JP2012129811A - 無線基地局装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伝送品質を低下させることなくアンテナ選択ダイバーシチ制御を行うことが可能な無線基地局装置を得ること。
【解決手段】受信に使用したアンテナの組み合わせを示すアンテナセット、当該アンテナセットを使用して信号を受信したときの受信品質測定結果、および通信対象ユーザ端末、の情報を記録するための伝送路品質記録部９１と、信号の受信に使用するアンテナを切り替える制御を行うアンテナ制御部５と、選択されたアンテナセットを使用して信号を受信したときの受信品質を測定するＳＩＲ推定部８４、８６と、ユーザ端末に対して無線リソースを割り当てた場合、前記伝送路品質記録部９１に記録されている情報に基づいて、当該ユーザ端末からの信号を受信するときに使用するアンテナセットを選択し、選択したアンテナセットを前記アンテナ制御部５に指示する受信回路制御部９２と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、無線通信システムにおける無線基地局装置に関する。特に、アンテナ数に対して受信無線周波数（ＲＦ）チェーンが少ない構成の無線基地局装置に関する。

近年、より高速な無線セルラ通信を実現することを目的として、３ＧＰＰ Ｒｅｌｅａｓｅ８においてＬＴＥ（Long Term Evolution）が規格化されている。また、無線セルラ通信における不感地帯対策やトラフィック分散などの目的で、フェムト基地局の導入が進んでいる。

フェムト基地局は、その用途からカバーエリア・収容可能ユーザ数を限定する一方で、従来のマクロ基地局と比較して小型・低コスト・省電力運用が可能な装置構成が求められている。ＬＴＥでは、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）伝送、すなわち複数アンテナを使用した空間多重伝送などによって伝送効率を拡大する。フェムト基地局において、低コストと伝送効率の両立をはかるためには、例えば、基地局アンテナを３つ以上設け、伝搬路の品質を示す測定値で決定した２本のアンテナでＭＩＭＯ伝送を行う選択ダイバーシチ構成が考えられる。上りリンクの伝搬路品質測定用の信号としては、各サブフレームにおいて、データ通信チャネル（ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel）が割当てられたユーザ端末が送信する復調用参照信号（ＤＭＲＳ：Demodulation Reference Signal）と、これとは別に、スケジューリング用の伝搬品質測定を行うために各サブフレームの最終ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier Frequency Division Multiple Access）シンボルで指定されたユーザ端末が送信するサウンディング参照信号（ＳＲＳ：Sounding Reference Signal）が存在する。

選択ダイバーシチ構成をとる場合、各アンテナを受信アンテナに用いた際の伝搬路品質測定が必要であり、同時に受信処理可能なアンテナ数の制約がある場合には、時間によって切替えながら各アンテナについて測定しなければならない。アンテナ選択ダイバーシチについて、例えば、下記特許文献１では、伝搬路品質情報として受信信号強度（ＲＳＳＩ：Receiveｄ Signal Strength Indicator）を測定し、データ通信中に複数アンテナで受信を行うために、それぞれの受信アンテナでの受信信号強度を測定する区間を設け、１アンテナずつ測定する場合と比較してデータ通信の受信特性劣化を抑えながら、測定区間終了後にデータ通信に使用する受信アンテナもしくはアンテナのセット（合成ダイバーシチ適用の場合）を決定する方法が開示されている。

特開２００６−３５２３３２号公報

しかしながら、上記従来の技術によれば、伝搬路の時間変動の有無にかかわらずデータ通信区間で複数のアンテナセットを用いてデータ受信と品質測定を行いながら次々と受信アンテナセットの切替えをするように制御する制御区間を設ける場合、制御区間中はさまざまな受信品質の元でデータが復調されることになる。そのため、平均的にその区間の伝送品質が低下する可能性がある、という問題があった。

また、無線基地局装置としては複数のユーザ端末にサービスを提供する必要があり、あるユーザ端末に対して品質を最大化する受信アンテナセットが別のユーザ端末に対して同様に品質を最大化できるとは限らず、各サブフレームでの通信対象のユーザ端末に対して適したアンテナを選択しなければならない。しかしながら、上りデータチャネルの割当頻度が低いユーザ端末に対しては、品質測定のための十分な時間を割り当てできない可能性がある、という問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、伝送品質を低下させることなくアンテナ選択ダイバーシチ制御を行うことが可能な無線基地局装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数のアンテナを備え、全アンテナ数よりも少ない数のアンテナで信号を受信し、また、ユーザ端末に対して上り通信の無線リソースを割り当てる無線基地局装置であって、受信に使用したアンテナの組み合わせを示すアンテナセット、当該アンテナセットを使用して信号を受信したときの受信品質測定結果、および当該信号の送信元である通信対象ユーザ端末の識別符号、の情報を関連付けて記録するための伝送路品質記録手段と、信号の受信に使用するアンテナを切り替える制御を行うアンテナ制御手段と、選択されたアンテナセットを使用して信号を受信したときの受信品質を測定し、受信に使用したアンテナセット、当該アンテナセットを用いて信号を受信したときの受信品質測定結果、および通信対象ユーザ端末の識別符号、の情報を関連付けて前記伝送路品質記録手段に記録する受信品質測定手段と、無線リソースの割当要求を送信したユーザ端末に対して無線リソースを割り当てた場合、前記伝送路品質記録手段に記録されている情報に基づいて、当該ユーザ端末からの信号を受信するときに使用するアンテナセットを選択し、選択したアンテナセットを前記アンテナ制御手段に指示する受信回路制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、伝送品質を低下させることなく、アンテナ選択ダイバーシチ制御を行うことができる、という効果を奏する。

