JP5033731B2 - 無線基地局および無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線端末との通信制御に用いられる報知制御データを送信する無線基地局および無線通信方法に関する。

一般的に、無線通信システムにおいて無線基地局は、無線端末との通信制御、具体的には、無線通信の確立および維持に用いられる報知制御データを送信する。報知制御データは、無線基地局と無線通信を実行する複数の無線端末に共通の制御データである。このような報知制御データは、例えば、無線通信システムの一種であるＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）ではＭＡＰと呼ばれ、報知制御データ以外の通信データの送受信に使用される通信チャネルの割り当て結果を示すデータを含む。

近年、無線通信システムにおける通信品質を向上させるために、複数のアンテナを用いたビームフォーミング送信を実行する無線基地局が広く用いられている。ビームフォーミング送信は、指向性ビーム（電解分布の強い領域）を特定の方向に向ける制御である。ビームフォーミング送信により、例えばセルフリンジ周辺に位置する無線端末など、無線基地局との通信の品質が劣化した無線端末（以下、劣化無線端末）においても、無線基地局からの通信データをより確実に受信できる。

さらに、無線基地局が報知制御データをダイバーシチ送信する手法が提案されている（特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に記載の無線基地局は、無線端末の位置とは無関係に、予め定められた複数の方向に指向性ビームを向ける指向性パターンを用いて、報知制御データを送信する。また、当該無線基地局は、報知制御データを送信する毎に異なる指向性パターンを用いる。これにより、空間的・時間的なダイバーシチ効果が得られ、劣化無線端末が報知制御データを正常に受信できる確度が向上するとされている。
特開２００１−１２７６８１号公報（［要約］など）

しかしながら、特許文献１に記載の無線基地局は、劣化無線端末の位置と無関係に、予め定められた複数の方向に指向性ビームを向けるため、必ずしも劣化無線端末が報知制御データを正常に受信できるとは限らない。報知制御データは、無線通信の確立および維持に必要なデータであり、劣化無線端末は、報知制御データを正常に受信できないと、無線基地局との無線通信を実行できない問題があった。

そこで、本発明は、通信品質の劣化した無線端末が報知制御データを正常に受信できる確度をさらに向上させた無線基地局および無線通信方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、複数のアンテナ（アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴｎ）を含むアンテナ部（アンテナ部１０１）を介して、自局（無線基地局ＢＳ）と無線通信を実行する複数の無線端末に共通のデータであって前記無線通信の制御に用いられる報知制御データを送信する無線通信部（無線通信部１１０）を有する無線基地局（無線基地局ＢＳ）であって、前記無線端末と自局との前記無線通信の品質を示す品質情報を取得する取得部（品質取得部１２１）と、前記取得部によって取得された前記品質情報に基づき、前記品質が閾値よりも劣化している劣化無線端末を前記無線端末の中から特定する特定部（特定部１２２）とを備え、前記無線通信部は、前記特定部によって特定された前記劣化無線端末が位置する方向に向けて、自局の前記無線通信の制御に用いられる前記報知制御データを自局がビームフォーミング送信することを要旨とする。

このような特徴によれば、無線通信部は、劣化無線端末が位置する方向に向けて報知制御データをビームフォーミング送信するため、劣化無線端末が報知制御データを正常に受信できる確度をさらに向上させることができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記劣化無線端末が複数存在する場合、前記無線通信部は、前記報知制御データの送信に使用される無線通信資源を分割し、分割した無線通信資源のそれぞれを用いて、前記報知制御データを前記劣化無線端末が位置する方向に向けてビームフォーミング送信することを要旨する。

本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記無線通信資源には、前記アンテナ部が含まれ、前記無線通信部は、前記劣化無線端末が複数存在する場合、前記複数のアンテナを前記劣化無線端末と同数のアンテナ群に分割し、分割により得られた前記アンテナ群のそれぞれを用いて、前記報知制御データを前記劣化無線端末が位置する方向に向けてビームフォーミング送信することを要旨する。

本発明の第４の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記無線通信資源には、前記報知制御データの送信に使用される周波数帯が含まれ、前記無線通信部は、前記劣化無線端末が複数存在する場合、前記周波数帯を前記劣化無線端末と同数の周波数領域に分割し、分割により得られた前記周波数領域のそれぞれを用いて、前記報知制御データを前記劣化無線端末が位置する方向に向けてビームフォーミング送信することを要旨する。

