JP4569287B2 - 無線通信装置、その送信電力制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は無線通信装置、その送信電力制御方法及びプログラムに関し、特に相手局からの受信信号を基に送信電力制御情報を生成し前記相手局に送信する無線通信装置に関する。

符号分割多重通信方式（ＣＤＭＡ方式）を用いた移動体通信システムは、移動局単位で拡散符号を割り当て、移動局に割り当てた拡散符号間の相互相関値がゼロになることを利用した多重通信方式である。しかし、実際には拡散符号間の相互相関をゼロにすることができず、ある移動局の伝送信号が別の移動局の伝送信号の干渉となる。したがって、基地局と比較的遠方にて通信している移動局の伝送信号が、基地局と比較的近傍で通信している移動局の伝送信号に埋もれてしまうという、一般に遠近問題と呼ばれる問題が発生する。

遠近問題を解決するためには、遠方にて通信している移動局との伝送のための伝送電力を大きくすることが考えられるが、伝送電力を大きくすることにより他の移動局への干渉量を増やし、通信容量を低減させるという、別な問題も発生する。したがって、通信品質を低減させないことを前提に、基地局の送信電力を抑制し、他の移動局に与える影響を低減させる必要がある。また、基地局の送信電力を抑制することによって、移動局間の干渉を抑えることができ、通信容量を増やすことができるという別な効果が得られる。

一方、無線通信では、移動局の移動及び建物などへの電波の反射によって伝播環境が大きく変動し、上りリンク・下りリンク共に受信電力が急激に変動するフェージングと呼ばれる現象があり、フェージングによって通信品質が大幅に変動する中、例えば、基地局の送信電力を制御して基地局の送信電力を無制限に下げると、さらに通信品質の劣化が生じてしまうので、基地局の送信電力を無制限に下げることができない。このため、ＣＤＭＡ方式における送信電力制御は、フェージングの影響を考慮し、基地局の送信電力を抑制しながら、且つ下りリンクの通信品質を維持する必要がある。そこで、従来の送信電力制御方法は、移動局の受信機を例にとると、通信しているサービスに対し基準品質を設け、下りリンクの通信品質が基準品質に追従するように基地局の送信電力を高速に制御するという方法が用いられてきた。

以下、ＣＤＭＡ方式を用いた移動体通信システムの送信電力制御方法について、下りリンクの送信電力制御を例にとって詳細に説明する。

ＣＤＭＡ方式を用いた移動体通信システムの移動局における送信電力制御方法は、クローズドループ送信電力制御方法と称される制御方法を用い、下りリンクの送信電力を制御している。クローズドループ送信電力制御方法は、移動局において通信している通信チャネルの受信品質が予め決められた所望の受信品質を満たすように基地局の送信電力を制御する電力制御方法であり、該送信電力制御は、移動局から基地局への上りリンクの物理チャネル上で、基地局の送信電力を制御する送信電力制御ビット（ＴＰＣビット：Ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ ビット）を伝送することで実施される。

次に、クローズドループ送信電力制御方法の詳細を説明し、移動局内でのＴＰＣビットの生成及びＴＰＣビットに基づいた基地局の電力制御方法について説明する。クローズドループ送信電力制御方法は、受信された希望波信号の受信電力と受信された干渉波信号の受信電力の比（Ｍ−ＳＩＲ：Ｍｅａｓｕｒｅｄ−Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ）をベースとしたインナーループ電力制御（Ｉｎｎｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ）と、受信信号の受信品質（Ｍ−ＢＬＥＲ：Ｍｅａｓｕｒｅｄ−Ｂｌｏｃｋ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）をベースとしたアウターループ電力制御（Ｏｕｔｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ）より実現される。

まず、移動局は比較的長期間に渡る受信信号のＭ−ＢＬＥＲを測定し、予め決められた目標品質（Ｔ−ＢＬＥＲ：Ｔａｒｇｅｔ−ＢＬＥＲ）との比較を行なう。比較結果を基に移動局は、Ｉｎｎｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌの基準であるＳＩＲの目標値（Ｔ−ＳＩＲ：Ｔａｒｇｅｔ−ＳＩＲ）を所定値だけ増加または減少させる。

Ｉｎｎｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌでは、Ｔ−ＳＩＲとＭ−ＳＩＲとを比較し、Ｍ−ＳＩＲがＴ−ＳＩＲに追従するようにＴＰＣビットを生成する。具体的には、移動局は以下の式（１）に基づきＴＰＣ_command（ＴＰＣコマンド）を生成しており、“０”（“ＤＯＷＮ（ダウン）”）か“１”（“ＵＰ（アップ）”）の二つの値のみで表現される。

すなわち、ＴＰＣビットは、移動局により受信された受信信号のＭ−ＳＩＲがＴ−ＳＩＲより小さい場合には“ＵＰ”コマンドとして生成され、受信信号のＭ−ＳＩＲがＴ−ＳＩＲより大きい場合には“ＤＯＷＮ”コマンドとして生成される。なお、図７は従来のＴＰＣビットパターンとＴＰＣコマンドとの対応関係を示す図であり、ＮはＴＰＣビットのビット数である。

