CN1365550A - 无线通信装置和发送功率控制方法 - Google Patents

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CN1365550A
CN1365550A CN01800663A CN01800663A CN1365550A CN 1365550 A CN1365550 A CN 1365550A CN 01800663 A CN01800663 A CN 01800663A CN 01800663 A CN01800663 A CN 01800663A CN 1365550 A CN1365550 A CN 1365550A
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Abstract

线路品质候补生成器171－1～16用相互不同的图案来假设使线路A～D的发送功率增加(U)或减少(D),预测合成该情况下的各线路的信号后的整体的线路品质。减法器172－1～16获得用相应的线路品质候补生成器171－1～16预测的线路品质和目标品质的差分,输出差分值。选择器173选择从各减法器172－1～16输出的差分值的绝对值最小的差分值,对应的线路品质候补生成器171－1～16根据假设增加或减少的各线路A～D的发送功率,来生成与各线路A～D对应的TPC命令。由此,可以降低发送端的总发送功率,并且获得作为通信整体的期望的品质。

Description

无线通信装置和发送功率控制方法
                         技术领域
本发明涉及使用多载波等多个线路、并且需要进行CDMA等的发送功率控制的用于无线通信的发送装置、接收装置和发送功率控制方法。
                         背景技术
近年来，在需求急剧增长的无线通信中，有效地使用有限的频带，一次可以发送大量的信息的多载波方式引人注目。
而且，以往，在多载波的无线通信中，为了将各线路的接收品质保持一定，对每个线路设定目标值，进行发送功率控制，使得接收功率与该目标值大致相等。
可是，由于传输路径的状态恶劣的线路为了获得期望的接收品质需要极大的发送功率，所以在上述现有的发送功率控制方法中，存在发送端的放大器的负担变大的问题，以及对其他小区的干扰增大的问题。
                         发明内容
本发明的目的在于提供一种无线通信装置和发送功率控制方法，可以降低发送端的总发送功率，并且获得作为通信整体的期望品质。
该目的如下实现：也对发送功率进行控制，使得稍微增加传输路径状态良好的线路的发送功率，极大地减少传输路径状态恶劣的线路的发送功率，着眼于获得作为通信整体的期望品质，根据合成各线路信号后的整体的线路品质和目标品质的关系来控制各线路的发送功率。
                          附图说明
图1表示本发明实施例1的无线通信装置结构的方框图；
图2表示本发明实施例1的TPC命令生成部的内部结构的方框图；
图3表示本发明实施例2的无线通信装置结构的方框图；
图4表示本发明实施例2的变动量估计部的内部结构的方框图；
图5表示本发明实施例2的TPC命令生成部的内部结构的方框图；
图6表示本发明实施例3的无线通信装置结构的方框图；
图7表示本发明实施例3的变动量估计部的内部结构的方框图；
图8表示本发明实施例4的无线通信装置结构的方框图；
图9表示本发明实施例5的无线通信装置结构方框图；
图10表示本发明实施例6的无线通信装置结构方框图；以及
图11表示本发明实施例7的无线通信装置结构方框图。
                       具体实施方式
在使用多个线路来进行无线发送的情况下，如果要将各线路的接收品质保持一定而进行发送功率控制，那么如上所述，为了维持传输路径状态恶劣的线路而需要用极大的功率来发送。相反，也对发送功率进行控制，使得稍微增加传输路径状态良好的线路的发送功率，极大地减少传输路径状态恶劣的线路的发送功率，可获得作为通信整体的期望品质。发明人着眼于此而完成了本发明。
即，本发明的核心在于，根据合成各线路信号后的整体的线路品质和目标品质的关系来控制各线路的发送功率。
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。在以下的各实施例中，说明用A～D的四个线路来发送信号的情况。
