JP4008783B2 - 無線通信システム、無線通信方法、これらに用いて好適な基地局 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、無線通信システム、無線通信方法、これらに用いて好適な基地局及び移動局に関する。特に、本発明は、スペクトラム拡散を用いた符合分割多元接続(CDMA:Code Divisdion Multiple Access)方式及びセルラ構成を用いた無線通信システム等に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複数の移動局が、同一の周波数帯を用いて無線通信を行うDS-CDMA(Direct Sequence)方式が知られている。DS-CDMA方式では、各移動局の識別が拡散符号によって行われ、かかる拡散符号としてGold符号のような直交符号が用いられる。
【0003】
DS-CDMA方式では、受信側(基地局)において、特定の移動局からの信号を逆拡散する過程で、他の移動局の干渉信号電力が、平均すると「他の移動局の送信信号電力」÷「拡散率(PG:Processing Gain)」になるが、特に、上り無線リンク非同期環境下では、基地局における各移動局からの信号は、独立のフェージングによる瞬時変動や短区間変動や距離変動を受ける。
【0004】
したがって、基地局における各移動局からの信号が、所要の受信品質を満足するためには、基地局において、受信信号(特定の移動局からの信号)電力対干渉信号(他の移動局からの信号)電力比(SIR:Signal to Interference Power Ratio)を一定にする送信電力制御を行う必要がある。
【0005】
しかしながら、従来のDS-CDMA方式では、上述の送信電力制御が完全であって、基地局におけるSIRが一定になることを保証されたとしても、マルチパス環境下においては、上述の拡散符号が完全に直交することはなく、他の移動局の干渉信号電力(平均すると「他の移動局の送信信号電力」÷「拡散率」の電力)からの影響(相互相関)を受けるという問題点があった。
【0006】
すなわち、従来のDS-CDMA方式では、マルチパス環境下において、同一の周波数帯で無線通信を行う移動局数が増加するに従って、干渉信号電力レベルが増加して、1セル当たりの通信容量が低減するという問題点があった。
【0007】
かかる問題点を解決するために、他の移動局の干渉信号電力からの影響を低減する干渉キャンセル技術が知られている。
【0008】
かかる干渉キャンセル技術として、適応アンテナアレイダイバーシチ技術が知られている。適応アンテナアレイダイバーシチ技術は、複数のアンテナの各々で受信した信号に対して適当な重み付け合成を行うことによって指向性ビーム送受信を実現し、他の移動局からの干渉電力を低減するものである。
【0009】
例えば、適応アンテナアレイダイバーシチ技術の一種として、文献「Pilot symbol-assisted decision-directed coherent adaptive array diversity forDS-CDMA mobile radio reverse link(S.Tanaka、 M. Sawahashi及びF. Adachi著:IEICE Trans. Fundamentals, vol. E80-A, pp.2445-2454, Dec. 1997.)」には、パイロットシンボルを用いたコヒーレント「適応アンテナアレイダイバーシチ(CAAAD:Coherent Adaptive Antenna Array)受信方式」が提案されている。
【0010】
図12を参照して、CAAAD受信方式について簡潔に説明する。
【0011】
第1に、CAAAD受信方式が適用されている基地局は、M個のアンテナ1011乃至101Mにおいて、移動局から送信された信号を受信する。
【0012】
第2に、当該基地局は、アンテナ101mとRF無線部102とマッチドフィルタ103mとを通過して逆拡散された信号yk , m , lに対して、重み係数制御部104により提供された重み係数(アンテナウエイト値)w(w=w1,w2,…,wM)を乗算して、加算部105において合成する。ここで、yk , m , lは、アンテナ101m(m=1,2,…,M)によって受信された移動局#kとの間のパス#l上の信号を逆拡散したものである。また、合成された信号zk , lは、以下の式で表される。
【0013】
【数1】
第3に、当該基地局は、位相変動推定部106において、移動局から送信された信号に周期的に挿入されている既知のパイロットシンボルを用いて位相変動推定を行い、位相変動推定値を求める。そして、当該基地局は、位相変動補償部107において、位相変動推定部106により求められた位相変動推定値
【数2】
を用いて、合成された信号zk , lに対して、位相変動補償を施した後、Rake合成する。ここで、Rake合成された信号zkは、以下の式で表される。
【0014】
【数3】
第4に、当該基地局は、識別判定部108において、Rake合成された信号zkにについて位相識別判定を施した後、送信データを再生して出力する。
【0015】
そして、当該基地局は、推定位相変動乗算部109において、上述の位相変動推定値と、位相変動補償後の信号と位相識別判定後の信号との差である誤差信号とを用いて誤差ベクトルを算出する。
【0016】
重み係数制御部104は、上述の誤差信号が最小となるように、誤差ベクトルとマッチドフィルタ1031乃至103Mの出力信号とを用いて、移動局から送信された信号を構成するシンボルごとに重み係数wを更新する。ここで、更新アルゴリズムとしては、LMS(Least Mean Square)やRLS(Recursive Least Square)アルゴリズムが用いられる。
【0017】
なお、当該基地局は、希望波信号電力対干渉信号電力測定回路110において、参照SIRレベルと上述の合成された信号zk , lより求められた受信SIRレベルとを比較して、移動局に対する送信電力制御信号を生成する。
【0018】
この結果、CAAAD受信方式が適用されている基地局は、移動局ごとに、個別に指向性ビームを形成して受信することにより、他の移動局からの干渉信号電力を低減することができる。
【0019】
また、文献「Adaptive antenna array transmit diversity in FDD forward link forWCDMA and broadband packet wirelessaccess(H. Taoka、 S. Tanaka、 T. Ihara及びM. Sawahashi著:IEEE Wireless Communications, pp.2-10, April. 2002.)」には、下りリンクにおいて、上りリンクで形成したビームパターンに、無線伝送路で生じる振幅変動及び位相変動の補償を行った後、指向性ビーム送信を行う「適応アンテナアレイ送信法」が提案されている。
