(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信フレームに上りスロットを割り当てるタイミング及び下りスロットを割り当てるタイミングを生成するタイミング生成手段と、
前記タイミング生成手段によって生成されたタイミングに従って、前記通信フレームに上りスロット及び下りスロットを割り当てる帯域割当手段と、
を具備し、
前記帯域割当手段は、前記通信フレームにおいて、
下りスロットを先頭に割り当て、かつ、複数の下りスロットをまとめて割り当てた後に複数の上りスロットをまとめて割り当てる第１領域と、
上りスロットを先頭に割り当て、かつ、上りスロットと下りスロットとを交互に割り当てる第２領域と、を設けることを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記第２領域に割り当てられている上りスロットの受信レベルを検出する検出手段と、
前記受信レベルの検出結果に応じて、前記上りスロットに対応する下りスロットに送信ダイバーシチ処理を施すダイバーシチ手段と、
を具備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】
前記帯域割当手段は、前記第１領域に含まれる下りスロットと上りスロットの間に前記第２領域を設けることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の基地局装置。
【請求項４】
前記帯域割当手段は、前記第２領域において、上りスロットが割り当てられた領域と下りスロットが割り当てられた領域の間の領域に、ガード区間を設け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】
前記帯域割当手段は、前記第２領域に含まれる下りスロットに優先度の高い送信信号を割り当て、前記第１領域に含まれる下りスロットに優先度の低い送信信号を割り当てることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の基地局装置。
【請求項６】
前記帯域割当手段は、前記第１領域の先頭に割り当てられた下りスロットと対応する上りスロットを前記通信フレームの最後部に割り当て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】
上りスロットの受信レベルの検出結果に応じて、前記上りスロットに対応する下りスロットの送信電力を制御する制御手段を具備することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の基地局装置。
【請求項８】
下り送信信号に拡散処理を施して、前記下り送信信号を構成するサブキャリアのそれぞれに拡散チップを割り当てる拡散手段を具備することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の基地局装置。
【請求項９】
下り送信信号は、送信信号をＩＦＦＴ処理して得られるＯＦＤＭ信号であることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載の基地局装置。
【請求項１０】
通信フレームに、下りスロットを先頭に割り当て、かつ、複数の下りスロットをまとめて割り当てた後に複数の上りスロットをまとめて割り当てる第１領域と、上りスロットを先頭に割り当て、かつ、上りスロットと下りスロットとを交互に割り当てる第２領域と、を設けることを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は同一の無線周波数を時分割して上り回線と下り回線を交互に通信するＴＤＤ（Time Division Duplex：時分割複信）方式を用いて端末局と双方向の無線通信を行う基地局装置に関し、特に、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式を用いて通信を行う基地局装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）を用いた移動体通信システムにおける複信方式としては、ＴＤＤ方式が知られている。ＴＤＤ方式は、送受信同一帯域方式であり、ピンポン方式とも呼ばれ、同一の無線周波数を時間分割して上り回線と下り回線を交互に通信する方式である。
【０００３】
図１３に、ＴＤＤ方式における通信フレームの構成例を示す。この図１３に示す通信フレームは、時分割で複数のスロットに分割されている。この通信フレームにおいては、フレームの前半部分に下りスロット（下りスロット１〜下りスロットｎ）、フレームの後半部分に上りスロット（上りスロット１〜上りスロットｎ）が配置される。図１３においては、上りスロット１〜上りスロットｎには、対応する上りバースト１〜上りバーストｎが割り当てられ、下りスロット１〜下りスロットｎには、対応する下りバースト１〜下りバーストｎが割り当てられている例を示している。
【０００４】
このように構成された通信フレームを用いて、基地局装置と端末局装置とが無線通信を行う場合には、各端末局に対して前記通信フレームに含まれる上りスロットと下りスロットがそれぞれ割り当てられる。基地局装置は、図１３参照に示すタイミング信号に基づいて、送信処理と受信処理を切り替える。端末局装置は、自装置に割り当てられた上りスロットのタイミングで送信処理を行い、下りスロットのタイミングで受信処理を行う。
【０００５】
次に、図１４及び図１５を参照して、上りバーストと下りバーストの構造について説明する。図１４は、下りバーストの構造を示す図であり、図１５は、上りバーストの構造を示す図である。図１４に示すように、下りバーストの先頭には、既知信号であり、伝送路推定に用いられる伝送路推定用プリアンブルが配置される。また、この伝送路推定用プリアンブルの後段には、端末局宛てのデータ（下りデータ＃１及び下りデータ＃２）が配置される。
