JP2005333228A

JP2005333228A - 無線基地局装置

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Publication number: JP2005333228A
Application number: JP2004147764A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Oba; 弘明大庭
Original assignee: NEC Saitama Ltd
Current assignee: NEC Saitama Ltd
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-12-02
Anticipated expiration: 2024-05-18
Also published as: JP4002559B2

Abstract

【課題】基地局本体装置と無線送受信部とに分離された無線基地局装置において、基地局本体装置から無線送受信部への伝送データの増大を抑制しつつ、無線送受信部にて電力制限前の振幅データを基準に送信電力を精度よくかつ高速に制御できる無線基地局装置を提供する。
【解決手段】ベースバンド信号の振幅を制限すると共にチャネル毎のベースバンド信号を多重して出力する基地局本体装置と、多重後のベースバンド信号の振幅に対応する送信電力の算出結果である第１の計算結果、及び上記ベースバンド信号に対する振幅制限の頻度に比例する第２の計算結果をそれぞれ算出し、第１の計算結果を、予め求めた第２の計算結果に対応する電力オフセット値で補正し、該補正後の値を基準に送信電力を一定に制御する無線送受信部とを有する構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、移動通信システムを構成する無線基地局装置に関し、特に周波数変換や電力増幅等を行う無線送受信部が基地局本体装置から分離して配置された無線基地局装置に関する。

符号分割多重アクセス（Code Division Multiple Access：以下、ＣＤＭＡと称す）方式を採用する近年の移動通信システムでは、無線基地局装置にて多数のユーザデータを処理するため、装置構成が複雑かつ大型化する傾向にある。そのため、無線基地局装置を、移動端末毎のベースバンド信号に対して所定の処理を実行する基地局本体装置と、周波数変換（ベースバンド信号から無線周波数信号、無線周波数信号からベースバンド信号）や無線周波数信号の電力増幅等を行う無線送受信部とに分離した構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。

通常、無線基地局装置が管理する通信エリアは複数のセクタに分割されているため、無線送受信部はセクタ毎に配置され、１台の基地局本体装置には同様構成の複数の無線送受信部がそれぞれ光ファイバ等を介して接続される。

基地局本体装置は、上位装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）に対するインタフェースである上位インタフェース部と、周知の誤り訂正符号化／復号処理、多数のユーザデータのフレーム化／分離処理、変調／復調処理、拡散／逆拡散処理等を行うベースバンド信号処理部と、上位インタフェース部及びベースバンド信号処理部の動作を制御する制御部と、無線送受信部に対するインタフェースである光インタフェース部とを有する構成である。また、無線送受信部は、無線周波数信号を送受信するためのアンテナ部と、基地局本体装置に対するインタフェースである光インタフェース部と、周知のＤ／Ａ変換、Ａ／Ｄ変換、周波数変換、電力増幅、フィルタリング処理等を行う無線部と、無線部の動作を制御する制御部とを有する構成である。

一般に、ＣＤＭＡ方式の移動通信システムでは、複数の移動端末が同一の周波数帯域を利用して無線通信を行うため、他の移動端末の無線通信による電波干渉、すなわちマルチユーザ干渉が移動通信システムの加入者容量を制限する大きな要因となる。加入者容量を増大させるためには、受信時に干渉波を低減すると共に、送信時に送信電力を可能な限り抑制して他の移動端末に与える干渉電力を低減する送信電力制御が重要になる。各移動端末へ送信する無線周波数信号の電力は、移動端末と無線基地局装置間の通信環境やユーザからの要求にしたがって、上位装置からの指示によりそれぞれ最適な値に制御される。

さらに、無線基地局装置では上記送信電力制御と共に送信電力を制限するための電力制御処理が実施される。電力制限処理は、無線送受信部から送信可能な最大送信電力が無線周波数信号を増幅する電力増幅器の能力によって制限されるために必要な処理であり、例えば安価な電力増幅器を用いた場合は、リニアリティよく増幅できる範囲が狭いために各移動端末宛の送信電力を大きく制限しなければならない。しかしながら、送信電力を過剰に制限すると、上記誤り訂正符号化／復号処理を実施しても受信側の移動端末で元のデータを再現できなくなってしまう。そのため、電力制限量は電力増幅器の性能と誤り訂正符号化／復号処理によるデータ再現能力とのトレードオフで決定される。

