JP5587375B2 - 無線通信システムでの信号を伝送するための装置及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに関するもので、より詳細には、ＦＦＲ方式を用いて信号を伝送するための装置及びその方法に関するものである。

多重搬送波方式の直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ、以下、ＯＦＤＭＡという。）システムでは、副搬送波で構成された副チャンネル単位で資源割り当てが行われる。すなわち、多数のユーザが全体の副搬送波を分割して共有し、これを通して、周波数領域で多重ユーザダイバーシティ利得を確保することができる。ワイブロ（ＷｉＢｒｏ）などのＯＦＤＭＡ基盤の広帯域移動インターネット接続システムでは、全てのセルで同一の周波数を再使用し、このときに発生する受信信号の強さ及び隣接セル間の干渉によって適応変調及び符号化（ＡＭＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ＆ Ｃｏｄｉｎｇ）方式を適用することによって処理量を極大化することができる。

しかし、このような周波数再使用率が１であるシステムの場合、セル又はセクタの境界では隣接セル間の干渉が激しいため処理量の低下が不可避であり、かつ、サービス不能（ｏｕｔａｇｅ）状況に直面するようになる。このように周波数再使用率１を使用するとき、セル境界での性能を向上できる方法として、全体の副搬送波を多数の周波数パーティションに直交分割し、これら周波数パーティションを適宜配置し、各セルで一部の副帯域を使用しないか、低いパワーで使用することによって隣接セル間の同一のチャンネル干渉を緩和する方法を部分周波数再使用（ＦＦＲ：Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ、以下、ＦＦＲという。）とする。

実際のシステムでＦＦＲを適用するためには、各端末の位置情報に基づいて各セルに配置された周波数パターンを基準にしていずれの帯域を使用するかを決定することができる。また、実際の状況では、フェーディング（ｆａｄｉｎｇ）と端末の移動性などによって同一の帯域での信号対干渉比が持続的に変化するので、各セルに割り当てられた帯域のいずれの周波数パーティションを使用するかを決定するためには信号対干渉比が動的に反映されることもある。

このようにセル単位で部分的な周波数パーティションが割り当てられたとき、信号対干渉比などを考慮して動的に資源を使用するためには、与えられた周波数再使用率（ＦＲＦ：Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ）と共にユーザ間の公平性も考慮する必要がある。

上述したように、ＯＦＤＭＡシステムで全体の副搬送波を直交的に分割して多数の周波数パーティションを構成するとき、これら周波数パーティションをセル間で共有するために多様な形態の周波数再使用方式を考慮することができる。以下、これら方式の概念と特性について説明する。

周波数再使用率が１に近づくにつれてセル内での可用帯域が増加し、これによって帯域効率性が増大するが、セル境界などで同一のチャンネルによるセル間の干渉が高くなり、通信性能が低下するおそれがある。一方、周波数再使用率が高いほどセル間の同一のチャンネルによる干渉は減少するが、可用帯域が小くなり、帯域効率性が低下するようになる。

図１は、ＦＦＲの一例を示した図である。

図１を参照すると、ＦＦＲは、セルの容量増大及びユーザのサービス品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）増進のための方法である。ＦＦＲは、全体のセル次元で見るとき、基地局に近く位置しているユーザにおいては相対的にセル間の干渉レベルが高くないので、これらユーザには全体のセル容量を極大化する方向に周波数再使用率１を使用して（すなわち、全体の副搬送波を全て使用して）サービスを提供し、周波数再使用率１を使用する場合、セル間の干渉レベルが高いと予想されるセル境界ユーザには周波数再使用率３を使用して（すなわち、全体の副搬送波を全て使用せずに、各セクタの周波数再使用率が３である帯域の一部分を使用して）セル間の干渉を減少させながら良い品質のサービスを提供することができる。

ＦＦＲには、異なるセルのセル境界ユーザが使用する周波数帯域は使用しないハードＦＦＲと、その領域に対しても電力及び特定条件に対する制限を有して使用するソフトＦＦＲとがある。

ソフトＦＦＲ技術は、ハードＦＦＲも含む一般化された概念であり、各隣接セルが各周波数パーティションの送信電力を異なるように設定することによって（電力を０に設定するとハードＦＦＲ）全体のセル容量を高められる技術である。

図２は、ハードＦＦＲ方式及びソフトＦＦＲ方式に対する一例を示した図である。

図２を参照すると、ハードＦＦＲ方式の場合、各セルごとに再使用１／３である帯域で特定周波数帯域のみを使用することを確認することができる。これと異なり、ソフトＦＦＲ方式の場合、各セルごとに再使用１／３である周波数帯域で電力レベルが互いに異なるように全ての帯域を使用することが分かる。例えば、再使用１／３である周波数帯域のうち同一の周波数帯域でセル別に電力レベルが異なることがある。また、各セルは、再使用１／３である周波数帯域別に互いに異なる電力レベルを有することができる。

一般的に、ＦＦＲ方式を適用すると、図２に示すように、周波数帯域別に互いに異なる電力レベルを有するようになる。本明細書は、このような電力レベルに対してＦＦＲグループ別又は周波数パーティションごとにどのように電力レベルを設定するかについて、そして、ダウンリンク及びアップリンクに対してどのような方式でシグナリングするかについて提案する。

本発明で達成しようとする技術的課題は、無線通信システムで信号を伝送する方法を提供することにある。

本発明で達成しようとする技術的課題は、無線通信システムで信号を伝送するための装置を提供することにある。

本発明で達成しようとする技術的課題は、前記技術的課題に制限されず、言及していない他の技術的課題は、下記の記載から本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるだろう。

前記のような技術的課題を達成するための本発明に係る信号伝送方法は、基地局から周波数パーティション別に設定された基地局間のターゲット干渉情報（又はＩｏＴ調整パラメータ）を受信し、前記受信した情報及び前記基地局と前記端末との間の伝播損失値を用いて前記端末に割り当てられた特定周波数パーティションに対する伝送電力レベルを決定し、前記決定された伝送電力レベルで前記基地局に信号を伝送することを備えている。
本発明は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
無線通信システムで端末が信号を伝送する方法において、
部分周波数再使用（Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ）方式によって特定周波数パーティションの割り当てを受け、
前記基地局から周波数パーティション別に設定された基地局間でターゲットにする干渉情報を受信し、
前記受信した情報及び前記基地局と前記端末との間の伝播損失値を用いて前記端末に割り当てられた特定周波数パーティションに対する伝送電力レベルを決定し、
前記決定された伝送電力レベルで前記基地局に信号を伝送することを含む、信号伝送方法。
（項目２）
前記基地局から前記周波数パーティション別に測定された干渉及び雑音電力レベル情報を受信することをさらに含む、項目１に記載の信号伝送方法。
（項目３）
前記基地局間のターゲット干渉情報は、前記基地局間の干渉レベルを調節する干渉レベル制御パラメータ、ストリームの数及び最小要求信号対干渉及び雑音比情報のうち一つ以上を含む、項目１に記載の信号伝送方法。
（項目４）
前記干渉レベル制御パラメータは周波数パーティション別に異なるように設定される、項目３に記載の信号伝送方法。
（項目５）
前記干渉レベル制御パラメータの値は、所定のビット大きさのビット値で前記端末にシグナリングされる、項目４に記載の信号伝送方法。
（項目６）
前記基地局間のターゲット干渉情報は周期的に伝送される、項目１に記載の信号伝送方法。
（項目７）
前記基地局間のターゲット干渉情報は制御チャンネル又はメッセージを通して伝送される、項目１に記載の信号伝送方法。
（項目８）
前記制御チャンネルは、スーパーフレームヘッダ、アップリンクＡ―ＭＡＰ ＩＥ（Ａｄｖａｎｃｅｄ―ＭＡＰ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ）及びＡＢＩ（Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）のうちいずれか一つである、項目７に記載の信号伝送方法。
（項目９）
前記基地局間のターゲット干渉情報は所定ビット大きさのビット値でシグナリングされる、項目１に記載の信号伝送方法。
（項目１０）
前記基地局間のターゲット干渉情報は前記基地局間の協力によって決定された情報である、項目１に記載の信号伝送方法。
（項目１１）
前記伝送電力レベルは副搬送波別の電力レベルを示す、項目１に記載の信号伝送方法。

