(57)【要約】【課題】送受信電力を適正に制御することを可能とする。【解決手段】無線装置１で受信されたマルチキャリア信号に含まれた各サブキャリアの個別ＳＩＲをＳＩＲ測定部１０９−１〜１０９−ｎで測定する。第１のコマンド生成部１１１が、個別ＳＩＲのばらつきを減少させるために各個別電力を増加、減少および現状維持のいずれとするべきかを示した第１のコマンドを生成する。第２のコマンド生成部１１２が、全体ＳＩＲを算出し、この全体ＳＩＲを基準値に合わせるための第２のコマンドを生成する。送信装置２では、個別電力制御部２１３の制御の下に利得制御部２０２−１〜２０２−ｎにより、送信すべきマルチキャリア信号の全体電力を一定に維持しつつ、第１のコマンドに従って個別電力を制御する。全体電力制御部２１４の制御の下に増幅器２０９により、マルチキャリア信号の全体電力を第２のコマンドに従って制御する。【選択図】    図１
2005045504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブキャリア信号を含むマルチキャリア信号を送信する送信装置と該マルチキャリア信号を受信する受信装置とを具備するマルチキャリア通信システムにおいて、
前記受信装置は、
受信されたマルチキャリア信号の全体品質値および該マルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号の個別品質値を測定する測定手段と、
前記個別品質値のばらつきを減少させるための第１の制御情報をサブキャリア信号毎に生成する生成手段と、
前記全体品質値を基準値に合わせるための第２の制御情報を生成する手段と、
前記第１の制御情報および前記第２の制御情報を前記送信装置に通知する手段とを有し、
前記送信装置は、
前記送信すべきマルチキャリア信号の全体電力を一定に維持しつつ、送信すべきマルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号の個別電力を前記第１の制御情報に従って制御する制御手段と、
前記送信すべきマルチキャリア信号の全体電力を前記第２の制御情報に従って制御する手段とを有することを特徴とするマルチキャリア通信システム。
【請求項２】
前記生成手段は、各個別品質値と閾値との大小に応じて各サブキャリア信号の個別電力を増加、減少および現状維持のいずれとするかを決定して、この決定内容を示す第１の制御情報を生成し、
前記制御手段は、
前記第１の制御情報に基づき、個別電力を増減するサブキャリアのうち個別電力を増加するサブキャリアの割合を一定値に乗じて個別電力の増加量を算出する手段と、
前記第１の制御情報に基づき、個別電力を増減するサブキャリアのうち個別電力を減少するサブキャリアの割合を前記一定値に乗じて個別電力の減少量を算出する手段と、
前記第１の制御情報にて個別電力を増加する旨が示されたサブキャリアの個別電力を前記増加量だけ増加し、前記第１の制御情報にて個別電力を減少する旨が示されたサブキャリアの個別電力を前記減少量だけ減少する手段とをさらに具備することを特徴とする請求項１に記載のマルチキャリア通信システム。
【請求項３】
複数のサブキャリア信号を含むマルチキャリア信号をマルチキャリア送信装置から受信するマルチキャリア受信装置において、
受信されたマルチキャリア信号の全体品質値および該マルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号の個別品質値を測定する測定手段と、
前記個別品質値のばらつきを減少させるための第１の制御情報をサブキャリア信号毎に生成する生成手段と、
前記全体品質値を基準値に合わせるための第２の制御情報を生成する生成手段と、
前記第１の制御情報および前記第２の制御情報を前記送信装置に送信する手段とを具備することを特徴とするマルチキャリア受信装置。
【請求項４】
前記生成手段は、各個別品質値と閾値との大小に応じて各サブキャリア信号の個別電力を増加、減少および現状維持のいずれとするかを決定し、この決定内容を示す第１の制御情報を生成することを特徴とする請求項３に記載のマルチキャリア受信装置。
【請求項５】
複数のサブキャリア信号を含むマルチキャリア信号をマルチキャリア受信装置へ送信するマルチキャリア送信装置において、
前記マルチキャリア受信装置から送信される第１の制御情報および第２の制御情報を受信する手段と、
前記マルチキャリア信号の全体電力を一定に維持しつつ、前記マルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号の個別電力を受信された第１の制御情報に従って制御する制御手段と、
前記マルチキャリア信号の全体電力を受信された第２の制御情報に従って制御する手段とを具備することを特徴とするマルチキャリア送信装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
前記第１の制御情報に基づき、個別電力を増減するサブキャリアのうち個別電力を増加するサブキャリアの割合を一定値に乗じて個別電力の増加量を算出する手段と、
前記第１の制御情報に基づき、個別電力を増減するサブキャリアのうち個別電力を減少するサブキャリアの割合を前記一定値に乗じて個別電力の減少量を算出する手段と、
