JP2010200003A - 基地局装置およびチャネル通知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】移動局装置へのチャネル通知に要する無線リソースを低減することができる基地局装置およびチャネル通知方法を提供する。
【解決手段】基地局１２は、所定数の無線チャネルのうち連続する１以上の無線チャネルを移動局との通信に割り当てるチャネル割当部３０と、チャネル割当部３０により割り当てられる連続する１以上の無線チャネルの先頭を識別する先頭識別情報と、その連続する１以上の無線チャネルの連続数と、の組み合わせを少なくとも１組含む圧縮ＭＡＰ（チャネル割当情報）を生成する圧縮ＭＡＰ生成部３２と、圧縮ＭＡＰ生成部３２により生成される圧縮ＭＡＰを含むＰＨＹヘッダを移動局に送信するチャネル通知部３４と、を含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、基地局装置およびチャネル通知方法に関し、特に、移動局に対して無線チャネルの割り当てを通知する技術に関する。

移動通信システムの中には、基地局と移動局との間の通信に割り当てられる無線チャネルの位置（周波数帯域、タイムスロットなど）や数を電波状況などに応じて適宜変更することにより、通信品質の向上を図るものがある。

たとえば非特許文献１，２に規定されるＸＧＰ（eXtended Global Platform）では、基地局が１フレームごとに、所定数（たとえば７２）のＰＲＵ（Physical Resource Unit）と呼ばれる無線チャネルの中から、移動局との通信に割り当てる少なくとも１つの無線チャネルを決定する。各ＰＲＵは１から始まる連続するＰＲＵ番号（１，２，３，・・・）のいずれかで識別されるよう規定されており（図８参照）、移動局との通信に割り当てられたＰＲＵは、所定数のＰＲＵそれぞれの割り当て有無を示すＭＡＰと呼ばれるチャネル割当情報（たとえば、割り当てられるＰＲＵが「１」、割り当てられないＰＲＵが「０」で示される７２ビットのビットマップ）によって、基地局から移動局に通知される（図９参照）。

"ARIB STD-T95「OFDMA/TDMA TDD Broadband Wireless Access System ARIB STANDARD」1.0版"、平成１９年１２月１２日、社団法人電波産業会 "A-GN4.00-01-TS Ver.01 rev.03"、２００７年１０月２６日、PHS MoU Group

ダウンリンクの無線リソースを有効利用するためには、基地局から移動局に送信されるチャネル割当情報のサイズをできるだけ小さくすることが望ましい。

本発明は、移動局装置へのチャネル通知に要する無線リソースを低減することができる基地局装置およびチャネル通知方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る基地局装置は、所定数の無線チャネルのうち連続する１以上の無線チャネルを移動局装置との通信に割り当てるチャネル割当手段と、前記チャネル割当手段により割り当てられる前記連続する１以上の無線チャネルの先頭を識別する先頭識別情報と、該連続する１以上の無線チャネルの連続数と、の組み合わせを少なくとも１組含むチャネル割当情報を、前記移動局装置に送信するチャネル通知手段と、を含むことを特徴とする。

本発明によれば、移動局装置に送信されるチャネル割当情報のサイズが、たとえば所定数の無線チャネルそれぞれの割り当て有無を示すビットマップのサイズ（当該所定数ビット）よりも小さくなる。このため、移動局装置へのチャネル通知に要する無線リソースを低減することができる。なお、先頭識別情報としては、無線チャネルを識別するチャネル識別番号や無線チャネルのキャリア周波数などを用いることができる。

また、本発明の一態様では、前記所定数の無線チャネルのそれぞれは、周波数方向に区分された複数のサブチャネルのいずれかと、時間方向に区分された複数のタイムスロットのいずれかと、に属し、前記チャネル割当手段は、前記所定数の無線チャネルのうち周波数方向および時間方向のいずれかに連続する１以上の無線チャネルを前記移動局装置との通信に割り当てる。

この態様によれば、各無線チャネルが複数のサブチャネルのいずれかと複数のタイムスロットのいずれかとに属する移動通信システムにおいて、移動局装置へのチャネル通知に要する無線リソースを低減することができる。

なお、前記先頭識別情報は、前記所定数の無線チャネルの先頭からのオフセットを示す情報であってもよい。

また、前記所定数の無線チャネルのそれぞれがチャネル識別番号で識別される場合には、前記先頭識別情報は、前記チャネル割当手段により割り当てられる前記連続する１以上の無線チャネルの先頭を識別するチャネル識別番号であってもよい。