【０００６】
下りバーストは、基地局から所定のタイミングで送信されるので、下りバースト同士の衝突は起こり得ない。したがって、下りバーストにはガードタイムが設けられていない。
【０００７】
一方、図１５に示すように、上りバーストの先頭には、隣接するバーストとの衝突を防ぐためにガードタイムが設けられ、このガードタイムの後段に、同期検出やＡＧＣ（自動利得制御）に用いられる同期・ＡＧＣ用プリアンブルが配置される。また、この同期・ＡＧＣ用プリアンブルの後段には、既知信号であり、伝送路推定に用いられる伝送路推定用プリアンブルが配置される。さらに、伝送路推定用プリアンブルの後段には、基地局宛てのデータ（上りデータ＃３及び上りデータ＃４）が配置される。
【０００８】
図１３に示す通信フレームにおいては、下りバーストを下りバースト同士でまとめて配置することにより、上りバーストの受信タイミングが所定の受信タイミングからずれることで下りバーストと衝突することを防止している。これにより、下りバーストには、ガードタイムを設ける必要が無いので、通信フレームにおけるガードタイムの比率を低下させ、伝送効率の向上を図っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、移動体通信分野においては、フェージングにより受信信号の品質劣化が著しくなることから、このフェージングによる受信信号の品質劣化を軽減するためにダイバーシチ処理が用いられている。このダイバーシチ処理は、受信機側において受信信号の電力の落ち込みを防止する技術であるが、移動局のような通信端末装置でダイバーシチを実現するためには、処理能力や小型化等の点で制約がある。そこで、本来受信機側で実現されるべきダイバーシチを送信機側で実現する送信ダイバーシチが検討されている。
【００１０】
ここで図１３に示す通信用フレームを用いて基地局と端末局との間で通信が行われている場合の、基地局と端末局との間で行われる送信ダイバーシチについて説明する。この基地局及び端末局は、ＩＦＦＴ回路を備えており、上り回線及び下り回線でいずれもＯＦＤＭ通信を行うものとする。
【００１１】
基地局は、上りバーストを複数のアンテナ素子より受信し、このアンテナ素子毎に受信レベルを検出する。また、この受信レベルの検出は、受信信号のサブキャリア毎に行われる。基地局は、受信レベルの検出結果に基づき、下りバーストを構成するサブキャリアを、そのサブキャリアについて最も受信レベルの高いアンテナ素子に割り当てて送信する。
【００１２】
このような送信ダイバーシチは、ＴＤＤ方式において、上り回線と下り回線の伝播路特性が略同じであることを前提としている。送信ダイバーシチでは、この前提に基づいて、上り回線の受信電力が最も高いブランチから下り回線の信号を送信することにより、端末局における下り回線の受信電力を最大にすることを図っている。
【００１３】
しかしながら、図１３に示すように、下りスロットと上りスロットをまとめて配置したフレーム構成においては、上りスロットと下りスロットが離れて（すなわち、上りスロットの受信から下りスロットの送信までに大きな時間間隔を有して）配置されているため、上りスロット受信時の回線状態と下りスロット送信時の回線状態とが大きく異なる。したがって、上り回線と下り回線の伝播路特性が略同じであるという前提が崩れており、ダイバーシチによる受信品質の改善能力が劣化してしまうという問題がある。
【００１４】
本発明は、上記観点に鑑みてなされたものであり、伝送効率を低下させずに送信ダイバーシチによる受信品質の改善効果を高めることが出来る基地局装置及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局装置は、通信フレームに上りスロットを割り当てるタイミング及び下りスロットを割り当てるタイミングを生成するタイミング生成手段と、前記タイミング生成手段によって生成されたタイミングに従って、前記通信フレームに上りスロット及び下りスロットを割り当てる帯域割当手段と、を具備し、前記帯域割当手段は、前記通信フレームにおいて、下りスロットを先頭に割り当て、かつ、複数の下りスロットをまとめて割り当てた後に複数の上りスロットをまとめて割り当てる第１領域と、上りスロットを先頭に割り当て、かつ、上りスロットと下りスロットとを交互に割り当てる第２領域と、を設ける構成を採る。
【００１６】
この構成によれば、第１領域のオープンループ周期に対して、第２領域のオープンループ周期を短くすることができるので、伝送効率を低下させずに送信ダイバーシチによる受信品質の改善効果を高めることができる。
【００１７】
本発明の基地局装置は、前記第２領域に割り当てられている上りスロットの受信レベルを検出する検出手段と、前記受信レベルの検出結果に応じて、前記上りスロットに対応する下りスロットに送信ダイバーシチ処理を施すダイバーシチ手段と、を具備する構成を採る。
【００１８】
この構成によれば、通信フレーム内にオープンループ周期が短い第２領域を設け、第２領域のスロットに割り当てられた下りスロットに送信ダイバーシチ処理を施すことにより、伝送効率をほとんど低下させずに、ダイバーシチ効果を改善することが出来る。
【００１９】
本発明の基地局装置は、前記帯域割当手段は、前記第１領域に含まれる下りスロットと上りスロットの間に前記第２領域を設ける構成を採る。
【００２０】
この構成によれば、上りスロットと次のフレームにおける下りスロットとの間隔が短くなるので、さらにダイバーシチによる受信品質の改善効果を向上させることが出来る。
【００２３】
本発明の基地局装置は、前記帯域割当手段は、前記第２領域において、上りスロットが割り当てられた領域と下りスロットが割り当てられた領域の間の領域に、ガード区間を設ける構成を採る。
【００２４】
