JP3375465B2 - 送信出力制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、送信出力制御装置
に関し、より特定的には、無線局間の伝搬路の信号減衰
レベルが、上りと下りとで異なる場合、および各局の受
信感度が互いに異なる場合に、各無線局の送信出力の制
御を行う送信出力制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話に代表される無線端末局
は、より小型で軽量な機器が求められる傾向が顕著であ
る。従って、それに使用される部品もより小型になるた
め、付属のバッテリの容量にも限界があり、できるだけ
消費電力を少なくする技術の開発が行われている。

【０００３】従来は、例えば特開平５−１２２１２５号
公報に開示されている送信電力制御方式のように、一方
の無線局から送信される信号を他方の無線局で受信する
際に、受信した信号の強さを送信側にフィードバックし
て、受信側が適切なレベルで受信できるように、送信出
力の制御を行うことにより、消費電力を削減している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の送信電
力制御方式では、伝搬路における信号減衰レベルは、上
りと下りとで同一であるという前提で、両無線局の送信
出力を一元的に制御している。携帯電話など、現在の無
線通信方式では、上りと下りとで別の周波数を割り当て
る方式や、さらにダイナミックに周波数を変更する方式
が実用化されているが、信号減衰量は周波数に依存する
ため、上りと下りとで信号減衰レベルが同じであるとは
限らない。したがって、無線局間の伝搬路の信号減衰レ
ベルに応じて送信出力レベルを制御する従来の送信出力
制御装置では、伝搬路の上りと下りとで信号減衰レベル
が異なる場合、両無線局における受信レベルに差異が生
じてしまう。このような場合、信号減衰レベルがより大
きい伝搬路に合わせた送信出力が選ばれるため、信号減
衰レベルが小さい側の伝搬路の無線局では、余分な電力
を消費することになる。

【０００５】また、従来の制御方式では、両無線局の受
信感度も同一であるという前提で、互いに同じ出力で送
信するため、受信感度の異なる無線局間の交信では、両
無線局ともに適切な受信レベルで受信するようにするこ
とはできない。この際には、受信感度の低い方の無線局
に合わせた送信出力が選ばれるため、受信感度の低い方
の無線局から受信感度の高い方の無線局への送信では、
余分な電力を消費することになる。

【０００６】

【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明は、自局から相手局までの信号減衰レベルと相手局
から自局までの信号減衰レベルとが互いに異なる無線伝
搬路を介して相互に通信を行う少なくとも２つの無線局
にそれぞれ設けられ、各無線局の送信出力を無線伝搬路
における信号減衰レベルに応じて制御するための送信出
力制御装置であって、自局で受信可能な最小の受信感度
レベルを設定するための受信感度レベル設定手段と、相
手局からの受信フレームの受信レベルを測定する受信レ
ベル測定手段と、受信フレームに含まれる相手局の送信
出力レベル情報と、測定された受信レベルとに基づい
て、相手局から自局までの信号減衰レベルを算出する信
号減衰レベル算出手段と、 受信フレームに含まれる相手
局で算出された自局から相手局までの信号減衰レベル情
報と、設定された自局の受信感度レベルとに基づいて、
相手局へ送信フレームを送信する際の自局の送信出力レ
ベルを決定する送信出力レベル決定手段と、 決定された
自局の送信出力レベル情報と、算出された相手局から自
局までの信号減衰レベル情報とを、相手局への送信フレ
ームに付加する情報付加手段とを備えている。

【０００７】上記のように、第１の発明では、相手局か
らの受信フレームの受信レベルおよび当該受信フレーム
に含まれる相手局の送信出力レベル情報に基づいて、相
手局から自局までの信号減衰レベルが算出される。そし
て、相手局への送信フレームに、自局の送信出力レベル
情報と、算出された信号減衰レベルに関する情報とが付
加される。相手局への送信出力レベルは、受信フレーム
に含まれる相手局からの信号減衰レベル情報に基づいて
決定される。

