WO2007080978A1

WO2007080978A1 - 無線通信基地局装置および無線通信方法

Info

Publication number: WO2007080978A1
Application number: PCT/JP2007/050341
Authority: WO
Inventors: Akihiko Nishio; Isamu Yoshii; Hidetoshi Suzuki
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2006-01-13
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2007-07-19
Also published as: JP4931829B2; US20090059854A1; JPWO2007080978A1

Abstract

　無線通信を効率よく行ってデータ通信の機会を失うことなく異周波セルサーチを行うことができる基地局。この基地局（１００）において、符号化部（１０１）はＳＣＨデータを符号化し、変調部（１０２）は符号化後のＳＣＨデータを変調し、符号化部（１０３－１～１０３－Ｎ）はユーザデータ（＃１～＃Ｎ）をそれぞれ符号化し、変調部（１０４－１～１０４－Ｎ）は符号化後のユーザデータ（＃１～＃Ｎ）をそれぞれ変調し、フレームフォーマット設定部（１０５）は各フレームのフレームフォーマットを設定し、ＩＦＦＴ部（１０６）はＳＣＨデータおよびユーザデータ（＃１～＃Ｎ）をサブキャリア（＃１～＃Ｋ）の各々にマッピングしてＩＦＦＴを行ってＯＦＤＭシンボルを生成する。フレームフォーマット設定部（１０５）は、データ通信用のサブフレームを１フレーム毎に変化させて、フレーム内におけるデータ通信区間の位置を１フレーム毎に変化させる。

Description

明細書

無線通信基地局装置および無線通信方法

技術分野

[0001] 本発明は、無線通信基地局装置および無線通信方法に関する。

背景技術

[0002] 近年、無線通信、特に移動体通信では、音声以外に画像やデータなどの様々な情報が伝送の対象になつている。今後は、多様なコンテンツの伝送に対する需要がますます高くなることが予想されるため、高速な伝送に対する必要性がさらに高まるであろうと予想される。しかしながら、移動体通信において高速伝送を行う場合、マルチノスによる遅延波の影響が無視できなくなり、周波数選択性フェージングにより伝送特性が劣化する。

[0003] 周波数選択性フェージング対策技術の 1つとして、 OFDM (Orthogonal Frequency

Division Multiplexing)などのマルチキャリア通信が注目されている。マルチキャリア通信は、周波数選択性フェージングが発生しない程度に伝送速度が抑えられた複数の搬送波（サブキャリア）を用いてデータを伝送することにより、結果的に高速伝送を行う技術である。特に、 OFDM方式は、データが配置される複数のサブキャリアが相互に直交しているため、マルチキャリア通信の中でも周波数利用効率が高ぐまた、比較的簡単なハードウェア構成により実現できることから、とりわけ注目されており、様々な検討が行われて、る。

[0004] 現在、 3GPPの LTE標準化では、下り回線の通信方式として OFDM方式を採用することが検討されている。下り回線の OFDMでは、複数の無線通信移動局装置（以下、移動局と省略する）へのユーザデータおよび制御データが周波数多重または時間多重されて無線通信基地局装置 (以下、基地局と省略する)から各移動局へ送信される。

[0005] 下り回線の OFDMにおける制御データの送信方法として、 SCH (Synchronization Channel:同期チャネル）データを固定の帯域幅（例えば 1.25MHz)を用い、固定のタイミング (例えばフレーム末尾)で送信することが提案されてヽる（非特許文献 1参照)。

[0006] ここで、 SCHは下り方向の共通チャネルで、 P-SCH (Primary Synchronization Ch annel)と S— SCH (Secondary Synchronization Channel)とからなる。 P— SCHデータには全セル共通の系列が含まれ、この系列はセルサーチ時のタイミング同期に用いられる。また、 S— SCHデータにはスクランプリングコード情報等、各セル固有の送信ノラメータが含まれる。各移動局は、電源投入時およびハンドオーバ時のセルサーチにおいて、 P— SCHデータを受信することによりタイミング同期をとり、続いて、 S- SCHデータを受信することによりセル毎に異なる送信パラメータを取得する。これにより各移動局は基地局との通信を開始することができる。よって、各移動局は、電源投入時およびノヽンドオーバ時に SCHデータを検出する必要がある。

[0007] このように移動局は電源投入時のみならずノヽンドオーバ時にも SCHデータを検出する必要がある。非同期の移動体通信システムにおいては、 SCHデータの送信タイミングは基地局毎 (すなわちセル毎）に異なるため、移動局は、ハンドオーバ先基地局とのタイミング同期をとるためにその基地局力送信された SCHデータを検出する必要がある。

