JP5474007B2

JP5474007B2 - 複数の信号帯域幅を定義する無線通信システムにおける送受信帯域幅設定方法

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Publication number: JP5474007B2
Application number: JP2011173366A
Authority: JP
Inventors: 健一樋口; 衛佐和橋
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2025-10-31
Also published as: JP2011259487A

Description

本発明は、複数の異なる信号帯域幅が定義されている無線通信システムで用いられる基地局、移動端末、および信号送受信方法に関する。

Ｗ−ＣＤＭＡやＨＳＤＰＡの後継として、ＥｖｏｌｖｅｄＵＴＲＡ（Ｅ−ＵＴＲＡ）と呼ばれる通信方式が検討されている。Ｅ−ＵＴＲＡは、複数の帯域幅を拡張可能にサポートする無線アクセス方式であり、既存の３Ｇ方式との親和性を確保しつつ、１．２５ＭＨｚから最大２０ＭＨｚまでの帯域幅に対応するものである。

既存のＷ−ＣＤＭＡでは、同一システム内において、単一の帯域幅である５ＭＨｚの帯域幅をサポートし、下り（基地局から端末）、上り（端末から基地局）のチャネルを割り振って、転送したいデータを送信していた。

特表２００２−５４３６７５号公報

"Physical Channel Concept for Scalable Bandwidth in Evolved UTRA Downlink", 3GPP TSG RAN WG1 Ad Hoc on LTE, R1-050592, 2005.06

これに対し、Ｅ−ＵＴＲＡに対応するシステムでは、同一システム内に複数の帯域幅が定義されており、基地局あるいは事業者によって異なる帯域幅をサポートする。すなわち、各事業者が展開するシステム（場合によっては同一事業者のシステム内のセル）によって使用する帯域幅が異なるという状態が生じる。このような状況で、すべての移動端末が、異なる帯域幅の任意の基地局に接続できるようにする必要がある。

また、移動端末がサポートし得る最低限の最大送受信帯域幅は、端末の実装、構成のみならず、同期チャネル（ＳＣＨ）や報知チャネル（ＢＣＨ）に対応する物理チャネルの構成にも影響するので、重要な課題である。

また、移動端末から異なる帯域幅を利用する任意の基地局へ最初にアクセスする場合の衝突許容チャネルや、移動端末から任意の基地局へ送信するパイロットチャネルおよびデータチャネルの送信帯域幅の設定も重要になってくる。

そこで、本発明は、複数の帯域幅が定義される無線通信システムにおいて、上りリンクでの適切な帯域設定方法を提供することを課題とする。

また、このような帯域幅設定方法に応じた移動端末の構成と、基地局の構成を提供することを課題とする。

上記課題を実現するために、実施例では、無線通信システムで複数の帯域幅が定義されていることを前提として、
（１）複数の帯域幅に応じたすべての種類の移動端末を用意する場合、と
（２）すべての移動端末に、ある一定値以上の最大帯域幅を設定する場合
のそれぞれの場合について、上りリンクでのパイロットチャネルおよびデータチャネルの送信帯域幅設定方法とスケジューリング、および上りリンクでの衝突許容チャネルの送信幅の設定方法を開示する。

第１の側面では、上りリンクでのパイロットチャネルおよびデータチャネルの帯域幅の設定に関する第１の方法として、複数の帯域幅を定義する無線通信システムでの送受信帯域幅の設定方法において、
（ａ）複数の帯域幅のそれぞれに対応する種類の移動端末を、前記無線通信システムに収容し、
（ｂ）上りリンクで前記移動端末から送信されるパイロットチャネルの送信帯域幅とデータチャネルの最大送信帯域幅として、前記複数の帯域幅のそれぞれに対応する帯域幅を設定する。

第２の方法として、複数の帯域幅を定義する無線通信システムにおける送受信帯域幅の設定方法において、
（ａ）上りリンクで送信されるデータチャネルの送信帯域幅に関して、前記複数の帯域幅のそれぞれに対応する種類の移動端末を、前記無線通信システムに収容し、
（ｂ）上りリンクで送信されるパイロットチャネルの送信帯域幅に関して、前記無線通信システムに収容されるすべての移動端末に、前記複数の帯域幅のうちの最小帯域幅よりも大きい所定の値の送信帯域幅の処理能力を持たせる。