図１は、本実施の形態における無線基地局装置の構成例を示す図である。 図２は、受信信号復調部および制御部の構成例を示す図である。 図３は、本実施の形態におけるサブフレームの構成例を示す図である。 図４は、ユーザ端末に対する各受信アンテナでの受信品質測定からデータチャネルに対するアンテナ選択までの処理を示すシーケンス図である。

以下に、本発明にかかる無線基地局装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本実施の形態の無線基地局装置の構成例を示す図である。無線基地局装置１３は、アンテナ１、２、３、４と、アンテナ制御部５と、ブランチ受信部６、７と、受信信号復調部８と、制御部９と、送信信号生成部１０と、ブランチ送信部１１、１２と、を備える。本実施の形態に係る無線基地局装置１３は、自装置の通信圏に存圏する複数のユーザ端末との間でデータ通信を行う無線通信システムで用いられる無線基地局装置である。

アンテナ１、２、３、４は、ユーザ端末等との間で信号を送受信するアンテナである。本実施の形態では、４本のアンテナを備えるが、これに限定するものではない。アンテナ制御部５は、アンテナ１〜４のうち、送信または受信に使用するアンテナを切り替える制御を行う。特許請求の範囲におけるアンテナ制御手段である。本実施の形態では、ブランチ受信部およびブランチ送信部のそれぞれの数に等しい２つのアンテナ、または１つのアンテナを使用する。ブランチ受信部６、７は、それぞれ、アンテナ制御部５によって切り替えられたアンテナで受信した信号に対して、デジタル信号変換処理を行い、出力する。

受信信号復調部８は、２つのブランチ受信部６、７からの信号を合成、またはＭＩＭＯ伝送の場合には２つのブランチ受信部６、７から入力した各信号を分離する処理を行う。また、受信信号復調部８は、ユーザ端末からの送信データの復号結果のほか、例えば、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）による誤り検出結果、受信電界強度、信号分離後の信号電力、干渉電力、ＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）などの推定を実施する。

制御部９は、報知信号の他、受信信号復調部８からの情報に基づいて各ユーザ端末に送るべき制御情報（チャネル割当の制御情報、ＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat Request）のＡＣＫ・ＮＡＣＫなど）、下りデータを生成して送信信号生成部１０に送る。

送信信号生成部１０は、所定の方式で変調やプリコーディングなどの処理を行い、２つのブランチ送信部１１、１２分のデジタル信号を生成する。ブランチ送信部１１、１２は、入力したデジタル信号をアナログ信号に変換し、必要な送信電力レベル、周波数に信号を変換して出力する。アンテナ制御部５は、各ブランチ送信部１１、１２から入力した信号を、アンテナ１〜４のいずれかのアンテナ素子からユーザ端末に向けて送信する。

本実施の形態では、図１に示す無線基地局装置１３のように、実装されたアンテナ数に対して受信ＲＦチェーンの数、すなわち、同時に処理可能な受信ブランチ部数が少ない場合に有効である。また、この関係を満たす条件であれば、どのような実装されたアンテナ数と受信ブランチ部数の組み合わせにおいても適用可能である。また、図１では、送信アンテナと受信アンテナを共用する構成としているが、これに限定するものではなく、送信アンテナおよび受信アンテナを別々に設け、別々に選択可能とする構成にも適用可能である。説明を簡単にするため、以降、図１に示すように、実装されたアンテナ数４、受信ＲＦチェーン数２として、アンテナ共用の有無については限定しない形式で説明する。

つぎに、無線基地局装置１３における受信処理について説明する。図２は、受信信号復調部８および制御部９の構成例を示す図である。受信信号復調部８は、チャネル分離部８１と、制御チャネル復調部８２と、データチャネル復調部８３と、ＳＩＲ推定部８４と、ＳＲＳ復調部８５と、ＳＩＲ推定部８６と、干渉電力推定部８７と、を備える。