前記第１の制御情報にて個別電力を増加する旨が示されたサブキャリアの個別電力を前記増加量だけ増加し、前記第１の制御情報にて個別電力を減少する旨が示されたサブキャリアの個別電力を前記減少量だけ減少する手段とをさらに具備することを特徴とする請求項５に記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項７】
複数のサブキャリア信号を含むマルチキャリア信号を送信する送信装置と該マルチキャリア信号を受信する受信装置とを具備するマルチキャリア通信システムにおいて、
前記受信装置は、
受信されたマルチキャリア信号の全体品質値および該マルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号の個別品質値を測定する測定手段と、
前記全体品質値および前記個別品質値を前記送信装置に通知する手段とを有し、
前記送信装置は、
送信すべきマルチキャリア信号の全体電力を一定に維持しつつ前記個別品質値のばらつきを減少させるように、前記送信すべきマルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号の個別電力を制御する制御手段と、
前記全体品質値を基準値に合わせるように、前記送信すべきマルチキャリア信号の全体電力を制御する手段とを有することを特徴とするマルチキャリア通信システム。
【請求項８】
複数のサブキャリア信号を含むマルチキャリア信号をマルチキャリア送信装置から受信するマルチキャリア受信装置において、
受信されたマルチキャリア信号の全体品質値および該マルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号の個別品質値を測定する測定手段と、
前記全体品質値および前記個別品質値を前記送信装置に通知する手段とを具備したことを特徴とするマルチキャリア受信装置。
【請求項９】
前記測定手段は、受信されたマルチキャリア信号と該マルチキャリア信号の干渉信号との電力比を前記全体品質値として測定し、受信されたマルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号と該サブキャリア信号の干渉信号との電力比を前記個別品質値として測定することを特徴とする請求項３または請求項８に記載のマルチキャリア受信装置。
【請求項１０】
複数のサブキャリア信号を含むマルチキャリア信号をマルチキャリア受信装置へ送信するマルチキャリア送信装置において、
前記マルチキャリア受信装置から全体品質値および個別品質値の通知を受ける手段と、
送信すべきマルチキャリア信号の全体電力を一定に維持しつつ前記個別品質値のばらつきを減少させるように、前記送信すべきマルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号の個別電力を制御する制御手段と、
前記全体品質値を基準値に合わせるように、前記送信すべきマルチキャリア信号の全体電力を制御する手段とを有することを特徴とするマルチキャリア送信装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、
各個別品質値と閾値との大小に応じて各サブキャリア信号の個別電力を増加、減少および現状維持のいずれとするかを決定する手段と、
前記個別電力を増減することが決定されたサブキャリアのうち個別電力を増加するサブキャリアの割合を一定値に乗じて個別電力の増加量を算出する手段と、
前記個別電力を増減することが決定されたサブキャリアのうち個別電力を減少するサブキャリアの割合を前記一定値に乗じて個別電力の減少量を算出する手段と、
前記個別電力を増加する旨が決定されたサブキャリアの個別電力を前記増加量だけ増加し、前記個別電力を減少する旨が決定されたサブキャリアの個別電力を前記減少量だけ減少する手段とをさらに具備することを特徴とする請求項１０に記載のマルチキャリア送信装置。
【請求項１２】
複数のサブキャリア信号を含むマルチキャリア信号を送信する送信装置と該マルチキャリア信号を受信する受信装置とを具備するマルチキャリア通信システムにおいて、
前記受信装置は、
受信されたマルチキャリア信号の全体電力値および該マルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号の個別電力値を測定する測定手段と、
前記個別電力値のばらつきを減少させるための第１の制御情報をサブキャリア信号毎に生成する生成手段と、
前記全体電力値を基準値に合わせるための第２の制御情報を生成する手段と、
前記第１の制御情報および前記第２の制御情報を前記送信装置に通知する手段とを有し、
前記送信装置は、
前記送信すべきマルチキャリア信号の全体電力を一定に維持しつつ、送信すべきマルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号の個別電力を前記第１の制御情報に従って制御する制御手段と、
