JP3132427B2 - S/n測定回路,送信電力制御装置,及びディジタル通信システム - Google Patents
S/n測定回路,送信電力制御装置,及びディジタル通信システムInfo
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Description
信システムで用いる送信電力制御装置に関する。
を所望の値に保ちつつ,移動局の消費電力を抑え,また
他局への不要な干渉を避けるために,送信電力制御が用
いられる。特に,CDMA(符号分割多重アクセス)方
式では,多重方式本来の共通周波数干渉(他ユーザ干
渉)が存在するため,送信電力制御は必須である。CD
MA方式では,一般に基地局で受信復調された信号から
信号対雑音電力比(Signal-to-Noise Power Ratio :S
/N)を測定し,このS/Nが所望の受信品質を満たす
値となるように,移動局に指示を送り,送信電力を逐次
制御する閉ループ型送信電力制御が用いられる。ここで
用いている雑音Nは,熱雑音および干渉信号を含んでい
る。送信電力制御を精度良く行うためには,受信装置に
おいて,S/Nを正確に測定することが必要となる。
0738号公報(以下,従来技術1と呼ぶ)に示される
方式がある。図4は従来技術1のS/N測定回路を示す
図である。図4に示すように,従来技術1のS/N測定
回路50は,アナログ−ディジタル(A/D)変換器2
に接続された変調除去回路3と,第1の平均化回路4
と,第1の2乗操作回路5と,アナログ−ディジタル
(A/D)変換器2に接続された第2の2乗操作回路6
と,第2の平均化回路7と,減算回路8と,除算回路9
とを備えて構成されている。
た受信信号はA/D変換器2により変調クロックでサン
プリングされる。S/N測定回路は,A/D変換器2の
出力を変調除去回路3において変調成分を除去した後,
第1の平均化回路4において複数シンボル区間で平均化
され,雑音成分を抑圧した振幅値を得る。第1の平均化
回路4の出力は,第1の2乗操作回路5により2乗さ
れ,希望信号電力Sを得る。
2乗操作回路6へ引き渡され,電力の次元を持つ時系列
に変換される。その後,第2の平均化回路7により複数
シンボル区間で平均化され,復調信号の総電力Pを得
る。減算回路8は,復調信号の総電力Pから希望信号電
力Sを減じることによって雑音電力Nを求める。除算回
路9は,上記により求められたSおよびNを入力とし,
その比S/Nを計算する。
式のようになる。復調信号の標本値系列をrk (k=
1,2,…,M,Mは正の整数)とする。雑音を抑圧し
た信号点の振幅をAとすれば,希望信号電力Sは,下記
数2式で示される。
場合の信号点の振幅Aを中心としたガウス分布を示し,
その雑音電力Nは次の数3式で与えられる。
る。
ことによって,雑音電力Nが求められる。図4の従来技
術1は,上記数7式に基づいた簡易構成であるが,上記
数4式に基づいた構成も当然考えられ,これらは原理的
には等しい。
低い場合,判定信号が誤り,判定信号による逆変調の精
度が劣化するため,受信S/Nが低いほどS/Nの測定
値が高めに現れる非線形バイアスが観測される。
従来の送信電力制御装置を示す図である。図5におい
て,基地局51は,アンテナに接続された復調器11と
復合器12と,目標S/N制御回路52と,加算器13
と,判定器14と,TPCビット作成回路15と,アン
テナに接続された送信機16とを備えている。目標S/
N制御回路52は,受信品質測定回路61と,加算器6
2と,判定器63と,目標S/N決定回路64とを備え
ている。また,移動局53は,アンテナに接続された復
調器21と,TPCビット復号器22と,送信電力決定
回路23と,送信機24と,符号化器25とを備えてい
る。
11により復調された復調信号は,A/D変換器2によ
り変調クロックでサンプリングされる。A/D変換器2
の出力である復調信号の標本値の系列は,復号器12に
入力され,復号後の情報信号を得る。一方,A/D変換
器2の出力は,S/N測定回路50に引き渡される。S
/N測定回路50は,図4に示すS/N測定回路50と
同様の構成であり,受信S/Nが低いほどS/Nの測定
値が高めに現れる非線形バイアスが観測される。このた
め,S/N測定回路50が出力する測定S/Nを用いて
送信電力制御を行なうと,移動局の送信電力が必要以上
に絞られ,受信特性が急激に劣化する。これを解決する
ため,ビット誤り率などの受信品質を別途監視し,受信
品質に応じて制御目標S/N値自身を適応的に変化させ
