JP4835592B2 - 送信電力目標値可変制御装置及びその方法並びに移動通信端末 - Google Patents

Description

本発明は、送信電力目標値可変制御装置及びその方法に関し、特に、移動通信端末と基地局との間の無線回線における送信電力制御のための目標値を、実際の受信品質に応じて可変制御するようにした目標値可変制御方式に関する。

第３世代の移動体通信手段として、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）通信方式が開発されて、既にサービスが開始さている。このＷ−ＣＤＭＡ通信システムにおける送信電力制御方式は、インナーループ（Inner Loop）制御と、アウターループ（Outer Loop）制御とから構成されている。

インナーループ制御では、携帯端末が直接電波を受けている基地局に対して、短時間周期で電力の増減を制御する。具体的には、制御の目標値としてＴ−ＳＩＲ（Target SIR(Signal to Interference Ratio)：目標となるＳＩＲ）を用い、このＴ−ＳＩＲと携帯端末において受信信号から測定した受信ＳＩＲとを比較する。その結果、Ｔ−ＳＩＲよりも受信ＳＩＲが低い場合には、基地局に対して送信電力を上げる要求を出し、Ｔ−ＳＩＲよりも受信ＳＩＲが高い場合には、基地局に対して送信電力を下げる要求を出す。

アウターループ制御では、ＢＬＥＲ（BLock Error Rate）の長時間平均に基づいて、インナーループ制御で目標値として用いられる適切なＴ−ＳＩＲを決定する。具体的には、基地局から所要受信品質（Target BLER ：Ｔ−ＢＬＥＲ）を得て、携帯端末で測定した測定ＢＬＥＲがＴ−ＢＬＥＲより悪い場合には、Ｔ−ＳＩＲを上げ、測定ＢＬＥＲがＴ−ＢＬＥＲより良い場合は、Ｔ−ＳＩＲを下げる処理を行う。

図８を参照して、従来のアウターループ制御について更に詳しく説明する。逆拡散部１１０１は、受信信号の逆拡散を行って生成した信号をＲａｋｅ（レイク）受信部１１０２に送出する。Ｒａｋｅ受信部１１０２は、Ｒａｋｅ受信を行って復調した信号を長区間品質測定部１１０３に送出する。長区間品質測定部１１０３は、復調した信号の一定時間のＢＬＥＲを計算し、その計算結果である測定ＢＬＥＲ１２０３を比較判定部１１０５に送出する。

Ｔ−ＢＬＥＲ１１０４は、基地局の信号から得た所要受信品質であるＴ−ＢＬＥＲを保持しており、この所要受信品質であるＴ−ＢＬＥＲ１２０４を比較判定部１１０５に送出する。比較判定部１１０５は、長区間品質測定部１１０３において計算された測定ＢＬＥＲ１２０３とＴ−ＢＬＥＲ１２０４とを比較し、比較結果１２０５をＴ−ＳＩＲ生成部１１０６に送出する。Ｔ−ＳＩＲ生成部１１０６は、この比較結果１２０５からＴ−ＳＩＲ１２０６を算出し、図示せぬインナーループ制御側へ送出する。

この例は、アウターループ制御において、受信品質としてＢＬＥＲの長時間平均を使用したものである。文献１（特開２００３−３２１８４号）においては、当該受信品質としてＢＥＲ（Bit Error Rate）を用いる技術も提案されている。

図８を用いて説明した従来のアウターループ制御における問題点について説明する。通信キャリア（通信事業者）の回線設計により、基地局からの受信電界が強く、かつＢＬＥＲも良い条件場合には、次のような問題が生じる。すなわち、アウターループ制御は、受信電界が強くてＢＬＥＲも良い条件の場合には、Ｔ−ＳＩＲを下げ続けることでＴ−ＳＩＲが下限値となる。ここで、他の基地局や端末からの干渉により受信ＳＩＲが急激に悪化すると、アウターループ制御はＴ−ＳＩＲの引き上げを行おうとする。しかし、ＢＬＥＲの長時間平均の結果を用いているので、受信ＳＩＲが急激に悪化した場合には制御が追従できず、Ｔ−ＳＩＲが上がる前に、受信ＳＩＲが携帯端末の限界値以下のＳＩＲとなってしまう。その結果、携帯端末は基地局からの信号を受信することができず、通話等で携帯端末を使用中であればサービス中断となる。

