JP2011181994A

JP2011181994A - 無線基地局および無線通信システム、ならびに無線通信方法

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Publication number: JP2011181994A
Application number: JP2010041283A
Authority: JP
Inventors: Mikio Kuwabara; 幹夫桑原; Koichiro Furueda; 幸一郎古枝
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-15
Anticipated expiration: 2030-02-26
Also published as: JP5372806B2; CN102170642B; CN102170642A

Abstract

【課題】基地局間の通信機能がない無線通信システムにおいても、各基地局が干渉の増減から隣接基地局の混雑状況を把握し、リソース割当て帯域を自動制御できるようにし、基地局間の干渉を低減する。
【解決手段】基地局は、基地局に接続されるひとつ以上の端末に対して、システム帯域を全体を使って通信する全帯域通信モードと、システム帯域を複数の帯域に分割帯域を使って通信を行なう部分帯域通信モードとを有し、基地局それぞれに対し、前記分割帯域のひとつを優先帯域として割当てておき、基地局それぞれは、上り回線の雑音電力と干渉電力との和を測定し、その値を予め設定された第１の閾値と比較した結果によって、全帯域通信モードあるいは、優先帯域を用いた部分帯域通信モードを選択し、端末と通信を行なう。
【選択図】図８

Description

本発明は、移動体無線通信技術に関し、特に、セル間の干渉回避を目的とした無線リソース割当ての制御技術に関する。

セルラ型の移動体無線通信システムでは、複数の基地局あるいはアンテナが地理的に分散して配置され、それら基地局あるいはアンテナからの電波が到達する範囲にセルと呼ばれる無線通信のサービスエリアが形成される。移動体端末は、端末における受信信号品質が最も高い基地局に接続するように制御される。受信信号品質とは、一般には希望信号の受信電力と、干渉信号の干渉電力、受信機雑音電力の比で表現され、ＣＩＮＲ（Carrier to Interference-plus-Noise Ratio 信号電力／（干渉電力＋雑音電力））で表記されることが多い。また、移動体無線通信システムは、端末の移動に伴って、接続する基地局を次々にハンドオーバすることで、移動しながら無線通信を維持できる仕組みを持っている。移動時の接続性を確保するために、各基地局あるいはアンテナが形成するサービスエリアの境界は重なりあっている。各基地局あるいは各アンテナから送信される信号は、その基地局あるいはアンテナを介して通信を行なっている複数の端末に向けた情報であり、他の基地局あるいはアンテナを介して通信を行なっている端末にとっては干渉となってしまう。干渉はその端末に向けた通信にとっては妨害であり、通信品質やスループットの劣化を招く。

図１は、一般的な移動体無線通信システムの構成例を示す図である。
図１において、基地局１０１〜１０３はコアネットワークに接続し、コア側装置１００とデータ通信を行っている。基地局装置１０１は、コア側装置１００から得た情報を高周波信号に変換し、無線信号により端末１０４に送信する。端末１０４はその無線信号を受信し、信号処理を行なって情報に変換して、コア側装置１００との通信を実現する。一方、端末１０４が生成した情報は、端末１０４において高周波信号に変換され、無線信号により基地局１０１に送信される。端末１０４から送信され、基地局１０１が受信した無線信号は、信号処理によって情報に変換され、コア側装置１００に送られる。
図１の例では、複数の基地局１０１〜１０３がコア側装置１００と接続し、それぞれが地理的に離れた場所で信号を送信している。端末１０４が、基地局１０１以外の基地局が送信する信号を受信した場合、その信号は干渉波として端末１０４に受信される。

基地局間の干渉を低減するための１つの方法としてセグメンテーション(Segmentation）が知られている。セグメンテーションは、複数の基地局装置が、互いに利用できる周波数リソースを分けることで特定の周波数帯での干渉の発生を抑え、セルカバレージを改善しようとするものである。

次に、図２を使ってセグメンテーションについて説明する。
図２はセグメンテーションによる干渉低減方法を適用した基地局における無線リソースの割当て例を示す図である。
図２には、互いに隣接する基地局ＡおよびＢの無線リソース割当て例を示している。図２において、縦軸は周波数軸、横軸は時間軸を示している。図示した例では、周波数方向は１０ＭＨｚの帯域があり、それを３つの周波数ｆ１、ｆ２、ｆ３に分割している。４００で示す部分はプリアンブルを配置する領域を示す。４０１で示す部分は制御チャネル（ＷｉＭＡＸの例ではチャネル割当を端末に通知するためのＭＡＣ情報）が配置される領域を示す。４０３で示す部分は共通チャネル（Shared Channel）と呼ばれる部分であり、主にユーザ情報の伝送に利用される領域が配置される。
図２に示すように、隣接する基地局Ａ、Ｂでは、使用する周波数帯が異なっている。基地局Ａでは周波数ｆ１が使用される。基地局Ｂでは周波数ｆ２が使用される。セグメンテーションによる干渉低減方法を適用した場合は、このように、隣接する基地局間においては、同じ周波数を使わないようにしている。

