JP4229974B2 - 移動通信システムのリンク電力制御試験方法 - Google Patents

Description

本発明は移動通信システムのリンク電力制御に係り、特に、実験室内で基地局と移動局との間で送受信電力が制御される状態を試験し得る移動通信システムのリンク電力制御試験方法に関する。

送信機から電波を送信すると、空気、電離層、及び地表などのいろいろな経路を経て受信機に受信される。受信感度は普通送信機と受信機との間の距離の４乗に反比例する。従って、送信機からの距離が異なる受信機Ａ，Ｂの受信感度は、送信機と受信機Ａの距離が１Ｋｍ、送信機と受信機Ｂの距離が２Ｋｍであると、受信機Ａと受信機Ｂの受信感度の差は１／１６である。以上のように基地局と交信中の各移動端末機はNear-Far Problemを解決するために電力制御を行う。

移動通信システムは、距離による受信感度の差を解決するために、呼が設定された後に周囲のいろいろな影響により呼通話路上のフォワードリンク及びリバースリンクの正常通話が難しくなると、基地局（Base Station）と移動局（Mobile）では送受信電力を調整して正常な通話ができるように制御する電力制御誘導機能を備える。

従来は電力制御誘導機能の正常動作状態を試験するために、図５に示すように、移動局を基地局の領域のうちで最も遠いところに移動させて移動局の受信電力を確認した。また、基地局と移動局との間の距離が変化して送受信電力の制御が必要な場合は、実際にフィールドで移動局と基地局との間の通信内容を分析して受信データのエラー率を算出した。

従来技術の体表的な例として、forward link power controlが米国特許５，４６１，６３９号に掲示されている。ここでは、移動局が周期的に基地局に対して出力電力の更新を要求する。基地局は特定速度で移動局にフレームを伝送する。移動局がそのフレームを正確に受信すると、それは基地局へ送信される次のフレームにある電力制御ビットをセットする。受信された電力制御ビットのエラー率によって基地局は送信電力を増加させるか或いは減少させるかを決定する。

従来は移動通信システムの電力制御誘導機能を試験するために、移動局を試験室外部に移動させて試験しなければならなかったので、高価で且つ重い試験装備を移動局にしたがって移動させるという煩わしさと、作業者の移動のため試験作業の効率が落ち、所要の経費がかさむという問題があった。

本発明はかかる従来の問題点を解決するためのもので、その目的は、基地局と移動局との間の無線経路を減衰器に取り替えることにより、試験室内で実際にフィールドで試験するのと同様な効果を得るようにした移動通信システムのリンク電力制御試験方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、移動通信システムの電力制御機能を試験室で簡単に試験し得る移動通信システムのリンク電力制御試験方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る移動通信システムのリンク電力制御試験方法は、（ａ）ＢＳＭ（Base Station Controller Moniter）はＢＴＩＡ（Base Transciver Station Test Interface Board Assembly）にリバース電力制御を要求し、リバース電力制御要求を受けたＢＴＩＡは移動局へ“mobile ＯＮ”信号を送信する段階と、（ｂ）前記ＢＴＩＡは前記移動局から送信電力とエラー率を受信して電力制御要求応答信号をＢＳＭへ出力し、前記ＢＳＭはＴＳＢ（Transcoding Select Bank）へ“markov ＯＮ”信号を出力する段階と、（ｃ）前記ＴＳＢは前記移動局へ呼設定信号を出力し、前記ＢＴＩＡは前記移動局から呼設定信号を受信して呼設定可否確認信号をＢＣＰＡ（ＢＴＳ Main Processor Board Assembly）へ出力する段階と、（ｄ）前記ＢＣＰＡはＣＣ（Channel Card）へ呼情報要求信号を出力し、前記ＣＣは呼情報応答信号をＢＣＰＡへ出力し、前記ＢＣＰＡは呼設定情報応答信号をＢＴＩＡへ出力する段階と、（ｅ）前記ＢＴＩＡは前記ＢＳＭへ現在状態を出力して現在のリバースリンクの状況を報告し、前記ＢＳＭは受信したエラー率を臨界値と比較したのち、その結果に応じて送信出力制御命令をＢＴＩＡへ出力し、送信出力制御命令を受信したＢＴＩＡは移動局に送信出力制御を指示する段階と、（ｆ）前記移動局から送信電力とエラー率の受信を受けたＢＴＩＡはリバース電力制御を要求する信号を前記ＣＣへ出力し、前記ＣＣは送信電力をあげ、所定周期でＢＴＩＡに送信電力上昇状態を報告する段階と、（ｇ）前記ＣＣから送信電力上昇状態の入力を受けたＢＴＩＡはリバース電力制御の進行状態をＢＳＭへ出力し、前記移動局では正常的に受信し得るまで一定周期に続いて修正要求メッセージをtraffic channelに含ませて送信し、ＢＴＩＡとＣＣは前記段階（ｆ）を繰り返す段階と、（ｈ）前記移動局の送信状態が安定すれば、前記ＣＣはＢＴＩＡに電力制御が終わったと知らせ、前記ＢＴＩＡはＢＳＭへリバース電力制御が終了されたと知らせる信号を出力する段階とを備えることを特徴とする。

