WO2011118730A1 - 無線基地局及び通信制御方法 - Google Patents

無線基地局及び通信制御方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a radio base station to which SON is applied and a communication control method.
  • the present invention has the following features.
  • the feature of the radio base station of the present invention is that a radio base station (radio communication system 10) used in a radio communication system (radio communication system 10) in which the SC-FDMA scheme is applied to the uplink and the OFDMA scheme is applied to the downlink.
  • the control system of the radio base station 1 inputs / outputs information between the measurement unit 210 to which the output of the acquisition unit 160 is input, the control unit 220 to which the output of the measurement unit 210 is input, and the control unit 220.
  • a storage unit 230 and an inter-base station communication unit 240 that inputs and outputs information between the control unit 220 and the storage unit 230 are included.
  • the output of the control unit 220 is input to the frequency conversion unit 120 and the acquisition unit 160.
  • Z (k) is a demodulated signal (complex number having I and Q components)
  • R (k) is a known ideal signal (complex number having I and Q components)
  • M is the number of subcarriers. .
  • step S13 the control unit 220 compares the transmission power information acquired from the storage unit 230 with the RSSI after distance correction. When the transmission power information is larger than the RSSI after the distance correction, it means that there is a problem with the power amplifier of the adjacent base station or that there is a building or the like between the adjacent base station. If the transmission power information is larger than the RSSI after distance correction, the process proceeds to step S14.
  • this embodiment detects changes in the surrounding environment when a large change occurs in the surrounding buildings or when an abnormality occurs in the high-frequency amplifier (PA: Power Amplifier) of the adjacent base station.
  • PA Power Amplifier
  • the operation state of the adjacent base station can be detected only by the radio base station 1.
  • FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the acquisition unit 160 according to this modification.
  • the acquisition unit 160 includes a switch 165 provided in the signal path between the FFT unit 151 and the primary demodulation unit 152 of the OFDM demodulation unit 150.
