(57)【要約】【課題】応答時間が異なる複数の無線局が存在する場合において、通信相手の各無線局との間で適切なタイミングにより電力制御を行う。【解決手段】通信相手の無線局の応答時間を保存する応答時間記憶手段１３と、通信相手の無線局からの送信電力制御指示メッセージを受信したことを判定した後、送信電力制御要求メッセージの生成指示を伝達する電力制御判定手段１２と、生成指示により、送信電力制御要求メッセージを生成する電力制御メッセージ生成手段２２と、応答時間記憶手段１３に記憶されている応答時間から、通信相手の無線局からの電力制御が行なわれた信号を受信するタイミングを求める応答時間カウント手段１４と、通信相手の無線局の変更電力に合わせて受信処理を制御する電力変更制御手段１５と、を有する。【選択図】図１
2008187395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の無線局間で通信を行い、前記通信を行う無線局同士のうち少なくとも一方の無線局が通信相手の無線局に送信電力を変化させるように指示する無線通信システムであって、
ネゴシエーションにより取得した前記通信相手の無線局の応答時間により、前記通信相手の無線局からの信号を受信するタイミングを求めて受信処理を行うことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記通信相手の無線局の応答時間を保存する応答時間記憶手段と、
前記通信相手の無線局からの送信電力制御指示メッセージを受信したことを判定した後、送信電力制御要求メッセージの生成指示を伝達する電力制御判定手段と、
前記生成指示により、送信電力制御要求メッセージを生成する電力制御メッセージ生成手段と、
前記応答時間記憶手段に記憶されている前記応答時間から、前記通信相手の無線局からの電力制御が行なわれた信号を受信するタイミングを求める応答時間カウント手段と、
前記通信相手の無線局の変更電力に合わせて受信処理を制御する電力変更制御手段と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
ネゴシエーションにより取得した通信相手の無線局の応答時間を保存する応答時間記憶部と、
前記通信相手の無線局からの送信電力制御指示メッセージを受信したことを判定した後、送信電力制御要求メッセージの生成指示を伝達する電力制御判定部と、
前記生成指示により、前記送信電力制御要求メッセージを生成する電力制御メッセージ生成部と、
前記応答時間記憶部に記憶されている前記応答時間から、前記通信相手の無線局からの電力制御が行なわれた信号を受信するタイミングを求める応答時間カウント部と、
前記通信相手の無線局の変更電力に合わせて受信処理を制御する電力変更制御部と、
を備える送信電力制御部を有することを特徴とする無線局。
【請求項４】
複数の無線局が存在する通信無線通信システムにおいて、前記通信を行う無線局同士のうち少なくとも一方の無線局が通信相手の無線局に送信電力を変化させるように指示する送信電力制御方法であって、
通信を行う前に、第１の無線局と第２の無線局との間でネゴシエーションを実行するステップと、
通信が開始された後、前記第２の無線局から前記第１の無線局へ送信電力を変更するように要求するステップと、
前記第１の無線局の応答時間に対応する受信タイミングを計算するステップと、
前記ステップの前記第２の無線局の要求を受けた後、前記第１の無線局が送信電力を変更して送信を行うステップと、
前記第２の無線局が変更された送信電力量に合わせて受信処理を行うステップと、
を含むことを特徴とする送信電力制御方法。
【請求項５】
前記第２の無線局から前記第１の無線局へ送信電力を変更するように要求するステップの前に、変更する送信電力を前記第２の無線局から前記第１の無線局へ通知するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の送信電力制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システム、無線局及び通信無線通信システムにおける送信電力制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
