JPH09500248A - セルラー無線システムにおける送信パワーの調整方法および加入者装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、セルラー無線システムにおける加入者移動ステーションの送信パワーを、呼出しが確立されたときに、調整する加入者移動ステーションおよび方法であって；前記セルラー無線システムは、各セルに、該セル内に位置する移動ステーションと通信を行っているような少なくとも１つのベースステーションを備えており；前記セルラー無線システムで、ベースステーションは、全ての移動ステーションに共通の少なくとも１つの制御チャネル上に、前記ベースステーションに関するデータを送信しており；前記セルラー無線システムは、「チャネル要求」を移動ステーションからベースステーションヘ送信してトラフィックチャネル上に実際の接続を確立するために、少なくとも１つの共通制御チャネルを備えており；前記セルラー無線システムで、移動ステーションは、ベースステーションから制御チャネル上に送信されたデータに基づいて前記移動ステーションの送信パワーを調整することができる；前記ステーションよび方法に関する。ベースステーションによって受信される「チャネル要求」のレベルが大きく相違してしまうことを防ぐため、移動ステーションは、共通制御チャネル上でベースステーションから受け取った信号の測定パワーに基づいて計算された送信パワーで、「チャネル要求」をベースステーションに送信する。

Description

【発明の詳細な説明】 セルラー無線システムにおける送信パワーの調整方法および加入者装置 本発明は、セルラー無線システムにおける加入者移動ステーションの送信パワ ーを、呼出しが確立されたときに、調整する方法であって；前記セルラー無線シ ステムは、各セルに、該セル内に位置する移動ステーションと通信を行っている ような少なくとも１つのベースステーションを備えており；前記セルラー無線シ ステムで、ベースステーションは、全ての移動ステーションに共通の少なくとも １つの制御チャネル上に、前記ベースステーションに関するデータを送信してお り；前記セルラー無線システムは、「チャネル要求」を移動ステーションからベ ースステーションへ送信してトラフィックチャネル上に実際の接続を確立するた めに、少なくとも１つの共通制御チャネルを備えており；前記セルラー無線シス テムで、移動ステーションは、ベースステーションから制御チャネル上に送信さ れたデータに基づいて前記移動ステーションの送信パワーを調整することができ る；前記方法に関する。 セルラーネットワークシステムでは、加入者移動ステーションがベースステー ションと接触を持ちたい場合、この目的のために割り当てられたセルラー無線ネ ットワークの制御チャネル上に該加入者移動ステーションが「チャネル要求」を 送信する。この要求に基づいて、ベースステーションは通信のために移動ステー ションに実際のチャネルを割り当てる。一方、ベースステーションは、共通の制 御チャネル（以下、「共通制御チャネル」と呼ぶ）上に、定期的に、データを送 信しており、移動ステーションは、このデータによって、自身をベースステーシ ョンと同期させることができる。チャネル上で、ベースステーションは、ネット ワークを識別し、トラフィックや制御チャネルが存在する周波数を識別し、入力 呼出しがアドレスされる移動ステーションを識別する。アイドルモード（ネット ワークに接続されているが呼出しによってビジー状態となっていない）では、移 動ステーションは、前記制御チャネル上でベースステーションを連続的にリッス ン（listen）している。 「チャネル要求」と最初の２、３のメッセージをある移動ステーションが実際 のトラフィックチャネル上に送信する際のパワーレベルは、ベースステーション によってカバーされる領域内に位置する全ての移動ステーションと同じであると いうことは、以前から知られている。ベースステーションは、この初期のパワー レベルに関するデータを、共通制御チャネル上にベースステーションに関する他 のデータと共に送信する。通信が確立されると、ベースステーション若しくはベ ースステーション制御器は、移動ステーションのパワーを、接続毎に、測定結果 と接続の質とに基づいて調整し始める。 