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Patent Searching and Data


Title:
WIRELESS COMMUNICATION DEVICE AND METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/110332
Kind Code:
A1
Abstract:
A wireless communication device is provided with an intermediate-band detecting section for detecting an intermediate-band which is the band between first and second frequency bands allocated to the same mobile communication system or different mobile communication systems, a usage status detecting section for detecting the multiplex system of up and down links used in the first and second frequency bands, and a determination section for determining at least the multiplex system of the up and down links available in the intermediate-band and a guard-band the use of which is prohibited in the intermediate-band on the basis of the intermediate-band and the multiplex system of the up and down links.

Inventors:
FUJII HIROMASA (JP)
YOSHINO HITOSHI (JP)
Application Number:
PCT/JP2009/053050
Publication Date:
September 11, 2009
Filing Date:
February 20, 2009
Export Citation:
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Assignee:
NTT DOCOMO INC (JP)
FUJII HIROMASA (JP)
YOSHINO HITOSHI (JP)
International Classes:
H04W16/14; H04J1/00; H04J3/00; H04J4/00; H04W72/04
Foreign References:
JP2005244505A2005-09-08
Other References:
None
See also references of EP 2252098A4
Attorney, Agent or Firm:
ITOH, TADAHIKO (JP)
Tadahiko Ito (JP)
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Claims:
 同一の又は異なる移動通信システムに割り当てられている第1及び第2の周波数帯域間の帯域である中間帯域を検出する中間帯域検出部;
 前記第1及び第2の周波数帯域でそれぞれ使用されている上下リンクの多重方式を検出する使用状況検出部;及び
 前記中間帯域及び前記上下リンクの多重方式に基づいて、前記中間帯域で使用可能な上下リンクの多重方式と、前記中間帯域の中で使用の禁止されるガードバンド帯域とを少なくとも決定する決定部;
 を有する無線通信装置。
 前記中間帯域の中で、少なくとも1対の上下リンクのペアバンドが前記ガードバンド帯域と共に用意される請求項1記載の無線通信装置。
 前記ガードバンド帯域に隣接する高周波側及び低周波側の帯域で行われる通信の上下方向が同じであるか否かに応じて、前記ガードバンド帯域の帯域幅が異なるようにした請求項2記載の無線通信装置。
 前記ガードバンド帯域に隣接する高周波側及び低周波側の帯域で行われる通信の上下方向が同じであるか否かに応じて、前記高周波側及び低周波側の帯域双方又は一方における送信電力が異なるようにした請求項2記載の無線通信装置。
 前記ガードバンド帯域に隣接する高周波側及び低周波側の双方の帯域で時分割多重複信(TDD)方式が使用され、無線フレームの上下リンク比率は前記双方の帯域で等しくなるようにした請求項1記載の無線通信装置。
 前記ガードバンド帯域に隣接する高周波側及び低周波側の双方の帯域で時分割多重複信(TDD)方式が使用され、無線フレームのフレーム長又は上下リンク比率が、前記双方の帯域で異なるようにした請求項1記載の無線通信装置。
 前記ガードバンド帯域に隣接する高周波側及び低周波側の双方の帯域で行われる通信の上下方向が同じであるか否かに応じて、前記ガードバンド帯域の帯域幅が異なるようにした請求項6記載の無線通信装置。 
 前記ガードバンド帯域の帯域幅が、或いは前記ガードバンド帯域に隣接する高周波側及び低周波側の双方の又は一方の帯域における送信電力が、当該無線通信装置の属する移動通信システムと異なる移動通信システムから受ける干渉信号レベルに基づいて決定される請求項3記載の無線通信装置。
 前記中間帯域の周波数情報、前記中間帯域で許容される送信電力、及び前記ガードバンド帯域の内の1つ以上を示す制御信号を受信する受信機を有する請求項1記載の無線通信装置。
 同一の又は異なる移動通信システムに割り当てられている第1及び第2の周波数帯域間の帯域である中間帯域を検出する中間帯域検出ステップ;
 前記第1及び第2の周波数帯域でそれぞれ使用されている上下リンクの多重方式を検出する使用状況検出ステップ;及び
 前記中間帯域及び前記上下リンクの多重方式に基づいて、前記中間帯域で使用可能な上下リンクの多重方式と、前記中間帯域の中で使用の禁止されるガードバンド帯域とを少なくとも決定する決定ステップ;
 を有する無線通信装置で使用される方法。
Description:
無線通信装置及び方法

 本発明は一般に移動通信の技術分野に関 し、特に移動通信システムにおける無線通 装置及び方法に関連する。

 この種の技術分野では、従来の第3世代の 移動通信方式に続く方式に関する研究開発が 急ピッチで進められている。第4世代移動通 システムなど今後の移動通信システムに対 て割り当てられる周波数帯域は、昨今の高 伝送への需要に対応するため、より広くな と予想される。場合によっては、割り当て 域がかなり広く、新規割り当て周波数帯の 部に既存システムの帯域が含まれる。この 合、新旧双方のシステムが並存した状態を て、段階的に新システムへの移行が進行す であろう。

 図1は帯域を割り当てる一例を示す。「初 期」の段階では、左側(低周波側)に既存のシ テムの帯域が割り当てられている。このシ テムは、周波数分割複信(FDD: Frequency Divisio n Duplexing)方式を使用し、上りリンク及び下 リンクに異なる周波数が使用される。次に 右側(高周波側)に新規のシステム用の追加的 な帯域が用意される。「追加割当後」の状態 では、旧システムをそのまま使用しつつ、新 システムの運用が開始可能になる。最終的に は、「理想的な割当」として示されるように 、広範な周波数帯域で新システムのサービス が行われる。しかしながらこの場合、図示さ れているように、「追加割当後」の状態では 、FDDの上りと下りの間のガードインターバル が複数存在する。これは、周波数の有効利用 の観点からは好ましくない。

