JP4745153B2 - 送信電力制御装置及び送信電力制御方法 - Google Patents

送信電力制御装置及び送信電力制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、移動通信システムの移動局に於ける送信電力値の算出処理量を低減する送信電力制御装置及び送信電力制御方法に関する。
移動通信システムに於ける移動局は、送信データに対応して必要最小限の送信電力値を求めて送信電力増幅器を制御すると共に、規定されている最大送信電力値を超えないように制御する構成を備えている。又ハンドオーバの際に、現在通信中の基地局以外の基地局との間の受信可能状況をチェックする為に、受信ギャップを形成するコンプレストモードの適用が行われ、形成されたギャップのタイミングに於いて、受信電波状態を検出し、ハンドオーバの適否を判断する手段が適用されている。又基地局から移動局に対して大容量データを送信可能としたHSDPA(High Speed Downlink Packet Access;ハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセス)が提案されている。
このHSDPAは、通常のチャネルとは別個に、基地局から移動局に対する下りリンクにより大容量データを伝送するシステムであり、移動局は、下りリンクで正常受信できた場合はACKを、又受信できなかった場合はNACKをそれぞれ基地局へ送信する。又下りリンクの伝播状態の良し悪しをCQI(Channel Quality Indicator)という値に変換して、移動局から基地局へ送信する。ACK/NACKとCQIは、HS−DPCCH(Dedicated Physical Control Channel for HS−DSCH)(HS−DSCH;High Speed Downlink Shared Channel)という物理チャネルにより、移動局から基地局に対して送信する。通常のチャネル送受信時は、移動局から基地局に対して、制御データは物理チャネルDPCCH(Dedicated Physical Control Channel)、ユーザデータは物理チャネルDPDCH(Dedicated Physical Data Channel)を使用して送信するものであるが、HSDPAを適用した場合は、DPCCH(制御チャネル)とDPDCH(データチャネル)と共に、HS−DPCCH(制御チャネル)が多重化されて、基地局に対して送信される。
図11は、従来の移動局の送信電力制御機能の要部を示し、100は移動局、101は送信電力演算処理部、102は出力電圧制御部、103は送信電力増幅器(PA)、104はアンテナ部、105は基地局を示す。送信データを送信電力増幅器103により増幅して、アンテナ部104を介して基地局105へ送信する。その場合の送信電力演算処理部101は、規定された最大送信電力値を超える値となった場合、その超えた分を、DPCCHの送信電力値から削減する処理を行うものであった。
又移動局100と基地局105との間に於いて、DPCCHの電力(Pc)は、移動局100から基地局105への送信が正常であるか否かを判断して、基地局105から移動局100に対して、毎スロット、TPC(Transmit Power Control)により、1dBの上昇又は下降が指示されるクローズドループ パワーコントロールが適用されている。例えば、基地局105で生成する基準値より低いレベルで移動局100から基地局105に送信される場合は、その送信が正常に受信されていないと、TPCにより、“1dB上げろ”の指示となり、反対に基準値より高いレベルで移動局100から基地局105に送信される場合は、送信が正常に受信されている時で、前述のTPCにより、“1dB下げろ”の指示となる。なお、移動局100と基地局105との間の呼接続時に、DPCCHの初期値が指定され、その初期値からスロット毎に、基地局105からの指示により、前述のように、±1dBステップで変更する制御が行われる。
移動局100から基地局105に送信するデータの送信電力は、通常モード時は、DPCCHとDPDCHとの電力の和となる。DPDCHの電力は、通常のモード時、DPCCHとDPDCHとの振幅比率であるゲインファクタβc,βdを計算し、このゲインファクタβc,βdと、DPCCHの送信電力Pcとから計算できるものであり、コンプレストモード時も同様に、送信電力はPcとβd,βcとから計算できるが、前述のように、フレーム間にギャップを形成していることにより、βd,βcの計算方法が通常モード(非コンプレストモード)とは異なったものとなる。
又HSDPA時は、HS−DPCCHが追加される為に、DPCCHとDPDCHとの振幅比率であるβc,βdに加えて、HS−DPCCHの振幅比率であるβhsを計算する。このHSDPA時の送信電力は、DPCCH,DPDCH,HS−DPCCH対応の送信電力の和となる。又HS−DPCCHの送信電力は、βc,βd,βhsとPcとから計算できる。
非コンプレストモード時に於けるDPCCHとDPDCHのゲインファクタの比率(Aj)は、(式1)により求めることができる。
Aj=βd,ref/βc,ref・√(Kj/Kref)・・・(式1)
βd,ref:リファレンスのDPDCHゲインファクタ(上位レイヤより通知される)
βc,ref:リファレンスのDPCCHゲインファクタ(上位レイヤより通知される)