第３の方法として、複数の帯域幅を定義する無線通信システムにおける送受信帯域幅の設定方法において、
（ａ）前記無線通信システムに収容されるすべての移動端末に、上りリンクのパイロットチャネルとデータチャネルの送信帯域幅として、前記複数の帯域幅のうちの最小帯域幅よりも大きい所定の値の送信帯域幅を処理する能力を持たせ、
（ｂ）前記無線通信システム内の基地局が利用する帯域幅に応じて、前記移動端末が有する最大送信帯域幅の範囲内で、前記パイロットチャネルとデータチャネルの送信帯域幅を選択する。

上記第１〜第３の方法において、好ましくは、上りリンクにおいて、パイロットチャネルの送信帯域幅を、データチャネルの送信帯域幅よりも広く設定する。

本発明によれば、複数の帯域幅を定義する無線通信システムにおいて、上りリンクで、適切な送受信帯域幅を設定することができる。

本発明の前提となる複数の帯域幅をサポートする無線通信システムを説明するための図である。図１のシステムにおいて、無線通信システムがサポートするすべての帯域幅に対応する種類の移動端末を収容する場合の、下りリンク帯域幅設定方法を示す図である。図１のシステムにおいて、すべての移動端末に、ある一定値以上の最大送信帯域幅をサポートする性能を持たせる場合の、下りリンク帯域幅設定方法を示す図である。図１のシステムにおいて、無線通信システムがサポートするすべての帯域幅に対応する種類の移動端末を収容する場合の、上りリンク帯域幅設定方法を示す図である。図１のシステムにおいて、すべての移動端末に、ある一定値以上の最大送信帯域幅をサポートする性能を持たせる場合の、上りリンク帯域幅設定方法を示す図である。上りリンクで、パイロットチャネルをデータチャネルよりも広い帯域幅で送信する例を示す図である。基地局において、受信したパイロットチャネルに基づいて上りスケジューリングを行なう方法を説明するための図である。複数の帯域幅をサポートする無線通信システムで用いられる移動端末の送信機構成の一例を示すブロック図である。複数の帯域幅をサポートする無線通信システムで用いられる移動端末の受信機構成の一例を示すブロック図である。上りスケジューリングを行なう場合の基地局の構成例を示すブロック図である。上りリンクでの衝突許容チャネルの送信方法を説明するための図である。

良好な実施形態を説明する前に、図１を参照して、本発明の前提となる無線通信システムの概要を説明する。本発明は、同一システム内で複数の帯域幅が定義されているシステムを前提とする。したがって、基地局（あるいは事業者）によって、下りリンクの送信帯域幅や、上りリンクの受信帯域幅が異なる。すべての移動端末は、移動にともなって、異なる帯域幅の任意の基地局と接続しなければならない。

図１において、無線通信システムは、たとえば、２０ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、１．２５ＭＨｚという異なる送信帯域幅を利用する基地局１〜５を含む。各基地局が使用する送信周波数帯幅は、各事業者が利用可能な周波数スペクトラムによって決まる。このような同一システム内での複数の帯域幅の存在を前提として、移動端末１０を任意の基地局と接続させるためには、
（１）下りリンクにおける基地局から移動局への共通チャネルの送信と、移動端末１０の最大帯域幅の設定、
（２）上りリンクにおけるパイロットチャネルおよびデータチャネルの送信とそのスケジューリング、および
（３）上りリンクにおける衝突許容型チャネルの送信
を考慮しなければならない。以下で、それぞれについて説明する。
＜下りリンクにおける共通チャネルの送信と移動端末の最大帯域幅の設定＞
複数の送信帯域幅をサポートする無線通信システムの下りリンクで、移動端末１０が任意の基地局から共通（物理）チャネルを受信できるような帯域幅の設定の仕方として、以下の２つの方法が考えられる。すなわち、
（ｉ）システムがサポートする帯域幅のすべてに応じた種類の移動端末１０を用意し、システムがサポートする複数の帯域幅のうち最小の帯域幅で下り共通（物理）チャネルを送信する、または、
（ｉｉ）すべての移動端末１０がサポートすべき最低ラインの最大帯域幅を設定し、この最低ラインの帯域幅以下の２以上の帯域幅で下り共通（物理）チャネルを送信する、
という方法である。