そして、生成されたＴＰＣビットは、上りリンクの物理チャネル上で基地局に対して伝送される。基地局は、移動局から送信されたＴＰＣビットに基づき送信電力を制御する。具体的には、基地局は図７の対応関係を基に受信されたＴＰＣビットからＴＰＣコマンドを求める。受信されたＴＰＣビットが“ＵＰ”の場合には下り信号の送信電力がΔＴＰＣ（基地局の上位レイヤーによって指定される固定値（送信電力調節幅））だけ上げられ、受信されたＴＰＣビットが“ＤＯＷＮ”の場合には下り信号の送信電力がΔＴＰＣだけ下げられる。

以上説明したように、従来のクローズドループ送信電力制御方法では、受信されたＴＰＣビットに基づく基地局の送信電力の調節幅が固定になっている。そのため、下りリンクの伝播環境に急激な変化が発生した場合、基地局の送信電力制御が伝播環境の変動に追いつかず、下りリンクの通信品質が急激に劣化し、予め決められた所望の品質を満足できないことがある。伝播環境の急激変動に対しては、基地局の送信電力の調節幅を予め大きくしておけばよいが、伝播環境の変化が穏やかな場合、基地局の送信電力が伝播路環境の変化以上に過敏に制御されることになり、上述したような移動局間の干渉を引き起こすだけでなく、移動局間の干渉が相乗しあい、過剰な下り送信電力を要求することに繋がって通信容量の減少などを引き起こすといった問題が生じる。

一方、特許文献１には、相手局から自局に送られてくるＴＰＣビットを用いて自局の送信電力を制御する送信電力制御機能を有する無線通信装置において、受信電力の変化量を基にＴＰＣビットに対応する送信電力調節幅を変更することが記載されている。このように、特許文献１に記載の無線通信装置では、送信電力調節幅は可変であるので、伝播環境の急激な変化に追従することができ、また伝播環境の変化が穏やかな場合には基地局の送信電力が過敏に制御されることを防止することができ、結果として送信電力制御の精度が向上する。

特開２００１−２２３６３７号公報

Ｏｕｔｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌに用いられる受信信号の受信品質（Ｍ−ＢＬＥＲ）と目標品質（Ｔ−ＢＬＥＲ）の差が大きい場合の送信電力調節幅は、その差が小さい場合に比べて大きくすることが望まれる。すなわち、Ｍ−ＢＬＥＲとＴ−ＢＬＥＲの差が大きい場合の送信電力調節幅とその差が小さい場合の送信電力調節幅とは、これら二つの場合における受信電力の変化量が同じであっても、異なる値にすることが望まれる。

しかしながら、特許文献１に記載の無線通信装置では、受信電力の変化量によって送信電力調節幅が決められるので、上記の二つの場合における送信電力調節幅は同じ値であり、異なる値にすることはできない。

本発明の目的は、より高精度な送信電力制御を行うことができる無線通信装置、その送信電力制御方法及びプログラムを提供することである。

本発明による無線通信装置は、相手局からの受信信号を基に送信電力制御情報を生成し前記相手局に送信する無線通信装置であって、前記受信信号を基に測定される自装置の受信環境とその目標値との差及び指定された係数に応じて、前記相手局における送信電力の送信電力調節幅を可変して前記送信電力制御情報を生成する送信電力制御情報生成手段と、前記受信信号の受信品質とその目標値との差に応じて前記係数を可変制御して指定する係数制御手段とを含むことを特徴とする。

前記無線通信装置において、前記受信信号の受信品質とその目標値との差に応じて前記受信環境の目標値の調節幅を可変制御し、前記受信環境の目標値をその調節幅だけ変更する目標値制御手段を含むことを特徴とする。

本発明による送信電力制御方法は、相手局からの受信信号を基に送信電力制御情報を生成し前記相手局に送信する無線通信装置の送信電力制御方法であって、前記受信信号を基に測定される自装置の受信環境とその目標値との差及び指定された係数に応じて、前記相手局における送信電力の送信電力調節幅を可変して前記送信電力制御情報を生成する送信電力制御情報生成ステップと、前記受信信号の受信品質とその目標値との差に応じて前記係数を可変制御して指定する係数制御ステップとを含むことを特徴とする。

前記送信電力制御方法において、前記受信信号の受信品質とその目標値との差に応じて前記受信環境の目標値の調節幅を可変制御し、前記受信環境の目標値をその調節幅だけ変更する目標値制御ステップを含むことを特徴とする。

本発明によるプログラムは、相手局からの受信信号を基に送信電力制御情報を生成し前記相手局に送信する無線通信装置の送信電力制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記受信信号を基に測定される自装置の受信環境とその目標値との差及び指定された係数に応じて、前記相手局における送信電力の送信電力調節幅を可変して前記送信電力制御情報を生成する送信電力制御情報生成ステップと、前記受信信号の受信品質とその目標値との差に応じて前記係数を可変制御して指定する係数制御ステップとを含むことを特徴とする。

