JP3631601B2 - Mobile communication system transmission power control method and apparatus for implementing the same - Google Patents
Mobile communication system transmission power control method and apparatus for implementing the same Download PDFInfo
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動通信システムの基地局と移動端末との間の送信電力を制御する移動通信システム送信電力制御方法及び装置に関する。特に、TDD−SS(Time Division Duplex−Spread Spectrum)方式の移動通信システム(CDMA/TDD)またはFDD−SS(Frequency Division Duplex−Spread Spectrum)方式の移動通信システム(CDMA/FDD)の基地局と移動端末との間で受信される信号の変動に応じて送信電力を制御する移動通信システム送信電力制御方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、FDD−SS方式の移動通信システム(CDMA/FDD)において、基地局と移動端末との間で無線通信によりデータの送受信を行う場合、移動端末から基地局へ信号を送信する上り回線と基地局から移動端末へ信号を送信する下り回線とでは異なる搬送周波数が使用されている。
【0003】
基地局と移動端末との間で送受信される信号は、基地局と移動端末との距離や基地局と移動端末との間に存在する障害物により減衰すると共に、直接波と反射波との干渉等により生じるフェージングによって変動する。このフェージングによる変動を補正するためにFDD−SS方式の移動通信システムでは、閉ループによる送信電力の制御が行われている。例えば、IS−95規格は端末の送信電力を制御するCDMA/FDD方式の上り送信電力制御が適用されている。
【0004】
これらCDMA/FDD、CDMA/TDD方式を問わず移動端末と基地局間の伝送路で送信電力制御を行う場合、次の問題がある。すなわち、ある移動局との間でフェージングにより一時的に伝送路の減衰量が大きくなったとき、基地局はその移動局に対して非常に大きな電力で信号を送信するよう送信電力を制御することにより、他の移動局との交信に妨害を与える。また、逆に移動局の送信電力が法外に大きくなった場合も、他の基地局と基地局との交信に妨害を与える。
【0005】
さらにCDMA/FDD移動通信システムでは、基地局で得られた上り電力制御情報により移動端末で上り回線の送信電力を制御し、移動端末で得られた下り電力制御情報により基地局で下り回線の送信電力を制御するという閉ループによる送信電力の制御を行っている為、送信電力の制御に遅延が生じるという問題があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主目的は、送信電力の浪費と他の局への妨害を防止することが可能なCDMA移動通信システムの送信電力制御方法及び装置を提供することである。
【0007】
本発明の他の目的は、上り回線、または下り回線に発生する信号の変化の補正を高速に行うことが可能なCDMA移動通信システムの送信電力制御方法及び装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明では、基地局と移動局との間で送信される信号の電力を制御するため、基地局/移動局の一方は、下り回線又は上り回線に発生している信号の変化を検出し、検出した信号の変化から上り回線又は下り回線に発生する信号の変化を補正する電力制御情報を生成して他方に通知する。通知された電力制御情報により上り回線又は下り回線で送信される送信電力の補正をするが、このとき補正すべき送信電力値と所定許容補正値を比較し、送信電力値が所定許容値よりも大きい場合には、送信を一時的に停止し、送信電力値が所定許容値以下を示すとき、送信電力を補正する。かかる概念は、基地局と移動局間でデータパケットの信号を送信する場合に特に有用である。この概念は、パケット移動体通信においては、音声サービスと異なり、パケット信号の送信電力が所定値以上を要求され他に妨害を与えるときは、その送信を一時停止して、所定遅延後に送信しても通信は損われず、むしろ全体として通信効率を上げることができる、との本発明者らの知見に基づくものである。
【0009】
上記目的を達成するための、代表的な本発明の態様はつぎのとおりである。
【0010】
(1)移動通信システム送信電力制御方法において、補正すべき送信電力値と最大許容補正値とを比較し、補正すべき送信電力値が最大許容補正値よりも大きいときに送信を一時的に停止し、前記生成された電力制御情報が最大許容補正値以下のときに送信電力の補正を行う。
【0011】
以上の様に、前記移動通信システム送信電力制御方法によれば、生成された電力制御情報が最大許容補正値よりも大きいときに送信を一時的に停止し、電力制御情報が最大許容補正値以下となったときに送信を行うので、送信電力の浪費を防止することが可能である。
【0012】
(2)基地局との移動端末との間で送信される信号の電力を制御する移動通信システム送信電力制御方法において、基地局から移動端末への下り回線に発生している信号の変化を検出して前記検出した信号の変化から上り回線に発生する信号の変化を補正する電力制御情報を生成し、前記生成された電力制御情報により移動端末から基地局への上り回線で送信される信号の送信電力を補正し、送信電力を補正した前記送信信号と共に前記送信電力を補正した電力制御情報を移動端末から基地局へ送信する。
【0013】
これは、検出した下り回線の信号の変化が、上り回線でも同様に発生するものと推定するものであり、CDMA/TDD方式に特に有効な電力制御方法である。移動端末から基地局への上り回線に発生する信号の変化の補正を高速に行うことが可能であるという利点がある。
【0014】
【発明の実施の形態】
CDMA/TDD移動通信システムにおいて、基地局と移動端末との間で通信を行う際の送信電力を制御する第一の実施形態について説明する。
【0015】
