JP2012151782A - 無線装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】1回の通信量が少ない無線通信においても、無線リソースを有効に活用して送信電力を制御することができ、低消費電力化を実現することができる無線装置を提供する。
【解決手段】移動通信端末装置10に送信電力制御部18を設ける。送信電力制御部18は、端末側再送制御部16がパケット信号の再送を制御するときに用いる送達確認情報であるステータス情報に基づいて、端末側高周波送信部14から基地局装置20へパケット信号を送信するときの送信電力を制御する。たとえば、ステータス情報が否定応答信号(NACK)を含むと判断されると、送信電力制御部18は、送信電力を大きくするように端末側高周波送信部14を制御する。またステータス情報が確認応答信号(ACK)を含むと判断されると、送信電力制御部18は、送信電力を小さくするように端末側高周波送信部14を制御する。
【選択図】図1
【解決手段】移動通信端末装置10に送信電力制御部18を設ける。送信電力制御部18は、端末側再送制御部16がパケット信号の再送を制御するときに用いる送達確認情報であるステータス情報に基づいて、端末側高周波送信部14から基地局装置20へパケット信号を送信するときの送信電力を制御する。たとえば、ステータス情報が否定応答信号(NACK)を含むと判断されると、送信電力制御部18は、送信電力を大きくするように端末側高周波送信部14を制御する。またステータス情報が確認応答信号(ACK)を含むと判断されると、送信電力制御部18は、送信電力を小さくするように端末側高周波送信部14を制御する。
【選択図】図1
Description
本発明は、パケット通信を行う無線装置に関する。
無線通信システムにおいては、装置の低消費電力化および無線リソースの有効活用などを目的として、送信電力の制御(Transmit Power Control;略称:TPC)が行われる(たとえば、非特許文献1,2および特許文献1,2参照)。
非特許文献1,2に開示される技術では、たとえば、移動端末(User Equipment;略称:UE)から基地局(Node−B)への通信である上りリンクの閉ループ電力制御(closed loop Power Control)が行われる。閉ループ電力制御では、基地局は、通信開始時から、上りリンクの信号電力対干渉電力比(Signal-Interference Power Ratio;略称:SIR)などの物理チャネル品質を測定する。
測定した物理チャネル品質が、目標とする物理チャネル品質よりも上回る場合、基地局は、基地局から移動端末への通信である下りリンクにおけるTPCフィールドに、送信電力を下げる指示を設定して、移動端末に送信する。測定した物理チャネル品質が、目標とする物理チャネル品質よりも下回る場合、基地局は、下りリンクにおけるTPCフィールドに、送信電力を上げる指示を設定して、移動端末に送信する。
移動端末は、受信した下りリンクのTPCフィールドに設定された情報に基づいて、自端末の送信電力を制御する内部ループ電力制御(inner loop power control)を行う。これと同時に、基地局は、受信したデータに付加される誤り検出符号を用いて、複数のデータの誤り率(Block Error Rate;略称:BLER)を算出し、目標とする通信品質として予め定められる品質を表すBLER(以下「目標BLER」という場合がある)と比較する。
基地局は、算出した誤り率と目標BLERとの比較結果に基づいて、内部ループ電力制御で用いる、目標とする物理チャネルの品質を修正する外部ループ電力制御(outer loop power control)を行う。具体的には、算出した誤り率が、目標BLERよりも大きい場合、基地局は、目標とする物理チャネル品質を低く設定する。算出した誤り率が、目標BLERもよりも小さい場合、基地局は、目標とする物理チャネル品質を高く設定する。この内部ループ電力制御と外部ループ電力制御とを組合せることによって、基地局は、送信電力の制御を実現している。
特許文献1に開示される無線通信端末は、ユーザからの入力に基づいて、送信データを第1および第2の中継局のいずれに送信するかを指示する。送信データの送信先が第1の中継局である場合、無線通信端末は、第1の通信エリア内に属する場合は、送信データを第1の中継局に送信する。送信データの送信先が第2の中継局である場合、無線通信端末は、第2の通信エリア内に属し、さらに第2の中継局にデータを送信するために必要な所要送信電力値が送信電力閾値による条件を満たす場合は、送信データを第2の中継局に送信する。
特許文献2に開示される無線通信システムでは、基地局装置が、高速下り回線パケットアクセス(High Speed Downlink Packet Access;略称:HSDPA)サービスを受ける通信端末装置の中でハンドオーバ状態にあるものに対して、チャネル品質(Channel Quality Indicator;略称:CQI)信号に基づいて高速共用制御チャネル(High Speed - Shared Control Channel;略称:HS−SCCH)の送信電力制御を行う。