無線リソースのリユースについて図２を用いて説明する。図２において、上図の基地局Ａと下図の基地局Ｂでは、それぞれで使用される周波数が異なっていることを説明した。すなわち、基地局Ａは低周波数側の４０２を利用し、隣接基地局Ｂは中間の周波数５０２を利用する。隣接基地局Ｂでは低周波数側となる５０４は使わない。つまり、周波数を３つのセグメントに分け、各基地局は３つのセグメントの内１つのセグメントしか利用しない。このようにすると、互いに隣接する３つの基地局のセル境界では全帯域を再利用していることになる。これを、リユース３（周波数繰返し３）で運用しているという。お互いに隣接する基地局が使用する周波数が異なれば、互いの通信は干渉しない。このようなセグメンテーションによる干渉低減方法を適用したシステムでは、干渉する無線信号を送信する基地局は、隣接基地局ではなく、そのまた次の隣接基地局となる。次の隣接基地局は隣接基地局より距離が遠いため、次の隣接基地局から受信する干渉電力は、端末が接続している基地局からの無線信号に比べて小さくなると期待できる。セグメンテーションは、このような考え方に基づき、干渉の影響を低減しようとする技術である。

次に図３を用いて、セグメンテーションによる干渉低減方法を適用した場合の複数の基地局間のリソース割り当てについて説明する。
図３では、６つの基地局（６００〜６０６）の配置が示されている。
それぞれ基地局は３つのセクタから構成され、それぞれが基地局（６００〜６０６）を中心とした扇型のエリアをカバーしている。中央にある基地局６０３に注目する。基地局６０３は図面の上方を０度と考え時計周りに角度を定義すると、０度、１２０度、２４０度の方向に境界を持つセクタを構成している。セクタとは、１つの場所に置かれた基地局がアンテナの指向性を使って空間を角度によって分割して構成したセルの呼び方である。

図３の例では、１つの基地局が３つのセクタを構成していて、それぞれのセクタは、あたかも異なる基地局に制御されている空間であるかのように制御される。例えば、図２に戻ると、基地局Ａと書かれた上図のフレームフォーマットを持つ第１のセクタと基地局Ｂと書かれた下図のフレームフォーマットを持つ第２のセクタが、１つの基地局（図３で黒の四角で記載）に搭載されている。各セクタでは、“ｆ１”、“ｆ２”、“ｆ３”の３つの周波数が使い分けられ、隣接基地局から受ける干渉を低減している。図２と図３を対応づけて説明すると、ｆ１は図２の上図では４０３で示されるゾーンであり、ｆ２は図２の上図では４０４で示されるゾーンであり、ｆ３は図２の上図では４０５で示されるゾーンである。

3GPP TS36.423 8.3.1章 Load Indication

前述のセグメンテーションはセクタ毎に周波数を使い分けることにより、隣接セル間の干渉に対して強いという性質を持つ。但し、システム帯域を３分割してしまうため、利用できる周波数帯域が限られ、そのためにシステムスループットが低下してしまう。他方、セグメンテーションを行なわない場合には、セル境界では大きな干渉が発生してしまい、やはりスループットができなくなる。

１つの基地局の配下に存在する端末数は、基地局によってバラツキがある。例えば、主要ターミナルでは、人口密度が非常に高くなるが、その周辺は必ずしもそうとは限らない。結果的に主要ターミナルをカバーする基地局と、主要ターミナル周辺をカバーする基地局とでは、配下に存在する端末数には大きな差が発生する。このような状況で、端末毎のフェアネスを実現するためには、主要ターミナル周辺の基地局は、前述のセグメンテーションを行なって一部の帯域の無線リソースの使用を自粛すること、さらに、無線リソースの使用を自粛した帯域では干渉が低減することを主要ターミナルをカバーする基地局を含む周辺の基地局に宣言することが望ましい。一部の新しい標準規格の無線通信システムでは、そうしたインターフェースが実装されている（例えば非特許文献１のLoad Indication）。しかしながら、そうしたインターフェースを持たず、既に運用が始まっている標準規格の無線通信システムもある。そのようなシステムにおいても、基地局間の干渉の低減を実現する手段が必要とされていた。