図1に本実施形態の移動通信システムの概略構成図をブロック図により示す。本実施形態のCDMA/TDD移動通信システムは、基地局100と移動端末110を含み、通信回線120によって交信する。通信回線120は、上り回線121と下り回線122とを含み、上り回線121と下り回線122との間には回線間での混信を防止するためのガードタイム123が設定されている。通信回線120の搬送周波数124はfcである。基地局は通信回線120を時分割で上り回線121と下り回線122に割り当てる。上り回線121及び下り回線122により基地局100と移動端末110とが接続される。
【0016】
基地局100は、下り送信電力設定部101、下り電力制御情報比較部102、下り電力制御情報生成部103、電力制御情報受信部104を含む。
【0017】
下り送信電力設定部101は、下り電力制御情報比較部102の比較結果に応じて、下り回線122で基地局100が送信する送信電力を設定する。
【0018】
下り電力制御情報比較部102は、下り電力制御情報生成部103によって生成された下り回線122の電力制御情報が基地局100の最大許容補正値よりも大きいかどうかを比較する。
【0019】
下り電力制御情報生成部103は、上り回線121上の信号(フェージング)情報と、移動端末110から送信された電力制御情報とを用いて、下り回線122の電力制御情報を生成する。上り回線121の信号は移動端末110によって補正されているので、下り電力制御情報生成部103では、移動端末110から送信された電力制御情報を用いて上り回線121の信号の補正前の値を算出し、下り回線122の電力制御情報を生成する。
【0020】
電力制御情報受信部104は、移動端末110から送信された電力制御情報を受信する。
【0021】
移動端末110は、上り送信電力設定部111、上り電力制御情報比較部112、上り電力制御情報生成部113、電力制御情報送信部114を含む。
【0022】
上り送信電力設定部111は、上り電力制御情報比較部112の比較結果に応じて、上り回線121の送信電力を設定する。設定された上り回線121の送信電力は移動端末110から上り回線121により送信される。
【0023】
上り電力制御情報比較部112は、上り電力制御情報生成部113によって生成された上り回線121の電力制御情報が移動端末110の最大許容補正値よりも大きいかどうかを比較する。
【0024】
上り電力制御情報生成部113は、下り回線122上の信号(フェージング)情報を用いて、上り回線121の電力制御情報を生成する。
【0025】
電力制御情報送信部114は、上り送信電力設定部111によって設定された上り回線121の電力制御情報を基地局100に送信する。
【0026】
図2に、基地局100の概略構成をブロック図により示す。基地局100は、CPU201と、メモリ202と、ディスプレイ装置203と、入出力装置204と、ディジタルシグナルプロセッサ(DSP)205と、移動通信交換局インタフェース部206と、アンテナ210と、パイロットチャネル変調器211と、応答チャネル変調器212と、伝送チャネル変調器213と、予約チャネルマッチドフィルタ214〜215と、伝送チャネルマッチドフィルタ216〜217と、擬似雑音符号発生器(PN符号発生器)218と、加算器220〜221と、乗算器230〜231と、TDDスイッチ240とを含む。
【0027】
基地局全体の動作を制御するCPU201と、基地局全体の動作を制御する制御プログラムをロードするメモリ202と、基地局の動作状態を表示するディスプレイ装置203と、基地局への動作の指示等の入出力処理を行う入出力装置204と、移動端末110との通信処理を制御するDSP205と、移動通信交換局に接続する移動通信交換局インタフェース部206とはバスを介し接続されている。
【0028】
基地局100は、TDD−SSにより移動端末110との通信を行うため、基地局100と移動端末110との間には、同一の搬送周波数124を使用するパイロットチャネル、予約チャネル、応答チャネル及び伝送チャネルが形成されている。この様子は図4により後述する。
【0029】
DSP205は、下り送信電力設定部101、下り電力制御情報比較部102、下り電力制御情報生成部103及び電力制御情報受信部104を備えている。また、DSP205には、パイロットチャネル変調器211と、応答チャネル変調器212と、伝送チャネル変調器213と、予約チャネルマッチドフィルタ214〜215と、伝送チャネルマッチドフィルタ216〜217と、PN符号発生器218と、TDDスイッチ240とが接続されている。
【0030】
パイロットチャネル変調器211は、パイロット信号を送信するパイロットチャネルの変調を行う変調器であり、応答チャネル変調器212は、移動端末110から受信した予約パケットへ応答する応答パケットを送信する応答チャネルの変調を行う変調器であり、伝送チャネル変調器213は、データパケットを送信する複数の伝送チャネルの変調を行う変調器である。変調されたパイロット信号、変調された応答パケット、変調されたデータパケットは、加算器220、221により重畳され、乗算器230及びTDDスイッチ240を介してアンテナ210から移動端末110に送信される。
【0031】
予約チャネルマッチドフィルタ214〜215は、移動端末110から送信された予約パケットを受信するフィルタであり、伝送チャネルマッチドフィルタ216〜217は、移動端末110から送信されたデータパケットを受信するフィルタである。受信された予約パケット、データパケットは、DSP205で処理される。
【0032】
PN符号発生器218は、パイロットチャネル、予約チャネル、応答チャネル及び伝送チャネルの各チャネルで使用するPN符号を発生する符号発生器である。
【0033】
TDDスイッチ240は、DSP205が出力するTDDタイミングに従って、上り回線121及び下り回線122の送受信タイミングを切り替えるスイッチである。
【0034】
移動端末110から送信された電力制御情報は、予約/伝送チャネルマッチドフィルタ214〜215、216〜217を介してDSP205の電力制御情報受信部104に入力される。また、DSP205の下り送信電力設定部101により設定された電力制御信号は、パイロットチャネル変調器211、応答チャネル変調器212及び伝送チャネル変調器213に入力される。
【0035】
図3に移動端末110の概略構成をブロック図により示す。移動端末110は、CPU301と、メモリ302と、ディスプレイ装置303と、入出力装置304と、DSP305と、アンテナ310と、予約チャネル変調器311と、伝送チャネル変調器312と、パイロットチャネル復調器313と、応答チャネル復調器314と、伝送チャネル復調器315と、疑似雑音符号発生器(PN符号発生器)316と、フェージング対電力制御部317と、加算器320と、乗算器330及び331とTDDスイッチ340とを有している。
