JPWO2006011471A1 - 基地局装置および無線通信方法 - Google Patents

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Abstract

端末装置の消費電力の増加を防止するとともに周辺セルに与える干渉を低減することができる基地局装置。基地局装置(100)は、固有の受信ダイナミックレンジを有し、受信レベル情報取得部(154)は、ユーザ#1〜#Nからの受信信号の受信レベル情報を取得し、選択部(156)は、受信レベル情報に基づいて、受信ダイナミックレンジに収容可能なユーザをユーザ#1〜#Nの中から選択し、伝送許可通知部(120)は、選択されたユーザに上り回線データ伝送の許可を通知する。

Description

本発明は、基地局装置および無線通信方法に関し、特に、距離減衰やフェージング変動による影響を受ける環境で使用される基地局装置および無線通信方法に関する。
一般に、無線通信システムにおいては、基地局装置(BS)と移動局装置(MS)との間で送受信される信号は、距離減衰やフェージング変動による影響を受け、受信側での受信レベルは大きく変動し得る。
例えば、図1Aに示すように、BS−MS#1間の距離が比較的大きいときにMS#1からBSに信号を送信すると、その信号の減衰量は大きくなり、BSに到達する信号の電力レベル(受信レベル)が小さくなる。また、フェージング変動の影響を受けることにより、BSでの受信レベルは上下する。一方、図1Bに示すように、BS−MS#2間の距離が比較的小さいときにMS#2からBSに信号を送信すると、その信号の減衰量は小さくなり、BSでの受信レベルは大きくなる。また、フェージング変動の影響により、BSでの受信レベルは上下する。このような環境に置かれたMS#1およびMS#2を周波数分割多重するシステムを想定すると、MS#1の受信レベルとMS#2の受信レベルとの間には大きな差があることから、非常に大きな受信ダイナミックレンジがBSに要求される(図1C)。しかしながら、受信ダイナミックレンジの拡大には限界がある。
そこで、従来の無線送信方法の一例では、各MSからBSへの上り回線データ伝送において、各MSからの信号の受信レベルがBS固有の受信ダイナミックレンジ内に収まるように、各MSの送信電力を制御する。すなわち、BSでの受信レベルが所定の目標値に近づくように、MSの送信電力が不足している場合にはその送信電力を上げ(図2A)、MSの送信電力が過剰の場合にはその送信電力を下げる(図2B)。送信電力制御方法としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。これにより、理想的には、各MSからの信号の受信レベルが一定となる。また、送信電力制御が行われない場合と比較して、BSの受信ダイナミックレンジを小さくすることが可能となる(図2C)。
特開2003−309475号公報
しかしながら、上記従来の無線送信方法においては、例えばBSから遠く離れた位置に居るMSのように、信号の距離減衰量が大きくなる傾向のあるMSの場合、送信電力を大きくするための送信電力制御の頻度が高くなり、よって、MSの消費電力が大きくなってしまう。さらに、BSから遠く離れた位置に居るMSは周辺セルの近傍に居る可能性が高い。このため、このようなMSの送信電力を大きくすると、周辺セルに干渉を与える結果となってしまう。
本発明の目的は、端末装置の消費電力の増加を防止するとともに周辺セルに与える干渉を低減することができる基地局装置および無線通信方法を提供することである。
本発明の基地局装置は、固有の受信ダイナミックレンジを有する基地局装置において、端末装置からの受信信号の受信レベル情報を取得する取得手段と、取得された受信レベル情報に基づいて、前記受信ダイナミックレンジに収容可能な端末装置を選択する選択手段と、選択された端末装置に対して、データ伝送のスケジューリングを行うスケジューリング手段と、を有する構成を採る。
本発明によれば、端末装置の消費電力の増加を防止するとともに周辺セルに与える干渉を低減することができる。また、OFDMシステムにおけるユーザ間のキャリア間干渉を低減することができ、システムスループットが向上する。
BS−MS間の距離減衰およびフェージング変動の一例を示す図 BS−MS間の距離減衰およびフェージング変動の他の例を示す図 BSが必要とする受信ダイナミックレンジを示す図 一般的な送信電力制御を用いた場合のBS−MS間の距離減衰およびフェージング変動の一例を示す図 一般的な送信電力制御を用いた場合のBS−MS間の距離減衰およびフェージング変動の他の例を示す図 一般的な送信電力制御を用いた場合においてBSが必要とする受信ダイナミックレンジを示す図 本発明の実施の形態1に係る基地局装置の構成を示すブロック図 実施の形態1の受信レベル情報取得結果の例を示す図 実施の形態1のユーザ選択結果の例を示す図 実施の形態1のユーザ#1の受信レベル情報取得結果の例を示す図 実施の形態1のユーザ#2の受信レベル情報取得結果の例を示す図 実施の形態1のユーザ#3の受信レベル情報取得結果の例を示す図 実施の形態1のユーザ選択結果の他の例を示す図 本発明の実施の形態2に係る基地局装置の構成を示す図 実施の形態2に係る受信対象グループの振り分けを説明するための図 図7Aに示す受信対象グループの一方に与えられた伝送タイミングを示す図 図7Aに示す受信対象グループの他方に与えられた伝送タイミングを示す図 実施の形態2の受信レベル情報取得結果の例を示す図 実施の形態2の受信対象ユーザグループの例を示す図 図8Bに示す受信対象ユーザグループの受信結果を示す図 実施の形態2の受信対象ユーザグループの他の例を示す図 図8Dに示す受信対象ユーザグループの受信結果を示す図 実施の形態2の受信対象グループのさらに他の例を示す図 図8Fに示す受信対象ユーザグループの受信結果を示す図
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
(実施の形態1)
図3は、本発明の実施の形態1に係る基地局装置(BS)の構成を示すブロック図である。図3に示す基地局装置100は、送信部110、パイロット受信部140およびデータ受信部170を有し、最大でN個のユーザ端末装置(以下「ユーザ」と略記する)#1〜#Nと接続可能である。本実施の形態では、N個のユーザと接続中であるものとする。
送信部110は、下り回線スケジューリング部114、符号化部116、変調部118、伝送許可通知部120、割当部122、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部124、GI(Guard Interval)付加部126、RF(Radio Frequency)部128および送信アンテナ130を有する。パイロット受信部140は、受信アンテナ142、RF部144、GI削除部146、FFT部148、分離部150および判定部152を有する。判定部152は、受信レベル情報取得部154および選択部156を有する。データ受信部170は、受信アンテナ172、RF部174、GI削除部176、FFT部178、分離部180、N個の復調部182−1、…、182−NおよびN個の復号化部184−1、…、184−Nを有する。以下、パイロット受信部140、送信部110、データ受信部170、の順に、その内部構成の詳細について説明する。