Kref:Kref=ΣRM・Nref
RM:リファレンスTFCのレートマッチング率(上位レイヤより通知される)
Nref:リファレンスTFCのデータビット長
Kj:Kj=ΣRM・N
RM:TFCのレートマッチング率(上位レイヤより通知される)
:TFCのデータビット長
i:トランスポートチャネル番号
√(Kj/Kref)は、(Kj/Kref)の平方根を示す。
又どのTFCがリファレンスTFCかについては上位レイヤより通知される。又トランスポートチャネルの組み合わせを前述のTFC(Transport Format Combination)と称するものである。
TFCに対するDPCCHのゲインファクタをβc、DPDCHのゲインファクタをβdとして、βd,βcは以下のようにして算出される。ゲインファクタの比率Ajについて、Aj>1の場合:βd=1.0とし、βcは、図12に示す量子化振幅比(Quantized amplitude ratios)の中の1/Aj以下となる中の最大値を適用する(但し、βcが1/15未満になる場合は、βc=1/15とする)。又Aj≦1の場合:βdは、図12の中のAj以上となる最小値とし、βc=1.0とする。具体例として、βd,ref:15、βc,ref:12とし、各TFCとトランスポートチャネルのデータビット長との一例を図13に示す。
この場合は、トランスポートチャネル0のレートマッチング率:RM0=3、トランスポートチャネル1のレートマッチング率:RM1=1、TFC3がリファレンスTFCとして、TFC2のゲインファクタを求めると、下記に示すものとなる。なお、TFC3のトランスポートチャネル0のデータビット長は200ビット、トランスポートチャネル1のデータ長は100ビットであり、TFC2のトランスポートチャネル0のデータビット長は200ビット、トランスポートチャネル1のデータビット長は0ビットであるから、
Kref=(3×200)+(1×100)=700
Kj=(3×200)+(1×0)=600
Aj=(15/12)×√(600/700)=1.1572
Aj>1より、βd=1、又1/Aj=0.8641より、βc=12/15
となる。以上より、βd:βc=15:12となる。即ち、TFC2のDPDCHとDPCCHの振幅比は15:12となる。
又HS−DPCCHのゲインファクタβhsについては、ACK/NACK/CQIについてβcから算出して設定する。非コンプレストモードに於けるゲインファクタβhsの算出式を下記に示す。
βhs=βc×10^(ΔHS−DPCCH/20)・・・(式2)
10^(ΔHS−DPCCH/20):10の(ΔHS−DPCCH/20)乗を示す。
βc:DPCCHに与えるゲインファクタ
ΔHS−DPCCH:DPCCHとHS−DPCCHのパワーオフセットの計算に使用するもので、HS−CH呼接続時に上位よりACK/NACK/CQIそれぞれのΔACK,ΔNACK,ΔCQI値(それぞれ0〜8の値)が通知され、その時のHS−DPCCH送信状態に於いては以下のようになる。
ACK送信時:ΔHS−DPCCH=ΔACK
NACK送信時:ΔHS−DPCCH=ΔNACK
CQI送信時:ΔHS−DPCCH=ΔCQI
前述のΔHS−DPCCHを使用したゲインファクタβcに対するパワーオフセット(DPCCHに対する振幅の大きさ)を図14に示す。HS−DPCCHは上りDPDCH数=1(奇数)であるから、DPCCH(Q−ch)にコード多重される。又HS−DPCCH(ACK,NACK,CQI)がコード多重されるスロットに関して、HS−DPCCHの振幅比としてβhs値が乗算される。
コンプレストモードに於けるDPCCHとDPDCHのゲインファクタの比率(As,j)は、(式3)により求めることができる。
Ac,j=Aj・√(15・Npilot,C/Nslots,C・Npitot,N)・・(式3)
pilot,C:コンプレストフレームに於けるスロット当たりのパイロットビット数
pilot,N:通常時(非コンプレストフレーム)に於けるスロット当たりのパイロットビット数
slots,C:コンプレストフレームにおける送信スロット数
Aj:通常時のゲインファクタ比率
コンプレストフレームのTFCIに対するDPCCHのゲインファクタをβc,C,jとし、DPDCHのゲインファクタをβd,C,jとする時、βc,C,j・βd,C,jは以下のように算出される。
Ac,j>1の場合:βd,C,j=1.0とし、βc,C,jは、1/Ac,j以下となる図12の中の最大値を適用する。(但し、βc,C,jが1/15未満になる場合には、βc,C,j=1/15とする。)
Ac,j≦1の場合:βd,C,jはAC,j以上となる図12中の最小値とし、βc,C,j=1.0とする。
コンプレストフレームのゲインファクタβhs,C算出は、次の(式4)により行うことができる。
βhs,C=βc,C×10^(ΔHS−DPCCH/20)×√(Npilot,C/Npilot,N
・・・(式4)
βc,C:コンプレストフレームのβ
ΔHS−DPCCH:通常時(非コンプレスト)と同様
pilot,C:コンプレストフレームでのDPCCHスロット当たりのパイロットビット数
pilot,N:非コンプレストフレームでのDPCCHスロット当たりのパイロットビット数