ることにより,S/N測定値のバイアスを補償する方式
が提案されている。これは,一般にアウターループと呼
ばれ,文献には,“An Overview of the Application o
f Code DivisionMultipleAccess (CDMA) to Digital Ce
11ular Systems and Personal Networks,”(Document
EX60-10010, Qualcolm Incorporated, San Diego, May
1992.)がある。
信品質回路61は,復合器12で復合された情報信号を
入力し,受信品質を測定する。加算器62では,受信品
質測定回路61により測定された受信品質と,目標受信
品質の差分を求め,判定器63に引き渡す。判定器63
では,加算器62の出力に基づいて,目標S/Nの増加
量/減少量を決定する。目標S/N決定回路64は,判
定器63が決定した目標S/Nの増加量/減少量に基づ
き目標S/Nを決定する。加算器13では,S/N測定
回路50が出力する測定S/Nと,目標S/N決定回路
64が出力する目標S/Nの差分を計算し,判定器14
に引き渡す。判定器14では,加算器13の出力に基づ
いて,移動局53に対する送信電力増加量/減少量を決
定する。判定器14により決定された送信電力増加量/
減少量は,TPCビット作成回路15によりビットに変
換され,送信機16により移動局に送信される。
て基地局51が送信した信号の復調を行なう。復調器2
1の出力である復調信号は,TPCビット復号器22に
入力され,基地局51において作成されたTPCビット
の復号を行なう。復号されたTPCビットは,送信電力
決定回路23に入力され,移動局53の送信電力が決定
される。送信機24では,送信電力決定回路24が決定
した送信電力に従って,符号化器25により符号化され
た情報信号を送信する。
プを用いる方法では,受信品質を監視する手段を別途設
ける必要があるため,装置規模が大きくなるという欠点
を有する。
測定が必要となり,ユーザの変動などに伴う比較的速い
S/Nの変動に対応できないため,送信電力制御の精度
が劣化するという欠点を有する。
にS/N測定が行えるS/N測定回路を提供することに
ある。
前記S/N測定回路を用いて簡単に高精度な送信電力制
御を行う事ができる送信電力制御装置を提供することに
ある。
送信電力制御装置を備えたディジタル移動通信システム
とその基地局とを提供することにある。
から基地局へ伝送する情報信号の送信電力を制御する送
信電力制御装置において,前記基地局は,ディジタル変
調された符号化情報信号を受信し復調を行なう復調器
と,前記復調器の出力を変調クロックでサンプリングす
るA/D変換器と,前記A/D変換器の出力である復調
信号の復号を行ない情報信号を出力する復号器と,前記
A/D変換器の出力である復調信号の標本値に対し,判
定シンボル信号を乗じることによってデータ変調を除去
する変調除去回路と,前記変調除去回路の出力を複数シ
ンボル区間で平均化し,信号に重畳した雑音を抑圧する
第1の平均化回路と,前記第1の平均化回路の出力を2
乗し,希望信号電力を求める第1の2乗操作回路と,前
記A/D変換器の出力である復調信号の標本値に2乗操
作を施す第2の2乗操作回路と,前記第2の2乗操作回
路の出力を複数シンボル区間で平均化し復調信号の総電
力を求める第2の平均化回路と,前記第2の平均化回路
の出力である復調信号の総電力から,前記第1の2乗操
作回路の出力である希望信号電力を減じ雑音電力を求め
る減算回路と,前記第1の2乗操作回路の出力である希
望信号電力と,前記減算回路の出力である雑音電力とを
入力とし,S/N値を求める除算回路と,前記除算回路
の出力するS/N値を入力し,予め定められた変換テー
ブルに従って補正されたS/N値を出力するテーブル変
換回路と,前記テーブル変換回路の出力である測定S/
Nと送信電力制御目標値である目標S/Nの差分を求め
る加算器と,前記加算器の出力である測定S/Nと目標
S/Nの差分から,前記移動局に対して指示する送信電
力の増加量/減少量を決定する判定器と,前記判定器の
出力結果をビットに変換するTPCビット作成回路と,
前記TPCビット作成回路において決定されたTPCビ
ットを移動局に送信する送信機とを有し,前記移動局
は,ディジタル変調されたTPC信号を受信し復調を行
なう復調器と,前記復調器の出力からTPCビットを判
定するTPCビット復号器と,前記TPCビット復号器
の出力であるTPCビットを入力し,当該移動局の送信
