JP5032186B2

JP5032186B2 - 無線通信システム、無線通信方法、及び通信装置

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Publication number: JP5032186B2
Application number: JP2007107201A
Authority: JP
Inventors: 嘉彦竹内
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2007-04-16
Filing date: 2007-04-16
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2027-04-16
Also published as: JP2008270889A

Description

本発明は、無線通信システム、無線通信方法、及び通信装置に関するものであり、特に、基地局が無線リソースを移動局に割り当てて基地局／移動局間で通信を行い、この基地局の通信エリア内に通信装置が複数存在してこれら通信装置間で通信を行うものに関する。

近年、多数のサブキャリアからなる広帯域な周波数の無線リソースを利用する無線システムとして、ＯＦＤＭＡ方式でユーザアクセスを行うＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格の無線システムが実用化され始めている。ＯＦＤＭＡ方式では、サブキャリアまたはサブキャリアを複数束ねたサブチャネルを単位としてユーザ（移動局）に通信チャネルを割り当てることで、高速な通信を実現する（例えば、特許文献１参照）。

一方、例えば音声のみを扱う狭帯域な無線通信を行うトランシーバ等の無線システムも従来利用されている。
特開２０００−１８８５８３号公報

上記ＯＦＤＭＡ方式を始めとする移動体通信システムでは、基地局の周囲にセルと呼ばれる通信エリアが形成されて、基地局は、このセル内に存在する移動局と通信を行っている。そして一般的に、このセル内には他の通信方式で通信を行う通信装置、例えば上記のトランシーバ等も存在しており、これら方式の異なる局あるいは装置間での混信を防ぐために、法令などによって使用可能な無線周波数がアサインされて、各通信方式はそれら定められた周波数帯域を用いて通信を行うようにされている。

従来は、このように無線周波数を厳格に管理することによって混信を防いでいた。そのため、例えば、ＯＦＤＭＡ方式で使用する周波数帯域（の一部）を用いてトランシーバが通信を行う、というような周波数の利用方法は実現不可能となっていた。また、その結果として、限りある周波数資源を効率的に利用するということを十分に達成することができなかった。
更に、仮にトランシーバ等の通信装置が上記のＯＦＤＭＡ方式と同じ周波数を使ってデータを送信しても、当該通信装置がＯＦＤＭＡ方式の基地局や移動局と同じくＩＦＦＴ処理やガードタイム付加を行った上でデータを送信したのでない限り、そのデータを基地局が受信して復調することはできず、またその逆も同様に、基地局からＯＦＤＭＡ方式で送信されるデータをＦＦＴ処理やガードタイム除去をすることなく、上記通信装置がデータを受信し復調することはできなかった。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、基地局と移動局が広帯域な周波数の無線リソースを使用して通信を行う無線システムと、この無線システムより狭帯域な周波数を使用する通信装置が相互に通信を行う無線システムとが、同じ周波数の無線リソースを使用して共存することができ、また、上記通信装置が上記移動局と同一の処理を行うことなく基地局と通信することも可能な無線通信システム、無線通信方法、及び通信装置を提供することにある。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、所定の周波数幅と所定の時間長を有する無線リソースを分割して移動局に通信チャネルとして割り当て、該移動局と前記割り当てた通信チャネルを用いて通信する基地局と、前記移動局と、前記無線リソースの一部を用いて相互に通信する複数の通信装置と、を含んだ無線通信システムであって、前記基地局は、前記無線リソースのうち、データを変調した変調シンボルの時間長にガードタイムを加えた期間におけるサブキャリアの位相回転量が２πの整数倍となるサブキャリアと、該サブキャリア内の予め定めた時間領域と、によって定義される部分を予約済み無線リソースとして、該予約済み無線リソースを除いた部分に前記通信チャネルの割当てを行うチャネル割当て手段を備え、前記通信装置は、該通信装置の所在位置を示す自装置位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記予約済み無線リソースの時間領域内でのみ通信装置相互間の通信を行うように送信タイミングを制御する送信制御手段とを備えるとともに、前記予約済み無線リソースのサブキャリアを用いて前記基地局と通信を行い、前記送信制御手段は、前記予約済み無線リソースの時間領域を示す時刻情報と、前記基地局の所在位置を示す基地局位置情報と、前記位置情報取得手段によって取得された自装置位置情報とに基づいて前記基地局からの電波の到達所要時間を算出し、該算出した到達所要時間と前記時刻情報とに基づいて送信タイミングを制御することを特徴とする。