また、本発明に係るチャネル通知方法は、所定数の無線チャネルのうち連続する１以上の無線チャネルを基地局装置と移動局装置との間の通信に割り当てるステップと、前記基地局装置と前記移動局装置との間の通信に割り当てられる前記連続する１以上の無線チャネルの先頭を識別する先頭識別情報と、該連続する１以上の無線チャネルの連続数と、の組み合わせを少なくとも１組含むチャネル割当情報を、前記移動局装置に送信するステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る基地局の機能ブロック図である。 チャネル割り当ての一例を示す図である。 ＰＲＵ１からＰＲＵ７２まで周波数方向にたどる順序を示す図である。 圧縮ＭＡＰの一例を示す図である。 圧縮ＭＡＰの他の例を示す図である。 圧縮ＭＡＰを含むＰＨＹヘッダを示す図である。 本発明の実施形態に係るチャネル通知処理の一例を示すフロー図である。 非特許文献１，２に規定されるＰＲＵ構成の一例を示す図である。 非特許文献１，２に規定されるＰＨＹヘッダの一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る移動通信システム１０の構成を示す図である。同図に示すように、移動通信システム１０は、複数の基地局１２（ここでは１つのみを示す）と、複数の移動局１４（ここでは移動局１４−１〜１４−３のみを示す）と、を含んで構成されている。

基地局１２は、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式およびＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Division Multiple Access/Time Division Duplex：時分割多元接続／時分割双方向通信）方式により、複数の移動局１４と多重通信を行う。

移動通信システム１０では、図８に示すように、時間方向に規定された１ＴＤＭＡフレーム（５ｍｓ）の半分がアップリンクおよびダウンリンクのそれぞれに割り当てられており、そのＴＤＭＡフレームの半分がさらに４つのタイムスロットに均等に区分されている。また、周波数方向には、ＯＦＤＭＡによる１８のサブチャネルが規定されている。そして、ＰＲＵと呼ばれる無線チャネルの最小単位は、タイムスロット（Ｓｌｏｔ１〜Ｓｌｏｔ４）のいずれかとサブチャネル（Ｓｃｈ１〜Ｓｃｈ１８）のいずれかとに属し、各ＰＲＵは、１から始まる連続するＰＲＵ番号（１，２，３，・・・）のいずれかで識別されるよう定められている。

基地局１２は、移動局１４との通信開始から１フレームごとに、これら７２のＰＲＵ（ＰＲＵ１〜ＰＲＵ７２）の中から移動局１４との通信に割り当てる少なくとも１つのＰＲＵを決定し、決定したＰＲＵをその移動局１４に通知する。

従来のＸＧＰでは、ここで、７２のＰＲＵそれぞれの割り当て有無を示すＭＡＰと呼ばれる７２ビットのビットマップを含むＰＨＹヘッダ（図９参照）が、ＡＮＣＨ（Anchor Channel）と呼ばれる制御チャネルを介して移動局１４に送信されるようになっている。

これに対し、移動通信システム１０では、基地局１２がまず、周波数方向に連続する１以上のＰＲＵを移動局１４との通信に割り当てる。次に、基地局１２は、その連続する１以上のＰＲＵの先頭を識別する先頭識別情報と、その連続する１以上のＰＲＵの連続数と、の組み合わせを少なくとも１組含む７２ビット未満の圧縮ＭＡＰ（後述）を生成する。そして、基地局１２は、生成された圧縮ＭＡＰを含むＰＨＹヘッダ（図６参照）をＡＮＣＨを介して移動局１４に送信する。このようして、本実施形態に係る基地局１２は、移動局１４へのチャネル通知に要する無線リソースを低減している。

以下では、上記処理を実現するために基地局１２が備える構成について説明する。

図２は、基地局１２の機能ブロック図である。同図に示すように、基地局１２は、アンテナ２０、無線通信部２２、ベースバンド部２４、信号処理部２６、および制御部２８（チャネル割当部３０、圧縮ＭＡＰ生成部３２、チャネル通知部３４）を含んで構成される。

アンテナ２０は、無線信号を受信し、受信された無線信号を無線通信部２２に出力する。また、アンテナ２０は、無線通信部２２から供給される無線信号を移動局１４に対して送信する。

無線通信部２２は、低雑音増幅器、電力増幅器、周波数変換器、帯域通過フィルタ、Ａ／Ｄ変換器、およびＤ／Ａ変換器を含んで構成される。無線通信部２２は、アンテナ２０から入力される無線信号を低雑音増幅器で増幅し、中間周波数信号にダウンコンバートしてから、ディジタルに変換された信号をベースバンド部２４に出力する。また、無線通信部２２は、ベースバンド部２４から入力されるディジタル信号をアナログ信号に変換した後、無線信号にアップコンバートし、電力増幅器で送信出力レベルまで増幅してから、アンテナ２０に供給する。

