JPH10224294A - 状態遷移による適応送信電力制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 急激な伝搬損失の変動にも追随する送信電力
制御。 【解決手段】 送信電力の減少を要求するコマンドを受
信したことを「０」、増加させるコマンド受信したこと
を「１」で表す。初期状態は状態０である。状態０より
状態１および−１の方がステップサイズは大きい。状態
が変化しないとき、送信電力を増加または減少させるコ
マントを受信するごとに、状態で定まるステップサイズ
で送信電力を増加または減少させている。状態を遷移す
る場合、送信電力を増加または減少させるコマントを受
信するごとに、遷移した先の状態により、送信電力を増
加または減少させる。状態０の場合、連続してＮ個送信
電力を減少または増加を要求するコマンドを受信したと
きのみ、すなわち連続してＮ回「０」または「１」にな
ったときのみ、状態０から状態１又は状態−１に遷移す
る。状態１では、送信電力を増加させるコマンドを一つ
でも受信すると、状態０に戻る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、移動通信における
送信電力制御に関するものであり、特に、正確な制御が
求められる直接拡散符号分割多元接続（ＤＳ−ＣＤＭ
Ａ：Direct Spreading Code Division Multiple Acces
s）方式に適した送信電力制御に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ＤＳ−ＣＤＭＡでは送信データで搬送波
を狭帯域変調し（例えば２相位相変調や４相位相変
調）、その後、データレートより高いチップレートの２
値拡散符号系列で拡散して、送信する。受信側では、送
信に用いたものと同じ２値拡散符号系列を受信信号に乗
積して、もとの狭帯域変調信号を得て、送信データに復
調する。このとき、狭帯域変調シンボルあたりのチップ
数（拡散符号系列の２値符号数）をｐｇ個とすると、他
移動局の信号からの干渉電力は平均的にはｐｇ分の１に
なる。

【０００３】移動通信では、基地局からの距離は移動局
毎に異なるため、全移動局の送信電力が同じであれば、
基地局での受信電力は互いに異なってしまう。そのた
め、他移動局の信号からの干渉電力がｐｇ分の１になっ
たとしても、基地局から近い移動局からの信号と基地局
から遠い移動局との間の干渉は無視できないくらいに大
きくなることがあり、受信品質が著しく劣化することも
ある。これは遠近問題としてよく知られている。そこ
で、受信電力が常に一定値となるように、移動局の送信
電力を制御する送信電力制御が必須になる。

【０００４】図１を用いて、基地局と移動局との間の電
力制御の関係を示す説明する。移動局側の送信電力を制
御する場合、基地局において、移動局から受信した信号
の電力や品質等（例えばＳＩＲ：Signal to Interferen
ce power Ratio) を測定し、移動局に対して、それが一
定になるように、送信電力を制御するためのコマンドを
送信する。

【０００５】この送信電力制御コマンドは、例えば特定
の１ビットで表現できる。その場合、その制御ビットが
「０」のときは送信電力を減少、「１」のときは送信電
力を増加を意味する。

【０００６】ところで、移動通信では、送信信号は様々
な反射物、例えば建造物、などで反射されて受信点に到
達する。このため、受信電力が時間と共に大きく変動す
るフェージングが発生する。このフェージングにより、
たとえ、全移動局の基地局からの距離が同じであって
も、受信電力が同じになるとは限らず、干渉によって受
信品質が劣化してしまう。従って、フェージング環境下
においても受信電力を一定に保つために、フェージング
の変化に追随ができる高速の送信電力制御が必要にな
る。

【０００７】従来では、送信電力制御のコマンドで行わ
れる送信電力の増減量（以下、ステップサイズ）は常に
一定であった。さて、移動局が走行中にビル影に入り、
その後ビル影から出てくることがある。ビル影に入った
ときには伝搬損失が大きくなるので、送信電力制御され
ているときには送信電力が大きくなる。このため、ビル
影から出てきたときには、基地局の受信電力は急に大き
くなり、他の移動局からの信号に大きな干渉を与えてし
まうので、できるだけ短時間のうちに送信電力を目標値
に収束させることで必要である。しかし、常に一定のス
テップサイズを用いた場合、急激な伝搬損失の変動には
追い付けないという問題があった。なぜなら、ステップ
サイズは高々１ｄＢ程度に選ばれるからである。

