(57)【要約】    【課題】      セクタ内のビーム数を増加させることなく、セクタ内の各端末装置の伝搬状況に沿った最適な信号伝送を実現できるようにすること。    【解決手段】  基地局装置１００は、無線パラメータ情報参照部１１２、無線パラメータ補正部１１４、ユーザ割当部１１５、送信信号生成部１１６を備える。無線パラメータ情報参照部１１２は、受信信号復調部１１０で復調された受信信号から無線パラメータ情報を抽出する。無線パラメータ補正部１１４は、無線パラメータ補正を実施する場合に、無線パラメータ情報参照部１１２の出力する無線パラメータ情報に対して、受信信号比較部１１１の出力するＳＮＲあるいは遅延スプレッドの差を用いて無線パラメータを補正する。ユーザ割当部１１５は、無線パラメータ補正部１１４で補正された無線パラメータが最も良いユーザに送信リソースを割り当てる。  【選択図】      図１
2006054674.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端末装置から送信される信号を無指向性と個別指向性との両方で受信する複数の受信手段と、
前記無指向性で受信した第１の受信信号を合成する無指向性合成手段と、
前記個別指向性で受信した第２の受信信号を合成する個別指向性合成手段と、
前記無指向性合成手段および前記個別指向性合成手段で合成された各受信信号をそれぞれ逆拡散する逆拡散手段と、
逆拡散された前記第１の受信信号と前記第２の受信信号とを比較する受信信号比較手段と、
前記第１の受信信号から無線パラメータ情報を抽出する無線パラメータ情報参照手段と、
前記受信信号比較手段における比較結果の差異を基準として前記無線パラメータ情報参照手段の出力を調整する無線パラメータ補正手段と、
前記無線パラメータ補正手段での補正後の前記無線パラメータが最も良いユーザに送信リソースを割り当てるユーザ割当手段と、
前記ユーザ割当手段により割り当てられたユーザに対して信号を指向性送信する送信手段と、を具備することを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記受信信号比較手段での比較結果の差異が所定の閾値を超えている場合には無線パラメータの補正を実施する旨を指示し前記閾値を超えていない場合には無線パラメータの補正を実施しない旨を指示する無線パラメータ補正基準指示手段を有し、
前記無線パラメータ補正基準指示手段が前記無線パラメータの補正を実施する旨の指示を出している場合に前記無線パラメータ情報参照手段の出力を調整することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
【請求項３】
前記無線パラメータ補正手段での前記無線パラメータの調整結果を制御信号によって前記端末装置に通知することを特徴とする請求項１または請求項２記載の基地局装置。
【請求項４】
前記無線パラメータの調整に際して希望信号電力の差異を基準とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の基地局装置。
【請求項５】
前記無線パラメータの調整に際して遅延スプレッドの差異を基準とすることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の基地局装置。
【請求項６】
前記ユーザ割当手段は、前記無線パラメータ補正手段での前記無線パラメータの調整結果を反映して割当ユーザを決定することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の基地局装置。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の基地局装置からの送信信号を受信する端末装置であって、
前記基準によって割り当てられたチャネルを受信する受信手段と、
受信信号のうちの参照信号について伝搬状況を観測する参照信号観測手段と、
前記参照信号観測手段の観測結果に基づいてセクタ全体に送信される共通パイロットチャネルの受信品質をもとに無線パラメータを生成する無線パラメータ生成手段と、
前記無線パラメータ生成手段から出力される送信信号を送信する送信手段と、を具備することを特徴とする端末装置。
【請求項８】
端末装置から送信される信号を無指向性と個別指向性との両方で受信する複数の受信ステップと、
前記無指向性で受信した第１の受信信号を合成する無指向性合成ステップと、
前記個別指向性で受信した第２の受信信号を合成する個別指向性合成ステップと、
前記無指向性合成ステップおよび前記個別指向性合成ステップで合成された各受信信号をそれぞれ逆拡散する逆拡散ステップと、
逆拡散された前記第１の受信信号と前記第２の受信信号とを比較する受信信号比較ステップと、
前記第１の受信信号から無線パラメータ情報を抽出する無線パラメータ情報参照ステップと、
前記受信信号比較ステップにおける比較結果の差異を基準として前記無線パラメータ情報参照ステップでの出力を調整する無線パラメータ補正ステップと、
