CN101227223B

CN101227223B - 无线通信装置以及无线通信方法

Info

Publication number: CN101227223B
Application number: CN2007101597236A
Authority: CN
Inventors: 高桥秀明; 竹田真二; 三浦俊二; 朝仓弘光
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2007-12-21
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2027-12-21
Also published as: KR100996253B1; JP2008178078A; CN101227223A; KR20080058228A; JP4460598B2

Abstract

本发明提供一种无线通信装置以及无线通信方法。其在分配小区中可使用的全部频带或部分频带来作为在该小区内的多个区域的各个区域中可使用的频带的无线通信系统中，可以实现频带的灵活且有效的利用。本发明的无线通信装置(1)的分配控制部(15)，分配在小区(1)中可使用的全部频带f1至f6来作为在内侧区域可使用的频带，分配在小区(1)中可使用的全部频带f1至f6中的特定的频带来作为在外侧区域可使用的频带，在数据帧内与外侧区域对应的字段B1至B3中，使用比特映射模式图通知在外侧区域可使用的特定的频带。

Description

无线通信装置以及无线通信方法

技术领域

本发明涉及一种无线通信装置以及无线通信方法。

背景技术

目前，已知有使用了OFDMA(Orthogonal Frequency Division MultipleAccess)等频分多址接入方式的无线通信系统。

在该使用了频分多址接入方式的无线通信系统中，在存在相邻的3个小区时，例如，已知有在各小区1至3中使用相同的频带(fMHz)的结构(参照图10)，以及将某一频带(fMHz)逻辑地分割为3个频带而将分割后的各频带(f/3MHz)分配给各小区1至3的结构(参照图11)。

在前者的结构(参照图10)中，由于多个小区1至3使用某一频带整体，因此可以把峰值吞吐量提高到最大限度，但是由于在相邻小区中也使用相同的频带，因此存在容易引起小区间干扰的问题。

另一方面，在后者的结构(参照图11)中，由于在相邻的小区间使用不同的频带，容易抑制小区间干扰，但是由于将某一频带分割为3个频带，因此存在可达到的峰值吞吐量的上限成为使用该频带整体时的1/3的问题。

因此，提出了如下结构：如图12所示，将各小区1至3分割为外侧区域和内侧区域，对来自其他小区的干扰小的内侧区域分配在各小区中可使用的全部频带F1至F3，对来自其他小区的干扰大的外侧区域分配分别在各小区中使用的频带F1至F3(参照专利文献1)。

【专利文献1】特开2005-80286号公报

发明内容

然而，在上述现有技术中，需要预先决定对各小区内的多个区域的各个分配在各小区中可使用的全部频带还是部分频带的哪一个。

即，在上述现有技术中，存在如下问题：对某一区域预先分配了特定的频带时，在该领域，不能与通信状况无关地使用其他的频带内的子信道，故不能灵活且有效地利用频带。

因此，本发明鉴于上述课题而形成，其目的在于提供一种无线通信装置以及无线通信方法，其在被构成为作为在小区内的多个区域的各个中可使用的频带，分配在该小区中可使用的全部频带或部分频带的无线通信系统中，可以实现灵活且有效的利用频带。

本发明的第一特征是，一种无线通信装置，其配置在无线通信系统中，该无线通信系统使用频分复用方式来作为调制方式，实现频分多址接入方式，将小区分割为内侧区域和外侧区域，该无线通信装置具备分配控制部，其分配在所述内侧区域以及所述外侧区域可使用的频带，构筑使用分配的该频带内的子信道发送数据脉冲串的数据帧；所述分配控制部分配在该小区中可使用的全部频带来作为在所述内侧区域可使用的频带，分配在该小区中可使用的全部频带中的特定的频带来作为在所述外侧区域可使用的频带；所述分配控制部在所述数据帧内对应于所述外侧区域的字段中，使用比特映射模式图通知在该外侧区域可使用的所述特定的频带。

在本发明的第一特征中，也可以被构成为：所述小区被分割为多个外侧区域；所述数据帧具有与分割的所述多个外侧区域中的各个外侧区域对应的字段。

在本发明的第一特征中，也可以被构成为：所述比特映射模式图由与在所述小区中可使用的全部频带对应的比特列构成，用构成该比特列的各比特表示在所述外侧区域可使用的所述特定的频带。

