WO2007043096A1

WO2007043096A1 - 無線基地局装置およびその装置を用いた無線通信システム

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Publication number: WO2007043096A1
Application number: PCT/JP2005/018094
Authority: WO
Inventors: Tsuyoshi Tominaga; Kunio Satou; Yasuhiro Ohnaka; Takeshi Fukunaga
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2005-09-30
Publication date: 2007-04-19
Also published as: KR20080048521A; US8139557B2; WO2007043096A9; US20080253355A1; KR100942757B1; JP4607188B2; EP1940187A4; JPWO2007043096A1; EP1940187A1; EP1940187B1

Abstract

　周波数リユースファクタ１におけるセル内の各セクタ間およびセル間でのプリアンブルおよびフレーム制御情報への干渉を無くして、フレームの伝送効率を改善した無線基地局装置を得るために、セルを構成する複数のセクタ毎にＯＦＤＭＡ多元接続処理を行い、複数のセクタ毎に夫々対応して、同期させて形成された論理サブチャネル番号とＯＦＤＭＡシンボル番号からなるフレームに対して、先頭から順に配置されるプリアンブルおよびフレーム制御情報が、ＯＦＤＭＡシンボル番号上で重複しないように、所定のフレームの先頭にオフセットを付加して夫々のフレームを構成した。

Description

明細書

無線基地局装置およびその装置を用いた無線通信システム

技術分野

[0001] 本発明は、 OFDMA方式を用いた無線基地局装置、特にセル内の複数のセクタを周波数リユースファクタ 1で使用した際に生じるセクタ間の干渉を回避する無線基地局装置に関する。

背景技術

[0002] 無線 MAN (Metropolitan Area Network)の規格として構築され、元来 FWA (Fixed Wireless Access)用途に規格化された IEEE802. 16は、当初より QoS (Quality of S ervice)、 AAS (Adaptive Antenna System)、送信ダイバーシティなどの基地局の高度な最適化による高効率な無線伝送を実現する技術をサポートしている。

[0003] また昨今、これに周波数選択性フェージング耐性に優れる OFDM (Orthogonal Fr equency Division Multiplexing)方式や OFDM A (Orthogonal Frequency Division M ultiple Access)方式などが追加され、見通し外のマルチパス環境における無線ァクセス通信に対応するようになった。

[0004] この中で、移動通信においては、端末局ごとのサブチャネルィ匕により、端末局ごとに独立に変動する伝搬環境への対応が可能な OFDMA方式を中心とした拡張が進められている。

[0005] 以下、 OFDMA方式の従来技術について説明する。

[0006] 図 13〜図 15は、例えば IEEE802. 16 (IEEE P802.16- REVd/D5- 2004, 2004.11.

8ダウンロード）に示されているもので、図 13は一つのセルを 3つのセクタに分割した場合のセクタ構成を示す説明図であり、図 14はセクタ毎にセグメントに分割した場合の無線基地局装置の構成図であり、図 15は OFDMAのフレーム構成を示す説明図である。

[0007] 図 13において、セル 100は、セクタ 101a, 101b, 101cの 3つのセクタに分割されている。またセル 100は、セクタ 101a, 101b, 101cの領域内に有る無図示の端末局と無線信号を送受信するためのアンテナ 102a, 102b, 102cを有した無線基地局装置 103を備えている。

[0008] また図 14において、無線基地局装置 103は、セクタ 101a, 101b, 101cに対して、それぞれ OFDMA変復調処理とフレームの形成を行う PHY (physical layer)処理部 104a, 104b, 104cと、無図示の端末局とアンテナ 102a, 102b, 102cを介して無線信号を送受信する無線送受信部 105a, 105b, 105cと、セクタ 101a, 101b, 10 lcの各セグメントに対してデータの割当て処理を行う MAC (Media Access Control) 処理部 106と、無図示のネットワークなどを介して MAC処理部 106に接続されるネットワーク IZF107により構成されてヽる。

[0009] また図 15において、縦軸は論理サブチャネル番号 110で使用される無線周波数の全帯域を示し、横軸は OFDMAシンボル番号 111で時間を示している。論理サブチャネル番号 110は、セクタ 101a, 101b, 101cに対応して 3つのセグメントに分割されている。そしてセクタ 101a, 101b, 101cに夫々対応して、論理サブチャネル番号 110と OFDMAシンポノレ番号 111力ら形成されるフレーム 112a, 112b, 112cは、それぞれ先頭力ら川頁に、プリアンプノレ 113a, 113b, 113c、報知†青報 114a, 114b, 114c、下り割当て情報 115a, 115b, 115c,上り割当て情報 116a, 116b, 116c, 下りデータ領域 117a, 117b, 117cおよび上りデータ領域 118a, 118b, 118cにより構成されている。なお、報知情報 114a, 114b, 114c、下り割当て情報 115a, 115 b, 115c,上り割当て情報 116a, 116b, 116cはフレーム制御情報である。

[0010] 次に動作について図 13〜図 15を参照して説明する。

[0011] MAC処理部 106では、論理サブチャネル番号 110の無線周波数の全帯域をセクタ 101a, 101b, 101cに対応した 3つのセグメントに分割し、各セグメントに対してデ一タを割当てるセグメンテーション処理が行われる。

