(57)【要約】【課題】所要のリンクバジェットが維持でき、安定した通信が可能な無線通信装置を提供する。【解決手段】複数のサブキャリアを用いる無線通信装置10において、複数のサブキャリアの各々の電力を制御するサブキャリア電力制御部44と、サブキャリア電力制御部44から出力される複数のサブキャリアを無線周波数に電力増幅して送信する電力増幅部34と、電力増幅部44から送信された複数のサブキャリアの各々の電力を検出するサブキャリア電力検出部42と、サブキャリア電力検出部42で検出された複数のサブキャリアの各々の電力に基づいて、電力増幅部34から送信される送信電力が所定値を超えないように、サブキャリア電力制御部44による複数のサブキャリアの各々の電力を制御する制御部90と、を備える。【選択図】図１
2011259031.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のサブキャリアを用いる無線通信装置において、
前記複数のサブキャリアの各々の電力を制御するサブキャリア電力制御部と、
該サブキャリア電力制御部から出力される前記複数のサブキャリアを無線周波数に電力増幅して送信する電力増幅部と、
該電力増幅部から送信された前記複数のサブキャリアの各々の電力を検出するサブキャリア電力検出部と、
該サブキャリア電力検出部で検出された前記複数のサブキャリアの各々の電力に基づいて、前記電力増幅部から送信される送信電力が所定値を超えないように、前記サブキャリア電力制御部による前記複数のサブキャリアの各々の電力を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記複数の無線端末からの通信状態情報に基づいて前記複数のサブキャリアを複数のグループに分割し、該分割結果に基づいて前記複数のサブキャリアの各々の電力を前記サブキャリア電力制御部により前記グループ単位で制御する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のサブキャリアを用いる無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数のサブキャリアを用いる無線通信システムとして、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing:直交周波数分割多重)やＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)が知られている。また、ＯＦＤＭＡの無線通信システムとして、例えば、基地局により、複数の無線端末の送信電力を制御して帯域を割り当てる際に、未使用の通信リソース（帯域）が存在する場合に、送信電力を低下させた無線端末に対して当該未使用の帯域をさらに割り当てることで帯域幅を拡張するようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、無線通信システムに用いられる基地局は、その送信電力の上限値が定められていることがある。また、ＯＦＤＭやＯＦＤＭＡにおいては、特許文献１のように、使用するサブキャリア総数すなわち帯域幅が変更される場合が想定される。この場合、上記のように送信する全てのサブキャリアの電力を等しくして、基地局が帯域全体の送信電力を上限値に維持しようとすると、帯域幅が広くなった場合はサブキャリア毎の電力が低下し、逆に帯域幅が狭くなった場合はサブキャリア毎の電力が高くなる。
【０００４】
例えば、図６（ａ）に示すように、帯域幅５ＭＨｚでサブキャリア総数が１２本で運用していた場合、図６（ｂ）に示すように、帯域幅が１０ＭＨｚでサブキャリア総数が２４本に変更になると、サブキャリア毎の電力は３ｄＢ低くなる。なお、図６（ａ）および（ｂ）に示す電力スペクトルにおいて、Ｐ０は帯域幅５ＭＨｚのときのピーク電力を示し、ＰＣは帯域幅１０ＭＨｚのときのピーク電力を示す。
【０００５】
同様に、例えば、１０ＭＨｚの帯域幅で運用していた場合、帯域幅が５ＭＨｚに変更になると、サブキャリア毎の電力は３ｄＢ高くなる。また、帯域幅が１０ＭＨｚから１５ＭＨｚに変更になると、サブキャリア毎の電力は１．５分の１になる。つまり、帯域幅が変化すると、それに応じて周波数当たりの電力密度が変化する。
【０００６】
そのため、基地局が帯域全体の送信電力を上限値に維持しようとすると、例えば、ＯＦＤＭＡにおいては、帯域幅が広がると、サブキャリア毎のリンクバジェットが小さくなって、遠方の無線端末がエリア外（通信不可）となったり、ＳＮＲ(Signal to Noise ratio)の低下により変調クラスが低下してスループットが低下したりすることが懸念される。逆に、帯域幅が狭くなると、セル半径が大きくなって、干渉等が発生し易くなることが懸念される。
