JP2005303670A - 携帯通信端末装置及び送信電力制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
基地局から携帯通信端末装置への不要な送信電力を削減する。
【解決手段】
無線送受信部１０によって基地局から受信した信号を、逆拡散部１１で逆拡散する。逆拡散された信号は、ＲＡＫＥ受信部１２でＲＡＫＥ合成され、ＳＩＲ測定部１７で受信ＳＩＲが測定される。受信ＳＩＲと目標ＳＩＲとをＳＩＲ比較部１８で比較する。ＴＰＣビット発生部１９は、比較結果に基づき送信電力制御情報を無線送受信部１０を介して基地局に送信する。受信データ量が所定値に達した時に受信の通信品質を測定する長区間品質測定部１３と、通信品質を測定するためのタイミングを出力するタイマカウンタ２０と、長区間品質測定部において測定した通信品質またはタイミングで測定した通信品質と、目標品質とを比較して比較結果に基づいて目標ＳＩＲを定める品質比較部１５と、を備え、品質比較部１５は、通信品質が目標品質より良好である場合には目標ＳＩＲを下げる。
【選択図】
図１

Description

本発明は、携帯通信端末装置及び送信電力制御方法に係り、特にＷ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）方式の携帯通信端末装置及び送信電力制御方法に係る。

近年、第３世代の移動体通信手段として、Ｗ−ＣＤＭＡなどの方式が開発され、サービスが開始されている。Ｗ−ＣＤＭＡの電力制御方式は、携帯通信端末装置が直接電波を受けている基地局に対して短時間周期（６６６μＳ）で電力の増減を要求する「インナループ」と、ある程度の長時間（数百ｍＳから数Ｓ）における平均の品質目標値（エラー率）を元に適切な電力制御基準値（目標ＳＩＲ（Signal to Interference Power Ratio）あるいはターゲットＳＩＲという）を決定する「アウタループ」とから構成される（例えば非特許文献１を参照）。

図６は、従来の携帯通信端末装置における送信電力制御に関わる部分の構成を表すブロック図である。まず初めに、インナループの動作を説明する。図６において、無線送受信部１００によって基地局から受信した信号を、逆拡散部１０１で逆拡散する。逆拡散された信号は、ＲＡＫＥ受信部１０２でＲＡＫＥ合成され、ＳＩＲ測定部１０７で受信ＳＩＲが測定される。ＳＩＲ比較部１０８は、測定された受信ＳＩＲと目標ＳＩＲ保持部１０６から出力される目標ＳＩＲとを比較する。ＴＰＣビット発生部１０９は、比較結果に基づき送信電力制御情報を無線送受信部１００を介して基地局に対し送信する。

インナループの処理としては、目標ＳＩＲに対して実際に測定したＳＩＲ（受信ＳＩＲ）とに差が生じた時、携帯通信端末装置は、受信ＳＩＲが目標ＳＩＲより低い時には基地局に送信電力を上げる要求を出し、受信ＳＩＲが目標ＳＩＲより高い時には基地局に送信電力を下げる要求を出す。

次に、アウタループの動作を説明する。図６において、長区間品質測定部１０３は、受信データ量が所定値に達した時に受信の通信品質を測定する。また、品質比較部１０５は、長区間品質測定部１０３において測定された通信品質と目標品質情報保持部１０４に保持されている目標品質とを比較して比較結果に基づいて目標ＳＩＲを目標ＳＩＲ保持部１０６に出力する。

アウタループの処理として携帯通信端末装置は、ネットワーク（基地局）から目標とする品質（例えばエラー率１％など）を得て、目標品質よりエラーが多い時には目標ＳＩＲをある一定幅で上げ、エラーが目標品質より少ない時には目標ＳＩＲをある一定幅で下げる処理をする。

