JP2013175982A

JP2013175982A - 基地局

Info

Publication number: JP2013175982A
Application number: JP2012040016A
Authority: JP
Inventors: Nagahiro Tezuka; 修啓手塚
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-02-27
Filing date: 2012-02-27
Publication date: 2013-09-05

Abstract

【課題】復調可能なレベルの信号の受信時における、ＳＮＲ低下の原因を特定する。
【解決手段】基地局１は、ある移動端末からの接続要求を受信すると、通信中の他の移動端末２との通信に使用されている周波数帯域における受信信号のレベル及び前記受信信号のＳＮＲに応じて、移動端末２の周波数帯域の割り当てを未使用の周波数帯域に変更する帯域決定部１１３と、帯域決定部１１３により周波数帯域の割り当てが変更された後に、変更前の周波数帯域におけるＳＮＲ低下の原因を特定するＳＮＲ低下原因特定部１１４と、を備え、帯域決定部１１３は、原因の特定後、接続要求を行った移動端末に対して割り当てる周波数帯域を決定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数のサブキャリアを用いて移動端末と無線通信を行う基地局に関するものである。

複数のサブキャリアを用いて移動端末と高速通信を実現する多元接続方式として、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access、直交周波数分割多元接続）等がある。ＯＦＤＭＡ方式は、ＬＴＥ（Long Term Evolution）方式の通信システムや、ＷｉＭＡＸ（登録商標）方式の通信システムでも用いられている。

かかる無線通信システムの基地局において、復調可能な高いレベルの信号を受信しているにもかかわらず、受信信号のＳＮＲ（Signal to Noise power Ratio）が低い場合がある。このＳＮＲ低下の主な原因として２つ考えられる。１つ目は、希望波と同じ周波数帯域に妨害波が存在し、干渉が発生していることによるものである。２つ目は、移動端末と基地局が接近している等により希望波のレベルが飽和していることによるものである。

また、希望波と妨害波との干渉を低減するために、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex、周波数分割複信）方式の通信システムにおいて、ユーザ端末が、下りリンク周波数帯域の干渉を検出し、検出した干渉に基づいて下りリンク周波数帯域で使用可能なタイムスロット情報を生成し、基地局が、ユーザ端末から受信したタイムスロット情報に基づいて、下りリンク周波数帯域で使用するタイムスロットを割り当てることにより、上りリンク周波数帯域と下りリンク周波数帯域との間の干渉を低減する技法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２１８６３９号公報

特許文献１記載の技法は、上りリンク周波数帯域と下りリンク周波数帯域との間で干渉が発生していることを特定できる場合にとり得る方策となるが、基地局は、復調可能なレベルの信号の受信時においてＳＮＲが低い場合、ＳＮＲ低下の原因が上記２つのうちのいずれによるものなのかを判定することが困難なため、ＳＮＲを改善する方策を決定できないという問題があった。

本発明の目的は、上記問題を解決するため、復調可能なレベルの信号の受信時における、ＳＮＲ低下の原因を特定することができる基地局を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明に係る基地局制御装置は、複数のサブキャリアを用いて移動端末と無線通信を行う基地局であって、第１の移動端末からの接続要求を受信すると、通信中の第２の移動端末との通信に使用されている周波数帯域における受信信号のレベル及び前記受信信号のＳＮＲに応じて、前記移動端末の周波数帯域の割り当てを、通信可能な所定の周波数帯域中で未使用の周波数帯域に変更する帯域決定部と、前記帯域決定部により周波数帯域の割り当てが変更された後に、変更前の周波数帯域におけるＳＮＲ低下の原因を特定するＳＮＲ低下原因特定部と、を備え、前記帯域決定部は、前記原因の特定後、前記第１の移動端末に対して割り当てる周波数帯域を決定することを特徴とする。

また、本発明に係る基地局において、前記ＳＮＲ低下原因特定部は、前記帯域決定部により周波数帯域の割り当てが変更された後に、変更前の周波数帯域におけるＳＮＲ低下の原因が、妨害波の干渉によるものであるか、又は希望波の飽和によるものであるかを特定することを特徴とする。

また、本発明に係る基地局において、前記ＳＮＲ低下原因特定部は、前記帯域決定部により周波数帯域の割り当てが変更された後に、変更前の周波数帯域における受信信号のレベルの大きさに応じて、変更前の周波数帯域におけるＳＮＲ低下の原因が、妨害波の干渉によるものであるか、又は希望波の飽和によるものであるかを特定することを特徴とする。