【０００８】このように第１の発明は、無線局間の上り
と下りとで信号減衰レベルが異なる場合において、フレ
ームの受信の際に算出した信号減衰レベルを、次のフレ
ームの送信の際に相手局に通知する。この動作を相互に
行うことにより、上りおよび下りそれぞれにおいて、送
信側は、信号減衰レベルをもとに、受信側が受信するこ
とのできる最小のレベルで送信するよう送信出力を制御
することができる。その結果、過剰な送信出力をなく
し、消費電力の削減を行うことができる。

【０００９】さらに、上記の動作を繰り返すことによ
り、交信中に伝搬路の信号減衰レベルが変動する場合に
も、適切な出力で送信するよう制御することができる。

【００１０】第２の発明は、第１の発明において、 情報
付加手段は、相手局への送信フレームに、さらに自局の
受信感度レベル情報を付加し、送信出力レベル決定手段
は、受信フレームに含まれる相手局の受信感度レベル情
報にさらに基づいて、自局の送信出力レベルを決定する
ことを特徴とする。

【００１１】上記のように、第２の発明では、各無線局
は、受信能力に応じた受信感度レベルを設定することが
できる。相手局へフレームを送信する際、自局の受信感
度レベル情報をフレームに付加する。相手局は、このフ
レームを受信する際、この受信感度レベルを取得する。
続いて、相手局から自局へ次のフレームを送信する際、
この受信感度レベルにもとづき、自局が適切なレベルで
受信できるような送信出力レベルを決定する。無線局間
で相互に送受信を行うことにより、各無線局は互いに相
手局の受信感度レベルを知ることができる。

【００１２】このように、第２の発明は、相手局の受信
感度が高い場合には、自局の送信出力レベルを小さくし
て送信を行い、受信感度が低い場合には、送信出力レベ
ルを大きくして送信を行うことにより、それぞれの無線
局で、相手局の受信感度に応じた出力レベルで送信を行
うことができる。その結果、消費電力を節減することが
できる。

【００１３】さらに、上記の動作を繰り返すことによ
り、交信中に各局の受信感度が変動した場合にも、適切
な出力で送信するよう制御することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施例に
係る送信出力制御装置を備えた、無線局の構成を示して
いる。図１において、この無線局は、受信器３と、送信
出力制御装置１と、送信器４とで構成されている。送信
出力制御装置１は、受信レベル測定器１１と、フレーム
解析器１４と、信号減衰レベル算出器１２と、送信出力
レベル算出器１５と、情報付加器１３とを含む。

【００１５】ここで、受信レベル測定器１１は、受信器
３で受信したフレームの受信レベルを測定し、フレーム
解析器１４は、受信したフレームから、送信出力レベル
および信号減衰レベルに関する情報を抽出する。信号減
衰レベル算出器１２は、受信レベルと、フレーム解析器
１４からの送信出力レベルとから、信号減衰レベルを算
出する。送信出力レベル算出器１５は、フレーム解析器
１４により受信フレームから抽出された信号減衰レベル
をもとに、送信出力レベルを算出する。情報付加器１３
は、信号減衰レベル算出器１２により算出された信号減
衰レベル、および送信出力レベル算出器１５により算出
された送信出力レベルに関する情報を、送信器４から送
信するフレームに付加する。

【００１６】図２は、図１の無線局で送受信されるフレ
ームのフォーマットを示している。このフレームフォー
マット５は、送信出力レベル算出器１５によって算出さ
れた送信出力レベルと、信号減衰レベル算出器１２によ
って算出された信号減衰レベルと、送信すべきデータと
で構成される。

【００１７】図３は、図１に示した無線局が、図２のフ
レームフォーマット５を用いて送受信を行う際、自局か
ら相手局までの信号減衰レベルと、相手局から自局まで
の信号減衰レベルとが互いに異なる場合に、各無線局に
備わる送信出力制御装置１が、送信出力を制御する手順
を示している。

【００１８】無線局１０１および無線局１０２は、とも
に図１の無線局と同じ構成を持つ。無線局１０１から無
線局１０２への伝搬を伝搬１、無線局１０２から無線局
１０１への伝搬を伝搬２とし、それぞれの伝搬における
信号減衰レベルを、レベル２およびレベル４とする。ま
た、無線局１０１および無線局１０２の受信感度レベル
は、ともにレベル５とする。ここで、受信感度レベルと
は、各無線局で受信可能な最小の受信レベルを意味す
る。

