本発明は、無線通信基地局装置および報知チャネル信号の送信帯域設定方法に関する。
近年、無線通信、特に移動体通信では、音声以外に画像やデータなどの様々な情報が伝送の対象になっている。今後は、多様なコンテンツの伝送に対する需要がますます高くなることが予想されるため、高速な伝送に対する必要性がさらに高まるであろうと予想される。しかしながら、移動体通信において高速伝送を行う場合、マルチパスによる遅延波の影響が無視できなくなり、周波数選択性フェージングにより伝送特性が劣化する。
周波数選択性フェージング対策技術の1つとして、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)などのマルチキャリア通信が注目されている。マルチキャリア通信は、周波数選択性フェージングが発生しない程度に伝送速度が抑えられた複数の搬送波(サブキャリア)を用いてデータを伝送することにより、結果的に高速伝送を行う技術である。特に、OFDM方式は、データが配置される複数のサブキャリアが相互に直交しているため、マルチキャリア通信の中でも周波数利用効率が高く、また、比較的簡単なハードウェア構成により実現できることから、とりわけ注目されており、様々な検討が行われている。
現在、3GPPのLTE標準化では、OFDM方式の移動体通信システムにおいて、互いに異なる周波数帯域幅(以下、帯域幅と省略する)の複数の無線通信移動局装置(以下、移動局と省略する)を使用可能とすることが検討されている。このような移動体通信システムはスケーラブル帯域幅通信システムと呼ばれることがある。例えば、20MHzの周波数帯域(以下、帯域と省略する)を有するスケーラブル帯域幅通信システムにおいては、5MHz、10MHz、20MHzのうちいずれかの通信能力を持つ移動局が使用可能である。以下、5MHzの通信能力を持つ移動局を5MHz移動局、10MHzの通信能力を持つ移動局を10MHz移動局、20MHzの通信能力を持つ移動局を20MHz移動局という。また、使用可能な3種類の移動局のうち最低の通信能力を持つ移動局を最低能力移動局という。よって、ここでは、5MHz移動局が最低能力移動局となる。このようなスケーラブル帯域幅通信システムでは、5MHz移動局に対しては20MHzの帯域のうちの5MHzの帯域幅が割り当てられて通信が行われる。また、20MHz移動局は、20MHz全体を使った通信が可能であり、より高速に通信を行うことができる。
一方、セルラ方式の移動体通信システムにおいては、無線通信基地局装置(以下、基地局と省略する)は、セル毎に、ユーザデータの通信を行う上で必要な情報をセル内のすべての移動局に報知する。この報知情報はBCH(Broadcast Channel;報知チャネル)によって伝送される。BCHは下り方向の共通制御チャネル(Common Control Channel)の1つで、システム情報、セル情報、送信パラメータ等の報知情報を送信するためのチャネルである。以下、BCHで送信される報知情報をBCHデータという。移動局は電源投入時にBCHデータを受信し、システム情報、セル情報、送信パラメータ等を把握してからユーザデータの通信を開始する。また、フレームフォーマット等の送信パラメータは時間の経過とともに更新されるため、移動局はユーザデータの通信中においてもBCHデータを受信する必要がある。
ここで、上記のようなスケーラブル帯域幅通信システムにおけるBCHデータの送信方法として、図1上段に示すように、20MHzの帯域の中心帯域(帯域幅1.25MHz)を用いてBCHデータを送信することが提案されている(非特許文献1参照)。図1上段に示すように、このスケーラブル帯域幅通信システムでは、最低能力移動局が通信可能な帯域幅(5MHz)に合わせて、20MHzの帯域が帯域幅5MHz毎に帯域FB1〜FB4の4つに均等に分割されている。最低能力移動局は、FB1〜FB4のいずれか1つの帯域を割り当てられてユーザデータの通信を行う。なお、ここでは、1フレームは10msであり、20サブフレームからなる。BCHデータは、1フレームにおいて、いずれか1つのサブフレームで1回送信される。また、BCHデータの内容は約100フレームという比較的長い周期で更新される。
3GPP RAN WG1 Ad Hoc on LTE meeting(2005.06) R1-050590 "Physical Channels and Multiplexing in Evolved UTRA Downlink"
上記のように、最低能力移動局は、FB1〜FB4のいずれか1つの帯域を割り当てられてユーザデータの通信を行う。このため、例えばFB1を割り当てられた最低能力移動局は、ユーザデータの受信中にBCHデータを受信するためには、図1下段に示すように、ユーザデータの受信中に受信周波数を切り替えなければならない。すなわち、FB1を用いてユーザデータの通信を行う最低能力移動局は、ユーザデータを受信しているFB1から20MHzの中心帯域(帯域幅1.25MHz)に受信周波数を切り替えてBCHデータを受信し、その後再び、中心帯域からFB1に受信周波数を切り替えてユーザデータを受信する必要がある。この受信周波数の切替には各々1サブフレーム程度の時間を要するため、最低能力移動局は3サブフレームの間ユーザデータの受信ができなくなってしまう。このため、ユーザスループットが低下する。
また、BCHデータ受信のためにすべての移動局が同時に受信周波数を切り替えると、基地局ではその間(3サブフレーム間)ユーザデータの送信が一切できなくなってしまう。このため、システムスループットが低下する。
さらに、最低能力移動局はBCHデータを受信するために受信周波数を切り替える必要があるため、移動局での処理量が増加し消費電力が大きくなる。
受信周波数の切替に伴うこれらの課題を解決するために、図2に示すように、FB1〜FB4のすべての帯域でBCHデータを毎フレーム送信することが考えられる。しかし、これでは、ユーザデータに使用できる通信リソースが大きく減少してしまう。
そこで、図3に示すように、図2に比べてBCHデータの送信間隔を広げることが考えられる。しかし、依然としてFB1〜FB4のすべての帯域で同じタイミングでBCHデータが送信されるため、BCHデータのピーク電力が大きくなってしまう。セル境界に位置する移動局でも受信可能なように大電力で送信されるBCHデータでは、このピーク電力は非常に大きなものとなる。このようなピーク電力の増大は、送信信号の歪みの原因となり、誤り率特性の劣化をもたらす。誤り率特性の劣化を防ぐためには、基地局は、線形領域が広い高性能なアンプを備える必要があり、その結果、基地局の製造にかかるコストが増加してしまう。
本発明の目的は、上記課題を解決してBCHデータの送信を効率よく行うことができる基地局および報知チャネル信号の送信帯域設定方法を提供することである。
本発明の基地局は、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を送信する基地局であって、最低能力の移動局が通信可能な帯域幅毎に複数の第1帯域に分割された第2帯域において、前記複数の第1帯域のいずれかに報知チャネル信号の送信帯域を設定する設定手段と、前記複数のサブキャリアのうち前記設定手段によって設定された前記送信帯域にあるサブキャリアに前記報知チャネル信号をマッピングして前記マルチキャリア信号を生成する生成手段と、前記マルチキャリア信号を前記移動局へ送信する送信手段と、を具備し、前記設定手段は、前記第2帯域において前記送信帯域を設定する前記第1帯域を時間の経過とともに変化させる構成を採る。
本発明によれば、BCHデータの送信を効率よく行うことができる。
従来のBCHデータ送信方法
従来のBCHデータ送信方法に対する課題解決例1
従来のBCHデータ送信方法に対する課題解決例2
本発明の実施の形態1に係る基地局の構成を示すブロック図
本発明の実施の形態1に係るOFDMシンボル例
本発明の実施の形態1に係るBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態2に係る基地局の構成を示すブロック図
本発明の実施の形態2に係るBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態3に係る基地局の構成を示すブロック図
本発明の実施の形態3に係るBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態4に係るBCHデータ送信方法(隣接セル#2)
本発明の実施の形態4に係るBCHデータ送信方法(隣接セル#3)
本発明の実施の形態5に係る基地局の構成を示すブロック図
本発明の実施の形態5に係るBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態5に係るその他のBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態5に係るその他のBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態5に係るその他のBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態6に係るスケジューリング情報送信方法
本発明の実施の形態6に係る基地局の構成を示すブロック図
本発明の実施の形態7に係るスケジューリング情報送信方法
本発明の実施の形態7に係る基地局の構成を示すブロック図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、OFDM方式をマルチキャリア通信方式の一例として説明するが、本発明はOFDM方式に限定されるものではない。
(実施の形態1)
本実施の形態に係る基地局100の構成を図4に示す。
符号化部101は、BCHデータを符号化する。
変調部102は、符号化後のBCHデータを変調する。
送信帯域設定部103は、BCHデータの送信帯域を設定する。送信帯域設定部103は、マルチキャリア信号であるOFDMシンボルを構成する複数のサブキャリアのいずれかにBCHデータの送信帯域を設定する。この送信帯域設定の詳細は後述する。
符号化部104−1〜104−Nおよび変調部105−1〜105−Nは、基地局100がユーザデータを送信する移動局#1〜#Nにそれぞれ対応して備えられる。
符号化部104−1〜104−Nは、ユーザデータ#1〜#Nをそれぞれ符号化する。
変調部105−1〜105−Nは、符号化後のユーザデータ#1〜#Nをそれぞれ変調する。
IFFT部106は、BCHデータおよびユーザデータ#1〜#Nをサブキャリア#1〜#Kの各々にマッピングしてIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)を行ってOFDMシンボルを生成する。この際、IFFT部106は、サブキャリア#1〜#Kの複数のサブキャリアのうち送信帯域設定部103によって設定された送信帯域にあるサブキャリアにBCHデータをマッピングする。
このようにして生成されたOFDMシンボルは、CP付加部107でサイクリック・プリフィクスを付加された後、無線送信部108でアンプコンバート等の所定の無線処理が施され、アンテナ109から移動局#1〜#Nへ無線送信される。
次いで、送信帯域設定の詳細について説明する。ここでは、図5に示すように、1OFDMシンボルがサブキャリア#1〜#16(K=16)で構成されるものとする。また、このOFDMシンボルの帯域幅は20MHzであり、この20MHzの帯域が、上記同様、最低能力移動局が通信可能な帯域幅(5MHz)に合わせて帯域幅5MHz毎に帯域FB1〜FB4の4つに均等に分割されている。また、最低能力移動局は、FB1〜FB4のいずれか1つの帯域を用いてユーザデータの通信を行う。
そして、送信帯域設定部103は、帯域FB1〜FB4のいずれかにBCHデータの送信帯域を設定する。この際、送信帯域設定部103は、フレーム毎にBCHデータの送信帯域を変化させる。例えば、送信帯域設定部103は、BCHデータの送信帯域を、フレーム#1ではFB1に設定し、フレーム#2ではFB2に設定し、フレーム#3ではFB3に設定し、フレーム#4ではFB4に設定する。よって、この例の場合は、IFFT部106は、フレーム#1ではFB1に含まれるサブキャリア#1〜#4のいずれかにBCHデータをマッピングし、フレーム#2ではFB2に含まれるサブキャリア#5〜#8のいずれかにBCHデータをマッピングし、フレーム#3ではFB3に含まれるサブキャリア#9〜#12のいずれかにBCHデータをマッピングし、フレーム#4ではFB4に含まれるサブキャリア#13〜#16のいずれかにBCHデータをマッピングする。この際、IFFT部106は、各帯域FB1〜FB4のそれぞれに含まれる4つのサブキャリアのうち、いずれか1つのサブキャリアにBCHデータをマッピングしてもよいし、複数のサブキャリアにBCHデータをマッピングしてもよい。このように、送信帯域設定部103は、20MHzの帯域においてFB1〜FB4の4つの帯域のうちBCHデータの送信帯域を設定する帯域を時間の経過とともに変化させる。