【0036】
また、装置全体の動作を制御するCPU301と、制御プログラムをロードするメモリ302と、動作状態を表示するディスプレイ装置303と、送受信するデータの入出力処理を行う入出力装置304と、移動端末110との通信処理を制御するDSP305とはバスを介して接続されている。
【0037】
DSP305は、上り送信電力設定部111、上り電力制御情報比較部112、上り電力制御情報生成部113及び電力制御情報送信部114を備えている。
【0038】
また、DSP305には、予約チャネル変調器311と、伝送チャネル変調器312と、パイロットチャネル復調器313と、応答チャネル復調器314と、伝送チャネル復調器315と、PN符号発生器316と、フェージング対電力制御部317と、TDDスイッチ340とがバスを介して接続されている。
【0039】
予約チャネル変調器311は、送信するデータパケットがあることを基地局100に知らせて伝送チャネルを予約するための予約パケットを送信する予約チャネルの変調を行う変調器であり、伝送チャネル変調器312は、データパケットを送信する複数の伝送チャネルの変調を行う変調器である。変調された予約パケットとデータパケットは、加算器320で重畳され、乗算器330、フェージング対電力制御部317及びTDDスイッチ340を介してアンテナ310から基地局100に送信される。
【0040】
パイロットチャネルの復調器313は、送信されたパイロット信号の復調を行う復調器であり、受信されたパイロット信号の信号強度やパイロット信号が示すTDDタイミングは、DSP305に入力される。応答チャネル復調器314は、送信された応答パケットの復調を行う復調器であり、伝送チャネル復調器315は、送信されたデータパケットの復調を行う復調器である。
【0041】
PN符号発生器316は、パイロットチャネル、予約チャネル、応答チャネル及び伝送チャネルの各チャネルで使用する複数のPN符号を発生する符号発生器である。
【0042】
フェージング対電力制御部317は、DSP305で得られたフェージング情報を元に送信電力の制御を行う制御部であり、TDDスイッチ340は、DSP305が出力するTDDタイミングに従って、上り回線121及び下り回線122の送受信タイミングを切り替えるスイッチである。
【0043】
図4に、CDMA/TDD移動通信システムのデータ伝送の概要を模式的に示す。図4において、401〜403は予約パケット、411〜413は応答パケット、421〜423はデータパケット、431及び432はパイロット信号である。予約パケット401〜403、応答パケット411〜413、データパケット421〜423及びパイロット信号431及び432は、それぞれ、予約コード、応答コード、上り/下り伝送コード及びパイロットコードでスペクトル拡散されて、上り回線121及び下り回線122共に同一の搬送周波数124で送信される。搬送周波数124を用いた通信回線は、時分割により上り回線121及び下り回線122に分けられている。
【0044】
データ送信要求を有する移動端末110は、上り回線121を使用して基地局100に予約パケット401〜403を送信する。予約パケット401〜403を受信した基地局100は、各移動端末に割り当てる伝送チャネルを決定した後、下り回線122を使用して応答パケット411〜413を移動端末110に送信する。応答パケット411〜413を受信した移動端末110では、割り当てられた伝送チャネルによりデータパケット421〜423を基地局100に送信する。パイロット信号431,432は、下り回線122に割り当てられた時間のみの送信となる。
【0045】
図5に基地局100の送信電力制御の処理手順を示す。基地局100では、移動端末110から送信された電力制御情報と上り回線121の信号強度(フェージング情報)とに基づき下り回線122の送信電力を設定する。
【0046】
予約チャネルマッチドフィルタ214〜215または伝送チャネルマッチドフィルタ216〜217から予約チャネルまたは伝送チャネルの信号を入力する(ステップ501)。下り電力制御情報生成部103では、入力された信号のビット毎の信号強度を抽出し(ステップ502)、抽出された信号強度と電力制御情報受信部104により受信された移動端末110の電力制御情報とを使用して上り回線121のフェージングの推定を行う(ステップ503)。
【0047】
すなわち、上り回線121の信号は既に移動端末110により補正されているので、移動端末110から送信された電力制御情報の内のフェージングに関する情報を使用して前記入力した上り回線121の予約チャネルまたは伝送チャネルの信号強度を移動端末110での補正が行われる前の信号強度に戻した後、上り回線121のフェージングの推定を行う。
【0048】
下り電力制御情報生成部103は、さらにステップ503で推定されたフェージングを補正するのに必要な所要電力(送信電力)の計算を行う(ステップ504)。
【0049】
下り電力制御情報比較部102では、下り電力制御情報生成部103により算出された所要電力の値と、基地局100で補正可能な送信電力の最大値である最大許容補正値とを比較する(ステップ505)。ステップ505で所要電力値が最大許容補正値よりも大きい場合には、このスロットでの送信を行わず、次のスロットまで処理を停止し(ステップ506)、次のスロットでステップ502より同様の処理を行う。ステップ505で所要電力値が最大許容補正値以下である場合には、下り送信電力設定部101では、所要電力値に従って、下り回線122の送信電力の設定を行う(ステップ507)。
【0050】
図6に、移動端末110の送信電力制御の処理手順を示す。移動端末110では、基地局100から送信されたパイロット信号を受信して上り回線121の送信電力を設定し、また、送信電力を制御するのに使用した電力制御情報を基地局100に送信する。
【0051】
基地局100から送信されたパイロット信号をパイロットチャネル復調器313で受信してDSP305に入力する(ステップ601)。上り電力制御情報生成部113では、入力したパイロット信号の信号強度を抽出し(ステップ602)、受信したパイロット信号を送信する特定の時間であるタイムスロット期間又はパケットを送信する特定の時間であるパケット期間について、前記抽出された信号強度を積分し(ステップ603)、積分値から、距離によるパイロット信号の減衰又は障害物によるパイロット信号の減衰であるシャドウイング減衰の値を計算する(ステップ604)。ステップ604で算出された減衰を補正する補正値を計算する(ステップ605)。
【0052】