[0012] 次【こ PHY処理咅 104a, 104b, 104ciま、セクタ 101a, 101b, 101c【こ対応した 3 つのセグメントに対し、それぞれ先頭からプリアンブル 113a, 113b, 113c,報知情報 114a, 114b, 114c、下り割当て情報 115a, 115b, 115c,上り割当て情報 116a , 116b, 116c,下りデータ領域 117a, 117b, 117cおよび上りデータ領域 118a, 1 18b, 118cを構成したフレーム 112a, 112b, 112cの生成と OFDMA変復調処理が行われる。 [0013] そして、無線送受信部 105a, 105b, 105cは、端末局と無線信号を送受信可能なように周波数変換処理や増幅処理などを行い、アンテナ 102a, 102b, 102cを介して端末局と送受信が行われる。

[0014] 非特許文献 1 : IEEE P802.16- REVd/D5- 2004, 2004.11.8ダウンロード

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0015] 以上に示した従来の無線基地局装置においては、セクタ 101a, 101b, 101cに対して、使用される無線周波数の全帯域を 3つのセグメントに分割するので、例えばセクタ 101a, 101b, 101cに対して同一の無線周波数の全帯域をそれぞれ割当てる周波数リユースファクタ 1に比べて、無線信号の最大伝送レートが 1Z3以下に低下する課題があった。

[0016] また、この最大伝送レートの低下を無くすために、前述のとおり、同一の無線周波数の全帯域をセクタ 101a, 101b, 101cにそれぞれ割当てる周波数リユースファクタ 1として、 OFDMAのサブチヤネライゼイシヨン機能を用いた場合では、プリアンブル 113a, 113b, 113c,報知情報 114a, 114b, 114c、下り割当て情報 115a, 115b , 115c,上り割当て情報 116a, 116b, 116cが干渉して伝送効率が低下する課題かあつた。

[0017] また、例えばセル 100に隣接する他のセルに対して、同一の無線周波数の全帯域をそれぞれ割当てる周波数リユースファクタ 1を適用した場合にぉヽても同様の課題かあつた。

[0018] 本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、周波数リユースファクタ 1として最大伝送レートが低下しないようにするとともに、周波数リュースファクタ 1とした場合に課題となるセル内の各セクタ間および隣接するセル間におけるプリアンブルおよびフレーム制御情報である報知情報，下り割当て情報，上り割当て情報の干渉を無くして、フレームの伝送効率を改善した無線基地局装置を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0019] 本発明による無線基地局装置は、セルを構成する複数のセクタの夫々を同一の無線周波数で使用する周波数リユースファクタ 1として、複数のセクタ毎に OFDMA多元接続処理を行うことにより、複数のセクタ毎に対して夫々形成される論理サブチヤネル番号と OFDMAシンボル番号力なるフレームの先頭力順に配置されるプリアンブルおよびフレーム制御情報を、複数のセクタ毎に夫々形成されるフレーム間で相互に干渉しな、ようにして夫々のフレームを構成したものである。

発明の効果

[0020] 本発明による無線通信基地局装置は、複数のセクタに夫々対応して形成されたフレームの先頭力順に配置されるプリアンブルおよびフレーム制御情報力複数のセクタ毎に夫々形成されるフレーム間で相互に干渉しないように夫々のフレームを構成したので、夫々のフレームに配置されるプリアンブルおよびフレーム制御情報が互いに干渉することが無くなり、フレーム伝送効率が改善される。

図面の簡単な説明

[0021] [図 1]この発明の実施の形態 1によるセクタ構成を示す説明図である。

[図 2]この発明の実施の形態 1による無線通信基地局装置を示す構成図である。

[図 3]この発明の実施の形態 1によるフレーム構成を示す説明図である。

[図 4]この発明の実施の形態 2によるフレーム構成を示す説明図である。

[図 5]この発明の実施の形態 3によるフレーム構成を示す説明図である。

[図 6]この発明の実施の形態 4による無線通信基地局装置を示す構成図である。

[図 7]この発明の実施の形態 4によるセクタ構成を示す説明図である。

[図 8]この発明の実施の形態 5によるセル構成を示す説明図である。

[図 9]この発明の実施の形態 5によるフレーム構成を示す説明図である。

[図 10]この発明の実施の形態 6によるフレーム構成を示す説明図である。

[図 11]この発明の実施の形態 7によるフレーム構成を示す説明図である。

[図 12]この発明の実施の形態 8によるネットワーク構成図である。

[図 13]従来のセクタ構成を示す説明図である。

[図 14]従来の無線通信基地局装置を示す構成図である。

[図 15]従来のフレーム構成を示す説明図である。

符号の説明 [0022] 1 セル、 2a, 2b, 2c セクタ、 3, 3a, 3b, 3c 無線基地局装置、 4a, 4b, 4c アンテナ、 5a, 5b, 5c ネットワーク I,F、

6a, 6b, 6c MAC処理部、 7a, 7b, 7c PHY処理部、

8a, 8b, 8c 無線送受信部、 9 基準クロック源、 9a 基準クロック信号、 10 システムクロック生成咅^ 10a システムクロック信号、

10b フレーム先頭信号、 11, 12 遅延付加器、

11a, 12a フレーム先頭信号、

13a, 13b, 13c 論理サブチャネル番号、

14 OFDMAシンボル番号、 15a, 15b, 15c フレーム、

16a, 16b, 16c プリアンブル、 17a, 17b, 17c 報知情報、

18a, 18b, 18c 下り割当て情報、

19a, 19b, 19c 上り割当て情報、

20a, 20b, 20c 下りデータ領域、

21a, 21b, 21c 上りデータ領域、

22a, 22b NULLサブキャリア領域

発明を実施するための最良の形態

[0023] 以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明を実施するための最良の形態について、添付の図面を参照して説明する。