この様子を示したのが図6である。この図に示すように、BCHデータの送信帯域は、フレーム#1ではFB1に設定され、フレーム#2ではFB2に設定され、フレーム#3ではFB3に設定され、フレーム#4ではFB4に設定される。そして、フレーム#5では、BCHデータの送信帯域は再びFB1に設定される。このように、送信帯域設定部103は、BCHデータの送信帯域を設定する帯域を時間の経過とともに周期的に変化させる。なお、ここではBCHデータの送信帯域をFB1,FB2,FB3,FB4の順序で変化させたが、変化の順序はこの順序に限定されない。また、ここでは1フレーム毎に送信帯域を変化させたが、複数フレーム毎に変化させてもよい。
BCHデータの送信帯域の設定を以上のようにして行うことで、例えばFB1を用いてユーザデータの通信を行う最低能力移動局は、ユーザデータの受信中に受信周波数を切り替えることなく、フレーム#1および#5においてBCHデータを受信することができる。FB2〜FB4のいずれかを用いてユーザデータの通信を行う最低能力移動局についても同様である。つまり、最低能力移動局は、ユーザデータの受信と受信周波数を切り替えることなく、4フレーム毎に必ず一度BCHデータを受信することができる。このように、本実施の形態によれば、帯域FB1〜FB4のいずれを用いてユーザデータの通信を行う最低能力移動局においても、BCHデータの受信のために受信周波数の切替が不要となるため、受信周波数の切替に伴うユーザスループットの低下およびシステムスループットの低下を防ぐことができる。
また、最低能力移動局はBCHデータを受信するために受信周波数を切り替える必要がなくなるため、受信周波数の切替処理による電力消費をなくすことができる。
また、上記のようにBCHデータの内容は約100フレームという比較的長い周期で更新されるため、上記図2に示すようにFB1〜FB4のすべての帯域でBCHデータを毎フレーム送信する必要はなく、本実施の形態のようにFB1〜FB4の各帯域で4フレームに一度BCHデータを送信すれば十分である。このように、本実施の形態によれば、図2に示す場合に比べ、FB1〜FB4の各帯域でのBCHデータの送信回数を減少させたため、ユーザデータに使用できる通信リソースの減少を抑えることができる。
また、本実施の形態によれば、各フレームではFB1〜FB4のいずれか1つの帯域でのみBCHデータ送信され、FB1〜FB4のすべての帯域で同じタイミングでBCHデータが送信されることがないため、BCHデータのピーク電力の増大を防ぐことができる。
以上のように、本実施の形態によれば、BCHデータの送信を効率よく行うことができる。
(実施の形態2)
本実施の形態に係る基地局は、送信帯域設定部103によって設定されたBCHデータの送信帯域を同期チャネル信号を用いて移動局へ通知する。
本実施の形態に係る基地局200の構成を図7に示す。図7において実施の形態1(図4)と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
送信タイミング制御部201は、BCHデータの送信タイミングを制御する。この送信タイミング制御の詳細は後述する。
送信帯域設定部103は、設定したBCHデータの送信帯域を移動局へ通知するデータ、すなわち、設定した送信帯域が帯域FB1〜FB4のいずれであるかを移動局へ通知するデータ(送信帯域通知データ)を生成し、S−SCH(Secondary Synchronization Channel)データとして符号化部202に出力する。つまり、送信帯域通知データは、SCH(Synchronization Channel;同期チャネル)のうちS−SCHにより伝送される。S−SCHでは、この他にスクランブリングコード情報なども伝送してもよい。
符号化部202は、S−SCHデータを符号化する。
変調部203は、符号化後のS−SCHデータを変調する。
また、SCHのうちP−SCH(Primary Synchronization Channel)で伝送されるデータ(P−SCHデータ)が変調部204で変調される。P−SCHデータには全セル共通の系列が含まれ、この系列はセルサーチ時のタイミング同期に用いられる。
IFFT部106は、P−SCHデータとS−SCHデータとからなるSCHデータ、BCHデータおよびユーザデータ#1〜#Nをサブキャリア#1〜#Kの各々にマッピングしてIFFTを行ってOFDMシンボルを生成する。この際、IFFT部106は、SCHデータをサブキャリア#1〜#16のうちあらかじめ定められたサブキャリアにマッピングする。ここでは、例えば、20MHzの帯域の中心帯域であるサブキャリア#8または#9のいずれかにSCHデータをマッピングする。
次いで、送信タイミング制御の詳細について説明する。
送信タイミング制御部201は、図8に示すように、BCHデータの送信タイミングを、SCHデータの送信タイミングからΔtだけ後のタイミングに設定する。Δtは、移動局が受信周波数の切替に要する時間(周波数切替時間)である。よって、この送信タイミング制御により、無線送信部108は、SCHデータを含むOFDMシンボルの送信タイミングからΔtだけ後の送信タイミングでBCHデータを含むOFDMシンボルを送信することとなる。そして、このSCHデータには、このSCHデータよりΔtだけ後に送信されるBCHデータについての送信帯域通知データが含まれている。なお、移動局での受信周波数の切替には通常1サブフレーム程度の時間を要する。
このように、本実施の形態によれば、SCHを用いて各移動局へ送信帯域通知データを送信するため、電源投入直後でセルサーチ中にある最低能力移動局は、SCHを検出後、送信帯域通知データにより示された帯域に受信周波数を切り替えることにより、SCHの検出からΔt後にはBCHデータを受信することができる。また、Δtを移動局が受信周波数の切替に要する時間としたことで、最低能力移動局は受信周波数を切り替えた直後にBCHデータを受信することができる。よって、本実施の形態によれば、実施の形態1のようにしてBCHデータを送信する場合でも、電源投入直後の最低能力移動局は、電源投入時のBCHデータの受信をSCHの検出後即座に行うことができるため、ユーザデータの通信開始までの時間を短縮することができる。
(実施の形態3)
本実施の形態に係る基地局300の構成を図9に示す。図9において実施の形態1(図4)と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
基地局300がBCHデータを送信する各移動局は、ユーザデータの通信中にある移動局と、電源投入直後等でユーザデータの通信中にない移動局とに大別される。なお、ユーザデータの通信中にある状態をConnected ModeまたはActive Modeと呼び、ユーザデータの通信中にない状態をIdle ModeまたはInactive Modeと呼ぶことがある。また、Connected Modeはユーザデータの通信を行う帯域が移動局に割り当てられた後の状態をいい、Idle Modeは、待ち受け時等、ユーザデータの通信を行う帯域が移動局に割り当てられる前の状態をいうこともある。
図9において、BCH1データはConnected Modeの移動局に必要な報知情報であり、例えば、Multicastサブフレームの配置等のサブフレーム構成情報、サブフレーム内のDistributed ChannelおよびLocalized Channelの配置等のマッピング情報、等である。BCH1データは、実施の形態1と同様にして送信帯域が設定される。
一方、BCH2データはIdle Modeの移動局に必要な情報であり、例えば、Pagingチャネルのマッピング情報、RACHリソース情報等である。
符号化部301は、BCH2データを符号化する。
変調部302は、符号化後のBCH2データを変調する。
IFFT部106は、BCH1データ、BCH2データおよびユーザデータ#1〜#Nをサブキャリア#1〜#Kの各々にマッピングしてIFFTを行ってOFDMシンボルを生成する。この際、IFFT部106は、BCH2データをサブキャリア#1〜#16のうちあらかじめ定められたサブキャリアにマッピングする。ここでは、例えば、20MHzの帯域の中心帯域であるサブキャリア#8または#9のいずれかにBCH2データをマッピングする。
つまり、基地局300は、図10に示すように、Connected Modeの移動局が必要な情報を含むBCH1データを実施の形態1と同様にして送信し、Idle Modeの移動局が必要な情報を含むBCH2データをあらかじめ定められた帯域(図10では20MHzの中心帯域)で毎フレーム送信する。
このように、本実施の形態によれば、BCH1データを実施の形態1と同様にして送信するのに対し、BCH2データをあらかじめ定められた帯域で毎フレーム送信するため、実施の形態1のようにしてBCH1データを送信する場合でも、電源投入直後でIdle Modeにある移動局は、電源投入時に必要なBCH2データの受信を最大1フレーム以内で行うことができるため、ユーザデータの通信開始までの時間を短縮することができる。
(実施の形態4)
本実施の形態は、互いに隣接するセルの複数の基地局が実施の形態1と同様にしてBCHデータを送信し、かつ、その送信パターンを互いに異ならせるものである。例えば、セル#1の基地局100(図4)の送信帯域設定部103は、上記図6に示すようBCHデータの送信帯域を設定するのに対し、セル#1の隣接セルであるセル#2の基地局100の送信帯域設定部103は、図11に示すようBCHデータの送信帯域を設定する。さらに、セル#1およびセル#2の隣接セルであるセル#3の基地局100の送信帯域設定部103は、図12に示すようBCHデータの送信帯域を設定する。
図6、図11、図12を比較すると、フレーム#1〜#6のいずれのフレームにおいても、各基地局は隣接セルの他の基地局と互いに異なる帯域でBCHデータの送信を行っている。例えば、フレーム1では、セル#1の基地局100は帯域FB1でBCHデータを送信するに対し、セル#2の基地局100は帯域FB2でBCHデータを送信し、セル#3の基地局100は帯域FB3でBCHデータを送信する。
このように、本実施の形態では、基地局100の送信帯域設定部103は、隣接セルの他の基地局100がBCHデータの送信帯域を設定する帯域と互いに異なる帯域に自局のBCHデータの送信帯域を設定する。よって、本実施の形態によれば、大電力で送信されるBCHデータのセル間干渉を小さくすることができる。
(実施の形態5)
UMTSでは、報知情報(SIB1−18)のスケジューリング情報は、MIB(Master Information Block)、SB1(Scheduling Block 1)、SB2(Scheduling Block 2)によって送られている。MIBはSIB1−18、SB1、SB2のスケジューリング情報を含み、SB1/2はSIB1−18のスケジューリング情報を含む。
MIBの送信タイミングは、UMTSにおいて一意に決められている。移動局としては、最初に決められているタイミングでMIBを取得することでSIB、SB1、SB2のスケジューリング情報を知ることができる。それにより、初めて移動局はどのタイミングで受信すればどの情報を得ることができるかを知ることができる。しかしながら、SB1又はSB2が含まれている時には、SB1又はSB2で含まれているスケジューリング情報はこの時点では分からないため、SB1又はSB2を受信することで全てのスケジューリング情報がそろうことになる。なお、SB1、SB2はオプション機能であり、全てのSIBのスケジューリングをMIBによって通知してもよい。
ここで、LTEでのスケジューリング情報送信について考える。LTEにおいてもUMTSと同様にMIBのような情報、すなわち、移動局内に保持されている情報でスケジューリングがわかり、受信可能な報知情報が必要となる。この情報が、中心帯域(帯域幅1.25MHz)の固定的なリソースで送られると考えられ、移動局はそのリソースを取得することによって報知情報のスケジューリング情報を得ることができる。
上述したように、移動局は中心帯域の固定的なリソースを取得することによってスケジューリング情報を得ることができる。しかしながら、15MHzもしくは20MHz受信のcapabilityを持たない移動局はRRC_CONNECTED状態に移った後には、中心周波数帯域の固定的なリソースを取得することはできないと考えられる。すなわち、移動局は、RRC_IDLE状態では中心帯域を受信しており、報知情報のスケジューリング情報を受信できる。この後に、RRC_CONNECTED状態に移った場合、報知情報のスケジューリング情報を受信できなくなる。これにより、以下の二つの課題が存在する。
