JP2006345300A

JP2006345300A - 基地局装置及び送信方法

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Publication number: JP2006345300A
Application number: JP2005169805A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Toyama; 隆行外山; Ikuo Hiradate; 郁雄平館
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2005-06-09
Filing date: 2005-06-09
Publication date: 2006-12-21

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の伝送品質の低下を抑えること。
【解決手段】検出部１０７は、他の無線通信システムに対して干渉となる方向及び周波数帯域を検出する。帯域制御部１０８−１〜１０８−Ｍは、分岐部１０５の出力信号の中で、検出部１０７が検出した方向の指向性で送信される信号について、例えば帯域濾波器を用いて検出部１０７が検出した周波数帯域を制限する。送信無線部１０９−１〜１０９−Ｍは、対応する帯域制御部１０８−１〜１０８−Ｍを通過した信号に対して無線処理を行い、対応するセクタアンテナ１１０−１〜１１０−Ｍから無線送信する。
【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)。
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の伝送品質の低下を抑えることができる基地局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、互いに異なる指向性を持つ複数のセクタアンテナと、送信信号を前記セクタアンテナの数に分岐する分岐手段と、他の無線通信システムに対して干渉となる方向及び周波数帯域を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した方向の指向性で送信される信号の前記検出手段が検出した周波数帯域を制限する帯域制限手段と、前記帯域制限手段が周波数帯域を制限した後の信号を前記セクタアンテナから無線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指向性及び周波数帯域を検出する検出手段と、前記検出手段が検出した周波数帯域の信号の指向性を前記検出手段が検出した方向にヌルを向けるようにウェイトを算出するウェイト算出手段と、サブキャリア毎に前記ウェイト算出手段が算出したウェイトを送信信号に乗算するウェイト乗算手段と、前記ウェイト乗算手段がウェイトを乗算した後の信号をアダプティブアレーアンテナから無線送信する送信手段と、を具備する構成を採る。

本発明の送信方法は、互いに異なる指向性を持つ複数のセクタアンテナから信号を無線送信する基地局装置の送信方法であって、送信信号を前記セクタアンテナの数に分岐する工程と、他の無線通信システムに対して干渉となる方向及び周波数帯域を検出する工程と、前記検出した方向の指向性で送信される信号の前記検出した周波数帯域を制限する工程と、前記周波数帯域を制限した後の信号を前記セクタアンテナから無線送信する工程と、を具備する方法を採る。

本発明の送信方法は、アダプティブアレーアンテナから信号を無線送信する基地局装置の送信方法であって、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指向性及び周波数帯域を検出する工程と、前記検出した周波数帯域の信号の指向性を前記検出した方向にヌルを向けるようにウェイトを算出する工程と、サブキャリア毎に前記算出したウェイトを送信信号に乗算する工程と、前記ウェイトを乗算した後の信号を前記アダプティブアレーアンテナから無線送信する工程と、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の伝送品質の低下を抑えることができる。

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本のサブキャリアからなる信号をＭ本のセクタアンテナから固定の指向性で無線送信する場合について説明する（Ｎ、Ｍは複数）。

図１、図２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、図２において受信機側は省略する。

図１の基地局装置１００は、変調部１０１と、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部１０２と、ＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）部１０３と、Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル）変換部１０４と、分岐部１０５と、干渉状況記憶部１０６と、検出部１０７と、帯域制御部１０８−１〜１０８−Ｍと、送信無線部１０９−１〜１０９−Ｍと、セクタアンテナ１１０−１〜１１０−Ｍと、から主に構成される。

変調部１０１は、送信データをＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等のディジタル変調を施し、Ｓ／Ｐ変換部１０２に出力する。Ｓ／Ｐ変換部１０２は、変調部１０１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、ＩＦＦＴ部１０３のＩＦＦＴポイントに出力する。ＩＦＦＴ部１０３は、Ｓ／Ｐ変換部１０２の出力信号に対して逆フーリエ変換を行い、Ｐ／Ｓ変換部１０４に出力する。Ｐ／Ｓ変換部１０４は、ＩＦＦＴ部１０３から出力されたＮ本の並列な信号列を１本の直列な信号列に変換し、分岐部１０５に出力する。分岐部１０５は、Ｐ／Ｓ変換部１０４の出力信号をＭ個に分岐し、それぞれ帯域制御部１０８−１〜１０８−Ｍに出力する。

