CN1947361A - 无线通信系统、基站装置和发送功率控制方法 - Google Patents

Abstract

按照多个通信信道的不同的多路复用数适当地决定通信装置的发送功率。在移动体通信系统(4)中，基站装置(2)和移动台装置(1)使用配置信道(CCH)而进行通信，此外在使用随机访问信道(RACH)进行通信的情况下，包括：按照CCH的通信状况决定移动台装置(1)的RACH中的发送功率的基础数据的发送功率控制部(62)；和通过至少按照上述RACH的通信多路复用度改变上述基础数据，来决定移动台装置(1)的RACH中的发送功率的发送功率决定部(56)。

Description

无线通信系统、基站装置和发送功率控制方法

技术领域

本发明涉及无线通信系统、基站装置和发送功率控制方法。

背景技术

在无线通信中，有使用通信多路复用度(multiplex degree)不同的多个通信信道而进行通信的情况。例如在采用SDMA(Space Division MutipleAccess，空分多址)的方式的PHS(Personal Handyphone System)等的移动体通信系统中，使用CCH(configuration channel，配置信道)和RACH(random access channel，随机访问信道)的两个逻辑信道，在CCH中不进行空间多路复用的通信多路复用，在RACH中进行空间多路复用的通信多路复用。

另外，在专利文献1中，公开了关于无线网络中的功率控制方法的发明。

专利文献1：欧洲专利申请公开第074146号说明书

在上述移动体通信系统中的通信开始时，在CCH中进行基站装置和移动台装置的同步和/或登记(register)处理等处理。并且接着在RACH中进行信道分配处理等的处理。此时的移动台装置的发送功率控制通过开环控制进行。之后，在业务信道(traffic channel)中开始通信，发送功率控制通过闭环控制进行。

因此，CCH中的开环控制的结果反映在RACH中的信号发送上。然而，如上所述那样，在RACH和CCH之间空间多路复用度不同，因此两个信道的噪声量不同的情况较多，即使将CCH中的开环控制的结果反映在RACH中的通信上，也不能得到良好的通信结果。即，不能按照多个通信信道的不同通信多路复用度适当地控制移动台装置的发送功率，这种情况影响了通信结果。

发明内容

本发明正是鉴于上述课题而提出的，其目的在于提供一种能按照多个通信信道的不同通信多路复用度适当地决定通信装置的发送功率的无线通信系统、基站装置和发送功率控制方法。

为了解决上述课题的本发明，在包括多个通信装置的无线通信系统中，其特征在于，包括：第一通信机构，其中第一通信装置和第二通信装置使用第一通信信道而进行通信；第二通信机构，其中上述第一通信装置和上述第二通信装置使用第二通信信道而进行通信；发送功率基础数据决定机构，其按照上述第一通信信道中的通信状况决定上述第二通信装置的上述第二通信信道中的发送功率的基础数据；和发送功率决定机构，其通过至少按照上述第二通信信道的通信多路复用度来改变上述被决定的发送功率的基础数据，由此决定上述第二通信装置的上述第二通信信道的发送功率。

通过这样，能够按照多个通信信道的不同的通信多路复用度适当决定通信装置的发送功率。

此外，在上述无线通信系统中，优选上述发送功率决定机构还按照上述第一通信信道的通信多路复用度改变上述被决定的发送功率的基础数据。

此外，在上述无线通信系统中，优选上述发送功率决定机构，按照上述第二通信信道的通信多路复用度越高，上述第二通信装置的上述第二通信信道的发送功率越大的方式决定该发送功率。

此外，在上述无线通信系统中，优选至少上述第二通信信道的通信多路复用度为空间多路复用度。

此外，本发明的相关基站装置，在移动体通信系统中使用，其特征在于，包括：第一通信机构，其使用上述第一通信信道而与移动台装置进行通信；第二通信机构，其使用上述第二通信信道而与上述移动台装置进行通信；和发送功率决定机构，其至少按照上述第二通信信道的通信多路复用度，来决定通过发送功率基础数据决定机构所决定的发送功率的基础数据的变化量。

此外，本发明相关的发送功率控制方法，其特征在于，包括：第一通信装置和第二通信装置使用第一通信信道而进行通信的第一通信步骤；上述第一通信装置和上述第二通信装置使用第二通信信道而进行通信的第二通信步骤；发送功率基础数据决定步骤，按照上述第一通信信道的通信状况，决定上述第二通信装置的上述第二通信信道中的发送功率的基础数据；和