第１の方法では、たとえば、図１に示すように無線通信システムが５種類の帯域幅をサポートする場合、移動端末１０についても、１．２５ＭＨｚ対応の移動端末、２．５ＭＨｚ対応の移動端末、５ＭＨｚ対応の移動端末、１０ＭＨｚ対応の移動端末、および２０ＭＨｚ対応の移動端末という５種類の端末を用意し、システム内に収容する。

この場合、１．２５ＭＨｚの信号帯域幅の信号しか受信できない移動端末１０も存在するため、すべての基地局は、そのセルで使用するシステムの帯域幅とは無関係に、同期チャネル（ＳＣＨ）や報知チャネル（ＢＣＨ）などの共通チャネルに対応する物理チャネルを、システム内の最も小さい帯域幅である１．２５ＭＨｚ帯域幅で送信する。

第２の方法では、すべての移動端末が少なくともある一定の最大帯域幅を有する。たとえば、すべての移動端末１０が、少なくとも５ＭＨｚ帯域幅、あるいは少なくとも１０ＭＨｚ帯域幅を有するように設計する。

この方法では、システムに収容されるすべての移動端末１０が、ある一定値以上の最大帯域幅に対応できるため、基地局は、システムが定義する複数の帯域幅のうち、その一定の最大帯域幅以下の帯域幅で共通チャネルを送信すればよい。

図２は、下りリンク信号帯域幅の設定における第１の方法（ｉ）をより詳しく説明するための図である。無線通信システムは、図２の左欄に示すように、セルによって５種類の異なるシステム帯域幅をサポートし、かつ、すべての帯域幅に対応する種類の移動端末１０を収容している。この場合、各セルにおける共通チャネル（ＳＣＨ、ＢＣＨ等）の送信帯域幅は、図２の右欄に示すように、そのセルが利用可能なシステム帯域幅とは無関係に、システム内で最も小さい帯域幅に合わせて、１．２５ＭＨｚとなっている。

この方式により、どの種類の移動端末１０が、どのセルへ移動しても、基地局からの共通チャネルを受信することができる。

また、すべての基地局が同一の最小信号帯域幅で、同期チャネルや報知チャネルを送信するので、移動端末１０での共通チャネルの復調や復号の方法が簡単かつ統一的になる。さらに、既存のＷ−ＣＤＭＡ方式の端末やＵＭＴＳ（Ｗ−ＣＤＭＡ）／ＧＭＳデュアルモード端末は５ＭＨｚの下り物理チャネル受信性能を有するので、これらの既存システムと新システムとの間でのコモナリティのメリットがあり，両システムのデュアルモードの実現が容易になると考えられる。

図３（ａ）および３（ｂ）は、下りリンク信号帯域幅の設定における第２の方法（ｉｉ）を詳しく説明するための図である。図３（ａ）の例では、すべての移動端末１０がサポートすべき最低限の最大帯域幅を５ＭＨｚに設定し、図３（ｂ）の例では、１０ＭＨｚに設定している。

図３（ａ）において、左欄はシステムがサポートする５種類の帯域幅を示し、右欄は、すべての移動端末１０が最低でも５ＭＨｚの最大帯域幅を有する場合に、各基地局が共通チャネルの送信に用いる信号帯域幅を示す。１．２５ＭＨｚの帯域幅を利用する基地局（事業者）は、その帯域幅で共通チャネルを送信する。２．５ＭＨｚの帯域幅を利用する基地局は、２．５ＭＨｚまたは１．２５ＭＨｚで共通チャネルを送信する。移動端末１０は最低でも５ＭＨｚの帯域幅をサポートするので、いずれの場合も、基地局からの共通チャネルを受信することができる。

