JP3610911B2 - Transmission power control method and transmission power control apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信方式における送信電力制御方法及び送信電力制御装置に関し、特に自局および相手局が双方の送信電力および受信電力を監視することにより、伝播路障害か機器故障かを判定し、受信電力の低下が生じた際、機器故障の場合は送信電力を強制的に既定送信電力に制御する送信電力制御方法及び送信電力制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、この種の送信電力制御装置では、自局は相手局で電波を受信したときの電波伝播状態、例えば、マイクロ波帯の電波伝播におけるフェージング等の気象条件による受信電力の低下に対応して送信電力を制御することによって、相手局での受信電力の低下を阻止し、信号品質の劣化を回避することが行われている。
【0003】
また近年では、降雨や選択性フェージングが発生したときに、送信電力を制御することにより、空間の伝播ロスによる信号品質の劣化を防止するだけでなく、降雨やフェージングが発生していない定常時には、信号品質が劣化しない程度に送信電力を低下することにより、隣接する他の伝送信号への干渉低減あるいは送信部の非線形歪みによる信号品質の劣化防止を行うなど、回線品質の向上と低消費電力化とを実現する送信電力制御が求められている。
【0004】
この送信電力制御を行う方式は、大きく分けて2通りある。1つは、自局の受信電力に基づいて送信電力を制御する方法であり、他の1つは、相手局から送信された受信電力情報に基づいて送信電力を制御する方法である。両方式ともに、受信系が所要ゲインに対して低下するような故障が生じた場合、伝播ロスが増大したとして、送信電力を増大することにより、隣接する他伝送信号への干渉および送信電力増幅器の非線形歪みによる信号品質の劣化を生じるという問題がある。さらに、後者の相手局から送信された受信電力情報に基づき送信電力を制御する方式は、相手局の送信部が正常に制御されないために自局の受信電界が低下したままで、信号品質の劣化が生じるという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の送信電力制御装置は、受信系が所要ゲインに対して低下するような故障が生じた場合には、伝播ロスが増大したとして、送信電力を増大することにより、隣接する他伝送信号への干渉および送信電力増幅器の非線形歪みによる信号品質の劣化を生じるという欠点がある。
【0006】
さらに、相手局から送信された受信電力情報に基づき自局の送信電力を制御する方式の場合には、相手局の送信部が正常に制御されないために自局の受信電界が低下したままで、信号品質の劣化が生じるという欠点を有している。
【0007】
本発明の目的は、このような従来の欠点を除去するため、自局および相手局で送信電力と受信電力とをそれぞれ監視することにより、伝播路障害か機器故障かを判定し、受信電力の低下が生じた際、機器故障の場合は送信電力を強制的に既定の送信電力に制御する送信電力制御装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の送信電力制御方法は、相手局の受信電力に基づき自局の送信電力を制御する送信電力制御方法であって、自局および相手局の送信電力と受信電力とを監視し、監視情報により双方向の伝播ロスを含む減衰量をそれぞれ算出してレベル差を求め、前記減衰量のそれぞれの変化速度または前記レベル差に基づいて伝播路障害か機器故障かを判定し、相手局の受信電力の低下が生じたとき、前記レベル差が小さい伝播路障害の場合には、自局が相手局の受信電力の低下に応じて送信電力を増大し、前記レベル差が大きい機器故障の場合には、自局および相手局が送信電力を強制的に既定された送信電力に固定する制御を行うことを特徴としている。
【0010】
また、本発明の送信電力制御方法は、自局の受信電力に基づき自局の送信電力を制御する送信電力制御方法であって、自局および相手局の送信電力と受信電力とを監視し、監視情報により双方向の伝播ロスを含む減衰量をそれぞれ算出してレベル差を求め、前記減衰量のそれぞれの変化速度または前記レベル差に基づいて伝播路障害か機器故障かを判定し、自局の受信電力の低下が生じたとき、前記レベル差が小さい伝播路障害の場合には、自局が自局の送信電力を既定された時間の間固定した後に自局の受信電力の低下に応じて段階的に増大し、前記レベル差が大きい機器故障の場合には、自局および相手局が送信電力を強制的に既定された送信電力に固定する制御を行うことを特徴としている。
【0011】
また、本発明の送信電力制御装置は、自局または相手局の受信電力に基づき送信電力を制御する送信電力制御装置であって、相手局の送信電力情報および受信電力情報を含むATPC制御信号を受信するとともに自局の受信電力モニタ信号を出力する受信部と、前記受信部出力を復調する復調部と、前記自局の受信電力モニタ信号から変換した自局の受信電力情報または前記復調部出力から取り出した前記相手局の受信電力情報に基づき自局または相手局の受信電力が低下したときに送信電力を増大する送信電力制御信号を出力する制御部と、前記制御部で生成された自局の送信電力情報および前記自局の受信電力情報を取り込みATPC制御信号を出力する変調部と、前記変調部出力を送信信号に変換したのち前記送信電力制御信号に基づき増幅して出力する送信部とを有し、前記制御部が前記相手局の送信電力情報および受信電力情報と前記自局の送信電力情報および前記自局の受信電力情報とにより伝播路障害か機器故障かを判定し、自局または相手局の受信電力の低下が生じたときに、伝播路障害の場合には、自局または相手局の受信電力の低下に応じて送信電力を増大する前記送信電力制御信号を出力し、機器故障の場合には、既定された送信電力に固定する前記送信電力制御信号を前記送信部へ出力するとともに相手局へ通知する強制制御信号を出力することを特徴としている。
