JP4339544B2 - 速度に応じて信号の質を推定する無線トランシーバ - Google Patents

Description

【０００１】
（技術分野）
本発明は無線トランシーバに関し、より詳細には、かかるトランシーバが送信する電力を制御する方法に関する。
【０００２】
（発明の背景）
無線通信システム、例えば基地局および各基地局と通信できる多数の移動局を有する無線通信システムでは、信号を送信する電力を制御する必要がある。例えばできるだけ実用的な範囲内で送信電力を小さくすることが好ましいが、受信機で必要な信号レベルが得られるように送信電力を十分大きくする必要がある。直接シーケンス符号分割マルチアクセス（ＤＳ−ＣＤＭＡ）の場合、異なる移動局から送信される信号は好ましくはすべて基地局で同じレベルで受信する必要がある。
【０００３】
電力制御は信号対妨害比（ＳＩＲ）を測定し、目標値に達するように送信電力を制御することによって実行される。
【０００４】
例えば米国特許第５，７７８，０３０号は、スペクトラム拡散通信信号について述べており、このここに開示されている通信システムでは、移動局からの送信電力を制御するための調節信号を基地局が移動局に送るようになっている。この調節信号は受信電力レベルがスレッショルドよりも低くなった場合に電力レベルを高め、受信電力レベルがスレッショルドよりも高くなった場合に送信電力レベルを下げるように計算されている。このスレッショルドは移動局の測定された速度に応じて決まる値に設定される。
【０００５】
セオ外著の論文、「コヒーレントなＤＳ−ＣＤＭＡ移動無線のためのリバースリンクのＳＩＲに基づく送信電力制御」（ＩＥＩＣＥトランザクションズコミュニケーション第Ｅ８１−Ｂ巻、第７号、１９９８年７月、１５０８〜１５１６ページ）は、別のシステムについて述べている。このシステムでは、基地局から送られるＴＰＣ（送信電力制御）信号に応答して移動局の送信電力が制御される。このＴＰＣは基地局において実行される、移動局からの、基地局で受信される信号の信号対妨害波（ＳＩＲ）比と目標とする信号対妨害比の値との比較に基づいて計算される。移動局の移動速度は、ＴＰＣ信号を制御するステップの最適サイズに影響するパラメータとして記述される。
【０００６】
（発明の概要）
移動無線通信システムの特徴は、フェージング、すなわち無線チャンネルの質が時間と共に変化することである。
【０００７】
本発明は、移動局が低速で移動する際には、チャンネルのフェージングに従い、かつこれを補償するように移動局の送信電力を制御することが好ましいとの認識に基づくものである。しかしながら、移動局が高速で移動する際には、一般に高速フェージングチャンネルを補償するように十分迅速に送信電力を制御することが不可能となる。
【０００８】
本発明によれば、受信信号の質の測度（ｍｅａｓｕｒｅ）、例えば信号対妨害比を測定された移動局の速度または推定速度によって決まるアルゴリズムを使って推定する無線トランシーバおよびそれを制御する方法が提供される。
【０００９】
（好ましい実施例の詳細な説明）
図１は、基地局４と通信する、移動局２の形態をした、本発明の特徴に係わるトランシーバを示す。例えばこの移動局は、ワイドバンド符号分割マルチアクセス（Ｗ−ＣＤＭＡ）システムを使って基地局と通信できる。
【００１０】
図１に示されるように、移動局２はアンテナ６と、トランシーバ回路８とを含む。これらアンテナおよびトランシーバ回路は従来通りのものであり、当業者には周知となっているので、これ以上本書では説明しないことにする。
【００１１】
移動局２は信号対妨害比（ＳＩＲ）推定器１０および速度推定器１２も含む。
【００１２】
基地局４はアンテナ１４と、トランシーバ回路１６とを含む。これらアンテナおよびトランシーバ回路は一般的な従来のものであり、当業者には周知であるので、本書ではこれ以上説明しない。
【００１３】
移動局４のＳＩＲ推定器１０は、基地局４から受信される信号の質を制御するのに使用される。信号が過度に低い電力レベルで受信された場合、一般にデータが失われる。しかしながら、必要以上に高い電力レベルは妨害波の潜在的な発生源となるので、必要以上に高い電力レベルで送信することは不利である。
【００１４】
従って、一般的に知られているように、ＳＩＲ推定器１０はトランシーバ回路８からのパイロットシンボルおよびデータシンボルを受信し、これらシンボルを使って信号電力および妨害電力を推定する。しかしながら、本発明によれば、ＳＩＲ推定器１０は、この推定器への入力信号として速度推定値を有する推定アルゴリズムを使用する。
【００１５】
従って、速度推定回路１２はドップラー効果の結果としての周波数領域における受信信号の広がりを観察することにより、移動局２の速度を推定し、例えば固定基地局４に対するその速度を推定する。例えば上記米国特許第５，７７８，０３０号には速度を推定するための１つの技術の詳細が示されている。次にＳＩＲ推定器１０へ速度の推定値が印加され、この推定器で使用されるアルゴリズムへの入力信号として使用される。
【００１６】
例えば移動局が低速度で移動する時に、移動局は無線チャンネルの高速フェージングを追うことができる。従って、高速ＳＩＲ推定アルゴリズムを使用することが好ましい。移動局が高速で移動する際には、無線チャンネルのフェージングを追うことはもはや不可能となる。従って、信号対妨害比の平均値を制御し、よって低速ＳＩＲ推定アルゴリズムを使用することが望ましい。
【００１７】
例えば、アルゴリズムの速度および推定器のバンド幅は推定値のノイズの性質に影響を与える。
【００１８】
ＳＩＲ推定アルゴリズムは当業者には公知であり、本発明によれば、任意の適当なアルゴリズムを選択できる。例えばＳＩＲ推定器は高速推定アルゴリズムと低速推定アルゴリズムとの双方を使用できるようにしてもよいし、推定された移動局の速度がスレッショルド速度よりもおそいか速いかに応じて、これらのいずれかに切り替えてもよい。これとは異なり、ＳＩＲ推定器は内部のパラメータとして移動局の推定速度を使用し、移動局が低速で移動している時にはＳＩＲ推定アルゴリズムを比較的速くし、移動局が高速で移動している時にはＳＩＲ推定アルゴリズムを比較的低速とするようにできる。当業者であれば、適当なアルゴリズムを定めることができよう。
【００１９】
上記のように、信号対妨害比の推定値とスレッショルド値とを比較する。信号対妨害比のスレッショルド値自身は制御ループによって設定され、制御ループは受信した信号の質の測度の所望する値を得ようと試みる。例えば、目標とする質の測度をビット誤り率またはフレーム誤り率とすることができる。
【００２０】
信号対妨害比とスレッショルド値とを比較することに基づき、移動局から基地局１４へ電力制御信号が送られ、この信号は基地局のトランシーバ回路１６内で処理される。信号対妨害比がスレッショルド値よりも低ければ、基地局の送信電力を高めるような電力制御信号が送られ、信号対妨害比がスレッショルド値よりも高ければ、基地局の送信電力を減少させるような電力制御信号が送られる。
【００２１】
以上で、移動局によって受信された信号の信号対妨害比を移動局が推定し、基地局からの送信電力を制御するための信号を基地局へ送るシステムに関連して、これまで本発明について説明した。本発明は基地局に対する移動局の速度を推定する同様な方法を使って、移動局から受信された信号の信号対妨害比も基地局が推定し、次に移動局の送信電力を制御するための信号を移動局へ送るようになっているシステムに対して本発明を実施できることが理解できよう。
【００２２】
以上で、ＣＤＭＡシステムでの用途を参照し、発明について詳細に説明した。しかしながら、信号対妨害比の推定をするためにも本発明を使用でき、よって、必要であれば、時間分割マルチアクセス（ＴＤＭＡ）システムにも本発明を使用できることが理解できよう。
【００２３】
従って、送信中または受信中の移動局の移動速度に対して、信号の質を推定するアルゴリズムを適応させることにより、移動通信システムにおける送信電力を良好に制御できるトランシーバについて説明した。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係わるトランシーバの略ブロック図である。

