JP2009141964A

JP2009141964A - ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ｗｉｍａｘ）・ネットワーク容量を向上するための装置および方法

Info

Publication number: JP2009141964A
Application number: JP2008310368A
Authority: JP
Inventors: Jacques Libchaber; リブシャベールジャック
Original assignee: Alcatel Lucent SAS
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 2007-12-06
Filing date: 2008-12-05
Publication date: 2009-06-25
Also published as: EP2068464B1; CN101459967A; EP2068464A1; US8054793B2; JP2014060811A; US20090154414A1

Abstract

【課題】全体のＷＩＭＡＸネットワークに向上した性能および今後のＷＩＭＡＸネットワークの性能を向上するための解決策を提供すること。
【解決手段】本発明は、少なくとも１つの基地局および少なくとも１つの端末装置を備えるワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワークに関する。前記少なくとも１つの端末装置に信号を送信するために前記少なくとも１つの基地局は、前記信号を複数のＷＩＭＡＸ信号に分割し、様々な周波数フレームを用いて複数のチャネルを介して前記ＷＩＭＡＸ信号を同時に送信することができ、前記少なくとも１つの端末装置は、前記複数のＷＩＭＡＸ信号を同時に受信し処理することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、無線通信システムの分野に関し、より具体的にはワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワークに関する。

ＷＩＭＡＸネットワークは、広帯域無線アクセス（ＢＷＡ）を提供する無線デジタル通信システムである。ＷＩＭＡＸネットワークは、２つのコア構成要素（基地局（ＢＳ）およびモバイル加入者局（ＭＳＳ）または端末装置）を備える。基地局および１つまたは複数の端末装置は、一地点対多地点間型（Ｐ２ＭＰ）構造を有するセルを形成することができる。送信中、基地局は、任意の端末装置によるメディアへのアクセス、サービス品質（ＱｏＳ）を達成するための割当、およびネットワーク・セキュリティ機構に基づいたネットワークへのアクセス許可を含むセル内のアクティビティを制御する。複数の基地局が、携帯電話無線ネットワークを形成するように構成されることができる。ＷＩＭＡＸ携帯電話ネットワーク内のセル半径は数マイルであってよく、その結果、ＷＩＭＡＸ技術はＷＩＦＩ技術より高いビット・レートと共により大きい距離の伝送を可能にする。それにもかかわらず、ビット・レートの要求は常により大きく、ネットワーク・トラフィックの増大に対処するための解決策が見いだされる必要があることになる。技術的進歩が基地局および端末装置により高い処理能力をもたらすと仮定すると、問題は、ＷＩＭＡＸネットワークに向上した性能をもたらすために既存のＷＩＭＡＸネットワーク・インフラストラクチャ（アクセスおよびコア）を用いてこれらの強化された基地局および端末装置を適合させることである。

全体のＷＩＭＡＸネットワークに向上した性能を提供することが本発明の１つの目的である。

本発明の１つの目的は、今後のＷＩＭＡＸネットワークの性能を向上するための解決策を提供することである。

この改良は、少なくとも１つの基地局および少なくとも１つの端末装置を備えるワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワークによって実現される。前記少なくとも１つの端末装置に信号を送信するために前記少なくとも１つの基地局は、前記信号を複数のＷＩＭＡＸ信号に分割し、様々な周波数フレームを用いて複数のチャネルを介して前記ＷＩＭＡＸ信号を同時に送信することができ、前記少なくとも１つの端末装置は、前記複数のＷＩＭＡＸ信号を同時に受信し処理することができる。

さらに、前記少なくとも１つの基地局に信号を送信するために前記少なくとも１つの端末装置は、前記信号を複数のＷＩＭＡＸ信号に分割し、様々な周波数フレームを用いて複数のチャネルを介して前記ＷＩＭＡＸ信号を同時に送信することができ、前記少なくとも１つの基地局は、前記複数のＷＩＭＡＸ信号を同時に受信し処理することができる。