【０００８】また、基地局からの送信電力を制御するコ
マンドの受信した履歴（例えば連続回数）を記憶してお
き、このコマンド履歴（連続回数）に応じてステップサ
イズを可変にすることも提案されている（例えば本出願
人による特許出願である特願平７−７７９３５号（特開
平８−３２５１３号公報）参照）。しかし、このような
コマンド履歴のみで送信電力の制御を行う場合、急激な
伝搬損失の変化がないときでも、大きなステップサイズ
が選択されることがある。この場合、受信電力の変動が
大きくなり、結果として、受信品質が劣化してしまうこ
ともある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、急激
な伝搬損失の変化においても追随できる送信電力制御の
提供である。このため、急激な伝搬損失の変動時には電
力制御を行うステップサイズを大きくし、かつ、伝搬損
失が緩やかに変動しているときにはステップサイズを小
さくできる適応送信電力制御を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、受信局で受信
信号を測定して、その測定に応じて、送信局の送信電力
を増加させるコマンドおよび送信電力を減少させるコマ
ンドを前記受信局から送信し、前記コマンドを受信した
前記送信局では、受信したコマンドに応じて送信電力を
制御する送信電力制御方法において、前記受信局では、
送信電力の増減量の異なる複数の状態を有し、同じコマ
ンドをＮ回（Ｎ：正の整数）連続して受信したときの
み、１つの状態から他の状態に遷移することを特徴とす
る適応送信電力制御である。Ｎの値は状態毎に異なって
もよい。最も簡単な方法は、初期状態ともう１つの状態
の計２つのみを用いる場合である。

【００１１】また、Ｎ個（Ｎ：正の整数）の連続した同
じ送信電力を制御するコマンド受信したとき１つの状態
から他の状態に遷移するのは、初期状態から他の状態に
遷移するときとすることもできる。

【００１２】そして、連続した同じコマンドを受信して
状態遷移した状態から初期状態に戻るのは、異なる送信
電力を制御するコマンドをＭ回受信したときである。Ｍ
＝１とすることもできる。

【００１３】本発明では、複数の状態を設け、その複数
の状態とステップサイズは１対１に決められている。そ
して、現在の状態と受信コマンドとによって、状態間を
遷移するとともに、到達した状態で規定されているステ
ップサイズで送信電力を増減させているので、急激な伝
搬損失の変化においても、送信電力制御は追随できる。

【００１４】

【発明の実施の形態】図面を用いて、本発明の実施形態
を説明する。

【００１５】図２は、本発明の送信電力制御が実施され
る移動局の構成を示したブロック図である。図におい
て、マイク等の送話器２８からの音声信号は、送信部２
７により送信信号に変換されて、電力増幅部２６により
電力増幅されて、送受分波部２２を介してアンテナ２１
から送信される。制御信号は制御部２５で作成され、送
信部２７に信号が渡されて、同様に送信される。基地局
からの信号は、アンテナ２１で受信され、受信部２３で
復調された音声信号は、スピーカ２４等の受話器から出
力される。送られてきた制御信号（送信電力制御コマン
ドもその制御信号の一つである）は、制御部２５により
検出されて、送受信に必要な制御を行う。

【００１６】送信電力制御は、受信信号中の電力制御コ
マンド（例えば上述のように、特定の１ビットで表現で
きる）は制御部２５により検出され、電力増幅部２６を
制御する。本発明は、この制御部２５による電力制御部
２６の制御に関するものである。

【００１７】図３は、移動局において送信電力コマンド
を受信したとき、制御部２５による送信電力制御の動作
を表した状態遷移図である。

【００１８】この図３の状態遷移図で表された制御部２
５の動作を説明する。

【００１９】図３の状態遷移図において、送信電力の減
少を要求するコマンドを基地局から受信したことを
「０」、増加させるコマンド受信したことを「１」で表
す。また、初期状態として、制御部２５の送信電力制御
は、状態０であるとする。

【００２０】さて、制御部２５は、状態により、送信す
る電力の増加または減少する量（ステップサイズ）を変
化させる。すなわち、状態０より状態１または−１の方
がステップサイズは大きい。状態０のときには、受信し
たコマンドが増加すなわち「１」のときは送信電力を増
加させ、逆のとき（「０」のとき）は減少させる。状態
１のときは送信電力増を、状態−１のときは送信電力を
減少させるだけである。

