JP2010278633A - 無線基地局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の端末装置と無線により通信する無線基地局装置１で、端末装置のスループットを向上させる。
【解決手段】単位毎に区切られた複数の通信領域が設けられ、通信領域エッジ端末用のバーストと通信領域中間端末用のバーストと通信領域中心端末用のバーストを含むフレームが使用される。バースト構造設定手段１８が、通信領域中間端末用のバーストの構造として、通信領域エッジ端末用のバーストの構造又は通信領域中心端末用のバーストの構造を設定する。バースト割り当て手段１９が、通信領域エッジ端末のグループに分類される端末装置には通信領域エッジ端末用のバーストを割り当て、通信領域中間端末のグループに分類される端末装置には通信領域中間端末用のバーストを割り当て、通信領域中心端末のグループに分類される端末装置には通信領域中心端末用のバーストを割り当てる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、端末装置と無線により通信する無線基地局装置に関し、特に、端末装置のスループットを向上させた無線基地局装置に関する。

例えば、デジタル無線通信システムでは、従来のリアルタイム音声通信のようなある程度の伝送誤りを許容しつつ伝送遅延の少ない通信より、インターネット等で代表されるように、伝送に要する時間遅延を許容しても高信頼性・高速なデータ通信に対する要求が高まっている。それを具現化した例が、Ｗ（Ｗｉｄｅｂａｎｄ）−ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）やＣＤＭＡ２０００等で代表される３Ｇ移動通信システムやＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）等の通信方式である。

これらのシステムでは、高信頼性且つ高スループットの通信を維持するために、伝搬路の状況に応じて多値変調方式や誤り訂正符号化率を切り換える適応変調方式が採用されている。
特にＷｉＭＡＸやＬＴＥでは、直交周波数分割多重多元接続（ＯＦＤＭＡ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を採用することにより周波数方向に送信資源を分割（サブキャリア化）して割り当てることが可能であるため、送信する端末である移動局装置（移動端末装置）の通信状況（例えば、Ｃ／Ｎ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ）等）に応じて周波数利用係数（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ）を制御するＦＦＲ（Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｆｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ）方式が採用されている。

図８には、従来の基地局送受信部１０１の構成例を示してある。なお、本例の基地局送受信部１０１は、基地局装置（無線基地局装置）に相当する無線送受信装置から構成される。
本例の基地局送受信部１０１は、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）制御部１１１、ＭＡＣ（Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能部１１２、ＤＬ（Ｄｏｗｎ Ｌｉｎｋ） ＭＡＰＰＩＮＧ部（ＤＬマッピング部）１１３、物理層部（ＰＨＹ）１１４、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）部１１５、アンテナ（送受信アンテナ）１１６、セルエッジ中心判定部１１７を備えている。

ここで、ＤＬマッピング１１３は、フレーム構造をサブキャリア単位で設定する。
ＰＨＹ１１４は、物理レイヤ処理として、エアに送信するための時間軸送信信号を生成する。
ＲＦ部１１５は、ＲＦ信号とベースバンド信号との変換を行う。
セルエッジ中心判定部１１７は、各端末（ＭＳ：Ｍｏｂｉｌｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）のＣ／Ｎの情報によりセルエッジ中心判定を行う。

なお、セルエッジ中心判定部１１７の機能は、ＭＡＣの機能の一部であるが、本例では、説明の都合上、別の処理ブロックとしている。
また、図８に示される基地局送受信部１０１における各処理部の構成や動作については、概略的には、後述する実施例で参照される図１に示される基地局送受信部１における各処理部（但し、バースト構造判定部１８及びセルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ２）１９は除く）と同様である。

図９には、従来のＦＦＲ方式の下りリンク（ＤＬ）のバーストのフレーム構造の一例を示してある。縦軸には直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）のサブキャリア方向（周波数軸）を取ってあり、横軸にはセクタ１、２、３のシンボル方向（時間軸）を取ってある。
本例では、１つのセルをセクタアンテナで３セクタにセル分割した場合におけるＤＬのフレーム構造を示してある。また、本例では、同一のフレーム（本例では、各セクタのサブフレーム）には、２つの移動局用バーストを割り当てる構成とした。

具体的には、各セクタのサブフレームにおいて、移動局毎にバースト＃０〜＃１の２つのバーストのうちの１つを割り当てる。
特に、バースト＃０は各セクタ１〜３がセル内で当該周波数帯域を占有する（他のセクタでは同一の帯域で送信しない。Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３）構成とし、隣接するセクタからの干渉を低減する。一方、バースト＃１は各セクタ１〜３がセル内で当該周波数帯域を共有する（他のセクタからの干渉を受ける。Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１）構成とし、帯域内の全てのサブキャリアを使用して送信する。

この構成の長所は、セルの境界に位置するＣ／Ｎの低い移動局装置（セルエッジ端末）にバースト＃０を割り当てることによりセルエッジ端末への干渉を低減し、セルエッジ端末のスループットを上げることが可能となり、無線基地局装置（ＢＳ：Ｂａｓｅ Ｓｔａｔｉｏｎ）から離れた端末にもある程度のスループットを与えることが可能となることである。

