JP2005277967A - 無線通信装置及びその接続要求データの送信電力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 基地局における干渉量を考慮して、接続要求データの送信電力を好適に決定することができる無線通信装置を提供すること。
【解決手段】 基地局装置１４における干渉量を示す干渉量情報を取得する受信部３２と、前記干渉量情報に応じた電力にてアクセスパケットを送信するデータ送信部２８と、を含む。干渉量情報は、例えば基地局における信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ）や搬送波電力対雑音比（Ｃ／Ｎ比）等に応じて生成されるものである。
【選択図】 図２

Description

本発明は無線通信装置及びその接続要求データの送信電力制御方法に関し、特に無線通信装置における通信開始時の送信電力制御に関する。

ＣＤＭＡ（符号分割多重接続）方式の無線通信システムでは、移動局から基地局にアクセスパケット（接続要求データ）を送信し、それに応じて基地局から移動局に受信確認（ＡＣＫ）を返信することにより、両者間での無線通信を開始するようにしている。ここで、アクセスパケットの送信電力は、まず、移動局側でオープンループ制御により決定している。すなわち、移動局では基地局からパイロット信号を受信しており、その受信電力に基づいて送信電力を決定している。そして、こうして決定される電力にてアクセスパケットを送信して、それに応じた受信確認を移動局にて受信できなければ、基地局側から指定された電力量だけ送信電力を増加させて、アクセスパケットを再送するようにしている。こうして、移動局から送信されるアクセスパケットを基地局が確実に受信できるようにしている。同様の無線通信システムは、例えば下記特許文献に開示されている。
特開平０８−３０７３４４号公報

しかしながら、上記背景技術に係るシステムでは、オープンループ制御によってアクセスパケットの送信電力を決定しているだけであり、基地局における干渉量情報を考慮していなかった。このため、基地局における干渉量の状況によっては、アクセスパケットの送信に対して基地局から応答（受信確認）が得られない場合があり、その場合には、アクセスパケットの再送を余儀なくされるという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、基地局における干渉量を考慮して、接続要求データの送信電力を好適に決定することができる無線通信装置及びその接続要求データの送信電力制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る無線通信装置は、基地局における干渉量を示す干渉量情報を取得する干渉量情報取得手段と、前記干渉量情報に応じた電力にて前記基地局に接続要求データを送信するデータ送信手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る無線通信装置における接続要求データの送信電力制御方法は、基地局における干渉量を示す干渉量情報を取得する干渉量情報取得ステップと、前記干渉量情報に応じた電力にて前記基地局に接続要求データを送信するデータ送信ステップと、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、基地局における干渉量を考慮して、例えばＣＤＭＡ方式の無線通信システムで用いられるアクセスパケット等の接続要求データの送信電力を、より好適に決定することができる。

また、本発明の一態様では、前記データ送信手段は、前記基地局に前記接続要求データを送信する際の基本電力を決定する基本電力決定手段と、前記基本電力を前記干渉量に応じて補正する電力補正手段と、を含み、前記基本電力を前記干渉量に応じて補正してなる電力にて前記接続要求データを送信する。こうすれば、干渉量に応じて補正された電力にて接続要求データを送信できるようになる。

この態様では、前記基本電力決定手段は、前記基地局から送信される所定信号の受信電力を取得する受信電力取得手段を含み、前記所定信号の受信電力に基づいて前記基本電力を決定するようにしてもよい。こうすれば、基地局から送信される所定信号（例えばパイロット信号）の受信電力に応じた電力で、接続要求データを送信できる。

また、本発明の一態様では、前記データ送信手段による前記接続要求データの送信に応じて前記基地局から受信確認を受信しない場合に、前記送信電力決定手段により決定される前記送信電力に所定値を加算してなる送信電力にて前記接続要求データを前記基地局に対して再送するデータ再送手段をさらに含む。こうすれば、基地局における干渉量を考慮して、接続要求データの再送時の送信電力を決定できる。

以下、本発明の一実施形態について図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る移動体通信システムの全体構成を示す図である。同図に示すように、この移動体通信システム１０は、基地局装置１４と、複数の移動局装置（無線通信装置）１６と、を含んで構成されている。基地局装置１４は通信ネットワーク１２に接続されており、移動局装置１６から送信されるデータを受信すると、それを通信ネットワーク１２に送出するようになっている。また、通信ネットワーク１２を介して受信する移動局装置１６に宛てたデータを受信し、それを移動局装置１６に転送するようになっている。こうして、基地局装置１４では、移動局装置１６のデータ通信の中継をするようになっている。