チャネル分離部８１は、２つのブランチ受信部６、７分の予め定めた所定期間分の受信信号を蓄積し、時間、周波数、直交符号などのいずれかで多重された各チャネルを分離する。制御チャネル復調部８２、データチャネル復調部８３、およびＳＲＳ復調部８５は、分離された各チャネルのデータを復調および復号する一連のブロックである。ＳＩＲ推定部８４は、データチャネルに含まれる復調用参照信号ＤＭＲＳを利用して、受信品質測定結果としてＳＩＲ推定値を算出する。ＳＩＲ推定部８６は、ＳＲＳを利用して、受信品質測定結果としてＳＩＲ推定値を算出する。ＳＩＲ推定部８４およびＳＩＲ推定部８６で、特許請求の範囲における受信品質測定手段となる。干渉電力推定部８７は、在圏ユーザ端末のいずれも上り信号を送信しないときに、無線基地局装置１３の通信圏外に存在するユーザ端末等、他の通信装置からの受信信号から干渉電力を算出する。特許請求の範囲における干渉電力測定手段である。

制御部９は、伝送路品質記録部９１と、受信回路制御部９２と、受信アンテナ選択制御部９３と、を備える。伝送路品質記録部９１は、ＳＩＲ推定部８４、８６からのＳＩＲ推定値などの受信品質測定結果を、受信に使用したアンテナセット、受信した信号の送信元である通信対象ユーザ端末の識別符号、の情報を関連付けて記録（保持）するための記録部である。特許請求の範囲における伝送路品質記録手段である。受信回路制御部９２は、各チャネルの復号結果をもとにユーザ端末の管理やスケジューリング機能を提供する。スケジューリングにおいて上り通信の無線リソースを割り当てる場合、無線リソースとしては、例えば、時間、周波数、直交符号等があり通信方式により異なる。また、伝送路品質記録部９１を参照し、ＳＩＲ推定値および各サブフレームのユーザ割当情報等に基づいて、ユーザ端末毎に適切なアンテナセットを逐次選択し、制御信号を受信アンテナ選択制御部９３へ送信する。すなわち、受信回路制御部９２は、ユーザ端末に対して無線リソースを割り当てた場合に、伝送路品質記録部９１に記録されている情報に基づいて、在圏しているどのユーザ端末から信号を受信するときにおいても、受信品質測定結果の良いアンテナセットを選択することができる。受信回路制御部９２は、無線リソースを割り当てたユーザ端末から信号を受信するときには、そのユーザ端末との間で最も良い、または良好な受信品質測定結果を得たアンテナセットを選択することで、各ユーザ端末との通信において受信性能を向上することができる。受信アンテナ選択制御部９３は、受信回路制御部９２からの制御信号に基づいて、アンテナ制御部５に対して、選択するアンテナを具体的に、すなわち受信に使用するアンテナセットを指示する。なお、受信アンテナ選択制御部９３を別途設けているが、その機能を受信回路制御部９２に統合し、受信アンテナ選択制御部９３を削除する構成とすることも可能である。受信回路制御部９２に受信アンテナ選択制御部９３の機能を統合したものを、特許請求の範囲における受信回路制御手段とする。

つづいて、無線基地局装置１３で用いるサブフレームについて説明する。図３は、ＬＴＥ上りリンクの１サブフレームの構成例を示す図である。本実施の形態では、１つのサブフレームを、受信回路制御部９２が無線リソースを割り当てる際の無線リソース割り当て単位とする。１サブフレームは、１４個のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルで構成されている。各サブフレームの先頭には、遅延波による符号間干渉による伝送性能劣化を抑制するためのＣＰ（Cyclic Prefix）を付加する。受信回路制御部９２は、１サブフレームを単位として、サブフレーム内の時間周波数に割り当てるユーザ端末およびチャネルを決定する。ＬＴＥでは、ユーザ端末からのデータを伝送するＰＵＳＣＨとＳＲＳは、別々のＳＣ−ＦＤＭＡシンボルに割当でき、通常、ＳＲＳは最終シンボル（図３では＃１４）に配置される。ユーザ端末は、この最終シンボルで受信品質測定用の参照信号であるＳＲＳを送信し、その他のシンボルでデータ復調用の参照信号を含むデータを送信する。一方、無線基地局装置１３は、最終シンボルの期間で受信品質測定用の参照信号であるＳＲＳを受信し、その他のシンボルの期間でデータ復調用の参照信号を含むデータを受信する。このとき、無線基地局装置１３は、それぞれの期間で受信に使用するアンテナセットを選択し、アンテナセットを切り替えて使用する。なお、ＳＲＳを伝送せず、１サブフレームの全シンボルをＰＵＳＣＨ伝送に使ってもよい。図３に示すフレームフォーマットは一例であり、上りリンクについて各シンボルのデータチャネルとスケジューリング用参照信号の送信時間をユーザ毎に別々に設定可能な無線基地局装置に適用可能である。また、変調方式としては、上りリンクにＳＣ−ＦＤＭＡのかわりにＯＦＤＭを利用するシステムでも同様に利用可能である。

