JPWO2007080978A1 - 無線通信基地局装置および無線通信方法 - Google Patents

Abstract

無線通信を効率よく行ってデータ通信の機会を失うことなく異周波セルサーチを行うことができる基地局。この基地局（１００）において、符号化部（１０１）はＳＣＨデータを符号化し、変調部（１０２）は符号化後のＳＣＨデータを変調し、符号化部（１０３−１〜１０３−Ｎ）はユーザデータ（＃１〜＃Ｎ）をそれぞれ符号化し、変調部（１０４−１〜１０４−Ｎ）は符号化後のユーザデータ（＃１〜＃Ｎ）をそれぞれ変調し、フレームフォーマット設定部（１０５）は各フレームのフレームフォーマットを設定し、ＩＦＦＴ部（１０６）はＳＣＨ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。フレームフォーマット設定部（１０５）は、データ通信用のサブフレームを１フレーム毎に変化させて、フレーム内におけるデータ通信区間の位置を１フレーム毎に変化させる。

Description

本発明は、無線通信基地局装置および無線通信方法に関する。

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、下り回線の通信方式としてＯＦＤＭ方式を採用することが検討されている。下り回線のＯＦＤＭでは、複数の無線通信移動局装置（以下、移動局と省略する）へのユーザデータおよび制御データが周波数多重または時間多重されて無線通信基地局装置（以下、基地局と省略する）から各移動局へ送信される。

下り回線のＯＦＤＭにおける制御データの送信方法として、ＳＣＨ（Synchronization Channel：同期チャネル）データを固定の帯域幅（例えば１.２５ＭＨｚ）を用い、固定のタイミング（例えばフレーム末尾）で送信することが提案されている（非特許文献１参照）。

ここで、ＳＣＨは下り方向の共通チャネルで、Ｐ−ＳＣＨ（Primary Synchronization Channel）とＳ−ＳＣＨ（Secondary Synchronization Channel）とからなる。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。また、Ｓ−ＳＣＨデータにはスクランブリングコード情報等、各セル固有の送信パラメータが含まれる。各移動局は、電源投入時およびハンドオーバ時のセルサーチにおいて、Ｐ−ＳＣＨデータを受信することによりタイミング同期をとり、続いて、Ｓ−ＳＣＨデータを受信することによりセル毎に異なる送信パラメータを取得する。これにより各移動局は基地局との通信を開始することができる。よって、各移動局は、電源投入時およびハンドオーバ時にＳＣＨデータを検出する必要がある。

このように移動局は電源投入時のみならずハンドオーバ時にもＳＣＨデータを検出する必要がある。非同期の移動体通信システムにおいては、ＳＣＨデータの送信タイミングは基地局毎（すなわちセル毎）に異なるため、移動局は、ハンドオーバ先基地局とのタイミング同期をとるためにその基地局から送信されたＳＣＨデータを検出する必要がある。

ここで、移動局は、現在通信している基地局ＢＳ１の周波数帯域（以下、帯域と省略する）と異なる帯域を持つ基地局ＢＳ２へハンドオーバするときには、図１に示すように、基地局ＢＳ１が設けたMeasurement Gap（ＭＧ）においてセルサーチを行い、ハンドオーバ先基地局ＢＳ２から送信されるＳＣＨデータを検出する。このように移動局が現在通信中の帯域とは異なる帯域において行うセルサーチを、以下、異周波セルサーチという。Measurement Gapは、基地局と移動局との間のデータ送信を停止する区間であり、いわゆる無送信区間である。移動局はこのMeasurement Gapの間に異周波セルサーチを行う。よって、移動局は、ＢＳ１からのユーザデータの受信途中に、Measurement Gapにおいて、受信周波数をＢＳ１の帯域からＢＳ２の帯域に切り替えてＳＣＨデータを検出し、その後再び、ＢＳ２の帯域からＢＳ１の帯域に受信周波数を切り替えてユーザデータを受信しなければならない。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、検出時間も考慮し、ここではMeasurement Gapを３サブフレーム区間設定している。

以下、１フレームが１０ｍｓであり、２０サブフレームからなる通信システムを想定して説明する。また、ＳＣＨ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、例えば、上記ＢＳ１は、８００ＭＨｚ帯のマクロセルに設置され通常の移動体通信を行う基地局であり、上記ＢＳ２は、そのマクロセル内の一部にホットスポット等として設定された２ＧＨｚ帯または２.６ＧＨｚ帯のマイクロセルに設置され高速通信を行う基地局である。