このように、本発明では、無線通信装置の送信電力制御情報生成手段は、相手局からの受信信号を基に測定される自装置の受信環境とその目標値との差（Δ受信環境）に応じて送信電力調節幅を可変制御すると共に、係数制御手段は、送信電力制御情報生成手段が送信電力調節幅を可変制御する際に用いる係数を、受信信号の受信品質とその目標値との差（Δ受信品質）に応じて可変制御するようにしている。したがって、Δ受信品質が大きい場合と小さい場合におけるΔ受信環境が同じであっても、Δ受信品質が大きい場合における送信電力調節幅をΔ受信品質が小さい場合における送信電力調節幅より大きくすることができ、よって、より高精度な送信電力制御を行うことができる。

なお、受信環境はＳＩＲまたは受信電力であり、受信品質はＢＬＥＲまたはＢＥＲである。

本発明によれば、相手局からの受信信号を基に送信電力制御情報を生成し相手局に送信する無線通信装置において、受信信号を基に測定される自装置の受信環境とその目標値との差に応じて、相手局における送信電力の送信電力調節幅を可変して送信電力制御情報を生成し、受信環境とその目標値との差に応じて送信電力調節幅を可変制御する際に用いる係数を、受信信号の受信品質とその目標値との差に応じて可変制御するようにしているので、より高精度な送信電力制御を行うことができるという効果が得られる。

以下、本発明の第１の実施例について図面を参照して説明する。

図１は本発明の第１の実施例による移動体通信システムを示す図である。図１において、本発明の第１の実施例による移動体通信システムは、ＣＤＭＡ方式を採用しており、移動局（ＵＥ）１と、基地局（ＢＳ）２とを有している。ＣＤＭＡ方式を用いた移動体通信システムでは、クローズドループ送信電力制御方法を用いて移動局または基地局の送信電力を制御するのは主にＤＰＣＨ（Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）である。

図２は本発明の第１の実施例による移動体通信システムの移動局１の構成を示す図である。本発明の第１の実施例によるクローズドループ送信電力制御方法を実現するための構成は、Ｉｎｎｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部とＯｕｔｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部に大別することができる。

図２に示すように、Ｉｎｎｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部は、受信信号に対して拡散符号を用いて拡散復調を行なう逆拡散部１０と、マルチパス成分を含む逆拡散された受信信号のＲａｋｅ合成を行なうＲａｋｅ受信部２０と、受信信号からＭ−ＳＩＲを計算するＳＩＲ測定部３０と、Ｍ−ＳＩＲとＴ−ＳＩＲを比較する第１の比較判定部４０と、基地局２の送信電力を制御するＴＰＣビットを生成するＴＰＣビット生成部５０とを有する。

Ｏｕｔｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部は、受信信号のＭ−ＢＬＥＲを測定する長区間品質判定部６０と、Ｍ−ＢＬＥＲとＴ−ＢＬＥＲを比較する第２の比較判定部８０と、Ｍ−ＢＬＥＲとＴ−ＢＬＥＲの比較結果を基にＴ−ＳＩＲを制御するＴａｒｇｅｔ−ＳＩＲ制御部９０と、Ｍ−ＢＬＥＲとＴ−ＢＬＥＲの比較結果を基にＴＰＣビットパターンの制御に使用されるパラメータの一つであるＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅを制御するＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ制御部１００とを有する。さらに移動局１は、送信信号にＴＰＣビットを挿入し、伝送区間で用いられる送信フレームを生成する送信フレーム生成部１１０と、基地局２側で実施される誤り訂正処理のための誤り訂正部１２０とを有している。

移動局１が受信した受信信号は、無線信号処理が施された後、受信ベースバンド信号として逆拡散部１０に入力される。受信信号は、逆拡散部１０及びＲａｋｅ受信部２０にて、逆拡散及びＲａｋｅ受信の処理をされた後、受信データとして図示せぬ上位レイヤーに報告されると共に、長区間品質判定部６０及びＳＩＲ測定部３０に入力される。長区間品質判定部６０では受信信号のＭ−ＢＬＥＲが測定され、ＳＩＲ測定部３０では受信信号のＭ−ＳＩＲが測定される。

長区間品質判定部６０で測定されたＭ−ＢＬＥＲは、第２の比較判定部８０にてＴ−ＢＬＥＲと比較され、比較結果がＴａｒｇｅｔ−ＳＩＲ制御部９０及びＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ制御部１００に入力される。Ｔａｒｇｅｔ−ＳＩＲ制御部９０は、Ｍ−ＢＬＥＲとＴ−ＢＬＥＲの比較結果に基づきＴ−ＳＩＲを所定値だけ増減する。ＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ制御部１００は、Ｍ−ＢＬＥＲとＴ−ＢＬＥＲの比較結果に基づき、急激な受信品質の変動の有無を判断し、ＴＰＣビットパターンの制御に使用されるパラメータの一つであるＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅを可変制御する。

