JP2009021787A

JP2009021787A - 基地局

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Publication number: JP2009021787A
Application number: JP2007182335A
Authority: JP
Inventors: Yuki Iura; 裕貴井浦; Shigeru Uchida; 繁内田; Kentaro Sawa; 健太郎澤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2007-07-11
Filing date: 2007-07-11
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2027-07-11
Also published as: JP5014001B2

Abstract

【課題】セル間干渉を回避しながら、スループットを最大化できるデータマップが設けられた基地局を得る。
【解決手段】スケジューリングアルゴリズムは、送信フレームを時間軸方向にサブチャネルサブセット使用ゾーンＹと全サブチャネル使用ゾーンＸに分割し、サブチャネルサブセット使用ゾーンＹにおいて周波数軸方向に３つのゾーンに分割し、各コネクションについて、信号品質を所要品質まで改善するのに必要な電力の大きい順等の優先度順に優先度を付け、所定の優先度順位までのコネクションを事前に決められた優先ゾーンＡＹ１へ割り当て、上記以外のコネクションを非優先ゾーンＡＹ２、ＡＹ３へ割り当て、優先ゾーンＡＹ１には、その中のコネクションで、信号品質を所要信号品質まで改善するのに必要な電力値が最大のものと等しい電力Ｐ１を割り当て、非優先ゾーンＡＹ２、ＡＹ３には、総送信電力から電力Ｐ１を差し引いた電力Ｐ２を割り当てる。
【選択図】図４

Description

この発明は、セル間干渉を回避しながら、スループットを最大化するためのデータマップを作成するスケジューリングアルゴリズムが設けられた基地局に関するものである。

高速大容量通信を実現するため、マルチキャリアＯＦＤＭ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）、ＯＦＤＭＡ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘＡｃｃｅｓｓ：直交周波数分割多元接続）を用いたＭＡＮ（ＭｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（ＷｉｄｅＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）の標準化が、ＩＥＥＥ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＥｎｇｉｎｅｅｒｓ）において行われている。その１つに無線通信のＩＥＥＥ８０２．１６（非特許文献１参照）がある。

ＩＥＥＥ８０２．１６とＩＥＥＥ８０２．１６ｅでは、コネクションレス系のＢｅｓｔＥｆｆｏｒｔサービスとＶｏＩＰ系の固定レート系のサービスなど各種ＱｏＳをサポートする。このような無線通信システムでは、スケジューラによりセル通信容量を最大化するスケジューリングをとることが一般的である。

ＭｏｂｉｌｅＷｉＭＡＸ（ＷｏｒｌｄｗｉｄｅＩｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙｆｏｒＭｉｃｒｏｗａｖｅＡｃｃｅｓｓ）ではセルラー展開において、全セルで同じ周波数帯域を利用する周波数リユース１をサポートする。このような状況下で、セルエッジ上の移動機（ＭＳ：ＭｏｂｉｌｅＳｔａｔｉｏｎ）は強い干渉を受ける。そのため、セルエッジに近い移動機のコネクションデータを、全サブチャネルを分割したサブチャネルサブセット使用ゾーンＹに割り当てる。割り当てられるサブチャネルサブセットは、隣接セル間で異なる。そのため、セルエッジに近い移動機は隣接セルからの干渉を回避できる。一方、セル中心に近い移動機のコネクションデータを全サブチャネル使用ゾーンＸに割り当て、周波数効率を最大化させる。このとき、全セルでフレーム送信タイミングと、サブチャネルサブセット使用ゾーンＹから全サブチャネル使用ゾーンＸへ遷移する時間タイミング（ゾーン切り替え位置）は時間同期している。このセル間干渉回避方法は、非特許文献２でＦＦＲ（ＦｒａｃｔｉｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＲｅｕｓｅ）として記載されている。

このＦＦＲを適用すると、当該セルでサブチャネルサブセットを使用するタイミングでは全サブチャネル対し送信電力が割り振られないため、サブチャネルサブセットには空きサブチャネルサブセット分の電力が上乗せされる。よって、全サブチャネルを使用する場合よりも大きな電力が割り当てられる。

