JPH1141138A - Ｃｄｍａ送受信機 - Google Patents

Ｃｄｍａ送受信機

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JPH1141138A
JPH1141138A JP19538797A JP19538797A JPH1141138A JP H1141138 A JPH1141138 A JP H1141138A JP 19538797 A JP19538797 A JP 19538797A JP 19538797 A JP19538797 A JP 19538797A JP H1141138 A JPH1141138 A JP H1141138A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＤＭＡ送受信機において送信アンプに要求
されるダイナミックレンジを減らすとともに消費電流を
低減する。 【解決手段】 基地局から送信電力制御ビットが送られ
ると、送信電力制御回路１０９は送信電力制御ビットに
基づいて送信アンプの送信電力及び送信ＯＮ／ＯＦＦ比
を制御する。つまり、送信電力制御ビットに応じて平均
送信電力を決定する。この際、｛平均送信電力＝（送信
ＯＮ時の送信電力）×（送信ＯＮの時間率）｝及び｛送
信ＯＮ時の送信電力≦送信アンプで送信可能な最大送信
電力｝に応じて送信ＯＮの時間率を可能な限り小さくす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は移動通信システムに
関し、特に、直接拡散符号分割多元接続（ＤＳ−ＣＤＭ
Ａ）方式を用いた自動車電話・携帯電話システム（セル
ラシステム）に用いられるＣＤＭＡ送受信機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ）方
式を用いたセルラシステムとして、例えば、北米標準の
ＴＩＡ／ＥＩＡ ＩＳ−９５に記載されたものが知られ
ている。このＩＳ−９５では、１フレーム（２０ｍｓ）
が１６個の１．２５ｍｓ長のスロットに分割されてお
り、このスロット単位に送信電力制御が行われる。
【０００３】つまり、基地局では各スロット毎に受信品
質を測定して、測定受信品質を予め定められた目標品質
と比較して、受信品質が目標品質を上回っている場合に
は移動局に送信電力を下げるように指示し、一方、受信
品質が目標品質を下回っている場合には移動機に送信電
力を上げるよう指示する。この移動局に送信電力レベル
を指示する際には、基地局から送信電力制御ビットが移
動局に対して送られる。そして、この送信電力制御ビッ
トは基地局から移動局へ送信される通信チャネルに多重
化されて伝送される。
【０００４】移動局は通信チャネルから送信電力制御ビ
ットを多重分離し、基地局から送信電力を上げるよう指
示された場合には次スロットの送信電力を現在のスロッ
ト（現スロット）の送信電力よりも１ｄＢだけ大きくし
て送信し、一方、基地局から送信電力を下げるよう指示
された場合には次スロットの送信電力を現スロットの送
信電力より１ｄＢだけ小さくして送信する。
【０００５】ＣＤＭＡ方式を用いたセルラシステムで
は、どのような場合でも各移動局の受信品質が基地局に
おいて均等となっていないと、受信品質の低い移動局か
らの信号を全く受信できなくなり、システム的に破綻を
きたしてしまう。
【０００６】セルラシステムにおいて移動局はサービル
エリア内で自由に動き回るため、受信品質は基地局との
距離による伝搬ロス，伝搬経路が遮断されること等によ
るシャドウイング、及び複数の伝搬経路を反射して電波
が伝わることによるマルチパスフェージング等によって
大きく変化する。そして、このような変化に対応できる
ように、ＩＳ−９５等に記載されたＣＤＭＡ移動局では
６０〜８０ｄＢの範囲で送信電力を精密に（例えば１ｄ
Ｂ以下の精度で）制御できなければならない。
【０００７】加えて、ＩＳ−９５に記載されたリバース
リンク（移動局送信→基地局受信）では、９．６ｋｂｐ
ｓ、４．８ｋｂｐｓ、２．４ｋｂｐｓ、及び１．２ｋｂ
