JP2018142909A - 基地局装置およびその通信方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】隣接周波数帯域間の干渉を抑えつつ、ガードバンドの幅を狭くして、周波数利用効率の向上を図ること。【解決手段】基地局装置11は、隣接周波数帯域を使用するシステムの他の基地局からの信号を受信するサブ無線受信部102と、他の基地局からの信号の中心周波数を探索する中心周波数サーチ部103と、中心周波数を取得できた基地局の中から同期対象基地局を選択する基地局選択部104と、同期対象基地局から送信された下り信号から受信情報を取得するサブ受信信号処理部105と、同期対象基地局の受信情報に基づいて同期対象基地局の送受信タイミングに同期するように動作パラメータを設定する制御部106と、を具備する。【選択図】図2

Description

本発明は、基地局装置およびその通信方法に関する。
同一周波数帯を使用する同一システムの、セル領域が重複する基地局間において、干渉制御を行うネットワークリスニング技術が開発されている(特許文献1)。同一システムであれば、各基地局は、他の基地局が使用するリソースが既知であるので、他の基地局が使用していないリソースを使用することにより、干渉を防ぐことができる。
一方、隣接周波数帯域を使用する2つのシステムが互いに異なる場合、従来では、隣接周波数帯域間に充分なガードバンドを設けることにより、隣接周波数帯域間の干渉を低減している。例えば、2.5GHz帯を使用する既存の地域BWA(Broadband Wireless Access)では、割り当てられた2575MHzから2595MHzまでの周波数帯域の内、2575MHzから2582MHzおよび2592MHzから2595MHzを固定的にガードバンドとしている。
特開2017−5451号公報
しかしながら、ガードバンドの設定は、周波数利用効率の低下に繋がる。
本開示の一態様は、隣接周波数帯域間の干渉を抑えつつ、ガードバンドの幅を狭く、若しくはガードバンドを無くして、周波数利用効率の向上を図ることができる基地局装置およびその通信方法を開示する。
本開示の一態様に係る基地局装置は、送信処理の際に周波数領域信号を時間領域信号に変換する処理を行い、受信処理の際に前記時間領域信号を前記周波数領域信号に変換する処理を行う基地局装置であって、隣接周波数帯域を使用するシステムにおいて送信処理の際に前記周波数領域信号を前記時間領域信号に変換する処理を行い、受信処理の際に前記時間領域信号を前記時間領域信号に変換する処理を行う他の基地局装置からの信号を受信する受信部と、前記他の基地局装置からの信号の中心周波数を探索する探索部と、中心周波数を取得できた基地局装置の中から同期対象基地局を選択する選択部と、前記同期対象基地局の送受信タイミングに同期するように動作パラメータを設定する制御部と、を具備する。
本開示の一態様に係るその通信方法は、送信処理の際に周波数領域信号を時間領域信号に変換する処理を行い、受信処理の際に前記時間領域信号を前記周波数領域信号に変換する処理を行う基地局装置の通信方法であって、隣接周波数帯域を使用するシステムにおいて送信処理の際に前記周波数領域信号を前記時間領域信号に変換する処理を行い、受信処理の際に前記時間領域信号を前記周波数領域信号に変換する処理を行う他の基地局装置からの信号を受信し、前記他の基地局装置からの信号の中心周波数を探索し、中心周波数を取得できた基地局装置の中から同期対象基地局を選択し、前記同期対象基地局の送受信タイミングに同期するように動作パラメータを設定し、前記動作パラメータで端末と通信を行う。
本開示の一態様によれば、隣接周波数帯域間の干渉を抑えつつ、ガードバンドの幅を狭く、若しくはガードバンドを無くして、周波数利用効率の向上を図ることができる。
本発明の実施の形態1に係る無線通信システムの構成を示す図 本発明の実施の形態1に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態1に係る基地局装置及び同期対象基地局の周波数帯域を示す図 本発明の実施の形態2に係る無線通信システムの構成を示す図 本発明の実施の形態2に係るリスニング処理装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態2に係る基地局装置の構成を示すブロック図 本発明のその他の実施の形態に係る無線通信システムの構成を示す図
