JP4730562B2 - 無線通信システム、無線基地局、無線端末局及びこれらを用いた送信電力制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｗ−ＣＤＭＡ技術を用いた無線通信システム、無線基地局、無線端末局及びこれらを用いた送信電力制御方法に関する。

近年、急速に普及しているＷ−ＣＤＭＡ通信方式において、課題となっている遠近問題の解消、フェージングによる受信信号減衰の補間、及び各サービスでの通信品質の確保を実現するために、無線基地局と無線端末局との間でクローズドループによる送信電力制御が行われている。このクローズドループによる送信電力制御は、干渉信号電力に対する受信電力の比率であるＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）の値を用いて行われている。具体的には、各サービスでの通信品質を確保できる信号電力対干渉電力比（以下、Ｔａｒｇｅｔ ＳＩＲと称する）を予め設定しておく。そして、このＴａｒｇｅｔ ＳＩＲと相手局から送信され、無線通信で受信された信号の受信信号対干渉電力比(以下、受信ＳＩＲと称する)とが比較される。比較された結果、受信ＳＩＲがＴａｒｇｅｔ ＳＩＲよりも大きな場合、相手局に対して送信電力を下げる旨を指示するコマンド(以降ＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄと称する)が生成される。一方、受信ＳＩＲがＴａｒｇｅｔ ＳＩＲよりも小さな場合は、送信電力を上げる旨を指示するＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄが生成される。そして、生成されたＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄが相手局へ送信される。ＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄが受信された相手局において、ＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄに基づいて送信電力が制御される。

図１は、従来の無線基地局の一構成例を示す図であり、また図２は、図１に示した従来の無線基地局にて受信される信号のフォーマットを示す図である。

図１に示した無線基地局には、受信部１００１と、分離部１００２と、ＳＩＲ推定部１００３と、ＳＩＲ比較部１００４と、多重部１００７と、送信部１００８と、符号部１００９と、復号部１０１０とが設けられている。また、図２に示すように図１に示した無線基地局にて受信される信号は、Ｐｉｌｏｔ信号と、ユーザデータと、ＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄとから構成されている。

受信部１００１は、無線基地局にて受信された受信信号ＲＤ１０１を予め定められた方式によってデジタル信号に復調し、復調された信号ＲＤ１０２を分離部１００２へ出力する。分離部１００２は、入力された信号ＲＤ１０２をユーザデータとＰｉｌｏｔ信号とＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄとに分離し、それぞれＲＤ１０３、ＲＤ１０４及びＲＤ１０５として出力する。ＳＩＲ推定部１００３は、入力されたＲＤ１０４から受信ＳＩＲを推定し、推定された受信ＳＩＲをＳＩＲ１０１としてＳＩＲ比較部１００４へ出力する。ＳＩＲ比較部１００４は、ＳＩＲ推定部１００３から出力されたＳＩＲ１０１が入力され、入力されたＳＩＲ１０１と予め設定されたＴａｒｇｅｔ ＳＩＲとを比較し、比較された結果をＴＰＣ１０２として多重部１００７へ出力する。この比較結果の信号ＴＰＣ１０２は、当該無線基地局に接続されている無線端末局に対して送信電力の上げ下げを指示するＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄとなる。復号部１０１０は、受信信号のうちのユーザデータであるＲＤ１０３を予め定められた方式によって復調し、復調された信号をＲＤ１０６として外部データ装置（不図示）へ送信する。符号部１００９は、外部データ装置から送信された上りデータであるＴＤ１０４を受信し、予め定められた方式によって符号化してＴＤ１０３として多重部１００７へ出力する。多重部１００７は、ＳＩＲ比較部１００４から出力されたＴＰＣ１０２と符号部１００９から出力されたＴＤ１０３とが入力され、入力されたＴＰＣ１０２とＴＤ１０３とを図２に示したフォーマットに多重し、多重された信号をＴＤ１０２として送信部１００８へ出力する。送信部１００８は、多重部１００７から出力されたＴＤ１０２を予め定められた方式によって無線信号ＴＤ１０１に変換して送信する。

なお、図１に示した無線基地局に接続されている無線端末局ついても、図１に示した無線基地局の構成と同様の構成であり、分離部１００２から出力されたＲＤ１０５が送信部１００８に入力されることにより、無線端末局から無線基地局へ送信する上りデータの送信電力がＲＤ１０５に基づいて制御されることになる。