[0024] 実施の形態 1

この発明の実施の形態 iに係る無線基地局装置について、図 1〜図 3を参照して説明する。

[0025] 図 1は、一つの無線基地局装置の通信領域である一つのセルを 3つのセクタに分割した場合のセクタ構成を示す説明図である。

[0026] 図 1において、セル 1は、セクタ 2a, 2b, 2cの 3つのセクタに分割され、それぞれ同一の無線周波数の全帯域が割当てられている（所謂、周波数リユースファクタ 1)。またセル 1には無線基地局装置 3が設けられている。この無線基地局装置 3は、セクタ 2a、 2b, 2cに夫々対応した無線基地局装置 3a, 3b, 3cより構成されている。また無線基地局装置 3a, 3b, 3cは、夫々セクタ 2a、 2b, 2cに領域内にある無図示の端末局と無線信号を送受信するためのアンテナ 4a、 4b, 4cを備えている。

[0027] 図 2は、無線基地局装置の構成を示す構成図である。

[0028] 図 2において、無線基地局装置 3aは、無線基地局装置 3bおよび 3cのマスターとなるものである。無線基地局装置 3aは、無図示のネットワークに接続されるネットワーク I ZF5aと、セクタ 2aに対するデータの割当て処理を行う MAC処理部 6aと、セクタ 2a に対するフレームの形成と OFDMA変復調処理を行う PHY処理部 7aと、セクタ 2a 領域内にある無図示の端末局とアンテナ 4aを介して無線信号を送受信する無線送受信部 8aと、基準となる基準クロック信号 9aを出力する基準クロック源 9と、基準クロック信号 9aに周波数変換などを施し、所定のシステムクロック信号 10aおよびフレーム先頭信号 10bを生成し出力するシステムクロック生成部 10により構成されている。

[0029] また無線基地局装置 3bは、マスターである無線基地局装置 3aのスレーブとなるものである。この無線基地局装置 3bは、無図示のネットワークに接続されるネットワーク lZF5bと、セクタ 2bに対するデータの割当て処理を行う MAC処理部 6bと、セクタ 2b に対するフレームの形成と OFDMA変復調処理を行う PHY処理部 7bと、セクタ 2b 領域内にある無図示の端末局とアンテナ 4bを介して無線信号を送受信する無線送受信部 8bと、フレーム先頭信号 10bにセクタ 2bに対応した所定のオフセットを付加して、フレーム先頭信号 1 laとして出力する遅延付加器 11により構成されて！、る。

[0030] また無線基地局装置 3cは、マスターである無線基地局装置 3aのスレーブとなるものである。この無線基地局装置 3cは、無図示のネットワークに接続されるネットワーク lZF5cと、セクタ 2cに対するデータの割当て処理を行う MAC処理部 6cと、セクタ 2c に対するフレームの形成と OFDMA変復調処理を行う PHY処理部 7cと、セクタ 2c 領域内にある無図示の端末局とアンテナ 4cを介して無線信号を送受信する無線送受信部 8cと、フレーム先頭信号 10bにセクタ 2cに対応した所定のオフセットを付加して、フレーム先頭信号 12aとして出力する遅延付加器 12により構成されている。

[0031] 図 3は、 OFDMAのフレーム構成を示す説明図である。

[0032] 図 3において、縦軸は周波数を示すもので、セクタ 2a, 2b, 2cの 3つのセクタにそれぞれ同一の無線周波数の全帯域を割当てた論理サブチャネル番号 13a, 13b, 1 3cとして示される。これによりセクタ 2a, 2b, 2cに、それぞれ同一の無線周波数の全帯域を割当てる周波数リユースファクタ 1を構成する。また、横軸は時間を示すもので、 OFDMAシンボル番号 14として示される。

[0033] そして、セクタ 2a, 2b, 2cに対応する論理サブチャネル番号 13a, 13b, 13cと OF DMAシンボル番号 14により、無線信号の送受信単位となるフレーム 15a, 15b, 15 cが形成される。

[0034] このフレーム 15a, 15b, 15cは、それぞれ先頭力ら川頁に、プリアンプノレ 16a, 16b, 16cゝ報知情報 17a, 17b, 17cゝ下り割当て情報 18a, 18b, 18cゝ上り割当て情報 1 9a, 19b, 19c、下りデータ領域 20a, 20b, 20c、上りデータ領域 21a, 21b, 21cにより構成されている。なお報知情報 17a, 17b, 17c、下り割当て情報 18a, 18b, 18 c、上り割当て情報 19a, 19b, 19cはフレーム制御情報である。

[0035] また、フレーム 15a, 15bの下りデータ領域 20a, 20bの直前には、それぞれパイ口ットサブキャリアを含む全てのサブキャリアを出力しない NULLサブキャリア領域 22a , 22bを設けている。

[0036] 次に、図 1〜図 3を参照し、動作について説明する。

[0037] まずセクタ 2aの無線基地局装置 3aの基準クロック源 9から基準クロック 9aが出力される。

[0038] 無線送受信部 8a, 8b, 8cは、この基準クロック 9aを用いて、無線基地局装置 3a、 3 bおよび 3cから送受信するための搬送波を同期させる。

[0039] また基準クロック 9aはシステムクロック生成部 10に入力され、周波数変換などが施され、基準となる所定のシステムクロック信号 10aとフレーム先頭信号 10bを生成し出力する。

[0040] セクタ 2aの無線基地局装置 3aは、システムクロック信号 10aを用い、またフレーム先頭信号 10bを基準として、無線基地局装置 3aの PHY処理部 7aにおいて、図 3に示すように、プリアンブル 16a、報知情報 17a、下り割当て情報 18a、上り割当て情報 19a、 NULLサブキャリア領域 22a、下りデータ領域 20aおよび上りデータ領域 21a の順番で配置されるフレーム 15aを形成する。