 ところで、異なるシステム帯域間や上下 ンクの切り替わりに備えて、ガードインタ バル又はガードバンドが用意される。移動 線通信システムでは、FDDだけでなく、時間 割複信(TDD: Time Division Duplexing)方式が使用 れることもある。以下に説明されるように 「FDDの上りとFDDの上り」或いは「FDDの下り FDDの下り」に比較して、「FDDの上りとFDDの り」、「FDDとTDD」及び「TDDシステム同士」 帯域の間には、比較的広いガードバンドを ける必要がある。

 図2に示すように、隣接周波数帯域が、共 に、下りリンクとして使用されていたとする 。この場合、各端末は在圏セルの基地局から 所望波を受信し、他の基地局から干渉波を受 ける。あるシステムXの端末が最適な基地局 ら所望波を受信している限り、他のシステ Yの基地局からの干渉波は比較的少ない。隣 周波数帯域が共に上りリンクに使用されて た場合も同様に、一方のシステムの基地局 、他方のシステムの端末からさほど大きな 渉を受けない。従って、各システムの通信 上下方向が同じ場合、隣接する帯域間に設 るガードバンドは比較的狭くてもよい。

 図3に示すように、片方のシステムで下り リンクに、他方のシステムで上りリンクに、 ある隣接する周波数帯域が使用されたとする 。この状況では、一方のシステムXの端末が 信を行っているときに、他方のシステムYの 地局が送信を行うことになる。基地局同士 干渉を及ぼし合うので、各自の受ける干渉 影響は、端末から受ける干渉より大きくな 。これは、基地局から基地局への干渉につ ては、基地局から端末への干渉に比べ、基 局は受信感度が高いこと、アンテナ高が高 こと、伝搬的にもより遠くの干渉波まで受 できること等に起因する。

 図4は、上下方向の異なる通信が隣接周波 数帯域で行われる様子を更に具体的に示して いる。図示されているように、基地局Cは端 Cからの所望波(上り信号)と、基地局Aからの 渉波を受ける。なお、一義的ではないが例 ば、この基地局Cは図3の基地局Xに、基地局A は図3の基地局Yに、そして端末Cは図3の端末X 相当する。上述したように、上りリンクに ける他基地局からの干渉については、干渉 が基地局となり、干渉源が端末の場合と比 して送信電力やアンテナ利得が大きくなる さらに、見通しになりやすい等の伝播環境 よる影響により、バンド間の干渉の影響は きくなる。

 図5も、上下方向の異なる通信が隣接周波 数帯域で行われる様子を更に具体的に示して いるが、通信の上下方向が異なる。図示され ているように、端末Aは基地局Aからの所望波( 下り信号)と、端末Cからの干渉波を受ける。 義的ではないが例えば、端末Aは図3の端末Y 、基地局Aは図3の基地局Yに、端末Cは図3の 地局Xに相当する。下りリンクにおける他端 からの干渉については、干渉源が端末であ 、送信電力やアンテナ利得は基地局のもの 比べて小さい。しかし、端末同士は、非常 近い距離まで近接する可能性があるためバ ド間の干渉の影響は大きくなる可能性があ 。例えば、各端末が共にセル端に位置し、 末同士が接近する可能性がある。

 従って、FDDの上りリンクと下りリンクが 接する場合においては、FDD下りリンク間やF DD上りリンク間に比べ、広いガードバンドが 要となる。

 さらに、上記の問題に加え、FDDでは、自 が送信中に受信を行うため、自局が送信す 周波数帯と受信周波数帯が十分に隔離され いる必要もある。

 また、上記問題に対する解決策として、に されるソフトウエア無線と、CPC(Cognition supp orting Pilot channel)を用いる方法がある(これに ついては、非特許文献1参照。)。
An alternative concept to scanning process for  cognitive radio systems: technical and regulatory issu es IEEE

 非特許文献1に記載の方法では、例えば世 界共通のパイロットチャネル(CPC)が用意され 知される。端末は、電源投入時も電源投入 も、定期的にこのCPCを監視する。CPCは、例 ば、ある帯域の周波数割当状況(オペレータ 、無線インターフェイス仕様)等に関する情 を含む。端末は、この情報を元に、端末の 成を再構築し、指定の周波数帯を用いて伝 を行う。

 図6はCPCを用いる場合のシステムの概要を 示す。図示の例では、同一地域で2つのシス ムが並存し、オペレータ1,2各自がサービス 提供している。双方のシステムの端末はCPC 受信する。

 一方、この方法を実現するには、CPCに応 て、指定された周波数で送受信を行えるよ にするため、全ての端末が、複数の周波数 信号を送受信できるように設計されている 要がある。従ってこの方法では端末の負荷 かなり大きくなってしまうという問題もあ 。更に、設備投資費用等の観点からは、想 される全てのエリアでユーザ装置がCPCを適 に受信できるようにすること自体容易でな かもしれない。

 他方、様々なオペレータが様々なサービ を展開する中で、様々な地域の各々で最適 通信方法をCPCで一律に報知するようにする 、CPCに要する制御情報量が過剰に多くなっ しまう。これは、オーバーヘッドをなるべ 少なくし、より多くのリソースをデータ伝 に割り当ててスループットを向上させる等 観点からは好ましくない。

