JP4202355B2

JP4202355B2 - 基地局及び通信システム

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Publication number: JP4202355B2
Application number: JP2005317571A
Authority: JP
Inventors: 輝雄川村; 祥久岸山; 健一樋口; 衛佐和橋
Original assignee: NTT Docomo Inc
Current assignee: NTT Docomo Inc
Priority date: 2005-08-23
Filing date: 2005-10-31
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2025-10-31
Also published as: US20090135791A1; EP1919232A1; US7912030B2; CN101283615B; EP1919232A4; KR20080036224A; TWI315964B; JP2007089108A; KR101179160B1; TW200718233A; WO2007023767A1; CN101283615A

Description

本発明は、パケットアクセスにおいて送信タイミング制御を行う基地局及び通信システムに関し、特に、パケットアクセスにおいて同一基地局の複数のセクタに存在する移動局間での送信タイミングが同期するように信号の送信タイミング制御を行って、上りリンクの複数の移動局の信号を直交化させる基地局及び通信システムに関する。

マルチセル環境のセルラシステムにおいて、隣接セル間で同一の周波数を用いる１セル周波数繰り返しを適用することにより、システムの大容量化を実現することが提案されている。この１セル周波数繰り返しを実現するためには、周辺セルからの干渉を抑圧する利得が必要となる。一般にはＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）の原理を利用し、拡散により得られる拡散利得や、誤り訂正符号化により得られるチャネル符号化利得により、周辺セルからの干渉を抑圧し、１セル周波数繰り返しを実現することができる。また、１セル周波数繰り返しを実現した後に、１つのセルをセクタと呼ばれる複数の領域に分割し、各セクタにおいて独立にＣＤＭＡの原理に基づいて通信を行うことにより、より一層のシステムの大容量化を実現することができる。

１セル周波数繰り返しを実現した場合には、移動局から基地局への上りリンクの通信において、各移動局はそれぞれの基地局に同時にアクセスすることが可能になる。このように各移動局がそれぞれの基地局に同時にアクセスできる理由は、各移動局が送信した信号が受信時に衝突していたとしても、前記の拡散利得により、基地局が各移動局からの信号を分別し、復調（復号）を行うことができるからである。しかしながら、上記の同時アクセスにおいて、各移動局から送信された信号は衝突を起こしている。この衝突の影響は、拡散利得によりある程度まで抑圧できるものの、お互いの信号は干渉（マルチプルアクセス干渉）し合い、通信品質を劣化させる要因となる。また、このようなマルチプルアクセス干渉は１つのセクタ内で生じるだけでなく、セクタの境界付近にいる移動局は、双方のセクタにおいてマルチプルアクセス干渉を受ける可能性がある。

このようなマルチプルアクセス干渉を抑圧する方法として、１セル周波数繰り返しのＣＤＭＡ通信において送信タイミング制御を行うことが提案されている（非特許文献１、２）。

この送信タイミング制御について図１を参照して説明する。図１は、従来技術の送信タイミング制御のフローを示した概略図である。まず、基地局は同一セクタ内の２つの移動局に対して共通パイロットチャネルを送信する（Ｓ１）。共通パイロットチャネルを受信した移動局は、受信したタイミングに基づいて信号の送信を開始する（Ｓ２）。具体的には、移動局に応じて基地局からの距離が異なるため、基地局に近い移動局（移動局＃２）は、基地局から遠い移動局（移動局＃１）より速く共通パイロットチャネルを受信する。この共通パイロットチャネルの到達時刻に応じて、各移動局は基地局に信号を送信する。基地局は、移動局からの信号に基づいて受信タイミング誤差を測定する（Ｓ３）。基地局は、この受信タイミング誤差に基づいてタイミング制御情報を生成し、各移動局に送信する（Ｓ４）。各移動局は受信した送信タイミング制御情報に基づいて通信を開始する（Ｓ５）。このように各移動局が送信タイミングを制御することにより、基地局において各移動局からの信号の受信タイミングが一致する（Ｓ６）。

この送信タイミング制御により、ＣＤＭＡ通信において各移動局の最大受信電力のパスが基地局の受信タイミングにおいて同期され、移動局間の信号は、同期した最大受信電力のパスで直交される。従って、マルチプルアクセス干渉を低減し、通信品質の向上を実現することが可能となる。

しかしながら、これらの文献に提案されている送信タイミング制御は、ＣＤＭＡ通信を用いた回線交換型の低速レートの移動局を対象にしている。また、多数の移動局を同期させる必要があるため、セクタ内に閉じた中での送信タイミング制御を対象としている。更に、これらの文献が対象とするＣＤＭＡ通信においては、直接拡散方式が用いられている。直接拡散方式の場合に基地局が移動局からの信号を直交化するためには、拡散されたチップレベルで同期する必要があり、非常に高精度な送信タイミング制御が必要となる。

将来的に、低速レートの音声を対象とした回線交換型の通信ではなく、様々な情報レートの信号且つバースト的に発生するデータを効率良く信号伝送するために、パケットアクセスによる通信の重要性がより高くなると考えられる。また、このパケットアクセスを行う場合、効率良い信号伝送を目的として、以下のような技術が適用されると考えられる。
（１）各移動局と基地局との伝搬状況に基づいて、送信スロット毎にどの移動局が基地局に対してアクセスするのかを割り当てるパケットスケジューリング技術；及び
（２）割り当てられた送信スロットにおいて、各移動局と基地局との伝搬状況に基づいて、移動局が基地局に対してどのような無線パラメータ（データ変調方式や符号化率）で通信を行うのかを適応的に決定する適応変調技術。