つづいて、無線基地局装置１３において、アンテナセットごとに受信品質を測定し、適切なアンテナセットを選択して、ユーザ端末からデータを受信する処理について説明する。図４は、ユーザ端末に対する各受信アンテナでの受信品質測定からデータチャネルに対するアンテナ選択までの処理を示すシーケンス図である。ここでは、無線基地局装置１３に在圏するユーザ端末ＵＥ１との間で上りデータを受信するまでについて、ユーザ端末ＵＥ１、無線基地局装置１３を構成するアンテナ制御部５、送信信号生成部１０、受信信号復調部８、制御部９、の間で行われる処理について説明する。

なお、図４では、下方向が時間の進む方向を示し、水平に破線で仕切られた時間間隔はサブフレームの送信タイミングの間隔と一致する。アンテナ制御部５の列で時間毎に仕切られた囲みステップＳ２、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１２、Ｓ１５、Ｓ１９、Ｓ２３、Ｓ３０、Ｓ３１内の文字は、各時間において受信アンテナセットとして用いるアンテナセットと対応する。ここで、アンテナセットとは、実装されたアンテナのうちの一部を意味する。例えば、図１の構成であれば、４本のアンテナから、受信ＲＦチェーン数である２本のアンテナを選び出す全組み合わせ、および、１以上かつ受信ＲＦチェーン数以下の本数のアンテナを選び出す全組み合わせのうちの１つを示す。囲み内の文字は、使用可能なアンテナセットのうちの１つとそれぞれ対応する。例えば、アンテナセットＡはアンテナ１とアンテナ２の組み合わせ、アンテナセットＢはアンテナ１とアンテナ３の組み合わせ、アンテナセットＣはアンテナ１とアンテナ４の組み合わせを示す。

また、アンテナ制御部５は、制御部９の受信アンテナ選択制御部９３からの指示に基づいて使用するアンテナセット（アンテナ）を切り替えるが、図４では記載を簡略化するため、受信アンテナ選択制御部９３からの指示については省略する。

まず、無線基地局装置１３は、各ユーザ端末に対して、データチャネル（ＬＴＥではＰＵＳＣＨに対応する）とＳＲＳの送信タイミングおよび周波数を予め規定しておく（ＬＴＥでは、下りリンクでＳＲＳの送信制御を行う）。これに従って、無線基地局装置１３では、サブフレームＳＦ１でユーザ端末ＵＥ１が送信するＳＲＳ（ステップＳ１）を、アンテナ制御部５の制御により、アンテナセットＡに切り替えて受信する（ステップＳ２）。そして、受信信号復調部８において、ＳＩＲ推定部８６が、受信したＳＲＳのＳＩＲ推定値を計算し（ステップＳ３）、ＳＩＲ推定値を、通信対象をユーザ端末ＵＥ１、使用した受信アンテナセットＡ、との組み合わせで制御部９の伝送路品質記録部９１に保存する（ステップＳ４）。ＬＴＥでは、ユーザ端末ＵＥ１は、ＳＲＳをサブフレームの最終シンボル（図３における＃１４）で伝送する。また、無線基地局装置１３では、ユーザ端末から送信されてくるサブフレームのＣＰの期間中、（図３における各シンボル先頭に設けられたＣＰの期間中）に、受信品質測定対象のアンテナセットに切り替える。なお、各ユーザ端末と無線基地局装置１３との間では、時間同期されているものとする。同期方法については限定せず、既存の方法を用いて行うことができる。特に、セル半径の小さいフェムト基地局の場合、マルチパスの影響が小さいので、必要なＣＰの長さは一般にマクロ基地局より小さい。そのため、ＣＰを利用することで特性の瞬時的低下を抑えながらアンテナ切替えをすることができる。

同様に、サブフレームＳＦ３において、無線基地局装置１３では、サブフレームＳＦ３でユーザ端末ＵＥ１が送信するＳＲＳ（ステップＳ５）を、アンテナ制御部５の制御により、ステップＳ２で使用したアンテナセットＡとは異なるアンテナセットＢに切り替えて受信する（ステップＳ６）。そして、受信信号復調部８において、ＳＩＲ推定部８６が、受信したＳＲＳのＳＩＲ推定値を計算し（ステップＳ７）、ＳＩＲ推定値を、通信対象をユーザ端末ＵＥ１、使用した受信アンテナセットＢ、との組み合わせで制御部９の伝送路品質記録部９１に保存する（ステップＳ８）。

