(57)【要約】【課題】ソフトハンドオーバ時の通信品質の劣化を防止するとともに、システム全体の通信容量の低下を抑制することができる送信電力制御装置および移動局を得ること。【解決手段】品質測定部１５が基地局３−１〜３ーｎのそれぞれの通信品質としてＳＩＲを算出し、送信電力制御情報抽出部１４が基地局３−１〜３−ｎのそれぞれの送信電力制御情報を抽出し、事後確率計算部１６が各基地局３−１〜３−ｎのＳＩＲと送信電力制御情報に基づいて基地局３−１〜３−ｎ全体として電力上昇を指示する事後確率を算出し、送信電力制御部が、事後確率と予め定められた閾値とを比較して、事後確率が閾値よりも大きい場合には送信電力を増加させ、事後確率が閾値以下の場合には送信電力を減少させる。【選択図】        図２
2005303539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号分割多次元接続方式の移動体通信システムの移動局に適用される送信電力制御装置において、
ソフトハンドオーバ中の各基地局からの受信信号の通信品質を測定する品質測定部と、
前記各基地局から送信された受信信号から電力上昇または電力降下を指示する送信電力制御情報を抽出する送信電力制御情報抽出部と、
前記品質測定部によって測定された通信品質と前記送信電力制御情報抽出部によって抽出された送信電力制御情報に基づいて、前記各基地局すべてが電力上昇を指示した事後確率を算出する事後確率計算部と、
この事後確率計算部によって算出された事後確率に基づいて送信電力を増加または減少させる送信電力制御部と、
を備えることを特徴とする送信電力制御装置。
【請求項２】
前記品質測定部は、
前記通信品質として、前記受信信号に復調処理を施した復調信号のパイロット信号またはデータ信号を用いてＳＩＲまたは誤り率を測定することを特徴とする請求項１に記載の送信電力制御装置。
【請求項３】
前記送信電力制御情報抽出部は、
送信電力制御情報を硬判定値または軟判定値として出力することを特徴とする請求項１または２に記載の送信電力制御装置。
【請求項４】
前記送信電力制御部は、
前記事後確率と所定の閾値とを比較して、前記事後確率が前記閾値より大きい場合には送信電力を増加させ、前記事後確率が前記閾値以下の場合には送信電力を減少させることを特徴とする請求項１〜３の何れか一つに記載の送信電力制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか一つに記載の送信電力制御装置を備えることを特徴とする移動局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）方式が適用される移動体通信システムの移動局に関するものであり、特に、移動局と複数の基地局とが同時に接続されるソフトハンドオーバ時の移動局の送信電力を制御する送信電力制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
移動体通信システムにおいては、移動局が移動する過程で、自局と接続する基地局を変更するソフトハンドオーバが実行される。ソフトハンドオーバ時には、移動局は複数の基地局と通信を行う。各基地局は、移動局からの受信品質を測定し、測定した受信品質が過剰であれば電力低下を指示する送信電力制御情報を移動局に送信し、測定した受信品質が不足していれば電力上昇を指示する送信電力制御情報を移動局に送信する。
【０００３】
移動局は、各基地局から送信される送信電力制御情報に基づいて送信電力を制御する。たとえば、通信を行っている複数の基地局からの送信電力制御情報の中で１つでも電力低下を指示するものがあれば送信電力を低下させ、全基地局からの送信電力制御情報が電力上昇を指示するものである場合のみ送信電力を上昇させるように送信電力を制御すれば、移動局の送信電力を最低にすることができる。しかしながら、全ての基地局からの送信電力制御情報が電力上昇の指示を行った場合でも、伝送路誤りなどによって基地局からの送信電力制御情報が１つでも電力上昇の指示を行っていないと移動局が判断した場合には、送信電力を上げることはできない。そのため、送信電力が減少して基地局受信品質が著しく損なわれることがある。