このようなパケットスケジューリング技術や適応変調技術を適用するためには、データを送信する前に、各移動局が基地局に既知信号であるパイロットチャネルを送信することにより、各移動局と基地局との間の伝搬状況を測定する必要がある。特に上りリンクでは、複数の移動局がパイロットチャネルを送信する可能性がある。したがって、これらの複数移動局からのパイロットチャネルが同時に送信される場合、相互に干渉を生じるため、高精度な伝搬路測定が困難になる。
E. Hong, S. Hwang, K. Kim, and K. Whang, "Synchronous transmission technique for the reverse link in DS-CDMA," IEEE Trans. on Commun., vol. 47, no. 11, pp. 1632-1635, Nov. 1999 Study report for uplink synchronous transmission scheme," 3GPP, 3G TR 25.854

上述したように、従来の技術では以下のような問題点が存在する。
（１）送信タイミング制御を行う場合に、従来の各セクタに閉じた制御を行おうとすると、セクタ境界に存在する移動局からの信号は、送信タイミング制御に従っていない隣接セクタに対してマルチプルアクセス干渉を及ぼす。しかしながら、このマルチプルアクセス干渉による通信品質の劣化を解決できない。
（２）従来の送信タイミング制御は回線交換型の信号を対象にしている。従って、パケットアクセスを前提とし、さらにパケットスケジューリングや適応変調技術を組み合わせたときに、従来の技術は、パイロットチャネルや、その他の制御チャネル又はデータチャネルをマルチプルアクセス干渉の影響を抑えて効率的に信号伝送することができない。
（３）従来の送信タイミング制御に必要な同期精度はチップレベルであり、非常に高い同期精度が必要になる。

本発明は、前述のような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、パケットアクセスにおいて同一基地局の複数のセクタに存在する移動局間での送信タイミング制御を行って、上りリンクの複数の移動局の信号を直交化させることを目的とする。

本発明の前記の目的は、複数の移動局に対して送信タイミング制御を行う基地局であって、前記複数の移動局のうち第１のセクタに存在する第１の移動局から受信したパケットの受信タイミングを検出する第１の受信タイミング検出部と、前記複数の移動局のうち第２のセクタに存在する第２の移動局から受信したパケットの受信タイミングを検出する第２の受信タイミング検出部と、前記第１の受信タイミング検出部及び前記第２の受信タイミング検出部で検出した受信タイミングに基づいて、前記第１の移動局及び前記第２の移動局から送信される信号の送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と、前記送信タイミングに基づいて、前記第１の移動局及び前記第２の移動局に対する送信タイミング制御情報を生成する制御情報生成部と、前記第１の移動局及び前記第２の移動局に対して直交する無線リソースを割り当てる無線リソース割り当て部と、を有する基地局により解決することができる。

また、本発明の前記の目的は、複数の移動局と、該複数の移動局に対して送信タイミング制御を行う基地局とを有する通信システムであって、前記基地局は、前記複数の移動局のうち第１のセクタに存在する第１の移動局から受信したパケットの第１の受信タイミングを検出し、前記複数の移動局のうち第２のセクタに存在する第２の移動局から受信したパケットの第２の受信タイミングを検出し、前記第１の受信タイミングと前記第２の受信タイミングとに基づいて、前記第１の移動局及び前記第２の移動局から送信される信号の送信タイミングを決定し、前記送信タイミングに基づいて、前記第１の移動局及び前記第２の移動局に対する送信タイミング制御情報を生成し、前記第１の移動局及び前記第２の移動局に対して直交する無線リソースを割り当て、前記移動局は、前記送信タイミング制御情報に基づいて、信号の送信タイミングを調整し，前記無線リソースに従って該信号を送信することを特徴とする通信システムによっても解決することができる。

前記無線リソース割り当て部は、ガード区間内のタイミング誤差を考慮して無線リソースを割り当ててもよい。このように無線リソースを割り当てることで、例えばガード区間内のゆるやかな送信タイミング制御により、上りリンクの複数の移動局の信号を直交させることができる。

本発明の実施例によれば、同一基地局の複数のセクタに存在する移動局間での送信タイミング制御を行うことにより、上りリンクの複数の移動局の信号を直交化させることができる。その結果、例えば異なるセクタに存在する複数の移動局のマルチプルアクセス干渉を低減することができ、通信品質を向上させることができる。

本発明の実施例について、図面を参照して以下に詳細に説明する。

図２は、本発明が適用される通信システムの構成例を示す図である。通信システムは基地局（BS：Base Station）と移動局（MS：Mobile Station）から構成され、基地局は複数のセクタでセルを構成している。移動局はいずれかのセクタに属しており、移動局＃１（MS1：Mobile Station1）と移動局＃２（MS2）はセクタ＃１に属し、移動局＃４はセクタ＃２に属する。しかしながら、セクタ＃１とセクタ＃２の境界に移動局が存在する場合もあり、移動局＃３がこのようなセクタ境界にある。セクタ境界にある移動局＃３からの信号はセクタ＃１とセクタ＃２とに対して干渉を及ぼす可能性がある。この干渉を低減するため、基地局は全セクタ内の各移動局について、基地局での受信タイミングが同期するように送信タイミング制御を行う。基地局での受信タイミングを同期させることにより、基地局内の全セクタの移動局に対して、時間、周波数又はコード領域で直交する無線リソースを割り当てることができ、マルチプルアクセス干渉を低減することができる。

特にパイロットチャネルに関して、基地局の構成、移動局の構成及び無線リソースの割り当て方法を以下に詳細に説明する。

（第１実施例）
図３は、本発明の第１実施例に従った基地局１０のブロック図である。第１実施例では、各移動局からの信号を時間領域で直交化させる場合について説明する。

基地局１０は、セクタ毎に、受信信号復調部１０１−１〜１０１−３と、受信タイミング検出部１０３−１〜１０３−３と、制御情報生成部１０７−１〜１０７−３と、送信信号生成部１０９−１〜１０９−３とを有する。更に、基地局１０は送信タイミング決定部１０５と、無線リソース割り当て部１１３とを有する。受信信号復調部１０１−１〜１０１−３は、移動局から受信した信号を復調する。受信タイミング検出部１０３−１〜１０３−３は、受信した信号のタイミングを検出し、この受信タイミング情報を送信タイミング決定部に通知する。送信タイミング決定部１０５は、基地局の全セクタ内の各移動局からの受信タイミング情報から受信タイミング誤差を測定し、各移動局からの信号がガード区間内の範囲内で同期するように、送信タイミングを計算する。無線リソース割り当て部１３３は、各移動局から送信される信号が時間領域で直交するように、各移動局に対する無線リソース割り当て情報を生成する。制御情報生成部１０７−１〜１０７−３は、計算した送信タイミング及び無線リソース割り当て情報に基づいて各移動局への送信タイミング制御情報を生成する。送信信号生成部１０９−１〜１０９−３は各移動局への送信信号を生成する。この送信信号は、各移動局へ送信される。