一つには、RRC_CONNECTED中にも必要な報知情報が存在し、これらの情報は更新される毎に受信する必要がある。情報の更新が行われたかどうかは、MIB(またはSB1/2)に含まれているValue tagで通知されており、移動局はMIBを受信することで情報が更新されたかどうかを知ることができる。そのため、MIBを取得できないRRC_CONNECTED中の移動局は、実際にデータを受け取ってから、情報が変わっているかどうかを知ることができる。
二つには、報知情報のスケジューリングは、それほど頻繁に変わらないと思われるが、情報の大きさが変わったりした場合には、スケジューリングも変わることがある。このような場合、再度MIBを取得しなければ新しい報知情報のスケジューリング情報が得られない。
実施の形態3においては、Connected Modeの移動局に必要なBCH1の周波数軸上の配置が時間の経過とともに変更されており、Idle Modeの移動局に必要なBCH2は中心帯域で固定されていた。ここで、Connected Modeの移動局に対する報知情報の送信を詳細に考えてみると、様々な情報が移動局に送られることになる。具体的には、UMTSでは、報知情報はMIB、SB、SIB(SIBにはSIB1,2,3,…,18等のように多数のタイプが存在する)に分類されている。また、3GPP TS 25.331: Radio Resource Control; Protocol Specificationに詳細に示してあるように、Connected Mode移動局に必要とされる情報要素も多く存在している。
本実施の形態に係る基地局400の構成を図13に示す。図13において実施の形態1(図4)と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
図13に示すように、基地局400はBCH1データのブロック1〜Mのそれぞれについて、符号化部101−1〜101−M、変調部102−1〜102−Mが備えられている。ここでは、データの入力として必要なリソースの単位毎に定義されている。BCH1データはそれぞれ必要なリソース毎に符号化、変調される。変調されたBCH1データは送信帯域設定部401に出力される。また、リソース間で符号化変調は同一でもよいし、異なるようにしてもよい。
送信帯域設定部401は、変調部102−1〜102−Mから出力されたBCH1データが実際に送信される周波数帯を設定し、周波数帯を設定したBCH1データをIFFT部106に出力する。
このようなことから、これらの情報をConnected Mode移動局に送信するためには多くの無線リソースを使用することが考えられる。そこで、実施の形態3に示したBCH1のリソースを割り当てる周波数帯域を時間毎に切り替える(以下、「ホッピング」という)動作と組み合わせると、図14に示すようなBCH送信方法が考えられる。
図14では、4つのタイプの報知情報のブロックが定義されており、それぞれの報知情報のブロックが、最低能力移動局の通信可能な帯域幅(5MHz)毎に送信されている。例えば、報知情報のブロックをa、b、c、dとすると、最初のフレームではaが一番上の5MHz帯域、bが上から二番目の5MHz帯域、cが上から三番目の5MHz帯域、dが上から四番目の5MHz帯域で送られる。次のフレームでは、bが一番上の5MHz帯域、cが上から二番目の5MHz帯域というように、各ブロックをずらして送信するようになる。この例では、上記の通りa、b、c、dの4つのブロックを定義し、それぞれがリソースを持つようになる。そのため、図13の例で言うとM=4となり、例えば、a=BCH1データブロック1、b=BCH1データブロック2のようになる。
このように、本実施の形態によれば、最低能力移動局は自分の通信している帯域幅(5MHz)のみの受信で報知情報を受信できるほか、高い能力を持つ移動局は複数の報知情報を同時に受信することができ、報知情報を受信するための遅延削減、または消費電力の低減を図ることができる。
本実施の形態では、BCH1のリソースを時間毎に周波数帯域上にホッピングする際、異なるBCH1の無線リソースが同一のホッピング動作を行うものを例として示したが、図15に示すようなホッピング動作も可能である。具体的には、BCH1−1とBCH1−2が存在する場合、BCH1−1はフレーム毎にホッピングし、BCH1−2は2フレーム毎にホッピングすることが可能である。
また、BCH1の定義を複数の無線リソースの組み合わせとして定義することができる。すなわち、図16に示すように、BCH1の実態としては、1フレーム目に3つのリソースをもち、そのうちの一番先頭のリソースは、4フレームで一度しか用いられておらず、二番目のリソースは2フレーム毎に確保されており、最後のリソースはフレーム毎に確保されている。この時のこれらの集合体をBCH1として定義し、それを周波数軸上にホッピングさせることが可能である。図16の場合には、M=1となり、一つのリソースの単位しか存在しないこととなる。しかしながら、このような無線リソースの組み合わせを複数持つことも可能であり、その場合にはMが複数となる。
また、本実施の形態では、Idle Mode用の報知情報が全て中心周波数帯の1.25MHzで送られる場合に関して説明したが、これ以外のリソースを用いて送信することも可能である。具体的には、図17に示すように中心周波数帯の1.25MHz以外にもIdle Mode用の報知情報を送信するリソースブロックを用意するようになる。ただし、Idle Modeの移動局全てがこの情報を受信できる必要があるため、使われる周波数帯域は中心周波数帯の最低能力移動局が通信可能な帯域幅(ここでは5MHz)に限られる。
(実施の形態6)
実施の形態5では、Connected Mode移動局に対して送る必要のある多くの情報に対してどのように無線リソースを割り当てるかについて説明したが、本発明の実施の形態6では、その無線リソースに割り当てる情報のスケジューリングに関する情報について説明する。なお、ここでは、MIB、SIB1−3がIdle Mode移動局用の報知情報、SB、SIB4−8がConnected Mode移動局用の報知情報と仮定する。
上述したように、UMTSでは、報知情報(SIB)のスケジューリング情報はMIB又はSB1/2で送られている。しかしながら、これらのスケジューリング情報を中心帯域で送ってしまうと、Connected Modeの移動局は新たにスケジューリング情報を受信することができないという問題が発生する。この問題を解決するため、MIBでは中心帯域で送られる報知情報のスケジューリング情報と、中心帯域以外で送信されるSBのスケジューリング情報を送る。
ここで、SBは、最低能力移動局が受信できるように、最低能力移動局が通信可能な帯域幅(5MHz)毎に送信される。そして、SBにおいて、RRC_CONNECTED中の移動局が必要な報知情報のスケジューリング情報が通知されることになる。図18にその概念図を示す。ここでは、簡単のため最低能力移動局の通信可能な帯域幅が5MHzではなく10MHzのケースを示しており、Idle Mode用の報知情報としてSIB1−3が存在して、Connected Mode用の報知情報としてSIB4−8が存在するものとする。ここで、MIBはIdle Modeの移動局用の報知情報SIB1−3と、SBのスケジューリング情報を含む。一方、SBはConnected Mode用の報知情報SIB4−8のスケジューリング情報を含む。このため、Idle Mode移動局は、自分に必要なSIB1−3のスケジューリング情報に加えて、Connected Modeに移った際に受信すべき報知情報のスケジューリング情報を含むSBのスケジューリング情報を得ることができる。また、Connected Modeの移動局はIdle Modeにおいて受信したSBのスケジューリング情報に基づいてSBを受信する。そしてConnected Mode用の報知情報であるSIB4−8のスケジューリング情報を得て、SIB4−8を受信できるようになる。
本実施の形態に係る基地局500の構成を図19に示す。図19において実施の形態5(図13)と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
図19において、報知情報コントロール部501は、報知情報の送信頻度、送信タイミング、報知情報の送信に必要なリソース情報(リソース量)などを制御する。制御情報として、Connected Mode用移動局に対する情報については、Connected用スケジューリング情報作成部502に出力され、Idle Mode用移動局に対する情報については、Idle用スケジューリング情報作成部503に出力される。また、報知情報コントロール部501は、送信帯域設定部401も制御し、報知情報の送信帯域などを制御する。
Connected用スケジューリング情報作成部502は、Connected Modeの移動局に送る報知情報のスケジューリング情報を作成する。これは上述したSBの中身に相当するものである。この結果は、Connected用報知情報Message作成部505に出力される。
Idle用スケジューリング情報作成部503は、Connected Modeの移動局に送る報知情報のスケジューリング情報を作成する。これは上述したMIBの中身に含まれるものである。この結果は、Idle用報知情報Message作成部506に送られる。
報知情報データ部504は、報知情報のデータを処理し、Connected Modeの移動局用の報知情報をConnected用報知情報Message作成部505に、Idle Modeの移動局用の報知情報をIdle用報知情報Message作成部506に出力する。
Connected用報知情報Message作成部505は、Connected Modeの移動局に対する報知情報Messageをそれぞれの帯域毎に作成し、BCH1データとして符号化部101−1〜101−Mに出力する。
Idle用報知情報Message作成部506は、Idle Modeの移動局に対する報知情報Messageを作成し、BCH2データとして符号化部301に出力する。
次に、図19に示した基地局の動作について説明する。
報知情報コントロール部501は、報知情報を制御する情報を決定する。ここで、報知情報を制御する情報とは、報知情報の種類、報知情報の種類毎のサイズ、報知情報の種類毎の送信タイミングなどである。報知情報コントロール部501は、持っている報知情報の種類からこのセルで送るべきConnected Modeの移動局に対する報知情報をピックアップし、それらのサイズ、送信タイミング等を報知情報の種類毎にConnected用スケジューリング情報作成部502に出力する。同様に、報知情報コントロール部501は、持っている報知情報の種類からこのセルで送るべきIdle Modeの移動局に対する報知情報をピックアップし、それらのサイズ、送信タイミング等を報知情報の種類毎にIdle用スケジューリング情報作成部503に出力する。
Connected用スケジューリング情報作成部502、Idle用スケジューリング情報作成部503では、それぞれ報知情報コントロール部501から出力された情報に基づいて、スケジューリング情報を作成する。スケジューリング情報の例としては、報知情報の種類毎の送信タイミング、送信周期、報知情報の送信に必要な無線リソース情報等である。この結果は、Connected用スケジューリング情報作成部502からは、Connected用報知情報Message作成部505、Idle用スケジューリング情報作成部503からはIdle用報知情報Message作成部506に出力される。ここで、Idle用スケジューリング情報は、MIBで送信されるものであり、一つと考えられる。ただし、Idle用スケジューリング情報の送信に、MIBとSB両方を用いる場合には複数の種類が存在することになる。また、Connected用スケジューリング情報に関しては、帯域毎に違う情報を送る可能性もある。その場合には、どの帯域で送るかによってスケジューリング情報を変える必要があるため、どの周波数帯域に送るかということを考慮したうえでスケジューリング情報を作成する必要がある。
報知情報データ部504は、報知情報に含めるデータを管理しており、Connected Modeの移動局用の報知情報をConnected用報知情報Message作成部505に、Idle Modeの移動局用の報知情報をIdle用報知情報Message作成部506に出力する。なお、この報知情報の中身は、上位レイヤから設定されたり、手動で設定されたりなど様々な方式が考えられるが、どの方式でもよい。
Connected用報知情報Message作成部505では、報知情報データ部504から出力されたConnected Mode移動局に対する報知情報のデータと、Connected用スケジューリング情報作成部502から出力されたスケジューリング情報とを用いて報知情報のMessageを作成する。図18の例では、SB、SIB4−8が生成されることとなる。作成された報知情報Messageは符号化部101−1〜101−Mのうち送信すべき部に出力される。図18の例の1フレーム目の場合には、上の10MHzにSIB6が、下の10MHzにSBが送られている。SIB6を送信するBCHデータブロック1として、SBを送信するBCHデータブロックMとすると、SIB6が符号化部101−1に、SBが符号化部101−Mに送られることになる。このような動作が、報知情報を送信するタイミング毎になされる。
