JP2009239778A - 基地局装置、移動体通信システム、基地局の制御方法、及び基地局制御プログラム - Google Patents
基地局装置、移動体通信システム、基地局の制御方法、及び基地局制御プログラム Download PDFInfo
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Abstract
【課題】移動局における複雑な送信電力制御を不要とする。
【解決手段】基地局10が有するTS割当部109は、移動局11〜13の各々との間の局間距離と相関を有するパラメータの1つである経路損失の推定値の大きさに基づいて、通信を許可するタイムスロットを移動局11〜13の各々について決定する。そして、受信利得制御部107は、移動局11〜13の各々から実質的に一定の送信電力によって送信される上り信号を増幅した後の信号レベルが予め定められたダイナミックレンジ内に収まるように、移動局11〜13から受信した上り信号に対する利得をタイムスロット毎に調整する。
【選択図】図2
【解決手段】基地局10が有するTS割当部109は、移動局11〜13の各々との間の局間距離と相関を有するパラメータの1つである経路損失の推定値の大きさに基づいて、通信を許可するタイムスロットを移動局11〜13の各々について決定する。そして、受信利得制御部107は、移動局11〜13の各々から実質的に一定の送信電力によって送信される上り信号を増幅した後の信号レベルが予め定められたダイナミックレンジ内に収まるように、移動局11〜13から受信した上り信号に対する利得をタイムスロット毎に調整する。
【選択図】図2
Description
本発明は、基地局及び移動局を備える移動体通信システムに関し、特に、基地局の送信電力制御及び受信利得制御に関する。
移動体通信システムの多元接続(Multiple Access)方式として、TDMA(Time Division Multiple Access)、FDMA(Frequency Division Multiple Access)、OFDMA(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)、CDMA(Code Division Multiple Access)等がある。また、移動体通信システムにおいて同時送受信(デュプレックス通信)を実現する方式として、TDD(Time Division Duplex)、FDD(Frequency Division Duplex)が知られている。多元接続方式とデュプレックス通信とは適宜組み合わせて使用される。
例えば、第2世代携帯電話方式であるPDC(Personal Digital Cellular)方式、GSM(Global System for Mobile Communications)方式などは、多元接続方式にTDMAを採用し、デュプレックス通信方式にFDD方式を採用したTDMA/FDD方式の移動体通信システムである。同じく第2世代携帯電話方式の1つであるPHS(Personal Handyphone System)は、デュプレックス通信方式にTDD方式を採用しており、TDMA/TDD方式の移動体通信システムである。
また、IMT−2000の無線インタフェースの1つとして規格化されているDS−CDMA(Direct Spread Code Division Multiple Access)方式は、多元接続方式にCDMAを採用し、デュプレックス通信方式にFDD方式を採用したCDMA/FDD方式の移動体通信システムである。一方、同じくIMT−2000にて規格化されているTD−CDMA(Time Division Code Division Multiple Access)は、デュプレックス通信方式にTDD方式を採用しており、CDMA/TDD方式の移動体通信システムである。
また、IEEE 802.16eに規定され、先般、ITU(International Telecommunication Union)によりIMT−2000の無線インタフェースの1つとして勧告された、いわゆるモバイルWiMAXは、多元接続方式にOFDMAを採用し、デュプレックス通信方式にTDD及びFDDの双方を採用している。
ところで、特許文献1に開示されたCDMA方式の移動体通信システムは、基地局を中心としてセル内を複数のサブエリアに分割し、各サブエリアに在圏する移動局に対して、そのサブエリアに対して割り当てられたタイムスロットの区間だけ送信を許可する。また、特許文献1は、基地局及び移動局がサブエリア毎に各サブエリアに適応した送信電力制御を行うことで、セル内およびセル間での干渉を抑制することを開示している。また、特許文献1は、隣接基地局間(隣接セル間)では、同時刻に通信可能なグループが重ならないようにタイムスロットを割り当てることで、隣接セル間での干渉をより効果的に抑制することを開示している。
