JP2011071907A - 基地局及び基地局システム - Google Patents

Abstract

【課題】ＴＤＭＡを用いた通信方式で通信を行う複数の基地局の間での送信信号の干渉を抑制することが可能な技術を提供する。
【解決手段】基地局１では、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームの送信フレームを構成する複数の送信スロットのうち、自装置が使用可能な送信スロットを特定することが可能な使用可能スロット特定情報１３０が記憶部１３に記憶されている。制御部１４の干渉レベル取得部１４０は、無線通信部１１が他の基地局から受信する干渉信号の大きさを求める。制御部１４の送信タイミング決定部１４１は、干渉レベル取得部１４０で取得された干渉信号の大きさと、使用可能スロット特定情報１３０で特定される、自装置が使用可能な送信スロットとに基づいて、無線通信部１１での送信信号の送信タイミングを決定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）を用いた通信方式で複数の通信端末と通信を行う基地局と、当該基地局を複数備える基地局システムに関する。

従来から無線通信に関して様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、無線通信システムの複数の基地局の間において、ＴＤＭＡフレームの送信タイミングの同期をとる技術が開示されている。また非特許文献１には、次世代ＰＨＳ（Personal Handyphone System）についての規格が記載されている。次世代ＰＨＳでは、各基地局は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Division Duplexing）を用いた通信方式で複数の通信端末と通信を行う。次世代ＰＨＳで採用されているＴＤＭＡ／ＴＤＤでは、４つのスロットで構成された送信期間と４つのスロットで構成された受信期間とが交互に現れる。また、次世代ＰＨＳでの通信方式では、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）も用いられている。ＯＦＤＭＡでは、互いに直交する複数のサブキャリアが合成されたＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）信号が使用される。

特開平５−３０８３３３号公報

"OFDMA/TDMA TDD Broadband Wireless Access System(Next Generation PHS) ARIB STANDARD"、ARIB STD-T95 Version1.1、平成２０年６月６日、社団法人電波産業会

次世代ＰＨＳでは、各基地局は、他の基地局からの干渉信号の大きさを求め、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームのうちの干渉信号の小さいスロットで、ＣＣＨ（共通チャネル：Commom Channel）の制御データを送信している。基地局において干渉信号が小さいスロットとは、他の基地局が信号を送信していない可能性の高いスロットであることから、各基地局が干渉信号の小さいスロットで信号を送信することによって、基地局間の送信信号の干渉を抑制することができる。

一方で、無線通信システムでは、最大送信電力が大きくサービスエリアが広い高出力基地局と、最大送信電力が小さくサービスエリアが小さい低出力基地局とが併用されることがある。低出力基地局は、周辺の高出力基地局が送信する信号を観測することができるが、高出力基地局は、周辺の低出力基地局が送信する信号を観測できないことがある。

したがって、高出力基地局においては、周辺の低出力基地局からの干渉信号が観測できない状態で、周辺の基地局からの干渉信号が小さいスロットが特定されることがあり、当該スロットで制御データを送信すると、そのスロットにおいて実は低出力基地局も制御データを送信していることがある。このような場合には、高出力基地局の送信信号と低出力基地局の送信信号とが干渉してしまい、通信端末は基地局からの送信信号を適切に受信できないことがある。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、ＴＤＭＡを用いた通信方式で通信を行う複数の基地局の間での送信信号の干渉を抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る基地局は、複数の基地局が同期して通信端末と通信を行う無線通信システムの一の基地局であって、前記複数の基地局のそれぞれは、複数の単位送信期間から成るＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）を用いた通信方式で複数の通信端末と通信を行い、前記複数の基地局は、最大送信電力に応じて複数種類の基地局に分類され、前記複数種類の基地局に対しては、前記複数の単位送信期間において、送信信号の送信に使用可能な単位送信期間が互いに重複しないように割り当てられており、前記一の基地局は、無線通信を行う無線通信部と、前記無線通信部を制御する制御部と、前記複数の単位送信期間のうち自装置が前記送信信号の送信に使用可能な単位送信期間を特定することが可能な特定情報を記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、前記無線通信部が他の基地局から受信する干渉信号の大きさを求める干渉レベル取得部と、前記干渉レベル取得部で取得された前記干渉信号の大きさと、前記特定情報で特定される、自装置が使用可能な単位送信期間とに基づいて、前記無線通信部での前記送信信号の送信タイミングを決定する送信タイミング決定部とを有する。

また、本発明に係る基地局の一態様では、前記特定情報は自装置の外部から書き換え可能である。

また、本発明に係る基地局の一態様では、前記特定情報は、前記複数の基地局が接続されたネットワークから書き換え可能である。

また、本発明に係る基地局システムは、複数の基地局を備える基地局システムであって、前記複数の基地局のそれぞれは、複数の単位送信期間から成るＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）を用いた通信方式で複数の通信端末と通信を行い、前記複数の基地局は、最大送信電力に応じて複数種類の基地局に分類され、前記複数種類の基地局に対しては、前記複数の単位送信期間において、送信信号の送信に使用可能な単位送信期間が互いに重複しないように割り当てられており、前記複数の基地局のそれぞれは、無線通信を行う無線通信部と、前記無線通信部を制御する制御部と、前記複数の単位送信期間のうち自装置が前記送信信号の送信に使用可能な単位送信期間を特定することが可能な特定情報を記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、前記無線通信部が他の基地局から受信する干渉信号の大きさを求める干渉レベル取得部と、前記干渉レベル取得部で取得された前記干渉信号の大きさと、前記特定情報で特定される、自装置が使用可能な単位送信期間とに基づいて、前記無線通信部での前記送信信号の送信タイミングを決定する送信タイミング決定部とを有する。