一方、ＳＩＲ測定部３０で測定されたＭ−ＳＩＲは、第１の比較判定部４０にてＴａｒｇｅｔ−ＳＩＲ制御部９０から入力されるＴ−ＳＩＲと比較され、Ｍ−ＳＩＲとＴ−ＳＩＲの比較結果がＴＰＣビット生成部５０に入力される。ＴＰＣビット生成部５０は、第１の比較判定部４０から入力されたＭ−ＳＩＲとＴ−ＳＩＲの比較結果及びＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ制御部１００から入力されたＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ情報に基づき、基地局２の送信電力を制御するＴＰＣビットを生成し送信フレーム生成部１１０に出力する。

送信フレーム生成部１１０は、誤り訂正部１２０から入力された送信信号に、ＴＰＣビット生成部５０より入力されたＴＰＣビットを合成した後、送信フレームを生成し送信ベースバンド信号として出力する。

本発明の第１の実施例によるクローズドループ送信電力制御方法では、以下の式（２）及び（３）を用いて下りリンクの基地局２の送信電力が制御される。

ＴＰＣビット生成部５０は式（２）に示されるように、Ｔ−ＳＩＲとＭ−ＳＩＲの差 （ΔＳＩＲ）と、ＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ制御部１００により指定されるＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅとの積を求めてＴＰＣ_ ｃｍｄ（ＴＰＣコマンド）を生成する。ＴＰＣ_ ｃｍｄは、Ｍ−ＳＩＲが変化する勾配（ΔＳＩＲ）によって数種類の制御パターンを持っている。

また、ＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ制御部１００がＴ−ＢＬＥＲとＭ−ＢＬＥＲの差（ΔＢＬＥＲ）に応じてＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅを可変制御するので、ＴＰＣ_ ｃｍｄとΔＳＩＲとの対応関係（ＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ）も受信品質の変動（ΔＢＬＥＲ）に応じて変更できる。

一方、基地局２は式（３）に従って自局の送信電力を制御する。式（３）において、ΔＰｏｗｅｒは送信電力調節幅であり、ΔＴＰＣは基地局２の上位レイヤーによって指定される固定値であり、ＴＰＣ_ ｃｍｄは移動局１から上りリンクを介して送信されてきたＴＰＣビットが示すＴＰＣコマンドである。基地局２は式（３）に示されるように、ΔＴＰＣとＴＰＣ_ ｃｍｄとの積であるΔＰｏｗｅｒを求め、自局の送信電力をΔＰｏｗｅｒだけ増減させる。よって、伝播環境が急激に変化する時は基地局２の送信電力を高速に制御し、穏やかな変化の時は基地局２の送信電力を低速に制御することができる

次に、本実施例の動作について図面を参照して詳細に説明する。図３は図１の移動局１の動作を示すフローチャートである。

下りリンクの送信電力制御では、移動局１が式（２）に基づきＴＰＣビットを生成する。具体的には図３に示すように、Ｉｎｎｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部において、ＳＩＲ測定部３０は、Ｍ−ＳＩＲをＲａｋｅ受信処理されたベースバンド信号より測定し（ステップＳ１）、第１の比較判定部４０は、Ｍ−ＳＩＲとＯｕｔｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部のＴａｒｇｅｔ−ＳＩＲ制御部９０により指定されるＴ−ＳＩＲとの差分ΔＳＩＲを計算する（ステップＳ２）。

そして、ＴＰＣビット生成部５０は、ΔＳＩＲとＯｕｔｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部のＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ制御部１００により指定されるＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅとの積でＴＰＣ_ ｃｍｄを計算し（式（２）参照）、ＴＰＣビットに変換する（ステップＳ３）。送信フレーム生成部１１０はＴＰＣビットを含む送信フレームを生成し送信ベースバンド信号として出力するので、ＴＰＣビットは上りリンクを介して基地局２に送信されることになる（ステップＳ４）。

基地局２は受信されたＴＰＣビットをＴＰＣ_ ｃｍｄに解読し、式（３）を用いΔＴＰＣとＴＰＣ_ ｃｍｄの積を求め、下りリンクの送信電力を制御する。

例えば、Ｍ−ＳＩＲがＴ−ＳＩＲより０．５ｄＢ低い場合、ΔＳＩＲ＝０．５ｄＢとなる。このとき、ＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ＝２であれば、ＴＰＣ_ ｃｍｄ＝０．５ｄＢ×２＝１となる。また、Ｍ−ＳＩＲがＴ−ＳＩＲより１．０ｄＢ低い場合、ΔＳＩＲ＝１．０ｄＢとなり、ＴＰＣ_ ｃｍｄ＝１．０ｄＢ×２＝２となる。このように、従来のシステムにおいては式（１）に示すように、Ｍ−ＳＩＲ＜Ｔ−ＳＩＲであれば“ＵＰ”のＴＰＣ_ ｃｍｄのみが生成されるが、本実施例では、伝播環境の変化具合（ΔＳＩＲ）に応じて可変幅を持つＴＰＣ_ ｃｍｄを生成することができる、すなわちΔＳＩＲに応じて基地局２の送信電力の送信電力調節幅を可変することができる。