また、符号化部101−1〜101−Mに出力されるデータは同じではなく、図18の例では、1フレーム目は符号化部101−1にSBを、符号化部101−MにSIB6を出力するようになっている。符号化及び変調された信号は送信帯域設定部401に出力される。
送信帯域設定部401は報知情報コントロール部501によって制御される。具体的には、どの報知情報をどの帯域で送るかの制御となる。
Idle用報知情報Message作成部506では、報知情報データ部504から出力されたIdle Mode移動局に対する報知情報のデータと、Idle用スケジューリング情報作成部503から出力されたスケジューリング情報から報知情報のMessageを作成する。図18の例では、MIB、SIB1−3が生成されることとなる。
このように、本実施の形態によれば、Connected Mode移動局に対して送信する報知情報を周波数軸上にホッピングさせることが可能である。この結果、帯域毎に同じ報知情報を送っている場合と比べて、20MHz帯域を受信できる移動局が報知情報の受信遅延を抑制して受信することが可能になる。
なお、UMTSにおいては、報知情報のスケジューリング情報として、SIBの位置を示す情報(Frame number相当の情報)、送信頻度(何フレーム毎に送信するかを示す情報)、フレームにまたがっている(Segmentationされている)場合の情報が送られている。LTEでもUMTSと同様の情報又は同様の情報に加える補足情報(サブキャリア情報など)をスケジューリング情報として用いてもよい。ただし、その他の情報を用いてスケジューリングを行ってもよい。
上記サブキャリア情報の送信についてはいくつかのパターンが考えられる。LTEでは、複数のサブキャリアを集めて一つの無線リソースとして管理している。この無線リソースに対してインデックスをつけることで、どの無線リソースで送信を行うかを簡易に移動局に通知できる。しかしながら、この無線リソースの割り当てとして複数のパターンが考えられ、どのパターンを用いるかによって、同じインデックスでも実際に割り当てられているサブキャリアが異なることになる。このパターンの情報は、SBのスケジューリングを行うため、中心帯域で送る必要がある。そのため、移動局としてはIdle Modeで受信したパターンをそのまま使用することが考えられる。また、更にはConnected Mode用でも再度送ることが考えられる。これにより、Connected Modeの移動局も中心帯域を受信することなく無線リソースの割当パターンを知ることができる。また、TTI毎に割当パターンを変更することも考えられている。この場合には、移動局はL1/2 control signalingに基づいて、最終的な割当パターンを知ることができる。
本実施の形態では、SBは最低能力移動局の対応帯域毎に送られる。このSBの内容は帯域毎に変えることも可能であるし、まったく同じにすることも可能である。まったく同じにする場合には、SIBの位置を示す情報が帯域毎に同じになってしまい、本発明の効果がなくなってしまう。そのため、SBの位置を基準としてSIBの位置を決めることが考えられる。すなわち、通常のスケジューリングはSFN(System Frame Number)を用いて決定されるが、それに加えてSBの位置分ずらすようになる。UMTSでの設定を用いて具体的に説明すると、MIBで教えられるSBのスケジューリング情報が、SBの位置を示す情報=4フレーム目、送信頻度=32フレーム毎と設定されており、SBで教えられるSBのスケジューリング情報が、SIB4の位置を示す情報=6フレーム目、送信頻度=64フレーム毎と設定されているとする。この場合、SBは“SFNの値mod32”が4である場合に送られる。そしてSIB4は通常だと“SFNの値mod64”が6の時に送られるが、SBの位置を示す4を足して10の時に送られることになる。その場合、SBの位置さえ、帯域毎にずらしておけば同じSBの内容であっても同時に同じ情報を送信することがなくなる。
また、帯域毎のオフセットを予め決定しておくことも可能である。具体的には、4つ帯域がある場合に0−3とそれぞれの帯域に番号をつける。オフセット値×帯域番号を移動局で計算することにより、自分の接続している帯域のスケジューリング情報を受信できる。このオフセット情報は、MIBに含めてもよいし、SBに含めてもよい。さらには、システムに固定の内容であってもよい。この場合には、SBの位置だけは帯域間で同じにするなどの動作が可能である。
また、図18に示したように、上下の周波数帯でSIBの順番が同じように並んでいてもよいし、別の順番で並んでいてもよい。また、同一の内容である場合には高い能力を持った移動局は片方のSBのみを受信すればよいことになるし、違う帯域のスケジューリングを通知すること自体もその差分を示すのみでよくなる。また、異なる順番の場合には、違う帯域のスケジューリング情報全てを含むことが必要である。
上記のように、SBの内容を帯域間で共通化する、または他の帯域のスケジューリング情報を教えることによって、特定の帯域のみを受信している移動局も、他の帯域のスケジューリング情報を知ることができる。この効果としては、移動局側で必要な情報があるときに、周波数帯域を変更することで他の周波数帯から情報を受けられるという利点がある。具体的には、移動局にしばらくデータが送られてこない、そして送る必要がないときに、必要な報知情報があることがわかった場合、他の周波数帯に移った方が早く報知情報を得ることができるのであれば周波数帯を変更する。
なお、本実施の形態では、SBに対するスケジューリング情報(MIBに含まれているSBの位置情報)についてはある程度定常的なものを想定したが、変更した場合にも対応可能である。具体的には、Idle Modeの移動局に対してはMIBの内容を更新するだけで対応可能であり、Connected Modeの移動局に対しては個別チャネルでSBに対するスケジューリング情報を通知すればよい。また、Connected Modeの移動局に関しては、UMTSで使用されているSYSTEM INFORMATION CHANGE INDICATION等と同様にMIBのValue tagを送信することで、移動局に再度MIBの取得を指示することも考えられる。
(実施の形態7)
実施の形態6では、主に同じ順番で報知情報が最低能力移動局の対応帯域毎に送られる場合について説明したが、本発明の実施の形態7では、移動局に必要な情報の受信に対する動作に基づいて、さらなる最適化を図る場合について説明する。
実施の形態5において説明したように、多くのSIBが存在している。ここで、RACH procedureを移動局が行う場合には、共通チャネルのチャネル設定情報、上りの干渉量等の情報が必要となり、これらが異なるブロックで送られることが考えられる。この場合には、移動局はこの二つの情報を受信して初めてRACH procedureを開始できる。そのため、この二つの情報を同時、またはできるだけ近いタイミングで受信する必要がある。これを実現する報知情報送信の概念図を図20に示す。
ここで、SIB5とSIB6が、例えばRACH procedureにおいて必要な情報のセットであるとする。このとき、2フレームにて、SIB5とSIB6が上の帯域と下の帯域でそれぞれに送られている。20MHzの能力を持つ移動局はこの時点で情報がそろうことになる。次に3フレームにて、SIB6とSIB5が上の帯域と下の帯域でそれぞれに送られている。この時点で、10MHzの能力を持つ移動局がどちらの帯域に接続していても、情報を得ることができる。このような送信方法とすることで、1フレーム内、または連続した数フレーム内で必要な情報を得ることができるため、遅延低減が可能となる。
本実施の形態に係る基地局600の構成を図21に示す。図21において、報知情報間関連付け部601は、異なる報知情報の種類の関連情報を管理しており、その情報を報知情報コントロール部501に出力する。
次に、図21に示した基地局の動作について説明する。
報知情報間関連付け部601では、上記の通り異なる報知情報の種類の関連情報を管理する。ここで、関連情報とは、RACH procedureを行うために必要な報知情報の種類、Handoverを行う際に必要な報知情報の種類等である。図20の例では、SIB5とSIB6が関連するペアとして管理され、SIB7とSIB8とが関連するペアとして管理されている。これらの情報が、報知情報間関連付け部601から、報知情報コントロール部501に出力される。この情報により、報知情報コントロール部501は関連する報知情報を同一のタイミングで異なる周波数帯で送信するようにスケジューリングを行い、また時間軸上ではこれらの情報が連続するようにスケジューリングを行う。
なお、本実施の形態では、RACH procedureを例に挙げて説明したが、それ以外の処理(例えば、Handover処理等)でも同様に実現することが可能である。
このスケジューリングの通知方法については、異なる帯域のSBの値を同じにすることも可能である。具体的には、SIB5とSIB6に対して反転を行うようなFlagをつけておき、特定の帯域のみでその反転を実施するなどである。このような処理によって、異なる帯域のSBを取得しなくてもスケジューリング情報を知ることが可能となり、移動局が必要な報知情報の受信に失敗した場合に、自主的に周波数シフトを行って受信処理を行うなどの処理が可能である。
報知情報の中で関連するペアを考える際に、特定の情報要素が複数の処理に関わる場合がある。例えば、RACH procedureに必要な報知情報とHandoverに必要な報知情報とが一部共通している場合には、どちらを優先するかのPriorityをつけることなどが考えられる。このPriorityの情報も報知情報間関連付け部601が管理し、報知情報コントロール部501に出力することにより、Priorityに応じた報知情報のスケジューリングが可能となる。
なお、以上全ての発明に対して、報知情報としてMBMSのデータ、すなわちマルチキャスト、ブロッドキャストのデータを含むことも可能である。なお、以上全ての発明に対して、二つ以上のものを組み合わせて使用することも可能である。
以上、本発明の実施の形態について説明した。
なお、上記実施の形態では5MHz移動局を最低能力移動局として説明したが、最低能力移動局は5MHz移動局以外の移動局であってもよい。
また、無線部では20MHzの帯域幅の通信能力があるが、ベースバンド部では5MHzの帯域幅の通信能力しかない移動局が存在する場合は、5MHzを最低通信能力として本発明を適用することが可能である。また、20MHzの帯域幅の受信能力があるが、5MHzの帯域幅の送信能力しかない移動局が存在する場合も同様に、5MHzを最低通信能力として本発明を適用することが可能である。
また、上記実施の形態ではFB1〜FB4の帯域が連続しており、FB1〜FB4を1つのまとまった帯域として利用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、FB1が800MHz帯で運用される帯域、FB2が1.5MHz帯で運用される帯域等、FB1とFB2とが不連続な異なる帯域幅の帯域であってもよい。
また、FB1〜FB4の帯域毎にBCHデータの内容を互いに異ならせてもよい。
また、基地局はNode B、移動局はUE、サブキャリアはトーン、サイクリック・プリフィクスはガードインターバル、サブフレームはタイムスロットまたは単にスロットと呼ばれることもある。
また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記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チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように1チップ化されてもよい。
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よい。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よい。
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よい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
2006年1月11日出願の特願2006−004157の日本出願および2006年10月6日出願の特願2006−275639の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明は、移動体通信システムおいて使用される基地局等に好適である。