上記課題を解決するために、本発明においては、端末とＯＦＤＭ変調された無線信号により通信を行なう複数の基地局を含む無線通信システムにおいて、基地局は、基地局に接続されるひとつ以上の端末に対して、無線通信システムにおいて使用可能なシステム帯域を全体を使って通信するノンセグメンテーション通信と、システム帯域を複数の帯域に分割したうちの少なくともひとつの分割帯域を使って通信を行なうセグメンテーション通信のいずれかを選択する機能を有し、
予め複数の基地局それぞれに対し、分割帯域のひとつを優先帯域として割当てておき、
基地局のそれぞれは、基地局が持つ伝搬路推定回路において、上り回線の雑音電力と干渉電力との和を測定し、その値を予め設定された第１の閾値と比較した結果によって、ノンセグメンテーション通信あるいは、優先帯域を用いたセグメンテーション通信を選択し、前記端末と通信を行なうようにしたものである。

または、基地局のそれぞれは、端末へ送信するデータをスタックするメモリ部を有し、メモリ部のキューへのスタック量を監視し、そのスタック量を予め設定された第２の閾値と比較し、スタック量が第２の閾値より多い場合には、上りの雑音電力と干渉電力との和を予め設定された第１の閾値と比較した結果によらず、ノンセグメンテーション通信を選択するようにしたものである。

また、端末毎に割当てるリソースが、優先帯域か否かを判断し、その判定結果によって送信の際に使う変調符号方式を切替えるようにしたものである。

その際、再送制御を考慮し、使用する変調符号化方式として、より高い変調符号化方式を選択するようにしたものである。

本発明によれば、基地局間で、それぞれのリソース利用状況を通信しなくても、各基地局が自律的に干渉の増減から周囲の混雑状況を把握し、それに応じてセグメンテーションを利用するか利用しないかを自動制御することができ、基地局間の干渉を低減することができる。

一般的な移動体通信システムの構成を示す図である。セグメンテーションによる干渉低減方法を適用した基地局における無線リソースの割当て例を示す図である。セグメンテーションによる干渉低減方法を適用した場合の複数の基地局間のリソース割当て例について説明する図である。本発明の第１の実施例における基地局の構成例を示す図である。本発明の第１の実施例における周波数リソース割当ての一例を説明する図である。本発明の第１の実施例における周波数リソース割当ての一例を説明する図である。本発明の第１の実施例における隣接基地局の閑散/混雑を判定する方法を説明するフローチャートである。本発明の第１の実施例におけるセグメンテーションのオン／オフ切替え方法を説明するフローチャートである。本発明の第１の実施例における変調符号化方式の判定方法を説明するフローチャートである。本発明の第２の実施例におけるセグメンテーションのオン／オフ切替えの判断論理を説明するための図である。

本発明の第１の実施例を図４、図５、図６、図７、図８、図９を使って説明する。
図４は、本発明の第１の実施例における基地局の構成例を示す図である。
図５は、本発明の第１の実施例における周波数リソース割当ての一例を説明する図である。
図６は、本発明の第１の実施例における周波数リソース割当ての一例を説明する図である。
図７は、本発明の第１の実施例における隣接基地局が閑散か混雑かを判定するための判断方法を説明するフローチャートである。
図８は、本発明の第１の実施例におけるセグメンテーションのオン／オフ切替え方法を説明するフローチャートである。
図９は、本発明の第１の実施例における変調符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）を決定する方法を説明するためのフローチャートである。

図４は、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）の基地局１０１の構成例を示している。
本発明の第１の実施例の特徴となる「隣接基地局の閑散/混雑の判定」「利用リソースの決定（セグメンテーションのオン／オフの決定）」「ＭＣＳの決定」に関する演算（フロー）は基地局のＤＳＰ（Digital Signal Processor）２１５により具現化されている。

