JP2008252312A - 送信電力制御方法および無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】各通信波の送信電力を制限値未満に適切に制御して、無線リソースの無駄遣いを防止し、消費電力を低下させ得る送信電力制御方法および無線通信装置を提供する。
【解決手段】本発明の無線通信端末１００は、送信パワーセンサ１６０による送信電力測定値が所定値を超える場合、各周波数の送信電力を平均的に所定量下げた場合の第１の送信データレートと少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げた場合の第２の送信データレートとを推定する送信データレート推定部１５０ａと、第１の送信データレートおよび第２の送信データレートに基づいて、各周波数における送信電力を平均的に所定量下げる制御、複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げる制御の一方を選択する最大送信パワー制御方式選択部１５０ｅと、選択された制御に基づいて、当該周波数における送信電力を制御する送信パワー制御部１５０ｆとを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、無線通信装置（端末）が複数の周波数を用いて通信相手の無線通信装置（基地局）と通信を行う際の送信電力を制御する送信電力制御方法、および、複数の周波数を用いて通信相手の無線通信装置（基地局）と通信を行うことが可能な無線通信装置（端末）に関するものである。

近年、無線通信装置（端末）が処理する情報量の増大化傾向に伴い、１つの端末が複数の周波数（キャリア周波数）を用いてデータ通信を行うマルチキャリア方式の無線通信システムが開発されている。このような無線通信システムでは、端末が使用可能な空きチャネルや空きスロットがある限り、複数の周波数を端末が使用して基地局および該基地局に接続された端末との間で通信を行うことができる。

無線通信装置が１つまたは複数の通信波を１つのアンテナで通信（送信）するときの通信波の送信パワー（送信電力）は、電波法により、最大送信電力制限値を超えないように制限される。例えば図１１に示す、１つのＲＦ回路１０１を用いて１つの通信波を１つのアンテナ１０２で送信する従来の無線通信装置においては、送信パワーセンサ１０３によって測定された送信パワーが、電波法で規定される最大送信パワー制限値を超える状況になった場合(最大送信パワー制限値に近づいた場合)、図１２に示すように、無線通信ソフトウエア１０４が最大送信パワー制御（送信パワーダウン制御）を行うことにより、通信波の通信速度を下げて送信パワーを下げるようにしている。通常、通信速度を下げると良い通信状態（高い受信信号の信号品質：ＳＩＮＲ）を確保するために必要な送信パワーが低下するので、無線通信装置は送信パワーを下げても通信を維持することができる。具体的には、従来の無線通信装置では、送信パワー測定値が前記最大送信パワー制限値を超える状況になった場合、図１３のフローチャートに示すようにして、「送信パワーダウン量＝送信パワー測定値−最大送信パワー制限値」により送信パワーダウン量を算出し、この送信パワーダウン量だけ送信パワーダウン制御を行った場合のＳＩＮＲダウン量を算出した後、このＳＩＮＲダウン量だけ低下させたＳＩＮＲに最適な送信データレートを選択して、送信パワーダウン制御および送信データレート変更を実施する。
なお、１つの通信波を１つのアンテナで送信する従来の無線通信装置（例えば特許文献１参照）においては、送信する信号の伝送速度に応じて最大送信電力を決定するだけでなく、伝搬減衰量に応じて最大送信電力を決定したり、本体アンテナの利得および外部アンテナの利得の利得差に応じて最大送信電力を決定したりしている。

特開２００４−４４９２８号公報

無線通信装置が複数の通信波を１つのアンテナで通信（送信）するときの通信波の合計送信パワーは、電波法により、最大送信パワー制限値を超えないように制限される。複数の通信波を１つのアンテナで通信（送信）する無線通信装置において、アンテナ端での送信パワーが最大送信パワー制限値を超えそうになったとき、上記従来の無線通信装置のように各通信波の通信速度を下げて送信パワーを下げる制御を行った場合、弱い送信パワー、かつ、低い通信速度の通信波が複数生じることがある。多数の無線通信システムにおいて、無線リソースは有限であり、無線通信システム全体での通信波の数は有限である。つまり、弱い送信パワー、かつ、低い通信速度の通信波を使うことは、無線リソースの無駄遣いである。また、多くの無線通信装置（端末）においては、通信波の数が増えれば増えるほど、無線送信電力以外の消費電力である無線信号処理回路等での消費電力が増える。つまり、弱い送信パワー、かつ、低い通信速度の通信波を使うことは、電力の無駄遣いである。
上記従来の無線通信装置は、無線通信装置を使用する無線通信システムや、使用するキャリアの状況によって、実施する送信パワー制御の効果が変化することを全く考慮しておらず、さらに、「送信パワー（電力）制御の実施後のデータ通信におけるスループットや無線リソースの使用状況等を考慮して、最適な送信パワー制御方法を選択する」ようには構成されていない。