前記送信すべきマルチキャリア信号の全体電力を前記第２の制御情報に従って制御する手段とを有することを特徴とするマルチキャリア通信システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、多数のサブキャリアを用いたマルチキャリア信号を無線伝送するマルチキャリア通信システム、マルチキャリア受信装置およびマルチキャリア送信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）などを利用するマルチキャリア通信における送信電力制御に関する技術としては、各キャリア毎に送信電力制御を行うことで周波数選択性フェージングに対しても性能を向上するものが知られている（特許文献１を参照）。
【０００３】
特許文献１においては、マルチキャリアの各サブキャリア毎の電力制御と、マルチキャリア変調後の全体の電力制御とを組み合わせている。これにより、周波数選択性のフェージングについてはサブキャリア毎の送信電力制御を、フラットフェージングについては全体の送信電力制御により、性能の向上をはかるものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−２６８１７８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら特許文献１の技術では、受信局でいずれかのキャリアの受信レベルが目標値を下回ったときには、送信局が該キャリアのみの変調出力レベルを増加させる。
【０００６】
さて、周波数選択性フェージングにより特定のキャリアの電力が落ち込んでいたとしても、マルチキャリア信号の全体での受信レベルが目標値を超えていれば、誤り訂正などにより必要な通信性能を満足できる可能性がある。このような状況においては、落ち込んだキャリアの電力のみを送信局にて制御すると、受信局においては過剰な電力を受けることになる。つまり、送信局の送信電力が過剰になっているのであり、セル容量の低下や他局への干渉の増大を不必要に引き起こすおそれがある。
【０００７】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、送受信電力を適正に制御することが可能なマルチキャリア通信システム、マルチキャリア受信装置およびマルチキャリア送信装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以上の目的を達成するために本発明は、複数のサブキャリア信号を含むマルチキャリア信号を送信する送信装置と該マルチキャリア信号を受信する受信装置とを具備するマルチキャリア通信システムにおいて、前記受信装置には、受信されたマルチキャリア信号の全体品質値および該マルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号の個別品質値を測定する測定手段と、前記個別品質値のばらつきを減少させるための第１の制御情報をサブキャリア信号毎に生成する生成手段と、前記全体品質値を基準値に合わせるための第２の制御情報を生成する手段と、前記第１の制御情報および前記第２の制御情報を前記送信装置に通知する手段とを備え、前記送信装置には、送信すべきマルチキャリア信号の全体電力を一定に維持しつつ、前記送信すべきマルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号の個別電力を前記第１の制御情報に従って制御する制御手段と、前記送信すべきマルチキャリア信号の全体電力を前記第２の制御情報に従って制御する手段とを備えた。
【０００９】
このような手段を講じたことにより、受信装置では、受信されたマルチキャリア信号の全体品質値および各サブキャリア信号の個別品質値が測定される。個別品質値のばらつきを減少させるための第１の制御情報がサブキャリア信号毎に生成されるとともに、前記全体品質値を基準値に合わせるための第２の制御情報が生成される。第１の制御情報および第２の制御情報は、受信装置から送信装置に通知される。送信装置では、送信すべきマルチキャリア信号の全体電力を一定に維持しつつ、送信すべきマルチキャリア信号に含まれる各サブキャリア信号の個別電力が第１の制御情報に従って制御されるとともに、送信すべきマルチキャリア信号の全体電力が第２の制御情報に従って制御される。従って、送信装置では、全体電力を一定に維持しつつ個別品質値のばらつきを減少させるように個別電力が制御された上で、全体品質値を基準値に合わせるように全体電力が制御される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態に係るマルチキャリア通信システムのブロック図である。
図１に示すマルチキャリア通信システムは、２つの無線装置１，２を含み、無線装置２から無線装置１へとマルチキャリア信号を無線伝送する。
【００１２】
無線装置１は、受信アンテナ１０１、増幅器１０２、フィルタ１０３、ダウンコンバータ１０４、フィルタ１０５、増幅器１０６、Ａ／Ｄ変換器１０７、高速フーリエ変換器（以下、ＦＦＴと称する）１０８、ＳＩＲ測定部１０９−１，１０９−２…，１０９−ｎ、Ｐ／Ｓ変換器１１０、第１のコマンド生成部１１１、第２のコマンド生成部１１２、送信系１１３および送信アンテナ１１４を含む。
【００１３】
