JP2010503259A - 無線通信システムにおける周波数再利用方法及びこのための基地局システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、FRF−3(Frequency Reuse Factor−3)方式(scheme)を示す。より具体的に、従来の基地局(RAS)が使用するFRF−3方式の無線通信システムでは、1つの基地局がカバーすることができる領域を複数のセクタに分割し、各分割されたセクタに互いに異なる3つの周波数帯域を割り当てて基地局と端末との通信サービスを提供する。ここで、1つの基地局がカバーすることができる領域をセル(Cell)と定義する。すなわち、上記領域は、第1、第2及び第3セクタ110、120、130に分けられ、上記第1、第2及び第3セクタ110、120、130がセルとなる。そして、互いに異なる3つの周波数が各セクタに割り当てられることで、基地局(RAS)と端末(PSS)との通信サービスが提供される。FRF−3基地局(RAS)は、第1セクタ110において割り当てられた周波数FA(Frequency Assignment)1を用いて端末と通信し、第2セクタ120において割り当てられた周波数FA2を用いて端末と通信し、第3セクタ130において割り当てられた周波数FA3を用いて端末と通信する。このとき、上記基地局の第1セクタ110、第2セクタ120、及び第3セクタ130のそれぞれは、互いに異なる周波数帯域にそれぞれ割り当てられた搬送波を利用してトラフィックを送受信する。
本発明の一実施形態による基地局は、3つのセクタ521、531、541と3つの周波数FA1、FA2、FA3を含む。上記第1〜第3セクタ521、531、541は、上記基地局(RAS)のカバレッジ領域を構成し、上記3つの周波数FA1、FA2、FA3は、全体周波数帯域(FA1+FA2+FA3)を構成する。本発明において、全セクタまたは各セクタに1つの全体周波数帯域(FA1+FA2+FA3)が時分割的に割り当てられることでトラフィックが伝送される。結果的に、従来のFRF−1方式が適用される基地局に比べて、通信サービスが可能なカバレッジ領域が拡大される。また、上記全体周波数帯域は、複数の周波数帯域FA1、FA2、FA3を含むため、従来のFRF−3方式に比べてよりシステム容量が拡大される。そして、各セクタだけに上記全体周波数帯域を利用する期間を設け、この時にはFRF−1方式と同様に繰り返されるコントロールメッセージを含むデータフレームを使用しないため、サービスのためのシステムのオーバーヘッダーが減少される。
先ず、図6に示すように、基地局は、図5のT1期間中に使用可能な全体周波数帯域(FA1+FA2+FA3)を利用して端末にデータフレームを伝送し、CINRが閾値(THV)より大きい端末501、503、505をカバーすることができる。上記データフレームは、プリアンブルの後に続いており、FCH(Frame Control Header)、データ領域をマッピングするコントロールメッセージ、ボディー(body)などを含む。このとき、図6に示すように、上記コントロールメッセージは、標準に定義されたとおりトラフィックの受信率を高めるために所定回数、例えば6回繰り返される形態でデータフレームに含まれる。
図12を参照すれば、上記基地局システム1200は、CINR測定部1210、FR(Frequency Reuse)適用部1220、及びスケジューラ(scheduler)1230を含む。
例えば、上記周波数再利用プラン(PLAN)が決められると、上記スケジューラ1230は、上記FR適用部1320からの周波数再利用プラン(PLAN)に応じて上記複数のカバレッジ領域の全てに対するトラフィック伝送をN(自然数)回スケジューリングし、上記複数のカバレッジ領域のいずれかに対するトラフィック伝送をM(自然数)回スケジューリングすることができる。このとき、上記Nと上記Mとの割合は、上記CINRの大きさに基づいて決められてよい。例えば、N:Mは、1:1、1:2、1:3、1:4、…2:1、2:2、2:3、…などと決められてよい。上記複数のカバレッジ領域のいずれかに対するトラフィック伝送では、上記複数のカバレッジ領域のそれぞれに対して順次に1回ずつ上記複数の周波数帯域が割り当てられるようにすることができる。すなわち、上記Nと上記Mとの割合に関係なく、上記NとMの全回数に対応する全周期の間、図11のT2、T3、及びT4期間が重複することなく各期間が1回ずつ実施されることが好ましい。
より具体的に、上記スケジューラ1230は、上記周波数再利用プラン(PLAN)に応じて上記複数のカバレッジ領域の全てに対する第1トラフィック伝送と上記複数のカバレッジ領域のいずれかに対する第2トラフィック伝送をリアルタイムで可変的にスケジューリングすることができる。例えば、上記基地局システム1200は、上記CINR測定部1210を介して各端末1240に対するCINRを判断し、上記FR適用部1220は、上記判断されたCINRをあらかじめ設定された閾値(THV)と比べる。比較の結果、上記CINRが上記閾値(THV)より大きい場合に、上記FR適用部1220は、上記複数のカバレッジ領域の全てに対し上記第1トラフィック伝送のための周波数再利用プラン(PLAN)を決めることができる。
