JP4099758B2 - 送信電力制御システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は送信電力制御システムに関し、特にCDMA(Code Division Multi Access)方式のセルラー電話装置のアウターループ下り送信電力を制御する送信電力制御システムに関する。
【0002】
【従来の技術】
セルラー電話(携帯電話)等においてはCDMA通信方式を採用して通信を行う。即ち、スペクトラム拡散技術により、同じ周波数帯域の信号を使用して複数の通信を同時に行う。スペクトラム拡散では、送信側でデジタル符号化した音声信号を疑似雑音符号(PN符号)という高速度のデータで演算処理して、広い周波数スペクトラムの信号に変換して送信する。受信側では、同じPN符号を使用して元の音声信号を復元する。CDMA方式では、データを送信するための個別チャネルと送信電力制御を含む制御情報を送信するための共通チャネルを有する。
【0003】
斯かるCDMA方式の通信においては、各移動局(又は携帯端末)は、その移動局が存在する(又は使用される)サービスエリア内の基地局と通信する。基地局と移動局間で所望の通信品質が得られるようにするため、基地局の送信電力制御を行う必要がある。そこで、個別チャネルによる通信中において、上り個別チャネルのTPC(Transmit Power Control:送信電力制御)ビットを挿入し、下り個別チャネルの送信電力の制御を行っている。このような送信電力制御技術に関する従来技術は、種々の文献に開示されている(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)。特に、前者は、移動無線機と無線基地局間で共通チャネルと個別チャネルを使用して通信を行い、この通信中に移動無線機における通信トラフィックが疎の状態から蜜の状態に移行しつつあるとき、無線基地局又は移動無線機において共通チャネルから個別チャネルへの移行判定を行う移動データ通信のトラフィック制御方法を開示する。また、後者は、移動端末から送信される受信信号の受信レベルを測定し、各チャネルについての送信電力制御信号を作成し、下り共通チャネルによる各移動端末に送信する符号分割多元接続通信システムを開示している。
【0004】
次に、典型的な従来の送信電力制御技術を簡単に説明する。図6において、(a)は上り(移動局から基地局へ)個別チャネルを示し、(b)は下り(基地局から移動局へ)個別チャネルを示す。図6(a)から明らかな如く、TPCビットは、1スロットのごく一部を占有するのみである。
【0005】
移動局は、個別チャネルを起動すると、上り個別チャネルの上述したTPCビットを使用して、下り送信電力制御を行う。即ち、図6(a)および(b)に示す如く、上り個別チャネルのTPCビットに応じて1スロット毎に下り送信電力制御が行われるので、下り個別チャネルの移動局受信電力は、必要に応じて順次変化することとなる。換言すると、通信状態(又は通信品質)が良好である場合には、送信電力を減少させ(無駄な電力消費を回避し)、通信状態が悪い場合には、送信電力を増加させて所定の通信品質を維持する。
【0006】
【特許文献1】
再公特WO00/35235号(第11−12頁、第3図)
【特許文献2】
特開2000−78078号公報(第4−6頁、第3図)
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来技術では、通信中の消費電力低減が困難である。その理由は、上りデータが存在しない又はデータ量が少ない場合にいても、下り送信電力制御のために、上り個別チャネルを送信する必要があり且つ基地局が上り個別チャネルに同期を取るために必要な間隔で送信しなければならないためである。
【0008】
【発明の目的】
本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、通信中の送信電力低減を可能にする送信電力制御システムを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため、本発明の送信電力制御システムは次のような特徴的な構成を採用している。
【0010】
