JP4088881B2

JP4088881B2 - 携帯端末およびその送信電力制御方法

Info

Publication number: JP4088881B2
Application number: JP2002357952A
Authority: JP
Inventors: 一裕有満
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2022-12-10
Also published as: JP2004193851A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は携帯端末システムに関し、特に携帯端末の送信電力を迅速に所定値に設定可能にする携帯端末およびその送信電力制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯端末（携帯電話を含む）は、比較的狭いサービスエリアを有する複数の基地局の１つと約２ＧＨｚの周波数を使用する無線通信によりデータ通信を行う。従って、ユーザが携帯端末を使用する位置（場所）に応じて、通信する基地局が変わる。そして、携帯端末と通信する基地局間の通信環境は、物理的な距離および障害物等により種々変化する。また、携帯端末の基地局間との通信は、送信電力を制御して、所定値以上の通信品質又は所定値以下の通信エラー発生率となるように設定される必要がある。換言すると、携帯端末は、接続中のサービスに応じた通信品質を満たす必要がある。
【０００３】
携帯端末は、この目標品質を得るために「Outer Loop送信電力制御」を実行する。ここで、「Outer Loop送信電力制御」とは、通信品質(BER: Bit Error RateおよびBLER: Block Error Rate)がある目標値となるように、携帯端末自身がTarget SIR（Signal-to-Interference Ratio）を制御する方法である。
【０００４】
具体的には、携帯端末は、通信品質をある程度の区間長（数100ｍＳから数Ｓ）で測定し、目標品質を得るための適切なTarget SIRを設定する。このTarget SIR値を満たすように、携帯端末は「Inner Loop送信電力制御」を実行する。ここで、「Inner Loop送信電力制御」とは、目標SIRと受信SIRとを比較することにより、基地局の下り通信チャネル(CH)の電力を制御する方法である。具体的には、携帯端末において、受信している通信CHのSIRを測定し、携帯端末が内部に保持している目標SIRと比較する。そして、目標SIRに達していない場合にはUp（送信電力の増加）コマンドを、目標SIR以上であった場合にはDown（送信電力の低下）コマンドをTPC(Transmitter Power Control)ビットとして送信する。基地局では、このTPCビットを受信して復号する。この復号結果により、送信電力を１dB変化させる制御であり、結果として受信した通信CHのSIRがある目標値となるような制御である。
【０００５】
「Outer Loop送信電力制御」では、上述の通り、受信した通信CHの目標品質を得るために適切なTarget SIRを設定することが重要となる。従来の「初期Target SIR値」は、受信する通信CHの目標品質にのみ合わせて決定されていた。ここで、「初期Target SIR値」とは、ＳＩＲ値の最大値、最小値、または受信する通信CHをOPENした直後に設定されるTarget SIR値を示す。この「初期Target SIR値」は、全ての環境下において満足される平均的な値が設定されている。
【０００６】
図３は、従来の携帯端末の送信電力制御方式を説明するフローチャートである。先ず、データ通信を開始する（ステップＡ１）と共に「Outer Loop送信電力制御」の「初期Target SIR」による初期値設定が行われる（ステップＡ２）。この初期設定値は、ＳＩＲ値の最大値、最小値、または全ての環境化において満足される平均的な値に設定されるが，ここでは平均的な値を設定する。平均的な値を設定した場合には、環境に影響されることなく携帯端末が通信するサービス毎に記憶している一定値である。このTarget SIR値を「初期Target SIR」として「Outer Loop送信電力制御」が実行される。エラーカウント部にてBLERを測定し（ステップＡ３）、このBLER値が予め設定されているサービスの品質、即ち所要品質を満足しているか否か電力制御判定部で比較判定する（ステップＡ４）。
【０００７】
この比較結果、所要品質が満たされている場合（ステップＡ４：Yes）には、Target SIR Downとし、SIR測定部にて測定した受信SIR値よりも小さいTarget SIR値を設定する（ステップＡ５）。電力制御部では、Target SIR値と受信SIR値を比較し、「Inner Loop送信電力制御」を行うために、TPC制御部に基地局に対して電力を下げる意味のTPCビットの生成を要求する。この要求を受けたTPC生成部は、電力を下げるTPCビットを生成し、このTPCビットをTPCマッピング部に渡す。TPCマッピング部は、生成されたTPCビットを基地局に送信するために、TPCビットを物理CHにマッピングし、ＲＦ部を介してTPCビットを基地局に送信する。
