JP2012050131A - Communication system - Google Patents

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豊久 田中
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a communication system capable of avoiding interference from a neighboring sector.SOLUTION: The communication system includes: sector units which constitute base stations 10 through 16; and mobile stations 2, 3 which are respectively positioned in sectors 4, 5 corresponding to the sector units. The mobile stations 2, 3 transmit a transmission path information signal to the sector units corresponding to the sectors 4, 5 and sector units corresponding to sectors 4, 5 that neighbor those sectors 4, 5. A sector unit transmits data to the mobile station 2 using a transmitting beam which is oriented to the mobile station 2 but is not to the neighboring mobile station 3 based on a transmission path information signal received from the mobile station 2 which is positioned in the sector 4 corresponding to that sector unit and on a transmission path information signal received from the mobile station 3 which is positioned in the neighboring sector 5 that neighbors the sector 4 corresponding to that sector unit.

Description

本発明は、複数の基地局およびその基地局に対応した領域内にそれぞれ存在する移動局を含む通信システムに関するものである。たとえば、Mobile WiMAX(Worldwide Interoperability for Microwave Access)システム等に適用される、セルラ構成の陸上移動通信システムにおいて用いられ、特に、同一周波数を用いる無線通信システムにおいて、相互の干渉を回避する通信システムに関するものである。   The present invention relates to a communication system including a plurality of base stations and mobile stations respectively present in areas corresponding to the base stations. For example, in a cellular mobile land mobile communication system applied to a Mobile WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) system and the like, and particularly to a communication system that avoids mutual interference in a wireless communication system using the same frequency It is.

セルラシステムのように面展開する無線通信システムにおいては、基地局(Base Station: BS)は隣接する基地局との間において相互独立を確保する必要がある。従来、異なる周波数を使用することや、異なる拡散符号を使用すること、あるいは、異なる時間領域を使用するなどの方法が用いられてきた。近年、使用可能な周波数帯域を狭帯域の直交するサブキャリア周波数に分割することによって通信を行うOFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式を採用したIEEE802.16e (Mobile WiMAX) が標準化されている。Mobile WiMAXでは、全サブキャリアに割り当てを行わない事を前提として、隣接セクタでも同一周波数帯域を使用する方法が用いられている(非特許文献1参照)。   In a radio communication system that develops a surface like a cellular system, a base station (BS) needs to ensure mutual independence between adjacent base stations. Conventionally, methods such as using different frequencies, using different spreading codes, or using different time domains have been used. In recent years, IEEE 802.16e (Mobile WiMAX) that employs an OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) method for performing communication by dividing a usable frequency band into narrow-band orthogonal subcarrier frequencies has been standardized. In Mobile WiMAX, a method of using the same frequency band in adjacent sectors is used on the assumption that no allocation is made to all subcarriers (see Non-Patent Document 1).

異なる周波数を用いるFDMA(Frequency-division multiple access)の場合、周波数利用効率の点から明らかに不利である。また、符合拡散により同一周波数を用いるCDMA(Code-division multiple access)でも、隣接セクタからの信号が干渉となり、通信容量の劣化を引き起こす。Mobile WiMAXにおいても、通信負荷が高くなった場合、衝突確率が上り、干渉の影響が無視できなくなる。   In the case of FDMA (Frequency-division multiple access) using different frequencies, it is clearly disadvantageous in terms of frequency utilization efficiency. Further, even in CDMA (Code-division multiple access) using the same frequency by code spreading, signals from adjacent sectors become interference and cause a reduction in communication capacity. Even in Mobile WiMAX, when the communication load increases, the collision probability increases and the influence of interference cannot be ignored.

また、Mobile WiMAXではマルチアンテナを用いるアダプティブアレーシステム (AAS)が標準化されている(非特許文献2参照)。自セクタ内の移動局(Mobile Subscriber Station: MSS)への干渉回避は、アレーの自由度の範囲で可能である。しかしながら、隣接セクタに存在する移動局に対しては干渉を与えないための考慮が施されていない。   In Mobile WiMAX, an adaptive array system (AAS) using multiple antennas is standardized (see Non-Patent Document 2). It is possible to avoid interference with a mobile station (Mobile Subscriber Station: MSS) in its own sector within the range of freedom of the array. However, no consideration is given to avoiding interference with mobile stations existing in adjacent sectors.