ベースバンド部２４は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform：高速フーリエ変換）部、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部、直並列変換器、および並直列変換器を含んで構成される。ベースバンド部２４は、無線通信部２２から入力されるディジタル信号に、ＧＩ（Guard Interval）の除去、直並列変換、離散フーリエ変換などを施し、得られた複素シンボル列の各サブキャリア成分をサブチャネルごとに連結した後、さらに移動局１４ごとに連結した複素シンボル列を信号処理部２６に出力する。また、ベースバンド部２４は、信号処理部２６から入力される移動局１４ごとに区分された複素シンボル列に、直並列変換、逆離散フーリエ変換、並直列変換、ＧＩの付加などを施し、得られたディジタル信号を無線通信部２２に出力する。

信号処理部２６は、ベースバンド部２４から入力される移動局１４ごとに連結された複素シンボル列からシンボルの変調方式に応じた受信データを復号し、復号された受信データを制御部２８に出力する。また、信号処理部２６は、制御部２８から入力される各移動局１４への送信データ（たとえばＰＨＹヘッダ）に対して、制御部２８から指定される変調方式に応じたシンボルマッピング（振幅と位相の割り当て）を行い、移動局１４ごとに区分された複素シンボル列をベースバンド部２４に出力する。

制御部２８は、たとえばＣＰＵおよびＣＰＵの動作を制御するプログラムで構成され、基地局１２の各部を制御する。特に、制御部２８は、チャネル割当部３０、圧縮ＭＡＰ生成部３２、およびチャネル通知部３４を機能的に含み、移動局１４との通信に割り当てられるＰＲＵの決定、決定されたＰＲＵの通知などを行う。

チャネル割当部３０は、移動局１４との通信開始から１フレームごとに、７２のＰＲＵのうち連続する１以上のＰＲＵを移動局１４との通信に割り当てる。チャネル割当部３０は、周波数方向に連続する１以上のＰＲＵおよび時間方向に連続する１以上のＰＲＵのいずれを移動局１４との通信に割り当ててもよいが、本実施形態では、図３（太線枠内参照）に例示するように、周波数方向に連続する１以上のＰＲＵを移動局１４との通信に割り当てるものとする。これは、同一の移動局１４に同一のタイミングに属するＰＲＵを割り当てることにより、各ＰＲＵの変調方式を極力同じにするためである。なお、移動局１４との通信に割り当てられるＰＲＵは、他の移動局１４との通信のいずれにも割り当てられていないＰＲＵ（空きＰＲＵ）のうち、所定の通信品質を満たす（たとえばキャリアセンスにより測定される干渉波レベルが所定の閾値未満である）ものであることが望ましい。

圧縮ＭＡＰ生成部３２は、チャネル割当部３０により移動局１４との通信に割り当てられる連続する１以上のＰＲＵの先頭を識別する先頭識別情報と、その連続する１以上のＰＲＵの連続数と、の組み合わせを少なくとも１組含む圧縮ＭＡＰ（チャネル割当情報）を生成する。なお、先頭識別情報は、たとえば、７２のＰＲＵの先頭（ＰＲＵ１）からのオフセットを示す情報であってもよいし、連続する１以上のＰＲＵの先頭を識別するチャネル識別番号であってもよい。

ここで、圧縮ＭＡＰ生成部３２の処理内容を、移動局１４との通信に周波数方向に連続する５つのＰＲＵ（ＰＲＵ１０，ＰＲＵ１４，ＰＲＵ１８，ＰＲＵ２２，ＰＲＵ２６）と周波数方向に連続する２つのＰＲＵ（ＰＲＵ１１，ＰＲＵ１５）とが割り当てられる場合（図３参照）を例にとって具体的な説明する。

この場合、圧縮ＭＡＰ生成部３２はまず、移動局１４との通信に対する７２のＰＲＵそれぞれの割り当て有無を示す７２ビットのビットマップを生成する。すなわち、圧縮ＭＡＰ生成部３２は、移動局１４との通信に割り当てられるＰＲＵを「１」、割り当てられないＰＲＵを「０」として、７２のＰＲＵの先頭（ＰＲＵ１）から最後（ＰＲＵ７２）まで周波数方向に図４に示す順序で「０」または「１」を並べたビットマップ「００００００００００００００００００ ００１１１１１０００００００００００ ００１１００００００００００００００ ００００００００００００００００００」を生成する。

