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JP3397677B2 - 送信電力制御装置及び無線通信装置 - Google Patents
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JP3397677B2 - 送信電力制御装置及び無線通信装置 - Google Patents

送信電力制御装置及び無線通信装置

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JP3397677B2
JP3397677B2 JP04442998A JP4442998A JP3397677B2 JP 3397677 B2 JP3397677 B2 JP 3397677B2 JP 04442998 A JP04442998 A JP 04442998A JP 4442998 A JP4442998 A JP 4442998A JP 3397677 B2 JP3397677 B2 JP 3397677B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルセルラ
移動体通信などに用いられる送信電力制御装置及び無線
通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】多元アクセス方式とは、同一の帯域で複
数の局が同時に通信を行う際の回線接続方式のことであ
る。例えば、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Ac
cess）とは、符号分割多元接続のことであり、情報信号
のスペクトルを、本来の情報帯域幅に比べて十分に広い
帯域に拡散して伝送するスペクトル拡散通信によって多
元接続を行う技術である。この技術は、スペクトル拡散
多元接続(ＳＳＭＡ)という場合もある。このＣＤＭＡ方
式においては、拡散において拡散系列符号をそのまま情
報信号に乗じる直接拡散方式が主流である。
【０００３】直接拡散ＣＤＭＡ方式では、複数の通信が
同一の周波数を共有するため、受信端での干渉波（他局
の通信波）と希望波との強さを同一にする問題（遠近問
題）があり、この克服がＣＤＭＡシステム実現の前提に
なる。遠近問題は、異なる位置にいる多数局からの電波
を同時に受信する基地局受信で厳しくなり、このため移
動局側では各伝送路の状態に応じた送信電力制御が必須
となっている。
【０００４】送信電力制御の方法としては、移動局の受
信レベルに基づいて行うオープンループ制御と、基地局
での受信レベル情報を基地局から移動局に制御信号とし
てフィードバックして行うクローズドループ制御があ
る。
【０００５】オープンループ制御における送信タイミン
グｉ（ｉ=０，１，…）での移動局送信電力Ｔiは、基地
局の送信電力ＰBS及び基地局受信レベルのターゲット値
であるＲtgを用いて、式（１）のように表される。な
お、式（１）中、Ｒiは希望波受信電力を示す。
【数１】
【０００６】同一の無線周波数を送信／受信に時間分割
して通信を行うＴＤＤ（Time Division Duplex）方式
をＣＤＭＡに適用したＣＤＭＡ／ＴＤＤ方式では、送受
信間の伝搬路特性の相関性が高いことを利用して、オー
プンループ制御によりダイナミックかつ高精度な送信電
力制御を比較的容易に実現できることが知られている。
【０００７】図１４は、従来のＣＤＭＡ伝送においてオ
ープンループ制御を行う送信電力制御装置１の構成を示
すブロック図である。この装置においては、相関器出力
を用いて受信電力計算回路１１において希望波の受信電
力の計算が行われる。ここで、受信系にＡＧＣ回路など
が備えられており、相関演算以前に受信信号のレベル調
整をしている構成の場合は、受信電力計算回路１１にお
いては、相関器出力だけでなく上記調整値（ＡＧＣゲイ
ン）も用いて正しい受信電力を計算する。
【０００８】相関器出力は復調回路１２に入力され、受
信信号に含まれる送信電力制御用の制御信号が復調さ
れ、送信電力計算回路１３に送られる。送信電力計算回
路１３では、受信電力（式（１）のＲi）、通信相手
（例えば基地局）の送信電力（式（１）のＰBS）、及び
通信相手の希望受信レベル（式（１）のＲtg）に基づい
て送信電力設定値（式（１）のＴi）を求めて出力す
る。
【０００９】一方、クローズドループ送信電力制御にお
ける送信電力Ｔiは、１つ前の制御周期における送信電
力Ｔi-1及び制御信号Ｕiを用いて式（２）のように表さ
れる。
【数２】
【００１０】なお、式（２）におけるＵiは、正確には
制御信号によって制御される電力変化量を意味し、一般
には送信電力を上げる／下げるの命令である制御信号に
対応して、予め設定された電力変化量（以後、制御ステ
ップという）分だけ送信電力を上げる／下げる値を示
す。以後の説明においても、上記値を意味するものとす
る。
【００１１】図１５は、通信方式としてＴＤＤ方式で伝
送している通信システムにおける移動局（ＭＳ）の送受
信区間、その周期（ＴＤＤ周期）、その時の下り回線に
おけるＭＳ受信パワＲ、受信信号に含まれる制御信号
（上り用ＴＰＣ）Ｕ、及びＭＳ送信パワＴのタイミング
の１例を示す図である。
【００１２】図１５において、ＴＤＤ周期ｉにおけるＭ
Ｓの送信パワＴ i について、オープンループ制御では、
直前の受信区間における平均受信電力Ｒi、並びに既知
である基地局送信電力ＰBS及び基地局希望受信レベルＲ
tgに基づいて、式（１）により求められ、クローズドル
ープ制御では、受信された制御信号Ｕiを用いて式
（２）により求められる。このように、上記送信電力制
御装置を移動局に用いたＣＤＭＡ／ＴＤＤ伝送システム
においては、全移動局の基地局受信電力が常に一定レベ
ルになるように制御されることになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の送信電力制御装置においては、式（１）から明らか
なように、オープンループ制御では、受信電力Ｒiから
送信電力Ｔiを求めるためには基地局送信電力ＰBS及び
