JP6408664B2 - 通信装置、通信方法、及び通信システム - Google Patents

Description

本発明は、送信電力を制限する通信装置、通信方法、及び通信システムに関する。

従来、ある周波数帯域において通信する通信システムにおいて、通信装置が送信する無線信号の最大送信電力が規定されている。例えば３ＧＰＰにおいては、移動局が無線信号を送信する際の最大送信電力が規定されている（例えば非特許文献１、非特許文献２）。具体的には移動局のＰＵＳＣＨの送信電力は以下の式（１）〜（３）のいずれかにより制限され、最大送信電力とパスロス等との電力制御値の小さい値を最大送信電力としている（非特許文献２）。

またＡＲＩＢでは、占有周波数帯幅２８８ｋＨｚを超える場合、搬送波の中心周波数から９００ｋＨｚ離れた周波数を中心とする±９６ｋＨｚの帯域内に輻射されるバースト内平均電力が−２３．８[ｄＢｍ/ＭＨｚ](８００ｎＷ)以下であることを規定している（非特許文献３）。 さらにＡＲＩＢでは１２００ｋＨｚ離れた周波数を中心とする±９６ｋＨｚの帯域内に輻射されるバースト内平均電力が−２８．９[ｄＢｍ/ＭＨｚ](２５０ｎＷ)以下であることを規定している。

3GPP TS 36.101 Ver. 9.0.0 "LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (U-UTRA); User Equipment (UE) radio transmission and reception" 3GPP TS 36.213 Ver. 10.4.0 "LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (U-UTRA); Physical layer procedures" ARIB RCR STD-28"第二世代コードレス電話システム"

例えば公衆ＰＨＳの周波数帯域として割当てられている１８８４．５ＭＨｚから１８９３．５ＭＨｚの帯域（以下、９ＭＨｚ帯域という。）において、ＴＤ−ＬＴＥ方式等の通信を行うことが考えられる。この場合、移動局が３ＧＰＰの規定（非特許文献１等）に従ってＬＴＥの最大送信電力で送信すると、隣接する他のシステムにおける漏洩電力規定（例えばＡＲＩＢの規定（非特許文献３））を満たすことができない。そうすると隣接するデジタルコードレス帯（１８９３．５ＭＨｚ以上１９０６．１ＭＨｚ未満の帯域）及び１．７Ｇ携帯電話帯（１８７９．９ＭＨｚ未満の帯域）においてスプリアス干渉が生じてしまう。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、隣接するシステムの帯域へのスプリアス干渉を抑制しつつ、最適な最大送信電力を設定することができる通信装置、通信方法、及び通信システム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に係る通信装置は、ＬＴＥ方式で無線通信する通信装置であって、所定の送信周波数帯域で送信信号を送信する通信部と、前記送信周波数帯域は、他システムのための隣接周波数帯域に隣接しており、前記送信周波数帯域と前記隣接周波数帯域との間にはガードバンドが無く、前記送信周波数帯域の中心から一定周波数離れた帯域は前記隣接周波数帯域にあり、前記通信部が前記送信信号を送信する際に、最大送信電力を制限するとともに前記一定周波数離れた帯域に輻射される送信電力を所定値以下にすることを特徴とする。

また、本発明に係る通信装置は、前記一定周波数離れた帯域を第１帯域とし、前記一定周波数よりもさらに離れた帯域を第２帯域とし、前記第１帯域および前記第２帯域は前記隣接周波数帯域にあって、前記所定値を第１所定値とし、前記第１所定値より低い値を第２所定値とし、前記通信部が前記送信信号を送信する際に、前記第２帯域に輻射される送信電力を前記第２所定値以下にすることを特徴とする。

また、本発明に係る通信装置は、前記通信部により前記第１帯域および前記第２帯域に輻射される送信電力は、３ＧＰＰで規定されるスペクトラムマスクに対応する前記第１帯域および前記第２帯域の送信電力よりも小さいことを特徴とする。

本発明に係る通信方法は、ＬＴＥ方式で無線通信するとともに所定の送信周波数帯域で送信信号を送信する通信装置の通信方法であって、前記送信周波数帯域は、他システムのための隣接周波数帯域に隣接しており、前記送信周波数帯域と前記隣接周波数帯域との間にはガードバンドが無く、前記送信周波数帯域の中心から一定周波数離れた帯域は前記隣接周波数帯域にあり、前記送信信号を送信する際に、最大送信電力を制限するとともに前記一定周波数離れた帯域に輻射される送信電力を所定値以下にするステップを備えたことを特徴とする。

