JPWO2007083636A1 - 無線送信装置および無線送信方法 - Google Patents

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Abstract

マルチキャストチャネルに続いて受信されるユニキャストチャネルの受信精度を向上させることができる無線送信装置。この無線送信装置において、マルチキャスト送信電力制御部（１０６）は、ＣＰ挿入部（１０５−２）から出力されるマルチキャスト信号に対して、サブフレームの最後部のＯＦＤＭシンボルの送信電力を減少させる制御を行う。無線送信部（１０８）は、サブフレーム多重部（１０７）で多重されたユニキャスト信号および送信電力が制御されたマルチキャスト信号を送信アンテナ（１０９）を介して送信する。

Description

本発明は、マルチキャスト通信およびユニキャスト通信を行う通信システムで使用される無線送信装置および無線送信方法に関する。
近年、移動体通信においては、音声以外に画像やデータ等の様々な情報が伝送の対象になっている。これに伴って、高信頼かつ高速な伝送に対する必要性がさらに高まっている。しかし、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一つとして、ＯＦＤＭ方式に代表される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サブキャリアを用いてデータを伝送することにより、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の周波数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最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で実現できる。このため、ＯＦＤＭ方式は、セルラ方式移動体通信に採用される通信方法として注目されており、様々な検討が加えられている。
一方、最近、マルチキャストサービスに関する検討が行われている。マルチキャストサービスで行われる通信は、ユニキャスト、すなわち１対１の通信ではなく、１対多の通信となる。すなわち、マルチキャストでは１つの基地局が複数の移動局宛にデータ（例えば、音楽データ、ビデオ画像データ等）を送信する。また、比較的広いエリアに対するサービスが想定されているため、複数の基地局から同じデータを送信する。このような１対多の通信であるマルチキャストデータはマルチキャストチャネルにより伝送される。
上記のように、マルチキャストチャネルは複数の基地局から同時に同じデータが送信されるため、セル境界付近の移動局は、複数の基地局から送信された信号が混ざった信号が受信される。ここで、ＯＦＤＭにおいては、複数の基地局から送信された同一の信号が移動局においてＣＰ（Cyclic Prefix)の信号長の範囲内に含まれ得る遅延差で受信されると、複数の信号が合成され、電力が増幅された信号として受信される。基地局間の送信タイミングの誤差や遠方セルからの伝搬遅延が存在する環境下でも複数セルからの信号がＣＰの範囲内に含まれるように、非特許文献１では、マルチキャストチャネルにおいてユニキャストチャネルよりも長いＣＰを用いることが開示されている。このような場合、マルチキャストチャネルにおいては、周辺セルで送信された信号が干渉を与えることはない。
また、非特許文献２では、長いＣＰを用いるマルチキャストチャネルと短いＣＰを用いるユニキャストチャネルとを時間多重、すなわちサブフレームで定義される時間単位で切り替えることが開示されている。
"OFDM Radio Parameter Set in Evolved UTRA Downlink", 3GPP RAN WG1 Ad Hoc on LTE meeting(2005.06) R1-050587 "Channel Structure for E-UTRA MBMS Evaluation", 3GPP RAN WG1#40bis meeting (2005.10) R1-051103
マルチキャストチャネルは以下の２つの理由から、高い送信電力で送信される。１つ目の理由は、マルチキャストチャネルは、マルチキャストサービスがカバーするエリア内ではたとえ基地局から離れた位置に存在する移動局であっても、ある所定レベル以上の品質で受信される必要があるという理由である。しかも、この受信はＡＲＱによる再送が行われることなく実現される必要がある。また、もう１つの理由は、上記説明で示したように、マルチキャストチャネルでは周辺セルからの干渉が生じないため、高い送信電力で送信しても干渉の増大による誤り率やスループットの低下が起こらないという理由である。
一方で、ユニキャストチャネルでは、セル間干渉による受信誤り率やスループットの低下を抑える必要があるため、ユニキャストチャネルはマルチキャストチャネルに比べて低い送信電力で送信される。
従って、非特許文献２のように、マルチキャストチャネルとユニキャストチャネルとをサブフレーム単位で多重する場合、以下に示すような問題が発生する。図１は、マルチキャストチャネルおよびユニキャストチャネルの電力関係を示す図である。ＣＰは斜線を付して示している。
図１において、マルチキャストサブフレームで周辺セルの基地局から送信された電力の大きな信号が、移動局においてユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルのＣＰを超えて受信されている（サブフレームは、ＣＰを含む複数のＯＦＤＭシンボルから構成される）。ここで、基地局間で送信タイミングには差が存在するため、周辺セルからの遅延波（マルチキャストサブフレーム）がＣＰ長を超えて受信される可能性は十分高い。かかる場合、マルチキャストサブフレームの次のユニキャストサブフレームは、先頭のＯＦＤＭシンボルにおいて大きな干渉を受けるため、受信品質が劣化する。
上記問題は下記理由により、さらに重要味を増してくる。すなわち、ユニキャストサブフレームでは、データ復号処理の遅延時間を短縮することを目的として、先頭のＯＦＤＭシンボルでチャネル推定のためのパイロット信号、送信データの変調方式、符号化率等を示す制御信号が送信される。そして、これらの信号が正しく受信されなければ、データが正しく復号されないため、上記干渉はユニキャストチャネルのスループットを大きく劣化させる結果となるからである。
本発明の目的は、マルチキャストチャネルに続いて受信されるユニキャストチャネルの受信精度を向上させることにより通信システムのスループットを増大させることができる無線送信装置および無線送信方法を提供することである。
本発明の無線送信方法は、マルチキャスト信号および当該マルチキャスト信号に隣接するユニキャスト信号に対し、当該マルチキャスト信号の後尾部分の送信電力を低下させる制御、または、当該ユニキャスト信号の先頭部分の送信電力を増加させる制御を行うステップと、前記マルチキャスト信号および前記ユニキャスト信号を送信するステップと、を具備するようにした。
本発明によれば、マルチキャストチャネルに続いて受信されるユニキャストチャネルの受信精度を向上させ、通信システムのスループットを増大させることができる。
マルチキャストチャネルおよびユニキャストチャネルの電力関係を示す図 実施の形態１に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 送信データを示す図 実施の形態１に係る無線送信装置からの送信信号の送信電力を示す図 実施の形態１に係る無線送信装置からの送信信号の送信電力を示す図 実施の形態１に係る無線送信装置からの送信信号の送信電力を示す図 実施の形態１に係る無線送信装置からの送信信号の送信電力を示す図 実施の形態１のバリエーションを説明するための図 実施の形態１のバリエーションに係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態２に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態２に係る無線送信装置からの送信信号を周波数軸上で示した図 実施の形態２に係る無線送信装置からの送信信号を周波数軸上で示した図 実施の形態２に係る無線送信装置からの送信信号を周波数軸上で示した図 実施の形態３に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態３に係るデータテーブルの一例を示す図 実施の形態３に係る無線送信装置からの送信信号を周波数軸上で示した図 実施の形態３に係る無線送信装置からの送信信号を周波数軸上で示した図 実施の形態３に係るデータテーブルの一例を示す図 実施の形態４に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態４に係る無線送信装置からの送信信号を時間軸上で示した図 実施の形態５に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態５に係る無線送信装置からの送信信号を時間軸上で示した図
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、ここでは、本実施の形態に係る無線送信装置が通信システムの基地局に搭載される場合を例にとって説明する。また、本明細書において、同様の機能を有する複数の構成に対し同一の符号を付すこととし、さらに各符号に続けて異なる枝番を付して互いを区別する。