パイロット受信部140において、RF部144は、受信アンテナ142で受信した各ユーザ#1〜#Nからの信号に対して、ダウンコンバートやA/D変換などを含む所定の無線受信処理を施す。なお、受信信号は、ユーザ#1〜#Nからの信号が多重された信号であるとする。GI削除部146は、無線受信処理を施された受信信号の所定位置に付加されているGIを削除する。FFT部148は、GIを削除された受信信号に対してFFT処理を施す。分離部150は、FFT処理を施された受信信号を、ユーザごとの受信信号に分離する。
判定部152において、受信レベル情報取得部154は、各ユーザ#1〜#Nからの受信信号に含まれるパイロット信号などを用いて、各ユーザ#1〜#Nからの上り回線データ伝送を行った場合の受信レベルを測定または推定することにより、各ユーザ#1〜#Nからの受信信号の受信レベル情報を取得する。選択部156は、取得された受信レベル情報を、基地局装置100固有のダイナミックレンジに照らし合わせ、その結果として、受信ダイナミックレンジに収容可能なユーザを、接続中のユーザ#1〜#Nの中から選択する。そして、この選択結果を示すユーザ情報を生成し、下り回線スケジューリング部114、伝送許可通知部120および分離部180に出力する。
なお、各ユーザ#1〜#Nが任意の一つ以上のサブキャリア周波数を用いてパイロット信号送信を行う場合、選択部156は、選択されたユーザ(以下「選択ユーザ」と言う)に対して割り当てられる、上り回線データ伝送に使用されるサブキャリア周波数の設定を行う。そして、前述の選択結果に加えてサブキャリア周波数設定結果も含めたユーザ情報を生成する。
また、本実施の形態の判定部152では、OFDM受信処理を施されたパイロット信号を用いた受信レベル判定を行っているが、レベル判定方法はこれに限定されない。判定部152では、基地局装置100での各ユーザ#1〜#Nの受信レベルが判定できれば、他のレベル判定方法が使用されても良い。例えば、周波数分割多重されているユーザ#1〜#Nをバンドパスフィルタで分離し、分離後の信号からRSSI(Received Signal Strength Indicator)を測定しても良い。
送信部110において、下り回線スケジューリング部114は、下り回線データ伝送のスケジューリングを行う。より具体的には、選択部156からのユーザ情報に基づき、ユーザ情報に示された選択ユーザに対してスケジューリングを行う。このように、受信レベルに基づいて選択されたユーザの中で、下り回線データ伝送のスケジューリングを行うことにより、各ユーザの送信電力制御への依存性を低減することができ、各ユーザの消費電力の増加を防止するとともに周辺セルに与える干渉を低減することができる。なぜならば、移動局装置は下り回線データの受信応答等を上り回線で基地局装置に送信する必要がありからである。
また、下り回線スケジューリング部114は、そのスケジューリングの結果に従って、各ユーザ#1〜#N宛てのユーザデータを符号化部116に送る。下り回線スケジューリング部114のスケジューリング方法は、例えば、Max C/I(Maximum CIR)方式、PF(Proportional Fairness)方式または他の適切な方式に基づくものとする。なお、本発明は、下り回線スケジューリング部114による下り回線スケジューリング方法には依存しない。ユーザデータは、符号化部116により誤り訂正符号化処理を施され、そして、変調部118により変調処理(例えば、QPSKや16QAMなどを用いる)を施される。
伝送許可通知部120は、入力されたユーザ情報に示された選択ユーザに対して上り回線データ伝送の許可を通知するためのメッセージ信号を生成する。生成されたメッセージ信号は、変調処理を施されたユーザデータに多重される。メッセージ信号を多重されたユーザデータは、割当部122によりサブキャリアに割り当てられる。ここで、各ユーザ#1〜#Nが周波数分割多重されている場合、割当部122は、ユーザデータを、選択ユーザごとに対応したサブキャリアに割り当てる。サブキャリアに割り当てられたユーザデータは、IFFT部124によりIFFT処理を施され、GI付加部126によりGIを付加され、RF部128により所定の送信処理(D/A変換やアップコンバートなど)を施され、送信アンテナ130を介して各選択ユーザに送信される。
なお、本実施の形態では、上り回線データ伝送の許可を選択ユーザに通知するためのメッセージ信号をユーザデータに多重した上で送信している。ただし、メッセージ信号の伝送方法は、ユーザデータの伝送方式には依存しない。例えば、メッセージ信号をユーザデータに多重することなく単独で送信しても良い。つまり、メッセージ信号は、個別チャネルで送信されても良いし、共通チャネルや報知チャネルで送信されても良い。使用されるメッセージ信号送信方法に応じて、割当部122での割当方法が異なることとなる。
データ受信部170において、RF部174は、受信アンテナ172で受信した各ユーザ#1〜#Nからの受信信号に対して、ダウンコンバートやA/D変換などを含む所定の無線受信処理を施す。GI削除部176は、無線受信処理を施された受信信号の所定位置に付加されているGIを削除する。FFT部178は、GIを削除された受信信号に対してFFT処理を施す。分離部180は、FFT処理を施された受信信号に含まれる、選択ユーザからの受信信号を、入力されたユーザ情報に基づいて、ユーザごとに分離する。分離された受信信号は、ユーザごとに対応する復調部182−1〜182−Nに出力される。ユーザ#1〜#Nからの受信信号は、復調部182−1〜182−Nによりそれぞれ復調処理(例えばQPSKや16QAMなどを用いる)を施され、復号化部184−1〜184−Nにより誤り訂正復号化およびCRC判定を施される。このようにして、各選択ユーザ#1〜#Nからの受信データ#1〜#Nが得られる。
次いで、上記構成を有する基地局装置100における動作の一例について図4A,Bを用いて説明する。ここでは、ユーザ#1〜#Nが周波数分割多重される場合を例にとるとともに、特定のサブキャリア周波数を各ユーザ#1〜#Nに対して固定的に割り当てる場合を例にとっている。
図4Aは、ある受信タイミングの、受信レベル情報取得部154での受信レベル情報取得結果の一例を示す図である。図示されているとおり、受信レベル情報取得部154では、各ユーザ#1〜#Nの受信レベル情報を、各ユーザ#1〜#Nに割り当てられたサブキャリア周波数に関連づけて取得している。図4Aに示す受信レベル情報取得結果では、例えばユーザ#1の受信レベルは基地局装置100の受信ダイナミックレンジ外となっており、例えばユーザ#2、#Nは、受信ダイナミックレンジ内となっている。すなわち、ユーザ#2、#Nは、受信ダイナミックレンジに収容可能である一方、ユーザ#1は、受信ダイナミックレンジに収容可能ではない。したがって、選択部156では、図4Bに示すように、ユーザ#2、#Nを選択ユーザとする一方、ユーザ#1を選択ユーザとしない。そして、このような選択結果が示されたユーザ情報が生成される。この結果、ユーザ#1は、上り回線で伝送されるデータの受信対象から外される。こうすることにより、各ユーザ#1〜#Nの送信電力制御に依存せずとも基地局装置100の受信ダイナミックレンジを小さく抑えることが可能となる。各ユーザ#1〜#Nにとっては、送信電力制御を行わずとも基地局装置100と通信を行うことが可能になるという利点がある。
続いて、基地局装置100における動作の他の例について図5A〜Dを用いて説明する。ここでは、ユーザ#1〜#Nが周波数分割多重される場合を例にとるとともに、各ユーザ#1〜#Nに対して可変的にサブキャリア周波数を割り当てる場合を例にとっている。
この例の場合、各ユーザ#1〜#Nの各々は、パイロット信号を、任意の一つ以上のサブキャリア周波数を用いて送信する。例えば、図示されているとおり、ユーザ#1〜#3は、使用可能帯域全体のサブキャリア周波数#1〜#8を用いてパイロット信号の送信を行っている。
