(57)【要約】【課題】  移動端末の本来の性能を発揮させることで、スループットの向上を図ることができる基地局装置を提供する。【解決手段】  本発明の基地局装置１は、移動端末２との間で、伝送路特性に応じた変調方式の選択基準を示す基準情報に基づいて適応変調を行う。基地局装置１は、移動端末２の種類を識別するための識別情報を取得する識別情報取得部５ａと、識別情報取得部５ａが取得した前記識別情報、及び、前記基準情報に基づいて適応変調制御を行う適応変調制御部７と、移動端末２の種類に対応して予め設定された複数の基準情報を記憶する記憶部８とを備えている。適応変調制御部７は、前記複数の基準情報の中から、識別情報取得部７が取得した前記識別情報に対応する移動端末の種類の基準情報を選択し、選択した基準情報に基づいて適応変調を行う。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動端末との間で、伝送路特性に応じた変調方式の選択基準を示す基準情報に基づいて適応変調を行う基地局装置であって、
前記移動端末の種類を識別するための識別情報を取得する識別情報取得部と、
前記識別情報取得部が取得した前記識別情報、及び、前記基準情報に基づいて適応変調制御を行う適応変調制御部と、
前記移動端末の種類に対応して予め設定された複数の基準情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記適応変調制御部は、前記記憶部が記憶する前記複数の基準情報の中から、前記識別情報取得部が取得した前記識別情報に対応する移動端末の種類の基準情報を選択し、選択した基準情報に基づいて適応変調を行うことを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記識別情報取得部は、前記複数の移動端末からの受信信号に含まれるＭＡＣアドレスを前記識別情報として取得する請求項１に記載の基地局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広帯域移動無線通信システムなどに用いられる無線通信システム用の基地局装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、広範囲なエリアを無線でカバーして高速ブロードバンドサービスを提供することができる通信システムとして、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６に規定されるいわゆる「ＷｉＭＡＸ」と呼ばれる広帯域移動無線通信システム（Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｓｙｓｔｅｍ、以下、ＢＷＡシステムともいう）が、注目されている。
上記ＢＷＡシステムは、基地局装置と、この基地局装置との間で無線通信を確立する複数の移動端末とを有しており、前記基地局装置は、前記移動端末に対して、広帯域の無線通信サービスを提供する。
上記ＢＷＡシステムでは、安定した通信を行うために、通信の伝送路特性に応じて変調方式を適応的に切り替える適応変調方式が採用されている（例えば、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】服部武、藤岡雅宣、“改訂版ワイヤレス・ブロードバンド教科書  高速ＩＰワイヤレス編”、初版、株式会社インプレスＲ＆Ｄ、２００６年６月２１日、ｐ．１７１−１７６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
適応変調方式を採用するシステムの基地局装置は、移動端末との間で通信を行う際、両者の間の伝送路特性を把握し、その伝送路特性に応じて変調方式を選択する。
ここで、基地局装置は、移動端末との間の通信において変調方式を選択するための伝送路特性についての基準情報を有しており、その基準情報に基づいて、変調方式を選択し適応変調を行うように構成されている。
ところで、移動端末は、その種類ごとの間で性能差がある場合がある。このため、基地局装置は、全ての種類の移動端末で保証されている最低限の通信性能に合わせた前記基準情報を備えることで、全ての種類の移動端末に対して適応変調を行うことができるように構成されている。
【０００５】