(实施例1)
图1表示本发明实施例1的无线通信装置结构的方框图。
首先，说明进行发送功率控制端的无线通信装置(以下，称为‘发送装置’)100的结构。图1所示的发送装置100主要由S/P(串行/并行)变换器101、调制器102-a～d、放大器103-a～d、复用器104、共用器105、天线106、解调器107、以及发送功率控制部108来构成。
S/P变换器101将1序列的发送数据变换成A～D的4序列的信号。
调制器102-a～d对分别从S/P变换器101输出的对应序列的信号进行调制处理。放大器103-a～d根据发送功率控制部108的控制来放大各个对应的调制器102-a～d的输出信号。复用器104对各放大器103-a～d的输出信号进行复用。
共用器105将从复用器104输出的信号从天线106无线发送，将天线106接收到的信号输出到解调器107。
解调器107对从共用器105输出的接收信号进行解调。发送功率控制部108从解调的接收信号中提取发送功率控制命令，根据发送功率控制命令来控制放大器103-a～d。
下面说明作为发送装置100的通信对方的无线通信装置(以下称为‘接收装置’)150的结构。图1所示的接收装置150主要由天线151、共用器152、解调器153-a～d、P/S(并行/串行)变换器154、线路品质估计部155-a～d、TPC(发送功率控制)命令生成部156、以及调制器157来构成。
共用器152将天线151接收到的信号输出到解调器153-a～d，将从调制器157输出的信号从天线151无线发送。
解调器153-a～d对从共用器152输出的接收信号进行解调。P/S变换器154对从解调器153-a～d输出的4序列的信号变换成1序列的信号，取出接收数据。
线路品质估计部155-a～d根据各自对应的解调器153-a～d的输出信号来估计各线路A～D的品质。以下，将线路品质估计部155-a估计的线路品质称为线路品质A。同样，将线路品质估计部155-b～d估计的线路品质分别称为线路品质B～D。
TPC命令生成部156根据合成各线路品质A～D所得的整体的线路品质和目标品质的关系来生成各线路A～D的TPC命令。TPC命令生成部156中的处理操作的细节将后述。
调制器157对TPC命令生成部156生成的TPC命令进行调制，输出到共用器152。
下面，用图2来说明TPC命令生成部156中的处理操作的细节。图2本实施例的TPC命令生成部156的内部结构的方框图。
图2所示的TPC命令生成部156主要由线路品质候补生成器171-1～16、减法器172-1～16、以及选择器173来构成。
线路品质候补生成器171-1～16分别输入线路品质A～D，用相互不同的图案假设使线路A～D的发送功率增加(U)或减少(D)，预测合成该情况下的各线路信号后的整体的线路品质。在线路为4的情况下，使各线路增加或减少的图案为24＝16。
例如，线路品质候补生成器171-1预测使线路A～D的发送功率都增加发送情况的整体的线路品质。线路品质候补生成器171-2增加并发送线路A～C的发送功率，预测将线路D的发送功率减少发送情况的整体的线路品质。
减法器172-1～16获得由对应的线路品质候补生成器171-1～16预测的线路品质和目标品质的差分，输出差分值。
选择器173选择从各减法器172-1～16输出的差分值的绝对值最小的差分值，对应的线路品质候补生成器171-1～16根据假设增加或减少的各线路A～D的发送功率来生成各线路A～D对应的TPC命令。
例如，在各差分值的绝对值中，在从减法器172-3输出的差分值最小的情况下，由图2可知，对应的线路品质候补生成器171-3预测的线路品质是增加线路A、B、D的发送功率来发送，减少线路C的发送功率的情况。因此，选择器173对发送装置100生成指示增加线路A、B、D的发送功率来发送，并减少线路C的发送功率来发送的TPC命令。
于是，根据合成各线路信号后的整体的线路品质和目标品质的关系来控制各线路的发送功率，可以降低发送端的总发送功率，并且获得作为通信整体的期望的品质。由此，可以减轻放大器等的发送端的负担，可以抑制对其他小区的干扰。
具体地说，对所有的图案预测假设使各线路增加或减少情况下的整体的线路品质，选择与目标品质的差分值最小的图案来生成TPC命令，从而可以期待效率高的发送功率控制。