図３の基地局１０での送信タイミング制御のフローを図４に示す。基地局は、全セクタ内の移動局（移動局＃１、移動局＃２）から受信した信号、例えば予約パケット（パイロット、同期チャネル等）に基づいて、各移動局の送信タイミングを計算する（Ｓ１０１）。基地局は計算した送信タイミングに基づいて送信タイミング制御情報を生成し、各移動局に下りリンク制御チャネルにより送信する（Ｓ１０３）。各移動局は送信タイミング制御情報に基づいて信号（パケットデータチャネル）の送信タイミングを調整することにより（Ｓ１０５）、基地局の全セクタ内の移動局間の信号の受信タイミングが同期する（Ｓ１０７）。

図４のＳ１０７において、各移動局からの信号（パイロットチャネル）が基地局で時間領域において直交する概念図を図５に示す。パイロットチャネルは伝搬路状態を測定する等の重要な役目をするため、ここでは特にパイロットチャネルの直交化について説明する。しかし、本発明は制御チャネル又はデータチャネルの直交化にも適用可能である。

図５は、基地局で移動局＃１及び移動局＃２から受信したパイロットチャネルを時間軸上に示している。図示のように、移動局＃１のパイロットチャネルと移動局＃２のパイロットチャネルとが時間軸で干渉しないことから、高精度の伝搬路測定を実現することが可能になる。また、タイミング誤差としてガード区間（ＣＰ１、ＣＰ２：Cyclic Prefix）を考慮に入れ、ガード区間内の干渉を基地局で無視することにより、送信タイミング制御の精度がより低い場合でも直交化が実現できる。

この時間領域での直交化を全セクタで実現したときの概念図を図６に示す。セクタ境界にある移動局＃３からの信号は、セクタ＃１の移動局＃１及び移動局＃２からの信号と時間領域で直交している。同時に、セクタ＃２の移動局＃４からの信号とも時間領域で直交している。従って、セクタ境界にある移動局＃３からの信号は双方のセクタに対して干渉を及ぼすことなく、通信品質を向上させることができる。

図７は、前記の基地局に対応する移動局２０のブロック図である。移動局２０は、パイロットチャネル生成部２０１と、データチャネル生成部２０３（このデータチャネル生成部には、制御チャネルの生成も含むとする）と、チャネル多重部２０５と、スクランブルコード乗算部２０７と、送信タイミング調整部２０９とを有する。パイロットチャネル生成部２０１で生成されたパイロットチャネルと、データチャネル生成部２０３で生成されたデータチャネルとは、チャネル多重部２０５で多重化される。多重化されたチャネルは、スクランブルコード乗算部２０７でセクタ固有又は移動局固有のスクランブルコードが乗算される。送信タイミング調整部２０９は、前記のように基地局で受信した信号が時間領域で直交するように、基地局からの信号に含まれる送信タイミング制御情報に基づいて信号を送信する時間を調整する。

（第２実施例）
第２実施例では、各移動局からの信号をコード領域で直交化させる場合について説明する。第２実施例の基地局１０の構成は、無線リソース割り当て部１１３の動作を除いて図３と同様である。無線リソース割り当て部１１３は、各移動局から送信される信号がコード領域で直交するように、各移動局に対するコード割り当て情報を生成する。このコード割り当て情報は、送信信号生成部１０９−１〜１０９−３により各移動局に送信される。

各移動局からの信号（パイロットチャネル）が基地局でコード領域において直交する概念図を図８に示す。ガード区間内の遅延時間差であればコード領域が可能な方法として，ブロック拡散（Chip-Interleaved Block-Spread Code Division Multiple Access）と呼ばれる技術を適用することにより、移動局＃１のパイロットチャネルと移動局＃２のパイロットチャネルとがコード領域で干渉しなくなるため、高精度の伝搬路測定を実現することが可能になる。従来の直接拡散方式と異なり、ブロック拡散を適用し、ガード区間（ＣＰ１、ＣＰ２）を用いることにより、送信タイミング制御の精度がより低い場合でも直交化が実現できる。

なお、ブロック拡散以外にも、CAZAC符号（R. L. Frank and S. A. Zadoff, “Phase shift pulse codes with good periodic correlation properties,” IRE Trans. Inform. Theory, vol. IT-8, pp. 381-382, 1962.及びD. C. Chu, “Polyphase codes with good periodic correlation properties,” IEEE Trans. Inform. Theory, vol. IT-18, pp. 531-532, July 1972.を参照）と呼ばれる方法を用いてコード領域での直交化を行うことができる。

図９は、前記の基地局に対応する移動局２０のブロック図である。移動局２０は、パイロットチャネル生成部２０１への入力情報を除いて図７と同様である。パイロットチャネル生成部２０１は、前記のように基地局で受信した信号がコード領域で直交するように、基地局からの信号に含まれるコード割り当て情報に基づいてパイロットチャネルを生成する。このパイロットチャネルはデータチャネルと多重化され、セクタ固有又は移動局固有のスクランブルコードを用いて乗算される。送信タイミング調整部２０９は、基地局で受信した信号が同期するように、基地局からの信号に含まれる送信タイミング制御情報に基づいて信号を送信する時間を調整する。