本発明によれば、ＴＤＭＡを用いた通信方式で通信を行う複数の基地局の間での送信信号の干渉を抑制できる。

本発明の実施の形態に係る基地局システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る基地局システムにおいて、高出力基地局と低出力基地局の配置例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る基地局の構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係るＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームを示す図である。 ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームと、ＣＣＨ間欠送信フレームと、ＬＣＣＨスーパーフレームとの関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係る使用可能スロット特定情報を示す図である。 本発明の実施の形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る基地局が、同期先基地局のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームに、自装置のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレームを同期させる様子を示す図である。

図１は本発明の実施の形態に係る基地局システム１００の構成を示す図である。本実施の形態に係る基地局システム１００は、それぞれが通信端末３と通信する複数の基地局１を備えている。複数の基地局１は、バックボーンネットワークであるネットワーク２に接続されている。各基地局１は、例えば次世代ＰＨＳでの基地局であって、ＯＦＤＭＡを用いた通信方式で複数の通信端末３と双方向の無線通信を行う。各基地局１は、時間軸と周波数軸とからなる２次元で特定される無線リソースを複数の通信端末３のそれぞれに個別に割り当てることによって、当該複数の通信端末３と同時に通信することが可能となっている。また、各基地局１は、送受信アンテナとしてアレイアンテナを有し、アダプティブアレイアンテナ方式を用いてアレイアンテナの指向性を希望波に向けることが可能である。

本実施の形態では、複数の基地局１は、最大送信電力に応じて複数種類の基地局に分類されている。例えば、複数の基地局１は、最大送信電力が大きい高出力基地局１Ａと、最大送信電力が小さい低出力基地局１Ｂとに分類されている。つまり、本実施の形態では、各基地局１は、高出力基地局１Ａ及び低出力基地局１Ｂのどちらか一方に該当する。

図２は本実施の形態に係る基地局システム１００での高出力基地局１Ａ及び低出力基地局１Ｂの配置例を示す図である。図２に示されるように、基地局システム１００では、複数の低出力基地局１Ｂに対応して１つの高出力基地局１Ａが配置されている。各高出力基地局１Ａは、そのサービスエリア１０Ａが、それに対応する複数の低出力基地局１Ｂのすべてのサービスエリア１０Ｂを含むように配置されている。複数の低出力基地局１Ｂのそれぞれは、そのサービスエリア１０Ｂが、隣接する低出力基地局１Ｂのサービスエリア１０Ｂと部分的に重なるように配置されている。また、複数の高出力基地局１Ａのそれぞれは、そのサービスエリア１０Ａが、隣接する高出力基地局１Ａのサービスエリア１０Ａと部分的に重なるように配置されている。

図３は各基地局１の構成を示す図である。図３に示されるように、各基地局１は、無線通信を行う無線通信部１１と、ネットワーク２と通信を行うネットワーク接続部１２と、各種情報を記憶する記憶部１３と、無線通信部１１、ネットワーク接続部１２及び記憶部１３を制御する制御部１４とを備えている。

無線通信部１１は、アレイアンテナ１１０で受信されるＯＦＤＭ信号からデータを取得して制御部１４に出力する。また、無線通信部１１は、制御部１４から入力される送信データを含むＯＦＤＭ信号を生成し、それをアレイアンテナ１１０から無線送信する。

アレイアンテナ１１０は複数のアンテナ素子１１０ａで構成されている。無線通信部１１は、複数のアンテナ素子１１０ａでそれぞれ受信される複数のＯＦＤＭ信号のそれぞれに対して増幅処理及びダウンコンバートを行って、当該複数のＯＦＤＭ信号のそれぞれをベースバンド信号に変換する。無線通信部１１は、生成した複数のベースバンド信号のそれぞれに対してＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行って、当該複数のベースバンド信号のそれぞれについて、それに含まれる複数のサブキャリアをそれぞれ変調する複数の複素シンボル（以後、「復調シンボル列」と呼ぶ）を取得する。無線通信部１１は、取得した複数の復調シンボル列のそれぞれについて、当該復調シンボル列を構成する複数の複素シンボルのそれぞれに対して受信用ウェイトを乗算する。そして、無線通信部１１は、複数の復調シンボル列に含まれる、同一のサブキャリアについての受信用ウェイト乗算後の複数の複素シンボルを加算する。これにより、アレイアンテナ１１０の指向性が１つのサブキャリアに向けられるようになり、当該１つのサブキャリアについての希望シンボルを取得することができる。つまり、複数の復調シンボル列に含まれる、同一のサブキャリアについての受信用ウェイト乗算後の複数の複素シンボルを足し合わせて得られる新たな複素シンボルでは、干渉成分が除去されており、当該新たな複素シンボルが希望シンボルとして取得される。無線通信部１１は、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアのそれぞれについて希望シンボルを取得する。そして、無線通信部１１は、ＯＦＤＭ信号を構成する複数のサブキャリアについての希望シンボルをビットデータに変換し、それを受信データとして制御部１４に入力する。