次に、本実施例においてＴＰＣ_ ｃｍｄをＴＰＣビットに変換する方法について説明する。ＣＤＭＡ方式を用いた移動体通信システムでは、さまざまな伝送レートを実現するために、ＤＰＣＨにいくつかのスロットフォーマットが用意されている。各スロットフォーマットにはＴＰＣビットの仕様も定められており、一般的に拡散率（Ｓｐｒｅａｄｉｎｇ Ｆａｃｔｏｒ）が少ないほどＴＰＣビットのビット数が多くなる。

図７に示す従来のＴＰＣビットパターンとＴＰＣ_ ｃｍｄとの対応関係より分かるように、全てのＴＰＣビットが１の時がＴＰＣ_ ｃｍｄ＝１、全てのＴＰＣビットが０の時がＴＰＣ_ ｃｍｄ＝０と定められており、基地局では、ＴＰＣ_ ｃｍｄ＝１の時に基地局の送信電力がΔＴＰＣだけ増大され、ＴＰＣ_ ｃｍｄ＝０の時に基地局の送信電力がΔＴＰＣだけ減少される。

これに対し、本実施例におけるＴＰＣビットパターンとＴＰＣ_ ｃｍｄとの対応関係の一例が図４に示されている。図４に示すように、ＴＰＣビットのビット数が４以上であれば、ＵＰ方向とＤＯＷＮ方向それぞれに４パターンのＴＰＣ_ ｃｍｄを表現でき（ＵＰ方向のＴＰＣ_ ｃｍｄは１〜４、ＤＯＷＮ方向のＴＰＣ_ ｃｍｄは−１〜−４）、したがって４倍のΔＴＰＣの範囲まで基地局２の送信電力を制御できる。ＴＰＣビットのビット数が４または８の場合に対し、ＴＰＣビットのビット数が２である場合はＵＰ方向とＤＯＷＮ方向それぞれに２パターンのＴＰＣ_ ｃｍｄのみ表現できるが、それでも従来のシステムより多種類のＴＰＣ_ ｃｍｄを表現でき、急激な環境変化に対応できる。

ここで、図４に示した対応関係は一例であり、基地局２と移動局１が同じ対応関係を持っていれば基地局２はＴＰＣビットからＴＰＣ_ ｃｍｄを解読できるので、図４の仕様を変更してもよいことは勿論である。

図５は本実施例におけるＴＰＣビットパターンとＴＰＣ_ ｃｍｄとの対応関係の別の例を示す図である。図５では、ＴＰＣビット列前半の部分は“ＵＰ”か“ＤＯＷＮ”を表し、“１”または“０”のみからなる。また、ＴＰＣビット列後半の部分によって基地局２は送信電力調節幅の大きさを知ることができる。

基地局２は、ＴＰＣビット列前半部分が“０”か“１”揃って受信できなかった場合、誤受信があったとみなし、ＴＰＣビット列前半部分に“１”の数が多い場合には“ＵＰ”と判断し、“０”の数が多い場合には“ＤＯＷＮ”と判断する。これにより、誤判定防止の効果が得られる。なお、この場合にはＴＰＣビット列後半部分にも誤りがある可能性があるので、基地局２は送信電力調節幅の大きさは最小の値（ΔＴＰＣ）と判断するようにしてもよい。

また、通常“ＤＯＷＮ”より“ＵＰ”が安全なので、基地局２は、ＴＰＣビット列前半部分が“０”か“１”揃って受信できなかった場合、無条件に“ＵＰ”と判断し送信電力をΔＴＰＣだけ増加させるようにしてもよい。

また、図４や図５に示したＴＰＣビットパターンの一部を従来の送信電力制御用のＴＰＣビットパターンとして用いることも可能である。例えば図４や図５の第１行及び第８行のＴＰＣビットパターンを、図７のＴＰＣコマンドのように単にΔＴＰＣだけ送信電力を増加するよう指示する“ＵＰ”コマンド（“１”）及び単にΔＴＰＣだけ送信電力を減少するよう指示する“ＤＯＷＮ”コマンド（“０”）と対応付ける。これにより、従来の送信電力制御も行うことが可能となる。

前記では主に移動局１のＩｎｎｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部におけるＴＰＣビットの生成方法を中心に説明したが、移動局１のＯｕｔｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部と連動することによって、外部環境により適した下りリンクの送信電力制御を行うことができる。

具体的には図３に示すように、Ｏｕｔｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部において、長区間品質判定部６０は、Ｉｎｎｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部と比べ長い区間に渡り受信信号の受信品質（Ｍ−ＢＬＥＲ）を測定し（ステップＳ５）、第２の比較判定部８０は、Ｍ−ＢＬＥＲとＴ−ＢＬＥＲとの差（ΔＢＬＥＲ）を計算する。