電力を決定する送信電力決定回路と,前記送信電力決定
回路が決定した送信電力により符号化情報信号を送信す
る送信機とを有することを特徴とする送信電力制御装置
が得られる。
装置において,前記テーブル変換回路は,前記除算回路
の出力するS/N値と,実際の復調信号のS/N値の対
応関係を予め測定により求められた特性の逆特性を前記
変換テーブルにより与えることで,前記除算回路の出力
するS/N値が小さい場合にシンボル誤りにより生じる
非線形バイアスを除去することを特徴とする送信電力制
御装置が得られる。
へ伝送する情報信号の送信電力を制御しながら通信を行
うディジタル移動通信システムの前記基地局において,
ディジタル変調された符号化情報信号を受信し復調を行
なう復調器と,前記復調器の出力を変調クロックでサン
プリングするA/D変換器と,前記A/D変換器の出力
である復調信号の復号を行ない情報信号を出力する復号
器と,前記A/D変換器の出力である復調信号の標本値
に対し,判定シンボル信号を乗じることによってデータ
変調を除去する変調除去回路と,前記変調除去回路の出
力を複数シンボル区間で平均化し,信号に重畳した雑音
を抑圧する第1の平均化回路と,前記第1の平均化回路
の出力を2乗し,希望信号電力を求める第1の2乗操作
回路と,前記A/D変換器の出力である復調信号の標本
値に2乗操作を施す第2の2乗操作回路と,前記第2の
2乗操作回路の出力を複数シンボル区間で平均化し復調
信号の総電力を求める第2の平均化回路と,前記第2の
平均化回路の出力である復調信号の総電力から,前記第
1の2乗操作回路の出力である希望信号電力を減じ雑音
電力を求める減算回路と,前記第1の2乗操作回路の出
力である希望信号電力と,前記減算回路の出力である雑
音電力を入力とし,S/N値を求める除算回路と,前記
除算回路の出力するS/N値を入力し,予め定められた
変換テーブルに従って補正されたS/N値を出力するテ
ーブル変換回路と,前記テーブル変換回路の出力である
測定S/Nと送信電力制御目標値である目標S/Nの差
分を求める加算器と,前記加算器の出力である測定S/
Nと目標S/Nの差分から,前記移動局に対して指示す
る送信電力の増加量/減少量を決定する判定器と,前記
判定器の出力結果をビットに変換するTPCビット作成
回路と,前記TPCビット作成回路において決定された
TPCビットを移動局に送信する送信機とを有すること
を特徴とする基地局が得られる。
記移動局とを備えたディジタル移動通信システムであっ
て,前記移動局は,ディジタル変調されたTPC信号を
受信し復調を行なう復調器と,前記復調器の出力からT
PCビットを判定するTPCビット復号器と,前記TP
Cビット復号器の出力であるTPCビットを入力し,当
該移動局の送信電力を決定する送信電力決定回路と,前
記送信電力決定回路が決定した送信電力により符号化情
報信号を送信する送信機とを有することを特徴とするデ
ィジタル移動通信システムが得られる。
て図面を参照して説明する。
測定回路の示す図である。図1において,本発明の実施
の形態におけるS/N測定回路10は,A/D変換器2
に接続された変調除去回路3と,第1の平均化回路4
と,第1の2乗操作回路5と,A/D変換器2に接続さ
れた第2の2乗操作回路6と,第2の平均化回路7と,
減算回路8と,除算回路9とを備えており,この構成は
図4に示す従来技術1と同様である。本発明の実施の形
態におけるS/N測定回路10は更に,テーブル変換回
路1を備えている。
測定回路10の動作について説明する。図1を再び参照
して,復調された受信信号はA/D変換器2により変調
クロックでサンプリングされる。A/D変換器2の出力
である復調信号の標本値の系列は,まず,変調除去回路
3において変調成分を除去した後,第1の平均化回路4
において複数シンボル区間で平均化され,雑音成分を抑
圧した振幅値を得る。この平均化回路4の出力は,第1
の2乗操作回路5により2乗され,希望信号電力Sを得
る。
2乗操作回路6へ引き渡され,電力の次元を持つ時系列
に変換される。その後,第2の平均化回路7により複数
シンボル区間で平均化され,復調信号の総電力Pを得
る。減算回路8は,復調信号の総電力Pから希望信号電
力Sを減じることによって雑音電力Nを求める。
測定回路と同じであるが,本発明におけるS/N測定回
路では,除算回路9の後ろにテーブル変換回路1を設
け,除算回路9が出力するS/Nを変換して出力する。
テーブル変換回路1では,図2に示すように,除算回路
9が出力するS/Nの非線形バイアス特性の逆特性をテ