この構成によれば、ガード区間を設けることにより、送信処理と受信処理との切り替え処理をさらに低速で行うことが出来る。これにより、さらに一層、送信処理と受信処理との切り替え処理に要する消費電力を低減し、装置規模を小型化することが出来る。
【００２５】
本発明の基地局装置は、前記帯域割当手段は、前記第２領域に含まれる下りスロットに優先度の高い送信信号を割り当て、前記第１領域に含まれる下りスロットに優先度の低い送信信号を割り当てる構成を採る。
【００２６】
この構成によれば、優先度の高い信号（すなわち、良好な誤り率を要求される信号）を、優先的に第２領域に配置されたスロットに割り当てるので、優先度の高い信号の誤り率特性を改善することが出来る。
【００２７】
本発明の基地局装置は、前記帯域割当手段は、前記第１領域の先頭に割り当てられた下りスロットと対応する上りスロットを前記通信フレームの最後部に割り当てる構成を採る。
【００２８】
この構成によれば、通信フレームの最後部に割り当てられた上りスロットと次のフレームの第１領域の先頭に割り当てられた下りスロットとの間隔を短くすることができるので、前フレームにおける上りスロットを用いて回線状態を推定し、この推定結果に基づいて送信ダイバーシチを行うことにより、第１領域に配置されたスロットについても、ダイバーシチによる受信品質の改善効果を向上させることが出来る。
【００２９】
本発明の基地局装置は、上りスロットの受信レベルの検出結果に応じて、前記上りスロットに対応する下りスロットの送信電力を制御する制御手段を具備する構成を採る。
【００３０】
この構成によれば、送信電力制御を行うことにより、端末局装置における受信電力を略一定に保つことが出来る。ＯＦＤＭ信号の誤り率の劣化の要因としては、受信レベルが落ち込んだサブキャリアが支配的であるので、基地局装置がＯＦＤＭ通信を行う際には、サブキャリアの受信電力を略一定に保つことにより、受信レベルの落ち込みを防止することが出来る。これによって、端末局装置における誤り率特性を改善することが出来る。
【００３１】
本発明の基地局装置は、上記基地局装置において、下り送信信号に拡散処理を施して、前記下り送信信号を構成するサブキャリアのそれぞれに拡散チップを割り当てる拡散手段を具備する構成を採る。
【００３２】
この構成によれば、第２領域に配置されたスロットについては、ダイバーシチ効果が改善されるので、拡散符号間の直交性の崩れを低減することが出来る。このため、周波数分割多重可能な拡散チップ数が増加するので、伝送効率を向上させることが出来る。
【００３３】
本発明の基地局装置は、下り送信信号は、送信信号をＩＦＦＴ処理して得られるＯＦＤＭ信号である構成を採る。
【００３４】
本発明の無線通信方法は、通信フレームに、下りスロットを先頭に割り当て、かつ、複数の下りスロットをまとめて割り当てた後に複数の上りスロットをまとめて割り当てる第１領域と、上りスロットを先頭に割り当て、かつ、上りスロットと下りスロットとを交互に割り当てる第２領域と、を設けるようにした。
【００３５】
この方法によれば、第１領域のオープンループ周期に対して、第２領域のオープンループ周期を短くすることができるので、伝送効率をほとんど低下させずに、ダイバーシチ効果を改善することが出来る。
【００３６】
【発明の実施の形態】
本発明者は、下りスロット同士及び上りスロット同士がまとめて配置されたＴＤＤ方式の通信フレーム（図１３参照）におけるスロット配置に着目し、上りスロットと下りスロットとを近接して配置することにより（すなわち、オープンループ周期を短くすることにより）、この近接して配置されたスロットに割り当てられたバーストについて、送信ダイバーシチによる通信品質の改善効果が高まることを見出した。また、本発明者は、第２領域のフレーム全体における割合を適切に設定することにより、上りバーストと下りバーストとが近接して配置されることにより、下りバーストに付加することが必要となるガードタイムによる伝送効率の劣化を、システムにおいて要求される伝送効率に影響を与えない範囲に抑えることが出来ることも見出した。
【００３７】
すなわち、本発明の骨子は、通信フレーム内にオープンループ周期が短い第２領域を設け、第２領域のスロットに割り当てられた送信信号をダイバーシチ合成して送信することである。
【００３８】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局１０の構成を示すブロック図である。本実施の形態においては、基地局１０が、図示しない端末局＃１〜端末局＃ｎと無線通信を行う場合を想定している。また、基地局１０と端末局＃１〜端末局＃ｎとが、ＴＤＤ方式を用いて双方向通信を行っている場合を想定している。ここでは、基地局１０及び端末局＃１〜端末局＃ｎが、それぞれＯＦＤＭ変調器及びＯＦＤＭ復調器（いずれも図示しない）を備え、上下回線のそれぞれにおいてＯＦＤＭ通信が行われている場合を例に説明する。
【００３９】
この図１において、受信部１９は、対応するアンテナ素子１７から受信した受信信号に、ダウンコンバートや周波数変換等の所定の無線受信処理を施す。また、受信部２０は、対応するアンテナ素子１８から受信した受信信号に、ダウンコンバートや周波数変換等の所定の無線受信処理を施す。尚、アンテナ素子１７及びアンテナ素子１８から受信する受信信号は、端末局＃１〜端末局＃ｎのいずれかより送信されたＯＦＤＭ信号である。
【００４０】
レベル検出部２１は、受信部１９及び受信部２０の出力信号に基づいて、受信したＯＦＤＭ信号を構成する各サブキャリアの受信レベルをアンテナ毎に検出する。すなわち、レベル検出部２１は、受信部１９の出力信号に基づいて、アンテナ素子１７から受信したＯＦＤＭ信号を構成するサブキャリアの受信レベルを検出し、受信部２０の出力信号に基づいて、アンテナ素子１８から受信したＯＦＤＭ信号を構成するサブキャリアの受信レベルを検出する。
【００４１】