干渉状況記憶部１０６は、他の無線通信システムに対して干渉となる方向及び周波数帯域を示す情報を記憶する。検出部１０７は、干渉状況記憶部１０６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方向及び周波数帯域を検出し、検出結果を示す情報を帯域制御部１０８−１〜１０８−Ｍに出力する。帯域制御部１０８−１〜１０８−Ｍは、分岐部１０５の出力信号の中で、検出部１０７が検出した方向の指向性で送信される信号について、例えば帯域濾波器を用いて検出部１０７が検出した周波数帯域を制限する。

送信無線部１０９−１〜１０９−Ｍは、対応する帯域制御部１０８−１〜１０８−Ｍを通過した信号に対して、アップコンバート、増幅等の無線処理を行い、対応するセクタアンテナ１１０−１〜１１０−Ｍから無線送信する。

図２は、図１に対して他のバリエーションを示す図であり、図２の基地局装置１００Ａは、図１の基地局装置１００に対して、帯域制御部１０８−１〜１０８−Ｍを削除し、ＩＦＦＴ部１０３及びＰ／Ｓ変換部１０４をＭ個用意する構成を採る。

変調部１０１は、送信データをＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等のディジタル変調を施し、Ｓ／Ｐ変換部１０２に出力する。Ｓ／Ｐ変換部１０２は、変調部１０１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、分岐部１０５に出力する。分岐部１０５は、Ｓ／Ｐ変換部１０２の出力信号をＭ個に分岐し、それぞれＩＦＦＴ部１０３−１〜１０３−ＭのＩＦＦＴポイントに出力する。

干渉状況記憶部１０６は、他の無線通信システムに対して干渉となる方向及び周波数帯域を示す情報を記憶する。検出部１０７は、干渉状況記憶部１０６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方向及び周波数帯域を検出し、検出結果を示す情報をＩＦＦＴ部１０３−１〜１０３−Ｍに出力する。ＩＦＦＴ部１０３−１〜１０３−Ｍは、分岐部１０５の出力信号に対して検出部１０７から得た情報に応じた送信サブキャリアに対してのみ、逆フーリエ変換を行い、Ｐ／Ｓ変換部１０４−１〜１０４−Ｍに出力する。Ｐ／Ｓ変換部１０４−１〜１０４−Ｍは、対応するＩＦＦＴ部１０３−１〜１０３−Ｍから出力されたＮ本の並列な信号列を１本の直列な信号列に変換し、対応する送信無線部１０９−１〜１０９−Ｍに出力する。

送信無線部１０９−１〜１０９−Ｍは、対応するＰ／Ｓ変換部１０４−１〜１０４−Ｍを通過した信号に対して、アップコンバート、増幅等の無線処理を行い、対応するセクタアンテナ１１０−１〜１１０−Ｍから無線送信する。

次に、図３及び図４を用いて本実施の形態に係る基地局装置の通信方法について具体的に説明する。図３は、本実施の形態に係る基地局装置を含むＰ−ＭＰ型無線通信システムを示す図である。図４は、本実施の形態に係る基地局装置から送信される信号の周波数帯域を示す図である。

図３では、Ｐ−ＭＰ型無線通信システムのセルＳｅの基地局装置１００が、当該システムの通信端末装置１５０に信号を無線送信する場合を示す。図３において、基地局装置１００から固定の指向性Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３で送信された信号が、パスＰａ１、Ｐａ２、Ｐａ３を通って通信端末装置１５０に受信されるものとする。また、パスＰａ１の信号が、他の無線通信システムに所属する通信装置２００に対して干渉Ｉｎ１となるものとする。

この場合、図４（ａ）に示すように、基地局装置１００は、他の無線通信システムに対して干渉とならないパスＰａ２、Ｐａ３を通る信号、すなわち指向性Ａｒ２、Ａｒ３で送信する信号の周波数帯域を制限せず、全ての周波数帯域ＢＷを使用して信号を送信する。一方、図４（ｂ）に示すように、基地局装置１００は、パスＰａ１を通る信号、すなわち指向性Ａｒ１で送信する信号の周波数帯域のうち、他の無線通信システムで使用されている周波数帯域ＢＷ_otherのみを制限する。この結果、図４（ｃ）に示すように、ＢＷ_other以外の周波数帯域では、パスＰａ１、Ｐａ２、Ｐａ３を通って受信された信号が合成されるので高い受信レベルを得ることができる。また、周波数帯域ＢＷ_otherについてもパスＰａ２、Ｐａ３を通って受信された信号が合成されるのである程度の受信レベルを得ることができる。従って、従来技術に比べビットエラーを抑えることができ、誤り訂正機能を併用することにより、伝送品質の低下を抑えることができる。