ここで、無線基地局装置１３は、つぎのサブフレーム（ここではサブフレームＳＦ５）を受信するまでの時間を利用して、アンテナ制御部５がアンテナセットを次々と切り替えて、在圏ユーザ端末のいずれも信号を送信していない状態の受信レベルを測定し、干渉電力を計算して保存する。具体的には、無線基地局装置１３では、アンテナ制御部５がアンテナセットＣに切り替えて（ステップＳ９）、受信信号復調部８の干渉電力推定部８７が、信号を受信していないときの受信レベルから干渉電力を計算し（ステップＳ１０）、受信回路制御部９２を介して伝送路品質記録部９１に保存する（ステップＳ１１）。同様に、アンテナ制御部５がアンテナセットＡに切り替えて（ステップＳ１２）、干渉電力推定部８７が、信号を受信していないときの受信レベルから干渉電力を計算し（ステップＳ１３）、受信回路制御部９２を介して伝送路品質記録部９１に保存する（ステップＳ１４）。また、アンテナ制御部５がアンテナセットＢに切り替えて（ステップＳ１５）、干渉電力推定部８７が、信号を受信していないときの受信レベルから干渉電力を計算し（ステップＳ１６）、受信回路制御部９２を介して伝送路品質記録部９１に保存する（ステップＳ１７）。なお、干渉電力を記録するタイミングはこれに限定するものではない。例えば、サブフレームＳＦ１とサブフレームＳＦ３との間や、サブフレームＳＦ５とサブフレームＳＦ７との間等に行ってもよい。また、干渉電力推定部８７が、受信回路制御部９２を介して干渉電力を伝送路品質記録部９１に保存しているが、これに限定せず、干渉電力推定部８７と伝送路品質記録部９１を直接接続する構成とし、干渉電力推定部８７が直接伝送路品質記録部９１に干渉電力を保存するようにしてもよい。

つぎに、サブフレームＳＦ５において、無線基地局装置１３では、サブフレームＳＦ１、ＳＦ３のときと同様に、アンテナセットＣのときのＳＩＲ推定値を計算する。サブフレームＳＦ５でユーザ端末ＵＥ１が送信するＳＲＳ（ステップＳ１８）を、アンテナ制御部５の制御により、ステップＳ２、Ｓ６で使用したアンテナセットＡ、Ｂとは異なるアンテナセットＣに切り替えて受信する（ステップＳ１９）。そして、受信信号復調部８において、ＳＩＲ推定部８６が、受信したＳＲＳのＳＩＲ推定値を計算し（ステップＳ２０）、ＳＩＲ推定値を、通信対象をユーザ端末ＵＥ１、使用した受信アンテナセットＣ、との組み合わせで制御部９の伝送路品質記録部９１に保存する（ステップＳ２１）。

このように、無線基地局装置１３では、全てのとりうるアンテナセット、または、そのうちの一部のアンテナセットを使用してＳＲＳでＳＩＲを測定する。図４では、アンテナセットＡ、Ｂ、Ｃを測定することとし、ステップＳ４、Ｓ８、Ｓ２１からの一連の処理でそれぞれのＳＩＲ推定値を伝送路品質記録部９１に保存する。

その後、ユーザ端末ＵＥ１から上りデータチャネルの割当要求、すなわち上り通信の無線リソースの割当要求が送信されたとき（ステップＳ２２）、無線基地局装置１３は、これをアンテナセットＹで受信する（ステップＳ２３）。なお、無線基地局装置１３では、アンテナセットＹを用いているが、一例であり、その他のアンテナセットでもよく、ＳＩＲ推定値を記録しているアンテナセットＡ、Ｂ、Ｃ等を用いてもよい。

無線基地局装置１３は、制御チャネル復調部８２で割当要求を検出し（ステップＳ２４）、受信回路制御部９２において、ユーザ端末ＵＥ１割当処理、すなわちユーザ端末ＵＥ１に対する無線リソースの割当処理を実施する（ステップＳ２５）。ここで、無線リソースを割り当てるか否かを決定し、割り当てを許可する場合、送信信号生成部１０が、割り当てを許可する下り制御信号（割当許可）を生成し（ステップＳ２６）、ユーザ端末ＵＥ１へ送信する（ステップＳ２７）。

このユーザ端末ＵＥ１に対する割当処理のとき（ステップＳ２５）、受信回路制御部９２は、伝送路品質記録部９１から、ユーザ端末ＵＥ１の各受信アンテナセットＡ、Ｂ、Ｃのうち、最もＳＩＲ推定値がよいアンテナセットを選択（ここでは、アンテナセットＢを選択）し、受信アンテナ選択制御部９３に制御信号を送る。