しかし、上記のように、前記基準情報を最低限の通信性能に合わせると、より通信性能の高い移動端末は、より伝送速度の高い変調方式で通信を行うことができたとしても、最低限の通信性能で通信可能な変調方式が選択されるので、その本来の性能を発揮することができない場合がある。このため、通信資源を有効に利用することができず、結果的に基地局装置全体としてのスループットを低下させてしまうおそれがある。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、移動端末の本来の性能を発揮させることで、スループットの向上を図ることができる基地局装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、移動端末との間で、伝送路特性に応じた変調方式の選択基準を示す基準情報に基づいて適応変調を行う基地局装置であって、前記移動端末の種類を識別するための識別情報を取得する識別情報取得部と、前記識別情報取得部が取得した前記識別情報、及び、前記基準情報に基づいて適応変調制御を行う適応変調制御部と、前記移動端末の種類に対応して予め設定された複数の基準情報を記憶する記憶部と、を備え、前記適応変調制御部は、前記記憶部が記憶する前記複数の基準情報の中から、前記識別情報取得部が取得した前記識別情報に対応する移動端末の種類の基準情報を選択し、選択した基準情報に基づいて適応変調を行うことを特徴としている。
【０００８】
上記のように構成された基地局装置によれば、移動端末の種類を識別し、その種類に対応して予め設定された基準情報を選択することができるので、その種類の移動端末の通信性能に応じた好適な基準情報によって適応変調を行うことができる。これにより、移動端末の種類に応じた本来の通信性能を発揮させることができ、通信資源の有効利用を図ることができる。この結果、当該基地局のスループットの向上を図ることができる。
なお、ここで、「移動端末の種類」は、移動端末をベンダごとで識別した場合には各ベンダとすることができるし、移動端末の機種ごとで識別した場合には各機種とすることもできる。さらに、識別されるベンダ又は機種がその通信性能の良否で分類できる場合にはその通信性能で分類分けされるグループとすることもできる。
【０００９】
上記基地局装置において、前記識別情報取得部は、前記複数の移動端末からの受信信号に含まれるＭＡＣアドレスを前記識別情報として取得するものであることが好ましい。
この場合、識別情報取得部は、移動端末の種類を容易に把握することができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように、本発明の基地局装置によれば、移動端末の本来の性能を発揮させることで、スループットの向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図２】記憶部が記憶している基準情報の態様の一例を示した図である。
【図３】図２中、ベンダＡのＭＳ及びベンダＢのＭＳのＣＮＲの値に対するパケット誤り率を、変調方式ごとに示したグラフの一例である。
【図４】図２で示すベンダＡのＭＳ、ベンダＢのＭＳ、及び標準それぞれの基準情報を帯グラフとして示した図である。
【図５】ＢＳがＭＳとの間で行うイニシャルレンジングの手順を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態である、基地局装置１の構成を示すブロック図である。この基地局装置１（以下、ＢＳ１ともいう）は、広帯域移動無線通信システムの基地局として用いられるものであり、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６に規定されるいわゆる「ＷｉＭＡＸ」と呼ばれる無線通信システムに準拠しており、複数の移動端末２との間で、直交周波数分割多元接続（ＯＦＤＭＡ）により通信を行う。ＢＳ１は、外部の上位ネットワークと接続されており、移動端末２（以下、ＭＳ２ともいう）は、ＢＳ１との間で通信を確立することで、外部のネットワークへのエントリが可能となる。
【００１３】