また、上り電力制御情報生成部113では、ステップ602で抽出されたパイロット信号のビット毎の信号強度からパイロット信号に生じているフェージングを推定し(ステップ606)、推定されたフェージングを補正する補正値を計算する(ステップ607)。
【0053】
上り電力制御情報比較部112では、上り電力制御情報生成部113により算出されたフェージングの補正に必要な送信電力の値と、移動端末110で補正可能な送信電力の最大値である最大許容補正値とを比較する(ステップ608)。上り電力制御情報生成部113により算出された所要電力の値が最大許容補正値よりも大きい場合には、このスロットでの送信を行わず、次のスロットまで処理を停止し(ステップ609)、次のスロットでステップ602より同様の処理を行う。所要電力値が最大許容補正値以下である場合には、上り送信電力設定部111では、予め設定された複数の送信電力のレベルから、上り電力制御情報生成部113により算出された所要電力に最も近い送信電力のレベルを選択する(ステップ610)。そして、ステップ605で算出された距離またはシャドウィングによる減衰を補正する補正値及びステップ610で選択された送信電力のレベルに従って、上り回線121の送信電力の設定を行う(ステップ611)。
【0054】
また、上り電力制御情報生成部113では、ステップ603で得られたパイロット信号のスロット又はパケット期間の積分値からC/I(Carrier / Interference)の値を求め(ステップ612)、電力制御情報送信部114は、ステップ611で設定された送信電力設定値と、ステップ612で得られたC/Iとを電力制御情報として、基地局100に送信する(ステップ613)。
【0055】
次に、本発明をCDMA/FDD移動通信システムに適用した他の実施形態を図7〜9を参照して説明する。
【0056】
CDMA/FDD移動通信システムは、基地局700と移動端末710とを含み、上り搬送周波数724により形成される上り回線721と、下り搬送周波数725により形成される下り回線722により基地局700と移動端末710とは接続されている。また、上り/下り搬送周波数には混信を防止するためガード周波数723が設定されている。
【0057】
基地局700は下り回線722によりパイロット信号を送信しており、移動端末710ではパイロット信号を受信し、下り電力制御情報生成部712により下り回線722のパイロット信号の受信強度を測定することにより伝搬路の減衰量及びフェージングの状態を測定し、下り回線722の送信電力を制御する下り電力制御情報を生成する。下り電力制御情報送信部711では、生成した下り電力制御情報を上り回線721を介して基地局700に送信する。
【0058】
基地局700の下り電力制御情報受信部701は、移動端末710から送信された下り電力制御情報を受信し、下り送信電力設定部702に渡す。下り送信電力設定部702では、前記受信した下り電力制御情報を用いて下り回線722の送信電力を設定する。
【0059】
また、基地局700の上り電力制御情報生成部703は、移動端末710から送信された上り回線721上の信号を受信すると、上り回線721上の信号のフェージング等の状態を測定し、上り回線721の送信電力を制御する上り電力制御情報を生成する。上り電力制御情報送信部704では、生成した上り電力制御情報を下り回線722を介して移動端末710に送信する。
【0060】
移動端末710の上り電力制御情報受信部714は、基地局700から送信された上り電力制御情報を受信し、上り送信電力設定部713に渡す。上り送信電力設定部713は、前記受信した上り電力制御情報を用いて上り回線721の送信電力を設定する。
【0061】
図8に、他の実施形態における基地局700の送信電力制御の処理手順を示す。基地局700では、移動端末710から送信された下り電力制御情報により下り回線722の送信電力を設定し、また、上り回線721上の信号フェージング等の状態を測定して上り電力制御情報を生成し、移動端末710に送信している。
【0062】
下り電力制御情報受信部701は、移動端末710から上り回線721によって送信された下り電力制御情報を受信する(ステップ801)。下り送信電力算出部705では、移動端末710から送信された下り電力制御情報を使用して所要の送信電力の計算を行う。下り電力制御情報比較部706では、下り送信電力算出部705により生成された送信電力の補正に必要な所要電力の値と基地局700で補正可能な送信電力の最大値である最大許容補正値と比較する(ステップ802A)。
【0063】
比較処理802Aの結果、下り電力制御情報に基づいて計算された所要送信電力値が基地局700の最大許容補正値より大きいときは、その信号については送信を停止し(ステップ802B)、次のスロット又はパケットの期間での送信を試みる。送信処理を停止した後は、ステップ804以降の処理を行う。他方、計算された所要送信電力が最大許容補正値以下であれば、下り送信電力設定部702では、所要電力の値により送信電力を設定する(ステップ803)。
【0064】
上り電力制御情報生成部703では、移動端末710から送信された上り回線721上の信号を入力し(ステップ804)、入力した上り回線721の信号ビット毎の信号強度を抽出する(ステップ805)。さらに、抽出したビット毎の信号強度の変化から、移動端末710が送信した上り回線721の信号のフェージングを推定し、上り電力制御情報を生成する(ステップ806)。上り電力制御情報送信部704では、上り電力制御情報生成部703が生成した上り電力制御情報を下り回線722を介して移動端末710に送信する(ステップ807)。
【0065】
図9に、他の実施形態における移動端末710の送信電力制御の処理手順を示す。基地局700から送信された上り電力制御情報により上り回線721の送信電力を設定し、また、下り回線722上の信号のフェージング等の状態を測定して下り電力制御情報を生成し、基地局700に送信する。
【0066】
移動端末710は、基地局700から送信された下り回線722上のパイロット信号を受信する(ステップ901)。上り送信電力算出部715では、前記受信したパイロット信号のビット毎の信号強度を抽出し(ステップ902)、データを送信する特定の時間であるタイムスロット期間又はパケットを送信する特定の時間であるパケット期間について、前記抽出された信号強度を積分する(ステップ903)。上り送信電力算出部715では、さらに前記スロット又はパケット期間で積分された値から、距離によるパイロット信号の減衰又は障害物によるパイロット信号の減衰であるシャドウイング減衰の値を計算する(ステップ904)。
