JP2007235201A - 基地局および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接基地局間でのユーザ端末情報の共有を必要とすることなく、隣接基地局が同一周波数で同一時間スロットの同時利用を可能にする。
【解決手段】本発明の一態様としての基地局は、移動局に送信すべき時間フレームを逐次生成するフレーム生成手段と、連続する所定数の時間フレームのそれぞれの送信電力を、通信エリア全体をカバーする第１の送信電力、通信エリア全体よりも小さいエリアをカバーする第２〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の送信電力のいずれにするかを定めた送信電力制御パターン情報を記憶する記憶手段と、前記フレーム生成手段によって逐次生成される時間フレームの送信電力を前記所定数の時間フレーム単位で前記送信電力制御パターン情報にしたがって制御する送信電力制御手段と、前記送信電力制御手段によって送信電力を制御された時間フレームを送信する送信手段と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、セルラ通信システムにおける基地局、および基地局において実行する無線通信方法に関し、特に基地局から送信する時間フレームの送信電力制御に関する。

従来のセルラ通信システムにおける時分割多重では、基地局は１フレームを複数のタイムスロットに分割し、セル内の複数のユーザ端末（移動局）に、それぞれ異なる時間スロットを利用して、データを送信する。隣接する基地局が、同一の周波数と時間スロットを利用して、それぞれのセル内のユーザ端末に対して送信する場合には、ユーザ端末がセル境界付近にいる場合には、隣接基地局からの干渉が非常に大きくなる問題がある。

このような問題を解決する従来の方法としては、１つの基地局のみが同時に送信する方法、あるいは、隣接セルのスロットの使用状況に応じて送信電力制御を行うという方法がある。
特開平11-88939公報 特開2002-159046公報

このように従来の基地局でのユーザ端末の時間スロットへの割り当て方式においては、同一周波数、同一時間スロットにおいて、同時に一つの基地局のみしか送信できない。あるいは、各時間スロットの使用状況、送信電力、ユーザ端末の受信電界強度といった情報を基地局間で共有する必要があり、基地局毎での独立したチャネル割り当てを行うことができない。これらのため、すべての基地局が、同一の周波数を再利用し、周波数利用効率の高いセルラ通信システムの構築することが課題となっている。

本発明は、隣接基地局間での移動局情報の共有を必要とすることなく、隣接基地局が同一周波数で同一時間スロットの同時利用を可能にし、周波数利用効率を向上できるようにした基地局および無線通信方法を提供する。

本発明の一態様としての基地局は、通信エリアが他の基地局の通信エリアと一部重なるように配置された、移動局と無線通信を行う基地局であって、前記移動局に送信すべき時間フレームを逐次生成するフレーム生成手段と、連続する所定数の時間フレームのそれぞれの送信電力を、通信エリア全体をカバーする第１の送信電力、通信エリア全体よりも小さいエリアをカバーする第２〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の送信電力のいずれにするかを定めた送信電力制御パターン情報を記憶する記憶手段と、前記フレーム生成手段によって逐次生成される時間フレームの送信電力を前記所定数の時間フレーム単位で前記送信電力制御パターン情報にしたがって制御する送信電力制御手段と、前記送信電力制御手段によって送信電力を制御された時間フレームを送信する送信手段と、を備える。

本発明の一態様としての無線通信方法は、通信エリアが他の基地局の通信エリアと一部重なるように配置された、移動局と無線通信を行う基地局において実行する無線通信方法であって、前記移動局に送信すべき時間フレームを逐次生成し、連続する所定数の時間フレームのそれぞれの送信電力を通信エリア全体をカバーする第１の送信電力、通信エリア全体よりも小さいエリアをカバーする第２〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の送信電力のいずれにするかを定めた送信電力制御パターン情報に基づき、逐次生成される前記時間フレームの送信電力を前記所定数の時間フレーム単位で制御し、送信電力を制御された前記時間フレームを送信する、ことを特徴とする。

本発明により、隣接基地局間でのユーザ端末情報の共有を必要とすることなく、隣接基地局が同一周波数で同一時間スロットの同時利用を可能にし、周波数利用効率を向上できる。

以下、図面を参照しながら本実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明に係わるセルラ通信システムの一実施形態の構成を示す図である。図２（Ａ）および図２（Ｂ）は、図１の基地局により行われる時間フレームの送信電力制御を説明する図である。