ベースステーション内に位置する全ての移動ステーションが同じパワーで「チ ャネル要求」を送信するが、ベースステーション受信機は移動ステーションが異 なる場合にはそれら移動ステーションからの信号レベルについて大きな相違を検 出する。これは、無線波は異なる接続では異なって伝播する、という事実に起因 する。移動ステーションは、通常、ベースステーションの領域上でランダムに分 割される。セルは直径３０ｋｍまでであればよいから、ベースステーションから 移動ステーションまでの距離の差は大きなものであってもよい。無線波の減衰は 、平均すると、波の伝送距離の２乗に比例するため、同じパワーで送信された信 号であってもベースステーションにおいては非常に異なるパワーレベルで受信さ れることとなる。 ベースステーションは制御チャネル上で「チャネル要求」を受け取ることから 、連続信号のレベルが大きく相違していると受信機に問題が引き起こされる。ベ ースステーションは、接続が確立されると、パワーレベルを調整しようと試みる が、この調整は通常は遅延を伴うものであり、妨害を避けることはできない。例 えばＧＳＭにおいて、ベースステーションが近くの移動ステーションから大きな パワーで「チャネル要求」を受信した場合、そのベースステーション受信機は飽 和され、後続のタイムスロットは受信機のジッタによって失われてしまう。これ は、ベースステーションがＧＳＭ勧告に従って動作している場合にさえ発生し得 る。接続が確立されるとベースステーションは移動ステーションのパワーを調整 するが、もし所望とするパワーが「チャネル要求」の送信がなされたパワーとあ まりに異なっている場合には、その調整に数秒を要することとなり、この間、移 動ス テーションはシステムを妨害してしまう。 本発明の目的は、受信される「チャネル要求」のレベルが大きく相違してしま うことを防ぐことにあり、これにより、ベースステーション受信機の動作中にこ の相違によって引き起こされる妨害を除去することにある。 これは本発明の方法を用いて達成されるものであり、前記移動ステーションが 、共通制御チャネル上でベースステーションから受け取った信号の測定パワーに 基づいて計算された送信パワーで、「チャネル要求」をベースステーションに送 信すること、を特徴とする。 また、本発明は、セルラー無線システムで使用する加入者移動ステーションで あって、前記セルラー無線システムは、各セルに、該セル内に位置する移動ステ ーションと通信を行っているような少なくとも１つのベースステーションを備え ており；前記セルラー無線システムで、ベースステーションは、全ての移動ステ ーションに共通の少なくとも１つの制御チャネル上に、前記ベースステーション に関するデータを送信しており；前記セルラー無線システムは、「チャネル要求 」を移動ステーションからベースステーションへ送信してトラフィックチャネル 上に接続を確立するために、少なくとも１つの共通制御チャネルを備えており； 前記移動ステーションは、ベースステーションから制御チャネル上に送信された データに基づいて送信パワーを調整する手段を備えている；前記加入者移動ステ ーションに関する。本発明の移動ステーションは、「チャネル要求」をベースス テーションに送信するときに必要とされる送信パワーを、共通制御チャネル上で ベースステーションから受け取った信号の測定パワーに基づいて計算する手段を 備えていること、を特徴とする。 アイドルモードでは、移動ステーションはベースステーションシステムと連続 接触の状態にある。移動ステーションは、しばしば、異なるネットワークに属し 得る複数のベースステーションを受け入れることができる。これはネットワーク 間で異ならしめることができなければならず、また、最も有用なベースステーシ ョンを選択することができなければならない。これらの決定を行うため、移動ス テーションはベースステーションに関する情報を必要とする。ベースステーショ ンは共通制御チャネル上に情報を送信し、この情報は全ての移動ステーションに よって受信され得る。 