（第３実施例）
第３実施例では、各移動局からの信号を周波数領域で直交化させる場合について説明する。第３実施例の基地局１０の構成は、無線リソース割り当て部１１３の動作を除いて図３と同様である。無線リソース割り当て部１１３は、各移動局から送信される信号が周波数領域で直交するように、各移動局に対する周波数割り当て情報を生成する。この周波数割り当て情報は、送信信号生成部１０９−１〜１０９−３により各移動局に送信される。

各移動局からの信号（パイロットチャネル）が基地局で周波数領域において直交する概念図を図１０に示す。周波数領域での直交化を実現する方法として、各移動局に割り当てる周波数をくしの歯状にするDistributed型と、周波数を移動局数で分割するLocalized型が存在する。いずれの場合においても、移動局＃１のパイロットチャネルと移動局＃２のパイロットチャネルとが周波数領域で干渉しなくなるため、高精度の伝搬路測定を実現することが可能になる。また、この場合も同様にガード区間（ＣＰ１、ＣＰ２）を考慮に入れることにより、送信タイミング制御の精度がより低い場合でも直交化が実現できる。

図１１は、前記の基地局に対応する移動局２０のブロック図である。移動局２０は、パイロットチャネル生成部２０１への入力情報を除いて図７と同様である。パイロットチャネル生成部２０１は、前記のように基地局で受信した信号が周波数領域で直交するように、基地局からの信号に含まれる周波数割り当て情報に基づいてパイロットチャネルを生成する。このパイロットチャネルはデータチャネルと多重化され、セクタ固有又は移動局固有のスクランブルコードを用いて乗算される。送信タイミング調整部２０９は、基地局で受信した信号が同期するように、基地局からの信号に含まれる送信タイミング制御情報に基づいて信号を送信する時間を調整する。

なお、前記の実施例では２移動局間での直交化を例に挙げて説明したが、本発明は移動局の数に限定されない。例えば、図１２に示すように４ユーザ（４移動局）での周波数領域の直交化も可能であり、図１３に示すように８ユーザ（８移動局）での周波数領域の直交化も可能である。

（第４実施例）
次に、基地局及び移動局が複数のアンテナを用いてＭＩＭＯ（Multi-Input Multi-Output）伝送を行う場合に、各移動局の各アンテナからの信号を直交化させる場合について説明する。

図１４は、ＭＩＭＯ伝送を適用したときの通信システムの構成例を示す図である。各移動局（MS1、MS2）は２つのアンテナを有しており、基地局（BS）も２つのアンテナを有している。このようなＭＩＭＯ伝送においては、移動局間の直交化に加えて、移動局の各アンテナのパイロットチャネルが直交するように送信タイミング制御を行う必要がある。すなわち、移動局＃１のアンテナ＃１から送信される信号（Ａ）と、移動局＃１のアンテナ＃２から送信される信号（Ｂ）と、移動局＃２のアンテナ＃１から送信される信号（Ｃ）と、移動局＃２のアンテナ＃２から送信される信号（Ｄ）とが直交するように送信タイミング制御を行う。このように各アンテナ間での直交化を実現させるために、時間、周波数又はコード領域で直交する無線リソースを割り当てることにより、マルチプルアクセス干渉を低減することができる。

なお、以下の説明において２つのアンテナを例に挙げて説明するが、移動局と基地局の間で任意の数のアンテナ（Ｍポート入力・Ｎポート出力）を用いて伝送する場合にも本発明は適用可能である。

図１５は、本発明の第４実施例に従った基地局３０のブロック図である。第４実施例では、各移動局からの信号を時間領域で直交化させることに加えて、移動局の各アンテナからの信号を時間領域で直交化させる場合について説明する。

基地局３０は、アンテナ毎に、受信信号復調部３０１−１１〜３０１−３２と、受信タイミング検出部３０３−１１〜３０３−３２と、制御情報生成部３０７−１１〜３０７−３２と、送信信号生成部３０９−１１〜３０９−３２とを有する。更に、基地局３０は送信タイミング決定部３０５と、無線リソース割り当て部３１３とを有する。受信信号復調部３０１−１１〜３０１−３２は、移動局から各アンテナで受信した信号を復調する。受信タイミング検出部３０３−１１〜３０３−３２は、各アンテナで受信した信号のタイミングを検出し、この受信タイミング情報を送信タイミング決定部に通知する。送信タイミング決定部３０５は、基地局の全セクタ内の各移動局の各アンテナからの受信タイミング情報から受信タイミング誤差を測定し、各移動局の各アンテナからの信号がガード区間内の範囲内で同期するように、送信タイミングを計算する。無線リソース割り当て部３３３は、各移動局の各アンテナから送信される信号が時間領域で直交するように、各移動局に対する無線リソース割り当て情報を生成する。制御情報生成部３０７−１１〜３０７−３２は、計算した送信タイミング及び無線リソース割り当て情報に基づいて各移動局への送信タイミング制御情報を生成する。送信信号生成部３０９−１１〜３０９−３２は各移動局への送信信号を生成する。この送信信号は、各移動局へ送信される。

各移動局からの信号が基地局で時間領域において直交することに加えて、移動局の各アンテナからの信号が基地局で時間領域において直交する概念図を図１６に示す。

図１６（Ａ）に示すように、移動局＃１及び移動局＃２の各アンテナからのパイロットチャネルを時間領域において直交化させる。前記のように、ガード区間（ＣＰ）内のタイミング誤差は存在してもよい。更に図１６（Ｂ）に示すように、アンテナ間で時間領域において直交したパイロットチャネルを更に移動局間で時間領域において直交化させることで、移動局＃１の２つのアンテナと移動局＃２の２つのアンテナとからの４つのパイロットチャネルが時間軸で干渉しなくなる。従って、ＭＩＭＯ伝送においても各アンテナからの干渉を低減させ、通信品質を向上させることができる。

