JP2006345243A - 基地局装置、通信端末装置及び送信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 Ｐ−ＭＰ型無線通信システムを配置する場合に、同一の周波数帯域を使用する既存の無線通信システムに与える干渉量を抑制することができ、かつ、当該Ｐ−ＭＰ型無線通信システムにおける周波数の空間利用効率を高めること。
【解決手段】 使用サブキャリア選択部１０２は、干渉状況記憶部１０１の記憶内容に基づいて他の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域を検出し、検出した周波数帯域以外のサブキャリアを選択する。報知情報生成部１０３は、使用サブキャリア選択部１０２が選択したサブキャリアを示す報知情報を生成する。変調部１０４、１０５は、報知情報、ユーザデータをアナログ信号に変調する。Ｓ／Ｐ変換部１０６は、逆フーリエ変換した場合に使用サブキャリア選択部１０２が選択したサブキャリアに配置されるように、変調部１０４、１０５から出力された１本の直列な信号列を並列な信号列に変換する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、Ｐ−ＭＰ(Point to Multipoint)型無線通信システムに使用される基地局装置、通信端末装置及び送信方法に関する。

近年、無線通信システムに対する伝送レートの向上の要求は増加の一途をたどっており、これを実現するために一つの無線通信システムが占有する帯域の拡大の要望も高まっている。一方、無線周波数は有限の資源であり、既に多くの無線通信システムがそれぞれの周波数帯にて稼動し、多くの通信事業者が事業を行っている。

このような無線周波数使用環境の中に新たな無線通信システムを配置するためには、同一の周波数帯域を使用する他の無線通信システムとの共用を図るべく、互いに干渉を避ける工夫が必要となる。

Ｐ−Ｐ(Point to Point)型無線通信システム同士の場合、アンテナ指向性を急峻にすることにより、比較的容易に互いに干渉を避け、サービスエリアの棲み分けを行うことができる。ところが、Ｐ−ＭＰ型無線通信システムを新たに配置する場合、サービスエリアを面として確保する必要があるため、アンテナ指向性を急峻にする方法は使えない。

従来技術としては、Ｐ−ＭＰ型無線通信システムを新たに配置する際に、当該既存の無線通信システムに使用されている周波数帯域を検知し、該当するキャリアのみ使用しない、または、干渉レベルに応じて使用するサブキャリアを減らして干渉量を抑制する方法が開示されている(例えば、特許文献１参照)。

ところで、既存の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域は、セル毎に異なる。例えば、図４の場合、セル１では、基地局装置１０が通信端末装置１１との通信において使用する全体の周波数帯域ＢＷの中で、既存の無線通信システムＡで使用される周波数帯域ＢＷａと既存の無線通信システムＢで使用される周波数帯域ＢＷｂとで干渉がおこり、セル２では、基地局装置２０が通信端末装置２１との通信において使用する全体の周波数帯域ＢＷの中で、既存の無線通信システムＡで使用される周波数帯域ＢＷａのみで干渉がおこる。また、同一セル内でも、エリアによって干渉の有無や干渉となる周波数帯域が異なる。
特開２００１−２８５２３６号公報

しかしながら、上記従来の方法では、新規に配置された無線通信システムの基地局装置が、提供するサービスエリア全体に対して帯域制限を行うため、空間利用上効率が悪くなってしまうという問題がある。また、上記従来の方法では、他の無線通信システムと共用の帯域を送信機側が一方的に遮蔽するため、受信側では誤り訂正機能と併用しても通信品質が劣化し、フェージングなどの要因により誘発されるビットエラー耐力を減少させてしまうという問題がある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、Ｐ−ＭＰ型無線通信システムを配置する場合に、同一の周波数帯域を使用する既存の無線通信システムに与える干渉量を抑制することができ、かつ、当該Ｐ−ＭＰ型無線通信システムにおける周波数の空間利用効率を高めることができる基地局装置、通信端末装置及び送信方法を提供することを目的とする。