特開2002−159047号公報
CDMA方式の移動体通信システムでは、いわゆる遠近問題の回避、回線容量の増大のために、移動局側の送信電力の制御が不可欠である。上述した特許文献1は、CDMA方式の移動体通信システムを対象としており、移動局の送信電力制御を必要とするものである。
また、TDMA、FDMA及びODFMA等のCDMA以外の多元接続方式を採用する移動体通信システムであっても、同時刻に送信を行なう複数の移動局と基地局との距離が様々であるために、基地局と移動局との間の経路損失も様々であり、結果的に、個々の移動局から基地局に到達する上り信号の受信レベルも様々である。一方で、基地局が受信可能なダイナミックレンジには制約がある。このため、TDMA、FDMA及びODFMA等のCDMA以外の多元接続方式を採用する移動体通信システムであっても、実質的に移動局側での送信電力制御が必要である。例えば、OFDMA/TDD方式のモバイルWiMAXでは、主として基地局における下り信号の送信電力及び受信した上り信号を増幅する際の利得を固定的に設定しておき、移動局側にて上り信号の送信電力制御及び受信した下り信号の利得制御を行うことが検討されている。
図9は、移動局が主体的に送信電力制御及び利得制御を行うOFDMA/TDD方式の移動体通信システムにおける基地局及び移動局の送受信タイミングを示す図である。図9は、1つの基地局90が3つの移動局91〜93と同時通信を行う場合について示している。また、図10は、基地局90が生成するセル94内での3つの移動局91〜93の位置を示す図である。移動局91〜93の各々は、多元接続のために、互いに異なるOFDMサブチャネルを使用して基地局と通信を行う。また、WiMAXの各スーパーフレームは、前半部分の下りサブフレームと後半部分の上りサブフレームに分割されている。下りサブフレーム期間は、下り信号のバースト送信に使用され、上りサブフレーム期間は、上り信号のバースト送信に使用される。
基地局90は、下り信号の送信電力と受信した上り信号に対する受信利得を共に一定としている。一方、移動局91〜93は、上り信号の送信電力制御と受信した下り信号に対する利得制御を実行する。具体的には、基地局90から最も遠方に位置する移動局93は、他の2つの移動局に比べて上り信号の送信電力及び下り信号に対する利得を増大させている。一方、基地局90の最も近くに位置する移動局91は、他の2つの移動局に比べて上り信号の送信電力及び下り信号に対する利得を減少させている。また、中間に位置する移動局92は、上り信号の送信電力及び下り信号に対する利得を他の2つの移動局中間的な値に調整している。
このように移動局が送信電力制御及び受信利得制御を行う移動体通信システムでは、移動局に高度な制御機能が必要とされる。このため、移動局に対して一般的に求められる小型化、低コスト化、低消費電力化が制約されてしまうという問題がある。
本発明は、上述した問題点を考慮してなされたものであり、少なくとも移動局による送信電力制御を不要とすることが可能な基地局装置、基地局制御方法、基地局制御プログラム、及び移動体通信システムの提供を目的とする。
本発明の一態様は、複数の移動局と無線通信可能な基地局装置である。当該基地局装置は、タイムスロット割当手段及び利得制御手段を有する。前記タイムスロット割当手段は、前記複数の移動局の各々との間の局間距離と相関を有するパラメータの大きさに基づいて、通信を許可するタイムスロットを前記複数の移動局の各々について決定する。そして、前記利得制御手段は、前記複数の移動局の各々から実質的に一定の送信電力によって送信される上り信号を増幅した後の信号レベルが予め定められたダイナミックレンジ内に収まるように、前記移動局から受信した前記上り信号に対する利得を、前記パラメータの大きさに関連付けられたタイムスロット毎に調整する。
上述した本発明の一態様にかかる基地局装置は、基地局と移動局との間の局間距離と相関を有するパラメータの大きさに応じて、移動局に割り当てるタイムスロットを決定する。これにより、当該基地局装置は、同時刻に通信を行なう移動局との間の経路損失の分布を所定の範囲内に抑えることができる。したがって、当該基地局装置は、タイムスロット毎に利得を変更する利得制御を行うことによって、移動局の各々から実質的に一定の送信電力によって送信される上り信号を増幅した後の信号レベルを、予め定められたダイナミックレンジ内に収めることができる。このため、本発明の一態様にかかる基地局装置を使用することによって、移動局における複雑な送信電力制御を不要とすることができる。