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、添付図面および以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために、提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。
(実施の形態1)
<無線通信システムの構成>
本発明の実施の形態1に係る無線通信システム1の構成について、図1を参照しながら、以下に詳細に説明する。
無線通信システム1は、基地局装置11と、端末12と、他の基地局である同期対象基地局13と、を有している。なお、基地局装置11、端末12および同期対象基地局13は、いずれも、送信処理の際に周波数領域信号を時間領域信号に変換する処理を行い、受信処理の際に時間領域信号を周波数領域信号に変換する処理を行う。例えば、Orthogonal Frequency Division Multiplexing : 直交周波数分割多重、Single Carrier Frequency Division Multiple Accessでは、周波数領域信号を時間領域信号に変換する処理として、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform : 逆高速フーリエ変換)が、時間領域信号を周波数領域信号に変換する処理として、FFT(Fast Fourier Transform : 高速フーリエ変換)が用いられる。LTEシステムでは時間領域信号に対してCP(Cyclic Prefix)が付与されている。
基地局装置11は、隣接周波数帯域を使用するシステムの他の基地局から受信した下り信号の中心周波数を探索し、中心周波数を取得できた他の基地局の中から同期対象基地局13を選択する。基地局装置11は、選択した同期対象基地局13の下り信号に含まれる受信情報を取得すると共に、取得した受信情報に基づいて同期対象基地局13の送受信タイミングに同期するように動作パラメータを設定する。基地局装置11は、設定した動作パラメータで端末12に下り信号を送信する。基地局装置11は、自セルS1の端末12から送信された上り信号を受信し、受信した上り信号に対して所定の処理を実行することにより、上り信号に含まれているデータ又は情報を取得する。
端末12は、基地局装置11のセルS1内において、基地局装置11から送信された下り信号を受信し、受信した下り信号に対して所定の処理を実行することにより、下り信号に含まれているデータ又は情報を取得する。この際、基地局装置11のセルS1のセル端と、基地局装置11の隣接基地局である同期対象基地局13のセルS2のセル端と、が重複するエリアに存在する端末12(図1のUE#1)は、同期対象基地局13からの干渉を低減して、基地局装置11と通信することができる。端末12は、所定のデータ又は情報を含む信号を生成し、生成した信号を基地局装置11に対して無線送信する。
同期対象基地局13は、基地局装置11と異なるシステムに属して通信を行う。
<基地局装置の構成>
本発明の実施の形態1に係る基地局装置11の構成について、図2及び図3を参照しながら、以下に詳細に説明する。
基地局装置11は、アンテナ101と、サブ無線受信部102と、中心周波数サーチ部103と、基地局選択部104と、サブ受信信号処理部105と、制御部106と、メイン送信信号処理部107と、メイン無線送信部108と、アンテナ109と、アンテナ110と、メイン無線受信部111と、メイン受信信号処理部112と、を有している。
サブ無線受信部102は、基地局装置11が使用している周波数帯域の隣接周波数帯域を使用するシステムの他の基地局から送信された下り無線信号を、アンテナ101を介して受信する。サブ無線受信部102は、受信した下り無線信号に対してダウンコンバート、増幅等の無線受信処理を行い、得られたベースバンド信号を中心周波数サーチ部103に出力する。
中心周波数サーチ部103は、サブ無線受信部102から入力した下りベースバンド信号の中心周波数を探索(サーチ)する。中心周波数サーチ部103は、中心周波数の探索結果を下りベースバンド信号と共に基地局選択部104およびサブ受信信号処理部105に出力する。
基地局選択部104は、中心周波数サーチ部103から入力した中心周波数の探索結果に基づいて、中心周波数を取得できた基地局の中から同期対象基地局を選択する。基地局選択部104は、例えば受信電力が閾値以上の他の基地局の中から同期対象基地局を選択する。