図１２は、従来の送信フレームのデータマップを示す図である。

この図１２に示す送信フレームのデータマップは、従来の無線通信システムにおいて基本となっている。送信フレームは、周波数軸と時間軸（シンボル番号）の２次元である。送信フレームの周波数軸は、複数のサブキャリアを最小要素とする階層的なチャネル構成をとる。『サブチャネル』は、複数のサブキャリアを束ねたものであり、『サブチャネルサブセット』は、複数のサブチャネルを束ねたものである。

図１２（ａ）に示すように、セル（Ｃｅｌｌ）Ａの基地局（ＢＳ：ＢａｓｅＳｔａｔｉｏｎ）の送信フレームの時間軸は、サブチャネルサブセットＡＹ１を使用する区間であるサブチャネルサブセット使用ゾーンＹと、全サブチャネルを使用する全サブチャネル使用ゾーンＸに分割される。

図１２（ｂ）に示すように、隣接セルであるセル（Ｃｅｌｌ）Ｂの基地局の送信フレームの時間軸は、サブチャネルサブセットＢＹ２を使用する区間であるサブチャネルサブセット使用ゾーンＹと、全サブチャネルを使用する全サブチャネル使用ゾーンＸに分割される。

各セルのサブチャネルサブセット使用ゾーンＹで使用するサブチャネルサブセットＡＹ１、ＢＹ２は異なるサブキャリアからなる。また、基地局の送信フレームの先頭タイミングはＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）により同期を得る。全サブチャネル使用ゾーンＸにおける送信信号が隣接セル間で互いに干渉となることを回避するため、サブチャネルサブセット使用ゾーンＹから全サブチャネル使用ゾーンＸへの変更タイミング（ゾーン切り替え位置）は同期する必要がある。

ゾーン切り替え位置は、基地局間で同期情報を通信することで同期を得る。同期タイミングは、一般に、トラヒック量、チャネル品質、移動機の分布により可変である。同期しない場合は、あるセルの全サブキャリア使用ゾーンＸの一部がそのセルの隣接セルのサブチャネルサブセット使用ゾーンＹへの干渉となる。

サブチャネルサブセットＡＹ１、ＢＹ２以外のサブチャネルサブセットである空きサブチャネルサブセットＡＹ２、ＡＹ３、ＢＹ１、ＢＹ３には送信電力が割り当てられない。そのため、サブチャネルサブセットＡＹ１、ＢＹ２に対し全送信電力が割り当てられ、全サブチャネル使用ゾーンＸの各サブチャネルに割り当てられる電力よりも大きくなる。

図１３は、従来の無線通信システムのセル内の周波数配置例を示す図である。

図１３において、各セルの中心にある基地局は省略されている。システム全体で使用する周波数は、Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３である。セル（Ｃｅｌｌ）Ａは、全サブチャネル使用ゾーンＸを使用する領域で使用する周波数Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３と、サブチャネルサブセット使用ゾーンＹを使用する領域で使用する周波数Ｆ１からなる。また、セル（Ｃｅｌｌ）Ｂは、全サブチャネル使用ゾーンＸを使用する領域で使用する周波数Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３と、サブチャネルサブセット使用ゾーンＹを使用する領域で使用する周波数Ｆ２からなる。さらに、セル（Ｃｅｌｌ）Ｃは、全サブチャネル使用ゾーンＸを使用する領域で使用する周波数Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３と、サブチャネルサブセット使用ゾーンＹを使用する領域で使用する周波数Ｆ３からなる。

セルＡに属する移動機（ＭＳ）２００は、周波数Ｆ１とＦ２を受信するが、図１２に示すように、隣接するセル間では異なるサブチャネルサブセットを使用するため、干渉を受けない。

IEEE802.16-2004 (Part16：Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems) 8.4 節 WirelessMAN-OFDMA PHY "Mobile WiMAX - Part I: A Technical Overview and Performance Evaluation", WiMAX Forum, March, 2006.