本发明的第二特征是，一种无线通信装置，其配置在无线通信系统，该无线通信系统使用频分复用方式来作为调制方式，实现频分多址接入方式，将小区分割为多个区域，具备分配控制部，其分配在所述多个区域中的各个区域中可使用的频带，构筑使用分配的该频带内的子信道发送数据脉冲串的数据帧；所述分配控制部按照从位于所述小区的移动终端接收到的通信质量信息，决定该移动终端应属于所述多个区域中的哪一个区域；所述分配控制部按照所述通信质量信息，分配在所述多个区域中的各个区域中可使用的频带。

本发明的第三特征是，一种无线通信装置，其配置在无线通信系统，该无线通信系统使用频分复用方式来作为调制方式，实现频分多址接入方式，将小区分割为多个区域，该无线通信装置具备分配控制部，其分配在所述多个区域中的各个区域中可使用的频带，构筑使用分配的该频带内的子信道发送数据脉冲串的数据帧；所述分配控制部管理属于所述多个区域中的各个区域的移动终端的通信质量级别；所述分配控制部按照属于所述多个区域中的各个区域的移动终端数以及属于该多个区域中的各个区域的移动终端的通信质量级别，变更在所述数据帧内与该多个区域的各个区域对应的字段的大小。

在本发明的第二或第三特征中，所述小区分割为内侧区域和外侧区域；所述分配控制部分配在该小区中可使用的全部频带来作为在所述内侧区域可使用的频带，分配在该小区中可使用的全部频带中的特定的频带来作为在所述外侧区域可使用的频带。

本发明的第四特征是，一种无线通信方法，其用于无线通信系统，该无线通信系统使用频分复用方式来作为调制方式，实现频分多址接入方式，将小区分割为内侧区域和外侧区域，该无线通信方法包括如下步骤：无线通信装置分配在所述内侧区域以及所述外侧区域可使用的频带，构筑使用分配的该频带内的子信道发送数据脉冲串的数据帧；在所述步骤中，所述无线通信装置分配在该小区中可使用的全部频带来作为在所述内侧区域可使用的频带，分配在该小区中可使用的全部频带中的特定的频带来作为在所述外侧区域可使用的频带；在所述步骤中，所述无线通信装置在所述数据帧内与所述外侧区域对应的字段中，使用比特映射模式图通知在该外侧区域可使用的所述特定的频带。

根据本发明，可以提供一种无线通信装置以及无线通信方法，在分配小区中可使用的全部频带或部分频带来作为在该小区内的多个区域的各个区域中可使用的频带的无线通信系统中，可以实现灵活且有效地利用频带。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的无线通信系统的整体结构图。

图2是本发明的第一实施方式的基站的功能框图。

图3是表示在IEEE802.16e中规定的数据帧的一例的图。

图4是表示在IEEE802.16e中规定的数据帧的一例的图。

图5是本发明的第一实施方式的基站进行的频带分配方法的说明图。

图6是表示在本发明的第一实施方式的无线通信系统中使用的数据帧的一例的图。

图7是表示在本发明的第一实施方式的无线通信系统中使用的数据帧内的“Zone Switch IE”的格式的一例的图。

图8是本发明的第二实施方式的无线通信系统的说明图。

图9是本发明的第三实施方式的无线通信系统的说明图。

图10是现有技术中的无线通信系统的频带分配方法的说明图。

图11是现有技术中的无线通信系统的频带分配方法的说明图。

图12是现有技术中的无线通信系统的频带分配方法的说明图。

符号说明

10：天线；11：接收部；12：频率变换部；13：OFDM解调部；14：一次解调部；15：分配控制部；16：调制部；17：频率变换部；18：发送部；19：天线。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的几个实施方式进行说明。在以下的附图的记载中，对于相同或类似的部分标注相同或类似的符号。但是，应注意的是，附图是示意性的图。

(本发明的第一实施方式)

