JPH09148986A

JPH09148986A - 移動局の電力制御システム

Info

Publication number: JPH09148986A
Application number: JP7305374A
Authority: JP
Inventors: Hidekazu Nakanishi; 英一中西
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1997-06-06

Abstract

(57)【要約】【課題】移動局における消費電力の節減をより効果的
に行って、移動局の通話時間の増長を図った移動局の電
力制御システムを提供する。【解決手段】移動局２の送信パワーレベルを示す信号
Ｓ１を送信する基地局１と、受信機４と送信機５と制御
装置６とを備えた移動局２とで構成されている。信号Ｓ
１を移動局２の受信機４が受信すると、制御装置６のレ
ベル判断部６０が信号Ｓ１のパワーレベルを判断する。
信号Ｓ１が最大パワーレベルを示しているときには、移
動局２の受信電力レベルを示すＲＳＳＩ信号Ｒが比較部
６１に出力され、この受信電力レベルと記憶部６２のし
きい値Ｔとが比較される。受信電力レベルがしきい値Ｔ
以上あるときには、電力制御部６３の制御で送信機５が
信号Ｓ２を最大パワーレベルよりも低い第２のパワーレ
ベルで送信する。また、受信電力レベルがしきい値Ｔよ
り低いときには、送信機５が信号Ｓ２を最大パワーレベ
ルで送信する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、消費電力を制御可
能な移動局の電力制御システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】移動局は、基地局が管理するサービスエ
リア（以下、「セル」という）内で、この基地局を介し
て他の移動局あるいは公衆回線網と無線通信する。した
がって、各移動局は、通信の際、所定の出力パワーの信
号を基地局に向けて送信することとなり、特に携帯型の
移動局ではその消費電力等が問題になる。

【０００３】このため、セルラ方式の自動車電話システ
ム等においては、基地局と移動局との距離に応じて、送
信出力電力を多段階に変化させることにより、基地局で
の共通増幅器の飽和を防止すると共に、移動局での消費
電力の節減化を図った移動局の電力制御システムを採用
している。

【０００４】すなわち、図２に示すように、基地局１
は、多数の移動局からの電波をアンテナ１０で捉らえ、
バンドパスフィルタ１１を介して、リミッタ方式の共通
受信機１２で受信し、共通受信機１２内の共通増幅器１
２ａで受信信号を増幅した後、各チャンネルの受信信号
を分配器１３を用いて個別受信機１４に分配する構成に
なっている。

【０００５】したがって、基地局１に対して多数の移動
局からの送信が行われると、共通増幅器１２ａが飽和し
て、基地局１全体の受信性能が劣化することとなる。こ
のため、基地局１のアンテナ１０での受信電力レベルを
一定値以下に抑えるようにしている。

【０００６】例えば、北米方式のセルラ自動車電話シス
テムでは、図３（ａ）に示すように、自動車電話である
移動局の出力電力のパワーレベルＰＬを多段階に設定
し、各移動局が、基地局１からの指示に従ってそのパワ
ーレベルＰＬを変える。

【０００７】具体的には、パワーレベルＰＬが、４ｄＢ
間隔で複数の段階に設定されており、移動局は最大出力
電力の値に応じてクラス分けされている。例えば、図３
の（ａ）及び（ｂ）に示すように、パワークラスＡの移
動局では、最大出力電力が３Ｗで８段階の変化が可能で
あり、パワークラスＣの移動局では、最大出力電力が
０．６Ｗで６段階の変化が可能になっている。また、各
パワーレベルＰＬの公称値は「＋２〜−４ｄＢＷ」の許
容差を有している。

【０００８】これにより、移動局が基地局１の近傍にあ
るときには、例えばパワーレベルＰＬ７の出力電力で送
信するように、基地局１が移動局に指示を与える。ま
た、移動局が基地局１から遠く離れているときには、例
えば最大パワーレベルＰＬ２の出力電力で送信するよう
に、基地局１が移動局に指示を与える。これによって、
基地局１の共通増幅器１２ａの飽和を防止することによ
り、基地局１全体の受信性能の維持を図っている。

【０００９】一方、移動局での消費電力の節減化におい
ても、上記のように、移動局の出力電力のパワーレベル
ＰＬを多段階に設定し、距離に応じてパワーレベルＰＬ
を変えることで、達成しており、これによって、通話時
間の長時間化を図っている。特に、電池駆動の携帯電話
機等の移動局においては、通話時間の長時間化は好まし
いことである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の移動局の電力制御システムでは、下記のごと
く、移動局における消費電力の削減化が十分に達成され
ているとはいえない。

【００１１】移動局のパワーレベルＰＬは、基地局１が
管理するセルの大きさに応じて設定される。例えば、携
帯電話機等の移動局は、図３においてパワークラスＣに
属する。

【００１２】この場合において、基地局１が管理するセ
ルの大きさが比較的小さいときには、移動局の各パワー
レベルＰＬは、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、ほ
ぼ同幅（距離幅）で設定される。すなわち、パワーレベ
ルＰＬ２よりも低いレベルのパワーレベルＰＬがセルの
大部分を占め、最大出力電力レベルであるパワーレベル
ＰＬ２が占める部分はセルエッジ近傍のみである。した
がって、移動局がパワーレベルＰＬ２の出力電力で送信
する頻度が低くなり、消費電力の節減が比較的効率的に
行われる。

