JP2007036633A - 送信電力制御システム及びその方法並びにそれに用いる通信局 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動通信システムにおいて、基地局送信出力断の間、下り送信電力の上昇をトータル的（統計的）に最小に抑圧して、送信出力復帰後の回線品質の劣化防止を可能とした送信電力制御方式を得る。
【解決手段】 基地局から移動局への送信電力を、移動局からの送信電力制御情報に基づいて制御するようにした送信電力制御方式において、基地局内で、送受信デジタル同期スイッチ１８を、デジタル信号ラインに挿入し、周波数変更時などの送信出力断の間、スイッチにより、受信信号に代えて、基地局の送信出力の上昇制御動作を抑圧する抑圧信号を使用する。すなわち、擬似ランダムノイズを生成して、これを送信電力制御情報として抽出し、下り送信電力の上昇をトータル的（統計的）に最小に抑圧する。この送信出力断の間は、当該スイッチにより、無信号を送信して、無用な信号が出力されるのを防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は送信電力制御システム及びその方法並びにそれに用いる通信局に関し、特にＣＤＭＡ移動通信システムにおいて無線基地局から移動局への送信電力を、移動局からの送信電力制御情報に基づいて制御するようにした送信電力制御方式の改良に関するものである。

ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access ）方式の移動通信システムでは、同一周波数帯域を複数の移動局が同時に使用するために、移動局相互間での干渉電力を低減して、同時通信可能な移動局数を増加させることが必要になる。そのために、適正な送信電力の制御が行われるようになっている。この様なＣＤＭＡ方式における送信電力の制御方法については公知となっている。

例えば、移動局において、基地局からの受信信号の受信品質を測定して、この測定受信品質と予め定められた目標受信品質とを比較し、測定受信品質が目標受信品質を下回れば、基地局に対して、下り送信電力を上昇させるような上りＴＰＣ（Transmission Power Control）ビットを送出し、逆に測定受信品質が目標受信品質を上回れば、基地局に対して下り送信電力を下降させるような上りＴＰＣビットを送出する。この様なＴＰＣの制御方式は閉ループ制御と称されている。

図５に、この様な閉ループ制御における下り送信電力制御のための基地局の例を示している。図５を参照すると、送信信号発生部１からの送信信号は、変調部２において変調されて拡散部３にて拡散符号を用いて拡散処理される。しかる後に、デジタル信号処理部４においてデジタル処理された後、Ｄ／Ａ変換部５にてアナログ信号に変換され、送信周波数変換部６において、無線周波数とされて送信電力増幅部７により電力増幅されて送受信分離部８及びアンテナ９を介して下り送信信号となる。

図示せぬ移動局からの上り送信信号は、アンテナ９及び送受信分離部８を介して低雑音増幅部１０により信号増幅を受けて受信周波数変換部１１において無線周波数から中間周波数への周波数変換が行われる。しかる後に、Ａ／Ｄ変換部１２においてデジタル信号とされてデジタル信号処理部１３にてデジタル処理された後、逆拡散部１４にて逆拡散符号を用いて逆拡散され、復調部１５により復調されて受信出力となる。

上りＴＰＣビット抽出部１６は、復調部１５における復調信号から上りＴＰＣビットを抽出するものであり、この抽出された上りＴＰＣビットは、送信電力制御部１７へ入力されてこの上りＴＰＣビットに基づいて下り送信電力の増減が決定され、それに対応した制御信号が送信電力増幅部７へ供給される。こうして、移動局における受信電力が目標受信品質となるように、基地局からの下り送信電力が制御されることになるのである。

このような構成において、送信周波数の変更などによって送信出力断が生じた場合、移動局では基地局からの下り送信出力レベルの低下が検出されることになる。このとき、移動局では、受信品質が低下するために、目標受信品質とするべく、基地局に対して下り送信電力を上昇させるような上りＴＰＣビットが生成されて基地局へ送信されることになる。この状態は、送信出力断の期間続くので、基地局からの下り送信電力は上昇に至る制御が続けられ、送信出力断が復帰したときには、下り送信電力は異常出力状態となって、通信環境における回線品質の維持ができないことになる。

ここで、特許文献１を参照すると、呼接続開始時の移動局の送信電力制御を緩やかに実行するために、ＴＰＣビットを固定パターンとして、緩やかに送信電力を上昇させるようにし、プリアンブル信号を受信後には、通常の閉ループ制御へ移行する技術が開示されている。
特開２０００−１５１５００号公報