【0012】
また、前記制御部は、前記相手局の送信電力情報および受信電力情報と前記自局の送信電力情報および前記自局の受信電力情報とにより、双方向の伝播ロスを含む減衰量をそれぞれ算出してレベル差を求め、前記レベル差が既定値の範囲内のときは伝播路障害を、前記レベル差が既定値の範囲を越えたときは機器故障を判定することを特徴としている。
【0013】
また、前記制御部は、前記相手局の送信電力情報および受信電力情報と前記自局の送信電力情報および前記自局の受信電力情報とにより、双方向の伝播ロスを含む減衰量を算出してそれぞれの時間的変化を監視し、前記時間的変化が遅いときは伝播路障害を、早いときは機器故障を判定することを特徴としている。
【0014】
また、前記制御部は、相手局の受信電力の低下が生じたとき、伝播路障害の場合には、前記送信部に送信電力を増大する前記送信電力制御信号を出力し、機器故障の場合には、前記送信部に対して既定された送信電力に固定する前記送信電力制御信号を出力するとともに、前記変調部に対して相手局へ通知する強制制御信号を同時に出力することを特徴としている。
【0015】
また、前記制御部は、自局の受信電力の低下が生じたとき、伝播路障害の場合には、自局が自局の送信電力を予め設定された時間の間固定した後に自局の受信電力の低下に応じて段階的に増大する前記送信電力制御信号を出力し、機器故障の場合には、前記送信部に対して既定された送信電力に固定する前記送信電力制御信号を出力するとともに、前記変調部に対して相手局へ通知する強制制御信号を同時に出力することを特徴としている。
【0016】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の送信電力制御装置の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【0017】
図1に示す本実施の形態は、A局では変調部(MOD−ENC)10a、送信部(TX)20a、受信部(RX)30a、復調部(DEM−DEC)40aおよび制御部(ATPC CONT)50aより構成され、B局では変調部(MOD−ENC)10b、送信部(TX)20b、受信部(RX)30b、復調部(DEM−DEC)40bおよび制御部(ATPC CONT)50bより構成されている。また、60aはA局側アンテナ、60bはB局側アンテナである。
【0018】
次に、本実施の形態の送信電力制御装置の動作を図1および図2を参照して詳細に説明する。図2は、図1に示す制御部の構成を示すブロック図である。図1において、A局とB局とは同一構成であり、A局を自局、B局を相手局として以下の説明を行う。
【0019】
図1によると、まず、B局はA局からの受信電力を監視し、受信部30bから出力された受信電力モニタ電圧(RPWR MON−B)を制御部50bで受信電力情報(RPWR DATA−B)に変換する。また、A局あるいはB局の受信電力に基づいて送信電力情報(TPWR DATA−B)を制御部50bで生成し、送信電力制御信号(TPWR CONT−B)に変換して送信電力を制御する。そして、送信電力情報(TPWR DATA−B)および受信電力情報(RPWR DATA−B)を変調部10bで伝送データに変換し、ATPC制御信号として送信部20bを介してA局へ送信する。
【0020】
A局は、B局から受信したATPC制御信号を復調部40aで復調した後、制御部50aで送信電力情報(TPWR DATA−B)および受信電力情報(RPWR DATA−B)を取り出す。また、制御部50aでは受信部30aから出力された受信電力モニタ電圧(RPWR MON−A)を受信電力情報(RPWR DATA−A)に変換するとともに、A局またはB局の受信電力に基づいて送信電力情報(TPWR DATA−A)を生成し、受信電力の低下に応じて送信電力を増大する送信電力制御信号(TPWR CONT−A)を出力し、送信部20aの、例えば可変減衰器に供給して送信電力制御を行う。
【0021】
また、A局は自局の送信電力情報(TPWR DATA−A)および受信電力情報(RPWR DATA−A)を変調部10aで伝送データに変換し、ATPC制御信号として送信部20aを介してB局へ送信する。
【0022】
このようにして、A局およびB局は相互の受信電力情報に基づいて、それぞれに送信電力制御を行うことができる。
【0023】
次に、制御部の構成に基づいて送信電力制御の動作を説明する。
【0024】
図2によると、制御部50aはCONV51a、DATA CONV52a、DATA CONV53a、COMP&TIMER(比較器)54a、TPWRCONT(送信電力制御器)55aおよびCONV56aより構成され、復調部40aを介して取り出したB局の受信電力情報(RPWR DATA−B)に基づいてA局の送信電力を制御する。
【0025】
CONV51aは、B局からの受信電力を監視する受信部30aから出力されたA局での受信電力モニタ電圧(RPWR MON−A)より受信電力情報(RPWR DATA−A)に変換して出力する。
【0026】
DATA CONV52aは、復調部40aから出力されたATPC制御信号より、B局の送信電力情報(TPWR DATA−B)と受信電力情報(RPWR DATA−B)とを取り出して出力する。
【0027】
DATA CONV53aは、A局の送信電力情報(TPWR DATA−A)と受信電力情報(RPWR DATA−A)とをデータ変換して、変調部10aへ出力する。
【0028】
