KR20100005227A - 기지국, 무선 통신 시스템 및 대역 제어 방법 - Google Patents

기지국, 무선 통신 시스템 및 대역 제어 방법 Download PDF

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KR20100005227A
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Abstract

직교 주파수 분할 다중 접속 방식으로 규정된 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임이 구비하는 이동국마다의 유저 데이터를 송수신하기 위한 버스트 구간을, 주파수축방향으로 섹터 수에 대응한 복수의 할당 영역으로 분할하고, 이동국마다의 유저 데이터를 송수신하기 위한 할당 영역을, 해당 이동국이 재권(在圈)하는 섹터에 대응하는 할당 영역으로 할당하고, 해당 섹터 내의 유저 데이터의 송신에 필요한 할당 대역이 해당 할당 영역의 통신 대역을 초과하는 경우, 해당 섹터를 제외한 다른 섹터에 대응하는 할당 영역으로 할당한다.

Description

기지국, 무선 통신 시스템 및 대역 제어 방법{BASE STATION, RADIO COMMUNICATION SYSTEM, BAND CONTROL METHOD}
본 발명은 직교 주파수 분할 다중 접속(Orthogonal Frequency Division Multiple Access : OFDMA) 방식을 채용하는 기지국 및 무선 통신 시스템 및 해당 기지국에서 이용하는 대역 제어 방법에 관한 것이다.
도 1은 무선 통신 시스템에서의 셀 배치의 한 예를 도시하는 모식도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 무선 통신 시스템은, 복수의 기지국(BS)(도 1에 도시하는 예에서는 BS1, BS2, BS3)을 구비하는 구성이다. 도 1에 도시하는 기지국(BS1 내지 B3)은, 자국이 관리한 셀을, 또한 3개의 섹터(Sector1, 2, 3)로 분할하여 관리한다. 이동국(MS)은, 각 기지국(BS)이 관리하는 섹터(1 내지 3)중, 자국(自局)이 재권(在圈)하고 있는 섹터를 관리하는 기지국(BS)과 무선 통신을 행한다.
도 1에 도시하는 구성에서, 무선 통신 시스템의 주파수 재이용률(再利用率)이 3(Reuse3)인 경우, 통상, 기지국(BS1, BS2, BS3)은, 인접하는 섹터와 다른 주파수 영역을 이용하여 이동국(MS)과 무선 통신을 행한다. 그 때문에, 섹터 사이 간섭이 문제가 되는 일은 없다.
한편, 무선 통신 시스템의 주파수 재이용률이 1(Reuse1)인 경우, 모든 섹터 에서 동일한 주파수 영역을 사용하기 때문에, 섹터의 경계에서 섹터 사이 간섭이 발생한다.
도 2은, 예를 들면 IEEE802.16e-2005로 규정된 OFDMA 프레임의 구성예를 도시하는 모식도이다.
도 2의 종축은 주파수축이고, 횡축은 시간축이다. 주파수축방향에는 복수의 서브캐리어를 통합한 그룹(서브채널)이 배치되고, 시간축방향에는 OFDMA 심볼이 배치된다.
서브채널은, 복수의 물리 서브캐리어로 이루어지는 논리 채널이고, 어느 서브캐리어를 묶어서 하나의 서브채널을 구성하는지는 임의이다. 통상, 서브채널 사이의 간섭을 경감하기 위해, 랜덤하게 배치된 서브캐리어를 묶어서 서브채널을 구성한다.
또한, IEEE802.16e-2005에서는, OFDMA 프레임에서의 서브캐리어의 배치 방법에 관해 복수의 룰이 규정되어 있다. 이하에서는, 그들의 룰중, FUSC(Full Usage of Sub-channel)가 아니라, PUSC(Partial Usage of Sub-channel)를 채용하는 경우로 설명한다. 단, 본 발명은 PUSC 방식으로 한정되는 것이 아니다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 다운링크 서브프레임은, 프리앰블(Preamble), FCH(Frame Control Header), DL-MAP(Downlink map) 및 다운링크 버스트(DL-burst) 구간(DL-burst #1, DL-burst #2, …, DL-burst #6)으로 구성된다. 도 2에서는 도시되어 있지 않지만, 다운링크 서브프레임에서는, 예를 들면 다운링크 버스트 구간(DL-burst #1)을 DL-MAP의 영역의 일부를 사용하여 UL-MAP(Uplink map)이 송신된 다.
프리앰블은, 프레임의 선두 검출이나 수신 품질의 계측 등에 이용되는, 미리 결정된 고정 데이터이다.
FCH는, 후속하는 DL 맵이나 UL 맵이 올바르게 판독되도록, 이들 MAP 영역에서 이용하고 있는 변조 방식이나 부호 방식 등을 각 이동국(MS)에 통보하기 위한 정보이다.
다운링크 버스트 구간은, 하행 방향(BS로부터 MS 방향)으로 전송하는 각 이동국(MS) 앞으로의 유저 데이터의 영역이다. 도 2에 도시하는 예에서는, DL-burst #1, DL-burst #2, …, DL-burst #6에 개별의 유저 데이터가 각각 할당된다. 다운링크 버스트 구간은, 도 2에 도시하는 DL-burst #1, DL-burst #2, …, DL-burst #6의 구성으로 한정되는 것이 아니고, 통신중의 이동국(MS) 수, 이동국(MS)마다의 우선도, 각 이동국(MS)이 요구하는 전송 레이트 등에 응하여 적절히 변경된다.