(实施例2)
这里，在上述实施例1中，由于传输路径的状态恶劣并且减少了发送功率的线路对TPC命令生成部156中的合成不产生影响，所以即使随后该线路的传输路径状态转好，也存在发送功率持续低的状态，不使用该线路的危险性。
要解决上述问题，在实施例2中，说明考虑到线路的变动来生成TPC命令的情况。
图3表示本发明实施例2的无线通信装置结构的方框图。在图3所示的无线通信装置中，与图1所示的无线通信装置相同的结构部分附以相同的标号，并省略说明。由于本实施例的发送装置与图1所示的发送装置100相同，所以在图3中省略。
图3所示的接收装置250与图1所示的接收装置150相比，采用追加变动量估计部251-a～d的结构。图3所示的接收装置250的TPC命令生成部252的作用与图1所示的接收装置250的TPC命令生成部156有所不同。
线路品质估计部155-a～d根据各自对应的解调器153-a～d的输出信号来估计各线路A～D的品质，将估计结果输出到变动量估计部251-a～d。
变动量估计部251-a～d估计各线路品质A～D。以下，将变动量估计部251-a估计的线路品质A的变动量称为变动量A。同样，将变动量估计部251-b～d估计的线路品质B～D的变动量称为变动量B～D。变动量估计部251-a～d中的处理操作的细节将后述。
TPC命令生成部252在考虑了变动量A～D之后，根据整体的线路品质和目标品质的关系来生成各线路A～D的TPC命令。对于TPC命令生成部252中的处理操作的细节将后述。
下面，用图4来说明变动量估计部251-a～d中的处理操作的细节。图4表示本实施例的变动量估计部251-a的内部结构的方框图。
变动量估计部251-a主要由缓冲器271-a和减法器272-a来构成。变动量估计部251-b～d采用与变动量估计部251-a相同的内部结构。
缓冲器271-a暂时保存从线路品质估计部155-a输出的线路品质A。
减法器272-a从线路品质估计部155-a输出的本次的线路品质A中减去缓冲器271-a中保存的上次的线路品质A。减法器272-a中的减法结果是变动量A。而且，在线路品质向良好的方向变动的情况下，该线路品质的变动量的符号为正。
下面，用图5来说明TPC命令生成部252中的处理操作的细节。图5表示本实施例的TPC命令生成部252的内部结构的方框图。在图5所示的TPC命令生成部252中，与图2所示的TPC命令生成部156相同的结构部分附以与图2相同的标号，并省略说明。
图5所示的TPC命令生成部252与图2所示的TPC命令生成部156相比较，采用追加次序附加器281、变换器(Permutator)282、以及再变换器(Depermutator)283的结构。此外，采用追加线路品质候补生成器284-1～5和减法器285-1～5的结构来代替线路品质候补生成器171-1～16和减法器172-1～16。
次序附加器281输入由变动量估计部251-a估计的线路品质的变动量A～D，对线路以线路品质的变动量大的次序来附加次序(Ranking)，将次序结果输出到变换器282和再变换器283。
变换器282根据次序附加器281的次序结果来排列线路品质A～D并输出到线路品质候补生成器284-1～5。
线路品质候补生成器284-1～5根据各个次序附加器281的次序结果来假设使线路A～D的发送功率增加或减少并进行合成，预测整体的线路品质。此时，线路品质候补生成器284-1～5不对次序比减少发送功率的电路低的使线路的发送功率增加的图案预测整体的线路品质。
例如，线路品质候补生成器284-1预测全部增加发送各线路的发送功率情况下的整体的线路品质。线路品质候补生成器284-2预测增加发送各线路中线路品质的变动量大的前三个线路的发送功率，减少发送线路品质的变动量最小的线路的发送功率情况下的整体线路品质。以下同样，线路品质候补生成器284-i(i是从1至5的整数)预测增加发送各线路中线路品质的变动量大的前(5-i)个线路的发送功率，减少发送线路品质的变动量小的后(i-1)个线路的发送功率情况下的整体线路品质。
减法器285-1～5获得由对应的线路品质候补生成器284-1～5预测的线路品质和目标品质的差分，输出差分值。
选择器173选择从各减法器285-1～5输出的差分值的绝对值最小的差分值，对应的线路品质候补生成器284-1～5根据假设增加或减少的各线路A～D的发送功率来生成与各线路A～D对应的TPC命令。