このように、受信ＳＩＲ値とＴａｇｅｔ ＳＩＲとが比較された結果に基づいて、送信される信号の送信電力制御が行われている（例えば、特許公開２００４−２００８２４号公報参照。）。

しかしながら、上述した送信電力制御については以下に述べる問題点がある。

Ｗ−ＣＤＭＡ通信方式では、任意の無線端末局にて送受信される無線信号に対して、他の無線端末局にて送受信される無線信号は干渉信号となってしまう。例えば、ある無線端末局ＡにてＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄに応じて上り信号の送信電力が増加された場合、他の無線端末局である無線端末局Ｂにとっては干渉電力が増加したことになる。そのため、無線端末局Ｂによって受信ＳＩＲを改善するために、無線基地局に対して上り送信電力を上げることが要求される。

しかし、それにより無線端末局Ａにとって干渉電力が増加することとなるため、無線端末局Ａによって更に上り信号の送信電力を上げようと要求される。このように、無線端末局Ａ及び無線端末局Ｂにより送信電力を上げる要求が繰り返されることによって、無線端末局Ａ及び無線端末局Ｂの送信電力はそれぞれ無限に増加傾向になってしまい、最終的にはセル全体での干渉量の増加に繋がってしまうという問題点がある。

また、Ｗ−ＣＤＭＡ通信における各セルでの収容量（通信できる最大無線端末局数）は干渉電力に基づいて決定されるため、これはセル収容量の減少を招いてしまうという問題点がある。

更に、ある無線端末局によって受信環境の影響で急激に上り送信電力が増加された場合、上述したように他の無線端末局によっても、これにつられるような形で上り送信電力が増加されてしまう。その結果セル全体の干渉電力量が急激に増加し、セル収容量の減少だけでなく、通信中のユーザの通信品質の劣化あるいは通信断を引き起こす要因にもなってしまうという問題点がある。

本発明は、上述したような課題を解決するため、他のユーザ及びセル全体における干渉電力量を最小限に抑えることができる無線通信システム、無線基地局、無線端末局及びこれらを用いた送信電力制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
無線基地局と、前記無線基地局に信号を送信する無線端末局とを有し、前記無線端末局にて前記無線基地局へ信号を送信するための送信電力を制御する無線通信システムにおいて、
前記無線基地局は、前記無線端末局から送信されて受信された信号のフェージング周波数を推定し、前記推定されたフェージング周波数と予め設定された周波数閾値とを比較し、比較結果を前記無線端末局へ送信し、
前記無線端末局は、前記比較結果を受信し、前記無線基地局へ送信する上りデータの伝送レートを検出し、前記伝送レートと予め設定された伝送レート閾値とを比較し、比較された結果と前記無線基地局から送信された比較結果とに基づいて前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を変更することを特徴とする。

また、前記無線基地局は、前記無線端末局から送信されて受信された信号のフェージング周波数を推定し、前記推定されたフェージング周波数と予め設定された周波数閾値とを比較する周波数推定手段を有し、
前記無線端末局は、
前記無線基地局へ送信する上りデータの伝送レートを検出し、前記伝送レートと予め設定された伝送レート閾値とを比較する伝送レート検出手段と、
前記伝送レート検出手段にて比較された結果と前記周波数推定手段にて比較された結果とに基づいて前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を変更する送信電力制御ステップ生成手段とを有することを特徴とする。

また、前記送信電力制御ステップ生成手段は、前記伝送レートが前記伝送レート閾値よりも大きく、且つ前記周波数推定手段にて比較された結果が、前記フェージング周波数が前記周波数閾値よりも小さな場合、前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を大きくすることを特徴とする。

また、無線端末局に接続された無線基地局であって、
前記無線端末局から送信されて受信された信号のフェージング周波数を推定し、前記推定されたフェージング周波数と予め設定された周波数閾値とを比較し、比較結果を前記無線端末局へ送信する。

また、無線基地局に接続され、前記無線基地局から送信された送信電力制御情報を受信し、受信された送信電力制御情報に基づいて前記無線基地局へ信号を送信するための送信電力を制御する無線端末局であって、
前記無線基地局へ送信する上りデータの伝送レートを検出し、前記伝送レートと予め設定された伝送レート閾値とを比較し、比較された結果と送信電力制御情報とに基づいて前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を変更する。

また、前記無線基地局へ送信する上りデータの伝送レートと予め設定された伝送レート閾値とを比較する伝送レート検出手段と、
前記伝送レート検出手段にて比較された結果と前記送信電力制御情報とに基づいて前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を変更する送信電力制御ステップ生成手段とを有することを特徴とする。

