JP2009538584A - 干渉を低減する方法 - Google Patents

Abstract

本発明では、第１の無線通信システムと第２の無線通信ステムが無線伝送を実施するために共通の周波数帯域の無線伝送リソースにアクセスし、第１の無線通信システムはデュプレクスギャップによって隔てられている第１の周波数領域と第２の周波数領域に割り当てられた無線伝送リソースを使用し、第２の無線通信システムはデュプレクスギャップの一部を形成する第３の周波数領域に割り当てられた無線伝送リソースを使用し、第１の周波数領域と第２の周波数領域の無線伝送リソース並びにコネクションの確立および実施のために所望される第３の周波数領域の無線伝送リソースを含むネットワーク側のコネクションに関する先験的な知識を形成するために第１の無線通信システムと第２の無線通信システムは情報を交換し、第２の無線通信システムにおいて先験的な知識に依存して無線伝送リソースを選択する。

Description

本発明は、無線伝送のために異なるデュプレクス技術を使用する２つの無線通信システム間の干渉を低減するための方法に関し、この方法においては、第１の無線通信システムおよび第２の無線通信システムが無線伝送を実施するために共通の周波数帯域の無線伝送リソースにアクセスする。

加入者数の増加およびサービスの需要の増大に基づき、共通の周波数帯域の無線伝送リソースにアクセスする無線伝送方法を並行して動作させることが考えられている。

その際に一方では並列動作によって生じる障害ないし干渉が最小限に限定されるべきであり、他方では使用可能な周波数のストックまたは使用可能な無線伝送リソースが最適に使用されるべきである。

例えば、デュプレクス無線伝送方法は２つの周波数領域の無線伝送リソースにアクセスする第１の無線伝送方法として使用することができ、これら２つの周波数領域がいわゆる「デュプレクスギャップ」（単に「デュプレクスバンド」とも称される）によって相互に分離されている。

第１の無線伝送方法によって使用され、また「デュプレクスギャップ」によって隔てられている２つの周波数領域は１つの共通の周波数帯域に対応付けられている。

典型的なデュプレクス無線伝送方法として例えば「周波数分割多重、ＦＤＤ」無線伝送方法または「時分割多重、ＴＤＤ」無線伝送方法が公知である。

デュプレクス無線伝送方法においては、第１の無線伝送方法に並行して第２の無線伝送方法を使用することができ、第２の無線伝送方法は「デュプレクスギャップ」の無線伝送リソースを使用することができる。

この種のシナリオにおいては、「デュプレクスギャップ」に割り当てることができる無線伝送リソースを用いて無線伝送を行う際に第２の無線伝送方法によって、第１の無線伝送方法の既存の無線伝送が妨害されない、または殆ど妨害されないことが保証されなければならない。

同様に、「デュプレクスギャップ」の無線伝送リソースを使用する際の第２の無線伝送方法における受信は第１の無線伝送方法によって妨害されない、または殆ど妨害されないことが保証されるべきである。

本発明の課題は、冒頭で述べたような並行して動作する無線通信システムのために干渉を低減する、または干渉を回避する方法を提供することである。

この課題は請求項１の特徴部分に記載されている構成によって解決される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に記載されている。

本発明による方法を、考察する共通の周波数帯域が１つのネットワークプロバイダによってのみ管理および使用される場合に殊に有利に適用することができる。

本発明による方法を、そのような１つのネットワークプロバイダが２つの無線通信システムまたは２つの無線伝送方法を並行してそれぞれ同一の場所で使用する場合には殊に有利に適用することができる。

例えばアメリカ合衆国においてはネットワークプロバイダに対してそれぞれの周波数帯域が競売にかけられるか、販売されるので、ネットワークプロバイダは前述の前提条件を満たすことができる。いわゆる「ＵＭＴＳ拡張帯域」もおそらく相応に包括的に提供される。