本発明は、無線通信基地局装置および報知チャネル信号の送信帯域設定方法に関する。
近年、無線通信、特に移動体通信では、音声以外に画像やデータなどの様々な情報が伝送の対象になっている。今後は、多様なコンテンツの伝送に対する需要がますます高くなることが予想されるため、高速な伝送に対する必要性がさらに高まるであろうと予想される。しかしながら、移動体通信において高速伝送を行う場合、マルチパスによる遅延波の影響が無視できなくなり、周波数選択性フェージングにより伝送特性が劣化する。
周波数選択性フェージング対策技術の1つとして、OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)などのマルチキャリア通信が注目されている。マルチキャリア通信は、周波数選択性フェージングが発生しない程度に伝送速度が抑えられた複数の搬送波(サブキャリア)を用いてデータを伝送することにより、結果的に高速伝送を行う技術である。特に、OFDM方式は、データが配置される複数のサブキャリアが相互に直交しているため、マルチキャリア通信の中でも周波数利用効率が高く、また、比較的簡単なハードウェア構成により実現できることから、とりわけ注目されており、様々な検討が行われている。
現在、3GPPのLTE標準化では、OFDM方式の移動体通信システムにおいて、互いに異なる周波数帯域幅(以下、帯域幅と省略する)の複数の無線通信移動局装置(以下、移動局と省略する)を使用可能とすることが検討されている。このような移動体通信システムはスケーラブル帯域幅通信システムと呼ばれることがある。例えば、20MHzの周波数帯域(以下、帯域と省略する)を有するスケーラブル帯域幅通信システムにおいては、5MHz、10MHz、20MHzのうちいずれかの通信能力を持つ移動局が使用可能である。以下、5MHzの通信能力を持つ移動局を5MHz移動局、10MHzの通信能力を持つ移動局を10MHz移動局、20MHzの通信能力を持つ移動局を20MHz移動局という。また、使用可能な3種類の移動局のうち最低の通信能力を持つ移動局を最低能力移動局という。よって、ここでは、5MHz移動局が最低能力移動局となる。このようなスケーラブル帯域幅通信システムでは、5MHz移動局に対しては20MHzの帯域のうちの5MHzの帯域幅が割り当てられて通信が行われる。また、20MHz移動局は、20MHz全体を使った通信が可能であり、より高速に通信を行うことができる。
一方、セルラ方式の移動体通信システムにおいては、無線通信基地局装置(以下、基地局と省略する)は、セル毎に、ユーザデータの通信を行う上で必要な情報をセル内のすべての移動局に報知する。この報知情報はBCH(Broadcast Channel;報知チャネル)によって伝送される。BCHは下り方向の共通制御チャネル(Common Control Channel)の1つで、システム情報、セル情報、送信パラメータ等の報知情報を送信するためのチャネルである。以下、BCHで送信される報知情報をBCHデータという。移動局は電源投入時にBCHデータを受信し、システム情報、セル情報、送信パラメータ等を把握してからユーザデータの通信を開始する。また、フレームフォーマット等の送信パラメータは時間の経過とともに更新されるため、移動局はユーザデータの通信中においてもBCHデータを受信する必要がある。
ここで、上記のようなスケーラブル帯域幅通信システムにおけるBCHデータの送信方法として、図1上段に示すように、20MHzの帯域の中心帯域(帯域幅1.25MHz)を用いてBCHデータを送信することが提案されている(非特許文献1参照)。図1上
段に示すように、このスケーラブル帯域幅通信システムでは、最低能力移動局が通信可能な帯域幅(5MHz)に合わせて、20MHzの帯域が帯域幅5MHz毎に帯域FB1〜FB4の4つに均等に分割されている。最低能力移動局は、FB1〜FB4のいずれか1つの帯域を割り当てられてユーザデータの通信を行う。なお、ここでは、1フレームは10msであり、20サブフレームからなる。BCHデータは、1フレームにおいて、いずれか1つのサブフレームで1回送信される。また、BCHデータの内容は約100フレームという比較的長い周期で更新される。
3GPP RAN WG1 Ad Hoc on LTE meeting(2005.06) R1-050590 "Physical Channels and Multiplexing in Evolved UTRA Downlink"
上記のように、最低能力移動局は、FB1〜FB4のいずれか1つの帯域を割り当てられてユーザデータの通信を行う。このため、例えばFB1を割り当てられた最低能力移動局は、ユーザデータの受信中にBCHデータを受信するためには、図1下段に示すように、ユーザデータの受信中に受信周波数を切り替えなければならない。すなわち、FB1を用いてユーザデータの通信を行う最低能力移動局は、ユーザデータを受信しているFB1から20MHzの中心帯域(帯域幅1.25MHz)に受信周波数を切り替えてBCHデータを受信し、その後再び、中心帯域からFB1に受信周波数を切り替えてユーザデータを受信する必要がある。この受信周波数の切替には各々1サブフレーム程度の時間を要するため、最低能力移動局は3サブフレームの間ユーザデータの受信ができなくなってしまう。このため、ユーザスループットが低下する。
また、BCHデータ受信のためにすべての移動局が同時に受信周波数を切り替えると、基地局ではその間(3サブフレーム間)ユーザデータの送信が一切できなくなってしまう。このため、システムスループットが低下する。
さらに、最低能力移動局はBCHデータを受信するために受信周波数を切り替える必要があるため、移動局での処理量が増加し消費電力が大きくなる。
受信周波数の切替に伴うこれらの課題を解決するために、図2に示すように、FB1〜FB4のすべての帯域でBCHデータを毎フレーム送信することが考えられる。しかし、これでは、ユーザデータに使用できる通信リソースが大きく減少してしまう。
そこで、図3に示すように、図2に比べてBCHデータの送信間隔を広げることが考えられる。しかし、依然としてFB1〜FB4のすべての帯域で同じタイミングでBCHデータが送信されるため、BCHデータのピーク電力が大きくなってしまう。セル境界に位置する移動局でも受信可能なように大電力で送信されるBCHデータでは、このピーク電力は非常に大きなものとなる。このようなピーク電力の増大は、送信信号の歪みの原因となり、誤り率特性の劣化をもたらす。誤り率特性の劣化を防ぐためには、基地局は、線形領域が広い高性能なアンプを備える必要があり、その結果、基地局の製造にかかるコストが増加してしまう。
本発明の目的は、上記課題を解決してBCHデータの送信を効率よく行うことができる基地局および報知チャネル信号の送信帯域設定方法を提供することである。
本発明の基地局は、複数のサブキャリアからなるマルチキャリア信号を送信する基地局であって、最低能力の移動局が通信可能な帯域幅毎に複数の第1帯域に分割された第2帯域において、前記複数の第1帯域のいずれかに報知チャネル信号の送信帯域を設定する設
定手段と、前記複数のサブキャリアのうち前記設定手段によって設定された前記送信帯域にあるサブキャリアに前記報知チャネル信号をマッピングして前記マルチキャリア信号を生成する生成手段と、前記マルチキャリア信号を前記移動局へ送信する送信手段と、を具備し、前記設定手段は、前記第2帯域において前記送信帯域を設定する前記第1帯域を時間の経過とともに変化させる構成を採る。
本発明によれば、BCHデータの送信を効率よく行うことができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明では、OFDM方式をマルチキャリア通信方式の一例として説明するが、本発明はOFDM方式に限定されるものではない。
(実施の形態1)
本実施の形態に係る基地局100の構成を図4に示す。
符号化部101は、BCHデータを符号化する。
変調部102は、符号化後のBCHデータを変調する。
送信帯域設定部103は、BCHデータの送信帯域を設定する。送信帯域設定部103は、マルチキャリア信号であるOFDMシンボルを構成する複数のサブキャリアのいずれかにBCHデータの送信帯域を設定する。この送信帯域設定の詳細は後述する。
符号化部104−1〜104−Nおよび変調部105−1〜105−Nは、基地局100がユーザデータを送信する移動局#1〜#Nにそれぞれ対応して備えられる。
符号化部104−1〜104−Nは、ユーザデータ#1〜#Nをそれぞれ符号化する。
変調部105−1〜105−Nは、符号化後のユーザデータ#1〜#Nをそれぞれ変調する。
IFFT部106は、BCHデータおよびユーザデータ#1〜#Nをサブキャリア#1〜#Kの各々にマッピングしてIFFT(Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換)を行ってOFDMシンボルを生成する。この際、IFFT部106は、サブキャリア#1〜#Kの複数のサブキャリアのうち送信帯域設定部103によって設定された送信帯域にあるサブキャリアにBCHデータをマッピングする。
このようにして生成されたOFDMシンボルは、CP付加部107でサイクリック・プリフィクスを付加された後、無線送信部108でアンプコンバート等の所定の無線処理が施され、アンテナ109から移動局#1〜#Nへ無線送信される。
次いで、送信帯域設定の詳細について説明する。ここでは、図5に示すように、1OFDMシンボルがサブキャリア#1〜#16(K=16)で構成されるものとする。また、このOFDMシンボルの帯域幅は20MHzであり、この20MHzの帯域が、上記同様、最低能力移動局が通信可能な帯域幅(5MHz)に合わせて帯域幅5MHz毎に帯域FB1〜FB4の4つに均等に分割されている。また、最低能力移動局は、FB1〜FB4のいずれか1つの帯域を用いてユーザデータの通信を行う。
そして、送信帯域設定部103は、帯域FB1〜FB4のいずれかにBCHデータの送信帯域を設定する。この際、送信帯域設定部103は、フレーム毎にBCHデータの送信帯域を変化させる。例えば、送信帯域設定部103は、BCHデータの送信帯域を、フレーム#1ではFB1に設定し、フレーム#2ではFB2に設定し、フレーム#3ではFB3に設定し、フレーム#4ではFB4に設定する。よって、この例の場合は、IFFT部106は、フレーム#1ではFB1に含まれるサブキャリア#1〜#4のいずれかにBCHデータをマッピングし、フレーム#2ではFB2に含まれるサブキャリア#5〜#8のいずれかにBCHデータをマッピングし、フレーム#3ではFB3に含まれるサブキャリア#9〜#12のいずれかにBCHデータをマッピングし、フレーム#4ではFB4に含まれるサブキャリア#13〜#16のいずれかにBCHデータをマッピングする。この際、IFFT部106は、各帯域FB1〜FB4のそれぞれに含まれる4つのサブキャリアのうち、いずれか1つのサブキャリアにBCHデータをマッピングしてもよいし、複数のサブキャリアにBCHデータをマッピングしてもよい。このように、送信帯域設定部103は、20MHzの帯域においてFB1〜FB4の4つの帯域のうちBCHデータの送信帯域を設定する帯域を時間の経過とともに変化させる。
この様子を示したのが図6である。この図に示すように、BCHデータの送信帯域は、フレーム#1ではFB1に設定され、フレーム#2ではFB2に設定され、フレーム#3ではFB3に設定され、フレーム#4ではFB4に設定される。そして、フレーム#5では、BCHデータの送信帯域は再びFB1に設定される。このように、送信帯域設定部103は、BCHデータの送信帯域を設定する帯域を時間の経過とともに周期的に変化させる。なお、ここではBCHデータの送信帯域をFB1,FB2,FB3,FB4の順序で変化させたが、変化の順序はこの順序に限定されない。また、ここでは1フレーム毎に送信帯域を変化させたが、複数フレーム毎に変化させてもよい。
BCHデータの送信帯域の設定を以上のようにして行うことで、例えばFB1を用いてユーザデータの通信を行う最低能力移動局は、ユーザデータの受信中に受信周波数を切り
替えることなく、フレーム#1および#5においてBCHデータを受信することができる。FB2〜FB4のいずれかを用いてユーザデータの通信を行う最低能力移動局についても同様である。つまり、最低能力移動局は、ユーザデータの受信と受信周波数を切り替えることなく、4フレーム毎に必ず一度BCHデータを受信することができる。このように、本実施の形態によれば、帯域FB1〜FB4のいずれを用いてユーザデータの通信を行う最低能力移動局においても、BCHデータの受信のために受信周波数の切替が不要となるため、受信周波数の切替に伴うユーザスループットの低下およびシステムスループットの低下を防ぐことができる。