[0041] セクタ 2bの無線基地局装置 3bは、フレーム 15bの先頭力フレーム 15aに配置されたプリアンブル 16a、報知情報 17a、下り割当て情報 18a、上り割当て情報 19aと O FDMAシンボル番号 14上で重複しないように、遅延付加器 11を用いて、フレーム先頭信号 10bに所定の遅延量を付加してフレーム先頭信号 11aを生成する。そして、無線基地局装置 3bの PHY処理部 7bは、システムクロック信号 10aを用い、またフレーム先頭信号 11aを基準として、図 3に示すように、プリアンブル 16b、報知情報 17b 、下り割当て情報 18b、上り割当て情報 19b、 NULLサブキャリア領域 22b、下りデータ領域 20bおよび上りデータ領域 21bの順番で配置されるフレーム 15bを形成する。

[0042] セクタ 2cの無線基地局装置 3cは、フレーム 15cの先頭力フレーム 15aに配置されたプリアンブル 16a、報知情報 17a、下り割当て情報 18a、上り割当て情報 19aおよびフレーム 15bに配置さえたプリアンブル 16b、報知情報 17b、下り割当て情報 18b 、上り割当て情報 19bに OFDMAシンボル番号 14上で重複しないように、遅延付加器 12を用いて、フレーム先頭信号 10bに所定の遅延量を付加してフレーム先頭信号 12aを生成する。そして、無線基地局装置 3cの PHY処理部 7cは、システムクロック信号 10aを用い、またフレーム先頭信号 12aを基準として、図 3に示すように、ブリアンブル 16c、報知情報 17c、下り割当て情報 18c、上り割当て情報 19c、下りデータ領域 20cおよび上りデータ領域 21cの順番で配置されるフレーム 15cを形成する。

[0043] このようにフレーム 15a, 15b, 15cを構成することにより、フレーム 15a, 15b, 15c に夫々配置されたプリアンブル 16a, 16b, 16c、報知情報 17a, 17b, 17c、下り割当て情報 18a, 18b, 18cおよび上り割当て情報 19a, 19b, 19cが OFDMAシンポル番号上で重複しなくなる。このため、無線基地局装置 3a, 3b, 3cと端末局の間で無線信号を送受信する際に、プリアンブル 16a, 16b, 16c、報知情報 17a, 17b, 1 7c、下り割当て情報 18a, 18b, 18cおよび上り割当て情報 19a, 19b, 19cが相互に干渉しなくなり、フレーム伝送効率が改善する。

[0044] そしてこのフレーム 15a, 15b, 15cのタイミングを用いて、セクタ 2a, 2b, 2cにある無線基地局装置 3a, 3b, 3cの無線送受信部 8a, 8b, 8cおよびアンテナ 4a, 4b, 4c を介して、セクタ 2a, 2b, 2cの領域内にある端末局と無線信号を送受信する。

[0045] 実施の形態 2

実施の形態： Uこおヽて ίま、セクタ 2a, 2b, 2c【こ対応したフレーム 15a, 15b, 15cを構成するプリアンブル 16a, 16b, 16cが OFDMAシンボル番号 14上で互いに重複しないものを示したが、図 4の OFDMAフレーム構成の説明図に示すように、フレーム 15a, 15b, 15cを構成するプリアンブルを互いに相関の無い、つまりプリアンブル間で干渉が生じてもプリアンブルを検出できる、異なるパターンのプリアンブル 24a, 24b, 24cを用いて、 OFDMAシンボル番号 14上で互いに重複させることも可能である。なお 25a, 25b, 25c, 25dは NULLサブキャリア領域である。また、この場合、遅延付加器 11および 12はオフセットを付加しない。また図 4で示した符号のうち、実施の形態 1で示した符号と同一のものは、同一または相当品を示し、説明は省略する

[0046] このように互いに相関のない異なるパターンを有するプリアンブル 24a, 24b, 24c を OFDMAシンボル番号 14上で互いに重複させることにより、プリアンブル 24a, 24 b, 24cが重複する時間分オーバヘッドが減少するため、フレームの伝送効率が実施の形態 1に比してより改善する。

[0047] 実施の形態 3

実施の形態 2【こお!ヽて ίま、セクタ 2a, 2b, 2c【こ対応したフレーム 15a, 15b, 15cを構成するプリアンブル 24a, 24b, 24cを OFDMAシンボル番号 14上で互いに重複させたものを示した力図 5の OFDMAフレーム構成の説明図に示すように、フレーム制御情報である、報知情報 26a, 26b, 26c、下り割当て情報 27a, 27b, 27cおよび上り割当で隨 28a, 28b, 28cを論理サブチャネル番号 13a, 13b, 13c上で重複しないように配置させることも可能である。なお 29a, 29b, 29c, 29dは NULLサブキャリア領域である。またこの場合、遅延付加器 11および 12はオフセットを付加しない。また図 5で示した符号のうち、実施の形態 1および 2で示した符号と同一のものは、同一または相当品を示し、説明は省略する。

[0048] このようにすることにより、 OFDMAシンボル番号 14上で、フレーム制御情報である報知情報 26a, 26b, 26c、下り割当て情報 27a, 27b, 27cおよび上り割当て情報 2 8a, 28b, 28cを重複させることが可能となるため、報知情報 26a, 26b, 26c、下り割当て情報 27a, 27b, 27cおよび上り割当て情報 28a, 28b, 28cが重複する時間分オーバヘッドが減少するため、フレームの伝送効率が実施の形態 2に比してより改善する。 [0049] 実施の形態 4

