JP4125959B2 - 送信装置及び送信方法 - Google Patents

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Description

技術分野
本発明は、ダウンリンクシェアードチャネル(DSCH:Downlink Shared Channel)等の下り共通チャネルと個別物理チャネル(DPCH:Dedicated Physical Channel)等の個別チャネルとをコード多重して無線送信する送信装置及び送信方法に関し、特にDPCHに対して送信電力制御を行う送信装置及び送信方法に関する。
背景技術
多数の通信装置が相互に通信を行うマルチプルアクセス(多元接続)方式として、スペクトル拡散技術を用いたCDMA(Code Division Multiple Access:符号分割多元接続)方式が広く研究され実用化に至っている。CDMA方式は、秘話性及び耐干渉性に優れ、また、高い周波数効率が図れるため、多くのユーザを収容することができるという長所を有する。また、近年のサービスの多様化に伴って、移動通信分野では、下り回線において画像データ等の大量のデータを短時間で送信することが要求されるようになってきている。
このような背景の下、CDMA方式に関する規格団体の一つである3GPP(Third Generation Partnership Project)では、下り回線の高速データ通信用の共通チャネルとしてDSCHを用いることが検討されている。セルラーシステムにおいては、以下に示すようにしてDSCHを用いる。すなわち、基地局装置は、DSCHの変調方式、伝送レート、ユーザ割り当て等の伝送フォーマットを1フレーム毎に制御して、データを通信端末装置に送信する。この伝送フォーマットの制御内容は、各通信端末装置に個別に割り当てられるDPCHに含まれるTFCI(Transmit Format Combination Indicator)にて通信端末装置に通知される。通信端末装置は、このTFCIを参照してDSCHの伝送フォーマットを知り、DSCHのデータを復調して受信データを得ることができる。これらのDSCH及びDPCHはコード多重されて送信される。
上述したように複数のチャネルがコード多重される場合には、対象ユーザへの送信波が他ユーザへの干渉になるという問題がある。このような他局への干渉を軽減する技術として、受信側において最適な受信レベルが得られるように送信側において送信電力を適応的に変化させ、他局への干渉の影響を軽減する送信電力制御が広く知られている。
この送信電力制御のうちクローズドループ送信電力制御では、通信端末装置において、下り回線の受信信号に基づいて測定するSIR(Signal to Interference Ratio)を予め定められた目標となるSIR(以下「目標SIR」という)に近づけるように送信電力の増減を指示するTPC(Transmit Power Control)コマンドを生成し、基地局装置において当該TPCコマンドに従って送信電力の増減を行う。
しかしながら、DSCHとDPCHが多重されている場合には、DSCHがDPCHに対して干渉となって、DPCHに対する送信電力制御を適切に行うことができないという問題がある。すなわち、DSCHではパケットがバースト的に送信されるので、パケットが挿入されている区間と挿入されていない区間とでは、干渉レベルが急激に変動してしまい、DPCHに対する送信電力制御がこの干渉の急激な変動に追従できないという問題がある。
発明の開示
本発明の目的は、下り共通チャネル(例えば、DSCH等)と個別チャネル(例えば、DPCH等)が多重されている場合でも、個別チャネルに対する送信電力制御を適切に行うことができる送信装置及び送信方法を提供することである。
本発明の一形態によれば、送信装置は、下り共通チャネルのパケット挿入区間に対応する区間の送信電力を他の区間よりも大きくするように個別チャネルの送信電力を制御する送信電力制御手段と、前記送信電力制御手段の制御に従って個別チャネルの送信電力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段によって送信電力が増幅された個別チャネルと前記下り共通チャネルとをコード多重して無線送信する手段とを具備する。