以下では、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。
<発明の実施の形態1>
図1は、本実施の形態にかかる移動体通信システムの構成例を示す図である。本実施の形態にかかるOFDMA/TDDの移動体通信システムであるとして説明を行う。なお、商才については後述するが、本実施の形態では移動局毎に通信可能なタイムスロットが規律される。つまり、本実施の形態にかかる移動体通信システムは、OFDMAとTDMAを組み合わせた多元接続方式を採用している。
図1は、本実施の形態にかかる移動体通信システムの構成例を示す図である。本実施の形態にかかるOFDMA/TDDの移動体通信システムであるとして説明を行う。なお、商才については後述するが、本実施の形態では移動局毎に通信可能なタイムスロットが規律される。つまり、本実施の形態にかかる移動体通信システムは、OFDMAとTDMAを組み合わせた多元接続方式を採用している。
図1において基地局10は、セル14を形成する。移動局11〜13は、セル14内にて基地局10に無線接続して通信を行なう。基地局10は、基地局10から移動局11〜13が位置する地点までの距離に関連する経路損失の大きさに応じて移動局11〜13をグループ分けするとともに、基地局10と複数の移動局11〜13との間の通信をグループ毎に時分割する。
図1の例では、基地局10からの距離に応じて、セル14内が3つのゾーン(ゾーン1〜3)に分割されている。移動局11はゾーン1内に位置し、移動局12はゾーン2内に位置し、移動局13はゾーン3内に位置している。なお、以下では、ゾーン1に位置する移動局(例えば移動局11)が分類される移動局グループを「MSグループ1」と呼ぶ。同様に、ゾーン2に位置する移動局(例えば移動局12)が分類される移動局グループを「MSグループ2」と呼び、ゾーン3に位置する移動局(例えば移動局13)が分類される移動局グループを「MSグループ3」と呼ぶ。
さらに、本実施の形態にかかる基地局10は、MSグループ1〜3の各々と異なる時刻に通信を行なうに際して、下り信号の送信電力及び上り信号の受信利得が各MSグループに適した値となるよう、送信電力制御及び受信利得制御を実行する。基地局10による送信電力制御及び受信利得制御の詳細については後述する。
ところで、図1は、本願発明の説明の便宜上、少数に限定された要素のみを図示しているに過ぎない。つまり、移動体通信システムは、図1に示したものの他にも多数の基地局及び移動局を含んでもよい。
続いて以下では、基地局10の構成例、基地局10による移動局のグループ化の手順、基地局10の送信電力制御及び受信利得制御の詳細について順に説明する。図2は、基地局10の構成例を示すブロック図である。
図2において、スイッチ101は、TDDのために、後述する送信アナログフロントエンド(以下、TX−AFE)102及び受信アナログフロントエンド(以下、RX−AFE)103を選択的にアンテナ100に接続するスイッチ回路である。
TX−AFE102は、送信データ処理部103により生成された下りベースバンド信号を入力して、RF(radio Frequency)変調を行い、RF信号としての下り信号を増幅して出力する。TX−AFE102から出力される下り信号は、スイッチ101を介してアンテナ100に供給される。
送信データ処理部103は、移動局11〜13に対して送信する下りデータを受信し、誤り訂正符号化、インタリービング、シリアルーパラレル変換、IQ平面へのマッピング、IFFT(Inverse Fast Fourier Transform)、D/A変換等の処理を行って下りベースバンド信号を生成する。
送信電力制御部104は、TX−AFE102に含まれる増幅回路の利得を制御することにより、アンテナ100に供給される下り信号の送信電力を調整する。より具体的に述べると、送信電力制御部104は、移動局11〜13が利得固定の増幅器によって受信した下り信号を増幅する場合に、増幅後の信号レベルが受信信号処理に適したダイナミックレンジに収まるように、上述したMSグループ1〜3毎に下り信号の送信電力を調整する。これにより、移動局11〜13は、基地局からの距離が異なるにも関わらず、素子特性に起因する変動を除いて利得が実質的に固定された増幅器を用いて下り信号を増幅すればよい。したがって、移動局11〜13の装置構成を簡素化することができる。
