(57)【要約】複数シンボルに拡散率に応じた長さのチャネライゼーションコードを乗算して多数のサブキャリア成分を作成し、該サブキャリア成分のそれぞれを対応するサブキャリアで送信するＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信システムにおける電力制御において、拡散率の整数倍の数でサブキャリア帯域を分割し、各分割区間（サブキャリアブロック）内では一定の送信電力を割り当てると共に、サブキャリアブロック毎に送信電力を制御する。
2004032375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシンボルに拡散率に応じた長さのチャネライゼーションコードを乗算して多数のサブキャリア成分を作成し、該サブキャリア成分のそれぞれを対応するサブキャリアで送信するＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信システムにおける電力制御方法において、
前記拡散率の整数倍の数でサブキャリア帯域を分割し、
各分割区間（サブキャリアブロック）内では一定の送信電力を割り当てると共に、サブキャリアブロック毎に送信電力を制御する、
ことを特徴とする電力制御方法。
【請求項２】
複数のシンボルに拡散率に応じた長さのチャネライゼーションコードを乗算して多数のサブキャリア成分を作成し、該サブキャリア成分のそれぞれを対応するサブキャリアで送信するＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信システムにおける電力制御方法において、
前記拡散率の整数倍の数でサブキャリア帯域を分割し、
各分割区間（サブキャリアブロック）毎に伝搬路の状態を取得し、
サブキャリアブロック内では一定の送信電力を割り当てると共に、サブキャリアブロック毎に前記伝搬路の状態に基づいて送信電力を制御する、
ことを特徴とする電力制御方法。
【請求項３】
送信信号電力が伝搬路での減衰や位相変化を受けて係数γを乗算される場合、サブキャリア毎に、干渉電力Ｎを伝搬路の係数γで割った値Ｎ／γと送信電力との合計が一定になる送信電力値を求め、
各サブキャリアの前記送信電力値に基づいてサブキャリアブロックでの平均送信電力を算出し、
該平均送信電力値に基づいてサブキャリアブロックでの送信電力を制御する、
ことを特徴とする請求項２記載の電力制御方法。
【請求項４】
サブキャリアブロックの送信電力を、該サブキャリアブロックの平均受信信号電力対干渉電力比が一定になるように制御する、
ことを特徴とする請求項２載の電力制御方法。
【請求項５】
第１送受信装置はサブキャリアブロック毎の送信電力制御を行って送信信号を第２送受信装置に向けて送信し、
第２送受信装置は干渉電力レベルおよび伝搬路状態を推定し、これらの情報を第１送受信装置に通知し、
第１送受信装置は第２送受信装置より受け取った前記情報を基にサブキャリアブロック毎の送信電力制御を行う、
ことを特徴とする請求項２記載の電力制御方法。
【請求項６】
第１送受信装置はサブキャリアブロック毎の送信電力制御を行って送信信号を第２送受信装置に向けて送信し、
第２送受信装置は、サブキャリア毎に、干渉電力レベルおよび伝搬路状態を推定し、これらの推定値を用いてサブキャリアブロック毎の送信電力の重み付け係数を決定して第１送受信装置に送信し、
第１送受信装置は、第２送受信装置より受け取った前記重み付け係数を基にサブキャリアブロック毎の送信電力制御を行う、
ことを特徴とする請求項２記載の電力制御方法。
【請求項７】
第１送受信装置はサブキャリアブロック毎の送信電力制御を行って送信信号を第２送受信装置に向けて送信し、
第２送受信装置は、サブキャリア毎に、干渉電力レベルおよび伝搬路状態を推定し、これらの推定値を用いてサブキャリアに対する送信電力分布を決定し、該送信電力分布と現在の送信電力分布とを比較してサブキャリアブロック毎に送信電力を増加すべきか、または減少するべきかを送信情報に含めて第１送受信装置に通知し、
第１送受信装置は第２送受信装置より受け取った前記増減情報を基にサブキャリアブロック毎に送信電力を一定量増減する、
ことを特徴とする請求項２記載の電力制御方法。
【請求項８】
複数のシンボルに拡散率に応じた長さのチャネライゼーションコードを乗算して多数のサブキャリア成分を作成し、該サブキャリア成分のそれぞれを対応するサブキャリアで送信するＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信システムにおける送信電力制御装置において、
前記拡散率の整数倍の数でサブキャリア帯域を分割する手段、
各分割区間（サブキャリアブロック）内では一定の送信電力を割り当てると共に、サブキャリアブロック毎に送信電力を制御する送信電力制御部、
を備えたことを特徴とする送信電力制御装置。
【請求項９】
サブキャリア毎に算出された干渉電力レベルおよび伝搬路状態を示す伝播路係数γを受信装置より受信する手段を備え、
前記送信電力制御部は、
サブキャリア毎に、干渉電力Ｎを伝搬路係数γで割った値Ｎ／γと送信電力の合計が一定になる送信電力値を求め、前記送信電力値のサブキャリアブロックにおける平均値を算出する平均電力算出部、