本発明の他の形態によれば、送信装置は、下り共通チャネルの全データ領域にパケットを割り当てる割り当て手段と、TPCコマンドに基づいて個別チャネルの送信電力を制御する制御手段と、前記制御手段の制御に従って個別チャネルの送信電力を増幅する増幅手段と、前記増幅手段によって送信電力が増幅された個別チャネルと前記割り当て手段によって全データ領域にパケットが割り当てられた下り共通チャネルとをコード多重して無線送信する手段とを具備する。
本発明のさらに他の形態によれば、送信装置は、下り共通チャネルのパケット挿入区間に対応する区間の送信電力を他の区間よりも大きくするように個別チャネルの送信電力を制御する送信電力制御工程と、前記送信電力制御工程における制御に従って個別チャネルの送信電力を増幅する増幅工程と、前記増幅工程において送信電力を増幅した個別チャネルと前記下り共通チャネルとをコード多重して無線送信する工程とを具備する。
本発明のさらに他の形態によれば、送信方法は、下り共通チャネルの全データ領域にパケットを割り当てる割り当て工程と、TPCコマンドに基づいて個別チャネルの送信電力を制御する制御工程と、前記制御工程における制御に従って個別チャネルの送信電力を増幅する増幅工程と、前記増幅工程において送信電力を増幅した個別チャネルと前記割り当て工程において全データ領域にパケットを割り当てた下り共通チャネルとをコード多重して無線送信する工程とを具備する。
発明を実施するための最良の形態
本発明の第1の骨子は、個別チャネル(例えば、DPCH等)の送信電力のうち、下り共通チャネル(例えば、DSCH等)のパケット挿入区間に対応する区間の送信電力を他の区間よりも大きくすることにより、受信側での受信品質(例えば、SIR)を所定の範囲に保つことである。また、本発明の第2の骨子は、下り共通チャネルの伝送レートを低くして下り共通チャネルに空きスロットを無くすことにより、受信側での受信品質を所定の範囲に保つことである。ここで、所定の範囲とは、送信電力制御において所望の受信品質が得られる範囲である。
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。
各実施の形態においては、セル配下の全通信端末装置に対して共通に使用される下り共通チャネルとして、例えば、DSCHを一例として説明する。また、各ユーザに個別に割り当てられる個別チャネルとして、例えば、DPCHを一例として説明する。DSCHでは、リアルタイム性が要求されないデータ通信等のサービスが主に提供され、DPCHではリアルタイム性が要求される音声通信等のサービスが主に提供される。また、受信品質として、例えば、SIRを一例として説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る送信装置を有する無線通信システムの概略構成を示す図である。
この図に示すように、基地局装置(BS)10は、自セルに収容された通信端末である移動局装置(以下「MS」という)20−1〜20−Nと上り及び下りの双方向の伝送路で接続されている。すなわち、基地局装置10は、DSCH及びDPCHを用いて下り回線のデータや制御信号等を伝送し、MS20−1〜20−Nは、DPCHを用いて上り回線のデータや制御信号等を伝送する。このDSCHとDPCHは、互いに異なる拡散コードが割り当てられて分離されている。また、上りと下りのDPCHは、時分割又は周波数分割されている。
図2は、図1に示す基地局装置10に備えられた送信装置の構成を示すブロック図である。
まず、フレーム構成部101−0、拡散部102−0、及び変調部103−0から主に構成されるDSCH系列について説明する。フレーム構成部101−0は、各ユーザ宛ての送信データを時分割多重してDPCH系列の送信信号を生成する。生成されたDSCH系列の送信信号は、拡散部102−0において逆拡散処理が施され、変調部103−0において所定の変調方式により変調されて多重部106に出力される。