3GPP TS25.211 V10.0.0
3GPP TS25.214 V10.0.0
前述の非特許文献1,2および特許文献1などに開示される従来技術においては、物理チャネル上にTPCコマンドをマッピングする必要があり、そのための通信リソースが必要である。また特許文献2に開示される技術では、CQI信号を送信するための通信リソースが必要である。また、外部ループ電力制御のためのBLER測定を行うためには、1回の無線通信において、多くの通信データが必要であるので、1回の通信量が少ない無線通信においては、前述の非特許文献1,2および特許文献1,2などに開示される技術を用いても、適切な送信電力制御ができないという問題がある。
本発明の目的は、1回の通信量が少ない無線通信においても、無線リソースを有効に活用して送信電力を制御することができ、低消費電力化を実現することができる無線装置を提供することである。
本発明の無線装置は、通信の相手となる対向無線装置と無線通信可能に構成され、前記対向無線装置との間で、無線通信によってパケット信号を送受信する無線装置であって、前記対向無線装置へパケット信号を送信する送信部と、前記対向無線装置から送信されるパケット信号を受信する受信部と、前記送信部から前記対向無線装置へのパケット信号の再送を制御する再送制御部と、前記送信部からパケット信号を送信するときの送信電力を制御する送信電力制御部とを備え、前記対向無線装置から送信されて前記受信部で受信されるパケット信号は、前記送信部から送信されたパケット信号が前記対向無線装置で受信できたか否かを表す送達確認情報を含み、前記再送制御部は、前記送達確認情報が、前記送信部から送信されたパケット信号が前記対向無線装置で受信できなかったことを示す否定応答信号を含むと判断すると、パケット信号を再送するように前記送信部を制御し、前記送信電力制御部は、(a)前記送達確認情報が前記否定応答信号を含むと判断すると、前記送信電力を大きくするように前記送信部を制御し、(b)前記送達確認情報が、前記送信部から送信されたパケット信号が前記対向無線装置で受信できたことを示す確認応答信号を含むと判断すると、前記送信電力を小さくするように前記送信部を制御することを特徴とする。
本発明の無線装置によれば、通信の相手となる対向無線装置との間で、無線通信によってパケット信号が送受信される。対向無線装置から送信されて受信部で受信されるパケット信号には、送信部から送信されたパケット信号が対向無線装置で受信できたか否かを表す送達確認情報が含まれる。送信部から送信されたパケット信号が対向無線装置で受信できなかったことを示す否定応答信号が送達確認情報に含まれると判断されると、再送制御部によって、パケット信号を再送するように送信部が制御される。また送信電力制御部によって、送信電力を大きくするように送信部が制御される。送信部から送信されたパケット信号が対向無線装置で受信できたことを示す確認応答信号が送達確認情報に含まれると判断されると、送信電力制御部によって、送信電力を小さくするように送信部が制御される。
このようにパケット信号の再送を制御するための送達確認情報を用いて、送信電力を制御するので、送信電力制御のための無線リソースを不要とすることができる。したがって、1回の通信量が少ない無線通信においても、無線リソースを有効に活用して送信電力を制御することができ、低消費電力化を実現することができる。
<前提技術>
図4は、本発明の前提技術の移動通信端末装置50を備える無線通信システム5の構成を示すブロック図である。無線通信システム5は、移動通信端末装置(以下、単に「通信端末装置」という場合がある)50と、基地局装置(Node−B)60とを備える。通信端末装置50は、送信電力制御の対象となる無線装置である。基地局装置60は、送信電力制御の主体となる対向無線装置であり、通信端末装置50と相互に無線通信可能に構成される。
図4は、本発明の前提技術の移動通信端末装置50を備える無線通信システム5の構成を示すブロック図である。無線通信システム5は、移動通信端末装置(以下、単に「通信端末装置」という場合がある)50と、基地局装置(Node−B)60とを備える。通信端末装置50は、送信電力制御の対象となる無線装置である。基地局装置60は、送信電力制御の主体となる対向無線装置であり、通信端末装置50と相互に無線通信可能に構成される。
通信端末装置50は、端末側送受信アンテナ51、端末側高周波受信部52、端末側受信ベースバンド部53、端末側高周波送信部54、端末側送信ベースバンド部55、端末側再送制御部56、端末側上位レイヤ57およびTPCコマンド制御部58を備える。
端末側上位レイヤ57は、無線通信のプロトコル処理を行う。端末側上位レイヤ57は、基地局装置60に送信すべき送信信号を端末側再送制御部56に与える。端末側再送制御部56は、端末側上位レイヤ57から与えられる送信信号に、送信に必要なヘッダ情報などを付加してパケット化を行う。端末側再送制御部56は、パケット化した信号(以下「パケット信号」という場合がある)を端末側送信ベースバンド部55に与える。