該平均値をサブキャリアブロックの各サブキャリア成分に乗算する乗算部、
を備えたことを特徴とする請求項８記載の送信電力制御装置。
【請求項１０】
サブキャリア毎に算出された受信信号電力レベル、干渉電力レベルおよび伝搬路状態を示す伝播路係数γを受信装置より受信する手段を備え、
前記送信電力制御部は、
サブキャリア毎に、受信信号電力対干渉電力比が一定になる送信電力値を求め、サブキャリアブロックにおける前記送信電力値の平均値を算出する平均電力算出部、
該平均値をサブキャリアブロックの各サブキャリア成分に乗算する乗算部、
を備えたことを特徴とする請求項８記載の送信電力制御装置。
【請求項１１】
サブキャリア毎に推定された干渉電力レベルおよび伝搬路状態を示す伝播路係数γを用いて決定されたサブキャリアに対する送信電力分布と現在の送信電力分布とを比較してサブキャリアブロック毎に送信電力を増加すべきか、または減少するべきかを指示する増減情報を受信装置より受信する手段、
該増減情報を基にサブキャリアブロック毎に送信電力を一定量増減する増減手段、
を備えたことを特徴とする請求項８記載の送信電力制御装置。
【請求項１２】
サブキャリア毎に推定された受信信号電力レベル、干渉電力レベルおよび伝搬路の状態を示す伝播路係数γを用いて算出された各サブキャリアブロックの送信電力値を受信装置より受信する手段、
該送信電力値をサブキャリアブロックの各サブキャリア成分に乗算する乗算部、
を備えたことを特徴とする請求項８記載の送信電力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明はＯＦＤＭ−ＣＤＭＡにおける送信電力制御方法および送信電力制御装置に係わり、特に、複数のシンボルに拡散率に応じた長さのチャネライゼーションコードを乗算して多数のサブキャリア成分を作成し、該サブキャリア成分のそれぞれを対応するサブキャリアで送信するＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信システムにおける電力制御方法および送信電力制御装置に関する。
【背景技術】  次世代の移動通信方式として、マルチキャリア変調方式が注目されている。マルチキャリア変調方式を用いることにより、広帯域の高速データ伝送を実現することができ、しかも、各サブキャリアを狭帯域にして周波数選択性フェージングの影響を低減することができる。また、直交周波数分割多重ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）方式を用いることにより、より周波数利用効率を高めることができ、しかも、ＯＦＤＭシンボル毎にガードインターバルを設けて符号間干渉の影響をなくすことができる。
また、近年ではマルチキャリアＣＤＭＡ方式（ＭＣ−ＣＤＭＡ）の研究が盛んに行われており、次世代の広帯域移動通信方式への適用が検討されている。ＭＣ−ＣＤＭＡでは、送信データのシリアルパラレル変換および周波数領域の直交コード拡散を行うことにより、複数のサブキャリアに分割して送信する。
さらに、ＭＣ−ＣＤＭＡの一種であるＯＦＤＭとＣＤＭＡを組み合わせた、直交周波数・符号分割多元接続（ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ）方式の検討も行われている。これは、ＭＣ−ＣＤＭＡによりサブキャリアに分割された信号にＩＦＦＴ処理を施して直交周波数多重することにより周波数利用効率を高めた方式である。
・マルチキャリアＣＤＭＡ方式の原理
マルチキャリアＣＤＭＡ方式の原理は、図１２に示すように、周期Ｔｓの１シンボルの送信データＤよりＮ個のコピーデータを作成し、チャネライゼーションコードである拡散コード（直交コード）を構成する各コードＣ１〜ＣＮを個別に前記各コピーデータに乗算器１１〜１Ｎで乗算し、各乗算結果Ｄ・Ｃ１〜Ｄ・ＣＮを図１３（ａ）に示す周波数ｆ１〜ｆＮのＮ個のサブキャリアでマルチキャリア伝送する。以上は１シンボルの送信データをマルチキャリア伝送する場合であるが、実際には送信データをＭシンボルの並列データに変換し、Ｍ個の各シンボルに図１２に示す処理を施し、Ｍ×Ｎ個の乗算結果を周波数ｆ１〜ｆＮＭのＭ×Ｎ個のサブキャリアを用いてマルチキャリア伝送する。サブキャリアの総数Ｍ×Ｎは、（パラレル系列数Ｍ）×（拡散率Ｎ）である。又、図１３（ｂ）に示す周波数配置のサブキャリアを用いることにより直交周波数・符号分割多元接続方式（ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ）が実現できる。
以上では、送信データをコピーした後に各コピーデータにチャネライゼーションコードを乗算したが、図１４に示すように，乗算器ＭＰで送信データにシンボル毎にチャネライゼーションコードＣ１，Ｃ２，．．．，ＣＮを乗算し、しかる後、シリアル／パラレル変換器（Ｓ／Ｐ変換器）ＳＰＣでＳ／Ｐ変換するように構成することもできる。なお、実際にはＭシンボル分がＳ／Ｐ変換される。
・ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡの送信側（基地局）の構成
図１５はＯＦＤＭ−ＣＤＭＡの送信側（基地局）の構成図である。送信データは、同相成分と直交成分よりなる複素ベースバンド信号（シンボル）に変換されている。
第１ユーザ（第１チャネル）用の拡散部１０１は、第１ユーザの送信データＴＡ１に、シンボル毎に第１ユーザのチャネライゼーションコードＴＢ１（Ｃ１１，Ｃ２１，．．．，ＣＮ１）を乗算し、コード化されたデータＴＣ１を出力する。チャネライゼーションコードＴＢ１はシンボルレートのＳＦ倍のチップレートを有している。ＳＦは拡散率であり、ＳＦ＝Ｎとしている。
図１６にＳＦ＝４の場合の入力シンボル列ＴＡ１とチャネライゼーションコードパターンＴＢ１およびそれらの乗算結果ＴＣ１の関係を示す。第１チャネルのチャネライゼーションコードＴＢ１は、他のチャネルのチャネライゼーションコードに対して相関が０になるように、すなわち直交するように選ばれており、他のチャネルのチャネライゼーションコードＴＢ２，ＴＢ３も同様に選ばれている。チャネライゼーションコードＴＢ１〜ＴＢ３の各１ビットをチップと呼ぶ。例として，ＴＢ１，ＴＢ２，ＴＢ３を以下の様に設定すると、
ＴＢ１＝１，−１，−１，１
ＴＢ２＝１，１，−１，−１
ＴＢ３＝１，−１，１，−１
お互いの相関は、
相関（ＴＢ１，ＴＢ２）＝１×１＋（−１）×１＋（−１）×（−１）＋１×（−１）＝０
などのように０になっている。このように複数のチャネル分離のためにチャネライゼーションコードとして直交するコードパターンを使用する。
電力制御・ＩＦＦＴ部１１１のＳ／Ｐ変換部２１はＭシンボル分のＮ×Ｍ個のチップ列をＳ／Ｐ変換する。例えば、Ｍ＝８，Ｎ＝４とすれば、図１７に示す３２チップＴＤ０〜ＴＤ３１を並列データＳ０〜ＳＮｃ−１（Ｎｃ＝Ｎ×Ｍ）に変換して出力する。すなわち、Ｓ／Ｐ変換部２１は、サブキャリアｆ０〜ｆＮｃ−１でマルチキャリア伝送するためのサブキャリア信号Ｓ０〜ＳＮｃ−１を出力する。このＮｃ（＝Ｍ×Ｎ）個のサブキャリア信号Ｓ１〜ＳＮｃ−１はＯＦＤＭシンボルを構成する。
以上より、拡散部１０１から出力するチップ列は、Ｓ／Ｐ変換により、周波数（サブキャリア）一時間上に図１８に示すように配置される。なお、ｃｈｉｐ０〜ｃｈｉｐＮｃ−１は最初のＮｃ個のサブキャリア信号Ｓ０〜ＳＮｃ−１に相当し、ｃｈｉｐＮｃ〜ｃｈｉｐ２Ｎｃ−１は次のＮｃ個のサブキャリア信号Ｓ０〜ＳＮｃ−１に相当する。
ついで、送信電力制御部２２を構成する乗算部２２０〜２２Ｎｃ−１は、重み係数Ｗ１０〜Ｗ１Ｎｃ−１をＮｃ個のサブキャリア信号Ｓ０〜ＳＮｃ−１に乗算する。すなわち、送信電力制御部２２は重み係数Ｗ１０〜Ｗ１Ｎｃ−１により各サブキャリアを独立に電力制御する。この重み付け係数Ｗ１０〜Ｗ１Ｎｃ−１は一定時間毎に伝搬路や干渉雑音の状態により値を更新される。
ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部２３は、並列入力する電力制御されたサブキャリア信号にＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）処理を施し、Ｐ／Ｓ変換部２４はパラレル−シリアル変換（Ｐ／Ｓ変換）によりＩＦＦＴ出力を時間関数信号ＴＦ１に変換して出力する。
他のユーザチャネルも第１チャネルと同様に、拡散部１０２，１０３で異なるチャネライゼーションコードＴＢ２，ＴＢ３を用いて送信データＴＡ２，ＴＡ３を拡散変調し、電力制御・ＩＦＦＴ部１１２〜１１３で重み付け係数Ｗｉｊを用いて送信電力制御、ＩＦＦ処理を行って時間関数信号ＴＦ２，ＴＦ３を出力する。又、パイロットチャネルもユーザチャネルと同様に、拡散部１０ｐでパイロット拡散コードＴＢＰを用いてパイロットシンボルＴＡＰを拡散変調し、ＩＦＦＴ部１１ｐでＩＦＦＴ処理を行って（電力制御はしない）、時間関数信号ＴＦＰを出力する
合成部１２は各チャネルの時間関数信号ＴＦ１，ＴＦ２，ＴＦ３，ＴＦＰをコード多重し、ＤＡ変換部１３はコード多重信号をアナログ信号に変換し、アップコンバージョン部１４は直交変調後、無線周波数にアップコンバージョンすると共に高周波増幅してアンテナより送信する。
・ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡの受信側の構成
図１９はＯＦＤＭ−ＣＤＭＡの受信側（移動局）の構成図である。ダウンコンバージョン部３０は受信したマルチキャリア信号に周波数変換処理を施した後、直交復調処理を施してベースバンド信号を出力する。ＡＤ変換器３１はベースバンド信号をディジタルに変換してＳ／Ｐ変換部３２、パスサーチ部３３に入力する。Ｓ／Ｐ変換部３２はＡＤ変換出力を並列データに変換してＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部３４に入力する。パスサーチ部３３はマッチトフィルタ構成になっており、第１チャネルの拡散コードと受信信号の相関を演算して逆拡散タイミングを決定し、該タイミングデータをユーザチャネル逆拡散部３８、パイロットチャネル逆拡散部３９に入力する。
