JP5051122B2 - 送信電力制御装置、移動局、送信電力制御方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、送信電力制御装置、当該送信電力制御装置を備える移動局、送信電力制御方法及び同方法を実行するためのプログラムに関し、特に、ＣＤＭＡ方式の送信機において複数のチャネルの信号を多重して送信する際の最大送信電力を制御する送信電力制御装置、移動局、送信電力制御方法及び同方法を実行するためのプログラムに関する。

携帯電話を代表とする移動体通信分野において、Ｗ−ＣＤＭＡ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ−Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）規格を策定／提案している３ＧＰＰ（３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ）がある。また、ユーザ端末ＵＥ（Ｕｓｅｒ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ）から基地局への上りリンク高速データレート転送を実現する方法として高速上りリンクパケットアクセスＨＳＵＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｕｐｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）が追加定義されている。

図１６は、従来のＨＳＵＰＡ送信システムの構成を示すブロック図である。

図１６に示すように、従来のＨＳＵＰＡ送信システムは、拡散部１０１と、ＦＩＲフィルタ１０３と、ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）１０４と、送信ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１０５と、を有している。

図１６に示すように、ＨＳＵＰＡ送信システムにおいては、Ｅ−ＤＰＤＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）がデータ転送チャネルとして、Ｅ−ＤＰＣＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）がＥ−ＤＰＤＣＨの制御データ転送チャネルとして、拡散部１０１に入力される。

これらのＥ−ＤＰＤＣＨ及びＥ−ＤＰＣＣＨは従来のＷ−ＣＤＭＡ Ｕｐｌｉｎｋ チャネルに追加で符号多重され、高速データ通信を実現している（非特許文献１）。

図１６に示すように、Ｅ−ＤＰＤＣＨは最大で４本のコード多重（Ｅ−ＤＰＤＣＨ４、Ｅ−ＤＰＤＣＨ３、Ｅ−ＤＰＤＣＨ２、Ｅ−ＤＰＤＣＨ１）が定義されている（非特許文献２）。

また、高速下りリンクパケットアクセスＨＳＤＰＡ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｐａｃｋｅｔ Ａｃｃｅｓｓ）用のＨＳ−ＤＰＣＣＨ（Ｈｉｇｈ Ｓｐｅｅｄ Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ）がデータ再送情報などの転送用として、拡散部１０１に入力され、従来のＷ−ＣＤＭＡ Ｕｐｌｉｎｋ チャネルに追加で符号多重される。

このように符号多重されるチャネル数が多くなると、送信信号のピーク電力と平均電力の比であるピーク電力／平均電力比ＰＡＲ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ａｖｅｒａｇｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）が増加し、電力増幅ＰＡ（Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）に歪が生じ、隣接チャネル漏れ電力比ＡＣＬＲ（Ａｄｊａｃｅｎｔ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｌｅａｋａｇｅ ｐｏｗｅｒ Ｒａｔｉｏ）が劣化することになる。

高速上りリンクパケットアクセスＨＳＵＰＡを用いない場合、ユーザ端末ＵＥの送信回路においては多重されるチャネル数が少なく、固定的に最大送信電力を低減させる仕様が３ＧＰＰにおいて定義されている（非特許文献３）。

その最大送信電力の低減量（バックオフ量）は、ゲインファクタ（βｃ／βｄ）のみの値に応じて３通りの固定値がルックアップテーブルに格納されて使用される。
３ＧＰＰ Ｒｅｌｅａｓｅ６ ＴＳ ２５．２１１ Ｖ６．７．０ ， ５．２．１．３ ３ＧＰＰ Ｒｅｌｅａｓｅ６ ＴＳ ２５．２１３ Ｖ６．４．０ ， ４．２ ３ＧＰＰ Ｒｅｌｅａｓｅ５ ＴＳ ２５．１０１ Ｖ５．ｄ．０ ， ６．２．２

一方、高速上りリンクパケットアクセスＨＳＵＰＡを用いる場合には、さらに多重されるチャネル数が増え、可能なゲインファクタβの組み合わせの数が数百万通りと膨大になる。このため、最大送信電力の低減量を決定するために従来のようにルックアップテーブルを用いた場合、単純な場合分けが困難となり、最大送信電力の低減量の誤差が大きくなる。

最大送信電力の低減量を精度よく算出するためには、ＦＩＲ（Ｆｉｎｉｔｅ Ｉｍｐｕｌｓｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）フィルタ１０３以降の送信波形を一定期間サンプリングし、その結果を信号処理することにより、低減量を求めることが必要になる。しかしながら、この処理は負荷が大きく、送信直前に行うためには、回路規模を複雑化かつ増大させる。

最大送信電力の低減量がピークに対して少なければ、隣接チャネル漏れ電力比ＡＣＬＲの劣化を招き、また、最大送信電力の低減量がピークに対して無駄に多ければ、基地局がカバーすることができるセルエリアを狭めてしまうという問題がある。

従って、精度よく容易に最大送信電力の最適な低減量を算出することができる方法が望まれている。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、精度よく容易に最大送信電力の最適な低減量を算出することができ、よって、隣接チャネル漏れ電力比ＡＣＬＲの劣化を解消し、また、基地局がカバーすることができるセルエリアを無駄に狭めてしまことを防ぐことができる送信電力制御装置を提供することを目的とする。

