JP2005260851A

JP2005260851A - 無線通信システムと方法並びに移動局と基地局

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Publication number: JP2005260851A
Application number: JP2004073052A
Authority: JP
Inventors: Shinya Hondou; 信也本同; Akira Tomokiyo; 亮友清; Arata Inaba; 新稲葉
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2005-09-22
Also published as: EP1578031A3; CN1671071A; EP1578031A2; US20050202818A1

Abstract

【課題】
基地局が移動局との通信をカバーできる範囲であるセル内における他ユーザへの干渉を抑え、基地局と移動局との同期確立時間の短縮を実現するシステムの提供。
【解決手段】
移動局１０２は、ＣＰＩＣＨ電力監視部１１とＲＡＣＨ制御部１２を備え、無線基地局１０１が送信しているＣＰＩＣＨの受信電力と、前回受信したＣＰＩＣＨの電力値との差分から、受信電力値の変動が予め定められた所定値以上である場合に、ＲＡＣＨプリアンブルを無線基地局に送信し、プリアンブル送信電力を保持し、無線基地局１０１は、前記移動局からのＲＡＣＨプリアンブルを検出すると、ＡＩＣＨを移動局１０２に送信し、移動局は、前記無線基地局が送信したＡＩＣＨを受信すると、保持していたプリアンブル送信電力に従いメッセージを無線基地局に送信する。
【選択図】
図１

Description

本発明は、無線通信システムに関し、特に移動通信システムの同期確立技術に関する。

近年、移動通信システムに適用する通信方式の一つとして、干渉や妨害に強いスペクトラム拡散通信方式が注目されている。スペクトラム拡散通信方式を用いた無線通信システムは、例えば送信側の装置において、ディジタル化された音声データや画像データに対しＰＳＫ(Phase Shift Keying)またはＦＳＫ(Frequency Shift Keying)等の変調方式でデジタル変調を行った後、変調された送信データを、疑似雑音符号（ＰＮコード：Pseudorandom Noise code）等の拡散符号を用いて拡散（spreading）することで、広帯域のベースバンド信号に変換し、無線周波数の信号に変換して送信する。一方、受信側の装置においては、受信された無線周波数信号に対し、送信側の装置で使用した拡散符号と同じ符号を用いて逆拡散（despreading）を行い、ＰＳＫまたはＦＳＫ復調方式によりディジタル復調を行って、受信データを再生するように構成されている。

複数の移動局が、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）を用いて任意のタイミングで、適宜、基地局にアクセスを行い、基地局は、そのアクセスに対して、基地局のメッセージ送信を制御する移動通信システムにおけるランダムアクセス制御方法が後記非特許文献１に提示されている。

このランダムアクセス制御方法では、移動局が発呼しようとするとき、移動局はメッセージの送信に先立ち、基地局に対してメッセージが発生したことを通知するプリアンブルを送信する。ここで、プリアンブルは、１６種類のシグニチャコードから生成され、移動局は１６種類の中からランダムに１つのシグニチャコードを選んで、プリアンブルを生成する。

基地局は、プリアンブルを受信すると、あらかじめ指定された閾値と相関値を比較し、相関値の方が大きければ、プリアンブルを検出したと判断し、該シグニチャに対応したＡＩＣＨ（Acquisition Indicator Channel）を移動局に送信する。基地局は、全１６種類のシグニチャをサーチし、１つも検出しなかった場合には、ＡＩＣＨの送信は行わない。ＡＩＣＨには、基地局が検出したシグニチャ番号と、基地局が移動局のメッセージ送信を許可するＡＣＫ、不許可とするＮＡＣＫの情報が含まれている。

移動局は、規定時間内に、自らが送信したシグニチャ番号に対応するＡＩＣＨを受信した場合、ＡＣＫであればメッセージを送信し、ＮＡＣＫであれば、一連のランダムアクセス手順を抜ける。

また、移動局は、一定時間内に自らが送信したシグニチャ番号に対応するＡＩＣＨを受信しなかった場合、送信電力をランピング（徐々に上げる）し、再度プリアンブルを送信する。

スペクトラム拡散通信方式を使用した無線通信システムであるＷ−ＣＤＭＡにおける同期確立方式に関して、現在、Ｗ−ＣＤＭＡにおいて上り回線の高速化を図る方式の検討が進められている（例えば後記非特許文献２参照）。後記非特許該文献２には、同期確立方式の提案が示されており、その手順を図４に示す。

図４において、無線基地局（「無線基地局装置」ともいう）からは、セル共通の制御信号であるＳＣＣＰＣＨ(Secondary Common Control Physical Channel)が送信されている。

無線基地局は、ＳＣＣＰＣＨを用いてデータ送信開始命令を特定の移動局に送信すると、該移動局との下り回線の同期を確立するため、ユーザ個別の制御信号である下りＤＰＣＣＨ(Dedicated Physical Control Channel)の送信を開始する。

このとき、下りＤＰＣＣＨには、上りＤＰＣＣＨの送信電力を上げる命令（「上げろ」命令）が多重されている。

該移動局は、ＳＣＣＰＣＨ上のデータ送信開始命令を受信すると、無線基地局との上り回線の同期を確立するため、ユーザ個別の制御信号である上りＤＰＣＣＨの送信を開始し、無線基地局からの上りＤＰＣＣＨの送信電力を上げる命令に従い、上りＤＰＣＣＨの送信電力を徐々に上げる制御を行う。