無線装置２から電波として放射されたマルチキャリア信号は、受信アンテナ１０１により電気信号に変換され、増幅器１０２に入力される。増幅器１０２は、無線伝送による損失を補うように入力信号を増幅した上で、フィルタ１０３へ出力する。フィルタ１０３は、入力信号から所望の無線周波数帯域の成分のみを抽出し、この抽出した信号をダウンコンバータ１０４へ出力する。ダウンコンバータ１０４は、入力信号を無線周波帯からベースバンドへダウンコンバートし、ベースバンドの信号をフィルタ１０５へ出力する。フィルタ１０５は、入力信号から不要な周波数成分を除去した上で、増幅器１０６へ出力する。増幅器１０６は、入力信号のレベルをＡ／Ｄ変換器１０７のダイナミックレンジに応じた適切なレベルに調整した上で、Ａ／Ｄ変換器１０７へ出力する。Ａ／Ｄ変換器１０７は、入力信号をディジタル化した上で、ＦＦＴ１０８へ出力する。
【００１４】
ＦＦＴ１０８は、入力信号を高速フーリエ変換することで、周波数軸にマッピングされていたｎ個のサブキャリアでそれぞれ伝送されたｎ系列の情報を分離し、このｎ系列の情報をＳＩＲ測定部１０９−１，１０９−２…，１０９−ｎへそれぞれ出力する。ＳＩＲ測定部１０９−１，１０９−２…，１０９−ｎは、入力信号をそのままＰ／Ｓ変換器１１０へ出力する。ＳＩＲ測定部１０９−１，１０９−２…，１０９−ｎは、入力信号に基づいてサブキャリア毎のＳＩＲ（信号対干渉電力比）を測定する。ＳＩＲ測定部１０９−１，１０９−２…，１０９−ｎは、測定したＳＩＲ（以下、個別ＳＩＲと称する）のそれぞれを第１のコマンド生成部１１１および第２のコマンド生成部１１２へ出力する。Ｐ／Ｓ変換器１１０は、ＳＩＲ測定部１０９−１，１０９−２…，１０９−ｎからのパラレルな入力信号をシリアル化する。かくしてＦＦＴ１０８およびＰ／Ｓ変換器１１０により、ＯＦＤＭ復調器が構成される。なお、ＳＩＲは、受信されたマルチキャリア信号の品質を表わす値のうちの１つである。
【００１５】
第１のコマンド生成部１１１は、入力される個別ＳＩＲに基づいて、サブチャネル毎の個別の送信電力（以下、個別電力と称する）の増減をそれぞれ示す第１のコマンドを生成する。第１のコマンド生成部１１１は、生成した第１のコマンドを送信系１１３に出力する。第２のコマンド生成部１１２は、個別ＳＩＲに基づいて、受信されたマルチキャリア信号の全体でのＳＩＲ（以下、全体ＳＩＲと称する）を算出する。第２のコマンド生成部１１２は、上記の全体ＳＩＲに基づいて、マルチキャリア信号の全体での送信電力（以下、全体電力と称する）の増減を示す第２のコマンドを生成する。第２のコマンド生成部１１２は、生成した第２のコマンドを送信系１１３に出力する。
【００１６】
送信系１１３は、無線装置１から無線装置２へと伝送する情報を無線送信するための信号処理を行う。送信系１１３は、送信するビット系列に第１のコマンドおよび第２のコマンドをマッピングする。送信アンテナ１１４は、送信系１１３の出力信号を空間に放射する。
【００１７】
無線装置２は、Ｓ／Ｐ変換器２０１、利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎ、逆高速フーリエ変換器（以下、ＩＦＦＴと称する）２０３、Ｄ／Ａ変換器２０４、増幅器２０５、フィルタ２０６、アップコンバータ２０７、フィルタ２０８、増幅器２０９、送信アンテナ２１０、受信アンテナ２１１、受信系２１２、個別電力制御部２１３および全体電力制御部２１４を含む。
【００１８】
Ｓ／Ｐ変換器２０１は、シリアルに入力される送信対象のデータを、サブキャリア数と同数（ｎ本）の信号に分離し、これら信号を利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎへそれぞれ出力する。利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎは、個別電力制御部２１３の制御の下に個別電力を調整するように入力信号を処理した上で、ＩＦＦＴ２０３へそれぞれ出力する。ＩＦＦＴ２０３は、ｎ本の入力信号に対して逆高速フーリエ変換を行うことで、１本のマルチキャリア信号を生成する。ＩＦＦＴ２０３は、生成した信号をＤ／Ａ変換器２０４へ出力する。かくして、Ｓ／Ｐ変換器２０１およびＩＦＦＴ２０３により、ＯＦＤＭ変調器が構成される。
【００１９】
Ｄ／Ａ変換器２０４は、入力信号をアナログ化した上で、増幅器２０５へ出力する。増幅器２０５は、入力信号を増幅した上で、フィルタ２０６へ出力する。フィルタ２０６は、入力信号から不要な周波数成分を除去した上で、アップコンバータ２０７へ出力する。アップコンバータ２０７は、入力信号をベースバンド帯から無線周波帯へアップコンバートし、無線周波帯の信号をフィルタ２０８へ出力する。フィルタ２０８は、使用が許容された周波数帯域内の成分のみを入力信号から抽出し、この抽出した信号を増幅器２０９へ出力する。増幅器２０９は、入力信号を無線送信するための電力レベルまで増幅した上で、送信アンテナ２１０へ出力する。増幅器２０９は、全体電力制御部２１４の制御の下に利得を変化可能である。送信アンテナ２１０は、入力信号に応じた電波を放射する。
【００２０】
受信アンテナ２１１は、無線装置１の送信アンテナ１１４から放射された電波を受けて電気信号に変換し、この信号を受信系２１２へ出力する。受信系２１２は、入力信号から各種の情報を取り出すための信号処理を行う。受信系２１２は、第１のコマンドは個別電力制御部２１３へ、第２のコマンドは全体電力制御部２１４へそれぞれ出力する。個別電力制御部２１３は、第１のコマンドに基づいて個別電力を調整するべく利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎを制御する。全体電力制御部２１４は、第２のコマンドに基づいて全体電力を調整するべく増幅器２０９の利得を制御する。
