JP3374908B2 - 高速クローズトループ送信電力制御における基準値の更新方法 - Google Patents

高速クローズトループ送信電力制御における基準値の更新方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤＭＡ（符号分
割多元接続：Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉ
ｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）通信システムにおいて、受信機
における各送信機からの信号のＥｂ／Ｉ０値がある基準
値となるように送信機の送信電力を制御するクローズド
ループ送信電力制御方法に関し、特にクローズドループ
送信電力制御の際の目標となる基準値の更新方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、移動通信システムに用いられる通
信方式として、干渉や妨害に強いＣＤＭＡ通信方式が注
目されている。ＣＤＭＡ通信方式では、その通信容量を
最大とするために、受信機のアンテナ端における複数の
送信機からの入力信号が同じレベルになるように各送信
機の送信電力を調整する必要がある。そのため例えばセ
ルラ方式の携帯電話システムにおいては、基地局の受信
機で認識した受信信号電力と妨害波電力の比が予め設定
された期待値に対して、大きいか小さいかに応じて移動
局の送信電力を上げる、あるいは下げるよう要求するた
めの信号を、基地局から移動局への送信信号内に挿入す
るようなシステムが採用されている。この信号を受け取
った移動局が送信信号内に挿入された信号に応じて送信
電力を制御する事で、回線容量は最大となるような制御
が行われる。この移動局の送信電力の制御は比較的高速
になされるために、高速クローズトループ制御と呼ばれ
る。
【０００３】一般的に、通信の品質はビットエラーレー
ト（ＢＥＲ）により最終的に決定されるため、本来はＢ
ＥＲを基準として高速クルーズドループを制御すること
が好ましい。しかし、前述の如く高速クローズトループ
制御では高速にループを収束させる必要があるのに対し
て、ＢＥＲを測定する為に必要となる時間は通常長い。
そのため、高速クローズトループ制御では、ＢＥＲに変
わって高速に認知することができるような基準が採用さ
れており、その基準として例えば信号電力対妨害波電力
比（以下Ｅｂ／Ｉ０と称する）等が用いられている。
【０００４】通常は、Ｅｂ／Ｉ０とＢＥＲは比例してい
る。しかし、通信路の状態によって、Ｅｂ／Ｉ０とＢＥ
Ｒの関係が変化することがあり、ある基準としているＥ
ｂ／Ｉ０値が得られた場合でも必要最低限度のＢＥＲを
確保することができないという場合も発生し得る。この
問題に対応するために、基準値となるＥｂ／Ｉ０の値を
更新するアウターループ制御が用いられている。従来の
アウターループ制御では、一定の時間ＢＥＲを測定し
て、得られたＢＥＲに応じて基準値であるＥｂ／Ｉ０の
値の更新を行っていた。
【０００５】しかし、例えば１０-3単位のＢＥＲを測定
するためには、例えばデータ速度が１０ｋビット／Ｓ程
度であったとしても、最低でも１秒の測定時間が必要と
なる。また、１０-6単位のＢＥＲを測定するためには、
最低でも１０００秒もの測定時間が必要となる。更に、
ＢＥＲを測定するためには受け側と送り側で既知のデー
タを用いる必要がある。一方通常のデータは既知ではな
いので、同期を維持するために使用している既知データ
などを利用して測定するしかない。このような同期を維
持するためのデータは、データ通信においては冗長な情
報であるため一般には送信されるデータ量が少ない。そ
のため、このような同期を維持するために使用される既
知のデータを用いて上述したＢＥＲを測定しようとする
と非常に長い測定時間を必要とする。すなわち、 測定
したＢＥＲに応じてクローズドループ送信電力制御にお
ける基準値の更新を行うというアウターループ制御で
は、アウターループの更新周期が長くなってしまい、通
信路の速い変動に追従することができずに、通信品質を
劣化させてしまう恐れがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の高速ク
ローズトループ送信電力制御における基準値の更新方法
では、ＢＥＲに基づいてクローズドループ送信電力制御
における基準値を更新しているため、基準値の更新周期
が長くなってしまい通信路の速い変動に追従することが
できず通信品質の劣化が発生するという問題点があっ
た。
【０００７】本発明の目的は、クローズドループ送信電
力制御における基準値の更新周期を短くして通信路の速
い変動にも追従することができる高速クローズトループ
送信電力制御における基準値の更新方法を提供すること
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の高速クローズトループ送信電力制御におけ
る基準値の更新方法は、受信機が送信機から受信した信
号のＥｂ／Ｉ０値が設定された基準値となるように前記