上述したような従来の方式は、サブチャネルサブセット使用ゾーンＹにおいて、隣接セル間で異なるサブチャネルサブセットを使用するので、隣接セルからの干渉を完全に回避できる。しかし、ゾーン切り替え位置が全セルで同期するため、必ずサブチャネルサブセット使用ゾーンＹが確保される。そのため、不必要に広く空きサブチャネルを確保してしまい、スループットを最大化できないという問題点があった。また、同期を得るために、セル間で制御用通信が必要となり、これがコストや通信効率のオーバーヘッドとなる問題点もあった。

一方で、ゾーン切り替え位置が非同期の場合、全サブチャネル使用ゾーンＸ内のチャネルが、隣接セルのサブチャネルサブセット使用ゾーンＹ内のチャネルに対し干渉を与えてしまい、ＦＦＲの効果が低減されてしまうという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、セル間干渉を回避しながら、スループットを最大化することができるデータマップを作成するスケジューリングアルゴリズムが設けられた基地局を得るものである。

さらに、基地局間でゾーン切り替え位置が非同期であっても、セル間干渉を回避、もしくは低減可能な基地局を得るものである。

この発明に係る基地局は、スケジューリングアルゴリズムにより送信フレームのデータマップを作成するスケジューリング部を設けられ、前記スケジューリングアルゴリズムは、送信フレームを時間軸方向にサブチャネルサブセット使用ゾーンと全サブチャネル使用ゾーンに分割し、かつ、前記送信フレームを前記サブチャネルサブセット使用ゾーンにおいて周波数軸方向に複数のゾーンに分割し、各コネクションについて、現在の信号品質と所要信号品質の対比により信号品質を所要品質まで改善するのに必要な電力の大きい順、コネクションのＱｏＳの優先度順、セル通信容量を最大化させるためのコネクションのスループット順、これらの優先度基準を併せ持つ複合的な優先度順のいずれか１つの優先度順に優先度を付け、所定の優先度順位までのコネクションを事前に決められたゾーンへ割り当て、これを優先ゾーンとするとともに、前記所定の優先度順位までに含まれないコネクションを前記優先ゾーン以外の非優先ゾーンへ割り当て、前記優先ゾーンには、その中のコネクションで、信号品質を所要信号品質まで改善するのに必要な電力値が最大のものと等しい第１の電力を割り当て、前記非優先ゾーンには、総送信電力から前記第１の電力を差し引いた第２の電力を割り当てるものである。

この発明に係る基地局は、セル間干渉を回避しながら、スループットを最大化することができ、ゾーン切り替え位置が非同期であっても、セル間干渉を回避、もしくは低減することができるという効果を奏する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る基地局について図１から図４までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図である。なお、従来例も含めて、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

図１において、この発明の実施の形態１に係る基地局１００は、例えば、上位システムから送られてきたＩＰパケットをＱｏＳ（ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）クラスに分離するＱｏＳ分離部１０と、再送制御とトラヒック制御を行う再送・トラヒック制御部２０と、送信フレームのデータマップを作成するスケジューリング部３０と、スケジューリング部３０からの指示に従い送信フレームのデータマップにＭＡＣ（ＭＡＣ：ＭｅｄｉｕｍＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）ＰＤＵ（ＰａｃｋｅｔＤａｔａＵｎｉｔ）を構築するＰＤＵ構築部４０と、ＰＤＵ構築部４０により構築されたＭＡＣＰＤＵの無線信号送信処理を行い、かつ移動機から得られる受信信号の無線信号受信処理を行うベースバンド処理部５０と、スケジューリング部３０からの指示に従い各移動機で測定した無線品質（ＣＩＮＲ：キャリア電力対干渉信号電力及び雑音比等、ＲＳＳＩ：ＲｅｃｅｉｖｅｄＳｉｇｎａｌＳｔｒｅｎｇｔｈＩｎｄｉｃａｔｏｒ）を集計するレベル測定部６０とが設けられている。

また、基地局１００は、他セルの基地局１００Ａと基地局間制御信号を介して同期を取る機能などを有する。

図２は、この発明の実施の形態１に係る基地局のスケジューリング部の構成を示すブロック図である。

図２において、スケジューリング部３０は、再送・トラヒック制御部２０からのＰＤＵをコネクション（音声通信サービスやデータ通信サービスなど）毎に待ち行列（Ｑｕｅｕｅ）３１ａを用いて蓄積するユーザデータ蓄積部３１と、レベル測定部６０からの無線品質報告メッセージに応じて、移動機、或いは、コネクションを全サブチャネル使用グループとサブチャネルサブセット使用グループにグルーピングするグルーピング部３２と、コネクション毎に必要とされるＣＩＮＲを判定するコネクション別所要ＣＩＮＲ判定部３３と、グルーピング部３２により無線品質別に全サブチャネル使用とサブチャネルサブセット使用にグルーピングされた移動機、或いは、コネクション情報３２ａ、及びコネクション別所要ＣＩＮＲ判定部３３により判定されたコネクション別の所要ＣＩＮＲ３３ａに従い、スケジューリングアルゴリズムにより、送信フレームのデータマップを作成するフレームマッピング部３４とが設けられている。

