JP2010166334A - 無線基地局、無線リソース割り当て方法、無線通信システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】伝播路の時間軸方向の変動が少ない低速移動局を優先的にゾーン境界近傍に割り当て、伝播路の時間軸方向の変動が大きい高速移動局をゾーン境界近傍以外の領域に割り当てるようにして、複数の移動局に対するスケジューリングを行う。
【選択図】図2
Description
また、図14において、例えば、データシンボルD61におけるチャネル推定値は、パイロットシンボルP61及びP62のチャネル推定値を用いて線形補間して算出されるが、時間軸方向に隣接したパイロットシンボルP51,P52,P71,P72を利用して算出精度が高められる。
以下、本発明の無線通信システムの第1の実施形態について説明する。
図1は、第1の実施形態の無線通信システムのシステム構成を示す図である。この無線通信システムにおいて、無線基地局(以下、単に「基地局」)BSは、サービスエリア(セルC1)内の複数の移動局MSと無線通信を行う。この無線通信には、マルチキャリア通信方式、例えばOFDMA通信方式などが適用される。また、この無線通信では、フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の2次元に無線リソースの割り当て(スケジューリング)が行われる。
OFDMA通信方式では、伝搬環境や通信の使用目的に対応して、フレームを時間軸方向に複数のゾーンで分割し、各ゾーンに対して異なるサブキャリア配置(分散サブキャリア配置、隣接サブキャリア配置)が適用される。サブキャリア配置に対応してチャネル推定精度と帯域利用効率が高くなるように、各サブキャリア配置に対してそれぞれ異なるパイロット配置(パイロットサブキャリア配置方法)が用いられる。
この無線通信システムにおいて、あるゾーンに対する無線リソースのスケジューリング方法について、図2及び図3を参照して説明する。図2は、スケジューリング対象ゾーンが、パイロット配置が異なるゾーンと隣接する場合のスケジューリング方法(パイロット送信方法)について示す図である。図3は、スケジューリング対象ゾーンが、パイロットの指向性が異なるゾーンと隣接する場合のスケジューリング方法(パイロット送信方法)について示す図である。なお、図2及び図3は、一例として、プリアンブル信号を除いた下りリンク(Downlink)のサブフレームを示している。
図2において例えばゾーンZ2がスケジューリング対象ゾーンである場合、この無線通信システムでは、ゾーンZ2内の隣接ゾーン(Z1,Z3)との境界近傍の領域(ZB12,ZB23)に対して、複数の移動局のうち、低速で移動する移動局(以下、「低速移動局」)が優先的にスケジューリングされる。そして、ゾーンZ2内の隣接ゾーン(Z1,Z3)との境界近傍以外の領域に対して、複数の移動局のうち、高速で移動する移動局(以下、「高速移動局」)がスケジューリングされる。
一方、図3に示すように、スケジューリング対象ゾーンが、パイロットの指向性が異なるゾーンと隣接する場合も、図2と同様のスケジューリングが行われる。すなわち、ゾーンZ2がスケジューリング対象ゾーンである場合、この無線通信システムでは、ゾーンZ2内の隣接ゾーン(Z1,Z3)との境界近傍の領域(ZB12,ZB23)に対して、複数の移動局のうち、低速移動局が優先的にスケジューリングされる。そして、ゾーンZ2内の隣接ゾーン(Z1,Z3)との境界近傍以外の領域に対して、複数の移動局のうち、高速移動局がスケジューリングされる。
以下では、上記スケジューリング方法を実現するための具体的な基地局及び移動局の構成について説明する。
図4に示すように、基地局(BS)は、制御情報生成部11、ユーザデータ生成部12、チャネルコーディング部13、変調部14、IFFT部15、送信機16、アンテナ17、デュプレクサ18、受信機19、FFT部20、復調部21、チャネルデコード部22、受信品質測定部23、移動速度推定部24、制御情報抽出部25、ユーザデータ抽出部26、スケジューリング部27、通信制御部28(ゾーン構成部)を備える。デュプレクサ18(DPX)は、送受信系でアンテナ17を共用するために設けられる。
さらに変調部14は、通信制御部28による指令の下、通信制御部28が保持するスケジューリング結果となるように、変調処理の結果として得られたデータシンボル及びパイロットシンボルを各サブキャリアの各OFDMシンボルに割り当てる。
送信機16は、D/A(Digital to Analog)変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、パワーアンプ、フィルタ等を備え、IFFT部15からの送信データを、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、アンテナ17から空間へ放射する。