【００２１】
次に以上のように構成された第１の実施形態のマルチキャリア通信システムの動作につき説明する。
無線装置２から個別電力および全体電力が図２（ａ）に示す状態であるマルチキャリア信号が送信されたときに、無線装置１で受信されるマルチキャリア信号は、周波数選択性フェージングにより個別電力および全体電力が図２（ｂ）のように変化すると仮定する。なお、実際にはサブキャリアはもっと多いが、ここでは説明の簡略化のために４つのサブキャリアＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を使用する例を示す。
【００２２】
この場合、サブキャリアＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４のそれぞれのＳＩＲが、ＳＩＲ測定部１０９−１，１０９−２…，１０９−ｎによりそれぞれ測定され、この測定された個別ＳＩＲが第１のコマンド生成部１１１および第２のコマンド生成部１１２に与えられる。
【００２３】
第１のコマンド生成部１１１は、個別ＳＩＲのそれぞれをキャリア毎閾値と比較し、この比較結果に応じて下記のようにサブキャリア毎に個別電力を増加（ＵＰ）、減少（ＤＯＷＮ）および現状維持のいずれとするかを決定する。
個別ＳＩＲ＞キャリア毎閾値、ならば、ＤＯＷＮ。
個別ＳＩＲ＝キャリア毎閾値、ならば、現状維持。
個別ＳＩＲ＜キャリア毎閾値、ならば、ＵＰ。
そして第１のコマンド生成部１１１は、この決定結果を示す第１のコマンドをサブキャリアのそれぞれに対して生成する。図２（ｂ）に示した例の場合に第１のコマンド生成部１１１は、サブキャリアＣ１に対して「ＤＯＷＮ」、サブキャリアＣ２に対して「現状維持」、サブキャリアＣ３に対して「ＵＰ」、サブキャリアＣ４に対して「ＵＰ」を示した第１のコマンドをそれぞれ生成する。
【００２４】
第２のコマンド生成部１１２は、全ての個別ＳＩＲの平均値として全体ＳＩＲを算出する。そして第２のコマンド生成部１１２は、算出した全体ＳＩＲを全体閾値と比較し、この比較結果に応じて下記のように全体電力を増加（ＵＰ）、減少（ＤＯＷＮ）および現状維持のいずれとするかを決定する。
全体ＳＩＲ＞全体閾値、ならば、ＤＯＷＮ。
全体ＳＩＲ＝全体閾値、ならば、現状維持。
全体ＳＩＲ＜全体閾値、ならば、ＵＰ。
そして第２のコマンド生成部１１２は、この決定結果を示す第２のコマンドを生成する。図２（ｂ）に示した例の場合に第２のコマンド生成部１１２は、「ＵＰ」を示した第２のコマンドを生成する。
なお、キャリア毎閾値および全体閾値は、例えば設計値として予め設定される。
【００２５】
図３は無線装置１から無線装置２への無線チャネルでもマルチキャリア信号を伝送する場合における当該無線チャネルのチャネル構成の一例を示す図である。
図３に示すように、各サブキャリアにおいて、受信系でキャリア電力測定のためのパイロットシンボルがマッピングされている。また、電力制御チャネルが、即応性を満たすために全てのサブキャリアに割り当てられている。マルチキャリア信号をこのようなチャネル構成にするならば、送信系１１３は、第１のコマンドをそれぞれが対応するサブキャリアに割り当てられた電力制御チャネルにマッピングし、第２のコマンドを全ての電力制御チャネルにマッピングする。
【００２６】
こうして、第１のコマンドおよび第２のコマンドは、無線装置１から無線装置２へ送られる。無線装置２では、受信系２１２が第１のコマンドおよび第２のコマンドを取り出す。そして無線装置２では、個別電力制御部２１３および全体電力制御部２１４が、上記の取り出された第１のコマンドおよび第２のコマンドに基づいて、個別電力および全体電力の制御を行う。
【００２７】
まず個別電力制御部２１３は、第１のコマンドの全ての内容を確認し、個別電力を減少させるサブキャリアの総数、個別電力を増加させるサブキャリアの総数、ならびに個別電力を増減しないサブキャリアの総数をそれぞれ判定する。そして個別電力制御部２１３は、以下の式により第１のコマンドで「ＵＰ」が指定された個別電力の増分値Δ＋と、「ＤＯＷＮ」が指定された個別電力の減分値Δ−とを算出する。
Δ＋＝Δ１×（個別電力を減少させるサブキャリアの総数）／（総キャリア数−個別電力を増減しないサブキャリアの総数）
Δ−＝Δ１×（個別電力を増加させるサブキャリアの総数）／（総キャリア数−個別電力を増減しないサブキャリアの総数）
ただし、第１のコマンドの全てが「ＵＰ」または「ＤＯＷＮ」を示す場合には、個別電力制御部２１３はΔ＋およびΔ−をいずれも「０」とする。
【００２８】
ここで、Δ１は、サブキャリア毎の電力制御ステップ幅である。すなわち、Δ１は、個別電力を一度に増減させる最大幅である。従って、Δ１を大きくとるほど、一度に増減させる電力が大きくなる。このΔ１の具体値は、システムあるいは無線装置２の諸条件を考慮して例えば設計時に設定される。
【００２９】
次に個別電力制御部２１３は、第１のコマンドで「ＵＰ」が指定されているサブキャリアについてはその個別電力をΔ＋だけ増加させ、「ＤＯＷＮ」が指定されているサブキャリアについてはその個別電力をΔ−だけ減少させるように、利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎのそれぞれの利得を制御する。