本発明に係る通信システムは、通信装置と相手通信装置を備え、ＬＴＥ方式で無線通信する通信システムであって、前記通信装置が、所定の送信周波数帯域で送信信号を送信し、前記送信周波数帯域は、他システムのための隣接周波数帯域に隣接しており、前記送信周波数帯域と前記隣接周波数帯域との間にはガードバンドが無く、前記送信周波数帯域の中心から一定周波数離れた帯域は前記隣接周波数帯域にあり、前記通信装置が、前記送信信号を送信する際に、最大送信電力を制限するとともに前記一定周波数離れた帯域に輻射される送信電力を所定値以下にすることを特徴とする。

本発明における通信装置、通信方法、及び通信システムによれば、隣接するシステムの帯域へのスプリアス干渉を抑制しつつ、最適な最大送信電力を設定することができる。

本発明の一実施形態に係る通信システムの概略図である。 本発明の一実施形態に係る基地局のブロック図である。 本発明の一実施形態に係る移動局のブロック図である。 本発明の一実施形態に係る通信システムが使用する周波数帯域の配置概要図である。 本発明の一実施形態の係る最大送信電力の制限の概要図である。 図５中のライン５０１に係る最大送信電力の制限の概要図である。 図５中のライン５０２に係る最大送信電力の制限の概要図である。 図５中のライン５０３に係る最大送信電力の制限の概要図である。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施形態に係る通信システム１の概略図である。本発明の一実施形態に係る通信システム１は複数の通信装置を備える。例えば図１に示すように通信システム１は、通信装置１０（基地局１０）及び通信装置１１（移動局１１）を備える。通信装置１０と通信装置１１とは無線により通信する。

通信システム１は、ＴＤ−ＬＴＥ、ＬＴＥ等の通信方式が採用されているシステムである。以下、本実施形態では通信システム１は、ＴＤ−ＬＴＥの通信方式が採用されているものとして説明する。また通信システム１は、９ＭＨｚ帯域（第２周波数帯域）において５ＭＨｚ（実効帯域は４．５ＭＨｚ）の帯域幅（第１周波数帯域幅）のキャリアを配置して無線通信を行う。

図２は、本発明の一実施形態に係る基地局１０のブロック図である。図２に示すように基地局１０は、基地局通信部１０１と、基地局ベースバンド部１０２と、基地局制御部１０３とを備える。基地局通信部１０１及び基地局ベースバンド部１０２は、基地局制御部１０３に接続されている。

基地局通信部１０１は、アンテナを介して移動局１１と無線信号（データ）を送受信する。基地局通信部１０１は、受信した無線信号（受信信号）に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行い、処理後の信号を基地局ベースバンド部１０２に送る。また、基地局通信部１０１は、基地局ベースバンド部１０２から受けたベースバンド信号に対しアップコンバード及び増幅等を行い、無線信号（送信信号）を生成する。そして基地局通信部１０１は、アンテナを介して当該無線信号を移動局１１に送信する。

基地局ベースバンド部１０２は、基地局通信部１０１から受けた信号に対してＡＤ変換及び高速フーリエ変換等を行うことにより受信信号を復調し、ベースバンド信号を取り出す。そして基地局ベースバンド部１０２は、ベースバンド信号を基地局制御部１０３に送る。また、基地局ベースバンド部１０２は、基地局制御部１０３により生成されたベースバンド信号に対して逆高速フーリエ変換及びＤＡ変換等を行うことにより、ベースバンド信号を変調する。そして変調されたベースバンド信号を基地局通信部１０１に送る。

基地局制御部１０３は、基地局１０の各機能ブロックをはじめとして基地局１０の全体を制御及び管理する。基地局制御部１０３は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理毎に特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。

基地局制御部１０３は、基地局１０と移動局１１との無線通信を実現するために、第１周波数帯域幅のキャリアを用いる。具体的には、基地局制御部１０３は、キャリアの一部である使用ダウンリンク無線リソース、使用アップリンク無線リソースを移動局１１（及び基地局１０に接続する他の移動局）に割当てる。使用ダウンリンク無線リソースとは、基地局が移動局との下り通信（ダウンリンク）で使用する無線リソースである。使用アップリンク無線リソースとは、移動局が基地局との上り通信（アップリンク）で使用する無線リソースである。そして基地局制御部１０３は、割当てた使用ダウンリンク無線リソース及び使用アップリンク無線リソースを用いて、移動局１１と通信する。また基地局制御部１０３は、割当てた使用ダウンリンク無線リソース及び使用アップリンク無線リソースの情報を、基地局通信部１０１を介して移動局１１（及び基地局１０に接続する他の移動局）に送信する。

