JPWO2003061158A1 - 基地局及び移動局及び通信システム及び基地局通信方法及び基地局通信プログラム及び移動局通信方法及び移動局通信プログラム - Google Patents
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Abstract
移動局１００の送信位置において必要な最大送信電力値から送信系増幅器の動作特性を制御することにより送信系増幅器の消費電力を抑え、通信時間の増大を図る。基地局９００が移動局１００の送信位置と受信品質を監視し、統計処理や予測により、送信位置において必要な最大送信電力を求め、それを基に移動局１００は必要な最大送信電力を出せるように増幅器の動作特性を制御する。
Description
技術分野
この発明は、固定通信局である基地局と移動通信局である移動局との通信であって、移動局の送信電力制御に関するものである。
背景技術
移動局の送信電力制御を行なう無線通信システムとしては、例えばＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｅｒ）、ＣＤＭＡｏｎｅ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍａｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｏｎｅ）などが上げられる。
移動局の送信電力制御が行なわれる背景には、複数の移動局が基地局と通信する場合に、基地局端において基地局から近い移動局の送信電力が基地局から遠い移動局の送信電力より大きくなるために基地局から遠い移動局の通信が妨げられるといういわゆる「隠れ端末問題」を避けたいという目的がある。特に、ＣＤＭＡｏｎｅのように、同じ周波数帯において複数の移動局が通信を行なう通信方式においては移動局の送信電力制御は、通信システムの通信容量（基地局が同時に通信できる移動局の数）をどれだけ大きくできるかに直結するため重要な技術である。
図１３は、関連技術の一例として、移動局の送信電力制御を行なう通信システムの概念図を示している。また、図１４は基地局及び移動局の各内部機能ブロックを示している。
まず、図１３において、９００は基地局（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）である。
１００は移動局（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）である。
３は、基地局９００から移動局１００への通信を行う下りリンク、４は、移動局１００から基地局９００への通信を行う上りリンクである。
ここで、リンクとは、データや制御情報の伝送のように特定の目的で行われる伝送時に割り当てられる周波数の帯域をいう。前述のように、ＣＤＭＡｏｎｅでは、複数の移動局が同じ周波数帯域を共有して通信することが可能である。
５は、基地局９００との通信が可能な範囲である基地局通信範囲の一部分を示したものである。基地局通信範囲５は、いわゆるセル（Ｃｅｌｌ）と呼ばれる。
基地局９００の機能には、受信品質評価機能と上りリンク電力制御機能がある。また、移動局１００の機能には、送信電力制御機能がある。
下りリンク３によって送信される無線周波数信号には、下り通信データの他に、移動局１００の送信電力を制御するためのコマンド（上りリンク電力制御コマンド）が含まれている。上りリンク４によって送信される無線周波数信号には上り通信データが含まれている。
次に、図１４に示す基地局９００と移動局１００の構成について説明する。
まず、基地局９００（ＢＳ）について説明する。
９０１は上りリンク４の無線周波数信号を受信し、ベースバンド周波数に変換する基地局受信部である。９０２は上りリンク４及び下りリンク３の通信データを変復調する基地局データ通信部である。９０３は上りリンク４の受信品質を評価する受信品質評価部である。９０４は移動局１００の送信電力制御信号を発生させる上りリンク電力制御情報生成部である。９０５は下りリンクデータ及び制御データを下りリンク３の無線周波数信号に変換する基地局送信部である。９０６は送受信を行なう基地局９００側のアンテナである。
９０７は上りリンク無線周波数信号、９０８はベースバンド信号、９０９は下りリンク送信データ、９１０は受信品質評価情報、９１１は上りリンク電力制御コマンドをもつ上りリンク電力制御情報、９１２は下りリンク無線周波数信号である。
次に、移動局１００（ＭＳ）について説明する。
１０１は下りリンク３の無線周波数信号を受信し、ベースバンド周波数に変換する移動局受信部である。１０２は下りリンク３及び上りリンク４のデータを変復調する移動局データ通信部である。１０４は移動局１００の送信電力制御を行なう上りリンク電力制御部である。１０５は上りリンクデータを無線周波数信号に変換する移動局送信部である。１０６は送受信を行なう移動局１００側のアンテナである。
１０７は下りリンク無線周波数信号、１０８はベースバンド信号、１０９は上りリンク送信データ、１１１は上りリンク電力制御信号、１１２は上りリンク無線周波数信号である。
また、３及び４は図１３と同じように下りリンク及び上りリンクである。
以上、図１３及び図１４のように構成された通信システムについて、まず基地局９００の動作、次に移動局１００の動作の順に、動作を以下に説明する。
基地局９００の動作．
まず、基地局９００においては、移動局１００から送信された上りリンク４の無線周波数信号がアンテナ９０６において受信された上りリンク無線周波数信号９０７は基地局受信部９０１において無線周波数からベースバンド周波数へ変換されベースバンド信号９０８となり、基地局データ通信部９０２及び受信品質評価部９０３に入力される。受信品質評価部９０３は、入力したベースバンド信号９０８を基に受信品質評価情報９１０を上りリンク電力制御情報生成部９０４に出力する。上りリンク電力制御情報生成部９０４は、受信品質評価情報９１０から上りリンク電力制御コマンドを上りリンク電力制御情報９１１として生成する。この上りリンク電力制御コマンドは、上りリンク４の無線周波数信号電力を増減させるために必要な送信電力制御コマンドである。生成された上りリンク電力制御情報９１１は、基地局送信部９０５に入力される。
基地局送信部９０５は、基地局データ通信部９０２からの下りリンク送信データ９０９及び上りリンク電力制御情報生成部９０４からの上りリンク電力制御情報９１１を下りリンク無線周波数信号９１２に変換する。下りリンク無線周波数信号９１２は、下りリンク３の無線周波数信号としてアンテナ９０６から移動局１００へ送信される。
移動局１００の動作．
一方、移動局１００においては、基地局９００から送信された下りリンク３の無線周波数信号がアンテナ１０６において受信される。受信された下りリンク無線周波数信号１０７は移動局受信部１０１において無線周波数からベースバンド周波数へ変換されベースバンド信号１０８として出力される。出力されたベースバンド信号１０８は移動局データ通信部１０２及び上りリンク電力制御部１０４に入力される。上りリンク電力制御部１０４は、入力したベースバンド信号１０８から基地局９００で生成された上りリンク電力制御コマンドである上りリンク電力制御情報９１１を分離し、上りリンク電力制御信号１１１として移動局送信部１０５に出力する。また、移動局データ通信部１０２は、入力したベースバンド信号１０８から下りリンク送信データ９０９を分離すると共に、上りリンク送信データ１０９を移動局送信部１０５に出力する。移動局送信部１０５は、入力した上りリンク送信データ１０９を上りリンク無線周波数信号１１２に変換する。変換された上りリンク無線周波数信号１１２は、アンテナ１０６から基地局９００へ上りリンク４によって送信される。このとき、移動局送信部１０５は、入力された上りリンク電力制御信号１１１に基づいて上りリンク４の送信電力を制御する。
基地局９００において必要な受信品質は、移動局１００の送信電力の制御動作により一意的に決まる。従って、以上に示したように、基地局９００は上りリンク４の受信品質に基づいて移動局１００の送信電力を制御する信号を移動局１００に送り、移動局１００は、基地局９００から送られた送信電力を制御する信号に基づいて上りリンク４の送信電力を制御することで、基地局９００の送信領域である基地局通信範囲５内の複数の移動局１００からの上りリンク４の送信電力は基地局９００に到達した時点で同じ値とすることができ、通信システムにおける通信容量を最大にすることができる。
次に、送信電力制御を行なう移動局１００の一般的な移動局送信部１０５の構成における増幅器の動作について、図１５を用いて以下に説明する。
図１５は、移動局送信部１０５の内部ブロック図を示している。１０９は上りリンク送信データ、１１１は上りリンク電力制御信号、１５０は送信ミキサ、１３３は無線周波数信号、１５１は可変ゲイン増幅器（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇａｉｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；以下ＶＧＡと記す）、１５２は高出力電力増幅器（Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；以下ＨＰＡと記す）、１１２は上りリンク無線周波数信号である。
また、図１６はＨＰＡ１５２の入力電力に対する出力電力の特性（入出力特性）の１例を示したものである。ここで、縦軸が出力電力、横軸が入力電力である。ＨＰＡ１５２（増幅器）の動作点をａ，ｂで表す。
さらに、図１７は図１６で示したＨＰＡ１５２の出力電力に対する消費電流の特性を示したものである。ここで、縦軸が消費電流、横軸が出力電力である。図１６と同様に、ＨＰＡ１５２（増幅器）の複数の動作点をａ，ｂで表す。ここでは動作点ｂのときに移動局１００が最大送信電力であるＰｍａｘ９３５で情報を送信する。
まず、上りリンク４の上りリンク送信データ１０９は送信ミキサ１５０においてベースバンド信号から無線周波数信号１３３に変換される。変換された無線周波数信号１３３は、ＶＧＡ１５１において上りリンク電力制御信号１１１に基づいてアンテナ１０６から送信される送信電力レベルを基地局９００において必要とされる受信品質にするために、送信レベルを最大送信電力Ｐｍａｘ９３５以下になるように、そのゲインが制御され、ＨＰＡ１５２において必要な送信電力レベルまで電力増幅され、上りリンク無線周波数信号１１２としてアンテナ１０６から送信される。
ＨＰＡ１５２の出力電力を増加させたい場合には、ＶＧＡ１５１は、ＨＰＡ１５２への入力電力レベルを大きくなるように制御する。したがって、ＨＰＡ１５２は、入力電力レベルの増加によりＨＰＡ１５２の出力電力を増加させ、上りリンク４の送信電力を大きくすることができる。例えば、ＶＧＡ１５１がＨＰＡ１５２への入力電力レベルを増加させることにより、ＨＰＡ１５２が動作点ｂで動作した場合には、上りリンク４の送信電力は最大送信電力であるＰｍａｘ９３５となる。
一方、上りリンク４の送信電力を減少させたい場合には、ＶＧＡ１５１がＨＰＡ１５２への入力電力レベルを下げるように制御する。したがって、ＨＰＡ１５２の動作点は動作点ｂから動作点ａに移行し、動作点ａで動作することになる。
ＨＰＡ１５２が出力する上りリンク無線周波数信号１１２の送信電力は、許容される歪みの条件を満足する必要がある。ここで、許容される歪みとは、送信系の各部において入力電力に対し比例した電力が出力されないために発生する非線形成分が隣接する周波数帯域へ妨害電力漏洩となってアンテナ１０６から送信される大きさ（ないしは電力比）を表す。通常、通信システムにおいてはシステム容量などからアンテナ１０６端において許容される歪みの大きさが規定される。移動局の送信系の設計においてはアンテナ１０６端において規定を満足するようにＨＰＡ１５２における歪みが決定され、それに対応する動作点までが動作範囲となる。これがＨＰＡ１５２に対する許容される歪みの条件となる。例えば、図１６では、ＨＰＡ１５２の出力電力が０の点から動作点ｂまでが許容される歪みの範囲であり、動作点ｂ以上の範囲で発生する歪みは許容されない。このＨＰＡ５１２の出力電力の歪みは、通常、出力電力がＨＰＡ１５２の最大出力電力時に一番大きくなる。ＨＰＡ１５２が、動作点ｂ以上の入力電力値を取ることによる送信電力の歪み（ＨＰＡ１５２出力電力の歪み）は、前述したように、隣接する周波数帯域への妨害電力漏洩の原因となる。よって、ＨＰＡ１５２は動作点ｂ以上の入力電力値を取ることは上記原因を引き起こすため避けた方がよい。したがって、ＨＰＡ１５２は、機器の特性としては図１６に示すＨＰＡ１５２の最大出力電力まで出力することができるが、上述した歪みの問題から、ＨＰＡ１５２の最大送信電力を動作点ｂでの最大送信電力であるＰｍａｘ９３５までに抑える制御を行っている。ここで、ＨＰＡ１５２の最大出力電力から各動作点の出力電力までの差をバックオフという。上記歪みを解消するために、ＨＰＡ１５２は、図１６に示すようにＨＰＡ１５２の最大出力電力からＰｍａｘ９３５までの差以上のバックオフを必要とする。
このようにして、ＨＰＡ１５２では、各動作点における出力電力が許容される歪み（またはバックオフ）の範囲内であるように増幅器としての最大出力電力やバイアス電流が設定され、制御されている。
しかし、この設定では動作点ａ以下の出力電力の領域においては、ＨＰＡ１５２の動作として最低限必要とされる図１６のバックオフ量より大きなバックオフとなる。また、この領域においては、図１７から、ＨＰＡ１５２の出力電力が小さくてもＨＰＡ１５２の消費電流は比例して小さくならない。このため、動作点ａ以下の出力電力での動作は、ＨＰＡ１５２の効率を低下させる。従って、移動局１００のバッテリーが消耗し通話時間が短くなるという課題がある。
この発明は、移動局１００の送信系増幅器の効率を向上させ、移動局１００の通信時間を伸長することを目的とする。
発明の開示
この発明に係る基地局は、無線信号を移動局から受信する基地局受信部と、
上記基地局受信部が受信した無線信号から移動局の位置情報を検出する移動局位置監視部と、
情報を送信するための送信電力値と移動局の位置情報とを関連づける相関部と、
上記移動局位置監視部が検出した移動局の位置情報に対応して上記相関部によって関連づけられた送信電力値を選択し、選択した送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成する上りリンク電力制御情報生成部とを備えることを特徴とする。
上記移動局位置監視部は、上記基地局受信部が受信した無線信号から移動局の位置情報を複数検出し、検出した移動局の複数の位置情報から移動局の移動先を予測し、
上記上りリンク電力制御情報生成部は、検出した移動局の複数の位置情報の各位置において通信に必要な送信電力値に対応させて、上記移動局位置監視部が予測した移動局の移動先の位置において通信に必要な送信電力値を求め、求められた送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成することを特徴とする。
上記移動局位置監視部は、検出した移動局の位置情報から移動局の移動先を予測し、
上記上りリンク電力制御情報生成部は、上記移動局位置監視部が予測した移動局の移動先の情報に対応して上記相関部によって関連づけられた送信電力値を選択し、選択した送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成することを特徴とする。
上記基地局は、さらに、上記基地局受信部が受信した無線信号から移動局の経路情報を検出する経路情報検出部を備え、
上記相関部は、移動局の位置情報と経路情報とを関連づけ、
上記上りリンク電力制御情報生成部は、上記経路情報検出部が検出した経路情報と上記移動局位置監視部が検出した移動局の位置情報とから上記相関部によって関連づけられた送信電力値を選択し、選択した送信電力値に基づい移動局への上りリンクの電力制御情報を生成することを特徴とする。
上記基地局は、複数存在し、
上記移動局位置監視部は、検出した移動局の位置情報から移動局の移動状態を予測し、予測した移動状態に基づいて移動局と通信する基地局を複数の基地局から選定し、選定された基地局に移動局との通信を切替えることを特徴とする。
この発明に係る移動局は、移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を含む無線信号を基地局から受信する移動局受信部と、
制御信号によって上りリンクの電力を制御する増幅器と、
上記移動局受信部が受信した無線信号から移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を分離し、分離した送信電力値の情報から送信電力値に対応する上記増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成する送信電力値設定制御部と、
上記送信電力値設定制御部が生成した増幅器特性制御信号から上記増幅器の出力特性を制御する移動局送信部を備えることを特徴とする。
上記移動局は、さらに、上記送信電力値設定制御部が分離した送信電力値の情報に基づいて基地局へ送信する送信電力値を制御するための送信電力制御信号を生成する上りリンク電力制御部を備え、
上記移動局送信部は、上記上りリンク電力制御部が生成する送信電力制御信号から上記増幅器の送信電力値を制御することを特徴とする。
上記送信電力値設定制御部は、上記移動局受信部が受信した無線信号から移動局の移動先において通信に必要な送信電力値の予測情報を分離し、分離した送信電力値の予測情報から予測された送信電力値に対応する上記増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成することを特徴とする。
上記移動局は、さらに、上記移動局受信部が受信した無線信号から移動先の予測情報を検出し、検出した移動先と現実の位置とを比較し、比較した結果から移動先の予測情報を採用するか否かを判断する予測評価部を備え、
上記送信電力値設定制御部は、上記予測評価部によって移動先の予測情報を採用すると判断された場合、予測された送信電力値に対応する上記増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成することを特徴とする。
上記移動局は、さらに、出発点と到着点との指定を受けることにより出発点と到着点とから経路情報を設定する経路設定部と、
上記経路設定部が設定する経路情報を基地局へ伝送する情報に多重する移動局データ通信部とを備えることを特徴とする。
この発明に係る通信システムは、無線信号を移動局から受信する基地局受信部と、
上記基地局受信部が受信した無線信号から移動局の位置情報を検出する移動局位置監視部と、
情報を送信するための送信電力値と移動局の位置情報とを関連づける相関部と、
上記移動局位置監視部が検出した移動局の位置情報に対応して上記相関部によって関連づけられた送信電力値を選択し、選択した送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成する上りリンク電力制御情報生成部とを備えた基地局と、
移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を含む無線信号を上記基地局から受信する移動局受信部と、