 本発明の課題は、同一地域で異なる周波 帯域が使用される場合に、周波数の利用効 を向上させつつ制御信号によるオーバーヘ ドを過剰に増やさないようにすることであ 。

 本発明の一形態では、無線通信装置が使 される。当該無線通信装置は、同一の又は なる移動通信システムに割り当てられてい 第1及び第2の周波数帯域間の帯域である中 帯域を検出する中間帯域検出部;前記第1及び 第2の周波数帯域でそれぞれ使用されている 下リンクの多重方式を検出する使用状況検 部;及び前記中間帯域及び前記上下リンクの 重方式に基づいて、前記中間帯域で使用可 な上下リンクの多重方式と、前記中間帯域 中で使用の禁止されるガードバンド帯域と 少なくとも決定する決定部;を有する無線通 信装置である。

 本発明は、異なる周波数帯域を使用する ステムが同一地域で複数並存する場合に、 波数の利用効率を向上させつつ制御信号に るオーバーヘッドを過剰に増やさないよう する観点から好ましい。

周波数帯域が段階的に拡張されて行く 子を示す図である。 上下方向が同じ場合の所望波と干渉波 関係を示す図である。 上下方向が異なる場合の所望波と干渉 の関係を示す図である。 上下方向が異なる場合の上りリンクの に生じる干渉波を説明するための図である 上下方向が異なる場合の下りリンクの に生じる干渉波を説明するための図である CPCが使用される場合のシステム概念図 ある。 本発明の動作原理を説明するための図 ある。 本発明の一実施例による中継器の構成 を示す図である。 中間帯域に設定するガードバンド幅を 明するための図である。 中間帯域の利用例を示す図(FDD)である 中間帯域の利用例を示す図(FDD+TDD)であ る。 中間帯域の利用例を示す図(FDD+TDD)であ る。 中間帯域の利用例を示す図(TDD-同期)で ある。 中間帯域の利用例を示す図(TDD-非同期 )である。 中間帯域の利用例を示す図(TDD)である 。 本発明の一実施例による中継器の構成 例(送信電力を考慮する例)を示す図である。 中間帯域を利用する際に送信電力を考 慮する例を示す図である。 中間帯域の利用例を示す図である。 中間帯域を利用する際に干渉電力を考 慮する例(干渉の強い場合)を示す図である。 中間帯域を利用する際に干渉電力を考 慮する例(干渉の弱い場合)を示す図である。 本発明の一実施例による中継器の構成 例(干渉電力を考慮する例)を示す図である。 中間帯域の利用例(干渉の強い場合)を す図である。 中間帯域の利用例(干渉の弱い場合)を す図である。 本発明の一実施例による中継器の構成 例(使用制限信号を利用する例)を示す図であ 。 中間帯域での中継が許可される様子を 示す図である。 中間帯域での中継が禁止される様子を 示す図である。 CPCで使用許否信号が伝送される様子を 示す図である。

符号の説明

 822 中間帯域検出部
 824,828 右側/左側チャネルリンク種別検出部
 826,830 右側/左側隣接ガードバンド幅設定部
 832 タイミング検出部
 834 中間帯域リソース制御部
 836 送信タイミング制御部
 152,154 右側/左側帯域での許容送信電力設定 部
 202,204 右側/左側隣接チャネルリンク種別及 び受信レベル検出部
 231 使用制限信号受信部
 UE ユーザ装置
 BS 基地局
 R 中継局

 以下に説明されるように、本発明の一形 で使用される無線通信装置は、既定のルー に基づいて、隣接して使用される移動無線 信システムとのガードバンド幅や送信電力 決定し、信号の中継/ローカルエリア通信等 に利用する。本願における「無線通信装置」 なる用語は、セルラシステムの通常の基地局 だけでなく、マイクロセル基地局、フェムト セル基地局、中継局、自営の無線通信装置等 を含む概念として使用される。

 図7は、本発明の一形態で想定するシステ ム構成例を示す。図7に示すように、移動通 システムの基地局(上記の無線通信装置)BSは 通常、移動局UEと直接通信を行う。しかし がら、屋内や、ビル影など、基地局から直 電波が届きにくい場所に位置する移動局に しては、基地局は中継器Rを介して通信を行 てよい。説明の便宜上、基地局BSと通信す のは移動局とするが、より一般的にはユー 装置(UE: User Equipment)が基地局BSや中継器Rと 信を行ってよい。

 通常、中継器は、システム帯域の中で中 用に用意された帯域(基地局が伝送を行う帯 域と同一である場合を含む)を用いて伝送を う。しかしながら、本発明の一形態では、 継器は、システム帯域以外の中間帯域(従来 用できなかったシステム間のガードバンド) を以下に示す方法により認識し、この中間帯 域の使用方法を決定し、中間帯域で中継を行 う。単なる説明の簡明化の観点から、「中継 器」を用いて説明される箇所もあるが、より 一般的には、そのような「中継器」の機能が 「無線通信装置」で実行されてもよい。

 この中間帯域の利用は、通信距離の短い 末の通信に限定され、伝送距離を短く制限 ることで、通常の下り伝送或いは上り伝送 比較して、大幅に送信電力を抑えることが きる。このため、従来ガードバンドとして 用できなかった帯域を、中継器Rが利用でき るようになる。ただし、特に中継用途として 用いられる場合、移動無線通信システムに用 いられる帯域A、Bと中継器で用いられる帯域a 、bに関して、Aとa、Bとbは十分に隔離されて ることが好ましい。

