信息对存储在缓冲器的HS-PDSCH的信号进行纠错解码等解调处理，将通过解调处理取得的分组数据输出到检错部308。
检错部308对解调部307输出的分组数据进行检错处理，若没检测出错误，将ACK信号输出到复用部(MUX)351，若没有检测出错误，则将NACK信号输出到复用部(MUX)351。
解调部(DEM)309对DPCH的信号进行解扩、RAKE合成以及纠错解码等解调处理，并输出到分离部(DIV)310。
分离部310将解调部309的输出信号分离成数据和控制信号。分离部310所分离的控制信号中含有UL-TPC命令等。UL-TPC命令被输出到发送功率控制部(POWER-CON)357。
SIR测定部(SIR-MEA)311按联接的每个基站，根据在解调的过程所测定出的预期波电平和干扰波电平来测定下行线路的接收SIR，并将所测定的所有的接收SIR输出到SIR合成部(SIR-COM)312。SIR合成部312合成接收SIR，将合成值输出到TPC命令生成部313。TPC命令生成部(TPC-GEN)313根据SIR合成部312输出的接收SIR和目标SIR的大小关系来生成DL-TPC命令，并输出到复用部(MUX)354。
CIR测定部314利用来自主基站装置的共享控制信道的信号来测定CIR，将测定结果输出到CQI生成部(CQI-GEN)315。CQI生成部315根据从主基站装置发送的信号的CIR生成CQI信号，并输出到复用部351。
接收功率测定部316测定主基站装置以外的位于周围的基站装置的共享控制信道的接收功率，并将表示接收功率信号输出到复用部351。
复用部351将CQI信号、接收功率信号以及ACK/NACK信号复用，并输出到调制部(MOD)352。调制部352对复用部351的输出信号进行纠错编码、调制和扩展处理，并输出到复用部356。
调制部(MOD)353对发送到基站装置200的数据进行纠错编码、调制和扩展处理，并输出到复用部356。
复用部354将DL-TPC命令和导频信号复用，并输出调制部(MOD)355。调制部355对复用部354的输出信号进行纠错编码、调制和扩展处理，并输出到复用部356。
复用部356将调制部352、353以及355各自的输出信号复用，并输出到发送RF部358。
发送功率控制部357通过根据UL-TPC命令控制发送RF部358的放大量来控制复用部356的输出信号的发送功率。另外，在与多个基站装置联接的情况下，发送功率控制部357仅在所有UL-TPC命令指示发送功率的提高时进行控制，使发送功率提高。
发送RF部358将复用部356所输出的基带数字信号放大，变换为无线频率的信号并输出到双工器302。
下面，对于外环控制的校正值设定方法和发送功率的计算方法进行详述。
发送功率控制部261通过将校正值设定部260所设定的校正值和发送功率相加来进行发送功率的外环控制。
但是，校正值设定部260仅根据重发信息，无法辨别是虽然通信终端装置准确地接收HS-SCCH却没能够准确地接收分组数据的HS-PDSCH，从而接收到NACK信号而需要重发，还是通信终端装置没能够准确地接收HS-SCCH的结果没能够接收HS-PDSCH，从而需要重发。因此，仅根据重发信息，无法进行对包括首次发送功率的HS-SCCH的发送功率的外环控制。例如，虽然对某一个终端发送HS-SCCH，却没有接收到ACK/NACK信号而进入重发状态时，则判断为该终端没能够准确地接收HS-SCCH而发生重发状态的可能性较高。于是，若是该发生频度高，校正值设定部260将根据CQI信号的内容(报告值)设定的HS-SCCH的发送功率设定为高于原来的值的校正值，从而能够进行对包括首次发送功率的HS-SCCH的发送功率的外环控制。并且，重发次数越多，校正值设定部260设定越高的校正值。
另外，作为在此所述的外环控制有两种方法，即分别控制通信终端装置的方法以及总体一并控制所有通信终端装置的方法。在以每个通信终端装置进行控制的方法，可进行根据各个通信终端装置的线路状态(多路经状态或移动速度等)的控制，从而能够使与各个终端之间的传输量上升到最大限度。相对地讲，在作为总体一并进行控制的方法，能够根据基站装置的设置地点等因素的固有线路条件(多路径的路径数等)来进行校正，并且与上述以每个通信终端装置进行控制的方法相比，可削减外环控制所需的处理量。
下面，对于发送功率控制部261的发送功率的计算方法进行详述。
在发送对象装置没有在HO状态的情况下，发送功率控制部261以下述式(1)计算HS-SCCH的发送功率。