図15は、DPCCHのスロットフォーマットの説明図であり、スロットフォーマット(Slot Format)と、チャネルビットレート(Channel Bit Rate(kbps))と、チャネルシンボルレート(Channel Symbol Rate(ksps))と、SFと、フレーム当たりのビット数(Bits/Frame)と、スロット当たりのビット数(Bits/Slot)と、ビット数Npilot,NTPC,NTFCI,NFBと、送信フレーム当たりのスロット数等を示している。パイロットビット数Npilot,Cは、DPCCHのスロットフォーマットとA,Bとにより、Npilotから求めることができる。又DPCCHスロットフォーマットは、個別CH呼接続時に上位より通知される。又A,Bは、コンプレストフレーム(ギャップ有りフレーム)のフレーム当りでの送信スロット数から判断できる。即ち、A:10スロット/フレーム以上、B:10スロット/フレーム未満、なお、コンプレストギャップは最大7スロット/フレームである。
又Npilot,CとNpilot,Nとの組み合わせは、スロットフォーマット0,2,5に対して、それぞれ2通りずつの計6通りとなり、又Npilot,CとNpilot,Nとの組み合わせのみでは、図16の(A)に示す4通りとなる。又非コンプレストフレームのβhsを求める場合、次の(式5)により求める。
βhs=βc×10^(ΔHS−DPCCH/20)=βc×N・・・(式5)
なお、(式5)に於けるβ×NのNは、四捨五入により、図16の(B)に示すΔACK,ΔNACK,ΔCQIの値に応じた9種類の値を用いることができる。そして、各フレームでβc(1〜15)との乗算を、ACK,NACK,CQIのそれぞれ行ない、βhs_ack,βhs_nack,βhs_cqiを求める。
コンプレストモードの場合は、(式4)を変形した(式6)によって、ゲインファクタβhsを求める。
βhs,C=βc,C×10^(ΔHS−DPCCH/20)×√(Npilot,C/Npilot,N)=βc,C×C ・・・(式6)
なお、(式6)に於けるβc、C×CのCは、図17に示す4〜29の値を用いることができる。又ゲインファクタβhsを算出するには、ΔACK,ΔNACK,ΔCQIの値とNpilot、C,Npilot、Nの値に対応して、図17に示す値を用いる。各フレームでβc(1〜15)との乗算をACK,NACK,CQIのそれぞれについて行ない、βhs_ack,βhs_nack,βhs_cqiを求める。
HSDPAに対応する場合、送信すべきデータは、DPCCH、DPDCHに加えてHS−DPCCHの3種類となる。このうちのDPCCHはスロット毎にTPCコマンドにより変化するのに対して、DPDCH、HS−DPCCHは電力比(ゲインファクタ)により変化する。移動局が送信する際には、送信電力増幅器(PA)により増幅するものであり、この送信電力増幅器(PA)に入力される信号レベルと実際に送信電力増幅器(PA)から出力される信号レベルとは、或る値を超えると、送信電力増幅器(PA)の非直線特性により比例した送信電力値とはならないことが知られている。又送信電力増幅器(PA)に過大なレベルの送信データが入力されると、送信電力増幅器(PA)を含む送信系統に障害を与える可能性が大きくなり、又歪みを含む送信信号により、他のチャネルに妨害を与える可能性がある。従って、最大送信電力以上にならないように、送信電力増幅器(PA)に対する制御を行なうものである。
又HSDPAでは、移動局が受信するHS−DSCCHについて、CRC OKの場合はACKを送信し、CRC NGの場合はNACKを送信する。又移動局が受信するデータの品質をCQI(Channel Quality Indicator)によって定期的に基地局に対して送信する。このACK/NACKとCQIとがHS−DPCCHとして送信される。電力値的にHS−DPCCHは、従来のDPCCH+DPDCHに対して上乗せされる形になる。
又送信電力値が最大送信電力値を超えないように、送信電力演算処理部に於いて計算し、算出した送信電力値に従って出力電圧制御部から送信電力増幅器(PA)を制御するものであり、その演算処理方法は、
送信電力値(DPCCH送信電力値+DPDCH送信電力値)>最大送信電力値
となった場合、
Δ=送信電力値(DPCCH送信電力値+DPDCH送信電力値)−最大送信電力値
を計算して、
DPCCH送信電力値=DPCCH送信電力値−Δ
を計算し、DPCCH側の送信電力値をはみ出た分(Δ)を、削減させて送信電力増幅器(PA)の制御を行なっていた。
又HSDPAに於いて、同じ送信電力増幅器(PA)を使用した場合、送信電力値が最大送信電力値を超えるシチュエーションが、HSDPAを適用しない従来例より多発するもので、その場合は、DPCCHの電力値が削減されることになる。DPCCHの電力値が削減された場合は、移動局から基地局に送信するTPCコマンド,TFCI等の情報が欠落する確率が高くなり、クローズドループ電力制御の破綻、移動局から基地局への送信データのフォーマットの誤認識等が発生し、移動局から基地局側への上り信号の疎通が途絶える可能性が高くなる。
又TPCコマンド(送信電力を今より上げる/下げるの指示を通知するコマンド)により、基地局から移動局方向の下りDPCCHデータ品質を監視し、一定品質より悪い場合は下りの品質が悪いので、送信電力を今より上げるように通知し、逆に一定品質より良い場合は下りの品質が良すぎるので、送信電力を今より下げるように通知する。移動局から基地局へはDPCCH中にTPCビットを挿入して送信する。又TFCIは、TFCを指し示すインジケータであり、移動局から基地局へはDPCCH中にTFCIビットを挿入して送信する。基地局ではTFCIを解析して同時に送信されてくるDPDCH(ユーザデータチャネル)のTFCを認識する。前述のようにして従来の移動局は、基地局との間の通信を行っていた。
