JP2009077411A - 送信電力制御方法 - Google Patents
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Abstract
方向送信電力制御を行なう。
【解決手段】 移動端末からの送信信号の受信レベルを測定し、伝送チャネル送信電力制
御信号作成部46により各チャネルについて送信電力制御信号を作成する。作成した送信
電力制御信号は多重化して各移動端末に共通なチャネルに設けられた伝送チャネル送信電
力制御信号挿入部41により各移動端末に送信する。
【選択図】 図3
Description
割多元接続(CDMA:Code Division Multiple Access)を適用した予約型アクセス制御
方式の移動通信システム及びその送信電力制御方法に関する。
行う。従って、例えば、移動端末Aが基地局に対して発信した受信所望信号波にとって、
他の移動端末Bが基地局に対して発信した他の変調波(非所望信号波)は干渉となり、移
動端末Aと基地局の通信に妨害を与える。この干渉の程度は基地局が受信する非所望信号
波の受信レベルに依存する。干渉の程度がある程度以上大きくなると、移動端末と基地局
との通信は不可能な状態となる。すなわち、システム全体としては、移動端末からの送信
電力を制御し、常に基地局で受信される信号レベルが最小限必要な受信電力に制限するこ
とができれば、基地局の通信可能なチャネルを最大にすることができ、その状態から外れ
るにつれて通信可能なチャネル数が減少することになる。
の標準方式であるTIA/EIA/IS−95で記述された送信電力制御方法がある。以
下にIS−95方式の送信電力制御方法について説明する。
で通信を行なう際には、1組の上り方向と下り方向のチャネルが確保される。ここで、上
り方向とは移動端末から基地局へデータを送信する方向、下り方向は基地局から移動端末
へデータを送信する方向を表す。
に応じた送信電力制御信号を作成する。送信電力制御信号としては、データの受信電力が
目標とする受信電力より大きな移動端末に対しては、送信電力制御信号「1」を作成する
。逆に、データの受信電力が目標とする受信電力より小さな移動端末に対しては、送信電
力制御信号「0」を作成する。作成された送信電力制御信号は、基地局から移動端末へ送
信される送信データ内に挿入されて移動端末へ送信される。移動端末は送信電力制御信号
に従って、「1」であれば送信電力を小さく、「0」であれば送信電力を大きくするよう
に制御を行なう。
れ1組の上り方向と下り方向のチャネルを使って通信する。上段が下り方向のチャネルで
あり、下段が上り方向のチャネルである。特に、上り送信データの高さは、その上り送信
データの基地局での受信電力に相当する様に描いている。
0aに移動端末1に対する送信電力制御信号132a、132b、132c、・・・を挿
入する。移動端末1ではチャネル130aを受信して得られた送信電力制御信号に従い、
上り送信データを送信する際の送信電力を変更する。
この様に基地局は、移動端末1の送信電力制御を下りデータ送信チャネル130aを用い
て行なっている。移動端末2以下においても同様である。
要が高まっている。
MAパケット通信方式が提案されている。CDMAパケット通信方式に関しては、例えば
、「矢野、雅樂、長谷川、土居、『CDMAパケット移動通信システムの開発』、電子情
報通信学会通信ソサイエティ大会、B−389(1996)」に記載されている。
CDMAパケットデータ通信方式に代表されるようなデータ通信では上り方向のみ、ある
いは下り方向のみの片方向通信が行なわれることが前提である。このような片方向通信に
おいては、対となる上り方向と下り方向のチャネルが互いに送信電力制御を行なっている
ということを前提とした従来の送信電力制御方式は適用できない。
すれば、上り方向の送信電力制御だけのために1つのチャネルを占有することになり、チ
ャネル使用効率が非常に悪くなる。
システムにおいて、基地局は、移動端末に共通する下り方向のチャネルを用いて、複数の
移動端末に対して送信電力制御を行なうこととした。
定結果に基づいた送信電力制御信号を各チャネル毎に作成する。得られた送信電力制御信
号はシステムであらかじめ定められた形式にまとめられ、複数の移動端末に共通のチャネ
ルを使用して送信される。
方向のチャネルに対応した送信電力制御信号を取り出し、それに従って指定された値に送
信電力を変更してデータの送信を続ける。
に対して送信電力制御を行なうことが可能となる。特に、データ通信に適した通信方式で
あるCDMAパケット通信方式においてもチャネルを効率的に使用した上り方向の送信電