また、無線基地局と、前記無線基地局に信号を送信する無線端末局とを有し、前記無線端末局にて前記無線基地局へ信号を送信するための送信電力を制御する無線通信システムにおける送信電力制御方法であって、
前記無線基地局が、前記無線端末局から送信されて受信された信号のフェージング周波数を推定する処理と、
前記無線基地局が、前記推定されたフェージング周波数と予め設定された周波数閾値とを比較する処理と、
前記無線基地局が、比較結果を前記無線端末局へ送信する処理と、
前記無線端末局が、前記無線基地局へ送信する上りデータの伝送レートを検出する処理と、
前記無線端末局が、前記伝送レートと予め設定された伝送レート閾値とを比較する処理と、
前記無線端末局が、比較された結果と前記無線基地局から送信された比較結果とに基づいて前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を変更する処理とを有する。

また、前記伝送レートが前記伝送レート閾値よりも大きく、且つ前記フェージング周波数が前記周波数閾値よりも小さな場合、前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を大きくする処理を有することを特徴とする。

上記のように構成された本発明においては、無線基地局にて、無線端末局から送信されて受信された信号のフェージング周波数が推定され、推定されたフェージング周波数と予め設定された周波数閾値とが比較され、その比較結果が無線基地局へ信号を送信するための送信電力を制御する無線端末局へ送信され、当該無線端末局にて、比較結果が受信され、無線基地局へ送信する上りデータの伝送レートが検出され、伝送レートと予め設定された伝送レート閾値とが比較され、比較された結果と無線基地局から送信された比較結果とに基づいて送信電力を制御するための送信電力変動幅が変更される。

このように、無線端末局から送信されて無線基地局にて受信される信号のフェージング周波数と無線端末局に入力される外部データの伝送レートとに基づいて、上り送信電力を制御するための送信電力変動幅を変更できるため、上り信号のフェージング周波数が上り信号の減衰量の補間が可能となる周波数である場合や、有意なデータがある高速レートでデータ通信を行う場合等に限定して、送信電力変動幅を大きくすることができる。それにより、他ユーザへの干渉を最小限にすることが可能となる。

以上説明したように本発明においては、無線基地局にて、無線端末局から送信されて受信された信号のフェージング周波数を推定し、推定されたフェージング周波数と予め設定された周波数閾値とを比較し、その比較結果を無線基地局へ信号を送信するための送信電力を制御する無線端末局へ送信し、当該無線端末局にて、比較結果を受信し、無線基地局へ送信する上りデータの伝送レートを検出し、伝送レートと予め設定された伝送レート閾値とを比較し、比較された結果と無線基地局から送信された比較結果とに基づいて送信電力を制御するための送信電力変動幅を変更する構成としたため、他のユーザ及びセル全体における干渉電力量を最小限に抑えることができる。

従来の無線基地局の一構成例を示す図である。 図１に示した従来の無線基地局にて受信される信号のフォーマットを示す図である。 本発明の無線基地局から送信され、本発明の無線端末局にて受信される下り信号のフォーマットを示す図である。 本発明の無線端末局から送信され、本発明の無線基地局にて受信される上り信号のフォーマットを示す図である。 本発明の無線基地局の実施の一形態を示す図である。 本発明の無線端末局の実施の一形態を示す図である。 図５に示したＳＩＲ比較部における比較処理を説明するためのフローチャートである。 図５に示した周波数推定部における比較処理を説明するためのフローチャートである。 図５に示したＴＰＣ制御部におけるＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄ生成処理を説明するためのフローチャートである。 図６に示した伝送レート検出部における比較処理を説明するためのフローチャートである。 図６に示した送信電力制御ステップ生成部における送信電力制御ステップ生成処理を説明するためのフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図３は、本発明の無線基地局から送信され、本発明の無線端末局にて受信される下り信号のフォーマットを示す図であり、また、図４は、本発明の無線端末局から送信され、本発明の無線基地局にて受信される上り信号のフォーマットを示す図である。

図３に示すように下り信号は、ｘｂｉｔからなるＰｉｌｏｔ信号と、ｙｂｉｔからなるユーザデータと、２ｂｉｔからなるＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄとから構成されている。

また、図４に示すように上り信号は、ｘｂｉｔからなるＰｉｌｏｔ信号と、ｙｂｉｔからなるユーザデータと、１ｂｉｔからなるＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄとから構成されている。