RX−AFE105は、アンテナ100によって受信された移動局11〜13からの上り信号(RF信号)を受信する。RX−AFE105は、アンテナ100によって受信された下り信号を増幅するとともに、下り信号のダウンコンバートを行なって上りベースバンド信号を生成し、これを受信データ処理部106に供給する。
受信データ処理部106は、ベースバンド上り信号に対して上述した送信データ処理部103の逆処理を行なって下りデータを復元する。
受信利得制御部107は、RX−AFE105に含まれる増幅回路の利得を制御することにより、後段の受信データ処理部106に供給される下り信号の信号レベルを調整する。より具体的に述べると、受信利得制御部107は、移動局11〜13が一定の送信電力で上り信号を送信する場合に、受信した上り信号をRX−AFE105にて増幅した後の信号レベルが受信データ処理部106における受信信号処理に適したダイナミックレンジに収まるように、上述したMSグループ1〜3毎に上り信号に対する受信利得を調整する。これにより、移動局11〜13は、素子特性に起因する変動を除いて実質的に一定の送信電力にて上り信号を出力すればよい。つまり、移動局11〜13は、上り信号の送信電力を適応的に変化させるための複雑な制御を行う必要がないため、装置構成を簡素化することができる。
受信品質測定部108は、アンテナ100によって受信された移動局11〜13からの上り信号の受信品質を測定する。受信品質測定部108が測定する受信品質は、上り信号の減衰に応じて変化する物理量、言い換えると、移動局11〜13と基地局10との間の経路損失の大きさに応じて変化する物理量であればよい。具体的には、受信品質測定部108は、上り信号の受信電力、上り信号のSNR(Signal to Noise Ratio)等を測定すればよい。
TS割当部109は、受信品質測定部108による測定結果を用いることにより、移動局11〜13と基地局10との間の局間距離と相関を有するパラメータの大きさを推定する。そして、TS割当部109は、推定したパラメータの大きさに応じて、各移動局をMSグループ1〜3のいずれかに分類する。そして、TS割当部109は、分類したMSグループに応じたタイムスロットの割り当て通知を各移動局に対して送信する。
局間距離と相関を有するパラメータの具体例は、移動局11〜13と基地局10との間の経路損失、上り信号が移動局11〜13により送信されてから基地局10が受信するまでの伝搬遅延時間などである。なお、移動局11〜13が一定の送信電力で上り信号を送信する場合、受信品質測定部108によって測定される受信電力や受信SNR自体も、局間距離と相関を有するパラメータとして使用可能である。
図3は、移動局11〜13へのタイムスロットの割り当て手順の具体例を示すフローチャートである。なお、図3の手順は、上り信号の受信品質として受信電力を測定し、局間距離と相関を有するパラメータとして経路損失を推定する場合について示している。始めに、ステップS11では、受信品質測定部108が、上り信号の受信電力を測定する。
ステップS12では、TS割当部109が、移動局11〜13による送信電力と受信品質測定部108により測定された受信電力との差分を用いて、移動局11〜13と基地局10との間の経路損失を推定する。
ステップS13では、TS割当部109が、推定した経路損失の大きさに応じて、移動局11〜13をMSグループ1〜3のいずれかに分類し、MSグループ1〜3毎に予め定められたタイムスロットを各移動局に割り当てる。
図4は、基地局10による下り信号の送信電力及び上り信号に対する受信利得の制御過程を示すタイミング図である。同時に、図4は、移動局11〜13の送受信タイミングを示している。図4の横軸は時間であり、縦軸は送信電力又は受信利得である。
図4において、第Nフレーム及び第N+3フレームの期間は、経路損失の大きさがゾーン1に対応するMSグループ1に分類された移動局(MS)11と基地局(BS)10との間で下り信号及び上り信号の送受信が行なわれる。第Nフレーム及び第N+3フレームは、基地局10から見て相対的に近距離に位置する移動局を対象とするため、基地局10による下り信号の送信電力及び上り信号に対する受信利得は相対的に小さく設定される。
また、図4において、第N+1フレームの期間は、経路損失の大きさがゾーン2に対応するMSグループ2に分類された移動局(MS)12と基地局(BS)10との間で下り信号及び上り信号の送受信が行なわれる。第N+1フレームは、基地局10から見て中距離に位置する移動局を対象とするため、基地局10による下り信号の送信電力及び上り信号に対する受信利得は中程度に設定される。