特開2002−319894号公報JP 2002-319894 A 米国特許6067290号公報US Pat. No. 6,067,290

IEEE 802.16-2004 (8.4.4.4 Allocation of subchannels for FCH, and logical subchannel numbering)IEEE 802.16-2004 (8.4.4.4 Allocation of subchannels for FCH, and logical subchannel numbering) IEEE 802.16-2004/Cor 1-2005 (8.4.6.3.3 AMC support for SDMA)IEEE 802.16-2004 / Cor 1-2005 (8.4.6.3.3 AMC support for SDMA)

このように、セルラシステム等では、同一周波数を用いる利便性、周波数利用効率の向上、および他セクタからの干渉の回避のうち、いずれも同時に満足させる技術はなく、それらのトレードオフの上にシステムを成り立たせてきた。   As described above, in cellular systems and the like, there is no technology that satisfies all of the convenience of using the same frequency, the improvement of frequency utilization efficiency, and the avoidance of interference from other sectors, and the system is based on these trade-offs. Has been established.

本発明の目的は、隣接する領域からの干渉を回避することができる通信システムを提供することである。   An object of the present invention is to provide a communication system that can avoid interference from adjacent areas.

本発明は、複数の基地局およびその基地局に対応した領域内にそれぞれ存在する移動局を含む通信システムであって、
前記移動局は、前記領域に対応した基地局およびこの領域に隣接する隣接領域に対応した基地局に伝送路推定信号を送信し、
前記基地局は、その基地局に対応した領域に存在する当該移動局から受信した伝送路推定信号、およびその基地局に対応した領域に隣接する隣接領域に存在する隣接移動局から受信した伝送路推定信号に基づいて、当該移動局に指向し隣接移動局に指向しない送信ビームを用いてデータを当該移動局に送信し、
前記隣接領域は複数の隣接領域を含み、前記複数の隣接領域の少なくとも一つは前記領域に対応した基地局のセル外領域を含むことを特徴とする通信システムである。
The present invention is a communication system including a plurality of base stations and mobile stations respectively present in an area corresponding to the base station,
The mobile station transmits a transmission path estimation signal to a base station corresponding to the area and a base station corresponding to an adjacent area adjacent to the area,
The base station receives a transmission path estimation signal received from the mobile station existing in an area corresponding to the base station, and a transmission path received from an adjacent mobile station existing in an adjacent area adjacent to the area corresponding to the base station. Based on the estimated signal, the data is transmitted to the mobile station using a transmission beam directed to the mobile station and not directed to the adjacent mobile station,
The adjacent area includes a plurality of adjacent areas, and at least one of the plurality of adjacent areas includes an out-cell area of a base station corresponding to the area.

本発明によれば、隣接する領域からの干渉を回避することができるので、移動局が所属する領域に対応した基地局と良好な通信を行うことが可能となり、周波数の有効利用に大きく寄与することができる。   According to the present invention, interference from adjacent areas can be avoided, so that it is possible to perform good communication with a base station corresponding to an area to which a mobile station belongs, which greatly contributes to effective use of frequencies. be able to.

本発明の実施の形態1に係る通信システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the communication system which concerns on Embodiment 1 of this invention. 伝送フレームのフォーマットを示す図である。It is a figure which shows the format of a transmission frame. セクタとサブキャリアとの対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of a sector and a subcarrier. セクタユニットの送信部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the transmission part of a sector unit. 干渉回避制御の手順を示す制御フロー図である。It is a control flowchart which shows the procedure of interference avoidance control. 移動局の組合せを考慮したフレーム構成例を示す図である。It is a figure which shows the example of a frame structure in consideration of the combination of a mobile station. セル単位で干渉制御を行う通信システムを示す図である。It is a figure which shows the communication system which performs interference control per cell. 本発明の実施の形態2に係る干渉回避制御の手順を示す制御フロー図である。It is a control flowchart which shows the procedure of the interference avoidance control which concerns on Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る干渉回避制御の手順を示す制御フロー図である。It is a control flowchart which shows the procedure of the interference avoidance control which concerns on Embodiment 3 of this invention.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る通信システムの構成を示す図である。通信システムは、移動局2,3、基地局10〜16および基地局制御装置17を含んで構成される。移動局2,3は、ユーザが携帯する端末であって、移動しながら基地局10〜16との間で無線通信を行う。基地局10〜16は、固定的に設置されその周囲に移動局2,3と無線通信する領域としてセルを有している。また、基地局10〜16は、セルを120度ごとの方位角に分割した領域であるセクタ4,5に存在する移動局2,3と無線通信する3つのセクタユニットから構成される。基地局制御装置17は、基地局10〜16を制御する上位装置である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a communication system according to Embodiment 1 of the present invention. The communication system includes mobile stations 2 and 3, base stations 10 to 16, and a base station control device 17. The mobile stations 2 and 3 are terminals carried by the user, and perform wireless communication with the base stations 10 to 16 while moving. The base stations 10 to 16 are fixedly installed and have a cell as an area for wireless communication with the mobile stations 2 and 3 around them. The base stations 10 to 16 are composed of three sector units that perform radio communication with the mobile stations 2 and 3 existing in the sectors 4 and 5 that are areas obtained by dividing the cell into azimuths of 120 degrees. The base station control device 17 is a host device that controls the base stations 10 to 16.