【００１３】しかし、基地局１が管理するセルの大きさ
が比較的大きいときには、移動局の各パワーレベルＰＬ
の設定が、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、パワー
レベルＰＬ２側に偏る。このため、最大出力電力レベル
であるパワーレベルＰＬ２がセルの半分以上を占めるこ
ととなり、移動局がパワーレベルＰＬ２の出力電力で送
信する頻度が高くなる。

【００１４】一般に、移動局において最も大きく電力を
消費する部分は、送信電力増幅器であり、この送信電力
増幅器の消費電流（ＰＡ電流）とパワーレベルＰＬとは
図６に示すような関係にある。すなわち、最大出力電力
レベルであるパワーレベルＰＬ２では３００ｍＡを超え
る非常に大きなＰＡ電流を消費するが、これより低いパ
ワーレベルＰＬ３〜ＰＬ７では、消費するＰＡ電流が２
００ｍＡ以下まで極端に減少する。

【００１５】したがって、パワーレベルＰＬ２で送信す
ると、移動局の電力を非常に大きく消費してしまうこと
が判る。このため、上記のごとく、パワーレベルＰＬ２
の出力電力で送信する頻度が高くなる大きなセル内で移
動局を使用すると、消費電力の節減がほとんど図られな
いこととなる。特に、電池駆動の携帯電話機等の移動局
においては、通話時間が短くなり、非常に不便である。

【００１６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
で、移動局における消費電力の節減をより効果的に行っ
て、移動局の通話時間の増長を図った移動局の電力制御
システムを提供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、移動局からの信号を受信可能な受信手
段、及び受信した信号の受信電力レベルに基づいて、複
数段に設定されたパワーレベルのうちの一のパワーレベ
ルを選択し、そのパワーレベルを示す信号を送信可能な
送信手段を含む基地局と、上記基地局からの信号を受信
可能な受信手段、上記基地局に信号を所定のパワーレベ
ルで送信可能な送信手段、及び上記受信手段で受信した
信号が示すパワーレベルで送信するように上記送信手段
を制御する制御手段を含む移動局とを具備する移動局の
電力制御システムにおいて、上記移動局の制御手段は、
上記複数段のパワーレベルのうちの最大のパワーレベル
とその一段低いパワーレベルとの間に、中間パワーレベ
ルとこの中間パワーレベルに対応したしきい値とを設定
し、基地局からの信号の受信電力レベルが上記しきい値
以上のときに、上記中間パワーレベルで送信するように
上記送信手段を制御し、上記受信電力レベルが上記しき
い値より低いときに、上記最大のパワーレベルで送信す
るように上記送信手段を制御する機能を具備するもので
ある構成とした。

【００１８】かかる構成により、基地局が受信電力レベ
ルに基づいて移動局のパワーレベルを示す信号を送信す
ると、移動局がこの信号を受信手段で受信する。そし
て、この信号の受信電力レベルがしきい値以上である
と、移動局の制御手段が、中間パワーレベルで送信する
ように送信手段を制御する。また、受信電力レベルがし
きい値より低いと、最大のパワーレベルで送信するよう
に送信手段を制御する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２０】（第１の実施形態）図１は、本発明の第１
の実施形態に係る移動局の電力制御システムを示すブロ
ック図である。

【００２１】図１において、符号１は図２に示した構造
の基地局であり、符号２は移動局である。

【００２２】基地局１は、図２に示した共通受信機１２
や個別受信機１４（受信手段）と、図２に示していない
送信機（送信手段）とを備えている。すなわち、基地局
１は、受信電力レベルに基づいて、複数段に設定された
パワーレベルのうちの一のパワーレベルを選択し、その
パワーレベルを示す電力制御メッセージを信号Ｓ１の音
声チャンネルや制御チャンネル等に挿入して送信する機
能を備えている。

【００２３】一方、移動局２は、北米方式のセルラ電話
機におけるパワークラスＣ（図３参照）のものであり、
アンテナ３とリミッタ方式の受信機４（受信手段）と送
信機５（送信手段）と制御装置６（制御手段）とを備え
ている。

【００２４】アンテナ３は、基地局１との間で無線信号
の送受を行うためのものであり、アンテナ共用器３０に
接続されている。

【００２５】アンテナ共用器３０は、受信機４と送信機
５とに接続されており、アンテナ３で受けた基地局１か
らの信号Ｓ１を受信機４に出力すると共に、送信機５か
らの信号Ｓ２をアンテナ３に送出する機能を有してい
る。

【００２６】受信機４は、アンテナ共用器３０の出力側
と制御装置６との間に接続されており、アンテナ共用器
３０からの信号Ｓ１を復調すると共に、信号Ｓ１の受信
電力レベルを示すＲＳＳＩ信号Ｒを制御装置６に入力す
る機能を有している。

【００２７】送信機５は、アンテナ共用器３０の入力側
と制御装置６との間に接続されており、変調した信号Ｓ
２を内部の送信電力増幅器５０で増幅してアンテナ共用
器３０に出力する機能を有している。

【００２８】制御装置６は、例えばＣＰＵや論理回路や
ベースバンドの音声処理回路を含んで構成されており、
上記受信機４と送信機５との送受信動作等を制御する部
分である。