木下耕太著、「やさしいＩＭＴ−２０００」、電気通信協会、平成１３年

従来のアウタループ電力制御では、受信ブロック数があらかじめ設定されたブロック数に達した時点で目標ＳＩＲを変化させていたため、パケット通信などのように極端に受信データが少ないときは、高い目標ＳＩＲを長い時間維持してしまう。すなわち、アウタループ電力制御においてＢＬＥＲ（Block Error Rate）を計算する際、目標品質（たとえば１％）を計算するのに十分なデータブロックを受信するまで目標ＳＩＲを下げることができなかった。

このような場合、パケット通信などで受信データ量が極端に少ない状況では、長い時間、不必要に基地局のパワーを要求してしまっていた。すなわち、受信データがないにもかかわらず、基地局に高い送信電力を要求してしまい、他のユーザへの干渉を増大させてしまう虞があった。

したがって、本発明の目的は、基地局での不要な送信電力を削減する携帯通信端末装置及び送信電力制御方法を提供することにある。

前記目的を達成する本発明の一つのアスペクトに係る携帯通信端末装置は、基地局から受信した信号を逆拡散し、ＲＡＫＥ合成して受信ＳＩＲ（Signal to Interference Power Ratio）を測定し、測定された受信ＳＩＲと目標ＳＩＲとを比較して比較結果に基づき送信電力制御情報を基地局に対し送信する携帯通信端末装置である。携帯通信端末装置は、受信データ量が所定値に達した時に受信の通信品質を測定する長区間品質測定部を備える。また、通信品質を測定するためのタイミングを出力するカウンタ部を備える。さらに、長区間品質測定部において測定した通信品質またはタイミングで測定した通信品質のいずれか一方の測定通話品質と、目標品質とを比較して比較結果に基づいて目標ＳＩＲを定める比較部を備える。

比較部は、測定通信品質が目標品質より良好である場合には目標ＳＩＲを下げるように定めてもよい。

また、カウンタ部は、タイミングを計測するタイマで構成されてもよい。

さらに、カウンタ部は、受信フレーム数を計数することでタイミングを求めてもよい。

また、カウンタ部は、測定通信品質に応じてタイミングを変更するように構成されてもよい。

さらに、測定通信品質は、ブロック誤り率であってもよい。

本発明の他のアスペクトに係る送信電力制御方法は、基地局から受信した信号を逆拡散し、ＲＡＫＥ合成して受信ＳＩＲ（Signal to Interference Power Ratio）を測定し、測定された受信ＳＩＲと目標ＳＩＲとを比較して比較結果に基づいて送信電力を制御する携帯通信端末装置の送信電力制御方法である。この方法は、受信データ量が所定値に達した時に受信の通信品質を測定するステップを含んでいる。また、通信品質を測定するためのタイミングを出力するステップを含んでいる。さらに、長区間品質測定部において測定した通信品質またはタイミングで測定した通信品質のいずれか一方の測定通話品質と、目標品質とを比較するステップを含んでいる。またさらに、比較の結果に基づいて目標ＳＩＲを定めるステップを含んでいる。

本発明によれば、受信データ量が少ないときでも、カウンタによって目標ＳＩＲを下げることができるので、基地局に不要な送信電力を要求しない。したがって、他の端末装置への干渉を減らすことができ、基地局の収容数等の通信システムの容量を増大させることができる。

また、カウンタのタイマ条件を調整することによって、目標ＳＩＲを下げやすくしているので、基地局での送信電力をすばやく小さくすることができる。

さらに、ソフトウェアの実装ミスなどでタイマのカウントではミスが起きる場合であっても無線フレーム数をカウンタによってカウントすることで、タイマの開放漏れが起き得ないため、ソフトウェアの品質の信頼性を高めることができる。