また、本発明に係る基地局において、前記ＳＮＲ低下原因特定部は、前記帯域決定部により周波数帯域の割り当てが変更された後に、変更後の周波数帯域におけるＳＮＲの大きさに応じて、変更前の周波数帯域におけるＳＮＲ低下の原因が、妨害波の干渉によるものであるか、又は希望波の飽和によるものであるかを特定することを特徴とする。

また、本発明に係る基地局において、前記帯域決定部は、前記ＳＮＲ低下原因特定部によりＳＮＲ低下の原因が妨害波の干渉によるものであると特定された場合には、前記変更前の周波数帯域における受信信号のレベルに応じて、前記変更前の周波数帯域を割り当て可能とすることを特徴とする。

また、本発明に係る基地局において、前記帯域決定部は、前記ＳＮＲ低下原因特定部によりＳＮＲ低下の原因が希望波の飽和によるものであると特定された場合には、変調多値数を小さくした変調方式を新たな変調方式と決定することを特徴とする。

本発明によれば、周波数帯域におけるＳＮＲ低下の原因が、妨害波の干渉によるものであるか、又は希望波の飽和によるものであるかを特定することができ、原因に応じた対策を施すことが可能となる。

本発明による一実施形態の基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。本発明による一実施形態の基地局と通信する移動端末の概略構成を示す機能ブロック図である。本発明による一実施形態の基地局の動作を示すフローチャートである。本発明による一実施形態の基地局の動作を示すフローチャートである。本発明による一実施形態の基地局の周波数割り当ての変更を説明する図である。

以下、本発明による基地局の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明による一実施形態の基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。基地局１は、基地局制御部１１と、無線部１２と、変復調部１３と、記憶部１４とを備える。また、基地局制御部１１は、受信信号レベル測定部１１１と、ＳＮＲ測定部１１２と、帯域決定部１１３と、ＳＮＲ低下原因特定部１１４とを備える。

受信信号レベル測定部１１１は、移動端末２との通信時に使用されている周波数帯域における受信信号のレベル、例えばＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator、受信信号強度）を測定し、測定した受信信号のレベルが所定の閾値を超えているか否かを判定する。

ＳＮＲ測定部１１２は、移動端末２との通信時に使用される周波数帯域における受信信号のＳＮＲを測定し、測定したＳＮＲが所定の閾値を超えているか否かを判定する。

帯域決定部１１３は、移動端末２との通信を行う際に、使用する周波数帯域を決定する。例えば、ＬＴＥ方式の通信システムの場合には、連続する１２個のサブキャリアを１リソースブロック(Resource Block，ＲＢ)として、ＲＢ単位で移動端末２が使用する周波数帯域を割り当てる。

また、帯域決定部１１３は、受信信号レベル測定部１１１により測定した受信信号のレベルが所定の閾値を超え、且つ、ＳＮＲ測定部１１２により測定した受信信号のＳＮＲが所定の閾値以下である場合に、移動端末２と通信可能な所定の周波数帯域（通信システムにおいて予め定められた周波数帯域）中に未使用の周波数帯域があるか否かを確認する。そして、未使用の周波数帯域がある場合には、ＳＮＲが低い移動端末２の周波数帯域の割り当てを、未使用の周波数帯域に変更する。未使用の周波数帯域がない場合には、基地局１の周波数帯域に空きが出るまで待機した後に未使用の周波数帯域に変更する。

ＳＮＲ低下原因特定部１１４は、帯域決定部１１３により周波数帯域の割り当てが変更された場合には、受信信号レベル測定部１１１により測定された、割り当て変更前の周波数帯域における受信信号のレベルの大きさ、及び／又は割り当て変更後の周波数帯域におけるＳＮＲの大きさに応じて、変更前の周波数帯域におけるＳＮＲ低下の原因が、妨害波の干渉によるものであるか、又は希望波の飽和によるものであるかを特定する。

帯域決定部１１３は、ＳＮＲ低下原因特定部１１４によりＳＮＲ低下の原因が妨害波の干渉によるものであると特定された場合には、割り当て変更前の周波数帯域における受信信号のレベルが所定の閾値以下となった後に、移動端末２が使用する周波数帯域として変更前の周波数帯域を割り当て可能とする。一方、帯域決定部１１３は、ＳＮＲ低下原因特定部１１４によりＳＮＲ低下の原因が希望波の飽和によるものであると特定された場合には、変調多値数を現在の多値数よりも小さくした（変調クラスを下げた）変調方式を新たな変調方式と決定し、基地局１は、移動端末２に対して新たな変調方式で送信するように指示する。

