WO2007108077A1

WO2007108077A1 - 基地局装置、移動局装置およびサブキャリア割り当て方法

Info

Publication number: WO2007108077A1
Application number: PCT/JP2006/305450
Authority: WO
Inventors: Yoshiyuki Oota; Takanori Iwamatsu
Original assignee: Fujitsu Limited
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-27
Also published as: US8249001B2; US20090016291A1; JP4627801B2; JPWO2007108077A1

Abstract

　直交周波数分割多重アクセス（ＯＦＤＭＡ）における下り通信のサブキャリア割り当てを行う基地局（１０００）は、移動局との下り通信開始前に、移動局が行ったキャリアセンスの結果、通知される空きサブキャリアの情報を復調部（１０１４）により下り信号から抽出し、下りサブキャリア情報共有部（１０１９）に格納される。この空きサブキャリアの情報は、隣接する基地局へ通知し、隣接する基地局同士で共有される。移動局との下り通信を開始する際、下りサブキャリア設定部（１０１５）は、下りサブキャリア情報共有部（１０１９）に共有されている空きサブキャリアを下り通信用として設定する。

Description

明細書

基地局装置、移動局装置およびサブキャリア割り当て方法

技術分野

[0001] 本発明は、直交周波数分割多重アクセス（OFDMA: Orthogonal Frequency Division Multiple Access)通信する場合に、基地局で行う下り上りの通信に使用するサブキャリアを割り当てる基地局装置、移動局装置およびサブキャリア割り当て方法に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、 OFDMA通信におけるサブキャリアの割り当ては、隣接する基地局がそれぞれ異なる周波数を用い基地局（セル）間での周波数干渉を避ける構成となって、る。各基地局のサブキャリアの割り当てに関する技術としては、加入者 (移動局)側でサブキャリアのチャネルと干渉を検出し、基地局側に提供して基地局側でのサブキヤリァの割り当てに利用する構成 (例えば、下記特許文献 1、 2参照。）や、順方向チヤネルの割り当てにおいて、基地局と移動局間でやりとりする制御情報とデータとをセルのパターンに基づきそれぞれ個別に伝送制御する構成 (例えば、下記特許文献 3参照。）がある。

[0003] 図 8は、従来技術によるサブキャリアの割り当て状態を示す図である。図 8に示すように 3つのセル構成の場合、予め各セル (セル 1, 2, 3)にそれぞれ固有の周波数帯域を割り当て、割り当てた周波数帯域の範囲内で各ユーザにサブキャリアの割り当てを行っていた。

[0004] また、図 9—1は、従来技術によるキャリアセンスを説明する図である。 2つの基地局

(BS : Base Station) BS1, BS2と、 3つの移動局（MS : Mobile Station) MSI, MS2, MS3を示し、移動局 MS側で上り（UL:Up Link)キャリアセンスする場合の例を示している。

[0005] 基地局 BS1のセル 201内には、移動局 MSI, MS3が存在し、基地局 BS2のセル 202内に移動局 MS2が存在している。移動局 MS1が周波数 flを使用し、移動局 M S2が周波数 f 2を使用し、その電界強度ごとの到達距離が図中円に示す状態であるとする。このとき、移動局 MS3のキャリアセンスのスレツショールド値 =— lOOdBmとし、移動局 MS3は、移動局 MSI, MS2のキャリアセンス時の電界強度のスレツショ一ルド値以下の位置に存在している。この状態では、この移動局 MS3がキャリアセンスしたとき、移動局 MS1の周波数 flおよび移動局 MS2の周波数 f2のいずれも検出できないので、この移動局 M3は、周波数 fl, f2のどちらでも割り当てが可能であると判断する。

[0006] 特許文献 1 :特表 2005— 502218号公報

特許文献 2：特表 2004— 529524号公報

特許文献 3：特開 2005 - 80286号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] しかしながら、図 8に示す構成によると、ある特定のセルにトラッフィックの偏りがあつた場合、他のセルに割り当てたサブキャリアを振り替えて割り当てることができないという問題があった。図 8に示す従来の構成では、ある基地局と他の基地局とは、それぞれ周波数帯域を別々にして周波数干渉を避ける構成であるため、ある周波数帯域にお、て一つのセルが占有する割合を変更 (増大）させることができな力つた。図 8の状態では、リユース 'ファクター（Reuse factor) = 3であり、 Reuse factor= lの実現が困難であった。このリュース'ファクターを 1に近づけることができれば (Reuse f actor = 1)、セルに対して柔軟かつダイナミックに周波数の割り当てが可能となる。

[0008] 図 9 2は、図 9—1のキャリアセンス後に生じる周波数干渉を示す図である。図 9 1の状態の後、移動局 MSからの上り通信時 (UL)には、送信側である移動局 MS3 がキャリアセンスした結果、周波数 fl, f 2のいずれも空いていると判断して周波数 fl あるいは f 2を送信に使用することになる。移動局 MS 3が周波数 flを使用した場合は、移動局 MS1が使用している周波数 flと同じ領域 F1部分で干渉が生じ、移動局 M S3が周波数 f 2を使用した場合には、移動局 MS2が使用している周波数 f2と領域 F 2部分で干渉が生じる。さらに、時間と共に移動局 MS3が移動したり、アンテナの向きによって、これら干渉の領域 Fl, F2が基地局 BS1にも位置すると基地局 BS1では移動局 MSからの受信に影響を与え (例えばエラーレートが悪ィ匕し)、通信品質が劣化する問題も生じる。

