JPH1013337A

JPH1013337A - 無線通信システム

Info

Publication number: JPH1013337A
Application number: JP8159427A
Authority: JP
Inventors: Manabu Hosoya; 学細谷
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1996-06-20
Filing date: 1996-06-20
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】基地局と子局とが、主に、スペクトラム拡散
方式による双方向の無線通信を行う場合の各々の局の送
信電力を適正レベルに設定する。【解決手段】最初に、基地局は子局に対し、子局の送
信出力レベルを指定するパワー制御データを情報データ
等とともにアンテナ７より送信する。同制御データを受
信した子局は、同データに基づき送信出力を設定し、ア
ンテナ31より基地局へ送信する。これを受信した基地局
は、その受信レベルを示すデータDxを比較部17で基準レ
ベルDyと比較する。同比較で、受信レベルが基準レベル
を超えるときには設定したレベルだけ送信出力を下げ、
基準レベルより低いときには設定レベル分送信出力を上
げるとともに、子局に対し、送信出力レベルを基地局と
同じくするパワー制御データを送信する。子局は、同デ
ータを基に送信出力を再設定し、基地局へ再送信する。
以上を繰り返し、基準レベル近辺に集約させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は無線通信システムに
係り、より詳細には、基地局と子局とが、主に、スペク
トラム拡散方式による双方向の無線通信を行う場合の同
基地局及び子局それぞれの送信出力の制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７において、基地局71と子局72とがス
ペクトラム拡散方式により双方向の無線通信を行う場
合、子局より基地局へ送信する情報データの誤り発生の
防止等のため、従来、子局側では以下のような送信を行
っていた。即ち、子局72側では基準レベルを設けてお
き、基地局71からの送信信号を受信したときにはその受
信レベルを前記基準レベルと比較し、受信レベルが基準
レベル以上の場合には送信電力を下げ、逆に、受信レベ
ルが基準レベル以下の場合には送信電力を上げるという
操作を行うことにより基地局での受信レベルが安定する
ようにしていた。この場合の送信電力の増減は伝送路の
伝搬損失を適宜予測することにより行っていた。

【０００３】なお、上記のような受信レベルの変動が生
じる要因としては伝送路の伝搬環境の変動の他、子局が
移動局である場合には基地局との通信距離関係がある。
以上のようにすることにより、基地局での受信レベルが
安定化され、情報データの誤り発生を防止する一方、送
信電力が必要以上に増大することが抑制されて節電の効
果を奏し、また、他の無線システムへの干渉妨害も低減
することもできる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の方法の
場合、送信電力の制御は主として子局側が行っているも
のであり、基地局と子局とが相互に送信電力を制御する
ものではない。また、子局側が予測する伝搬損失も一方
的なもののため、その予測値が必ずしも最適値とは限ら
ないという精度上の欠点もあった。従って、基地局と子
局とが閉ループを構成してそれぞれの送信電力を制御す
るようにすれば必要且つ十分の送信電力で通信を行うこ
とができるようになり、情報データの誤りや無駄な電力
消費等を防止することができる。本発明はこのような観
点からなされた無線通信システムを提供することを目的
とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基地局と子局
とが双方向で無線通信を行うようにしてなる無線通信シ
ステムにおいて、子局に対し、同子局の送信出力レベル
を基地局の送信出力と同レベルに指定する子局送信レベ
ル指定手段と、前記子局送信レベル指定手段に従った子
局よりの送信信号の受信レベルを基準レベルと比較する
受信レベル比較手段と、前記受信レベル比較手段に基づ
き、同受信レベルが基準レベルを超えるときには、子局
に対する送信出力レベルを設定レベル分下げ、同受信レ
ベルが基準レベルより低いときには設定レベル分上げる
ように送信出力レベルを設定する送信出力設定手段と、
前記子局送信レベル指定手段、受信レベル比較手段及び
送信出力設定手段とを制御する制御手段とを前記基地局
に備える一方、前記子局送信レベル指定手段に従い同子
局の送信出力レベルを設定する送信出力制御手段を同子
局に備え、基地局及び子局双方の送信出力レベルを前記
設定レベル分上げ又は下げることにより同基地局及び子
局それぞれの送信出力レベルが基準レベルを中心とした
設定範囲内になるように、且つ、基地局及び子局それぞ
れの送信出力レベルが同レベルになるように基地局主導
の基に、同基地局及び子局双方の送信出力レベルを制御
するようにした無線通信システムを提供するものであ
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】初期動作として、基地局は子局に
対し、子局の送信出力レベルを指定するデータ（パワー
制御データ）を情報データ及び他の付加データとともに
送信する。このパワー制御データを受信した子局は、同
データに基づき送信出力を設定し、基地局へ送信する。
子局よりの送信信号を受信した基地局は、その受信レベ
ルを基準レベルと比較する。上記の比較で、受信レベル
が基準レベルを超えるときには予め設定したレベル（設
定レベル）送信出力のレベルを下げ、反対に、受信レベ
ルが基準レベルより低いときには上記の設定レベル分送
信出力のレベルを上げるとともに、子局に対し、子局の
送信出力レベルを基地局の送信出力と同じくするパワー
制御データを送信する。