５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ，２０ＭＨｚ帯域幅を使用する基地局は、すべての移動端末１０に確保された最低ラインの最大帯域幅に合わせて、５ＭＨｚで共通チャネルを送信する。５ＭＨｚの帯域幅で共通チャネルを送信するので、高いダイバーシティ効果を得ることができる。したがって、移動端末１０でこれらのチャネルを受信するときの受信品質が向上する。また、既存のＷ−ＣＤＭＡとのデュアルモードの実現が容易である。

図３（ａ）のシステムで、下り共通チャネルが基地局によって５ＭＨｚまたは１．２５ＭＨｚ（または２．５ＭＨｚ）で送信されるので、無線通信システムでは、２種類以上の共通チャネルのフォーマットを設定する必要がある。また、移動端末１０では、ＳＣＨやＢＣＨを復調、復号する前に、共通チャネルの帯域幅を検出、識別する必要がある。これを実現する方法として、基地局は、ＳＣＨやＢＣＨなどの共通チャネルの送信に利用する帯域幅に関する情報を、たとえば１．２５ＭＨｚの制御チャネルを別途設けて移動端末１０にあらかじめ通知するという方法がある。あるいは、ＳＣＨやＢＣＨの１．２５ＭＨｚ分の帯域の情報を復号し、復号した情報から５ＭＨｚ帯域のＳＣＨやＢＣＨがあると認識した場合には、再度５ＭＨｚ分の帯域の情報を復号する構成としても良い．あるいは、移動端末１０において、ブラインド法によりパラメータ（帯域幅）の推定を行なう構成としてもよい。

図３（ｂ）は、図３（ａ）と同様であるが、すべての移動端末１０が、最低でも１０ＭＨｚの最大受信帯域幅をサポートするため、５ＭＨｚ帯域幅を利用する基地局は、共通チャネルを５ＭＨｚで送信し、１０ＭＨｚまたは２０ＭＨｚの帯域幅を利用する基地局は、移動端末１０の最低限の受信帯域幅である１０ＭＨｚで共通チャネルを送信する。この場合も、移動端末１０は、共通チャネルの帯域幅を識別する機能を有する。すなわち、図３（ａ）の例と同様に、システムでサポートする最低の帯域幅（たとえば１．２５ＭＨｚ）の制御チャネルで、帯域幅情報を通知する、あるいはブラインド法により帯域幅の推定を行なうことによって、下り共通チャネルの帯域幅を識別する。

図３の方法では、すべての移動端末１０がある一定レベル以上の最大受信帯域幅を有するので、移動端末１０の種類、性能を統一することができる。また、ダイバーシティ効果による受信品質の向上が期待できる。

なお、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す例では、ＳＣＨとＢＣＨは同一の帯域幅で送信されることになっているが、必ずしも同じ帯域幅を用いる必要はない。たとえば、２．５ＭＨｚの帯域幅を有する基地局において、ＢＣＨを２．５ＭＨｚで送信し、ＳＣＨを１．２５ＭＨｚで送信してもよい。
＜上りリンクにおける送信帯域幅と送信スケジューリング＞
次に、上りリンクにおけるパイロットチャネルおよびデータチャネルの送信帯域幅と、そのスケジューリングについて説明する。無線通信システムの上りリンクで、移動端末１０が任意の基地局へパイロットチャネルおよびデータチャネルを送信するための帯域幅の設定の仕方として、下り共通チャネルの場合と同様に、以下の２つの方法が考えられる。すなわち、
（ｉ）システムがサポートするすべての帯域幅に応じた種類の移動端末１０を用意する、または、
（ｉｉ）すべての移動端末１０がサポートすべき最低ラインの最大帯域幅を設定する、
という方法である。

図４は、第１の方法を採用する場合、すなわち、すべての帯域幅に応じた種類の移動端末１０を収容する場合の、上りリンクの送信帯域幅設定方法を示す。左欄は、無線通信システムがサポートする５種類の帯域幅を、中央の欄は、対応のセルにおいて処理可能な移動端末１０からの最大データチャネルの送信帯域幅を、右欄は、対応のセルにおいて処理可能な移動端末１０からのパイロットチャネルの送信帯域幅を示す。