なお、本発明においては、上り方向と下り方向との両方向でクローズドループにおける送信電力制御が行われることを前提としている。

また、クローズドループにおける送信電力制御において使用されるＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄは、図３及び図４に示したＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄフィールドにマッピングされる。

図５は、本発明の無線基地局の実施の一形態を示す図であり、図６は、本発明の無線端末局の実施の一形態を示す図である。

図５に示した無線基地局には、受信部１０１と、分離部１０２と、ＳＩＲ推定部１０３と、ＳＩＲ比較部１０４と、周波数推定部１０５と、ＴＰＣ制御部１０６と、多重部１０７と、送信部１０８と、符号部１０９と、復号部１１０とが設けられている。

受信部１０１は、無線基地局にて受信された受信信号ＲＤ１１を予め定められた方式によってデジタル信号に復調し、復調された信号をＲＤ１２として分離部１０２へ出力する。分離部１０２は、入力された信号ＲＤ１２をユーザデータとＰｉｌｏｔ信号とＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄとに分離し、それぞれＲＤ１３、ＲＤ１４及びＲＤ１５として、ＲＤ１３を復号部１１０へ、ＲＤ１４をＳＩＲ推定部１０３と周波数推定部１０５とへ、ＲＤ１５を送信部１０８へそれぞれ出力する。復号部１１０は、分離部１０２から出力されたＲＤ１３を予め定められた方式によって復調し、復調された信号をＲＤ１６として外部データ装置（不図示）へ送信する。ＳＩＲ推定部１０３は、分離部１０２から出力されたＲＤ１４が入力され、入力されたＲＤ１４から受信ＳＩＲを推定し、推定された受信ＳＩＲをＳＩＲ１１としてＳＩＲ比較部１０４へ出力する。ＳＩＲ比較部１０４は、ＳＩＲ推定部１０３から出力されたＳＩＲ１１が入力され、入力されたＳＩＲ１１と予め設定されたＳＩＲ閾値であるＴａｒｇｅｔ ＳＩＲとを比較し、比較された結果をＴＰＣ１１としてＴＰＣ制御部１０６へ出力する。周波数推定部１０５は、分離部１０２から出力されたＲＤ１４からフェージング周波数を推定し、推定されたフェージング周波数と予め設定された周波数閾値とを比較し、比較された結果をｆＤ１１としてＴＰＣ制御部１０６へ出力する。ＴＰＣ制御部１０６は、ＳＩＲ比較部１０４から出力されたＴＰＣ１１と周波数推定部１０５から出力されたｆＤ１１とに基づいて送信電力制御情報であるＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄを生成し、生成されたＴＰＣ ＣｏｍｍａｎｄをＴＰＣ１２として多重部１０７へ出力する。符号部１０９は、外部データ装置から送信された下りデータであるＴＤ１４を受信し、予め定められた方式によって符号化してＴＤ１３として多重部１０７へ出力する。多重部１０７は、ＴＰＣ制御部１０６から出力されたＴＰＣ１２と符号部１０９から出力されたＴＤ１３とが入力され、入力されたＴＰＣ１２とＴＤ１３とを図３に示したフォーマットに多重し、多重された信号をＴＤ１２として送信部１０８へ出力する。ここで、ＴＤ１３は図３に示したユーザデータのエリアに、またＴＤ１２は、図３に示したＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄのエリアにそれぞれマッピングされる。また、図３に示したＰｏｌｏｔ信号のエリアにマッピングされる信号は多重部１０７にて生成される。送信部１０８は、多重部１０７から出力されたＴＤ１２を予め定められた方式によって無線信号ＴＤ１１に変換し、変換された信号をＴＤ１１として分離部１０２から出力されたＲＤ１５に基づいた送信電力で送信する。

また、図６に示した無線端末局には、受信部２０１と、分離部２０２と、ＳＩＲ推定部２０３と、ＳＩＲ比較部２０４と、多重部２０７と、送信部２０８と、符号部２０９と、復号部２１０と、伝送レート検出部２１１と、送信電力制御ステップ生成部２１２とが設けられている。