【００２９】この制御装置６には、スピーカー７０、マ
イク７１、キーボード８０、ディスプレイ８１等が接続
されている。すなわち、制御装置６は、受信機４の動作
を受信機制御信号Ｃrxで制御することにより、信号Ｓ１
を音声としてスピーカー７０から出力させる。また、制
御装置６は、キーボード８０で指示された電話番号等を
ディスプレイ８１に表示すると共に、送信機制御信号Ｃ
txを送信機５に入力して、マイク７１から入力された音
声信号に対する送信機５の変調動作を制御する。

【００３０】さらに、この制御装置６は信号Ｓ１が示す
パワーレベルＰＬで送信するように送信機５を制御する
送信電力制御機能を有している。以下、制御装置６の送
信電力制御機能について、詳しく述べる。

【００３１】例えば、アナログのＦＭ方式のセルラ電話
では、図７に示すように、基地局１の受信電力レベルが
移動局２の距離ｒに応じて線形的あるいは比例的に減少
する。このときの限界感度レベルは「−１１６ｄＢｍ」
である。また、通常、移動局２から基地局１への信号Ｓ
２の周波数と基地局１から移動局２への信号Ｓ１の周波
数とは異なるが、移動局２の受信電力レベルは、基地局
１の受信電力レベルとほぼ一致する。したがって、移動
局２の受信電力レベルも、基地局１からの距離ｒに応じ
て限界感度レベルまで線形的に減少する。そして、移動
局２の受信機４も基地局１の共通受信機１２と同様にリ
ミッタ方式の受信機であるので、限界感度レベル付近ま
では通話品質を保持することができる。したがって、限
界感度レベルに達するような距離に近付くまでは、移動
局２が最大のパワーレベルＰＬ２の送信を行わずとも、
通話品質は保持される。

【００３２】つまり、図７に示す距離ｒ1 を超える距離
の全てにおいてパワーレベルＰＬ２で送信することは、
移動局２の電力を無駄に消費することになる。したがっ
て、距離ｒ1 から限界感度レベル近傍の距離ｒ2 までの
間は、パワーレベルＰＬ２とＰＬ３との中間のレベルで
送信を行っても、通話品質を保持することができ、そし
て、距離ｒ2 を超えたときに、パワーレベルＰＬ２の送
信を行うことで通話品質を保持することができると考察
される。

【００３３】かかる考察により、制御装置６は、最大パ
ワーレベルＰＬ２とＰＬ３との中間に第２のパワーレベ
ルＰＬ２（中間パワーレベル）を設定し、受信機４から
のＲＳＳＩ信号Ｒが示す受信電力レベルの大きさに応じ
て、最大パワーレベルＰＬ２または第２のパワーレベル
ＰＬ２のいずれかに切り換えて、信号Ｓ２を送信するよ
うになっている。

【００３４】具体的には、制御装置６は、レベル判断部
６０と比較部６１と記憶部６２と電力制御部６３とを有
している。

【００３５】レベル判断部６０は、受信機４で受信され
た信号Ｓ１内の電力制御メッセージに基づいて、基地局
１が指示したパワーレベルＰＬを判断する部分である。
すなわち、レベル判断部６０は、電力制御メッセージが
パワーレベルＰＬ２による送信を指示していると判断し
た場合には、ＲＳＳＩ信号Ｒを比較部６１に入力し、ま
た、パワーレベルＰＬ３〜ＰＬ７のいずれかで送信する
こと指示していると判断した場合には、そのパワーレベ
ルＰＬに対応した制御信号Ｃ１を電力制御部６３に入力
するようになっている。

【００３６】比較部６１は、レベル判断部６０からのＲ
ＳＳＩ信号Ｒが示す受信電力レベルと記憶部６２内のし
きい値Ｔとを比較する部分である。具体的には、しきい
値Ｔは、例えば限界感度レベルよりも１０ｄＢだけ高い
「−１０６ｄＢｍ」に設定されている。そして、比較部
６１は、ＲＳＳＩ信号Ｒが示す受信電力レベルとこの
「−１０６ｄＢｍ」のしきい値Ｔとを比較し、ＲＳＳＩ
信号Ｒの受信電力レベルが「−１０６ｄＢｍ」以上の場
合には、制御信号Ｃ２を電力制御部６３に出力する機能
を有している。また、ＲＳＳＩ信号Ｒの受信電力レベル
が「−１０６ｄＢｍ」よりも低い場合には、制御信号Ｃ
３を電力制御部６３に出力する機能を有している。

【００３７】電力制御部６３は、レベル判断部６０や比
較部６１からの制御信号Ｃ１〜Ｃ３に基づいて、送信機
５の送信電力増幅器５０の増幅率を切り換える部分であ
る。具体的には、制御信号Ｃ１をレベル判断部６０から
入力すると、制御信号Ｃ１が示すパワーレベルＰＬ（Ｐ
Ｌ３〜ＰＬ７）で信号Ｓ２を送信するように、送信電力
増幅器５０の増幅率を制御する機能を有している。ま
た、制御信号Ｃ２を比較部６１から入力すると、上記第
２のパワーレベルＰＬ２で信号Ｓ２を送信するように、
送信電力増幅器５０の増幅率を制御し、そして、制御信
号Ｃ３を入力すると、パワーレベルＰＬ２で信号Ｓ２を
送信するように、送信電力増幅器５０の増幅率を制御す
る機能を有している。