本発明は、複数の通信波を１つのアンテナで通信する無線通信装置において、最大送信電力制限値を超えないように各通信波の送信電力を適切に制御することにより、無線通信システムの無線リソースの無駄遣いを防止するとともに無線通信装置の消費電力を低下させ得る送信電力制御方法を提供することを第１の目的とする。
本発明は、複数の通信波を１つのアンテナで通信する無線通信装置において、最大送信電力制限値を超えないように各通信波の送信電力を適切に制御することにより、無線通信システムの無線リソースの無駄遣いを防止するとともに消費電力を低下させ得る無線通信装置を提供することを第２の目的とする。

上記第１の目的を達成するため、請求項１に係る送信電力制御方法は、無線通信装置が複数の周波数を用いて通信相手の無線通信装置と通信を行う際の送信電力を制御する送信電力制御方法であって、送信端における送信電力を測定する送信電力測定ステップと、前記測定した送信電力が所定値を超えるか否かを判断する判断ステップと、前記判断ステップによって前記測定した送信電力が所定値を超えると判断した場合、前記各周波数における送信電力を平均的に所定量下げた場合の第１の送信データレート、および、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げた場合の第２の送信データレートを推定する送信データレート推定ステップと、前記推定した第１の送信データレートおよび前記推定した第２の送信データレートに基づいて、前記各周波数における送信電力を平均的に所定量下げる制御、あるいは、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げる制御を選択する送信電力制御方式選択ステップと、前記選択された制御に基づいて、当該周波数における送信電力を制御する送信電力制御ステップと、を含むことを特徴とする。

前記送信電力制御方式選択ステップは、前記送信端における送信電力が所定値を超えた場合の第３の送信データレートと前記第１の送信データレートとの差に基づいて第１評価値を算出し、かつ、前記第３の送信データレートと前記第２の送信データレートとの差に基づいて第２の評価値を算出する評価値算出ステップと、前記算出された第１評価値および第２評価値を比較する比較ステップとを含み、前記比較結果に応じて前記選択を行うことが、無線通信システムの無線リソースの無駄遣いを防止するとともに無線通信装置の消費電力を低下させ得る送信電力制御方法を提供する上で好ましい。

前記第１評価値は、前記第３の送信データレートと前記第１の送信データレートとの差に基づく第１評価スコアと、通信相手の無線通信装置の混雑度に基づく第２評価スコア、前記送信端における送信電力が所定値を超えた場合の消費電力と前記各周波数における送信電力を平均的に所定量下げた場合の消費電力との差に基づく第３評価スコアおよび前記無線通信装置で動作中のソフトウエアが必要とする最小送信データレートに基づく第４評価スコアの内の少なくとも１つの評価スコアとに基づいて算出し、前記第２の評価値は、前記第３の送信データレートと前記第２の送信データレートとの差に基づく第５評価スコアと、前記送信端における送信電力が所定値を超えた場合の使用周波数の数と前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げた場合の使用周波数の数とに基づく第６評価スコア、通信相手の無線通信装置の混雑度に基づく第７評価スコア、前記送信端における送信電力が所定値を超えた場合の消費電力と前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げた場合の消費電力との差に基づく第８評価スコアおよび前記無線通信装置で動作中のソフトウエアが必要とする最小送信データレートに基づく第９評価スコアの内の少なくとも１つの評価スコアとに基づいて算出することが、無線通信システムの無線リソースの無駄遣いを防止するとともに無線通信装置の消費電力を低下させ得る送信電力制御方法を提供する上で好ましい。

前記算出された第１評価値および第２評価値の比較結果により前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げる制御が選択された場合、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げる制御が、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を停止させる制御を含む場合と、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を停止させる制御を含まない場合とについてそれぞれ第２の評価値を算出し、該算出した第２の評価値の比較結果に応じて前記選択を行うことが、無線通信システムの無線リソースの無駄遣いを防止するとともに無線通信装置の消費電力を低下させ得る送信電力制御方法を提供する上で好ましい。

前記第１評価値および前記第２評価値を算出する際には、前記各評価スコアのそれぞれに対して所定の重み付け係数を掛けることが、無線通信システムの無線リソースの無駄遣いを防止するとともに無線通信装置の消費電力を低下させ得る送信電力制御方法を提供する上で好ましい。