受信部２０１は、無線端末局にて受信された受信信号ＲＤ２１を予め定められた方式によってデジタル信号に復調し、復調された信号をＲＤ２２として分離部２０２へ出力する。分離部２０２は、入力された信号ＲＤ２２をユーザデータとＰｉｌｏｔ信号とＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄとに分離し、それぞれＲＤ２３、ＲＤ２４及びＲＤ２５として、ＲＤ２３を復号部２１０へ、ＲＤ２４をＳＩＲ推定部２０３へ、ＲＤ２５を送信電力制御ステップ生成部２１２へそれぞれ出力する。復号部２１０は、分離部２０２から出力されたＲＤ２３を予め定められた方式によって復調し、復調された信号をＲＤ２６として外部データ装置（不図示）へ送信する。ＳＩＲ推定部２０３は、分離部２０２から出力されたＲＤ２４が入力され、入力されたＲＤ２４から受信ＳＩＲを推定し、推定された受信ＳＩＲをＳＩＲ２１としてＳＩＲ比較部２０４へ出力する。ＳＩＲ比較部２０４は、ＳＩＲ推定部２０３から出力されたＳＩＲ２１が入力され、入力されたＳＩＲ２１と予め設定されたＳＩＲ閾値であるＴａｒｇｅｔ ＳＩＲとを比較し、比較された結果をＴＰＣ２２として多重部２０７へ出力する。符号部２０９は、外部データ装置から送信された下りデータであるＴＤ２４を受信し、予め定められた方式によって符号化してＴＤ２３として多重部２０７へ出力する。伝送レート検出部２１１は、外部データ装置から送信された上りデータであるＴＤ２４の伝送レートを検出し、検出された伝送レートと予め設定されている伝送レート閾値とを比較し、比較された結果をＲ２１として送信電力制御ステップ生成部２１２へ出力する。多重部２０７は、ＳＩＲ比較部２０４から出力されたＴＰＣ２２と符号部２０９から出力されたＴＤ２３とが入力され、入力されたＴＰＣ２２とＴＤ２３とを図４に示したフォーマットに多重し、多重された信号をＴＤ２２として送信部２０８へ出力する。ここで、ＴＤ２３は図４に示したユーザデータのエリアに、またＴＤ２２は、図４に示したＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄのエリアにそれぞれマッピングされる。また、図４に示したＰｉｌｏｔ信号のエリアにマッピングされる信号は多重部２０７にて生成される。送信電力制御ステップ生成部２１２は、分離部２０２から出力されたＲＤ２５と伝送レート検出部２１１から出力されたＲ２１とに基づいて上り送信電力を制御する制御ステップサイズを生成し、生成された制御ステップサイズがＳＴとして送信部２０８へ出力される。ここで、制御ステップサイズとは、送信電力を変動させるための送信電力変動幅のことである。送信部２０８は、多重部２０７から出力されたＴＤ２２を予め定められた方式によって無線信号ＴＤ２１に変換し、変換された信号をＴＤ２１として送信電力制御ステップ生成部２１２から出力されたＳＴに基づいた送信電力で送信する。

以下に、図５に示した無線基地局及び図６に示した無線端末局における送信電力制御方法について説明する。

まずは、図５に示した無線基地局における処理について説明する。ここでは、本発明の特徴であるＳＩＲ比較部１０４と、周波数推定部１０５と、ＴＰＣ制御部１０６とにおける処理を中心に説明する。他の構成要素における処理については、構成の説明にて上述したものである。

図７は、図５に示したＳＩＲ比較部１０４における比較処理を説明するためのフローチャートである。

ＳＩＲ比較部１０４における処理については、従来のものと同様である。

まず、ＳＩＲ比較部１０４にＳＩＲ推定部１０３から出力された受信ＳＩＲ値であるＳＩＲ１１が入力されると、ステップ１にてＳＩＲ１１が予め設定されたＴａｒｇｅｔ ＳＩＲよりも大きいかどうかが比較される。

ＳＩＲ１１がＴａｒｇｅｔ ＳＩＲよりも大きな場合、ステップ２にてＴＰＣ１１に「０」が設定される。一方、ＳＩＲ１１がＴａｒｇｅｔ ＳＩＲよりも大きくない場合、ステップ３にてＴＰＣ１１に「１」が設定される。ここで、ＴＰＣ１１の値が「０」であることは、無線端末局に対して無線端末局から送信される送信電力を下げる要求であり、また、ＴＰＣ１１の値が「１」であることは、無線端末局に対して無線端末局から送信される送信電力を上げる要求である。

そして、値が設定されたＴＰＣ１１がステップ４にてＴＰＣ制御部１０６へ出力される。

図８は、図５に示した周波数推定部１０５における比較処理を説明するためのフローチャートである。

周波数推定部１０５に分離部１０２から出力されたＰｉｌｏｔ信号であるＲＤ１４が入力されると、ステップ１１にてＲＤ１４からフェージング周波数が推定される。ここで、Ｐｉｌｏｔ信号からフェージング周波数を推定する処理については、従来の処理と同様である。