具体的には、基地局選択部104は、受電電力の最も大きな他の基地局、距離の最も近い他の基地局、若しくは自局で使用する周波数帯の中心周波数に最も近い中心周波数の周波数帯を使用する他の基地局を、同期対象基地局として選択し、又は、これらの組み合わせにより、同期対象基地局を選択する。この際、基地局選択部104は、距離の最も近い他の基地局として、受信電力が最大の他の基地局を選択することができる。また、基地局選択部104は、上記の組み合わせにより同期対象基地局を選択する場合に、受信電力、中心周波数間の間隔及び距離の各々に重み付けして求めたスコアに基づいて同期対象基地局を選択することができる。
サブ受信信号処理部105は、基地局選択部104が選択した同期対象基地局の中心周波数サーチ部103から入力した下りベースバンド信号に対してFFT、復調、復号等の所定の受信処理を行い、同期対象基地局の受信情報を取得する。ここで、受信情報は、Synchronization Channelの信号に基づいて検出した無線フレームタイミング、PBCH(Physical Broadcast Channel)の信号より取得する通信量等の管理情報(MIB情報)、PDSCH(Physical Downlink Shared Channel)の信号より取得する同期対象基地局が自セルに属することが許可されているか否かに関連する情報(SIB1情報)、又は、参照信号(CRS)を用いて測定される基準信号受信電力(RSRP)の情報である。また、同期対象基地局のプライマリセルIDは無線フレームタイミング検出時に同定し、使用周波数帯域幅、システムフレーム番号(SFN)に関する情報はMIB情報に、TDDフレーム構成はSIB1にそれぞれ含まれる。
サブ受信信号処理部105は、取得した受信情報を制御部106に出力する。
制御部106は、サブ受信信号処理部105から入力した同期対象基地局の受信情報に基づいて、同期対象基地局13の送受信タイミングに同期するように自局の動作パラメータを設定する。ここで、動作パラメータは、無線フレームタイミング、プライマリセルID、送信電力又は使用するリソースブロック(RB:Resource Block)であり、同期対象基地局がTDDシステムの場合、TDDフレーム構成も動作パラメータに含む。この際、プライマリセルIDは、同期対象基地局と異なるIDとする。送受信タイミングに同期するには少なくとも無線フレームタイミングの情報が必要であり、送受信タイミング同期のみで同期対象基地局への干渉が不十分な場合、制御部106は、送信電力/使用リソースブロックを、同期対象基地局への干渉が許容範囲に収まるように設定し、設定された送信電力の最大値の情報を基地局装置11のセル#1の端末に通知することができる。
制御部106は、メイン送信信号処理部107に対して、自セルS1の端末に送信する下り信号の使用周波数帯と、同期対象基地局が使用する隣接周波数帯と、の間に設けるガードバンドを設定させる制御、若しくはガードバンドを設定しない制御を行うと共に、設定した動作パラメータの下り信号を生成させる制御を行う。また、制御部106は、メイン受信信号処理部112から入力した前記自セルS1の端末に送信する下り信号の使用周波数帯域幅と同一の周波数帯域幅を有する上りベースバンド信号を解析して、上りベースバンド信号に含まれる種々の情報を取得する。
メイン送信信号処理部107は、制御部106により設定した動作パラメータに基づいて下りデータに対して符号化、変調、IFFT等の送信処理を行い、得られた下りベースバンド信号をメイン無線送信部108に出力する。メイン送信信号処理部107より出力される下りベースバンド信号には、図3に示すように、f3からf4までの使用周波数帯#1と、同期対象基地局が使用するf1からf2までの隣接周波数帯#2と、の間にガードバンド#3が設けられている。ただし、前記制御部106においてガードバンドを設定しない制御を行う場合には、メイン送信信号処理部107より出力される下りベースバンド信号にガードバンドが含まれない。なお、使用周波数帯#1と、f5からf6までの隣接周波数帯#4と、の間にもガードバンド#5が設けられている。
メイン無線送信部108は、メイン送信信号処理部107から入力した下りベースバンド信号に対してアップコンバート、増幅等の無線送信処理を行い、得られた下り無線信号をアンテナ109を介して送信する。
メイン無線受信部111は、自セルの端末から送信され、アンテナ110に受信された上り無線信号に対してダウンコンバート、増幅等の無線受信処理を行い、得られた上りベースバンド信号をメイン受信信号処理部112に出力する。