本発明の実施形態に係る携帯通信端末装置は、無線送受信部（図１の１０）によって基地局から受信した信号を、逆拡散部（図１の１１）で逆拡散する。逆拡散された信号は、ＲＡＫＥ受信部（図１の１２）でＲＡＫＥ合成され、ＳＩＲ測定部（図１の１７）で受信ＳＩＲが測定される。ＳＩＲ比較部（図１の１８）は、受信ＳＩＲと目標ＳＩＲ保持部（図１の１６）に保持されている目標ＳＩＲとを比較する。ＴＰＣビット発生部（図１の１９）は、比較結果に基づき送信電力制御情報を無線送受信部（図１の１０）を介して基地局に送信する。さらに、携帯通信端末装置は、受信データ量が所定値に達した時に受信の通信品質を測定する長区間品質測定部（図１の１３）と、通信品質を測定するためのタイミングを出力するタイマカウンタ（図１の２０）と、長区間品質測定部において測定した通信品質またはタイミングで測定した通信品質と、目標品質とを比較して比較結果に基づいて目標ＳＩＲを定める品質比較部（図１の１５）と、を備える。品質比較部（図１の１５）において定められた目標ＳＩＲは、目標ＳＩＲ保持部（図１の１６）に保持される。例えば、測定された通信品質が目標品質より良好である場合には目標ＳＩＲを下げて保持する。このような構成の携帯通信端末装置は、受信データ量が少ないときでも、カウンタによって目標ＳＩＲを下げることができるので、基地局に不要な送信電力を要求しないこととなる。

次に携帯通信端末装置における送信電力制御についてより詳しく説明する。図１は、本発明の第１の実施例に係る携帯通信端末装置における送信電力制御に関わる部分の構成を表すブロック図である。携帯通信端末装置は、無線送受信部１０、逆拡散部１１、ＲＡＫＥ受信部１２、長区間品質測定部１３、目標品質情報保持部１４、品質比較部１５、目標ＳＩＲ保持部１６、ＳＩＲ測定部１７、ＳＩＲ比較部１８、ＴＰＣビット発生部１９、タイマカウンタ２０を備える。

無線送受信部１０は、基地局から送られる無線信号を受信し、復調してベースバンドとなる受信信号２５を出力する。また、ＴＰＣビット発生部１９から出力されるＴＰＣ（Transmission Power Control、送信電力制御）ビット信号２６を送信側の制御チャネルにマッピングし、他の送信データと共に、変調して無線信号として基地局に送信する。

逆拡散部１１は、受信信号２５を拡散符号系列で逆拡散し、逆拡散した信号をＲＡＫＥ受信部１２に出力する。

ＲＡＫＥ受信部１２は、逆拡散部１１から入力される、遅延時間の異なるマルチパスを持つ信号を時間的に合成して復調し、受信データを得て、受信データを長区間品質測定部１３とＳＩＲ測定部１７とに出力する。

長区間品質測定部１３は、受信データの通信品質を測定する。具体的にはＲＡＫＥ受信部１２において計算される受信データのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を元にＢＬＥＲ（Block Error Rate、エラー率）を計算する。計算されたＢＬＥＲは、品質比較部１５に出力される。また、受信データの受信ブロック数が所定の数に達したならば、その旨を品質比較部１５に出力する。

目標品質情報保持部１４は、目標となる通話品質、すなわち目標となるＢＬＥＲを保持しておく。

タイマカウンタ２０は、通信品質をチェックするためのタイミングをタイマによってカウントし、所定のタイミングに達したならばタイミング情報を品質比較部１５に出力する。なお、所定のタイミングの間隔は、固定的であってもよく、また、長区間品質測定部１３において測定された受信品質に応じてタイミング間隔を変更するようにしてもよい。例えば、受信データの通信品質が目標となる通話品質に比べて極めて良好であれば、タイミング間隔を短くし、受信データの通信品質が目標となる通話品質に比べて近ければタイミング間隔を長くするようにしてもよい。

品質比較部１５は、受信ブロック数が所定の数に達した時、またはタイミング情報がタイマカウンタ２０から出力された時に、受信データの通信品質と目標となる通話品質とを比較する。すなわち、長区間品質測定部１３から出力されるＢＬＥＲと、目標品質情報保持部１４に保持されているＢＬＥＲとを比較する。比較の結果は、目標ＳＩＲ保持部１６に出力される。

