JP3573108B2

JP3573108B2 - Ｗｃｄｍａ移動通信無線基地局装置

Info

Publication number: JP3573108B2
Application number: JP2001181744A
Authority: JP
Inventors: 敏晴八木
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2004-10-06
Anticipated expiration: 2021-06-15
Also published as: JP2002374201A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信無線基地局装置に関し、特に移動局の受信電力制御回路が故障であるか否かを判定するＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無線通信システム、特に移動局と無線基地局とを含んで構成される移動通信システムにおいては、限られた周波数資源を如何に効率的に利用するかがシステムの加入者容量に繋がり、その意味で周波数利用効率は非常に重要である。符号で通信チャネルを分割する符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）は、システム内で単一の周波数のみを利用すること、干渉に強いことから、従来採用されてきた周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）に比べ、非常に高い周波数効率の方式として注目されており、ＩＭＴ２０００移動通信システム（以下、ＷＣＤＭＡ移動通信システムと呼ぶ）に採用されている。
【０００３】
しかし、ＣＤＭＡ方式が非常に高い周波数効率を示すには、ある仮定が存在する。それは、アップリンク（移動局から無線基地局への送信）、ダウンリンク（無線基地局から移動局への送信）全ての通信チャネルが所要の通信品質を満足する最低ＳＩＲ（ＳｉｇｎａｌｔｏＩｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅＰｏｗｅｒＲａｔｉｏ：希望波信号電力対干渉波電力比）に制御されることである。即ち、アップリンクを例に取れば、移動局（端末）がサービス対象となるセル内のどこに位置しようと、無線基地局の受信機入力での受信電力は同一の値に制御される必要がある。無線基地局の近くに位置する移動局からの受信電力の方が、遠くに位置する移動局からの受信電力の方よりも通常は高くなる（これは遠近問題と呼ばれる）が、これを解決することがＣＤＭＡのシステム構築上の最大の課題である。
【０００４】
この課題を解決するため、ＣＤＭＡでは送信電力制御が行われる。ＷＣＤＭＡ移動通信システムの通信チャネルでは、アップリンク、ダウンリンク共にクローズドループが用いられ、その方式は、ＣＤＭＡ移動通信の標準規格団体である３ＧＰＰ（３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔ）による３ＧＰＰ仕様書“３ＧＴＳ２５．２１４”に詳細に記載されている。
【０００５】
しかし、上記の方式に従わない故障移動局が存在した場合、当該故障移動局のみ非常に高い電力値で送信する場合などが想定され、システム全体の加入者容量が著しく低下するケースが想定される。
【０００６】
本問題を解決する手段として、特開平１０−３０３８１０号公報の発明が提案されている。しかしながら当該発明では、移動局の送信電力制御回路の故障（移動局の送信機が送信電力制御不能となることによりアップリンクの干渉信号を増幅させる）にしか対応出来ておらず、移動局の受信電力制御回路の故障（移動局が、受信電力を正しく測定できないなどの故障により、誤った送信電力制御信号を移動局から無線基地局へ通知する）により無線基地局に必要以上の送信電力を発射させて、ダウンリンクの干渉信号を増幅させることに対する対応に欠けていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術では、移動局の受信電力制御回路の故障（移動局が、受信電力を正しく測定できないなどの故障により、誤った送信電力制御信号を移動局から無線基地局に通知する）により無線基地局に必要以上の送信電力を発射させて、ダウンリンクの干渉信号（発射された送信電力が必要以上であれば、干渉信号となる）を増幅させることに対する対応に欠けていた。