本発明の第５の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記無線通信資源には、前記報知制御データの送信に使用される時間帯が含まれ、前記無線通信部は、前記劣化無線端末が複数存在する場合、前記時間帯を前記劣化無線端末と同数の時間領域に分割し、分割により得られた前記時間領域のそれぞれを用いて、前記報知制御データを前記劣化無線端末が位置する方向に向けてビームフォーミング送信することを要旨する。

本発明の第６の特徴は、本発明の第１〜第５のいずれか一つの特徴に係り、前記報知制御データは、前記報知制御データ以外の通信データの送受信に使用される通信チャネルの割り当て結果を示すデータを含むことを要旨する。

本発明の第７の特徴は、本発明の第１〜第６のいずれか一つの特徴に係り、前記無線通信部は、前記報知制御データの送信に複数のキャリアを使用可能なマルチキャリア通信方式に従って構成されることを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、複数のアンテナを含むアンテナ部を介して、自局と無線通信を実行する複数の無線端末に共通のデータであって前記無線通信の制御に用いられる報知制御データを送信する無線通信部を有する無線基地局を用いた無線通信方法であって、前記無線端末と自局との前記無線通信の品質を示す品質情報を取得するステップと、前記取得するステップによって取得された前記品質情報に基づき、前記品質が閾値よりも劣化している劣化無線端末を前記無線端末の中から特定するステップとを備え、前記無線通信部は、前記特定するステップによって特定された前記劣化無線端末が位置する方向に向けて、自局の前記無線通信の制御に用いられる前記報知制御データを自局がビームフォーミング送信することを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、複数のアンテナを含むアンテナ部を介して、自局と無線通信を実行する複数の無線端末に共通のデータであって前記無線通信の制御に用いられる報知制御データを送信する無線通信部を有する無線基地局に、前記無線端末と前記無線基地局との前記無線通信の品質を示す品質情報を取得する手順と、前記取得する手順によって取得された前記品質情報に基づき、前記品質が閾値よりも劣化している劣化無線端末を前記無線端末の中から特定する手順とを実行させ、前記無線通信部は、前記特定する手順によって特定された前記劣化無線端末が位置する方向に向けて、前記報知制御データをビームフォーミング送信するプログラムであることを要旨とする。

本発明によれば、通信品質の劣化した無線端末が報知制御データを正常に受信できる確度をさらに向上させた無線基地局および無線通信方法を提供できる。

次に、図面を参照して、本発明の第１実施形態および第２実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。

［第１実施形態］
第１実施形態では、（１）無線通信システムの概略構成、（２）無線基地局の構成、（３）無線基地局の動作、（４）具体例、（５）作用・効果について説明する。

（１）無線通信システムの概略構成
図１は、第１実施形態に係る無線通信システム１０の全体概略構成図である。図１に示すように、無線通信システム１０は、無線基地局ＢＳ、無線端末ＭＳ１および無線端末ＭＳ２を含む。

無線端末ＭＳ１および無線端末ＭＳ２は、無線基地局ＢＳが形成するセルＣ内に位置しており、無線基地局ＢＳと無線通信を実行する。図１では、２つの無線端末を図示しているが、実際にはさらに多くの無線端末が無線基地局ＢＳと無線通信を実行してもよい。

無線基地局ＢＳは、無線基地局ＢＳのそれぞれに通信チャネルを割り当て、割り当てた通信チャネルを介して無線端末ＭＳ１および無線端末ＭＳ２と無線通信を実行する。無線端末ＭＳ１および無線端末ＭＳ２は、無線基地局ＢＳから割り当てられた通信チャネルを介して、無線基地局ＢＳと無線通信を実行する。

第１実施形態において無線通信システム１０は、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）に基づく構成を有する。すなわち、無線通信システム１０には、互いに直交する多数のサブキャリアを使用する方式である直交周波数分割多重接続（ＯＦＤＭＡ）方式が採用されている。

無線基地局ＢＳは、無線端末ＭＳ１および無線端末ＭＳ２と、無線基地局ＢＳとの無線通信の制御に用いられる報知制御データであるＭＡＰを送信する。ＭＡＰは、通信チャネルの割り当て結果、具体的には、無線基地局ＢＳが割り当てた通信チャネルを構成する周波数および時間などを特定するデータを含む。