【００３０】
図２の例では、個別電力を減少させるサブキャリアの総数が「１」、個別電力を増加させるサブキャリアの総数が「２」、そして個別電力を増減しないサブキャリアの総数が「１」となる。このため、増分値Δ＋および減分値Δ−は、次のように求まる。
Δ＋＝Δ１×１／（４−１）＝Δ１×１／３
Δ−＝Δ１×２／（４−１）＝Δ１×２／３
そこで個別電力制御部２１３は、第１のコマンドで「ＵＰ」が指定されているサブキャリアＣ３，Ｃ４の個別電力をそれぞれΔ１×１／３ずつ増加させ、「ＤＯＷＮ」が指定されているサブキャリアＣ１の個別電力をΔ１×２／３だけ減少させる。この結果、図２（ｃ）に示す状態であった送信電力が、図２（ｄ）に示す状態に変更される。すなわち、図２（ｂ）に示す個別ＳＩＲのばらつきを減少するように個別電力が変更される。このとき、２つの個別電力がΔ１×１／３ずつ増加され、１つの個別電力がΔ１×２／３だけ減少されるので、個別電力の総増加分および総減少分はともにΔ１×２／３であり、全体電力は一定に維持される。
【００３１】
このように個別電力の調整が行われた各サブキャリアの情報が、ＩＦＦＴ２０３により周波数軸にマッピングされてマルチキャリア信号が生成される。このマルチキャリア信号は、Ｄ／Ａ変換器２０４、増幅器２０５、フィルタ２０６、アップコンバータ２０７およびフィルタ２０８により順次処理された後に増幅器２０９に入力され、増幅される。
【００３２】
さて増幅器２０９の利得は、第２のコマンドに基づいて全体電力制御部２１４により制御される。全体電力制御部２１４は、第２のコマンドで「ＵＰ」が指定されているならば、全体電力をΔ２だけ増加させるように増幅器２０９の利得を上昇し、「ＤＯＷＮ」が指定されているならば、全体電力をΔ２だけ減少させるように増幅器２０９の利得を低減し、「現状維持」が指定されているならば、増幅器２０９の利得を変化させない。
【００３３】
ここで、Δ２は、サブキャリア毎の電力制御ステップ幅である。すなわち、Δ２は、全体電力を一度に増減させるステップ幅である。このΔ２の具体値は、システムあるいは無線装置２の諸条件を考慮して例えば設計時に設定される。図２の例では、第２のコマンドで「ＵＰ」が指定されているので、図２（ｅ）に示すように、全体電力がこれまでよりΔ２だけ増加される。
【００３４】
このように第１の実施形態によれば、無線装置１では、受信されたマルチキャリア信号の個別ＳＩＲがＳＩＲ測定部１０９−１，１０９−２…，１０９−ｎにより測定される。また、これらの個別ＳＩＲに基づき、受信されたマルチキャリア信号の全体ＳＩＲが測定される。そして個別ＳＩＲのばらつきを減少させるための情報として、上記の個別ＳＩＲに基づいて各サブキャリアの個別電力を増加、減少あるいは現状維持のいずれとするべきかを判定した結果を示した第１のコマンドが第１のコマンド生成部１１１により生成される。また、全体ＳＩＲを基準値に合わせるための情報として、マルチキャリア信号の全体電力を増加、減少あるいは現状維持のいずれとするべきかを示した第２のコマンドが第２のコマンド生成部１１２により生成される。第１のコマンドおよび第２のコマンドは、送信系１１３により無線装置２へ送られる。
【００３５】
無線装置２では、個別電力制御部２１３により、第１のコマンドに基づいて各個別電力の増減分が算出され、この増減分だけ各個別電力を増減するように利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎのそれぞれの利得が制御される。これにより利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎでは、各サブキャリアの個別電力が、全体電力を一定に維持しつつ、個別ＳＩＲのばらつきを減少させるように調整される。さらに全体電力制御部２１４により、第２のコマンドに基づいて増幅器２０９の利得が一定のステップ幅Δ２だけ増加または減少されるか、あるいは現状に維持されるよう制御される。これにより、マルチキャリア信号の全体電力が増幅器２０９により調整される。
【００３６】
従って第１の実施形態によれば、利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎで個別電力を調整する際には、全体電力には変化は生じず、全体電力は増幅器２０９のみで調整される。個別ＳＩＲのばらつきを減少させるための電力制御により全体電力を過剰に増加してしまうことが無くなり、適正に電力制御を行うことが可能となる。この結果、セル容量の低下や他局への干渉の増大を防止して、通信品質を良好に保つことが可能となる。
【００３７】
また第１の実施形態のマルチキャリア通信システムでは、電力制御のために無線装置１から無線装置２へと送る第１のコマンドおよび第２のコマンドは、個別電力および全体電力を増加、減少および現状維持のいずれとするかを示すだけで良い。このため、第１のコマンドおよび第２のコマンドのデータサイズは小さくて済む。
【００３８】
（第２の実施形態）
図４は第２の実施形態に係るマルチキャリア通信システムのブロック図である。なお、図１と同一部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する