上述した如く、ＣＤＭＡ移動通信システムでは、移動局側にて基地局からの送信出力レベル低下が検出された場合、回線品質維持を目的として、基地局での下り送信電力を増加させるためのＴＰＣ信号が移動局側から基地局側へ上り回線を用いて送信される。このＴＰＣ信号による送信出力制御スピードは、例えば、現状のＷ−ＣＤＭＡシステムでは、６６７マイクロ秒当り１ｄＢの増加となっており、非常に高速な制御が行われるようになっている。

従って、周波数変更時などに伴う基地局の下り送信出力瞬断の場合、その瞬断時間は周波数変換部の周波数シンセサイザの所要ロック時間である５ｍｓ〜３０ｍｓとなることから、この間７ｄＢ〜４５ｄＢの下り送信電力の上昇が発生することになり、瞬断からの復帰時には、異常な下り送信電力の発生を招来するという問題がある。よって、基地局での下り送信電力瞬断後の通信環境において、著しく回線の品質が損われることになる。

特許文献１の技術においては、呼接続開始時の移動局の送信電力制御を緩やかに実行するために、ＴＰＣビットとして、緩やかに送信電力を上昇させるような固定パターンとするものであるが、上述した如く、基地局での下り送信出力の瞬断時には、その瞬断の期間、トータル的（統計的）には送信電力の上昇を抑えることが必要であり、特許文献１の技術では、それができないという問題がある。

本発明の目的は、基地局送信出力断の間、下り送信電力の上昇をトータル的（統計的）に最小に抑圧して、送信出力復帰後の回線品質の劣化防止を可能とした送信電力制御システム及びその方法並びにそれに用いる基地局を提供することである。

本発明による送信電力制御システムは、第一通信局から第二の通信局への送信電力を、前記第二の通信局からの送信電力制御情報に基づいて制御するようにした送信電力制御システムであって、前記第一の通信局における送信出力の上昇制御動作を抑圧する抑圧信号を生成する抑圧信号生成手段と、前記第一の通信局における送信出力断の期間に、前記送信電力制御情報に代えて、前記抑圧信号を用いて前記送信電力制御をなす制御手段とを含むことを特徴とする。

本発明による送信電力制御方法は、第一通信局から第二の通信局への送信電力を、前記第二の通信局からの送信電力制御情報に基づいて制御するようにした送信電力制御方法であって、前記第一の通信局における送信出力断の期間に、前記送信電力制御情報に代えて、前記第一の通信局における送信出力の上昇制御動作を抑圧する抑圧信号を用いて前記送信電力制御をなす制御ステップを含むことを特徴とする。

本発明による通信局は、他の通信局への送信電力を、前記他の通信局からの送信電力制御情報に基づいて制御するようにした通信局であって、送信出力の上昇制御動作を抑圧する抑圧信号を生成する抑圧信号生成手段と、送信出力断の期間に、前記送信電力制御情報に代えて、前記抑圧信号を用いて前記送信電力制御をなす制御手段とを含むことを特徴とする。

本発明の作用を述べる。基地局から移動局への送信電力を、移動局からの送信電力制御情報に基づいて制御するようにした送信電力制御方式において、基地局内で、周波数変更時などの送信出力断の間、スイッチにより、受信信号に代えて、基地局の送信出力の上昇制御動作を抑圧する抑圧信号を使用する。すなわち、擬似ランダムノイズを生成して、これを送信電力制御情報として抽出し、下り送信電力の上昇をトータル的（統計的）に最小に抑圧する。この送信出力断の間は、当該スイッチにより、無信号を送信して、無用な信号が出力されるのを防止する。

本発明によれば、送信信号断の期間、受信信号ラインに擬似ランダム信号を挿入するようにしたので、ＴＰＣビットには送信電力上昇／下降の制御情報が５０％の確率で挿入されることになるために、送信出力復帰後の通信環境において、送信電力を安定化することができ、回線品質の信頼性の向上に寄与することができるという効果がある。

以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態を示す基地局のブロック図であり、図５と同等部分は同一符号により示している。図１において、図５と相違する部分について説明すると、送信信号ラインの拡散部３とデジタル信号処理部４との間に、また受信信号ラインのデジタル信号処理部１３と逆拡散部１４との間に、送受信デジタル同期スイッチ部１８が挿入されている。

この送受信デジタル同期スイッチ部１８は、送信デジタル信号ラインと受信デジタル信号ラインとを、同期してスイッチング制御するものであり、図２にその具体例を示している。図２を参照すると、送信デジタル信号ライン側スイッチ２１は、スイッチ制御部２５からの制御信号に応じて、端子ａ側の送信デジタル信号ラインから、端子ｂ側の無信号発生部２３の出力に切換える。また、受信デジタル信号ライン側スイッチ２２は、スイッチ制御部２５からの制御信号に応じて、端子ｄ側の受信デジタル信号ラインから、端子ｃ側の擬似信号発生部２４の出力に切換える。