  • the switch 165 switches whether to input a frequency domain signal output from the FFT unit 151 (specifically, a signal subjected to P / S conversion after conversion to the frequency domain) to the measurement unit 210.
  • the control unit 220 controls the switch 165 so that the frequency domain signal output from the FFT unit 151 is input to the measurement unit 210 at a timing when the radio base station 1 does not perform radio communication with the radio terminal 2.
  • FIG. 11 is a configuration example of the radio base station 1 used in an FDD radio communication system that employs an arbitrary radio access scheme.
  • the radio base station 1 according to the present modification is different from the above-described embodiment in that the measurement unit 210 performs measurement on a signal received and processed by the reception unit 140. For example, since RSSI can be measured at the stage of the receiving unit 140, such a configuration can also be employed.

Abstract

　上りリンクにＳＣ－ＦＤＭＡ方式が適用され、且つ下りリンクにＯＦＤＭＡ方式が適用される無線通信システムで用いられる無線基地局１は、ＳＣ－ＦＤＭＡ方式又はＯＦＤＭＡ方式の無線信号を受信する受信部１４０と、受信部１４０により得られた受信信号を時間領域から周波数領域に変換するとともに一次復調を行うＯＦＤＭ復調部１５０と、ＯＦＤＭ復調部１５０により得られたデータシンボルを周波数領域から時間領域に変換するとともに二次復調を行うフレーム処理部１７０と、ＯＦＤＭ復調部１５０からフレーム処理部１７０に入力される途中のデータシンボルに対する測定を行う測定部２１０とを備える。

Description

無線基地局及び通信制御方法
　本発明は、ＳＯＮが適用される無線基地局及び通信制御方法に関する。
　無線通信システムの標準化団体である３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で標準化されているＬＴＥ（Long Term Evolution）は、無線アクセス方式として、下りリンクにはＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を適用し、上りリンクにはＳＣ－ＦＤＭＡ（Single Carrier－Frequency Division Multiple Access）を適用するものである。
　また、ＬＴＥにおいては、下りリンクと上りリンクとを分離するための複信方式として、主にＦＤＤ（Frequency Division Duplex）を適用する。ＦＤＤを適用する場合には、上りリンクと下りリンクとで周波数帯が異なる。
　３ＧＰＰでは、無線基地局（３ＧＰＰにおいて「ｅＮＢ」と称される）を新たに設置する状況において、その新設基地局とネットワークとをケーブルで接続し、新設基地局の電源をオンにすることにより、新設基地局の設定が自動で行われる手法が提案されている。
　このように、無線通信システムの伝送容量、伝送遅延、及び周波数電力利用効率などのパフォーマンスが自動的に最適化される技術をＳＯＮ（Self Organized Network）と呼ぶ。ＳＯＮによれば、無線基地局の設置や保守の際に、人手によるフィールドでの測定や設定を要さずに自動化することができる。
　ＳＯＮの一機能として、無線基地局との無線通信を行う無線端末（３ＧＰＰにおいて「ＵＥ」と称される）が、当該無線基地局の隣接基地局から受信する無線信号に対する測定を行った結果を当該無線基地局に報告し、当該無線基地局が、隣接基地局の運用状況を把握するといった方法が提案されている（非特許文献１参照）。
3GPP TS 36.300 V9.2.0 (2009-12)，　"22　Support for self-configuration and self - optimization"
　しかしながら、無線端末による測定を利用するＳＯＮの形態においては、次のような問題がある。
　第１に、無線基地局と無線端末との間で行われるシグナリングや隣接基地局のスキャン及び測定によって無線端末に与える負荷が無視できないという問題がある。