上記第２の目的を達成するため、請求項６に係る無線通信装置は、複数の周波数を用いて通信相手の無線通信装置と通信を行うことが可能な無線通信装置であって、送信端における送信電力を測定する送信電力測定手段と、前記測定した送信電力が所定値を超える場合、前記各周波数における送信電力を平均的に所定量下げた場合の第１の送信データレート、および、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げた場合の第２の送信データレートを推定する送信データレート推定手段と、前記推定した第１の送信データレートおよび前記推定した第２の送信データレートに基づいて、前記各周波数における送信電力を平均的に所定量下げる制御、あるいは、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げる制御を選択する送信電力制御方式選択手段と、前記選択された制御に基づいて、当該周波数における送信電力を制御する送信電力制御手段と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、複数の通信波を１つのアンテナで通信する無線通信装置において、予め設定しておいた複数の送信電力制御方式の実施前後におけるスループットや無線リソース等の変化を推定して、当該無線通信装置における最も適切な送信電力制御方式を選択して、最大送信電力制限値を超えないように各通信波の送信電力を適切に制御するので、無線通信システムの無線リソースの無駄遣いを防止するとともに無線通信装置の消費電力を低下させ得る送信電力制御方法および無線通信装置を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１および図２は本発明の第１実施形態の送信電力制御方法を適用する無線通信システムの無線通信装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示す無線通信装置（無線通信端末；端末ともいう）１００は、アンテナ１１０と、アンテナスイッチ１２０と、４つのＲＦ回路１３０−１，１３０−２，１３０−３，１３０−４と、４つの無線信号処理回路１４０−１，１４０−２，１４０−３，１４０−４と、無線通信ソフトウエア（無線通信アプリケーション）１５０と、送信パワーセンサ１６０とから成る。図２に示す無線通信端末１００は、アンテナ１１０と、アンテナスイッチ１２０と、１つの４波ＲＦ回路１７０と、４つの無線信号処理回路１４０−１，１４０−２，１４０−３，１４０−４と、無線通信ソフトウエア（無線通信アプリケーション）１５０と、送信パワーセンサ１６０とから成る。

図３は本発明の第１実施形態の送信電力制御方法を適用する無線通信システムの無線通信装置の最大送信パワー制御時の構成を示すブロック図である。図３に示す無線通信端末１００は、アンテナ１１０と、アンテナスイッチ１２０と、１つの４波ＲＦ回路１７０と、４つの無線信号処理回路１４０−１，１４０−２，１４０−３，１４０−４と、無線通信ソフトウエア１５０（無線通信アプリケーション）と、送信パワーセンサ１６０とから成る。

上記無線通信ソフトウエア１５０は、図示しないメモリに格納されて図示しないＣＰＵによって動作することにより、送信データレート推定部１５０ａ、消費電力推定部１５０ｂ、混雑度情報取得部１５０ｃ、最小送信データレート推定部１５０ｄ、最大送信パワー制御方式選択部１５０ｅおよび送信パワー制御部１５０ｆとして機能するものである。
上記送信データレート推定部１５０ａは、複数の周波数を用いて通信する際に、送信端における送信電力を測定する送信電力測定手段として機能する送信パワーセンサ１６０によって測定した送信電力が所定値を超える場合、各周波数における送信電力を平均的に所定量下げた場合の第１の送信データレートと、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げた場合の第２の送信データレートとを推定するものである。
上記消費電力推定部１５０ｂは、送信端における送信電力が所定値を超えた場合の消費電力と、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げた場合の消費電力とを推定するものである。
上記混雑度情報取得部１５０ｃは、通信相手の無線通信装置の混雑度情報（ｉＢｕｒｓｔ（登録商標）システムに適用する無線通信端末である場合、報知情報に含まれている）を取得するものである。
上記最小送信データレート推定部１５０ｄは、当該無線通信装置（端末）で動作中のソフトウエアが必要とする最小送信データレートを推定するモノである。
上記最大送信パワー制御方式選択部１５０ｅは、送信データレート推定部１５０ａによって推定した第１の送信データレートおよび第２の送信データレートに基づいて、前記各周波数における送信電力を平均的に所定量下げる制御、あるいは、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げる制御を選択するものである。
上記送信パワー制御部１５０ｆは、最大送信パワー制御方式選択部１５０ｅによって選択された制御に基づいて、当該周波数における送信電力を制御するものである。

本実施形態の送信電力制御方法を適用する無線通信システムとしては、ＴＤＤ方式の無線通信システムが好ましいが、特に、本願出願人らが提唱している「アイ・バースト（ｉＢｕｒｓｔ（登録商標））システム」と称せられるワイヤレス・ブロードバンド・システムに適用することが好ましい。「アイ・バースト（ｉＢｕｒｓｔ（登録商標）））システム」は、マルチキャリアを採用したＴＤＭＡ／ＴＤＤのシステムであり、上り（アップリンク）および下り（ダウンリンク）のタイム・スロット数は、各３タイム・スロットの合計６タイム・スロットで構成されており、上りおよび下りのタイム・スロット長が異なる非対称構成となっており、下りのデータ転送レートに重きをおいた構成である。ｉＢｕｒｓｔ（登録商標））システムのシンボル・レートは５００ｋシンボル／ｓｅｃであり、１キャリアの場合３タイム・スロットの全てを１ユーザが使用した最大データ転送レートは、下りは１０６１ｋｂｐｓになり、上りは３４６ｋｂｐｓになる。また、ｉＢｕｒｓｔ（登録商標）システムで使用する周波数帯域は５ＭＨｚであり、１キャリア当たりの帯域は６２５ｋＨｚであり、ｉＢｕｒｓｔ（登録商標）システムの１フレームは５ｍｓｅｃである。