従来、Measurement Gapは、周期的に、つまり、１フレーム内のいずれかのサブフレームに固定的に設定されている。例えば、図１では、Measurement Gapは、すべてのフレームにおいてサブフレーム＃３〜＃５に固定的に設定される。なお、Measurement Gapが設定されるサブフレームは移動局毎に異なることもある。
3GPP RAN WG1 LTE Ad Hoc meeting(2005.06) R1-050590

しかしながら、上記のようにMeasurement Gapが固定的に設定される場合、従来のようにＳＣＨデータが固定のタイミングで送信されると、移動局ではMeasurement Gapで異周波セルサーチを行えないことがある。例えば、図２に示すように、ＢＳ１のMeasurement Gapがいずれのフレームにおいてもサブフレーム＃３〜＃５に固定的に設定されるのに対し、ＢＳ２からのＳＣＨデータの送信がいずれのフレームにおいてもサブフレーム＃５で行われると、移動局は、いずれのフレームにおいてもＢＳ１でのMeasurement GapでＢＳ２からのＳＣＨデータを検出することができず、よって、異周波セルサーチを行えなくなってしまう。

このような課題を解決するために、図３〜図５に示すように、ＢＳ１でのMeasurement Gapをフレーム毎に１サブフレームずつ移動させることが考えられる。例えば、フレーム＃１ではMeasurement Gapをサブフレーム＃２〜＃４に設定し（図３）、フレーム＃２ではMeasurement Gapをサブフレーム＃３〜＃５に設定し（図４）、フレーム＃３ではMeasurement Gapをサブフレーム＃４〜＃６に設定する（図５）。このようにすれば、移動局は、最大２０フレームに必ず一度はＢＳ２からのＳＣＨデータを検出することができる。

しかし、このような解決方法を採ると新たに以下の課題が生じる。すなわち、上記のようにしてMeasurement Gapを移動させると、移動局は、フレーム＃１，＃２，＃３（図３，図４，図５）のいずれにおいてもサブフレーム＃４ではデータ通信を行うことができない。

よって、ＢＳ１におけるフレームフォーマットが図６に示すようなもので固定である場合、異周波セルサーチ中の移動局はＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast/Multicast Service）データの受信機会を失ってしまい、その結果、ＭＢＭＳのサービス品質が低下する。ＭＢＭＳの通信は１対１の通信ではなく１対多の通信となるため、ＭＢＭＳを行う基地局は、複数の移動局に対して同時に同一のデータ（音楽データ、動画像データ等）を送信する。ＭＢＭＳとしては、交通情報の配信、音楽配信、ニュース配信、スポーツ中継等が検討されている。例えば、ＭＢＭＳでは、図６に示すように、ＢＳ１と通信するすべての移動局が同じサブフレーム＃４で同一のＭＢＭＳデータを受信するため、ＢＳ１と通信する移動局が増えた場合でもＭＢＭＳデータ用のサブフレームを増加させる必要がない。このため、フレーム中の１サブフレームのみをＭＢＭＳデータに使用し、残りの１９サブフレームを各移動局個別のデータに使用する図６に示すようなフレームフォーマットについては十分考慮する必要がある。

また、ＢＳ１におけるフレームフォーマットが図７に示すようなもので固定である場合（ＤＬ：下り回線データ、ＵＬ：上り回線データ）、異周波セルサーチ中の移動局は上り回線データの送信機会を失ってしまう。最近はますます音楽データ、動画像データ等の移動局へのダウンロードが盛んになっているため、フレーム中の１サブフレームのみを上り回線に使用し、残りの１９サブフレームを下り回線に使用する図７に示すようなフレームフォーマットについては十分考慮する必要がある。このようなダウンロード中であっても移動局は制御データ等をＢＳ１に送信する必要があるため、上り回線データの送信機会を失ってしまうと、その結果、下り回線データの受信さえも行えなくなってしまう。

本発明の目的は、上記課題を解決して無線通信を効率よく行うことができる基地局および無線通信方法を提供することである。

本発明の基地局は、無送信区間とデータ通信区間とを含むフレームフォーマットを設定する設定手段と、前記フレームフォーマットに従ってデータを送信する送信手段と、を具備し、前記設定手段は、前記フレームフォーマット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、無線通信を効率よく行ってデータ通信の機会を失うことなく異周波セルサーチを行うことができる。