共通制御チャネル上で受信された信号パワーが本発明に従って測定された場合 には、高すぎる信号レベルによってその動作が妨害されることなくベースステー ションが要求を受け取ることができるよう、「チャネル要求」の送信パワーを調 整することができる。 以下に、添付図面を参照しつつ実施例に従って本発明をより詳細に述べる。 第１図は、本発明の方法を適用することができるセルラー無線システムの一部 を示す、 第２図は、ＧＳＭの異なる制御チャネルマルチフレーム構造を示す、 第３図は、ＧＳＭにおける接続セットアップ手続の信号通信設計を示す、 第４ａ図は、アイドルモードにおける移動ステーションのパワー調整のブロッ ク図を示す、 第４ｂ図は、接続セットアップ手続の間のパワー調整アルゴリズムのブロック 図を示す、 第５図は、本発明の加入者移動ステーションの構造を示す。 本発明の方法は、アクセルチャネルが請求の範囲第１項の前段に記述されてい るような全てのセルラーネットワークシステムで用いるのに適しており、デジタ ル・パン・ヨーロッパ（digital Pan-European）移動電話システムＧＳＭや、Ｄ ＣＳ１８００のような対応するデジタルシステムで使用する場合に特に有用であ る。以下、本発明の第１の実施例は一つの例としてＧＳＭを使用するものを記述 しているが、これに限定しているわけではない。 第１図はＧＳＭセルラーネットワークシステムの構造を示す図である。移動交 換センターＭＳＣは、デジタル通信リンク１２を用いて、２つのベースステーシ ョン制御器ＢＳＣ１とＢＳＣ２と接続されている。ベースステーション制御器Ｂ ＳＣ１とＢＳＣ２は、更に、デジタル通信リンク１１を用いて、それぞれ、ベー スステーションＢＴＳ１およびＢＴＳ２と、ＢＴＳ３およびＢＴＳ４に接続され ている。複数のベースステーションが接続されたＢＳＣが、１つのベースステー ションサブシステムＢＳＳを形成する。１つのベースステーションＢＴＳのカバ ー領域が、一般には、１つの無線セルを形成する。ＧＳＭの構造と特性は ＧＳＭ仕様に詳述されており、本明細書に参考によって組み入れられている。 各ベースチャネルは、ある数の物理的な無線チャネルを有し、その中の幾つか は、トラフィックチャネルであり、他のものは共通制御チャネルである。トラフ ィックチャネルは、セル内に位置する移動ステーションの呼出し中に、音声およ びデータの双方と、ベースステーションと移動ステーションの間の信号通信トラ フィックとを伝送する。共通制御チャネルは、アイドルモードにある移動ステー ションへデータを送信するために使用されるものであり、また、それらの共通制 御チャネルは接続を確立するためにも利用される。 ＧＳＭの物理チャネルは、複数の時分割マルチアクセスＴＤＭＡフレームを備 えており、各フレームは、好ましくは、８つのタイムスロットを備えており、該 タイムスロットにおいて、複数の論理チャネルが送信される。これらの論理チャ ネルは、トラフィックチャネルと制御チャネルの両方を備える。１つのマルチフ レームが、５１個、若しくは、２６個のＴＤＭＡフレームを備える。第２図は、 無線経路上で、ベースステーションＢＴＳから移動ステーションＭＳと、移動ス テーションＭＳからベースステーションＢＴＳの双方で使用される異なる制御チ ャネルマルチフレームを示す。 本発明に不可欠な論理チャネルは「共通制御チャネル」ＣＣＣＨを有する。Ｇ ＳＭでは、ベースステーションは、自身に関するデータを、ＣＣＣＨに含まれる 「ブロードキャスト制御チャネル」ＢＣＣＨ上に送信する。このチャネル上で、 移動ステーションは、セルの識別に関する情報や、セルの他の共通制御チャネル に関する情報、および、ベースステーションが送信を行うパワーに関する情報を 受信する。 接続セットアップ手続が開始される前は、移動ステーションはアイドルモード にあり、このモードで、ＢＣＣＨをリッスンする。移動ステーションは、受信信 号のパワーレベルを測定する。ＢＣＣＨ上に送信されたデータは、ベースステー ションからの送信が行われたパワーを表示するデータも備えており、移動ステー ションは、無線経路によって生じた信号の現在の減衰を計算することができる。 これに基づいて、移動ステーションは、「チャネル要求」をベースステーション へ送信する際に用いなければならないパワーを見積もることができる。 