JP4269159B2 - 送信電力制御方法および移動局装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＤＭＡ方式の移動体通信に関し、特に、ＣＤＭＡ移動体通信における送信電力制御に関する。

ＣＤＭＡ方式を用いた実際の移動体通信システムにおいて、移動局に割り当てた拡散符号間の相互相関値を完全にゼロにすることはできない。そのため、基地局の受信において、遠方に位置する移動局からの微弱な信号が、近傍に位置する移動局からの信号に埋もれてしまい、遠方に位置する移動局が通信できないという問題が生じる。これが遠近問題と呼ばれる問題である。そして、遠近問題を解決するために移動局からの送信電力が適応的に制御される。

ＣＤＭＡ移動通信システムにおける送信電力制御では、一般に、オープンループ送信電力制御とクローズドループ送信電力制御の２つが組み合わせて用いられる。

オープンループ送信電力制御では、移動局は、まず、基地局より報知される基地局送信電力情報と移動局で受信された受信電力とより下りリンクの伝搬ロスを推定する。移動局は、次に、伝搬ロスの推定値に基づいて適切な上り送信電力を算出し、送信電力を算出された値に設定する。具体的には、上りと下りの伝搬ロスはほぼ等しいという仮定の元に、その伝搬ロスを見込んで基地局の受信電力が所定の値となるような送信電力を求める。通常、送信電力制御の初期段階ではオープンループ送信電力制御によって上り送信電力が決定される。

クローズドループ送信電力制御では、まず、基地局が通信チャネルの受信品質を測定する。基地局は、次に、通信チャネルの受信品質が所望の品質を満たすように移動局の送信電力を制御するＴＰＣ(Transmitter Power Control)ビットを決定し、そのＴＰＣビットを下りリンクの物理チャネルで移動局に送信する。次に、移動局は、基地局からのＴＰＣビットに従って上り送信電力を制御する。

より具体的には、基地局は、移動局からの信号の受信品質がが目標値より低ければ、ＴＰＣビットにより“ＵＰ”コマンドを送信する。それに対して、移動局からの信号の受信品質が目標値以上であれば、基地局は“ＤＯＷＮ”コマンドを送信する。移動局は、基地局から受信したＴＰＣビットが“ＵＰ”コマンドであれば送信電力を上げ、ＴＰＣビットが“ＤＯＷＮ”コマンドであれば送信電力を下げる。

この一連の制御動作により、各移動局から基地局への送信電力は基地局のアンテナ端で均一になるように制御される。

上述したように、移動局は基地局から受信したＴＰＣビットに従って送信電力を制御するが、ＴＰＣビットを誤って判定した場合には問題が生じる可能性がある。

ＴＰＣビットの誤判定により生じる問題の具体例を示す。

基地局は受信品質が目標値以上であれば、“ＤＯＷＮ”コマンドをＴＰＣビットとして送信する。しかし、ここで移動局がＴＰＣビットを誤って“ＵＰ”コマンドと認識してしまうと、送信電力を下げるべきところを逆に上げてしまう。基地局のアンテナ端では、ＴＰＣビットを誤って認識した移動局からの受信電力が他と比べて大きくなる。これにより、他の移動局からの信号は強い干渉を受けて受信品質が低下する。そのため、基地局は、他の移動局の受信品質を改善するために“ＵＰ”コマンドを他の移動局に送る。

他の移動局が一斉に“ＵＰ”コマンドに従って送信電力を上げるので、互いに干渉を増加させ合ってしまい、受信品質が改善されない。そのため、基地局の“ＵＰ”コマンドの送信が繰り返されることとなり、各移動局の送信電力が最大値に張り付いてしまう。それでも受信品質が目標値とならないので、最終的に基地局は移動局の通信を切断しなければならなくなる。

これに対して、移動局が“ＵＰ”コマンドを誤って“ＤＯＷＮ”コマンドと認識してしまうと、送信電力を上げるべきところを下げてしまう。この誤認識が連続して発生すると、基地局は受信品質が保てなくなり、通信を切断しなければならなくなる。