力制御が可能となる。
どの固定端末201を含む公衆網である。202は複数の基地局203a,203b・・
・を含み公衆網200に接続された移動体通信網である。各基地局203(a,b・・・
)はそれぞれのサービスエリア(セル)内に存在する移動端末204a,204b・・・
と無線チャネル205を使用して通信を行なう。
る。
を表す。本制御方式においては、エリア内の複数の移動端末に共有される予約チャネル(
上り)と応答チャネル(下り)とを有する。また、図2においては、移動端末に対する基
準信号として、基地局が送信するパイロット信号9の送信専用のチャネルであるパイロッ
トチャネル8(下り)を設けたシステム例を示している。
ケット4を基地局に送信する。基地局は受信した予約パケット各々について、複数存在す
る上り伝送チャネルの中から、移動端末がデータ伝送可能なチャネルを選択するスケジュ
ーリング処理を行なう。伝送チャネルにはタイムスロット7が定義されている。基地局は
スケジューリング処理によって、データ送信要求を持つ移動端末がデータ送信可能な上り
伝送チャネルとタイムスロットを選択する。基地局はこのスケジューリング結果を移動端
末に送信するために、各予約パケットに対応した応答パケット5を作成する。作成された
応答パケットは応答チャネル2を使用して、エリア内の移動端末に送信される。データ送
信要求した移動端末は受信した応答パケットの中から自端末宛の応答パケットを認識し、
上り伝送チャネル3の中から基地局に指定されたチャネルを使用してデータパケットを送
信する。
パケットのうち自端末宛に送信された応答パケット5aを受信し、応答パケット内で指定
された伝送チャネル3aのタイムスロット7aを使ってデータパケット6aの送信を行な
っている。
施例を説明する。
アンテナ30で受信された受信信号はサーキュレータ31を介した後、受信用無線モジ
ュール32によってベースバンド信号の復調と高/中間周波数での受信処理が行なわれる
。受信信号には複数のチャネルの信号が多重化されているため、受信信号は各チャネル用
に設けられた同期捕捉・スペクトル逆拡散回路(33,42a〜n)に入力され、スペク
トル逆拡散処理を施される。
、信号線50を通って検波部35で検波処理を、復号部36で例えばビタビ復号などの誤
り訂正復号処理を受ける。パケット解読部37では復号された予約パケットから、予約パ
ケットの送信元である移動端末の端末IDや送信データ量等の予約内容の解析を行い、応
答パケット作成部38へ予約内容を伝送する。
信号線51を通って、予約チャネル受信レベル測定部39にも入力される。予約チャネル
受信レベル測定部39では、例えば信号対雑音電力比(SN比)などの受信レベル測定を
行なう。受信レベル測定結果は予約チャネル送信開始時送信電力制御信号作成部40に入
力され、基準受信レベルとの比較などの操作が行なわれる。この比較結果を元に、移動端
末がデータパケットの送信を開始する際の送信電力を指定する送信電力制御信号が作成さ
れ、応答パケット作成部38に入力する。
ャネル送信開始時送信電力制御信号作成部40から入力される送信電力制御信号から、応
答パケットを作成する。応答パケットの一例を図4に示す。端末ID100は予約パケッ
トを発信した移動端末のIDである。これは応答パケットの宛先となり、予約内容から得
られる。使用チャネル101とスロット番号102は、予約パケット作成部38において
予約内容を元にスケジューリングを行い、移動端末が使用すべき上り伝送チャネルとタイ
ムスロットを指定する。送信開始時送信電力103は、予約チャネル送信開始時送信電力
制御信号作成部40から入力される送信電力制御信号であり、移動端末がデータ送信を開
始する時の送信電力を指定する。この送信開始時送信電力制御信号は予約パケットを発信
したときの送信電力との相対的な増減を指定するものであっても良く、また送信電力の絶
対的な値を指定するものであっても良く、これはシステムとして定められる。CRC(Cy
clic Redundancy Check)104は誤り検出、訂正のために応答パケットに付加されるもの
である。
7では例えば畳み込み符号化などの誤り訂正符号化を行なう。符号化された応答パケット
は伝送チャネル送信電力制御信号挿入部41に入力される。
〜42nからは、各上り伝送チャネルを使用して送信されてきたデータパケットが出力さ
れる。データパケットは信号線52を通って、各チャネル毎に検波、復号処理され信号線
54から受信データが取り出される。
〜42nから出力されたデータパケットは、信号線53を通って伝送チャネル受信レベル