図４に示すマルチキャリア通信システムは、２つの無線装置３，４を含み、無線装置４から無線装置３へとマルチキャリア信号を無線伝送する。
【００３９】
無線装置３は、受信アンテナ１０１、増幅器１０２、フィルタ１０３、ダウンコンバータ１０４、フィルタ１０５、増幅器１０６、Ａ／Ｄ変換器１０７、ＦＦＴ１０８、ＳＩＲ測定部１０９−１，１０９−２…，１０９−ｎ、Ｐ／Ｓ変換器１１０、第２のコマンド生成部１１２、送信アンテナ１１４、ＳＩＲ情報生成部３０１および送信系３０２を含む。すなわち無線装置３は、無線装置１における第１のコマンド生成部１１１および送信系１１３に代えて、ＳＩＲ情報生成部３０１および送信系３０２を備える。
【００４０】
ＳＩＲ情報生成部３０１には、ＳＩＲ測定部１０９−１，１０９−２…，１０９−ｎが測定した個別ＳＩＲがそれぞれ入力される。ＳＩＲ情報生成部３０１は、個別ＳＩＲを示したＳＩＲ情報を生成し、このＳＩＲ情報を送信系３０２へ出力する。送信系３０２は、無線装置３から無線装置４へと伝送する情報を無線送信するための信号処理を行う。送信系３０２は、送信するビット系列にＳＩＲ情報および第２のコマンドをマッピングする。
【００４１】
無線装置４は、Ｓ／Ｐ変換器２０１、利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎ、ＩＦＦＴ２０３、Ｄ／Ａ変換器２０４、増幅器２０５、フィルタ２０６、アップコンバータ２０７、フィルタ２０８、増幅器２０９、送信アンテナ２１０、受信アンテナ２１１、全体電力制御部２１４、受信系４０１および個別電力制御部４０２を含む。すなわち無線装置４は、無線装置２における受信系２１２および個別電力制御部２１３に代えて、受信系４０１および個別電力制御部４０２を備える。
【００４２】
受信系４０１は、入力信号から各種の情報を取り出すための信号処理を行う。受信系４０１は、第２のコマンドは全体電力制御部２１４へ、ＳＩＲ情報は個別電力制御部４０２へそれぞれ出力する。個別電力制御部４０２は、ＳＩＲ情報に示された個別ＳＩＲに基づいて個別電力を調整するべく利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎを制御する。
【００４３】
次に以上のように構成された第２の実施形態のマルチキャリア通信システムの動作につき説明する。
第２の実施形態のマルチキャリア通信システムにて行われる電力制御は、第１の実施形態と同様な流れで行われる。しかし、その電力制御の処理の無線装置間での分担が両実施形態で異なる。以下では、この相違する動作を中心に説明することとする。
【００４４】
無線装置３においては、第１のコマンドを生成しない。代わりにＳＩＲ情報生成部３０１が、個別ＳＩＲをそのまま示したＳＩＲ情報を生成する。そして送信系３０２が、第１のコマンドに代えてＳＩＲ情報を無線装置４へと送る。
【００４５】
かくして図５（ｂ）に示すように、周波数選択性フェージングにより個別電力および全体電力が変化しているマルチキャリア信号から測定される個別ＳＩＲの値α，β，γ，δがそのまま無線装置４に通知される。
【００４６】
無線装置４においては、受信系４０１が上記のＳＩＲ情報を取り出し、個別電力制御部４０２へ出力する。個別電力制御部４０２は、個別ＳＩＲのそれぞれをキャリア毎閾値と比較し、この比較結果に応じて下記のようにサブキャリア毎に個別電力を増加（ＵＰ）、減少（ＤＯＷＮ）および現状維持のいずれとするかを決定する。
個別ＳＩＲ＞キャリア毎閾値、ならば、ＤＯＷＮ。
個別ＳＩＲ＝キャリア毎閾値、ならば、現状維持。
個別ＳＩＲ＜キャリア毎閾値、ならば、ＵＰ。
図５（ｃ）に示した例の場合に個別電力制御部４０２は、サブキャリアＣ１に対して「ＤＯＷＮ」、サブキャリアＣ２に対して「現状維持」、サブキャリアＣ３に対して「ＵＰ」、サブキャリアＣ４に対して「ＵＰ」とそれぞれ決定する。
【００４７】
続いて個別電力制御部４０２は、個別電力を減少させるサブキャリアの総数、個別電力を増加させるサブキャリアの総数、ならびに個別電力を増減しないサブキャリアの総数をそれぞれ判定する。そして個別電力制御部４０２は、以下の式により、「ＵＰ」と決定したされた個別電力の増分値Δ＋と、「ＤＯＷＮ」と決定した個別電力の減分値Δ−とを算出する。
Δ＋＝Δ１×（個別電力を減少させるサブキャリアの総数）／（総キャリア数−個別電力を増減しないサブキャリアの総数）
Δ−＝Δ１×（個別電力を増加させるサブキャリアの総数）／（総キャリア数−個別電力を増減しないサブキャリアの総数）
ただし、第１のコマンドの全てが「ＵＰ」または「ＤＯＷＮ」を示す場合には、個別電力制御部４０２はΔ＋およびΔ−をいずれも「０」とする。
【００４８】
次に個別電力制御部４０２は、「ＵＰ」決定したサブキャリアについてはその個別電力をΔ＋だけ増加させ、「ＤＯＷＮ」と決定したサブキャリアについてはその個別電力をΔ−だけ減少させるように、利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎのそれぞれの利得を制御する。
【００４９】