　第２に、無線基地局が無線端末との無線通信を行っているタイミングでしか測定ができないという問題がある。特に、無線基地局が設置されてから本格稼動するまでの期間においては、無線端末との無線通信が実施困難である一方、当該無線基地局の通信パラメータを決定するために隣接基地局の運用状況を把握する必要性が高い。
　そこで、本発明は、無線端末に負荷を与えず、且つ無線端末との無線通信を行っていないタイミングでも隣接基地局の運用状況を把握可能な無線基地局及び通信制御方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。まず、本発明の無線基地局に係る特徴は、上りリンクにＳＣ－ＦＤＭＡ方式が適用され、且つ下りリンクにＯＦＤＭＡ方式が適用される無線通信システム（無線通信システム１０）で用いられる無線基地局（無線基地局１）であって、前記ＳＣ－ＦＤＭＡ方式又は前記ＯＦＤＭＡ方式の無線信号を受信処理する受信部（受信部１４０）と、前記受信部により得られた受信信号を時間領域から周波数領域に変換するとともに一次復調を行うＯＦＤＭ復調部（ＯＦＤＭ復調部１５０）と、前記ＯＦＤＭ復調部により得られたデータシンボルを周波数領域から時間領域に変換するとともに二次復調を行うフレーム処理部（フレーム処理部１７０）と、前記ＯＦＤＭ復調部によって前記周波数領域に変換された後の信号であって前記フレーム処理部によって前記時間領域に変換される前の信号に対する測定を行う測定部（測定部２１０）とを備えることを要旨とする。
　このような特徴によれば、ＳＣ－ＦＤＭＡ方式での信号処理は、ＯＦＤＭＡ方式での信号処理にフレーム処理が追加されたものであるという点に着目し、周波数領域に変換後であってフレーム処理部に入力される前の信号に対する測定を行うことで、ＯＦＤＭＡ方式の無線信号（すなわち、他の無線基地局が送信する無線信号）と対応する信号に対する測定を行うことができる。
　このように、上りリンクにＳＣ－ＦＤＭＡ方式が適用され、且つ下りリンクにＯＦＤＭＡ方式が適用される無線通信システムにおいて、他の無線基地局が送信する無線信号に対する測定を自無線基地局で行うことができるため、無線端末に負荷を与えず、且つ無線端末との無線通信を行っていないタイミングでも隣接基地局の運用状況を把握可能な無線基地局を提供できる。
　本発明の無線基地局に係る他の特徴は、上記の特徴に係る無線基地局において、前記無線基地局が無線端末との無線通信を行わないタイミングにおいて前記測定を行うように前記測定部を制御する制御部（制御部２２０）をさらに備えることを要旨とする。
　本発明の無線基地局に係る他の特徴は、上記の特徴に係る無線基地局において、前記測定部は、複数のサブキャリアを用いて構成されるリソースブロック単位での測定を行うことを要旨とする。
　本発明の無線基地局に係る他の特徴は、上記の特徴に係る無線基地局において、前記測定部は、データシンボルとデータシンボルの基準点との間の振幅誤差及び位相誤差の大きさを示す値を測定することを要旨とする。
　本発明の無線基地局に係る他の特徴は、上記の特徴に係る無線基地局において、無線信号を送信処理する送信部（送信部１８０）と、基地局間通信を用いて、他の無線基地局が送信する無線信号に関する情報を受信する基地局間通信部（基地局間通信部２４０）とをさらに備え、前記制御部は、前記測定部の測定結果と、前記基地局間通信部が受信した情報とに基づいて、前記送信部が無線信号を送信処理する際の送信パラメータを決定することを要旨とする。
　本発明の通信制御方法の特徴は、上りリンクにＳＣ－ＦＤＭＡ方式が適用され、且つ下りリンクにＯＦＤＭＡ方式が適用される無線通信システムで用いられる無線基地局の通信制御方法であって、前記ＳＣ－ＦＤＭＡ方式又は前記ＯＦＤＭＡ方式の無線信号を受信する受信ステップと、前記受信ステップにより得られた受信信号を時間領域から周波数領域に変換するとともに一次復調を行うＯＦＤＭ復調ステップと、前記ＯＦＤＭ復調ステップにより得られたデータシンボルを周波数領域から時間領域に変換するとともに二次復調を行うフレーム処理ステップと、前記ＯＦＤＭ復調ステップにおいて前記周波数領域に変換された後の信号であって前記フレーム処理ステップによって前記時間領域に変換される前の信号に対する測定を行う測定ステップとを有することを要旨とする。
　本発明によれば、無線端末に負荷を与えず、且つ無線端末との無線通信を行っていないタイミングでも隣接基地局の運用状況を把握可能な無線基地局及び通信制御方法を提供できる。
本発明の実施形態に係る無線通信システムの概略構成図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。 ＥＶＭを説明するための図である。 本発明の実施形態に係る周波数変換部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る取得部の構成を示すブロック図である。 ＯＦＤＭＡ方式及びＳＣ－ＦＤＭＡ方式のそれぞれの信号処理を比較して説明するための図である。 本発明の実施形態に係る無線基地局の制御例を示すフローチャートである。 伝搬損失モデルを示す図である。 本発明の実施形態の変形例１に係る周波数変換部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の変形例２に係る取得部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の変形例３に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態の変形例４に係る無線基地局の構成を示すブロック図である。