また、図4において、第N+2フレームの期間は、経路損失の大きさがゾーン3に対応するMSグループ3に分類された移動局(MS)13と基地局(BS)10との間で下り信号及び上り信号の送受信が行なわれる。第N+2フレームは、基地局10から遠距離に位置する移動局を対象とするため、基地局10による下り信号の送信電力及び上り信号に対する受信利得は相対的に高く設定される。
以下では、基地局10が低送信電力かつ低受信利得で動作するフレームを「フレームA」、基地局10が中程度の送信電力及び受信利得で動作するフレームを「フレームB」、基地局10が高送信電力かつ高受信利得で動作するフレームを「フレームC」と呼ぶ。つまり、第Nフレーム及び第N+3フレームが「フレームA」であり、第N+1フレームが「フレームB」であり、第N+2フレームが「フレームC」である。
図4に示したように、基地局10は、フレームA、フレームB、フレームCの順で繰り返す。つまり、移動局11〜13の各々が送受信可能な時間は間欠的となる。図5の斜線でハッチングされた扇形状の領域は、基地局10から送信される下り信号の到達範囲、及び基地局10による上り信号の受信可能範囲を模式的に表したものである。
なお、図4に示したように、移動局11〜13が所属するMSグループに対応するフレーム以外で通信を行なわないのは、他のグループの送受信に対する干渉を抑制するためである。例えば、遠距離の移動局を対象とするフレームCの期間で、近距離のグループ1に属する移動局11が受信を行うと、過入力レベルとなるおそれがある。また、移動局1が送信する上り信号が、遠方の移動局13が送信する上り信号に対する干渉となるおそれがある。
これに対して、図4に示したように、同時に通信可能な移動局を基地局10との局間距離が同程度のものに制限し、移動局の送受信を間欠的に実行させることで、以下に述べる利点が得られる。すなわち、遠距離のMSグループ3に属する移動局を対象とするフレームC期間では、移動局13からの上り信号の基地局10における受信レベルが低下するが、フレームC期間中には近距離の移動局11及び12からの上り信号が存在しない。このため、基地局10はRX−AFE105の受信利得を高く設定して通信を行なうことができる。したがって、基地局10は、遠距離の移動局13との間で高い通信品質を維持することができる。
一方、近距離のMSグループ1に属する移動局を対象とするフレームA期間では、遠方の移動局12及び13からの上り信号が存在しない。このため、基地局10はRX−AFE105の受信利得を低く設定して通信を行なうことができ、近距離の移動局11からの受信信号の信号歪みによる劣化を防止できる。したがって、基地局10は近距離の移動局11との間でも高い通信品質を維持することができる。
なお、移動局のグループ分けを行って送受信可能なフレームを制限すると、移動局1台当たりの伝送レートが1/Nに低下する。ここで、Nは、MSグループの総数である。しかしながら、各フレーム毎に最大数の移動局を帰属させることにより、基地局10が通信可能な移動局の最大数は、移動局のグループ分けを行わない場合に比べてN倍となる。また、移動局の通信可能時間が1/Nとなることは、移動局の省電力化に寄与するという副次的な効果もある。
また、本実施の形態にかかる基地局10は、常時高出力及び高利得で動作する必要がないため、基地局10の消費電力も低減させることができる。
ところで、移動局1台当たりの伝送レートが1/Nに低下すると述べたが、以下に述べる手法によって改善することもできる。本実施の形態にかかる移動体通信システム1では、基地局10と移動局11〜13との局間距離に応じて基地局10の送信電力及び受信利得を制御する。このため、図9に示したように様々な局間距離の移動局が同時に通信を行なう場合に比べて、基地局10による上り信号の受信品質及び移動局11〜13による下り信号の受信品質は高く維持される傾向がある。つまり、移動体通信システム1は、図9に示したように様々な局間距離の移動局が同時に通信を行なう移動体通信システムと比較して、高次の多値変調方式の利用に適している。このため、上り信号及び下り信号の変調時に高次の多値変調方式を利用することによって、伝送レートの改善を図ってもよい。