なお、ＨＳＤＰＡ（High-Speed Downlink Packet Access）技術を採用するＣＤＭＡ方式の移動通信システムでは、複数の変調方式を用いるため、例えば変調方式によって瞬時電力が所定の制限しきい値を越える頻度が異なっている。したがって、通常、このようなＨＳＤＰＡ技術を採用する移動通信システムでは、上記電力制限処理を、各ユーザ宛（チャネル毎）のベースバンド信号をチャネルの種類や変調方式に応じて予めグループ分けしたクラス毎に実施する。
特開２００３−０７８４６６号公報

上記のような基地局本体装置と無線送受信部とを有する無線基地局装置では、基地局本体装置と無線送受信部間のインタフェースを最適に構成する必要がある。例えば、基地局本体装置から無線送受信部へ下り信号（無線基地局装置から移動端末方向へ送信する信号）を渡す場合、上記電力制限処理前のベースバンド信号を伝送する構成と、電力制限処理後のベースバンド信号を伝送する構成とが考えられる。

電力制限処理前のベースバンド信号を基地局本体装置から無線送受信部へ伝送する構成では、無線送受信部による上記クラス毎の電力制限を実現しようとすると、基地局本体装置から無線送受信部へ各クラスのベースバンド信号をそれぞれ伝送する必要がある。その場合、基地局本体装置は、例えばクラス毎のベースバンド信号を時分割多重して送信することになるため、伝送データのビット数が増えて伝送レートが高くなる問題が発生する。

一方、電力制限処理後のベースバンド信号を基地局本体装置から無線送受信部へ伝送する構成では、全てのベースバンド信号を振幅多重して送ることができるため、上記クラス毎のベースバンド信号を時分割多重して伝送する場合に比べて伝送レートを低減できる。しかしながら、無線送受信部には電力制限後の振幅データ（ベースバンド信号）が供給されるため、無線送受信部にて該振幅データを基準に送信電力を制御すると、上位装置で設定した総送信電力に対して実際にアンテナ部から放射される送信電力が低下してしまう。

したがって、電力制限処理前の振幅データを基準に送信電力を制御するには、基地局本体装置から無線送受信部へ電力制御量を通知する必要があり、そのための伝送帯域が必要となる。また、回線や処理による遅延分だけ電力制御が遅れてしまう問題もある。さらに、基地局本体装置に振幅データと制御データ（電力制御量）を多重するための振幅／制御データ多重部を設ける必要があり、無線送受信部に振幅データと制御データを分離するための振幅／制御データ分離部を設ける必要があるため構成が複雑になる。電力制限前の送信電力と電力制限後の送信電力の差を算出し、無線送受信部でその差に相当する所定の電力オフセットを加算する方法も考えられるが、電力オフセット値はベースバンド信号の多重数によって異なるため、多重数の変動に対して電力制御の精度が低下する。

本発明は上記したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、基地局本体装置と無線送受信部とに分離された無線基地局装置において、基地局本体装置から無線送受信部への伝送データの増大を抑制しつつ、無線送受信部にて電力制限前の振幅データを基準に送信電力を精度よくかつ高速に制御できる無線基地局装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明の無線基地局装置は、ベースバンド信号の振幅を所定値以下に制限すると共に、チャネル毎のベースバンド信号を多重して出力する基地局本体装置と、
前記基地局本体装置から出力された前記多重後のベースバンド信号の振幅に対応する送信電力の平均値の算出結果である第１の計算結果、及び前記ベースバンド信号の振幅制限の頻度に比例する値である第２の計算結果をそれぞれ算出し、前記第１の計算結果を、予め求めた前記第２の計算結果に対応する電力オフセット値で補正し、該補正後の値を基準に前記送信電力を一定に制御する無線送受信部と、
を有する構成とする。

上記のような無線基地局装置では、第２の計算結果から電力制限量を推定することが可能であるため、第２の計算結果と電力オフセット値の対応関係を予め用意することができる。よって、この第２の計算結果と電力オフセット値の対応関係から第１の計算結果に電力オフセット値を加算して補正すれば、無線送受信部にて電力制限前の振幅データを基準に送信電力を制御した場合と同様の制御が可能になる。

また、本発明の無線基地局装置は、前記無線送受信部に、前記第２の計算結果を、前記基地局本体装置または上位装置の少なくとも一方へ通知するための手段を有する構成とする。第２の計算結果の値が大きいときは、頻繁に電力が制限されていることを示し、上位装置による送信電力の割り当てミスや基地局本体装置で故障が発生している可能性を示している。したがって、第２の計算結果を、基地局本体装置または上位装置の少なくとも一方へ通知することで、第２の計算結果の値から上位装置による送信電力の割り当てミスや基地局本体装置の故障等を高速に検出できる。