【０００８】
一方、上述したステップＡ４の比較結果、ステップＡ３で測定したBLER値がサービスの所要品質を満たしていない場合（ステップＡ４：No）には、受信SIR値よりも大きいTarget SIR値が設定され、「Inner Loop送信電力制御」の結果として基地局に対して下り電力を上げる意味のTPCビットが送信され、即ちTarget SIR Upが行われる(ステップＡ６)。上述した動作は、受信しているサービスの所要品質が満たされるまで継続的に行われる。
【０００９】
尚、携帯端末又は携帯電話において、閾値判定部を設けて測定値および目標値の大小関係等により送信電力を制御する送信電力制御装置および方法は、種々の従来技術に開示されている（例えば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照。）。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−２４４８７９号公報（第４−５頁、第１図）
【特許文献２】
特開２００２−１５２１２７号公報（第３頁、第１図）
【特許文献３】
特開平１１−３４０９０８号公報（第４頁、第１図）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来技術においては、「初期Target SIR値」と収束するべきTarget SIR値との差が大きい場合には、収束するまでの間に時間を要することになる。特に、安定した環境下において（収束するTarget SIR値が初期Target SIR値よりも十分小さい場合）は、収束するまでの間、基地局に対して過剰な下り電力を要することとなり、回線容量を減少する要因となるという課題があった。
【００１２】
【発明の目的】
本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、「Outer Loop送信電力制御」で使用される「初期Target SIR」を従来の如く固定の初期値ではなく、できる限り収束値に近い値を選択することにより、短時間に送信電力制御を完了可能にする携帯端末およびその送信電力制御方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前述の課題を解決するため本発明による携帯端末およびその送信電力制御方法は次のような特徴的な構成を採用している。
【００１４】
（１）送受信データの信号変換等の処理を行なう信号処理部に接続されエラー数をカウントするエラーカウント部および受信データの SIR を計算する SIR 測定部の出力に基づいて Outer Loop 送信電力制御により複数の基地局から選択された基地局と無線により送信電力を通信環境に応じて所定 SIR が得られるように制御する携帯端末において、
前記基地局との通信サービス毎に前記所定 SIR を得る Target SIR 収束値および基地局の組み合わせ情報を記憶するメモリ部を備え、前記携帯端末のデータ通信開始時に前記メモリ部に保存された前記基地局の収束した Target SIR 値が存在する場合には前記メモリ部に保存された収束した Target SIR 値に初期設定し、前記基地局の Target SIR が存在しない場合には通常の初期値に初期設定して前記 OuterLoop 送信電力制御を行なう携帯端末。
【００１５】
（２）異なる場所に設置された複数の基地局の１つを適宜選択して無線によりデータ通信する携帯端末の送信電力を Outer Loop 送信電力制御により初期設定値から所定通信品質が得られる収束した Target SIR 値に制御する携帯端末の送信電力制御方法において、
前記携帯端末がデータ通信した基地局とのサービス停止前に前記基地局および前記収束した Target SIR 値の組み合わせ情報を保存する保存ステップと、
前記携帯端末の基地局との通信開始時に前記保存された前記基地局および収束した Target SIR 値が存在するか否かを判断する判断ステップと、
該判断ステップで前記基地局の保存された収束した Target SIR 値が存在する場合には該収束した Target SIR 値に初期設定し、存在しない場合には予め決められた初期値に初期設定して前記 Outer Loop 送信電力制御を行なう電力制御ステップと、
前記基地局との通信サービス停止時に前記 Outer Loop 送信電力制御で収束した Target SIR 値および前記基地局の組み合わせ情報を保存するステップと
を備える携帯端末の送信電力制御方法。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による携帯端末およびその送信電力制御方法の好適実施形態の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
