JPH10126337A - 送信電力制御装置 - Google Patents
送信電力制御装置Info
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- JPH10126337A JPH10126337A JP27620696A JP27620696A JPH10126337A JP H10126337 A JPH10126337 A JP H10126337A JP 27620696 A JP27620696 A JP 27620696A JP 27620696 A JP27620696 A JP 27620696A JP H10126337 A JPH10126337 A JP H10126337A
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Abstract
電力制御方式において、電力制御誤差を低減させ、シス
テムのチャネル容量の増大を図る。 【解決手段】 基地局101の判定器104に対してフ
ィードバック機能をもたせるため、加算器108と遅延
回路110と増幅器109からなる補正部181を設け
る。補正部181により、既に移動局102へ出力され
た送信電力制御コマンド(TPCビット)の制御内容が
加味されていない移動局からの受信電力に基づいて求め
られた電力制御誤差εに対して、既に出力された送信電
力制御コマンドによる制御内容を加味することによって
新たな送信電力制御コマンドを発生させる。
Description
おけるCDMA(符号分割多元接続)方式の送信電力の
制御に関するものである。
送信電力制御については、例えば、国際出願公開番号W
O91/07037号公報、日本特許出願公開番号特開
平7−283783号公報に示されている。CDMA方
式では、移動局から基地局への上がり回線で基地局に近
い移動局からの信号のレベルが高い場合に、他の移動局
からの信号が受信不可能になるという遠近問題が発生す
ることから、基地局がどの移動局からも同一のレベルで
信号を受信するように移動局の送信電力を制御する必要
がある。送信電力制御は、遠近問題を解決し、加入者容
量を増大させるために必須の技術であるといわれてい
る。CDMA方式では、遠近問題を緩和するため、基地
局は通信中の移動局に対し、全ての移動局からの電波が
基地局で均一な受信レベルになるように送信電力制御を
行う。全ての移動局は、同一の周波数で通信を行うので
互いに干渉しあう。この干渉により通信の品質が決まる
が、加入者容量を多くするためには、基地局からの送信
電力は、特定移動局からの電波が他の移動局に干渉を与
えないようにするために、通信の品質を保証できる最低
の電力で送信する。このような送信電力制御は、移動局
単体で送信電力を推定するオープンループ制御と、基地
局からのコマンドにより微調整を行うクローズドループ
制御の2つの手段により行われている。
図である。基地局101と移動局102は、クローズド
ループ制御系を構成している。移動局のオープンループ
制御系については、図示していないが、オープンループ
制御も常に動作して送信電力を制御しているものとす
る。基地局101では、移動局からの受信電力より送信
電力制御コマンド(以下、TPCビットと呼ぶ)を生成
し移動局へ送信する。まず、加算器103において、予
め定められた基準SIR(信号電力対雑音電力比)(d
B)から、基地局受信SIR(dB)(図示していない
が、公知の方法により、移動局からの受信電力を受信S
IRに変換することができる。以下、単に、受信SIR
ともいう)を引くことにより、電力制御誤差ε(dB)
が得られ、判定器104に供給される。判定器104で
は、電力制御誤差ε(dB)の符号に応じた値(±1)
を生成する。例えば、基準SIR>受信SIRならば、
移動局への送信電力を増大させる指令を行う必要があ
り、TPCビットを+1とする。また、基準SIR≦受
信SIRならば、移動局への送信電力を減少させる指令
を行う必要があり、TPCビットを−1とする。TPC
ビットは、符号にのみ意味のある1ビットコマンドであ
り、図には示していないが、移動局へのトラヒックチャ
ネルに多重して送信される。また、伝送レートは、数百
〜数キロビット/秒である。実際の1ビット伝送では+
1を0に、−1を1に対応させる。
Cビットに従って、送信電力値を所定のステップサイズ
Δ(dB)で増大又は減少させることにより、上記クロ
ーズドループ制御を行う。ここで、ステップサイズΔは
固定値であり、例えば、1dBという値を取る。まず、
移動局102では、トラヒックチャネルからTPCビッ
トを抽出する。その指令+1、或いは、−1は増幅器1
05においてΔ倍され、+Δ(dB)、或いは、−Δ
(dB)となる。この値は、加算器106及び遅延回路
107より構成される積分部において積分が行われる。
例えば、初期値が0(dB)であり、TPCビットが
{+1,+1,+1,+1,−1,+1,−1,−1}
であった時、加算器106の出力は、{(0),+Δ,
+2Δ,+3Δ,+4Δ,+3Δ,+4Δ,+3Δ,+
2Δ}となる。この加算器106の出力値がクローズド
ループ制御系により制御された電力として、図示してい
ないオープンループ制御系により最適として推定された
電力に加えられて、移動局102より送信される。
トが出力されてから、TPCビットが移動局の送信電力
を変化させ、基地局に移動局の送信電力が受信電力とし
て入力されるまでの遅延(以下、制御遅延と呼ぶ)が存
在しない時の送信電力制御変動特性を図30に示す。横
軸は時間tであり、電力制御コマンドが出力される周期
(以下、TPC周期と呼ぶ)をTで表す。縦軸は、基地
局における移動局からの受信SIRである。401〜4
04は受信SIRを示す。501〜504は受信SIR
401〜404に基づいて、基地局が発生するTPCビ
ットを示す。図30に示すように、時間tに対する受信
SIRの変動は(基準値は、0とする)、1Tにおける
変動が1Δ以内ならば、基準値±Δの範囲で変動する。
即ち、図30において、受信SIR401<0であるた
め、TPCビット501は+1となる。その結果、受信
SIR402は、受信SIR401よりほぼΔだけ大き
い値となる。次に、受信SIR402≧0であるため、
TPCビット502は−1となる。その結果、受信SI
R403は、受信SIR402よりほぼΔだけ小さい値
となる。以下、同様な動作を繰り返す。図30より、基