【0067】
一方、上り電力制御情報受信部714では、受信信号から上り送信電力制御情報を抽出する(ステップ905)。上り送信電力算出部715は、ステップ904で計算された距離によるパイロット信号の減衰または障害物によるパイロット信号の減衰とステップ905で抽出された電力制御情報とを使用して、上り回線721により送信する信号の所要送信電力を計算する(ステップ906)。上り電力制御情報比較部716では、上り送信電力算出部により算出された補正に必要な送信電力の値を、移動端末710で補正可能な送信電力の最大値である最大許容補正値と比較する(ステップ906A)。ステップ906Aで、上り送信電力算出部715により算出された所要電力の値と最大許容補正値とを比較した結果、所要電力値が、最大許容補正値よりも大きい場合には、移動端末710は次のスロット又はパケット時間まで送信処理を停止する。ステップ906Aで、所要電力値が最大許容補正値以下であるときは、上り送信電力設定部713は算出された所要電力値を上り回線721の送信電力として設定する。
【0068】
下り電力制御情報生成部712では、ステップ902で抽出されたパイロット信号のビット毎の信号強度とステップ904で計算された距離又はシャドウイング減衰の値を用いて、下り回線722のフェージングを推定し(ステップ908)、ステップ903の処理で得られたパイロット信号のスロット又はパケット期間の積分値からC/Iの値を求める(ステップ909)。
【0069】
下り電力制御情報送信部711は、ステップ908で推定されたフェージングの情報と、ステップ909で得られたC/Iとを下り電力制御情報として、上り回線721を使用して送信する(ステップ910)。
【0070】
第一の実施の形態、第二の実施の形態における比較処理における最大許容補正値の設定法としては、通信路の状態、例えば移動端末の速度に応じて上限値を動的に設定することができる。また、通信パケットのデータレートや要求されるサービス品質の違いに応じて設定することもできる。上記した各送信電力制御手順はプログラム化され対応処理プログラム部により、ソフトウエア様式でインプリメントすることもできる。
【0071】
以上、本発明を前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。
【0072】
【発明の効果】
本発明により、送信電力の浪費と他の局への妨害を防止することが可能なCDMA移動通信システムを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による移動通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図2】本実施形態の移動通信システムの基地局100の概略構成を示すブロック図である。
【図3】本実施形態の移動通信システムの移動端末110の概略構成を示すブロック図である。
【図4】本実施形態の移動通信システムのデータ伝送の概要を示す摸式図である。
【図5】本実施形態の移動通信システムの基地局100の送信電力制御の処理手順を示す図である。
【図6】本実施形態の移動通信システムの移動端末110の送信電力制御の処理手順を示す図である。
【図7】本発明の他の実施形態による移動通信システム概略構成を示す図である。
【図8】上記他の実施形態による移動通信システムの基地局700の送信電力制御の処理手順を示す図である。
【図9】上記他の実施形態による従来の移動通信システムの移動端末710の送信電力制御の処理手順を示す図である。
【符号の説明】
100,700…基地局、110,710…移動端末、120…通信回線、124…搬送周波数、201,301…CPU、202,302…メモリ、203,303…ディスプレイ装置、204,304…入出力装置、205,305…DSP、206…移動通信交換局インタフェース部、210,310…アンテナ、218,316…PN符号発生器、240…TDDスイッチ、317…フェージング対電力制御部、340…TDDスイッチ。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mobile communication system transmission power control method and apparatus for controlling transmission power between a base station and a mobile terminal of a mobile communication system. In particular, a TDD-SS (Time Division Duplex-Spread Spectrum) type mobile communication system (CDMA / TDD) or an FDD-SS (Frequency Division Duplex-Spread Spectrum) type mobile communication system (CDMA / FDD) mobile communication system (CDMA / FDD). The present invention relates to a mobile communication system transmission power control method and apparatus for controlling transmission power according to fluctuations in signals received between terminals.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in a FDD-SS mobile communication system (CDMA / FDD), when data is transmitted and received by radio communication between a base station and a mobile terminal, an uplink and a base that transmit signals from the mobile terminal to the base station A different carrier frequency is used in the downlink for transmitting a signal from the station to the mobile terminal.