端末側送信ベースバンド部55は、端末側再送制御部56から与えられたパケット信号に対して、誤り検出符号化、誤り訂正符号化およびデジタル変調を施して、ベースバンドの送信信号を生成する。端末側送信ベースバンド部55は、生成したベースバンドの送信信号を端末側高周波送信部54に与える。
端末側高周波送信部54は、端末側送信ベースバンド部55から与えられるベースバンドの送信信号を高周波帯域にアップコンバートする処理を行って、搬送帯域の送信信号を生成する。端末側高周波送信部54は、生成した送信信号を、端末側送受信アンテナ51を介して基地局装置60に送信する。
端末側高周波受信部52は、端末側送受信アンテナ51を介して、基地局装置60から送信される信号を受信する。基地局装置60から送信される信号は、送信電力を制御するためのコマンド(以下「TPCコマンド」という場合がある)を含む。TPCコマンドは、通信端末装置50から基地局装置60に対して信号を送信するときの送信電力の増減を表す送信電力情報を含む。
端末側高周波受信部52は、端末側送受信アンテナ51を介して受信した信号(以下「受信信号」という)をベースバンド帯域にダウンコンバートする処理を行って、ベースバンドの受信信号を生成し、端末側受信ベースバンド部53に与える。
端末側受信ベースバンド部53は、端末側高周波受信部52から与えられるベースバンドの受信信号に対して、デジタル復調および誤り訂正復号などの処理を施す。端末側受信ベースバンド部53は、デジタル復調および誤り訂正復号などの処理を施した受信信号を端末側再送制御部56に与えるとともに、TPCコマンド制御部58に与える。
端末側再送制御部56は、基地局装置60へ送信するべきパケット信号(以下「送信パケット」という場合がある)の再送制御を行う。端末側再送制御部56は、端末側受信ベースバンド部53から与えられる受信信号に基づいて、パケット信号を基地局装置60に再送する必要があるか否かを判断する。端末側再送制御部56は、再送する必要があると判断した場合は、パケット信号を端末側送信ベースバンド部55に与える。
TPCコマンド制御部58は、端末側受信ベースバンド部53から与えられる受信信号に含まれるTPCコマンドに基づいて、送信電力の制御を行う。具体的には、TPCコマンド制御部58は、TPCコマンドに含まれる送信電力情報を端末側高周波送信部54に与えることによって、送信電力を制御する。
端末側高周波送信部54は、端末側送信ベースバンド部55から与えられるベースバンドの送信信号を高周波帯域にアップコンバートする処理を行って、搬送帯域の送信信号を生成する。端末側高周波送信部54は、生成したベースバンドの送信信号を、TPCコマンド制御部58から与えられる送信電力情報が表す送信電力で、端末側送受信アンテナ51を介して基地局装置60に送信する。
基地局装置60は、基地局側送受信アンテナ61、基地局側高周波受信部62、基地局側受信ベースバンド部63、基地局側再送制御部64、基地局側送信ベースバンド部65、基地局側再送制御部66、基地局側上位レイヤ67、目標物理チャネル品質制御部68およびTPCコマンド生成部69を備える。
基地局側上位レイヤ67は、無線通信のプロトコル処理を行う。基地局側高周波受信部62は、基地局側送受信アンテナ61を介して、通信端末装置50から送信される信号を受信する。基地局側高周波受信部62は、基地局側送受信アンテナ61を介して受信した受信信号をベースバンド帯域にダウンコンバートする処理を行って、ベースバンドの受信信号を生成し、基地局側受信ベースバンド部63に与える。
基地局側受信ベースバンド部63は、基地局側高周波受信部62から与えられるベースバンドの受信信号に対して、デジタル復調および誤り訂正復号などの処理を施す。また基地局側受信ベースバンド部63は、基地局側高周波受信部62から与えられるベースバンドの受信信号の誤り検出および受信品質測定を行う。基地局側受信ベースバンド部63は、デジタル復調および誤り訂正復号などの処理を施した受信信号を、誤り検出結果および受信品質測定結果とともに、基地局側再送制御部66、目標物理チャネル品質制御部68およびTPCコマンド生成部69に与える。
基地局側再送制御部66は、基地局側受信ベースバンド部63から与えられる受信信号に基づいて、パケット信号を通信端末装置50に再送する必要があるか否かを判断する。基地局側再送制御部66は、再送する必要があると判断した場合は、パケット信号を基地局側送信ベースバンド部65に与える。
目標物理チャネル品質制御部68は、前述の外部ループ電力制御を行う。具体的には、目標物理チャネル品質制御部68は、基地局側受信ベースバンド部63から与えられる受信信号の誤り検出結果に基づいて、目標とする物理チャネルの品質を表す情報(以下「物理チャネル品質情報」という場合がある)を修正し、修正した物理チャンネル品質情報をTPCコマンド生成部69に与える。
TPCコマンド生成部69は、前述の内部ループ電力制御を行う。具体的には、TPCコマンド生成部69は、基地局側受信ベースバンド部63から与えられる受信信号と、目標物理チャネル品質制御部68から与えられる物理チャネル品質情報とに基づいて、TPCコマンドを生成する。TPCコマンド生成部69は、生成したTPCコマンドを基地局側送信ベースバンド部65に与える。