上りリンクで１．２５ＭＨｚ〜２０ＭＨｚまでの間の複数種類の最大送信帯域幅に対応するすべての種類の移動端末１０を収容するので、各移動端末１０は、自己がサポートする帯域幅の範囲内で、任意の基地局に対し、その基地局がサポートするシステム帯域幅に応じたパイロット信号とデータ信号を送信する。たとえば、５ＭＨｚの帯域幅をサポートする移動端末１０は、２．５ＭＨｚ帯域幅を利用するセルにおいては、５ＭＨｚのうちの２．５ＭＨｚを使用して、パイロット信号やデータ信号を送信する。５ＭＨｚ以上の帯域幅を使用するセルへ移動したときは、５ＭＨｚの帯域幅でパイロット信号やデータ信号を送信する。

なお、２．５ＭＨｚ以上の帯域幅をサポートする移動端末１０は、パイロットチャネルをデータチャネルよりも広い帯域幅で送信するのが望ましい。たとえば、図６（ａ）に示すように、パイロットチャネルを２．５ＭＨｚで送信し、データチャネルを１．２５ＭＨｚで送信する。あるいは、図６（ｂ）に示すように、パイロットチャネルを５ＭＨｚで送信し、データチャネルを２．５ＭＨｚで送信する。このような構成を採用することによって、基地局側は、受信したパイロットチャネルを用いて、周波数軸上でチャネル状態（ＳＩＲ等）に応じたスケジューリングをすることができる。このパイロットチャネルに基づく上りスケジューリングの詳細については、後述する。

図５は、第２の方法を採用する場合、すなわち、すべての移動端末１０に最低ラインの最大送信帯域幅を設定する場合の、上りリンクの送信帯域幅設定方法を示す。図５（ａ）の例では、すべての移動端末１０が、パイロットチャネルの送信に関しては最低５ＭＨｚの帯域幅をサポートするが、データチャネル（および制御チャネル）の最大送信帯域幅は、すべての種類の帯域幅に合わせて設定される。一方、図５（ｂ）の例では、すべての移動端末１０が、パイロットチャネルとデータチャネルの双方に関して、最低でも５ＭＨｚの送信帯域幅をサポートする。図５（ｃ）の例では、すべての移動端末１０が、パイロットチャネルとデータチャネルの双方に関して、最低１０ＭＨｚの送信帯域幅をサポートする。

図５（ａ）の例では、データチャネルの送信に関しては、システムがサポートするすべての帯域幅に応じた種類の移動端末１０を用意するとしても、パイロットチャネルの送信については、すべての移動端末１０で少なくとも５ＭＨｚの最大帯域幅を確保する。これは、たとえば、図６（ｂ）に示すように、５ＭＨｚ以上の帯域幅をサポートするセルにおいては、移動端末１０は５ＭＨｚでパイロットチャネルを送信し、基地局からのスケジューリング指示に応じて、２．５ＭＨｚの帯域幅でデータチャネルを送信する。２．５ＭＨｚをサポートするセルにおいては、図６（ａ）に示すように、５ＭＨｚのうちの２．５ＭＨｚを使用してパイロットチャネルを送信し、基地局のスケジューリングに応じて、１．２５ＭＨｚの帯域幅でデータチャネルを送信する。

図７は、パイロットチャネルを用いたスケジューリングを説明するための図である。すべての移動端末１０は、パイロットチャネルの送信に最低５ＭＨｚの最大送信帯域幅を使用可能とする。図７（ａ）に示すように、あるセルにおいて、ユーザ１〜ユーザ４の移動端末は、５ＭＨｚの帯域幅でパイロットチャネルを送信している（ステップ１）。

図７（ｂ）に示すように、基地局は、ユーザ１〜４からパイロット信号を受信すると、受信したパイロットチャネルを用いて、各ユーザの移動端末１０の周波数軸上でのチャネル状態を測定する（ステップ２）。たとえば、ユーザ１の移動端末からのパイロットチャネルは、５ＭＨｚ帯域幅の前半部分で、良好なチャネル状態を示す。ユーザ２のパイロットチャネルは、５ＭＨｚ帯域幅の中心よりもやや低い側でピークを示す。ユーザ３のパイロットチャネルは、５ＭＨｚ帯域幅の後半部分で、良好なチャネル状態を有する。