再变换器283根据次序附加器281的次序结果，以线路A～D的次序来排列从选择器173以大小次序输出线路品质的变动量的TPC命令。
因此，只要线路品质候补生成器284-5不选择变动量最大的线路品质，生成指示发送功率增加的TPC命令，就可以最优先地增加发送功率。
于是，通过考虑线路的变动来生成TPC命令，即使是传输路径的状态恶劣、使发送功率减少的线路，但而后传输路径的状态好转的情况下，在线路品质的合成中也可以使用该线路。
线路的条件越良好，越能够期待用少的发送功率的增加来使品质极大地改善，而且可以期待进行效率高的发送功率控制。此外，可以削减线路品质候补生成器和减法器的数目，可以削减运算量。
(实施例3)
这里，在上述实施例2中的变动量估计部251-a～d估计的线路品质的变动量中，会包含基于发送功率控制的强制的变动部分。于是，对于单纯的线路品质的变动量来说会残留误差。
为了解决上述问题，在实施例3中，说明除去基于发送功率控制的强制的变动部分来估计线路品质的变动量的情况。
图6表示本发明实施例3的无线通信装置结构的方框图。在图6所示的无线通信装置中，与图3所示的无线通信装置相同的部分附以与图3相同的标号，并省略说明。由于本实施例的发送装置与图1所示的发送装置100相同，所以在图6中省略。
图6所示的接收装置350的变动量估计部351-a～d的作用与图3所示的接收装置250的变动量估计部251-a～d有所不同。
变动量估计部351-a～d用TPC命令生成部252生成的TPC命令除去基于发送功率控制的强制的变动部分并估计各线路品质A～D的变动量。
图7表示本实施例的变动量估计部351-a的内部结构的方框图。在图7所示的变动量估计部351-a中，与图4所示的变动量估计部251-a相同的结构部分附以与图4相同的标号，并省略说明。
图7所示的变动量估计部351-a与图4所示的变动量估计部251-a相比较，采用追加加法器371-a的结构。变动量估计部351-b～d采用与变动量估计部351-a相同的内部结构。
加法器371-a输入线路品质A和TPC命令，根据TPC命令指示的发送功率的增减值从线路品质A中除去基于发送功率控制的强制的变动部分。例如，TPC命令是指示增加1dB发送功率的内容，在线路品质A为20dB的情况下，由于其中的1dB是基于增加发送功率的部分，所以加法器371-a输出从20dB中减去1dB所得的值。
缓冲器271-a暂时保存由加法器371-a除去了基于发送功率控制的强制的变动部分的线路品质A。
减法器272-a从线路品质估计部155-a输出的本次的线路品质A中减去缓冲器271-a中保存的上次的线路品质A。减法器272-a中的减法结果是除去了基于发送功率控制的强制的变动部分的线路品质A的变动量。
于是，通过从线路品质的变动量中除去基于发送功率控制的强制的变动部分，可以用单纯的线路品质的变动量来进行正确的发送功率控制。
在上述实施例2、3中，说明了估计线路品质的变动量的情况，但即使估计接收功率的变动量，本发明也可以获得同样的效果。
(实施例4)
在实施例4中，说明在CDMA方式的无线通信中应用本发明的发送功率控制方法的情况。
图8表示本发明实施例4的无线通信装置结构的方框图。在图8所示的无线通信装置中，与图1所示的无线通信装置相同的结构部分附以与图1相同的标号，并省略说明。
图8所示的发送装置400与图1所示的发送装置100相比较，采用追加扩频器401的结构。
扩频器401对发送数据进行扩频处理。S/P变换器101将从扩频器401输出的1序列的扩频信号变换成A～D的4序列的信号。
图8所示的接收装置450与图1所示的接收装置150相比较，采用追加解扩器451的结构。
解扩器451对P/S变换器154的输出信号进行解扩处理，取出接收数据。
这里，S/P变换器101将扩频的信号以扩频码片为单位变换成多个序列的信号。由此，即使每个线路的品质差异大，也可以使各发送数据的品质大致一定，可以降低发送端的总发送功率，并且可以获得作为通信整体的期望的品质。
本实施例可以与上述实施例2或3适当组合。
(实施例5)
在实施例5中，说明在进行纠错编码处理的无线通信中应用本发明的发送功率控制方法的情况。
图9表示本发明实施例5的无线通信装置结构的方框图。在图9所示的无线通信装置中，与图1所示的无线通信装置相同的结构部分附以与图1相同的标号，并省略说明。
