JP3333103B2 - 送信電力制御装置 - Google Patents
送信電力制御装置Info
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Description
に関し、例えば、スペクトル拡散通信方式を用いて通信
する移動体通信端末の送信電力制御装置に適用し得るも
のである。
複数ユーザによる同時通信を可能とするマルチプルアク
セス(多元接続)方式として、符号分割マルチプルアク
セス(Code Division Multiple Access :以下、CDM
Aという)方式が注目されている。CDMA方式は、ス
ペクトル拡散技術を使用して、同一周波数を複数のユー
ザに割り当てる方式であり、そのスペクトル拡散技術に
ついての考察が次の技術文献等に開示されている。
を用いる送信電力制御” 土肥 智弘、佐和橋 衛 信学技報 RCS94-99 ,pp63-68 (1994-10 ) CDMA方式においては、加入者容量を増加させる上
で、高精度の送信電力制御が必須とされる。このために
用いられる手法を次に示す。
比(Signal-Interference Power Ratio :以下、SIR
という)を観測する。次に、観測されたSIRと、予め
設定しておいた要求SIRとを比較し、観測されたSI
Rが要求SIRよりも大きい(すなわち、品質が良好)
場合、基地局から移動局に送られるフレーム中の送信電
力制御ビットに送信電力を下げる命令を挿入する。逆
に、観測されたSIRが要求SIRよりも小さい(すな
わち、品質が悪い)場合、基地局から移動局に送られる
フレーム中の送信電力制御ビットに送信電力を上げる命
令を挿入する。
電力制御ビットを挿入し、基地局から各々の移動局の送
信電力を制御するようになっている。移動局では、送ら
れてきたフレームを復調して送信電力制御ビットを取り
出し、そのビットに従い自局の送信電力を上げ下げす
る。
電力制御装置では、メディアの重要度を考慮せず、各呼
ごと独立に送信電力を制御する方法が採られている。こ
のため、呼量が大きくなると、干渉波の電力が大きくな
り、要求品質の高いメディア(通常、データ通信)であ
っても、SIRが劣化してしまう。すると、送信電力制
御装置は、要求品質の高いメディアに対する呼について
は、送信電力を上げるよう要求を発する。
アの呼についての送信電力が上げられると、今度は、要
求品質の低いメディアの呼についてSlRの劣化が生じ
てしまう。すると、次は、低い要求品質のメディアの呼
も送信電力を上げるよう要求されることになり、最悪の
場合、これらの動作が繰り返されることによって、全て
のメディアのSIRが劣化し、通信品質が維持できなく
なるおそれがあった。
考慮してなされたもので、各受信波ごとに、総受信電力
に占める電力比の要求値に対するずれ量を求め、当該ず
れ量に基づいて、各端末に対して要求する送信電力を制
御する送信電力制御装置において、以下の手段を備えた
ことを特徴とする。
たずれ量ごとに、各受信波に要求される通信品質に応じ
た重みを付けて総合評価値を算出し、当該総合評価値が
小さくなるように、各端末に対して要求する送信電力を
更新する要求電力更新手段を備えるようにした。
に要求される通信品質に応じて重み付けした、総受信電
力に占める各受信波の電力比の総合評価値が小さくなる
ように、各端末に対して要求する送信電力を更新するこ
とができる。
い受信波についてのずれ量が大きくなっても、総合評価
値の変化はわずかであり、重みの大きい受信波に対する
送信電力の更新は少なくて済む。これにより、当該重み
の大きい受信波については、それまでの通信品質を維持
することが可能となる。一方、重みの大きい受信波につ
いてのずれ量が大きくなる場合には、総合評価値が大き
く変化するので、変化に見合った送信電力の変更が可能
であり、重みの大きい受信波に対する送信電力を適切な
状態へ速やかに変化させることができる。
一実施形態を説明する。なお、本実施形態においては、
要求品質を異にする複数種類のメディア(例えば、音
声、データ、画像、これらの複合情報等)によるサービ
スの提供が可能な移動体通信システムを例に、送信電力
制御装置の構成及び動作の詳細について説明する。
成を示す図である。図2に示すように、送信電力制御装
置1は、基地局11側に設けられている。送信電力制御
装置11は、収容する複数の移動体端末12、13、1
4…それぞれの送信電力を制御し、基地局11における
受信電力を要求する受信電力に近づけている。
説明する。図1は、当該送信電力制御装置1の基本構成