図１において、基地局１０１および基地局１０２は、セル全体をカバーする大電力の時間フレームと、基地局付近のみをカバーする小電力の時間フレームとを送信する機能を有する。

１０１Ａは、基地局１０１が小電力の時間フレームを送信した場合のカバー範囲（通信エリア）を示し、１０１Ｂは、基地局１０１が大電力の時間フレームを送信した場合のカバー範囲を示す。同様に、１０２Ａは、基地局１０２が小電力の時間フレームを送信した場合のカバー範囲を示し、１０２Ｂは、基地局１０２が大電力の時間フレームを送信した場合のカバー範囲を示す。１０３は、カバー範囲１０１Bとカバー範囲１０２Bとが重なる領域に位置するユーザ端末（移動局）を示す。

図２（Ａ）に示すように、基地局１０１および基地局１０２は、セル全体をカバーする大電力の時間フレームと基地局付近のみをカバーする小電力の時間フレームとを周期的に送信する。本例では各時間フレームの長さは同一であり、また周期は２フレームである。この際、基地局１０１および基地局１０２は、隣接する他方の基地局とは異なるタイミングで大電力の時間フレームを送信する。このように、基地局１０１と基地局１０２とがそれぞれ大電力の時間フレームを同時に送信しないような周期的な送信電力制御を行うことにより隣接セルへのセル間干渉を抑制できる。

ここで、図２（Ｂ）に示すように、大電力の時間フレームの長さ(Ｔ１)と小電力の時間フレームの長さ(Ｔ２)とが異なることも可能である。この場合には、基地局１０１と基地局１０２の送信タイミングが正確に同期している必要はない。すなわち、基地局１０１と基地局１０２の送信タイミングのずれ(Ｅ)を０以上Ｔ２−Ｔ１以下に制御することで、両基地局から同時に大電力で時間フレームを送信することを阻止できる。よって、大電力の時間フレームの長さ(Ｔ１)と小電力の時間フレームの長さ(Ｔ２)とが異なる場合であっても、セル間干渉を抑制できる。

図３は、基地局が、３セクタ化されたアンテナを具備する場合の構成例を示す。

基地局２０１と基地局２０２とが向かい合う方向に位置しているセクタ２０１Ａ、２０２Ａに対して、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示した送信電力制御を行うことも可能である。

以上では、２種類の電力の時間フレームを用いる例を説明したが、基地局は、３種類以上の電力の時間フレームを任意のパターンで組み合わせた連続する時間フレームの列を、周期的に繰り返し送信してもよい。これにより、より細かい隣接セル干渉の制御を行うことができる。

図４は、３種類の電力の時間フレームを用いた場合の、隣接する基地局Ａと基地局Ｂでの送信電力制御の一例を示す。

図４において、基地局Ａは、ＰＡ１，ＰＡ２，ＰＡ３の３種類の電力（ＰＡ１＞ＰＡ２＞ＰＡ３）の時間フレームを周期的に送信し、基地局Ｂは、ＰＢ１，ＰＢ２，ＰＢ３の３種類の電力（ＰＢ１＞ＰＢ２＞ＰＢ３）の時間フレームを周期的に送信している。本例では周期は３フレームである。電力ＰＡ１が基地局ＰＡ１のセル全体をカバーし、電力ＰＢ１が基地局Ｂのセル全体をカバーする。電力ＰＡ１の時間フレームと電力ＰＢ１の時間フレームとが同時に送信されることはないためセル間干渉は抑制される。

図５は、時間フレームのフォーマットの一例を示す。

一つの時間フレームは、複数のサブフレームに分割され、基地局は、ユーザ端末へ送信するデータを、特定の種類（大電力または小電力）の時間フレームのいずれかのサブフレームに割り当てる。また、図６に示すように、一つの時間フレームに含まれるサブフレーム数が、時間フレームの種類毎に異なることも可能である。あるいは、一つの時間フレームに含まれるサブフレーム数を可変にして時間フレーム構成に柔軟性を持たせることも可能である。例えば図６のハッチングに示すように、大電力の時間フレームの最後のサブフレームの電力を小さくすることで、大電力の時間フレームのサブフレーム数を一つ減らし、代わりに、大電力の時間フレームに隣接する小電力の時間フレームのサブフレーム数を一つ増加させることも可能である。