また本発明は、所定の周波数幅と所定の時間長を有する無線リソースを分割して移動局に通信チャネルとして割り当て、該移動局と前記割り当てた通信チャネルを用いて通信する基地局と、前記移動局と、前記無線リソースの一部を用いて相互に通信する複数の通信装置と、を含んだ無線通信システムにおける無線通信方法であって、前記無線リソースのうち、データを変調した変調シンボルの時間長にガードタイムを加えた期間におけるサブキャリアの位相回転量が２πの整数倍となるサブキャリアと、該サブキャリア内の予め定めた時間領域と、によって定義される部分を予約済み無線リソースとして、前記予約済み無線リソースを除いた前記無線リソースに前記通信チャネルを割り当てるチャネル割当てステップと、前記通信装置の所在位置を示す自装置位置情報を前記通信装置が取得する位置情報取得ステップと、前記予約済み無線リソースの時間領域内でのみ通信を行うように前記通信装置の送信タイミングを制御する送信制御ステップと、を有し、前記送信制御ステップにおいて、前記予約済み無線リソースの時間領域を示す時刻情報と、前記基地局の所在位置を示す基地局位置情報と、前記位置情報取得手段によって取得された自装置位置情報とに基づいて前記基地局からの電波の到達所要時間を算出し、該算出した到達所要時間と前記時刻情報とに基づいて送信タイミングを制御することを特徴とする。

また本発明は、所定の周波数幅と所定の時間長を有する無線リソースのうち所定の予約済み無線リソースを除いた部分を通信チャネルとして移動局と通信する基地局の通信エリア内において相互に通信を行う通信装置であって、前記通信装置の所在位置を示す自装置位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記予約済み無線リソースの時間領域内でのみ通信装置相互間の通信を行うように送信タイミングを制御する送信制御手段と、を備え、前記予約済み無線リソースが、前記無線リソースのうちデータを変調した変調シンボルの時間長にガードタイムを加えた期間におけるサブキャリアの位相回転量が２πの整数倍となるサブキャリアと、該サブキャリア内の予め定めた時間領域と、によって定義される部分であり、前記送信制御手段は、前記予約済み無線リソースの時間領域を示す時刻情報と、前記基地局の所在位置を示す基地局位置情報と、前記位置情報取得手段によって取得された自装置位置情報とに基づいて前記基地局からの電波の到達所要時間を算出し、該算出した到達所要時間と前記時刻情報とに基づいて送信タイミングを制御することを特徴とする。

本発明によれば、通信装置は送信タイミングを制御して予約済み無線リソースの時間領域内で通信を行い、基地局と移動局は予約済み無線リソースを除いた無線リソースに通信チャネルを割り当てて通信を行うので、基地局と移動局と通信装置とが同じ無線リソースを使用して共存することが可能である。
また、予約済み無線リソースの周波数を、変調シンボルの時間長にガードタイムを加えた期間におけるサブキャリアの位相回転量が２πの整数倍となるサブキャリアと一致するようにしているので、通信装置が移動局と同一の処理を行うことなく基地局と通信することが可能である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳しく説明する。
図１は、本発明が適用された無線通信システムの一実施形態としての構成図を示したものである。この無線通信システムにおいて、基地局１０は移動局２０とＯＦＤＭＡ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ；直交周波数分割多元接続）方式により通信を行う。基地局１０との通信が可能な通信エリアであるセル内には、３つの移動局２０が存在しており、ＯＦＤＭＡ通信によって基地局１０と３つの移動局２０間には一対多のＰ−ＭＰ（ＰｏｉｎｔｔｏＭｕｌｔｉｐｏｉｎｔ）接続が実現される。