ＦＦＴ部３４はＦＦＴウインドウタイミングでＦＦＴ演算処理を行って時間領域の信号をＮｃ（＝Ｎ×Ｍ）個のサブキャリア信号ＳＰ０〜ＳＰＮｃ−１に変換し、チャネル推定部３５は各サブキャリアに多重されているパイロットを用いてサブキャリア毎にチャネル推定を行い、チャネル補償部３６はサブキャリア毎のチャネル推定値ＣＣ０〜ＣＣＮｃ−１をＦＦＴ出力に乗算してチャネル補償（フェージングの補償）を行う。すなわち、チャネル推定部３５は、パイロット信号を用いて各サブキャリアのフェージングによる影響Ａｅｘｐ（ｊφ）を推定し、チャネル補償部３６ｂは送信シンボルのサブキャリア信号成分に（１／Ａ）・ｅｘｐ（−ｊφ）を乗算してフェージングを補償する。
Ｐ／Ｓ変換部３７はチャネル補償されたＮｃ（＝Ｎ×Ｍ）個のサブキャリア信号をシリアルデータに変換してユーザチャネル逆拡散部３８、パイロットチャネル逆拡散部３９に入力する。
ユーザチャネル逆拡散部３８、パイロットチャネル逆拡散部３９は、パスサーチ部３３より入力されている逆拡散タイミングで、入力データ列に第１チャネルのチャネライゼーションコードＴＢ１とパイロット拡散コードＴＢＰをそれぞれ乗算し、ユーザチャネルシンボル、制御チャネルシンボルを復調する。
・送信電力制御
情報通信の基本的な定理（注水定理）によれば、雑音が非白色の場合、通信で正しく情報を伝えることができる情報量を最大にする送信電力のスペクトル分布は、雑音スペクトルを湖底の地形に見立てたとき、総送信電力を水を注ぐように注いだときにできる湖の深さになることが知られている。なお、雑音スペクトルが非常に大きく，水面よりも雑音の地形が高い周波数では、送信電力＝０とする。
図２０は、伝搬路による送信波の減衰などはなく、受信電力は送信電力の分布と同じ電力分布で受信され、キャリア毎の干渉雑音が一定でないと想定した場合における注水定理に基づいた従来の送信電力制御の説明図で、ＮＰは雑音スペクトル、ＳＰは注水定理に基づいた送信電力スペクトル、Ｐは電力制御しない場合の送信電力である。また、図２０において、送信電力スペクトルＳＰの積分値が総送信電力となり、ＴＯＰが水面になり、水面からの深さが送信電力スペクトルＳＰになっている。
従来のＯＦＤＭシステムでは、隣り合うサブキャリアは互いに独立な情報を送受信している。このため、サブキャリア毎に送信電力を制御することによりサブキャリア間での重み係数Ｗｉｊに差が生じ、これによりサブキャリア間での電力分布の違いが発生しても何等問題にならなかった。
しかし、かかるサブキャリア毎の送信電力制御をＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ方式の通信システムに適用すると、チャネライゼーションコードの直交性が劣化し、品質の劣化が発生する。図２１を参照して従来の電力制御による直交性劣化を説明する。電力制御を行わなければ、（ａ）に示すように各サブキャリアの電力は同じであるため、チャネライゼーションコードＡ、Ｂの相関は０となり、直交性が保たれる。実際、チャネライゼーションコードＡ，Ｂが
ＣＯＤＥ−Ａ＝−１，＋１，−１，＋１
ＣＯＤＥ−Ｂ＝−１，＋１，＋１，−１
であるとすると、相関は、
（−１）×（−１）＋１×１＋（−１）×１＋１×（−１）＝０
となる。ところが，従来の電力制御のように各サブキャリア毎に電力制御を行うと、直交性が崩れる。たとえば、（ｂ）に示すようにチャネライゼーションコードＡ，Ｂが
ＣＯＤＥ−Ａ＝−１，＋１，−２，＋２
ＣＯＤＥ−Ｂ＝−１，＋２，＋１，−２
であるとすると、相関は
（−１）×（−１）＋１×２＋（−２）×１＋２×（−２）＝−３
となり、直交性が崩れる。
以上のように，従来のサブキャリア毎に電力制御を行う方式をＯＦＤＭ−ＣＤＭＡシステムに適用しようとすると、チャネライゼーションコードの直交性を劣化させるため，通信品質の劣化を招いていた。
以上から、本発明の目的は、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡシステムに適用してもチャネライゼーションコードの直交性を保持することができ、通信品質の劣化を防止する送信電力制御方法および送信電力制御装置を提供することである。
【発明の開示】
本発明は、複数のシンボルに拡散率に応じた長さのチャネライゼーションコードを乗算して多数のサブキャリア成分を作成し、該サブキャリア成分のそれぞれを対応するサブキャリアで送信するＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信システムにおける電力制御方法および送信電力制御装置であり、拡散率の整数倍の数でサブキャリア帯域を分割し、各分割区間（サブキャリアブロック）内では一定の送信電力を割り当てると共に、サブキャリアブロック毎に送信電力を制御する。
送信電力を制御する第１の方法は、送信信号電力が伝搬路での減衰や位相変化を受けて係数γを乗算される場合、サブキャリア毎に、推定した干渉電力Ｎを伝搬路の係数γで割った値Ｎ／γと送信電力の合計が一定になる送信電力値を求め、各サブキャリアの前記送信電力値に基づいてサブキャリアブロックでの平均送信電力を算出し、該平均送信電力値に基づいてサブキャリアブロックでの送信電力を制御する。