基地局希望受信レベルＲtgが既知である必要があるとい
う問題がある。また、下り回線で送信電力制御を行うこ
とが困難であるという問題もある。
【００１４】一方、クローズドループ送信電力制御にお
いては、フェージングに追従する高精度な送信電力制御
を実現するために、基地局から移動局に伝送する制御信
号の伝送速度が高くなり、周波数利用効率が低下すると
いう問題点がある。
【００１５】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、ＣＤＭＡ無線システムにおける送信電力制御装置
において、上記ＲtgやＰBSなどの通信相手側の情報を必
要とすることなくオープンループ制御の特長であるダイ
ナミックな送信電力制御を可能にでき、反対回線におい
ても同程度の制御速度を持った送信電力制御が実現でき
る送信電力制御装置及び無線通信装置を提供すること目
的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は以下の手段を講じた。請求項１記載の送信
電力制御装置に関する発明は、受信信号を復調して制御
信号を得る復調手段と、前回の受信信号から求められた
前回の希望波受信電力を記憶する第１の記憶手段と、前
回の送信電力を記憶する第２の記憶手段と、前記制御信
号、前記前回の希望波受信電力、今回の希望波受信電
力、および前記前回の送信電力に基づいて今回の送信電
力を決定する決定手段と、を有する送信電力制御装置で
あって、前記決定手段は、前記前回の送信電力、前記前
回の希望波受信電力と前記今回の希望波受信電力との
差、および前記制御信号に応じた制御量を加算した値を
今回の送信電力として決定する構成を採る。
【００１７】請求項８記載の送信電力制御方法に関する
発明は、受信信号を復調して制御信号を得る復調工程
と、前記制御信号、記憶された前回の希望波受信電力、
今回の希望波受信電力、および記憶された前回の送信電
力に基づいて今回の送信電力を決定する決定工程と、を
有する送信電力制御方法であって、前記決定工程は、前
記前回の送信電力、前記前回の希望波受信電力と前記今
回の希望波受信電力との差、および前記制御信号に応じ
た制御量を加算した値を今回の送信電力として決定する
構成を採る。
【００１８】これらの構成によれば、通信相手側の情報
を必要とすることなくオープンループ制御の特長である
ダイナミックな送信電力制御を可能にでき、また、クロ
ーズドループ制御による補正の際においても制御信号の
累積値の記憶などを不要にすることができる。
【００１９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の送
信電力制御装置において、前記決定手段によって決定さ
れた今回の送信電力を送信電力制御ステップ幅に対応し
て量子化する量子化手段、をさらに具備する構成を採
る。
【００２０】
【００２１】この構成によれば、送信電力制御の計算回
路における制御ステップを小さく設定した場合において
も、実際の通信装置における無線部の送信電力制御部の
ステップ幅を前記制御ステップよりも大きくすることが
できるため、高精度かつ小さなステップ幅を有するアッ
テネータが不要になり、無線部の構成が簡素化され実現
を容易にすることができる。
【００２２】請求項３記載の発明は、請求項１記載の送
信電力制御装置において、前記決定手段は、前記前回の
希望波受信電力と前記今回の希望波受信電力との差に対
して、前記制御信号に応じた制御量を相対的に小さくす
る構成を採る。
【００２３】
【００２４】この構成によれば、制御信号の受信エラー
により送信電力制御を誤った場合の補正誤りを小さく
し、またオープンループ制御によるフェージング変動の
補正制御と、クローズドループ制御によるSIR制御及び
制御誤差などの補正とに役割を分担して高精度な制御を
行うことができる。
【００２５】請求項４記載の発明は、請求項１記載の送
信電力制御装置において、前記決定手段は、決定した今
回の送信電力が所定の許容値以上である場合は、前記許
容値を今回の送信電力として決定する構成を採る。
【００２６】
【００２７】この構成によれば、送信電力制御を誤った
場合の影響を小さくすることができる。特に、早いフェ
ージング変動の補正の際に、オープンループ制御の制御
誤りによって、過度の電力で送信し他局へ大きな干渉を
与えることを防止することができる。
【００２８】請求項５記載の発明は、請求項１記載の送
信電力制御装置において、前記決定手段は、通信相手局
における送信電力制御のために前回送信された制御信号
に応じた制御量をさらに加算した値を今回の送信電力と
して決定する構成を採る。請求項９記載の発明は、請求
項８記載の送信電力制御方法において、前記決定工程
は、通信相手局における送信電力制御のために前回送信
された制御信号に応じた制御量をさらに加算した値を今
回の送信電力として決定する構成を採る。
【００２９】これらの構成によれば、反対回線において
も同程度の制御速度を持った送信電力制御を導入するこ
とができる。
【００３０】請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の
送信電力制御装置は、請求項６記載の発明のように移動
局装置に適用することができ、請求項７記載の発明のよ
うに基地局装置に適用することができる。
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【発明の実施の形態】本発明者らは、送信電力制御装置
において、受信パワの情報は、上り下りの交信で相手方
から伝えられる必要がないことに着目し、一つ前の交信
の受信パワを記憶しておき、その情報を用いて実際の交
信の受信パワとの差から送信電力を算出することによ
り、受信基地局送信電力ＰBS及び基地局希望受信レベル
Ｒtgを用いることなく正確に送信電力を制御することが
できることを見出し、本発明をするに至った。
【００４４】すなわち、本発明の骨子は、送信側に備え
られる送信電力制御装置において、受信信号から希望波
受信電力を計算する手段と、受信電力を記憶する手段
と、過去の送信電力を記憶する手段と、受信信号に含ま