　図面を参照して、本発明の無線基地局の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの概要、（２）無線基地局の構成、（３）無線基地局の制御例、（４）作用・効果、（５）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付す。
　（１）無線通信システムの概要
　図１は、本実施形態に係る無線通信システム１０の概略構成図である。
　無線通信システム１０は、例えば、第３．９世代（３．９G）携帯電話システムであるLTE Release 9に基づく構成、または、第４世代（４Ｇ）携帯電話システムとして位置づけられているLTE-Advancedに基づく構成を有する。
　図１に示すように、無線通信システム１０は、上りリンク（以下、ＵＬ）にＳＣ－ＦＤＭＡ方式が適用され、且つ下りリンク（以下、ＤＬ）にＯＦＤＭＡ方式が適用される。ＯＦＤＭＡは、マルチパス干渉に対する耐性が高く、かつサブキャリア数を変更することで広範囲な周波数帯域幅に柔軟に対応ができる。ＳＣ－ＦＤＭＡは、無線端末２のピーク電力対平均電力比（ＰＡＰＲ）の低減により低消費電力化が実現でき、かつ、ユーザ間の信号の直交化により干渉低減が図れる。
　無線通信システム１０は、複信方式としてＦＤＤ方式が適用されている。すなわち、ＵＬとＤＬとで周波数帯が異なる。上りリンクで使用可能な周波数帯を「上り周波数帯」と称し、下りリンクで使用可能な周波数帯を「下り周波数帯」と称する。上り周波数帯と下り周波数帯とは、ある程度の周波数間隔をおいて設けられる。
　無線通信システム１０は、ＳＯＮが適用されている。本実施形態では、無線端末２による測定を利用するのではなく、各無線基地局１が他の無線基地局１からの無線信号に対する測定を行うことでＳＯＮを実現する。
　各無線基地局１は、有線通信網であるコアネットワークに接続されている。コアネットワークは通信事業者によって提供され、ルータ等により構成される。各無線基地局１は、コアネットワークに設定されるコネクションであるＸ２インターフェースを介して直接的に基地局通信を行うことができる。
　（２）無線基地局の構成
　次に、無線基地局１の構成を説明する。図２は、無線基地局１の構成を示すブロック図である。
　図２に示すように、無線基地局１の受信系は、アンテナ１１０と、アンテナ１１０の出力が入力される周波数変換部１２０と、周波数変換部１２０の出力が入力されるデュプレクサ１３０と、デュプレクサ１３０の出力が入力される受信部１４０と、受信部１４０の出力が入力されるＯＦＤＭ復調部１５０と、ＯＦＤＭ復調部１５０の出力が入力される取得部１６０と、取得部１６０の出力が入力されるフレーム処理部１７０とを有する。
　無線基地局１の送信系は、送信部１８０と、送信部１８０の出力が入力されるデュプレクサ１３０と、デュプレクサ１３０の出力が入力される周波数変換部１２０と、周波数変換部１２０の出力が入力されるアンテナ１１０とを有する。
　無線基地局１の制御系は、取得部１６０の出力が入力される測定部２１０と、測定部２１０の出力が入力される制御部２２０と、制御部２２０との間で情報の入出力を行う記憶部２３０と、制御部２２０との間で情報の入出力を行う基地局間通信部２４０とを有する。制御部２２０の出力は、周波数変換部１２０及び取得部１６０に入力される。
　まず、受信系の構成について説明する。
　アンテナ１１０は、無線信号の受信及び送信を行うためのものである。アンテナ１１０が受信する無線信号は、上りリンクの無線信号（無線端末２が送信するＳＣ－ＦＤＭＡ信号）に対応する信号成分と、下りリンクの無線信号（他の無線基地局１が送信するＯＦＤＭＡ信号）に対応する信号成分とを含む。
　周波数変換部１２０は、アンテナ１１０とデュプレクサ１３０との間の信号経路上に設けられる。周波数変換部１２０は、制御部２２０からの制御信号に応じて、アンテナ１１０が受信した無線信号に含まれる下り周波数帯（下り搬送波）の信号成分を上り周波数帯（上り搬送波）の信号成分に変換する周波数変換を行う。周波数変換部１２０の詳細構成については後述する。
　デュプレクサ１３０は、アンテナ１１０が受信した無線信号から上り周波数帯の信号成分を抽出する。周波数変換部１２０が周波数変換を行う場合、デュプレクサ１３０は、結果的に、アンテナ１１０が受信した無線信号に含まれる下り周波数帯の信号成分を抽出することになる。一方、周波数変換部１２０が周波数変換を行わない場合、デュプレクサ１３０は、アンテナ１１０が受信した無線信号に含まれる下り周波数帯の信号成分を除去する。
　受信部１４０は、デュプレクサ１３０によって抽出された上り周波数帯の信号成分を受信処理する。ここで、受信処理とは、増幅処理、及びベースバンド帯へのダウンコンバート処理等を意味する。以下、受信処理後の信号成分を受信信号と呼ぶ。
　ＯＦＤＭ復調部１５０は、受信部１４０により得られた受信信号を時間領域から周波数領域に変換するとともに一次復調を行う。時間領域から周波数領域への変換は、本実施形態では高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を使用するが、離散フーリエ変換（ＤＦＴ）等を使用してもよい。ＦＦＴにより、時間領域信号が複数のサブキャリア信号（周波数領域信号）に変換される。一次復調とは、各サブキャリア信号にマッピングされているデータシンボルをデマッピングする処理である。