実施の形態 1から 3においては、図 2に示すように、無線基地局装置 3aに基準クロック信号 9aを出力する基準クロック源 9を用いたが、図 6の無線基地局装置の構成図および図 7のセクタ構成を示す説明図に示すように、基準クロック源 9の代りに、無図示の GPS衛星力もアンテナ 31を介して受信した GPS信号力基準クロック信号 9aを抽出する GPS受信機 32を備えた構成にしてもよい。なお図 6および図 7で使用した符号のうち、実施の形態 1〜3で使用した符号と同一のものは、同一または相当品を示し、説明は省略する。

[0050] この構成により、無図示の GPS衛星力もアンテナ 31を介して受信した GPS信号から、 GPS受信機 32により基準クロック信号 9aを抽出する。その他の動作は、実施の形態 1〜3に示した動作と同じである。

[0051] なお、実施の形態 1〜4においては、一つのセルを 3つのセクタに分割したものを示したが、これはあくまで一例を示したものであり、特にセクタの数を限定するものではない。

[0052] 実施の形態 5

実施の形態 4に示したように、 GPS衛星力 GPS信号を受信して基準クロック信号を抽出すれば、複数のセルを備えた無線通信システムを構成するような場合にお!ヽて、複数のセルに対し、実施の形態 1〜3で示した動作を同調させることが容易に可會になる。

[0053] 図 8および図 9は、この発明の実施の形態 5に係る複数のセルを備えた無線通信システムについて説明するものである。

[0054] 図 8は、実施の形態 4で示したセルを 3つ備え、各セルをそれぞれ 3つのセクタに分割した場合のセクタ構成を示す説明図である。図 9は、図 8に示した夫々のセクタに対する OFDMAのフレーム構成を示す説明図である。なお図 8および図 9で使用した符号のうち、実施の形態 1〜4で使用した符号と同一のものは、同一または相当品を示し、説明は省略する。

[0055] 図 8において、セル 1は実施の形態 4の図 7で示したものに相当する。またセル 1に隣接してセル 35および 36が設けられて!/、る。 [0056] セノレ 35は、セノレ 1と同様に 3つのセクタ 37a, 37b, 37cに分害 ijされ、夫々にセノレ 1 のセクタ 2a, 2b, 2cと同一の無線周波数の全帯域が割当てられている（所謂、周波数リユースファクタ 1)。またセル 35には無線基地局装置 38が設けられている。この無線基地局装置 38は、セクタ 37a, 37b,セクタ 37cに夫々対応した無線基地局装置 3 8a, 38b, 38cより構成されている。また無線基地局装置 38a, 38b, 38cは、夫々セクタ 37a, 37b, 37cの領域内にある無図示の端末局と無線信号を送受信するためのアンテナ 39a, 39b, 39cを備えている。またマスターとなる無線基地局装置 38aは、無図示の GPS衛星力も GPS信号を受信するためのアンテナ 40を備えて、る。なお無線基地局装置 38a, 38b, 38cの構成は、それぞれ実施の形態 4の図 6で示した無線基地局装置 3a, 3b, 3cに相当する。

[0057] 同様に、セル 36もセル 1と同様に 3つのセクタ 41a, 41b, 41cに分割され、夫々にセル 1のセクタ 2a, 2b, 2cと同一の無線周波数の全帯域が割当てられている（所謂、周波数リユースファクタ 1)。またセル 36には無線基地局装置 42が設けられている。この無線基地局装置 42は、セクタ 41a, 41b,セクタ 41cに夫々対応した無線基地局装置 42a, 42b, 42cより構成されている。また無線基地局装置 42a, 42b, 42cは、夫々セクタ 41a, 41b, 41cの領域内にある無図示の端末局と無線信号を送受信するためのアンテナ 43a, 43b, 43cを備えている。またマスターとなる無線基地局装置 42aは、無図示の GPS衛星力 GPS信号を受信するためのアンテナ 44を備えてヽる。なお無線基地局装置 42a, 42b, 43cの構成は、それぞれ実施の形態 4の図 6で示した無線基地局装置 3a, 3b, 3cに相当する。

[0058] 図 9において、縦軸は周波数を示すもので、セル 1を構成する 3つのセクタ 2a, 2b, 2c、セル 35を構成する 3つのセクタ 37a, 37b, 37c、セル 36を構成する 3つのセクタ 41a, 41b, 41cには、それぞれ同一の無線周波数の全帯域が割当てられる。これはセクタ 2a, 2b, 2cに対して論理サブチャネル番号 13a, 13b, 13c、セクタ 37a, 37b , 37c【こ対して！^理サブチヤノレ番号 45a, 45b, 45c、セクタ 41a, 41b, 41c【こ対して論理サブチャネル番号 46a, 46b, 46cとして示される。これによりセクタ 2a, 2b, 2 c, 37a, 37b, 37c, 41a, 41b, 41cに対し、夫々同一の無線周波数の全帯域を割当てる周波数リユースファクタ 1を構成する。また横軸は時間を示すもので、 OFDM Aシンボル番号 14として示される。

[0059] そしてセクタ 2a, 2b, 2c, 37a, 37b, 37c, 41a, 41b, 41cに対応する論理サブチャネル番号 13a, 13b, 13c, 45a, 45b, 45c, 46a, 46b, 46cと OFDMAシンボル番号 14により、無線信号の送受信単位となるフレーム 47a, 47b, 47cが形成される。この場合、フレーム 47aはセクタ 2a, 37a, 41aに対応し、フレーム 47bはセクタ 2b, 37b, 41b【こ対応し、フレーム 47ciまセクタ 2c, 37c, 41c【こ対応して!/ヽる。