【０００４】
このような問題を改善するために、第１の従来技術では、ソフトハンドオーバ時の移動局の送信電力の制御に各基地局から送信された送信電力制御情報の全てが電力上昇を要請している場合だけでなく、送信電力制御情報の軟判定値に基づいて各基地局から送信された送信電力制御情報の信頼度を求め、電力低下を要求する基地局から送信された送信電力制御情報の信頼度が低く、かつ電力上昇を要求する基地局から送信された送信電力制御情報の信頼度が高い場合にも、送信電力を上昇されるための制御を行うようにしている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、第２の従来技術では、移動局が各基地局からの受信ＳＩＲ（信号対干渉比）を算出して、算出した受信ＳＩＲが所定の基準値以下の基地局からの送信電力制御情報を無視して現在の送信電力を維持し、通信品質の劣化を防止するようにしている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１６３６３０号公報
【特許文献２】特開平０９−３１２６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記第１および第２の従来技術では、軟判定値やＳＩＲなどによって基地局からの受信信号の受信品質を判定して、受信品質が低い基地局からの送信電力制御情報を無視して、受信品質が高い基地局からの送信電力制御情報に基づいて送信電力を制御するようにしている。
【０００８】
しかしながら、移動体通信システムのスローフェージング環境においては基地局から移動局への下り回線の通信品質が悪い場合でも、移動局から基地局への上り回線の通信品質はよい場合があり、上記第１および第２の従来技術のように、通信品質の悪い基地局の送信電力制御情報を無視して移動局の送信電力を制御すると、移動局の送信電力は過剰に増大してしまうという問題があった。
【０００９】
また、上記第１および第２の従来技術では、全基地局から送信された送信電力制御情報の中で電力上昇を指示した確率を正しく計算していないため、全基地局が電力上昇を指示した確率が０．５より高い場合でも移動局は送信電力を減少させる場合があり、全基地局が電力上昇を指示した確率が０．５以下の場合でも、移動局は送信電力を上昇させる場合がある。そのため、移動局の送信電力が過剰または不足して通信品質の低下や干渉の増大を招いてしまい、移動体通信システム全体の通信容量を減少させてしまうという問題があった。
【００１０】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、ソフトハンドオーバ時の通信品質の劣化を防止するとともに、システム全体の通信容量の低下を抑制することができる送信電力制御装置および移動局を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、この発明にかかる送信電力制御装置は、符号分割多次元接続方式の移動体通信システムの移動局に適用される送信電力制御装置において、ソフトハンドオーバ中の各基地局からの受信信号の通信品質を測定する品質測定部と、前記各基地局から送信された受信信号から電力上昇または電力降下を指示する送信電力制御情報を抽出する送信電力制御情報抽出部と、前記品質測定部によって測定された通信品質と前記送信電力制御情報抽出部によって抽出された送信電力制御情報に基づいて、前記各基地局すべてが電力上昇を指示した事後確率を算出する事後確率計算部と、この事後確率計算部によって算出された事後確率に基づいて送信電力を増加または減少させる送信電力制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、ソフトハンドオーバ時に複数の基地局と通信する際に、各基地局からの受信信号の通信品質と、各基地局から受信した送信電力制御情報とに基づいて、基地局全体として送信電力制御情報によって電力上昇を指示した事後確率を算出して、この算出した事後確率に基づいて送信電力を制御するようにしている。