上記のように構成された無線基地局装置では、無線送受信部により、基地局本体装置から出力された多重後のベースバンド信号の振幅に対応する送信電力の平均値の算出結果である第１の計算結果、及びベースバンド信号の振幅制限の頻度に比例する値である第２の計算結果をそれぞれ算出し、第１の計算結果を、予め求めた第２の計算結果に対応する電力オフセット値で補正し、該補正後の値を基準に前記送信電力を一定に制御することで、無線送受信部は電力制限前の振幅データを基準に送信電力を制御した場合と同様の制御が可能になる。さらに、無線送受信部は基地局本体装置から電力制御量を受け取る必要が無いため、送信電力を高速に制御できる。

また、第２の計算結果を、無線送受信部から基地局本体装置または上位装置の少なくとも一方へ通知することで、第２の計算結果の値から上位装置による送信電力の割り当てミスや基地局本体装置の故障等を高速に検出できる。

次に本発明について図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
第１の実施の形態の無線基地局装置は、ＣＤＭＡ方式を採用し、下り送信における変調方式としてＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）と１６ＱＡＭ（16 Quadrature Amplitude Modulation）とが混在する例である。

以下では、各ユーザで共通に使用される共通チャネル（ＱＰＳＫ変調方式）の下りベースバンド信号をクラスＡ、ユーザ毎に個別に使用される音声系の個別チャネル（ＱＰＳＫ変調方式）の下りベースバンド信号をクラスＢ、ユーザ毎に個別に使用されるパケット系の個別チャネル（１６ＱＡＭ変調方式）の下りベースバンド信号をクラスＣとする。

なお、本発明は無線基地局装置における下り送信時の送信電力制御に関する発明であるため、以下では基地局本体装置についてはベースバンド信号処理部、また無線送受信部については無線部の関連する構成及び動作についてのみ説明する。

図１は本発明の無線基地局装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。

図１は基地局本体装置１０１と１つのセクタに配置された無線送受信部１０３とが光ファイバ１０２を介して接続された構成を示している。その他のセクタに配置される無線送受信部も図１に示す無線送受信部１０３と同様の構成であるため、その説明は省略する。

第１の実施の形態の無線基地局装置が有する基地局本体装置１０１は、クラス毎のベースバンド信号の振幅を所定値以下に制限すると共に、各クラスの下りベースバンド信号を振幅多重して無線送受信部へ送信する。一方、無線送受信部１０３は、基地局本体装置１０１から送信された多重後の下りベースバンド信号の振幅に対応する送信電力の平均値の算出結果である第１の計算結果ａ、及び下りベースバンド信号の振幅制限の頻度に比例する値である第２の計算結果ｂをそれぞれ算出し、第１の計算結果ａを、予め求めた第２の計算結果ｂに対応する電力オフセット値で補正し、該補正後の値を基準に送信電力を一定に制御する。第２の計算結果ｂは、どの程度電力制限を行ったかを示す指標でもあるため、電力制限後の送信電力を示す第１の計算結果ａを、第２の計算結果ｂに対応する電力オフセット値で補正することで、無線送受信部１０３は電力制限前の振幅データを基準にした送信電力を制御した場合と同等の制御が実施できる。

図１に示すように、第１の実施の形態の基地局本体装置１０１は、チャネル毎の下りベースバンド信号を生成し、予め設定されたクラス毎に多重して出力するチャネル生成部１と、チャネル生成部１から出力されたクラス毎の下りベースバンド信号の振幅に対応する送信電力の平均値をそれぞれ算出する第１の電力計算部２と、クラスＡの下りベースバンド信号の瞬時的な電力制限を行う第１の瞬時電力制限部３と、クラスＢの下りベースバンド信号の瞬時的な電力制限を行う第２の瞬時電力制限部４と、クラスＣの下りベースバンド信号の瞬時的な電力制限を行う第３の瞬時電力制限部５と、第１の瞬時電力制限部３〜第３の瞬時電力制限部５から出力された電力制限後の各クラスの下りベースバンド信号をさらに多重する多重部６とを有する構成である。