[0009] この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、通信の受信側における周波数干渉を防ぐことができ、リユース'ファクターを 1に近づけることができる基地局装置、移動局装置およびサブキャリア割り当て方法を提供することを目的とする課題を解決するための手段

[0010] 上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる基地局装置は、直交周波数分割多重アクセス (OFDMA)における下り通信のサブキャリア割り当てを行う基地局装置であって、移動局装置との下り通信開始前に、当該移動局装置が行つたキャリアセンスの結果、通知される空きサブキャリアの情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された前記空きサブキャリアの情報を隣接する基地局装置に通知し、当該隣接する基地局装置同士で共有する情報共有手段と、前記移動局装置との下り通信を開始する際に、前記情報共有手段に共有されている空きサブキャリアを当該下り通信用として設定するサブキャリア設定手段と、を備えたことを特徴とする。

[0011] また、この発明に力かる基地局装置は、直交周波数分割多重アクセス (OFDMA) における上り通信のサブキャリア割り当てを行う基地局装置であって、移動局装置との上り通信開始前に、キャリアセンスを行い、空きサブキャリアを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記空きサブキャリアの情報を隣接する基地局装置に通知し、当該隣接する基地局装置同士で共有する情報共有手段と、前記移動局装置との上り通信を開始する際に、前記情報共有手段に共有されている空きサブキャリアを当該上り通信用として設定するサブキャリア設定手段と、を備えたことを特徴とする。

[0012] また、この発明に力かる移動局装置は、直交周波数分割多重アクセス (OFDMA) における上り通信のサブキャリア割り当てを行う基地局装置との間で通信を行う移動局装置であって、前記基地局装置との下り通信開始前に、キャリアセンスを行い、空きサブキャリアを検出する検出手段と、前記検出手段により検出されたサブキャリアの情報を前記基地局装置への上り通信の信号に挿入して通知する通知手段と、を備えたことを特徴とする。

[0013] また、この発明にかかるサブキャリア割り当て方法は、直交周波数分割多重ァクセス (OFDMA)におけるサブキャリア割り当て方法であって、基地局装置と移動局装置との間の通信開始前に、当該基地局装置あるいは移動局装置のうち信号の受信側の局装置がキャリアセンスを行い、空きサブキャリアを検出する検出工程と、前記検出工程により検出された前記空きサブキャリアの情報を前記基地局装置を含み隣接する基地局装置同士で共有する情報共有工程と、基地局装置と移動局装置との間で通信を開始する際に、前記情報共有工程により共有された空きサブキャリアを当該通信に割り当てる割り当て工程と、を含むことを特徴とする。

[0014] 上記構成によれば、通信の受信側でキャリアセンスを行、、このキャリアセンス結果、空きサブキャリアの情報を基地局装置に通知する。基地局装置は、隣接する基地局装置との間で、空きサブキャリアの情報を共有する。そして、隣接する各基地局装置は、通信に使用するサブキャリアを空きサブキャリアの中から設定する。

発明の効果

[0015] 本発明によれば、通信の受信側キャリアセンスを行った結果の空きサブキャリアの情報を基地局装置間で共有し、各基地局装置は、通信に使用するサブキャリアを空きサブキャリアの中から設定する構成であるため、通信の受信側における周波数干渉を防ぐことができ受信の通信品質を向上できるという効果を奏する。また、サブキヤリアをダイナミックに割り当てることができるため、リユース'ファクターを 1に近づけることができると!、う効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0016] [図 1]図 1は、本発明のサブキャリア割り当て方法の概要を示す説明図である。

[図 2-1]図 2— 1は、下りサブキャリアの割り当ての処理内容を示すフローチャートである。

[図 2-2]図 2— 2は、上りサブキャリアの割り当ての処理内容を示すフローチャートである。

[図 3-1]図 3— 1は、この発明の基地局装置の構成を示すブロック図である。

[図 3-2]図 3— 2は、この発明の移動局装置の構成を示すブロック図である。 [図 4-1]図 4—1は、上りサブキャリア設定例 1のキャリアセンス状態を示す図である。

[図 4-2]図 4 2は、上りサブキャリア設定例 1のサブキャリア割り当て状態を示す図である。

[図 5-1]図 5—1は、上りサブキャリア設定例 2のキャリアセンス状態を示す図である。

[図 5-2]図 5— 2は、上りサブキャリア設定例 2のサブキャリア割り当て状態を示す図である。

[図 6-1]図 6—1は、下りサブキャリア設定例 1のキャリアセンス状態を示す図である。

[図 6-2]図 6— 2は、下りサブキャリア設定例 1のサブキャリア割り当て状態を示す図である。

[図 7-1]図 7—1は、下りサブキャリア設定例 2のキャリアセンス状態を示す図である。

[図 7-2]図 7— 2は、下りサブキャリア設定例 2のサブキャリア割り当て状態を示す図である。

[図 8]図 8は、従来技術によるサブキャリアの割り当て状態を示す図である。

[図 9-1]図 9—1は、従来技術によるキャリアセンスを説明する図である。

[図 9-2]図 9 2は、図 9 1のキャリアセンス後に生じる周波数干渉を示す図である。符号の説明

201, 202, 203 セル

1000 基地局

1001 FEC

1002 情報挿入部 (情報 insert部)