【発明の効果】
【００１３】
この発明にかかる送信電力制御装置によれば、ソフトハンドオーバ時に複数の基地局と通信する際に、各基地局からの受信信号の通信品質と、各基地局から受信した送信電力制御情報とに基づいて、基地局全体として送信電力制御情報によって電力上昇を指示した事後確率を算出して、この算出した事後確率に基づいて送信電力を制御するようにしているので、通信品質を劣化させることなくソフトハンドオーバ時における送信電力の制御を行うことができ、移動体通信システム全体の通信容量の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、この発明にかかる送信電力制御装置および移動局の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
図１〜図５を用いてこの発明の本実施の形態を説明する。図１は、この発明における実施の形態の送信電力制御装置を備える移動局が適用されるＣＤＭＡ方式によるセルラーシステム（移動体通信システム）においてソフトハンドオーバを行っている状態を示すブロック図である。図１においては、移動局１がｎ（１＜ｎ，ｎは自然数）台の基地局３−１〜３−ｎとソフトハンドオーバを行っており、基地局３−１〜３−ｎからそれぞれ送信電力制御情報＃１〜＃ｎが移動局１に送信され、移動局１は送信電力制御情報＃１〜＃ｎに基づいて基地局３−１〜３−ｎへの送信電力を制御する。
【００１６】
図２は、図１に示したこの発明における電力制御装置を備えた移動局１の構成を示すブロック図である。移動局１は、アンテナ１０、送受信分離部１１、受信無線部１２、逆拡散部１３−１〜１３−ｎ、送信無線部１８、および、品質測定部１５と送信電力制御情報抽出部１４と事後確率計算部１６と送信電力制御部１７とを有する送信電力制御装置１９を備えている。
【００１７】
アンテナ１０は、ソフトハンドオーバ中の基地局３−１〜３−ｎからの信号を受信して送受信分離部１１に出力するとともに、送受信分離部１１からの信号を送信する。送受信分離部１１は、アンテナ１０によって受信された各基地局３−１〜３−ｎの信号を逆拡散部１３−１〜１３−ｎに出力する。
【００１８】
逆拡散部１３−１〜１３−ｎは、基地局毎に予め割り当てられたコードに基づいて基地局毎の信号を復調する。ここでは、逆拡散部１３−１が基地局３−１の信号を復調し、逆拡散部１３−２が基地局３−２の信号を復調し、・・・、逆拡散部１３−ｎが基地局３−ｎの信号を復調する。逆拡散部１３−１〜１３−ｎは、それぞれ復調した基地局３−１〜３−ｎの復調信号を品質測定部１５と送信電力制御情報抽出部１４とに出力する。
【００１９】
品質測定部１５は、逆拡散部１３−１〜１３−ｎから入力される各基地局３−１〜３−ｎの復調信号のパイロット信号やデータ信号を用いてＳＩＲや誤り率などによって通信品質を求める。
【００２０】
図３は、図２に示した品質測定部１５の構成の一例を示すブロック図である。図３に示した品質測定部１５は、通信品質としてＳＩＲを用いている。品質測定部１５は、基地局３−１〜３−ｎに対応した干渉電力測定部１５１−１〜１５１−ｎと、信号電力測定部１５２−１〜１５２−ｎと、ＳＩＲ算出部１５３−１〜１５３−ｎとを備えている。
【００２１】
干渉電力測定部１５１−１〜１５１−ｎは、逆拡散部１３−１〜１３−ｎから入力される復調信号から干渉電力を測定して、測定した干渉電力をＳＩＲ算出部１５３−１〜１５３−ｎに出力する。信号電力測定部１５２−１〜１５２−ｎは逆拡散部１３−１〜１３−ｎから入力される復調信号から信号電力を測定して、測定した信号電力をＳＩＲ算出部１５３−１〜１５３−ｎに出力する。
【００２２】
