JP2011239318A - 無線通信装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】送信電力を絶対値で制御し、特性の異なる2つの変調方式を組み合わせて送信電力制御を行う場合でも規定の最大送信電力を満足させる。
【解決手段】無線通信装置は、第1および第2の信号をそれぞれ生成する第1および第2の送信信号生成部(1,2)と、第1および第2の信号のいずれかを送信するための電力を生成するアンプ(3)と、アンプの電力を検出する送信電力検出部(11)と、無線通信装置から出力すべき送信電力を設定する送信電力設定部(13)と、アンプの電力を制御するための制御値を生成する送信電力制御部(12)と、送信電力設定値と制御値との差から補正値を生成する補正値生成部(14)と、制御値と補正値とを加算する足し算器(15)と、アンプを制御する送信電力可変用パラメータ設定部(16)と、送信電力可変用パラメータ設定部に対して、アンプの制御タイミングを指示するタイミング制御部(17)とを備えている。
【選択図】図1
【解決手段】無線通信装置は、第1および第2の信号をそれぞれ生成する第1および第2の送信信号生成部(1,2)と、第1および第2の信号のいずれかを送信するための電力を生成するアンプ(3)と、アンプの電力を検出する送信電力検出部(11)と、無線通信装置から出力すべき送信電力を設定する送信電力設定部(13)と、アンプの電力を制御するための制御値を生成する送信電力制御部(12)と、送信電力設定値と制御値との差から補正値を生成する補正値生成部(14)と、制御値と補正値とを加算する足し算器(15)と、アンプを制御する送信電力可変用パラメータ設定部(16)と、送信電力可変用パラメータ設定部に対して、アンプの制御タイミングを指示するタイミング制御部(17)とを備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、携帯電話機等を用いて移動体通信を行う移動体システムなどに使用される無線通信装置に係り、特に相手局から受信した送信電力制御ビットによって送信系の送信電力を制御する技術に関する。
一般に用いられている携帯電話などの移動体通信機器には、情報伝送の際に基地局と移動局との距離に応じて自らの送信電力を制御する機能が搭載されている。複数の通信チャネルを多重化する多元接続型の通信方式では、通信チャネル間の干渉を低減して周波数利用効率を向上させるために、基地局に到達する信号の電力を一定にする送信電力制御は必須のものである。
特に、現在広く利用されているスペクトラム拡散技術を用いたCDMA(Code Division Multiple Access :符号分割多元接続)方式の移動体通信機器においては、電力の大きな信号が小さな信号をマスクするいわゆる遠近問題が発生する可能性が高く、他への干渉を最小限に抑える必要があるため、例えば70〜80dBの高ダイナミックレンジかつ高精度の送信電力制御が要求されている。これらのダイナミックレンジ、出力パワーコントロール精度、最大出力精度に関しては3GPP(3rd Generation Partnership Project,UMTS(Universal Mobile Telecommunications System)およびW−CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) 規格を広めるための規格母体) 25.101で規定されている。
図5はクローズドループによる送信電力制御方法の一例を示したフローチャートである。基地局と移動局とが通信する場合、基地局は移動局からの受信波の受信電力に基づいてTPC(Transmit Power Control)コマンドを決定し(S11)、送信信号の中にこのTPCコマンドを挿入し、移動局に対して送信する。移動局は基地局から送信された信号を受信し、受信した信号の中からTPCコマンドを抽出し(S15)、このTPCコマンドの指示に従って、自局の送信電力を変更する(例えば、特許文献1参照)。