地局受信SIRの変動は基準SIR±Δ以内であること
が分かる。図31は、制御遅延が1Tの時の送信電力制
御変動特性であり、縦軸、横軸は、図30と同じであ
る。制御遅延(1T)が存在する場合には、図31に示
すように、時間tに対する受信SIRの変動は、1Tに
おける受信SIRの変動が1Δ以内にもかかわらず、基
準値±2Δの範囲で変動する。即ち、図31において、
制御遅延1Tが存在するため、図30に比べてTPCビ
ットの受信SIRへの反映が1Tだけ遅れることにな
る。例えば、受信SIR411<0であるため、TPC
ビット511は+1となる。1T前のTPCビット51
0は+1であるので、受信SIR412は、受信SIR
411よりほぼΔだけ大きい値となる。次に、受信SI
R412≧0であるため、TPCビット512は−1と
なる。1T前のTPCビット511は+1であるので、
受信SIR413は、受信SIR412よりほぼΔだけ
大きい値となる。次に、受信SIR413≧0であるた
め、TPCビット513は−1となる。1T前のTPC
ビット512は−1であるので、受信SIR414は、
受信SIR413よりほぼΔだけ小さい値となる。以
下、同様な動作を繰り返す。図31より、基地局受信S
IRの変動は、基準SIR±2Δ以内であることが分か
る。制御遅延が2T以上では、更に送信電力変動が大き
くなる。従来の送信電力制御装置は、以上のように構成
されているため、制御遅延が1以上である場合に、チャ
ネルの受信電力の変動がほぼ静的であるにもかかわら
ず、制御遅延による寄生変動が生じてしまう。その結
果、電力制御誤差が大きくなり、加入者容量が減少して
しまうという問題点があった。
ビットのステップサイズΔが固定である。その結果、移
動局の移動速度によっては、電力制御誤差が大きくな
り、加入者容量が減少してしまうという問題点があっ
た。図32は、送信電力制御誤差特性を示す図であり、
横軸はfDT(fDはドップラー周波数、TはTPC周
期)、縦軸は送信電力制御誤差の標準偏差σであり、制
御遅延は1Tである。ドップラー周波数fDは、移動局
の速度に対応するもので、例えば、伝送周波数が1GH
z帯であり、移動局の移動速度が100km/hなら
ば、ドップラー周波数fDは90Hzとなる。従って、
TPC周期Tが1.1kbpsならばfDT=0.1と
なる。特性Aと特性Bとは、互いに異なるステップサイ
ズを有し、特性AのステップサイズΔ1は、特性Bのス
テップサイズΔ2より小さい。例えば、特性Aのステッ
プサイズΔ1=0.5dB、特性BのステップサイズΔ
2=1dBという値をとる。図32より、fDTが0.
01の時、特性A(Δ=Δ1dB)と、特性B(Δ2d
B)で、特性が逆転していることが分かる。従って、f
DT≦0.01では、特性A(Δ=Δ1dB)の方が送
信電力制御誤差が少なく、fDT>0.01では、特性
B(Δ=Δ2dB)の方が送信電力制御誤差が少ない。
トを1ビットではなく、多ビットにして伝送するものも
提案されているが、多ビットにする場合は、基地局から
移動局へのTPCビットの伝送レートが増大してしまう
という別の問題点を発生させる。
チャネルの電力変動に対してもステップサイズΔによる
追随を行っているため、システムへの干渉が非常に大き
くなってしまうという問題点があった。図33におい
て、横軸は時間tを表し、縦軸は基地局の受信SIRを
表している。点線601はチャネルの送信電力の変動を
表し、実線602は、基地局の受信SIRの変動を表し
ている。システムに与える干渉が問題となるのは、チャ
ネルの送信電力の変動(点線601)が基地局の受信S
IRによる電力制御の追随可能範囲を超える時である。
システムに大きな干渉を与える場合とは、具体的には、
図33のようにフェージングによる受信SIRの落ち込
みにより、基地局が移動局に送信電力増大を指令した
後、フェージングによる受信SIRの落ち込みが回復
し、送信電力が既に十分な電力であるにもかかわらず、
送信電力値が所定値(以下)にならない場合である。こ
れは、ステップサイズΔが変動に比べて小さいこと、制
御遅延が存在することに起因している。
制御装置は、送信局から受信局へ符号分割多元接続(C
DMA)方式によりデータ送信を行う場合の上記送信局
の送信電力を制御する送信電力制御装置において、上記
受信局は、受信した送信局からの送信電力に基づいて送
信局の送信電力を制御する送信電力制御コマンドを生成
して送信局へ送信するコマンド生成部を備え、上記送信
局は、上記送信電力制御コマンドを受信し、送信電力制
御コマンドに基づき送信電力を制御する送信電力制御部
を備え、上記コマンド生成部は、受信した送信局からの
送信電力と既に送信局へ送信した送信電力制御コマンド
とに基づいて送信電力制御コマンドを生成することを特
徴とする。
信電力制御コマンドを受信局に送信してから、受信局が
その送信電力制御コマンドに基づいて送信局の送信電力
を変化させ、その送信電力が受信局に入力されるまでに
遅延時間がある場合、その遅延時間の間に送信局から受
信局に送信された送信電力制御コマンドによる制御内容
に基づいて、受信した送信電力から生成される送信電力
制御コマンドを補正する補正部を備えたことを特徴とす
る。
電力と所定の基準電力との差分を取り電力制御誤差を出
力する加算器と、上記電力制御誤差から送信局の送信電
力の増減を判定して送信電力制御コマンドを出力する判
定器とを備え、上記補正部は、判定器から出力される送
信電力制御コマンドを入力して、上記電力制御誤差を補
正することを特徴とする。
力して上記遅延時間分だけ遅延させて送信電力制御コマ
ンドを出力する遅延回路と、遅延回路から出力された送
信電力制御コマンドを入力して、受信部が送信電力制御
コマンドを入力して生成する送信電力の増分と同一の増
分を生成して出力する増幅器と、増幅器から出力された
増分を上記電力制御誤差に加える加算器とを備えたこと
を特徴とする。
電力と所定の基準電力との差分を取り電力制御誤差を出
力する加算器と、電力制御誤差を入力して電力制御誤差
の値に基づいて送信電力制御コマンドを出力する制御ア
ルゴリズムを備えたことを特徴とする。
局から受信局へ符号分割多元接続(CDMA)方式によ
りデータ送信を行う場合の上記送信局の送信電力を制御
する送信電力制御装置において、上記受信局は、受信し
た送信局からの送信電力に基づいて送信局の送信電力を
制御する送信電力制御コマンドを生成して送信局へ送信