本発明の一実施形態による3セクタ3FAの基地局は、端末から測定されるCINRに基づいて全てのカバレッジ領域にトラフィックを伝送する回数またはそれぞれのカバレッジ領域だけに上記全体周波数帯域を割り当ててトラフィックを伝送する回数の割合を決めることができる。
本発明の実施形態は、種々のコンピューターで実現されるに動作を遂行するためのプログラムコマンドを含むコンピューター読取可能媒体を含む。上記コンピューター読取可能媒体は、プログラムコマンド、データファイル、データ構造などを単独でまたは組み合わせて含むことができる。上記媒体は、本発明のために特別に設計されて構成されたものであるか、もしくはコンピューターソフトウェア分野の当業者に公知され使用可能なものであってもよい。コンピューター読取可能記録媒体の例としては、ハードディスク、プロッピィーディスク及び磁気テープのような磁気媒体、CD−ROM、DVDのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びROM、RAM、フラッシュメモリなどのようなプログラムコマンドを記憶し遂行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラムコマンドの例としては、コンパイラーによって作われた機械語コードだけでなくインタプリターなどを使用してコンピューターにより実行できる高級言語コードを含む。
Claims (28)
- 第1領域、第2領域、及び第3領域を有するカバレッジ領域と、前記カバレッジ領域内の端末にトラフィックを伝送する基地局とを含む無線通信システムにおける周波数再利用方法において、
(a)前記第1領域、前記第2領域、及び前記第3領域の全てに1つの特定周波数帯域を割り当てて第1期間の間前記トラフィックを伝送する段階と;
(b)前記第1領域に前記特定周波数帯域を割り当てて第2期間の間トラフィックを伝送する段階と;
(c)前記第2領域に前記特定周波数帯域を割り当てて第3期間の間トラフィックを伝送する段階;及び
(d)前記第3領域に前記特定周波数帯域を割り当てて第4期間の間トラフィックを伝送する段階とを含むことを特徴とする無線通信システムにおける周波数再利用方法。 - 前記(a)〜前記(d)段階は所定周期で繰り返され、前記所定周期は、前記第1期間、前記第2期間、前記第3期間、及び前記第4期間の和であることを特徴とする請求項1に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
- 前記第1期間、前記第2期間、第3期間、及び前記第4期間は、それぞれ、5msec未満であることを特徴とする請求項1に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
- 前記特定周波数帯域は、少なくとも2つのサブ周波数帯域に分割され、前記特定周波数帯域及び前記サブ周波数帯域の1つが前記トラフィックの伝送に利用されることを特徴とする請求項1に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
- 前記(a)段階において、
前記トラフィックはOFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式で伝送され、前記トラフィックの伝送のためのデータフレームは、少なくとも2回繰り返されたコントロールメッセージを含むことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。 - 前記(b)〜前記(d)段階において、
前記トラフィックの伝送のためのデータフレームは、繰り返しのない1つのコントロールメッセージを含むことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。 - 前記カバレッジ領域は1つの基地局がカバーするセル領域であり、前記第1領域、前記第2領域、及び前記第3領域は前記セルを構成するセクタであることを特徴とする請求項1に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
- 前記第1領域、前記第2領域、前記第3領域のそれぞれは、隣接する3つの基地局によりカバーされる1つのセル領域に対応することを特徴とする請求項1に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
- 複数のカバレッジ領域を含み、基地局は前記複数のカバレッジ領域内の端末にトラフィックを伝送する無線通信システムにおける周波数再利用方法において、
(a)前記複数のカバレッジ領域の全てに対して1つの特定周波数帯域を割り当てて第1期間の間トラフィックを伝送する段階;及び