本発明による方法は、付加的で技術的な設定の僅かな手間で、いわゆる「先験的な（a priori）」知識を使用することにより、考察する空間的な領域または無線セル内の干渉を回避することができる。

本発明による方法を、第１の無線伝送方法および／または第２の無線伝送方法が無線伝送のため、または無線伝送リソースとしてサブキャリアを使用する場合に殊に有利に適用することができる。

以下では本発明を図面に基づき詳細に説明する。ここで、
図１は、ＦＤＤ無線伝送およびこれに並行して行われるＴＤＤ無線伝送またはＦＤＤ無線伝送を基礎とする本発明による方法を示す。
図２は、干渉を低減するために本発明による方法の先験的な知識を基礎とする第１の出力制御方法を示す。
図３は、干渉を低減するために本発明による方法の先験的な知識を基礎とする第２の出力制御方法を示す。
図４は、「Ｃ／Ｉ比」と称される「搬送波／干渉」比が一定であるという仮定のもとでの本発明による方法の考察を示す。

図１Ａは、ＦＤＤ無線伝送およびこれに並行して行われるＴＤＤ無線伝送またはＦＤＤ無線伝送を基礎とする本発明による方法を示す。

ＦＤＤ無線伝送は例えば３ＧＰＰ ＬＴＥ ＯＦＤＭＡ無線通信システムにおいて使用される。ここで「３ＧＰＰ」は「３ｒｄ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ Ｐｒｏｊｅｃｔ」の略記であり、「ＬＴＥ」は「Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ」を意味する。

ＯＦＤＭＡは「Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ」を用いる無線伝送方法を表し、この方法においては無線伝送のために同時に変調された複数のサブキャリアが使用される。

このＦＤＤ無線伝送を以下では第１の無線通信システムＦＫＳ１の無線伝送方法と称する。

第１の無線伝送に並行して、ＷｉＭａｘ無線通信システムのＴＤＤ無線伝送または別のＦＤＤ無線伝送が実施されるべきである。この並行して行われる無線伝送を以下では第２の無線通信システムＦＫＳ２の無線伝送方法と称する。

図示されている水平方向の軸には周波数帯域ＦＢの周波数が単位ＭＨｚでプロットされている。

７０ＭＨｚの幅を有する第１の周波数領域ＦＢ１は２５００ＭＨｚ〜２５７０ＭＨｚであり、７０ＭＨｚの幅を有する第２の周波数領域ＦＢ２は２６２０ＭＨｚ〜２６９０ＭＨｚである。

第１の周波数領域ＦＢ１に割り当てられた無線伝送リソースおよび第２の周波数領域ＦＢ２に割り当てられた無線伝送リソースは第１の無線通信システムＦＫＳ１によって無線伝送に使用される。

第１の周波数領域ＦＢ１はアップリンク方向ＵＬにおけるＦＤＤ無線伝送ＦＤＤに使用され、第２の周波数領域ＦＢ２はダウンリンク方向ＤＬにおけるＦＤＤ無線伝送ＦＤＤに使用される。

第１の周波数領域ＦＢ１と第２の周波数領域ＦＢ２との間の障害を回避するために、これらの周波数領域の間には５０ＭＨｚの帯域幅を有する、したがって２５７０ＭＨｚ〜２６２０ＭＨｚの安全間隔としてのいわゆる「デュプレクスギャップ」ＤＸが設けられている。

第２の無線通信システムＦＫＳ２はデュプレクスギャップＤＸに割り当てられた無線伝送リソースを並行して行われる無線伝送のために少なくとも部分的に使用することができる。

さらに安全間隔を保証するために、第２の無線通信システムＦＫＳ２は第３の周波数領域ＦＢ３、ここでは２５８５ＭＨｚ〜２６１０ＭＨｚの無線伝送リソースのみを使用し、例えばダウンリンク方向ＤＬ ｅｘｔにおけるＴＤＤ無線伝送ＴＤＤまたはＦＤＤ無線伝送ＦＤＤが実施される。