次に、圧縮ＭＡＰ生成部３２は、図５Ａに示すように、この７２ビットのビットマップの先頭から「０」が連続する数、「１」が連続する数、を順次取得し、それらの連続数が連結されたビット列を圧縮ＭＡＰとして生成する。このビットマップでは、先頭から「０」が２０連続し、次に「１」が５つ連続し、次に「０」が１３連続し、次に「１」が２つ連続し、最後に「０」が３２連続するため、圧縮ＭＡＰは、「２０」（「０」の連続数）、「５」（「１」の連続数）」、「１３」（「０」の連続数）、「２」（「１」の連続数）が連結されたビット列「００１０１００ ００００１０１ ０００１１０１ ０００００１０」となる（最後の連続数「３２」は省略可能）。これにより、圧縮ＭＡＰのサイズは２８ビットとなり、チャネル通知のために移動局１４に送信すべきデータのサイズは圧縮ＭＡＰのサイズを示す７ビットのサイズ情報を加えても３５ビットに収まる。なお、ここに示した圧縮ＭＡＰでは、「１」の連続数それぞれの前に列挙された１以上の連続数の総和、すなわち７２のＰＲＵの先頭（ＰＲＵ１）からのオフセット、が先頭識別情報となっている。

一方、図５Ｂに示すように、先頭識別情報として移動局１４との通信に割り当てられる連続する１以上のＰＲＵの先頭を識別するチャネル識別番号（先頭ＰＲＵ番号）を用いると、圧縮ＭＡＰは次のようになる。すなわち、上記のようにして生成された７２ビットのビットマップでは、「１」がＰＲＵ１０から周波数方向に５つ連続し、さらにＰＲＵ１１から周波数方向に２つ連続するため、圧縮ＭＡＰは、「１０」（ＰＲＵ１０のチャネル識別番号）、「５」（「１」の連続数）、「１１」（ＰＲＵ１１のチャネル識別番号）、「２」（「１」の連続数）が連結されたビット列「０００１０１０ ００００１０１ ０００１０１１ ０００００１０」となる。こうしても、圧縮ＭＡＰのサイズは２８ビットとなり、チャネル通知のために移動局１４に送信すべきデータのサイズは圧縮ＭＡＰのサイズを示す７ビットのサイズ情報を加えても３５ビットに収まる。

なお、圧縮ＭＡＰのサイズは、移動局１４との通信に連続する１以上のＰＲＵを何組割り当てるかに応じて変化する。すなわち、移動局１４との通信に連続する１以上のＰＲＵをｎ組割り当てると、圧縮ＭＡＰのサイズは１４×ｎビットとなる。本実施形態では、このｎの値が小さくなるよう、すなわち圧縮ＭＡＰの圧縮率が高まるよう、チャネル割当部３０が周波数方向に連続する１以上のＰＲＵを移動局１４との通信に割り当てるようにしている。この連続する１以上のＰＲＵが移動通信システム１０において最大４組に抑えられるものとすると、圧縮ＭＡＰのサイズは１４〜５６ビットとなる。

チャネル通知部３４は、チャネル割当部３０により移動局１４との通信に割り当てられるＰＲＵを移動局１４に通知する。すなわち、チャネル通知部３４は、圧縮ＭＡＰ生成部３２により生成される圧縮ＭＡＰ（１４〜５６ビット）と圧縮ＭＡＰのサイズを示す７ビットのサイズ情報ＭＬ（Map length）を含むＰＨＹヘッダ（図６参照）を生成し、生成されたＰＨＹヘッダを送信データとして信号処理部２６に出力する。これにより、ＰＨＹヘッダがＡＮＣＨを介して移動局１４に送信され、移動局１４にＰＲＵの割り当てが通知される。なお、圧縮ＭＡＰ（１４〜５６ビット）のサイズは、そのサイズを示すサイズ情報ＭＬ（７ビット）と合わせても、２１〜６３ビットとなる。このため、チャネル通知のために移動局１４に送信すべきデータのサイズ（２１〜６３ビット）は、７２のＰＲＵそれぞれの割り当て有無を示すビットマップのサイズ（７２ビット）よりも小さくなる。

次に、基地局１２の動作について説明する。

図７は、基地局１２が移動局１４との通信開始から１フレームごとに行うチャネル通知処理の一例を示すフロー図である。同図に示すように、基地局１２はまず、基地局１２周辺の電波状況および他の移動局１４との通信の状況などに基づいて、周波数方向に連続する１以上のＰＲＵを移動局１４との通信に割り当てる（Ｓ１００）。