図３は、本発明の一実施形態に係る移動局１１のブロック図を示す。図３に示すように移動局１１は、移動局通信部１１１と、移動局ベースバンド部１１２と、移動局制御部１１３とを備える。移動局通信部１１１及び移動局ベースバンド部１１２は、移動局制御部１１３に接続されている。

移動局通信部１１１は、アンテナを介して基地局１０と無線信号（データ）を送受信する。移動局通信部１１１は、受信した無線信号（受信信号）に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行い、処理後の信号を移動局ベースバンド部１１２に送る。また、移動局通信部１１１は、移動局ベースバンド部１１２から受けたベースバンド信号に対しアップコンバード及び増幅等を行い、無線信号（送信信号）を生成する。そして移動局通信部１１１は、アンテナを介して当該無線信号を基地局１０に送信する。

移動局ベースバンド部１１２は、移動局通信部１１１から受けた信号に対してＡＤ変換及び高速フーリエ変換等を行うことにより受信信号を復調し、ベースバンド信号を取り出す。そして移動局ベースバンド部１１２は、ベースバンド信号を移動局制御部１１３に送る。また、移動局ベースバンド部１１２は、移動局制御部１１３により生成されたベースバンド信号に対して逆高速フーリエ変換及びＤＡ変換等を行うことにより、ベースバンド信号を変調する。そして変調されたベースバンド信号を移動局通信部１１１に送る。

移動局制御部１１３は、移動局１１の各機能ブロックをはじめとして移動局１１の全体を制御及び管理する。移動局制御部１１３は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理毎に特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。

移動局制御部１１３は、基地局１０から受信した、キャリアの中の使用ダウンリンク無線リソース及び使用アップリンク無線リソースの割り当て情報に基づき、使用する無線リソースを決定する。そして移動局制御部１１３は、当該決定した無線リソースを用いて、移動局通信部１１１及び移動局ベースバンド部１１２により、基地局１０と無線通信を行う。

次に、本実施形態における基地局１０のアップリンク無線リソースの割当に関して、詳細に説明する。上述したようにアップリンク無線リソースとして用いる送信周波数帯域は、９ＭＨｚ帯域内に設定される。９ＭＨｚ帯域の周辺には、図４（ａ）に示すように、１．７Ｇ携帯電話帯域、ガードバンド帯域、公衆ＰＨＳ帯域（９ＭＨｚ帯域）、デジタルコードレス電話帯域、公衆ＰＨＳ帯域、ガードバンド帯域、２Ｇ携帯電話帯域がそれぞれ１８７９．９ＭＨｚ未満、１８７９．９ＭＨｚ〜１８８４．５ＭＨｚ、１８８４．５ＭＨｚ〜１８９３．５ＭＨｚ、１８９３．５ＭＨｚ〜１９０６．１ＭＨｚ、１９０６．１〜１９１５．７ＭＨｚ、１９１５．７ＭＨｚ〜１９２０ＭＨｚ、１９２０ＭＨｚ以上の領域に割当てられている。

図４（ｂ）は、本通信システム１において９ＭＨｚ帯域に配置するキャリアの概要図を示す。基地局１０の基地局制御部１０３は、領域４０１の１５ＲＢをＰＵＳＣＨ（ＰｈｙｓｉｃａｌＵｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ（上りリンク共有チャネル））用に割当てる。また基地局制御部１０３は、領域４０２及び領域４０３の各５ＲＢの一部をＰＵＣＣＨ用（ＰｈｙｓｉｃａｌＵｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ（上り制御チャネル））、すなわち制御データを通信するチャネル用に割当てる。当該ＰＵＳＣＨとＰＵＣＣＨの割り当ては、３ＧＰＰの規定に基づく（3GPP TS36.211 Ver.9.0.0）。ここで基地局制御部１０３は、領域４０２のうち、周波数が１〜２番目に低い２ＲＢとそれに続く３番目に周波数が低いＲＢの後半スロットをＰＵＣＣＨ用に割当てる。なお後半スロットとは、１ＲＢ（２スロット）のうち、後半の０．５ｍｓの時間領域のスロットである。また基地局制御部１０３は、領域４０３のうち３番目に周波数が低いＲＢの前半スロットと周波数が４〜５番目に低い２ＲＢをＰＵＣＣＨ用に割当てる。なお前半スロットとは、１ＲＢ（２スロット）のうち、前半の０．５ｍｓの時間領域のスロットである。図４（ｂ）に示すように、キャリアに含まれる各ＲＢの位置を番号（以下ＲＢ番号という。）で示し、夫々周波数の低い順に０〜２４とする。

