CN101253707A - 通信系统、通信装置及通信控制方法 - Google Patents

通信系统、通信装置及通信控制方法 Download PDF

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CN101253707A CNA2006800316510A CN200680031651A CN101253707A CN 101253707 A CN101253707 A CN 101253707A CN A2006800316510 A CNA2006800316510 A CN A2006800316510A CN 200680031651 A CN200680031651 A CN 200680031651A CN 101253707 A CN101253707 A CN 101253707A
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Abstract

一种通信系统，通信数据由第一数据部和第二数据部构成，各个数据部的调制方式不同，该通信系统具备：接收强度取得机构，其取得通信数据的接收强度；接收强度发送机构，其将接收强度发送给对通信数据进行发送的发送部；接收强度收取机构，其收取被发送的接收强度；和发送电力控制机构，其根据被发送的接收强度，对第一数据部和第二数据部各自的发送电力进行控制。由此，能够改善接收侧的解调特性并降低发送侧通信装置的消耗电力。

Description

通信系统、通信装置及通信控制方法
技术领域
本发明涉及进行发送电力控制的通信系统、通信装置及通信控制方法。
本申请主张2005年8月30日申请的特愿2005-248954号的优先权，将其内容援引于本说明书中。
背景技术
在近年来的移动体通信系统中，采用了根据随时间一起变动的传送路径环境来切换调制方式的自适应调制方式。自适应调制方式在判断为传送路径环境差的情况下，使用高可靠性的调制方式(低级)来传送数据，另一方面，在判断为传送路径环境良好的情况下，使用多信息量的调制方式(高级)来传输数据。例如，将通信数据的帧内划分为非自适应调制区域和自适应调制区域，在非自适应调制区域总是使用π/4移位DQPSK的调制方式，在自适应调制区域使用π/2移位DBPSK、D8PSK、16QAM、32QAM、64QAM中任意一个调制方式。
另一方面，在实施发送电力控制的移动体通信系统中，一般采用了开环电力控制及闭环电力控制方式。公知的状况是：闭环电力控制方式中，在上行/下行的传播环境及干涉量不同的情况下，也能够进行稳定的良好控制，但存在着数据传输量降低和控制延迟增大等的问题。在开环电力控制方式中，与闭环电力控制方式相反，具有控制延迟少、不发生数据传输量降低等的优点，但在上行/下行的传播环境及干涉量不同的情况下，控制特性会变差。因此，在当前运用的移动体通信系统中，通过恰当地组合切换闭环及开环电力控制来进行发送电力控制。
这里，参照图5、6，对应用了自适应调制方式和发送电力控制的通信系统的处理动作进行说明。图5是表示与未图示的基站之间确立了无线通信来进行信息通信的通信装置(移动台)的结构的框图。该图中，符号4是进行数据发送的发送部，由发送数字调制部41、发送电力控制部42、发送RF处理部43及调制方式决定部44构成。符号5是收发无线信号的天线。符号6是进行数据接收的接收部，由接收RF处理部61及接收BB处理部62构成。
接着，参照图6，对从图5所示的移动台向未图示的基站进行数据发送时的闭环发送电力控制的动作进行说明。首先，基站对含有移动台的发送部4所发送的通信数据(步骤S21)的发送信号进行接收(步骤S22)，并计测所接收到的信号的SNR(SN比)(步骤S23)。然后，基站向移动台发送含有通过计测而得到的SNR的信息(步骤S24)。移动台的接收部6接收该SNR信息(步骤S25)，并向发送部4输出。调制方式决定部44根据由接收部6输出的SNR信息来决定发送数据的调制方式(步骤S26)。此时，如果SNR充裕，则决定将调制方式向高级变更，如果不充裕，则决定向低级变更。