本発明によると、アップリンク伝送時、システム処理量及びセル境界ユーザの性能が向上するという効果をもたらし、基地局間の干渉レベル制御を効果的に行うことができる。

本発明で得られる効果は、以上言及した各効果に制限されず、言及していない他の効果は、下記の記載から本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるだろう。

ＦＦＲの一例を示した図である。 ハードＦＦＲ方式及びソフトＦＦＲ方式に対する一例を示した図である。 ＦＦＲ方式の一例を示した図である。 ＦＦＲ方式を適用する場合、各周波数パーティション別にＳＩＮＲ＿ｔａｒｇｅｔ値を異にする場合に対する一例を示した図である。 ダウンリンクでのソフトＦＦＲ方式に対する動作を示す図である。 アップリンクでのソフトＦＦＲ方式を考慮するときの基地局及び端末の動作シナリオの一例を示す図である。 アップリンクでのソフトＦＦＲ方式を考慮するときの基地局及び端末の動作シナリオの一例を示した図である。 ダウンリンク伝送電力レベル及びアップリンクターゲットＩｏＴレベルのデュアリティ（ｄｕａｌｉｔｙ）を示した図である。 本発明によって信号を伝送可能な端末装置に対する好適な実施例の構成を示したブロック図である。

以下、本発明に係る好適な各実施形態を添付の図面を参照して詳細に説明する。添付の図面と共に以下で開示する詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を説明するためのものであり、本発明が実施され得る唯一の実施形態を示すためのものではない。以下の詳細な説明は、本発明の完全な理解を促進するために具体的な詳細事項を含む。しかし、当業者は、本発明がこのような具体的な詳細事項なしにも実施され得ることが分かるだろう。例えば、以下では一定の用語を中心にして説明するが、これら用語に限定される必要はなく、任意の用語として称される場合にも同一の意味を表すことができる。また、本明細書の全般にわたって同一又は類似した構成要素は同一の図面符号を使用して説明する。

明細書全体において、一つの部分が一つの構成要素を「含む」とするとき、これは特別に反対の記載がない限り、他の構成要素を除外するのでなく、他の構成要素をさらに含むことができることを意味する。

以下で開示する技術は多様な通信システムに使用されるが、このような通信システムは、音声、パケットデータなどの多様な通信サービスを提供することができる。通信システムの技術は、ダウンリンク又はアップリンクに使用される。基地局は、固定局、Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ、Ｎｏｄｅ Ｂ、ｅＮｏｄｅ Ｂ（ｅＮＢ）、アクセスポイント、ＡＢＳなどの用語に取り替えられる。また、端末（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）は、ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）、ＳＳ（Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＭＳＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ）、ＡＭＳ又はＭｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌなどの用語に取り替えられる。

また、送信端はデータ又は音声サービスを伝送するノードを意味し、受信端はデータ又は音声サービスを受信するノードを意味する。したがって、アップリンクでは、移動端末が送信端になり、基地局が受信端になる。これと同様に、ダウンリンクでは、端末が受信端になり、基地局が送信端になる。

一方、本発明の端末としては、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、セルラーフォン、ＰＣＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｅｒｖｉｃｅ）フォン、ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ）フォン、ＷＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ ＣＤＭＡ）フォン、ＭＢＳ（Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ）フォンなどが用いられる。

本発明の各実施例は、無線接続システムであるＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ） ８０２システム、３ＧＰＰシステム、３ＧＰＰ ＬＴＥ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）システム及び３ＧＰＰ２システムのうち少なくとも一つに開示された標準文書によってサポートされる。すなわち、本発明の各実施例のうち本発明の技術的思想を明確にするために説明していない各段階又は各部分は、前記各文書によってサポートされる。また、本文書で開示している全ての用語は、前記標準文書によって説明される。特に、本発明の各実施例は、ＩＥＥＥ ８０２．１６システムの標準文書であるＰ８０２.１６―２００４、Ｐ８０２.１６ｅ―２００５、Ｐ８０２.１６Ｒｅｖ２及びＰ８０２.１６ｍ ＡＷＤ又はＰ８０２.１６ｍ ｄｒａｆｔなどの文書によってサポートされる。

以下の説明で使用される特定用語は、本発明の理解を促進するために提供されたもので、このような特定用語の使用は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で他の形態に変更可能である。

本明細書は、電力レベルに対してＦＦＲグループ別に又は周波数パーティションごとにどのように電力レベルを設定するか、そして、ダウンリンク及びアップリンクに対してどのような方式でシグナリングするかについて提案する。

また、本明細書では、アップリンクで部分周波数再使用（ＦＦＲ：Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｒｅｕｓｅ）方式を使用するセル又はセクタのシステム性能とセル境界ユーザ性能を向上させるための電力制御方法を説明する。このような電力制御方法は、干渉緩和、最小セル境界ユーザ性能をサポートするためのものである。また、単一ユーザ方式の場合と同一の干渉水準を維持しながら多重ユーザＭＩＭＯの状況での性能を改善することを目的とする。また、同一の性能を出しながらオーバーヘッドを減少させるために、制御シグナリングを最小限にすることを原則にする。

ＦＦＲ方式を使用するシステムでは、少なくとも二つ以上の周波数パーティションを使用することができる。二つ以上の周波数パーティションが存在する場合、それぞれの周波数パーティションは、互いに異なるチャンネル特性及び干渉特性などの通信環境自体が変わり得る。これは、特定の目的のために使用されることもある。すなわち、チャンネル状況が良くない端末の場合、より少ない干渉量が測定される周波数及び時間領域の資源を使用すると、性能向上を期待できるようになる。

図３は、ＦＦＲ方式の一例を示した図である。

図３を参照すると、周波数パーティションが４個存在することができ、ソフトＦＦＲ方式を使用すると、ＦＦＲ１／３である領域のうち一つは相対的に大きいパワーを使用できるが、これは、チャンネル状態が良好でない特定端末に割り当てることが望ましい。そして、残りの二つのＦＦＲ１／３である領域に対してユーザ割り当て及び電力割り当てをするときは、他のセル又はセクタに及ぶ干渉量を考慮して割り当てる必要がある。これは、この領域の資源割り当てが適切でない場合、ＦＦＲ方式の利得を得られなくなるという問題が発生しうるためである。したがって、本発明では、ＦＦＲ方式が適用されるシステムでこれを効果的にサポートするために、それぞれの周波数パーティションに合うアルゴリズムを適用することができる。これは、開ループ電力制御方式に基づいて動作することができる。

無線チャンネルで伝播損失、干渉、雑音などが信号品質を低下させる要因として作用するので、受信端で必要とする信号品質を得るためには、信号品質の低下要因を克服できるように伝送電力を適宜調節する必要がある。

一般に、電力制御が基地局と端末との間の経路損失（又は伝播損失）、干渉及び雑音に対して補償することによって、受信端で必要とする信号品質を満足させるようになる。したがって、伝送電力は、次の数学式１のように、ターゲット信号対干渉及び雑音比（ＳＩＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ、以下、ＳＩＮＲという。）、雑音（Ｎ）、干渉（Ｉ）、経路損失（ＰＬ）を考慮して決定したり、又はターゲット搬送波対干渉及び雑音比（ＣＩＮＲ：Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ、以下、ＣＩＮＲという。）、雑音（Ｎ）、干渉（Ｉ）、経路損失（ＰＬ）を考慮して決定することができる。

移動通信で伝送手段として電磁波を用いるので、距離によって経路損失が存在することがあり、このような経路損失は、電波が送信アンテナから受信アンテナまで到逹するときの伝送距離による減衰、周辺環境や移動体の動きによる送受信地間の距離の随時変化によって生じる。

以下で、ＩＥＥＥ ８０２.１６ｅシステムでのアップリンク電力制御について簡略に説明する。ＩＥＥＥ ８０２.１６ｅシステムでの電力制御は、ＳＩＮＲ又はＣＩＮＲ、経路損失、干渉、雑音の他にシステム特性を考慮し、基地局及び端末によるオフセット（Δｏｆｆｓｅｔ＿端末、Δｏｆｆｓｅｔ＿基地局）を考慮することによってシステム性能を向上させることができる。これは、次の数学式２のように表すことができる。