チャネルデコード部22は、符号化シンボル列に対して、移動局で施された誤り訂正符号化処理に対応した復号化処理、デインタリーブ処理等を行い、受信データ列を抽出する。
なお、移動局において自局の移動速度を検出して基地局に逐次通知する場合には、基地局に移動速度推定部24も設けなくてもよい。
図5に示すように、移動局(MS)は、制御情報生成部31、ユーザデータ生成部32、チャネルコーディング部33、変調部34、IFFT部35、送信機36、アンテナ37、デュプレクサ38、受信機39、FFT部40、復調部41、チャネルデコード部42、受信品質測定部43、移動速度検出部44、制御情報抽出部45、ユーザデータ抽出部46、タイミング同期部47、通信制御部48を備える。デュプレクサ38(DPX)は、送受信系でアンテナ37を共用するために設けられる。
さらに変調部34は、通信制御部48による指令の下、変調処理の結果として得られたデータシンボル及びパイロットシンボルを各サブキャリアの各OFDMシンボルに割り当てる。
送信機36は、D/A変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、パワーアンプ、フィルタ等を備え、IFFT部35からの送信データを、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、アンテナ37から空間へ放射する。
チャネルデコード部42は、符号化シンボル列に対して、基地局で施された誤り訂正符号化処理に対応した復号化処理、デインタリーブ処理等を行い、受信データ列を抽出する。
なお、基地局において移動局からの基準信号に基づいて移動局の移動速度を推定する場合には、移動局に移動速度検出部44も設けなくてもよい。
次に、基地局のスケジューリング部27の動作について、図6を参照して説明する。図6は、基地局のスケジューリング部27の動作を示すフローチャートである。
発明者は、本実施形態の無線通信システムによる性能向上を検証するために、高速移動局を想定したシミュレーションを行った。図7に、シミュレーションにおけるゾーン構成を示す。また、シミュレーション条件は、モバイルWiMAX規格の分散サブキャリア配置(PUSC−STC、MatrixB)、変調・符号化方式は64QAM(CTC符号化レート1/2)、伝搬路環境はVehicular−A(60km/h)、受信CNR=30dBとした。シミュレーション結果は、ゾーン内の各バーストの誤り訂正後のBER(Bit Error Rate)として、下の表1に示す。ここでバースト1(Burst1)の領域がゾーン境界の領域である。
以下、本発明の無線通信システムの第2の実施形態について説明する。
この実施形態の無線通信システムは、第1の実施形態のものよりも周波数軸方向のチャネル推定精度を向上させることを意図したものである。なお、システム構成、基地局及び移動局の内部構成において、第1の実施形態のものと同一のものは、以下では重複説明を行わない。
この無線通信システムにおいて、あるゾーンに対する無線リソースのスケジューリング方法について、図8を参照して説明する。図8は、スケジューリング対象ゾーンに対して隣接サブキャリア配置が適用される場合のスケジューリング方法について示す図である。なお、図8は、図2に示した下りリンク(Downlink)のサブフレームのゾーンZ2のみを示している。
そこで、本実施形態の無線通信システムでは、周波数方向の伝播路の変動が小さい移動局に対する帯域を優先的に、ゾーン内の周波数軸方向の端領域に割り当てる。周波数方向の伝播路の変動が小さい移動局の場合には、チャネル推定のために使用されるパイロットが限定されたとしても、十分にチャネル推定の精度が確保されることになる。
次に、基地局及び移動局の構成について説明する。移動局の構成は、図5に示したものと同一である。基地局(BS)の構成は図9に示すが、図4に示したものと大部分が同一であるので、図4との相違点についてのみ以下で説明する。
次に、本実施形態の基地局のスケジューリング部27の動作について、図10を参照して説明する。図10は、本実施形態の基地局のスケジューリング部27の動作を示すフローチャートである。
(付記1)
フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の2次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局であって、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するゾーン構成部と、
