JPH0832513A - 送信電力制御方法および該制御方法を用いたスペクトル拡散通信装置 - Google Patents

送信電力制御方法および該制御方法を用いたスペクトル拡散通信装置

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JPH0832513A
JPH0832513A JP7793595A JP7793595A JPH0832513A JP H0832513 A JPH0832513 A JP H0832513A JP 7793595 A JP7793595 A JP 7793595A JP 7793595 A JP7793595 A JP 7793595A JP H0832513 A JPH0832513 A JP H0832513A
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transmission
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衛 佐和橋
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 基地局は、移動局から送信された信号を受信
し、逆拡散および復調処理の後、信号系列中から送信電
力制御ビットを抽出し(S25)、送信電力制御ビット
の指示に従い自局の送信電力を決定する(S27)。た
だし、同一の送信電力制御ビットが連続して受信された
場合には(S26:Yes)、予め設定されている同一
送信電力制御ビット連続受信回数に対応した送信電力の
制御量に従って、送信電力制御を行う(S28)。 【効果】 同一値の送信電力制御ビットを連続受信した
ときには、相手局の受信電力が大幅に変動した場合であ
るとみなし、同一の送信電力制御ビットの連続受信区間
では、予め設定されている連続受信回数に対応した送信
電力の制御量に従って送信電力制御を行い、連続受信時
間の経過に伴って送信電力の増減分を大きくすることに
より、通信路の急激な変動にも追従することが可能とな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、送信電力制御方法およ
び該制御方法を用いたスペクトル拡散通信装置に関する
ものである。
【0002】更に詳述すれば、本発明は、無線通信を行
うにあたり、特に、セルラーCDMA(Code Di
vision Multiple Access)方式
における送信電力を制御するのに好適な、送信電力制御
方法および該制御方法を用いたスペクトル拡散通信装置
に関するものである。
【0003】
【従来の技術】一般に知られているとおり、CDMA方
式においては、同一の周波数帯域を複数の通信者が共有
することから、他の通信者の信号が干渉信号となって自
分のチャネルの通信品質を劣化させることになる。ま
た、基地局の近くの移動局と遠くの移動局とが同時に通
信を行う場合には、基地局において、近くの移動局から
の送信信号は高電力で受信され、遠くの移動局からの送
信信号は低電力で受信される。
【0004】従って、遠くの移動局と基地局との通信
は、近くの移動局からの干渉を受けて回線品質が大きく
劣化するという問題、いわゆる遠近問題が生じる。この
遠近問題を解決する技術として、従来から送信電力制御
の検討が行われてきた。ここでいう送信電力制御とは、
受信局が受信する受信電力、または、その受信電力から
求められる希望波受信信号電力対干渉波電力比(SI
R:Signal−to−Interference
power Ratio)が、移動局の所在位置に拘ら
ず一定になるように送信電力を制御するもので、これに
よりサービスエリア内で均一の回線品質が得られる。特
に、上りチャネルに対しては、基地局受信端において、
各移動局からの送信信号の受信電力、または受信SIR
が一定となるように各移動局の送信電力制御を行う。
【0005】特に、他の通信者からの干渉信号を白色化
雑音とみなすCDMA方式では、他の通信者が多い場合
には、等価的に雑音電力が増えた場合に相当する。そし
て、このように雑音電力が増えた場合、同一セル内の加
入者容量は、所要回線品質を得ることができる受信SI
Rによって決定される。
【0006】一方、下りチャネルに関しては、自チャネ