【００３８】上述した第２のパワーレベルＰＬ２は、次
のように設定されている。

【００３９】移動局２は、パワークラスＣ（図３参照）
の移動局であり、そのパワーレベルＰＬ２〜ＰＬ７は、
図８に示すように、階段状に設定されている。そして、
基地局１が管理するセルとしては、基地局１の受信電力
レベルがエッジで限界感度レベル（−１１６ｄＢｍ）に
至るものが想定されている。また、基地局１の共通受信
機１２の飽和が絶対に生じることのない受信電力レベル
を「−４６ｄＢｍ」として設定した（基地局受信機の
「非飽和上限レベル」）。そして、移動局２の受信電力
レベルがこの非飽和上限レベルに達する距離をセル半径
の０．３倍と想定して、この領域内にパワーレベルＰＬ
３〜ＰＬ７を階段状に設定した。したがって、第２のパ
ワーレベルＰＬ２と最大パワーレベルＰＬ２を、図８中
の距離「０．３〜１．０」の範囲に設定することができ
る。

【００４０】このようにパワーレベルＰＬと受信電力レ
ベルとを設定することにより、基地局１の受信電力レベ
ルがしきい値Ｔの「−１０６ｄＢｍ」になる距離は、図
８中の距離「０．９」のところである。したがって、第
２のパワーレベルＰＬ２を距離「０．３〜０．９」間に
設定し、パワーレベルＰＬ２を「０．９〜１．０」とい
う狭い距離間に設定した。

【００４１】このように範囲設定された第２のパワーレ
ベルＰＬ２の大きさは、パワーレベルＰＬ２とパワーレ
ベルＰＬ３との中間の大きさに設定されている。すなわ
ち、公称パワーレベルＰＬ２では、「２７．８ｄＢｍ」
（「通常モード」）に増幅した信号Ｓ２を送信機５から
送信する。そして、このパワーレベルＰＬ２は、「＋２
〜−４ｄＢｍ」の許容範囲を有している。そこで、第２
のパワーレベルＰＬ２では、パワーレベルＰＬ２よりも
「３ｄＢ」だけ低い「２４．８ｄＢｍ」（「節約モー
ド」）の信号Ｓ２を送信機５から送信するように設定し
た。

【００４２】次に、この実施形態の動作について説明す
る。図９は、この実施形態の動作フローチャートであ
る。なお、ここでは、理解を容易にするため、移動局２
が基地局１の近傍からセルエッジまで移動する場合につ
いて説明する。

【００４３】図１において、移動局２が送信をする場合
には、移動局２の送信状態をスタートさせ、基地局１か
らのパワーレベルＰＬの指示を待って、送信を開始する
（図９のステップＳ１〜Ｓ３）。

【００４４】移動局２が基地局１の近傍のパワーレベル
ＰＬ７の領域からパワーレベルＰＬ６の領域に移動する
と、図８に示すように、基地局１で受信している信号Ｓ
２の受信電力レベルが低下する。このため、基地局１で
は、移動局２がパワーレベルＰＬ６の領域にあると判断
し、パワーレベルＰＬ６の送信を指示する電力制御メッ
セージを信号Ｓ１に挿入して移動局２に送信する。

【００４５】この信号Ｓ１が移動局２のアンテナ３、ア
ンテナ共用器３０を介して受信機４に受信されると、信
号Ｓ１内の電力制御メッセージが示すパワーレベルＰＬ
が制御装置６のレベル判断部６０によって判断される
（図９のステップＳ４）。ここでは、基地局１がパワー
レベルＰＬ６を指示していると判断され（図９のステッ
プＳ４のＮＯ）、パワーレベルＰＬ６に対応した制御信
号Ｃ１がレベル判断部６０から電力制御部６３に出力さ
れる。すると、電力制御部６３が、パワーレベルＰＬ６
の信号Ｓ２を送信するように、送信電力増幅器５０の増
幅率を制御する。これにより、送信機５から出力される
信号Ｓ２のパワーレベルＰＬが、パワーレベルＰＬ７か
らパワーレベルＰＬ６へと切り換えられ、パワーレベル
ＰＬ６の信号Ｓ２がアンテナ共用器３０を介してアンテ
ナ３から送信される（図９のステップＳ５）。

【００４６】以後、移動局２が、パワーレベルＰＬ３の
領域まで移動する間、上記の動作が繰り返される（図９
のステップＳ５、Ｓ４のＮＯ）。

【００４７】そして、移動局２が図８に示す第２のパワ
ーレベルＰＬ２の領域に進入していくと、基地局１にお
ける信号Ｓ２の受信電力レベルが「−４６ｄＢｍ］より
も低くなるので、基地局１では、移動局２がパワーレベ
ルＰＬ２の領域にいると判断し、パワーレベルＰＬ２の
送信を指示する電力制御メッセージを信号Ｓ１に挿入し
て、移動局２に送信する。

【００４８】そして、この信号Ｓ１が移動局２の受信機
４を介して、制御装置６のレベル判断部６０に入力さ
れ、レベル判断部６０において、信号Ｓ１内の電力制御
メッセージがパワーレベルＰＬ２を指示していると判断
される（図９のステップＳ４のＹＥＳ）。

【００４９】このとき、ＲＳＳＩ信号Ｒがレベル判断部
６０から比較部６１に出力され、比較部６１において、
このＲＳＳＩ信号Ｒが示す受信電力レベルと記憶部６２
内のしきい値Ｔとが比較される（図９のステップＳ
６）。