ＷＩＭＡＸ信号はＷＩＭＡＸ標準フレームを有する信号を備えることが好ましい。

前記ＷＩＭＡＸ信号を同時に処理することは、元の信号を再構築するために前記複数のＷＩＭＡＸ信号を再結合することを備えることが有利である。

あるいは、前記少なくとも１つの端末装置はモバイルである。

各周波数フレームは１０ＭＨｚ幅であることが好ましい。

前記基地局は、様々なセクタ内で様々な周波数を有するＷＩＭＡＸ信号を送出することが有利である。

あるいは、ネットワークのための周波数の再使用は３である。

前記基地局および端末装置はチャネル間の干渉を回避するための除去フィルタを備えることが好ましい。

さらに、ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワーク容量を向上するための方法であって、１つの送信元トランシーバから送信先トランシーバに信号を送信するために前記方法は、前記信号を複数のＷＩＭＡＸ信号に分割することと、様々な周波数フレームを用いて複数のチャネルを介して前記送信元トランシーバから前記信号を送信することと、送信先トランシーバによって前記複数のＷＩＭＡＸ信号を受信することと、前記複数のＷＩＭＡＸ信号から元の信号を再結合するために前記複数のＷＩＭＡＸ信号を処理することとを備える。

本明細書で使用されるように、語「トランシーバ」は信号を送受信することができる装置を意味する。

本明細書で使用されるように、語「端末装置」は少なくとも１つのトランシーバを備えるネットワーク装置を意味する。

ＷＩＭＡＸネットワーク通信は、基地局と端末装置との間のデータの交換に基づいている。最新技術では、各基地局は様々なセクタ内で信号を送受信することができ、各セクタはそれ自体の周波数チャネルを有する。図１は、３つのセクタを備える基地局を示す。基地局は、図２に示される基本構造またはセルを生成するように構成されることができる。この場合、セルは３つの六角形から構成される。ネットワークは、この基本構造またはセルの複製によって生成される。基本構造またはセルの十分な無線受信範囲を有するために必要な様々な周波数の数がネットワークの周波数の再使用を定義する。図２に示されるセル内では、３つの異なる周波数が必要とされ、したがって対応するネットワークの周波数の再使用は３である。

基地局と端末装置との間の交換されるデータは、これらの周波数チャネルを介して無線で送信される。各周波数チャネルは、所与の帯域幅を有し、所与の数のフリーラン周波数またはサブキャリアを備える（例えば、１０ＭＨｚ帯域幅中に１０２４個のフリーラン周波数）。フリーラン周波数は、チャネル帯域幅にわたって等間隔に離隔される。直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）技術が、干渉なしにサブキャリアの伝送を可能にするために使用される。

データ伝送はフレームごとに基づいて行われる。図５は、この種のデータ編成を示す。各フレームは、送信遷移ギャップ（ＴＴＧ）３によって分離されてダウンリンク（ＤＬ）データ伝送サブフレーム１とアップリンク（ＵＬ）データ伝送サブフレーム５とに分割される。受信遷移ギャップ（ＲＴＧ）７は、ＵＬサブフレームの後に配置される。ＤＬサブフレームおよびＵＬサブフレームの両方が、時間領域に対する周波数領域の二次元構成で構成される。各フレームは、周波数単位２３および時間単位２５で分割されることができる。ＤＬサブフレームは、ＢＳと端末装置との間の同期捕捉のための同期信号であるプリアンブル９、フレーム制御ヘッダ（ＦＣＨ）１１、ＤＬマップ１３、ＵＬマップを搬送する第１のＤＬバースト１５および複数のＤＬバースト１７を備える。ＵＬサブフレームは、レンジング（ｒａｎｇｉｎｇ）・サブチャネル１９および複数のＵＬバースト２１を備える。

