JP5011161B2

JP5011161B2 - 基地局装置

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Publication number: JP5011161B2
Application number: JP2008050594A
Authority: JP
Inventors: 順北門
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2008-02-29
Filing date: 2008-02-29
Publication date: 2012-08-29
Anticipated expiration: 2028-02-29
Also published as: WO2009107366A1; KR20100110878A; CN101940048A; US20110044194A1; JP2009212564A

Description

本発明は、チャネル割当技術に関し、特に、端末装置にチャネルを割り当てる基地局装置に関する。

近年、無線通信の分野においても、通信の高速化が望まれている。無線通信における通信の高速化は、たとえば、１つの端末が同時に複数のチャネルを用いて通信を実行すること（以下、マルチチャネル通信と呼ぶ）により実現される。マルチチャネル通信を行う場合、基地局は、周辺局からの到来信号の干渉波レベルをモニタすることによって、干渉波の到来がなく、通信品質が良好になると想定されるタイムスロットやキャリアをサーチする。基地局は、サーチした結果から、端末装置が要求する通信の品質に応じて、端末装置に割り当てるべきタイムスロットやキャリアを決定する。

しかしながら、このような割り当ては要求順でなされるため、たとえば、最初にチャネル割り当てを行った端末に対しては、たとえ低品質の通信が要求されていたとしても、最良のチャネルを割り当てることになる。そうすると、次に、高品質の通信を要求する端末が存在したような場合、その端末に割り当てられるチャネルが存在しない場合がある。このような課題に対し、従来、あらかじめ品質の良好なチャネルをいくつかキープしておくことによって、基地局は、端末の要求品質に応じた最適なチャネル割り当てを実現する技術を開示するものがある（たとえば、特許文献１参照）。
特開平１１−２６２０４４号公報

しかしながら、チャネルを割り当てた後において、通信環境が変化する場合がある。たとえば、遅延波による干渉が発生すると、通信品質が低下する場合がある。このような場合、通信断や、再度の割り当て処理が発生するため、非効率となる。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、効率的にチャネルを割り当てることができる技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の基地局装置は、チャネルの割当の要求を端末装置から受信する受信部と、受信部において要求が受信されたことを契機として、周波数リソースと、周波数以外のリソースとの組み合わせにより規定されるチャネルを対象として、キャリアセンスを実行する測定部と、測定部によってキャリアセンスが実行されたチャネルのいずれかを端末装置に対して割り当てるチャネル割当部と、を備える。チャネル割当部は、同一の端末装置に対して２つ目以降のチャネルをさらに割り当てる場合、すでに割り当てたチャネルの周波数リソースを他のリソースよりも優先して、その周波数リソースと同一の周波数を有するチャネルを割り当てる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、端末にチャネルを効率的に割り当てることができる。

本発明の実施形態を具体的に説明する前に、まず、概要について述べる。本発明の実施形態は、チャネル割り当て技術に関する。チャネル割り当て技術は、端末装置からの要求を受けて、基地局装置が最適なチャネルを選択して、割り当てる技術である。最適なチャネルを割り当てると、通信品質が向上するため、端末装置は快適な通信を実施できる。また、通信品質の向上により、再送回数が抑制されるため、システムリソースの効率的な使用が可能となる。最適なチャネルは、たとえば、端末装置が要求する通信サービスの品質レベル（ＱｏＳ：ＱｕａｌｉｔｙｏｆＳｅｒｖｉｃｅ）を考慮して決定される。

割り当ての対象となるチャネルは、通信方式によって異なるものとなる。たとえば、ＴＤＭＡ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅｘＡｃｃｅｓｓ）方式においては、タイムスロットを割り当てることになり、また、ＦＤＭＡ（ＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方式においては周波数を割り当てることになる。以下においては、説明の便宜上、マルチキャリアＴＤＭＡ方式を対象として説明するが、これには限定されない。

マルチキャリアＴＤＭＡ方式においては、周波数リソースと時間リソースの組み合わせにより、割り当て可能なチャネルが規定されている。したがって、基地局装置は、複数の周波数帯と複数のタイムスロットから、使用可能なチャネルを選択する。しかしながら、選択したチャネルにおいて通信を実行したとしても、遅延波が発生したような場合、通信品質が劣化することがある。遅延波の有無は、基地局と端末の位置関係や周波数に大きく依存するため、実際に通信を実行するまでは判断できない。