符号分割多重（ＣＤＭＡ）方式の無線通信システムにおける送信電力制御においては、基地局が信号対干渉波電力比（ＳＩＲ）等の受信品質値を測定し、受信品質値が基準値よりも大きい場合には送信電力を下げる命令を移動局へ送信し、受信品質値が基準値よりも小さい場合には送信電力を上げる命令を移動局へ送信するためのＴＰＣ（Transmission Power Control）ビットなどが用いられている（特許文献１参照）。
【０００３】
また最近では、周波数を同時に使用する空間多重技術（ＳＤＭＡ技術）を用いた無線通信システムが構築されている。この空間多重技術（ＳＤＭＡ技術）を用いた無線通信システムにおいても、前記のような送信電力を制御する命令を用いて空間多重（ＳＤＭＡ）通信の安定化や強電界での多値安定化（例えば、ＱＡＭ系シンボルを劣化させないようにする）のために、送信電力を変化させる制御方法が用いられる。
【０００４】
無線通信システムの送信電力を変化させる制御方法の一例として、無線局Ａ、Ｂの通信中に無線局Ａの送信電力を変化させる例を図４に示す。送信電力制御には送信電力の変化量を通信相手に通知した後に行う方法と指示した後に行う方法の２通りがあるので、各方法による送信電力制御を以下に示す。
通知による送信電力制御：送信電力制御の例における（１）〜（４）
指示による送信電力制御：送信電力制御の例における（２）の後半（“無線局Ｂは”以降）〜（４）
（１）無線局Ａは、変更する送信電力を無線局Ｂへ通知する。
（２）（１）の通知を受けた後、無線局Ｂは、送信電力を変更するように無線局Ａへ要求する。同時に変更する電力量も要求する。
（３）（２）の要求を受けた後、無線局Ａは、要求された電力量に従い送信電力を変更し送信処理を行なう。
（４）無線局Ｂは、要求した変更電力量にあわせた受信処理を行う。
上記の送信電力制御において、応答時間が異なる通信相手に対して同様の処理を行うと、電力変化の切替タイミング誤差が生じエラーが発生し、それに伴い再送処理が行われてスループットの低下を招く。
【０００５】
次に、上記図４の送信電力を変化させる制御方法に対し、無線通信システムにおける送受信処理の推移をＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式の通信を例にして、図５を用いて説明する。
ここで、無線局Ａは応答時間が２フレームであり、無線局Ｂは応答時間が１フレームであるとする。前述の図４の制御方法における送信電力制御のフローを以下の（ａ）〜（ｄ）に示す。ここで、Ｔｘは送信フレーム、Ｒｘは受信フレームである。
（ａ）  無線局ＡはＴｘ（Ａ１）フレームの送信処理で、変更する送信電力を無線局Ｂへ通知する。
（ｂ）  無線局ＢはＲｘ（Ｂ１）フレームの受信処理で（ａ）の通知を受け、Ｔｘ（Ｂ１）フレームでの送信処理で送信電力要求を行う。同時に変更する電力量も要求する。
（ｃ）  無線局ＡはＲｘ（Ａ１）フレームの受信処理で（ｂ）の要求を受けるが、応答時間が２フレームであるので、Ｔｘ（Ａ３）フレームの送信処理で要求された電力量に従い送信電力を変更し送信処理を行う。
（ｄ）  無線局ＢはＲｘ（Ｂ３）フレームの受信処理で要求した変更電力量にあわせた処理を行う。
上記（ａ）〜（ｃ）の処理は、受信データに従って処理を行うことができるが、（ｄ）の処理は、通信相手の応答時間によって、処理すべきタイミングが異なる。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−３００１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、前述の図５の場合では、無線局Ａの応答時間が２フレームであるため、（ｄ）の受信処理をＴｘ（Ｂ３）で行うが、通信相手の応答時間が未知の場合、無線局Ｂは（ｄ）の処理をＴｘ（Ｂ３）で行うと正しい電力制御が行えないためエラー発生の原因となる。また、（ｂ）の要求を毎フレームや固定間隔で行うと、（ｃ）のタイミングが通信相手によって異なるので、期待する送信電力制御が行えない。
【０００８】
すなわち、応答時間が規定されていないシステムにおいては、複数の無線局と通信をする場合、各無線局の性能により処理時間が異なるため通信相手により応答時間の差異が発生する。そのため、複数の無線局に対して同じタイミングで送信電力制御を行うと適切なタイミングで電力を切り替えることができずエラー発生の原因を引き起こす。