又W−CDMA方式を適用した従来例の移動通信システムに於ける移動局に於いて、送信電力が最大となる制御チャネルの閾値送信電力を、データチャネルと制御チャネルとのレベル制御の為のゲインファクタの組み合わせと、最大送信電力とを基にした制御チャネル閾値電力テーブルを設け、最大送信電力の制約に応じた送信処理を行う手段が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−20234号公報
従来の移動局は、図11を参照して説明したように、送信電力演算処理部101は、送信電力値を計算する場合、最大送信電力値を超えないように行うもので、送信電力演算処理部101により算出した送信電力値を基に、出力電圧制御部102により送信電力増幅器103を制御して、送信データを増幅してアンテナ部104から基地局105に対して送信する。HSDPA未対応の構成に於ける送信電力は、通常時とコンプレストモード時とに於いて、DPCCHとDPDCHとの電力値の和となるものであるが、HSDPA対応時は、DPCCH,DPDCHとの電力値の和に対して、HS−DPCCHの電力値が加算されることになる。又DPCCHの電力値はスロット毎に変化するから、総電力値の計算もスロット単位で行う必要がある。
HSDPA対応時に、HS−DPCCHの電力値が加算されて、予め設定してある最大送信電力値を超える場合がある。その場合は、最大送信電力値を超えた分を、DPCCHの送信電力値削減して、全体の送信電力値が最大送信電力値を超えないように処理されている。その為に、前述のように、移動局から基地局に送信するTPCコマンド,TFCI等の情報が欠落する確率が高くなり、クローズドループ電力制御の破綻、移動局から基地局への送信データのフォーマットの誤認識等が発生し、移動局から基地局側への上り信号の疎通が途絶える可能性が高くなって、HSDPAによる高速データの受信継続ができなくなる問題がある。
又送信電力値の算出には、送信電力補正値が必要となるもので、従来(HSDPA未対応)の場合、送信電力補正値の演算には、ゲインファクタβc,βdのみが影響を及ぼしていた為、βc,βdの組み合わせのみで計算を行うことが可能であった。しかし、HSDPA対応の場合には、ゲインファクタβhsが加わることにより、送信電力補正値の演算処理が煩雑化する問題があった。例えば、図18に示すように、1フレームを15スロットとし、DPCCHと、DPDCHと、HS−DPCCHとがスロット毎に変化し、最大送信電力値を超える値となると、従来は、前述のように、最大送信電力値を超えた分を、一律にDPCCHの送信電力値から差し引く制御を行うものであった。しかし、それによって、DPCCHのエラーが増加する問題があった。
又前述の特許文献1は、制御チャネル閾値電力テーブルを設けて、送信電力制御の為の処理時間の短縮を図るものであるが、送信電力制御処理の一部をテーブル化したもので、伝送品質について考慮されていない問題があった。
本発明は、従来の問題点を解決するものであり、受信品質に対応して送信電力制御を行い、又演算処理の簡単化を図るものである。
本発明の送信電力制御装置は、移動局から基地局への送信電力値を算出して送信電力増幅器を制御する送信電力制御装置に於いて、前記基地局との間の受信品質を検出する受信データ品質監視部と、前記基地局へ送信するデータチャネルと単一又は複数種類の制御チャネルと重畳した送信電力値を算出し、該送信電力値が予め設定した最大送信電力値を超えた分について、前記受信データ品質監視部からの受信品質情報に対応して前記複数種類の制御チャネルの予め設定した制御チャネルに対する送信電力値を削減する送信電力演算処理部とを備えている。
又移動局から基地局への送信電力値を算出して送信電力増幅器を制御する送信電力制御装置に於いて、前記基地局からのハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセス(HSDPA)による受信データの受信品質を検出する受信データ品質監視部と、前記基地局へ送信するデータチャネル(DPDCH)と制御チャネル(DPCCH)と前記ハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセス(HSDPA)による制御チャネル(HS−DPCCH)とを重畳した送信電力値を算出し、該送信電力値が予め設定した最大送信電力値を超えた分を、前記受信データ品質監視部からの前記受信品質情報が所定値以上の受信状態を示す時は、前記制御チャネルの送信電力値から削減し、前記受信品質情報が所定値以下の受信状態を示す時は、前記ハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセス(HSDPA)による制御チャネルの送信電力値から削減する送信電力演算処理部とを備えている。