图9所示的发送装置500与图1所示的发送装置100相比较，采用追加纠错编码器501和交织器502的结构。
纠错编码器501对发送数据进行纠错编码处理。交织器502对纠错编码器501的输出信号进行列变换(交织)处理。S/P变换器101将从交织器502输出的1序列的信号变换成A～D的4序列信号。
图9所示的接收装置550与图1所示的接收装置150相比较，采用追加解交织器551和纠错解码器552的结构。
解交织器551对P/S变换器154的输出信号进行将交织器502进行了列变换的信号的序号返回(解交织)到原来序号的处理。纠错解码器552对解交织器551的输出信号进行纠错解码处理，取出接收数据。
于是，在进行纠错编码处理的无线通信中通过应用本发明的发送功率控制方法，不易产生突发错误，可以提高纠正能力。因此，即使每个线路的品质差异大，也可以使各发送数据的品质大致一定，可以降低发送端的总发送功率，并且可以获得作为通信整体的期望的品质。
本实施例可以与上述实施例2或3及实施例4适当组合。
(实施例6)
在实施例6中，说明用OFDM来实现多载波的情况。
图10表示本发明实施例6的无线通信装置结构的方框图。在图10所示的无线通信装置中，与图1所示的无线通信装置相同的结构部分附以与图1相同的标号，并省略说明。
图10所示的发送装置600与图1所示的发送装置100相比较，采用追加放大器601-a～d和IFFT(傅立叶逆变换)变换器602-a～d来代替调制器102-a～d和放大器103-a～d的结构。
放大器601-a～d根据发送功率控制部108的控制来放大分别从对应的S/P变换器101输出的对应的序列信号。IFFT变换器602-a～d对分别对应的放大器601-a～d的输出信号进行傅立叶逆变换。
图10所示的接收装置650与图1所示的接收装置150相比较，采用追加FFT(傅立叶变换)变换器651-a～d来代替解调器153-a～d的结构。
FFT变换器651-a～d对从共用器152输出的接收信号进行傅立叶变换。P/S变换器154将从FFT变换器651-a～d输出的4序列信号变换成1序列信号，取出接收数据。
于是，通过用OFDM实现多载波，可以提高频率利用效率。
本实施例可以与上述实施例2或3和实施例4、5适当组合。
(实施例7)
在实施例7中，说明在将相同的发送数据载运到多个线路上的无线通信中应用本发明的发送功率控制方法的情况。
图11表示本发明实施例7的无线通信装置结构的方框图。在图11所示的无线通信装置中，与图1所示的无线通信装置相同的结构部分附以与图1相同的标号，并省略说明。
图11所示的发送装置700与图1所示的发送装置100相比较，采用消除S/P变换器101的结构。
调制器102-a～d分别对分支的发送数据进行调制处理。
图11所示的接收装置750与图1所示的接收装置150相比较，采用追加合成器751的结构。
合成器751对P/S变换器154的输出信号进行合成，取出接收数据。
于是，在将相同的发送数据运载到多个线路的无线通信中可以应用本发明的发送功率控制方法。
本实施例可以与上述实施例2或3及实施例4、5、6适当组合。
在上述各实施例中，说明了用多载波来实现多个线路的情况，但本发明并不限于此，即使用其他方法来实现多个线路，也可以获得同样的效果。
例如，通过分离各线路的发送信号的时间，也可以实现多个线路。在重复循环相同区域的情况下，通过在每个旋转周期中实现相同的线路，可获得与多载波相同的效果。
通过从相互不同的天线来发送各线路的发送信号，也可以实现多个线路。但是，在这种情况下，由于各线路的信号在接收端会混合，所以需要识别将各线路的发送信号与相互不同的扩频码相乘等所得的信号的处理。
通过用相互不同的方向性来发送各线路的发送信号，从而可以实现多个线路。这种情况下，利用到来方向有所不同，可以在接收端使用方向性天线根据方向来识别信号。
此外，也可以用极化波来实现多个线路。由于极化波相互正交，所以可以将极化波作为不同的线路来使用。
从以上说明可知，根据本发明的无线通信装置和发送功率控制方法，根据合成各线路信号后的整体的线路品质和目标品质的关系来控制各线路的发送功率，所以可以降低发送端的总发送功率，并且获得作为通信整体的期望品质。由此，可以减轻放大器等的发送端的负担，可以抑制对其他小区的干扰。