無線送受信部１０３は、基地局本体装置１０１から送信された下りベースバンド信号を受信し、その振幅に対応する送信電力の平均値（第１の計算結果ａ）及び下りベースバンド信号に対する振幅制限の頻度に比例する値（第２の計算結果ｂ）をそれぞれ算出する第２の電力計算部７と、第２の電力計算部７を通して受信した下りベースバンド信号をＤ（Digital）／Ａ（Analog）変換し、下り中間周波数信号として出力するＤ／Ａ変換部８と、下り中間周波数信号から下り無線周波数信号への周波数変換、下り無線周波数信号の電力増幅、不要輻射を防止するためのフィルタリング処理、及び下り無線周波数信号の出力電力調整を行う送信部９と、送信部９から出力された下り無線周波数信号を２分配するカプラ部１０と、カプラ部１０で分配された一方の下り無線周波数信号を放射するアンテナ部１０４と、カプラ部１０で分配された他方の下り無線周波数信号を検波し、電力として扱われる下り無線周波数信号を電圧値である検波信号に変換する検波部１１と、検波部１１から出力される検波信号と電力計算部７の計算結果とを入力とし、送信部９の出力電力を一定に制御するための電力制御信号を出力する電力制御部１２とを有する構成である。

このような構成において、チャネル生成部１は、チャネル毎に周知の誤り訂正符号化処理、フレーム作成処理、データ変調処理及び拡散処理を行ってユーザ毎のベースバンド信号を生成する。また、クラス毎に各チャネルの下りベースバンド信号を多重し、多重後の下りベースバンド信号をそれぞれ出力する。なお、チャネル生成部１は、多重後の瞬時電力が大きくならないように、各チャネルの振幅データ（ベースバンド信号）を互いに異なる遅延量で遅延させ、それぞれの振幅を加算することで多重する。このとき、多重後のベースバンド信号の振幅値は、例えば１スロットにおける平均値となる。

チャネル生成部１で生成されたクラスＡ、Ｂ及びＣの各下りベースバンド信号は第１の電力計算部２に供給される。第１の電力計算部２は、下りベースバンド信号の振幅からクラス毎の総送信電力の平均値をそれぞれ算出する。この算出結果は上位装置へ通知され、各クラスに対する送信電力の割り当て制限処理等で使用される。割り当て制限処理とは、例えばパケット通信を重視したい場合は、音声系であるクラスＢの呼に対する送信電力の割り当てを制限し、パケット系であるクラスＣの呼に対する送信電力の割り当てを優先させる処理等を指す。

電力計算部２から出力されたクラスＡ〜Ｃの下りベースバンド信号は、第１の瞬時電力制限部３〜第３の瞬時電力制限部５に供給される。第１の瞬時電力制限部３〜第３の瞬時電力制限部５は、アンテナ部１０４から放射される送信電力を制限するために、対応するクラスの下りベースバンド信号の振幅を所定値以下に制限する。なお、図１では、各クラスに対応する複数の瞬時電力制限部を備えた構成を示しているが、１つの瞬時電力制限部で各クラスの下りベースバンド信号の振幅をそれぞれ制限する構成であってもよい。

第１の瞬時電力制限部３〜第３の瞬時電力制限部５で実施する電力制限処理としては以下のような方法がある。

例えば、下りベースバンド信号の振幅を１６ビットで表し、クラスＡでは電力制限を行わないとした場合、正の振幅制限閾値を０ｘ７ＦＦＦ、負の振幅制限閾値を２の補数で表し０ｘ８０００のように、それぞれ上限の値に設定する。また、クラスＢでは、例えばクラスＡよりも電力制限量を６ｄＢ大きくして、正の制限閾値を０ｘ３ＦＦＦ、負の振幅制限閾値を０ｘＣ０００に設定する。さらに、クラスＣでは、例えばクラスＡよりも電力制限量を１２ｄＢ大きくして、正の振幅制限閾値を０ｘ１ＦＦＦ、負の振幅制限閾値を０ｘＥ０００に設定する。

ここで、第１の瞬時電力制限部３〜第３の瞬時電力制限部５に同じ振幅データが入力されると仮定すると、第１の瞬時電力制限部３〜第３の瞬時電力制限部５から出力される振幅データは図２〜図４のようになる。図２〜図４は、横軸が時間、縦軸が振幅を示し、斜線部位が電力制限処理により振幅が制限されたデータである。

図２に示すようにクラスＡでは振幅制限されるデータが無く、図３に示すようにクラスＢでは６個のデータが振幅制限されている。また、図４に示すようにクラスＣでは１６個のデータが振幅制限されている。振幅制限閾値を越えるデータは、下りベースバンド信号を可能な限り忠実に再現するために、それぞれ正または負の振幅制限閾値に置き換えて出力する。