DL-MAP는, 하행 방향으로 송신하는, 다운링크 버스트 구간에서의 이동국(MS)마다의 유저 데이터의 위치(다운링크 서브프레임에서의 주파수 영역 및 시간)를 지정하는 정보이다.
UL-MAP는, 상행 방향(MS로부터 BS 방향)으로 송신하는, 업링크 버스트 구간에서의 이동국(MS)마다의 유저 데이터의 위치(업링크 서브프레임에서의 주파수 영역 및 시간)를 지정하는 정보이다.
이동국(MS)은, DL-MAP 및 UL-MAP에서 지정된 OFDMA 프레임 내의 주파수 영역(서브채널) 및 시간 영역(시간 슬롯)을 이용하여 기지국(BS)과 유저 데이터의 송 수신을 행한다.
업링크 서브프레임은, 컨트롤 채널 및 업링크 버스트(UL-burst) 구간(UL-burst #1, UL-burst #2, …, UL-burst #5)으로 구성된다.
컨트롤 채널은, 제어용의 정보를 위한 영역이고, 예를 들면 기지국(BS)과 각 이동국(MS)을 동기시키기 위한 Ranging 처리에서 이용하는 정보가 송수신된다.
업링크 버스트 구간은, 각 이동국(MS)으로부터 상행 방향으로 송신한 유저 데이터의 영역이다. 도 2에 도시하는 예에서는, UL-burst #1, UL-burst #2, …, UL-burst #5에 개별의 유저 데이터가 각각 할당된다.
또한, 버스트 구간 및 컨트롤 채널은, OFDMA 프레임 내의 임의의 위치에 배치할 수 있다. 단, IEEE802.16e-2005의 규정에서는, 다운링크 버스트 구간을 직사각형 형상으로 설정한 필요가 있다. 또한, 업링크 버스트 구간은, 도 3의 화살표로 도시하는 바와 같이, 각 서브채널에 대해, 순차적으로, 시간축방향으로 유저 데이터를 전부 배치하여 갈 필요가 있다.
그런데, OFDMA 방식에서는, 상술한 바와 같이 서브채널에 대해 복수의 물리 서브캐리어가 랜덤하게 할당된다(이하, 난수 변환 룰이라고 칭한다). 여기서, 각 서브채널에 어느 물리 서브캐리어를 할당하는지는 셀 번호에 응하여 결정되고, 각 섹터에서는 각 서브채널에 동일한 물리 서브캐리어가 할당된다. 한편, 각 기지국(BS)에서는 각 서브채널에 동일한 물리 서브캐리어가 할당되는 일은 없다. 단, 이와 같은 난수 변환 룰은, IEEE802.16e-2005로 정의된 DL Zone Switch IE를 사용함으로써, OFDMA 프레임 내의 임의의 심볼로부터 변경할 수 있다. 이것을 Zone 전 환이라고 부른다.
OFDMA 방식을 채용하는 무선 통신 시스템에서는, 각 섹터에서 동일한 무선 채널(서브채널)을 이용하면, 섹터 사이 간섭이 발생한다. 이와 같은 섹터 사이 간섭을 저감하는 한 수법은, 예를 들면 일본 특표2004-537875호 공보나 일본 특표2006-515141호 공보에서 제안되어 있다.
일본 특표2004-537875호 공보나 일본 특표2006-515141호 공보에서는, 다운링크 서브프레임을 시간축방향으로 분할하고, 각 섹터에 그 분할한 블록을 할당하고, 각 섹터에서 할당된 블록을 이용하여 유저 데이터를 송수신함으로써 섹터 사이 간섭을 저감하고 있다.
또한, IEEE802.16e-2005에서는, 섹터 사이 간섭을 저감하는 수법으로서 세그먼트화가 정의되어 있다. 세그먼트화란, 예를 들면 하나의 OFDMA 프레임을 섹터 수에 맞추어서 주파수축방향으로 3분할하고, 3개의 섹터에서 다른 주파수 영역을 사용하는 방법이다.
그러나, 상술한 일본 특표2004-537875호 공보나 일본 특표2006-515141호 공보에 기재된 수법, 또는 IEEE802.16e-2005로 규정된 세그먼트화를 실시하면, 각 섹터에서 사용 가능한 통신 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3로 제한되어 버린다. 특히, 다운링크 서브프레임은, Preamble, FCH, DL-MA 및 UL-MAP 등의 각종의 오버헤드를 구비하고 있기 때문에, 유저 데이터의 송신에 사용 가능한 다운링크 버스트 구간이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3 이하로 저감하여 버린다.