本発明の課題は、アップリンクばかりではなく、ダウンリンクにも干渉信号の増加を引き起こす原因を発生させる移動局の故障を判定する仕組みを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に係わるＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置の発明は、無線基地局のサービスエリアに存在する移動局から前記無線基地局へ送信する送信電力制御信号に基づいて前記無線基地局からのダウンリンク送信電力を制御し、前記無線基地局から前記移動局へ送信する送信電力制御信号に基づいて前記移動局からのアップリンク送信電力を制御するＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置であって、前記ダウンリンク送信電力を測定し、測定した測定ダウンリンク送信電力値と前記無線基地局内のＳＩＲ測定手段で測定した測定ＳＩＲ値とから前記移動局の故障を判定する送信電力監視手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係わるＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置の発明は、前記請求項１記載の前記送信電力監視手段が、前記ダウンリンク送信電力を測定する送信電力測定手段と、前記送信電力測定手段が測定した前記測定ダウンリンク送信電力値と予め設定される基準送信電力値とを比較する送信電力比較手段と、前記測定ＳＩＲ値と予め設定される基準ＳＩＲ値とを比較するＳＩＲ比較手段と、前記送信電力比較手段と前記ＳＩＲ比較手段による比較回数を計数して前記移動局の故障を判定する計数判定手段、とを含んで構成されることを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項３に係わるＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置の発明は、前記請求項２記載の前記測定ダウンリンク送信電力値が、前記基準送信電力値以上で、且つ、前記測定ＳＩＲ値が前記基準ＳＩＲ値以上となる前記比較回数が所定回数連続すると、前記送信電力監視手段が前記移動局の受信電力制御回路は故障であると判定することを特徴とする。
【００１１】
さらに、請求項４に係わるＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置の発明は、前記請求項２記載の前記測定ダウンリンク送信電力値が、前記基準送信電力値以上でない場合または前記測定ＳＩＲ値が前記基準ＳＩＲ値以上でない場合には、前記送信電力監視手段が前記比較回数を０に設定することを特徴とする。
【００１２】
さらに、請求項５に係わるＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置の発明は、前記請求項２記載の前記移動局が、前記送信電力制御信号によって前記ダウンリンク送信電力の増加を要求する毎に、前記送信電力監視手段が前記ダウンリンク送信電力を測定し、前記測定ダウンリンク送信電力値と前記基準送信電力値とを比較し、前記測定ＳＩＲ値と前記基準ＳＩＲ値とを比較し、前記移動局が故障であるか否かを判定することを特徴とする。
【００１３】
さらに、請求項６に係わるＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置の発明は、前記請求項１記載の前記送信電力監視手段が、前記移動局の受信電力制御回路の故障によるダウンリンク送信電力増加要求と建物の陰などに起因するシャドーイングによるダウンリンク送信電力増加要求とを、前記測定ＳＩＲ値と前記測定ダウンリンク送信電力値とを用いて区別することを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明は、ＷＣＤＭＡ（ＷｉｄｅｂａｎｄＣｏｄｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）移動通信無線基地局装置に関し、特に受信電力制御回路が故障した移動局を判定することにより、移動通信システムの安定化が図れることを特徴としている。
【００１５】
（構成の説明）次に、本発明の実施の形態の構成について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の移動通信無線基地局装置と移動局とを含んだＷＣＤＭＡ移動通信システムを示すブロック図である。無線基地局２は、ごく一般的な構成で、移動局１の故障による過度に高い電力での送信を検出し、移動局１が故障であるか否かを判定する送信電力監視部１７を有する点が特徴である。
【００１６】
