JP2009225363A - 無線伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成簡易にしてリニアリティを損なわずに電力増幅器の効率を改善可能な無線伝送装置を提供すること。
【解決手段】入力信号量計測部１０を設け、変調前のディジタルデータのデータ量を入力信号量計測部１０により検出する。そして、データを伝送するのに必要十分なサブキャリア数を検出したデータ量に基づいて決定し、その数のサブキャリアだけを用いて無線送信を行うようにすることで送信電力を最小限にする。さらに、サブキャリア数に応じて電力増幅部８の動作点を変動させてリニアリティを確保する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、直交周波数分割多重（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：ＯＦＤＭ）方式の無線伝送装置に関する。

近年の無線伝送装置では、周波数利用効率およびフェージングに強いＯＦＤＭ信号が用いられ始めている。ＯＦＤＭ信号は直交する複数のサブキャリア信号の集まりであり、各サブキャリア毎に信号を変調することで、大容量の信号を伝送することができる。各サブキャリア間の周波数差の逆数が各サブキャリアの１シンボル時間に相当するので、１シンボル時間はサブキャリア間隔を小さくするに従って長くなる。このことを利用してガードインターバルを設けることにより、マルチパスへの耐性も高められる。

ＯＦＤＭ信号にはこのような利点がある反面、ＯＦＤＭ信号の時間軸方向での変化に着目すると、多数のサブキャリアの位相が一斉に揃ったときにサブキャリア合成により生成される信号のピーク電力が非常に高くなる。このようにＯＦＤＭ信号には瞬時電力ピークがその平均電力に対して非常に大きいという特徴がある。

信号の平均電力対ピーク電力のことをＰＡＰＲ（Peak to Average Power Ratio）と称し、ＯＦＤＭ信号では一般に１０ｄＢあると言われている。つまり平均電力に対してピーク電力がその１０倍もあり、信号を歪なく増幅するためには、平均電力よりも１０倍以上の余裕のある増幅器を無線伝送装置の電力増幅器に用いなければならない。このためＯＦＤＭ信号を用いる無線伝送装置では電力増幅器の効率が非常に低く、実際に出力する電力に比較して消費電力が非常に大きくなってしまうという課題がある。

特許文献１〜３に、ＯＦＤＭ信号のＰＡＰＲを低減するための技術が開示されている。これらの技術はＯＦＤＭ信号の各サブキャリアの信号の加算方法を工夫することにより、ＯＦＤＭ信号のＰＡＰＲを低減している。しかしながらいずれの方法もＯＦＤＭのサブキャリア毎に信号を操作することを必要とするので、複雑な演算処理を伴い、従って内部回路の複雑化や装置筐体の大型化に結びつく。

また、ＯＦＤＭ信号に限らず、無線周波数（ＲＦ）信号のピーク信号を直接クリップすることでＰＡＲＲを改善するという手法もあり、クリップする方法に応じて方形クリッピング方式、円形クリッピング方式がある。しかしながらこのようなクリップ方式は信号波形自体を結果的に歪ませることになるので、隣接チャネル漏洩電力の増加や、信号のリニアリティ（直線性）の劣化などを生じる。これらはいずれもＥＶＭ（Envelope Vector Magnitude）の劣化を引き起こすので、特に、将来の大容量化された移動通信システムに用いるには不向きである。
特開２００７−１２４６５４号広報 特開２００６−２２９４３２号広報 特開２００５−３２３３８３号広報

以上述べたようにＯＦＤＭ信号を取り扱うにあたり無線送信増幅器のＰＡＰＲを低減するための技術が種々提供されているが、複雑な回路構成を要したり、信号のリニアリティを損なうなどの弊害も伴うので、何らかの抜本的な対策が待たれている。

この発明は上記事情によりなされたもので、その目的は、構成簡易にしてリニアリティを損なわずに電力増幅器の効率を改善可能な無線伝送装置を提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明の一態様によれば、伝送データを複数のサブキャリアにシンボルマッピングして変調する変調部と、前記サブキャリアごとの変調信号を多重して伝送信号を生成する多重部と、前記伝送信号を増幅して送信出力を得る電力増幅部とを具備し、前記伝送データを直交周波数分割多重変調して伝送する無線伝送装置において、計測部により伝送データのデータ量が計測されて計測値が算出される。その値に基づいて制御部により、伝送データの伝送に係わるサブキャリアの割り当てと、この割り当てられたサブキャリアへのシンボルマッピングとが動的に可変される。そして、伝送データの伝送に割り当てられたサブキャリアの数に応じて、電力増幅部の動作点が動作点制御部により可変される。