このようなＴＰＣビットの誤判定に起因する問題を解決するための方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１によれば、移動局において送信電力制御に基地局からの制御情報に加えて、受信品質の測定結果を用いる。移動局は、基地局からの信号の受信品質が設定されたレベル以下のとき、送信電力制御の周期を通常時よりも長くする。受信品質が低いときには、多数の制御情報に基づいて送信電力を制御することにより、誤った送信電力制御を低減しようとするものである。
特開２００３−１８８８１６号公報

特許文献１に示された送信電力制御方法は、制御に用いる制御情報の数を増やすことにより誤認識の可能性を低減するものなので、送信電力制御の精度を上げることはできるが、依然として同じ問題を生じる可能性があった。例えば、制御情報の誤認識により複数の移動局が連鎖的に送信電力を上げることにより送信電力が最大値に張り付き、最後には通信が切断されるという現象が発生する可能性があった。

本発明の目的は、移動局における受信品質が劣化しても適切な送信電力制御が可能な送信電力制御方法および移動局装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の移動局装置は、基地局への上り送信電力を制御する移動局装置であって、
前記基地局からの下り受信品質が所定レベル以上か否か判定する受信品質判定手段と、
前記基地局における上り受信品質が所定の目標値となるように上り送信電力の制御を指示するための、前記基地局からの制御情報が上り送信電力を上げる指示か、下げる指示か認識する制御情報判定手段と、
前記受信品質判定手段による判定で、前記基地局からの下り受信品質が前記所定レベル以上であれば、前記制御情報判定手段で得られた認識結果に従って上り送信電力を制御し、前記受信品質判定手段による判定で、前記基地局からの下り受信品質が前記所定レベルに満たなければ、前記制御情報判定手段で得られた前記認識結果が、下り伝搬ロスの推定に基づく送信電力制御の判定結果と一致するときのみ、前記認識結果に従って上り送信電力を制御し、一致しないときには上り送信電力を現状のまま維持する送信電力制御手段とを有している。

したがって、下り受信品質がよければ、制御情報にそのまま従って送信電力を制御し、受信品質がよくなければ、オープンループ送信電力制御と同様に下りリンクの伝搬ロスの推定に基づいて判定した送信電力制御の判定結果と制御情報の認識結果とが一致したときのみ制御情報に従って送信電力を制御し、一致しないときには送信電力を現状のまま維持するので、移動局の受信品質が低下して制御情報の誤認識が生じても、下りリンクの伝搬ロスの推定に基づく送信電力制御の判定と制御情報が一致せず、送信電力が上下されない。

また、前記受信品質判定手段は、前記基地局によって下り信号に付加されたエラー検出符号を用いたエラー検出処理でエラーが検出されたか否かで前記下り受信品質が前記所定レベル以上か否かを判定することとしてもよい。

また、前記送信電力制御手段は、前記基地局から報知された下り送信電力値と現在の下り受信電力とから前記下り伝搬ロスを推定し、上り伝搬ロスが前記下り伝搬ロスの推定値に等しいとして前記基地局での上り受信電力を所定値とするように前記上り送信電力値を算出し、現在の上り送信電力が、算出された前記上り送信電力値以上であれば送信電力を下げ、現在の上り送信電力が、算出された前記上り送信電力値より小さければ送信電力を上げるとの前記判定結果を出すこととしてもよい。

本発明によれば、下り受信品質がよければ、制御情報にそのまま従って送信電力を制御し、受信品質がよくなければ、オープンループ送信電力制御と同様に下りリンクの伝搬ロスの推定に基づいて判定した送信電力制御の判定結果と制御情報の認識結果とが一致したときのみ制御情報に従って送信電力を制御し、一致しないときには送信電力を現状のまま維持するので、移動局の受信品質が低下して制御情報の誤認識が生じても、下りリンクの伝搬ロスの推定に基づく送信電力制御の判定と制御情報が一致せず、送信電力が上下されないため、適切な送信電力制御が可能である。

本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態による携帯電話装置の構成例を示すブロック図である。図１を参照すると、携帯電話装置は、アンテナ１１、受信部１２、送信部１３、および制御部１４を有している。送信部１３は可変増幅器１５を有している。制御部１４は、ＴＰＣビット判定部１６、ＣＲＣ符号判定部１７、および送信電力制御部１８を有している。

