JP4542937B2 - 基地局装置 - Google Patents
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Description
パケットデータ送信の際には、パケットデータが送信される順番、および、パケットデータに関するユーザ情報(符号化方式、変調方式、ユーザあたりのコード数など)が選択および決定される。
例えば、特許文献1は、ユーザそれぞれに対してユーザ情報(符号化方式、変調方式など)を制御する方法を開示する。
基地局は、上り方向(端末から基地局への方向)のチャネルを用いて、下り方向(基地局から端末への方向)のSIR(希望波対干渉波比:Signal-to-Interference power Ratio)、BLER(ブロック誤り率:Block Error Rate)などの品質情報を取得し、この品質情報を用いて、ユーザそれぞれに対して、送信される順番およびユーザ情報を制御する。
このため、受信信号を処理するハードウェア(相関器、複素乗算器)が、ユーザそれぞれに対して固定して割り当てられていると、ユーザからの信号を受信しない期間においては、これらのハードウェアは有効に使われない。
本発明の第1の実施形態にかかる基地局装置について説明する。
図1は、W−CDMA方式の移動体通信システム1を例示する図である。
図1に示すように、移動体通信システム1には、ネットワーク10を介して接続された基地局2−1〜2−3と、基地局と通信する端末(ユーザ;通信ノード)12−1〜12−N(Nは2以上の整数)とが含まれる。
なお、基地局2−1〜2−3など、複数ある装置のいずれかを特定せずに示すときには、単に基地局2などと略記することがある。
図2(a)および図2(b)において、長方形は、基地局2と端末12との間で送受信されるパケットデータを示し、このパケットデータの中の番号は、パケットデータを受信または送信するユーザの番号を示す。
また、移動体通信システム1においては、パケットデータが、あるパケット送信周期にユーザに対して送信されると、このパケットデータに対するACK/NACK情報(応答データ)が、端末12から基地局2に対して、あらかじめ決められている周期T[s]後に、上りのパケット制御チャネルを通して送信される。
例えば、端末12は、パケットデータを正常に受信した場合には、周期T後に基地局2に対してACKを送信し、正常に受信しなかった場合には、NACKを送信する。
例えば、パケットデータが、あるパケット送信周期に、ユーザ1〜3に対して送信されると、これらのパケットデータそれぞれに対する応答データが、端末それぞれから周期T後に送信される。
図3に示すように基地局2には、DSP280、ROM282およびRAM284が含まれる。
基地局2の機能(図4〜図7を用いて後述)は、DSP280により実行されるソフトウェアおよび専用のハードウェアまたはこれらのいずれかにより、適宜、実行される。
ソフトウェアは、それぞれ独立したソフトウェアモジュールとして実現され、必要に応じて、適宜、追加あるいは削除されうるようになっており、OS(図示せず)などにより、任意のタイミングで起動されうる。
また、DSP280は、ネットワーク10を介した通信機能、および、基地局2に含まれる他のハードウェア構成との入出力機能を有する。
ROM282は、DSP280により実行されるソフトウェアを記憶する。
RAM284は、ソフトウェアおよび一時的に保持するデータなどを記憶する。
図4に示すように、基地局2は、パケットデータユーザ制御部200、符号化部202、変調部204、拡散部206、パスサーチ部208、レイヤ1制御部210、逆拡散部24、復調部26、パケット制御データ判定部212および無線変復調部214を有する。
逆拡散部24および復調部26は、DSP280により実行されるソフトウェアおよび専用のハードウェアまたはこれらのいずれかにより、適宜、実行される。
基地局2は、これらの構成部分により、ユーザに対するパケットデータを制御して送信し、このパケットデータに対する応答データを受信信号から検出する。
また、パケットデータユーザ制御部200は、ネットワーク10から入力され、基地局2と接続する任意のユーザに対して送信されるパケットデータと、このユーザに関するユーザ情報(送信する際の符号化方式、変調方式、ユーザあたりのコード数など)とを、符号化部202に対して出力する。
パケットデータユーザ制御部200は、後述するパケット制御データ判定部212から受け付けるパケット制御データ判定結果などに応じて、ユーザ情報を決定する。
