(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信相手と無線通信を行い、ダイレクトコンバージョン方式により無線信号を送信する通信装置であって、
局部発振器を有し、当該局部発振器が生成するキャリアを変調して送信信号を生成し、当該送信信号を送信する通信部と、
前記送信信号のキャリアリークレベルを検出する検出部と、
前記通信部を介して前記通信相手のＳＩＮＲおよびＲＳＳＩを取得する制御部とを備え、
前記制御部は、前記ＳＩＮＲ、前記ＲＳＳＩおよび前記キャリアリークレベルに基づいて前記ＳＩＮＲの劣化因を判定し、
前記制御部は、前記ＳＩＮＲの劣化因がキャリアリークによるものと判定した場合、前記ＲＳＳＩが小さい通信相手または変調多値数の小さい変調方式で通信している通信相手に前記キャリアの周波数近傍の無線リソースを割り当てることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
請求項１に記載の通信装置であって、前記制御部は、前記ＳＩＮＲが第１閾値より小さく、前記ＲＳＳＩが第２閾値以上であり、かつ、前記キャリアリークレベルが第３閾値より大きい場合に、前記ＳＩＮＲの劣化因がキャリアリークによるものと判定することを特徴とする通信装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の通信装置であって、さらに、前記局部発振器の位相雑音特性を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記キャリアリークレベルおよび前記位相雑音特性から、前記キャリアリークレベルおよび前記位相雑音特性に基づく雑音特性を算出し、算出した当該雑音特性に基づいて前記通信相手に無線リソースを割り当てることを特徴とする通信装置。
【請求項４】
複数の通信相手と無線通信を行い、ダイレクトコンバージョン方式により無線信号を送信する通信装置の通信制御方法であって、当該通信装置が、
キャリアを変調して生成した送信信号を送信するステップと、
前記送信信号のキャリアリークレベルを検出するステップと、
前記通信相手のＳＩＮＲおよびＲＳＳＩを取得するステップと、
前記ＳＩＮＲ、前記ＲＳＳＩおよび前記キャリアリークレベルに基づいて前記ＳＩＮＲの劣化因を判定するステップと、
前記ＳＩＮＲの劣化因がキャリアリークによるものと判定した場合、前記ＲＳＳＩが小さい通信相手または変調多値数の小さい変調方式で通信している通信相手に前記キャリアの周波数近傍の無線リソースを割り当てるステップとを含むことを特徴とする通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置および通信制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
世界標準の無線通信方式として、ＬＴＥ（Long Term Evolution）システムが３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）で標準化されている。ＬＴＥシステムは、通信方式として、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）を採用する。
【０００３】
ＯＦＤＭやＯＦＤＭＡが採用されたシステム（以下「ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステム」といる）においては、基地局は、リソースブロック（ＲＢ：Resource Block）を最小単位として無線端末に無線リソースを割り当てる。１リソースブロックは、例えば、１８０ｋＨｚの周波数帯域幅で０．５ｍｓの時間長をもち、１２本のサブキャリアを含む。
【０００４】
従来、基地局は無線リソースの通信品質に応じて各無線端末に無線リソースを割り当てる。例えば、通信品質の悪い無線リソースは、受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）が大きい無線端末に割り当て、通信品質の良い無線リソースは、ＲＳＳＩが小さい無線端末に割り当てる（特許文献１参照）。通信品質の指標としては、例えば、ＳＩＮＲ（Signal and Interference to Noise Ratio）が用いられる。
【０００５】