参照图1至图7，对本发明的第一实施方式的无线通信系统进行说明。

本发明的第一实施方式的无线通信系统是，作为调制方式使用正交频分复用(OFDM)方式的多用户通信系统。

在本实施方式的无线通信系统中，通过将包含在一个通信路径的多个子载波中的一部分分配给一个移动终端(用户)，来实现正交频分多址(OFDMA)接入方式。

另外，在该应用OFDMA方式的无线通信系统中，使用至少具有一个子载波的子信道高速收发数据。

另外，本实施方式的无线通信系统，将各小区分割为多个区域(例如内侧区域以及外侧区域)。

在图1的例子中，本实施方式的无线通信系统将小区1分割为外侧区域Zone1、Zone2、Zone3和内侧区域Zone4。

另外，在图1的例子中，在小区1中，配置有基站1(无线通信装置)，移动终端UE1属于内侧区域Zone4，移动终端UE2属于外侧区域Zone2，移动终端UE3属于外侧区域Zone1。

如图2所示，本实施方式的基站1包括：天线10、接收部11、频率变换部12、OFDM解调部13、一次解调部14、分配控制部15、调制部16、频率变换部17、发送部18以及天线19。

接收部11通过天线10接收位于小区1内的移动终端UE发送的上行链路信号，

频率变换部12对通过接收部11接收到的上行链路信号进行频率变换处理。

OFDM解调部13对从频率变换部12输出的信号进行OFDM解调处理。

一次解调部14对从OFDM解调部13输出的信号进行一次解调处理。

分配控制部15分配在小区1内的多个区域的各个区域(例如，内侧区域Zone4以及外侧区域Zone1至3)中可使用的频带，并构筑使用分配的频带内的子信道发送数据脉冲串的数据帧。

这里，在IEEE802.16e规格中，作为子信道的构成方式，规定有“FUSC(Full Usage of Subchannel)方式”或“PUSC(Partial Usage of Subchannel)方式”。

FUSC方式是，使用在各小区中可使用的全部频带内的、为了用于数据脉冲串发送而分配的全部子载波来构成子信道的方式。

另一方面，PUSC方式是，仅使用在各小区中可使用的全部频带内的、为了用于数据脉冲串发送而分配的全部子载波中的部分子载波来构成子信道的方式。

在本实施方式中，分配控制部15分配使用依据IEEE802.16e规格的“PUSC(Partial Usage of Subchannel)方式”构成的子信道，来作为对各移动终端UE的下行脉冲串数据发送用的子信道。

这里，参照图3说明在IEEE802.16e中规定的数据帧。

在图3所示的数据帧结构中，横轴表示OFDMA符号的号码，纵轴表示子信道的逻辑号码。

如图3所示，下行链路用的数据帧包含“前导码(preamble)”以及继前导码之后的“帧控制首部(FCH：Frame Control Header)”。

另外，下行链路用的数据帧中包含的“DL-MAP”以及“UL-MAP(包含在DL Bursr#1中)”分别包含下行链路用的数据帧以及上行链路用的数据帧中的数据脉冲串(DL Burst以及UL Burst)的映射信息。

在本实施方式中，假设将小区1中可使用的频带例如逻辑地分割为6个频带f1至f6，将该分割的频带分别表示为f1、f2、f3、f4、f5、f6。

另外，“FCH”，在包含“FCH”的字段中包含指定在如上所述地逻辑地分割的频带中应使用哪一频带的信息。

图3的例子中，“FCH”在字段1中包含指定表示应使用频带f1以及f3的信息。

另外，在IEEE802.16e规格中规定的PUSC方式用于包含“FCH”的字段中时，移动终端UE只要在对应于该字段的小区内的区域(例如，Zone1等)的服务区内，就使用由“FCH”指定的频带。

另外，在小区被分割为多个区域时，即，如图4所示，下行链路用的数据帧被分割为多个字段1至2时，需要在该数据帧内保存指定在各区域中使用在小区1中可使用的全部频带还是使用在小区1中可使用的频带中的特定(部分)频带的信息。

这里，一般，在IEEE802.16e规格中规定的PUSC方式用于下行链路用的数据帧(所有字段)时，根据将“DL-MAP”的信息要素“ZONE Switch IE”中包含的“Use All SC indicator”比特设为“1”还是“0”来设定在对应于各字段的区域中使用在小区1中可使用的全部频带还是使用在小区1中可使用的频带中的特定(部分)频带。

