(57)【要約】【課題】  通信トラフィックが低く送信出力が低くなった場合でも電力効率の低下を抑制できる通信装置を提供する。【解決手段】  通信装置は、複数に分割された時間帯および複数に分割された周波数帯の信号を多重して通信する装置であって、同一の時間帯における周波数帯が数多く占有されるように優先的に割り当てられた各時間帯および各周波数帯の信号を多重して送信する。こうした構成によって、通信トラフィックが低く送信出力が低くなった場合でも電力効率の低下を抑制することができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数に分割された時間帯および複数に分割された周波数帯の信号を多重して通信する通信装置であって、
同一の時間帯における周波数帯が数多く占有されるように優先的に割り当てられた各時間帯および各周波数帯の信号を多重して送信することを特徴とする通信装置。
【請求項２】
いずれの周波数帯も占有しない時間帯では、高周波電力増幅器のバイアスをオフにする制御を行うバイアス制御部を備えたことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項３】
時間帯ごとに占有された周波数帯の数に応じて、高周波電力増幅器のバイアスを制御するバイアス制御部を備えたことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項４】
連続する複数の時間帯からなる同一の時間帯グループにおける周波数帯が数多く占有されるように優先的に割り当てられた各時間帯および各周波数帯の信号を多重して送信することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
【請求項５】
いずれの周波数帯も占有しない時間帯グループでは、高周波電力増幅器のバイアスをオフにする制御を行うバイアス制御部を備えたことを特徴とする請求項４記載の通信装置。
【請求項６】
時間帯グループごとに占有された周波数帯の数に応じて、高周波電力増幅器のバイアスを制御するバイアス制御部を備えたことを特徴とする請求項４記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数に分割された時間帯および複数に分割された周波数帯の信号を多重して通信する通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式に代表される無線通信システムでは、無線伝送区間のリソースは周波数軸方向と時間軸方向の２次元に多重可能なスロット構造をとり、有線伝送区間のデータをパケットにして無線伝送区間のスロットに自由に割り当てることができる。この特徴を活かして、無線伝送区間の回線品質に応じてスロット割り当てを行うスケジューリング手法が実現可能である。
【０００３】
無線通信基地局に使われる高周波電力増幅器は、一般に送信出力が大きいほど電力効率が高いという特徴がある。このため、ＯＦＤＭＡ方式の無線通信基地局では、同一時間帯における周波数軸方向の多重度が高い場合、即ち送信電力が大きい場合は、電力効率が高いが、同一時間帯における周波数軸方向の多重度が低い場合、即ち送信電力が小さい場合は、電力効率が低いという問題点がある。
【０００４】
（ドレイン）電源電圧や（ゲート）バイアス電圧を制御することによって電力効率の低下を抑える技術として、例えば特許文献１，２がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１７０２０２号公報
【特許文献２】特開平９−０４６１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、通信トラフィックが低く送信出力が低くなった場合でも電力効率の低下を抑制できる通信装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、複数に分割された時間帯および複数に分割された周波数帯の信号を多重して通信する通信装置であって、
同一の時間帯における周波数帯が数多く占有されるように優先的に割り当てられた各時間帯および各周波数帯の信号を多重して送信することを特徴とする通信装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、同一の時間帯における周波数帯が数多く占有されるように優先的に割り当てられた各時間帯および各周波数帯の信号を多重して送信するので、通信トラフィックが低く送信出力が低くなった場合でも電力効率の低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る無線通信基地局の構成を示すブロック図である。図１では、特に無線伝送区間のリソース割当制御と高周波電力増幅器のバイアス制御とに着目した無線通信基地局の構成を示している。無線通信基地局２０は、伝送制御部３０、ベースバンド／無線部４０、バイアス制御部５０、高周波電力増幅器６０およびアンテナ７０を備えている。伝送制御部３０は、スケジューラ３１を備えている。スケジューラ３１は、複数に分割された時間帯および複数に分割された周波数帯のいずれによって信号を伝送するか、つまりリソースの割り当てを行う。ベースバンド／無線部４０は、ベースバンド信号を高周波信号に変換する。バイアス制御部５０は、バイアス５１を制御することによって、高周波電力増幅器６０のバイアスを制御する。高周波電力増幅器６０は、高周波の送信用バースト信号４１を増幅する。アンテナ７０は、対向する無線通信移動局に向けて無線送信する。