发送功率决定步骤，通过至少按照上述第二通信信道的通信多路复用度来改变上述被决定的发送功率的基础数据，由此决定上述第二通信装置的上述第二通信信道中的发送功率。

附图说明

图1为本发明的实施方式相关的移动体通信系统的结构图。

图2为本发明的实施方式相关的移动台装置的结构框图。

图3为本发明的实施方式相关的基站装置的结构框图。

图4为本发明的实施方式相关的基站装置的功能框图。

图5为本发明的实施方式相关的移动体通信系统的顺序图。

图6为本发明的实施方式相关的移动体通信系统的功能框图。

图7为本发明的实施方式相关的基站装置的处理的流程图。

具体实施方式

参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

有关本实施方式的移动体通信系统4，如图1所示，包括多个移动台装置1、基站装置2和通信网络3而构成。基站装置2通常与通信网络3和移动台装置1进行通信。

移动台装置1，如图2所示，包括控制部11、通信部12、存储部13、操作部14和显示部15而构成。控制部11控制移动台装置1的各部分，执行涉及通话或数据通信的处理。通信部12具备天线，进行下述处理：按照从控制部11输入的指示调制音频信号或通信用数据包等后，经由天线输出，或接收到达天线的音频信号或通信用数据包等后进行解调，向控制部11输出的处理。存储部13作为控制部11的工作存储器来动作。此外，该存储部13保持涉及通过控制部11所进行的各种处理的程序或参数。操作部14例如为十个数字键等，接收由使用者输入的电话号码或字符串，向控制部11输出。显示部15例如包括液晶显示装置而构成，按照从控制部11输入的信号显示输出信息。

接下来，基站装置2，如图3所示，包括控制部21、网络接口部22、无线通信部23和存储部24而构成。控制部21控制基站装置2的各部分，执行涉及通话或数据通信的处理。网络接口部22与通信网络3连接，接收来自通信网络3的音频信号或通信用数据包等后向控制部21输出，或者按照控制部21的指示对通信网络3发送音频信号或通信用数据包等。无线通信部23具备天线，进行下述处理：分别接收来自移动台装置1的音频信号和/或通信用数据包等后进行解调，向控制部21输出，或者按照从控制部21输入的指示对从控制部21输入的音频信号或通信用数据包等进行调制后，经由天线输出的处理。存储部24作为控制部21的工作存储器来动作。此外，该存储部24保存有涉及由控制部21进行的各种处理的程序和参数。

基站装置2的无线通信部23和控制部21从功能的角度来看，如图4所示那样包括多个收发部30、总线控制部32、信号处理部34而构成。并且，在收发部30中分别具备天线36。这些多条控制线36构成以往公知的自适应阵列天线。在此，对该结构的处理进行简单说明。在接收中，各天线36接收到达天线的音频信号或通信用数据包，在收发部30中对各天线36的接收电波进行频率变换后，向总线控制部32输出。总线控制部32使来自各收发部30的输出转发(routing)到进行解调处理和解码处理的信号处理部34。信号处理部34中，基于从总线控制部32输入的接收信号与参考信号之间的相关性而得到接收信号。通过上述方式，通过在多条天线36中接收来自移动台装置1的电波，即使有衰落(fading)时，也能得到更正确的接收信号。

另一方面，在发送中，信号处理部34基于接收信号对每个成为发送对象的移动台装置1决定每条天线的天线权重。该天线权重为各天线36的对该移动台装置1发射的发送信号的发送功率的权重。并且，收发部30基于该天线权重发，从各天线36发送信号。如上所述，通过对发送功率赋予权重，可以电气的方式进行定向性的某电磁波的放射。

由此，在采用自适应阵列天线的移动体通信系统4中，能够在移动台装置1和基站装置2之间进行定向性强的通信。因此，能够以相同的频率且在相同时刻容纳基站装置2和多个移动台装置1之间的多个通信。在这种情况下，称作通信被空间多路复用化，例如公知SDMA方式。

在移动体通信系统4中进行控制，以使基站装置2所接收的来自移动台装置1的电波的接收强度总是相等。原因是上行链路(从移动台装置1向基站装置2的通信)中，如果移动台装置1远离基站装置2，则基站装置2所接收的来自移动台装置1的电波的接收强度降低，如果接近则该接收强度增大。并且，来自进行与基站装置2的进行通信的多个移动台装置1的电波互相干扰，尤其因上述接收强度强的电波而上述接收强度弱的电波受到干扰，从而基站装置2中的解调受到影响。其原因在于，这种情况下，需要通过减小相同时隙内的多路接入(mutiple access)数而提高解调的精度，作为全体的处理量(throughput)会降低。