を表したブロック図である。ただし、図1では、以下の
説明を簡単にするため、提供される要求品質の異なるメ
ディアの数が3種類の場合について表している。
総電力観測部3、修正ベクトル演算部4、更新量演算部
5A〜5C、加算器6A〜6C、分配器7A〜7C、遅
延回路8A〜8C、出力端子9A〜9Cの各手段からな
る。
数の移動体端末12〜14からの電波を受信するための
アンテナである。この受信アンテナ2としては、例え
ば、ダイバーシティアンテナを用いる。受信された受信
信号S1は、受信アンテナ2から総電力観測部3に出力
される。
された受信信号S1の総受信電力(本来の信号波のみな
らず、干渉波、雑音成分も含む)を観測する手段であ
る。その観測結果である総受信電力S2は、修正ベクト
ル演算部4に出力される。
S2の他、前制御時刻において自装置(基地局)が各メ
ディアに要求した要求受信電力S3を入力し、次の制御
時刻において使用する修正ベクトルS4を算出する手段
である。ここで、修正ベクトル演算部4は、観測により
得られるSIRの値と、要求されるSIRの値との差の
重付け絶対値和が小さくなるように、修正ベクトルS4
を算出している。この実施形態においては、観測された
SIRと各メディアに要求される要求SIRとの差分の
重み付け2乗和で評価量を定義し、その勾配ベクトルの
符号を反転させることにより修正ベクトルS4を算出す
る。
算部4は、優先順位の高いメディアほど大きな重みを付
し、優先順位の低いメディアほど小さい重みを付ける。
これは、優先順位の高いメディアほど、その受信電力の
要求受信電力に対する差分の影響が修正ベクトルに反映
されるようにするためである。逆に言うと、優先順位の
低いメディアについては差分が大きくなって通信品質が
劣化しても、修正ベクトルに影響が現れ難くなってい
る。これが、本実施形態に係る修正ベクトル演算部4
が、優先順位の高いメディアについての通信品質を要求
受信品質に近づけて維持する手法の特徴的な部分であ
る。
正ベクトルS4に予め決められている定数を乗算する手
段である。ここで、乗算される定数は、修正ベクトルS
4を要求受信電力S3に反映させるものであり、システ
ムに最適な値を予め選択することにする。なお、更新量
演算部5A〜5Cは、各メディアごと設けられている。
従って、この実施形態の場合には、3つである。
5Cのそれぞれに対応し、所定の定数が乗算された後の
修正ベクトルS4に要求受信電力S3を加算する手段で
ある。この出力が次の制御時刻において出力される要求
受信電力S5となる。
配器7A〜7Cに与えられる。
れぞれに対応し、加算器6A〜6Cから入力される要求
受信電力S5を2つに分配する手段である。ここで、分
配された2つの信号のうち1方は出力端子9A〜9Cに
出力され、他方は遅延回路8A〜8Cに出力される。
信電力S5を1制御間隔分遅延する手段である。この遅
延回路8A〜8Cからの出力は、1制御時刻前に基地局
が移動局に対して要求した要求受信電力S5そのもので
ある。
御時刻において要求する要求受信電力S5を、各メディ
アに対応する移動体端末12〜14に対して出力する手
段であり、その先は、送信用のアンテナに電気的に接続
されている。
信電力制御装置1による送信電力の制御動作の内容を説
明する。
おいて受信された各移動体端末12〜14からの電波を
受信信号S1として総電力観測部3に与える。
3において、受信した電波の総電力を観測する。これ
は、自局の信号と干渉波、そして雑音の総和の電力であ
る。このように観測された総受信電力値は、修正ベクト
ル演算部4に入力される。
(Interference :I)と、基地局11が1制御間隔前
に各メディアに対して要求した要求受信電力(Signal
:S)との比を求めることにより、SIRの値を求め
る。また、修正ベクトル演算部4は、各メディアごとに
接続されている端末数を数える。
端末数と、要求受信電力と、総受信電力との値が得られ
ると、修正ベクトル演算部4は、以下詳細に説明する最
急降下法を用いた修正ベクトルS4の算出処理に移行す
る。
小さくするように働くものである。すなわち、評価量f
( x) を最小にするxを求める方法で、x( k+1) =
x( ) +αp( k) とし、kを0、1、2…と反復計算
する方法の一つで、p( k)評価量f( x) の勾配ベク
トルを符号反転したものが最急降下法である。以下、最
急降下法による処理手順を次の(a) 〜(d) に示す。
( 0) を与え、繰り返し回数を示すパラメータkを0と
する(すなわち、k=0とする)。
トルを演算し、この符号反転させたものをp( k) とお