また、この移動体通信システム１０では、ＣＤＭＡ（符号分割多重接続）方式により無線通信を行うようになっており、基地局１４では上りチャネルの干渉量を演算し、それが閾値を超えたか否かを所定の制御チャネルにて移動局装置１６に報知するようにしている。そして、移動局装置１６では、この報知内容に従って送信電力を制御するようになっている。なお、干渉量は、具体的にはＳＩＮＲ（信号対干渉雑音比）である。その他、搬送波電力対雑音電力比（Ｃ／Ｎ比）であってもよい。また、信号対干渉雑音比又は搬送波電力対雑音比を移動局毎に算出して、例えばその総計や平均値等の統計量を、基地局全体としての干渉量としてもよい。

さらに、基地局装置１４ではパイロット信号を報知しており、移動局装置１６では、このパイロット信号により基地局装置１４との間で同期を取るとともに、さらにその受信電力（受信レベル）を観測し、それによりアクセスパケットの送信電力を決定するようにしている（オープンループ制御）。すなわち、移動体通信システム１０では、パイロット信号の受信レベルＲＸを取得すると、次式（１）に従ってアクセスパケットを送信する際の基本電力（基本送信レベル）Ｐｂ［ｄＢ］を演算するようにしている。ここで「const」は所定の定数である。

（数１）
Ｐｂ＝const−ＲＸ ・・・（１）

さらに、移動局では、こうして得られる基本電力Ｐｂを補正するための補正量Ａを、基地局装置１４から報知される干渉量情報（上り干渉量が所定閾値を超えたか否かを表す情報）に基づいて算出する。例えば、次式（２）に示すように、上り干渉量が所定閾値を超えている旨が干渉量情報によって報知されていれば、補正量Ａを基本電力Ｐｂの２割等に設定する。逆に、上り干渉量が所定閾値以下である旨が干渉量情報によって報知されていれば、補正量Ａを０に設定する。なお、補正量Ａは、データ送信時に最新の（最後に基地局装置１４から送信された）干渉量情報に基づいて都度決定するのが望ましい。

そして、次式（３）に示すように、この補正量Ａを上記式（１）に従って演算される基本電力Ｐｂに加算することにより、初回の送信レベルＴＸを算出する。すなわち、干渉量が大きい場合には送信レベルＴＸが大きくなるように（基本電力Ｐｂの１．２倍となるように）制御し、逆に干渉量が小さい場合には送信レベルＴＸが基本電力Ｐｂのままとなるように制御している。

（数３）
ＴＸ＝Ｐｂ＋Ａ ・・・（３）

移動局装置１６では、まず、こうして得られる送信電力ＴＸにて、アクセスパケット（移動局装置１６から基地局装置１４に対して通信開始を要求するためのデータ（接続要求データ））を基地局装置１４に送信するようにしている。そして、こうして送信されるアクセスパケットを受信した基地局装置１４では、移動局装置１６に通信開始を許可してよい場合には、同移動局装置１６に対して受信確認信号（ＡＣＫ）を返信するようにしている。移動局装置１４では、アクセスパケット送信後、受信確認信号の受信を待機するようになっており、所定時間経過後も受信確認信号を受信できない場合には、アクセスパケットを基地局装置１４に再送信するようにしている。この際、ｎ回目の再送電力ｄｎ［ｄＢ］は次式（４）及び（５）に従って算出されるようになっている。

（数４）
ｄｎ＝Ｐｂ＋Ａ＋Ｔｃｏｒｒ（ｎ） ・・・（４）
Ｔｃｏｒｒ（ｎ）＝ｎ×Ｂ ・・・（５）

ここで、Ｐｂは式（１）により得られる電力であり、Ａは式（２）により得られる補正量であり、Ｂ［ｄＢ］は基地局装置１４から移動局装置１６に向けて報知される再送ステップである。また、ｎは再送回数である。なお、後述するように、アクセスパケットの送信電力制御では、上記基本電力Ｐｂの部分については、搬送波の振幅を増大させる増幅部に対する増幅率の制御（ゲイン制御）によって実現され、上記電力増加量Ａ＋Ｔｃｏｒｒ（ｎ）については一次変調波の電力制御によって実現されるようになっている。

