JP2009260772A

JP2009260772A - 移動局装置および送信電力制御方法

Info

Publication number: JP2009260772A
Application number: JP2008108739A
Authority: JP
Inventors: Toru Sawara; 徹佐原
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2009-11-05
Also published as: KR20100134665A; US20110034207A1; WO2009128307A1; CN102007803A

Abstract

【課題】基地局装置からの報知信号に応じて送信される上り信号の送信電力を適正に制御する。
【解決手段】移動局１２は、基地局から送信される報知信号の受信電力を測定し、該受信電力と既知の基地局所望受信電力とに基づいて報知信号の伝搬損失を算出する伝搬損失演算部３２と、既知の基地局所望受信電力と伝搬損失演算部３２により算出された伝搬損失とに基づいて、基地局に対する上り信号の送信電力を制御する送信電力制御部３４と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動局装置および送信電力制御方法に関し、特に、ハンドオーバを高速化する技術に関する。

次世代ＰＨＳ（Next Generation Personal Handy-phone System）は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Division Multiple Access/Time Division Duplex：時分割多元接続／時分割双方向通信）方式およびＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式により高速通信を実現する移動通信システムである。この次世代ＰＨＳの無線通信インターフェースは、非特許文献１に規定されている。

図４は、次世代ＰＨＳの発呼シーケンスを示す図である。同図に示すように、基地局は、自局の基地局ＩＤや送信電力制御情報（実際の送信電力と基地局最大送信電力との差を示す負の値）などを含む報知制御チャネル（ＢＣＣＨ：Broadcast Control Channel）を定期的に送信している（Ｓ１００）。移動局は、この報知制御チャネルに基づいて下り方向（基地局から移動局に向かう方向）のフレーム同期を確立した後（Ｓ１０２）、上り同期バースト信号に対応するタイミング補正チャネル（ＴＣＣＨ：Timing Correct Channel）を基地局に送信する（Ｓ１０４）。

移動局からのタイミング補正チャネルを受信した基地局は、まず、タイミング補正チャネルの受信タイミングと所望受信タイミングとのずれをタイミング補正量として算出する（Ｓ１０６）。次に、移動局に割り当てるＡＮＣＨ（Anchor Channel）用の１つの通信チャネルを決定する（Ｓ１０８）。次世代ＰＨＳにおける各通信チャネルは、ＴＤＭＡによるタイムスロット（たとえば、タイムスロット長６２５μｓ）のいずれかとＯＦＤＭＡによるサブチャネルのいずれかとの組み合わせからなり、ＰＲＵ（Physical Resource Unit）と呼ばれる。

さらに、基地局は、タイミング補正チャネルの受信電力と所望受信電力とのずれを移動局送信電力の補正量を算出し（Ｓ１１０）、Ｓ１０６で算出したタイミング補正量とＳ１０８で決定したＡＮＣＨ用ＰＲＵとＳ１１０で算出した移動局送信電力の補正量とを含む信号制御チャネル（下りＳＣＣＨ：Signaling Control Channel）を移動局に送信する（Ｓ１１２）。

移動局は、基地局からの信号制御チャネルを受信すると、その信号制御チャネルからＡＮＣＨ用ＰＲＵを取得する（Ｓ１１４）。次に、移動局は、信号制御チャネルに含まれる送信電力補正量に基づいてＡＮＣＨの送信電力を補正するとともに（Ｓ１１６）、信号制御チャネルに含まれるタイミング補正量に基づいて送信タイミングを補正することにより、上り方向（移動局から基地局に向かう方向）のフレーム同期を確立する（Ｓ１１８）。そして、移動局は、Ｓ１１４で取得したＡＮＣＨ用ＰＲＵを使用して、Ｓ１１６で補正した送信電力およびＳ１１８で補正した送信タイミングで、ＥＸＣＨ（Extra Channel）用ＰＲＵの割り当てを要求する上りＡＮＣＨを基地局に送信する（Ｓ１２０）。

移動局からの上りＡＮＣＨを受信した基地局は、１以上のＰＲＵからなるＥＸＣＨ用ＰＲＵを決定し（Ｓ１２２）、決定したＥＸＣＨ用ＰＲＵを含む下りＡＮＣＨを移動局に送信する（Ｓ１２４）。