まず、図４を用いて基地局の受信処理について説明する。
基地局のアンテナが受信した信号はＲＦ部２０１に左側から入力され、信号増幅、ダウンコンバート処理、アナログ−デジタル変換等の処理を通じて、ベースバンド帯域のデジタル信号に変換される。デジタル変換された信号は、ＣＰＥ（Cyclic Prefix Extraction）部２０２で基地局固有のタイミングにおいてＣＰが取り除かれる。ＣＰとはCyclic Prefixの略であり、ＯＦＤＭ信号では遅延波の影響を除くために付けられている。ＣＰＥ部２０２では、そのＣＰを削除し、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を掛けるための前処理を行う。ＣＰが取り外された受信信号はＦＦＴ部２０３において、ＦＦＴが掛けられる。ＦＦＴ処理により時間領域の信号は周波数領域に変換され、サブキャリヤ毎の情報となる。ＤＭＸ（Demultiplexing）部２０４では受信信号は周波数×時間で分割された情報として認識され、ＤＳＰ部２１５内で具現化されているスケジューラによって決められたリソース割り当てに従ってチャネルの分解を行う。主にパイロット信号、制御信号、ユーザデータ信号に分割される。ここで、パイロット信号（あるいはリファレンス信号）は、ＣＥ（Channel Estimation）部２０５に送られ、伝搬路の推定に利用される。また、ＣＥ部２０５では、上りチャネルがアサインされていないタイミング、あるいは周波数の情報をＤＳＰ部２１５から受け、そのリソースの受信電力を測定することで、隣接局に接続する端末からの干渉と自局のもつ熱雑音を加えた干渉＋熱雑音の電力を測定することができる。その結果はＤＳＰ部２１５に報告される。ＤＳＰ部２１５は報告された結果をメモリ部２２０に格納する。

制御信号はＤＥＭ（Demodulation）部２０８に送られ、ＣＥ部２０５にて計算された伝搬推定結果を使ってＭＭＳＥ（最小自乗平均誤差 Minimum Mean Square Error）あるいは類似の方法を使って復調し、伝搬路符号化の復号を行う。制御信号として端末から送られてくる情報には、下り回線のパケット伝送の成否を示すＡＣＫ/ＮＡＣＫ、端末で測定された該当基地局のＣＩＮＲ、受信信号電力ＲＳＳＩ（受信信号強度 Received Signal Strength IndicationまたはIndicator）、ハンドオーバを目的とした隣接基地局の受信レベルなどが含まれる。復号によって得られたこうした制御情報はＤＳＰ２１５のメモリ２２０に蓄積され、ＤＳＰ２１５内に具現化されたスケジューラがサポート情報として利用する。

ユーザデータ信号はＭＬＤ（最尤推定検出：Maximum Likelihood detection）部２０６に送られ、ＣＥ部２０５にて計算された伝搬路推定結果を使ってＭＬＤを行う。ＭＬＤ部２０６によって計算された対数尤度比はＤＥＣ（Decoding）部２０７に入力され、ＤＥＣ部２０７にてターボ復号処理が行われる。得られた情報はＤＳＰ２１５に入力され、Ｌ２（レイヤ２）処理を施した後にネットワークインターフェース２１６を介して、ここには記載されていないコア側装置に送られる。

引き続き、図４を用いて本発明からなる基地局の送信処理について説明する。

コア側装置から伝送されてきた情報は、ネットワークインターフェース２１６を介してメモリ２２０に記録される。ここにスタックされているトラヒック量（キューのスタック量）は監視装置によりＤＳＰ部２１５で把握されている。ＤＳＰ２１５内に具現化されたスケジューラにより、適切なリソース割り当てが実施され、その結果に基づいて変調処理が行われてアンテナから送信される。メモリ２２０に入ったユーザデータ情報は、スケジューラの指示により取り出され、ＭＯＤ（Modulation）部２０９にてターボ符号化、インタリーブ等の符号化処理とＱＰＳＫ符号などへの変調処理が実施される。変調された情報はＭＵＸ部２１１にてスケジューラに指示されたリソースに配置される。このときパイロット生成部２１０が生成するパイロットと、制御チャネル変調部２１９が作成した制御チャネルが一緒に配置される。制御チャネルは情報をＤＳＰ２１５が作成し、制御チャネル変調部２１９が変調処理をしたものである。ＭＵＸ（Multiplexinf）部２１１によって統合された送信情報はＩＦＦＴ（Inverse FFT）部２１３にて時間領域に変換される。そしてＣＰＩ（Cyclic Prefix Insertor）部２１４にてＣＰが付けられてＲＦ（Radio Frequency）部２０１に入力される。ＲＦ部２０１ではデジタル信号から高周波信号への変換・増幅が実施されて、図には記載されていないアンテナに出力される。