本実施の形態に係る基地局に搭載される無線送信装置は、符号化部１０１−１〜１０１−３、変調部１０２−１〜１０２−３、多重部１０３−１、１０３−２、ＩＦＦＴ部１０４−１、１０４−２、ＣＰ挿入部１０５−１、１０５−２、マルチキャスト送信電力制御部１０６、サブフレーム多重部１０７、無線送信部１０８、および送信アンテナ１０９を備え、送信データとしてユニキャストデータとマルチキャストデータとを時間多重して送信する。すなわち、図３に示すように、送信データはサブフレームに区切られた時間単位で多重される。このとき、マルチキャストデータは、ユニキャストデータに比べて大きな電力で送信される。また、基地局は、ユニキャスト送信データ、マルチキャスト送信データ、送信パラメータ等を示す制御情報を移動局に送信する。
本実施の形態に係る無線送信装置の各部は以下の動作を行う。
符号化部１０１−２、１０１−３は、送信データ（ユニキャスト、マルチキャスト）に対して、ターボ符号化等の誤り訂正符号化を施す。変調部１０２−２、１０２−３は、符号化されたデータに対してＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の変調を施す。ここで、送信処理はサブフレーム単位で行われるため、現在のサブフレームがユニキャストデータのサブフレームであればユニキャストデータに対する符号化及び変調処理が行われ、現在のサブフレームがマルチキャストデータのサブフレームであればマルチキャストデータに対する符号化及び変調処理が行われる。同様に、符号化部１０１−１および変調部１０２−１は、ユニキャストデータおよびマルチキャストデータのそれぞれに対する制御情報の符号化及び変調処理を行う。
多重部１０３−１、１０３−２は、変調されたユニキャストまたはマルチキャストのデータ信号と、制御情報と、パイロット信号とを多重して多重サブフレームを形成する。多重方法は、サブフレーム内で時間多重（すなわちＯＦＤＭシンボルで多重）または周波数多重（すなわちサブキャリアで多重）のいずれでも良いし、双方の組み合わせを使用しても良い。ＩＦＦＴ部１０４−１、１０４−２は、多重された信号に対してＩＦＦＴ処理を行い、時間領域へ変換しＯＦＤＭシンボルを生成する。ＣＰ挿入部１０５−１、１０５−２は、ＩＦＦＴにより生成されたＯＦＤＭシンボルの後尾部をＣＰとして先頭部分に挿入する。
マルチキャスト送信電力制御部１０６は、ＣＰが挿入されたマルチキャスト信号に対して、サブフレームの最後部（後尾部）のＯＦＤＭシンボルの送信電力を減少させる制御を行う。この送信電力の減少方法については後述する。
サブフレーム多重部１０７は、ユニキャスト信号とマルチキャスト信号とをサブフレームで多重する。すなわち、ユニキャスト信号及びマルチキャスト信号が入力され、ユニキャストサブフレームではユニキャスト信号を出力し、マルチキャストサブフレームではマルチキャスト信号を出力する。無線送信部１０８は、Ｄ／Ａ変換、アップコンバート等の無線送信処理を行って無線信号を生成し、送信アンテナ１０９を介して送信する。
このように、マルチキャスト送信電力制御部１０６が、マルチキャストサブフレームの後尾部のＯＦＤＭシンボルの送信電力を減少させる制御を行うことにより、図４に示すような送信電力の信号が送信される。
次に、マルチキャスト送信電力制御部１０６の動作の詳細について説明する。
マルチキャスト送信電力制御部１０６は、マルチキャストサブフレームの最後のＯＦＤＭシンボルの送信電力を減少させる制御を行う。ここで、送信電力の減少方法としては、以下に示す方法Ａ〜Ｃの３通りがある。
＜方法Ａ＞
マルチキャスト送信電力制御部１０６は、図５に示すように、マルチキャストサブフレームの最後のＯＦＤＭシンボル全体（斜線部）の送信電力を一律に下げる制御を行う。これにより、マルチキャストチャネルにおいてサブキャリア間干渉を生じさせることなく送信電力を低下させることができる。
また、最後のＯＦＤＭシンボルの送信電力をユニキャストサブフレームの送信電力と同じレベルに減少させることにより下記の課題を解決することができる。
すなわち、ＡＭＣ（Adaptive Modulation and Coding）において、移動局で測定した受信品質に基づいて、基地局は、データ送信のＭＣＳ（変調方式及び符号化率）を決める。ここで、移動局が受信品質測定したサブフレームの直前のサブフレームのデータと、基地局がデータを送信するサブフレームの直前のサブフレームで送信されるデータ（マルチキャストまたはユニキャスト）とが異なると、受ける干渉量が異なり、測定時の受信品質とデータ送信時の受信品質とが異なってしまうため、適切なＭＣＳを用いて送信することができない。
最後のＯＦＤＭシンボルの送信電力を、ユニキャストサブフレームの送信電力と同じレベルにすることにより、移動局が受信品質測定したサブフレーム及び基地局がデータを送信するサブフレームの直前のサブフレームで送信されるデータが、たとえマルチキャストであってもユニキャストであっても、干渉量すなわち受信品質は同じとなり、適切なＭＣＳを用いて送信を行うことができる。
＜方法Ｂ＞
マルチキャスト送信電力制御部１０６は、図６に示すように、マルチキャストフレームの最後のＯＦＤＭシンボル（斜線部）のうち、さらに一部分のみの送信電力を低下させる制御を行う。具体的には、最後のＯＦＤＭシンボルの後尾部のみの送信電力を低下させる。これにより、マルチキャストチャネルの電力減少量を最小限に抑えることができ、マルチキャストチャネルの品質劣化を抑えることができる。
また、送信電力を減少させる範囲をマルチキャストチャネルのＣＰ長と同じ長さの範囲に設定すると、ユニキャストサブフレームに遅延波が及ぶ可能性のある範囲のみの送信電力を減少させることができる。
さらに、減少させるレベルとして、ユニキャストチャネルの送信電力まで減少させることとすると、方法Ａで既に説明したのと同様の効果が得られる。
＜方法Ｃ＞
マルチキャスト送信電力制御部１０６は、図７に示すように、最後のＯＦＤＭシンボル全体（斜線部）の送信電力を時間軸方向に徐々に低下させる制御を行う。これにより、ユニキャストサブフレームの存在により大きな干渉を与える可能性のある後尾部ほど送信電力を減少させるため、マルチキャストチャネルのトータルの電力減少量を抑えつつも、ユニキャストへ与える干渉を低減させることができる。
また、このように、緩やかに送信電力を減少させることにより、マルチキャストチャネルにおいてサブキャリア間干渉を低減することができる。なお、図７では、ＣＰの開始時点からＯＦＤＭシンボルの最後の時点まで線形的に減少させているが、開始時点をなめらかに減少させるＲａｍｐ関数等を用いても良い。
このように、本実施の形態によれば、基地局はマルチキャストサブフレームの最後部の送信電力を減少させて送信する。特に、時間領域において送信電力を様々な方法により減少させる。よって、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストチャネルに与える干渉が低減するので、ユニキャストチャネルのスループットを向上させることができる。
なお、本実施の形態において、マルチキャストチャネルにおいて送信電力を減少させるサブフレーム最後のＯＦＤＭシンボルには、重要でないデータを配置するようにしても良い。ここで、重要でないデータとは、ターボ符号におけるパリティビット、階層変調におけるエンハンスド・レイヤのデータ、制御データ、パイロット信号（あるいはリファレンス信号と呼ばれる場合もある）等である。これにより、マルチキャストチャネルにおいて重要でないデータの送信電力を減少させることができるため、マルチキャストデータの受信品質の劣化を防ぐことができる。
また、マルチキャスト送信電力制御部１０６は、最後のＯＦＤＭシンボルだけでなくサブフレーム全体の送信電力の設定も同時に行うようにしても良い。
また、マルチキャスト通信を実施する無線送信システムにおいては、一般的に制御局によりマルチキャストデータの品質が制御される。すなわち、制御局はマルチキャストデータのコンテンツに応じてカバーエリア内での品質を保証する。したがって、本実施の形態においても、図８に示すように、マルチキャストサブフレームの最後のＯＦＤＭシンボルの送信電力減少量をマルチキャストの送信電力情報として制御局Ｒ１が基地局１〜７へ通知し、各基地局がマルチキャスト送信電力情報に従って送信電力を制御するような構成としても良い。例えば、重要なコンテンツでは送信電力減少量を小さく設定することにより重要なコンテンツの受信品質の低下を防ぐ。図９は、本実施の形態の上記バリエーションに係る基地局１〜Ｎ（無線送信装置）の主要な構成を示すブロック図である。基地局１〜Ｎにそれぞれ搭載されるマルチキャスト送信電力制御部１０６へは、制御局Ｒ１からマルチキャスト送信電力情報が通知される。このマルチキャスト送信電力情報に従って、サブフレーム最後のＯＦＤＭシンボルの送信電力減少量が求められ、これに従って送信電力が制御される。これにより、マルチキャストのコンテンツに応じた電力設定が可能となり、制御局Ｒ１においてマルチキャストデータの品質を保証することができる。なお、制御するのは制御局Ｒ１でなく、複数存在する基地局のうちの特定の基地局であってもよい。また、送信電力情報として、サブフレーム最後のＯＦＤＭシンボルの送信電力減少量を用いるのではなく、送信電力そのものを用いてもよい。