例如，在图4的例子中，在被设定为“Use All SC indicator”＝1的字段2中，被设定为使用在小区1中可使用的全部频带f1至f6。

另外，在图4的例子中，在字段1中，被设定为使用在小区1中可使用的全部频带f1至f6中的特定(部分)频带(由“FCH”指定的频带)f3以及f6。

另外，如图5所示，分配控制部15，分配在小区1中可使用的全部频带f1至f6来作为在内侧区域Zone4中可使用的频带，分配在小区1中可使用的全部频带f1至f6中的特定(部分)频带来作为在外侧区域Zone1至3中的各个区域中可使用的频带。

例如，在图5以及图6的例子中，分配控制部15，分配特定的频带f0、f1来作为在外侧区域Zone1中可使用的频带，分配特定的频带f0、f1、f3来作为在外侧区域Zone2中可使用的频带，分配特定的频带f0、f1、f3、f5来作为在外侧区域Zone3中可使用的频带。

即，如图5以及图6所示，分配控制部15，在对应于内侧区域Zone4的字段A中，设定“Use All SC indicator”＝1，由此对属于内侧区域Zone4的移动终端UE通知在内侧区域Zone4中能够使用在小区1中可使用的全部频带f1至f6。

另一方面，分配控制部15，在与对应于外侧区域Zone1至3的字段B1至B3对应的字段B1至B3中，对属于外侧区域Zone1至3中的任意一个区域的移动终端UE，使用比特映射模式图(例如，在“ZONE Switch IE”中包含的语义(Syntax)的“Sub-Channel(SC)Bitmap”)，通知在外侧区域Zone1至3中的各个区域中可使用的特定的频带。

该比特映射模式图由与在小区1中可使用的全部频带f1至f6对应的比特列(在图7的例子中为由6比特构成的比特序列)构成，用构成该比特列的各比特表示在外侧区域Zone1至3中可使用的特定的频带。

意味着：如图7所示，在与“Sub-Channel(SC)Bitmap”中被设定为“001001”的字段对应的外侧区域中，能够使用频带f3以及f6。

在这里，分配控制部15，在与决定为不分配在小区1中可使用的全部频带的区域对应的字段中，也可以设定“Sub-Channel(SC)Bitmap”来代替“UseALL SC indicator”。

另外，分配控制部15，在与决定为不分配在小区1中可使用的全部频带的区域对应的字段中，在设定为“UseALL SC indicator”＝0之后，也可以设定“Sub-Channel(SC)Bitmap”。

另外，分配控制部15也可以在与决定为分配在小区1中可使用的全部频带的区域对应的字段中，也设定“Sub-Channel(SC)Bitmap”。此时，分配控制部15对“Sub-Channel(SC)Bitmap”的所有比特设定“1”。

另外，分配控制部15将构筑的数据帧发送给调制部16。

调制部16对从分配控制部15发送的数据帧进行调制。

频率变换部17对从调制部16输出的信号进行频率变更处理。

发送部18通过天线19向各移动终端UE发送从频率变换部17输出的信号。

根据本实施方式的基站1，在将小区1分割为内侧区域Zone4和外侧区域Zone1至3的无线通信系统中，由于可构筑如下的数据帧，所以可以实现灵活且有效地利用频带，该数据帧为：在与内侧区域Zone4对应的字段中，设定为“Use ALL SC indicator”＝1，由此通知在小区1中可使用的全部频带f1至f6，而在与外侧区域Zone1至3中的各个区域对应的字段中，使用“Sub-Channel(SC)Bitmap”通知在外侧区域Zone1至3中的各个区域中可使用的特定的频带的数据帧。

另外，根据本实施方式的基站1，在小区的外侧区域被分割为多个区域的情况下，也可以对该多个区域中的各个区域分配特定的频带，可以实现频带的灵活且有效的利用。

而且，根据本实施方式的基站1，通过使用将各比特和可使用的频带对应起来进行保存的“Sub-Channel(SC)Bitmap”，可以容易设定在各区域中可使用的频带。

(第二实施方式)