[0003]
Signals transmitted and received between the base station and the mobile terminal are attenuated by an obstacle existing between the distance between the base station and the mobile terminal or between the base station and the mobile terminal, and interference between the direct wave and the reflected wave. It fluctuates due to fading caused by etc. In the FDD-SS mobile communication system, transmission power is controlled by a closed loop in order to correct fluctuation due to fading. For example, in the IS-95 standard, uplink transmission power control of a CDMA / FDD system that controls transmission power of a terminal is applied.
[0004]
When transmission power control is performed on a transmission path between a mobile terminal and a base station regardless of the CDMA / FDD and CDMA / TDD systems, there are the following problems. That is, when the attenuation of the transmission path temporarily increases due to fading with a certain mobile station, the base station controls the transmission power so that the mobile station transmits a signal with a very large power. This interferes with communication with other mobile stations. Conversely, when the transmission power of the mobile station becomes excessively large, it interferes with the communication between other base stations and the base station.
[0005]
Further, in a CDMA / FDD mobile communication system, uplink transmission power is controlled by a mobile terminal based on uplink power control information obtained at the base station, and downlink transmission is performed at the base station based on downlink power control information obtained at the mobile terminal. Since the transmission power is controlled by a closed loop for controlling the power, there is a problem that a delay occurs in the control of the transmission power.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
A main object of the present invention is to provide a transmission power control method and apparatus for a CDMA mobile communication system capable of preventing waste of transmission power and interference with other stations.
[0007]
Another object of the present invention is to provide a transmission power control method and apparatus for a CDMA mobile communication system capable of correcting a change in a signal generated on an uplink or a downlink at high speed.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, in order to control the power of the signal transmitted between the base station and the mobile station, one of the base station / mobile station detects a change in the signal generated in the downlink or uplink, From the detected signal change, power control information for correcting the signal change occurring in the uplink or downlink is generated and notified to the other. The transmission power transmitted on the uplink or downlink is corrected according to the notified power control information. At this time, the transmission power value to be corrected is compared with a predetermined allowable correction value, and the transmission power value is lower than the predetermined allowable value. If it is larger, the transmission is temporarily stopped, and the transmission power is corrected when the transmission power value is equal to or less than a predetermined allowable value. This concept is particularly useful when a data packet signal is transmitted between the base station and the mobile station. This concept is different from voice service in packet mobile communication. When the transmission power of a packet signal is required to exceed a predetermined value and interferes with others, the transmission is temporarily stopped and transmitted after a predetermined delay. However, this is based on the knowledge of the present inventors that communication efficiency is not impaired, and rather the overall communication efficiency can be increased.
[0009]
In order to achieve the above object, typical aspects of the present invention are as follows.
[0010]
(1) In the mobile communication system transmission power control method, the transmission power value to be corrected is compared with the maximum allowable correction value, and transmission is temporarily stopped when the transmission power value to be corrected is larger than the maximum allowable correction value. The transmission power is corrected when the generated power control information is equal to or less than the maximum allowable correction value.
[0011]
As described above, according to the mobile communication system transmission power control method, when the generated power control information is larger than the maximum allowable correction value, transmission is temporarily stopped, and the power control information is less than the maximum allowable correction value. Since transmission is performed at this time, waste of transmission power can be prevented.
[0012]
(2) In a mobile communication system transmission power control method for controlling the power of a signal transmitted between a base station and a mobile terminal, a change in the signal generated in the downlink from the base station to the mobile terminal is detected. And generating power control information for correcting a change in the signal generated on the uplink from the detected change in signal, and a signal transmitted on the uplink from the mobile terminal to the base station based on the generated power control information. The transmission power is corrected, and the power control information with the corrected transmission power is transmitted from the mobile terminal to the base station together with the transmission signal with the corrected transmission power.
[0013]
This is a power control method that is particularly effective for the CDMA / TDD system because it is estimated that the detected change in the downlink signal also occurs in the uplink. There is an advantage that it is possible to correct a change in signal generated in the uplink from the mobile terminal to the base station at high speed.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the CDMA / TDD mobile communication system, a first embodiment for controlling transmission power when communication is performed between a base station and a mobile terminal will be described.