測定部45にも入力される。伝送チャネル受信レベル測定部45の構成の一例を図5に示
す。複数存在する上り伝送チャネル53a〜53nのそれぞれに対応する受信レベル測定
部45a〜45nが、例えばSN比などの受信レベル測定を行なう。
ャネル送信電力制御信号作成部46の構成の一例を図6に示す。上り伝送チャネル毎に設
けられた送信電力制御信号作成部46a〜46nは、受信レベルと目標受信レベルとの比
較等の操作を行ない、移動端末がデータ送信を継続する際の送信電力の更新値を指定する
送信電力制御信号を作成する。この更新指定送信電力制御信号も送信開始時送信電力制御
信号と同様にシステムにより定められる。作成された送信電力制御信号は、伝送チャネル
送信電力制御信号挿入部41に入力される。
る応答パケット間に、伝送チャネル送信電力制御信号作成部46で作成された送信電力制
御信号を挿入する。挿入方法の一例を図7に示す。
送信電力制御信号作成部46で作成された送信電力制御信号は所定の間隔で応答チャネル
に挿入される。図7では、送信電力制御信号111は応答パケット110aと110bの
間に挿入されている。
送信電力制御信号は、伝送チャネル1〜伝送チャネルnに対応した送信電力制御信号1
11a〜111nで構成される。
末に対する送信電力制御を十分な頻度で行わなければならない。送信電力制御信号はIS
−95方式と同じ方式とすればnビットで構成できる。一般に、データパケットは一度で
ある程度の情報量が送信できるように数十ビットの情報を送る。データパケットの大きさ
に対して、図4で示したような応答パケットは十分に小さくすることができる。そのため
、本実施例のように、応答チャネルと送信電力制御チャネルを兼用する構成を採用したと
しても、十分な頻度で送信電力制御を行うことが可能である。また、応答パケットの受信
と送信電力制御信号の受信を同じチャネルで行うことにより、移動端末は応答パケットと
送信電力制御信号の受信器を共通にすることができる。これにより、移動端末の回路規模
を小さくすることができる。
で送信電力制御を行うことも可能である。
処理を施される。スペクトル拡散された応答パケットと送信電力制御信号は、加算器58
において他の下り方向チャネルと多重化され、送信用無線モジュール49とサーキュレー
タ31を介した後、アンテナ30から送信される。
移動端末が予約パケットを送信する際の動作について説明する。
ュール62によってベースバンド信号の復調と高/中間周波数での受信処理が行なわれる
。パイロットチャネル用の同期捕捉・スペクトル逆拡散回路150から出力されたパイロ
ット信号は、受信レベル測定部151に入力される。
受信レベル測定部151では受信されたパイロット信号について、例えばSN比などの受
信レベル測定を行なう。得られた受信レベル測定結果は予約チャネル増幅利得算出部15
2に入力される。予約チャネル増幅利得算出部152は、予約パケットの送信電力を、パ
イロット信号の受信レベルから決定する。
信号は基地局から常に一定の送信電力レベルで送信されている。従って、パイロット信号
の受信SN比が大きい場合、移動端末は基地局の近くに存在すると考えられ、予約チャネ
ル増幅利得算出部152は増幅利得として小さな値を算出する。逆にパイロット信号の受
信SN比が小さい場合、移動端末は基地局から遠い位置に存在すると考えられ、予約チャ
ネル増幅利得算出部152は増幅利得として大きな値を算出する。なお、このような予約
パケットの送信電力の決定は、各移動端末に共通の制御チャネルの信号であればパイロッ
ト信号でなくとも可能である。
応答パケットを受信する場合の動作について説明する。
、検波部64で検波処理を、復号部65で例えばビタビ復号などの誤り訂正復号処理を受
ける。以上の処理により、受信応答データとして、図4に示したような応答パケットに含
まれる使用すべきチャネルやスロット番号の情報を得ることができる。初期送信電力保持
部125は応答パケット内の送信開始時送信電力信号を保持するとともに、データチャネ
ル増幅利得算出部124に送信開始時送信電力を入力する。データチャネル増幅利得算出
部124では、送信開始時送信電力で指定された送信電力でデータパケットの送信を行な
うための利得を計算する。得られた利得は可変利得増幅器68の増幅利得としてセットさ
れる。
幅利得算出部124が指定した増幅利得で増幅され、送信用無線モジュール69、サーキ
ュレータ61を介した後、アンテナ60から送信される。
について説明する。
送信電力補正部123は、応答チャネル用の同期捕捉・スペクトル逆拡散回路63、検
波部64で処理された応答チャネル内の信号のうち、送信電力制御信号を取り出す。送信