無信号発生部２３は振幅０のデジタルデータを生成して出力するものである。擬似信号発生部２４は、図３にその一例を示すように、擬似ランダムノイズ発生器３１，３２を有しており、擬似ランダムバイナリ数列（ＰＲＢＳ）に従うデジタルデータを生成するものであり、Ｉ，Ｑチャネルにそれぞれ対応して設けられている。擬似ランダムバイナリ数列に従うデジタルデータは、振幅変換器３３，３４へ入力されて、スイッチ２２が端子ｄ側から端子ｃ側へ切換わる直前の受信定常状態と同じ振幅レベルに変換される。なお、他の構成については特に変更ないために、ここでは説明を省略するものとする。

周波数変更時において、周波数シンセサイザの所要ロック期間の間は送信出力が断となるが、この周波数変更時の一定期間、制御信号発生部２５からスイッチ２１，２２を切換えるための制御信号を生成することにより、送信デジタル信号ラインには、無信号発生部２３の出力である振幅０のデジタルデータが出力されると共に、受信デジタル信号ラインには、擬似信号発生部２４からの擬似ランダムノイズが出力されることになる。

この擬似ランダムノイズは、逆拡散部１４、復調部１５を経て上りＴＰＣビット抽出部１６へ入力されてＴＰＣビットとして抽出される。この場合、ＴＰＣビットは、固定されたものとはならず、ランダム特性を有することから、それに基づく送信電力制御情報は、周波数変更時の一定期間は、トータル的（統計的）に上昇／下降が平均化されて、本来機能すべきではない基地局の送信電力上昇制御動作を、統計的に最小に抑圧でき、よって周波数変更後、すなわち基地局の送信復帰時には、送信電力が急激に上昇することがない。

なお、スイッチ制御部２５の制御信号は、周波数変更指令から周波数シンセサイザがロックするまでの期間発生するように構成することができる。

図４は本発明の他の実施の形態を示すブロック図であり、図１と同等部分は同一符号により示している。先の図１の実施の形態においては、上りＴＰＣビットにより送信電力増幅部７における送信電力を制御する構成であるが、本例では、上りＴＰＣビットにより送信信号発生部１を制御する構成となっている。すなわち、上りＴＰＣビット抽出部１６により抽出された上りＴＰＣビットにより、送信電力制御部１７ａが送信信号発生部１における下り送信信号のレベル制御を行うようになっている。他の構成は、図１の実施の形態と同じであり、その説明は省略する。

上記の各実施の形態においては、デジタル信号ラインに送受信のための同期スイッチ部１８を挿入したが、アナログ信号ラインに挿入しても良いものである。この場合には、無信号発生部２３として、アナログ信号の振幅０ボルトを発生する回路を、また擬似信号発生部２４として、白色雑音を発生する回路を、それぞれ用いて実現することができる。

なお、上述した各実施の形態においては、同期スイッチ部１８において、送信信号として振幅０の信号を出力するようにしているが、これは、周波数変更時に、無用な周波数信号が出力されるのを防止するためである。

また、送受信機能が一体となった基地局について説明したが、個別の送信機及び受信機においても、両機を協調して制御することにより、上記と同様な効果が得られることは勿論である。

なお、基地局での送信電力が断になるケースとしては、上述の周波数変更時の他、以下のようなケースが考えられる。例えば、送信部の回路が一体化されておらず、分離された機能モジュールとなっており、かつその機能モジュールを保守や交換などで送信出力を断とするケースが考えられ、また、送信部の回路が何らかの原因で故障して送信出力が断となるケースも考えられ、これらの場合にも、本発明を適用することにより、送信出力復帰後の送信電力制御状態を良好として、回線品質の向上を図ることが可能となる。

本発明の一実施の形態のブロック図である。 図１の送受信デジタル同期スイッチ部１８の例を示す図である。 図２の擬似信号発生部２４の例を示す図である。 本発明の他の実施の形態のブロック図である。 従来例を説明するためのブロック図である。

符号の説明

１ 送信信号発生部
２ 変調部
３ 拡散部
４，１３ デジタル信号処理部
５ Ｄ／Ａ変換部
６ 送信周波数変換部
７ 送信電力増幅部
８ 送受信分離部
９ アンテナ
１０ 低雑音増幅部
１１ 受信周波数変換部
１２ Ａ／Ｄ変換部
１４ 逆拡散部
１５ 復調部
１６ 上りＴＰＣビット抽出部
１７，１７ａ 送信電力制御部
１８ 送受信デジタル同期スイッチ
２１，２２ スイッチ
２３ 無信号発生部
２４ 擬似信号発生部
２５ スイッチ制御部
３１，３２ 擬似ランダムノイズ発生器
３３，３４ 振幅変換器