然后，调制方式决定部44向发送数字调制部41及发送电力控制部42通知所决定的调制方式。接收到该调制方式后，发送数字调制部41生成对应该发送的通信数据实施了所决定的调制方式的调制后的信号，并向发送电力控制部42输出。发送电力控制部42，根据所决定的调制方式和由接收部6输出的SNR信息，对由发送数字调制部41输出的信号的发送电力进行控制(步骤S27)，来发送通信数据(步骤S21)。此时，按照一边调整所决定的调制方式的必要SNR、一边成为满足通信品质的最小发送电力的方式进行控制。例如，在以QPSK进行通信的情况下，移动台侧对从基站侧接收的SNR信息中所含有的基站的接收SNR与QPSK的需要SNR进行比较。
结果，如果基站的接收SNR远大于QPSK的必要SNR，则为了削减多余的发送电力而降低发送电力，以能够满足QPSK的通信品质(能够满足必要SNR)的最低电力进行发送。另外，必要SNR是指在各调制方式中，为了接收被发送的信号而需要的SNR，在以比必要SNR低的SNR接收信号的情况下，无法解调信号，导致误码率显著增高。
此外，还公知有一种发送电力控制方法，该方法在移动体通信系统中，在分集终端与基站连接时，为了防止分集终端的接收性能的劣化，而存在包括分集终端的多个终端，自适应阵列基站对下行发送电力波形进行控制，以便当为分集终端时，对所连接的终端，在对芯片天线的接收电平进行测定的时刻降低发送电力，在对作为发送天线的鞭状天线(whipantenna)的接收电平进行测定的时刻提高发送电力(例如参照专利文献1)。
专利文献1：特开2003-069473号公报
然而，应用了自适应调制方式作为调制方式的通信系统中，由于在发送电力控制时发送电力控制不是基于自适应调制区域的通信数据和非自适应调制区域的通信数据各自的调制方式必要SNR(SN比)进行的，而是基于自适应调制方式必要SNR在所有帧内都一样的发送电力控制，所以，当根据调制方式的组合来进行降低发送电力的控制时，存在的问题在于，有时对非自适应调制方式部分含有的解调特性造成很大影响的UW(unique word，独特码码元)部分等会引起错误。另一方面，在进行提高发送电力的控制时，由于是基于自适应调制区域的调制方式必要SNR的控制，所以，在包括UW部分的非自适应调制区域中以过剩的发送电力进行发送，还存在着浪费电力的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种通信系统、通信装置及通信控制方法，在采用自适应调制方式且实施发送电力控制的移动体通信系统中，在发送侧在满足通信线路品质的范围内尽可能地控制对解调特性造成影响的通信数据中的一部分的发送电力，从而能够改善接收侧的解调特性以及降低发送侧通信装置的消耗电力。
在本发明所涉及的通信系统中，通信数据由第一数据部和第二数据部构成，所述各个数据部的调制方式不同，该通信系统包括：接收强度取得机构，其取得所述通信数据的接收强度；接收强度发送机构，其将所述接收强度发送给对所述通信数据进行发送的发送部；接收强度收取机构，其收取所述被发送的接收强度；和发送电力控制机构，其根据所述被发送的接收强度，对所述第一数据部和所述第二数据部各自的发送电力进行控制。
本发明的通信系统还具备调制方式取得机构，其取得所述第一数据部和所述第二数据部各自的调制方式，所述发送电力控制部，根据所述接收强度和所述各个调制方式，对所述第一数据部和所述第二数据部各自的发送电力进行控制。
本发明的通信系统的特征在于，在所述第一数据部的调制方式是比所述第二数据部的调制方式通信速率低的调制方式时，所述发送电力控制部，按照使所述第一数据部的发送电力比所述第二数据部的发送电力小的方式进行控制。
本发明的通信系统还具备调制方式取得机构，用于取得所述第一数据部的调制方式，在所述第一数据部的调制方式是所述通信系统能够选择的调制方式中通信速率最低的调制方式时，所述发送电力控制部按照使所述第二数据部的发送电力增加的方式进行控制。
在本发明所涉及的通信装置中，通信数据由第一数据部和第二数据部构成，所述各个数据部的调制方式不同，该通信装置包括：接收强度收取机构，其从接收侧的通信装置收取所发送的所述通信数据的接收强度；和发送电力控制机构，其根据所述被发送的接收强度，对所述第一数据部和所述第二数据部各自的发送电力进行控制。