無線基地局において、上りＤＰＣＣＨを受信できたことで、上り回線の同期が確立すると、無線基地局は、それを伝えるため、下りＤＰＣＣＨに、上りＤＰＣＣＨ信号の送信電力を下げる命令（「下げろ」命令）を多重する。

該移動局は、この命令を受信することで、上り回線の同期確立を知り、ＤＰＣＣＨの送信電力を上げる制御を停止し、下り回線の同期が確立する。

以上により、無線基地局と該移動局との上り回線及び下り回線における同期が確立し、データ送信が可能となる。

その後、該移動局は、上りＤＰＤＣＨ(Dedicated Physical Data Channel)を用いて、確認信号を無線基地局に送信し、データ信号の送信を開始する。

また、無線基地局は、確認信号を受信すると、下りＤＰＤＣＨを用いて、データ信号の送信を開始する。

３ＧＰＰＴＳ２５．２１４Ｖ３．９．０インターネット<URL>http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/25_series/25.214/ ３ＧＰＰＴＳ２５．８９６Ｖ１．０．０インターネット<URL>http://www.3gpp.org/ftp/Specs/archive/25_series/25.896/ 特開平１０−１７４１５７号公報特開２００２−２４７６２６号公報

しかしながら、上記した同期確立シーケンスでは、移動局が徐々に上りＤＰＣＣＨの送信電力を上げて同期確立を図るため、伝搬環境が悪い場合には、無線基地局において上りＤＰＣＣＨを受信するまでに時間がかかり、同期確立が遅れてしまう、という問題点がある。

なお、上記特許文献１には、移動局から衛星に、定期的にトレーニング信号を送信することにより、移動局から間欠的にデータ信号を送信しても、最初のデータ信号が確実に受信できる方法が、従来技術として開示されている。しかしながら、この従来手法を、上記した同期確立に適用することはできない。

その理由は、移動局から定期的に送信されるトレーニング信号は、他ユーザへの干渉となり、システム容量の低下を招くためである。

上記の問題点を解決するためには、移動局が何らかのトレーニング信号送信の契機を得る必要があり、通常その契機は上り回線の品質を基準として決定されるべきものである。しかし、これを実現するためには、無線基地局において、該移動局との回線品質を監視する必要があり、結局のところ、移動局から無線基地局に対して、定期的にトレーニング信号等を送信する構成が必要となる。

したがって、本発明の目的は、基地局が移動局との通信をカバーできる範囲であるセル内における他ユーザへの干渉を抑え、基地局と移動局との同期確立時間の短縮を実現するシステムと方法を提供することにある。

本願で開示される発明は、前記目的を達成するため、概略以下の構成とされる。

本発明の一つのアスペクト（側面）に係るシステムは、移動局が、無線基地局へのデータ信号の送信開始に先だって、無線伝送路の伝搬環境の変動に対応して、前記伝搬環境に適応した、初期送信電力の値を更新し、更新した初期送信電力の値を保持する手段を備えている。

本発明において、移動局は、前記無線基地局が定期的に送信している共通パイロット・チャネルの受信電力が予め定められた所定値以上変動した場合に、プリアンブルを無線基地局に送信し、プリアンブルの送信電力を初期送信電力値として保持する手段を備えている。

本発明において、前記移動局は、前記無線基地局へ送信したプリアンブルに対する前記無線基地局から送信される応答（ＡＩＣＨ）を受信し、前記応答（ＡＩＣＨ）によって、初期送信電力を決定し、さらに、前記無線基地局へ送信したメッセージに対する前記無線基地局の応答（送信電力制御情報）によって初期送信電力を調整する手段を備えている。

本発明において、前記移動局が下り回線の伝搬環境の変化を契機として、ランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）プリアンブル及びメッセージの送信を行い、初期送信電力を更新する。

本発明において、前記下り回線の伝搬環境の変化を、ＣＰＩＣＨ受信電力の変動を基準に判断する。

本発明において、前記無線基地局は、前記移動局からのＲＡＣＨメッセージに多重されたパイロット信号から、前記移動局の初期送信電力を通知する。

本発明の他のアスペクトに係る方法は、
（Ａ１）移動局は、無線基地局が送信している共通パイロット・チャネル（ＣＰＩＣＨ）を受信する工程と、
（Ａ２）ＣＰＩＣＨの今回の受信電力と前回の受信電力とを比較し、受信電力値の変動が予め定められた所定値以上である場合に、ランダム・アクセス・チャネル（ＲＡＣＨ）のプリアンブルを、前記無線基地局に送信し、プリアンブルの送信電力を保持する工程と、を含む。

本発明係る方法は、
（Ａ３）前記無線基地局は、前記移動局からの前記プリアンブルを検出すると、応答（ＡＩＣＨ）を前記移動局に送信する工程と、
（Ａ４）前記移動局は、前記無線基地局が送信した応答（ＡＩＣＨ）を受信すると、保持していたプリアンブルの送信電力に従い、メッセージを、前記無線基地局に送信する工程と、を含む。