基地局10〜16の各セルは、六角形の領域として描画されていて、基地局10〜16はセルの中央にそれぞれ配置されている。六角形のセルは、菱形の領域である3つのセクタから構成されている。太実線で囲まれた菱形の領域であるセクタ4に着目する。当該セクタ4には移動局2(黒星印)が含まれている。当該セクタ4に隣接するセクタ5は太点線で囲まれた菱形の領域として図示される。隣接セクタ5には、移動局3(黒丸印)がそれぞれ含まれている。3セクタ構成の場合、隣接セクタ5は合計10個である。基地局10のセクタユニットがそのセクタユニットに対応した当該セクタ4に存在する移動局2にデータを送信しようとするとき、このセクタユニットは、当該移動局2に指向していてかつ隣接セクタ5に存在する移動局3に指向しない送信ビームを形成する。基地局10の位置には、このときの送信ビームパターンが描画されている。移動局3に指向しないビームパターンを形成することを、ヌルステアリングという。   Each cell of the base stations 10 to 16 is drawn as a hexagonal region, and the base stations 10 to 16 are respectively arranged at the centers of the cells. The hexagonal cell is composed of three sectors which are diamond-shaped regions. Pay attention to sector 4, which is a diamond-shaped region surrounded by a thick solid line. The sector 4 includes the mobile station 2 (black star). A sector 5 adjacent to the sector 4 is illustrated as a diamond-shaped region surrounded by a thick dotted line. Each adjacent sector 5 includes a mobile station 3 (black circle). In the case of a 3-sector configuration, there are a total of 10 adjacent sectors 5. When the sector unit of the base station 10 tries to transmit data to the mobile station 2 existing in the sector 4 corresponding to the sector unit, the sector unit is directed to the mobile station 2 and A transmission beam not directed to the existing mobile station 3 is formed. The transmission beam pattern at this time is drawn at the position of the base station 10. Forming a beam pattern not directed to the mobile station 3 is called null steering.

このように、当該セクタ4の当該移動局2に指向し、隣接セクタ5の移動局3に指向しないビームパターンを形成して、データの送信を行うことによって、隣接セクタ5の移動局3に対して干渉を与えることを防止することができる。   In this way, a beam pattern directed to the mobile station 2 in the sector 4 and not directed to the mobile station 3 in the adjacent sector 5 is formed, and data is transmitted to the mobile station 3 in the adjacent sector 5. Interference can be prevented.

なお、本発明にいう領域は、セルであってもセクタであってもよい。セクタを領域とする場合、各セクタに対応するセクタユニットをその領域に対応する基地局とみなす。   The area referred to in the present invention may be a cell or a sector. When a sector is an area, a sector unit corresponding to each sector is regarded as a base station corresponding to that area.

当該セクタ4に含まれる移動局2に指向しかつ隣接セクタ5に含まれる移動局3に指向しないビームパターンを形成するためには、当該セクタ4に含まれる移動局2の伝送路状況を示す情報とともに隣接セクタ5に含まれる移動局3の伝送路状況を示す情報が必要である。ここで、移動局2の伝送路状況とは、当該セクタ4に含まれている移動局2と当該セクタ4に対応したセクタユニットとの間の伝送路の状況を指す。同じく、移動局3の伝送路状況といえば、隣接セクタ5に含まれている移動局3と当該セクタ5に対応したセクタユニットとの間の伝送路の状況のことである。この情報は、移動局2,3から基地局10〜16への上りリンク(Uplink;UL)において伝送路推定信号8を送信し、これを基地局10〜16で受信したときの受信状態に基づいて伝送路の状況を推定することによって得られる。   In order to form a beam pattern directed to the mobile station 2 included in the sector 4 and not directed to the mobile station 3 included in the adjacent sector 5, information indicating the transmission path status of the mobile station 2 included in the sector 4 In addition, information indicating the transmission path status of the mobile station 3 included in the adjacent sector 5 is necessary. Here, the transmission path status of the mobile station 2 refers to the status of the transmission path between the mobile station 2 included in the sector 4 and the sector unit corresponding to the sector 4. Similarly, the transmission path status of the mobile station 3 refers to the status of the transmission path between the mobile station 3 included in the adjacent sector 5 and the sector unit corresponding to the sector 5. This information is based on the reception state when the transmission path estimation signal 8 is transmitted in the uplink (UL) from the mobile stations 2 and 3 to the base stations 10 to 16 and received by the base stations 10 to 16. It is obtained by estimating the state of the transmission line.