また、最低能力移動局はBCHデータを受信するために受信周波数を切り替える必要がなくなるため、受信周波数の切替処理による電力消費をなくすことができる。
また、上記のようにBCHデータの内容は約100フレームという比較的長い周期で更新されるため、上記図2に示すようにFB1〜FB4のすべての帯域でBCHデータを毎フレーム送信する必要はなく、本実施の形態のようにFB1〜FB4の各帯域で4フレームに一度BCHデータを送信すれば十分である。このように、本実施の形態によれば、図2に示す場合に比べ、FB1〜FB4の各帯域でのBCHデータの送信回数を減少させたため、ユーザデータに使用できる通信リソースの減少を抑えることができる。
また、本実施の形態によれば、各フレームではFB1〜FB4のいずれか1つの帯域でのみBCHデータ送信され、FB1〜FB4のすべての帯域で同じタイミングでBCHデータが送信されることがないため、BCHデータのピーク電力の増大を防ぐことができる。
以上のように、本実施の形態によれば、BCHデータの送信を効率よく行うことができる。
(実施の形態2)
本実施の形態に係る基地局は、送信帯域設定部103によって設定されたBCHデータの送信帯域を同期チャネル信号を用いて移動局へ通知する。
本実施の形態に係る基地局200の構成を図7に示す。図7において実施の形態1(図4)と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
送信タイミング制御部201は、BCHデータの送信タイミングを制御する。この送信タイミング制御の詳細は後述する。
送信帯域設定部103は、設定したBCHデータの送信帯域を移動局へ通知するデータ、すなわち、設定した送信帯域が帯域FB1〜FB4のいずれであるかを移動局へ通知するデータ(送信帯域通知データ)を生成し、S−SCH(Secondary Synchronization Channel)データとして符号化部202に出力する。つまり、送信帯域通知データは、SCH(Synchronization Channel;同期チャネル)のうちS−SCHにより伝送される。S−SCHでは、この他にスクランブリングコード情報なども伝送してもよい。
符号化部202は、S−SCHデータを符号化する。
変調部203は、符号化後のS−SCHデータを変調する。
また、SCHのうちP−SCH(Primary Synchronization Channel)で伝送されるデータ(P−SCHデータ)が変調部204で変調される。P−SCHデータには全セル共
通の系列が含まれ、この系列はセルサーチ時のタイミング同期に用いられる。
IFFT部106は、P−SCHデータとS−SCHデータとからなるSCHデータ、BCHデータおよびユーザデータ#1〜#Nをサブキャリア#1〜#Kの各々にマッピングしてIFFTを行ってOFDMシンボルを生成する。この際、IFFT部106は、SCHデータをサブキャリア#1〜#16のうちあらかじめ定められたサブキャリアにマッピングする。ここでは、例えば、20MHzの帯域の中心帯域であるサブキャリア#8または#9のいずれかにSCHデータをマッピングする。
次いで、送信タイミング制御の詳細について説明する。
送信タイミング制御部201は、図8に示すように、BCHデータの送信タイミングを、SCHデータの送信タイミングからΔtだけ後のタイミングに設定する。Δtは、移動局が受信周波数の切替に要する時間(周波数切替時間)である。よって、この送信タイミング制御により、無線送信部108は、SCHデータを含むOFDMシンボルの送信タイミングからΔtだけ後の送信タイミングでBCHデータを含むOFDMシンボルを送信することとなる。そして、このSCHデータには、このSCHデータよりΔtだけ後に送信されるBCHデータについての送信帯域通知データが含まれている。なお、移動局での受信周波数の切替には通常1サブフレーム程度の時間を要する。
このように、本実施の形態によれば、SCHを用いて各移動局へ送信帯域通知データを送信するため、電源投入直後でセルサーチ中にある最低能力移動局は、SCHを検出後、送信帯域通知データにより示された帯域に受信周波数を切り替えることにより、SCHの検出からΔt後にはBCHデータを受信することができる。また、Δtを移動局が受信周波数の切替に要する時間としたことで、最低能力移動局は受信周波数を切り替えた直後にBCHデータを受信することができる。よって、本実施の形態によれば、実施の形態1のようにしてBCHデータを送信する場合でも、電源投入直後の最低能力移動局は、電源投入時のBCHデータの受信をSCHの検出後即座に行うことができるため、ユーザデータの通信開始までの時間を短縮することができる。
(実施の形態3)
本実施の形態に係る基地局300の構成を図9に示す。図9において実施の形態1(図4)と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
基地局300がBCHデータを送信する各移動局は、ユーザデータの通信中にある移動局と、電源投入直後等でユーザデータの通信中にない移動局とに大別される。なお、ユーザデータの通信中にある状態をConnected ModeまたはActive Modeと呼び、ユーザデータの通信中にない状態をIdle ModeまたはInactive Modeと呼ぶことがある。また、Connected Modeはユーザデータの通信を行う帯域が移動局に割り当てられた後の状態をいい、Idle
Modeは、待ち受け時等、ユーザデータの通信を行う帯域が移動局に割り当てられる前の状態をいうこともある。
図9において、BCH1データはConnected Modeの移動局に必要な報知情報であり、例えば、Multicastサブフレームの配置等のサブフレーム構成情報、サブフレーム内のDistributed ChannelおよびLocalized Channelの配置等のマッピング情報、等である。BCH1データは、実施の形態1と同様にして送信帯域が設定される。
一方、BCH2データはIdle Modeの移動局に必要な情報であり、例えば、Pagingチャネルのマッピング情報、RACHリソース情報等である。
符号化部301は、BCH2データを符号化する。
変調部302は、符号化後のBCH2データを変調する。
IFFT部106は、BCH1データ、BCH2データおよびユーザデータ#1〜#Nをサブキャリア#1〜#Kの各々にマッピングしてIFFTを行ってOFDMシンボルを生成する。この際、IFFT部106は、BCH2データをサブキャリア#1〜#16のうちあらかじめ定められたサブキャリアにマッピングする。ここでは、例えば、20MHzの帯域の中心帯域であるサブキャリア#8または#9のいずれかにBCH2データをマッピングする。
つまり、基地局300は、図10に示すように、Connected Modeの移動局が必要な情報を含むBCH1データを実施の形態1と同様にして送信し、Idle Modeの移動局が必要な情報を含むBCH2データをあらかじめ定められた帯域(図10では20MHzの中心帯域)で毎フレーム送信する。
このように、本実施の形態によれば、BCH1データを実施の形態1と同様にして送信するのに対し、BCH2データをあらかじめ定められた帯域で毎フレーム送信するため、実施の形態1のようにしてBCH1データを送信する場合でも、電源投入直後でIdle Modeにある移動局は、電源投入時に必要なBCH2データの受信を最大1フレーム以内で行うことができるため、ユーザデータの通信開始までの時間を短縮することができる。
(実施の形態4)
本実施の形態は、互いに隣接するセルの複数の基地局が実施の形態1と同様にしてBCHデータを送信し、かつ、その送信パターンを互いに異ならせるものである。例えば、セル#1の基地局100(図4)の送信帯域設定部103は、上記図6に示すようBCHデータの送信帯域を設定するのに対し、セル#1の隣接セルであるセル#2の基地局100の送信帯域設定部103は、図11に示すようBCHデータの送信帯域を設定する。さらに、セル#1およびセル#2の隣接セルであるセル#3の基地局100の送信帯域設定部103は、図12に示すようBCHデータの送信帯域を設定する。
図6、図11、図12を比較すると、フレーム#1〜#6のいずれのフレームにおいても、各基地局は隣接セルの他の基地局と互いに異なる帯域でBCHデータの送信を行っている。例えば、フレーム1では、セル#1の基地局100は帯域FB1でBCHデータを送信するに対し、セル#2の基地局100は帯域FB2でBCHデータを送信し、セル#3の基地局100は帯域FB3でBCHデータを送信する。
このように、本実施の形態では、基地局100の送信帯域設定部103は、隣接セルの他の基地局100がBCHデータの送信帯域を設定する帯域と互いに異なる帯域に自局のBCHデータの送信帯域を設定する。よって、本実施の形態によれば、大電力で送信されるBCHデータのセル間干渉を小さくすることができる。
(実施の形態5)
UMTSでは、報知情報(SIB1−18)のスケジューリング情報は、MIB(Master Information Block)、SB1(Scheduling Block 1)、SB2(Scheduling Block 2)によって送られている。MIBはSIB1−18、SB1、SB2のスケジューリング情報を含み、SB1/2はSIB1−18のスケジューリング情報を含む。
MIBの送信タイミングは、UMTSにおいて一意に決められている。移動局としては、最初に決められているタイミングでMIBを取得することでSIB、SB1、SB2の
スケジューリング情報を知ることができる。それにより、初めて移動局はどのタイミングで受信すればどの情報を得ることができるかを知ることができる。しかしながら、SB1又はSB2が含まれている時には、SB1又はSB2で含まれているスケジューリング情報はこの時点では分からないため、SB1又はSB2を受信することで全てのスケジューリング情報がそろうことになる。なお、SB1、SB2はオプション機能であり、全てのSIBのスケジューリングをMIBによって通知してもよい。
ここで、LTEでのスケジューリング情報送信について考える。LTEにおいてもUMTSと同様にMIBのような情報、すなわち、移動局内に保持されている情報でスケジューリングがわかり、受信可能な報知情報が必要となる。この情報が、中心帯域(帯域幅1.25MHz)の固定的なリソースで送られると考えられ、移動局はそのリソースを取得することによって報知情報のスケジューリング情報を得ることができる。
上述したように、移動局は中心帯域の固定的なリソースを取得することによってスケジューリング情報を得ることができる。しかしながら、15MHzもしくは20MHz受信のcapabilityを持たない移動局はRRC_CONNECTED状態に移った後には、中心周波数帯域の固定的なリソースを取得することはできないと考えられる。すなわち、移動局は、RRC_IDLE状態では中心帯域を受信しており、報知情報のスケジューリング情報を受信できる。この後に、RRC_CONNECTED状態に移った場合、報知情報のスケジューリング情報を受信できなくなる。これにより、以下の二つの課題が存在する。
一つには、RRC_CONNECTED中にも必要な報知情報が存在し、これらの情報は更新される毎に受信する必要がある。情報の更新が行われたかどうかは、MIB(またはSB1/2)に含まれているValue tagで通知されており、移動局はMIBを受信することで情報が更新されたかどうかを知ることができる。そのため、MIBを取得できないRRC_CONNECTED中の移動局は、実際にデータを受け取ってから、情報が変わっているかどうかを知ることができる。
二つには、報知情報のスケジューリングは、それほど頻繁に変わらないと思われるが、情報の大きさが変わったりした場合には、スケジューリングも変わることがある。このような場合、再度MIBを取得しなければ新しい報知情報のスケジューリング情報が得られない。
実施の形態3においては、Connected Modeの移動局に必要なBCH1の周波数軸上の配置が時間の経過とともに変更されており、Idle Modeの移動局に必要なBCH2は中心帯域で固定されていた。ここで、Connected Modeの移動局に対する報知情報の送信を詳細に考えてみると、様々な情報が移動局に送られることになる。具体的には、UMTSでは、報知情報はMIB、SB、SIB(SIBにはSIB1,2,3,…,18等のように多数のタイプが存在する)に分類されている。また、3GPP TS 25.331: Radio Resource Control; Protocol Specificationに詳細に示してあるように、Connected Mode移動局に必要とされる情報要素も多く存在している。
本実施の形態に係る基地局400の構成を図13に示す。図13において実施の形態1(図4)と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