[0008] ここで、移動局は、現在通信している基地局 BS1の周波数帯域 (以下、帯域と省略する）と異なる帯域を持つ基地局 BS2へハンドオーバするときには、図 1に示すように、基地局 BS1が設けた Measurement Gap (MG)においてセルサーチを行い、ハンドオーバ先基地局 BS2から送信される SCHデータを検出する。このように移動局が現在通信中の帯域とは異なる帯域において行うセルサーチを、以下、異周波セルサーチという。 Measurement Gapは、基地局と移動局との間のデータ送信を停止する区間であり、いわゆる無送信区間である。移動局はこの Measurement Gapの間に異周波セルサーチを行う。よって、移動局は、 BS1からのユーザデータの受信途中に、 Meas urement Gapにおいて、受信周波数を BSlの帯域から BS2の帯域に切り替えて SC Hデータを検出し、その後再び、 BS2の帯域力も BS1の帯域に受信周波数を切り替えてユーザデータを受信しなければならない。この受信周波数の切替には各々 1サブフレーム程度の時間を要するため、検出時間も考慮し、ここでは Measurement Gap を 3サブフレーム区間設定している。 [0009] 以下、 1フレームが 10msであり、 20サブフレームからなる通信システムを想定して説明する。また、 SCHデータは 1フレームにおいていずれ力 1つのサブフレームで 1 回送信される。また、例えば、上記 BS1は、 800MHz帯のマクロセルに設置され通常の移動体通信を行う基地局であり、上記 BS2は、そのマクロセル内の一部にホットスポット等として設定された 2GHz帯または 2.6GHz帯のマイクロセルに設置され高速通信を行う基地局である。

[0010] 従来、 Measurement Gapは、周期的に、つまり、 1フレーム内のいずれかのサブフレームに固定的に設定されている。例えば、図 1では、 Measurement Gapは、すべてのフレームにおいてサブフレーム # 3〜# 5に固定的に設定される。なお、 Measuremen t Gapが設定されるサブフレームは移動局毎に異なることもある。

非特許文献 1 : 3GPP RAN WG1 LTE Ad Hoc meeting(2005.06) Rl- 050590 発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0011] しかしながら、上記のように Measurement Gapが固定的に設定される場合、従来のように SCHデータが固定のタイミングで送信されると、移動局では Measurement Gap で異周波セルサーチを行えないことがある。例えば、図 2に示すように、 BS1の Measu rement Gapが!、ずれのフレームにおヽてもサブフレーム # 3〜 # 5に固定的に設定されるのに対し、 BS2からの SCHデータの送信がいずれのフレームにおいてもサブフレーム # 5で行われると、移動局は、いずれのフレームにおいても BS 1での Measur ement Gapで BS2からの SCHデータを検出することができず、よって、異周波セルサーチを行えなくなってしまう。

[0012] このような課題を解決するために、図 3〜図 5に示すように、 BS 1での Measurement Gapをフレーム毎に 1サブフレームずつ移動させることが考えられる。例えば、フレーム # 1では Measurement Gapをサブフレーム # 2〜 # 4に設定し（図 3)、フレーム # 2 では Measurement Gapをサブフレーム # 3〜 # 5に設定し（図 4)、フレーム # 3では M easurement Gapをサブフレーム # 4〜 # 6に設定する（図 5)。このようにすれば、移動局は、最大 20フレームに必ず一度は BS2からの SCHデータを検出することができる [0013] しかし、このような解決方法を採ると新たに以下の課題が生じる。すなわち、上記のようにして Measurement Gapを移動させると、移動局は、フレーム # 1, # 2, # 3 (図 3 ,図 4,図 5)のいずれにおいてもサブフレーム # 4ではデータ通信を行うことができない。

[0014] よって、 BS1におけるフレームフォーマットが図 6に示すようなもので固定である場合、異周波セルサーチ中の移動局は MBMS (Multimedia Broadcast/Multicast Servi ce)データの受信機会を失ってしまい、その結果、 MBMSのサービス品質が低下する。 MBMSの通信は 1対 1の通信ではなく 1対多の通信となるため、 MBMSを行う基地局は、複数の移動局に対して同時に同一のデータ (音楽データ、動画像データ等 )を送信する。 MBMSとしては、交通情報の配信、音楽配信、ニュース配信、スポーッ中継等が検討されている。例えば、 MBMSでは、図 6に示すように、 BS1と通信するすべての移動局が同じサブフレーム # 4で同一の MBMSデータを受信するため、 BS1と通信する移動局が増えた場合でも MBMSデータ用のサブフレームを増加させる必要がない。このため、フレーム中の 1サブフレームのみを MBMSデータに使用し、残りの 19サブフレームを各移動局個別のデータに使用する図 6に示すようなフレームフォーマットについては十分考慮する必要がある。