ところで、基地局から送信されるデータの中には、ブロードキャストデータあるいはマルチキャストデータなどのように、セル内のすべてあるいは複数のユーザ端末に対して送信すべきデータもある。このような場合、ブロードキャストデータあるいはマルチキャストデータをセル全体に送信するように最大電力の時間フレームのサブフレームに割り当て送信すると効率が良い。

ここで、図２（Ａ）および図２（Ｂ）に示した送信電力制御方法では、隣接する基地局から送信される大電力の時間フレームが、時間的に重ならないような制御を行っているが、図７に示すように、基地局は、自局が送信する大電力の時間フレームと、隣接する基地局から送信される大電力の時間フレームとが一部が重なる送信電力制御を行うことも可能である。隣接する２つの基地局から同時に大電力の時間フレームを送信している区間（サブフレーム）Ｄに、ブロードキャストデータあるいはマルチキャストデータを割り当てることもできる。このような送信制御を行うことで、セル毎に個別にブロードキャストデータあるいはマルチキャストデータを送信する場合に比べて、短時間で効率よくブロードキャストデータやマルチキャストデータをセル全体に伝達できる。また、隣接する２つの基地局から同時に大電力の時間フレームを送信している区間（サブフレーム）Ｄにおいて、２つの基地局間を移動してハンドオーバー中のユーザ端末に送信するデータを、２つの基地局から同時に送信することも可能である。このような送信制御を行うことで、ユーザ端末が移動する際に、同時に２つの基地局から同一のデータを受信することが可能となり、安定したハンドオーバーが可能となる。

例えば、ＯＦＤＭシステムの場合には、隣接する２つの基地局から同一のデータ（ブロードキャストデータ、マルチキャストデータ、あるいはハンドオーバー中のユーザ端末へのデータ）を同時に送信する場合には、ユーザ端末での該データの受信タイミングのずれが、サイクリックプレフィクス長以下である場合には、シンボル間干渉なしにデータを受信することが可能である。

以上の例では、基地局が使用可能な全帯域に対して、時間フレーム毎に送信電力制御を行う場合を示したが、基地局は、全周波数の一部（サブキャリアの一部）のみを利用して、上述した送信電力制御を行い、残りの周波数（サブキャリア）に対しては、送信電力制御を行わずに、常に最大電力の時間フレームを送信することも可能である。さらに、送信電力制御を行わない周波数（サブキャリア）を、隣接基地局で分割して、それぞれを各基地局に独占的に割り当てて利用することも可能である。

図８は、全周波数（全サブキャリア）を、送信電力制御を行う周波数（サブキャリア）と、送信電力制御を行わない周波数（サブキャリア）とに分割する方法の一例を示す。

ｆ１からｆ６の周波数に対して送信電力制御を行い、ｆ７からｆ１０の周波数に対しては、送信電力制御を行わない。ｆ７からｆ１０の周波数ではセル全体をカバーする最大電力の時間フレームのみを送信する。例えば、図９に示すように、ｆ１からｆ６の周波数を用いてユニキャストデータを送信し、ｆ７からｆ１０の周波数を用いてブロードキャストあるいはマルチキャストデータを送信する。あるいは、図１０に示すように、ｆ１からｆ６を隣接する基地局Ａと基地局Ｂで共有し、ｆ７とｆ８は、基地局Ａに独占的に割り当て、ｆ９とｆ１０は、基地局Ｂに独占的に割り当てることも可能である。

ここで、基地局は、ユーザ端末の受信状況やセル内での位置に応じて、ユーザ端末へのデータ送信に用いる時間フレームの選択を行う機能を有する。また、基地局は、ユーザ端末がセル内で移動した場合には、ユーザ端末へのデータ送信に用いる時間フレームの割り当てを変更する機能を有する。これらの機能を実現するため、基地局は、Ｍ（Ｍは２以上の整数）種類の電力の時間フレームそれぞれに対応した、Ｍ種類のパイロット信号あるいは既知信号を生成し、それぞれのパイロット信号あるいは既知信号を対応する時間フレームの一部として送信する。Ｍ種類のパイロット信号の送信電力は、図１１に示すように対応する時間フレームの電力と同じでもよいし、あるいは、図１２に示すように時間フレームの種類には、関係なく、常に一定でもよい。ユーザ端末はパイロット信号あるいは既知信号の受信電力を測定し、測定結果に基づきフィードバック情報を生成して基地局に送信する。基地局はユーザ端末から受信したフィードバック情報に基づき該ユーザ端末に適用する時間フレームの種類を決定する。ユーザ端末に適用する時間フレームの種類の決定方法については後に後述する。