図１７は、前記の基地局に対応する移動局４０のブロック図である。移動局４０は、アンテナ毎に、パイロットチャネル生成部４０１−１〜４０１−２と、データチャネル生成部４０３−１〜４０３−２（このデータチャネル生成部には、制御チャネルの生成も含むとする）と、チャネル多重部４０５−１〜４０５−２と、スクランブルコード乗算部４０７−１〜４０７−２と、送信タイミング調整部４０９−１〜４０９−２とを有する。それぞれの機能は図７、９、１１に示した移動局の機能と同じである。移動局４０は、基地局からの送信タイミング制御情報を各アンテナの送信タイミング調整部４０９−１〜４０９−２に割り当てる制御部４１１を更に有する（図示のコード割り当て情報及び周波数割り当て情報については後述する）。具体的には、制御部４１１は、基地局から送信タイミング制御情報を受信し、各アンテナの送信タイミング調整部に対して、基地局で受信した信号が時間領域で直交するように送信タイミング制御情報を分配する。

（第５実施例）
第５実施例では、ＭＩＭＯ伝送を行う場合に各移動局からの信号を時間領域で直交化させることに加えて、移動局の各アンテナからの信号をコード領域で直交化させる場合について説明する。第５実施例の基地局３０の構成もまた、図１５のように構成することができる。送信タイミング決定部３０５は、パイロットチャネルが移動局間で時間領域において直交するように送信タイミングを決定する。無線リソース割り当て部３１３は、パイロットチャネルがアンテナ間でコード領域において直交するように、各移動局に対するコード割り当て情報を生成する。このコード割り当て情報は、送信信号生成部３０９−１１〜３０９−３２により各移動局に送信される。

各移動局からの信号が基地局で時間領域において直交することに加えて、移動局の各アンテナからの信号がコード領域において直交する概念図を図１８に示す。図１８（Ａ）に示す移動局＃１及び移動局＃２の各アンテナからのパイロットチャネルに対して、アンテナ間でコード領域において直交化させる。更に、図１８（Ｂ）に示すように、アンテナ間でコード領域において直交したパイロットチャネルを更に移動局間で時間領域において直交化させることで、移動局＃１の２つのアンテナと移動局＃２の２つのアンテナとからの４つのパイロットチャネルが干渉しなくなる。すなわち、図１８（Ｂ）に示すように時間軸で移動局間のパイロットチャネルが干渉しなくなり、図１８（Ｃ）に示すようにコード領域でアンテナ間のパイロットチャネルが干渉しなくなる。

第５実施例に対応する移動局４０について、図１７を参照して説明する。第５実施例では、移動局４０の制御部４１１は、基地局からの送信タイミング制御情報に加えて、基地局の無線リソース割り当て部で生成されたコード割り当て情報を受信する。制御部４１１は、各アンテナのパイロットチャネル生成部４０１−１〜４０１−２に対して、基地局で受信した信号がアンテナ間でコード領域において直交するように、コード割り当て情報を分配する。また、制御部４１１は、各アンテナの送信タイミング制御部４０９−１〜４０９−２に対して、基地局で受信した信号が移動局間で時間領域において直交するように、送信タイミング制御情報を分配する。

（第６実施例）
第６実施例では、ＭＩＭＯ伝送を行う場合に各移動局からの信号を時間領域で直交化させることに加えて、移動局の各アンテナからの信号を周波数領域で直交化させる場合について説明する。第６実施例の基地局３０の構成もまた、図１５のように構成することができる。送信タイミング決定部３０５は、パイロットチャネルが移動局間で時間領域において直交するように送信タイミングを決定する。無線リソース割り当て部３１３は、パイロットチャネルがアンテナ間で周波数領域において直交するように、各移動局に対する周波数割り当て情報を生成する。この周波数割り当て情報は、送信信号生成部３０９−１１〜３０９−３２により各移動局に送信される。

各移動局からの信号が基地局で時間領域において直交することに加えて、移動局の各アンテナからの信号が周波数領域において直交する概念図を図１９に示す。図１９（Ａ）に示す移動局＃１及び移動局＃２の各アンテナからのパイロットチャネルに対して、周波数領域において直交化させる。更に、図１９（Ｂ）に示すように、アンテナ間で周波数領域において直交したパイロットチャネルを更に移動局間で時間領域において直交化させることで、移動局＃１の２つのアンテナと移動局＃２の２つのアンテナとからの４つのパイロットチャネルが干渉しなくなる。すなわち、図１８（Ｂ）に示すように時間軸で移動局間のパイロットチャネルが干渉しなくなり、図１８（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように周波数軸でアンテナ間のパイロットチャネルが干渉しなくなる。

第６実施例に対応する移動局４０について、図１７を参照して説明する。第６実施例では、移動局４０の制御部４１１は、基地局からの送信タイミング制御情報に加えて、基地局の無線リソース割り当て部で生成された周波数割り当て情報を受信する。制御部４１１は、各アンテナのパイロットチャネル生成部４０１−１〜４０１−２に対して、基地局で受信した信号がアンテナ間で周波数領域において直交するように、周波数割り当て情報を分配する。また、制御部４１１は、各アンテナの送信タイミング制御部４０９−１〜４０９−２に対して、基地局で受信した信号が移動局間で時間領域において直交するように、送信タイミング制御情報を分配する。

（第７実施例）
第７実施例では、ＭＩＭＯ伝送を行う場合に各移動局からの信号をコード領域で直交化させることに加えて、移動局の各アンテナからの信号を時間領域で直交化させる場合について説明する。第７実施例の基地局３０もまた、図１５のように構成することができる。送信タイミング決定部３０５は、パイロットチャネルがアンテナ間で時間領域において直交するように送信タイミングを計算する。無線リソース割り当て部３１３は、パイロットチャネルがアンテナ間でコード領域において直交するように、各移動局に対するコード割り当て情報を生成する。このコード割り当て情報は、送信信号生成部３０９−１１〜３０９−３２により各移動局に送信される。