ルの信号のみならず、他の通信者への送信信号、すなわ
ち、自チャネルへの干渉となる信号も同一の伝搬路を通
って、各移動局に到達するため、干渉波は自チャネルの
信号と同一の長区間変動,短区間変動,瞬時変動などの
変動をする。このため、受信SIRは常に一定となる。
従って、同一セルの干渉のみを扱う場合には、下りチャ
ネルの送信電力制御は必要ない。
【0007】しかし、干渉白色化のCDMA方式では、
隣接セルについても同一の周波数帯域を用いて通信を行
うために、他セルからの干渉も考慮しなければならな
い。他セルからの干渉電力は、セル内の干渉電力と等し
く、レイリーフェージングによる瞬時変動となるが、自
局希望波信号とは同一の変動とはならない。なお、米国
TIA(電気通信工業会)で標準化されたCDMAシス
テムでは、下り送信電力制御は基本的には行わず、基地
局にてフレーム誤り率を検出し、それが所定の基準値よ
りも大きくなると、相手の移動局に対する送信電力を上
げる方法を採用している。その理由は、大幅に送信電力
を制御すると、他セルへの干渉の増大につながるためで
ある。しかしながら、他セルの基地局からの送信信号
は、自分のチャネルに対して瞬時変動する干渉信号とな
り、この従来技術では、他セルからの瞬時変動に追従す
ることはできなかった。
【0008】瞬時変動に追従する従来の送信電力制御方
式としては、送信電力制御ビットを用いたクローズドル
ープ(閉ループ)による送信電力制御方式が知られてい
る。図1は、このクローズドループによる送信電力制御
方式の一例である。図1に示すように、基地局と、この
基地局のセル内にいる移動局とが通信する場合に、移動
局は、基地局からの希望波の受信電力を測定し、測定結
果に基づき基地局の送信電力を制御するための送信電力
制御ビットを決定する(S1〜S4)。移動局は、送信
信号の中にこの送信電力制御ビットを挿入し、基地局に
対して送信する。基地局は、移動局から送信された信号
を受信し、送信電力制御ビットを抽出し、送信電力制御
ビットの指示にしたがって、自局の送信電力を決定する
(S5,S6)。
【0009】同様に、基地局も、移動局からの希望波の
受信電力を測定し、測定結果に基づき、移動局の送信電
力を制御するための送信電力制御ビットを決定する(S
11〜S14)。基地局は、送信信号の中にこの送信電
力制御ビットを挿入し、移動局に対して送信する。移動
局は、基地局から送信された信号を受信し、送信電力制
御ビットを抽出し、送信電力制御ビットの指示にしたが
って、自局の送信電力を決定する(S15,S16)。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図1を参照して述べ
た、従来のクローズドループ送信電力制御方式による
と、レイリーフェージングによる瞬時変動を吸収するた
めに、送信電力制御ビットの挿入間隔をドップラー変動
の周期(=1/ドップラー周波数)よりも短くしなけれ
ばならない。例えば、2GHz帯の搬送波周波数で通信
する場合には、車速が60km/h〜70km/hのと
き、ドップラー周波数は200Hz程度となり、数ms
の周期で送信電力制御ビットをフレーム内に挿入しなけ
ればならない。
【0011】一方、フレーム効率(伝送効率)を考慮す
ると、1回の送信電力制御に用いることができる送信電
力制御ビット数は、1〜2ビットである。しかも、高精
度の送信電力制御を行うために、通常は、制御量を小さ
く設定していることから、急激な受信電力の変動に追従
することができない。特に、都市部では、高層ビル等の
建造物が多数存在し、移動伝搬路は、このような高層ビ
ルの影から急に見通しに出たり、また逆の場合もあり、
このような場合には、基地局の受信信号レベルは、30
dB以上もの大きな変化をすることになる。
【0012】前述のように、上り送信電力制御が正常に
動作している状態下では、各移動局からの送信信号の、
基地局での受信電力(または受信SIR)は一定とな
り、均一な受信品質が得られる。
【0013】しかしながら、ある移動局が、ビル影から
急に見通しの場所に移動した場合には、この移動局の送
信信号の基地局での受信電力が急増し、他の移動局から
送られる信号に対して大きな干渉となる。このような場
合に、制御量の小さい送信電力制御ビットで、送信電力