さらに、本発明は、同様のことを行うことを可能にする移動局、送信電力制御方法及び同方法を実施するためのプログラムを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明は、複数のチャネルの信号を多重して送信する際の最大送信電力を制御する送信電力制御装置であって、前記複数のチャネルの信号に対してそれぞれ重み付けを行うためのゲインファクタに基づいて算出され、送信信号のピーク電力対平均電力比の指標となるピークインデックスと、前記ゲインファクタの組み合わせに応じて予め定められた値を持つ係数とに基づいて、前記最大送信電力の低減量を算出する低減量算出手段と、前記低減量算出手段により算出される前記低減量に基づいて前記最大送信電力を制御する制御手段と、を含むことを特徴とする送信電力制御装置を提供する。

前記低減量算出手段は、平均電力指標値として前記ゲインファクタをそれぞれ２乗した値の総和の平方根をとると共に、ピーク電力指標値として前記ゲインファクタのうちＩ相に割り当てられるチャネルのゲインファクタの和を２乗した値とＱ相に割り当てられるチャネルのゲインファクタの和を２乗した値との和の平方根をとり、前記ピークインデックスとして前記ピーク電力指標値と前記平均電力指標値との比を算出するピークインデックス算出手段を有することが好ましい。

前記低減量算出手段は、前記ピークインデックスをＣ、前記係数をそれぞれＸ、Ｙとすると、次式に従って、前記低減量を算出することが好ましい。

低減量＝Ｙ×（２０×ｌｏｇ_１０（Ｃ））^Ｘ
前記低減量算出手段は、前記ゲインファクタのうちＥ−ＤＰＤＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ−Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）のゲインファクタβｅｄの値を変化させた場合にそれぞれにおける低減量を算出し、それぞれの場合における最大許容送信電力（最大許容送信電力＝最大送信電力−低減量）と総送信電力との差が最小となる前記ゲインファクタβｅｄの値及び低減量を決定することが好ましい。

前記制御手段は、前記低減量算出手段により決定される前記ゲインファクタβｅｄの値を用いて前記Ｅ−ＤＰＤＣＨの重み付けを行うように設定すると共に、前記低減量算出手段により決定される前記低減量に基づいて前記最大送信電力を制御することが好ましい。

上記の送信電力制御装置は、例えば、移動局に搭載することができる。

前記移動局は、例えば、携帯電話装置から構成される。

さらに、本発明は、複数のチャネルの信号を多重して送信する際の最大送信電力を制御する送信電力制御方法であって、前記複数のチャネルの信号に対してそれぞれ重み付けを行うためのゲインファクタに基づいて算出され、送信信号のピーク電力対平均電力比の指標となるピークインデックスと、前記ゲインファクタの組み合わせに応じて予め定められた値を持つ係数とに基づいて前記最大送信電力の低減量を算出する低減量算出ステップと、前記低減量算出ステップにおいて算出される前記低減量に基づいて前記最大送信電力を制御する制御ステップと、を含むことを特徴とする送信電力制御方法を提供する。

前記低減量算出ステップは、平均電力指標値として前記ゲインファクタをそれぞれ２乗した値の総和の平方根をとると共に、ピーク電力指標値として前記ゲインファクタのうちＩ相に割り当てられるチャネルのゲインファクタの和を２乗した値とＱ相に割り当てられるチャネルのゲインファクタの和を２乗した値との和の平方根をとり、前記ピークインデックスとして前記ピーク電力指標値と前記平均電力指標値との比を算出するステップを有することが好ましい。

前記低減量算出ステップは、前記ピークインデックスをＣ、前記係数をそれぞれＸ、Ｙとすると、次式に従って、前記低減量を算出するステップを有することが好ましい。

低減量＝Ｙ×（２０×ｌｏｇ_１０（Ｃ））^Ｘ
前記低減量算出ステップは、前記ゲインファクタのうちＥ−ＤＰＤＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ−Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）のゲインファクタβｅｄの値を変化させた場合にそれぞれにおける低減量を算出し、それぞれの場合における最大許容送信電力（最大許容送信電力＝最大送信電力−低減量）と総送信電力との差が最小となる前記ゲインファクタβｅｄの値及び低減量を決定するステップを有することが好ましい。

前記制御ステップは、前記低減量算出ステップにおいて決定される前記ゲインファクタβｅｄの値を用いて前記Ｅ−ＤＰＤＣＨの重み付けを行うように設定すると共に、前記低減量算出手段により決定される前記低減量に基づいて前記最大送信電力を制御するステップを有することが好ましい。

さらに、本発明は、複数のチャネルの信号を多重して送信する際の最大送信電力を制御する送信電力制御方法を送信電力制御装置に備えられたコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記プログラムが行う処理は、前記複数のチャネルの信号に対してそれぞれ重み付けを行うためのゲインファクタに基づいて算出され、送信信号のピーク電力対平均電力比の指標となるピークインデックスと、前記ゲインファクタの組み合わせに応じて予め定められた値を持つ係数とに基づいて前記最大送信電力の低減量を算出する低減量算出処理と、前記低減量算出処理において算出される前記低減量に基づいて前記最大送信電力を制御する制御処理と、を含むことを特徴とするプログラムを提供する。