送信電力を制御する第２の方法は、サブキャリアブロックの送信電力を、該サブキャリアブロックの平均受信信号電力対干渉電力比が一定になるように制御する。
以上のようにすれば、チャネライゼーションコードの直交性を保持することができ、通信品質の劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】  図１は第１実施例のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信システムにおける基地局の構成図である。
図２は重み係数算出部の構成図である。
図３は本発明の送信電力制御による送信電力説明図である。
図４は重み係数算出部の別の構成図である。
図５は第１実施例のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信システムにおける移動局の構成図である。
図６はレベル測定部の構成図である。
図７はチャネル推定部の構成図である。
図８は第２実施例の基地局の構成図である。
図９は第２実施例の移動局の構成図である。
図１０は第３実施例の基地局の構成図である。
図１１は第３実施例の移動局の構成図である。
図１２はマルチキャリアＣＤＭＡ方式の原理説明図である。
図１３はマルチキャリア伝送、ＯＦＤＭ伝送の周波数配置説明図である。
図１４はマルチキャリアＣＤＭＡ方式の別の原理説明図である。
図１５は従来のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡの送信側（基地局）の構成図である。
図１６はＳＦ＝４の場合の入力シンボル列ＴＡ１とチャネライゼーションコードパターンＴＢ１およびそれらの乗算結果ＴＣ１の関係説明図である。
図１７はＳ／Ｐ変換説明図である。
図１８は周波数（サブキャリア）一時間（シンボル）平面上のチップ配置図である。
図１９は従来のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡの受信側（移動局）の構成図である。
図２０は注水定理に基づいた従来の送信電力制御の説明図である。
図２１は従来の電力制御による直交性劣化の説明図である。
【発明を実施するための最良の形態】  （Ａ）第１実施例
・基地局の構成
図１は第１実施例のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信システムにおける基地局の構成図であり、各ユーザチャネルおよびパイロットチャネルの送信データは、同相成分と直交成分よりなる複素ベースバンド信号（シンボル）に変換されている。
第１ユーザ（第１チャネル）用の拡散部５０１は、第１ユーザの各シンボルＴＡ１に、第１ユーザのチャネライゼーションコードＴＢ１（Ｃ１１，Ｃ２１，．．．，ＣＮ１）を乗算し、コード化されたデータＴＣ１を出力する。チャネライゼーションコードＴＢ１はシンボルレートのＳＦ倍のチップレートを有している。ＳＦは拡散率であり、ＳＦ＝Ｎとしている。
電力制御・ＩＦＦＴ部５１１のＳ／Ｐ変換部６１はＭシンボル分のＮ×Ｍ個のチップ列をＳ／Ｐ変換する。例えば、Ｍ＝８，Ｎ＝４とすれば、３２（＝８×４）チップを並列データＳ０〜ＳＮｃ−１（Ｎｃ＝Ｎ×Ｍ）に変換して出力する。すなわち、Ｓ／Ｐ変換部６１は、サブキャリアｆ０〜ｆＮｃ−１でマルチキャリア伝送するためのサブキャリア信号Ｓ０〜ＳＮｃ−１を出力する。このＮｃ（＝Ｍ×Ｎ）個のサブキャリア信号Ｓ１〜ＳＮｃ−１はＯＦＤＭシンボルを構成する。
重み係数算出部５２は、サブキャリア帯域ｆ０〜ｆＮｃ−１を拡散率Ｎの整数倍（例えば１倍）の数でＭ個のサブキャリアブロックに分割し、分割区間（サブキャリアブロック）毎に送信電力を制御すると共にサブキャリアブロック内では各サブキャリアに一定の送信電力を割り当てる。すなわち、Ｍ個の各サブキャリアブロックの送信電力Ｗ１〜ＷＭとすれば、各サブキャリアの重み係数を以下のように
2004032375.tif 000003
決定する。この重み付け係数Ｗ１〜ＷＭは一定時間毎に伝搬路や干渉雑音の状態により値を更新される。
送信電力制御部６２を構成する乗算部６２０〜６２Ｎｃ−１は、重み係数算出部５２から入力する重み係数Ｗ１０〜Ｗ１Ｎｃ−１をＮｃ個のサブキャリア信号Ｓ０〜ＳＮｃ−１に乗算する。尚、上記のように重み係数を決定しているため、各サブキャリアブロックのチャネライゼーションコード数Ｎ個のサブキャリアの送信電力は等しくなっている。
ＩＦＦＴ（Ｉｎｖｅｒｓｅ  Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部６３は、並列入力する電力制御されたサブキャリア信号にＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）処理を施し、Ｐ／Ｓ変換部６４はパラレル−シリアル変換（Ｐ／Ｓ変換）によりＩＦＦＴ出力を時間関数信号ＴＦ１に変換して出力する。