このTPCコマンドを使って移動局における送信電力変化時の相対精度と最大送信電力の精度を検証する試験が3GPP 34.121で規定されている。これを図6に示す。TPCコマンドは相対的な制御であり、TPCコマンドが“+1”なら送信電力を1dB(あるいは2,3dB)大きくし、“0”なら現状の送信電力を維持、“−1”なら送信電力を1dB(あるいは2,3dB)小さくするというものであり、図6の例ではTPCコマンド“+1”が1slot毎(slotはある一定の時間単位、3GPPでは0.6666usec=2560chipで規定,1chip=1/3.84MHz)に連続的に送られて、その場合の送信電力変化量精度および最大送信電力到達時の精度が検証される。3GPP 25.101におけるそれぞれの規格を下表に示す。
また、TPCコマンドによる送信電力制御は相対的な制御であるが、図6に示すように移動局内ではTPCコマンドから送信電力パワーの絶対値を計算し、制御することもしばしばある。移動局に許容されている最大送信電力を超えた送信電力が発生しないように管理をしやすくするためである。
また、CDMA方式の移動体通信機器開発において、ポーラ変調方式を用いた送信装置の開発が進んでおり、従来までの直交変調方式を用いた送信装置に比べ、アンテナ端での負荷変動による影響を受けにくいことから、アイソレータ等の部品を削除できる技術として注目されている。ただし、ポーラ変調方式を用いた送信装置においては送信電力のダイナミックレンジを確保するため、別の変調方式の併用が必要となることが多い。例えば、高い送信パワーが要求される場合にはポーラ変調方式で、低い送信パワーの場合には直交変調方式で動作させるというものである(例えば、特許文献1参照)。このように2つの異なる変調方式を組み合わせて使用する場合、変調方式を切り替えるポイントにおいて送信パワーは一般的に不連続になる。温度変動などによる送信パワー変動が一致しているとは限らないからである。このため、切り替えポイントにおける送信パワーの連続性を保つための制御が別途必要になる。
しかしながら、送信電力を絶対値で制御し、2つの異なる変調方式を組み合わせて送信電力制御を行う場合、3GPP 25.101で規定されている最大送信電力を満足できないという問題点がある。図7を用いて詳細を説明する。
例えば、+16dBm以下は直交変調方式、+17dBm以上はポーラ変調方式で動作する移動局送信部があり、+16dBmから+17dBmへの送信電力変化時に変調方式が切り替わるとする。一般に直交変調方式の送信電力は温度変動等の影響を受けやすく、ポーラ変調方式の送信電力は安定している。ここでは、直交変調方式の送信電力誤差が4dB(温度などの影響により、送信電力設定値と実際の出力電力値の差が4dB)あり、ポーラ変調方式の送信電力誤差がない場合を想定し、まず移動局で送信電力設定値が+10dBmだったとする。この場合、移動局送信部は直交変調方式で動作しており、実際の出力電力は+6dBmという想定になる(図7中A地点)。この状態からTPCコマンドとして1slot毎に連続して“+1”が送られたとすると、送信電力設定値が16dBmから17dBmに切り替わるところで直交変調からポーラ変調に切り替わる。ただし実際の出力電力は12dBmから13dBmに切り替わる(図7中B地点)。そして、送信電力設定値が+24dBmを示すところでは実際の出力電力は+20dBmとなり、最大送信電力規定を満足できない。
この最大送信電力規定を満足できない原因としては、
1.直交変調モードでの送信電力誤差が大きいこと
2.送信電力制御が絶対値制御であるため、TPCコマンドからの情報が消えてしまっていること
があげられる。2番目に関しては、たとえば表3,4に示すように、TPCコマンドが違っても送信電力設定値は同じになってしまう場合があることを意味している。図7のケースでもTPCコマンドに従えば、図7中C地点以降でも出力電力を1slot毎に1dBずつ増やしていき、最大送信電力に到達させればよいが、送信電力設定値に従う限り図7中C地点以降は同じ送信電力を維持しなければならず、それはTPCコマンドが“0”なのか“+1”なのかわからなくなっているためである。
1.直交変調モードでの送信電力誤差が大きいこと
2.送信電力制御が絶対値制御であるため、TPCコマンドからの情報が消えてしまっていること