受信ダイバーシチ部２２は、レベル検出部２１において検出した受信レベルを参照して、受信部１９及び受信部２０から出力される受信信号についてダイバーシチ合成処理を行う。具体的には、受信ダイバーシチ部２２は、レベル検出部２１における検出結果を参照して、受信レベルの高い方のサブキャリアを受信信号として選択する選択合成処理を行う。
【００４２】
尚、受信ダイバーシチ部２２におけるダイバーシチ合成処理は、選択合成処理に限られない。例えば、受信ダイバーシチ部２２は、ダイバーシチ合成処理として、受信部１９及び受信部２０から出力される信号をサブキャリア毎に同相化し、この同相化した受信信号に対してそれぞれの受信レベルに基づいた重み付けを行い、この重み付け後の信号を合成する最大比合成処理を行っても良い。また、受信ダイバーシチ部２２は、ダイバーシチ合成処理として、受信部１９及び受信部２０から出力される信号をサブキャリア毎に同相化し、この同相化した受信信号をそのまま加算する等利得合成処理を行っても良い。
【００４３】
受信ダイバーシチ部２２においてダイバーシチ合成された受信信号は、受信バッファ部２３に出力される。受信バッファ部２３は、受信ダイバーシチ部２２の出力信号に対してＦＦＴ（離散フーリエ変換：Fast Fourier Transform）処理等を行って受信データを得る。そして、受信バッファ部２３は、この受信データに対して誤り検出を行い、誤りが検出されなかった受信データを、最終的な受信データとして後段の回路に出力する。
【００４４】
以上が基地局１０の受信系の構成である。続いて、送信系の構成について説明する。
送信バッファ部１１は、図示しないＩＦＦＴ（逆離散フーリエ変換：Inverse Fast Fourier Transform）回路において、送信データをＩＦＦＴ処理して得られたＯＦＤＭ信号を、帯域割当部１３による出力制御を受けるまで保持する。
【００４５】
タイミング生成部１２は、立ち上がり部分及び立ち下り部分から成る矩形状のタイミング信号を生成し、生成したタイミング信号を帯域割当部１３に出力する。タイミング信号は、システムにおいて予め設定された通信フレームのスロット配置に基づいて生成される。
【００４６】
帯域割当部１３は、タイミング生成部１２より出力されたタイミング信号を参照して（特に、立ち上がり部分及び立ち下り部分を検出することにより）、通信フレーム内のスロット配置を認識する。そして、帯域割当部１３は、レベル検出部２１における受信レベルの検出結果に基づいて、端末局＃１〜端末局＃ｎのそれぞれに対して、通信フレーム内の所定位置に配置されている上りスロット及び下りスロットを割り当てる。帯域割当部１３は、スロットの割当に従って送信バッファ部１１を制御し、送信バッファ部１１に保持されているＯＦＤＭ信号を下りバーストとして送信ダイバーシチ部１４に出力させる。
【００４７】
送信ダイバーシチ部１４は、レベル検出部２１における受信レベルの検出結果に基づいて、送信バッファ部１１から出力される下りバーストに対してダイバーシチ合成処理として選択合成処理を行う。つまり、送信ダイバーシチ部１４は、各サブキャリア毎に受信レベルの大きい方のアンテナ素子を選択し、その選択したアンテナに対応する送信部（送信部１５又は送信部１６）にそのサブキャリアに配置された信号を出力する。例えば、アンテナ素子１７及びアンテナ素子１８から受信したＯＦＤＭ信号の所定周波数ｆ１に配置されたサブキャリアＳ１に着目する。このサブキャリアＳ１について、アンテナ素子１７からの受信信号の受信レベルの方が高い場合には、送信ダイバーシチ部１４は、送信バッファ部１１から出力されたＯＦＤＭ信号のうちｆ１に配置されたサブキャリアＳ１を、アンテナ素子１７に対応する送信部１５に出力し、アンテナ素子１７から出力する。
【００４８】
このように、ＯＦＤＭ信号については、サブキャリア毎に伝播路特性が異なるので、本実施の形態に係る基地局１０においては、サブキャリア毎に送信ダイバーシチが行われている。
【００４９】
尚、送信ダイバーシチ部１４で行われるダイバーシチ合成処理としては、受信ダイバーシチ部２２における処理と同様に、最大比合成、等利得合成、選択合成、のいずれを用いても良い。
【００５０】
送信部１５、送信部１６は、送信ダイバーシチ部１４の出力信号に対して、アップコンバードや無線周波数変換等の所定の無線送信処理を施す。このように無線送信処理を施された信号は、アンテナ素子１７又はアンテナ素子１８より送信される。
【００５１】
本実施の形態に係る基地局１０は、ダイバーシチ処理を行うために、２つのアンテナ素子、すなわちアンテナ素子１７とアンテナ素子１８を備えているが、本発明においては、基地局１０にはダイバーシチを行うための複数のアンテナ素子が備えられていれば良い。
【００５２】
図２は、本発明の実施の形態１において用いられる通信フレームのスロット配置例について説明する図である。この図に示すように、本実施の形態においては、下りスロット同士及び上りスロット同士がまとめて配置された通常の通信フレームに、上りスロットと下りスロットとが近接して配置された区間が設けられる。以下、本明細書では、通信フレームにおいて、上りスロットと下りスロットとが近接して配置された区間を「第２領域」と称する。また、通信フレームにおいて、前記第２領域以外の領域を「第１領域」と称する。図２に示す例においては、上りスロット＃１〜＃ｋおよび下りスロット＃１〜＃ｋにより第２領域が構成され、上りスロット＃ｋ＋１〜＃ｎおよび下りスロット＃ｋ＋１〜＃ｎにより第１領域が構成されている。
【００５３】
図２には、上りスロットと下りスロットとを近接して配置する例として、上りスロットの直後に下りスロットを配置する場合を示している。つまり、図２に示す通信スロットの第２領域には、ある端末局に対する上りスロットと、その端末局に対する下りスロットとが一組のユニットとして配置されている。
【００５４】
次いで、上記構成の基地局１０の動作について説明する。
まず、基地局１０の受信系における動作について説明する。