次に、本実施形態の送信電力制御方法を適用する無線通信システムにおいて無線通信端末が実施する最大送信パワー制御の概要を説明する。
上記最大送信パワー制御方法は、１つのアンテナと、１つのアンテナ端送信パワー測定センサと、１つまたは複数のＲＦ回路と、複数の無線信号処理部と、１つの無線通信ソフトウェアとを備える無線通信機器（端末）において、送信パワー測定センサで測定された送信パワーと、電波法で規定される最大送信パワー制限値とに基づいて、最大送信パワー制御方式を決定する。
送信パワー測定センサで測定された送信パワーが、電波法で規定される最大送信パワー制限値を超えた場合(もしくは、近づいた場合)、本実施形態の無線通信機器（端末）は、以下の制御の何れか１つを実施することにより、アンテナ端での送信パワーを下げる。
（最大送信パワー制御１）全通信波の送信パワーを平均的に下げる。必要ならば、各通信波の通信速度を下げる(従来の最大送信パワー制御と同じ制御法である)。
（最大送信パワー制御２）特定の通信波の送信パワーを下げる。必要ならば、その通信波の通信速度を下げる。
（最大送信パワー制御３）特定の通信波を停止する
本実施形態の無線通信機器は、どのような最大送信パワー制御を実施するかを判断する条件として、以下の項目を考慮する。
（ａ）制御実施前後の推定スループットの変化
（ｂ）制御実施前後の通信システム全体の負荷の変化
（ｃ）無線通信端末の消費電力
（ｄ）無線通信端末で動作中の通信アプリケーションの必要スループット

次に、本実施形態の送信電力制御方法を適用する無線通信システムにおける無線通信端末の動作を具体例に基づいて説明する。

［無線通信システムの具体例］
（イ）送信データレートは、変調方法によって、１９．２ｋｂｐｓ，３８．４ｋｂｐｓ，７６．８ｋｂｐｓ，１２９．６ｋｂｐｓ，１７２．８ｋｂｐｓ，２１６．０ｋｂｐｓ，２９２．８ｋｂｐｓ，３４５．６ｋｂｐｓの何れかを選択可能である（図４参照）。
（ロ）ＦＥＲ１％以下で１９．２ｋｂｐｓ，３８．４ｋｂｐｓ，７６．８ｋｂｐｓ，１２９．６ｋｂｐｓ，１７２．８ｋｂｐｓ，２１６．０ｋｂｐｓ，２９２．８ｋｂｐｓ，３４５．６ｋｂｐｓの送信を行うために必要な受信信号の信号品質（ＳＩＮＲ）はそれぞれ、−０．１ｄＢ，１．４ｄＢ，２．９ｄＢ，５．８ｄＢ，７．６ｄＢ，１０．６ｄＢ，１４．０ｄＢ，１５．７ｄＢである（図４参照）。
（ハ）計算を簡略化するため、送信パワーを１ｄＢ上げれば受信側で測定される受信信号の信号品質（ＳＩＮＲ）も１ｄＢ上昇すると仮定する。
（ニ）１つの基地局が同時に取り扱える通信波は８個までであり、無線通信端末は０〜４個の通信波を送受信することができる。
（ホ）各無線通信端末は、低通信速度であるが安定した通信が必要な電話アプリケーションと、高通信速度であればあるほどユーザ満足度が高いが一時的に通信停止してもユーザが気が付かないＷｅｂブラウザアプリケーションとを備える。
（ヘ）本発明の無線通信端末は、上記のような使用条件下でユーザ満足度が最大になるような、最大送信パワー制御機能を備える。