また、無線通信部１１は、制御部１４から入力される送信データに対応する複数の複素シンボル（以後、「変調シンボル列」と呼ぶ）を生成する。無線通信部１１は、変調シンボル列をアンテナ素子１１０ａの数だけ準備する。そして、無線通信部１１は、複数の変調シンボル列のそれぞれについて、当該変調シンボル列を構成する複数の複素シンボルに対して送信用ウェイトを乗算する。無線通信部１１は、送信用ウェイト乗算後の複数の変調シンボル列のそれぞれについて、当該変調シンボル列を構成する複数の複素シンボルに対してＩＦＦＴ（Inverse FFT）処理を行って、当該複数の複素シンボルで変調された複数のサブキャリアが合成された送信ベースバンド信号を生成する。そして、無線通信部１１は、生成した複数の送信ベースバンド信号を、アップコンバート及び増幅処理を行って、複数のアンテナ素子１１０ａにそれぞれ入力する。これにより、各アンテナ素子１１０ａからは、搬送帯域のＯＦＤＭ信号が無線信号となって送信される。

ネットワーク接続部１２は、例えば、光ファイバ等でネットワーク２に接続されている。ネットワーク接続部１２は、制御部１４から入力されるデータをネットワーク２に送信するとともに、ネットワーク２から入力されるデータを制御部１４に出力する。

記憶部１３は、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）などで構成されており、後述する使用可能スロット特定情報１３０等を記憶する。

制御部１４は、例えばＣＰＵなどで構成されている。制御部１４のＣＰＵが、記憶部１３に記憶されている動作プログラムを実行することによって、制御部１４には、干渉レベル取得部１４０及び送信タイミング決定部１４１などの各種機能ブロックが実現される。干渉レベル取得部１４０及び送信タイミング決定部１４１については後で詳細に説明する。

なお、高出力基地局１Ａと低出力基地局１Ｂとは、無線通信部１１での最大送信電力が異なるだけである。

次に基地局１が通信端末３の通信に使用するＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の構成について説明する。図４はＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の構成を示す図である。図４に示されるように、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００は、横軸及び縦軸に時間及び周波数をそれぞれ示す時間−周波数平面上で特定される。つまり、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００は、時間及び周波数の両方で特定される。１つのＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００は、基地局１から通信端末３へ信号を送信するための送信フレーム２００ｓと、基地局１が通信端末３からの信号を受信するための受信フレーム２００ｒとで構成されている。送信フレーム２００ｓ及び受信フレーム２００ｒのそれぞれは、時間方向に第１スロットＳＬ１〜第４スロットＳＬ４、周波数方向に第１サブチャネルＳＣＨ１〜第ｉサブチャネルＳＣＨｉ（ｉ＞１）を含んでいる。

ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００では、１つのスロットの時間幅は６２５μｓに設定されている。したがって、送信フレーム２００ｓ及び受信フレーム２００ｒのそれぞの時間長は２．５ｍｓとなり、１つのＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の時間長は５ｍｓとなる。また、１つのサブチャネルの帯域幅は９００ｋＨｚであって、１つのサブチャネルは２４本のサブキャリアで構成されている。以後、送信フレーム２００ｓに含まれる第１スロットＳＬ１〜第４スロットＳＬ４のそれぞれを単に「送信スロット」と呼び、送信フレーム２００ｓに含まれる第１スロットＳＬ１〜第４スロットＳＬ４をそれぞれ第１送信スロットＳＬ１〜第４送信スロットＳＬ４と呼ぶことがある。

１つのスロットと１つのサブチャネルとで、１つのＰＲＵ（Physical Resourse Unit）２１０が構成されている。基地局１と通信端末３との通信はこのＰＲＵ２１０単位で行われる。例えば、基地局１では、通信端末３に対する無線リソースの割り当てはＰＲＵ２１０単位で行われ、通信端末３に送信データを送信する際に使用する変調方式はＰＲＵ２１０ごとに決定される。送信フレーム２００ｓ及び受信フレーム２００ｒのそれぞれには、時間方向に沿って４つのＰＲＵ２１０が並び、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００全体では、時間方向に沿って８つのＰＲＵ２１０が並んでいる。またＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００では、周波数方向には、サブチャネルの数と同数のｉ個のＰＲＵ２１０が並んでいる。

次世代ＰＨＳでは、機能チャネルとして、ＣＣＨとＩＣＨ（個別チャネル：Individual Channel）とが規定されている。ＣＣＨの種類としては、ＢＣＣＨ（Broadcast Control Channel）、ＰＣＨ（Paging Channel）、ＳＣＣＨ（Signaling Control Channel）及びＴＣＣＨ（Timing Correct Channel）が規定されている。ＣＣＨにおいて、基地局１が制御データの送信に使用するチャネルは、ＢＣＣＨ、ＰＣＨ及びＳＣＣＨである。次世代ＰＨＳでは、各ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００において、第１サブチャネルＳＣＨ１だけがＣＣＨに割り当てられ、第２サブチャネルＳＣＨ２〜第ｉサブチャネルＳＣＨｉがＩＣＨに割り当てられる。したがって、複数の基地局１の間では、同一のサブチャネルが使用されて、ＣＣＨの制御データを含む信号（以後、「ＣＣＨ信号」と呼ぶ）が送信されることになる。そのため、次世代ＰＨＳにおいては、各基地局１は、他の周辺の基地局１（以後、「周辺基地局１」と呼ぶ）から送信されるＣＣＨ信号の干渉を受けないために、周辺基地局１がＣＣＨ信号を送信していない送信スロット、言い換えれば周辺基地局１がＣＣＨ信号の送信に使用していない送信スロットでＣＣＨ信号を送信する。