するコマンド生成部を備え、上記送信局は、上記送信電
力制御コマンドを受信し、送信電力制御コマンドに基づ
き送信電力を制御する送信電力制御部を備え、上記送信
電力制御部は、送信電力の増減の単位となる第1のステ
ップサイズと第2のステップサイズを記憶し、第1のス
テップサイズと第2のステップサイズを動的に切り換え
て送信電力の増減を制御することを特徴とする。
を検出する速度検出部と、速度検出部により検出された
送信局の移動速度に基づいて第1のステップサイズと第
2のステップサイズのいずれかを選択決定するステップ
サイズ決定部とを備えたことを特徴とする。
ンドを蓄積する蓄積部と、蓄積した送信電力制御コマン
ドをカウントして送信電力制御コマンドの統計的性質を
判定するカウント部とを備え、上記ステップサイズ決定
部は、カウント部により判定された送信電力制御コマン
ドの統計的性質に基づいて第1のステップサイズと第2
のステップサイズのいずれかを選択決定することを特徴
とする。
の連数をカウントすることを特徴とする。
の連続数をカウントすることを特徴とする。
局から受信局へ符号分割多元接続(CDMA)方式によ
りデータ送信を行う場合の上記送信局の送信電力を制御
する送信電力制御装置において、上記受信局は、受信し
た送信局からの送信電力に基づいて送信局の送信電力を
制御する送信電力制御コマンドを生成して送信局へ送信
するコマンド生成部を備え、上記送信局は、上記送信電
力制御コマンドを受信し、送信電力制御コマンドに基づ
き送信電力を制御する送信電力制御部を備え、上記送信
電力制御部は、送信電力を過去に送信した送信電力の平
均値に設定し直す電力設定部を備えたことを特徴とす
る。
ンドが所定のパターンで発生することを検出する所定パ
ターン検出部と、過去の送信電力制御コマンドの平均値
及び過去の送信電力制御コマンドにより制御された送信
電力の平均値のいずれかを計算して出力する平均化部
と、上記所定パターン検出部が所定のパターンを検出し
た場合に、受信した送信電力制御コマンドによる制御を
停止して、平均化部から出力される平均値を出力するス
イッチ回路を備えたことを特徴とする。
る所定数の連続した送信電力制御コマンドの後に、電力
減少を指示する送信電力制御コマンドが到来するパター
ンであることを特徴とする。
ブロック図である。図1においては、基地局101と移
動局102が電力制御のためクローズドループ制御系を
構成している。移動局のオープンループ制御系について
は、図示していないが、オープンループ制御系も常に動
作して送信電力を制御しているものとする。基地局から
TPCビットが出力されてから、TPCビットが移動局
の送信電力を変化させ、基地局に移動局の送信電力が受
信電力として入力されるまでの遅延(以下、制御遅延又
は遅延時間と呼ぶ)は、1T(Tは、TPC周期)であ
るものとする。103は送信局からの送信電力と所定の
基準電力との差分を取り電力制御誤差εを出力する加算
器である。104は電力制御誤差から送信局の送信電力
の増減を判定して送信電力制御コマンド(TPCビッ
ト)を出力する判定器である。180は受信した送信局
からの送信電力に基づいて送信局の送信電力を制御する
送信電力制御コマンドを生成して送信局へ送信するコマ
ンド生成部であり、コマンド生成部は、受信した送信局
からの送信電力と既に送信局へ送信した送信電力制御コ
マンドとに基づいて送信電力制御コマンドを生成する。
181は遅延時間の間に送信局から受信局に送信された
送信電力制御コマンドによる制御内容に基づいて、受信
した送信電力から生成される送信電力制御コマンドを補
正する補正部である。110は送信電力制御コマンドを
入力して上記遅延時間分だけ遅延させて送信電力制御コ
マンドを出力する遅延回路である。109は遅延回路か
ら出力された送信電力制御コマンドを入力して、受信部
が送信電力制御コマンドを入力して生成する送信電力の
増分と同一の増分を生成して出力する増幅器である。1
08は増幅器から出力された増分を上記電力制御誤差に
加える加算器である。190は上記送信電力制御コマン
ドを受信し、送信電力制御コマンドに基づき送信電力を
制御する送信電力制御部である。図1では、基地局10
1の判定器104に加えて、加算器108、増幅器10
9、遅延回路110を設けている。遅延回路110で
は、判定器104の出力であるTPCビット(±1)を
制御遅延(1T)分遅延させて増幅器109へ出力す
る。遅延回路110の出力は、増幅器109によりΔ倍
され、+Δ又は−Δとなる。増幅器109の出力が、加
算器108において、加算器103から出力された電力
制御誤差から減じられることにより、判定器104にお
いて、新たなTPCビットを生成している。
遅延(1T)が存在する場合の本発明の実施の形態1に
おける送信電力制御装置は、図2,図3に示すように、
規定の範囲内(±1Δ)の変動とすることができる。図
2において、実線は、本発明の制御結果を示している。
図2において、点線は、本発明との比較のため、従来の
送信電力制御装置による制御結果を示している。受信S
IR421<0であり、1T前のTPCビット520が
+1のため、増幅器109の出力は+Δとなり、加算器
108で、受信SIR421の値から+Δが減算される
ので、判定器104から出力されるTPCビット521
は−1となる。1T前のTPCビット520は+1であ
るので、受信SIR422は受信SIR421よりほぼ
Δだけ大きい値となる。次に、受信SIR422≧0で
あり、1T前のTPCビット521が−1のため、TP
Cビット522は+1となる。1T前のTPCビット5
21は−1であるので、受信SIR423は受信SIR
422よりほぼΔだけ小さい値となる。次に、受信SI
R423<0であり、1T前のTPCビット522が+
1のため、TPCビット523は−1となる。1T前の
TPCビット522は+1であるので、受信SIR42
4は受信SIR423よりほぼΔだけ大きい値となる。
以下、同様な動作を繰り返す。
おいて、電力制御誤差から1T前の送信されたTPCビ
ットとステップサイズとの積を予め引いた値から新たな
TPCビットを作成しているため、制御遅延による変動
は、±Δ以下に抑制される。
延が存在する場合、受信電力には、1T前に既に出力し
たTPCビットによる電力制御が反映されておらず、既
に出力したTPCビットによる電力制御が後に実行され
ることから、後に実行されるTPCビットによる電力制