[0015] また、 BS1におけるフレームフォーマットが図 7に示すようなもので固定である場合（ DL :下り回線データ、 UL :上り回線データ）、異周波セルサーチ中の移動局は上り回線データの送信機会を失ってしまう。最近はますます音楽データ、動画像データ等の移動局へのダウンロードが盛んになつているため、フレーム中の 1サブフレームのみを上り回線に使用し、残りの 19サブフレームを下り回線に使用する図 7に示すようなフレームフォーマットについては十分考慮する必要がある。このようなダウンロード中であっても移動局は制御データ等を BS1に送信する必要があるため、上り回線データの送信機会を失ってしまうと、その結果、下り回線データの受信さえも行えなくなつてしまう。

[0016] 本発明の目的は、上記課題を解決して無線通信を効率よく行うことができる基地局および無線通信方法を提供することである。

課題を解決するための手段 [0017] 本発明の基地局は、無送信区間とデータ通信区間とを含むフレームフォーマットを設定する設定手段と、前記フレームフォーマットに従ってデータを送信する送信手段と、を具備し、前記設定手段は、前記フレームフォーマットを時間の経過とともに変化させる構成を採る。

発明の効果

[0018] 本発明によれば、無線通信を効率よく行ってデータ通信の機会を失うことなく異周波セルサーチを行うことができる。

図面の簡単な説明

[0019] [図 1]従来の SCHデータ送信方法

[図 2]従来の SCHデータ送信方法に対する課題例

[図 3]従来の SCHデータ送信方法に対する課題解決例（フレーム # 1)

[図 4]従来の SCHデータ送信方法に対する課題解決例（フレーム # 2)

[図 5]従来の SCHデータ送信方法に対する課題解決例（フレーム # 3)

[図 6]従来のフレームフォーマット例（フレームフォーマット例 1)

[図 7]従来のフレームフォーマット例（フレームフォーマット例 2)

[図 8]本発明の実施の形態に係る基地局の構成を示すブロック図

[図 9]本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例 1 (フレーム # 1)

[図 10]本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例 1 (フレーム # 2)

[図 11]本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例 1 (フレーム # 3)

[図 12]本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例 2 (フレーム # 1)

[図 13]本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例 2 (フレーム # 2)

[図 14]本発明の実施の形態に係るフレームフォーマット設定例 2 (フレーム # 3) 発明を実施するための最良の形態

[0020] 以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、上記 BS1に関する発明である。つまり、本発明は、移動局とデータ通信中にある基地局で、 Measurement Gapを設定する基地局に関する発明である。また、以下の説明では、 OFDM方式をマルチキャリア通信方式の一例として説明する力本発明は OFDM方式に限定されるものではない。 [0021] 本実施の形態に係る基地局 100の構成を図 8に示す。

[0022] 符号化部 101は、 SCHデータを符号化する。この SCHデータは、 P— SCHデータと S— SCHデータとからなる。

[0023] 変調部 102は、符号ィ匕後の SCHデータを変調する。

[0024] 符号化部 103— 1〜103— Nおよび変調部 104— 1〜104— Nは、基地局 100がユーザデータを送信する移動局 # i〜 # Nにそれぞれ対応して備えられる。

[0025] 符号化部 103— 1〜103—Nは、ユーザデータ # 1〜# Nをそれぞれ符号化する。

[0026] 変調部 104— 1〜104— Nは、符号化後のユーザデータ # 1〜# Nをそれぞれ変調する。

[0027] なお、ユーザデータには MBMSデータも含まれる。

[0028] フレームフォーマット設定部 105は、各フレームのフレームフォーマットを設定する。

このフレームフォーマット設定の詳細は後述する。

[0029] IFFT部 106は、 SCHデータおよびユーザデータ # 1〜# Nをサブキャリア # 1〜

#Kの各々にマッピングして IFFT (Inverse Fast Fourier Transform:逆高速フーリエ変換）を行って OFDMシンボルを生成する。

[0030] このようにして生成された OFDMシンボルは、 CP付カ卩部 107でサイクリック 'プリフイクスを付加された後、無線送信部 108でアンプコンバート等の所定の無線処理が施され、アンテナ 109から移動局 # 1〜 # Nへ無線送信される。