【0020】
図13に、かかる方法を用いた場合のDS-CDMA方式における下りリンクのチャネル構成の一例を示す。
【0021】
DS-CDMA方式における下りリンクのチャネルには、図13に示すように、共通パイロットチャネルと個別チャネルとが含まれる。ここで、共通パイロットチャネルには、1スロット全体においてパイロットシンボルが時間多重されており、個別チャネルには、1スロット当たりND個のデータシンボルとNP個のパイロットシンボルが時間多重されている。
【0022】
また、図14(a)に、DS-CDMA方式における低速レート用個別チャネルのフォーマットの一例を示し、図14(b)に、DS-CDMA方式における高速レート用個別チャネルのフォーマットの一例を示す。
【0023】
図14(a)に示すように、低速レート用個別チャネルには、1スロット当たりNL _ D個のデータシンボルに周期的にNL _ P個のパイロットシンボルが挿入されている。また、図14(b)に示すように、高速レート用個別チャネルには、1スロット当たりNH _ D個(NH _ D>NL _ D)のデータシンボルに周期的にN H_ P 個(NH _ P>NL _ P)のパイロットシンボルが挿入されている。
【0024】
一般に、無線通信システムにおいて基地局が指向性ビーム送信を適用しない場合には、移動局は、無線伝送路上で生じるフェージングに起因するチャネル変動(位相変動や振幅変動等)の影響を補償するために、無指向性ビームパターンで送信される共通パイロットチャネル内のパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行う。
【0025】
一方、無線通信システムにおいて基地局が指向性ビーム送信を適用する場合には、基地局は、希望信号方向に指向性ビームを形成することにより、指向性ビームで個別チャネルを送信する。
【0026】
具体的には、図15に示すように、基地局10は、アンテナ101を介して、移動局30#1に対して、移動局30#1用の送信ビームパターン(実線)で個別チャネルを送信し、移動局30#2に対して、移動局30#2用の送信ビームパターン(点線)で個別チャネルを送信する。
【0027】
かかる場合、無指向性ビーム送信される共通パイロットチャネルと指向性ビーム送信される個別チャネルとの間で、基地局から移動局への無線伝送路(パス)における電力遅延プロファイルが異なり、共通パイロットチャネルに挿入されているパイロットシンボルをチャネル推定に用いることができないため、個別チャネルに挿入されているパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行う必要がある。
【0028】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の干渉キャンセル技術では、上述のように、個別チャネルに挿入されているパイロットシンボルを用いたチャネル推定を行う場合、個別チャネルに挿入されているパイロットシンボルは、共通パイロットチャネルに挿入されているパイロットシンボルと比較して電力が小さいため、チャネル推定の精度が劣化してしまうという問題点があった。
【0029】
また、低速レート用個別チャネルでは、高速レート用個別チャネルと比較して、1スロット当たりのシンボル数が少ないことから、個別チャネルに挿入されているパイロットシンボルに割り当てられる電力が小さく、雑音や干渉信号電力の平均化効果が小さいため、個別チャネルに挿入されているパイロットシンボルを用いたチャネル推定の精度が劣化し、下りリンク容量が劣化してしまうという問題点があった。
【0030】
そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたもので、基地局において、指向性ビームで個別チャネルを送信する場合に、当該個別チャネルのフォーマットを変更することによって、移動局におけるチャネル推定の精度を向上して、下りリンク容量を増大させることを可能とする無線通信システム、無線通信方法、これらに用いて好適な基地局及び移動局を提供することを目的とする。
【0031】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の特徴は、指向性ビーム送受信対応の第1の基地局と、指向性ビーム送受信非対応の第2の基地局と、指向性ビーム受信対応の第1の移動局と、指向性ビーム受信非対応の第2の移動局とを含む無線通信システムであって、前記第1の基地局が、パイロットシンボルが挿入された個別チャネルを送信する個別チャネル送信部と、前記個別チャネルのフォーマットを生成する個別チャネル用フォーマット生成部とを具備し、前記個別チャネル用フォーマット生成部が、指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットと、無指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットとを変更することを要旨とする。
【0032】
かかる発明によれば、個別チャネル用フォーマット生成部が、指向性ビームで送信する場合の個別チャネルのフォーマットと、無指向性ビームで送信する場合の個別チャネルのフォーマットとを変更するため、基地局が指向性ビーム送受信を適用する場合における個別チャネルを用いたチャネル推定の精度を向上することができる。
【0033】
本発明の第1の特徴において、前記第1の基地局が、下りリンクにおいて指向性ビーム送信を用いるか又は無指向性ビーム送信を用いるかを示す下りリンク送信方法を前記第1の移動局に通知する下りリンク送信方法通知部を具備することが好ましい。
【0034】
かかる発明によれば、下りリンク送信方法通知部が、下りリンク送信方法を通知するため、指向性ビーム受信対応の第1の移動局が、下りリンクにおいて指向性ビーム送信が用いられるか又は無指向性ビーム送信を用いられるかを事前に把握することができる。
【0035】
本発明の第1の特徴において、前記第1の移動局及び前記第2の移動局が、指向性ビーム受信対応か又は指向性ビーム受信非対応かを示す受信機能を前記第1の基地局に通知する受信機能通知部を具備することが好ましい。
【0036】
かかる発明によれば、受信機能通知部が、各移動局の受信機能を第1の基地局に通知するため、第1の基地局は、各移動局に対して、指向性ビーム送信を行うべきか又は無指向性ビーム送信を行うべきかを判断することができる。
【0037】