ＯＦＤＭＡ方式を採用する次世代ＰＨＳでは、各移動局から送信される上り信号の受信タイミングずれおよび受信電力ずれを基地局側で個別に補正することができない。このため、上記のように、移動局側で上り信号の送信タイミングを補正することにより、シンボル間干渉（ＩＳＩ：Inter-Symbol Interference）を防ぐようにしている。また、移動局の送信電力を適正化することにより、隣接セルへの干渉を防ぐようにしている。
"ARIB STD-T95「OFDMA/TDMA TDDBroadband Wireless Access System (Next Generation PHS）ARIB STANDARD」1.0版"、平成１９年１２月１２日、社団法人電波産業会

上記のとおり、タイミング補正チャネル（ＴＣＣＨ）は上り方向のフレーム同期が確立される前に送信される信号であるため、その送信タイミングは基地局の受信タイミングに必ずしも同期されていない。このため、タイミング補正チャネルがガードインターバル（ＧＩ：Guard Interval）長の範囲内で受信されず、隣接チャネルに対してシンボル間干渉（ＩＳＩ：Inter-Symbol Interference）を与えてしまう場合がある。

かかるシンボル間干渉は、タイミング補正チャネルの送信電力が高いほどより顕著になるが、タイミング補正チャネルは、移動局の送信電力が補正される前に送信される信号であるため、必要以上に高い送信電力（たとえば最大送信電力）で送信される場合が多い。このため、タイミング補正チャネルが隣接チャネルに与えるシンボル間干渉の影響は少なくなかった。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、基地局装置からの報知信号に応じて送信される上り信号の送信電力を適正に制御することができる移動局装置および送信電力制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る移動局装置は、基地局装置と通信を行う移動局装置であって、前記基地局装置から送信される報知信号の伝搬損失を算出する伝搬損失算出手段と、既知の基地局所望受信電力と前記伝搬損失算出手段により算出された伝搬損失とに基づいて、前記基地局装置に対する上り信号の送信電力を制御する送信電力制御手段と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、基地局装置からの報知信号に応じて送信される上り信号の送信電力を適正に制御することができる。

また、本発明の一態様では、前記伝搬損失算出手段は、前記報知信号の受信電力を測定し、前記報知信号の送信電力と該測定された前記報知信号の受信電力とに基づいて、前記報知信号の伝搬損失を算出する。

また、本発明の一態様では、前記伝搬損失算出手段は、既知の基地局最大送信電力と前記基地局装置から通知される前記報知信号の送信電力制御情報とに基づいて、前記報知信号の送信電力を取得する。

また、本発明の一態様では、前記基地局装置は、直交周波数分割多元接続方式により、前記移動局装置と通信を行う。

また、本発明に係る送信電力制御方法は、基地局装置から送信される報知信号の伝搬損失を算出するステップと、既知の基地局所望受信電力と前記報知信号の伝搬損失とに基づいて、前記基地局装置に対する上り信号の送信電力を制御するステップと、を含むことを特徴とする。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システム１０の全体構成図である。同図に示すように、移動通信システム１０は、複数の移動局１２（ここでは移動局１２−１〜１２−３のみを示す）と、基地局１４（ここでは１つのみを示す）と、を含んで構成されている。

基地局１４は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式およびＯＦＤＭＡ方式を採用しており、ＴＤＭＡによるタイムスロットのいずれかとＯＦＤＭＡによるサブチャネルのいずれかとの組み合わせからなる通信チャネルの少なくとも１つを使用して移動局１２と通信を行う。

移動局１２は、基地局１４から送信される報知制御チャネル（ＢＣＣＨ）に基づいて、タイミング補正チャネル（ＴＣＣＨ）の送信電力を適正に制御する。以下では、かかる処理を実現するために移動局１２が備える構成について説明する。

図２は、移動局１２の機能ブロック図である。同図に示すように、移動局１２は、アンテナ２０、無線通信部２２、下りフレーム同期部２４、復調部２６、データ検出部２８、記憶部３０、伝搬損失演算部３２、送信電力制御部３４、データ生成部３６、変調部３８、および上りフレーム同期部４０を含んで構成される。これらのうち一部は、たとえばＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成される。

アンテナ２０は、無線信号を受信し、受信された無線信号を無線通信部２２に出力する。また、アンテナ２０は、無線通信部２２から供給される無線信号を基地局１４に対して送信する。無線信号の受信と送信は、無線通信部２２の指示に従って時分割で切り替えられる。

無線通信部２２は、ローノイズアンプ、パワーアンプ、局部発振器、ミキサ、およびフィルタを含んで構成される。無線通信部２２は、アンテナ２０から入力される無線信号をローノイズアンプで増幅し、中間周波数信号にダウンコンバートしてから、下りフレーム同期部２４に出力する。また、無線通信部２２は、上りフレーム同期部４０から入力される変調信号を無線信号にアップコンバートし、パワーアンプで送信出力レベルまで増幅してから、アンテナ２０に供給する。