本発明では、基地局装置はＨＡＲＱ（Hybrid ARQ（Automatic Report Request））送信を行う。ＨＡＲＱ送信では、端末からＡＣＫ信号が届かない場合には、受信でパケットエラーが発生したとして、同一の情報の再送を行う。端末は、復号までの軟判定状態の情報を保持し、再送がある度に、上記の軟判定時の情報として加算処理する。すると、過去に受信された情報は軟判定状態として加算されるため、再送の度に尤度情報として確からしい情報に高めることができ、パケットエラー率を改善することができる。本技術を使えば、ＣＩＮＲが低い環境においても、再送を繰り返すことによってダイバーシチ利得が得られ、やがてはパケットの送信を成功させることができる。逆に言えば、ＨＡＲＱを用いることによって、要求されるＣＩＲが高いが、高いスループットの出る、高いＭＣＳの符号化方式、すなわちよりアグレッシブな符号を選択して、送信を行うこともできる。例えばＱＰＳＫ１／２に対して６４ＱＡＭ５／６はよりアグレッシブな符号方式といえる。

図５、あるいは図６は下りのリソースの割当てを行う領域を説明する図である。利用リソースの決定は図４のＤＳＰ２１５内に具現化されたスケジューラが担っている。ここでは該当基地局がＡであるとして説明する。上りのリソースは時分割、あるいは周波数分割によって送信されてくるが、本発明の効果はその方法には依存しない。ここでは例として時分割で送信されてくる場合を例にとって説明する。時分割の場合には、図５、６で示す時間帯とは異なる時間帯において上り情報が送信されてくる。基地局は上りと下りの時間帯を管理して下りが送信されるべきタイミングにおいて、図５，６に示すフレームの情報を送信する。図５，６で該当基地局は領域４０１で制御情報を、領域４１３でユーザデータを送っている。パイロット信号は４０１、４１３、４０３のそれぞれの領域にばらまかれていて、周波数変動や時間変動に追従した伝搬路推定が可能となっている。

図５は、該当基地局およびその隣接基地局ともにトラヒックが多く、混雑した状態と判定した場合に選択されるリソース割当てである。
該当基地局基地局Ａでは、１０ＭＨｚの帯域のうち、１／３となるハッチの領域（４１３）だけにリソース割当てを行う。隣接基地局のＢでも同様に１／３のハッチの領域（５１３）だけにリソース割当てを行う。基地局ＡとＢでは、共通チャネルにおいてセグメンテーションが実施されることとなり、互いの干渉はない。

図６は、該当基地局はトラフィックが多いが、隣接する基地局のトラヒックは少なく、閑散状態と判定した場合に選択されるリソース割当てである。
該当基地局Ａでは、１０ＭＨｚの帯域全てとなるハッチの領域（４１４）を使ってリソース割当てを行う。但し、リソース割当てでは、太枠で囲った領域（４２０）と領域４１４の他の部分では、ＭＣＳの設定方法が異なる。まず、太枠で囲った領域は、図にあるように、基地局Ｂはセグメンテーションモードで動作している場合には干渉がない。したがってより高いＭＣＳを選択して送信しても通信エラーになることがない。この周波数を優先帯域と呼ぶこととする。すなわち、基地局Ａが優先帯域になっている周波数では、高いＭＣＳを選択するような制御を行い、他局が優先帯域になる周波数では、端末が報告してくるＣＩＮＲの情報に従ってＭＣＳを決定する仕組みをもっている。

図７は、隣接基地局が閑散か混雑かを判定する方法を説明するフロー図である。
本フローはＤＳＰ２１５に格納されている。基地局はしかるべくタイミングにおいて、本フローを実施し、周囲が閑散であるか、混雑であるかを判定している。この隣接基地局の閑散、混雑判定を行うタイミングとしては、例えば、予め定めた周期、基地局のトラフィックが予め定めた閾値を越えた場合などが考えられる。先に述べたようにＣＥ部２０５では、ＤＳＰ部２１５からの上りリソース割当ての情報を元に、基地局に接続する端末が送信していないリソースを使って干渉電力＋熱雑音電力を測定している。但し、本発明は干渉＋熱雑音電力の測定方法には依存しないので、他の方法、例えば伝搬路推定の線形補間による干渉＋熱電力測定などの電力測定方法によって測定された干渉＋熱雑音電力測定結果でもよい。測定された結果はＤＳＰ部２１５に報告されている。ＤＳＰ部２１５内のプログラムでは、図７のステップ７０１において、干渉＋熱雑音電力の測定結果が取り込まれる。

続くステップ７０２では測定結果が閾値と比較判定される。閾値と比べ、測定値が大きい場合には、周囲の基地局に接続する端末からの干渉が大きいと考えられるため、隣接基地局の上りトラヒックが混雑していると推測される。上り回線だけが混雑しているとは考えにくいため、当然、下りも混雑していると考える。その結果、周囲の基地局は混雑していると判定する（ステップ７０４）。逆に、測定値が閾値と比較して小さい場合には、干渉が小さいと考えられるため、隣接基地局の上りトラヒックが閑散としていると推測される。同様に下りも閑散としていると考える（ステップ７０３）。このようにして、上りの干渉＋熱雑音測定から、隣接基地局が閑散状態か、あるいは混雑しているかを判定することができる。