下面，就其本实施方式的无线通信系统，以与上述第一实施方式的无线通信系统的不同点为主来进行说明。

在本实施方式的无线通信系统中，如图8(a)所示，小区被分割为多个区域Zone1至4。

另外，在图8(a)以及(b)的例子中，数据帧内的字段2对应于区域Zone1，数据帧内的字段4对应于区域Zone2，数据帧内的字段3对应于区域Zone3。

分配控制部15，按照从位于小区1内的移动终端UE1至UE4接收到的通信质量信息，决定移动终端UE1至UE4应属于多个区域Zone1至4中的哪一个区域。

具体而言，分配控制部15决定使通信质量信息接近的移动终端UE属于同一区域。

作为通信质量信息，可以使用例如下行链路中的CQI(Channel QualityInformation)。作为CQI的例子，有CINR(Carrier-to-Interference plus NoiseRatio)、RSSI(Receiver Signal Strength Indicator)、RTD(Round Trip Dlay)。

另外，分配控制部15按照上述通信质量信息分配在多个区域Zone1至3中的各个区域中可使用的频带。

具体而言，分配控制部15，对通信质量信息(例如，属于该区域的移动终端的通信质量信息的平均值)比预定条件差(例如，CINR比预定阈值低)的移动终端UE所属的区域，减少可使用的频带数(例如，使对应于可使用的频带比预定阈值少的字段)，对于通信质量信息(例如，属于该区域的移动终端的通信质量信息的平均值)比预定条件好(例如，CINR比预定阈值高)的移动终端UE所属的区域，增加可使用的频带数(例如，使对应于可使用的频带比预定阈值多的字段)。

此外，在本实施方式中，分配控制部15也可以分配在小区中可使用的全部频带来作为在内侧区域可使用的频带，分配在该小区中可使用的全部频带中的特定的频带来作为在外侧区域可使用的频带。

此时，分配控制部15也可以按照上述通信质量信息分配在多个外侧区域中的各个区域中可使用的频带。

(第三实施方式)

下面，就其本实施方式的无线通信系统，以与上述第二实施方式的无线通信系统的不同点为主进行说明。

在本实施方式中，分配控制部15管理属于多个区域Zone1至3中的各个区域的移动终端UE的通信质量(QoS：Quality of Service)级别。

在本实施方式中，作为该通信质量级别，可设定“ErtPS(权重系数：5)”、“UGS(权重系数：4)”、“rtPS(权重系数：3)”、“nrtPS(权重系数：2)”、以及“BE(权重系数：1)”。

在图9(a)的例子中，属于区域Zone1的移动终端UE的通信质量级别为“rtPS”以及“UGS”，属于区域Zone2的移动终端UE的痛惜质量级别为“ErtPS”以及“BE(Best Effort)”，属于区域Zone3的移动终端UE的通信质量级别为“BE(Best Effort)”。

另外，分配控制部15，按照属于多个区域Zone1至3中的各个区域的移动终端UE数以及属于多个区域Zone1至3中的各个区域的移动终端的通信质量级别，变更在数据帧内与多个区域Zone1至3中的各个区域对应的字段2至4的大小。

例如，分配控制部15，通过下式决定与区域Zone1对应的字段3的大小(相对于数据帧整体的占有比率)。

(字段大小)＝(属于与该字段对应的区域的移动终端UE的通信质量级别所对应的权重系数的总和)÷(与在小区内的所有移动终端UE的通信质量级别所对应的权重系数的总和)。

因此，分配控制部15将字段3的大小(相对于数据帧整体的占有比率)决定为“1/2＝{4(UGS)+3(rtPS)}÷{4(UGS)+3(rtPS)+5(ErtPS)+1(BE)×2}”。

同样，分配控制部15将字段2的大小(相对于数据帧整体的占有比率)决定为“3/7＝{5(ErtPS)+1(BE)}÷{4(UGS)+3(rtPS)+5(ErtPS)+1(BE)×2}”。

再者，分配控制部15将字段1的大小(相对于数据帧整体的占有比率)决定为“1/14＝{1(BE)}÷{4(UGS)+3(rtPS)+5(ErtPS)+1(BE)×2}”。

根据该结果，分配控制部15动态地变更图9(b)所示的数据帧中的各字段的大小。

(其他实施方式)

例如，在上述实施方式中，说明了作为具有分配控制部15的无线通信装置使用“基站”的例子，但是具有分配控制部15的无线通信装置也可以是控制基站的无线控制装置或交换局等上位装置。