従来のＳＣＨデータ送信方法 従来のＳＣＨデータ送信方法に対する課題例 従来のＳＣＨデータ送信方法に対する課題解決例（フレーム＃１） 従来のＳＣＨデータ送信方法に対する課題解決例（フレーム＃２） 従来のＳＣＨデータ送信方法に対する課題解決例（フレーム＃３） 従来のフレームフォーマット例（フレームフォーマット例１） 従来のフレームフォーマット例（フレームフォーマット例２） 本発明の実施の形態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に係るフレームフォーマット設定例１（フレーム＃１） 本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例１（フレーム＃２） 本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例１（フレーム＃３） 本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例２（フレーム＃１） 本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例２（フレーム＃２） 本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例２（フレーム＃３）

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、本発明は、上記ＢＳ１に関する発明である。つまり、本発明は、移動局とデータ通信中にある基地局で、Measurement Gapを設定する基地局に関する発明である。また、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。

本実施の形態に係る基地局１００の構成を図８に示す。

符号化部１０１は、ＳＣＨデータを符号化する。このＳＣＨデータは、Ｐ−ＳＣＨデータとＳ−ＳＣＨデータとからなる。

変調部１０２は、符号化後のＳＣＨデータを変調する。

符号化部１０３−１〜１０３−Ｎおよび変調部１０４−１〜１０４−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１０３−１〜１０３−Ｎは、ユーザデータ＃１〜＃Ｎをそれぞれ符号化する。

変調部１０４−１〜１０４−Ｎは、符号化後のユーザデータ＃１〜＃Ｎをそれぞれ変調する。

なお、ユーザデータにはＭＢＭＳデータも含まれる。

フレームフォーマット設定部１０５は、各フレームのフレームフォーマットを設定する。このフレームフォーマット設定の詳細は後述する。

ＩＦＦＴ部１０６は、ＳＣＨ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、フレームフォーマット設定の詳細について説明する。

フレームフォーマット設定部１０５は、Measurement Gap（無送信区間）とデータ通信区間とを含むフレームフォーマットを設定する。すなわち、フレームフォーマット設定部１０５は、１フレームを構成する複数のサブフレームの各々をMeasurement Gapまたはデータ通信用サブフレームに設定する。よって、無線送信部１０８は、フレームフォーマット設定部１０５によって設定されたフレームフォーマットに従ってデータを送信することになる。なお、以下の説明では、上記同様、１フレームが２０サブフレームから構成されるものとする。

以下、設定例１，２のそれぞれについて説明する。設定例１，２のいずれにおいても、フレームフォーマット設定部１０５は、サブフレーム＃１〜＃２０において、データ通信用のサブフレームを１フレーム毎に変化させて、フレーム内におけるデータ通信区間の位置を１フレーム毎に変化させる。つまり、フレームフォーマット設定部１０５は、フレームフォーマットを時間の経過とともに、かつ、周期的に変化させる。

なお、設定例１，２のいずれにおいても、上記従来同様、異周波セルサーチの対象となるＢＳ２ではＳＣＨデータ用のサブフレームはすべてのフレームにおいてサブフレーム＃５の１サブフレームのみに固定的に設定されている。このように、ＢＳ２におけるフレームフォーマットは固定である。

＜設定例１：図９〜図１１＞
フレームフォーマット設定部１０５は、フレーム＃１のフレームフォーマットを図９に示すように設定する。フレーム＃１では、フレームフォーマット設定部１０５は、サブフレーム＃２〜＃４をMeasurement Gapに設定し、サブフレーム＃１，＃５〜＃２０をデータ通信区間に設定する。なお、フレームフォーマット設定部１０５は、サブフレーム＃１をＳＣＨデータ用のサブフレームに固定して設定する。

次いで、フレームフォーマット設定部１０５は、フレーム＃２のフレームフォーマットを図１０に示すように設定する。フレーム＃２では、フレームフォーマット設定部１０５は、サブフレーム＃３〜＃５をMeasurement Gapに設定し、サブフレーム＃１，＃２，＃６〜＃２０をデータ通信区間に設定する。

次いで、フレームフォーマット設定部１０５は、フレーム＃３のフレームフォーマットを図１１に示すように設定する。フレーム＃３では、フレームフォーマット設定部１０５は、サブフレーム＃４〜＃６をMeasurement Gapに設定し、サブフレーム＃１〜＃３，＃７〜＃２０をデータ通信区間に設定する。よって、移動局は、フレーム＃３においてＢＳ２のＳＣＨデータを検出して異周波セルサーチを行うことができる。