【００５０】図８に示すように、移動局２が第２のパワ
ーレベルＰＬ２の領域にいる間は、ＲＳＳＩ信号Ｒの受
信電力レベルが「−１０６ｄＢｍ」以上である。したが
って、このときは、比較部６１において、基地局１の受
信電力レベルが「−１０６ｄＢｍ」以上あると判断さ
れ、制御信号Ｃ２が比較部６１から電力制御部６３に出
力される（図９のステップＳ６のＹＥＳ）。

【００５１】すると、電力制御部６３が、第２のパワー
レベルＰＬ２で信号Ｓ２を送信するように、送信電力増
幅器５０の増幅率を制御する。これにより、送信機５か
ら出力される信号Ｓ２のパワーレベルＰＬが、パワーレ
ベルＰＬ３から第２のパワーレベルＰＬ２の節約モード
へと切り換えられ、「２４．８ｄＢｍ」の信号Ｓ２がア
ンテナ共用器３０を介した後、アンテナ３から送信され
る（図９のステップＳ７）。

【００５２】以後、移動局２が、図８における「０．３
〜０．９」という広い第２のパワーレベルＰＬ２領域を
移動する間、上記の動作が繰り返される（図９のステッ
プＳ７、Ｓ４のＹＥＳ、Ｓ６のＹＥＳ）。

【００５３】そして、移動局２がパワーレベルＰＬ２の
領域に進入すると、基地局１における信号Ｓ２の受信電
力レベルが「−１０６ｄＢｍ］よりも低くなるが、基地
局１からはパワーレベルＰＬ２の電力制御メッセージを
挿入した信号Ｓ１が移動局２に送信され、その状態に変
化はない。

【００５４】したがって、移動局２のレベル判断部６０
では、第２のパワーレベルＰＬ２の電力制御メッセージ
を受信したときと同様に、信号Ｓ１内の電力制御メッセ
ージがパワーレベルＰＬ２を指示していると判断され
（図９のステップＳ４のＹＥＳ）、ＲＳＳＩ信号Ｒがレ
ベル判断部６０から比較部６１に出力されて、ＲＳＳＩ
信号Ｒの受信電力レベルとしきい値Ｔとが比較される
（図９のステップＳ６）。

【００５５】このとき、比較部６１において、ＲＳＳＩ
信号Ｒが示す受信電力レベルが「−１０６ｄＢｍ」より
低くなっているので、制御信号Ｃ３が比較部６１から電
力制御部６３に出力される（図９のステップＳ６のＮ
Ｏ）。

【００５６】すると、電力制御部６３が、パワーレベル
ＰＬ２の信号Ｓ２を送信するように、送信電力増幅器５
０の増幅率を制御する。これにより、送信機５から出力
される信号Ｓ２のパワーレベルＰＬが、第２のパワーレ
ベルＰＬ２から最大パワーレベルＰＬ２の通常モードへ
と切り換えられ、「２７．８ｄＢｍ」の信号Ｓ２がアン
テナ共用器３０を介した後、アンテナ３から送信される
（図９のステップＳ８）。

【００５７】以後、移動局２が、図８における距離
「０．９〜１．０」という狭いパワーレベルＰＬ２の領
域を移動する間、上記の動作が繰り返される（図９のス
テップＳ４のＹＥＳ、Ｓ６のＮＯ）。

【００５８】このように、第１の実施形態によれば、移
動局２が図８に示すパワーレベルＰＬ３の領域を超える
と、受信電力レベルが限界感度レベルになる少し手前ま
では、通話時間を保持しつつ、電力が低い第２のパワー
レベルＰＬ２で信号Ｓ２を送信する。そして、受信電力
レベルが限界感度レベルの近傍に至ったときは、最大の
パワーレベルＰＬ２で送信することで、通話品質を保持
することができる。したがって、第１の実施形態の移動
局２は、パワーレベルＰＬ３の領域を超えると常に最大
のパワーレベルＰＬ２で送信する従来の電力制御システ
ムに比べて、移動局の消費電力を著しく節減することが
できる。

【００５９】具体的には、図１０に示すように、この実
施形態の移動局の消費電流と従来技術の移動局の消費電
流とに著しい差が生じる。

【００６０】すなわち、図８に示すセル内での移動局の
存在確率を一定とすれば、従来技術による移動局の平均
消費電流は、図１０に示すように、約３９２ｍＡとな
る。したがって、この移動局に容量が３９２ｍＡｈの電
池を使用すると、通話時間は１時間程度である。

【００６１】これに対して、この実施形態の移動局２に
よると、最大パワーレベルＰＬ２で送信しなければなら
ない領域は、図８に示すように、距離幅が「０．９〜
１．０」という細いドーナッツ状の領域のみであり、残
りの距離幅「０．３〜０．９」の領域では、第２のパワ
ーレベルＰＬ２で送信することができる。

【００６２】この結果、移動局２のセル全体に渡る平均
消費電流は、図１０に示すように、約３２８ｍＡとな
り、従来の移動局の平均消費電流に比べて１７％も削減
される。このため、同じ容量の電池を使用すると、その
通話時間が従来の通話時間の１．２倍に増長する。