第1ゾーンにおいて複数の移動局に対する送信データを割り当てるとき、前記第1ゾーンに隣接する第2ゾーンに対して第1ゾーンとは異なるパイロット送信方法が適用されている場合には、前記複数の移動局のうち低速で移動する第1移動局を、高速で移動する第2移動局よりも優先的に、前記第2ゾーンとの境界近傍に割り当てるスケジューリング部と、
を備えた無線基地局。(1)
移動局から送信される基準信号の伝播路応答変動を検出することによって、当該移動局の移動速度を推定する、
付記1に記載された無線基地局。(2)
移動局から当該移動局の移動速度に関する信号を受信する、
付記1に記載された無線基地局。(3)
移動局との通信に使用する変調符号化方式の伝送効率が高いほど、当該移動局の移動速度の判定についての閾値を低下させる、
付記1〜3のいずれかに記載された無線基地局。(4)
フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の2次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局であって、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するゾーン構成部と、
複数の移動局の各々について、周波数軸方向の伝播路の変動値を推定する推定部と、
第1ゾーンにおいて複数の移動局に対する帯域を割り当てるとき、前記複数の移動局のうち前記伝播路の変動が小さい第1移動局を、伝播路の変動が大きい第2移動局よりも優先的に、前記フレームの周波数軸方向の端領域に割り当てるスケジューリング部と、
を備えた無線基地局。(5)
移動局から送信される基準信号の周波数軸方向の伝播路応答変動を検出することによって、当該移動局の前記変動値を推定する、
付記5に記載された無線基地局。
移動局から送信される信号のディレイスプレッドを検出することによって、当該移動局の前記変動値を推定する、
付記5に記載された無線基地局。
移動局との通信に使用する変調符号化方式の伝送効率が高いほど、前記変動値の判定についての閾値を低下させる、
付記5〜7のいずれかに記載された無線基地局。(6)
フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の2次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局、における無線リソース割り当て方法であって、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するステップと、
移動局から送信される基準信号の電力変動を検出する、又は移動局から当該移動局の移動速度に関する信号を受信することによって、移動局の移動速度を取得するステップと、
第1ゾーンにおいて複数の移動局に対する送信データを割り当てるとき、前記第1ゾーンに隣接する第2ゾーンに対して第1ゾーンとは異なるパイロット送信方法が適用されている場合には、前記複数の移動局のうち低速で移動する第1移動局を、高速で移動する第2移動局よりも優先的に、前記第2ゾーンとの境界近傍に割り当てるステップと、
を備えた、無線リソース割り当て方法。(7)
移動局と、フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の2次元に無線リソースを割り当てて前記移動局と無線通信を行う無線基地局と、を含む無線通信システムであって、
無線基地局は、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するゾーン構成部と、
第1ゾーンにおいて複数の移動局に対する送信データを割り当てるとき、前記第1ゾーンに隣接する第2ゾーンに対して第1ゾーンとは異なるパイロット送信方法が適用されている場合には、前記複数の移動局のうち低速で移動する第1移動局を、高速で移動する第2移動局よりも優先的に、前記第2ゾーンとの境界近傍に割り当てるスケジューリング部と、を備えた、
無線通信システム。(8)
フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の2次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局、における無線リソース割り当て方法であって、
複数の移動局の各々について、周波数軸方向の伝播路の変動を推定するステップと、
複数の移動局に対する帯域を割り当てるとき、前記複数の移動局のうち前記伝播路の変動が小さい第1移動局を、伝播路の変動が大きい第2移動局よりも優先的に、前記フレームの周波数軸方向の端領域に割り当てるステップと、
を備えた、無線リソース割り当て方法。
移動局と、フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の2次元に無線リソースを割り当てて前記移動局と無線通信を行う無線基地局と、を含む無線通信システムであって、