があげられる。2番目に関しては、たとえば表3,4に示すように、TPCコマンドが違っても送信電力設定値は同じになってしまう場合があることを意味している。図7のケースでもTPCコマンドに従えば、図7中C地点以降でも出力電力を1slot毎に1dBずつ増やしていき、最大送信電力に到達させればよいが、送信電力設定値に従う限り図7中C地点以降は同じ送信電力を維持しなければならず、それはTPCコマンドが“0”なのか“+1”なのかわからなくなっているためである。
このように、送信電力を絶対値で制御し、最大送信電力として送信電力設定値を例えば+24dBmでリミットし、例えば温度変動等の特性が異なる2つの変調方式を組み合わせて、送信電力制御を行う場合、3GPP 25.101で規定されている最大送信電力を満足できないという問題点がある。
かかる点に鑑みて、本発明は、送信電力を絶対値で制御し、特性の異なる2つの変調方式を組み合わせて送信電力制御を行う場合でも規定の最大送信電力を満足させることを課題とする。
上記課題を解決するため本発明によって次のような解決手段を講じた。すなわち、無線通信装置は、第1の変調方式で第1の送信信号を生成する第1の送信信号生成部と、第2の変調方式で第2の送信信号を生成する第2の送信信号生成部と、第1および第2の送信信号のいずれか一方を選択し、当該選択した送信信号を送信するための電力を生成するアンプと、アンプから出力される送信電力を検出する送信電力検出部と、当該無線通信装置から出力すべき送信電力を表す送信電力設定値を設定する送信電力設定部と、送信電力検出部の出力と送信電力設定値とに基づいて、アンプから出力される送信電力を制御するための制御値を生成する送信電力制御部と、送信電力設定値と制御値との差分から補正値を生成する補正値生成部と、制御値と補正値とを足し合わせる足し算器と、足し算器の出力に基づいて、アンプを制御する送信電力可変用パラメータ設定部と、送信電力可変用パラメータ設定部に対して、アンプの制御タイミングを指示するタイミング制御部とを備えているものとする。
これによると、制御値に補正値が加算された絶対値でアンプの送信電力を制御しつつ、送信電力設定値と制御値とに誤差がある場合には、アンプの送信電力を送信電力設定値に相当する電力に近づけることができる。
本発明によると、送信電力を絶対値で制御し、かつ2つの異なる変調方式を組み合わせて送信電力制御を行う場合でも、3GPP 25.101で規定されている最大送信電力を満足することができる。
図1に、本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成を示す。なお、本実施形態の無線通信装置は、例えばセルラー通信システムの基地局あるいは移動局を構成する移動体通信機器に設けられ、伝送情報を含む信号を電力増幅して通信相手に対して送信するものである。本実施形態では移動局を具体的に採り上げ、移動局における無線装置の送信電力制御について説明するが、これに限定されることなく、例えば基地局に適用することも可能である。
図1の無線通信装置は、送信信号生成部1,2と、アンプ3と、制御部10とを有している。制御部10は、送信電力検出部11、送信電力制御部12、送信電力設定部13、補正値生成部14と、足し算器15と、送信電力可変用パラメータ設定部16と、タイミング制御部17とを有している。
送信信号生成部1は、例えば、直交変調方式で送信信号を生成する。送信信号生成部2は、例えば、ポーラ変調方式で送信信号を生成する。アンプ3は、これら2つの送信信号のうちのいずれか1つを選択しかつ送信パワーを可変に構成される。送信電力検出部11は、アンプ3の送信電力を検出する。送信電力制御部12は、アンプ3から出力される送信電力を制御するための送信電力制御値を生成する。送信電力設定部13には、送信電力設定値として無線通信装置から出力すべき送信電力に相当する値が設定される。なお、この値として外部から送信電力指定値を与えてもよい。補正値生成部14は、送信電力制御値と送信電力設定値との差分から補正値を生成する。足し算器15は、送信電力制御値と補正値とを足し合わせる。送信電力可変用パラメータ設定部16は、足し算器15の出力に従いアンプ3をコントロールする。タイミング制御部17は、送信電力可変用パラメータ設定部16に対して、アンプ3の制御タイミングを指示する。