第１の瞬時電力制限部３〜第３の瞬時電力制限部５から出力された振幅制限後のクラス毎の下りベースバンド信号は多重部６に供給される。多重部６はクラスＡ〜Ｃの下りベースバンド信号の振幅をそれぞれ加算することで多重する。多重部６による多重後の下りベースバンド信号のデータフォーマットの一例を図５に示す。なお、図５は、チップレートが３．８４ＭＨｚであり、多重後の下りベースバンド信号の振幅を１６ビットで表し、アンテナ部１０４がダイバーシチ構成（０系、１系毎の振幅データを持つ）である場合のデータフォーマットを例示している。

多重部６から出力された下りベースバンド信号は、光ファイバ１０２を通して無線送受信部１０３の第２の電力計算部７に送信される。第２の電力計算部７は、多重後の下りベースバンド信号の振幅からそれに対応する送信電力の平均値を算出し、第１の計算結果ａとして出力する。送信電力の算出方法としては、例えば無線送受信部１０３の最大送信電力が＋４３ｄＢｍである場合、その振幅換算値を０ｘ０ＦＦＦに定め、所定のオフセット値を減算することで算出する。

すなわち、振幅換算値が０ｘ０ＦＦＦである場合、
２０ｌｏｇ（４０９５）−２９．２５≒＋４３ｄＢｍ
のように計算した第１の計算結果ａを出力する。この場合、２９．２５（ｄＢｍ）がオフセット値となる。以下、最大送信電力が＋４３ｄＢｍであり、その振幅換算値を０ｘ０ＦＦＦとした場合を例にして説明する。

また、第２の電力計算部７は、１チップの時間（１／３．８４ＭＨｚ）毎に、予め設定した所定のしきい値（第１のしきい値）を超える振幅データの数を１スロットの間（０．６６６ｍｓ）カウントし、該カウント値を第２の計算結果ｂとして出力する。例えば、しきい値を０ｘ３ＦＦＦに設定した場合、第２の計算結果ｂは０ｘ３ＦＦＦを超える振幅データの数をカウントすることで求める。

第２の計算結果ｂは、どの程度電力制限されたかを示す指標であり、そのしきい値は、第１の瞬時電力制限部３〜第３の瞬時電力制限部５で用いる振幅制限閾値、クラス毎の最大送信電力Ｐａ〜Ｐｃ及び各クラスの最大送信電力を加算した最大総送信電力Ｐに基づいて決定する。

例えば、クラスＡの最大送信電力Ｐａを＋３１ｄＢｍ（０ｘ０３ＦＦ）、正の振幅制限閾値を０ｘ７ＦＦＦ、負の振幅制限閾値を０ｘ８０００（最大送信電力Ｐａから＋３０ｄＢ）とし、クラスＢの最大送信電力Ｐｂを＋４２ｄＢｍ（０ｘ０Ｅ４２）、正の振幅制限閾値を０ｘ２Ｄ１５、負の振幅制限閾値を０ｘＤ２ＥＡ（総送信電力Ｐｂから＋１０ｄＢ）とし、クラスＣの総送信電力Ｐｃを＋３４．５ｄＢｍ（０ｘ０６０３）、正の振幅制限閾値を０ｘ３Ｃ１Ｆ、負の振幅制限閾値を０ｘＣ３Ｅ０（最大送信電力Ｐｃから＋２０ｄＢ）とした場合、
クラスＡ〜Ｃの最大送信電力Ｐａ〜Ｐｃを加算した最大総送信電力Ｐは、
Ｐ＝Ｐａ＋Ｐｂ＋Ｐｃ＝＋３１ｄＢｍ＋４２ｄＢｍ＋３４．５ｄＢｍ≒＋４３ｄＢｍ
となる。この場合、クラスＢの最大送信電力Ｐｂが最も大きく、最大送信電力Ｐｂから振幅制限閾値までのマージンも少ないため、電力制限処理の影響を最も大きく受けていると考えられる。すなわち、クラスＡ、Ｃでは振幅制限閾値を超える振幅データ数が少なく、クラスＢでは振幅制限閾値を超えるデータ数が多いと推定できる。したがって、電力制限処理の影響はクラスＢについてのみ考慮すればよく、第２の計算結果ｂの算出に用いるしきい値は、最大総送信電力Ｐ＝＋４３ｄＢｍに対して１０ｄＢ程度高い＋５３ｄＢｍ（０ｘ３２９６）に設定する。なお、第２の計算結果ｂ用のしきい値は、実際の通信環境下において各クラスに所定の送信電力割り当てた時の電力制限の影響を観察した結果（試験結果）を考慮して決定するのが望ましい。