발명의 개시
그래서, 본 발명은, OFDMA 방식을 적용한 무선 통신 시스템에 있어서, 동일한 무선 채널을 복수의 기지국(BS)에서 사용한 경우에도, 통신 용량을 확보하면서, 타 섹터와의 간섭을 최소한으로 억제할 수 있는 기지국, 무선 통신 시스템 및 대역 제어 방법을 제공한 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는, 직교 주파수 분할 다중 접속 방식으로 규정된 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임이 구비하는 이동국마다의 유저 데이터를 송수신하기 위한 버스트 구간을, 주파수축방향으로 섹터 수에 대응한 복수의 할당 영역으로 분할하고, 이동국마다의 유저 데이터를 송수신하기 위한 할당 영역을, 해당 이동국이 재권하는 섹터에 대응하는 할당 영역으로 할당하고, 해당 섹터 내의 유저 데이터의 송신에 필요한 할당 대역이 해당 할당 영역의 통신 대역을 초과하는 경우, 해당 섹터를 제외한 다른 섹터에 대응하는 할당 영역으로 할당한다.
이와 같이 하면, 예를 들면 셀이 3개의 섹터로 구성되는 경우, 각 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 통신 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3까지는, IEEE802.16e-2005로 규정된 세그먼트화를 실시한 경우와 같게 된다. 그 때문에, 섹터 사이 간섭을 저감할 수 있다.
일반적으로, 섹터의 전 통신 대역을 점유하는 유저 데이터가 연속하여 발생한 일은 드물기 때문에, 본 발명을 채용하면, 운용시에 있어서의 섹터 사이 간섭의 저감 효과를 충분히 기대할 수 있다.
도 1은 무선 통신 시스템에서의 셀 배치의 한 예를 도시하는 모식도.
도 2는 IEEE802.16e-2005로 규정된 OFDMA 프레임의 구성예를 도시하는 모식도.
도 3은 도 2에 도시한 업링크 버스트 구간에 대한 유저 데이터의 배치 규칙을 도시하는 모식도.
도 4는 본 발명의 무선 통신 시스템이 구비하는 기지국의 제 1의 실시의 형태의 구성을 도시하는 블록도.
도 5는 도 4가 도시한 DL-MAP 생성 수단에 의한 본 발명의 대역 제어 방법의 처리 순서를 도시하는 플로우 차트.
도 6은 도 4가 도시한 UL-MAP 생성 수단에 의한 본 발명의 대역 제어 방법의 처리 순서를 도시하는 플로우 차트.
도 7은 제 1의 실시의 형태의 무선 통신 시스템에서 이용하는 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임의 구성예를 도시하는 모식도.
도 8은 도 7에 도시한 데이터 송신 영역(0)에 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당하는 양상을 도시하는 모식도.
도 9는 각 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3 이하인 경우에 각 섹터에 할당된 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역의 양상을 도시하는 모식도.
도 10은 도 7에 도시한 데이터 수신 영역(0)에 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당하는 양상을 도시하는 모식도.
도 11은 도 7에 도시한 데이터 수신 영역(0, 1, 2)에 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당하는 양상을 도시하는 모식도.
도 12는 도 7에 도시한 데이터 송신 영역(2)에 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당하는 양상을 도시하는 모식도.
도 13은 도 7에 도시한 데이터 수신 영역(2)에 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당하는 양상을 도시하는 모식도.
도 14는 도 7에 도시한 데이터 수신 영역(0, 1, 2)에 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당하는 양상을 도시하는 모식도.
도 15는 제 2의 실시의 형태의 무선 통신 시스템에서 이용하는 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임의 구성예를 도시하는 모식도.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
다음에 본 발명에 관해 도면을 참조하여 설명한다.
(제 1의 실시의 형태)
도 4은 본 발명의 무선 통신 시스템이 구비하는 기지국의 제 1의 실시의 형태의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 제 1의 실시의 형태의 기지국(BS)은, 무선 네트워크 인터페이스부(1), 기억 장치(2), 데이터 처리 장치(3) 및 유선 네트워크 인터 페이스부(4)를 구비하고 있다.
무선 네트워크 인터페이스부(1)는, IEEE802.16e-2005에 준거한 OFDMA 모듈에 의해 실현된다.
기억 장치(2)에는, ROM(Read Only Memory)이나 RAM(Random Access Memory) 등이 사용된다.
데이터 처리 장치(3)는, 일반적인 컴퓨터 시스템과 같은 구성으로 실현 가능하고, 예를 들면 프로그램에 따라 처리를 실행하는 CPU(Central Processing Unit)와, 해당 CPU의 처리에서 필요한 데이터를 일시적으로 보존하는 주기억 장치와, 후술하는 본 발명의 대역 제어 방법을 CPU에 실행시키기 위한 프로그램이 격납된 기록 매체와, 주기억 장치나 기록 매체와의 인터페이스인 메모리 인터페이스부를 구비하고 있다.
유선 네트워크 인터페이스부(4)는, 예를 들면 10BASE-T나 100BASE-TX 등에 준거한 LAN 인터페이스 회로에 의해 실현된다. 유선 네트워크 인터페이스부(4)는, 도시하지 않은 상위 네트워크와 접속되고, 이동국(MS)으로부터 수신한 유저 데이터를 상위 네트워크에 송신함과 함께, 상위 네트워크로부터 송신된 각 이동국(MS) 앞으로의 유저 데이터를 수신한다.