　取得部１６０は、制御部２２０からの制御信号に応じて、ＯＦＤＭ復調部１５０からフレーム処理部１７０に入力される途中のデータシンボルを取得する。周波数変換部１２０の詳細構成については後述する。
　フレーム処理部１７０は、ＳＣ－ＦＤＭＡに専用の信号処理を行うためのものであり、取得部１６０がＯＦＤＭ復調部１５０からフレーム処理部１７０に入力される途中のデータシンボルを取得しない場合に、ＯＦＤＭ復調部１５０により得られたデータシンボルを周波数領域から時間領域に変換するとともに二次復調を行う。時間領域から周波数領域への変換は、本実施形態では逆離散フーリエ変換（ＩＤＦＴ）を使用するが、逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）等を使用してもよい。ＩＤＦＴにより、周波数領域信号が時間領域信号に変換される。二次復調とは、コンスタレーションを生成して元のデータをデマッピングする処理である。なお、ＳＣ－ＦＤＭＡの信号処理の詳細については、例えば3GPP TS 36.211を参照されたい。フレーム処理部１７０が出力する受信データは、図示を省略する誤り訂正復号部に入力される。
　次に、送信系の構成について説明する。
　誤り訂正符号化された送信データは、図示を省略するＯＦＤＭ変調部に入力され、複数のサブキャリア信号へのマッピング（変調）後に、ＩＦＦＴにより時間領域信号に変換され、送信信号（ＯＦＤＭＡ信号）が生成される。送信部１８０は、生成された送信信号の増幅処理、及び高周波帯（ＲＦ帯）へのアップコンバート処理を行い、無線信号を生成する。生成された無線信号は、デュプレクサ１３０を介して送信される。
　次に、制御系の構成について説明する。
　基地局間通信部２４０は、Ｘ２インタフェースによる基地局間通信を用いて、他の無線基地局１（隣接基地局）が送信する無線信号に関する情報を受信する。本実施形態では、基地局間通信部２４０は、他の無線基地局１のＩＤと、当該他の無線基地局１が送信する無線信号の送信電力を示す送信電力情報と、基地局間干渉を低減するための干渉制御情報とを、Ｘ２インタフェースを介して当該他の無線基地局１から受信する。干渉制御情報は、当該他の無線基地局１が上りリンクにおいて受ける干渉の度合いを示す情報であるＯＩ（Overload indication）と、下りリンクの送信電力を規制するための情報であるＲＮＴＰ（Relative Narrowband Tx Power）とを含む。
　記憶部２３０は、基地局間通信部２４０が受信する干渉制御情報を蓄積する。また、記憶部２３０は、制御部２２０による制御に使用される各種の情報を記憶する。
　測定部２１０は、取得部１６０によって取得されたデータシンボルに対する測定を行う。当該測定は、信号の品質の度合いを示す信号品質の測定や、信号に含まれる送信元ＩＤの測定等を含む。本実施形態では、測定部２１０は、受信電力を示すＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）又はＲＳＲＰ（Received Signal Received Power）を測定する。ここで、ＲＳＲＰはリソースブロック毎に測定されるものである。ＲＳＳＩは、全リソースブロックについてまとめて測定されるものである。以下の実施形態では、受信電力測定の例としてＲＳＳＩを説明する。また、測定部２１０は、図３に示すように、データシンボルとデータシンボルの基準点との間の振幅誤差及び位相誤差の大きさを示すＥＶＭ（Error Vector Magnitude）とを測定する。また、本実施形態では、測定部２１０は、複数のサブキャリアを用いて構成されるリソースブロック単位での測定を行う。
　ＥＶＭは、例えば次の計算式により定められる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、Z(ｋ)は復調信号（I,Q成分を持つ複素数）であり、R(ｋ)は既知の理想信号（I,Q成分を持つ複素数）であり、Mはサブキャリア数である。
　制御部２２０は、無線基地局１全体の制御を行う。制御部２２０は、無線基地局１が無線端末２と無線通信を行う必要がない場合に、周波数変換部１２０及び取得部１６０を作動させるための制御信号を出力する。無線基地局１が無線端末２と無線通信を行う必要がない場合とは、例えば、無線基地局１の設置から本格稼働開始までのタイミング、あるいは深夜等である。
　制御部２２０は、測定部２１０により得られたＲＳＳＩと、基地局間通信部２４０が受信した送信電力情報とに基づいて、送信部１８０が無線信号を送信処理する際の送信パラメータを決定する。また、制御部２２０は、測定部２１０により得られたＥＶＭと、基地局間通信部２４０が受信した干渉制御情報とに基づいて、送信部１８０が無線信号を送信処理する際の送信パラメータを決定する。送信パラメータとは、例えばリソースブロック毎の送信電力を意味する。制御部２２０による制御の具体例については後述する。
　（２．１）周波数変換部の構成
　次に、周波数変換部１２０の構成を説明する。図４は、周波数変換部１２０の構成を示すブロック図である。
　図４に示すように、周波数変換部１２０は、２つの信号経路Ｐ１，Ｐ２を有する。周波数変換部１２０は、信号経路Ｐ１と信号経路Ｐ２との分岐点に設けられたスイッチ１２１と、信号経路Ｐ１と信号経路Ｐ２との合流点に設けられたスイッチ１２２と、信号経路Ｐ２に設けられたフィルタ１２３及びミキサ１２４と、ミキサ１２４に接続されたＰＬＬ回路１２５とを有する。