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図である。この無線送信装置は、実施の形態１に示した無線送信装置（図２参照）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符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態に係る無線送信装置を搭載する基地局は、マルチキャストサブフレームの最後部の送信電力を減少させる制御を周波数領域において行い、送信電力が制御された信号を送信する。この際、直後のユニキャストサブフレームの送信電力に応じて、マルチキャストサブフレームの最後部の送信電力を減少させる処理を施す。
実施の形態１に係る無線送信装置とは、ユニキャストサブキャリア電力設定部２０１およびマルチキャストサブキャリア電力設定部２０２が設けられている点が異なる。また、これらの構成は、多重部（１０３−１、１０３−２）とＩＦＦＴ部（１０４−１、１０４−２）との間に設けられる。
ユニキャストサブキャリア電力設定部２０１は、ユニキャストサブフレームにおいてサブキャリア毎あるいは複数サブキャリアで構成されるサブバンド毎に送信電力を制御する。ここで、セル間で互いに干渉を及ぼし合わないように、あるセルで大きな送信電力で送信しているサブキャリアは、周辺セルでは小さな電力で送信するように調整される。すなわち、この基地局で高い送信電力で送信しているサブキャリアでは、周辺セルでは低い送信電力で送信される。
マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２は、マルチキャストサブフレームにおいて最後のＯＦＤＭシンボルに対してサブキャリア毎あるいはサブバンド毎に送信電力を制御する。ここで、マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２にはユニキャストサブキャリア電力設定部２０１から直後のユニキャストサブフレームのサブキャリア毎の送信電力情報が入力され、直後のユニキャストサブフレームにおいて送信電力が高いサブキャリアまたはサブバンドほど低い電力に設定する。
マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２における電力設定は、例えば以下のように行われる。
マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２は、マルチキャストサブフレームの最後のＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアの電力を、ユニキャストの各サブキャリアの電力の逆数に比例した電力に設定する。すなわち、マルチキャストのサブキャリアｎの送信電力Ｐｍｎは下記式（１）により表される。
Figure 2007083636
 ただし、Ｐｍ，ｔｏｔａｌは、マルチキャストサブフレームの最後のＯＦＤＭシンボルの総送信電力であり、ユニキャストサブフレームの送信電力と同じ送信電力である。また、Ｐｕ１、Ｐｕ２、Ｐｕ３、・・・、ＰｕＮは、ユニキャストチャネルのサブキャリア１、２、３、・・・、Ｎ（Ｎはサブキャリア数）の送信電力をあらわす。
本実施の形態におけるマルチキャストサブフレームおよび当該フレーム直後のユニキャストサブフレームの送信信号を周波数軸上で示すと図１１Ａ，Ｂのようになる。図１１Ａにはマルチキャストサブフレームの最後部のＯＦＤＭシンボルが示され、図１１Ｂにはマルチキャストサブフレームの次（直後）の隣接ユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルが示されている。これらの図を比較してわかるように、図１１Ｂで隣接サブフレームにおいて送信電力が高く設定されるサブキャリア（周波数帯）を特定し、図１１Ａにおいて、特定したサブキャリアの送信電力を低く設定するようにしている。このように、隣接セル間で干渉を融通し合うため、すなわち、隣接セル間で干渉が起こりうる周波数を異なるようにするため、サブキャリアによって異なる送信電力が設定されることとなる。
ここで、直後のユニキャストサブフレームにおいて送信電力が高いサブキャリアまたはサブバンドほど低い電力に設定する理由を下記に示す。
ユニキャストチャネルではセル間で互いに干渉を及ぼし合わないように、サブキャリア毎に異なる送信電力で送信される。ここで、サブキャリア毎の送信電力はセル毎に異なるようにする。すなわち、あるセルで高い送信電力で送信されるサブキャリアは、周辺セルでは低い送信電力で送信される。これにより、あるセルで高い送信電力で送信しているときには、周辺セルからの干渉が軽減されるため、受信品質が向上し、通信システムのスループットを向上させることができる。また、高い電力で送信するサブキャリアと低い電力で送信するサブキャリアとをセル毎に異ならせることにより、すべてのセルでスループットを向上させることができる。
このとき、自セルで送信電力の高いサブキャリアは、周辺セルにおいては逆に、図１２に示すように、低い電力で送信されていることが予測される。そして、あるセルのマルチキャストサブフレームが干渉を及ぼすのは周辺セルのユニキャストサブフレームであるため、自セルのユニキャストチャネルで高い電力で送信するサブキャリアの送信電力を低下させることにより、周辺セルの低い電力で送信されているユニキャストチャネルへの干渉を低減することができる。これにより、より干渉の影響を受けやすい、低い送信電力のサブキャリアに与える干渉を低減できるため、通信システムのスループットを向上させることができる。
このように、本実施の形態によれば、マルチキャストサブフレームの次のユニキャストサブフレームにおいて、隣接セルの送信電力の低いサブキャリアほど低い送信電力に設定することとなるため、隣接セルのユニキャストチャネルに与える干渉を低減させることができ、システムスループットを向上させることができる。
なお、本実施の形態では、ユニキャストサブキャリア電力設定部２０１において、サブキャリア毎またはサブバンド毎に送信電力を設定する場合を例にとって説明したが、さらにＯＦＤＭシンボル毎に送信電力を設定する構成としても良い。かかる場合、マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２では、直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルにおいて電力の高いサブキャリアほど低い電力に設定する。
また、マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２では、最後のＯＦＤＭシンボルだけでなくサブフレーム全体の送信電力の設定も同時に行っても良い。
また、本実施の形態では、マルチキャストサブフレーム内にはマルチキャストデータのみが送信される場合を例にとって説明したが、マルチキャストサブフレーム内にユニキャストデータが周波数多重、すなわち一部のサブキャリアではユニキャストデータが送信される場合でも同様の効果を得ることができる。この場合、マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２では、マルチキャストデータが送信されるサブキャリアの送信電力を制御する。
（実施の形態３）
図１３は、本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、この無線送信装置も、実施の形態１に示した無線送信装置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符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態に係る無線送信装置を搭載する基地局は、マルチキャストサブフレームの最後部の送信電力を減少させて送信する。この際、直後のユニキャストサブフレームのデータ配置に応じて、周波数軸上で送信電力を減少させる制御を行う。
実施の形態１に係る無線送信装置とは、マルチキャストサブキャリア電力設定部３０１が多重部（１０３−１、１０３−２）とＩＦＦＴ部（１０４−１、１０４−２）との間に設けられている点が異なる。
マルチキャストサブキャリア電力設定部３０１は、マルチキャストサブフレームにおいて最後のＯＦＤＭシンボルに対してサブキャリア毎あるいはサブバンド毎に送信電力を制御する。ここで、マルチキャストサブキャリア電力設定部３０１には、多重部１０３−１、１０３−２から直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルの配置情報が入力され、直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルでパイロット信号が配置（マッピング）されるサブキャリアの送信電力を減少させる。
ここで、送信電力減少量は、例えば、図１４に示すような「配置されるデータ」と「電力減少量」との対応関係を示すデータテーブルを用いて決定する。
本実施の形態に係る無線送信装置からの送信信号を周波数軸上で示すと図１５Ａ，Ｂのようになる。図１５Ａはマルチキャストサブフレームの最後部のＯＦＤＭシンボルを示す。この図に示すように、次のユニキャストサブフレームでパイロットが配置されるサブキャリアの送信電力が低く設定されている。図１５Ｂはこのマルチキャストサブフレームの次のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルを示す。
このように、本実施の形態によれば、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームにおいて、パイロット信号に与える干渉を低減させるので、ユニキャストチャネルの受信品質およびシステムスループットを向上させることができる。