[0031] 次いで、フレームフォーマット設定の詳細について説明する。

[0032] フレームフォーマット設定部 105は、 Measurement Gap (無送信区間）とデータ通信区間とを含むフレームフォーマットを設定する。すなわち、フレームフォーマット設定部 105は、 1フレームを構成する複数のサブフレームの各々を Measurement Gapまたはデータ通信用サブフレームに設定する。よって、無線送信部 108は、フレームフォ一マット設定部 105によって設定されたフレームフォーマットに従ってデータを送信することになる。なお、以下の説明では、上記同様、 1フレームが 20サブフレームから構成されるものとする。

[0033] 以下、設定例 1, 2のそれぞれについて説明する。設定例 1, 2のいずれにおいても、フレームフォーマット設定部 105は、サブフレーム # 1〜# 20において、データ通信用のサブフレームを 1フレーム毎に変化させて、フレーム内におけるデータ通信区間の位置を 1フレーム毎に変化させる。つまり、フレームフォーマット設定部 105は、フレームフォーマットを時間の経過とともに、かつ、周期的に変化させる。

[0034] なお、設定例 1, 2のいずれにおいても、上記従来同様、異周波セルサーチの対象となる BS2では SCHデータ用のサブフレームはすべてのフレームにおいてサブフレーム # 5の 1サブフレームのみに固定的に設定されている。このように、 BS2におけるフレームフォーマットは固定である。

[0035] <設定例 1 :図 9〜図 11 >

フレームフォーマット設定部 105は、フレーム # 1のフレームフォーマットを図 9に示すように設定する。フレーム # 1では、フレームフォーマット設定部 105は、サブフレーム # 2〜# 4を Measurement Gapに設定し、サブフレーム # 1, # 5〜# 20をデータ通信区間に設定する。なお、フレームフォーマット設定部 105は、サブフレーム # 1 を SCHデータ用のサブフレームに固定して設定する。

[0036] 次いで、フレームフォーマット設定部 105は、フレーム # 2のフレームフォーマットを図 10に示すように設定する。フレーム # 2では、フレームフォーマット設定部 105は、サブフレーム # 3〜 # 5を Measurement Gapに設定し、サブフレーム # 1, # 2, # 6 〜 # 20をデータ通信区間に設定する。

[0037] 次いで、フレームフォーマット設定部 105は、フレーム # 3のフレームフォーマットを図 11に示すように設定する。フレーム # 3では、フレームフォーマット設定部 105は、サブフレーム # 4〜# 6を Measurement Gapに設定し、サブフレーム # 1〜# 3, # 7 〜# 20をデータ通信区間に設定する。よって、移動局は、フレーム # 3において BS 2の SCHデータを検出して異周波セルサーチを行うことができる。

[0038] つまり、フレームフォーマット設定部 105は、サブフレーム # 2〜# 20において Mea surement Gapに設定するサブフレームを、 1フレーム毎に 1サブフレームずつ移動させる。また、フレームフォーマット設定部 105は、その Measurement Gapの移動に合わせて、サブフレーム # 2〜# 20においてデータ通信用のサブフレームを、 1フレーム毎に 1サブフレームずつ移動させる。つまり、フレームフォーマット設定部 105は、フレーム内における Measurement Gapの位置を時間の経過とともに変化させるとともに、その変化量に合わせてデータ通信区間の位置を変化させる。

[0039] このようにフレーム内における Measurement Gapの位置を時間の経過とともに変化させるとともに、その変化量に合わせてデータ通信区間の位置を変化させることにより、 Measurement Gapがサブフレーム # 2〜 # 4 (フレーム # 1) ,サブフレーム # 3〜 # 5 (フレーム # 2) ,サブフレーム # 4〜# 6 (フレーム # 3)と移動するとともに、 MBMS データ用のサブフレームもサブフレーム # 5 (フレーム # 1) ,サブフレーム # 6 (フレーム # 2) ,サブフレーム # 7 (フレーム # 3)と移動するため、 MBMSデータ用のサブフレームが Measurement Gapになってしまうことを防ぐことができる。よって、本設定例によれば、移動局は、 MBMSデータの受信機会を失うことなく最大 20フレームに必ず一度は BS2からの SCHデータを検出して異周波セルサーチを行うことができる。