次に、フレーム構成部101−1、拡散部102−1、変調部103−1、及び増幅部104−1から主に構成される第1のDPCH系列について説明する。この第1のDPCH系列では、MS20−1宛ての送信信号が生成される。すなわち、フレーム構成部101−1は、MS20−1宛ての送信データ、パイロットシンボル(PL)、及びTFCIを時分割多重してMS20−1宛ての送信信号を生成する。生成されたMS20−1宛ての送信信号は、拡散部102−1において逆拡散処理が施され、変調部103−1において所定の変調方式により変調され、増幅部104−1においてDPCH送信パワ制御部105の制御に従って増幅され、多重部106に出力される。以下、第2のDPCH系列〜第NのDPCH系列においては、第1のDPCH系列と同様にして、MS20−2〜MS20−N宛ての送信信号が生成され、生成された各MS宛ての送信信号が多重部106に出力される。
DPCH送信パワ制御部105は、MS20−1〜MS20−Nより取得したTPCコマンドに基づいて増幅部104−1〜104−Nにおける送信電力を制御するとともに、TFCIに基づいてDSCHにおいてパケットが挿入されている区間と挿入されていない区間を検知し、増幅部104−1〜増幅部104−Nを制御して、DSCHにおいてパケットが挿入されている区間(以下「パケット挿入区間」という)に対応するDPCHの区間の送信電力を所定量だけ増加させる。
多重部106は、DSCH系列の送信信号及びMS20−1〜MS20−N宛ての送信信号をコード多重してRF部107に出力する。RF部107は、多重部106から送信された多重信号を無線周波数帯域に周波数変換してアンテナ108から無線送信する。
次いで、上記構成を有する無線通信システムの動作について説明する。
DSCHで送信される送信データは、フレーム構成部101−0でフレーム構成され、拡散部102−0で所定の拡散コードを用いて拡散処理され、変調部103−0にて所定の変調方式で変調され、多重部106に出力される。
一方、MS20−1〜MS20−N宛ての送信データは、それぞれ対応するフレーム構成部101−1〜101−Nでフレーム構成され、対応する拡散部102−1〜102−Nで所定の拡散コードを用いて拡散処理され、変調部103−1〜103−Nにて所定の変調方式で変調され、増幅部104−1〜104−NにてDPCH送信パワ制御部105の制御に従って増幅され、多重部106に出力される。
多重部106では、DSCH系列の送信信号及びMS20−1〜MS20−N用の送信信号がコード多重されてRF部107に出力される。多重信号は、RF部107において無線周波数帯域に周波数変換され、アンテナ108から無線送信される。
このようにして基地局装置10から送信された信号は、MS20−1〜MS20−Nのそれぞれに受信される。MS20−1〜MS20−Nのそれぞれにおいては、受信信号に対して逆拡散処理が施され、受信信号からDSCHと自局に割り当てられたDPCHとが抽出される。MS20−1〜MS20−Nは、抽出した自局宛てのDPCHの希望波電力及び干渉波電力を検出し、この希望波電力と干渉波電力との比を計算してSIRを得る。MS20−1〜MS20−Nは、このようにして測定したSIR(以下「測定SIR」という)と予め設定された基準SIRと比較し、測定SIRの方が基準SIRよりも大きい場合には送信電力を下げる旨を指示するTPCコマンドを生成し、逆に、測定SIRの方が基準SIRよりも小さい場合には送信電力を上げる旨を指示するTPCコマンドを生成する。生成されたTPCコマンドは、基地局装置10に送信される。
次に、図3を参照して、本実施の形態に対応する無線通信システムの通信端末装置における測定SIRについて説明する。
まず、基地局装置10のDSCH系列においては、各ユーザ宛てのパケット301が時分割多重されてDSCH系列の送信信号302が生成される。このパケット301が挿入された区間を本明細書において「パケット挿入区間」と称する。送信信号302のうちパケット301が挿入されていない区間、すなわち、DSCHにおけるパケット挿入区間以外の区間は、空きスロット303になる。DSCHにおいては、パケット301は略一定の比較的高い電力で送信される一方で空きスロット303となっている区間における送信電力は0であるので、パケット挿入区間とそれ以外の区間とで送信電力が急激に変動している。
基地局装置10のDPCH系列においては、そのDPCH系列に対応するMS宛ての送信データがPL及びTFCIと多重され、増幅部104−1〜104−NにおいてDPCH送信パワ制御部105の制御に従って増幅され、DPCH系列の送信信号304が生成される。DPCH送信パワ制御部105は、DSCHのパケット挿入区間に対応する区間の送信電力を他の区間における送信電力よりも大きくするように増幅部104−1〜104−Nを制御するので、DPCHにおいて、DSCHのパケット挿入区間に対応する区間の送信電力は他の区間よりも大きくなる。