つぎに、この実施の形態１に係る基地局の動作について図面を参照しながら説明する。

図３は、この発明の実施の形態１に係る基地局を含む、オムニアンテナを用いた無線通信システムにおけるグルーピング例を示す図である。また、図４は、この発明の実施の形態１に係る基地局の送信フレームのデータマップを示す図である。

この発明の実施の形態１は、サブチャネルサブセット使用ゾーンＹでは、全サブチャネルを３つのサブチャネルサブセットゾーンに分割し、その内の一つを使用する場合について説明する。このとき、セルエッジにおいて、３周波数繰り返しが可能となり、隣接セル間干渉を回避できる。しかし、他の分割数の場合においても適用可能である。

ＩＰパケットは、図１に示すように、ＱｏＳ分離部１０において、ＱｏＳ毎にコネクションが分離される。次に、再送・トラヒック制御部２０において、コネクション毎に再送、トラヒック制御が実施され、スケジューリング部３０において、フレーム毎にマッピングするコネクションとデータ量がＱｏＳ等により決定される。このスケジューリング部３０は、レベル測定部６０からのＣＩＮＲやＲＳＳＩ情報である無線品質報告メッセージを用いて移動機、或いは、コネクションのグルーピングを実施する。

次に、スケジューリング部３０のグルーピング部３２の動作を説明する。グルーピング部３２は、図２に示すように、移動機から通知されるＣＩＮＲを無線品質報告メッセージで受信し、ＣＩＮＲに応じて全サブチャネル使用グループとサブチャネルサブセット使用グループに移動機、或いは、コネクションをグルーピングする。グループの決定方法は、システムの所望スループット、所望ＰＥＲ（ＰａｃｋｅｔＥｒｒｏｒＲａｔｅ）や所要ＣＩＮＲなどより決定されるが、決定基準はシステム要求により異なり、この限りではない。オムニアンテナを用いた無線通信システムにおけるグルーピング例を図３に示す。

図３において、セル（Ｃｅｌｌ）Ａの中心にある基地局１００から近い移動機（ＭＳ）２０１、２０２は、全サブチャネル使用ゾーンＸに属し、セルＡの中心から遠い移動機（ＭＳ）２０３、２０４、２０５は、サブチャネルサブセット使用ゾーンＹにグルーピングされる。このグルーピングは、各移動機（ＭＳ）から報告されたＣＩＮＲ情報に基づき決定される。

次に、コネクション別所要ＣＩＮＲ判定部３３では、各移動機のコネクションが必要とする所要ＣＩＮＲを判定する。つまり、レベル測定部６０からの無線品質報告メッセージに基づいて、コネクション別所要ＣＩＮＲ判定部３３は、各コネクションの所要信号品質を判定する。

次に、フレームマッピング部３４では、スケジューリングアルゴリズムにより、グルーピングされた移動機、或いは、コネクション情報３２ａと、コネクション別の所要信号品質（所要ＣＩＮＲ）３３ａを用いて、送信フレームのデータマップを作成する。

送信フレームのデータマップ情報３４ａは、ＰＤＵ構築部４０に伝達され、このＰＤＵ構築部４０は、送信フレームのデータマップにユーザデータ蓄積部３１からのＰＤＵを構築する。なお、８０２．１６では、ＡＲＱコネクション毎に最小パケットサイズをＡＲＱ＿ＢＬＯＣＫ＿ＳＩＺＥと規定し、このサイズを最小単位としてＭＡＣＰＤＵを構築する。

スケジューリングアルゴリズムは、次の通りである。まず、送信フレームの時間軸方向に、『サブチャネルサブセット使用ゾーンＹ』と、『全サブチャネル使用ゾーンＸ』に分割する。さらに、送信フレームの周波数軸方向に、『サブチャネルサブセット使用ゾーンＹ』を複数のサブチャネルサブセットに分割し、「第１サブチャネルサブセット」、「第２サブチャネルサブセット」、「第３サブチャネルサブセット」、・・・、とする。この周波数軸方向への分割は各セル共通である。

