收发装置和收发方法 【技术领域】
本发明涉及装载在移动无线通信系统的通信装置中的进行功率控制的收发装置和收发方法。
背景技术
作为无线通信中接入(ァクセス)方式之一的CDMA(码分多址)是用户间共用同一频率、同一时间的接入形式。因此，期望的发送台在远处，不期望的干扰台在近处的情况下，如果各台按同一功率发送，那么来自干扰台的信号电平比期望的发送台的信号电平大，存在不能通信那样的问题。
此外，在陆地移动通信中，作为使线路品质劣化的原因是衰落。在陆地移动通信的传输路径中，从基站发送的信号在通信终端周围的建筑物上因反射、散射、折射而产生驻波。如果通信终端在其中移动，那么与移动速度成比例，来自基站的信号电平急剧下降，引起使接收品质劣化的衰落。
因此，在使用CDMA的蜂窝系统中，进行发送功率控制(TPC)，以补偿衰落变动，使接收电平相等，来解决上述问题。
作为发送功率控制的代表，有闭环发送功率控制和开环发送功率控制。
闭环发送功率控制是这样一种方法，对自身地发送信号，在通信对方例测定与接收品质相当的SIR，在测定SIR值比目标SIR值大的情况下使发送功率减低，而在测定SIR比目标SIR值低的情况下用反向回路传送使发送功率增加的控制命令(以下称为‘TPC命令’)，根据该TPC命令的内容来控制发送功率。
另一方面，开环发送功率控制是这样一种方法，从已知的通信对方的发送电平中减去接收电平，算出无线区间中损失的电平，在该损失电平上加上作为目标的通信对方的接收电乎来控制发送功率值。
但是，由于闭环发送功率控制的控制延迟大，难以动态进行控制，所以在高速的衰落和强烈干扰波出现的情况下，存在系统的通信品质可能极大下降的缺点。
另一方面，由于开环发送功率控制也不能应付各基站的适当接收电平不同的情况，所以在基站接收电乎中可能产生偏离误差，此外，由于不能校正各通信终端的接收电平测定误差，所以存在必须提高通信终端的接收测定精度的缺点。
就是说，闭环发送功率控制和开环发送功率控制各有优劣。
发明概述
本发明的首要目的在于提供收发装置和收发方法，通过自适应地切换闭环发送功率控制和开环发送功率控制来有效地利用两者的特性，即使接收测定精度不高，也可以校正接收电平测定误差，而且，可以进行能够应付高速的衰落或强烈干涉波出现的情况的发送功率控制。
该目的这样来实现，在线路确立后，根据基于TPC命令的发送功率值来进行闭环发送功率控制，同时根据基于接收电平的发送功率值与基于TPC命令的发送功率值的差来算出校正值，在算出校正值后，通过在基于接收电平的发送功率值中加上校正值所得的值来进行开环发送功率控制。
附图的简单说明
图1表示配有本发明实施例1的收发装置的通信终端结构的方框图；
图2表示本发明实施例1的通信终端的接收部结构的方框图；
图3表示本发明实施例1的通信终端的发送部结构的方框图；
图4表示本发明实施例1的通信终端的发送功率控制部结构的方框图；
图5表示本发明实施例1的通信终端的状态转变图；
图6表示本发明实施例1的通信终端的发送功率推移的图；
图7表示本发明实施例1的通信终端的越区切换时的状态转变图；
图8表示本发明实施例1的通信终端的基于接收电平区分的状态转变图：
图9表示本发明实施例2的基站结构的方框图；
图10表示本发明实施例2的基站的接收部结构的方框图；
图11表示本发明实施例2的基站的发送部结构的方框图；和
图12是表示本发明实施例2的基站的TPC命令生成部结构的方框图。
实施发明的最好形式
以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。
(实施例1)
图1是配有本发明实施例1的发送接收装置的通信终端的结构方框图。
在图1所示的通信终端中，主要包括：收发射频信号波的天线101；切换收发定时的收发切换部102；处理接收波并取出接收信息、控制信息、TPC命令和接收电平的接收部103；根据控制信息、TPC命令和接收电平来进行各部分控制的控制部104；以及发送携带发送信息和控制信息的发送波的发送部105。此外，控制部104有根据接收电平或TPC命令来决定发送功率值的发送功率控制部106。
图2是表示本发明实施例1的通信终端的接收部103结构的方框图。
接收部103包括：放大部131，放大接收波；相关运算解调部132，把放大后接收波的频率变换为基带，进行相关运算，解调期望信号；检波部133，使用相关值进行检波处理，取出解码数据；解码部134，对解码数据进行维特比解码等解码处理，输出接收信息、控制信息和TPC命令；以及电平测定部135，测定作为来自放大部131的接收波电平与来自相关运算解调部132的期望波信号电平之比的SIR。
图3是表示本发明实施例1的通信终端的发送部104结构的方框图。