ユーザ端末ＵＥ１は、システムにおいて規定されたサブフレーム後に、サブフレームＳＦ１１でデータチャネルの送信を開始する（ステップＳ２８）。そのため、受信アンテナ選択制御部９３は、アンテナ制御部５に対して、このサブフレームのデータ割当シンボルで使用するアンテナセットＢを指示する。そして、アンテナ制御部５が、アンテナセットＢに切り替えてデータを受信する（ステップＳ３０）。データチャネル用アンテナセットの切り替えは、実際にユーザ端末ＵＥ１から送信が始まるまでのいずれかの時点で行えばよい。

また、サブフレームＳＦ１１では、ユーザ端末ＵＥ１は、データチャネルの他に、一部のシンボルでＳＲＳも伝送するようにしており（ステップＳ２９）、無線基地局装置１３では、ＳＲＳ割当シンボルのみ、アンテナセットＢとは別のアンテナセット、例えば、アンテナセットＡでＳＲＳを受信する（ステップＳ３１）。アンテナセットＡの選択方法としては、例えば、アンテナセットＢで使用していないアンテナで構成されるアンテナセットを選択する方法があるが、これに限定するものではない。アンテナセットＢの場合と同様、受信回路制御部９２がアンテナセットＡを選択し、受信アンテナ選択制御部９３へ制御信号を送信し、受信アンテナ選択制御部９３がアンテナ制御部５へ指示し、アンテナ制御部５がＳＲＳ受信時にアンテナセットＡに切り替える。

無線基地局装置１３では、サブフレームＳＦ１１において、アンテナセットＢで受信したデータチャネルからデータの復調を行いながら、データチャネルに付随する復調用参照信号ＤＭＲＳからＳＩＲ推定値を計算し（ステップＳ３２）、ユーザ端末ＵＥ１の送信信号を受信アンテナセットＢで受けたＳＩＲ推定値として伝送路品質記録部９１の該当品質情報を更新（保存）する（ステップＳ３３）。また、無線基地局装置１３は、アンテナセットＡで受信したＳＲＳシンボルのＳＩＲ推定値については（ステップＳ３１）、ステップＳ３、Ｓ４等と同様の手順でＳＩＲ推定値を計算し、伝送路品質記録部９１の該当品質情報を更新（保存）する（ステップＳ３２、Ｓ３４）。

無線基地局装置１３では、ＳＲＳシンボルにおいて、データチャネルで受信に使用したアンテナセットを切り替えて、異なるアンテナセットを使用してＳＩＲ推定値を計算することにより、様々なアンテナセットでのＳＩＲ推定値を迅速に得ることができる。すなわち、受信品質測定用の参照信号の受信期間において、データの受信期間で受信に使用したアンテナセットを切り替えて、異なるアンテナセットを使用する。これにより、無線基地局装置１３では、次回、ユーザ端末ＵＥ１にデータチャネルを割り当てする場合、更新された伝送路品質記録部９１の記録に基づいて、アンテナセットを選択することができる。また、ユーザ端末ＵＥ１からデータチャネルを用いたデータ受信中であっても、現在使用しているアンテナセット（ここではアンテナセットＢ）よりも他のアンテナセット（ここではアンテナセットＡ）のＳＩＲ推定値が良くなった場合、無線基地局装置１３は、データチャネルに使用するアンテナセットを切り替えてもよい。

なお、ユーザ端末ＵＥ１に対する処理について説明したが、無線基地局装置１３は、別のユーザ端末ＵＥ２に対しても同様の手続きを実施し、ユーザ端末ＵＥ２のデータチャネル割り当て時には、ユーザ端末ＵＥ２に適した受信アンテナセットを選択するようにすることができる。ＳＲＳ送信は、各ユーザ端末が同じ時間シンボルを共有して周波数軸上にくし状に自局の信号を割当てられるので、ひとつの受信アンテナセットに対して同時に複数のユーザ端末の品質情報を測定することができる。そのため、ユーザ端末数に比例して測定時間がかかるという問題を抑制しながら、各ユーザ端末の最適受信アンテナセットを決めることができる。

ここで、ＳＲＳによるＳＩＲ推定値の測定頻度について説明する。ＳＲＳ受信時、無線基地局装置１３は、ある時点の伝送路品質記録部９１の記録に基づいて、使用する受信アンテナセットごとに測定頻度に差を設けることも可能である。例えば、あるユーザ端末について、複数個のアンテナセットでＳＩＲ推定値を取得した後、各アンテナセットをＳＩＲ推定値の品質で順位付けし、より上位、すなわち品質の比較的良好なアンテナセットを、ＳＲＳで利用する受信アンテナセットとしてより選ばれやすいように制御する。より品質の良いと思われるアンテナセットについて高頻度にＳＩＲ推定値（品質情報）を更新することにより、無線基地局装置１３では、データチャネル割り当て時、より直近で品質の良いアンテナセットを選択する確率が上がり、伝送効率向上に寄与することができる。

