JP3013822B2 - スペクトラム拡散通信システム - Google Patents
スペクトラム拡散通信システムInfo
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Description
機、無線LANなど各基地局が組織だっていない無線通
信システムの送信電力制御回路に関し、特に符号分割多
重方式(CDMA)を用いたシステムの送信電力制御回
路に関する。
力制御回路としては、例えば特開平8−149563号
公報に開示されるように、コードレス電話機の子機が親
機から遠くに離れた場合に送信電力を上げ、また、子機
が親機に近づいたときに送信電力を下げることによっ
て、常に一定の品質を保った通信を行えるようにしたも
のがある。
示されたコードレス電話機の構成を示すブロック図であ
り、(a)は親機のブロック図、(b)は子機のブロッ
ク図である。
信部1において送信データを狭帯域変調し、拡散系列を
用いて帯域拡散して送信信号を生成する。また、受信信
号は拡散系列を用いて逆拡散し、狭帯域信号を得て、そ
の信号を復調している。送信電力増幅器2、受信増幅器
3では、送受信信号を増幅する。送受信共用器4は、送
信と受信でアンテナ5を共用するために用いられてい
る。チャネルテーブル7では、上り/ 下りに用いる拡散
系列のそれぞれの番号が使用頻度順に記憶されている。
受信品質測定部8では、受信した受信信号や受信雑音の
電力を測定し、常に一定の品質になるように制御部6に
おいて送信電力増幅器2の増幅率が制御される。
無線部の構成とは、子機がチャネルテーブル7を有しな
いことが相違しているのみで、その他の構成は類似して
いる。
を用いることにより、子機が親機から離れていても常に
一定の品質を保つことが可能となる。また、子機が親機
に近づいた場合には双方の送信電力は少なくなるため子
機の電力消費が減り長時間の使用も可能となり、さらに
は送信電力が減ることにより他のシステムへの干渉も減
らすことができる。
術においては、子機が自分の親機から遠く離れた場所に
おいて大電力で送信するように送信電力制御が行われて
いる点で問題が生じている。
ばで大きな電力で送信した場合、そのシステムは子機か
らの干渉を受け回線容量が減ってしまったり、通信不能
になってしまうという問題がある。
互いに独立に動作するスペクトラム拡散通信システムに
おいて、他のシステムへ影響を与えないような送信電力
制御方法を提供することにある。
路は、移動局が自局の基地局の送信電力と近隣の基地局
の送信電力を測定し比較することにより、近隣の基地局
へ影響を与えないような段階的な送信電力制御を行う。
測定する自局品質測定部(図2の参照番号38)と、他
局の基地局基準電力を測定する他局品質測定部(図2の
参照番号39)と、それぞれの測定結果に応じて送信電
力を制御する送信電力制御回路(図2の参照番号41)
と、を有する。
局の送信電力と近隣の基地局の送信電力を測定し比較す
ることにより、段階的に送信電力制御を行っている。例
えば、移動局が自局の基地局に近いと判断したときには
自局の基地局から離れるに従い送信電力を上げるように
制御し、逆に移動局が他局の基地局に近づいたときには
送信電力を小さくするように制御する。この制御によ
り、他局の基地局へ与える干渉を減らすことが可能とな
る。
を参照して説明する。
について図面を参照して詳細に説明する。
システムの第1の実施の形態を示すブロック図であり、
(a)は基地局のブロック図、(b)は移動局のブロッ
ク図である。
は図2(a)に示す基地局と図2(b)に示す移動局と
により構成されている。基地局は場所的に固定されたも
のであり、例えばコードレス電話機などの場合、親機と
成り得るものである。移動局は自由に動き回ることがで
きるものであり、コードレス電話機などの場合、子機と
成り得る。また無線LANなどの場合は、LANにぶら
下がる各端末と成り得るものである。
信の両方を兼ね備えている素子である。受信回路22で
はアンテナ21から取り入れた電波をベースバンド信号