本発明の第1の特徴において、前記個別チャネル用フォーマット生成部が、前記個別チャネルの伝送レートに応じて、該個別チャネルのフォーマットを変更することが好ましい。
【0038】
かかる発明によれば、個別チャネル用フォーマット生成部が、個別チャネルの伝送レートに応じて個別チャネルのフォーマットを変更するため、低速レート用個別チャネルに挿入されているパイロットシンボルを用いたチャネル推定の精度を向上することができる。
【0039】
本発明の第1の特徴において、前記個別チャネル用フォーマット生成部が、指向性ビームで前記個別チャネルを送信する場合に、該個別チャネルの1スロット当たりに挿入する前記パイロットシンボルの数を増大することが好ましい。
【0040】
かかる発明によれば、個別チャネル用フォーマット生成部が、指向性ビームで個別チャネルを送信する場合に個別チャネルの1スロット当たりに挿入するパイロットシンボルの数を増大するため、共通パイロットチャネルに挿入されているパイロットシンボルと比較して電力が小さい個別チャネルに挿入されているパイロットシンボルを用いたチャネル推定の精度を向上することができる。
【0041】
本発明の第1の特徴において、前記個別チャネル用フォーマット生成部が、指向性ビームで前記個別チャネルを送信する場合に、該個別チャネルに挿入される前記パイロットシンボルの電力を増大することが好ましい。
【0042】
かかる発明によれば、個別チャネル用フォーマット生成部が、指向性ビームで個別チャネルを送信する場合に個別チャネルの1スロット当たりに挿入するパイロットシンボルの電力を増大するため、共通パイロットチャネルに挿入されているパイロットシンボルと比較して電力が小さい個別チャネルに挿入されているパイロットシンボルを用いたチャネル推定の精度を向上することができる。
【0043】
本発明の第1の特徴において、前記第1の移動局が複数の前記第1の基地局との間でハンドオーバ通信を行っている場合で、かつ、該第1の移動局に対して指向性ビームで前記個別チャネルを送信する該第1の基地局の数が所定数以上になった場合に、前記個別チャネル用フォーマット生成部が、指向性ビームで送信される該個別チャネルに挿入される前記パイロットシンボルの電力を増大することが好ましい。
【0044】
本発明の第1の特徴において、前記第1の移動局が、パイロットシンボルを用いてチャネル推定を行うチャネル推定部と、前記下りリンク送信方法に応じて、前記個別チャネルに挿入された前記パイロットシンボルを用いて前記チャネル推定を行うか、又は、共通パイロットチャネルに挿入された前記パイロットシンボルを用いて前記チャネル推定を行うかを切り替えるチャネル切り替え部とを具備することが好ましい。
【0045】
本発明の第2の特徴は、指向性ビーム受信対応の第1の移動局が、指向性ビーム送受信対応の第1の基地局に対して、指向性ビーム受信対応である旨を示す受信機能を通知する工程Aと、前記第1の基地局が、指向性ビームで送信する場合の個別チャネルのフォーマットを変更する工程Bと、前記第1の基地局が、下りリンクで指向性ビーム送信を用いる旨を示す下りリンク送信方法を前記第1の移動局に通知する工程Cと、前記第1の基地局が、前記第1の移動局に対して指向性ビームで前記個別チャネルを送信する工程Dと、前記第1の移動局が、前記下りリンク送信方法に応じて、前記個別チャネルに挿入された前記パイロットシンボルを用いてチャネル推定を行う工程Eとを有することを要旨とする。
【0046】
本発明の第2の特徴において、前記工程Aで、指向性ビーム受信非対応の第2の移動局が、前記第1の基地局に対して、指向性ビーム受信非対応である旨を示す受信機能を通知し、前記工程Cで、前記第1の基地局が、下りリンクにおいて無指向性ビーム送信を用いる旨を示す下りリンク送信方法を前記第2の移動局に通知し、前記工程Dで、前記第1の基地局が、無指向性ビームで共通パイロットチャネルを前記第2の移動局に対して送信し、前記工程Eで、前記第2の移動局が、前記共通パイロットチャネルに挿入された前記パイロットシンボルを用いてチャネル推定を行うことが好ましい。
【0047】
本発明の第2の特徴において、前記工程Bで、前記第1の基地局が、前記個別チャネルの伝送レートに応じて、該個別チャネルのフォーマットを変更することが好ましい。
【0048】
本発明の第2の特徴において、前記工程Bで、前記第1の基地局が、指向性ビームで前記個別チャネルを送信する場合に、該個別チャネルの1スロット当たりに挿入する前記パイロットシンボルの数を増大することが好ましい。
【0049】
本発明の第2の特徴において、前記工程Bで、前記第1の基地局が、指向性ビームで前記個別チャネルを送信する場合に、該個別チャネルに挿入される前記パイロットシンボルの電力を増大することが好ましい。
【0050】
本発明の第3の特徴は、パイロットシンボルが挿入された個別チャネルを送信する個別チャネル送信部と、前記個別チャネルのフォーマットを生成する個別チャネル用フォーマット生成部とを具備する基地局であって、前記個別チャネル用フォーマット生成部が、指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットと、無指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットとを変更することを要旨とする。
【0051】
本発明の第3の特徴において、下りリンクにおいて指向性ビーム送信を用いるか又は無指向性ビーム送信を用いるかを示す下りリンク送信方法を移動局に通知する下りリンク送信方法通知部を具備が好ましい。
【0052】
本発明の第3の特徴において、前記個別チャネル用フォーマット生成部が、前記個別チャネルの伝送レートに応じて、該個別チャネルのフォーマットを変更することが好ましい。
【0053】
本発明の第3の特徴において、前記個別チャネル用フォーマット生成部が、指向性ビームで前記個別チャネルを送信する場合に、該個別チャネルの1スロット当たりに挿入する前記パイロットシンボルの数を増大することが好ましい。
【0054】
本発明の第3の特徴において、前記個別チャネル用フォーマット生成部が、指向性ビームで前記個別チャネルを送信する場合に、該個別チャネルに挿入される前記パイロットシンボルの電力を増大することが好ましい。
【0055】
本発明の第3の特徴において、移動局が複数の基地局との間でハンドオーバ通信を行っている場合で、かつ、該移動局に対して指向性ビームで前記個別チャネルを送信する該基地局の数が所定数以上になった場合に、前記個別チャネル用フォーマット生成部が、指向性ビームで送信される該個別チャネルに挿入される前記パイロットシンボルの電力を増大することが好ましい。
【0056】