また、無線基地局装置１３では、伝送路品質記録部９１に記録するデータは、上記の通り通信対象ユーザ端末の識別符号、受信に使用したアンテナセット、ＳＩＲ推定値などの受信品質測定結果である品質情報に加え、時間情報を付け加えてもよい。例えば、各ユーザ端末とアンテナセットの組み合わせ毎に、直近の規定回数分のデータを記録することにし、測定ごとの結果の分散などから変動速度を推定できるようにしてもよい。変動速度が遅いと推定される場合、ＳＲＳの送信間隔を長くすることにより、ユーザ端末の送信電力を抑えることが可能となる。また、受信アンテナセットの判断基準として、最新のＳＩＲ推定値だけでなく、過去のデータを忘却係数などで重み付して評価するようにしてもよい。品質情報としては、ＳＩＲ推定値のほか、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）、ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio）などを用いてもよい。また、伝搬路品質は、特にマルチパスの影響が強い環境では周波数方向にも変動があることから、周波数毎の測定結果を分けて保存し、割当周波数帯域、割当ユーザ端末毎に使用受信アンテナを選択できるようにしてもよい。

また、無線基地局装置１３では、図４のステップＳ９〜Ｓ１７に示すように、在圏ユーザ端末がいずれも信号を送信しないとき、受信アンテナセットを次々に切り替えて、干渉電力推定部８７において受信レベルを測定し、干渉情報としてアンテナセットの選択の際に利用してもよい。フェムト基地局など、収容ユーザ数が少ない無線基地局装置の場合、いずれの在圏ユーザ端末も送信しない区間が発生しやすくなるので、この間に各アンテナセットでの電力を測定し、干渉の頻度などを蓄積すれば、データチャネルでのアンテナ選択の基準として使用することができる。この干渉測定は、ＳＲＳ測定時のＳＩＲ測定のように、あるシンボルのみに限定されず、より長時間取得可能になる可能性があるため、瞬時的な干渉の検出や、多数のアンテナセットでの測定が行いやすい。

例えば、受信回路制御部９２は、各アンテナセットを受信アンテナに用いた場合の干渉電力推定結果を干渉電力推定部８７から読み取り、伝送路品質記録部９１にＳＩＲ推定値などとは別に記録しておけば、２つのアンテナセット間のＳＩＲ推定値が同等の時は、干渉電力の指標を利用してより干渉の少ない受信アンテナセットを選択することで、干渉回避が行いやすくなる。また、あるユーザ端末に対して十分な数のアンテナセットでＳＩＲ測定が実施できていない、または、ある閾値を上回るような品質が確保されたアンテナセットが存在しない状況で、上りデータチャネルの割当要求があった場合、無線基地局装置１３は、干渉電力測定の結果だけがあれば、暫定的に干渉電力が小さくなると思われるアンテナセットで受信を行うといった制御を行うこともできる。

また、ＨＡＲＱによる再送制御を行う無線通信システムでは、上記のような手順でデータチャネルにおける受信アンテナ選択を実施して復調し、ＣＲＣにより誤りを検出した場合、無線基地局装置１３は、再送時には初送時と異なるアンテナセット、例えば、伝送路品質記録部９１において初送時のアンテナセットを除いて最もＳＩＲ推定値の高いアンテナセットを受信アンテナとして選択してもよい。ＨＡＲＱによる時間ダイバーシチ効果に加え、空間ダイバーシチ効果も期待することができ、伝送効率の向上を図ることができる。

以上説明したように、本実施の形態では、無線基地局装置は、ユーザ端末別に、アンテナセット毎に受信品質測定結果を取得し、データチャネルの受信に使用するアンテナセットと、チャネル情報取得用参照信号であるＳＲＳの受信に使用するアンテナセットを独立に選択し、それぞれのアンテナセットで受信品質測定結果を継続して取得することで、選択ダイバーシチ構成において、同時処理可能な受信ブランチ数が全アンテナ数より少ない場合でも、効率よく各受信アンテナセットと各ユーザ端末の間の伝搬路の受信品質を測定することができ、ある時点で最適な受信アンテナセットを使用しながら、ＳＲＳ部分で定期的に別のアンテナセットの受信品質を測定できることとした。これにより、通信対象ユーザ端末が変化した場合や、伝搬路特性が変化して受信品質が低下した場合でも、最新の受信品質測定結果により最適となるアンテナセットを選択することができるので通信品質の低下を抑えることができ、伝送効率を向上することができる。また、ＲＦチェーン数が実装されたアンテナ数よりも少ない選択ダイバーシチ構成であっても、効率よくダイバーシチ効果を得ることができ、低コスト化を可能とすることができる。