基地局側送信ベースバンド部65は、基地局側再送制御部66から与えられるパケット信号に対して、誤り訂正符号化およびデジタル変調を施して、ベースバンドの送信信号を生成する。基地局側送信ベースバンド部65は、生成したベースバンドの送信信号に、TPCコマンド生成部69から与えられるTPCコマンドを付加した信号を基地局側高周波送信部64に与える。
基地局側高周波送信部64は、基地局側送信ベースバンド部65から与えられる信号を高周波帯域にアップコンバートする処理を行って、搬送帯域の送信信号を生成する。基地局側高周波送信部64は、生成した送信信号を、基地局側送受信アンテナ61を介して通信端末装置50に送信する。
以上のように前提技術の無線通信システム5では、基地局装置60から送信される送信信号の物理チャネル上にTPCコマンドをマッピングする必要があり、そのための通信リソースが必要となる。
また、目標物理チャネル品質制御部68における外部ループ電力制御のために、基地局側受信ベースバンド部63では、誤り検出が行われる。具体的には、誤り検出符号を用いて、誤り率(BLER)の測定が行われる。このBLERの測定を行うためには、1回の無線通信において、多くの通信データが必要であるので、1回の通信量が少ない無線通信においては、適切な送信電力制御ができないという問題がある。
この問題は、たとえば、通信端末装置50が、通信機能を備えるセンサなどの機器である場合に生じる。センサなどの機器における通信で伝送されるデータの情報量は、携帯電話機などにおける通信で伝送される写真またはWebアクセスなどのデータの情報量に比べて、非常に小さい。たとえば、センサが温度計である場合、−50℃〜100℃程度の情報があればよく、単位が1℃であれば、1バイト(byte)の情報量で済む。したがって、通信端末装置50がセンサなどの機器である場合、1回の無線通信における通信量が少ないので、前述の適切な送信電力制御ができないという問題が生じる。そこで、本発明では、以下の各実施の形態の構成を採用している。
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態である移動通信端末装置10を含む無線通信システム1の構成を示すブロック図である。無線通信システム1は、移動通信端末装置(以下、単に「通信端末装置」という場合がある)10と、基地局装置20とを備える。本実施の形態において、通信端末装置10は、送信電力制御の対象となる無線装置であり、基地局装置20は、通信端末装置10の通信の相手となる対向無線装置であり、送信電力制御の主体となる。基地局装置20は、通信端末装置10と相互に無線通信可能に構成される。通信端末装置10および基地局装置20は、デジタル無線装置である。
図1は、本発明の第1の実施の形態である移動通信端末装置10を含む無線通信システム1の構成を示すブロック図である。無線通信システム1は、移動通信端末装置(以下、単に「通信端末装置」という場合がある)10と、基地局装置20とを備える。本実施の形態において、通信端末装置10は、送信電力制御の対象となる無線装置であり、基地局装置20は、通信端末装置10の通信の相手となる対向無線装置であり、送信電力制御の主体となる。基地局装置20は、通信端末装置10と相互に無線通信可能に構成される。通信端末装置10および基地局装置20は、デジタル無線装置である。
通信端末装置10は、端末側送受信アンテナ11、端末側高周波受信部12、端末側受信ベースバンド部13、端末側高周波送信部14、端末側送信ベースバンド部15、端末側再送制御部16、端末側上位レイヤ17および送信電力制御部18を備える。
まず、通信端末装置10における送信動作について説明する。端末側上位レイヤ17は、無線通信のプロトコル処理を行う。端末側上位レイヤ17は、基地局装置20に送信すべき送信信号を端末側再送制御部16に与える。端末側再送制御部16は、端末側上位レイヤ17から与えられる送信信号に、送信に必要なヘッダ情報などを付加してパケット化を行う。
端末側再送制御部16は、パケット化した信号(以下「パケット信号」という場合がある)を端末側送信ベースバンド部15に与えるとともに、パケット信号を端末側送信ベースバンド部15に与えた旨を送信電力制御部18に通知する。送信電力制御部18は、パケット信号が端末側送信ベースバンド部15に与えられた旨が通知されると、予め算出した送信電力を、端末側高周波送信部14に通知する。
端末側送信ベースバンド部15は、端末側再送制御部16から与えられたパケット信号に対して、誤り検出符号化、誤り訂正符号化およびデジタル変調を施して、ベースバンドの送信信号を生成する。端末側送信ベースバンド部15は、生成したベースバンドの送信信号を端末側高周波送信部14に与える。
端末側高周波送信部14は、端末側送信ベースバンド部15から与えられるベースバンドの送信信号を高周波帯域にアップコンバートする処理を行って、搬送帯域の送信信号を生成する。端末側高周波送信部14は、生成した送信信号を、送信電力制御部18から通知される送信電力で、端末側送受信アンテナ11を介して基地局装置20に送信する。