図13に示すように、基地局400はBCH1データのブロック1〜Mのそれぞれについて、符号化部101−1〜101−M、変調部102−1〜102−Mが備えられている。ここでは、データの入力として必要なリソースの単位毎に定義されている。BCH1データはそれぞれ必要なリソース毎に符号化、変調される。変調されたBCH1データは送信帯域設定部401に出力される。また、リソース間で符号化変調は同一でもよいし、
異なるようにしてもよい。
送信帯域設定部401は、変調部102−1〜102−Mから出力されたBCH1データが実際に送信される周波数帯を設定し、周波数帯を設定したBCH1データをIFFT部106に出力する。
このようなことから、これらの情報をConnected Mode移動局に送信するためには多くの無線リソースを使用することが考えられる。そこで、実施の形態3に示したBCH1のリソースを割り当てる周波数帯域を時間毎に切り替える(以下、「ホッピング」という)動作と組み合わせると、図14に示すようなBCH送信方法が考えられる。
図14では、4つのタイプの報知情報のブロックが定義されており、それぞれの報知情報のブロックが、最低能力移動局の通信可能な帯域幅(5MHz)毎に送信されている。例えば、報知情報のブロックをa、b、c、dとすると、最初のフレームではaが一番上の5MHz帯域、bが上から二番目の5MHz帯域、cが上から三番目の5MHz帯域、dが上から四番目の5MHz帯域で送られる。次のフレームでは、bが一番上の5MHz帯域、cが上から二番目の5MHz帯域というように、各ブロックをずらして送信するようになる。この例では、上記の通りa、b、c、dの4つのブロックを定義し、それぞれがリソースを持つようになる。そのため、図13の例で言うとM=4となり、例えば、a=BCH1データブロック1、b=BCH1データブロック2のようになる。
このように、本実施の形態によれば、最低能力移動局は自分の通信している帯域幅(5MHz)のみの受信で報知情報を受信できるほか、高い能力を持つ移動局は複数の報知情報を同時に受信することができ、報知情報を受信するための遅延削減、または消費電力の低減を図ることができる。
本実施の形態では、BCH1のリソースを時間毎に周波数帯域上にホッピングする際、異なるBCH1の無線リソースが同一のホッピング動作を行うものを例として示したが、図15に示すようなホッピング動作も可能である。具体的には、BCH1−1とBCH1−2が存在する場合、BCH1−1はフレーム毎にホッピングし、BCH1−2は2フレーム毎にホッピングすることが可能である。
また、BCH1の定義を複数の無線リソースの組み合わせとして定義することができる。すなわち、図16に示すように、BCH1の実態としては、1フレーム目に3つのリソースをもち、そのうちの一番先頭のリソースは、4フレームで一度しか用いられておらず、二番目のリソースは2フレーム毎に確保されており、最後のリソースはフレーム毎に確保されている。この時のこれらの集合体をBCH1として定義し、それを周波数軸上にホッピングさせることが可能である。図16の場合には、M=1となり、一つのリソースの単位しか存在しないこととなる。しかしながら、このような無線リソースの組み合わせを複数持つことも可能であり、その場合にはMが複数となる。
また、本実施の形態では、Idle Mode用の報知情報が全て中心周波数帯の1.25MHzで送られる場合に関して説明したが、これ以外のリソースを用いて送信することも可能である。具体的には、図17に示すように中心周波数帯の1.25MHz以外にもIdle Mode用の報知情報を送信するリソースブロックを用意するようになる。ただし、Idle Modeの移動局全てがこの情報を受信できる必要があるため、使われる周波数帯域は中心周波数帯の最低能力移動局が通信可能な帯域幅(ここでは5MHz)に限られる。
(実施の形態6)
実施の形態5では、Connected Mode移動局に対して送る必要のある多くの情報に対して
どのように無線リソースを割り当てるかについて説明したが、本発明の実施の形態6では、その無線リソースに割り当てる情報のスケジューリングに関する情報について説明する。なお、ここでは、MIB、SIB1−3がIdle Mode移動局用の報知情報、SB、SIB4−8がConnected Mode移動局用の報知情報と仮定する。
上述したように、UMTSでは、報知情報(SIB)のスケジューリング情報はMIB又はSB1/2で送られている。しかしながら、これらのスケジューリング情報を中心帯域で送ってしまうと、Connected Modeの移動局は新たにスケジューリング情報を受信することができないという問題が発生する。この問題を解決するため、MIBでは中心帯域で送られる報知情報のスケジューリング情報と、中心帯域以外で送信されるSBのスケジューリング情報を送る。
ここで、SBは、最低能力移動局が受信できるように、最低能力移動局が通信可能な帯域幅(5MHz)毎に送信される。そして、SBにおいて、RRC_CONNECTED中の移動局が必要な報知情報のスケジューリング情報が通知されることになる。図18にその概念図を示す。ここでは、簡単のため最低能力移動局の通信可能な帯域幅が5MHzではなく10MHzのケースを示しており、Idle Mode用の報知情報としてSIB1−3が存在して、Connected Mode用の報知情報としてSIB4−8が存在するものとする。ここで、MIBはIdle Modeの移動局用の報知情報SIB1−3と、SBのスケジューリング情報を含む。一方、SBはConnected Mode用の報知情報SIB4−8のスケジューリング情報を含む。このため、Idle Mode移動局は、自分に必要なSIB1−3のスケジューリング情報に加えて、Connected Modeに移った際に受信すべき報知情報のスケジューリング情報を含むSBのスケジューリング情報を得ることができる。また、Connected Modeの移動局はIdle
Modeにおいて受信したSBのスケジューリング情報に基づいてSBを受信する。そしてConnected Mode用の報知情報であるSIB4−8のスケジューリング情報を得て、SIB4−8を受信できるようになる。
本実施の形態に係る基地局500の構成を図19に示す。図19において実施の形態5(図13)と同一の構成部分には同一符号を付し説明を省略する。
図19において、報知情報コントロール部501は、報知情報の送信頻度、送信タイミング、報知情報の送信に必要なリソース情報(リソース量)などを制御する。制御情報として、Connected Mode用移動局に対する情報については、Connected用スケジューリング情報作成部502に出力され、Idle Mode用移動局に対する情報については、Idle用スケジューリング情報作成部503に出力される。また、報知情報コントロール部501は、送信帯域設定部401も制御し、報知情報の送信帯域などを制御する。
Connected用スケジューリング情報作成部502は、Connected Modeの移動局に送る報知情報のスケジューリング情報を作成する。これは上述したSBの中身に相当するものである。この結果は、Connected用報知情報Message作成部505に出力される。
Idle用スケジューリング情報作成部503は、Connected Modeの移動局に送る報知情報のスケジューリング情報を作成する。これは上述したMIBの中身に含まれるものである。この結果は、Idle用報知情報Message作成部506に送られる。
報知情報データ部504は、報知情報のデータを処理し、Connected Modeの移動局用の報知情報をConnected用報知情報Message作成部505に、Idle Modeの移動局用の報知情報をIdle用報知情報Message作成部506に出力する。
Connected用報知情報Message作成部505は、Connected Modeの移動局に対する報知情
報Messageをそれぞれの帯域毎に作成し、BCH1データとして符号化部101−1〜101−Mに出力する。
Idle用報知情報Message作成部506は、Idle Modeの移動局に対する報知情報Messageを作成し、BCH2データとして符号化部301に出力する。
次に、図19に示した基地局の動作について説明する。
報知情報コントロール部501は、報知情報を制御する情報を決定する。ここで、報知情報を制御する情報とは、報知情報の種類、報知情報の種類毎のサイズ、報知情報の種類毎の送信タイミングなどである。報知情報コントロール部501は、持っている報知情報の種類からこのセルで送るべきConnected Modeの移動局に対する報知情報をピックアップし、それらのサイズ、送信タイミング等を報知情報の種類毎にConnected用スケジューリング情報作成部502に出力する。同様に、報知情報コントロール部501は、持っている報知情報の種類からこのセルで送るべきIdle Modeの移動局に対する報知情報をピックアップし、それらのサイズ、送信タイミング等を報知情報の種類毎にIdle用スケジューリング情報作成部503に出力する。
Connected用スケジューリング情報作成部502、Idle用スケジューリング情報作成部503では、それぞれ報知情報コントロール部501から出力された情報に基づいて、スケジューリング情報を作成する。スケジューリング情報の例としては、報知情報の種類毎の送信タイミング、送信周期、報知情報の送信に必要な無線リソース情報等である。この結果は、Connected用スケジューリング情報作成部502からは、Connected用報知情報Message作成部505、Idle用スケジューリング情報作成部503からはIdle用報知情報Message作成部506に出力される。ここで、Idle用スケジューリング情報は、MIBで送信されるものであり、一つと考えられる。ただし、Idle用スケジューリング情報の送信に、MIBとSB両方を用いる場合には複数の種類が存在することになる。また、Connected用スケジューリング情報に関しては、帯域毎に違う情報を送る可能性もある。その場合には、どの帯域で送るかによってスケジューリング情報を変える必要があるため、どの周波数帯域に送るかということを考慮したうえでスケジューリング情報を作成する必要がある。
報知情報データ部504は、報知情報に含めるデータを管理しており、Connected Modeの移動局用の報知情報をConnected用報知情報Message作成部505に、Idle Modeの移動局用の報知情報をIdle用報知情報Message作成部506に出力する。なお、この報知情報の中身は、上位レイヤから設定されたり、手動で設定されたりなど様々な方式が考えられるが、どの方式でもよい。
Connected用報知情報Message作成部505では、報知情報データ部504から出力されたConnected Mode移動局に対する報知情報のデータと、Connected用スケジューリング情報作成部502から出力されたスケジューリング情報とを用いて報知情報のMessageを作成する。図18の例では、SB、SIB4−8が生成されることとなる。作成された報知情報Messageは符号化部101−1〜101−Mのうち送信すべき部に出力される。図18の例の1フレーム目の場合には、上の10MHzにSIB6が、下の10MHzにSBが送られている。SIB6を送信するBCHデータブロック1として、SBを送信するBCHデータブロックMとすると、SIB6が符号化部101−1に、SBが符号化部101−Mに送られることになる。このような動作が、報知情報を送信するタイミング毎になされる。
また、符号化部101−1〜101−Mに出力されるデータは同じではなく、図18の
例では、1フレーム目は符号化部101−1にSBを、符号化部101−MにSIB6を出力するようになっている。符号化及び変調された信号は送信帯域設定部401に出力される。
送信帯域設定部401は報知情報コントロール部501によって制御される。具体的には、どの報知情報をどの帯域で送るかの制御となる。
Idle用報知情報Message作成部506では、報知情報データ部504から出力されたIdle Mode移動局に対する報知情報のデータと、Idle用スケジューリング情報作成部503から出力されたスケジューリング情報から報知情報のMessageを作成する。図18の例では、MIB、SIB1−3が生成されることとなる。
このように、本実施の形態によれば、Connected Mode移動局に対して送信する報知情報を周波数軸上にホッピングさせることが可能である。この結果、帯域毎に同じ報知情報を送っている場合と比べて、20MHz帯域を受信できる移動局が報知情報の受信遅延を抑制して受信することが可能になる。
なお、UMTSにおいては、報知情報のスケジューリング情報として、SIBの位置を示す情報(Frame number相当の情報)、送信頻度(何フレーム毎に送信するかを示す情報)、フレームにまたがっている(Segmentationされている)場合の情報が送られている。LTEでもUMTSと同様の情報又は同様の情報に加える補足情報(サブキャリア情報など)をスケジューリング情報として用いてもよい。ただし、その他の情報を用いてスケジューリングを行ってもよい。