【０００７】基地局よりの上記パワー制御データを受信
した子局は、同データに基づき、基地局の送信出力と同
じ出力に再設定し、基地局へ再送信する。これを受信し
た基地局は前記同様に受信レベルを基準レベルと比較
し、受信レベルがまだ基準レベルを超えているときには
基地局の送信出力を更に設定レベル低下するとともに子
局に対し、更に送信出力を下げる旨のパワー制御データ
を送信する。このように、基地局主導の基に、同基地局
と子局とが段階的に送信出力を調整し、基準レベル近辺
に集約させる。

【０００８】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明による無線通信
システムを説明する。図１は本発明による無線通信シス
テムの一実施例を示す要部ブロック図、図２は図１を説
明するための動作フローチャート、図３は他の実施例を
示す要部ブロック図、図４は図３を説明するための動作
フローチャート、図５は図３を説明するためのルックア
ップテーブル（ＬＵＴ）、図６は図１又は図３を説明す
るための１フレームデータ構成図である。

【０００９】以下、本発明の動作につき図ごとに説明す
る。（１）図１の実施例の説明下記説明中のカッコ内ST番号は図２の各ステップを表
す。図２において、基地局（図１上部）は初期動作とし
て最大送信出力（Ｐmax ）により子局（図１下部）へ送
信する（ST１）。基地局は上記の送信に際し、制御部８
により送受信切換部６を送信側（ｂ側）へセットする。
データ合成部１は本来の情報データDiと付加データDsと
を合成する。この合成後のデータ例を図６に示す。図示
のように、プリアンブル、フレーム同期、制御データ、
情報データ及びポストアンブルの各データで１フレーム
を構成したものである。このうちの制御データ中に本発
明で必要となるパワ制御データDpを含める。このパワ制
御データDpは子局の送信出力レベルを指定するデータで
ある。上記の初期動作（最初の送信）では同データDpを
基地局と同出力のＰmax で送信する旨の指定データにす
る。

【００１０】上記データ合成部１で合成したデータは変
調部２へ送られ、ここでＰＳＫ等の情報変調、更にスペ
クトラム拡散変調が行われる。変調部２よりの変調信号
は増幅部３で増幅処理後、周波数変換部４で局部発振器
５よりの発振信号を使用して所要送信周波数への周波数
変換及び増幅処理等をして送受信切換部６を経てアテン
ナ７より子局へ送信される。子局は上記基地局よりの送
信信号を受信する（ST２）（受信レベルＲx1）。子局側
は送受信切換部32を受信側（ａ側）にセットして受信待
機しているのでアンテナ31で受信した信号は同切換部32
を経て周波数変換部33へ送られ、ここで高周波増幅及び
局部発振器34よりの発振信号を使用して周波数変換（中
間周波数変換）等の処理後、増幅部35で更に増幅し、復
調部36へ入力する。同復調部36により前述の図６の構成
のデータが復調される。この復調データはデータ分離部
37へ入力し、ここで制御部38の制御の基に情報データDo
を分離する一方、制御データ中に含まれる前記パワー制
御データDpを分離する。同制御データDpは前述したよう
にＰmax で送信する旨の指定データであるとともに、送
信出力を設定するデータでもあるという性質の信号であ
る。つまり、このパワー制御データDpはディジタル信号
であるが、これをアナログ信号に変換することにより増
幅利得を制御する利得制御信号になるデータである。