前記低減量算出処理は、平均電力指標値として前記ゲインファクタをそれぞれ２乗した値の総和の平方根をとると共に、ピーク電力指標値として前記ゲインファクタのうちＩ相に割り当てられるチャネルのゲインファクタの和を２乗した値とＱ相に割り当てられるチャネルのゲインファクタの和を２乗した値との和の平方根をとり、前記ピークインデックスとして前記ピーク電力指標値と前記平均電力指標値との比を算出する処理であることが好ましい。

前記低減量算出処理は、前記ピークインデックスをＣ、前記係数をそれぞれＸ、Ｙとすると、次式に従って、前記低減量を算出するものであることが好ましい。

低減量＝Ｙ×（２０×ｌｏｇ_１０（Ｃ））^Ｘ
前記低減量算出処理は、前記ゲインファクタのうちＥ−ＤＰＤＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ−Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）のゲインファクタβｅｄの値を変化させた場合にそれぞれにおける低減量を算出し、それぞれの場合における最大許容送信電力（最大許容送信電力＝最大送信電力−低減量）と総送信電力との差が最小となる前記ゲインファクタβｅｄの値及び低減量を決定する処理であることが好ましい。

前記制御処理は、前記低減量算出処理において決定される前記ゲインファクタβｅｄの値を用いて前記Ｅ−ＤＰＤＣＨの重み付けを行うように設定すると共に、前記低減量算出処理により決定される前記低減量に基づいて前記最大送信電力を制御する処理であることが好ましい。

本発明によれば、上述したように、ゲインファクタに基づいて送信信号のピーク電力対平均電力比の指標となるピークインデックスを算出し、このピークインデックスと、ゲインファクタの組み合わせに応じて予め定められた値を持つ係数とに基づいて、最大送信電力の低減量を算出する。これにより、複雑な信号処理計算を行うことなく、高精度の最大送信電力の低減量を近似的に算出することができる。

本発明の第１の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムの一構成要素である拡散部の構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムの一構成要素であるＴＸＡＧＣ制御部の構成を示すブロック図である。 ゲインファクタβｃとゲインファクタβｄの量子化表を示す図である。 βｈｓ／βｃの量子化表を示す図である。 βｅｃ／βｃの量子化表を示す図である。 βｅｄ／βｃの量子化表を示す図である。 Ｅ−ＤＰＤＣＨのＩＱ多重割り当てを示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムの動作を示すフローチャートである。 ＴＸＡＧＣ制御部の一構成要素である係数選択部の一例を示す図である。 図１０に示したルックアップテーブルのカテゴリー２の場合における低減量を送信ＲＦ部のＰＡ出力から信号処理して求めたシミュレーション結果を示す概念図である。 図１０に示したルックアップテーブルのカテゴリー２の場合における低減量を本発明の第1の実施形態における近似計算により求めた近似計算結果の一例を示す概念図である。 スロット単位でゲインファクタβｅｄが変化するβｅｄ＿ｒｅｄｕｃｅについて説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムの動作を示すフローチャートである。 βｅｄ＿ｒｅｄｕｃｅのための最大送信電力低減量テーブルの一例を示す図である。 従来のＨＳＵＰＡ送信システムの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０１ 拡散部
１０２ ＴＸＡＧＣ制御部
１０３ ＦＩＲフィルタ
１０４ ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）
１０５ 送信ＲＦ部
１０６ ＴＸＡＧＣ信号
２０１−１乃至２０１−８ 演算器
２０２−１乃至２０２−８ 演算器
２０３ａ、２０３ｂ 加算器
２０４、２０６ 演算器
２０５ 加算器
３００ 低減量算出部
３０１ Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ演算部
３０２ 係数選択部
３０３ 電力低減量演算部
３０４ ＴＸＡＧＣ演算部

（第一の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムの構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムは、拡散部１０１と、ＴＸＡＧＣ（送信Ａｕｔｏ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）制御部１０２と、ＦＩＲフィルタ１０３と、ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）１０４と、送信ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１０５と、から構成されている。

本実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムは、例えば、移動通信システムの移動局（例えば、携帯電話装置）に適用される。

図２は本実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムにおける拡散部１０１の構成を示すブロック図である。

図２に示すように、拡散部１０１は、８個の演算器２０１−１乃至２０１−８と、８個の演算器２０２−１乃至２０２−８と、２個の加算器２０３ａ及び２０３ｂと、演算器２０４と、加算器２０５と、演算器２０６と、から構成されている。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムにおいては、ＤＰＣＣＨ、ＤＰＤＣＨ、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ、Ｅ−ＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨ１乃至Ｅ−ＤＰＤＣＨ４の各チャネルの信号がコード多重されて送信される。Ｅ−ＤＰＤＣＨ３、Ｅ−ＤＰＤＣＨ１、Ｅ−ＤＰＣＣＨ、ＤＰＤＣＨ、Ｅ−ＤＰＤＣＨ４、Ｅ−ＤＰＤＣＨ２、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ及びＤＰＣＣＨの信号はそれぞれ演算器２０１−１乃至２０１−８においてチャネライゼーションコードＣｅｄ３、Ｃｅｄ１、Ｃｅｃ、Ｃｄ、Ｃｅｄ４、Ｃｅｄ２、Ｃｈｓ及びＣｃによる拡散処理が行われた後、演算器２０２−１乃至２０２−８によって、ゲインファクタ（ゲインパラメータ）βｅｄ３、βｅｄ１、βｅｃ、βｄ、βｅｄ４、βｅｄ２、βｈｓ及びβｃによる重み付けが行われる。