[0060] このフレーム 47aは、セル 1, 35, 36のセクタ 2a, 37a, 41aに対応するものであり、先頭から、プリアンブル 16a, 47a, 48a,フレーム制御情報 49a, 50a, 51a, NULL サブキャリア領域 22a, 52a, 53a、下りデータ領域 20a, 54a, 55aおよび上りデータ領域 21a, 56a, 57a【こより構成されて!ヽる。

[0061] またフレーム 47bは、セル 1, 35, 36のセクタ 2b, 37b, 41bに対応するものであり、先頭から、プリアンブル 16b, 47b, 48b、フレーム制御情報 49b, 50b, 51b, NUL Lサブキャリア領域 22b, 52b, 53b、下りデータ領域 20b, 54b, 55bおよび上りデータ領域 21b, 56b, 57bにより構成されている。

[0062] またフレーム 47cは、セル 1, 35, 36のセクタ 2c, 37c, 41cに対応するものであり、先頭から、プリアンブル 16c, 47c, 48c、フレーム制御情報 49c, 50c, 51c,下りデータ領域 20c, 54c, 55cおよび上りデータ領域 21c, 56c, 57b【こより構成されて!ヽる。

[0063] なおフレーム制御情報は、報知情報、下り割当て情報および上り割当て情報を含むものである。例えば、フレーム制御情報 49aは、図 3で示した報知情報 17a、下り割当て情報 18aおよび上り割当て情報 19aを含んで、る。

[0064] 次に、図 6,図 8および図 9を参照し、動作について説明する。

[0065] セル 1を構成するセクタ 2a, 2b, 2cに対応するフレーム 47a, 47b, 47cの動作については、実施の形態 1および 4で示した通りである。なお、このセクタ 2a, 2b, 2cに対応するフレーム 47a, 47b, 47cは、実施の形態 1および 4で示したフレーム 15a, 1 5b, 15cに相当する。

[0066] 実施の形態 1および 4と相違する点は、複数のセルに対して、実施の形態 1および 4 と同じ動作を行わせることにある。 [0067] セノレ 1, 35, 36のセクタ 2a, 37a, 41aにお!/ヽて、夫々マスターとなる無線基地局装置 3a, 38a, 42aは、無図示の GPS衛星力もアンテナ 32, 40, 44を介して同じ GPS 信号を受信する。

[0068] まずアンテナ 32を介して、セル 1のセクタ 2aに対応したマスターとなる無線基地局装置 3aが GPS信号を受信した場合、実施の形態 4で示したように GPS受信機 32で基準クロック 9aが抽出される。この基準クロック 9aは、システムクロック生成部 10に入力される。そして実施の形態 1で示したように、セクタ 2b, 2cのスレーブとなる無線基地局装置 3b, 3cに対し、システムクロック生成部 10から出力されるフレーム先頭信号 10aに所定のオフセットが付カ卩され、図 9のセル 1で示すように、セクタ 2aのプリアンプル 16aおよびフレーム制御情報 49a、セクタ 2bのプリアンブル 16bおよびフレーム制御情報 49bならびにセクタ 2cのプリアンブル 16cおよびフレーム制御情報 49cが、 O FDMAシンボル番号 14上で重複しないようにして、フレーム 47a, 47b, 47cを構成する。

[0069] またアンテナ 40を介して、セル 35のセクタ 37aに対応したマスターとなる無線基地局装置 38aが GPS信号を受信した場合、マスターとなる無線基地局装置 38aおよびスレーブとなる無線基地局装置 38b, 38cは、無線基地局装置 3a, 3b, 3cと同様な動作をする。そして図 9のセル 35で示すように、セクタ 37aのプリアンブル 47aおよびフレーム制御情報 50a、セクタ 37bのプリアンブル 47bおよびフレーム制御情報 50b ならびにセクタ 37cのプリアンブル 47cおよびフレーム制御情報 50cが、 OFDMAシンボル番号 14上で重複しないようにして、フレーム 47a, 47b, 47cを構成する。

[0070] さらにアンテナ 44を介して、セル 36のセクタ 41aに対応したマスターとなる無線基地局装置 42aが GPS信号を受信した場合、マスターとなる無線基地局装置 42aおよびスレーブとなる無線基地局装置 42b, 42cは、無線基地局装置 3a, 3b, 3cと同様の動作をする。そして図 9のセル 36で示すように、セクタ 41aのプリアンブル 48aおよびフレーム制御情報 51a、セクタ 41bのプリアンブル 48bおよびフレーム制御情報 51 bならびにセクタ 41cのプリアンブル 48cおよびフレーム制御情報 51cが、 OFDMA シンボル番号 14上で重複しないようにして、フレーム 47a, 47b, 47cを構成する。

[0071] そしてフレーム 47a, 47b, 47cは、フレーム 47aに対応するセル 1, 35, 36のセクタ 2a, 37a, 41aの間で、フレーム 47bに対応するセル 1, 35, 36のセクタ 2b, 37b, 4 lbの間で、フレーム 47cに対応するセル 1, 35, 36のセクタ 2c, 37c, 41cの間で同期するようにタイミング力 SffilJ御され、それぞれのセクタ 2a, 2b, 2c, 37a, 37b, 37c, 41a, 41b, 41cの領域内にある端末局と無線信号を送受信する。