そして、推定されたフェージング周波数が予め設定された周波数閾値よりも大きいかどうかがステップ１２にて比較される。

推定されたフェージング周波数が周波数閾値よりも大きな場合、ステップ１３にて高速フェージングであると判断され、ｆＤ１１に「１」が設定される。一方、推定されたフェージング周波数が周波数閾値よりも大きくない場合は、ステップ１４にて低速フェージングと判断され、ｆＤ１１に「０」が設定される。

そして、値が設定されたｆＤ１１がステップ１５にてＴＰＣ制御部１０６へ出力される。

図９は、図５に示したＴＰＣ制御部１０６におけるＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄ生成処理を説明するためのフローチャートである。

まず、ＳＩＲ比較部１０４から出力されてＴＰＣ制御部１０６に入力されたＴＰＣ１１の値が「１」であるかどうかがステップ２１にて判断される。

ＴＰＣ１１の値が「１」であると判断された場合、周波数推定部１０５から出力されてＴＰＣ制御部１０６に入力されたｆＤ１１の値が「０」であるかどうかがステップ２２にて判断される。

ステップ２２にてｆＤ１１の値が「０」であると判断された場合、ステップ２３にてＴＰＣ１２に「１１」が設定される。一方、ステップ２２にてｆＤ１１の値が「０」ではないと判断された場合は、ステップ２４にてＴＰＣ１２に「１０」が設定される。

また、ステップ２１にてＴＰＣ１１の値が「１」ではないと判断された場合は、ｆＤ１１の値が「０」であるかどうかがステップ２５にて判断される。

ステップ２５にてｆＤ１１の値が「０」であると判断された場合、ステップ２６にてＴＰＣ１２に「００」が設定される。一方、ステップ２５にてｆＤ１１の値が「０」ではないと判断された場合は、ステップ２７にてＴＰＣ１２に「０１」が設定される。

そして、値が設定されたＴＰＣ１２がステップ２８にて多重部１０７へ出力される。

その後、ＴＰＣ１２は、多重部１０７にて図３に示したフォーマットのＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄエリアにマッピングされ、送信部１０８を介して無線端末局へ送信される。

次に、図６に示した無線端末局における処理について説明する。ここでは、本発明の特徴である伝送レート検出部２１１と、送信電力制御ステップ生成部２１２と、送信部２０８とにおける処理を中心に説明する。他の構成要素における処理については、構成の説明にて上述したものである。

図１０は、図６に示した伝送レート検出部２１１における比較処理を説明するためのフローチャートである。

伝送レート検出部２１１に外部データ装置から送信された上りデータであるＴＤ２４が受信されると、ステップ３１にてＴＤ２４から伝送レートが検出される。ここで、上りデータから伝送レートを検出する処理については、従来の処理と同様である。

そして、検出された伝送レートが予め設定された伝送レート閾値よりも大きいかどうかがステップ３２にて比較される。

検出された伝送レートが伝送レート閾値よりも大きな場合、ステップ３３にてＲ２１に高速レートを意味する「１」が設定される。一方、検出された伝送レートが伝送レート閾値よりも大きくはない場合は、ステップ３４にてＲ２１に低速レートを意味する「０」が設定される。例えば、伝送レート閾値が６４ｋｂｐｓに設定されている場合、検出された伝送レートが６４ｋｂｐｓよりも大きければＲ２１に「１」が設定され、また検出された伝送レートが６４ｋｂｐｓよりも小さければＲ２１に「０」が設定される。

そして、値が設定されたＲ２１がステップ３５にて送信電力制御ステップ生成部２１２へ出力される。

図１１は、図６に示した送信電力制御ステップ生成部２１２における送信電力制御ステップ生成処理を説明するためのフローチャートである。ここで、図６に示したＲＤ２５は、図９にて説明したＴＰＣ１２が図５に示した多重部１０７にて図３に示したフォーマットのＴＰＣ Ｃｏｍｍａｎｄエリアにマッピングされたものである。つまり、図６に示したＲＤ２５は、図５に示したＴＰＣ１２と同じ値である。

まず、分離部２０２から出力されて送信電力制御ステップ生成部２１２に入力されたＲＤ２５の値が「１１」であるかどうかがステップ４１にて判断される。

ＲＤ２５の値が「１１」であると判断された場合、伝送レート検出部２１１から出力されて送信電力制御ステップ生成部２１２に入力されたＲ２１の値が「１」であるかどうかがステップ４２にて判断される。