また、各基地局１は、ｎ（ｎ≧１）個のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００ごとに、１つの送信スロットで１種類のＣＣＨ信号を送信する。このｎ個のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００を「ＣＣＨ間欠送信フレーム３００」と呼ぶ。そして、ｍ（≧１）個のＣＣＨ間欠送信フレーム３００で１つのＬＣＣＨ（Logical CCH）スーパーフレーム４００が構成される。そして、ＬＣＣＨスーパーフレーム４００の先頭のＣＣＨ間欠送信フレーム３００では、必ずＢＣＣＨの制御データが送信される。本実施の形態では、例えば、ｎ＝２０、ｍ＝１２とする。

図５は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００と、ＣＣＨ間欠送信フレーム３００と、ＬＣＣＨスーパーフレーム４００との関係を示す図である。図５の「ＢＣ」はＢＣＣＨを意味し、「Ｐ１」〜「Ｐ８」はＰＣＨを意味し、「ＳＣ」はＳＣＣＨを意味している。図５のＬＣＣＨスーパーフレーム４００では、先頭のＣＣＨ間欠送信フレーム３００から最後のＣＣＨ間欠送信フレーム３００にかけて、ＢＣＣＨの制御データ、ＰＣＨの制御データ、ＰＣＨの制御データ、ＳＣＣＨの制御データ、ＰＣＨの制御データ、ＰＣＨの制御データ、ＳＣＣＨの制御データ、ＰＣＨの制御データ、ＰＣＨの制御データ、ＳＣＣＨの制御データ、ＰＣＨの制御データ及びＰＣＨの制御データが順に送信される。

本実施の形態では、２０個のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００で１つのＣＣＨ間欠送信フレーム３００が構成されていることから、１つのＣＣＨ間欠送信フレーム３００には、８０個の送信スロットが含まれることになる。各基地局１は、この８０個の送信スロットから、他の基地局１が使用する送信スロットを除いて、使用する１つの送信スロットを決定し、決定した１つの送信スロットで１種類のＣＣＨ信号を送信する。具体的には、基地局１は、ＣＣＨ間欠送信フレーム３００の各送信スロットにおいて、無線通信部１１が周辺基地局１から受信する、ＣＣＨに割り当てられている第１サブチャネルＳＣＨ１の周波数帯域での干渉信号の大きさ（以後、単に「干渉レベル」と呼ぶことがある）を求める。基地局１は、ＣＣＨ間欠送信フレーム３００に含まれる８０個の送信スロットのうち、干渉レベルがしきい値よりも小さい送信スロットを、周辺基地局１がＣＣＨ信号を送信していないであろう送信スロット（以後、「空き送信スロット」と呼ぶ）とする。そして、基地局１は、その後のＣＣＨ間欠送信フレーム３００における１つの空き送信スロットで、ＢＣＣＨの制御データを含む信号などのＣＣＨ信号を送信する。これにより、本実施の形態では、最大８０個の基地局１を互いに近くに配置することが可能となる。

ここで、上述のように、本実施の形態に係る基地局システム１００では、高出力基地局１Ａと低出力基地局１Ｂとが併存している。高出力基地局１Ａは、最大送信電力の小さい低出力基地局１が送信する信号を観測できないことがあるため、高出力基地局１Ａは、低出力基地局１Ｂからの干渉信号を観測できない状態で、空き送信スロットを特定することがある。この場合に、高出力基地局１Ａが、空き送信スロットにＣＣＨ信号を送信すると、その空き送信スロットにおいて実は低出力基地局１ＢもＣＣＨ信号を送信していることがある。このような場合には、高出力基地局１Ａが送信するＣＣＨ信号と、低出力基地局１Ｂが送信するＣＣＨ信号とが干渉し、通信端末３は低出力基地局１ＢのＣＣＨ信号を適切に受信できないか、あるいは、高出力基地局１Ａ及び低出力基地局１Ｂの両方のＣＣＨ信号を適切に受信できないことがある。

そこで、本実施の形態に係る基地局システム１００では、送信フレーム２００ｓを構成する第１送信スロットＳＬ１〜第４送信スロットＳＬ４において、高出力基地局１ＡがＣＣＨ信号の送信に使用することができる送信スロット（以後、「高出力使用可能スロット」と呼ぶ）と、低出力基地局１ＢがＣＣＨ信号の送信に使用することができる送信スロット（以後、「低出力使用可能スロット」と呼ぶ）とが、互いに重複しないように規定されている。これにより、高出力基地局１Ａと低出力基地局１Ｂとの間で、ＣＣＨ信号の送信に同じ送信スロットが使用されることを防止することができる。記憶部１３が記憶する使用可能スロット特定情報１３０は、第１送信スロットＳＬ１〜第４送信スロットＳＬ４のうち、自装置がＣＣＨ信号の送信に使用することができる送信スロットを特定するための情報である。

図６は使用可能スロット特定情報１３０の一例を示す図である。図６に示されるように、使用可能スロット特定情報１３０は、高出力使用可能スロットを特定することが可能な高出力用特定情報１３０ｈと、低出力使用可能スロットを特定することが可能な低出力用特定情報１３０ｌとを含んでいる。高出力用特定情報１３０ｈ及び低出力用特定情報１３０ｌのそれぞれは、例えば８ビットで構成されており、下位１ビット目から下位４ビット目のデータが、第１送信スロットＳＬ１〜第４送信スロットＳＬ４にそれぞれ対応している。