制御を行っても、送信電力を急激に下げることができ
ず、他の通信者に対して大きな干渉を与え、加入者容量
の劣化を引き起こすという問題がある。
【0014】よって、本発明の第1の目的は、上述の点
に鑑み、伝送効率を劣化させることなく、大幅な送信電
力制御を短時間で行い得るよう構成した送信電力制御方
法および該制御方法を用いたスペクトル拡散通信装置を
提供することにある。
【0015】また、本発明の第2の目的は、特に、セル
ラー移動通信においてCDMA方式を適用した場合に、
移動体がビル影から飛び出した場合など、受信電力また
は受信SIRが急激に変化した場合においても、急激な
通信路の変動に追従し、適正な電力で送信することを可
能にした、送信電力制御方法および該制御方法を用いた
スペクトル拡散通信装置を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、請求項1に記載の発明は、受信局から送信局へ順
次送られてくる送信電力制御ビットを用いて、送信局の
送信電力を制御する送信電力制御方法であって、送信電
力制御ビットの同一値の連続受信回数に応じて、予め定
められた送信電力制御量を前記送信局においてストアす
るステップと、前記受信局から送信局へ前記送信電力制
御ビットを順次送るステップと、前記送信局において、
前記受信局から送られてきた送信電力制御ビットの同一
値の連続受信回数を検出するステップと、前記送信局に
おいて、前記送信電力制御ビットの同一値の連続受信回
数に対応する送信電力制御量に応じて、前記送信電力を
コントロールするステップとを具備することを特徴とす
る。
【0017】請求項2に記載の発明は、請求項1におい
て、前記送信電力制御ビットを送るステップは、希望波
受信電力を検出するステップと、干渉波受信電力を検出
するステップと、前記希望波受信電力の前記干渉波受信
電力に対する比である受信SIRを算出するステップ
と、前記受信SIRが予め定めた基準SIRと一致する
ように、前記送信電力制御ビットを決定するステップと
を有することを特徴とする。
【0018】請求項3に記載の発明は、請求項1におい
て、前記送信電力制御ビットの値が送信電力減少を指示
する“0”のときには、前記送信電力制御量は、前記送
信電力制御ビットの同一値の連続受信回数に応じて予め
定められ、送信電力の増加を指示する“1”のときに
は、前記送信電力制御量は固定であることを特徴とす
る。
【0019】請求項4に記載の発明は、請求項3におい
て、前記送信電力制御ビットの“0”の連続受信回数が
2、3、4、および5以上のときの前記送信電力制御量
は、それぞれ、−1dB,−3dB,−4dB,−5d
Bであることを特徴とする。
【0020】請求項5に記載の発明は、受信局から送信
局へ順次送られてくる送信電力制御ビットを用いて、送
信局の送信電力を制御するスペクトル拡散通信装置であ
って、送信電力制御ビットの同一値の連続受信回数に応
じて、予め定められた送信電力制御量を前記送信局にお
いてストアする手段と、前記受信局から送信局へ前記送
信電力制御ビットを順次送る手段と、前記送信局におい
て、前記受信局から送られてきた送信電力制御ビットの
同一値の連続受信回数を検出する手段と、前記送信局に
おいて、前記送信電力制御ビットの同一値の連続受信回
数に対応する送信電力制御量に応じて、前記送信電力を
コントロールする手段とを具備することを特徴とする。
【0021】請求項6に記載の発明は、請求項5におい
て、前記送信電力制御ビットを送る手段は、希望波受信
電力を検出する手段と、干渉波受信電力を検出する手段
と、前記希望波受信電力の前記干渉波受信電力に対する
比である受信SIRを算出する手段と、前記受信SIR
が予め定めた基準SIRと一致するように、前記送信電
力制御ビットを決定する手段とを有することを特徴とす
る。
【0022】請求項7に記載の発明は、請求項5におい
て、前記送信電力制御ビットの値が送信電力減少を指示
する“0”のときには、前記送信電力制御量は、前記送
信電力制御ビットの同一値の連続受信回数に応じて予め
定められ、送信電力の増加を指示する“1”のときに
は、前記送信電力制御量は固定であることを特徴とす
る。
【0023】請求項8に記載の発明は、請求項7におい
て、前記送信電力制御ビットの“0”の連続受信回数が