［最大送信パワー制御の動作例（図５参照）］
本実施形態の無線通信端末が４つの通信波で送信中、アンテナ端で測定された送信パワーが電波法で規定される最大送信パワー制限値を超える状況の場合、図５に例示するように、通信波１の送信パワーが１７ｄＢｍで、受信信号の信号品質（ＳＩＮＲ）が１５．７ｄＢで、送信データレートが３４５．６ｋｂｐｓで、通信波２の送信パワーが２０ｄＢｍで、ＳＩＮＲが１５．７ｄＢで、送信データレートが３４５．６ｋｂｐｓで、通信波３の送信パワーが１７ｄＢｍで、ＳＩＮＲが１５．７ｄＢで、送信データレートが３４５．６ｋｂｐｓで、通信波４の送信パワーが２０ｄＢｍで、ＳＩＮＲが１５．７ｄＢで、送信データレートが３４５．６ｋｂｐｓであるとき、アンテナ端での送信パワーは約２４．８ｄＢｍであり、トータルの送信データレートは１．３８２Ｍｂｐｓである。
この場合、アンテナ端での送信パワー約２４．８ｄＢｍは、電波法で規定される最大送信パワー制限値の２３ｄＢｍを超えるので、無線通信端末は送信パワーを下げるために、以下の最大送信パワー制御１、最大送信パワー制御２、最大送信パワー制御３の何れか１つを実施する。
（最大送信パワー制御１）４つの通信波をそれぞれ平均的に下げる。図５の例の場合、各通信波の送信パワーを１．７ｄＢずつ下げる。このとき、アンテナ端での送信パワーは２３．１ｄＢｍに下がる。また、各通信波のＳＩＮＲは１４．０ｄＢに下がるので、トータルの送信データレートは、１．１７２Ｍｂｐｓに減少する。
（最大送信パワー制御２）一部の通信波の送信パワーを下げる。図５の例の場合、通信波２および通信波４の送信パワーをそれぞれ１７ｄＢｍに下げる。このとき、アンテナ端での送信パワーは２３ｄＢｍに下がる。また、通信波２、通信波４4のＳＩＮＲはそれぞれ１２．７ｄＢに下がるので、トータルの送信データレートは、１．１２３Ｍｂｐｓに減少する。
（最大送信パワー制御３）一部の通信波を停止する。特に、送信パワーが最大の通信波を停止するのが好ましい。図５の例の場合、通信波４を停止する。このとき、アンテナ端での送信パワーは、２３ｄＢｍに下がる。また、トータルの送信データレートは、１．０３７Ｍｂｐｓに減少する。さらに、無線通信基地局が使用可能な空き通信波が１つ増えるとともに、無線通信端末の消費電力が減少する。
上記図５の例の場合、各最大送信パワー制御の比較において、トータルの送信データレートに関しては最大送信パワー制御１が最も有利であり、無線リソースの有効利用に関しては、最大送信パワー制御３が最も有利である。このような最大送信パワー制御の有利不利は、対象とする無線通信システム、パラメータ、使用状況等により変化する。

そこで、実施形態の無線通信端末における最大送信パワー制御では、最大送信パワー制御１、最大送信パワー制御２、最大送信パワー制御３の中から最適な最大送信パワー制御を選択するために、以下の評価スコアから成る評価値を算出するための評価関数を用いて、最も良い評価値(すなわち、最も低い評価スコアとなる評価値)を算出した最大送信パワー制御を選択して、その最大送信パワー制御を実施する。
［評価スコア１］最大送信パワー制御の前後の推定スループット：（ＴＸ＿ＲＡＴＥ＿ＢＥＦＯＲＥ，ＴＸ＿ＲＡＴＥ＿ＡＦＴＥＲ）
［評価スコア２］最大送信パワー制御の前後の通信波数：（ＲＦ＿ＲＥＳＯＵＲＣＥ＿ＢＥＦＯＲＥ，ＲＦ＿ＲＥＳＯＵＲＣＥ＿ＡＦＴＥＲ）
［評価スコア３］無線通信基地局の混雑度（ＣＯＮＧＥＳＴＩＯＮ：使用中の通信波の数）
［評価スコア４］最大送信パワー制御の前後の消費電力：（ＰＯＷＥＲ＿ＢＥＦＯＲＥ，ＰＯＷＥＲ＿ＡＦＴＥＲ）
［評価スコア５］無線通信端末で動作中のアプリが必要とする最小送信データレート：（ＭＩＮ＿ＴＸ＿ＲＡＴＥ）
［評価関数］
評価関数＝α（ＴＸ＿ＲＡＴＥ＿ＡＦＴＥＲ−ＴＸ＿ＲＡＴＥ＿ＢＥＦＯＲＥ）＋β（ＲＦ＿ＲＥＳＯＵＲＣＥ＿ＡＦＴＥＲ−ＲＦ＿ＲＥＳＯＵＲＣＥ＿ＢＥＦＯＲＥ）＋（ＣＯＮＧＥＳＴＩＯＮ）＋γ（ＰＯＷＥＲ＿ＡＦＴＥＲ−ＰＯＷＥＲ＿ＢＥＦＯＲＥ）＋δ（ＭＡＸ（ＭＩＮ＿ＴＸ＿ＲＡＴＥ−ＴＸ＿ＲＡＴＥ＿ＡＦＴＥＲ），０）
ただし、α, β, γ, δは、重み付け係数であり、例えばシミュレーションによって求めるものとする。