無線基地局ＢＳは、無線基地局ＢＳと無線通信を実行する無線端末にＭＡＰを送信する必要がある。無線端末ＭＳ１および無線端末ＭＳ２は、ＭＡＰを受信できないと、無線基地局ＢＳとの無線通信に使用される通信チャネルを把握できず、無線基地局ＢＳとの無線通信を確立および維持できない。

図１において無線端末ＭＳ１および無線端末ＭＳ２は、セルＣの周縁部分、すなわちセルフリンジに位置している。よって、無線端末ＭＳ１および無線端末ＭＳ２が無線基地局ＢＳから受信する無線信号の受信品質（例えばＳＩＮＲ値）は低い。すなわち、第１実施形態において無線端末ＭＳ１および無線端末ＭＳ２のそれぞれは、無線基地局ＢＳとの無線通信の品質が劣化した劣化無線端末である。

無線基地局ＢＳは、ＭＡＰを無線端末ＭＳ１および無線端末ＭＳ２のそれぞれに向けてビームフォーミング送信（以下、「ＢＦ送信」）する。具体的には、無線基地局ＢＳは、無線端末ＭＳ１が位置する方向に指向性ビームＢ１を形成し、無線端末ＭＳ２が位置する方向に指向性ビームＢ２を形成している。これにより、セルフリンジに位置する無線端末ＭＳ１および無線端末ＭＳ２においても、ＭＡＰを正常に受信可能となる。

なお、以下の説明では、無線基地局ＢＳと無線通信を実行する無線端末（無線端末ＭＳ１および無線端末ＭＳ２を含む）を適宜「無線端末ＭＳ」と総称する。

（２）無線基地局の構成
図２は、無線基地局ＢＳの構成を示すブロック図である。図２では、本発明に関連する構成のみを図示している。図２に示すように、無線基地局ＢＳは、アンテナ部１０１、無線通信部１１０、制御部１２０および記憶部１３０を含む。

アンテナ部１０１は、複数のアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴｎを含み、アレーアンテナとして構成される。例えば、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴｎは、円環状、直線状または行列状などに配置される。

無線通信部１１０は、ＯＦＤＭＡ方式に従った無線信号の送受信を行う。具体的には、無線通信部１１０は、無線信号の送信時において、符号化した情報をシリアル／パラレル変換して各サブキャリアに分散し、各サブキャリアを一次変調（多相ＰＳＫ変調または多値ＱＡＭ変調など）し、その後各サブキャリアを逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）することで二次変調する。無線通信部１１０は、無線信号の送信時において、受信した無線信号を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）することで一次復調し、さらに二次復調を行った後に復号する。

さらに、無線通信部１１０は、ＢＦ送信技術（アダプティブアレー技術）を用いたＢＦ送信を実行する。具体的には、無線通信部１１０は、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴｎのそれぞれにおいて送信又は受信される無線信号に対してウェイトを乗算する。すなわち、当該無線信号の位相や振幅を調整することで、特定の方向に向けてアンテナ部１０１の指向性ビームを向ける。ウェイト算出の際には、無線端末ＭＳから無線基地局ＢＳへの無線信号の到来方向の情報が必要となる。例えば、無線通信部１１０は、無線端末ＭＳから無線基地局ＢＳへ送信された無線信号から送信ウェイトを算出する。あるいは、無線通信部１１０は、ＢＦ送信に使用する周波数などを指定して、送信ウェイト算出用の信号（Sounding信号）を無線端末に送信させることもできる。

制御部１２０は、例えばＣＰＵによって構成され、無線基地局ＢＳが具備する各種機能を制御する。制御部１２０は、品質取得部１２１、特定部１２２および送信制御部１２３を含む。記憶部１３０は、例えばメモリによって構成され、制御部１２０における制御などに用いられる各種情報を記憶する。

品質取得部１２１は、無線端末ＭＳと無線基地局ＢＳとの無線通信の品質を示す品質情報を取得する取得部である。ここで品質情報としては、信号対干渉雑音電力比（ＳＩＮＲ）値、受信信号電界強度（ＲＳＳＩ）値またはエラーレート値などが利用できるが、以下ではＳＩＮＲ値を利用するものとする。ただし、ＳＩＮＲ値に限らず、信号対雑音電力比（ＳＮＲ）値であってもよい。

具体的には、無線端末ＭＳが無線基地局ＢＳから受信した無線信号のＳＩＮＲ値を無線基地局ＢＳにフィードバックし、フィードバックされたＳＩＮＲ値を品質取得部１２１が取得する。あるいは、無線基地局ＢＳが無線端末ＭＳから受信した無線信号のＳＩＮＲ値を品質取得部１２１が取得してもよい。