また、前記所定周期は２０ｍｓであることを特徴とするものである。

また、前記移動局と前記ＢＴＩＡは送受信ケーブルと減衰器が連結されて送受信信号を減衰させることを特徴とするものである。

本発明によれば、基地局と移動局との間の無線経路を減衰器に取り替えて試験することにより、試験室内でも実際にフィールドで試験するような効果を得ることができ、電力制御機能を試験室で簡単に試験することができる。

図１は本発明によるフォワードリンク電力制御機能をテストするハードウェア構成図である。

基地局２０の送信端子と移動局１０の受信端子との間に送信ケーブル４１，４１′を利用して減衰器（attenuator）３０を設置する。減衰器３０はその減衰率を調整し得る可変減衰器を用いる。移動局１０の送信端子と基地局２０の受信端子との間に損失のない受信ケーブル４２を連結する。或いは、リバースリンク電力制御機能をテストするときに便利にするために、前記説明した送信端のようにケーブルと減衰器を連結し、減衰器の減衰率は０に設定する。

前記のように、基地局２０から移動局１０への送信端に減衰器３０を挿入して連結し、前記基地局２０の受信端と移動局１０の送信端を受信ケーブル４２で連結して無線送受信経路の代わりをし、前記減衰器３０の減衰率を変化させて前記基地局２０から移動局１０へ信号を送信する。移動局１０は受信信号のレベル変化に応じて受信電力及び受信データのエラー率を前記基地局２０へ送信する。前記基地局２０は、前記移動局１０が受信した受信電力及び受信データのエラー率の入力を受けて、臨界値と比較してその比較結果に応じて送信出力を制御する。このような過程によってフォワードリンク電力制御機能を果たす。

図２は本発明によるフォワードリンク制御機能のテスト方法を示す流れ図である。

フォワードリンク電力制御というのは、基地局から移動局への送信損失は各移動局ごとに異なるので、基地局の出力が各加入者移動局に適切な信号品質を維持し得る十分な強度を提供しうるように制御する機能のことである。基地局はフォワードリンクの電力割当を調節することによってフォワードリンク電力制御機能を行う。

図２に示すように、基地局２０と移動局１０を連結し、電源を印加すると、ＢＳＭ（Bass Station Controller Moniter）はＢＴＩＡ（Base Transciver Station Test interface Board Assembly）にフォワード電力制御を要求する（Ｓ１）。フォワード電力制御要求を受けたＢＴＩＡは移動局（図１で移動局１０に該当）へ“mobile ＯＮ”信号を送信する（Ｓ２）。この時、この信号は、送信ケーブル４１を経て減衰器３０に入力され、初期は減衰器３０の減衰率は０なので減衰なしに減衰器３０から出力されて送信ケーブル４１′を通じて移動局１０に入力される。移動局１０は受信電力とエラー率を計算して周期的にＢＴＩＡへ送信する。ＢＴＩＡは移動局１０から受信電力とエラー率を受信して電力制御要求応答信号をＢＳＭへ出力する（Ｓ３）。