加算器２０３ａは演算器２０２−１乃至２０２−４の出力を加算し、その加算信号をＩブランチとして出力する。

加算器２０３ｂは演算器２０２−５乃至２０２−８の出力を加算し、その加算信号をＱブランチとして出力する。

演算器２０４は、加算器２０３ｂの出力信号に対して虚数ｊを乗算する。

加算器２０５は、加算器２０３ａの出力信号と演算器２０４の出力信号を複素加算する。

加算器２０５の出力は、演算器２０６において、スクランブリングコードＳｃｒにより再び拡散処理される。

ＦＩＲフィルタ１０３は、帯域制限のためのルートレイズドコサインフィルタである。

ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）１０４は、ＦＩＲフィルタ１０３から出力されるデジタル信号をアナログ信号に変換する。

送信ＲＦ部１０５は、ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）１０４から出力される送信アナログ信号を周波数アップコンバートし、増幅器ＰＡ（図示せず）により電力増幅し、アンテナ（図示せず）を介して無線送信を行う。

なお、送信ＲＦ部１０５は、ＴＸＡＧＣ制御部１０２からＴＸＡＧＣ信号１０６を受信してゲイン調節を行う機能を持つ。

ＴＸＡＧＣ制御部１０２は、送信電力を算出し、送信ＲＦ部１０５に対してＴＸＡＧＣ信号１０６を送信し、送信ＲＦ部１０５を制御する機能を持つ。

図３は本実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムにおけるＴＸＡＧＣ制御部１０２の構成を示すブロック図である。

図３に示すように、ＴＸＡＧＣ制御部１０２は、低減量算出部３００と、ＴＸＡＧＣ演算部３０４と、から構成されている。

低減量算出部３００は、Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ（ピークインデックス）演算部３０１と、係数選択部３０２と、電力低減量演算部３０３と、から構成されている。

Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ演算部３０１は、各チャネルのゲインファクタβと各チャネルのＩＱマッピングの割り当てとによってピーク電力／平均電力比ＰＡＲの指標となるピークインデックス（Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ）を算出する演算回路を有している。

係数選択部３０２は、不揮発性メモリにより自由に書き換え可能なルックアップテーブルを有している。このルックアップテーブルにフィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数Ｘ及びＹが格納されており、その値はゲインファクタβの組み合わせに応じて、カテゴリー分けされている。

電力低減量演算部３０３は、Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ演算部３０１で求められたピークインデックス（Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ）と係数選択部３０２で選択されたフィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数とを用い、近似方程式を解く演算回路を有している。

ＴＸＡＧＣ演算部３０４は、電力低減量演算部３０３で求められた電力低減量に基づいて、ユーザ端末ＵＥにおいて決められた最大送信電力から低減量を減算した最大許容送信電力（最大許容送信電力＝最大送信電力−低減量）を算出する回路を有している。

ゲインファクタβそれぞれの値はβｃを基準として３ＧＰＰにて定義されている（非特許文献２参照）。

図４乃至図７はゲインファクタβの値を示す表である。具体的には、図４はゲインファクタβｃとゲインファクタβｄの量子化表を示す表であり、図５はβｈｓ／βｃの量子化表を示す表であり、図６はβｅｃ／βｃの量子化表を示す表であり、図７はβｅｄ／βｃの量子化表を示す表である。

図２に示した例においては、Ｉ側にゲインファクタβd 、βｅｃ、βｅｄ１、βｅｄ３（ＤＰＤＣＨ、Ｅ−ＤＰＣＣＨ、Ｅ−ＤＰＤＣＨ１、Ｅ−ＤＰＤＣＨ３）が割り当てられ、Ｑ側にゲインファクタβｃ、βｈｓ、βｅｄ２、βｅｄ４（ＤＰＣＣＨ、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ、Ｅ−ＤＰＤＣＨ２、Ｅ−ＤＰＤＣＨ４）が割り当てられている。

ＨＳ−ＤＰＣＣＨがなくて、ＤＰＤＣＨがある場合には、図８に示すように、ゲインファクタβｅｄのＩＱ割り当てが反転する仕様が３ＧＰＰに定義されている（非特許文献２参照）。図８はＥ−ＤＰＤＣＨのＩＱ多重割り当てを示す表である。

図９は本発明の第１の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムの動作を示すフローチャートである。以下、図９を参照して、本発明の第１の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムの動作を説明する。

図１及び図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムにおいては、ＤＰＣＣＨ、ＤＰＤＣＨ、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ、Ｅ−ＤＰＣＣＨ、Ｅ−ＤＰＤＣＨ１、Ｅ−ＤＰＤＣＨ２、Ｅ−ＤＰＤＣＨ３、Ｅ−ＤＰＤＣＨ４の８チャネルが使用される。

各チャネルの送信データに対応するそれぞれのゲインファクタβは、上位レイヤにおいて図４乃至図７に示す値として通信状況に応じた最適なものが決定され、指定される。

図９において、上位レイヤにより、ゲインファクタβの組み合わせが決定されると、Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ演算部３０１はピークインデックス（Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ）を算出する（ステップＳ１）。

具体的には、Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ演算部３０１は、平均電力指標値をＡとして、式（１）を計算する。

また、Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ演算部３０１は、ＩＱピーク電力指標値をＢとして、式（２）を計算する。