図2は、伝送フレームのフォーマットを示す図である。伝送フレームは、上りリンクフレーム7および下りリンクフレーム8から構成される。伝送路推定信号8は、アップリンク・サウンディング・パイロット・シンボル(UL Sounding pilot symbol)とも呼ばれ、上りリンクフレーム7に付加される。   FIG. 2 is a diagram illustrating a format of a transmission frame. The transmission frame is composed of an uplink frame 7 and a downlink frame 8. The transmission path estimation signal 8 is also called an uplink sounding pilot symbol (UL Sounding pilot symbol) and is added to the uplink frame 7.

図3は、セクタとサブキャリアとの対応関係を示す図である。伝送路推定信号は、セクタ(sct1〜21)毎に割り当てられたサブキャリアを使って送信される。サブキャリア同士は相互に周波数が異なる。これによって、セクタ毎に伝送路推定信号を送受信することができ、移動局の伝送路推定を行うことができる。   FIG. 3 is a diagram illustrating a correspondence relationship between sectors and subcarriers. The transmission path estimation signal is transmitted using subcarriers assigned to each sector (sct1 to 21). The subcarriers have different frequencies. As a result, transmission path estimation signals can be transmitted and received for each sector, and transmission paths of mobile stations can be estimated.

また、セクタ毎に割当てられたサブキャリアにおいて、拡散符号を用いて複数の移動局に関する伝送路推定信号を多重する。これによって、移動局毎に伝送路推定を行うことができる。なお、拡散符号には、相互に直交するWalsh符号やGOLD符号などが用いられる。Walsh符号は直交する符号の数に制限があるため、その数を越える移動局に対してはGOLD符号を代用する。例えば、セクタ繰り返しを考慮し、7基地局×3セクタ=21セクタ分のサブキャリアを確保した場合、FFT(高速フーリエ変換)サイズ2096、拡散率64で1,344台の移動局に対して伝送路推定を行うことが可能である。   In addition, in the subcarriers assigned to each sector, the transmission path estimation signals for a plurality of mobile stations are multiplexed using spreading codes. As a result, transmission path estimation can be performed for each mobile station. Note that Walsh codes and GOLD codes that are orthogonal to each other are used as spreading codes. Since the number of orthogonal codes is limited in the Walsh code, the GOLD code is substituted for a mobile station exceeding that number. For example, when sub-carriers for 7 base stations x 3 sectors = 21 sectors are secured in consideration of sector repetition, transmission path estimation is performed for 1,344 mobile stations with FFT (Fast Fourier Transform) size 2096 and spreading factor 64 Can be done.

図4は、セクタユニットの送信部の構成を示すブロック図である。セクタユニットの送信部は、ウエイト生成部22、送信信号生成部23、およびアンテナ24を備えている。各セクタユニットは相互に時刻同期され、複数の基地局からなるセルラシステムにおいて送受信のタイミングは同一であるとする。各移動局から送信された伝送路推定信号(Mobile Sounding symbol;MSS)は、自セクタ分のほか他セクタ分を含めてセクタユニットで受信される。受信した伝送路推定信号は、周波数ドメインに変換された後、各セクタに割当てられたサブキャリア単位で逆拡散プロセスを経て伝送路推定される。   FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the transmission unit of the sector unit. The transmission unit of the sector unit includes a weight generation unit 22, a transmission signal generation unit 23, and an antenna 24. Each sector unit is time-synchronized with each other, and transmission / reception timing is the same in a cellular system composed of a plurality of base stations. A transmission channel estimation signal (Mobile Sounding symbol: MSS) transmitted from each mobile station is received by the sector unit including the other sectors and other sectors. The received transmission path estimation signal is converted into the frequency domain, and then the transmission path is estimated through a despreading process for each subcarrier assigned to each sector.

次に、送信アンテナのアンテナ素子数について説明する。送信アンテナ24は、複数のアンテナ素子からなるマルチアンテナである。あるシンボルタイミングで、自セクタ内で通信を行う移動局の数をk(kは自然数)個、他セクタで通信状態にある移動局の数をm(mは自然数)個とすると、アンテナ素子数n(nは自然数)としてn=(k+m)が必要となる。   Next, the number of antenna elements of the transmission antenna will be described. The transmission antenna 24 is a multi-antenna composed of a plurality of antenna elements. Assuming that the number of mobile stations communicating in the own sector at a certain symbol timing is k (k is a natural number) and the number of mobile stations in communication in other sectors is m (m is a natural number), the number of antenna elements n = (k + m) is required as n (n is a natural number).