기억 장치(2)는, 섹터 번호 기억부(21) 및 UL 할당 정보 기억부(22)를 구비하고 있다.
섹터 번호 기억부(21)는, 자체 기지국이 관리하는 복수의 섹터에 부여된 섹터 번호를 보존한다.
UL 할당 정보 기억부(22)는, 업링크 서브프레임에 대해 이동국(MS)마다 할당하는 대역을 나타내는 UL 할당 정보를 보존한다. UL 할당 정보는, 각 이동국(MS)으로부터 수신한, 업링크 서브프레임에 대한 이동국(MS)마다의 대역의 할당 요구(UL 대역 할당 요구)에 의거하여, 데이터 처리 장치(3)가 각 이동국(MS)과 사전에 조정하여 결정한다.
데이터 처리 장치(3)는, DL-MAP 생성 수단(31), 데이터 프레임 생성 수단(32), UL-MAP 생성 수단(33) 및 수신 버스트 해석 수단(34)을 구비하고 있다.
수신 버스트 해석 수단(34)은, 각 이동국(MS)으로부터 수신한, 업링크 서브프레임에 대한 이동국(MS)마다의 대역의 할당 요구(UL 대역 할당 요구)를 해석하고, 필요에 응하여 후술하는 더미 데이터를 생성한다.
데이터 프레임 생성 수단(32)은, 상위 네트워크로부터 수신한 이동국(MS)마다의 유저 데이터를 일시적으로 보존함과 함께, 각 이동국(MS)에 송신할 예정의 데이터량을 관리한다.
DL-MAP 생성 수단(31)은, 기억 장치(2)의 섹터 번호 기억부(21)로부터 DL-MAP을 생성하는 섹터의 섹터 번호를 취득하고, 데이터 프레임 생성 수단(32)으로부터 이동국(MS)마다의 송신 예정의 데이터량을 취득한다. 그리고, 섹터 번호에 대응하는 섹터 내의 각 이동국(MS)에 할당하는 버스트 구간을 지정하기 위한 DL-MAP을 생성한다.
UL-MAP 생성 수단(33)은, 기억 장치(2)의 UL 할당 정보 기억부(22)로부터 UL-MAP의 생성에 필요한 이동국(MS)마다의 UL 할당 정보를 취득하고, 섹터 번호에 대응하는 섹터 내의 각 이동국(MS)에 할당하는 버스트 구간을 지정하기 위한 UL-MAP을 생성한다.
무선 네트워크 인터페이스부(1)는, DL-MAP 생성 수단(31)에서 생성된 DL-MAP, UL-MAP 생성 수단(33)에서 생성된 UL-MAP을 송신함과 함께, DL-MAP/UL-MAP에 의거하여 데이터 프레임 생성 수단(32)으로부터 취득한 유저 데이터를 송수신한다.
도 7은, 제 1의 실시의 형태의 무선 통신 시스템에서 이용하는 다운링크 서브프레임 및 업링크 서브프레임의 구성예를 도시하는 모식도이다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 제 1의 실시의 형태의 무선 통신 시스템에서 이용하는 다운링크 서브프레임은, 셀 내의 전 이동국(MS)에 대해 공통으로 송신하는(주파수 재이용률=1(Reuse1)) Preamble, FCH, DL-MAP 등이 배치되는 오버헤드 영역과, 유저 데이터의 송신에 이용하는, 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역을 섹터 수에 응하여 분할한 데이터(Data)송신 영역(0, 1, 2, …)을 구비하고 있다.
또한, 업링크 서브프레임은, 컨트롤 채널과, 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역을 섹터 수에 응하여 분할한, 각 이동국(MS)으로부터 송신된 유저 데이터를 수신하는 데이터(Data) 수신 영역(0, 1, 2, …)을 구비하고 있다. 데이터 송신 영역 및 데이터 수신 영역은, 상술한 할당 영역에 상당한다.
다음에, 도 5를 이용하여 DL-MAP 생성 수단(31)의 동작에 관해 설명한다.
DL-MAP 생성 수단(31)은, 데이터 처리 장치(3) 등으로부터의 지시에 의해 DL-MAP의 생성 타이밍을 검지하면, 오버헤드 영역의 배치 후, 다른 기지국(BS)을 포함하는 모든 섹터에서 같은 난수 변환 룰을 사용하도록, DL Zone Switch IE를 이 용하여 다운링크 버스트 구간의 Zone 전환을 행한다(스텝 A1).
다음에, DL-MAP 생성 수단(31)은, 기억 장치(2)에 DL-MAP을 생성한 섹터 번호를 문의한다(스텝 A2). DL-MAP 생성 수단(31)은, 섹터 번호 기억부(21)로부터 섹터 번호를 취득하면, 그 번호를 확인하고(스텝 A3), 섹터 번호에 응하여 도 5에 도시하는 스텝 A4 내지 A8, 스텝 A9 내지 A13 또는 스텝 A14 내지 A18의 어느 하나의 처리로 이행한다.