本発明の第4の特徴は、パイロットシンボルを用いてチャネル推定を行うチャネル推定部と、下りリンクにおいて指向性ビーム送信を用いるか又は無指向性ビーム送信を用いるかを示す下りリンク送信方法を基地局から受信する下りリンク送信方法受信部と、前記下りリンク送信方法に応じて、個別チャネルに挿入された前記パイロットシンボルを用いて前記チャネル推定を行うか、又は、共通パイロットチャネルに挿入された前記パイロットシンボルを用いて前記チャネル推定を行うかを切り替えるチャネル切り替え部とを具備することを要旨とする。
【0057】
本発明の第4の特徴において、指向性ビーム受信対応か又は指向性ビーム受信非対応かを示す受信機能を前記基地局に通知する受信機能通知部を具備することが好ましい。
【0058】
【発明の実施の形態】
(本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成)
本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成について、図1乃至図5を参照しながら説明する。
【0059】
本実施形態に係る無線通信システムは、図1又は図2に示すように、指向性ビーム送受信対応の基地局(第1の基地局)10aと、指向性ビーム送受信非対応の基地局(第2の基地局)10bと、指向性ビーム受信対応の移動局(第1の移動局)30aと、指向性ビーム受信非対応の移動局(第2の移動局)30bとを含むものである。
【0060】
図1は、指向性ビーム送受信対応の基地局10aと、指向性ビーム送受信非対応の基地局10bとが混在している様子を示している。ここで、基地局10aは、セクタ1a乃至3aからなるセル内の無線通信を管理しており、基地局10bは、セクタ1b乃至3bからなるセル内の無線通信を管理している。
【0061】
図1において、移動局30aは、基地局10aと基地局10bとの間でハンドオーバ通信を行っている。ここで、基地局10aは、下りリンクにおいて指向性ビーム5aを用いて移動局30aに無線信号(個別チャネル)を送信しており、基地局10bは、下りリンクにおいて無指向性ビーム6bを用いて移動局30aに無線信号(個別チャネル)を送信している。
【0062】
図2は、指向性ビーム受信対応の移動局30aと、指向性ビーム受信非対応の移動局30bとが混在している様子を示している。
【0063】
図2において、基地局10aは、下りリンクにおいて指向性ビーム5aを用いて移動局30aに無線信号(個別チャネル)を送信しており、下りリンクにおいて無指向性ビーム5bを用いて移動局30bに無線信号(個別チャネル)を送信している。また、基地局10bは、下りリンクにおいて無指向性ビーム6bを用いて移動局30aに無線信号(個別チャネル)を送信している。
【0064】
図3に、指向性ビーム送受信対応の基地局(第1の基地局)10aの機能ブロックを示す。基地局10aは、本発明に関連する機能として、図3に示すように、受信機能通知受信部11と、パイロットチャネル制御部12と、下りリンク送信方法通知部13と、個別チャネル用フォーマット生成部14と、個別チャネル送信部15と、共通パイロットチャネル送信部16とを具備している。
【0065】
受信機能通知受信部11は、パイロットチャネル制御部12に接続されており、
移動局30a又は移動局30bから送信された指向性ビーム受信対応か又は指向性ビーム受信非対応かを示す受信機能通知を受信してパイロットチャネル制御部12に送信するものである。
【0066】
パイロットチャネル制御部12は、受信機能通知受信部11と下りリンク送信方法通知部13と個別チャネル用フォーマット生成部14と共通パイロットチャネル送信部16とに接続されており、下りリンク送信方法通知部13や個別チャネル用フォーマット生成部14や共通パイロットチャネル送信部16を制御するものである。
【0067】
具体的には、パイロットチャネル制御部12は、受信機能通知受信部11から受信した受信機能に応じて、指向性ビーム送受信を用いて個別チャネルを送信するか又は無指向性ビーム送受信を用いて個別チャネルを送信するかを決定し、その決定結果を下りリンク送信方法通知部13及び個別チャネル用フォーマット生成部14に通知する。
【0068】
また、パイロットチャネル制御部12は、パイロットシンボルの挿入方法(挿入周期や挿入箇所等)について、個別チャネル用フォーマット生成部14及び共通パイロットチャネル送信部16に対して指示する。
【0069】
下りリンク送信方法通知部13は、パイロットチャネル制御部12に接続されており、パイロットチャネル制御部12から送信された決定結果に応じて、下りリンクにおいて指向性ビーム送信を用いるか又は無指向性ビーム送信を用いるかを示す「下りリンク送信方法」を移動局30に通知するものである。
【0070】
個別チャネル用フォーマット生成部14は、パイロットチャネル制御部12と個別チャネル送信部15とに接続されており、個別チャネルのフォーマットを生成するものである。
【0071】
個別チャネル用フォーマット生成部14は、パイロットチャネル制御部12から送信された決定結果が「指向性ビーム送受信を用いて個別チャネルを送信する」旨を示すものである場合、個別チャネルのフォーマットを変更する。
【0072】
また、個別チャネル用フォーマット生成部14は、指向性ビーム送受信を用いて個別チャネルを送信する場合に、個別チャネルの伝送レートに応じて当該個別チャネルのフォーマットを変更してもよい。
【0073】
具体的には、個別チャネル用フォーマット生成部14は、指向性ビーム送受信を用いて個別チャネルを送信する場合で、かつ、個別チャネルの伝送レートが「低速」として定義された伝送レートである場合に、低速レート用個別チャネルの1スロット当たりに挿入するパイロットシンボルの数を増大することによって、当該低速レート用個別チャネルのフォーマットを変更する。
【0074】
図4(a)に、かかる場合の低速レート用個別チャネルのフォーマットの一例を示し、図4(b)に、かかる場合の高速レート用個別チャネルのフォーマットの一例を示す。
【0075】
例えば、個別チャネル用フォーマット生成部14は、図4(a)に示すように、低速レート用個別チャネルの1スロット当たりに挿入するパイロットシンボルの数を「NL _ P」から「NL _ P+NP _ add」に増大する。
【0076】
また、個別チャネル用フォーマット生成部14は、指向性ビーム送受信を用いて個別チャネルを送信する場合で、かつ、個別チャネルの伝送レートが「高速」として定義された伝送レートである場合に、高速レート用個別チャネルの1スロット当たりに挿入するパイロットシンボルの数を増大することによって、当該高速レート用個別チャネルのフォーマットを変更してもよい。
【0077】