【００１１】子局側の送信系は基地局と同構成であり、
情報データDvと付加データ（図６と略同）Drとを合成す
るデータ合成部39、スペクトラム拡散変調等を行う変調
部40、変調信号を増幅する増幅部41、同増幅部41で増幅
処理した信号を局部発振器34よりの発振信号を使用して
所要周波数への周波数変換及び高周波増幅等の処理を行
う周波数変換部42で構成する。子局が送信するときには
制御部38の制御により送受信切換部32を送信側（ｂ側）
へ切り換える。従って、周波数変換部42よりの信号が同
切換部32を経てアンテナ31より送信される。ここで、子
局側は送信レベルの設定を増幅部41の増幅度を変えるこ
とにより行う。そのため、前述のデータ分離部37で分離
したパワー制御データDpをＤ／Ａ変換部43でディジタル
データからアナログ信号へ変換し、差動増幅器44へ送
る。

【００１２】同差動増幅器44には検波部45よりの信号が
入力される。この検波部45はアンテナ31より送信する信
号を検波するものである。この検波信号Adから送信信号
のレベルが判る。そこで、この検波信号Adと前記Ｄ／Ａ
変換部43でアナログ信号に変換した利得制御信号Apとを
差動増幅し（差動増幅器44）、フィルタ46を介して増幅
部41の増幅度を制御することにより、その増幅度は利得
制御信号Apに従った増幅度へ設定される。本段階ではこ
の利得制御信号Apは送信出力をＰmax に設定する信号で
ある。従って、この設定は送信出力がＰmax となるよう
に行われる。これにより、子局は基地局の指定に従い、
出力Ｐmax で送信する（ST３）。基地局は上記子局より
の信号を受信する（ST４）（受信レベルＲx2）。基地局
の受信系は、周波数変換部９、増幅部10、復調部11及び
データ分離部12等からなり、前記説明の子局側の受信系
と同構成である。従って、各機能ブロックの動作説明は
省略する。

【００１３】子局よりの送信信号を受信した基地局は、
受信レベルＲx2を予め設定してある基準レベルＲxoと比
較する（ST５）。同比較の具体的方法例につき説明す
る。基地局にはＡＧＣ（自動利得制御）回路が備えられ
ている。このＡＧＣ回路は図示のように、増幅部10の出
力を検波する検波部13、同検波部13よりの検波出力と基
準電圧とを差動増幅する差動増幅器14及びフィルタ15等
からなる。このフィルタ15の出力で増幅部10を利得制御
することで同増幅部10の出力を一定化している。なお、
このＡＧＣ回路は子局側にも同様に備えられている（検
波部47、差動増幅器48、フィルタ49）。前記フィルタ15
の出力は基地局での受信レベルを表している。従って、
同フィルタ15の出力をＡ／Ｄ変換部16でアナログ信号か
らディジタル信号に変換することで受信レベルのディジ
タルデータDxが得られる。この受信レベルを示すデータ
Dxと基準値Dy（基準レベルＲxoを意味）とを比較部17で
比較する。

【００１４】上記比較において、Dx＞Dy、即ち、Ｒx2＞
Ｒxoの場合には基地局初期の送信出力Ｐmax を予め設定
したレベル（設定レベル）「α」だけ下げるようにす
る。これに対し、Dx＜Dy、即ち、Ｒx2＜Ｒxoの場合には
同Ｐmax を上記αだけ上げるようにする。以上が受信レ
ベル比較の具体例である。ここでは前者（Ｒx2＞Ｒxo）
とする（ST５）。従って、基地局は次のステップ（２回
目送信）として自己の送信出力を初期の出力Ｐmax から
「Ｐmax −α」へ低下させる（ST６）。