したがって、本発明の実施形態にかかる基地局装置においては、同一の端末装置に対して複数のチャネルを割り当てる場合、その端末装置に対してすでに割り当てたチャネルを考慮して、割り当てるべきチャネルを選択することとした。このような態様により、遅延波の影響が小さくなるような最適なチャネルを割り当てることが可能となる。

図１は、本発明の実施形態にかかる基地局装置１００の構成例を示す図である。基地局装置１００は、受信部１０と、チャネル測定部２０と、メモリ４０と、チャネル割当部５０と、送信部６０とを含む。なお、基地局装置１００は、有線ネットワークとの通信に関する処理などについては、公知の技術を用いて実行されればよいため、説明を省略する。

受信部１０は、端末装置（以下、ユーザともいう。）から送信されたチャネル割り当てに関する要求信号を受信する。この要求信号には、送信元の端末装置が示された識別番号と、チャネルの割り当てを要求する旨とが含まれる。また、受信部１０は、他局から到来した信号を受信する。受信部１０は、受信した信号に対して復調処理を実行して、チャネル測定部２０に送る。復調処理は、フィルタ処理や誤り訂正処理などを含み、公知の技術により実施されればよい。

チャネル測定部２０は、他局から到来した信号を対象として、キャリアセンスを実行する。キャリアセンスは、選択の対象となるべきチャネルごとに、干渉波のレベルを測定することで実施される。

図２は、図１のチャネル測定部２０において選択対象となるべき複数のチャネル２００の例を示す図である。横軸はタイムスロット、縦軸は周波数を示す。図示するごとく、選択の対象となるべきチャネル２００として、１６個の第１チャネル２１０〜第１６チャネル３６０が存在する。ここでは、周波数キャリア数＝４、タイムスロット数＝４の場合を示しているが、これには限定されない。

また、図２は、１フレーム分のチャネルを示す。各フレームは、同一のチャネル構造を有する。すなわち、基地局装置１００は、各フレームにおいて同一に使用すべきチャネルを割り当て、その後は、各フレームにおいて同一のチャネルが繰り返して使用される。たとえば、端末装置Ｘに対して、図２の第６チャネル２６０が割り当てられたとする。この場合、端末装置Ｘは、フレームによらず、第６チャネル２６０を使用することとなる。

図１に戻る。チャネル測定部２０は、図２に示された第１チャネル２１０〜第１６チャネル３６０のそれぞれのチャネル２００についての干渉波レベルを測定し、しきい値との比較結果をメモリ４０に記憶する。詳細は後述する。

メモリ４０は、チャネル測定部２０により測定された干渉波レベルと、しきい値との比較結果を記憶する。また、メモリ４０は、チャネル測定部２０により選択されたチャネル測定部２０ごとの割り当てユーザに関する情報を割当管理テーブル６００に記憶する。

チャネル割当部５０は、メモリ４０にアクセスして割当管理テーブル６００を参照し、チャネル割り当てを要求する端末装置に対して、チャネルを割り当てる。また、チャネル割当部５０は、割り当てた結果をメモリ４０に記憶する。詳細は後述する。さらに、チャネル割当部５０は、該当ユーザへの送信信号に、割り当てチャネルに関する情報を含める。送信部６０は、割り当てチャネルに関する情報が含められた送信信号を該当ユーザに送信する。

図３は、図１のメモリ４０に記憶される割当管理テーブル６００の態様例を示す図である。割当管理テーブル６００は、チャネル欄６１０と、ユーザＩＤ欄６２０と、割当順序欄６３０と、レベル判定欄６４０とを含む。チャネル欄６１０には、図２に示されたチャネル２００を示す識別子が含まれる。

ユーザＩＤ欄６２０には、チャネル欄６１０に示されたチャネル２００が割り当てられた端末装置に関する識別子が含まれる。割当順序欄６３０には、同一の端末装置に対して１つ以上のチャネル２００を割り当てている場合、そのチャネル２００を何番目に割り当てたかを示す番号（以下、割当順序という。）が含まれる。

図３の割当管理テーブル６００においては、第１チャネル２１０にユーザＣが割り当てられ、第２チャネル２２０と第３チャネル２３０にユーザＢが割り当てられ、第１０チャネル３００にユーザＡが割り当てられていることを示す。一方、第１６チャネル３６０には、いずれのユーザも割り当てられていないことを示す。また、第２チャネル２２０には、ユーザＢに対して１回目に割り当てられたチャネル２００であり、第３チャネル２３０には、ユーザＢに対して２回目に割り当てられたチャネル２００であることが示されている。