電力補正部123は取り出された送信電力制御信号から、自端末が現在使用中の上り伝送
チャネルに対応した送信電力制御信号を選択する。例えば、図7の例でいえば伝送チャネ
ル1を使用してデータパケットを送信している移動端末はその送信電力制御信号111a
を選択する。このように選択された送信電力制御信号は増幅利得算出部124に入力され
る。伝送チャネル増幅利得算出部124は、送信電力が送信電力制御信号で指定された値
となるような増幅利得を算出し、可変利得増幅器68の増幅利得を更新する。データパケ
ットは可変利得増幅器68により更新された増幅利得で増幅された後、送信用無線モジュ
ール69、サーキュレータ61を介し、アンテナ60から送信される。
図9に示す。
、142b、142c、・・・を挿入して送信する。電力制御信号142は各伝送チャネ
ル1〜nについての送信電力制御信号部分を含む。基地局へデータパケット1〜nを送信
中の移動端末1〜移動端末nは、送信電力制御信号142a、142b、142c、・・
・それぞれの中から、自端末が使用している上り伝送チャネルに対応した送信電力制御信
号部分を抜き出す。移動端末は抜き出した送信電力制御信号に従って、データパケットの
送信電力を変更する。
レベルに相当する様に描いている。例えば、上り伝送チャネル1においては、送信電力制
御信号142a,b,cにおいて、それぞれ送信電力を増加、減少、増加すべき制御信号
を受け、移動端末では送信電力の制御が行われている。
制御信号を無視するものとする。また、移動端末がデータパケットを送信後、基地局によ
るデータパケットの受信レベル測定等に必要な時間(「制御遅延時間」という)が経過し
ない間に受信された送信電力制御信号は無視するものとする。これは、制御遅延時間が経
過する前の送信電力制御情報は、異なる移動端末によって送信されたデータパケットに基
づく送信電力制御信号の可能性があり、誤制御を招くためである。
を使用することにより、上り伝送チャネル1〜上り伝送チャネルnの送信電力制御を行な
うことができる。
方向通信によりデータ通信が行われる場合もある。そのような場合においては、下り伝送
チャネルのデータに送信電力制御信号を含めることもできる。
以下、第2の実施例として、両方向データ通信に適合した、特に移動端末の回路構成を簡
素化できる移動通信システムについて説明する。
図3に示した第1の実施例の基地局の構成要素と対応する要素には同一の符号を付けて
ある。基地局が受信した予約パケットに対する基地局の動作は、第1の実施例と同様であ
る。
ない、信号線54から受信データを得る。また、伝送チャネル受信レベル測定部45、伝
送チャネル送信電力制御信号作成部46で各上り伝送チャネル毎の送信電力制御信号を算
出する。
対して、基地局が下り伝送チャネルkを用いてデータパケットを送信する場合を考える。
この場合、基地局は上り伝送チャネルiに対応する送信電力制御信号を、下り伝送チャネ
ルkの伝送チャネル送信電力制御信号挿入部59に入力し、データパケット内に挿入する
。この際、上り伝送チャネルiに対応する送信電力制御信号を、第1の実施例と同様に応
答チャネルにも挿入しても良い。
端末に対して、基地局が下り伝送チャネルnを使用してデータパケットを送信している場
合を説明する。この場合、伝送チャネル送信電力制御信号作成部46で作成された上り伝
送チャネル1に対する送信電力制御信号は、下り伝送チャネルnの伝送チャネル送信電力
制御信号挿入部59nに入力される。伝送チャネル送信電力制御信号挿入部59nはデー
タパケット内に送信電力制御信号を挿入する。このようにして得られたデータパケットは
、スペクトル拡散回路57nでスペクトル拡散処理を施され、加算器58で他のチャネル
の信号と多重化される。多重化された信号は、送信用無線モジュール49、サーキュレー
タ31を介した後、アンテナ30から送信される。
図8に示した第1の実施例の移動端末の構成要素と対応する要素には同一の符号を付け
てある。移動端末が予約パケットを送信する場合、基地局から自端末宛に送信された応答
パケットを受信する場合、あるいは基地局へのデータパケットの送信のみを行なう場合(
片方向通信)は、スイッチ70を70aに接続し図8に示した第1の実施例と同様の動作
を行なう。
ットの受信の両方を同時に行なう場合(両方向通信)の動作について説明する。この場合
、スイッチ70は70b側に接続する。
介して受信され、伝送チャネル用同期捕捉・スペクトル逆拡散回路63b、検波部64で
受信処理を施される。検波部64から出力されたデータパケットは復号部65で誤り訂正