【０００７】
上述したような不都合を解決する方法として、ＯＦＤＭやＯＦＤＭＡに用いる従来の基地局は、送信電力が上限値を超えないように、送信する各サブキャリアの電力を等しく設定することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−５２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、送信する各サブキャリアの電力を等しく設定にしても、実際には、例えば、フィルタ等により電力が減衰されたサブキャリアが生じることが想定される。このように、電力が減衰されたサブキャリアが存在すると、当該サブキャリアのリンクバジェットが小さく（セル半径が小さく）なる。そのため、特に、無線端末が当該基地局のエリアフリンジに位置する場合は、基地局からの受信信号のＳＮＲが低下して、安定した通信ができなくなったり、通信品質が劣化したりすることが懸念される。
【００１０】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、所要のリンクバジェットが維持でき、安定した通信が可能な無線通信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】
【００１１】
上記目的を達成する無線通信装置の発明は、複数のサブキャリアを用いる無線通信装置において、
前記複数のサブキャリアの各々の電力を制御するサブキャリア電力制御部と、
該サブキャリア電力制御部から出力される前記複数のサブキャリアを無線周波数に電力増幅して送信する電力増幅部と、
該電力増幅部から送信された前記複数のサブキャリアの各々の電力を検出するサブキャリア電力検出部と、
該サブキャリア電力検出部で検出された前記複数のサブキャリアの各々の電力に基づいて、前記電力増幅部から送信される送信電力が所定値を超えないように、前記サブキャリア電力制御部による前記複数のサブキャリアの各々の電力を制御する制御部と、
を備えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の一実施の形態に係る無線通信装置においては、
前記制御部は、前記複数の無線端末からの通信状態情報に基づいて前記複数のサブキャリアを複数のグループに分割し、該分割結果に基づいて前記複数のサブキャリアの各々の電力を前記サブキャリア電力制御部により前記グループ単位で制御する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、所要のリンクバジェットが維持でき、安定した通信が可能な無線通信装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る無線通信装置の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図１の無線通信装置と通信する無線端末の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図１の無線通信装置の概略動作を示すフローチャートである。
【図４】図１の無線通信装置によるサブキャリアの電力制御例を示す図である。
【図５】図１の無線通信装置によるサブキャリアの電力制御の変形例を示す図である。
【図６】帯域幅変更によるサブキャリア電力スペクトルの変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施の形態に係る無線通信装置の概略構成を示す機能ブロック図である。この無線通信装置１０は、ＯＦＤＭＡの基地局として用いられるもので、送信部３０、受信部５０、記憶部７０および全体を制御する制御部９０を備える。
【００１７】
送信部３０は、ＯＦＤＭ信号生成部３２および電力増幅部３４を備える。ＯＦＤＭ信号生成部３２は、公知のように、上位レイヤからの送信データ系列を直並列（Ｓ／Ｐ）変換して所定の複数のサブキャリアにマッピングし、サブキャリア変調（１次変調）する。そして、そのサブキャリア変調信号を逆フーリエ変換、並直列（Ｐ／Ｓ）変換およびサイクリック・プリフィックス(ＣＰ)挿入処理等を行ってＯＦＤＭ信号を生成する。
【００１８】
また、電力増幅部３４は、ＯＦＤＭ信号生成部３２で生成されたＯＦＤＭ信号を、従来と同様に、アナログ信号に変換してから直交変調し、その後、所定の無線周波数にアップコンバートしてから、所定の送信電力に電力増幅する。なお、電力増幅部３４は、ＯＦＤＭ信号生成部３２からのＯＦＤＭ信号を直交変調してからアナログ信号に変換する場合もある。また、電力増幅部３４は、電力増幅された送信信号を、バンドパスフィルタ等によりフィルタ処理してから出力する場合もある。