次に、通信端末装置10における受信動作について説明する。端末側高周波受信部12は、端末側送受信アンテナ11を介して、基地局装置20から送信される信号を受信する。基地局装置20から送信される信号は、ステータス情報を含むパケット信号(以下「ステータスパケット」という場合がある)である。ステータス情報は、通信端末装置10から送信されたパケット信号が基地局装置20で受信できたか否かを表す送達確認情報である。
ステータス情報は、通信端末装置10から基地局装置20への上り送信に対する応答信号であるACK(Acknowledgement)またはNACK(Negative Acknowledgement)を含む。ACKは、通信端末装置10から送信された信号を受信したことを示す確認応答信号である。NACKは、通信端末装置10から送信された信号を受信できなかったことを示す否定応答信号である。
端末側高周波受信部12は、端末側送受信アンテナ11を介して受信した信号である受信信号をベースバンド帯域にダウンコンバートする処理を行って、ベースバンドの受信信号を生成し、端末側受信ベースバンド部13に与える。
端末側受信ベースバンド部13は、端末側高周波受信部12から与えられるベースバンドの受信信号に対して、デジタル復調、誤り訂正復号および誤り検出処理を施す。端末側受信ベースバンド部13は、デジタル復調、誤り訂正復号および誤り検出処理を施した受信信号を端末側再送制御部16に与える。また端末側受信ベースバンド部13は、端末側高周波受信部12から与えられるベースバンドの受信信号について、受信品質を測定する。
端末側再送制御部16は、端末側受信ベースバンド部13から与えられる受信信号に含まれるステータス情報に基づいて、基地局装置20への送信信号の送達の可否を確認し、その送達結果を送信電力制御部18に通知する。端末側再送制御部16は、ステータス情報がNACKを含む場合は、送信信号が基地局装置20に送達されなかったと判断して、その旨の送達結果を送信電力制御部18に通知するとともに、基地局装置20に再送するために、パケット信号を端末側送信ベースバンド部15に与える。端末側再送制御部16は、ステータス情報がACKを含む場合は、送信信号が基地局装置20に送達されたと判断して、その旨の送達結果を送信電力制御部18に通知する。
送信電力制御部18は、端末側再送制御部16から送達結果が通知されると、その送達結果が表すステータス情報に基づいて、送信リンクである上りリンクの品質を推定する。送信電力制御部18は、パケット信号の送信電力と、その送信電力における送信信号の送達結果とを対応付けて図示外のメモリに記憶するとともに、次回の送信電力を算出する。パケット信号の送信電力と、その送信電力における送信信号の送達結果とは、後述する表1に示すようなテーブルとしてメモリに記憶される。
送信電力制御部18は、端末側再送制御部16から与えられたステータス情報がNACKを含む場合は、再送のために、算出した次回の送信電力を端末側高周波送信部14に与える。以降、信号の初送時と同様に、端末側送信ベースバンド部15、端末側高周波送信部14および端末側送受信アンテナ11によって、新たに算出された送信電力で、パケット信号が再度送信される。
基地局装置20は、基地局側送受信アンテナ21、基地局側高周波受信部22、基地局側受信ベースバンド部23、基地局側高周波送信部24、基地局側送信ベースバンド部25、基地局側再送制御部26および基地局側上位レイヤ27を備える。
基地局側上位レイヤ27は、無線通信のプロトコル処理を行う。基地局側高周波受信部22は、基地局側送受信アンテナ21を介して、通信端末装置10から送信される信号を受信する。基地局側高周波受信部22は、基地局側送受信アンテナ21を介して受信した受信信号をベースバンド帯域にダウンコンバートする処理を行って、ベースバンドの受信信号を生成し、基地局側受信ベースバンド部23に与える。
基地局側受信ベースバンド部23は、基地局側高周波受信部22から与えられるベースバンドの受信信号に対して、デジタル復調、誤り訂正復号および誤り検出処理を施す。基地局側受信ベースバンド部23は、デジタル復調、誤り訂正復号および誤り検出処理を施した受信信号を基地局側再送制御部26に与える。
基地局側上位レイヤ27は、通信端末装置10に送信すべき送信信号を基地局側再送制御部26に与える。基地局側再送制御部26は、基地局側上位レイヤ27から与えられる送信信号に、送信に必要なヘッダ情報、前述のステータス情報などを付加してパケット化を行う。基地局側再送制御部26は、パケット化して得たパケット信号を基地局側送信ベースバンド部25に与える。
基地局側再送制御部26は、基地局側受信ベースバンド部23における受信信号の誤り検出処理の結果、誤りがない場合は、ステータス情報としてACKを生成し、誤りがある場合は、ステータス情報としてNACKを生成する。したがって、基地局側再送制御部26は、生成したACKおよびNACKのいずれかのステータス情報を含むパケット信号を、基地局側送信ベースバンド部25に与える。
基地局側送信ベースバンド部25は、基地局側再送制御部26から与えられるパケット信号に対して、誤り検出符号化、誤り訂正符号化およびデジタル変調を施して、ベースバンドの送信信号を生成する。基地局側送信ベースバンド部25は、生成したベースバンドの送信信号を基地局側高周波送信部24に与える。