制御信号によって上りリンクの電力を制御する増幅器と、
上記移動局受信部が受信した無線信号から移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を分離し、分離した送信電力値の情報から送信電力値に対応する上記増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成する送信電力値設定制御部と、
上記送信電力値設定制御部が生成した増幅器特性制御信号から上記増幅器の出力特性を制御する移動局送信部を備えた移動局とを備えることを特徴とする。
この発明に係る基地局通信方法は、無線信号を移動局から受信し、
上記受信した無線信号から移動局の位置情報を検出し、
上記検出した移動局の位置情報と情報を送信するための送信電力値とを関連づけ、
関連づけた送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成することを特徴とする。
この発明に係る基地局通信プログラムは、無線信号を移動局から受信する処理、
上記受信した無線信号から移動局の位置情報を検出する処理、
上記検出した移動局の位置情報と情報を送信するための送信電力値とを関連づける処理、
関連づけた送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
この発明に係る移動局通信方法は、移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を含む無線信号を基地局から受信し、
上記受信した無線信号から移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を分離し、分離した送信電力値の情報から送信電力値に対応する増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成し、
上記生成した増幅器特性制御信号から増幅器の出力特性を制御することを特徴とする。
この発明に係る移動局通信プログラムは、移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を含む無線信号を基地局から受信する処理、
上記受信した無線信号から移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を分離し、分離した送信電力値の情報から送信電力値に対応する増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成する処理、
上記生成した増幅器特性制御信号から増幅器の出力特性を制御する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１から図５を用いて説明する。
なお、前記「従来の技術」の項において説明したブロックと同じないしは実質的に同一なブロックについてはその説明を省略する。
図１は、この発明の実施の形態１として、移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムの概念図を示している。また、図２は基地局９００及び移動局１００の各内部機能ブロックを示している。
まず、図１において、下りリンク３によって送信される情報には、下り通信データの他に、移動局１００の送信電力を制御するためのコマンド（上りリンク電力制御コマンド）と移動局１００の現在位置に対する最大送信電力であるＰｍａｘ９３５に関する情報データが含まれている。
また、上りリンク４によって送信される情報には、上り通信データが含まれている。
また、基地局９００の機能には前述したように、受信品質を監視し評価する機能及び下りリンク３の送信電力を制御する機能の他に、移動局１００の位置を監視し移動局１００の最大送信電力（Ｐｍａｘ９３５）を決定する機能が含まれている。
また、移動局１００の機能には前述したように、上りリンク４の送信電力を制御する機能の他に、移動局１００の最大送信電力（Ｐｍａｘ９３５）の設定を制御する機能及び増幅器を制御する機能が含まれている。
次に、図２について説明する。
まず、基地局９００の内部構成について説明する。
９１１は、上りリンク電力制御情報である。
９３０は、移動局位置監視部である。
９３１は、Ｐｍａｘテーブルである。Ｐｍａｘテーブルは、移動局１００の位置において通信に必要な最大送信電力値（Ｐｍａｘ９３５）を移動局の複数の位置に対応させて複数記憶した送信電力テーブルである。このＰｍａｘテーブル９３１には、受信品質評価部９０３が評価した結果を用いて自らを随時更新する機能が含まれている。
９３９は、相関部であり、情報を送信するための送信電力値と移動局の位置情報とを関連づける機能を有する。本実施の形態によって後述されるように、Ｐｍａｘテーブル９３１を用いて最大送信電力値と移動局の位置に関する情報とを関連づける場合だけでなく、相関部９３９は、Ｐｍａｘテーブル９３１を用いずに、移動局の位置に関する情報に送信電力値を関連づけることが可能である。例えば、相関部９３９は、位置情報から基地局９００までの距離を計算して送信電力値を算出するための式を記憶しておいて、位置情報を受けた都度、その式を用いて送信電力値を決定する方法も考えられる。
９３２は、移動局位置情報をもつ監視情報である。
９３３は、Ｐｍａｘテーブルを検索するための検索情報である。
９３５は、移動局１００の所定の位置に対し最も最適な最大送信電力を示すＰｍａｘである。
次に、移動局１００の内部構成について説明する。
１３０は、Ｐｍａｘ設定制御部である。Ｐｍａｘ設定制御部は、送信電力値設定制御部を示す。
１３１は、増幅器特性制御信号である。
１３２は、Ｐｍａｘ設定信号である。
以上のように図１及び２のように構成された通信システムについて、基地局９００の動作、次に移動局１００の動作の順に、前記「関連技術」の動作と異なる部分について以下に説明する。
基地局９００の動作．
まず、基地局９００は、アンテナ９０６から上りリンク４の無線周波数信号を受信する。受信された無線周波数信号は、基地局受信部９０１において無線周波数からベースバンド周波数へ変換される。ベースバンド周波数へ変換されたベースバンド信号９０８は、基地局データ通信部９０２及び受信品質評価部９０３とともに移動局位置監視部９３０に入力される。
移動局位置監視部９３０は、受信したベースバンド信号９０８から移動局１００の現在位置を検出し、検出した移動局位置情報を監視情報９３２として上りリンク電力制御情報生成部９０４に送る。
受信品質評価部９０３は、移動局１００からの無線周波数信号の受信品質を評価し、受信品質評価情報９１０として出力する。
上りリンク電力制御情報生成部９０４は、監視情報９３２から現在位置において必要な最大送信電力であるＰｍａｘ９３５を決定する。すなわち、上りリンク電力制御情報生成部９０４は、監視情報９３２から移動局１００の位置情報を検索情報９３３として相関部９３９に記憶されたＰｍａｘテーブル９３１を検索し、検索情報９３３に示された移動局１００の位置に対応する最大送信電力（Ｐｍａｘ９３５）を選択する。前述したように、Ｐｍａｘテーブル９３１では、移動局１００の位置とその位置における受信品質評価情報９１０を基に絶えず必要なＰｍａｘ９３５が更新される。
基地局送信部９０５は、基地局データ通信部９０２が出力した下りリンク送信データ９０９および最大送信電力情報であるＰｍａｘ９３５を含んだ上りリンク電力制御情報９１１を無線周波数信号に変換し、アンテナ９０６から下りリンク３に送出する。
移動局１００の動作．
次に、移動局１００の動作について説明する。
移動局１００において、移動局受信部１０１は、下りリンク３から受信した下りリンク無線周波数信号１０７を無線周波数からベースバンド周波数へ変換する。変換したベースバンド信号１０８は、移動局データ通信部１０２及び上りリンク電力制御部１０４に加えてＰｍａｘ設定制御部１３０に入力される。
Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、入力されたベースバンド信号１０８から移動局１００の位置に対応した最大送信電力（Ｐｍａｘ９３５）情報を分離し、ＨＰＡ１５２のバイアス電流の制御等、増幅器特性を制御するために必要なＰｍａｘ９３５に対応する増幅器特性制御信号１３１を生成し、生成した増幅器特性制御信号１３１を移動局送信部１０５に送る。Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、増幅器特性制御信号１３１から最大送信電力情報に関するＰｍａｘ設定信号１３２を生成し上りリンク電力制御部１０４に送る。
上りリンク電力制御部１０４は、入力したベースバンド信号１０８を基に基地局９００によって生成された上りリンク電力制御情報９１１を分離する。また、上りリンク電力制御部１０４は、Ｐｍａｘ設定信号１３２を基に上りリンク４の最大送信電力がＰｍａｘ９３５を超えないように最大送信電力制御信号を設定し、前述のようにベースバンド信号１０８から分離した情報とともに上りリンク電力制御信号１１１として移動局送信部１０５に出力する。
移動局送信部１０５は、移動局データ通信部１０２から入力した上りリンク送信データ１０９を無線周波数信号１１２に変換する。
無線周波数信号１１２は、アンテナ１０６から上りリンク４によって基地局９００へ送出される。このとき、移動局送信部１０５においては、入力された上りリンク電力制御信号１１１を基に送信電力を制御すると共に、Ｐｍａｘ設定制御部１３０からの増幅器特性制御信号１３１により増幅器の特性を制御する。
次に、上記送信電力制御及び増幅器特性制御を行なう移動局送信部１０５の内部構成および移動局送信部１０５中の増幅器の動作について、図３〜図５を用いて以下に説明する。
図４は、ＨＰＡ１５２の入力電力に対する出力電力の特性（入出力特性）の１例を示したものである。
図４で示すＰｍａｘＢ対応入出力特性曲線は、動作点ｂで最大送信電力（ＰｍａｘＢ）となるＨＰＡ１５２の入出力特性を示している。ＰｍａｘＡ対応入出力特性曲線は、動作点ａで最大送信電力（ＰｍａｘＡ）となるＨＰＡ１５２の入出力特性を示している。よって、最大送信電力の関係は、ＰｍａｘＢ＞ＰｍａｘＡとなる。
図５は、図４のＨＰＡ１５２の出力電力に対する消費電流の特性を示したものである。最大送信電力がＰｍａｘＢからＰｍａｘＡへ減少すると、ＨＰＡ１５２の消費電力も相対的に減少することがわかる。
図３に示す移動局送信部１０５の内部動作について説明する。
まず、上りリンク４の上りリンク送信データ１０９は送信ミキサ１５０においてベースバンド信号から無線周波数信号１３３に変換される。変換された無線周波数信号１３３は、ＶＧＡ１５１において上りリンク電力制御信号１１１に基づいて送信レベルを最大送信電力Ｐｍａｘ９３５以下に制御される。
ＨＰＡ１５２は、Ｐｍａｘ設定制御部からの増幅器特性制御信号１３１を基にＨＰＡ１５２の増幅器としてのデバイス入出力特性を制御する。すなわち、例えば、ＨＰＡ１５２は、増幅器特性制御信号１３１から要求される自己の入力電圧に対する出力電圧の特性（増幅器であるＨＰＡ１５２の入出力特性）を判断し、要求される入出力特性を満足するように自分自身であるＨＰＡ１５２のバイアス電流またはバイアス電圧を制御する制御方法がある。また、例えば、ＨＰＡ１５２は、増幅器特性制御信号１３１によって要求されている入出力特性を満足するように電源電圧を制御する制御方法も考えられる。なお、上記のバイアス電流またはバイアス電圧とは、入力信号のない時に増幅器に加えられている電流または電圧をいう。
ＨＰＡ１５２は、このような入出力特性の制御を行いながら、ＶＧＡ１５１からの信号の電力を必要な送信電力レベルまで増幅し、上りリンク無線周波数信号１１２としてアンテナ１０６から送信する。
ＨＰＡ１５２が、大きい最大送信電力を持つＰｍａｘＢから小さい最大送信電力を持つＰｍａｘＡに最大送信電力値を変更した場合、ＨＰＡ１５２の入出力特性は、図４及び図５に示すように変化する。すなわち、図４に示すように、動作点ａでのバックオフは、ＰｍａｘＡ対応入出力特性を持つときにバックオフ（ＰｍａｘＡ）となり、ＰｍａｘＢ対応入出力特性を持つときのバックオフ（ＰｍａｘＢ）に比べ小さくすることができる。このように動作点ａにおけるバックオフを減少させることによって、ＨＰＡ１５２のバイアス電流を減らすことができる。すなわち、図５に示すように、ＨＰＡ１５２が、大きい最大送信電力であるＰｍａｘＢから小さい最大送信電力であるＰｍａｘＡに最大送信電力値を変更した場合、最大送信電力をＰｍａｘＢに設定した場合の電流特性が、最大送信電力をＰｍａｘＡに設定した場合の電流特性にシフトする。よって、ＨＰＡ１５２の消費電流は、最大送信電力をＰｍａｘＢに設定した場合の動作点ａにおける消費電流であるＩＰｍａｘＢから最大送信電力をＰｍａｘＡに設定した場合の動作点ａにおける消費電流であるＩＰｍａｘＡに減少する。
このように、動作点ａにおけるバックオフ量をＨＰＡ１５２の入出力特性を変更することによって最低の量にするよう最大送信電力（Ｐｍａｘ９３５）を動的に制御することで、各動作点における消費電流が低減される。
以上、固定局である基地局９００と移動局１００とから構成され、移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムにおいて、移動局１００の送信位置と前記送信位置における送信電力値とを監視し前記送信位置において必要な最大送信電力値を決定する機能と、前記最大送信電力値から移動局１００の送信系増幅器の動作状態を制御する機能とを有することを特徴とする通信システムについて説明した。
このように、上記の通信システムにおいては、移動局１００の位置において必要な最大送信電力の情報を移動局１００が入手し増幅器（ＨＰＡ１５２）の入出力特性を制御することにより、低送信電力時における増幅器の効率を向上させることができ、移動局１００のバッテリーを持たせて通信時間を伸長することができるという効果がある。
本実施の形態の説明においては、基地局９００内に送信電力テーブルであるＰｍａｘテーブル９３１を保持しているが、Ｐｍａｘテーブル９３１の更新方法としては、受信品質を必ず満足するよう値を用いて更新・設定するという方法だけでなく、例えば統計処理などにより通信システムの実運用上問題にならない範囲において必要な最大値を決定しＰｍａｘテーブル９３１を更新・設定しても良く、本実施例に示した方法に限らない。
また、本実施の形態の説明においては、移動局１００の位置に関する情報とその位置情報に対応する最大送信電力情報データであるＰｍａｘ９３５を移動局１００に対し報知しているが、頻繁にＰｍａｘ９３５の制御を行なう場合には特に、単にＰｍａｘ９３５を送るだけでもよい。
また、本実施形態の説明においては、移動局１００の送信位置において必要な最大送信電力Ｐｍａｘ９３５の情報を基地局９００から特定の移動局１００との通信に係わる下りリンク３に多重して移動局１００に報知しているが、同一のリンクに多重（即ち特定の移動局１００に対する報知）する必要は無く、全ての移動局１００に対する共通下りリンク３として報知し、各移動局１００が必要な情報のみを受信するようにしても良い。
また、本実施形態の説明においては、移動局１００の位置において必要な最大送信電力Ｐｍａｘ９３５の情報を基地局９００から下りリンク３に多重して移動局１００に報知し、移動局１００はその情報を基に増幅器（ＨＰＡ１５２）の制御を行なう機能を持たせている。しかし、基地局９００側に増幅器制御機能をもたせ、下りリンク３に移動局増幅器制御用データを制御コマンドとして多重し、移動局１００では単に制御用データを基に増幅器を制御するようにしても良く、各機能が基地局９００及び移動局１００のどちらにあってもよい。
また、本実施形態の説明においては、移動局１００の位置監視機能を基地局９００が持ち移動局１００の位置監視を独自に行なっている。しかし、移動局１００が、自己の位置を監視する機能を持っていてもよい。例えば、移動局１００にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）機能などを内蔵するか、または、移動局１００にＧＰＳ機能をもった装置に接続する機能をもたせ装置を接続することにより、移動局１００自身が自己の位置情報を入手し、移動局１００から基地局９００に対し上りリンク４を通じて位置情報を送るようにしてもよい。
また、本実施形態の説明においては、送信系増幅器（ＨＰＡ１５２）の動作として動作点ａ，ｂに対応する２種類の動作状態が設定される場合について説明したが、さらに多数の動作状態に対して、あるいは、連続的に、増幅器（ＨＰＡ５１２）の動作制御を行なってもよい。
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図６と図７を用いて説明する。
図６は、この発明の実施の形態２による通信システムを説明するための概念図である。
図７は、この発明の実施の形態２による基地局９００及び移動局１００の動作を説明するための内部ブロック図である。
なお、前記「関連技術」の項において説明したブロックと同じないしは相当するブロックについてはその説明を一部省略し、異なる部分を中心に説明する。
最初に、移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムの概念を図６を用いて説明する。
図６において、下りリンク３によって送信される情報には、下り通信データの他に、移動局１００の送信電力を制御するためのコマンド（上りリンク電力制御コマンド）とともに、予測最大送信電力情報である予測Ｐｍａｘ９３６に関する情報データが含まれている。
また、上りリンク４によって送信される情報には、上り通信データが含まれている。
また、基地局９００の機能には前述したように、受信品質を監視し評価する機能及び上りリンク４の送信電力を制御する信号を生成する機能の他に、移動局１００の位置を監視し、監視した移動局１００の位置から移動局１００の移動先を予測する機能及び予測した移動局１００の移動先に対応する最大送信電力（予測Ｐｍａｘ９３６）を予測する機能が含まれている。
また、移動局１００の機能には、実施の形態１の移動局１００と同様に、上りリンク４の送信電力を制御する機能の他に、移動局１００の予測された最大送信電力（予測Ｐｍａｘ９３６）を制御する機能及び増幅器を制御する機能が含まれている。
次に、基地局９００及び移動局１００の各内部構成及びその機能と動作について図７を用いて説明する。
本実施の形態では、移動局位置監視部９３０は、移動局１００の移動先を予測する機能を備えている。
また、監視情報９３２は、移動局１００の位置に関する情報及び移動局１００の予測される移動先に関する情報を持つ。
また、上りリンク電力制御情報生成部９０４は、移動局位置監視部９３０が予測した移動局１００の移動先から対応する最大送信電力（予測Ｐｍａｘ９３６）を予測する機能を備える。
９１１は、上りリンク電力制御情報である。
９３６は、上りリンク電力制御情報生成部９０４によって予測された最大送信電力情報を示す予測Ｐｍａｘである。
以上、図６及び７のように構成された通信システムについて、まず基地局９００の動作、次に移動局１００の動作の順に、前記「関連技術」の動作と異なる部分について以下に説明する。
基地局９００の動作．