つまり、フレームフォーマット設定部１０５は、サブフレーム＃２〜＃２０においてMeasurement Gapに設定するサブフレームを、１フレーム毎に１サブフレームずつ移動させる。また、フレームフォーマット設定部１０５は、そのMeasurement Gapの移動に合わせて、サブフレーム＃２〜＃２０においてデータ通信用のサブフレームを、１フレーム毎に１サブフレームずつ移動させる。つまり、フレームフォーマット設定部１０５は、フレーム内におけるMeasurement Gapの位置を時間の経過とともに変化させるとともに、その変化量に合わせてデータ通信区間の位置を変化させる。

このようにフレーム内におけるMeasurement Gapの位置を時間の経過とともに変化させるとともに、その変化量に合わせてデータ通信区間の位置を変化させることにより、Measurement Gapがサブフレーム＃２〜＃４（フレーム＃１），サブフレーム＃３〜＃５（フレーム＃２），サブフレーム＃４〜＃６（フレーム＃３）と移動するとともに、ＭＢＭＳデータ用のサブフレームもサブフレーム＃５（フレーム＃１），サブフレーム＃６（フレーム＃２），サブフレーム＃７（フレーム＃３）と移動するため、ＭＢＭＳデータ用のサブフレームがMeasurement Gapになってしまうことを防ぐことができる。よって、本設定例によれば、移動局は、ＭＢＭＳデータの受信機会を失うことなく最大２０フレームに必ず一度はＢＳ２からのＳＣＨデータを検出して異周波セルサーチを行うことができる。

＜設定例２：図１２〜図１４＞
Measurement Gapの設定およびデータ通信区間の設定については、上記設定例１と同じである。但し、本設定例では、上り回線のデータ通信区間の直前以外の位置にMeasurement Gapを設定する。図１２〜図１４に示す例では、フレーム＃１では上り回線データ用のサブフレームがサブフレーム＃２０に設定されるのに対し、Measurement Gapはサブフレーム＃２〜＃４に設定され、フレーム＃２では上り回線データ用のサブフレームがサブフレーム＃２に設定されるのに対し、Measurement Gapはサブフレーム＃３〜＃５に設定され、フレーム＃３では上り回線データ用のサブフレームがサブフレーム＃３に設定されるのに対し、Measurement Gapはサブフレーム＃４〜＃６に設定される。

このように、本設定例によれば、上り回線データ用のサブフレームの直前にはMeasurement Gapが設定されることがないため、上り回線データ用のサブフレームの直前のサブフレームを常に下り回線データ用のサブフレームに設定することができる。よって、移動局は、上り回線データの送信直前に下り回線データを常に受信することが可能となるため、上り回線における送信ダイバーシチや送信電力制御等、上り回線のオープンループ制御を精度よく行うことができる。

以上のように、本実施の形態によれば、無線通信を効率よく行うことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。

なお、Measurement Gapを設定するサブフレームを移動局毎に異ならせてもよい。例えば、移動局＃１に対しては上記のように、フレーム＃１ではサブフレーム＃２〜＃４、フレーム＃２ではサブフレーム＃３〜＃５、フレーム＃３ではサブフレーム＃４〜＃６をMeasurement Gapに設定するのに対し、移動局＃２に対しては、フレーム＃１ではサブフレーム＃３〜＃５、フレーム＃２ではサブフレーム＃４〜＃６、フレーム＃３ではサブフレーム＃５〜＃７をMeasurement Gapに設定してもよい。

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、ＭＢＭＳにはブロードキャストサービスとマルチキャストサービスとが含まれるため、ＭＢＭＳデータは、ブロードキャストデータまたはマルチキャストデータと呼ばれることもある。ブロードキャストサービスは、現在のラジオ放送のように全移動局に対して情報送信するようなサービスであるのに対し、マルチキャストサービスは、ニュースグループ等そのサービスに加入している特定の移動局に対してのみ情報送信するようなサービスである。

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１３日出願の特願２００６−００６０８１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無線通信方法に関する。

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、下り回線の通信方式としてＯＦＤＭ方式を採用することが検討されている。下り回線のＯＦＤＭでは、複数の無線通信移動局装置（以下、移動局と省略する）へのユーザデータおよび制御データが周波数多重または時間多重されて無線通信基地局装置（以下、基地局と省略する）から各移動局へ送信される。