【００１５】この送信出力の変更設定は次のように行
う。制御部８は、前記比較部17の比較に基づき、送信出
力をα分低下させるデータDcをＤ／Ａ変換部18へ送出す
る。同Ｄ／Ａ変換部18でディジタルデータからアナログ
信号に変換され、差動増幅器19へ入力する。同差動増幅
器19には検波部20よりの検波出力が入力される。同検波
部20は前述の子局側の検波部45と同目的のためのもので
ある。この検波部20の出力とＤ／Ａ変換部18の出力とを
差動増幅器19で差動増幅し、その差動出力をフィルタ21
を介して増幅部３に印加することにより送信出力は「Ｐ
max −α」に設定される。

【００１６】基地局は上記の「Ｐmax −α」の出力で２
回目の送信を子局に対し行うが（ST６）、この送信信号
のに含めるパワー制御データDpを、子局送信出力を「Ｐ
max−α」に設定するデータに変更する。子局は上記基
地局よりの送信信号を受信する（ST７）（受信レベルＲ
x3）。以下、前述までと同様のフローを繰り返してい
く。即ち、子局は前記同様にしてパワー制御データDpを
取り出し、同データにより子局送信出力が「Ｐmax −
α」に設定され、送信される（ST８）。基地局はこれを
受信レベルＲx4で受信し（ST９）、同レベルＲx4を前記
同様に基準レベルＲxoと比較する（ST10）。この比較
で、Ｒx4＞Ｒxoであった場合、送信出力を２回目送信よ
り更にα減じた「Ｐmax −２α」の出力に変更して３回
目の送信をする（ST11）。

【００１７】子局はこれを受信し（ST12）（受信レベル
Ｒx5）、同送信信号中のパワー制御データDpを基に「Ｐ
max −２α」の出力にして送信する（ST13）。基地局は
これを受信レベルＲx6で受信したが（ST14）、基準レベ
ルとの比較においてＲx6＜Ｒxoとなったとする（ST1
5）。この場合、前記３回目の送信出力「Ｐmax −２
α」では出力を下げ過ぎたことになる。そこで、基地局
は送信出力を２回目出力の「Ｐmax −α」に戻し、その
旨のパワー制御データDpを含めて子局へ送信する（ST1
6）。子局はこれを受信し（ST17）（受信レベルＲx
7）、指定に従い出力「Ｐmax −α」に戻して送信する
（ST18）。

【００１８】基地局はこれを受信レベルＲx8で受信した
が（ST19）、送信出力をα分戻した（増加）ために、前
記ST10と同様の状態に戻る（ST20）。しかし、、送信出
力の制御系としては基準レベルＲxoとの比較結果に基づ
き、再び送信出力を「Ｐmax −２α」に設定する（ST2
1）。この結果、前記ST15の再現となる。つまり、送信
出力が「Ｐmax −α」と「Ｐmax −２α」の間で変動は
するものの、この範囲内で通信が行われることになる。
換言すれば、予め設定した基準レベルを中心とした一定
範囲内の送信出力で通信が行われにようになり、同基準
レベルを外れた送信出力での通信が防止できる。これに
より、安定且つ経済的な通信が行われることとなる。

【００１９】以上の説明は、基準レベルＲxoを設けてお
き、これを基に送信出力をα分増加又は減少するように
制御するものであるが、この制御態様を次のようにする
方法もある。前記では基地局における基準レベルをＲxo
の一定値としたが、これをＲxa〜Ｒxb（Ｒxa＞Ｒxb）の
ようにある範囲を持ったレベルにする。そして、このＲ
xa〜Ｒxbの範囲を基準レベルとし、これと受信レベルと
を比較する。上記比較で、受信レベルＲxnが、Ｒxn＞Ｒ
xa（上限値）の場合には、送信出力を直前送信出力から
前記α分減少するようにし、Ｒxa＞Ｒxn＞Ｒxbの場合に
は直前送信出力を維持し、Ｒxn＜Ｒxb（下限値）の場合
には直前送信出力に前記α分増加した出力に設定するよ
うにする。この方法により、受信レベルに応じて送信出
力が設定され、送信出力制御の精度を向上することがで
きる。以上が図１の説明である。