他のユーザチャネルも第１ユーザチャネルと同様に、拡散部５０２，５０３で異なるチャネライゼーションコードＴＢ２，ＴＢ３を用いてデータシンボルＴＡ２，ＴＡ３を拡散変調し、電力制御・ＩＦＦＴ部５１２〜５１３で重み付け係数Ｗｉｊを用いて送信電力制御、ＩＦＦ処理を行って時間関数信号ＴＦ２，ＴＦ３を出力する。又、パイロットチャネルもユーザチャネルと同様に、拡散部５０ｐでパイロット拡散コードＴＢＰを用いてパイロットシンボルＴＡＰを拡散変調し、ＩＦＦＴ部５１ｐでＩＦＦＴ処理を行って（電力制御はしない）、時間関数信号ＴＦＰを出力する
合成部５３は各チャネルの時間関数信号ＴＦ１，ＴＦ２，ＴＦ３，ＴＦＰをコード多重し、ＤＡ変換部５４はコード多重信号をアナログ信号に変換し、アップコンバージョン部５５は直交変調後、無線周波数にアップコンバージョンすると共に高周波増幅してハイブリッド５６を介してアンテナより送信する。
又、受信信号はハイブリッド５６を介してダウンコンバージョン部５７に入力し、ダウンコンバージョン部５７は受信したマルチキャリア信号に周波数変換処理を施した後、直交復調処理を施してベースバンド信号を出力する。ＡＤ変換器５８はベースバンド信号をディジタルに変換して復調部５９に入力する。復調部５９は復調処理を実行して受信側から送られてきた各サブキャリア毎の干渉電力Ｎｉｊと伝搬路の係数γｉｊを重み係数算出部５２に入力する。
・重み係数算出部の構成
図２は重み係数算出部の構成図である。
重み係数算出部５２は、Ｎｃ＝（Ｍ×Ｎ）個のサブキャリアｆ０〜ｆＮｃ−１で構成されたサブキャリア帯域を拡散率の整数倍値（例えばＮ×１）で除算してＭ個のサブキャリアブロックに分割する。図２では、Ｎ＝４，Ｍ＝８の場合を示している。そして、サブキャリアブロック毎の送信電力算出部５２１〜５２８は、まず、受信側から送られてくるサブキャリア毎の干渉電力Ｎｉｊ（ｉはユーザチャネル、ｊはサブキャリア）と伝搬路の係数γｉｊを用いてサブキャリア毎の送信電力を計算し、ついで、これらサブキャリアの送信電力を用いてサブキャリアブロックの平均送信電力Ｗ１〜ＷＭを計算する。以下、サブキャリア毎の送信電力ｗｉｊの計算法を説明する。
重み付けをｗｉｊとして送信した場合、受信機での受信電力はサブキャリアｊについて、Ｐｊ＝ｗｉｊ×γｉｊとなる。なお、干渉量はＮｉｊとする。このときＰｊ，Ｎｉｊをチャネルγで規格化して考えると，ｗｉｊ＝Ｐｊ／γｉｊ，Ｎｉｊ／γｉｊとなる。これは、あたかも干渉がＮｉｊ／γｉｊのようにチャネルにより変動して受信され、送信電力は送信側での重み付けがそのままの値で受信されているように見える。
情報通信の基本的な定理（注水定理）によれば、このような雑音が非白色の場合に通信で正しく伝えることができる情報量を最大にする電力スペクトルの分布は、雑音スペクトルを地形に見立てた場合に，総送信電力を、水を注ぐように注いだときにできる湖の深さになることが知られている。
上記の場合、雑音の地形はＮｉｊ／γｉｊで、水（総送信電力）を注いだときの深さは水面が一定の高さであるから、定数ａを用いて送信電力分布は次式
Ｎｉｊ／γｉｊ＋送信電力＝ａ＝定数
で表現される。ここでの送信電力は、ｗｉｊ＝Ｐｊ／γｉｊであるから、次式
Ｎｉｊ／γｉｊ＋ｗｉｊ＝ａ
が成立する。結局、重み係数は次式
2004032375.tif 000004
により決定される。ａは重み付けが総送信電力を変化させないように
2004032375.tif 000005
とすると次式
2004032375.tif 000006
により求めることができる。
以上より、送信電力算出部５２１〜５２８のサブキャリア送信電力算出部５２ａ〜５２ｄは（２）式に従ってＮ（＝４）個のサブキャリアの送信電力を算出し、平均部５２ｅはＮ（＝４）個のサブキャリアの送信電力の平均値を各サブキャリアブロックの送信電力Ｗ１〜ＷＭとして出力する。すなわち、第１サブキャリアブロック内のＮ個のサブキャリアｆ０〜ｆＮ−１の送信電力をそれぞれＷ１とし、第２サブキャリアブロック内のＮ個のサブキャリアｆＮ〜ｆ２Ｎ−１の送信電力をそれぞれＷ２とし、以下同様に第Ｍサブキャリアブロック内のＮ個のサブキャリアｆ（Ｍ−１）Ｎ〜ｆＮｃ−１の送信電力をそれぞれＷＭとする。そして、各サブキャリアの重み係数Ｗ１１〜Ｗ１Ｎｃ−１を（１）式に従って決定して電力制御・ＩＦＦＴ部５１１の送信電力制御部６２に入力する。
・送信電力制御結果
以上のようにすれば、図３に示すようにチャネライゼーションコード数Ｎ（＝４）を単位として送信電力制御が行われることになり、直交性が保たれる。例えば、２つのユーザチャネルのチャネライゼーションコードＡ，Ｂがそれぞれ送信電力制御で
ＣＯＤＥ−Ａ＝−１×Ｗ１，＋１×Ｗ１，−１×Ｗ１，＋１×Ｗ１
ＣＯＤＥ−Ｂ＝−１×Ｗ１′，＋１×Ｗ１′，＋１×Ｗ１′，−１×Ｗ１′
になったとしても、相関は、
Ｗ１×Ｗ１′×｛（−１）×（−１）＋１×１＋（−１）×１＋１×（−１）｝＝０
となり、直交性が保たれる。
・重み係数算出部の別の構成
図４は重み係数算出部の別の構成図であり、異なる点はサブキャリア毎の送信電力ｗｉｊの計算法であり、送信信号電力が伝搬路での減衰や位相変化を受けて係数γｉｊを乗算される場合、サブキャリア毎に、受信機が推定した干渉電力Ｎｉｊを伝搬路の係数γｉｊで割った値Ｎｉｊ／γｉｊと送信電力の合計が一定になる送信電力値ｗｉｊを求める。