図８は隣接基地局が閑散状態か、あるいは混雑しているかの判定結果から、スケジューリングを変える方法について説明するフローチャートである。
本フローはＤＳＰ２１５に格納されている。
まず、ステップ８０１では、図７の結果から、隣接基地局が閑散であるかを判定する。閑散と判定していた場合、ステップ８０３に進み、全サブチャネルを対象にリソース割当てを実施する（ノンセグメンテーションを実施）。この時の割当て例が図６の割当て方法である。また、ステップ８０１において、閑散ではないと判断された場合、ステップ８０２に進み、予め指定されたサブチャネルを対象に割当てを実施する（セグメンテーションを実施）。この時の割当て例が図５の割当て方法である。このように図７で説明した、隣接基地局の閑散あるいは混雑の判定によって、リソースの割当て方法が自立的に調整される仕組みが実現できた。よって課題は解決される。

図９はＭＣＳの決定方法の一例を説明するフローチャートである。

本フローはＤＳＰ２１５に格納されている。リソース割当ては、リソース毎に行われる。ここでは、割当てを行うリソースと通信相手となる端末が特定されているとして説明を行う。まず、ステップ９１０で、該当リソースが優先帯域かを判定する。優先帯域であった場合、ステップ９１２に進み、端末から報告されているＣＩＮＲ値に、オフセットを加えてＭＣＳを決定する。オフセットは正の値を持ち、オフセットを加えることにより、ＣＩＮＲ報告値は改善されたように見える。ＣＩＮＲ報告値は、端末がパイロット、あるいはプリアンブルを用いて測定したものである。端末は、ＣＩＮＲをワイドバンド特性として報告されていて、特定のサブキャリヤの特性が干渉回避によって改善されていることを知らずに報告している。そのため、干渉がないことによるオフセットを加えることで、報告値と現実との差を補正する。
ここでは、隣接する他の基地局がセグメンテーションにより、該当する優先帯域にはリソース割当てを実施しにくいことを想定している。そのため、高いＣＩＮＲが実現されていると期待する。ただ、他の基地局がセグメンテーションしていない場合もあり得るため、上記のＨＡＲＱの動作を期待する。すなわち、ＣＩＮＲが良好であるとの仮定が正しいとしたＭＣＳによる信号送信を行う。仮定が正しい場合、端末は受信に成功する。但し仮定が正しくなかった場合、端末で受信に成功しないので、端末はＮＡＣＫ信号を基地局に送信する。それを受信した基地局は、ＨＡＲＱによる再送を行い、高いＭＣＳで送信してしまったパケットを再送する。端末では、軟判定レベルで、先に受信したパケットと、新たに再送されたパケットを合成し、その後に復号化処理を行う。この動作によって、ダイバーシチ利得が得られ、高いＭＣＳで送信してしまった信号も、再送による複数のリソースを使うことでパケット送信を成功させることができる。
他方、ステップ９０１にて、優先帯域ではないと判断した場合には、ステップ９０２に進み、端末から報告されているＣＩＮＲ値をそのまま使ってＭＣＳを決定する。このようにすることで、端末からの報告値は変えずに、基地局側の補正によって、被干渉のある、あるいはないという可能性を考慮したＭＣＳを割りつけることができる。よって課題は解決できる。

図７で説明した干渉＋熱雑音電力と比較する閾値、図８で説明した予め指定されたサブチャネル、図９で説明したオフセットは、いずれもコア側装置から指定された値である。基地局毎に異なる値を指定してもよい。また、セクタ構成では、同一場所に置かれた複数の基地局は、互いのセグメンテーションが被らないようにサブチャネルを配置するように指定されている。

本発明によれば、基地局に、優先帯域を設定しておくことで、空きを作るリソースと、空きを作らないリソースが予め設定されることになる。基地局は、隣接基地局に接続する端末からの干渉を監視し、干渉が別途設定されている閾値よりも高い状況では、隣接基地局のトラヒックが高いと判断し、空きを作るリソースへのリソース割当てを自粛する。空きを作らないリソースだけを利用してリソース割当てを行う。
つまり、各基地局に予め設定された空きを作りやすいリソースと、空きを作らないリソースを設け、上りの干渉測定によって自律的にリソース割当てを制御し、隣接基地局のリソースが混雑していると判断される場合には、特定のリソースに空きを発生させて、セグメンテーションモードに移行する。逆に、隣接基地局のリソースが閑散としている場合には、ノンセグメンテーションモードとして動作し、全てのリソースを使って通信するようリソース割当ての制御を行なうものである。