高出力用特定情報１３０ｈの下位１ビット目から下位４ビット目のデータのそれぞれは、“１”の場合に、それに対応する送信スロットが高出力使用可能スロットであることを意味する。図６の例では、下位１ビット目、下位２ビット目、下位４ビット目のデータが、“１”を示していることから、第１送信スロットＳＬ１、第２送信スロットＳＬ２及び第４送信スロットＳＬ４が、高出力基地局１ＡがＣＣＨ信号の送信に使用できる送信スロットとなっている。

また、低出力用特定情報１３０ｌの下位１ビット目から下位４ビット目のデータのそれぞれは、“１”の場合に、それに対応する送信スロットが低出力使用可能スロットであることを意味する。図６の例では、下位３ビット目のデータが“１”を示していることから、第３送信スロットＳＬ３が、低出力基地局１ＢがＣＣＨ信号の送信に使用できる送信スロットとなっている。

次に、基地局１における、電源投入時からＣＣＨ信号を送信するまでの動作について詳細に説明する。図７は当該動作を示すフローチャートである。図７に示されるように、ステップｓ１において基地局１の電源が投入されると、ステップｓ２において、基地局１では、制御部１４が自装置の種類を判定する。記憶部１３には、自装置が高出力基地局１Ａ及び低出力基地局１Ｂのどちらであるかを特定するための情報が記憶されており、制御部１４は、当該情報を参照することによって自装置の種類を特定する。

制御部１４は、自装置が高出力基地局１Ａであると判定すると、ステップｓ３において、記憶部１３内の高出力用特定情報１３０ｈを参照し、高出力使用可能スロットを特定する。一方で、制御部１４は、自装置が低出力基地局１Ｂであると判定すると、ステップｓ４において、記憶部１３内の低出力用特定情報１３０ｌを参照し、低出力使用可能スロットを特定する。これにより、基地局１では、自装置がＣＣＨ信号の送信に使用することが可能な送信スロットが特定される。

なお、不具合等によって、記憶部１３内に、自装置が高出力基地局１Ａ及び低出力基地局１Ｂのどちらであるかを特定するための情報が記憶されておらず、制御部１４は、自装置の種類を判定できない場合には、自装置が高出力基地局１Ａであると仮定して、ステップｓ３を実行する。この場合には、基地局１が実際には低出力基地局１Ｂであったとしても、低出力基地局１Ｂは、周辺の高出力基地局１Ａからの干渉信号は観測できることから、高出力基地局１Ａと使用可能な送信スロットが一致していたとしても、当該基地局１は、周辺の高出力基地局１ＡがＣＣＨ信号を送信する送信スロットを外してＣＣＨ信号を送信することができる。

ステップｓ３あるいはステップｓ４が実行されると、ステップｓ５において、制御部１４は、無線通信部１１が通信可能な周辺基地局１をサーチする。具体的に、制御部１４は、少なくとも１つのＣＣＨ間欠送信フレーム３００の間において、無線通信部１１から出力されるデータに含まれるＢＳＩＤ（Base Station ID）をすべて取得するとともに、取得したＢＳＩＤのそれぞれについて、当該ＢＳＩＤで特定される周辺基地局１から無線通信部１１が受信した信号の受信レベル、例えば、ＲＳＳＩ（Receive Signal Strength Indication）を求める。これより、制御部１４では、無線通信部１１が通信可能な周辺基地局１のすべてについてのＢＳＩＤ及び受信レベルが取得される。

次にステップｓ６において、制御部１４は、取得したＢＳＩＤ及び受信レベルに基づいて、自装置が同期する先の周辺基地局１（以後、「同期先基地局１」と呼ぶ）を決定する。例えば、制御部１４は、取得したＢＳＩＤで特定される周辺基地局１のうち、予め定められている同期先候補の周辺基地局１であって、受信レベルが最も大きい周辺基地局１を、同期先基地局１とする。この同期先基地局１は例えばＧＰＳ時刻に同期している。

次にステップｓ７において、制御部１４は、無線通信部１１で受信される、同期先基地局１からのＢＣＣＨの制御データを含む信号（以後、「ＢＣＣＨ信号」と呼ぶ）に基づいて、同期先基地局１のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００に、自装置のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００を同期させる。ＢＣＣＨ信号には、第１送信スロットＳＬ１〜第４送信スロットＳＬ４のうち、当該ＢＣＣＨ信号が送信される送信スロットを特定するための情報が含まれているため、制御部１４は、当該情報に基づいて、同期先基地局１でのＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の先頭を求めて、当該先頭に、自装置でのＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の先頭を一致させる。

図８は、制御部１４が、同期先基地局１のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００に、自装置のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００を同期させる様子を示す図である。図８では、一番上に同期先基地局１のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００が示され、中央に同期先基地局１のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００に同期する前の自装置のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００が示され、一番下に同期先基地局１のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００に同期した後の自装置のＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００が示されている。

次にステップｓ８において、制御部１４の干渉レベル取得部１４０は、ＣＣＨ間欠送信フレーム３００の各送信スロットにおいて、無線通信部１１が周辺基地局１から受信する、ＣＣＨに割り当てられている第１サブチャネルＳＣＨ１の周波数帯域での受信信号の受信レベル（例えばＲＳＳＩ）を求める。言い換えれば、干渉レベル取得部１４０は、ＣＣＨ間欠送信フレーム３００の各送信スロットにおいて、無線通信部１１が周辺基地局１から受信する、ＣＣＨ信号の周波数帯域での受信信号の受信レベルを求める。この受信レベルは干渉レベルとなる。これにより、干渉レベル取得部１４０では、ＣＣＨ間欠送信フレーム３００に含まれる８０個の送信スロットのそれぞれでの干渉レベルが求められる。