基地局側高周波送信部24は、基地局側送信ベースバンド部25から与えられるベースバンドの送信信号を高周波帯域にアップコンバートする処理を行って、搬送帯域の送信信号を生成する。基地局側高周波送信部24は、生成した送信信号を、基地局側送受信アンテナ21を介して通信端末装置10に送信する。
次に、通信端末装置10の送信電力制御部19における送信電力の算出例を以下に示す。パケットAを送信したときの送信電力を記号「Pa」で表し、送信電力の減少量を記号「Pdown」で表し、送信電力の増加量を記号「Pup」で表すことにする。通知された送達結果がACKであれば、次回の送信電力を(Pa−Pdown)dBとし、通知された送達結果がNACKであれば、次回の送信電力を(Pa+Pup)dBとする。ただし、PdownおよびPupは正の値とする。この送信電力制御においては、通信間隔の大きい複数の通信のパケットの送達結果も使用することとする。このように制御することによって、理想的な静的な環境であれば、Pdown/(Pup+Pdown)がパケットのエラーレートとほぼ一致することとなる。
たとえば、表1に示す場合を考える。表1は、パケットAの送信電力と、その送信電力における送信信号の送達結果とを示す。
Pdown=0.1dB、Pup=9.9dBとし、誤りが発生する最大送信電力Perr=−40dBm、送信電力の初期値をPini=−30.1dBmとする。このとき、初回の送信電力は−30.1dBm、2回目の送信電力は−30.2dBm、3回目の送信電力は−30.3dBm、・・・・、100回目の送信電力は−40dBmとなり、ここで、誤りが発生し、101回目の送信電力は、−30.1dBmとなる。
したがって、この場合のパケットエラーレートは、0.01となり、Pdown/(Pup+Pdown)=0.1/(0.1+9.9)と一致する。この場合、PdownとPupとの値が大きければ、余計な送信電力が必要となるが、送信電力とパケットの送達情報とを保存し、その情報から、誤りが発生する最大送信電力の推定を行うことによって、PdownとPupとを適切に設定することも可能となる。また、装置における送信電力値の分解能が小さくとれない場合は、複数回同じ送信電力値で送信することによって代用することも可能である。
以上の実施例では、NACKが通知されると、Pup=9.9dBとして、一気に送信電力を上げている。このように一気に送信電力を上げる理由としては、以下の点が挙げられる。完全に無線環境が安定しているような静的環境であればともかく、たとえば車両が通行することによっても無線環境は変動するので、前述のように送信電力の上げ幅に余裕を持たせている。
逆に、無線環境が非常に安定している環境下では、一気に送信電力を9.9dBも上げる必要はないので、たとえば送信電力を0.1dB上げるように設定してもよい。このように、無線環境が非常に安定している環境では、0.1dBだけ送信電力を上げる実施例も考えられる。
以上のように本実施の形態によれば、ACKまたはNACKという、パケット信号の再送を制御するためのステータス情報を、送信リンクの品質推定のための情報として用いて、送信電力を制御するので、送信電力制御のための無線リソースを不要とすることができる。
また本実施の形態では、通信端末装置10が静止状態で無線通信を行うことを利用し、送信電力制御を複数回の無線通信に跨って行うことによって、1回の通信量が少ない無線通信においても、適切な送信電力制御が可能となる。したがって、通信量が少ない無線通信においても、無線リソースを有効に活用して送信電力を制御することができ、低消費電力化を実現することができる。
たとえば、通信端末装置10が、通信機能を備え、住宅などに設置されて使用されるセンサおよびやアクチュエータなどの機器である場合を考える。これらの機器は、静止した状態で無線通信を行う。たとえばセンサなどの測定機器の場合、静止した状態で測定を行い、測定結果を無線通信する。このように静止状態で無線通信が行われる場合、送信電力制御のための誤り検出の結果は、複数回の無線通信にわたって同様の結果となる。したがって、誤り検出を複数回の無線通信に跨って行って誤り率(BLER)を測定しても、通信量が多い無線通信において1回の無線通信でBLERを測定する場合と同等の精度で、BLERを求めることができる。
つまり、静止状態で無線通信が行われる場合には、誤り検出を複数回の無線通信に跨って行ってBLERを測定することによって、BLERを精度良く求めることができるので、1回の通信量が少ない無線通信においても、適切な送信電力制御を行うことができる。このように本実施の形態では、通信量が少ない無線通信においても、適切な送信電力制御を行うことができるので、無線リソースの有効活用と通信装置の低消費電力化とを実現することができる。
また本実施の形態では、前述の表1に示すように、送信電力は、過去の送信電力制御における値を反映している。換言すれば、本実施の形態では、過去に実施された複数の無線通信のステータス情報から、送信電力を制御している。つまり、送信電力制御部18は、複数回の無線通信におけるステータス情報に基づいて、送信電力を制御している。したがって、1回の通信量が少ない無線通信においても、適切な送信電力制御を確実に行うことができる。