または、第２の無線通信システムＦＫＳ２はここでは詳細に示していない第３の周波数領域ＦＢ３’、ここでは２５８５ＭＨｚ〜２６２０ＭＨｚの無線伝送リソースのみを使用し、例えばダウンリンク方向ＤＬ ｅｘｔにおけるＦＤＤ無線伝送ＦＤＤが実施される。これは殊に、第１の無線通信システムＦＫＳ１のＦＤＤ無線伝送が第１の周波数領域ＦＢ１においてのみ実施される場合である。

２５７０ＭＨｚ〜２５８５ＭＨｚの未使用の周波数の残存する無線伝送リソースは第１のガードバンドＧＢＮ１を形成し、２６１０ＭＨｚ〜２６２０ＭＨｚの未使用の周波数の残存する無線伝送リソースは第２のガードバンドＧＢＮ２を形成する。

ガードバンドＧＢＮ１またはガードバンドＧＢＮ２のそれぞれの大きさは「ワーストケース」を考慮して前述のシステムシナリオから算出される。「ワーストケース」と称される最悪のケースは、無線通信システムが移動局を受信感度限界値で受信することを試み、他方では別の無線通信システムが同時に送信を行うことによって決定される。

第２の無線通信システムＦＫＳ２の第１の無線通信システムＦＫＳ１への障害または干渉を最小にするか、阻止するために、２つの無線通信システムＦＫＳ１およびＦＫＳ２はコネクションまたは情報交換によって、以下では先験的な知識と称される、両方の無線通信システムＦＫＳ１およびＦＫＳ２における無線コネクションの確立および動作についての計画情報を形成する。

この先験的な知識は少なくとも、第１の無線通信システムＦＫＳ１によって使用される無線伝送リソース、または無線伝送のために占有されている周波数領域ＦＢ１およびＦＢ２の無線伝送リソースを含む。

さらに先験的な知識は、コネクションの確立および実施のために第２の無線通信システムＦＫＳ２によって所望される第３の周波数領域ＦＢ３の無線伝送リソースを含む。

さらに付加的に第１の無線通信システムＦＫＳ１には、時分割多重（ＴＤＤ）として構成されている第２の無線通信システムＦＫＳ２の送信／受信周期がどのように設定されているかが知らされる。

この先験的な知識により、第１の無線通信システムＦＫＳ１の無線伝送と第２の無線通信システムＦＫＳ２の無線伝送との間の包括的な干渉が十分に回避または低減されるように無線伝送リソースを選択および構成することができる。

有利には、無線伝送リソースの選択および割り当ての他に、選択された無線伝送リソースの送信出力の制御が付加的に行われ、これは殊に、第１の周波数領域ＦＢ１および／または第２の周波数領域ＦＢ２において無線伝送のためにそれぞれのサブキャリアが使用される場合に行われる。

送信出力を低減することによって、無線伝送リソースの危険な組み合わせでも干渉を低減することができる。

先験的な知識を形成するために、有利には２つの無線通信システムＦＫＳ１およびＦＫＳ２が共通のノードＮを介して相互に接続されているか、２つの無線通信システムＦＫＳ１およびＦＫＳ２が共通の制御ユニットＣＣを有する。これは図１Ｂに示されている。

共通のネットワーク管理ユニットを例えば、それ自体公知の「無線ネットワークコントローラ、ＲＮＣ」と同様に構成することができるか、マルチスタンダード基地局の場合には、共通の制御ユニットＣＣの構成部分とすることができる。

図２は、干渉を低減するために本発明による方法の先験的な知識を基礎とする第１の出力制御方法を示す。

図１を参照すると、第３の周波数領域ＦＢ３内では、無線伝送のために第２の無線通信システムＦＫＳ２に提供される送信リソース（ＴＸ）および受信リソース（ＲＸ）を制限無く対応付ける、または割り当てることができる。