上記サブキャリア情報の送信についてはいくつかのパターンが考えられる。LTEでは、複数のサブキャリアを集めて一つの無線リソースとして管理している。この無線リソースに対してインデックスをつけることで、どの無線リソースで送信を行うかを簡易に移動局に通知できる。しかしながら、この無線リソースの割り当てとして複数のパターンが考えられ、どのパターンを用いるかによって、同じインデックスでも実際に割り当てられているサブキャリアが異なることになる。このパターンの情報は、SBのスケジューリングを行うため、中心帯域で送る必要がある。そのため、移動局としてはIdle Modeで受信したパターンをそのまま使用することが考えられる。また、更にはConnected Mode用でも再度送ることが考えられる。これにより、Connected Modeの移動局も中心帯域を受信することなく無線リソースの割当パターンを知ることができる。また、TTI毎に割当パターンを変更することも考えられている。この場合には、移動局はL1/2 control signalingに基づいて、最終的な割当パターンを知ることができる。
本実施の形態では、SBは最低能力移動局の対応帯域毎に送られる。このSBの内容は帯域毎に変えることも可能であるし、まったく同じにすることも可能である。まったく同じにする場合には、SIBの位置を示す情報が帯域毎に同じになってしまい、本発明の効果がなくなってしまう。そのため、SBの位置を基準としてSIBの位置を決めることが考えられる。すなわち、通常のスケジューリングはSFN(System Frame Number)を用いて決定されるが、それに加えてSBの位置分ずらすようになる。UMTSでの設定を用いて具体的に説明すると、MIBで教えられるSBのスケジューリング情報が、SBの位置を示す情報=4フレーム目、送信頻度=32フレーム毎と設定されており、SBで教えられるSBのスケジューリング情報が、SIB4の位置を示す情報=6フレーム目、送信頻度=64フレーム毎と設定されているとする。この場合、SBは“SFNの値mod32”が4である場合に送られる。そしてSIB4は通常だと“SFNの値mod64”が6の時に送られるが、SBの位置を示す4を足して10の時に送られることになる。その場合、SBの位置さえ、帯域毎にずらしておけば同じSBの内容であっても同時に同じ情報を送
信することがなくなる。
また、帯域毎のオフセットを予め決定しておくことも可能である。具体的には、4つ帯域がある場合に0−3とそれぞれの帯域に番号をつける。オフセット値×帯域番号を移動局で計算することにより、自分の接続している帯域のスケジューリング情報を受信できる。このオフセット情報は、MIBに含めてもよいし、SBに含めてもよい。さらには、システムに固定の内容であってもよい。この場合には、SBの位置だけは帯域間で同じにするなどの動作が可能である。
また、図18に示したように、上下の周波数帯でSIBの順番が同じように並んでいてもよいし、別の順番で並んでいてもよい。また、同一の内容である場合には高い能力を持った移動局は片方のSBのみを受信すればよいことになるし、違う帯域のスケジューリングを通知すること自体もその差分を示すのみでよくなる。また、異なる順番の場合には、違う帯域のスケジューリング情報全てを含むことが必要である。
上記のように、SBの内容を帯域間で共通化する、または他の帯域のスケジューリング情報を教えることによって、特定の帯域のみを受信している移動局も、他の帯域のスケジューリング情報を知ることができる。この効果としては、移動局側で必要な情報があるときに、周波数帯域を変更することで他の周波数帯から情報を受けられるという利点がある。具体的には、移動局にしばらくデータが送られてこない、そして送る必要がないときに、必要な報知情報があることがわかった場合、他の周波数帯に移った方が早く報知情報を得ることができるのであれば周波数帯を変更する。
なお、本実施の形態では、SBに対するスケジューリング情報(MIBに含まれているSBの位置情報)についてはある程度定常的なものを想定したが、変更した場合にも対応可能である。具体的には、Idle Modeの移動局に対してはMIBの内容を更新するだけで対応可能であり、Connected Modeの移動局に対しては個別チャネルでSBに対するスケジューリング情報を通知すればよい。また、Connected Modeの移動局に関しては、UMTSで使用されているSYSTEM INFORMATION CHANGE INDICATION等と同様にMIBのValue tagを送信することで、移動局に再度MIBの取得を指示することも考えられる。
(実施の形態7)
実施の形態6では、主に同じ順番で報知情報が最低能力移動局の対応帯域毎に送られる場合について説明したが、本発明の実施の形態7では、移動局に必要な情報の受信に対する動作に基づいて、さらなる最適化を図る場合について説明する。
実施の形態5において説明したように、多くのSIBが存在している。ここで、RACH procedureを移動局が行う場合には、共通チャネルのチャネル設定情報、上りの干渉量等の情報が必要となり、これらが異なるブロックで送られることが考えられる。この場合には、移動局はこの二つの情報を受信して初めてRACH procedureを開始できる。そのため、この二つの情報を同時、またはできるだけ近いタイミングで受信する必要がある。これを実現する報知情報送信の概念図を図20に示す。
ここで、SIB5とSIB6が、例えばRACH procedureにおいて必要な情報のセットであるとする。このとき、2フレームにて、SIB5とSIB6が上の帯域と下の帯域でそれぞれに送られている。20MHzの能力を持つ移動局はこの時点で情報がそろうことになる。次に3フレームにて、SIB6とSIB5が上の帯域と下の帯域でそれぞれに送られている。この時点で、10MHzの能力を持つ移動局がどちらの帯域に接続していても、情報を得ることができる。このような送信方法とすることで、1フレーム内、または連続した数フレーム内で必要な情報を得ることができるため、遅延低減が可能となる。
本実施の形態に係る基地局600の構成を図21に示す。図21において、報知情報間関連付け部601は、異なる報知情報の種類の関連情報を管理しており、その情報を報知情報コントロール部501に出力する。
次に、図21に示した基地局の動作について説明する。
報知情報間関連付け部601では、上記の通り異なる報知情報の種類の関連情報を管理する。ここで、関連情報とは、RACH procedureを行うために必要な報知情報の種類、Handoverを行う際に必要な報知情報の種類等である。図20の例では、SIB5とSIB6が関連するペアとして管理され、SIB7とSIB8とが関連するペアとして管理されている。これらの情報が、報知情報間関連付け部601から、報知情報コントロール部501に出力される。この情報により、報知情報コントロール部501は関連する報知情報を同一のタイミングで異なる周波数帯で送信するようにスケジューリングを行い、また時間軸上ではこれらの情報が連続するようにスケジューリングを行う。
なお、本実施の形態では、RACH procedureを例に挙げて説明したが、それ以外の処理(例えば、Handover処理等)でも同様に実現することが可能である。
このスケジューリングの通知方法については、異なる帯域のSBの値を同じにすることも可能である。具体的には、SIB5とSIB6に対して反転を行うようなFlagをつけておき、特定の帯域のみでその反転を実施するなどである。このような処理によって、異なる帯域のSBを取得しなくてもスケジューリング情報を知ることが可能となり、移動局が必要な報知情報の受信に失敗した場合に、自主的に周波数シフトを行って受信処理を行うなどの処理が可能である。
報知情報の中で関連するペアを考える際に、特定の情報要素が複数の処理に関わる場合がある。例えば、RACH procedureに必要な報知情報とHandoverに必要な報知情報とが一部共通している場合には、どちらを優先するかのPriorityをつけることなどが考えられる。このPriorityの情報も報知情報間関連付け部601が管理し、報知情報コントロール部501に出力することにより、Priorityに応じた報知情報のスケジューリングが可能となる。
なお、以上全ての発明に対して、報知情報としてMBMSのデータ、すなわちマルチキャスト、ブロッドキャストのデータを含むことも可能である。なお、以上全ての発明に対して、二つ以上のものを組み合わせて使用することも可能である。
以上、本発明の実施の形態について説明した。
なお、上記実施の形態では5MHz移動局を最低能力移動局として説明したが、最低能力移動局は5MHz移動局以外の移動局であってもよい。
また、無線部では20MHzの帯域幅の通信能力があるが、ベースバンド部では5MHzの帯域幅の通信能力しかない移動局が存在する場合は、5MHzを最低通信能力として本発明を適用することが可能である。また、20MHzの帯域幅の受信能力があるが、5MHzの帯域幅の送信能力しかない移動局が存在する場合も同様に、5MHzを最低通信能力として本発明を適用することが可能である。
また、上記実施の形態ではFB1〜FB4の帯域が連続しており、FB1〜FB4を1つのまとまった帯域として利用する場合について説明したが、本発明はこれに限定されな
い。例えば、FB1が800MHz帯で運用される帯域、FB2が1.5MHz帯で運用される帯域等、FB1とFB2とが不連続な異なる帯域幅の帯域であってもよい。
また、FB1〜FB4の帯域毎にBCHデータの内容を互いに異ならせてもよい。
また、基地局はNode B、移動局はUE、サブキャリアはトーン、サイクリック・プリフィクスはガードインターバル、サブフレームはタイムスロットまたは単にスロットと呼ばれることもある。
また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
また、上記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チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように1チップ化されてもよい。
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よい。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よい。
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よい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
2006年1月11日出願の特願2006−004157の日本出願および2006年10月6日出願の特願2006−275639の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
本発明は、移動体通信システムおいて使用される基地局等に好適である。
従来のBCHデータ送信方法
従来のBCHデータ送信方法に対する課題解決例1
従来のBCHデータ送信方法に対する課題解決例2
本発明の実施の形態1に係る基地局の構成を示すブロック図
本発明の実施の形態1に係るOFDMシンボル例
本発明の実施の形態1に係るBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態2に係る基地局の構成を示すブロック図
本発明の実施の形態2に係るBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態3に係る基地局の構成を示すブロック図
本発明の実施の形態3に係るBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態4に係るBCHデータ送信方法(隣接セル#2)
本発明の実施の形態4に係るBCHデータ送信方法(隣接セル#3)
本発明の実施の形態5に係る基地局の構成を示すブロック図
本発明の実施の形態5に係るBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態5に係るその他のBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態5に係るその他のBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態5に係るその他のBCHデータ送信方法
本発明の実施の形態6に係るスケジューリング情報送信方法
本発明の実施の形態6に係る基地局の構成を示すブロック図
本発明の実施の形態7に係るスケジューリング情報送信方法
本発明の実施の形態7に係る基地局の構成を示すブロック図