ＢＴＩＡから電力制御要求応答信号を受信したＢＳＭはＴＳＢ（TranscodingSelect Bank）へmarkov ＯＮ信号を出力する（Ｓ４）。markov ＯＮ信号の入力を受けたＴＳＢは移動局１０へ呼設定信号を出力する（Ｓ５）。ＢＴＩＡは移動局１０から呼設定信号を受信して呼設定可否確認信号をＢＣＰＡ（ＢＴＳ Main ControlProcess Board Assembly）へ出力する（Ｓ６）。呼設定確認信号の入力を受けたＢＣＰＡはＣＣ（Channel Card）へ呼情報要求信号を出力する（Ｓ７）。呼情報要求信号の入力を受けるＣＣは呼情報応答信号をＢＣＰＡへ出力する（Ｓ８）。呼情報応答信号の入力を受けたＢＣＰＡは呼設定情報応答信号をＢＴＩＡへ出力する（Ｓ９）。

減衰器３の減衰率を増加させて減衰が起こると、移動局１０では受信したデータにエラー率が増加し、且つ受信電力が減少するので、移動局１０はその受信電力とエラー率を計算してＢＴＩＡへ送信する。例えば、順方向ＣＤＭＡチャネルはパイプチャネル、同期チャネル、通話チャネル、及びオーバーヘッドチャネルなどを含み、通話チャネル及びオーバーヘッドチャネルにはそれぞれ７ビットのディジタル利得（Digital Gain）表示がある。各チャネルの送信電力はこのディジタル利得値の自乗に比例する。

呼設定を確認したＢＴＩＡはＢＳＭへ現在状態（移動局から受信した受信電力の大きさとエラー率、減衰器３０の減衰率、Digital Gainなど）を出力して現在フォワードリンクの状況を報告する（Ｓ１０）。ＢＴＩＡから現在状況の報告を受けたＢＳＭは、受信したエラー率を臨界値と比較した後、その結果に応じて送信出力制御命令（ＤＢ制御命令）をＢＴＩＡへ出力し（Ｓ１１）、送信出力制御命令を受信したＢＴＩＡは移動局１０に送信出力制御を指示する（Ｓ１２）。

移動局１０から受信電力とエラー率の受信を受けたＢＴＩＡはフォワード電力を要求する信号をＣＣに出力する（Ｓ１３）。フォワード電力制御要求信号の入力を受けたＣＣは、送信電力を上げ、２０ｍｓごとにＢＴＩＡに送信電力の上昇状態を報告する（Ｓ１４）。ＣＣから送信電力の上昇状態の入力を受けたＢＴＩＡはフォワード電力制御の進行状態をＢＳＭへ出力する（Ｓ１５）。移動局１０では正常的に受信し得るまで一定周期に続いて修正要求メッセージをtraffic channelに含ませて送信し、ＢＴＩＡとＣＣは前記過程（Ｓ１３，Ｓ１４）を繰り返す。

このようにして移動局１０の受信状態が安定すると、ＣＣはＢＴＩＡに電力制御が終わったと知らせる（Ｓ１６）。電力制御終了信号を受けたＢＴＩＡはＢＳＭへフォワード電力制御が終了されたと知らせる信号を出力する（Ｓ１７）。

基地局の順方向通話チャネルの出力調節のために各移動局は順方向通話チャネルフレームの品質状態を測定し、測定された不良フレーム回数を周期的に基地局へ伝送する。基地局は移動局から受信した不良フレーム回数を臨界値と比較したのちに順方向チャネルの出力を高めるか低める。また、不良フレームの数が一定値を超過すると、移動局は自動的にこの値を基地局へ出力し、基地局はチャネルに割り当てられた出力を高める。