第２の計算結果ｂの値が大きいときは、頻繁に電力が制限されていることを示し、上位装置による送信電力の割り当てミスや基地局本体装置１０１で故障が発生している可能性を示している。本実施形態の無線基地局装置では、第２の計算結果ｂを無線送受信部１０３の電力制御部１２から基地局本体装置１０１または上位装置の少なくとも一方へ周知の手段を用いて通知してもよい。その場合、第２の計算結果ｂの値から上位装置による送信電力の割り当てミスや基地局本体装置１０１の故障等を、例えば１スロット単位で高速に検出できる。

第２の電力計算部７から出力された下りベースバンド信号はＤ／Ａ変換部８に供給される。Ｄ／Ａ変換部８は、デジタル信号である下りベースバンド信号をアナログ信号に変換し、下り中間周波数信号として出力する。Ｄ／Ａ変換部８から出力された下り中間周波数信号は送信部９に供給される。

送信部９は、下り中間周波数信号を送信用の下り無線周波数信号へ周波数変換すると共に、該下り無線周波数信号を電力増幅し、さらに不要輻射を低減するために帯域通過フィルタを通した後、電力を調整して出力する。送信部９からの出力電力は、例えば電力制御部１２から供給される電力制御信号にしたがって可変アッテネータ等により電力を減衰させることで調整する。

送信部９から出力された電力増幅後の下り無線周波数信号はカプラ部１０へ入力される。カプラ部１０は、入力された下り無線周波数信号を２分割し、電力減衰が少ない一方の下り無線周波数信号をアンテナ部１０４へ供給し、電力を２０ｄＢ程度減衰させた他方の下り無線周波数信号を検波部１１へ供給する。

アンテナ部１０４は、カプラ部１０から供給された下り無線周波数信号により移動端末へ向けて電波を放射する。また、検波部１１は、ダイオード検波等により下り無線周波数信号を電圧信号である検波信号に変換し、電力制御部１２へ出力する。

図６は検波部１１へ入力される無線周波数信号と検波部から出力される検波信号の関係を示すグラフである。この関係を不図示のメモリ等に保存しておくことで下り無線周波数信号の送信電力を検出する。一般に、下り無線周波数信号を送信するためにアンテナ部１０４へは比較的大きな電力が供給される。一方、検波部１１はアンテナ部１０４ほど大きな電力を必要としない。したがって、カプラ部１０には不平衡電力を出力する構成が用いられる。

電力制御部１２には、検波部１１から出力された検波信号と第２の電力計算部７で算出された第１の計算結果a及び第２の計算結果ｂがそれぞれ供給される。電力制御部１２は、検波信号から送信電力の変動を検出し、第１の計算結果ａと検波信号間に差が生じた場合は、送信部９へ供給する電力制御信号によりそれらが所定の比率で一致するように制御する。ここで、第１の計算結果ａは、基地局本体装置１０１による電力制限後の送信電力を示しているため、上位装置から指示された最大総送信電力値と異なっている。本実施形態では、電力制御部１２の不図示のメモリに保存された図７に示すテーブルを用いることで、アンテナ部１０４からの送信電力を上位装置で設定された値と等しくなるように補正する。例えば、第１の計算結果ａが＋４０ｄＢｍ、第２の計算結果ｂが１１０であった場合、＋３．０ｄＢの電力オフセット値を加えることで、アンテナ部１０４からの送信電力が＋４３ｄＢｍとなるように電力制御信号にて調整する。

一般に、瞬時電力はベースバンド信号の多重数が増えるほど大きくなるが、上述したようにチャネル生成部１による多重時には多重後の瞬時電力が大きくならないように、各チャネルの振幅データを互いに異なる遅延量で遅延させ、それぞれの振幅を加算することで多重している。したがって、例えば多重数が２のときと多重数が１２８のときでは振幅制限される頻度は異なるが、多重数が２０のときと多重数が１２８のときでは振幅制限される頻度はほとんどかわらない。