又移動局から基地局への送信電力値を算出して送信電力増幅器を制御する送信電力制御装置に於いて、制御チャネルの送信電力値と送信電力補正値とにより前記送信電力値を算出する為の前記送信電力補正値を、データチャネルと制御チャネルとのゲインファクタの組み合わせによる通常モード時送信電力補正値テーブルと、コンプレストモード用のデータチャネルと制御チャネルとのゲインファクタの組み合わせによるコンプレストモード時送信電力補正値テーブルと、前記通常モード時送信電力補正値テーブル又は前記コンプレストモード時送信電力補正値テーブルからの送信電力補正値を制御チャネルの送信電力値に加算して総送信電力値を求める演算手段とを含む送信電力演算処理部を備えている。
又前記送信電力演算処理部の前記コンプレストモード時送信電力補正値テーブルは、制御チャネルのスロット当たりのコンプレストフレームのパイロットビット数と非コンプレストフレームのスロット当たりのパイロットビット数との比に対応した係数と、コンプレストモード用のデータチャネルと制御チャネルとのゲインファクタとの組み合わせによるコンプレストモード時の送信電力補正値を格納した構成を有する。
又本発明の送信電力制御方法は、移動局から基地局への送信電力値を算出して送信電力増幅器を制御する送信電力制御方法に於いて、前記基地局との間の受信品質を受信データ品質監視部により検出し、前記基地局へ送信するデータチャネルと単一又は複数種類の制御チャネルと重畳した送信電力値を算出し、該送信電力値が予め設定した最大送信電力値を超えた分について、前記受信データ品質監視部からの受信品質情報に対応して前記複数種類の制御チャネルの予め設定した制御チャネルに対する送信電力値を削減する送信電力演算処理過程を含むものである。
又移動局から基地局への送信電力値を算出して送信電力増幅器を制御する送信電力制御方法に於いて、前記基地局からのハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセス(HSDPA)による受信データの受信品質を受信データ品質監視部により検出し、前記基地局へ送信するデータチャネルと制御チャネルと前記ハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセス(HSDPA)による制御チャネルとを重畳した送信電力値を算出し、該送信電力値が予め設定した最大送信電力値を超えた分を、前記受信データ品質監視部からの前記受信品質情報が所定値以上の受信状態を示す時は、前記制御チャネルの送信電力値から削減し、前記受信品質情報が所定値以下の受信状態を示す時は、前記ハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセス(HSDPA)による制御チャネルの送信電力値から削減する送信電力演算処理過程を含むものである。
送信電力演算処理部に於いて算出した送信電力値が最大送信電力値を超える場合、受信品質情報を基に、複数種類の制御チャネル、即ち、DPCCHとHS−DPCCHとの何れか一方の送信電力値を削減して、最大送信電力値を超えないように処理するもので、受信品質が所定値以上の良好な受信品質を維持している場合、HSDPAを継続できるように、制御チャネルHS−DPCCHの送信電力値はそのままとし、DPCCHの送信電力値を削減し、受信品質が所定値以下で不良な受信状態を示す場合は、HSDPAの継続が困難であるから、DPCCHの送信電力値はそのままとし、HS−DPCCHの送信電力値を削減することにより、受信品質情報に対応して最適な送信電力値の演算処理制御が可能となる。
又送信電力演算処理部に、送信電力値の算出に必要となる送信電力補正値を格納したテーブルを設けることにより、演算処理負担を軽減して、スロット対応の送信電力値の算出も容易となる。
本発明の送信電力制御装置は、図1を参照して説明すると、基地局2からのハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセス(HSDPA)による受信データの受信品質を検出する受信データ品質監視部7と、基地局2へ送信するデータチャネル(DPDCH)と制御チャネル(DPCCH)とハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセス(HSDPA)による制御チャネル(HS−DPCCH)とを重畳した送信電力値を算出し、こn送信電力値が予め設定した最大送信電力値を超えた分を、受信データ品質監視部7からの受信品質情報が所定値以上の受信状態を示す時は、制御チャネル(DPCCH)の送信電力値から削減し、受信品質情報が所定値以下の受信状態を示す時は、ハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセス(HSDPA)による制御チャネル(HS−DPCCH)の送信電力値から削減する送信電力演算処理部3とを備えている。
本発明の送信電力制御方法は、基地局2からのハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセス(HSDPA)による受信データの受信品質を受信データ品質監視部7により検出し、基地局2へ送信するデータチャネル(DPDCH)と制御チャネル(DPCCH)とハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセス(HSDPA)による制御チャネル(HS−DPCCH)とを重畳した送信電力値を算出し、この送信電力値が予め設定した最大送信電力値を超えた分を、受信データ品質監視部7からの受信品質情報が所定値以上の受信状態を示す時は、制御チャネル(DPCCH)の送信電力値から削減し、受信品質情報が所定値以下の受信状態を示す時は、ハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセス(HSDPA)による制御チャネル(HS−DPCCH)の送信電力値から削減する送信電力演算処理過程を含むものである。