2、3、4、および5以上のときの前記送信電力制御量
は、それぞれ、−1dB,−3dB,−4dB,−5d
Bであることを特徴とする。
【0024】
【作用】本発明によれば、同一値の送信電力制御ビット
を連続受信したときには、相手局の受信電力が大幅に変
動した場合であるとみなし、同一値の送信電力制御ビッ
トの連続受信区間では、予め設定されている連続受信回
数に対応した送信電力の制御量に従って送信電力制御を
行い、時間と共に送信電力の増減分を大きくすることに
より、通信路の急激な変動にも追従することが可能であ
る。
【0025】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0026】図2は、本発明の動作原理および制御手順
をフローチャートの形態で示した説明図である。
【0027】図2を参照して、まず、下りチャンネルの
送信電力制御について述べる。基地局と、基地局のセル
内にいる移動局とが通信する場合に、移動局は、受信S
IRを測定し、測定結果と予め設定されているしきい値
(目標SIR)とを比較する(S21〜S23)。測定
結果がしきい値よりも大きい場合には、基地局の送信電
力を下げるように指示する送信電力制御ビットを、逆
に、測定結果がしきい値よりも小さい場合には、基地局
の送信電力を上げるように指示する送信電力制御ビット
を、上りフレームの情報信号中に挿入し、基地局に対し
て送信する(S24)。
【0028】基地局は、移動局から送信された信号を受
信し、逆拡散および復調処理の後、信号系列中から送信
電力制御ビットを抽出し(S25)、送信電力制御ビッ
トの指示に従い送信電力を決定する(S27,表1参
照)。ただし、同一値の送信電力制御ビットが連続して
受信された場合には(S26:Yes)、予め設定され
ている同一送信電力制御ビット連続受信回数に対応し
た、送信電力の制御量(表2参照)に従って、送信電力
制御を行う(S28)。
【0029】
【表1】
【0030】
【表2】
【0031】同様に、上りチャネルの送信電力制御につ
いて述べると、基地局は、受信SIRを測定し、この測
定結果に基づき、移動局の送信電力を制御するための送
信電力制御ビットを決定する(S31〜S34)。そし
て、基地局は、送信信号の中に送信電力制御ビットを挿
入し、移動局に対して送信する。移動局は、基地局から
送信された信号を受信し、逆拡散および復調処理の後、
信号系列の中から送信電力制御ビットを抽出し(S3
5)、送信電力制御ビットの指示に従い、送信電力を決
定する(S37,表1参照)。ただし、同一値の送信電
力制御ビットが連続して受信された場合には、予め設定
されている同一送信電力制御ビット連続受信回数に対応
した送信電力の制御量(表2参照)に従って、送信電力
制御を行う。
【0032】本実施例においては、送信電力制御ビット
が1ビットであって、通常の送信電力制御量が、表1に
従って行われるものとする。ただし、同一値の送信電力
制御ビットを連続して受信した時には、送信電力制御量
が表2に示すように変更される。
【0033】従って、図3の最上部に示すような送信電
力制御ビット列を受信した場合には、送信電力制御は、
図3に示すように行われる。この場合、送信電力制御ビ
ット“1”が連続したとしても、通常通りの送信電力制
御が行われる。また、送信電力制御ビット列の後半部分
で、“0”が6連続した場合には、3連続時に−3d
B、4連続時に−4dB、5連続時に−5dB、6連続
時に−5dBの送信電力制御を行うことにより、短時間
に送信電力を大幅に小さくすることが可能である。
【0034】従って、ビル影から見通しに移動体が飛び
出し、急激に受信電力が増大した場合にも、6送信電力
制御周期内に送信電力を19dB減少させることが可能
であり、急激な通信路の変動にも追従可能である。
【0035】図4は、本発明によるスペクトル拡散通信
装置の一実施例のブロック構成図である。本図におい
て、10はアンテナ、11は送受分離部、12は受信無
線部、13は逆拡散部、14は復調部、15は送信電力
制御ビット抽出部、16は送信電力制御部、16Aは連
続回数カウンタ、17は希望波受信電力検出部、18は
干渉波受信電力検出部、19はSIR算出部、20は送
信電力制御ビット決定部、21は信号発生部、22は変
調部、23は拡散部、24は送信無線部を示している。