【００２０】（２）図３の実施例の説明図３に示す実施例は図１で説明した送信出力制御を予め
設定したルックアップテーブル（ＬＵＴ）に基づき制御
するようにしたものである。そのため、基地局（図３上
部）には図示のようにＬＵＴ51を制御部52の制御の基に
設け、子局（図３下部）より送信された信号の受信レベ
ルを同ＬＵＴ51と対照し、これに基づき送信出力を設定
する。なお、上記以外の他の機能ブロックについては図
１と同様であるので同一符号を付し、説明は省略する。
図５は上記ＬＵＴ51の記憶内容例を示した図である。図
中の受信レベルデータDxと出力制御データDcとの対応部
分がＬＵＴの内容である。この受信レベルデータDxは図
３のＡ／Ｄ変換部16の出力データであり、出力制御デー
タDcは同図Ｄ／Ａ変換部18に対し制御部52より送出され
るデータである。

【００２１】以下、図３の動作につき図４のフローに従
い説明する。図４のST31からST34までは図１の場合と同
様である。つまり、基地局は初期動作として、最大出力
Ｐmax で子局へ送信するとともに、子局に対し、最大出
力Ｐmax で送信することを指定する（パワー制御データ
Dp）。この指定に従い、子局は最大出力Ｐmax で基地局
へ送信し、基地局がこの送信信号をＲx2のレベルで受信
した場合、同基地局の制御部52はＬＵＴ51を基に、同Ｒ
x2に応じて得られた受信レベルデータ（Ａ／Ｄ変換部16
出力）Ｄx2に対応する出力制御データＤc2を読み出す
（ST35）。同Ｄc2をＤ／Ａ変換部18へ送出し、以下、図
１の場合と同様の処理により送信出力をＰo2に設定して
送信する（ST36）。なお、この出力Ｐo2による送信信号
に子局の送信出力をＰo2に指定するパワー制御データDp
を含めることは図１と同様である。

【００２２】基地局は、上記指定に従って子局より送信
された信号の受信レベルＲx4につき再びＬＵＴ51を参照
する（ST37〜40）。これにより、送信出力がＰo3に再設
定される（ST41）。このようにして、図１の場合と同
様、ある範囲の送信出力内で通信が行われるようにな
る。以上が図３の実施例の動作である。図１と図３の実
施例では送信出力の設定を基地局主導の基に行うように
したものである。この基地局が行っていた送信出力設定
を子局が行うようにする方法もある。この場合、基地局
の構成と子局の構成（図１、３）とをそっくり入れ換え
ればよい。これにより、子局主導の送信出力設定が行わ
れることとなる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
地局と子局とが主としてスペクトラム拡散方式による無
線通信を行う場合に、双方の局の送信出力レベルを予め
設定したレベルを中心とした一定範囲に自動設定するこ
とができる。これにより、伝搬環境の変動等があっても
送信出力レベルが必要以上のレベルとなって通信が行わ
れることもなくなり、また、必要レベル以下になること
もなくなる。従って、無駄な電力消費を防止するととも
に、受信レベルの低下に伴う復調データの誤りの発生も
防止できる。このように、本発明は特に、ディジタルデ
ータを伝送するスペクトラム拡散方式の無線通信システ
ムの性能向上に寄与しうるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による無線通信システムの一実施例を示
す要部ブロック図である。