 上述したように、理論上は、CPCのような 通制御チャネルにより、中間帯域の使用法 即ち、割当法や使用パラメータの制限(ガー ドバンド幅、許容送信電力)等が報知されて よい。しかしながら、中間帯域の最適な使 法は、中継器と、移動通信システムの基地 /移動局との距離にも依存するため、それら てを共通制御チャネルで指定使用とするこ は必ずしも好ましくない。

 さらに、中継器或いは、自営無線通信装 が伝送するトラフィック内容によって、所 の帯域の使用方法(上りリソースと下りリソ ース比率)が異なる可能性もある。CPCで使用 を固定的に決定すると、そのような場合の 由度を大きく制限してしまうことが懸念さ る。

 さらに、CPCにより中間帯域の使用方法につ ての情報の送信を全て報知しようとすると CPCに必要な制御信号量が大きくなり、多く 周波数リソースを用いる必要がある。
特に、中間帯域を使用する多重方式、リンク の種別や、実行輻射電力が多様な場合は、特 に、制御信号量が多くなってしまう。これは オーバーヘッドを減らす観点から特に好まし くない。

 以下の観点から本発明の実施例が説明さ る。

   1.FDD
   2.TDD
   3.送信電力制御
   4.干渉電力
   5.使用制限信号
 しかしながら、各実施例の区分けは本発明 本質的ではなく、2以上の実施例が必要に応 じて使用されてよい。発明の理解を促すため 具体的な数値例を用いて説明がなされるが、 特に断りのない限り、それらの数値は単なる 一例に過ぎず適切な如何なる値が使用されて もよい。

 <FDD>
 以下、FDD方式を用いた帯域利用例を説明す 。

 図8は、本発明の一実施例による中継器の 構成を示す。図中右側に描かれている無線回 路部802で受信された信号は、中継すべきデー タ信号や中継すべき制御信号のような自装置 の属するシステムの信号と、他のシステムか らの干渉信号とを含む。

 分離部804は、受信信号をそれに含まれて る様々な信号に分離し、後段の処理部にそ ぞれ与える。

 データ受信部806は、中継すべきデータ信 を取り出し、データ信号生成部808に与える

 データ信号生成部808は、入力された送信 ータや、リソース割当部814からの情報等か 、送信信号を改めて用意し、多重部810に出 する。

 制御信号受信部812は、制御信号を取り出 、リソース割当部814に必要な情報を通知す 。必要な情報は、例えば、チャネル状態の 否を表す情報や、リソースの割当要求等を んでもよい。

 リソース割当部814は、上りチャネル及び りチャネルのリソース割当を行う。どのよ にリソースを割り当てるか(スケジューリン グ)は、中継局の上位装置である基地局でな れてもよい。

 制御信号生成部816は、中継すべきデータ 号に付随する制御信号(例えば、データ信号 の伝送フォーマットを特定する情報を含んで もよい)を用意し、中継に備える。

 多重部810は、入力されたデータ信号と、 御信号とを、リソース割当情報に基づいて 重する。多重は、時間分割多重(TDM)、周波 分割多重(FDM)、符号分割多重(CDM)、空間分割 重(SDM)又はそれらの1つ以上の組み合わせで よいし、他の多重法が使用されてもよい。

 本実施例における中継器は、更に、中間 域検出部822、右側/左側チャネルリンク種別 検出部824,828、右側/左側隣接ガードバンド幅 定部826,830、タイミング検出部832、中間帯域 リソース制御部834及び送信タイミング制御部 836を更に有する。

 中間帯域検出部822は、同一の又は異なる 動通信システムに割り当てられている不連 な周波数帯域間のシステム間ガードバンド( 中間帯域)を検出する。中間帯域は、ある移 通信システムの上りリンクに割り当てられ 周波数帯域と下りリンクに割り当てられた 波数帯域との間の帯域でもよい。中間帯域 、あるシステムに割り当てられた周波数帯 と、別のシステムに割り当てられた周波数 域との間の帯域でもよい。或る地域で検出 れる中間帯域は、1つかもしれないし、1つよ り多くの中間帯域が検出されるかもしれない 。

 中間帯域は、適切な如何なる方法で検出 れてもよい。例えば、検査対象の周波数帯 における信号電力が測定され、その測定結 に基づいて中間帯域が特定されてもよい。 いは、中間帯域がどのように設定されてい かを示す制御情報(共通制御チャネル)が存 する場合、その制御情報を分析することで 間帯域が特定されてもよい。例えば、共通 御チャネルを用いて、使用されている可能 があるシステムが特定され、これらの帯域 、該中継器の周辺で実際に使用されている が確認されてもよい。また、各帯域の使用 況を速やかに把握する観点からは、各シス ム帯域の割当パターン(例えば、20MHz幅で割 当てられること等)が予め決められているこ が好ましい。

 右側チャネルリンク種別検出部824は、中 帯域に隣接する高周波側のシステム帯域で どのような上下リンクの多重法が使用され いるか等のような使用状況を検出する。「 側」は周波数軸上で高周波数側を意味する うに説明されているが、このことは本発明 必須でなく説明上の便宜的な名称に過ぎな 。右側チャネルリンク種別検出部824は、例 ば、隣接するシステム帯域でFDD方式が使用 れているか否か、TDD方式が使用されている 、中間帯域に隣接する帯域が上りリンクに り当てられているか否か、中間帯域に隣接 る帯域が下りリンクに割り当てられている 否か等を判定する。右側チャネルリンク種 検出部824は、各システムで使用される既知 号(プリアンブルやパイロット信号)を利用 て、多重方式や回線の方向等を判定してよ 。或いは、上りと下りの信号の統計的性質 利用し、ブラインド(blind)推定が行われても い。その場合、有意の信号がどのようなパ ーンで生じているかに基づいて、上記の判 がなされる。例えば、下り信号は、必ず基 局から送信されるため、少なくとも定期的 同一の地点から信号が送信されるのに対し 、上りは、送信するユーザが時間、周波数 より異なることを利用して、上記の判定が されてもよい。