復号され、信号線66を通って受信データが得られる。検波部64の出力は送信電力補正
部123にも入力される。送信電力補正部123は、基地局でデータパケット内に挿入さ
れた送信電力制御信号のみをとりだし、伝送チャネル増幅利得算出部124に入力する。
伝送チャネル増幅利得算出部124は第1の実施例と同様に可変利得増幅器68の増幅利
得を算出し、増幅利得の更新を行なう。
答チャネル、あるいは伝送チャネルのうち一方のみを受信することで、基地局とのデータ
パケットの送受信と、基地局からの送信電力制御を受けることが可能となる。したがって
、移動端末は検波部、復号部を1つだけ持てばよく、移動端末の回路規模の増大を抑える
ことができる。
に、基地局が送信電力制御信号を応答チャネルを用いて各移動端末に送信する例を示した
。しかし、応答チャネル以外のチャネルであっても、移動端末に共通のチャネルであれば
本発明の適用は可能となる。すなわち、基地局が移動端末に共通なチャネルを使用するシ
ステムであれば、その共通のチャネルにより送信電力制御信号を送信すれば、基地局は1
つのチャネルで複数の移動端末に対して送信電力制御を行なうことが可能となる。もちろ
ん、送信電力制御専用のチャネルを設けて、基地局が送信電力制御専用チャネルを用いて
送信電力制御信号を送信することにより、移動端末の送信電力制御を行なっても良い。
ト、5…応答パケット、6…上りデータパケット、7…タイムスロット、30、60…ア
ンテナ、31、61…サーキュレータ、32、62…受信用無線モジュール、33、42
、63、120、150…同期捕捉・スペクトル逆拡散回路、35、43、64、121
、…検波回路、36、44、65、122…復号回路、37…パケット解読部、38…応
答パケット作成部、39…予約チャネル受信レベル作成部、40…送信開始時送信電力制
御信号作成部、41、59…伝送チャネル送信電力制御信号挿入部、45…伝送チャネル
受信レベル測定部、46…伝送チャネル送信電力制御信号作成部、47、56…符号化部
、48、57…スペクトル拡散回路、49、69…送信用無線モジュール、58、154
…加算器、100…端末ID、101…使用チャネル、102…使用スロット番号、10
3…送信開始時送信電力、104…CRCビット、111、142…送信電力制御信号、
123…送信電力補正部、124…データチャネル増幅利得算出部、125…初期送信電
力保持部、151…パイロットチャネル受信レベル測定部、152…予約チャネル増幅利
得算出部、68、153…可変利得増幅器、70…スイッチ130…下りトラフィックチ
ャネル、131…上りトラフィックチャネル、132…送信電力制御信号、200…公衆
網、201…電話、202…移動体通信網、203…基地局、204…移動端末。
Claims (1)
- 基地局と複数の移動端末の間で符号分割多元接続方式による通信を行なうスペクトル拡散通信システムであって、上記基地局が各チャネルで受信した信号の受信レベルの測定を個別に行ない、該受信レベルをもとに送信電力制御信号を作成し、各チャネルに対応した上記送信電力制御信号を送信し、各移動端末は自端末が使用中のチャネルに対応した上記送信電力制御信号を受信し、該送信電力制御信号に従って送信信号の送信電力制御をする符号分割多元接続方式の通信システムにおいて、基地局は前記送信電力制御信号を、複数の移動端末に共通な制御チャネルを用いて送信し、移動端末は該制御チャネルを受信し、自端末が使用中のチャネルに対応した送信電力制御信号を取り出し、該送信電力制御信号に従って送信信号の送信電力制御をすることを特徴する符号分割多元接続方式の通信システムにおける送信電力制御方法。
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A521 | Written amendment |
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A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
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A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
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A761 | Written withdrawal of application |
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