更具体地来说，移动体通信系统4例如通过BCH(广播信道)、CCH和RACH的开环控制以及TCH(业务信道)进行的闭环控制，进行与各通信环境配合的发送功率控制，调整发送功率，以使得到可解调程度的SINR(信号对干扰噪声比)。进一步通过连接适配(link adaptation)选择适当的调制类型来实现通信质量的提高。

上述开环控制通过BCH、CCH、RACH来进行。另一方面，BCH和CCH以与RACH和TCH不同的载波或者不同的时隙进行处理。具体地来说，BCH和CCH不被空间多路复用，但RACH和TCH被空间多路复用。并且，例如在采用在三个通信中使用一个时隙的空间多路复用方式的情况下，会有通过BCH和CCH的开环控制求得的发送功率不适应于RACH和TCH的通信环境的情况。这是因为，由于BCH和CCH、RACH和TCH中空间多路复用度不同，因此会有时隙中内在的作为噪声最低限度(noisefloor)的噪声量的值不同的情况。一般来说，空间多路复用度越高，因同一时隙中被空间多路复用的来自移动台装置1的干扰波的影响而噪声最低限度越大。因此，会有在由BCH和CCH的开环控制决定的发送功率下，因基站装置2的接收强度过小而无法解调的情况。

在本实施方式中，通过在开环控制中将以上述空间多路复用度为代表的通信多路复用度作为决定发送功率时的参数之一，实现按照多个通信信道的不同通信多路复用度来适当地决定通信装置的发送功率的功能。由此，以下表示用于在开环控制中将通信多路复用度作为决定发送功率时的参数之一的具体的结构。

在移动体通信系统4中基站装置2和移动台装置1开始通信时，以图5所示的顺序来进行通信的确立。首先移动台装置1接收由基站装置2通知的BCH，进行成为通信对象的基站装置2的决定和同步的确认等处理。并且，移动台装置1，对决定为通信对象的基站装置2，利用CCH进行发送功率的决定、同步的确立和信道的决定。CCH中的从移动台装置1向基站装置2发送的信号被称作配置请求(CR)，从基站装置2向移动台装置1发送的信号被称作配置消息(CM)。对于此时进行的发送功率的决定来说，按照移动台装置1中的BCH或者CM的接收强度，在移动台装置1中被决定。即由于来自基站装置2的发送功率恒定，因此根据BCH或CM的接收强度来能够判断移动台装置1自身以多少发送功率发送电波才能到达基站装置2。该发送功率控制的处理称作开环控制。

而且，采用RACH进行呼叫登记(call register)、信道分配等的处理。即进行用于开始呼叫处理的处理。RACH中的从移动台装置1向基站装置2发送的信号称作请求访问(RA：Request Access)，从基站装置2向移动台装置1发送的信号称作访问分配(AA：Access Assignment)。由于RACH中的处理结束后确立呼叫，因此数据信道中的通信开始(未图示)。另外，数据信道中的呼叫处理开始后，通过接收作为通信对象的装置中的接收状况而进行发送功率控制。该发送功率控制的处理被称为闭环控制。在此，将进行包括BCH、CCH和RACH的控制的逻辑信道称作控制信道。此外，将包括数据信道的逻辑信道称作业务信道。

在此，如上所述，以BCH和CCH为代表的第一通信信道和以RACH为代表的第二通信信道使用不同的物理信道而进行通信。即第一通信信道中，基站装置2不知道移动台装置1的位置，因此不能进行空间多路复用，与此相对，由于第二通信信道中基站装置2能够基于移动台装置1发送的电波决定天线权重，因此进行空间多路复用。即第一通信信道和第二通信信道的通信多路复用度不同。在此，第二通信信道在第一通信信道使用后开始使用，第二通信信道中的移动台装置1的初始发送功率成为由第一通信信道中的开环控制决定的发送功率。

与第一通信信道不同，在第二通信信道中通信被多路复用，因此受到来自作为多路复用对象的其他移动台装置1所使用的电波的干扰。因此，如果根据干扰的程度来不增大发送功率，则尤其第二通信信道的信号在基站装置2中不能解调或解码。即按照第一通信信道的通信状况决定通信功率的开环控制中，除了不知道第二通信信道的通信状况之外，移动台装置1中也不知道基站装置2的干扰的状况，因此在移动台装置1中不能进行适当的发送功率控制，产生在基站装置2无法解调或解码接收信号的情况。为了防止该现象，移动体通信系统4按照基站装置2的通信多路复用度决定移动台装置1的发送功率。图6表示具体的移动体通信系统4的功能框图。