IEEE802.16eの下りリンク通信では、サブキャリアおよびシンボル単位で通信する移動局が割当てられる。自セクタでサービスする移動局と同シンボルタイミングでサービスされる隣接セクタにおいて、スケジューリングされた移動局の送信タイミング情報を前もって取得しておく。これらの送信タイミング情報に基づいて、シンボル毎に移動局の組合せを認識し、その組合せで下りリンク送信ウェイトを生成する。   In the downlink communication of IEEE 802.16e, mobile stations that perform communication in units of subcarriers and symbols are allocated. In an adjacent sector that is serviced at the same symbol timing as a mobile station that is serving in its own sector, transmission timing information of the scheduled mobile station is acquired in advance. Based on these transmission timing information, a combination of mobile stations is recognized for each symbol, and a downlink transmission weight is generated by the combination.

次に、下りリンク送信ウェイトの生成方法について説明する。ここでは、例として伝送路推定で得られた伝送路情報を用いて、MMSE(Minimum Mean Square Error)規範により算出する方法を用いる。基地局制御装置から通知されるスケジューリング情報より、自セクタ内で通信するk個の移動局と他セクタで通信するm個の移動局の組合せを想定する。このとき、求める送信ウェイトは、次の数式(1)で与えられる。   Next, a downlink transmission weight generation method will be described. Here, as an example, a method of calculating according to the MMSE (Minimum Mean Square Error) standard using transmission path information obtained by transmission path estimation is used. Based on the scheduling information notified from the base station controller, a combination of k mobile stations communicating in its own sector and m mobile stations communicating in another sector is assumed. At this time, the transmission weight to be obtained is given by the following equation (1).

Figure 2012050131
Figure 2012050131

ただし、「*」は共役行列を、「T」は転置行列を表す。また、σ2は平均ノイズ電力、Pは送信電力、Iはn行n列の単位行列であり、チャネル行列Hは、次の数式(2)で表わされる。 However, “*” represents a conjugate matrix and “T” represents a transposed matrix. Also, σ 2 is an average noise power, P is a transmission power, I is a unit matrix of n rows and n columns, and a channel matrix H is expressed by the following equation (2).

Figure 2012050131
Figure 2012050131

実際の送信においては、自セクタ内で通信するk個の移動局に向けて送信ウェイト行列の第k列を送信シンボルベクトルに乗積し、各アンテナの送信信号XTが得られる。 In actual transmission, the first k columns of the transmit weight matrix is multiplied to the transmission symbol vector toward the k mobile stations communicating in the local sector, transmission signal X T of each antenna is obtained.

Figure 2012050131
Figure 2012050131

ただし、送信ベクトルSはS=[s1 … sk] で表される。なお、送信ウェイト算出はZF法など、他の方法によっても可能である。 However, the transmission vector S is represented by S = [s 1 ... S k ]. The transmission weight can be calculated by other methods such as the ZF method.

図5は、干渉回避制御の手順を示す制御フロー図である。まず、移動局が位置登録したとき、基地局制御装置から各基地局に対し隣接基地局情報、当該移動局に対応したサウンディング用キャリア番号を通知する。あるいは、通信開始中の移動局について、基地局制御装置から各基地局に対し隣接基地局情報、当該移動局に対応したサウンディング用キャリア番号を通知する。   FIG. 5 is a control flowchart showing the procedure of interference avoidance control. First, when a mobile station registers its location, the base station controller notifies each base station of adjacent base station information and a sounding carrier number corresponding to the mobile station. Alternatively, for the mobile station that is starting communication, the base station controller notifies each base station of the adjacent base station information and the sounding carrier number corresponding to the mobile station.

これらを受信した各基地局は自セクタに存在する各移動局にサウンディング用キャリア番号、拡散コード番号通知を通知する。これらを受信した各移動局は、指定された番号のサウンディング用キャリアを用いて伝送路推定信号を送信する。   Each base station that has received them notifies each mobile station in its own sector of the sounding carrier number and spreading code number notification. Each mobile station that has received these transmits a transmission path estimation signal using the sounding carrier of the designated number.

次に、各基地局は下り送信スケジューリング情報を基地局制御装置に送信する。各基地局からの情報を取得した基地局制御装置は、隣接する他基地局の下り送信スケジューリング情報を各基地局に送信する。各基地局は、隣接する他基地局の下り送信スケジューリング情報と移動局からの伝送路情報を用いて、他セクタに存在する移動局に指向しない下り送信ビーム形成を行う。   Next, each base station transmits downlink transmission scheduling information to the base station controller. The base station controller that has acquired information from each base station transmits downlink transmission scheduling information of another adjacent base station to each base station. Each base station performs downlink transmission beam formation not directed to a mobile station existing in another sector, using downlink transmission scheduling information of another adjacent base station and transmission path information from the mobile station.

以降、各移動局は定期的に伝送路推定信号を送信し、各基地局は下り送信スケジューリング情報を基地局制御装置に送信する。基地局制御装置は、下り送信スケジューリング情報に変更がある場合に各基地局に対して情報を通知する。   Thereafter, each mobile station periodically transmits a transmission path estimation signal, and each base station transmits downlink transmission scheduling information to the base station controller. The base station controller notifies each base station of information when there is a change in downlink transmission scheduling information.