本移動通信システム１０では、以上のようにしてアクセスパケットの送信電力を決定しているので、アクセスパケットの送信時、実際の通信状況に応じた電力にてアクセスパケットを送信することができる。これにより電力消費の無駄、或いは接続時間の長期化を抑制することができる。

なお、本移動体通信システム１０では、所定回数にわたってアクセスパケットを送信したにもかかわらず、基地局装置１４から受信確認信号を受信できない場合には所定時間待機し、再度、式（３）により得られる送信電力ＴＸによりアクセスパケットを再送し、その後、式（４）により得られる再送電力ｄｎにより、順次アクセスパケットを送信する。この場合、待機時間は固定してもよいし、基地局装置１４にて乱数を生成し、それにより決定してもよい。乱数により決定すれば、その都度待機時間が変化することになり、トラフィックを効果的に分散させることができる。

図２は、本移動体通信システム１０の構成を示す図である。同図に示すように、本移動体通信システム１０では、基地局装置１４は干渉判定部１８、パイロット信号送信部２０及びデータ受信部２２を含んで構成されている。また、移動局装置１６は受信部３２、受信電力処理部２６、オープンループ制御部２４、データ送信部２８及び増幅部３０を含んで構成されている。

干渉判定部１８には、上りデータチャネル２３の内容が入力されており、該上りデータチャネル２３の干渉量を測定し、該干渉量が所定閾値よりも大きいか否かを判断する。そして、判断結果、すなわち干渉量情報（ＲＡＢ；Reverse Activity Bit）を制御チャネル１９により移動局装置１６に送信（報知）する。制御チャネル１９では、アクセスパケットの送信電力を増大させる際の基本増大幅（送信電力ステップＢ）も送信されるようになっている。一方、パイロット信号送信部２０は、パイロットチャネル２１によりパイロット信号を送信（報知）する。

データ受信部２２は、上りデータチャネル２３の内容、すなわち移動局装置１６から送信されるデータ信号が入力されており、その復調を行う。復調結果は必要に応じて通信ネットワーク１２に送出される。

受信部３２は、制御チャネル１９により送信される制御信号を受信し、そこに含まれる干渉量情報及び送信電力ステップＢを読み出す。これら干渉量情報及び送信電力ステップＢは受信電力処理部２６に入力される。受信電力処理部２６には、パイロットチャネル２１により基地局装置１４から送信されるパイロット信号が入力されており、同信号の受信レベルＲＸを判断する。そして、この受信レベルＲＸを上記式（１）に代入することにより、基本電力Ｐｂを算出するとともに、干渉量情報及び基本電力Ｐｂを上記式（２）に代入することにより、補正量Ａを算出する。さらに、再送時には、送信電力ステップＢからＡ＋Ｔｃｏｒｒ（ｎ）を算出する。算出結果は、いずれもデータ送信部２８に入力される。

オープンループ制御部２４は、パイロットチャネル２１により基地局装置１４から送信されるパイロット信号が入力されており、その受信レベルに応じて増幅部３０のゲインを制御する。具体的には、上記式（１）に従って増幅部３０のゲインを制御する。

増幅部３０は、オープンループ制御部２４からの指示に従ってデータ送信部２８から出力される拡散信号を増幅し、図示しない空中線を介して上りデータチャネル２３にデータを送出している。データ送信部２８には、図示しない制御部から情報符号（ここではアクセスパケット）が入力されており、同情報符号に従う、受信電力処理部２６から入力される補正量Ａ又は電力Ａ＋Ｔｃｏｒｒ（ｎ）に応じた波高値の一次変調波（ＰＳＫ信号やＡＳＫ信号等）を生成し、それに拡散処理を施す。拡散信号は増幅部３０に入力される。

図３は、移動局装置１６のアクセスパケット送信動作を示すフロー図である。同図に示すように、移動局装置１６では、まずオープンループ制御部２４がパイロットチャネル２１を捕捉する（Ｓ１０１）。さらに、受信部３２が制御チャネル１９を捕捉する（Ｓ１０２）。そして、制御チャネル１９により送信される制御信号から再送ステップＢを取得する（Ｓ１０３）。その後、アクセス要求が発生するまで待機する（Ｓ１０４）。