かかる課題を解決するため、本発明の基地局装置は、他の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域を検出し、検出した周波数帯域以外のサブキャリアをデータ送信用として選択するサブキャリア選択手段と、前記サブキャリア選択手段が選択したサブキャリアを示す報知情報を生成する報知情報生成手段と、前記報知情報及びユーザデータを前記サブキャリア選択手段が選択したサブキャリアで送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の基地局装置は、通信相手から送信された信号の到来方向を推定する到来方向推定手段と、前記到来方向推定手段が推定した到来方向において、他の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域を検出し、検出した周波数帯域以外のサブキャリアをデータ送信用として選択するサブキャリア選択手段と、前記サブキャリア選択手段が選択したサブキャリアを示す報知情報を生成する報知情報生成手段と、前記報知情報及びユーザデータを前記サブキャリア選択手段が選択したサブキャリアで指向性送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の通信端末装置は、上記の基地局装置においてデータ送信用として選択したサブキャリアを示す報知情報を取得する報知情報取得手段と、前記報知情報に示されるサブキャリアの信号を復調してユーザデータを得る受信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の送信方法は、他の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域を検出し、検出した周波数帯域以外のサブキャリアをデータ送信用として選択する工程と、前記選択したサブキャリアを示す報知情報を生成する工程と、前記報知情報及びユーザデータを前記選択したサブキャリアで送信する工程と、を具備する方法を採る。

本発明の送信方法は、通信相手から送信された信号の到来方向を推定する工程と、前記推定した到来方向において、他の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域を検出し、検出した周波数帯域以外のサブキャリアをデータ送信用として選択する工程と、前記選択したサブキャリアを示す報知情報を生成する工程と、前記報知情報及びユーザデータを前記選択したサブキャリアで指向性送信する工程と、を具備する方法を採る。

本発明によれば、他の無線通信システムに対して干渉の影響があるパスの当該他の無線通信システムで使用される周波数帯域のみを制限することができるので、同一の周波数帯域を使用する既存の無線通信システムに与える干渉量を抑制することができ、かつ、当該Ｐ−ＭＰ型無線通信システムにおける周波数の空間利用効率を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態１では、基地局装置が、Ｎ本のサブキャリアのうち、他の無線通信システムに対して干渉となるｎ本のサブキャリアを除いた（Ｎ−ｎ）本のサブキャリアで信号を送信する場合について説明する（ｎは０以上の整数、Ｎは複数、Ｎ＞ｎ）。

図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、図１において受信機側は省略する。

図１の基地局装置１００は、干渉状況記憶部１０１と、使用サブキャリア選択部１０２と、報知情報生成部１０３と、変調部１０４、１０５と、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部１０６と、ＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）部１０７と、Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル）変換部１０８と、送信無線部１０９と、アンテナ１１０と、から主に構成される。

干渉状況記憶部１０１は、他の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域を示す情報を記憶する。使用サブキャリア選択部１０２は、干渉状況記憶部１０１の記憶内容に基づいて他の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域を検出し、検出した周波数帯域以外の（Ｎ−ｎ）本のサブキャリアを選択し、選択結果を示す情報を報知情報生成部１０３及びＳ／Ｐ変換部１０６に出力する。

報知情報生成部１０３は、使用サブキャリア選択部１０２が選択したサブキャリアを示す報知情報を生成する。なお、報知情報の形態は、サブキャリア番号、周波数帯域の絶対値等、どのような形式でも構わない。変調部１０４は、報知情報をＢＰＳＫ、ＱＰＳＫなどのデジタルデータに変調し、Ｓ／Ｐ変換部１０６に出力する。変調部１０５は、ユーザデータをアナログ信号に変調し、Ｓ／Ｐ変換部１０６に出力する。

Ｓ／Ｐ変換部１０６は、逆フーリエ変換した場合に使用サブキャリア選択部１０２が選択したサブキャリアに配置されるように、変調部１０４と変調部１０５から出力された１本の直列な信号列を（Ｎ−ｎ）本の並列な信号列に変換し、ＩＦＦＴ部１０７に出力する。なお、Ｓ／Ｐ変換部１０６は、通信開始時に、変調部１０４から出力された報知情報の変調信号を、所定のサブキャリア、例えば、使用サブキャリア選択部１０２が選択したサブキャリアの中で周波数が最も高いサブキャリアに配置されるように、あるいは、あらかじめ決められたポイントに配置するようにＳ／Ｐ変換する。

ＩＦＦＴ部１０７は、Ｓ／Ｐ変換部１０６の出力信号に対して逆フーリエ変換を行い、Ｐ／Ｓ変換部１０８に出力する。Ｐ／Ｓ変換部１０８は、ＩＦＦＴ部１０７から出力された（Ｎ−ｎ）本の並列な信号列を１本の直列な信号列に変換し、送信無線部１０９に出力する。

送信無線部１０９は、Ｐ／Ｓ変換部１０８の出力信号に対して、アップコンバート、増幅等の無線処理を行い、アンテナ１１０から無線送信する。

上記構成により、基地局装置１００から無線送信されるマルチキャリアの信号の周波数帯域は、他の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域を除いたものとなる。