各移動局からの信号が基地局でコード領域において直交することに加えて、移動局の各アンテナからの信号が時間領域において直交する概念図を図２０に示す。図２０（Ａ）に示す移動局＃１及び移動局＃２の各アンテナからの時間領域で直交したパイロットチャネルに対して、コード領域において直交化させる。すなわち、図２０（Ａ）に示すように時間軸でアンテナ間のパイロットチャネルが干渉しなくなり、図２０（Ｂ）に示すようにコード領域で移動局間のパイロットチャネルが干渉しなくなる。

第７実施例に対応する移動局４０について、図１７を参照して説明する。第７実施例では、移動局４０の制御部４１１は、基地局からの送信タイミング制御情報に加えて、基地局の無線リソース割り当て部で生成されたコード割り当て情報を受信する。制御部４１１は、各アンテナのパイロットチャネル生成部４０１−１〜４０１−２に対して、基地局で受信した信号が移動局間でコード領域において直交するように、コード割り当て情報を分配する。また、制御部４１１は、各アンテナの送信タイミング制御部４０９−１〜４０９−２に対して、基地局で受信した信号がアンテナ間で時間領域において直交するように、送信タイミング制御情報を分配する。

（第８実施例）
第８実施例では、ＭＩＭＯ伝送を行う場合に各移動局からの信号をコード領域で直交化させることに加えて、移動局の各アンテナからの信号についてもコード領域で直交化させる場合について説明する。第８実施例の基地局３０もまた、図１５のように構成することができる。無線リソース割り当て部３１３は、パイロットチャネルが移動局間とアンテナ間との双方でコード領域において直交するように、各移動局に対するコード割り当て情報を生成する。このコード割り当て情報は、送信信号生成部３０９−１１〜３０９−３２により各移動局に送信される。

各移動局からの信号が基地局でコード領域において直交することに加えて、移動局の各アンテナからの信号がコード領域において直交する概念図を図２１に示す。図２１（Ａ）に示す移動局＃１及び移動局＃２の各アンテナからのパイロットチャネルに対して、それぞれの信号をコード領域において直交化させる。すなわち、図２１（Ｂ）に示すようにコード領域で移動局間及びアンテナ間のパイロットチャネルが干渉しなくなる。

第８実施例に対応する移動局４０について、図１７を参照して説明する。第８実施例では、移動局４０の制御部４１１は、基地局の無線リソース割り当て部で生成されたコード割り当て情報を受信する。制御部４１１は、各アンテナのパイロットチャネル生成部４０１−１〜４０１−２に対して、基地局で受信した信号が移動局間及びアンテナ間でコード領域において直交するように、コード割り当て情報を分配する。

（第９実施例）
第９実施例では、ＭＩＭＯ伝送を行う場合に各移動局からの信号をコード領域で直交化させることに加えて、移動局の各アンテナからの信号について周波数領域で直交化させる場合について説明する。第９実施例の基地局３０もまた、図１５のように構成することができる。無線リソース割り当て部３１３は、パイロットチャネルが移動局間でコード領域において直交するように、また、アンテナ間で周波数領域において直交するように、各移動局に対するコード割り当て情報及び周波数割り当て情報を生成する。このコード割り当て情報及び周波数割り当て情報は、送信信号生成部３０９−１１〜３０９−３２により各移動局に送信される。

各移動局からの信号が基地局でコード領域において直交することに加えて、移動局の各アンテナからの信号が周波数領域において直交する概念図を図２２に示す。図２２（Ａ）に示す移動局＃１及び移動局＃２の各アンテナからのパイロットチャネルに対して、移動局間でコード領域において直交化させ、アンテナ間で周波数領域において直交化させる。すなわち、図２２（Ｂ）及び（Ｃ）に示すようにコード領域で移動局間のパイロットチャネルが干渉しなくなり、周波数領域でアンテナ間のパイロットチャネルが干渉しなくなる。

第９実施例に対応する移動局４０について、図１７を参照して説明する。第９実施例では、移動局４０の制御部４１１は、基地局の無線リソース割り当て部で生成されたコード割り当て情報及び周波数割り当て情報を受信する。制御部４１１は、各アンテナのパイロットチャネル生成部４０１−１〜４０１−２に対して、基地局で受信した信号が移動局間でコード領域において直交し、アンテナ間で周波数領域において直交するように、コード割り当て情報及び周波数割り当て情報を分配する。

（第１０実施例）
第１０実施例では、ＭＩＭＯ伝送を行う場合に各移動局からの信号を周波数領域で直交化させることに加えて、移動局の各アンテナからの信号について時間領域で直交化させる場合について説明する。第１０実施例の基地局３０もまた、図１５のように構成することができる。送信タイミング決定部３０５は、パイロットチャネルがアンテナ間で時間領域において直交するように送信タイミングを計算する。無線リソース割り当て部３１３は、パイロットチャネルが移動局間で周波数領域において直交するように、各移動局に対する周波数割り当て情報を生成する。この周波数割り当て情報は、送信信号生成部３０９−１１〜３０９−３２により各移動局に送信される。

各移動局からの信号が基地局で周波数領域において直交することに加えて、移動局の各アンテナからの信号が時間領域において直交する概念図を図２３に示す。図２３（Ａ）に示す移動局＃１及び移動局＃２の各アンテナからのパイロットチャネルに対して、移動局間で周波数領域において直交化させ、アンテナ間で時間領域において直交化させる。すなわち、図２３（Ａ）に示すように時間軸でアンテナ間のパイロットチャネルが干渉しなくなり、周波数領域で移動局間のパイロットチャネルが干渉しなくなる。

第１０実施例に対応する移動局４０について、図１７を参照して説明する。第１０実施例では、移動局４０の制御部４１１は、基地局からの送信タイミング制御情報に加えて、基地局の無線リソース割り当て部で生成された周波数割り当て情報を受信する。制御部４１１は、各アンテナのパイロットチャネル生成部４０１−１〜４０１−２に対して、基地局で受信した信号が移動局間で周波数領域において直交するように、周波数割り当て情報を分配する。また、制御部は、各アンテナの送信タイミング制御部４０９−１〜４０９−２に対して、基地局で受信した信号がアンテナ間で時間領域において直交するように、送信タイミング制御情報を分配する。