前記無線パラメータ補正ステップでの補正後の前記無線パラメータが最も良いユーザに送信リソースを割り当てるユーザ割当ステップと、
前記ユーザ割当ステップにより割り当てられたユーザに対して信号を指向性送信する送信ステップと、を具備する通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局装置及び通信方法に関し、特に共通パケットチャネルにおけるリンクアダプテーション（適応変調）を実施する際に有用な基地局装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の基地局装置に関する公開論文として、時空間パケットスケジューラの開発（ビーム形成によるスループット改善効果）に関するものが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
非特許文献１記載の基地局装置では、下り回線の共通チャネル上でリンクアダプテーション（適応変調）を用いる伝送システムで、アダプティブアレイアンテナを備えた構成を想定している。
【０００４】
図６に示すように、従来の基地局装置６０では、セクタ内を、アダプティブアレイアンテナを用いて４ビームに分割し、各ビーム特有のパイロット信号を互いに異なる拡散符号を用いて送信する。
【０００５】
図６において、各端末装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈでは、各パイロット信号の受信品質を元に、利用可能な下り回線の伝送レートを推定し基地局装置６０に指示する。
【０００６】
基地局装置６０は、各端末装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈから指示された伝送レートを用いてスケジューラにより割当ビームおよび割当端末を決定し、該当する端末装置に向けアダプティブアレイアンテナによる指向性送信を実施する。
【０００７】
これにより、適応変調によって伝送レートを最適化すると同時に、指向性送信による空間分割の効果で干渉の影響を特定領域に限定することができ、高い周波数利用効率を活用することが可能になる。
【非特許文献１】公開論文；２００３年電子情報通信学会通信ソサエティ大会Ｂ−５−４，Ｓｅｐ．２００３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
この種の基地局装置においては、各ビームに対応したパイロット信号を送信する必要がある。一方、端末装置は、各ビームに対応したパイロット信号を復調し品質測定を行う必要がある。
【０００９】
ところで、図６に示したようにセクタ内を４本のビームでカバーしようとする基地局装置６０においては、ユーザの位置によってはビーム送信の恩恵を受けられない端末装置（図６に示す端末装置Ｉ）が出てくるという問題がある。このような問題を解消するためには、セクタ内の広い領域をカバーするようにビーム数を多くして、セクタ内の全ての端末装置に対して指向性送信する必要がある。
【００１０】
しかしながら、セクタ内のビーム数を多くした場合、基地局装置６０は、限られた総送信電力を各ビーム用のパイロット信号に配分する必要があるため、ビーム数の増加に応じて１ビームあたりのパイロット信号の送信電力を小さくせざるを得ない。
【００１１】
このため、このような基地局装置６０においては、ビーム数の増加による送信電力の低下に伴って雑音の影響が大きくなるため、端末装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈにおける測定精度の劣化が生じて測定精度の正確性が欠けてしまうことが予想される。
【００１２】
また、このような基地局装置６０で用いられる端末装置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈは、基地局装置６０から送られてくる全てのパイロット信号を復調するため、ビーム数の増加に伴って復調の処理が増加してしまう。
【００１３】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、セクタ内のビーム数を増加させることなく、セクタ内の各端末装置の伝搬状況に沿った最適な信号伝送を実現することができる基地局装置及び通信方法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】
【００１４】