【００１９】以下には、無線局１０１および１０２にそ
れぞれ備わる、送信出力制御装置１の交信開始時の動作
を示す。無線局１０１が無線局１０２に対してフレーム
１ａを送信する。このとき、送信出力レベル算出器１５
は、相手局が受信するのに十分な送信出力レベルである
デフォルト値（レベル１０）を出力し、信号減衰レベル
算出器１２は、信号減衰レベルを算出するための情報を
持たないことを示すデフォルト値（レベル−１）を出力
する。これらのデフォルト値情報は、情報付加器１３に
より、図２に示すフォーマットを持つフレーム１ａに付
加され、送信器４から送信出力レベル１０で送信され
る。

【００２０】このフレーム１ａは、無線局１０２でフレ
ーム１ｂとして受信される。このとき、受信レベル測定
器１１は、フレーム１ｂの受信レベル（レベル８）を測
定し、信号減衰レベル算出器１２は、この受信レベル
と、フレーム解析器１４がフレーム１ｂから抽出した送
信出力レベル（レベル１０）とをもとに、次式（１）に
より、伝搬１における信号減衰レベルを算出する（レベ
ル１０−レベル８＝レベル２）。 信号減衰レベル＝送信出力レベル−受信レベル …（１）

【００２１】次に、無線局１０２は、無線局１０１に対
してフレーム２ａを送信する。このとき、送信出力レベ
ル算出器１５は、フレーム１ａの送信の際と同様に、送
信出力レベルとしてデフォルト値（レベル１０）を出力
する。このデフォルト値情報は、先に信号減衰レベル算
出器１２が算出した信号減衰レベル（レベル２）と共に
フレーム２ａに付加され、送信出力レベル１０で送信さ
れる。

【００２２】このフレーム２ａは、無線局１０１でフレ
ーム２ｂとして受信される。この際、受信レベル測定器
１１は、フレーム２ｂの受信レベルを測定し、この受信
レベル（レベル６）とフレーム２ａに付加された送信レ
ベル（レベル１０）とから、前述の式（１）により、伝
搬２における信号減衰レベルを算出する（レベル１０−
レベル６＝レベル４）。

【００２３】続いて、無線局１０１が無線局１０２に対
してフレーム３ａを送信する。このとき、送信出力算出
器１５は、フレーム２ｂに付加された伝搬１の信号減衰
レベル（レベル２）をもとに、次式（２）により、送信
出力レベルを算出する（レベル５＋レベル２＝レベル
７）。 送信出力レベル＝受信感度レベル＋信号減衰レベル …（２）

【００２４】この送信出力レベル（レベル７）、および
先に算出した伝搬２の信号減衰レベル（レベル４）がフ
レーム３ａに付加され、送信出力レベル７で送信され
る。

【００２５】このフレーム３ａは、無線局１０２におい
て、フレーム３ｂとして受信される。このとき、フレー
ム３ｂの受信レベル（レベル５）は、適切な受信レベル
であり、フレーム３ａの送信レベルが適切に制御された
ことがわかる。

【００２６】さらに続いて、無線局１０２が無線局１０
１に対してフレーム４ａを送信する。このとき、送信器
４は、フレーム３ｂから得た伝搬２の信号減衰レベル
（レベル４）にもとづき、フレーム４ａをレベル９で送
信する。このときフレーム４ａには、送信出力レベル
（レベル９）および信号減衰レベル（レベル２）が付加
される。

【００２７】このフレーム４ａは、無線局１０１におい
て、フレーム４ｂとして受信される。この際、フレーム
４ｂの受信レベル（レベル５）は適切な受信レベルであ
り、フレーム４ａの送信レベルが適切に制御されたこと
がわかる。

【００２８】このようにして、無線局間の伝搬路の上り
と下りとで信号減衰レベルが異なる場合にも、各無線局
に備わる送信出力制御装置１は、それぞれの向きの信号
減衰レベルに応じて、受信側が適切なレベルで受信でき
るよう、送信側の出力を制御することができる。

【００２９】さらに、送信出力制御装置１が、交信ごと
にこれらの動作を繰り返すことにより、交信中に伝搬路
の信号減衰レベルが変動する場合にも、送信出力を制御
することができる。