図９にその様子を示している。図９においては、受信ＳＩＲの時間（ｔ）に対する変化例を示している。「Ｔ」は上述したＴ−ＳＩＲの下限値、「Ｇ」は携帯端末のＳＩＲ限界値である。Ｔ−ＳＩＲが下限値Ｔの状態において、他の基地局や端末からの干渉等により、時刻ｔ１でＢＬＥＲが急激に悪化するとすると、それ以降はアウターループによるＴ−ＳＩＲの制御周期では追従できなくなる。その後、携帯端末限界値Ｇを下回る時刻ｔ２以降は、携帯端末は基地局からの信号を受信できず、サービス中断となる。

一方、文献１の技術は、受信品質としてＢＬＥＲの長時間平均値の代わりにＢＥＲを用いているので、追従性が早くなる。しかし、通常の状態においてＢＥＲを用いると、Ｔ−ＳＩＲの変動が時間的に極めて激しくなり、結果としてインナーループにおける電力制御が頻繁に変動して不安定となり、また基地局や携帯端末のにおける送信電力制御のための消費電力が極めて大となるという欠点がある。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、基地局からの受信電界が強くかつ受信品質が良い条件の場所において、受信ＳＩＲが急激に悪化した場合でも、サービス中断とならないようにすることにある。
また、他の目的は、通常は安定した送信電力制御を行えるようにすることにある。

このような目的を達成するために、本発明に係る送信電力目標値可変制御装置は、基地局の送信電力を移動通信端末から制御する際に用いられる目標値を移動通信端末における実際の受信品質に応じて生成する目標値生成手段と、所定の場合に、目標値生成手段により生成された目標値に補正値を加算する目標値補正手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明に係る移動通信端末は、基地局の送信電力を制御する際に用いられる目標値を実際の受信品質に応じて生成する目標値生成手段と、所定の場合に、目標値生成手段により生成された目標値に補正値を加算する目標値補正手段を備える。

また、本発明に係る送信電力目標値可変制御方法は、基地局の送信電力を移動通信端末から制御する際に用いられる目標値を移動通信端末における実際の受信品質に応じて生成するステップと、所定の場合に、生成された目標値に補正値を加算するステップとを備えることを特徴とする。

本発明では、目標値に補正値を加算して目標値を補正する。これにより、受信電界が強くてＢＬＥＲも良い条件である通信キャリアの場合にたとえ受信ＳＩＲが急激に悪化しても、受信ＳＩＲが移動通信端末のＳＩＲ限界値以下となることがなくなるので、基地局からの信号を受信することができ、通話等のサービスを継続することができる。

また、本発明では、受信信号における一定時間毎のエラー発生数に基づいて実際の受信品質を測定し、この受信品質を目標値の生成に利用するので、通常は安定した送信電力制御を行なうことができる。

図１は、本発明の一実施例に係る携帯端末の要部構成を示すブロック図である。 図２は、図１におけるアウターループ制御部の一構成例を示すブロック図である。 図３は、図２におけるＴ−ＳＩＲ出力部の一構成例を示すブロック図である。 図４は、図２に示したアウターループ制御部の動作を説明する図である。 図５は、本発明の他の実施例に係る携帯端末のアウターループ制御部の一構成例を示すブロック図である。 図６は、図５における検出部の一構成例を示すブロック図である。 図７は、図５における制御部の一構成例を示すブロック図である。 図８は、従来例のブロック図である。 図９は、図８に示した従来例の問題点を説明する図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施例について説明する。
本発明の一実施例に係る携帯端末（移動通信端末）１は、Ｗ−ＣＤＭＡ通信方式を採用したものであり、図１に示すように、送信電力制御部１０と、送信電力制御部１０に接続されたアンテナ２０とを備える。送信電力制御部１０は更に、インナーループ制御部１１と、アウターループ制御部（送信電力目標値可変制御装置）１２とを備える。