図７で説明した閑散か混雑かの判定では、ステップ７０１において実施される測定１回で判定を定めるのではなく、数回の測定結果を移動平均してから判定することによって、判定結果のバタツキを抑え、安定した動作とすることができる。

上記図５、図６では論理的な並びのチャネルで、無線リソースを表現している。実際の物理的なチャネルの並びにおいては、スクランブル（あるいはパーミュテーション）が掛けられている。その場合においても、周波数的な衝突という意味で、本書で説明する論理的な並びとの性質は変わらない。よって、パーミュテーションを行う場合においても、本特許の範疇となる。

本発明の第１の実施例では、周囲の基地局からの干渉波を測定することだけで、該当基地局のリソース割当ての範囲をセグメンテーションとするか、あるいは全帯域で送信を行う、ノンセグメンテーションとするかを決めていた。

しかしながら、該当基地局の下りの送信キューにスタックされるトラヒックが多い場合、セグメンテーションしてしまうと、割当て可能なリソース量が減ってしまうので、必ずしも好ましい結果にならない。そこで、該当基地局の下りのキューにスタックされているトラヒック量を総和し、その総和と、予め定められた閾値とを比較し、総和が閾値よりも大きい場合には図６に示す、全サブチャネルを使った送信を行うのが本実施例の特徴である。但し、この際には、端末からのＣＩＮＲ報告を使い、下りのＣＩＮＲが悪い端末、すなわち、セル境界に位置すると考えられる端末を優先帯域に割り当てるようにする。優先帯域外では、他セルからの干渉を受けるが、基地局付近の端末であれば、他セルからの干渉は低いと予測され、高いＣＩＮＲをベースとした高いＭＣＳによる通信が可能となる。

該当基地局の下りのキューにスタックされているトラヒック総量が小さい場合には、第１の実施例で示した通り、他局からの干渉量に応じて、セグメンテーションを行うか、あるいは全帯域で送信を行うかを決定する。

図１０は、本発明の一実施例におけるセグメンテーションのオン／オフ切替えの判断論理を説明するための図である。
左右の軸は自セルのトラヒック量が閾値に比べて大きいのか、小さいのかを分類している。また上下の軸は他セルからの干渉が大きいのか、小さいのかを分類している。まず、該当基地局のトラヒックを判断し、閾値よりも大きい場合には、全帯域で送信することを決定する。該当基地局のトラヒックが閾値よりも小さい場合には、次のステップとして、他セルからの干渉を判定し、その大小からセグメンテーションするかを判定する。ここでは、他セルからの干渉が閾値よりも大きい場合にはセグメンテーションを行う。また、他セルからの干渉が閾値よりも小さい場合には全帯域で送信する。
以上のように制御することで、セルのトラヒックが高い場合にも、他セルとの干渉を考慮しながら、基地局間で連携した干渉制御が可能となる。よって課題は解決できる。

図７で説明した干渉＋熱雑音電力と比較する閾値、図８で説明した予め指定されたサブチャネル、図９で説明したオフセット、図１０を使って説明したセルのトラヒックと比較する閾値は、いずれもコア側装置から指定された値である。基地局毎に異なる値を指定してもよい。また、セクタ構成では、同一場所に置かれた複数の基地局は、互いのセグメンテーションが被らないようにサブチャネルを配置するように指定されている。

１００．．．コア側装置、１０１〜１０３．．．基地局、１０４．．．端末、２０１．．．ＲＦ部、２０２．．．ＣＰＥ部、２０３．．．ＦＦＴ部、２０４．．．ＤＭＸ部、２０５．．．ＣＥ部、２０６．．．ＭＬＤ部、２０７．．．ＤＥＣ部、２０８．．．ＤＥＭ部、２０９．．．ＭＯＤ部、２１０．．．Ｐｉｌｏｔ生成部、２１１．．．ＭＵＸ部、２１３．．．ＩＦＦＴ部、２１４．．．ＣＰＩ部、２１５．．．ＤＳＰ、２１６．．．ネットワークインターフェース部、２１９．．．制御チャネルＭＯＤ部、２２０．．．メモリ。