受信部１２は、アンテナ１１を介して基地局（不図示）からの無線電波による信号を受信する。基地局からの信号には、ＴＰＣビットおよびＣＲＣ(Cyclic Redundancy Check)符号が含まれている。ＴＰＣビットは、基地局から携帯電話装置に対して送信電力の上げ、下げを指示するコマンドである。送信電力を上げるコマンドは“ＵＰ”コマンドであり、送信電力を下げるコマンドは“ＤＯＷＮ”コマンドである。ＣＲＣ符号は、受信側でエラー検出を行なうために送信側で信号に付加される符号の一例であり、トランスポートチャネルの信号に対して演算され、トランスポートチャネルに付加されている。基地局よりの信号からＴＰＣビットを検出すると、受信部１２は制御部１４のＴＰＣビット判定部１６に送る。また、受信部１２は、基地局から受信した、ＣＲＣ符号を含むトランスポートチャネルの信号を制御部１４のＣＲＣ符号判定部１７に送る。

送信部１３は、送信信号を可変増幅器１５で増幅し、アンテナ１１を介して無線電波により基地局に送る。可変増幅器１５の増幅利得は可変であり、制御部１４の送信電力制御部１８により制御される。

ＴＰＣビット判定部１６は、基地局からのＴＰＣビットが“ＵＰ”コマンドか“ＤＯＷＮ”コマンドかを判定し、判定結果を送信電力制御部１８に通知する。ＴＰＣビットは、クローズドループ送信電力制御により、基地局が携帯電話装置の送信電力を制御するための制御信号である。基地局は、送信電力を上げたいときＴＰＣビットとして“ＵＰ”コマンドを送り、送信電力を下げたいとき“ＤＯＷＮ”コマンドを送る。

ＣＲＣ符号判定部１７は、基地局から受信した信号およびそこに含まれたＣＲＣ符号からエラー検出処理を行なう。ＣＲＣ符号判定部１７は、エラー検出処理の判定結果として、エラーが検出されなければ“ＯＫ”を、エラーが検出されれば“ＮＧ”を送信電力制御部１８に通知する。エラー検出処理の判定結果が“ＯＫ”は受信品質が所望のレベル以上であることを示し、“ＮＧ”は受信品質が所望のレベルに達していないことを示す。

送信電力制御部１８は、ＴＰＣビット判定部１６から通知されたＴＰＣビットの判定結果と、ＣＲＣ符号判定部１７から通知されたエラー判定結果とに基づいて可変増幅器１５の増幅利得を選択することにより送信電力を制御する。

具体的には、エラー判定結果が“ＯＫ”であれば、次のエラー判定結果が通知されるまで、送信電力制御部１８は、ＴＰＣビットの判定結果に従って送信電力を制御する。これに対して、エラー判定結果が“ＮＧ”であれば、次のエラー判定結果が通知されるまで、送信電力制御部１８は、以下のように送信電力を制御する。

送信電力制御部１８は、まず、オープンループ送信電力制御と同様に、下りリンクの伝搬ロスの推定から適切な上り送信電力を算出する。すなわち、基地局より報知される基地局からの下り送信電力値と、受信部１２で受信された受信電力とから下りリンクの伝搬ロスを推定し、下りリンクと上りリンクの伝搬ロスがほぼ同じであるという仮定に基づき、伝搬ロスの推定値から基地局での受信電力が所定値となるような適切な送信電力の値を算出する。次に、送信電力制御部１８は、その算出された適切な送信電力の値と現在の送信電力を比較する。

下りリンクの伝搬ロスからは、現在の送信電力が算出により得られた値より小さければ、送信電力を上げるべきと判定することができる。また、現在の送信電力が算出により得られた値よりも大きければ送信電力を下げるべきと判定することができる。

そして、下りリンクの伝搬ロスからの判定とＴＰＣビットによるコマンドとが一致した場合にのみ、送信電力制御部１８はＴＰＣビットのコマンドに従って送信電力を制御する。下りリンクの伝搬ロスからの判定とＴＰＣビットによるコマンドとが一致しなかった場合には、送信電力制御部１８は現在の送信電力を維持する。