ｐｓの４種類のビットレートから１種類を選択して送受
信できる。９．６ｋｂｐｓを基本レ−トとして、その１
／２、１／４、１／８のビットレートで送信するときに
は、それぞれ送信デ−タを１／２、１／４、１／８に間
引いて送信することによって可変レート伝送を実現して
いる。つまり、１フレーム（２０ｍｓ）を１６個の１．
２５ｍｓ長のスロットに分割して、９．６ｋｂｐｓの基
本レ−トで送信する際には、全１６スロットで送信し、
４．８ｋｂｐｓ、２．４ｋｂｐｓ、１．２ｋｂｐｓのビ
ットレートでは、それぞれ１フレームあたり８、４、２
スロットでのみ送信し、それ以外のスロットでは送信を
停止する。
【０００８】このように、ＣＤＭＡにおける送信電力制
御は、１ｂｉｔ（ビット）当たりの受信品質（Ｅｂ／Ｉ
ｏ：１ｂｉｔ当たりの受信電力Ｅｂと１Ｈｚ当たりの干
渉電力Ｉｏの比）を一定にする必要がある。
【０００９】ＩＳ−９５に記載されたリバースリンクで
は、伝送ビットレートに応じて送信するスロット数、即
ち、送信ＯＮ／ＯＦＦ（オン／オフ）比を変えることに
よって、伝送ビットレートによらず受信品質（Ｅｄ／Ｉ
ｏ）が一定となるように制御しているものの、送信ＯＮ
／ＯＦＦ比は伝送ビットレートにより一義的に決めら
れ、送信電力に応じて変化していない。
【００１０】また、特開平５−１０２９４３号公報に記
載されたスペクトル拡散伝送方式にも、可変ビットレー
ト伝送の際の送信電力制御手法が記載されている。つま
り、ここでは、伝送ビットレートに応じて拡散率を可変
とするとともに拡散率に逆比例して送信電力制御を制御
しており、これによって、１ビット当たりの送信電力を
一定としているものの、ここでは、伝送ビットレートに
関わらず常に連続送信を行っている。
【００１１】さらに、特開昭６３−３１３９３２号公報
に記載されたスペクトラム拡散通信装置にも送信電力制
御手法が記載されている。つまり、ここでは、送信拡散
符号と受信拡散符号との位相差から送受信機間の距離を
検出して、この検出距離に応じて送信電力を制御してい
るものの、送信電力に応じて送信ＯＮ／ＯＦＦ比を変化
させていない。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＩＳ−９５
に記載されたリバースリンクのように、ビットレートが
一定の範囲では送信ＯＮの時間率あるいは拡散率を変化
させず、単純に送信電力を１ｄＢずつ上げ下げする手法
では、前述のように、移動局の送信電力を６０ｄＢ（な
いしは８０ｄＢ）の制御範囲で精度良く制御できなけれ
ばならず、移動局の電力増幅器（送信アンプ）の設計が
複雑になってしまうという問題点がある。
【００１３】加えて、上述のように、広いダイナミック
レンジで送信アンプを線形動作させるためには、低い送
信電力で送信する際にも、最大送信電力で送信する場合
と同じバイアス電流で送信アンプのトランジスタを動作
させる必要があり、平均送信電力ではなく最大送信電力
で移動局のパワーアンプの消費電流が決定されてしま
い、電力効率が良くないという問題点がある。
【００１４】本発明の目的は、送信電力増幅器（送信ア
ンプ）に要求されるダイナミックレンジを提言して回路
を簡易化することのできるＣＤＭＡ送受信機を提供する
ことにある。
【００１５】本発明の他の目的は、平均送信電力が小さ
い場合には、送信ＯＦＦとする時間を増して送信アンプ
の消費電流を低減するのできるＣＤＭＡ送受信機を提供
することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、基地局
及び移動局を備え、直接拡散符号分割多元接続方式を用
いて通信を行う移動通信システムにおいて前記移動局で
用いられるＣＤＭＡ送受信機であって、前記基地局から
の送信電力制御指示に基づいて平均送信電力を決定し該
平均送信電力に応じて送信アンプの送信オン／オフ比を
変化させる制御手段を有することを特徴とするＣＤＭＡ
送受信機が得られる。そして、前記移動局からの送信デ
ータは予め定められた時間長のフレ−ムを有し、該フレ
ームはＮ（Ｎは２以上の整数）個の所定の時間長のスロ