図７（ｃ）に示すように、測定したチャネル状態に基づいて、基地局は、周波数軸上でパイロットチャネルよりも狭い帯域幅のデータチャネルを、ユーザ１、２，３に割り当てる。図７（ｃ）の例では、ユーザ１に５ＭＨｚ帯域幅の最初の１．２５ＭＨｚを割り当て、ユーザ２に、その次の１．２５ＭＨｚを割り当て、ユーザ３に後半の２．５ＭＨｚを割り当てている。この時点でのユーザ４に対する割り当てはない。各ユーザのデータチャネルの送信に割り当てる帯域幅は、移動端末から送られてくる端末の最大送信帯域幅の情報（ケイパビリティ）に基づいて決定してもよい。各ユーザの移動端末は、基地局からの割り当て指示に基づいて、パイロットチャネルよりも狭い帯域で、データチャネルを送信する（ステップ３）。

このように、データチャネルの送信能力が低い移動端末であっても、パイロットチャネルの送信に関しては、すべての移動端末１０に一定（たとえば５ＭＨｚ）の最大送信帯域幅を確保し、データチャネルの送信の帯域幅をそれより小さく設定することによって、チャネル状態に応じた効率的なスケジューリングが可能になる。この結果、システムのスループットが向上する。

図５に戻り、図５（ｂ）の例では、パイロットチャネルとデータチャネルの双方について、すべての移動端末１０が少なくとも５ＭＨｚの最大送信帯域幅を有する。図５（ｃ）の例では、パイロットチャネルとデータチャネルの双方について、すべての移動端末１０が少なくとも１０ＭＨｚの最大送信帯域幅を有する。いずれの場合も、図５（ａ）の場合と同様に、基地局において、受信したパイロットチャネルに基づいて、パイロットチャネルよりも狭い帯域でのデータチャネルの送信スケジューリングが可能になり、システムのスループットを向上することができる。

図８は、移動端末１０の送信機１０ａのブロック構成図である。送信機１０ａのベースバンド部において、データチャネル処理系列として、入力される送信データの符号化を行なうチャネル符号化部２１とデータ変調部２２と帯域制限フィルタ２３とを有し、パイロットチャネル処理系列として、パイロット信号生成部２４と帯域制限フィルタ２５を有する。

図７のように基地局において上りスケジューリングを行なう場合は、移動局１０は、異なる帯域幅のパイロットチャネルとデータチャネルを送信する。この場合、パイロットチャネル／データチャネル送信帯域幅制御部３１は、下り制御チャネルで通知された基地局の最大受信帯域幅の範囲内で、パイロットチャネルとデータチャネルの送信帯域幅を制御する。制御の方法として、図７に示す方法で基地局からのスケジューリングで指定される送信帯域幅に基づいてデータチャネルの送信帯域幅を設定する方法と、制御部３１自体が選択したパイロットチャネルおよびデータチャネルの送信帯域幅を設定する方法がある。

ベースバンド処理されたパイロットチャネル信号とデータチャネル信号は、ＩＦ部のＤ／Ａコンバータ２６に入力され、ＩＦフィルタ２７を通過する。パイロットとデータの送信帯域幅が異なる場合は、ＩＦフィルタ２７の帯域幅は、パイロットの送信帯域幅に合わせられる。ＩＦフィルタ２７の出力は、ＲＦ部のアップコンバータ２８に入力され、設定された上りリンク送信周波数帯に応じたＲＦ周波数に変換される。なお、この機能の一部はベースバンド部で行なってもよい。ＲＦ変換された信号は、ＲＦフィルタ２９を通過する。パイロットとデータの送信帯域幅が異なる場合は、ＲＦフィルタの帯域幅はパイロットの送信帯域幅に合わせられる。ＲＦフィルタ２７の出力はパワーアンプ３０で増幅される。データチャネルのほうがパイロットチャネルよりも送信電力が大きいため、データチャネルの送信帯域幅に応じてパワーアンプの大きさが決まる。増幅された送信信号は、送信アンテナから送信される。