【図２】図１を説明するための動作フローチャートであ
る。

【図３】本発明による無線通信システムの他の実施例を
示す要部ブロック図である。

【図４】図３を説明するための動作フローチャートであ
る。

【図５】図３を説明するためのルックアップテーブル説
明図である。

【図６】図１を説明するためのデータ構成図である。

【図７】従来の無線通信の説明図である。

【符号の説明】

１基地局データ合成部２基地局変調部３基地局増幅部６基地局送受信切換部８基地局制御部 11 基地局復調部 13 基地局検波部 16 基地局Ａ／Ｄ変換部 17 比較部 18 基地局Ｄ／Ａ変換部 19 基地局差動増幅器 20 基地局検波部 21 基地局フィルタ 32 子局送受信切換部 36 子局復調部 37 子局データ分離部 38 子局制御部 40 子局変調部 41 子局増幅部 43 子局Ｄ／Ａ変換部 44 子局差動増幅器 45 子局検波部 46 子局フィルタ 51 ルックアップテーブル 52 基地局制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基地局と子局とが双方向で無線通信を行
うようにしてなる無線通信システムにおいて、子局に対
し、同子局の送信出力レベルを基地局の送信出力と同レ
ベルに指定する子局送信レベル指定手段と、前記子局送
信レベル指定手段に従った子局よりの送信信号の受信レ
ベルを基準レベルと比較する受信レベル比較手段と、前
記受信レベル比較手段に基づき、同受信レベルが基準レ
ベルを超えるときには、子局に対する送信出力レベルを
設定レベル分下げ、同受信レベルが基準レベルより低い
ときには設定レベル分上げるように送信出力レベルを設
定する送信出力設定手段と、前記子局送信レベル指定手
段、受信レベル比較手段及び送信出力設定手段とを制御
する制御手段とを前記基地局に備える一方、前記子局送
信レベル指定手段に従い同子局の送信出力レベルを設定
する送信出力制御手段を同子局に備え、基地局及び子局
双方の送信出力レベルを前記設定レベル分上げ又は下げ
ることにより同基地局及び子局それぞれの送信出力レベ
ルが基準レベルを中心とした設定範囲内になるように、
且つ、基地局及び子局それぞれの送信出力レベルが同レ
ベルになるように基地局主導の基に、同基地局及び子局
双方の送信出力レベルを制御するようにしたことを特徴
とする無線通信システム。
【請求項２】前記基地局における基準レベルを、設定
した範囲からなるレベルにし、前記子局より送信された
信号の受信レベルが、前記範囲の上限レベルを超えると
きには子局への送信出力レベルを設定レベル分下げ、前
記範囲内のレベルのときには同送信出力レベルを現送信
出力レベルに維持し、前記範囲の下限レベルより低いと
きには同送信出力レベルを設定したレベル分上げるよう
に前記送信出力設定手段が設定するとともに、前記子局
送信レベル指定手段により子局の送信出力レベルを指定
するようにしたことを特徴とする請求項１記載の無線通
信システム。
【請求項３】前記基地局の受信レベル比較手段に代
え、前記子局より送信された信号の受信レベルと対応せ
しめた出力制御データを予め記憶してなるルックアップ
テーブルを前記制御手段に設け、前記子局送信レベル指
定手段による子局の送信出力レベルの指定と、前記送信
出力設定手段による基地局の送信出力レベルの設定とを
前記ルックアップテーブルより読み出した出力制御デー
タを基に行うようにしたことを特徴とする請求項１記載
の無線通信システム。
【請求項４】基地局に備えてなる前記手段それぞれを
同基地局に代えて子局に備え、子局に備えてなる前記手
段を同子局に代えて基地局に備えてなることを特徴とす
る請求項１、請求項２又は請求項３記載の無線通信シス
テム。
【請求項５】前記基地局における子局送信レベル指定
手段が、基地局より送信する情報データにパワー制御デ
ータを付加し、同制御データにより送信出力レベルを指
定するようにしてなることを特徴とする請求項１記載の
無線通信システム。
【請求項６】前記基地局における受信レベル比較手段
が、同基地局側受信回路の自動利得制御（ＡＧＣ）電圧
をディジタル化した自動利得制御データと、予め設定し
てなる基準データとを比較部で比較するようにしてなる
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項７】前記基地局における送信出力設定手段
が、同基地局のアンテナより送信する信号を検波したア
ナログ信号と、前記設定レベル分のアナログ信号とを差
動増幅し、同差動増幅出力を基に送信信号増幅器の増幅
度を制御するようにしてなることを特徴とする請求項１
記載の無線通信システム。
【請求項８】前記子局における送信出力制御手段が、
同子局のアンテナより送信する信号を検波したアナログ
信号と、前記子局送信レベル指定手段による基地局より
のパワー制御データを変換したアナログ信号とを差動増
幅し、同差動増幅出力を基に送信信号増幅器の増幅度を
制御するようにしてなることを特徴とする請求項１記載
の無線通信システム。
【請求項９】前記基地局と子局との無線通信が、スペ
クトラム拡散方式による無線通信としたことを特徴とす
る請求項１記載の無線通信システム。