发送部104包括：编码部151，在发送信息中插入控制信息，进行卷积码等编码处理；调制部152，对编码数据进行一次调制和扩频处理并变频为射频；放大部153，根据来自发送功率控制部106的发送功率值来放大已调制的发送波。
图4是表示本发明实施例1的通信终端的发送功率控制部106结构的方框图。
OL-TPC(开环发送功率控制)部161从已知的通信对方的发送电平中减去从电平测定部135输出的接收电平，并算出射频区间中损失的电平，在该损失电平上加上作为目标的通信对方的接收电平，来决定发送功率值。例如，在接收电平比通信对方的接收电平小25dB的情况下，对于作为目标的通信对方的接收电平，把发送功率增加25dB。
CL-TPC(闭环发送功率控制)部162根据从解码部134输出的TPC命令内容把上次的发送功率值增减预定的变动量，算出发送功率值。例如，在TPC命令‘0’为增加命令、TPC命令‘1’为降低命令、变动量为1dB的情况下，在TPC命令为‘0’时，相对于上次的发送功率把发送功率增加1dB。
减法器163从CL-TPC部162输出的发送功率值中减去从OL-TPC部161输出的发送功率，把差分值输入至校正值计算部164。
校正值计算部164根据从减法器163输出的差分值算出并确定对通信终端的接收电平测定误差等进行校正的校正值。而且，在确定校正值时，把表示该旨意的控制信息输出至模式切换部165。此外，在从模式切换部165输入控制信号的情况下，固定已确定的校正值，输出至切换开关167。
作为校正值的确定方法，有在差分值的平均值的变动幅度低于预先设定的阈值时，把该时刻的差分值的平均值确定为校正值的方法，或者把从开始计算校正值后经过一定时间时的差分值的平均值确定为校正值的方法等。
再有，作为平均值的计算方法，有把一定时间输入的差分值简单平均化的方法，或对差分值进行时间加权并平均化的方法等。
模式切换部165根据来自解码部134或校正值计算部164的控制信息来切换控制切换开关167和切换开关169。此外，模式切换部165在转移到规定模式时，对校正值计算部164输出控制信号，使校正值固定。模式切换部165的操作的细节在后面论述。
‘0’数据输出部166输出‘0’作为校正值。切换开关167根据模式切换部165的控制把从校正值计算部164或‘0’数据输出部166中的某个输出的校正值输出至加法器168。
加法器168对OL-TPC部161把来自切换开关167的校正值相加。
切换开关169根据模式切换部165的控制把从加法器168或CL-TPC部162中的某个输出的发送功率值输出至放大部153。
以下，参照图5的状态转变图和图6的表示发送功率推移的图来说明对模式切换部165的切换开关167和切换开关169的切换控制操作。
首先，作为初始OL-TPC模式(A)，从接通电源至线路确立的期间，模式切换部165使切换开关167与‘0’数据输出部166连接，使切换开关169与加法器168连接。其结果，通信终端进行对基于接收电平的发送功率值不实施校正的开环发送功率控制。
接着，模式切换部165在从解码部134输出的控制信息中获得确立线路旨意的信息时，使切换开关169与CL-TPC部162连接，转移到CL-TPC模式(B)。其结果，通信终端按基于接收波中携带的TPC命令的发送功率值来进行闭环发送功率控制。
这里，在进行闭环发送功率控制期间，OL-TPC部161持续计算发送功率值。该值是假设进行开环发送功率控制情况下的估计发送功率值。此外，如上所述，校正值计算部164根据从CL-TPC部162输出的当前使用的发送功率值中减去估计发送功率值所得的值来算出、确定校正值，把确定了校正值旨意的控制信息输出至模式切换部165。
如果输入确定了校正值旨意的控制信息，那么模式切换部165使切换开关167与校正值计算部164连接，使切换开关169与加法器168连接，转移到OL-TPC模式(C)。此外，此时，对校正值计算部164输出控制信号，使校正值固定。其结果，通信终端使用对基于接收电平的发送功率值校正了接收电平测定误差等所得的发送功率值，进行开环发送功率控制。
通过对基于接收电平的发送功率值校正接收电平测定误差等，可以达到与进行闭环发送功率控制情况大致相同的发送功率值，而且，还可以应付急剧衰落或强烈干扰波出现的情况。在转移到OL-TPC模式(C)后，通信终端维持该状态。
但是，在越区切换时，由于必须校正移动目的小区的基站的接收电平误差等，所以如图7所示，通信终端转移到CL-TPC模式(B)，进行闭环发送功率控制。模式切换部165在根据从解码部134输出的控制信息获得开始越区切换旨意的信息时，使切换开关169与CL-TPC部162连接，对校正值计算部164输出控制信号，再次计算校正值。