次に、１つの基地局（セル）において、各コネクションについて、現在の信号品質と所要信号品質の対比により現在の信号品質を所要信号品質まで改善するのに必要な電力の大きい順、もしくはコネクションのＱｏＳの優先度順、もしくはセル通信容量を最大化させるためにコネクションのスループット順、もしくはこれらの基準を併せ持つ複合的な優先度順に優先度をつける。

次に、基地局（セル）の所定の優先度順位までのコネクションを、事前に決められたサブチャネルサブセットへ割り当て、これを優先サブチャネルサブセットとする。無線通信システムからみたとき、各基地局（セル）は、基地局間制御信号を通じて、所定の優先度順位までのコネクションを割り当てるサブチャネルサブセットを事前に決めておく。セルＡの所定の優先度順位までのコネクションを第１サブチャネルサブセットへ、セルＢの所定の優先度順位までのコネクションを第２サブチャネルサブセットへ割り当てる。

次に、上記の所定の優先度順位までのコネクションを割り当てられた優先サブチャネルサブセットには、その中のコネクションで、信号品質を所要信号品質まで改善するのに必要な電力値が最大のものと等しい電力（Ｐ１）を割り当てる。

次に、上記の所定の優先度順位までに含まれないコネクション、つまり優先サブチャネルサブセットに割り当てられないコネクションは、優先サブチャネルサブセット以外のサブチャネルサブセット（非優先サブチャネルサブセット、もしくは全サブチャネル使用ゾーンＸ）に割り当て、非優先サブチャネルサブセットには、基地局の総送信電力から上記の電力（Ｐ１）を差し引いた電力（Ｐ２）を割り当てる。

図４に本実施の形態１の送信フレームのデータマップを示す。一例として、各セルの送信フレームは、周波数軸方向に２０ＭＨｚ、時間軸（シンボル番号）方向に２９シンボルのように、周波数軸と時間軸の２次元内に無線リソースを配置する。

セル（Ｃｅｌｌ）Ａとセル（Ｃｅｌｌ）Ｂのフレームは、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、それぞれサブチャネルサブセット使用ゾーンＹと全サブチャネル使用ゾーンＸからなる。さらに、サブチャネルサブセット使用ゾーンＹでは、それぞれ優先サブチャネルサブセットＡＹ１、ＢＹ２と非優先サブチャネルサブセットＡＹ２、ＡＹ３、ＢＹ１、ＢＹ３からなる。これらの優先サブチャネルサブセットと非優先サブチャネルサブセットには１つ以上のコネクションデータの割り当てが可能であるが、非優先サブチャネルサブセットにはコネクションが割り当てられないこともある。

優先サブチャネルサブセットＡＹ１、ＢＹ２は、セルエッジに位置する低ＣＩＮＲのコネクションがマッピングされる。優先サブチャネルサブセットＡＹ１、ＢＹ２に割り当てる送信電力は、上述したように、優先サブチャネルサブセットにマッピングされるコネクションのうち最大の所要ＣＩＮＲを満足する電力（Ｐ１）である。これに対し、非優先サブチャネルサブセットＡＹ２、ＡＹ３、ＢＹ１、ＢＹ３に割り当てる送信電力は、総送信電力から優先サブチャネルサブセットに割り当てた電力（Ｐ１）を引いた電力（Ｐ２）である。

非優先サブチャネルサブセットＡＹ２、ＡＹ３、ＢＹ１、ＢＹ３には、低送信電力でもコネクションの所要ＣＩＮＲを満足できるセル中心に位置する移動機のコネクションを割り当てることを可能にする。このコネクションはセル中心に位置する移動機であるため、グルーピング部３２では全サブチャネル使用グループと判定されるが、所要ＣＩＮＲが低い場合には例外的に非優先サブチャネルサブセットに割り当てる。以上は本実施の形態１の一例であり、本実施の形態１はサブチャネルサブセット使用ゾーンＹにおいて、複数のサブチャネルサブセット間で電力を適切に分配する方法を提示するものである。また、本方式はコネクション単位のチャネル割り当てだけでなく、移動機単位のチャネル割り当ても可能である。