 左側チャネルリンク種別検出部828は、中 帯域に隣接する低周波側のシステム帯域で どのような上下リンクの多重法が使用され いるか等のような使用状況を検出する。「 側」は周波数軸上で低周波数側を意味する うに説明されているが、このことも本発明 必須でなく説明上の便宜的な名称に過ぎな 。左側チャネルリンク種別検出部828は、例 ば、隣接するシステム帯域でFDD方式が使用 れているか否か、TDD方式が使用されている 、中間帯域に隣接する帯域が上りリンクに り当てられているか否か、中間帯域に隣接 る帯域が下りリンクに割り当てられている 否か等を判定する。左側チャネルリンク種 検出部828は、各システムで使用される既知 号を利用して、多重方式や回線の方向等を 定してよい。或いは、上りと下りの信号の 計的性質を利用し、ブラインド推定が行わ てもよい。その場合、有意の信号がどのよ なパターンで生じているかに基づいて、上 の判定がなされる。例えば、下り信号は、 ず基地局から送信されるため、少なくとも 期的に同一の地点から信号が送信されるの 対して、上りは、送信するユーザが時間、 波数により異なることを利用して、上記の 定がなされてもよい。

 右側隣接ガードバンド幅設定部826は、右 隣接チャネルリンク種別検出部824の検出結 に基づいて、中間帯域の内、高周波側に用 するガードバンド幅を決定する。左側隣接 ードバンド幅設定部830は、左側隣接チャネ リンク種別検出部828の検出結果に基づいて 中間帯域の内、低周波側に用意するガード ンド幅を決定する。

 タイミング検出部832は、受信信号の同期 確立すること、TDD方式が使用されている場 に、無線フレームの上下リンク比率を特定 ること等のような時間的なタイミングを判 する。TDDの場合、各帯域で行われる通信の 下の向きは時間経過と共に交互に変わる。 、タイミング検出部832でタイミングを検出 るために使用される信号は、左側バンド及 右側バンドの信号である。

 中間帯域リソース制御部834は、右側及び 側ガードバンド幅設定部826,830で決定された ガードバンド幅に基づいて、中間帯域をどの ように使用するかを決定する。中間帯域リソ ース制御部834は、これらの時間比率を考慮し てリソースの配分を決定する。また、送信を 行うタイミングについても、隣接帯域が上り の場合に設定されたガードバンドで生成され た信号は、隣接帯域が上りで送信されている タイミングで送信される必要があるため、送 信タイミング制御部が必要になる。

 送信タイミング制御部836は、判定された イミングに基づいて、送信タイミングを決 し、無線回路部802等に通知する。また、受 タイミングや上下比率等の情報は、中間帯 リソース制御部834にも通知される。

 本願におけるガードバンドは、中間帯域 中で使用の禁止される帯域幅を示す。従来 中間帯域は全て使用禁止であったが、本実 例では中間帯域の一部の使用が許可され、 の一部分のみが真に使用禁止に設定される 言い換えれば、従来は中間帯域の全てがガ ドバンドであるが、本実施例では中間帯域 一部分のみがガードバンドであり、残りの 間帯域の使用は許可される。ガードバンド (より正確には、最低限必要なガードバンド 幅)をどのように設定すべきかについては、 々な例と共に後述される。中間帯域とそれ 隣接する帯域で上下同じ向きに通信が行わ る場合、ガードバンド幅は、上下逆向きに 用される場合より狭く設定可能である。設 されるガードバンド幅は、予め各場合に対 て既定された値としてもよい。本実施例で 、最大送信電力は既定の一定値であるとす 。

 図9はリンク種別に応じてガードバンド幅 がどのように異なるかを示す。図示の例は、 中間帯域の内、低周波側を利用する場合に必 要なガードバンド幅を模式的に示している( 周波側については省略されている)。低周波 は上りリンクに使用されている。従って、 間帯域の少なくとも低周波側では、上りリ クに使用した方が、下りリンクに使用する 合よりも狭いガードバンド幅でよい。敢え 言及するまでもないが、この中間帯域が従 は使用されないことで、無線リソースの有 活用が十分にはなされていなかった。

 中間帯域リソース制御部834は、上記より 定された条件と、自局で送信する上り/下り トラフィック量に応じて、中間帯域で使用す るリソースの配分方法を決定してもよい。TDD を利用する場合の例については、後述の実施 例で詳細に説明される。

 中継器と通信を行う端末は、通信対象と て選択された中継器により決定された無線 ソースの使用方法に従い信号の生成、送信 イミングの調整を行い、通信を開始する。 の中継器により決定された無線リソースの 用方法は、どの方法が選択されたかが中継 からブロードキャストされる場合は、この 御信号を受信することで認識することが可 である。また、これらが送信されない場合 は、中継器や、隣接のシステムから送信さ る信号を受信することでブラインド推定さ てもよい。

 図10は、中間帯域に1対のペアバンドが設 された様子を示す。上述したように、隣接 る帯域で同じ方向の通信が行われる場合、 れらの間のガードバンド幅は狭くてもよい しかしながら、隣接する帯域で異なる方向 通信が行われる場合、それらの間のガード ンド幅は広くあるべきである。従って、図 の場合、ガードバンドUは、ガードバンドU/D より狭く設定され、ガードバンドDもガード ンドU/Dより狭く設定されてよい(図は正確な 法を表すものでないことに留意を要する。) 。