(1)それぞれ固有のサービスエリアを有する複数の基地局を介して移動局が、通信用の個別チャネルおよび制御信号用の共通チャネルを有するCDMA方式で通信する際の前記基地局から前記移動局への下り送信電力を送信電力制御(TPC)ビットを送信して制御する送信電力制御システムにおいて、
前記移動局から前記基地局への上りデータを検出し、該検出の結果前記上りデータが存在しない又はビットレートが低いと判断するとき前記移動局は上り共通チャネルを起動し、前記下り送信電力制御用のTPCビットを含む下り送信電力制御用情報を前記上り個別チャネルに代えて前記上り共通チャネルを使用して送信する送信電力制御システム。
【0011】
(2)前記上りデータが存在しない又はビットレートが低いと判断するとき、前記上り共通チャネルと共に下り共通チャネルも起動し、前記下り送信電力変更要求応答を前記起動された下り共通チャネルにて送信する上記(1)の送信電力制御システム。
【0012】
(3)前記上りデータが存在しない場合に、前記移動局は前記上り個別チャネルの送信を停止する上記(1)又は(2)の送信電力制御システム。
【0013】
(4)前記移動局は、前記TPCビット送信前にプリアンブルパートを送信し、該プリアンブルパートを共通チャネルを介して受信した前記基地局は、下り個別チャネルにAcknowledgeビットを挿入して下り送信電力制御変更応答する上記(3)の送信電力制御システム。
【0014】
(5)前記Acknowledgeビットを受信した前記移動局は、上り共通チャネルを起動してTPCビットを挿入して送信し、該TPCビットを受信した前記基地局は下り送信電力を制御する上記(4)の送信電力制御システム。
【0015】
(6)前記Acknowledgeビットを受信した前記移動局は、前記上りおよび下り共通チャネルを起動する上記(4)の送信電力制御システム。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による送信電力制御システムの好適実施形態の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0017】
先ず、図1は、本発明による送信電力制御システムの第1実施形態の移動局の構成を示すブロック図である。このCDMA方式セルラー電話装置である移動局10は、アンテナ11、無線部12、ベースバンド部13、プロセッサ部14、メモリ(記憶部)15および記憶媒体16により構成されている。
【0018】
次に、上述した移動局10の各構成要素11〜16の主要機能又は動作を説明する。無線部12は、アンテナ11を介して送受信する無線信号を変復調する。ベースバンド部13は、プロセッサ14から渡される送信データに対し、誤り訂正エンコード、無線フレームへの分割および直交符号拡散を行う部分である。また、無線部12より復調された受信データに対し、直交符号逆拡散、パワー測定、無線フレームの連結および誤り訂正デコードを行う。そして、受信データのパワー測定の結果と目標受信電力を比較し、基地局送信電力制御を行うための送信パワーコントロールビットを作成し、物理チャネルにマッピングして送信することで、基地局送信電力制御を行う。プロセッサ部14は、記憶媒体16よりプログラムを取り出し、このプログラムを実行する。メモリ15は、プロセッサ部14からの情報を格納(記憶)する。記憶媒体16は、プロセッサ部14が実行するプログラムを格納する。
【0019】
次に、図2のシーケンス図および図3のタイミングチャートを参照して、図1に示す移動局10と基地局20を含む全体の動作を説明する。図3において、(a)は上り個別チャネル、(b)は上り共通チャネルおよび(c)は下り個別チャネルの送信又は受信電力を示す。個別チャネルを使用して通信を行っている移動局10のプロセッサ部14において、上りデータが存在しない又は上りデータのビットレートが低いと判断した場合には、レイヤー2メッセージにて基地局20に対して下り送信電力制御変更リクエストのシグナリングを送信する。
【0020】
プロセッサ部14は、ベースバンド部13に対して下り送信電力制御変更リクエストを送信要求する(ステップS21)。シグナリングの送信要求を受けたベースバンド部13は、無線部12を使用してシグナリングを送信する。無線部12は、アンテナ部11を使用してシグナリングを送信する。上述した下り送信電力制御変更リクエストのシグナリングを受信した基地局20は、下り送信電力制御変更応答のシグナリングを移動局10に送信する(ステップS22)。