本实施方式的移动台装置1从功能上来说，包括接收部60、发送功率控制部62和发送部64而构成。此外，基站装置2从功能上来说包括接收部50、控制部52、通信多路复用度取得部54、发送功率决定部56和发送部58而构成。

接收部50接收来自移动台装置1的电波后，向控制部52输出。并且控制部52在接下来第二通信信道中进行通信的情况下，例如在空间多路复用中进行计算天线权重等的用于进行通信多路复用的处理。并且，通信多路复用度取得部54通过控制部52在第二通信信道中取得被多路复用的移动台装置1的数量即通信多路复用度。通信多路复用度取得部54将所取得的通信多路复用度向发送功率决定部56输出，发送功率决定部56基于该通信多路复用度决定移动台装置1的发送功率的变化量。另外1，第二通信信道的通信多路复用度越高，上述干扰也通常变得越多，因此优选按照第二通信信道的通信多路复用度越高、移动台装置1的发送功率越大的方式决定上述变化量。

另外，如果基于闭环控制的处理开始，则不需要该发送功率的变化量，因此认为即使在增大移动台装置1的发送功率的情况下，也几乎没有其他移动台装置1的发送功率因本处理而同时增大的情况。因此，认为在本处理中通过增大发送功率而使干扰变大而所引起的对呼叫处理的影响变小。

并且，发送功率决定部56对发送部58输出移动台装置1的发送功率的上述变化量，发送部58对该移动台装置1发送该变化量。

移动台装置1在接收部60中接收该变化量，对发送功率控制部62输出。在此，发送功率控制部62测定第一通信信道中的接收信号的通信状况(例如传输损耗)，按照所测定的通信状况决定移动台装置1的第一通信信道中的发送功率和第二通信信道中的发送功率的基础数据(开环控制)。并且，发送功率控制部62通过将从接收部60输入的该变化量与通过开环控制决定的第二通信信道中的发送功率的基础数据相加，来改变发送功率的基础数据并决定为发送功率，将所决定的发送功率向发送部64输出。并且，发送部64以所输入的该发送功率进行第二通信信道中的发送。

另外，发送功率决定部56，上述处理那样根据第二通信信道中的通信多路复用度决定上述变化量，在此之上还可按照第一通信信道中的通信多路复用度来决定。即在上述例子中，在第一通信信道中不进行通信多路复用，但当然也有在第一通信信道中进行通信多路复用的情况。在这种情况下，由于更适当地反映了第一通信信道和第二通信信道之间的通信多路复用所引起的干扰的不同，因此优选按照第一通信信道中的通信多路复用度和第二通信信道中的通信多路复用度之差或比值等来决定第二通信信道中的移动台装置1的发送功率。

参照流程图对以上处理进行详细说明。

图7为本实施方式的基站装置2的处理的详细流程图。另外，该图中最大通信多路复用度为3。当然实际上能够使用各种通信多路复用度。首先基站装置2发送BCH(S100)。并且，移动台装置1计算下行传输损耗(S100)。该下行传输损耗也用在移动台装置1的开环控制中。即移动台装置1采用下行传输损耗作为通信状况，按照该通信状况可决定该移动台装置1的发送功率或发送功率的基础数据。接下来，在CCH中接收CR(S102)。此时基于该CR中所包括的下行传输损耗信息，基站装置2计算用于补正该基站装置2的发送功率的补正值(S102)。该补正为用于由开环控制决定基站装置2的发送功率的处理。并且，基站装置2对在RACH中所使用的物理信道中正进行通信的用户的数目是否为1进行判断(S104)。该用户的数目即为通信多路复用度。并且，基站装置2在该用户的数目为1的情况下，决定K1的值(S106)。在用户的数目不为1的情况下，基站装置2判断在RACH中所使用的物理信道中正进行通信的用户的数目是否为2(S108)。在用户的数目为2的情况下，基站装置2决定K2的值(S110)。在此K1为在通信多路复用度为1的情况下移动台装置1发送RA时的发送功率的变化量，K2为在通信多路复用度为2的情况下移动台装置1发送RA时的发送功率的变化量。即基站装置2按照该基站装置2的通信多路复用度决定移动台装置1的发送功率的变化量。并且，基站装置2在CCH中发送CM(S112)。此时，基站装置2可在该CM中包括K1和K2并进行发送。由此基站装置2向移动台装置1通知发送功率的变化量。另外，基站装置2也可按照通信多路复用度来仅发送所需的K1或K2中的某一方。进一步，基站装置2发送表示该变化量的信息，移动台装置1基于表示该变化量的信息，通过读出例如存储在存储部13中的变化量，来取得变化量。