以上のように、本発明にかかる無線通信基地局は、通信品質の測定に有用であり、特に、複数のアンテナを備える場合に適している。

１、２、３、４ アンテナ
５ アンテナ制御部
６、７ ブランチ受信部
８ 受信信号復調部
９ 制御部
１０ 送信信号生成部
１１、１２ ブランチ送信部
１３ 無線基地局装置
８１ チャネル分離部
８２ 制御チャネル復調部
８３ データチャネル復調部
８４ ＳＩＲ推定部
８５ ＳＲＳ復調部
８６ ＳＩＲ推定部
８７ 干渉電力推定部
９１ 伝送路品質記録部
９２ 受信回路制御部
９３ 受信アンテナ選択制御部

Claims (9)

1. 複数のアンテナを備え、全アンテナ数よりも少ない数のアンテナで信号を受信し、また、ユーザ端末に対して上り通信の無線リソースを割り当てる無線基地局装置であって、
   受信に使用したアンテナの組み合わせを示すアンテナセット、当該アンテナセットを使用して信号を受信したときの受信品質測定結果、および当該信号の送信元である通信対象ユーザ端末の識別符号、の情報を関連付けて記録するための伝送路品質記録手段と、
   信号の受信に使用するアンテナを切り替える制御を行うアンテナ制御手段と、
   選択されたアンテナセットを使用して信号を受信したときの受信品質を測定し、受信に使用したアンテナセット、当該アンテナセットを用いて信号を受信したときの受信品質測定結果、および通信対象ユーザ端末の識別符号、の情報を関連付けて前記伝送路品質記録手段に記録する受信品質測定手段と、
   無線リソースの割当要求を送信したユーザ端末に対して無線リソースを割り当てた場合、前記伝送路品質記録手段に記録されている情報に基づいて、当該ユーザ端末からの信号を受信するときに使用するアンテナセットを選択し、選択したアンテナセットを前記アンテナ制御手段に指示する受信回路制御手段と、
   を備えることを特徴とする無線基地局装置。
2. 前記受信回路制御手段は、１つの無線リソース割り当て単位において、各ユーザ端末に対する受信品質測定用の参照信号の受信期間、およびデータ復調用の参照信号を含むデータの受信期間、のそれぞれの期間で受信に使用するアンテナセットを選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線基地局装置。
3. 前記受信回路制御手段は、前記伝送路品質記録手段に記録されている情報に基づいて、無線リソースを割り当てたユーザ端末において最も受信品質測定結果の良いときの受信に使用したアンテナセットを、当該ユーザ端末からのデータの受信期間で受信に使用するアンテナセットとして選択する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の無線基地局装置。
4. 前記受信回路制御手段は、１つの無線リソース割り当て単位において、前記受信品質測定用の参照信号の受信期間と、前記データの受信期間では、異なるアンテナセットを選択する、
   ことを特徴とする請求項２または３に記載の無線基地局装置。
5. 前記受信回路制御手段は、前記受信品質測定用の参照信号の受信期間で受信に使用するアンテナセットとして、前記データの受信期間で受信に使用するアンテナセットとは異なるアンテナで構成されるアンテナセットを選択する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の無線基地局装置。
6. 前記受信回路制御手段は、前記データの受信期間の受信品質測定結果よりも前記受信品質測定用の参照信号の受信期間の受信品質測定結果が良い場合、前記データの受信期間で使用するアンテナセットを、前記受信品質測定用の参照信号の受信期間で使用していたアンテナセットに切り替える、
   ことを特徴とする請求項４または５に記載の無線基地局装置。
7. 前記受信回路制御手段は、所定のユーザ端末に対する受信品質測定用の参照信号の受信期間で受信に使用するアンテナセットを選択する場合、前記伝送路品質記録手段に記録されている情報に基づいて、当該ユーザ端末に対して記録されている受信品質測定結果のうち相対的に受信品質測定結果の良いときの受信に使用されたアンテナセットを、他のアンテナセットよりも高い頻度で選択する、
   ことを特徴とする請求項２〜６のいずれか１つに記載の無線基地局装置。
8. さらに、
   在圏する全てのユーザ端末が信号を送信していないときに、アンテナセット毎に干渉電力を測定し、前記伝送路品質記録手段に干渉電力値を記録する干渉電力測定手段、
   を備え、
   前記受信回路制御手段は、さらに、前記干渉電力値を用いて、ユーザ端末からの信号を受信するときに使用するアンテナセットを選択する、
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載の無線基地局装置。
9. ユーザ端末との間でＨＡＲＱによる再送制御を行う場合、
   前記受信回路制御手段は、信号の再送を決定したときは、再送時の信号を受信するときに使用するアンテナセットとして、初送時の信号を受信したときに使用したアンテナセットとは異なるアンテナセットを選択する、
   ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載の無線基地局装置。

Images