PHS-SCCH＝PA-DPCH+offset value+(adjustment value 1)+(adjustment value 2) (1)
此时，在式(1)中
PHS-SCCH：HS-SCCH的发送功率
PA-DPCH：各个终端的A-DPCH的发送功率
offset value：由上位装置指定的对A-DPCH的发送功率的偏移值
adjustment value 1：由外环控制校正的值(有以每个用户的校正和或作为总体的校正的两种方法)
adjustment value 2：由重发控制校正的值
另外，因PA-DPCH以每一时隙变化，PHS-SCCH也以每一时隙变化。
再者，在发送对象装置在HO状态的情况下，发送功率控制部261以下述的式(2)计算HS-SCCH的发送功率。
PHS-SCCH(CQI)＝f(CQI)+(adjustment valuel)+(adjustment value2) (2)
此时，在式(2)中
PHS-SCCH：HS-SCCH的发送功率
f(x)：表示在来自终端的CQI的报告值x的HS-SCCH的发送功率的函数(未经校正的缺省值)
adjustment value 1：由外环控制校正的值(有以每个用户的校正和或作为总体的校正的两种)
adjustment value 2：由重发控制校正的值
另外，根据HO状态以切换基于A-DPCH的方式或基于CQI的方式对PHS-SCCH进行控制时，可独立控制由外环的校正(adjustment value 1)。
由上可见，至少在HO状态的情况下，通过在基站装置根据CQI设定HS-SCCH的发送功率，无论何时都能够将HS-SCCH的接收功率作为所需SIR，既可不使频率效率降低，亦可在进行HSDPA服务的无线通信系统中提高系统的传输量。
并且，通信终端装置在下行线路的A-DPCH的发送功率控制中可进行以往的操作，无需增加新的结构。
另外，因利用现存的CQI信号进行HS-SCCH的发送功率控制，在基站装置也无需设定新的控制信号与终端进行通信。而且，一般来讲，因CQI信号的调制级数(modulation level)不高而可高质量地接收，通过用其能够高精度地控制发送功率。
另外，每当恰在发送HS-PDSCH信号前发送HS-SCCH时，通信终端装置必定将CQI信号发送到基站装置。
另外，因共享控制信道的CIR测定的测定对象的质量高于控制A-DPCH的TPC命令的SIR测定的测定对象的质量，能够高精度地测定。
另外，因为A-DPCH的发送功率控制将以10ms以上的帧为单位的传输作为其前提，本发明更适合于对帧的长度较短的HS-SCCH的发送功率控制。
另外，在本发明，也可以不管通信终端装置是否在HO状态，发送功率控制部261总是根据CQI信号控制放大部262的放大量。而且，既可以通过直接受到从上位站的控制站装置100的切换信号的指示，来进行HS-SCCH的发送功率控制方法的切换，又可以基站装置200根据由控制站装置100生成的HO终端信号来自主地进行HS-SCCH的发送功率控制方法的切换。
另外，HS-SCCH的发送功率既可根据最后输入的CQI进行控制，亦可根据过去输入的多个CQI进行控制。
并且，亦可通过测定通信终端装置的移动速度，当移动速度较慢时根据过去输入的多个CQI信号进行控制，而当移动速度较快时根据最后输入的CQI进行控制等，根据环境适应性地选择所使用的CQI信号。为了实现该功能，如图5等所示的基站装置中增加移动速度检测部，用于根据解调部204的输出信号检测通信终端装置的移动速度，并将测定结果的速度信息输出到调度部251和发送功率控制部261即可。
因此，尤其在移动速度较慢的情况下，利用多个CQI的发送/接收时间内的传播环境上不出现太大变化，根据过去输入的多个CQI信号的传播路径信息的平均化或传播路径的预测来进行控制，能够实现可靠性更高的HS-SCCH的发送功率控制，从而提高分组数据的传输量。
另外，为谋取方便，在上述说明中使用了W-CDMA系统所用的信道的名称，但本发明不限于W-CDMA系统，亦可适用于在下行线路进行分组传输的其他系统中。而且，本发明也不限于上述信道，在一般适用SHO的信道和适用HHO的信道混合存在的情况下也可以应用，以切换适用SHO的信道的TPC命令的生成方法。
由上述说明可知，根据本发明，能够将HS-SCCH的接收功率总是作为所需SIR，从而在进行HSDPA服务的无线通信系统中能够提高系统的传输量。
本说明书基于2002年6月28日申请的日本专利申请2002-189875号。其内容全部包含于此以资参考。
工业实用性
本发明适合用于在下行线路进行高速分组传输的无线通信系统的基站装置中。