特定部１２２は、品質取得部１２１によって取得されたＳＩＮＲ値を閾値（以下、「ＢＦ判定閾値」）と比較し、ＳＩＮＲ値がＢＦ判定閾値よりも劣化している劣化無線端末を無線端末ＭＳの中から特定する。特定された劣化無線端末の情報は、記憶部１３０に記憶される。送信制御部１２３は、記憶部１３０に記憶された情報を参照して、ＭＡＰの送信を制御する。送信制御部１２３の動作の詳細については後述する。

無線通信部１１０は、ＭＡＰの送信に使用される無線通信資源の一部を用いて、特定部１２２によって特定された劣化無線端末が位置する方向に向けてＭＡＰをＢＦ送信する。ここで「無線通信資源」とは、第１実施形態においてはアンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴｎを意味する。

また、無線通信部１１０は、劣化無線端末が複数存在する場合、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴｎを劣化無線端末と同数のサブアレーアンテナに分割し、分割により得られたサブアレーアンテナのそれぞれを用いて、ＭＡＰを劣化無線端末が位置する方向に向けてＢＦ送信する。各サブアレーアンテナは、複数のアンテナによって構成されるアンテナ群である。

（３）無線基地局の動作
図３は、第１実施形態に係る無線基地局ＢＳの動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、制御部１２０は、無線基地局ＢＳと無線通信を実行する無線端末ＭＳをカウントするための変数ｉを初期化する。

ステップＳ１０２において、品質取得部１２１は、ｉ番目の無線端末ＭＳについてＳＩＮＲ値を取得する。

ステップＳ１０３において、特定部１２２は、品質取得部１２１によって取得されたＳＩＮＲ値をＢＦ判定閾値と比較する。品質取得部１２１によって取得されたＳＩＮＲ値がＢＦ判定閾値よりも小さい場合には処理がステップＳ１０４に進み、品質取得部１２１によって取得されたＳＩＮＲ値がＢＦ判定閾値以上である場合には処理がステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０４において、特定部１２２は、ｉ番目の無線端末をＢＦ対象端末（劣化無線端末）として記憶部１３０に登録する。具体的には、特定部１２２は、ＢＦ対象端末として決定したｉ番目の無線端末を識別する識別情報と、ｉ番目の無線端末のＳＩＮＲ値とを対応付けて記憶部１３０に登録する。

ステップＳ１０５において、制御部１２０は、変数ｉが、無線基地局ＢＳと無線通信を実行する全端末数に達した否かを判定する。変数ｉが全端末数に達していない場合には処理がステップＳ１０２に戻り、変数ｉが全端末数に達している場合には処理がステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６において、送信制御部１２３は、ＢＦ対象端末数をＸ、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴｎの本数をＮとして、以下の式（１）の計算を行う。

Ｙ＝Ｎ／Ｘ
Ｚ＝ＮｍｏｄＸ ・・・（１）

ステップＳ１０７において、送信制御部１２３は、ステップＳ１０６で計算したＹの値が２よりも小さいか否かを判定する。Ｙの値が２よりも小さい場合には処理がステップＳ１０８に進み、Ｙの値が２以上である場合には処理がステップＳ１０９に進む。

Ｙの値が２よりも小さいということは、ＢＦ対象端末に対して１本のアンテナしか割り当てることができないことを意味している。よって、ステップＳ１０８において、送信制御部１２３は、ＢＦ対象端末のうちＳＩＮＲ値が最も大きい無線端末をＢＦ対象端末から除外する。

一方、Ｙの値が２以上であるということは、各ＢＦ対象端末に対して複数のアンテナを割り当て可能であることを意味している。よって、ステップＳ１０９において、送信制御部１２３は、ＢＦ対象端末のうち、ＳＩＮＲ値が小さいものから順にＺ分には（Ｙ＋１）本のアンテナからなるサブアレーアンテナを割り当て、残りの無線端末にはＹ本のアンテナからなるサブアレーアンテナを割り当てる。

ステップＳ１１０において、無線通信部１１０は、送信制御部１２３がＢＦ対象端末に割り当てたサブアレーアンテナを用いて、ＭＡＰを各ＢＦ対象端末が位置する方向に向けてＢＦ送信する。