へ復調し、各チャネルの逆拡散回路24へ接続する。逆
拡散回路24では、拡散コードにより多重された信号を
各チャネルの拡散コードにより逆拡散を行い、それぞれ
の受信データを得る。
力制御情報が含まれ、それを基に各チャネルの送信電力
制御回路28において送信電力制御が行われる。制御回
路25では、基地局基準信号が生成される。この基地局
基準信号とは常に一定の電力で送信するパイロット信号
であり、この信号の中には基地局基準信号自体の送信電
力情報等も含まれている。その後、拡散回路27におい
て各チャネルの送信データと制御回路25で割り当てら
れた拡散コードとがそれぞれかけ合わされ、多重回路2
6によって合成される。多重された信号は送信回路23
により無線変調されアンテナ21より電波として放出さ
れる。
ナ31で送信、受信の両方が行われる。受信回路32で
はアンテナ31から取り入れた電波をベースバンド信号
へ復調し、各逆拡散回路35,36,37へ接続する。
逆拡散回路(自局)36はこの移動局が属している基地
局から発せられる基地局基準信号を復調するものであ
り、基準信号の拡散コードに合わせて逆拡散を行う。ま
た、逆拡散回路(他局)37は移動局が移動することに
よって近づいた基地局の基地局基準信号を受信するもの
である。ただし、この拡散コードは予めわかっていない
ため、先に制御回路34にて拡散コードをサーチし、そ
の後逆拡散回路37を用い復調する。逆拡散回路(デー
タ)35は本来通信する内容を逆拡散するものである。
地局基準信号の電力等の品質を測定する。同様に他局品
質測定部39においては他局の基地局基準信号の電力等
の品質を測定する。送信電力制御回路41においては自
局品質測定部38と他局品質測定部39で得られた測定
結果を基に他局の基地局へ影響がないように送信電力制
御を行う。また、基地局に対しても送信電力制御信号を
送信データに付加して送信する。拡散回路40では送信
電力制御情報を加味した送信データを拡散する。さら
に、送信回路33において無線変調し、アンテナ31よ
り電波として放出する。
について図を用いて説明する。
局を移動局A、また他局の基地局を基地局Bとして説明
する。はじめに、移動局の動作について図3のフローチ
ャートを用いて説明する。
を示すフローチャートである。
局、及び他局の基地局基準信号をサーチする。この基地
局基準信号とは常に一定電力で送信しているパイロット
信号であり、このときの送信電力情報も信号の中に含
む。基地局Aにおける基準信号の拡散コードは予めわか
っているため、逆拡散回路36において逆拡散すること
により基地局Aの基準信号を得ることができる。また、
基地局Bの基準信号の拡散コードは未知のため、制御回
路34により拡散コードを合わせ込まなければならな
い。例えば、ショートコードとロングコードの2種類を
用い、さらに基地局基準信号のショートコードを各基地
局ごと同一にしておけばサーチが容易になる。
信号と同期をとった後、ステップ(S2)では、基地局
A、及び基地局Bの品質を自局品質測定部38、他局品
質測定部39を用いて測定する。品質とは、例えば基地
局基準信号の伝搬ロス(減衰量)、Eb/N0 、SIR 、ある
いは各基地局から移動局Aまでの距離差などである。各
基地局からの基地局基準信号には自らが送信している送
信電力等の情報も含まれているため、品質測定部38、
39での受信電力を測定することにより伝搬ロスを求め
ることが可能となる。また、同様にEb/N0 、およびSIR
も求められる。さらに、基地局基準信号が完全に同期し
たシステムであると仮定すれば各基地局から移動局Aま
での距離差もわかる。
テップ(S3)では、送信電力制御回路41において自
局と他局の品質の比を求める。例えば、ステップ(S
2)であげた各電力を比べても、あるいは距離差の比を
とってもよい。ステップ(S4)では、ステップ(S
3)で得られた値が予め決めた値Xより大きいか小さい
かによって送信電力制御方法を選択する。
自局の電力/ 他局の電力比が所定値Xより大きければ、