今後、技術改良と共に基地局および端末装置の処理能力が増大することになる。次いで構想は、全体のネットワーク構造を変更することなくネットワークのビット・レート交換およびトラフィック容量を増大するためにこの能力量を使用することである。本発明は、各セクタ、したがって各セル内でチャネル数を増大することによってこの問題を解決することを提供する。したがって、基地局は様々なチャネル上で送出することができることになる。図３および図４は、それぞれ各セル内に６つの異なる周波数チャネルを備える三分割された基地局およびセルを示す。周波数チャネル数は、基地局および端末装置の処理能力だけによって限定される。各端末装置は、複数の「古い」端末装置として現れ、複数のチャネル上で信号を送受信することができることになる。したがってトラフィックは、チャネル数だけ増加されることになる。データ編成は以前と同一であるが、複数のフレームが様々な周波数チャネル上で同時に送受信されることになる。図６は、３つの周波数チャネル（ｆ１、ｆ２、ｆ３）を有するこの種のデータ編成を表す。次いで、基地局から端末装置に送信される必要があり、大きい帯域幅を必要とする信号は複数の信号に分割されることになり、前記信号は様々な周波数チャネルを介して送信されることになる。端末装置は、元の信号を再生成するために様々な信号を受信し処理することになる。

したがって、「新しい」基地局および端末装置は全体のネットワーク・アーキテクチャを変更することなくより高いビット・レート伝送を可能にし、その結果、「古い」端末装置および「新しい」端末装置が、同一のネットワーク内で同時に使用可能であることになる。

最新技術によるＷＩＭＡＸ信号のフレームの概略図である。本発明によるＷＩＭＡＸ信号のフレームの概略図である。最新技術による三分割されたＷＩＭＡＸ基地局の概略図である。最新技術による三分割されたＷＩＭＡＸ基地局を備える携帯電話ネットワークの概略図である。本発明による三分割されたＷＩＭＡＸ基地局の概略図である。本発明による三分割されたＷＩＭＡＸ基地局を備える携帯電話ネットワークの概略図である。

Claims

少なくとも１つの基地局および少なくとも１つの端末装置を備えるワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワークであって、前記少なくとも１つの端末装置に信号を送信するために前記少なくとも１つの基地局は、前記信号を複数のＷＩＭＡＸ信号に分割し、様々な周波数フレームを用いて複数のチャネルを介して前記ＷＩＭＡＸ信号を同時に送信することができ、前記少なくとも１つの端末装置は、前記複数のＷＩＭＡＸ信号を同時に受信し処理することができる、ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワーク。
前記少なくとも１つの基地局に信号を送信するために前記少なくとも１つの端末装置は、前記信号を複数のＷＩＭＡＸ信号に分割し、様々な周波数フレームを用いて複数のチャネルを介して前記ＷＩＭＡＸ信号を同時に送信することができ、前記少なくとも１つの基地局は、前記複数のＷＩＭＡＸ信号を同時に受信し処理することができる、請求項１に記載のワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワーク。
ＷＩＭＡＸ信号はＷＩＭＡＸ標準フレームを有する信号を備える、請求項１または２に記載のワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワーク。
前記ＷＩＭＡＸ信号を同時に処理することは、元の信号を再構築するために前記複数のＷＩＭＡＸ信号を再結合することを備える、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワーク。
前記少なくとも１つの端末装置はモバイルである、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワーク。
各周波数フレームは１０ＭＨｚ幅である、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワーク。
前記基地局は様々なセクタ内で様々な周波数を有するＷＩＭＡＸ信号を送出する、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワーク。
前記ネットワークのための前記周波数の再使用は３である、請求項７に記載のワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワーク。
前記基地局および端末装置はチャネル間の干渉を回避するための除去フィルタを備える、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワーク。
ワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷＩＭＡＸ）・ネットワーク容量を向上するための方法であって、１つの送信元トランシーバから送信先トランシーバに信号を送信するために、前記信号を複数のＷＩＭＡＸ信号に分割するステップと、様々な周波数フレームを用いて複数のチャネルを介して前記送信元トランシーバから前記信号を送信するステップと、前記送信先トランシーバによって前記複数のＷＩＭＡＸ信号を受信するステップと、前記複数のＷＩＭＡＸ信号から元の信号を再結合するために前記複数のＷＩＭＡＸ信号を処理するステップとを備える方法。