[0072] このように、フレーム 47a, 47b, 47cを構成することにより、無線基地局装置 3a, 3b , 3c, 38a, 38b, 38c, 42a, 42b, 42cと端末局との間で無線信号を送受信する際に、プリアンブル 16a, 16b, 16c, 47a, 47b, 47c, 48a, 48b, 48c、フレーム制御 †青報 49a, 49b, 49c, 50a, 50b, 50c, 51a, 51b, 51c力 Sネ目互に干渉しなくなるため、各セクタ間のみならずセル間においてもフレームの伝送効率が改善する。

[0073] 実施の形態 6

実施の形態 5においては、セル 1を構成するセクタ 2a, 2b, 2cに対応したフレーム 4 7a, 47b, 47cのプリアンブル 16a, 16b, 16cおよびフレーム制御情報 49a, 49b, 4 9c、セル 35を構成するセクタ 37a, 37b, 37cに対応したフレーム 47a, 47b, 47cのプリアンブル 47a, 47b, 47cおよびフレーム制御情報 50a, 50b, 50c、セル 36を構成するセクタ 41a, 41b, 41cに対応したフレーム 47a, 47b, 47cのプリアンプノレ 48a , 48b, 48cおよびフレーム制御情報 51a, 51b, 51cが、 OFDMAシンボル番号 14 上で互いに重複しな、ものを示した力図 10の OFDMAフレーム構成の説明図に示すよう【こ、フレーム 47a, 47b, 47cを構成するプリアンプノレを互!ヽ【こネ目関の無!/、、つまりプリアンブル間で干渉が生じてもプリアンブルを検出できる、異なるパターンのプリアンプノレ 60a, 60b, 60c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b, 62cを用!ヽて、 OFDM Aシンボル番号 14上で互いに重複させることも可能である。なお 63a, 63b, 63c, 6 3d, 64a, 64b, 64c, 64d, 65a, 65b, 65c, 65dは Nullサブキャリア領域である。なお、図 10で使用した符号のうち、実施の形態 5で使用した符号と同一のものは、同一または相当品を示し、説明は省略する。

[0074] このように互いに相関のない異なるパターンを有するプリアンブル 60a, 60b, 60c , 61a, 61b, 61c, 62a, 62bを OFDMAシンボル番号 14上で互いに重複させることにより、プリアンプノレ 60a, 60b, 60c, 61a, 61b, 61c, 62a, 62b力 S重複する時間分オーバヘッドが減少するため、フレームの伝送効率が実施の形態 5に比してより改善する。

[0075] 実施の形態 7

実施の形態 6においては、セル 1を構成するセクタ 2a, 2b, 2cに対応したフレーム 4 7a, 47b, 47cのプリアンブル 60a, 60b, 60c、セル 35を構成するセクタ 37a, 37b, 37cに対応したフレーム 47a, 47b, 47cのプリアンブル 6 la, 61b, 61c、セル 36を構成するセクタ 41a, 41b, 41cに対応したフレーム 47a, 47b, 47cのプリアンブル 6 2a, 62b, 62cが、 OFDMAシンボル番号 14上で互いに重複したものを示したが、図 11の OFDMAフレーム構成の説明図に示すように、プリアンプノレ 60a, 60b, 60c , 61a, 61b, 61c, 62a, 62bを OFDMAシンボル番号 14上で互いに重複させて配置することに加えて、セル 1を構成するセクタ 2a, 2b, 2cに対応するフレーム 47a, 4 7b, 47cのフレーム制御情報 70a, 70b, 70cを論理サブチャネル番号 13a, 13b, 1 3c上で、またセル 35を構成するセクタ 37a, 37b, 37cに対応するフレーム 47a, 47 b, 47cのフレーム制御情報 71a, 71b, 71cを論理サブチャネル番号 45a, 45b, 45 c上で、またセル 36を構成するセクタ 41a, 41b, 41cに対応するフレーム 47a, 47b , 47cのフレーム制御情報 72a, 72b, 72cを論理サブチャネル番号 46a, 46b, 46c 上で重複しないように配置させることも可能である。なお 73a, 73b, 73c, 73d, 74a , 74b, 74c, 74d, 75a, 75b, 75c, 75dは NULLサブキャリア領域である。なお、図 11で使用した符号のうち、実施の形態 5および実施の形態 6で使用した符号と同一のものは、同一または相当品を示し、説明は省略する。

[0076] このように、フレーム制御情報 70a, 70b, 70cを論理サブチャネル番号 13a, 13b、 13c上で、またフレーム制御情報 71a, 71b, 71cを論理サブチャネル番号 45a, 45 b、 45c上で、またフレーム制御情報 72a, 72b, 72cを論理サブチャネル番号 46a, 46b、 46c上で重複しないように配置することにより、フレーム制御情報 70a, 70b, 7 0c, 71a, 71b, 71c, 72a, 72b, 72c力 OFDMAシンボル番号 14上で重複させることが可能となるため、重複した時間分オーバヘッドが減少するため、フレームの伝送効率が実施の形態 6に比してより改善する。

[0077] なお、実施の形態 5〜7によれば、 3つのセルを用いたものを示したが、これはあくまで事例を示したものであり、特に数を限定するものではな、。 [0078] 実施の形態 8

実施の形態 1から 7において示した無線基地局装置は、図 12のネットワーク構成図に示すように、ネットワーク 80を介して、複数の無線基地局装置 81で夫々形成されるフレーム構成の管理、設定および変更、ならびにフレームに付加するオフセットの管理、設定および変更する監視制御装置 82に接続される。これにより無線基地局装置を集中的に効率よく運用できる。なお、複数の無線基地局装置 81は、実施の形態 1 力ら 7で示した無線基地局装置 3a, 3b, 3c, 38a, 38b, 38c, 42a, 42b, 42cに対応するものである。