COMP&TIMER54aは、DATA CONV52aから出力されたB局の送信電力情報(TPWR DATA−B)および受信電力情報(RPWR DATA−B)と、CONV51aから出力されたA局の受信電力情報(RPWR DATA−A)およびTPWR CONT55aから出力されたA局の送信電力情報(TPWR DATA−A)とを入力し、送信方向(A局→B局)の伝播ロスを含む減衰量(|TPWR DATA−A|−|RPWR DATA−B|)と、受信方向(A局←B局)の伝播ロスを含む減衰量(|TPWR DATA−B|−|RPWR DATA−A|)とをそれぞれ算出し2つの減衰量からレベル差を求める。このレベル差が既定値の範囲を越えて既定時間以上に渡り生じた場合、A局またはB局の送信部20a、20bあるいは受信部30a、30bの故障と判断し、送信電力を強制的に既定された送信電力に固定する強制制御信号(CONT SIG−A)を送出する。この強制制御信号(CONT SIG−A)は、A局の送信電力制御信号(TPWR CONT−A)を既定された送信電力に強制設定するとともに、DATA CONV53aに対してB局へ通知するため出力される。B局は、この強制制御信号(CONT SIG−A)(図2に示すCONT SIG−Bに相当する。)を検出すると、直ちに送信電力制御信号(TPWR CONT−B)を既定された送信電力に強制設定する。
【0029】
TPWR CONT55aは、CONV52aから入力されたB局の受信電力情報(RPWR DATA−B)が、既定のしきい値より低下したとき、送信電力を現送信電力から増大する送信電力情報(TPWR DATA−A)を出力する。この制御は、B局の受信電力に応じて送信部20aの送信電力を最大設定送信電力まで1ステップ、例えば1dB毎に増大し、また、伝播ロスが減少してB局の受信電力が増大し、受信電力が既定のしきい値に達するとき最小電力値になるよう、送信部20aの送信電力を1ステップ毎に下げる制御を行う。
【0030】
CONV56aは、TPWR CONT55aから出力された送信電力情報(TPWR DATA−A)を送信電力制御信号(TPWR CONT−A)に変換し、送信部20aの例えば可変減衰器の制御を行うことで、送信電力を制御する。
【0031】
したがって、制御部50aは、同じ空間を伝送しているA局とB局との間の双方向の伝送路状態を比較して、伝播路障害か機器故障かを判定することにより、降雨などによりB局の受信電力が低下した場合、B局の受信電力の低下に応じてA局の送信電力を増大することにより、サーマルノイズの影響による信号品質の劣化を防ぐことができる。
【0032】
また、降雨やフェージングが無い定常状態で、機器故障により受信電力が低下した場合には、A局およびB局が送信電力を強制的に既定された送信電力、例えば最小送信電力に固定することにより、隣接する他伝送信号への干渉および送信電力増幅器の非線形歪みによる信号品質の劣化を防ぐことができる。
【0033】
次に、本実施の形態の送信電力の制御をタイムチャートを用いて説明する。図3は、降雨による受信電力の低下に対する送信電力の制御を示すタイムチャートである。図4は、選択性フェージングによる受信電力の低下に対する送信電力の制御を示すタイムチャートである。図5は、A局の受信部故障による受信電力の低下に対する送信電力の制御を示すタイムチャートである。
【0034】
なお、図3、図4および図5において、伝播ロスは伝送路の伝播ロスを含む減衰量、すなわち送信電力情報と受信電力情報との差であり、また、わかりやすくするため正常時の受信電力を基準として、減衰量の増大方向を受信電力の低下方向に合わせて示している。
【0035】
まず、降雨による相手局の受信電力の低下に対する自局の送信電力の制御について説明する。図3(a)は、伝播ロスに伴うB局の受信電力に対するA局の送信電力制御を示すタイムチャートである。図3(b)は、伝播ロスに伴うA局の受信電力に対するB局の送信電力制御を示すタイムチャートである。図3(c)は、COMP(比較)出力を示すタイムチャートである。
【0036】
降雨の場合は、図3(a)および(b)に示すように、双方向の伝播ロスの増大に伴って、A局、B局ともに受信電力が低下していく。そして、A局では、B局の受信電力が既定のしきい値以下となった時、B局の受信電力の低下に応じてA局の送信電力を、例えば1dB毎に増大する制御を行う。また、B局でも同様に、A局の受信電力が既定のしきい値以下となった時、A局の受信電力の低下に応じてB局の送信電力を、同様に1dB毎に増大する制御を行う。
【0037】
ここで、COMP&TIMER54aは、送信方向(A局→B局)の伝播ロス(|TPWR DATA−A|−|RPWR DATA−B|)と、受信方向(A局←B局)の伝播ロス(|TPWR DATA−B|−|RPWR DATA−A|)とをそれぞれ算出して2つのレベル差を求める。降雨による伝播ロスは、双方向でレベル差がほとんどないため、図3(C)に示すように、レベル差(COMP出力)は、ほぼ0、すなわち0dBとなる。これより、COMP&TIMER54aは正常動作(NORM)を示す制御信号を出力する。この制御信号に基づき、送信電力制御が正常に行なわれる。すなわち、A局およびB局は、互いの受信電力の低下に応じて送信電力を最大値に至るまで増大する制御を行う。また、伝播ロスが減少し、受信電力が増大に転じたときには、互いの受信電力の増大に応じて送信電力を低下する制御を行う。
【0038】
次に、選択性フェージングによる相手局の受信電力の低下に対する自局の送信電力の制御について説明する。図4(a)は、伝播ロスに伴うB局の受信電力に対するA局の送信電力制御を示すタイムチャートである。図4(b)は、伝播ロスに伴うA局の受信電力に対するB局の送信電力制御を示すタイムチャートである。図4(c)は、COMP(比較)出力を示すタイムチャートである。
【0039】
B局の受信電力は、図4(a)に示すように、選択性フェージングの影響が小さく、多少の伝播ロスがあるものの既定のしきい値以下にはならない。したがって、A局の送信電力は既定された送信電力、例えば最小送信電力に制御されたままである。
【0040】