本発明の１つの好ましい実施例によれば、ベースステーションは、ＢＣＣＨ上 に、ベースステーション受信機における「チャネル要求」の所望のパワーレベル を表示するようなデータをも送信することができる。一般に、所望のパワーレベ ルは、例えば−８０ｄＢｍであってもよい。これと、前に計算した無線経路にお ける減衰とに基づいて、移動ステーションは、必要とされる送信パワーを直接計 算することができる。 第４ａ図は、アイドルモードにおける移動ステーションの動作を示す。受信機 Ｐ_BCCHにおいて受信したＢＣＣＨ信号のパワーレベルが測定される。更に、移動 ステーションは、ＢＣＣＨメッセージから、ベースステーションがメッセージを 送信した際のパワーレベルＰ_BTSと、ベースステーション受信機Ｐ_PQにおいてベ ースステーションが所望している「チャネル要求」のパワーとを読み出す。 呼出しセットアップ手続は、ベースステーションシステムによって開始されよ うが、或いは、移動ステーションによって開始されようが、同様である。第３図 は、ベースステーションシステムＢＳＳが移動ステーションＭＳをページングし たときに起こる信号通信を示す。第４ｂ図は、接続セットアップ手続の間のパワ ー計算アルゴリズムを示す。ベースステーションが、該ベースステーションのカ バー領域内に位置する移動ステーションにアドレスされた入力呼出しを検出した とき、該ベースステーションは、「ページング要求」をＣＣＣＨに含まれる「ペ ージングチャネルＰＣＨ」上に送信する。移動ステーションが呼出しを検出する と、該移動ステーションは、「チャネル要求」の送信に必要とされるパワーレベ ルを計算する。このパワーを計算するため、移動ステーションは、先ず、無線経 路上の減衰Ｌを、ベースステーションによって使用されたパワーＰ_BTSから受信 パワーＰ_BCCHを減算することによって計算する。「チャネル要求」を送信するた めに必要なパワーＰ_MSは、その後、計算された無線経路上の減衰Ｌをベースステ ーションから受け取った所望のパワーレベルＰ_RQに付加することによって得られ る。前記移動ステーションは、「チャネル要求」をＣＣＣＨに含まれる「ランダ ムアクセスチャンネル」ＲＡＣＨ上に該移動ステーションによって計算されたパ ワーレベルＰ_MSで送信する。ベースステーションシステムが「チャネル要求」を 受け取ったとき、該ベースステーションは、「チャネル要求」と早期の「ページ ング要求」の間の接続に関する情報を有していない。ベースステーションシステ ムは、信号通信チャネルＳＣＣＣＨをベースステーションＭＳに割り当て、「即 時割り当て」を「アクセス付与チャネル」ＡＧＣＨ上に送信することによって移 動ステーションに報告する。ＳＤＣＣＨが移動ステーションに割り当てられると 、該移動ステーションは、「ページング応答」をチャネル上に送信し、ベースス テーションシステムは、この応答を「ビジター位置レジスタ」ＶＲＬに送信する 。この応答に基づいてＶＲＬは無線接続を確立し、その後、その呼出し制御をＭ ＳＣに渡す。 接続が確立されると、ベースステーションシステムは、移動ステーションのパ ワーを調整し始める。調整を開始するために、該システムは、移動ステーション が「チャネル要求」を送信したときのパワーレベルに関する情報を有していなけ ればならない。移動ステーションは、ＳＤＣＣＨ若しくはＳＡＣＣＨ信号通信チ ャネルのいづれかを用いて、該移動ステーションが使用するパワーレベルをベー スステーションシステムに信号によって送る。この後、パワーはＧＳＭ仕様に従 って調整される。 移動ステーションが呼出しを開始したときも、この手続は、上述したように、 「チャネル要求」から始まる。 第５図は、本発明の加入者移動ステーションＭＳの構造を示す。ＭＳは、アン テナ３、二重フィルタ２８、受信機２１、送信機２９、合成器２７を有する。ア ンテナ３によって受信された信号は、二重フィルタを通じて受信機２１に付与さ れ、この信号は、その後、Ａ／Ｄコンバータ２２で変換される。変換された信号 は、検出器２３に付与され、その後、多重送信の解除２４が実行される。チャネ ルデコードがチャネルデコーダ２５で実行され、その後、信号は、音声コーダ２ ６を通じて増幅器に付与される。