図８に示される基地局送受信部１０１のセルエッジ中心判定部１１７により行われる処理の一例を示す。
セルエッジ中心判定部１１７は、各端末が上りリンク（ＵＬ：Ｕｐ Ｌｉｎｋ）で通知してきたＤＬのＣ／Ｎ情報を受信復号した結果をＭＡＣ機能部１１２から受け取り、端末毎のＣ／Ｎ平均値を定期的に更新する。そして、この値を定められたしきい値と比較することにより、前記値がしきい値を下回る場合にはセルエッジ端末とし、前記値がしきい値を上回る場合にはセル中心端末として、グループ分けを行う。

そして、このグループ分けに基づいて、図９に示されるバースト＃０及びバースト＃１の割り当て対象となる端末グループを決定する。具体的には、セルエッジ端末グループに属する端末については、Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３で、干渉が少ないバースト＃０で送信を行い、また、セル中心端末グループに属する端末については、Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１で、隣接セクタからの干渉を受けるがバーストサイズが大きいバースト＃１で送信を行うことにより、干渉が少ない端末（セル中心端末）のスループットを向上させ、且つセルエッジ端末についても確実に送信エラーが少ない通信を実現することができる。

ＩＥＥＥ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｏｃｉｅｔｙ、 ＩＥＥＥ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ｔｈｅｏｒｙ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ Ｓｏｃｉｅｔｙ、 "ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｌｏｃａｌ ａｎｄ ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋｓ、 Ｐａｒｔ１６：Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ Ｆｉｘｅｄ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｂｒｏａｄｂａｎｄ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｙｓｔｅｍｓ" （ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５）

しかしながら、上記のような従来の技術では、次のような問題点があった。
すなわち、セクタ内に複数の端末が配置されている場合には、セクタ内の端末の数が同じであっても、セルエッジ端末とセル中心端末の数によって、端末のスループットに違いが発生する、という問題があった。

ここで、具体例として、セクタ内に４台の端末があった場合を想定して説明する。
図１０に示される表には、ＦＦＲのバースト＃０、＃１の諸元例を示してある。これは、セルエッジバースト＃０とセル中心バースト＃１の干渉量と距離減衰量から、１フレームでの１バースト当たりのスループット（スループット比率）を想定したものである。なお、ＤＬのシンボル数は２４の固定としてある。

本例では、（１）シンボル長は、バースト＃０が４シンボルであり、バースト＃１が２０シンボルであり、（２）使用サブキャリア数比率（全帯域＝１）は、バースト＃０が１／３であり、バースト＃１が１であり、（３）送信ビット（ｂｉｔ）数／サブキャリアは、バースト＃０が１（ＱＰＳＫ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ １／２）であり、バースト＃１が３（６４ＱＡＭ：Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ １／２）であり、（４）スループット比率は、バースト＃０が４／３であり、バースト＃１が６０である。

図１１に示される表には、ＦＦＲのセクタ内の端末分布によるスループットの比較の一例を示してある。これは、図１０に示される表に基づいて、セクタ内の４台の端末分布により求められたセルエッジ／中心別の端末当たりのスループット比率である。
図１１に示されるように、セルエッジ端末／セル中心端末の分布により平均スループット比率は大きく影響を受け、特に、セルエッジ端末のスループットは端末集中時に特に劣化が大きいといった問題があった。

本例では、（セルエッジ端末の数／セル中心端末の数）＝０／４である場合には、セル中心端末１台当たりのスループット比率は１５となり、また、（セルエッジ端末の数／セル中心端末の数）＝１／３である場合には、セルエッジ端末１台当たりのスループット比率は４／３となり、セル中心端末１台当たりのスループット比率は２０となり、また、（セルエッジ端末の数／セル中心端末の数）＝２／２である場合には、セルエッジ端末１台当たりのスループット比率は２／３となり、セル中心端末１台当たりのスループット比率は３０となり、また、（セルエッジ端末の数／セル中心端末の数）＝３／１である場合には、セルエッジ端末１台当たりのスループット比率は４／９となり、セル中心端末１台当たりのスループット比率は６０となり、また、（セルエッジ端末の数／セル中心端末の数）＝４／０である場合には、セルエッジ端末１台当たりのスループット比率は１／３となる。端末平均スループット比率は、セルエッジ端末については０．５３となり、セル中心端末については２４となる。

本発明は、このような従来の事情に鑑み為されたもので、端末装置のスループットを向上させることができる無線基地局装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明では、複数の端末装置と無線により通信する無線基地局装置において、次のような構成とした。
すなわち、単位毎に区切られた複数の通信領域が設けられる。また、通信領域エッジ端末用のバーストと通信領域中間端末用のバーストと通信領域中心端末用のバーストを含むフレームが、前記複数の端末装置との通信に使用される。
当該無線基地局装置では、バースト構造設定手段が、前記通信領域中間端末用のバーストの構造として、前記通信領域エッジ端末用のバーストの構造又は前記通信領域中心端末用のバーストの構造のうちの一方と同じ構造を設定する。また、バースト割り当て手段が、通信領域エッジ端末のグループに分類される端末装置には前記通信領域エッジ端末用のバーストを割り当て、通信領域中間端末のグループに分類される端末装置には前記通信領域中間端末用のバーストを割り当て、通信領域中心端末のグループに分類される端末装置には前記通信領域中心端末用のバーストを割り当てる。