本実施形態の無線通信端末においては、以下に示すようにして、上記評価関数の評価スコア（合計値）が最も低い最大送信パワー制御を選択することにより、複数波を１つのアンテナで送信する無線通信端末において常に最適な最大送信パワー制御を行うことができる。

［最大送信パワー制御１における評価値の計算］
図６は第１実施形態の無線通信端末において複数の通信波（キャリア周波数）を用いる通信時に上述した最大送信パワー制御１を実施した場合の第１評価値の算出処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１１では、送信パワー測定値が最大送信パワー制限値を超えるか否かを判定し、送信パワー測定値が最大送信パワー制限値を超える場合のみ、ステップＳ１２に進んで最大送信パワー制御１の評価を開始する。次のステップＳ１３では、平均送信パワーダウン量を、「平均送信パワーダウン量＝（送信パワー測定値−最大送信パワー制限値）／通信波数」により算出する。次のステップＳ１４では、各通信波に関して送信パワーダウンによるＳＩＮＲダウン量を推定し、次のステップＳ１５では、各通信波に関してダウンしたＳＩＮＲに最適な送信データレートを選択する。次のステップＳ１６では、評価関数に必要な評価スコア（評価スコア１、評価スコア３、評価スコア４、評価スコア５）を入手し、その後、ステップＳ１７では、評価関数および評価スコア１、評価スコア３、評価スコア４、評価スコア５に基づいて、第１評価値を計算する。

［最大送信パワー制御２−１における評価値の計算］
図７は第１実施形態の無線通信端末において複数の通信波（キャリア周波数）を用いる通信時に上述した最大送信パワー制御２に含まれる最大送信パワー制御２−１（１波送信パワーダウン制御）を実施した場合の第２−１評価値の算出処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ２１では、送信パワー測定値が最大送信パワー制限値を超えるか否かを判定し、送信パワー測定値が最大送信パワー制限値を超える場合のみ、ステップＳ２２に進んで最大送信パワー制御２−１の評価を開始する。次のステップＳ２３では、最も送信パワーが大きい通信波（１波）を送信パワーダウンし、次のステップＳ２４では、送信パワーダウン量を、「送信パワーダウン量＝送信パワー測定値−最大送信パワー制限値」により算出する。次のステップＳ２５では、当該通信波に関して送信パワーダウンによるＳＩＮＲダウン量を推定し、次のステップＳ２６では、当該通信波に関してダウンしたＳＩＮＲに最適な送信データレートを選択する。次のステップＳ２７では、評価関数に必要な評価スコア（評価スコア１、評価スコア２、評価スコア３、評価スコア４、評価スコア５）を入手し、その後、ステップＳ２８では、評価関数および評価スコア１、評価スコア２、評価スコア３、評価スコア４、評価スコア５に基づいて、第２−１評価値を計算する。

［最大送信パワー制御２−２における評価値の計算］
図８は第１実施形態の無線通信端末において複数の通信波（キャリア周波数）を用いる通信時に上述した最大送信パワー制御２に含まれる最大送信パワー制御２−２（２波送信パワーダウン制御）を実施した場合の第２−２評価値の算出処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ３１では、送信パワー測定値が最大送信パワー制限値を超えるか否かを判定し、送信パワー測定値が最大送信パワー制限値を超える場合のみ、ステップＳ３２に進んで最大送信パワー制御２−２の評価を開始する。次のステップＳ３３では、送信パワーが大きい通信波（２波）を送信パワーダウンし、次のステップＳ３４では、２通信波のそれぞれの送信パワーダウン量を、「送信パワーダウン量＝送信パワー測定値−最大送信パワー制限値」により算出する。次のステップＳ３５では、２通信波のそれぞれに関して送信パワーダウンによるＳＩＮＲダウン量を推定し、次のステップＳ３６では、２通信波のそれぞれに関してダウンしたＳＩＮＲに最適な送信データレートを選択する。次のステップＳ２７では、評価関数に必要な評価スコア（評価スコア１、評価スコア２、評価スコア３、評価スコア４、評価スコア５）を入手し、その後、ステップＳ２８では、評価関数および評価スコア１、評価スコア２、評価スコア３、評価スコア４、評価スコア５に基づいて、第２−２評価値を計算する。