図１３は、ユーザ端末の一構成例を示すブロック図である。

ユーザ端末は、アンテナ３０１と、受信部３２０と、送信部３２１とを備える。

受信部３２０は、増幅部３０２、帯域フィルタ３０３、パイロット信号復調部３０４、データ復調部３０５、パイロット信号識別装置３０６、受信電界強度測定装置３０７、フィードバック情報作成装置３０８を有する。送信部３２１は、変調部３０９、帯域フィルタ３１０、増幅器３１１を有する。

アンテナ３０１において受信された基地局からの無線信号は増幅部３０２において増幅された後、帯域フィルタ３０３で特定の帯域信号のみが抽出され、抽出された信号のうちパイロットサブキャリア信号はパイロット信号復調部３０４へ、データサブキャリア信号はデータ復調部３０５へ入力される。パイロット信号復調部３０４は、パイロットサブキャリア信号を用いて伝送路推定を行い、伝送路推定の結果に基づきパイロットサブキャリア信号の復調を行う。パイロット信号復調部３０４は、伝送路推定の結果を示す信号をデータ復調部３０５に出力し、復調したパイロットデータをパイロット信号識別装置３０６に出力し、また、パイロットサブキャリア信号を受信電界強度測定装置３０７に出力する。

データ復調部３０５は、上記伝送路推定の結果に基づいてデータサブキャリア信号の復調を行い、復調データ（受信データ）を図示しないアプリケーションに出力する。

パイロット信号識別装置３０６は、パイロット信号復調部３０４から入力されたパイロットデータに基づいてパイロット信号の種類を識別し、識別したパイロット信号の種類を示す信号をフィードバック情報作成装置３０８に出力する。

受信電界強度測定装置３０７は、パイロット信号復調部３０４から入力されたパイロットサブキャリア信号の受信電界強度を測定し、測定した受信電界強度を示す情報をフィードバック情報作成装置３０８に出力する。

フィードバック情報作成装置３０８は、パイロット信号識別装置３０６から入力されたパイロット信号の種類を示す情報と、受信電界強度測定装置３０７から入力されたパイロット信号の受信電界強度を示す情報とから、基地局へのフィードバック情報を生成する。

例えば、フィードバック情報は、パイロット信号の受信電界強度を表す情報そのものでもよい。または、パイロット信号の種類と受信電界強度とから通信路での伝播減衰量を計算し、計算した伝搬減衰量をフィードバック情報として生成してもよい。または、パイロット信号の受信電界強度を、パイロット信号の種類に対応する閾値と比較し、比較した結果をフィードバック情報として生成してもよい。この他、ユーザ端末が希望する時間フレームの種類を表す情報をフィードバック情報として生成してもよい。

送信部３２１における変調部３０９は、フィードバック情報作成装置３０８によって作成されたフィードバック情報を変調して変調信号を生成する。帯域フィルタ３１０は、生成された変調信号から、通信路で使用する帯域の信号のみを抽出して出力する。増幅部３１１は、帯域フィルタ３１０から出力された信号を増幅してアンテナ３０１から基地局へ向けて送信する。

図１４は、基地局の一構成例を示すブロック図である。

基地局は、アンテナ４０１と、受信部４２０と、送信部４２１とを備える。

受信部４２０は、増幅部４０２、帯域フィルタ４０３、データ復調部４０４、フィードバック情報抽出装置４０５を有する。送信部４２１は、時間フレーム選択装置４０６、変調・符号化方式選択部４０７、データ変調部４０８、サブフレーム生成装置４０９、パイロット信号多重装置４１０、帯域フィルタ４１１、送信電力制御装置４１２を有する。