図８は、下りベースバンド信号の多重数と、基地局本体装置の第１の電力計算部による計算結果と、無線送受信部の第２の電力計算部による第１の計算結果ａ及び第２の計算結果ｂと、電力オフセット値との関係の一例を示している。図８に示すように、多重数が１の場合、対応する瞬時電力制限部では振幅制限が実施されないため第２の計算結果ｂは０である。また、多重数が５の場合、対応する瞬時電力制限部で振幅制限される振幅データの数が少ないため、第２の計算結果ｂは大きな値とはならない。それに対して、多重数が１２８の場合、対応する瞬時電力制限部で振幅制限される振幅データの数が多いため、第２の計算結果ｂは大きな値となる。すなわち、第２の計算結果ｂと電力制限量とは比例関係にあるため、第２の計算結果ｂから電力制限量を推定可能であり、図７に示すようなテーブルを予め用意することができる。よって、図８に基づいて作成した図７に示すテーブルを用いて第１の計算結果ａに電力オフセット値を加算して補正すれば、無線送受信部１０３にて電力制限前の振幅データを基準に送信電力を制御した場合と同様の制御が可能になる。さらに、無線送受信部１０３は、基地局本体装置１０１から電力制御量を受け取る必要が無いため、送信電力を高速に制御できる。

なお、本実施形態では、第２の電力計算部７に所定の小振幅データを検出するためのしきい値（第２のしきい値）を持ち、第２の電力計算部７にて該しきい値以下の振幅データの検出結果を示す第３の計算結果ｃを電力制御部１２に供給してもよい。その場合、電力制御部１２は無線基地局装置によるバースト送信を検出できる。一般に、検波部１１ではダイオード検波後に出力信号波形を平滑化するため、バースト送信時の電力―電圧変換精度が劣化する。よって、電力制御部１２は、第３の計算結果ｃによりバースト送信を検出した場合、検波部１１からの信号を用いた電力制御を停止し、基地局本体装置１０１から送信された下りベースバンド信号の振幅をそのまま電力増幅して送信させればよい。このように制御することで、バースト送信時における送信電力の誤差を低減できる。

以上説明したように、本実施形態の構成によれば、無線送受信部１０３にて電力制限前の振幅データを基準にした送信電力の制御と同等の制御が可能であり、かつ基地局本体装置１０１から電力制御量を受け取る必要が無いため、送信電力を高速に制御できる。したがって、電力制限処理に起因した送信電力の誤差を低減できると共に安定した電力で送信することができる。また、第２の計算結果ｂを無線送受信部１０３から基地局本体装置１０１または上位装置へ通知することで、上位装置による送信電力の割り当てミスや基地局本体装置１０１の故障等を高速に検出できる。したがって、不要な電波の放射を高速に停止できる無線基地局装置を提供できる。

（第２の実施の形態）
図９に示すように、第２の実施の形態の無線基地局装置は、基地局本体装置２０１の構成が第１の実施の形態と異なっている。本実施形態の基地局本体装置２０１は、チャネル毎の下りベースバンド信号を生成し、それらを全て多重して出力するチャネル生成部２１と、チャネル生成部２１で多重された下りベースバンド信号の振幅に対応する送信電力の平均値を算出する第１の電力計算部２２と、チャネル生成部２１で多重された下りベースバンド信号の瞬時的な電力制限を行う瞬時電力制限部２３とを有する構成である。

チャネル生成部２１は、チャネル毎に周知の誤り訂正符号化処理、フレーム作成処理、データ変調処理及び拡散処理を行ってベースバンド信号を生成する。また、各チャネルの下りベースバンド信号を多重し、多重後の下りベースバンド信号を出力する。なお、チャネル生成部２１は、多重後の瞬時電力が大きくならないように、各チャネルの振幅データを互いに異なる遅延量で遅延させ、それぞれの振幅を加算することで多重する。

チャネル生成部２１で多重された下りベースバンド信号は第１の電力計算部２２に供給される。第１の電力計算部２２は、下りベースバンド信号の振幅から対応する送信電力の平均値を算出する。この算出結果は上位装置へ通知され、電力制限処理等で使用される。

電力計算部２２から出力された下りベースバンド信号は、瞬時電力制限部２３に供給され、瞬時電力制限部２３は受け取った下りベースバンド信号の電力制限処理を実行する。

本実施形態の瞬時電力制限部２３は、例えばアンテナ部１０４からの最大送信電力を＋４３ｄＢｍ（振幅換算値で０ｘＦＦＦ）とすると、上述したように多重後の下りベースバンド信号は各チャネルの振幅データを異なる遅延量で遅延させた後に加算した信号であるため、ここでは最大送信電力から１０ｄＢ程度高い＋５３ｄＢｍ（０ｘ３２９６）を振幅制限閾値に用いて電力制限を実行する。

瞬時電力制限部２３から出力された下りベースバンド信号は、光ファイバを経由して無線送受信部へ送信される。無線送受信部の構成及び動作は第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。