このように増幅されたDPCHはMS20−1に受信され、MS20−1において希望波電力305が検出される。また、MS20−1においては、干渉波電力306が検出される。干渉波電力306は、DSCHによる干渉により、DSCHのパケット挿入区間に対応する区間において他の区間よりも急激に大きくなっている。
DPCH送信パワ制御部105の制御により、干渉波電力306が増加する区間、すなわち、パケット挿入区間においてはDPCHの送信電力が増加しているので、希望波電力305は干渉波電力306に追従している。この希望波電力305と干渉波電力306との比を取ることにより得られる測定SIR307は、略一定の値となって、基準SIR308から所定の幅に亘って設けられた許容SIR区間内において推移する。つまり、DPCH送信パワ制御部105は、測定SIRが許容SIR区間内に収まる程度の増加率で、パケット挿入区間に対応する区間の送信電力を増加させる。この増加率は、予めシステムにおいて設定されているDSCHの送信電力や許容SIR区間の電力幅等のパラメータを用いて計算することができる。
この許容SIR区間は、送信電力制御において、測定SIR307が取る値として許容される範囲を示している。すなわち、測定SIR307が許容SIR区間よりも低い値を取ると受信品質がシステムにおいて許容できないほど劣化し、逆に、測定SIR307が許容SIR区間よりも高い値を取ると他チャンネルへの干渉が許容できないほど大きくなる。
本実施の形態では、基地局装置10に備えられたDPCH送信パワ制御部105がパケット挿入区間においてDPCHの送信電力を増加させる制御を行うので、DSCHにより急激に干渉が増加した場合であっても測定SIR307を許容SIR区間内に留めることができる。
ここで、比較のため、図4を参照して、DSCHとDPCHをコード多重し従来の送信電力制御を用いた場合における測定SIRについて説明しておく。尚、図4において図3と同じ部分については図3と同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
従来の送信電力制御においては、パケット挿入区間について、他の区間よりも特に送信電力を増加させる制御は行わないため、DPCHの送信電力はTPCコマンドに従って増減し、DPCH系列の送信信号401が生成される。DSCHの送信信号は図3と図4で同じである。DPCH系列の送信信号401は、MS20−1に受信され、希望波電力402が検出される。尚、MS20−1における干渉波電力306は図3と同じである。この希望波電力402と干渉波電力306の比を取ると測定SIR403が得られる。測定SIR403は、DSCHのパケット挿入区間において、干渉量の急激な増大に追従することができず、パケット挿入区間において許容SIR区間の下限を下回ってしまう。この測定SIRが許容SIR区間の下限を下回った区間においては、受信品質が劣化してしまう。
以上説明したように、本実施の形態によれば、DPCH送信パワ制御部105がパケット挿入区間においてDPCHの送信電力を他の区間よりも増加させることにより、測定SIRを許容SIR区間内で推移させることができる。したがって、本実施の形態によれば、DSCHによって急激に干渉量が増大する場合であっても、精度良くDPCHに対する送信電力制御を行うことができる。
(実施の形態2)
図5は、本発明の実施の形態2に係る送信装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る送信装置は、実施の形態1における無線通信システムの基地局装置10に備えられた送信装置の構成を一部変更したものである。尚、図5において実施の形態1に対応する図2に示す送信装置と同じ部分については同じ符号を付し、その詳しい説明は省略する。本実施の形態に係る送信装置は、DSCHのデータレートを低くして送信する点で、実施の形態1における送信装置と大きく異なる。