【００６３】また、図８に示すように、移動局２がパワ
ーレベルＰＬ３の領域を超えると、第２のパワーレベル
ＰＬ２またはパワーレベルＰＬ２で送信が行われるが、
上述したように、基地局１の共通受信機１２の非飽和上
限レベル（−４６ｄＢｍ）がパワーレベルＰＬ３と第２
のパワーレベルＰＬ２との境界に設定されているので、
移動局２が第２のパワーレベルＰＬ２及びパワーレベル
ＰＬ２で送信を行っても、基地局１の共通受信機１２が
飽和することはない。

【００６４】（第２の実施形態）上記第１の実施形態に
係る移動局の電力制御システムでは、基地局１における
信号Ｓ２の受信電力レベルを信号Ｓ１のＲＳＳＩ信号Ｒ
が示す受信電力レベルにより推定して、第２のパワーレ
ベルＰＬ２と最大パワーレベルＰＬ２とを切換制御する
構成であった。

【００６５】しかし、上述したように信号Ｓ１の周波数
と信号Ｓ２の周波数とが異なっていることから、基地局
１の受信電力レベルと移動局２の受信電力レベルとが正
確には一致しない。また、基地局１の出力電力レベルと
移動局２の出力電力レベルとは、基地局１が管理するセ
ルの広さによって差異がある。すなわち、図１１に示す
ように、基地局１及び移動局２の各々における最大出力
電力レベルが１０倍（２０ｄＢ）だけ違うと、基地局１
及び移動局２のそれぞれにおける受信電力レベルに２０
ｄＢの差が生じる。

【００６６】このため、基地局１の受信電力レベルは十
分大きいにも拘らず、移動局２の受信電力レベルが小さ
いと、移動局２がセルエッジ近傍にあると判断して、消
費電力の大きなパワーレベルＰＬ２で送信してしまうお
それがある。また、逆に、基地局１での受信電力レベル
が限界感度レベルに達しているにも拘らず、移動局２の
受信電力レベルが大きいと、移動局２がセルエッジ近傍
に達していないと判断して、通話が切断してしまうとい
う事態が生じるおそれがある。

【００６７】そこで、この第２の実施形態の移動局の電
力制御システムでは、限界感度レベル近傍における基地
局１の受信電力レベルと移動局２の受信電力レベルとの
相関関係を検出し、この相関関係に基づいて、第２のパ
ワーレベルＰＬ２と最大パワーレベルＰＬ２との間の正
確な切換制御を行う構成とした。

【００６８】具体的には、図１２に示すように、移動局
２が、しきい値演算部６４を機能ブロックとして制御装
置６内に備えている。

【００６９】制御装置６は、移動局２が基地局１のセル
内に入り、送信状態が発生し、キャリアオン状態になる
と、制御信号Ｃ３を電力制御部６３を介して送信機５の
送信電力増幅器５０に入力すると共に、しきい値演算部
６４を作動させるようになっている（「調査モー
ド」）。

【００７０】しきい値演算部６４は、送信機５を制御し
て調査要求メッセージＲ１を基地局１に送信すると共に
受信機４で受信したＲＳＳＩ信号Ｒが示す移動局２の受
信電力レベルを測定し、受信機４で受信した基地局１か
らの返送メッセージＡ１が示す基地局１の受信電力レベ
ルと測定した移動局２の受信電力レベルとを関連付けて
記憶部６２に記憶する機能を有している。このしきい値
演算部６４は、かかる処理をＮ回繰り返し、図１３に示
すように、基地局１の受信電力レベルと移動局２の受信
電力レベルとの相関関係を推定して、この相関関係か
ら、正確なしきい値Ｔを演算し、このしきい値Ｔを基地
局１と関連付けて記憶部６２に格納した後、調査モード
終了の指示を制御装置６に送る。

【００７１】次に、第２の実施形態の動作について説明
する。図１４は、調査モードの制御アルゴリズムを示す
図面である。

【００７２】移動局２が基地局１のセル内に入り、送信
状態が発生し、キャリアオン状態になると、制御装置６
による制御信号Ｃ３が電力制御部６３から送信機５の送
信電力増幅器５０に入力されて、移動局２がパワーレベ
ルＰＬ２の通常モードに入ると共に、上記調査モードに
入る（図１４のステップＳ１〜Ｓ３）。

【００７３】調査モードに入ると、しきい値演算部６４
の制御により、基地局１に調査を要求する要求メッセー
ジＲ１が基地局１に送信されると共に受信機４で受信し
たＲＳＳＩ信号Ｒが示す移動局２の受信電力レベルが測
定される（図１４のステップＳ４、Ｓ５）。

【００７４】一方、移動局２からの要求メッセージＲ１
を受信した基地局１では、基地局１のＲＳＳＩ信号の受
信電力レベルが測定され、その結果を示す返送メッセー
ジＡ１が基地局１から移動局２に送信される（図１４の
ステップＳ６〜Ｓ８）。

【００７５】そして、移動局２が基地局１からの返送メ
ッセージＡ１を受信すると、しきい値演算部６４によっ
て、この返送メッセージＡ１が示す基地局１の受信電力
レベルと測定した移動局２の受信電力レベルとが記憶部
６２に記憶される（図１４のステップＳ１０）。

【００７６】しきい値演算部６４では、かかる処理がＮ
回繰り返された後、図１３に示すように、記憶部６２に
記憶されている基地局１の受信電力レベルと移動局２の
受信電力レベルとの相関関係を示すプロット曲線が推定
される（図１４のステップＳ９）。