従って、通信領域中間端末用のバーストの構造として、通信領域エッジ端末用のバーストの構造又は通信領域中心端末用のバーストの構造のうちの一方と同じ構造を設定し、各端末装置に対してそれぞれに対応する各バーストを割り当てることにより、例えば、総じて、端末装置のスループットを向上させることができる。

以下で、本発明に係る（構成例１）〜（構成例９）を示す。
（構成例１）ＯＦＤＭＡ方式及びＦＦＲ方式を使用して、複数の端末装置と無線により通信する無線基地局装置において、
単位毎に区切られた複数の通信領域が設けられ、
通信領域エッジ端末用のバーストと通信領域中間端末用のバーストと通信領域中心端末用のバーストを含むフレームが前記複数の端末装置との通信に使用され、
当該無線基地局装置は、前記複数の端末装置を通信領域エッジ端末のグループと通信領域中心端末のグループに分類する第１の分類手段と、
前記第１の分類手段により分類された２つのグループについて端末装置の数の分布状況を検出する分布状況検出手段と、
前記分布状況検出手段により検出された分布状況に基づいて、前記通信領域中間端末用のバーストの構造として、前記通信領域エッジ端末用のバーストの構造又は前記通信領域中心端末用のバーストの構造のうちの一方と同じ構造を設定するバースト構造設定手段と、
（例えば、前記第１の分類手段とは異なる分類の仕方で）前記複数の端末装置を通信領域エッジ端末のグループと通信領域中間端末のグループと通信領域中心端末のグループに分類する第２の分類手段と、
前記第２の分類手段による分類結果に基づいて、通信領域エッジ端末のグループに分類された端末装置には前記通信領域エッジ端末用のバーストを割り当て、通信領域中間端末のグループに分類された端末装置には前記通信領域中間端末用のバーストを割り当て、通信領域中心端末のグループに分類された端末装置には前記通信領域中心端末用のバーストを割り当てるバースト割り当て手段と、
を備えたことを特徴とする無線基地局装置。
（構成例２）前記単位毎に区切られた複数の通信領域として、セル又はセクタが用いられる。
（構成例３）前記第１の分類手段及び前記第２の分類手段は、各端末装置の受信品質（無線基地局装置から各端末装置への通信品質）に基づいて、分類を行う。受信品質としては、例えば、Ｃ／Ｎ（時間的な平均値でもよい）などが用いられる。例えば、受信品質に関するしきい値を用いて、分類を行う。
（構成例４）通信領域エッジ端末のグループ、通信領域中間端末のグループ、通信領域中心端末のグループには、順に、端末装置の受信品質が、低い、中間、高い、ものが分類される。
（構成例５）前記第１の分類手段により分類された２つのグループについて端末装置の数の分布状況として、端末装置の数の比率（分布比率）が用いられる。
（構成例６）前記バースト構造設定手段は、例えば、前記分布状況検出手段により検出された分布比率（ここでは、（通信領域中心端末のグループに属する端末装置の数／通信領域エッジ端末のグループに属する端末装置の数）とする。）とそのしきい値に基づいて、前記通信領域中間端末用のバーストの構造として、分布比率が低い場合には前記通信領域エッジ端末用のバーストの構造を選択し、分布比率が高い場合には前記通信領域中心端末用のバーストの構造を選択する。
（構成例７）前記通信領域エッジ端末用のバーストとして、隣接する通信領域と重複しない周波数領域を占有するものが用いられ、また、前記通信領域中心端末用のバーストとして、全ての周波数領域を占有するものが用いられる。
（構成例８）端末装置としては、移動局装置が用いられる。
（構成例９）無線基地局装置は、通信領域毎に、その通信領域に存在する（０又は１又は２以上の）端末装置を通信相手として管理する。

以上説明したように、本発明に係る無線基地局装置によると、端末装置のスループットを向上させることができる。

本発明の一実施例に係る基地局送受信部の構成例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）はＦＦＲのＤＬバースト構造の例を示す図である。 本発明の一実施例に係るＤＬバースト構造判定処理及び分類処理の手順の一例を示す図である。 Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１を適用する場合におけるセル端末配置の一例を示す図である。 本発明の一実施例に係るＦＦＲを適用する場合におけるセル端末配置の一例を示す図である。 本発明の一実施例に係るＦＦＲのバースト＃０、＃１、＃２の諸元の一例を示す図である。 本発明の一実施例に係るＦＦＲにおいて中間端末に１台シフトした場合におけるスループットの比較の一例を示す図である。 基地局送受信部の構成例を示す図である。 ＦＦＲのＤＬバースト構造の例を示す図である。 ＦＦＲのバースト＃０、＃１の諸元の一例を示す図である。 ＦＦＲのセクタ内の端末分布によるスループットの比較の一例を示す図である。 ＦＦＲを適用する場合におけるセル端末配置の一例を示す図である。