無線部１２は、送信信号を所定の無線周波数にアップコンバートし、所定の送信電力に電力増幅した信号を、アンテナから送信する。また、無線部１２は、アンテナから受信した信号を電力増幅、帯域制限、ダウンコンバートする。

変復調部１３は、変調部（図示せず）により、搬送波をベースバンド信号により変調（例えば、ＯＦＤＭ変調）して変調波を生成する。また、変復調部１３は、復調部（図示せず）により、変調波を復調してベースバンド信号を生成する。

記憶部１４は、受信信号レベル測定部１１１で使用する閾値、ＳＮＲ測定部１１２で使用する閾値、及びその他通信動作に必要となる各種データを記憶する。

図２は、図１に示した基地局１と通信する移動端末２の概略構成を示す機能ブロック図である。移動端末２は、移動端末制御部２１と、アンテナを介して信号を送受信する無線部２２と、搬送波の変調及び変調波の復調を行う変復調部２３と、通信動作に必要となる各種データを記憶する記憶部２４とを備えており、公知のＯＦＤＭＡ等の通信方式により基地局１と無線通信する。また、移動端末制御部２１は、帯域指示部２１１と、送信電力制御部２２２とを有する。

帯域指示部２１１は、基地局１から指示があった周波数帯域（ＲＢ）で通信するよう、変復調部２３に指示する。

送信電力制御部２２２は、基地局１からの指示に基づいて送信信号の電力を制御する。

次に、このように構成される実施形態の基地局の動作について、図３〜図５を参照して説明する。図３〜図４は、本実施形態の基地局１の動作を示すフローチャートである。図５は、本実施形態の基地局１の周波数割り当ての変更を説明する図であり、横軸にサブキャリアの周波数、縦軸にサブキャリア及び妨害波の電力を示している。周波数帯域Ａ〜Ｃは、各移動端末２に割り当てられる周波数帯域である。

図３に示すように、基地局１は、移動端末２（第１の移動端末）から送信された、通信確立を行うための接続要求を無線部１２が受信する（ステップＳ１１）と、周波数帯域におけるＳＮＲ低下が生じている現在通信中の他の移動端末２（第２の移動端末）を検出し、当該検出した他の移動端末２の周波数帯域におけるＳＮＲ低下の原因が、妨害波の干渉によるものであるか、又は希望波の飽和によるものであるかを特定し、原因に応じた対策を行う（ステップＳ１２）。基地局１は、原因に応じた対策を行った後、接続要求を行った移動端末２との通信に使用する周波数帯域を決定する（ステップＳ１３）。

次に、図４を用いて、図３のステップＳ１２における処理の詳細について説明する。基地局１は、受信信号レベル測定部１１１により、通信中の他の移動端末２との通信に使用されている周波数帯域における受信信号のレベルを測定し、測定した受信信号のレベルが所定の閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。複数の他の移動端末２と通信する場合には、各移動端末２に使用されている周波数帯域ごとに、受信信号のレベルを測定する。例えば、ステップＳ１０１で用いられる閾値としては、十分に通信が良好となる値が設定される。

基地局１は、ステップＳ１０１にて測定した受信信号のレベルが所定の閾値を超えていると判定した場合には、ＳＮＲ測定部１１２により、他の移動端末２に割り当てられている周波数帯域（ＲＢ）における受信信号のＳＮＲを測定し、測定したＳＮＲが所定の閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、ステップＳ１０２で用いられる閾値としては、復号が十分にできない程度になる値が設定される。

ステップＳ１０１にて、測定した受信信号のレベルが所定の閾値以下であると判定した場合、又はステップＳ１０２にて、測定した受信信号のＳＮＲが所定の閾値を超えていると判定した場合には、処理をステップＳ１０１に戻す。

ステップＳ１０２にて、測定したＳＮＲが所定の閾値以下であると判定した場合には、基地局１は、帯域決定部１１３により、通信可能な所定の周波数帯域中に未使用の周波数帯域があるか否か、すなわちＲＢが割り当てられていない周波数帯域があるか否かを確認する（ステップＳ１０３）。図５（ａ）は、周波数帯域Ａ及び周波数帯域Ｃが使用されており、周波数帯域Ｂが未使用である様子を示している。