無線通信システムで隣接セルから受ける干渉はシステムの性能を低下させる要因であるので、電力制御を通して干渉を克服できるように伝送電力を調節する必要がある。一般に、伝送電力は干渉電力と比例する。すなわち、干渉を克服するために伝送電力を増加させることは、却って隣接セルに作用する干渉の増加を誘発するようになり、これによって隣接セルからより強い干渉を受ける原因にもなる。したがって、隣接セルに作用する干渉を適宜調節すると同時に、受信端で必要とする信号品質を確保できる電力制御技法が要求される。

部分電力制御（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ）は、セル間干渉（ＩＣＩ）の発生を抑制するための電力制御技法であって、経路損失の一部のみを補償する。すなわち、経路損失の一部のみを補償して伝送電力を減少させると、隣接セルに作用する干渉を減少できるので、結果的に隣接セルから受ける干渉を減少させることができる。このような電力制御は、次の数学式３のように表すことができる。

ここで、αは、経路損失の一部を補償するための係数である。

以下で、ターゲット干渉レベルを満足させるための電力制御方式を説明する。

受信端で必要とする信号品質を満足させると同時に、隣接したセルに作用する干渉を最小化するための方法として、ターゲット干渉レベルを用いることができる。ターゲット干渉レベルは、必要とする信号品質を満足させるために要求される干渉レベルであって、ＩｏＴ、ＳＩＮＲ、ＣＩＮＲなどのセル間干渉要素（ｉｎｔｅｒ―ｃｅｌｌ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｔｅｒｍ）を含む多様な方法で表現される。

受信端は、セル又はセクタ内でセル間干渉レベルが受信信号品質を満足させるためのレベルより高いと判断される場合、隣接セル又はセクタにセル間干渉を制限するための電力制御を要求することができ、このような要求は、バックボーンリンクなどを通してシグナリングされる。また、個別的な要請によって電力制御が行われるのでなく、基地局間の協力（ｉｎｔｅｒ―ｃｅｌｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ）を通しても電力制御が行われる。

セル間干渉の制限又は減少のための電力制御が要請されたセル又はセクタの基地局又は基地局間のセル間協力（ｉｎｔｅｒ―ｃｅｌｌ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎ）を行う基地局は、隣接セル又はセクタに作用するセル間干渉を減少させるために送信端の伝送電力を次のように調節することができる。

ここで、

は、隣接セル又はセクタで要求するターゲットセル間の干渉レベルを、

は、セル間干渉を考慮していないときの伝送電力を、

は隣接セル又はセクタに作用する干渉レベルの推定値を、

を満足させるための伝送電力値を意味する。

ここで、

が元の定義とは異なって雑音を含まない場合に考慮されると、Ｎは省略される。

で表すことができ、基地局及び端末によるオフセットを考慮して

のように表すことができる。セル間干渉電力である

セル間干渉を調節するための電力制御方式のうち電力制御の主体が端末になる開ループ電力制御（ＯＬＰＣ：Ｏｐｅｎ Ｌｏｏｐ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）方式の場合、基地局は、隣接セル又はセクタから受信したターゲットＩｏＴ（又は基地局間の協力によって定められたターゲットＩｏＴ、又は基地局間で任意に定められたターゲットＩｏＴ）などのセル間干渉を調節するための干渉レベル（ＩｏＴ_ｔａｒ）を端末に伝送することができる。

ＩＥＥＥ ８０２.１６ｍシステムのようにシステム帯域幅を多数の周波数パーティションに分ける場合、干渉レベルは、周波数パーティション別に又は端末によってそれぞれ異なる値が伝送される。

周波数パーティション別の干渉レベル（ターゲットＩｏＴ：ＩｏＴ_ｔａｒ）は、次の数学式６又は数学式７のように決定することができる。

前記数学式６又は数学式７で、ｗは、ＩｏＴターゲットを設定するための加重係数（ｗｅｉｇｈｔ ｆａｃｔｏｒ）で、下記のような数学式を用いて求めることができる。以下で、ターゲットＩｏＴを設定するための多様な場合を説明する。まず、第１の方法として、ＩｏＴターゲットは次の数学式８のように表すことができる。

ここで、基地局がシグナリングするリストには、最小ＩｏＴターゲットである

デフォルトＩｏＴターゲットである

例えば、周波数パーティションの数が４であってもよく、

ここで、デフォルトＩｏＴターゲットは、多数の周波数パーティションが存在するとき、各パーティション別に設定されるＩｏＴターゲットの基準になる値であって、システム帯域幅の全体のＩｏＴ値の平均値や、各周波数パーティション別のＩｏＴターゲット値の平均値などになり得る。

ここで、デフォルトＩｏＴターゲット値は最大ＩｏＴターゲット値と同一であり、ＩｏＴターゲット値の範囲は最小ＩｏＴ値によって決定され、各周波数パーティション別のＩｏＴ_ｔａｒ値は

によって決定される。

の伝送によるオーバーヘッドを減少させるために、送信端と受信端ではビット列による

のテーブルを用いてシグナリングすることができ、システム特性によってシグナリングに必要なビット数とテーブルは適宜変更することができる。デフォルトＩｏＴ、最小ＩｏＴ、

のシグナリングのために必要なビット数及びテーブルの例は、次の通りである。

をセル又はセクタ別に４ビットで、

をセル又はセクタ別に４ビットで、

は周波数パーティション別に２ビットでシグナリングすることができる。

周波数パーティションの数が４である場合、

でシグナリングすることができる。また、

であると、それぞれ

でシグナリングすることができ、これは、次の表１のように表すことができる。

前記第１の方法とは異なり、周波数パーティション別にＩｏＴターゲットを設定するために

を使用することができる。すなわち、

を用いてデフォルトＩｏＴターゲット値に対する比率として、パーティション別にＩｏＴターゲット値を設定することができる（第２の場合）。これは、次の数学式９のように表すことができる。

シグナリングするリストには、デフォルトＩｏＴターゲットである

例えば、周波数パーティションの数が４、

であってもよい。
第１の場合とは異なり、

は、シグナリングによるオーバーヘッドを減少させるために送受信端で事前に定義された表を用いてビット列によって適切な値にマッピングすることができる。

のマッピングのために同一の表を使用することができ、システム特性によってシグナリングに必要なビット数及び表は適宜変更することができる。デフォルトＩｏＴ値と

を用いたパーティション別のＩｏＴターゲット値の設定のために必要なビット数は、次の表２のように表すことができる。

をセル又はセクタ別に４ビットで、

は周波数パーティション別に３ビットで、

は周波数パーティション別に３ビットでシグナリングすることができる。

周波数パーティションの数が４である場合、

でシグナリングすることができる。

前記第２の方法の場合、周波数パーティション別のＩｏＴターゲットを設定するために

を用いる場合に発生しうるシグナリングオーバーヘッドを減少させるために、

のみを用いてデフォルトＩｏＴ値に対するスケーリング係数（ｓｃａｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）として使用することができ、次の例のようにパーティション別のＩｏＴを調節することができる。

基地局がシグナリングするリストには、デフォルトＩｏＴターゲットである

例えば、周波数パーティションの数が４、

であってもよい。

前記第１及び第２の方法と異なり、ＩｏＴデフォルト値の調整値をシグナリングすることに伴うオーバーヘッドを減少させるために、送受信端で事前に定義された表を用いてビット列によって適切な値にマッピングすることができ、システム特性によってシグナリングに必要なビット数及び表は適宜変更することができる。

第４の方法として、周波数パーティション別にＩｏＴターゲットを設定するためにデフォルトＩｏＴ値に対するスケーリング係数を使用せずに、デフォルトＩｏＴ値に対する増加分又は減少分でパーティション別にＩｏＴターゲットを設定することもできる。これは、次の数学式１１のように表すことができる。

