JP3957882B2 - 電力制御方法及び電力制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力制御方法及び電力制御装置に係り、特に、帯域幅の異なる複数のＣＤＭＡ方式を同様の地域及び周波数帯を使用して共存させる場合に用いられる、広帯域ＣＤＭＡ方式の無線通信システムにおける電力制御方法及び電力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＤＭＡ方式には、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｎ−ＣＤＭＡ）方式と広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）方式がある。Ｎ−ＣＤＭＡ方式としては、例えば、ディジタル携帯電話についての米国電気通信工業会ＴＩＡ(Telecommunications Industry Association)が定めたＩＳ−９５をベースとし、一般にｃｄｍａＯｎｅと呼ばれる方式がある。また、Ｗ−ＣＤＭＡ方式としては、例えば、ＴＩＡによって推奨されるｃｄｍａ2000方式、（社）電波産業界ＡＲＩＢ(Association of Radio Industries and Businesses)、欧州電気通信標準化協会ＥＴＳＩ(European Telecommunications Standard Institute)により推奨されるＷ−ＣＤＭＡ方式等がある。通信インフラとしては、一般に、Ｎ−ＣＤＭＡ方式のインフラが先に整備されており、その後に、重複する地域に対して、Ｗ−ＣＤＭＡ方式のインフラ整備が開始されることになる。
【０００３】
一般に、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムでは、複数の移動局からの信号を基地局で受信する際に、各移動局からの受信電力に差が生じると、お互いの信号が干渉電力として無視できなくなる。これにより、基地局では、通信容量が著しく劣化されてしまうという問題が生じる場合がある。このような問題を回避するため、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムでは、基地局において、各移動局の送信電力を調整し、全ての移動局からの受信電力が等しくなるように制御している。
【０００４】
移動局の送信電力を制御する方法としては、例えば、Ｎ−ＣＤＭＡ方式として北米で標準化されているＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５Ａ（以下、ＩＳ−９５Ａ）では、開ループ制御と閉ループ制御という２つの電力制御ループを規定している。以下に、従来におけるＮ−ＣＤＭＡ方式の電力制御ループについて説明する。
【０００５】
開ループ制御は、移動局が、基地局からの受信電力を元に送信電力の制御を行う方法である。開ループ制御は、基地局−移動局間の距離によって生じる長周期なフェージングに追従する働きを持つ。長周期の値の具体例としては、例えば数百ｍｓ単位程度である。開ループ制御では、フェージングの影響等に対して比較的大まかで遅いレスポンスでの制御を行う。これにより、移動局の端末毎の位置のばらつきを抑える役割を果たす。例えば、移動局が基地局から離れていく場合を想定する。この場合、基地局での受信電力は、次第に弱くなっていくので、移動局では送信電力を次第に大きく制御することにより、基地局での受信電力がほぼ一定に保たれることができる。
【０００６】
ＩＳ−９５Ａでは、この開ループ制御による移動局の上りトラフィックチャネルの平均送信電力を、以下のように規定している。この平均送信電力は、例えば、８０ｄＢ程度のダイナミックレンジを有する。
【０００７】
平均送信電力（ｄＢｍ）＝−平均受信電力（ｄＢｍ）
−７３（ｄＢ）
＋ＮＯＭ＿ＰＷＲ（ｄＢ）
＋ＩＮＩＴ＿ＰＷＲ（ｄＢ）
＋全てのアクセスプローブ補正の和（ｄＢ）
なお、ＮＯＭ＿ＰＷＲ、ＩＮＩＴ＿ＰＷＲ及び単一のアクセスプローブ補正ＰＷＲ＿ＳＴＥＰの各値は、システムパラメータである。これらのシステムパラメータは、アクセス・パラメータ・メッセージ（Access Parameters Message ）等の制御情報として基地局から移動局に通知されるパラメータである。ここで、ＮＯＭ＿ＰＷＲは、移動局の開ループ制御による送信電力の見積りを補正するためのパラメータであり、例えば、−８〜＋７（ｄＢ）の範囲で設定できる。ＩＮＩＴ＿ＰＷＲは、アクセスチャネルプローブ送信における初期送信電力を補正するためのパラメータであり、例えば、−１６〜＋１５（ｄＢ）の範囲に設定できる。なお、これらの公称値は、ＮＯＭ＿ＰＷＲ及びＩＮＩＴ＿ＰＷＲ共に０（ｄＢ）である。また、ＰＷＲ＿ＳＴＥＰは、移動局がアクセスチャネルプローブの再送を行う場合に増加させる送信電力の補正値であり、例えば、０〜＋７（ｄＢ）の範囲に設定できる。全てのアクセスプローブ補正の和とは、ＰＷＲ＿ＳＴＥＰを全て加算したものである。
【０００８】
開ループ制御では、これらのシステムパラメータを用いて、システム毎に最適化した制御ループを構築することができる。
【０００９】
これに対して、閉ループ制御は、マルチパスによって生じる短周期なフェージングに追従させる働きを持つ制御である。ＩＳ−９５Ａでは、移動局は、例えば、１．２５（ｍＳ）に分割した電力制御グループと呼ばれるタイムスロット毎に、基地局によって挿入された電力制御ビットに応じて、送信電力制御を行うように規定されている。ひとつの電力制御ビットあたりの平均送信電力レベル変化の公称値は、例えば１（ｄＢ）又は０．５（ｄＢ）である。この例の場合は、移動局は１．２５（ｍＳ）（８００Ｈｚの場合）毎に±１（ｄＢ）又は±０．５（ｄＢ）の送信電力制御を行うことになる。
【００１０】
ＩＳ−９５Ａでは、基地局が、割り当てられた特定の移動局の受信信号強度を１．２５（ｍＳ）周期で見積り、この電力制御ビットを決定すること、と規定されている。実際には、所要のフレーム誤り率（ＦＥＲ）を満たすＥｂ／Ｎｏと受信信号の平均Ｅｂ／Ｎｏとの比較により、電力制御ビットが決定される。ここで、Ｅｂ／Ｎｏとは、１ビットあたりの情報エネルギー対雑音電力密度比（ The ratio between the energy of each information bit (Eb) and the noise spectral density (No)）である。電力制御ビットは、例えば、信号強度の見積りを行った上りトラフィックチャネルの電力制御グループから、いくつか後（例えば、２つ後）の下りトラフィックチャネルの電力制御グループ上で送信される。つまり、基地局では、移動局からの上りトラフィックチャネルの受信信号強度から移動局の電力の増減を決定し、移動局への下りトラフィックチャネルで電力制御ビットを送信する。一方、移動局は、その電力制御ビットを受信して送信電力の調整を行う。このようにして、短周期の閉ループ制御が実行される。
【００１１】
以上のように、ＩＳ−９５Ａに規定されたシステムでは、全ての移動局の信号受信電力又は信号品質を一定に保つように、開ループ制御及び短周期閉ループ制御により電力制御がなされている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
近年、通信インフラ整備に伴い、Ｎ−ＣＤＭＡ方式の無線通信システム（以下、Ｎ−ＣＤＭＡシステムという。）の基地局が施設されている地域に、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の無線通信システム（以下、Ｗ−ＣＤＭＡシステムという。）の基地局を同一周波数帯でオーバーレイさせる場合がある。また、Ｗ−ＣＤＭＡシステムで帯域の異なるサブセット同士をある地域及びある周波数帯でオーバーレイさせる場合がある。このような場合において、使用帯域の異なるシステムのそれぞれのハンドオフ境界にずれが生じてしまうことがある。
【００１３】
ここで、以下に、Ｎ−ＣＤＭＡシステム及びＷ−ＣＤＭＡシステムのように、使用帯域の異なるシステムの各ハンドオフ境界にずれが生じるような具体例を説明する。
【００１４】
まず、図１５に、Ｎ−ＣＤＭＡシステムのセル配置図を示す。ここでは、図示のようにＮ−ＣＤＭＡ方式の基地局（以下、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局という。）１０１等が配置された場合の、各セルの境界であるハンドオフ境界１０２が模式的に示される。また、各セルが３セクタで構成されている場合、セクタ境界１０３が示される。
【００１５】
つぎに、図１６に、このように配置されたＮ−ＣＤＭＡ基地局と同一地域にＷ−ＣＤＭＡ方式の基地局（以下、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局という。）が配置された場合のセル配置図を示す。この図では、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局１０４は、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局１０１と全く又は実質的に同一の位置に配置された場合を仮定している。この場合、全てのＮ−ＣＤＭＡ基地局１０１及びＷ−ＣＤＭＡ基地局１０４の送信電力が等しいとすれば、Ｎ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界１０２とＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界１０５とは均衡し、図で示されるように、ほぼ重なった状態となる。このような状態では、ある移動局が、同一セルのＮ−ＣＤＭＡ基地局１０１とＷ−ＣＤＭＡ基地局１０４から受信する電力はほぼ等しくなるので、従来技術のように移動局が全受信電力を元に送信電力の制御を行っても、電力制御上の問題はあまり生じない。
【００１６】
しかしながら、常にこのようなハンドオフ境界の均衡した状態が維持されるわけではなく、様々な条件により各システムのハンドオフ境界は変動する場合が考えられる。
【００１７】
図１７に、ハンドオフ境界が不均衡になった場合のセル配置図を示す。この図では、セル１０８に関して、本来このセル１０８をカバーするＷ−ＣＤＭＡ基地局が、例えば、保守作業や故障等のため送信をストップしたことにより、そのハンドオフ境界がずれた場合が示されている。この場合、セル１０８は、隣接する他のＷ−ＣＤＭＡ基地局によりカバーされ、ハンドオフ境界１０５が変動する。また、セル１０７に関しては、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動局（以下、Ｗ−ＣＤＭＡ移動局という。）のトラフィックが局所的に増加し、高トラフィック地域が生じたこと等により、そのハンドオフ境界がずれた場合が示されている。この場合、隣接セルとトラフィックの均衡を保つために、セル１０７をカバーするＷ−ＣＤＭＡ基地局だけが、送信電力を下げてしまったものである。このため、図示のように、ハンドオフ境界が、Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムとでずれてしまうとともに、隣接するＷ−ＣＤＭＡ基地局とのハンドオフ境界１０５も変動する。
【００１８】
また、図１８には、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局とＷ−ＣＤＭＡ基地局の配置位置が異なる場合のセル配置図を示す。この場合、Ｎ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界１０２とＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界１０５とは、明らかに異なったものとなる。また、ハンドオフ境界１０９は、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局がＮ−ＣＤＭＡもサポートするデュアルモード基地局として配置された場合のＮ−ＣＤＭＡハンドオフ境界を示している。
【００１９】
このように、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局を、帯域幅の異なるＮ−ＣＤＭＡ方式の基地局と同様の地域及び周波数帯でオーバーレイさせる場合において、上述のように、Ｎ−ＣＤＭＡ方式とＷ−ＣＤＭＡ方式のハンドオフ境界にずれが生じると、両方式の無線通信システムの間に移動局との遠近関係のバランスが崩れる。即ち、ある移動局は、本来近くの基地局のセル内に位置するにもかかわらず、隣接する遠くの基地局により通信チャネルが形成されることとなる。そのため、従来のような電力制御方式では、お互いのシステム間で電力制御が正常に働かず、異なるシステムの移動局からの電波が干渉となることがある。その結果として、従来の電力制御方式では、お互いのシステムの通話容量が著しく劣化されてしまうことがある。
【００２０】
本発明は、以上の点に鑑み、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局を、帯域幅の異なるＮ−ＣＤＭＡ基地局とある地域及びある周波数帯でオーバーレイさせる場合において、例えば両システムのハンドオフ境界にずれが生じ、移動局との遠近関係のバランスが崩れても、お互いの通信容量を劣化させることのない無線通信システムの電力制御方法及び電力制御装置を提供することを目的とする。
【００２１】
本発明は、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局では、Ｎ−ＣＤＭＡ移動局とＷ−ＣＤＭＡ移動局からの受信電力が全て等しくなるように制御することにより、割り当てられた帯域の通信容量を等しく分割して有効に使用することを目的とする。
【００２２】
また、本発明は、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局では、Ｎ−ＣＤＭＡ方式で使用している帯域とそれ以外の帯域とに通信容量を分配することにより、使用される広帯域を有効に利用することを目的とする。そして、本発明は、Ｎ−ＣＤＭＡ方式及びＷ−ＣＤＭＡ方式の無線通信システムにおいて、共に通信容量を増加することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
Ｗ−ＣＤＭＡ移動局は、Ｎ−ＣＤＭＡ方式で使用している帯域と、それ以外の帯域における受信電力を別々に測定し、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力と、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とを各々算出する。Ｗ−ＣＤＭＡ移動局は、Ｎ−ＣＤＭＡ方式で使用している帯域の送信電力をＮ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力に基づき、また、それ以外の帯域の送信電力を、この受信電力及びＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力に基づき、それぞれ求める。
【００２４】
また、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局は、Ｗ−ＣＤＭＡ移動局と同様にＮ−ＣＤＭＡ方式で使用している帯域とそれ以外の帯域における受信電力を各々測定し、両者が等しくなるように各帯域の送信電力を制御するコマンドを各Ｗ−ＣＤＭＡ移動局に対して送信する。Ｗ−ＣＤＭＡ移動局は、この制御コマンド情報と、両システムの受信電力から、各帯域の送信電力を決定する。つまり、Ｎ−ＣＤＭＡ方式のトラフィックが高いときには、Ｗ−ＣＤＭＡ移動局はＮ−ＣＤＭＡ方式で使用している帯域の送信電力を下げ、それ以外の帯域の電力を上げる事で、帯域全体の送信電力が等しくなるように制御を行う。
【００２５】
本発明の第１の解決手段によると、
符号分割多元接続（Code Division Multiple Access,ＣＤＭＡ）方式を用いた無線通信システムの電力制御方法において、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｎ−ＣＤＭＡ）システムと広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムとが、ある周波数帯域及びある地域でオーバーレイされる場合、または、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおける帯域の異なる２つのサブセットシステムが、ある周波数帯及びある地域でオーバーレイされる場合の電力制御方法であって、
Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末が、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とを測定し、それぞれの受信電力から前記Ｎ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＮ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＷ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を制御する開ループ制御と、
前記Ｗ−ＣＤＭＡ基地局が、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域との各々の受信電力を測定し、両帯域での受信電力の差が少なくなるように各帯域における前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末からの送信電力を制御する制御コマンドを、前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末に対して送信し、一方、前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末は、受信した前記制御コマンドに基づき各帯域の送信電力の制御を行う閉ループ制御とを備えた電力制御方法を提供する。
【００２６】
本発明の第２の解決手段によると、