このような手順により、下りリンクの送信ビームパターン形成をシステマチックに実施することができる。   With this procedure, downlink transmission beam pattern formation can be systematically performed.

図6は、移動局の組合せを考慮したフレーム構成例を示す図である。基地局10のセルに含まれる移動局をA〜Hと表示し、基地局11のセルに含まれる移動局をI〜Pと表示している。基地局制御装置からのスケジューリング情報には、無線フレームを時分割したタイミング毎に各基地局はどの移動局に対して通信を行うかについての情報が含まれる。タイミング1において、移動局A,B,C,Dが基地局10と通信を行い、移動局I,J,K,Lが基地局11と通信を行う。この組合せは各基地局が決定したものであり、移動局A〜D,I〜Lから送信されたサウンディング用キャリアに基づいて推定した伝送路情報を用いて、送信ウェイトを算出する。例えば、基地局10が移動局Aと通信する場合、移動局Aに指向し、その他の移動局B〜D,I〜Kには指向しない送信ビームパターンを形成する。   FIG. 6 is a diagram illustrating a frame configuration example in consideration of a combination of mobile stations. Mobile stations included in the cell of the base station 10 are indicated as A to H, and mobile stations included in the cell of the base station 11 are indicated as I to P. The scheduling information from the base station control device includes information on which mobile station each base station communicates with at each timing when the radio frame is time-divided. At timing 1, mobile stations A, B, C, and D communicate with base station 10, and mobile stations I, J, K, and L communicate with base station 11. This combination is determined by each base station, and a transmission weight is calculated using transmission path information estimated based on sounding carriers transmitted from the mobile stations A to D and I to L. For example, when the base station 10 communicates with the mobile station A, a transmission beam pattern directed to the mobile station A and not directed to the other mobile stations B to D and I to K is formed.

尚、前述の図5における「送信ビームフォーミングによる下り送信」は、図6に示した移動局への組合せに応じて行う一連の送信ビームフォーミングをまとめて表現している。   Note that “downlink transmission by transmission beamforming” in FIG. 5 described above collectively represents a series of transmission beamforming performed according to the combination with the mobile station shown in FIG.

また、通信を行う移動局、干渉を与えない必要のある移動局の組合せのタイミングを確定させるためには、各基地局間の時間を同期させておくことが必要である。移動局の組合せが変わるタイミングで、基地局は組合せに応じた送信ビームを形成し指向性を変更させる。   Further, in order to determine the timing of the combination of mobile stations that perform communication and mobile stations that need not cause interference, it is necessary to synchronize the time between the base stations. At the timing when the combination of mobile stations changes, the base station forms a transmission beam according to the combination and changes the directivity.

以上のように、他セクタからの伝送路情報を取得し、各シンボルタイミングにおける各セクタにおける通信状況を反映した組合せに基づき、送信ビームフォーミングを行うことによって、互いに干渉を受けない通信システムを構築することができる。   As described above, by acquiring transmission path information from other sectors and performing transmission beamforming based on a combination reflecting the communication status in each sector at each symbol timing, a communication system that is not subject to interference with each other is constructed. be able to.

図7は、セル単位で干渉制御を行う通信システムを示す図である。基地局10〜16に対応する各セルは、六角形の領域として描画されていて、基地局10〜16はセルの中央にそれぞれ配置されている。太実線で囲まれた六角形の領域であるセル4に着目する。当該セル4には移動局2(黒星印)が含まれている。当該セル4に隣接するセル5は太点線で囲まれた六角形の領域として図示される。隣接セル5には、移動局3(黒丸印)がそれぞれ含まれている。   FIG. 7 is a diagram illustrating a communication system that performs interference control in units of cells. Each cell corresponding to the base stations 10 to 16 is drawn as a hexagonal region, and the base stations 10 to 16 are respectively arranged at the centers of the cells. Attention is paid to the cell 4, which is a hexagonal region surrounded by a thick solid line. The cell 4 includes a mobile station 2 (black star). A cell 5 adjacent to the cell 4 is illustrated as a hexagonal region surrounded by a thick dotted line. Each adjacent cell 5 includes a mobile station 3 (black circle).

このような構成では、当該セル4に対する隣接セル5の数は合計6個である。伝送路推定信号を送信するためには、7種類のサブキャリアがあれば充分である。FFTサイズが2096の場合では拡散率256とし、セクタあたり256台の移動局まで伝送路推定信号を送信することが可能である。   In such a configuration, the total number of adjacent cells 5 for the cell 4 is six. Seven types of subcarriers are sufficient to transmit the transmission path estimation signal. When the FFT size is 2096, the spreading factor is 256, and the transmission path estimation signal can be transmitted to 256 mobile stations per sector.