基地局がシグナリングするリストには、デフォルトＩｏＴターゲットである

（デフォルトＩｏＴターゲット＝最小ＩｏＴターゲット）、ＩｏＴ調節値である

がある。

例えば、周波数パーティションの数が４、

であってもよい。

デフォルトＩｏＴに対する増加分でパーティション別にＩｏＴターゲットを設定する方法及びシグナリングの例は、次の通りである。

をセル又はセクタ別に４ビットで、

は周波数パーティション別に２ビットでシグナリングすることができる。これは、

でシグナリングすることができる。

第５の方法として、パーティション別のデフォルトＩｏＴ値を使用せずに、次のようにパーティション別のＩｏＴターゲット値を直接シグナリングすることもできる。

周波数パーティションの数を４とすると、

のように表すことができる。

第６の方法として、ＩｏＴターゲット値を調節するためのＩｏＴデフォルト値の加重係数として

を用い、次の数学式１２のように設定することもできる。

このとき、基地局がシグナリングするリストには、デフォルトＩｏＴターゲットである

周波数パーティションの数が４である場合、

であってもよい。

ＩｏＴデフォルトとＩｏＴターゲット値のためのビット数とマッピングのための次の表３は、システム特性によって適宜変更することができ、一例として、次のように表すことができる。

表３で、

をセル又はセクタ別に４ビットで、

は周波数パーティション別に４ビットでシグナリングすることができる。周波数パーティションの数が４である場合、

でシグナリングすることができる。

開ループ電力制御の主要概念は、端末の伝送電力を設定することであって、より具体的には、制御チャンネル（例えば、Ａ―ＭＡＰ ＩＥ）によって指示される変調及びコード方式（ＭＣＳ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）レベルに基づいてターゲットＳＩＮＲを充足できる伝送電力を設定することである。ここで、Ａ―ＭＡＰ ＩＥ（Ａｄｖａｎｃｅｄ―ＭＡＰ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ）について簡単に説明すると、制御チャンネルには放送チャンネル及びＡ―ＭＡＰ ＩＥなどがあるが、基地局は、制御チャンネルのうちＡ―ＭＡＰ ＩＥ（Ａｄｖａｎｃｅｄ―ＭＡＰ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ）を通してＭＣＳレベル情報などを伝送することができる。また、基地局は、Ａ―ＭＡＰ ＩＥを用いて資源割り当て情報及び電力制御情報などを端末に伝送することができる。一般に、Ａ―ＭＡＰ ＩＥは、ＭＡＣメッセージより強くコーディングされて伝送される場合が多い。

ＩＥＥＥ ８０２.１６ｍシステムに適した新しい特徴を含むために、本発明で提案する開ループ電力制御は、アップリンク協力空間多重化（ＣＳＭ）又は単一ユーザの空間多重化をサポートするためにストリームの数によってアップリンク伝送電力を制御することができる。このような変更事項によって、隣接セルへの全体の干渉量は、使用されるストリームの数とは関係なく固定される。本発明に係る開ループ電力制御は、端末の伝送電力を制御し、推定されたＩｏＴレベルがターゲット値より高くないように端末の電力を制御することができる。さらに、提案されたＩｏＴ制御は、ＦＦＲ方式と効率的に結合される。

次の数学式１３は、本発明で提案する開ループ電力制御公式の一例である。

ここで、

である。また、上述した全ての場合に対して、ｔａｒｇｅｔ ＩｏＴは、セル間干渉（又はＩｏＴ）を調節するために端末にシグナリングされる任意の制御パラメータに取り替えられる。そして、周波数帯域別に異なる値がシグナリングされる。

また、ここで、

はサービング基地局に対する経路損失を、

は最も強い干渉基地局に対する経路損失を、

は基地局の伝送電力を、ＮＩは１００ｍｓごとに更新されるサービングセルの雑音及び干渉レベルを、

は雑音電力密度を、

はＭＣＳ及びターゲットＢＬＥＲ（Ｂｌｏｃｋ ｅｒｒｏｒ ｒａｔｅ）に関する関数、すなわち、

は特定の端末電力オフセットに対する訂正要素（ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｔｅｒｍ）を意味する。

は、端末によって制御される伝送電力レベル調整値である。端末は、開ループ電力制御と閉ループ電力制御との間でＵＬ Ａ―ＭＡＰを通して電力制御メッセージを用いてモード変更を行うことができる。

前記数学式１３は、次の数学式１４又は数学式１５のように変更される。

ここで、

はストリーム別、副搬送波別の伝送電力で、ＭＴ_ＴはＵＬ Ａ―ＭＡＰ ＩＥによって指示される対応資源ユニットのための総ストリーム数である。

は、端末の最大伝送電力を超えることができない。基地局は、

を制御チャンネル又はメッセージ形態で端末に伝送することができる。このとき、

は、制御チャンネルのうちスーパーフレームヘッダ（例えば、Ｓ―ＳＦＨ（ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｓｕｐｅｒｆｒａｍｅ ｈｅａｄｅｒ））又はＡＢＩ（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ ｂｒｏａｄｃａｓｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）などを通して端末にシグナリングすることができ、かつ、特定端末にユニキャストなどを通してシグナリングすることができる。端末は、他のセクタに対する干渉がシグナリングされた

を超えないように電力制御を行うことができる。このとき、

は、各周波数パーティション別に異なり得る。ＳＩＭＯ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｉｎｐｕｔ Ｍｕｌｔｉ Ｏｕｔｐｕｔ）シミュレーションの場合、ＭＴ_Ｔは１に設定される。

以下で、基地局が

レベルを決定する手順の一例を説明する。

各基地局は

を計算し、ネットワークは、基地局の

レベル上で平均化された平均ＩｏＴ値を計算する。その後、ネットワークは、平均化された平均ＩｏＴを所望のＩｏＴレベルと比較する（ここで、所望のＩｏＴレベルは、ネットワークによって全ての基地局が持つように望まれる共通の平均ＩｏＴレベルである。）。もし、平均化された平均ＩｏＴが所望のＩｏＴレベルより大きいと

を減少させ、平均化された平均ＩｏＴが所望のＩｏＴレベルより小さいと

を増加させる。その後、基地局は、更新された

レベルをシグナリングすることができる。このような過程が周期的に反復される。

レベルを決定する手順の他の例を説明すると、基地局は、互いに所望のＩｏＴレベルを交換する（ここで、各基地局の所望のＩｏＴレベルは異なり得る。）。その後、各基地局は、他の基地局からの所望のＩｏＴレベルを考慮して

を計算する。そして、基地局は、更新された

レベルを放送する。このような過程は周期的に反復される。

次の数学式１６は、ＩＥＥＥ ８０２.１６ｅシステムのアップリンク開ループ電力制御を示した式である。

これに基づいて、システム性能向上、セル間干渉制御、セル境界ユーザの性能向上方法が単一化されたアルゴリズム形態で構成される。以下で提案された方法は、単一ストリームで伝送することを基本にし、多重ストリームに確張する方法は、最終的に決定された値又は適切な中間値で

だけの追加演算をすればよい。これは、同一の資源で多重ストリームを有する多重ユーザ環境での干渉量を、一つの資源で単一ストリームを有する単一ユーザ環境の干渉水準に低下させ、性能を向上させる役割をする。この場合、最小限の制御情報に基づいて動作可能である。

以下で、アップリンク開ループ電力制御方法のうち第１の方法において、セル間干渉、セル境界ユーザを考慮し、端末が伝送する電力について、次の数学式のように表すことができる。

前記第１の方法は、ＳＩＮＲターゲット値の役割をするパラメータに二つのオプションを置く形態である。

のように初期に 基地局で端末の伝送制御モードを決定したり、又は端末が該当の基地局に特定モードを要求することもできる。初期の決定値がＳＩＮＲターゲット値でない以上、その値を決定する段階は次の通りである。

前記数学式１８において、電力スペクトル密度（ＰＳＤ：Ｐｏｗｅｒ Ｓｐｅｃｔｒａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ、以下、ＰＳＤという。）レベルを決定する方法では、２段階を経て伝送電力が決定される。オフセットで区分された２個のパラメータの位置によって前記数学式１７、前記数学式１８、前記数学式１９に区分される。前記数学式１８と前記数学式１９は、ＭＴ_Ｔの位置によって区分される。前記数学式２０及び前記数学式２１も同一の概念で分類することができる。これは、決定された伝送電力で常に多重ストリーム部分を考慮するかどうかを決定する要素である。さらに、ＦＦＲ方式を考慮する場合、前記各数学式に適用可能な方法を記述すると次の通りである。