図1の構成における動作を、図2を用いて説明する。図5の場合と同様に、例えば、+16dBm以下は直交変調方式、+17dBm以上はポーラ変調方式で動作する移動局送信部があり、+16dBmから+17dBmへの送信電力変化時に変調方式が切り替わり、直交変調方式の送信電力誤差が4dBあり、ポーラ変調方式の送信電力誤差がない場合を想定する。まず移動局で送信電力設定値が+10dBmだったとする。この場合、移動局送信部は直交変調方式で動作しており、実際の出力電力は+6dBmという想定になる(図2中A地点)。この状態からTPCコマンドが1slot毎に連続して“+1”が送られたとすると、送信電力設定値が16dBmから17dBmに切り替わるところで直交変調からポーラ変調に切り替わる。ただし、実際の出力電力は12dBmから13dBmに切り替わる(図2中B地点)。ここまでは従来技術と本発明において変わるところはない。ただし、変調方式が切り替わった以降において、送信電力設定値と送信電力制御値とが異なる場合には、送信電力制御値に補正値を加える。図2の例では、送信電力設定値と送信電力制御値とが異なる場合に0.2dBを加えている。
この0.2dBはこれ以外の数値でもよい。ただし、送信電力設定値の変化幅が1dBの場合、3GPPにより送信電力制御値の変化幅が1dB±0.5dBの範囲内と規定されているため、補正値を0.5dBよりも小さな値としなければならない。また、表1に示すように送信電力設定値の変化幅が2dB,3dBの場合には規格は異なり、これに適応して補正値を変化させてもよい。
このように補正値として例えば0.2dBを実際の送信電力制御値に対して各slot毎に加えることで、3GPPで規定される送信電力変化量精度を満足しつつ、送信電力設定値と送信電力制御値とを徐々に近づけ、従来技術では満足できなかった最大送信電力規定を満足することができる(図2中C地点)。
また、図3に示すように、送信電力設定値に変化がない場合でも、送信電力設定値と送信電力制御値とに差がある場合にはNを1以上の整数として、N slotに一回の割合で補正値を加えることで最大送信電力規定に対し、余裕を発生させることができる。ただし、3GPPには表5に示すように、送信パワーの変化がない場合における送信パワーの安定性の仕様も規定されており、10slotに0dB±1dBという規定がある。したがって、N slot毎にする1回の補正も、5slot毎に0.2dBや、10slot毎に0.2dBといった程度に抑えておく必要がある。
これらの動作をまとめたフローチャートを図4に示し、この動作を以降に説明する。まず、countが0に設定され、送信電力設定値が入力され、初めの送信電力制御値が計算される。次に、送信電力設定値と送信電力制御値とに差がない場合は、その送信電力制御値から送信電力可変用パラメータが計算される。以降は再び送信電力設定値が入力され、送信電力制御値が計算され、送信電力設定値と送信電力制御値との比較が行われる。
また、送信電力設定値と送信電力制御値との比較が行われ、差があった場合には、まず、送信電力設定値に変化があったか否かが確認され、送信電力設定値に差があった場合には、送信電力制御値に補正値が加算される。ただし、送信電力設定値が送信電力制御値よりも大きい場合には、送信電力制御値に補正値が加算され、送信電力設定値が送信電力制御値よりも小さい場合には、送信電力制御値から補正値が減算される。
また、送信電力設定値と送信電力制御値との比較が行われ、差がなかった場合には、countがNよりも小さいか否かが確認され、Nよりも小さい場合にはcountを1増やすだけである。countがN以上であれば、送信電力制御値に補正値が加算される。ただし、送信電力設定値が送信電力制御値よりも大きい場合には、送信電力制御値に補正値が加算され、送信電力設定値が送信電力制御値よりも小さい場合には、送信電力制御値から補正値が減算される。そして、countは0に戻される。
以上、本実施形態によると、送信電力設定値と送信電力制御値とに差分がある場合にslot毎に送信電力制御値を1.2dBずつ増加することで、3GPP 25.101で規定されている最大送信電力を満足することができる。
本発明に係る無線通信装置は、3GPP 25.101で規定される最大送信電力を満足できるため、複数の変調方式で信号を生成する無線通信装置に有用である。
1 送信信号生成部(第1の送信信号生成部)
2 送信信号生成部(第2の送信信号生成部)
3 アンプ
10 制御部(制御手段)
11 送信電力検出部