一方、A局の受信電力は、図4(b)に示すように、選択性フェージングの影響が大きく、受信電力が低下してしきい値以下となり、B局の送信電力制御が行われている。
【0041】
ここで、COMP&TIMER54aは、送信方向(A局→B局)の伝播ロス(|TPWR DATA−A|−|RPWR DATA−B|)と、受信方向(A局←B局)の伝播ロス(|TPWR DATA−B|−|RPWR DATA−A|)とをそれぞれ算出して2つのレベル差を求める。選択性フェージングの影響により、図4(c)に示すように、レベル差(COMP出力)は大きくなり、機器故障と判定する。
【0042】
しかし、選択性フェージングは、一般に一時的であることから、任意の継続時間(TIMER区間)を設定しておくことにより、TIMER区間以内に選択性フェージングによるALM検出区間が止まる場合には、COMP&TIMER54aは、機器故障と切り分けて正常動作(NORM)を示す制御信号を出力することができる。
【0043】
次に、自局の受信部故障による相手局の受信電力の低下に対する自局の送信電力の制御について説明する。図5(a)は、伝播ロスに伴うB局の受信電力に対するA局の送信電力制御を示すタイムチャートである。図5(b)は、伝播ロスに伴うA局の受信電力に対するB局の送信電力制御を示すタイムチャートである。図3(c)は、COMP(比較)出力を示すタイムチャートである。
【0044】
まず、B局の受信電力は、図5(a)に示すように、降雨やフェージングによる減衰がなく安定し、既定のしきい値以下にならず、A局の送信電力は最小送信電力に制御されている。
【0045】
次に、受信部30aが故障したA局は、図5(b)に示すように、受信電力が低下し、B局の受信電力に比べて低い値を示す。このとき、A局の受信電力が既定のしきい値以下となるため、B局が送信電力を増大する制御を行う。
【0046】
ここで、COMP&TIMER54aは、送信方向(A局→B局)の伝播ロス(|TPWR DATA−A|−|RPWR DATA−B|)と、受信方向(A局←B局)の伝播ロス(|TPWR DATA−B|−|RPWR DATA−A|)とをそれぞれ算出して2つのレベル差を求めたとき、レベル差(COMP出力)は明らかに大きくなるため、機器故障と判定する。また、機器故障の場合はフェージングと異なり一時的な場合が少なく、任意の継続時間(TIMER区間)を超えて起こる。この判定結果に基づき、COMP&TIMER54aは、送信電力を既定された送信電力、例えば最小送信電力に制御する強制制御信号(CONT SIG−A)をTPWR CONT55aへ出力するとともに、B局の送信電力を最小送信電力に制御するためDATA CONV53aへも出力する。したがって、A局およびB局は、機器故障が検出されたときに出力される強制制御信号(CONT SIG−A)により、送信電力を既定された送信電力に制御することができる。
【0047】
以上の説明では、A局の送信電力制御は、B局の受信電力に基づき行う場合であるが、A局が自局の受信電力に基づき送信電力の制御を行うことも可能である。図6は、A局が自局の受信電力に基づいて送信電力制御を行う場合の制御部のブロック図である。
【0048】
図6によると、制御部50aのCOMP&TIMER54aが、送信方向(A局→B局)の伝播ロス(|TPWR DATA−A|−|RPWR DATA−B|)と、受信方向(A局←B局)の伝播ロス(|TPWR DATA−B|−|RPWR DATA−A|)とを比較する点は同じであるが、A局の送信電力情報(TPWR DATA−A)をA局の受信電力情報(RPWR DATA−A)から生成し、自局の受信電力の低下に応じて送信電力を段階的に増大する点が異なる。
【0049】
通常、A局、B局間の送受信伝送は、同一周波数帯でかつ一定間隔を隔てた複数の周波数が使用されている。これにより、降雨による伝播ロスは周波数によらず相関があるものとし、A局の送信電力を自局の受信電力に基づいて制御する方法が採用されている場合がある。この利点としては、構成が簡略化され早いフェージングに追従できることが挙げられる。しかし、A局の送信電力を自局の受信電力に基づいて制御するだけでは、B局の送信電力が正常に制御されず、A局の受信電界が低下し、信号品質の劣化が生じることがある。
【0050】
図7は、A局が自局の受信電力に基づいて送信電力制御を行う場合のタイムチャートである。図7(a)は、伝播ロスに伴うA局の受信電力に対するA局の送信電力制御を示すタイムチャートである。図7(b)は、伝播ロスに伴うB局の受信電力に対するB局の送信電力制御を示すタイムチャートである。
【0051】
図7によると、降雨などにより伝播ロスが増大し、A局およびB局の受信電界がともに低下していく。そして、A局は受信電力が既定されたしきい値以下になったときから、送信電力を最小送信電力から1dB単位で上げていく。B局は、降雨により受信電力が低下するが、A局が送信電力を増大したため、既定されたしきい値以下にならないため、送信電力を最小電力に制御したままの状態となる。さらに伝播ロスが増大しても、同様の動作が繰り返されるため、A局の送信電力が制御できる最大電力まで、B局の送信電力は最小電力に制御されたままとなる。この結果、A局の受信電界が低下し、サーマルノイズの影響による信号品質の劣化が生じる。
【0052】
ここで、COMP&TIMER54aは、送信方向(A局→B局)の伝播ロス(|TPWR DATA−A|−|RPWR DATA−B|)と、受信方向(A局←B局)の伝播ロス(|TPWR DATA−B|−|RPWR DATA−A|)とをそれぞれ算出して2つのレベル差を求め、A局が自局の受信電力の低下を検出したとき、レベル差が小さい伝播路障害の場合には、自局の送信電力を既定の時間固定した後に受信電力の低下に応じて段階的に増大する制御を行う。
【0053】