ＢＳ１は、アンテナ３を介してＭＳ２との間で無線通信を行うための信号を送受信する送受信部４と、ＭＳ２との通信に関する制御を行うための通信制御部５と、外部の上位ネットワークと接続するための外部インターフェース部６とを備えている。また、ＢＳ１は、ＭＳ２との通信において適応変調を行う機能を有しており、適応変調を制御するための適応変調制御部７と、適応変調制御に必要な情報を記憶する記憶部８とを備えている。
ＭＳ２は、ＢＳ１から所定の変調方式で送信される送信信号を受信する機能を有するとともに、通信が確立されたＢＳ１を介して外部の上位ネットワークにエントリし、外部との間でユーザデータの授受を行うための機能を有している。
【００１４】
ＢＳ１の送受信部４は、アンテナ３を介して受信したＭＳからの受信信号を通信制御部５に出力するとともに、通信制御部５から与えられる送信信号をアンテナ３に出力する。送受信部４は、ＭＳ２との間の信号の送受信を行うための機能として、送受信される信号の変復調、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ変換、及び増幅等を行う機能を有している。
【００１５】
通信制御部５は、ＢＳ１がＭＳ２との間で通信を確立するために必要な処理（例えば、ＭＳ２との間でタイミング等を同期させるためのレンジング等）を行ったり、ＭＳ２からの受信信号の通信フレームに含まれる受信データを取り出して上位ネットワークに送信したり、上位ネットワークからＭＳ２に送信すべき送信データを通信フレームに載せる処理等を行う。
また、通信制御部５は、各ＭＳ２からの受信信号それぞれに含まれる、ＭＳ２の種類を識別するための識別情報を取得し、適応変調制御部７に出力する識別情報取得部５ａと、上位ネットワークから与えられる送信データを多重化し送信信号としてのＯＦＤＭ信号を生成する信号生成部５ｂとを備えている。
【００１６】
信号生成部５ｂは、上位ネットワークから外部インターフェース部６を介して与えられる各ＭＳ２に送信すべき送信データから、サブキャリア数に対応するデータ系列を生成するシリアル／パラレル変換、各データ系列をそれぞれ対応する各ＭＳ２ごとに所定の変調方式で変調する変調処理、変調処理された各データ系列を複素信号（送信信号）に変換するＩＦＦＴ処理を行う機能を有している。これら各機能によって、信号生成部５ｂは、上位ネットワークからの各ＭＳ２に対する送信データを多重化し送信信号を生成する。通信制御部５は、この送信信号を送受信部４に出力する。
【００１７】
識別情報取得部５ａは、例えば、イニシャルレンジングの際に、各ＭＳ２からの受信信号それぞれに含まれるＭＡＣアドレスを取得し、さらにその内、上位２４ビットのＯＵＩ（Organizationally Unique Identifier）番号を取得する。このＯＵＩ番号は、ＭＳ２のベンダに対して割り当てられている固有の情報であり、このＯＵＩ番号から、ＭＳ２のベンダを特定することができる。識別情報取得部５ａは、このＯＵＩ番号を、ＭＳ２の種類を識別するための識別情報として取得し、適応変調制御部７に出力する。
本実施形態において、識別情報取得部５ａは、ＭＳ２からの受信信号に含まれるＭＡＣアドレスの内のＯＵＩ番号を前記識別情報として取得するので、ＭＳ２をベンダごとに種類分けしたときに、そのＭＳ２の種類としてのベンダを容易に把握することができる。
【００１８】
また、通信制御部５は、各ＭＳ２との間のＣＮＲ（Carrier to Noise Ratio）の値を取得し、適応変調制御部７に出力する機能を有している。
【００１９】
適応変調制御部７は、通信制御部５から出力される各ＭＳ２との間の伝送路特性としてのＣＮＲの値に基づいて、各ＭＳ２に送信する送信信号の変調方式を決定し、その変調方式を示す情報を通信制御部５の信号生成部５ｂに出力する機能を有している。信号生成部５ｂは、適応変調制御部７から与えられる変調方式を示す情報に基づいて、各ＭＳ２ごとの上記変調処理を行い送信信号を生成する。すなわち、適応変調制御部７は、各ＭＳ２それぞれとの間のＣＮＲの値に応じて、各ＭＳ２それぞれに対する送信信号の変調方式を適応的に変更する適応変調制御を行う。
【００２０】
また、適応変調制御部７は、通信制御部５の識別情報取得部５ａから出力されるＭＳ２に対応したＯＵＩ番号が与えられると、記憶部８に記憶されている適応変調制御に必要な情報を参照することで、当該ＭＳ２に対する適応変調を行う際のＣＮＲの値に応じた変調方式の選択基準を示す基準情報を取得し、この基準情報に基づいて適応変調制御を行う。