かかる場合、高速レート用個別チャネルにおいて増大させるパイロットシンボルの数は、低速レート用個別チャネルにおいて増大させるパイロットシンボルの数よりも少なく設定される。
【0078】
また、個別チャネル用フォーマット生成部14は、指向性ビーム送受信を用いて個別チャネルを送信する場合で、かつ、個別チャネルの伝送レートが「高速」として定義された伝送レートである場合に、高速レート用個別チャネルのフォーマットを変更しなくてもよい。高速レート用個別チャネルは、低速レート用個別チャネルと比較して、パイロットシンボルの総電力が大きいため、かかる構成を用いることができる。
【0079】
個別チャネル送信部15は、個別チャネル用フォーマット生成部14に接続されており、個別チャネル用フォーマット生成部14によってパイロットシンボルが挿入された個別チャネルを移動局30に送信するものである。
【0080】
個別チャネル送信部15は、パイロットチャネル制御部12による決定結果に応じて、指向性ビーム送信を用いて個別チャネルを送信するか又は無指向性ビーム送信を用いて個別チャネルを送信する。
【0081】
共通パイロットチャネル送信部16は、パイロットチャネル制御部12に接続されており、パイロットチャネル制御部12からの指示に応じて、共通パイロットチャネルにパイロットシンボルを挿入して、この共通パイロットチャネルを無指向性ビーム送信で移動局30に送信するものである。
【0082】
移動局30は、図5に示すように、受信機能通知部31と、下りリンク送信方法通知受信部32と、個別チャネル受信部33と、共通パイロットチャネル受信部34と、チャネル切替部35と、チャネル推定部36と、再生部37とを具備している。
【0083】
受信機能通知部31は、当該移動局30が指向性ビーム受信対応か又は指向性ビーム受信非対応かを示す受信機能を基地局10に通知するものである。当該移動局30が、機能的には指向性ビーム受信対応であるが、現在は、指向性ビームを受信することができない場合に、又は、機能的には指向性ビーム受信非対応である場合に、受信機能通知部31は、その旨を受信機能として送信することができる。
【0084】
下りリンク送信方法通知受信部32は、チャネル切替部35に接続されており、基地局10から送信された下りリンク送信方法通知を受信してチャネル切替部35に送信するものである。
【0085】
個別チャネル受信部33は、チャネル切替部35に接続されており、基地局10から送信された個別チャネルを受信してチャネル切替部35に送信するものである。個別チャネル受信部33は、基地局10から無指向性ビームで送信された個別チャネル及び基地局10から指向性ビームで送信された個別チャネルを受信することができる。
【0086】
共通パイロットチャネル受信部34は、チャネル切替部35に接続されており、基地局10から無指向性ビームで送信された共通パイロットチャネルを受信してチャネル切替部35に送信するものである。
【0087】
チャネル切替部35は、下りリンク送信方法通知受信部32と個別チャネル受信部33と共通パイロットチャネル受信部34とに接続されており、下りリンク送信方法通知受信部から送信された「下りリンク送信方法」に応じて、個別チャネル受信部33から送信された個別チャネルに挿入されたパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行うか、又は、共通パイロットチャネル受信部34から送信された共通パイロットチャネルに挿入されたパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行うかを切り替えるものである。
【0088】
具体的には、チャネル切替部35は、指向性ビームで個別チャネルを送信する旨を示す「下りリンク送信方法」を受信した場合、個別チャネルに挿入されたパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行うと決定し、この決定結果をチャネル推定部36に通知する。
【0089】
一方、チャネル切替部35は、無指向性ビームで個別チャネルを送信する旨を示す「下りリンク送信方法」を受信した場合、共通パイロットチャネルに挿入されたパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行うと決定し、この決定結果をチャネル推定部36に通知する。
【0090】
チャネル推定部36は、チャネル切替部35と再生部37とに接続されており、パイロットシンボルを用いてチャネル推定を行うものである。具体的には、チャネル推定部36は、チャネル切替部35からの決定結果に基づいて、個別チャネルに挿入されたパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行うか、又は、共通パイロットチャネルに挿入されたパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行う。
【0091】
再生部37は、個別チャネル受信部33とチャネル推定部36とに接続されており、チャネル推定部36から送信されたチャネル推定値を用いて、個別チャネル受信部33によって受信された個別チャネルに含まれているデータシンボルから、送信データを復調して再生するものである。
【0092】
(本実施形態に係る無線通信システムの動作)
本実施形態に係る無線通信システムの動作を、図6を参照にして説明する。
【0093】
図6に示すように、ステップ601において、移動局30の受信機能通知部31が、当該移動局30が「指向性ビーム受信対応」か「指向性ビーム受信非対応」を示す「受信機能」を基地局10に通知する。図7に、ステップ601が行われている様子を示す。
【0094】
ステップ602において、基地局10のパイロットチャネル制御部12が、受信機機能通知受信部11を介して受信した「受信機能」が「指向性ビーム受信対応」であるか否かを判断する。
【0095】
「受信機能」が「指向性ビーム受信対応」である場合、ステップ603において、基地局10の個別チャネル用フォーマット生成部14が、個別チャネルのフォーマットを変更すると共に、ステップ604において、基地局10の下りリンク送信方法通知部13が、「指向性ビームで個別チャネルを送信する」ことを示す「下りリンク送信方法」を移動局30に対して通知する。図8に、ステップ604が行われている様子を示す。
【0096】
ここで、例えば、個別チャネル用フォーマット生成部14は、個別チャネルに挿入するパイロットシンボルの数を増大することによって、個別チャネルのフォーマットを変更する。
【0097】
ステップ605において、基地局10の個別チャネル送信部15が、指向性ビームで個別チャネルを移動局30に対して送信する。図9に、ステップ605が行われている様子を示す。