　フィルタ１２３は、アンテナ１１０が受信した無線信号から下り周波数帯の信号成分を抽出する。ＰＬＬ回路１２５は、予め定められた周波数を有する変換用信号を生成する。ミキサ１２４は、フィルタ１２３によって抽出された下り周波数帯の信号成分を変換用信号と混合することで上り周波数帯の信号成分に変換する。
　スイッチ１２１及びスイッチ１２２は、アンテナ１１０が受信した無線信号がフィルタ１２３及びミキサ１２４を経由するか迂回するかを切り替える切り替え部を構成する。上記制御部２２０は、無線基地局１が無線端末２との無線通信を行わないタイミングにおいて、アンテナ１１０が受信した無線信号がフィルタ１２３及びミキサ１２４を経由するようにスイッチ１２１及びスイッチ１２２を制御する。すなわち、スイッチ１２１及びスイッチ１２２を信号経路Ｐ２側に切り替えるように制御する。
　（２．２）取得部の構成
　次に、取得部１６０の構成を説明する。図５は、取得部１６０の構成を示すブロック図である。
　図５に示すように、取得部１６０は、ＯＦＤＭ復調部１５０とフレーム処理部１７０との間の２つの信号経路のそれぞれに設けられたスイッチ１６１及びスイッチ１６２と、スイッチ１６１及びスイッチ１６２のそれぞれの出力が入力されるＰ／Ｓ変換器１６３とを有する。
　スイッチ１２１及びスイッチ１２２は、ＯＦＤＭ復調部１５０が出力するデータシンボルをＰ／Ｓ変換器１６３に入力するか否かを切り替える。上記制御部２２０は、無線基地局１が無線端末２との無線通信を行わないタイミングにおいて、ＯＦＤＭ復調部１５０が出力するデータシンボルをＰ／Ｓ変換器１６３に入力するようにスイッチ１２１及びスイッチ１２２を制御する。Ｐ／Ｓ変換器１６３は、ＯＦＤＭ復調部１５０が出力するデータシンボルをパラレルからシリアルに変換する。シリアルに変換されたデータシンボルは、測定部２１０に入力される。
　なお、ＯＦＤＭ復調部１５０は、ＦＦＴ部１５１と、ＦＦＴ部１５１の出力が入力される一次復調部１５２とを有する。フレーム処理部１７０は、スイッチ１２１及びスイッチ１２２の出力が入力されるＩＤＦＴ部１７１と、ＩＤＦＴ部１７１の出力が入力される二次復調部１７２とを有する。
　ここで、図６を用いて、ＯＦＤＭＡ方式及びＳＣ－ＦＤＭＡ方式のそれぞれの信号処理を比較して説明する。
　図６に示すように、ＯＦＤＭＡ方式では、送信側は、QPSK等により生成したデータシンボルをＳ／Ｐ変換した後、各サブキャリアを変調し、ＩＦＦＴを施して時間領域信号に変換する。その後、シンボル時間毎に、マルチパス遅延時間よりも長いサイクリック・プリフィックス（ＣＰ）を挿入して送信する。受信側は、ＣＰを除去し、シンボル長毎にＦＦＴを施してサブキャリア信号に変換し、各サブキャリアからデータシンボルを復調した後に並直列変換するとデータを復元できる。
　ＳＣ－ＦＤＭＡでは、送信側は、QPSK等により生成したデータシンボルをＤＦＴにより周波数領域信号に変換するプリコーディング処理（一次復調）を行った後は、ＯＦＤＭＡと同様の処理により送信信号を生成する。受信側は、ＯＦＤＭＡと同様の処理により受信信号からデータシンボルを生成し、ＩＤＦＴにより周波数領域信号を時間領域信号に変換する二次復調（フレーム処理）を行う。
　このように、ＳＣ－ＦＤＭＡは、ＯＦＤＭにフレーム処理が追加されたものであることが分かる。その為、取得部１６０は、図５に示すように、ＦＦＴ後に復調した信号（具体的には、ＦＦＴ及び位相補償後に復調した信号）をＰ／Ｓ変換した上で測定部２１０へ送出する。ここで、スイッチ１２１からＰ／Ｓ変換器１６３までの配線（Ｌｉｎｅ Ａ）の長さと、スイッチ１２２からＰ／Ｓ変換器１６３までの配線（Ｌｉｎｅ Ｂ）の長さとは等しいものとする。
　（３）無線基地局の制御例
　次に、無線基地局１の制御例を説明する。
　サービスエリアの拡大を目的として無線基地局１を設置する場合、無線基地局１は、X２インターフェースを介して受信する、隣接基地局のＩＤと干渉制御情報とを蓄積する。そして、隣接基地局の発射する無線信号を受信して、X２インターフェースから入手した送信電力情報と比較した上で、自局のサービスエリアのセルエッジをカバーできる送信パラメータを決定する。
　また、設置済みの無線基地局１による保守を目的とする場合、定期的にＸ２インターフェースから入手した隣接基地局のパラメータと、自無線基地局１が受信したRSSI及びEVMとを比較し、周辺環境の変化（例えば、高層ビルの建設、又は隣接基地局の高周波増幅器の故障）を検出し、自局の送信パラメータを変更する。これにより、隣接基地局のセルエッジに生じた不感地帯における無線端末との呼接続ができるようにする。
　図７は、無線基地局１の制御例を示すフローチャートである。
　ステップＳ１１において、制御部２２０は、基地局間通信部２４０によって受信され、且つ記憶部２３０に記憶されている送信電力情報を取得する。
　ステップＳ１２において、制御部２２０は、周波数変換部１２０及び取得部１６０を作動させるとともに、ＲＳＳＩを測定するように測定部２１０を制御する。測定部２１０が測定したＲＳＳＩは、制御部２２０に入力される。
　制御部２２０は、測定されたＲＳＳＩの距離補正を行う。以下において、図８に示す伝搬損失モデルを参照し、当該距離補正について説明する。
　電波は自由空間において、発信源からの距離の二乗に反比例して減衰する。記憶部２３０に予め記憶されている隣接リストから隣接基地局と自局の距離ｄを求めることができるので、Pr=RSSIとおくとフリースの伝達公式 (Friis' transmission equation)から隣接基地局の送信電力Ptを求めることができる。
       Pr / Pt = GtGr (4πd/λ)2　　                  …（２）