本発明に係る実施例を図面を参照して説明する。
本例では、デジタル無線通信システムにおいて、複数の無線基地局装置（ＢＳ）と、複数の端末である移動局装置（ＭＳ）が設けられ、無線基地局装置と移動局装置が無線により通信する。また、無線基地局装置のセルは３つのセクタに分けられているとする。

図１には、本発明の一実施例に係る基地局送受信部１の構成例を示してある。なお、本例の基地局送受信部１は、基地局装置（無線基地局装置）に相当する無線送受信装置から構成される。
本例の基地局送受信部１は、ＩＰ制御部１１、ＭＡＣ機能部１２、ＤＬ ＭＡＰＰＩＮＧ部（ＤＬマッピング部）１３、物理層部（ＰＨＹ）１４、ＲＦ部１５、アンテナ（送受信アンテナ）１６、セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ１）１７、バースト構造判定部１８、セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ２）１９を備えている。

ここで、ＤＬマッピング１３は、フレーム構造をサブキャリア単位で設定する。
ＰＨＹ１４は、物理レイヤ処理として、エアに送信するための時間軸送信信号を生成する。
ＲＦ部１５は、ＲＦ信号とベースバンド信号との変換を行う。
セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ１）１７は、各端末（ＭＳ）のＣ／Ｎの情報によりセルエッジ中心判定を行う。

バースト構造判定部１８は、セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ１）１７によりセルエッジ端末グループとセル中心端末グループに分類された端末の数を入力し、セル中心端末とセルエッジ端末の比率に応じて、バースト＃１（図２に示されるもの）をＲｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３（セルエッジ型）とＲｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１（セル中心型）のうちのどちらで運用するかを判定する。
セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ２）１９は、平均Ｃ／Ｎから、端末をセルエッジ／中間／中心の３つに分類する。

なお、セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ１）１７やバースト構造判定部１８やセルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ２）１９の機能は、例えば、ＭＡＣの機能の一部であるが、本例では、説明の都合上、別の処理ブロックとしている。

本例の基地局送受信部１において行われる概略的な動作の一例を示しておく。
送信処理では、ネットワークから入力されたデータがＩＰ制御部１１、ＭＡＣ機能部１２を経由して、ＤＬマッピング部１３によりフレーム化され、ＰＨＹ１４、ＲＦ部１５を介してアンテナ１６から無線により信号として送信される。また、セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ１）１７やバースト構造判定部１８やセルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ２）１９の機能により制御が行われる。
受信処理では、アンテナ１６により無線受信された信号がＲＦ部１５、ＰＨＹ１４を介してＭＡＣ機能部１２に入力され、ＩＰ制御部１１を経由してネットワークへ出力される。

図２には、ＦＦＲ方式のＤＬのバースト構造の一例を示してある。本例では、２つのタイプのバースト構成を用いる。１つは図２（ａ）に示されるセルエッジ端末優先構成であり、他方は図２（ｂ）に示されるセル中心端末優先構成である。
縦軸にはＯＦＤＭのサブキャリア方向（周波数軸）を取ってあり、横軸には（例として、３つのセクタ１〜３のうちのセクタ１について）シンボル方向（時間軸）を取ってある。
本例では、１フレーム（本例では、サブフレーム）は３バーストで構成されており、セルエッジ端末優先のバースト＃０とセル中心端末優先のバースト＃２を共通の構成とし、セル中間端末用バースト＃１をセクタ内の端末の分布により、Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３（セルエッジ型）とＲｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１（セル中心型）とで切り替えて送信する。

具体的には、図２（ａ）に示されるセルエッジ端末優先構成のダウンリンクサブフレームでは、シンボル方向に沿って、プリアンブル及びＭＡＰ情報（マップ情報）に続いて、セルエッジ端末優先でＲｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３であるセクタ１占有のバースト＃０、セル中間端末のみでＲｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３であるセクタ１占有のバースト＃１、セル中心端末のみでＲｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１であるバースト＃２が設定される。
また、図２（ｂ）に示されるセル中心端末優先構成のダウンリンクサブフレームでは、シンボル方向に沿って、プリアンブル及びＭＡＰ情報（マップ情報）に続いて、セルエッジ端末優先でＲｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３であるセクタ１占有のバースト＃０、セル中間端末のみでＲｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１であるバースト＃１、セル中心端末のみでＲｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１であるバースト＃２が設定される。

図３には、ＤＬのバースト構造の判定処理及び分類処理のフローチャートの一例を示してある。
図３において、ステップＳ１〜ステップＳ６の処理はセルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ１）１７により行われ、ステップＳ７〜ステップＳ１０の処理はバースト構造判定部１８により行われ、ステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理はセルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ２）１９により行われる。

セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ１）１７により行われるステップＳ１〜ステップＳ６の処理について説明する。
まず、例えば自装置（基地局装置）の配下に存在する、全ての移動局装置の識別情報（本例では、移動局番号）と通信品質（本例では、Ｃ／Ｎ）の情報を取得し（ステップＳ１）、各移動局装置について長期の時間（例えば、予め設定された十分な時間）における平均Ｃ／Ｎを計算する（ステップＳ２）。また、セルエッジ端末数及びセル中心端末数を０に初期化（クリア）する（ステップＳ３）。

次に、（ｎ＝１〜全ての端末数）について、ステップＳ４〜ステップＳ６の処理を行う。
すなわち、ｎ番目の移動局装置について、計算された長期時間平均Ｃ／Ｎと所定のしきい値（例えば、予め設定された値であり、本例で、しきい値１と言う）とを比較し（ステップＳ４）、長期時間平均Ｃ／Ｎがしきい値１より小さい場合には、当該移動局装置はセルのエッジ（本例では、セクタの境界）の近くに存在するとみなして、当該移動局装置をセルエッジ端末グループに所属させて、セルエッジ端末の数に１を加算する一方（ステップＳ５）、長期時間平均Ｃ／Ｎがしきい値１以上である場合には、当該移動局装置はセルの中心（本例では、セクタの中心）の近くに存在するとみなして、当該移動局装置をセル中心端末グループに所属させて、セル中心端末の数に１を加算する（ステップＳ６）。

バースト構造判定部１８により行われるステップＳ７〜ステップＳ１０の処理について説明する。
まず、セルエッジ端末数が０であるか否かを判定し（ステップＳ７）、そうである場合には、セル中心優先と判定する一方、そうではない場合には、（セル中心端末の数／セルエッジ端末の数）と所定のしきい値（例えば、予め設定された値であり、本例で、しきい値２と言う。）とを比較する（ステップＳ８）。この比較において、（セル中心端末の数／セルエッジ端末の数）がしきい値２以上である場合には、セル中心優先と判定する一方、（セル中心端末の数／セルエッジ端末の数）がしきい値２より小さい場合には、セルエッジ優先と判定する。

そして、セルエッジ優先と判定した場合には、図２（ａ）に示されるセルエッジ端末優先のバースト構成を選択する一方（ステップＳ９）、セル中心優先と判定した場合には、図２（ｂ）に示されるセル中心端末優先のバースト構成を選択する（ステップＳ１０）。

セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ２）１９により行われるステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理について説明する。
（ｎ＝１〜全ての端末数）について、ステップＳ１１〜ステップＳ１４の処理を行う。
すなわち、ｎ番目の移動局装置について、計算された長期時間平均Ｃ／Ｎと所定のしきい値（例えば、予め設定された値であり、本例で、しきい値Ａ及びしきい値Ｂと言う。ここで、しきい値Ａ＞しきい値Ｂである。）とを比較する（ステップＳ１１）。

この判定の結果、長期時間平均Ｃ／Ｎがしきい値Ｂより小さい場合には、当該ｎ番目の移動局装置はセルのエッジ（本例では、セクタの境界）の近くに存在するとみなして、当該移動局装置に対して、セルエッジ端末グループに対応するバースト＃０を割り当てる（ステップＳ１２）。また、長期時間平均Ｃ／Ｎがしきい値Ａ以上である場合には、当該ｎ番目の移動局装置はセルの中心（本例では、セクタの中心）の近くに存在するとみなして、当該移動局装置に対して、セル中心端末グループに対応するバースト＃２を割り当てる（ステップＳ１４）。また、長期時間平均Ｃ／Ｎがしきい値Ｂ以上で且つしきい値Ａより小さい場合には、当該ｎ番目の移動局装置はセルエッジとセル中心との中間の位置に存在するとみなして、当該移動局装置に対して、セル中間端末グループに対応するバースト＃１を割り当てる（ステップＳ１３）。

ここで、セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ２）１９による処理で用いられるしきい値Ａ及びしきい値Ｂとしては、例えば、バースト構造判定部１８による処理結果に基づいて変更されるような構成が用いられてもよい。
本例では、一例として、バースト＃１にセルエッジ端末優先バーストが選択された場合には（ステップＳ９）、しきい値Ａとしてはしきい値１を採用し、しきい値Ｂとしてはしきい値１より数ｄＢ（例えば、１〜５ｄＢ、など）低い数値を設定し、セルエッジ端末グループからセル中間端末グループへ移動させるようにし、また、バースト＃１にセル中心端末優先バーストが選択された場合には、しきい値Ｂとしてはしきい値１を採用し、しきい値Ａとしてはしきい値１より数ｄＢ（例えば、１〜５ｄＢ、など）高い数値を設定し、セル中心端末グループからセル中間端末グループへ移動させるようにする。なお、他の種々な構成が用いられてもよい。