本実施形態の無線基地局装置では、クラス毎に電力制限を行わずに各チャネルの下りベースバンド信号を全て多重して振幅制限を行う。そのため、瞬時電力制限部２３が備える振幅制限閾値を第２の計算結果ｂ用のしきい値としてそのまま利用できる。その場合、実際に振幅制限された振幅データの数と第２の計算結果ｂとが同数になるため、より精度の高い無線送受信部による電力制御が可能となる。本実施形態の無線基地局装置は、例えばＨＳＤＰＡ技術に対応しない１種類の変調方式のみ用いる移動通信システムに適用して好適な例である。

本発明の無線基地局装置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。図１に示した第１の瞬時電力制限部による電力制限後のクラスＡの下りベースバンド信号の振幅の一例を示すグラフである。図１に示した第２の瞬時電力制限部による電力制限後のクラスＢの下りベースバンド信号の振幅の一例を示すグラフである。図１に示した第３の瞬時電力制限部による電力制限後のクラスＣの下りベースバンド信号の振幅の一例を示すグラフである。図１に示した多重部による多重後の下りベースバンド信号のデータフォーマットの一例を示す模式図である。図１に示した検波部へ入力される無線周波数信号と検波部から出力される検波信号の関係を示すグラフである。図１に示した電力制御部で用いる第２の計算結果と電力オフセット値との関係の一例を示すテーブル図である。下りベースバンド信号の多重数と、基地局本体装置の第１の電力計算部による計算結果と、無線送受信部の第２の電力計算部による第１の計算結果及び第２の計算結果と、電力オフセット値との関係の一例を示したテーブル図である。本発明の無線基地局装置の第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１、２１チャネル生成部
２、２２第１の電力計算部
３第１の瞬時電力制限部
４第２の瞬時電力制限部
５第３の瞬時電力制限部
６多重部
７第２の電力計算部
８Ｄ／Ａ変換部
９送信部
１０カプラ部
１１検波部
１２電力制御部
２３瞬時電力制御部
１０１、２０１基地局本体装置
１０２光ファイバ
１０３無線送受信部
１０４アンテナ部

Claims

ベースバンド信号の振幅を所定値以下に制限すると共に、チャネル毎のベースバンド信号を多重して出力する基地局本体装置と、
前記基地局本体装置から出力された前記多重後のベースバンド信号の振幅に対応する送信電力の平均値の算出結果である第１の計算結果、及び前記ベースバンド信号の振幅制限の頻度に比例する値である第２の計算結果をそれぞれ算出し、前記第１の計算結果を、予め求めた前記第２の計算結果に対応する電力オフセット値で補正し、該補正後の値を基準に前記送信電力を一定に制御する無線送受信部と、
を有する無線基地局装置。
前記第２の計算結果は、
所定の１チップの時間毎に、予め設定した第１のしきい値を越える振幅を持つ前記ベースバンド信号のデータ数を、１スロットの間カウントした値である請求項１記載の無線基地局装置。
前記基地局本体装置は、
前記チャネル毎のベースバンド信号を生成し、予め設定された複数のクラス毎に多重してそれぞれ出力するチャネル生成部と、
前記チャネル生成部で多重されたベースバンド信号の振幅に対応する送信電力の平均値を前記クラス毎にそれぞれ算出する電力計算部と、
前記チャネル生成部で多重されたベースバンド信号の振幅を前記クラス毎に制限する瞬時電力制限部と、
前記瞬時電力制限部から出力された振幅制限後の各クラスのベースバンド信号をさらに多重する多重部と、
を有する請求項１または２記載の無線基地局装置。
前記基地局本体装置は、
前記チャネル毎のベースバンド信号を生成し、全ての該ベースバンド信号を多重して出力するチャネル生成部と、
前記チャネル生成部で多重されたベースバンド信号の振幅に対応する送信電力の平均値を算出する電力計算部と、
前記チャネル生成部で多重されたベースバンド信号の振幅を制限する瞬時電力制限部と、
を有する請求項１または２記載の無線基地局装置。
前記無線送受信部は、
前記第２の計算結果を、前記基地局本体装置または上位装置の少なくとも一方へ通知するための手段を有する請求項１乃至４のいずれか１項記載の無線基地局装置。
前記無線送受信部は、
予め設定した第２のしきい値以下の振幅を持つ前記多重後のベースバンド信号の検出結果を示す第３の計算結果を求め、前記第３の計算結果により前記第２のしきい値以下の振幅を持つ前記多重後のベースバンド信号を検出した場合、前記基地局本体装置から出力された前記多重後のベースバンド信号をそのまま電力増幅して送信する請求項１乃至５のいずれか１項記載の無線基地局装置。