アンテナ４０１において受信されたユーザ端末からの無線信号は増幅部４０２において増幅された後、帯域フィルタ４０３で特定の帯域信号のみが抽出され、抽出された信号が受信信号としてデータ復調部４０４に入力される。データ復調部４０４は、入力された受信信号を復調して受信データを出力する。フィードバック情報抽出装置４０５は、受信データからフィードバック情報を抽出して送信部４２１における時間フレーム選択装置４０６に出力する。

時間フレーム選択装置４０６は、フィードバック情報抽出装置４０５から入力されたフィードバック情報を利用し、ユーザ端末へのデータ伝送に利用する時間フレームの種類を選択する。例えば、フィードバック情報に小電力の時間フレーム用パイロット信号の受信電界強度が含まれる場合は、この受信電界強度を、小電力用の閾値と比較し、閾値以上の場合には、このユーザ端末へ送信するデータを小電力の時間フレームに割当て、閾値より小さい場合には、大電力の時間フレームへ割り当てることを決定する。送受信に同じ帯域を用いるＴＤＤ方式の場合には、ユーザ端末からの信号の受信電界強度を閾値と比較することで、時間フレームの選択を行うことも可能である。時間フレーム選択装置４０６は、ユーザ端末について選択した時間フレームの種類を表す情報を変調・符号化方式選択部４０７に通知する。

また、時間フレーム選択装置４０６は、連続する所定数の時間フレームのそれぞれの送信電力を小電力および大電力（第１〜第ｎの送信電力）のいずれにするかを定めた送信電力制御パターン情報を管理している。時間フレーム選択装置４０６は、この送信電力制御パターン情報をサブフレーム生成装置４０９および送信電力制御装置４１２に通知する。時間フレーム選択装置４０６が行う処理の詳細については後に述べる。

変調・符号化方式選択部４０７は、時間フレーム選択装置４０６によって選択された時間フレームの種類に対応する変調・符号化方式の組み合わせを選択し、選択した変調・符号化方式の組み合わせを示す情報を、時間フレーム選択装置４０６から入力された時間フレームの種類を表す情報とともに、データ変調部４０８に出力する。これによりデータ変調部４０８は、ユーザ端末ごとの変調・符号化方式および時間フレームの種類を把握する。

データ変調部４０８は、時間フレームごとに、該時間フレームでユーザ端末に送信すべきユーザデータまたは制御データまたはこれらの両方を、変調・符号化方式選択部４０７によって選択された変調・符号化方式によって変調および符号化を行い、変調および符号化されたデータをサブフレーム生成装置（フレーム生成装置）４０９に出力する。制御データは、例えばユーザ端末に適用する時間フレームの種類を表す情報、ユーザ端末に適用する変調・符号化方式を表す情報を含んでもよい。また制御データは、ブロードキャストデータまたはマルチキャストデータでもよい。

サブフレーム生成装置４０９は、送信すべき時間フレームの種類と、データ変調部４０８から入力されたデータとから時間フレームを生成する。この際、サブフレーム生成装置４０９は、時間フレームの生成タイミングを指示したタイミング情報にしたがって時間フレームを生成してもよい。この際、自局内のタイマ（図示せず）あるいはＧＰＳを利用してもよい。このタイミング情報は、自局による最大の送信電力をもつ時間フレームの送信時間と、隣接する基地局による最大の送信電力をもつ時間フレームの送信時間とが重ならないような生成タイミングを指定したものである。または、このタイミング情報は、自局による最大の送信電力をもつ時間フレームの送信時間と、隣接する基地局による最大の送信電力をもつ時間フレームの送信時間とが一部重なるような生成タイミングを指定したものである。後者の場合、サブフレーム生成装置４０９は、送信電力が最大の送信電力に制御される時間フレームにおいて、隣接する基地局による最大の送信電力をもつ時間フレームと重なる部分にはブロードキャストまたはマルチキャストデータを割り当ててもよい。

また、サブフレーム生成装置４０９は、ある時間フレーム（例えば最大電力の時間フレーム）のサブフレーム数を減少または増加させ、この減少または増加させた分、このある時間フレームに隣接する時間フレームのサブフレーム数を増加または減少させてもよい。

また、サブフレーム生成装置４０９は、最大の送信電力で送信される時間フレームに対してブロードキャストデータまたはマルチキャストデータを割り当ててもよい。

パイロット信号多重装置４１０は、サブフレーム生成装置４０９によって生成された時間フレームの種類に対応するパイロット信号を生成し、生成したパイロット信号をこの時間フレームに付加（多重）する。