在本发明所涉及的通信控制方法中，通信数据由第一数据部和第二数据部构成，所述各个数据部的调制方式不同，该通信控制方法具有：接收强度收取步骤，从接收侧的通信装置收取被发送的所述通信数据的接收强度；和发送电力控制步骤，根据所述被发送的接收强度，对所述第一数据部和所述第二数据部各自的发送电力进行控制。
根据本发明，能够取得如下效果，即：在发送侧在满足通信线路品质的范围内尽可能地控制对解调特性造成影响的通信数据中的一部分的发送电力，且改善接收侧的解调特性并降低发送侧通信装置的消耗电力。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的构成的框图。
图2是表示图1所示的通信装置(移动台)和基站之间的通信动作的流程图。
图3是表示图1所示的必要SNR表21的表构造的说明图。
图4是表示通信数据的帧格式的一个例子的说明图。
图5是表示自适应调制方式的通信装置的构成框图。
图6是表示图5所示的通信装置(移动台)和基站的通信动作的流程图。
图中：1-发送部，11-MAPPER，12-发送码元电力控制部，13-路径尼奎斯特滤波器(root Nyquist filter)，14-滤波器，15-发送电力控制部，16-正交调制，17-发送RF处理部，18-调制方式决定部，19-调制方式比较部，20-电力控制值算出部，21-必要SNR表，2-天线，3-接收部，31-接收RF处理部，32-接收BB处理部。
具体实施方式
下面，参照附图，对本发明的一个实施方式所涉及的通信系统进行说明。图1是表示本实施方式的通信装置(移动台)的构成的框图。在该图中，符号1是进行数据发送的发送部。符号2是进行无线信号的收发的天线。符号3是进行数据接收的接收部，由接收RF处理部31和接收BB处理部32构成。符号11是将一次突发量的发送数据分割成与各调制方式对应的码元(symbol)数，在群集(constellation)上进行映射的MAPPER。符号12是掌握帧格式中时间上的码元位置，进行发送码元单位的发送电力控制的发送码元电力控制部。符号13是对以码元单位控制电力的发送信号进行带域限制，向所期望的IF信号频率上变换(up conversion)的路径尼奎斯特滤波器(root Nyquist filter)。符号14是除去所希望信号成分以外的信号的滤波器。符号15是实施发送电力控制的发送电力控制部。符号16是实施正交调制的正交调制部。符号17是对应该发送的通信数据进行发送的发送RF处理部。
符号18是根据由接收部3输出的接收侧测定SNR信息，来选择决定自适应调制区域的调制方式的调制方式决定部。符号19是对调制方式决定部18所决定的自适应调制区域的调制方式与非自适应调制区域的调制方式各自的必要SNR进行比较判定的调制方式比较部。符号20是电力控制值算出部，用于根据调制方式比较部19的判定结果，来算出自适应调制区域的调制方式和非自适应调制区域的调制方式各自的发送电力控制值。符号21是预先存储有每种调制方式的必要SNR的值的必要SNR表。
接着，参照图3，对图1所示的必要SNR表21的表构造进行说明。必要SNR表21，在图1所示的移动台内，按能够使用的每种调制方式(π/2移位DBPSK、π/4DQPSK、D8PSK、16QAM、32QAM、64QAM)预先定义存储所必要的SNR的值。并且，必要SNR按规定的BER(误码率)分别存储。在图3所示的例子中，表示了BER为1×10-2和1×10-4时按每种调制方式存储了必要SNR的例子。
接着，参照图4，对自适应调制方式的帧格式进行说明。如图4所示，在帧内划分为调制方式固定的非自适应调制区域和根据传输路径环境来切换调制方式的自适应调制区域。成为在非自适应调制区域含有对解调特性产生影响的UW(unique word，独特码码元)等，在自适应调制区域含有作为应该发送的数据的Payload(有效负荷)的帧结构。
接着，参照图2，对从图1所示的通信装置(移动台)对未图示的基站进行数据发送时的闭环发送电力控制的动作进行说明。