Ｔａｒｇｅｔ−ＳＩＲ制御部９０は、ΔＢＬＥＲを基にＴ−ＳＩＲを生成し（ステップＳ６）、Ｔ−ＳＩＲはＩｎｎｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部に指定される、すなわち第１の比較判定部４０に入力される（ステップＳ８）。また、ＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ制御部１００は、ΔＢＬＥＲに応じて式（２）のＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅを変更し（ステップＳ７）、ＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅはＩｎｎｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部に指定される、すなわちＴＰＣビット生成部５０に入力される（ステップＳ９）。

図６は本実施例におけるΔＢＬＥＲとＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅとの対応関係の一例を示す図である。なお、図６の対応関係は一例であり、各伝送レート及び拡散率によって図６の仕様を変更してもよいことは勿論である。

例えば、ＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ＝２であり、Ｍ−ＳＩＲがＴ−ＳＩＲより０．５ｄＢ低い場合、ＴＰＣ_ ｃｍｄ＝０．５ｄＢ×２＝１となり、基地局２の送信電力が１×ΔＴＰＣだけ増加される。また、ＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ＝２であり、Ｍ−ＳＩＲがＴ−ＳＩＲより１．０ｄＢ低い場合、ＴＰＣ_ ｃｍｄ＝１．０ｄＢ×２＝２となり、基地局２の送信電力が２×ΔＴＰＣだけ増加される。ここで、Ｍ−ＢＬＥＲがＴ−ＢＬＥＲと比べ急激に劣化した結果、ＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ制御部１００がΔＢＬＥＲに応じて例えばＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ＝４としてＩｎｎｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部に設定したとする。すると、Ｍ−ＳＩＲがＴ−ＳＩＲより０．５ｄＢ低い場合、ＴＰＣ_ ｃｍｄ＝０．５ｄＢ×４= ２となり、基地局２の送信電力が２×ΔＴＰＣだけ増加され、また、Ｍ−ＳＩＲがＴ−ＳＩＲより１．０ｄＢ低い場合、ＴＰＣ_ ｃｍｄ＝１．０ｄＢ×４＝４となり、基地局２の送信電力が４×ΔＴＰＣだけ増加されることになる。

以上の説明では主に、伝播環境が急激に劣化した場合に通信品質が劣化しないように、基地局２の送信電力を増加することについて述べた。一方、Ｍ−ＢＬＥＲがＴ−ＢＬＥＲより大幅に低く、通信品質が過剰に良好になっている場合は、他ユーザに与える干渉を減らすと共に基地局２の回線容量を増加させるため、基地局２の送信電力を下げる必要がある。この場合、図４に示したように“ＤＯＷＮ”方向にもＴＰＣビットパターンを用意することにより、基地局の送信電力を下げる制御も可能であることは勿論である。

なお、本発明の第１の実施例において、図６に示すようなΔＢＬＥＲとＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅとの対応関係を複数用意してもよい。例えば、移動局の機種毎や伝播環境毎に対応関係を用意することが考えられる。伝播環境に関しては、ビル街では通信品質の変動が激しいので、平野部のような変動の激しくない環境に比べＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅを大きな値に制御することが望ましい。そこで、伝播環境毎に対応関係を用意しておき、移動局１は基地局２から位置情報を受信することにより現在の伝播環境を判断し、ＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ制御部１００は現在の伝播環境用の対応関係を基にＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅを制御する。現在の伝播環境は、例えば過去所定期間のＢＬＥＲ変動の平均値から判断するようにしてもよい。

また、Ｍ−ＢＬＥＲがＴ−ＢＬＥＲより低い時と高い時とで異なる対応関係を用いてＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅを制御するようにしてもよい。Ｍ−ＢＬＥＲがＴ−ＢＬＥＲより高い時には低い時に比べてＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅが大きな値に制御されるように対応関係を用意することにより、Ｍ−ＢＬＥＲがＴ−ＢＬＥＲより高い時には基地局２の送信電力を大きく増加させ、低い時にはゆるやかに減少させることが可能となる。

また、ＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ制御部１００は、ΔＢＬＥＲが所定回数連続して所定の閾値を超える場合には、ΔＢＬＥＲに応じてＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅを可変制御せずに、例えば無条件にＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅを“１”に設定するようにしてもよい。これにより、基地局２の過剰な送信電力の変動を抑制できる。

また、Ｉｎｎｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌの基準としてＳＩＲを用いているが、受信電力を用いてもよく、Ｏｕｔｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌの基準としてＢＬＥＲを用いているが、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）を用いてもよい。

以上説明したように、本発明の第１の実施例では、ΔＳＩＲに応じて送信電力調節幅を可変制御すると共に、ΔＢＬＥＲに応じてＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅを可変制御するようにしている。したがって、ΔＢＬＥＲが大きい場合と小さい場合におけるΔＳＩＲが同じであっても、ΔＢＬＥＲが大きい場合における送信電力調節幅をΔＢＬＥＲが小さい場合における送信電力調節幅より大きくすることができ、よって、より高精度な送信電力制御を行うことができる。