図４は、隣接セル間でサブチャネルサブセット使用ゾーンＹから全サブチャネル使用ゾーンＸへのゾーン変更タイミングであるゾーン切り替え位置を一致させた場合である。

これにより、以下のような効果を得ることができる。サブチャネルサブセット使用ゾーンＹの優先サブチャネルサブセット以外の非優先サブチャネルサブセットにも電力を割り当て、データ送信を行うので、データマッピング量を上げることができる。そのため、従来ＦＦＲと比較し、セル通信容量が改善される。

また、非優先サブチャネルサブセットに割り当てられる電力は微少であるため、隣接セルへの干渉量は少なく、隣接セルの通信への妨げとはならないため、ＦＦＲの干渉回避の利点を得つつ、セル通信容量が改善される。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る基地局について図５から図１１までを参照しながら説明する。図５は、セル間で各ゾーンのタイミングが非同期の場合の送信フレームのデータマップを示す図である。また、図６は、この発明の実施の形態２に係る基地局の第１の送信フレームのデータマップを示す図である。さらに、図７は、この発明の実施の形態２に係る基地局の第２の送信フレームのデータマップを示す図である。なお、この発明の実施の形態２に係る基地局の構成は、上記実施の形態１と同様である。

この実施の形態２では、ゾーン切り替え位置がセル間で非同期であっても、セル間干渉を回避、もしくは低減可能なデータマッピング方法を説明する。

図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、セル間で各ゾーンのタイミングが非同期の場合、セルＡの全サブチャネル使用ゾーンＸ内の一部のデータがセルＢの優先サブチャネルサブセットＢＹ２内の一部のデータへの干渉となり、優先サブチャネルサブセットＢＹ２内の干渉領域のチャネル品質が劣化してしまう問題がある。

この問題の影響を低減するために、図６に示すようなデータマッピングを行う。セルＢの優先サブチャネルサブセットＢＹ２を高優先度データゾーンと低優先度データゾーンに分割する。

優先度とは、上述したように、ＱｏＳやシステム要求に応じて決定されるシステムへの影響度である。優先サブチャネルサブセットＢＹ２では、送信フレームの時間軸方向の先頭から順に、優先度順位に従ってコネクションを割り当てる。つまり、高優先度データをシンボル番号の小さい方、すなわちゾーン切り替え位置から遠い位置に優先的にマッピングする。また、低優先度データをシンボル番号の大きい方、すなわちゾーン切り替え位置から近い位置にマッピングする。

これにより、非同期時において、セルＡの全サブチャネル使用ゾーンＸから干渉を受けても、図５（ｂ）に示すように、干渉を受ける領域はゾーン切り替え位置に近い領域である。よって、干渉がシステムに与える影響を低減できる。この方法は、図１２のような空きサブチャネルサブセットの存在するシステムにおいても適用可能である。

次に、干渉の影響を低減する、もう一つの方法を説明する。図７に示すように、無線通信システムを構成する全セルで、ゾーン切り替え位置を動的に変化させずに、システム要求として予め固定とする、同期処理を行わなくとも、完全に干渉を回避することができる。これにより、同期処理を行うためのコストと通信効率のオーバーヘッドを取り除くことが可能となる。この方法は、図１２のような空きサブチャネルサブセットの存在するシステムにおいても適用可能である。

図８は、この発明の実施の形態２に係る基地局の第３の送信フレームのデータマップを示す図である。

さらに、基地局による全サブチャネル使用ゾーンＸのマッピング方法によっても、干渉を低減可能である。図８（ａ）に示すように、データを送信フレームの時間軸方向の後方（ゾーン切り替え位置から遠い領域）からマッピングする。つまり、全サブチャネル使用ゾーンＸでは、送信フレームの時間軸方向の最後尾から順に、かつ周波数軸方向の先頭から順に優先度順位に従ってコネクションを割り当てる。その結果、優先度の高いコネクションが送信フレームの時間軸方向において降順で割り当てられる。

セルＡの全サブチャネル使用ゾーンＸ内の干渉源領域へマッピングされたデータが隣接セルＢの優先サブチャネルサブセットＢＹ２内の一部のデータへの干渉となるため、この領域に可能な限り、データをマッピングしないことが必要となる。このことから、セルＡの全サブチャネル使用ゾーンＸにおいて、マッピングデータＡＸ１、ＡＸ２のようにゾーン切り替え位置から遠い領域から周波数軸優先でマッピングすることで可能な限り干渉源領域へのマッピングを避けることができる。よって、確率的に干渉回避、干渉の低減ができる。この方法は、図１２のような空きサブチャネルサブセットの存在するシステムにおいても適用可能である。