端末局＃１〜端末局＃ｎより送信されたＯＦＤＭ信号は、アンテナ素子１７及びアンテナ素子１８から受信される。アンテナ素子１７及びアンテナ素子１８からそれぞれ受信されたＯＦＤＭ信号は、対応する受信部１９及び受信部２０において所定の無線受信処理を施され、レベル検出部２１及び受信ダイバーシチ部２２に出力される。
【００５５】
レベル検出部２１では、受信したＯＦＤＭ信号を構成するサブキャリア毎に、受信レベルの検出が行われる。このサブキャリア毎の受信レベルの検出結果は、受信ダイバーシチ部２２、送信ダイバーシチ部１４、及び帯域割当部１３に出力される。受信ダイバーシチ部２２では、出力された受信レベルが参照されて、受信信号に対して、サブキャリア毎にダイバーシチ合成が施される。受信バッファ部２３では、ダイバーシチ合成結果に対してＦＦＴ処理を施して受信データが得られる。
【００５６】
次いで、基地局１０の送信系の動作について説明する。
まず、タイミング生成部１２では、図２に示したスロット配置に従って、立ち上がり部分及び立ち下り部分から成る矩形状のタイミング信号が生成される。このタイミング信号は、例えば、図２に示すように、タイミング信号の立ち上がり部分が、上りスロットから下りスロットへの切り替えタイミングを示し、立ち下り部分が下りスロットから上りスロットへの切り替えタイミングを示すように生成される。
【００５７】
帯域割当部１３においては、各端末局＃１〜端末局＃ｎ用の下りバースト（下りバースト１〜下りバーストｎ）が、レベル検出部２１における受信レベルの検出結果に応じて、通信フレーム内のスロットに割り当てられる。このスロットは、その配置がシステムにおいて予め設定されており、例えば、図２に示すように配置される。
【００５８】
この下りバーストに対するスロット割当は、第２領域に配置されたスロットと、第２領域以外の区間に配置されたスロットとの配置方法の違いが通信品質に及ぼす影響を考慮して行われ、特に、上り回線における回線状態（例えば、受信レベル）に基づいて下り回線の制御を行う際（つまりオープンループの制御を行う際）に下り回線の通信品質に及ぼす影響を考慮して行われる。オープンループの制御においては、上り回線の回線状態の推定結果に基づいて下り回線の送信信号に所定の処理が行われる。例えば、オープンループの制御の例である送信ダイバーシチ処理においては、上述したように、上りスロットの受信レベルに基づいて、下りバーストがダイバーシチ合成される。
【００５９】
すなわち、第２領域においては、上りスロットの直後に下りスロットが配置されているため、上りスロットを受信してから、この受信した上りスロットに対応する下りスロット（つまり、受信した上りスロットと同じチャネルの下りスロット）を送信するまでの時間（本明細書において、「オープンループ周期」と称することがある）が、第１領域におけるオープンループ周期よりも短くなっている。したがって、オープンループの制御を行う際には、第２領域におけるスロットを割り当てることにより、第１領域におけるスロットを割り当てる場合よりも、上りスロットに基づいて推定した上り回線の回線状態に基づいて、精度良く下り回線の送信信号に所定の処理（例えば、ダイバーシチ合成）を施すことが出来る。
【００６０】
このように、第２領域に配置されたスロットによりオープンループ制御を行うことにより、第１領域に割り当てられたスロットにより通信を行う場合よりも精度の良い回線推定結果を用いて、下り回線に送信する信号を適切に制御することが出来る。例えば送信ダイバーシチを行っている場合には、ダイバーシチ効果を改善することが出来る。
【００６１】
したがって、帯域割当部１３は、レベル検出部２１において検出された受信レベルを参照して、受信レベルの低い（つまり、回線状態の悪い）端末局を優先的に第２領域に割り当てることにより、この回線状態の悪い端末局の通信品質を改善することが出来る。
【００６２】
一方、第２領域にスロットを割り当てるためには、上りスロットと下りスロットが隣接するため、上りスロットにもガードタイムを設ける必要が生じる。したがって、通信フレームに占める第２領域の割合が大きくなると、伝送効率の劣化が生じることが考えられる。そこで、第２領域に配置されるスロット数（チャネル数）は、伝送効率に配慮した数とする。例えば、フレーム長を２ｍｓ、ガードタイムを４μｓとした場合に、第２領域に５チャネル分のスロット（すなわち、上下各５スロットずつ、合計１０スロット）を配置した場合には、ガードタイムの増加分は、５×４μｓ＝２０μｓなので、フレーム長２ｍｓの１／１０００程度である。このように、第２領域を設けることによるフレーム全体の伝送効率の劣化は、非常に小さく抑えることが可能である。
【００６３】
帯域割当部１３は、上述した各端末局へのスロット割当に従って送信バッファ部１１を制御する。例えば、図２に示すように通信フレームが構成されている場合には、タイミング信号の最初の立ち上がり部分を検出し、この立ち上がり部分を検出したタイミングで下りバースト＃１を出力させる制御を行う。これにより、フレームの先頭（図面に向かって左端）から２番目のスロットに下りバーストが割り当てられる。以下、下りバースト＃２〜下りバースト＃ｎについても、下りバースト＃１と同様の制御により送信バッファ部１１から所定のタイミングで出力される。
【００６４】
送信バッファ部１１から出力された下りバーストは、送信ダイバーシチ部１４において、例えば選択合成処理等のダイバーシチ合成処理を施され、送信部１５又は送信部１６において所定の無線送信処理を施され、対応するアンテナ素子１７又はアンテナ素子１８から送信される。
【００６５】
図３に、上述した基地局１０を用いて測定したＥｂ／Ｎｏ（ｄＢ）と端末局における誤り率との関係のシミュレーション結果を示す。シミュレーション条件は、以下に示すとおりである。
【００６６】
ＰＤＵサイズ；５４ＢＹＴＥ
ＦＦＴサンプル速度；２０ＭＨｚ
ガード区間長；８００ｎｓ
フレーム長；２ｍｓ
変調方式；１６ＡＭ