【0098】
ステップ606において、移動局30チャネル切替部35が、下りリンク送信方法通知受信部32によって受信された「下りリンク送信方法」に基づいて「個別チャネルに挿入されたパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行うことを決定し、チャネル推定部36が、この決定結果に応じて、個別チャネル受信部33により受信された個別チャネルに挿入されているパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行う。
【0099】
一方、「受信機能」が「指向性ビーム受信対応」でない場合、ステップ607において、基地局10の下りリンク送信方法通知部13が、「無指向性ビームで個別チャネルを送信する」ことを示す「下りリンク送信方法」を移動局30に対して通知する。
【0100】
ステップ608において、基地局10の個別チャネル送信部15が、無指向性ビームで個別チャネルを移動局30に対して送信し、基地局10の共通パイロットチャネル送信部16が、無指向性ビームで共通パイロットチャネルを移動局30に対して送信する。
【0101】
ステップ609において、移動局30チャネル切替部35が、下りリンク送信方法通知受信部32によって受信された「下りリンク送信方法」に基づいて「共通パイロットチャネルに挿入されたパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行うことを決定し、チャネル推定部36が、この決定結果に応じて、共通パイロットチャネル受信部34により受信された共通パイロットチャネルに挿入されているパイロットシンボルを用いてチャネル推定を行う。
【0102】
ステップ610において、再生部37が、チャネル推定部36から送信されたチャネル推定値を用いて、個別チャネルに含まれるデータシンボルから送信データを再生する。
【0103】
(本実施形態に係る無線通信システムの作用・効果)
本実施形態に係る無線通信システムによれば、個別チャネル用フォーマット生成部14が、指向性ビームで送信する場合の個別チャネルのフォーマットと、無指向性ビームで送信する場合の個別チャネルのフォーマットとを変更するため、基地局10が指向性ビーム送受信を適用する場合における個別チャネルを用いたチャネル推定の精度を向上することができる。
【0104】
また、本実施形態に係る無線通信システムによれば、下りリンク送信方法通知部13が、下りリンク送信方法を通知するため、指向性ビーム受信対応の移動局30が、下りリンクにおいて指向性ビーム送信が用いられるか又は無指向性ビーム送信を用いられるかを事前に把握することができる。
【0105】
また、本実施形態に係る無線通信システムによれば、受信機能通知部31が、各移動局30の受信機能を基地局10に通知するため、基地局10は、各移動局30に対して、指向性ビーム送信を行うべきか又は無指向性ビーム送信を行うべきかを判断することができる。
【0106】
また、本実施形態に係る無線通信システムによれば、個別チャネル用フォーマット生成部14が、個別チャネルの伝送レートに応じて個別チャネルのフォーマットを変更するため、低速レート用個別チャネルに挿入されているパイロットシンボルを用いたチャネル推定の精度を向上することができる。
【0107】
また、本実施形態に係る無線通信システムによれば、個別チャネル用フォーマット生成部14が、指向性ビームで個別チャネルを送信する場合に個別チャネルの1スロット当たりに挿入するパイロットシンボルの数を増大するため、共通パイロットチャネルに挿入されているパイロットシンボルと比較して電力が小さい個別チャネルに挿入されているパイロットシンボルを用いたチャネル推定の精度を向上することができる。
【0108】
(変更例1)
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、指向性ビームで個別チャネルを送信する場合に、個別チャネル用フォーマット生成部14によって変更される個別チャネルのフォーマットを、図10のように構成してもよい。
【0109】
すなわち、本変更例に係る基地局10の個別チャネル用フォーマット生成部14は、指向性ビーム送受信を用いて個別チャネルを送信する場合で、かつ、個別チャネルの伝送レートが「低速」として定義された伝送レートである場合に、低速レート用個別チャネルに挿入するパイロットシンボルの電力を増大することによって、当該低速レート用個別チャネルのフォーマットを変更する。
【0110】
図10(a)に、かかる場合の低速レート用個別チャネルのフォーマットの一例を示し、図10(b)に、かかる場合の高速レート用個別チャネルのフォーマットの一例を示す。
【0111】
例えば、個別チャネル用フォーマット生成部14は、図10(a)に示すように、低速レート用個別チャネルに挿入するパイロットシンボルの電力を、データシンボルの電力に対してM倍のパワーオフセットをかける。
【0112】
また、個別チャネル用フォーマット生成部14は、指向性ビーム送受信を用いて個別チャネルを送信する場合で、かつ、個別チャネルの伝送レートが「高速」として定義された伝送レートである場合に、高速レート用個別チャネルに挿入するパイロットシンボルの電力を増大することによって、当該高速レート用個別チャネルのフォーマットを変更してもよい。
【0113】
かかる場合、高速レート用個別チャネルにおいて増大させるパイロットシンボルの電力は、低速レート用個別チャネルにおいて増大させるパイロットシンボルの電力よりも小さく設定される。
【0114】
また、個別チャネル用フォーマット生成部14は、指向性ビーム送受信を用いて個別チャネルを送信する場合で、かつ、個別チャネルの伝送レートが「高速」として定義された伝送レートである場合に、高速レート用個別チャネルのフォーマットを変更しなくてもよい。高速レート用個別チャネルは、低速レート用個別チャネルと比較して、パイロットシンボルの総電力が大きいため、かかる構成を用いることができる。
【0115】
本変更例に係る無線通信システムによれば、個別チャネル用フォーマット生成部14が、指向性ビームで個別チャネルを送信する場合に個別チャネルの1スロット当たりに挿入するパイロットシンボルの電力を増大するため、共通パイロットチャネルに挿入されているパイロットシンボルと比較して電力が小さい個別チャネルに挿入されているパイロットシンボルを用いたチャネル推定の精度を向上することができる。
【0116】
(変更例2)
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、個別チャネル用フォーマット生成部14の動作を以下のように変更してもよい。