また、基地局１０のセル内には、ＯＦＤＭＡ方式以外の通信方式を用いる２つの通信装置３０が存在する。これら通信装置３０は、例えば一対一の通信を行うトランシーバであり、基地局１０や移動局２０に接続されることなく、通信装置３０間でのみ相互に通信を行う。ここで、通信装置３０が用いる通信方式は、基地局／移動局間で用いられるＯＦＤＭＡ方式の周波数帯域幅よりも、その周波数帯域幅が狭帯域なものであるとする。そしてその周波数は、次に説明するように、ＯＦＤＭＡ方式で使用される多数のサブキャリアのうち、所定のサブキャリアと一致するように選ばれる。このように特別なサブキャリアを用いることで、通信装置３０は、ＯＦＤＭＡ方式に則った処理を行わないながらも基地局１０と通信することが可能とされている。

図２は、図１の基地局１０と移動局２０がＯＦＤＭＡ通信において用いる無線リソースの構成（チャネルの割当て）を示した図である。無線リソースは、周波数と時間で特徴付けられた、通信データが配置される領域である。図２において、無線リソースの一つの単位は、周波数方向に周波数幅ＢＷ、時間方向に時間長Ｔ０（＝１タイムスロット）を有する。

ＯＦＤＭＡ方式では、上記周波数幅ＢＷの中に通信データを載せる搬送波であるサブキャリアが多数設けられ、サブキャリアを複数まとめたサブチャネル単位で移動局２０へ無線リソースを割り当てる。また、図２の無線リソース構成は、複信方式としてＴＤＤ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ；時分割複信）方式を適用した場合のものであり、１タイムスロットが下り回線ＤＬ（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ）と上り回線ＵＬ（Ｕｐｌｉｎｋ）に時分割されて、同じ周波数帯域を用いた下り（基地局１０から移動局２０へ）と上り（移動局２０から基地局１０へ）の通信が行われる。

下り回線ＤＬには、タイムスロットの最初に、移動局２０が基地局１０の存在とタイムスロットのタイミングを見出すための信号であるプリアンブルが配置される。プリアンブルの後ろには、下り回線ＤＬにおける各移動局２０へのチャネルの割当てを示す情報であるＤＬ−ＭＡＰと、上り回線ＵＬにおける各移動局２０へのチャネルの割当てを示す情報であるＵＬ−ＭＡＰが配置される。そして更にその後ろに、ＤＬ−ＭＡＰに従って各移動局２０に割り当てた通信チャネルが設けられて、この各移動局２０の通信チャネルに当該移動局への送信データが配置される。

また、上り回線ＵＬでは、ＵＬ−ＭＡＰに従って各移動局２０に割り当てた通信チャネルが設けられ、各移動局２０は送信データをこの通信チャネルに配置して基地局１０へ送信する。

ここで、図２において、下り回線ＤＬと上り回線ＵＬにおける各移動局２０への通信チャネルの割当ては、無線リソースの周波数幅ＢＷ全体のうち、通信装置３０が通信に用いる周波数帯域を除いて行う。通信装置３０が通信に用いる周波数帯域は、図２中に予約済み無線リソースとして示した部分であり、所定の条件（図３にて詳述する）を満足する複数のサブキャリアに相当する。各サブキャリアは、周波数ＢＷ１の間隔で配置される。例えば、一般的にＯＦＤＭＡ方式では、無線リソース全体の周波数幅ＢＷは数ＭＨｚ程度であり、サブキャリアの間隔ＢＷ１は一例として１１ｋＨｚである。

一方、通信装置３０は、予約済み無線リソースを用いて他の通信装置３０と相互に通信を行う。ここで、基地局１０が送信するプリアンブルとＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰが無線リソースの周波数幅ＢＷ全体を占めているため、予約済み無線リソースは、時間方向には上記プリアンブルとＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰを除いた領域を持つことになる。そこで、通信装置３０は、プリアンブルとＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰの時間帯には通信を行わないようにデータの送信タイミングを制御することにより、予約済み無線リソースのみを用いて通信を行う。