下り回線のＯＦＤＭにおける制御データの送信方法として、ＳＣＨ（Synchronization Channel：同期チャネル）データを固定の帯域幅（例えば１.２５ＭＨｚ）を用い、固定のタイミング（例えばフレーム末尾）で送信することが提案されている（非特許文献１参照）。

ここで、ＳＣＨは下り方向の共通チャネルで、Ｐ−ＳＣＨ（Primary Synchronization Channel）とＳ−ＳＣＨ（Secondary Synchronization Channel）とからなる。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。また、Ｓ−ＳＣＨデータにはスクランブリングコード情報等、各セル固有の送信パラメータが含まれる。各移動局は、電源投入時およびハンドオーバ時のセルサーチにおいて、Ｐ−ＳＣＨデータを受信することによりタイミング同期をとり、続いて、Ｓ−ＳＣＨデータを受信することによりセル毎に異なる送信パラメータを取得する。これにより各移動局は基地局との通信を開始することができる。よって、各移動局は、電源投入時およびハンドオーバ時にＳＣＨデータを検出する必要がある。

このように移動局は電源投入時のみならずハンドオーバ時にもＳＣＨデータを検出する必要がある。非同期の移動体通信システムにおいては、ＳＣＨデータの送信タイミングは基地局毎（すなわちセル毎）に異なるため、移動局は、ハンドオーバ先基地局とのタイミング同期をとるためにその基地局から送信されたＳＣＨデータを検出する必要がある。

ここで、移動局は、現在通信している基地局ＢＳ１の周波数帯域（以下、帯域と省略する）と異なる帯域を持つ基地局ＢＳ２へハンドオーバするときには、図１に示すように、基地局ＢＳ１が設けたMeasurement Gap（ＭＧ）においてセルサーチを行い、ハンドオー
バ先基地局ＢＳ２から送信されるＳＣＨデータを検出する。このように移動局が現在通信中の帯域とは異なる帯域において行うセルサーチを、以下、異周波セルサーチという。Measurement Gapは、基地局と移動局との間のデータ送信を停止する区間であり、いわゆる無送信区間である。移動局はこのMeasurement Gapの間に異周波セルサーチを行う。よって、移動局は、ＢＳ１からのユーザデータの受信途中に、Measurement Gapにおいて、受信周波数をＢＳ１の帯域からＢＳ２の帯域に切り替えてＳＣＨデータを検出し、その後再び、ＢＳ２の帯域からＢＳ１の帯域に受信周波数を切り替えてユーザデータを受信しなければならない。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、検出時間も考慮し、ここではMeasurement Gapを３サブフレーム区間設定している。

以下、１フレームが１０ｍｓであり、２０サブフレームからなる通信システムを想定して説明する。また、ＳＣＨ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、例えば、上記ＢＳ１は、８００ＭＨｚ帯のマクロセルに設置され通常の移動体通信を行う基地局であり、上記ＢＳ２は、そのマクロセル内の一部にホットスポット等として設定された２ＧＨｚ帯または２.６ＧＨｚ帯のマイクロセルに設置され高速通信を行う基地局である。

従来、Measurement Gapは、周期的に、つまり、１フレーム内のいずれかのサブフレームに固定的に設定されている。例えば、図１では、Measurement Gapは、すべてのフレームにおいてサブフレーム＃３〜＃５に固定的に設定される。なお、Measurement Gapが設定されるサブフレームは移動局毎に異なることもある。
3GPP RAN WG1 LTE Ad Hoc meeting(2005.06) R1-050590

しかしながら、上記のようにMeasurement Gapが固定的に設定される場合、従来のようにＳＣＨデータが固定のタイミングで送信されると、移動局ではMeasurement Gapで異周波セルサーチを行えないことがある。例えば、図２に示すように、ＢＳ１のMeasurement Gapがいずれのフレームにおいてもサブフレーム＃３〜＃５に固定的に設定されるのに対し、ＢＳ２からのＳＣＨデータの送信がいずれのフレームにおいてもサブフレーム＃５で行われると、移動局は、いずれのフレームにおいてもＢＳ１でのMeasurement GapでＢＳ２からのＳＣＨデータを検出することができず、よって、異周波セルサーチを行えなくなってしまう。