Claims (10)

1. 無線トランシーバであって、
   無線信号を受信するための受信機と、
   受信された無線信号の質の第１の測度を推定するための質の推定器であって、当該質の変化に対する応答速度を有する推定アルゴリズムを使用する質の推定器と、
   前記無線信号を送信する別のトランシーバに対する、前記無線トランシーバの相対速度の測度を得るための速度推定器を更に備え、
   前記質の推定器への入力として相対速度の測度を使用し、前記無線トランシーバの前記相対速度の測度に応答して、当該相対速度が低い測度となっている場合に第１のより高い応答速度を使用し、当該相対速度が高い測度となっている場合に第２のより低い応答速度を使用するように、前記推定アルゴリズムの前記応答速度を制御する無線トランシーバ。
2. 推定された前記第１の測度が信号対妨害比である、請求項１記載の無線トランシーバ。
3. 推定された前記信号対妨害比とそのスレッショルド値とを比較するための比較回路と、
   前記比較の結果に基づき、電力制御信号を前記別のトランシーバに送信するための制御回路とを更に含む、請求項２記載の無線トランシーバ。
4. 質の第２測度の目標値を得るように、前記信号対妨害比のスレッショルド値が設定されている、請求項３記載の無線トランシーバ。
5. 前記質の第２測度がビット誤り率である、請求項４記載の無線トランシーバ。
6. 前記質の第２測度がフレームの誤り率である、請求項４記載の無線トランシーバ。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の、無線トランシーバを含む移動局。
8. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の、無線トランシーバを含む基地局。
9. トランシーバにおいて、受信された無線信号の質を推定する方法において、
   前記無線信号を送信する別のトランシーバに対する、前記トランシーバの相対速度の測度を得る工程と、
   推定アルゴリズムへの入力として相対速度の測度を使用することを含む、推定アルゴリズムを使用して信号の質を推定する工程とを備え、
   質の前記推定アルゴリズムが当該質の変化に対する応答速度を有し、前記トランシーバの前記相対速度の測度に応答して、当該相対速度が低い測度となっている場合に第１のより高い応答速度を使用し、当該相対速度が高い測度となっている場合に第２のより低い応答速度を使用するように、前記推定アルゴリズムの前記応答速度を制御するようになっている、信号の質を推定する方法。
10. 推定された前記質の測度が信号対妨害比である、請求項９記載の方法。

Images