<第2の実施の形態>
移動通信端末装置10は、静止環境においても、建物が建設される、または取り壊されるなどの環境変動が発生する場合には、送信電力制御の初期化および再スタートを行う必要がある。本実施の形態は、この環境変動の検出手段と送信電力制御の再スタートの機能とを、前述の第1の実施の形態における送信電力制御対象の無線装置である通信端末装置10に追加したものである。移動通信端末装置10は、静止環境であれば、送信リンクと同様、受信リンクにおいても通信品質の変動は少ない。このことを利用して、受信リンクの品質情報をモニタし、変動が大きい場合には、過去の受信パケット情報を破棄し、送信電力制御を再スタートすることによって、前述の機能を実現する。
移動通信端末装置10は、静止環境においても、建物が建設される、または取り壊されるなどの環境変動が発生する場合には、送信電力制御の初期化および再スタートを行う必要がある。本実施の形態は、この環境変動の検出手段と送信電力制御の再スタートの機能とを、前述の第1の実施の形態における送信電力制御対象の無線装置である通信端末装置10に追加したものである。移動通信端末装置10は、静止環境であれば、送信リンクと同様、受信リンクにおいても通信品質の変動は少ない。このことを利用して、受信リンクの品質情報をモニタし、変動が大きい場合には、過去の受信パケット情報を破棄し、送信電力制御を再スタートすることによって、前述の機能を実現する。
図2は、本発明の第2の実施の形態である通信端末装置10Aを含む無線通信システム2の構成を示すブロック図である。本実施の形態の無線通信システム2は、送信電力制御の対象となる移動通信端末装置10Aと、移動通信端末装置10Aと相互に無線通信可能に構成される基地局装置20とを備える。基地局装置20は、前述の図1に示す第1の実施の形態における基地局装置20と同一の構成である。
本実施の形態の移動通信端末装置10Aは、前述の図1に示す第1の実施の形態における移動通信端末装置10と類似の構成であるので、図1に示す第1の実施の形態に対応する部分については、同一の参照符を付して、共通する説明を省略する。本実施の形態の移動通信端末装置10Aは、第1の実施の形態における移動通信端末装置10の構成に加えて、受信品質推定部19をさらに備える構成である。
次に移動通信端末装置10Aの動作について説明する。送信電力制御部18および受信品質推定部19を除く各部の動作については、第1の実施の形態と同様である。受信品質推定部19は、ステータスパケットのみならず、受信リンクの制御チャネルなどのすべての受信信号について、受信電力およびSIRなどを測定し、それらの測定値の平均値または分散などの統計量を、受信品質として算出する。
受信品質推定部19は、過去に受信品質として算出した統計量から大きく乖離する受信リンクの品質を測定した場合は、送信電力制御部18に対して、送信電力制御の再スタートを通知する。送信電力制御部18は、受信品質推定部19から再スタートを通知されると、記憶していた過去の送信電力、送達確認情報および送信電力パラメータを破棄し、初期状態から送信電力制御を再開する。
図3は、第2の実施の形態における通信端末装置10Aの動作の処理手順を示すフローチャートである。図3に示すフローチャートの各処理は、通信端末装置10Aの各部によって実行される。図3に示すフローチャートの処理は、通信端末装置10Aの電源が投入されると開始され、ステップS1に移行する。
ステップS1において、受信品質推定部19は、受信信号の受信品質を測定する。具体的には、受信品質推定部19は、ステータスパケットおよび受信リンクの制御チャネルなどのすべての受信信号について、受信電力およびSIRなどを測定し、それらの測定値の平均値または分散などの統計量を、受信品質として算出する。受信品質を測定するとステップS2に移行する。
ステップS2において、受信品質推定部19は、ステップS1で測定した受信品質と過去の受信品質とを比較して、ステップS1で測定した受信品質と過去の受信品質との差を求め、ステップS3に移行する。
ステップS3において、受信品質推定部19は、ステップS2の比較結果に基づいて、環境変動がないか否かを判断する。受信品質推定部19は、ステップS1で測定した受信品質と過去の受信品質との差が、予め定める閾値以上である場合、環境変動がないと判断して、ステップS4に移行する。受信品質推定部19は、ステップS1で測定した受信品質と過去の受信品質との差が、予め定める閾値未満である場合、環境変動があると判断して、ステップS6に移行する。
ステップS4において、受信品質推定部19は、受信品質の統計データを更新し、ステップS5に移行する。ステップS5において、送信電力制御部18は、第1の実施の形態と同様の送信電力制御処理を実行する。送信電力制御処理を実行すると、ステップS1に戻り、前述の処理を繰返す。