스텝 A3의 처리에서 섹터 번호 0을 검출한 경우, DL-MAP 생성 수단(31)은, 데이터 송신 영역(0)에, 해당 섹터 번호에 대응하는 섹터 내의 각 이동국(MS)에의 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 A4). 여기서, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역(할당량)이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3을 초과하는 경우(스텝 A5의 판정 결과가 YES인 경우), DL-MAP 생성 수단(31)은, 데이터 송신 영역(0)에 더하여 데이터 송신 영역(1)에도 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 A6). 또한, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역(할당량)이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 2/3를 초과하는 경우는(스텝 A7의 판정 결과가 YES인 경우), 데이터 송신 영역(0, 1)에 더하여 데이터 송신 영역(2)에도 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 A8).
스텝 A3의 처리에서 섹터 번호 1을 검출한 경우, DL-MAP 생성 수단(31)은, 데이터 송신 영역(1)에, 해당 섹터 번호에 대응하는 섹터 내의 각 이동국(MS)에의 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 A9). 여기서, 해당 섹터에서 의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역(할당량)이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3을 초과하는 경우(스텝 A10의 판정 결과가 YES인 경우), DL-MAP 생성 수단(31)은, 데이터 송신 영역(1)에 더하여 데이터 송신 영역(2)에도 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 A11). 또한, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역(할당량)이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 2/3를 초과하는 경우는(스텝 A12의 판정 결과가 YES인 경우), 데이터 송신 영역(1, 2)에 더하여 데이터 송신 영역(0)에도 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 A13).
마찬가지로, 스텝 A3의 처리에서 섹터 번호 2를 검출한 경우, DL-MAP 생성 수단(31)은, 데이터 송신 영역(2)에, 해당 섹터 번호에 대응하는 섹터 내의 각 이동국(MS)에의 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 A14). 여기서, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역(할당량)이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3을 초과하는 경우(스텝 A15의 판정 결과가 YES인 경우), DL-MAP 생성 수단(31)은, 데이터 송신 영역(2)에 더하여 데이터 송신 영역(0)에도 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 A16). 또한, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역(할당량)이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 2/3를 초과하는 경우는(스텝 A17의 판정 결과가 YES인 경우), 데이터 송신 영역(2, 0)에 더하여 데이터 송신 영역(1)에도 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 A18).
다음에, 도 6을 이용하여 UL-MAP 생성 수단(33)의 동작에 관해 설명한다.
UL-MAP 생성 수단(33)은, 컨트롤 채널의 배치 후, 다른 기지국(BS)을 포함하는 모든 섹터에서 같은 난수 변환 룰을 사용하도록, UL Zone Switch IE를 이용하여 버스트 구간의 Zone 전환을 행한다(스텝 B1).
다음에, UL-MAP 생성 수단(33)은, 기억 장치(2)에 UL-MAP을 생성하는 섹터 번호를 문의한다(스텝 B2). UL-MAP 생성 수단(33)은, 섹터 번호 기억부(21)로부터 섹터 번호를 취득하면, 그 번호를 확인하고(스텝 B3), 섹터 번호에 응하여 도 6에 도시하는 스텝 B4 내지 B8, 스텝 B9 내지 B13 또는 스텝 B14 내지 B18의 어느 하나의 처리로 이행한다.
스텝 B3의 처리에서 섹터 번호 0을 검출한 경우, UL-MAP 생성 수단(33)은, 데이터 수신 영역(0)에, 해당 섹터 번호에 대응하는 섹터 내의 각 이동국(MS)으로부터의 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 B4). 여기서, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역(할당량)이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3을 초과하는 경우(스텝 B5의 판정 결과가 YES인 경우), UL-MAP 생성 수단(33)은, 데이터 수신 영역(0)에 더하여 데이터 수신 영역(1)에도 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 B6). 또한, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역(할당량)이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 2/3를 초과하는 경우는(스텝 B7의 판정 결과가 YES인 경우), 데이터 수신 영역(0, 1)에 더하여 데이터 수신 영역(2)에도 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 B8).
스텝 B3의 처리에서 섹터 번호 1을 검출한 경우, UL-MAP 생성 수단(33)은, 데이터 수신 영역(1)에, 해당 섹터 번호에 대응하는 섹터 내의 각 이동국(MS)으로부터의 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 B9). 여기서, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역(할당량)이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3을 초과하는 경우(스텝 B10의 판정 결과가 YES인 경우), UL-MAP 생성 수단(33)은, 데이터 수신 영역(1)에 더하여 데이터 수신 영역(2)에도 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 B11). 또한, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역(할당량)이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 2/3를 초과하는 경우는(스텝 B12의 판정 결과가 YES인 경우), 데이터 수신 영역(1, 2)에 더하여 데이터 수신 영역(0)에도 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 B13).
마찬가지로, 스텝 B3의 처리에서 섹터 번호 2를 검출한 경우, UL-MAP 생성 수단(33)은, 데이터 수신 영역(2)에, 해당 섹터 번호에 대응하는 섹터 내의 각 이동국(MS)으로부터의 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 B14). 여기서, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역(할당량)이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3을 초과하는 경우(스텝 B15의 판정 결과가 YES인 경우), UL-MAP 생성 수단(33)은, 데이터 수신 영역(2)에 더하여 데이터 수신 영역(0)에도 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 B16). 또한, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역(할당량)이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 2/3를 초과하는 경우는(스텝 B17의 판정 결과가 YES인 경우), 데이터 수신 영역(2, 0)에 더하여 데이터 수신 영역(1)에도 나머지 유저 데이터의 송신 에 이용하는 영역을 할당한다(스텝 B18).