【0021】
下り送信電力制御変更応答(ステップS22)のシグナリングを受信したプロセッサ部14は、ベースバンド部13に対して下り送信電力制御変更の命令を行う。下り送信電力制御変更の命令を受けたベースバンド部13は、上り共通チャネルを起動する(ステップS23)。
【0022】
ベースバンド部13は、下り個別チャネルのブロック誤り率(エラーレート)より目標受信レベルを決定し、下り個別チャネルの受信レベルが目標受信レベルになるように送信電力制御情報(TPCビット)を作成する。ベースバンド部13は、このTPCビットを上り共通チャネルに乗せて送信する。ベースバンド部13は、上り共通チャネルにてプリアンブルパートを送信する。プリアンブルパートが受信できた基地局20は、Acknowledgeビットを作成して下り個別チャネルにマッピングして送信する。Acknowledgeビットを受信したベースバンド部13は、上り共通チャネルのメッセージパートにTPCビットをマッピングして送信する。TPCビットを上り共通チャネルにて受信した基地局20は、下り個別チャネルの送信電力を調整(又は制御)する。
【0023】
以上の如く、上りデータが存在しない場合(又はデータレートが低い場合)には、これを周知の手段で検知し、移動局10は、上り個別チャネルの送信を停止し、上り共通チャネルを起動してTPCビットを送信するためにプリアンブルパートを送信する(ステップS31)。この共通チャネルのプリアンブルパートを受信した基地局20は、下り個別チャネルにAcknowledgeビットを挿入し、プリアンブルパート受信OKを移動局10に通知する(ステップS32)。このAcknowledgeビットを受信した移動局10は、上り共通チャネルのメッセージパートにTPCビットを挿入して送信する(ステップS33)。このメッセージパートを受信した基地局20は、TPCビットにより下り送信電力の調整(又は制御)を行う。上り共通チャネルのメッセージパートの最小送信間隔は、1スロット毎にTPCビットを送信する必要のある個別チャネルに比較して長いため、送信頻度が減少し、電力消費量が低減可能である。
【0024】
次に、本発明による送信電力制御システムの第2実施形態について詳細に説明する。この第2実施形態も、移動局の基本構成は、図1と同様である。上述した第1実施形態では、上り共通チャネルのプリアンブルパートの受信確認のためのAcknowledgeビット送信用に下り個別チャネルを使用したが、この第2実施形態では、Acknowledgeビットを下り共通チャネルにて送信するものである。
【0025】
次に、図1、図4および図5を参照して、この第2実施形態の全体動作について説明する。図4はシーケンス図であり、図5はタイミングチャートである。図5において、(a)は上り個別チャネル、(b)は上り共通チャネル、(c)は下り個別チャネルおよび(d)は下り共通チャネルの動作を示す。
【0026】
個別チャネルを使用して通信を行っている移動局10のプロセッサ部14において、上りデータが存在しない又は上りデータのビットレートが低いと判断した場合には、レイヤー2メッセージにて基地局に対して下り送信電力制御変更リクエストのシグナリングを送信する。
【0027】
プロセッサ部14は、ベースバンド部13に対して下り送信電力制御変更リクエストを送信要求する(ステップS41)。シグナリングの送信要求を受けたベースバンド部13は、無線部12を使用してシグナリングを送信する。無線部12は、アンテナ部11を使用してシグナリングを送信する。上述した下り送信電力制御変更リクエストのシグナリングを受信した基地局20は、下り送信電力制御変更応答のシグナリングを移動局に送信する(ステップS42)。
【0028】
次に、上述した下り送信電力制御変更応答のシグナリングを受信したプロセッサ部14は、ベースバンド部13に対して下り送信電力制御変更の命令を行う。下り送信電力制御変更の命令を受けたベースバンド部13は、上り共通チャネルおよび下り共通チャネルを起動する(ステップS43)。ベースバンド部13は、下り個別チャネルのブロック誤り率により目標受信レベルを決定し、下り個別チャネルの受信レベルが目標受信レベルになるように送信電力制御情報(TPCビット)を作成する。ベースバンド部13は、このTPCビットを上り共通チャネルに乗せて送信する(図5のステップS51)。
【0029】