このようにして、基地局１０と移動局２０は無線リソースのうち予約済み無線リソースを除いた部分に通信チャネルを割り当てて通信を行い、通信装置３０は上記無線リソースの一部である予約済み無線リソースを用いて通信を行うことで、異なる通信方式を使う無線システムが同一の無線リソースを共有して共存することができる。そして、通信装置３０は送信タイミングを制御することによりプリアンブルとＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰの時間帯では通信を行わないので、上記通信装置３０が基地局１０のセル内に存在しても、移動局２０は通信装置３０から干渉を受けることなくプリアンブルとＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰを正しく受信することができる。

図３は、予約済み無線リソースに選ぶサブキャリアの条件を説明する図である。
ＯＦＤＭＡ方式では、データを変調して変調シンボルとし、この変調シンボルにガードタイムを付加してデータを送信する。ガードタイムは、送信データが伝搬路の途中で反射されて複数の経路を通ることによって時間差をもって受信されるマルチパスの影響を軽減するために設けられるものである。ここで、変調シンボルの時間長をＴｆ、ガードタイムの長さをＴｇとする。また、ガードタイムを含むシンボル長をＴ＝Ｔｆ＋Ｔｇとする。シンボル長ＴとガードタイムＴｇとの比ｇ＝Ｔｇ／Ｔは、無線システムにより予め決められており、例えばｇ＝１／８である。

ここで、ＯＦＤＭＡ方式において全てのサブキャリアは、時間長Ｔｆを有する上記の変調シンボルをＦＦＴ（高速フーリエ変換）処理した際に信号（周波数スペクトル）が１つのピークを持つように、即ち、変調シンボル部分の位相回転量が２πの整数倍となるように、その周波数が設定されている。したがって、図３において、各サブキャリアの変調シンボルには波の周期が必ず整数個含まれる。一方、ガードタイムを含むシンボル長全体では、必ずしも位相回転量は２πの整数倍となるようにはなっていない。

例えば、図３のサブキャリアＳＣ１の場合、変調シンボルの位相回転量が２πであり、ガードタイム部分の位相回転量はｇ＝１／８より２π×（１／７）であるから、シンボル長全体の位相回転量は２π×（８／７）となり２πの整数倍ではない。同様に、サブキャリアＳＣ２の場合、変調シンボルの位相回転量が２π×２であり、ガードタイム部分の位相回転量はｇ＝１／８より（２π×２）×（１／７）であるから、シンボル長全体の位相回転量は２π×（１６／７）となり２πの整数倍ではない。このようなサブキャリアの周波数を用いてＯＦＤＭＡ方式の基地局１０と通信を行うためには、連続したシンボル間に生じている位相の不連続な飛びを変調シンボル毎にリセットする必要があり、位相を制御する構成が必須となる。ＯＦＤＭＡ方式の移動局２０はそのような構成を備えるが、通信装置３０はＯＦＤＭＡ方式でないので、上記周波数を使うと基地局１０と通信装置３０は通信を行うことが不可能である。

次に、図３において、サブキャリアＳＣ７の場合、変調シンボルの位相回転量が２π×７であり、ガードタイム部分の位相回転量はｇ＝１／８より（２π×７）×（１／７）であるから、シンボル長全体の位相回転量は２π×８、即ち２πの整数倍となる。また同様に、図示は省略するが、サブキャリアＳＣ１４の場合、変調シンボルの位相回転量が２π×１４であり、ガードタイム部分の位相回転量はｇ＝１／８より（２π×１４）×（１／７）であるから、シンボル長全体の位相回転量は２π×１６、即ち２πの整数倍となる。このようなサブキャリアの周波数を用いると、連続したシンボル間に不連続な位相の飛びが生じないので、基地局１０との通信において、上述した位相を制御する構成は不要になる。したがって、ＯＦＤＭＡ方式でない通信装置３０が、基地局１０と通信を行うことが可能である。