かかる課題を解決するため、本発明の基地局装置は、端末装置から送信される信号を無指向性と個別指向性との両方で受信する複数の受信手段と、前記無指向性で受信した第１の受信信号を合成する無指向性合成手段と、前記個別指向性で受信した第２の受信信号を合成する個別指向性合成手段と、前記無指向性合成手段および前記個別指向性合成手段で合成された各受信信号をそれぞれ逆拡散する逆拡散手段と、逆拡散された前記第１の受信信号と前記第２の受信信号とを比較する受信信号比較手段と、前記第１の受信信号から無線パラメータ情報を抽出する無線パラメータ情報参照手段と、前記受信信号比較手段における比較結果の差異を基準として前記無線パラメータ情報参照手段の出力を調整する無線パラメータ補正手段と、前記無線パラメータ補正手段での補正後の前記無線パラメータが最も良いユーザに送信リソースを割り当てるユーザ割当手段と、前記ユーザ割当手段により割り当てられたユーザに対して信号を指向性送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、端末装置では共通パイロット信号の受信品質のみを観測するだけで、基地局装置で個別指向性により得られる効果を無線パラメータ設定に反映することができ、各ユーザの伝搬状況に沿った最適な信号伝送を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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。図１は、本発明の一実施の形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。
【００１７】
図１に示すように、本実施の形態に係る基地局装置１００は、アンテナ１０１，１０２、受信ＲＦ部１０３，１０４、無指向性合成部１０５，１０６、個別指向性合成部１０７，１１８、逆拡散部１０８，１０９、受信信号復調部１１０、受信信号比較部１１１、無線パラメータ情報参照部１１２、無線パラメータ補正基準指示部１１３、無線パラメータ補正部１１４、ユーザ割当部１１５、送信信号生成部１１６、変調・符号化部１１７、送信ＲＦ部１１９，１２０を備えている。
【００１８】
図１において、各アンテナ１０１，１０２は、端末装置２００から送られてくる信号を受信するとともに、端末装置２００に向けて信号を送信する。
【００１９】
受信ＲＦ部１０３，１０４は、各アンテナ１０１，１０２が捉えた受信信号に帯域制限および増幅を施す。
【００２０】
無指向性合成部１０５，１０６および個別指向性合成部１０７は、受信ＲＦ部１０３，１０４で帯域制限および増幅された受信信号を合成する。
【００２１】
逆拡散部１０８，１０９は、無指向性合成部１０５，１０６および個別指向性合成部１０７で合成された受信信号をそれぞれ逆拡散する。
【００２２】
受信信号復調部１１０は、逆拡散部１０８で逆拡散された受信信号に復調処理を施す。
【００２３】
受信信号比較部１１１は、無指向性合成部１０５で合成され逆拡散部１０８で逆拡散された受信信号と、個別指向性合成部１０７で合成され逆拡散部１０９で逆拡散された受信信号とのＳＮＲあるいは遅延スプレッドを比較し、本来の値と両者の差とを無線パラメータ補正基準指示部１１３と無線パラメータ補正部１１４とに出力する。
【００２４】
無線パラメータ情報参照部１１２は、受信信号復調部１１０で復調された受信信号から無線パラメータ情報を抽出し、無線パラメータ補正部１１４に出力する。
【００２５】
無線パラメータ補正基準指示部１１３は、受信信号比較部１１１より入力されるＳＮＲあるいは遅延スプレッドの差が、所定の閾値を超えている場合には「無線パラメータ補正を実施する」の旨を無線パラメータ補正部１１４に指示する。また、前記差が前記閾値を超えていない場合には「無線パラメータ補正を実施しない」の旨を無線パラメータ補正部１１４に指示する。
【００２６】
無線パラメータ補正部１１４は、無線パラメータ補正基準指示部１１３が「無線パラメータ補正を実施する」の旨の指示を出している場合には、無線パラメータ情報参照部１１２の出力する無線パラメータ情報に対して、受信信号比較部１１１の出力するＳＮＲあるいは遅延スプレッドの差を用いて無線パラメータを補正する。
【００２７】
具体的には、例えば無指向性よりも個別指向性のほうがＳＮＲで５ｄＢだけ良い場合に、無線パラメータ情報参照部１１２の出力する無線パラメータに対して５ｄＢ分だけ高い伝送レートを実現できるようシフトした無線パラメータを設定する。ここでは、図５に示す参照テーブルのように、個別指向性と無指向性との差異を算出する基準として希望波電力を用いて所定量分だけ高い伝送レートを実現できるようシフトした無線パラメータを設定する。図５は、基地局装置で無線パラメータを設定する際の参照テーブルを示す図である。
【００２８】
なお、無線パラメータ補正部１１４は、もう１つの例として、前記遅延スプレッドが比率で一定値以下の割合に低減できており、かつ所定値よりも短い場合には、無線パラメータ情報参照部１１２の出力する無線パラメータよりも高い変調多値数を割り当てる制御を実施するようにしてもよい。
【００２９】
ユーザ割当部１１５は、無線パラメータ補正部１１４で補正された無線パラメータが最も良いユーザに送信リソースを割り当てる。
【００３０】
送信信号生成部１１６は、ユーザ割当部１１５により割り当てられたユーザに対して送信する送信信号を生成する。
【００３１】