本発明に係る方法は、
（Ａ５）前記無線基地局は、前記移動局からの前記メッセージを検出すると、前記メッセージを用いて、算出したＳＩＲ（Symbol Interference Ratio）推定値に基づいて、送信電力制御情報を生成し、前記送信電力制御情報を前記移動局に送信する工程と、
（Ａ６）前記移動局は、前記無線基地局からの前記送信電力制御情報を受信し、保持している初期送信電力値に修正を加える工程と、を含む。

本発明によれば、データ信号の送信開始に先だって、あらかじめ伝搬環境に適応した初期送信電力を更新し且つ保持しておくことにより、基地局と移動局間でデータ信号の送信を開始する際の同期確立時間を短縮することができる。

また、本発明によれば、メッセージに対する無線基地局の応答（送信電力制御情報）によって、初期送信電力をより高い精度で調整することができる。

さらに、本発明によれば、移動局は下り回線の伝搬環境の変化を契機としてRACHプリアンブル及びメッセージの送信を行い、初期送信電力値を更新する構成とされており、他のユーザへの干渉を低減することができる。

本発明によれば、伝搬環境の変化に即座に対応して、初期送信電力を決定することができる。

本発明によれば、下り回線の伝搬環境の変化を契機として、必要最低限の頻度で、RACHを送信するため、移動局の消費電力を低減することができる。

本発明を実施するための最良の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態の構成を示す図である。

図１において、移動局１０２は、無線基地局１０１が定期的に送信しているCPICH(Common Pilot Channel；共通パイロット・チャネル)２０５の受信電力が一定以上変動した場合にのみ、プリアンブル２０１を無線基地局１０１に送信し、送信電力制御部１３において、このときのプリアンブルの送信電力を記憶保持する。

一方、無線基地局１０１は、プリアンブル２０１を検出すると、AICH(Acquisition Indicator Channel；アクイズイション・インジケータ・チャネル)２０４を移動局１０２に送信する。

移動局１０２は、無線基地局１０１が送信したAICH２０４を受信すると、記憶保持されているプリアンブルの送信電力と同じ電力でメッセージ２０２を、無線基地局１０１に送信する。

無線基地局１０１は、移動局１０２からのメッセージ２０２を検出すると、これを用いて算出したＳＩＲ（Symbol Interference Ratio）推定値に基づいて、送信電力制御情報２０３を生成し、移動局１０２に送信する。

そして、移動局１０２は、無線基地局１０１が送信した送信電力制御情報２０３を受信し、保持している初期送信電力値に修正を加える。

このように、移動局１０２は、伝搬環境に適応した初期送信電力を、適時、更新・保持しておくことで、最適な電力値で送信を開始し、無線基地局１０１と移動局１０２との同期を早期に確立することができる。

また、移動局１０２は、プリアンブル及びメッセージの送信を、伝搬環境が大きく変化した場合にのみ行うことで、他ユーザへの干渉を低減することができる。以下、実施例に即して説明する。

図１は、本発明の一実施例のシステムの構成を示す図である。図１に示すように、本実施例に係るシステムは、無線基地局１０１、移動局１０２から構成される。なお、図１では、単に説明の簡単のため、１台の移動局１０２が示されているが、本発明においては、１台の移動局にのみ限定されるものでないことは勿論である。

無線基地局１０１は、送信機７、受信機８、パイロット（Ｐｉｌｏｔ）復調部４、ＳＩＲ判定部５、送信電力制御情報生成部６を備えている。

また、移動局１０２は、送信機１４、受信機１５、送信電力制御部１３、ＣＰＩＣＨ電力監視部１１、ＲＡＣＨ制御部１２を備えている。

図１を参照して、本発明の一実施例における信号の流れについて以下に説明する。無線基地局１０１は、ＣＰＩＣＨ生成部１において、ＣＰＩＣＨ（Common Pilot Channel）２０５を定期的に生成し、移動局１０２に送信する。

移動局１０２は、ＣＰＩＣＨ２０５を受信すると、ＣＰＩＣＨ電力監視部１１において、受信電力を測定し、受信電力が予め定められた所定の閾値以上変動した場合にのみ、ＲＡＣＨ制御部１２に、ＲＡＣＨ送信制御信号３０１を出力する。

移動局１０２において、ＲＡＣＨ制御部１２は、ＲＡＣＨ送信制御信号３０１が入力されると、プリアンブル２０１を無線基地局１０１に送信し、送信電力制御部１３は、このときのプリアンブルの送信電力を保持する。

さらに、移動局１０２は、無線基地局１０１が送信したＡＩＣＨ２０４を受信し、ＲＡＣＨ制御部１２に出力する。ＲＡＣＨ制御部１２は、ＡＩＣＨ２０４が入力されると、保持していたプリアンブルの送信電力と同じ電力で、メッセージ２０２を無線基地局１０１に送信する。

無線基地局１０１は、ＲＡＣＨ検出部２において、移動局１０２が送信したプリアンブル２０１及びメッセージ２０２の検出を行う。

無線基地局１０１において、ＲＡＣＨ検出部２がプリアンブル２０１を検出した場合、ＡＩＣＨ生成部３でＡＩＣＨ２０４を生成して移動局１０２に送信する。

また、無線基地局１０１において、ＲＡＣＨ検出部２がメッセージ２０２を検出した場合には、Ｐｉｌｏｔ復調部４がメッセージ２０２に多重されているパイロット（Ｐｉｌｏｔ）信号を用いてチャネル推定値の算出を行う。

ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）判定部５は、チャネル推定値を用いてＳＩＲ推定値を算出する。ＳＩＲ判定部５は、ＳＩＲ推定値とＳＩＲ閾値を比較し、ＳＩＲ判定結果３０２を、送信電力制御情報生成部６に出力する。

送信電力制御情報生成部６は、ＳＩＲ判定結果３０２を用いて、送信電力制御情報２０３を生成し、移動局１０２に送信する。

移動局１０２は、無線基地局１０１が送信した送信電力制御情報２０３を受信し、送信電力制御部１３に出力する。送信電力制御部１３は送信電力制御情報２０３を用いて、保持している電力値に修正を加える。

Ｐｉｌｏｔ復調部４及びＳＩＲ判定部５におけるチャネル推定値及びＳＩＲ推定値の算出方法について以下説明する。

メッセージ２０２に多重されているＰｉｌｏｔ信号は既知信号であるため、これを利用してチャネル推定を算出することが可能である。チャネル推定値ｈは、以下のように計算される。

ここで、Ｚｃは、復調されたＰｉｌｏｔ信号、Ｄは、既知のＰｉｌｏｔ信号、Ｎは、Ｐｉｌｏｔシンボル数である。

上式（１）は、各シンボルのチャネル推定値を、ＲＡＣＨのメッセージ２０２に含まれるシンボル数だけ平均化している。受信信号Ｚｃに、既知信号の複素共役Ｄ＊を乗算することで、そのシンボルｎのチャネル変動量が求まる。正規化された値ｈは、ＳＩＲ判定部５に入力される。

ＳＩＲ判定部５は、上式（１）で算出したチャネル推定値ｈを使用して、希望波信号成分Ｒと干渉波信号成分Ｉを算出して、最終的に、ＳＩＲ推定値を得る。希望波信号成分Ｒと干渉波信号成分Ｉ、ＳＩＲ推定値は、次式（２）、（３）、（４）で与えられる。

ＳＩＲ推定値が計算されると、予め格納されているＳＩＲ閾値と比較する。

その結果、送信電力制御情報生成部６は、ＳＩＲ推定値がＳＩＲ閾値より高い場合には、送信電力の「下げろ」情報を、低い場合は「上げろ」情報を生成する。

図２は、本発明の一実施例の無線基地局装置１０１の動作を説明するためのフローチャートである。図３は、本発明の一実施例の移動局１０２の動作を説明するためのフローチャートである。

はじめに、図３を参照して、図１の移動局１０２の動作について説明する。移動局１０２は、無線基地局１０１から定期的に送信されているＣＰＩＣＨ２０５を受信すると（Ｓ２０１）、ＣＰＩＣＨ電力監視部１１は、受信したＣＰＩＣＨの電力値（ｘとする）を測定する（Ｓ２０２）。

さらに、ＣＰＩＣＨ電力監視部１１は、当該電力値ｘと、前回測定した電力値ｙとの差分をとり、求めた差分の絶対値とあらかじめ定められた変動量閾値ｚを比較し（Ｓ２０３）、変動があらかじめ定められた変動量閾値ｚよりも大きい場合には（Ｓ２０３のＹＥＳ分岐）、ＲＡＣＨ送信制御信号３０１を、ＲＡＣＨ制御部１２に出力する。

ＲＡＣＨ制御部１２は、ＲＡＣＨ送信制御信号３０１を入力すると、プリアンブル２０１を無線基地局装置１０１に送信する（Ｓ２０４）。

また、ＲＡＣＨ制御部１２は、今回送信したプリアンブルの送信電力値を、初期送信電力値として保持する（Ｓ２０５）。

そして、ＣＰＩＣＨ電力監視部１１は、今回測定したＣＰＩＣＨ電力値ｘにより、前回測定した電力値ｙとして保持する（Ｓ２０６）。

一方、変動があらかじめ定められた変動量閾値ｚ以下であれば（Ｓ２０３のＮＯ分岐）、ステップＳ２０６へ分岐する。

次に、図２を参照すると、無線基地局１０１は、移動局１０２から送信されたプリアンブル２０１を受信すると、ＡＩＣＨ２０４を生成し、移動局１０２に送信する（Ｓ１０１）。

再び図３を参照すると、移動局１０２は、無線基地局１０１から送信されたＡＩＣＨ２０４を受信すると、ＲＡＣＨ制御部１２は、保持していたプリアンブルの送信電力値と同じ電力でメッセージ２０２を、無線基地局１０１に送信する（Ｓ２０７）。

また、移動局１０２は、プリアンブル２０１を無線基地局１０１に送信してから、一定期間ＡＩＣＨ２０４を受信しない場合（Ｓ２０９のＹＥＳ分岐）、プリアンブル２０１の送信電力をランピングし（徐々に上げる）、再度、プリアンブル２０１を送信する（Ｓ２１０）。

