JP3647855B2 - 通信装置及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動車電話、携帯電話等の無線伝送システムに用いられる通信装置及び通信方法に関する。

自動車電話、携帯電話等の無線伝送システムでは、ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio：信号電力対干渉波電力比）を一定にし、ＢＥＲ（Bit Error Rate：誤り率）を所定値以下に保つために、各伝送路の状態に応じた送信電力制御を行っている。

送信電力制御方法には、閉ループ送信電力制御と開ループ送信電力制御とがある。

閉ループ送信電力制御は、自己の送信信号に対して、通信相手側で受信品質に相当するＳＩＲを測定し、測定ＳＩＲ値が目標ＳＩＲ値より高い場合に送信電力を低減させ、測定ＳＩＲ値が目標ＳＩＲ値より低い場合に送信電力を増加させるＴＰＣ（Transmit Power Control：送信電力制御ビット）を逆回線で伝送し、このＴＰＣの内容に基づいて送信電力を制御する方法である。

一方、開ループ送信電力制御は、既知である通信相手の送信レベルから受信レベルを減算して無線区間においてロスしたレベルを算出し、このロスしたレベルに目標とする通信相手の受信レベルを加算して送信電力値を制御する方法である。

ここで、将来的に、下り回線の情報量が上り回線よりも圧倒的に多いデータ通信が主流となることが予想され、上り回線と下り回線のデータ量が非対称である非対称通信の無線通信システムの開発が進められている。

しかし、今までのところ、非対称通信を行う無線通信システムにおいて、各スロット毎に高精度に送信電力を制御する方法は開示されていない。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、非対称通信において各スロット毎に高精度に送信電力を制御することができる通信装置及び通信方法を提供することを目的とする。

本発明の通信装置は、通信相手からの信号を複数タイムスロットの間受信する受信手段と、前記受信手段で受信した複数タイムスロットの信号から算出したＳＩＲに基づいて、前記通信相手が送信する複数のタイムスロットの送信電力を制御するための複数の送信電力制御情報を各々生成する送信電力制御情報生成手段と、前記送信電力制御情報生成手段で生成された複数の送信電力制御情報と送信データとを、１タイムスロットに含めた送信信号を生成する送信信号生成手段と、前記送信信号生成手段で生成された送信信号を前記通信相手に送信する送信手段と、を備えた構成を採る。

本発明の通信方法は、通信相手からの信号を複数タイムスロットの間受信する受信ステップと、前記受信ステップで受信した複数タイムスロットの信号から算出したＳＩＲに基づいて、前記通信相手が送信する複数のタイムスロットの送信電力を制御するための複数の送信電力制御情報を各々生成する送信電力制御情報生成ステップと、前記送信電力制御情報生成ステップで生成された複数の送信電力制御情報を１タイムスロットに含めた送信信号を生成する送信信号生成ステップと、前記送信信号生成ステップで生成された複数の送信電力制御情報を１タイムスロットに含む信号を前記通信相手に送信する送信ステップと、を備えたこととした。

本発明によれば、各スロットの所望波電力の電力誤差を低減して測定精度の向上を図ることができるので、非対称通信において各スロット毎に高精度に送信電力を制御することができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１では、閉ループ送信電力制御の場合について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。

共用器１０２は、送信時と受信時において信号が通過する経路を切替え、アンテナ１０１から受信された信号を受信ＲＦ回路１０３に出力し、送信ＲＦ回路１１２から出力された送信信号をアンテナ１０１に出力する。

受信ＲＦ回路１０３は、受信信号を増幅し、ベースバンドに周波数変換し、復調回路１０４に出力する。復調回路１０４は、ベースバンドの信号を復調して自局の受信データを取り出す。

所望波電力測定回路１０５は、復調回路１０４の出力信号に含まれる既知信号の受信電力（以下、「所望波電力」という）を測定し、測定結果を平均化回路１０６に出力する。平均化回路１０６は、複数スロットの所望波電力の平均値を算出し、平均値をＳＩＲ測定回路１０８に出力する。

ここで、既知信号列が長くて干渉信号を抑圧でき、しかも、スロットが近接していてフェージングによる受信電力が少ない場合、各スロットにおける所望波電力はほぼ等しくなる。従って、各スロットの所望波電力の平均値を算出することにより、所望波電力の測定精度を向上させることができる。