図９は、この発明の実施の形態２に係る基地局の第４の送信フレームのデータマップを示す図である。

また、上記のマッピングデータをゾーン切り替え位置から遠い領域から周波数軸優先でマッピングする手法にパーミュテーション（Ｐｅｒｍｕｔａｔｉｏｎ）による全サブチャネル使用ゾーン間の干渉回避を付加する。パーミュテーションとは周波数軸においてセル間でサブキャリアの異なる並び替えを行うことで、周波数特性の平均化と干渉回避を行う方法である。

図９（ａ）に示すように、全サブチャネル使用ゾーンＸの周波数軸及び時間軸の後半にコネクションを割り当てない領域を割り当てる。つまり、セルＡの全サブチャネル使用ゾーンＸにデータをマッピングする際、セル内の移動機分布や、所要ビットレート、ＱｏＳにより決定されるスレッショルドよりもゾーン切り替え位置から遠い領域では、マッピングデータＡＸ３のように、周波数軸上に空き領域を確保するマッピングにより、パーミュテーション効果を得る。スレッショルドよりもゾーン切り替え位置に近い領域では、マッピングデータＡＸ４のように、干渉源領域へ可能な限りデータをマッピングしないように周波数軸優先でデータのマッピングを行う。これにより、確率的に干渉を回避可能であるとともに、パーミュテーション効果も得ることができる。この方法は、図１２のような空きサブチャネルサブセットの存在するシステムにおいても適用可能である。

図１０は、この発明の実施の形態２に係る基地局の第５の送信フレームのデータマップを示す図である。

また、全サブチャネル使用ゾーンＸにおいて、シンボル軸（時間軸）上での電力調節により、干渉を低減できる。図１０（ａ）に示すように、セルＡの全サブチャネル使用ゾーンＸにデータをマッピングする際、全サブキャリア使用ゾーンＸを割り当てる電力によって、２つ以上に分割する。つまり、全サブチャネル使用ゾーンＸを時間軸方向に複数個分割し、時間軸方向において降順で割り当て電力を減少させる。

ゾーン切り替え位置から近い領域では大きく電力を低減させ、遠い領域になるほど電力低減を緩和させる。例えば、ゾーン切り替え位置から近い順に、６ｄＢ電力低減領域、３ｄＢ電力低減領域、０ｄＢ電力低減領域となる。これにより、セル（Ｃｅｌｌ）Ｂへの干渉源となりやすい領域の電力は大きく低減されるので、干渉量を低減できる。電力の低減量や領域の分割数は固定ではなく、任意に設定可能である。また、この方法は、一般のＦＦＲにおいても適用可能である。

図１１は、この発明の実施の形態２に係る基地局の送信フレームのデータマップの優先サブチャネルサブセットゾーン内の各シンボル点を示す図である。

また、伝送路情報を推定するパイロットキャリアの信頼度調節により、干渉による影響を低減できる。図１１は、優先サブチャネルサブセットゾーンＡＹ１、ＢＹ２内の各シンボル点を示す。データキャリアＤ（○）の伝送路情報は、パイロットキャリアＰ１（●）、Ｐ２（●）、Ｐ３（●）、Ｐ４（●）を用いて推定される。パイロットキャリアの存在しない周波数上のデータキャリアの伝送路情報を推定する場合は、パイロットキャリアにより異なる周波数上のデータキャリアの伝送路情報を推定し、その伝送路情報を用いて、当該キャリアの伝送路情報を推定する。優先サブチャネルサブセットゾーンに配置されるデータは、シンボル番号が大きいほど高確率で干渉を受けるため、パイロットキャリアによる伝送路情報推定精度は、シンボル番号が小さいほど高い。

そこで、パイロットキャリアによる伝送路情報推定への影響度を時間軸方向の昇順で減少させる。パイロットキャリアによる推定結果がデータキャリアＤに与える影響をパイロットキャリアＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の順とする。例えば、パイロットキャリアＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４の信頼度を調整する重み係数をそれぞれａ、ｂ、ｃ、ｄとすると、ａ＞ｂ＞ｃ＞ｄとなる重みを設定する。これにより、干渉によるデータキャリアＤの伝送路情報推定精度への影響を低減できる。あくまでも、干渉による影響を低減するための手法であり、実際には、コヒーレント時間等を考慮した重み付けも、これに加えて必要である。また、この方法は一般のＦＦＲにおいても適用可能である。