【００３０】図４は、本発明の第２の実施例に係る送信
出力制御装置を備えた、無線局の構成を示している。図
４において、この無線局は、受信器３と、送信出力制御
装置２と、送信器４とで構成されている。送信出力制御
装置２は、受信レベル測定器１１と、フレーム解析器２
４と、信号減衰レベル算出器１２と、送信出力レベル算
出器２５と、受信感度レベル設定器２６と、情報付加器
２３とを含む。

【００３１】ここで、フレーム解析器２４は、受信器３
で受信したフレームから、送信出力レベルおよび信号減
衰レベルに関する情報を抽出すると共に、さらに受信感
度レベルに関する情報を抽出する。送信出力レベル算出
器２５は、フレーム解析器２４からの信号減衰レベルお
よび受信感度レベルをもとに、送信出力レベルを算出す
る。受信感度レベル設定器２６は、自局の受信能力に応
じた受信感度レベルを設定する。情報付加器２３は、信
号減衰レベル算出器１２により算出された信号減衰レベ
ル、送信出力レベル算出器２５により算出された送信出
力レベル、および受信感度レベル設定器２６からの受信
感度レベルに関する情報を、送信器４から送信するフレ
ームに付加する。なお、受信レベル測定器１１および信
号減衰レベル算出器１２の機能は、図１の対応するブロ
ックと同様である。

【００３２】図５は、図４の無線局で送受信に使用され
るフレームのフォーマットを示している。このフレーム
フォーマット６は、図３のフレームフォーマット５に、
受信感度レベル設定器２６で設定される受信感度レベル
を追加した構成になっている。

【００３３】図６は、図４に示した無線局が、図５のフ
レームフォーマット６を用いて送受信を行う際、自局と
相手局との受信感度が互いに異なる場合に、各無線局に
備わる送信出力制御装置２が、送信出力を制御する手順
を示している。

【００３４】無線局２０１および無線局２０２は、とも
に図４の無線局と同じ構成を持つ。無線局２０１から無
線局２０２への伝搬、および無線局２０２から無線局２
０１への伝搬は、それぞれ図３における無線局１０１か
ら無線局１０２への伝搬、および無線局１０２から無線
局１０１への伝搬と同一であるものとする。すなわち、
無線局２０１から無線局２０２への伝搬を伝搬１、無線
局２０２から無線局２０１への伝搬を伝搬２とし、それ
ぞれの伝搬における信号減衰レベルを、レベル２および
レベル４とする。また、無線局２０１および無線局２０
２の受信感度レベルは、最初、ともにレベル５に設定さ
れているものとする。

【００３５】以下には、無線局２０１および無線局２０
２にそれぞれ備わる、送信出力制御装置２の動作を示
す。図３に示した、送信出力を制御する方法と同様にし
て、無線局２０１および無線局２０２は、それぞれ、フ
レームを受信する際に送信側から受信側までの信号減衰
レベルを算出して、送信側に通知し合い、次のフレーム
を送信する際に、この信号減衰レベルにもとづいて適切
な送信出力レベルを算出することにより、受信側が適切
な受信レベル（レベル５）で受信できるよう送信出力制
御を行ったとする。

【００３６】この後、無線局２０１の受信感度が変化
し、これに応じて、受信感度レベル設定器２６が、受信
感度レベルをレベル２に設定したとする。

【００３７】無線局２０１が無線局２０２に対して図５
に示すフォーマットを持つフレーム５ａを送信する際、
情報付加器２３は、図３に示した手順と同様にして算出
した伝搬２の信号減衰レベル（レベル４）およびフレー
ム５ａの送信出力レベル（レベル７）に加えて、受信感
度レベル設定器２６からの受信感度レベル（レベル２）
をフレーム５ａに付加する。

【００３８】フレーム５ａは、無線局２０２でフレーム
５ｂとして受信される。このとき、図３と同様の方法に
より、信号減衰レベル算出器１２は、受信レベル測定器
１１の測定した受信レベル（レベル５）と、フレーム解
析器２４が抽出した送信出力レベル（レベル７）とをも
とに、信号減衰レベルを算出する（レベル７−レベル５
＝レベル２）。