符号分割多元接続（Code Division Multiple Access,ＣＤＭＡ）方式を用いた無線通信システムの電力制御方法において、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｎ−ＣＤＭＡ）システムと広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムとが、ある周波数帯域及びある地域でオーバーレイされる場合、または、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおける帯域の異なる２つのサブセットシステムが、ある周波数帯及びある地域でオーバーレイされる場合のＷ−ＣＤＭＡ無線端末における電力制御装置であって、
受信信号を、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＮ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＷ−ＣＤＭＡ帯域とに分離する分離部と、
Ｗ−ＣＤＭＡ基地局から送信され、分離された各帯域の送信電力を制御するための制御コマンドを受信する復調器と、
各帯域の利得を増減する利得調整部と、
前記分離部により分離された各帯域の受信信号に基づいて、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とを算出し、それぞれの受信電力からＮ−ＣＤＭＡ帯域及びこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域の各送信電力を制御する開ループ制御と、前記復調器により受信された前記制御コマンドに基づき各帯域の送信電力の制御を行う閉ループ制御とを、前記利得調整部を制御することにより行う制御部とを備えたＷ−ＣＤＭＡ無線端末における電力制御装置を提供する。
【００２７】
本発明の第３の解決手段によると、
符号分割多元接続（Code Division Multiple Access,ＣＤＭＡ）方式を用いた無線通信システムの電力制御方法において、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｎ−ＣＤＭＡ）システムと広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムとが、ある周波数帯域及びある地域でオーバーレイされる場合、または、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおける帯域の異なる２つのサブセットシステムが、ある周波数帯及びある地域でオーバーレイされる場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局における電力制御装置であって、
受信信号を、Ｎ−ＣＤＭＡ無線端末が使用するＮ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ無線端末が使用するＷ−ＣＤＭＡ帯域とに分離する分離部と、Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末からの送信電力を各帯域毎に制御する制御コマンドを送信する変調器と、
各帯域の利得を増減する利得調整部と、
前記分離部により分離された各帯域の受信信号に基づいて、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とを算出し、算出された受信電力に基づき前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末からの送信電力を制御するための前記制御コマンドを求めて、前記変調器に供給し、
前記制御コマンドに基づき各帯域のＷ−ＣＤＭＡ無線端末の送信電力の閉ループ制御を行うようにしたＷ−ＣＤＭＡ基地局における電力制御装置を提供する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（１）電力制御
本発明に関連する電力制御技術を説明する。
【００２９】
図１に、Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合における基地局及び移動局の位置関係の説明図の一例を示す。以下に、この図を使用してＷ−ＣＤＭＡ移動局の送信電力がどのように制御されるを説明する。
【００３０】
この図では、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局（Ｎ−ＢＳ）１０１．１とＷ−ＣＤＭＡ基地局（Ｗ−ＢＳ）１０４．１とが、同一セルに配置される。隣接するセルに、Ｎ−ＢＳ１０１．２とＷ−ＢＳ１０４．２とが同一セルに配置されている。ここで、Ｗ−ＢＳ１０４．２が、保守・故障等のために送信をストップし、そのためにハンドオフ境界にずれが生じている場合を想定する。また、Ｗ−ＣＤＭＡ移動局（Ｗ−ＭＳ）１１４．１〜３は、Ｎ−ＢＳ１０１．２に比較的近い位置にあり、一方、Ｗ−ＭＳ１１４．４は、Ｗ−ＢＳ１０４．１に近い位置にいるものとする。また、Ｎ−ＣＤＭＡ用移動局（Ｎ−ＭＳ）１１５．１〜８は、関連するエリアに均等に位置しており、両セルにおけるＮ−ＣＤＭＡトラフィックは、ほぼ同程度であるとする。
【００３１】
この場合、送信をストップしているＷ−ＢＳ１０４．２によるセルをＷ−ＢＳ１０４．１でカバーするため、Ｗ−ＣＤＭＡハンドオフ境界１０５が図示のようにずれることになる。一方、Ｎ−ＣＤＭＡハンドオフ境界１０２は、そのままである。このような場合において、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜３は、本来Ｗ−ＢＳ１０４．２と通信を行うべきであるが、Ｗ−ＢＳ１０４．２が送信をストップさせてしまったために隣接セルに取り込まれ、Ｗ−ＢＳ１０４．１と通信を行わなければならない。従来の電力制御方式では、全ての移動局の信号品質が等しくなるように移動局の送信電力が制御される。したがって、Ｗ−ＢＳ１０４．１から遠い位置にあるＷ−ＭＳ１１４．１〜３は、より大きな電力で送信するように制御されることになる。そのため、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜３の送信電力は、それらの近くにあるＮ−ＢＳ１０１．２に対して、大きな干渉波となる。
【００３２】
図２に、Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合のＮ−ＣＤＭＡ基地局における受信電力の説明図を示す。ここでは、一例として、図１の状態におけるＮ−ＢＳ１０１．２の受信電力を模式的に示している。この例では、Ｗ−ＣＤＭＡシステムがマルチキャリア方式を用いており、Ｗ−ＣＤＭＡシステムはＮ−ＣＤＭＡシステムの３倍の帯域を有しているものとする（Ｗ−ＣＤＭＡ帯域）。また、図に示すようにＮ−ＣＤＭＡ方式は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の中央の帯域を使用している（Ｎ−ＣＤＭＡ帯域）。マルチキャリア方式における帯域は、Ｎ−ＣＤＭＡ方式の３倍に限らず適宜の帯域幅を採用することができ、また、Ｎ−ＣＤＭＡ方式で使用される帯域は中央以外の適宜の位置の帯域を用いることができる。また、一例として、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域幅は１．２５ＭＨｚ、Ｗ−ＣＤＭＡ帯域幅は、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ等を採用することができる。
【００３３】
Ｎ−ＢＳ及びＷ−ＢＳが、図１のような位置関係にあるとき、Ｎ−ＢＳ１０１．２では、Ｎ−ＭＳ１１５．１〜４からの送信信号は、受信スペクトル１２２．１〜４で示されるように受信される。すなわち、各Ｎ−ＭＳ１１５．１〜４では、各々の送信電力が、Ｎ−ＢＳ１０１．２で同程度の大きさにより受信できるように制御される。一方、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜３からの送信信号は、受信スペクトル１２１．１〜３に示されるように、広帯域かつ大電力の干渉波として受信される。また、Ｗ−ＭＳ１１４．４からの受信電力は、Ｎ−ＢＳ１０１．２から遠い位置にあるので、小さな電力１２１．４として受信される。つまり、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜４は、Ｎ−ＢＳ１０１．２からは無制御の状態になるため、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜４の位置関係による使用電力（送信電力）に関する遠近問題が無視できなくなる。これは、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜４の位置関係によっては、Ｎ−ＢＳ１０１．２のキャパシティリミット１２０を超えることにより、通信品質を著しく劣化させる原因となる。
【００３４】
また、図３に、Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局における受信電力の説明図を示す。ここでは、一例として、両システムの基地局及び移動局が図１のような位置関係にあるときのＷ−ＢＳ１０４．１における受信電力を示す。
【００３５】
Ｗ−ＢＳ１０４．１が位置しているセルでは、同一セルのＮ−ＢＳ１０１．１も正常に動作している。そして、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜４からの受信電力１２３．１〜４もＮ−ＭＳ１１５．５〜８からの受信電力１２４．１〜４も、ほぼ等しい電力となるように制御される。このような状況では、図に示すようにＷ−ＣＤＭＡ帯域のキャパシティは、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の使用電力により、キャパシティリミット１２０で制限される。そのため、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域を除くＷ−ＣＤＭＡ帯域では、使用不可の領域が生じることになり、帯域の全てを効率よく使用することができない。つまり、このような電力制御では、Ｎ−ＣＤＭＡシステムのトラフィックが高い地域では、Ｗ−ＣＤＭＡシステムのトラフィックは、限定されてしまうことになる。
【００３６】
そこで、本発明では、以上のような電力制御を改良して、さらに、移動局が帯域毎に送信電力を制御することができるＷ−ＣＤＭＡシステムの電力制御方法及び装置を構築した。
【００３７】
図４に、Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合における基地局及び移動局の位置関係の説明図の一例を示す。以下に、この図を使用してＷ−ＣＤＭＡ移動局の送信電力がどのように制御されるを説明する。
【００３８】
この図では、図１と同様に、Ｎ−ＢＳ１０１．１とＷ−ＢＳ１０４．１とが、同一セルに配置され、隣接するセルに、Ｎ−ＢＳ１０１．２とＷ−ＢＳ１０４．２とが同一セルに配置されている。ここで、図１と同様に、Ｗ−ＢＳ１０４．２が、保守・故障等のために送信をストップし、そのためにハンドオフ境界にずれが生じている場合を想定する。また、本発明に係るＷ−ＣＤＭＡ移動局（Ｗ−ＭＳ）１１６．１〜３は、Ｎ−ＢＳ１０１．２に比較的近い位置にあり、一方、本発明に係るＷ−ＭＳ１１６．４は、Ｗ−ＢＳ１０４．１に近い位置にいるものとする。また、Ｎ−ＣＤＭＡ用移動局（Ｎ−ＭＳ）１１５．１〜８は、関連するエリアに均等に位置しており、両セルにおけるＮ−ＣＤＭＡトラフィックは、ほぼ同程度であるとする。
【００３９】
このように基地局及び移動局が配置されているとき、図１の例では、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜４は、Ｗ−ＢＳ１０４．１からのみ送信電力が制御され、周囲の状況は配慮されずに送信電力の増減を行っていた。しかし、本発明に係る移動局であるＷ−ＭＳ１１６．１〜４は、Ｗ−ＢＳ１０４．１からの受信電力だけでなく、Ｎ−ＢＳ１０１．１及び１０１．２からの受信電力も考慮に入れて送信電力を決定するように制御される。つまり、Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４は、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を、Ｎ−ＢＳ１０１．１及び１０１．２からの受信電力に基づいて決定する。一方、Ｗ−ＣＤＭＡシステムで使用している帯域のうち、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域を除く帯域の送信電力は、Ｗ−ＢＳ１０４．１からの受信電力に基づき決定される。これらの制御が、本発明に係る開ループ制御である。
【００４０】
また、Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４は、このような開ループ制御に加え、Ｗ−ＢＳ１０４．１から送られてくる制御コマンドによる閉ループ制御を併用して送信電力を決定する。そして、Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４が、Ｎ−ＢＳ１０１．２の近くに位置する場合でも、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域では送信電力を低く抑え、それ以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域では送信電力を増加させるように電力制御を行うことにより、Ｎ−ＣＤＭＡシステムで使用される帯域での干渉電力を低く抑えることができる。さらに、本発明では、従来のような短周期フェージングに追従するための短周期閉ループ制御を、電力制御ビットにより行うようにすることができる。
【００４１】
図５に、ハンドオフ境界が不均衡な場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局における受信電力の説明図を示す。ここでは、一例として、図４におけるＷ−ＭＳ１１６．１での受信電力を示している。図５（Ａ）は、Ｗ−ＣＤＭＡシステムが、マルチキャリア方式が採用される場合を示し、一方、図５（Ｂ）は、直接拡散方式が採用される場合を示す。
【００４２】
Ｗ−ＭＳ１１６．１は、Ｎ−ＢＳ１０１．２に近い位置に存在するため、Ｎ−ＢＳ１０１．２からの受信電力（Ｎ−ＢＳ２）１２８は、Ｗ−ＢＳ１０４．１からの受信電力（Ｗ−ＢＳ１）１２６及びＮ−ＢＳ１０１．１からの受信電力（Ｎ−ＢＳ１）１２７に比べてかなり大きな受信電力として示される。ここで、図５で示すようなマルチキャリア方式の場合は、各帯域（キャリア）毎の受信電力をＷ−ＭＳ１１６．１〜４において測定することで、次式によりＮ−ＣＤＭＡ及びＷ−ＣＤＭＡ基地局からのそれぞれの受信電力を算出できる。
【００４３】
Ｐｔ（Ｗ−ＣＤＭＡ）＝｛Ｐ（ＢＷ１）＋Ｐ（ＢＷ３）｝×３／２
Ｐｔ（Ｎ−ＣＤＭＡ）＝ Ｐ（ＢＷ２）−Ｐｔ（Ｗ−ＣＤＭＡ）／３
ここで、Ｐｔ（ ）は、（ ）内に示されるシステムからの電力総和を示し、Ｐ（ ）は、（ ）内に示される帯域における受信電力を示す。また、帯域ＢＷ１〜ＢＷ３は、Ｗ−ＣＤＭＡシステムで使用されるＷ−ＣＤＭＡ帯域を示し、帯域ＢＷ２は、Ｎ−ＣＤＭＡシステムで使用されるＮ−ＣＤＭＡ帯域を示す。なお、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域以外の、又は、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域を除くＷ−ＣＤＭＡ帯域とは、ＢＷ１及びＢＷ３を示す。
【００４４】
また、直接拡散方式の場合は、全帯域の受信電力と、Ｎ−ＣＤＭＡシステムで使用している帯域の受信電力をＷ−ＭＳ１１６．１〜４において測定する事で、次式によりＮ−ＣＤＭＡ及びＷ−ＣＤＭＡ基地局からのそれぞれの受信電力を算出できる。
【００４５】
Ｐｔ（Ｗ−ＣＤＭＡ）＝｛Ｐ（ＢＷ）−Ｐ（ＢＷ２）｝×３／２
Ｐｔ（Ｎ−ＣＤＭＡ）＝ Ｐ（ＢＷ２）−Ｐｔ（Ｗ−ＣＤＭＡ）／３
ここで、ＢＷは、Ｗ−ＣＤＭＡシステムで使用される帯域を示す。
【００４６】
Ｗ−ＭＳ１１６．１は、このようにして求められたＮ−ＣＤＭＡ及びＷ−ＣＤＭＡ基地局から受信する受信電力を使用して、各帯域毎の送信電力の開ループ制御を行う。即ち、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域に対しては、平均送信電力をＮ−ＣＤＭＡ基地局からの平均受信電力Ｐｔ（Ｎ−ＣＤＭＡ）にある相対的な値を加算したものとして求める。例えば、ＩＳ−９５Ａの定める規格では、この相対値は、前述のように、
「−７３ ＋ ＮＯＭ＿ＰＷＲ ＋ ＩＮＩＴ＿ＰＷＲ ＋ 全てのアクセスプローブ補正の和（ｄＢ）」、
として定義されている。
【００４７】
つぎに、図６に、ハンドオフ境界が不均衡な場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局における送信電力の説明図を示す。ここでは、一例として、図４に示されるＷ−ＭＳ１１６．１の送信電力を示す。
【００４８】
ここで、送信電力Ｐ１は、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力から求めたものである。すなわち、送信電力Ｐ１は、受信電力Ｐｔ（Ｗ−ＣＤＭＡ）から求めた送信電力（開ループ制御）と、必要に応じて、従来と同様の短周期閉ループ制御により所要のＥｂ／Ｎｏを満たすよう補正された送信電力である。また、送信電力Ｐ２は、受信電力Ｐｔ（Ｎ−ＣＤＭＡ）から求めた送信電力（開ループ制御のみ）である。
【００４９】
本発明では、この図に示すように、Ｗ−ＭＳ１１６．１のＮ−ＣＤＭＡ帯域における送信電力の減少分を他の帯域の電力で補う事により、トータルの送信電力が所要の値を満たすように制御される。この例では、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域での送信電力が、送信電力Ｐ２に減少した分、両端の帯域の電力を（Ｐ１−Ｐ２）／２ずつ増加させている。また、Ｐ２＞Ｐ１となる場合は、Ｐ２＝Ｐ１とし、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力が他の帯域の送信電力よりも高くなる事が無いようにするべきである。