図１において、１は無線基地局２のサービスエリア内に存在し、無線基地局２と通信する移動局であり、ここでは１つの無線基地局２とのみ通信をしている状態を示しているが、移動局１は複数の無線基地局２と同時に通信をすることが可能である。３は受信アンテナ、４は送信アンテナ、５は受信信号を増幅する受信増幅部、６は受信した高周波帯域の信号を準同期検波し、ベースバンド信号に変換（一次復調）する無線復調部、７は一次復調した信号を逆拡散、同期検波（二次復調）する逆拡散（Ｒａｋｅ）部、７_１はＳＩＲを測定するＳＩＲ測定部、７_２はアップリンクを通じて送られて来たＴＰＣｂｉｔ（ＴｒａｎｓｍｉｔＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌｂｉｔ：送信電力制御信号）を検出するＴＰＣｂｉｔ復調部、８はデインターリーブ、レイトデマッチング、ＦＥＣ復号化、等のＣＨＤｅｃｏｄｉｎｇするＣＨＤｅｃｏｄｉｎｇ部、９はＡＡＬＴｙｐｅ２形式のＡＴＭセル化するＩｕｂＩ／Ｆ部、１０は送信信号を増幅する送信増幅部、１１は無線変調部、１２は移動局１より送られて来たＴＰＣｂｉｔに従い、送信電力（ダウンリンク送信電力）を上げ下げ（増減）する送信電力決定部、１３は拡散部、１４はＴＰＣｂｉｔ挿入部、１５はＣＨＣｏｄｉｎｇ部、１６はＴＰＣｂｉｔ決定部、１７は移動局１へのダウンリンク送信電力を測定する送信電力測定部と、測定送信電力値と基準送信電力値とを比較する送信電力比較部と、ＳＩＲ測定部７_１が測定して送出する測定ＳＩＲ値と基準ＳＩＲ値とを比較するＳＩＲ比較部と、送信電力比較部による送信電力比較回数とＳＩＲ比較部によるＳＩＲ比較回数を計数するカウンタなどを備えて移動局１が故障であるか否かを判定する計数判定部と、を含んで構成される送信電力監視部である。
【００１７】
なお、以下の説明においては、無線基地局２から移動局１へ送信する電力をダウンリンク送信電力、移動局１から無線基地局２へ送信する電力をアップリンク送信電力として区別することがある。
【００１８】
（動作の説明）次に図１〜図４を参照して、本発明の実施の形態の動作について説明する。図２は個別通信ＣＨのアップリンクのフレーム形式、図３は個別通信ＣＨのダウンリンクのフレーム形式、図４は移動局の受信電力制御回路の故障を判定するフローチャートである。
【００１９】
まず、アップリンクの動作について説明する。移動局１から出力された信号（図２に示すフレーム形式）は、受信アンテナ３を経由して無線基地局２で受信される。受信信号は、受信増幅部５により電力増幅され、無線復調部６により準同期検波されて、ベースバンド信号に変換される。ベースバンド復調された信号は、逆拡散（Ｒａｋｅ）部７により、逆拡散、同期検波される。またその際、ダウンリンク送信電力制御用として、同時に、ＳＩＲをＳＩＲ測定部７_１で測定する。さらに同期検波された信号の内のユーザデータ部分は、ＣＨＤｅｃｏｄｉｎｇ部８により、デインターリーブ、レイトデマッチング、ＦＥＣ復号化、等のＣＨＤｅｃｏｄｉｎｇされ、ＩｕｂＩ／Ｆ部９によりＡＡＬＴｙｐｅ２形式のＡＴＭセル化を行い上位の無線基地局制御装置（ＲａｄｉｏＮｅｔｗｏｒｋ
Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ：ＲＮＣ）へデータ転送される。
【００２０】
一方、ダウンリンクの動作は、次のようになる。ＲＮＣからＡＡＬＴｙｐｅ２形式で送られて来たユーザデータは、ＩｕｂＩ／Ｆ部９を経由して無線基地局装置で受信される。受信されたユーザデータは、ＣＨＣｏｄｉｎｇ部１５で、畳込み符号化、レイトマッチング、インターリーブ、等のＣＨＣｏｄｉｎｇを行い、ＴＰＣｂｉｔ等ＤＰＣＣＨ（ＤｅｄｉｃａｔｅｄＰｈｙｓｉｃａｌＣｏｎｔｒｏｌＣｈａｎｎｅｌ：個別物理制御チャネル、個別通信チャネルの制御情報としてユーザデータと共に伝送される。３ＧＰＰ仕様書“ＴＳ２５．２１１”参照）を挿入してダウンリンクのフレーム形式（図３参照）をＴＰＣｂｉｔ挿入部１４において、生成する。ダウンリンクのフレーム形式に整えられた信号は、拡散部１３により符号拡散され、送信電力決定部１２、無線変調部１１、送信増幅部１０、送信アンテナ４を経由して移動局１に向けて出力される。以上が無線基地局装置における一般的な信号の流れである。
【００２１】
次に、アップリンクの送信電力制御について説明する。既に説明したように、アップリンクの信号を逆拡散する際に、逆拡散（Ｒａｋｅ）部７のＳＩＲ測定部７_１でＳＩＲを測定し、この測定ＳＩＲ値は、ＴＰＣｂｉｔ決定部１６に送出される。ＴＰＣｂｉｔ決定部１６では、予め定められた基準ＳＩＲ値と比較することによりＴＰＣｂｉｔを決定する。測定ＳＩＲ値が基準ＳＩＲ値よりも低ければ、移動局１へアップリンク送信電力の増加を促すべく、対応したＴＰＣｂｉｔ＝０（ここでは、ＴＰＣｂｉｔが“０”と仮定する）を、反対に測定ＳＩＲ値が基準ＳＩＲ値よりも高ければ、ＴＰＣｂｉｔ＝１と決定する。決定されたＴＰＣｂｉｔは、ダウンリンクのＤＰＣＣＨの一部として移動局１に送られ、移動局１は、ＴＰＣｂｉｔに従い、アップリンク送信電力を上げ下げ（増減）する。
【００２２】