まず、基地局９００は、アンテナ９０６から上りリンク４の無線周波数信号を受信する。受信された無線周波数信号は、基地局受信部９０１において無線周波数からベースバンド周波数へ変換される。ベースバンド周波数へ変換されたベースバンド信号９０８は、基地局データ通信部９０２及び受信品質評価部９０３とともに移動局位置監視部９３０に入力される。
移動局位置監視部９３０は、受信したベースバンド信号９０８から移動局１００の現在位置を検出し、検出した移動局１００の現在位置と移動局１００の過去の位置との差分を算出し、算出結果から移動速度及び移動方向を基に移動先を予測する。ただし、移動局位置監視部９３０は、必ずしも移動局１００の現在位置と過去の位置から移動先を予測する必要はなく、検出した移動局１００の２以上の位置情報から移動局の移動先を予測すればよい。
移動局位置監視部９３０は、予測した移動局１００の移動先の情報を監視情報９３２として上りリンク電力制御情報生成部９０４に送る。
上りリンク電力制御情報生成部９０４は、上りリンク４の受信品質に関する受信品質評価情報９１０及び予測した移動局１００の監視情報９３２に基づいて、移動局１００の移動先位置において必要な予測Ｐｍａｘ９３６を算出する。具体的には、上りリンク電力制御情報生成部９０４は、移動局１００の現在までの位置及び移動局１００の移動先の位置及び現在までのＰｍａｘ９３５値から線形補間により、移動局１００の移動先位置において必要な予測Ｐｍａｘ９３６を算出する。移動局１００の２以上の位置情報とそれらの位置情報に対するＰｍａｘ９３５から線形補間により予測Ｐｍａｘ９３６を算出してもよい。算出された予測Ｐｍａｘ９３６は、基地局送信部９０５に入力される。
なお、上りリンク電力制御情報生成部９０４は、監視情報９３２が保持する移動局１００の移動先の情報から、移動先に対応した予測Ｐｍａｘ９３６を前述したＰｍａｘテーブルから選択する方法を用いてもよい。
基地局送信部９０５は、下りリンク送信データ９０９および上りリンク電力制御情報９１１とともに、予測Ｐｍａｘ９３６を下りリンク無線周波数信号９１２に変換し、アンテナ９０６から下りリンク３を用いて送信する。
移動局１００の動作．
移動局１００の移動局受信部１０１は、アンテナ１０６から受信された下りリンク無線周波数信号１０７をベースバンド信号１０８に変換し、移動局データ通信部１０２、上りリンク電力制御部１０４及びＰｍａｘ設定制御部１３０に入力する。
Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、下りリンク３に含まれる予測Ｐｍａｘ９３６を分離する。Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、分離した予測Ｐｍａｘ９３６に基づいて、予測された移動先における予測Ｐｍａｘ９３６に対応する増幅器（ＨＰＡ１５２）の入出力特性を制御するための増幅器特性制御信号１３１を生成し、移動局送信部１０５に送る。
上りリンク電力制御部１０４は、入力したベースバンド信号１０８から基地局９００で生成された上りリンク電力制御情報９１１を分離する。また、上りリンク電力制御部１０４は、Ｐｍａｘ設定信号１３２を基に上りリンク４の最大送信電力が予測Ｐｍａｘ９３６を超えないように最大送信電力制御信号を設定し、前述のようにベースバンド信号１０８から分離した上りリンク電力制御コマンド情報とともに上りリンク電力制御信号１１１として移動局送信部１０５に出力する。
移動局送信部１０５は、移動局データ通信部１０２から送られた上りリンク送信データ１０９を無線周波数信号１１２に変換する。
無線周波数信号１１２は、アンテナ１０６から上りリンク４によって基地局９００へ送出される。このとき、移動局送信部１０５においては、入力された上りリンク電力制御信号１１１を基に送信電力を制御すると共に、Ｐｍａｘ設定制御部１３０からの増幅器特性制御信号１３１により、移動局１００の移動先においてＨＰＡ１５２の入出力特性を制御する。
なお、上述した移動局送信部１０５の内部構成及び上記動作以外は、前記「発明の実施の形態１」で説明したものと同様であるので省略する。
以上、固定局である基地局９００と移動局１００とからなり移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムにおいて、移動局１００の送信位置と前記送信位置における送信電力値とを監視し、移動局１００の移動先において必要な最大送信電力値を予測する機能と、前記予測された最大送信電力値から移動局１００の送信系増幅器の動作状態を制御する機能とを有することを特徴とする通信システムについて説明した。
このように、上記の通信システムにおいては、移動局１００の移動先の位置において必要な最大送信電力の予測情報（予測Ｐｍａｘ９３６）を移動局１００が予め入手する。そして、入手した最大送信電力値を示す予測Ｐｍａｘ９３６から、移動局１００が移動先に移動した場合の増幅器（ＨＰＡ１５２）の入出力特性を制御する。このような制御により、低送信電力時における増幅器の効率を向上させることが可能となる。よって、移動局１００のバッテリーの消費を抑制することができ、移動局１００の通信時間を伸長することができるという効果がある。
また、移動局１００が送信位置に達してからＰｍａｘ９３５を決定するのではなく、移動局１００の移動先を予測して予測Ｐｍａｘ９３６を決定することから、Ｐｍａｘ設定頻度及び増幅器制御頻度を増やすことが可能となる。よって、このような、より精密な増幅器の制御により移動局１００のバッテリーの消費をさらに抑制することができ、移動局１００の通信時間をさらに伸長することができるという効果がある。
以上、本実施形態の説明においては、基地局９００は、移動局１００の移動先の送信位置において必要な最大送信電力の予測情報（予測Ｐｍａｘ９３６）を個別の下りリンク３に多重することにより特定の移動局１００に報知している。しかし、基地局９００は、個別の下りリンク３に多重して特定の移動局１００に対してのみ予測Ｐｍａｘ９３６を報知する必要は無く、全ての移動局１００に対する共通下りリンク３として報知してもよい。その場合には、各移動局１００が必要な情報のみを受信するようにしても良い。
また、本実施形態の説明においては、移動局１００の移動先位置において必要な最大送信電力の予測情報（予測Ｐｍａｘ９３６）を基地局９００から下りリンクに多重して移動局１００に報知し、移動局１００はその情報を基に増幅器の制御を行っている。しかし、前記「発明の実施の形態１」と同様に、基地局９００が増幅器制御機能を備え、下りリンク３に制御用データ（制御コマンド）を多重し、移動局１００では単に制御用データを基に増幅器を制御するようにしても良い。
また、本実施形態の説明においては、前記「発明の実施の形態１」と同様に、移動局１００の位置監視機能を基地局９００が持ち、移動局１００の位置監視を独自に行なっている。しかし、例えば移動局１００にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）機能などを内蔵、ないしは移動局１００にＧＰＳ機能をもった装置に接続する機能をもたせ、ＧＰＳ機能をもった装置と接続することにより移動局１００の位置情報を入手し、移動局１００から基地局９００に対し上りリンク４を通じて位置情報を送ることによって移動局１００の位置監視機能を実現してもよい。
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図８と図９を用いて説明する。
前記「関連技術」の項において説明したブロックと同じないしは相当するブロックについてはその説明を一部省略し、異なる部分を中心に説明する。
図８は、この発明の実施の形態３として、移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムの概念図を示している。また、図９は基地局９００及び移動局１００の各内部機能ブロックを示している。
まず、図８において、基地局９００の機能には、前記「発明の実施の形態１」及び「発明の実施の形態２」の基地局９００と同様な機能が含まれている。
また、移動局１００の機能には、前記「発明の実施の形態１」及び「発明の実施の形態２」の移動局１００と同様な機能の他に、予測評価機能が含まれている。
また、下りリンク３には、下り通信データの他に、移動局１００の送信電力を制御するためのコマンド（上りリンク電力制御コマンド）とともに、移動局１００の位置情報（位置データ）、予測Ｐｍａｘ９３６及び予測移動先情報が含まれている。
また、上りリンク４には、上り通信データが含まれている。
次に、図９について説明する。
９１１は、移動局位置情報及び予測した最大送信電力（予測Ｐｍａｘ９３６）情報を含んだ上りリンク電力制御情報である。
９３０は、移動局１００の移動先を予測する機能を備えた移動局位置監視部である。
９３２は、移動局１００の位置情報及び移動局１００の予測された移動先の情報をもつ監視情報である。
９０４は、移動局１００の移動先から予測Ｐｍａｘ９３６を予測する機能を備えた上りリンク電力制御情報生成部である。
また、１６０は、位置情報を格納する機能を備えた予測評価部である。１６１は、予測評価結果情報である。
以上、図８及び９のように構成された通信システムについて、まず基地局９００の動作、次に移動局１００の動作の順に、前記「関連技術」の動作と異なる部分について以下に説明する。
基地局９００の動作．
まず、基地局９００は、アンテナ９０６から上りリンク４の無線周波数信号を受信する。受信された無線周波数信号は、基地局受信部９０１において無線周波数からベースバンド周波数へ変換される。ベースバンド周波数へ変換されたベースバンド信号９０８は、基地局データ通信部９０２及び受信品質評価部９０３とともに移動局位置監視部９３０に入力される。
移動局位置監視部９３０は、受信したベースバンド信号９０８から移動局１００の現在位置を検出する。また、移動局位置監視部９３０は、移動局１００の現在の位置と過去の位置の差分から移動局１００の移動先を予測する。検出した移動局の現在位置及び予測した移動先の情報をもつ監視情報９３２は、上りリンク電力制御情報生成部９０４に送られる。
上りリンク電力制御情報生成部９０４では、受信品質評価情報９１０と現在位置及び移動先情報を持つ監視情報９３２とから移動先位置において必要な予測Ｐｍａｘ９３６を算出する。すなわち、監視情報９３２に含まれる移動先情報に基づいて、Ｐｍａｘテーブルから移動先情報に対応する予測Ｐｍａｘ９３６がある場合にはその予測Ｐｍａｘ９３６を選択する。移動先情報に対応する予測Ｐｍａｘ９３６がない場合には、移動局１００の現在までの位置及び移動先位置及び現在までのＰｍａｘ９３５から予測Ｐｍａｘ９３６を線形補間により算出する。
移動局１００の移動先に関する位置情報及び移動先における予測Ｐｍａｘ９３６を含む上りリンク電力制御情報９１１は、基地局送信部９０５に入力される。
基地局送信部９０５は、下りリンク送信データ９０９および「関連技術」において説明した上りリンク電力制御情報９１１と移動局１００の位置情報と移動先における予測Ｐｍａｘ９３６を含む上りリンク電力制御情報９１１を無線周波数信号に変換し、アンテナ９０６から送信する。
移動局１００の動作．
移動局１００において受信された下りリンク無線周波数信号１０７は、移動局受信部１０１でベースバンド信号１０８に変換され、移動局データ通信部１０２、上りリンク電力制御部１０４、Ｐｍａｘ設定制御部１３０及び予測評価部１６０に入力される。
予測評価部１６０は、ベースバンド信号から１０８移動局１００の予測された移動先の情報を分離して記憶する。予測評価部１６０は、予測された移動先の情報と現実の移動局１００の位置とを比較し、極端に位置がずれていないかを判断する。判断後、予測評価部１６０は、予測評価結果情報１６１をＰｍａｘ設定制御部１３０に送る。
Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、ベースバンド信号１０８からベースバンド信号１０８に含まれる予測Ｐｍａｘ９３６を分離し、予測評価結果情報１６１を基に移動先において、予測Ｐｍａｘ９３６情報を採用するかどうかを判断する。Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、予測評価結果情報１６１によって予測された移動先の情報と現実の位置とが極端に位置がずれていると判断した場合には、予測Ｐｍａｘ９３６情報を採用しない。その他の場合には、Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、予測Ｐｍａｘ９３６の情報を採用する。
Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、予測Ｐｍａｘ９３６の情報を採用すると判断した場合には、予測Ｐｍａｘ９３６の情報に対応する増幅器特性を制御するための増幅器特性制御信号１３１を移動局送信部１０５に送る。
上りリンク電力制御部１０４は、入力したベースバンド信号１０８を基に基地局９００によって生成された上りリンク電力制御情報９１１を分離する。また、上りリンク電力制御部１０４は、Ｐｍａｘ設定信号１３２を基に上りリンク４の最大送信電力が予測Ｐｍａｘ９３６を超えないように最大送信電力制御信号を設定し、前述のようにベースバンド信号１０８から分離した情報とともに上りリンク電力制御信号１１１として移動局送信部１０５に出力する。
移動局送信部１０５は、移動局データ通信部１０２から入力した上りリンク送信データ１０９を無線周波数信号である上りリンク無線周波数信号１１２に変換する。
上りリンク無線周波数信号１１２は、アンテナ１０６から上りリンク４によって基地局９００へ送出される。このとき、移動局送信部１０５においては、入力された上りリンク電力制御信号１１１を基に送信電力を制御すると共に、Ｐｍａｘ設定制御部１３０からの増幅器特性制御信号１３１により増幅器の特性を制御する。
移動局送信部１０５の内部構成及び動作は前記「発明の実施の形態１」において図３〜図５を用いて説明と同じであるので省略する。
以上のように、固定局である基地局９００と移動局１００とからなり移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムにおいて、移動局１００の送信位置と前記送信位置における送信電力値とを監視し、移動局１００の移動先及び移動先において必要な最大送信電力値を予測する機能と、前記予測された移動先及び最大送信電力値から移動局１００の移動先における送信系増幅器の動作状態を制御する機能とを有することを特徴とする通信システムについて説明した。
このように、上記の通信システムにおいては、移動先の位置において必要な最大送信電力の予測情報を移動局１００が予め入手し移動先において増幅器の入出力特性を制御することにより、低送信電力時における増幅器の効率を向上させることができる。よって、移動局１００のバッテリーを持たせて通信時間を伸長することができるという効果がある。
さらに、極端に移動局１００移動先位置が予測とずれた場合に最大送信電力が不足し通信品質が劣化したり、あるいは最大送信電力が過剰になり通信容量を減少する、といった通信状態を避けることができるという効果がある。
また、本実施形態の説明においては、移動先位置において必要な最大送信電力の予測情報を基地局９００から下りリンク３に多重して移動局１００に報知し、移動局１００はその情報を基に増幅器の制御を行なう機能を持たせている。しかし、前記「発明の実施の形態１」と同様に、基地局９００に増幅器制御機能をもたせ下りリンク３に制御用データ（制御コマンド）を多重し、移動局１００では単に制御用データを基に増幅器を制御するようにしても良い。
また、本実施形態の説明においては、前記「発明の実施の形態１」と同様に移動局１００の位置監視機能を基地局９００が持ち位置監視を独自に行なっている。しかし、例えば移動局１００にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）機能などを内蔵ないしは接続することにより位置情報を入手し、基地局９００に対し上りリンクを通して情報を送るようにしても良い。
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を図１０、図１１を用いて説明する。
前記「関連技術」の項において説明したブロックと同じないしは相当するブロックについてはその説明を一部省略し、異なる部分を中心に説明する。
図１０は、この発明の実施の形態４として、移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムの概念図を示している。また、図１１は基地局９００及び移動局１００の各内部機能ブロックを示している。
まず、図１０において、９００は基地局、１００は移動局、３は下りリンク、４は上りリンク、５は基地局９００のセルである。
下りリンク３には、下り通信データの他に、移動局１００の送信電力を制御するためのコマンド（上りリンク電力制御コマンド）と予測された最大送信電力（予測Ｐｍａｘ９３６）情報と経路情報が含まれている。
また、上りリンク４には、上り通信データの他に、移動経路情報が含まれている。
基地局９００の機能には、前記「発明の実施の形態１」及び「発明の実施の形態２」の移動局１００と同様な機能の他に、経路情報検出機能が含まれている。
また、移動局１００の機能には、前記「発明の実施の形態１」及び「発明の実施の形態２」の移動局１００と同様な機能の他に、経路設定機能が含まれている。
次に、図１１において、９１１は、上りリンク電力制御コマンド及び経路地点に対する予測Ｐｍａｘ９３６を持つ上りリンク電力制御情報である。
９３２は、移動局位置情報をもつ監視情報である。
９３７は、経路情報検出機能を備える経路情報検出部である。
９３８は、経路情報検出部９３７が検出した経路情報である。
９０４は、所定の経路上の予測Ｐｍａｘ９３６を決定する機能を備えた上りリンク電力制御情報生成部である。
９３１は、Ｐｍａｘテーブルである。
また、１７０は経路設定部である。経路設定部１７０には、移動局１００の出発点及び最終目的地である到達点の情報が設定され、内蔵する地図データから出発地及び最終目的地間の経路を抽出する機能をもっており、さらにＧＰＳ機能を内蔵することで移動局１００の現在位置を設定する機能をもつことも可能である。
以上、図１０及び図１１のように構成された通信システムについて、まず基地局９００の動作、次に移動局１００の動作の順に、前記「関連技術」の動作と異なる部分について以下に説明する。
基地局９００の動作．
まず、基地局９００においては、基地局受信部９０１において無線周波数からベースバンド周波数へ変換されたベースバンド信号９０８が、基地局データ通信部９０２、受信品質評価部９０３、移動局位置監視部９３０及び経路情報検出部９３７に入力される。
経路情報検出部９３７は、移動局１００の出発点及び到着点から、移動局１００が通過する可能性のある経路についての情報を経路情報９３８として検出する。検出された経路情報９３８は、上りリンク電力制御情報生成部９０４に送られる。
移動局位置監視部９３０では、移動局１００の現在位置が検出され、検出された移動局１００の位置情報（監視情報９３２）は、上りリンク電力制御情報生成部９０４に送られる。