上述のように、通信品質の悪い無線リソースはＳＩＮＲに余裕のあるＲＳＳＩが大きい無線端末に割り当て、通信品質の良い無線リソースはＳＩＮＲに余裕のないＲＳＳＩが小さい無線端末に割り当てることにより、多数の無線端末が所望のＳＩＮＲを満足することができ、システムトータルのスループットを向上させることができる。以後、このような無線リソースの割り当て方法を、以後、「従来の無線リソース割り当て」と称する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−１７８０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムにおける送信方式、受信方式として、ダイレクトコンバージョン方式の採用が着目されている。ダイレクトコンバージョン方式は、ＩＦ（Intermediate Frequency）信号を介さずに、ＲＦ（Radio Frequency）信号とベースバンド信号との変換を直接行う方式である。ダイレクトコンバージョン方式は、ＩＦ信号を介してＲＦ信号とベースバンド信号との変換を行うスーパーヘテロダイン方式に比べて回路構成を単純化できるため、コストや実装面積の観点においてスーパーへテロダイン方式よりも優れている。
【０００８】
ダイレクトコンバージョン方式においては、通信装置は局部発振器（ＬＯ：Local Oscillator）が生成するキャリア（搬送波）をベースバンド信号で直接変調して送信信号を生成する。この際、リークなどによりキャリアが漏れ出して送信信号に重畳されてしまう。この送信信号に漏れ出したキャリア（以下「キャリアリーク」という）は、送信信号にとっては干渉波となり送信信号のＳＩＮＲを劣化させる。
【０００９】
無線リソースのＳＩＮＲが悪い主要因が、基地局の送信信号におけるキャリアリークである場合は、当該無線リソースをＲＳＳＩが大きい無線端末に割り当ててもＳＩＮＲは改善できない。なぜなら、当該無線リソースは、基地局から送信された時点において、すでにキャリアリークに起因してＳＩＮＲが悪いため、受信信号の強度を大きくしても、その分だけキャリアリークの強度も大きくなってしまい、受信信号とキャリアリークの比率は変わらないからである。
【００１０】
よって、無線リソースのＳＩＮＲが悪い主要因がキャリアリークである場合は、当該無線リソースをＲＳＳＩが大きい無線端末に割り当てるとシステムトータルのスループットの観点からみて効率が悪い。本来、変調多値数の大きい変調方式で無線通信可能な無線端末を変調多値数の小さい変調方式で無線通信させることになるからである。
【００１１】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、ダイレクトコンバージョン方式を採用する通信システムにおいて、ＳＩＮＲ劣化の主要因がキャリアリークである無線リソースが存在する場合に、システムトータルのスループットの向上を考慮した無線リソースの割り当てを実行できる通信装置及び通信制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成する第１の観点に係る通信装置の発明は、
複数の通信相手と無線通信を行い、ダイレクトコンバージョン方式により無線信号を送信する通信装置であって、
局部発振器を有し、当該局部発振器が生成するキャリアを変調して送信信号を生成し、当該送信信号を送信する通信部と、
前記送信信号のキャリアリークレベルを検出する検出部と、
前記通信部を介して前記通信相手のＳＩＮＲおよびＲＳＳＩを取得する制御部とを備え、
前記制御部は、前記ＳＩＮＲ、前記ＲＳＳＩおよび前記キャリアリークレベルに基づいて前記ＳＩＮＲの劣化因を判定し、
前記制御部は、前記ＳＩＮＲの劣化因がキャリアリークによるものと判定した場合、前記ＲＳＳＩが小さい通信相手または変調多値数の小さい変調方式で通信している通信相手に前記キャリアの周波数近傍の無線リソースを割り当てることを特徴とする。
【００１３】
第２の観点に係る発明は、第１の観点に係る通信装置であって、前記制御部は、前記ＳＩＮＲが第１閾値より小さく、前記ＲＳＳＩが第２閾値以上であり、かつ、前記キャリアリークレベルが第３閾値より大きい場合に、前記ＳＩＮＲの劣化因がキャリアリークによるものと判定することを特徴とする。
【００１４】
第３の観点に係る発明は、第１または第２の観点に係る通信装置であって、さらに、前記局部発振器の位相雑音特性を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記キャリアリークレベルおよび前記位相雑音特性から、前記キャリアリークレベルおよび前記位相雑音特性に基づく雑音特性を算出し、算出した当該雑音特性に基づいて前記通信相手に無線リソースを割り当てることを特徴とする。
【００１５】
上述したように本発明の解決手段を装置として説明してきたが、本発明はこれらに実質的に相当する方法、プログラム、プログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものであり、本発明の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。
【００１６】
例えば、本発明を方法として実現させた第４の観点に係る通信制御方法の発明は、
複数の通信相手と無線通信を行い、ダイレクトコンバージョン方式により無線信号を送信する通信装置の通信制御方法であって、当該通信装置が、
キャリアを変調して生成した送信信号を送信するステップと、