次にステップｓ９において、制御部１４の送信タイミング決定部１４１は、干渉レベル取得部１４０で取得された干渉レベルと、ステップｓ３あるいはステップｓ４で特定された、自装置がＣＣＨ信号の送信に使用可能な送信スロットとに基づいて、無線通信部１１でのＣＣＨ信号の送信タイミングを決定する。具体的には、まず送信タイミング決定部１４１は、ＣＣＨ間欠送信フレーム３００に含まれる８０個の送信スロットにおいて、ステップｓ８で求めた干渉レベルがしきい値よりも小さい送信スロットを空き送信スロットとする。そして、送信タイミング決定部１４１は、空き送信スロットのうち、自装置がＣＣＨ信号の送信に使用することが可能な送信スロットに該当する送信スロットから、ＣＣＨ信号を送信する際に実際に使用する送信スロット（以後、「使用送信スロット」と呼ぶ）を決定する。例えば、基地局１が高出力基地局１Ａであって、上述の図６に示されるように、高出力使用可能スロットが第１送信スロットＳ１、第２送信スロットＳＬ２及び第４送信スロットＳＬ４の場合には、送信タイミング決定部１４１は、空き送信スロットのうち、第１送信スロットＳ１、第２送信スロットＳＬ２及び第４送信スロットＳＬ４に該当する送信スロットにおいて、最も干渉レベルの小さい送信スロットを使用送信スロットとする。この使用送信スロットが、各ＣＣＨ間欠送信フレーム３００でのＣＣＨ信号の送信タイミングとなる。

次にステップｓ１０において、制御部１４は、１つのＣＣＨ間欠送信フレーム３００ごとに、ステップｓ９で決定された使用送信スロットで、１種類のＣＣＨ信号を無線通信部１１に送信させる。これより、複数の基地局１において高出力基地局１Ａ及び低出力基地局１Ｂが混在し、高出力基地局１Ａが低出力基地局１Ｂの送信信号を観測できない場合であっても、当該複数の基地局１のそれぞれは、周辺基地局１がＣＣＨ信号を送信していない送信スロットでＣＣＨ信号を送信することが可能となる。

なお、基地局１が高出力基地局１Ａである場合には、当該基地局１は、使用可能スロット特定情報１３０として、高出力用特定情報１３０ｈだけを記憶し、自装置の種類を判断することなく高出力用特定情報１３０ｈを参照するようにしても良い。同様に、基地局１が低出力基地局１Ｂである場合には、当該基地局１は、使用可能スロット特定情報１３０として、低出力用特定情報１３０ｌだけを記憶し、自装置の種類を判断することなく低出力用特定情報１３０ｌを参照するようにしても良い。

また、基地局１が高出力基地局１Ａである場合には、当該基地局１は、使用可能スロット特定情報１３０として、低出力用特定情報１３０ｌだけを記憶しても良い。この場合であっても、基地局１は、自装置が使用することが可能な送信スロットを特定できる。つまり、基地局１は、第１送信スロットＳＬ１〜第４送信スロットＳＬ４のうち、低出力用特定情報１３０ｌで特定される低出力使用可能スロット以外の送信スロットを、自装置が使用できる送信スロットとすればよい。同様に、基地局１が低出力基地局１Ｂである場合には、当該基地局１は、使用可能スロット特定情報１３０として、高出力用特定情報１３０ｈだけを記憶しても良い。この場合には、基地局１は、第１送信スロットＳＬ１〜第４送信スロットＳＬ４のうち、高出力用特定情報１３０ｈで特定される高出力使用可能スロット以外の送信スロットを、自装置が使用できる送信スロットとすればよい。

また、上記のステップｓ８では、ＣＣＨ間欠送信フレーム３００に含まれる８０個の送信スロットのそれぞれについて干渉レベルを求めていたが、当該８０個の送信スロットのうち、基地局１が使用可能な送信スロットに該当する送信スロットだけの干渉レベルを求めても良い。例えば、基地局１が高出力基地局１Ａであって、図６の高出力用特定情報１３０ｈを記憶している場合には、ＣＣＨ間欠送信フレーム３００に含まれる８０個の送信スロットのうち、第１送信スロットＳＬ１、第２送信スロットＳＬ２及び第４送信スロットＳＬ４に該当する送信スロットだけの干渉レベルを求めても良い。この場合には、干渉レベルを求めた送信スロットから空き送信スロットを特定し、空き送信スロットのうち干渉レベルが最も小さい送信スロットを使用送信スロットとすれば良い。

以上のように、本実施の形態では、基地局システム１００の複数の基地局１を構成する、最大送信電力が異なる複数種類の基地局に対して、第１送信スロットＳＬ１〜第４送信スロットＳＬ４において、ＣＣＨ信号の送信に使用可能な送信スロットが互いに重複しないように割り当てられている。そして、無線通信部１１が周辺基地局１から受信する干渉信号の大きさと、使用可能スロット特定情報１３０で特定される、第１送信スロットＳＬ１〜第４送信スロットＳＬ４のうちの自装置が使用可能な送信スロットとに基づいて、無線通信部１１でのＣＣＨ信号の送信タイミングが決定されている。したがって、各基地局１は、周辺基地局１がＣＣＨ信号を送信しないタイミングで、ＣＣＨ信号を送信することが可能となる。よって、複数の基地局１の間でのＣＣＨ信号の干渉を抑制できる。