上りリンク電力制御情報生成部９０４では、受信品質評価情報９１０及び経路情報９３８及び位置情報（監視情報９３２）に基づいて予測Ｐｍａｘ９３６を決定する。すなわち、上りリンク電力制御情報生成部９０４は、経路情報９３８の持つ経路上であって、位置情報（監視情報９３２）の持つ位置に対応した予測Ｐｍａｘ９３６を相関部９３９に記憶されたＰｍａｘテーブル９３１から取り出し、基地局送信部９０５に入力する。
基地局送信部９０５は、入力された下りリンク送信データ９０９および上りリンク電力制御情報９１１を無線周波数信号に変換し、アンテナ９０６から移動局１００へ送信する。上りリンク電力制御情報９１１は、上りリンク電力制御用データと経路上の所定位置に対応する予測Ｐｍａｘ９３６情報を持っている。
移動局１００の動作．
一方、移動局１００においては、下りリンク３から受信された下りリンク無線周波数信号１０７は移動局受信部１０１においてベースバンド信号１０８となり、移動局データ通信部１０２、上りリンク電力制御部１０４及びＰｍａｘ設定制御部１３０に入力される。
経路設定部１７０では、出発点と到着点の指定を受けることにより、出発点と到着点とから出発点と到着点とを結ぶ的確な経路情報１７１を選定し、選定した経路情報１７１を移動局データ通信部１０２及び上りリンク電力制御部１０４に送る。
移動局データ通信部１０２は、経路情報１７１を通信データに多重する。上りリンク電力制御部１０４では経路情報１７１を保持する。
Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、ベースバンド信号１０８から下りリンク３に含まれる経路上の位置に対応する予測Ｐｍａｘ９３６を分離する。Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、分離した予測Ｐｍａｘ９３６に基づいて増幅器（ＨＰＡ１５２）のデバイスを制御するための増幅器特性制御信号１３１を抽出し、抽出した増幅器特性制御信号１３１を移動局送信部１０５に送る。
Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、また、経路地点に対応した予測Ｐｍａｘ９３６の情報を持つＰｍａｘ設定信号１３２を上りリンク電力制御部１０４に送る。
上りリンク電力制御部１０４は、入力したベースバンド信号１０８を基に基地局９００から送信された上りリンク送信電力制御情報９１１を分離する。また、上りリンク電力制御部１０４は、Ｐｍａｘ設定制御部１３０からのＰｍａｘ設定信号１３２と経路設定部１７０からの経路情報１７１とから、経路上の所定の位置において上りリンク４の最大送信電力が予測Ｐｍａｘ９３６を超えないように制御するための最大送信電力制御信号を生成する。
上りリンク電力制御部１０４は、生成した最大送信電力制御信号と分離した上りリンク送信電力制御情報９１１とを元に上りリンク電力制御信号１１１を移動局送信部１０５に送る。
上りリンク電力制御部１０４では経路上の地点において予測Ｐｍａｘ設定信号１３２を基に送信電力が予測Ｐｍａｘ９３６を超えないように設定する。
移動局送信部１０５においては、入力された上りリンク電力制御信号１１１を基に上りリンク４の最大送信電力を制御する。また、移動局送信部１０５は、Ｐｍａｘ設定制御部１３０からの増幅器特性制御信号１３１により移動先において増幅器（ＨＰＡ１５２）の特性を制御する。
なお、移動局送信部１０５の内部構成及び動作は前記「発明の実施の形態１」において図３〜図５を用いた説明と同じであるので省略する。
以上のように、固定局である基地局９００と移動局１００とからなり移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムにおいて、移動局１００の移動経路情報を入手する機能と、移動局の送信位置と前記送信位置における送信電力値とを監視し及び移動経路上において必要な最大送信電力値を予測する機能と、前記予測された最大送信電力値から移動局の移動経路上の地点において送信系増幅器の動作状態を制御する機能とを有することを特徴とする通信システムについて説明した。
このように、上記の通信システムにおいては、経路上の移動先の位置において必要な最大送信電力の予測情報（予測Ｐｍａｘ９３６）をもとに経路上のある地点において増幅器（ＨＰＡ１５２）の入出力特性を制御する。このような制御により、低送信電力時における増幅器（ＨＰＡ１５２）の効率を向上させることができ、移動局１００のバッテリーを持たせて通信時間を伸長することができるという効果がある。
また、移動先が予め設定されているので移動局位置監視部９３０において移動先予測機能が不要であり基地局９００構成が簡単にできるという効果がある。
また、予め経路が設定されているので、通信に大きな障害がある地点においてもより細かい送信電力制御が可能となる。
本実施形態の説明においては、移動局１００内部に経路設定機能を持たせている。しかし、移動局１００内部に必ずしも経路設定機能を備える必要はなく、例えば、いわゆるＧＰＳナビゲーションシステムのような装置を移動局１００に接続できるようにして経路設定を行なうことで経路情報１７１を入手するようにしてもよい。このようにすれば、移動局１００の軽量化、ハードウエア及びソフトウエアの簡略化を図ることができる。
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５を図１２を用いて説明する。
前記「関連技術」の項において説明したブロックと同じないしは相当するブロックについてはその説明を一部省略し、異なる部分を中心に説明する。
図１２は、この発明の実施の形態５として、移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムの概念図を示している。
図１２において、９００ａはセルの大きな基地局、９００ｂ１、９００ｂ２、９００ｂ３はセルの小さな基地局、１００は移動局である。３ａ、３ｂは下りリンク、４ａ、４ｂは上りリンク、５ａは基地局９００ａの大セル基地局通信範囲、５ｂ１、５ｂ２、５ｂ３は各々、基地局９００ｂ１、９００ｂ２、９００ｂ３の小セル基地局通信範囲である。
図１２では、現時点で移動局１００は、基地局９００ｂ２と送受信している状態を表している。すなわち、移動局１００は、基地局９００ｂ２と実線で描かれた上りリンク４ｂ及び下りリンク３ｂによって送受信している。別途、移動局１００が他の基地局９００と送受信を開始する場合には、他の上りリンク及び下りリンクが使用される。例えば、移動局１００が基地局９００ａと送受信を開始する場合には、点線で描かれた上りリンク４ａ及び下りリンク３ａが使用される。
各基地局同士は基地局間接続線９５０で接続されている。
下りリンク３には、通信データの他に、移動局１００の送信電力を制御するためのコマンド（上りリンク電力制御コマンド）とともに、予測された最大送信電力情報データである予測Ｐｍａｘ９３６が含まれている。
各基地局９００ａ、９００ｂ１、９００ｂ２、９００ｂ３には、各々、移動局位置監視機能、移動先Ｐｍａｘ予測機能が含まれている。
また、移動局１００には上りリンク４の送信電力制御機能とともに、Ｐｍａｘ設定制御機能及び増幅器制御機能が含まれている。
ここでは、各基地局の内部構成は、前記「発明の実施の形態２」に記載の構成と同様である。また、移動局１００の内部構成は、前記「発明の実施の形態１」に記載の構成と同様である。
以上、図１２のように構成された通信システムについて、以下に説明する。
移動局１００が通信すべき基地局の選択方法について説明する。
まず、移動局１００が通信すべき基地局としては、各基地局９００ａ、９００ｂ１、９００ｂ２、９００ｂ３のうち、移動局１００をセル範囲に含む基地局９００ａと基地局９００ｂ２が選ばれる。ここで、基地局９００ａは、セル半径の大きい基地局である。また、基地局９００ｂ２は、セル半径の小さい基地局である。
さらに位置監視機能において過去の位置情報と現在の位置情報との差分から、移動局１００の移動速度及び移動方向が計算される。移動速度が小さい場合には小セル基地局９００ｂ２と通信が行われ、小セルの基地局９００ｂ２から予測Ｐｍａｘ９３６情報が移動局１００に報知され、小セルの基地局９００ｂ２との通信に必要な予測Ｐｍａｘ９３６により移動局１００における最大送信電力の制御及び増幅器の動作についての制御が行なわれる。
移動局１００の移動速度が大きい場合には基地局間接続線９５０を用いて基地局間制御によりハンドオーバー（通信する基地局の切替え動作）が行われる。すなわち、移動局１００との通信が小セルの基地局９００ｂ２から大セルの基地局９００ａに切替えられ、大セルの基地局９００ａから予測Ｐｍａｘ９３６の情報が移動局１００に報知され、大セルの基地局９００ａとの通信に必要な予測Ｐｍａｘ９３６により移動局１００における最大送信電力の制御及び増幅器の動作についての制御が行なわれる。
ここで、移動に伴って大セルの基地局９００ａにハンドオーバーを行なうか、他の小セルの基地局９００ｂ１または基地局９００ｂ３とハンドオーバーを行なうかは移動局１００の移動速度び移動方向により決定される。
一方、移動局１００においては、ハンドオーバーが行なわれた場合にはハンドオーバー後の基地局からの予測Ｐｍａｘ９３６情報を基に、最大送信電力の設定及び制御及び増幅器の動作についての制御を行う。
以上のように、最大送信電力値ないしは送信系制御情報を送信範囲の異なる複数の基地局９００から移動局１００に対し送信可能な機能と、移動局１００の移動速度を監視する機能と、前記移動速度に応じて前期最大送信電力値ないしは送信系制御を行う送信基地局を切替えることを特徴とする通信システムについて説明した。
このように、上記の通信システムにおいては、移動先の位置において必要な最大送信電力の予測情報（予測Ｐｍａｘ９３６）をもとに移動先において増幅器（ＨＰＡ１５２）の入出力特性を制御する。このような制御によって上りリンク４の低送信電力時における増幅器の効率を向上させることができるため、移動局１００のバッテリーを持たせて通信時間を伸長することができるという効果がある。
また、移動局１００の速度に応じてセルの大きさの異なる基地局９００を切替えて通信することで移動局１００の位置を監視する精度が向上し、移動局１００の位置における最大送信電力の設定と制御及び増幅器の制御がより高精度な予測のもとにできる。よって、移動局１００のバッテリーをより持たせて通信時間を伸長することができるという効果がある。
なお、本実施形態の説明においては、下りリンク３において予測Ｐｍａｘ９３６の情報のみを報知するようにしているが、前記に示した他の「発明の実施の形態」のように、位置に対するＰｍａｘ９３５の情報や予測Ｐｍａｘ９３６の情報や予測移動先に対する予測Ｐｍａｘ９３６情報を報知し、使用するように基地局９００及び移動局１００を構成してもよい。
以上の実施の形態で示した移動局１００には、携帯電話機、携帯情報端末、ノート型パソコン、インターネット端末、携帯情報型腕時計などのモバイル機器が該当する。
また、上述した実施の形態では、増幅器の入出力特性を制御する情報として最大送信電力値であるＰｍａｘ値または予測Ｐｍａｘ値を用いたが、必ずしも最大送信電力値を制御情報とする必要はなく、増幅器の入出力特性を制御する情報として他の送信電力値を用いることも可能である。
また、以上の実施の形態では、各構成要素の各動作はお互いに関連しており、各構成要素の動作は、上記に示された動作の関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。そして、このこのように置き換えることにより、方法の発明の実施形態とすることができる。
また、上記各構成要素の動作を、各構成要素の処理と置き換えることにより、プログラムの実施の形態とすることができる。そしてこれらの実施の形態は、すべてコンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。プログラムの実施の形態における各処理はプログラムで実行されるが、このプログラムは、記録装置に記録されていて、記録装置から中央処理装置（ＣＰＵ）に読み込まれ、中央処理装置によって、各フローチャートが実行されることになる。なお、記録装置、中央処理装置は図示していない。
また、各実施の形態のソフトウエアやプログラムは、ＲＯＭ（ＲＥＡＤ ＯＮＬＹ ＭＥＭＯＲＹ）に記憶されたファームウエアで実現されていても構わない。あるいは、ソフトウエアとファームウエアとハードウエアとの組み合わせで前述したプログラムの各機能を実現しても構わない。
産業上の利用可能性
この発明によれば、移動局の送信位置において必要な最大送信電力値を増幅器の制御信号として出力することができる。
また、この発明によれば、移動局の移動先を予測し、予測した移動先において必要な最大送信電力値の予測情報を増幅器の制御信号として出力することができる。
また、この発明によれば、移動局の移動先を予測し、予測した移動先において必要な最大送信電力値の予測情報を採用するかを判断することができる。
また、この発明によれば、移動局の経路情報から経路上に存在する移動局の位置において必要な最大送信電力値を増幅器の制御信号として出力することができる。
この発明によれば、移動局の送信位置において必要な最大送信電力値を増幅器の制御信号として出力する複数の固定局を各々切替えることができる。
また、この発明によれば、移動局の送信位置において必要な最大送信電力値情報を持つ制御信号から増幅器を制御することによって消費電流を減少することができる。
また、この発明によれば、予測した移動先において必要な最大送信電力値の予測情報を持つ制御信号から増幅器を制御することができる。
また、この発明によれば、予測した移動先において必要な最大送信電力値の予測情報を採用すると判断された場合には、最大送信電力値の予測情報を持つ制御信号から増幅器を制御することができる。
また、この発明によれば、経路上に存在する移動局の位置において必要な最大送信電力値情報を持つ制御信号から増幅器を制御することができる。
この発明によれば、移動局の送信位置において必要な最大送信電力で送信するよう増幅器を制御し通信システムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明の実施の形態１による通信システムを説明するための概念図である。
図２は、この発明の実施の形態１による基地局及び移動局の動作を説明するための内部ブロック図である。
図３は、この発明の実施の形態１による移動局送信部動作を説明するための内部ブロック図である。
図４は、この発明の実施の形態１による増幅器（ＨＰＡ）の入出力特性を示す図である。
図５は、この発明の実施の形態１による増幅器（ＨＰＡ）の出力電力に対する消費電流を示す図である。
図６は、この発明の実施の形態２による通信システムを説明するための概念図である。
図７は、この発明の実施の形態２による基地局及び移動局の動作を説明するための内部ブロック図である。
図８は、この発明の実施の形態３による通信システムを説明するための概念図である。
図９は、この発明の実施の形態３による基地局及び移動局の動作を説明するための内部ブロック図である。
図１０は、この発明の実施の形態４による通信システムを説明するための概念図である。
図１１は、この発明の実施の形態４による基地局及び移動局の動作を説明するための内部ブロック図である。
図１２は、この発明の実施の形態５による通信システムを説明するための概念図である。
図１３は、関連する通信システムを説明するための概念図である。
図１４は、関連する基地局及び移動局の動作を説明するための内部ブロック図である。
図１５は、関連する移動局における移動局送信部の動作を説明するための内部ブロック図である。
図１６は、関連する移動局における増幅器（ＨＰＡ）の入出力特性を示す図である。
図１７は、関連する移動局における増幅器（ＨＰＡ）の出力電力に対する消費電流を示す図である。
この発明は、固定通信局である基地局と移動通信局である移動局との通信であって、移動局の送信電力制御に関するものである。
背景技術
移動局の送信電力制御を行なう無線通信システムとしては、例えばＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｅｌｌｅｒ）、ＣＤＭＡｏｎｅ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍａｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｏｎｅ）などが上げられる。
移動局の送信電力制御が行なわれる背景には、複数の移動局が基地局と通信する場合に、基地局端において基地局から近い移動局の送信電力が基地局から遠い移動局の送信電力より大きくなるために基地局から遠い移動局の通信が妨げられるといういわゆる「隠れ端末問題」を避けたいという目的がある。特に、ＣＤＭＡｏｎｅのように、同じ周波数帯において複数の移動局が通信を行なう通信方式においては移動局の送信電力制御は、通信システムの通信容量（基地局が同時に通信できる移動局の数）をどれだけ大きくできるかに直結するため重要な技術である。
図１３は、関連技術の一例として、移動局の送信電力制御を行なう通信システムの概念図を示している。また、図１４は基地局及び移動局の各内部機能ブロックを示している。
まず、図１３において、９００は基地局（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）である。
１００は移動局（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）である。
３は、基地局９００から移動局１００への通信を行う下りリンク、４は、移動局１００から基地局９００への通信を行う上りリンクである。
ここで、リンクとは、データや制御情報の伝送のように特定の目的で行われる伝送時に割り当てられる周波数の帯域をいう。前述のように、ＣＤＭＡｏｎｅでは、複数の移動局が同じ周波数帯域を共有して通信することが可能である。
５は、基地局９００との通信が可能な範囲である基地局通信範囲の一部分を示したものである。基地局通信範囲５は、いわゆるセル（Ｃｅｌｌ）と呼ばれる。
基地局９００の機能には、受信品質評価機能と上りリンク電力制御機能がある。また、移動局１００の機能には、送信電力制御機能がある。
下りリンク３によって送信される無線周波数信号には、下り通信データの他に、移動局１００の送信電力を制御するためのコマンド（上りリンク電力制御コマンド）が含まれている。上りリンク４によって送信される無線周波数信号には上り通信データが含まれている。
次に、図１４に示す基地局９００と移動局１００の構成について説明する。
まず、基地局９００（ＢＳ）について説明する。
９０１は上りリンク４の無線周波数信号を受信し、ベースバンド周波数に変換する基地局受信部である。９０２は上りリンク４及び下りリンク３の通信データを変復調する基地局データ通信部である。９０３は上りリンク４の受信品質を評価する受信品質評価部である。９０４は移動局１００の送信電力制御信号を発生させる上りリンク電力制御情報生成部である。９０５は下りリンクデータ及び制御データを下りリンク３の無線周波数信号に変換する基地局送信部である。９０６は送受信を行なう基地局９００側のアンテナである。
９０７は上りリンク無線周波数信号、９０８はベースバンド信号、９０９は下りリンク送信データ、９１０は受信品質評価情報、９１１は上りリンク電力制御コマンドをもつ上りリンク電力制御情報、９１２は下りリンク無線周波数信号である。