ステップ４２にてＲ２１の値が「１」であると判断された場合、ステップ４３にてＳＴがＳＴ１に設定される。一方、ステップ４２にてＲ２１の値が「１」ではないと判断された場合は、ステップ４４にてＳＴがＳＴ２に設定される。ここで、ＳＴ１及びＳＴ２は予め設定された送信電力制御ステップサイズであり、ＳＴ１は、低速フェージングによる無線信号の減衰に追従できる制御ステップサイズである。ＳＴ１とＳＴ２との大きさの関係は、ＳＴ１＞ＳＴ２であり、例えば、ＳＴ１＝１ｄＢ、ＳＴ２＝０．５ｄＢ等である。

また、ステップ４１にてＲＤ２５の値が「１１」ではないと判断された場合は、さらにＲＤ２５の値が「００」であるかどうかがステップ４５にて判断される。

ステップ４５にてＲＤ２５の値が「００」であると判断された場合、Ｒ２１の値が「１」であるかどうかがステップ４６にて判断される。

ステップ４６にてＲ２１の値が「１」であると判断された場合、ステップ４７にてＳＴが−ＳＴ１に設定される。一方、ステップ４６にてＲ２１の値が「１」ではないと判断された場合は、ステップ４８にてＳＴが−ＳＴ２に設定される。

また、ステップ４５にてＲＤ２５の値が「００」ではないと判断された場合は、さらにＲＤ２５の値が「１０」であるかどうかがステップ４９にて判断される。

ステップ４９にてＲＤ２５の値が「１０」であると判断された場合、ステップ５０にてＳＴがＳＴ２に設定される。一方、ステップ４９にてＲＤ２５の値が「１０」ではないと判断された場合は、ステップ５１にてＳＴが−ＳＴ２に設定される。

そして、値が設定されたＳＴがステップ５２にて送信部２０８へ出力される。

送信電力制御ステップ生成部２１２から出力されたＳＴが送信部２０８に入力されると、送信部２０８にてＳＴに基づいた送信電力制御が行われる。例えば、直前の送信電力がＰ（ｎ−１）であると、送信電力Ｐ（ｎ）は、Ｐ（ｎ−１）＋ＳＴとなる。ここで、従来はこのＳＴは固定値であったが、本発明では上述したように可変となる。これにより、フェージング周波数と伝送レートとに基づいて送信電力制御のステップサイズを制御することが可能となる。低速フェージング且つ送信データが高速レートの場合、送信電力制御のステップサイズが大きく、それ以外の場合は小さく設定される。

なお、上述した例では、制御ステップサイズをＳＴ１及びＳＴ２の２種類に設定したが、２種類に限らず設定されても良い。

一般的に、上り送信電力制御の制御ステップサイズが小さな場合、受信ＳＩＲがＴａｒｇｅｔ ＳＩＲに収束しているときに送信電力の無駄な上下変動は少なくなる。また、送信電力制御による他のユーザへの干渉量が小さくなるため、セル全体の干渉量を抑えることにもつながる。

しかし、送信電力の制御ステップサイズを小さくすると、Ｔａｒｇｅｔ ＳＩＲへの追従速度が遅くなるため、フェージングによる無線回線の変動に追従できず、受信品質が劣化してしまうというリスクがある。

これを回避するために上述した処理により、低速フェージング且つ高速レートの場合、上り送信電力制御の制御ステップサイズを大きくし、それ以外の場合は小さくすることにより、干渉量の増加と受信品質の劣化を極力抑えることが可能になる。

昨今需要が高まっている高速レートの無線端末局のみ上り送信電力の制御ステップサイズを大きくし、それ以外の無線端末局の上り送信電力の制御ステップサイズを小さくすることにより、各ユーザ間による干渉による送信電力増加を最小限に抑えることが可能になる。

本発明においては、これらを考慮して、無線端末局に入力される外部データの伝送レートにより、上り送信電力制御ステップサイズを可変とするため、例えばパケット通信のように通常は低速レートで、有意なデータがある場合のみ高速レートでデータ通信を行う場合であっても、高速レートで通信を行う時のみ制御ステップサイズを大きくすることができる。

従って、同一無線端末局においても送信しているデータ量に応じて制御ステップサイズを変更することができるため、制御ステップサイズを大きくすることを最小限に留めることが可能となる。これは、セル全体の干渉量増加を防止するのに効果的である。