送信検出では、マイクロホンから付与された信 号は、先ず、音声コーディング３４を受け、その後、チャネルコーダ３３でチャ ネルコーディングを受ける。その後、信号は多重化され３２、ＴＤＭＡバースト の形成３１が続き、そうして、信号が変調器３０を通じて送信機２９に、更に、 二重フィルタ２８を通じてアンテナに付与される。ＭＳは手段３５も備えており 、該手段３５は、上述の全てのブロックを制御すると共に、共通制御チャネル上 に 送信された信号パワーに基づいて「チャネル要求」に必要な送信パワーを計算す ることができる。ベースステーションが共通制御チャネル上に該ベースステーシ ョンが使用する送信パワーを伝えると、手段３５は、無線経路上で発生している 減衰を直接計算することができ、必要な送信パワーをその減衰に基づいて見積も ることができる。本発明の加入者移動ステーションは、移動電話であってもよい し、データ移動ステーション、あるいは、セルラー無線システムで動作する他の いづれの移動ステーションであってもよい。 添付図面に示された例を参照して本発明を上に記述したが、本発明はこの例に 限定されるものではなく、添付した請求の範囲に記載された本発明の範囲内で多 くの方法で変更可能であることを理解すべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月６日 【補正内容】 請求の範囲 １．セルラーＴＤＭＡ無線システムにおける加入者移動ステーションの送信パワ ーを、呼出しが確立されたときに、調整する方法であって；前記セルラー無線シ ステムは、各セルに、該セル内に位置する移動ステーションと通信を行っている ような少なくとも１つのベースステーションを備えており；前記セルラー無線シ ステムで、ベースステーションは、全ての移動ステーションに共通の少なくとも １つの制御チャネル上に、前記ベースステーションに関するデータを送信してお り；前記セルラー無線システムは、「チャネル要求」を移動ステーションからベ ースステーションへ送信してトラフィックチャネル上に実際の接続を確立するた めに、少なくとも１つの共通制御チャネルを備えており；前記セルラー無線シス テムで、移動ステーションは、ベースステーションから制御チャネル上に送信さ れたデータに基づいて前記移動ステーションの送信パワーを調整することができ る；前記方法において、 前記移動ステーションは、共通制御チャネル上でベースステーションから受 け取った信号の測定パワーに基づいて計算された送信パワーで、「チャネル要求 」をベースステーションに送信すること、を特徴とする。 ２．請求項１記載の方法において、ベースステーションは、該ベースステーショ ンが使用したパワーレベルに関する情報を、制御メッセージを送信する際に、共 通制御チャネル上に送信する方法。 ３．請求項１記載の方法において、移動ステーションは、移動ステーションとベ ースステーション間の無線経路における減衰を見積もって、該見積もりに従って 「チャネル要求」の送信パワーを制御する方法。 ４．請求項１記載の方法において、ベースステーションは、ベースステーション 受信機で受信された「チャネル要求」の所望のパワーレベルを表示するデータを 、共通制御チャネル上に送信する方法。 ５．請求項１記載の方法において、ベースステーションと接続が確立されたとき に、移動ステーションは、システムの制御チャネル上に、「チャネル要求」を送 信するために使用されるパワーレベルに関するデータをベースステーション へ向けて送信する方法。 ６．請求項３記載の方法において、システムが移動ステーションの送信パワーを 調整する際、その開始値は移動ステーションによって与えられた開始パワーであ る方法。 ７．