変調部204は、このユーザ情報に基づいて、符号化後のパケットデータを変調して、拡散部206に対して出力する。
拡散部206は、このユーザ情報に基づいて、変調後のパケットデータを拡散して、無線変復調部214に対して出力する。
無線変復調部214は、拡散後のパケットデータを、無線周波数帯域の無線信号に変換して、端末12に対して送出する。
パスサーチ部208は、基地局2に接続しているユーザすべてのパスをサーチし、パスのタイミングを検出して、このパスタイミングをタイミング情報としてレイヤ1制御部210に対して出力する。
レイヤ1制御部210は、このタイミング情報と、基地局2に接続しているユーザすべての上りのコード情報(ユーザに対して一意)とを、逆拡散部24に設定し、さらに、このタイミング情報を復調部26に対して出力する。
復調部26は、ユーザそれぞれのタイミング情報に基づいて、逆拡散後のデータに対して同期検波およびRAKE合成を行って、ユーザそれぞれから送信された上りパケット制御データ(ACK/NACK情報)をパケット制御データ判定部212に対して出力する。
パケット制御データ判定部212は、任意のユーザに対して送信されたパケットデータに対するACK/NACK情報を判定して、判定結果をパケットデータユーザ制御部200に対して出力する。
図5に示すように、逆拡散部24は、第1の相関器(相関器A)240−1〜240〜nおよび第2の相関器(相関器B)242−1〜242−nを有し、復調部26は、第1の複素乗算器(複素乗算器A)260−1〜260−n、第2の複素乗算器(複素乗算器B)262−1〜262−n、第1のユーザ合成部264−1および第2のユーザ合成部264−2を有する。
ここで、1つの相関器と、この相関器に対応する1つの複素乗算器との組み合わせをフィンガと呼ぶ。
第1の相関器240および第1の複素乗算器260の組み合わせ(フィンガ;位相変動検出手段)は、上りユーザ制御チャネルを扱い、上りユーザ制御チャネルは、基地局に収容しうるユーザそれぞれに対して独立に設けられている。
例えば、1ユーザあたりのフィンガ数を8として、第1の相関器240および第1の複素乗算器260の組み合わせは、n個設けられる(n=フィンガ数8×基地局最大収容ユーザ数N)。
第2の相関器242および第2の複素乗算器262の組み合わせ(フィンガ;データ検出手段)は、上りパケット制御チャネルを扱い、上りパケット制御チャネルもまた、基地局に収容しうるユーザそれぞれに対して独立に設けられている。
例えば、第2の相関器242および第2の複素乗算器262の組み合わせもまた、n個設けられる。
この対応関係は、基地局2と任意の端末12との間の呼が開放されるまで、不変である。
例えば、端末12−1の上がりユーザ制御チャネルには、第1の相関器240−1〜240−8と第1の複素乗算器260−1〜260−8との組み合わせが固定的に割り当てられ、端末12−1の上りパケット制御チャネルには、第2の相関器242−(n−7)〜242−nと第2の複素乗算器262−(n−7)〜262−nとの組み合わせが固定的に割り当てられている。
第1の相関器240(図5)は、ユーザのコード情報と、ベースバンド信号との相関を検出して、第1の複素乗算器260に対して出力する。
第1の複素乗算器260は、この検出されたデータと、同期検波用のパイロットシンボルとを複素乗算し、検出された相関の位相変動(チャネル推定ベクトル;位相補償データ)を検出して、第2の複素乗算器262に対して出力する。
なお、パイロットシンボルは、基地局2および端末12それぞれにおいて既知のシンボルであり、データシンボルの間に挿入されている。
第2の複素乗算器262は、この検出されたデータと、第1の複素乗算器260により検出された位相補償データとを複素乗算して、検出された位相変動を補償し、ユーザのパスについてのデータを、第2のユーザ合成部264−2に対して出力する。
また、第2のユーザ合成部264−2は、ユーザそれぞれの上りパケット制御データを、パケット制御データ判定部212に対して出力する。
すなわち、端末12は、信号を定常的には送信しないので、基地局2では、あるユーザについてこのユーザからの信号を受信しない期間(無信号区間)が存在する。
つまり、相関器および複素乗算器は、無信号区間においても、割り当てられてしまう場合がある。
また、無信号区間において、相関器および複素乗算器が割り当てられた場合には、この相関器および複素乗算器が、無信号区間にもかかわらず逆拡散処理および復調処理を行って、ACK/NACK情報を検出してしまう場合がある。
以下、基地局2において生じうる不具合を解消しうるように構成された基地局3を説明する。