前記数学式１７〜前記数学式２０に共通に適用されるＳＩＮＲ＿ｔａｒｇｅｔ値としては、各周波数パーティションによって互いに異なる値又は同一の値を適用することができる。

図４は、ＦＦＲ方式を適用する場合、各周波数パーティション別にＳＩＮＲ＿ｔａｒｇｅｔ値を異にする場合に対する一例を示した図である。

図４を参照すると、セル＿１で、Ｆ１とＦ４は同一水準のＳＩＮＲ＿ｔａｒｇｅｔを有し、Ｆ２とＦ３はＦ１、Ｆ４よりも相対的に低い異なる水準の値を有するが、二つは同一又は互いに異なる値を有することも可能である。このような値を決定する方法は、ネットワーク水準でシステム―ワイド（ｓｙｓｔｅｍ―ｗｉｄｅ）に決定される。

ユーザを区分する方法又はユーザを割り当てる方法としては、多様な方法を考慮することができる。このとき、ユーザの幾何学情報、経路損失、受信ＳＩＮＲなどを基準にすることができる。周波数パーティションを分ける基本原則は、ネットワーク水準で協力的に行うことである。もちろん、周波数パーティションの数は４に固定されるわけではない。周波数パーティションの数が多くなるとしても、目的に合うように使用が許諾された周波数パーティションのために、次のように互いに異なる値を設定して使用することができる。

のように周波数パーティション別にＳＩＮＲ＿ｔａｒｇｅｔ値を異なるように設定することもできる。

周波数パーティション別にＳＩＮＲ＿ｔａｒｇｅｔ値を異なるように設定する場合と同様に、前記数学式１７〜前記数学式２０で共通に使用されるＳＩＮＲ_ｍｉｎ又はＳＩＲ_ｍｉｎ値を周波数パーティション別に異なるように設定することも適用可能である。周波数パーティション内で全て同一な水準の値を使用したり、又は下記の例示のように使用することができる。ただし、その値は、システムの状況に合わせて設定されることが望ましい。

一例として、周波数パーティション別に、

のように設定することができ、他の例として、

のように設定することもでき、

のように設定することができる。また、

のように周波数パーティション別に全て同一の値が設定されることもある。また、前記数学式１７〜前記数学式２０で共通に使用される

値を周波数パーティション別に異なるように設定することができる。例えば、セル＿１で、Ｆ１とＦ４は、Ｆ２とＦ３よりも相対的に大きい値に設定することができる。

端末が伝送電力を制御する開ループ電力制御方法として第２の方法は、ＳＩＮＲ_{ｔａｒｇｅｔ}を選択するモードでない場合、これに取って代わる値として、ＳＩＮＲ_ｍｉｎと

を直接比較した上で、より大きい値を使用する方法である。このような第２の方法に基づいた伝送電力は、次の数学式２２〜数学式２５のように多様な形態で表現される。

前記第２の方法で前記数学式２２〜数学式２５に区分した理由は、前記第１の方法で前記数学式１７〜前記数学式２０のように区分した理由と同一である。ここで、ＳＩＮＲ_{ｔａｒｇｅｔ}、

ＳＩＮＲ_ｍｉｎ又はＳＩＲ_ｍｉｎ値は周波数パーティション別に異なるように設定される。

第３の方法は、Ｐ_ｍｉｎ、Ｐ_ｔｘ１、Ｐ_ｔｘ２を互いに比較してＰ_ｔｘを決定する方法である。これは、次の数学式２６〜２９のように表すことができる。

ここで、Ｐ_ｔｘ１は、前記数学式１６の場合と同一であり、Ｐ_ｔｘ２は、ＭＴ_Ｔ＝１である場合、前記数学式１７〜数学式２０での

と同一の役割をするといえる。

は、サービングセルのために端末で推定した経路損失で、

は、最も強い干渉セルのために端末で推定した経路損失で、ＮＩは、サービングセルで副搬送波別の雑音及び干渉の推定された平均電力レベルで、ＳＩＮＲ_{ｔａｒｇｅｔ}は、データ又は制御チャンネルを伝送するためのものである。ＳＩＮＲ_ｍｉｎは、サービング基地局によって与えられる最小ＳＩＮＲ値である。

は、特定の端末電力オフセットに対する訂正要素を意味する。端末は、開ループ電力制御と閉ループ電力制御との間でＵＬ Ａ―ＭＡＰを通して電力制御メッセージを用いてモード変更を行うことができる。

は、端末によって制御される伝送電力レベル調整値である。ＭＴ_ＴはＵＬ Ａ―ＭＡＰ ＩＥによって指示されるストリーム数である。単一ユーザＭＩＭＯの場合、この値はＭ_ｔに設定されるが、Ｍ_ｔはユーザ別のストリーム数である。ＣＳＭの場合、この値はＭ_ｔ＿Ａに設定され、Ｍ_ｔ＿Ａは総ストリーム数である。制御チャンネル伝送の場合、この値は１に設定される。基地局は、ターゲットＩｏＴレベルを他のセクタにＳ―ＳＦＨを通して放送することができ、このとき、ターゲットＩｏＴレベルは各周波数パーティション別に異なり得る。

第４の方法は次の通りである。開ループ電力制御で副搬送波別の電力及び送信アンテナ別の電力は、次の数学式３０のように表現されるアップリンク伝送によって維持される。

ここで、ＳＩＮＲ_{ｔａｒｇｅｔ}は、基地局から受信するターゲットアップリンクＳＩＮＲ値である。この値を計算するのに用いられるモードは、電力制御メッセージを通してシグナリングされる。Ｐは、現在の伝送のための副搬送波別の伝送電力レベル（ｄＢｍ）で、Ｌは、推定された現在の平均アップリンク伝播損失である。Ｌは、端末の送信アンテナ利得及び経路損失を含むことができる。ＮＩは、基地局から副搬送波別に雑音及び干渉の推定された平均電力レベルで、基地局の受信アンテナ利得を含まない。

は、特定の端末電力オフセットに対する訂正要素を意味し、これは端末によって制御される。
は、特定の端末電力オフセットに対する訂正要素を意味し、これは基地局によって制御される。推定された現在の平均アップリンク伝播損失Ｌは、プリアンブルのアクティブ副搬送波上に受信された総電力に基づいて計算される。

ユーザがネットワークに接続するとき、次の数学式３１を用いて各パラメータに対して交渉することができる。

ここで、Ｃ／Ｎは、現在の伝送に対してｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ／ＦＥＣ ｒａｔｅの正規化されたＣ／Ｎである。これは、ＭＣＳレベルと関連したパラメータである。Ｒは、ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ／ＦＥＣ ｒａｔｅのための反復回数である。

は、セル境界性能と全体のシステム処理量との間でのＩｏＴ制御及びトレードオフ（ｔｒａｄｅ―ｏｆｆ）のためのターゲットＳＩＮＲ値であって、制御パラメータ

及びＳＩＮＲ_ｍｉｎによって決定される。

は、次の数学式３２のように表すことができる。

ここで、ＳＩＮＲ_ｍｉｎは、基地局が期待するＳＩＮＲ要求最小率を意味し、ユニキャスト電力制御メッセージによって設定される。ＳＩＮＲ_ｍｉｎはｄＢ単位で４ビットに表現される。

は、基地局でシグナリングするＩｏＴ制御のためのパラメータであって、その値が周波数パーティション別に異なり得る。Ｎｒは、基地局での受信アンテナの数を示し、

は、端末が測定したダウンリンク信号電力対干渉電力の比を示す。

前記数学式３２のうち一つのオプションである

で、ＳＩＮＲ_ｍｉｎ、

をアップリンク開ループ電力制御に使用することができる。これは、ＦＦＲ方式の適用時にその利得を向上できる方法である。

の範囲は、｛０，０.１，…，１.０，…｝などで、適切な範囲内で選択して使用することができ、選択された

を該当の周波数パーティションに互いに異なるように適用する場合、ＦＦＲ方式を効果的にサポートすることができる。

は、該当の基地局が各端末に放送チャンネル、スーパーフレームヘッダ又はＡＢＩを通して伝送したり、ＵＬ Ａ―ＭＡＰ ＩＥを通して伝送したり、メッセージ形態で伝送することができる。周波数パーティションの数によってその情報量は相対的に変わり得る。以下で、基地局が端末に周波数パーティションによって放送する例を説明する。