インナーループ制御部１１は、携帯端末１が直接電波を受けている基地局に対して、短時間周期で電力の増減を制御する。具体的には、制御の目標値としてＴ−ＳＩＲを用い、このＴ−ＳＩＲと携帯端末１において受信信号から測定した受信ＳＩＲとを比較する。その結果、Ｔ−ＳＩＲよりも受信ＳＩＲが低い場合には、基地局に対して送信電力を上げる要求を出し、Ｔ−ＳＩＲよりも受信ＳＩＲが高い場合には、基地局に対して送信電力を下げる要求を出す。

アウターループ制御部１２は、ＢＬＥＲの長時間平均に基づいて、インナーループ制御部１１で目標値として用いられる適切なＴ−ＳＩＲを決定する。具体的には、基地局から所要受信品質Ｔ−ＢＬＥＲを得て、携帯端末１で測定した測定ＢＬＥＲがＴ−ＢＬＥＲより悪い場合には、Ｔ−ＳＩＲを上げ、測定ＢＬＥＲがＴ−ＢＬＥＲより良い場合は、Ｔ−ＳＩＲを下げる処理を行う。また、所定の場合に、Ｔ−ＳＩＲに補正値を加算する処理を行う。

図２に示すように、アウターループ制御部１２は、逆拡散部１０１と、Ｒａｋｅ受信部１０２、長区間品質測定部１０３と、Ｔ−ＢＬＥＲ保持部１０４と、比較判定部１０５と、Ｔ−ＳＩＲ出力部１０６と、ＵＳＩＭ（Universal Subscriber Identify Module）１０７と、制御部１０８と、検出部１０９とを備える。

逆拡散部１０１は、受信信号の逆拡散を行い、生成した信号をＲａｋｅ（レイク）受信部１０２に送出する。Ｒａｋｅ受信部１０２は、Ｒａｋｅ受信を行って復調した信号を長区間品質測定部１０３に送出する。長区間品質測定部１０３は、復調した信号における一定時間毎のエラー発生数に基づいて実際の受信品質を測定し、この受信品質を比較判定部１０５に送出する。より具体的には、長区間品質測定部１０３は、復調した信号の一定時間のＢＬＥＲを計算し、その計算結果である測定ＢＬＥＲ２０３を比較判定部１０５に送出する。

Ｔ−ＢＬＥＲ保持部１０４は、基地局の信号から得た所要受信品質であるＴ−ＢＬＥＲを保持しており、この所要受信品質であるＴ−ＢＬＥＲ２０４を比較判定部１０５に送出する。比較判定部１０５は、長区間品質測定部１０３において計算された測定ＢＬＥＲ２０３とＴ−ＢＬＥＲ２０４とを比較し、比較結果２０５をＴ−ＳＩＲ出力部１０６に送出する。

ＵＳＩＭ１０７は、ＳＩＭ（Subscriber Identify Module）カードを第３世代移動体通信向けに拡張したものである。このＵＳＩＭ１０７は、通信キャリアに関する情報、すなわち通信キャリアを特定するための識別情報である通信キャリアＩＤを格納しており、この通信キャリアＩＤ２０７を制御部１０８へ供給する。検出部１０９は、受信信号から、携帯端末１が現在キャンプオン（在圏）しているサービスエリアの通信キャリアＩＤ（通信キャリアの識別子）を検出し、制御部１０８へ供給する。制御部１０８は、検出部１０９からの通信キャリアＩＤとＵＳＩＭ１０７からの通信キャリアＩＤ２０７とを比較し、両者が一致している場合に制御信号２０８をＴ−ＳＩＲ出力部１０６に送出する。