ステップＳ１０３にて、未使用の周波数帯域がないと判定した場合には、基地局１の周波数帯域に空きが出るまで待機する（ステップＳ１０４）。基地局１は、待機時間を短くするために、他の基地局と連携して、通信中の複数の他の移動端末２のうち、他の基地局とハンドオーバー可能な移動端末２がある場合には、該移動端末２を他の基地局にハンドオーバーさせることにより、自基地局１の周波数帯域を空けるようにしてもよい。

ステップＳ１０３にて、未使用の周波数帯域があると判定した場合、又はステップＳ１０４により周波数帯域に空きができた場合には、帯域決定部１１３により、移動端末２の周波数帯域の割り当てを、現在使用中のＳＮＲが低い周波数帯域（以下、周波数帯域Ａと称する）から、未使用の周波数帯域（以下、周波数帯域Ｂと称する）に変更する（ステップＳ１０５）。図５（ｂ）は、周波数帯域の割り当てを周波数帯域Ａから周波数帯域Ｂに変更した様子を示している。

そして、受信信号レベル測定部１１１により、他の移動端末２の割り当て変更後の周波数帯域Ａにおける受信信号のレベルを測定し、測定した受信信号のレベルが所定の閾値を超えるか否かを判定する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０６にて、測定した受信信号レベルが所定の閾値を超えると判定した場合には、周波数帯域Ａに所定のレベルの受信信号が依然として存在していることになるため、ＳＮＲ低下原因特定部１１４は、周波数帯域ＡにおけるＳＮＲの低下の原因は、妨害波の干渉によるものであると特定する（ステップＳ１０７）。図４（ｃ）は、周波数帯域Ａに妨害波が存在する様子を示している。

そして、受信信号レベル測定部１１１により、定期的に周波数帯域Ａの受信信号のレベルを測定し、測定した受信信号レベルが所定の閾値以下となるまで、当該測定処理を繰り返す（ステップＳ１０８）。すなわち、妨害波が無くなるまで、他の移動端末２が使用する周波数帯域として周波数帯域Ａを割り当てないスケジューリングとする。

ステップＳ１０８にて、測定した受信信号レベルが所定の閾値以下である（例えば、熱雑音程度まで低下）と判定した場合には、妨害波が無くなったとみなせるため、ＳＮＲ低下原因特定部１１４により、他の移動端末２が使用する周波数帯域として周波数帯域Ａを割り当て可能とする（ステップＳ１０９）。

ステップＳ１０６にて、測定した受信信号レベルが所定の閾値以下である（例えば、熱雑音程度まで低下）と判定した場合には、周波数帯域Ａには妨害波が存在していないとみなせるため、ＳＮＲ低下原因特定部１１４は、ＳＮＲ低下の原因は、希望波自体の受信信号レベルの飽和によるものであると特定する（ステップＳ１１０）。

また、ステップＳ１１０では、更に、割り当て変更後の周波数帯域Ｂにおいて、受信信号のＳＮＲの低下が発生しているか否かを判定してもよい。そして、ステップＳ１０６にて測定した周波数帯域Ａの受信信号レベルが所定の閾値以下である、及び／又は周波数帯域Ｂにおける受信信号のＳＮＲが所定の閾値以下である場合に、ＳＮＲ低下の原因は、希望波自体の受信信号レベルの飽和によるものであると特定することも可能である。

ＳＮＲ低下の原因が受信信号レベルの飽和である場合、希望波のＳＮＲが低い状態に変化は無いため、ＳＮＲ低下原因特定部１１４により、変調クラスを下げた（変調多値数を少なくした）変調方式を新たな変調方式と決定し、他の移動端末２に対し、新たな変調方式で送信するように指示する（ステップＳ１１１）。例えば、変調方式をＱＰＳＫとすれば、受信信号のレベルが飽和していても、位相情報を検出することにより、受信信号を復調することが可能となる。あるいは、可能であれば、帯域決定部１１３は、他の移動端末２に対して送信電力を低下するように指示し、受信信号レベルの飽和を解消する。