つまり伝送すべきデータの量はいつも同じではなく、基地局に接続される無線端末の数や動作モード、あるいは一日の時間帯などにより変動する。一方、ＯＦＤＭ変調においてはサブキャリアごとのレートがほぼ固定的であるので、データ伝送に関わるサブキャリアの数の最適値が存在する。発明者はこの点に着目し、次のような本願発明思想を着想するに至った。すなわちデータ量に応じてサブキャリアの数を最小限にすることで送信段の電力増幅部に入力される信号レベルを低下させ、かつその動作点を適応的に移動させることでリニアリティを保ちつつ効率を向上させることが可能になる。

この発明によれば、構成簡易にしてリニアリティを損なわずに電力増幅器の効率を改善可能な無線伝送装置を提供することができる。

［第１の実施形態］
図１は、この発明に関わる無線伝送装置の第１の実施形態を示す機能ブロック図である。この装置は移動通信システムの基地局装置における、ダウンリンクの送信部に適用可能である。図１において、図示しない基幹網側から抽出されたディジタルデータは入力端子１から装置に入力され、ＯＦＤＭ変調部１８に入力されてＯＦＤＭ変調される。

ＯＦＤＭ変調部１８において、まず入力信号に直列／並列変換が実施される。すなわち直列／並列変換部２はディジタルデータに、変調する信号形式に従って１シンボル当たりのビット数を割り当てたのち、変調処理部３に入力する。変調処理部３は複数の変調部３１〜３ｎを備え、変調形式に従ってシンボルマッピングを施したのち逆フーリエ変換部４に入力する。逆フーリエ変換部４はデータに逆フーリエ変換を施して１シンボル分の時間データを作成して並列直列変換部５に入力する。並列直列変換部５は並列直列変換（加算）を実施し、次いでガードインターバル挿入部６によりガードインターバルが付加される。このようにして得られたデータは次段のディジタル／アナログ変換部７により無線周波数のアナログ信号に変換され、電力増幅部８で電力増幅されたのち出力端子９からアンテナに出力される。以上の処理は制御部１１により統括的に制御される。

ところで、この実施形態では入力信号量計測部１０が設けられる。入力信号量計測部１０は入力端子１に接続され、入力される変調前のディジタルデータのデータ量を検出する。そのデータ量に基づいて、入力信号量計測部１０はデータを伝送するのに必要十分なサブキャリア数を実時間で、かつ動的に決定し、その数を制御部１１に通知する。

制御部１１は決定されたサブキャリア数に基づいて、変調処理部３における並列数、すなわち並列出力を割り当てる変調部の数ｍを決定し、これをもとに直列並列変換部２の並列数も可変する。
さらに制御部１１は、並列出力を割り当てられなかった変調部に対しては、そのサブキャリアが０となるようなシンボルマッピングに設定する。または、これに該当する変調部の出力をスイッチなどで切断し、逆フーリエ変換部４に出力しないようにする。あるいは、制御部１１は、有効とする並列信号のみを選択して直列信号に変換するように並列／直列変換部５を駆動させ、電力増幅部８の動作点をサブキャリア数に従って設定する。

このような制御により、データを送信しないサブキャリアが出力されなくなるのでその分、電力増幅部８への入力電力が減少する。その減少した電力分だけ電力増幅部８の動作点を下げることで、電力消費量を少なくすることが可能になる。電力増幅部８の動作点は、例えばＦＥＴ（Field Emission Transistor）を用いていればゲート・ソース間電圧の設定を変えたり、ドレイン電圧の印可電圧を変えることで容易に変化させることができる。動作点を維持することも、ドレインに流れる直流電流をモニタしてこれを一定になるように制御することで容易である。

なお図２に示すように、電力増幅部８の消費電力を下げるべく動作点をＢａからＢｃに移動させると飽和点がＢａ′からＢｃ′に変わるが、減少させたサブキャリア分だけ入力電力も下がるので（ＯＦＤＭ信号ａからｃへ）、電力増幅部８の出力信号の歪劣化特性（リニアリティ）を損なうことはない。