同様のことは第１の無線通信システムＦＫＳ１の第２の周波数領域ＦＢ２における送信リソースにも該当する。何故ならば、これは安全間隔およびそれぞれの送信器の所定の許可されたスプリアスの送信に起因して制限の無い共存する動作が達成されるからである。

付加的な無線伝送リソースを例えば以下では「保護バンド」とも称する２つのガードバンドＧＢＮ１およびＧＢＮ２において取得できるようにするために、第１の無線通信システムＦＫＳ１および第２の無線通信システムＦＫＳ２のリソーススケジューラは保護バンドＧＢＮ１およびＧＢＮ２に関して、それぞれ他方の無線通信システムの状態に関する先験的な知識を有していなければならない。

保護バンドＧＢＮ２の無線伝送リソースを利用するための例示的な構成を以下において詳細に説明する。

第１の（ＦＤＤを基礎とする）無線通信システムのスケジューラは第２の（ＴＤＤを基礎とする）無線通信システムの送信／受信周期の知識を有する。

第２の無線通信システム（ＴＤＤ）が受信を試み、他方ではそれと同時に第１の無線通信システム（ＦＤＤ）が送信を行う場合には、回避すべき障害または干渉が生じる。したがって、第２の無線通信システム（ＴＤＤ）が送信を行う時間（横軸にプロットされている）には第１の無線通信システム（ＦＤＤ）も同様に制限無く送信を行うことができる。このことは図２において送信出力Ｐｍａｘ１（縦軸にプロットされている）によって示されている。

それまでは第２の無線通信システム（ＴＤＤ）の受信サイクルにおいてもＦＤＤ送信器によって制限無く送信が行われていたので、これにより「広範な」保護バンドＧＢＮ２が必要であった。これによって、ＦＤＤ送信器のスプリアスの送信は感度閾値でのＴＤＤ信号の受信に影響を及ぼさない程度に減衰されることが保証されている。

このことはＴＤＤの送信とＦＤＤの送信が同時に行われる場合には問題にならない。したがってこの周期の間に、保護バンドＧＢＮ２内にある送信リソースもＴＤＤ無線伝送に使用することができる。

ＦＤＤ無線伝送の送信出力が送信出力値Ｐｍａｘ３を上回らない場合には、ＴＤＤ無線伝送のための受信リソースを保護バンドＧＢＮ２において使用することができる。したがって、ＴＤＤ受信周期内で弱い信号も受信できることが保証されている。

２つのスケジューラが情報を交換できる場合、または共通のスケジューラユニットとして実施されている場合には、ＦＤＤ無線通信システムの出力制御部は、例えば移動局が基地局の近傍に存在するならばＴＤＤ受信コネクションはどの程度の高品質で受信されるかという知識を有する。

この場合には、許容可能なＦＤＤ送信出力を送信出力Ｐｍａｘ３よりも大きい送信出力値、すなわちここでは送信出力値Ｐｍａｘ１と送信出力値Ｐｍａｘ３との間の値領域にある送信出力値Ｐｍａｘ２に規定することができる。

これによってＦＤＤ無線通信システムのスケジューラユニットに関して無線伝送リソースが割り当てられる確率が高まる。何故ならば、割り当てに関する制限的な周辺条件が拡大されているからである。

ＦＤＤ送信リソース割り当てのこの制限はいずれにせよ周波数端部領域における割り当てにのみ該当する。さらにＰｍａｘ１とＰｍａｘ２との間の送信出力値の使用は考察する周波数またはサブキャリアの間隔に依存する。何故ならば、間隔が大きくなるにつれシステムのフィルタ効果が高まり、したがって障害としての使用される送信出力の有効性は受信時に低下するからである。