また、図３におけるステップＳ４の処理やステップＳ８の処理やステップＳ１１の処理のように、所定の値とそのしきい値とを比較する場合には、例えば、「しきい値以上であるか」の判定と「しきい値より大きいか」の判定を互いに置き換えることや、「しきい値より小さいか」の判定と「しきい値以下であるか」の判定を互いに置き換えることが可能である。つまり、実用上で有効であれば、しきい値との大小を比較するときに、しきい値と一致する場合に大と小のいずれに属させるかは任意に設定されてもよい。

本発明の一実施例に係る図４及び図５、従来例に係る図１２には、それぞれ、セル内に端末を配置した場合における与干渉／被干渉の様子の例を示してある。
図４には、全てのセクタでＲｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１を適用してＤＬ送信する場合におけるセルの端末配置及び干渉条件の一例を示してある。
各セクタについてＢＳからセクタ内の移動端末装置へＤＬ送信を行う場合、他のセクタに位置する移動端末装置への与干渉が発生する。特に、セクタでＤＬ受信する自局ＢＳから遠く、セクタ境界に位置する移動端末装置は被干渉が大きく、且つ自局ＢＳからの受信波電力が距離減衰により弱くなるためＣ／Ｎが劣化する。一方、セクタ中心（自局ＢＳの近傍）に位置する移動端末装置では、自局ＢＳからの信号の距離減衰が小さく、他のセクタのＢＳからの距離が大きいため、被干渉が小さくなり、Ｃ／Ｎが良くなる。

図１２には、従来例に係るＦＦＲを適用してＤＬ送信する場合におけるセルの端末配置及び干渉条件の一例を示してある。
セルエッジ端末へのＤＬ送信では、Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３で運用している隣接セクタからの干渉はなくなり、セル中心端末の干渉条件については変更がない。

図５には、本例に係るＦＦＲ構造を適用してＤＬ送信する場合におけるセルの端末配置及び干渉条件の一例を示してある。
バースト＃１の選択として、ＢＳ１はＲｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１であるセル中心端末優先構成（中心優先バースト）を用いており、ＢＳ２はＲｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３であるセルエッジ端末優先構成（エッジ優先バースト）を用いており、ＢＳ３はＲｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３であるセルエッジ端末優先構成（エッジ優先バースト）を用いている。

この場合、次の（特徴１）〜（特徴３）が言える。
（特徴１）エッジ優先バーストを用いているＢＳ２、ＢＳ３から他のセクタのセルエッジ端末、セル中間端末への干渉はない。
（特徴２）中心優先バーストを用いているＢＳ１から他のセクタのセルエッジ端末への干渉はない。
（特徴３）中心優先バーストを用いているＢＳ１から他のセクタのセル中間端末への干渉はある。

ここで、本例のＦＦＲと従来例に係るＦＦＲとの主な違いは（特徴３）にある。
しかしながら、本例では、セル中間端末は、セルエッジ端末と比較して被干渉が少なく、自局ＢＳに比較的近いエリアに位置する端末であるため、Ｃ／Ｎは比較的良好であり、ある程度良好なスループットを期待することができるので、特に問題はない。

図６及び図７を参照して、以上の条件を考慮して、本例のＦＦＲ方式を用いた場合と従来例に係るＦＦＲ方式を用いた場合との比較を示す。
図６に示される表には、本例のＦＦＲのバースト＃０、＃１、＃２の諸元例を示してある。図６では、図１０の場合と同様に、セクタ内に４台の端末があった場合を想定し、セルエッジバースト＃０、セル中間バースト＃１、セル中心バースト＃２の干渉量と距離減衰量から、１フレームでの１バースト当たりのスループット（スループット比率）を想定した。

本例では、（１）シンボル長は、バースト＃０が４シンボルであり、バースト＃１（Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３）が４シンボルであり、バースト＃１（Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１）が４シンボルであり、バースト＃２が１６シンボルであり、（２）使用サブキャリア数比率（全帯域＝１）は、バースト＃０が１／３であり、バースト＃１（Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３）が１／３であり、バースト＃１（Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１）が１であり、バースト＃２が１であり、（３）送信ビット（ｂｉｔ）数／サブキャリアは、バースト＃０が１（ＱＰＳＫ １／２）であり、バースト＃１（Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３）が１（ＱＰＳＫ １／２）であり、バースト＃１（Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１）が３（６４ＱＡＭ １／２）であり、バースト＃２が３（６４ＱＡＭ １／２）であり、（４）スループット比率は、バースト＃０が４／３であり、バースト＃１（Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝３）が４／３であり、バースト＃１（Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ＝１）が１２であり、バースト＃２が４８である。

本例では、バースト＃１の（３）送信ビット数／サブキャリアについては、ＲＦ（Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ）＝３では、中間端末の位置がエッジに比べてＢＳに近いために距離減衰が小さくなる一方で、隣接セクタのバースト＃１がＲＦ＝１で運用される場合には干渉が増える可能性があるため、バースト＃０と同じと想定した。同様に、ＲＦ＝１で運用する場合には、隣接セクタがＲＦ＝３で運用した時に干渉が減る可能性がある一方で、セル中心端末に比べてＢＳ間距離が大きいために距離減衰が大きくなることが想定されるため、バースト＃２と同じと想定した。