また、動作点を移動させることで電力増幅部８の利得も変化するが、これは、電力増幅器の前段に利得補正用の可変減衰器を設けることにより対処することができる。図３はその一例を示す図で、電力増幅部８の電力増幅アンプ１９の直前に可変減衰器２１を接続する。そして動作点に対応する補正値をルックアップテーブル（ＬＵＴ）２２から読み出して可変減衰器２１に与えるようにする。補正値の読出しは制御部１１からの制御信号を受けた動作点設定部２０が行う。なお、電力増幅部８の動作点の設定値はサブキャリアが１つずつ増減するごとに設定しても良いし、複数のサブキャリア毎にまとめて、とびとびの値を設定しても良い。

図４は、比較のため既存の無線伝送装置を示す機能ブロック図である。既存の装置は、図示するように入力信号のデータ量を計測しその値に基づいてサブキャリアの本数を変えるといった機構を備えていない。よって電力増幅部８の動作点をきめ細かく制御することができず、電力が無駄に消費される。

これに対しこの実施形態では入力信号量計測部１０を設け、変調前のディジタルデータのデータ量を入力信号量計測部１０により検出する。そして、データを伝送するのに必要十分なサブキャリア数を検出したデータ量に基づいて決定し、その数のサブキャリアだけを用いて無線送信を行うようにすることで送信電力を最小限にする。つまりデータ伝送を割り当てるサブキャリアの数を最小にするとともに、サブキャリア数に応じて電力増幅部８の動作点を変動させてリニアリティを確保するようにしている。すなわち、伝送すべきデータ量に応じて直列／並列変換および並列／直列変換の並列数、つまりサブキャリア数と変調部へのシンボルマッピングを、無データのサブキャリアが生じないように制御し、かつサブキャリア数に応じて電力増幅部８の動作点を制御するようにしている。このようにしたので、サブキャリア数により左右される増幅利得を最小限にでき、信号のリニアリティを保ったままで電力増幅器の効率を高めることが可能になる。

［第２の実施形態］
図５は、この発明に関わる無線伝送装置の第２の実施形態を示す機能ブロック図である。以下、各図において図１と共通する部分には同じ符号を付して示し、それぞれ異なる部分についてのみ説明する。図５の装置は、単位時間入力信号計測部１２により単位時間のデータ量、すなわちデータ量の時間平均を算出し、その値に基づいてサブキャリア数とそのシンボルマッピングおよび電力増幅部８の動作点を制御するようにする。単位時間は設定部１３により任意に設定可能である。

入力信号のデータ量、つまりトラフィック量は時間と共に変化するが、大きくは昼と夜などというように人間生活の時間単位で変化する。特に夜間から早朝の就寝時間帯ではトラフィック量が非常に少なくなる。そこでこの実施形態では、データ量の時間平均を設定できるようにし、これにより無線伝送装置の設置環境に合わせた電力制御を実施できるようになる。このようにすることで電力増幅器に対する動作点設定値を簡素化し、回路規模の減少を見込むことができる。このように入力信号のデータ量の時間平均によっても、電力増幅部８の消費電力を下げることができる。

［第３の実施形態］
図６は、この発明に関わる無線伝送装置の第３の実施形態を示す機能ブロック図である。図６の装置は送受信処理部１４、端末数検出部１５、およびＯＦＤＭ受信部１６を備える。すなわち図６の装置は移動通信システムの基地局装置における適用を想定したもので、この無線伝送装置により複数の無線端末を収容する場合を考える。公衆回線の無線伝送システムにおける使用がその一例である。

図６において、無線端末（図示せず）からアップリンクで到来するＯＦＤＭ信号はＯＦＤＭ受信部１６で受信される。ＯＦＤＭ受信部１６に接続される送受信処理部１４は送信信号、受信信号を確認し、接続中の端末の数は端末数検出部１５より算出される。

ＯＦＤＭを利用する移動通信システムでは通常、サブキャリア数およびシンボル数が端末ごとに割り当てられる。一つの無線端末へのサブキャリアの割り当て数が固定的であれば、接続中の端末の数を伝送データ量に対応付けることができる。よって端末数に基づいて電力増幅部８の動作点を変更することでも、電力増幅部８の消費電力を低減することができる。