図３は本発明によるリバースリンク電力制御機能をテストするハードウェア構成図である。

移動局１０の送信端子と基地局２０の受信端子との間に受信ケーブル５２，５２′を利用して減衰器（attenuator）３０を設置する。減衰器３０はフォワードリンク電極制御のようにその減衰率を調節し得る可変減衰器を用いる。基地局３０の送信端子と移動局１０の受信端子との間に損失のない送信ケーブル５１を連結する。前記フォワードリンク電力制御機能テスト時にリバースリンク電力制御機能のテストのために設置した基地局３０の送信端子と移動局１０の受信端子との間に連結した減衰器の減衰率を０に設定することにより、損失のない受信ケーブルを構成することができる。

前記のように、移動局１０から基地局２０への送信端に減衰器３０を挿入して連結し、前記移動局１０の受信端と前記基地局２０の送信端を受信ケーブル５１に連結し、前記減衰器３０を動作させることによって送信信号を減衰させて無線送受信経路の代わりをする。前記減衰器３０の減衰率の変化に応じて前記基地局２０は、受信した受信電力及び受信データのエラー率を計算し、その計算値を臨界値と比較して、その比較結果に応じて前記移動局１０の送信出力を修正するという要求メッセージを前記移動局１０へ送信する。前記移動局１０は、送信出力修正要求メッセージを受信してその送信出力を修正して送信することにより、リバースリンク電力を制御する。

図４は本発明によるリバースリンク電力制御機能のテスト方法を示す流れ図である。

移動局は、順／逆方向のチャネルの差異点を測定することができなく、それは送／受信部の不整合から引き起こされ、或いは帯域が異なる周波数によって発生される相違のフェージングから引き起こされる。このような測定不可能な誤差を修正するために、各移動局は基地局から順方向チャネルを通じて伝えられる低速の情報データを使用して自己の出力を調節する。基地局は、誤差修正情報を各移動局の逆方向チャネル状態の監視を通じて得て、この情報を臨界値と比較したのち、その結果によって出力制御を移動局に要請する。

図４に示すように、基地局２０と移動局１０を連結し、電源を印加すると、ＢＳＭはＢＴＩＡにリバース電力制御を要求する（Ｓ１′）。リバース電力制御要求を受けたＢＩＴＡは移動局へ“mobile ＯＮ”信号を送信する（Ｓ２′）。この時、この信号は送信ケーブル５１を経て移動局１０に入力される。以下、リバース制御過程（Ｓ３′−Ｓ１７′）はフォワード電力制御過程と同一なのでその説明を略する。

以上本発明を要約すると、次のとおりである。

本発明による装置は、減衰率を調整し得る減衰器と、前記減衰器を通じて送信する基地局と、前記減衰器を通じて前記基地局から送信されるデータを受信する移動局と、前記基地局の送信端と前記減衰器の入力端を連結する第１ケーブルと、前記減衰器の出力端と前記移動局の受信端を連結する第２ケーブルと、前記基地局の受信端と前記移動局の送信端を連結する第３ケーブルとから構成する。

また、本発明による方法は、基地局から移動局への送信端に減衰器を挿入して連結し、前記基地局の受信端と前記移動局の送信端を有線で連結し、前記送信信号を減衰させて、無線送受信経路の代わりをする段階と、前記減衰器の減衰率の変化に応じて前記移動局から前記移動局が受信した受信電力及び受信データのエラー率を前記基地局へ送信する段階と、前記基地局は、前記移動局が受信した受信電力及び受信データのエラー率の入力を受けて、臨界値と比較して、その比較結果に応じて送信出力を制御する段階とから構成されるフォワードリンク電力制御過程と、移動局から基地局への送信端に減衰器を挿入して連結し、前記移動局の受信端と前記基地局の送信端を有線で連結し、前記送信信号を減衰させて、無線送受信経路の代わりをする段階と、前記減衰器の減衰率の変化に応じて前記基地局は、受信した受信電力及び受信データのエラー率を計算して、臨界値と比較して、その比較結果に応じて前記移動局の送信出力を修正するという要求メッセージを前記移動局へ送信する段階と、前記移動局は、送信出力修正要求メッセージを受信して、その送信出力を修正して送信する段階とから構成されるリバースリンク電力制御過程を備える。