ーブルとして格納しておき,バイアスを補正したS/N
値を瞬時に出力する。これにより,正確なS/N測定が
可能となる。
用いた送信電力制御装置を示すブロック図である。図3
において,基地局20は,A/D変換回路2と,S/N
測定回路10と,アンテナに接続された復調器11と,
復号器12と,加算器13と,判定器14と,TPCビ
ット作成回路15と,アンテナに接続された送信機16
とを備えている。また,移動局53は従来技術と同様
に,復調器21,TPCビット復号器22と,送信電力
決定回路23と,送信機24と,符号化器25とを備え
ている。
明する。まず,基地局20では,復調器11により復調
された復調信号は,A/D変換器2により変調クロック
でサンプリングされる。A/D変換器2の出力である復
調信号の標本値の系列は,復号器12に入力され,誤り
訂正復号後の情報信号を得る。ディジタル移動通信で
は,通信品質を改善するため,一般に情報信号には符号
化および誤り訂正復号処理が行なわれるが,これらの処
理を用いない場合も本発明に含まれる。一方,A/D変
換器2の出力は,S/N測定回路10に引き渡される。
図3におけるS/N測定回路10は,図1におけるS/
N測定回路10と同様の構成であり,復調信号の標本値
から,補正を施した正確なS/N値を測定し,出力する
機能を持つ。加算器13では,S/N測定回路10の出
力である測定S/Nと,予め設定された送信電力制御目
標S/Nとの差分を計算し,判定器14に引き渡され
る。判定器14では,加算器13の出力に基づいて移動
局53に対する送信電力の増加量/減少量を決定する。
決定された送信電力の増加量/減少量は,TPCビット
作成回路15によりビットに変換され,送信機16によ
り移動局20に向けて送信て送信される。
電力制御目標S/Nは,図5に示すような目標S/N制
御回路52を用いた制御等は施されていない。
て基地局が送信した信号を受信し,復調を行なう。復調
器21の出力である復調信号は,TPCビット復号器2
2に入力され,基地局20において作成されたTPCビ
ットの復号を行なう。TPCビット復号器21において
復号されたTPCビットは,送信電力決定回路23に入
力され,移動局53の送信電力が決定される。送信機2
4では,送信電力決定回路224が決定した送信電力に
従って,符号化情報信号を送信する。
/N測定における非線形バイアス特性をあらかじめ測定
により求めておき,この逆特性を実現するための変換テ
ーブルが作成されており,テーブル変換回路は,除算回
路からS/N測定値が出力されると,このS/N値を入
力として上記変換テーブルから補正されたS/N値を出
力する。したがって,高精度なS/N測定が可能なS/
N測定回路を提供することができる。
ムにおいて,基地局では,前記補正された測定S/Nを
目標S/Nと比較し,移動局に対して送信電力の上げ下
げの要求を送信し,移動局では,基地局の指示に従い送
信電力を決定する。これにより,別途目標S/N値を制
御する必要がなく,簡易に高精度な送信電力制御が実現
できるディジタル移動通信システムとその基地局とを提
供することができる。
を補償するアウターループを必要としないため,装置規
模が小さくなり,また,受信S/Nの速い変動に対応で
きるため,精度の高い送信電力制御を行なうことができ
る送信電力制御装置を提供することができる。
成例を示すブロック図である。
作を示す図である。
置の構成を示すブロック図である。
ブロック図である。
置の構成例を示すブロック図である。
Claims (4)
- 【請求項1】移動局から基地局へ伝送する情報信号の送
信電力を制御する送信電力制御装置において,前記基地
局は,ディジタル変調された符号化情報信号を受信し復
調を行なう復調器と,前記復調器の出力を変調クロック
でサンプリングするA/D変換器と,前記A/D変換器
の出力である復調信号の復号を行ない情報信号を出力す
る復号器と,前記A/D変換器の出力である復調信号の
標本値に対し,判定シンボル信号を乗じることによって
データ変調を除去する変調除去回路と,前記変調除去回
路の出力を複数シンボル区間で平均化し,信号に重畳し
た雑音を抑圧する第1の平均化回路と,前記第1の平均
化回路の出力を2乗し,希望信号電力を求める第1の2
乗操作回路と,前記A/D変換器の出力である復調信号
の標本値に2乗操作を施す第2の2乗操作回路と,前記
第2の2乗操作回路の出力を複数シンボル区間で平均化
し復調信号の総電力を求める第2の平均化回路と,前記
第2の平均化回路の出力である復調信号の総電力から,