この制御は、A局が送信電力を増大するときに既定の時間固定した後上げ幅を段階的に行うことにより、B局が送信電力の上げ幅を段階的に増大する制御を行った後、不足分をA局が送信電力を増大するため、一方だけが送信電力を増大することを防ぐことができる。さらに伝播ロスが増大した場合も、同様の動作を行い、A局のみが送信電力を増大することがなくバランスのとれた制御ができる。したがって、フェージングの変化に追従しながら、降雨によるA局の受信電力の低下を防止でき、A局、B局いずれにおいても信号品質の劣化を防ぐことができる。一方、レベル差が大きい機器故障の場合には、前述と同様に、A局およびB局が送信電力を強制的に既定された送信電力に固定する制御を行う。
【0054】
また、制御部内のCOMP&TIMERをCPUにすることができる。図8は、図1に示す制御部にCPUを用いた構成を示すブロック図である。
【0055】
図8によると、CPU57aは、双方向の伝播ロスの時間的変化を監視することにより、伝播路障害か機器故障かを早く見極めることができる。特に選択性フェージングの場合、伝播路の状態による受信電力の低下がある周波数、すなわち共振周波数(以降“ノッチ”と呼ぶ)で現れることがある。その際、対向間で通信している周波数に長時間にわたりノッチが入った場合、COMP&TIMER54aではアラーム検出時間(ALM検出区間)が長く設定されていると機器故障と判定してしまう。しかし、CPU57aでは、伝播ロスの時間的変化を監視することにより、ゆっくりと減衰していく選択性フェージングとある時突然受信電力が低下する機器故障の検出とを、短時間で判定することができる。
【0056】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の送信電力制御方法及び送信電力制御装置によれば、自局および相手局で送信電力と受信電力とをそれぞれ監視して、伝播路障害か機器故障かを判定し、受信電力の低下が生じた際、機器故障の場合は送信電力を強制的に既定の送信電力に制御することにより、機器故障による他回線への干渉を防ぐことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の送信電力制御装置の一つの実施の形態を示すブロック図である。
【図2】図1に示す制御部の構成を示すブロック図である。
【図3】降雨による受信電力の低下に対する送信電力の制御を示すタイムチャートである。
【図4】選択性フェージングによる受信電力の低下に対する送信電力の制御を示すタイムチャートである。
【図5】A局の受信部故障による受信電力の低下に対する送信電力の制御を示すタイムチャートである。
【図6】A局が自局の受信電力に基づいて送信電力制御を行う場合の制御部のブロック図である。
【図7】A局が自局の受信電力に基づいて送信電力制御を行う場合のタイムチャートである。
【図8】図1に示す制御部にCPUを用いた構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
10a、10b 変調部(MOD−ENC)
20a、20b 送信部(TX)
30a、30b 受信部(RX)
40a、40b 復調部(DEM−DEC)
50a、50b 制御部(ATPC CONT)
60a、60b アンテナ
51a CONV
52a DATA CONV
53a DATA CONV
54a COMP&TIMER
55a TPWR CONT
56a CONV[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission power control method and a transmission power control apparatus in a wireless communication system, and in particular, determines whether a propagation path failure or a device failure by monitoring the transmission power and reception power of both the local station and the partner station, The present invention relates to a transmission power control method and a transmission power control apparatus for forcibly controlling transmission power to a predetermined transmission power in the case of equipment failure when reception power is reduced.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in this type of transmission power control device, the local station responds to a decrease in received power due to weather conditions such as fading in radio wave propagation in the microwave band when the local station receives radio waves at the other station, for example. By controlling the transmission power, it is possible to prevent a decrease in received power at the partner station and to avoid signal quality degradation.