本说明书基于2000年3月31申请的(日本)2000-098516专利申请。其内容全部包含于此。
                     产业上的可利用性
本发明适用于使用多载波等多个线路、并且需要进行CDMA等的发送功率控制的通信终端装置和基站装置。

Claims (21)

1.一种无线通信装置，包括：接收部件，接收从通信对方用多个线路发送的信号；线路品质估计部件，对每个线路估计接收信号的线路品质；发送功率控制命令生成部件，根据合成各线路信号后的整体线路品质和目标品质的关系来生成各线路的发送功率控制命令；以及发送部件，将所述发送功率控制命令无线发送到所述通信对方。
2.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，发送功率控制命令生成部件包括：线路品质候补生成部件，对假设使各线路的发送功率增加或减少来发送情况下的各线路的信号进行合成，预测合成后的整体的线路品质；以及选择部件，在该线路品质候补生成部件预测的线路品质中，选择与目标品质的差分的绝对值最小的差分，根据选择结果来生成各线路所对应的发送功率控制命令。
3.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，包括估计各线路品质的变动量的变动量估计部件，发送功率控制命令生成部件考虑各线路品质的变动量来生成各线路的发送功率控制命令。
4.如权利要求3所述的无线通信装置，其中，变动量估计部件暂时保存由线路品质估计部件估计的各线路品质，从本次的线路品质中减去上次的线路品质来估计各线路品质的变动量。
5.如权利要求4所述的无线通信装置，其中，变动量估计部件从各线路品质的变动量中除去发送功率控制造成的强制的变动部分。
6.如权利要求5所述的无线通信装置，其中，变动量估计部件从上次的线路品质中减去发送功率控制命令指示的发送功率的增减值。
7.如权利要求3所述的无线通信装置，其中，发送功率控制命令生成部件包括对各线路以线路品质的变动量大的次序来附加次序的次序附加部件，线路品质候补生成部件不对次序比减少发送功率的线路低的使线路的发送功率增加的图案进行整体的线路品质的预测。
8.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，接收部件接收由通信对方以扩频码片为单位分配到多个线路的信号并进行解扩处理，取出接收数据。
9.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，接收部件接收由通信对方实施纠错编码处理后分配到多个线路的信号并进行纠错解码处理，取出接收数据。
10.如权利要求1所述的无线通信装置，其中，接收部件接收并合成由通信对方将同一数据分配到多个线路的信号，取出接收数据。
11.一种无线通信装置，其中，对权利要求1所述的无线通信装置使用多个线路来发送信号。
12.一种无线通信装置，其中，对权利要求8所述的无线通信装置以扩频码片为单位来发送分配给多个线路的信号。
13.一种无线通信装置，其中，对权利要求9所述的无线通信装置实施对发送数据的纠错编码处理，并使用多个线路来发送。
14.一种无线通信装置，其中，对权利要求10所述的无线通信装置发送将同一数据分配给多个线路的信号。
15.一种发送功率控制方法，其中，发送端用多个线路来无线发送信号，接收端选择合成了各线路的接收信号后的整体线路品质和目标品质的差分的绝对值最小的差分，根据选择结果来生成各线路的发送功率控制命令，将所述发送功率控制命令无线发送到所述发送端。
16.如权利要求15所述的发送功率控制方法，其中，用多载波来实现多个线路。
17.如权利要求16所述的发送功率控制方法，其中，用OFDM来实现多载波。
18.如权利要求15所述的发送功率控制方法，其中，发送端隔开各线路的发送信号的时间来发送。
19.如权利要求15所述的发送功率控制方法，其中，发送端从相互不同的天线来发送各线路的发送信号。
20.如权利要求15所述的发送功率控制方法，其中，发送端用相互不同的方向性来发送各线路的发送信号。
21.如权利要求15所述的发送功率控制方法，其中，发送端用极化波来实现多个线路。
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