受信機から前記送信機に対して送信電力の増減を指示す
るクローズドループ送信電力制御が行われる際に、前記
基準値の更新を行うための高速クローズトループ送信電
力制御における基準値の更新方法であって、ビタビアル
ゴリズムにおけるトレリス線図上の各パスの中から、受
信系列との符号間距離の累積値が最も小さくなるパスを
復号系列と判定するステップと、前記復号系列と前記受
信系列の符号間距離の一定期間における累積値であるゆ
う度が、予め定められたしきい値以下の場合には前記基
準値を増加させるステップと、前記ゆう度が前記しきい
値より大きい場合には、ある一定回数だけゆう度を検出
してその平均値を求めるステップと、前記平均値がある
下限値より小さい場合には前記基準値を増加させ、前記
平均値がある上限値よりも大きい場合には、前記基準値
を減少させるステップとを有する。
【０００９】本発明は、畳込み符号化された信号をビタ
ビアルゴリズムによって復号する際に得られるゆう度に
基づいて高速クルーズドループにおける基準値の更新を
行うようにしたものである。したがって、ＢＥＲに基づ
いて基準値の更新を行う場合と比較して基準値の更新周
期を短くすることができ、通信路の速い変動にも追従す
ることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】デジタルセルラ通信においては、一般的に
伝送誤りを受信側で訂正するために、送信信号は誤り訂
正符号化が行われている。この誤り率訂正符号化の１つ
として、畳込み符号化がある。そして、畳込み符号化さ
れた信号を復号するアルゴリズムとして、一般的にビタ
ビアルゴリズムが用いられている。
【００１２】ビタビアルゴリズムではその拘束長内で、
有り得るパスすべてに対してゆう度の計算を行い、一番
ゆう度の高いパスを復号系列と判定する。そのため、復
号系列を判定する際には、その復号系列のゆう度が測定
されている。
【００１３】そして、受信系列に含まれるエラーが多い
場合にはその復号系列のゆう度は低くなり、受信系列に
含まれるエラーが少ない場合にはその復号系列のゆう度
は高くなる。つまり、ゆう度が低ければその復号系列の
信頼度は低い事になる。
【００１４】本実施形態では、ビタビアルゴリズムで得
られる“ゆう度”を元にアウターループ制御による高速
クローズドループ送信電力制御における基準値の更新を
行う。具体的には、復号系列のゆう度が低い際には基準
値を上げ、ゆう度が高い場合には基準値を下げる／維持
するようなアルゴリズムを採用する事で、ＢＥＲを測る
事なく、比較的短時間で信頼性の高い判定を実現する。
【００１５】次に、畳み込み符号を最ゆう復号するアル
ゴリズムであるビタビアルゴリズムを用いた際における
具体的なゆう度の検出方法を説明する。
【００１６】先ず、一般的な畳込み符号器の構成につい
て図１を参照して説明する。
【００１７】畳込み符号器は、図１に示すように、レジ
スタ１０、２０と、加算器３０、４０とから構成されて
いる。
【００１８】レジスタ１０は、入力信号を１シンボル時
間分遅延させて出力している。レジスタ２０は、レジス
タ１０からの出力を１シンボル時間分遅延させて出力し
ている。加算器３０は、入力信号と、レジスタ２０から
の出力とを加算して出力している。加算器４０は、レジ
スタ１０からの出力と、レジスタ２０からの出力と、入
力信号とを加算して出力している。そして、加算器３
０、４０からの出力は、それぞれ畳込み符号化された出
力信号として受信機に対して送信される。
【００１９】次に、ビタビアルゴリズムにおけるトレリ
ス線図を図２に示す。図２において、丸はレジスタ１
０、２０の状態を表している。
【００２０】Ｓ00の状態は、レジスタ１０、２０共に
“０”が記憶されている状態であることを示している。
Ｓ01の状態は、レジスタ１０に“１”が記憶され、レジ
スタ２０に“０”が記憶されている状態であることを示
している。Ｓ10の状態は、レジスタ１０に“０”が記憶
され、レジスタ２０に“１”が記憶されている状態であ
ることを示している。Ｓ11の状態は、レジスタ１０、２
０共に“１”が記憶されている状態であることを示して
いる。
【００２１】また、点線は入力“１”に対する状態遷移
を示していて、実線は入力“０”に対する状態遷移を示
している。例えば、Ｓ00の状態から入力“１”が来ると
Ｓ01の状態に遷移して、入力“０”が来るとＳ00の状態
に遷移する。
【００２２】今例えば初期状態のＳ00から始まり状態が
３回遷移しが場合の最後の状態におけるＳ00に注目する
と、そこに至るパスは“０００”と入力された場合と
“１００”と入力された場合である。これに対して、実
際の受信信号が“１１１”であった場合、それぞれのパ
スと受信系列のハミング距離は３と２であり、２の方が
確からしいとになる。そのため“０００”のパスは破棄
される事となる。そして、最後の状態がＳ01、Ｓ10、Ｓ
11の場合にも、これを全ての状態に繰り返し演算して、
最も確からしい系列を推定し復号系列とする。
【００２３】実際には畳み込み符号化の拘束長の５倍程