【００７７】そして、しきい値演算部６４が、この相関
関係から、正確なしきい値Ｔを演算し、このしきい値Ｔ
を基地局１の情報と共に記憶部６２に格納する。すなわ
ち、基地局１の受信電力レベル「−１０６ｄＢｍ」に対
応した移動局２の受信電力レベルをしきい値Ｔとして、
このしきい値Ｔを記憶部６２に格納することにより、調
査モードを終了する（図１４のステップＳ１１〜Ｓ１
３）。

【００７８】以後、この正確なしきい値Ｔに基づいて、
最大パワーレベルＰＬ２から第２のパワーレベルＰＬ２
への切換が行われる（図１４のステップＳ１４）。

【００７９】このように、第２の実施形態によれば、基
地局１の実際の受信電力レベルに対応した正確なしきい
値Ｔに基づいて、パワーレベルＰＬに切換制御を行うこ
とができるので、基地局１と移動局２との受信電力レベ
ルに差が生じている場合においても、基地局１の受信電
力レベルに対応した正確なパワーレベルＰＬの切換制御
を行うことができ、この結果、移動局２の消費電力の節
減化を向上させることができる。

【００８０】また、上記のごとき正確なしきい値Ｔの調
査を各基地局１のセル内で行うことにより、各基地局１
とそのセル内でのしきい値Ｔとが記憶部６２内に格納さ
れるので、再びその基地局１で通信を行う場合には、そ
の基地局１に対応したしきい値Ｔを記憶部６２から呼び
出して、その基地局１が管理するセルに合ったパワーレ
ベルＰＬの切換制御を行うことができ、制御の簡略化を
図ることができる。この結果、非常に加入者が多い都市
部に形成される小さなセルにおいては、基地局１が指示
するパワーレベルＰＬ２の全ての領域で、移動局２が上
記第２のパワーレベルＰＬ２で送信することができ、さ
らなる消費電力の節減化を図ることができる。

【００８１】その他の構成、作用効果は上記第１の実施
形態と同様であるので、その記載は省略する。

【００８２】なお、本発明は、上記各実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の
変形が可能である。

【００８３】例えば、上記第１の実施形態では、パワー
レベルＰＬ２の領域内に中間レベルである第２のパワー
レベルＰＬ２を１つだけ設けたが、この中間レベルをパ
ワーレベルＰＬ２の領域内に複数設け、各レベルでのし
きい値を各々設定して、移動局２のパワーレベルＰＬを
各しきい値で切り換えるようにすることができる。

【００８４】さらに、上記第１の実施形態では、しきい
値を限界感度レベルより「＋１０ｄＢ」だけ高く設定し
たが、これに限るものではない。しかし、一般に、フェ
ージングにより移動局２のＲＳＳＩ信号Ｒが大幅に時間
的にばらつくので、限界感度レベルからのマージンを十
分とると共にＲＳＳＩ信号に平均化処理を施して、誤検
出を避けるようにすることが好ましい。

【００８５】また、上記第２の実施形態では、移動局２
の記憶部６２に各基地局１に対応付けたしきい値を複数
格納したが、基地局１に対する上記相関関係をそのしき
い値と共に記憶部６２に格納するようにしても良い。

【００８６】さらに、上記第２の実施形態では、移動局
２側で正確なしきい値設定を行うようにしたが、この設
定を基地局１側で行うようにすることもできる。すなわ
ち、基地局１に移動局２のしきい値演算部６４とほぼ同
様なしきい値演算部を設ける。そして、基地局１が移動
局２からの要求メッセージを受けた後、基地局１から移
動局２に要求メッセージＲ１を移動局２に送信すると共
に基地局１のＲＳＳＩ信号が示す受信電力レベルを測定
し、移動局２からの返送メッセージＡ１が示す移動局２
の受信電力レベルと測定した基地局１の受信電力レベル
とを関連付けて記憶部に記憶する。そして、かかる処理
をＮ回繰り返した後、しきい値演算部６４において、基
地局１の受信電力レベルと移動局２の受信電力レベルと
の相関関係を上記相関関係演算部で推定し、この相関関
係から、正確なしきい値を演算する。しかる後、このし
きい値を基地局１と関連付けて移動局２に返送する。そ
して、移動局２が返送されてきたしきい値を記憶部６２
に格納することで、上記と同様のパワーレベルの切換制
御を行うことができる。

【００８７】なお、基地局１に相関関係演算部のみを設
け、この相関関係演算部で受信電力レベルの相関関係だ
けを基地局１で調査し、移動局２が、基地局１から送ら
れてきた調査結果に基づいて正確なしきい値を求めるよ
うにすることもできる。

【００８８】また、上記第１及び第２の実施形態では、
北米方式のセルラ電話システムについて説明したが、こ
れに限るものではなく、パワーレベルＰＬを多段階で電
力制御するあらゆるシステムに適用することができる勿
論である。

【００８９】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、移動局
は、その受信電力レベルがしきい値以上であると、中間
パワーレベルでの送信を行い、受信電力レベルがしきい
値より低いと、最大のパワーレベルで送信を行う構成と
なっているので、真に必要なときにのみ最大のパワーレ
ベルで送信することができ、無駄な消費電力の節減を図
ることができると共に基地局の受信手段の飽和をも防止
することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係る移動局の電力制御システ
ムを示すブロック図である。