【０００９】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、無線通信システムが通信を継続又は運用するために必要となる情報のやりとりであるネゴシエーション時に、応答時間を事前に通知することにより、応答時間が異なる複数の無線局が存在する場合において、通信相手の各無線局との間で適切なタイミングにより電力制御を行うことができる無線通信システム、無線局及び送信電力制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明に係る無線通信システムは、複数の無線局間で通信を行い、通信相手の無線局に送信電力を変化させるように指示する無線通信システムであって、ネゴシエーションにより取得した前記通信相手の無線局の応答時間により、前記通信相手の無線局からの信号を受信するタイミングを求めて受信処理を行うことを特徴とする。
また、本発明に係る無線通信システムは、前記通信相手の無線局の応答時間を保存する応答時間記憶手段と、前記通信相手の無線局からの送信電力制御指示メッセージを受信したことを判定した後、送信電力制御要求メッセージの生成指示を伝達する電力制御判定手段と、前記生成指示により、送信電力制御要求メッセージを生成する電力制御メッセージ生成手段と、前記応答時間記憶手段に記憶されている前記応答時間から、前記通信相手の無線局からの電力制御が行なわれた信号を受信するタイミングを求める応答時間カウント手段と、前記通信相手の無線局の変更電力に合わせて受信処理を制御する電力変更制御手段と、を有することを特徴とする。
上記構成により、通信相手の無線局の応答時間を事前に知ることができるため、適切なタイミングで電力制御の受信処理を行うことができる。それに伴い、エラー発生率を上げずに送信電力制御を行うことができる。
【００１１】
また、本発明に係る無線局は、複数の無線局間で通信を行い、前記通信を行う無線局同士のうち少なくとも一方の無線局が通信相手の無線局に送信電力を変化させるように指示する無線通信システムであって、ネゴシエーションにより取得した前記通信相手の無線局の応答時間により、前記通信相手の無線局からの信号を受信するタイミングを求めて受信処理を行うことを特徴とする。
上記構成により、通信相手の無線局の応答時間を事前に知ることができるため、適切なタイミングで電力制御の受信処理を行うことができる。それに伴い、エラー発生率を上げずに送信電力制御を行うことができる。
【００１２】
また、本発明に係る送信電力制御方法は、複数の無線局が存在する通信無線通信システムにおいて、前記通信を行う無線局同士のうち少なくとも一方の無線局が通信相手の無線局に送信電力を変化させるように指示する送信電力制御方法であって、通信を行う前に、第１の無線局と第２の無線局との間でネゴシエーションを実行するステップと、通信が開始された後、前記第２の無線局から前記第１の無線局へ送信電力を変更するように要求するステップと、前記第１の無線局の応答時間に対応する受信タイミングを計算するステップと、前記ステップの前記第２の無線局の要求を受けた後、前記第１の無線局が送信電力を変更して送信を行うステップと、前記第２の無線局が変更された送信電力量に合わせて受信処理を行うステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明に係る送信電力制御方法は、前記第２の無線局から前記第１の無線局へ送信電力を変更するように要求するステップの前に、変更する送信電力を前記第２の無線局から前記第１の無線局へ通知するステップを含むことを特徴とする。
上記送信電力制御方法により、通信相手の無線局の応答時間を事前に知ることができるため、適切なタイミングで電力制御の受信処理を行うことができる。それに伴い、エラー発生率を上げずに送信電力制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係る無線通信システムの実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る無線通信システムの主要機能を示す機能ブロック図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施の形態の無線通信システム１は、送信電力を変更する無線局Ａ（第１の無線局）と、無線局Ａの送信電力を制御する無線局である無線局Ｂ（第１の無線局）とからなる。