1003 変調部

1004 IFFT

1005 フィルタ部（FIL)

1006 DAC

1007 RF送信部（RFTX)

1008 アンテナ

1009 witcn

1010 RF受信部 (RFRX) 1011 ADC

1012 フィルタ部（FIL)

1013 FFT

1014 復調部

1015 下りサブキャリア設定部

1016 DEFEC

1017 上りキャリアセンス咅

1018 上りサブキャリア設定部

1019 下りサブキャリア情報共有部

1020 上りサブキャリア情報共有部

2100 移動 J

2101 送信部 (TX)

2102 フィードバック部

2103 下りキャリアセンス部

2104 受信部 (RX)

2105 ¾witcn

2106 ァ、ノテナ

BS (BS1〜： BS3) 基地局

MS (MS1〜MS4) 移動局

発明を実施するための最良の形態

[0018] (発明の概要）

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる基地局装置、移動局装置およびサブキャリア割り当て方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。本発明は、基地局で行う下り上り（DLZUL)に使用するサブキャリアの割り当てに関する。以下の説明において、下り（DL)とは、基地局力も移動局へのデータ伝送を示し、上り（UL)とは、移動局力基地局へのデータ伝送を示している。

[0019] 上り（UL)は、基地局でキャリアセンスを行、、キャリアセンスの結果、スレツショールド以下のサブキャリアを検出する。基地局はこのキャリアセンスの結果の情報を隣接セル等の複数の基地局に通知し、各基地局はこの通知された情報を共有し、干渉が起こらないように、各移動局に上りサブキャリアを設定する。各移動局は、上りサブキャリアの設定に基づ、て上りサブキャリアを使用する。

[0020] 一方、下り（DL)では、移動局でキャリアセンスを行、、キャリアセンスの結果、スレッショールド以下のサブキャリアを検出する。移動局は、キャリアセンスの結果の情報を基地局に周期的にフィードバック (Feedback)の形で送る。基地局は、収集した各移動局からのキャリアセンスの結果の情報を、隣接セル等の複数の基地局で共有し、干渉が起こらないように、各移動局に下りサブキャリアとして使用する周波数帯域を設定する。上記構成において、移動局は、キャリアセンスによりスレツショールド以下となったサブキャリアによって空きサブキャリアを判断し、この空きサブキャリア情報を基地局に通知する構成としてもょ、。

[0021] このように、この発明では、下り Z上りのいずれも、 1.キャリアセンスを実行し、 2.このキャリアセンスをデータ伝送の受信側が実行し、 3.キャリアセンスの結果を隣接する基地局で共有し、 4.基地局がキャリアセンスの結果に基づいて、下り Z上りサブキャリアの周波数帯域をダイナミックに変更して設定する、構成である。このように、ダイナミックにサブキャリアを設定することにより、 Reuse factor = 1に近づけることができるようになる。なお、下り Z上りは、それぞれ独立してサブキャリアを割り当てるため、上記処理についても一方と他方の処理は関係なく独立して実行できる。

[0022] (実施の形態）

図 1は、本発明のサブキャリア割り当て方法の概要を示す説明図である。図 1には、隣接する基地局 # 1と基地局 # mでキャリアセンスした上りのサブキャリア (周波数)を示す。基地局 # 1では、周波数 fl, f3, f4, f5, f6, f8, flO, fl lのサブキャリアがスレツショールド以下であり、基地局 # mでは、周波数 f2, f3, f4, f5, f7, f8, f9, fl l のサブキャリアがスレツショールド以下である。

[0023] そして、これら隣接する基地局 # 1, # mでは両者間でキャリアセンスした結果の情報を通知し、共有する。また、図示しないがこれら基地局 # 1, # mに隣接する他の基地局 # nがあるとする。この基地局 # nにおいても基地局 # 1, # mによるキャリアセンスした結果の情報を共有する。 [0024] そして、基地局 # nでは、基地局 # 1, # mの両方でスレツショールド以下となったサブキャリア (空きサブキャリア）の中から使用するサブキャリアを割り当てる。図 1の場合では、周波数 f3, f4, f5, f8, fl lが両方の基地局 # 1, # mに対する空きサブキャリアとなっている。基地局 # nは、上り（UL)は、これら空きサブキャリア f 3, f4, f5, f 8, fl lの中から、上りバンド幅リクエスト、 User数、データの種別ごとに付随したプラィオリティ等を示す QoS (Quality of Service)、伝搬環境等の一つあるいは複数の組み合わせに基づきサブキャリアを割り当てる。下り（DL)は、各移動局でキャリアセンスした情報を最寄りの基地局 (例えば # 1)に通知し、全ての移動局力もの情報（上記空きサブキャリア f3, f4, f5, f8, fl l)を基地局 # 1, # m, # n間で共有し、下り送信データ量、 User数、 QoS、伝搬環境等の一つあるいは組み合わせに基づきスレツショールド以下のサブキャリアを割り当てる。

[0025] (下りサブキャリアの割り当て処理の具体例について）

次に、下り Z上りサブキャリアの割り当ての具体的処理内容について説明する。下り（DL)は、移動局 MSにてキャリアセンスした結果を基地局 BSが受け取り、指定された基地局 BS間で情報 (キャリアセンス結果)を共有し、その中から空きサブキャリアを求め、下りデータ量、 User数、 QoS、伝搬環境等の一つあるいは組み合わせに基づき、各移動局 MSに対する下りサブキャリアを設定する。