れる制御信号を復調する手段と、上記送信電力設定値を
決定する手段とを有し、過去の送信電力、希望波受信電
力及び制御信号を用いて、送信電力設定値を決定するこ
とである。
【００４５】また、上記送信電力制御装置において、上
記手段に加えて、反対側回線において行われる送信電力
制御用に送信される制御信号を記憶する手段を有し、こ
の制御信号も用いて送信電力設定値を決定することであ
る。
【００４６】また、受信側に備えられる送信電力制御用
測定装置において、受信信号から希望波受信電力又はＳ
ＩＲを計算する手段と、目標値と比較する手段と、制御
信号を出力する手段とを有し、送信電力制御によって伝
送された受信信号から希望波の平均受信電力又はＳＩＲ
などの測定を行い、目標値との誤差を検出し、その結果
に基づいて制御信号を送出することである。
【００４７】ここで、上り回線においてオープンループ
送信電力制御を行うと同時に、下り回線においてもクロ
ーズドループ送信電力制御を行う（基地局送信電力ＰBS
を変化させる）ことを考えると、下り回線の制御速度
（周期及び制御量）が、上り回線を補正する制御信号Ｕ
iの制御速度に対して十分に緩やかである（制御周期が
長い又は制御量が小さい）ことが必要になる。
【００４８】これは、ＰBSの変化により生じる基地局受
信電力の誤差をＵiにより補正する際に、ＰBSの高速制
御を行うと、基地局から移動局に伝送する制御信号Ｕi
の伝送速度が高くなり、周波数利用効率が低下するとい
う問題が生じるためである。
【００４９】なお、下り回線の送信電力制御は、上り回
線のような遠近問題への対策よりも、システム内の各移
動局の通信品質を一定に保つことを目的として行われる
ことが多く、移動局での受信レベル又は受信ＳＩＲ情報
に基づいて移動局から基地局に制御信号をフィードバッ
クして行うクローズドループ制御が一般的である。よっ
て、上り回線においてオープンループ送信電力制御を行
う場合には、下り回線においては上り回線と同程度の制
御速度を持った送信電力制御を導入することは困難であ
る。
【００５０】また、オープンループ送信電力制御装置に
おいては、移動局の制御誤差に伴って基地局受信電力が
各移動局ごとにばらついてしまうという問題点がある。
原因として、ＡＧＣ回路による受信電力測定や、ＰＡ回
路による設定値に対する実際の送信電力などが、温度特
性によって誤差を持つことなどが挙げられる。また、ク
ローズドループ制御のように、移動局の送信電力をトラ
ヒック変動に応じて必要最小限の値に適応的に制御する
ことが不可能である。
【００５１】このため、本発明者らは、クローズドルー
プ制御を組み合わせる際に、式（３）のように周期的に
受信される制御信号Ｕiを用いて補正する方法を考案し
た。なお、この内容もここに含めておく。
【数３】
【００５２】これにより、クローズドループ制御のよう
にトラヒック変動に応じて移動局の送信電力を適応的に
制御することも可能になる。
【００５３】すなわち、本発明者らは、上述した課題を
解決すると共に、上り回線においてオープンループ送信
電力制御を行うと同時に、下り回線においてもクローズ
ドループ送信電力制御を行う際に考えられる問題をも解
決した。
【００５４】以下、本発明の実施の形態について、添付
図面を参照して詳細に説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の実施形態１に係る送
信電力制御装置の構成を示すブロック図である。送信電
力制御装置１００は、希望波の受信電力を計算する受信
電力計算回路１０１と、計算された受信電力を記憶する
受信電力記憶回路１０２と、相関器出力を復調する復調
回路１０３と、記憶した受信電力と送信された制御信号
とにより送信電力を計算する送信電力計算回路１０４
と、計算された送信電力を記憶する送信電力記憶回路１
０５とを含む。
【００５５】上記構成を有する送信電力制御装置１００
においては、相関器出力を用いて受信電力計算回路１０
１において希望波の受信電力の計算が行われ、計算され
た受信電力が受信電力記憶回路１０２に記憶される。な
お、受信系にＡＧＣ回路などが備えられており、相関演
算以前に受信信号のレベル調整をしている構成の場合
は、受信電力計算回路１０１においては、相関器出力だ
けでなく上記調整値（ＡＧＣゲイン）も用いて正しい受
信電力を計算することになる。
【００５６】また、相関器出力は、復調回路１０３に入
力され、そこで制御信号が復調される。送信電力計算回
路１０４では、送信電力記憶回路１０５に記憶された過
去の送信電力と、受信電力記憶回路１０１に記憶された
希望波受信電力と、制御信号とを用いて、送信電力を計
算し、送信電力設定値を出力する。
【００５７】例えば、送信電力Ｔiは式（４）により計
算される。式（４）は、式（３）の周期ｉにおける送信
電力Ｔiと周期ｉ−１における送信電力Ｔi-1（式
（３）’）の差分（３）−（３）’より求めることがで
きる。式（４）において（Ｒi-1−Ｒi）は制御周期間に
おける受信電力変動を示し、伝搬路の状態の変化（主に
フェージング変動）を意味する。
【数４】
【００５８】通信方式としてＴＤＤ方式で伝送している
通信システムにおける移動局（ＭＳ）の送受信区間とそ
の周期（ＴＤＤ周期）と、その時の下り回線におけるＭ
Ｓ受信パワＲ、受信信号に含まれる制御信号（上り用Ｔ
ＰＣ）Ｕ及びＭＳ送信パワＴのタイミングの１例は、従
来例で示した図１５と同一である。図１５において、直
前のＴＤＤ周期ｉ−１における送信電力Ｔi-1及び平均
受信電力Ｒi-1、直前の平均受信電力Ｒi、並びに直前に
受信された制御信号Ｕiに基づいて、式（４）よりＴＤ
Ｄ周期ｉにおけるＭＳの送信電力Ｔiが求まる。
【００５９】以上のように本実施の形態によれば、通信
相手側の情報を必要とすることなくオープンループ制御
の特長であるダイナミックな送信電力制御を可能にでき
る。また、本実施の形態によれば、クローズドループ制
御による補正の際に、制御信号の累積値の記憶を不要に
することもできる。
【００６０】（実施の形態２） 図２は、本発明に係る送信電力制御装置を備えた無線通