続いて以下では、基地局10を他の基地局と隣接して配置する場合には、以下に述べるように、協調的な送信電力制御及び受信利得制御を実行させるとよい。図6(a)は、3つの基地局10、20、及び30を隣接して配置する場合におけるフレームA〜Cの使用順序の割り当て例を示す図である。また、図6(b)は、図6(a)に示した第Nフレーム〜第N+2フレームにおける基地局10、20、及び30からの下り信号の到達範囲を模式的に示した図である。ここで、基地局20及び30は、上述した基地局10と同様の構成及び機能を有する基地局である。
図6(a)に示すように、隣接する基地局10、20及び30が同時刻に使用するフレームが互いに重ならないように、基地局10、20及び30に対してフレームA〜Cの使用順序を設定するとよい。例えば、第Nフレームでは、基地局10がフレームBを使用し、基地局20がフレームCを使用し、基地局30がフレームAを使用する。
このように、隣接する基地局10、20及び30の間で、同時に使用されるフレームが重ならないように各基地局10、20及び30によるフレームA〜Cの使用順序を決定することで、移動局が多数の基地局から同時に下り信号を受信してしまう状況を回避することができる。したがって、隣接基地局から到達する下り信号が、移動局が接続先の基地局から受信する信号に対する干渉信号となって、移動局の受信品質が低下することを防止できる。また、例えば、基地局10と接続する移動局13が、セル14のエッジ付近に位置するために、隣接する基地局20に接続する他の移動局と近接している場合を想定する。この場合でも、基地局20に接続する他の移動局は移動局13と同時に通信を行わないため、他の移動局によって送信される上り信号と移動局13のよって送信される上り信号とが干渉することを抑制できる。
続いて以下では、隣接する基地局10及び20により生成されるセル間での移動局のハンドオーバについて説明する。図7は、基地局10により生成されるセル14から基地局20により生成されるセル24への移動局13のハンドオーバ過程を示す模式図である。図8は、図7に対応するタイミング図である。
図7及び8において、移動局13は、第Nフレームから第N+3フレームの間はセル14のゾーン3に帰属し、ゾーン3に位置する移動局の送信が許可されるフレームCのタイミング(第N+2フレーム)にて基地局10との間で通信を行なう。図7及び8から分かるように、基地局10が高出力で下り信号を送信するタイミングでは、隣接する基地局の送信電力は低出力又は中程度の出力に抑えられている。このため、移動局13は、隣接する基地局20からの干渉を受けることなく、帰属する基地局10からの下り信号の受信品質に基づいて、通信品質を判定することができる。この結果、第N+2フレームにおいて、移動局13は、基地局10からの下り信号の受信品質の低下を判定する。
その後、第N+4フレームでは、フレームBを使用する基地局10からの下り信号は移動局13に到達せず、代わりにフレームCを使用する基地局20からの下り信号が移動局13に到達する。移動局13は、第N+2フレームにおける基地局10からの信号受信品質の低下と、第N+4フレームにおける基地局20からの信号受信品質を比較する。そして、移動局13は、基地局20からの信号受信品質が基地局10から信号受信品質を超えたことを条件としてセル24へのハンドオーバを実行する。
つまり、移動局13は、第N+2フレームのおける基地局10からの信号受信品質の低下を契機に隣接セルの探索を開始し、基地局10よりも受信品質で勝る基地局20を検知したことによってハンドオーバを実行すればよい。これにより、ハンドオーバ判定時の隣接セルからの干渉の影響を排除し、スムーズなハンドオーバを行なうことができる。なお、フレームが変わる毎に、言い換えると基地局10及び20の送信電力が変わる毎に、移動局13の帰属先セルが頻繁に変動してしまうことがないよう、移動局13の帰属先セルの変更は、ヒステリシスを持って行うとよい。つまり、いったんハンドオーバを行った後は、予め定められた期間中は、ハンドオーバが生じ難くなるよう移動局13を制御するとよい。
なお、上述した本実施の形態の説明では、基地局との距離に応じて移動局を3つのMSグループのいずれかに分類するものとして説明した。しかしながら、MSグループの総数が3つに限定されないことは勿論である。
<その他の実施の形態>
上述した発明の実施の形態1では、移動局11〜13は予め割り当てられたフレーム以外では通信を実行しないものとして説明した。しかしながら、移動局11〜13は、基地局10との通信が許可されていないフレーム期間中に、移動局間でのアドホック通信を行ってもよい。これにより、例えば、移動局11〜13は、基地局10から受信した通信情報を近接する移動局に伝達することができ、通信可能範囲の拡大や通信品質の向上を図ることができる。