下りフレーム同期部２４は、基地局１４から送信される報知制御チャネル（ＢＣＣＨ）に対しフレーム同期を行う。すなわち、下りフレーム同期２４は、無線通信部２２から入力される信号と報知制御チャネルに係る既知信号との相関を検出し、所定値以上の相関が検出されたタイミングに基づいて、基地局１４との間で下り方向のフレーム同期を確立する。また、下りフレーム同期部２４は、基地局１４から送信された報知制御チャネルの受信電力を測定する。

復調部２６は、Ａ／Ｄ変換器、直並列変換器、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）演算部、および並直列変換器を含んで構成される。復調部２６は、下りフレーム同期部２４から入力される信号に、ガードインターバルの除去、Ａ／Ｄ変換、直並列変換、離散フーリエ変換、並直列変換などを施し、連続する複素シンボル列を取得する。こうして取得された複素シンボル列は、データ検出部２８に出力される。

データ検出部２８は、復調部２６から入力される複素シンボル列からシンボルの変調方式に応じたデータビット列（受信データ）を検出し、検出された受信データを図示しない上位層に出力する。

記憶部３０は、たとえば半導体メモリ素子で構成され、下りフレーム同期部２４で測定された報知制御チャネルの受信電力などを記憶する。

伝搬損失演算部３２は、基地局１４から送信される報知制御チャネル（ＢＣＣＨ）の伝搬損失を算出する。ここで、報知制御チャネルの伝搬損失の算出方法を図３に基づいて説明する。同図に示すように、報知制御チャネルの伝搬損失ＬＯＳＳ＿ＢＣＣＨは、報知制御チャネルの送信電力Ｐｔ＿ＢＣＣＨと移動局１２における報知制御チャネルの受信電力ＲＳＳＩ＿ＢＣＣＨとの差であるから、ＬＯＳＳ＿ＢＣＣＨ＝Ｐｔ＿ＢＣＣＨ−ＲＳＳＩ＿ＢＣＣＨと表される。また、既知の基地局最大送信電力をＰｔＭＡＸ＿ＢＳ、報知制御チャネルの送信電力制御情報（報知制御チャネルに含まれる負の値）をΔＰｔ＿ＢＣＣＨとすると、報知制御チャネルの送信電力Ｐｔ＿ＢＣＣＨは、Ｐｔ＿ＢＣＣＨ＝ＰｔＭＡＸ＿ＢＳ＋ΔＰｔ＿ＢＣＣＨと表される。したがって、基地局１４から送信される報知制御チャネルの伝搬損失ＬＯＳＳ＿ＢＣＣＨは、ＬＯＳＳ＿ＢＣＣＨ＝（ＰｔＭＡＸ＿ＢＳ＋ΔＰｔ＿ＢＣＣＨ）−ＲＳＳＩ＿ＢＣＣＨにより算出される。こうして算出される伝搬損失ＬＯＳＳ＿ＢＣＣＨは、移動局１２〜基地局１４間の伝搬損失とみなすことができる。

このように、伝搬損失演算部３２は、既知の基地局最大送信電力ＰｔＭＡＸ＿ＢＳと、報知制御チャネルに含まれる送信電力制御情報ΔＰｔ＿ＢＣＣＨと、記憶部３０に記憶された報知制御チャネルの受信電力ＲＳＳＩ＿ＢＣＣＨと、に基づいて、報知制御チャネルの伝搬損失ＬＯＳＳ＿ＢＣＣＨを算出する。

送信電力制御部３４は、基地局１４におけるタイミング補正チャネル（ＴＣＣＨ）の受信電力が基地局所望受信電力Ｚと等しくなるよう、タイミング補正チャネルの送信電力を制御する。また、送信電力制御部３４は、基地局１４からの下り信号（下りＳＣＣＨなど）に含まれる送信電力補正量に基づいて、ＡＮＣＨ以降の上り信号の送信電力を制御する。

ここで、タイミング補正チャネルの送信電力の算出方法を図３に基づいて説明する。同図に示すように、基地局１４におけるタイミング補正チャネルの受信電力が既知の基地局所望受信電力Ｚと等しくなるようにするためには、基地局所望受信電力Ｚに上述した移動局１２〜基地局１４間の伝搬損失ＬＯＳＳ＿ＢＣＣＨを上乗せした電力をタイミング補正チャネルの送信電力Ｐｔ＿ＴＣＣＨとすればよい。すなわち、Ｐｔ＿ＴＣＣＨ＝Ｚ＋ＬＯＳＳ＿ＢＣＣＨとすればよい。