誤り訂正；畳み込み符号化／ビタビ復号（ただし、拘束長；７、符号化率；９／１６）
遅延分散；１５０ｎｓ
最大ドップラー周波数；５０Ｈｚ
図３において、黒四角は本発明を用いた場合（すなわち、通信フレームに第２領域を設けた場合）のシミュレーション結果であり、黒丸は従来の基地局を用いた場合（送信ダイバーシチを行う場合）のシミュレーション結果であり、黒三角は従来の基地局を用いた場合（送信ダイバーシチを行わない場合）のシミュレーション結果である。
【００６７】
このように、本発明におけるシミュレーション結果と従来の送信ダイバーシチを行った場合のシミュレーション結果とを比較すると、所定の誤り率を得るために必要なＥｂ／Ｎｏの値が大きく改善している。例えば、端末局における誤り率が１０-2の場合の、Ｅｂ／Ｎｏは、約１．５ｄＢ改善されている。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、通信フレーム内にオープンループ周期が短い第２領域を設け、第２領域のスロットに割り当てられた送信信号をダイバーシチ合成することにより、伝送効率をほとんど低下させずに、ダイバーシチ効果を改善することが出来る。
【００６９】
（実施の形態２）
本実施の形態は、実施の形態１の変形例であり、通信フレームの構成が実施の形態１と異なっている。図４は、本発明の実施の形態２において用いられる通信フレームのスロット配置例について説明する図である。この図４に示すように、本実施の形態において用いられる通信フレームは、その先頭部分に第２領域に配置されるスロット以外の下りスロットがまとめて配置され、その終端部分に第２領域に配置されるスロット以外の上りスロットがまとめて配置される。そして、これらのまとめて配置された下りスロットと、同じくまとめて配置された上りスロットに挟まれる位置に第２領域が配置される。
【００７０】
このように、本実施の形態においては、第２領域以外の下りスロットがまとめてフレーム先頭部分に配置され、第２領域以外の上りスロットがまとめてフレームの終端部分に配置されている。これにより、図２に示したフレーム構成よりも、上りスロットと次のフレームにおける下りスロットとの間隔が短くなっている。したがって、前フレームにおける上りスロットを用いて回線状態を推定し、この推定結果に基づいて送信ダイバーシチを行うことにより、実施の形態１に示す場合よりも、さらにダイバーシチによる受信品質の改善効果を向上させることが出来る。
【００７１】
（実施の形態３）
本実施の形態は、実施の形態１の変形例であり、第２領域におけるスロット配置が実施の形態１と異なっている。図５は、本発明の実施の形態３において用いられる通信フレームのスロット配置例について説明する図である。この図５に示すように、本実施の形態において用いられる通信フレームの第２領域においては、第２領域に配置されるスロットのうち上りスロットが第２領域の前半部分にまとめて配置されている。また、第２領域に配置されているスロットのうち下りスロットが第２領域の後半部分にまとめて配置されている。
【００７２】
第２領域に配置されるスロット数は、この第２領域における上りスロットと、その上りスロットに対応する下りスロットとの時間間隔が、第２領域外における上りスロットと、その上りスロットに対応する下りスロットとの時間間隔よりも短くなるように、システムにおいて予め設定される。この第２領域に配置されるスロット数は、送信ダイバーシチによる端末局での通信品質の改善効果が十分に得られるように設定することが好ましい。例えば、バースト長が２４μｓの場合に、第２領域に上りスロットと下りスロットをそれぞれ５スロットずつ配置すると、第２領域における上りスロットと、その上りスロットに対応する下りスロットの時間間隔は１２０μｓとなる。１２０μｓは、フレーム長（２ｍｓ）の１／２０であり、送信ダイバーシチによる受信品質の改善効果を得るためにも十分に短い時間である。
【００７３】
このように、本実施の形態においては、第２領域において、上りスロットと下りスロットがまとめて配置されているので、所定時間における送信処理と受信処理との切り替え処理の回数を、実施の形態１に示す場合よりも削減することが出来る。また、同様に、切り替え処理を実施の形態１よりも低速で行うことが出来る。これにより、送信処理と受信処理との切り替え処理に要する消費電力を低減し、装置規模を小型化することが出来る。
【００７４】
実施の形態１及び実施の形態２においては、第２領域に含まれる全ての下りバーストにガードタイムを設ける必要があるが、本実施の形態では、第２領域における先頭の下りバーストにのみガードタイムを付加すれば、バーストの衝突を防止することが出来る。このため、本実施の形態における通信フレームを用いることにより、実施の形態１及び実施の形態２に示した場合よりも、さらに伝送効率の低下を防ぐことができる。
【００７５】
（実施の形態４）
本実施の形態は、実施の形態３の変形例であり、第２領域における上りスロットがまとめて配置された区間と、同じく第２領域における下りスロットが配置された区間との間にガード区間を設けた点で、実施の形態３と異なっている。図６は、本発明の実施の形態４において用いられる通信フレームのスロット配置例について説明する図である。この図６に示すように、本実施の形態において用いられる通信フレームの第２領域においては、実施の形態３と同様に、第２領域に配置されるスロットのうち上りスロットが第２領域の前半部分にまとめて配置され、また、第２領域に配置されているスロットのうち下りスロットが第２領域の後半部分にまとめて配置されている。そして、この上りスロットがまとめて配置された第２領域の前半部分と、下りスロットがまとめて配置された第２領域の後半部分とに挟まれた区間には、情報伝送用のバーストが配置されないガード区間が設けられている。
【００７６】