アクセス要求が発生すると、受信電力処理部２６はＴｃｏｒｒを零に初期化し（Ｓ１０５）、さらにオープンループ制御部２４及び受信電力処理部２６は、式（１）により基本電力Ｐｂを算出する（Ｓ１０６）。また、受信電力処理部２６は、制御チャネル１９により送信される制御信号から干渉量情報を取得し、その内容に応じて補正量Ａを算出する（Ｓ１０７）。そして、送信電力（Ｐｂ＋Ａ＋Ｔｃｏｒｒ）にて、アクセスパケットを送信する（Ｓ１０８）。なお、アクセスパケットの初回送信時には、Ｔｃｏｒｒは零に初期化されている。

その後、移動局装置１６では、アクセスパケットの送信に対して受信確認信号が基地局装置１４から返信されるのを所定時間待機する。そして、アクセスパケットに応答して、基地局装置１４から受信確認信号が返信されれば、トラフィックチャネルを確立し（Ｓ１１１）、データ通信処理に移行する。一方、受信確認信号が返信されなければ、Ｔｃｏｒｒに再送ステップＢを加算し（Ｓ１１０）、Ｓ１０６の処理に戻る。

以上説明した移動体通信システム１０によれば、アクセスパケットを移動局装置１６から基地局装置１４に送信する際、その送信電力を上り干渉量に応じて好適に決定することができる。すなわち干渉量が大きい場合には、それに応じてアクセスパケットの送信電力を上げることができ、これにより受信確認信号を得やすくできる。この結果、急激なフェージング等の影響があっても、アクセスパケットを確実に基地局装置１４に受信させることができ、接続時間の長期化を好適に防止することができる。また、アクセスパケット送信のための消費電力を低減することができる。さらに、干渉量に応じたアクセスパケットの送信電力の制御は、１次変調波の波高値制御により実現しているので、高い応答性にてアクセスパケットの電力を適切に決定できる。

本発明の実施形態に係る移動体通信システムの全体構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る移動体通信システムの機能ブロック図である。 本発明の実施形態に係る移動局装置の動作を示すフロー図である。

符号の説明

１０ 移動体通信システム、１２ 通信ネットワーク、１４ 基地局装置、１６ 移動局装置（無線通信装置）、１８ 干渉判定部、１９ 制御チャネル、２０ パイロット信号送信部、２１ パイロットチャネル、２２ データ受信部、２３ 上りデータチャネル、２４ オープンループ制御部、２６ 受信電力処理部、２８ データ送信部、３０ 増幅部、３２ 受信部。

Claims (5)

1. 基地局における干渉量を示す干渉量情報を取得する干渉量情報取得手段と、
   前記干渉量情報に応じた電力にて前記基地局に接続要求データを送信するデータ送信手段と、
   を含むことを特徴とする無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置において、
   前記データ送信手段は、
   前記基地局に前記接続要求データを送信する際の基本電力を決定する基本電力決定手段と、
   前記基本電力を前記干渉量に応じて補正する電力補正手段と、を含み、
   前記基本電力を前記干渉量に応じて補正してなる電力にて前記接続要求データを送信する、
   ことを特徴とする無線通信装置。
3. 請求項２に記載の無線通信装置において、
   前記基本電力決定手段は、
   前記基地局から送信される所定信号の受信電力を取得する受信電力取得手段を含み、
   前記所定信号の受信電力に基づいて前記基本電力を決定する、
   ことを特徴とする無線通信装置。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の無線通信装置において、
   前記データ送信手段による前記接続要求データの送信に応じて前記基地局から受信確認を受信しない場合に、前記送信電力決定手段により決定される前記送信電力に所定値を加算してなる送信電力にて前記接続要求データを前記基地局に対して再送するデータ再送手段をさらに含む、
   ことを特徴とする無線通信装置。
5. 基地局における干渉量を示す干渉量情報を取得する干渉量情報取得ステップと、
   前記干渉量情報に応じた電力にて前記基地局に接続要求データを送信するデータ送信ステップと、
   を含むことを特徴とする無線通信装置における接続要求データの送信電力制御方法。
   

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