また、特定の無線端末局による急激な上り送信電力の増加が発生した場合でも、高速フェージングあるいは低速レートの無線端末局は制御ステップサイズが小さいため、これにつられて発生する上り送信電力増加量も小さくなる。これにより、セル全体の干渉量の急激な変動を抑えることが可能となる。

クローズドループの場合、高速フェージングによる上り信号減衰を補間するのは時間的に間に合わない。そのため、本発明では敢えて低速フェージングに最適化し、高速フェージングの場合は、逆に制御ステップサイズを小さくしている。これは、高速フェージングに追従しようとして送信電力が変動するのを抑え、クローズドループでも減衰量を補間できる低速フェージングのときのみ制御ステップサイズを大きくすることにより、他ユーザへの干渉を最小限にすることが目的である。

Claims (7)

1. 無線基地局と、前記無線基地局に信号を送信する無線端末局とを有し、前記無線端末局にて前記無線基地局へ信号を送信するための送信電力を制御する無線通信システムにおいて、
   前記無線基地局は、前記無線端末局から送信されて受信された信号のフェージング周波数を推定し、前記推定されたフェージング周波数と予め設定された周波数閾値とを比較し、比較結果を前記無線端末局へ送信し、
   前記無線端末局は、前記比較結果を受信し、前記無線基地局へ送信する上りデータの伝送レートを検出し、前記伝送レートと予め設定された伝送レート閾値とを比較し、比較された結果と前記無線基地局から送信された比較結果とに基づいて前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を変更することを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
   前記無線基地局は、前記無線端末局から送信されて受信された信号のフェージング周波数を推定し、前記推定されたフェージング周波数と予め設定された周波数閾値とを比較する周波数推定手段を有し、
   前記無線端末局は、
   前記無線基地局へ送信する上りデータの伝送レートを検出し、前記伝送レートと予め設定された伝送レート閾値とを比較する伝送レート検出手段と、
   前記伝送レート検出手段にて比較された結果と前記周波数推定手段にて比較された結果とに基づいて前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を変更する送信電力制御ステップ生成手段とを有することを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
   前記送信電力制御ステップ生成手段は、前記伝送レートが前記伝送レート閾値よりも大きく、且つ前記周波数推定手段にて比較された結果が、前記フェージング周波数が前記周波数閾値よりも小さな場合、前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を大きくすることを特徴とする無線通信システム。
4. 無線基地局に接続され、前記無線基地局から送信された送信電力制御情報を受信し、受信された送信電力制御情報に基づいて前記無線基地局へ信号を送信するための送信電力を制御する無線端末局であって、
   前記無線基地局へ送信する上りデータの伝送レートを検出し、前記伝送レートと予め設定された伝送レート閾値とを比較し、比較された結果と送信電力制御情報とに基づいて前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を変更する無線端末局。
5. 請求項４に記載の無線端末局において、
   前記無線基地局へ送信する上りデータの伝送レートと予め設定された伝送レート閾値とを比較する伝送レート検出手段と、
   前記伝送レート検出手段にて比較された結果と前記送信電力制御情報とに基づいて前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を変更する送信電力制御ステップ生成手段とを有することを特徴とする無線端末局。
6. 無線基地局と、前記無線基地局に信号を送信する無線端末局とを有し、前記無線端末局にて前記無線基地局へ信号を送信するための送信電力を制御する無線通信システムにおける送信電力制御方法であって、
   前記無線基地局が、前記無線端末局から送信されて受信された信号のフェージング周波数を推定する処理と、
   前記無線基地局が、前記推定されたフェージング周波数と予め設定された周波数閾値とを比較する処理と、
   前記無線基地局が、比較結果を前記無線端末局へ送信する処理と、
   前記無線端末局が、前記無線基地局へ送信する上りデータの伝送レートを検出する処理と、
   前記無線端末局が、前記伝送レートと予め設定された伝送レート閾値とを比較する処理と、
   前記無線端末局が、比較された結果と前記無線基地局から送信された比較結果とに基づいて前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を変更する処理とを有する送信電力制御方法。
7. 請求項６に記載の送信電力制御方法において、
   前記伝送レートが前記伝送レート閾値よりも大きく、且つ前記フェージング周波数が前記周波数閾値よりも小さな場合、前記送信電力を制御するための送信電力変動幅を大きくする処理を有することを特徴とする送信電力制御方法。

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