[0026] 図 2— 1は、下りサブキャリアの割り当ての処理内容を示すフローチャートである。下り（DL)では、基地局 BSは、移動局 MSに対して下りキャリアセンススレツショールド値を設定する (ステップ S201)。この設定は、基地局 BSから移動局 MSに対する設定通知を用いて行う。そして、各移動局 MSにて下りキャリアセンスを行い (ステップ S 202)、基地局 BSは、各移動局 MS力もキャリアセンスした結果をフィードバックで受け取る（ステップ S203)。そして、全ての移動局 MS力フィードバックされた情報（キャリアセンス結果)を受け取つたか (前 MS終了か)を判断し (ステップ S204)、まだ受け取って!/ヽな、移動局 MSのキャリアセンス結果があれば (ステップ S204： No)、ステツプ S202に戻る。全ての移動局 MSからフィードバックされた情報（キャリアセンス結果）を受け取ると (ステップ S 204 : Yes)、以下の処理に移行する。

[0027] この基地局 BSでは、予め自基地局とセルが隣接する複数の基地局 BS間で情報の共有に関する設定 (共有 BSの設定)をしておく（ステップ S205)。ステップ S205で設定された複数の基地局 BS同士が、移動局 MSからフィードバックされた情報 (キヤリアセンス結果)を共有することになる。この後、このステップ S205で設定された複数の基地局 BSがそれぞれ使用するサブキャリア (周波数)の収集が終了した力判断する (ステップ S206)。使用しているサブキャリアは基地局 BSごとに異なるため、各基地局 BSから使用しているサブキャリア (周波数)の情報の収集が終わるまでは、全ての基地局 BSからの収集を行う（ステップ S206： Noのループ）。

[0028] 各基地局力も使用しているサブキャリア (周波数)の情報の収集が終わると (ステツプ S206 :Yes)、次に、この基地局（自基地局） BSが他基地局 BSと共有しているキヤリアセンス結果の情報に基づき、使用していないサブキャリア（空きサブキャリア）を検出する（ステップ S 207)。そして、下り送信データ量、（移動局 MSの） User数、 QoS 、伝搬環境等の情報入力を受け、これらの一つあるいは組み合わせに基づき、自基地局 BS配下の全ての移動局 MSそれぞれに対するサブキャリア (周波数)を決定する（ステップ S208)。そして、ステップ S208の決定に基づいて下りサブキャリアの設定を行う（ステップ S209)。ステップ S209における処理は、 OFDMにおける周波数の設定であり、例えば、ステップ S208による User数に応じて自基地局 BSが使用する下りサブキャリアの周波数帯域が変更され、 User数が多ければ下りサブキャリアの周波数帯域が広がる。つまり、図 8に示したある一つのセルが使用する周波数範囲を拡大でき、リユース'ファクター = 1に近づけることができるようになる。また、データの送信に多くのサブキャリアを使用すればそれだけ多くのデータを送信できるようになる。

[0029] この後、全ての移動局 MSに対する下りサブキャリア (周波数)の割り当てが終了したか判断し (ステップ S210)、終了していなければ (ステップ S210： No)、ステップ S2 09に戻り、残っている移動局 MSに対する下りサブキャリアの割り当てを行う。全ての移動局 MSに対する下りサブキャリア (周波数)の割り当てが終了すると (ステップ S21 0 : Yes)、以上の下りサブキャリア割り当てに関する処理の終了（システム終了）か判断し (ステップ S 211)、処理の継続時には（ステップ S211 :No)、ステップ S201以降の処理を再実行する力終了であれば (ステップ S211 : Yes)、以上の処理を終了させる。

[0030] (上りサブキャリアの割り当て処理の具体例について）

上り（UL)は、基地局 BSにてキャリアセンスした結果の情報を、指定された基地局 BS間で共有し、その中から空きサブキャリアを求め、上りバンド幅リクエスト、 User数、 QoS、伝搬環境等の一つあるいは組み合わせに基づき各移動局 MSに対するサブキャリアを設定し、設定情報を下りに重畳して各移動局 MSに通知する。移動局 M Sはその情報に従って、上りサブキャリアで送信する。

[0031] 図 2— 2は、上りサブキャリアの割り当ての処理内容を示すフローチャートである。上り（UL)では、基地局 BSに予め、上りキャリアセンススレツショールド値を設定しておく (ステップ S221)。そして、基地局 BSにて上りキャリアセンスを行う（ステップ S222)。

[0032] この基地局 BSでは、予め自基地局とセルが隣接する複数の基地局 BS間で情報の共有に関する設定 (共有 BSの設定)をしておく（ステップ S223)。ステップ S223で設定された複数の基地局 BS同士が、キャリアセンス結果を共有することになる。この後、このステップ S223で設定された複数の基地局 BSがそれぞれ使用するサブキャリア (周波数)の収集が終了した力判断する (ステップ S224)。使用して、るサブキャリアは基地局ごとに異なるため、各基地局 BSから使用しているサブキャリア (周波数)の情報の収集が終わるまでは、全ての基地局 BSからの収集を行う（ステップ S224 :No のループ）。