干渉波電力測定回路１０７は、復調回路１０４から出力された干渉波の電力を測定し、測定結果をＳＩＲ測定回路１０８に出力する。

ＳＩＲ測定回路１０８は、複数スロットの所望波電力の平均値と各スロットの干渉波電力の測定値から各スロットのＳＩＲ(n)（ｎはスロット番号）を算出してＴＰＣ生成回路１０９に出力する。

ＴＰＣ生成回路１０９は、各スロットのＳＩＲ(n)と閾値との比較を行い、ＳＩＲ(n)が閾値より低いスロットには送信電力を上げることを指示する送信電力制御情報を生成し、ＳＩＲ(n)が閾値より高いスロットには送信電力を下げることを指示する送信電力制御情報を生成する。そして、ＴＰＣ生成回路１０９は、生成した各スロットの送信電力制御情報を多重回路１１０に出力する。

多重回路１１０は、１スロットの送信データに複数の送信電力制御情報を多重して変調回路１１１に出力する。変調回路１１１は、多重回路１１０の出力信号を変調し、送信ＲＦ回路１１２に出力する。送信ＲＦ回路１１２は、変調回路１１１の出力信号の周波数を変換し、送信電力を増幅し、共用器１０２を介してアンテナ１０１から無線送信する。

図２は、図１の無線通信装置の通信相手となる無線通信装置の構成を示すブロック図である。

共用器２０２は、送信時と受信時において信号が通過する経路を切替え、アンテナ２０１から受信された信号を受信ＲＦ回路２０３に出力し、送信ＲＦ回路２０８から出力された送信信号をアンテナ２０１に出力する。

受信ＲＦ回路２０３は、受信信号を増幅し、ベースバンドに周波数変換し、復調回路２０４に出力する。復調回路２０４は、ベースバンドの信号を復調し、分離回路２０５に出力する。分離回路２０５は、復調回路２０４の出力信号を受信データと送信電力制御情報に分離する。

ＣＬ（Closed Loop：閉ループ）送信電力制御回路２０６は、分離回路２０５にて分離された送信電力制御情報に基づいて、送信ＲＦ回路２０８における送信電力の増減を制御する。

変調回路２０７は、送信データを変調し、送信ＲＦ回路２０８に出力する。送信ＲＦ回路２０８は、変調回路２０７の出力信号の周波数を変換し、ＣＬ送信電力制御回路２０６の制御に基づいて送信電力を増幅し、共用器２０２を介してアンテナ２０１から無線送信する。

このように、所望波電力を複数スロットに渡って平均化し、その平均値を用いて閉ループ送信電力制御を行うことにより、各スロットの所望波電力の電力誤差を低減して測定精度の向上を図ることができ、非対称通信の閉ループ送信電力制御において各スロット毎に高精度に送信電力を制御することができる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、送信電力制御の基準電力を制御するアウターループを備えた開ループ送信電力制御の場合について説明する。図３は、本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図である。なお、図３に示す無線通信装置において、図１に示した無線通信装置と動作が共通する構成部分については、図１と同一符号を付して説明を省略する。

図３に示す無線通信装置は、図１に示す無線通信装置に誤り訂正復号回路３０１と、ＣＲＣ判定回路３０２と、送信電力決定回路３０３とを追加した構成を採る。

誤り訂正復号回路３０１は、復調回路１０４の出力信号に対して誤り訂正復号処理を行い、受信データを取り出す。ＣＲＣ判定回路３０２は、復調回路１０４の出力信号に対してＣＲＣ判定を行う。送信電力決定回路３０３は、ＣＲＣ判定回路３０２から出力されたＣＲＣ判定値を受信品質の指標として通信相手の送信基準電力値ＳＩＲ_tを算出する。

ここで、一般的に複数の送信スロットを用いて送信する場合、誤りビットの位置を分散させ、誤り訂正能力を向上させるために、全てのスロットの送信信号がランダムに配置されるようにインターリーブを施している。この場合、無線通信装置は、通信相手に送信基準電力値ＳＩＲ_tを示す信号を送信することにより、全スロットにおける誤り訂正処理後の受信品質が所定の品質を満足するように通信相手の送信電力を制御することができる。