Ｔ−ＳＩＲ出力部１０６は、比較判定部１０５からの比較結果２０５と制御部１０８からの制御信号２０８とに基づいてＴ−ＳＩＲ２０６を算出し、インナーループ制御部１１へ送出する。このＴ−ＳＩＲ出力部１０６は、図３に示すように、Ｔ−ＳＩＲ生成部（目標値生成部）１０６ａと、Ｔ−ＳＩＲ補正部（目標値補正部）１０６ｂとを備える。

Ｔ−ＳＩＲ生成部１０６ａは、図８における従来のＴ−ＳＩＲ生成部１１０６と同一のものであり、比較判定部１０５からの比較結果２０５に応じてＴ−ＳＩＲを生成する。すなわち、携帯端末１における実際の受信品質に応じてＴ−ＳＩＲを生成する。

Ｔ−ＳＩＲ補正部１０６ｂは、制御部１０８からの制御信号２０８に応答して、Ｔ−ＳＩＲ生成部１０６ａで生成されたＴ−ＳＩＲに対して補正値Ｋを加え、その加算結果をインナーループ制御でのＴ−ＳＩＲ２０６として送出する。これにより、携帯端末１が予め定められた特定通信キャリアのサービスエリアにキャンプオンしている場合に、Ｔ−ＳＩＲ生成部１０６ａで生成されたＴ−ＳＩＲに対して、補正値Ｋが加算されることになる。

次に、図４を参照し、本実施例の動作について説明する。図４においても、図９と同様に、Ｔ−ＳＩＲの下限値を「Ｔ」、携帯端末１のＳＩＲ限界値を「Ｇ」とする。受信電界が強くて受信ＢＬＥＲも良い条件である通信キャリアの場合には、長区間受信品質測定の結果、Ｔ−ＳＩＲがＴとなる。しかし、携帯端末１が特定通信キャリアのサービスエリアにキャンプオンしている場合には、ＵＳＩＭ１０７の通信キャリアＩＤ２０７により、制御部１０８からＴ−ＳＩＲ出力部１０６に制御信号２０８が送出される。これにより、Ｔ−ＳＩＲ出力部１０６において、Ｔ−ＳＩＲに一定値Ｋが加算され、Ｔ＋Ｋの値がＴ−ＳＩＲ２０６として出力されることになる。

したがって、時刻ｔ１以降、急激に受信ＳＩＲが悪くなっても、一定値ＫだけＴ−ＳＩＲが上げられているために、時刻ｔ２以降になっても、受信ＳＩＲが携帯端末１のＳＩＲ限界値Ｇを下回ることがない。このため、携帯端末１は基地局からの信号を受信し続けることができ、通話断等のサービス中断を防止することができる。

次に、図５を参照し、本発明の他の実施例について説明する。図５において、図２に示した構成要素と同等部分については、図２と同一符号で示している。本実施例に係る携帯端末は、アウターループ制御部の構成が図２におけるＵＳＩＭ１０７を省いて記憶部１１０および比較判定部１１１を追加するとともに、図２における制御部１０８および検出部１０９をそれぞれ制御部１０８ａおよび検出部１０９ａに置き換えたものである。

検出部１０９ａは、図６に示すように、セル情報検出部１０９ｂと、信号レベル検出部１０９ｃとを備える。セル情報検出部１０９ｂは、復調信号から、現在のセル情報として基地局ＩＤを検出する。信号レベル検出部１０９ｃは、復調信号の信号レベルを検出する。本実施例では、信号レベル検出部１０９ｃは、復調信号のレベル低下を検出するものとする。セル情報検出部１０９ｂにより検出された基地局ＩＤと、信号レベル検出部１０９ｃにより検出された復調信号のレベル低下は、検出信号２０９として制御部１０８、記憶部１１０および比較判定部１１へ供給される。

制御部１０８ａは、図７に示すように、記憶制御部１０８ｂと、補正制御部１０８ｃとを備える。記憶制御部１０８ｂは、信号レベル検出部１０９ｃからのレベル低下の信号に基づいて、受信ＳＩＲが予め設定された基準値よりも急激に悪化したかどうかを判断する。その結果、急激に悪化したと判断した場合には、セル情報検出部１０９ｂで検出された現在受信中の基地局ＩＤを記憶部１１０へ記憶するよう指示する。したがって、記憶部１１０には、受信ＳＩＲが急激に悪化したときの基地局ＩＤの履歴が順次記憶されることになる。