この発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る基地局のスケジューリング部の構成を示すブロック図である。この発明の実施の形態１に係る基地局を含む、オムニアンテナを用いた無線通信システムにおけるグルーピング例を示す図である。この発明の実施の形態１に係る基地局の送信フレームのデータマップを示す図である。セル間で各ゾーンのタイミングが非同期の場合の送信フレームのデータマップを示す図である。この発明の実施の形態２に係る基地局の第１の送信フレームのデータマップを示す図である。この発明の実施の形態２に係る基地局の第２の送信フレームのデータマップを示す図である。この発明の実施の形態２に係る基地局の第３の送信フレームのデータマップを示す図である。この発明の実施の形態２に係る基地局の第４の送信フレームのデータマップを示す図である。この発明の実施の形態２に係る基地局の第５の送信フレームのデータマップを示す図である。この発明の実施の形態２に係る基地局の送信フレームのデータマップの優先サブチャネルサブセットゾーン内の各シンボル点を示す図である。従来の送信フレームのデータマップを示す図である。従来の無線通信システムのセル内の周波数配置例を示す図である。

符号の説明

１０Ｑｏｓ分離部、２０再送・トラヒック制御部、３０スケジューリング部、３１ユーザデータ蓄積部、３２グルーピング部、３３コネクション別所要ＣＩＮＲ判定部、３４フレームマッピング部、４０ＰＤＵ構築部、５０ベースバンド処理部、６０レベル測定部、１００基地局、１００Ａ他の基地局。

Claims

スケジューリングアルゴリズムにより送信フレームのデータマップを作成するスケジューリング部を備え、
前記スケジューリングアルゴリズムは、
送信フレームを時間軸方向にサブチャネルサブセット使用ゾーンと全サブチャネル使用ゾーンに分割し、かつ、
前記送信フレームを前記サブチャネルサブセット使用ゾーンにおいて周波数軸方向に複数のゾーンに分割し、
各コネクションについて、現在の信号品質と所要信号品質の対比により信号品質を所要品質まで改善するのに必要な電力の大きい順、コネクションのＱｏＳの優先度順、セル通信容量を最大化させるためのコネクションのスループット順、これらの優先度基準を併せ持つ複合的な優先度順のいずれか１つの優先度順に優先度を付け、
所定の優先度順位までのコネクションを事前に決められたゾーンへ割り当て、これを優先ゾーンとするとともに、前記所定の優先度順位までに含まれないコネクションを前記優先ゾーン以外の非優先ゾーンへ割り当て、
前記優先ゾーンには、その中のコネクションで、信号品質を所要信号品質まで改善するのに必要な電力値が最大のものと等しい第１の電力を割り当て、
前記非優先ゾーンには、総送信電力から前記第１の電力を差し引いた第２の電力を割り当てる
ことを特徴とする基地局。
前記優先ゾーンには、送信フレームの時間軸方向の先頭から順に、優先度順位に従ってコネクションを割り当てる
ことを特徴とする請求項１記載の基地局。
前記サブチャネルサブセット使用ゾーンと前記全サブチャネル使用ゾーンを切り替えるゾーン切り替え位置を固定する
ことを特徴とする請求項１記載の基地局。
前記全サブチャネル使用ゾーンには、送信フレームの時間軸方向の最後尾から順に、かつ周波数軸方向の先頭から順に、優先度順位に従ってコネクションを割り当てる
ことを特徴とする請求項１記載の基地局。
前記全サブチャネル使用ゾーンの周波数軸及び時間軸の後半には、コネクションを割り当てない領域を割り当てる
ことを特徴とする請求項１記載の基地局。
前記全サブチャネル使用ゾーンを時間軸方向に複数個分割し、時間軸方向において降順で割り当て電力を減少させる
ことを特徴とする請求項１記載の基地局。
前記優先ゾーンのパイロットキャリアによる伝送路情報推定への影響度を時間軸方向の昇順で減少させる
ことを特徴とする請求項１記載の基地局。