なお、本実施の形態において、マルチキャストサブキャリア電力設定部３０１は、直後のユニキャストサブフレームにおいてパイロットではなく、制御情報が配置されるサブキャリアの送信電力を減少させるような構成としても良い。かかる場合、制御情報に与える干渉を低減することができるため、制御情報が誤ることによるデータの誤り受信をなくし、システムスループットを向上させることができる。
また、システマチックビットが配置されるサブキャリアの送信電力を減少させるような構成としても良い。かかる場合、ユニキャストチャネルにおいて復号の際に、より重要なシステマチックビットの干渉を低減することができるため、誤り率を向上させることができる。
また、直後のユニキャストサブフレームで配置されるデータが、パイロット、制御情報、システマチックビットのいずれであるかによって、サブキャリア毎に送信電力減少量を変えるような構成としても良い。かかる場合、例えば図１６に示すようなデータテーブルを用いることにより送信電力の「電力減少量」を決定する。
また、本実施の形態では、マルチキャストサブフレーム内にはマルチキャストデータのみが送信される場合を例にとって説明したが、マルチキャストサブフレーム内にユニキャストデータが周波数多重、すなわち一部のサブキャリアではユニキャストデータが送信される場合でも同様の効果を得ることができる。この場合、マルチキャストサブキャリア電力設定部３０１では、マルチキャストデータをマッピングするサブキャリアの送信電力を制御する。
（実施の形態４）
図１７は、本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、この無線送信装置も、実施の形態１に示した無線送信装置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符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態に係る無線送信装置を搭載する基地局は、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルの送信電力を高く設定して送信する。
実施の形態１に係る無線送信装置とは、マルチキャスト送信電力制御部１０６の代わりにユニキャスト送信電力制御部４０１が、ＣＰ挿入部１０５−１とサブフレーム多重部１０７との間に設けられている点が異なる。
ユニキャスト送信電力制御部４０１は、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルの送信電力を高く制御する。高くするレベルは、直前のマルチキャストサブフレームの送信電力と同一の電力値とする。
本実施の形態に係る無線送信装置からの送信信号を時間軸上で示すと図１８のようになる。この図により、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルの送信電力が、直前のマルチキャストサブフレームの送信電力と同一の値に設定されていることがわかる。
このように、本実施の形態によれば、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルの送信電力を高く制御するため、マルチキャストサブフレームからの大きな干渉が存在する環境下でも、ユニキャストチャネルの受信品質を十分な品質に保つことができる。
なお、本実施の形態において、送信電力を高く制御する対象範囲は、先頭のＯＦＤＭシンボル全体であってもよいし、マルチキャストで使われているＣＰ長と同じ長さの範囲であってもよい。このようにＣＰ長と同じ長さにすることにより、干渉を受けている最小限の範囲の送信電力を高く設定することができる。
（実施の形態５）
図１９は、本発明の実施の形態５に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、この無線送信装置も、実施の形態１に示した無線送信装置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符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態に係る無線送信装置を搭載する基地局は、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームにおいて、先頭のＯＦＤＭシンボルのＣＰを長く設定する。
実施の形態１に係る無線送信装置とは、マルチキャスト送信電力制御部１０６を設けない点、および、ユニキャスト送信データ用のＣＰ挿入部１０５−１の代わりにＣＰ挿入部５０１が設けられている点が異なる。
ユニキャスト用のＣＰ挿入部５０１は、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルに、その他のＯＦＤＭシンボルと比べて長いＣＰを適用する。ＣＰ長は、マルチキャストチャネルで使用しているＣＰ長と同じものを用いる。
本実施の形態に係る無線送信装置からの送信信号を時間軸上で示すと図２０のようになる。ここでは、複数存在するＣＰのうち、信号長が長く設定されたＣＰを特に斜線を付して示している。
このように、本実施の形態によれば、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルのＣＰを充分に長いものと設定することにより、ユニキャスト信号のうちマルチキャストサブフレームからの干渉を受ける部分をＣＰの範囲内に抑えることができるため、ユニキャストチャネルの受信品質を向上させることができる。
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
本発明に係る無線送信装置および無線送信方法は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、各実施の形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
本発明に係る無線送信装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。
なお、本発明において、サブフレームは、タイムスロット、フレーム等の送信時間単位を表すものであれば何でもよい。
また、ＣＰはＧＩ（ガードインターバル）と呼ばれることもある。
また、各実施の形態において、マルチキャスト通信方式を例にとって説明したが、本発明はブロードキャスト通信にも適用することができる。特に３ＧＰＰでは、ブロードキャスト通信はＭＢＭＳ（Multicast/Broadcast Multimedia Service）と呼ばれている。
また、マルチキャスト通信以外にも、ＳＨＯ等の複数のセルから同じデータを送信する場合にも適用することができる。
また、ここでは、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、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係る無線送信方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係る無線送信装置と同様の機能を実現することができる。
また、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、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。
また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等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、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
さらに、半導体技術の進歩また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。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
２００６年１月１７日出願の特願２００６−００８９９６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。
本発明に係る無線送信装置および無線送信方法は、移動体通信システムにおける通信端末装置、基地局装置等の用途に適用することができる。
本発明は、マルチキャスト通信およびユニキャスト通信を行う通信システムで使用される無線送信装置および無線送信方法に関する。
近年、移動体通信においては、音声以外に画像やデータ等の様々な情報が伝送の対象になっている。これに伴って、高信頼かつ高速な伝送に対する必要性がさらに高まっている。しかし、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一つとして、ＯＦＤＭ方式に代表される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サブキャリアを用いてデータを伝送することにより、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の周波数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最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で実現できる。このため、ＯＦＤＭ方式は、セルラ方式移動体通信に採用される通信方法として注目されており、様々な検討が加えられている。