ここで９ＭＨｚ帯域の一端はガードバンドに隣接し、他端は他システムであるデジタルコードレス電話帯域に隣接している。したがってＰＵＳＣＨ用のリソースを最大限用いて、移動局１１が３ＧＰＰに規定される最大送信電力で無線信号を送信した場合、隣接するデジタルコードレス電話帯へ電力が漏えいし、スプリアス干渉が生じる可能性がある。

そこで本実施形態においては、移動局１１の移動局制御部１１３が、無線信号を送信する送信周波数帯域の一端の位置（ＰＵＳＣＨの割当位置）と、送信周波数帯域の帯域幅（ＲＢ割当数）とに応じて、無線信号の最大送信電力値を設定する。具体的には移動局制御部１１３は、ＰＵＳＣＨの割当位置及びＲＢ割当数に依存して、隣接チャネルにおける漏洩電力規定を満たす最大送信電力を予め定めておく。

図５は、割当位置とＲＢ割当数に依存した電力制限の概念図を示す。図５における各ライン５０１〜５０３について、それぞれ図６〜８を用いて詳細に説明する。図６は、図５のうち、ライン５０１に係る情報を抽出した図である。ライン５０１は、割当位置がＲＢ番号１６〜１９であり、ＲＢ割当数が４ＲＢである場合における、最大送信電力の予測値のスペクトラムを示す。ライン５０１は、３ＧＰＰに規定されるスペクトラムマスクに基づき、ＲＢ割当数によりマスク幅をスケーリングして算出している。この場合、搬送波の中心周波数から９００ｋＨｚ離れた周波数を中心とする±９６ｋＨｚの帯域内（帯域５１１）に輻射されるバースト内平均電力は、−２３．８[ｄＢｍ/ＭＨｚ]以下となる。なお搬送波の中心周波数は、図５中、９ＭＨｚ帯の右端から１５０ｋＨｚ左側の位置（約１８９３．３５ＭＨｚ）である。また、搬送波の中心周波数から１２００ｋＨｚ離れた周波数を中心とする±９６ｋＨｚの帯域内（帯域５２１）に輻射されるバースト内平均電力が−２
８．９[ｄＢｍ/ＭＨｚ]以下となる。従って、ＲＢ割当数が４ＲＢである場合には、移動局制御部１１３は、最大送信電力を３ＧＰＰの規定である１７．５［ｄＢｍ/ＭＨｚ］ (２５０ｍＷ)から制限しない。

図７は、図５のうち、ライン５０２に係る情報を抽出した図である。ライン５０２は、割当位置がＲＢ番号１４〜１９であり、割当ＲＢが６ＲＢである場合における、最大送信電力の予測値のスペクトラムを示す。ライン５０１同様にライン５０２は、３ＧＰＰに規定されるスペクトラムマスクに基づき、ＲＢ割当数によりマスク幅をスケーリングして算出している。この場合、移動局制御部１１３は、最大送信電力を３ＧＰＰの規定である１７．５［ｄＢｍ/ＭＨｚ］から１０ｄＢ下げるように設定する。すなわち移動局制御部１１３は、最大送信電力を７．５［ｄＢｍ/ＭＨｚ］に設定する。このように設定することで、帯域５１１に輻射されるバースト内平均電力を−２３．８［ｄＢｍ/ＭＨｚ］以下にする。さらに帯域５２１に輻射されるバースト内平均電力を−２８．９［ｄＢｍ/ＭＨｚ］以下にする。

図８は、図５のうち、ライン５０３に係る情報を抽出した図である。ライン５０３は、割当位置がＲＢ番号５〜１９であり、ＲＢ割当数が１５ＲＢである場合における、最大送信電力の予測値のスペクトラムを示す。ライン５０１同様にライン５０３は、３ＧＰＰに規定されるスペクトラムマスクに基づくものである。この場合、移動局制御部１１３は、最大送信電力を３ＧＰＰの規定である１７．５［ｄＢｍ/ＭＨｚ］から２０ｄＢ下げるように設定する。すなわち移動局制御部１１３は、最大送信電力を、−２．５［ｄＢｍ/ＭＨｚ］に設定する。このように設定することで、帯域５１１に輻射されるバースト内平均電力を−２３．８［ｄＢｍ/ＭＨｚ］以下にする。さらに帯域５２１に輻射されるバースト内平均電力を−２８．９［ｄＢｍ/ＭＨｚ］以下にする。なお図５（及び図６〜図８）においては、割当位置及び割当ＲＢを３パターン示したが、他の割当位置及びＲＢ割当数であっても同様にして、電力制限値を定めることができる。