一方、比較判定部１１１は、記憶部１１０に記憶されている基地局ＩＤ２１１と現在受信中の基地局ＩＤとを比較し、基地局ＩＤ２１１の中に現在受信中の基地局ＩＤがある場合に、一致信号２１２を制御部１０８に送出する。制御部１０８の補正制御部１０８ｃは、この一致信号２１２に応答して、制御信号２０８をＴ−ＳＩＲ出力部１０６に送出する。これにより、Ｔ−ＳＩＲ出力部１０６によって、Ｔ−ＳＩＲに一定値Ｋが加算されたＴ＋Ｋの値が、Ｔ−ＳＩＲ２０６として出力されることになる。

このように、本実施例では、受信電界が強くてＢＬＥＲも良い条件の場合から、受信ＳＩＲが急激に劣化した基地局を記憶しておき、次回同じ基地局を使用するときにＴ−ＳＩＲに一定値Ｋを加える動作を行う。したがって、本実施例では、ＵＳＩＭ１０７から通信キャリア情報を得られなくても、一度受信ＳＩＲが急激に劣化した基地局のセルにおいて、上記実施例と同様の効果が得られる。

Claims (5)

1. 基地局の送信電力を移動通信端末から制御する際に用いられる目標値を前記移動通信端末における実際の受信品質に応じて生成する目標値生成手段と、
   所定の場合に、前記目標値生成手段により生成された目標値に補正値を加算する目標値補正手段と
   受信レベルが所定値以上に急激に悪化したときのセル情報を履歴として記憶する記憶手段とを備え、
   前記目標値補正手段は、前記記憶手段に記憶されているセル情報の中に現在のセル情報がある場合に、目標値に補正値を加算するようになされていることを特徴とする送信電力目標値可変制御装置。
2. 受信信号から現在のセル情報を検出するセル情報検出手段と、
   受信信号の信号レベルを検出する信号レベル検出手段と、
   前記信号レベル検出手段の検出結果から受信レベルの悪化を検出し、前記セル情報検出手段により検出されたセル情報を前記記憶手段に記憶させる記憶制御手段と、
   前記記憶手段に記憶されているセル情報の中に前記セル情報検出手段により検出された現在のセル情報がある場合に、前記目標値補正手段に制御信号を出力する補正制御手段とを更に備え、
   前記目標値補正手段は、制御信号が入力されたときに、目標値に補正値を加算するようになされていることを特徴とする請求項１に記載の送信電力目標値可変制御装置。
3. 受信信号における一定時間毎のエラー発生数に基づいて実際の受信品質を測定し、この受信品質を前記目標値生成手段に出力する品質測定手段を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の送信電力目標値可変制御装置。
4. 基地局の送信電力を制御する際に用いられる目標値を実際の受信品質に応じて生成する目標値生成手段と、
   所定の場合に、前記目標値生成手段により生成された目標値に補正値を加算する目標値補正手段と
   受信レベルが所定値以上に急激に悪化したときのセル情報を履歴として記憶する記憶手段を備え、
   前記目標値補正手段は、前記記憶手段に記憶されているセル情報の中に現在のセル情報がある場合に、目標値に補正値を加算するようになされていることを特徴とする移動通信端末。
5. 基地局の送信電力を移動通信端末から制御する際に用いられる目標値を前記移動通信端末における実際の受信品質に応じて生成するステップと、
   所定の場合に、生成された目標値に補正値を加算するステップと
   受信レベルが所定値以上に急激に悪化したときのセル情報を履歴として記憶手段に記憶するステップとを備え、
   加算するステップは、前記記憶手段に記憶されているセル情報の中に現在のセル情報がある場合に、目標値に補正値を加算するようになされていることを特徴とする送信電力目標値可変制御方法。

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