目標ＳＩＲ保持部１６は、品質比較部１５から出力される比較の結果に基づき目標ＳＩＲを変更して保持する。例えば、受信データの通信品質が目標となる通話品質より良い場合には目標ＳＩＲを下げ、受信データの通信品質が目標となる通話品質より悪い場合には目標ＳＩＲを上げる。

ＳＩＲ測定部１７は、ＲＡＫＥ受信部１２から出力される受信データを元に受信ＳＩＲを測定する。測定された受信ＳＩＲは、ＳＩＲ比較部１８に出力される。

ＳＩＲ比較部１８は、ＳＩＲ測定部１７から出力される受信ＳＩＲと目標ＳＩＲ保持部１６から出力される目標ＳＩＲとを比較する。比較の結果は、ＴＰＣビット発生部１９に出力される。

ＴＰＣビット発生部１９は、ＳＩＲ比較部１８から出力される比較結果に基づいてＴＰＣビットを発生する。すなわち、受信ＳＩＲが目標ＳＩＲより大きい場合には、基地局に対し送信電力を下げるようなＴＰＣビットを送信し、逆の場合には、送信電力を上げるようなＴＰＣビットを送信する。ＴＰＣビット信号２６は、無線送受信部１０に出力され、基地局に送られる。

以上のように構成される携帯通信端末装置における送信電力制御は、アウタループとインナループとの２系統で行われる。図１においてアウタループでは、ＲＡＫＥ受信部１２は、受信データのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）を計算し、ＢＬＥＲ（Block Error Rate）を計算する。

タイマカウンタ２０は、は設定されたタイマになるまで（タイムアウトになるまで）カウントし、ＢＬＥＲを計算するのに十分なデータ（ブロック数）を受信する前にタイマが満了（タイムアウト）した場合は、そのことを品質比較部１５に通知する。

品質比較部１５は、ネットワーク（基地局）から目標とする品質（例えばエラー率１％など）を得て、目標品質よりエラーが多い時には目標ＳＩＲをある一定幅で上げ、エラーが目標品質より少ない時には目標ＳＩＲをある一定幅で下げる処理をする。

すなわち、品質比較部１５は、（１）ＢＬＥＲを計算するのに十分なデータを受信した場合、（２）タイマ満了通知を受けた場合、のいずれかで目標ＳＩＲを下げるかどうかを判定する。この動作を次に詳しく説明する。

図２は、本発明の第１の実施例に係る携帯通信端末装置のアウタループにおける動作フローを表す図である。

ステップＳ１１において、タイマカウンタ２０にタイマをセットする。

ステップＳ１２において、タイマカウンタ２０がタイムアウトしたか否かを判断する。タイムアウトならば、品質測定のタイミング到来であるのでステップＳ１４に進み、タイムアウトで無いならば、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３において、長区間品質測定部１３は、受信ブロック数が所定数に達したか否かを判断する。所定数に達したならば、品質測定のタイミング到来であるのでステップＳ１４に進み、所定数に達していないならば、ステップＳ１２に戻る。

ステップＳ１４において、品質比較部１５は、受信品質と目標品質とを比較する。受信品質が目標品質より良い場合（受信データのエラーレートが目標のエラーレート未満）にはステップＳ１５に進み、受信品質が目標品質より悪い場合（受信データのエラーレートが目標のエラーレート以上）にはステップＳ１６に進む。

ステップＳ１５において、目標ＳＩＲ保持部１６は、目標ＳＩＲを下げて新たな目標ＳＩＲを保持する。次にステップＳ１１に戻る。

ステップＳ１６において、目標ＳＩＲ保持部１６は、目標ＳＩＲを上げて新たな目標ＳＩＲ保持する。次にステップＳ１１に戻る。

以上説明したようにアウタループ電力制御によって目標ＳＩＲが設定される。

一方、インナループでは、アウタループ電力制御によって設定された目標ＳＩＲに対して実際に測定したＳＩＲ（受信ＳＩＲ）とに差が生じた時、携帯通信端末装置は、受信ＳＩＲが目標ＳＩＲより低い時には基地局に送信電力を上げる要求を出し、受信ＳＩＲが目標ＳＩＲより高い時には基地局に送信電力を下げる要求を出す。