【００１０】
次に無線通信基地局の動作を説明する。
【００１１】
まず、有線回線を通じてユーザデータ３２が無線通信基地局２０に伝送されてくる。ユーザデータ３２は、ＩＰパケットなどのパケットデータである。このユーザデータ３２は、伝送制御部３０のスケジューラ３１においてスケジューリングされてベースバンド／無線部４０に出力される。ベースバンド／無線部４０では、ベースバンド信号から無線送信用の高周波信号に変換される。変換された高周波信号は、高周波電力増幅器６０において充分に増幅された後、アンテナ７０を介して無線送信される。
【００１２】
このとき、スケジューラ３１からリソース割り当て情報３３がバイアス制御部５０に伝えられる。バイアス制御部５０は、リソース割り当て情報３３に基づいてバイアス５１を制御することによって、高周波電力増幅器６０のバイアスを制御する。具体的には、バイアスをＯＮ／ＯＦＦの２段階制御したり、あるいは、３段階以上の制御を行ったりする。
【００１３】
図２は、本発明の実施の形態１に係るリソース割当およびバイアス制御を例示した図である。以下、時分割複信ＯＦＤＭＡ方式を例にとって説明する。無線伝送フレーム１は、送信区間２と受信区間３に分割される。さらに、周波数軸を複数に分割してできた周波数帯および時間軸を複数に分割してできた時間帯によって構成される２次元の帯域をスロット９と呼ぶ。このスロット９を割り当ての最小単位とする。通常、送信区間２の先頭はプリアンブル４と呼ばれる信号に割り当てられる。プリアンブル４は、トラフィックとは無関係な固定パターンから構成される。
【００１４】
続いて、ユーザ単位毎のバースト５，６，７，８をスロットに割り当てる。ＯＦＤＭＡ方式では、周波数方向と時間方向に任意に割り当て可能であるが、本発明では特に、同一の時間帯における周波数帯が数多く占有されるように優先的に割り当てる。
【００１５】
こうすることによって、時間方向に広く割り当てた場合に比較して、優先的に割り当てを行ったスロットの時間帯の高周波電力増幅器６０は送信出力が大きくなり、高周波電力増幅器６０を比較的高い電力効率で運用することが可能となる。
【００１６】
なお、同一時間帯に優先的な割り当てを行った結果、いずれの周波数帯も占有しない時間帯が増すことになる。このような時間帯においては、高周波電力増幅器６０のバイアスをオフにする制御を行う。具体的には、いずれかの周波数帯に割り当てのある時間帯では高周波電力増幅器６０のバイアスをＯＮ状態１０とし、いずれの周波数帯にも割り当てのない空き時間帯においては高周波電力増幅器６０の電力をＯＦＦ状態１１にする。
【００１７】
こうすることによって、空き時間帯において高周波電力増幅器６０のアイドル電流を抑制することができ、高い電力効率をさらに維持することが可能となる。
【００１８】
参考例．
図３は、参考例に係るリソース割当およびバイアス制御を示した図である。無線フレーム１の送信区間２の各スロット９に、プリアンブル４やバースト５，６，７，８を割り当てている。単位スロット時間の送信出力は、その時間に割り当てられた周波数帯の数に比例して大きくなる。例えば、プリアンブル４が割り当てられた単位スロット時間の送信出力に比較して、バースト６やバースト８の単位スロット時間の送信出力は低くなる。
【００１９】
一方で、高周波電力増幅器のバイアスは、送信区間２に含まれる全ての時間帯にわたってＯＮ１０状態とし、受信区間３をＯＦＦ状態としている。例えば、バースト７前後の空き時間帯において、高周波電力増幅器のアイドル電流を無駄に消費している。また、バースト６およびバースト８は、同一周波数帯が比較的少なくなるように割り当てられており、割り当て時間帯が長くなることによって、電力効率が比較的低くなっている。
【００２０】
これに対して、前述の図２では、同一時間帯に優先的な割り当てを行っているため、いずれの周波数帯も占有しない時間帯が比較的多い。特に、バースト６やバースト８の時間帯が図３に比べ図２の方が少なくなっているため、バースト６等の時間帯において電力効率を高く維持することができる。