このとき、基地局の端末への前記各パラメータ値の伝送周期は、固定されたり、流動的に変化することもある。前記各パラメータ値を受信した端末は、これに基づいて伝送電力を決定することができる。前記各パラメータ値を知らせるとき、実数値、予め定義されたテーブルのマッピング値などの形態で知らせることができる。

以下では、端末が伝送電力を制御するのに必要な情報、より具体的に、基地局がどのような方式で端末にシグナリングするかに対するシグナリング方法について説明する。

図５は、ダウンリンクでのソフトＦＦＲ方式に対する動作を示す図である。

図５を参照すると、ダウンリンクでは干渉を作る主体が基地局で、干渉を感じる主体は端末である。ダウンリンクで干渉を作る主体である基地局は、ＦＦＲグループ（又はパーティション）別に伝送電力レベルを設定することができる。一つの基地局は、他の基地局にバックボーン網などを用いて設定されたＦＦＲパーティション別の伝送電力レベル情報をシグナリングすることができる。基地局間では、設定されたＦＦＲパーティション別の伝送電力レベル情報が共有される。基地局は、設定されたＦＦＲパーティション別の伝送電力レベル情報を端末にシグナリングすることができる。このとき、このような設定された情報は、ＩＥＥＥ ８０２.１６ｍシステムでのスーパーフレーム単位又は多重スーパーフレーム単位で周期的に端末に放送される。また、このとき、この情報は、参照信号（例えば、プリアンブル）を通して暗示的に伝送される。すなわち、参照信号をＦＦＲパーティション別の伝送電力レベルで伝送することを意味する。

図６は、アップリンクでのソフトＦＦＲ方式を考慮するときの基地局及び端末の動作シナリオの一例を示した図である。

図６を参照すると、基地局は、ＦＦＲグループ（又はパーティション）別に端末の最大伝送電力レベル、端末が伝送電力を制御するための特定パラメータ値又は最上位の変調及びコーディング方式（ＭＣＳ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅｓ、以下、ＭＣＳという。）レベルを設定することができる。一つの基地局は、他の基地局に設定されたＦＦＲグループ別の端末の最大伝送電力レベル情報、端末が伝送電力を制御するための特定パラメータ値又は最上位のＭＣＳレベル情報をバックボーン網などを用いてシグナリングすることができる。各基地局間では、設定されたＦＦＲパーティション別の端末の最大伝送電力レベル情報、端末が伝送電力を制御するための特定パラメータ値又は最上位のＭＣＳレベル情報が共有される。

そして、基地局は、設定された端末の最大伝送電力レベル、端末が伝送電力を制御するための特定パラメータ値又は最上位のＭＣＳレベル情報を端末にシグナリングすることができる。このとき、このような設定された情報は、ＩＥＥＥ ８０２.１６ｍシステムのスーパーフレーム単位又は複数のスーパーフレーム単位で周期的に端末に放送される。また、このような設定された情報は、ＡＢＩ又はメッセージ形態で端末にシグナリングされる。端末にシグナリングされた情報は、アップリンク電力制御に用いられる。

図７は、アップリンクでのソフトＦＦＲ方式を考慮するときの基地局及び端末の動作シナリオの一例を示した図である。

図７を参照すると、アップリンクで干渉を感じる主体である基地局は、ＦＦＲグループ別のターゲットＩｏＴレベル（又はＩｏＴ ｃｏｎｔｒｏｌ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）を設定することができる。ここで、ＩｏＴレベルは、セル間干渉程度を示す値を意味する。一つの基地局は、他の基地局に設定されたＦＦＲパーティション別のターゲットＩｏＴレベル情報をバックボーン網などを用いてシグナリングすることができる。各基地局間では、ＦＦＲパーティション別の干渉程度に対する情報が共有される。基地局は、各基地局間で共有されたＦＦＲパーティション別のターゲットＩｏＴレベル情報、ＦＦＲパーティション別の干渉程度に関する情報を端末にシグナリングすることができる。

シグナリングされるＦＦＲパーティション別のターゲットＩｏＴレベル情報、ＦＦＲパーティション別の干渉程度に関する情報は、開ループ電力制御（ＯＬＰＣ：Ｏｐｅｎ Ｌｏｏｐ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）に用いられたり、又は閉ループ電力制御（ＣＬＰＣ：Ｃｌｏｓｅ Ｌｏｏｐ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）に暗示的に用いられる。基地局は、ターゲットＩｏＴレベル情報をＩＥＥＥ ８０２.１６ｍシステムのスーパーフレーム単位又は多重スーパーフレーム単位で周期的に端末に放送することができる。また、基地局は、ターゲットＩｏＴレベル情報をＡＢＩ又はメッセージ形態で端末に伝送することもできる。

図８は、ダウンリンク伝送電力レベル及びアップリンクターゲットＩｏＴレベルのデュアリティを示した図である。

ダウンリンクで干渉を起こす主体である基地局は、伝送電力レベルを各基地局間で交渉した後、端末にシグナリングすることができる。この場合、干渉の影響を受ける主体が端末になる。しかし、アップリンクで干渉を起こす主体が端末であるので、干渉の影響を受ける主体である基地局がターゲットＩｏＴレベルを各基地局間で交渉した後、端末にシグナリングすることができる。図８に示すように、ダウンリンク伝送電力レベルの高い周波数再使用領域ではアップリンクターゲットＩｏＴレベルが低く、ダウンリンク伝送電力レベルの低い周波数再使用領域ではアップリンクターゲットＩｏＴレベルが高い。このように、ダウンリンク伝送電力レベル及びアップリンクターゲットＩｏＴレベルはデュアル関係にあるといえる。

前記動作シナリオにおいて、全てのセル間でＦＦＲの構成情報は同一である。ＦＦＲ構成情報は、ＦＦＲグループの数、各グループ別の帯域幅などを含むことができる。ＩＥＥＥ ８０２.１６ｍシステムで、基地局は、ＦＦＲ構成をスーパーフレーム又は多重スーパーフレーム単位で放送チャンネルなどを通して端末に伝送することができる。また、基地局は、ＦＦＲグループ別のターゲットＩｏＴレベルもＦＦＲ構成の一部として端末に伝送することができる。アップリンク電力制御で、ターゲットＩｏＴレベルはＦＦＲグループ別の干渉情報に取り替えられる。端末は、基地局から受信したターゲットＩｏＴレベル情報を電力制御に用いることができる。このとき、ＦＦＲグループ別の干渉程度に対する情報も各基地局間で共有され、端末にシグナリングされて開ループ電力制御に用いられたり、開ループ電力制御に暗示的に用いられる。

端末は、隣接基地局との幾何学情報を電力制御に共に用いることができる。すなわち、電力を制御するにおいて、ＦＦＲグループ及びＩｏＴレベルの制御を次のように共に考慮することができる。端末は、ＦＦＲグループ別のターゲットＩｏＴレベル、ＦＦＲグループ別の干渉程度、隣接基地局での経路損失情報を用いて電力を制御することができる（Ｐ＿ＭＳ＝Ｐ＿ｉｎｔｒａ―ｆ（ＦＦＲグループ別のターゲットＩｏＴレベル、ＦＦＲグループ別の干渉程度、隣接基地局での経路損失）。また、端末は、ＦＦＲグループ別のターゲットＩｏＴレベル、ＦＦＲグループ別の干渉程度、隣接基地局での経路損失情報を用いて電力を制御することができる（Ｐ＿ＭＳ＝ｆ（ＦＦＲグループ別のターゲットＩｏＴレベル、ＦＦＲグループ別の干渉程度、隣接基地局での経路損失、サービング基地局での経路損失）。ここで、Ｐ＿ＭＳは端末の電力を意味し、Ｐ＿ｉｎｔｒａは同一のセルでの電力制御による電力を意味する。