無線局Ａは、送信部２、自局の応答時間検出部３、受信部４を備えている。
無線局Ｂは、受信処理部１０及び送信処理部２０を備え、この受信処理部１０及び送信処理部２０の中に送信電力制御部３０を備えている。
受信処理部１０は、復調・復号部１１、電力制御判定部（電力制御判定手段）１２、応答時間記憶部（応答時間記憶手段）１３、応答時間カウント部（応答時間カウント手段）１４、電力変更制御部（電力変更制御手段）１５を備えている。
送信処理部２０は、変調・符号部２１、電力制御メッセージ生成部（電力制御メッセージ生成手段）２２を備えている。
送信電力制御部３０は、上記の電力制御判定部１２、応答時間記憶部１３、応答時間カウント部１４、電力変更制御部１５、電力制御メッセージ生成部２２を含む。
【００１５】
受信処理部１０は、復調・復号部１１で受信信号の復調及び復号を行なって、受信データを抽出する。通信開始時は、無線通信システムが通信を継続又は運用するために必要となる情報のやりとりであるネゴシエーションを行う。ネゴシエーション時にはネゴシエーションにより取得した通信相手の無線局Ａの応答時間を応答時間記憶部１３へ保存する。
送信電力制御部３０内の電力制御判定部１２は、送信電力制御の開始後、受信データの送信電力制御指示メッセージを判定し、送信電力制御指示メッセージ受信後、電力制御メッセージ生成部２２へ指示を伝達する。そして、電力制御メッセージ生成部２２は、送信電力制御要求メッセージを生成して変調・符号部２１に伝達し、変調・符号部２１は送信信号の変調及び符号化を行う。
また、電力制御メッセージ生成部２２は、送信電力制御要求メッセージを生成後、電力制御判定部１２に送信電力制御要求メッセージの生成完了通知と変更電力量を伝達する。
電力制御判定部１２は、電力制御メッセージ生成部２２から送信電力制御要求メッセージの生成完了通知を受けた後、応答時間カウント部１４へ生成完了通知を受けた旨のメッセージを伝達する。
応答時間カウント部１４は、応答時間記憶部１３に記憶されている通信相手の無線局Ａの応答時間から電力制御が行なわれた信号を受信するタイミングを求め、そのタイミングにあわせて電力変更制御部１５へ電力変更の制御要求を行う。
電力変更制御部１５は、電力変更の制御要求受信後、変更電力に合わせて復調・復号部１１における受信処理を制御する。
【００１６】
次に、図２を参照して本実施の形態の無線通信システムの送信電力制御フローを説明する。以下の例では、無線局Ａの送信電力を制御する送信電力制御例を示す。
【００１７】
通信を行う前に、無線局Ａ、Ｂ間でネゴシエーションを実行する（ステップＳ１）。このとき、無線局Ａは自局の応答時間検出部３によって応答時間（フレーム数）を把握し、この応答時間を送信部２から送信する。無線局Ｂは無線局Ａからの信号を受信処理部１０で受信し、復調・復号部１１で受信信号の復調及び復号を行なって、受信データを抽出し、取得した無線局Ａの応答時間（フレーム数）を応答時間記憶部１３へ保存する。
通信が開始された後、通信中に無線局Ａは、変更する送信電力を無線局Ｂへ通知する（ステップＳ２）。
【００１８】
上記ステップ２の通知を受けた後、無線局Ｂの電力制御判定部１２は、電力制御メッセージ生成部２２へ送信電力制御要求メッセージを生成するように指示を伝達する。
そして、電力制御メッセージ生成部２２は、送信電力制御要求メッセージを生成して変調・符号部２１により送信信号の変調及び符号化を行い、この送信信号により、送信電力を変更するように無線局Ａへ要求する（ステップＳ３）。
【００１９】
また、電力制御メッセージ生成部２２は、電力制御判定部１２に送信電力制御要求メッセージの生成完了通知と変更電力量を伝達し、これを受けて電力制御判定部１２は、応答時間カウント部１４へ生成完了通知を受けた旨のメッセージを伝達する。
【００２０】
応答時間カウント部１４は、応答時間記憶部１３に記憶されている通信相手である無線局Ａの応答時間から電力制御が行なわれた信号を受信するタイミングを求める。すなわち、無線局Ａの応答時間に対応する受信タイミングを計算する（ステップＳ４）。