すなわち、重み付けをｗｉｊとして送信した場合、受信機での受信電力はサブキャリアｊについて，Ｐｊ＝ｗｉｊ×γｉｊとなる。また、干渉量をＮｉｊとすれば、受信信号対雑音比が一定値ｂになるような重み付けは次式
信号対雑音比＝ｗｉｊ×γｉｊ／Ｎｉｊ＝ｂ
で与えられる。したがって、重み係数ｗｉｊは
2004032375.tif 000007
となる。ｂは、総送信電力をＰｔとして
2004032375.tif 000008
とすると、
2004032375.tif 000009
から求まる。
以上より、送信電力算出部５２１〜５２８のサブキャリア送信電力算出部５２ｆ〜５２ｉは（３）式に従ってＮ（＝４）個のサブキャリアの送信電力を算出し、平均部５２ｊはＮ（＝４）個のサブキャリアの送信電力の平均値を各サブキャリアブロックの送信電力  Ｗ１〜ＷＭとして出力する。そして、各サブキャリアの重み係数Ｗ１１〜Ｗ１Ｎｃ−１を（１）式に従って決定して電力制御・ＩＦＦＴ部５１１の送信電力制御部６２に入力する。
・移動局の構成
図５は第１実施例のＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ通信システムにおける移動局の構成図であり、第１ユーザチャネルのチャネライゼーションコードが割り当てられている。
ダウンコンバージョン部７１はハイブリッド７０を介して受信したマルチキャリア信号に周波数変換処理を施した後、直交復調処理を施してベースバンド信号を出力する。ＡＤ変換器７２はベースバンド信号をディジタルに変換してＳ／Ｐ変換部７３とパスサーチ部７４に入力する。Ｓ／Ｐ変換部７３はＡＤ変換出力を並列データに変換してＦＦＴ（Ｆａｓｔ  Ｆｏｕｒｉｅｒ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）部７５に入力する。パスサーチ部７４はマッチトフィルタ構成になっており、第１チャネルの拡散コードと受信信号の相関を演算して逆拡散タイミングを決定し、該タイミングデータをユーザチャネル逆拡散部８０、パイロットチャネル逆拡散部８１に入力する。
ＦＦＴ部７５はＦＦＴウインドウタイミングでＦＦＴ演算処理を行って時間領域の信号をＮｃ（＝Ｎ×Ｍ）個のサブキャリア信号ＳＰ０〜ＳＰＮｃ−１に変換し、レベル測定部７６は各サブキャリアに多重されているパイロット信号を用いて各サブキャリアの希望信号電力および干渉電力Ｎｉｊを算出する。
又、チャネル推定部７７は各サブキャリアに多重されているパイロットを用いてサブキャリア毎にチャネル推定を行い、チャネル補償部７８はサブキャリア毎のチャネル推定値γｉｊ（ｉ＝１，ｊ＝０〜Ｎｃ−１）をＦＦＴ出力に乗算してチャネル補償を行う。
Ｐ／Ｓ変換部７９はチャネル補償されたＮｃ（＝Ｎ×Ｍ）個のサブキャリア信号をシリアルデータに変換してユーザチャネル逆拡散部８０、パイロットチャネル逆拡散部８１に入力する。
ユーザチャネル逆拡散部８０、パイロットチャネル逆拡散部８１は、パスサーチ部７４より入力されている逆拡散タイミングで、入力データ列に第１チャネルのチャネライゼーションコードＴＢ１とパイロット拡散コードＴＢＰをそれぞれ乗算し、ユーザチャネルシンボル、制御チャネルシンボルを復調する。
電力制御用の制御情報生成部８２はレベル測定部７６、チャネル推定部７７から入力する各サブキャリアのチャネル推定値γｉｊと干渉電力Ｎｉｊを送信に適した形で出力する。移動局から基地局への上りリンクには２種類のチャネル（個別物理データチャネルＤＰＤＣＨと個別物理制御チャネルＤＰＣＣＨ）が用意されているから、時間多重部８３は、該制御チャネルＤＰＣＣＨに時間分割でパイロットシンボル、電力制御用の制御情報（チャネル推定値γｉｊと干渉電力Ｎｉｊ）、その他の制御情報を埋め込む。
第１のデータ変調部８４は制御チャネルＤＰＣＣＨのデータにＢＰＳＫ変調を施し、第２のデータ変調部８５はデータチャネルＤＰＤＣＨのデータにＢＰＳＫ変調を施す。データチャネルＤＰＤＣＨには音声などのユーザデータが埋め込まれている。
制御チャンネルの第１の拡散部８６はデータチャネルとは相関の低い拡散コードを用いて制御情報を拡散し、データチャネルの第２の拡散部８７は制御チャネルとは相関の低い拡散コードでユーザデータを拡散する。合成部８８は拡散されたデータチャネル及び制御チャネルを多重し、アップコンバージョン部８９はＲＦ処理（帯域制限、電力増幅、アップコンバージョン）をして送信する。
図６はレベル測定部７６の構成図であり、１サブキャリアについてのみ示している。
信号点位置変更部７６ａはＩ−ｊＱ複素平面における受信パイロット信号のＩ成分、Ｑ成分の絶対値を取って該受信パイロット信号をＩ−ｊＱ複素平面の第１象信号に変換する。ブロック平均部７６ｂはＮシンボル分の受信パイロット信号の平均を演算し、電力化部７６ｃは平均値のＩ，Ｑ軸成分を二乗して加算することにより所定サブキャリアの希望信号電力を出力する
一方、パイロットシンボルパターン生成部７６ｄは、Ｉ−ｊＱ複素座標系における理想パイロットシンボル点の位置ベクトル（既知）を出力し、複素共役部７６ｅは該位置ベクトルの複素共役を出力し、乗算部（誤差ベクトル部）７６ｆは実際の受信パイロットシンボルの位置ベクトルと理想パイロットシンボルの複素共役を演算し、実際のパイロットシンボルの位置ベクトルと理想パイロットシンボルの位置ベクトルとの誤差ベクトルを演算する。誤差電力演算部７６ｇは誤差ベクトルの各軸成分の二乗を演算して受信電力の分散（誤差ベクトル電力）を演算し、平均値演算部７６ｈはＮシンボル分の誤差電力の平均値を演算して干渉電力Ｎｉｊを出力する。