一方、最近、マルチキャストサービスに関する検討が行われている。マルチキャストサービスで行われる通信は、ユニキャスト、すなわち１対１の通信ではなく、１対多の通信となる。すなわち、マルチキャストでは１つの基地局が複数の移動局宛にデータ（例えば、音楽データ、ビデオ画像データ等）を送信する。また、比較的広いエリアに対するサービスが想定されているため、複数の基地局から同じデータを送信する。このような１対多の通信であるマルチキャストデータはマルチキャストチャネルにより伝送される。
上記のように、マルチキャストチャネルは複数の基地局から同時に同じデータが送信されるため、セル境界付近の移動局は、複数の基地局から送信された信号が混ざった信号が受信される。ここで、ＯＦＤＭにおいては、複数の基地局から送信された同一の信号が移動局においてＣＰ（Cyclic Prefix)の信号長の範囲内に含まれ得る遅延差で受信されると、複数の信号が合成され、電力が増幅された信号として受信される。基地局間の送信タイミングの誤差や遠方セルからの伝搬遅延が存在する環境下でも複数セルからの信号がＣＰの範囲内に含まれるように、非特許文献１では、マルチキャストチャネルにおいてユニキャストチャネルよりも長いＣＰを用いることが開示されている。このような場合、マルチキャストチャネルにおいては、周辺セルで送信された信号が干渉を与えることはない。
また、非特許文献２では、長いＣＰを用いるマルチキャストチャネルと短いＣＰを用いるユニキャストチャネルとを時間多重、すなわちサブフレームで定義される時間単位で切り替えることが開示されている。
"OFDM Radio Parameter Set in Evolved UTRA Downlink", 3GPP RAN WG1 Ad Hoc on LTE meeting(2005.06) R1-050587 "Channel Structure for E-UTRA MBMS Evaluation", 3GPP RAN WG1#40bis meeting (2005.10) R1-051103
マルチキャストチャネルは以下の２つの理由から、高い送信電力で送信される。１つ目
の理由は、マルチキャストチャネルは、マルチキャストサービスがカバーするエリア内ではたとえ基地局から離れた位置に存在する移動局であっても、ある所定レベル以上の品質で受信される必要があるという理由である。しかも、この受信はＡＲＱによる再送が行われることなく実現される必要がある。また、もう１つの理由は、上記説明で示したように、マルチキャストチャネルでは周辺セルからの干渉が生じないため、高い送信電力で送信しても干渉の増大による誤り率やスループットの低下が起こらないという理由である。
一方で、ユニキャストチャネルでは、セル間干渉による受信誤り率やスループットの低下を抑える必要があるため、ユニキャストチャネルはマルチキャストチャネルに比べて低い送信電力で送信される。
従って、非特許文献２のように、マルチキャストチャネルとユニキャストチャネルとをサブフレーム単位で多重する場合、以下に示すような問題が発生する。図１は、マルチキャストチャネルおよびユニキャストチャネルの電力関係を示す図である。ＣＰは斜線を付して示している。
図１において、マルチキャストサブフレームで周辺セルの基地局から送信された電力の大きな信号が、移動局においてユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルのＣＰを超えて受信されている（サブフレームは、ＣＰを含む複数のＯＦＤＭシンボルから構成される）。ここで、基地局間で送信タイミングには差が存在するため、周辺セルからの遅延波（マルチキャストサブフレーム）がＣＰ長を超えて受信される可能性は十分高い。かかる場合、マルチキャストサブフレームの次のユニキャストサブフレームは、先頭のＯＦＤＭシンボルにおいて大きな干渉を受けるため、受信品質が劣化する。
上記問題は下記理由により、さらに重要味を増してくる。すなわち、ユニキャストサブフレームでは、データ復号処理の遅延時間を短縮することを目的として、先頭のＯＦＤＭシンボルでチャネル推定のためのパイロット信号、送信データの変調方式、符号化率等を示す制御信号が送信される。そして、これらの信号が正しく受信されなければ、データが正しく復号されないため、上記干渉はユニキャストチャネルのスループットを大きく劣化させる結果となるからである。
本発明の目的は、マルチキャストチャネルに続いて受信されるユニキャストチャネルの受信精度を向上させることにより通信システムのスループットを増大させることができる無線送信装置および無線送信方法を提供することである。
本発明の無線送信方法は、マルチキャスト信号および当該マルチキャスト信号に隣接するユニキャスト信号に対し、当該マルチキャスト信号の後尾部分の送信電力を低下させる制御、または、当該ユニキャスト信号の先頭部分の送信電力を増加させる制御を行うステップと、前記マルチキャスト信号および前記ユニキャスト信号を送信するステップと、を具備するようにした。
本発明によれば、マルチキャストチャネルに続いて受信されるユニキャストチャネルの受信精度を向上させ、通信システムのスループットを増大させることができる。
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、ここでは、本実施の形態に係る無線送信装置が通信システムの基地局に搭載される場合を例にとって説明する。また、本明細書において、同様の機能を有する複数の構成に対し同一の符号を付すこととし、さらに各符号に続けて異なる枝番を付して互いを区別する。
本実施の形態に係る基地局に搭載される無線送信装置は、符号化部１０１−１〜１０１−３、変調部１０２−１〜１０２−３、多重部１０３−１、１０３−２、ＩＦＦＴ部１０４−１、１０４−２、ＣＰ挿入部１０５−１、１０５−２、マルチキャスト送信電力制御部１０６、サブフレーム多重部１０７、無線送信部１０８、および送信アンテナ１０９を備え、送信データとしてユニキャストデータとマルチキャストデータとを時間多重して送信する。すなわち、図３に示すように、送信データはサブフレームに区切られた時間単位で多重される。このとき、マルチキャストデータは、ユニキャストデータに比べて大きな電力で送信される。また、基地局は、ユニキャスト送信データ、マルチキャスト送信データ、送信パラメータ等を示す制御情報を移動局に送信する。
本実施の形態に係る無線送信装置の各部は以下の動作を行う。
符号化部１０１−２、１０１−３は、送信データ（ユニキャスト、マルチキャスト）に対して、ターボ符号化等の誤り訂正符号化を施す。変調部１０２−２、１０２−３は、符号化されたデータに対してＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の変調を施す。ここで、送信処理はサ
ブフレーム単位で行われるため、現在のサブフレームがユニキャストデータのサブフレームであればユニキャストデータに対する符号化及び変調処理が行われ、現在のサブフレームがマルチキャストデータのサブフレームであればマルチキャストデータに対する符号化及び変調処理が行われる。同様に、符号化部１０１−１および変調部１０２−１は、ユニキャストデータおよびマルチキャストデータのそれぞれに対する制御情報の符号化及び変調処理を行う。
多重部１０３−１、１０３−２は、変調されたユニキャストまたはマルチキャストのデータ信号と、制御情報と、パイロット信号とを多重して多重サブフレームを形成する。多重方法は、サブフレーム内で時間多重（すなわちＯＦＤＭシンボルで多重）または周波数多重（すなわちサブキャリアで多重）のいずれでも良いし、双方の組み合わせを使用しても良い。ＩＦＦＴ部１０４−１、１０４−２は、多重された信号に対してＩＦＦＴ処理を行い、時間領域へ変換しＯＦＤＭシンボルを生成する。ＣＰ挿入部１０５−１、１０５−２は、ＩＦＦＴにより生成されたＯＦＤＭシンボルの後尾部をＣＰとして先頭部分に挿入する。
マルチキャスト送信電力制御部１０６は、ＣＰが挿入されたマルチキャスト信号に対して、サブフレームの最後部（後尾部）のＯＦＤＭシンボルの送信電力を減少させる制御を行う。この送信電力の減少方法については後述する。
サブフレーム多重部１０７は、ユニキャスト信号とマルチキャスト信号とをサブフレームで多重する。すなわち、ユニキャスト信号及びマルチキャスト信号が入力され、ユニキャストサブフレームではユニキャスト信号を出力し、マルチキャストサブフレームではマルチキャスト信号を出力する。無線送信部１０８は、Ｄ／Ａ変換、アップコンバート等の無線送信処理を行って無線信号を生成し、送信アンテナ１０９を介して送信する。
このように、マルチキャスト送信電力制御部１０６が、マルチキャストサブフレームの後尾部のＯＦＤＭシンボルの送信電力を減少させる制御を行うことにより、図４に示すような送信電力の信号が送信される。
次に、マルチキャスト送信電力制御部１０６の動作の詳細について説明する。
マルチキャスト送信電力制御部１０６は、マルチキャストサブフレームの最後のＯＦＤＭシンボルの送信電力を減少させる制御を行う。ここで、送信電力の減少方法としては、以下に示す方法Ａ〜Ｃの３通りがある。
＜方法Ａ＞
マルチキャスト送信電力制御部１０６は、図５に示すように、マルチキャストサブフレームの最後のＯＦＤＭシンボル全体（斜線部）の送信電力を一律に下げる制御を行う。これにより、マルチキャストチャネルにおいてサブキャリア間干渉を生じさせることなく送信電力を低下させることができる。
また、最後のＯＦＤＭシンボルの送信電力をユニキャストサブフレームの送信電力と同じレベルに減少させることにより下記の課題を解決することができる。