［第４の実施形態］
図７は、この発明に関わる無線伝送装置の第４の実施形態を示す機能ブロック図である。図７の装置は受信側サブキャリア数検出部１７を備える。ダウンリンク通信とアップリンク通信とが互いに対称であれば、複数の無線端末間で同じ数のサブキャリアを使用することが多い。この場合には受信側（アップリンク）に接続されているサブキャリア数を検出し、その数に応じて送信側（ダウンリンク）の電力増幅器８の動作点の設定を変更することができる。このように受信側のサブキャリア数に基づいて電力増幅部８のバイアスを制御することもできる。

［第５の実施形態］
次に、この発明の第５の実施形態を説明する。図８はこの実施形態における作用を詳しく説明するための図である。この実施形態では各サブキャリアが時間軸方向に分割される、時分割多重（Time Division Duplex：ＴＤＤ）の要素を持つシステムを想定する。この種のシステムはいわゆる次世代ＰＨＳ（Personal Handy-phone System）などにおいて検討されている。

先の実施形態で述べたように、入力信号のデータ量に従って伝送容量を増減させるには、具体的には、周波数軸方向ではサブキャリアの本数、時間軸方向ではシンボル数を増減させることが一つの手法である。ここで、伝送容量の増減の順番として、まずは時間軸方向であるシンボル数の方向に増加させ、時間軸方向の増加がＴＤＤ等のダウンリンク割当て時間で決められた規定値に達すれば、その段階で次のサブキャリアを一つ増やすようにする。

図８を参照して詳しく述べる。図８においてＳ１Ｔ１，Ｓ１Ｔ２，〜ＳｍＴｎ−１，ＳｍＴｎはサブキャリアごとの時分割スロットを示し、時間軸方向には１シンボルまたはシンボルセットの単位で分割され、周波数軸方向には１サブキャリアまたはサブキャリアセットの単位で分割されている。この実施形態では伝送データが増加するにつれて、まずＴの添え字ｎを増加させる方向でシンボル数を増加させる。そうして最大数であるｎに達すれば、Ｓの添え字ｍを一つ増加させたのち順次ｎを増加させてゆくようにする。

このようにすることで、サブキャリアの増加数を最小限に抑えつつ伝送容量を増加させることが可能になり、サブキャリア数に従って電力増幅器８の動作点を制御することで電力増幅器８の消費電力を減少させることができる。このように伝送するデータの配置を工夫し、サブキャリアが複数の時分割スロットで構成される場合には同じサブキャリア内におけるスロットの数を優先的に可変することにより、電力増幅部８の消費電力を減少させることができる。

［第６の実施形態］
次に、この発明の第６の実施形態を説明する。この実施形態でも複数の無線端末と通信する基地局装置への応用を想定する。この場合、端末の割当てを工夫することにより電力増幅部８の消費電力を減少させることができる。これも、図８を用いて説明する。

各無線端末は、周波数軸方向ではサブキャリアの本数を、時間軸方向ではシンボル数を、各々決められた数で割り当てられる。ここで、割当ての順番として、最初に時間軸方向であるシンボル数の方向を優先して各端末を順次割当て、時間軸方向の割当てがＴＤＤ等のダウンリンク割当て時間で決められた規定値に達すれば、次のサブキャリアを割り当てるようにする。

このようにすることで、サブキャリアの増加数を抑えつつ複数の端末との接続を実現でき、サブキャリア数に従って電力増幅器８の動作点を制御するので電力増幅器８の消費電力を減少させることができる。なお、各端末に割り当てるシンボル数は、１でも、複数のシンボルセットでも良いし、各端末に割り当てるサブキャリア数は、１でも複数のサブキャリアセットでも良い。

［第７の実施形態］
次に、この発明の第７の実施形態を説明する。ＯＦＤＭ信号のサブキャリアがすべて発生している状態では、図９に示すように、１シンボル時間の逆数に対応する周波数間隔でサブキャリアが周波数軸上に並ぶ。