このような課題を解決するために、図３〜図５に示すように、ＢＳ１でのMeasurement Gapをフレーム毎に１サブフレームずつ移動させることが考えられる。例えば、フレーム＃１ではMeasurement Gapをサブフレーム＃２〜＃４に設定し（図３）、フレーム＃２ではMeasurement Gapをサブフレーム＃３〜＃５に設定し（図４）、フレーム＃３ではMeasurement Gapをサブフレーム＃４〜＃６に設定する（図５）。このようにすれば、移動局は、最大２０フレームに必ず一度はＢＳ２からのＳＣＨデータを検出することができる。

しかし、このような解決方法を採ると新たに以下の課題が生じる。すなわち、上記のようにしてMeasurement Gapを移動させると、移動局は、フレーム＃１，＃２，＃３（図３，図４，図５）のいずれにおいてもサブフレーム＃４ではデータ通信を行うことができない。

よって、ＢＳ１におけるフレームフォーマットが図６に示すようなもので固定である場合、異周波セルサーチ中の移動局はＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast/Multicast Service）データの受信機会を失ってしまい、その結果、ＭＢＭＳのサービス品質が低下する。ＭＢＭＳの通信は１対１の通信ではなく１対多の通信となるため、ＭＢＭＳを行う基地局は
、複数の移動局に対して同時に同一のデータ（音楽データ、動画像データ等）を送信する。ＭＢＭＳとしては、交通情報の配信、音楽配信、ニュース配信、スポーツ中継等が検討されている。例えば、ＭＢＭＳでは、図６に示すように、ＢＳ１と通信するすべての移動局が同じサブフレーム＃４で同一のＭＢＭＳデータを受信するため、ＢＳ１と通信する移動局が増えた場合でもＭＢＭＳデータ用のサブフレームを増加させる必要がない。このため、フレーム中の１サブフレームのみをＭＢＭＳデータに使用し、残りの１９サブフレームを各移動局個別のデータに使用する図６に示すようなフレームフォーマットについては十分考慮する必要がある。

また、ＢＳ１におけるフレームフォーマットが図７に示すようなもので固定である場合（ＤＬ：下り回線データ、ＵＬ：上り回線データ）、異周波セルサーチ中の移動局は上り回線データの送信機会を失ってしまう。最近はますます音楽データ、動画像データ等の移動局へのダウンロードが盛んになっているため、フレーム中の１サブフレームのみを上り回線に使用し、残りの１９サブフレームを下り回線に使用する図７に示すようなフレームフォーマットについては十分考慮する必要がある。このようなダウンロード中であっても移動局は制御データ等をＢＳ１に送信する必要があるため、上り回線データの送信機会を失ってしまうと、その結果、下り回線データの受信さえも行えなくなってしまう。

本発明の目的は、上記課題を解決して無線通信を効率よく行うことができる基地局および無線通信方法を提供することである。

本発明の基地局は、無送信区間とデータ通信区間とを含むフレームフォーマットを設定する設定手段と、前記フレームフォーマットに従ってデータを送信する送信手段と、を具備し、前記設定手段は、前記フレームフォーマット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、無線通信を効率よく行ってデータ通信の機会を失うことなく異周波セルサーチを行うことができる。

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、本発明は、上記ＢＳ１に関する発明である。つまり、本発明は、移動局とデータ通信中にある基地
局で、Measurement Gapを設定する基地局に関する発明である。また、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。

本実施の形態に係る基地局１００の構成を図８に示す。

符号化部１０１は、ＳＣＨデータを符号化する。このＳＣＨデータは、Ｐ−ＳＣＨデータとＳ−ＳＣＨデータとからなる。

変調部１０２は、符号化後のＳＣＨデータを変調する。

符号化部１０３−１〜１０３−Ｎおよび変調部１０４−１〜１０４−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１０３−１〜１０３−Ｎは、ユーザデータ＃１〜＃Ｎをそれぞれ符号化する。

変調部１０４−１〜１０４−Ｎは、符号化後のユーザデータ＃１〜＃Ｎをそれぞれ変調する。

なお、ユーザデータにはＭＢＭＳデータも含まれる。

フレームフォーマット設定部１０５は、各フレームのフレームフォーマットを設定する。このフレームフォーマット設定の詳細は後述する。

ＩＦＦＴ部１０６は、ＳＣＨ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、フレームフォーマット設定の詳細について説明する。