監視部503は、TFCIを参照してDSCHを監視し、DSCHに存在する空きスロットを検知する。レート変更部501は、監視部503において空きスロットの存在が検知された場合、DSCHの伝送レートを低くして空きスロットを無くすようにする。すなわち、レート変更部501は、監視部503において空きスロットの存在が検知された場合、DSCHにおいてデータ用のパケットを配置可能な領域(以下「データ領域」という)の全領域にパケットが配置されるようにする。DPCH送信パワ制御部502は、MS20−1〜MS20−Nより取得したTPCコマンドに基づいて増幅部104−1〜104−Nにおける送信電力を制御する。
次に、図6を参照して、本実施の形態における無線通信システムの通信端末装置における測定SIRについて説明する。尚、図6において図4と同じ部分については同じ符号を付し、詳しい説明を省略する。
まず、基地局装置10のDSCH系列においては、各ユーザ宛てのパケット601が時分割多重されてDSCH系列の送信信号602が生成される。DSCH系列の送信信号602は、レート変更部501が伝送レートを低くしたので、全データ領域に亘ってパケットが配置されており、空きスロットが無くなっている。したがって、DSCH系列の送信信号602の送信電力は常に一定である。MS20−1〜MS20−Nにおいては、干渉波電力603は、DSCHによる急激な干渉の増加が無いので略一定の値を取っている。
上述した希望波電力305と干渉波電力306との比を取ることにより、測定SIR604が得られる。上述したように、DSCHによる急激な干渉の増加が存在しないので、測定SIR604は略一定の値を取って許容SIR区間内で推移している。
以上説明したように、本実施の形態においては、レート変更部501がDSCHの伝送レートを低くして空きスロットを無くすため、DSCHの送信電力に急激な変動が生じなくなる。これにより、DPCHとDSCHを共に用いて通信を行う場合であっても、干渉波電力の急激な変動によって測定SIR604が許容SIR区間から外れることが防止されるので、精度良くDPCHに対する送信電力制御を行うことができる。
なお、本実施の形態では、上述のように、DSCHに空きスロットが発生した場合に、伝送レートを低くして空きスロットを無くすことで、DSCHの送信電力を一定に保つようにしているが、伝送レートを低くする具体的方法としては、例えば、拡散率を上げることが考えられる。図7は、この場合の送信装置の構成の一例を示すブロック図である。図7において図5に示す送信装置と同じ部分については同じ符号を付し、その詳しい説明は省略する。
拡散率変更部701は、監視部503において空きスロットの存在が検知された場合、拡散率を上げることによりDSCHの伝送レートを低くして空きスロットを無くすようにする。すなわち、同じ情報レートの信号が存在するときに、例えば、拡散率を2倍にすると送信できる信号のレートが1/2倍になるということを利用して、伝送レートを制御する。
また、無線回線上に送信する信号のレート(伝送レート)を低くしても、もともとの信号源(データ発生部704)のデータレートを下げなければ基地局装置10のバッファ702があふれてデータの欠損が生じるおそれがあるので、伝送レートを低くした場合には、その旨を信号源(データ発生部704)に通知して信号源(データ発生部704)のデータレートを下げるようにしている。ここで、データ発生部704は、例えば、ネットワーク704に接続された任意の端末装置(パソコンや電話等)であって、ネットワーク704を介して基地局装置10と接続されている。なお、このような通知機構は、もちろん、図5に示す構成(レート変更部501を有するより一般的な構成)にも追加することができる。
以上説明したように、本発明によれば、下り共通チャネル(例えば、DSCH等)の干渉が増加する区間(パケット挿入区間)に対応する区間おいて個別チャネル(例えば、DPCH等)の送信電力を増加させることにより、例えば、DPCHの希望波電力がDSCHによる干渉波電力の急激な変動に追従することができるので、DSCH等の下り共通チャネルとDPCH等の個別チャネルが多重されている場合でも、個別チャネルに対する送信電力制御を適切に行うことができる。
また、本発明によれば、下り共通チャネル(例えば、DSCH等)の全データ領域に対してパケットを割り当てることで、下り共通チャネルに空きスロットが存在しないようにして、下り共通チャネルの送信電力を略一定に保つことができるので、干渉波電力に急激な変動が発生しなくなり、DSCH等の下り共通チャネルとDPCH等の個別チャネルが多重されている場合でも、個別チャネルに対する送信電力制御を適切に行うことができる。全データ領域に対するパケットの割り当ては、例えば、下り共通チャネルに空きスロットが存在する場合にデータの伝送速度を低くすることによって行われる。