図5Aは、ある受信タイミングの、受信レベル情報取得部154でのユーザ#1の受信レベル情報取得結果の例を示す図である。図5Bは、ある受信タイミングの、受信レベル情報取得部154でのユーザ#2の受信レベル情報取得結果の例を示す図である。図5Cは、ある受信タイミングの、受信レベル情報取得部154でのユーザ#3の受信レベル情報取得結果の例を示す図である。
これらの受信レベル情報を受けた選択部156では、ユーザ#1〜#3のうち、使用したサブキャリア周波数の少なくとも一つの受信レベルが受信ダイナミックレンジ内となったユーザを選択ユーザとする。また、選択部156では、上り回線データ伝送で使用されるサブキャリア周波数の各選択ユーザへの割当を設定する。例えば、図5Dに示されるように、サブキャリア周波数#3、#5、#7をユーザ#1に対して割り当てることを決定し、サブキャリア周波数#6、#8をユーザ#2に対して割り当てることを決定し、サブキャリア周波数#1、#2、#4をユーザ#3に対して割り当てることを決定する。そして、これらの選択結果および設定結果が示されたユーザ情報が生成される。こうすることにより、各選択ユーザに対してサブキャリア周波数を可変に割り当てることが可能となる。
このように、本実施の形態によれば、基地局装置100に固有の受信ダイナミックレンジに収容可能なユーザを選択し、選択ユーザに対して上り回線データ伝送の許可を通知するため、例えば受信レベルが受信ダイナミックレンジの最小値よりも小さくなるほど遠い位置に居るユーザの上り回線データ伝送を回避することができ、各ユーザの送信電力制御への依存性を低減することができ、各ユーザの消費電力の増加を防止するとともに周辺セルに与える干渉を低減することができる。
なお、基地局装置100は、OFDM方式に基づく構成を有しているが、OFDM方式とは異なる独立型のマルチキャリアシステムに基づく構成を有しても良い。
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明する基地局装置は、実施の形態1で説明した基地局装置100と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図6に示す基地局装置200は、実施の形態1で説明したパイロット受信部140およびデータ受信部170の代わりに、パイロット受信部210およびデータ受信部220を設けた構成を有する。パイロット受信部210は、実施の形態1で説明した判定部152の代わりに判定部212を設けた構成を有する。判定部212は、実施の形態1で説明した選択部156の代わりに選択部214を設け、上り回線スケジューリング部216を加えた構成を有する。また、データ受信部220は、データ受信部170の構成にAGC(Automatic Gain Control)部222を加えた構成を有する。
選択部214は、取得された受信レベル情報を、基地局装置200固有のダイナミックレンジに照らし合わせるとともに、AGC部222で用いられる後述のゲイン制御量を考慮し、その結果として、受信ダイナミックレンジに収容可能なユーザを、接続中のユーザ#1〜#Nの中から選択する。そして、この選択結果を下り回線スケジューリング部114および上り回線スケジューリング部216に通知する。
なお、各ユーザ#1〜#Nが任意の一つ以上のサブキャリア周波数を用いてパイロット信号送信を行う場合、選択部214は、選択ユーザに対して割り当てられる、上り回線データ伝送に使用されるサブキャリア周波数の設定を行う。そして、前述の選択結果に加えてサブキャリア周波数設定結果も上り回線スケジューリング部216に通知する。
上り回線スケジューリング部216は、通知された選択結果および設定結果に基づいて、選択ユーザの上り回線データ伝送のスケジューリングを行う。また、選択ユーザをグループに振り分け、上り回線データ伝送のタイミングをグループ(以下「受信対象ユーザグループ」と言う)ごとに決定する。換言すれば、受信タイミングごとに受信対象となる選択ユーザをひとまとめにすることにより、下り回線データ伝送のスケジューリングを行う。こうすることにより、上り回線データ伝送のスケジューリングを簡略化して効率的に行うことができるとともに、例えば受信対象ユーザグループごとに順番に上り回線データ伝送のタイミングを割り当てた場合に、選択ユーザに割り当てられるタイミングを均等化することができ、システムスループットを向上させることができる。
より具体的には、上り回線スケジューリング部216は、各選択ユーザの受信レベルに基づいて、受信対象ユーザグループに振り分けられた選択ユーザの受信レベル差の最大値が所定値以下となるように、選択ユーザの振り分けを行う。こうすることにより、互いの受信レベル差が所定値よりも大きい二つのユーザの上り回線データ伝送を別々のタイミングで行うことが可能となる。本実施の形態では、OFDM方式が採用されているので、このような選択ユーザ振り分けを行うと、サブキャリア間での干渉による低受信レベルのサブキャリアの品質劣化を、ユーザ#1〜#Nの送信電力制御に依存することなく防止することができ、システムスループットを向上させることができる。
なお、上り回線スケジューリング部216は、受信レベルに基づいて前述の選択ユーザ振り分けを行う代わりに、各選択ユーザのMCS(Modulation and Coding Scheme)レベルに基づいて、受信対象ユーザグループに振り分けられた選択ユーザのMCSレベル差の最大値が所定値以下となるように、選択ユーザの振り分けを行っても良い。
例えば、図7Aに示すように、基地局装置(BS)200が4つのMS#1〜#4と通信を行っていて、MS#1のMCSが(16QAM,R=3/4)、MS#2のMCSが(QPSK,R=1/2)、MS#3のMCSが(16QAM,R=1/2)、MS#4のMCSが(QPSK,R=3/4)の場合を想定する。この場合において、使用する変調方式が16QAMであるMS#1、#3を1つの受信対象グループとして扱い、使用する変調方式がQPSKであるMS#2、#4をもう1つの受信対象グループとして扱う。そして、16QAMのグループには、図7Bに示すように、グループ内で共通の伝送タイミングが与えられる。QPSKのグループにも、図7Cに示すように、グループ内で共通の伝送タイミングが与えられるが、16QAMのグループに与えられた伝送タイミングとは異なる伝送タイミングが与えられる。
この場合においても、サブキャリア間での干渉による低受信レベルのサブキャリアの品質劣化を、ユーザ#1〜#Nの送信電力制御に依存することなく防止することができ、システムスループットを向上させることができる。なお、図7A〜Cは、MCSの組み合わせおよびサブキャリア数の一例を示したものであり、これらを限定するものではない。
ここで、前述の所定値の最大値は、受信ダイナミックレンジの幅と同値となる。また、前述の所定値を小さく設定した場合、例えば受信対象ユーザグループごとに順番にタイミングを割り当てることにより、選択ユーザに割り当てられるタイミングを一段と均等化することが可能となる。
また、上り回線スケジューリング部216は、前述のスケジューリングの結果を示すユーザ情報を生成して、伝送許可通知部120、分離部180およびAGC部222に出力する。