Claims (18)

1. 第一通信局から第二の通信局への送信電力を、前記第二の通信局からの送信電力制御情報に基づいて制御するようにした送信電力制御システムであって、
   前記第一の通信局における送信出力の上昇制御動作を抑圧する抑圧信号を生成する抑圧信号生成手段と、
   前記第一の通信局における送信出力断の期間に、前記送信電力制御情報に代えて、前記抑圧信号を用いて前記送信電力制御をなす制御手段とを、
   含むことを特徴とする送信電力制御システム。
2. 前記抑圧信号生成手段は、前記抑圧信号として擬似ランダムノイズ信号を生成し、前記制御手段は、前記送信電力制御情報に代えて、前記擬似ランダムノイズ信号を受信系統のデジタル信号ラインに挿入するスイッチ手段を有することを特徴とする請求項１記載の送信電力制御システム。
3. 前記第一の通信局における送信出力断の期間に、送信系統のデジタル信号ラインに振幅０のデータを挿入する手段を、更に含むことを特徴とする請求項２記載の送信電力制御システム。
4. 前記抑圧信号生成手段は、前記抑圧信号としてホワイトノイズ信号を生成し、前記制御手段は、前記送信電力制御情報に代えて、前記ホワイトノイズ信号を受信系統のアナログ信号ラインに挿入するスイッチ手段を有することを特徴とする請求項１記載の送信電力制御システム。
5. 前記第一の通信局における送信出力断の期間に、送信系統のアナログ信号ラインに振幅０の信号を挿入する手段を、更に含むことを特徴とする請求項４記載の送信電力制御システム。
6. 前記第一の通信局は、移動通信システムにおける基地局であり、前記第二の通信局は、移動局であることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の送信電力制御システム。
7. 第一通信局から第二の通信局への送信電力を、前記第二の通信局からの送信電力制御情報に基づいて制御するようにした送信電力制御方法であって、
   前記第一の通信局における送信出力断の期間に、前記送信電力制御情報に代えて、前記第一の通信局における送信出力の上昇制御動作を抑圧する抑圧信号を用いて前記送信電力制御をなす制御ステップを含むことを特徴とする送信電力制御方法。
8. 前記制御ステップは、前記送信電力制御情報に代えて、前記抑圧信号として擬似ランダムノイズ信号を受信系統のデジタル信号ラインに挿入するステップを有す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. 前記第一の通信局における送信出力断の期間に、送信系統のデジタル信号ラインに振幅０のデータを挿入するステップを、更に含むことを特徴とする請求項８記載の送信電力制御方法。
10. 前記制御ステップは、前記送信電力制御情報に代えて、前記抑圧信号としてホワイトノイズ信号を受信統のアナログ信号ラインに挿入するステップを有す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. 前記第一の通信局における送信出力断の期間に、送信系統のアナログ信号ラインに振幅０の信号を挿入するステップを、更に含むことを特徴とする請求項１０記載の送信電力制御方法。
12. 前記第一の通信局は、移動通信システムにおける基地局であり、前記第二の通信局は、移動局であることを特徴とする請求項７〜１１いずれか記載の送信電力制御方法。
13. 他の通信局への送信電力を、前記他の通信局からの送信電力制御情報に基づいて制御するようにした通信局であって、
    送信出力の上昇制御動作を抑圧する抑圧信号を生成する抑圧信号生成手段と、
    送信出力断の期間に、前記送信電力制御情報に代えて、前記抑圧信号を用いて前記送信電力制御をなす制御手段とを、
    含むことを特徴とする通信局。
14. 前記抑圧信号生成手段は、前記抑圧信号として擬似ランダムノイズ信号を生成し、前記制御手段は、前記送信電力制御情報に代えて、前記擬似ランダムノイズ信号を受信統のデジタル信号ラインに挿入するスイッチ手段を有することを特徴とする請求項１３記載の通信局。
15. 送信出力断の期間に、送信系統のデジタル信号ラインに振幅０のデータを挿入する手段を、更に含むことを特徴とする請求項１４記載の通信局。
16. 前記抑圧信号生成手段は、前記抑圧信号としてホワイトノイズ信号を生成し、前記制御手段は、前記送信電力制御情報に代えて、前記ホワイトノイズ信号を受信系統のアナログ信号ラインに挿入するスイッチ手段を有することを特徴とする請求項１３記載の通信局。
17. 前記第一の通信局における送信出力断の期間に、送信系統のアナログ信号ラインに振幅０の信号を挿入する手段を、更に含むことを特徴とする請求項１６記載の通信局。
18. 移動通信システムにおける基地局であり、前記他の通信局は移動局であることを特徴とする請求項１３〜１７いずれか通信局。

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