保護バンドＧＢＮ１に関連する動作時には、干渉側と「犠牲側」の比率が変化する。この場合には、ＦＤＤ受信信号がＴＤＤ送信器によってＴＤＤ送信周期の期間中に障害を受ける。慣例の実施形態においては、保護バンドＧＢＮ１によっていずれの時点にもＴＤＤ送信信号によるＦＤＤ受信動作の劣化は生じないことが保証される。

本発明によれば、ＴＤＤ送信／受信周期の情報によってＴＤＤ送信信号の割り当てが可能となる。第１のステップにおいては、制限無く第１の周波数領域ＦＢ１におけるＦＤＤ受信リソースを帯域の端部においても割り当てる、または対応付けることができる。さらに、ＴＤＤ無線通信システムは保護バンドＧＢＮ１におけるＴＤＤ受信リソースを割り当てることができる。何故ならば、ＦＤＤ無線通信システムおよびＴＤＤ無線通信システムの受信状態では障害が生じないからである。

ＴＤＤ送信状態においてはＴＤＤ送信スケジューラが保護バンドＧＢＮ１において送信出力を、第１の周波数領域ＦＢ１においてＦＤＤ受信信号の受信に影響が及ぼされない限り制限（Ｐｍａｘ１）すべきである。

以下ではこれを図３において詳細に説明する。

したがってＴＤＤ送信リソースの割り当てに制限が課されている。すなわち、ロバストなサービスを実施する、および／または、基地局の近傍に存在するＴＤＤ移動局に対してのみリソースを割り当てることができるという制限が課されている。

複数のスケジューラが送信／受信周期を超えて情報を交換できる場合、またはこれらのスケジューラが共通して１つのスケジューラとして構成されている場合には、ＴＤＤ送信出力をＦＤＤ受信条件に適合させることができる。以下ではこれを図４に基づき説明する。

図３は、図１と関連した、干渉を低減するために本発明による方法の先験的な知識を基礎とする第２の出力制御法を示す。

周波数領域ＦＢ１およびＦＢ２において使用されるサブキャリアＳＵＢ１またはＳＵＢ２は均一な送信出力Ｐ１２で伝送され、周波数領域ＦＢ３において使用されるサブキャリアＳＵＢ３が不均一な送信出力ＰＶで伝送され、両方の周波数領域ＦＢ１およびＦＢ２における干渉が最小になる。

図４は、「Ｃ／Ｉ比」と称される「搬送波／干渉」比が一定であるという仮定のもとでの本発明による方法の考察を示す。

図示されている領域Ａ〜Ｄは場所Ｅに存在する基地局を中心に配置されている。

基地局の近傍に存在するＦＤＤ移動装置はＴＤＤ無線通信システムから見てより多くの妨害出力を「許容する」ことができる。

この場合には、２つのスケジューラがチャネル品質に関する共通の知識を有するという前提のもとでＴＤＤ送信出力を相応に適合させることができる。

さらに、ＦＤＤ受信において考慮すべきＴＤＤ送信出力の妨害作用は、それぞれの移動局における相応に高い送信出力の先験的な指示によって先験的に既知である。これによってこれらの障害状況においても十分な受信品質が保証される。

ＦＤＤ無線伝送およびこれに並行して行われるＴＤＤ無線伝送またはＦＤＤ無線伝送を基礎とする本発明による方法を示す。 干渉を低減するために本発明による方法の先験的な知識を基礎とする第１の出力制御方法を示す。 干渉を低減するために本発明による方法の先験的な知識を基礎とする第２の出力制御方法を示す。 「Ｃ／Ｉ比」と称される「搬送波／干渉」比が一定であるという仮定のもとでの本発明による方法の考察を示す。

Claims (12)