[0003]
In recent years, when rain or selective fading occurs, controlling transmission power not only prevents signal quality deterioration due to space propagation loss, but also during steady periods when no rain or fading occurs. By reducing the transmission power to such an extent that the signal quality does not deteriorate, the line quality is improved and the power consumption is reduced, such as reducing interference with other adjacent transmission signals or preventing signal quality deterioration due to nonlinear distortion of the transmitter. There is a demand for transmission power control that realizes
[0004]
There are roughly two methods for performing the transmission power control. One is a method for controlling the transmission power based on the received power of the own station, and the other is a method for controlling the transmission power based on the received power information transmitted from the partner station. In both systems, when a failure occurs in which the receiving system decreases with respect to the required gain, it is assumed that the propagation loss has increased. By increasing the transmission power, interference with other adjacent transmission signals and the transmission power amplifier There is a problem that signal quality is deteriorated due to nonlinear distortion. Furthermore, the method of controlling the transmission power based on the reception power information transmitted from the latter partner station is not effective in controlling the transmission unit of the partner station, so that the reception electric field of the own station is reduced and the signal quality is deteriorated. There was a problem that occurred.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional transmission power control device described above, when a failure occurs such that the reception system decreases with respect to the required gain, it is assumed that the propagation loss has increased, and by increasing the transmission power, the adjacent other transmission signal Signal quality degradation due to interference and non-linear distortion of the transmit power amplifier.
[0006]
Furthermore, in the case of a method for controlling the transmission power of the own station based on the received power information transmitted from the counterpart station, the reception field of the own station remains lowered because the transmission unit of the counterpart station is not normally controlled. It has the disadvantage that signal quality is degraded.
[0007]
An object of the present invention is to determine whether a propagation path failure or a device failure by monitoring transmission power and reception power at each of the local station and the partner station in order to eliminate such conventional drawbacks. An object of the present invention is to provide a transmission power control apparatus for forcibly controlling transmission power to a predetermined transmission power in the case of a device failure when a reduction occurs.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
Book The transmission power control method of the invention is a transmission power control method for controlling the transmission power of the local station based on the reception power of the counterpart station, and monitors the transmission power and the reception power of the local station and the counterpart station, Calculate the attenuation including bi-directional propagation loss to determine the level difference, determine the propagation speed failure or equipment failure based on the rate of change of each attenuation or the level difference, and receive power of the partner station In the case of a propagation path failure where the level difference is small, the local station increases the transmission power in response to a decrease in the reception power of the partner station, and in the case of a device failure where the level difference is large The self station and the partner station perform control to forcibly fix the transmission power to a predetermined transmission power.
[0010]
Further, the transmission power control method of the present invention is a transmission power control method for controlling the transmission power of the local station based on the reception power of the local station, monitoring the transmission power and the reception power of the local station and the partner station, Attenuation amount including bidirectional propagation loss is calculated by monitoring information to obtain a level difference, and it is determined whether a propagation path failure or a device failure based on the speed of change of each attenuation amount or the level difference. In the case of a propagation path failure where the level difference is small, The transmission power of your station After fixing for a predetermined time Self In the case of a device failure that increases stepwise in response to a decrease in received power of the station and the level difference is large, the local station and the other station perform control to forcibly fix the transmission power to the predetermined transmission power. It is characterized by that.
[0011]
The transmission power control apparatus of the present invention is a transmission power control apparatus that controls transmission power based on the reception power of the local station or the counterpart station, and that transmits an ATPC control signal including transmission power information and reception power information of the counterpart station. A receiver that receives and outputs the received power monitor signal of the own station; a demodulator that demodulates the output of the receiver; and received power information of the own station converted from the received power monitor signal of the own station or the output of the demodulator A control unit that outputs a transmission power control signal that increases transmission power when the reception power of the local station or the counterpart station decreases based on the reception power information of the counterpart station extracted from the local station, and the local station generated by the control unit Based on the transmission power control signal after converting the modulation unit output into a transmission signal, and a modulation unit that takes in the transmission power information and the reception power information of the local station and outputs an ATPC control signal. A transmission unit that amplifies and outputs, and the control unit determines whether or not a propagation path failure is caused by the transmission power information and reception power information of the counterpart station, the transmission power information of the local station, and the reception power information of the local station. In the case of a propagation path failure, when the reception power of the local station or the partner station decreases, the transmission power increases according to the decrease of the reception power of the local station or the partner station. A power control signal is output, and in the case of equipment failure, the transmission power control signal that is fixed to a predetermined transmission power is output to the transmitter and a forced control signal that is notified to the other station is output. Yes.
[0012]
Further, the control unit calculates an attenuation amount including a bidirectional propagation loss based on the transmission power information and reception power information of the counterpart station and the transmission power information of the local station and the reception power information of the local station. A level difference is obtained, and when the level difference is within a predetermined range, a propagation path failure is determined, and when the level difference exceeds a predetermined value range, a device failure is determined.
[0013]
In addition, the control unit calculates an attenuation amount including a bidirectional propagation loss based on the transmission power information and reception power information of the counterpart station, the transmission power information of the local station, and the reception power information of the local station. Each time change is monitored, and when the time change is slow, a propagation path failure is judged, and when it is early, a device failure is judged.