パイロット信号多重装置４１０から出力された時間フレームのデータは所定の変調方式によって変調された後、帯域フィルタ４１１を介して送信電力制御装置４１２に入力される。

送信電力制御装置４１２は、帯域フィルタ４１１から入力された時間フレームの信号を、この時間フレームの種類に対応する送信電力に制御して、アンテナ４０１からユーザ端末へ向けて無線信号として送信する。

図１５は、時間フレーム選択装置４０６により行われる処理を詳細に説明するフローチャートである。

基地局が、Ｍ（Ｍは２以上の整数）種類の時間フレームの中の、ｍ（ｍは、Ｍ以下の自然数）番目の時間フレームにおけるサブフレームをユーザ端末に割り当てているものと仮定する。だたし、時間フレームの番号が小さいほど送信電力が大きいものとする。また、基地局は、フィードバック情報として伝播減衰に反比例する値（ここではＣＱＩ（Channel Quality Indicator）と呼ぶ）をユーザ端末から受け取るものとする。

基地局は、パイロット信号を含む時間フレームをユーザ端末に送信する（Ｓ１１）。ユーザ端末は、パイロット信号の電界強度を測定し（Ｓ１２）、フィードバック情報を生成する（Ｓ１３）。ユーザ端末は、生成したフィードバック情報を基地局に送信し、基地局はこのフィードバック情報（ＣＱＩ）を受信する（Ｓ１４）。

ユーザ端末が、セル中心方向に移動するなどして、ＣＱＩがＴＨＲ＿ｍ以上（Ｓ１５のＮＯ）、さらにＣＱＩがＴＨＲ＿ｍ＋１以上になった場合には（Ｓ１６のＹＥＳ）、基地局は、ｍ＋１番目の時間フレームのサブフレームに空きがあるならば（Ｓ１７のＹＥＳ）、このユーザ端末へのデータ送信に、ｍ＋１番目の時間フレームを割り当てることを決定する（Ｓ１８）。変調・符号化方式選択部４０７は、ｍ＋１番目の時間フレームに対応する変調・符号化方式を選択し（Ｓ１９）、基地局は、選択した変調・符号化方式を表す情報およびｍ＋１番目の時間フレームをユーザ端末に割り当てたことを示す情報を制御信号（制御データ）に含めてユーザ端末に送信する（Ｓ２０）。

ｍ＋１番目の時間フレームに空きがない場合（Ｓ１７のＮＯ）、またはＣＱＩがＴＨＲ＿ｍ以上でＴＨＲ＿ｍ＋１より小さい場合は（Ｓ１６のＮＯ）、基地局は、ｍ番目の時間フレームを継続してユーザ端末に利用させることを決定する（Ｓ２１、Ｓ２２）。この場合、基地局は、現在の変調・符号化方式およびｍ番目の時間フレームを、継続してユーザ端末に利用させることを示す情報を制御信号に含めてユーザ端末に送信してもよい（Ｓ２２）。

ここで、時間フレームの電力を小さいものに変更する際の変調・符号化方式の変更に伴うデータレートの低下を防ぐために、Ｓ１７の代わりに、図１６に示すように、複数のサブフレームをユーザ端末に割り当てることが可能かどうかを判断してもよい（Ｓ１７ａ）。可能な場合は（Ｓ１７ａのＹＥＳ）、ｍ＋１番目の時間フレームのサブフレームを複数、ユーザ端末に割り当てることを決定する（Ｓ１８ａ〜Ｓ２０ａ）。一方、可能でない場合は、現在の変調・符号化方式およびｍ番目の時間フレームを、継続してユーザ端末に利用させることを決定する（１９ｂ、２０ｂ）。