UL-MAP 생성 수단(33)은, 각 섹터 내의 모든 이동국(MS)의 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역의 할당이 종료되면, 각 데이터 수신 영역에 빈 영역이 존재하는지의 여부를 확인한다(스텝 B19). UL-MAP 생성 수단(33)은, 데이터 수신 영역 내에 빈 영역이 존재하는 경우는, 그 영역에 미리 결정된 더미 데이터를 삽입한다(스텝 B20).
다음에, 섹터 번호가 0 및 2인 경우를 예로 하여, 본 실시 형태의 DL-MAP 생성 수단(31) 및 UL-MAP 생성 수단(33)의 동작에 관해 보다 구체적으로 설명한다.
DL-MAP 생성 수단(31)은, 섹터 번호 기억부(21)로부터 섹터 번호 0을 취득하면, 도 8에 도시하는 바와 같이, 해당 섹터 번호에 대응하는 섹터 내의 각 이동국(MS)의 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 데이터 송신 영역(0)의 선두(도면의 좌측)로부터 순차적으로 할당하여 간다.
여기서, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3을 초과하는 경우, DL-MAP 생성 수단(31)은, 그 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 데이터 송신 영역(1)의 선두(도면의 좌측)로부터 순차적으로 할당하여 간다.
또한, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 2/3를 초과하는 경우, DL-MAP 생성 수단(31)은, 그 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 데이터 송신 영역(2)의 선두(도면의 좌측)로부터 순차적으로 할당하여 간다.
한편, UL-MAP 생성 수단(33)은, 섹터 번호 기억부(21)로부터 섹터 번호 0을 취득하면, 도 10에 도시하는 바와 같이, 해당 섹터 번호에 대응하는 섹터 내의 각 이동국(MS)으로부터의 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 데이터 수신 영역(0)의 선두(도면의 좌측)로부터 순차적으로 할당하여 간다.
여기서, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3을 초과하는 경우, (스텝 B5의 판정 결과가 YES인 경우), UL-MAP 생성 수단(33)은, 그 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 데이터 수신 영역(1)의 선두(도면의 좌측)로부터 순차적으로 할당하여 간다.
또한, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 2/3를 초과하는 경우, UL-MAP 생성 수단(33)은, 도 11에 도시하는 바와 같이, 그 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 데이터 수신 영역(2)의 선두(도면의 좌측)로부터 순차적으로 할당하여 간다.
UL-MAP 생성 수단(33)은, 각 섹터 내의 모든 이동국(MS)의 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역의 할당이 종료되면, 각 데이터 수신 영역에 빈 영역이 존재하는지의 여부를 확인한다. UL-MAP 생성 수단(33)은, 데이터 수신 영역 내에 빈 영역이 존재하는 경우는, 그 영역에 미리 결정된 더미 데이터를 삽입한다. 각 데이터 수신 영역에 빈 영역이 존재하지 않는 경우는 더미 데이터를 삽입하지 않는다.
또한, DL-MAP 생성 수단(31)은, 섹터 번호 기억부(21)로부터 섹터 번호 2를 취득하면, 도 12에 도시하는 바와 같이, 해당 섹터 번호에 대응하는 섹터 내의 각 이동국(MS)의 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 데이터 송신 영역(2)의 선두 (도면의 좌측)로부터 순차적으로 할당하여 간다.
여기서, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3을 초과하는 경우, DL-MAP 생성 수단(31)은, 그 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 데이터 송신 영역(0)의 선두(도면의 좌측)로부터 순차적으로 할당하여 간다.
또한, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 2/3를 초과하는 경우, DL-MAP 생성 수단(31)은, 그 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 데이터 송신 영역(1)의 선두(도면의 좌측)로부터 순차적으로 할당하여 간다.
한편, UL-MAP 생성 수단(33)은, 섹터 번호 기억부(21)로부터 섹터 번호 2를 취득하면, 도 13에 도시하는 바와 같이, 해당 섹터 번호에 대응하는 섹터 내의 각 이동국(MS)으로부터의 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 데이터 수신 영역(2)의 선두(도면의 좌측)로부터 순차적으로 할당하여 간다.
여기서, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3을 초과하는 경우, UL-MAP 생성 수단(33)은, 그 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 데이터 수신 영역(0)의 선두(도면의 좌측)로부터 순차적으로 할당하여 간다.
또한, 해당 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 2/3를 초과하는 경우, UL-MAP 생성 수단(33)은, 도 14에 도시하는 바와 같이, 그 나머지 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역을 데이터 수신 영 역(1)의 선두(도면의 좌측)로부터 순차적으로 할당하여 간다(스텝 B18).