【0036】次に、図4に示した本装置が、移動局であ
る場合の動作について述べる。基地局から送信されたス
ペクトル拡散信号は、アンテナ10で受信される。受信
信号は送受分離部11を経由し、受信無線部12に入力
される。受信無線部12において、受信信号は、帯域通
過フィルタ(BPF:図示せず)を通過し、帯域外成分
を除去した後、増幅器(図示せず)で増幅された後、局
部発振器(図示せず)発生の局部信号により中間周波数
(IF帯)に周波数変換される。IF帯に周波数変換さ
れた受信信号は、BPF(図示せず)通過後、自動利得
制御回路(AGC:図示せず)により適正な信号レベル
に補正された後、準同期検波されベースバンドに周波数
変換される。ベースバンドに周波数変換された受信信号
は、低域通過フィルタ(LPF:図示せず)通過後、ア
ナログ−ディジタル変換(A/D変換)され、ディジタ
ル信号となり出力される。
【0037】受信無線部12から出力された受信ディジ
タル信号は、逆拡散部13において拡散を取り除かれ、
狭帯域の変調信号として出力される。逆拡散部13から
出力された信号は、復調部14において復調される。送
信電力制御ビット抽出部15においては、復調信号から
送信電力制御ビットを抽出する。送信電力制御部16
は、連続回数カウンタ16Aを備えており、抽出された
送信電力制御ビットが連続して同一値だった場合には、
連続回数を表わすカウント値をカウントアップし、送信
電力制御ビットとその連続回数を検出する。さらに、こ
の送信電力制御部16においては、送信電力制御ビット
と連続回数に対応した、送信電力制御量を決定し(表2
参照)、制御情報を送信無線部24に出力する。なお、
表1および表2に示した制御テーブルは、ROM(図示
せず)の形態で送信電力制御部16内に収納されてい
る。
【0038】一方、逆拡散部13内の、希望波受信電力
検出部17と干渉波受信電力検出部18において、希望
波受信電力および干渉波受信電力がそれぞれ検出され
る。検出された希望波受信電力および干渉波受信電力か
ら、SIR算出部19において、受信SIRが求められ
る。送信電力制御ビット決定部20は、受信SIRと、
予め設定されている目標SIRとを比較する。受信SI
Rが目標SIRよりも小さい場合には、相手局の送信電
力の増加を指示する制御ビットを、他方、受信SIRが
目標SIRよりも大きい場合には、相手局の送信電力の
減少を指示する制御ビットを発生し、信号発生部21に
出力する。
【0039】信号発生部21は、送信電力制御ビット決
定部20から送られた送信電力制御ビットを含めた送信
フレームを構成し、変調部22に出力する。送信信号
は、変調部22で変調、拡散部23で拡散された後、送
信無線部24に出力される。送信無線部24においてR
F帯に周波数変換された送信信号は、送信電力制御部1
6から出力される制御情報に基づいた送信電力で送信さ
れる。
【0040】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
同一値の送信電力制御ビットを連続受信したときには、
相手局の受信電力が大幅に変動した場合であるとみな
し、同一値の送信電力制御ビットの連続受信区間では、
予め設定されている連続受信回数に対応した送信電力の
制御量に従って送信電力制御を行い、連続受信時間の経
過に伴って、送信電力の増減分を大きくすることによ
り、通信路の急激な変動にも追従することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の送信電力制御法の原理を示すフローチャ
ートである。
【図2】本発明による送信電力制御の原理を示すフロー
チャートである。
【図3】同一値の送信電力制御ビットの、連続受信時の
送信電力制御量の一例を示す図である。
【図4】本発明によるスペクトル拡散通信装置の一実施
例を示すブロック図である。
【符号の説明】
10 アンテナ 11 送受分離部 12 受信無線部 13 逆拡散部 14 復調部 15 送信電力制御ビット抽出部 16 送信電力制御部 16A 連続回数カウンタ 17 希望波受信電力検出部 18 干渉波受信電力検出部 19 SIR算出部 20 送信電力制御ビット決定部 21 信号発生部 22 変調部 23 拡散部 24 送信無線部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 受信局から送信局へ順次送られてくる送