また、ＲＡＣＨ制御部１２は、ランピングしたプリアンブル２０１の送信電力値を初期送信電力値として保持する（Ｓ２１１）。

再び図２を参照すると、無線基地局１０１は、移動局１０２から送信されたメッセージ２０２を受信すると、Ｐｉｌｏｔ復調部４は、メッセージ２０２に多重されているＰｉｌｏｔ信号を用いて、チャネル推定値の算出を行う（Ｓ１０２）。

ＳＩＲ判定部５は、チャネル推定値を用いてＳＩＲ推定値を算出し（Ｓ１０３）、当該ＳＩＲ推定値とあらかじめ定められたＳＩＲ閾値とを比較し、ＳＩＲ判定結果３０２を送信電力制御情報生成部６に出力する。

送信電力制御情報生成部６は、ＳＩＲ判定結果３０２を参照し、ＳＩＲ推定値がＳＩＲ閾値より高い場合には（Ｓ１０４のＹＥＳ分岐）、「下げろ」情報（移動局１０２に対して送信電力を下げるように指示する内容）を生成する（Ｓ１０６）。また送信電力制御情報生成部６は、ＳＩＲ推定値がＳＩＲ閾値以下である場合には（Ｓ１０４のＮＯ分岐）、「上げろ」情報（移動局１０２に対して送信電力を上げるように指示する内容）を含んだ送信電力制御情報２０３を生成する（Ｓ１０５）。そして、生成した送信電力制御情報を、移動局１０２に送信する（Ｓ１０７）。

図３において、移動局１０２は、無線基地局１０１から送信された送信電力制御情報２０３を受信すると、送信電力制御部１３は当該情報を用いて、保持していた初期送信電力値を増減する（Ｓ２０８）。

上記本発明の実施例は以下の作用効果を奏する。

（Ａ）本実施例によれば、データ信号の送信開始に先だって、あらかじめ伝搬環境に適応した初期送信電力を更新し且つ保持しておくことにより、基地局と移動局間でデータ信号の送信を開始する際の同期確立時間を短縮できる。即ち、プリアンブルに対する無線基地局の応答（ＡＩＣＨ）によって、移動局は保持している初期送信電力値で無線基地局がプリアンブルを受信できたことを知ることができる。また、メッセージは、プリアンブルよりもデータ長が長いことから、メッセージに対する無線基地局の応答（送信電力制御情報）によって、初期送信電力をより高い精度で調整することができる。

（Ｂ）また、本実施例によれば、移動局は下り回線の伝搬環境の変化を契機として、ＲＡＣＨプリアンブル及びメッセージの送信を行い、初期送信電力値を更新する構成とされており、他のユーザへの干渉を低減することができる。すなわち、本実施例によれば、必要最低限の頻度で、ＲＡＣＨプリアンブルを送信するからである。また、伝搬環境に適応した初期送信電力を使用することで、伝搬環境が悪くなった場合にも、無線基地局において受信可能となるまでの移動局による上りＤＰＣＣＨの繰り返し送信を防ぎ、且つ伝搬環境が良くなった場合にも、上りＤＰＣＣＨの初期送信電力が必要以上に大きくなってしまうことを防ぐことができるからである。

そして、ＣＰＩＣＨは、同一セル内で共通に各移動局で受信されるため、移動局から送信する個別のトレーニング信号とは違い、他のユーザへの干渉とはならない。

なお、上記特許文献２（特開２００２−２４７６２６）の段落００２０には、伝播損の大部分を占める距離による減衰、シャドーイング等は、上り回線と下り回線で同じである。従って、下り回線で伝搬損が小さい基地局は、上り回線においても伝搬損が小さい確率が高い旨が記載されている。これは、特に、上り回線と下り回線の周波数が同一であるＷ−ＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式等の無線通信システムで顕著である。本発明は、この性質を利用して、下り回線の品質劣化は、上り回線の品質劣化とみなし、移動局が、ＲＡＣＨを送信する契機として、下り回線のＣＰＩＣＨの受信電力を利用するものである。

（Ｃ）本実施例によれば、伝搬環境の変化に即座に対応して初期送信電力を決定することができる。すなわち、移動局がＣＰＩＣＨの受信電力を常に監視し、下り回線の伝搬環境の変化を契機として無線基地局にＲＡＣＨを送信するため、定期的にＲＡＣＨを送信する構成よりも素早い制御が可能となるからである。

（Ｄ）本実施例によれば、移動局の消費電力を低減することができる。その理由は、上述の通り、定期的にＲＡＣＨを送信する構成ではなく、下り回線の伝搬環境の変化を契機として、必要最低限の頻度でＲＡＣＨを送信する構成としたためである。

次に、本発明の第２の実施例について説明する。本発明の第２の実施例のシステム構成は、図１に示したものと同一とされるが、移動局１０２の動作が、図３を参照して説明した前記実施例のものと相違している。図５は、本発明の第２の実施例の移動局１０２の動作を説明するためのフローチャートである。図５と図３を参照すると、本発明の第２の実施例では、ＣＰＩＣＨ電力測定ステップＳ２０２につづいて、ＣＰＩＣＨ電力測定値ｘがあらかじめ定められた電力閾値ｐ以上であるか否か判定するステップＳ２１２が追加されている。