御の分だけ予め割り引いて電力制御をしてやることによ
り、制御遅延により生ずる寄生変動を除去するようにし
たものである。
態2のブロック図であり、制御遅延は2Tとしている。
図4では、図1における基地局101の遅延回路110
と加算器108の間に、増幅器109と並列に遅延回路
118と増幅器117を挿入している。図5,図6は、
この実施の形態の動作を説明する図である。加算器10
8は、加算器103から出力された受信SIRから、増
幅器117,109から出力された電力を減算する。即
ち、この実施の形態では、1T前と2T前に既に出力し
た2つのTPCビットによる電力制御が反映されていな
いことに着目し、この2つのTPCビットによる電力制
御が反映された場合に送信電力がどうなるかを予め判定
し、その判定結果に対して電力制御を行おうとするもの
である。このように構成することにより、1周期での遅
延を遅延回路110と増幅器109で除去し、2周期で
の遅延を遅延回路118、増幅器117で除去すること
ができるため、制御遅延が2Tの場合に受信SIR変動
を±Δ以内に抑えることができる。
ることにより、同様の効果を奏することは自明である。
態3のブロック図であり、制御遅延は1Tとする。図7
は、図1における判定器104、加算器108、増幅器
109、遅延回路110を削除し、制御アルゴリズム1
19で示している。
トを示す。なお、フローチャート中、εは「基地局受信
SIR−基準SIR」を表し電力制御誤差を示す。TP
Cnは、現在のTPCビットを表し、TPCn-1 は、1
T前のTPCビットを表す。また、TPCT は、TPC
ビットの極性反転を表す。処理201では、加算器10
3から出力される電力制御誤差εと1Tだけ過去のTP
Cビットを入力する。分岐202では、電力制御誤差ε
>+Δを判定し、YESならば処理206を実行し、N
Oならば更に分岐203を実行する。分岐203では、
電力制御誤差ε<−Δを判定し、YESならば処理20
5を実行し、NOならば処理204を行う。即ち、電力
制御誤差ε<−Δの場合に処理205、−Δ≦電力制御
誤差ε≦Δの場合に処理204、電力制御誤差ε>Δの
場合に処理206が実行される。そして、処理204で
は、新たなTPCビットは1Tだけ過去のTPCビット
の極性反転を行う。処理205では、新たなTPCビッ
トは+1とされる。処理206では、新たなTPCビッ
トは−1とされる。それぞれの場合に応じたTPCビッ
トの値が、移動局に向けて送信されることとなる。
御遅延が1Tの場合に、TPCビットが2回連続して同
極性になってしまうのを防止するものである。即ち、今
回のTPCビットにより1T前のTPCビットを除去す
ることにより、電力制御が±Δ以内となることを利用し
ている。そのため、チャネルの電力変動が緩慢な場合に
は、電力制御誤差が小さくなり、その結果、チャネル容
量の増大をもたらす。一方、チャネルの電力変動が急峻
の場合、かつ、制御遅延が1T存在する場合、通常の制
御に比べて追随特性が1Tだけ遅延する。そのため、チ
ャネルの電力変動が急峻であることによる電力制御誤差
が大きくなることが考えられるが、移動局の移動速度が
低速である場合は、チャネルの電力変動が急峻の場合の
発生頻度自体が少なく問題とならない。また、移動速度
が高速であっても、RAKE受信や空間ダイバーシチ
等、公知の技術によりチャネルの電力変動が急峻の場合
の発生頻度を少なくでき、総合では送信電力制御誤差特
性を大きく改善できる。
を示している。特性C及び特性Dは、本方式による電力
制御誤差特性を示している。特性Cは、従来の特性Aに
対応しているものである。特性Dは、従来の特性Bに対
応しているものである。本方式の採用により、電力制御
誤差特性が大きく改善されている。
局に移動局の移動速度、即ち、fDTを検出する手段を
設け、それにより最適なステップサイズΔを選択する場
合について説明する。fDTの検出は、後述するよう
に、例えば、所定数で平均化した受信したTPCビット
の統計量(例えば、後述する連続数又は連数)と、基準
値とを比較することにより行う。
御装置のブロック図を図10に示す。図10において、
182は移動局の移動速度を検出する速度検出部であ
る。また、192は同じく移動局の移動速度を検出する
速度検出部である。図10では、図1のブロック図にお
ける移動局102にTPCビット蓄積部114、連数・
連続数カウント部(単に、カウント部ともいう)11
5、ステップサイズ(Δ)決定部116が追加されてい
る。また、基地局101に、TPCビット蓄積部11
1、連数・連続数カウント部112、Δ決定部113が
追加されている。まず、移動局102において、受信さ
れたTPCビットは、TPCビット蓄積部114によ
り、所定のビット数だけ格納される。格納されたTPC
ビットは、連数・連続数カウント部115により、連数
及び連続数がカウントされる。カウントされた連数及び
連続数は、Δ決定部116に入力され、ここで現在のス
テップサイズΔと、連数カウント及び連続数カウントを
もとに、新たなステップサイズΔを決定する。増幅器1
05では、その決定されたステップサイズΔとTPCビ
ットとの積を出力する。また、基地局101において遅
延回路110により遅延されたTPCビットは、TPC
ビット蓄積部111により、所定のビット数だけ格納さ
れる。格納されたTPCビットは、連数・連続数カウン
ト部112により、連数及び連続数がカウントされる。
カウントされた連数及び連続数は、Δ決定部113に入
力され、ここで現在のステップサイズΔと、連数カウン
ト及び連続数カウントをもとに、新たなステップサイズ
Δを決定する。増幅器109では、その決定されたステ
ップサイズΔとTPCビットとの積を出力する。
ではステップサイズΔ=Δ1dBを選択し、fDT>
0.01ではステップサイズΔ=Δ2dBを選択するこ
とにより、電力制御誤差特性の改善が図ることができ
る。これを実現するためには、移動局の移動速度、即
ち、fDTを測定する手段が必要となる。この実施の形
態では、fDTを測定するために、TPCビットの統計
的性質を用いる。ここでは、一例として、予めシミュレ
ーションや実測により取得したTPCビットの連数の頻
度、或いは、連続数の頻度と、実際に伝送したTPCビ
ットを規定のシンボル数で平均化することにより求めた
連数の頻度、或いは、連続数の頻度を用いる。又は、予
めシミュレーションや実測により取得したTPCビット