1. ２つの無線通信システム（ＦＫＳ１，ＦＫＳ２）間の干渉を低減する方法において、
   第１の無線通信システム（ＦＫＳ１）および第２の無線通信ステム（ＦＫＳ２）は無線伝送を実施するために共通の周波数帯域（ＦＢ）の無線伝送リソースにアクセスし、
   前記第１の無線通信システム（ＦＫＳ１）は、デュプレクスギャップ（ＤＸ）によって隔てられている第１の周波数領域（ＦＢ１）および第２の周波数領域（ＦＢ２）に割り当てられた無線伝送リソースを使用し、
   前記第２の無線通信システム（ＦＫＳ２）は、前記デュプレクスギャップ（ＤＸ）の一部を形成する第３の周波数領域（ＦＢ３）に割り当てられた無線伝送リソースを使用し、
   前記第１の無線通信システム（ＦＫＳ１）のために設けられている前記第１の周波数領域（ＦＢ１）および前記第２の周波数領域（ＦＢ２）の無線伝送リソース並びにコネクションの確立および実施のために所望される前記第３の周波数領域（ＦＢ３）の無線伝送リソースを少なくとも含むネットワーク側のコネクションに関する先験的な知識を形成するために、前記第１の無線通信システム（ＦＫＳ１）および前記第２の無線通信システム（ＦＫＳ２）は情報を交換し、
   前記第１の無線通信システム（ＦＫＳ１）と前記第２の無線通信システム（ＦＫＳ２）との間の干渉を低減するために、少なくとも前記第２の無線通信システム（ＦＫＳ２）において前記先験的な知識に依存して無線伝送リソースを選択することを特徴とする、２つの無線通信システム（ＦＫＳ１，ＦＫＳ２）間の干渉を低減する方法。
2. 干渉を低減するために付加的に前記第１の無線通信システム（ＦＫＳ１）において前記先験的な知識に依存して無線伝送リソースを選択する、請求項１記載の方法。
3. 割り当てられた無線伝送リソースの送信出力を前記先験的な知識に依存して制御する、請求項１または２記載の方法。
4. 前記先験的な知識を形成するために、前記第１の無線通信システム（ＦＫＳ１）および前記第２の無線通信システム（ＦＫＳ２）は共通のノードまたは共通のネットワーク管理ユニットを介して情報を交換する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 第１の無線通信システム（ＦＫＳ１）として、および／または、第２の無線通信システム（ＦＫＳ２）としてＯＦＤＭＡ無線通信システムを使用する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
6. 共通のネットワーク管理ユニットとして「無線ネットワークコントローラ、ＲＮＣ」を使用する、請求項４または５記載の方法。
7. 共通のネットワーク管理ユニットとしてマルチスタンダード基地局内の中央制御ユニットを使用する、請求項４または５記載の方法。
8. 第１の無線通信システム（ＦＫＳ１）として、ＦＤＤ無線伝送を用いる無線通信システムを使用し、および／または、
   第２の無線通信システム（ＦＫＳ２）として、ＴＤＤ無線伝送を用いる無線通信システムを使用する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 第１の無線通信システム（ＦＫＳ１）として、３ＧＰＰ ＬＴＥ無線通信システムを使用し、および／または、
   第２の無線通信システム（ＦＫＳ２）として、ＷｉＭａｘ無線通信システムを使用する、請求項８記載の方法。
10. 前記第１の周波数領域（ＦＢ１）をアップリンク方向におけるＦＤＤ無線伝送に使用し、前記第２の周波数領域（ＦＢ２）をダウンリンク方向におけるＦＤＤ無線伝送に使用する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 前記第３の周波数領域（ＦＢ３）をダウンリンク方向におけるＦＤＤ無線伝送またはＴＤＤ無線伝送に使用する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
12. 前記第１の周波数領域（ＦＢ１）と前記第３の周波数領域（ＦＢ３）との間に残存する無線伝送リソース、および／または、前記第２の周波数領域（ＦＢ２）と前記第３の周波数領域（ＦＢ３）との間に残存する無線伝送リソースをガードバンド（ＧＢＮ１，ＧＢＮ２）として使用する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。

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