このように、本実施の形態によれば、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の伝送品質の低下を抑えることができる。

（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、Ｍは複数）。

図５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。なお、図５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。

図５の基地局装置４００の送信機側は、変調部４０１と、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部４０２と、ＩＦＦＴ（逆フーリエ変換）部４０３と、ウェイト乗算部４０４−１〜４０４−Ｎと、Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル）変換部４０５−１〜４０５−３と、送信無線部４０６−１〜４０６−３と、アダプティブアレーアンテナを構成するアンテナ素子４０７−１〜４０７−３と、から主に構成される。また、基地局装置４００の受信機側は、受信無線部４５１−１〜４５１−３と、ＡＡＡ（アダプティブアレーアンテナ）受信部４５２と、復調部４５３と、到来方向推定部４５４と、干渉状況記憶部４５５と、検出部４５６と、ウェイト算出部４５７と、から主に構成される。

変調部４０１は、送信データをＢＰＳＫ、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ等のディジタル変調を施し、Ｓ／Ｐ変換部４０２に出力する。Ｓ／Ｐ変換部４０２は、変調部４０１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、ＩＦＦＴ部４０３に出力する。ＩＦＦＴ部４０３は、Ｓ／Ｐ変換部４０２の出力信号に対して逆フーリエ変換を行い、対応するウェイト乗算部４０４−１〜４０４−Ｎに出力する。ウェイト乗算部４０４−１〜４０４−Ｎは、ＩＦＦＴ部４０３の出力信号に対してサブキャリア毎にウェイト算出部４５７が算出したウェイトを乗算し、Ｐ／Ｓ変換部４０５−１〜４０５−３に出力する。Ｐ／Ｓ変換部４０５−１〜４０５−３は、ウェイト乗算部４０４−１〜４０４−Ｎから出力されたＮ本の並列な信号列を１本の直列な信号列に変換し、対応する送信無線部４０６−１〜４０６−３に出力する。送信無線部４０６−１〜４０６−３は、対応するＰ／Ｓ変換部４０５−１〜４０５−３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、対応するアンテナ素子４０７−１〜４０７−３から無線送信する。

受信無線部４５１−１〜４５１−３は、アンテナ素子４０７−１〜４０７−３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４５２及び到来方向推定部４５４に出力する。ＡＡＡ受信部４５２は、受信無線部４５１−１〜４５１−３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４５２は、合成後の信号を復調部４５３に出力する。復調部４５３は、ＡＡＡ受信部４５２の出力信号を復調し、受信データを得る。

到来方向推定部４５４は、受信無線部４５１−１〜４５１−３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検出部４５６及びウェイト算出部４５７に出力する。干渉状況記憶部４５５は、他の無線通信システムに対して干渉となる方向及び周波数帯域を示す情報を記憶する。検出部４５６は、到来方向推定部４５４の推定結果及び干渉状況記憶部４５５の記憶内容に基づいて、通信相手から送信された信号の到来方向において、他の無線通信システムに対して干渉となる方向及び周波数帯域を検出し、検出結果を示す情報をウェイト算出部４５７に出力する。ウェイト算出部４５７は、検出部４５６が検出した周波数帯域の信号の指向性を、検出部４５６が検出した方向にヌルを向けるようにウェイトを算出し、算出したウェイトをウェイト乗算部４０４−１〜４０４−Ｎに出力する。

次に、図６及び図７を用いて本実施の形態に係る基地局装置の通信方法について具体的に説明する。図６、図７は、本実施の形態に係る基地局装置を含むＰ−ＭＰ型無線通信システムを示す図である。

図６、図７では、Ｐ−ＭＰ型無線通信システムのセルＳｅの基地局装置４００が、当該システムの通信端末装置４５０に信号を無線送信する場合を示す。図６、図７において、基地局装置４００から送信された信号が、パスＰａ１、Ｐａ２、Ｐａ３を通って通信端末装置４５０に受信されるものとする。また、パスＰａ１、Ｐａ２、Ｐａ３の順で通信端末装置４５０における受信レベルが高いものとする。また、パスＰａ１の信号が、他の無線通信システムに所属する通信装置５００に対して干渉Ｉｎ１となるものとする。