移動端末２からの受信信号や、妨害波の状況は時々刻々と変化するため、基地局１は、上述のステップＳ１０１〜ステップＳ１１１の動作を定期的に行う。

このように、本実施形態の基地局１によれば、帯域決定部１１３が、受信信号レベル測定部１１１により測定した受信信号のレベルが所定の閾値を超え、且つ、ＳＮＲ測定部１１２により測定した受信信号のＳＮＲが所定の閾値以下である場合に、周波数帯域の割り当てを、通信可能な所定の周波数帯域中で未使用の周波数帯域に変更することにより、ＳＮＲ低下原因特定部１１４が、変更前の周波数帯域における受信信号のレベルの大きさ、及び／又は変更後の周波数帯域におけるＳＮＲの大きさに応じて、変更前の周波数帯域におけるＳＮＲ低下の原因が、妨害波の干渉によるものであるか、又は希望波の飽和によるものであるかを特定することができ、原因に応じた対策を施すことが可能となる。

また、ＳＮＲ低下原因特定部１１４は、ＳＮＲ低下の原因が妨害波の干渉によるものであると特定した場合には、変更前の周波数帯域における受信信号のレベルが所定の閾値以下となるまで、他の移動端末が使用する周波数帯域として前記変更前の周波数帯域を割り当てないようにスケジューリングすることにより、妨害波による干渉を防止することができるようになる。

また、ＳＮＲ低下原因特定部１１４は、ＳＮＲ低下の原因が希望波の飽和によるものであると特定した場合には、変調多値数を小さくした変調方式を新たな変調方式と決定することにより、希望波が飽和していても受信信号を復調することができるようになる。

上述の実施形態は、代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。従って、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、移動端末２の周波数割り当て変更後の周波数帯域Ｂにおける受信信号のＳＮＲが所定の閾値以下である場合には、さらに周波数割り当てを変更し、周波数帯域Ｂに妨害波が存在するか否かを判断するようにすることも可能である。

１基地局
２移動端末
１１基地局制御装置
１２無線部
１３変復調部
１４記憶部
２１移動端末制御部
２２無線部
２３変復調部
２４記憶部
１１１受信信号レベル測定部
１１２ＳＮＲ測定部
１１３帯域決定部
１１４ＳＮＲ低下原因特定部
２１１帯域指示部
２２２送信電力制御部

Claims

複数のサブキャリアを用いて移動端末と無線通信を行う基地局であって、
第１の移動端末からの接続要求を受信すると、通信中の第２の移動端末との通信に使用されている周波数帯域における受信信号のレベル及び前記受信信号のＳＮＲに応じて、前記移動端末の周波数帯域の割り当てを、通信可能な所定の周波数帯域中で未使用の周波数帯域に変更する帯域決定部と、
前記帯域決定部により周波数帯域の割り当てが変更された後に、変更前の周波数帯域におけるＳＮＲ低下の原因を特定するＳＮＲ低下原因特定部と、を備え、
前記帯域決定部は、前記原因の特定後、前記第１の移動端末に対して割り当てる周波数帯域を決定することを特徴とする基地局。
前記ＳＮＲ低下原因特定部は、前記帯域決定部により周波数帯域の割り当てが変更された後に、変更前の周波数帯域におけるＳＮＲ低下の原因が、妨害波の干渉によるものであるか、又は希望波の飽和によるものであるかを特定することを特徴とする、請求項１に記載の基地局。
前記ＳＮＲ低下原因特定部は、前記帯域決定部により周波数帯域の割り当てが変更された後に、変更前の周波数帯域における受信信号のレベルの大きさに応じて、変更前の周波数帯域におけるＳＮＲ低下の原因が、妨害波の干渉によるものであるか、又は希望波の飽和によるものであるかを特定することを特徴とする、請求項２に記載の基地局。
前記ＳＮＲ低下原因特定部は、前記帯域決定部により周波数帯域の割り当てが変更された後に、変更後の周波数帯域におけるＳＮＲの大きさに応じて、変更前の周波数帯域におけるＳＮＲ低下の原因が、妨害波の干渉によるものであるか、又は希望波の飽和によるものであるかを特定することを特徴とする、請求項２に記載の基地局。
前記帯域決定部は、前記ＳＮＲ低下原因特定部によりＳＮＲ低下の原因が妨害波の干渉によるものであると特定された場合には、前記変更前の周波数帯域における受信信号のレベルに応じて、前記変更前の周波数帯域を割り当て可能とすることを特徴とする、請求項３又は４に記載の基地局。
前記帯域決定部は、前記ＳＮＲ低下原因特定部によりＳＮＲ低下の原因が希望波の飽和によるものであると特定された場合には、変調多値数を小さくした変調方式を新たな変調方式と決定することを特徴とする、請求項３から５のいずれかに記載の基地局。