ベースバンド部13は、上り共通チャネルにてプリアンブルパートを送信する。プリアンブルパートが受信できた基地局20は、Acknowledgeビットを作成して下り共通チャネルにマッピングして送信する。Acknowledgeビットを受信したベースバンド部13は、上り共通チャネルのメッセージパートにTPCビットをマッピングして送信する(図5のステップS52)。TPCビットを上り共通チャネルにて受信した基地局20は、下り個別チャネルの送信電力を調整(又は制御)する(図5のステップS53)。上述した手順により、下り送信電力制御を行う。
【0030】
以上、本発明による送信出力制御システムの好適実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。
【0031】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな如く、本発明の送信電力制御システムによると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。即ち、個別チャネルの通信中において、消費電力を大幅に低減可能である。その理由は、下り個別チャネル送信電力制御を行うための情報を、上り共通チャネルを使用して送信するので、基地局が移動局からの上り個別チャネルに同期を取る必要がなく、移動局からの上り送信間隔を長くすることが可能であるためである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の送信電力制御システムにおける移動局の構成を示すブロック図である。
【図2】 本発明の送信電力制御システムの第1実施形態の動作を説明するシーケンス図である。
【図3】 本発明の送信電力制御システムの第1実施形態の動作を説明するタイミングチャートである。
【図4】 本発明の送信電力制御システムの第2実施形態の動作を説明するシーケンス図である。
【図5】 本発明の送信電力制御システムの第2実施形態の動作を説明するタイミングチャートである。
【図6】 従来の典型的な送信電力制御システムの動作説明図である。
【符号の説明】
10 移動局(携帯端末)
11 アンテナ部
12 無線部
13 ベースバンド部
14 プロセッサ部
15 メモリ
16 記憶媒体
20 基地局
Claims (6)
- それぞれ固有のサービスエリアを有する複数の基地局を介して移動局が、通信用の個別チャネルおよび制御信号用の共通チャネルを有するCDMA方式で通信する際の前記基地局から前記移動局への下り送信電力を送信電力制御(TPC)ビットを送信して制御する送信電力制御システムにおいて、
前記移動局から前記基地局への上りデータを検出し、該検出の結果前記上りデータが存在しない又はビットレートが低いと判断するとき前記移動局は上り共通チャネルを起動し、前記下り送信電力制御用のTPCビットを含む下り送信電力制御用情報を前記上り個別チャネルに代えて前記上り共通チャネルを使用して送信することを特徴とする送信電力制御システム。 - 前記上りデータが存在しない又はビットレートが低いと判断するとき、前記上り共通チャネルと共に下り共通チャネルも起動し、前記下り送信電力制御用情報を前記起動された下り共通チャネルにて送信することを特徴とする請求項1に記載の送信電力制御システム。
- 前記上りデータが存在しない場合に、前記移動局は前記上り個別チャネルの送信を停止することを特徴とする請求項1又は2に記載の送信電力制御システム。
- 前記移動局は、前記TPCビット送信前にプリアンブルパートを送信し、該プリアンブルパートを共通チャネルを介して受信した前記基地局は、下り個別チャネルにAcknowledgeビットを挿入して下り送信電力制御変更応答することを特徴とする請求項3に記載の送信電力制御システム。
- 前記Acknowledgeビットを受信した前記移動局は、上り共通チャネルを起動してTPCビットを挿入して送信し、該TPCビットを受信した前記基地局は下り送信電力を制御することを特徴とする請求項4に記載の送信電力制御システム。
- 前記Acknowledgeビットを受信した前記移動局は、前記上りおよび下り共通チャネルを起動することを特徴とする請求項4に記載の送信電力制御システム。
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