[0040] <設定例 2 :図 12〜図 14 >

Measurement Gapの設定およびデータ通信区間の設定については、上記設定例 1 と同じである。但し、本設定例では、上り回線のデータ通信区間の直前以外の位置に Measurement Gapを設定する。図 12〜図 14に示す例では、フレーム # 1では上り回線データ用のサブフレームがサブフレーム # 20に設定されるのに対し、 Measurem ent Gapはサブフレーム # 2〜# 4に設定され、フレーム # 2では上り回線データ用のサブフレームがサブフレーム # 2に設定されるのに対し、 Measurement Gapはサブフレーム # 3〜 # 5に設定され、フレーム # 3では上り回線データ用のサブフレームがサブフレーム # 3に設定されるのに対し、 Measurement Gapはサブフレーム # 4〜# 6に設定される。

[0041] このように、本設定例によれば、上り回線データ用のサブフレームの直前には Meas urement Gapが設定されることがないため、上り回線データ用のサブフレームの直前のサブフレームを常に下り回線データ用のサブフレームに設定することができる。よつて、移動局は、上り回線データの送信直前に下り回線データを常に受信することが可能となるため、上り回線における送信ダイバーシチゃ送信電力制御等、上り回線のオープンループ制御を精度よく行うことができる。

[0042] 以上のように、本実施の形態によれば、無線通信を効率よく行うことができる。

[0043] 以上、本発明の実施の形態について説明した。 [0044] なお、 Measurement Gapを設定するサブフレームを移動局毎に異ならせてもよ!/、。例えば、移動局 # 1に対しては上記のように、フレーム # 1ではサブフレーム # 2〜# 4、フレーム # 2ではサブフレーム # 3〜 # 5、フレーム # 3ではサブフレーム # 4〜 # 6を Measurement Gapに設定するのに対し、移動局 # 2に対しては、フレーム # 1ではサブフレーム # 3〜 # 5、フレーム # 2ではサブフレーム # 4〜 # 6、フレーム # 3ではサブフレーム # 5〜 # 7を Measurement Gapに設定してもよ!/ヽ。

[0045] また、基地局は Node B、移動局は UE、サブキャリアはトーン、サイクリック 'プリフイクスはガードインターバル、サブフレームはタイムスロットまたは単にスロットと呼ばれることちある。

[0046] また、 MBMSにはブロードキャストサービスとマルチキャストサービスとが含まれるため、 MBMSデータは、ブロードキャストデータまたはマルチキャストデータと呼ばれることもある。ブロードキャストサービスは、現在のラジオ放送のように全移動局に対して情報送信するようなサービスであるのに対し、マルチキャストサービスは、ニュースグループ等そのサービスに加入している特定の移動局に対してのみ情報送信するようなサービスである。

[0047] また、上記実施の形態では、本発明をノヽードウエアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。

[0048] また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路である LSIとして実現される。これらは個別に 1チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように 1チップィ匕されてもょ、。

[0049] ここでは、 LSIとした力集積度の違いにより、 IC、システム LSI、スーパー LSI、ゥノレ卜ラ LSIと呼称されることちある。

[0050] また、集積回路化の手法は LSIに限るものではなぐ専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。 LSI製造後に、プログラムすることが可能な FPGA (Field Program mable Gate Array)や、 LSI内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギユラブル'プロセッサーを利用してもよい。

[0051] さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術により LSIに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積ィ匕を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

[0052] 2006年 1月 13曰出願の特願 2006— 006081の曰本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。

産業上の利用可能性

[0053] 本発明は、移動体通信システムおいて使用される基地局等に好適である。

Claims

請求の範囲

[1] 無送信区間とデータ通信区間とを含むフレームフォーマットを設定する設定手段と前記フレームフォーマットに従ってデータを送信する送信手段と、を具備し、前記設定手段は、前記フレームフォーマットを時間の経過とともに変化させる、無線通信基地局装置。

[2] 前記設定手段は、フレーム内における前記データ通信区間の位置を時間の経過とともに変化させる、

請求項 1記載の無線通信基地局装置。

[3] 前記設定手段は、フレーム内における前記無送信区間の位置を時間の経過とともに変化させるとともに、その変化量に合わせて前記データ通信区間の位置を変化させる、

請求項 2記載の無線通信基地局装置。

[4] 前記設定手段は、フレーム内において上り回線のデータ通信区間の直前以外の位置に前記無送信区間を設定する、

請求項 1記載の無線通信基地局装置。

[5] 前記設定手段は、前記フレームフォーマットを周期的に変化させる、

請求項 1記載の無線通信基地局装置。

[6] 前記設定手段は、前記フレームフォーマットを 1フレーム毎に変化させる、

請求項 1記載の無線通信基地局装置。

[7] 無送信区間とデータ通信区間とを含むフレームフォーマットを設定し、前記フレームフォーマットに従ってデータを送信する無線通信方法において、

前記フレームフォーマットを時間の経過とともに変化させる、

無線通信方法。