の連数、或いは、連続数と、実際に伝送したTPCビッ
トの連数、或いは、連続数を用いる。ここで連数とは、
同一極性のTPCビットの連なりの数である。例えば、
サンプルとして蓄積した10個(サンプル数S=10)
のTPCビットが{+1,+1,+1,+1,−1,−
1,−1,+1,+1,−1}である時は、図11のよ
うにカウントする。結果として、図12に示すような連
数のカウント表(頻度表)を作成することができる。但
し、連数の頻度を求める分母は、簡単のためサンプル数
Sに揃えている。また、連続数とは、所定のサンプル数
SのTPCビットの中のN個の連続するTPCビットが
同極性である数であり、例えば、サンプルとして蓄積し
た10個(サンプル数S=10)のTPCビットが{+
1,+1,+1,+1,−1,−1,−1,+1,+
1,−1}である時は、図13のようにカウントする。
結果として、図14に示すような連続数のカウント表
(頻度表)を作成することができる。
する連数の頻度分布(Δ=Δ1dB)を図15に、M=
m(1≦m≦S)の場合のfDTに対する連数の頻度分
布(Δ=Δ2dB)を図16に示す。但し、連数の頻度
を求める分母は、簡単のためサンプル数Sに揃えてい
る。また、N=n(0≦n≦S)の場合のfDTに対す
る連続数の頻度分布(Δ=Δ1dB)を図17に、N=
n(0≦n≦S)の場合のfDTに対する連続数の頻度
分布(Δ=Δ2dB)を図18に示す。図15及び図1
6は、Δ=Δ1dBとΔ=Δ2dBの場合に、予めシミ
ュレーション、或いは、実測により取得したTPCビッ
トの連数頻度の図である。図の横軸は、移動局の移動速
度を示すfDTである。縦軸は、連続数M=mの場合の
連数頻度である。ここで注目すべき点は、fDT=0.
01の連数頻度である。Δ=Δ1dBの場合の連数頻度
がα1/Sであり、Δ=Δ2dBの場合の連数頻度がα
2/Sであるものとする。シミュレーション、或いは、
実測の結果から得られた頻度分布により、Δ=Δ1dB
で電力制御を行っている場合、連数の頻度がα1/Sよ
り大きい場合には、移動局の移動速度を示すfDTが
0.01以下であるということを判定することができ
る。従って、連数の頻度がα1/Sより大きい場合に
は、Δ=Δ1dBを用いて電力を制御する。また、Δ=
Δ1dBを用いて電力を制御している最中に、連数頻度
がα1/Sより小さな値になった場合には、移動局の移
動速度を示すfDTが0.01以上であるということが
判定できる。連数頻度がα1/Sより小さな値になった
場合には、ステップサイズを切り換える必要がある。即
ち、Δ=Δ2dBに切り換えて電力制御を行う。図1
7,図18は、前述した連数頻度の代わりに、連続数頻
度を用いる場合を示している。図17,図18の場合も
シミュレーション、或いは、実測の結果に基づきΔ=Δ
1dBとΔ=Δ2dBの場合のTPCビットの連続数頻
度を求めたものである。この結果から、移動局の速度を
示すfDTの値が0.01以下か0.01以上かを連続
数頻度の値β1/Sとβ2/Sから判定することができ
る。図15から図18に示した特性より、Δ=Δ1dB
及びΔ=Δ2dBの切り換え基準を、図19に示すよう
に設定すると、fDT=0.01での切り換えができ
る。また、連数頻度と連続数頻度の両方の切り換え基準
を用いることにより、頻繁な切り換えを起こらなくする
ことができる。
は、連数頻度及び連続数頻度を用いてステップサイズを
変更する場合を説明したが、連数カウント、連続数カウ
ントを用いてステップサイズを切り換えるようにしても
構わない。図12及び図14に示したように、連数カウ
ント、連続数カウントをサンプル数Sで除算したものが
連数頻度、連続数頻度であるから、いずれを用いた場合
でもステップサイズの切り換え基準とすることができ
る。
を用いて更に詳しく説明する。ここでは、連数カウント
及び連続数カウントを用いてステップサイズを決定する
場合について説明する。図20において、Δ決定部11
6は、比較器301,302,303,304、AND
ゲート305、NANDゲート306、セレクタ30
7,308から構成される。ステップサイズΔの初期値
をΔ1dBと仮定し、セレクタ307,308の入力
は、それぞれANDゲート305の出力、Δ1dBを選
択するように与えられている。連数・連続数カウント部
115でカウントされた連数は、比較器301及び30
3に供給される。比較器301では、連数カウントと基
準値1とを比較する。基準値1は、上記α1に対応し、
比較器301の出力は、連数カウント<α1の時+1と
なり、連数カウント≧α1の時−1となる。一方、比較
器303では、連数カウントと基準値3とを比較する。
基準値3は、上記α2に対応し、比較器303の出力
は、連数カウント≧α2の時+1となり、連数カウント
<α2の時−1となる。また、連数・連続数カウント部
115でカウントされた連続数は、比較器302及び3
04に供給される。比較器302では、連続数カウント
と基準値2とを比較する。基準値2は、上記β1に対応
し、比較器302の出力は、連続数カウント≧β1の時
+1となり、連続数カウント<β1の時−1となる。一
方、比較器304では、連続数カウントと基準値4とを
比較する。基準値4は、上記β2に対応し、比較器30
4の出力は、連続数カウント<β2の時+1となり、連
続数カウント≧β2の時−1となる。ANDゲート30
5には、比較器301と比較器302の出力が供給さ
れ、それらがともに+1の時+1を出力し、その他の時
−1を出力する。ANDゲート305の出力が+1とな
るのは、連数カウント<α1、かつ、連続数カウント≧
β1の場合である。NANDゲート306には、比較器
303と比較器304の出力が供給され、それらがとも
に+1の時−1を出力し、その他の時+1を出力する。
NANDゲート306の出力が−1となるのは、連数カ
ウント≧α2、かつ、連続数カウント<β2の場合であ
る。セレクタ307には、ANDゲート305とNAN
Dゲート306の出力が供給され、初期時にはANDゲ
ート305の出力が選択されている。ANDゲート30
5出力が−1、即ち、連数カウント<α1、かつ、連続
数カウント≧β1を満たさない時は、セレクタ307
は、ANDゲート305出力を選択し続け、セレクタ3
08もΔ=Δ1dBを選択し続ける。一方、ANDゲー
ト305の出力が+1となった時、即ち、連数カウント
<α1、かつ、連続数カウント≧β1を満たす時は、セ