另外，在上述实施方式中，说明了将小区分割为3个或4个区域的例子，但是分割小区的区域数不限定于此，可以是多个。

以上，使用上述实施方式详细说明了本发明，但是对于本领域技术人员来说，显然，本发明不限定于本说明书中说明的实施方式。本发明在不脱离由权利要求范围的记载决定的本发明的宗旨以及范围的前提下，可以作为修正以及变更实施方式来实施。因此，本说明书的记载是以例示说明为目的，对本发明没有任何限制的意思。

Claims

1.一种无线通信装置，其是无线通信系统中的基站、控制基站的无线控制装置或交换局，该无线通信系统使用频分复用方式来作为调制方式，实现频分多址接入方式，将小区分割为内侧区域和外侧区域，其特征在于，

具备分配控制部，其分配在所述内侧区域以及所述外侧区域可使用的频带，构筑包含使用所分配的频带内的子信道所发送的数据脉冲串的数据帧；其中

所述分配控制部，分配在该小区中可使用的全部频带来作为在所述内侧区域可使用的频带，分配在该小区中可使用的全部频带中的特定的频带来作为在所述外侧区域可使用的频带；以及

所述分配控制部，在所述数据帧内对应于所述外侧区域的字段中，使用比特映射模式图通知在该外侧区域可使用的所述特定的频带。

2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其特征在于，

所述小区被分割为内侧区域和多个外侧区域；

所述数据帧具有与所分割的所述多个外侧区域中的各个外侧区域对应的字段。

3.根据权利要求1或2所述的无线通信装置，其特征在于，

所述比特映射模式图由与在所述小区中可使用的全部频带对应的比特列构成，用构成该比特列的各比特表示在所述外侧区域可使用的所述特定的频带。

4.一种无线通信装置，其是无线通信系统中的基站、控制基站的无线控制装置或交换局，该无线通信系统使用频分复用方式来作为调制方式，实现频分多址接入方式，将小区分割为多个区域，其特征在于，

具备分配控制部，其分配在所述多个区域中的各个区域中可使用的频带，构筑包含使用所分配的频带内的子信道所发送的数据脉冲串的数据帧；其中

所述分配控制部，根据从位于所述小区的移动终端接收到的通信质量信息，决定该移动终端应属于所述多个区域中的哪一个区域；以及

所述分配控制部，根据所述通信质量信息，分配在所述多个区域中的各个区域中可使用的频带。

5.一种无线通信装置，其是无线通信系统中的基站、控制基站的无线控制装置或交换局，该无线通信系统使用频分复用方式来作为调制方式，实现频分多址接入方式，将小区分割为多个区域，其特征在于，

所述分配控制部管理属于所述多个区域中的各个区域的移动终端的通信质量级别；以及

所述分配控制部，根据属于所述多个区域中的各个区域的移动终端数以及属于该多个区域中的各个区域的移动终端的通信质量级别，变更在所述数据帧内与该多个区域的各个区域对应的字段的大小。

6.根据权利要求4或5所述的无线通信装置，其特征在于，

所述小区被分割为内侧区域和外侧区域；

所述分配控制部，分配在该小区中可使用的全部频带来作为在所述内侧区域可使用的频带，分配在该小区中可使用的全部频带中的特定的频带来作为在所述外侧区域可使用的频带。

7.一种无线通信方法，其用于无线通信系统中的基站、控制基站的无线控制装置或交换局，该无线通信系统使用频分复用方式来作为调制方式，实现频分多址接入方式，将小区分割为内侧区域和外侧区域，其特征在于，

包括无线通信装置分配在所述内侧区域以及所述外侧区域可使用的频带，构筑包含使用所分配的频带内的子信道所发送的数据脉冲串的数据帧的步骤；其中

所述无线通信装置，分配在该小区中可使用的全部频带来作为在所述内侧区域可使用的频带，分配在该小区中可使用的全部频带中的特定的频带来作为在所述外侧区域可使用的频带；以及

所述无线通信装置，在所述数据帧内与所述外侧区域对应的字段中，使用比特映射模式图通知在该外侧区域可使用的所述特定的频带。