本明細書は、2001年1月12日出願の特願2001−005678に基づく。この内容はすべてここに含めておく。
産業上の利用可能性
本発明は、移動体通信システムにおける基地局装置に搭載される送信装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
図1は、本発明の実施の形態1に係る送信装置を有する無線通信システムの概略構成を示す図、
図2は、図1に示す基地局装置に備えられた送信装置の構成を示すブロック図、
図3は、実施の形態1に対応する無線通信システムの通信端末装置における測定SIRについての説明図、
図4は、図3との比較例として従来の送信電力制御を用いた場合における測定SIRについての説明図、
図5は、本発明の実施の形態2に係る送信装置の構成を示すブロック図、
図6は、実施の形態2に対応する無線通信システムの通信端末装置における測定SIRについての説明図、
図7は、拡散率を変更することにより伝送レートを変更する場合における送信装置の構成の一例を示すブロック図である。

Claims (9)

  1. 下り共通チャネルのパケット挿入区間に対応する区間の送信電力を他の区間よりも大きくするように個別チャネルの送信電力を制御する送信電力制御手段と、
    前記送信電力制御手段の制御に従って個別チャネルの送信電力を増幅する増幅手段と、
    前記増幅手段によって送信電力が増幅された個別チャネルと前記下り共通チャネルとをコード多重して無線送信する手段と、
    を具備する送信装置。
  2. 下り共通チャネルの全データ領域にパケットを割り当てる割り当て手段と、
    TPCコマンドに基づいて個別チャネルの送信電力を制御する制御手段と、
    前記制御手段の制御に従って個別チャネルの送信電力を増幅する増幅手段と、
    前記増幅手段によって送信電力が増幅された個別チャネルと前記割り当て手段によって全データ領域にパケットが割り当てられた下り共通チャネルとをコード多重して無線送信する手段と、
    を具備する送信装置。
  3. 下り共通チャネルを監視して空きスロットを検知する検知手段をさらに具備し、
    前記割り当て手段は、
    前記検知手段によって下り共通チャネルに空きスロットが検知された場合、データの伝送速度を低くして下り共通チャネルの全データ領域にパケットを割り当てる、
    請求の範囲第2項に記載の送信装置。
  4. 前記割り当て手段は、
    拡散率を下げることによりデータの伝送速度を低くする、
    請求の範囲第3項に記載の送信装置。
  5. 前記割り当て手段によってデータの伝送速度が低くされた場合、信号源のデータレートを下げるべき旨を通知する信号を出力する通知手段をさらに具備する請求の範囲第3項に記載の送信装置。
  6. 請求の範囲第1項に記載の送信装置を備えた基地局装置。
  7. 請求の範囲第2項に記載の送信装置を備えた基地局装置。
  8. 下り共通チャネルのパケット挿入区間に対応する区間の送信電力を他の区間よりも大きくするように個別チャネルの送信電力を制御する送信電力制御工程と、
    前記送信電力制御工程における制御に従って個別チャネルの送信電力を増幅する増幅工程と、
    前記増幅工程において送信電力を増幅した個別チャネルと前記下り共通チャネルとをコード多重して無線送信する工程と、
    を具備する送信方法。
  9. 下り共通チャネルの全データ領域にパケットを割り当てる割り当て工程と、
    TPCコマンドに基づいて個別チャネルの送信電力を制御する制御工程と、
    前記制御工程における制御に従って個別チャネルの送信電力を増幅する増幅工程と、
    前記増幅工程において送信電力を増幅した個別チャネルと前記割り当て工程において全データ領域にパケットを割り当てた下り共通チャネルとをコード多重して無線送信する工程と、
    を具備する送信方法。
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