この発明の実施形態では、データを伝送しないサブキャリアをＯＦＤＭ変調部１８から出力しない。これを模式的に示すと、例えば図１０の実線で示すサブキャリアのみが出力される。
データの増加に伴いサブキャリア数を増やすには、図１０に示すように低周波から高周波へと順番に増加させるようにしても良い。または、図１１に示すように、一定の周波数間隔でとびとびに増加させてもよい。あるいは図１２に示すように、不定の間隔で増加させてもよい。さらには図１３に示すように、一定数のサブキャリアをまとめてサブキャリアセットとし、サブキャリアセットごとに順番に増加させてもよい。

このサブキャリア数の増加数に従って電力増幅部８の動作点を制御することにより、電力増幅部８の消費電力を低減することができる。なお図１０〜図１３では周波数軸上で低周波から高周波へとサブキャリアを増加させるようにしたが、この実施形態で意味を持つのは発生させるサブキャリアの数（本数）であるので、増減の方向は問わない。低周波方向に増加させても、周波数が高い方向、低い方向にランダムに増加させても同じ効果を期待できる。

［第８の実施形態］
次に、この発明の第８の実施形態を説明する。この実施形態でも複数の無線端末と通信する基地局装置への応用を想定する。図１４に示すように、隣接する基地局Ａと基地局Ｂの各々のカバーエリアが重なる場合がある。基地局Ａと基地局Ｂとのいずれも、この実施形態の無線伝送装置を備えるとする。

図１４の斜線ハッチングの領域においては、無線端末は基地局Ａ、基地局Ｂのいずれにも接続可能であるが、通常は受信状態の良い（通常信号対干渉波比やＣＮＲの高い）基地局側に接続される。ＯＦＤＭ信号では、隣接する基地局と同じサブキャリアを使用すると、隣接基地局の干渉を受けやすくなる。そこで、通常では隣接基地局と同じサブキャリアを使用しないか、同じサブキャリアを使用しても、時間的なタイミングをずらすことが必要になる。

このようなケースでは一事業者の使用可能な帯域すべてを網羅する無線伝送装置を用意しても、隣接基地局との干渉の影響ですべてのサブキャリアを使用することができず、実際に使用できる帯域が狭くなる。帯域を広く取るには、１シンボル時間が一定であればサブキャリア間隔も一定であるので帯域に比例して逆フーリエ変換の演算量が増加するし、帯域が広まるに従って必要なサンプリング周波数も増加させる必要がある。よって使用可能な帯域幅を網羅できるように無線伝送装置を設計しても、基地局に実際に割り当てられる帯域は狭くなる。これによりＯＦＤＭ変調部の余計なサブキャリア演算による電力消費の増加や、サンプリング周波数を高くすることでディジタル信号処理部の消費電力も増加する。

そこでこの実施形態では、使用可能な帯域幅を基地局間で分割し、各々の帯域にてサブキャリアを割り当てるようにする。このようにすることで、１つの基地局ごとの帯域幅は狭くて良くなり、従ってサブキャリア数も少なくできるので、無線伝送装置の電力増幅部８の消費電力を下げることができる。

具体的には、例えば図１５に示すように使用可能な帯域を上下２つに分割して、各々を基地局Ａと基地局Ｂで使用するようにする。このように帯域を分割したうえでさらにこの実施形態では、例えば図１６のように、１事業者が使用可能な帯域の中心ｆａ付近から順番にサブキャリアを割り当てていくようにする。

図１６は基地局が２つのケースにおいてサブキャリアを増減させる方法の一例を示す図である。図１６にて、ｆａより高い周波数は基地局Ａに、ｆａ以下の低い周波数は基地局Ｂに割当て、トラフィックの増減により、各々サブキャリアを増減させ、それに従って電力増幅部８の動作点を変更する。ａ１〜ａ５は基地局Ａに割り当てる帯域を示し、ｂ１〜ｂ５は基地局Ｂに割り当てる帯域を示す。その際、各々の基地局に収用可能な無線端末を２つに組み分けし、基地局間の調停により、各基地局に接続する端末を決定することで、各々に割り当てられるサブキャリアの数が決まる。