変調・符号化部１１７は、無線パラメータ補正部１１４により算出された補正後の無線パラメータを用いて、送信信号生成部１１６により生成された送信信号に変調および符号化を施す。
【００３２】
個別指向性合成部１１８は、ユーザ割当部１１５により割り当てられたユーザに対して個別の指向性を持つように変調・符号化部１１７で変調および符号化された信号を合成する。
【００３３】
送信ＲＦ部１１９，１２０は、個別指向性合成部１１８により合成された送信信号に帯域制限および増幅を施し、この送信信号を割り当てられたユーザの端末装置２００に向けてアンテナ１０１，１０２で送信する。
【００３４】
この基地局装置１００においては、無指向性合成部１０５，１０６、および個別指向性合成部１０７のそれぞれで受信信号を合成し、その結果を受信信号比較部１１１にて比較する。そして、比較した結果から無線パラメータ補正部１１４にて補正値を算出し、その結果を無線パラメータ情報参照部１１２から出力される無線パラメータ情報とともにユーザ割当部１１５に引き渡し、ユーザ割当部１１５にて割当ユーザを決定する。
【００３５】
続いて、割当ユーザの送信信号について補正後の無線パラメータを用いて変調および符号化を施し、送信ＲＦ部１１９，１２０に出力し、送信ＲＦ部１１９，１２０にてアップコンバート等の所定の処理を施した後に、この送信信号を各アンテナ１０１，１０２より送信する。
【００３６】
図２は、本実施の形態に係る基地局装置で用いる端末装置の構成を示すブロック図である。図２に示すように、端末装置２００は、アンテナ２０１、受信ＲＦ部２０２、受信信号復調部２０３、制御情報参照部２０４、参照信号観測部２０５、無線パラメータ生成部２０６、送信ＲＦ部２０７、通信チャネル復号部２０８を備えている。
【００３７】
図２において、アンテナ２０１は、基地局装置１００から送られてくる信号を受信するとともに、基地局装置１００に向けて信号を送信する。
【００３８】
受信ＲＦ部２０２は、アンテナ２０１が捉えた受信信号に帯域制限および増幅を施す。
【００３９】
受信信号復調部２０３は、別途通知される無線パラメータなどの制御情報を制御情報参照部２０４により参照し、受信ＲＦ部２０２から送られてくる受信信号に逆拡散および復調の処理を施す。
【００４０】
参照信号観測部２０５は、受信信号復調部２０３において復調された信号のうちの参照信号について伝搬状況を観測し、観測結果を無線パラメータ生成部２０６に指示する。
【００４１】
無線パラメータ生成部２０６は、セクタ全体に送信される共通パイロットチャネルの受信品質をもとに変調方式や符号化率などの無線パラメータを生成する。
【００４２】
送信ＲＦ部２０７は、無線パラメータ生成部２０６から与えられた送信信号に帯域制限および増幅を施し、この送信信号を基地局装置１００に向けてアンテナ２０１で送信する。
【００４３】
通信チャネル復号部２０８は、受信信号復調部２０３において復調された信号のうちの通信チャネルの信号に関してターボ復号などの所定の処理を施す。
【００４４】
この端末装置２００においては、別途通知される無線パラメータなどの制御情報を参照し、受信信号復調部２０３で逆拡散および復調の処理を実施する。復調した信号のうち参照信号については、参照信号観測部２０５にて伝搬状況の観測に用い、結果を無線パラメータ生成部２０６に指示して送信ＲＦ部２０７にて所定の処理を施した後、アンテナ２０１により送信する。また、復調した信号のうち通信チャネルの信号に関しては、通信チャネル復号部２０８においてターボ復号などの所定の処理を施した後に復号を完了する。
【００４５】
次に、本実施の形態に係る基地局装置と端末装置との処理の流れについて説明する。図３は、本実施の形態に係る基地局装置と端末装置との処理の流れを示す概要図である。なお、ここでは、図２に示した端末装置２００を、基地局装置１００のセクタ内に位置している端末装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・として示す。
【００４６】
図３において、基地局装置１００は、図４に示すように、セクタ全体に共通パイロット信号を送信する（ステップＳＴ３０１）。図４は、本実施の形態に係る無線通信システムにおけるビームを示す概略図である。多数のユーザの端末装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・は、セクタ全体に送信される共通パイロットチャネルの受信品質をもとに変調方式や符号化率などの無線パラメータを生成し（ステップＳＴ３０２）、生成した無線パラメータを基地局装置１００に通知（報告）する（ステップＳＴ３０３）。
【００４７】
基地局装置１００は、各端末装置Ａ，Ｂ，Ｃ，・・・から通知される無線パラメータ情報を受信する際に、適応アルゴリズムや到来方向推定結果などに基づいて、各ユーザ個別に生成した指向性と無指向性との両方で受信し、両方の受信結果を比較する（ステップＳＴ３０４）。
【００４８】