レベル判定欄６４０は、干渉波レベルと所定のしきい値との比較結果を示す欄である。チャネル欄６１０に示されるチャネル２００が、所定のしきい値よりも低い干渉波レベルであった場合、レベル判定欄６４０には、「○」が示される。所定のしきい値以上である場合、「×」が示される。図３の割当管理テーブル６００においては、第１チャネル２１０、第２チャネル２２０、第３チャネル２３０、第１０チャネル３００の干渉波レベルはしきい値よりも小さく、第１６チャネル３６０の干渉波レベルはしきい値以上であることが示されている。

ここで、チャネル測定部２０とチャネル割当部５０におけるチャネル割り当てについて、詳細に説明する。まず、チャネル測定部２０は、受信部１０において要求を受け付けたことを契機として、図２に示されるそれぞれのチャネル２００を対象として、キャリアセンスを実行する。チャネル測定部２０は、キャリアセンスの実行結果について、図３に示すように、チャネル２００ごとに、所定のしきい値との比較結果をメモリ４０の割当管理テーブル６００のレベル判定欄６４０に記憶する。

つぎに、チャネル割当部５０は、メモリ４０に記憶されたチャネル２００ごとの干渉波レベルを考慮して、端末装置にいずれかのチャネル２００を割り当てる。また、チャネル割当部５０は、割り当てたチャネル２００と、端末装置との対応について、割当管理テーブル６００のチャネル欄６１０とユーザＩＤ欄６２０に記憶する。

具体的には、チャネル割当部５０は、まず、メモリ４０に記憶された割当管理テーブル６００を参照して、割り当て要求のあった端末装置に対して、すでにチャネル２００を割り当てているか否かを調べる。割当管理テーブル６００のユーザＩＤ欄６２０に、割り当て要求のあった端末装置が存在しない場合、チャネル割当部５０は、チャネル測定部２０によって測定された複数のチャネル２００のうち、他の端末装置に割り当てていないチャネル２００であって、かつ、最も良好な品質を有するチャネル２００を端末装置に割り当てる。

品質は、干渉波のレベルが小さいほど、良好であると判断される。判断の際に、所定のしきい値と比較されてもよい。しきい値より小さい干渉波レベルとなったチャネル２００が、割り当て可能なチャネルとして選択されてもよい。しきい値は、端末装置が求めるＱｏＳに応じて決定されてもよい。以下、説明の便宜上、他の端末装置に割り当てていないチャネル２００であって、かつ、しきい値より小さい干渉波レベルを有するチャネル２００を「割当可能チャネル」と表記する。

一方、割当管理テーブル６００のユーザＩＤ欄６２０に、割り当て要求のあった端末装置が存在する場合、チャネル割当部５０は、当該端末装置に対して過去に割り当てたチャネル２００を考慮して、２つ目以降の割当可能チャネルを選択する。具体的には、チャネル割当部５０は、割当管理テーブル６００を参照して、過去に割り当てたチャネル２００を確認する。そして、そのチャネル２００にかかる周波数と同一の周波数を有するチャネル２００を検索する。

遅延波は周波数が異なると通信品質に与える影響度合いが異なり、過去に通信実績のある周波数を使用する方がよいため、過去に割り当てたチャネル２００を基準としたときの２つ目のチャネルとしては、時間方向ではなく、周波数方向に存在するチャネルを優先して選択することとしている。複数のチャネル２００が検索された場合、チャネル割当部５０は、その中で、干渉波レベルの小さいチャネル２００を選択する（以下、割当選択処理という。）。

過去に割り当てたチャネル２００が複数存在する場合、チャネル割当部５０は、当該端末装置に対して、割当管理テーブル６００の割当順序欄６３０を参照する。そして、チャネル割当部５０は、より直近において割り当てたチャネル２００にかかる周波数と同一の周波数を有するチャネル２００を優先して割り当てる。より直近において割り当てたチャネル２００にかかる周波数と同一の周波数を有するチャネル２００が存在しないような場合、その１つ前の段階において割り当てたチャネル２００が考慮されてもよい。また、最初に割り当てたチャネル２００にかかる周波数と同一の周波数を有するチャネル２００を割り当ててもよい。