【００５０】
しかしながら、このように開ループのみの制御では、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の干渉電力低減及びＷ−ＣＤＭＡ帯域の使用効率向上という目的は達成できるが、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局での受信電力を考えた場合、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力と、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力とが等しくなると限らず、必ずしも最適な制御にはならない。
【００５１】
図７に、開ループ制御のみを行った場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局での受信電力の説明図を示す。ここでは一例として、Ｗ−ＢＳ１０４．１での各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４からの受信電力を示す。本発明に係る開ループ制御では、個々のＷ−ＭＳ１１６．１〜４がそれぞれ独自に帯域毎の送信電力を決定して送信してくるため、Ｗ−ＢＳ１０４．１で受信される帯域毎の受信電力は必ずしも等しくならない。図７では、一例として、帯域ＢＷ２の受信電力が、帯域ＢＷ１及び３の受信電力よりも高くなっている場合を示している。
【００５２】
Ｗ−ＣＤＭＡシステムで使用される全帯域を最も効率よく利用するには、帯域ＢＷ１〜３の受信電力がすべて等しくなるように制御されると良い。本発明では、これを実現するために、Ｗ−ＢＳ１０４．１は、各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４と同様に、各帯域毎に受信電力を測定し、帯域毎の受信電力の差が少なくなるように、また、好ましくはできるだけ等しくなるように、各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４の送信電力制御を行うようにした。
【００５３】
図８に、本発明に係る電力制御を行う場合の移動局の送信電力制御の説明図を示す。ここでは、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局及びＮ−ＣＤＭＡ基地局による開ループ制御及び閉ループ制御が示される。さらに、従来のＮ−ＣＤＭＡシステムと同様に、短周期フェージングに追従するための短周期閉ループ制御を行うこともできる。
【００５４】
本発明においては、Ｗ−ＭＳ１１６．１は、Ｗ−ＢＳ１０４．１からの受信電力とＮ−ＢＳ１０１．１及び２からの受信電力を元に、送信電力を算出して制御する開ループ制御を行う。また、これに加えて、通話中のＷ−ＢＳ１０４．１からの制御コマンドにより、帯域毎の送信電力比を制御する閉ループ制御を行う。さらに、短周期閉ループ制御を行うこともできる。一方、Ｗ−ＢＳ１０４．１は、Ｗ−ＭＳ１１６．１と同様に、帯域毎の受信電力を測定し、全ての帯域の平均受信電力が等しくなるように、個々のＷ−ＭＳ１１６．１〜４に対して、帯域毎の送信電力比を制御する制御コマンドを送信する。
【００５５】
具体的には、Ｗ−ＢＳ１０４．１は、制御コマンドにより、各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４に対して、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力の相対的な変化量のみを通知すれば良い。図７の例では、帯域ＢＷ２の受信電力が帯域ＢＷ１及び３の受信電力よりも大きいため、Ｗ−ＢＳ１０４．１は、各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４に対して帯域ＢＷ２の送信電力を下げるように制御コマンドを送信する。
【００５６】
この制御コマンドは、例えば、１ｂｉｔの情報で１ｄＢ又は０．５ｄＢ等の一定値を増加又は減少するように指示すれば良い。これらの情報量及び増減させる電力の相対値等は、システムパラメータ等により適宜決定されることができる。また、制御コマンドとしては、例えば、電力比制御メッセージ又は電力制御ビットを用いることもできる。
【００５７】
Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４では、このような制御コマンドを受けて、各帯域の送信電力の補正を行う。例えば、１ｂｉｔの制御コマンドにより、帯域ＢＷ２の送信電力を１ｄＢ下げるように指示された場合、そのＷ−ＭＳ１１６．１〜４は、帯域ＢＷ２の送信電力を１ｄＢ減少させ、その分を補うために帯域ＢＷ１及び３の送信電力を帯域ＢＷ２の半分の０．５ｄＢずつ増加させて送信する。なお、制御コマンドは、帯域毎に適宜の増減値を設定できるようにしても良い。例えば、１ｂｉｔの制御コマンドに対応して、帯域ＢＷ２は１ｄｂ増減し、帯域ＢＷ１は０．７ｄＢ増減し、また、帯域ＢＷ３は０．３ｄＢ増減するようにすることもできる。
【００５８】
Ｗ−ＢＳ１０４．１は、この制御コマンドを、通信中のそれぞれのＷ−ＭＳ１１６．１〜４に対して個別に設定して、送信することができる。または、同じ制御コマンドを通信中の全Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４に対して送信しても良い。
【００５９】
前者の場合では、Ｗ−ＢＳ１０４．１は、各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４の送信電力比（［帯域ＢＷ２の送信電力］／［帯域ＢＷ１及び３の送信電力の平均］）を把握する。この場合、それぞれのＷ−ＭＳ１１６．１〜４で帯域毎の送信電力比が異なるため、あまり格差が広がらないようにするといったきめの細かい制御が可能である。しかし、一方で、Ｗ−ＢＳ１０４．１の負荷は大きなものとなる。また、後者の場合は、Ｗ−ＢＳ１０４．１は、現在通信中のＷ−ＣＤＭＡ移動局の数（Ｗ−ＢＳ１０４．１により制御される移動局の数）を定期的に全Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４に知らせておく。各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４は、Ｗ−ＢＳ１０４．１から通知される相対的な電力を通信中の移動局数で割った分だけ増加又は減少させて送信する。例として、１０台の移動局が同じＷ−ＢＳ１０４．１のセル内で通信しているときを想定する。このとき、帯域ＢＷ２の送信電力を１ｄＢ減少させるように指示された場合、各移動局は、帯域ＢＷ２の送信電力を１／１０ｄＢ減少させ、帯域ＢＷ１及び３の送信電力を１／２０ｄＢ増加させて送信する。このように制御することで、通信中の移動局数が変化しても、基地局での送受信電力の相対的な変化量を一定に保つことができる。
【００６０】
なお、Ｗ−ＣＤＭＡ移動局は、ハンドオーバー等により複数のＷ−ＣＤＭＡ基地局から制御コマンドを受信する場合がある。このような場合、予め制御コマンドを選択する優先順位を決めておけばよい。たとえば、後に又は先にエリア内に入った基地局からの制御コマンドを選択したり、受信電力の大きい基地局からの制御コマンドを選択したりするように設定することができる。
【００６１】
図９に、本発明に係る電力制御を行った場合のＮ−ＣＤＭＡ基地局の受信電力の説明図を示す。ここでは、一例として、Ｎ−ＢＳ１０１．２における受信電力を示す。
【００６２】
図９では、Ｎ−ＢＳ１０１．２から近い位置にいたＷ−ＭＳ１１６．１〜３のＮ−ＣＤＭＡ帯域における受信電力１３２．１〜３が、他のＮ−ＭＳ１１５．１〜４からの受信電力１３３．１〜４と等しくなるように制御されたものを示す。このようにして、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の通信容量は、各移動局で等しく分割できるようになる。ここで、Ｎ−ＢＳ１０１．２から遠い位置にあるＷ−ＭＳ１１６．４からの受信電力１３２．４は、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を他の帯域に比べて増加させるような制御は行わないため、他の移動局からの受信電力に比べて低い電力で受信されている。Ｎ−ＣＤＭＡ帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力は、本発明のような電力制御を行わない場合に比べて増加することがある。しかし、Ｎ−ＢＳ１０１．２では、隣接チャネルの電力を十分に減衰させる事が可能であるので、干渉波としての影響はＮ−ＣＤＭＡ帯域に漏れ出してくる隣接チャネル漏洩電力のみに抑えられる。また、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域では、キャパシティリミット１２０を超えても、特に問題とされない。また、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域では、Ｎ−ＣＤＭＡ移動局からの各受信電力は、従来と同様のＮ−ＣＤＭＡ基地局との間の開ループ及び短周期閉ループ制御により、通話にとって十分な所定電力に制御されている。Ｎ−ＣＤＭＡ移動局の送信電力がキャパシティリミット１２０を超える場合は、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局で通話拒否がなされる。
【００６３】
図１０に、本発明に係る電力制御を行った場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局の受信電力の説明図を示す。ここでは、一例として、Ｗ−ＢＳ１０４．１における受信電力を示す。
【００６４】
図１０に示されるＷ−ＢＳ１０４．１での受信電力は、全帯域の受信電力が等しくなるように制御され、全帯域の通信容量を限界まで使用する事が可能となる。さらに、従来のような短周期閉ループ制御を行うこともできる。この図で、Ｗ−ＭＳ１１６．１〜３からの受信電力１３４．１〜３は、主に開ループ制御によりＮ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力が減衰させられたものと考えられる。また、Ｗ−ＭＳ１１６．４からの受信電力１３４．４は、Ｎ−ＢＳ１０１．２からは遠い位置にあるため、開ループ制御の影響はあまり受けないが、本発明の閉ループ制御によって、全帯域の受信電力の差が少なくなるように、好ましくは等しくなるように基地局から制御されたものと考えられる。ここで、キャパシティリミット１２０は、新たにＷ−ＣＤＭＡ移動局の通信要求が発生した場合に用いられることができる。即ち、キャパシティリミット１２０を超えるようであればその発信を拒否し、以下であればその発信を許可する。なお、通信数にはシステム的にもリミットがある。また、各々のＷ−ＣＤＭＡ移動局からの受信電力は、Ｗ−ＣＤＭＡ帯域全体での総和が所定以上になるよう保たれる。ここで、受信電力が大きすぎると、消費電力を浪費することになってしまう。よって、受信電力の大きさは、通信に必要な最低電力が保たれればよく、また、受信電力の総和がキャパシティリミット１２０以下であれば良い。
【００６５】
本発明の電力制御では、上述のように開ループ及び閉ループを併用することにより、帯域の異なるシステム同士が通信容量を劣化させることなく同一の帯域で共存し、より広帯域のシステムでは、全帯域が持つ通信容量を無駄にすることなく、効率よく使用することができるようになる。また、以上の説明では、移動局を対象にして説明したが、固定局を含む無線端末にも広く本発明の技術思想を適用することができる。
【００６６】
（２）マルチキャリア方式を採用したＷ−ＣＤＭＡ移動局（無線端末）
図１１に、上り回線及び下り回線共にマルチキャリア方式を採用した場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局の構成図を示す。ここでは、マルチキャリア方式の一例として、３キャリアの場合について説明する。
【００６７】
アンテナ１により受信された信号は、デュプレクサ２によって受信帯域のみ取り出され、低雑音増幅器（ＬＮＡ）３によって電力増幅される。増幅された信号は、ミキサー４によって移動局ローカル信号と掛け合わされ、中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートされる。ここで、ミキサー４に供給されるローカル信号は、温度保証水晶発振器（ＴＣＸＯ）２５からの信号をリファレンスとして、フェーズロックループ（Phase Locked Loop,ＰＬＬ）２６．３によって生成されたものである。ダウンコンバート後の受信信号は、帯域通過濾波器（ＢＰＦ）５によって使用帯域外の不要成分を除去した後、分配器（ＤＩＶ）６によって３系統に分配される。分配された受信信号は、マルチキャリア方式の各キャリアに通過帯域が設定された帯域通過濾波器（ＢＰＦ）７．１〜３により、キャリアの分離が行われる。キャリア毎に分離された信号は、それぞれ自動利得制御増幅器（ＡＧＣアンプ）８．１〜３により、一定のレベルまで増幅され、ミキサー９．１〜３に供給される。ここで、ＡＧＣアンプ８．１〜３の制御電圧は、それぞれアナログ・ディジタル変換機（Ａ／Ｄ変換器）１１．４によりディジタル化された後、ＣＰＵ１３によりモニタされる。これにより、ＣＰＵ１３は各キャリア、即ち各帯域の受信電力を知ることができる。
【００６８】
ミキサー９．１〜３には、ＰＬＬ２６．２によりキャリア毎に異なる周波数のローカル信号が供給され、それぞれのキャリアの信号は、中間周波数から全てベースバンドにダウンコンバートされる。これらベースバンド信号は、低域通過濾波器（ＬＰＦ）１０．１〜３によってそれぞれ帯域外の不要成分が除去された後に、Ａ／Ｄ変換器１１．１〜３によりそれぞれディジタル信号に変換される。ディジタル化された各キャリアの信号は、ベースバンド復調器（ＤＥＭ）１２により復調され、音声又はシグナリングデータとして復号化される。
【００６９】
音声データは、ＤＥＭ１２から、音声符号化器（ＶＯＣＯＤＥＲ）１４を経て、ユーザーインターフェースに出力される。ＤＥＭ１２により、基地局から送信された電力比制御メッセージ等の閉ループ制御用の制御コマンドはＣＰＵ１３に供給される。また、短周期フェージングに追従するための短周期閉ループ制御用の電力制御ビットは、ベースバンド変調器（ＭＯＤ）１５に供給される。ＣＰＵ１３では、ＡＧＣアンプ８．１〜３からの制御電圧と、ＤＥＭ１２から供給される制御コマンドとにより、帯域毎の送信電力を決定し、例えばフレーム毎に長周期的に制御する。ＭＯＤ１５では、ＤＥＭ１２から供給された電力制御ビットに従い、送信電力を電力制御グループ毎（例えば１．２５ｍｓ）に短周期的に制御する。
【００７０】
一方、ユーザーインターフェースから供給された送信信号は、音声符号化器１４により符号化される。符号化された音声データは、ＭＯＤ１５により変調される。各送信キャリア毎の変調信号は、ディジタル・アナログ変換機（Ｄ／Ａ変換器）１６．１〜３によって、それぞれベースバンドアナログ信号に変換される。これらの信号は、ＬＰＦ１７．１〜３において、Ｄ／Ａ変換器１６．１〜３により生成された帯域外成分が除去される。その後、これらの信号は、ミキサー１８．１〜３にそれぞれ供給され、中間周波数にアップコンバートされる。ここで、それぞれのミキサー１８．１〜３に供給されるローカル信号は、各キャリア毎に異なる周波数を有する信号であり、ＰＬＬ２６．１によって生成される。各キャリアのＩＦ信号は、それぞれＢＰＦ１９．１〜３を通過した後、ＡＧＣアンプ２０．１〜３によりそれぞれ利得の調整が行われる。これらＡＧＣアンプ２０．１〜３の制御電圧は、上述のようにＣＰＵ１３によって決定され、Ｄ／Ａ変換器１６．４を介してダイナミックに制御される。
【００７１】
各キャリア毎に利得を制御された信号は、加算器（ＡＤＤ）２１により合成され、ミキサー２２に供給される。ミキサー２１では、ＰＬＬ２６．３により生成された信号を増幅器２７で増幅したローカル信号と送信信号が掛け合わされ、送信周波数にアップコンバートされる。ミキサー２１の出力は、ＢＰＦ２３によって帯域外の不要な成分が除去された後、大電力増幅器（ＨＰＡ）２４により電力増幅され、デュプレクサ２を経て、アンテナ１により送信される。
【００７２】
このように、マルチキャリア方式の場合は、各キャリア毎にＡＧＣアンプ２０．１〜３を使用し、各電力制御グループ毎にＭＯＤ１５を使用して利得の制御を行うことにより、効果的な電力制御を行うことが可能である。
【００７３】
（３）直接拡散方式を採用したＷ−ＣＤＭＡ移動局（無線端末）
図１２に、直接拡散方式を用いた場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局の構成図を示す。
【００７４】
まず、受信系についてみると、分配器６までの構成は図１１と同一である。ただし、受信信号を、分配器６によって、マルチキャリア方式の場合は各キャリア毎に信号を分離するのに対し、直接拡散方式の場合は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式が使用する広帯域信号の全ての帯域を通過させる系と、Ｎ−ＣＤＭＡシステムが使用する狭帯域信号のみを通過させる系の２系統に分配している。もし、Ｎ−ＣＤＭＡシステムが複数のキャリアを使用する場合には、この狭帯域信号用の系を必要数分用意する必要がある。ここでは一例として、Ｎ−ＣＤＭＡシステムが単一のキャリアのみを使用する場合を想定している。
【００７５】
分配器６により２系統に分配された信号は、１つは狭帯域用ＢＰＦ７．４、もう１つは広帯域用ＢＰＦ３０により、それぞれ必要とされる帯域成分が抽出される。ＢＰＦ７．４及び３０を通過した信号は、それぞれＡＧＣアンプ８．４及び３１に供給され、一定の電力に増幅される。ＡＧＣアンプ８．４及び３１から出力は、Ａ／Ｄ変換器１１．５を介して制御電圧としてＣＰＵ１３に供給される。この制御電圧は、マルチキャリア方式の場合と同様に、ＣＰＵ１３によって監視される。ＣＰＵ１３では、広帯域システムで使用されるＷ−ＣＤＭＡ帯域全体の受信電力及び狭帯域システムで使用されるＮ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力が計算される。ＡＧＣアンプ８．４及び３１により受信された信号は、ミキサー９．４及び９．５にそれぞれ供給され、ベースバンド信号にダウンコンバートされる。これ以後の構成は、図１１の場合と同様である。