図１７を参照して基地局間の調停につき説明する。図１７においては１〜ｎのｎ個の無線端末を想定し、このうち端末１，２が基地局Ａに、端末ｎが基地局Ｂに接続され、他の端末ｍ−１、ｍ、ｍ＋１が調停の対象となっている。基地局Ａ，Ｂはバックボーンネットを介して相互に接続され、トラフィック量、使用サブキャリア数、各端末ごとの受信電力対干渉比、またはＣＮＲ情報を基地局間で相互に交換し合う。この情報から、例えば（１）〜（４）の順で判定を行うことによりサブキャリアの数量を決定する。
（１） 受信電力対干渉比が規定のしきい値以上である端末を選別する。
（２） 受信電力対干渉比がしきい値以上であって、各基地局に共通に存在する端末を選択する。
（３） 選択した端末の数と各基地局に接続している端末の数との合計を各々基地局毎に計算する。
（４） 選択した端末が接続した時の各々の基地局で使用しているサブキャリア数の差が最小となるように、各基地局に接続する端末を決定する。
（５） （４）で決定した端末に対し、基地局との接続、または、ハンドオーバを実施する。

このようにすることにより、各基地局で接続可能な端末数を各基地局に分散することができるようになり、各基地局の無線伝送装置の電力増幅部８の消費電力を低減することができる。なお図１７では２つの基地局の例を示したが、３以上の基地局を想定しても帯域の分割数が多くなるだけで同様の作用、効果を得られる。この場合、各基地局で接続する端末の増減により、使用するサブキャリア数を増減させ、サブキャリア数の増減に従って電力増幅部８の動作点を変更することで、各基地局に使用する無線伝送装置の電力増幅部の消費電力を減少させることができる。

［第９の実施形態］
次に、この発明の第９の実施形態を説明する。この実施形態では、任意の一つのサブキャリアまたはサブキャリアのセットを、基地局間で相互に制御情報を授受し合うための共通チャネルとし、これを用いて無線端末の基地局への接続を制御するようにする。制御情報は、トラフィック量、使用サブキャリア数、各端末ごとの受信電力対干渉比、またはＣＮＲ情報などの情報である。図１８に示すように、例えば基地局間の仕様帯域の境界に位置するサブキャリアを用いることができる。

共通チャネルは各基地局にて共通の周波数、または周波数領域を使用し、各基地局にて時間軸方向で区別して使用することもできる。各基地局Ａ，Ｂは図１９に示すように、共通チャネルを使用して基地局のトラフィク量、使用サブキャリア数、各端末毎の受信電力対干渉比または、ＣＮＲ情報を交換を交換する。このような形態によれば図１７に示すバックボーンネットワークに依存せず基地局間の直接通信を実現でき、システム負荷を軽減できるメリットがある。

［第１０の実施形態］
次に、この発明の第１０の実施形態を説明する。この実施形態でも複数の無線端末と通信する基地局装置への応用を想定する。図２１に示すように、隣接する基地局Ａ，Ｂ，Ｃの各々のカバーエリアが重なる場合を考える。基地局Ａ，Ｂ，Ｃのいずれもこの実施形態の無線伝送装置を備えるとする。図２１のケースは、例えばシステム敷設の初期に基地局Ａを設置し、トラフィックの増加に応じて基地局Ｂ，基地局Ｃを増設した場合に形成される。

この実施形態では、基地局装置への端末接続について、端末が主体で決定するようにする。図２２に示すように各無線端末１〜ｎは、第９の実施形態では基地局が用いた共通チャネルを使用して各基地局との情報（例えば、サブキャリア使用数、基地局への接続端末数、各サブキャリアのシンボル方向の占有率等）を入手する。

その後、無線端末は個々に受信電力対干渉比が閾値以上の複数の基地局を選別し、これらの基地局のうち占有中のサブキャリアの数が最も少ない基地局を選択して、接続する。サブキャリア数が同じであれば、端末の追加によりサブキャリアが増加しない基地局を選択して、接続する。このようにすることで、各基地局に接続される端末数の偏りを無くし、各基地局で使用するサブキャリア数の差を最小とすることができる。

図２１においては、基地局Ａのカバーエリアと基地局Ｂおよび基地局Ｃのカバーエリアとが完全に重なっているので、無線端末は受信電力対干渉波比が閾値以上であれば基地局Ａおよび基地局Ｂ、または、基地局Ａおよび基地局Ｃのどちらでも接続可能であり、特に制御をしなければ受信時の状態によって容量に余裕のある基地局に接続する。この場合、特定の基地局に接続が集中することになる。
そこで、共通チャネルを用いて端末側で基地局情報を取得し、図２３に示すように各基地局での周波数方向と時間軸方向の使用状態を確認する。図２３においては周波数軸方向に、複数のサブキャリアが各基地局Ａ〜Ｃに割り当てられた状態が示される。