先ず、図１は、本発明による携帯端末の好適実施形態のシステム構成図を示す。本発明による携帯端末１０は、ＲＦ(無線周波数)部１１、信号処理部１２、制御部１３、エラーカウント部１４、SIR測定部１５、電力制御判定部１６、メモリ部（記憶手段）１７、TPC生成部１８およびTPCマッピング部１９により構成される。そして、ＲＦ部１１には、送受信用アンテナ２０が接続されている。
【００２４】
次に、本発明の携帯端末１０を構成する各構成要素１１〜１９の主要機能等を説明する。ＲＦ部１１は、アンテナ２０が受信した周波数をダウンコンバートし、データをＡ／Ｄ(アナログ・デジタル)変換すると共に送信するデータをＤ／Ａ（デジタル・アナログ）変換してアンテナ２０から送信する周波数にアップコンバートする。信号処理部１２は、ＲＦ部１１から受信したデータを逆拡散し、デコード（復号）処理を実行する。制御部１３は、信号処理部１２からのデータのデコードや携帯端末１０の全体動作を制御する。

【００２５】
エラーカウント部１４は、信号処理部１２からのデコード結果からＣＲＣのエラー数をカウントしてBLERを算出する。SIR測定部１５は、信号処理部１２から得られるデータに基づき受信したチャネル（CH）のSIRを計算する。電力制御判定部１６は、エラーカウント部１4で得られたBLER値およびSIR測定部１５で測定した測定SIR値から「Outer Loop送信電力制御」を行う。メモリ部１７は、電力制御で使用する「初期Target SIR値」や前回収束したTarget SIR値とサービスを記憶する。TPC生成部１８は、電力制御判定部１６で判定された結果に基づきTPCビットを算出する。TPCマッピング部１９は、生成したTPCビットを物理CHにマッピングする。
【００２６】
次に、図２のフローチャートを参照して、図１に示す携帯端末１０の動作を説明する。携帯端末１０のユーザは、上述の如く種々の場所で又は移動しながら携帯端末１０を使用する。しかし、携帯端末１０の使用場所は、必ずしも毎回（サービス毎に）異なるものではなく、サービスの大部分は、自宅、オフィス、特定の出張先、友人宅等の比較的限られた場所で頻繁に使用される場合が多いという事実に基づき、ユーザの携帯端末１０が通信する基地局毎に適切な送信電力設定値を選択するものである。
【００２７】
本発明による携帯端末１０では、データ通信を開始し（ステップＢ１）、「Outer Loop送信電力制御」の「初期Target SIR値」を設定する際に、過去に収束したTarget SIRを選択可能にすることを特徴とする。即ち、ステップＢ１のデータ通信開始後に、メモリ部１７に保存した収束値があるか否かの判断を行う（ステップＢ２）。
【００２８】
初めて通信を行った際、即ち収束値が存在しない場合(ステップＢ２：No）には、「通常の初期Target SIR値」を設定する（ステップＢ４）。その後、従来の「Outer Loop送信電力制御」を行う。通信終了後（ステップＢ１０）、収束していたTarget SIR値を電力制御判定部１６にて判断し、メモリ部１７に通信していたサービスと収束した際のTarget SIR値および基地局情報を保存して（ステップＢ１１）終了する（ステップＢ１２）。
【００２９】
次回に、同様のサービスが実行された場合（ステップＢ２：Yes）には、メモリ部１７に保存した基地局情報を参照し、同様の基地局と通信を行っている場合には、前回収束していたTarget SIR値を「初期Target SIR値」として選択して初期値設定する（ステップＢ３）。特に、携帯端末１０を停止した環境下で通信する場合には、携帯端末１０は前回の通信時と同じ基地局と接続して通信することが考えられ、その場合前回と同じ受信環境、即ち今回の通信におけるTarget SIR値の収束値が、前回と同様のTarget SIR値となる可能性が高い。（尚、後述するステップＢ５〜Ｂ９は、実質的に図３のフローチャートを参照して上述した図と同様である。）
【００３０】
そこで、メモリ部１７に保存されている基地局情報に基づき、初期Target SIR値を前回と収束したTarget SIR値に設定する（ステップＢ３）。これにより、前回と同様の環境下で通信を行った場合には、通常の初期値を選択する場合よりも早く、受信SIR値をTarget SIR値に近づけることが可能となる。即ち、基地局情報およびTarget SIR値を同時にメモリ部１７に保存する（ステップＢ１１）ことにより、確度の高い初期Target SIR値を設定することが可能となる。ここで、初期値を前回のTarget SIR値とした場合に、現在の通信環境が過去の環境よりも劣化（向上）していることが考えられるが、本発明においては測定したBLER値が所要品質よりも劣化（向上）している場合には、通常の初期Target SIR値を設定する（ステップＢ８）ことが可能である。
【００３１】
この「初期Target SIR値」を選択する手段を有することにより、本発明においては、通信状態が悪い（又は良い）環境下においても「Outer Loop送信電力制御」の収束速度を劣化させることなく、前回と同様な環境下でのTarget SIR値の収束速度を早めることが可能となる。