ＳＩＲ算出部１５３−１〜１５３−ｎは、干渉電力測定部１５１−１〜１５１−ｎによって測定された基地局３−１〜３−ｎの干渉電力と、信号電力測定部１５２−１〜１５２−ｎによって測定された基地局３−１〜３−ｎの信号電力とに基づいて、基地局３−１〜３−ｎのＳＩＲを算出する。ＳＩＲ算出部１５３−１〜１５３−ｎは、算出したＳＩＲを事後確率計算部１６に出力する。
【００２３】
先の図２に戻って、送信電力制御情報抽出部１４は、逆拡散部１３−１〜１３−ｎから入力される各基地局３−１〜３−ｎの復調信号から送信電力制御情報を抽出する。図４は、基地局３−１〜３−ｎから移動局１に向けて送信されるフレームフォーマットの一例を示している。フレームは、１５個のスロット＃０〜＃１４で構成される。スロットｉ（０≦ｉ≦１４，ｉは自然数）は、Ｄａｔａ１、ＴＣＰ（Transmit Power Control:送信電力制御）ビット、ＴＦＣＩ（Transport Format Combination Indicator：送信フレーム情報）ビット、Ｄａｔａ２およびＰｉｌｏｔで構成される。ＴＰＣビットは、２、４または８ビットの多値のデータからなり、送信電力の上昇または低下の指示を示している。
【００２４】
送信電力制御情報抽出部１４は、図４に示したフレームのＴＰＣビットから各基地局３−１〜３−ｎが送信した送信電力制御情報を抽出して、抽出した送信電力制御情報を事後確率計算部１６に出力する。
【００２５】
事後確率計算部１６は、品質測定部１５によって測定された基地局３−１〜３−ｎの通信品質と、送信電力制御情報抽出部１４によって抽出された基地局３−１〜３−ｎの送信電力制御情報とに基づいて、基地局３−１〜３−ｎ全体として送信電力制御情報が上昇を指示する事後確率を算出する。事後確率計算部１６は、算出した事後確率を送信電力制御部１７に出力する。
【００２６】
図５は、図２に示した事後確率計算部１６の構成を示すブロック図である。事後確率計算部１６は、確率算出部１６０−１〜１６０−ｎと、乗算器１６１とを備えている。確率算出部１６０−１〜１６０−ｎは、ＳＩＲ算出部１５３−１〜１５３−ｎによって算出されたＳＩＲと、送信電力制御情報抽出部１４によって抽出された基地局３−１〜３−ｎの送信電力制御情報に基づいて送信電力制御情報が上昇を示す確率を算出する。確率算出部１６０−１〜１６０−ｎは、算出した送信電力情報が上昇を示す確率を乗算器１６１に出力する。
【００２７】
乗算器１６１は、確率算出部１６０−１〜１６０−ｎが算出した送信電力情報が上昇を示す確率を乗算して、基地局３−１〜３−ｎ全体として送信電力制御情報が上昇を示す事後確率を算出する。乗算器１６１は、算出した事後確率を送信電力制御部１７に出力する。
【００２８】
送信電力制御部１７は、事後確率計算部１６によって算出された事後確率と予め定められた閾値とを比較して、確率が閾値より大きい場合には送信電力を上昇(増加）させるように送信無線部１８を制御し、確率が閾値以下の場合には送信電力を降下（減少）させるように送信無線部１８を制御する。
【００２９】
送信無線部１８は、図示していない拡散部によって拡散された送信信号を送信電力制御部１７の制御に基づいて送信電力を増加または減少させて、送受信分離部１１、アンテナ１０を介して基地局３−１〜３−ｎに送信する。
【００３０】
つぎに、この発明における送信電力制御装置１９の動作を説明する。干渉電力測定部１５１−１〜１５１−ｎは、逆拡散部１３−１〜１３−ｎから入力される基地局３−１〜３−ｎの復調信号から干渉電力を測定して、測定した干渉電力をＳＩＲ算出部１５３−１〜１５３−ｎに出力する。信号電力測定部１５２−１〜１５２−ｎは逆拡散部１３−１〜１３−ｎから入力される基地局３−１〜３−ｎの復調信号から信号電力を測定して、測定した信号電力をＳＩＲ算出部１５３−１〜１５３−ｎに出力する。
【００３１】
ＳＩＲ算出部１５３−１〜１５３−ｎは、干渉電力測定部１５１−１〜１５１−ｎによって測定された基地局３−１〜３−ｎの干渉電力と、信号電力測定部１５２−１〜１５２−ｎによって測定された基地局３−１〜３−ｎの信号電力とに基づいて、基地局３−１〜３−ｎのＳＩＲを算出する。ＳＩＲ算出部１５３−１〜１５３−ｎは、算出したＳＩＲを確率算出部１６０−１〜１６０−ｎに出力する。