UL-MAP 생성 수단(33)은, 각 섹터 내의 모든 이동국(MS)의 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역의 할당이 종료되면, 각 데이터 수신 영역에 빈 영역이 존재하는지의 여부를 확인한다(스텝 B19). UL-MAP 생성 수단(33)은, 데이터 수신 영역 내에 빈 영역이 존재하는 경우는, 그 영역에 미리 결정된 더미 데이터를 삽입한다. 예를 들면, 도 14에 도시하는 바와 같이, 데이터 수신 영역(0)과 데이터 수신 영역(1)에 빈 영역이 존재하는 경우, 그 빈 영역에 더미 데이터를 삽입한다.
각 섹터에서의 유저 데이터의 송신에서 사용하는 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3 이하인 경우, 각 섹터에 할당된 유저 데이터의 송신에 이용하는 영역은, 도 9의 (A) 내지 (C)에 도시하는 바와 같이 된다. 이 경우, 무선 통신 시스템을 비(非)세그먼트 방식으로 운용하고 있어도, IEEE802.16e-2005로 규정된 세그먼트화를 실시한 경우와 마찬가지로, 각 섹터에서 다른 주파수 대역(서브채널)이 이용되기 때문에, 섹터 사이 간섭이 발생하지 않는다.
그 때문에, 본 실시 형태에 의하면, 다운링크 서브프레임에 있어서, 각 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3까지는, 무선 통신 시스템을 비세그먼트 방식으로 운용하고 있어도, IEEE802.16e-2005에서 규정된 세그먼트화를 실시한 경우와 마찬가지의 간섭 내성(耐性)을 기대할 수 있다.
또한, 업링크 서브프레임에서도, 데이터 수신 영역에서 발생한 빈 영역에 더미 데이터를 삽입하기 때문에, IEEE802.16e-2005의 규정에서는 배치할 수 없는 영 역에도 데이터를 배치할 수 있다. 그 때문에, 업링크 버스트 구간에서의 유저 데이터의 송신에 이용하는 주파수 영역을, 다운링크 서브프레임과 마찬가지로 섹터에 응하여 전환할 수 있다.
따라서 업링크 서브프레임에서도, 다운링크 서브프레임과 마찬가지로, 각 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3까지는, 무선 통신 시스템을 비세그먼트 방식으로 운용하고 있어도, IEEE802.16e-2005로 규정된 세그먼트화를 실시한 경우와 마찬가지의 간섭 내성을 기대할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는, 각 섹터에서의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3을 초과하여도, 다른 데이터 송신 영역이나 데이터 수신 영역을 이용하여 유저 데이터를 송수신할 수 있기 때문에, IEEE802.16e-2005로 규정된 세그먼트화와 달리, 각 섹터의 통신 대역이 셀에서 사용 가능한 전 통신 대역의 1/3로 제한되는 일은 없다.
(제 2의 실시의 형태)
다음에 본 발명의 제 2의 실시의 형태에 관해 설명한다.
제 1의 실시의 형태의 무선 통신 시스템에서는, OFDMA 프레임의 버스트 구간을 섹터 수에 응하여 주파수축방향으로 분할한 예를 나타냈다. 제 2의 실시의 형태의 무선 통신 시스템은, OFDMA 프레임의 버스트 구간을 섹터 수에 응하여 주파수축방향으로 분할함과 함께, 시간축방향으로 섹터 수에 응하여 분할한다. 또한, 본 실시 형태에서는 시간축방향으로 분할한 영역의 각 심볼 경계에서 할당하는 섹터를 전환한다. 즉, 제 2의 실시의 형태의 무선 통신 시스템에서는, OFDMA 프레임의 버스트 구간을 도 15에 도시하는 바와 같이 분할한다.
무선 통신 시스템의 구성 및 다운링크 서브프레임이 구비하는 복수의 데이터 송신 영역 및 업링크 서브프레임이 구비하는 복수의 데이터 수신 영역에 대한 유저 데이터의 송신에 필요한 대역의 할당 방법에 관해서는 제 1의 실시의 형태와 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 생략한다.
제 1의 실시의 형태에서는, 셀 내에서 주파수 선택성 페이딩이 발생하고 있는 경우, 해당 페이딩이 발생하고 있는 서브채널을 포함하는 섹터의 무선 통신 환경이 악화한다.
본 실시 형태의 무선 통신 시스템은, 제 1의 실시의 형태와 같은 효과를 얻을 수 있음과 함께, 도 15에 도시하는 바와 같이 각 주파수 영역으로 할당하는 섹터를 시간축상에서도 전환함으로써, 상술한 주파수 선택성 페이딩에 의해 일부의 섹터의 무선 통신 환경이 항상 악화하는 문제를 회피할 수 있다.
또한, 제 1의 실시의 형태 및 제 2의 실시의 형태에서는 각 셀을 3개의 섹터로 분할하는 예를 나타냈지만, 셀의 분할 수는 3으로 한정되는 것이 아니다. 또한, 각 섹터에 순차적으로 할당하는 데이터 송신 영역이나 데이터 수신 영역은, 상술한 제 1의 실시의 형태나 제 2의 실시의 형태로 나타냈던 예로 한정되는 것이 아니고, 각 섹터에 순차적으로 할당하는 데이터 송신 영역이나 데이터 수신 영역은 임의로 설정 가능하다.