ただし、上述したように、図８に従って、ＩＱのゲインファクタβｅｄマッピング割り当てが変わる。

さらに、Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ演算部３０１は、式（３）を計算し、ピークインデックス（Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ）Ｃを算出する（ステップＳ１）。

また、係数選択部３０２は、ゲインファクタβの組み合わせに応じた値を持つフィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数Ｘ及びＹをルックアップテーブルから選択する（ステップＳ２）。

図１０は、係数選択部３０２がフィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数Ｘ及びＹの選択を行うルックアップテーブルの一例を示す図である。

例えば、ゲインファクタβｃ＞０、ゲインファクタβｄ≧０、ゲインファクタβｈｓ≧０、ゲインファクタβｅｄの本数（Ｅ−ＤＰＤＣＨの本数）が０であれば、カテゴリー０のフィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数Ｘ及びＹとしてｘ０及びｙ０がそれぞれ選択される。

電力低減量演算部３０３は、Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ演算部３０１により求められたピークインデックス（Ｐｅａｋ ｉｎｄｅｘ） Ｃと、係数選択部３０２により選択されたフィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数Ｘ及びＹを用いて、次式に従って、最大送信電力の低減量ｄＢを算出する（ステップＳ３）。

ｄＢ＝Ｙ×（２０×ｌｏｇ_１０（Ｃ））^Ｘ
この式の解が最大送信電力の低減量ｄＢを近似的に表す。

ＴＸＡＧＣ演算部３０４は、電力低減量演算部３０３により求められた電力低減量ｄＢを用いて、次式に従って、最大許容送信電力を算出し、送信電力を制御する（ステップＳ４）。

最大許容送信電力＝最大送信電力−低減量
図１１は図１０のカテゴリー２の場合における最大送信電力の低減量を送信ＲＦ部１０５のＰＡ出力から信号処理して求めたシミュレーション結果を示す概念図であり、図１２は図１０のカテゴリー２の場合における低減量を本発明の第１の実施形態における上述の近似計算により求めた近似計算結果の一例を示す概念図である。

なお、図１２において、フィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数Ｘの値はｘ２＝２、フィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数Ｙの値はｙ２＝０．２２としている。

図１１と図１２とを比較すると、図１１のシミュレーション結果と図１２の本発明の第１の実施形態による近似計算結果とはほぼ一致している。すなわち、本発明の第１の実施形態によって精度よく最大送信電力の低減量を算出できることが分かる。

図１１に示したようなシミュレーション結果に近づくように、フィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）アプローチを行うことによって、すなわち、フィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数Ｘ及びＹをカテゴリー分けし、また、各カテゴリーにおけるフィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数Ｘ及びＹの値を決めることにより、莫大な数のゲインファクタβの組み合わせを現実的なカテゴリー数の範囲内ですべて網羅することが可能となる。

なお、上述した低減量を求める式においては、フィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数Ｘは主に１または２の値をとり、フィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数Ｙは主に０乃至１の範囲内の値に収まる。

フィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数Ｘ及びＹは不揮発メモリを用いて任意の数に設定することが可能であり、最終的に実際に装置に実装した時に隣接チャネル漏れ電力比ＡＣＬＲを実測して、最適な値となるように調整したフィッティング（Ｆｉｔｔｉｎｇ）係数Ｘ及びＹを不揮発メモリに入れることができる。

本実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムによれば、予め決められたゲインファクタβの組み合わせのみを使用し、近似的に精度よく最大送信電力の低減量を計算することができる。従って、複雑な信号処理計算が不必要となり、処理の高速化、回路規模の削減が可能となる。膨大な数のゲインファクタβの組み合わせに対して最大送信電力の低減量を精度よく算出することができることにより、隣接チャネル漏れ電力比ＡＣＬＲの劣化を解消し、また、基地局がカバーすることができるセルエリアを無駄に狭めてしまことを防止することができる。

なお、本実施形態はＨＳＵＰＡを用いる送信システムを例にとり説明されたが、これに限定されるものではなく、本実施形態はＣＤＭＡ送信機全般に適用することができることは勿論である。
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムは、図１に示した本発明の第１の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムと同一の構成を有しているが、本発明の第２の実施形態におけるＴＸＡＧＣ制御部１０２の動作が本発明の第１の実施形態におけるＴＸＡＧＣ制御部１０２の動作と異なっている。

図１に示すように、本発明の第２の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムにおいても、本発明の第１の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムと同様に、ＤＰＣＣＨ、ＤＰＤＣＨ、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ、Ｅ−ＤＰＣＣＨ、Ｅ−ＤＰＤＣＨ１、Ｅ−ＤＰＤＣＨ２、Ｅ−ＤＰＤＣＨ３、Ｅ−ＤＰＤＣＨ４の８チャネルが使用される。

各チャネルの送信データに対応するそれぞれのゲインファクタβは、上位レイヤにおいて図４乃至図７に示す値として通信状況に応じた最適なものが決定され、指定される。

特に、ゲインファクタβｅｄに関しては、上位レイヤから指定されたゲインファクタβｅｄに対して、スロット単位でゲインファクタβｅｄが変化するβｅｄ＿ｒｅｄｕｃｅ仕様が３ＧＰＰで定義されている（３ＧＰＰ Ｒｅｌｅａｓｅ６ ＴＳ ２５．２１４ Ｖ６．７．１， ５．１．２．６）。