産業上の利用可能性

[0079] 本発明に係る無線基地局装置は、携帯電話機などの端末局と無線信号を送受信する無線基地局装置において利用することができる。

Claims

請求の範囲

[1] セルを複数のセクタに分割し、複数の前記セクタの夫々を同一の無線周波数で使用する周波数リユースファクタ 1の構成として、複数の前記セクタ毎に OFDMA多元接続処理を行うことにより、複数の前記セクタの夫々に対応して、送受信に用いられる論理サブチャネル番号と OFDMAシンボル番号からなるフレームを形成する無線基地局装置において、

複数の前記セクタ毎に夫々形成される前記フレームの先頭力順に配置されるプリアンブルおよびフレーム制御情報力夫々の前記フレーム間で相互に干渉しないように、夫々の前記フレームを構成したことを特徴とする無線基地局装置。

[2] 無線基地局装置は、更に複数の前記セクタ毎に夫々形成される前記フレームを同期させる基準クロックを生成する基準クロック源と、前記基準クロックに基づいて同期した夫々の前記フレームのうち、所定の前記フレームの先頭にオフセットを付カ卩する遅延付加器を備え、

複数の前記セクタ毎に夫々形成される前記フレームの先頭力順に配置される前記プリアンブルおよび前記フレーム制御情報が、前記 OFDMAシンボル番号上で重複しな、ように、所定の前記フレームの先頭に前記オフセットを付加したことを特徴とする請求項 1に記載の無線基地局装置。

[3] 基準クロック源は、前記基準クロックを抽出可能な GPS信号を受信する GPS受信機であることを特徴とする請求項 2に記載の無線基地局装置。

[4] 無線基地局装置は、更に複数の前記セクタ毎に夫々形成される前記フレームを同期させる基準クロックを生成する基準クロック源を備免、

複数の前記セクタ毎に夫々形成される前記フレームの先頭力順に配置される前記プリアンブルおよび前記フレーム制御情報は、夫々の前記プリアンブルを、複数の前記セクタ毎に相関のない異なるプリアンブルパターンとして前記 OFDMAシンボル番号上で重複させて配置し、夫々の前記フレーム制御情報を、前記 OFDMAシンボル番号上で重複しな!、ように配置したことを特徴とする請求項 1に記載の無線基地局装置。

[5] 基準クロック源は、前記基準クロックを抽出可能な GPS信号を受信する GPS受信機であることを特徴とする請求項 4に記載の無線基地局装置。

[6] 無線基地局装置は、更に複数の前記セクタ毎に夫々形成される前記フレームを同期させる基準クロックを生成する基準クロック源を備免、

複数のセクタ毎に夫々形成される前記フレームの先頭力順に配置される前記プリアンブルおよび前記フレーム制御情報は、夫々の前記プリアンブルを、複数の前記セクタ毎に相関のない異なるプリアンブルパターンとして前記 OFDMAシンボル番号上で重複させて配置し、夫々の前記フレーム制御情報を、前記論理サブチャネル番号上で重複しな!、ようにし、かつ前記 OFDMAシンボル番号上で重複させて配置したことを特徴とする請求項 1に記載の無線基地局装置。

[7] 基準クロック源は、前記基準クロックが抽出可能な GPS信号を受信する GPS受信機であることを特徴とする請求項 6に記載の無線基地局装置。

[8] 請求項 1から請求項 7のいずれか 1項に記載された無線基地局装置において、前記無線基地局装置はネットワークに接続され、前記ネットワークは複数の前記セクタ毎に形成される前記フレームに夫々配置される前記プリアンブルおよび前記フレーム制御情報の管理、設定および変更、ならびに前記フレームに付加される前記ォフセットの管理，設定および変更を行う監視制御装置に接続されていることを特徴とする無線通信システム。

[9] 請求項 3に記載の無線基地局装置を有したセルを複数備え、複数の前記セルに夫々対応した前記無線基地局装置の前記 GPS受信機は、前記 GPS信号から前記基準クロックを抽出し、前記基準クロックに基づいて複数の前記セルに対応した前記無線基地局装置を同調させることを特徴とする無線通信システム。

[10] 請求項 5に記載の無線基地局装置を有したセルを複数備え、複数の前記セルに夫々対応した前記無線基地局装置の前記 GPS受信機は、前記 GPS信号から前記基準クロックを抽出し、前記基準クロックに基づいて複数の前記セルに対応した前記無線基地局装置を同調させることを特徴とする無線通信システム。

[11] 請求項 7に記載の無線基地局装置を有したセルを複数備え、複数の前記セルに夫々対応した前記無線基地局装置の前記 GPS受信機は、前記 GPS信号から前記基準クロックを抽出し、前記基準クロックに基づいて複数の前記セルに対応した前記無線基地局装置を同調させることを特徴とする無線通信システム。

請求項 9から請求項 11のいずれか 1項に記載された無線通信システムにおいて、更に複数の前記セルに対応した前記無線通信基地局はネットワークに接続され、前記ネットワークは前記セクタ毎に夫々形成される前記フレームに配置される前記ブリアンブルおよび前記フレーム制御情報の配置の管理、設定および変更、ならびに前記フレームに付加される前記オフセット量の管理、設定および変更を行う監視制御装置に接続されてヽることを特徴とする無線通信システム。