（第１１実施例）
第１１実施例では、ＭＩＭＯ伝送を行う場合に各移動局からの信号を周波数領域で直交化させることに加えて、移動局の各アンテナからの信号についてコード領域で直交化させる場合について説明する。第１１実施例の基地局３０もまた、図１５のように構成することができる。無線リソース割り当て部３１３は、パイロットチャネルが移動局間で周波数領域において直交するように、また、アンテナ間でコード領域において直交するように、各移動局に対する周波数割り当て情報及びコード割り当て情報を生成する。この周波数割り当て情報及びコード割り当て情報は、送信信号生成部３０９−１１〜３０９−３２により各移動局に送信される。

各移動局からの信号が基地局で周波数領域において直交することに加えて、移動局の各アンテナからの信号がコード領域において直交する概念図を図２４に示す。図２４（Ａ）に示す移動局＃１及び移動局＃２の各アンテナからのパイロットチャネルに対して、移動局間で周波数領域において直交化させ、アンテナ間でコード領域において直交化させる。すなわち、図２４（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように周波数領域で移動局間のパイロットチャネルが干渉しなくなり、コード領域でアンテナ間のパイロットチャネルが干渉しなくなる。

第１１実施例に対応する移動局４０について、図１７を参照して説明する。第１１実施例では、移動局４０の制御部４１１は、基地局の無線リソース割り当て部で生成された周波数割り当て情報及びコード割り当て情報を受信する。制御部４１１は、各アンテナのパイロットチャネル生成部４０１−１〜４０１−２に対して、基地局で受信した信号が移動局間で周波数領域において直交し、アンテナ間でコード領域において直交するように、周波数割り当て情報及びコード割り当て情報を分配する。

（第１２実施例）
第１２実施例では、ＭＩＭＯ伝送を行う場合に各移動局からの信号を周波数領域で直交化させることに加えて、移動局の各アンテナからの信号についても周波数領域で直交化させる場合について説明する。第１２実施例の基地局３０もまた、図１５のように構成することができる。無線リソース割り当て部３１３は、パイロットチャネルが移動局間とアンテナ間との双方で周波数領域において直交するように、各移動局に対する周波数割り当て情報を生成する。この周波数割り当て情報は、送信信号生成部３０９−１１〜３０９−３２により各移動局に送信される。

各移動局からの信号が基地局で周波数領域において直交することに加えて、移動局の各アンテナからの信号が周波数領域において直交する概念図を図２５に示す。図２５（Ａ）に示す移動局＃１及び移動局＃２の各アンテナからのパイロットチャネルに対して、それぞれの信号を周波数領域において直交化させる。すなわち、図２５（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように周波数領域で移動局間及びアンテナ間のパイロットチャネルが干渉しなくなる。

第１２実施例に対応する移動局４０について、図１７を参照して説明する。第１２実施例では、移動局４０の制御部４１１は、基地局の無線リソース割り当て部で生成された周波数割り当て情報を受信する。制御部４１１は、各アンテナのパイロットチャネル生成部４０１−１〜４０１−２に対して、基地局で受信した信号が移動局間及びアンテナ間で周波数領域において直交するように、周波数割り当て情報を分配する。

なお、本発明は、上記の実施例に限定されることなく、特許請求の範囲内において種々の変更及び応用が可能である。

例えば、図２において、セクタ境界に存在する移動局＃３からの干渉を低減するために、全セクタの移動局に対して直交する無線リソースを割り当てることについて説明した。しかし、図２６に示すように、セクタ境界（セクタの重複部分周辺）に存在する移動局＃３のみに対して他の移動局（移動局＃１、移動局＃２、移動局＃４、移動局＃５）と異なる直交パイロット系列（他の移動局に対して直交する無線リソース）を割り当ててもよい。セクタ境界から離れている移動局は他のセクタに移動する可能性が低いと考えられるため、例えば移動局＃１と移動局＃４に対して（又は移動局＃２と移動局＃５に対して）同一の直交パイロット系列を割り当ててもよい。

従来技術の送信タイミング制御のフローを示す図本発明が適用される通信システムの構成例を示す図本発明の第１実施例、第２実施例及び第３実施例に従った基地局のブロック図本発明の第１実施例に従った基地局での送信タイミング制御のフローを示す図本発明の第１実施例に従った基地局での時間領域における直交化を示す図本発明の第１実施例に従った基地局での時間領域における直交化を示す図本発明の第１実施例に従った基地局に対応する移動局のブロック図本発明の第２実施例に従った基地局でのコード領域における直交化を示す図本発明の第２実施例に従った基地局に対応する移動局のブロック図本発明の第３実施例に従った基地局での周波数領域における直交化を示す図本発明の第３実施例に従った基地局に対応する移動局のブロック図本発明の第３実施例における複数ユーザ（４ユーザ）の直交化を示す図本発明の第３実施例における複数ユーザ（８ユーザ）の直交化を示す図ＭＩＭＯ伝送を適用したときの通信システムの構成例を示す図本発明の第４実施例〜第９実施例に従った基地局のブロック図本発明の第４実施例に従った基地局での直交化を示す図（移動局間：時間領域での直交化、アンテナ間：時間領域での直交化）本発明の第４実施例〜第９実施例に従った基地局に対応する移動局のブロック図本発明の第５実施例に従った基地局での直交化を示す図（移動局間：時間領域での直交化、アンテナ間：コード領域での直交化）本発明の第６実施例に従った基地局での直交化を示す図（移動局間：時間領域での直交化、アンテナ間：周波数領域での直交化）本発明の第７実施例に従った基地局での直交化を示す図（移動局間：コード領域での直交化、アンテナ間：時間領域での直交化）本発明の第８実施例に従った基地局での直交化を示す図（移動局間：コード領域での直交化、アンテナ間：コード領域での直交化）本発明の第９実施例に従った基地局での直交化を示す図（移動局間：コード領域での直交化、アンテナ間：周波数領域での直交化）本発明の第１０実施例に従った基地局での直交化を示す図（移動局間：周波数領域での直交化、アンテナ間：時間領域での直交化）本発明の第１１実施例に従った基地局での直交化を示す図（移動局間：周波数領域での直交化、アンテナ間：コード領域での直交化）本発明の第１２実施例に従った基地局での直交化を示す図（移動局間：周波数領域での直交化、アンテナ間：周波数領域での直交化）本発明が適用される通信システムの別の構成例を示す図

