JP2008048148A

JP2008048148A - 移動通信システム及びその周波数割り当て方法並びにそれに用いる基地局

Info

Publication number: JP2008048148A
Application number: JP2006221736A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kumura; 正行九村
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-08-16
Filing date: 2006-08-16
Publication date: 2008-02-28

Abstract

【課題】移動通信システムにおいて、隣接セル間の干渉を回避しつつ周波数利用効率を高めた周波数割り当て方式を提供する。
【解決手段】所定周波数帯域内の複数の周波数を、基地局が自セル内の複数の移動局に対してそれぞれ割り当てるようにした移動通信システムにおける周波数割り当て方法において、基地局において、自セル内における移動局の位置及び隣接基地局の周波数割り当て状況に基づいて周波数割り当てをなす。すなわち、移動局がセルの中央付近に位置する場合、隣接基地局における割り当て周波数と同一周波数を移動局に割り当て（ステップＳ３，Ｓ５）、移動局が隣接基地局とのセル境界付近に位置する場合、隣接基地局における割り当て周波数を回避して周波数割り当てをなす（ステップＳ３，Ｓ４）。
【選択図】図３

Description

本発明は移動通信システム及びその周波数割り当て方法並びにそれに用いる基地局に関し、特に直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ：Orthogonal Freqency Division Multiplexing ）伝送方式の移動通信システムにおける周波数割り当て方式に関するものである。

無線帯域を複数の移動局で共有して通信を行うパケット通信方式には、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）にて標準化が行われているＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access ）や、ＬＴＥ（Long Term Evolution ）といった方式のものがある。後者のＬＴＥの下り回線のアクセス方式には、ＣＤＭＡ（Code Division Multiplexing Access ：符号分割多重接続）方式ではないＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式が検討されている。

このＯＦＤＭ方式では、システムに割り当てられている無線帯域を複数の小さな無線帯域（Resource Block：ＲＢ）に分割しておき、基地局はＲＢ毎に１つの移動局を割り当てることにより、周波数分割を実現するようになっている。以下では、このＲＢをキャリア（またはサブキャリアブロック）と称する。

このようなＯＦＤＭ方式の通信システムでは、隣接セルとの境界付近に位置する移動局は、受信するキャリア（またはサブキャリアブロック）が隣接セルの基地局で使用されているキャリア（またはサブキャリアブロック）と一致した場合に、隣接セルからの強力な干渉を受けることになる。この様な事態を避けるためには、隣接する基地局間で、使用するキャリア（またはサブキャリアブロック）の情報をやりとりして、互いに使用するキャリア（またはサブキャリアブロック）が重複しないように制御を行うことが考えられる。

なお、特許文献１を参照すると、システムに割り当てられている無線帯域を、予め４つのグループに分割しておき、互いに隣接するセル間の境界付近の移動局には、４つのグループのうちの３つのグループの各々を、互いに干渉し合わないように予め固定的に割り当て、各セルの中央付近に位置する移動局には、４つのグループのうちの残りの一つのグループを割り当てるようにして、干渉を防止した技術が開示されている。

特開２００４−１５９３４５号公報

前述したような、隣接する基地局間で、使用するキャリア（またはサブキャリアブロック）の情報をやりとりして、互いに使用するキャリア（またはサブキャリアブロック）が重複しないように制御する方式では、以下のような問題がある。すなわち、隣接セルからの強い干渉を受ける度合いが高いのは、同一キャリア（またはサブキャリアブロック）が割り当てられた隣接セルとの境界に位置する移動局であり、それ以外の場所に位置する移動局は、干渉隣接セルから遠い場所に位置する（セル中央付近に位置する）ものであるから、干渉の度合いは低いことになる。それにもかかわらず、一律に使用するキャリア（またはサブキャリアブロック）が重複しないように制御すると、使用しても差しつかえのないキャリア（またはサブキャリアブロック）が利用できないことになり、移動通信システム全体として、周波数の利用効率の低下を招来するという問題がある。

また、特許文献１の技術では、セルの境界やセルの中央付近などに予め固定的に割り当てられているグループの周波数を、移動局の位置に応じて割り当てるようになっているので、柔軟な周波数の利用ができないという問題がある。