図９は、移動端末１０の受信機１０ｂのブロック構成図である。アンテナで受信されたＲＦ信号は、ＲＦ部において、ローノイズアンプ（ＬＮＡ）４１、ＲＦフィルタ４２を経て、ダウンコンバータ４３で中間周波数に変換される。次いで、ＩＦ部においてＩＦフィルタ４４を通過してＤ／Ａコンバータ４５でアナログ信号に変換される。ベースバンド部で帯域制限フィルタ４６、データ復調器４７、チャネル復号器４８により、フィルタリング、復調、復号される。すべての移動端末１０に最低５ＭＨｚの最大受信帯域幅が確保されている場合は、ＲＦフィルタ４２とＩＦフィルタ４４は、既存のＷ−ＣＤＭＡとのデュアルモード動作が容易である。

また、移動端末１０にある一定以上の最大受信帯域幅が確保されている場合、基地局から受信する共通チャネルの帯域幅が、そのセルで使用される帯域幅によって異なるため、帯域幅に応じたフィルタリング、復調、復号処理を行なう必要がある。受信帯域幅制御部５０は、受信帯域幅に応じた設定を行うための制御信号を、帯域制限フィルタ４６、データ復調器４７、およびチャネル復号器４８に供給する。受信帯域幅制御部５０は、たとえば下り制御チャネルで通知された帯域幅情報に基づいて、制御する。あるいは、図示はしないが、パラメータ推定部を設けて帯域幅の推定を行なう構成としてもよい。

図１０は、複数の帯域幅をサポートする無線通信システムで用いられる基地局の構成例を示すブロック図である。基地局６０は、第１の帯域幅のパイロット信号を移動端末１０から受信するパイロット信号受信部６１と、受信したパイロットチャネルに基づいて、各移動端末の周波数軸上でのチャネル状態を測定するチャネル測定部６２と、測定結果に基づいて、移動端末の各々に、第１の帯域幅よりも狭い第２の帯域幅でデータチャネルの送信帯域を割り当てるデータチャネル用送信帯域割当部６３とを有する。

このような基地局構成は、すべての移動端末がある一定以上の最大送信帯域幅を有する構成を採用する場合に有用である。図７に示すように、パイロットチャネルに基づく上りスケジューリングを行なうことができるからである。
＜上りリンクにおける衝突許容チャネルの帯域幅の設定＞
図１１は、複数の帯域幅をサポートする無線通信システムにおいて、移動端末１０が最初に基地局にアクセスする際の上りリンク衝突許容チャネルの送信方法を説明するための図である。移動端末が最初に基地局にアクセスする際に、予約チャネルやランダムアクセスチャネルなど、衝突の可能性を前提として衝突許容チャネルを送信する。無線通信システムが複数の帯域幅をサポートする場合、基地局が利用する帯域幅も移動端末のケイパビリティも異なるため、衝突許容チャネルの送信方法を考慮する必要がある。

図１１（ａ）は、無線通信システムがサポートする最小の帯域幅（たとえば１．２５ＭＨｚ）を衝突許容チャネルの帯域幅として設定する方法を示す。衝突許容チャネルの帯域幅が一律に決まっているので、どの基地局も同じ方法で衝突許容チャネルを受信することになり、システム設計が容易になる。この方法は、システムがサポートするすべての帯域幅に応じた種類の移動端末を収容する場合にも、すべての移動端末にある最低ライン以上の最大送信帯域幅を設定する場合にも適用され得る。

図１１（ａ）の例では、基地局は２０ＭＨｚの帯域幅を利用可能である。すべての移動端末Ａ，Ｂ，Ｃは、最初にこの基地局にアクセスする際に、システムの最小帯域幅である１．２５ＭＨｚで衝突許容チャネルを送信する。

衝突許容チャネルの送信方法として、
（１）基地局が利用する全帯域幅のうち、衝突許容チャネルの送信を許可する帯域を、制御チャネル等により移動端末に指示する方法、
（２）基地局において、全帯域幅のうち衝突許容チャネルの受信を許容する帯域をあらかじめ決めておく方法、
（３）移動端末の側で。衝突許容チャネルを送信する帯域を、アクセスしようとする基地局が利用する帯域幅の範囲内でランダムに決定する方法
がある。