移動局Aは基地局Aに近いと見なして通常の電力制御を
行う。つまり、基地局Aより遠ざかるほど(基地局Aの
基地局基準電力が小さくなるほど)大きな電力で送信す
る。
Aが基地局Aから受信する電力をP_BSa、移動局A
が基地局Bから受信する電力をP_BSbとすると、例
えばP_MSaはP_BSaに反比例するように制御す
る(S7)。同様に基地局Aに対してもP_BSaに反
比例した電力で送信してもらうように制御信号を送る
(S8)。
プ(S3)で得られた値が所定値X以下であれば、基地
局Bに近づいていると見なし、基地局Bへの干渉を減ら
すための電力制御を行う。以下に3つの制御方法を示
す。
を境に基地局Bへ近づくほど移動局Aの送信電力を下げ
る方法である(S5の)。例えば、P_MSaはP_
BSbに反比例するように制御する。また、基地局Aか
らの送信電力はしきい点での送信電力で制限を加え、そ
れ以上の送信電力にならないように制御する(S6)。
この方法により基地局Aとの通信品質(例えばBER な
ど)は劣化するが、基地局Bのシステムへの影響を減ら
すことが可能となる。
のしきい点より基地局Bへ近づいた際に送信を切断する
方法である(S5の)。基地局Aからの送信も同様に
切断しても良い。この方法により基地局Aへの送信は切
断されてしまうが、基地局Bへの影響はなくなる。
点より基地局Bへ近づくほど移動局Aの送信電力を下
げ、かつ、送信データのビットレートを下げる方法であ
る(S5の)。例えば、P_MSaはP_BSbに反
比例し、かつビットレートがP_BSaとP_MSaの
積に比例するように制御する。つまり、有効データビッ
トを減らし誤り訂正ビットを付加することにより通信品
質を維持する。基地局Aでは、第1の方法と同様、しき
い点での送信電力で制限を加えそれ以上にならないよう
に制御する(S6)。この方法はビットレートを下げた
分だけ干渉に対しても強くなるため、品質劣化がなく、
かつ基地局Bのシステムへの影響も少なくなる。
1)〜(S8)の処理を繰り返して行う。
チャートを用いて説明する。
を示すフローチャートである。
の送信データを逆拡散回路24にて逆拡散する。この受
信データの中には、例えば送信電力制御ビットといった
形で電力制御情報がデータ列の中に挿入されている。ス
テップ(S11)では、送信電力制御回路28において
この送信電力制御情報が加味され、各移動局へそれぞれ
の電力で送信(S12)されることにより、基地局Aで
の送信電力制御が可能となる。
図面を参照して詳細に説明する。
り、その中に基地局Bの基地局基準信号を逆拡散する逆
拡散回路(他局)37がある。第1の実施の形態では、
この回路は基地局Bの基地局基準信号の電力等を測定す
るために用いられていた。第2の実施の形態ではこの逆
拡散回路37を用いて基地局Bの基地局基準信号の電
力、および基地局Bの通信トラフィック(負荷)の状態
を測定する。
報を乗せて受信したり、あるいは移動局Aが基地局Bか
ら受ける干渉レベルを測定することにより基地局Bの通
信トラフィックの状態が測定できる。基地局Bの通信ト
ラフィックに余裕がある場合は、基地局Bは移動局Aか
らの干渉に対して強くなるため、図3のステップ(S
4)におけるしきい値を小さくすることができる。基地
局Bの負荷がフルトラフィックに対してどの程度かを表
す係数をL(1以下)、しきい値をXとすると、例えば
第2の実施の形態では、しきい値をXとLの積にするよ
うに設定する。つまり、通信トラフィックが重いときに
比べ、より大きな電力で送信することができる。
監視することにより負荷の軽いときには、移動局Aは、
より広範囲で移動し通信することが可能となる。また、
ここでの電力制御方法については第1の実施の形態と同
様に3つの方法を用いることができる。
図面を参照して詳細に説明する。
と同様に逆拡散回路(他局)37を用い、しきい点より
基地局Bに近づいた場合に、基地局Bとリンクを張り送
信電力制御を行う。基地局Bでは空きチャネルを用いて
移動局Aの電力を測定する。その後、制御回路25にお