（４）具体例
次に、具体例を挙げて、第１実施形態によって得られる効果を説明する。図４は、第１実施形態によって得られる効果を説明するための図である。

図４は、１つのＢＦ対象端末に向けて４本のアンテナからなるサブアレーアンテナを用いてＢＦ送信を行った場合と、１本のアンテナを用いて無指向性送信（オムニ送信）した場合の両方の特性を示している。図４に示すように、ＢＦ送信を行った場合には、オムニ送信の場合と比較して、特性が改善している。さらに、ＢＦ送信時には、ＢＦ対象端末以外の無線端末（SVD User2, SVD User3）の特性も改善している。これは、巡回遅延ダイバーシティ（ＣＤＤ）と同様の効果が得られたためであると考えられる。

（５）作用・効果
以上説明したように、第１実施形態によれば、無線基地局ＢＳは、劣化無線端末が位置する方向に向けてＭＡＰをＢＦ送信する。このため、劣化無線端末がＭＡＰを正常に受信できる確度をさらに向上させることができる。

特に、ＷｉＭＡＸでは、ＢＦ送信をサポートした無線基地局ＢＳを投入しても、ＭＡＰがＢＦ送信されないためにＢＦ送信が有効に機能しないという問題があったが、第１実施形態ではこの問題を解決できる。

さらに、第１実施形態によれば、劣化無線端末が複数存在する場合、無線通信部１１０は、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴｎを劣化無線端末と同数のサブアレーアンテナに分割し、分割により得られたサブアレーアンテナのそれぞれを用いて、ＭＡＰを劣化無線端末が位置する方向に向けてＢＦ送信する。これにより、多数の劣化無線端末が存在する場合でも、これらの劣化無線端末がＭＡＰを正常に受信できる確度を向上させることができる。

［第２実施形態］
上述した第１実施形態では、劣化無線端末へＭＡＰをＢＦ送信する際、アンテナＡＮＴ１〜ＡＮＴｎをサブアレーアンテナに分割していた。第２実施形態では、第１実施形態とは分割対象が異なり、無線通信に使用される周波数帯または時間帯の少なくとも一方を分割する。すなわち、第２実施形態において「無線通信資源」とは、無線通信に使用される周波数帯または時間帯を意味する。

なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる点についてのみ説明し、重複する説明を省略する。以下では、（１）無線通信資源の分割処理、（２）無線基地局の動作、（３）具体例、（４）作用・効果の順で説明する。

（１）無線通信資源の分割処理
図５は、無線通信システム１０において用いられる通信フレームＦの構成を示す図である。

図５に示すように、通信フレームＦは、下りリンク（ＤＬ）の通信に用いられるＤＬサブフレームＦ１と、上りリンク（ＵＬ）の通信に用いられるＵＬサブフレームＦ２とを有する。ＤＬサブフレームＦ１は、１フレーム期間の前半に配置される。ＵＬサブフレームＦ２は、１フレーム期間の後半に配置される。ＤＬサブフレームＦ１およびＵＬサブフレームＦ２は、それぞれ複数のシンボルから構成される。

ＤＬサブフレームＦ１の先頭には、既知のシンボルであるプリアンブルが配置される。ＤＬサブフレームＦ１は、プリアンブルの後において、ＭＡＰが配置されるＭＡＰゾーンを有する。さらに、ＤＬサブフレームＦ１は、ＭＡＰゾーンの後において、ＭＡＰ以外の通信データ（ユーザデータ）が配置されるデータゾーンを有する。

図５の例では、ＭＡＰゾーンは、周波数方向に分割されている。すなわち、ＭＡＰゾーンの周波数帯ｆが分割されて、ＢＦ対象端末１用の領域、ＢＦ対象端末２用の領域・・・が設けられている。これらの領域のそれぞれにおいて、ＭＡＰがＢＦ送信される。具体的には、ＢＦ対象端末１用の領域ではＢＦ対象端末１が位置する方向に向けてＭＡＰがＢＦ送信され、ＢＦ対象端末２用の領域ではＢＦ対象端末２が位置する方向に向けてＭＡＰがＢＦ送信される。

なお、図５に示すような周波数方向での分割に限らず、時間方向での分割を行ってもよい。この場合、ＭＡＰゾーンの時間帯ｔが分割されて、ＢＦ対象端末１用の領域、ＢＦ対象端末２用の領域、ＢＦ対象端末３用の領域・・・が設けられる。これらの領域のそれぞれにおいて、ＭＡＰがＢＦ送信される。