以上のように、セクタあるいはセル等の基地局に対応した領域の配置に依存せず、本発明を適用することが可能である。   As described above, the present invention can be applied without depending on the arrangement of areas corresponding to base stations such as sectors or cells.

実施の形態2.
図8は、本発明の実施の形態2に係る干渉回避制御の手順を示す制御フロー図である。移動局が位置登録したとき基地局制御装置から各基地局に対し隣接基地局情報、当該移動局に対応したサウンディング用キャリア番号通知を送信する。あるいは、通信開始中の移動局について基地局制御装置から各基地局に対し隣接基地局情報、当該移動局に対応したサウンディング用キャリア番号通知を送信する。受信した各基地局は自セクタに存在する各移動局にサウンディング用キャリア番号、拡散コード番号通知を通知する。受信した各移動局は、サウンディング用キャリアを用いて伝送路推定信号を送信する。
Embodiment 2. FIG.
FIG. 8 is a control flowchart showing a procedure of interference avoidance control according to Embodiment 2 of the present invention. When the mobile station registers its location, the base station controller transmits neighboring base station information and a sounding carrier number notification corresponding to the mobile station to each base station. Alternatively, the base station control device transmits adjacent base station information and a sounding carrier number notification corresponding to the mobile station to each base station for the mobile station that is starting communication. Each received base station notifies each mobile station in its own sector of the sounding carrier number and spreading code number notification. Each received mobile station transmits a channel estimation signal using a sounding carrier.

各基地局は、自セクタの移動局の送信する組合せが変わる無線フレームを時分割したタイミング毎に、他セクタの移動局から受信した伝送路推定信号の受信レベルに基づいて移動局を選択する。具体的には、受信レベルが高い方からm個の移動局を選択する。ただし、基地局の送信アンテナ数をn、当該タイミングで送信する自セクタの移動局数をkとするとmは次式で与えられる。   Each base station selects a mobile station on the basis of the reception level of a transmission path estimation signal received from a mobile station in another sector for each timing at which a radio frame in which a combination transmitted by a mobile station in its own sector changes is time-divided. Specifically, m mobile stations are selected from the higher reception level. However, if the number of transmitting antennas of the base station is n, and the number of mobile stations in its own sector transmitting at the timing is k, m is given by the following equation.

m = n − k − 1… (4)
基地局が送信する自セクタの移動局の伝送路情報に、選択した他セクタの移動局の伝送路情報を加え、例えば式(1)〜式(3)に示したアルゴリズムで送信ウェイトを決定する。
m = n-k-1 ... (4)
The transmission path information of the mobile station of the selected other sector is added to the transmission path information of the mobile station of the own sector transmitted by the base station, and the transmission weight is determined by, for example, the algorithm shown in the equations (1) to (3) .

以上のように、干渉の影響の大きい他セクタのm個の移動局に対して指向しない送信ビームパターンを形成するので、干渉を与えず自セクタの移動局と通信が可能なシステムを構築できる。   As described above, since a transmission beam pattern that is not directed to m mobile stations in other sectors having a large influence of interference is formed, it is possible to construct a system that can communicate with mobile stations in its own sector without causing interference.

実施の形態3.
図9は、本発明の実施の形態3に係る干渉回避制御の手順を示す制御フロー図である。移動局が位置登録したとき基地局制御装置から各基地局に対し隣接基地局情報、当該移動局に対応したサウンディング用キャリア番号通知を送信する。あるいは、通信開始中の移動局について基地局制御装置から各基地局に対し隣接基地局情報、当該移動局に対応したサウンディング用キャリア番号通知を送信する。受信した各基地局は自セクタに存在する各移動局にサウンディング用キャリア番号、拡散コード番号通知を通知する。受信した各移動局は、サウンディング用キャリア等を用いて伝送路推定信号とスケジューリング情報を送信する。
Embodiment 3 FIG.
FIG. 9 is a control flowchart showing a procedure of interference avoidance control according to Embodiment 3 of the present invention. When the mobile station registers its location, the base station controller transmits neighboring base station information and a sounding carrier number notification corresponding to the mobile station to each base station. Alternatively, the base station control device transmits adjacent base station information and a sounding carrier number notification corresponding to the mobile station to each base station for the mobile station that is starting communication. Each received base station notifies each mobile station in its own sector of the sounding carrier number and spreading code number notification. Each received mobile station transmits a channel estimation signal and scheduling information using a sounding carrier or the like.

伝送路推定信号とスケジューリング情報は、例えば既知のパイロット情報とスケジューリング情報を組み合わせて符号拡散方式を用いて送信することにより、多数の移動局からの情報を伝送できる。   The transmission path estimation signal and scheduling information can transmit information from a large number of mobile stations by, for example, combining known pilot information and scheduling information and transmitting them using a code spreading method.