上述した発明の実施の形態1では、移動局11〜13は予め割り当てられたフレーム以外では通信を実行しないものとして説明した。しかしながら、移動局11〜13は、基地局10との通信が許可されていないフレーム期間中に、移動局間でのアドホック通信を行ってもよい。これにより、例えば、移動局11〜13は、基地局10から受信した通信情報を近接する移動局に伝達することができ、通信可能範囲の拡大や通信品質の向上を図ることができる。
また、移動局12〜13は、自身が通信可能なフレームに比べて基地局10の送信電力が低いフレームにて、下り信号の受信を行なうこととしてもよい。例えば、フレームBにて通信を行なう移動局12の場合、フレームAにて送信される下り信号を受信してもよい。この場合、エラーレートを低減し通信品質を維持するために、フレームAでの下り信号の変調方式は、フレームBでの下り信号の変調方式に比べて、1シンボル当たりの伝送ビット数を抑制した方式とするとよい。これにより、下り信号の伝送レートを向上させることができる。
また、発明の実施の形態1では、移動局11〜13が上り信号の送信電力及び下り信号に対する受信利得をともに一定とする簡素な構成について説明した。しかしながら、移動局11〜13は、上り信号の送信電力を実質的に一定とし、下り信号に対する受信利得を調整する利得制御を実行してもよい。また、移動局11〜13は、下り信号に対する受信利得を実質的に一定とし、上り信号の送信電力を調整する送信電力制御を実行してもよい。
また、発明の実施の形態1では、基地局10が有するTS割当部109にて移動局11〜13のタイムスロットの割り当てを決定する例について説明した。しかしながら、移動局11〜13のタイムスロットの割り当ての決定は、必ずしも基地局10自身が行なう必要はない。例えば、基地局10と通信可能に接続された他の制御装置がタイムスロットの割り当てを決定し、移動局11〜13への通知を行ってもよい。
また、発明の実施の形態1では、多元接続方式がOFDMAであるとして説明した。しかしながら、本願発明を適用可能な移動体通信システムの多元接続方式は、特に限定されないことは勿論である。例えば、TDMA又はFDMAを採用する移動体通信システムに対しても本願発明は適用可能である。
また、発明の実施の形態1では、デュプレックス通信方式がTDDであるとして説明した。しかしながら、本願発明は、FDD方式の移動体通信システムにも適用可能である。FDD方式の場合、上り信号と下り信号の搬送波周波数帯域が異なるため、下り信号の経路損失の正確な推定には移動局での受信品質測定が必要となる。このため、TDDの場合と比べて移動局の処理負荷が増大してしまう。しかしながら、本願発明の適用によって、FDD方式の移動体通信システムでも、移動局の送信電力制御及び受信電力制御の少なくとも一方を不要とすることができる。
さらに、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、既に述べた本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。
1 移動体通信システム
10、20、30 基地局
11、12、13 移動局
14、24 セル
100 アンテナ
101 スイッチ
102 送信アナログフロントエンド(TX−AFE)
103 送信データ処理部
104 送信電力制御部
105 受信アナログフロントエンド(RX−AFE)
106 受信データ処理部
107 受信利得制御部
108 受信品質測定部
109 TS割当部
10、20、30 基地局
11、12、13 移動局
14、24 セル
100 アンテナ
101 スイッチ
102 送信アナログフロントエンド(TX−AFE)
103 送信データ処理部
104 送信電力制御部
105 受信アナログフロントエンド(RX−AFE)
106 受信データ処理部
107 受信利得制御部
108 受信品質測定部
109 TS割当部
Claims (14)
- 複数の移動局と無線通信可能な基地局装置であって、
前記複数の移動局の各々との間の局間距離と相関を有するパラメータの大きさに基づいて、通信を許可するタイムスロットを前記複数の移動局の各々について決定するタイムスロット割当手段と、
前記複数の移動局の各々から実質的に一定の送信電力によって送信される上り信号を増幅した後の信号レベルが予め定められたダイナミックレンジ内に収まるように、前記移動局から受信した前記上り信号に対する利得を、前記パラメータの大きさに関連付けられたタイムスロット毎に調整する利得制御手段と、