ットを備えており、前記制御手段は前記スロット単位に
送信をオン／オフして前記送信オン／オフ比を変化させ
るようにする。
【００１７】前記制御手段は前記平均送信電力が前記送
信アンプの最大送信電力の１／Ｎより小さい場と１スロ
ットでのみ送信を行う制御を行い、前記平均送信電力を
前記最大送信電力の１／Ｎより大きくする際には、ｍ個
（ｍは２〜Ｎの範囲の正整数）の複数スロットで送信を
行う制御を行うようにしてよく、前記制御手段は前記平
均送信電力が予め定められた閾値より大きいと連続送信
制御を行い、前記平均送信電力が予め定められた閾値よ
り小さいと間欠送信制御を行うようにしもよい。そし
て、前記閾値は、例えば、前記送信アンプの最大送信電
力の（Ｎ−１）／Ｎより小さい。
【００１８】このように、本発明によるＣＤＭＡ送受信
機では、受信した送信電力制御指示（送信電力制御ビッ
ト）の指示する値に応じて送信電力を決定するとととも
に送信オン／オフ比を変化させている。従って、送信ア
ンプの送信電力の範囲（ダイナミックレンジ）を狭くで
きるばかりでなく送信をオンとする時間率を減少でき、
送信アンプの消費電流を低減できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下本発明について図面を参照し
て説明する。
【００２０】図１を参照して、図示のＣＤＭＡ送受信機
では、下記の式に従って、基地局（図示せず）から指示
される平均送信電力を実現し、かつ送信ＯＮの時間率を
できる限り小さくする。
【００２１】平均送信電力＝（送信ＯＮ時の送信電力）
×（送信ＯＮの時間率） 送信ＯＮ時の送信電力≦送信アンプで送信可能な最大送
信電力 図示のＣＤＭＡ送受信機は送信データを速度変換するた
めの速度変換回路１０１及びメモリ１０２と、スペクト
ル拡散を行うための拡散回路１０３及び拡散符号発生回
路１０８と、送信信号をベースバンド信号から無線信号
に周波数変換する変調回路１０４と、無線信号の電力増
幅を行う送信アンプ１０５と、アンテナ１０７を送信と
受信で共用するための送受共用器１０６と、受信した無
線信号をベースバンド信号に周波数変換する復調回路１
１０と、受信信号（受信ベースバンド信号）を逆拡散す
る逆拡散回路１１１及び逆拡散符号発生回路１１３と、
受信信号から受信データと送信電力制御ビット（ＴＰＣ
ｂｉｔ）を多重分離する分離回路１１２と、受信した送
信電力制御ビットの指示する値に基づいて送信アンプの
送信電力（Ｔｘ Ｐｏｗｅｒ）及び送信ＯＮ／ＯＦＦ比
（Ｔｘ ＯＮ／ＯＦＦ）を制御する送信電力制御回路１
０９とを備えている。
【００２２】ここで、図３も参照して、送信データの速
度変換及びスロット単位の送信動作について説明する。
１フレームはＮ（Ｎは２以上の整数）個のスロットに分
割されている。例えば、フレームの時間長＝５ｍｓ、ス
ロットの時間長＝３１２．５μｓ、１フレーム当たりの
スロット数Ｎ＝１６とすると、速度変換回路１０１に入
力される送信データ（図３（ａ））はＮ倍の速度でＮ回
繰り返して出力される（図３（ｂ））。つまり、Ｎ個の
スロットの各々で同一のデータが繰り返し出力されるこ
とになる。メモリ１０２は送信データを繰り返し出力す
るための一時記憶場所として使用される。
【００２３】上述のようにして、繰り返し出力される送
信デ−タは、通常のＣＤＭＡ送受信機と同様にして、拡
散符号発生回路１０８からの拡散符号に応じて拡散回路
１０３で拡散された後、変調回路１０４で無線信号に周
波数変換される。この無線信号は送信アンプ１０５、送
受共用器１０６を介してアンテナ１０７から送出され
る。なお、拡散符号発生回路１０８は、通常、ビットレ
ートに比べ十分長い周期の疑似ランダム系列（例えば、
Ｍ系列あるいはＧｏｌｄ符号系列）を発生させる。そし
て、この疑似ランダム系列が拡散符号系列として用いら
れる。送信データはＮスロットで繰り返されているが、
拡散符号系列は通常スロット毎に異なっている。
【００２４】前述のように、ＣＤＭＡ移動通信システム
では、基地局の受信品質がすべてのチャネルで均等にな
るように、送信電力制御を行わなければならない。図示