図７に示される表には、本例のＦＦＲにおいて中間端末に１台シフトした場合におけるスループットの比較の一例を示してある。これは、端末４台が図１１の表で示される分布であった場合に、本例のＦＦＲ構造を用いることによりセル中間バーストへ１台移動することを想定してスループット比率を求めたものである。

具体的には、（セルエッジ端末の数／セル中間端末の数／セル中心端末の数）＝０／０／４である状態から１台のセル中心端末がセル中間端末に割り当てられて０／１／３となった場合には、セル中間端末１台当たりのスループット比率は１２となり、セル中心端末１台当たりのスループット比率は１６となる。
また、（セルエッジ端末の数／セル中間端末の数／セル中心端末の数）＝１／０／３である状態から１台のセル中心端末がセル中間端末に割り当てられて１／１／２となった場合には、セルエッジ端末１台当たりのスループット比率は４／３となり、セル中間端末１台当たりのスループット比率は１２となり、セル中心端末１台当たりのスループット比率は２４となる。

また、（セルエッジ端末の数／セル中間端末の数／セル中心端末の数）＝２／０／２である状態から１台のセル中心端末がセル中間端末に割り当てられて２／１／１となった場合には、セルエッジ端末１台当たりのスループット比率は２／３となり、セル中間端末１台当たりのスループット比率は１２となり、セル中心端末１台当たりのスループット比率は４８となる。
また、（セルエッジ端末の数／セル中間端末の数／セル中心端末の数）＝２／０／２である状態から１台のセルエッジ端末がセル中間端末に割り当てられて１／１／２となった場合には、セルエッジ端末１台当たりのスループット比率は４／３となり、セル中間端末１台当たりのスループット比率は４／３となり、セル中心端末１台当たりのスループット比率は２４となる。

また、（セルエッジ端末の数／セル中間端末の数／セル中心端末の数）＝３／０／１である状態から１台のセルエッジ端末がセル中間端末に割り当てられて２／１／１となった場合には、セルエッジ端末１台当たりのスループット比率は２／３となり、セル中間端末１台当たりのスループット比率は４／３となり、セル中心端末１台当たりのスループット比率は４８となる。
また、（セルエッジ端末の数／セル中間端末の数／セル中心端末の数）＝４／０／０である状態から１台のセルエッジ端末がセル中間端末に割り当てられて３／１／０となった場合には、セルエッジ端末１台当たりのスループット比率は４／９となり、セル中間端末１台当たりのスループット比率は４／３となる。
また、端末の平均スループット比率（中間端末を最初のエッジ／中心分類に戻して考えたもの）は、セルエッジ端末については０．８９となり、セル中心端末については２３となる。

図７に示される本例のＦＦＲの結果と図１１に示される従来例に係るＦＦＲの結果との比較をまとめると、セル中心端末の平均スループット比率はほとんど変わらない（２４から２３へ変化した）のに対して、セルエッジ端末のスループット比率は、０．５３から０．８９へ変化しており、約６７％も向上している。また、図１１に示される従来例に係るＦＦＲ方式で問題となったセルエッジ端末の最低スループット比率について、従来例では（１／３）であったのが本例では（４／９）となっており、約３３％も向上している。このように、本例は、例えば、最低送信レート補償型（帯域補償）サービスの運用に有効な方法であると言える。

以上のように、本例は、基地局装置及び移動局装置を有する無線伝送装置を備え、伝送する無線信号がフレーム構成を有するＯＦＤＭデジタル無線システムに関し、特に、セル構造で複数の基地局装置が隣接して１基地局装置が複数の移動局装置を管轄してデータを送受信するセル構造を持ち、全周波数領域を使用して送信するバースト（セル中心用バースト）と、通信環境が不良な移動局装置に優先的に近接のセルに対して排他的に一部の時間領域と周波数帯域を占有させるバースト（セルエッジ用バースト）を同一フレーム内で区分して送信するＦＦＲ方式を用いる無線通信システムに関する。

そして、移動局装置のＤＬの受信品質により移動局装置を複数のグループに分類する機能と、これら複数のグループ間の端末数の分布比率を求める機能と、求められた端末数の分布比率を元に複数のバースト構成を送信に使用するバースト構造の選択機能を有し、適応的にバーストフレームの構造を選択する。
更に、複数のバーストとして、セルエッジ用バーストと、セル中心用バーストと、セル中間用バーストを有し、セル中間用バーストの構造については前記複数のグループ間の端末数の分布比率によりセルエッジ用バーストとセル中心用バーストのうちの一方を選択して送信する。