　ここで、Pr：受信電力[dBm],　Pt：送信電力[dBm],　Gt：送信アンテナ利得[dB],　Gr : 受信アンテナ利得[dB],　λ：波長[m],　d：送受信間の距離[m]である。
　本実施形態では、RSSIから隣接基地局のアンテナ端における送信電力を求めることをRSSIの距離補正と定義し、地表の構造物による影響（距離の3.5乗に反比例して減衰）を考慮して下記の式から隣接基地局の送信電力を計算する。
      Pr = Pt + Gt-20log4π+35log(λ/d)+Gr    …（３）
　ステップＳ１３において、制御部２２０は、記憶部２３０から取得した送信電力情報と、距離補正後のＲＳＳＩとを比較する。送信電力情報が、距離補正後のＲＳＳＩよりも大きい場合は、隣接基地局のパワーアンプの不具合や、隣接基地局との間にビル等が存在することを意味している。送信電力情報が、距離補正後のＲＳＳＩよりも大きい場合、処理がステップＳ１４に進む。
　ステップＳ１４において、制御部２２０は、周波数変換部１２０及び取得部１６０を作動させたままとし、ＥＶＭを測定するように測定部２１０を制御する。測定部２１０が測定したＥＶＭは、制御部２２０に入力される。
　ステップＳ１５において、制御部２２０は、ＥＶＭの閾値を記憶部２３０から取得する。
　ステップＳ１６において、制御部２２０は、測定部２１０が測定したＥＶＭと、記憶部２３０から取得した閾値とを比較する。測定部２１０が測定したＥＶＭが、記憶部２３０から取得した閾値よりも大きい場合、処理がステップＳ１７に進む。
　ステップＳ１７において、制御部２２０は、ＳＯＮ制御、すなわち送信パラメータの決定を行う。例えば、制御部２２０は、自局のサービスエリアのセルエッジをカバーできる送信パラメータを決定する。あるいは、制御部２２０は、隣接基地局のセルエッジに生じた不感地帯をカバーできる送信パラメータを決定する。
　（４）作用・効果
　以上説明したように、本実施形態に係る無線基地局１は、アンテナ１１０が受信した無線信号に含まれる下り周波数帯の信号成分（すなわち、隣接基地局が送信する無線信号の成分）を上り周波数帯の信号成分に変換した上でデュプレクサ１３０に入力する。これにより、隣接基地局が送信する無線信号の成分がデュプレクサ１３０を通過可能になり、隣接基地局が送信する無線信号の成分に対する測定を行うことができる。したがって、ＦＤＤ方式を適用する無線通信システム１０において、隣接基地局が送信する無線信号に対する測定を自無線基地局１で行うことができる。
　また、本実施形態によれば、ＳＣ－ＦＤＭＡ方式での信号処理は、ＯＦＤＭＡ方式での信号処理にフレーム処理が追加されたものであるという点に着目し、ＯＦＤＭ復調部１５０からフレーム処理部１７０に入力される途中のデータシンボルに対する測定を行う。これにより、ＯＦＤＭＡ方式の無線信号（すなわち、隣接基地局が送信する無線信号）と対応するデータシンボルに対する測定を行うことができる。したがって、ＵＬにＳＣ－ＦＤＭＡ方式が適用され、且つＤＬにＯＦＤＭＡ方式が適用される無線通信システム１０において、隣接基地局が送信する無線信号に対する測定を自無線基地局１で行うことができる。また、周波数領域に変換された状態に対して測定を行うことにより、サブキャリア単位あるいはリソースブロック単位での測定が可能になる。
　また、本実施形態では、測定部２１０による測定は無線基地局１が無線端末２との無線通信を行わないタイミングにおいて行われるため、無線端末２との無線通信を妨げることなく、隣接基地局の運用状況を把握可能になる。また、無線基地局１が設置されてから本格稼動するまでの期間においても隣接基地局の運用状況を把握できる。
　さらに、従来の手法では、複数の無線基地局からの無線信号を受信可能な位置に無線端末が存在しない状況では測定ができなかったが、本実施形態の手法によれば、当該状況においても測定が可能になる。
　以上のように、本実施形態では、周辺の建造物に大きな変化が生じた場合や、隣接基地局の高周波増幅器（PA : Power Amplifier）に異常が生じた場合等において、周辺環境の変化を検知することができ、無線基地局１のみで隣接基地局の運用状態を検出できる。
　（５）その他の実施形態
　本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
　（５．１）変形例１
　上述した実施形態では、無線基地局１に設けられるアンテナ１１０は１つであったが、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）等のマルチアンテナ技術に対応可能な構成としてもよい。図９は、送信側および受信側のそれぞれが２本のアンテナを使用する２×２ ＭＩＭＯに対応した構成である。
　図９に示すように、無線基地局１は２つのアンテナ１１０ａ，１１０ｂ及び２つのデュプレクサ１３０ａ，１３０ｂを有しており、アンテナ１１０ａ，１１０ｂとデュプレクサ１３０ａ，１３０ｂとの間の信号経路上に周波数変換部１２０が設けられる。周波数変換部１２０は、アンテナ毎に、上述した実施形態と同様な回路構成を持つが、ＰＬＬ回路１２５を共有することが可能である。
　（５．２）変形例２
　上述した実施形態では、取得部１６０が、ＯＦＤＭ復調部１５０による一次復調後の信号（データシンボル）を取得していたが、一次復調前の信号を取得する構成でもよい。