AGC部222は、上り回線スケジューリング部216からのユーザ情報に従って、RF部174により無線受信処理を施された受信信号に対してゲイン制御を行う。より具体的には、各受信タイミングでの選択ユーザからの受信信号の受信レベルを受信ダイナミックレンジ内にするために、ユーザ情報に基づいてゲイン制御量を切り替え可能に設定する。換言すれば、各選択ユーザが受信ダイナミックレンジに収容可能となるように、その受信レベルのゲインを調整する。したがって、ゲイン調整幅を大きくすることにより、各ユーザ#1〜#Nの送信電力制御に依存することなく選択ユーザの数を増やすことが可能となり、上り回線データ伝送の許可頻度のユーザ間での差がユーザの位置や周波数選択性フェージングに起因して拡大することを防止することができる。
また、ゲイン制御量をスケジューリング結果に従って切り替え可能に設定することにより、上り回線データ伝送が行われるときに使用されるゲイン制御量を予め設定することが可能となる。したがって、例えばバースト信号を受信してから高速に目標値に収束させる必要がある従来のAGCに比べて、ゲイン制御を簡略化することができる。
次いで、上記構成を有する基地局装置200における動作について図8A〜Gを用いて説明する。ここでは、ユーザ#1〜#Nが周波数分割多重される場合を例にとるとともに、特定のサブキャリア周波数を各ユーザ#1〜#Nに対して固定的に割り当てる場合を例にとっている。
図8Aは、ある受信タイミングの、受信レベル情報取得部154での受信レベル情報取得結果の一例を示す図である。図示されているとおり、受信レベル情報取得部154では、各ユーザ#1〜#Nの受信レベル情報を、各ユーザ#1〜#Nに割り当てられたサブキャリア周波数に関連づけて取得している。このため、上り回線スケジューリング部216では、各サブキャリア周波数の使用タイミングを決定されることとなり、したがって、ユーザ#1〜#Nが周波数分割多重されたシステムにおいて上り回線データ伝送のスケジューリングを行うことが可能となる。
図8Aに示す受信レベル情報取得結果によれば、例えばユーザ#2、#Nの受信レベルは、AGCによってゲイン調整されなくとも受信ダイナミックレンジ内となる一方、例えばユーザ#1の受信レベルは、ゲイン調整されなければ受信ダイナミックレンジ(P〜P)の範囲外となる。しかし、本実施の形態の場合、ゲイン調整を行えばユーザ#1の受信レベルを受信ダイナミックレンジ内にすることができるので、選択部214では、ユーザ#2、#Nとは異なる受信タイミングでユーザ#1も選択ユーザとする。
そして、上り回線スケジューリング部216では、受信対象とする受信レベル範囲を可変的に指定することにより、選択ユーザを受信対象ユーザグループに振り分ける。以下、選択ユーザの振り分けについて詳述する。
まず、上り回線スケジューリング部216で、受信レベル範囲を、図8Bに示すように、受信ダイナミックレンジと同じP〜Pに指定したとする。この場合、例えばユーザ#1の受信レベルは、指定された受信レベル範囲P〜Pに入らないので、ユーザ#1は、ここでの受信対象ユーザグループ(第1グループとする)から外される。ユーザ#1に対して例えばユーザ#2、#Nは、受信レベル範囲P〜Pに入るので、第1グループに属することとなる。そして、第1グループに属する選択ユーザの上り回線データ伝送が行われるとき、AGC部222ではゲイン調整が行われない(ゲイン制御量=0)。第1グループに属する選択ユーザの受信結果は、図8Cに示すとおりである。
また、上り回線スケジューリング部216で、受信レベル範囲を、図8Dに示すように、P〜P(P>P、P>P)にも指定したとする。この場合、例えばユーザ#1、#Nの受信レベルは、指定された受信レベル範囲P〜Pに入らないので、ユーザ#1、#Nは、ここでの受信対象ユーザグループ(第2グループとする)から外される。ユーザ#1、#Nに対して例えばユーザ#2は、受信レベル範囲P〜Pに入るので、第2グループに属することとなる。そして、第2グループに属する選択ユーザの上り回線データ伝送が行われるとき、AGC部222では、受信信号の受信レベルが下げられる方向にゲイン調整が行われる。その結果として、受信レベルが受信レベル範囲(P〜P)内の選択ユーザが受信ダイナミックレンジに収容可能となる。第2グループに属する選択ユーザの受信結果は、図8Eに示すとおりである。
また、上り回線スケジューリング部216で、受信レベル範囲を、図8Fに示すように、P〜P(P≒0<P、P<P)にも指定したとする。この場合、例えばユーザ#1、#Nの受信レベルは、指定された受信レベル範囲P〜Pに入るので、ユーザ#1、#Nは、ここでの受信対象ユーザグループ(第3グループとする)に属することとなる。ユーザ#1、#Nに対して例えばユーザ#2は、受信レベル範囲P〜Pに入らないので、第3グループから外される。そして、第3グループに属する選択ユーザの上り回線データ伝送が行われるとき、AGC部222では、受信信号の受信レベルが上げられる方向にゲイン調整が行われる。その結果として、受信レベルが受信レベル範囲(P〜P)内の選択ユーザが受信ダイナミックレンジに収容可能となる。第3グループに属する選択ユーザの受信結果は、図8Gに示すとおりである。
このように、本実施の形態によれば、受信レベル範囲を可変にすることで、全ユーザからの受信信号を公平に受信することが可能となり、システム全体のスループットを向上させることができる。
なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように1チップ化されても良い。
ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
本明細書は、2004年7月30日出願の特願2004−224223に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。
本発明は、端末装置の消費電力の増加を防止するとともに周辺セルに与える干渉を低減する効果を有し、距離減衰やフェージング変動の影響がある移動体通信システム等に好適である。
本発明は、基地局装置および無線通信方法に関し、特に、距離減衰やフェージング変動による影響を受ける環境で使用される基地局装置および無線通信方法に関する。
一般に、無線通信システムにおいては、基地局装置(BS)と移動局装置(MS)との間で送受信される信号は、距離減衰やフェージング変動による影響を受け、受信側での受信レベルは大きく変動し得る。
例えば、図1Aに示すように、BS−MS#1間の距離が比較的大きいときにMS#1からBSに信号を送信すると、その信号の減衰量は大きくなり、BSに到達する信号の電力レベル(受信レベル)が小さくなる。また、フェージング変動の影響を受けることにより、BSでの受信レベルは上下する。一方、図1Bに示すように、BS−MS#2間の距離が比較的小さいときにMS#2からBSに信号を送信すると、その信号の減衰量は小さくなり、BSでの受信レベルは大きくなる。また、フェージング変動の影響により、BSでの受信レベルは上下する。このような環境に置かれたMS#1およびMS#2を周波数分割多重するシステムを想定すると、MS#1の受信レベルとMS#2の受信レベルとの間には大きな差があることから、非常に大きな受信ダイナミックレンジがBSに要求される(図1C)。しかしながら、受信ダイナミックレンジの拡大には限界がある。
そこで、従来の無線送信方法の一例では、各MSからBSへの上り回線データ伝送において、各MSからの信号の受信レベルがBS固有の受信ダイナミックレンジ内に収まるように、各MSの送信電力を制御する。すなわち、BSでの受信レベルが所定の目標値に近づくように、MSの送信電力が不足している場合にはその送信電力を上げ(図2A)、MSの送信電力が過剰の場合にはその送信電力を下げる(図2B)。送信電力制御方法としては、例えば特許文献1に記載されたものがある。これにより、理想的には、各MSからの信号の受信レベルが一定となる。また、送信電力制御が行われない場合と比較して、BSの受信ダイナミックレンジを小さくすることが可能となる(図2C)。