そこで、本発明を適用した無線通信システムでは、予約済み無線リソースの周波数帯域として、変調シンボル部分の位相回転量とガードタイム部分の位相回転量の和（変調シンボルの時間長にガードタイムを加えた期間におけるサブキャリアの位相回転量）が２πの整数倍となる条件を満足するサブキャリアの周波数を選ぶものとする。これにより、予約済み無線リソースのサブキャリアを用いて、通信装置３０と基地局１０との通信を実現することができる。
なお、以上のように通信装置３０は、他の通信装置３０および基地局１０のいずれとも予約済み無線リソースを用いて通信可能であるが、そのどちらと通信するのか、あるいは同時に両方と通信するのかは、適宜選択することができる。

図４は、基地局１０が備える送信機の構成を示すブロック図である。
基地局１０の送信機は、データ制御部１０１と、チャネル割当て部１０２と、変調部１０３と、Ｓ／Ｐ変換部１０４と、ＩＦＦＴ部１０５と、ＧＴ付加部１０６と、無線部１０７と、アンテナ１０８と、を含んで構成される。

図４において、各移動局２０および通信装置３０宛ての送信データはデータ制御部１０１へ入力される。データ制御部１０１は、チャネル割当て部１０２からの指示に従って、入力された送信データを各移動局２０に割り当てられた通信チャネル、または予約済み無線リソースのサブキャリアに配置し、変調部１０３へ出力する。

チャネル割当て部１０２は、スケジューリング情報の入力を受けて、無線リソースを当該スケジューリング情報に従って分割し各移動局２０へ通信チャネルとして割り当て、その割当て結果をデータ制御部１０１へ指示する。スケジューリング情報は、例えば、移動局２０からの割当て要求や、無線通信路の伝搬状況や、通信データの容量などに応じて、どの移動局２０にどの通信チャネルを割り当てるかを決定する情報である。また、チャネル割当て部１０２は、上述した条件（変調シンボル部分の位相回転量とガードタイム部分の位相回転量の和が２πの整数倍となる条件）を満足するサブキャリアを予約済み無線リソースの周波数として決定し、この予約済み無線リソースを除いた部分の無線リソースに各移動局２０の通信チャネルを割り当てる。

変調部１０３は、データ制御部１０１から入力された送信データに、適宜、ＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅＳｈｉｆｔＫｅｙｉｎｇ；４相位相偏移変調）、１６ＱＡＭ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ；直交振幅変調）、６４ＱＡＭなどの変調方式のうち所定の方式で変調を行って、変調後のデータをＳ／Ｐ変換部１０４へ出力する。

Ｓ／Ｐ（Ｓｅｒｉａｌ／Ｐａｒａｌｌｅｌ；直並列）変換部１０４は、入力された変調データに対して直並列変換を行い、データを無線リソースのサブチャネルに対応した並び順に配列してＩＦＦＴ部１０５へ出力する。
ＩＦＦＴ（ＩｎｖｅｒｓｅＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ；逆高速フーリエ変換）部１０５は、上記サブチャネルに対応した並び順のデータをＩＦＦＴ処理によって時間領域の信号に変換し、ＧＴ付加部１０６へ出力する。
ＧＴ（ＧｕａｒｄＴｉｍｅ）付加部１０６は、入力されたデータの先頭の所定長さ部分を当該データの末尾にコピーすることによって、送信データにガードタイムを付加し、無線部１０７へ出力する。
無線部１０７は、入力された送信データを無線周波数で変調し、変調された無線信号をアンテナ１０８から各移動局２０および通信装置３０へ送信する。

このような構成と各部の機能により、基地局１０から移動局２０への送信データが下り回線ＤＬの通信チャネルにマッピングされて送信される。マッピングされた送信データは予約済み無線リソースを除いた部分の無線リソースに存在し、予約済み無線リソースには送信データが存在しないように、通信チャネルの割当てが行われる。また、基地局１０から通信装置３０への送信データは、予約済み無線リソースにより送信される。