図２は、本発明の実施の形態１に係る通信端末装置の構成を示すブロック図である。なお、図２おいて送信機側は省略する。

図２の通信端末装置２００は、アンテナ２０１と、受信無線部２０２と、Ｓ／Ｐ変換部２０３と、ＦＦＴ（フーリエ変換）部２０４と、Ｐ／Ｓ変換部２０５と、復調部２０６、２０８と、報知情報取得部２０７と、から主に構成される。

受信無線部２０２は、アンテナ２０１に受信された無線周波数の信号に対して、ダウンコンバート、増幅等の無線処理を行い、Ｓ／Ｐ変換部２０３に出力する。Ｓ／Ｐ変換部２０３は、受信無線部２０２から出力された１本の直列な信号列をＮ本の並列な信号列に変換し、ＦＦＴ部２０４に出力する。ＦＦＴ部２０４は、Ｓ／Ｐ変換部２０３の出力信号に対してフーリエ変換を行い、Ｐ／Ｓ変換部２０５に出力する。

Ｐ／Ｓ変換部２０５は、通信開始時には、ＦＦＴ部２０４から出力されたＮ本の並列な信号列から報知情報を取り出し、１本の直列な信号列に変換し、復調部２０６に出力する。また、Ｐ／Ｓ変換部２０５は、報知情報取得部２０７から報知情報を入力した後には、報知情報に示される（Ｎ−ｎ）本の並列な信号列を１本の直列な信号列に変換し、復調部２０８に出力する。

復調部２０６は、Ｐ／Ｓ変換部２０５の出力信号を復調し、報知情報取得部２０７に出力する。報知情報取得部２０７は、復調部２０６の出力データから報知情報を取得し、Ｐ／Ｓ変換部２０５に出力する。復調部２０８は、Ｐ／Ｓ変換部２０５の出力信号を復調し、ユーザデータを得る。

このように、本実施の形態によれば、Ｐ−ＭＰ型無線通信システムのセル毎に、各セルの基地局装置が、データ送信用のサブキャリアを選択し、通信端末装置に報知することにより、各セルで制限する周波数帯域の幅を必要最小限とするように、セル毎にきめ細かく通信条件を設定することができる。この結果、Ｐ−ＭＰ型無線通信システムを配置する場合に、同一の周波数帯域を使用する既存の無線通信システムに与える干渉量を抑制することができ、かつ、当該Ｐ−ＭＰ型無線通信システムにおける周波数の空間利用効率を高めることができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、基地局装置が、Ｎ本のサブキャリアのうち、他の無線通信システムに対して干渉となるｎ本のサブキャリアを除いた（Ｎ−ｎ）本のサブキャリアからなる信号をＭ本のアンテナ素子からなるアダプティブアレーアンテナから可変の指向性で無線送信する場合について説明する（ｎは０以上の整数、Ｎ、Ｍは複数、Ｎ＞ｎ）。なお、本実施の形態における通信端末装置の構成は、図２に示した通信端末装置２００と同一であるため、説明を省略する。また、ここでは簡単のため、ひとつの端末の場合について記述している。複数端末の場合は無線部を除き許容端末数分の構成となり、送信時に信号が合成される。

図３は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。図３において、アダプティブアレーアンテナのアンテナ素子数Ｍを３として説明する。なお、図３に示す基地局装置３００において、図１に示した基地局装置１００と共通する構成部分には、図１と同一符号を付し説明を省略する。

図３に示す基地局装置３００は、図１に示した基地局装置１００と比較して、ウェイト乗算部３０１、３つの受信無線部３５１−１〜３５１−３、ＡＡＡ（アダプティブアレーアンテナ）受信部３５２、復調部３５３、到来方向推定部３５４及びウェイト算出部３５５を追加した構成を採る。また、基地局装置３００は、それぞれ送信無線部１０９−１〜１０９−３、アンテナ１１０−１〜１１０−３を３つ具備する。

使用サブキャリア選択部１０２は、干渉状況記憶部１０１の記憶内容に基づいて、到来方向推定部３５４で推定された通信端末装置の方向において他の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域を検出し、検出した周波数帯域以外の（Ｎ−ｎ）本のサブキャリアを選択し、選択結果を示す情報を報知情報生成部１０３及びＳ／Ｐ変換部１０６に出力する。

Ｐ／Ｓ変換部１０８は、ＩＦＦＴ部１０７から出力された（Ｎ−ｎ）本の並列な信号列を１本の直列な信号列に変換し、ウェイト乗算部３０１に出力する。ウェイト乗算部３０１は、Ｐ／Ｓ変換部１０８の出力信号に対してウェイト算出部３５５が算出したウェイトを乗算し、送信無線部１０９−１〜１０９−３に出力する。送信無線部１０９−１〜１０９−３は、ウェイト乗算部３０１の出力信号に対して、アップコンバート、増幅等の無線処理を行い、対応するアンテナ１１０−１〜１１０−３から無線送信する。