前記送信信号のキャリアリークレベルを検出するステップと、
前記通信相手のＳＩＮＲおよびＲＳＳＩを取得するステップと、
前記ＳＩＮＲ、前記ＲＳＳＩおよび前記キャリアリークレベルに基づいて前記ＳＩＮＲの劣化因を判定するステップと、
前記ＳＩＮＲの劣化因がキャリアリークによるものと判定した場合、前記ＲＳＳＩが小さい通信相手または変調多値数の小さい変調方式で通信している通信相手に前記キャリアの周波数近傍の無線リソースを割り当てるステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ダイレクトコンバージョン方式を採用する通信システムにおいて、ＳＩＮＲ劣化の主要因がキャリアリークである無線リソースが存在する場合に、システムトータルのスループットの向上を考慮した無線リソースの割り当てを実行できる通信装置及び通信制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る基地局が記憶する位相雑音特性の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る基地局の無線リソース割り当て処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の通信装置を基地局に適用した場合の実施形態について、図面を参照して説明する。
【００２０】
図１は、本発明の一実施形態に係る無線通信システムの概略図である。無線通信システム１は、基地局１０と複数の無線端末２０（２０ａおよび２０ｂ）とから構成されている。基地局１０は、通信相手である複数の無線端末２０と無線通信を行う。
【００２１】
図１に示す例においては、無線端末２０ａの方が無線端末２０ｂよりも基地局１０の近くに位置する。この場合、通常は、無線端末２０ａのＲＳＳＩの方が無線端末２０ｂのＲＳＳＩよりも大きい。ただし、無線端末２０のＲＳＳＩは距離だけに単純に依存するのではなく伝搬路の状況等にも依存するため、無線端末２０ａのＲＳＳＩの方が無線端末２０ｂのＲＳＳＩよりも小さいこともあり得る。
【００２２】
図２は、本発明の一実施形態に係る基地局の概略構成を示す機能ブロック図である。基地局１０は、通信部１１０、検出部１２０、記憶部１３０および制御部１４０を備える。
【００２３】
通信部１１０は、アンテナを介して無線端末２０からＲＦ信号を受信する。また、通信部１１０は、アンテナを介して無線端末２０へＲＦ信号を送信する。
【００２４】
通信部１１０は、局部発振器１１５を備える。局部発振器１１５は、ＲＦ周波数であるキャリアを生成する。
【００２５】
通信部１１０は、局部発振器１１５が生成するキャリアをベースバンド信号で直接変調し、変調した送信信号を無線端末２０に送信する。
【００２６】
検出部１２０は、通信部１１０が送信するＲＦ信号からキャリアリークを検出する。キャリアリークとは、キャリアが送信信号にそのまま漏れ出てきたものであり、キャリアリークは送信信号のＳＩＮＲを劣化させる。
【００２７】
記憶部１３０は、局部発振器１１５が生成するキャリアの位相雑音特性を記憶する。図３に、記憶部１３０が記憶する局部発振器１１５の位相雑音特性の例を示す。実線が位相雑音特性を示す。図３に示す例においては局部発振器１１５が生成するキャリア周波数はＲＢ５内にあり、ピークとなっている部分の周波数がキャリア周波数である。図３に示すように、位相雑音はキャリア周波数の近傍ほど大きく、キャリア周波数から遠ざかるにつれて小さくなっていく。リソースブロック毎に斜線で示した長方形は、位相雑音をリソースブロック内で積分したものであり、リソースブロック毎の位相雑音に起因する雑音電力を示す。
【００２８】
制御部１４０は、基地局１０の各機能ブロックをはじめ基地局１０の全体を制御および管理する。制御部１４０は、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理ごとに特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることができる。
【００２９】
制御部１４０は、通信部１１０が無線端末２０から受信したＲＦ信号から、無線端末２０のＲＳＳＩやＳＩＮＲなどを取得する。
【００３０】
制御部１４０は、検出部１２０からキャリアリークレベルを取得する。また、制御部１４０は、当該キャリアリークレベルと記憶部１３０から取得する局部発振器１１５の位相雑音特性とから、キャリアリークおよび位相雑音に基づく雑音特性を算出する。キャリアリークおよび位相雑音に基づく雑音特性は、キャリアリークレベルが大きいほど全周波数帯域にわたって劣化する。
【００３１】
制御部１４０は、検出部１２０から取得したキャリアリークレベルおよび通信部１１０を介して無線端末２０から取得したＲＳＳＩに基づいて、ＳＩＮＲの劣化因がキャリアリークによるものか否かを判定する。
【００３２】