図6は、本発明の実施形態にかかる基地局3の構成を示すブロック図である。
図6に示すように、基地局3は、パケットデータユーザ制御部300、符号化部202、変調部204、拡散部206、パスサーチ部208、レイヤ1制御部310、逆拡散部34、復調部36、パケット制御データ判定部212および無線変復調部214を有する。
基地局3は、これらの構成部分により、ユーザに対するパケットデータを制御して送信し、このパケットデータに対するACK/NACK情報(応答データ)を受信信号から検出する。
なお、図6に示された構成部分のうち、図4に示された構成部分と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。
また、パケットデータユーザ制御部300は、パケット制御データ判定部212から受け付けるパケット制御データ判定結果などに応じて、ユーザ情報を決定する。
例えば、パケットデータユーザ制御部300は、あるパケット送信周期に端末12−1に送信したデータに対するACK/NACK情報を受け付けるまでは、端末12−1に対して次のデータ送信は行わない、という制御を行う。
例えば、パケットデータユーザ制御部300は、端末12−1からのACK情報を受け付けた場合には、端末12−1に対する次のデータ送信では新規データを送る一方、端末12−1からのNACK情報を受け付けた場合には、端末12−1に対する次のデータ送信では前回送ったデータを再送する。
データ送信順序決定アルゴリズムは、SIR、BLERなどの品質情報およびACK/NACK情報に基づいて送信順序を決定する。
例えば、端末12−1に対して送信される新規データと、端末12−2に対して送信される再送データとが、同一のパケット送信周期において重なった場合に、パケットデータユーザ制御部300は、このアルゴリズムに基づいて送信順序を決定する。
このようにして、パケットデータユーザ制御部300は、パケットデータ送信順序を制御して、フレーム番号と、このフレーム番号により識別されるパケット送信周期に送信されたユーザIDとをレイヤ1制御部310に対して通知する。
具体的には、レイヤ1制御部310は、パケットデータユーザ制御部300から入力されたユーザIDとフレーム番号とに基づいて、このフレーム番号で識別されるパケット送信周期から所定の周期T[s]だけ経過した後のパケット送信周期を特定し、このパケット送信周期を識別するフレーム番号と、このフレームにおいてパケット制御チャネルを通してパケット制御データを送信してくるユーザとを関連づける。
レイヤ1制御部310は、ユーザID、フレーム番号およびこれらに基づいて得られた関連情報を、RAM284(図3)に記憶する。
このようにして、レイヤ1制御部310は、周期T後に送信しうるユーザを特定する。
さらに、レイヤ1制御部310は、パケット制御データ用の第2の相関器242および第2の複素乗算器262の組み合わせ(フィンガ)を、どのユーザに割り当てるかを示すフィンガ・ユーザ割当情報を作成する。
また、レイヤ1制御部310は、あらかじめ関連づけられたフレーム番号とパケット制御データ送信ユーザとの関係(フィンガ・ユーザ割当情報)をさらに利用して、パケット制御チャネル用の第2の相関器242に対して、このフレームにおける送信ユーザすべての有効なパスそれぞれを割り当てる。
また、レイヤ1制御部310は、あらかじめ関連づけられたフレーム番号とパケット制御データ送信ユーザとの関係をさらに利用して、パケット制御チャネル用の第2の複素乗算器262に対して、このフレームにおける送信ユーザすべての有効なパスそれぞれを割り当てる。
このように、レイヤ1制御部310は、相関器、複素乗算器および位相補償データが同一ユーザ同一パスに対してつながるように、コード情報、タイミング情報およびフィンガ・ユーザ割当情報を設定して、逆拡散処理および復調処理を制御する。
図7に示すように、逆拡散部34は、第1の相関器(相関器A)240−1〜240〜nおよび第2の相関器(相関器B)242−1〜242−mを有し、復調部36は、第1の複素乗算器(複素乗算器A)260−1〜260−n、第2の複素乗算器(複素乗算器B)262−1〜262−m、第1のユーザ合成部264−1、第2のユーザ合成部264−2および位相補償データ保持部366(位相変動供給手段)を有する。
なお、図7に示された構成部分のうち、図5に示された構成部分と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。
例えば、第2の相関器242および第2の複素乗算器262の組み合わせは、m個設けられている(m=フィンガ数8×1フレームの最大送信ユーザ数M;M<N)。