これは、図１３に示すように、スロット単位で制御されるＴＰＣ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）コマンドによって、基準電力となるＤＰＣＣＨ電力がΔｔｐｃだけ増加し、総送信電力が最大許容送信電力（最大許容送信電力＝最大送信電力−低減量）を超える場合に、優先的にゲインファクタβｅｄだけが、すなわち、Ｅ−ＤＰＤＣＨ電力だけが削減されるものである。

他のチャネルとの組み合わせによるが、スロット単位のＴＰＣコマンドによってゲインファクタβｅｄは０になるまで削減される仕様が３ＧＰＰにて定義されている（３ＧＰＰ Ｒｅｌｅａｓｅ６ ＴＳ ２５．２１４ Ｖ６．７．１， ５．１．２．６）。

しかしながら、図１３に示すようなβｅｄ＿ｒｅｄｕｃｅが起こった場合、図１１及び図１２に示す低減量結果によると、ゲインファクタβｅｄの値によって最大送信電力の低減量は変化する。従って、この場合、上位レイヤから指定されたゲインファクタβｅｄに基づいた低減量から最大許容送信電力を求めただけでは、スロット単位で変化するＰＡＲ（ピーク電力／平均電力比）変動に追従できない。

本発明の第２の実施形態によれば、高速かつ高精度に最大送信電力の低減量を算出することができる近似手法により、スロット単位で変動するＰＡＲ（ピーク電力／平均電力比）に追従した低減量を加味した最適なβｅｄ＿ｒｅｄｕｃｅを求めることができる。

図１４は本発明の第２の実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムの動作を示すフローチャートである。以下、図１４を参照して、本実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムの動作を説明する。

図１４において、上位レイヤによりゲインファクタβの組み合わせが決定されると、ＴＸＡＧＣ制御部１０２は、まず、第１の実施形態における図９のステップＳ１乃至ステップＳ３と同様にして、低減量ｂａｃｋｏｆｆを算出する（ステップＳ１１）。

次に、ＴＸＡＧＣ制御部１０２は、上位レイヤにより決定された上記のゲインファクタβのうちゲインファクタβｅｄの値のみを変化させて、同様に、それぞれの低減量ｂａｃｋｏｆｆｉを算出する（ステップＳ１２）。

図１５はβｅｄ＿ｒｅｄｕｃｅの低減量テーブルの一例を示す表である。

すなわち、図１５に示すように、インデックス０乃至２９まで順次ゲインファクタβｅｄの値を変化させてそれぞれの低減量ｂａｃｋｏｆｆｉを算出する。

なお、図１５に示したインデックス０乃至２９は一例であり、これに限られるものではなく、ゲインファクタβｅｄの値をより細かく、または、より粗く変化させながら、それぞれの低減量ｂａｃｋｏｆｆｉを算出するようすることも可能である。

次いで、ＴＸＡＧＣ制御部１０２は、ＴＰＣコマンドがΔｔｐｃだけ送信電力ＴＰＣの増加を指示するものであるか否かを判定する（ステップＳ１３）。

ＴＸＡＧＣ制御部１０２は、ＴＰＣコマンドがΔｔｐｃだけ送信電力の増加を指示するものでないと判定した場合には（ステップＳ１３のＮＯ）、ステップＳ１１において求められた低減量ｂａｃｋｏｆｆに基づいて、図９のステップＳ４と同様にして、最大送信電力を制御する（ステップＳ１５）。

一方、ＴＸＡＧＣ制御部１０２は、ＴＰＣコマンドがΔｔｐｃだけ送信電力の増加を指示するものであると判定した場合には（ステップＳ１３のＹＥＳ）、最大送信電力ＭａｘからステップＳ１１において求められた低減量ｂａｃｋｏｆｆとΔｔｐｃだけ増加されたＤＰＣＣＨ電力Ｐ_{ＤＰＣＣＨ}とを引いた値が、ＤＰＤＣＨ、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ、Ｅ−ＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨの送信電力（１０×ｌｏｇ_１０（βｃ^２＋βｄ^２＋βｈｓ^２＋βｅｃ^２＋ｋ・βｅｄ^２）、ただし、ｋはＥ−ＤＰＤＣＨの本数に応じた値である）より小さいか否かを判定する（ステップＳ１４）。

すなわち、ＤＰＣＣＨ電力がΔｔｐｃだけ増加することにより、総送信電力が最大許容送信電力（最大許容送信電力＝最大送信電力−低減量）を超える否かが判定される。

最大送信電力Ｍａｘから低減量ｂａｃｋｏｆｆとΔｔｐｃだけ増加されたＤＰＣＣＨ電力Ｐ_{ＤＰＣＣＨ}とを引いた値が、ＤＰＤＣＨ、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ、Ｅ−ＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨの送信電力より小さくない場合、すなわち、総送信電力が最大許容送信電力を超えない場合には（ステップＳ１４のＮＯ）、βｅｄ＿ｒｅｄｕｃｅは発生せず、値は変化しないので、ステップＳ１１において求められた低減量ｂａｃｋｏｆｆに基づいて、図９のステップＳ４と同様にして、最大送信電力を制御する（ステップＳ１５）。