フレームフォーマット設定部１０５は、Measurement Gap（無送信区間）とデータ通信区間とを含むフレームフォーマットを設定する。すなわち、フレームフォーマット設定部１０５は、１フレームを構成する複数のサブフレームの各々をMeasurement Gapまたはデータ通信用サブフレームに設定する。よって、無線送信部１０８は、フレームフォーマット設定部１０５によって設定されたフレームフォーマットに従ってデータを送信することになる。なお、以下の説明では、上記同様、１フレームが２０サブフレームから構成されるものとする。

以下、設定例１，２のそれぞれについて説明する。設定例１，２のいずれにおいても、フレームフォーマット設定部１０５は、サブフレーム＃１〜＃２０において、データ通信用のサブフレームを１フレーム毎に変化させて、フレーム内におけるデータ通信区間の位置を１フレーム毎に変化させる。つまり、フレームフォーマット設定部１０５は、フレームフォーマットを時間の経過とともに、かつ、周期的に変化させる。

なお、設定例１，２のいずれにおいても、上記従来同様、異周波セルサーチの対象となるＢＳ２ではＳＣＨデータ用のサブフレームはすべてのフレームにおいてサブフレーム＃
５の１サブフレームのみに固定的に設定されている。このように、ＢＳ２におけるフレームフォーマットは固定である。

＜設定例１：図９〜図１１＞
フレームフォーマット設定部１０５は、フレーム＃１のフレームフォーマットを図９に示すように設定する。フレーム＃１では、フレームフォーマット設定部１０５は、サブフレーム＃２〜＃４をMeasurement Gapに設定し、サブフレーム＃１，＃５〜＃２０をデータ通信区間に設定する。なお、フレームフォーマット設定部１０５は、サブフレーム＃１をＳＣＨデータ用のサブフレームに固定して設定する。

次いで、フレームフォーマット設定部１０５は、フレーム＃２のフレームフォーマットを図１０に示すように設定する。フレーム＃２では、フレームフォーマット設定部１０５は、サブフレーム＃３〜＃５をMeasurement Gapに設定し、サブフレーム＃１，＃２，＃６〜＃２０をデータ通信区間に設定する。

次いで、フレームフォーマット設定部１０５は、フレーム＃３のフレームフォーマットを図１１に示すように設定する。フレーム＃３では、フレームフォーマット設定部１０５は、サブフレーム＃４〜＃６をMeasurement Gapに設定し、サブフレーム＃１〜＃３，＃７〜＃２０をデータ通信区間に設定する。よって、移動局は、フレーム＃３においてＢＳ２のＳＣＨデータを検出して異周波セルサーチを行うことができる。

つまり、フレームフォーマット設定部１０５は、サブフレーム＃２〜＃２０においてMeasurement Gapに設定するサブフレームを、１フレーム毎に１サブフレームずつ移動させる。また、フレームフォーマット設定部１０５は、そのMeasurement Gapの移動に合わせて、サブフレーム＃２〜＃２０においてデータ通信用のサブフレームを、１フレーム毎に１サブフレームずつ移動させる。つまり、フレームフォーマット設定部１０５は、フレーム内におけるMeasurement Gapの位置を時間の経過とともに変化させるとともに、その変化量に合わせてデータ通信区間の位置を変化させる。

このようにフレーム内におけるMeasurement Gapの位置を時間の経過とともに変化させるとともに、その変化量に合わせてデータ通信区間の位置を変化させることにより、Measurement Gapがサブフレーム＃２〜＃４（フレーム＃１），サブフレーム＃３〜＃５（フレーム＃２），サブフレーム＃４〜＃６（フレーム＃３）と移動するとともに、ＭＢＭＳデータ用のサブフレームもサブフレーム＃５（フレーム＃１），サブフレーム＃６（フレーム＃２），サブフレーム＃７（フレーム＃３）と移動するため、ＭＢＭＳデータ用のサブフレームがMeasurement Gapになってしまうことを防ぐことができる。よって、本設定例によれば、移動局は、ＭＢＭＳデータの受信機会を失うことなく最大２０フレームに必ず一度はＢＳ２からのＳＣＨデータを検出して異周波セルサーチを行うことができる。