つまり、この対応関係は、このフレームにおいてのみ有効である。
第1の複素乗算器260は、この検出されたデータと、同期検波用のパイロットシンボルとを複素乗算し、位相補償データを検出して、位相補償データ保持部366に対して出力する。
具体的には、位相補償データ保持部366は、保持している位相補償データそれぞれがいずれのフィンガに対応する位相補償データであるかを、フィンガ・ユーザ割当情報に基づいて判断し、位相補償データそれぞれを、対応するフィンガに対して出力する。
位相補償データ保持部366は、検出された位相補償データをRAM284(図3)に記憶する。
第2の複素乗算器262は、この検出されたデータと、位相補償データ保持部366から出力された位相補償データとを複素乗算して同期検波を行い、ユーザのパスについてのデータを、第2のユーザ合成部264−2に対して出力する。
また、第2のユーザ合成部264−2は、あるフレームに送信しうるユーザそれぞれの上りパケット制御データを、パケット制御データ判定部212に対して出力する。
図8は、基地局3によるパケットデータ送信処理のフローチャートを示す図である。
図8に示すように、ステップ100(S100)において、パケットデータユーザ制御部300は、あるフレーム(パケット送信周期)において、所定のデータ送信順序決定アルゴリズムに従ってデータ送信順序を決定し、送信する際のユーザ情報(符号化方式、変調方式、ユーザあたりのコード数など)を選択、決定する。
パケットデータユーザ制御部300は、パケットデータとユーザ情報とを、符号化部202に対して出力する。
ステップ104(S104)において、レイヤ1制御部310は、通知されたフレーム番号に基づいて、このフレームから所定の周期Tだけ経過した後のフレームのフレーム番号を特定し、通知されたユーザIDを用いて、このフレームと、このフレームにパケット制御チャネルを通してパケット制御データを送信してくるユーザとを関連づける。
ステップ108(S108)において、変調部204は、このユーザ情報に基づいて、パケットデータを変調して、拡散部206に対して出力する。
ステップ112(S112)において、無線変復調部214は、パケットデータを無線信号に変換して、端末12に向けて送出する。
このようにして、基地局3は、パケットデータを送信したフレームから周期T経過後のフレームにおいて、パケット制御チャネルを通してパケット制御データを送信してくるユーザを特定し、パケットデータを送信する。
図9は、基地局3によるパケットデータ受信処理のフローチャートを示す図である。
図9に示すように、ステップ200(S200)において、無線変復調部214は、端末12からの受信信号を、ベースバンド信号に変換して、パスサーチ部208と逆拡散部34とに対して出力する。
ステップ204(S204)において、レイヤ1制御部310は、タイミング情報に基づいて、ユーザのパスそれぞれを、第1の相関器240および第1の複素乗算器260の組み合わせ(フィンガ)に割り当てる。
また、レイヤ1制御部310は、あらかじめ決定されたフレーム番号とユーザIDとの関連づけに基づいて、当該フレームにパケット制御データを送信してくるユーザのパスそれぞれを、第2の相関器242および第2の複素乗算器262の組み合わせ(フィンガ)に割り当てる。
第1の複素乗算器260それぞれは、この検出されたデータと、パイロットシンボルとを複素乗算し、位相補償データを検出して、位相補償データ保持部366と第1のユーザ合成部264−1に対して出力する。
ステップ210(S210)において、レイヤ1制御部310は、フィンガ・ユーザ割当情報を、位相補償データ保持部366に対して出力する。
位相補償データ保持部366は、このフィンガ・ユーザ割当情報に基づいて、当該フレームに送信してくるユーザがどのフィンガに割り当てられているかを特定し、ユーザとパスとにより識別される位相補償データそれぞれを選択して、対応するフィンガに対して出力する。
第2の複素乗算器262それぞれは、第2の相関器242それぞれにより検出されたデータと、対応する位相補償データとを複素乗算して同期検波を行い、あるユーザの1つのパスについてのデータを、第2のユーザ合成部264−2に対して出力する。
ステップ214(S214)において、第1のユーザ合成部264−1および第2のユーザ合成部264−2は、ユーザそれぞれにつき複数のパスをRAKE合成する。
第2のユーザ合成部264−2は、合成後のユーザそれぞれの上りパケット制御データを、パケット制御データ判定部212に対して出力する。