【００７６】
次に送信系であるが、短周期的な閉ループ制御については、マルチキャリア方式と同様に、ＤＥＭ１２で抽出された電力制御ビットに基づき、ＭＯＤ１５で、例えば電力制御グループ毎に行われる。また、長周期的な開ループ制御及び閉ループ制御については、直接拡散方式では、マルチキャリア方式と違い、帯域毎のフィルタがないので、帯域毎にＡＧＣアンプを使用して送信電力の制御を行う事ができない。そのため、帯域毎に利得制御が、ＦＩＲフィルタ（Finit Impulse Response フィルタ）３４を用いて、ディジタル処理により行われる。
【００７７】
図１３に、ＦＩＲフィルタ３４の周波数特性の説明図の一例を示す。ＣＰＵ１３では、開ループ制御及び閉ループ制御により求められた帯域毎の送信電力比に基づいて、送信信号の周波数特性を設定し、ＦＩＲフィルタ３４のインパルス応答を算出する。このインパルス応答をＦＩＲフィルタ３４の係数としてリアルタイムに更新させる事で、帯域毎の送信電力制御が行える。ただし、ＦＩＲフィルタ３４では、絶対利得のダイナミックレンジを広く取れないため、電力比の制御のみを行うものとする。この図は、上述したように、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域については、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力から求めた利得により設定し、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域については、このＮ−ＣＤＭＡ帯域の利得とＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力から求めた利得とにより設定したものである。
【００７８】
ＦＩＲフィルタ３４を通過後の送信信号は、Ｄ／Ａ変換器１６．６によりベースバンドアナログ信号に変換され、ＬＰＦ３５により帯域外不要成分が除去される。その後、送信信号は、ミキサー１８．４において送信ローカル信号と掛け合わされ、ＩＦ信号にアップコンバートされる。ミキサー１８．４からの出力はＢＰＦ３６により帯域外不要成分が除去された後、ＡＧＣアンプ３７により送信利得の制御が行われる。ＡＧＣアンプ３７の制御電圧は、ＣＰＵ１３からＤ／Ａ変換器１６．５を介してマルチキャリア方式の場合と同様に制御される。このように、ＦＩＲフィルタ３４とＡＧＣアンプ３７との併用により、さらに、ＭＯＤ１５を用いることにより、本発明に係る電力制御が実現されることになる。ＡＧＣアンプ３７通過後の構成は、図１１の構成と同様である。
【００７９】
（４）Ｗ−ＣＤＭＡ基地局
図１４に、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局の構成図を示す。この例では、１セクタ（オムニアンテナ）、１受信アンテナ（ダイバーシティなし）の場合を示している。Ｗ−ＣＤＭＡ基地局では、本発明の閉ループ電力制御を行うため、移動局と同様に、各帯域毎に受信電力を測定する必要がある。図１４に示された構成及び動作は、直接拡散方式の場合の移動局構成（図１２）と同様である。
【００８０】
基地局受信系では、図１２と同様に、狭帯域ＢＰＦ７．４及び広帯域ＢＰＦ３０により受信電力を帯域毎に分離する。ＣＰＵ１３は、ＡＧＣアンプ８．４及び３１により出力された制御電圧を監視して、帯域毎の受信電力を算出する。ＣＰＵ１３では、全ての帯域の受信電力がなるべく等しくなるように制御コマンドを生成し、ＭＯＤ１５に対して制御コマンドの情報を送信する。この制御コマンドの生成は、フレーム周期等の比較的長周期の間隔で行うことができる。なお、制御コマンドは、ひとつ又はいくつかの電力制御グループ毎による短周期で送信するようにしてもよい。ＭＯＤ１５は、ＣＰＵ１３から受け取った制御コマンドを、送信信号に適宜挿入して送信することができる。制御コマンドは、例えば、ＩＳ−９５Ａで規定される電力制御ビット同様に、パンクチャリング処理によりフレーム内に埋め込むか、または、シグナリングメッセージ等に挿入して各移動局に対して送信することができる。なお、短周期閉ループ制御用の電力制御ビットは、ＣＰＵ１３により、ＭＯＤ１５を介して送信信号に含めることができる。
【００８１】
このような機能を基地局にもたせることで、本発明に係る電力制御を行うことが可能になる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局を、帯域幅の異なるＮ−ＣＤＭＡ基地局と同様の地域及び周波数帯でオーバーレイさせる場合において、例えば両システムのハンドオフ境界にずれが生じ、移動局との遠近関係のバランスが崩れても、お互いの通信容量を劣化させることのない無線通信システムの電力制御方法及び電力制御装置を提供することができる。
【００８３】
本発明によると、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局では、Ｎ−ＣＤＭＡ移動局とＷ−ＣＤＭＡ移動局からの受信電力が全て等しくなるように制御されるので、割り当てられた帯域の通信容量を等しく分割して有効に使用できるようになる。
【００８４】
また、本発明によると、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局では、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域とそれ以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域とに通信容量を分配することにより、使用される広帯域を有効に利用できるようになる。そして、本発明によると、Ｎ−ＣＤＭＡ方式及びＷ−ＣＤＭＡ方式の無線通信システムにおいて、共に通信容量の増加が期待されることができる。
【００８５】
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合における基地局及び移動局の位置関係の説明図。
【図２】Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合のＮ−ＣＤＭＡ基地局における受信電力の説明図。
【図３】Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局における受信電力の説明図。
【図４】Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合における基地局及び移動局の位置関係の説明図。
【図５】ハンドオフ境界が不均衡な場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局における受信電力の説明図。
【図６】ハンドオフ境界が不均衡な場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局における送信電力の説明図。
【図７】開ループ制御のみを行った場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局での受信電力の説明図。
【図８】本発明に係る電力制御を行う場合の移動局の送信電力制御の説明図。
【図９】本発明に係る電力制御を行った場合のＮ−ＣＤＭＡ基地局の受信電力の説明図。
【図１０】本発明に係る電力制御を行った場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局の受信電力の説明図。
【図１１】上り回線及び下り回線共にマルチキャリア方式を採用した場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局の構成図。
【図１２】直接拡散方式を用いた場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局の構成図。
【図１３】ＦＩＲフィルタ３４の周波数特性の説明図。
【図１４】Ｗ−ＣＤＭＡ基地局の構成図。
【図１５】Ｎ−ＣＤＭＡシステムのセル配置図。
【図１６】Ｎ−ＣＤＭＡ基地局と同一地域にＷ−ＣＤＭＡ基地局が配置された場合のセル配置図。
【図１７】ハンドオフ境界が不均衡になった場合のセル配置図。
【図１８】Ｎ−ＣＤＭＡ基地局とＷ−ＣＤＭＡ基地局の配置位置が異なる場合のセル配置図。
【符号の説明】
６・・・分配器、
７．１〜４，１９．１〜３・・・帯域通過濾波器（狭帯域）、
８．１〜４，２０．１〜３，３１，３７・・・自動利得制御増幅器、
１２・・・ベースバンド復調器、
１３・・・マイクロプロセッサ、
１４・・・音声符号化器、
１５・・・ベースバンド変調器、
２１・・・アナログ加算器、
３４・・・ＦＩＲフィルタ、
１０１，１０１．１，１０１．２・・・Ｎ−ＣＤＭＡ基地局、
１０２・・・Ｎ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界、
１０３・・・３セクタの場合のセクタ境界、
１０４，１０４．１，１０４．２・・・Ｗ−ＣＤＭＡ基地局、
１０５・・・Ｗ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界、
１０６・・・両システム共通のセクタ境界、
１０７・・・Ｗ−ＣＤＭＡシステムのトラフィックが高いセル、
１０８・・・Ｗ−ＣＤＭＡ基地局が送信をストップさせたセル、
１０９・・・Ｗ−ＣＤＭＡ基地局がＮ−ＣＤＭＡシステムもサポートする場合のＮ−ＣＤＭＡシステムハンドオフ境界、
１１４．１〜４，１１６．１〜４・・・Ｗ−ＣＤＭＡ移動局、
１１５．１〜８・・・Ｎ−ＣＤＭＡ移動局、
１２０・・・通信容量限界、
１２１．１〜４，１２３．１〜４・・・Ｗ−ＣＤＭＡ移動局からの受信電力、
１２２．１〜４，１２４．１〜４，１３３．１〜４，１３５．１〜４・・・Ｎ−ＣＤＭＡ移動局からの受信電力、
１２６・・・Ｗ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力、
１２７，１２８・・・Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力、
１３０・・・Ｎ−ＣＤＭＡ帯域での送信電力、
１３１．１，１３１．２・・・Ｎ−ＣＤＭＡシステム以外の帯域での送信電力、
１３２．１〜４，１３４．１〜４・・・Ｗ−ＣＤＭＡシステム用移動局からの受信電力、
１４０・・・Ｗ−ＢＳでのＮ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力、
１４１・・・Ｗ−ＢＳでのＮ−ＣＤＭＡ以外の帯域の受信電力、
１４２・・・全帯域の受信電力が等しくなる場合の受信電力値、
１５０・・・回線インターフェース部
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力制御方法及び電力制御装置に係り、特に、帯域幅の異なる複数のＣＤＭＡ方式を同様の地域及び周波数帯を使用して共存させる場合に用いられる、広帯域ＣＤＭＡ方式の無線通信システムにおける電力制御方法及び電力制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＤＭＡ方式には、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｎ−ＣＤＭＡ）方式と広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）方式がある。Ｎ−ＣＤＭＡ方式としては、例えば、ディジタル携帯電話についての米国電気通信工業会ＴＩＡ(Telecommunications Industry Association)が定めたＩＳ−９５をベースとし、一般にｃｄｍａＯｎｅと呼ばれる方式がある。また、Ｗ−ＣＤＭＡ方式としては、例えば、ＴＩＡによって推奨されるｃｄｍａ2000方式、（社）電波産業界ＡＲＩＢ(Association of Radio Industries and Businesses)、欧州電気通信標準化協会ＥＴＳＩ(European Telecommunications Standard Institute)により推奨されるＷ−ＣＤＭＡ方式等がある。通信インフラとしては、一般に、Ｎ−ＣＤＭＡ方式のインフラが先に整備されており、その後に、重複する地域に対して、Ｗ−ＣＤＭＡ方式のインフラ整備が開始されることになる。
【０００３】
一般に、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムでは、複数の移動局からの信号を基地局で受信する際に、各移動局からの受信電力に差が生じると、お互いの信号が干渉電力として無視できなくなる。これにより、基地局では、通信容量が著しく劣化されてしまうという問題が生じる場合がある。このような問題を回避するため、ＣＤＭＡ方式を用いた無線通信システムでは、基地局において、各移動局の送信電力を調整し、全ての移動局からの受信電力が等しくなるように制御している。
【０００４】
移動局の送信電力を制御する方法としては、例えば、Ｎ−ＣＤＭＡ方式として北米で標準化されているＴＩＡ／ＥＩＡ／ＩＳ−９５Ａ（以下、ＩＳ−９５Ａ）では、開ループ制御と閉ループ制御という２つの電力制御ループを規定している。以下に、従来におけるＮ−ＣＤＭＡ方式の電力制御ループについて説明する。
【０００５】
開ループ制御は、移動局が、基地局からの受信電力を元に送信電力の制御を行う方法である。開ループ制御は、基地局−移動局間の距離によって生じる長周期なフェージングに追従する働きを持つ。長周期の値の具体例としては、例えば数百ｍｓ単位程度である。開ループ制御では、フェージングの影響等に対して比較的大まかで遅いレスポンスでの制御を行う。これにより、移動局の端末毎の位置のばらつきを抑える役割を果たす。例えば、移動局が基地局から離れていく場合を想定する。この場合、基地局での受信電力は、次第に弱くなっていくので、移動局では送信電力を次第に大きく制御することにより、基地局での受信電力がほぼ一定に保たれることができる。
【０００６】
ＩＳ−９５Ａでは、この開ループ制御による移動局の上りトラフィックチャネルの平均送信電力を、以下のように規定している。この平均送信電力は、例えば、８０ｄＢ程度のダイナミックレンジを有する。
【０００７】
平均送信電力（ｄＢｍ）＝−平均受信電力（ｄＢｍ）
−７３（ｄＢ）
＋ＮＯＭ＿ＰＷＲ（ｄＢ）
＋ＩＮＩＴ＿ＰＷＲ（ｄＢ）
＋全てのアクセスプローブ補正の和（ｄＢ）
なお、ＮＯＭ＿ＰＷＲ、ＩＮＩＴ＿ＰＷＲ及び単一のアクセスプローブ補正ＰＷＲ＿ＳＴＥＰの各値は、システムパラメータである。これらのシステムパラメータは、アクセス・パラメータ・メッセージ（Access Parameters Message ）等の制御情報として基地局から移動局に通知されるパラメータである。ここで、ＮＯＭ＿ＰＷＲは、移動局の開ループ制御による送信電力の見積りを補正するためのパラメータであり、例えば、−８〜＋７（ｄＢ）の範囲で設定できる。ＩＮＩＴ＿ＰＷＲは、アクセスチャネルプローブ送信における初期送信電力を補正するためのパラメータであり、例えば、−１６〜＋１５（ｄＢ）の範囲に設定できる。なお、これらの公称値は、ＮＯＭ＿ＰＷＲ及びＩＮＩＴ＿ＰＷＲ共に０（ｄＢ）である。また、ＰＷＲ＿ＳＴＥＰは、移動局がアクセスチャネルプローブの再送を行う場合に増加させる送信電力の補正値であり、例えば、０〜＋７（ｄＢ）の範囲に設定できる。全てのアクセスプローブ補正の和とは、ＰＷＲ＿ＳＴＥＰを全て加算したものである。
【０００８】
開ループ制御では、これらのシステムパラメータを用いて、システム毎に最適化した制御ループを構築することができる。
【０００９】
これに対して、閉ループ制御は、マルチパスによって生じる短周期なフェージングに追従させる働きを持つ制御である。ＩＳ−９５Ａでは、移動局は、例えば、１．２５（ｍＳ）に分割した電力制御グループと呼ばれるタイムスロット毎に、基地局によって挿入された電力制御ビットに応じて、送信電力制御を行うように規定されている。ひとつの電力制御ビットあたりの平均送信電力レベル変化の公称値は、例えば１（ｄＢ）又は０．５（ｄＢ）である。この例の場合は、移動局は１．２５（ｍＳ）（８００Ｈｚの場合）毎に±１（ｄＢ）又は±０．５（ｄＢ）の送信電力制御を行うことになる。
【００１０】
ＩＳ−９５Ａでは、基地局が、割り当てられた特定の移動局の受信信号強度を１．２５（ｍＳ）周期で見積り、この電力制御ビットを決定すること、と規定されている。実際には、所要のフレーム誤り率（ＦＥＲ）を満たすＥｂ／Ｎｏと受信信号の平均Ｅｂ／Ｎｏとの比較により、電力制御ビットが決定される。ここで、Ｅｂ／Ｎｏとは、１ビットあたりの情報エネルギー対雑音電力密度比（ The ratio between the energy of each information bit (Eb) and the noise spectral density (No)）である。電力制御ビットは、例えば、信号強度の見積りを行った上りトラフィックチャネルの電力制御グループから、いくつか後（例えば、２つ後）の下りトラフィックチャネルの電力制御グループ上で送信される。つまり、基地局では、移動局からの上りトラフィックチャネルの受信信号強度から移動局の電力の増減を決定し、移動局への下りトラフィックチャネルで電力制御ビットを送信する。一方、移動局は、その電力制御ビットを受信して送信電力の調整を行う。このようにして、短周期の閉ループ制御が実行される。
【００１１】
以上のように、ＩＳ−９５Ａに規定されたシステムでは、全ての移動局の信号受信電力又は信号品質を一定に保つように、開ループ制御及び短周期閉ループ制御により電力制御がなされている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