図１５に戻り、ユーザ端末がセル境界方向へ移動するなどして、ＣＱＩがＴＨＲ＿ｍより小さくなった場合には（Ｓ１５のＹＥＳ）、基地局は、ｍ―１番目の時間フレームのサブフレームに空きがあるかどうかを判断する（Ｓ２３）。空きがあるならば（Ｓ２３のＹＥＳ）、このユーザ端末へのデータ送信にｍ−１番目の時間フレームを割り当てることを決定する（Ｓ２４〜Ｓ２６）。空きがない場合（Ｓ２３のＮＯ）、ｍが２であれば（Ｓ２７のＹＥＳ）、基地局は、セルサーチを指示する指示情報を含む制御信号をユーザ端末に送信してもよい。この場合、ユーザ端末はセルサーチを実行し、隣接基地局からの信号が受信可能であれば、隣接基地局への接続要求を行い、隣接基地局へハンドオーバーする（Ｓ２８）。ｍが２でなければ（Ｓ２７のＮＯ）、ｍ番目の時間フレームのサブフレームを、ｍ−１番目の時間フレームの電力に上げて（Ｓ２９のＹＥＳ）、ユーザ端末へ割り当ててもよい（Ｓ２４）。あるいは、ｍ−１より電力の大きい時間フレームに空きがあれば（Ｓ２９のＮＯ、Ｓ３０）、その時間フレームにユーザ端末を割り当ててもよい（Ｓ２３、Ｓ２４）。

図１７は、変調・符号化方式選択部４０７において行われる変調・符号化方式を選択する処理（Ｓ１９、Ｓ２１、Ｓ２５）を説明するフローチャートである。

例えば、Ｘ（Ｘは１以上の整数）種類の変調・符号化方式の組み合わせが選択可能であるとする。ｋ（ｋはＸ以下の自然数）の値を１ずつ増加し（Ｓ４１のＮＯ、Ｓ４２）、ＣＱＩがある一定範囲に収まったら（ＴＨＲ＿ｍ（ｋ）＜＝ＣＱＩ＜ＴＨＲ＿ｍ（ｋ＋１））（Ｓ４１のＹＥＳ）、ｋ番目の変調・符号化方式を選択する（Ｓ４３）。

以上に述べたように、本実施の形態によれば、基地局が、時間フレームの送信電力制御を周期的に行って基地局のカバーするセル範囲を変化させることにより、基地局間のユーザ端末の通信品質情報を基地局間で共有することなく、セル境界周辺部に位置するユーザ端末に対する干渉を低減でき、もって周波数利用効率の高いセルラ通信システムが実現できる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の実施形態による基地局のセル構成例を示す図。 時間フレームの送信電力制御方法を説明する図。 セクタ化されたアンテナを備えた基地局のセル構成例を示す図。 ３種類の電力で送信電力制御を行う例を示す図。 時間フレームの構成例を示す図。 サイズが可変な時間フレームの送信電力制御の一例を示す図。 大電力の時間フレームが重なる送信電力制御の一例を示す図。 周波数分割の構成例を示す図。 データタイプによる周波数分割の構成例を示す図。 独占的な割り当てによる周波数分割の構成例を示す図。 パイロット信号の構成例を示す図。 定電力のパイロット信号の構成例を示す図。 ユーザ端末の構成例を示す図。 基地局の構成例を示す図。 時間フレームの割当て処理の一例を示すフローチャート。 時間フレームの割当て処理の他の例を示すフローチャート。 変調・符号化方式の選択処理の一例を示すフローチャート。

符号の説明

１０１、１０２、２０１、２０２ 基地局
１０１Ａ、１０１Ｂ、１０２Ａ、１０２Ｂ 通信エリア
１０３ ユーザ端末
２０１Ａ、２０１Ｂ セクタ
３２０、４２０ 受信部
３０１、４０１ アンテナ
４２０、４２１ 送信部
３０６ パイロット信号識別装置
３０７ 受信電界強度測定装置
３０８ フィードバック情報作成装置
４０５ フィードバック情報抽出装置
４０６ 時間フレーム選択装置
４０９ サブフレーム生成装置（フレーム生成装置）
４１０ パイロット信号多重装置
４１２ 送信電力制御装置

Claims (11)