端末がアップリンク電力を制御するにおいて、セル間干渉を考慮することが望ましい。送信機は、受信端でエラーのない信号又はデータを受信するのに必要な信号対干渉及び雑音比（ＳＩＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ、以下、ＳＩＮＲという。）又は搬送波対干渉及び雑音比（ＣＩＮＲ：Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ、以下、ＣＩＮＲという。）を提供するために、受信端でターゲットにするＳＩＮＲ又はＣＩＮＲ、雑音及び干渉、経路損失などを考慮して伝送電力を決定することができる。このとき、伝送電力は、

のように表すことができる。

このように設定された伝送電力は、システム特性に依存した最大伝送電力、オフセット値を考慮して

のような形態で計算される。しかし、このような電力制御方法では、多重セル（セクタ）環境でセル間干渉（ＩＣＩ：Ｉｎｔｅｒ―Ｃｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）に対して考慮なしに設定された雑音（Ｎ）及び干渉（Ｉ）、経路損失（ＰＬ）、オフセット値及び全ての送信機に同一に適用される

は、隣接セルへのＩＣＩを誘発・強化する原因になり得る。これは、システム性能低下の原因として作用するだけでなく、システムカバレッジ、収容容量を制約する原因として作用するようになる。ＩＣＩを考慮して補償するＰＬ項目を調節する電力制御方法（例えば、

は、セル（セクタ）境界ユーザ及び中央ユーザ性能のトレードオフが発生するという問題を有する。したがって、このような問題を克服するための新しい電力制御方法が要求される。

多重セル（セクタ）環境で一つのセル又はセクタの伝送電力は、他のセル（セクタ）の受信機では干渉電力になり得る。セル間干渉は、伝送電力を設定するとき、ＩｏＴのようにセル間干渉を反映するファクタを用いることによってセル間干渉を効果的に調節することができる。伝送電力によって隣接セルに作用するセル間干渉値を特定値又はしきい値と比較し、伝送電力を増減して調節することができる。

セル間干渉を反映するファクタなしに計算された伝送電力又は同一のセルの電力制御によって計算された伝送電力を用いて推定された隣接セルへの干渉レベル又はＩｏＴレベルがしきい値より高い場合、隣接セルに作用する干渉レベル又はＩｏＴレベル値がしきい値を超えないように伝送電力を減少させることが望ましい。これと異なり、しきい値より小さい場合、しきい値を超えない範囲で伝送電力を増加させることによってリンク品質を向上させることができる。このとき、伝送電力を増加させることなく、そのまま伝送電力を使用することもできる。

基地局が伝送電力を決定するために使用する干渉レベル又はＩｏＴ値のしきい値は、全体の周波数帯域に一つの値として設定される。また、周波数帯域、パーティション別、端末に割り当てた帯域別などに設定されることもある。基地局は、しきい値として、システム特性によって事前に設定された値を使用することができ、セル間で無線チャンネル又はバックボーン網を通して取り交わす値を用いて適応的に設定することができる。

隣接セル間でＩｏＴ値のしきい値を取り交わすとき、この値としては、量子化化されたり又は量子化されていない値を用いることができる。また、事前に設定された値を示すインデックス又は指示子を用いることができる。ＩｏＴ値のようにセル間干渉を反映するファクタを用いた電力制御は、同一のセルでの電力制御（ｉｎｔｒａ―ｃｅｌｌ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ、セル間干渉が反映されていない。）によって計算された伝送電力を増減する形態で調節して使用することができる。これと異なり、ＩｏＴ値のようにセル間干渉を反映するファクタを用いて計算された伝送電力は、同一のセルでの電力制御によって増減する形態で調節して使用することができる。

以下で、アップリンク電力を制御する方法に対する一例を説明する。

セル間干渉の程度を反映するＩｏＴ値を用いて、下記のようにアップリンク伝送電力制御を開ループ方式又は閉ループ方式に適用することによって、セル間干渉を減少させることができる。

まず、初期伝送電力（ｉｎｔｒａ―ｃｅｌｌ電力制御）を計算することができる。初期伝送電力は、次の数学式３２のように表すことができる。

ここで、

はターゲットＳＩＮＲ、Ｎは雑音、Iは干渉、Ｆはスケーリング係数、

は端末とサービング基地局との間の経路損失を示す。

その後、隣接セルのＩｏＴ値を推定することができる。推定された隣接セルのＩｏＴ値は、次の式のように表すことができる。

ここで、

は端末と干渉セル基地局との間の経路損失、

は推定されたＩｏＴ値を示す。

その後、推定されたＩｏＴ値としきいＩｏＴ値を比較して伝送電力を制御することができる。もし、推定されたＩｏＴ値がしきいＩｏＴ値より大きいと、伝送電力を調整することができる。伝送電力によって隣接セルに作用するＩｏＴ値がしきいＩｏＴ値より大きい場合、伝送電力がしきいＩｏＴ値を超えないように調整することができる。すなわち、伝送電力は、

のように調整される。これと異なり、伝送電力によって隣接セルに作用するＩｏＴ値がしきいＩｏＴ値より小さい場合、アップリンク伝送電力としては、同一のセル内での電力制御（ｉｎｔｒａ―ｃｅｌｌ電力制御）で計算された値を使用することができる。

また、推定されたＩｏＴ値がしきいＩｏＴ値より大きい場合、新しく計算された伝送電力値が設定されたＭＣＳレベルで要求する伝送電力より低いと、基地局又は端末は、新しく計算された伝送電力に対応するＭＣＳレベルに符合する変調及びコーディングを適用することができる。したがって、リンク信頼度を改善し、同一のセル内での干渉を減少させることができる。基地局又は端末がこれを認識できるように、減少した伝送電力又はＭＣＳレベルやこれに対応する係数をシグナリングすることができる。

また、推定されたＩｏＴ値がしきいＩｏＴ値より小さい場合、同一のセル内での電力制御によって計算された伝送電力値がしきいＩｏＴ値を超えない範囲で設定されたＭＣＳレベルより高いレベルのＭＣＳレベルを満足できる程度に増加してもよいとき、基地局又は端末は、増加した伝送電力に該当するＭＣＳレベルに対応する変調及びコーディングを適用することができる。このとき、端末及び基地局がこれを認識できるように、増加した伝送電力又はＭＣＳレベルやこれに相応する係数をシグナリングすることができる。

上述したしきいＩｏＴ値の決定に関して説明すると、ＩｏＴ値を用いた電力制御で、しきいＩｏＴ値は周波数帯域パーティションによって一つの値又は多数の値に設定される。ＦＦＲ方式を適用するシステムの場合、セル境界ユーザと他のセルの中央ユーザが同一の周波数帯域パーティションを使用したり（周波数再使用１／Ｎである帯域パーティション）、一つのセルの中央ユーザと他のセルの中央ユーザが同一の周波数帯域パーティション（周波数再使用１である帯域パーティション）を使用するようにスケジューリングするとき、周波数再使用１／Ｎである帯域パーティションで、セル境界ユーザは、セル中央ユーザよりも高いしきいＩｏＴ値を有するように設定することができる。

また、セル中央ユーザは、境界ユーザよりも低いしきいＩｏＴ値を有するように設定することができる。一方、システム特性及び条件によって境界ユーザと中央ユーザに適用されるしきいＩｏＴ値が同一の値を有するように設定することもできる。このように設定されたしきいＩｏＴ値は、システム環境によって基地局間で放送又はシグナリングなどを通して適応的に設定される。

基地局は、端末からチャンネル状態が良好でないことを意味するＮＡＣＫ信号を受信すると、ＩｏＴ値を測定し、定められた回数以上にＮＡＣＫ信号を受信すると、ＮＡＣＫ信号受信時のＩｏＴ値を隣接基地局に知らせることができる。このとき、知らせるＩｏＴ値は、ＮＡＣＫ状態に対する平均、最小、最大又は特定ＩｏＴ値である。隣接基地局からしきいＩｏＴ値を受信した基地局は、受信されたＩｏＴ値の平均、最小又は最大ＩｏＴ値にしきいＩｏＴ値を設定したり、又は事前に定義された方法によってしきいＩｏＴ値を設定することもできる。