なお、記憶部１３において、使用可能スロット特定情報１３０は、制御部１４のＣＰＵが実行する動作プログラム内に記述しても良いし、当該動作プログラムとは別のパラメータとして記憶しても良い。

また、記憶部１３において、使用可能スロット特定情報１３０は、ＲＯＭなどの不揮発性メモリに記憶しても良いし、ＲＡＭなどの揮発性メモリに記憶させても良い。使用可能スロット特定情報１３０をＲＡＭに記憶させる場合には、当該ＲＡＭにバックアップ電源を接続しても良い。

また、基地局１においては、記憶部１３内の使用可能スロット特定情報１３０を、自装置の外部から書き換え可能にすることが望ましい。例えば、基地局１にユーザの操作を受け付ける操作部を設ける。そして、ユーザが当該操作部に対して書き換えを指示する操作を行うと、その操作情報が制御部１４に通知される。制御部１４は通知された操作情報に従って使用可能スロット特定情報１３０を書き換える。また、記憶部１３内の使用可能スロット特定情報１３０をネットワーク２から書き換え可能としても良い。具体的には、複数の基地局１を管理する、ネットワーク２に接続された中央制御装置が、ネットワーク接続部１２を介して制御部１４に書き換え指示を通知する。制御部１４は、その書き換え指示に従って使用可能スロット特定情報１３０を書き換える。このようにすれば、複数の基地局１の使用可能スロット特定情報１３０を、中央制御部装置から一度に書き換えることもできるし、個別に書き換えることもできる。

また、上記の例では、基地局１の種類は、高出力基地局１Ａと低出力基地局１Ｂの２種類だけであったが、基地局１の種類が、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の送信フレーム２００ｓを構成する送信スロットの数以下であれば、基地局１の種類を３種類以上にしても良い。つまり、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の送信フレーム２００ｓを構成する送信スロットの数をｘ（ｘ≧２）とすると、複数の基地局１を、最大送信電力に応じてｙ（２≦ｙ≦ｘ）種類の基地局に分類しても良い。この場合であっても、最大送信電力に応じて分類されたｙ種類の基地局に対して、送信フレーム２００ｓを構成するｘ個の送信スロットにおいて、使用可能な送信スロットを互いに重複しないように割り当てることによって、上記と同様にして使用送信スロットを決定できる。

また、上記の例では、複数の基地局１から送信されるＣＣＨ信号の干渉を抑制する方法について説明したが、複数の基地局１から送信される、ＩＣＨ（個別チャネル）のデータを含む信号（以後、「ＩＣＨ信号」と呼ぶ）の干渉も同様にして抑制することができる。以下に、複数の基地局１から送信されるＩＣＨ信号の干渉を抑制する方法について説明する。以下の説明では、第１送信スロットＳＬ１〜第４送信スロットＳＬ４のうち、自装置がＩＣＨ信号の送信に使用することができる送信スロットを特定するための情報が記憶部１３に記憶されており、当該情報には、上述の図６と同様に、高出力基地局１ＡがＩＣＨ信号の送信に使用することが可能な送信スロットと、低出力基地局１ＢがＩＣＨ信号の送信に使用することが可能な送信スロットとが互いに重複しないように規定されているものとする。

上述のように、ＩＣＨには、第２サブチャネルＳＣＨ２〜第ｉサブチャネルＳＣＨｉを割り当てることができる。また、各基地局１は、各ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００において、第１送信スロットＳＬ１〜第４送信スロットＳＬ４のそれぞれでＩＣＨ信号を送信することができる。各基地局１は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤフレーム２００の送信フレーム２００ｓを構成する（４×ｉ）個のＰＲＵ２１０のうち、第２サブチャネルＳＨ２〜第ｉサブチャネルＳＣＨｉを含む（４×（ｉ−１））個のＰＲＵ２１０において、周辺基地局１がＩＣＨ信号を送信していないであろうＰＲＵ２１０（以後、「空きＰＲＵ２１０」と呼ぶ）を用いてＩＣＨ信号を送信する。以下に、空きＰＲＵ２１０にＩＣＨ信号を送信する際の基地局１の動作について説明する。

まず、基地局１では、干渉レベル取得部１４０が、送信フレーム２００ｓの各送信スロットにおいて、無線通信部１１が周辺基地局１から受信する、第２サブチャネルＳＣＨ２の周波数帯域での干渉信号の大きさを求める。次に、干渉レベル取得部１４０は、次の送信フレーム２００ｓの各送信スロットにおいて、無線通信部１１が周辺基地局１から受信する、第３サブチャネルＳＣＨ３の周波数帯域での干渉信号の大きさを求める。干渉レベル取得部１４０は、この干渉信号の大きさを求める処理を、第ｉサブチャネルＳＣＨｉの周波数帯域での干渉信号の大きさを求めるまで行う。これより、第２サブチャネルＳＨ２〜第ｉサブチャネルＳＣＨｉを含む（４×（ｉ−１））個のＰＲＵ２１０に対応した、（４×（ｉ−１）個）の干渉信号の大きさが求まる。