（２）無線基地局の動作
図６は、第２実施形態に係る無線基地局ＢＳの動作を示すフローチャートである。図６のステップＳ２０１〜ステップＳ２０５の各処理は、第１実施形態と同様である。

ステップＳ２０６において、送信制御部１２３は、ＢＦ対象端末数をＸとして、ＭＡＰゾーンを周波数方向または時間方向にＸ分割する。

ステップＳ２０７において、制御部１２０は、無線基地局ＢＳと無線通信を実行する無線端末ＭＳをカウントするための変数ｉを初期化する。

ステップＳ２０８において、無線通信部１１０は、送信制御部１２３がＢＦ対象端末に割り当てた領域（周波数領域または時間領域）を用いて、ＭＡＰを各ＢＦ対象端末が位置する方向に向けてＢＦ送信する。

ステップＳ２０９において、制御部１２０は、無線基地局ＢＳと無線通信を実行する全無線端末ＭＳに対してＭＡＰ送信が完了したか否かを判定する。ＭＡＰ送信が完了した場合、本動作フローが終了する。

（３）具体例
次に、具体例を挙げて、第２実施形態によって得られる効果を説明する。図７は、第２実施形態によって得られる効果を説明するための図である。

図７は、２つのＢＦ対象端末に対して互いに異なる周波数領域を用いてＢＦ送信（４本のアンテナを使用）を行った場合と、１本のアンテナを用いてオムニ送信した場合の両方の特性を示している。図６に示すように、ＢＦ送信を行った場合には、オムニ送信の場合と比較して、特性が改善している。さらに、ＢＦ送信時には、ＢＦ対象端末以外の無線端末（SVD User3, SVD User4）の特性も改善している。

（４）作用・効果
以上説明したように、第２実施形態によれば、無線通信部１１０は、ＭＡＰの送信に使用される周波数帯ｆまたは時間帯ｔの一部からなる領域を用いて、劣化無線端末が位置する方向に向けてＭＡＰをＢＦ送信する。このため、劣化無線端末がＭＡＰを正常に受信できる確度を向上させることができる。

特に、ＷｉＭＡＸでは、ＢＦ送信をサポートした無線基地局ＢＳを投入しても、ＭＡＰがＢＦ送信されないためにＢＦ送信が有効に機能しないという問題があったが、第２実施形態ではこの問題を解決できる。

さらに、第２実施形態によれば、劣化無線端末が複数存在する場合、無線通信部１１０は、ＭＡＰの送信に使用される周波数帯ｆまたは時間帯ｔを劣化無線端末と同数の領域に分割し、分割により得られた領域（周波数領域または時間領域）のそれぞれを用いて、ＭＡＰを劣化無線端末が位置する方向に向けてＢＦ送信する。これにより、多数の劣化無線端末が存在する場合でも、これらの劣化無線端末がＭＡＰを正常に受信できる確度を向上させることができる。

［その他の実施形態］
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、上述した第１実施形態および第２実施形態は、別個独立に実施する場合に限らず、第１実施形態および第２実施形態を組み合わせて実施可能である。第１実施形態および第２実施形態を組み合わせて実施することにより、さらに多くの劣化無線端末がＭＡＰを正常に受信できる確度を向上させることができる。

また、上述した実施形態では、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）に基づく構成の無線通信システム１０について説明したが、ＷｉＭＡＸに限らず、３ＧＰＰにおいて規格策定中のＬＴＥ(Long Term Evolution)や、次世代ＰＨＳに対しても本発明を適用可能である。すなわち、本発明は、無線基地局と無線通信を実行する無線端末に報知すべきデータであって無線通信の制御に用いられる報知制御データを無線基地局が送信する無線通信システムであれば、どのような無線通信システムに対しても適用できる。

なお、狭帯域システムにおいてＢＦ送信を適用すると指向性の落ち込み点であるヌルが発生する問題があるが、ＷｉＭＡＸ、ＬＴＥおよび次世代ＰＨＳなどの広帯域システムでは、全帯域にヌルが向くことはない。すなわち、このようなマルチキャリア通信システムでは、複数のキャリアを用いて報知制御データをＢＦ送信することにより、あるキャリアにとってヌルが発生する方向であっても、他のキャリアではキャリア位相が異なるためにヌルとならない。したがって、報知制御データをＢＦ送信する場合において、ヌルの問題を回避できる。また、広帯域の一部にヌルが向いて若干の誤りが発生しても、強力な誤り訂正を用いれば当該誤りを訂正できる。