しかし、無線通信装置は、送信基準電力値ＳＩＲ_tのみでは、通信相手に対して各スロットの干渉量に応じた制御ができず、干渉量の小さいスロットに対して送信電力を小さくさせることができないので、他セルへの干渉を低減することがきない。

そこで、無線通信装置の送信電力決定回路３０３は、算出した送信基準電力値ＳＩＲ_tに各スロットのＳＩＲ(n)を加算して、各スロットの送信基準電力値ＳＩＲ_t(n)を算出する。

多重回路１１０は、送信データに送信基準電力値ＳＩＲ_t(n)を示す情報を多重して変調回路１１１に出力する。

図４は、図３の無線通信装置の通信相手となる無線通信装置の構成を示すブロック図である。なお、図４に示す無線通信装置において、図２に示した無線通信装置と動作が共通する構成部分については、図２と同一符号を付して説明を省略する。

図４に示す無線通信装置は、図２に示す無線通信装置と比較して、ＣＬ送信電力制御回路２０６の代りに所望波電力測定回路４０１と、ＯＬ（Open Loop：開ループ）送信電力制御回路４０２とを追加した構成を採る。

分離回路２０５は、復調回路２０４の出力信号を受信データと送信基準電力値ＳＩＲ_t(n)に分離する。

所望波電力測定回路４０１は、復調回路２０４の出力信号に含まれる既知信号の所望波電力Ｓを測定し、測定結果をＯＬ送信電力制御回路４０２に出力する。

ＯＬ送信電力制御回路４０２は、以下に示す式（１）により、各スロットの送信電力Ｔ(n)を算出し、送信ＲＦ回路２０８における送信電力の増減を制御する。ただし、式（１）におけるConstは、利得調整のための固定値である。

Ｔ(n)＝SIR_t(n)−Ｓ＋Const （１）
このように、送信基準電力値に加えて各スロットのＳＩＲを考慮して開ループ送信電力制御を行うことにより、非対称通信において各スロット毎に高精度に送信電力を制御することができる。

本発明の実施の形態１に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 図１の無線通信装置の通信相手となる無線通信装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構成を示すブロック図 図３の無線通信装置の通信相手となる無線通信装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１０５ 所望波電力測定回路
１０６ 平均化回路
１０７ 干渉波電力測定回路
１０８ ＳＩＲ測定回路
１０９ ＴＰＣ生成回路
２０６ ＣＬ送信電力制御回路
３０１ 誤り訂正復号回路
３０２ ＣＲＣ判定回路
３０３ 送信電力決定回路
４０１ 所望波電力測定回路
４０２ ＯＬ送信電力制御回路

Claims (8)

1. 通信相手からの信号を複数タイムスロットの間受信する受信手段と、
   前記受信手段で受信した複数タイムスロットの信号から算出したＳＩＲに基づいて、前記通信相手が送信する複数のタイムスロットの送信電力を制御するための複数の送信電力制御情報を各々生成する送信電力制御情報生成手段と、
   前記送信電力制御情報生成手段で生成された複数の送信電力制御情報と送信データとを、１タイムスロットに含めた送信信号を生成する送信信号生成手段と、
   前記送信信号生成手段で生成された送信信号を前記通信相手に送信する送信手段と、を備えた通信装置。
2. 通信相手と非対称通信を行う請求項１に記載の通信装置。
3. 前記送信電力制御情報は、ＴＰＣである請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信装置を搭載した通信端末装置。
5. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信装置を搭載した基地局装置。
6. 通信相手からの信号を複数タイムスロットの間受信する受信ステップと、
   前記受信ステップで受信した複数タイムスロットの信号から算出したＳＩＲに基づいて、前記通信相手が送信する複数のタイムスロットの送信電力を制御するための複数の送信電力制御情報を各々生成する送信電力制御情報生成ステップと、
   前記送信電力制御情報生成ステップで生成された複数の送信電力制御情報を１タイムスロットに含めた送信信号を生成する送信信号生成ステップと、
   前記送信信号生成ステップで生成された複数の送信電力制御情報を１タイムスロットに含む信号を前記通信相手に送信する送信ステップと、を備えた通信方法。
7. 通信相手と非対称通信を行う請求項６に記載の通信方法。
8. 前記送信電力制御情報は、ＴＰＣである請求項６又は請求項７に記載の通信方法。

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