無線端末は共通チャネルを介して取得した情報を用いて、まず、占有されたサブキャリアの少ない基地局を優先的に接続相手とする。各基地局とも占有サブキャリア数が同じであれば、図２３に示すように時間軸方向への多重を優先し、次にサブキャリア数を増加させる方向で順次スロットを取得する。

このようにすることで、どの基地局もサブキャリア数が最小となり、その差も最小化される。すなわち占有サブキャリア数を最小化でき、その数に応じて、各基地局の無線伝送装置の電力増幅器８の動作点を制御することで電力増幅器８の消費電力を減少させることができる。この実施形態でも基地局の数は問わず、２つ、３つあるいはそれ以上の数の基地局が関係しても分割数が複数となるだけで同じ方法で実現が可能である。

［第１１の実施形態］
最後に、この発明の第１１の実施形態を説明する。無線端末間で情報を授受するための共通チャネル（共通制御サブキャリア）は使用可能な帯域幅のどの位置でも良いが、帯域幅をより節約するには図２４に示すように、使用可能な帯域の中央付近に設定する方が良い。

このようにすることにより、各基地局に備わる電力増幅器８の帯域は、この共通チャネルを包含する帯域幅だけを確保すればよい。端末側も同様にこの共通チャネルを包含する帯域幅だけ持てばよい。具体的には、送信側はアップコンバータ、受信側はダウンコンバータに使用する周波数の設定を変えることにより周波数をオフセットすることで、容易にこれを実現できる。

図２５は基地局と無線端末とが接続された場合の、基地局Ａと基地局Ｂを共通チャネルを中心として上下方向に分割した場合のサブキャリア配置を示す図である。図２５では、共通チャネルを中心として上下方向にサブキャリア数を増減させているが、ここではサブキャリアの数が意味を持つので、周波数の高低方向、等間隔、不当間隔によらず、各基地局の設定している範囲内で自由にサブキャリアを配置することができる。
以上詳しく説明したように本発明によれば、構成簡易にしてリニアリティを損なわずに電力増幅器の効率を改善可能な無線伝送装置を提供することが可能となる。

なお、この発明は上記実施の形態に限定されるものではない。例えば図３の可変減衰器２１を可変利得増幅器に変えても良い。さらに、この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。

この発明に関わる無線伝送装置の第１の実施形態を示す機能ブロック図。 図１の電力増幅部８の動作点の移動によりリニアリティが劣化しないことを説明するための図。 電力増幅部８の一例を示すブロック図。 比較のため既存の無線伝送装置を示す機能ブロック図。 この発明に関わる無線伝送装置の第２の実施形態を示す機能ブロック図。 この発明に関わる無線伝送装置の第３の実施形態を示す機能ブロック図。 この発明に関わる無線伝送装置の第４の実施形態を示す機能ブロック図。 この発明の第５の実施形態における作用を詳しく説明するための図。 ＯＦＤＭ信号の全てのサブキャリアが生じている状態を示す模式図。 この発明の実施形態においてデータ量に応じてサブキャリア数を可変することを模式的に示す図。 サブキャリア数を可変する他の例を模式的に示す図。 サブキャリア数を可変する他の例を模式的に示す図。 サブキャリア数を可変する他の例を模式的に示す図。 この発明の第８の実施形態において想定する環境を示す模式図。 図１４の環境化において基地局ごとの帯域割り当ての一例を示す図。 図１５の帯域割り当てから基地局間でサブキャリアを割り当てる一例を示す図。 複数の基地局間での調停につき説明するための図。 共通サブキャリアを用いた周波数配置の一例を示す図。 複数の基地局間での共通チャネルを用いた調停につき説明するための図。 図１８の帯域割り当てから基地局間でサブキャリアを割り当てる一例を示す図。 この発明の第１０の実施形態において想定する環境を示す模式図。 共通チャネルを用いて端末間で制御情報を授受する状態を示す模式図。 この発明の第１０の実施形態における作用を詳しく説明するための図。 共通サブキャリアの好ましい周波数配置の一例を示す図。 基地局Ａと基地局Ｂを共通チャネルを中心として上下方向に分割した場合のサブキャリア配置を示す図。