【0117】
本変更例に係る個別チャネル用フォーマット生成部14は、移動局30が複数の基地局10との間でハンドオーバ通信を行っている場合で、かつ、移動局30に対して指向性ビームで個別チャネルを送信する基地局10の数が所定数以上になった場合に、指向性ビームで送信される個別チャネルに挿入されるパイロットシンボルの電力を増大するように構成される。
【0118】
ここで、移動局30が、3個の基地局10#1乃至10#3との間でハンドオーバ通信を行っている場合で、基地局10#2及び基地局10#3が、指向性ビームを用いて個別チャネルを移動局30に送信している場合を想定する。
【0119】
かかる場合、上述の所定数が「1」又は「2」と設定されていると、移動局30に対して指向性ビームで個別チャネルを送信する基地局10の数が所定数以上であるため、基地局10#2及び基地局10#3の個別チャネル用フォーマット生成部14は、個別チャネルのフォーマットを変更する。
【0120】
例えば、基地局10#2及び基地局10#3の個別チャネル用フォーマット生成部14は、図11に示すように、個別チャネルに挿入されるパイロットシンボルの電力を、データシンボルの電力に対してM倍のパワーオフセットをかけることにより増大する。
【0121】
また、かかる場合、基地局10#2及び基地局10#3の個別チャネル用フォーマット生成部14は、個別チャネルの1スロット当たりに挿入されるパイロットシンボルの数を増大してもよい。
【0122】
また、個別チャネル用フォーマット生成部14は、移動局30に対して指向性ビームで個別チャネルを送信する基地局10の数が所定数以上となる直前に、個別チャネルのフォーマットを変更してもよいし、移動局30に対して指向性ビームで個別チャネルを送信する基地局10の数が所定数以上となった後に、個別チャネルのフォーマットを変更してもよい。
【0123】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基地局において、指向性ビームで個別チャネルを送信する場合に、当該個別チャネルのフォーマットを変更することによって、移動局におけるチャネル推定の精度を向上して、下りリンク容量を増大させることを可能とする無線通信システム、無線通信方法、これらに用いて好適な基地局及び移動局を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの全体構成図である。
【図2】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの全体構成図である。
【図3】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの第1の基地局の機能ブロック図である。
【図4】本発明の一実施形態に係る無線通信システムで用いられる個別チャネルのフォーマットの一例を示す図である。
【図5】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの第1の移動局の機能ブロック図である。
【図6】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの動作を示すフローチャートである。
【図7】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおいて、移動局が受信機能を基地局に通知する様子を示す図である。
【図8】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおいて、基地局が下りリンク送信方法を移動局に通知する様子を示す図である。
【図9】本発明の一実施形態に係る無線通信システムにおいて、基地局が指向性ビームで個別チャネルを移動局に送信する様子を示す図である。
【図10】本発明の一変更例に係る無線通信システムで用いられる個別チャネルのフォーマットの一例を示す図である。
【図11】本発明の一変更例に係る無線通信システムで用いられる個別チャネルのフォーマットの一例を示す図である。
【図12】従来技術に係るCAAAD受信方式が適用されている基地局の機能を説明する図である。
【図13】従来技術に係る無線通信システムで用いられる個別チャネル及び共通パイロットチャネルのフォーマットの一例を示す図である。
【図14】従来技術に係る無線通信システムで用いられる個別チャネルのフォーマットの一例を示す図である。
【図15】従来技術に係る無線通信システムにおいて、基地局が、下りリンクにおいて指向性ビーム送信を用いている様子を示す図である。
【符号の説明】
1a、1b、2a、2b、3a、3b…セクタ
5a…指向性ビーム
6a、6b…無指向性ビーム
10…移動局
11…受信機能通知受信部
12…パイロットチャネル制御部
13…下りリンク送信方法通知部
14…個別チャネル用フォーマット生成部
15…個別チャネル送信部
16…共通パイロットチャネル送信部
30…基地局
31…受信機能通知部
32…下りリンク送信方法通知受信部
33…個別チャネル受信部
34…共通パイロットチャネル受信部
35…チャネル切替部
36…チャネル推定部
37…再生部
Claims (8)
- 指向性ビーム送受信対応の第1の基地局と、指向性ビーム送受信非対応の第2の基地局と、指向性ビーム受信対応の第1の移動局と、指向性ビーム受信非対応の第2の移動局とを含む無線通信システムであって、
前記第1の基地局は、
パイロットシンボルが挿入された個別チャネルを送信する個別チャネル送信部と、
前記個別チャネルのフォーマットを生成する個別チャネル用フォーマット生成部とを具備し、
前記個別チャネル用フォーマット生成部は、指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットと、無指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットとを変更するように構成されており、
前記個別チャネル用フォーマット生成部は、指向性ビームで前記個別チャネルを送信する場合に、無指向性ビームで該個別チャネルを送信する場合と比べて、該個別チャネルの1スロット当たりに挿入する前記パイロットシンボルの数を増大させることを特徴とする無線通信システム。 - 指向性ビーム送受信対応の第1の基地局と、指向性ビーム送受信非対応の第2の基地局と、指向性ビーム受信対応の第1の移動局と、指向性ビーム受信非対応の第2の移動局とを含む無線通信システムであって、
前記第1の基地局は、
パイロットシンボルが挿入された個別チャネルを送信する個別チャネル送信部と、
前記個別チャネルのフォーマットを生成する個別チャネル用フォーマット生成部とを具備し、