近年、通信インフラ整備に伴い、Ｎ−ＣＤＭＡ方式の無線通信システム（以下、Ｎ−ＣＤＭＡシステムという。）の基地局が施設されている地域に、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の無線通信システム（以下、Ｗ−ＣＤＭＡシステムという。）の基地局を同一周波数帯でオーバーレイさせる場合がある。また、Ｗ−ＣＤＭＡシステムで帯域の異なるサブセット同士をある地域及びある周波数帯でオーバーレイさせる場合がある。このような場合において、使用帯域の異なるシステムのそれぞれのハンドオフ境界にずれが生じてしまうことがある。
【００１３】
ここで、以下に、Ｎ−ＣＤＭＡシステム及びＷ−ＣＤＭＡシステムのように、使用帯域の異なるシステムの各ハンドオフ境界にずれが生じるような具体例を説明する。
【００１４】
まず、図１５に、Ｎ−ＣＤＭＡシステムのセル配置図を示す。ここでは、図示のようにＮ−ＣＤＭＡ方式の基地局（以下、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局という。）１０１等が配置された場合の、各セルの境界であるハンドオフ境界１０２が模式的に示される。また、各セルが３セクタで構成されている場合、セクタ境界１０３が示される。
【００１５】
つぎに、図１６に、このように配置されたＮ−ＣＤＭＡ基地局と同一地域にＷ−ＣＤＭＡ方式の基地局（以下、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局という。）が配置された場合のセル配置図を示す。この図では、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局１０４は、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局１０１と全く又は実質的に同一の位置に配置された場合を仮定している。この場合、全てのＮ−ＣＤＭＡ基地局１０１及びＷ−ＣＤＭＡ基地局１０４の送信電力が等しいとすれば、Ｎ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界１０２とＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界１０５とは均衡し、図で示されるように、ほぼ重なった状態となる。このような状態では、ある移動局が、同一セルのＮ−ＣＤＭＡ基地局１０１とＷ−ＣＤＭＡ基地局１０４から受信する電力はほぼ等しくなるので、従来技術のように移動局が全受信電力を元に送信電力の制御を行っても、電力制御上の問題はあまり生じない。
【００１６】
しかしながら、常にこのようなハンドオフ境界の均衡した状態が維持されるわけではなく、様々な条件により各システムのハンドオフ境界は変動する場合が考えられる。
【００１７】
図１７に、ハンドオフ境界が不均衡になった場合のセル配置図を示す。この図では、セル１０８に関して、本来このセル１０８をカバーするＷ−ＣＤＭＡ基地局が、例えば、保守作業や故障等のため送信をストップしたことにより、そのハンドオフ境界がずれた場合が示されている。この場合、セル１０８は、隣接する他のＷ−ＣＤＭＡ基地局によりカバーされ、ハンドオフ境界１０５が変動する。また、セル１０７に関しては、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の移動局（以下、Ｗ−ＣＤＭＡ移動局という。）のトラフィックが局所的に増加し、高トラフィック地域が生じたこと等により、そのハンドオフ境界がずれた場合が示されている。この場合、隣接セルとトラフィックの均衡を保つために、セル１０７をカバーするＷ−ＣＤＭＡ基地局だけが、送信電力を下げてしまったものである。このため、図示のように、ハンドオフ境界が、Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムとでずれてしまうとともに、隣接するＷ−ＣＤＭＡ基地局とのハンドオフ境界１０５も変動する。
【００１８】
また、図１８には、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局とＷ−ＣＤＭＡ基地局の配置位置が異なる場合のセル配置図を示す。この場合、Ｎ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界１０２とＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界１０５とは、明らかに異なったものとなる。また、ハンドオフ境界１０９は、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局がＮ−ＣＤＭＡもサポートするデュアルモード基地局として配置された場合のＮ−ＣＤＭＡハンドオフ境界を示している。
【００１９】
このように、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局を、帯域幅の異なるＮ−ＣＤＭＡ方式の基地局と同様の地域及び周波数帯でオーバーレイさせる場合において、上述のように、Ｎ−ＣＤＭＡ方式とＷ−ＣＤＭＡ方式のハンドオフ境界にずれが生じると、両方式の無線通信システムの間に移動局との遠近関係のバランスが崩れる。即ち、ある移動局は、本来近くの基地局のセル内に位置するにもかかわらず、隣接する遠くの基地局により通信チャネルが形成されることとなる。そのため、従来のような電力制御方式では、お互いのシステム間で電力制御が正常に働かず、異なるシステムの移動局からの電波が干渉となることがある。その結果として、従来の電力制御方式では、お互いのシステムの通話容量が著しく劣化されてしまうことがある。
【００２０】
本発明は、以上の点に鑑み、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局を、帯域幅の異なるＮ−ＣＤＭＡ基地局とある地域及びある周波数帯でオーバーレイさせる場合において、例えば両システムのハンドオフ境界にずれが生じ、移動局との遠近関係のバランスが崩れても、お互いの通信容量を劣化させることのない無線通信システムの電力制御方法及び電力制御装置を提供することを目的とする。
【００２１】
本発明は、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局では、Ｎ−ＣＤＭＡ移動局とＷ−ＣＤＭＡ移動局からの受信電力が全て等しくなるように制御することにより、割り当てられた帯域の通信容量を等しく分割して有効に使用することを目的とする。
【００２２】
また、本発明は、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局では、Ｎ−ＣＤＭＡ方式で使用している帯域とそれ以外の帯域とに通信容量を分配することにより、使用される広帯域を有効に利用することを目的とする。そして、本発明は、Ｎ−ＣＤＭＡ方式及びＷ−ＣＤＭＡ方式の無線通信システムにおいて、共に通信容量を増加することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
Ｗ−ＣＤＭＡ移動局は、Ｎ−ＣＤＭＡ方式で使用している帯域と、それ以外の帯域における受信電力を別々に測定し、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力と、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とを各々算出する。Ｗ−ＣＤＭＡ移動局は、Ｎ−ＣＤＭＡ方式で使用している帯域の送信電力をＮ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力に基づき、また、それ以外の帯域の送信電力を、この受信電力及びＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力に基づき、それぞれ求める。
【００２４】
また、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局は、Ｗ−ＣＤＭＡ移動局と同様にＮ−ＣＤＭＡ方式で使用している帯域とそれ以外の帯域における受信電力を各々測定し、両者が等しくなるように各帯域の送信電力を制御するコマンドを各Ｗ−ＣＤＭＡ移動局に対して送信する。Ｗ−ＣＤＭＡ移動局は、この制御コマンド情報と、両システムの受信電力から、各帯域の送信電力を決定する。つまり、Ｎ−ＣＤＭＡ方式のトラフィックが高いときには、Ｗ−ＣＤＭＡ移動局はＮ−ＣＤＭＡ方式で使用している帯域の送信電力を下げ、それ以外の帯域の電力を上げる事で、帯域全体の送信電力が等しくなるように制御を行う。
【００２５】
本発明の第１の解決手段によると、
符号分割多元接続（Code Division Multiple Access,ＣＤＭＡ）方式を用いた無線通信システムの電力制御方法において、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｎ−ＣＤＭＡ）システムと広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムとが、ある周波数帯域及びある地域でオーバーレイされる場合、または、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおける帯域の異なる２つのサブセットシステムが、ある周波数帯及びある地域でオーバーレイされる場合の電力制御方法であって、
Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末が、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とを測定し、それぞれの受信電力から前記Ｎ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＮ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＷ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を制御する開ループ制御と、
前記Ｗ−ＣＤＭＡ基地局が、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域との各々の受信電力を測定し、両帯域での受信電力の差が少なくなるように各帯域における前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末からの送信電力を制御する制御コマンドを、前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末に対して送信し、一方、前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末は、受信した前記制御コマンドに基づき各帯域の送信電力の制御を行う閉ループ制御とを備えた電力制御方法を提供する。
【００２６】
本発明の第２の解決手段によると、
符号分割多元接続（Code Division Multiple Access,ＣＤＭＡ）方式を用いた無線通信システムの電力制御方法において、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｎ−ＣＤＭＡ）システムと広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムとが、ある周波数帯域及びある地域でオーバーレイされる場合、または、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおける帯域の異なる２つのサブセットシステムが、ある周波数帯及びある地域でオーバーレイされる場合のＷ−ＣＤＭＡ無線端末における電力制御装置であって、
受信信号を、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＮ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＷ−ＣＤＭＡ帯域とに分離する分離部と、
Ｗ−ＣＤＭＡ基地局から送信され、分離された各帯域の送信電力を制御するための制御コマンドを受信する復調器と、
各帯域の利得を増減する利得調整部と、
前記分離部により分離された各帯域の受信信号に基づいて、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とを算出し、それぞれの受信電力からＮ−ＣＤＭＡ帯域及びこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域の各送信電力を制御する開ループ制御と、前記復調器により受信された前記制御コマンドに基づき各帯域の送信電力の制御を行う閉ループ制御とを、前記利得調整部を制御することにより行う制御部とを備えたＷ−ＣＤＭＡ無線端末における電力制御装置を提供する。
【００２７】
本発明の第３の解決手段によると、
符号分割多元接続（Code Division Multiple Access,ＣＤＭＡ）方式を用いた無線通信システムの電力制御方法において、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｎ−ＣＤＭＡ）システムと広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムとが、ある周波数帯域及びある地域でオーバーレイされる場合、または、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおける帯域の異なる２つのサブセットシステムが、ある周波数帯及びある地域でオーバーレイされる場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局における電力制御装置であって、
受信信号を、Ｎ−ＣＤＭＡ無線端末が使用するＮ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ無線端末が使用するＷ−ＣＤＭＡ帯域とに分離する分離部と、Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末からの送信電力を各帯域毎に制御する制御コマンドを送信する変調器と、
各帯域の利得を増減する利得調整部と、
前記分離部により分離された各帯域の受信信号に基づいて、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とを算出し、算出された受信電力に基づき前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末からの送信電力を制御するための前記制御コマンドを求めて、前記変調器に供給し、
前記制御コマンドに基づき各帯域のＷ−ＣＤＭＡ無線端末の送信電力の閉ループ制御を行うようにしたＷ−ＣＤＭＡ基地局における電力制御装置を提供する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
（１）電力制御
本発明に関連する電力制御技術を説明する。
【００２９】
図１に、Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合における基地局及び移動局の位置関係の説明図の一例を示す。以下に、この図を使用してＷ−ＣＤＭＡ移動局の送信電力がどのように制御されるを説明する。
【００３０】
この図では、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局（Ｎ−ＢＳ）１０１．１とＷ−ＣＤＭＡ基地局（Ｗ−ＢＳ）１０４．１とが、同一セルに配置される。隣接するセルに、Ｎ−ＢＳ１０１．２とＷ−ＢＳ１０４．２とが同一セルに配置されている。ここで、Ｗ−ＢＳ１０４．２が、保守・故障等のために送信をストップし、そのためにハンドオフ境界にずれが生じている場合を想定する。また、Ｗ−ＣＤＭＡ移動局（Ｗ−ＭＳ）１１４．１〜３は、Ｎ−ＢＳ１０１．２に比較的近い位置にあり、一方、Ｗ−ＭＳ１１４．４は、Ｗ−ＢＳ１０４．１に近い位置にいるものとする。また、Ｎ−ＣＤＭＡ用移動局（Ｎ−ＭＳ）１１５．１〜８は、関連するエリアに均等に位置しており、両セルにおけるＮ−ＣＤＭＡトラフィックは、ほぼ同程度であるとする。
【００３１】
この場合、送信をストップしているＷ−ＢＳ１０４．２によるセルをＷ−ＢＳ１０４．１でカバーするため、Ｗ−ＣＤＭＡハンドオフ境界１０５が図示のようにずれることになる。一方、Ｎ−ＣＤＭＡハンドオフ境界１０２は、そのままである。このような場合において、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜３は、本来Ｗ−ＢＳ１０４．２と通信を行うべきであるが、Ｗ−ＢＳ１０４．２が送信をストップさせてしまったために隣接セルに取り込まれ、Ｗ−ＢＳ１０４．１と通信を行わなければならない。従来の電力制御方式では、全ての移動局の信号品質が等しくなるように移動局の送信電力が制御される。したがって、Ｗ−ＢＳ１０４．１から遠い位置にあるＷ−ＭＳ１１４．１〜３は、より大きな電力で送信するように制御されることになる。そのため、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜３の送信電力は、それらの近くにあるＮ−ＢＳ１０１．２に対して、大きな干渉波となる。
【００３２】
図２に、Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合のＮ−ＣＤＭＡ基地局における受信電力の説明図を示す。ここでは、一例として、図１の状態におけるＮ−ＢＳ１０１．２の受信電力を模式的に示している。この例では、Ｗ−ＣＤＭＡシステムがマルチキャリア方式を用いており、Ｗ−ＣＤＭＡシステムはＮ−ＣＤＭＡシステムの３倍の帯域を有しているものとする（Ｗ−ＣＤＭＡ帯域）。また、図に示すようにＮ−ＣＤＭＡ方式は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式の中央の帯域を使用している（Ｎ−ＣＤＭＡ帯域）。マルチキャリア方式における帯域は、Ｎ−ＣＤＭＡ方式の３倍に限らず適宜の帯域幅を採用することができ、また、Ｎ−ＣＤＭＡ方式で使用される帯域は中央以外の適宜の位置の帯域を用いることができる。また、一例として、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域幅は１．２５ＭＨｚ、Ｗ−ＣＤＭＡ帯域幅は、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚ等を採用することができる。