すなわち、ＡＭＣ（Adaptive Modulation and Coding）において、移動局で測定した受信品質に基づいて、基地局は、データ送信のＭＣＳ（変調方式及び符号化率）を決める。ここで、移動局が受信品質測定したサブフレームの直前のサブフレームのデータと、基地局がデータを送信するサブフレームの直前のサブフレームで送信されるデータ（マルチキャストまたはユニキャスト）とが異なると、受ける干渉量が異なり、測定時の受信品質と
データ送信時の受信品質とが異なってしまうため、適切なＭＣＳを用いて送信することができない。
最後のＯＦＤＭシンボルの送信電力を、ユニキャストサブフレームの送信電力と同じレベルにすることにより、移動局が受信品質測定したサブフレーム及び基地局がデータを送信するサブフレームの直前のサブフレームで送信されるデータが、たとえマルチキャストであってもユニキャストであっても、干渉量すなわち受信品質は同じとなり、適切なＭＣＳを用いて送信を行うことができる。
＜方法Ｂ＞
マルチキャスト送信電力制御部１０６は、図６に示すように、マルチキャストフレームの最後のＯＦＤＭシンボル（斜線部）のうち、さらに一部分のみの送信電力を低下させる制御を行う。具体的には、最後のＯＦＤＭシンボルの後尾部のみの送信電力を低下させる。これにより、マルチキャストチャネルの電力減少量を最小限に抑えることができ、マルチキャストチャネルの品質劣化を抑えることができる。
また、送信電力を減少させる範囲をマルチキャストチャネルのＣＰ長と同じ長さの範囲に設定すると、ユニキャストサブフレームに遅延波が及ぶ可能性のある範囲のみの送信電力を減少させることができる。
さらに、減少させるレベルとして、ユニキャストチャネルの送信電力まで減少させることとすると、方法Ａで既に説明したのと同様の効果が得られる。
＜方法Ｃ＞
マルチキャスト送信電力制御部１０６は、図７に示すように、最後のＯＦＤＭシンボル全体（斜線部）の送信電力を時間軸方向に徐々に低下させる制御を行う。これにより、ユニキャストサブフレームの存在により大きな干渉を与える可能性のある後尾部ほど送信電力を減少させるため、マルチキャストチャネルのトータルの電力減少量を抑えつつも、ユニキャストへ与える干渉を低減させることができる。
また、このように、緩やかに送信電力を減少させることにより、マルチキャストチャネルにおいてサブキャリア間干渉を低減することができる。なお、図７では、ＣＰの開始時点からＯＦＤＭシンボルの最後の時点まで線形的に減少させているが、開始時点をなめらかに減少させるＲａｍｐ関数等を用いても良い。
このように、本実施の形態によれば、基地局はマルチキャストサブフレームの最後部の送信電力を減少させて送信する。特に、時間領域において送信電力を様々な方法により減少させる。よって、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストチャネルに与える干渉が低減するので、ユニキャストチャネルのスループットを向上させることができる。
なお、本実施の形態において、マルチキャストチャネルにおいて送信電力を減少させるサブフレーム最後のＯＦＤＭシンボルには、重要でないデータを配置するようにしても良い。ここで、重要でないデータとは、ターボ符号におけるパリティビット、階層変調におけるエンハンスド・レイヤのデータ、制御データ、パイロット信号（あるいはリファレンス信号と呼ばれる場合もある）等である。これにより、マルチキャストチャネルにおいて重要でないデータの送信電力を減少させることができるため、マルチキャストデータの受信品質の劣化を防ぐことができる。
また、マルチキャスト送信電力制御部１０６は、最後のＯＦＤＭシンボルだけでなくサブフレーム全体の送信電力の設定も同時に行うようにしても良い。
また、マルチキャスト通信を実施する無線送信システムにおいては、一般的に制御局によりマルチキャストデータの品質が制御される。すなわち、制御局はマルチキャストデータのコンテンツに応じてカバーエリア内での品質を保証する。したがって、本実施の形態においても、図８に示すように、マルチキャストサブフレームの最後のＯＦＤＭシンボルの送信電力減少量をマルチキャストの送信電力情報として制御局Ｒ１が基地局１〜７へ通知し、各基地局がマルチキャスト送信電力情報に従って送信電力を制御するような構成としても良い。例えば、重要なコンテンツでは送信電力減少量を小さく設定することにより重要なコンテンツの受信品質の低下を防ぐ。図９は、本実施の形態の上記バリエーションに係る基地局１〜Ｎ（無線送信装置）の主要な構成を示すブロック図である。基地局１〜Ｎにそれぞれ搭載されるマルチキャスト送信電力制御部１０６へは、制御局Ｒ１からマルチキャスト送信電力情報が通知される。このマルチキャスト送信電力情報に従って、サブフレーム最後のＯＦＤＭシンボルの送信電力減少量が求められ、これに従って送信電力が制御される。これにより、マルチキャストのコンテンツに応じた電力設定が可能となり、制御局Ｒ１においてマルチキャストデータの品質を保証することができる。なお、制御するのは制御局Ｒ１でなく、複数存在する基地局のうちの特定の基地局であってもよい。また、送信電力情報として、サブフレーム最後のＯＦＤＭシンボルの送信電力減少量を用いるのではなく、送信電力そのものを用いてもよい。
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図である。この無線送信装置は、実施の形態１に示した無線送信装置（図２参照）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符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態に係る無線送信装置を搭載する基地局は、マルチキャストサブフレームの最後部の送信電力を減少させる制御を周波数領域において行い、送信電力が制御された信号を送信する。この際、直後のユニキャストサブフレームの送信電力に応じて、マルチキャストサブフレームの最後部の送信電力を減少させる処理を施す。
実施の形態１に係る無線送信装置とは、ユニキャストサブキャリア電力設定部２０１およびマルチキャストサブキャリア電力設定部２０２が設けられている点が異なる。また、これらの構成は、多重部（１０３−１、１０３−２）とＩＦＦＴ部（１０４−１、１０４−２）との間に設けられる。
ユニキャストサブキャリア電力設定部２０１は、ユニキャストサブフレームにおいてサブキャリア毎あるいは複数サブキャリアで構成されるサブバンド毎に送信電力を制御する。ここで、セル間で互いに干渉を及ぼし合わないように、あるセルで大きな送信電力で送信しているサブキャリアは、周辺セルでは小さな電力で送信するように調整される。すなわち、この基地局で高い送信電力で送信しているサブキャリアでは、周辺セルでは低い送信電力で送信される。
マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２は、マルチキャストサブフレームにおいて最後のＯＦＤＭシンボルに対してサブキャリア毎あるいはサブバンド毎に送信電力を制御する。ここで、マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２にはユニキャストサブキャリア電力設定部２０１から直後のユニキャストサブフレームのサブキャリア毎の送信電力情報が入力され、直後のユニキャストサブフレームにおいて送信電力が高いサブキャリアまたはサブバンドほど低い電力に設定する。
マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２における電力設定は、例えば以下のように行われる。
マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２は、マルチキャストサブフレームの最後のＯＦＤＭシンボルの各サブキャリアの電力を、ユニキャストの各サブキャリアの電力の逆数に比例した電力に設定する。すなわち、マルチキャストのサブキャリアｎの送信電力Ｐｍｎは下記式（１）により表される。
Figure 2007083636
 ただし、Ｐｍ，ｔｏｔａｌは、マルチキャストサブフレームの最後のＯＦＤＭシンボルの総送信電力であり、ユニキャストサブフレームの送信電力と同じ送信電力である。また、Ｐｕ１、Ｐｕ２、Ｐｕ３、・・・、ＰｕＮは、ユニキャストチャネルのサブキャリア１、２、３、・・・、Ｎ（Ｎはサブキャリア数）の送信電力をあらわす。
本実施の形態におけるマルチキャストサブフレームおよび当該フレーム直後のユニキャストサブフレームの送信信号を周波数軸上で示すと図１１Ａ，Ｂのようになる。図１１Ａにはマルチキャストサブフレームの最後部のＯＦＤＭシンボルが示され、図１１Ｂにはマルチキャストサブフレームの次（直後）の隣接ユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルが示されている。これらの図を比較してわかるように、図１１Ｂで隣接サブフレームにおいて送信電力が高く設定されるサブキャリア（周波数帯）を特定し、図１１Ａにおいて、特定したサブキャリアの送信電力を低く設定するようにしている。このように、隣接セル間で干渉を融通し合うため、すなわち、隣接セル間で干渉が起こりうる周波数を異なるようにするため、サブキャリアによって異なる送信電力が設定されることとなる。
ここで、直後のユニキャストサブフレームにおいて送信電力が高いサブキャリアまたはサブバンドほど低い電力に設定する理由を下記に示す。