く。
( k) +αp( k) で更新する。
テップに戻る。
要求されるSIRと、実際のSIR値の差の2乗の重み
付け和とする。すなわち、次の(1) 式のようになる。
ける要求受信電力であり、dB単位では、pi=10lo
g 10pi ’とする。また、Mjは、j番目のメディアの
端末数、Qiは、i番目のメディアの要求品質、gは他
のセルからの干渉信号等の雑音電力、Wiは、i番目の
メディアの優先順位に対応した重み付け係数である。な
お、上記(1) 式のうち、次の(2) 式に示す部分が、観測
されたSIRとなる。
める必要がある。そこで、(1) 式の勾配ベクトルを求め
ると、次の(3) 式が得られる。
ろで、メディアkについて得られるパラメータは、メデ
ィアkの観測されたSIRk、端末数Mk、要求受信電
力pk、総電力paであるから、これらを上記(3) 式に
入力して書き換えると、次の(4) 式となる。
延回路8k(この例の場合では、kはA〜Cのいずれ
か)から入力される要求受信電力pk、修正ベクトル演
算部4内部で演算されるメディアkのSIR値であるS
IRk及び端末数Mkから、(4) 式を用いて演算される
メディアkの勾配ベクトルを符号反転させて修正ベクト
ルを得る。
5Cに入力される。更新量演算部5A〜5Cでは、修正
ベクトルを送信電力に反映できるよう、予め最適な定数
αを選択しておき、その値と修正ベクトルとの乗算を行
い、これを各メディアの送信電力の更新量とする。すな
わち、i番目のメディアに対する基地局の要求受信電力
の時刻nの値をpi( n) 、更新量を▽とすると、時刻
( n+1) の基地局における要求受信電力の算出方法
は、次の(5) 式のようになる。
Cにそれぞれ入力される。
地局が要求した要求受信電力と更新量演算部5A〜5C
の出力とをそれぞれ加算し、次の制御時刻における基地
局の要求受信電力とする。加算器6A〜6Cの出力は、
分配器7A〜7Cに入力される。
電力を2系統に分配し、一方を、次の制御時刻において
各メディアに対する基地局の要求受信電力として出力す
るために設けられている出力端子9A〜9Cへ出力し、
他方を、基地局による次回の要求受信電力の算出のため
遅延回路8A〜8Cへと出力する。
分配器7A〜7Cからの入力を保持し、その後、加算器
6A〜6Cへ出力する。
る要求受信電力値がそれぞれ出力される。図では省略し
てあるが、電力制御命令送信部では、出力端子9A〜9
Cからの要求受信電力値を受け取り、要求受信電力値と
実際の受信電力との比較に基づき、各メディアの移動局
に送信電力を変えるよう命令を送る。
に対応して重み付けされた評価量を設定し、その評価量
ができるだけ小さくなるように要求受信電力を制御する
ので、呼量が大きくなっても、優先順位の高いメディア
の品質は要求品質に維持されるようになる。
の観測SIRと要求SIRの差分の重み付け2乗和で定
義したが、評価量は他の手法によって定義しても良い。
例えば、差分絶対値の重み付け和でも良い。
下法を用いて修正ベクトルを算出する場合について述べ
たが、他のアルゴリズムを用いて修正ベクトルを求める
ようにしても良い。例えば、最小二乗平均(LMS:le
ast mean-square )アルゴリズムや再帰最小二乗(RL
S:excess least squares)アルゴリズムを用いるよう
にしても良い。
度が高いほど重みを重く、また重要度が低いほど重みを
小さくする場合について述べたが、重みの付け方は、重
要度に対して非線形の関係になるように付しても良く、
また、複数の重要度に対して一つの重みを割り当てるよ
うにしても良い。
ディアごとに優先順位を決定し、当該優先順位に応じて
重みを付したが、各伝送チャネルごとに要求品質の優先
順位を設定するようにしても良い。
体通信システムを例に、その基地局に送信電力制御装置
を設ける場合について述べたが、適用システムは移動体
通信システムに限らなくても良い。
波それぞれについて求めたずれ量に、各受信波に要求さ
れる通信品質に応じた重みを付けて総合評価値を算出
し、当該総合評価値が小さくなるように、各端末に対し
て要求する送信電力を更新する要求電力更新手段を設け
ることにより、呼量が大きくなっても、重みの大きい受
信波については、それまでの通信品質を維持することが
できる送信電力制御装置を実現することができる。
示すブロック図である。
動体通信システムの概略構成を示すブロック図である。
観測部、4…修正ベクトル演算部、5A〜5C…更新量
演算部、6A〜6C…加算器、7A〜7C…分配器、8
A〜8C…遅延回路、9A〜9C…出力端子。