【００３３】
Ｎ−ＢＳ及びＷ−ＢＳが、図１のような位置関係にあるとき、Ｎ−ＢＳ１０１．２では、Ｎ−ＭＳ１１５．１〜４からの送信信号は、受信スペクトル１２２．１〜４で示されるように受信される。すなわち、各Ｎ−ＭＳ１１５．１〜４では、各々の送信電力が、Ｎ−ＢＳ１０１．２で同程度の大きさにより受信できるように制御される。一方、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜３からの送信信号は、受信スペクトル１２１．１〜３に示されるように、広帯域かつ大電力の干渉波として受信される。また、Ｗ−ＭＳ１１４．４からの受信電力は、Ｎ−ＢＳ１０１．２から遠い位置にあるので、小さな電力１２１．４として受信される。つまり、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜４は、Ｎ−ＢＳ１０１．２からは無制御の状態になるため、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜４の位置関係による使用電力（送信電力）に関する遠近問題が無視できなくなる。これは、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜４の位置関係によっては、Ｎ−ＢＳ１０１．２のキャパシティリミット１２０を超えることにより、通信品質を著しく劣化させる原因となる。
【００３４】
また、図３に、Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局における受信電力の説明図を示す。ここでは、一例として、両システムの基地局及び移動局が図１のような位置関係にあるときのＷ−ＢＳ１０４．１における受信電力を示す。
【００３５】
Ｗ−ＢＳ１０４．１が位置しているセルでは、同一セルのＮ−ＢＳ１０１．１も正常に動作している。そして、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜４からの受信電力１２３．１〜４もＮ−ＭＳ１１５．５〜８からの受信電力１２４．１〜４も、ほぼ等しい電力となるように制御される。このような状況では、図に示すようにＷ−ＣＤＭＡ帯域のキャパシティは、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の使用電力により、キャパシティリミット１２０で制限される。そのため、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域を除くＷ−ＣＤＭＡ帯域では、使用不可の領域が生じることになり、帯域の全てを効率よく使用することができない。つまり、このような電力制御では、Ｎ−ＣＤＭＡシステムのトラフィックが高い地域では、Ｗ−ＣＤＭＡシステムのトラフィックは、限定されてしまうことになる。
【００３６】
そこで、本発明では、以上のような電力制御を改良して、さらに、移動局が帯域毎に送信電力を制御することができるＷ−ＣＤＭＡシステムの電力制御方法及び装置を構築した。
【００３７】
図４に、Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合における基地局及び移動局の位置関係の説明図の一例を示す。以下に、この図を使用してＷ−ＣＤＭＡ移動局の送信電力がどのように制御されるを説明する。
【００３８】
この図では、図１と同様に、Ｎ−ＢＳ１０１．１とＷ−ＢＳ１０４．１とが、同一セルに配置され、隣接するセルに、Ｎ−ＢＳ１０１．２とＷ−ＢＳ１０４．２とが同一セルに配置されている。ここで、図１と同様に、Ｗ−ＢＳ１０４．２が、保守・故障等のために送信をストップし、そのためにハンドオフ境界にずれが生じている場合を想定する。また、本発明に係るＷ−ＣＤＭＡ移動局（Ｗ−ＭＳ）１１６．１〜３は、Ｎ−ＢＳ１０１．２に比較的近い位置にあり、一方、本発明に係るＷ−ＭＳ１１６．４は、Ｗ−ＢＳ１０４．１に近い位置にいるものとする。また、Ｎ−ＣＤＭＡ用移動局（Ｎ−ＭＳ）１１５．１〜８は、関連するエリアに均等に位置しており、両セルにおけるＮ−ＣＤＭＡトラフィックは、ほぼ同程度であるとする。
【００３９】
このように基地局及び移動局が配置されているとき、図１の例では、Ｗ−ＭＳ１１４．１〜４は、Ｗ−ＢＳ１０４．１からのみ送信電力が制御され、周囲の状況は配慮されずに送信電力の増減を行っていた。しかし、本発明に係る移動局であるＷ−ＭＳ１１６．１〜４は、Ｗ−ＢＳ１０４．１からの受信電力だけでなく、Ｎ−ＢＳ１０１．１及び１０１．２からの受信電力も考慮に入れて送信電力を決定するように制御される。つまり、Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４は、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を、Ｎ−ＢＳ１０１．１及び１０１．２からの受信電力に基づいて決定する。一方、Ｗ−ＣＤＭＡシステムで使用している帯域のうち、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域を除く帯域の送信電力は、Ｗ−ＢＳ１０４．１からの受信電力に基づき決定される。これらの制御が、本発明に係る開ループ制御である。
【００４０】
また、Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４は、このような開ループ制御に加え、Ｗ−ＢＳ１０４．１から送られてくる制御コマンドによる閉ループ制御を併用して送信電力を決定する。そして、Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４が、Ｎ−ＢＳ１０１．２の近くに位置する場合でも、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域では送信電力を低く抑え、それ以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域では送信電力を増加させるように電力制御を行うことにより、Ｎ−ＣＤＭＡシステムで使用される帯域での干渉電力を低く抑えることができる。さらに、本発明では、従来のような短周期フェージングに追従するための短周期閉ループ制御を、電力制御ビットにより行うようにすることができる。
【００４１】
図５に、ハンドオフ境界が不均衡な場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局における受信電力の説明図を示す。ここでは、一例として、図４におけるＷ−ＭＳ１１６．１での受信電力を示している。図５（Ａ）は、Ｗ−ＣＤＭＡシステムが、マルチキャリア方式が採用される場合を示し、一方、図５（Ｂ）は、直接拡散方式が採用される場合を示す。
【００４２】
Ｗ−ＭＳ１１６．１は、Ｎ−ＢＳ１０１．２に近い位置に存在するため、Ｎ−ＢＳ１０１．２からの受信電力（Ｎ−ＢＳ２）１２８は、Ｗ−ＢＳ１０４．１からの受信電力（Ｗ−ＢＳ１）１２６及びＮ−ＢＳ１０１．１からの受信電力（Ｎ−ＢＳ１）１２７に比べてかなり大きな受信電力として示される。ここで、図５で示すようなマルチキャリア方式の場合は、各帯域（キャリア）毎の受信電力をＷ−ＭＳ１１６．１〜４において測定することで、次式によりＮ−ＣＤＭＡ及びＷ−ＣＤＭＡ基地局からのそれぞれの受信電力を算出できる。
【００４３】
Ｐｔ（Ｗ−ＣＤＭＡ）＝｛Ｐ（ＢＷ１）＋Ｐ（ＢＷ３）｝×３／２
Ｐｔ（Ｎ−ＣＤＭＡ）＝ Ｐ（ＢＷ２）−Ｐｔ（Ｗ−ＣＤＭＡ）／３
ここで、Ｐｔ（ ）は、（ ）内に示されるシステムからの電力総和を示し、Ｐ（ ）は、（ ）内に示される帯域における受信電力を示す。また、帯域ＢＷ１〜ＢＷ３は、Ｗ−ＣＤＭＡシステムで使用されるＷ−ＣＤＭＡ帯域を示し、帯域ＢＷ２は、Ｎ−ＣＤＭＡシステムで使用されるＮ−ＣＤＭＡ帯域を示す。なお、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域以外の、又は、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域を除くＷ−ＣＤＭＡ帯域とは、ＢＷ１及びＢＷ３を示す。
【００４４】
また、直接拡散方式の場合は、全帯域の受信電力と、Ｎ−ＣＤＭＡシステムで使用している帯域の受信電力をＷ−ＭＳ１１６．１〜４において測定する事で、次式によりＮ−ＣＤＭＡ及びＷ−ＣＤＭＡ基地局からのそれぞれの受信電力を算出できる。
【００４５】
Ｐｔ（Ｗ−ＣＤＭＡ）＝｛Ｐ（ＢＷ）−Ｐ（ＢＷ２）｝×３／２
Ｐｔ（Ｎ−ＣＤＭＡ）＝ Ｐ（ＢＷ２）−Ｐｔ（Ｗ−ＣＤＭＡ）／３
ここで、ＢＷは、Ｗ−ＣＤＭＡシステムで使用される帯域を示す。
【００４６】
Ｗ−ＭＳ１１６．１は、このようにして求められたＮ−ＣＤＭＡ及びＷ−ＣＤＭＡ基地局から受信する受信電力を使用して、各帯域毎の送信電力の開ループ制御を行う。即ち、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域に対しては、平均送信電力をＮ−ＣＤＭＡ基地局からの平均受信電力Ｐｔ（Ｎ−ＣＤＭＡ）にある相対的な値を加算したものとして求める。例えば、ＩＳ−９５Ａの定める規格では、この相対値は、前述のように、
「−７３ ＋ ＮＯＭ＿ＰＷＲ ＋ ＩＮＩＴ＿ＰＷＲ ＋ 全てのアクセスプローブ補正の和（ｄＢ）」、
として定義されている。
【００４７】
つぎに、図６に、ハンドオフ境界が不均衡な場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局における送信電力の説明図を示す。ここでは、一例として、図４に示されるＷ−ＭＳ１１６．１の送信電力を示す。
【００４８】
ここで、送信電力Ｐ１は、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力から求めたものである。すなわち、送信電力Ｐ１は、受信電力Ｐｔ（Ｗ−ＣＤＭＡ）から求めた送信電力（開ループ制御）と、必要に応じて、従来と同様の短周期閉ループ制御により所要のＥｂ／Ｎｏを満たすよう補正された送信電力である。また、送信電力Ｐ２は、受信電力Ｐｔ（Ｎ−ＣＤＭＡ）から求めた送信電力（開ループ制御のみ）である。
【００４９】
本発明では、この図に示すように、Ｗ−ＭＳ１１６．１のＮ−ＣＤＭＡ帯域における送信電力の減少分を他の帯域の電力で補う事により、トータルの送信電力が所要の値を満たすように制御される。この例では、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域での送信電力が、送信電力Ｐ２に減少した分、両端の帯域の電力を（Ｐ１−Ｐ２）／２ずつ増加させている。また、Ｐ２＞Ｐ１となる場合は、Ｐ２＝Ｐ１とし、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力が他の帯域の送信電力よりも高くなる事が無いようにするべきである。
【００５０】
しかしながら、このように開ループのみの制御では、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の干渉電力低減及びＷ−ＣＤＭＡ帯域の使用効率向上という目的は達成できるが、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局での受信電力を考えた場合、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力と、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力とが等しくなると限らず、必ずしも最適な制御にはならない。
【００５１】
図７に、開ループ制御のみを行った場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局での受信電力の説明図を示す。ここでは一例として、Ｗ−ＢＳ１０４．１での各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４からの受信電力を示す。本発明に係る開ループ制御では、個々のＷ−ＭＳ１１６．１〜４がそれぞれ独自に帯域毎の送信電力を決定して送信してくるため、Ｗ−ＢＳ１０４．１で受信される帯域毎の受信電力は必ずしも等しくならない。図７では、一例として、帯域ＢＷ２の受信電力が、帯域ＢＷ１及び３の受信電力よりも高くなっている場合を示している。
【００５２】
Ｗ−ＣＤＭＡシステムで使用される全帯域を最も効率よく利用するには、帯域ＢＷ１〜３の受信電力がすべて等しくなるように制御されると良い。本発明では、これを実現するために、Ｗ−ＢＳ１０４．１は、各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４と同様に、各帯域毎に受信電力を測定し、帯域毎の受信電力の差が少なくなるように、また、好ましくはできるだけ等しくなるように、各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４の送信電力制御を行うようにした。
【００５３】
図８に、本発明に係る電力制御を行う場合の移動局の送信電力制御の説明図を示す。ここでは、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局及びＮ−ＣＤＭＡ基地局による開ループ制御及び閉ループ制御が示される。さらに、従来のＮ−ＣＤＭＡシステムと同様に、短周期フェージングに追従するための短周期閉ループ制御を行うこともできる。
【００５４】
本発明においては、Ｗ−ＭＳ１１６．１は、Ｗ−ＢＳ１０４．１からの受信電力とＮ−ＢＳ１０１．１及び２からの受信電力を元に、送信電力を算出して制御する開ループ制御を行う。また、これに加えて、通話中のＷ−ＢＳ１０４．１からの制御コマンドにより、帯域毎の送信電力比を制御する閉ループ制御を行う。さらに、短周期閉ループ制御を行うこともできる。一方、Ｗ−ＢＳ１０４．１は、Ｗ−ＭＳ１１６．１と同様に、帯域毎の受信電力を測定し、全ての帯域の平均受信電力が等しくなるように、個々のＷ−ＭＳ１１６．１〜４に対して、帯域毎の送信電力比を制御する制御コマンドを送信する。
【００５５】
具体的には、Ｗ−ＢＳ１０４．１は、制御コマンドにより、各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４に対して、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力の相対的な変化量のみを通知すれば良い。図７の例では、帯域ＢＷ２の受信電力が帯域ＢＷ１及び３の受信電力よりも大きいため、Ｗ−ＢＳ１０４．１は、各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４に対して帯域ＢＷ２の送信電力を下げるように制御コマンドを送信する。
【００５６】
この制御コマンドは、例えば、１ｂｉｔの情報で１ｄＢ又は０．５ｄＢ等の一定値を増加又は減少するように指示すれば良い。これらの情報量及び増減させる電力の相対値等は、システムパラメータ等により適宜決定されることができる。また、制御コマンドとしては、例えば、電力比制御メッセージ又は電力制御ビットを用いることもできる。
【００５７】
Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４では、このような制御コマンドを受けて、各帯域の送信電力の補正を行う。例えば、１ｂｉｔの制御コマンドにより、帯域ＢＷ２の送信電力を１ｄＢ下げるように指示された場合、そのＷ−ＭＳ１１６．１〜４は、帯域ＢＷ２の送信電力を１ｄＢ減少させ、その分を補うために帯域ＢＷ１及び３の送信電力を帯域ＢＷ２の半分の０．５ｄＢずつ増加させて送信する。なお、制御コマンドは、帯域毎に適宜の増減値を設定できるようにしても良い。例えば、１ｂｉｔの制御コマンドに対応して、帯域ＢＷ２は１ｄｂ増減し、帯域ＢＷ１は０．７ｄＢ増減し、また、帯域ＢＷ３は０．３ｄＢ増減するようにすることもできる。
【００５８】
Ｗ−ＢＳ１０４．１は、この制御コマンドを、通信中のそれぞれのＷ−ＭＳ１１６．１〜４に対して個別に設定して、送信することができる。または、同じ制御コマンドを通信中の全Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４に対して送信しても良い。
【００５９】
前者の場合では、Ｗ−ＢＳ１０４．１は、各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４の送信電力比（［帯域ＢＷ２の送信電力］／［帯域ＢＷ１及び３の送信電力の平均］）を把握する。この場合、それぞれのＷ−ＭＳ１１６．１〜４で帯域毎の送信電力比が異なるため、あまり格差が広がらないようにするといったきめの細かい制御が可能である。しかし、一方で、Ｗ−ＢＳ１０４．１の負荷は大きなものとなる。また、後者の場合は、Ｗ−ＢＳ１０４．１は、現在通信中のＷ−ＣＤＭＡ移動局の数（Ｗ−ＢＳ１０４．１により制御される移動局の数）を定期的に全Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４に知らせておく。各Ｗ−ＭＳ１１６．１〜４は、Ｗ−ＢＳ１０４．１から通知される相対的な電力を通信中の移動局数で割った分だけ増加又は減少させて送信する。例として、１０台の移動局が同じＷ−ＢＳ１０４．１のセル内で通信しているときを想定する。このとき、帯域ＢＷ２の送信電力を１ｄＢ減少させるように指示された場合、各移動局は、帯域ＢＷ２の送信電力を１／１０ｄＢ減少させ、帯域ＢＷ１及び３の送信電力を１／２０ｄＢ増加させて送信する。このように制御することで、通信中の移動局数が変化しても、基地局での送受信電力の相対的な変化量を一定に保つことができる。
【００６０】
なお、Ｗ−ＣＤＭＡ移動局は、ハンドオーバー等により複数のＷ−ＣＤＭＡ基地局から制御コマンドを受信する場合がある。このような場合、予め制御コマンドを選択する優先順位を決めておけばよい。たとえば、後に又は先にエリア内に入った基地局からの制御コマンドを選択したり、受信電力の大きい基地局からの制御コマンドを選択したりするように設定することができる。
【００６１】
図９に、本発明に係る電力制御を行った場合のＮ−ＣＤＭＡ基地局の受信電力の説明図を示す。ここでは、一例として、Ｎ−ＢＳ１０１．２における受信電力を示す。
【００６２】