各基地局は、受信した他セクタの移動局からのスケジューリング情報に基づき、移動局の送信する組合せが変わる無線フレームを時分割したタイミング毎に、他セクタの移動局と自セクタの移動局の組合せを考慮し、例えば式(1)〜式(3)に示したアルゴリズムで送信ウェイトを決定する。   Each base station uses a combination of a mobile station in another sector and a mobile station in its own sector at each timing when a radio frame in which the combination transmitted by the mobile station changes is time-divided based on the received scheduling information from the mobile station in another sector. Considering the above, for example, the transmission weight is determined by the algorithm shown in equations (1) to (3).

以上のように、スケジューリング情報を移動局から基地局に指示するので、手順を簡素化することができるとともに、迅速にスケジューリング情報を伝達できる。したがって、送信ビームパターンを遅滞なく迅速に形成することができる。   As described above, since the scheduling information is instructed from the mobile station to the base station, the procedure can be simplified and the scheduling information can be transmitted promptly. Therefore, the transmission beam pattern can be formed quickly without delay.

Claims (7)

複数の基地局およびその基地局に対応した領域内にそれぞれ存在する移動局を含む通信システムであって、
前記移動局は、前記領域に対応した基地局およびこの領域に隣接する隣接領域に対応した基地局に伝送路推定信号を送信し、
前記基地局は、その基地局に対応した領域に存在する当該移動局から受信した伝送路推定信号、およびその基地局に対応した領域に隣接する隣接領域に存在する隣接移動局から受信した伝送路推定信号に基づいて、当該移動局に指向し隣接移動局に指向しない送信ビームを用いてデータを当該移動局に送信し、
前記隣接領域は複数の隣接領域を含み、前記複数の隣接領域の少なくとも一つは前記領域に対応した基地局のセル外領域を含むことを特徴とする通信システム。
A communication system including a plurality of base stations and mobile stations respectively present in an area corresponding to the base station,
The mobile station transmits a transmission path estimation signal to a base station corresponding to the area and a base station corresponding to an adjacent area adjacent to the area,
The base station receives a transmission path estimation signal received from the mobile station existing in an area corresponding to the base station, and a transmission path received from an adjacent mobile station existing in an adjacent area adjacent to the area corresponding to the base station. Based on the estimated signal, the data is transmitted to the mobile station using a transmission beam directed to the mobile station and not directed to the adjacent mobile station,
The adjacent region includes a plurality of adjacent regions, and at least one of the plurality of adjacent regions includes an out-cell region of a base station corresponding to the region.
前記移動局は、前記領域毎に割当てられた周波数のキャリアを用いて、伝送路推定信号を送信することを特徴とする請求項1記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the mobile station transmits a transmission path estimation signal using a carrier having a frequency assigned to each region. 前記基地局は、当該移動局および隣接移動局がデータを送信する送信タイミングを取得して、当該移動局に送信されたデータを隣接移動局において別のデータと同時に受信する場合に、当該移動局に指向し隣接移動局に指向しない送信ビームを用いて前記データを当該移動局に送信することを特徴とする請求項1記載の通信システム。   The base station acquires the transmission timing at which the mobile station and the adjacent mobile station transmit data, and receives the data transmitted to the mobile station simultaneously with other data at the adjacent mobile station. 2. The communication system according to claim 1, wherein the data is transmitted to the mobile station using a transmission beam directed to the mobile station and not directed to an adjacent mobile station. 前記移動局は、前記移動局毎に割当てられ相互に直交する拡散符号を用いて、伝送路推定信号を送信することを特徴とする請求項1記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the mobile station transmits a transmission path estimation signal using spreading codes assigned to the mobile stations and orthogonal to each other. 前記移動局は、前記移動局毎に割当てられたゴールド拡散符号を用いて、伝送路推定信号を送信することを特徴とする請求項1記載の通信システム。   The communication system according to claim 1, wherein the mobile station transmits a transmission path estimation signal using a gold spreading code assigned to each mobile station. 前記伝送路推定信号を送信するために割当てられるキャリアの数は、1つの前記領域に対する隣接領域の数以上であることを特徴とする請求項2記載の通信システム。   3. The communication system according to claim 2, wherein the number of carriers allocated for transmitting the transmission path estimation signal is equal to or greater than the number of adjacent areas for one area. 前記基地局は、当該移動局および隣接移動局がデータを送信する送信タイミングを、当該移動局および隣接移動局から取得することを特徴とする請求項3記載の通信システム。   The communication system according to claim 3, wherein the base station acquires transmission timing at which the mobile station and the adjacent mobile station transmit data from the mobile station and the adjacent mobile station.
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