ユニキャストチャネルではセル間で互いに干渉を及ぼし合わないように、サブキャリア毎に異なる送信電力で送信される。ここで、サブキャリア毎の送信電力はセル毎に異なるようにする。すなわち、あるセルで高い送信電力で送信されるサブキャリアは、周辺セルでは低い送信電力で送信される。これにより、あるセルで高い送信電力で送信しているときには、周辺セルからの干渉が軽減されるため、受信品質が向上し、通信システムのスループットを向上させることができる。また、高い電力で送信するサブキャリアと低い電力で送信するサブキャリアとをセル毎に異ならせることにより、すべてのセルでスループットを向上させることができる。
このとき、自セルで送信電力の高いサブキャリアは、周辺セルにおいては逆に、図１２に示すように、低い電力で送信されていることが予測される。そして、あるセルのマルチキャストサブフレームが干渉を及ぼすのは周辺セルのユニキャストサブフレームであるため、自セルのユニキャストチャネルで高い電力で送信するサブキャリアの送信電力を低下させることにより、周辺セルの低い電力で送信されているユニキャストチャネルへの干渉を低減することができる。これにより、より干渉の影響を受けやすい、低い送信電力のサブキャリアに与える干渉を低減できるため、通信システムのスループットを向上させることができる。
このように、本実施の形態によれば、マルチキャストサブフレームの次のユニキャスト
サブフレームにおいて、隣接セルの送信電力の低いサブキャリアほど低い送信電力に設定することとなるため、隣接セルのユニキャストチャネルに与える干渉を低減させることができ、システムスループットを向上させることができる。
なお、本実施の形態では、ユニキャストサブキャリア電力設定部２０１において、サブキャリア毎またはサブバンド毎に送信電力を設定する場合を例にとって説明したが、さらにＯＦＤＭシンボル毎に送信電力を設定する構成としても良い。かかる場合、マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２では、直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルにおいて電力の高いサブキャリアほど低い電力に設定する。
また、マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２では、最後のＯＦＤＭシンボルだけでなくサブフレーム全体の送信電力の設定も同時に行っても良い。
また、本実施の形態では、マルチキャストサブフレーム内にはマルチキャストデータのみが送信される場合を例にとって説明したが、マルチキャストサブフレーム内にユニキャストデータが周波数多重、すなわち一部のサブキャリアではユニキャストデータが送信される場合でも同様の効果を得ることができる。この場合、マルチキャストサブキャリア電力設定部２０２では、マルチキャストデータが送信されるサブキャリアの送信電力を制御する。
（実施の形態３）
図１３は、本発明の実施の形態３に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、この無線送信装置も、実施の形態１に示した無線送信装置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符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態に係る無線送信装置を搭載する基地局は、マルチキャストサブフレームの最後部の送信電力を減少させて送信する。この際、直後のユニキャストサブフレームのデータ配置に応じて、周波数軸上で送信電力を減少させる制御を行う。
実施の形態１に係る無線送信装置とは、マルチキャストサブキャリア電力設定部３０１が多重部（１０３−１、１０３−２）とＩＦＦＴ部（１０４−１、１０４−２）との間に設けられている点が異なる。
マルチキャストサブキャリア電力設定部３０１は、マルチキャストサブフレームにおいて最後のＯＦＤＭシンボルに対してサブキャリア毎あるいはサブバンド毎に送信電力を制御する。ここで、マルチキャストサブキャリア電力設定部３０１には、多重部１０３−１、１０３−２から直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルの配置情報が入力され、直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルでパイロット信号が配置（マッピング）されるサブキャリアの送信電力を減少させる。
ここで、送信電力減少量は、例えば、図１４に示すような「配置されるデータ」と「電力減少量」との対応関係を示すデータテーブルを用いて決定する。
本実施の形態に係る無線送信装置からの送信信号を周波数軸上で示すと図１５Ａ，Ｂのようになる。図１５Ａはマルチキャストサブフレームの最後部のＯＦＤＭシンボルを示す。この図に示すように、次のユニキャストサブフレームでパイロットが配置されるサブキャリアの送信電力が低く設定されている。図１５Ｂはこのマルチキャストサブフレームの次のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルを示す。
このように、本実施の形態によれば、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャス
トサブフレームにおいて、パイロット信号に与える干渉を低減させるので、ユニキャストチャネルの受信品質およびシステムスループットを向上させることができる。
なお、本実施の形態において、マルチキャストサブキャリア電力設定部３０１は、直後のユニキャストサブフレームにおいてパイロットではなく、制御情報が配置されるサブキャリアの送信電力を減少させるような構成としても良い。かかる場合、制御情報に与える干渉を低減することができるため、制御情報が誤ることによるデータの誤り受信をなくし、システムスループットを向上させることができる。
また、システマチックビットが配置されるサブキャリアの送信電力を減少させるような構成としても良い。かかる場合、ユニキャストチャネルにおいて復号の際に、より重要なシステマチックビットの干渉を低減することができるため、誤り率を向上させることができる。
また、直後のユニキャストサブフレームで配置されるデータが、パイロット、制御情報、システマチックビットのいずれであるかによって、サブキャリア毎に送信電力減少量を変えるような構成としても良い。かかる場合、例えば図１６に示すようなデータテーブルを用いることにより送信電力の「電力減少量」を決定する。
また、本実施の形態では、マルチキャストサブフレーム内にはマルチキャストデータのみが送信される場合を例にとって説明したが、マルチキャストサブフレーム内にユニキャストデータが周波数多重、すなわち一部のサブキャリアではユニキャストデータが送信される場合でも同様の効果を得ることができる。この場合、マルチキャストサブキャリア電力設定部３０１では、マルチキャストデータをマッピングするサブキャリアの送信電力を制御する。
（実施の形態４）
図１７は、本発明の実施の形態４に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、この無線送信装置も、実施の形態１に示した無線送信装置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符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態に係る無線送信装置を搭載する基地局は、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルの送信電力を高く設定して送信する。
実施の形態１に係る無線送信装置とは、マルチキャスト送信電力制御部１０６の代わりにユニキャスト送信電力制御部４０１が、ＣＰ挿入部１０５−１とサブフレーム多重部１０７との間に設けられている点が異なる。
ユニキャスト送信電力制御部４０１は、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルの送信電力を高く制御する。高くするレベルは、直前のマルチキャストサブフレームの送信電力と同一の電力値とする。
本実施の形態に係る無線送信装置からの送信信号を時間軸上で示すと図１８のようになる。この図により、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルの送信電力が、直前のマルチキャストサブフレームの送信電力と同一の値に設定されていることがわかる。
このように、本実施の形態によれば、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルの送信電力を高く制御するため、マルチキャス
トサブフレームからの大きな干渉が存在する環境下でも、ユニキャストチャネルの受信品質を十分な品質に保つことができる。
なお、本実施の形態において、送信電力を高く制御する対象範囲は、先頭のＯＦＤＭシンボル全体であってもよいし、マルチキャストで使われているＣＰ長と同じ長さの範囲であってもよい。このようにＣＰ長と同じ長さにすることにより、干渉を受けている最小限の範囲の送信電力を高く設定することができる。
（実施の形態５）
図１９は、本発明の実施の形態５に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図である。なお、この無線送信装置も、実施の形態１に示した無線送信装置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符号を付し、その説明を省略する。