特開2003−309475号公報
しかしながら、上記従来の無線送信方法においては、例えばBSから遠く離れた位置に居るMSのように、信号の距離減衰量が大きくなる傾向のあるMSの場合、送信電力を大きくするための送信電力制御の頻度が高くなり、よって、MSの消費電力が大きくなってしまう。さらに、BSから遠く離れた位置に居るMSは周辺セルの近傍に居る可能性が高い。このため、このようなMSの送信電力を大きくすると、周辺セルに干渉を与える結果となってしまう。
本発明の目的は、端末装置の消費電力の増加を防止するとともに周辺セルに与える干渉を低減することができる基地局装置および無線通信方法を提供することである。
本発明の基地局装置は、固有の受信ダイナミックレンジを有する基地局装置において、端末装置からの受信信号の受信レベル情報を取得する取得手段と、取得された受信レベル情報に基づいて、前記受信ダイナミックレンジに収容可能な端末装置を選択する選択手段と、選択された端末装置に対して、データ伝送のスケジューリングを行うスケジューリン
グ手段と、を有する構成を採る。
本発明によれば、端末装置の消費電力の増加を防止するとともに周辺セルに与える干渉を低減することができる。また、OFDMシステムにおけるユーザ間のキャリア間干渉を低減することができ、システムスループットが向上する。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
(実施の形態1)
図3は、本発明の実施の形態1に係る基地局装置(BS)の構成を示すブロック図である。図3に示す基地局装置100は、送信部110、パイロット受信部140およびデータ受信部170を有し、最大でN個のユーザ端末装置(以下「ユーザ」と略記する)#1〜#Nと接続可能である。本実施の形態では、N個のユーザと接続中であるものとする。
送信部110は、下り回線スケジューリング部114、符号化部116、変調部118、伝送許可通知部120、割当部122、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)部124、GI(Guard Interval)付加部126、RF(Radio Frequency)部128および送信アンテナ130を有する。パイロット受信部140は、受信アンテナ142、RF部144、GI削除部146、FFT部148、分離部150および判定部152を有
する。判定部152は、受信レベル情報取得部154および選択部156を有する。データ受信部170は、受信アンテナ172、RF部174、GI削除部176、FFT部178、分離部180、N個の復調部182−1、…、182−NおよびN個の復号化部184−1、…、184−Nを有する。以下、パイロット受信部140、送信部110、データ受信部170、の順に、その内部構成の詳細について説明する。
パイロット受信部140において、RF部144は、受信アンテナ142で受信した各ユーザ#1〜#Nからの信号に対して、ダウンコンバートやA/D変換などを含む所定の無線受信処理を施す。なお、受信信号は、ユーザ#1〜#Nからの信号が多重された信号であるとする。GI削除部146は、無線受信処理を施された受信信号の所定位置に付加されているGIを削除する。FFT部148は、GIを削除された受信信号に対してFFT処理を施す。分離部150は、FFT処理を施された受信信号を、ユーザごとの受信信号に分離する。
判定部152において、受信レベル情報取得部154は、各ユーザ#1〜#Nからの受信信号に含まれるパイロット信号などを用いて、各ユーザ#1〜#Nからの上り回線データ伝送を行った場合の受信レベルを測定または推定することにより、各ユーザ#1〜#Nからの受信信号の受信レベル情報を取得する。選択部156は、取得された受信レベル情報を、基地局装置100固有のダイナミックレンジに照らし合わせ、その結果として、受信ダイナミックレンジに収容可能なユーザを、接続中のユーザ#1〜#Nの中から選択する。そして、この選択結果を示すユーザ情報を生成し、下り回線スケジューリング部114、伝送許可通知部120および分離部180に出力する。
なお、各ユーザ#1〜#Nが任意の一つ以上のサブキャリア周波数を用いてパイロット信号送信を行う場合、選択部156は、選択されたユーザ(以下「選択ユーザ」と言う)に対して割り当てられる、上り回線データ伝送に使用されるサブキャリア周波数の設定を行う。そして、前述の選択結果に加えてサブキャリア周波数設定結果も含めたユーザ情報を生成する。
また、本実施の形態の判定部152では、OFDM受信処理を施されたパイロット信号を用いた受信レベル判定を行っているが、レベル判定方法はこれに限定されない。判定部152では、基地局装置100での各ユーザ#1〜#Nの受信レベルが判定できれば、他のレベル判定方法が使用されても良い。例えば、周波数分割多重されているユーザ#1〜#Nをバンドパスフィルタで分離し、分離後の信号からRSSI(Received Signal Strength Indicator)を測定しても良い。
送信部110において、下り回線スケジューリング部114は、下り回線データ伝送のスケジューリングを行う。より具体的には、選択部156からのユーザ情報に基づき、ユーザ情報に示された選択ユーザに対してスケジューリングを行う。このように、受信レベルに基づいて選択されたユーザの中で、下り回線データ伝送のスケジューリングを行うことにより、各ユーザの送信電力制御への依存性を低減することができ、各ユーザの消費電力の増加を防止するとともに周辺セルに与える干渉を低減することができる。なぜならば、移動局装置は下り回線データの受信応答等を上り回線で基地局装置に送信する必要がありからである。
また、下り回線スケジューリング部114は、そのスケジューリングの結果に従って、各ユーザ#1〜#N宛てのユーザデータを符号化部116に送る。下り回線スケジューリング部114のスケジューリング方法は、例えば、Max C/I(Maximum CIR)方式、PF(Proportional Fairness)方式または他の適切な方式に基づくものとする。なお、本発明は、下り回線スケジューリング部114による下り回線スケジューリング方法には
依存しない。ユーザデータは、符号化部116により誤り訂正符号化処理を施され、そして、変調部118により変調処理(例えば、QPSKや16QAMなどを用いる)を施される。
伝送許可通知部120は、入力されたユーザ情報に示された選択ユーザに対して上り回線データ伝送の許可を通知するためのメッセージ信号を生成する。生成されたメッセージ信号は、変調処理を施されたユーザデータに多重される。メッセージ信号を多重されたユーザデータは、割当部122によりサブキャリアに割り当てられる。ここで、各ユーザ#1〜#Nが周波数分割多重されている場合、割当部122は、ユーザデータを、選択ユーザごとに対応したサブキャリアに割り当てる。サブキャリアに割り当てられたユーザデータは、IFFT部124によりIFFT処理を施され、GI付加部126によりGIを付加され、RF部128により所定の送信処理(D/A変換やアップコンバートなど)を施され、送信アンテナ130を介して各選択ユーザに送信される。