【００２１】さて、状態が変化しないとき、制御部２５
は電力増幅部２６を制御して、送信電力を増加または減
少させるコマントを受信するごとに、その状態で決めら
れた一定の値（ステップサイズ）、送信電力を増加また
は減少させている。制御部２５は、状態が遷移する場
合、送信電力を増加または減少させるコマントを受信す
るごとに、遷移した先の状態により、一定の値（ステッ
プサイズ）で送信電力を増加または減少させる。

【００２２】制御部２５は、状態０の場合、移動局が連
続してＮ個送信電力を減少を要求するコマンドを受信し
たときのみ、すなわち連続してＮ回「０」になったとき
のみ、状態０から状態１に遷移し、状態１で決められて
いるステップサイズで送信電力を減少させる。また、同
様に、制御部２５は、状態０からは、移動局が連続して
例えばＮ個送信電力を増加を要求するコマンドを受信し
たときのみ、すなわち連続してＮ回「１」になったとき
のみ、状態０から状態−１に遷移し、状態−１で決めら
れているステップサイズで送信電力を増加させる。ここ
で、Ｎは正の整数である。

【００２３】状態１では、送信電力を増加させるコマン
ド（「１」）を一つでも受信すると、状態０に戻り、状
態０で決められているステップサイズで送信電力を増加
させる。送信電力を減少させるコマンド（「０」）を受
信した場合は状態１のままであり、状態１で決められて
いるステップサイズで送信電力を減少させる。状態−１
においても同様に、送信電力を減少させるコマンド
（「０」）を受信すると状態０に戻り、状態０で決めら
れているステップサイズで送信電力を減少させる。送信
電力を増加させるコマンド（「１」）受信するとそのま
ま状態−１を保ち、状態−１で決められているステップ
サイズで送信電力を増加させる。

【００２４】図３に示した状態遷移図においては、状態
１から状態０に戻るのは１つの送信電力を増加させるコ
マンドを受信した場合であるが、それを複数回（Ｍ回、
Ｍ：正の整数）受信した場合に戻るようにすることもで
きる。また、これは状態−１に対しても同様である。

【００２５】図４は、図３の状態遷移図で表される制御
を用いたときの受信電力の変動特性を示すグラフであ
る。横軸は送信電力制御コマンドの送信周期Ｔｔｐｃで
正規化して表した時間である。縦軸は目標受信電力から
の相対受信電力である。

【００２６】図４において、状態０のステップサイズは
１ｄＢであり、状態１および状態−１のステップサイズ
は４ｄＢである。状態０から状態１または状態−１への
遷移は、連続して３回の同じ減少または増加のコマンド
が受信された場合（Ｎ＝３）である。

【００２７】さて、図４においては、荒い点線で示すよ
うに、チャネルの伝搬損失が急に４０ｄＢ小さくなる場
合を想定している。すなわち、時点１０Ｔｔｐｃで伝搬
損失が４０ｄＢ小さくなるので、基地局においては、そ
のチャネルを使用している移動局からの受信信号が大き
くなり、ほかの移動局の信号に非常に大きな干渉を与え
てしまうことになる。

【００２８】このとき、従来のように、基地局からの送
信電力を制御するコマンドを受信するごとに一定のステ
ップサイズ（１ｄＢ）で制御するものでは、細かい点線
で示すように、すぐには受信信号が小さくならない。

【００２９】図３に示すような制御を行う場合（実線で
示す）、３回連続して減少を指示するコマンドが出され
たときは、３回目のコマンドを含めコマンドごとに４ｄ
Ｂづつ減少するので、短時間で受信電力が目標値に収束
していることが判る。このことは、他の移動局の信号に
与える干渉を短時間のうちに小さくできることを意味し
ている。

【００３０】図５は、移動局において送信電力コマンド
を受信したとき、制御部２５による送信電力制御の他の
動作を表した状態遷移図である。図５は、図３に示した
状態遷移図と比較すると、状態の数が多い。