信装置の構成を示すブロック図である。この無線通信装
置は、図１に示す送信電力制御装置に制御信号記憶回路
２０７を追加した送信電力制御装置２００と、相関器出
力を受け、送信電力制御のために測定を行い、その結果
を制御信号記憶回路２０７に制御信号として送る送信電
力制御用測定回路２０６と、を備える。
【００６１】上記構成を有する無線通信装置において
は、相関器出力を用いて受信電力計算回路２０１におい
て希望波受信電力の計算が行われ、その結果が受信電力
記憶回路２０２に記憶される。なお、受信系にＡＧＣ回
路などが備えられ、相関演算以前に受信信号のレベル調
整をしている構成の場合は、受信電力計算回路２０１に
おいては、相関器出力だけでなく上記調整値（ＡＧＣゲ
イン）も用いて正しい受信電力を計算することになる。
【００６２】また、相関器出力は復調回路２０３に入力
され、そこで制御信号が復調される。ここで、反対側回
線においても、送信電力制御が行われ、かつクローズド
ループ制御が適用されている場合、相関器出力は送信電
力制御用測定回路２０６に入力され、受信電力やＳＩＲ
などの測定が行われ、その結果を基に制御信号が出力さ
れる。本実施の形態では、その制御信号が制御信号記憶
回路２０７に記憶される。送信電力計算回路２０４で
は、送信電力記憶回路２０５に記憶された過去の送信電
力と、受信電力記憶回路２０２に記憶された希望波受信
電力と、受信信号に含まれる制御信号及び送信信号に含
まれる制御信号とを用いて、送信電力を計算し、送信電
力設定値を出力する。
【００６３】通信方式としてＴＤＤ方式で伝送している
通信システムにおける移動局（ＭＳ）の送受信区間、そ
の周期（ＴＤＤ周期）、その時の下り回線におけるＭＳ
受信パワＲ、受信信号に含まれる制御信号（上り用ＴＰ
Ｃ）Ｕ、ＭＳで行うＳＩＲ測定区間、その結果に基づい
て決定され送信される制御信号（下り用ＴＰＣ）Ｄ、並
びにＭＳ送信パワＴのタイミングの１例を図３に示す。
【００６４】図３において、下り回線には、上り回線と
同一の制御周期を持ったクローズドループ制御による送
信電力制御が適用されていることが分かる。また、送信
電力Ｔiの計算例を式（５）に示す。
【００６５】図３において、直前のＴＤＤ周期i-1にお
ける送信電力Ｔi-1と、平均受信電力Ｒi-1と、下り用Ｔ
ＰＣ信号Ｄi-1と、ＴＤＤ周期ｉにおける直前の平均受
信電力Ｒiと、上り用ＴＰＣ信号Ｕiに基づいて、式
（５）よりＴＤＤ周期ｉにおけるＭＳの送信電力Ｔiが
求まる。式（５）は、１つ前の周期ｉ−１において相手
側の送信電力制御装置に対して要求した制御信号Ｄi-1
を記憶しておき、その命令によって相手側の送信電力が
変化した分を補正できるようにしたものである。なお、
上記例では、制御信号を受信してから実行されるまでの
遅延はなく、次の送信区間で直ちに実行されるものとし
ている。
【数５】
【００６６】以上のように本実施の形態によれば、反対
回線においても同程度の制御速度を持った送信電力制御
を導入しても、高精度な送信電力制御を行うことができ
る。
【００６７】（実施の形態３）図４は、本発明に係る送
信電力制御装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロ
ック図である。図４に示す無線通信装置は、図２に示す
無線通信装置に送信電力量子化回路４０５を追加し、無
線部の送信電力制御ステップに対応した量子化を行った
上で送信電力設定値を決定するようにしたものである。
【００６８】この構成を有する無線通信装置において、
送信電力制御装置４００の送信電力計算回路４０４によ
り送信電力が計算されるまでの動作は、実施の形態２と
同一の動作である。すなわち、相関器出力を用いて受信
電力計算回路４０１において希望波受信電力の計算が行
われ、その結果が受信電力記憶回路４０２に記憶され
る。なお、受信系にＡＧＣ回路などが備えられ、相関演
算以前に受信信号のレベル調整をしている構成の場合
は、受信電力計算回路４０１においては、相関器出力だ
けでなく上記調整値（ＡＧＣゲイン）も用いて正しい受
信電力を計算する。
【００６９】また、相関器出力は復調回路４０３に入力
され、制御信号が復調される。ここで、反対側回線にお
いても、送信電力制御が行われ、かつクローズドループ
制御が適用されている場合、相関器出力は送信電力制御
用測定回路４０７に入力され、受信電力やＳＩＲなどの
測定が行われ、その結果に基づいて制御信号が出力され
る。その制御信号が制御信号記憶回路４０８に記憶され
る。
【００７０】送信電力計算回路４０４では、送信電力記
憶回路４０６に記憶された過去の送信電力と、受信電力
記憶回路４０２に記憶された希望波受信電力と、受信信
号に含まれる制御信号及び送信信号に含まれる制御信号
とを用いて、送信電力を計算する。上記計算結果は送信
電力量子化回路４０４に入力される。送信電力量子化回
路４０５では、無線部の送信電力制御部の制御ステップ
が入力されており、送信電力を制御ステップに量子化し
て送信電力設定値を出力する。
【００７１】例えば、式（５）による計算を行う送信電
力計算回路において、受信電力記憶回路４０２に記憶さ
れた受信電力が１ｄＢステップであり、また制御信号Ｕ
i，Ｄi-1の制御ステップが０．２５ｄＢと極めて小さく
設定されている場合には、０．２５ｄＢのステップ幅で
無線部を制御することは極めて困難であり、高精度かつ
小さなステップ幅を有するアッテネータが必要になるた
めハードウェア構成を複雑にする。これに対して、無線
部の制御ステップを１ｄＢとして送信電力量子化回路４
０５に入力し、送信電力設定値を１ｄＢ単位に量子化し
て出力することにより、制御信号Ｕi，Ｄi-1の制御ステ
ップを極めて小さく設定した送信電力制御を行いつつ、
無線部の構成を簡素化することができる。
【００７２】このように本実施の形態によれば、送信電
力制御の計算回路における制御ステップを小さく設定し
た場合においても、実際の通信装置における無線部の送
信電力制御部のステップ幅を前記制御ステップよりも大
きくすることができるため、高精度かつ小さなステップ
幅を有するアッテネータが不要になり、無線部の構成が