図５において、移動局１０２は、無線基地局１０１から定期的に送信されているＣＰＩＣＨ２０５を受信すると（Ｓ２０１）、ＣＰＩＣＨ電力監視部１１は受信したＣＰＩＣＨの電力値（ｘとする）を測定し（Ｓ２０２）、あらかじめ定められた電力閾値ｐ以上である場合には（Ｓ２１２のＮＯ分岐）、プリアンブルを送信せず、今回測定したＣＰＩＣＨ電力値ｘを前回測定した電力値ｙとして保持する（Ｓ２０６）。

一方、ＣＰＩＣＨの電力値ｘが電力閾値ｐより小さい場合には（Ｓ２１２のＹＥＳ分岐）、ＣＰＩＣＨ電力監視部１１は、当該電力値ｘと前回測定した電力値ｙとの差分をとり、あらかじめ定められた変動量閾値ｚと比較し、差分の絶対値が変動量閾値ｚよりも大きい場合には（Ｓ２０３のＹＥＳ分岐）、ＲＡＣＨ送信制御信号３０１をＲＡＣＨ制御部１２に出力し、ｚ以下であれば、ステップＳ２０６へ分岐する（Ｓ２０３のＮＯ分岐）。

そして、ＣＰＩＣＨ電力監視部１１は今回測定したＣＰＩＣＨ電力値ｘを前回測定した電力値ｙとして保持する（Ｓ２０６）。

本実施例は、電力閾値ｐを、ＲＡＣＨ送信の判断基準に加えることで、伝搬環境がある程度良い状態では、ＲＡＣＨ送信をせず、他のユーザへの干渉を低減することができる。

次に、本発明の第３の実施例について説明する。本発明の第３の実施例のシステム構成は、図１に示したものと同一とされるが、移動局１０２の動作が、図３を参照して説明した前記実施例のものと相違している。図６は、本発明の第３の実施例の移動局１０２の動作を説明するためのフローチャートである。図６と図３を参照すると、本発明の第３の実施例では、ＣＰＩＣＨ電力測定ステップＳ２０２につづいて、平均期間の終了の有無を判定するステップＳ２１３、平均期間終了の場合、ＣＰＩＣＨ電力測定ｘの平均値を算出するステップＳ２１５、平均期間中である場合に、ＣＰＩＣＨ電力測定ｘを平均値算出用に保持するステップＳ２１４が追加され、ステップＳ２０３では、ｘの平均値が変動量閾値との大小を判定している。

図６において、移動局１０２は、無線基地局１０１から定期的に送信されているＣＰＩＣＨ２０５を受信すると（Ｓ２０１）、ＣＰＩＣＨ電力監視部１１は受信したＣＰＩＣＨの電力値（ｘとする）を測定し（Ｓ２０２）、ＣＰＩＣＨ電力値の平均期間中である場合には（Ｓ２１３のＮＯ分岐）、プリアンブルを送信せず、今回測定したＣＰＩＣＨ電力値ｘをＣＰＩＣＨ平均電力値算出用に保持する（Ｓ２１４）。一方、ＣＰＩＣＨ電力値の平均期間が終了した場合には（Ｓ２１３のＹＥＳ分岐）、ＣＰＩＣＨ電力監視部１１は、ＣＰＩＣＨ平均電力値（ｘ⁻とする）を算出し（Ｓ２１５）、当該平均電力値ｘ⁻と、前回算出した平均電力値（ｙ⁻とする）との差分をとり、あらかじめ定められた変動量閾値ｚよりも変動が大きい（｜ｘ⁻−ｙ⁻｜＞ｚ）場合には（Ｓ２０３のＹＥＳ分岐）、ＲＡＣＨ送信制御信号３０１を、ＲＡＣＨ制御部１２に出力し、変動量閾値ｚ以下であればステップＳ２０６へ分岐する。

ＲＡＣＨ制御部１２は、ＲＡＣＨ送信制御信号３０１を入力すると、プリアンブル２０１を、無線基地局装置１０１に送信する（Ｓ２０４）。

また、ＲＡＣＨ制御部１２は、今回送信したプリアンブルの送信電力値を初期送信電力値として保持する（Ｓ２０５）。

そして、ＣＰＩＣＨ電力監視部１１は今回算出したＣＰＩＣＨ平均電力値ｘ⁻を前回算出したＣＰＩＣＨ平均電力値ｙ⁻として保持する（Ｓ２０６）。

本実施例によれば、ＣＰＩＣＨ平均電力値の変動量を基準にＲＡＣＨ送信を行うことで、伝搬環境の変化に対して、安定した制御をすることができる、という新たな効果を有する。即ち、移動局の移動速度が速い場合にはフェージング変動が大きくなり、ＣＰＩＣＨ受信電力が変動しやすいことからＲＡＣＨ送信が頻繁に発生し、他のユーザへの干渉が増大する可能性があるからである。

また、ＲＡＣＨ送信を行ってから、一定期間内は、ＣＰＩＣＨ電力値の変動が大きくても、ＲＡＣＨ送信を行わないことで、伝搬環境の変化が大きい場合に、ＲＡＣＨ送信が頻繁に発生することを防ぐようにしてもよい。