首先，基站接收由移动台的发送部1发送的通信数据(步骤S1)的发送信号(步骤S2)，对接收到的信号的SNR(SN比)进行计测(步骤S3)。然后，基站向移动台发送含有通过计测而得到的SNR的信息(步骤S4)。移动台的接收部3接收该SNR信息(步骤S5)，向发送部1输出。调制方式决定部18根据由接收部3输出的SNR信息，决定发送数据的调制方式(步骤S6)。此时，如果SNR宽裕，则决定将自适应调制区域的调制方式向高级变更，若不宽裕，则向低级变更。非自适应调制区域的调制方式可采用预先决定的调制方式。这里，将非自适应调制区域的调制方式设为π/4移位DQPSK。然后，调制方式决定部44，将所决定的调制方式通知给MAPPER11、发送电力控制部15及调制方式比较部19。接收到该调制方式之后，发送电力控制部15根据所决定的自适应调制区域的调制方式的必要SNR，进行对自适应调制区域的码元进行发送时的发送电力控制(步骤S7)。
另一方面，调制方式比较部19，判定自适应调制区域的调制方式是否是π/2移位DBPSK(步骤S8)。该判定是非自适应调制区域的调制方式被固定为π/4移位DQPSK时的判定处理，实际上，通过对自适应调制区域的调制方式的必要SNR与非自适应调制区域的调制方式的必要SNR进行比较，来判定是“非自适应调制区域的调制方式的必要SNR＞自适应调制区域的调制方式的必要SNR”成立，还是“非自适应调制区域的调制方式的必要SNR＜自适应调制区域的调制方式的必要SNR”成立。
该判定结果为，在自适应调制区域的调制方式是π/2移位DBPSK的情况下(非自适应调制区域的调制方式的必要SNR＞自适应调制区域的调制方式的必要SNR)，调制方式比较部19对电力控制值算出部20发出指示，以提高非自适应调制区域的发送电力(步骤S9)。接收到该指示之后，电力控制值算出部20按照非自适应调制区域的发送电力提高的方式，算出发送电力控制值，并向发送码元电力控制部12输出。由此，控制成非自适应调制区域的发送码元的发送电力上升。其中，对于提高发送电力的范围而言，例如若是PHS，则成为由RCR-STD的过渡响应特性规定的范围内。
另一方面，在自适应调制区域的调制方式为∏/2移位DBPSK以外(D8PSK、16QAM、32QAM、64QAM的任意一个)时(非自适应调制区域的调制方式的必要SNR＜自适应调制区域的调制方式的必要SNR)，调制方式比较部19根据自适应调制区域的必要SNR对电力控制值算出部20发出指示，以降低非自适应调制区域的发送电力(步骤S10)。接收到该指示之后，电力控制值算出部20按照非自适应调制区域的发送电力降低的方式算出发送电力控制止，并向发送码元电力控制部12输出。由此，控制成非自适应调制区域的发送码元的发送电力降低，非自适应调制区域的发送电力被控制成满足π/4移位DPPSK的必要SNR为8.2[dB](BER＝1×10-2的情况)。
另外，进行提高发送电力或降低发送电力的控制的对象，可以不是非自适应调制区域整体，可以仅对UW码元、PR码元控制发送电力。
这样，在适应性地变更调制方式、且实施发送电力控制时，非自适应调制区域的调制方式为π/4移位DQPSK，自适应调制区域的调制方式为π/2移位DBPSK的情况下，当各自的调制方式的必要SN为BER＝1×10-2时，π/4移位DQPSK成为8.2[dB]，π/2移位DBPSK成为5.3[dB](参照图3)。这意味着在BER中π/2移位DBPSK的SNR可以降低。因此，在自适应调制区域的Payload部分的必要SNR可以减小的情况下，由于通过发送电力控制被控制为在帧内一样小的发送电力，所以，非自适应调制区域的UW部分也减小了发送电力，在接收侧的通信装置中，有可能发生UW错误而引起解调特性的劣化。当发生UW错误时，基于UW信息实施的帧同步、频率推定、相位推定、有关AAA的训练(training)、SINR的推定等无法正确进行，会使接收数据的解调特性恶化。因此，在满足必要接收品质、且满足发送标准(例如在PHS的情况下为RCR-STD的过渡响应特性)的范围中，通过尽可能增大非自适应调制区域(尤其是对解调特性产生影响的UW等)的发送电力，可防止接收数据的解调特性恶化。