図９では、Ｎ−ＢＳ１０１．２から近い位置にいたＷ−ＭＳ１１６．１〜３のＮ−ＣＤＭＡ帯域における受信電力１３２．１〜３が、他のＮ−ＭＳ１１５．１〜４からの受信電力１３３．１〜４と等しくなるように制御されたものを示す。このようにして、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の通信容量は、各移動局で等しく分割できるようになる。ここで、Ｎ−ＢＳ１０１．２から遠い位置にあるＷ−ＭＳ１１６．４からの受信電力１３２．４は、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を他の帯域に比べて増加させるような制御は行わないため、他の移動局からの受信電力に比べて低い電力で受信されている。Ｎ−ＣＤＭＡ帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力は、本発明のような電力制御を行わない場合に比べて増加することがある。しかし、Ｎ−ＢＳ１０１．２では、隣接チャネルの電力を十分に減衰させる事が可能であるので、干渉波としての影響はＮ−ＣＤＭＡ帯域に漏れ出してくる隣接チャネル漏洩電力のみに抑えられる。また、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域では、キャパシティリミット１２０を超えても、特に問題とされない。また、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域では、Ｎ−ＣＤＭＡ移動局からの各受信電力は、従来と同様のＮ−ＣＤＭＡ基地局との間の開ループ及び短周期閉ループ制御により、通話にとって十分な所定電力に制御されている。Ｎ−ＣＤＭＡ移動局の送信電力がキャパシティリミット１２０を超える場合は、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局で通話拒否がなされる。
【００６３】
図１０に、本発明に係る電力制御を行った場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局の受信電力の説明図を示す。ここでは、一例として、Ｗ−ＢＳ１０４．１における受信電力を示す。
【００６４】
図１０に示されるＷ−ＢＳ１０４．１での受信電力は、全帯域の受信電力が等しくなるように制御され、全帯域の通信容量を限界まで使用する事が可能となる。さらに、従来のような短周期閉ループ制御を行うこともできる。この図で、Ｗ−ＭＳ１１６．１〜３からの受信電力１３４．１〜３は、主に開ループ制御によりＮ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力が減衰させられたものと考えられる。また、Ｗ−ＭＳ１１６．４からの受信電力１３４．４は、Ｎ−ＢＳ１０１．２からは遠い位置にあるため、開ループ制御の影響はあまり受けないが、本発明の閉ループ制御によって、全帯域の受信電力の差が少なくなるように、好ましくは等しくなるように基地局から制御されたものと考えられる。ここで、キャパシティリミット１２０は、新たにＷ−ＣＤＭＡ移動局の通信要求が発生した場合に用いられることができる。即ち、キャパシティリミット１２０を超えるようであればその発信を拒否し、以下であればその発信を許可する。なお、通信数にはシステム的にもリミットがある。また、各々のＷ−ＣＤＭＡ移動局からの受信電力は、Ｗ−ＣＤＭＡ帯域全体での総和が所定以上になるよう保たれる。ここで、受信電力が大きすぎると、消費電力を浪費することになってしまう。よって、受信電力の大きさは、通信に必要な最低電力が保たれればよく、また、受信電力の総和がキャパシティリミット１２０以下であれば良い。
【００６５】
本発明の電力制御では、上述のように開ループ及び閉ループを併用することにより、帯域の異なるシステム同士が通信容量を劣化させることなく同一の帯域で共存し、より広帯域のシステムでは、全帯域が持つ通信容量を無駄にすることなく、効率よく使用することができるようになる。また、以上の説明では、移動局を対象にして説明したが、固定局を含む無線端末にも広く本発明の技術思想を適用することができる。
【００６６】
（２）マルチキャリア方式を採用したＷ−ＣＤＭＡ移動局（無線端末）
図１１に、上り回線及び下り回線共にマルチキャリア方式を採用した場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局の構成図を示す。ここでは、マルチキャリア方式の一例として、３キャリアの場合について説明する。
【００６７】
アンテナ１により受信された信号は、デュプレクサ２によって受信帯域のみ取り出され、低雑音増幅器（ＬＮＡ）３によって電力増幅される。増幅された信号は、ミキサー４によって移動局ローカル信号と掛け合わされ、中間周波数（ＩＦ）にダウンコンバートされる。ここで、ミキサー４に供給されるローカル信号は、温度保証水晶発振器（ＴＣＸＯ）２５からの信号をリファレンスとして、フェーズロックループ（Phase Locked Loop,ＰＬＬ）２６．３によって生成されたものである。ダウンコンバート後の受信信号は、帯域通過濾波器（ＢＰＦ）５によって使用帯域外の不要成分を除去した後、分配器（ＤＩＶ）６によって３系統に分配される。分配された受信信号は、マルチキャリア方式の各キャリアに通過帯域が設定された帯域通過濾波器（ＢＰＦ）７．１〜３により、キャリアの分離が行われる。キャリア毎に分離された信号は、それぞれ自動利得制御増幅器（ＡＧＣアンプ）８．１〜３により、一定のレベルまで増幅され、ミキサー９．１〜３に供給される。ここで、ＡＧＣアンプ８．１〜３の制御電圧は、それぞれアナログ・ディジタル変換機（Ａ／Ｄ変換器）１１．４によりディジタル化された後、ＣＰＵ１３によりモニタされる。これにより、ＣＰＵ１３は各キャリア、即ち各帯域の受信電力を知ることができる。
【００６８】
ミキサー９．１〜３には、ＰＬＬ２６．２によりキャリア毎に異なる周波数のローカル信号が供給され、それぞれのキャリアの信号は、中間周波数から全てベースバンドにダウンコンバートされる。これらベースバンド信号は、低域通過濾波器（ＬＰＦ）１０．１〜３によってそれぞれ帯域外の不要成分が除去された後に、Ａ／Ｄ変換器１１．１〜３によりそれぞれディジタル信号に変換される。ディジタル化された各キャリアの信号は、ベースバンド復調器（ＤＥＭ）１２により復調され、音声又はシグナリングデータとして復号化される。
【００６９】
音声データは、ＤＥＭ１２から、音声符号化器（ＶＯＣＯＤＥＲ）１４を経て、ユーザーインターフェースに出力される。ＤＥＭ１２により、基地局から送信された電力比制御メッセージ等の閉ループ制御用の制御コマンドはＣＰＵ１３に供給される。また、短周期フェージングに追従するための短周期閉ループ制御用の電力制御ビットは、ベースバンド変調器（ＭＯＤ）１５に供給される。ＣＰＵ１３では、ＡＧＣアンプ８．１〜３からの制御電圧と、ＤＥＭ１２から供給される制御コマンドとにより、帯域毎の送信電力を決定し、例えばフレーム毎に長周期的に制御する。ＭＯＤ１５では、ＤＥＭ１２から供給された電力制御ビットに従い、送信電力を電力制御グループ毎（例えば１．２５ｍｓ）に短周期的に制御する。
【００７０】
一方、ユーザーインターフェースから供給された送信信号は、音声符号化器１４により符号化される。符号化された音声データは、ＭＯＤ１５により変調される。各送信キャリア毎の変調信号は、ディジタル・アナログ変換機（Ｄ／Ａ変換器）１６．１〜３によって、それぞれベースバンドアナログ信号に変換される。これらの信号は、ＬＰＦ１７．１〜３において、Ｄ／Ａ変換器１６．１〜３により生成された帯域外成分が除去される。その後、これらの信号は、ミキサー１８．１〜３にそれぞれ供給され、中間周波数にアップコンバートされる。ここで、それぞれのミキサー１８．１〜３に供給されるローカル信号は、各キャリア毎に異なる周波数を有する信号であり、ＰＬＬ２６．１によって生成される。各キャリアのＩＦ信号は、それぞれＢＰＦ１９．１〜３を通過した後、ＡＧＣアンプ２０．１〜３によりそれぞれ利得の調整が行われる。これらＡＧＣアンプ２０．１〜３の制御電圧は、上述のようにＣＰＵ１３によって決定され、Ｄ／Ａ変換器１６．４を介してダイナミックに制御される。
【００７１】
各キャリア毎に利得を制御された信号は、加算器（ＡＤＤ）２１により合成され、ミキサー２２に供給される。ミキサー２１では、ＰＬＬ２６．３により生成された信号を増幅器２７で増幅したローカル信号と送信信号が掛け合わされ、送信周波数にアップコンバートされる。ミキサー２１の出力は、ＢＰＦ２３によって帯域外の不要な成分が除去された後、大電力増幅器（ＨＰＡ）２４により電力増幅され、デュプレクサ２を経て、アンテナ１により送信される。
【００７２】
このように、マルチキャリア方式の場合は、各キャリア毎にＡＧＣアンプ２０．１〜３を使用し、各電力制御グループ毎にＭＯＤ１５を使用して利得の制御を行うことにより、効果的な電力制御を行うことが可能である。
【００７３】
（３）直接拡散方式を採用したＷ−ＣＤＭＡ移動局（無線端末）
図１２に、直接拡散方式を用いた場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局の構成図を示す。
【００７４】
まず、受信系についてみると、分配器６までの構成は図１１と同一である。ただし、受信信号を、分配器６によって、マルチキャリア方式の場合は各キャリア毎に信号を分離するのに対し、直接拡散方式の場合は、Ｗ−ＣＤＭＡ方式が使用する広帯域信号の全ての帯域を通過させる系と、Ｎ−ＣＤＭＡシステムが使用する狭帯域信号のみを通過させる系の２系統に分配している。もし、Ｎ−ＣＤＭＡシステムが複数のキャリアを使用する場合には、この狭帯域信号用の系を必要数分用意する必要がある。ここでは一例として、Ｎ−ＣＤＭＡシステムが単一のキャリアのみを使用する場合を想定している。
【００７５】
分配器６により２系統に分配された信号は、１つは狭帯域用ＢＰＦ７．４、もう１つは広帯域用ＢＰＦ３０により、それぞれ必要とされる帯域成分が抽出される。ＢＰＦ７．４及び３０を通過した信号は、それぞれＡＧＣアンプ８．４及び３１に供給され、一定の電力に増幅される。ＡＧＣアンプ８．４及び３１から出力は、Ａ／Ｄ変換器１１．５を介して制御電圧としてＣＰＵ１３に供給される。この制御電圧は、マルチキャリア方式の場合と同様に、ＣＰＵ１３によって監視される。ＣＰＵ１３では、広帯域システムで使用されるＷ−ＣＤＭＡ帯域全体の受信電力及び狭帯域システムで使用されるＮ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力が計算される。ＡＧＣアンプ８．４及び３１により受信された信号は、ミキサー９．４及び９．５にそれぞれ供給され、ベースバンド信号にダウンコンバートされる。これ以後の構成は、図１１の場合と同様である。
【００７６】
次に送信系であるが、短周期的な閉ループ制御については、マルチキャリア方式と同様に、ＤＥＭ１２で抽出された電力制御ビットに基づき、ＭＯＤ１５で、例えば電力制御グループ毎に行われる。また、長周期的な開ループ制御及び閉ループ制御については、直接拡散方式では、マルチキャリア方式と違い、帯域毎のフィルタがないので、帯域毎にＡＧＣアンプを使用して送信電力の制御を行う事ができない。そのため、帯域毎に利得制御が、ＦＩＲフィルタ（Finit Impulse Response フィルタ）３４を用いて、ディジタル処理により行われる。
【００７７】
図１３に、ＦＩＲフィルタ３４の周波数特性の説明図の一例を示す。ＣＰＵ１３では、開ループ制御及び閉ループ制御により求められた帯域毎の送信電力比に基づいて、送信信号の周波数特性を設定し、ＦＩＲフィルタ３４のインパルス応答を算出する。このインパルス応答をＦＩＲフィルタ３４の係数としてリアルタイムに更新させる事で、帯域毎の送信電力制御が行える。ただし、ＦＩＲフィルタ３４では、絶対利得のダイナミックレンジを広く取れないため、電力比の制御のみを行うものとする。この図は、上述したように、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域については、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力から求めた利得により設定し、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域については、このＮ−ＣＤＭＡ帯域の利得とＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力から求めた利得とにより設定したものである。
【００７８】
ＦＩＲフィルタ３４を通過後の送信信号は、Ｄ／Ａ変換器１６．６によりベースバンドアナログ信号に変換され、ＬＰＦ３５により帯域外不要成分が除去される。その後、送信信号は、ミキサー１８．４において送信ローカル信号と掛け合わされ、ＩＦ信号にアップコンバートされる。ミキサー１８．４からの出力はＢＰＦ３６により帯域外不要成分が除去された後、ＡＧＣアンプ３７により送信利得の制御が行われる。ＡＧＣアンプ３７の制御電圧は、ＣＰＵ１３からＤ／Ａ変換器１６．５を介してマルチキャリア方式の場合と同様に制御される。このように、ＦＩＲフィルタ３４とＡＧＣアンプ３７との併用により、さらに、ＭＯＤ１５を用いることにより、本発明に係る電力制御が実現されることになる。ＡＧＣアンプ３７通過後の構成は、図１１の構成と同様である。
【００７９】
（４）Ｗ−ＣＤＭＡ基地局
図１４に、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局の構成図を示す。この例では、１セクタ（オムニアンテナ）、１受信アンテナ（ダイバーシティなし）の場合を示している。Ｗ−ＣＤＭＡ基地局では、本発明の閉ループ電力制御を行うため、移動局と同様に、各帯域毎に受信電力を測定する必要がある。図１４に示された構成及び動作は、直接拡散方式の場合の移動局構成（図１２）と同様である。
【００８０】
基地局受信系では、図１２と同様に、狭帯域ＢＰＦ７．４及び広帯域ＢＰＦ３０により受信電力を帯域毎に分離する。ＣＰＵ１３は、ＡＧＣアンプ８．４及び３１により出力された制御電圧を監視して、帯域毎の受信電力を算出する。ＣＰＵ１３では、全ての帯域の受信電力がなるべく等しくなるように制御コマンドを生成し、ＭＯＤ１５に対して制御コマンドの情報を送信する。この制御コマンドの生成は、フレーム周期等の比較的長周期の間隔で行うことができる。なお、制御コマンドは、ひとつ又はいくつかの電力制御グループ毎による短周期で送信するようにしてもよい。ＭＯＤ１５は、ＣＰＵ１３から受け取った制御コマンドを、送信信号に適宜挿入して送信することができる。制御コマンドは、例えば、ＩＳ−９５Ａで規定される電力制御ビット同様に、パンクチャリング処理によりフレーム内に埋め込むか、または、シグナリングメッセージ等に挿入して各移動局に対して送信することができる。なお、短周期閉ループ制御用の電力制御ビットは、ＣＰＵ１３により、ＭＯＤ１５を介して送信信号に含めることができる。
【００８１】
このような機能を基地局にもたせることで、本発明に係る電力制御を行うことが可能になる。
【００８２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によると、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局を、帯域幅の異なるＮ−ＣＤＭＡ基地局と同様の地域及び周波数帯でオーバーレイさせる場合において、例えば両システムのハンドオフ境界にずれが生じ、移動局との遠近関係のバランスが崩れても、お互いの通信容量を劣化させることのない無線通信システムの電力制御方法及び電力制御装置を提供することができる。
【００８３】
本発明によると、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局では、Ｎ−ＣＤＭＡ移動局とＷ−ＣＤＭＡ移動局からの受信電力が全て等しくなるように制御されるので、割り当てられた帯域の通信容量を等しく分割して有効に使用できるようになる。
【００８４】
また、本発明によると、Ｗ−ＣＤＭＡ基地局では、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域とそれ以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域とに通信容量を分配することにより、使用される広帯域を有効に利用できるようになる。そして、本発明によると、Ｎ−ＣＤＭＡ方式及びＷ−ＣＤＭＡ方式の無線通信システムにおいて、共に通信容量の増加が期待されることができる。
【００８５】
【図面の簡単な説明】
【図１】Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合における基地局及び移動局の位置関係の説明図。
【図２】Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合のＮ−ＣＤＭＡ基地局における受信電力の説明図。
【図３】Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局における受信電力の説明図。
【図４】Ｎ−ＣＤＭＡシステムとＷ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界が不均衡な場合における基地局及び移動局の位置関係の説明図。
【図５】ハンドオフ境界が不均衡な場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局における受信電力の説明図。
【図６】ハンドオフ境界が不均衡な場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局における送信電力の説明図。
【図７】開ループ制御のみを行った場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局での受信電力の説明図。
【図８】本発明に係る電力制御を行う場合の移動局の送信電力制御の説明図。
【図９】本発明に係る電力制御を行った場合のＮ−ＣＤＭＡ基地局の受信電力の説明図。
【図１０】本発明に係る電力制御を行った場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局の受信電力の説明図。