このようにして、基地局3は、あるフレームにおいてユーザに向けて送信したパケットデータに対するACK/NACK情報を、応答信号から検出し判定する。
また、基地局3は、データを送信しうるユーザのみを第2の相関器242および第2の複素乗算器262に割り当てて、ACK/NACK情報を検出するので、実際にACK/NACK情報が存在する場合にのみ、ACK/NACK情報を判定することができ、ACK/NACK情報の誤検出を防止できる。
10・・・ネットワーク
12・・・端末
2・・・基地局
200・・・パケットデータユーザ制御部
202・・・符号化部
204・・・変調部
206・・・拡散部
208・・・パスサーチ部
210・・・レイヤ1制御部
212・・・パケット制御データ判定部
214・・・無線変復調部
24・・・逆拡散部
240・・・第1の相関器
242・・・第2の相関器
26・・・復調部
260・・・第1の複素乗算器
262・・・第2の複素乗算器
264・・・ユーザ合成部
280・・・DSP
282・・・ROM
284・・・RAM
3・・・基地局
300・・・パケットデータユーザ制御部
310・・・レイヤ1制御部
34・・・逆拡散部
36・・・復調部
366・・・位相補償データ保持部
Claims (4)
- 複数の端末それぞれから、通信周期ごとに、少なくとも端末からの制御データの伝送に用いられる複数の第1のチャネルと、それぞれ前記第1のチャネルのいずれかに対応し、前記端末からの応答データの伝送に用いられる複数の第2のチャネルとを含む通信パスを介して、伝送の対象となる対象データを含む伝送信号を受信し、前記通信パスのパスタイミングに基づいて、前記第2のチャネルを介した前記端末からの応答データを検出する基地局装置であって、
前記通信周期それぞれにおいて伝送信号を送信する端末のユーザを一意に識別するユーザ識別子と、前記通信周期それぞれに対応するフレームを一意に識別するフレーム番号とを出力する識別子出力手段と、
それぞれ前記複数の第1のチャネルを介して受信された前記伝送信号から、前記端末からの制御データを復調し、前記端末からの応答データを復調するための位相補償に用いられる位相補償データを生成する複数の第1のフィンガと、前記生成された位相補償データを用いて、それぞれ前記複数の第2のチャネルを介して受信された前記伝送信号から前記応答データを復調する複数の第2のフィンガとを含む伝送データ復調手段と、
前記出力されたユーザ識別子およびフレーム番号と、前記ユーザ識別子に対応するコード情報と、前記通信パスのパスタイミングを示すタイミング情報とに基づいて、前記複数の第2のフィンガそれぞれと、前記端末のユーザそれぞれとを対応付ける対応付け手段と
を有する基地局装置。 - 前記伝送データ復調手段は、
位相補償データ保持手段
をさらに有し、
前記位相補償データ保持手段は、前記複数の第1のフィンガそれぞれが生成した位相補償データを保持し、前記複数の第2のフィンガそれぞれと前記端末のユーザそれぞれとを対応付けるフィンガ・ユーザ割当情報に従って、前記保持した位相補償データを、前記複数の第2のフィンガそれぞれに対して出力し、
前記複数の第2のフィンガは、前記出力された位相補償データそれぞれを用いて、前記複数の第2のチャネルそれぞれからの伝送信号の位相を補償して、この伝送信号から前記応答データを復調する
請求項1に記載の基地局装置。 - 前記複数の第1のフィンガおよび前記複数の第2のフィンガそれぞれは、相関器と乗算器とを含み、
前記複数の第1のフィンガそれぞれにおいて、
前記相関器は、前記コード情報と前記伝送信号との相関を示す相関信号を生成し、
前記乗算器は、前記生成された相関信号と、前記同期データとを複素乗算して前記位相補償データを生成し、
前記複数の第2のフィンガそれぞれにおいて、
前記相関器は、検出されうる前記端末のユーザに対応するコード情報と前記伝送信号との相関を示す相関信号を生成し、
前記乗算器は、前記生成された相関信号と、前記出力された位相補償データとを複素乗算し、検出されうる前記端末のユーザのタイミング情報を用いて、前記応答データを復調する
請求項2に記載の基地局装置。 - 前記対応付け手段は、前記通知されたフレーム番号により示される通信周期から、予め決められた数の通信周期だけ経過した後の通信周期のフレーム番号と、前記出力されたユーザ識別子とに基づいて、前記複数の第2のチャネルそれぞれと、前記複数の第2のフィンガそれぞれとを対応付ける
請求項1〜3のいずれかに記載の基地局装置。
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