図７はチャネル推定部７７の構成図であり、１サブキャリアについてのみ示している。
パイロットシンボルパターン生成部７７ａは、Ｉ−ｊＱ複素座標系における理想パイロットシンボル点の位置ベクトル（既知）を出力し、複素共役部７７ｂは該位置ベクトルの複素共役を出力し、乗算部７７ｃは実際の受信パイロットシンボルの位置ベクトルと理想パイロットシンボルの複素共役を演算し、ブロック平均部７７ｄは乗算部７７ｃの出力をＮシンボル分平均化してチャネル推定値γｉｊを出力する。
（Ｂ）第２実施例
第１実施例では基地局でサブキャリアブロックの重み係数Ｗ１〜ＷＭを演算したが、第２実施例では移動局側で重み係数Ｗ１〜ＷＭを演算して基地局側に送ってサブキャリアブロック毎の送信電力制御を行う。
図８は第２実施例の基地局の構成図であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付している。第１実施例と異なる点は、重み係数算出部５２に代わって、重み係数配布部９１が設けられている点である。重み係数配布部９１波、受信側から送られてきた重み係数Ｗ１〜ＷＭを用いて（１）式に従って各サブキャリアの重み係数Ｗ１ｊ（ｊ＝０〜Ｎｃ−１）を決定して電力制御・ＩＦＦＴ部５１１の送信電力制御部６２に入力する。他のユーザチャネルについても同様である。
図９は第２実施例の移動局の構成図であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付している。第１実施例と異なる点は、重み係数算出部９２が設けられている点である。この重み係数算出部９２は図２あるいは図４に示した重み係数算出部と同一の構成を備え、第１ユーザチャネルの各サブキャリアブロックの重み係数Ｗ１〜ＷＭを演算し、制御チャネルで基地局に送信する。
（Ｃ）第３実施例
第１実施例では基地局でサブキャリアブロックの重み係数Ｗ１〜ＷＭを演算したが、第３実施例では移動局側で重み係数Ｗ１〜ＷＭを演算し、演算した重み係数Ｗ１〜ＷＭと現在の重み係数Ｗ１〜ＷＭを比較して重み係数の増減を決定し、増減指示を基地局側に送ってサブキャリアブロック毎の送信電力制御を行う。
図１０は第３実施例の基地局の構成図であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付している。第１実施例と異なる点は、重み係数算出部５２に代わって、重み係数増減部１００を設けた点である。重み係数増減部１００は、移動局からサブキャリアブロック毎に重み係数の増減ＵＰ／ＤＮが指示されるから、増加ＵＰが指示されたサブキャリアブロックの送信電力（重み係数）を所定量増加し、減少ＤＮが指示されたサブキャリアブロックの送信電力（重み係数）を所定量減少して各サブキャリアブロックの重み係数Ｗ１〜ＷＭを演算し、しかる後、該重み係数Ｗ１〜ＷＭを用いて（１）式に従って各サブキャリアの重み係数Ｗ１ｊ（ｊ＝０〜Ｎｃ−１）を決定して電力制御・ＩＦＦＴ部５１１の送信電力制御部６２に入力する。他のユーザチャネルについても同様である。
図１１は第３実施例の移動局の構成図であり、第１実施例と同一部分には同一符号を付している。第１実施例と異なる点は、重み係数の増減を決定して基地局に指示する構成を有している点である。
重み係数算出部９２は図２又は図４に示した重み係数算出部と同一の構成を備え、第１ユーザチャネルの各サブキャリアブロックの重み係数Ｗ１〜ＷＭ（送信電力分布）を演算して重み係数保存部９３に記憶すると共に減算部９４に入力する。減算部９４は今回演算された重み係数Ｗ１〜ＷＭ（送信電力分布）と保存部９３に記憶されている現在の送信電力Ｗ１〜ＷＭ（送信電力分布）とをサブキャリアブロック毎に比較し、増減ビット作成部９５はサブキャリアブロック毎に今回の重み係数が大きければ増加を指示し、小さければ減少を指示するビットデータを作成し、制御チャネルで基地局に送信する。
以上本発明によれば、チャネライゼーションコードの直交性を保持することができ、通信品質の劣化を防止することができる。
以上では注水定理に基づいて電力制御を行う場合について説明したが一例であり、その他の送信電力制御を行う場合にも本発明を適用できることは勿論である。
また、以上では、拡散率の整数倍の数として、１倍の数（＝Ｎ）の場合について説明したが、２以上の整数倍であってもチャネライゼーションコードの直交性を保持することができ、通信品質の劣化を防止することができる。
【図１】
2004032375.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2004032375.tif 000024
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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