1. 通信エリアが他の基地局の通信エリアと一部重なるように配置された、移動局と無線通信を行う基地局であって、
   前記移動局に送信すべき時間フレームを逐次生成するフレーム生成手段と、
   連続する所定数の時間フレームのそれぞれの送信電力を、通信エリア全体をカバーする第１の送信電力、通信エリア全体よりも小さいエリアをカバーする第２〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の送信電力のいずれにするかを定めた送信電力制御パターン情報を記憶する記憶手段と、
   前記フレーム生成手段によって逐次生成される時間フレームの送信電力を前記所定数の時間フレーム単位で前記送信電力制御パターン情報にしたがって制御する送信電力制御手段と、
   前記送信電力制御手段によって送信電力を制御された時間フレームを送信する送信手段と、
   を備えた基地局。
2. 前記送信手段は、セクタ化アンテナを有し、
   前記記憶手段は、通信エリアを複数に分割した各セクタのそれぞれについて、前記送信電力制御パターン情報を記憶し、
   前記フレーム生成手段は、前記セクタごとに前記送信すべき時間フレームを逐次生成し、
   前記送信電力制御手段は、前記セクタごとに、前記フレーム生成手段によって生成された時間フレームの送信電力を該セクタの送信電力制御パターン情報にしたがって制御し、
   前記送信手段は、前記セクタごとに、前記送信電力制御手段によって電力制御された時間フレームを送信する、ことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
3. 前記フレーム生成手段は、前記第１の送信電力をもつ時間フレームの送信時間と、前記他の基地局による前記第１の送信電力をもつ時間フレームの送信時間とが重ならないような時間フレームの生成タイミングを指定したタイミング情報にしたがって前記時間フレームを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
4. 前記時間フレームは複数のサブフレームを有し、
   前記フレーム生成手段は、ある時間フレームのサブフレーム数を減少または増加させ、前記減少または増加させた分、前記ある時間フレームに隣接する他の時間フレームのサブフレーム数を増加または減少させることを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
5. 前記フレーム生成手段は、前記ある時間フレームとして、送信電力が前記第１の送信電力に制御される時間フレームのサブフレーム数を減少または増加させることを特徴とする請求項４に記載の基地局。
6. 前記フレーム生成手段は、前記第１の送信電力で送信される時間フレームに対してブロードキャストデータまたはマルチキャストデータを割り当てることを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
7. 前記フレーム生成手段は、前記第１の送信電力をもつ時間フレームの送信時間と、前記他の基地局による前記第１の送信電力をもつ時間フレームの送信時間とが一部重なるような時間フレームの生成タイミングを指定したタイミング情報にしたがって前記時間フレームを生成し、送信電力が前記第１の送信電力に制御される時間フレームにおいて、他の基地局による前記第１の送信電力をもつ時間フレームと重なる部分にはブロードキャストまたはマルチキャストデータを割り当てることを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
8. 前記送信電力制御手段は、前記時間フレームにおける一部のサブキャリアに対しては前記送信電力制御パターン情報にしたがった電力制御を行い、残りのサブキャリアに対しては送信電力を前記第１の送信電力に制御することを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
9. 前記第１〜第ｎの送信電力に対応したｎ種類の既知信号を、前記フレーム生成手段によって生成されたそれぞれに対応する時間フレームに多重する多重手段と、
   前記移動局から、前記既知信号の種類を識別する情報と、前記既知信号の受信レベルを表す情報とをフィードバック情報として受信する受信手段と、
   前記受信手段によって受信されたフィードバック情報から前記移動局へのデータ送信に用いる時間フレームの種類を前記第１〜第ｎの送信電力の時間フレームの中から選択する選択手段と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
10. 前記第１〜第ｎの送信電力に対応したｎ種類の既知信号を、前記フレーム生成手段によって生成されたそれぞれに対応する時間フレームに多重する多重手段と、
    前記移動局へのデータ送信に用いる時間フレームの種類を前記第１〜第ｎの送信電力の時間フレームのうちいずれにするのかを示したフィードバック情報を前記移動局から受信する受信手段と、
    をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の基地局。
11. 通信エリアが他の基地局の通信エリアと一部重なるように配置された、移動局と無線通信を行う基地局において実行する無線通信方法であって、
    前記移動局に送信すべき時間フレームを逐次生成し、
    連続する所定数の時間フレームのそれぞれの送信電力を通信エリア全体をカバーする第１の送信電力、通信エリア全体よりも小さいエリアをカバーする第２〜第ｎ（ｎは２以上の整数）の送信電力のいずれにするかを定めた送信電力制御パターン情報に基づき、逐次生成される前記時間フレームの送信電力を前記所定数の時間フレーム単位で制御し、
    送信電力を制御された前記時間フレームを送信する、
    ことを特徴とする無線通信方法。

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