[0014]
In addition, the control unit outputs the transmission power control signal for increasing the transmission power to the transmission unit in the case of a propagation path failure when a decrease in the reception power of the counterpart station occurs, and in the case of a device failure Is characterized by outputting the transmission power control signal fixed to a predetermined transmission power to the transmission unit and simultaneously outputting a compulsory control signal for notifying the other station to the modulation unit.
[0015]
In addition, when the reception power of the local station is reduced, the control unit The transmission power of your station After fixing for a preset time Self The transmission power control signal that increases stepwise in response to a decrease in the reception power of the station is output, and in the case of equipment failure, the transmission power control signal that is fixed to the transmission power that is predetermined for the transmission unit In addition to outputting, a compulsory control signal for notifying the other station of the modulation unit is simultaneously output.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a transmission power control apparatus according to the present invention.
[0017]
In the present embodiment shown in FIG. 1, in the A station, a modulation unit (MOD-ENC) 10a, a transmission unit (TX) 20a, a reception unit (RX) 30a, a demodulation unit (DEM-DEC) 40a, and a control unit (ATPC CONT) ) 50a, and the B station includes a modulation unit (MOD-ENC) 10b, a transmission unit (TX) 20b, a reception unit (RX) 30b, a demodulation unit (DEM-DEC) 40b, and a control unit (ATPC CONT) 50b. Has been. 60a is an A station side antenna, and 60b is a B station side antenna.
[0018]
Next, the operation of the transmission power control apparatus according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. 1 and FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the control unit shown in FIG. In FIG. 1, the A station and the B station have the same configuration, and the following description will be made with the A station as the own station and the B station as the partner station.
[0019]
According to FIG. 1, first, the B station monitors the received power from the A station, and the received power monitor voltage (RPWR MON-B) output from the receiving
[0020]
The A station demodulates the ATPC control signal received from the B station by the demodulator 40a, and then extracts the transmission power information (TPWR DATA-B) and the received power information (RPWR DATA-B) by the
[0021]
Further, the A station converts its own transmission power information (TPWR DATA-A) and received power information (RPWR DATA-A) into transmission data by the modulation unit 10a, and the B station via the
[0022]
In this way, station A and station B can perform transmission power control on the basis of the mutual received power information.
[0023]
Next, the operation of transmission power control will be described based on the configuration of the control unit.
[0024]
According to FIG. 2, the
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The COMP &
[0029]
The
[0030]
The CONV 56a converts the transmission power information (TPWR DATA-A) output from the
[0031]
Therefore, the
[0032]
Also, in the steady state where there is no rainfall or fading, when the reception power is reduced due to equipment failure, the A station and the B station forcibly fix the transmission power to a predetermined transmission power, for example, the minimum transmission power. Therefore, it is possible to prevent signal quality from being deteriorated due to interference with other adjacent transmission signals and nonlinear distortion of the transmission power amplifier.
[0033]
Next, transmission power control according to the present embodiment will be described using a time chart. FIG. 3 is a time chart showing transmission power control with respect to a decrease in received power due to rainfall. FIG. 4 is a time chart illustrating transmission power control with respect to a decrease in reception power due to selective fading. FIG. 5 is a time chart showing transmission power control with respect to a decrease in received power due to a failure in the receiving section of station A.
[0034]
3, 4, and 5, the propagation loss is the attenuation amount including the propagation loss of the transmission path, that is, the difference between the transmission power information and the reception power information. As a reference, the increasing direction of attenuation is shown in accordance with the decreasing direction of received power.
[0035]
First, control of the transmission power of the own station in response to a decrease in received power of the partner station due to rain will be described. FIG. 3A is a time chart showing the transmission power control of the A station with respect to the reception power of the B station due to propagation loss. FIG. 3B is a time chart showing the transmission power control of the B station with respect to the reception power of the A station accompanying the propagation loss. FIG. 3C is a time chart showing a COMP (comparison) output.
[0036]
In the case of rain, as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b), the received power decreases for both the A station and the B station as the bidirectional propagation loss increases. Then, in the A station, when the reception power of the B station becomes equal to or less than a predetermined threshold value, control is performed to increase the transmission power of the A station every 1 dB, for example, in accordance with a decrease in the reception power of the B station. Similarly, in the B station, when the received power of the A station becomes equal to or lower than a predetermined threshold, the transmission power of the B station is similarly increased by 1 dB in response to a decrease in the received power of the A station. I do.
[0037]
Here, the COMP &
[0038]
Next, control of the transmission power of the local station with respect to a decrease in the reception power of the counterpart station due to selective fading will be described. FIG. 4A is a time chart showing the transmission power control of the A station with respect to the reception power of the B station accompanying the propagation loss. FIG. 4B is a time chart showing the transmission power control of the B station with respect to the reception power of the A station accompanying the propagation loss. FIG. 4C is a time chart showing a COMP (comparison) output.
[0039]
As shown in FIG. 4A, the received power of the station B is less than a predetermined threshold value although there is little influence of selective fading and there is some propagation loss. Therefore, the transmission power of station A remains controlled to a predetermined transmission power, for example, the minimum transmission power.
[0040]
On the other hand, as shown in FIG. 4 (b), the reception power of the station A is greatly affected by selective fading, and the reception power decreases to a threshold value or less, and the transmission power control of the station B is performed. .