なお、基地局１０は、プリアンブルとＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰを無線リソースの全周波数帯域ＢＷを使って移動局２０へ送信する。こうすることで、制御情報であるプリアンブルとＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰを、移動局２０が無線リソース内のどのサブチャネルにおいても受信可能となる。これによって、予約済み無線リソースを動的に変更することが可能である。例えば、通信装置３０が基地局１０のセル内に存在しない場合等には、予約済み無線リソースを設けることなく、全ての無線リソースを基地局／移動局の通信に利用し、通信装置３０がセル内に存在する場合には、通信装置３０間の通信に必要なサイズの予約済み無線リソースを設ける、といったことが可能である。

図５〜図７は、通信装置３０の構成を示すブロック図であり、それぞれ別々の構成を有する通信装置３０の実施態様を３つ示している。

図５の実施態様に係る通信装置３０は、送信制御部３０１と、変復調部３０２と、無線部３０３と、アンテナ３０４と、送信タイミング判定部３０５と、を含んで構成される。
同図において、通信相手である通信装置３０、または基地局１０宛ての送信データは送信制御部３０１へ入力される。送信制御部３０１は、入力された送信データを送信タイミング判定部３０５から指示された送信タイミングで変復調部３０２へ出力する。この送信データは、変復調部３０２によって所定の変調方式で変調された後、無線部３０３によって無線周波数で変調されて、アンテナ３０４から通信相手の通信装置３０または基地局１０へ送信される。また、通信相手の通信装置３０、または基地局１０から送信されたデータは、アンテナ３０４により受信され、無線部３０３と変復調部３０２によりそれぞれ復調されて、受信データとして取得される。

送信タイミング判定部３０５は、１タイムスロットのうち制御情報であるプリアンブルとＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰの時間帯には通信を行わないように送信タイミングを決定して、送信制御部３０１へ決定した送信タイミングを指示する。この処理のために通信装置３０は予約済み無線リソースの開始時刻と終了時刻の情報を保持しており、送信タイミング判定部３０５はこれらの時刻情報に基づいて、上記の送信タイミングを決定する。なお、時刻情報としては、基地局１０におけるプリアンブルの送信開始時刻ｔ_ｉ（ｉはｉ番目のタイムスロットであることを示す）と、制御情報（プリアンブルおよびＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰ）の送信スロット長Ｔ１とを保持しても同じことである。

ここで、通信装置３０が保持している予約済み無線リソースの開始時刻ｔ_ｉ＋Ｔ１、および終了時刻ｔ_ｉ＋１は、基地局１０における時刻を基準としたものである。したがって、基地局１０からある距離だけ離れた場所に存在する通信装置３０の位置においては、制御情報の末端の時刻即ち予約済み無線リソースの開始時刻ｔ_ｉ＋Ｔ１や、制御情報の先頭の時刻即ち予約済み無線リソースの終了時刻ｔ_ｉ＋１は、基地局１０から発せられた電波が通信装置３０の位置に到達するのに要する時間だけ、時間的に遅れることになる。この時間は、基地局１０と通信装置３０間の距離に依存する。そこで、このことを考慮し、送信タイミング判定部３０５は、例えば、時刻ｔ_ｉ＋Ｔ１＋αから時刻ｔ_ｉ＋１＋βまでの時間を、上記の送信タイミングとして決定しこれを送信制御部３０１へ指示するのが好適である。これによって、αとβを適切な値に設定することで、基地局１０からの制御情報と通信装置３０からの送信データがセル内の移動局２０において干渉しないようにすることができる。

次に図６の実施態様に係る通信装置３０は、送信制御部３０１と、変復調部３０２と、無線部３０３と、アンテナ３０４と、送信タイミング判定部３０５と、位置情報取得部３０６と、ＧＰＳアンテナ３０７と、を含んで構成される。この通信装置３０において、送信制御部３０１、変復調部３０２、無線部３０３、およびアンテナ３０４の構成と機能は図５と同じであるので、ここでは説明を省略する。

位置情報取得部３０６は、ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ）アンテナ３０７によって受信したＧＰＳ衛星からのＧＰＳ信号に基づいて、通信装置３０の所在位置を示す位置情報（緯度および経度）を取得し、送信タイミング判定部３０５へこの取得した位置情報を出力する。なお、ＧＰＳ信号を利用して高精度な時刻合わせをすることもでき、これによって、通信装置３０は基地局１０との時間の同期をとっている。