　図１０は、本変形例に係る取得部１６０の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、取得部１６０は、ＯＦＤＭ復調部１５０のＦＦＴ部１５１と一次復調部１５２との間の信号経路に設けられたスイッチ１６５を有する。スイッチ１６５は、ＦＦＴ部１５１が出力する周波数領域の信号（具体的には、周波数領域に変換後にＰ／Ｓ変換された信号）を測定部２１０に入力するか否かを切り替える。制御部２２０は、無線基地局１が無線端末２との無線通信を行わないタイミングにおいて、ＦＦＴ部１５１が出力する周波数領域の信号を測定部２１０に入力するようにスイッチ１６５を制御する。
　　このような構成によれば、平易な回路構成でサブキャリア単位の受信電力の測定が可能になる。
　（５．３）変形例３
　上述した実施形態では、ＵＬにＳＣ－ＦＤＭＡ方式が適用され、且つＤＬにＯＦＤＭＡ方式が適用される無線通信システム１０を説明したが、周波数変換部１２０は、ＦＤＤ方式の無線通信システムであれば、他の無線アクセス方式を採用する無線通信システムにも適用可能である。
　図１１は、任意の無線アクセス方式を採用するＦＤＤ方式の無線通信システムで用いられる無線基地局１の構成例である。図１１に示すように、本変形例に係る無線基地局１は、測定部２１０が受信部１４０で受信処理される信号に対する測定を行う点で上述した実施形態とは異なる。例えばＲＳＳＩは受信部１４０の段階で測定可能であるため、このような構成も採用可能である。
　（５．４）変形例４
　上述した実施形態では、ＦＤＤモードのＬＴＥシステムを説明したが、ＴＤＤモードのＬＴＥシステムに応用可能である。ＴＤＤモードのＬＴＥシステムでは、ＵＬにＳＣ－ＦＤＭＡ方式が適用され、且つＤＬにＯＦＤＭＡ方式が適用されるが、複信方式はＴＤＤである。
　図１２は、本変形例に係る無線基地局１の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、本変形例に係る無線基地局１は、上述した実施形態に係る周波数変換部１２０を有していない。また、デュプレクサ１３０に代えて、送信と受信とを時分割で切り替えるためのスイッチ回路１３０’を有している。
　（５．５）変形例５
　上述した実施形態では、無線基地局１は、大型のセルを形成するマクロセル基地局を想定していたが、マクロセル基地局に限らず、小型のセルを形成するフェムトセル基地局あるいはピコセル基地局に対して本発明を適用可能である。
　このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
　なお、日本国特許出願第２０１０－７０６７８号（２０１０年３月２５日出願）の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。
　以上のように、本発明に係る無線基地局及び通信制御方法によれば、無線端末に負荷を与えず、且つ無線端末との無線通信を行っていないタイミングでも隣接基地局の運用状況を把握できるため、移動体通信などの無線通信において有用である。

Claims (6)

  1. 　上りリンクにＳＣ－ＦＤＭＡ方式が適用され、且つ下りリンクにＯＦＤＭＡ方式が適用される無線通信システムで用いられる無線基地局であって、
    　前記ＳＣ－ＦＤＭＡ方式又は前記ＯＦＤＭＡ方式の無線信号を受信処理する受信部と、
    　前記受信部により得られた受信信号を時間領域から周波数領域に変換するとともに一次復調を行うＯＦＤＭ復調部と、
    　前記ＯＦＤＭ復調部により得られたデータシンボルを周波数領域から時間領域に変換するとともに二次復調を行うフレーム処理部と、
    　前記ＯＦＤＭ復調部によって前記周波数領域に変換された後の信号であって前記フレーム処理部によって前記時間領域に変換される前の信号に対する測定を行う測定部と
    を備える無線基地局。
  2. 　前記無線基地局が無線端末との無線通信を行わないタイミングにおいて前記測定を行うように前記測定部を制御する制御部をさらに備える請求項１に記載の無線基地局。
  3. 　前記測定部は、複数のサブキャリアを用いて構成されるリソースブロック単位での測定を行う請求項１に記載の無線基地局。
  4. 　前記測定部は、データシンボルとデータシンボルの基準点との間の振幅誤差及び位相誤差の大きさを示す値を測定する請求項１に記載の無線基地局。
  5. 　無線信号を送信処理する送信部と、
    　基地局間通信を用いて、他の無線基地局が送信する無線信号に関する情報を受信する基地局間通信部と
    をさらに備え、
    　前記制御部は、前記測定部の測定結果と、前記基地局間通信部が受信した情報とに基づいて、前記送信部が無線信号を送信処理する際の送信パラメータを決定する請求項１に記載の無線基地局。
  6. 　上りリンクにＳＣ－ＦＤＭＡ方式が適用され、且つ下りリンクにＯＦＤＭＡ方式が適用される無線通信システムで用いられる無線基地局の通信制御方法であって、
    　前記ＳＣ－ＦＤＭＡ方式又は前記ＯＦＤＭＡ方式の無線信号を受信する受信ステップと、
    　前記受信ステップにより得られた受信信号を時間領域から周波数領域に変換するとともに一次復調を行うＯＦＤＭ復調ステップと、
    　前記ＯＦＤＭ復調ステップにより得られたデータシンボルを周波数領域から時間領域に変換するとともに二次復調を行うフレーム処理ステップと、
    　前記ＯＦＤＭ復調ステップにおいて前記周波数領域に変換された後の信号であって前記フレーム処理ステップによって前記時間領域に変換される前の信号に対する測定を行う測定ステップと
    を有する通信制御方法。
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