このように、本実施の形態においては、上りスロットがまとめて配置された第２領域の前半部分と、下りスロットがまとめて配置された第２領域の後半部分とに挟まれた区間をガード区間とすることにより、実施の形態３において説明した場合よりも、送信処理と受信処理との切り替え処理を、実施の形態３に示す場合よりも低速で行うことが出来る。これにより、さらに一層、送信処理と受信処理との切り替え処理に要する消費電力を低減し、装置規模を小型化することが出来る。
【００７７】
（実施の形態５）
本実施の形態は、実施の形態１の変形例であり、制御信号や再送信号のような優先度の高い信号を、優先的に第２領域に割り当てることを特徴とする。図７は、本発明の実施の形態５に係る基地局１０の構成を示すブロック図ある。尚、この図７において、図１と同じ構成部分には同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、本実施の形態において用いられる通信フレームは、図２に示すものと同じである。
【００７８】
ここで、優先度の高い信号とは、良好な誤り率が要求される信号であり、例えば、制御信号や再送信号である。優先度の高い信号は、予めシステムにおいて規定されており、この優先度の高い信号に関する情報は、チャネル情報として帯域割当部１３により取得されている。
【００７９】
この図７において、選択部７１は、帯域割当部１３が保持しているチャネル情報を参照して、送信信号から優先度の高い信号を選択し、選択した信号を送信バッファ部７２に出力する。また、選択部７１は、優先度の高い信号として選択されなかった信号を送信バッファ部７３に出力する。
【００８０】
選択部７４は、チャネル情報を参照して、送信バッファ部７２から優先度の高い信号を読み出し、図２に示す通信フレームの第２領域に配置されたスロットに割り当てる。
【００８１】
帯域割当部１３は、優先度が高い信号以外の信号に対して、第２領域以外に区間に配置されているスロットを割り当てる。帯域割当部１３は、スロット割当に従って送信バッファ部７３を制御し、送信バッファ部７３に保持されている信号を、選択部７４を介して送信ダイバーシチ部１４に出力させる。
【００８２】
このように、本実施の形態によれば、優先度の高い信号（すなわち、良好な誤り率を要求される信号）を、優先的に第２領域に配置されたスロットに割り当てる。第２領域に配置されたスロットに割り当てられた信号については、ダイバーシチによる通信品質の改善効果が高いので、優先度の高い信号の誤り率特性を改善することが出来る。
【００８３】
（実施の形態６）
本実施の形態は、実施の形態４の変形例であり、通信フレームの構成が実施の形態４と異なっている。図８は、本発明の実施の形態６において用いられる通信フレームのスロット配置例について説明する図である。
【００８４】
この図８に示すように、本実施の形態において用いられる通信フレームは、第２領域の次のスロット（つまり、第２領域以外の区間に、まとめて割り当てられた下りスロットの先頭スロット）を下りスロットＸとし、通信フレームの最後のスロット（つまり、第２領域以外の区間に、まとめて割り当てられた上りスロットの最後のスロット）を上りスロットＸとしている。このように配置された上りスロットには上りバーストＸが割り当てられ、下りスロットＸには下りバーストＸを割り当てられる。尚、上りスロットＸは、請求項における対象上りスロットに対応し、下りスロットＸは、請求項における対象下りスロットに対応している。
【００８５】
これらの下りスロットＸ及び上りスロットＸに割り当てられるバーストは、帯域割当部１３において、ＲＳＳＩやＣＲＣ検出結果等の回線品質情報に基づいて選択される。例えば、帯域割当部１３は、回線品質情報に基づいて、第２領域に割り当てることが出来ないバーストのうち、例えば、最も回線状態が悪いバーストが選択する。
【００８６】
上述したスロット配置によれば、上りスロットＸと次のフレームにおける下りスロットＸとの間隔が、第２領域以外の区間に割り当てられた上りスロットと、次のフレームにおけるその上りスロットに対応する下りスロットとの間隔（例えば、上りスロットｋ＋１と次のフレームにおける下りスロットｋ＋１との間隔）よりも短くなっている。したがって、前フレームにおける上りスロットＸを用いて回線状態を推定し、この推定結果に基づいて送信ダイバーシチを行うことにより、第１領域に配置されたスロット（ここではスロットＸ）についても、ダイバーシチによる受信品質の改善効果を向上させることが出来る。
【００８７】
（実施の形態７）
本実施の形態は、実施の形態１の変形例であり、基地局１０が、送信ダイバーシチに加えて送信利得制御も行うという特徴を有する。図９は、本発明の実施の形態７に係る基地局１０の構成を示すブロック図である。尚、この図９において、図１と同じ構成部分には同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、本実施の形態において用いられる通信フレームは、図２に示すものと同じである。
【００８８】
この図９において、利得制御部９１は、レベル検出部２１における上りスロットの受信レベルの検出結果に基づいて送信電力を算出し、送信バッファ部１１から出力される下りバーストを計算した送信電力に増幅する。具体的には、利得制御部９１は、レベル検出部２１において検出された上りスロットの受信レベル（以下、「検出レベル」と称する）と、予め設定された目標とする受信レベル（以下、「目標レベル」と称する）とを比較し、検出レベルの方が大きい場合には送信電力を下げ、逆に検出レベルの方が小さい場合には送信電力を上げる制御を行う。
【００８９】
利得制御部９１においては、サブキャリア毎に送信電力制御が行われている。つまり、目標レベルはサブキャリア毎に設定されており、この目標レベルとサブキャリア毎に検出された検出レベルとが比較されることにより、サブキャリア毎の送信電力制御が行われる。
【００９０】