本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、Ｗ−ＣＤＭＡの他にも、例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）などを用いた無線通信システムにも適用することができる。

また、移動局から無線基地局に送信するトレーニング信号及び無線基地局からの応答信号は、ＲＡＣＨプリアンブル／メッセージ／ＡＩＣＨに限定されるものではない。

以上、本発明を上記実施例に即して説明したが、本発明は、上記実施例の構成にのみ限定されるものでなく、本発明の範囲内で当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

本発明の一実施例の無線通信システムの構成を示す図である。本発明の一実施例の無線基地局の動作を説明する流れ図である。本発明の一実施例の移動局の動作を説明する流れ図である。移動局と無線基地局との同期確立シーケンスを説明するための図である。本発明の第２の実施例の移動局の動作を説明する流れ図である。本発明の第３の実施例の移動局の動作を説明する流れ図である。

符号の説明

１ＣＰＩＣＨ生成部
２ＲＡＣＨ検出部
３ＡＩＣＨ生成部
４パイロット復調部
５ＳＩＲ判定部
６送信電力制御情報生成部
７送信機
８受信機
９アンテナ
１１ＣＰＩＣＨ電力監視部
１２ＲＡＣＨ制御部
１３送信電力制御部
１４送信機
１５受信機
１６アンテナ
１０１無線基地局
１０２移動局
２０１ＲＡＣＨプリアンプル
２０２ＲＡＣＨメッセージ
２０３送信電力制御情報
２０４ＡＩＣＨ
２０５ＣＰＩＣＨ
２０６ＤＰＣＣＨ
２０７ＤＰＣＣＨ
３０１ＲＡＣＨ送信制御信号
３０２ＳＩＲ判定結果