【００３１】図５においても、図３と同様に、基地局か
らの送信電力の減少を要求するコマンドを受信すると
「０」、増加させるコマンド受信したことを「１」で表
す。まず初期状態として、状態０にいるとする。また、
状態０、状態１と状態−１、および状態２と状態−２に
おける制御部２５は、受信する送信電力を制御するコマ
ンドにより、それぞれ 状態０のステップサイズ ＜ 状態±１のステップサイ
ズ ＜ 状態±２のステップサイズ で電力増幅部２６を制御している。

【００３２】状態０の場合、移動局が連続して、例えば
Ｎ個送信電力を減少を要求するコマンドを受信したとき
のみ、すなわち連続してＮ回「０」になったときのみ、
状態０から状態１に遷移する。

【００３３】また、状態１において、送信電力を減少さ
せるコマンドを受信すると、すなわち「０」であると、
状態２に遷移するが、増加させるコマンドを受信すなわ
ち「１」であれば状態０に遷移する。状態２で受信コマ
ンドが減少（「０」）であれば状態２に留まり、受信コ
マンドが増加（「１」）であれば状態０に遷移する。送
信電力の増減は、受信コマンドが増加であるか減少であ
るかに基づいて、遷移した先の状態で決められているス
テップサイズで増減する。

【００３４】なお、図５において、状態１から状態２へ
の遷移は受信したコマンドが２個以上続けて減少
（「０」）のときのみ発生し、１個のみでは状態１に留
まり、それ以外は状態０に遷移することもできる。

【００３５】状態０において、受信したコマンドがＮ
個、増加（「１」）であるときには、状態０から状態−
１に遷移する。送信電力を増加させるコマンドを受信し
た場合の状態遷移も、上述の説明で「１」と「０」を入
れ替えたときと同様であるの説明を省略する。送信電力
の増減制御は受信したコマンド（「１」または「０」）
と遷移先の状態に基づいて行うことは変わりはない。

【００３６】図５の状態遷移図において、前の状態に戻
るのを、複数回（Ｍ回、Ｍ：正の整数）コマンドを受信
したときとすることもできる。

【００３７】図３や図５の状態遷移図で示される制御部
２５の送信電力制御は、コンピュータを制御するプログ
ラムやワイヤード・ロジックで実現されるハードウェア
で簡単に実現することができる。

【００３８】上記においては、移動局における送信電力
制御で説明したが、基地局においても、同様な電力制御
を行うことができる。この場合、電力制御のコマンドは
移動局側から出されることになる。

【００３９】また、上記の送信電力制御は、ＣＤＭＡに
対して特に最適であるが、他の伝送方式の移動通信にお
いても利用することができるのはいうまでもない。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、急激な
伝搬損失の変動にも追随する送信電力制御を実現するこ
とができ、常に安定した品質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】クローズドループ送信電力制御を説明する図で
ある。

【図２】移動局の装置構成を示すブロック図である。

【図３】本発明の送信電力制御の動作を示す状態遷移図
である。

【図４】図３の状態遷移図による送信電力制御を行った
場合を説明するグラフである。

【図５】本発明の送信電力制御の他の動作を示す状態遷
移図である。

【符号の説明】

２１ アンテナ ２２ 送受分波部 ２３ 受信部 ２４ 受話器 ２５ 制御部 ２６ 電力増幅部 ２７ 送信部 ２８ 送話器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 受信局で受信信号を測定して、その測定
   に応じて、送信局の送信電力を増加させるコマンドおよ
   び送信電力を減少させるコマンドを前記受信局から送信
   し、前記コマンドを受信した前記送信局では、受信した
   コマンドに応じて送信電力を制御する送信電力制御方法
   において、 前記受信局では、送信電力を制御するために増減する量
   の異なる複数の状態を有し、 同じコマンドをＮ回（Ｎ：正の整数）の連続して受信し
   たときのみ、他の状態に遷移することを特徴とする適応
   送信電力制御方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の適応送信電力制御方法に
   おいて、 同じコマンドを連続して受信して状態遷移した状態から
   初期状態に戻るのは、異なるコマンドをＭ回（Ｍ：正の
   整数）受信したときであることを特徴とする適応送信電
   力制御方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の適応送信電力制
   御方法において、Ｎの値が状態毎に異なることを特徴と
   する適応送信電力制御方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の適応送
   信電力制御方法を実施するための送受信装置。