【００３２】
送信電力制御情報抽出部１４は、逆拡散部１３−１〜１３−ｎから入力される基地局３−１〜３−ｎの復調信号のフレームのＴＰＣビット（図４参照）から各基地局３−１〜３−ｎが送信した送信電力制御情報を抽出して、抽出した送信電力制御情報を確率算出部１６０−１〜１６０−ｎに出力する。なお、送信電力制御情報は、硬判定値によって抽出してもよいし軟判定値によって抽出してもよく、硬判定値によって抽出するのか、軟判定値によって抽出するのかは、予め設定しておいてもよいし、外部からの選択信号によって選択するようにしてもよい。
【００３３】
確率算出部１６０−１〜１６０−ｎは、基地局３−１〜３−ｎから送信された送信電力制御情報が上昇の指示である確率を算出する。具体的には、基地局３−１〜３−ｎから送信される送信電力制御情報が送信電力を上昇の指示である確率は、基地局３−１〜３−ｎから受信した信号品質であるＳＩＲと送信電力制御情報との関数で表すことができる。ここで、基地局３−１〜３−ｎのなかでｉ番目の基地局が送信した送信電力情報をａiとし、移動局１が受信したｉ番目の基地局の送信電力情報をｂiとし、ｉ番目の基地局が送信した送信電力情報ａiと移動局１が受信したｉ番目の基地局の送信電力情報ｂiとがともに｛ＵＰ（上昇）、ＤＰＵＷ(降下）｝の２値を取るとする。また、移動局１で受信したｉ番目の基地局の受信品質をＳＩＲiとし、基地局からの送信におけるＵＰの確率ｐが、全ての基地局で全て同等で定常状態とすると、基地局からの送信におけるＵＰの確率ｐは、「ｐ＝０．５^(１／ｎ)」となる。
【００３４】
（送信電力制御情報抽出部１４が硬判定値を出力する場合）
移動局１が受信したｉ番目の基地局の送信電力情報ｂｉがＵＰの場合、ｉ番目の基地局が送信した送信電力情報ａiがＵＰを指示する確率Ｐ（ａi＝ＵＰ）は、
【数１】
2005303539.tif 000003
によって算出される。
【００３５】
また、移動局１が受信したｉ番目の基地局の送信電力情報ｂｉがＤＯＷＮの場合、ｉ番目の基地局が送信した送信電力情報ａｉがＵＰを指示する確率Ｐ（ａi＝ＵＰ）は、
【数２】
2005303539.tif 000004
によって算出される。
【００３６】
数１および数２において、
ｅｒ（ｘ）＝０．５＋０．５×ｅｒｆ（Ｓｑｒｔ（ｘ））
ｅｒｃ（ｘ）＝０．５−０．５×ｅｒｆ（ｓｑｒｔ（ｘ））
であり、誤差関数ｅｒｆ（ｘ）は、
【数３】
2005303539.tif 000005
で表すことができる。
【００３７】
（送信電力制御情報抽出部１４が軟判定値を出力する場合）
ｉ番目の基地局が送信した送信電力情報ａｉがＵＰを指示する確率Ｐ（ａi＝ＵＰ）は、
Ｐ（ａ1＝ＵＰ，ａ2＝ＵＰ，・・・，ａn-1＝ＵＰ，ａn＝ＵＰ）
＝Ｐ（ａ1＝ＵＰ）Ｐ（ａ2＝ＵＰ）・・・Ｐ（ａn-1＝ＵＰ）Ｐ（ａn＝ＵＰ）・・・（式１）
で算出することができる。
【００３８】
送信電力制御情報抽出部１４の出力が硬判定値の場合、確率算出部１６０−１〜１６０−ｎは、数１〜数３を用いて基地局３−１〜３−ｎの送信電力制御情報が上昇である確率を算出し、送信電力制御情報抽出部１４の出力が軟判定値の場合、確率算出部１６０−１〜１６０−ｎは、式１を用いて基地局３−１〜３−ｎの送信電力制御情報が上昇である確率を算出する。確率算出部１６０−１〜１６０−ｎは、算出した確率を乗算器１６１に出力する。
【００３９】
確率算出部１６０−１〜１６０−ｎが算出した基地局３−１〜３−ｎのそれぞれの送信電力情報が上昇を示す確率を乗算して、基地局３−１〜３−ｎ全体として送信電力制御情報が上昇を示す確率を算出する。乗算器１６１は、算出した確率を送信電力制御部１７に出力する。
【００４０】