このように第２の実施形態によれば、無線装置３では、受信されたマルチキャリア信号の個別ＳＩＲがＳＩＲ測定部１０９−１，１０９−２…，１０９−ｎにより測定される。また、これらの個別ＳＩＲに基づき、受信されたマルチキャリア信号の全体ＳＩＲが測定され、これらの個別ＳＩＲを示したＳＩＲ情報が生成される。また、全体ＳＩＲを基準値に合わせるための情報として、マルチキャリア信号の全体電力を増加、減少あるいは現状維持のいずれとするべきかを示した第２のコマンドが第２のコマンド生成部１１２により生成される。ＳＩＲ情報および第２のコマンドは、送信系３０２により無線装置４へ送られる。
【００５０】
無線装置４では、個別電力制御部４０２により、ＳＩＲ情報に示された個別ＳＩＲに基づいて、各個別電力を増加、減少あるいは現状維持のいずれとするべきかが判定され、さらにこの判定結果に基づいて各個別電力の増減分が算出される。そして、個別電力制御部４０２により、この増減分だけ各個別電力を増減するように利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎのそれぞれの利得が制御される。これにより利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎでは、各サブキャリアの個別電力が、全体電力を一定に維持しつつ、個別ＳＩＲのばらつきを減少させるように調整される。さらに全体電力制御部４０３により、第２のコマンドに基づいて増幅器２０９の利得が一定のステップ幅Δ２だけ増加または減少されるか、あるいは現状に維持されるよう制御される。これにより、マルチキャリア信号の全体電力が増幅器２０９により調整される。
【００５１】
従って第２の実施形態によれば、利得制御部２０２−１，２０２−２…，２０２−ｎで個別電力を調整する際には、全体電力には変化は生じず、全体電力は増幅器２０９のみで調整される。個別ＳＩＲのばらつきを減少させるための電力制御により全体電力を過剰に増加してしまうことが無くなり、適正に電力制御を行うことが可能となる。この結果、セル容量の低下や他局への干渉の増大を防止して、通信品質を良好に保つことが可能となる。
【００５２】
また第２の実施形態のマルチキャリア通信システムでは、各個別電力を増加、減少あるいは現状維持のいずれとするべきかの判定は、無線装置３で行わずに無線装置４で行うので、無線装置３の負荷を軽減することができる。例えば、第２の実施形態のマルチキャリア通信システムを移動通信システムに適用し、無線装置３を基地局に、無線装置４を移動局に搭載するとするならば、各個別電力を増加、減少あるいは現状維持のいずれとするべきかの判定を各移動局に分散して行わせることができ、効率的となる。
【００５３】
前記各実施形態は、次のような種々の変形実施が可能である。
前記各実施形態では、サブキャリア毎に、個別ＳＩＲとキャリア毎閾値との差を求めて、この差を個別電力の補正量としても良い。このようにすると、個別ＳＩＲの微差をも補償するように個別電力を調整することが可能となり、より良好な通信を行うことが可能となる。
【００５４】
前記各実施形態では、マルチキャリア変調の方式は、ＯＦＤＭには限らない。
【００５５】
前記各実施形態では、ＳＩＲの代わりに、受信電界強度などの他の品質値を用いても良い。
【００５６】
前記第１の実施形態では、増分値Δ＋および減分値Δ−の算出を無線装置１で行い、第１のコマンドとともに無線装置２へ通知するようにしても良い。
【００５７】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００５８】
【発明の効果】
受信側での個別品質値のばらつきを減少するための送信側での個別電力の制御は全体電力を一定に維持しつつ行われ、こののちに全体ＳＩＲ受信側での全体品質値を基準値に合わせるための全体電力の制御を送信側で行うので、送受信電力を適正に制御することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態に係るマルチキャリア通信システムのブロック図。
【図２】第１の実施形態のマルチキャリア通信システムにおける電力制御の流れを示す図。
【図３】無線装置１から無線装置２への無線チャネルでもマルチキャリア信号を伝送する場合における当該無線チャネルのチャネル構成の一例を示す図。
【図４】第２の実施形態に係るマルチキャリア通信システムのブロック図。
【図５】第２の実施形態のマルチキャリア通信システムにおける電力制御の流れを示す図。
【符号の説明】
１，２，３，４…無線装置、１０１，２１１…受信アンテナ、１０２，１０６，２０５，２０９…増幅器、１０３，１０５，２０６，２０８…フィルタ、１０４…ダウンコンバータ、１０７…Ａ／Ｄ変換器、１０９−１〜１０９−ｎ…ＳＩＲ測定部、１１０…Ｐ／Ｓ変換器、１１１…第１のコマンド生成部、１１２…第２のコマンド生成部、１１３，３０２…送信系、１１４，２１０…送信アンテナ、２０１…Ｓ／Ｐ変換器、２０２−１〜２０２−ｎ…利得制御部、２０４…Ｄ／Ａ変換器、２０７…アップコンバータ、２１２，４０１…受信系、２１３，４０２…個別電力制御部、２１４…全体電力制御部、３０１…ＳＩＲ情報生成部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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