受信無線部３５１−１〜３５１−３は、アンテナ素子１１０−１〜１１０−３に受信された信号に対して、ダウンコンバート、増幅等の無線処理を行い、ＡＡＡ受信部３５２及び到来方向推定部３５４に出力する。ＡＡＡ受信部３５２は、受信無線部３５１−１〜３５１−３から出力されたそれぞれの信号に、ＳＩＲ（Signal to Noise Ratio）が最大となるように計算した受信ウェイトを乗算して合成する。ＡＡＡ受信部３５２は、合成後の信号を復調部３５３に出力する。復調部３５３は、ＡＡＡ受信部３５２の出力信号を復調し、受信データを得る。

到来方向推定部３５４は、受信無線部３５１−１〜３５１−３から出力されたそれぞれの信号を用いて通信相手から送信された信号の到来方向を推定し、推定結果を示す情報を使用サブキャリア選択部１０２及びウェイト算出部３５５に出力する。

このように、本実施の形態によれば、Ｐ−ＭＰ型無線通信システムのセル毎、かつ、通信端末装置の位置に応じて、各セルの基地局装置が、データ送信用のサブキャリアを選択し、通信端末装置に報知することにより、各セルで制限する周波数帯域の幅を必要最小限とするように、セル毎にきめ細かく通信条件を設定することができる。この結果、Ｐ−ＭＰ型無線通信システムを配置する場合に、同一の周波数帯域を使用する既存の無線通信システムに与える干渉量を抑制することができ、かつ、実施の形態１よりもさらに当該Ｐ−ＭＰ型無線通信システムにおける周波数の空間利用効率を高めることができる。

本発明は、Ｐ−ＭＰ型無線通信システムの基地局装置、通信端末装置に用いるに好適である。

本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図 上記実施の形態に係る通信端末装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図 Ｐ−ＭＰ型無線通信システムを示す図

符号の説明

１００、３００ 基地局装置
１０１ 干渉状況記憶部
１０２ 使用サブキャリア選択部
１０３ 報知情報生成部
１０４、１０５ 変調部
１０６、２０３ Ｓ／Ｐ変換部
１０７ ＩＦＦＴ部
１０８、２０５ Ｐ／Ｓ変換部
２００ 通信端末装置
２０４ ＦＦＴ部
２０６、２０８ 復調部
２０７ 報知情報取得部

Claims (5)

1. 他の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域を検出し、検出した周波数帯域以外のサブキャリアをデータ送信用として選択するサブキャリア選択手段と、
   前記サブキャリア選択手段が選択したサブキャリアを示す報知情報を生成する報知情報生成手段と、
   前記報知情報及びユーザデータを前記サブキャリア選択手段が選択したサブキャリアで送信する送信手段と、を具備する基地局装置。
2. 通信相手から送信された信号の到来方向を推定する到来方向推定手段と、
   前記到来方向推定手段が推定した到来方向において、他の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域を検出し、検出した周波数帯域以外のサブキャリアをデータ送信用として選択するサブキャリア選択手段と、
   前記サブキャリア選択手段が選択したサブキャリアを示す報知情報を生成する報知情報生成手段と、
   前記報知情報及びユーザデータを前記サブキャリア選択手段が選択したサブキャリアで指向性送信する送信手段と、を具備する基地局装置。
3. 請求項１または請求項２記載の基地局装置においてデータ送信用として選択したサブキャリアを示す報知情報を取得する報知情報取得手段と、
   前記報知情報に示されるサブキャリアの信号を復調してユーザデータを得る受信手段と、を具備する通信端末装置。
4. 他の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域を検出し、検出した周波数帯域以外のサブキャリアをデータ送信用として選択する工程と、
   前記選択したサブキャリアを示す報知情報を生成する工程と、
   前記報知情報及びユーザデータを前記選択したサブキャリアで送信する工程と、を具備する送信方法。
5. 通信相手から送信された信号の到来方向を推定する工程と、
   前記推定した到来方向において、他の無線通信システムに対して干渉となる周波数帯域を検出し、検出した周波数帯域以外のサブキャリアをデータ送信用として選択する工程と、
   前記選択したサブキャリアを示す報知情報を生成する工程と、
   前記報知情報及びユーザデータを前記選択したサブキャリアで指向性送信する工程と、を具備する送信方法。

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