具体的には、ＯＦＤＭＡ方式を用いた移動通信システムにおいて、移動局装置（移動端末装置）との通信に使用する無線バーストフレームの割り当てを行う無線基地局装置に関する。そして、次のような（ポイント１）〜（ポイント６）を有する。
（ポイント１）ＦＦＲ方式を用いる。
（ポイント２）隣接するセルと重複しない周波数領域を占有するセルエッジ用バースト（例えば、ＲＦ＝３）と、全周波数領域を占有するセル中心用バースト（ＲＦ＝１）のほかに、セル中間用バーストを設ける。
（ポイント３）移動局装置の受信品質により端末（移動局装置）をセルエッジ端末グループ１とセル中心端末グループ１とに分類する（図３に示されるセルエッジ中心判定処理のステップ１）。
（ポイント４）上記したグループ間の端末の分布比率に応じて、セル中間用バーストの構造を、セルエッジ用バーストの構造或いはセル中心用バーストの構造のうちの一方に設定する（バースト構造判定）。
（ポイント５）移動局装置の受信品質により端末（移動局装置）をセルエッジ端末グループ２と、セル中間端末グループと、セル中心端末グループ３の３つのグループに分類する（図３に示されるセルエッジ中心判定処理のステップ２）。
（ポイント６）セルエッジ端末グループ２の端末にはセルエッジ用バーストを割り当て、セル中間端末グループの端末にはセル中間用バーストを割り当て、セル中心端末グループ２の端末にはセル中心用バーストを割り当てる。

従って、本例では、例えば、セクタ内における移動局装置のセルエッジ／セル中心の分布状況に応じて２種のバースト構造を切り換えて送信するＦＦＲ方式を用いることにより、セルエッジ端末のスループットを向上することができるという利点があり、特に、帯域補償サービスの運用に有効である。例えば、セクタ内における端末の分布を考慮してバースト構成を変更することにより、セクタ全体のスループットを劣化させずにセルエッジ端末のスループットを向上させることができ、特に、最低レート補償型サービスに好適な適応型バースト構成方法を実現することができる。

なお、本例の無線基地局装置（基地局送受信部１）では、セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ１）１７が図３に示される処理（ステップＳ１〜ステップＳ６）を行う機能により第１の分類手段が構成されており、バースト構造判定部１８が図３に示される処理（ステップＳ７〜ステップＳ１０）を行う機能により分布状況検出手段やバースト構造設定手段が構成されており、セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ２）１９が図３に示される処理（ステップＳ１１〜ステップＳ１４）を行う機能により第２の分類手段やバースト割り当て手段が構成されている。

ここで、本発明に係るシステムや装置などの構成としては、必ずしも以上に示したものに限られず、種々な構成が用いられてもよい。また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法或いは方式や、このような方法や方式を実現するためのプログラムや当該プログラムを記録する記録媒体などとして提供することも可能であり、また、種々なシステムや装置として提供することも可能である。
また、本発明の適用分野としては、必ずしも以上に示したものに限られず、本発明は、種々な分野に適用することが可能なものである。
また、本発明に係るシステムや装置などにおいて行われる各種の処理としては、例えばプロセッサやメモリ等を備えたハードウエア資源においてプロセッサがＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納された制御プログラムを実行することにより制御される構成が用いられてもよく、また、例えば当該処理を実行するための各機能手段が独立したハードウエア回路として構成されてもよい。
また、本発明は上記の制御プログラムを格納したフロッピー（登録商標）ディスクやＣＤ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ）−ＲＯＭ等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体や当該プログラム（自体）として把握することもでき、当該制御プログラムを当該記録媒体からコンピュータに入力してプロセッサに実行させることにより、本発明に係る処理を遂行させることができる。

１、１０１・・基地局送受信部（基地局装置）、 １１、１１１・・ＩＰ制御部、 １２、１１２・・ＭＡＣ機能部、 １３、１１３・・ＤＬマッピング部、 １４、１１４・・物理層部（ＰＨＹ）、 １５、１１５・・ＲＦ部、 １６、１１６・・送受信アンテナ、 １７・・セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ１）、 １８・・バースト構造判定部、 １９・・セルエッジ中心判定部（ｓｔｅｐ２）、 １１７・・セルエッジ中心判定部、

Claims (1)

1. 複数の端末装置と無線により通信する無線基地局装置において、
   単位毎に区切られた複数の通信領域が設けられ、
   通信領域エッジ端末用のバーストと通信領域中間端末用のバーストと通信領域中心端末用のバーストを含むフレームが前記複数の端末装置との通信に使用され、
   当該無線基地局装置は、前記通信領域中間端末用のバーストの構造として前記通信領域エッジ端末用のバーストの構造又は前記通信領域中心端末用のバーストの構造のうちの一方と同じ構造を設定するバースト構造設定手段と、
   通信領域エッジ端末のグループに分類される端末装置には前記通信領域エッジ端末用のバーストを割り当て、通信領域中間端末のグループに分類される端末装置には前記通信領域中間端末用のバーストを割り当て、通信領域中心端末のグループに分類される端末装置には前記通信領域中心端末用のバーストを割り当てるバースト割り当て手段と、
   を備えたことを特徴とする無線基地局装置。

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