次に、移動局１００（ＭＳ）について説明する。
１０１は下りリンク３の無線周波数信号を受信し、ベースバンド周波数に変換する移動局受信部である。１０２は下りリンク３及び上りリンク４のデータを変復調する移動局データ通信部である。１０４は移動局１００の送信電力制御を行なう上りリンク電力制御部である。１０５は上りリンクデータを無線周波数信号に変換する移動局送信部である。１０６は送受信を行なう移動局１００側のアンテナである。
１０７は下りリンク無線周波数信号、１０８はベースバンド信号、１０９は上りリンク送信データ、１１１は上りリンク電力制御信号、１１２は上りリンク無線周波数信号である。
また、３及び４は図１３と同じように下りリンク及び上りリンクである。
以上、図１３及び図１４のように構成された通信システムについて、まず基地局９００の動作、次に移動局１００の動作の順に、動作を以下に説明する。
基地局９００の動作．
まず、基地局９００においては、移動局１００から送信された上りリンク４の無線周波数信号がアンテナ９０６において受信された上りリンク無線周波数信号９０７は基地局受信部９０１において無線周波数からベースバンド周波数へ変換されベースバンド信号９０８となり、基地局データ通信部９０２及び受信品質評価部９０３に入力される。受信品質評価部９０３は、入力したベースバンド信号９０８を基に受信品質評価情報９１０を上りリンク電力制御情報生成部９０４に出力する。上りリンク電力制御情報生成部９０４は、受信品質評価情報９１０から上りリンク電力制御コマンドを上りリンク電力制御情報９１１として生成する。この上りリンク電力制御コマンドは、上りリンク４の無線周波数信号電力を増減させるために必要な送信電力制御コマンドである。生成された上りリンク電力制御情報９１１は、基地局送信部９０５に入力される。
基地局送信部９０５は、基地局データ通信部９０２からの下りリンク送信データ９０９及び上りリンク電力制御情報生成部９０４からの上りリンク電力制御情報９１１を下りリンク無線周波数信号９１２に変換する。下りリンク無線周波数信号９１２は、下りリンク３の無線周波数信号としてアンテナ９０６から移動局１００へ送信される。
移動局１００の動作．
一方、移動局１００においては、基地局９００から送信された下りリンク３の無線周波数信号がアンテナ１０６において受信される。受信された下りリンク無線周波数信号１０７は移動局受信部１０１において無線周波数からベースバンド周波数へ変換されベースバンド信号１０８として出力される。出力されたベースバンド信号１０８は移動局データ通信部１０２及び上りリンク電力制御部１０４に入力される。上りリンク電力制御部１０４は、入力したベースバンド信号１０８から基地局９００で生成された上りリンク電力制御コマンドである上りリンク電力制御情報９１１を分離し、上りリンク電力制御信号１１１として移動局送信部１０５に出力する。また、移動局データ通信部１０２は、入力したベースバンド信号１０８から下りリンク送信データ９０９を分離すると共に、上りリンク送信データ１０９を移動局送信部１０５に出力する。移動局送信部１０５は、入力した上りリンク送信データ１０９を上りリンク無線周波数信号１１２に変換する。変換された上りリンク無線周波数信号１１２は、アンテナ１０６から基地局９００へ上りリンク４によって送信される。このとき、移動局送信部１０５は、入力された上りリンク電力制御信号１１１に基づいて上りリンク４の送信電力を制御する。
基地局９００において必要な受信品質は、移動局１００の送信電力の制御動作により一意的に決まる。従って、以上に示したように、基地局９００は上りリンク４の受信品質に基づいて移動局１００の送信電力を制御する信号を移動局１００に送り、移動局１００は、基地局９００から送られた送信電力を制御する信号に基づいて上りリンク４の送信電力を制御することで、基地局９００の送信領域である基地局通信範囲５内の複数の移動局１００からの上りリンク４の送信電力は基地局９００に到達した時点で同じ値とすることができ、通信システムにおける通信容量を最大にすることができる。
次に、送信電力制御を行なう移動局１００の一般的な移動局送信部１０５の構成における増幅器の動作について、図１５を用いて以下に説明する。
図１５は、移動局送信部１０５の内部ブロック図を示している。１０９は上りリンク送信データ、１１１は上りリンク電力制御信号、１５０は送信ミキサ、１３３は無線周波数信号、１５１は可変ゲイン増幅器（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｇａｉｎ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；以下ＶＧＡと記す）、１５２は高出力電力増幅器（Ｈｉｇｈ Ｐｏｗｅｒ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；以下ＨＰＡと記す）、１１２は上りリンク無線周波数信号である。
また、図１６はＨＰＡ１５２の入力電力に対する出力電力の特性（入出力特性）の１例を示したものである。ここで、縦軸が出力電力、横軸が入力電力である。ＨＰＡ１５２（増幅器）の動作点をａ，ｂで表す。
さらに、図１７は図１６で示したＨＰＡ１５２の出力電力に対する消費電流の特性を示したものである。ここで、縦軸が消費電流、横軸が出力電力である。図１６と同様に、ＨＰＡ１５２（増幅器）の複数の動作点をａ，ｂで表す。ここでは動作点ｂのときに移動局１００が最大送信電力であるＰｍａｘ９３５で情報を送信する。
まず、上りリンク４の上りリンク送信データ１０９は送信ミキサ１５０においてベースバンド信号から無線周波数信号１３３に変換される。変換された無線周波数信号１３３は、ＶＧＡ１５１において上りリンク電力制御信号１１１に基づいてアンテナ１０６から送信される送信電力レベルを基地局９００において必要とされる受信品質にするために、送信レベルを最大送信電力Ｐｍａｘ９３５以下になるように、そのゲインが制御され、ＨＰＡ１５２において必要な送信電力レベルまで電力増幅され、上りリンク無線周波数信号１１２としてアンテナ１０６から送信される。
ＨＰＡ１５２の出力電力を増加させたい場合には、ＶＧＡ１５１は、ＨＰＡ１５２への入力電力レベルを大きくなるように制御する。したがって、ＨＰＡ１５２は、入力電力レベルの増加によりＨＰＡ１５２の出力電力を増加させ、上りリンク４の送信電力を大きくすることができる。例えば、ＶＧＡ１５１がＨＰＡ１５２への入力電力レベルを増加させることにより、ＨＰＡ１５２が動作点ｂで動作した場合には、上りリンク４の送信電力は最大送信電力であるＰｍａｘ９３５となる。
一方、上りリンク４の送信電力を減少させたい場合には、ＶＧＡ１５１がＨＰＡ１５２への入力電力レベルを下げるように制御する。したがって、ＨＰＡ１５２の動作点は動作点ｂから動作点ａに移行し、動作点ａで動作することになる。
ＨＰＡ１５２が出力する上りリンク無線周波数信号１１２の送信電力は、許容される歪みの条件を満足する必要がある。ここで、許容される歪みとは、送信系の各部において入力電力に対し比例した電力が出力されないために発生する非線形成分が隣接する周波数帯域へ妨害電力漏洩となってアンテナ１０６から送信される大きさ（ないしは電力比）を表す。通常、通信システムにおいてはシステム容量などからアンテナ１０６端において許容される歪みの大きさが規定される。移動局の送信系の設計においてはアンテナ１０６端において規定を満足するようにＨＰＡ１５２における歪みが決定され、それに対応する動作点までが動作範囲となる。これがＨＰＡ１５２に対する許容される歪みの条件となる。例えば、図１６では、ＨＰＡ１５２の出力電力が０の点から動作点ｂまでが許容される歪みの範囲であり、動作点ｂ以上の範囲で発生する歪みは許容されない。このＨＰＡ５１２の出力電力の歪みは、通常、出力電力がＨＰＡ１５２の最大出力電力時に一番大きくなる。ＨＰＡ１５２が、動作点ｂ以上の入力電力値を取ることによる送信電力の歪み（ＨＰＡ１５２出力電力の歪み）は、前述したように、隣接する周波数帯域への妨害電力漏洩の原因となる。よって、ＨＰＡ１５２は動作点ｂ以上の入力電力値を取ることは上記原因を引き起こすため避けた方がよい。したがって、ＨＰＡ１５２は、機器の特性としては図１６に示すＨＰＡ１５２の最大出力電力まで出力することができるが、上述した歪みの問題から、ＨＰＡ１５２の最大送信電力を動作点ｂでの最大送信電力であるＰｍａｘ９３５までに抑える制御を行っている。ここで、ＨＰＡ１５２の最大出力電力から各動作点の出力電力までの差をバックオフという。上記歪みを解消するために、ＨＰＡ１５２は、図１６に示すようにＨＰＡ１５２の最大出力電力からＰｍａｘ９３５までの差以上のバックオフを必要とする。
このようにして、ＨＰＡ１５２では、各動作点における出力電力が許容される歪み（またはバックオフ）の範囲内であるように増幅器としての最大出力電力やバイアス電流が設定され、制御されている。
しかし、この設定では動作点ａ以下の出力電力の領域においては、ＨＰＡ１５２の動作として最低限必要とされる図１６のバックオフ量より大きなバックオフとなる。また、この領域においては、図１７から、ＨＰＡ１５２の出力電力が小さくてもＨＰＡ１５２の消費電流は比例して小さくならない。このため、動作点ａ以下の出力電力での動作は、ＨＰＡ１５２の効率を低下させる。従って、移動局１００のバッテリーが消耗し通話時間が短くなるという課題がある。
この発明は、移動局１００の送信系増幅器の効率を向上させ、移動局１００の通信時間を伸長することを目的とする。
発明の開示
この発明に係る基地局は、無線信号を移動局から受信する基地局受信部と、
上記基地局受信部が受信した無線信号から移動局の位置情報を検出する移動局位置監視部と、
情報を送信するための送信電力値と移動局の位置情報とを関連づける相関部と、
上記移動局位置監視部が検出した移動局の位置情報に対応して上記相関部によって関連づけられた送信電力値を選択し、選択した送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成する上りリンク電力制御情報生成部とを備えることを特徴とする。
上記移動局位置監視部は、上記基地局受信部が受信した無線信号から移動局の位置情報を複数検出し、検出した移動局の複数の位置情報から移動局の移動先を予測し、
上記上りリンク電力制御情報生成部は、検出した移動局の複数の位置情報の各位置において通信に必要な送信電力値に対応させて、上記移動局位置監視部が予測した移動局の移動先の位置において通信に必要な送信電力値を求め、求められた送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成することを特徴とする。
上記移動局位置監視部は、検出した移動局の位置情報から移動局の移動先を予測し、
上記上りリンク電力制御情報生成部は、上記移動局位置監視部が予測した移動局の移動先の情報に対応して上記相関部によって関連づけられた送信電力値を選択し、選択した送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成することを特徴とする。
上記基地局は、さらに、上記基地局受信部が受信した無線信号から移動局の経路情報を検出する経路情報検出部を備え、
上記相関部は、移動局の位置情報と経路情報とを関連づけ、
上記上りリンク電力制御情報生成部は、上記経路情報検出部が検出した経路情報と上記移動局位置監視部が検出した移動局の位置情報とから上記相関部によって関連づけられた送信電力値を選択し、選択した送信電力値に基づい移動局への上りリンクの電力制御情報を生成することを特徴とする。
上記基地局は、複数存在し、
上記移動局位置監視部は、検出した移動局の位置情報から移動局の移動状態を予測し、予測した移動状態に基づいて移動局と通信する基地局を複数の基地局から選定し、選定された基地局に移動局との通信を切替えることを特徴とする。
この発明に係る移動局は、移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を含む無線信号を基地局から受信する移動局受信部と、
制御信号によって上りリンクの電力を制御する増幅器と、
上記移動局受信部が受信した無線信号から移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を分離し、分離した送信電力値の情報から送信電力値に対応する上記増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成する送信電力値設定制御部と、
上記送信電力値設定制御部が生成した増幅器特性制御信号から上記増幅器の出力特性を制御する移動局送信部を備えることを特徴とする。
上記移動局は、さらに、上記送信電力値設定制御部が分離した送信電力値の情報に基づいて基地局へ送信する送信電力値を制御するための送信電力制御信号を生成する上りリンク電力制御部を備え、
上記移動局送信部は、上記上りリンク電力制御部が生成する送信電力制御信号から上記増幅器の送信電力値を制御することを特徴とする。
上記送信電力値設定制御部は、上記移動局受信部が受信した無線信号から移動局の移動先において通信に必要な送信電力値の予測情報を分離し、分離した送信電力値の予測情報から予測された送信電力値に対応する上記増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成することを特徴とする。
上記移動局は、さらに、上記移動局受信部が受信した無線信号から移動先の予測情報を検出し、検出した移動先と現実の位置とを比較し、比較した結果から移動先の予測情報を採用するか否かを判断する予測評価部を備え、
上記送信電力値設定制御部は、上記予測評価部によって移動先の予測情報を採用すると判断された場合、予測された送信電力値に対応する上記増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成することを特徴とする。
上記移動局は、さらに、出発点と到着点との指定を受けることにより出発点と到着点とから経路情報を設定する経路設定部と、
上記経路設定部が設定する経路情報を基地局へ伝送する情報に多重する移動局データ通信部とを備えることを特徴とする。
この発明に係る通信システムは、無線信号を移動局から受信する基地局受信部と、
上記基地局受信部が受信した無線信号から移動局の位置情報を検出する移動局位置監視部と、
情報を送信するための送信電力値と移動局の位置情報とを関連づける相関部と、
上記移動局位置監視部が検出した移動局の位置情報に対応して上記相関部によって関連づけられた送信電力値を選択し、選択した送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成する上りリンク電力制御情報生成部とを備えた基地局と、
移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を含む無線信号を上記基地局から受信する移動局受信部と、
制御信号によって上りリンクの電力を制御する増幅器と、
上記移動局受信部が受信した無線信号から移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を分離し、分離した送信電力値の情報から送信電力値に対応する上記増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成する送信電力値設定制御部と、
上記送信電力値設定制御部が生成した増幅器特性制御信号から上記増幅器の出力特性を制御する移動局送信部を備えた移動局とを備えることを特徴とする。
この発明に係る基地局通信方法は、無線信号を移動局から受信し、
上記受信した無線信号から移動局の位置情報を検出し、
上記検出した移動局の位置情報と情報を送信するための送信電力値とを関連づけ、
関連づけた送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成することを特徴とする。
この発明に係る基地局通信プログラムは、無線信号を移動局から受信する処理、
上記受信した無線信号から移動局の位置情報を検出する処理、
上記検出した移動局の位置情報と情報を送信するための送信電力値とを関連づける処理、
関連づけた送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
この発明に係る移動局通信方法は、移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を含む無線信号を基地局から受信し、
上記受信した無線信号から移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を分離し、分離した送信電力値の情報から送信電力値に対応する増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成し、
上記生成した増幅器特性制御信号から増幅器の出力特性を制御することを特徴とする。
この発明に係る移動局通信プログラムは、移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を含む無線信号を基地局から受信する処理、
上記受信した無線信号から移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を分離し、分離した送信電力値の情報から送信電力値に対応する増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成する処理、
上記生成した増幅器特性制御信号から増幅器の出力特性を制御する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図１から図５を用いて説明する。
なお、前記「従来の技術」の項において説明したブロックと同じないしは実質的に同一なブロックについてはその説明を省略する。
図１は、この発明の実施の形態１として、移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムの概念図を示している。また、図２は基地局９００及び移動局１００の各内部機能ブロックを示している。
まず、図１において、下りリンク３によって送信される情報には、下り通信データの他に、移動局１００の送信電力を制御するためのコマンド（上りリンク電力制御コマンド）と移動局１００の現在位置に対する最大送信電力であるＰｍａｘ９３５に関する情報データが含まれている。
また、上りリンク４によって送信される情報には、上り通信データが含まれている。
また、基地局９００の機能には前述したように、受信品質を監視し評価する機能及び下りリンク３の送信電力を制御する機能の他に、移動局１００の位置を監視し移動局１００の最大送信電力（Ｐｍａｘ９３５）を決定する機能が含まれている。
また、移動局１００の機能には前述したように、上りリンク４の送信電力を制御する機能の他に、移動局１００の最大送信電力（Ｐｍａｘ９３５）の設定を制御する機能及び増幅器を制御する機能が含まれている。
次に、図２について説明する。
まず、基地局９００の内部構成について説明する。
９１１は、上りリンク電力制御情報である。
９３０は、移動局位置監視部である。