【００３９】続いて、無線局２０２は、無線局２０１に
対してフレーム６ａの送信を行う。このとき、送信出力
レベル算出器２５は、フレーム解析器２４がフレーム５
ｂから抽出した信号減衰レベル（レベル４）および受信
感度レベル（レベル２）をもとに、前述の式（２）によ
って、フレーム６ａの送信出力レベルの算出を行う（レ
ベル２＋レベル４＝レベル６）。

【００４０】このフレーム６ａは、無線局２０１におい
てフレーム６ｂとして受信される。このとき、フレーム
６ｂの受信レベル（レベル２）は、適切な受信レベルで
あり、フレーム６ａが、無線局２０２において適切な送
信出力に制御されたことがわかる。

【００４１】このようにして、自局と相手局との受信感
度レベルが互いに異なる場合にも、各無線局に備わる送
信出力制御装置２は、それぞれの受信感度レベルに応じ
て、受信側が適切なレベルで受信できるよう、送信側の
出力を制御することができる。

【００４２】さらに、送信出力制御装置２が、交信ごと
にこれらの動作を繰り返すことにより、受信感度レベル
が交信中に変動する場合にも、送信出力を制御すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る送信出力制御装置
を備えた、無線局の構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の第１の実施例に係る送信出力制御装置
を備えた無線局において、送受信に使用されるフレーム
フォーマットを示す図である。

【図３】本発明の第１の実施例に係る送信出力制御装置
の送信出力制御シーケンスを示す図である。

【図４】本発明の第２の実施例に係る送信出力制御装置
を備えた、無線局の構成を示すブロック図である。

【図５】本発明の第２の実施例に係る送信出力制御装置
を備えた無線局において、送受信に使用されるフレーム
フォーマットを示す図である。

【図６】本発明の第２の実施例に係る送信出力制御装置
の送信出力制御シーケンスを示す図である。

【符号の説明】

１ 送信出力制御装置 ２ 送信出力制御装置 ３ 受信器 ４ 送信器 ５ フレームフォーマット ６ フレームフォーマット １１ 受信レベル測定器 １２ 信号減衰レベル算出器 １３ 情報付加器 １４ フレーム解析器 １５ 送信出力レベル算出器 ２３ 情報付加器 ２４ フレーム解析器 ２５ 送信出力レベル算出器 ２６ 受信感度レベル設定器 １０１ 無線局 １０２ 無線局 ２０１ 無線局 ２０２ 無線局

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 自局から相手局までの信号減衰レベルと
   相手局から自局までの信号減衰レベルとが互いに異なる
   無線伝搬路を介して相互に通信を行う少なくとも２つの
   無線局にそれぞれ設けられ、各無線局の送信出力を無線
   伝搬路における信号減衰レベルに応じて制御するための
   送信出力制御装置であって、自局で受信可能な最小の受信感度レベルを設定するため
   の受信感度レベル設定手段と、 相手局からの受信フレームの受信レベルを測定する受信
   レベル測定手段と、前記受信フレームに含まれる相手局の送信出力レベル情
   報と、前記測定された受信レベルとに基づいて、 相手局
   から自局までの信号減衰レベルを算出する信号減衰レベ
   ル算出手段と、 前 記受信フレームに含まれる相手局で算出された自局か
   ら相手局までの信号減衰レベル情報と、前記設定された
   自局の受信感度レベルとに基づいて、相手局へ送信フレ
   ームを送信する際の自局の送信出力レベルを決定する送
   信出力レベル決定手段と、 前記決定された自局の送信出力レベル情報と、前記算出
   された相手局から自局までの信号減衰レベル情報とを、
   相手局への送信フレームに付加する情報付加手段と を備
   える、送信出力制御装置。
2. 【請求項２】 前記情報付加手段は、相手局への送信フ
   レームに、さらに自局の受信感度レベル情報を付加し、 前記送信出力レベル決定手段は、前記受信フレームに含
   まれる相手局の受信感度レベル情報にさらに基づいて、
   前記自局の送信出力レベルを決定することを特徴とす
   る、請求項１に記載の送信出力制御装置。