符号の説明

１…信号入力端子、２…直列並列変換部、３…変調処理部、３１〜３ｎ…変調部、４…逆フーリエ変換部、５…並列直列変換部、６…ガードインターバル挿入部、７…ディジタル／アナログ変換部、８…電力増幅部、９…出力端子、１０…入力信号量計測部、１１…制御部、１２…単位時間入力信号計測部１２、１３…設定部、１４…送受信処理部、１５…端末数検出部、１６…ＯＦＤＭ受信部、１７…受信側サブキャリア数検出部、１８…ＯＦＤＭ変調部、１９…電力増幅アンプ、２０…動作点設定部、２１…可変減衰器、２２…ルックアップテーブル（ＬＵＴ）

Claims (11)

1. 伝送データを直交周波数分割多重変調して伝送する無線伝送装置において、
   前記伝送データを複数のサブキャリアにシンボルマッピングして変調する変調部と、
   前記サブキャリアごとの変調信号を多重して伝送信号を生成する多重部と、
   前記伝送信号を増幅して送信出力を得る電力増幅部と、
   前記伝送データのデータ量の計測値を得る計測部と、
   前記伝送データの伝送に係わるサブキャリアの割り当てと、この割り当てられたサブキャリアへのシンボルマッピングとを前記計測値に基づいて動的に可変する制御部と、
   前記伝送データの伝送に割り当てられたサブキャリアの数に応じて、前記電力増幅部の動作点を可変する動作点制御部とを具備することを特徴とする無線伝送装置。
2. 前記計測部は、前記伝送データの単位時間における平均値を算出し、
   前記制御部は、前記サブキャリアの割り当てと前記シンボルマッピングとを前記平均値に基づいて可変することを特徴とする請求項１に記載の無線伝送装置。
3. 前記計測部は、自装置に無線接続される無線端末の数を検出し、
   前記制御部は、前記サブキャリアの割り当てと前記シンボルマッピングとを前記無線端末の数に基づいて可変することを特徴とする請求項１に記載の無線伝送装置。
4. 前記計測部は、自装置にアップリンクで無線接続されるサブキャリア数を検出し、
   前記制御部は、前記サブキャリアの割り当てと前記シンボルマッピングとを前記アップリンクで無線接続されるサブキャリア数に基づいて可変することを特徴とする請求項３に記載の無線伝送装置。
5. 前記サブキャリアは複数の時分割スロットで構成され、
   前記制御部は、前記計測値に基づいて、同じサブキャリア内におけるスロットの数を優先的に可変することを特徴とする請求項１に記載の無線伝送装置。
6. 前記サブキャリアは複数の時分割スロットで構成され、
   前記計測部は、自装置に無線接続される無線端末の数を検出し、
   前記制御部は、前記無線端末の数に基づいて、同じサブキャリア内におけるスロットの数を優先的に可変することを特徴とする請求項１に記載の無線伝送装置。
7. 前記制御部は、前記サブキャリアの数を隣接するサブキャリアから順次増減して変化させることを特徴とする請求項１に記載の無線伝送装置。
8. 前記制御部は、前記サブキャリアの数を規定の間隔で位置するサブキャリアから順次増減して変化させることを特徴とする請求項１に記載の無線伝送装置。
9. 前記制御部は、前記サブキャリアの数をサブキャリアセット単位で増減して変化させることを特徴とする請求項１に記載の無線伝送装置。
10. カバーエリアを形成する無線基地局に備えられ、
    前記制御部は、前記カバーエリアの重なる他の無線基地局間で相互に、各々の無線基地局で使用する前記サブキャリアの数の差を最小とすべく各々の無線基地局における前記サブキャリア数を調整し、この調整したサブキャリア数に基づいて前記サブキャリアの割り当てと前記シンボルマッピングとを可変することを特徴とする請求項１に記載の無線伝送装置。
11. 前記制御部は、前記カバーエリアの重なる他の無線基地局間で相互に少なくとも１つのサブキャリアを共用し、このサブキャリアを介して制御情報を授受して各々の無線基地局における前記サブキャリア数を調整することを特徴とする請求項１０に記載の無線伝送装置。

Images