次に、ダウンリンクの送信電力制御について説明する。アップリンクで無線基地局２がＴＰＣｂｉｔを決定したのと同様な方法で、移動局１はダウンリンク信号を基にＴＰＣｂｉｔを決定し、アップリンク信号を通じて無線基地局２に通知する。アップリンクを通じて送られて来たＴＰＣｂｉｔは、逆拡散（Ｒａｋｅ）部７のＴＰＣｂｉｔ復調部７_２で検出され、送信電力決定部１２に転送される。送信電力決定部１２は、移動局１より送られて来たＴＰＣｂｉｔに従い、ダウンリンク送信電力を上げ下げ（増減）する。以上が、アップリンク、ダウンリンクの送信電力制御の動作例である。
【００２３】
次に、故障した移動局１の判定方法について説明する。すでに説明したように、移動局１からのアップリンク送信電力は、無線基地局２からダウンリンク信号経由で送られたＴＰＣｂｉｔにより増減する。もし、移動局１の図示しない送信電力制御回路が故障して、無線基地局２からのＴＰＣｂｉｔに反応せずに高いアップリンク送信電力で送信し続けたら、アップリンクの干渉電力は増加して加入者容量減少という事態が想定される。これを避けるために、ＴＰＣｂｉｔ決定部１６においてＴＰＣｂｉｔを決定するために基準ＳＩＲ値と測定ＳＩＲ値を比較する際、徐々にその差が減少していることを確認する。例えば、その差がＸＸｄＢ以上（ＸＸは予め設定された値）である現象が１０回連続したら、当該移動局１における送信電力制御回路が故障であると判定する。本方法は、特開平１０−３０３８１０号公報の発明により、すでに提案されている。
【００２４】
本発明では、移動局１における図示しない送信電力制御回路が故障であると判定することに加え、送信電力監視部１７を備えて、十分な受信電力（つまり、ダウンリンク送信電力は十分である）でダウンリンク信号を受信しているのにもかかわらず移動局１の図示しない受信電力制御回路の故障により、アップリンクを通じて無線基地局２にダウンリンク送信電力の増加を要求し続ける移動局１（故障した移動局）の故障を判定する（判定後は、例えば、移動局ＩＤなどを検出して、呼を接続しないなどの処理を行う）ことを可能にする。
【００２５】
本発明のＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置は、送信電力監視部１７において、個々の移動局１へのダウンリンク送信電力が過度に高い値に設定されていないかを監視し、移動局１の図示しない受信電力制御回路が故障であるか否かを判定する。
【００２６】
移動局１がダウンリンク送信電力の増加を要求し、ダウンリンク送信電力が過度に高い値に設定される原因として、「シャドーイング」と「移動局１の受信電力制御回路の故障」との２つがある。
【００２７】
まず、「シャドーイング」について説明する。シャドーイングは、移動局１が建物など障害物の陰に隠れて見通しが無くなり、正規に高いダウンリンク送信電力で無線基地局２から送信しなければならない場合である。このシャドーイングの場合は、ダウンリンクばかりでなくアップリンクでも見通しが無くなり、無線基地局２における受信電力が減少し、無線基地局２におけるＳＩＲが劣化すると予想される。これにより、シャドーイングによるダウンリンク送信電力の増加を送信電力監視部１７で検出することができる。つまり、シャドーイングが原因の場合は、ダウンリンク送信電力は増加するが、ＳＩＲが劣化するという現象を呈するので、「移動局１の受信電力制御回路の故障」と区別することが可能である。
【００２８】
次に、「移動局１の受信電力制御回路の故障」を原因とするダウンリンク送信電力の増加について図４のフローチャートを用いて説明する。まず、初期設定として、比較回数ｎをｎ＝０とする。図示しない受信電力制御回路が故障した移動局１は、無線基地局２からの送信電力制御信号による制御が不能となって、無線基地局２に対してＴＰＣｂｉｔ（送信電力制御信号）でダウンリンク送信電力の増加を要求する（ステップＳ１）。送信電力決定部１２は、ダウンリンク送信電力の増加を決定し、送信する（ステップＳ２）。送信電力監視部１７は、送信電力決定部１２からの信号を受けてダウンリンク送信電力を測定（ステップＳ３）し、測定ダウンリンク送信電力値と予め定められた基準送信電力値（例えば、ＹＹｄＢｍ（ＹＹは予め設定された値））とを比較する（ステップＳ４）。測定ダウンリンク送信電力値が基準送信電力値以上でなければ（ステップＳ５のＮＯ）、比較回数ｎをｎ＝０とし、ステップＳ１の前に戻る。
【００２９】