Claims

端末とＯＦＤＭ変調された無線信号により通信を行なう複数の無線基地局装置を含む無線通信システムにおいて、
前記無線基地局装置に接続されるひとつ以上の端末に対して、無線通信システムにおいて使用可能なシステム帯域を全体を使って通信する全帯域通信モードと、前記システム帯域を複数の帯域に分割したうちの少なくともひとつの分割帯域を使って通信を行なう部分帯域通信モードとを有し、
予め前記複数の無線基地局装置それぞれに対し、前記分割帯域のひとつを優先帯域として割当て、
前記無線基地局装置のそれぞれは、無線基地局装置が持つ伝搬路推定回路において、上り回線の雑音電力と干渉電力との和を測定し、その値を予め設定された第１の閾値と比較した結果によって、前記全帯域通信モードあるいは、前記優先帯域を用いた部分帯域通信モードを選択し、前記無線基地局装置に接続された端末と通信を行なうことを特徴とする無線通信システム。
前記無線基地局装置のそれぞれは、前記端末へ送信するデータをスタックするメモリ部を有し、該メモリ部のキューへのスタック量を監視し、そのスタック量を予め設定された第２の閾値と比較し、スタック量が第２の閾値より多い場合には、無線基地局装置が持つ伝搬路推定回路において、上りの雑音電力と干渉電力との和を測定し、その値を予め設定された第１の閾値と比較した結果によらず、前記全帯域通信モードによる送信を選択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。
前記無線通信システムは、前記複数の無線基地局装置を制御するコア装置を有し、該コア装置は、前記複数の無線基地局装置に対し、前記優先帯域および／または前記第１の閾値および／または前記第２の閾値を通知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。
端末とＯＦＤＭ変調された無線信号により通信を行なう無線基地局装置であって、
前記無線基地局装置に接続されるひとつ以上の端末に対して、無線通信システムにおいて使用可能なシステム帯域を全体を使って通信する全帯域通信モードと、前記システム帯域を複数の帯域に分割したうちの少なくともひとつの分割帯域を使って通信を行なう部分帯域通信モードとを有し、
前記部分帯域通信モードで使用する帯域はとして、予め優先帯域が予め設定され、
伝搬路推定回路において、上り回線の雑音電力と干渉電力との和を測定し、その値を予め設定された第１の閾値と比較した結果によって、前記全帯域通信モードあるいは、前記優先帯域を用いた部分帯域通信モードを選択し、前記無線基地局装置に接続された端末と通信を行なうことを特徴とする無線基地局装置。
前記無線基地局装置は、前記端末へ送信するデータをスタックするメモリ部を有し、該メモリ部のキューへのスタック量を監視し、そのスタック量を予め設定された第２の閾値と比較し、スタック量が第２の閾値より多い場合には、無線基地局装置が持つ伝搬路推定回路において、上りの雑音電力と干渉電力との和を測定し、その値を予め設定された第１の閾値と比較した結果によらず、前記全帯域通信モーによる送信を選択することを特徴とする請求項４に記載の無線基地局装置。
請求項４または５記載の無線基地局装置であって、
端末毎に割当てるリソースが、予め設定されている優先帯域か否かを判断し、その判定結果および端末の受信信号品質に基づいて送信の際に使う変調符号方式を選択することを特徴とする無線基地局装置。
さらに、再送制御による受信品質の期待値に基づいて、より高い変調符号方式を選択することを特徴とする請求項６に記載の無線基地局装置。
端末とＯＦＤＭ変調された無線信号により通信を行なう複数の無線基地局装置を含む無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記無線基地局装置に接続されるひとつ以上の端末に対して、無線通信システムにおいて使用可能なシステム帯域を全体を使って通信する全帯域通信モードと、前記システム帯域を複数の帯域に分割したうちの少なくともひとつの分割帯域を使って通信を行なう部分帯域通信モードとを有し、
予め前記複数の無線基地局装置それぞれに対し、前記分割帯域のひとつを優先帯域として割当て、
前記無線基地局装置のそれぞれは、上り回線の雑音電力と干渉電力との和を測定し、その値を予め設定された第１の閾値と比較した結果によって、前記全帯域通信モードあるいは、前記優先帯域を用いた部分帯域通信モードを選択し、前記無線基地局装置に接続された端末と通信を行なうことを特徴とする無線通信方法。
前記無線基地局装置のそれぞれは、前記端末へ送信するトラフィック量を監視し、そのトラフィック量を予め設定された第２の閾値と比較し、トラフィック量が第２の閾値より多い場合には、上り回線の雑音電力と干渉電力の測定結果を予め設定された第１の閾値と比較した結果によらず、前記全帯域通信モードによる送信を選択することを特徴とする請求項８に記載の無線通信方法。