［最大送信パワー制御３における評価値の計算］
図９は第１実施形態の無線通信端末において複数の通信波（キャリア周波数）を用いる通信時に上述した最大送信パワー制御３（１波送信停止制御）を実施した場合の第２−３評価値の算出処理を示すフローチャートである。まず、ステップＳ４１では、送信パワー測定値が最大送信パワー制限値を超えるか否かを判定し、送信パワー測定値が最大送信パワー制限値を超える場合のみ、ステップＳ４２に進んで最大送信パワー制御３の評価を開始する。次のステップＳ４３では、最も送信パワーが大きい通信波（１波）を停止する。次のステップＳ４４では、評価関数に必要な評価スコア（評価スコア１、評価スコア２、評価スコア３、評価スコア４、評価スコア５）を入手し、その後、ステップＳ４５では、評価関数および評価スコア１、評価スコア２、評価スコア３、評価スコア４、評価スコア５に基づいて、第２−３評価値を計算する。

図１０は第１実施形態の無線通信端末において複数の通信波（キャリア周波数）を用いる通信時に選択的に実施する最大送信パワー制御を示すフローチャートである。まず、ステップＳ５１では、第１評価値、第２−１評価値、第２−２評価値、第２−３評価値を読み込む。次のステップＳ５２では、最も良い評価値(最も低い評価スコアとなる評価値)を算出した最大送信パワー制御を、最大送信パワー制御１、最大送信パワー制御２−１、最大送信パワー制御２−２、最大送信パワー制御３の中から選択する。その後、ステップＳ５３では、選択した最大送信パワー制御により送信パワーダウンおよび送信データレート変更を実施する。

本実施形態によれば、複数の通信波を１つのアンテナで通信する無線通信装置（無線通信端末）において、予め設定しておいた複数の送信電力制御方法の実施前後におけるスループットや無線リソース等の変化を推定して、当該無線通信装置（当該無線通信端末）において最も適切な送信電力制御方式を選択して、最大送信電力制限値を超えないように各通信波の送信電力を適切に制御する（場合によっては、一部の通信波の送信を停止する制御も行う）ので、無線通信システムの無線リソースの無駄遣いを防止するとともに無線通信装置の消費電力を低下させ得る送信電力制御方法および無線通信装置（無線通信端末）を提供することができる。

なお、上記第１実施形態では、最大送信パワー制御１に用いる評価関数を評価スコア１、評価スコア３、評価スコア４、評価スコア５により構成し、最大送信パワー制御２−１、最大送信パワー制御２−２、最大送信パワー制御３に用いる評価関数を評価スコア１、評価スコア２、評価スコア３、評価スコア４、評価スコア５により構成したが、必須項目である評価スコア１と、評価スコア２、評価スコア３、評価スコア４、評価スコア５の内の少なくとも１つの評価スコアとによって評価関数を構成することができる。評価スコア２、評価スコア３、評価スコア４、評価スコア５の内のどの評価スコアを選択するかは、本発明を適用する通信システムに応じて選択すればよい。また、各評価スコアに対する重み付け係数であるα, β, γ, δは、本発明を適用する通信システムにおいて重視すべき評価スコアであるか否かに応じて、例えば０〜１の間の値に適宜設定することができる。

なお、上記第１実施形態では、無線通信装置が無線通信端末である場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、無線通信装置が無線基地局（基地局）である場合の基地局同士の通信にも適用が可能である。

本発明の第１実施形態の送信電力制御方法を適用する無線通信システムの無線通信装置（無線通信端末）の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態の送信電力制御方法を適用する無線通信システムの無線通信装置（無線通信端末）の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態の送信電力制御方法を適用する無線通信システムの無線通信装置（無線通信端末）の最大送信パワー制御時の構成を示すブロック図である。 第１実施形態の無線通信システムにおける送信時のパラメータを示す図である。 第１実施形態の無線通信端末において複数の通信波を用いる通信時に実施する最大送信パワー制御の動作例を示す図である。 第１実施形態の無線通信端末において複数の通信波を用いる通信時に最大送信パワー制御１を実施した場合の第１評価値の算出処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の無線通信端末において複数の通信波を用いる通信時に最大送信パワー制御２−１（１波送信パワーダウン制御）を実施した場合の第２−１評価値の算出処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の無線通信端末において複数の通信波を用いる通信時に最大送信パワー制御２−２（２波送信パワーダウン制御）を実施した場合の第２−２評価値の算出処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の無線通信端末において複数の通信波を用いる通信時に最大送信パワー制御３（１波送信停止制御）を実施した場合の第２−３評価値の算出処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の無線通信端末において複数の通信波を用いる通信時に実施する最大送信パワー制御を示すフローチャートである。 従来の無線通信装置（無線通信端末）の概略構成を示すブロック図である。 従来の無線通信装置（無線通信端末）の送信パワーダウン時の構成を示すブロック図である。 従来の無線通信端末において実施する送信パワーダウン制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１００ 無線通信装置（無線通信端末；端末）
１１０ アンテナ
１２０ アンテナスイッチ
１３０−１，１３０−２，１３０−３，１３０−４ ＲＦ回路
１４０−１，１４０−２，１４０−３，１４０−４ 無線信号処理回路
１５０ 無線通信ソフトウエア
１５０ａ 送信データレート推定部
１５０ｂ 消費電力推定部
１５０ｃ 混雑度情報取得部
１５０ｄ 最小送信データレート推定部
１５０ｅ 最大送信パワー制御方式選択部
１５０ｆ 送信パワー制御部
１６０ 送信パワーセンサ
１７０ ４波ＲＦ回路