【００１９】
電力増幅部３４で電力増幅されて出力される送信信号は、例えば、デュープレクサ（ＤＵＰ）３６によりフィルタリングされて、アンテナ接続端子３８に接続されたアンテナ４０から電波として放射される。
【００２０】
一方、アンテナ４０で受信された受信信号は、アンテナ接続端子３８およびデュープレクサ３６を経て、受信部５０に入力される。受信部５０は、公知のように、受信信号を電力増幅、帯域制限、ダウンコンバート、直交復調等の所定の無線処理によりベースバンドアナログ信号に変換する。その後、ベースバンドアナログ信号を、デジタル信号に変換してから、ＣＰ除去、Ｓ／Ｐ変換、高速フーリエ変換処理してサブキャリア復調し、さらに、Ｐ／Ｓ変換、復調、復号処理して受信データ系列を出力し、上位レイヤに送信する。
【００２１】
本実施の形態に係る無線通信装置１０は、さらに、サブキャリア電力検出部４２とサブキャリア電力制御部４４とを備える。また、制御部９０は、テーブル作成部９２および送信電力決定部９４を有する。
【００２２】
サブキャリア電力検出部４２は、電力増幅部３４から送信された送信信号から複数のサブキャリアの各々の電力を検出し、その検出結果を記憶部７０に記憶する。このサブキャリア電力検出部４２は、例えば、電力増幅部３４からの送信信号の歪等の特性を補償するフィードバック回路を含んで構成することができる。
【００２３】
サブキャリア電力制御部４４は、ＯＦＤＭ信号生成部３２に設けられており、１次変調されたサブキャリア変調信号を逆フーリエ変換するのに先立って、各々のサブキャリア変調信号の電力（ゲイン）を制御する。このサブキャリア電力制御部４４は、例えば、各サブキャリアに対応して乗算器を設け、これによりサブキャリア変調信号に乗算するゲインを制御するように構成することができる。
【００２４】
本実施の形態に係る無線通信装置１０は、受信部５０において、通信中の無線端末からの通信状態情報を取得する。ここでは、通信状態情報として、無線端末は、例えば、無線通信装置１０からのダウンリンク信号の受信信号から測定したＳＮＲ(Signal to Noise ratio)の情報と、当該ＳＮＲから算出された希望の変調クラスの情報とを無線通信装置１０に送信するものとする。
【００２５】
制御部９０は、取得した通信状態情報と、記憶部７０に記憶されている各サブキャリア電力とに基づいて、テーブル作成部９２により、ＳＮＲ対変調クラス対送信電力のグループ化されたテーブルを作成する。そして、制御部９０は、電力増幅部３４から送信される送信電力が所定値を超えないように、グループ毎の送信電力を決定し、その決定結果に基づいて、サブキャリア電力制御部４４により各サブキャリア電力をグループ単位で制御するとともに、電力に応じた変調クラスで通信するように全体を制御する。
【００２６】
図２は、図１に示した無線通信装置１０と通信する無線端末の概略構成を示す機能ブロック図である。この無線端末１１０は、無線部１１２、変復調部１１４、記憶部１１６および制御部１１８を有しており、公知のＯＦＤＭＡにより無線通信装置１０と無線通信する。また、制御部１１８は、ＳＮＲ測定部１２０と変調クラス決定部１２２とを有する。なお、アンテナ等は、図示を省略している。
【００２７】
ＳＮＲ測定部１２０は、無線部１１２で受信した無線通信装置１０からのダウンリンク信号の受信信号に基づいてＳＮＲを測定し、その結果を記憶部１１６に記憶する。また、変調クラス決定部１２２は、記憶部１１６に記憶されたＳＮＲに基づいて希望の変調クラスを算出して、その結果を当該ＳＮＲに対応させて記憶部１１６に記憶する。そして、制御部１１８は、記憶部１１６に記憶されているＳＮＲおよび対応する変調クラスを、通信状態信号として変復調部１１４および無線部１１２を経て無線通信装置１０へ送信する。
【００２８】
以下、本実施の形態に係る無線通信装置１０の動作について説明する。なお、この動作は、送信部３０からの帯域幅全体の送信電力を上限値（または所定値）に維持した状態で、帯域幅の変更があった場合の無線通信装置１０の送信電力制御の動作である。
【００２９】
図３は、無線通信装置１０の概略動作を示すフローチャートである。先ず、制御部９０は、通信中の全ての無線端末からの通信状態情報であるＳＮＲおよび希望の変調クラスの情報を取得すると（Ｓ３０１）、テーブル作成部９２によりＳＮＲ対変調クラスのテーブルを作成する（Ｓ３０３）。このテーブルには、記憶部７０に記憶されている各サブキャリア電力(サブキャリア電力検出部４２で検出されたサブキャリア電力)も書き込む。その作成されたテーブルをサブキャリア毎にグループ化する（Ｓ３０５）。ここでは、全てのサブキャリアを、ＳＮＲが十分高く、送信電力を低下させても、変調クラスが下がらないエリア中心部に位置する無線端末のサブキャリアグループＡと、ＳＮＲが低く、変調クラスが低いエリアフリンジに位置する無線端末のサブキャリアグループＢと、それらの中間に位置する無線端末のサブキャリアグループＣとの３つにグループ化する。これにより、ＳＮＲ対変調クラス対送信電力のグループ化されたテーブルを作成する。