本発明では、アウタループ電力制御とインナループ電力制御とを同時に動作させることによって、所要品質（目標品質）を満たし、かつ可能な限り小さくなるように基地局の送信パワーを制御する。

次に実際の動作を、タイムチャートを用いて説明する。図３は、本発明の第１の実施例に係る携帯通信端末装置における目標ＳＩＲの変化を表すタイムチャート図である。

図３において、目標品質（ＢＬＥＲ）＝５％で、ＢＬＥＲの測定に１００ブロック使っている場合の例を示す。まず目標ＳＩＲの初期値が設定される。そこから最初のタイマ満了（タイムアウト）Ｐ１までの受信ブロック数が２０個であった場合、品質比較部１５は、Ｐ１の時点でタイマ満了を通知される。この区間でのＢＬＥＲが０％とすると、品質比較部１５は、受信品質が目標品質より良好であるので、目標ＳＩＲを下げることを決定する。また、次のＰ２の時点でも同様に目標ＳＩＲを下げていく。さらに、Ｐ３およびＰ４の時点でも同様に目標ＳＩＲを下げていく。Ｑ１の時点では、受信ブロック数がタイマ満了前に１００ブロックに達しているので、品質比較部１５は、１００ブロックを受信した時点でＢＬＥＲ（２％）と目標品質５％の比較を行い、受信品質が目標品質より良好であるので、さらに目標ＳＩＲを下げることを決定する。同様にＱ２およびＱ３の時点でも受信品質が目標品質より良好であるので、目標ＳＩＲを下げていく。

以上のように受信データ数が少ない場合であっても、タイマカウンタ２０を備え、タイムアウトのタイミングにおいて受信品質と目標品質とを比較することで目標ＳＩＲを下げることができる。したがって、目標ＳＩＲを下げやすくしているので、基地局に不要な送信電力を要求せずに済み、他の携帯通信端末装置への干渉を減らすことができる。その結果、基地局の収容数を増大させることが可能になる。

一方、図５には、従来の携帯通信端末装置における目標ＳＩＲの変化を表すタイムチャート図を示す。従来の携帯通信端末装置では、タイマカウンタ２０を備えていないので受信ブロック数が１００ブロックに達するＱ１の時点まで受信品質と目標品質の比較はなされない。すなわち、Ｐ１〜Ｐ４に対応するＲ１〜Ｒ４の時点では受信品質のチェックは行われない。したがって、受信データ数が少ない場合には、目標ＳＩＲが図３に比べて長い時間下がらずに推移し、不必要に基地局の送信パワーを要求してしまうこととなる。

図４は、本発明の第２の実施例に係る携帯通信端末装置における送信電力制御に関わる部分の構成を表すブロック図である。図４において図１と同一の符号は、同一物あるいは相当物を表し、その説明を省略する。図４では、受信フレーム数カウンタ２１が図１におけるタイマカウンタ２０の代わりに存在する。ＲＡＫＥ受信部１２ａは、受信した無線フレームを受信フレーム数カウンタ２１に出力する。受信フレーム数カウンタ２１は、受信した無線フレーム数をカウントし、設定した無線フレーム数を超えた時点で品質比較部１５にそのことを通知する。

このように、第２の実施例では、無線フレーム数を受信フレーム数カウンタ２１によってカウントしている。タイマカウンタ２０においてタイマを設定する場合、ソフトウェアの実装ミスなどで、タイマのカウントのミス（タイマ開放漏れ）が起きることがある。第２の実施例の場合は、そのような開放漏れが起き得ないため、ソフトウェアの品質の信頼性を高めることができる。

携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）、ＰＤＡ（Personal Data Assistance，Personal Digital Assistants：個人向け携帯型情報通信機器）等の携帯端末装置であって送信電力制御を行う装置およびシステムに適用できる。