【００２１】
ここで、記憶部８は、適応変調制御に必要な情報として、ＯＵＩ番号と、このＯＵＩ番号によって特定される各ベンダに対応して予め設定された複数の前記基準情報を記憶している。図２は、記憶部８が記憶している基準情報の態様の一例を示した図である。
記憶部８は、ＯＵＩ番号で特定されるＭＳ２に対応する各ベンダごとに、前記基準情報を記憶している。基準情報は、図２に示すように、ＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、及び６４ＱＡＭの三つの変調方式ごとにＣＮＲの値の範囲が設定されており、適応変調を行う際に、ＣＮＲの値に応じてＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、及び６４ＱＡＭの内、いずれの変調方式を選択するかの選択基準を示している。例えば、図２中、ベンダＡのＭＳ２の場合、ＣＮＲの値が１５ｄＢより小さい場合は、ＱＰＳＫが選択され、１５ｄＢ〜２５ｄＢの範囲では１６ＱＡＭが選択され、２５ｄＢ以上では、６４ＱＡＭが選択される。
また、図２中、「標準」として設定されている基準情報は、記憶部８が記憶している各基準情報に対応するベンダに該当するものがないときに適応されるものであり、全ての種類の移動端末で保証されている最低限の通信性能に合わせた値とされている。
【００２２】
上記基準情報を構成する、選択基準を示す各値は、予め、各ベンダごとのＭＳ２の有する通信性能に基づいて設定されている。図３は、図２中、ベンダＡのＭＳ２及びベンダＢのＭＳ２のＣＮＲの値に対するパケット誤り率を、変調方式ごとに示したグラフの一例である。
図３中、横軸はＣＮＲの値、縦軸はパケット誤り率を示している。また、変調方式がＱＰＳＫのものを実線で、１６ＱＡＭのものを破線で、６４ＱＡＭのものを一点鎖線で示し、ベンダＡのＭＳ２（太線）及びベンダＢのＭＳ２（細線）それぞれのＣＮＲの値に対するパケット誤り率を、各変調方式ごとに示している。
図３に示すように、同一のＣＮＲの値において、ベンダＡのＭＳ２と、ベンダＢのＭＳ２のパケット誤り率を比較すると、いずれの変調方式の場合もベンダＡのＭＳ２の方が、パケット誤り率が低く現れている。つまり、ベンダＡのＭＳ２は、ある同一のＣＮＲの値において、ベンダＢのＭＳ２よりもより高速な変調方式を用いても実用上問題の無いパケット誤り率を維持することができる場合があり、ＭＳ２は各ベンダごとで通信性能に差があることが判る。
このような各ベンダごとのＭＳ２の有する通信性能に基づいて、上述の選択基準を示す値は予め設定されている。
【００２３】
図４は、図２で示すベンダＡのＭＳ２、ベンダＢのＭＳ２、及び標準それぞれの基準情報を帯グラフとして示した図である。
図４において、ＣＮＲの値が１５〜１６ｄＢの範囲においては、ベンダＢのＭＳ２ではＱＰＳＫが選択されるところ、ベンダＡのＭＳ２では１６ＱＡＭが選択される。また、ＣＮＲの値が２１〜２４ｄＢの範囲においては、ベンダＢのＭＳ２では１６ＱＡＭが選択されるところ、ベンダＡのＭＳ２では６４ＱＡＭが選択される。このように、適応変調制御部７は、同じＣＮＲの値であっても、各ベンダごとのＭＳ２の有する通信性能に基づいて予め設定された基準情報に基づいて、適応変調を行うことで、各ベンダのＭＳ２それぞれで好適な変調方式を選択することができる。
【００２４】
以上のように、記憶部８は、ＭＳ２を各ベンダごとに種類分けし、ＭＳ２の各ベンダに対応して予め設定された複数の基準情報を記憶している。
【００２５】
適応変調制御部７は、ＭＳ２の受信信号に含まれるＭＡＣアドレスのＯＵＩ番号を取得すると、記憶部８が記憶している上述の複数の基準情報を参照する。そして、複数の基準情報の中から、取得したＯＵＩ番号に対応するベンダの基準情報を選択し、当該ＭＳ２に対しては、選択した基準情報に基づいて適応変調制御を行う。
すなわち、適応変調制御部７は、ＭＳ２をベンダごとに種類分けした基準情報を参照することで、ＭＳ２の種類をＯＵＩ番号で特定されるベンダで識別し、そのＭＳ２の種類としてのベンダに対応する基準情報を選択して適応変調を行う。
【００２６】
適応変調制御部７は、上述のように、ＭＳ２との通信を確立する際に行われるイニシャルレンジングの中で、上記基準情報を選択する。