(b)第1カバレッジ領域に少なくとも1回前記特定周波数帯域を割り当てて第2期間の間トラフィックを伝送する段階を含み、
前記特定周波数帯域は、前記複数のカバレッジ領域において再利用されることを特徴とする周波数再利用方法。 - 前記(b)段階の後に、
(c)前記第1カバレッジ領域でない第2カバレッジ領域に少なくとも1回前記特定周波数帯域を割り当て、前記第2カバレッジ領域にある端末に第3期間の間トラフィックを伝送する段階を更に含むことを特徴とする請求項9に記載の周波数再利用方法。 - 前記(c)段階の後に、
(d)前記第1及び第2カバレッジ領域でない第3カバレッジ領域に少なくとも1回前記特定周波数帯域を割り当て、前記第3カバレッジ領域にある端末に第4期間の間トラフィックを伝送する段階を更に含むことを特徴とする請求項10に記載の周波数再利用方法。 - 前記(a)〜前記(b)段階は所定周期で繰り返され、前記所定周期は、前記第1期間及び前記第2期間の和であることを特徴とする請求項9に記載の周波数再利用方法。
- 前記(a)〜前記(c)段階は所定周期で繰り返され、前記所定周期は、前記第1期間、前記第2期間、及び前記第3期間の和であることを特徴とする請求項10に記載の周波数再利用方法。
- 前記(a)〜前記(d)段階は所定周期で繰り返され、前記所定周期は、前記第1期間、前記第2期間、前記第3期間、及び前記第4期間の和であることを特徴とする請求項11に記載の周波数再利用方法。
- 前記特定周波数帯域が割り当てられるカバレッジ領域は、CINR(Carrier to Interference & Noise Ratio)が閾値より小さい端末の位置によって決められることを特徴とする請求項9に記載の周波数再利用方法。
- (c)前記第1期間にトラフィックを伝送される少なくとも1つの端末が前記第2期間の間スリープモードで作動するように、前記少なくとも1つの端末にスリープモードメッセージを伝送する段階を更に含むことを特徴とする請求項9に記載の周波数再利用方法。
- 前記(a)段階は、少なくとも2回繰り返されたコントロールメッセージを含むデータフレームを伝送することを特徴とする請求項9に記載の周波数再利用方法。
- 前記トラフィックは、1つのコントロールメッセージを含むデータフレームにより伝送されることを特徴とする請求項9に記載の周波数再利用方法。
- 前記複数のカバレッジ領域は、隣接した基地局のセル領域または単一基地局のセクタ領域に該当することを特徴とする請求項9に記載の周波数再利用方法。
- 周波数を再利用する基地局であって、
複数の端末に対してCINR(Carrier to Interference & Noise Ratio)を測定するCINR測定手段と;
前記CINRと閾値とを比較して周波数再利用プランを決める周波数再利用決定手段と;
前記周波数再利用プランに応じて、第1期間の間複数のカバレッジ領域の全てに1つの特定周波数帯域を割り当てて第1トラフィック伝送を行い、第2期間の間前記複数のカバレッジ領域の少なくとも1つに前記特定周波数帯域を割り当てて第2トラフィック伝送を行なうスケジューラとを含み、
前記特定周波数帯域は、前記複数のカバレッジ領域において再利用されることを特徴とする基地局。 - 前記第1トラフィック伝送は、少なくとも2回繰り返されたコントロールメッセージを含む第1データフレームの伝送であり、
前記第2トラフィック伝送は、1つのコントロールメッセージを含む第2データフレームの伝送であることを特徴とする請求項20に記載の基地局。 - 前記複数のカバレッジ領域は、隣接した基地局のセル領域または単一基地局のセクタ領域に該当することを特徴とする請求項20に記載の基地局。
- 前記第1トラフィック伝送の回数と前記第2トラフィック伝送の回数との割合は、固定されるかまたは可変することを特徴とする請求項20に記載の基地局。
- 前記スケジューラは、前記第1トラフィック伝送をN回、前記第2トラフィック伝送をM回行い、ここで、NとMは正の整数であり、
前記NとMの割合は、前記CINRの大きさに基づいて決められることを特徴とする請求項20に記載の基地局。 - 前記スケジューラは、前記第2トラフィック伝送において各カバレッジ領域に対して前記特定周波数帯域を順次に割り当てることを特徴とする請求項24に記載の基地局。
- 前記第1トラフィック伝送の回数と前記第2トラフィック伝送の回数との割合は、端末のCINRの大きさに基づいてリアルタイム変更されることを特徴とする請求項20に記載の基地局。
- 前記スケジューラは、閾値より大きいCINRを有する少なくとも1つの端末が前記第2トラフィック伝送の期間の間スリープモードで作動するように、前記少なくとも1つの端末にスリープモードメッセージを伝送することを特徴とする請求項20に記載の基地局。
- 前記基地局は、IEEE 802.16d/e、WiBro、及びWiMAXの少なくとも1つによる通信システムに利用されることを特徴とする請求項21に記載の基地局。
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