次に、基地局１では、送信タイミング決定部１４１が、干渉レベル取得部１４０で求められた（４×（ｉ−１）個）の干渉信号の大きさのうち、しきい値よりも小さい干渉信号の大きさを特定する。干渉信号の大きさが小さいということは、それに対応するＰＲＵ２１０を用いて周辺基地局１はＩＣＨ信号を送信していないと考えることができることから、送信タイミング決定部１４１は、しきい値よりも小さい干渉信号の大きさに対応するＰＲＵ２１０を空きＰＲＵ２１０とする。

次に、送信タイミング決定部１４１は、空きＰＲＵ２１０のうち、自装置がＩＣＨ信号の送信に使用することが可能な送信スロットを含むＰＲＵ２１０から、ＩＣＨ信号を送信する際に実際に使用するＰＲＵ２１０（以後、「使用ＰＲＵ２１０」と呼ぶ）を決定する。例えば、基地局１が高出力基地局１Ａであって、高出力基地局１ＡがＩＣＨ信号の送信に使用することが可能な送信スロットとして第１送信スロットＳ１、第２送信スロットＳＬ２及び第４送信スロットＳＬ４が記憶部１３内の情報に規定されている場合には、送信タイミング決定部１４１は、空きＰＲＵ２１０のうち、第１送信スロットＳ１を含むＰＲＵ２１０、第２送信スロットＳＬ２を含むＰＲＵ２１０及び第４送信スロットＳＬ４を含むＰＲＵ２１０において、対応する干渉信号の大きさが最も小さいＰＲＵ２１０を、使用ＰＲＵ２１０とする。使用ＰＲＵ２１０のサブチャネルがＩＣＨ信号の送信に使用されるサブチャネルとなり、使用ＰＲＵ２１０の送信スロットがＩＣＨ信号の送信タイミングとなる。その後、制御部１４は、無線通信部１１を制御して、使用ＰＲＵ２１０の送信スロットにおいて、使用ＰＲＵ２１０のサブチャネルを使用してＩＣＨ信号を無線通信部１１に無線送信させる。これにより、高出力基地局１Ａと低出力基地局１Ｂとが混在する場合であっても、各基地局１は、周辺基地局１がＩＣＨ信号を送信しないタイミングで、ＩＣＨ信号を送信することが可能となる。よって、複数の基地局１の間でのＩＣＨ信号の干渉を抑制できる。

なお上記の例では、本願発明を、ＯＦＤＭＡとＴＤＭＡ／ＴＤＤを用いた通信方式で通信端末３と通信を行う基地局１に適用する場合について説明したが、少なくともＴＤＭＡを用いた通信方式で通信端末３に送信を行う基地局１であれば本願発明を適用することができる。

１ 基地局
１Ａ 高出力基地局
１Ｂ 低出力基地局
２ ネットワーク
３ 通信端末
１１ 無線送信部
１３ 記憶部
１３０ 使用可能スロット特定情報
１４ 制御部
１４０ 干渉レベル取得部
１４１ 送信タイミング決定部

Claims (4)

1. 複数の基地局が同期して通信端末と通信を行う無線通信システムの一の基地局であって、
   前記複数の基地局のそれぞれは、複数の単位送信期間から成るＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）を用いた通信方式で複数の通信端末と通信を行い、
   前記複数の基地局は、最大送信電力に応じて複数種類の基地局に分類され、
   前記複数種類の基地局に対しては、前記複数の単位送信期間において、送信信号の送信に使用可能な単位送信期間が互いに重複しないように割り当てられており、
   前記一の基地局は、
   無線通信を行う無線通信部と、
   前記無線通信部を制御する制御部と、
   前記複数の単位送信期間のうち自装置が前記送信信号の送信に使用可能な単位送信期間を特定することが可能な特定情報を記憶する記憶部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記無線通信部が他の基地局から受信する干渉信号の大きさを求める干渉レベル取得部と、
   前記干渉レベル取得部で取得された前記干渉信号の大きさと、前記特定情報で特定される、自装置が使用可能な単位送信期間とに基づいて、前記無線通信部での前記送信信号の送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と
   を有する、基地局。
2. 請求項１に記載の基地局であって、
   前記特定情報は自装置の外部から書き換え可能である、基地局。
3. 請求項２に記載の基地局であって、
   前記特定情報は、前記複数の基地局が接続されたネットワークから書き換え可能である、基地局。
4. 複数の基地局を備える基地局システムであって、
   前記複数の基地局のそれぞれは、複数の単位送信期間から成るＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）を用いた通信方式で複数の通信端末と通信を行い、
   前記複数の基地局は、最大送信電力に応じて複数種類の基地局に分類され、
   前記複数種類の基地局に対しては、前記複数の単位送信期間において、送信信号の送信に使用可能な単位送信期間が互いに重複しないように割り当てられており、
   前記複数の基地局のそれぞれは、
   無線通信を行う無線通信部と、
   前記無線通信部を制御する制御部と、
   前記複数の単位送信期間のうち自装置が前記送信信号の送信に使用可能な単位送信期間を特定することが可能な特定情報を記憶する記憶部と
   を備え、
   前記制御部は、
   前記無線通信部が他の基地局から受信する干渉信号の大きさを求める干渉レベル取得部と、
   前記干渉レベル取得部で取得された前記干渉信号の大きさと、前記特定情報で特定される、自装置が使用可能な単位送信期間とに基づいて、前記無線通信部での前記送信信号の送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と
   を有する、基地局システム。

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