前記第1の2乗操作回路の出力である希望信号電力を減
じ雑音電力を求める減算回路と,前記第1の2乗操作回
路の出力である希望信号電力と,前記減算回路の出力で
ある雑音電力とを入力とし,S/N値を求める除算回路
と,前記除算回路の出力するS/N値を入力し,予め定
められた変換テーブルに従って補正されたS/N値を出
力するテーブル変換回路と,前記テーブル変換回路の出
力である測定S/Nと送信電力制御目標値である目標S
/Nの差分を求める加算器と,前記加算器の出力である
測定S/Nと目標S/Nの差分から,前記移動局に対し
て指示する送信電力の増加量/減少量を決定する判定器
と,前記判定器の出力結果をビットに変換するTPCビ
ット作成回路と,前記TPCビット作成回路において決
定されたTPCビットを移動局に送信する送信機とを有
し,前記移動局は,ディジタル変調されたTPC信号を
受信し復調を行なう復調器と,前記復調器の出力からT
PCビットを判定するTPCビット復号器と,前記TP
Cビット復号器の出力であるTPCビットを入力し,当
該移動局の送信電力を決定する送信電力決定回路と,前
記送信電力決定回路が決定した送信電力により符号化情
報信号を送信する送信機とを有することを特徴とする送
信電力制御装置。 - 【請求項2】請求項1記載の送信電力制御装置におい
て,前記テーブル変換回路は,前記除算回路の出力する
S/N値と,実際の復調信号のS/N値の対応関係を予
め測定により求められた特性の逆特性を前記変換テーブ
ルにより与えることで,前記除算回路の出力するS/N
値が小さい場合にシンボル誤りにより生じる非線形バイ
アスを除去することを特徴とする送信電力制御装置。 - 【請求項3】移動局から基地局へ伝送する情報信号の送
信電力を制御しながら通信を行うディジタル移動通信シ
ステムの前記基地局において,ディジタル変調された符
号化情報信号を受信し復調を行なう復調器と,前記復調
器の出力を変調クロックでサンプリングするA/D変換
器と,前記A/D変換器の出力である復調信号の復号を
行ない情報信号を出力する復号器と,前記A/D変換器
の出力である復調信号の標本値に対し,判定シンボル信
号を乗じることによってデータ変調を除去する変調除去
回路と,前記変調除去回路の出力を複数シンボル区間で
平均化し,信号に重畳した雑音を抑圧する第1の平均化
回路と,前記第1の平均化回路の出力を2乗し,希望信
号電力を求める第1の2乗操作回路と,前記A/D変換
器の出力である復調信号の標本値に2乗操作を施す第2
の2乗操作回路と,前記第2の2乗操作回路の出力を複
数シンボル区間で平均化し復調信号の総電力を求める第
2の平均化回路と,前記第2の平均化回路の出力である
復調信号の総電力から,前記第1の2乗操作回路の出力
である希望信号電力を減じ雑音電力を求める減算回路
と,前記第1の2乗操作回路の出力である希望信号電力
と,前記減算回路の出力である雑音電力を入力とし,S
/N値を求める除算回路と,前記除算回路の出力するS
/N値を入力し,予め定められた変換テーブルに従って
補正されたS/N値を出力するテーブル変換回路と,前
記テーブル変換回路の出力である測定S/Nと送信電力
制御目標値である目標S/Nの差分を求める加算器と,
前記加算器の出力である測定S/Nと目標S/Nの差分
から,前記移動局に対して指示する送信電力の増加量/
減少量を決定する判定器と,前記判定器の出力結果をビ
ットに変換するTPCビット作成回路と,前記TPCビ
ット作成回路において決定されたTPCビットを移動局
に送信する送信機とを有することを特徴とする基地局。 - 【請求項4】請求項3記載の基地局と移動局とを備えた
ディジタル移動通信システムであって,前記移動局は,
ディジタル変調されたTPC信号を受信し復調を行なう
復調器と,前記復調器の出力からTPCビットを判定す
るTPCビット復号器と,前記TPCビット復号器の出
力であるTPCビットを入力し,当該移動局の送信電力
を決定する送信電力決定回路と,前記送信電力決定回路
が決定した送信電力により符号化情報信号を送信する送
信機とを有することを特徴とするディジタル移動通信シ
ステム。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP09186388A JP3132427B2 (ja) | 1997-07-11 | 1997-07-11 | S/n測定回路,送信電力制御装置,及びディジタル通信システム |
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