送信タイミング判定部３０５は、図５の場合と同様に、１タイムスロットのうち制御情報であるプリアンブルとＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰの時間帯には通信を行わないように送信タイミングを決定して、送信制御部３０１へ決定した送信タイミングを指示する。この処理のために、通信装置３０は、基地局１０の所在位置を示す位置情報（緯度および経度）と、予約済み無線リソースの開始時刻および終了時刻の情報（基地局１０における時刻を基準とする）とを保持している。

そして、送信タイミング判定部３０５は、基地局１０の位置情報と通信装置３０の位置情報とに基づいて、基地局１０から発せられた電波が通信装置３０の位置に到達するのに要する時間を算出する。更に送信タイミング判定部３０５は、予約済み無線リソースの開始時刻および終了時刻にそれぞれ上記算出した電波の到達所要時間を加算して、加算後の開始時刻から終了時刻までの時間を上記の送信タイミングとして決定する。送信タイミング判定部３０５は、こうして決定した送信タイミングを送信制御部３０１へ指示する。

上記のように送信タイミングを決定することによって、通信装置３０の位置における実際の予約済み無線リソースの開始・終了時刻（基地局１０から送信される制御情報が受信されなくなってから次の制御情報が受信され始めるまでが実際の予約済み無線リソースの時間領域である）が、通信装置３０が保持している開始・終了時刻（基地局１０基準）に対して遅れることになる時間のずれを、正確に補正することが可能である。また、この時間ずれの補正は、通信装置３０の位置によらず正確に行うことが可能である。これによって、通信装置３０は制御情報の送信時間帯には通信を行わないことが確実に保証されることになるので、基地局１０からの制御情報と通信装置３０からの送信データがセル内の移動局２０において干渉しないようにする制御の精度を高めることができる。

次に図７の実施態様に係る通信装置３０は、送信制御部３０１と、変復調部３０２と、無線部３０３と、アンテナ３０４と、送信タイミング判定部３０５と、を含んで構成される。この通信装置３０において、上記各部の機能の一部は図５と共通であるので、それらについての説明は省略し、図５と異なる機能についてのみ説明を行う。

変復調部３０２は、基地局１０から下り回線ＤＬで送信されるプリアンブルの先頭を検出して、その先頭のタイミングを示す信号を送信タイミング判定部３０５へ出力する。送信タイミング判定部３０５は、このプリアンブルの先頭のタイミングを示す信号と、通信装置３０が保持している制御情報の送信スロット長Ｔ１（一定値）の情報とに基づいて、制御情報が受信されなくなる時刻を算出する。そして、送信タイミング判定部３０５は、当該算出した時刻から次のプリアンブルの先頭が検出される時刻までの時間を送信タイミングと決定し、送信制御部３０１へ指示する。

このように送信タイミングを決定することにより、基地局１０からの実際の信号に従って正確に送信タイミングを決定し、基地局１０からの制御情報と通信装置３０からの送信データがセル内の移動局２０において干渉しないようにすることができる。また、基地局１０からの実際の信号を用いているので、通信装置３０の位置によらずに送信タイミングを正確に決定することができる。

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

本発明が適用された無線通信システムの一実施形態としての構成図である。図１の基地局と移動局がＯＦＤＭＡ通信において用いる無線リソースの構成を示した図である。予約済み無線リソースに選ぶサブキャリアの条件を説明する図である。基地局が備える送信機の構成を示すブロック図である。通信装置の構成を示すブロック図である。他の実施態様に係る通信装置の構成を示すブロック図である。さらに他の実施態様に係る通信装置の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０…基地局２０…移動局３０…通信装置１０１…データ制御部１０２…チャネル割当て部１０３…変調部１０４…Ｓ／Ｐ変換部１０５…ＩＦＦＴ部１０６…ＧＴ付加部１０７…無線部１０８…アンテナ３０１…送信制御部３０２…変復調部３０３…無線部３０４…アンテナ３０５…送信タイミング判定部３０６…位置情報取得部３０７…ＧＰＳアンテナ