[0033] 各基地局力も使用しているサブキャリア (周波数)の情報の収集が終わると (ステツプ S224 :Yes)、次に、この基地局（自基地局） BSが他基地局 BSと共有しているキヤリアセンス結果の情報に基づき、使用していないサブキャリア（空きサブキャリア）を検出する（ステップ S225)。そして、上りバンド幅リクエスト、（移動局 MSの） User数、 Q oS、伝搬環境等の情報入力を受け、一つあるいは組み合わせに基づき、自基地局 BS配下の全ての移動局 MSそれぞれに対するサブキャリア (周波数)を決定する (ステツプ S226)。

[0034] そして、ステップ S226の決定に基づいて基地局 BS配下の移動局 MSへそれぞれサブキャリアの割り当て通知を行う（ステップ S227)。割り当て通知を受けた移動局 M Sにて、それぞれ割り当てられたサブキャリアを設定する (ステップ S228)。例えば、ステップ S226による User数に応じて上りサブキャリアの周波数帯域が変更され、 Us er数が多ければ上りサブキャリアの周波数帯域が広がる。つまり、図 8に示したある一つのセルが使用する周波数範囲を拡大でき、リユース ·ファクター = 1に近づけることができるようになる。また、データの送信に多くのサブキャリアを使用すればそれだけ多くのデータを送信できるようになる。なお、移動局 MSは、ステップ S228により割り当てられたサブキャリア (周波数)を用いた送信を行うことになる。

[0035] そして、全ての移動局 MSに対する上りサブキャリア (周波数)の割り当てが終了したか判断し (ステップ S229)、終了していなければ (ステップ S229： No)、ステップ S2 27に戻り、残っている移動局 MSに対する上りサブキャリアの割り当てを行う。全ての移動局 MSに対する上りサブキャリア (周波数)の割り当てが終了すると (ステップ S22 9： Yes)、以上の上りサブキャリア割り当てに関する処理の終了（システム終了）か判断し (ステップ S230)、処理の継続時には（ステップ S230 :No)、ステップ S221以降の処理を再実行する力終了であれば (ステップ S230 : Yes)、以上の処理を終了させる。

[0036] (基地局の構成）

図 3— 1は、この発明の基地局装置の構成を示すブロック図である。基地局 BS (10 00)は、入力されるユーザデータ (USERDATA)を送信部 1100を介して下り信号として送信し、上りの受信信号は受信部 1200を介してユーザデータ (USERDATA) として出力する。図 3—1には、自基地局 # 1と他基地局 # mを記載した。

[0037] 送信部 1100は、入力されるユーザデータの誤り訂正を行う FEC1001と、送信データに情報を挿入する情報挿入部 (情報 insert部） 1002と、送信データを変調する変調部 1003と、変調後の送信データを逆フーリエ変換する IFFT1004と、送信データをフィルタリングするフィルタ部（FIL) 1005と、送信データを DZA変換する DAC1 006と、デジタル化された送信データを RF帯域の送信信号に変換する RF送信部 (R FTX) 1007とを備える。 RF送信部 1007の出力は、時分割同時送受 (TDD: Time Division Duplex)用の Switchl009を介してアンテナ 1008から移動局 MSに対する下り信号として送信される。

[0038] アンテナ 1008が受信した移動局 MSからの上り信号は、 Switchl009を介して受信部 1200に入力される。受信部 1200は、 RF帯域の上り信号を受信信号に変換する RF受信部（RFRX) 1010と、デジタル化された送信データを AZD変換する ADC 1011と、フィルタ部（FIL) 1012と、受信データをフーリエ変換する FFT1013と、受信データを復調する復調部 1014と、受信データを復号し、ユーザデータ (USERD ATA)として出力する DEFEC1016とを備える。

[0039] 以上の構成は、情報 insert部 1002を除いて基本的な基地局 BSの構成である。この発明では、上記構成にカ卩えて、上りについては、上りキャリアセンス部 1017と、上りサブキャリア設定部 1018と、上りサブキャリア情報共有部 1020とを備える。下りについては、下りサブキャリア設定部 1015と、下りサブキャリア情報共有部 1019とを備える。下りサブキャリア情報共有部 1019および上りサブキャリア情報共有部 1020は、メモリ等の記憶手段を用いて構成することができる。また、上りサブキャリア設定部 101 8および下りサブキャリア設定部 1015は、 CPU等の制御手段によって構成でき、図 2— 1および図 2— 2に示したサブキャリアの割り当てに関する処理を実行する。

[0040] 上りキャリアセンス部 1017は、予め入力される上りのスレツショールド値の設定に基づいて、復調部 1014の復調後の受信データに対し上りキャリアセンスを行い、キヤリアセンスの結果を上りサブキャリア情報共有部 1020に格納する。

[0041] 上りサブキャリア情報共有部 1020には、上りキャリアセンス部 1017によりスレツショ一ルド値以下である上りのサブキャリアの情報と、上述した共有 BS設定の情報と、他基地局から通知された上りのキャリアセンス結果の情報とが格納される。図示のように、上りサブキャリア情報共有部 1020に格納された情報は、各基地局 # l〜# mとの間で共有される情報となる。

[0042] 上りサブキャリア設定部 1018には、上述した上りバンド幅リクエスト、（移動局 MSの ) User数、 QoS、伝搬環境等の情報と、上りサブキャリア情報共有部 1020が共有（格納）して、る情報（上りのキャリアセンス結果と共有 BSの情報）が入力され、これらの情報に基づいて、上りサブキャリアを設定する。設定した上りサブキャリアの設定の情報 (上り設定通知）は、情報 insert部 1002を介して送信データ（下り信号）に挿入され、移動局 MSに送信される。