【００３０】
その後、制御部９０は、作成されたテーブルに基づいて、送信電力決定部９４により、電力増幅部３４から送信される送信電力が所定値を超えないように、グループ毎の送信電力の配分を決定する（Ｓ３０７）。例えば、サブキャリアグループＡについては、変調クラスが下がらない範囲内で送信電力を下げ、サブキャリアグループＢについては、サブキャリアグループＡの送信電力が下がった分を割り当てて送信電力を上げ、サブキャリアグループＣについては、サブキャリアグループＡとサブキャリアグループＢとの配分状況により送信電力を決定する。そして、制御部９０は、その決定された配分結果に基づいて、サブキャリア電力制御部４４により各サブキャリア電力をグループ単位で制御して（Ｓ３０９）、電力に応じた変調クラスで通信するように全体を制御する。
【００３１】
例えば、図４（ａ）、図４（ｂ）に示したように、帯域幅が１０ＭＨｚでサブキャリア総数が２４本の場合は、サブキャリアグループＡ〜Ｃに各８本のサブキャリアを割り当てる。そして、例えば、図４（ａ）に示すように、サブキャリアグループＢの電力をＰＣに対して３ｄＢ上げる必要がある場合は、それに伴ってサブキャリアグループＡの電力をＰＣに対して３ｄＢ下げる。また、全体の電力を維持するために、サブキャリアグループＣの電力は、ＰＣに対して３ｄＢ下げる。
【００３２】
また、例えば、図４（ｂ）に示すように、サブキャリアグループＢの電力をＰＣに対して１ｄＢ上げる必要がある場合は、それに伴ってサブキャリアグループＡの電力をＰＣに対して２ｄＢ下げる。また、帯域幅全体の送信電力を維持するために、サブキャリアグループＣの電力を、ＰＣに対して０．５ｄＢ上昇させる。
【００３３】
これにより、帯域幅の変更があっても、送信部３０からの全体の送信電力を所定値に維持した状態で、通信中の全ての無線端末に対して、所要のリンクバジェットを確保して安定した通信が可能となる。また、エリアフリンジに位置する無線端末に割り当てられた低ＳＮＲのサブキャリアに着目しているので、カバーエリアを維持することが可能になる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、無線端末から取得する通信状態情報はＳＮＲのみとして、ＳＮＲに基づいて同様にサブキャリアの電力を制御することもできる。また、無線端末に割り当てるサブキャリア数は、単一あるいは複数の任意の数とすることができる。さらに、上記実施の形態では、サブキャリア総数を均等のサブキャリア数で３つのグループに分けるようにしたが、サブキャリア数は均等でなくてもよいし、グループ数も任意に設定することができる。
【００３５】
また、サブキャリア総数をグループ化することなく、個々に電力制御することもできる。このようにすれば、例えば、サブキャリア電力検出部４２で検出されるサブキャリア電力が、送信部３４の出力段に設けられたフィルタ等の影響で、例えば図５（ａ）に示すように減衰されている場合は、その検出結果に基づいて、減衰されたサブキャリアの電力を、図５（ｂ）に示すように、帯域幅全体の送信電力を所定値に維持するように制御することもできる。
【００３６】
さらに、上記実施の形態では、ＳＮＲが低いサブキャリアを優先して送信電力を上げるエリア優先としたが、このようなエリア優先と、ＳＮＲが高いサブキャリアを優先して送信電力を上げるスループット優先とを、送信部３０の送信電力が所定値を超えないように、その都度決定して通信を実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０  無線通信装置
３０  送信部
３２  ＯＦＤＭ信号生成部
３４  電力増幅部
４２  サブキャリア電力検出部
５０  受信部
７０  記憶部
９０  制御部
９２  テーブル作成部
９４  送信電力決定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2011259031.tif 000006
【図５】
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【図６】
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