JP2012019541A - 無線通信システムの送信電力制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】伝搬路利得が変動に対する送信電力として、通信路容量を増大させるように送信電力を制御する。すなわち図4に示すように送信端に換算した雑音電力(=受信雑音電力/伝搬路利得)と送信電力の和が一定となるように送信電力を決定する。この結果、従来とは逆に、伝搬路利得が低下したときに減少させ伝搬路利得が増大したときに増加させるように送信電力を制御する。
【選択図】 図4
Description
また、平均送信電力を増加させなかった場合には、平均受信電力が減少し、それに伴う受信品質(SN比, SNR)の劣化により通信路の容量が低下してしまう。すなわち、通信可能な最大データレートが低下することになる。従って、本発明の第二の目的は、比較的短周期の伝搬路利得変動が発生した場合においても、通信路容量をなるべく大きく保つことにある。
いま、図1のように伝搬路利得が変動した場合を考える。すなわち、時刻t1, t2, t3, t4における利得をそれぞれ2, 1, 1/3, 2/3で平均利得が1となるような伝搬路を考える。受信側で図2のように電力1で一定の雑音が加わるとすると、これは等価的に送信側で図3に示すように時刻t1, t2, t3, t4においてそれぞれ電力1/2, 1, 3, 3/2の雑音が加わったことと等価である。すなわち、伝搬路利得の変動は等価的に雑音電力の変動とみなすことが可能である。
N(t) = Nr(t)/g(t)
となる。従って、前記通信路容量を最大とする送信電力S(t)は、
N(t) + S(t) = Nr(t)/g(t) + S(t) = P_const. (一定)
という条件を満たす。すなわち、
S(t) = P_const Nr(t)/g(t)
となるように制御すれば良い。但し、S(t)<0となる場合は実際の送信電力は0とする(つまり送信を停止する)。なお、P_constを大きくすれば平均送信電力および通信路容量が増加する。逆に、P_constを小さくすれば平均送信電力および通信路容量が減少する。従って、所望の通信路容量が得られる値にP_constを決定すれば良い。
となっており、また、図4の送信電力制御の結果を受信側で見たときの受信電力は図5に示すとおり、時刻t1, t2, t3, t4においてそれぞれ11/3, 4/3, 0, 5/9となる。
C=W(log2(1+11/3)+log2(1+4/3)+log2(1+0)+log2(1+5/9))/4
=0.90W
となる。一方、従来の技術による送信電力制御にて達成される通信路容量は
C=W log2(1+2/3) = 0.707W
となる。
S(t) = P_const Nr(t)/g(t)
によれば、伝搬路利得が図9に示すように時刻t0でステップ状に増加した場合、送信電力は図10(a)のようにやはりステップ状に変化する。また、制御遅延が発生した場合などには図10(b)のようにある立上り時間をもって変化する。
P_const = C0 Ave(Nr(t))/Ave(g(t))
のように現在の通信路状況の平均的な利得と雑音電力を用いてP_constを比較的ゆっくり制御することが実際的である。ここで、C0は定数とする。これにより、基地局からの距離によらずにほぼ一定の通信路容量を得ながら通信路の短時間的な変動に対して前記電力制御が適用される。
S(t) = P_const Nr(t)/g(t)
において、
P_const = C0 Ave(Nr(t))/Ave(g(t))
となる送信電力に対して、現在の送信電力が大きいか小さいかを比較器211にて判定し、大きい場合に送信電力の減少、小さい場合に送信電力の増加を指示する送信電力制御信号304を生成する。
により、伝搬路利得が平均値より増加すると、送信電力の増加を指示する送信電力制御信
号を生成する。また、雑音電力が時間によらず一定であると仮定できる場合には、図20の
ように簡単化が可能である。
3,4,5 移動局
6 基地局制御局
7 固定網
101 無線周波数回路
104 誤り訂正復号器
105 送信電力制御信号生成部
106 誤り訂正符号化器
111 送信電力制御部
108 第2パイロット信号生成部
113 送信電力可変手段
114 第1パイロット信号生成部
301 第1パイロット信号
302 第2パイロット信号
201 第1パイロット信号分離手段
206 雑音電力測定手段
220 電力制御信号分離手段
221 送信電力算出手段
123 データレート情報生成手段
125 データレート情報分離手段
Claims (11)
- 送信局と受信局における無線通信方法であって、
参照信号として用いる第1のパイロット信号及び第2のパイロット信号ならびに情報の伝達に用いるデータ信号を送信局から受信局に対して送信し、
前記第1のパイロット信号を用いて送信局と受信局との間の通信路の等価雑音電力を測定し、
前記等価雑音電力と負の相関を持つように送信電力を補正し、
前記補正結果に従って、第2のパイロット信号ならびに前記データ信号に対する送信電力を補正し、
前記送信電力が補正された第2のパイロット信号及びデータ信号と、送信電力が補正されない第1のパイロット信号と、を送信局から受信局に送信する、ことを特徴とする無線通信方法。 - 請求項1記載の無線通信方法であって、
等価雑音電力とは伝搬路利得が大きいほど小さい値であることを特徴とする無線通信方法。 - 請求項1記載の無線通信方法であって、
さらに、伝搬路利得の平均値が大きいほど送信電力が大きくなるように送信電力を制御し、前記伝搬路利得が大きくなるような変動が生じた場合に送信電力が大きくなるように送信電力を補正する手段とを含むことを特徴とする無線通信方法 - 請求項1記載の無線通信方法であって、
前記第1のパイロット信号と前記第2のパイロット信号とは時間多重されて送信されることを特徴とする無線通信方法。 - 請求項1記載の無線通信方法であって、
等価雑音電力と負の相関を持つように前記データ信号のデータレートを制御することを特徴とする無線通信方法。 - 請求項1記載の無線通信方法であって、
送信電力が補正されない第1のパイロット信号は、所定の電力で送信される、ことを特徴とする無線通信方法。 - 無線送信局と通信可能な無線局における無線通信方法であって、
前記無線送信局に対して第1の通知信号を送信し、
第1の通知信号に従って送信電力が制御されない第1のパイロット信号と、第1の通知信号に従って送信電力が制御される第2のパイロット信号と、第1の通知信号に従ってデータレートが制御されるデータ信号とを無線送信局から受信し、
受信した第1のパイロット信号を用いて無線送信局との間の通信路の等価雑音電力を測定し、
前記測定される等価雑音電力が小さいほど送信するデータのデータレートを高くする、ことを特徴とする無線通信方法。 - 請求項7記載の無線通信方法であって、
前記等価雑音電力とは伝搬路利得が大きいほど小さい値であることを特徴とする無線通信方法。 - 受信局に信号を送信する送信局における信号生成方法であって、
前記受信局によって測定される伝搬路環境によって送信電力が制御されない第一のパイロット信号と、前記伝搬路環境によって送信電力が制御される第2のパイロット信号及びデータ信号の少なくとも一方と、を多重化するステップと、
前記多重化された信号を前記受信局に送信するステップと、を有する、ことを特徴とする信号生成方法。 - 請求項9記載の信号生成方法であって、
前記測定される伝搬路環境は、等価雑音電力であって前記等価雑音電力と負の相関をもつよう前記多重化される第2のパイロット信号及び前記データ信号の送信電力を制御するステップと、をさらに有する、ことを特徴とする信号生成方法。 - 請求項9または10記載の信号生成方法であって、
前記第一のパイロット信号を用いて前記伝搬路環境が測定される、ことを特徴とする信号生成方法。
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2011
- 2011-09-15 JP JP2011201281A patent/JP5445541B2/ja not_active Expired - Lifetime
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