[0043] 情報 insert部 1002には、さらに、下りスレツショールド値の設定が入力され、送信データに挿入して、移動局 MSに送信される。

[0044] 下りサブキャリア情報共有部 1019には、移動局 MS力もフィードバックされた下りのキャリアセンスの結果が格納される。具体的には、下りのキャリアセンスの結果 (空きサブキャリアの情報）は、受信部 1200の復調部 1014により上り信号力も抽出される。この復調部 1014は、移動局 MSからフィードバックされた下りのキャリアセンスの結果の情報を下りサブキャリア情報共有部 1019に出力するものであり、下りのキャリアセンスの結果を取得する取得手段の機能を有する。

[0045] この下りサブキャリア情報共有部 1019は、さらに、他基地局から通知された下りのキャリアセンス結果と、上述した共有 BS設定の情報が格納される。図示のように、下りサブキャリア情報共有部 1019に格納された情報は、各基地局 # l〜# mとの間で共有される情報となる。

[0046] 下りサブキャリア設定部 1015には、上述した下り送信データ量、（移動局 MSの） U ser数、 QoS、伝搬環境等の情報と、下りサブキャリア情報共有部 1019が共有 (格納 )して、る情報（下りのキャリアセンス結果と共有 BSの情報）が入力され、これらの情報に基づいて、下りサブキャリアを設定する。設定した下りサブキャリアの設定の情報は、変調部 1003を介して送信データに挿入され、移動局 MSに送信される。

[0047] 図 3— 2は、この発明の移動局装置の構成を示すブロック図である。この図 3— 2には、自移動局 # 1と他移動局 # nを記載した。

[0048] 基地局（BS) 1000力らの下り信号は、アンテナ 2106から Switch2105を介して受信部（RX) 2104に入力され、ユーザデータ（USERDATA)として出力する。下りスレツショールド値抽出部 2107は、基地局 BSからの下り信号に含まれる下りスレツショ一ルド値を抽出して、下りキャリアセンス部 2103に出力する。下りキャリアセンス部 21 03は、サブキャリアのキャリアセンスを行い、このキャリアセンス時の電界強度を下りスレツショールド値と比較し、比較結果をキャリアセンス結果としてフィードバック部 210 2に出力する。

[0049] フィードバック部 2102は、下りキャリアセンス部 2103によるキャリアセンスの結果、スレツショールド値以下のサブキャリアを空きサブキャリアとして検出し、この空きサブキャリアの情報を送信部 (TX) 2101を介して基地局（BS) 1000に通知する。送信部 (TX) 2101は、基地局（BS) 1000への上り信号にサブキャリアの情報を挿入して通知する通知手段の機能を有する。

[0050] この移動局（MS) 2100に入力されるユーザデータ（USERDATA)は、送信部（T X) 2101から Switch2105を介してアンテナ 2106から上り信号として基地局（BS) 1 000に送信される。

[0051] (上りサブキャリア設定例 1)

次に、以上説明した構成により、サブキャリア割り当ての各設定例を説明する。図 4 1は、上りサブキャリア設定例 1のキャリアセンス状態を示す図である。図 4—1では、キャリアセンス範囲を第 1隣接セルまでの構成としている。

[0052] 自基地局を基地局 BS1とする。この基地局 BS1のセル 201に隣接する隣接第一セル 202に属する、ある一つの基地局を基地局 BS2とする。基地局 BS1がスレツショールド値 = lOOdBmでキャリアセンスすると、移動局 MS1の周波数 f 1のサブキャリアを検出する。また、基地局 BS2がスレツショールド値 =— lOOdBmでキャリアセンスすると、移動局 MS2の周波数 f2のサブキャリアを検出する。

[0053] 図 4 2は、上りサブキャリア設定例 1のサブキャリア割り当て状態を示す図である。

図 4—1に示したキャリアセンスにより、自基地局 BS1は、他基地局 BS2のキャリアセンス結果も情報共有する。これにより、自基地局 BS1は、周波数 fl, f2のサブキヤリァが使用されており、この周波数 fl, f 2のサブキャリアは使用できないと判断する。そして、自基地局 BS1は、周波数 fl, f2と異なる周波数 f3のサブキャリアを新規の移動局 MS3へ割り当てる。移動局 MS3は、周波数 f 3のサブキャリアを使用して自基地局 BS1との間の通信を行う。その結果、基地局 BS1での周波数干渉を低減でき、上り受信の通信品質を向上できるようになる。

[0054] (上りサブキャリア設定例 2)

図 5—1は、上りサブキャリア設定例 2のキャリアセンス状態を示す図である。図 5— 1では、キャリアセンス範囲を第 2隣接セルまでの構成としている。自基地局を基地局 BS1とする。この基地局 BS 1のセル 201に隣接する隣接第 1セル 202に属するある一つの基地局を基地局 BS2とし、隣接第 2セル 203に属するある一つの基地局を基地局 BS3とする。 [0055] 基地局 BS1がスレツショールド値 = lOOdBmでキャリアセンスすると、移動局 MS 1の周波数 flのサブキャリアを検出する。また、基地局 BS2がスレツショールド値 = lOOdBmでキャリアセンスすると、移動局 MS2の周波数 f2のサブキャリアを検出する。さらに、基地局 BS3がスレツショールド値 = 100dBmでキャリアセンスすると、移動局 MS4の周波数 f3のサブキャリアを検出する。