さらに、上述した各処理手順をコンピュータプログラムとして実装し、当該コンピュータプログラムを無線基地局に実行させることが可能である。

このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。

第１実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。 第１実施形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る無線基地局の動作を示すフローチャートである。 第１実施形態によって得られる効果を説明するための図である。 第２実施形態に係る周波数帯または時間帯の分割処理の一例を説明するための図である。 第２実施形態に係る無線基地局の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態によって得られる効果を説明するための図である。

符号の説明

ＢＳ…無線基地局、ＭＳ１，ＭＳ２…無線端末、ＡＮＴ１〜ＡＮＴ８…アンテナ、１０…無線通信システム、１０１…アンテナ部、１１０…無線通信部、１２０…制御部、１２１…品質取得部、１２２…特定部、１２３…送信制御部、１３０…記憶部

Claims (8)

1. 複数のアンテナを含むアンテナ部を介して、自局と無線通信を実行する複数の無線端末に共通のデータであって前記無線通信の制御に用いられる報知制御データを送信する無線通信部を有する無線基地局であって、
   前記無線端末と自局との前記無線通信の品質を示す品質情報を取得する取得部と、
   前記取得部によって取得された前記品質情報に基づき、前記品質が閾値よりも劣化している劣化無線端末を前記無線端末の中から特定する特定部と
   を備え、
   前記無線通信部は、前記特定部によって特定された前記劣化無線端末が位置する方向に向けて、自局の前記無線通信の制御に用いられる前記報知制御データを自局がビームフォーミング送信する無線基地局。
2. 前記無線通信部は、
   前記劣化無線端末が複数存在する場合、前記報知制御データの送信に使用される無線通信資源を分割し、
   分割した無線通信資源のそれぞれを用いて、前記報知制御データを前記劣化無線端末が位置する方向に向けてビームフォーミング送信する請求項１に記載の無線基地局。
3. 前記無線通信資源には、前記アンテナ部が含まれ、
   前記無線通信部は、
   前記劣化無線端末が複数存在する場合、前記複数のアンテナを前記劣化無線端末と同数のアンテナ群に分割し、
   分割により得られた前記アンテナ群のそれぞれを用いて、前記報知制御データを前記劣化無線端末が位置する方向に向けてビームフォーミング送信する請求項２に記載の無線基地局。
4. 前記無線通信資源には、前記報知制御データの送信に使用される周波数帯が含まれ、
   前記無線通信部は、
   前記劣化無線端末が複数存在する場合、前記周波数帯を前記劣化無線端末と同数の周波数領域に分割し、
   分割により得られた前記周波数領域のそれぞれを用いて、前記報知制御データを前記劣化無線端末が位置する方向に向けてビームフォーミング送信する請求項２に記載の無線基地局。
5. 前記無線通信資源には、前記報知制御データの送信に使用される時間帯が含まれ、
   前記無線通信部は、
   前記劣化無線端末が複数存在する場合、前記時間帯を前記劣化無線端末と同数の時間領域に分割し、
   分割により得られた前記時間領域のそれぞれを用いて、前記報知制御データを前記劣化無線端末が位置する方向に向けてビームフォーミング送信する請求項２に記載の無線基地局。
6. 前記報知制御データは、前記報知制御データ以外の通信データの送受信に使用される通信チャネルの割り当て結果を示すデータを含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の無線基地局。
7. 前記無線通信部は、前記報知制御データの送信に複数のキャリアを使用可能なマルチキャリア通信方式に従って構成される請求項１〜６の何れか一項に記載の無線基地局。
8. 複数のアンテナを含むアンテナ部を介して、自局と無線通信を実行する複数の無線端末に共通のデータであって前記無線通信の制御に用いられる報知制御データを送信する無線通信部を有する無線基地局を用いた無線通信方法であって、
   前記無線端末と自局との前記無線通信の品質を示す品質情報を取得するステップと、
   前記取得するステップによって取得された前記品質情報に基づき、前記品質が閾値よりも劣化している劣化無線端末を前記無線端末の中から特定するステップと
   を備え、
   前記無線通信部は、前記特定するステップによって特定された前記劣化無線端末が位置する方向に向けて、自局の前記無線通信の制御に用いられる前記報知制御データを自局がビームフォーミング送信する無線通信方法。

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