【図１１】上り回線及び下り回線共にマルチキャリア方式を採用した場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局の構成図。
【図１２】直接拡散方式を用いた場合のＷ−ＣＤＭＡ移動局の構成図。
【図１３】ＦＩＲフィルタ３４の周波数特性の説明図。
【図１４】Ｗ−ＣＤＭＡ基地局の構成図。
【図１５】Ｎ−ＣＤＭＡシステムのセル配置図。
【図１６】Ｎ−ＣＤＭＡ基地局と同一地域にＷ−ＣＤＭＡ基地局が配置された場合のセル配置図。
【図１７】ハンドオフ境界が不均衡になった場合のセル配置図。
【図１８】Ｎ−ＣＤＭＡ基地局とＷ−ＣＤＭＡ基地局の配置位置が異なる場合のセル配置図。
【符号の説明】
６・・・分配器、
７．１〜４，１９．１〜３・・・帯域通過濾波器（狭帯域）、
８．１〜４，２０．１〜３，３１，３７・・・自動利得制御増幅器、
１２・・・ベースバンド復調器、
１３・・・マイクロプロセッサ、
１４・・・音声符号化器、
１５・・・ベースバンド変調器、
２１・・・アナログ加算器、
３４・・・ＦＩＲフィルタ、
１０１，１０１．１，１０１．２・・・Ｎ−ＣＤＭＡ基地局、
１０２・・・Ｎ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界、
１０３・・・３セクタの場合のセクタ境界、
１０４，１０４．１，１０４．２・・・Ｗ−ＣＤＭＡ基地局、
１０５・・・Ｗ−ＣＤＭＡシステムのハンドオフ境界、
１０６・・・両システム共通のセクタ境界、
１０７・・・Ｗ−ＣＤＭＡシステムのトラフィックが高いセル、
１０８・・・Ｗ−ＣＤＭＡ基地局が送信をストップさせたセル、
１０９・・・Ｗ−ＣＤＭＡ基地局がＮ−ＣＤＭＡシステムもサポートする場合のＮ−ＣＤＭＡシステムハンドオフ境界、
１１４．１〜４，１１６．１〜４・・・Ｗ−ＣＤＭＡ移動局、
１１５．１〜８・・・Ｎ−ＣＤＭＡ移動局、
１２０・・・通信容量限界、
１２１．１〜４，１２３．１〜４・・・Ｗ−ＣＤＭＡ移動局からの受信電力、
１２２．１〜４，１２４．１〜４，１３３．１〜４，１３５．１〜４・・・Ｎ−ＣＤＭＡ移動局からの受信電力、
１２６・・・Ｗ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力、
１２７，１２８・・・Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力、
１３０・・・Ｎ−ＣＤＭＡ帯域での送信電力、
１３１．１，１３１．２・・・Ｎ−ＣＤＭＡシステム以外の帯域での送信電力、
１３２．１〜４，１３４．１〜４・・・Ｗ−ＣＤＭＡシステム用移動局からの受信電力、
１４０・・・Ｗ−ＢＳでのＮ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力、
１４１・・・Ｗ−ＢＳでのＮ−ＣＤＭＡ以外の帯域の受信電力、
１４２・・・全帯域の受信電力が等しくなる場合の受信電力値、
１５０・・・回線インターフェース部
Claims (13)
- 符号分割多元接続（Code Division Multiple Access,ＣＤＭＡ）方式を用いた無線通信システムの電力制御方法において、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｎ−ＣＤＭＡ）システムと広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムとが、ある周波数帯域及びある地域でオーバーレイされる場合、または、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおける帯域の異なる２つのサブセットシステムが、ある周波数帯及びある地域でオーバーレイされる場合の電力制御方法であって、
Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末が、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とを測定し、それぞれの受信電力から前記Ｎ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＮ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＷ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を制御する開ループ制御と、
前記Ｗ−ＣＤＭＡ基地局が、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域との各々の受信電力を測定し、両帯域での受信電力の差が少なくなるように各帯域における前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末からの送信電力を制御する制御コマンドを、前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末に対して送信し、一方、前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末は、受信した前記制御コマンドに基づき各帯域の送信電力の制御を行う閉ループ制御とを備えた電力制御方法。 - 符号分割多元接続（Code Division Multiple Access,ＣＤＭＡ）方式を用いた無線通信システムの電力制御方法において、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｎ−ＣＤＭＡ）システムと広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムとが、ある周波数帯域及びある地域でオーバーレイされる場合、または、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおける帯域の異なる２つのサブセットシステムが、ある周波数帯及びある地域でオーバーレイされる場合のＷ−ＣＤＭＡ無線端末における電力制御方法であって、
受信信号を、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＮ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＷ−ＣＤＭＡ帯域とに分離し、
Ｗ−ＣＤＭＡ基地局から送信され、分離された各帯域の送信電力を制御するための制御コマンドを受信し、
分離された各帯域の受信信号に基づいて、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とを算出し、それぞれの受信電力からＮ−ＣＤＭＡ帯域及びこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域の各送信電力を制御する開ループ制御を行い、
前記制御コマンドに基づき各帯域の送信電力の制御を行う閉ループ制御を行うようにしたＷ−ＣＤＭＡ無線端末における電力制御方法。 - 前記開ループ制御は、
受信電力を、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力と、この帯域を除くＷ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＷ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力とに分離し、
Ｎ−ＣＤＭＡ帯域を除くＷ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力に基づき、Ｗ−ＣＤＭＡシステムの受信電力を算出し、
前記Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力と、算出されたＷ−ＣＤＭＡシステムの受信電力とに基づき、Ｎ−ＣＤＭＡシステムの受信電力を算出し、
前記Ｎ−ＣＤＭＡシステムの受信電力に基づき、前記Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を設定し、一方、前記Ｎ−ＣＤＭＡ帯域での前記Ｎ−ＣＤＭＡシステムの受信電力と前記Ｗ−ＣＤＭＡシステムの受信電力との差の電力に基づき、前記Ｎ−ＣＤＭＡ帯域を除くＷ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の電力制御方法。 - 符号分割多元接続（Code Division Multiple Access,ＣＤＭＡ）方式を用いた無線通信システムの電力制御方法において、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｎ−ＣＤＭＡ）システムと広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムとが、ある周波数帯域及びある地域でオーバーレイされる場合、または、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおける帯域の異なる２つのサブセットシステムが、ある周波数帯及びある地域でオーバーレイされる場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局における電力制御方法であって、
受信信号を、Ｎ−ＣＤＭＡ無線端末が使用するＮ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ無線端末が使用するＷ−ＣＤＭＡ帯域とに分離し、
分離された各帯域の受信信号に基づいて、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とを算出し、
両帯域での受信電力の差が少なくなるように各帯域における前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末からの送信電力を制御するための制御コマンドを求め、
前記制御コマンドを前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末に送信し、
前記制御コマンドに基づき各帯域のＷ−ＣＤＭＡ無線端末の送信電力の閉ループ制御を行うようにしたＷ−ＣＤＭＡ基地局における電力制御方法。 - 前記閉ループ制御は、
Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を、前記制御コマンドに基づく単位量増加又は減少し、
一方、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域を除くＷ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を、前記制御コマンドに基づき単位量減少又は増加すること特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電力制御方法。 - 受信信号から抽出された電力制御ビットにより、短周期的に利得を制御する短周期閉ループ制御をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電力制御方法。
- 符号分割多元接続（Code Division Multiple Access,ＣＤＭＡ）方式を用いた無線通信システムの電力制御方法において、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｎ−ＣＤＭＡ）システムと広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムとが、ある周波数帯域及びある地域でオーバーレイされる場合、または、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおける帯域の異なる２つのサブセットシステムが、ある周波数帯及びある地域でオーバーレイされる場合のＷ−ＣＤＭＡ無線端末における電力制御装置であって、
受信信号を、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＮ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＷ−ＣＤＭＡ帯域とに分離する分離部と、
Ｗ−ＣＤＭＡ基地局から送信され、分離された各帯域の送信電力を制御するための制御コマンドを受信する復調器と、
各帯域の利得を増減する利得調整部と、
前記分離部により分離された各帯域の受信信号に基づいて、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とを算出し、それぞれの受信電力からＮ−ＣＤＭＡ帯域及びこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ帯域の各送信電力を制御する開ループ制御と、前記復調器により受信された前記制御コマンドに基づき各帯域の送信電力の制御を行う閉ループ制御とを、前記利得調整部を制御することにより行う制御部とを備えたＷ−ＣＤＭＡ無線端末における電力制御装置。 - 前記分離部は、
受信電力を、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力と、この帯域を除くＷ−ＣＤＭＡ基地局が使用するＷ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力とに分離し、
前記制御部は、
Ｎ−ＣＤＭＡ帯域を除くＷ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力に基づき、Ｗ−ＣＤＭＡシステムの受信電力を算出し、
前記Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の受信電力と、算出されたＷ−ＣＤＭＡシステムの受信電力とに基づき、Ｎ−ＣＤＭＡシステムの受信電力を算出し、
前記Ｎ−ＣＤＭＡシステムの受信電力に基づき、前記Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を設定し、一方、前記Ｎ−ＣＤＭＡ帯域での前記Ｎ−ＣＤＭＡシステムの受信電力と前記Ｗ−ＣＤＭＡシステムの受信電力との差の電力に基づき、前記Ｎ−ＣＤＭＡ帯域を除くＷ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を増加するように、前記利得調整部を制御することにより、前記開ループ制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の電力制御装置。 - 前記制御部は、
Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を、前記制御コマンドに基づく単位量増加又は減少し、
一方、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域を除くＷ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を、前記制御コマンドに基づき単位量減少又は増加するように、前記利得調整部を制御することにより、前記閉ループ制御を行うことを特徴とする請求項７又は８に記載の電力制御装置。 - 前記復調器により抽出された電力制御ビットにより、短周期的に利得を制御する短周期閉ループ制御を行う変調器をさらに備えたことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の電力制御装置。
- 前記利得調整部は、前記制御部により帯域毎に周波数特性を可変として送信電力の利得制御を行うディジタルフィルタを備えたことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の電力制御装置。
- 符号分割多元接続（Code Division Multiple Access,ＣＤＭＡ）方式を用いた無線通信システムの電力制御方法において、狭帯域ＣＤＭＡ（Ｎ−ＣＤＭＡ）システムと広帯域ＣＤＭＡ（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムとが、ある周波数帯域及びある地域でオーバーレイされる場合、または、Ｗ−ＣＤＭＡシステムにおける帯域の異なる２つのサブセットシステムが、ある周波数帯及びある地域でオーバーレイされる場合のＷ−ＣＤＭＡ基地局における電力制御装置であって、
受信信号を、Ｎ−ＣＤＭＡ無線端末が使用するＮ−ＣＤＭＡ帯域とこの帯域以外のＷ−ＣＤＭＡ無線端末が使用するＷ−ＣＤＭＡ帯域とに分離する分離部と、Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末からの送信電力を各帯域毎に制御する制御コマンドを送信する変調器と、
各帯域の利得を増減する利得調整部と、
前記分離部により分離された各帯域の受信信号に基づいて、Ｎ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とＷ−ＣＤＭＡ基地局からの受信電力とを算出し、算出された受信電力に基づき前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末からの送信電力を制御するための前記制御コマンドを求めて、前記変調器に供給し、
前記制御コマンドに基づき各帯域のＷ−ＣＤＭＡ無線端末の送信電力の閉ループ制御を行うようにしたＷ−ＣＤＭＡ基地局における電力制御装置。 - 前記制御部は、
Ｎ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を、前記制御コマンドに基づく単位量増加又は減少し、一方、Ｎ−ＣＤＭＡ帯域を除くＷ−ＣＤＭＡ帯域の送信電力を、前記制御コマンドに基づき単位量減少又は増加することにより、両帯域での受信電力の差が少なくなるように各帯域における前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末からの送信電力を制御するためのための前記制御コマンドを求め、
前記変調器は、前記制御部から前記制御コマンドが供給され、これを前記Ｗ−ＣＤＭＡ無線端末に送信することにより、前記閉ループ制御を行うことを特徴とする請求項１２に記載の電力制御装置。
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