制御部１４０は、ＳＩＮＲが劣化している場合において、ＲＳＳＩが所定の閾値Ｔｒよりも大きく、かつ検出部１２０から取得したキャリアリークレベルが所定の閾値Ｔｃより大きい場合は、ＳＩＮＲの劣化因がキャリアリークによるものであると判定する。
【００３３】
制御部１４０は、ＳＩＮＲの劣化因の判定結果に基づいて無線端末２０に無線リソースを割り当てる。制御部１４０は、キャリアリークがＳＩＮＲの劣化因である場合は、キャリア周波数近傍の無線リソースは、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）のような変調多値数が小さい変調方式で通信を行っている無線端末２０に割り当てる。変調多値数が小さい変調方式は、要求するＳＩＮＲのレベルが小さいからである。制御部１４０は、キャリアリークがＳＩＮＲの劣化因でない場合は、従来の無線リソース割り当てを実施する。
【００３４】
図４のフローチャートを参照しながら、基地局１０の無線リソース割り当て処理を説明する。
【００３５】
制御部１４０は、通信部１１０が受信したＲＦ信号から、無線端末２０のＳＩＮＲおよびＲＳＳＩを取得する（ステップＳ１０１）。制御部１４０は、ＳＩＮＲを所定の閾値Ｔｓと比較する（ステップＳ１０２）。
【００３６】
ステップＳ１０２においてＳＩＮＲが所定の閾値Ｔｓ以上であると判定した場合、制御部１４０は、現状の無線リソースの割り当てを継続する（ステップＳ１０３）。ステップＳ１０２においてＳＩＮＲが所定の閾値Ｔｓより小さいと判定した場合、制御部１４０は、ＲＳＳＩを所定の閾値Ｔｒと比較する（ステップＳ１０４）。
【００３７】
ステップＳ１０４においてＲＳＳＩが所定の閾値Ｔｒより小さいと判定した場合、制御部１４０は、ＳＩＮＲの劣化はキャリアリークに起因するものではないと判断し、従来の無線リソース割り当てを実施する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０４においてＲＳＳＩが所定の閾値Ｔｒ以上であると判定した場合、制御部１４０は、検出部１２０が通信部１１０の出力から検出したキャリアリークレベルを取得する（ステップＳ１０６）。
【００３８】
制御部１４０は、キャリアリークレベルを所定の閾値Ｔｃと比較する（ステップＳ１０７）。ステップＳ１０７においてキャリアリークレベルが所定の閾値Ｔｃ以下の場合、制御部１４０は、ＳＩＮＲの劣化はキャリアリークに起因するものではないと判断し、従来の無線リソース割り当てを実施する（ステップＳ１０５）。ステップＳ１０７においてキャリアリークレベルが所定の閾値Ｔｃより大きいと判定した場合、制御部１４０は、ＳＩＮＲの劣化因はキャリアリークによるものと判定する（ステップＳ１０８）。
【００３９】
制御部１４０は、検出部１２０から取得したキャリアリークレベル、および、記憶部１３０から取得した各無線リソースの位相雑音特性に基づいて、キャリアリークおよび位相雑音に基づく雑音特性を算出する（ステップＳ１０９）。
【００４０】
制御部１４０は、各無線端末２０のＲＳＳＩ、および、各無線端末２０が無線通信している変調方式の変調多値数を確認し、キャリアリークおよび位相雑音に基づく雑音が大きい無線リソースを、ＲＳＳＩが小さい無線端末２０または変調多値数の小さい変調方式で通信している無線端末２０に割り当てる（ステップＳ１１０）。
【００４１】
このように、本実施形態によれば、ダイレクトコンバージョン方式を採用する通信システムにおいて、ＳＩＮＲ劣化の主要因がキャリアリークである無線リソースが存在する場合に、システムトータルのスループットの向上を考慮した無線リソースの割り当てを実行できる通信装置及び通信制御方法を提供することができる。
【００４２】
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各部材、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。
【００４３】
また、上述の実施形態においては、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムを例に挙げて説明したが、本発明はＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡシステムに限られるものではなく、一定の時間毎に複数の無線端末への無線リソースの割り当てを実施するような無線通信システムであれば適用可能である。さらに、本発明は、基地局だけでなく無線端末にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  基地局
１１０  通信部
１１５  局部発振器
１２０  検出部
１３０  記憶部
１４０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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