すなわち、送信電力制御部１８は、ＣＲＣ符号によるエラー判定結果で受信品質を判断し、受信品質がよいときには、ＴＰＣビットによるコマンドに従って送信電力を制御するが、受信品質が悪いときには、ＴＰＣビットに誤認識の可能性があるので、下りリンクの伝搬ロスの推定からの判定とＴＰＣビットのコマンドとが一致した場合にのみそれに従って送信電力を制御し、一致しない場合には安全のため、現状の送信電力を維持する。

図２は、送信電力制御部の制御動作を示すフローチャートである。ＣＲＣ符号判定部１７から送信電力制御部１８にＣＲＣ符号の判定結果が通知されると（ステップ１０１）、送信電力制御部１８は、ＣＲＣ符号の判定結果が“ＯＫ”か否か判断する（ステップ１０２）。ＣＲＣ符号の判定結果が“ＯＫ”であれば、次に、送信電力制御部１８は、ＴＰＣビットによるコマンドが“ＤＯＷＮ”コマンドか否か判断する（ステップ１０３）。

ＴＰＣビットのコマンドが“ＤＯＷＮ”コマンドであれば、送信電力制御部１８は送信電力を下げる（ステップ１０４）。一方、ＴＰＣビットのコマンドが“ＵＰ”コマンドであれば、送信電力制御部１８は送信電力を上げる（ステップ１０５）。

ステップ１０２の判断でＣＲＣ符号の判定結果が“ＮＧ”であれば、送信電力制御部１８は、次に、現在の送信電力が、下りリンクの伝搬ロスの推定より算出される送信電力値より大きいか否か判断する（ステップ１０６）。

現在の送信電力が、算出により得られた送信電力値より大きければ、送信電力制御部１８は、ＴＰＣビットのコマンドが“ＤＯＷＮ”コマンドか否か判断する（ステップ１０７）。ＴＰＣコマンドが“ＤＯＷＮ”コマンドであれば、送信電力制御部１８は送信電力を下げる（ステップ１０４）。一方、ＴＰＣコマンドが“ＵＰ”コマンドであれば、送信電力制御部１８は送信電力を現状のまま維持する（ステップ１０８）。

ステップ１０６の判断で、現在の送信電力が、算出により得られた送信電力値より大きくなければ、送信電力制御部１８は、ＴＰＣビットのコマンドが“ＤＯＷＮ”コマンドであるか否か判断する（ステップ１０９）。ＴＰＣコマンドが“ＤＯＷＮ”コマンドであれば、送信電力制御部１８は送信電力を現状のまま維持する（ステップ１０８）。一方、ＴＰＣコマンドが“ＵＰ”コマンドであれば、送信電力制御部１８は送信電力を上げる（ステップ１０５）。

以上説明したように、本実施形態によれば、ＴＰＣビット判定部１６が基地局からのＴＰＣビットによるコマンドを認識し、ＣＲＣ符号判定部１７がエラー検出処理によりＯＫ／ＮＧを判定し、送信電力制御部１８は、ＣＲＣ符号判定部１７による判定結果が“ＯＫ”であれば、ＴＰＣビットによるコマンドに従って送信電力を制御し、エラー検出処理の判定結果が“ＮＧ”であれば、下りリンクの伝搬ロスの推定値から算出される送信電力値と現在の送信電力との比較に基づく送信電力制御の判定結果とＴＰＣビットのコマンドが一致したときのみＴＰＣコマンドに従って送信電力を制御し、一致しないときには送信電力を現状のまま維持するので、携帯電話装置の受信品質が低下してＴＰＣコマンドの誤認識が生じても、下りリンクの伝搬ロスの推定値に基づく送信電力制御の判定とＴＰＣコマンドが一致しないため、送信電力が上下されず、適切な送信電力制御が可能である。そのため、例えば、携帯電話装置が連鎖的に送信電力を最大値まで上げて、通信が切断されるというような現象が生じない。