９３１は、Ｐｍａｘテーブルである。Ｐｍａｘテーブルは、移動局１００の位置において通信に必要な最大送信電力値（Ｐｍａｘ９３５）を移動局の複数の位置に対応させて複数記憶した送信電力テーブルである。このＰｍａｘテーブル９３１には、受信品質評価部９０３が評価した結果を用いて自らを随時更新する機能が含まれている。
９３９は、相関部であり、情報を送信するための送信電力値と移動局の位置情報とを関連づける機能を有する。本実施の形態によって後述されるように、Ｐｍａｘテーブル９３１を用いて最大送信電力値と移動局の位置に関する情報とを関連づける場合だけでなく、相関部９３９は、Ｐｍａｘテーブル９３１を用いずに、移動局の位置に関する情報に送信電力値を関連づけることが可能である。例えば、相関部９３９は、位置情報から基地局９００までの距離を計算して送信電力値を算出するための式を記憶しておいて、位置情報を受けた都度、その式を用いて送信電力値を決定する方法も考えられる。
９３２は、移動局位置情報をもつ監視情報である。
９３３は、Ｐｍａｘテーブルを検索するための検索情報である。
９３５は、移動局１００の所定の位置に対し最も最適な最大送信電力を示すＰｍａｘである。
次に、移動局１００の内部構成について説明する。
１３０は、Ｐｍａｘ設定制御部である。Ｐｍａｘ設定制御部は、送信電力値設定制御部を示す。
１３１は、増幅器特性制御信号である。
１３２は、Ｐｍａｘ設定信号である。
以上のように図１及び２のように構成された通信システムについて、基地局９００の動作、次に移動局１００の動作の順に、前記「関連技術」の動作と異なる部分について以下に説明する。
基地局９００の動作．
まず、基地局９００は、アンテナ９０６から上りリンク４の無線周波数信号を受信する。受信された無線周波数信号は、基地局受信部９０１において無線周波数からベースバンド周波数へ変換される。ベースバンド周波数へ変換されたベースバンド信号９０８は、基地局データ通信部９０２及び受信品質評価部９０３とともに移動局位置監視部９３０に入力される。
移動局位置監視部９３０は、受信したベースバンド信号９０８から移動局１００の現在位置を検出し、検出した移動局位置情報を監視情報９３２として上りリンク電力制御情報生成部９０４に送る。
受信品質評価部９０３は、移動局１００からの無線周波数信号の受信品質を評価し、受信品質評価情報９１０として出力する。
上りリンク電力制御情報生成部９０４は、監視情報９３２から現在位置において必要な最大送信電力であるＰｍａｘ９３５を決定する。すなわち、上りリンク電力制御情報生成部９０４は、監視情報９３２から移動局１００の位置情報を検索情報９３３として相関部９３９に記憶されたＰｍａｘテーブル９３１を検索し、検索情報９３３に示された移動局１００の位置に対応する最大送信電力（Ｐｍａｘ９３５）を選択する。前述したように、Ｐｍａｘテーブル９３１では、移動局１００の位置とその位置における受信品質評価情報９１０を基に絶えず必要なＰｍａｘ９３５が更新される。
基地局送信部９０５は、基地局データ通信部９０２が出力した下りリンク送信データ９０９および最大送信電力情報であるＰｍａｘ９３５を含んだ上りリンク電力制御情報９１１を無線周波数信号に変換し、アンテナ９０６から下りリンク３に送出する。
移動局１００の動作．
次に、移動局１００の動作について説明する。
移動局１００において、移動局受信部１０１は、下りリンク３から受信した下りリンク無線周波数信号１０７を無線周波数からベースバンド周波数へ変換する。変換したベースバンド信号１０８は、移動局データ通信部１０２及び上りリンク電力制御部１０４に加えてＰｍａｘ設定制御部１３０に入力される。
Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、入力されたベースバンド信号１０８から移動局１００の位置に対応した最大送信電力（Ｐｍａｘ９３５）情報を分離し、ＨＰＡ１５２のバイアス電流の制御等、増幅器特性を制御するために必要なＰｍａｘ９３５に対応する増幅器特性制御信号１３１を生成し、生成した増幅器特性制御信号１３１を移動局送信部１０５に送る。Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、増幅器特性制御信号１３１から最大送信電力情報に関するＰｍａｘ設定信号１３２を生成し上りリンク電力制御部１０４に送る。
上りリンク電力制御部１０４は、入力したベースバンド信号１０８を基に基地局９００によって生成された上りリンク電力制御情報９１１を分離する。また、上りリンク電力制御部１０４は、Ｐｍａｘ設定信号１３２を基に上りリンク４の最大送信電力がＰｍａｘ９３５を超えないように最大送信電力制御信号を設定し、前述のようにベースバンド信号１０８から分離した情報とともに上りリンク電力制御信号１１１として移動局送信部１０５に出力する。
移動局送信部１０５は、移動局データ通信部１０２から入力した上りリンク送信データ１０９を無線周波数信号１１２に変換する。
無線周波数信号１１２は、アンテナ１０６から上りリンク４によって基地局９００へ送出される。このとき、移動局送信部１０５においては、入力された上りリンク電力制御信号１１１を基に送信電力を制御すると共に、Ｐｍａｘ設定制御部１３０からの増幅器特性制御信号１３１により増幅器の特性を制御する。
次に、上記送信電力制御及び増幅器特性制御を行なう移動局送信部１０５の内部構成および移動局送信部１０５中の増幅器の動作について、図３〜図５を用いて以下に説明する。
図４は、ＨＰＡ１５２の入力電力に対する出力電力の特性（入出力特性）の１例を示したものである。
図４で示すＰｍａｘＢ対応入出力特性曲線は、動作点ｂで最大送信電力（ＰｍａｘＢ）となるＨＰＡ１５２の入出力特性を示している。ＰｍａｘＡ対応入出力特性曲線は、動作点ａで最大送信電力（ＰｍａｘＡ）となるＨＰＡ１５２の入出力特性を示している。よって、最大送信電力の関係は、ＰｍａｘＢ＞ＰｍａｘＡとなる。
図５は、図４のＨＰＡ１５２の出力電力に対する消費電流の特性を示したものである。最大送信電力がＰｍａｘＢからＰｍａｘＡへ減少すると、ＨＰＡ１５２の消費電力も相対的に減少することがわかる。
図３に示す移動局送信部１０５の内部動作について説明する。
まず、上りリンク４の上りリンク送信データ１０９は送信ミキサ１５０においてベースバンド信号から無線周波数信号１３３に変換される。変換された無線周波数信号１３３は、ＶＧＡ１５１において上りリンク電力制御信号１１１に基づいて送信レベルを最大送信電力Ｐｍａｘ９３５以下に制御される。
ＨＰＡ１５２は、Ｐｍａｘ設定制御部からの増幅器特性制御信号１３１を基にＨＰＡ１５２の増幅器としてのデバイス入出力特性を制御する。すなわち、例えば、ＨＰＡ１５２は、増幅器特性制御信号１３１から要求される自己の入力電圧に対する出力電圧の特性（増幅器であるＨＰＡ１５２の入出力特性）を判断し、要求される入出力特性を満足するように自分自身であるＨＰＡ１５２のバイアス電流またはバイアス電圧を制御する制御方法がある。また、例えば、ＨＰＡ１５２は、増幅器特性制御信号１３１によって要求されている入出力特性を満足するように電源電圧を制御する制御方法も考えられる。なお、上記のバイアス電流またはバイアス電圧とは、入力信号のない時に増幅器に加えられている電流または電圧をいう。
ＨＰＡ１５２は、このような入出力特性の制御を行いながら、ＶＧＡ１５１からの信号の電力を必要な送信電力レベルまで増幅し、上りリンク無線周波数信号１１２としてアンテナ１０６から送信する。
ＨＰＡ１５２が、大きい最大送信電力を持つＰｍａｘＢから小さい最大送信電力を持つＰｍａｘＡに最大送信電力値を変更した場合、ＨＰＡ１５２の入出力特性は、図４及び図５に示すように変化する。すなわち、図４に示すように、動作点ａでのバックオフは、ＰｍａｘＡ対応入出力特性を持つときにバックオフ（ＰｍａｘＡ）となり、ＰｍａｘＢ対応入出力特性を持つときのバックオフ（ＰｍａｘＢ）に比べ小さくすることができる。このように動作点ａにおけるバックオフを減少させることによって、ＨＰＡ１５２のバイアス電流を減らすことができる。すなわち、図５に示すように、ＨＰＡ１５２が、大きい最大送信電力であるＰｍａｘＢから小さい最大送信電力であるＰｍａｘＡに最大送信電力値を変更した場合、最大送信電力をＰｍａｘＢに設定した場合の電流特性が、最大送信電力をＰｍａｘＡに設定した場合の電流特性にシフトする。よって、ＨＰＡ１５２の消費電流は、最大送信電力をＰｍａｘＢに設定した場合の動作点ａにおける消費電流であるＩＰｍａｘＢから最大送信電力をＰｍａｘＡに設定した場合の動作点ａにおける消費電流であるＩＰｍａｘＡに減少する。
このように、動作点ａにおけるバックオフ量をＨＰＡ１５２の入出力特性を変更することによって最低の量にするよう最大送信電力（Ｐｍａｘ９３５）を動的に制御することで、各動作点における消費電流が低減される。
以上、固定局である基地局９００と移動局１００とから構成され、移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムにおいて、移動局１００の送信位置と前記送信位置における送信電力値とを監視し前記送信位置において必要な最大送信電力値を決定する機能と、前記最大送信電力値から移動局１００の送信系増幅器の動作状態を制御する機能とを有することを特徴とする通信システムについて説明した。
このように、上記の通信システムにおいては、移動局１００の位置において必要な最大送信電力の情報を移動局１００が入手し増幅器（ＨＰＡ１５２）の入出力特性を制御することにより、低送信電力時における増幅器の効率を向上させることができ、移動局１００のバッテリーを持たせて通信時間を伸長することができるという効果がある。
本実施の形態の説明においては、基地局９００内に送信電力テーブルであるＰｍａｘテーブル９３１を保持しているが、Ｐｍａｘテーブル９３１の更新方法としては、受信品質を必ず満足するよう値を用いて更新・設定するという方法だけでなく、例えば統計処理などにより通信システムの実運用上問題にならない範囲において必要な最大値を決定しＰｍａｘテーブル９３１を更新・設定しても良く、本実施例に示した方法に限らない。
また、本実施の形態の説明においては、移動局１００の位置に関する情報とその位置情報に対応する最大送信電力情報データであるＰｍａｘ９３５を移動局１００に対し報知しているが、頻繁にＰｍａｘ９３５の制御を行なう場合には特に、単にＰｍａｘ９３５を送るだけでもよい。
また、本実施形態の説明においては、移動局１００の送信位置において必要な最大送信電力Ｐｍａｘ９３５の情報を基地局９００から特定の移動局１００との通信に係わる下りリンク３に多重して移動局１００に報知しているが、同一のリンクに多重（即ち特定の移動局１００に対する報知）する必要は無く、全ての移動局１００に対する共通下りリンク３として報知し、各移動局１００が必要な情報のみを受信するようにしても良い。
また、本実施形態の説明においては、移動局１００の位置において必要な最大送信電力Ｐｍａｘ９３５の情報を基地局９００から下りリンク３に多重して移動局１００に報知し、移動局１００はその情報を基に増幅器（ＨＰＡ１５２）の制御を行なう機能を持たせている。しかし、基地局９００側に増幅器制御機能をもたせ、下りリンク３に移動局増幅器制御用データを制御コマンドとして多重し、移動局１００では単に制御用データを基に増幅器を制御するようにしても良く、各機能が基地局９００及び移動局１００のどちらにあってもよい。
また、本実施形態の説明においては、移動局１００の位置監視機能を基地局９００が持ち移動局１００の位置監視を独自に行なっている。しかし、移動局１００が、自己の位置を監視する機能を持っていてもよい。例えば、移動局１００にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）機能などを内蔵するか、または、移動局１００にＧＰＳ機能をもった装置に接続する機能をもたせ装置を接続することにより、移動局１００自身が自己の位置情報を入手し、移動局１００から基地局９００に対し上りリンク４を通じて位置情報を送るようにしてもよい。
また、本実施形態の説明においては、送信系増幅器（ＨＰＡ１５２）の動作として動作点ａ，ｂに対応する２種類の動作状態が設定される場合について説明したが、さらに多数の動作状態に対して、あるいは、連続的に、増幅器（ＨＰＡ５１２）の動作制御を行なってもよい。
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２を図６と図７を用いて説明する。
図６は、この発明の実施の形態２による通信システムを説明するための概念図である。
図７は、この発明の実施の形態２による基地局９００及び移動局１００の動作を説明するための内部ブロック図である。
なお、前記「関連技術」の項において説明したブロックと同じないしは相当するブロックについてはその説明を一部省略し、異なる部分を中心に説明する。
最初に、移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムの概念を図６を用いて説明する。
図６において、下りリンク３によって送信される情報には、下り通信データの他に、移動局１００の送信電力を制御するためのコマンド（上りリンク電力制御コマンド）とともに、予測最大送信電力情報である予測Ｐｍａｘ９３６に関する情報データが含まれている。
また、上りリンク４によって送信される情報には、上り通信データが含まれている。
また、基地局９００の機能には前述したように、受信品質を監視し評価する機能及び上りリンク４の送信電力を制御する信号を生成する機能の他に、移動局１００の位置を監視し、監視した移動局１００の位置から移動局１００の移動先を予測する機能及び予測した移動局１００の移動先に対応する最大送信電力（予測Ｐｍａｘ９３６）を予測する機能が含まれている。
また、移動局１００の機能には、実施の形態１の移動局１００と同様に、上りリンク４の送信電力を制御する機能の他に、移動局１００の予測された最大送信電力（予測Ｐｍａｘ９３６）を制御する機能及び増幅器を制御する機能が含まれている。
次に、基地局９００及び移動局１００の各内部構成及びその機能と動作について図７を用いて説明する。
本実施の形態では、移動局位置監視部９３０は、移動局１００の移動先を予測する機能を備えている。
また、監視情報９３２は、移動局１００の位置に関する情報及び移動局１００の予測される移動先に関する情報を持つ。
また、上りリンク電力制御情報生成部９０４は、移動局位置監視部９３０が予測した移動局１００の移動先から対応する最大送信電力（予測Ｐｍａｘ９３６）を予測する機能を備える。
９１１は、上りリンク電力制御情報である。
９３６は、上りリンク電力制御情報生成部９０４によって予測された最大送信電力情報を示す予測Ｐｍａｘである。
以上、図６及び７のように構成された通信システムについて、まず基地局９００の動作、次に移動局１００の動作の順に、前記「関連技術」の動作と異なる部分について以下に説明する。
基地局９００の動作．
まず、基地局９００は、アンテナ９０６から上りリンク４の無線周波数信号を受信する。受信された無線周波数信号は、基地局受信部９０１において無線周波数からベースバンド周波数へ変換される。ベースバンド周波数へ変換されたベースバンド信号９０８は、基地局データ通信部９０２及び受信品質評価部９０３とともに移動局位置監視部９３０に入力される。
移動局位置監視部９３０は、受信したベースバンド信号９０８から移動局１００の現在位置を検出し、検出した移動局１００の現在位置と移動局１００の過去の位置との差分を算出し、算出結果から移動速度及び移動方向を基に移動先を予測する。ただし、移動局位置監視部９３０は、必ずしも移動局１００の現在位置と過去の位置から移動先を予測する必要はなく、検出した移動局１００の２以上の位置情報から移動局の移動先を予測すればよい。
移動局位置監視部９３０は、予測した移動局１００の移動先の情報を監視情報９３２として上りリンク電力制御情報生成部９０４に送る。
上りリンク電力制御情報生成部９０４は、上りリンク４の受信品質に関する受信品質評価情報９１０及び予測した移動局１００の監視情報９３２に基づいて、移動局１００の移動先位置において必要な予測Ｐｍａｘ９３６を算出する。具体的には、上りリンク電力制御情報生成部９０４は、移動局１００の現在までの位置及び移動局１００の移動先の位置及び現在までのＰｍａｘ９３５値から線形補間により、移動局１００の移動先位置において必要な予測Ｐｍａｘ９３６を算出する。移動局１００の２以上の位置情報とそれらの位置情報に対するＰｍａｘ９３５から線形補間により予測Ｐｍａｘ９３６を算出してもよい。算出された予測Ｐｍａｘ９３６は、基地局送信部９０５に入力される。
なお、上りリンク電力制御情報生成部９０４は、監視情報９３２が保持する移動局１００の移動先の情報から、移動先に対応した予測Ｐｍａｘ９３６を前述したＰｍａｘテーブルから選択する方法を用いてもよい。
基地局送信部９０５は、下りリンク送信データ９０９および上りリンク電力制御情報９１１とともに、予測Ｐｍａｘ９３６を下りリンク無線周波数信号９１２に変換し、アンテナ９０６から下りリンク３を用いて送信する。
移動局１００の動作．
移動局１００の移動局受信部１０１は、アンテナ１０６から受信された下りリンク無線周波数信号１０７をベースバンド信号１０８に変換し、移動局データ通信部１０２、上りリンク電力制御部１０４及びＰｍａｘ設定制御部１３０に入力する。
Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、下りリンク３に含まれる予測Ｐｍａｘ９３６を分離する。Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、分離した予測Ｐｍａｘ９３６に基づいて、予測された移動先における予測Ｐｍａｘ９３６に対応する増幅器（ＨＰＡ１５２）の入出力特性を制御するための増幅器特性制御信号１３１を生成し、移動局送信部１０５に送る。
上りリンク電力制御部１０４は、入力したベースバンド信号１０８から基地局９００で生成された上りリンク電力制御情報９１１を分離する。また、上りリンク電力制御部１０４は、Ｐｍａｘ設定信号１３２を基に上りリンク４の最大送信電力が予測Ｐｍａｘ９３６を超えないように最大送信電力制御信号を設定し、前述のようにベースバンド信号１０８から分離した上りリンク電力制御コマンド情報とともに上りリンク電力制御信号１１１として移動局送信部１０５に出力する。
移動局送信部１０５は、移動局データ通信部１０２から送られた上りリンク送信データ１０９を無線周波数信号１１２に変換する。
無線周波数信号１１２は、アンテナ１０６から上りリンク４によって基地局９００へ送出される。このとき、移動局送信部１０５においては、入力された上りリンク電力制御信号１１１を基に送信電力を制御すると共に、Ｐｍａｘ設定制御部１３０からの増幅器特性制御信号１３１により、移動局１００の移動先においてＨＰＡ１５２の入出力特性を制御する。
なお、上述した移動局送信部１０５の内部構成及び上記動作以外は、前記「発明の実施の形態１」で説明したものと同様であるので省略する。
以上、固定局である基地局９００と移動局１００とからなり移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムにおいて、移動局１００の送信位置と前記送信位置における送信電力値とを監視し、移動局１００の移動先において必要な最大送信電力値を予測する機能と、前記予測された最大送信電力値から移動局１００の送信系増幅器の動作状態を制御する機能とを有することを特徴とする通信システムについて説明した。