Claims

所定の周波数幅と所定の時間長を有する無線リソースを分割して移動局に通信チャネルとして割り当て、該移動局と前記割り当てた通信チャネルを用いて通信する基地局と、前記移動局と、前記無線リソースの一部を用いて相互に通信する複数の通信装置と、を含んだ無線通信システムであって、
前記基地局は、前記無線リソースのうち、データを変調した変調シンボルの時間長にガードタイムを加えた期間におけるサブキャリアの位相回転量が２πの整数倍となるサブキャリアと、該サブキャリア内の予め定めた時間領域と、によって定義される部分を予約済み無線リソースとして、該予約済み無線リソースを除いた部分に前記通信チャネルの割当てを行うチャネル割当て手段を備え、
前記通信装置は、該通信装置の所在位置を示す自装置位置情報を取得する位置情報取得手段と、前記予約済み無線リソースの時間領域内でのみ通信装置相互間の通信を行うように送信タイミングを制御する送信制御手段とを備えるとともに、前記予約済み無線リソースのサブキャリアを用いて前記基地局と通信を行い、
前記送信制御手段は、前記予約済み無線リソースの時間領域を示す時刻情報と、前記基地局の所在位置を示す基地局位置情報と、前記位置情報取得手段によって取得された自装置位置情報とに基づいて前記基地局からの電波の到達所要時間を算出し、該算出した到達所要時間と前記時刻情報とに基づいて送信タイミングを制御する
ことを特徴とする無線通信システム。
所定の周波数幅と所定の時間長を有する無線リソースを分割して移動局に通信チャネルとして割り当て、該移動局と前記割り当てた通信チャネルを用いて通信する基地局と、前記移動局と、前記無線リソースの一部を用いて相互に通信する複数の通信装置と、を含んだ無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記無線リソースのうち、データを変調した変調シンボルの時間長にガードタイムを加えた期間におけるサブキャリアの位相回転量が２πの整数倍となるサブキャリアと、該サブキャリア内の予め定めた時間領域と、によって定義される部分を予約済み無線リソースとして、前記予約済み無線リソースを除いた前記無線リソースに前記通信チャネルを割り当てるチャネル割当てステップと、
前記通信装置の所在位置を示す自装置位置情報を前記通信装置が取得する位置情報取得ステップと、
前記予約済み無線リソースの時間領域内でのみ通信を行うように前記通信装置の送信タイミングを制御する送信制御ステップと、
を有し、
前記送信制御ステップにおいて、前記予約済み無線リソースの時間領域を示す時刻情報と、前記基地局の所在位置を示す基地局位置情報と、前記位置情報取得手段によって取得された自装置位置情報とに基づいて前記基地局からの電波の到達所要時間を算出し、該算出した到達所要時間と前記時刻情報とに基づいて送信タイミングを制御する
ことを特徴とする無線通信方法。
所定の周波数幅と所定の時間長を有する無線リソースのうち所定の予約済み無線リソースを除いた部分を通信チャネルとして移動局と通信する基地局の通信エリア内において相互に通信を行う通信装置であって、
前記通信装置の所在位置を示す自装置位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記予約済み無線リソースの時間領域内でのみ通信装置相互間の通信を行うように送信タイミングを制御する送信制御手段と、
を備え、
前記予約済み無線リソースが、前記無線リソースのうちデータを変調した変調シンボルの時間長にガードタイムを加えた期間におけるサブキャリアの位相回転量が２πの整数倍となるサブキャリアと、該サブキャリア内の予め定めた時間領域と、によって定義される部分であり、
前記送信制御手段は、前記予約済み無線リソースの時間領域を示す時刻情報と、前記基地局の所在位置を示す基地局位置情報と、前記位置情報取得手段によって取得された自装置位置情報とに基づいて前記基地局からの電波の到達所要時間を算出し、該算出した到達所要時間と前記時刻情報とに基づいて送信タイミングを制御する
ことを特徴とする通信装置。