次に、Ｓ１００でのＰＲＵ割り当ての結果に基づいて、基地局１２は、移動局１４との通信に割り当てられるＰＲＵを「１」、割り当てられないＰＲＵを「０」として、ＰＲＵ１からＰＲＵ７２まで周波数方向に図４に示す順序で「０」または「１」を並べた７２ビットのビットマップを生成する（Ｓ１０２）。そして、基地局１２は、生成されたビットマップの先頭から「０」が連続する数、「１」が連続する数、を順次取得し（Ｓ１０４）、それらの連続数が連結されたビット列を圧縮ＭＡＰ（１４〜５６ビット）として生成する（Ｓ１０６）。

最後に、Ｓ１０６で生成された圧縮ＭＡＰ（１４〜５６ビット）と、そのサイズを示すサイズ情報ＭＬ（７ビット）と、を含むＰＨＹヘッダ（図６参照）を生成し、移動局１４に送信する（Ｓ１０８）。

以上説明した実施形態によれば、移動局１４に送信されるチャネル割当情報（圧縮ＭＡＰ）のサイズ（１４〜５６ビット）はそのサイズを示すサイズ情報（７ビット）と合わせても、たとえば７２のＰＲＵそれぞれの割り当て有無を示すビットマップのサイズ（７２ビット）よりも小さくなる。このため、移動局１４へのチャネル通知に要する無線リソースを低減することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

たとえば、上記実施形態では、ＯＦＤＭＡ方式およびＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式により複数の移動局１４と多重通信を行う基地局１２に本発明を適用する例を示したが、本発明は、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access：周波数分割多元接続）方式を採用する基地局などのように、所定数の無線チャネルの少なくとも一部を移動局との通信に割り当てる基地局にも広く適用可能である。

また、上記実施形態で示したチャネル割当情報（圧縮ＭＡＰ）の構成は一例にすぎず、基地局と移動局との間の通信に割り当てられる連続する１以上の無線チャネルの先頭を識別する先頭識別情報と、その連続する１以上の無線チャネルの連続数と、の組み合わせを少なくとも１組含むものであればいかなる構成であってもよい。

１０ 移動通信システム、１２ 基地局、１４ 移動局、２０ アンテナ、２２ 無線通信部、２４ ベースバンド部、２６ 信号処理部、２８ 制御部、３０ チャネル割当部、３２ 圧縮ＭＡＰ生成部、３４ チャネル通知部。

Claims (5)

1. 所定数の無線チャネルのうち連続する１以上の無線チャネルを移動局装置との通信に割り当てるチャネル割当手段と、
   前記チャネル割当手段により割り当てられる前記連続する１以上の無線チャネルの先頭を識別する先頭識別情報と、該連続する１以上の無線チャネルの連続数と、の組み合わせを少なくとも１組含むチャネル割当情報を、前記移動局装置に送信するチャネル通知手段と、
   を含むことを特徴とする基地局装置。
2. 請求項１に記載の基地局装置において、
   前記所定数の無線チャネルのそれぞれは、周波数方向に区分された複数のサブチャネルのいずれかと、時間方向に区分された複数のタイムスロットのいずれかと、に属し、
   前記チャネル割当手段は、前記所定数の無線チャネルのうち周波数方向および時間方向のいずれかに連続する１以上の無線チャネルを前記移動局装置との通信に割り当てる、
   ことを特徴とする基地局装置。
3. 請求項２に記載の基地局装置において、
   前記先頭識別情報は、前記所定数の無線チャネルの先頭からのオフセットを示す情報である、
   ことを特徴とする基地局装置。
4. 請求項２に記載の基地局装置において、
   前記所定数の無線チャネルのそれぞれは、チャネル識別番号で識別され、
   前記先頭識別情報は、前記チャネル割当手段により割り当てられる前記連続する１以上の無線チャネルの先頭を識別するチャネル識別番号である、
   ことを特徴とする基地局装置。
5. 所定数の無線チャネルのうち連続する１以上の無線チャネルを基地局装置と移動局装置との間の通信に割り当てるステップと、
   前記基地局装置と前記移動局装置との間の通信に割り当てられる前記連続する１以上の無線チャネルの先頭を識別する先頭識別情報と、該連続する１以上の無線チャネルの連続数と、の組み合わせを少なくとも１組含むチャネル割当情報を、前記移動局装置に送信するステップと、
   を含むことを特徴とするチャネル通知方法。
   

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