このように、上記の通信システムにおいては、移動局１００の移動先の位置において必要な最大送信電力の予測情報（予測Ｐｍａｘ９３６）を移動局１００が予め入手する。そして、入手した最大送信電力値を示す予測Ｐｍａｘ９３６から、移動局１００が移動先に移動した場合の増幅器（ＨＰＡ１５２）の入出力特性を制御する。このような制御により、低送信電力時における増幅器の効率を向上させることが可能となる。よって、移動局１００のバッテリーの消費を抑制することができ、移動局１００の通信時間を伸長することができるという効果がある。
また、移動局１００が送信位置に達してからＰｍａｘ９３５を決定するのではなく、移動局１００の移動先を予測して予測Ｐｍａｘ９３６を決定することから、Ｐｍａｘ設定頻度及び増幅器制御頻度を増やすことが可能となる。よって、このような、より精密な増幅器の制御により移動局１００のバッテリーの消費をさらに抑制することができ、移動局１００の通信時間をさらに伸長することができるという効果がある。
以上、本実施形態の説明においては、基地局９００は、移動局１００の移動先の送信位置において必要な最大送信電力の予測情報（予測Ｐｍａｘ９３６）を個別の下りリンク３に多重することにより特定の移動局１００に報知している。しかし、基地局９００は、個別の下りリンク３に多重して特定の移動局１００に対してのみ予測Ｐｍａｘ９３６を報知する必要は無く、全ての移動局１００に対する共通下りリンク３として報知してもよい。その場合には、各移動局１００が必要な情報のみを受信するようにしても良い。
また、本実施形態の説明においては、移動局１００の移動先位置において必要な最大送信電力の予測情報（予測Ｐｍａｘ９３６）を基地局９００から下りリンクに多重して移動局１００に報知し、移動局１００はその情報を基に増幅器の制御を行っている。しかし、前記「発明の実施の形態１」と同様に、基地局９００が増幅器制御機能を備え、下りリンク３に制御用データ（制御コマンド）を多重し、移動局１００では単に制御用データを基に増幅器を制御するようにしても良い。
また、本実施形態の説明においては、前記「発明の実施の形態１」と同様に、移動局１００の位置監視機能を基地局９００が持ち、移動局１００の位置監視を独自に行なっている。しかし、例えば移動局１００にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）機能などを内蔵、ないしは移動局１００にＧＰＳ機能をもった装置に接続する機能をもたせ、ＧＰＳ機能をもった装置と接続することにより移動局１００の位置情報を入手し、移動局１００から基地局９００に対し上りリンク４を通じて位置情報を送ることによって移動局１００の位置監視機能を実現してもよい。
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図８と図９を用いて説明する。
前記「関連技術」の項において説明したブロックと同じないしは相当するブロックについてはその説明を一部省略し、異なる部分を中心に説明する。
図８は、この発明の実施の形態３として、移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムの概念図を示している。また、図９は基地局９００及び移動局１００の各内部機能ブロックを示している。
まず、図８において、基地局９００の機能には、前記「発明の実施の形態１」及び「発明の実施の形態２」の基地局９００と同様な機能が含まれている。
また、移動局１００の機能には、前記「発明の実施の形態１」及び「発明の実施の形態２」の移動局１００と同様な機能の他に、予測評価機能が含まれている。
また、下りリンク３には、下り通信データの他に、移動局１００の送信電力を制御するためのコマンド（上りリンク電力制御コマンド）とともに、移動局１００の位置情報（位置データ）、予測Ｐｍａｘ９３６及び予測移動先情報が含まれている。
また、上りリンク４には、上り通信データが含まれている。
次に、図９について説明する。
９１１は、移動局位置情報及び予測した最大送信電力（予測Ｐｍａｘ９３６）情報を含んだ上りリンク電力制御情報である。
９３０は、移動局１００の移動先を予測する機能を備えた移動局位置監視部である。
９３２は、移動局１００の位置情報及び移動局１００の予測された移動先の情報をもつ監視情報である。
９０４は、移動局１００の移動先から予測Ｐｍａｘ９３６を予測する機能を備えた上りリンク電力制御情報生成部である。
また、１６０は、位置情報を格納する機能を備えた予測評価部である。１６１は、予測評価結果情報である。
以上、図８及び９のように構成された通信システムについて、まず基地局９００の動作、次に移動局１００の動作の順に、前記「関連技術」の動作と異なる部分について以下に説明する。
基地局９００の動作．
まず、基地局９００は、アンテナ９０６から上りリンク４の無線周波数信号を受信する。受信された無線周波数信号は、基地局受信部９０１において無線周波数からベースバンド周波数へ変換される。ベースバンド周波数へ変換されたベースバンド信号９０８は、基地局データ通信部９０２及び受信品質評価部９０３とともに移動局位置監視部９３０に入力される。
移動局位置監視部９３０は、受信したベースバンド信号９０８から移動局１００の現在位置を検出する。また、移動局位置監視部９３０は、移動局１００の現在の位置と過去の位置の差分から移動局１００の移動先を予測する。検出した移動局の現在位置及び予測した移動先の情報をもつ監視情報９３２は、上りリンク電力制御情報生成部９０４に送られる。
上りリンク電力制御情報生成部９０４では、受信品質評価情報９１０と現在位置及び移動先情報を持つ監視情報９３２とから移動先位置において必要な予測Ｐｍａｘ９３６を算出する。すなわち、監視情報９３２に含まれる移動先情報に基づいて、Ｐｍａｘテーブルから移動先情報に対応する予測Ｐｍａｘ９３６がある場合にはその予測Ｐｍａｘ９３６を選択する。移動先情報に対応する予測Ｐｍａｘ９３６がない場合には、移動局１００の現在までの位置及び移動先位置及び現在までのＰｍａｘ９３５から予測Ｐｍａｘ９３６を線形補間により算出する。
移動局１００の移動先に関する位置情報及び移動先における予測Ｐｍａｘ９３６を含む上りリンク電力制御情報９１１は、基地局送信部９０５に入力される。
基地局送信部９０５は、下りリンク送信データ９０９および「関連技術」において説明した上りリンク電力制御情報９１１と移動局１００の位置情報と移動先における予測Ｐｍａｘ９３６を含む上りリンク電力制御情報９１１を無線周波数信号に変換し、アンテナ９０６から送信する。
移動局１００の動作．
移動局１００において受信された下りリンク無線周波数信号１０７は、移動局受信部１０１でベースバンド信号１０８に変換され、移動局データ通信部１０２、上りリンク電力制御部１０４、Ｐｍａｘ設定制御部１３０及び予測評価部１６０に入力される。
予測評価部１６０は、ベースバンド信号から１０８移動局１００の予測された移動先の情報を分離して記憶する。予測評価部１６０は、予測された移動先の情報と現実の移動局１００の位置とを比較し、極端に位置がずれていないかを判断する。判断後、予測評価部１６０は、予測評価結果情報１６１をＰｍａｘ設定制御部１３０に送る。
Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、ベースバンド信号１０８からベースバンド信号１０８に含まれる予測Ｐｍａｘ９３６を分離し、予測評価結果情報１６１を基に移動先において、予測Ｐｍａｘ９３６情報を採用するかどうかを判断する。Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、予測評価結果情報１６１によって予測された移動先の情報と現実の位置とが極端に位置がずれていると判断した場合には、予測Ｐｍａｘ９３６情報を採用しない。その他の場合には、Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、予測Ｐｍａｘ９３６の情報を採用する。
Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、予測Ｐｍａｘ９３６の情報を採用すると判断した場合には、予測Ｐｍａｘ９３６の情報に対応する増幅器特性を制御するための増幅器特性制御信号１３１を移動局送信部１０５に送る。
上りリンク電力制御部１０４は、入力したベースバンド信号１０８を基に基地局９００によって生成された上りリンク電力制御情報９１１を分離する。また、上りリンク電力制御部１０４は、Ｐｍａｘ設定信号１３２を基に上りリンク４の最大送信電力が予測Ｐｍａｘ９３６を超えないように最大送信電力制御信号を設定し、前述のようにベースバンド信号１０８から分離した情報とともに上りリンク電力制御信号１１１として移動局送信部１０５に出力する。
移動局送信部１０５は、移動局データ通信部１０２から入力した上りリンク送信データ１０９を無線周波数信号である上りリンク無線周波数信号１１２に変換する。
上りリンク無線周波数信号１１２は、アンテナ１０６から上りリンク４によって基地局９００へ送出される。このとき、移動局送信部１０５においては、入力された上りリンク電力制御信号１１１を基に送信電力を制御すると共に、Ｐｍａｘ設定制御部１３０からの増幅器特性制御信号１３１により増幅器の特性を制御する。
移動局送信部１０５の内部構成及び動作は前記「発明の実施の形態１」において図３〜図５を用いて説明と同じであるので省略する。
以上のように、固定局である基地局９００と移動局１００とからなり移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムにおいて、移動局１００の送信位置と前記送信位置における送信電力値とを監視し、移動局１００の移動先及び移動先において必要な最大送信電力値を予測する機能と、前記予測された移動先及び最大送信電力値から移動局１００の移動先における送信系増幅器の動作状態を制御する機能とを有することを特徴とする通信システムについて説明した。
このように、上記の通信システムにおいては、移動先の位置において必要な最大送信電力の予測情報を移動局１００が予め入手し移動先において増幅器の入出力特性を制御することにより、低送信電力時における増幅器の効率を向上させることができる。よって、移動局１００のバッテリーを持たせて通信時間を伸長することができるという効果がある。
さらに、極端に移動局１００移動先位置が予測とずれた場合に最大送信電力が不足し通信品質が劣化したり、あるいは最大送信電力が過剰になり通信容量を減少する、といった通信状態を避けることができるという効果がある。
また、本実施形態の説明においては、移動先位置において必要な最大送信電力の予測情報を基地局９００から下りリンク３に多重して移動局１００に報知し、移動局１００はその情報を基に増幅器の制御を行なう機能を持たせている。しかし、前記「発明の実施の形態１」と同様に、基地局９００に増幅器制御機能をもたせ下りリンク３に制御用データ（制御コマンド）を多重し、移動局１００では単に制御用データを基に増幅器を制御するようにしても良い。
また、本実施形態の説明においては、前記「発明の実施の形態１」と同様に移動局１００の位置監視機能を基地局９００が持ち位置監視を独自に行なっている。しかし、例えば移動局１００にＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）機能などを内蔵ないしは接続することにより位置情報を入手し、基地局９００に対し上りリンクを通して情報を送るようにしても良い。
実施の形態４．
以下、この発明の実施の形態４を図１０、図１１を用いて説明する。
前記「関連技術」の項において説明したブロックと同じないしは相当するブロックについてはその説明を一部省略し、異なる部分を中心に説明する。
図１０は、この発明の実施の形態４として、移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムの概念図を示している。また、図１１は基地局９００及び移動局１００の各内部機能ブロックを示している。
まず、図１０において、９００は基地局、１００は移動局、３は下りリンク、４は上りリンク、５は基地局９００のセルである。
下りリンク３には、下り通信データの他に、移動局１００の送信電力を制御するためのコマンド（上りリンク電力制御コマンド）と予測された最大送信電力（予測Ｐｍａｘ９３６）情報と経路情報が含まれている。
また、上りリンク４には、上り通信データの他に、移動経路情報が含まれている。
基地局９００の機能には、前記「発明の実施の形態１」及び「発明の実施の形態２」の移動局１００と同様な機能の他に、経路情報検出機能が含まれている。
また、移動局１００の機能には、前記「発明の実施の形態１」及び「発明の実施の形態２」の移動局１００と同様な機能の他に、経路設定機能が含まれている。
次に、図１１において、９１１は、上りリンク電力制御コマンド及び経路地点に対する予測Ｐｍａｘ９３６を持つ上りリンク電力制御情報である。
９３２は、移動局位置情報をもつ監視情報である。
９３７は、経路情報検出機能を備える経路情報検出部である。
９３８は、経路情報検出部９３７が検出した経路情報である。
９０４は、所定の経路上の予測Ｐｍａｘ９３６を決定する機能を備えた上りリンク電力制御情報生成部である。
９３１は、Ｐｍａｘテーブルである。
また、１７０は経路設定部である。経路設定部１７０には、移動局１００の出発点及び最終目的地である到達点の情報が設定され、内蔵する地図データから出発地及び最終目的地間の経路を抽出する機能をもっており、さらにＧＰＳ機能を内蔵することで移動局１００の現在位置を設定する機能をもつことも可能である。
以上、図１０及び図１１のように構成された通信システムについて、まず基地局９００の動作、次に移動局１００の動作の順に、前記「関連技術」の動作と異なる部分について以下に説明する。
基地局９００の動作．
まず、基地局９００においては、基地局受信部９０１において無線周波数からベースバンド周波数へ変換されたベースバンド信号９０８が、基地局データ通信部９０２、受信品質評価部９０３、移動局位置監視部９３０及び経路情報検出部９３７に入力される。
経路情報検出部９３７は、移動局１００の出発点及び到着点から、移動局１００が通過する可能性のある経路についての情報を経路情報９３８として検出する。検出された経路情報９３８は、上りリンク電力制御情報生成部９０４に送られる。
移動局位置監視部９３０では、移動局１００の現在位置が検出され、検出された移動局１００の位置情報（監視情報９３２）は、上りリンク電力制御情報生成部９０４に送られる。
上りリンク電力制御情報生成部９０４では、受信品質評価情報９１０及び経路情報９３８及び位置情報（監視情報９３２）に基づいて予測Ｐｍａｘ９３６を決定する。すなわち、上りリンク電力制御情報生成部９０４は、経路情報９３８の持つ経路上であって、位置情報（監視情報９３２）の持つ位置に対応した予測Ｐｍａｘ９３６を相関部９３９に記憶されたＰｍａｘテーブル９３１から取り出し、基地局送信部９０５に入力する。
基地局送信部９０５は、入力された下りリンク送信データ９０９および上りリンク電力制御情報９１１を無線周波数信号に変換し、アンテナ９０６から移動局１００へ送信する。上りリンク電力制御情報９１１は、上りリンク電力制御用データと経路上の所定位置に対応する予測Ｐｍａｘ９３６情報を持っている。
移動局１００の動作．
一方、移動局１００においては、下りリンク３から受信された下りリンク無線周波数信号１０７は移動局受信部１０１においてベースバンド信号１０８となり、移動局データ通信部１０２、上りリンク電力制御部１０４及びＰｍａｘ設定制御部１３０に入力される。
経路設定部１７０では、出発点と到着点の指定を受けることにより、出発点と到着点とから出発点と到着点とを結ぶ的確な経路情報１７１を選定し、選定した経路情報１７１を移動局データ通信部１０２及び上りリンク電力制御部１０４に送る。
移動局データ通信部１０２は、経路情報１７１を通信データに多重する。上りリンク電力制御部１０４では経路情報１７１を保持する。
Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、ベースバンド信号１０８から下りリンク３に含まれる経路上の位置に対応する予測Ｐｍａｘ９３６を分離する。Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、分離した予測Ｐｍａｘ９３６に基づいて増幅器（ＨＰＡ１５２）のデバイスを制御するための増幅器特性制御信号１３１を抽出し、抽出した増幅器特性制御信号１３１を移動局送信部１０５に送る。
Ｐｍａｘ設定制御部１３０は、また、経路地点に対応した予測Ｐｍａｘ９３６の情報を持つＰｍａｘ設定信号１３２を上りリンク電力制御部１０４に送る。
上りリンク電力制御部１０４は、入力したベースバンド信号１０８を基に基地局９００から送信された上りリンク送信電力制御情報９１１を分離する。また、上りリンク電力制御部１０４は、Ｐｍａｘ設定制御部１３０からのＰｍａｘ設定信号１３２と経路設定部１７０からの経路情報１７１とから、経路上の所定の位置において上りリンク４の最大送信電力が予測Ｐｍａｘ９３６を超えないように制御するための最大送信電力制御信号を生成する。
上りリンク電力制御部１０４は、生成した最大送信電力制御信号と分離した上りリンク送信電力制御情報９１１とを元に上りリンク電力制御信号１１１を移動局送信部１０５に送る。
上りリンク電力制御部１０４では経路上の地点において予測Ｐｍａｘ設定信号１３２を基に送信電力が予測Ｐｍａｘ９３６を超えないように設定する。
移動局送信部１０５においては、入力された上りリンク電力制御信号１１１を基に上りリンク４の最大送信電力を制御する。また、移動局送信部１０５は、Ｐｍａｘ設定制御部１３０からの増幅器特性制御信号１３１により移動先において増幅器（ＨＰＡ１５２）の特性を制御する。
なお、移動局送信部１０５の内部構成及び動作は前記「発明の実施の形態１」において図３〜図５を用いた説明と同じであるので省略する。
以上のように、固定局である基地局９００と移動局１００とからなり移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムにおいて、移動局１００の移動経路情報を入手する機能と、移動局の送信位置と前記送信位置における送信電力値とを監視し及び移動経路上において必要な最大送信電力値を予測する機能と、前記予測された最大送信電力値から移動局の移動経路上の地点において送信系増幅器の動作状態を制御する機能とを有することを特徴とする通信システムについて説明した。
このように、上記の通信システムにおいては、経路上の移動先の位置において必要な最大送信電力の予測情報（予測Ｐｍａｘ９３６）をもとに経路上のある地点において増幅器（ＨＰＡ１５２）の入出力特性を制御する。このような制御により、低送信電力時における増幅器（ＨＰＡ１５２）の効率を向上させることができ、移動局１００のバッテリーを持たせて通信時間を伸長することができるという効果がある。
また、移動先が予め設定されているので移動局位置監視部９３０において移動先予測機能が不要であり基地局９００構成が簡単にできるという効果がある。