無線基地局は、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するゾーン構成部と、
複数の移動局の各々について、周波数軸方向の伝播路の変動を推定する推定部と、
第1ゾーンにおいて複数の移動局に対する帯域を割り当てるとき、前記複数の移動局のうち前記伝播路の変動が小さい第1移動局を、伝播路の変動が大きい第2移動局よりも優先的に、前記フレームの周波数軸方向の端領域に割り当てるスケジューリング部と、を備えた、
無線通信システム。
27…スケジューリング部
28…通信制御部(ゾーン構成部)
MS…移動局
Claims (8)
- フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の2次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局であって、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するゾーン構成部と、
第1ゾーンにおいて複数の移動局に対する送信データを割り当てるとき、前記第1ゾーンに隣接する第2ゾーンに対して第1ゾーンとは異なるパイロット送信方法が適用されている場合には、前記複数の移動局のうち低速で移動する第1移動局を、高速で移動する第2移動局よりも優先的に、前記第2ゾーンとの境界近傍に割り当てるスケジューリング部と、
を備えた無線基地局。 - 移動局から送信される基準信号の伝播路応答変動を検出することによって、当該移動局の移動速度を推定する、
請求項1に記載された無線基地局。 - 移動局から当該移動局の移動速度に関する信号を受信する、
請求項1に記載された無線基地局。 - 移動局との通信に使用する変調符号化方式の伝送効率が高いほど、当該移動局の移動速度の判定についての閾値を低下させる、
請求項1〜3のいずれかに記載された無線基地局。 - フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の2次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局であって、
複数の移動局の各々について、周波数軸方向の伝播路の変動値を推定する推定部と、
複数の移動局に対する帯域を割り当てるとき、前記複数の移動局のうち前記伝播路の変動が小さい第1移動局を、伝播路の変動が大きい第2移動局よりも優先的に、前記フレームの周波数軸方向の端領域に割り当てるスケジューリング部と、
を備えた無線基地局。 - 移動局との通信に使用する変調符号化方式の伝送効率が高いほど、前記変動値の判定についての閾値を低下させる、
請求項5に記載された無線基地局。 - フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の2次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局、における無線リソース割り当て方法であって、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するステップと、
移動局から送信される基準信号の伝播路応答変動を検出する、又は移動局から当該移動局の移動速度に関する信号を受信することによって、移動局の移動速度を取得するステップと、
第1ゾーンにおいて複数の移動局に対する送信データを割り当てるとき、前記第1ゾーンに隣接する第2ゾーンに対して第1ゾーンとは異なるパイロット送信方法が適用されている場合には、前記複数の移動局のうち低速で移動する第1移動局を、高速で移動する第2移動局よりも優先的に、前記第2ゾーンとの境界近傍に割り当てるステップと、
を備えた、無線リソース割り当て方法。 - 移動局と、フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の2次元に無線リソースを割り当てて前記移動局と無線通信を行う無線基地局と、を含む無線通信システムであって、
無線基地局は、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するゾーン構成部と、
第1ゾーンにおいて複数の移動局に対する送信データを割り当てるとき、前記第1ゾーンに隣接する第2ゾーンに対して第1ゾーンとは異なるパイロット送信方法が適用されている場合には、前記複数の移動局のうち低速で移動する第1移動局を、高速で移動する第2移動局よりも優先的に、前記第2ゾーンとの境界近傍に割り当てるスケジューリング部と、を備えた、
無線通信システム。
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