 この場合、上りリンク側(UL側)のガードバ ンドUについては、UL側で使用するリンクの種 別(上り又は下り)により決定される。下りリ ク側(DL側)のガードバンドDについては、DL側 で使用するリンクの種別(上り又は下り)によ 決定される。

 ペアバンドの配置は図示されているもの けでなく、下りの帯域を低周波側に、上り 帯域を高周波側に設定してもよい。しかし がら、ガードバンド幅をなるべく狭く設定 る観点からは、図示のようになるべく同一 向の通信の帯域が隣接することが望ましい 図示の例では、中間帯域をFDDで利用する場 、中間帯域が2つに周波数分割され、FDD上り チャネルに近い周波数帯を中継器の上りに、 FDD下りに近い周波数を中継器の下りに割り当 てている。なお、図10における中継器の下り( DL)は、共通制御チャネルに使用されてもよい 。

 さらに、上下リンクに割り当てるリソー 量は、中継器が決定するようにしてもよい ただし、UL側の周波数帯域のガードバンド 、ULで用いるよりも、DLで用いる方が広いこ が考慮されなければならない。ULの割り当 についても同様である。すなわち、必要な 小のガードバンド幅により、DL/ULとして設定 できる範囲に限界がある場合がある。

 上記のように中間周波数帯をFDDとして用 る場合、送受信機内部での上り信号と下り 号の干渉を回避するため、中継器で用いる り信号と下り信号間の帯域を広くとる必要 ある。このため、中継器の下りと上りで使 される帯域は、(中間帯域が離散的にいくつ か存在していた場合)別個の中間帯域で用意 れてもよいし、或いは異なる時間の中間帯 で確保されてもよい。

 図11は、FDDとTDDを併用した方法で中間帯 にペアバンドが用意される様子を示す。こ ようにすることで、中間帯域における下り ンクとセルラシステムの上りリンクとの間 広いガードバンドを用意することができる また、中間帯域における上りリンクとセル システムの下りリンクとの間に広いガード ンドを用意することができる。

 図12もFDDとTDDを併用する例を示すが、中 帯域で使用するペアバンドの周波数が一部 複している点が異なる。

 <TDD>
 以下、TDD方式を用いた帯域使用例を説明す 。

 図13は、TDD方式のシステムに割り当てら た帯域の間(中間帯域)を、TDD方式で利用する 場合の例を示す。便宜上、中間帯域に隣接す る帯域を利用するシステムを「隣接システム 」と呼ぶことにする。図示の例では、隣接シ ステムにおける無線フレームのフレーム長及 び上下リンク比率と、中間帯域で使用される 無線フレーム及び上下リンク比率は同じにな るよう統一され、しかも各無線フレームは同 期している。このことは必須ではないが、中 間帯域で設定するガードバンドを少なくする 観点からは、図示のようにフレーム長及び上 下比率を揃え、同期していることが好ましい 。上述したように、隣接する帯域では上下同 じ方向の通信を行った方が、ガードバンド幅 は少なくて済むからである。ただし、この場 合に限らず、上下リソース比率の設定は、隣 接する周波数帯を使用するTDDシステムの上下 比率等に必ずしも合わせる必要はなく、伝送 するトラフィック量に応じて設定されること が可能である。

 図14Aは、中間帯域に隣接する帯域を使用 るTDDシステムが同期して運用されていない いはフレーム長や上下リンク比率が異なる 合の中間帯域の使用例を示す。この場合も 中間帯域の右側のガードバンド幅は、右側 システムのリンクの種類(上り又は下り)と 中間帯域で使用するリンクの種類(上り又は り)により決定される。中間帯域の左側は、 左側のシステムのリンクの種類(上り又は下 )と、中間帯域で使用するリンクの種類(上り 又は下り)によりガードバンド幅が決定され 。図示の例では、中間帯域の各時間におい 、隣接する帯域各々で使用される通信の上 方向が同じ場合には狭いガードバンド幅が 異なる場合は広いガードバンド幅が設定さ る。

 各中継帯域で許容される送信電力及び、 ルラシステムの帯域と中継器が使用する帯 との間のガードバンド幅等については、既 の一定値でもよい。さらに、CPCを用いてシ テムが構成されている場合は、上記ガード ンド幅、許容される送信電力等がCPCにより 定されてもよい。

 図14Bは、中間帯域の別の使用例を示す。 の場合も、中間帯域の各時間において、隣 する帯域各々で使用される通信の上下方向 同じ場合には狭いガードバンド幅が、異な 場合は広いガードバンド幅が設定される。

 <送信電力制御>
 上記実施例では、最大送信電力を一定とし 、ガードバンド幅を適応的に制御する方法 ついて示した。しかし、ガードバンド幅を 整することに代えて又はそれに加えて、送 電力が制限されてもよい。干渉の強弱は送 電力の強弱によっても変わるからである。

 図15は本発明の一実施例による中継器の 成を示す。概して図8で説明済みの構成と同 であるが、「右側隣接ガードバンド幅設定 826」の代わりに「右側帯域での許容送信電 設定部152」が、及び「左側隣接ガードバン 幅設定部830」の代わりに「左側帯域での許 送信電力設定部154」が用意されている点が なる。許容送信電力設定部152,154は、図示の ように代替的に使用されてもよいし、追加的 に使用されてもよい。