[0056] 図 5— 2は、上りサブキャリア設定例 2のサブキャリア割り当て状態を示す図である。

図 5—1に示したキャリアセンスにより、自基地局 BS1は、他基地局 BS2, BS3のキヤリアセンス結果も情報共有する。これにより、自基地局 BS1は、周波数 fl, f2, f3のサブキャリアが使用されており、この周波数 fl, f2, f3のサブキャリアは使用できないと判断する。そして、自基地局 BS1は、周波数 fl, f2, f 3と異なる周波数 f4のサブキャリアを新規の移動局 MS3へ割り当てる。その結果、基地局 BS1での周波数干渉を低減でき、上り受信の通信品質を向上できるようになる。

[0057] (下りサブキャリア設定例 1)

図 6—1は、下りサブキャリア設定例 1のキャリアセンス状態を示す図である。図 6— 1では、キャリアセンス範囲を第 1隣接セルまでの構成としている。自基地局を基地局 BS1とする。この基地局 BS 1のセル 201に隣接する隣接第 1セル 202に属するある一つの基地局を基地局 BS2とする。そして、基地局 BS1内の移動局 MS1がスレツシヨールド値 = lOOdBmでキャリアセンスすると、基地局 BS1の周波数 f 1のサブキヤリアを検出し、キャリアセンス結果をこの基地局 BS1へフィードバックする。また、基地局 BS2内の移動局 MS2がスレツショールド値 = - lOOdBmでキャリアセンスすると、基地局 BS2の周波数 f2のサブキャリアを検出し、キャリアセンス結果を基地局 BS2へフィードバックする。

[0058] 図 6— 2は、下りサブキャリア設定例 1のサブキャリア割り当て状態を示す図である。

図 6—1に示したキャリアセンスにより、自基地局 BS1は、他基地局 BS2内の移動局 MSのキャリアセンス結果も情報共有する。これにより、自基地局 BS1は、周波数 fl, f2のサブキャリアが使用されており、この周波数 fl, f2のサブキャリアは使用できないと判断する。そして、自基地局 BS1は、周波数 fl, f 2と異なる周波数 f 3のサブキヤリァを新規の移動局 MS3へ割り当てる。その結果、各移動局 MSでの周波数干渉を低減でき、下り受信の通信品質を向上できる。

[0059] (下りサブキャリア設定例 2)

図 7—1は、下りサブキャリア設定例 2のキャリアセンス状態を示す図である。図 7— 1では、キャリアセンス範囲を第 2隣接セルまでの構成としている。自基地局を基地局 BS1とし、この基地局 BS1のセル 201に隣接する隣接第一セル 202に属するある一つの基地局を基地局 BS2とし、隣接第 2セル 203に属するある一つの基地局を基地局 BS3とする。

[0060] そして、基地局 BS1内の移動局 MS1がスレツショールド値 = lOOdBmでキャリアセンスすると、基地局 BS1の周波数 flのサブキャリアを検出し、キャリアセンス結果をこの基地局 BS1へフィードバックする。また、基地局 BS2内の移動局 MS2でスレツシヨールド値 = lOOdBmでキャリアセンスすると、基地局 BS2の周波数 f 2のサブキヤリアを検出し、キャリアセンス結果をこの基地局 BS2へフィードバックする。基地局 BS 3内の移動局 MS4でスレツショールド値 = lOOdBmでキャリアセンスすると、基地局 BS3の周波数 f3のサブキャリアを検出し、キャリアセンス結果をこの基地局 BS3へフィードバックする。

[0061] 図 7— 2は、下りサブキャリア設定例 2のサブキャリア割り当て状態を示す図である。

図 7—1に示したキャリアセンスにより、自基地局 BS1は、基地局 BS2内と基地局 BS 3内の移動局 MSのキャリアセンス結果も情報共有する。これにより、自基地局 BS1 は、周波数 fl, f2, f 3のサブキャリアが使用されており、この周波数 fl, f2, f3のサブキャリアは使用できないと判断する。そして、自基地局 BS1は、周波数 fl, f2, f3と異なる周波数 f4のサブキャリアを新規の移動局 MS3へ割り当てる。その結果、各移動局 MSでの周波数干渉を低減でき、下り受信の通信品質を向上できるようになる。

[0062] 上述した実施の形態において説明したサブキャリアの設定例では、便宜上、横方向のセルを用いて説明したが、各セルは縦横方向に配置されており、このような配置においても上述したサブキャリアの割り当てを行うことにより、周波数干渉を防止して通信品質を向上できるものである。

[0063] また、キャリアセンスのスレツショールド値は、固定ではなく任意に変更可能である。

特に、上記構成によれば、移動局 MS側に設定されるキャリアセンスのスレツショールド値は、基地局 BSから設定することができるため、複数台の移動局 MSに対して容易にスレツショールド値を設定できるようになる。このスレツショールド値は、上述したように、キャリアセンスする範囲（隣接セルの範囲）、セル内における通信状態、移動局 M Sの台数等、に応じて変更することができる。

[0064] さらに、空きサブキャリアの検出により、所定の周波数帯域において各セルに割り当てるサブキャリアの周波数範囲を変更できるため、セル内のユーザ数やデータ量等に応じて、上記周波数を干渉を防止した上でリユース 'ファクターを 1に近づけることができるようになる。