【００２１】
上記ステップＳ３の無線局Ｂの要求を受けた後、無線局Ａは送信電力を変更して送信を行う（ステップＳ５）。無線局Ｂは、ステップＳ４で計算された受信タイミングにあわせて電力変更制御部１５へ電力変更の制御要求を行い、変更された送信電力量に合わせて復調・復号部１１において受信処理を行う（ステップＳ６）。
【００２２】
なお、ステップＳ２は省略することもできる。
【００２３】
次に、無線局Ａの応答時間に対応する受信タイミングを計算して受信処理を行う具体的な処理フローの一例を挙げ、図３を参照して説明する。
【００２４】
図３において、各変数は以下の通りである。
tmpT  ：電力制御を行なうための応答時間を示す変数。
ansT  ：応答時間記憶部１３に記憶された通信相手（無線局Ａ）の応答時間（フレーム数）を示す変数。
request：送信電力制御要求メッセージの生成完了通知の受信を示す変数。
なお、本処理フローを実行する際に各変数が次のように設定される。
新しい相手先の無線局との通信が確立した段階で、tmpT、requestは初期化（tmpT=0、request=0）される。送信電力制御要求メッセージの生成完了通知の受信後に、request＝１とする。
【００２５】
以下の、フローは通信フレーム毎に１回ずつ行うものとする。
まず、tmpTとansTの比較を行い（ステップＳ１１）、tmpT ≧ansTである場合（ＹＥＳ）は、次に、requestが１であるか否かを判定し（ステップＳ１２）、requestが１である場合（ＹＥＳ）は、送信電力制御要求メッセージの生成完了通知を既に受信しているので、無線局Ｂは、変更された送信電力量に合わせて復調・復号部１１において受信処理を行う（ステップＳ１３）。この後、request＝０（ステップＳ１４）、tmpT＝０（ステップＳ１５）として処理を終了する。
【００２６】
一方、ステップＳ１１において、tmpT≧ansTでない場合（ＮＯ）は、通信相手である無線局Ａの応答時間に未だ達していないので、電力制御の受信処理は行なわず、tmpTに１を加え（ステップＳ１６）、次のフレームにおいて、図３のフローを最初から行う。
【００２７】
また、ステップＳ１２において、requestが１でない場合（ＮＯ）は、送信電力制御要求メッセージの生成完了通知を未だ受信していないので、ステップＳ１３の電力制御の受信処理は行なわず、tmpTを０に初期化（ステップＳ１５）する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態に係る無線通信システムの主要機能を示す機能ブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る無線通信システムの送信電力制御フローを説明するフローチャートである。
【図３】無線局Ａの応答時間に対応する受信タイミングを計算して受信処理を行う具体的な処理フローの一例である。
【図４】無線通信システムの送信電力を変化させる制御方法の一例を示す図である。
【図５】図４の送信電力を変化させる制御方法に対し、無線通信システムにおける送受信処理の推移をＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式の通信を例にして説明する図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  無線通信システム
２  送信部
３  自局の応答時間検出部
４  受信部
１０  受信処理部
１１  復調・復号部
１２  電力制御判定部（電力制御判定手段）
１３  応答時間記憶部（応答時間記憶手段）
１４  応答時間カウント部（応答時間カウント手段）
１５  電力変更制御部（電力変更制御手段）
２０  送信処理部
２１  変調・符号部
２２  電力制御メッセージ生成部（電力制御メッセージ生成手段）
３０  送信電力制御部
【図１】
2008187395.tif 000003
【図２】
2008187395.tif 000004
【図３】
2008187395.tif 000005
【図４】
2008187395.tif 000006
【図５】
2008187395.tif 000007