本発明の第１の実施例に係る携帯通信端末装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施例に係る携帯通信端末装置のアウタループにおける動作フローを表す図である。 本発明の第１の実施例に係る携帯通信端末装置における目標ＳＩＲの変化を表すタイムチャート図である。 本発明の第２の実施例に係る携帯通信端末装置の構成を示すブロック図である。 従来の携帯通信端末装置における目標ＳＩＲの変化を表すタイムチャート図である。 従来の携帯通信端末装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 無線送受信部
１１ 逆拡散部
１２、１２ａ ＲＡＫＥ受信部
１３ 長区間品質測定部
１４ 目標品質情報保持部
１５ 品質比較部
１６ 目標ＳＩＲ保持部
１７ ＳＩＲ測定部
１８ ＳＩＲ比較部
１９ ＴＰＣビット発生部
２０ タイマカウンタ
２１ 受信フレーム数カウンタ
２５ 受信信号
２６ ＴＰＣビット信号

Claims (12)

1. 基地局から受信した信号を逆拡散し、ＲＡＫＥ合成して受信ＳＩＲ（Signal to Interference Power Ratio）を測定し、測定された前記受信ＳＩＲと目標ＳＩＲとを比較して比較結果に基づき送信電力制御情報を前記基地局に対し送信する携帯通信端末装置において、
   受信データ量が所定値に達した時に受信の通信品質を測定する長区間品質測定部と、
   受信の通信品質を測定するためのタイミングを出力するカウンタ部と、
   前記長区間品質測定部において測定した通信品質または前記タイミングで測定した通信品質のいずれか一方の測定通話品質と、目標品質とを比較して比較結果に基づいて前記目標ＳＩＲを定める比較部と、
   を備えることを特徴とする携帯通信端末装置。
2. 前記比較部は、前記測定通信品質が前記目標品質より良好である場合には前記目標ＳＩＲを下げるように定めることを特徴とする請求項１記載の携帯通信端末装置。
3. 前記カウンタ部は、前記タイミングを計測するタイマで構成されることを特徴とする請求項１記載の携帯通信端末装置。
4. 前記カウンタ部は、受信フレーム数を計数することで前記タイミングを求めることを特徴とする請求項１記載の携帯通信端末装置。
5. 前記カウンタ部は、前記測定通信品質に応じて前記タイミングを変更するように構成されることを特徴とする請求項１記載の携帯通信端末装置。
6. 前記測定通信品質は、ブロック誤り率であることを特徴とする請求項１、２または５のいずれか一に記載の携帯通信端末装置。
7. 基地局から受信した信号を逆拡散し、ＲＡＫＥ合成して受信ＳＩＲ（Signal to Interference Power Ratio）を測定し、測定された前記受信ＳＩＲと目標ＳＩＲとを比較して比較結果に基づいて送信電力を制御する携帯通信端末装置の送信電力制御方法において、
   受信データ量が所定値に達した時に受信の通信品質を測定するステップと、
   通信品質を測定するためのタイミングを出力するステップと、
   前記長区間品質測定部において測定した通信品質または前記タイミングで測定した通信品質のいずれか一方の測定通話品質と、目標品質とを比較するステップと、
   前記比較の結果に基づいて前記目標ＳＩＲを定めるステップと、
   を含むことを特徴とする送信電力制御方法。
8. 前記目標ＳＩＲを定めるステップにおいて、前記測定通信品質が前記目標品質より良好である場合には前記目標ＳＩＲを下げるように定めることを特徴とする請求項７記載の送信電力制御方法。
9. 前記タイミングは、カウンタで計測されるタイマにより発生されることを特徴とする請求項７記載の送信電力制御方法。
10. 受信フレーム数を計数することで前記タイミングを求めることを特徴とする請求項７記載の送信電力制御方法。
11. 前記タイミングが前記測定通信品質に応じて変更されることを特徴とする請求項７記載の送信電力制御方法。
12. 前記測定通信品質は、ブロック誤り率であることを特徴とする請求項７、８または１１のいずれか一に記載の送信電力制御方法。

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