＜設定例２：図１２〜図１４＞
Measurement Gapの設定およびデータ通信区間の設定については、上記設定例１と同じである。但し、本設定例では、上り回線のデータ通信区間の直前以外の位置にMeasurement Gapを設定する。図１２〜図１４に示す例では、フレーム＃１では上り回線データ用のサブフレームがサブフレーム＃２０に設定されるのに対し、Measurement Gapはサブフレーム＃２〜＃４に設定され、フレーム＃２では上り回線データ用のサブフレームがサブフレーム＃２に設定されるのに対し、Measurement Gapはサブフレーム＃３〜＃５に設定され、フレーム＃３では上り回線データ用のサブフレームがサブフレーム＃３に設定されるのに対し、Measurement Gapはサブフレーム＃４〜＃６に設定される。

このように、本設定例によれば、上り回線データ用のサブフレームの直前にはMeasurem
ent Gapが設定されることがないため、上り回線データ用のサブフレームの直前のサブフレームを常に下り回線データ用のサブフレームに設定することができる。よって、移動局は、上り回線データの送信直前に下り回線データを常に受信することが可能となるため、上り回線における送信ダイバーシチや送信電力制御等、上り回線のオープンループ制御を精度よく行うことができる。

以上のように、本実施の形態によれば、無線通信を効率よく行うことができる。

以上、本発明の実施の形態について説明した。

なお、Measurement Gapを設定するサブフレームを移動局毎に異ならせてもよい。例えば、移動局＃１に対しては上記のように、フレーム＃１ではサブフレーム＃２〜＃４、フレーム＃２ではサブフレーム＃３〜＃５、フレーム＃３ではサブフレーム＃４〜＃６をMeasurement Gapに設定するのに対し、移動局＃２に対しては、フレーム＃１ではサブフレーム＃３〜＃５、フレーム＃２ではサブフレーム＃４〜＃６、フレーム＃３ではサブフレーム＃５〜＃７をMeasurement Gapに設定してもよい。

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、ＭＢＭＳにはブロードキャストサービスとマルチキャストサービスとが含まれるため、ＭＢＭＳデータは、ブロードキャストデータまたはマルチキャストデータと呼ばれることもある。ブロードキャストサービスは、現在のラジオ放送のように全移動局に対して情報送信するようなサービスであるのに対し、マルチキャストサービスは、ニュースグループ等そのサービスに加入している特定の移動局に対してのみ情報送信するようなサービスである。

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１３日出願の特願２００６−００６０８１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ＳＣＨデータ送信方法 従来のＳＣＨデータ送信方法に対する課題例 従来のＳＣＨデータ送信方法に対する課題解決例（フレーム＃１） 従来のＳＣＨデータ送信方法に対する課題解決例（フレーム＃２） 従来のＳＣＨデータ送信方法に対する課題解決例（フレーム＃３） 従来のフレームフォーマット例（フレームフォーマット例１） 従来のフレームフォーマット例（フレームフォーマット例２） 本発明の実施の形態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に係るフレームフォーマット設定例１（フレーム＃１） 本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例１（フレーム＃２） 本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例１（フレーム＃３） 本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例２（フレーム＃１） 本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例２（フレーム＃２） 本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例２（フレーム＃３）

Claims (7)

1. 無送信区間とデータ通信区間とを含むフレームフォーマットを設定する設定手段と、
   前記フレームフォーマットに従ってデータを送信する送信手段と、を具備し、
   前記設定手段は、前記フレームフォーマットを時間の経過とともに変化させる、
   無線通信基地局装置。
2. 前記設定手段は、フレーム内における前記データ通信区間の位置を時間の経過とともに変化させる、
   請求項１記載の無線通信基地局装置。
3. 前記設定手段は、フレーム内における前記無送信区間の位置を時間の経過とともに変化させるとともに、その変化量に合わせて前記データ通信区間の位置を変化させる、
   請求項２記載の無線通信基地局装置。
4. 前記設定手段は、フレーム内において上り回線のデータ通信区間の直前以外の位置に前記無送信区間を設定する、
   請求項１記載の無線通信基地局装置。
5. 前記設定手段は、前記フレームフォーマットを周期的に変化させる、
   請求項１記載の無線通信基地局装置。
6. 前記設定手段は、前記フレームフォーマットを１フレーム毎に変化させる、
   請求項１記載の無線通信基地局装置。
7. 無送信区間とデータ通信区間とを含むフレームフォーマットを設定し、前記フレームフォーマットに従ってデータを送信する無線通信方法において、
   前記フレームフォーマットを時間の経過とともに変化させる、
   無線通信方法。

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