送信電力制御部１７は、乗算器１６１によって算出された基地局３−１〜３−ｎ全体として送信電力制御情報が送信電力を上昇させる指示である確率と予め定められた閾値とを比較して、確率が閾値より大きい場合には送信電力を上昇させるように送信無線部１８を制御し、確率が閾値以下の場合には送信電力を降下させるように送信無線部１８を制御する。たとえば、送信電力の制御は、１ｄｂ単位で上昇または降下させる。また、閾値は、０．５とすることが望ましい。
【００４１】
このようにこの実施の形態では、品質測定部１５がソフトハンドオーバ中の基地局３−１〜３ーｎのそれぞれの通信品質としてＳＩＲを算出し、送信電力制御情報抽出部１４が基地局３−１〜３−ｎのそれぞれの送信電力制御情報を抽出し、事後確率計算部１６が各基地局３−１〜３−ｎのＳＩＲと送信電力制御情報に基づいて各基地局３−１〜３−ｎの送信電力制御情報が電力上昇を指示する確率を算出した後に、これら各基地局３−１〜３−ｎの送信電力制御部１７が電力上昇を指示する確率に基づいて基地局３−１〜３−ｎ全体として電力上昇を指示する事後確率を算出し、送信電力制御部が、事後確率と予め定められた閾値とを比較して、事後確率が閾値よりも大きい場合には送信電力を増加させ、事後確率が閾値以下の場合には送信電力を減少させるようにしているので、通信品質を劣化させることなくソフトハンドオーバ時における送信電力の制御を行うことができ、移動体通信システム全体の通信容量の低下を抑制することができる。
【００４２】
なお、確率算出部１６０−１〜１６０−ｎにおいて基地局３−１〜３−ｎが送信した送信電力情報ａiがＵＰを指示する確率Ｐ（ａi＝ＵＰ）をログ値ｌｏｇ（Ｐ（ａi＝ＵＰ））で出力するようにしてもよい。確率算出部１６０−１〜１６０−ｎがログ値で産出地を出力することで、乗算器１６１の代わりに加算器によって確率算出部１６０−１〜１６０−ｎの出力を加算すれば基地局３−１〜３−ｎ全体としての事後確率を算出することができるようになる。一般的に、乗算器と加算器とを比較すると、加算器のほうが、ハード構成は小さいので回路規模を小さくすることができる。また、ソフトウエアによって演算処理を行う場合でも、乗算と比較して加算のほうが演算処理時間は短いので演算処理時間を短縮することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、この発明にかかる電力制御装置は、ＣＤＭＡ方式の移動体通信システムに有用であり、特に、ソフトハンドオーバ時の移動局の送信電力制御に適している。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明における実施の形態の送信電力制御装置を備える移動局が適用される移動体通信システムの構成の一例を示す概略図である。
【図２】図１に示した移動局の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示した品質測定部の構成の一例を示すブロック図である。
【図４】図２に示した基地局から移動局に向けて送信されるフレームフォーマットの一例を示す図である。
【図５】図２に示した事後確率計算部の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  移動局
３−１，３−２，３−ｎ  基地局
１０  アンテナ
１１  送受信分離部
１２  受信無線部
１３−１，１３−２，１３−ｎ  逆拡散部
１４  送信電力制御情報抽出部
１５  品質測定部
１６  事後確率計算部
１７  送信電力制御部
１８  送信無線部
１５１−１、１５１−２，１５１−ｎ  干渉電力測定部
１５２−１、１５２−２，１５２−ｎ  信号電力測定部
１５３−１、１５３−２，１５３−ｎ  ＳＩＲ算出部
１６０−１、１６０−２，１６０−ｎ  確率算出部
１６１  乗算器
【図１】
2005303539.tif 000006
【図２】
2005303539.tif 000007
【図３】
2005303539.tif 000008
【図４】
2005303539.tif 000009
【図５】
2005303539.tif 000010