レクタ307は、NANDゲート306の出力を選択す
る。そして、セレクタ308は、ステップサイズΔ=Δ
2dBを選択する。セレクタ307の出力が、NAND
ゲート306の出力に切り替わった後は、NANDゲー
ト306の出力が+1、即ち、連数カウント≧α2、か
つ、連続数カウント<β2を満たさない時は、セレクタ
307は、NANDゲート306の出力を選択し続け、
セレクタ308もステップサイズΔ=Δ2dBを選択し
続ける。一方、NANDゲート306の出力が−1とな
った時、即ち、連数カウント≧α2、かつ、連続数カウ
ント<β2を満たす時は、セレクタ307は、NAND
ゲート306の出力を選択する。そして、セレクタ30
8は、ステップサイズΔ=Δ1dBを選択する。以上の
ように、Δ決定部は動作するため、 ・TPCビットの統計的性質を用いてfDTの検出が可
能となる。 ・連数及び連続数を観測するため、測定精度が向上す
る。 ・連数及び連続数のAND条件のため、切換頻度が緩和
される。 などの効果がある。
1のように、ANDゲート305の代わりにORゲート
309、NANDゲート306の代わりにNORゲート
310を用いる構成や、図22のように、連数のみを用
いる構成、図23のように、連続数のみを用いる構成な
どがある。図22,図23には、説明の便宜上NOTゲ
ートを用いたが、図22では、NOTゲート311を削
除し、比較器303の入力を入れ替えてもよい。また、
図23では、NOTゲート312を削除し、比較器30
4の入力を入れ替えてもよい。なお、連数カウント、連
続数カウント、基準値1〜4(α1,β1,α2,β
2)の代わりに、それぞれをサンプル数で割った連数頻
度、連続数頻度、基準値5〜8(α1/S,β1/S,
α2/S,β2/S)を用いてもよい。
す図である。図24に示す構成は、従来の構成に速度検
出部192とΔ決定部116を追加したものである。図
24に示す場合は、実施の形態1で示した制御遅延に基
づく送信電力制御コマンドの修正を行わずに、単に移動
局の移動速度を検出してステップサイズを切り換える場
合を示している。このように、移動局の移動速度をTP
Cビットの統計的性質から判断することによってステッ
プサイズを決定することにより、電力制御誤差を小さく
することが可能である。
IRから基地局の受信SIRを引いた値である電力制御
誤差を小さくするように、第1のステップサイズΔ1と
第2のステップサイズΔ2を切り換えることを特徴とす
る。上記ステップサイズの切り換えは、移動局の移動速
度を検出し、移動速度が遅い場合に第1のステップサイ
ズΔ1を選択し、移動速度が速い場合に、第1のステッ
プサイズΔ1よりステップサイズが大きい第2のステッ
プサイズΔ2を選択することを特徴とする。移動速度の
検出は、所定の時間における送信電力制御コマンドの連
数カウントと基準値との比較結果より行うことを特徴と
する。また、移動速度の検定は、所定の時間における送
信電力制御コマンドの連続数カウントと基準値との比較
結果より行うことを特徴とする。また、ステップサイズ
決定部は、第1ステップサイズにおける送信電力制御コ
マンドの連数カウントが第1の基準値以下の時に第2の
ステップサイズに切り換えを行い、第2のステップサイ
ズにおける送信電力制御コマンドの連数カウントが第3
の基準値以上の時に第1のステップサイズに切り換える
ように動作させることを特徴とする。また、ステップサ
イズ決定部は、第1のステップサイズにおける送信電力
制御コマンドの連続数カウントが第2の基準値以上の時
にで第2のステップサイズに切り換えを行い、第2のス
テップサイズにおける送信電力制御コマンドの連続数カ
ウントが第4の基準値以下の時に第1のステップサイズ
に切り換えるように動作させることを特徴とする。ま
た、ステップサイズ決定部は、第1のステップサイズに
おける送信電力制御コマンドの連数カウントが第1の基
準値以下で、かつ、連続数カウントが第3の基準値以上
の時にで第2のステップサイズに切り換えを行い、第2
のステップサイズにおける送信電力制御コマンドの連数
カウントが第2の基準値以上で、かつ、連続数カウント
が第4の基準値以下の時に第1のステップサイズに切り
換えを行うように動作させることを特徴とする。
なチャネル電力変化時でもシステムへの干渉を低減する
ように、急激な電力変動を検出する手段を設け、検出時
には移動局の送信電力を所定のTPCビットを用いて平
均電力に戻すようする場合を説明する。急激な電力変動
の検出は、TPCビットの蓄積から、所定パターンを検
出することに行う。この実施の形態5では、fDTが大
きい領域での変動に対する追随特性を向上させることが
でき、システムに与える干渉を抑え、それによりシステ
ムの加入者容量の増大を図ることができる。
ブロック図を示す。これは、図10の移動局102に新
たに所定パターン検出部120、平均化部121、スイ
ッチ122及び123からなるスイッチ回路を追加し、
基地局101に新たに所定パターン検出部127、平均
化部128、スイッチ129を追加したものである。図
25において、193は送信電力を過去に送信した送信
電力の平均値に設定し直す電力設定部である。120は
TPCビットが所定のパターンを発生したことを検出す
る所定パターン検出部である。121は過去において発
生した所定数のTPCビットの平均値を計算して出力す
る平均化部である。194は平均化部が出力した平均値
に対してステップサイズを積算する増幅器である。移動
局102において、TPCビット蓄積部114に蓄積さ
れたTPCビットは、所定パターン検出部120で、所
定パターンの検出を行うために、また、平均化部121
でTPCビットの平均値を求めるために用いられる。所
定パターン検出部では、所定パターン[+1,+1,+
1,+1,+1,+1,+1,+1,+1,−1]を検
出した時+1を出力し、それ以外の時−1を出力する。
所定パターンが検出されない時、即ち、所定パターン検
出部120の出力が−1の時は、スイッチ122はオ
ン、スイッチ123はオフとなっている。これで図10
と同一の構成になる。一方、所定パターンが検出された
時、即ち、所定パターン検出部120の出力が+1の時
は、スイッチ122がオフ、スイッチ123はオンとな
る。このため、所定パターンの検出がない時は、図10
と同一の動作を行うが、所定パターン検出時は、加算器
106と遅延回路107による積分がリセットされ、平