具体例を用いて説明する。図４（ａ）は、図１のチャネル割当部５０における第１の割当例を示す図である。この例では、第１０チャネル３００が割当チャネル４００としてすでに割り当てられていた端末装置Ａから、再度、チャネル割り当ての要求があった場合を想定している。この場合、チャネル割当部５０は、まず、すでに割り当てられている第１０チャネル３００と同一の周波数を有する第９チャネル２９０、第１１チャネル３１０、第１２チャネル３２０を検索して、割当候補チャネル５００として選択する。チャネル割当部５０は、３つの割当候補チャネル５００のうち、割当選択処理にしたがって、端末装置Ａに割当可能チャネルを判定する。

ここで、図４（ｂ）のような状態とする。図４（ｂ）は、図４（ａ）の割当例における割当管理テーブル６００の例を示す図である。図示するごとく、第１１チャネル３１０は、すでに他の端末装置Ｂに割り当てられている。また、第１２チャネル３２０は、所定のしきい値よりも高い干渉波レベルを有している。したがって、図４（ｂ）のような状態の場合、割当可能チャネルは第９チャネル２９０のみとなる。チャネル割当部５０は、第９チャネル２９０を端末装置Ａに割り当てるチャネル２００として選択する。なお、割り当て可能なチャネル２００が複数存在する場合、チャネル割当部５０は、割当選択処理に従って、割当可能チャネルを選択する。

もう１つ例を示す。図５（ａ）は、図１のチャネル割当部５０における第２の割当例を示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の割当例における割当管理テーブル６００の例を示す図である。この例では、第１０チャネル３００と第７チャネル２７０の２つのチャネル２００がすでに割り当てられている端末装置Ａから、更なる割り当て要求があった場合を想定している。

ここで、第１０チャネル３００が最初に割り当てられ、次に、第７チャネル２７０が割り当てられている。このように、同一の端末装置に対して３つ目以降のチャネルをさらに割り当てる場合、より直近に割り当てられたチャネルを優先して考慮することとする。より直近に割り当てられたチャネルは、時間的な経過が少ないことから、信頼性が高いと考えられるからである。

具体的には、チャネル割当部５０は、より直近に割り当てられた第７チャネル２７０と同一の周波数を有するチャネル２００を検索し、第５チャネル２５０、第６チャネル２６０、第７チャネル２７０を第２割当候補チャネル５２０として選択する。

ここで、図５（ｂ）の割当管理テーブル６００を見ると、第２割当候補チャネル５２０のいずれのチャネル２００も割り当て不可能であることが分かる。このような場合、チャネル割当部５０は、第７チャネル２７０の割り当ての１つ前に割り当てた第１０チャネル３００について、割り当て可能であるか判定する。第１０チャネル３００と同一周波数を有する第１割当候補チャネル５１０は、第９チャネル２９０と第１１チャネル３１０と第１２チャネル３２０である。このうち、割当可能チャネルは、第１１チャネル３１０と第１２チャネル３２０となる。チャネル割当部５０は、前述の割当選択処理にしたがって、端末装置Ａに割り当てるべきチャネル２００を選択する。

なお、過去に割り当てたいずれのチャネル２００においても、同一の周波数を有する割当可能チャネルが存在しない場合、チャネル割当部５０は、過去の割り当てを考慮することなく、第１チャネル２１０から第１６チャネル３６０の中から、割当可能チャネルを選択すればよい。

上述したこれらの構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

図６は、図１の基地局装置１００の動作例を示す図である。まず、チャネル測定部２０は、他局から到来した信号に対してキャリアセンスを実行して、割り当ての対象となるそれぞれのチャネル２００についての干渉波レベルを測定する（Ｓ１０）。受信部１０においてチャネル割り当ての要求を端末装置から受信した場合、チャネル割当部５０は、メモリ４０にアクセスして、その端末装置に対して、すでに割り当てたチャネルが存在するか否かを確かめる（Ｓ１２）。

すでに割り当てたチャネルが存在しない場合（Ｓ１２のＮ）、チャネル割当部５０は、他の端末装置が使用していないチャネルであって、かつ、最も干渉レベルの小さいチャネルを割り当てる（Ｓ１６）。一方、すでに割り当てたチャネルが存在する場合（Ｓ１２のＹ）、チャネル割当部５０は、過去において割り当てたチャネル、具体的には、より直近において割り当てたチャネルと同一の周波数を有するチャネルのうち、割り当て可能なチャネルを１つ選択する（Ｓ１８）。