Claims (3)
- 【請求項1】 各受信波ごとに、総受信電力に占める電
力比の要求値に対するずれ量を求め、当該ずれ量に基づ
いて、各端末に対して要求する送信電力を制御する送信
電力制御装置において、 各受信波それぞれについて求めたずれ量ごとに、各受信
波に要求される通信品質に応じた重みを付けて総合評価
値を算出し、当該総合評価値が小さくなるように、各端
末に対して要求する送信電力を更新する要求電力更新手
段を備えることを特徴とする送信電力制御装置。 - 【請求項2】 上記重みは、要求される通信品質が高い
ほど値が大きくなるように設定されていることを特徴と
する請求項1に記載の送信電力制御装置。 - 【請求項3】 上記重みは、各端末との間で送受される
メディアの種類に応じて設定されていることを特徴とす
る請求項1に記載の送信電力制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3877197A JP3333103B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 送信電力制御装置 |
US09/027,735 US6347083B1 (en) | 1997-02-24 | 1998-02-23 | Transmission power control apparatus for a CDMA system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3877197A JP3333103B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 送信電力制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10242938A JPH10242938A (ja) | 1998-09-11 |
JP3333103B2 true JP3333103B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=12534565
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3877197A Expired - Fee Related JP3333103B2 (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 送信電力制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3333103B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4877197B2 (ja) * | 2007-11-02 | 2012-02-15 | 日本電気株式会社 | 無線ダイバーシティ受信装置および受信方法 |
JP5695936B2 (ja) * | 2011-02-25 | 2015-04-08 | 任天堂株式会社 | 情報処理プログラム、情報処理装置、情報処理システム、および、情報処理方法 |
-
1997
- 1997-02-24 JP JP3877197A patent/JP3333103B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
西野雅弘(外1名),CDMA移動通信におけるメディアの優先度を考慮した上りリンク送信電力制御法,電子情報通信学会技術研究報告,1997年10月16日,Vol.97 No.322,pp.15−20,RCS97−115 |
西野雅弘(外1名),CDMA移動通信におけるメディアの優先度を考慮した送信電力制御法,通信ソサイエティ大会講演論文集,電子情報通信学会,1997年8月13日,1,p.267,B−5−14 |
西野雅弘(外1名),マルチメディアCDMAシステムにおける下りリンク送信電力制御の一検討,通信ソサイエティ大会講演論文集,電子情報通信学会,1999年8月16日,1,p.265,B−5−30 |
西野雅弘(外1名),マルチメディアCDMAシステムにおける送信電力制御の一検討,総合大会講演論文集,電子情報通信学会,1997年3月6日,通信1,p.465,B−5−78 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10242938A (ja) | 1998-09-11 |
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