一方、最大送信電力Ｍａｘから低減量ｂａｃｋｏｆｆとΔｔｐｃだけ増加されたＤＰＣＣＨ電力Ｐ_{ＤＰＣＣＨ}とを引いた値が、ＤＰＤＣＨ、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ、Ｅ−ＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨの送信電力より小さい場合、すなわち、総送信電力が最大許容送信電力を超える場合には（ステップＳ１４のＹＥＳ）、ＴＸＡＧＣ制御部１０２は、ｉ＝０と設定し（ステップＳ１６）、図１５に示したテーブルからインデックス０におけるβｅｄ＿ｒｅｄｕｃｅ０及び低減量ｂａｃｋｏｆｆ０を選択する。次いで、ＴＸＡＧＣ制御部１０２は、最大送信電力Ｍａｘから低減量ｂａｃｋｏｆｆ０とΔｔｐｃだけ増加されたＤＰＣＣＨ電力Ｐ_{ＤＰＣＣＨ}とを引いた値と、ＤＰＤＣＨ、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ、Ｅ−ＤＰＣＣＨ及びＥ−ＤＰＤＣＨの送信電力（１０×ｌｏｇ_１０（βｃ^２＋βｄ^２＋βｈｓ^２＋βｅｃ^２＋ｋ・（βｅｄ＿ｒｅｄｕｃｅ０）^２）との差を算出する（ステップＳ１７）。

すなわち、ＴＸＡＧＣ制御部１０２は最大許容送信電力と総送信電力との差を算出する。

ＴＸＡＧＣ制御部１０２は、図１５のインデックス１乃至２９の各々についても同様に最大許容送信電力と総送信電力との差を算出する（ステップＳ１８、Ｓ１９、Ｓ１７）。

インデックス１乃至２９の各々について最大許容送信電力と総送信電力との差を算出した後、ＴＸＡＧＣ制御部１０２は、総送信電力が最大許容送信電力を超えることなく、かつ、算出された差の中で差が最小となるβｅｄ＿ｒｅｄｕｃｅ及び低減量を今回のスロットに用いるβｅｄ＿ｒｅｄｕｃｅ及び低減量として決定する（ステップＳ２０）。

次いで、ＴＸＡＧＣ制御部１０２は、決定されたβｅｄ＿ｒｅｄｕｃｅを用いてＥ−ＤＰＤＣＨの重み付けを行うよう設定するとともに、決定された低減量に基づいて、図９のステップＳ４と同様にして、最大送信電力を制御する（ステップＳ２１）。

ＦＩＲフィルタ１０３以降の送信波形を一定期間サンプリングし、その結果を信号処理することにより最大送信電力低減量を求める従来の方法は、ＴＰＣコマンドによるスロット単位のＤＰＣＣＨ電力変動に伴ってゲインファクタβｅｄが変化する場合に対応することができない。

これに対して、本実施形態に係るＨＳＵＰＡ送信システムによれば、ゲインファクタβｅｄの値を変化させてそれぞれの低減量を予め高速に予測計算することができ、低減量を加味したβｅｄ＿ｒｅｄｕｃｅを決定することができる。従って、隣接チャネル漏れ電力比ＡＣＬＲの劣化と基地局のセルエリア減少を更に効果的に防止することが可能になる。

さらに、送信電力の効率的な利用が可能になることにより、スループットの向上につながる。

なお、図９及び図１４に示した各フローチャートに従ったユーザ端末ＵＥの処理動作は、ユーザ端末ＵＥにおいて、予めＲＯＭその他の記憶媒体に格納されたプログラムを、ＣＰＵ（中央処理装置）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。

Claims (17)