図５は、ＢＳ１がＭＳ２との間で行うイニシャルレンジングの手順を示すシーケンス図である。なお、ここでは、ＢＳ１と一のＭＳ２との間における手順について説明する。
ＢＳ１は、下りサブフレームにおいて、下りサブフレームの割当情報であるＤＬ−ＭＡＰや、上りサブフレームの割当情報であるＵＬ−ＭＡＰ等をブロードキャスト送信している（ステップＳ１）。
ネットワークにエントリするためにＢＳ１との間で通信を行うことを決定したＭＳ２は、ＢＳ１がブロードキャスト送信する上記各情報を取得する。そして、これら各情報に基づいて、イニシャルレンジングのためのＣＤＭＡレンジングコード（CDMA Ranging code）を生成し、ＢＳ１に対して送信する（ステップＳ２）。ＭＳ２は、後述するレンジング応答メッセージを受信するまで、電力を増加させつつＣＤＭＡレンジングコードの送信を繰り返す。
【００２７】
ＭＳ２からのＣＤＭＡレンジングコードを受信したＢＳ１は、当該ＣＤＭＡレンジングコードに含まれる所定の情報を含んだレンジング応答メッセージ（RNG-RSP）を送信する（ステップＳ３）。
ＭＳ２は、レンジング応答メッセージを受信すると、ＢＳ１に対してイニシャルレンジングを要求するためのレンジング要求メッセージをＢＳ１に送信する（ステップＳ４）。ここでＭＳ２は、レンジング要求メッセージに自己のＭＡＣアドレスを含めて送信する。
【００２８】
ＭＳ２からのレンジング要求メッセージを受信すると、ＢＳ１の識別情報取得部５ａは、このレンジング要求メッセージに含まれるＭＳ２のＭＡＣアドレスを取得し、さらにこれに含まれるＯＵＩ番号を取得し、適応変調制御部７に出力する（ステップＳ５）。
適応変調制御部７は、識別情報取得部５ａからＯＵＩ番号が与えられると、記憶部８が記憶している上述の複数の基準情報を参照し、与えられたＯＵＩ番号に対応する基準情報の有無を判定する（ステップＳ６）。
ステップＳ６において、対応する基準情報が記憶部８に無いと判定した場合、適応変調制御部７は、図２に示した「標準」の基準情報を選択する（ステップＳ７）。
一方、対応する基準情報が記憶部８に有ると判定した場合、適応変調制御部７は、与えられたＯＵＩ番号に対応する基準情報を選択する（ステップＳ８）。
【００２９】
次いで、ＢＳ１は、ステップＳ４において送信されたレンジング要求メッセージに対するレンジング応答メッセージを送信し（ステップＳ９）、イニシャルレンジングを続行する。
その後、イニシャルレンジングが完了し、ＭＳ２との通信を確立すると、ＢＳ１は、当該ＭＳ２に対して、選択した基準情報に基づいて適応変調制御を行いつつ通信を行う。
【００３０】
上記のように構成されたＢＳ１によれば、ＭＳ２の種類をＯＵＩ番号で特定されるベンダで識別し、そのベンダに対応して予め設定された基準情報を選択することができるので、そのベンダのＭＳ２が有する通信性能に応じた好適な基準情報によって適応変調を行うことができる。これにより、ＭＳ２の種類に応じた本来の通信性能を発揮させることができ、通信資源の有効利用を図ることができる。この結果、当該ＢＳ１のスループットの向上を図ることができる。
【００３１】
本発明は、上記各実施形態に限定されることはない。本実施形態では、ＭＡＣアドレスの内、上位２４ビットのＯＵＩ番号によって、ベンダごとにＭＳ２を種類分けしたが、例えば、ＭＡＣアドレスの内、下位２４ビットで表されるＭＳ２の機種固有の情報によって、ＭＳ２の機種が識別可能である場合には、記憶部８に、ＭＳ２の複数の機種それぞれに対応して予め設定された複数の基準情報を記憶させ、識別情報取得部５ａにＭＡＣアドレスを識別情報として取得させ、さらに、適応変調制御部７にＭＡＣアドレスに対応するＭＳ２の機種の基準情報を選択させて、適応変調制御させることもできる。
【００３２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００３３】
１      ＢＳ（基地局装置）
２      ＭＳ（移動端末）
５ａ    識別情報取得部
７      適応変調制御部
８      記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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