第１の方法では、基地局は、たとえばスケジューリングで空いている帯域幅を、衝突許容チャネルの送信帯域幅として端末Ａ，Ｂ、Ｃに割り当てる。

第２の方法では、両方向矢印で示すように、上り衝突チャネルの受信許容帯域幅をあらかじめ決めておき、この帯域内で受け付ける。この場合、上り衝突許容チャネルの受信許容帯域幅を、基地局が利用する全帯域幅の範囲内で、一定時間ごとに、周波数軸上の別の帯域へシフトする構成としてもよい。これにより、一定の狭い帯域の範囲内で衝突許容チャネルを受け付けながらも、広帯域効果を得ることができる。

第３の方法では、移動端末が上り衝突許容チャネルの送信帯域をランダムに決める。

図１１（ｂ）の例では、移動端末Ａ〜Ｃは、システムの最小帯域幅よりも大きい所定の帯域幅、たとえば５ＭＨｚの帯域幅の範囲内で、上り衝突許容チャネルを送信する。この場合も、（１）基地局から指示される帯域で送信する、（２）基地局があらかじめ決定した受信許容帯域幅の範囲内で送信する、（３）移動端末でランダムに決定する、のいずれかの方法を採用することができる。なお，図１１（ａ）、図１１（ｂ）の例では，システムの帯域幅に対して、上り衝突許容型チャネルへの帯域割り当て幅を小さく設定しているが、場合によってはシステムの帯域幅全体を上り衝突許容型チャネルへの帯域として割り当てを行うこともできる。さらに衝突許容型チャネルへの帯域幅の決定は、システム帯域幅の大きさや、上りリンクでアクセスする移動端末の数、衝突許容型チャネルに必要な情報量の大きさに依存して決定される。また、衝突許容型チャネルによりアクセスを行う移動端末は、上り衝突許容型チャネル用に割り当てられた帯域幅が、実際の衝突許容型チャネルの送信よりも大きい場合には、移動端末は送信する衝突許容型チャネルの周波数を時間的に変化させて送信を行うことも可能である．その場合には、周波数ダイバーシチ効果による通信品質の向上を実現することができる。

以上、良好な実施形態に基づいて本発明を説明してきたが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、当業者にとって多様な変形、追加が可能である。

１０移動端末
１０ａ移動端末の送信機
１０ｂ移動端末の受信機
２１移動端末のパイロットチャネル／データチャネル送信帯域幅制御部
５０移動端末の受信帯域幅制御部
６０基地局
６１パイロットチャネル受信部
６２チャネル状態測定部
６３データチャネル用送信帯域割当部

Claims

複数の帯域幅を定義する無線通信システムにおける送受信帯域幅の設定方法であって、
上りリンクで送信されるデータチャネルの送信帯域幅に関して、前記複数の帯域幅のそれぞれに対応する移動端末を、前記無線通信システムに収容し、
上りリンクで送信されるパイロットチャネルの送信帯域幅に関して、前記無線通信システムに収容されるすべての移動端末に、前記複数の帯域幅のうちの最小帯域幅よりも大きい所定の値の送信帯域幅の処理能力を持たせ、
前記無線通信システム内の任意の移動端末から送信される上り衝突許容チャネルの送信帯域幅を、前記複数の帯域幅のうち最小の固定の送信帯域幅に設定し、
前記無線通信システム内の基地局は、当該基地局が利用する帯域幅の範囲内で、前記移動局が送信する上り衝突許容チャネルの可変の送信帯域を指示することを特徴とする送受信帯域幅設定方法。
前記上りリンクにおいて、前記パイロットチャネルの送信帯域幅を、前記データチャネルの送信帯域幅よりも広く設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の送受信帯域幅設定方法。
前記無線通信システム内の基地局において、受信したパイロットチャネルを用いて、周波数軸上でチャネル状態を測定し、
前記チャネル状態に基づいて、前記移動端末に上りデータチャネルの送信帯域を割り当てる
ことを特徴とする請求項２に記載の送受信帯域幅設定方法。