本実施の形態に係る無線送信装置を搭載する基地局は、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームにおいて、先頭のＯＦＤＭシンボルのＣＰを長く設定する。
実施の形態１に係る無線送信装置とは、マルチキャスト送信電力制御部１０６を設けない点、および、ユニキャスト送信データ用のＣＰ挿入部１０５−１の代わりにＣＰ挿入部５０１が設けられている点が異なる。
ユニキャスト用のＣＰ挿入部５０１は、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルに、その他のＯＦＤＭシンボルと比べて長いＣＰを適用する。ＣＰ長は、マルチキャストチャネルで使用しているＣＰ長と同じものを用いる。
本実施の形態に係る無線送信装置からの送信信号を時間軸上で示すと図２０のようになる。ここでは、複数存在するＣＰのうち、信号長が長く設定されたＣＰを特に斜線を付して示している。
このように、本実施の形態によれば、マルチキャストサブフレームの直後のユニキャストサブフレームの先頭のＯＦＤＭシンボルのＣＰを充分に長いものと設定することにより、ユニキャスト信号のうちマルチキャストサブフレームからの干渉を受ける部分をＣＰの範囲内に抑えることができるため、ユニキャストチャネルの受信品質を向上させることができる。
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
本発明に係る無線送信装置および無線送信方法は、上記各実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、各実施の形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。
本発明に係る無線送信装置は、移動体通信システムにおける通信端末装置および基地局装置に搭載することが可能であり、これにより上記と同様の作用効果を有する通信端末装置、基地局装置、および移動体通信システムを提供することができる。
なお、本発明において、サブフレームは、タイムスロット、フレーム等の送信時間単位を表すものであれば何でもよい。
また、ＣＰはＧＩ（ガードインターバル）と呼ばれることもある。
また、各実施の形態において、マルチキャスト通信方式を例にとって説明したが、本発明はブロードキャスト通信にも適用することができる。特に３ＧＰＰでは、ブロードキャスト通信はＭＢＭＳ（Multicast/Broadcast Multimedia Service）と呼ばれている。
また、マルチキャスト通信以外にも、ＳＨＯ等の複数のセルから同じデータを送信する場合にも適用することができる。
また、ここでは、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、本発明をソフトウェアで実現することも可能である。例えば、本発明に係る無線送信方法のアルゴリズムをプログラミング言語によって記述し、このプログラムをメモリに記憶しておいて情報処理手段によって実行させることにより、本発明に係る無線送信装置と同様の機能を実現することができる。
また、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、一部または全てを含むように１チップ化されても良い。
また、ここではＬＳＩとしたが、集積度の違いによって、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩ等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、専用回路または汎用プロセッサで実現しても良い。ＬＳＩ製造後に、プログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続もしくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用しても良い。
さらに、半導体技術の進歩また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。バイオ技術の適用等が可能性としてあり得る。
２００６年１月１７日出願の特願２００６−００８９９６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。
本発明に係る無線送信装置および無線送信方法は、移動体通信システムにおける通信端末装置、基地局装置等の用途に適用することができる。
マルチキャストチャネルおよびユニキャストチャネルの電力関係を示す図 実施の形態１に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 送信データを示す図 実施の形態１に係る無線送信装置からの送信信号の送信電力を示す図 実施の形態１に係る無線送信装置からの送信信号の送信電力を示す図 実施の形態１に係る無線送信装置からの送信信号の送信電力を示す図 実施の形態１に係る無線送信装置からの送信信号の送信電力を示す図 実施の形態１のバリエーションを説明するための図 実施の形態１のバリエーションに係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態２に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態２に係る無線送信装置からの送信信号を周波数軸上で示した図 実施の形態２に係る無線送信装置からの送信信号を周波数軸上で示した図 実施の形態２に係る無線送信装置からの送信信号を周波数軸上で示した図 実施の形態３に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態３に係るデータテーブルの一例を示す図 実施の形態３に係る無線送信装置からの送信信号を周波数軸上で示した図 実施の形態３に係る無線送信装置からの送信信号を周波数軸上で示した図 実施の形態３に係るデータテーブルの一例を示す図 実施の形態４に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態４に係る無線送信装置からの送信信号を時間軸上で示した図 実施の形態５に係る無線送信装置の主要な構成を示すブロック図 実施の形態５に係る無線送信装置からの送信信号を時間軸上で示した図

Claims (14)

  1. マルチキャスト信号および当該マルチキャスト信号に隣接するユニキャスト信号に対し、当該マルチキャスト信号の後尾部分の送信電力を低下させる制御、または、当該ユニキャスト信号の先頭部分の送信電力を増加させる制御を行うステップと、
    前記マルチキャスト信号および前記ユニキャスト信号を送信するステップと、
    を具備する無線送信方法。
  2. マルチキャスト信号および当該マルチキャスト信号に隣接するユニキャスト信号に対し、当該マルチキャスト信号の後尾部分の送信電力を低下させる制御、または、当該ユニキャスト信号の先頭部分の送信電力を増加させる制御を行う制御手段と、
    前記マルチキャスト信号および前記ユニキャスト信号を送信する送信手段と、
    を具備する無線送信装置。
  3. 前記マルチキャスト信号のうち送信電力が低下する後尾部分以外の部分に重要データを配置する配置手段、
    をさらに具備する請求項２記載の無線送信装置。
  4. 前記制御手段は、
    前記マルチキャスト信号の後尾部分に含まれるＯＦＤＭシンボルの送信電力を低下させる、
    請求項２記載の無線送信装置。
  5. 前記制御手段は、
    前記マルチキャスト信号の後尾部分に含まれるＯＦＤＭシンボルのうち、当該ＯＦＤＭシンボルのさらに後尾部分の送信電力を低下させる、
    請求項４記載の無線送信装置。
  6. 前記制御手段は、
    前記マルチキャスト信号の後尾部分に含まれるＯＦＤＭシンボルのうち、当該ＯＦＤＭシンボルのさらに後尾部分としてＣＰ長に相当する信号を選択する、
    請求項５記載の無線送信装置。
  7. 前記制御手段は、
    前記マルチキャスト信号の後尾部分に含まれるＯＦＤＭシンボルの送信電力を時間領域で徐々に低下させる、
    請求項４記載の無線送信装置。
  8. 前記制御手段は、
    前記マルチキャスト信号の後尾部分に含まれるサブキャリアの送信電力を低下させる、
    請求項２記載の無線送信装置。
  9. 前記制御手段は、
    前記マルチキャスト信号の後尾部分に含まれるサブキャリアのうち、一部のサブキャリアの送信電力を低下させる、
    請求項８記載の無線送信装置。
  10. 前記制御手段は、
    前記ユニキャスト信号において送信電力が高く設定されるサブキャリアに対応する前記マルチキャスト信号の後尾部分に含まれるサブキャリアの送信電力を低下させる、
    請求項９記載の無線送信装置。
  11. 前記制御手段は、
    前記ユニキャスト信号において重要データがマッピングされるサブキャリアに対応する前記マルチキャスト信号の後尾部分に含まれるサブキャリアの送信電力を低下させる、
    請求項９記載の無線送信装置。
  12. 前記制御手段は、
    前記ユニキャスト信号の先頭部分の送信電力を、隣接する前記マルチキャスト信号の送信電力と同一値またはオフセットを減じた値まで増加させる、
    請求項２記載の無線送信装置。
  13. 請求項２記載の無線送信装置を具備する通信端末装置。
  14. 請求項２記載の無線送信装置を具備する基地局装置。
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