このように、送信電力制御部３４は、既知の基地局所望受信電力Ｚと伝搬損失演算部３２により算出された伝搬損失ＬＯＳＳ＿ＢＣＣＨとに基づいて、タイミング補正チャネルの送信電力Ｐｔ＿ＴＣＣＨを算出する。算出された送信電力Ｐｔ＿ＴＣＣＨは変調部３８に供給される。

データ生成部３６は、図示しない上位層から入力されるデータビット列に、送信チャネルのフォーマットに応じたヘッダ情報などを付加して、送信データを生成する。生成された送信データは、変調部３８に出力される。

変調部３８は、直並列変換器、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）演算部、並直列変換器、およびＤ／Ａ変換器を含んで構成される。変調部３８は、データ生成部３６から入力される送信データに対して変調方式に応じたシンボルマッピング（振幅および位相の割り当て）を行い、複素シンボル列を得る。

また、変調部３８は、得られた複素シンボル列を各サブキャリア成分に分割し、上り信号（ＴＣＣＨなど）の送信電力が送信電力制御部３４で算出された送信電力になるよう基地局１４から割り当てられたＰＲＵに対応するサブキャリア成分を調整する。そして、変調部３８は、調整された複素シンボル列の各キャリア成分に、直並列変換、逆離散フーリエ変換、並直列変換、Ｄ／Ａ変換などを施し、ベースバンドＯＦＤＭ信号を取得する。こうして取得されたベースバンドＯＦＤＭ信号は、ガードインターバルが付加された後に、上りフレーム同期部４０に出力される。

上りフレーム同期部４０は、基地局１４からの下り信号（下りＳＣＣＨなど）に含まれるタイミング補正量に基づいて、ＡＮＣＨ以降の上り信号の送信電力を制御する。

以上説明した移動通信システム１０によれば、基地局１４からの報知制御チャネル（ＢＣＣＨ）に応じて移動局１２から送信されるタイミング補正チャネル（ＴＣＣＨ）の送信電力を適正に制御することができる。これにより、シンボル間干渉を低減することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

すなわち、本発明は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式およびＯＦＤＭＡ方式を採用する次世代ＰＨＳに限らず、移動通信システム全般に広く適用可能である。

本発明の実施形態に係る移動通信システムの全体構成図である。本発明の実施形態に係る移動局の機能ブロック図である。ＴＣＣＨ送信電力の算出方法を示す図である。次世代ＰＨＳの発呼シーケンスを示す図である。

符号の説明

１０移動通信システム、１２移動局、１４基地局、２０アンテナ、２２無線通信部、２４下りフレーム同期部、２６復調部、２８データ検出部、３０記憶部、３２伝搬損失演算部、３４送信電力制御部、３６データ生成部、３８変調部、４０上りフレーム同期部。

Claims

基地局装置と通信を行う移動局装置であって、
前記基地局装置から送信される報知信号の伝搬損失を算出する伝搬損失算出手段と、
既知の基地局所望受信電力と前記伝搬損失算出手段により算出された伝搬損失とに基づいて、前記基地局装置に対する上り信号の送信電力を制御する送信電力制御手段と、
を含むことを特徴とする移動局装置。
請求項１に記載の移動局装置において、
前記伝搬損失算出手段は、前記報知信号の受信電力を測定し、前記報知信号の送信電力と該測定された前記報知信号の受信電力とに基づいて、前記報知信号の伝搬損失を算出する、
ことを特徴とする移動局装置。
請求項１または２に記載の移動局装置において、
前記伝搬損失算出手段は、既知の基地局最大送信電力と前記基地局装置から通知される前記報知信号の送信電力制御情報とに基づいて、前記報知信号の送信電力を取得する、
ことを特徴とする移動局装置。
請求項１から３のいずれかに記載の移動局装置において、
前記基地局装置は、直交周波数分割多元接続方式により、前記移動局装置と通信を行う、
ことを特徴とする移動局装置。
基地局装置から送信される報知信号の伝搬損失を算出するステップと、
既知の基地局所望受信電力と前記報知信号の伝搬損失とに基づいて、前記基地局装置に対する上り信号の送信電力を制御するステップと、
を含むことを特徴とする送信電力制御方法。