并且，移动台装置1基于该取得的变化量、和按照移动台装置中的CM的接收功率通过开环控制决定的该移动台装置的RACH中的发送功率的基础数据，来决定RA的发送功率，以该发送功率发送RA。即移动台装置1通过将该取得的变化量、与按照移动台装置中的CM的接收功率通过开环控制决定的该移动台装置的RACH中的发送功率的基础数据相加，来决定RA的发送功率。并且，基站装置2由RACH接收该RA，再次基于该RA中所包括的下行传输损耗信息来计算用于补正基站装置2的发送功率的补正值(S114)。并且，基站装置2以该补正后的发送功率来在RACH中发送AA(S116)。

更具体地来说，移动台装置1的发送功率能够通过以下的公式决定。以下的公式中P’为基础数据，P为移动台装置1的发送功率。式(1)表示多路复用度为1的情况，式(2)表示多路复用度为2的情况，式(3)表示多路复用度为3的情况。即，移动台装置1的发送功率控制部62，将与通信多路复用度相对应而通过基站装置2的发送功率决定部56所决定的变化量、与基础数据相加。另外，该变化量，既可以通过与通信多路复用度建立对应而被存储，就按照通信多路复用度读出该被存储的通信多路复用度从而被决定，也可以通过作为通信多路复用度的函数的该函数被存储，对通信多路复用度应用该函数而计算该变化量从而被决定。

P＝P’…(1)

P＝P’+K1…(2)

P＝P’+K2…(3)

如上所述，能够按照空间多路复用数适当地决定移动台装置1的发送功率。尤其通过能够适当地决定第二通信信道中的移动台装置1的发送功率，在基站装置2中能可靠地进行第二通信信道中的接收。此外，通过控制时分(time division)数据的收发时的发送功率、以及采用适当的调制类型，由此能够提高基站装置2和移动台装置1之间的通信的通信质量的发送功率控制和连接适配中，能够顺利地进行从开环控制到闭环控制的转移。此外，由于能够顺利地进行TCH切断后的重新连接，因此也能够改善通信处理量。

Claims (6)

1、一种无线通信系统，其中包括多个通信装置，包括：

第一通信机构，其中第一通信装置和第二通信装置使用第一通信信道进行通信；

第二通信机构，其中所述第一通信装置和所述第二通信装置使用第二通信信道进行通信；

发送功率基础数据决定机构，其按照所述第一通信信道中的通信状况决定所述第二通信装置的所述第二通信信道中的发送功率的基础数据；和

发送功率决定机构，其通过至少按照所述第二通信信道的通信多路复用度来改变所述被决定的发送功率的基础数据，由此决定所述第二通信装置的所述第二通信信道的发送功率。

2、根据权利要求1所述的无线通信系统，其特征在于，

所述发送功率决定机构，还按照所述第一通信信道的通信多路复用度来改变所述被决定的发送功率的基础数据。

3、根据权利要求1或2所述的无线通信系统，其特征在于，

所述发送功率决定机构，按照所述第二通信信道的通信多路复用度越高，所述第二通信装置的所述第二通信信道中的发送功率越大的方式决定该发送功率。

4、根据权利要求1到3中任一项所述的无线通信系统，其特征在于，

至少所述第二通信信道中的通信多路复用度为空间多路复用度。

5、一种基站装置，其在移动体通信系统中使用，包括：

第一通信机构，其使用所述第一通信信道而与移动台装置进行通信；

第二通信机构，其使用所述第二通信信道而与所述移动台装置进行通信；和

发送功率决定机构，其至少按照所述第二通信信道的通信多路复用度，来决定通过发送功率基础数据决定机构所决定的发送功率的基础数据的变化量。

6、一种发送功率控制方法，包括：

第一通信装置和第二通信装置使用第一通信信道而进行通信的第一通信步骤；

所述第一通信装置和所述第二通信装置使用第二通信信道而进行通信的第二通信步骤；

发送功率基础数据决定步骤，按照所述第一通信信道的通信状况，决定所述第二通信装置的所述第二通信信道中的发送功率的基础数据；和

发送功率决定步骤，通过至少按照所述第二通信信道的通信多路复用度来改变所述被决定的发送功率的基础数据，由此决定所述第二通信装置的所述第二通信信道中的发送功率。

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