図1は、本発明の実施例1の要部説明図であり、1は移動局、2は基地局、3は送信電力演算処理部、4は出力電圧制御部、5は送信電力増幅器(PA)、6はアンテナ部、7は受信データ品質監視部を示す。なお、受信処理手段は図示を省略しているが、既に知られている各種の受信処理手段を適用することができる。又送信電力増幅器5の前段の送信データの処理手段も図示を省略しているが、既に知られている各種の手段を適用することができる。
送信データは、送信電力増幅器5により増幅されて、アンテナ部6を介して基地局2へ送信される。又送信電力演算処理部3は、基地局2へ送信するDPCCH、DPDCH、HS−DPCCHに対応して送信電力値を求め、最大送信電力値を超えないような送信電力値を求めて、出力電圧制御部4に入力し、この出力電圧制御部4から送信電力増幅器5の増幅率を制御し、送信データを送信電力増幅器5により増幅し、アンテナ部6を介して基地局2へ送信する。
又受信データ品質監視部は、図示を省略した受信処理手段により受信処理したHS−DSCHデータを基に受信品質を監視する場合を示し、例えば、HS−DSCHのブロックエラーレート(BLER)の監視を行い、その結果を受信品質情報として送信電力演算処理部3に入力する。送信電力演算処理部3は、受信品質情報に従って、データチャネルと複数種類の制御チャネルとに相当するDPCCH、DPDCH、HS−DSCHを基地局2へ送信する為の送信電力値を算出する。
例えば、基地局からのHS−DSCHは、2msに1トランスポートブロック存在し、1トランスポートブロックにCRCビット(24ビット)が付与されている。移動局1は、或る一定時間内に受信したHS−DSCHのトランスポートブロックの総数と、その中でCRC NGになった数の比率により、以下のようにブロックエラーレートBLERを計算することができる。
BLER=CRC NG数/HS−DSCHトランスポートブロックの総数
受信データ品質監視部は、受信HS−DSCHデータにより、ブロックエラーレートBLERを算出して、受信品質情報として、送信電力演算処理部3に入力する。送信電力演算処理部3は、ブロックエラーレートBLERが所定値より小さい場合、下りHS−DSCHの受信状態がよい場合と判断できる。又反対に、ブロックエラーレートBLERが所定値より大きい場合は、下りHS−DSCHの受信状態が悪い場合と判断できる。
HS−DSCHのブロックエラーレートBLERは、スターティック環境では0.1(10%のエラー率)、通常の環境では0.2〜0.3(20%〜30%のエラー率)になるとした場合に、例えば、50%を超えるエラー率が観測できた場合は、HS−DSCHの受信品質が非常に悪い場合と判断できる。HSDPAは大容量のデータを受信できるが、HS−DSCHの受信品質が悪くなり、大容量のデータを受信できないとネットワーク側で判断された場合は、従来のDPCHでのデータのやりとりに遷移して、HSDPA呼は切断され、下りHS−DSCH/上りHS−DPCCHデータの疎通はなくなる。
そこで、送信電力演算処理部3は、HS−DSCHの受信品質が悪くなったことを示す受信品質情報により、HSDPA呼切断直前と判断し、HS−DPCCHよりもDPCCHの方がより重要になると判断し、送信電力値が最大送信電力値よりも大きくなった場合、DPCCHではなくHS−DPCCHの送信電力値を削減する。又受信品質情報が、HS−DSCHの受信状態が良いことを示す場合は、HSDPA呼は継続すると判断して、DPCCHの送信電力を削減するように送信電力値のクリップ処理を行う。
例えば、図2の(A)に示すように、1フレーム15スロットとし、HSDPA非対応の場合、DPDCHはゲインファクタにより、又DPCCHはTPCコマンドにより変化し、最大送信電力値を超えない状態で送信制御されている場合に、HSDPA対応とすることにより、図2の(B)に示すように、HS−DPCCHが追加され、算出した送信電力値が、予め設定した最大送信電力値を超える場合が多くなる。従来は、最大送信電力値を超える場合、DPCCHの送信電力値を低減させることにより、最大送信電力値を超えないように制御していたが、本発明に於いては、前述のように、受信品質情報に従って、複数種類の制御チャネル、即ち、DPCCH又はHS−DPCCHの何れかを選択して、送信電力値のクリップ処理を行うものである。それにより、HS−DSCHの受信状態が劣化したような場合に、少なくともHSDPAを除く通常の送受信を継続することが可能となる。