いて電力制御を行い移動局Aへ送信電力制御情報を送
る。移動局Aでは、逆拡散回路37を用いて電力制御情
報を取り出し、送信電力制御回路41において送信電力
を制御する。
局Bの通信トラフィックに余裕がある場合は、移動局A
からの干渉に対して強くなるため、図3のステップ(S
4)におけるしきい値を小さくすることができる。ま
た、他の基地局とリンクを張るために相互の制御が可能
となり、電力制御精度も向上する。また、送信電力制御
方法は第1、第2の実施の形態と同様に3つの方法を用
いることができる。
互いに独立に動作するスペクトラム拡散通信システムに
おいて、近接した他局への干渉を減らすことにより、他
局のシステムの回線容量を削減させたり、通信不能にさ
せることなどがなくなることである。
の送信電力を測定することにより段階的な送信電力制御
を行っているからである。つまり、移動局が他局の基地
局へ近づいた場合には送信電力を小さくするなどして与
える影響を少なくしているからである。
ドレス電話機の構成図である。
ロック図である。
図である。
図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 同一の周波数を共用し、互いに独立に動
作するスペクトラム拡散通信システムにおいて、 移動局の属する基地局(自局)および前記移動局の属さ
ない他の基地局(他局)が、常に一定の送信電力でパイ
ロット信号(基地局基準信号)を送信する手段を有し、 前記移動局が、前記自局および他局からの基地局基準信
号を測定する品質測定手段と、その結果に応じて電力制
御を行う送信電力制御手段とを有し、前記他局へ近づい
た場合に送信電力を小さくするように制御することを特
徴とするスペクトラム拡散通信システム。 - 【請求項2】 同一の周波数を共用し、互いに独立に動
作するスペクトラム拡散通信システムにおいて、 移動局の属する基地局(自局)および前記移動局の属さ
ない他の基地局(他局)が、トラフィック負荷状況を送
信する手段を有し、 前記移動局が、前記他局のトラフィック負荷状況を測定
する品質測定手段と、その結果に応じて電力制御を行う
送信電力制御手段とを有し、前記他局へ近づいた場合に
該他局のトラフィック負荷に応じて送信電力を小さくす
るように制御することを特徴とするスペクトラム拡散通
信システム。 - 【請求項3】 同一の周波数を共用し、互いに独立に動
作するスペクトラム拡散通信システムにおいて、移動局
が、該移動局の属さない他の基地局(他局)の信号を受
信する逆拡散回路(他局)手段と、前記移動局の属する
基地局(自局)からの電力制御情報に応じて送信電力制
御を行う送信電力制御手段とを備え、前記自局が、前記
移動局からの信号を受信する逆拡散回路手段と、その受
信状況と基地局の負荷状況とによって前記移動局へ送信
電力制御情報を送る送信電力制御回路とを有し、前記移
動局が前記他局に近づいた場合に前記他局から送信電力
を小さくするように制御することを特徴とするスペクト
ラム拡散通信システム。 - 【請求項4】 前記送信電力制御手段において、前記移
動局が前記他局へ近づいた際に送信を切断するように制
御することを特徴とする請求項1に記載のスペクトラム
拡散通信システム。 - 【請求項5】 前記送信電力制御手段において、前記移
動局が前記他局へ近づいた際に送信電力を小さくし、か
つそれに応じてビットレートを下げることを特徴とする
請求項1に記載のスペクトラム拡散通信システム。 - 【請求項6】 同一の周波数を共用し、互いに独立に動
作するスペクトラム拡散通信システムの移動局におい
て、 自身の属する基地局(自局)および自身の属さない他の
基地局(他局)からの基地局基準信号を測定する品質測
定手段と、その結果に応じて電力制御を行う送信電力制
御手段とを有し、前記他局へ近づいた場合に送信電力を
小さくするように制御することを特徴とするスペクトラ
ム拡散通信システムの移動局。
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