なお図５においては、３ＧＰＰのスペクトラムマスクに基づき送信電力の最大値のスペクトラムを予測し、移動局制御部１１３の電力制限値を決定しているがこれに限られない。例えば最大送信電力は、移動局１１において実測して決めてもよく、または規格により別途スペクトラムマスクを規定してもよい。

そして移動局制御部１１３は、このようにして定めた最大送信電力値と、規格により予め規定される上記の式（１）〜（３）のいずれか１つのうち、最低の値を最大送信電力値として決定する。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

１ 通信システム
１０ 基地局（通信装置）
１１ 移動局（通信装置）
１０１ 基地局通信部
１０２ 基地局ベースバンド部
１０３ 基地局制御部
１１１ 移動局通信部
１１２ 移動局ベースバンド部
１１２ａ 移動局ベースバンド部
１１３ 移動局制御部
４０１、４０２、４０３、４１２、４１３ 領域
５０１、５０２、５０３、 ライン
５１１、５２１ 帯域

Claims (6)

1. ３ＧＰＰ規格に従ったＬＴＥ方式で無線通信する通信装置であって、
   ＰＨＳ方式で規定される送信周波数帯域でＬＴＥ方式の送信信号を送信する通信部を有し、
   前記送信周波数帯域は、他システムのための隣接周波数帯域に隣接しており、
   前記送信周波数帯域と前記隣接周波数帯域との間にはガードバンドが無く、前記送信周波数帯域の中心から一定周波数離れた帯域は前記隣接周波数帯域にあり、
   前記通信部が前記送信周波数帯域でＬＴＥ方式の送信信号を送信する際に、３ＧＰＰ規格に規定されたスペクトラムマスクよりも最大送信電力を制限するとともに前記一定周波数離れた帯域に輻射される送信電力を前記他システムへの漏洩電力の規定に対応する固定の閾値以下にする
   ことを特徴とする通信装置。
2. 前記固定の閾値は、ＰＨＳ方式の規定に対応する閾値であることを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記一定周波数離れた帯域を第１帯域とし、前記一定周波数よりもさらに離れた帯域を第２帯域とし、前記第１帯域および前記第２帯域は前記隣接周波数帯域にあって、
   前記固定の閾値を第１閾値とし、前記第１閾値より低い値を第２閾値とし、
   前記通信部が前記送信周波数帯域でＬＴＥ方式の送信信号を送信する際に、前記第２帯域に輻射される送信電力を前記第２閾値以下にすることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
4. 前記通信部により前記第１帯域および前記第２帯域に輻射される送信電力は、３ＧＰＰで規定されるスペクトラムマスクに対応する前記第１帯域および前記第２帯域の送信電力よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
5. ３ＧＰＰ規格に従ったＬＴＥ方式で無線通信する通信装置の通信方法であって、
   ＰＨＳ方式で規定される送信周波数帯域でＬＴＥ方式の送信信号を送信し、
   前記送信周波数帯域は、他システムのための隣接周波数帯域に隣接しており、
   前記送信周波数帯域と前記隣接周波数帯域との間にはガードバンドが無く、前記送信周波数帯域の中心から一定周波数離れた帯域は前記隣接周波数帯域にあり、
   前記送信周波数帯域でＬＴＥ方式の送信信号を送信する際に、３ＧＰＰ規格に規定されたスペクトラムマスクよりも最大送信電力を制限するとともに前記一定周波数離れた帯域に輻射される送信電力を前記他システムへの漏洩電力の規定に対応する固定の閾値以下にする
   ことを特徴とする通信方法。
6. 通信装置と相手通信装置を備え、３ＧＰＰ規格に従ったＬＴＥ方式で無線通信する通信システムであって、
   前記通信装置が、ＰＨＳ方式で規定される送信周波数帯域でＬＴＥ方式の送信信号を送信し、
   前記送信周波数帯域は、他システムのための隣接周波数帯域に隣接しており、
   前記送信周波数帯域と前記隣接周波数帯域との間にはガードバンドが無く、前記送信周波数帯域の中心から一定周波数離れた帯域は前記隣接周波数帯域にあり、
   前記通信装置が、前記送信周波数帯域でＬＴＥ方式の送信信号を送信する際に、３ＧＰＰ規格に規定されたスペクトラムマスクよりも最大送信電力を制限するとともに前記一定周波数離れた帯域に輻射される送信電力を前記他システムへの漏洩電力の規定に対応する固定の閾値以下にする
   ことを特徴とする通信システム。