メイン受信信号処理部112は、メイン無線受信部111から入力した上りベースバンド信号に対してFFT、復調、復号等の受信処理を行い、上りデータを制御部106に出力する。
ここで、図3に示すように、同期対象基地局13の使用するシステムは、ここでは全国広帯域移動無線アクセス(全国BWA(Broadband Wireless Access))システムにおけるAXGP(Advanced eXtended Global Platform)を例示する。また、基地局装置11の使用するシステムは、ここでは地域広帯域移動無線アクセス(地域BWA)システムにおけるWiMAXを例示する。
基地局装置11から送信される下り信号は、同期対象基地局13の送受信タイミングに同期するように設定された動作パラメータに基づいて生成及び送信されるため、ガードバンド#3の帯域を狭くしても、隣接周波数帯を使用して同期対象基地局13から送信される下り信号に干渉せずに端末12により受信可能である。
なお、図3に示すように、基地局装置11の使用周波数の隣接周波数#4を使用するシステム(例えば全国BWAにおけるWiMAX)が基地局装置11の使用するシステムと同一である場合には、本実施の形態のシステムを用いずに同期を取ることができるため、ガードバンド#5を狭くすることができる。
<効果>
このように、本実施の形態によれば、隣接周波数帯域を使用するシステムの他の基地局からの信号の中心周波数を探索し、中心周波数を取得できた基地局の中から同期対象基地局13を選択すると共に、同期対象基地局13の送受信タイミングに同期するように動作パラメータを設定することにより、隣接周波数帯域間の干渉を抑えつつ、ガードバンドの幅を狭く、若しくはガードバンドを無くして、周波数利用効率の向上を図ることができる。
(実施の形態2)
<無線通信システムの構成>
本発明の実施の形態2に係る無線通信システム2の構成について、図4を参照しながら、以下に詳細に説明する。
無線通信システム2は、基地局装置21と、端末22と、リスニング処理装置23と、他の基地局である同期対象基地局24と、を有している。
リスニング処理装置23は、基地局装置21の使用周波数の隣接周波数帯域を使用するシステムの基地局から受信した下り信号の中心周波数を探索し、中心周波数を取得できた基地局の中から同期対象基地局24を選択する。リスニング処理装置23は、選択した同期対象基地局24の下り信号に含まれる受信情報を取得し、取得した受信情報を基地局装置21に有線で送信する。なお、リスニング処理装置23は、取得した受信情報を基地局装置21に無線送信するようにしてもよい。
基地局装置21は、リスニング処理装置23から受信した受信情報に基づいて、同期対象基地局24の送受信タイミングに同期するように動作パラメータを設定する。基地局装置21は、設定した動作パラメータで端末22に下り信号を送信する。基地局装置21は、自セルS21の端末22から送信された上り信号を受信し、受信した上り信号に対して所定の処理を実行することにより、上り信号に含まれているデータ又は情報を取得する。
端末22は、基地局装置21のセルS21内において、基地局装置21から送信された下り信号を受信し、受信した下り信号に対して所定の処理を実行することにより、下り信号に含まれているデータ又は情報を取得する。この際、基地局装置21のセルS21のセル端と、基地局装置21の隣接基地局である同期対象基地局24のセルS22のセル端と、が重複するエリアに存在する端末22は、同期対象基地局24からの干渉を受けずに、基地局装置21と通信することができる。端末22は、所定のデータ又は情報を含む信号を生成し、生成した信号を基地局装置21に対して無線送信する。
<リスニング処理装置の構成>
本発明の実施の形態2に係るリスニング処理装置23の構成について、図5を参照しながら、以下に詳細に説明する。
なお、図5において、図2と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
リスニング処理装置23は、サブ無線受信部102と、中心周波数サーチ部103と、基地局選択部104と、サブ受信信号処理部105と、送信I/F部201と、を有している。
サブ受信信号処理部105は、取得した受信情報を送信I/F部201に出力する。
送信I/F部201は、サブ受信信号処理部105から入力した受信情報を、有線を介して、基地局装置21(受信I/F部301)に送信する。
<基地局装置の構成>
本発明の実施の形態2に係る基地局装置21の構成について、図6を参照しながら、以下に詳細に説明する。