【００２１】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係るリソース割当およびバイアス制御を例示した図である。実施の形態１に対して異なる特徴は、高周波電力増幅器６０のバイアスにＯＮ、ＯＦＦだけでなく中間的なバイアス１２，１３を設けた点である。実施の形態１と同様に同一時間帯に優先的に割り当てを行ったとしても、全ての周波数帯を占有することなく空き周波数帯が残ると、その時間帯における高周波電力増幅器６０の電力効率は低下を余儀なくされる。これに対して、本実施の形態２では、空き周波数帯の残る時間帯では、中間的なバイアスを取るように制御をする。つまり、時間帯ごとに占有された周波数帯の数に応じて高周波電力増幅器６０へのバイアスを制御する。中間的なバイアスとしては、例えば、２段階や３段階など不連続な制御であっても、連続的に変化させるような制御であってもよい。
【００２２】
こうすることによって、高周波電力増幅器６０を無駄なく駆動することができ、電力効率の低下を防ぐことができる。
【００２３】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３に係るリソース割当およびバイアス制御を例示した図である。実施の形態１では、高周波電力増幅器６０を単位時間帯毎にＯＮ／ＯＦＦするケースが生じるため、具体的な無線通信システムに適用した場合のＯＮ／ＯＦＦ時間間隔が短くなり、高周波電力増幅器６０などアナログ系の構成品を中心に過剰な過渡応答特性などを要求することになることが想定される。そこで本実施の形態３では、複数の単位時間帯を纏めて時間帯グループを構成させる。送信区間２は、１以上の時間帯グループから構成されるものとする。同一の時間帯グループにおける周波数帯が数多く占有されるように優先的にバーストを割り当てる。
【００２４】
ここで、いずれかの周波数帯が占有された時間帯グループにおいては、高周波電力増幅器６０へのバイアスがＯＮになるように、いずれの周波数帯も占有しない時間帯グループでは、高周波電力増幅器６０へのバイアスがＯＦＦになるように、制御する。
【００２５】
図５では、先頭の時間帯グループ１５を最優先、後端の時間帯グループ１７を次に優先してバーストを割り当てている。結果として、割り当てのない中央の時間帯グループ１６では高周波電力増幅器６０をＯＦＦしている。
【００２６】
こうすることによって、高周波電力増幅器６０のＯＮ／ＯＦＦ周期を減じ、過渡応答特性の要求を緩和できるという効果がある。
【００２７】
実施の形態４．
図６は、本発明の実施の形態４に係るリソース割当およびバイアス制御を例示した図である。本実施の形態４は、実施の形態２と実施の形態３の特徴を組み合わせたものである。すなわち、時間帯グループ１５，１７，１６についてこの順に優先的にバーストを割り当てるとともに、時間帯グループごとに占有された周波数帯の数に応じて高周波電力増幅器６０へのバイアスを制御する。
【００２８】
こうすることによって、高周波電力増幅器６０のＯＮ／ＯＦＦ周期を減じ、過渡応答特性の要求を緩和できるとともに、高周波電力増幅器６０を無駄なく駆動することができ、電力効率の低下を防ぐことができる。
【００２９】
また、後端の時間帯グループ１７に着目すると、同一周波数帯における時間帯が数多く占有されるように優先的にバースト８を割り当てる。
【００３０】
こうすることによって、当該時間帯グループ内の送信出力を平均化でき、高周波電力増幅器６０を中間的なバイアス１３を用いて電力効率の低下を更に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る無線通信基地局の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るリソース割当およびバイアス制御を例示した図である。
【図３】参考例に係るリソース割当およびバイアス制御を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係るリソース割当およびバイアス制御を例示した図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係るリソース割当およびバイアス制御を例示した図である。
【図６】本発明の実施の形態４に係るリソース割当およびバイアス制御を例示した図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  無線伝送フレーム
２  送信区間
３  受信区間
４  プリアンブル
５〜８，４１  バースト
９  スロット
１０〜１３，５１  バイアス
１５〜１７  時間帯グループ
２０  無線通信基地局
３０  伝送制御部
３１  スケジューラ
３２  ユーザデータ
３３  リソース割り当て情報
４０  ベースバンド／無線部
５０  バイアス制御部
６０  高周波電力増幅器
７０  アンテナ
【図１】
2008301404.tif 000003
【図２】
2008301404.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008301404.tif 000006
【図５】
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【図６】
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