前記個別チャネル用フォーマット生成部は、指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットと、無指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットとを変更するように構成されており、
前記個別チャネル用フォーマット生成部は、指向性ビームで前記個別チャネルを送信する場合に、無指向性ビームで該個別チャネルを送信する場合と比べて、該個別チャネルに挿入される前記パイロットシンボルの電力を増大させることを特徴とする無線通信システム。 - 指向性ビーム送受信対応の第1の基地局と、指向性ビーム送受信非対応の第2の基地局と、指向性ビーム受信対応の第1の移動局と、指向性ビーム受信非対応の第2の移動局とを含む無線通信システムであって、
前記第1の基地局は、
パイロットシンボルが挿入された個別チャネルを送信する個別チャネル送信部と、
前記個別チャネルのフォーマットを生成する個別チャネル用フォーマット生成部とを具備し、
前記個別チャネル用フォーマット生成部は、指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットと、無指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットとを変更するように構成されており、
前記第1の移動局が複数の前記第1の基地局との間でハンドオーバ通信を行っている場合で、かつ、該第1の移動局に対して指向性ビームで前記個別チャネルを送信する該第1の基地局の数が所定数以上になった場合に、前記個別チャネル用フォーマット生成部は、無指向性ビームで送信される該個別チャネルに挿入される前記パイロットシンボルの電力と比べて、指向性ビームで送信される該個別チャネルに挿入される前記パイロットシンボルの電力を増大させることを特徴とする無線通信システム。 - 指向性ビーム受信対応の第1の移動局が、指向性ビーム送受信対応の第1の基地局に対して、指向性ビーム受信対応である旨を示す受信機能を通知する工程Aと、
前記第1の基地局が、指向性ビームで送信する場合の個別チャネルのフォーマットを変更する工程Bと、
前記第1の基地局が、下りリンクで指向性ビーム送信を用いる旨を示す下りリンク送信方法を前記第1の移動局に通知する工程Cと、
前記第1の基地局が、前記第1の移動局に対して指向性ビームで前記個別チャネルを送信する工程Dと、
前記第1の移動局が、前記下りリンク送信方法に応じて、前記個別チャネルに挿入された前記パイロットシンボルを用いてチャネル推定を行う工程Eとを有し、
前記工程Bにおいて、前記第1の基地局が、指向性ビームで前記個別チャネルを送信する場合に、無指向性ビームで該個別チャネルを送信する場合と比べて、該個別チャネルの1スロット当たりに挿入する前記パイロットシンボルの数を増大させることを特徴とする無線通信方法。 - 指向性ビーム受信対応の第1の移動局が、指向性ビーム送受信対応の第1の基地局に対して、指向性ビーム受信対応である旨を示す受信機能を通知する工程Aと、
前記第1の基地局が、指向性ビームで送信する場合の個別チャネルのフォーマットを変更する工程Bと、
前記第1の基地局が、下りリンクで指向性ビーム送信を用いる旨を示す下りリンク送信方法を前記第1の移動局に通知する工程Cと、
前記第1の基地局が、前記第1の移動局に対して指向性ビームで前記個別チャネルを送信する工程Dと、
前記第1の移動局が、前記下りリンク送信方法に応じて、前記個別チャネルに挿入された前記パイロットシンボルを用いてチャネル推定を行う工程Eとを有し、
前記工程Bにおいて、前記第1の基地局が、指向性ビームで前記個別チャネルを送信する場合に、無指向性ビームで該個別チャネルを送信する場合と比べて、該個別チャネルに挿入される前記パイロットシンボルの電力を増大させることを特徴とする無線通信方法。 - パイロットシンボルが挿入された個別チャネルを送信する個別チャネル送信部と、
前記個別チャネルのフォーマットを生成する個別チャネル用フォーマット生成部とを具備する基地局であって、
前記個別チャネル用フォーマット生成部は、指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットと、無指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットとを変更するように構成されており、
前記個別チャネル用フォーマット生成部は、指向性ビームで前記個別チャネルを送信する場合に、無指向性ビームで該個別チャネルを送信する場合と比べて、該個別チャネルの1スロット当たりに挿入する前記パイロットシンボルの数を増大させることを特徴とする基地局。 - パイロットシンボルが挿入された個別チャネルを送信する個別チャネル送信部と、
前記個別チャネルのフォーマットを生成する個別チャネル用フォーマット生成部とを具備する基地局であって、
前記個別チャネル用フォーマット生成部は、指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットと、無指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットとを変更するように構成されており、
前記個別チャネル用フォーマット生成部は、指向性ビームで前記個別チャネルを送信する場合に、無指向性ビームで該個別チャネルを送信する場合と比べて、該個別チャネルに挿入される前記パイロットシンボルの電力を増大させることを特徴とする基地局。 - パイロットシンボルが挿入された個別チャネルを送信する個別チャネル送信部と、
前記個別チャネルのフォーマットを生成する個別チャネル用フォーマット生成部とを具備する基地局であって、
前記個別チャネル用フォーマット生成部は、指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットと、無指向性ビームで送信する場合の前記個別チャネルのフォーマットとを変更するように構成されており、
移動局が複数の基地局との間でハンドオーバ通信を行っている場合で、かつ、該移動局に対して指向性ビームで前記個別チャネルを送信する該基地局の数が所定数以上になった場合に、前記個別チャネル用フォーマット生成部は、無指向性ビームで送信される該個別チャネルに挿入される前記パイロットシンボルの電力と比べて、指向性ビームで送信される該個別チャネルに挿入される前記パイロットシンボルの電力を増大させることを特徴とする基地局。
Priority Applications (9)
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