なお、図6において、図2と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
基地局装置21は、制御部106と、メイン送信信号処理部107と、メイン無線送信部108と、アンテナ109と、アンテナ110と、メイン無線受信部111と、メイン受信信号処理部112と、受信I/F部301と、を有している。
受信I/F部301は、リスニング処理装置23より同期対象基地局の受信情報を取得する。受信I/F部301は、取得した受信情報を制御部106に出力する。
制御部106は、受信I/F部301から入力した同期対象基地局の受信情報に基づいて、同期対象基地局13の送受信タイミングに同期するように自局の動作パラメータを設定する。
ここで、同期対象基地局24の使用するシステムは、ここでは全国広帯域移動無線アクセス(全国BWA)システムにおけるAXGPを例示する。また、基地局装置21の使用するシステムは、ここでは地域広帯域移動無線アクセス地域BWAシステムにおける地域WiMAXを例示する。
基地局装置21から送信される下り信号は、同期対象基地局24の送受信タイミングに同期するように設定された動作パラメータに基づいて生成及び送信されるため、ガードバンドの帯域を狭くしても、隣接周波数帯を使用して同期対象基地局24から送信される下り信号に干渉せずに端末22により受信可能である。
このように、本実施の形態によれば、リスニング処理装置23が同期対象基地局を探索して選択すると共に同期対象基地局の受信情報を取得し、基地局装置21がリスニング処理装置23から同期対象基地局の受信情報を取得して動作パラメータを設定することにより、上記実施の形態1の効果に加えて、基地局装置21が同期対象基地局24の中心周波数を探索できないか、又は同期対象基地局24の受信情報を取得できない場合であっても、隣接周波数帯域間の干渉を抑えつつ、ガードバンドの幅を狭く、若しくはガードバンドを無くして、周波数利用効率の向上を図ることができる。
(その他の実施の形態)
本発明のその他の実施の形態に係る無線通信システム3の構成について、図7を参照しながら、以下に詳細に説明する。
なお、図7において、図1と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
無線通信システム3は、基地局装置11と、端末12と、他の基地局である同期対象基地局13と、EPC(Evolved Packet Core)31と、同期対象基地局以外の他の基地局32と、を有している。
EPC11は、ネットワーク制御のC-plane(Control plane)を扱うMME(Mobility Management Entity)とユーザーデータのパケットデータであるU-plane(User plane)を扱うS−GW(Serving Gateway)およびインターネットのような外部ネットワークへ接続するためのP−GW(PDN:Packet data network Gateway)で構成されている。
EPC31は、基地局装置11及び他の基地局32の上位局であり、インターネット等のネットワークに接続しており、基地局装置11から受信した動作パラメータを他の基地局32に送信する。
他の基地局32は、基地局装置11の属するシステムと同一のシステムに属すると共に、基地局装置11の使用周波数帯と異なる周波数帯を使用して通信を行う。他の基地局32は、EPC31から受信した動作パラメータを設定して、設定した動作パラメータで端末12に下り信号を送信する。
なお、本発明は、部材の種類、配置、個数等は前述の実施の形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。
本発明は、基地局装置に用いるに好適である。
1、2、3 無線通信システム
11、21 基地局装置
12、22 端末
13、24 同期対象基地局
23 リスニング処理装置
31 EPC
32 他の基地局
101、109、110 アンテナ
102 サブ無線受信部
103 中心周波数サーチ部
104 基地局選択部
105 サブ受信信号処理部
106 制御部
107 メイン送信信号処理部
108 メイン無線送信部
111 メイン無線受信部
112 メイン受信信号処理部
201 送信I/F部
301 受信I/F部

Claims (8)

  1. 送信処理の際に周波数領域信号を時間領域信号に変換する処理を行い、受信処理の際に前記時間領域信号を前記周波数領域信号に変換する処理を行う基地局装置であって、