本発明によるフォワードリンク電力制御機能をテストするハードウェア構成図である。 本発明によるフォワードリンク電力制御方法を示す流れ図である。 本発明によるリバースリンク電力制御機能をテストするハードウェア構成図である。 本発明によるリバースリンク電力制御方法を示す流れ図である。 従来の基地局と移動局との間の電力制御テスト方法を示す説明図である。

符号の説明

１０ 移動局、２０ 基地局、３０ 減衰器、４１，４１′ 送信ケーブル、４２ 受信ケーブル、５１ 受信ケーブル、５２，５２′送信ケーブル。

Claims (3)

1. 移動通信システムのリンク電力制御試験方法であって、
   （ａ）ＢＳＭ（Base Station Controller Moniter）はＢＴＩＡ（Base Transciver Station Test Interface Board Assembly）にリバース電力制御を要求し、リバース電力制御要求を受けたＢＴＩＡは移動局へ“mobile ＯＮ”信号を送信する段階と、
   （ｂ）前記ＢＴＩＡは前記移動局から送信電力とエラー率を受信して電力制御要求応答信号をＢＳＭへ出力し、前記ＢＳＭはＴＳＢ（Transcoding Select Bank）へ“markov ＯＮ”信号を出力する段階と、
   （ｃ）前記ＴＳＢは前記移動局へ呼設定信号を出力し、前記ＢＴＩＡは前記移動局から呼設定信号を受信して呼設定可否確認信号をＢＣＰＡ（ＢＴＳ Main Processor Board Assembly）へ出力する段階と、
   （ｄ）前記ＢＣＰＡはＣＣ（Channel Card）へ呼情報要求信号を出力し、前記ＣＣは呼情報応答信号をＢＣＰＡへ出力し、前記ＢＣＰＡは呼設定情報応答信号をＢＴＩＡへ出力する段階と、
   （ｅ）前記ＢＴＩＡは前記ＢＳＭへ現在状態を出力して現在のリバースリンクの状況を報告し、前記ＢＳＭは受信したエラー率を臨界値と比較したのち、その結果に応じて送信出力制御命令をＢＴＩＡへ出力し、送信出力制御命令を受信したＢＴＩＡは移動局に送信出力制御を指示する段階と、
   （ｆ）前記移動局から送信電力とエラー率の受信を受けたＢＴＩＡはリバース電力制御を要求する信号を前記ＣＣへ出力し、前記ＣＣは送信電力をあげ、所定周期でＢＴＩＡに送信電力上昇状態を報告する段階と、
   （ｇ）前記ＣＣから送信電力上昇状態の入力を受けたＢＴＩＡはリバース電力制御の進行状態をＢＳＭへ出力し、前記移動局では正常的に受信し得るまで一定周期に続いて修正要求メッセージをtraffic channelに含ませて送信し、ＢＴＩＡとＣＣは前記段階（ｆ）を繰り返す段階と、
   （ｈ）前記移動局の送信状態が安定すれば、前記ＣＣはＢＴＩＡに電力制御が終わったと知らせ、前記ＢＴＩＡはＢＳＭへリバース電力制御が終了されたと知らせる信号を出力する段階と
   を備えることを特徴とする移動通信システムのリンク電力制御試験方法。
2. 前記所定周期は２０ｍｓであることを特徴とする請求項１記載の移動通信システムのリンク電力制御試験方法。
3. 前記移動局と前記ＢＴＩＡは送受信ケーブルと減衰器が連結されて送受信信号を減衰させることを特徴とする請求項１記載の移動通信システムのリンク電力制御試験方法。

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