なお、本実施の形態では、上り回線データ伝送の許可を選択ユーザに通知するためのメッセージ信号をユーザデータに多重した上で送信している。ただし、メッセージ信号の伝送方法は、ユーザデータの伝送方式には依存しない。例えば、メッセージ信号をユーザデータに多重することなく単独で送信しても良い。つまり、メッセージ信号は、個別チャネルで送信されても良いし、共通チャネルや報知チャネルで送信されても良い。使用されるメッセージ信号送信方法に応じて、割当部122での割当方法が異なることとなる。
データ受信部170において、RF部174は、受信アンテナ172で受信した各ユーザ#1〜#Nからの受信信号に対して、ダウンコンバートやA/D変換などを含む所定の無線受信処理を施す。GI削除部176は、無線受信処理を施された受信信号の所定位置に付加されているGIを削除する。FFT部178は、GIを削除された受信信号に対してFFT処理を施す。分離部180は、FFT処理を施された受信信号に含まれる、選択ユーザからの受信信号を、入力されたユーザ情報に基づいて、ユーザごとに分離する。分離された受信信号は、ユーザごとに対応する復調部182−1〜182−Nに出力される。ユーザ#1〜#Nからの受信信号は、復調部182−1〜182−Nによりそれぞれ復調処理(例えばQPSKや16QAMなどを用いる)を施され、復号化部184−1〜184−Nにより誤り訂正復号化およびCRC判定を施される。このようにして、各選択ユーザ#1〜#Nからの受信データ#1〜#Nが得られる。
次いで、上記構成を有する基地局装置100における動作の一例について図4A,Bを用いて説明する。ここでは、ユーザ#1〜#Nが周波数分割多重される場合を例にとるとともに、特定のサブキャリア周波数を各ユーザ#1〜#Nに対して固定的に割り当てる場合を例にとっている。
図4Aは、ある受信タイミングの、受信レベル情報取得部154での受信レベル情報取得結果の一例を示す図である。図示されているとおり、受信レベル情報取得部154では、各ユーザ#1〜#Nの受信レベル情報を、各ユーザ#1〜#Nに割り当てられたサブキャリア周波数に関連づけて取得している。図4Aに示す受信レベル情報取得結果では、例えばユーザ#1の受信レベルは基地局装置100の受信ダイナミックレンジ外となっており、例えばユーザ#2、#Nは、受信ダイナミックレンジ内となっている。すなわち、ユーザ#2、#Nは、受信ダイナミックレンジに収容可能である一方、ユーザ#1は、受信ダイナミックレンジに収容可能ではない。したがって、選択部156では、図4Bに示すように、ユーザ#2、#Nを選択ユーザとする一方、ユーザ#1を選択ユーザとしない。そして、このような選択結果が示されたユーザ情報が生成される。この結果、ユーザ#1は、上り回線で伝送されるデータの受信対象から外される。こうすることにより、各ユーザ#1〜#Nの送信電力制御に依存せずとも基地局装置100の受信ダイナミックレンジ
を小さく抑えることが可能となる。各ユーザ#1〜#Nにとっては、送信電力制御を行わずとも基地局装置100と通信を行うことが可能になるという利点がある。
続いて、基地局装置100における動作の他の例について図5A〜Dを用いて説明する。ここでは、ユーザ#1〜#Nが周波数分割多重される場合を例にとるとともに、各ユーザ#1〜#Nに対して可変的にサブキャリア周波数を割り当てる場合を例にとっている。
この例の場合、各ユーザ#1〜#Nの各々は、パイロット信号を、任意の一つ以上のサブキャリア周波数を用いて送信する。例えば、図示されているとおり、ユーザ#1〜#3は、使用可能帯域全体のサブキャリア周波数#1〜#8を用いてパイロット信号の送信を行っている。
図5Aは、ある受信タイミングの、受信レベル情報取得部154でのユーザ#1の受信レベル情報取得結果の例を示す図である。図5Bは、ある受信タイミングの、受信レベル情報取得部154でのユーザ#2の受信レベル情報取得結果の例を示す図である。図5Cは、ある受信タイミングの、受信レベル情報取得部154でのユーザ#3の受信レベル情報取得結果の例を示す図である。
これらの受信レベル情報を受けた選択部156では、ユーザ#1〜#3のうち、使用したサブキャリア周波数の少なくとも一つの受信レベルが受信ダイナミックレンジ内となったユーザを選択ユーザとする。また、選択部156では、上り回線データ伝送で使用されるサブキャリア周波数の各選択ユーザへの割当を設定する。例えば、図5Dに示されるように、サブキャリア周波数#3、#5、#7をユーザ#1に対して割り当てることを決定し、サブキャリア周波数#6、#8をユーザ#2に対して割り当てることを決定し、サブキャリア周波数#1、#2、#4をユーザ#3に対して割り当てることを決定する。そして、これらの選択結果および設定結果が示されたユーザ情報が生成される。こうすることにより、各選択ユーザに対してサブキャリア周波数を可変に割り当てることが可能となる。
このように、本実施の形態によれば、基地局装置100に固有の受信ダイナミックレンジに収容可能なユーザを選択し、選択ユーザに対して上り回線データ伝送の許可を通知するため、例えば受信レベルが受信ダイナミックレンジの最小値よりも小さくなるほど遠い位置に居るユーザの上り回線データ伝送を回避することができ、各ユーザの送信電力制御への依存性を低減することができ、各ユーザの消費電力の増加を防止するとともに周辺セルに与える干渉を低減することができる。
なお、基地局装置100は、OFDM方式に基づく構成を有しているが、OFDM方式とは異なる独立型のマルチキャリアシステムに基づく構成を有しても良い。
(実施の形態2)
図6は、本発明の実施の形態2に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。なお、本実施の形態で説明する基地局装置は、実施の形態1で説明した基地局装置100と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図6に示す基地局装置200は、実施の形態1で説明したパイロット受信部140およびデータ受信部170の代わりに、パイロット受信部210およびデータ受信部220を設けた構成を有する。パイロット受信部210は、実施の形態1で説明した判定部152の代わりに判定部212を設けた構成を有する。判定部212は、実施の形態1で説明した選択部156の代わりに選択部214を設け、上り回線スケジューリング部216を加
えた構成を有する。また、データ受信部220は、データ受信部170の構成にAGC(Automatic Gain Control)部222を加えた構成を有する。
選択部214は、取得された受信レベル情報を、基地局装置200固有のダイナミックレンジに照らし合わせるとともに、AGC部222で用いられる後述のゲイン制御量を考慮し、その結果として、受信ダイナミックレンジに収容可能なユーザを、接続中のユーザ#1〜#Nの中から選択する。そして、この選択結果を下り回線スケジューリング部114および上り回線スケジューリング部216に通知する。
なお、各ユーザ#1〜#Nが任意の一つ以上のサブキャリア周波数を用いてパイロット信号送信を行う場合、選択部214は、選択ユーザに対して割り当てられる、上り回線データ伝送に使用されるサブキャリア周波数の設定を行う。そして、前述の選択結果に加えてサブキャリア周波数設定結果も上り回線スケジューリング部216に通知する。
上り回線スケジューリング部216は、通知された選択結果および設定結果に基づいて、選択ユーザの上り回線データ伝送のスケジューリングを行う。また、選択ユーザをグループに振り分け、上り回線データ伝送のタイミングをグループ(以下「受信対象ユーザグループ」と言う)ごとに決定する。換言すれば、受信タイミングごとに受信対象となる選択ユーザをひとまとめにすることにより、下り回線データ伝送のスケジューリングを行う。こうすることにより、上り回線データ伝送のスケジューリングを簡略化して効率的に行うことができるとともに、例えば受信対象ユーザグループごとに順番に上り回線データ伝送のタイミングを割り当てた場合に、選択ユーザに割り当てられるタイミングを均等化することができ、システムスループットを向上させることができる。