を備える基地局装置。 - 前記利得制御手段は、前記局間距離の大きな移動局の通信可能時間に割り当てられたタイムスロットほど、前記上り信号に対する利得を増大させる、請求項1に記載の基地局装置。
- 前記基地局装置から送信される下り信号の前記複数の移動局の各々による受信電力が各移動局の位置によらず実質的に一定に近づくように、前記タイムスロット毎に前記下り信号の送信電力を調整する送信電力制御手段をさらに備える、請求項1又は2に記載の基地局装置。
- 前記送信電力制御手段は、前記局間距離の大きな移動局の通信可能時間に割り当てられたタイムスロットほど、前記下り信号の送信電力を増大させる、請求項3に記載の基地局装置。
- 前記下り信号と前記上り信号は、時分割複信(TDD)によって共通の無線周波数帯域を使用して送信され、
前記パラメータは、前記移動局による前記上り信号の送信電力と前記基地局装置における前記上り信号の受信電力との差分に基づいて算出される、前記基地局及び前記移動局の間の経路損失である、請求項3又は4に記載の基地局装置。 - 前記基地局装置と前記複数の移動局との間は、時分割多元接続(TDMA)、周波数分割多元接続(FDMA)若しくは直交周波数分割多元接続(OFDMA)、又はこれらの組合せによって接続される、請求項1乃至5のいずれか1項に記載の基地局装置。
- 基地局と、
前記基地局と無線通信可能であり、前記基地局との間の局間距離に関わらず、前記基地局に対する上り信号を実質的に一定の送信電力で送信する複数の移動局と、
前記局間距離と相関を有するパラメータの大きさに基づいて、前記複数の移動局の各々について前記基地局と通信可能なタイムスロットを決定するタイムスロット割当手段と、
前記基地局が有する受信増幅回路によって前記上り信号を増幅した後の信号レベルが予め定められたダイナミックレンジ内に収まるように、前記パラメータの大きさに関連付けられたタイムスロット毎に前記増幅回路の利得を調整する利得制御手段と、
を備える移動体通信システム。 - 前記利得制御手段は、前記局間距離の大きな移動局の通信可能時間に割り当てられたタイムスロットほど、前記上り信号に対する利得を増大させる、請求項7に記載の移動体通信システム。
- 前記基地局から送信される下り信号の前記複数の移動局の各々による受信電力が各移動局の位置によらず予め定められた範囲内となるように、前記タイムスロット毎に前記下り信号の送信電力を調整する送信電力制御手段をさらに備える、請求項7又は8に記載の移動体通信システム。
- 前記送信電力制御手段は、前記局間距離の大きな移動局の通信可能時間に割り当てられたタイムスロットほど、前記下り信号の送信電力を増大させる、請求項9に記載の移動体通信システム。
- 複数の移動局と無線通信可能な基地局の制御方法であって、
前記複数の移動局の各々との間の局間距離と相関を有するパラメータの大きさに基づいて、通信を許可するタイムスロットを前記複数の移動局の各々について決定するステップと、
前記複数の移動局の各々から実質的に一定の送信電力によって送信される上り信号を増幅した後の信号レベルが予め定められたダイナミックレンジ内に収まるように、前記移動局から受信した前記上り信号に対する利得を、前記パラメータの大きさに関連付けられたタイムスロット毎に調整するステップと、
を備える基地局の制御方法。 - 前記基地局から送信される下り信号の前記複数の移動局の各々による受信電力が各移動局の位置によらず実質的に一定に近づくように、前記タイムスロット毎に前記下り信号の送信電力を調整するステップをさらに備える、請求項11に記載の基地局の制御方法。
- 基地局に関する制御処理をコンピュータに実行させるための基地局制御プログラムであって、
前記制御処理は、
前記複数の移動局の各々との間の局間距離と相関を有するパラメータの大きさに基づいて、通信を許可するタイムスロットを前記複数の移動局の各々について決定する処理と、
前記複数の移動局の各々から実質的に一定の送信電力によって送信される上り信号を増幅した後の信号レベルが予め定められたダイナミックレンジ内に収まるように、前記移動局から受信した前記上り信号に対する利得を、前記パラメータの大きさに関連付けられたタイムスロット毎に調整する処理と、
を含む、基地局制御プログラム。 - 前記制御処理は、前記基地局から送信される下り信号の前記複数の移動局の各々による受信電力が各移動局の位置によらず実質的に一定に近づくように、前記タイムスロット毎に前記下り信号の送信電力を調整する処理をさらに含む、請求項13に記載の基地局制御プログラム。
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