符号の説明

１０基地局
１０１−１、１０１−２、１０１−３受信信号復調部
１０３−１、１０３−２、１０３−３受信タイミング検出部
１０５送信タイミング決定部
１０７−１、１０７−２、１０７−３制御情報生成部
１０９−１、１０９−２、１０９−３送信信号生成部
１１３無線リソース割り当て部
２０移動局
２０１パイロットチャネル生成部
２０３データチャネル生成部
２０５チャネル多重部
２０７スクランブルコード乗算部
２０９送信タイミング調整部
３０基地局
３０１−１１、３０１−１２、３０１−２１、３０１−２２、３０１−３１、３０１−３２受信信号復調部
３０３−１１、３０３−１２、３０３−２１、３０３−２２、３０３−３１、３０３−３２受信タイミング検出部
３０５送信タイミング決定部
３０７−１１、３０７−１２、３０７−２１、３０７−２２、３０７−３１、３０７−３２制御情報生成部
３０９−１１、３０９−１２、３０９−２１、３０９−２２、３０９−３１、３０９−３２送信信号生成部
３１３無線リソース割り当て部
４０移動局
４０１−１、４０１−２パイロットチャネル生成部
４０３−１、４０３−２データチャネル生成部
４０５−１、４０５−２チャネル多重部
４０７−１、４０７−２スクランブルコード乗算部
４０９−１、４０９−２送信タイミング調整部
４１１制御部

Claims

複数の移動局に対して送信タイミング制御を行う基地局であって、
前記複数の移動局のうち第１のセクタに存在する第１の移動局から受信したパケットの受信タイミングを検出する第１の受信タイミング検出部と、
前記複数の移動局のうち第２のセクタに存在する第２の移動局から受信したパケットの受信タイミングを検出する第２の受信タイミング検出部と、
前記第１の受信タイミング検出部及び前記第２の受信タイミング検出部で検出した受信タイミングに基づいて、前記第１の移動局及び前記第２の移動局から送信される信号の送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と、
前記送信タイミングに基づいて、前記第１の移動局及び前記第２の移動局に対する送信タイミング制御情報を生成する制御情報生成部と、
前記第１の移動局及び前記第２の移動局に対して直交する無線リソースを割り当てる無線リソース割り当て部と、
を有する基地局。
前記無線リソース割り当て部は、ガード区間内のタイミング誤差を考慮して無線リソースを割り当てることを特徴とする、請求項１に記載の基地局。
前記無線リソース割り当て部は、前記第１の移動局から送信される信号と前記第２の移動局から送信される信号とが時間領域で直交するように、無線リソースを割り当てることを特徴とする、請求項１又は２に記載の基地局。
前記無線リソース割り当て部は、前記第１の移動局から送信される信号と前記第２の移動局から送信される信号とがコード領域で直交するように、無線リソースを割り当てることを特徴とする、請求項１又は２に記載の基地局。
前記無線リソース割り当て部は、前記第１の移動局から送信される信号と前記第２の移動局から送信される信号とが周波数領域で直交するように、無線リソースを割り当てることを特徴とする、請求項１又は２に記載の基地局。
前記第２の移動局が前記第１のセクタと前記第２のセクタとの重複部分に存在する場合に、前記無線リソース割り当て部は、前記第１の移動局及び前記第２の移動局に対して直交する無線リソースを割り当てることを特徴とする、請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載の基地局。
前記第１の移動局及び前記第２の移動局は、セル固有又は移動局固有のスクランブルコードを適用することを特徴とする、請求項１乃至６のうちいずれか１項に記載の基地局。
前記第１の移動局は、前記基地局とＭＩＭＯ伝送を行うための第１のアンテナと第２のアンテナを有し、
前記無線リソース割り当て部は、前記第１のアンテナ及び前記第２のアンテナに対して直交する無線リソースを割り当てることを特徴とする、請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の基地局。
前記無線リソース割り当て部は、前記第１のアンテナから送信される信号と、前記第２のアンテナから送信される信号とが時間領域で直交するように、無線リソースを割り当てることを特徴とする、請求項８に記載の基地局。
前記無線リソース割り当て部は、前記第１のアンテナから送信される信号と、前記第２のアンテナから送信される信号とがコード領域で直交するように、無線リソースを割り当てることを特徴とする、請求項８に記載の基地局。
前記無線リソース割り当て部は、前記第１のアンテナから送信される信号と、前記第２のアンテナから送信される信号とが周波数領域で直交するように、無線リソースを割り当てることを特徴とする、請求項８に記載の基地局。
複数の移動局と、該複数の移動局に対して送信タイミング制御を行う基地局とを有する通信システムであって、
前記基地局は、
前記複数の移動局のうち第１のセクタに存在する第１の移動局から受信したパケットの第１の受信タイミングを検出し、
前記複数の移動局のうち第２のセクタに存在する第２の移動局から受信したパケットの第２の受信タイミングを検出し、
前記第１の受信タイミングと前記第２の受信タイミングとに基づいて、前記第１の移動局及び前記第２の移動局から送信される信号の送信タイミングを決定し、
前記送信タイミングに基づいて、前記第１の移動局及び前記第２の移動局に対する送信タイミング制御情報を生成し、
前記第１の移動局及び前記第２の移動局に対して直交する無線リソースを割り当て、
前記移動局は、
前記送信タイミング制御情報に基づいて、信号の送信タイミングを調整し、前記無線リソースに従って該信号を送信する
ことを特徴とする通信システム。