本発明の一実施形態による携帯電話装置の構成例を示すブロック図である。 送信電力制御部の制御動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１１ アンテナ
１２ 受信部
１３ 送信部
１４ 制御部
１５ 可変増幅器
１６ ＴＰＣビット判定部
１７ ＣＲＣ符号判定部
１８ 送信電力制御部
１０１〜１０９ ステップ

Claims (6)

1. 移動局から基地局への上り送信電力を制御するための送信電力制御方法であって、
   前記基地局において、前記移動局からの上り受信品質が所定の目標値となるように前記移動局の上り送信電力の制御を指示するための制御情報を前記移動局に送る第１のステップと、
   前記移動局において、前記基地局からの下り受信品質が所定レベル以上か否か判定する第２のステップと、
   前記基地局からの前記制御情報が上り送信電力を上げる指示か、下げる指示か認識する第３のステップと、
   前記第２のステップの判定で、前記基地局からの下り受信品質が前記所定レベル以上であれば、前記第３のステップで得られた認識結果に従って上り送信電力を制御する第４のステップと、
   前記第２のステップの判定で、前記基地局からの下り受信品質が前記所定レベルに満たなければ、前記第３のステップで得られた前記認識結果が、下り伝搬ロスの推定に基づく送信電力制御で送信電力を上げるべきか下げるべきかの判定結果と一致するときのみ、前記認識結果に従って上り送信電力を制御し、一致しないときには上り送信電力を現状のまま維持する第５のステップとを有する送信電力制御方法。
2. 前記第２のステップにおいて、前記基地局によって下り信号に付加されたエラー検出符号を用いたエラー検出処理でエラーが検出されたか否かで前記下り受信品質が前記所定レベル以上か否かを判定する、請求項１に記載の送信電力制御方法。
3. 前記第５のステップにおいて、前記基地局から報知された下り送信電力値と前記移動局での現在の下り受信電力とから前記下り伝搬ロスを推定し、上り伝搬ロスが前記下り伝播ロスの推定値に等しいとして前記基地局での上り受信電力を所定値とするように前記上り送信電力値を算出し、現在の上り送信電力が、算出された前記上り送信電力値以上であれば送信電力を下げ、前記現在の上り送信電力が、算出された前記上り送信電力値より小さければ送信電力を上げるとの前記判定結果を出す、請求項１または２に記載の送信電力制御方法。
4. 基地局への上り送信電力を制御する移動局装置であって、
   前記基地局からの下り受信品質が所定レベル以上か否か判定する受信品質判定手段と、
   前記基地局における上り受信品質が所定の目標値となるように上り送信電力の制御を指示するための、前記基地局からの制御情報が上り送信電力を上げる指示か、下げる指示か認識する制御情報判定手段と、
   前記受信品質判定手段による判定で、前記基地局からの下り受信品質が前記所定レベル以上であれば、前記制御情報判定手段で得られた認識結果に従って上り送信電力を制御し、前記受信品質判定手段による判定で、前記基地局からの下り受信品質が前記所定レベルに満たなければ、前記制御情報判定手段で得られた前記認識結果が、下り伝搬ロスの推定に基づく送信電力制御で送信電力を上げるべきか下げるべきかの判定結果と一致するときのみ、前記認識結果に従って上り送信電力を制御し、一致しないときには上り送信電力を現状のまま維持する送信電力制御手段とを有する移動局装置。
5. 前記受信品質判定手段は、前記基地局によって下り信号に付加されたエラー検出符号を用いたエラー検出処理でエラーが検出されたか否かで前記下り受信品質が前記所定レベル以上か否かを判定する、請求項４に記載の移動局装置。
6. 前記送信電力制御手段は、前記基地局から報知された下り送信電力値と現在の下り受信電力とから前記下り伝搬ロスを推定し、上り伝搬ロスが前記下り伝搬ロスの推定値に等しいとして前記基地局での上り受信電力を所定値とするように前記上り送信電力値を算出し、現在の上り送信電力が、算出された前記上り送信電力値以上であれば送信電力を下げ、現在の上り送信電力が、算出された前記上り送信電力値より小さければ送信電力を上げるとの前記判定結果を出す、請求項４または５に記載の移動局装置。
   

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