簡素化され実現を容易にすることができる。
【００７３】また、上記実施形態において、制御周期間
の希望波受信電力の変化量に対して、同一周期間の受信
信号に含まれる制御信号による制御量を相対的に小さく
することにより、高精度の制御を行うことができる。例
えば、制御周期間の希望波受信電力の変化量│ＲI−Ｒ
i-1│が５ｄＢ程度の場合に、制御信号による制御量を
０．２５ｄＢに設定する。
【００７４】このように設定することにより、式（４）
又は（５）から、フェージング変動に追従した制御はオ
ープンループ制御で行い、ＳＩＲ制御又は制御誤差の補
正などの上記フェージング変動に比べて変化速度の遅い
制御をクローズドループ制御で行うようにする。すなわ
ち、フェージング変動やＳＩＲ制御又は制御誤差の補正
などの制御項目に応じた制御をそれぞれ行う。その結
果、制御信号の受信エラーにより送信電力制御を誤った
場合の影響を小さくすることができ、より高精度な制御
を行うことができる。
【００７５】（実施の形態４）図５は、本発明に係る送
信電力制御装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロ
ック図である。図５に示す無線通信装置は、図２に示す
無線通信装置の送信電力制御装置に制御周期毎の送信電
力の変化量に許容値を設け、許容値の範囲内でのみ制御
を行うとしたものである。
【００７６】この構成を有する無線通信装置において、
送信電力制御装置５００の送信電力計算回路５０４によ
り送信電力が計算されるまでは、第２の実施形態と同一
の動作である。すなわち、相関器出力を用いて受信電力
計算回路５０１において希望波受信電力の計算が行わ
れ、その結果が受信電力記憶回路５０２に記憶される。
なお、受信系にＡＧＣ回路などが備えられ、相関演算以
前に受信信号のレベル調整をしている構成の場合は、受
信電力計算回路５０１への入力は、相関器出力だけでな
く上記調整値（ＡＧＣゲイン）も用いて正しい受信電力
を計算する。
【００７７】また、相関器出力は復調回路５０３に入力
され、制御信号が復調される。ここで、反対側回線にお
いても、送信電力制御が行われ、かつクローズドループ
制御が適用されている場合、相関器出力は送信電力制御
用測定回路５０６に入力され、受信電力やＳＩＲなどの
測定が行われ、その結果に基づいて制御信号が出力され
る。その制御信号が制御信号記憶回路５０７に記憶され
る。
【００７８】送信電力計算回路５０４では、送信電力記
憶回路５０５に記憶された過去の送信電力と、受信電力
記憶回路５０２に記憶された希望波受信電力と、受信信
号に含まれる制御信号及び送信信号に含まれる制御信号
とを用いて、送信電力設定値を計算する。このとき、送
信電力計算回路５０４には、許容値が入力され、制御周
期単位での送信電力の変化量に許容値（制限）が与えら
れる。
【００７９】例えば、式（５）より求まる送信電力Ｔi
と前回の周期での送信電力Ｔi-1との差の絶対値（＝変
化量）が５ｄＢ（│Ｔi−Ｔi-1│＝５ｄＢ，Ｔi＞
Ｔi-1）に対して、許容値が３ｄＢである場合には、Ｔi
＝Ｔi-1＋３ｄＢとし、設定値を出力する。また、その
時の値を送信電力回路５０５に記憶する。
【００８０】なお、許容値は正負同一である必要はな
い。例えば、他局に対して大きな干渉を与える可能のあ
る送信電力を上げる方向には、厳しい制限を設定するこ
とも考えられる。
【００８１】また、図６に示す無線通信装置は、図５に
示す無線通信装置に実施の形態３において示す送信電力
量子化回路を追加したものである。図６において、送信
電力制御装置６００の送信電力計算回路６０４により送
信電力が計算されるまでは、図５と同一の動作である。
送信電力計算回路６０４には、許容値が入力され、制御
周期単位での送信電力の変化量を制限した値が出力され
る。送信電力量子化回路６０５では、無線部の送信電力
制御部の制御ステップが入力されており、上記出力を制
御ステップに量子化して送信電力設定値を出力する。な
お、図６中、６０１〜６０３、６０６〜６０８は、それ
ぞれ受信電力計算回路、受信電力記憶回路、復調回路、
送信電力記憶回路、送信電力制御用測定回路、制御信号
記憶回路である。
【００８２】このように本実施の形態によれば、送信電
力制御を誤った場合の影響を小さくすることができる。
特に、早いフェージング変動の際に、オープンループ制
御の制御誤りによって、過度の電力で送信し他局へ大き
な干渉を与えることを防止することができる。
【００８３】ここで、実施の形態２〜４における無線通
信装置に含まれる送信電力制御用測定装置について説明
する。図７は、送信電力制御用測定装置の構成を示すブ
ロック図である。この例の送信電力制御用測定装置は、
ＳＩＲ(希望波対干渉波電力比)を計算し、ＳＩＲを目標
値として比較により誤差を検出し、これに基づいて制御
制御信号を送出するものである。すなわち、相関器出力
又は復調回路出力を用いて希望波電力計算回路７０１に
おいて希望波受信電力の計算が周期的に行われる。ま
た，干渉波電力も同様に相関器出力又は復調回路出力を
用いて干渉波電力計算回路７０２において干渉波受信電
力の計算が周期的に行われる。
【００８４】なお、希望波と干渉波を求める周期は同一
である必要はない。また、ＳＩＲを求める際の希望波電
力及び干渉波電力は、必ずしも相関器出力から求める必
要はなく、ＲＡＫＥ合成後の電力を用いて計算すること
も考えられる。上記２つの受信電力に基づいて、ＳＩＲ
演算回路７０３で求められたＳＩＲは比較回路７０４に
おいてＳＩＲ目標値と比較される。そして，求めた制御
誤差をもとに制御信号判定回路７０５において制御信号
が決定され出力される。
【００８５】図８は、図７に示す送信電力制御用測定装
置において、回線品質の目標値との誤差を検出し、その
結果に基づいて受信電力やＳＩＲなどの目標値を変更す
る補正回路を追加した場合の補正回路の構成を示すブロ
ック図である。図８において、復号データ（図９におけ
る復号データと一致）を入力として、誤り検出回路８０
１で誤り検出が行われ、誤り検出ビットが出力される。
回線品質測定回路８０２で測定されたフレーム誤り率な