のＣＤＭＡ送受信機（移動局）では、基地局からの下り
データに多重化された送信電力制御ビット（ＴＰＣｂｉ
ｔ）に基づいて平均送信電力を決定する。つまり、基地
局から送信電力制御ビットが移動局に対して送られる。
この送信電力制御ビットは基地局から移動局へ送信され
る通信チャネルに多重化されて伝送される。この基地局
送信信号はアンテナ１０７及び送受共用器１０６を介し
て復調器でベースバンド信号に復調され、逆拡散符号発
生回路１１３からの逆拡散符号に基づいて逆拡散回路１
１１で逆拡散された後、分離回路１１２で受信データと
送信電力制御ビットに分離される。そして、送信電力制
御ビットは送信電力制御回路１０９に与えられる。
【００２５】基地局から移動局へ送信電力制御ビット
（ＴＰＣｂｉｔ）によって電力制御指示が与えられる。
この電力制御指示は従来と同様に、現在の送信電力に対
して、例えば、１ｄＢだけ送信電力を上げるか下げるか
を指示する１ｂｉｔの情報であっても良いし、直接送信
電力を指示する複数ｂｉｔの情報であっても良い。一般
的に、フェージングに追従できる高速送信電力制御を行
う場合には、前者を用い、フェージングには追従せず、
シャドウイングおよび距離減衰に伴う伝搬路変動にのみ
追従する低速送信電力制御を行う場合は後者を用いる。
【００２６】図示の例では、周知のようにして、基地局
で受信品質を測定し、下り回線で移動局の送信電力を制
御するビットを伝送するクローズドループ送信電力制御
の場合について説明してするが、移動局で下り受信レベ
ルを測定して、その測定値から上り伝送路の特性を推定
するオープンループ送信電力制御を用いる場合でも同様
である。
【００２７】送信電力制御回路１０９では送信電力制御
ビットに応じて平均送信電力（ＴｘＰｏｗｅｒ）を決定
し、この平均送信電力と送信アンプ１０５で送信可能な
最大電力（以下最大送信電力と呼ぶ）とを比較して、平
均送信電力が最大送信電力のＮ−１／Ｎより少ない場
合、つまり、１フレームを構成するＮスロットの内少な
くとも１スロットは送信しなくても平均送信電力を満た
すことが可能な場合には、間欠送信を行うように送信ア
ンプ１０５を制御する。
【００２８】このように送信アンプ１０５のＯＮとなる
時間率を減らすことによって消費電流を低減することが
できる。
【００２９】送信電力制御回路１０９では平均送信電力
の最大送信電力に対する比が小さくなるに従って、実際
に送信を行うスロットの数を減らしていき、送信ＯＮ／
ＯＦＦ比を小さくする。平均送信電力が最大送信電力の
１／Ｎになると、送信電力制御回路１０９では１スロッ
トのみ送信アンプ１０５をＯＮとする。この際の送信電
力は最大送信電力に等しくなるが、送信ＯＮ時間率が１
／Ｎであるため、平均送信電力は最大送信電力の１／Ｎ
とすることができる。
【００３０】ここで、図２に平均送信電力に応じて実際
に送信を行うスロット数の変化を示す。図２を参照し
て、平均送信電力がほぼ最大送信電力に等しい場合に
は、図２（ａ）に示すＰ１のように、全スロットで送信
を行う。
【００３１】平均送信電力がほぼ最大送信電力の１／２
に等しい場合には、図２（ｂ）に示すＰ２のように、１
スロット毎に送信ＯＮ／ＯＦＦを行う（送信ＯＮ／ＯＦ
Ｆ比＝１：１）。そして、平均送信電力が最大送信電力
の１／Ｎより小さい場合には、図２（ｃ）に示すＰ３の
ように、１フレーム中の１スロットでのみ送信を行う。
【００３２】このように、平均送信電力と最大送信電力
との比に従って、送信ＯＮ／ＯＦＦ比を変えて送信して
も、Ｎ個のスロットで同じ送信データを送信しているた
め、情報が欠落するおそれはない。基地局では、逆拡散
の後、送信ＯＮのスロットのデータを加算合成すればよ
い。ｍ（ｍは２〜Ｎの範囲の正整数）スロットの複数の
スロットで送信されている場合には、このｍスロットの
受信デ−タを加算合成することにより、加算合成後の受
信電力は１スロットの受信電力のｍ倍となり、所要受信
品質を満たすことができる。
【００３３】なお、以上の説明では、使用するスロット
数が１、２、４〜、Ｎのすべての値を取ることができる
場合について述べてきたが、送受信機の構成を簡単にす