 右側帯域での許容送信電力設定部152は、 間帯域の高周波側でどのような送信電力制 がなされるべきかを決定する。上述したよ に、送信電力が同じ場合、隣接する帯域で われる通信が同じ方向ならばそれらは互い 干渉を及ぼしにくく、異なる方向ならば比 的大きな干渉を及ぼし合う。従って、隣接 る帯域で行われる通信が同じ方向ならば、 間帯域で送信電力はさほど弱められないが 異なる方向であったならば送信電力は小さ 弱められる。

 左側帯域での許容送信電力設定部154は、 間帯域の低周波側でどのような送信電力制 がなされるべきかを決定する。許容送信電 設定部152と同様に、隣接する帯域で行われ 通信が同じ方向ならば、中間帯域で送信電 はさほど弱められないが、異なる方向であ たならば送信電力は小さく弱められる。

 図16は、本実施例における周波数帯域及 送信電力の関係を示す。図16上段は、中間帯 域に隣接する帯域を示し、図示の例ではFDD方 式の使用例が示されている。図16中段は左側 域での送信電力制御の様子を示し、これは 容送信電力設定部154により実現される。図1 6下段は右側帯域での送信電力制御の様子を し、これは許容送信電力設定部152により実 される。送信電力制御は、図の中段及び下 の双方により実現される。

 なお、中間帯域で中継器の実行放射電力( 送信電力+アンテナ利得)が、移動局と同程度 小さい場合、中間帯域におけるリンクの種 (上り/下り)を区別することは必須でない。 のような場合、中間帯域で用いられるリン の種別に関わらずガードバンド幅を一定に 持してもよい。

 図17はこのような場合の中間帯域の使用 を示す。この場合でも、移動無線システム 帯域で使用されるリンクの種別に応じて、 動無線通信システムと中間領域で使用され 帯域間のガードバンドが決定される。図14A,B と異なり、隣接する帯域で上下リンクが異な っていても、送信電力を制御することで、ガ ードバンド幅は狭くてもよい。

 一つの送信機が、送信電力を大きく変更 る場合には、各タイミングで適用される送 電力に応じて、中間領域の使用法が適応的 切り替えられてもよい(隣接帯域のリンク種 別を考慮してガードバンド幅を異ならせるか 、或いはリンク種別によらず一定のガードバ ンド幅を適用するか等が適宜変更されてもよ い。)。

 <干渉電力>
 上記実施例では、隣接周波数帯で用いられ リンクの種別と中間帯域で使用されるリン の種別でガードバンド幅や、送信電力が制 される方法を示した。一方、中継器、基地 及び移動局の配置によっても、生じる干渉 大きさは変化し得る。

 図18に示されるような状況では、隣接す 帯域を使用するセルラシステムの移動局UEと 、中継器Rが比較的近い場所で使用される。 って、これらの間で与え合う干渉の影響は きくなることが予想される。

 図19に示されるような状況では、逆に、 動局UEと中継器Rの距離は比較的遠いので、 れらの間で与え合う干渉量は少なくなるこ が予想される。

 帯域の有効活用を促す観点からは、ガー バンド幅は狭い方が好ましい。これらの考 を総合すると、隣接する帯域間で上下方向 異なる通信がなされたとしても、ガードバ ド幅を狭くしてよい場合がある。即ち、移 局UE及び中継局R間の距離が短かかった場合 広いガードバンドを、距離が長かった場合 狭いガードバンドを設けるようにしてもよ 。

 図20は本発明の一実施例による中継器の 成を示す。概して図8で説明済みの構成と同 であるが、「右側隣接チャネルリンク種別 出部824」の代わりに「右側隣接チャネルリ ク種別及び受信レベル検出部202」が、「左 隣接チャネルリンク種別検出部828」の代わ に「左側隣接チャネルリンク種別及び受信 ベル検出部204」が用意されている点が異な 。

 右側隣接チャネルリンク種別及び受信レ ル検出部202は、中間帯域に高周波側で隣接 る帯域で使用されている上下リンク種別を 出することに加えて、その隣接する帯域か どの程度強い干渉波を受けているかを測定 る。右側ガードバンド幅設定部826は、この 定結果に基づいて、ガードバンド幅を決定 る。干渉が強かった場合は広いガードバン を、干渉が弱かった場合は狭いガードバン が設けられる。

 左側隣接チャネルリンク種別及び受信レ ル検出部204は、中間帯域に低周波側で隣接 る帯域で使用されている上下リンク種別を 出することに加えて、その隣接する帯域か どの程度強い干渉波を受けているかを測定 る。右側ガードバンド幅設定部830は、この 定結果に基づいて、ガードバンド幅を決定 る。干渉が強かった場合は広いガードバン を、干渉が弱かった場合は狭いガードバン が設けられる。

 図21は、図18に示されるように強い干渉が 生じる場合、上下同じ方向に通信が行われる 場合、比較的広いガードバンド幅が設定され る様子を示す。上下異なる向きの通信に対し ては、広いガードバンドを用意しなければな らない。

 図22は、図19に示されるように弱い干渉し か生じない場合、上下同じ方向に通信が行わ れる場合、比較的狭いガードバンド幅が設定 できる様子を示す。上下異なる向きの通信に 対しては、広いガードバンドを用意しなけれ ばならない。