[0041]
Here, the COMP &
[0042]
However, since selective fading is generally temporary, if an ALM detection interval due to selective fading stops within the TIMER interval by setting an arbitrary duration (TIMER interval), COMP &
[0043]
Next, control of the transmission power of the own station in response to a decrease in the reception power of the partner station due to a failure of the receiving unit of the own station will be described. FIG. 5A is a time chart showing transmission power control of the A station with respect to reception power of the B station due to propagation loss. FIG. 5B is a time chart showing the transmission power control of the B station with respect to the reception power of the A station accompanying the propagation loss. FIG. 3C is a time chart showing a COMP (comparison) output.
[0044]
First, as shown in FIG. 5 (a), the reception power of station B is stable without attenuation due to rain or fading, does not fall below a predetermined threshold, and the transmission power of station A is controlled to the minimum transmission power. Has been.
[0045]
Next, as shown in FIG. 5B, the station A in which the receiving
[0046]
Here, the COMP &
[0047]
In the above description, the transmission power control of the A station is performed based on the reception power of the B station, but the A station can also control the transmission power based on the reception power of the own station. FIG. 6 is a block diagram of a control unit when station A performs transmission power control based on the received power of the local station.
[0048]
According to FIG. 6, the COMP &
[0049]
Usually, transmission / reception transmission between the A station and the B station uses a plurality of frequencies in the same frequency band and at regular intervals. Thereby, it is assumed that the propagation loss due to rainfall has a correlation regardless of the frequency, and a method of controlling the transmission power of the station A based on the reception power of the own station may be employed. The advantage is that the configuration is simplified and fast fading can be followed. However, if the transmission power of station A is only controlled based on the reception power of the own station, the transmission power of station B is not normally controlled, and the reception electric field of station A is lowered, resulting in signal quality degradation. is there.
[0050]
FIG. 7 is a time chart when station A performs transmission power control based on the received power of the local station. FIG. 7A is a time chart showing the transmission power control of the A station with respect to the reception power of the A station accompanying the propagation loss. FIG. 7B is a time chart showing the transmission power control of the B station with respect to the reception power of the B station accompanying the propagation loss.
[0051]
According to FIG. 7, the propagation loss increases due to rain or the like, and both the received electric fields at station A and station B decrease. Then, the station A increases the transmission power from the minimum transmission power in units of 1 dB when the reception power becomes equal to or less than the predetermined threshold value. Although the reception power of the station B decreases due to the rain, the station A increases the transmission power, and therefore does not fall below a predetermined threshold value, so that the transmission power remains controlled to the minimum power. Even if the propagation loss further increases, the same operation is repeated. Therefore, the transmission power of the B station remains controlled to the minimum power up to the maximum power that can control the transmission power of the A station. As a result, the reception electric field of station A is lowered, and signal quality is deteriorated due to the influence of thermal noise.
[0052]
Here, the COMP &
[0053]
In this control, when the station A increases the transmission power after a predetermined time is fixed, the increase amount is increased in stages, so that the station B performs the control to increase the increase amount of the transmission power in stages, and then the shortage amount is increased. Since the station A increases the transmission power, it is possible to prevent only one of the stations from increasing the transmission power. Further, when propagation loss increases, the same operation is performed, and only station A can perform balanced control without increasing transmission power. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in received power of the A station due to rain while following changes in fading, and it is possible to prevent deterioration in signal quality in both the A station and the B station. On the other hand, in the case of a device failure with a large level difference, the station A and the station B perform control to forcibly fix the transmission power to a predetermined transmission power, as described above.
[0054]
Moreover, COMP & TIMER in a control part can be made into CPU. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration in which a CPU is used in the control unit shown in FIG.
[0055]
According to FIG. 8, the
[0056]
【The invention's effect】
As described above, according to the transmission power control method and the transmission power control apparatus of the present invention, the transmission power and the reception power are monitored by the local station and the partner station, respectively, and it is determined whether a propagation path failure or a device failure. When the reception power is reduced, in the case of a device failure, the transmission power is forcibly controlled to a predetermined transmission power, so that it is possible to prevent interference with other lines due to the device failure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a transmission power control apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control unit shown in FIG.
FIG. 3 is a time chart showing transmission power control with respect to a decrease in received power due to rainfall.
FIG. 4 is a time chart showing transmission power control with respect to a decrease in reception power due to selective fading.
FIG. 5 is a time chart showing transmission power control with respect to a decrease in received power due to a failure in a receiving section of station A.
FIG. 6 is a block diagram of a control unit when station A performs transmission power control based on the received power of the own station.
FIG. 7 is a time chart when station A performs transmission power control based on the received power of the own station.
8 is a block diagram showing a configuration in which a CPU is used in the control unit shown in FIG.
[Explanation of symbols]
10a, 10b Modulator (MOD-ENC)
20a, 20b Transmitter (TX)
30a, 30b receiver (RX)
40a, 40b Demodulator (DEC-DEC)
50a, 50b Control unit (ATPC CONT)
60a, 60b antenna
51a CONV
52a DATA CONV
53a DATA CONV
54a COMP & TIMER
55a TPWR CONT
56a CONV
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