どの回線品質に基づいて、比較回路８０３において所要
回線品質と比較され、ＳＩＲ目標値判定回路８０４にお
いて現在設定されているＳＩＲ目標値が適当かどうか判
定され、また更新する際の新たな目標値が計算され出力
される。
【００８６】このように、無線通信装置において送信電
力制御用測定装置を備えることにより、伝送システムの
使用環境の変化によって、当初設定されていた受信電力
又はＳＩＲなどの目標値では、システムで維持したい通
信品質よりも劣り、又は過剰品質になってしまう場合に
おいても、適応的に上記目標値を変更できるため、常に
安定した回線品質を提供することができる。
【００８７】なお、上記実施の形態２〜４で説明した無
線通信装置及び実施の形態１で説明した送信電力制御装
置は、無線通信システムにおける移動局装置及び基地局
装置のいずれにも適用することができる。
【００８８】（実施の形態５）本実施の形態では、実施
の形態１の送信電力制御装置を備えた無線通信装置と、
実施の形態４の送信電力制御用測定装置を備えた無線通
信装置とを有するＣＤＭＡ無線通信システムについて説
明する。
【００８９】図９は、実施の形態４で説明した図７に示
す送信電力制御用測定装置を有する無線通信装置（基地
局）の構成を示すブロック図である。この無線通信装置
は、信号の送受信を行うアンテナ９０１と、送受信を切
替えるスイッチ（ＳＷ）又はデュプレクサ９０２と、相
関演算以前に受信信号のレベル調整を行うＡＧＣ回路９
０３と、受信信号の相関演算を行う相関回路９０４と、
受信信号を復調する復調回路９０５と、相関出力、ＡＧ
Ｃゲイン及びＳＩＲ目標値から受信レベルを測定し制御
信号を生成する測定装置９０６と、データのフレーム構
成を行うＭＵＸ９０７と、送信データに対して拡散処理
を行う９０８と、送信信号を増幅するＰＡ回路９０９と
を備える。
【００９０】図１０は、実施の形態１の送信電力制御装
置を備えた無線通信装置（移動局）の構成を示すブロッ
ク図である。この無線通信装置は、信号の送受信を行う
アンテナ１００１と、送受信を切替えるスイッチ（Ｓ
Ｗ）１００２と、相関演算以前に受信信号のレベル調整
を行うＡＧＣ回路１００３と、受信信号の相関演算を行
う相関回路１００４と、受信信号を復調する復調回路１
００５と、相関出力、ＡＧＣゲイン及び送信された制御
信号から送信電力制御を行い、その制御信号を生成する
送信電力制御装置１００６と、送信データに対して拡散
処理を行う１００７と、送信信号を増幅するＰＡ回路１
００８とを備える。
【００９１】上記構成を有する無線通信システムにおい
て、基地局側では、アンテナ９０１からの受信信号はス
イッチ又はデュプレクサ９０２を通ってＡＧＣ回路９０
３に入り、受信信号が一定レベルになるようにレベル調
整され、相関回路９０４に出力される。ＡＧＣ回路９０
３で調整された利得はＡＧＣゲインとして出力される。
【００９２】相関回路９０４において拡散符号で相関演
算して得られた相関出力は、復調回路９０５において検
波や誤り訂正などの復調処理が行われた後、復号データ
としてが出力される。送信電力制御用測定装置９０６で
は、相関出力とＡＧＣゲインからＳＩＲを計算し、目標
値を用いて上記図７で示す処理により求めた制御信号を
出力する。制御信号は、送信データとともにＭＵＸ回路
９０７においてフレーム組立処理され、その後拡散回路
９０８で拡散符号により拡散処理され、ＰＡ回路９０９
を通ってアンテナ９０１から送信される。
【００９３】一方、移動局側では、アンテナ１００１か
らの受信信号はスイッチ１００２を通ってＡＧＣ回路１
００３に入り、受信信号が一定レベルになるようにレベ
ル調整されて相関回路１００４に出力される。ＡＧＣ回
路１００３で調整された利得はＡＧＣゲインとして出力
される。
【００９４】相関回路１００４において拡散符号で相関
演算して得られた相関出力は、復調回路１００５におい
て検波や誤り訂正などの復調処理が行われ、その後復号
データとして出力される。また、このとき制御信号が出
力される。
【００９５】送信電力制御装置１００６は、相関出力と
ＡＧＣゲインを用いて、受信電力を計算した上で、実施
の形態１における処理により求めた送信電力設定値をＰ
Ａ回路に出力する。送信データは、拡散回路１００７で
拡散符号により拡散され、ＰＡ回路１００８により設定
された電力でアンテナ１００１から送信される。
【００９６】このとき、送信電力制御装置は、実施の形
態３及び４で説明した送信電力制御ステップによる量子
化を行うようにしたり、許容値による変化幅の制限を設
けても良い。すなわち、図１１に示すように、送信電力
制御装置に送信電力制御ステップや許容値を入力するよ
うに構成しても良い。図１１において、送信電力制御装
置１１０６の動作は実施の形態３及び４における動作と
同一であり、また、その他の構成、アンテナ１１０１、
スイッチ１１０２、ＡＧＣ回路１１０３、相関回路１１
０４、復調回路１１０５、拡散回路１１０７、及びＰＡ
回路１１０８の動作は上記図１０に示す無線通信装置に
おける動作と全て同一である。
【００９７】このように本実施の形態によれば、ＣＤＭ
Ａ無線通信システムにおいて、一方の無線通信装置（移
動局）は周期的に受信される制御信号及び希望波受信電
力を用いて、他方の通信装置（基地局）の情報を必要と
することなくオープンループ制御の特長であるダイナミ
ックな送信電力制御を可能にできる。また、このシステ
ムにおいては、クローズドループ制御による補正におい
ても、制御信号の累積値の記憶などを不要にすることが
できる。
【００９８】（実施の形態６）本実施の形態では、受信
信号に含まれる制御信号を用いて送信電力設定値を決定
する送信電力制御装置及び図７に示す送信電力制御用測
定装置を有する無線通信装置と、図６に示す送信電力制
御装置及び図７に示す送信電力制御用測定装置を備えた
無線通信装置とを有するＣＤＭＡ無線通信システムにつ
いて説明する。
【００９９】図１２は、図７に示す送信電力制御用測定
装置を有する無線通信装置（基地局）の構成を示すブロ
ック図である。この無線通信装置は、信号の送受信を行
うアンテナ１２０１と、送受信を切替えるスイッチ（Ｓ