 FDDシステムの場合、隣接する周波数の帯 のみではなく、これらとペアで割り当てら ている周波数帯域の受信信号レベルも確認 る必要がある。例えばBand-Bを例にとると、B and-Bで伝送されている信号を受信する端末は Band-Bでは送信しない(ペアバンドのBand-Aで送 信が行われる)。すなわち、Band-Bで検出され 信号の受信レベルが低い場合でも、この信 を受信している端末が該中継器に近い場所 存在する可能性がある。また、帯域とどの 域がペアバンドになっているかは、予めシ テム情報として記憶されていてもよいし、 通パイロットチャネルで報知されるように てもよい。また、この情報が分らない場合 、可能性のある帯域を全てサーチするよう してもよい。いずれにせよ、実際に生じる 渉電力をできるだけ正確に推定することが ましい。受信電力とガードバンド幅の関係 、予め中継器で記憶された関係を用いて決 するようにしてもよい。さらに、ガードバ ド幅のみならず、上記実施例に示すように ガードバンド幅に応じて最大送信電力が決 されるようにしてもよい。

 <使用制限信号>
 ガードバンド幅や許容する送信電力をCPCで 知する方法では、送信電力の制限を地理的 広範囲で一括して指定することになる。こ は、一部の地域だけで生じた事情により、 りの広い地域全域にわたって、中継器によ 送信される電力が小さく制限されてしまう とが懸念される。

 一方、受信を行っている端末が必ずしも 常に送信を行うとは限らない。また、受信 行っている端末が送信を行う場合、送信の 隔も一般的には一定しない。無線インター ェイスの使用法や、伝送されるトラフィッ 等に依存して、それらは様々に変化し得る FDDシステムにおいては、上記のようにペア なる上りリンク及び下りリンクの情報を認 しておく必要もある。さらに、マルチキャ トの受信を行っている端末は、長時間に渡 送信を行わない可能性もある。このように 際の通信状況は様々になっていることが予 される。このような様々な場合に、上記実 例による適切なガードバンド幅の設定や送 電力制御等に加えて、使用制限信号を利用 てもよい。

 図23は、本発明の一形態による中継器の 成を示す。概して図8で説明済みの構成と同 であるが、「使用制限信号受信部231」が追 的に用意されている点が異なる。使用制限 号受信部231は、受信信号中の使用制限信号 ある使用許否信号が、何らかの帯域の使用 許可しているか禁止しているかを判定する 判定結果は中間帯域リソース制御部834に通 される。使用禁止が確認された場合、その 号で指定されている帯域の使用は、禁止さ る。

 図24は、中継局Rが中継帯域を使用しても 中継局Rは端末UE-Yから強い干渉を受けない 子を示す。この場合、中継帯域の利用を禁 する使用拒否信号は、使用制限信号受信部23 1で検出されず、中継帯域の使用は許可され 。従って中継局Rは端末UE-Xとの通信(中継端 での中継)を行ってよい。

 図25は、中継局Rが中継帯域を使用すると 中継局Rは端末UE-Yから強い干渉を受けるこ になる様子を示す。この場合、使用制限信 受信部231で検出された使用拒否信号は、中 帯域の利用は禁止されることを示す。従っ 中継局Rは端末UE-Xとの通信(中継帯域での中 )を止める。本方式においてCPCは必ずしも必 ないが、使用されてもよい。

 図26に示されるように、例えば、CPCの一 の期間に、使用拒否信号用のチャネルを割 当て、各端末は、指定されたCPCのリソース 一部を用いて、使用拒否信号を送信しても い。図示の例では、「使用許否」としてい が、使用の禁止されることだけが明示的に 知されてもよいし、使用の許可されること けが明示的に通知されてもよいし、許可又 禁止の何れであるかが明示的に通知されて よい。また、CPC以外の帯域で、使用許否信 が送信されるようにし、その帯域が指定さ てもよい。

 上記の実施例では、中継帯域を利用する ペレータは1人でもよいし、複数のオペレー タで中継帯域が共有されもよい。この際の共 有方法としては、無線LANで用いられているLis ten-before-talk方式を用いてもよいし、別の方法 が使用されてもよい。さらに、上記では主に 、中継局が中継する場合について説明が行わ れてきたが、自営無線用、具体的には無線を 用いたローカルエリアネットワークや、パー ソナルエリアネットワークを構築するために 本発明が用いられてもよい。さらに、中継用 途とローカル/パーソナルエリアネットワー 用途の両方に対して使用させるようにして よい。そして、この場合は、中継用途に対 て優先的に使用されるようにしてもよい。

 上記では、1つのガードバンドを利用する 場合についての実施例を示したが、複数のガ ードバンドを利用して、中継/自営無線通信 に使用してもよい。さらに、初期の通信リ クの確立を容易にするため、特定のガード ンドの中心の周波数帯を用いて、自局のID( 途、オペレータID、プリアンブル)に対応す 信号を送信するようにしてもよい。

 以上本発明は特定の実施例を参照しなが 説明されてきたが、各実施例は単なる例示 過ぎず、当業者は様々な変形例、修正例、 替例、置換例等を理解するであろう。発明 理解を促すため具体的な数値例を用いて説 がなされたが、特に断りのない限り、それ の数値は単なる一例に過ぎず適切な如何な 値が使用されてもよい。各実施例の区分け 本発明に本質的ではなく、2以上の実施例が 必要に応じて使用されてよい。説明の便宜上 、本発明の実施例に係る装置は機能的なブロ ック図を用いて説明されたが、そのような装 置はハードウエアで、ソフトウエアで又はそ れらの組み合わせで実現されてもよい。本発 明は上記実施例に限定されず、本発明の精神 から逸脱することなく、様々な変形例、修正 例、代替例、置換例等が本発明に包含される 。

 本国際出願は2008年3月6日に出願した日本 特許出願第2008-057026号に基づく優先権を主 するものであり、その全内容を本国際出願 援用する。




 
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