このサブキャリア毎の送信電力制御について、図１０及び図１１を参照して説明する。図１０は、下りバーストのサブキャリア毎の送信電力を示す図であり、図１１は、図１０に示す下りバーストの端末局における受信電力を示す図である。
【００９１】
図１０に示す下りバーストは、図９に示す利得制御部９１において増幅された下りバーストである。この図１０に示すように、回線状態の良いサブキャリア（例えば、図面に向かって左から３番目のサブキャリアや８番目のサブキャリア）は、低い送信電力で送信されており、逆に回線状態の悪いサブキャリア（例えば、図面に向かって左から１番目のサブキャリアや５番目のサブキャリア）は高い送信電力で送信される。
【００９２】
このように送信された下りバーストは、端末局において、図１１に示すように受信される。この図１１に示すように、各サブキャリアは、伝播路において夫々減衰されて、各サブキャリアの電力が略一定となって受信されている。
【００９３】
このように、サブキャリア毎に送信電力制御を行うことにより、サブキャリアの受信電力を略一定に保つことが出来る。ＯＦＤＭ信号の誤り率の劣化の要因としては、受信レベルが落ち込んだサブキャリアが支配的であるので、サブキャリアの受信電力を略一定に保つことにより、受信レベルの落ち込みを防止することが出来る。これによって、誤り率特性を改善することが出来る。
【００９４】
（実施の形態８）
本実施の形態は、実施の形態１の変形例であり、基地局１０が、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式により通信を行うという特徴を有する。図１２は、本発明の実施の形態８に係る基地局１０の構成を示すブロック図ある。尚、この図１２において、図１と同じ構成部分には同じ符号を付して、その詳細な説明は省略する。また、本実施の形態において用いられる通信フレームは、図２に示すものと同じである。ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡは、ＣＤＭＡ通信をマルチキャリア化したもので、サブキャリアを割り当てたチップを周波数分割多重することを特徴とする。
【００９５】
図１２において、拡散部１２１は、送信バッファ部１１から出力された送信信号に拡散処理を施すことにより、送信信号を構成するサブキャリアのそれぞれに拡散チップを割り当てる。このように、各サブキャリアにチップが割り当てられた送信信号は、送信ダイバーシチ部１４においてダイバーシチ合成され、送信部１５又は送信部１６を介して、対応するアンテナ素子１７又はアンテナ素子１８から無線送信される。
【００９６】
このように、本実施の形態によれば、第２領域に配置されたスロットについては、ダイバーシチ効果が改善されるので、拡散符号間の直交性の崩れを低減することが出来る。このため、周波数分割多重可能な拡散チップ数が増加するので、伝送効率を向上させることが出来る。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明したように、本実施の形態によれば、通信フレーム内にオープンループ周期が短い第２領域を設け、第２領域のスロットに割り当てられた送信信号をダイバーシチ合成することにより、伝送効率をほとんど低下させずに、ダイバーシチ効果を改善することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基地局１０の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１において用いられる通信フレームのスロット配置例について説明する図
【図３】Ｅｂ／Ｎｏ（ｄＢ）と端末局における誤り率との関係のシミュレーション結果について示す図
【図４】本発明の実施の形態２において用いられる通信フレームのスロット配置例について説明する図
【図５】本発明の実施の形態３において用いられる通信フレームのスロット配置例について説明する図
【図６】本発明の実施の形態４において用いられる通信フレームのスロット配置例について説明する図
【図７】本発明の実施の形態５に係る基地局１０の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態６において用いられる通信フレームのスロット配置例について説明する図
【図９】本発明の実施の形態７に係る基地局１０の構成を示すブロック図
【図１０】下りバーストのサブキャリア毎の送信電力を示す図
【図１１】下りバーストの端末局における受信電力を示す図
【図１２】本発明の実施の形態８に係る基地局１０の構成を示すブロック図
【図１３】ＯＦＤＭ通信に用いる通信フレームの構成例
【図１４】下りバーストの構造を示す図
【図１５】上りバーストの構造を示す図
【符号の説明】
１１  送信バッファ部
１２  タイミング生成部
１３  帯域割当部
１４  送信ダイバーシチ部
２１  レベル検出部
２２  受信ダイバーシチ部
７１、７４  選択部
７２、７３  送信バッファ部
９１  利得制御部
１２１  拡散部
【図１】
0003801460.tif 000002
【図２】
0003801460.tif 000003
【図３】
0003801460.tif 000004
【図４】
0003801460.tif 000005
【図５】
0003801460.tif 000006
【図６】
0003801460.tif 000007
【図７】
0003801460.tif 000008
【図８】
0003801460.tif 000009
【図９】
0003801460.tif 000010
【図１０】
0003801460.tif 000011
【図１１】
0003801460.tif 000012
【図１２】
0003801460.tif 000013
【図１３】
0003801460.tif 000014
【図１４】
0003801460.tif 000015
【図１５】
0003801460.tif 000016