また、本発明の第１の実施例では、移動局の機種毎や伝播環境毎にΔＢＬＥＲとＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅとの対応関係を用意しているので、移動局の機種毎や伝播環境を考慮してＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅを設定することができ、よって、より高精度な送信電力制御を行うことができる。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。本発明の第２の実施例は図２のＴａｒｇｅｔ−ＳＩＲ制御部９０の動作に関し、その他の部分については既に説明された第１の実施例と同様である。

本発明の第１の実施例では、Ｔａｒｇｅｔ−ＳＩＲ制御部９０は、Ｍ−ＢＬＥＲとＴ−ＢＬＥＲの比較結果に基づきＴ−ＳＩＲを所定値だけ増減する。一方、本発明の第２の実施例では、Ｔａｒｇｅｔ−ＳＩＲ制御部９０は、Ｍ−ＢＬＥＲとＴ−ＢＬＥＲの差（ΔＢＬＥＲ）に応じてＴ−ＳＩＲの調節幅を可変制御し、その調節幅だけＴ−ＳＩＲを増減する。すなわち、Ｔａｒｇｅｔ−ＳＩＲ制御部９０は、Ｉｎｎｅｒ ｌｏｏｐ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｔｒｏｌ部におけるＴＰＣ_ ｃｍｄの生成方法（式（２））と同様に、ΔＢＬＥＲに所定の係数を掛けてＴ−ＳＩＲの調節幅を求める。

したがって、本発明の第２の実施例では、Ｍ−ＢＬＥＲがＴ−ＢＬＥＲより高ければＴ−ＳＩＲを所定値だけ増加し、Ｍ−ＢＬＥＲがＴ−ＢＬＥＲより小さければＴ−ＳＩＲを所定値だけ減少させるような固定幅の調節ではなく、通信品質の変動状況に基づいた数段階の可変な幅でＴ−ＳＩＲを設定できる。例えば、Ｍ−ＢＬＥＲがＴ−ＢＬＥＲより大きく、かつΔＢＬＥＲが２倍増加すれば、Ｔ−ＳＩＲの増加量も２倍にすることができる。

なお、上述した本発明の第１及び第２の実施例による送信電力制御方法は、下りリンクを例にとり説明されたが、上りリンクの送信電力制御にも適用できることは勿論である。すなわち、基地局２が図２に示した移動局１の構成と同様の構成を持ち、図３のフローチャートに従って動作することにより、本発明の第１及び第２の実施例による送信電力制御方法を上りリンクについても行なうことができる。

また、図３に示したフローチャートに従った処理動作は、予めＲＯＭ等の記憶媒体に格納されたプログラムを、ＣＰＵ（制御部）となるコンピュータに読み取らせて実行せしめることにより、実現できることは勿論である。

本発明の第１の実施例による移動体通信システムを示す図である。 図１の移動局の構成を示す図である。 図１の移動局１の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施例によるＴＰＣビットパターンとＴＰＣコマンドとの対応関係の一例を示す図である。 本発明の第１の実施例によるＴＰＣビットパターンとＴＰＣコマンドとの対応関係の別の例を示す図である。 本発明の第１の実施例によるΔＢＬＥＲとＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅとの対応関係の一例を示す図である。 従来のＴＰＣビットパターンとＴＰＣコマンドとの対応関係を示す図である。

符号の説明

１０ 逆拡散部
２０ Ｒａｋｅ受信部
３０ ＳＩＲ測定部
４０，８０ 比較判定部
５０ ＴＰＣビット生成部
６０ 長区間品質判定部
９０ Ｔ−ＳＩＲ制御部
１００ ＴＰＣ＿ｓｌｏｐｅ制御部
１１０ 送信フレーム生成部
１２０ 誤り訂正部

Claims (21)