図９は、本発明によって信号を伝送可能な端末装置に対する好適な実施例の構成を示したブロック図である。

図９を参照すると、端末装置は、受信モジュール９１０、プロセッサ９２０、メモリユニット９３０及び伝送モジュール９４０を含むことができる。

受信モジュール９１０は、基地局からの全てのダウンリンク信号を受信することができる。例えば、受信モジュール９１０は、ＦＦＲグループ別のＩｏＴ制御パラメータ、基地局で要求する最小信号対干渉及び雑音比情報、基地局で測定した雑音及び干渉レベル情報（ＮＩ）などを受信することができる。

プロセッサ９２０は、電力レベル制御モジュール９２１を含む。電力レベル制御モジュール９２１は、受信モジュール９１０を通して受信した隣接基地局間の干渉レベル情報などを用いて端末が伝送する伝送電力レベルを制御することができる。このとき、各端末は、自身に割り当てられた周波数パーティションに対する伝送電力レベルを決定することができる。このとき、端末は、基地局から受信した基地局間の干渉レベル制御パラメータを用いて伝送電力レベルを調整することができる。この場合、伝送電力レベル制御は周期的に行われる。

メモリユニット９３０は、基地局から受信した基地局間の干渉レベル情報、伝送電力制御モジュール９２１で決定された伝送電力レベルなどを所定時間の間格納することができ、メモリユニット１３０はバッファ（図示せず）などの他の構成要素に取り替えられる。

伝送モジュール９４０は、前記決定された伝送電力レベルで基地局に信号を伝送することができる。

以上説明した各実施例は、本発明の各構成要素と各特徴を所定形態で結合したものである。各構成要素又は特徴は、別途の明示的な言及がない限り、選択的なものとして考慮されなければならない。各構成要素又は特徴は、他の構成要素や特徴と結合していない形態で実施され得る。また、一部の構成要素及び／又は各特徴を結合して本発明の実施例を構成することも可能である。本発明の各実施例で説明する各動作の順序は変更可能である。一つの実施例の一部の構成や特徴は、他の実施例に含まれたり、又は他の実施例の対応する構成又は特徴に取り替えられる。特許請求の範囲で明示的な引用関係のない各請求項を結合して実施例を構成したり、出願後の補正によって新しい請求項を含ませることができることは自明である。

本発明に係る実施例は、多様な手段、例えば、ハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア又はそれらの結合などによって具現される。ハードウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、一つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙｓ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって具現される。

ファームウェアやソフトウェアによる具現の場合、本発明の一実施例は、以上説明した機能又は各動作を行うモジュール、手順又は関数などの形態で具現される。ソフトウェアコードは、メモリユニットに格納されてプロセッサによって駆動される。前記メモリユニットは、前記プロセッサの内部又は外部に位置し、既に公知となった多様な手段によって前記プロセッサとデータを取り交わすことができる。

本発明が本発明の精神及び必須的特徴を逸脱しない範囲で他の特定の形態に具体化され得ることは、当業者にとって自明である。したがって、上述した詳細な説明は、全ての面で制限的に解釈されてはならず、例示的なものとして考慮されなければならない。本発明の範囲は、添付された請求項の合理的な解釈によって決定されなければならず、本発明の等価的範囲内での全ての変更は本発明の範囲に含まれる。

本発明に係る無線通信システムでの信号伝送方法は、産業上利用可能である。

Claims (16)

1. ＦＦＲ（Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ）方式を用いて無線通信システムで移動局（ＭＳ）において信号を伝送する方法であって、
   前記方法は、
   基地局（ＢＳ）から、前記移動局に割り当てられた周波数パーティションを含む第１の情報を受信することと、
   前記基地局から、前記割り当てられた周波数パーティションに対するアップリンクノイズおよび干渉レベルを含む第２の情報を受信することと、
   前記アップリンクノイズと、干渉レベルと、前記基地局と前記移動局との間の伝播損失と、アップリンク制御情報により示される資源ユニット内の総ストリーム数とに基づいて、前記割り当てられた周波数パーティションに対するアップリンク伝送電力レベルを決定することと、
   前記決定されたアップリンク伝送電力レベルで前記基地局に信号を伝送することと
   を含む、方法。
2. 前記アップリンクノイズおよび干渉レベルは、複数の周波数パーティションに対して異なるように設定される、請求項１に記載の方法。
3. 前記アップリンクノイズおよび干渉レベルは、所定のビット大きさのビット値を介して受信される、請求項１に記載の方法。
4. 前記第２の情報は、周期的に受信される、請求項１に記載の方法。
5. 前記アップリンクノイズおよび干渉レベルは、制御チャンネルまたはメッセージを介して受信される、請求項１に記載の方法。
6. 前記制御チャンネルは、スーパーフレームヘッダ、アップリンクＡ―ＭＡＰ ＩＥ（Ａｄｖａｎｃｅｄ―ＭＡＰ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｌｅｍｅｎｔ）またはＡＢＩ（Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌ Ｂｒｏａｄｃａｓｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）である、請求項５に記載の方法。
7. 前記決定されたアップリンク伝送電力レベルは、各搬送波に対する電力レベルを示す、請求項１に記載の方法。
8. ＦＦＲ（Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ）方式を用いて無線通信システムで信号を伝送する移動局（ＭＳ）であって、
   前記移動局は、
   基地局（ＢＳ）から、前記移動局に割り当てられた周波数パーティションを含む第１の情報と、前記割り当てられた周波数パーティションに対するアップリンクノイズおよび干渉レベルを含む第２の情報とを受信するように構成された受信モジュールと、
   前記アップリンクノイズと、干渉レベルと、前記基地局と前記移動局との間の伝播損失と、アップリンク制御情報により示される資源ユニット内の総ストリーム数とに基づいて、前記割り当てられた周波数パーティションに対するアップリンク伝送電力レベルを決定するように構成されたプロセッサと、
   前記決定されたアップリンク伝送電力レベルで前記基地局に信号を伝送するように構成された伝送モジュールと
   を備える、移動局。
9. ＦＦＲ（Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ）方式を用いて無線通信システムで移動局（ＭＳ）において信号を伝送する方法であって、
   前記方法は、
   基地局（ＢＳ）から、前記移動局に割り当てられた周波数パーティションを含む第１の情報を受信することと、
   前記基地局から、前記割り当てられた周波数パーティションに対するセル間干渉レベルを制御するための制御パラメータを含む第２の情報を受信することと、
   前記制御パラメータと、アップリンク制御情報により示される資源ユニット内の総ストリーム数とに基づいて、前記割り当てられた周波数パーティションに対するアップリンク伝送電力レベルを決定することと、
   前記決定されたアップリンク伝送電力レベルで前記基地局に信号を伝送することと
   を含む、方法。
10. 前記割り当てられた周波数パーティションに対する制御パラメータの値は、セル特有のＦＦＲパターンにおける異なる周波数パーティションの制御パラメータの値と異なる、請求項９に記載の方法。
11. 前記割り当てられた周波数パーティションに対する制御パラメータは、セル特有のＦＦＲパターンにおいて用いられる、請求項９に記載の方法。
12. 前記制御パラメータは、前記基地局から４ビットで受信される、請求項９に記載の方法。
13. 前記アップリンク伝送電力レベルを決定することは、ターゲットＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）をさらに考慮して伝送電力を決定することを含む、請求項９に記載の方法。
14. 前記基地局から、最小要求ＳＩＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ
    ｐｌｕｓ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）、前記基地局の受信アンテナ数に従うファクタ値およびＭＡＣ電力制御モードを示す値のうちの少なくとも１つを受信することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記制御パラメータは、前記基地局間の協力を介して決定される、請求項９に記載の方法。
16. ＦＦＲ（Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ）方式を用いて無線通信システムで信号を伝送する移動局（ＭＳ）であって、
    前記移動局は、
    基地局（ＢＳ）から、前記移動局に割り当てられた周波数パーティションを含む第１の情報と、前記割り当てられた周波数パーティションに対するセル間干渉レベルを制御するための制御パラメータを含む第２の情報とを受信するように構成された受信モジュールと、
    前記受信された制御パラメータと、アップリンク制御情報により示される資源ユニット内の総ストリーム数とに基づいて、前記割り当てられた周波数パーティションに対するアップリンク伝送電力レベルを決定するように構成されたプロセッサと、
    前記決定されたアップリンク伝送電力レベルで前記基地局に信号を伝送するように構成された伝送モジュールと
    を備える、移動局。