    信電力制御ビットを用いて、送信局の送信電力を制御す
    る送信電力制御方法であって、 送信電力制御ビットの同一値の連続受信回数に応じて、
    予め定められた送信電力制御量を前記送信局においてス
    トアするステップと、 前記受信局から送信局へ前記送信電力制御ビットを順次
    送るステップと、 前記送信局において、前記受信局から送られてきた送信
    電力制御ビットの同一値の連続受信回数を検出するステ
    ップと、 前記送信局において、前記送信電力制御ビットの同一値
    の連続受信回数に対応する送信電力制御量に応じて、前
    記送信電力をコントロールするステップとを具備するこ
    とを特徴とする送信電力制御方法。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記送信電力制御ビ
    ットを送るステップは、 希望波受信電力を検出するステップと、 干渉波受信電力を検出するステップと、 前記希望波受信電力の前記干渉波受信電力に対する比で
    ある受信SIRを算出するステップと、 前記受信SIRが予め定めた基準SIRと一致するよう
    に、前記送信電力制御ビットを決定するステップとを有
    することを特徴とする送信電力制御方法。
  3. 【請求項3】 請求項1において、前記送信電力制御ビ
    ットの値が送信電力減少を指示する“0”のときには、
    前記送信電力制御量は、前記送信電力制御ビットの同一
    値の連続受信回数に応じて予め定められ、送信電力の増
    加を指示する“1”のときには、前記送信電力制御量は
    固定であることを特徴とする送信電力制御方法。
  4. 【請求項4】 請求項3において、前記送信電力制御ビ
    ットの“0”の連続受信回数が2、3、4、および5以
    上のときの前記送信電力制御量は、それぞれ、−1d
    B,−3dB,−4dB,−5dBであることを特徴と
    する送信電力制御方法。
  5. 【請求項5】 受信局から送信局へ順次送られてくる送
    信電力制御ビットを用いて、送信局の送信電力を制御す
    るスペクトル拡散通信装置であって、 送信電力制御ビットの同一値の連続受信回数に応じて、
    予め定められた送信電力制御量を前記送信局においてス
    トアする手段と、 前記受信局から送信局へ前記送信電力制御ビットを順次
    送る手段と、 前記送信局において、前記受信局から送られてきた送信
    電力制御ビットの同一値の連続受信回数を検出する手段
    と、 前記送信局において、前記送信電力制御ビットの同一値
    の連続受信回数に対応する送信電力制御量に応じて、前
    記送信電力をコントロールする手段とを具備することを
    特徴とするスペクトル拡散通信装置。
  6. 【請求項6】 請求項5において、前記送信電力制御ビ
    ットを送る手段は、 希望波受信電力を検出する手段と、 干渉波受信電力を検出する手段と、 前記希望波受信電力の前記干渉波受信電力に対する比で
    ある受信SIRを算出する手段と、 前記受信SIRが予め定めた基準SIRと一致するよう
    に、前記送信電力制御ビットを決定する手段とを有する
    ことを特徴とするスペクトル拡散通信装置。
  7. 【請求項7】 請求項5において、前記送信電力制御ビ
    ットの値が送信電力減少を指示する“0”のときには、
    前記送信電力制御量は、前記送信電力制御ビットの同一
    値の連続受信回数に応じて予め定められ、送信電力の増
    加を指示する“1”のときには、前記送信電力制御量は
    固定であることを特徴とするスペクトル拡散通信装置。
  8. 【請求項8】 請求項7において、前記送信電力制御ビ
    ットの“0”の連続受信回数が2、3、4、および5以
    上のときの前記送信電力制御量は、それぞれ、−1d
    B,−3dB,−4dB,−5dBであることを特徴と
    するスペクトル拡散通信装置。
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