より具体的には、上り回線スケジューリング部216は、各選択ユーザの受信レベルに基づいて、受信対象ユーザグループに振り分けられた選択ユーザの受信レベル差の最大値が所定値以下となるように、選択ユーザの振り分けを行う。こうすることにより、互いの受信レベル差が所定値よりも大きい二つのユーザの上り回線データ伝送を別々のタイミングで行うことが可能となる。本実施の形態では、OFDM方式が採用されているので、このような選択ユーザ振り分けを行うと、サブキャリア間での干渉による低受信レベルのサブキャリアの品質劣化を、ユーザ#1〜#Nの送信電力制御に依存することなく防止することができ、システムスループットを向上させることができる。
なお、上り回線スケジューリング部216は、受信レベルに基づいて前述の選択ユーザ振り分けを行う代わりに、各選択ユーザのMCS(Modulation and Coding Scheme)レベルに基づいて、受信対象ユーザグループに振り分けられた選択ユーザのMCSレベル差の最大値が所定値以下となるように、選択ユーザの振り分けを行っても良い。
例えば、図7Aに示すように、基地局装置(BS)200が4つのMS#1〜#4と通信を行っていて、MS#1のMCSが(16QAM,R=3/4)、MS#2のMCSが(QPSK,R=1/2)、MS#3のMCSが(16QAM,R=1/2)、MS#4のMCSが(QPSK,R=3/4)の場合を想定する。この場合において、使用する変調方式が16QAMであるMS#1、#3を1つの受信対象グループとして扱い、使用する変調方式がQPSKであるMS#2、#4をもう1つの受信対象グループとして扱う。そして、16QAMのグループには、図7Bに示すように、グループ内で共通の伝送タイミングが与えられる。QPSKのグループにも、図7Cに示すように、グループ内で共通の伝送タイミングが与えられるが、16QAMのグループに与えられた伝送タイミングとは異なる伝送タイミングが与えられる。
この場合においても、サブキャリア間での干渉による低受信レベルのサブキャリアの品
質劣化を、ユーザ#1〜#Nの送信電力制御に依存することなく防止することができ、システムスループットを向上させることができる。なお、図7A〜Cは、MCSの組み合わせおよびサブキャリア数の一例を示したものであり、これらを限定するものではない。
ここで、前述の所定値の最大値は、受信ダイナミックレンジの幅と同値となる。また、前述の所定値を小さく設定した場合、例えば受信対象ユーザグループごとに順番にタイミングを割り当てることにより、選択ユーザに割り当てられるタイミングを一段と均等化することが可能となる。
また、上り回線スケジューリング部216は、前述のスケジューリングの結果を示すユーザ情報を生成して、伝送許可通知部120、分離部180およびAGC部222に出力する。
AGC部222は、上り回線スケジューリング部216からのユーザ情報に従って、RF部174により無線受信処理を施された受信信号に対してゲイン制御を行う。より具体的には、各受信タイミングでの選択ユーザからの受信信号の受信レベルを受信ダイナミックレンジ内にするために、ユーザ情報に基づいてゲイン制御量を切り替え可能に設定する。換言すれば、各選択ユーザが受信ダイナミックレンジに収容可能となるように、その受信レベルのゲインを調整する。したがって、ゲイン調整幅を大きくすることにより、各ユーザ#1〜#Nの送信電力制御に依存することなく選択ユーザの数を増やすことが可能となり、上り回線データ伝送の許可頻度のユーザ間での差がユーザの位置や周波数選択性フェージングに起因して拡大することを防止することができる。
また、ゲイン制御量をスケジューリング結果に従って切り替え可能に設定することにより、上り回線データ伝送が行われるときに使用されるゲイン制御量を予め設定することが可能となる。したがって、例えばバースト信号を受信してから高速に目標値に収束させる必要がある従来のAGCに比べて、ゲイン制御を簡略化することができる。
次いで、上記構成を有する基地局装置200における動作について図8A〜Gを用いて説明する。ここでは、ユーザ#1〜#Nが周波数分割多重される場合を例にとるとともに、特定のサブキャリア周波数を各ユーザ#1〜#Nに対して固定的に割り当てる場合を例にとっている。
図8Aは、ある受信タイミングの、受信レベル情報取得部154での受信レベル情報取得結果の一例を示す図である。図示されているとおり、受信レベル情報取得部154では、各ユーザ#1〜#Nの受信レベル情報を、各ユーザ#1〜#Nに割り当てられたサブキャリア周波数に関連づけて取得している。このため、上り回線スケジューリング部216では、各サブキャリア周波数の使用タイミングを決定されることとなり、したがって、ユーザ#1〜#Nが周波数分割多重されたシステムにおいて上り回線データ伝送のスケジューリングを行うことが可能となる。
図8Aに示す受信レベル情報取得結果によれば、例えばユーザ#2、#Nの受信レベルは、AGCによってゲイン調整されなくとも受信ダイナミックレンジ内となる一方、例えばユーザ#1の受信レベルは、ゲイン調整されなければ受信ダイナミックレンジ(P1〜P2)の範囲外となる。しかし、本実施の形態の場合、ゲイン調整を行えばユーザ#1の受信レベルを受信ダイナミックレンジ内にすることができるので、選択部214では、ユーザ#2、#Nとは異なる受信タイミングでユーザ#1も選択ユーザとする。
そして、上り回線スケジューリング部216では、受信対象とする受信レベル範囲を可変的に指定することにより、選択ユーザを受信対象ユーザグループに振り分ける。以下、
選択ユーザの振り分けについて詳述する。
まず、上り回線スケジューリング部216で、受信レベル範囲を、図8Bに示すように、受信ダイナミックレンジと同じP1〜P2に指定したとする。この場合、例えばユーザ#1の受信レベルは、指定された受信レベル範囲P1〜P2に入らないので、ユーザ#1は、ここでの受信対象ユーザグループ(第1グループとする)から外される。ユーザ#1に対して例えばユーザ#2、#Nは、受信レベル範囲P1〜P2に入るので、第1グループに属することとなる。そして、第1グループに属する選択ユーザの上り回線データ伝送が行われるとき、AGC部222ではゲイン調整が行われない(ゲイン制御量=0)。第1グループに属する選択ユーザの受信結果は、図8Cに示すとおりである。
また、上り回線スケジューリング部216で、受信レベル範囲を、図8Dに示すように、P3〜P4(P3>P1、P4>P2)にも指定したとする。この場合、例えばユーザ#1、#Nの受信レベルは、指定された受信レベル範囲P3〜P4に入らないので、ユーザ#1、#Nは、ここでの受信対象ユーザグループ(第2グループとする)から外される。ユーザ#1、#Nに対して例えばユーザ#2は、受信レベル範囲P3〜P4に入るので、第2グループに属することとなる。そして、第2グループに属する選択ユーザの上り回線データ伝送が行われるとき、AGC部222では、受信信号の受信レベルが下げられる方向にゲイン調整が行われる。その結果として、受信レベルが受信レベル範囲(P3〜P4)内の選択ユーザが受信ダイナミックレンジに収容可能となる。第2グループに属する選択ユーザの受信結果は、図8Eに示すとおりである。