【図２】従来の移動局の電力制御システムに適用されて
いる基地局を示すブロック図である。

【図３】移動局のパワーレベルを示す図表である。

【図４】基地局が管理する小さいセルとパワーレベルと
の相関図である。

【図５】基地局が管理する大きいセルとパワーレベルと
の相関図である。

【図６】移動局の送信電力増幅器で消費される電流とパ
ワーレベルとの相関を示す線図である。

【図７】移動局のパワーレベルと基地局の受信電力レベ
ルとの相関図である。

【図８】第１の実施形態に係る移動局の電力制御システ
ムに適用される移動局のパワーレベルと基地局の受信電
力レベルとの相関図である。

【図９】第１実施形態の移動局の電力制御システムの動
作フローチャートである。

【図１０】従来の移動局による平均消費電流と第１の実
施形態の移動局による平均消費電流とを対比して示す図
表である。

【図１１】出力電力レベルの差異によって生じる受信電
力レベルの差異を説明するための概略図である。

【図１２】第２の実施形態の移動局の電力制御システム
の要部ブロック図である。

【図１３】基地局の受信電力レベルと移動局の受信電力
レベルとの相関関係を示す線図である。

【図１４】第２の実施形態の移動局の電力制御システム
における調査モードの制御アルゴリズムを示す図であ
る。

【符号の説明】

１…基地局、２…移動局、３…アンテナ、４…受信機、
５…送信機、６…制御装置、５０…送信電力増幅器、６
０…レベル判断部、６１…比較部、６２…記憶部、６３
…電力制御部、６４…しきい値演算部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】移動局からの信号を受信可能な受信手
段、及び受信した信号の受信電力レベルに基づいて、複
数段に設定されたパワーレベルのうちの一のパワーレベ
ルを選択し、そのパワーレベルを示す信号を送信可能な
送信手段を含む基地局と、上記基地局からの信号を受信可能な受信手段、上記基地
局に信号を所定のパワーレベルで送信可能な送信手段、
及び上記受信手段で受信した信号が示すパワーレベルで
送信するように上記送信手段を制御する制御手段を含む
移動局とを具備する移動局の電力制御システムにおい
て、上記移動局の制御手段は、上記複数段のパワーレベルの
うちの最大のパワーレベルとその一段低いパワーレベル
との間に、中間パワーレベルと、この中間パワーレベル
に対応した当該移動局での受信電力レベルに対するしき
い値とを設定し、基地局からの信号の受信電力レベルが
上記しきい値以上のときに、上記中間パワーレベルで送
信するように上記送信手段を制御し、上記受信電力レベ
ルが上記しきい値より低いときに、上記最大のパワーレ
ベルで送信するように上記送信手段を制御する機能を具
備するものであることを特徴とする移動局の電力制御シ
ステム。
【請求項２】請求項１に記載の移動局の電力制御シス
テムにおいて、上記移動局の制御手段は、上記受信手段で受信した信号が示すパワーレベルを判断
し、上記最大のパワーレベルであると判断したときに、
移動局の受信電力レベルを示す信号を出力するレベル判
断部と、上記しきい値を格納する記憶部と、上記レベル判断部からの信号が示す受信電力レベルと上
記記憶部内のしきい値とを比較し、上記受信電力レベル
が上記しきい値以上か低いかを示す信号を出力する比較
部と、上記受信電力レベルが上記しきい値以上であることを示
す信号を上記比較部から入力すると、上記中間パワーレ
ベルで送信するように上記送信手段を制御し、上記受信
電力レベルが上記しきい値より低いことを示す信号を入
力すると、上記最大のパワーレベルで送信するように上
記送信手段を制御する電力制御部と、を具備することを特徴とする移動局の電力制御システ
ム。
【請求項３】請求項１または請求項２に記載の移動局
の電力制御システムにおいて、上記移動局の制御手段は、調査要求メッセージを上記基
地局に送信し、この送信時における移動局の受信電力レ
ベルと基地局からの返送メッセージが示す基地局の受信
電力レベルとの相関関係を求め、この相関関係から上記
しきい値を算出するしきい値演算部を具備することを特
徴とする移動局の電力制御システム。
【請求項４】請求項１または請求項２に記載の移動局
の電力制御システムにおいて、上記基地局は、調査要求メッセージを上記移動局に送信
し、この送信時における基地局の受信電力レベルと移動
局からの返送メッセージが示す移動局の受信電力レベル
との相関関係を求め、この相関関係から上記しきい値を
算出して、上記移動局に送信するしきい値演算部を具備
することを特徴とする移動局の電力制御システム。
【請求項５】請求項１または請求項２に記載の移動局
の電力制御システムにおいて、上記基地局は、調査要求メッセージを上記移動局に送信
し、この送信時における基地局の受信電力レベルと移動
局からの返送メッセージが示す移動局の受信電力レベル
との相関関係を求め、この相関関係を上記移動局に送信
する相関関係演算部を具備し、移動局の制御手段は、上記移動局からの相関関係に基づ
いて、上記しきい値を算出するしきい値演算部を具備す
ることを特徴とする移動局の電力制御システム。
【請求項６】請求項３ないし請求項５のいずれかに記
載の移動局の電力制御システムにおいて、上記移動局の制御手段は、複数の基地局の上記相関関係
としきい値とを各基地局と対応付けて記憶し、各基地の
サービスエリア内で、当該各基地局の上記相関関係とし
きい値とに基づいて、上記送信手段のパワーレベル制御
を行うものであることを特徴とする移動局の電力制御シ
ステム。