【００３２】
次に、本発明の変形例又は他の実施形態について説明する。第１に、基地局およびTarget SIR値の組み合わせは複数、メモリ部１７に保存でき、保存した複数の基地局情報からTarget SIRの初期値を選択することも可能である。第２に、上述した好適実施形態では、「初期Target SIR値」および基地局情報（スクランブリングコード）をメモリ部１７に保存する方法を示したが、フェージング情報や移動速度情報、GPS(Global Positioning System)による場所情報を保存して「初期Target SIR値」を選択、設定する基準とすることも可能である。
【００３３】
以上、本発明による携帯端末およびその送信電力制御方法の好適実施形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではないことに留意されたい。本発明の要旨を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること、当業者には容易に理解できよう。
【００３４】
【効果の説明】
以上の説明から明らかな如く、本発明の携帯端末およびその送信電力制御方法によると、次の如き種々の実用上の顕著な効果が得られる。第１に、「Outer Loop送信電力制御」の収束を早めることが可能となる。その理由は、前回収束したTarget SIR値を記憶し、次回接続時に収束したTarget SIR値を適用することが可能となるからである。
【００３５】
第２に、環境に応じてOuter Loopの収束を早めることが可能となる。その理由は、環境に応じたTarget SIR値を保存することが可能となるからである。
【００３６】
第３に、基地局の下り電力を過剰に要求しないことが可能となる。その理由は、Outer Loopの収束を早めることが可能となることにより、基地局に対して下り電力を過剰に要求しないことが可能となるからである。
【００３７】
第４に、回線容量の向上が見込めることである。その理由は、基地局の下り電力を過剰に要求しないことが可能となるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による携帯端末の好適実施形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す携帯端末の送信電力制御動作を説明するフローチャートである。
【図３】従来の携帯端末の送信電力制御動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０携帯端末
１１ＲＦ部
１２信号処理部
１３制御部
１４エラーカウント部
１５ SIR測定部
１６電力制御判定部
１７メモリ部（記憶手段）
１８ TPC生成部
１９ TPCマッピング部

Claims

送受信データの信号変換等の処理を行なう信号処理部に接続されエラー数をカウントするエラーカウント部および受信データの SIR を計算する SIR 測定部の出力に基づいて Outer Loop 送信電力制御により複数の基地局から選択された基地局と無線により送信電力を通信環境に応じて所定 SIR が得られるように制御する携帯端末において、
前記基地局との通信サービス毎に前記所定 SIR を得る Target SIR 収束値および基地局の組み合わせ情報を記憶するメモリ部を備え、前記携帯端末のデータ通信開始時に前記メモリ部に保存された前記基地局の収束した Target SIR 値が存在する場合には前記メモリ部に保存された収束した Target SIR 値に初期設定し、前記基地局の Target SIR が存在しない場合には通常の初期値に初期設定して前記 Outer Loop 送信電力制御を行なうことを特徴とする携帯端末。
異なる場所に設置された複数の基地局の１つを適宜選択して無線によりデータ通信する携帯端末の送信電力を Outer Loop 送信電力制御により初期設定値から所定通信品質が得られる収束した Target SIR 値に制御する携帯端末の送信電力制御方法において、
前記携帯端末がデータ通信した基地局とのサービス停止前に前記基地局および前記収束した Target SIR 値の組み合わせ情報を保存する保存ステップと、
前記携帯端末の基地局との通信開始時に前記保存された前記基地局および収束した Target SIR 値が存在するか否かを判断する判断ステップと、
該判断ステップで前記基地局の保存された収束した Target SIR 値が存在する場合には該収束した Target SIR 値に初期設定し、存在しない場合には予め決められた初期値に初期設定して前記 Outer Loop 送信電力制御を行なう電力制御ステップと、
前記基地局との通信サービス停止時に前記 Outer Loop 送信電力制御で収束した Target SIR 値および前記基地局の組み合わせ情報を保存するステップと
を備えることを特徴とする携帯端末の送信電力制御方法。