均化部121の値にステップサイズを積算したものが移
動局の送信電力として出力される。基地局でも同様に、
所定パターン検出部127で所定パターンの検出、平均
化部でTPCビットの平均化を行い、スイッチ129で
は、所定パターンの検出がない時は増幅器109の出力
を選択し、所定パターンの検出時は平均化部128の出
力にステップサイズを積算したものを選択する。
す図である。例えば、TPCビットによる所定パターン
[+1,+1,+1,+1,+1,+1,+1,+1,
+1,−1]を検出し、その時、TPCビットの平均値
にステップサイズを積算したものを平均値603として
再設定する。TPCビットの所定パターンは、n回連続
で+1を受信した後、−1を受信するパターンとすると
合理的である。また、平均値は、例えば、過去100T
PCビット分のTPCビットの平均値とするとよい。図
26に示すように、平均値603に設定されることによ
り、従来生じていたシステムへの干渉が大幅に減少す
る。
す図である。図27は、従来の構成に、この実施の形態
の特徴である電力設定部を付加したものである。図27
に示す構成によれば、急激なチャネルの電力変動に対し
ても、システムへの干渉を少なくすることができる。な
お、前述した実施の形態においては、TPCビットの平
均値を算出する場合について説明したが、TPCビット
を用いずに、送信電力制御部190から出力される送信
電力の平均値を用いるようにしても構わない。図28に
おいて、196は過去に送信した送信電力の値を記憶
し、平均値を算出する平均化部である。195は所定パ
ターン検出部120が所定のパターンが検出した場合
に、平均化部196から出力される平均値を送信電力と
して選択するスイッチである。図28に示したように、
送信電力の平均値を用いて送信電力を設定し直す場合で
あっても構わない。
うに構成されているため、送信電力制御誤差が低減し、
システムの加入者容量を増大できる効果がある。
延時間に基づいた送信電力制御コマンドの補正を行うこ
とができる。
力された送信電力制御コマンドを用いて、現在の電力制
御誤差を補正することにより適切な送信電力制御を行う
ことができる。
ウェアにより構成することができる。
ソフトウェアにより行うことができる。
ば、ステップサイズを切り換えて電力を制御することに
より送信電力制御誤差が低減し、システムの加入者容量
を増大できる効果がある。
度に基づいてステップサイズを切り換えることができ
る。
マンドの統計的性質を利用して移動速度を検出すること
ができる。
マンドの連数をカウントすることで送信局の移動速度を
検出することができる。
マンドの連続数をカウントすることで送信局の移動速度
を検出することができる。
電力を設定し直すように構成されているため、他の移動
局への干渉が低減できるため、システムの加入者容量を
増大できる効果がある。
の送信電力の平均値とすることができる。
マンドの所定のパターンから他の移動局への干渉の度合
いを判定して送信電力を設定し直すことが可能になる。
置を示すブロック図である。
置における制御遅延が1Tの場合の基地局受信電力の時
間変動を説明する図である。
置における制御遅延が1Tの場合の基地局受信電力の時
間変動を説明する図である。
置を示すブロック図である。
置における制御遅延が2Tの場合の基地局受信電力の時
間変動を説明する図である。
置における制御遅延が2Tの場合の基地局受信電力の時
間変動を説明する図である。
置を示すブロック図である。
置の制御アルゴリズムを説明するフローチャート図であ
る。
誤差特性を示す図である。
装置を示すブロック図である。
る。
波数検出を説明する図である。
波数検出を説明する図である。
波数検出を説明する図である。
波数検出を説明する図である。
示す図である。
装置のステップサイズ決定部の構成図である。
装置のステップサイズ決定部の構成図である。
装置のステップサイズ決定部の構成図である。
装置のステップサイズ決定部の構成図である。
装置を示すブロック図である。
装置を示すブロック図である。
装置の動作を示す図である。
装置を示すブロック図である。
装置を示すブロック図である。
である。
がないの場合の基地局受信電力の時間変動を説明する図
である。
が1Tの場合の基地局受信電力の時間変動を説明する図
である。
差特性を示す図である。
が1の場合の基地局受信電力の時間変動を説明する図で
ある。
04 判定器、105増幅器、106 加算器、107
遅延回路、108 加算器、109 増幅器、110
遅延回路、111 TPCビット蓄積部、112 連
数・連続数カウント部、113 ステップサイズ決定
部、114 TPCビット蓄積部、115 連数・連続
数カウント部、116 ステップサイズ決定部、117
増幅器、118 遅延回路、119 制御アルゴリズ
ム、180 コマンド生成部、181 補正部、183
電力設定部、184 増幅器、190 送信電力制御
部、182 速度検出部、192 速度検出部、193
電力設定部、194 増幅器、195 スイッチ、1
96 平均化部、301 比較器、302 比較器、3
03 比較器、304 比較器、305 ANDゲー
ト、306 NANDゲート、307 セレクタ、30
8 セレクタ、309 ORゲート、310NORゲー
ト、311 NOTゲート、312 NOTゲート、4
01 基地局受信SIR、402 基地局受信SIR、
403 基地局受信SIR、404基地局受信SIR、
411 基地局受信SIR、412 基地局受信SI
R、413 基地局受信SIR、414 基地局受信S
IR、421 基地局受信SIR、422 基地局受信
SIR、423 基地局受信SIR、424 基地局受
信SIR、501 TPCビット、502 TPCビッ
ト、503 TPCビット、504 TPCビット、5
10 TPCビット、511 TPCビット、512
TPCビット、513 TPCビット、514 TPC
ビット、520TPCビット、521 TPCビット、
522 TPCビット、523 TPCビット、524
TPCビット、603 平均値。
Claims (13)
- 【請求項1】 送信局から受信局へ符号分割多元接続
(CDMA)方式によりデータ送信を行う場合の上記送
信局の送信電力を制御する送信電力制御装置において、 上記受信局は、受信した送信局からの送信電力に基づい
て送信局の送信電力を制御する送信電力制御コマンドを
生成して送信局へ送信するコマンド生成部を備え、 上記送信局は、上記送信電力制御コマンドを受信し、送