度までのパスを探索する事で、十分である。このビタビ
アルゴリズムによって復号系列を得る際には、ハミング
距離の累積値としてのゆう度も得られることになる。こ
こでは数値の小さい方がゆう度が高い事を示している。
ハミング距離とは、符号間の距離を示すための様々な符
号間距離のうちの１つである。
【００２４】図３のフローチャートはゆう度を用いて高
速クローズドループ制御における基準値であるＥｂ／Ｉ
０の値を更新するアルゴリズムの一例を示している。
【００２５】例えばタイムスロット単位でのゆう度の検
出を行う（ステップ１０２）。そして、検出されたゆう
度と予め設定されたしきい値Ａとの比較が行われる（ス
テップ１０３）。ステップ１０３において検出されたゆ
う度がしきい値Ａ以下の場合、スロット単位で急激に特
性が劣化した事を示しているためすぐに基準Ｅｂ／Ｉ０
を増加させるような更新を行う（ステップ１０５）。ス
テップ１０３において、検出されたゆう度がしきい値Ａ
より大きい場合、これをそれまで積算してきたゆう度に
加える（ステップ１０４）。そしてＩを１カウントアッ
プして（ステップ１０６）、Ｎまでカウントされていな
ければステップ１０２〜１０６の動作を繰り返す（ステ
ップ１０７）。ここで、Ｎは任意に選ばれた数であり、
更新周期をその長さと精度とのトレードオフで選んだ値
である。
【００２６】そして、Ｎまでカウントした時点で、積算
したゆう度をＮで除して平均値を求め（ステップ１０
８）、その平均値とＬ、Ｍとの大小を判定する（ステッ
プ１０９、１１１）。ここで、Ｌ、Ｍは更新を行うかど
うかを判定するためのしきい値である。平均値がＬより
小さい場合、基準値であるＥｂ／Ｉ０を上げ（ステップ
１１０）、平均値がＭより大きい場合は基準値であるＥ
ｂ／Ｉ０を下げ（ステップ１１３）、それ以外の時は基
準値であるＥｂ／Ｉ０を更新せずにそのまま維持する
（ステップ１１２）。このステップ１０１〜１１３に示
した制御により基準値であるＥｂ／Ｉ０を通信路の状況
に応じた適当な値に設定することができる。
【００２７】上記一実施形態では、復号系列と受信系列
のハミング距離における１タイムスロット区間の累積値
をゆう度とした場合を用いて説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、他の一定期間の累積値をゆ
う度とした場合でも本発明を同様に適用することができ
るものである。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の高速クロ
ーズトループ送信電力制御における基準値の更新方法
は、ゆう度を用いてクローズドループ送信電力制御にお
ける基準値の更新を行うようにしているので、ＢＥＲを
測定する場合と比較して基準値の更新周期を短くするこ
とができ通信路の速い変動にも追従することができると
いう効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】畳込み符号化器の構成を示すブロック図であ
る。
【図２】ビタビアルゴリズムにおけるトレリス線図であ
る。
【図３】本発明の一実施形態の高速クローズトループ送
信電力制御における基準値の更新方法を示すフローチャ
ートである。
【符号の説明】
１０、２０ レジスタ ３０、４０ 加算器 １０１〜１１３ ステップ

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 受信機が送信機から受信した信号のＥｂ
    ／Ｉ０値が設定された基準値となるように前記受信機か
    ら前記送信機に対して送信電力の増減を指示するクロー
    ズドループ送信電力制御が行われる際に、前記基準値の
    更新を行うための高速クローズトループ送信電力制御に
    おける基準値の更新方法であって、 ビタビアルゴリズムにおけるトレリス線図上の各パスの
    中から、受信系列との符号間距離の累積値が最も小さく
    なるパスを復号系列と判定するステップと、 前記復号系列と前記受信系列の符号間距離の一定期間に
    おける累積値であるゆう度が、予め定められたしきい値
    以下の場合には前記基準値を増加させるステップと、 前記ゆう度が前記しきい値より大きい場合には、ある一
    定回数だけゆう度を検出してその平均値を求めるステッ
    プと、 前記平均値がある下限値より小さい場合には前記基準値
    を増加させ、前記平均値がある上限値よりも大きい場合
    には、前記基準値を減少させる ステップとを有する高速
    クローズトループ送信電力制御における基準値の更新方
    法。
  2. 【請求項２】 前記一定区間が１タイムスロット区間で
    ある請求項１記載の高速クローズトループ送信電力制御
    における基準値の更新方法。
  3. 【請求項３】 前記符号間距離がハミング距離である請
    求項１または２記載の高速クローズトループ送信電力制
    御における基準値の更新方法。
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