この場合、図６に示すように、基地局装置４００は、他の無線通信システムで使用される周波数帯域ＢＷ_other以外の周波数帯域の信号を、パスＰａ１、Ｐａ２の方向を強める指向性ＡＡｒ１で送信する。一方、図７に示すように、基地局装置４００は、他の無線通信システムで使用される周波数帯域信号は、パスＰａ２、Ｐａ３の方向を強め、Ｐａ１の方向を弱める（ヌルを向ける）指向性ＡＡｒ２で送信する。この結果、ＢＷ_other以外の周波数帯域では、パスＰａ１、Ｐａ２を通って受信された信号が合成されるので高い受信レベルを得ることができる。また、周波数帯域ＢＷ_otherについてもパスＰａ２、Ｐａ３を通って受信された信号が合成されるのである程度の受信レベルを得ることができる。従って、従来技術に比べビットエラーを抑えることができ、誤り訂正機能を併用することにより、伝送品質の低下を抑えることができる。

このように、本実施の形態によれば、指向性を切り替えることにより、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の伝送品質の低下を抑えることができる。

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基地局装置の他の構成を示すブロック図上記実施の形態に係る基地局装置を含むＰ−ＭＰ型無線通信システムを示す図上記実施の形態に係る基地局装置から送信される信号の周波数帯域を示す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上記実施の形態に係る基地局装置を含むＰ−ＭＰ型無線通信システムを示す図上記実施の形態に係る基地局装置を含むＰ−ＭＰ型無線通信システムを示す図

符号の説明

１００、１００Ａ、４００基地局装置
１０１、４０１変調部
１０２、４０２Ｓ／Ｐ変換部
１０３、４０３ＩＦＦＴ部
１０４、４０５Ｐ／Ｓ変換部
１０５分岐部
１０６、４５５干渉状況記憶部
１０７、４５６検出部
１０８帯域制御部
１０９、４０６送信無線部
１１０セクタアンテナ
４０４ウェイト乗算部
４５１受信無線部
４５２ＡＡＡ受信部
４５３復調部
４５４到来方向推定部
４５７ウェイト算出部

Claims

互いに異なる指向性を持つ複数のセクタアンテナと、
送信信号を前記セクタアンテナの数に分岐する分岐手段と、
他の無線通信システムに対して干渉となる方向及び周波数帯域を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した方向の指向性で送信される信号の前記検出手段が検出した周波数帯域を制限する帯域制限手段と、
前記帯域制限手段が周波数帯域を制限した後の信号を前記セクタアンテナから無線送信する送信手段と、を具備する基地局装置。
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指向性及び周波数帯域を検出する検出手段と、
前記検出手段が検出した周波数帯域の信号の指向性を前記検出手段が検出した方向にヌルを向けるようにウェイトを算出するウェイト算出手段と、
サブキャリア毎に前記ウェイト算出手段が算出したウェイトを送信信号に乗算するウェイト乗算手段と、
前記ウェイト乗算手段がウェイトを乗算した後の信号をアダプティブアレーアンテナから無線送信する送信手段と、を具備する基地局装置。
互いに異なる指向性を持つ複数のセクタアンテナから信号を無線送信する基地局装置の送信方法であって、
送信信号を前記セクタアンテナの数に分岐する工程と、
他の無線通信システムに対して干渉となる方向及び周波数帯域を検出する工程と、
前記検出した方向の指向性で送信される信号の前記検出した周波数帯域を制限する工程と、
前記周波数帯域を制限した後の信号を前記セクタアンテナから無線送信する工程と、を具備する送信方法。
アダプティブアレーアンテナから信号を無線送信する基地局装置の送信方法であって、
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指向性及び周波数帯域を検出する工程と、
前記検出した周波数帯域の信号の指向性を前記検出した方向にヌルを向けるようにウェイトを算出する工程と、
サブキャリア毎に前記算出したウェイトを送信信号に乗算する工程と、
前記ウェイトを乗算した後の信号を前記アダプティブアレーアンテナから無線送信する工程と、を具備する送信方法。