信電力制御コマンドに基づき送信電力を制御する送信電
力制御部を備え、 上記コマンド生成部は、受信した送信局からの送信電力
と既に送信局へ送信した送信電力制御コマンドとに基づ
いて送信電力制御コマンドを生成することを特徴とする
送信電力制御装置。 - 【請求項2】 上記コマンド生成部は、送信局が、ある
送信電力制御コマンドを受信局に送信してから、受信局
がその送信電力制御コマンドに基づいて送信局の送信電
力を変化させ、その送信電力が受信局に入力されるまで
に遅延時間がある場合、その遅延時間の間に送信局から
受信局に送信された送信電力制御コマンドによる制御内
容に基づいて、受信した送信電力から生成される送信電
力制御コマンドを補正する補正部を備えたことを特徴と
する請求項1記載の送信電力制御装置。 - 【請求項3】 上記コマンド生成部は、送信局からの送
信電力と所定の基準電力との差分を取り電力制御誤差を
出力する加算器と、上記電力制御誤差から送信局の送信
電力の増減を判定して送信電力制御コマンドを出力する
判定器とを備え、上記補正部は、判定器から出力される
送信電力制御コマンドを入力して、上記電力制御誤差を
補正することを特徴とする請求項2記載の送信電力制御
装置。 - 【請求項4】 上記補正部は、送信電力制御コマンドを
入力して上記遅延時間分だけ遅延させて送信電力制御コ
マンドを出力する遅延回路と、遅延回路から出力された
送信電力制御コマンドを入力して、受信部が送信電力制
御コマンドを入力して生成する送信電力の増分と同一の
増分を生成して出力する増幅器と、増幅器から出力され
た増分を上記電力制御誤差に加える加算器とを備えたこ
とを特徴とする請求項2記載の送信電力制御装置。 - 【請求項5】 上記コマンド生成部は、送信局からの送
信電力と所定の基準電力との差分を取り電力制御誤差を
出力する加算器と、電力制御誤差を入力して電力制御誤
差の値に基づいて送信電力制御コマンドを出力する制御
アルゴリズムを備えたことを特徴とする請求項1記載の
送信電力制御装置。 - 【請求項6】 送信局から受信局へ符号分割多元接続
(CDMA)方式によりデータ送信を行う場合の上記送
信局の送信電力を制御する送信電力制御装置において、 上記受信局は、受信した送信局からの送信電力に基づい
て送信局の送信電力を制御する送信電力制御コマンドを
生成して送信局へ送信するコマンド生成部を備え、 上記送信局は、上記送信電力制御コマンドを受信し、送
信電力制御コマンドに基づき送信電力を制御する送信電
力制御部を備え、 上記送信電力制御部は、送信電力の増減の単位となる第
1のステップサイズと第2のステップサイズを記憶し、
第1のステップサイズと第2のステップサイズを動的に
切り換えて送信電力の増減を制御することを特徴とする
送信電力制御装置。 - 【請求項7】 上記送信電力制御部は、送信局の移動速
度を検出する速度検出部と、速度検出部により検出され
た送信局の移動速度に基づいて第1のステップサイズと
第2のステップサイズのいずれかを選択決定するステッ
プサイズ決定部とを備えたことを特徴とする請求項6記
載の送信電力制御装置。 - 【請求項8】 上記速度検出部は、上記送信電力制御コ
マンドを蓄積する蓄積部と、蓄積した送信電力制御コマ
ンドをカウントして送信電力制御コマンドの統計的性質
を判定するカウント部とを備え、上記ステップサイズ決
定部は、カウント部により判定された送信電力制御コマ
ンドの統計的性質に基づいて第1のステップサイズと第
2のステップサイズのいずれかを選択決定することを特
徴とする請求項7記載の送信電力制御装置。 - 【請求項9】 上記カウント部は、送信電力制御コマン
ドの連数をカウントすることを特徴とする請求項8記載
の送信電力制御装置。 - 【請求項10】 上記カウント部は、送信電力制御コマ
ンドの連続数をカウントすることを特徴とする請求項8
記載の送信電力制御装置。 - 【請求項11】 送信局から受信局へ符号分割多元接続
(CDMA)方式によりデータ送信を行う場合の上記送
信局の送信電力を制御する送信電力制御装置において、 上記受信局は、受信した送信局からの送信電力に基づい
て送信局の送信電力を制御する送信電力制御コマンドを
生成して送信局へ送信するコマンド生成部を備え、 上記送信局は、上記送信電力制御コマンドを受信し、送
信電力制御コマンドに基づき送信電力を制御する送信電
力制御部を備え、 上記送信電力制御部は、送信電力を過去に送信した送信
電力の平均値に設定し直す電力設定部を備えたことを特
徴とする送信電力制御装置。 - 【請求項12】 上記電力設定部は、 上記送信電力制御コマンドが所定のパターンで発生する
ことを検出する所定パターン検出部と、 過去の送信電力制御コマンドの平均値及び過去の送信電
力制御コマンドにより制御された送信電力の平均値のい
ずれかを計算して出力する平均化部と、 上記所定パターン検出部が所定のパターンを検出した場
合に、受信した送信電力制御コマンドによる制御を停止
して、平均化部から出力される平均値を出力するスイッ
チ回路を備えたことを特徴とする請求項11記載の送信
電力制御装置。 - 【請求項13】 上記所定のパターンは、電力増加を指
示する所定数の連続した送信電力制御コマンドの後に、
電力減少を指示する送信電力制御コマンドが到来するパ
ターンであることを特徴とする請求項12記載の送信電
力制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27620696A JP3254390B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 送信電力制御装置 |
US08/850,223 US5924043A (en) | 1996-10-18 | 1997-05-01 | Method and apparatus for controlling transmission power in a cellular mobile communication system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27620696A JP3254390B2 (ja) | 1996-10-18 | 1996-10-18 | 送信電力制御装置 |
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