1. 相手局からの受信信号を基に送信電力制御情報を生成し前記相手局に送信する無線通信装置であって、
   前記受信信号を基に測定される自装置の受信環境とその目標値との差及び指定された係数に応じて、前記相手局における送信電力の送信電力調節幅を可変して前記送信電力制御情報を生成する送信電力制御情報生成手段と、
   前記受信信号の受信品質とその目標値との差に応じて前記係数を可変制御して指定する係数制御手段とを含むことを特徴とする無線通信装置。
2. 前記受信信号の受信品質とその目標値との差に応じて前記受信環境の目標値の調節幅を可変制御し、前記受信環境の目標値をその調節幅だけ変更する目標値制御手段を含むことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 前記係数制御手段は、自装置の伝播環境毎に、前記受信信号の受信品質とその目標値との差と前記係数の値との対応関係を有しており、現在の自装置の伝播環境用の前記対応関係を基に前記係数を可変制御することを特徴とする請求項１または２記載の無線通信装置。
4. 移動局であり、前記係数制御手段は、前記相手局である基地局から得られる位置情報を基に現在の自装置の伝播環境用の前記対応関係を選択することを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
5. 前記係数制御手段は、過去所定期間における前記受信信号の受信品質を基に現在の自装置の伝播環境用の前記対応関係を選択することを特徴とする請求項３記載の無線通信装置。
6. 前記係数制御手段は、前記受信信号の受信品質がその目標値より低いとき、また高いときに用いる、前記受信信号の受信品質とその目標値との差と前記係数の値との対応関係を有しており、前記受信信号の受信品質とその目標値との比較結果に対応する前記対応関係を基に前記係数を可変制御することを特徴とする請求項１〜５いずれか記載の無線通信装置。
7. 前記係数制御手段は、所定回数連続して前記受信信号の受信品質とその目標値との差が所定の閾値より大となる場合、前記受信信号の受信品質とその目標値との差に応じた可変制御を抑制することを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の無線通信装置。
8. 前記送信電力制御情報生成手段により生成される前記送信電力制御情報のビット列は２つのグループに分けられており、一方のグループは前記相手局に対して送信電力を増加または減少するよう指示する情報であって“０”または“１”のみからなるビット列であり、他方のグループは前記送信電力調節幅を示す情報であることを特徴とする請求項１〜７いずれか記載の無線通信装置。
9. 前記受信環境はＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ）であり、前記受信品質はＢＬＥＲ（Ｂｌｏｃｋ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）であることを特徴とする請求項１〜８いずれか記載の無線通信装置。
10. 相手局からの受信信号を基に送信電力制御情報を生成し前記相手局に送信する無線通信装置の送信電力制御方法であって、
    前記受信信号を基に測定される自装置の受信環境とその目標値との差及び指定された係数に応じて、前記相手局における送信電力の送信電力調節幅を可変して前記送信電力制御情報を生成する送信電力制御情報生成ステップと、
    前記受信信号の受信品質とその目標値との差に応じて前記係数を可変制御して指定する係数制御ステップとを含むことを特徴とする送信電力制御方法。
11. 前記受信信号の受信品質とその目標値との差に応じて前記受信環境の目標値の調節幅を可変制御し、前記受信環境の目標値をその調節幅だけ変更する目標値制御ステップを含むことを特徴とする請求項１０記載の送信電力制御方法。
12. 前記無線通信装置は自装置の伝播環境毎に、前記受信信号の受信品質とその目標値との差と前記係数の値との対応関係を有しており、前記係数制御ステップは、現在の自装置の伝播環境用の前記対応関係を基に前記係数を可変制御することを特徴とする請求項１０または１１記載の送信電力制御方法。
13. 前記無線通信装置は移動局であり、前記係数制御ステップは、前記相手局である基地局から得られる位置情報を基に現在の自装置の伝播環境用の前記対応関係を選択することを特徴とする請求項１２記載の送信電力制御方法。
14. 前記係数制御ステップは、過去所定期間における前記受信信号の受信品質を基に現在の自装置の伝播環境用の前記対応関係を選択することを特徴とする請求項１２記載の送信電力制御方法。
15. 前記無線通信装置は、前記受信信号の受信品質がその目標値より低いとき、また高いときに用いる、前記受信信号の受信品質とその目標値との差と前記係数の値との対応関係を有しており、前記係数制御ステップは、前記受信信号の受信品質とその目標値との比較結果に対応する前記対応関係を基に前記係数を可変制御することを特徴とする請求項１０〜１４いずれか記載の送信電力制御方法。
16. 前記係数制御ステップは、所定回数連続して前記受信信号の受信品質とその目標値との差が所定の閾値より大となる場合、前記受信信号の受信品質とその目標値との差に応じた可変制御を抑制することを特徴とする請求項１０〜１５いずれか記載の送信電力制御方法。
17. 前記送信電力制御情報生成ステップにより生成される前記送信電力制御情報のビット列は２つのグループに分けられており、一方のグループは前記相手局に対して送信電力を増加または減少するよう指示する情報であって“０”または“１”のみからなるビット列であり、他方のグループは前記送信電力調節幅を示す情報であることを特徴とする請求項１０〜１６いずれか記載の送信電力制御方法。
18. 前記受信環境はＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ）であり、前記受信品質はＢＬＥＲ（Ｂｌｏｃｋ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）であることを特徴とする請求項１０〜１７いずれか記載の送信電力制御方法。
19. 相手局からの受信信号を基に送信電力制御情報を生成し前記相手局に送信する無線通信装置の送信電力制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記受信信号を基に測定される自装置の受信環境とその目標値との差及び指定された係数に応じて、前記相手局における送信電力の送信電力調節幅を可変して前記送信電力制御情報を生成する送信電力制御情報生成ステップと、
    前記受信信号の受信品質とその目標値との差に応じて前記係数を可変制御して指定する係数制御ステップとを含むことを特徴とするプログラム。
20. 前記受信信号の受信品質とその目標値との差に応じて前記受信環境の目標値の調節幅を可変制御し、前記受信環境の目標値をその調節幅だけ変更する目標値制御ステップを含むことを特徴とする請求項１９記載のプログラム。
21. 前記受信環境はＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ）であり、前記受信品質はＢＬＥＲ（Ｂｌｏｃｋ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｅ）であることを特徴とする請求項１９または２０記載のプログラム。

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