Ｗ）又はデュプレクサ１２０２と、相関演算以前に受信
信号のレベル調整を行うＡＧＣ回路１２０３と、受信信
号の相関演算を行う相関回路１２０４と、受信信号を復
調する復調回路１２０５と、送信データからの制御信号
により送信電力を制御し、送信電力設定値を出力する送
信電力制御装置１２０６と、相関出力、ＡＧＣゲイン及
びＳＩＲ目標値から受信レベルを測定し制御信号を生成
する測定装置１２０７と、データのフレーム構成を行う
ＭＵＸ１２０８と、送信データに対して拡散処理を行う
１２０９と、送信電力制御装置１２０６からの送信電力
設定値に基づいて送信信号を増幅するＰＡ回路１２１０
とを備える。
【０１００】図１３は、図６に示す送信電力制御装置及
び図７に示す送信電力制御用測定装置を備えた無線通信
装置（移動局）の構成を示すブロック図である。この無
線通信装置は、信号の送受信を行うアンテナ１３０１
と、送受信を切替えるスイッチ（ＳＷ）１３０２と、相
関演算以前に受信信号のレベル調整を行うＡＧＣ回路１
３０３と、受信信号の相関演算を行う相関回路１３０４
と、受信信号を復調する復調回路１３０５と、相関出
力、ＡＧＣゲイン及び送信された制御信号から送信電力
制御を行い、その制御信号を生成する送信電力制御装置
１３０６と、相関出力、ＡＧＣゲイン及びＳＩＲ目標値
により受信レベルを測定する測定装置１３０７と、デー
タのフレーム構成を行うＭＵＸ１３０８と、送信データ
に対して拡散処理を行う１３０９と、送信電力制御装置
１３０６からの送信電力設定値に基づいて送信信号を増
幅するＰＡ回路１３１０とを備える。
【０１０１】上記構成を有する無線通信システムにおい
て、基地局側では、アンテナ１２０１からの受信信号は
スイッチ１２０２を通ってＡＧＣ回路１２０３に入り、
受信信号が一定レベルになるようにレベル調整され、相
関回路１２０４に出力される。ＡＧＣ回路１２０３で調
整された利得はＡＧＣゲインとして出力される。相関回
路１２０４において拡散符号で相関演算した相関出力
は、復調回路１２０５において検波や誤り訂正などの復
調処理が行われ、その後復号データとして出力される。
また、このとき制御信号が出力される。
【０１０２】送信電力制御装置１２０６は、制御信号を
用いて式（２）で示すクローズドループ制御により送信
電力設定値が計算され、その結果がＰＡ回路１２１０に
出力される。一方、送信電力制御用測定装置１２０７で
は、相関出力及びＡＧＣゲインからＳＩＲを計算し、Ｓ
ＩＲ目標値を用いて、上記図７で示す処理により求めた
制御信号を出力する。
【０１０３】送信データは、上記制御信号とともにＭＵ
Ｘ回路１２０８でフレーム組立処理が行われた後に、拡
散回路１２０９において拡散符号により拡散され、ＰＡ
回路１２１０において設定された電力に増幅され、アン
テナ１２０１から送信される。
【０１０４】一方、移動局側では、アンテナ１３０１か
らの受信信号はスイッチ１３０２を通ってＡＧＣ回路１
３０３に入り、受信信号が一定レベルになるようにレベ
ル調整され、相関回路１３０４に出力される。ＡＧＣ回
路１３０３で調整された利得はＡＧＣゲインとして出力
される。相関回路１３０４において拡散符号で相関演算
した相関出力は、復調回路１３０５において検波や誤り
訂正などの復調処理が行われ、その後復号データが出力
される。また、このとき制御信号が出力される。
【０１０５】送信電力制御装置１３０６は、相関出力及
びＡＧＣゲインを用いて受信電力を計算する。一方、送
信電力制御用測定装置１３０７では、相関出力及びＡＧ
ＣゲインからＳＩＲを計算し、目標値を用いて、上記図
７に示す処理により求めた制御信号を出力する。
【０１０６】送信電力制御装置１３０６では、上記受信
電力、送信電力制御ステップ、許容値、並びに２つの制
御信号などを用いて図６に示す処理により送信電力設定
値を求め、ＰＡ回路１３１０に出力する。送信データ
は、制御信号とともにＭＵＸ回路１３０８でフレーム組
立処理が行われた後に、拡散回路１３０９において拡散
符号により拡散され、ＰＡ回路１３１０により設定され
た電力でアンテナ１３０１から送信される。
【０１０７】このように本実施の形態によれば、一方の
通信装置は、他方の通信装置の送信電力や希望受信レベ
ルなどの情報を必要とすることなくオープンループ制御
の特長であるダイナミックな送信電力制御を可能にで
き、また、クローズドループ制御による補正の際におい
ても制御信号の累積値の記憶を不要にすることができ
る。更に、他方の通信装置においても、一方の通信装置
と同程度の制御速度を持った送信電力制御を可能にする
ことができる。
【０１０８】上記実施形態においては、特定の構成を移
動局装置及び基地局装置に適用した場合について説明し
ているが、本発明においては、上記実施の形態の構成を
適宜選択して移動局装置又は基地局装置に適用しても良
い。
【０１０９】
【発明の効果】以上のように本発明の送信電力制御装置
及び無線通信装置は、通信相手側の送信電力や希望受信
レベルなどの情報を必要とすることなくオープンループ
制御の特長であるダイナミックな送信電力制御を可能に
できる。また、クローズドループ制御を組み合わせて補
正する際においても、制御信号の累積値の記憶を不要に
することができる。更に、反対回線においても同程度の
制御速度を持った送信電力制御が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る送信電力制御装置
の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態２に係る無線通信装置の構
成を示すブロック図
【図３】上記実施の形態２における制御信号の送受信、
ＳＩＲ測定などの一例を示すタイミング図
【図４】本発明の実施の形態３に係る無線通信装置の構
成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態４に係る無線通信装置の構
成を示すブロック図
【図６】上記実施の形態４に係る無線通信装置の構成の
他の例を示すブロック図
【図７】実施の形態２〜４における無線通信装置に含ま
れる送信電力制御用測定装置の構成を示すブロック図