また、予め経路が設定されているので、通信に大きな障害がある地点においてもより細かい送信電力制御が可能となる。
本実施形態の説明においては、移動局１００内部に経路設定機能を持たせている。しかし、移動局１００内部に必ずしも経路設定機能を備える必要はなく、例えば、いわゆるＧＰＳナビゲーションシステムのような装置を移動局１００に接続できるようにして経路設定を行なうことで経路情報１７１を入手するようにしてもよい。このようにすれば、移動局１００の軽量化、ハードウエア及びソフトウエアの簡略化を図ることができる。
実施の形態５．
以下、この発明の実施の形態５を図１２を用いて説明する。
前記「関連技術」の項において説明したブロックと同じないしは相当するブロックについてはその説明を一部省略し、異なる部分を中心に説明する。
図１２は、この発明の実施の形態５として、移動局１００の送信電力制御を行なう通信システムの概念図を示している。
図１２において、９００ａはセルの大きな基地局、９００ｂ１、９００ｂ２、９００ｂ３はセルの小さな基地局、１００は移動局である。３ａ、３ｂは下りリンク、４ａ、４ｂは上りリンク、５ａは基地局９００ａの大セル基地局通信範囲、５ｂ１、５ｂ２、５ｂ３は各々、基地局９００ｂ１、９００ｂ２、９００ｂ３の小セル基地局通信範囲である。
図１２では、現時点で移動局１００は、基地局９００ｂ２と送受信している状態を表している。すなわち、移動局１００は、基地局９００ｂ２と実線で描かれた上りリンク４ｂ及び下りリンク３ｂによって送受信している。別途、移動局１００が他の基地局９００と送受信を開始する場合には、他の上りリンク及び下りリンクが使用される。例えば、移動局１００が基地局９００ａと送受信を開始する場合には、点線で描かれた上りリンク４ａ及び下りリンク３ａが使用される。
各基地局同士は基地局間接続線９５０で接続されている。
下りリンク３には、通信データの他に、移動局１００の送信電力を制御するためのコマンド（上りリンク電力制御コマンド）とともに、予測された最大送信電力情報データである予測Ｐｍａｘ９３６が含まれている。
各基地局９００ａ、９００ｂ１、９００ｂ２、９００ｂ３には、各々、移動局位置監視機能、移動先Ｐｍａｘ予測機能が含まれている。
また、移動局１００には上りリンク４の送信電力制御機能とともに、Ｐｍａｘ設定制御機能及び増幅器制御機能が含まれている。
ここでは、各基地局の内部構成は、前記「発明の実施の形態２」に記載の構成と同様である。また、移動局１００の内部構成は、前記「発明の実施の形態１」に記載の構成と同様である。
以上、図１２のように構成された通信システムについて、以下に説明する。
移動局１００が通信すべき基地局の選択方法について説明する。
まず、移動局１００が通信すべき基地局としては、各基地局９００ａ、９００ｂ１、９００ｂ２、９００ｂ３のうち、移動局１００をセル範囲に含む基地局９００ａと基地局９００ｂ２が選ばれる。ここで、基地局９００ａは、セル半径の大きい基地局である。また、基地局９００ｂ２は、セル半径の小さい基地局である。
さらに位置監視機能において過去の位置情報と現在の位置情報との差分から、移動局１００の移動速度及び移動方向が計算される。移動速度が小さい場合には小セル基地局９００ｂ２と通信が行われ、小セルの基地局９００ｂ２から予測Ｐｍａｘ９３６情報が移動局１００に報知され、小セルの基地局９００ｂ２との通信に必要な予測Ｐｍａｘ９３６により移動局１００における最大送信電力の制御及び増幅器の動作についての制御が行なわれる。
移動局１００の移動速度が大きい場合には基地局間接続線９５０を用いて基地局間制御によりハンドオーバー（通信する基地局の切替え動作）が行われる。すなわち、移動局１００との通信が小セルの基地局９００ｂ２から大セルの基地局９００ａに切替えられ、大セルの基地局９００ａから予測Ｐｍａｘ９３６の情報が移動局１００に報知され、大セルの基地局９００ａとの通信に必要な予測Ｐｍａｘ９３６により移動局１００における最大送信電力の制御及び増幅器の動作についての制御が行なわれる。
ここで、移動に伴って大セルの基地局９００ａにハンドオーバーを行なうか、他の小セルの基地局９００ｂ１または基地局９００ｂ３とハンドオーバーを行なうかは移動局１００の移動速度び移動方向により決定される。
一方、移動局１００においては、ハンドオーバーが行なわれた場合にはハンドオーバー後の基地局からの予測Ｐｍａｘ９３６情報を基に、最大送信電力の設定及び制御及び増幅器の動作についての制御を行う。
以上のように、最大送信電力値ないしは送信系制御情報を送信範囲の異なる複数の基地局９００から移動局１００に対し送信可能な機能と、移動局１００の移動速度を監視する機能と、前記移動速度に応じて前期最大送信電力値ないしは送信系制御を行う送信基地局を切替えることを特徴とする通信システムについて説明した。
このように、上記の通信システムにおいては、移動先の位置において必要な最大送信電力の予測情報（予測Ｐｍａｘ９３６）をもとに移動先において増幅器（ＨＰＡ１５２）の入出力特性を制御する。このような制御によって上りリンク４の低送信電力時における増幅器の効率を向上させることができるため、移動局１００のバッテリーを持たせて通信時間を伸長することができるという効果がある。
また、移動局１００の速度に応じてセルの大きさの異なる基地局９００を切替えて通信することで移動局１００の位置を監視する精度が向上し、移動局１００の位置における最大送信電力の設定と制御及び増幅器の制御がより高精度な予測のもとにできる。よって、移動局１００のバッテリーをより持たせて通信時間を伸長することができるという効果がある。
なお、本実施形態の説明においては、下りリンク３において予測Ｐｍａｘ９３６の情報のみを報知するようにしているが、前記に示した他の「発明の実施の形態」のように、位置に対するＰｍａｘ９３５の情報や予測Ｐｍａｘ９３６の情報や予測移動先に対する予測Ｐｍａｘ９３６情報を報知し、使用するように基地局９００及び移動局１００を構成してもよい。
以上の実施の形態で示した移動局１００には、携帯電話機、携帯情報端末、ノート型パソコン、インターネット端末、携帯情報型腕時計などのモバイル機器が該当する。
また、上述した実施の形態では、増幅器の入出力特性を制御する情報として最大送信電力値であるＰｍａｘ値または予測Ｐｍａｘ値を用いたが、必ずしも最大送信電力値を制御情報とする必要はなく、増幅器の入出力特性を制御する情報として他の送信電力値を用いることも可能である。
また、以上の実施の形態では、各構成要素の各動作はお互いに関連しており、各構成要素の動作は、上記に示された動作の関連を考慮しながら、一連の動作として置き換えることができる。そして、このこのように置き換えることにより、方法の発明の実施形態とすることができる。
また、上記各構成要素の動作を、各構成要素の処理と置き換えることにより、プログラムの実施の形態とすることができる。そしてこれらの実施の形態は、すべてコンピュータで動作可能なプログラムにより構成することができる。プログラムの実施の形態における各処理はプログラムで実行されるが、このプログラムは、記録装置に記録されていて、記録装置から中央処理装置（ＣＰＵ）に読み込まれ、中央処理装置によって、各フローチャートが実行されることになる。なお、記録装置、中央処理装置は図示していない。
また、各実施の形態のソフトウエアやプログラムは、ＲＯＭ（ＲＥＡＤ ＯＮＬＹ ＭＥＭＯＲＹ）に記憶されたファームウエアで実現されていても構わない。あるいは、ソフトウエアとファームウエアとハードウエアとの組み合わせで前述したプログラムの各機能を実現しても構わない。
産業上の利用可能性
この発明によれば、移動局の送信位置において必要な最大送信電力値を増幅器の制御信号として出力することができる。
また、この発明によれば、移動局の移動先を予測し、予測した移動先において必要な最大送信電力値の予測情報を増幅器の制御信号として出力することができる。
また、この発明によれば、移動局の移動先を予測し、予測した移動先において必要な最大送信電力値の予測情報を採用するかを判断することができる。
また、この発明によれば、移動局の経路情報から経路上に存在する移動局の位置において必要な最大送信電力値を増幅器の制御信号として出力することができる。
この発明によれば、移動局の送信位置において必要な最大送信電力値を増幅器の制御信号として出力する複数の固定局を各々切替えることができる。
また、この発明によれば、移動局の送信位置において必要な最大送信電力値情報を持つ制御信号から増幅器を制御することによって消費電流を減少することができる。
また、この発明によれば、予測した移動先において必要な最大送信電力値の予測情報を持つ制御信号から増幅器を制御することができる。
また、この発明によれば、予測した移動先において必要な最大送信電力値の予測情報を採用すると判断された場合には、最大送信電力値の予測情報を持つ制御信号から増幅器を制御することができる。
また、この発明によれば、経路上に存在する移動局の位置において必要な最大送信電力値情報を持つ制御信号から増幅器を制御することができる。
この発明によれば、移動局の送信位置において必要な最大送信電力で送信するよう増幅器を制御し通信システムを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明の実施の形態１による通信システムを説明するための概念図である。
図２は、この発明の実施の形態１による基地局及び移動局の動作を説明するための内部ブロック図である。
図３は、この発明の実施の形態１による移動局送信部動作を説明するための内部ブロック図である。
図４は、この発明の実施の形態１による増幅器（ＨＰＡ）の入出力特性を示す図である。
図５は、この発明の実施の形態１による増幅器（ＨＰＡ）の出力電力に対する消費電流を示す図である。
図６は、この発明の実施の形態２による通信システムを説明するための概念図である。
図７は、この発明の実施の形態２による基地局及び移動局の動作を説明するための内部ブロック図である。
図８は、この発明の実施の形態３による通信システムを説明するための概念図である。
図９は、この発明の実施の形態３による基地局及び移動局の動作を説明するための内部ブロック図である。
図１０は、この発明の実施の形態４による通信システムを説明するための概念図である。
図１１は、この発明の実施の形態４による基地局及び移動局の動作を説明するための内部ブロック図である。
図１２は、この発明の実施の形態５による通信システムを説明するための概念図である。
図１３は、関連する通信システムを説明するための概念図である。
図１４は、関連する基地局及び移動局の動作を説明するための内部ブロック図である。
図１５は、関連する移動局における移動局送信部の動作を説明するための内部ブロック図である。
図１６は、関連する移動局における増幅器（ＨＰＡ）の入出力特性を示す図である。
図１７は、関連する移動局における増幅器（ＨＰＡ）の出力電力に対する消費電流を示す図である。
Claims (15)
- 無線信号を移動局から受信する基地局受信部と、
上記基地局受信部が受信した無線信号から移動局の位置情報を検出する移動局位置監視部と、
情報を送信するための送信電力値と移動局の位置情報とを関連づける相関部と、
上記移動局位置監視部が検出した移動局の位置情報に対応して上記相関部によって関連づけられた送信電力値を選択し、選択した送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成する上りリンク電力制御情報生成部とを備えることを特徴とする基地局。 - 上記移動局位置監視部は、上記基地局受信部が受信した無線信号から移動局の位置情報を複数検出し、検出した移動局の複数の位置情報から移動局の移動先を予測し、
上記上りリンク電力制御情報生成部は、検出した移動局の複数の位置情報の各位置において通信に必要な送信電力値に対応させて、上記移動局位置監視部が予測した移動局の移動先の位置において通信に必要な送信電力値を求め、求められた送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成することを特徴とする請求項１に記載された基地局。 - 上記移動局位置監視部は、検出した移動局の位置情報から移動局の移動先を予測し、
上記上りリンク電力制御情報生成部は、上記移動局位置監視部が予測した移動局の移動先の情報に対応して上記相関部によって関連づけられた送信電力値を選択し、選択した送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成することを特徴とする請求項１に記載された基地局。 - 上記基地局は、さらに、上記基地局受信部が受信した無線信号から移動局の経路情報を検出する経路情報検出部を備え、
上記相関部は、移動局の位置情報と経路情報とを関連づけ、
上記上りリンク電力制御情報生成部は、上記経路情報検出部が検出した経路情報と上記移動局位置監視部が検出した移動局の位置情報とから上記相関部によって関連づけられた送信電力値を選択し、選択した送信電力値に基づい移動局への上りリンクの電力制御情報を生成することを特徴とする請求項１に記載された基地局。 - 上記基地局は、複数存在し、
上記移動局位置監視部は、検出した移動局の位置情報から移動局の移動状態を予測し、予測した移動状態に基づいて移動局と通信する基地局を複数の基地局から選定し、選定された基地局に移動局との通信を切替えることを特徴とする請求項１に記載された基地局。 - 移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を含む無線信号を基地局から受信する移動局受信部と、
制御信号によって上りリンクの電力を制御する増幅器と、
上記移動局受信部が受信した無線信号から移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を分離し、分離した送信電力値の情報から送信電力値に対応する上記増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成する送信電力値設定制御部と、
上記送信電力値設定制御部が生成した増幅器特性制御信号から上記増幅器の出力特性を制御する移動局送信部を備えることを特徴とする移動局。 - 上記移動局は、さらに、上記送信電力値設定制御部が分離した送信電力値の情報に基づいて基地局へ送信する送信電力値を制御するための送信電力制御信号を生成する上りリンク電力制御部を備え、
上記移動局送信部は、上記上りリンク電力制御部が生成する送信電力制御信号から上記増幅器の送信電力値を制御することを特徴とする請求項６に記載された移動局。 - 上記送信電力値設定制御部は、上記移動局受信部が受信した無線信号から移動局の移動先において通信に必要な送信電力値の予測情報を分離し、分離した送信電力値の予測情報から予測された送信電力値に対応する上記増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成することを特徴とする請求項６に記載された移動局。
- 上記移動局は、さらに、上記移動局受信部が受信した無線信号から移動先の予測情報を検出し、検出した移動先と現実の位置とを比較し、比較した結果から移動先の予測情報を採用するか否かを判断する予測評価部を備え、
上記送信電力値設定制御部は、上記予測評価部によって移動先の予測情報を採用すると判断された場合、予測された送信電力値に対応する上記増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成することを特徴とする請求項８に記載された移動局。 - 上記移動局は、さらに、出発点と到着点との指定を受けることにより出発点と到着点とから経路情報を設定する経路設定部と、
上記経路設定部が設定する経路情報を基地局へ伝送する情報に多重する移動局データ通信部とを備えることを特徴とする請求項６に記載された移動局。 - 無線信号を移動局から受信する基地局受信部と、
上記基地局受信部が受信した無線信号から移動局の位置情報を検出する移動局位置監視部と、
情報を送信するための送信電力値と移動局の位置情報とを関連づける相関部と、
上記移動局位置監視部が検出した移動局の位置情報に対応して上記相関部によって関連づけられた送信電力値を選択し、選択した送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成する上りリンク電力制御情報生成部とを備えた基地局と、
移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を含む無線信号を上記基地局から受信する移動局受信部と、
制御信号によって上りリンクの電力を制御する増幅器と、
上記移動局受信部が受信した無線信号から移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を分離し、分離した送信電力値の情報から送信電力値に対応する上記増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成する送信電力値設定制御部と、
上記送信電力値設定制御部が生成した増幅器特性制御信号から上記増幅器の出力特性を制御する移動局送信部を備えた移動局とを備えることを特徴とする通信システム。 - 無線信号を移動局から受信し、
上記受信した無線信号から移動局の位置情報を検出し、
上記検出した移動局の位置情報と情報を送信するための送信電力値とを関連づけ、
関連づけた送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成することを特徴とする基地局通信方法。 - 無線信号を移動局から受信する処理、
上記受信した無線信号から移動局の位置情報を検出する処理、
上記検出した移動局の位置情報と情報を送信するための送信電力値とを関連づける処理、
関連づけた送信電力値に基づいて移動局への上りリンクの電力制御情報を生成する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする基地局通信プログラム。 - 移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を含む無線信号を基地局から受信し、
上記受信した無線信号から移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を分離し、分離した送信電力値の情報から送信電力値に対応する増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成し、
上記生成した増幅器特性制御信号から増幅器の出力特性を制御することを特徴とする移動局通信方法。 - 移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を含む無線信号を基地局から受信する処理、
上記受信した無線信号から移動局の位置において通信に必要な送信電力値の情報を分離し、分離した送信電力値の情報から送信電力値に対応する増幅器の出力特性を得るための増幅器特性制御信号を生成する処理、
上記生成した増幅器特性制御信号から増幅器の出力特性を制御する処理とをコンピュータに実行させることを特徴とする移動局通信プログラム。
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