次いで、基地局装置１００は、受信結果における希望信号電力や遅延スプレッドなどの差異を用いて、該当ユーザから報告された無線パラメータを調整する。具体的には、例えば、図５に示す端末装置Ａのように、個別指向性による希望信号電力が無指向性により５ｄＢ改善したとすると、この端末装置Ａから報告される無線パラメータに対して、所定の値だけ高い伝送レートを実現できるようにシフトした無線パラメータを設定する。
【００４９】
次いで、基地局装置１００は、報告のあったユーザ全てについて無線パラメータ通知および上述の調整（無線パラメータ補正）が完了した後、割当ユーザを決定する（ステップＳＴ３０５）。
【００５０】
また、基地局装置１００は、割当ユーザに対する送信データ（共通パケットチャネル）を、上記手順にて決定した無線パラメータに従って符号化および変調し、ユーザ割当と無線パラメータの補正値の通知に用いる制御信号と合わせて、送信信号として送信する（ステップＳＴ３０６）。
【００５１】
一方、端末装置Ａは、基地局装置１００からの送信信号を自分宛の信号として検出した場合に、基地局装置１００に報告した無線パラメータに前記補正値を考慮した無線パラメータを想定して受信信号の復調および復号処理を実行する。
【００５２】
次いで、端末装置Ａは、受信信号を復調した結果としてパケットが取り出せたか否かを、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号として基地局装置１００に返信（復調結果の報告）をする（ステップＳＴ３０７）。
【００５３】
上述のように、本実施の形態に係る基地局装置と端末装置との通信方法においては、端末装置２００は共通パイロット信号の受信品質のみを観測するだけで、基地局装置１００で個別指向性により得られる効果を無線パラメータの設定に反映させることができ、各ユーザの伝搬状況に沿った最適な信号伝送を実現することができる。
【００５４】
なお、前述の個別指向性と無指向性との差異を算出する基準としては、希望信号電力あるいは遅延スプレッドなど幾つか想定できる。
【００５５】
ここで、個別指向性と無指向性との差異を算出する際に希望信号電力を基準とした場合には、該当ユーザに対して個別指向性送信することで得られる信号電力の改善量を見積もることができ、最適な無線パラメータを決定することができる。この場合には、結果として、効果的な信号伝送と隣接セルへの与干渉とを低減することが可能となる。
【００５６】
また、本実施の形態に係る基地局装置を用いた通信方法においては、前述した課題に対して、図４における端末Ｂのように個別指向性を形成することで対応可能であるので、セクタ内の全てのユーザがビーム送信の恩恵を受けられるようになる。
【００５７】
また、個別指向性と無指向性との差異を算出する際に遅延スプレッドを基準とした場合には、該当ユーザに対して個別指向性送信することで得られる自セル干渉の低減効果を見積もることができ、最適な無線パラメータを決定することができる。この場合も、結果として、効果的な信号伝送と隣接セルへの与干渉とを低減することが可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る基地局装置は、各ユーザの伝搬状況に合った最適な信号伝送を実現することができるので、共通パケットチャネルにおけるリンクアダプテーション（適応変調）を実施する基地局装置として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の一実施の形態に係る基地局装置で用いる端末装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の一実施の形態に係る基地局装置と端末装置との処理の流れを示す概要図
【図４】本発明の一実施の形態に係る基地局装置におけるビームを示す概略図
【図５】本発明の一実施の形態に係る基地局装置で無線パラメータを設定する際の参照テーブルを示す図
【図６】従来の基地局装置におけるビームを示す概略図
【符号の説明】
【００６０】
１００  基地局装置
１０１，１０２，２０１  アンテナ
１０３，１０４，２０２  受信ＲＦ部
１０５，１０６  無指向性合成部
１０７，１１８  個別指向性合成部
１０８，１０９  逆拡散部
１１０，２０３  受信信号復調部
１１１  受信信号比較部
１１２  無線パラメータ情報参照部
１１３  無線パラメータ補正基準指示部
１１４  無線パラメータ補正部
１１５  ユーザ割当部
１１６  送信信号生成部
１１７  変調・符号化部
１１９，１２０，２０７  送信ＲＦ部
２００  端末装置
２０４  制御情報参照部
２０５  参照信号観測部
２０６  無線パラメータ生成部
２０８  通信チャネル復号部
【図１】
2006054674.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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