るためには、使用するスロット数の組み合わせを限定し
ても問題ない。例えば、１スロットだけ送信する場合と
全Ｎスロットで送信する場合の２通りに限定しても良
い。使用するスロット数が頻繁に変化しないように、切
り替えの閾値にヒステリシスを設けるようにしてもよ
い。
【００３４】例えば、１フレーム当たりのスロット数Ｎ
＝１６とすると、１０ｌｏｇ（１６）＝１２ｄＢである
から、ダイナミックレンジが１２ｄＢだけ小さな送信ア
ンプを使用することが可能となる。また、送信ＯＮ／Ｏ
ＦＦ比を１／１６にすることができ、消費電流を大幅に
削減することができる。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、ＣＤ
ＭＡ送受信機の送信アンプに要求されるダイナミックレ
ンジを減らすことができるばかりでなく、送信アンプの
ＯＮ／ＯＦＦ比の平均値を小さくでき、その結果、送信
アンプの消費電流を低減できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるＣＤＭＡ送受信機の一例を示すブ
ロック図である。
【図２】図１に示すＣＤＭＡ送受信機の送信ＯＮ／ＯＦ
Ｆ動作を説明するための図である。
【図３】図１に示す速度変換回路の動作を説明するため
の図である。
【符号の説明】
１０１ 速度変換回路 １０２ メモリ １０３ 拡散回路 １０４ 変調回路 １０５ 送信アンプ １０６ 送受共用器 １０７ アンテナ １０８ 拡散符号発生回路 １０９ 送信電力制御回路 １１０ 復調回路 １１１ 逆拡散回路 １１２ 分離回路 １１３ 逆拡散符号発生回路

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基地局及び移動局を備え、直接拡散符号
    分割多元接続方式を用いて通信を行う移動通信システム
    において前記移動局で用いられるＣＤＭＡ送受信機であ
    って、前記基地局からの送信電力制御指示に基づいて平
    均送信電力を決定し該平均送信電力に応じて送信アンプ
    の送信オン／オフ比を変化させる制御手段を有すること
    を特徴とするＣＤＭＡ送受信機。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載されたＣＤＭＡ送受信機
    において、前記移動局からの送信データは予め定められ
    た時間長のフレ−ムを有し、該フレームはＮ（Ｎは２以
    上の整数）個の所定の時間長のスロットを備えており、
    前記制御手段は前記スロット単位に送信をオン／オフし
    て前記送信オン／オフ比を変化させるようにしたことを
    特徴とするＣＤＭＡ送受信機。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載されたＣＤＭＡ送受信機
    において、前記制御手段は前記平均送信電力が前記送信
    アンプの最大送信電力の１／Ｎより小さい場と１スロッ
    トでのみ送信を行う制御を行い、前記平均送信電力を前
    記最大送信電力の１／Ｎより大きくする際には、ｍ個
    （ｍは２〜Ｎの範囲の正整数）の複数スロットで送信を
    行う制御を行うようにしたことを特徴とするＣＤＭＡ送
    受信機。
  4. 【請求項４】 請求項２に記載されたＣＤＭＡ送受信機
    において、前記制御手段は前記平均送信電力が予め定め
    られた閾値より大きいと連続送信制御を行い、前記平均
    送信電力が予め定められた閾値より小さいと間欠送信制
    御を行うようにしたことを特徴とするＣＤＭＡ送受信
    機。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載されたＣＤＭＡ送受信機
    において、前記閾値は前記送信アンプの最大送信電力の
    （Ｎ−１）／Ｎより小さいことを特徴とするＣＤＭＡ送
    受信機。
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