また、上り回線スケジューリング部216で、受信レベル範囲を、図8Fに示すように、P5〜P6(P5≒0<P1、P6<P2)にも指定したとする。この場合、例えばユーザ#1、#Nの受信レベルは、指定された受信レベル範囲P5〜P6に入るので、ユーザ#1、#Nは、ここでの受信対象ユーザグループ(第3グループとする)に属することとなる。ユーザ#1、#Nに対して例えばユーザ#2は、受信レベル範囲P5〜P6に入らないので、第3グループから外される。そして、第3グループに属する選択ユーザの上り回線データ伝送が行われるとき、AGC部222では、受信信号の受信レベルが上げられる方向にゲイン調整が行われる。その結果として、受信レベルが受信レベル範囲(P5〜P6)内の選択ユーザが受信ダイナミックレンジに収容可能となる。第3グループに属する選択ユーザの受信結果は、図8Gに示すとおりである。
このように、本実施の形態によれば、受信レベル範囲を可変にすることで、全ユーザからの受信信号を公平に受信することが可能となり、システム全体のスループットを向上させることができる。
なお、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるLSIとして実現される。これらは個別に1チップ化されても良いし、一部又は全てを含むように1チップ化されても良い。
ここでは、LSIとしたが、集積度の違いにより、IC、システムLSI、スーパーLSI、ウルトラLSIと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はLSIに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現しても良い。LSI製造後に、プログラムすることが可能なFPGA(Field Programmable Gate Array)や、LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用しても良い。
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりLSIに置き換わる集積回路化
の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行っても良い。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
本明細書は、2004年7月30日出願の特願2004−224223に基づくものである。この内容はすべてここに含めておく。
本発明は、端末装置の消費電力の増加を防止するとともに周辺セルに与える干渉を低減する効果を有し、距離減衰やフェージング変動の影響がある移動体通信システム等に好適である。
BS−MS間の距離減衰およびフェージング変動の一例を示す図 BS−MS間の距離減衰およびフェージング変動の他の例を示す図 BSが必要とする受信ダイナミックレンジを示す図 一般的な送信電力制御を用いた場合のBS−MS間の距離減衰およびフェージング変動の一例を示す図 一般的な送信電力制御を用いた場合のBS−MS間の距離減衰およびフェージング変動の他の例を示す図 一般的な送信電力制御を用いた場合においてBSが必要とする受信ダイナミックレンジを示す図 本発明の実施の形態1に係る基地局装置の構成を示すブロック図 実施の形態1の受信レベル情報取得結果の例を示す図 実施の形態1のユーザ選択結果の例を示す図 実施の形態1のユーザ#1の受信レベル情報取得結果の例を示す図 実施の形態1のユーザ#2の受信レベル情報取得結果の例を示す図 実施の形態1のユーザ#3の受信レベル情報取得結果の例を示す図 実施の形態1のユーザ選択結果の他の例を示す図 本発明の実施の形態2に係る基地局装置の構成を示す図 実施の形態2に係る受信対象グループの振り分けを説明するための図 図7Aに示す受信対象グループの一方に与えられた伝送タイミングを示す図 図7Aに示す受信対象グループの他方に与えられた伝送タイミングを示す図 実施の形態2の受信レベル情報取得結果の例を示す図 実施の形態2の受信対象ユーザグループの例を示す図 図8Bに示す受信対象ユーザグループの受信結果を示す図 実施の形態2の受信対象ユーザグループの他の例を示す図 図8Dに示す受信対象ユーザグループの受信結果を示す図 実施の形態2の受信対象グループのさらに他の例を示す図 図8Fに示す受信対象ユーザグループの受信結果を示す図

Claims (12)

  1. 固有の受信ダイナミックレンジを有する基地局装置において、
    端末装置からの受信信号の受信レベル情報を取得する取得手段と、
    取得された受信レベル情報に基づいて、前記受信ダイナミックレンジに収容可能な端末装置を選択する選択手段と、
    選択された端末装置に対して、データ伝送のスケジューリングを行うスケジューリング手段と、
    を有する基地局装置。
  2. 前記スケジューリング手段は、選択された端末装置の上り回線データ伝送のタイミングを決定する、
    請求項1記載の基地局装置。
  3. 選択された端末装置からの受信信号の受信レベルを前記受信ダイナミックレンジ内にするゲイン制御量を用いて、前記受信信号に対するゲイン制御を行うゲイン制御手段、をさらに有し、
    前記選択手段は、前記ゲイン制御量に基づいて端末装置の選択を行う、
    請求項2記載の基地局装置。
  4. 前記ゲイン制御手段は、前記スケジューリングの結果に従って切り替えられるゲイン制御量を用いて、受信信号に対するゲイン制御を行う、
    請求項3記載の基地局装置。
  5. 前記スケジューリング手段は、選択された端末装置をグループに振り分け、上り回線データ伝送のタイミングを前記グループごとに決定する、
    請求項2記載の基地局装置。
  6. 前記スケジューリング手段は、選択された端末装置の受信レベルに基づいて、端末装置の振り分けを行う、
    請求項5記載の基地局装置。
  7. 前記スケジューリング手段は、各グループの受信レベル差の最大値が所定値以下となるように、端末装置の振り分けを行う、
    請求項6記載の基地局装置。
  8. 前記スケジューリング手段は、選択された端末装置の符号化変調方式レベルに基づいて、端末装置の振り分けを行う、
    請求項5記載の基地局装置。
  9. 前記スケジューリング手段は、各グループの符号化変調方式レベル差の最大値が所定値以下となるように、端末装置の振り分けを行う、
    請求項8記載の基地局装置。
  10. 端末装置は、上り回線データ伝送に使用されるサブキャリア周波数を割り当てられており、
    前記取得手段は、端末装置の受信レベル情報の取得を、前記サブキャリア周波数に関連づけて行い、
    前記スケジューリング手段は、前記サブキャリア周波数の使用タイミングを決定する、
    請求項2記載の基地局装置。
  11. 前記取得手段は、端末装置がサブキャリア周波数を用いて送信したパイロット信号を用いて、受信レベル情報の取得を行い、
    前記選択手段は、選択された端末装置に対して、上り回線データ伝送に使用されるサブキャリア周波数の割当を設定する、
    請求項2記載の基地局装置。
  12. 固有の受信ダイナミックレンジを有する基地局装置で用いられる無線通信方法おいて、
    端末装置からの受信信号の受信レベル情報を取得する取得ステップと、
    取得した受信レベル情報に基づいて、前記受信ダイナミックレンジに収容可能な端末装置を選択する選択ステップと、
    選択した端末装置に対して、データ伝送のスケジューリングを行うスケジューリングステップと、
    を有する無線通信方法。
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