[0065] なお、本実施の形態で説明したサブキャリア割り当て方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル 'コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルデイスク、 CD-ROM, MO、 DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体力も読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。

産業上の利用可能性

[0066] 以上のように、本発明に力かる基地局装置、移動局装置およびサブキャリア割り当て方法は、 OFDMA通信におけるサブキャリアの割り当てに有用であり、特に、隣接するセルに対する移動が頻繁な移動局装置と基地局装置との通信品質を安定に行う通信システムの各装置に適して、る。

Claims

請求の範囲

[1] 直交周波数分割多重アクセス (OFDMA)における下り通信のサブキャリア割り当てを行う基地局装置であって、

移動局装置との下り通信開始前に、当該移動局装置が行ったキャリアセンスの結果、通知される空きサブキャリアの情報を取得する取得手段と、

前記取得手段により取得された前記空きサブキャリアの情報を隣接する基地局装置に通知し、当該隣接する基地局装置同士で共有する情報共有手段と、

前記移動局装置との下り通信を開始する際に、前記情報共有手段に共有されている空きサブキャリアを当該下り通信用として設定するサブキャリア設定手段と、を備えたことを特徴とする基地局装置。

[2] 前記情報共有手段は、前記空きサブキャリアの情報を隣接する一つあるいは複数のセルの基地局装置との間で共有することを特徴とする請求項 1に記載の基地局装置。

[3] 前記サブキャリア設定手段は、前記下り通信に使用する前記空きサブキャリアを、送信データ量、前記移動局装置のユーザ数、 QoS、伝搬環境のうち一つあるいは組み合わせに基づ、て設定することを特徴とする請求項 1に記載の基地局装置。

[4] 前記取得手段は、前記移動局装置との上り通信の信号から前記空きサブキャリアの情報を抽出することを特徴とする請求項 1に記載の基地局装置。

[5] 前記移動局装置が前記キャリアセンスにより空きサブキャリアを検出する際に用いる所定のスレツショールド値を設定する設定手段と、

前記設定手段により設定された前記スレツショールド値の情報を前記移動局装置に設定するために、前記スレツショールド値の情報を前記下り通信の信号に挿入させる情報挿入手段と、

を備えたことを特徴とする請求項 1〜4のいずれか一つに記載の基地局装置。

[6] 直交周波数分割多重アクセス (OFDMA)における上り通信のサブキャリア割り当てを行う基地局装置であって、

移動局装置との上り通信開始前に、キャリアセンスを行い、空きサブキャリアを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記空きサブキャリアの情報を隣接する基地局装置に通知し、当該隣接する基地局装置同士で共有する情報共有手段と、

前記移動局装置との上り通信を開始する際に、前記情報共有手段に共有されている空きサブキャリアを当該上り通信用として設定するサブキャリア設定手段と、を備えたことを特徴とする基地局装置。

[7] 前記情報共有手段は、前記空きサブキャリアの情報を隣接する一つあるいは複数のセルの基地局装置との間で共有することを特徴とする請求項 6に記載の基地局装置。

[8] 前記検出手段は、前記キャリアセンスを隣接する一つあるいは複数のセル範囲に対して行うことを特徴とする請求項 6に記載の基地局装置。

[9] 前記サブキャリア設定手段は、前記上り通信に使用する前記空きサブキャリアを、上りバンド幅リクエスト、前記移動局装置のユーザ数、 QoS、伝搬環境のうち一つあるいは組み合わせに基づいて設定することを特徴とする請求項 6に記載の基地局装置。

[10] 直交周波数分割多重アクセス (OFDMA)における上り通信のサブキャリア割り当てを行う基地局装置との間で通信を行う移動局装置であって、

前記基地局装置との下り通信開始前に、キャリアセンスを行い、空きサブキャリアを検出する検出手段と、

前記検出手段により検出されたサブキャリアの情報を前記基地局装置への上り通信の信号に挿入して通知する通知手段と、

を備えたことを特徴とする移動局装置。

[11] 前記基地局装置力の下り通信の信号に挿入されているスレツショールド値の情報を抽出する抽出手段を備え、

前記検出手段は、前記キャリアセンスを行う際に、前記抽出手段により抽出された前記スレツショールド値の情報を用いて前記空きサブキャリアを検出することを特徴とする請求項 10に記載の移動局装置。

[12] 直交周波数分割多重アクセス (OFDMA)におけるサブキャリア割り当て方法であつて、基地局装置と移動局装置との間の通信開始前に、当該基地局装置あるいは移動局装置のうち信号の受信側の局装置がキャリアセンスを行い、空きサブキャリアを検出する検出工程と、

前記検出工程により検出された前記空きサブキャリアの情報を前記基地局装置を含み隣接する基地局装置同士で共有する情報共有工程と、

基地局装置と移動局装置との間で通信を開始する際に、前記情報共有工程により共有された空きサブキャリアを当該通信に割り当てる割り当て工程と、

を含むことを特徴とするサブキャリア割り当て方法。

前記割り当て工程は、前記空きサブキャリアを、送信データ量、前記移動局装置のユーザ数、 QoS、伝搬環境のうち一つあるいは組み合わせに基づいて割り当てることを特徴とする請求項 12に記載のサブキャリア割り当て方法。