1. 複数のチャネルの信号を多重して送信する際の最大送信電力を制御する送信電力制御装置であって、
   前記複数のチャネルの信号に対してそれぞれ重み付けを行うためのゲインファクタに基づいて算出され、送信信号のピーク電力対平均電力比の指標となるピークインデックスと、前記ゲインファクタの組み合わせに応じて予め定められた値を持つ係数とに基づいて、前記最大送信電力の低減量を算出する低減量算出手段と、
   前記低減量算出手段により算出される前記低減量に基づいて前記最大送信電力を制御する制御手段と、
   を含むことを特徴とする送信電力制御装置。
2. 前記低減量算出手段は、平均電力指標値として前記ゲインファクタをそれぞれ２乗した値の総和の平方根をとると共に、ピーク電力指標値として前記ゲインファクタのうちＩ相に割り当てられるチャネルのゲインファクタの和を２乗した値とＱ相に割り当てられるチャネルのゲインファクタの和を２乗した値との和の平方根をとり、前記ピークインデックスとして前記ピーク電力指標値と前記平均電力指標値との比を算出するピークインデックス算出手段を有することを特徴とする請求項１に記載の送信電力制御装置。
3. 前記低減量算出手段は、前記ピークインデックスをＣ、前記係数をそれぞれＸ、Ｙとすると、次式に従って、前記低減量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の送信電力制御装置。
   低減量＝Ｙ×（２０×ｌｏｇ_１０（Ｃ））^Ｘ
4. 前記低減量算出手段は、前記ゲインファクタのうちＥ−ＤＰＤＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ−Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）のゲインファクタβｅｄの値を変化させた場合にそれぞれにおける低減量を算出し、それぞれの場合における最大許容送信電力（最大許容送信電力＝最大送信電力−低減量）と総送信電力との差が最小となる前記ゲインファクタβｅｄの値及び低減量を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の送信電力制御装置。
5. 前記制御手段は、前記低減量算出手段により決定される前記ゲインファクタβｅｄの値を用いて前記Ｅ−ＤＰＤＣＨの重み付けを行うように設定すると共に、前記低減量算出手段により決定される前記低減量に基づいて前記最大送信電力を制御することを特徴とする請求項４に記載の送信電力制御装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の送信電力制御装置を有することを特徴とする移動局。
7. 前記移動局は携帯電話装置から構成されることを特徴とする請求項６に記載の移動局。
8. 複数のチャネルの信号を多重して送信する際の最大送信電力を制御する送信電力制御方法であって、
   前記複数のチャネルの信号に対してそれぞれ重み付けを行うためのゲインファクタに基づいて算出され、送信信号のピーク電力対平均電力比の指標となるピークインデックスと、前記ゲインファクタの組み合わせに応じて予め定められた値を持つ係数とに基づいて前記最大送信電力の低減量を算出する低減量算出ステップと、
   前記低減量算出ステップにおいて算出される前記低減量に基づいて前記最大送信電力を制御する制御ステップと、
   を含むことを特徴とする送信電力制御方法。
9. 前記低減量算出ステップは、平均電力指標値として前記ゲインファクタをそれぞれ２乗した値の総和の平方根をとると共に、ピーク電力指標値として前記ゲインファクタのうちＩ相に割り当てられるチャネルのゲインファクタの和を２乗した値とＱ相に割り当てられるチャネルのゲインファクタの和を２乗した値との和の平方根をとり、前記ピークインデックスとして前記ピーク電力指標値と前記平均電力指標値との比を算出するステップを有することを特徴とする請求項８に記載の送信電力制御方法。
10. 前記低減量算出ステップは、前記ピークインデックスをＣ、前記係数をそれぞれＸ、Ｙとすると、次式に従って、前記低減量を算出するステップを有することを特徴とする請求項８または９に記載の送信電力制御方法。
    低減量＝Ｙ×（２０×ｌｏｇ_１０（Ｃ））^Ｘ
11. 前記低減量算出ステップは、前記ゲインファクタのうちＥ−ＤＰＤＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ−Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）のゲインファクタβｅｄの値を変化させた場合にそれぞれにおける低減量を算出し、それぞれの場合における最大許容送信電力（最大許容送信電力＝最大送信電力−低減量）と総送信電力との差が最小となる前記ゲインファクタβｅｄの値及び低減量を決定するステップを有することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の送信電力制御方法。
12. 前記制御ステップは、前記低減量算出ステップにおいて決定される前記ゲインファクタβｅｄの値を用いて前記Ｅ−ＤＰＤＣＨの重み付けを行うように設定すると共に、前記低減量算出手段により決定される前記低減量に基づいて前記最大送信電力を制御するステップを有することを特徴とする請求項１１に記載の送信電力制御方法。
13. 複数のチャネルの信号を多重して送信する際の最大送信電力を制御する送信電力制御方法を送信電力制御装置に備えられたコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
    前記プログラムが行う処理は、
    前記複数のチャネルの信号に対してそれぞれ重み付けを行うためのゲインファクタに基づいて算出され、送信信号のピーク電力対平均電力比の指標となるピークインデックスと、前記ゲインファクタの組み合わせに応じて予め定められた値を持つ係数とに基づいて前記最大送信電力の低減量を算出する低減量算出処理と、
    前記低減量算出処理において算出される前記低減量に基づいて前記最大送信電力を制御する制御処理と、
    を含むことを特徴とするプログラム。
14. 前記低減量算出処理は、平均電力指標値として前記ゲインファクタをそれぞれ２乗した値の総和の平方根をとると共に、ピーク電力指標値として前記ゲインファクタのうちＩ相に割り当てられるチャネルのゲインファクタの和を２乗した値とＱ相に割り当てられるチャネルのゲインファクタの和を２乗した値との和の平方根をとり、前記ピークインデックスとして前記ピーク電力指標値と前記平均電力指標値との比を算出する処理であることを特徴とする請求項１３に記載のプログラム。
15. 前記低減量算出処理は、前記ピークインデックスをＣ、前記係数をそれぞれＸ、Ｙとすると、次式に従って、前記低減量を算出するものであることを特徴とする請求項１３または１４に記載のプログラム。
    低減量＝Ｙ×（２０×ｌｏｇ_１０（Ｃ））^Ｘ
16. 前記低減量算出処理は、前記ゲインファクタのうちＥ−ＤＰＤＣＨ（Ｅｎｈａｎｃｅｄ−Ｄｅｄｉｃａｔｅｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｄａｔａ Ｃｈａｎｎｅｌ）のゲインファクタβｅｄの値を変化させた場合にそれぞれにおける低減量を算出し、それぞれの場合における最大許容送信電力（最大許容送信電力＝最大送信電力−低減量）と総送信電力との差が最小となる前記ゲインファクタβｅｄの値及び低減量を決定する処理であることを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか一項に記載のプログラム。
17. 前記制御処理は、前記低減量算出処理において決定される前記ゲインファクタβｅｄの値を用いて前記Ｅ−ＤＰＤＣＨの重み付けを行うように設定すると共に、前記低減量算出処理により決定される前記低減量に基づいて前記最大送信電力を制御する処理であることを特徴とする請求項１６に記載のプログラム。