此外，在切换时以外判断校正值的精度已下降的通信终端的情况下，可以从OL-TPC模式(C)转移到CL-TPC模式(B)。作为可以判断为校正值精度下降的情况，有通信终端侧监视TPC命令，在增加命令或降低命令持续了一定次数的情况，或一定期间内增加命令与降低命令的比率上有极大差的情况。而且，基站也可以根据接收电平、SIR、检错码等通信品质判断为校正值精度降低，把判断结果作为控制信息发送至通信终端。
此外，如图8所示，在把接收电平划分成几个区域，在规定时间的平均接收电平在划分的区域中移动的情况下，也可以转移到CL-TPC模式(B)。这对误差产生方法的倾向因接收电平而不同的情况是有效的。
此外，通信终端也可以预先设定校正值的有效期间，在转移到OL-TPC模式(C)后经过有效期间的时刻转移到CL-TPC模式(B)。
这样，通过在进行闭环发送功率控制期间算出校正接收电平测定误差等的校正值，根据把基于接收电平的发送功率值与校正值相加所得的值来进行开环发送功率控制，即使接收测定精度不高，也可以校正接收电平测定误差，而且，可以进行能够应付急剧衰落或强烈干扰波出现的情况的发送功率控制。
而且，由于开环发送功率控制与闭环发送功率控制相比TPC误差小，所以在进行开环发送功率控制时间长的本发明中，可以实现系统的信道容量的增加。
此外，根据需要，可以自适应地将发送功率控制方法从开环发送功率控制切换为闭环发送功率控制。
(实施例2)
在实施例1中，说明了通信终端自适应地切换开环发送功率控制和闭环发送功率控制的形态。
这里，在通信终端进行开环发送功率控制的期间，基站不必发送TPC命令。因此，如果基站检测通信终端正在进行开环发送功率控制，取代TPC命令发送其他信息，那么使下行线路的传输效率提高。
实施例2是这样的形态，在配有实施例1的收发装置的通信终端进行开环发送功率控制期间，在基站中不发送TPC命令。图9是表示本发明实施例2的基站结构的方框图。
在图9所示的基站中，主要包括：收发射频信号波的天线201；切换收发定时的收发切换部202；把接收波的放大量分配给每个用户的放大分配部203；处理接收波并取出接收信息、控制信息和接收电平的接收部204；根据控制信息和接收电平来进行各部控制的控制部205；发送携带控制信息和TPC命令的发送波的发送部206；以及复用、放大对各用户的发送波的复用放大部207。此外，控制部205有根据接收电平来生成TPC命令的TPC命令生成部208。
图10是表示本发明实施例2的基站接收部204结构的方框图。
接收部204包括：相关运算解调部241，把接收波频率变换为基带，进行相关运算，解调期望波信号；检波部242，使用相关值，进行检波处理，取出解码数据；解码部243，对解码数据进行维特比解码等解码处理，输出接收信息和控制信息；以及电平测定部244，测定作为来自放大分配部203的放大量与来自相关运算解调部132的期望波信号电平之比的SIR。
图11是表示本发明实施例2的基站的发送部206结构的方框图。
发送部206包括：编码部261，在发送信息中插入控制信息和TPC命令，进行卷积码等的编码处理；调制部262，对编码数据进行一次调制和扩频处理，变频为射频：以及放大部263，放大已调制的发送波。
图12是表示本发明实施例2的基站的TPC命令生成部208结构的方框图。
在图12中，比较部181根据从电平测定部244输出的接收电平比基准值282高还是低，来生成对通信终端命令发送功率增加或降低的TPC命令。
切换开关283根据来自解码部243的控制信息，在应该插入TPC命令的发送时隙的位置插入从比较部281输出的TPC命令或其他信息。
就是说，目前，通信终端在进行闭环发送功率控制的情况下插入TPC命令，而在进行开环发送功率控制的情况下插入其他信息。
这样，在通信对方进行开环发送功率控制期间，通过代替TPC命令发送其他信息，使传输效率提高。这在进行开环发送功率控制的时间长的本发明中特别有效。
再有，在上述各实施例中，说明了通信终端独自判断各模式的移动定时的情况，但在本发明中，也可以基站判断各模式的转移定时，根据控制信息对通信终端指示转移定时。
此外，在上述各实施例中，说明了通信终端的上行线路的发送功率控制，但本发明也可以用于基站下行线路的发送功率控制。
此外，在上述各实施例中，示出了发送信息和控制信息及TPC命令一起进行纠错编码处理并发送的情况，但在本发明中，即使对控制信息和TPC命令不进行纠错编码处理的情况下，也可以获得同样的效果。这种情况下，控制信息和TPC命令在检波部被取出。
如以上说明，按照本发明的收发装置和收发方法，通过自适应地切换闭环发送功率控制和开环发送功率控制来有效地利用两者的特性，即使接收测定精度不高，也可以校正接收电平测定误差，而且，可以进行能够应付急剧衰落或强烈干扰波出现的情况的发送功率控制。
本说明书基于1999年3月6日申请的特愿平11-103044号。其内容全部包含于此。