[0015]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration diagram of a mobile communication system according to the present embodiment. The CDMA / TDD mobile communication system of this embodiment includes a
[0016]
[0017]
Downlink transmission
[0018]
The downlink power control
[0019]
Downlink power control
[0020]
The power control
[0021]
The
[0022]
Uplink transmission
[0023]
The uplink power control
[0024]
Uplink power control
[0025]
The power control
[0026]
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
[0027]
[0028]
Since the
[0029]
The
[0030]
The
[0031]
The reserved channel matched
[0032]
The PN code generator 218 is a code generator that generates a PN code used in each of the pilot channel, reserved channel, response channel, and transmission channel.
[0033]
The
[0034]
The power control information transmitted from the
[0035]
FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the
[0036]
In addition, a
[0037]
The
[0038]
The
[0039]
The
[0040]
The
[0041]
The
[0042]
The fading-to-
[0043]
FIG. 4 schematically shows an outline of data transmission in the CDMA / TDD mobile communication system. In FIG. 4, 401 to 403 are reservation packets, 411 to 413 are response packets, 421 to 423 are data packets, and 431 and 432 are pilot signals. The reservation packets 401 to 403, the
[0044]
The
[0045]
FIG. 5 shows a processing procedure for transmission power control of the
[0046]
Reserved channel or transmission channel signals are input from the reserved channel matched
[0047]
That is, since the signal of the uplink 121 has already been corrected by the
[0048]
The downlink power control
[0049]
The downlink power control
[0050]
FIG. 6 shows a processing procedure for transmission power control of the
[0051]
The pilot signal transmitted from the
[0052]
Further, uplink power control
[0053]
In the uplink power control
[0054]
Further, uplink power control
[0055]
Next, another embodiment in which the present invention is applied to a CDMA / FDD mobile communication system will be described with reference to FIGS.
[0056]
The CDMA / FDD mobile communication system includes a
[0057]
[0058]
The downlink power control
[0059]
Also, when the uplink power control
[0060]
The uplink power control
[0061]
FIG. 8 shows a processing procedure of transmission power control of the
[0062]
The downlink power control
[0063]
As a result of the
[0064]
Uplink power control
[0065]
FIG. 9 shows a processing procedure of transmission power control of the
[0066]
The
[0067]
On the other hand, the uplink power control
[0068]
Downlink power control
[0069]
The downlink power control
[0070]
As a setting method of the maximum allowable correction value in the comparison processing in the first embodiment and the second embodiment, the upper limit value is dynamically set according to the state of the communication path, for example, the speed of the mobile terminal. it can. It can also be set according to the difference in communication packet data rate and required service quality. Each transmission power control procedure described above can be programmed and implemented in a software format by the corresponding processing program unit.
[0071]
The present invention has been specifically described above based on the above embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and it is needless to say that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
[0072]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to realize a CDMA mobile communication system capable of preventing waste of transmission power and interference with other stations.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a mobile communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a schematic configuration of a
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a
FIG. 4 is a schematic diagram showing an outline of data transmission in the mobile communication system of the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a processing procedure of transmission power control of the
FIG. 6 is a diagram showing a processing procedure of transmission power control of the
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of a mobile communication system according to another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a processing procedure of transmission power control of the
FIG. 9 is a diagram showing a processing procedure of transmission power control of a
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,700 ... Base station, 110,710 ... Mobile terminal, 120 ... Communication line, 124 ... Carrier frequency, 201, 301 ... CPU, 202, 302 ... Memory, 203, 303 ... Display device, 204, 304 ... I /
Claims (9)
(a)移動端末において、基地局から移動端末への下り回線における、第2の期間よりも長い第1の期間について検出される第1の下り回線状態情報と、上記第1の期間よりも短い上記第2の期間について検出される第2の下り回線状態情報とを含む上り回線の電力制御情報を生成し、
(b)前記生成された第1の下り回線状態情報に基づく第1の送信電力制御と第2の下り回線状態情報に基づく第2の送信電力制御とを、移動端末から基地局への上り回線で送信される信号について行い、
(c)前記送信電力の制御に用いた上り回線の電力制御情報を移動端末から基地局へ送信することを特徴とする移動通信システム送信電力制御方法。In a mobile communication system transmission power control method for controlling power of a signal transmitted between a base station and a mobile terminal,
(A) In the mobile terminal, in the downlink from the base station to the mobile terminal, the first downlink state information detected for the first period longer than the second period, and shorter than the first period Generating uplink power control information including second downlink state information detected for the second period ;
(B) Uplink from the mobile terminal to the base station by performing first transmission power control based on the generated first downlink state information and second transmission power control based on the second downlink state information in is performed for the signal to be transmitted,
(C) A mobile communication system transmission power control method, wherein uplink power control information used for controlling the transmission power is transmitted from a mobile terminal to a base station.
前記検出された信号の変化と、前記移動端末から送信された上り回線の電力制御情報に含まれる上記第1及び第2の下り回線状態情報とから下り回線に送信する信号の送信電力制御を行うための下り回線の電力制御情報を生成し、前記生成された下り回線の電力制御情報により基地局から移動端末への下り回線で送信される信号の送信電力の制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の移動通信システム送信電力制御方法。In the base station, receiving uplink power control information transmitted from the mobile terminal to the base station, detecting a change in the signal generated in the uplink from the mobile terminal to the base station,
Performing a change in the detected signal, the transmission power control signal transmitted from the above-described first and second downlink state information included in the power control information of the uplink sent to a downlink from the mobile terminal And generating downlink power control information for controlling the transmission power of a signal transmitted on a downlink from a base station to a mobile terminal based on the generated downlink power control information. Item 5. The mobile communication system transmission power control method according to Item 1.