12 送信電力制御部
13 送信電力設定部
14 補正値生成部
15 足し算器
16 送信電力可変用パラメータ設定部
17 タイミング制御部
2 送信信号生成部(第2の送信信号生成部)
3 アンプ
10 制御部(制御手段)
11 送信電力検出部
12 送信電力制御部
13 送信電力設定部
14 補正値生成部
15 足し算器
16 送信電力可変用パラメータ設定部
17 タイミング制御部
Claims (5)
- 無線通信装置であって、
第1の変調方式で第1の送信信号を生成する第1の送信信号生成部と、
第2の変調方式で第2の送信信号を生成する第2の送信信号生成部と、
前記第1および第2の送信信号のいずれか一方を選択し、当該選択した送信信号を送信するための電力を生成するアンプと、
前記アンプから出力される送信電力を検出する送信電力検出部と、
当該無線通信装置から出力すべき送信電力を表す送信電力設定値を設定する送信電力設定部と、
前記送信電力検出部の出力と前記送信電力設定値とに基づいて、前記アンプから出力される送信電力を制御するための制御値を生成する送信電力制御部と、
前記送信電力設定値と前記制御値との差分から補正値を生成する補正値生成部と、
前記制御値と前記補正値とを足し合わせる足し算器と、
前記足し算器の出力に基づいて、前記アンプを制御する送信電力可変用パラメータ設定部と、
前記送信電力可変用パラメータ設定部に対して、前記アンプの制御タイミングを指示するタイミング制御部とを備えている
ことを特徴とする無線通信装置。 - 請求項1の無線通信装置において、
前記補正値生成部は、前記送信電力設定値の変化量に応じて前記補正値を変化させる
ことを特徴とする無線通信装置。 - 請求項1の無線通信装置において、
前記補正値生成部は、前記送信電力設定値が一定の場合、所定期間毎に前記補正値を出力することを特徴とする無線通信装置。 - 外部から与えられる送信電力指定値に応じて、送信電力を可変し、かつ送信電力に応じて変調方式を切り替える無線通信装置であって、
当該無線通信装置内で送信電力を制御するために使用される送信電力制御値と前記送信電力指定値とに差があった場合に、当該差に基づいて前記送信電力指定値と前記送信電力制御値とを徐々に近づける制御手段を備えている
ことを特徴とする無線通信装置。 - 請求項4の無線通信装置において、
前記制御手段は、前記送信電力指定値の変化の有無に応じて、前記送信電力制御値を変化させる
ことを特徴とする無線通信装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010110869A JP2011239318A (ja) | 2010-05-13 | 2010-05-13 | 無線通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010110869A JP2011239318A (ja) | 2010-05-13 | 2010-05-13 | 無線通信装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011239318A true JP2011239318A (ja) | 2011-11-24 |
Family
ID=45326777
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010110869A Withdrawn JP2011239318A (ja) | 2010-05-13 | 2010-05-13 | 無線通信装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011239318A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108966333A (zh) * | 2017-05-19 | 2018-12-07 | 华为技术有限公司 | 一种功率控制方法及设备 |
-
2010
- 2010-05-13 JP JP2010110869A patent/JP2011239318A/ja not_active Withdrawn
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