【図８】上記実施の形態２〜４における送信電力制御用
測定装置の補正回路の構成を示すブロック図
【図９】本発明の実施の形態５に係る無線通信システム
に使用する無線通信装置の構成を示すブロック図
【図１０】上記実施の形態５に係る無線通信システムに
使用する無線通信装置の構成を示すブロック図
【図１１】上記実施の形態５に係る無線通信システムに
使用する無線通信装置の他の例の構成を示すブロック図
【図１２】本発明の実施の形態６に係る無線通信システ
ムに使用する無線通信装置の構成を示すブロック図
【図１３】上記実施の形態６に係る無線通信システムに
使用する無線通信装置の構成を示すブロック図
【図１４】従来の送信電力制御装置の構成を示すブロッ
ク図
【図１５】従来の制御信号の受信、ＭＳ送信パワなどの
一例を示すタイミング図
【符号の説明】
１００ 送信電力制御装置 １０１ 受信電力計算回路 １０２ 受信電力記憶回路 １０３ 復調回路 １０４ 送信電力計算回路 １０５ 送信電力記憶回路 ２０６ 送信電力制御用測定装置 ２０７ 制御信号記憶回路 ４０５ 送信電力量子化回路 ６０６ 送信電力記憶回路 ９０１ アンテナ ９０２ スイッチ ９０３ ＡＧＣ回路 ９０４ 相関回路 ９０５ 復調回路 ９０７ ＭＵＸ回路 ９０８ 拡散回路 ９０９ ＰＡ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−32514（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−65737（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−226709（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−32540（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−107581（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−334588（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−261170（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−32513（ＪＰ，Ａ) 国際公開97／50197（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 7/24 - 7/26 H04Q 7/00 - 7/38

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 受信信号を復調して制御信号を得る復調
    手段と、前回の受信信号から求められた前回の希望波受
    信電力を記憶する第１の記憶手段と、前回の送信電力を
    記憶する第２の記憶手段と、前記制御信号、前記前回の
    希望波受信電力、今回の希望波受信電力、および前記前
    回の送信電力に基づいて今回の送信電力を決定する決定
    手段と、を有する送信電力制御装置であって、 前記決定手段は、前記前回の送信電力、前記前回の希望
    波受信電力と前記今回の希望波受信電力との差、および
    前記制御信号に応じた制御量を加算した値を今回の送信
    電力として決定することを特徴とする送信電力制御装
    置。
  2. 【請求項２】 前記決定手段によって決定された今回の
    送信電力を送信電力制御ステップ幅に対応して量子化す
    る量子化手段、をさらに具備することを特徴とする請求
    項１記載の送信電力制御装置。
  3. 【請求項３】 前記決定手段は、前記前回の希望波受信
    電力と前記今回の希望波受信電力との差に対して、前記
    制御信号に応じた制御量を相対的に小さくすることを特
    徴とする請求項１記載の送信電力制御装置。
  4. 【請求項４】 前記決定手段は、決定した今回の送信電
    力が所定の許容値以上である場合は、前記許容値を今回
    の送信電力として決定することを特徴とする請求項１記
    載の送信電力制御装置。
  5. 【請求項５】 前記決定手段は、通信相手局における送
    信電力制御のために前回送信された制御信号に応じた制
    御量をさらに加算した値を今回の送信電力として決定す
    ることを特徴とする請求項１記載の送信電力制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
    の送信電力制御装置を備えたことを特徴とする移動局装
    置。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項５のいずれかに記載
    の送信電力制御装置を備えたことを特徴とする基地局装
    置。
  8. 【請求項８】 受信信号を復調して制御信号を得る復調
    工程と、前記制御信号、記憶された前回の希望波受信電
    力、今回の希望波受信電力、および記憶された前回の送
    信電力に基づいて今回の送信電力を決定する決定工程
    と、を有する送信電力制御方法であって、 前記決定工程は、前記前回の送信電力、前記前回の希望
    波受信電力と前記今回の希望波受信電力との差、および
    前記制御信号に応じた制御量を加算した値を今回の送信
    電力として決定することを特徴とする送信電力制御方
    法。
  9. 【請求項９】 前記決定工程は、通信相手局における送
    信電力制御のために前回送信された制御信号に応じた制
    御量をさらに加算した値を今回の送信電力として決定す
    ることを特徴とする請求項８記載の送信電力制御方法。
JP04442998A 1998-02-10 1998-02-10 送信電力制御装置及び無線通信装置 Expired - Lifetime JP3397677B2 (ja)

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