割り当て可能なチャネルが選択された場合（Ｓ２０のＹ）、チャネル割当部５０は、選択されたチャネルを端末装置に割り当てる（Ｓ２２）。過去において割り当てたチャネルを考慮した割当可能チャネルが存在しなかった場合（Ｓ２０のＮ）、チャネル割当部５０は、過去において割り当てたかどうかを問わずに、Ｓ１６の割り当て処理を行う。

以上のように、同一の端末装置に対して２つ目以降のチャネルをさらに割り当てる場合、すでに割り当てたチャネルを考慮して割り当て処理を実行することによって、より品質の良いチャネルを割り当てることができる。また、過去に割り当てたチャネルにかかる周波数と同一の周波数を有するチャネルを割り当てることによって、遅延波の発生しにくいチャネルを割り当てることができる。

また、同一の端末装置に対して３つ目以降のチャネルをさらに割り当てる場合、より直近において割り当てたチャネルにかかる周波数と同一の周波数を有するチャネルを割り当てることによって、より確実に、品質の良いチャネルを割り当てることができる。また、同一の端末装置に対して３つ目以降のチャネルをさらに割り当てる場合、当該端末装置に最初に割り当てたチャネルにかかる周波数と同一の周波数を有するチャネルを割り当てることによって、安定して、品質の良いチャネルを選択することができる。

以上、本発明を実施形態をもとに説明した。この実施形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施形態において、チャネル測定部２０は、すべてのチャネル２００を対象としてキャリアセンスを実行するとして説明した。しかしながらこれにかぎらず、たとえば、過去に割り当てたチャネル２００と同一の周波数を有するチャネル２００のみを対象として、キャリアセンスを実行してもよい。このような態様により、処理負担を軽減できる。

また、本発明の実施形態においては、周波数リソースと時間リソースとの組み合わせによりチャネルが規定されているマルチキャリアＴＤＭＡ方式を対象として説明したが、これにかぎらず、周波数リソースと、周波数リソース以外のリソースとの組み合わせによる方式であってもよい。たとえば、周波数リソースと空間リソースとの組み合わせによりチャネルが規定されている方式や、周波数リソースと符号リソースとの組み合わせによりチャネルが規定されている方式にも適用することができる。

本発明の実施形態にかかる基地局装置の構成例を示す図である。図１のチャネル測定部において選択対象となるべき複数のチャネルの例を示す図である。図１のメモリに記憶される割当管理テーブルの態様例を示す図である。図４（ａ）は、図１のチャネル割当部における第１の割当例を示す図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の割当例における割当管理テーブルの例を示す図である。図５（ａ）は、図１のチャネル割当部における第２の割当例を示す図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）の割当例における割当管理テーブルの例を示す図である。図１の基地局装置の動作例を示す図である。

符号の説明

１０受信部、２０チャネル測定部、４０メモリ、５０チャネル割当部、６０送信部、１００基地局装置、２００チャネル、４００割当チャネル、５００割当候補チャネル、６００割当管理テーブル。

Claims

端末装置からチャネルの割当の要求を受信すると、周波数リソースと、周波数以外のリソースとの組み合わせにより規定されるチャネルのいずれかを当該端末装置に対して割り当てるチャネル割当部、
を備え、
前記チャネル割当部は、第１の要求に対するチャネルの割り当て後、さらに、同一の端末装置からの新たな第２の要求に対して２つ目以降のチャネルを割り当てる場合、当該第１の要求に対してすでに割り当てているチャネルの周波数リソースを他のリソースよりも優先して、その周波数リソースと同一の周波数を有するチャネルを割り当てることを特徴とする基地局装置。
前記チャネル割当部は、前記第２の要求に対するチャネルの割り当て後、さらに、同一の端末装置からの新たな第３の要求に対して３つ目以降のチャネルを割り当てる場合、当該端末装置に対してより直近において割り当てたチャネルにかかる周波数リソースと同一の周波数を有するチャネルを割り当てることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
前記チャネル割当部は、前記第２の要求に対するチャネルの割り当て後、さらに、同一の端末装置からの新たな第３の要求に対して３つ目以降のチャネルをさらに割り当てる場合、当該端末装置に対して最初に割り当てたチャネルにかかる周波数リソースと同一の周波数を有するチャネルを割り当てることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。