測定ダウンリンク送信電力値が基準送信電力値以上であれば（ステップＳ５のＹＥＳ）、ＳＩＲ測定部７_１の測定ＳＩＲ値と予め定められた基準ＳＩＲ値（例えば、ＺＺｄＢ（ＺＺは予め設定された値））とを比較する（ステップＳ６）。測定ＳＩＲ値が基準ＳＩＲ値以上でなければ（ステップＳ７のＮＯ）、比較回数ｎをｎ＝０とし、ステップＳ１の前に戻る。測定ＳＩＲ値が基準ＳＩＲ値以上であれば（ステップＳ７のＹＥＳ）、比較回数ｎをｎ＝ｎ＋１とし（ステップＳ８）、比較回数がｋ回（ｋは予め定められた設定値で、例えばｋ＝１０などと設定される所定回数）連続したら、当該移動局１の受信電力制御回路は故障であると判定する（ステップＳ９）。判定結果は、図１に示すＲＮＣまたは図示しない監視制御卓（ＯＰＳ）へ通報される。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置は、移動局の送信電力制御回路の故障ばかりでなく、移動局の受信電力制御回路の故障を判定することが可能で、それを放置することによるダウンリンクの干渉電力の増大を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置に係るＷＣＤＭＡ移動通信システムである。
【図２】本発明のＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置の個別通信ＣＨのアップリンクのフレーム形式である。
【図３】本発明のＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置の個別通信ＣＨのダウンリンクのフレーム形式である。
【図４】移動局の受信電力制御回路の故障を判定するフローチャートである。
【符号の説明】
１移動局
２無線基地局
３受信アンテナ
４送信アンテナ
５受信増幅部
６無線復調部
７逆拡散（Ｒａｋｅ）部
７_１ＳＩＲ測定部
７_２ＴＰＣｂｉｔ復調部
８ＣＨＤｅｃｏｄｉｎｇ部
９ＩｕｂＩ／Ｆ部
１０送信増幅部
１１無線変調部
１２送信電力決定部
１３拡散部
１４ＴＰＣｂｉｔ挿入部
１５ＣＨＣｏｄｉｎｇ部
１６ＴＰＣｂｉｔ決定部
１７送信電力監視部

Claims

無線基地局のサービスエリアに存在する移動局から前記無線基地局へ送信する送信電力制御信号に基づいて前記無線基地局からのダウンリンク送信電力を制御し、前記無線基地局から前記移動局へ送信する送信電力制御信号に基づいて前記移動局からのアップリンク送信電力を制御するＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置であって、
前記ダウンリンク送信電力を測定し、測定した測定ダウンリンク送信電力値と前記無線基地局内のＳＩＲ測定手段で測定した測定ＳＩＲ値とから前記移動局の故障を判定する送信電力監視手段を備えることを特徴とするＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置。
前記送信電力監視手段が、前記ダウンリンク送信電力を測定する送信電力測定手段と、前記送信電力測定手段が測定した前記測定ダウンリンク送信電力値と予め設定される基準送信電力値とを比較する送信電力比較手段と、前記測定ＳＩＲ値と予め設定される基準ＳＩＲ値とを比較するＳＩＲ比較手段と、前記送信電力比較手段と前記ＳＩＲ比較手段による比較回数を計数して前記移動局の故障を判定する計数判定手段、とを含んで構成されることを特徴とする請求項１記載のＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置。
前記測定ダウンリンク送信電力値が、前記基準送信電力値以上で、且つ、前記測定ＳＩＲ値が前記基準ＳＩＲ値以上となる前記比較回数が所定回数連続すると、前記送信電力監視手段が前記移動局の受信電力制御回路は故障であると判定することを特徴とする請求項２記載のＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置。
前記測定ダウンリンク送信電力値が、前記基準送信電力値以上でない場合または前記測定ＳＩＲ値が前記基準ＳＩＲ値以上でない場合には、前記送信電力監視手段が前記比較回数を０に設定することを特徴とする請求項２記載のＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置。
前記移動局が、前記送信電力制御信号によって前記ダウンリンク送信電力の増加を要求する毎に、前記送信電力監視手段が前記ダウンリンク送信電力を測定し、前記測定ダウンリンク送信電力値と前記基準送信電力値とを比較し、前記測定ＳＩＲ値と前記基準ＳＩＲ値とを比較し、前記移動局が故障であるか否かを判定することを特徴とする請求項２記載のＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置。
前記送信電力監視手段が、前記移動局の受信電力制御回路の故障によるダウンリンク送信電力増加要求と建物の陰などに起因するシャドーイングによるダウンリンク送信電力増加要求とを、前記測定ＳＩＲ値と前記測定ダウンリンク送信電力値とを用いて区別することを特徴とする請求項１記載のＷＣＤＭＡ移動通信無線基地局装置。