另一方面，在非自适应调制区域的调制方式为π/4移位DQPSK、自适应调制区域的调制方式为64QAM的情况下，由于64QAM的必要SNR为19.7[dB]，所以，通过发送电力控制使发送电力增大。但是，由于对作为非自适应调制区域的调制方式的π/4移位DQPSK而言，必要SNR不需要是19.7[dB]，是8.2[dB]即可，所以，成为过剩的发送电力。因此，通过在满足必要接收品质的范围中尽可能减少非自适应调制区域的发送电力，可实现发送侧的通信装置消耗电力的降低。
另外，本发明的便携终端包括使用了移动通信的移动电话机、具有移动通信功能的便携信息终端(PDA)、移动终端、车辆导航装置等。
此外，可以将用于实现图1的处理部的功能的程序记录到计算机可读取的记录介质中，通过使计算机系统读取并执行该记录介质中存储的程序，来进行发送电力控制处理。其中，这里所说的“计算机系统”是指包括OS与外围设备等硬件的机器。
此外，“计算机可读取记录介质”是指：软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等可移动介质、内置于计算机系统的硬盘等记录装置。并且，“计算机可读取的记录介质”，还包括如通过互联网等网络或电话线路等的通信线路来发送程序时，成为服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器(RAM)那样，将程序保持一定时间的存储机构。
而且，上述程序可以从将该程序存储到记录装置等的计算机系统，通过传送介质或传送介质中的传送波发送给其他的计算机系统。这里，传送程序的“传送介质”是指：如互联网等网络(通信网)或电话线路等的通信线路(通信线)那样，具有传输信息的功能的介质。并且，上述程序可以是用于实现上述功能的一部分。进而，也可以是将上述的功能与计算机中已经记录的程序通过组合而实现的、所谓差分文件(差分程序)。
工业上的可利用性
根据本发明，在进行发送电力控制的通信系统、通信装置及通信控制方法中，能够得到如下效果，即：在发送侧在满足通信线路品质的范围内尽可能地控制对解调特性造成影响的通信数据中的一部分的发送电力，能够实现在接收侧的解调特性的改善以及发送侧通信装置的消耗电力的降低。

Claims (6)

1、一种通信系统，通信数据由第一数据部和第二数据部构成，所述各个数据部的调制方式不同，
该通信系统包括：
接收强度取得机构，其取得所述通信数据的接收强度；
接收强度发送机构，其对发送所述通信数据的发送部发送所述接收强度；
接收强度收取机构，其收取所述被发送的接收强度；和
发送电力控制机构，其根据所述被发送的接收强度，对所述第一数据部和所述第二数据部各自的发送电力进行控制。
2、根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，
还具备调制方式取得机构，其取得所述第一数据部和所述第二数据部各自的调制方式，
所述发送电力控制部，根据所述接收强度和所述各个调制方式，对所述第一数据部和所述第二数据部各自的发送电力进行控制。
3、根据权利要求2所述的通信系统，其特征在于，
在所述第一数据部的调制方式是比所述第二数据部的调制方式通信速率低的调制方式时，
所述发送电力控制部，按照使所述第一数据部的发送电力比所述第二数据部的发送电力小的方式进行控制。
4、根据权利要求1所述的通信系统，其特征在于，
还具备调制方式取得机构，用于取得所述第一数据部的调制方式，
在所述第一数据部的调制方式是所述通信系统能够选择的调制方式中通信速率最低的调制方式时，
所述发送电力控制部按照使所述第二数据部的发送电力增加的方式进行控制。
5、一种通信装置，通信数据由第一数据部和第二数据部构成，所述各个数据部的调制方式不同，
该通信装置包括：
接收强度收取机构，其从接收侧的通信装置收取所发送的所述通信数据的接收强度；和
发送电力控制机构，其根据所述被发送的接收强度，对所述第一数据部和所述第二数据部各自的发送电力进行控制。
6、一种通信控制方法，通信数据由第一数据部和第二数据部构成，所述各个数据部的调制方式不同，
该通信控制方法包括：
接收强度收取步骤，从接收侧的通信装置收取被发送的所述通信数据的接收强度；和
发送电力控制步骤，根据所述被发送的接收强度，对所述第一数据部和所述第二数据部各自的发送电力进行控制。
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