Claims

移動局と、前記移動局と無線通信する無線基地局と、
を備え、
前記移動局は、前記無線基地局へのデータ信号の送信開始に先だって、伝搬環境の変動に対応して前記伝搬環境に応じた値に、初期送信電力値を更新し、更新した初期送信電力値を保持する手段を備えている、ことを特徴とする無線通信システム。
前記移動局は、前記無線基地局へ送信した前記プリアンブルに対する前記無線基地局からの応答を受信し、前記応答によって初期送信電力値を決定し、
さらに、前記無線基地局へ送信したメッセージに対する前記無線基地局の応答として送信される送信電力制御情報にしたがって前記初期送信電力値を調整する手段を備えている、ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
移動局と、前記移動局と無線通信する無線基地局と、
を備え、
前記移動局は、下り回線の伝搬環境の変化を契機として、ランダムアクセスチャネル（「ＲＡＣＨ」という）プリアンブル及びメッセージの送信を行い、初期送信電力を更新する、ことを特徴とする無線通信システム。
前記下り回線の伝搬環境の変化を、前記無線基地局から送信されてくる共通パイロットチャネル（ＣＰＩＣＨ）の受信電力の変動を基準に判断する、ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。
前記無線基地局は、前記移動局からのランダムアクセスチャネル（ＲＡＣＨ）メッセージに多重されたパイロット信号から、前記移動局の初期送信電力を通知する、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の無線通信システム。
移動局と、前記移動局と無線通信する無線基地局と、
を備え、
前記移動局は、前記無線基地局が送信している共通のパイロット信号を受信し、前記共通のパイロット信号の今回の受信電力値と前回の受信電力値とを比較し、前記共通のパイロット信号の受信電力値の変動が予め定められた所定値以上である場合に、プリアンブルを、前記無線基地局に送信し、前記プリアンブルの送信電力を、初期送信電力値として保持する、制御を行う手段を備えている、ことを特徴とする無線通信システム。
移動局と、前記移動局と無線通信する無線基地局と、
を備え、
前記移動局は、前記無線基地局が送信している共通のパイロット信号の受信電力が予め定められた所定の電力値以上の場合、プリアンブルを送信せずに、今回受信した共通のパイロット信号の受信電力値を、次回の比較のために、前回受信した共通のパイロット信号の電力値として保持し、
今回受信した前記共通のパイロット信号の受信電力値が予め定められた所定の電力値より小であり、且つ、前記共通のパイロット信号の今回の受信電力値の、前回の受信電力値からの変動が予め定められた所定値以上である場合に、プリアンブルを前記無線基地局に送信し、前記プリアンブルの送信電力を初期送信電力値として保持する、制御を行う手段を備えている、ことを特徴とする無線通信システム。
移動局と、前記移動局と無線通信する無線基地局と、
を備え、
前記移動局は、前記無線基地局が送信している共通パイロット信号を受信し、前記共通パイロット信号の受信電力の平均値を求め、今回の前記平均値が、前回の平均値の差から予め定められた所定値以上変動している場合に、プリアンブルを無線基地局に送信し、前記プリアンブルの送信電力を初期送信電力値として保持する、制御を行う手段を備えている、ことを特徴とする無線通信システム。
移動局が、無線基地局へのデータ信号の送信開始に先だって、伝搬環境の変動に対応して、前記伝搬環境に応じた、電力値に初期送信電力値を更新する工程と、
前記更新した初期送信電力値を保持する工程と、
を含む、ことを特徴とする無線通信方法。
移動局が、無線基地局が送信している共通パイロット信号を受信する工程と、
前記移動局が、前記共通パイロット信号の今回の受信電力と、前回の受信電力値とを比較し、前記今回の受信電力が前記前回の受信電力値から予め定められた所定値以上で変動している場合に、プリアンブルを前記無線基地局に送信するとともに、前記プリアンブルの送信電力値を記憶保持する工程と、
を含む、ことを特徴とする無線通信方法。
移動局が、無線基地局が送信している共通パイロット信号を受信する工程と、
前記移動局は、前記共通パイロット信号の今回の受信電力値が予め定められた所定値以上である場合には、プリアンブルを送信せず、前記今回の受信電力値を、次の比較のため前回の受信電力値として記憶保持する工程と、
前記移動局は、前記共通パイロット信号の今回の電力値が前記所定値より小さい場合には、前記共通パイロット信号の今回の受信電力値と前回の受信電力値とを比較し、前記共通パイロット信号の受信電力値の変動が予め定められた所定値以上である場合に、プリアンブルを前記無線基地局に送信するとともに、前記プリアンブルの送信電力を記憶保持する工程と、
を含む、ことを特徴とする無線通信方法。
移動局は、無線基地局が送信している共通パイロット信号を受信する工程と、
前記移動局は、前記共通パイロット信号を受信した際に、前記共通パイロット信号の受信電力の平均期間中である場合には、プリアンブルを送信せず、前記共通パイロット信号の今回の受信電力値を平均電力値算出用に保持する工程と、
前記移動局は、前記共通パイロット信号の受信電力値の平均期間が終了した場合に、前記共通パイロット信号の平均電力値を算出し、該平均電力値と、前回の平均電力値とを比較し、前記平均電力値の変動が予め定められた所定値以上である場合に、プリアンブルを、前記無線基地局に送信するとともに、前記プリアンブルの送信電力を保持する工程と、
を含む、ことを特徴とする無線通信方法。
前記無線基地局は、前記移動局からの前記プリアンブルを検出すると、応答を前記移動局に送信する工程と、
前記移動局は、前記無線基地局が送信した応答を受信すると、記憶保持している前記プリアンブルの送信電力値に従い、メッセージを前記無線基地局に送信する工程と、
を含む、ことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一に記載の無線通信方法。
前記無線基地局は、前記移動局からの前記メッセージを検出すると、前記メッセージを用いて、算出したＳＩＲ（Symbol Interference Ratio；シンボル干渉比）推定値に基づいて、送信電力制御情報を生成し、前記送信電力制御情報を前記移動局に送信する工程と、
前記移動局は、前記無線基地局からの前記送信電力制御情報を受信し、保持している初期送信電力値に修正を加える工程と、
を含む、ことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか一に記載の無線通信方法。
無線基地局より送信される共通パイロット信号を受信する手段と、
前記共通パイロット信号の受信電力を監視し、今回の受信電力値の前回の受信電力値からの変動が、予め定められた所定値以上である場合に、プリアンブルを前記無線基地局に送信し、前記プリアンブルの送信電力を保持する、制御を行う手段と、
を含む、ことを特徴とする移動局。
無線基地局より送信される共通パイロット信号を受信する手段と、
前記共通のパイロット信号の今回の受信電力値が予め定められた閾値以上である場合には、プリアンブルを送信せず、前記今回の受信電力値を、次の比較のために前回の受信電力値として保持する手段と、
前記共通のパイロット信号の前記今回の受信電力値が前記閾値より小さい場合には、前記今回の受信電力値と前回の受信電力値とを比較し、受信電力値の変動が予め定められた所定値以上である場合に、プリアンブルを前記無線基地局に送信し、前記プリアンブルの送信電力を保持する、制御を行う手段と、
を含む、ことを特徴とする移動局。
無線基地局より送信される共通パイロット信号を受信する手段と、
前記共通パイロット信号を受信したとき、前記共通パイロット信号の受信電力の平均期間中である場合、プリアンブルを送信せず、今回の受信電力値を平均電力値算出用に保持する手段と、
前記共通パイロット信号の受信電力値の平均期間が終了した場合、平均電力値を算出し、今回の平均電力値と、前回算出した平均電力値とを比較し、前記共通パイロット信号の平均電力値の変動が予め定められた所定値以上である場合に、プリアンブルを無線基地局に送信し、前記プリアンブルの送信電力を保持する手段と、
を含む、ことを特徴とする移動局。
前記プリアンブルを受け取った前記無線基地局から送信される応答を受信すると、前記保持していたプリアンブルの送信電力に従い、メッセージを、前記無線基地局に送信する手段と、
を含む、ことを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか一に記載の移動局。
前記移動局は、前記メッセージを受信した前記無線基地局からの送信電力制御情報を受信し、保持している初期送信電力値に修正を加える手段、
を含む、ことを特徴とする請求項１５乃至１８のいずれか一に記載の移動局。
請求項１９記載の移動局と無線通信する無線基地局であって、
前記移動局からのメッセージを用いて算出したＳＩＲ（Symbol Interference Ratio；シンボル干渉比）推定値に基づいて、前記送信電力制御情報を生成し、前記送信電力制御情報を前記移動局に送信する手段を備えている、ことを特徴とする無線基地局。