基地局から移動端末への下り回線における、第2の期間よりも長い第1の期間について検出される第1の下り回線状態情報と、上記第1の期間よりも短い上記第2の期間について検出される第2の下り回線状態情報とを含む上り回線の電力制御情報を生成する上り電力制御情報生成手段と、
前記生成された第1の下り回線状態情報に基づく第1の送信電力制御と第2の下り回線状態情報に基づく第2の送信電力制御とを、移動端末から基地局への上り回線で送信される信号に関して行う上り送信電力設定手段と、
前記送信電力の制御に用いた上り回線の電力制御情報を移動端末から基地局へ送信する電力制御情報送信手段とを移動端末に含むことを特徴とする移動通信システム送信電力制御装置。In a mobile communication system transmission power control apparatus for controlling the power of a signal transmitted between a base station and a mobile terminal,
Definitive from the base station to the downlink to the mobile terminal, the first and downlink status information detected for a long first period than the second period, the shorter the second period than the first period Uplink power control information generating means for generating uplink power control information including the detected second downlink state information ;
The first transmission power control based on the generated first downlink state information and the second transmission power control based on the second downlink state information are transmitted on the uplink from the mobile terminal to the base station. Uplink transmission power setting means for the signal to be transmitted;
A mobile communication system transmission power control apparatus comprising: power control information transmission means for transmitting uplink power control information used for controlling the transmission power from a mobile terminal to a base station.
前記移動端末から基地局への上り回線に発生している信号の変化を検出して、
前記検出された信号の変化と前記移動端末から送信された上り回線の電力制御情報に含まれる上記第1及び第2の下り回線状態情報とから下り回線に発生する信号の送信電力を制御する下り回線の電力制御情報を生成する下り電力制御情報生成手段と、
前記生成された下り回線の電力制御情報により基地局から移動端末への下り回線で送信される信号の送信電力の制御を行う下り送信電力設定手段とを基地局に含むことを特徴とする請求項4に記載の移動通信システム送信電力制御装置。Power control information receiving means for receiving uplink power control information transmitted from the mobile terminal to the base station;
Detecting a change in the signal occurring in the uplink from the mobile terminal to the base station ,
Downlink for controlling transmission power of a signal generated in the downlink from the detected signal change and the first and second downlink state information included in the uplink power control information transmitted from the mobile terminal Downlink power control information generating means for generating power control information of the line ;
The base station includes downlink transmission power setting means for controlling transmission power of a signal transmitted on a downlink from a base station to a mobile terminal based on the generated downlink power control information. 4. The mobile communication system transmission power control device according to 4.
基地局から移動端末への下り回線で送信される信号の、第1及び第2の期間における受 Reception of signals transmitted in the downlink from the base station to the mobile terminal in the first and second periods. 信状態に基づいて上り回線に送信する信号の第1及び第2の下り回線情報を含む上り回線の電力制御情報を生成する電力制御情報生成手段と、Power control information generating means for generating uplink power control information including first and second downlink information of a signal to be transmitted to the uplink based on a communication state;
前記生成された第1の下り回線情報を用いる第1の制御ステップと前記第2の下り回線情報を用いる第2の制御ステップとを含む送信電力制御を移動端末から基地局への上り回線で送信される信号の送信電力を補正する電力補正手段と、 Transmission power control including a first control step using the generated first downlink information and a second control step using the second downlink information is transmitted on the uplink from the mobile terminal to the base station. Power correcting means for correcting the transmission power of the received signal;
前記送信電力の制御に用いた上り回線の電力制御情報を前記基地局へ送信する送信手段とを有し、 Transmitting means for transmitting uplink power control information used for controlling the transmission power to the base station;
前記第1の期間は前記第2の期間よりも長い期間であることを特徴とする移動端末。 The mobile terminal characterized in that the first period is longer than the second period.
前記上り回線と前記下り回線に同じ搬送周波数が割当てられることを特徴とする移動端末。 The mobile terminal, wherein the same carrier frequency is assigned to the uplink and the downlink.
前記移動端末から送信される上り回線の電力制御情報を受信する電力制御情報受信手段と、
前記移動端末から基地局への上り回線で送信される信号の受信状態を検出する検出手段と、
前記検出された受信状態と前記移動端末から送信された上り回線の電力制御情報とに基づいて該基地局と前記移動端末との間の回線における第1の期間における第1の回線状態及び第2の期間における第2の回線状態を判断し、上記第1及び第2の回線状態のそれぞれに基づいて第1及び第2の送信電力制御を基地局から移動端末への下り回線で送信する信号について行う送信電力制御手段とを有することを特徴とする基地局。A base station that performs radio communication with a mobile terminal,
Power control information receiving means for receiving uplink power control information transmitted from the mobile terminal;
Detecting means for detecting a reception state of a signal transmitted on an uplink from the mobile terminal to a base station;
Based on the detected reception state and uplink power control information transmitted from the mobile terminal, a first line state and a second line state in a first period in a line between the base station and the mobile terminal A signal for transmitting a first and second transmission power control on the downlink from the base station to the mobile terminal based on each of the first and second line states And a transmission power control means for performing the transmission.
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