    隣接周波数帯域を使用するシステムにおいて送信処理の際に前記周波数領域信号を前記時間領域信号に変換する処理を行い、受信処理の際に前記時間領域信号を前記時間領域信号に変換する処理を行う他の基地局装置からの信号を受信する受信部と、
    前記他の基地局装置からの信号の中心周波数を探索する探索部と、
    中心周波数を取得できた基地局装置の中から同期対象基地局を選択する選択部と、
    前記同期対象基地局の送受信タイミングに同期するように動作パラメータを設定する制御部と、
    を具備する基地局装置。
  2. 前記受信部は、前記他の基地局装置からの下りベースバンド信号に対して、前記時間領域信号を前記周波数領域信号に変換する処理を行い、前記他の基地局の参照信号を用いて基準参照信号電力(RSRP)を測定し、
    前記選択部は、前記RSRPの最も大きな前記他の基地局装置を前記同期対象基地局として選択する、請求項1に記載の基地局装置。
  3. 前記受信部は、前記同期対象基地局からの下りベースバンド信号に対して、前記時間領域信号を前記周波数領域信号に変換する処理を行い、前記同期対象基地局のSynchronization Channelの信号に基づいて無線フレームタイミングを検出し、
    前記制御部は、前記同期対象基地局のRadio Frame送受信タイミングに同期するように送信タイミングを前記動作パラメータとして設定する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  4. 前記受信部は、前記同期対象基地局からの下りベースバンド信号に対して、前記時間領域信号を前記周波数領域信号に変換する処理を行い、前記同期対象基地局のPBCH(Physical Broadcast Channel)の信号からMIB情報を取得し、
    前記制御部は、前記同期対象基地局のシステムフレーム番号(SFN)に同期するように送信タイミングを前記動作パラメータとして設定する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  5. 前記受信部は、前記同期対象基地局からの下りベースバンド信号に対して、前記時間領域信号を前記周波数領域信号に変換する処理を行い、前記同期対象基地局のPBCH(Physical Broadcast Channel)の信号からMIB情報を取得し、
    前記制御部は、送信電力を前記動作パラメータとして設定する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  6. 前記受信部は、前記同期対象基地局からの下りベースバンド信号に対して、前記時間領域信号を前記周波数領域信号に変換する処理を行い、前記同期対象基地局のPBCH(Physical Broadcast Channel)の信号からMIB情報を取得し、
    前記制御部は、使用RBを前記動作パラメータとして設定する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  7. 前記受信部は、前記同期対象基地局からの下りベースバンド信号に対して、前記時間領域信号を前記周波数領域信号に変換する処理を行い、前記同期対象基地局のPDSCH(Physical Downlink Shared Channel)の信号からSIB1情報を取得し、前記同期対象基地局がTDDシステムであれば、前記同期対象基地局と同一のTDDフレーム構成を前記動作パラメータとして設定する、
    請求項1に記載の基地局装置。
  8. 送信処理の際に周波数領域信号を時間領域信号に変換する処理を行い、受信処理の際に前記時間領域信号を前記周波数領域信号に変換する処理を行う基地局装置の通信方法であって、
    隣接周波数帯域を使用するシステムにおいて送信処理の際に前記周波数領域信号を前記時間領域信号に変換する処理を行い、受信処理の際に前記時間領域信号を前記周波数領域信号に変換する処理を行う他の基地局装置からの信号を受信し、
    前記他の基地局装置からの信号の中心周波数を探索し、
    中心周波数を取得できた基地局装置の中から同期対象基地局を選択し、
    前記同期対象基地局の送受信タイミングに同期するように動作パラメータを設定し、
    前記動作パラメータで端末と通信を行う、
    通信方法。
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