セルラー無線システムで使用する移動ステーションであって、前記セルラー 無線システムは、各セルに、該セル内に位置する移動ステーションと通信を行っ ているような少なくとも１つのベースステーションを備えており；前記セルラー 無線システムで、ベースステーションは、全ての移動ステーションに共通の少な くとも１つの制御チャネル上に、前記ベースステーションに関するデータを送信 しており；前記セルラー無線システムは、「チャネル要求」を移動ステーション からベースステーションへ送信してトラフィックチャネル上に接続を確立するた めに、少なくとも１つの共通制御チャネルを備えており；前記移動ステーション は、ベースステーションから制御チャネル上に送信されたデータに基づいて送信 パワーを調整する手段を備えている；前記移動ステーションにおいて、 「チャネル要求」をベースステーションに送信するときに必要とされる送信 パワーを、共通制御チャネル上でベースステーションから受け取った信号の測定 パワーに基づいて計算する手段を備えていること、を特徴とする移動ステーショ ン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キエマ アルト フィンランド エフイーエン‐90580 オ ウル タスキランティエ 27アー５ (72)発明者 サヴサーロ ヤリ フィンランド エフイーエン‐90500 オ ウル ヴァルターティエ 73アー16 【要約の続き】 ため、移動ステーションは、共通制御チャネル上でベー スステーションから受け取った信号の測定パワーに基づ いて計算された送信パワーで、「チャネル要求」をベー スステーションに送信する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．セルラー無線システムにおける加入者移動ステーションの送信パワーを、呼 出しが確立されたときに、調整する方法であって；前記セルラー無線システムは 、各セルに、該セル内に位置する移動ステーションと通信を行っているような少 なくとも１つのベースステーションを備えており；前記セルラー無線システムで 、ベースステーションは、全ての移動ステーションに共通の少なくとも１つの制 御チャネル上に、前記ベースステーションに関するデータを送信しており；前記 セルラー無線システムは、「チャネル要求」を移動ステーションからベースステ ーションへ送信してトラフィックチャネル上に実際の接続を確立するために、少 なくとも１つの共通制御チャネルを備えており；前記セルラー無線システムで、 移動ステーションは、ベースステーションから制御チャネル上に送信されたデー タに基づいて前記移動ステーションの送信パワーを調整することができる；前記 方法において、 前記移動ステーションは、共通制御チャネル上でベースステーションから受 け取った信号の測定パワーに基づいて計算された送信パワーで、「チャネル要求 」をベースステーションに送信すること、を特徴とする。 ２．請求項１記載の方法において、ベースステーションは、ベースステーション 受信機における「チャネル要求」の所望のパワーレベルを表示するデータを、共 通制御チャネル上に送信する方法。 ３．請求項１記載の方法において、ベースステーションと接続が確立されたとき に、移動ステーションは、システムの制御チャネル上に、「チャネル要求」を送 信するために使用されるパワーレベルに関するデータをベースステーションへ向 けて送信する方法。 ４．請求項３記載の方法において、システムが移動ステーションの送信パワーを 調整する際、その開始値は移動ステーションによって与えられた開始パワーであ る方法。 ５．セルラー無線システムで使用する移動ステーションであって、前記セルラー 無線システムは、各セルに、該セル内に位置する移動ステーションと通信を行 っているような少なくとも１つのベースステーションを備えており；前記セルラ ー無線システムで、ベースステーションは、全ての移動ステーションに共通の少 なくとも１つの制御チャネル上に、前記ベースステーションに関するデータを送 信しており；前記セルラー無線システムは、「チャネル要求」を移動ステーショ ンからベースステーションへ送信してトラフィックチャネル上に接続を確立する ために、少なくとも１つの共通制御チャネルを備えており；前記移動ステーショ ンは、ベースステーションから制御チャネル上に送信されたデータに基づいて送 信パワーを調整する手段を備えている；前記移動ステーションにおいて、 「チャネル要求」をベースステーションに送信するときに必要とされる送信 パワーを、共通制御チャネル上でベースステーションから受け取った信号の測定 パワーに基づいて計算する手段を備えていること、を特徴とする移動ステーショ ン。