図3は、本発明の実施例2の要部説明図であり、11は移動局、12は基地局、13はβc,βd演算処理部、14はβhs演算処理部、15は送信電力演算処理部、16は出力電圧制御部、17は電力増幅器(PA)、18はアンテナ部、19はテーブルを示す。図1に示す場合と同様に、受信処理手段は図示を省略しているが、既に知られている各種の受信処理手段を適用することができる。又送信電力演算処理部15の前段の送信データの処理手段も図示を省略しているが、既に知られている各種の手段を適用することができる。又βc,βd演算処理部13には、前述のKj,Kref、βc,ref、βd,refと、コンプレストモード時のスロット当たりのパイロットビット数NpilotC,NpilotN(通常は、“N pilot,C 、N pilot,N ”と表記)が入力されて、ゲインファクタβc、βdを算出し送信電力演算処理部15に入力する。又βhs演算処理部14には、Δhs−dpoch(通常は、“Δ HS−DPCCH ”と表記)と、コンプレストモード時のNpilotCとNpilotN(通常は、“N pilot,C ”及び“N pilot,N ”と表記)と、βc,βd演算処理部13からのβcとを入力して、算出したβhsを送信電力演算処理部15に入力する。又テーブル19は、ゲインファクタβd,βc,βhsを基に形成した送信電力補正値を格納して、送信電力演算の処理量を削減するものである。
HSDPA対応時の総電力Pは、DPCCH,DPDCHに、HS−DPCCHが追加されるものであり、総電力(P)とDPCCH,DPDCH,HS−DPCCHの各電力(Pc,Pd,Phs)との関係は以下のようになる。
P=Pc+Pd+Phs・・・(式8)
DPCCHの電力Pcはスロット毎に変化して、DPDCHの電力Pdは、Pcとゲインファクタβd,βcで決まり、又HS−DPCCHの電力Phsは、Pcとゲインファクタβhs,βcで決まる。
従って、各送信電力値とゲインファクタとの関係は以下のようになる(なお、電力比は振幅比の2乗になる)。
Pc:Pd=βc:βd・・・(式7−1)
Pc:Phs=βc:βhs・・・(式7−2)
これらの数式を基に、DPDCHの電力PdとHS−DPCCHの電力Phsとは次式に示すものとなる。
Pd=Pc×(βd/βc)・・・(式9)
Phs=Pc×(βhs/βc)・・・(式10)
HS−DPCCH対応時の送信電力Pは、
P=Pc+Pc×(βd/βc)+Pc×(βhs/βc
=Pc×(βd+βc+βhs)/βc・・・(式11)
又デシベル表記を行うと、
P=Pc+10log10{(βd+βc+βhs)/βc
=Pc+20log10(√(βd+βc+βhs)/βc)・・(式12)
となる。即ち、送信電力Pは、DPCCHの電力Pc(dBm)と、DPDCH+HS−DPCCHの電力20log10(√(βd+βc+βhs)/βc)(dBm)との加算により求まることが判る。なお、√(βd+βc+βhs)は、カッコ内の平方根を示す。
前述のように、HSDPA対応のコンプレストモード時のゲインファクタβhsのパターンは、βc:15、Npilot,N、Npolot,C:4、ΔHS−DPCCH:9とすると、総数540パターンとなる。そこで、(式12)を基に、次のように、送信電力補正値bを用いて送信電力Pを求める。即ち、
P=Pc+b
b=20log10(√(βd+βc+βhs)/βc)・・・(式13)
として表す。
この送信電力補正値bは、ゲインファクタβd,βc,βhsにより求めることができるものであり、その組み合わせに対応して予めテーブル19に格納する。この場合、コンプレストモードの適用有無に対応して、通常フレーム用と、コンプレストフレーム用との2種類とすることができる。又浮動小数点演算に比較して、固定小数点演算の場合、一般には演算処理時間が短くなるものであり、又送信電力補正値bを用いた演算処理の精度を良くする為に、例えば、8倍精度にすることを考えると、(式13)は次式で表すものとなる
b={8×20log10(√(βd+βc+βhs)/βc)}・・(式14)
HS−DPCCHなしの場合、ゲインファクタβd(0〜15),βc(1〜15)の組み合わせにより、図4に示すテーブルを形成することができる。又フレーム毎のDTXb(HS−DPCCHなしの送信電力補正値)の外に、ACK,NACK,CQI毎のゲインファクタβd,βcの組み合わせにより、送信電力補正値b(Δ8〜Δ0)をテーブルから求めることができる。
又コンプレストフレームについては、ゲインファクタβc,c(コンプレスト用βc)、βd,c(コンプレスト用βd)に加えて、ゲインファクタβhs,c(コンプレスト用βhs)のパターンだけテーブル内容が追加となる。ゲインファクタβhs,cのパターンは、βc,c,ΔACK,ΔNACK,ΔCQI(Δ8〜0)及びNpilotC、NpilotN(=前述の非コンプレストフレームのDPCCHスロット当たりのパイロットビット数Npilot,N及びコンプレストフレームのDPCCHスロット当たりのパイロットビット数Npilot,C)の値によって変化する。その為HSDPA対応コンプレストフレーム時の送信電力補正値のテーブルは、βd,c,βc,c,ΔACK,NACK,CQI(Δ8〜0)、NpilotN、NpilotCの組み合わせによって決定される。このうち、βd,c,βc,cは30パターン存在し、ΔACK,ΔNACK,ΔCQI(Δ8〜0)、NpilotN、NpilotCは、36(9×4)パターン存在するので、図4〜図8に示す内容のテーブル19を、送信電力演算処理部15に設けることにより、送信電力補正値bを、このテーブル19を参照して求め、演算処理量を削減することができる。
コンプレストフレーム時の送信電力補正値bは、ACK,NACK、CQI毎のゲインファクタβd,c,βc,cの組み合わせと、βhs,cを決めるΔACK,ΔNACK,ΔCQI(Δ8〜Δ0)、NpilotN、NpilotCの値によって、テーブルを参照することにより、計4種類の送信電力補正値を求めることができる。なお、前述の図4〜図8に示すテーブルは、300+1110=1410(ワード)の大きさで実現することができる。