ステップS6において、受信品質推定部19は、送信電力制御部18に対して、送信電力制御の再スタートを通知する。送信電力制御部18は、再スタートを通知されると、送信電力データおよび受信品質統計データをリセット、すなわち初期化する。具体的には、送信電力制御部18は、記憶していた過去の受信パケット情報、たとえば過去の送信電力、送達確認情報および送信電力パラメータを破棄する。このようにしてリセットすると、ステップS7に移行する。
ステップS7において、送信電力制御部18は、初期状態における送信電力制御処理を実行する。具体的には、送信電力制御部18は、送信電力の初期値として予め定められる値を、送信電力として端末側高周波送信部14に通知する。このようにして送信電力制御処理を実行すると、ステップS1に戻り、前述の処理を繰返す。
以上のように本実施の形態の通信端末装置10Aによれば、受信品質推定部19によって、受信リンクの品質情報がモニタされ、測定した受信品質と過去の受信品質との比較結果に基づいて、環境変動がないか否かが判断される。環境変動があると判断されると、受信品質推定部19によって、送信電力制御部18に送信電力制御の再スタートが通知される。送信電力制御の再スタートが通知されると、送信電力制御部18によって、過去の受信パケット情報が破棄され、初期状態における送信電力制御処理が実行される。
これによって、静止環境において、建物が建設される、または取り壊されるなどの環境変動があった場合に、送信電力制御を初期化し、再スタートすることができる。したがって、環境変動に応じた適切な送信電力制御を行うことができる。
以上の各実施の形態では、本発明を、通信端末装置10を送信電力制御対象とする上りリンクの送信電力制御に適用しているが、これに限定されず、基地局装置20を送信電力制御対象とする下りリンクの送信電力制御に適用してもよい。この場合、基地局装置20が送信電力制御対象の無線装置となり、通信端末装置10が対向無線装置となる。
また本発明は、基地局装置20と通信端末装置10との間の通信だけではなく、通信端末装置10と通信端末装置10との間の通信などの、無線パケット通信を行う全ての装置間の通信に適用可能である。たとえば通信端末装置10と通信端末装置10との間の通信に本発明が適用される場合、一方の通信端末装置10が送信電力制御対象の無線装置となり、他方の通信端末装置10が対向無線装置となる。
1,2 無線通信システム、10,10A 移動通信端末装置、11 端末側送受信アンテナ、12 端末側高周波受信部、13 端末側受信ベースバンド部、14 端末側高周波送信部、15 端末側送信ベースバンド部、16 端末側再送制御部、17 端末側上位レイヤ、18 送信電力制御部、19 受信品質推定部、20 基地局装置、21 基地局側送受信アンテナ、22 基地局側高周波受信部、23 基地局側受信ベースバンド部、24 基地局側高周波送信部、25 基地局側送信ベースバンド部、26 基地局側再送制御部、27 基地局側レイヤ。
Claims (3)
- 通信の相手となる対向無線装置と無線通信可能に構成され、前記対向無線装置との間で、無線通信によってパケット信号を送受信する無線装置であって、
前記対向無線装置へパケット信号を送信する送信部と、
前記対向無線装置から送信されるパケット信号を受信する受信部と、
前記送信部から前記対向無線装置へのパケット信号の再送を制御する再送制御部と、
前記送信部からパケット信号を送信するときの送信電力を制御する送信電力制御部とを備え、
前記対向無線装置から送信されて前記受信部で受信されるパケット信号は、前記送信部から送信されたパケット信号が前記対向無線装置で受信できたか否かを表す送達確認情報を含み、
前記再送制御部は、前記送達確認情報が、前記送信部から送信されたパケット信号が前記対向無線装置で受信できなかったことを示す否定応答信号を含むと判断すると、パケット信号を再送するように前記送信部を制御し、
前記送信電力制御部は、(a)前記送達確認情報が前記否定応答信号を含むと判断すると、前記送信電力を大きくするように前記送信部を制御し、(b)前記送達確認情報が、前記送信部から送信されたパケット信号が前記対向無線装置で受信できたことを示す確認応答信号を含むと判断すると、前記送信電力を小さくするように前記送信部を制御することを特徴とする無線装置。 - 前記送信電力制御部は、複数回の前記無線通信における前記送達確認情報に基づいて、前記送信電力を制御することを特徴とする請求項1に記載の無線装置。
- 前記対向無線装置から送信されて前記受信部で受信されるパケット信号の受信品質を推定する受信品質推定部を備え、
前記送信電力制御部は、前記受信品質推定部で推定される前記受信品質と、前記送達確認情報とに基づいて、前記送信電力を制御することを特徴とする請求項1または2に記載の無線装置。
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KR101770101B1 (ko) | 2016-04-15 | 2017-08-30 | 주식회사 에스원 | 무선 신호 구분 코드 상세화를 통한 통신 성공률 향상 및 배터리 소모 최적화 방법 |
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