이 출원은, 2007년 5월 31일에 출원된 일본 특원2007-144487호를 기초로 하 는 우선권을 주장하고, 그 개시(開示)된 전부를 여기에 받아들인다.

Claims (7)

  1. 직교 주파수 분할 다중 접속 방식으로 규정된 다운링크 서브프레임이 구비하는 이동국마다의 유저 데이터를 송신하기 위한 다운링크 버스트 구간을, 주파수축방향으로 섹터 수에 대응한 복수의 데이터 송신 영역으로 분할하고, 상기 이동국마다의 유저 데이터를 송신하기 위한 영역을, 해당 이동국이 재권하는 섹터에 대응하는 데이터 송신 영역으로 할당하고, 해당 섹터 내의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 해당 데이터 송신 영역의 통신 대역을 초과하는 경우, 해당 섹터를 제외한 다른 섹터에 대응한 데이터 송신 영역으로 할당하는 DL-MAP 생성 수단과,
    직교 주파수 분할 다중 접속 방식으로 규정된 업링크 서브프레임이 구비하는 이동국마다의 유저 데이터를 송신하기 위한 업링크 버스트 구간을, 주파수축방향으로 섹터 수에 대응한 복수의 데이터 수신 영역으로 분할하고, 상기 이동국마다의 유저 데이터를 송신하기 위한 영역을, 해당 이동국이 재권하는 섹터에 대응하는 데이터 수신 영역으로 할당하고, 해당 섹터 내의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 해당 데이터 수신 영역의 통신 대역을 초과하는 경우, 해당 섹터를 제외한 다른 섹터에 대응하는 데이터 수신 영역으로 할당하는 UL-MAP 생성 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 기지국.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 DL-MAP 생성 수단은,
    상기 데이터 송신 영역을, 상기 섹터 수에 응하여 또한 시간축방향으로 분할하고, 상기 시간축방향으로 분할한 영역의 각 심볼 경계에서 할당하는 섹터를 전환하고,
    상기 UL-MAP 생성 수단은,
    상기 데이터 수신 영역을, 상기 섹터 수에 응하여 또한 시간축방향으로 분할하고, 상기 시간축방향으로 분할한 영역의 각 심볼 경계에 할당하는 섹터를 전환하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 UL-MAP 생성 수단은,
    상기 이동국마다의 유저 데이터를 송신하기 위한 영역을 상기 데이터 수신 영역으로 할당한 후, 상기 데이터 수신 영역에 빈 영역이 있는 경우는, 해당 빈 영역에 미리 결정된 더미 데이터를 삽입하는 것을 특징으로 하는 기지국.
  4. 제 1항 내지 제 3항중 어느 한 항에 기재된 기지국과,
    상기 기지국과 무선 통신을 행하는 이동국을 갖는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템.
  5. 직교 주파수 분할 다중 접속 방식으로 규정된 다운링크 서브프레임이 구비하는 이동국마다의 유저 데이터를 송신하기 위한 다운링크 버스트 구간을, 주파수축 방향으로 섹터 수에 대응한 복수의 데이터 송신 영역으로 분할하고,
    상기 이동국마다의 유저 데이터를 송신하기 위한 영역을, 해당 이동국이 재권하는 섹터에 대응하는 데이터 송신 영역으로 할당하고, 해당 섹터 내의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 해당 데이터 송신 영역의 통신 대역을 초과하는 경우, 해당 섹터를 제외한 다른 섹터에 대응하는 데이터 송신 영역으로 할당하고,
    직교 주파수 분할 다중 접속 방식으로 규정된 업링크 서브프레임이 구비하는 이동국마다의 유저 데이터를 송신하기 위한 업링크 버스트 구간을, 주파수축방향으로 섹터 수에 대응한 복수의 데이터 수신 영역으로 분할하고,
    상기 이동국마다의 유저 데이터를 송신하기 위한 영역을, 해당 이동국이 재권하는 섹터에 대응하는 데이터 수신 영역으로 할당하고, 해당 섹터 내의 유저 데이터의 송신에 필요한 대역이 해당 데이터 수신 영역의 통신 대역을 초과하는 경우, 해당 섹터를 제외한 다른 섹터에 대응하는 데이터 수신 영역으로 할당하는 것을 특징으로 하는 대역 제어 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 데이터 송신 영역을, 상기 섹터 수에 응하여 또한 시간축방향으로 분할하고, 상기 시간축방향으로 분할한 영역의 각 심볼 경계에서 할당하는 섹터를 전환하고,
    상기 데이터 수신 영역을, 상기 섹터 수에 응하여 또한 시간축방향으로 분할하고, 상기 시간축방향으로 분할한 영역의 각 심볼 경계에서 할당하는 섹터를 전환 하는 것을 특징으로 하는 대역 제어 방법.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 이동국마다의 유저 데이터를 송신하기 위한 영역을 상기 데이터 수신 영역으로 할당한 후, 상기 데이터 수신 영역에 빈 영역이 있는 경우는, 해당 빈 영역에 미리 결정된 더미 데이터를 삽입하는 것을 특징으로 하는 대역 제어 방법.
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