総電力Pの演算は、スロット毎に行うものであり、更に、対数処理や平方根処理等を含むことから、処理時間が長くなるものである。又HSDPA対応の場合には、HS−DPCCHの分、送信電力が追加となるから、演算処理が更に煩雑となる。しかし、前述のように、送信電力補正値bをテーブル19に予め格納しておくことにより、送信電力値算出に要する時間を短縮することが可能となる。
図9及び図10は、本発明の実施例3の送信電力演算処理部のテーブルの説明図であり、図3に於ける送信電力演算処理部15のテーブル19に格納するコンプレストモード時の送信電力補正値の内容を示すものである。前述の(式6)に示すように、ゲインファクタβhs、Cは、βc,Cと係数Cとの積で表される。このβc,C(βc(コンプレスト))は、テーブルの横軸としているから、係数C((式6)参照)の値により定まることになり、この係数Cの値は4〜29であり、ΔACK、ΔNACK、ΔCQI(Δ0〜Δ8)、Npilot,N、Npilot,Cの値が異なっても、係数Cの値が重複しているものが含まれていることにより、このような重複する部分を削減したテーブル構成としている。それにより、30×26=780(ワード)の構成で実現可能となった。
送信電力演算処理部15は、このようなテーブル内容を参照することにより、演算精度を低下させずに、HS−DPCCH対応のコンプレストモード時の送信電力値を迅速に求めることが可能となる。
本発明の実施例1の要部説明図である。 送信電力の説明図である。 本発明の実施例2の要部説明図である。 本発明の実施例2の非コンプレストモード時の送信電力補正値テーブルの説明図である。 本発明の実施例2のコンプレストモード時の送信電力補正値テーブルの説明図である。 本発明の実施例2のコンプレストモード時の送信電力補正値テーブルの説明図である。 本発明の実施例2のコンプレストモード時の送信電力補正値テーブルの説明図である。 本発明の実施例2のコンプレストモード時の送信電力補正値テーブルの説明図である。 本発明の実施例3のコンプレストモード時の送信電力補正値テーブルの説明図である。 本発明の実施例3のコンプレストモード時の送信電力補正値テーブルの説明図である。 従来例の送信電力制御機能の要部説明図である。 ゲインファクタと比率との説明図である。 トランスポートチャネルとデータビット長との一例の説明図である。 パワーオフセットの説明図である。 DPCCHスロットフォーマットの説明図である。 コンプレストモード時のスロットフォーマットの組み合わせ及びゲインファクタ算出時のNの値の説明図である。 ゲインファクタ算出時のCの値の説明図である。 コンプレストモード時の送信電力の説明図である。
符号の説明
1 移動局
2 基地局
3 送信電力演算処理部
4 出力電圧制御部
5 送信電力増幅器(PA)
6 アンテナ部
7 受信データ品質監視部

Claims (2)

  1. 移動局から基地局への送信電力値を算出して送信電力増幅器を制御する送信電力制御装置に於いて、
    前記基地局からのハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセスによる受信データの受信品質を検出する受信データ品質監視部と、
    前記基地局へ送信するデータチャネルと制御チャネルと前記ハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセスによる制御チャネルとを重畳した送信電力値を算出し、該送信電力値が予め設定した最大送信電力値を超えた分を、前記受信データ品質監視部からの前記受信品質情報が所定値以上の受信状態を示す時は、前記制御チャネルの送信電力値から削減し、前記受信品質情報が所定値以下の受信状態を示す時は、前記ハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセスによる制御チャネルの送信電力値から削減する送信電力演算処理部と
    を備えたことを特徴とする送信電力制御装置。
  2. 移動局から基地局への送信電力値を算出して送信電力増幅器を制御する送信電力制御方法に於いて、
    前記基地局からのハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセスによる受信データの受信品質を受信データ品質監視部により検出し、前記基地局へ送信するデータチャネルと制御チャネルと前記ハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセスによる制御チャネルとを重畳した送信電力値を算出し、該送信電力値が予め設定した最大送信電力値を超えた分を、前記受信データ品質監視部からの前記受信品質情報が所定値以上の受信状態を示す時は、前記制御チャネルの送信電力値から削減し、前記受信品質情報が所定値以下の受信状態を示す時は、前記ハイスピード・ダウンリンク・パケット・アクセスによる制御チャネルの送信電力値から削減する送信電力演算処理過程を含む
    ことを特徴とする送信電力制御方法。
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