Claims (6)

1. 無線通信装置が複数の周波数を用いて通信相手の無線通信装置と通信を行う際の送信電力を制御する送信電力制御方法であって、
   送信端における送信電力を測定する送信電力測定ステップと、
   前記測定した送信電力が所定値を超えるか否かを判断する判断ステップと、
   前記判断ステップによって前記測定した送信電力が所定値を超えると判断した場合、前記各周波数における送信電力を平均的に所定量下げた場合の第１の送信データレート、および、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げた場合の第２の送信データレートを推定する送信データレート推定ステップと、
   前記推定した第１の送信データレートおよび前記推定した第２の送信データレートに基づいて、前記各周波数における送信電力を平均的に所定量下げる制御、あるいは、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げる制御を選択する送信電力制御方式選択ステップと、
   前記選択された制御に基づいて、当該周波数における送信電力を制御する送信電力制御ステップと、を含むことを特徴とする送信電力制御方法。
2. 前記送信電力制御方式選択ステップは、前記送信端における送信電力が所定値を超えた場合の第３の送信データレートと前記第１の送信データレートとの差に基づいて第１評価値を算出し、かつ、前記第３の送信データレートと前記第２の送信データレートとの差に基づいて第２評価値を算出する評価値算出ステップと、
   前記算出された第１評価値および第２評価値を比較する比較ステップと、を含み、
   前記比較結果に応じて前記選択を行う、ことを特徴とする請求項１に記載の送信電力制御方法。
3. 前記第１評価値は、前記第３の送信データレートと前記第１の送信データレートとの差に基づく第１評価スコアと、通信相手の無線通信装置の混雑度に基づく第２評価スコア、前記送信端における送信電力が所定値を超えた場合の消費電力と前記各周波数における送信電力を平均的に所定量下げた場合の消費電力との差に基づく第３評価スコアおよび前記無線通信装置で動作中のソフトウエアが必要とする最小送信データレートに基づく第４評価スコアの内の少なくとも１つの評価スコアとに基づいて算出し、
   前記第２評価値は、前記第３の送信データレートと前記第２の送信データレートとの差に基づく第５評価スコアと、前記送信端における送信電力が所定値を超えた場合の使用周波数の数と前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げた場合の使用周波数の数とに基づく第６評価スコア、通信相手の無線通信装置の混雑度に基づく第７評価スコア、前記送信端における送信電力が所定値を超えた場合の消費電力と前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げた場合の消費電力との差に基づく第８評価スコアおよび前記無線通信装置で動作中のソフトウエアが必要とする最小送信データレートに基づく第９評価スコアの内の少なくとも１つの評価スコアとに基づいて算出する、ことを特徴とする請求項２に記載の送信電力制御方法。
4. 前記算出された第１評価値および第２評価値の比較結果により前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げる制御が選択された場合、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げる制御が、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を停止させる制御を含む場合と、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を停止させる制御を含まない場合とについてそれぞれ第２評価値を算出し、該算出した第２評価値の比較結果に応じて前記選択を行う、ことを特徴とする請求項３に記載の送信電力制御方法。
5. 前記第１評価値および前記第２評価値を算出する際には、前記各評価スコアのそれぞれに対して所定の重み付け係数を掛けることを特徴とする請求項３または４に記載の送信電力制御方法。
6. 複数の周波数を用いて通信相手の無線通信装置と通信を行うことが可能な無線通信装置であって、
   送信端における送信電力を測定する送信電力測定手段と、
   前記測定した送信電力が所定値を超える場合、前記各周波数における送信電力を平均的に所定量下げた場合の第１の送信データレート、および、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げた場合の第２の送信データレートを推定する送信データレート推定手段と、
   前記推定した第１の送信データレートおよび前記推定した第２の送信データレートに基づいて、前記各周波数における送信電力を平均的に所定量下げる制御、あるいは、前記複数の周波数の少なくとも１つの周波数における送信電力を所定量下げる制御を選択する送信電力制御方式選択手段と、
   前記選択された制御に基づいて、当該周波数における送信電力を制御する送信電力制御手段と、を含むことを特徴とする無線通信装置。

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