本発明の目的は、隣接セル間の干渉を回避しつつ周波数利用効率を高く維持して柔軟な周波数割り当てが可能な移動通信システムを提供することである。

本発明による通信システムは、所定周波数帯域内の複数の周波数を、基地局が自セル内の複数の移動局に対してそれぞれ割り当てるようにした移動通信システムであって、前記基地局において、前記セル内における前記移動局の位置及び隣接基地局の周波数割り当て状況に基づいて周波数割り当てをなす手段を含むことを特徴とする。

本発明による周波数割り当て方法は、所定周波数帯域内の複数の周波数を、基地局が自セル内の複数の移動局に対してそれぞれ割り当てるようにした移動通信システムにおける周波数割り当て方法であって、前記基地局において、前記セル内における前記移動局の位置及び隣接基地局の周波数割り当て状況に基づいて周波数割り当てをなすステップを含むことを特徴とする。

本発明による基地局は、所定周波数帯域内の複数の周波数を、自セル内の複数の移動局に対してそれぞれ割り当てるようにした基地局であって、前記セル内における前記移動局の位置及び隣接基地局の周波数割り当て状況に基づいて周波数割り当てをなす手段を含むことを特徴とする。

本発明によるプログラムは、所定周波数帯域内の複数の周波数を、自セル内の複数の移動局に対してそれぞれ割り当てるようにした基地局の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、前記セル内における前記移動局の位置及び隣接基地局の周波数割り当て状況に基づいて周波数割り当てをなす処理を含むことを特徴とする。

本発明によれば、隣接セル間の干渉の度合いが低い移動局に対しては、隣接セルと重なるキャリア（またはサブキャリアブロック）を割り当てるようにすることによって、移動通信システム全体として、周波数利用効率を高く維持することができ、また柔軟な周波数割り当てが可能になるという効果がある。

以下に図面を用いて本発明の実施例について説明する。図１は本発明の一実施例の原理を説明する図である。図１において、基地局１と基地局２とはセルＣ１とセルＣ２とをそれぞれカバーしている。基地局１は隣接する基地局２との間で回線Ｌ１−２を介して情報のやりとりが可能であるものとする。移動局１１及び１２はセルＣ１内に位置しており、移動局１１は隣接セルＣ２との境界付近に位置し、移動局１２は隣接セルＣ２からは離れて位置している。そして、各移動局１１，１２には、内部に、それぞれＧＰＳ（Global Positioning System ）機能Ｇ１１，Ｇ１２が搭載されているものとする。移動局２１はセルＣ２内に位置しており、ＧＰＳ機能Ｇ２１を有している。

基地局１は回線Ｌ１−２を介して基地局２のキャリア（以下、キャリアはサブキャリアブロックを意味することもある）割り当て及び使用状況の情報を常に得ているものとする。移動局１１，１２は内部にＧＰＳ機能Ｇ１１，Ｇ１２をそれぞれ有しているので、移動局自身の位置情報を得ることができ、この位置情報を、通信を行っている基地局１へ伝えるようになっている。

基地局１では、基地局２からのキャリアの割り当て及び使用状況と、自セル配下に存在する各移動局の位置情報とに基づいて、各移動局に対して次のようにキャリアの割り当てを行う。例えば、移動局１１のように、基地局２のセルＣ２との境界付近に位置する場合には、基地局２で使用されるキャリアは回避して割り当てを行い、移動局１２のように、基地局２のセルＣ２から離れている場合には（基地局１のセルＣ１の中央付近に位置する場合には）、基地局２において使用されているキャリアであっても、割り当てを行う。こうすることにより、隣接セル間の干渉の度合いが低い移動局に対しては、隣接セルと重なるキャリアを割り当てることができるために、システム全体として、周波数の有効利用が図れるのである。

図２は本発明の一実施例による基地局の機能ブロック図である。図２を参照すると、無線通信部１０１は自身のセル内に存在する移動局との通信をなすものであり、基地局間通信部１０２は隣接する基地局との通信をなすものである。移動局位置検出部１０３は自身のセル内に存在する移動局のＧＰＳ機能による位置情報を取得して、各移動局の位置検出をなすものである。キャリア割り当て部１０４は、移動局位置検出部１０３により検出された各移動局の位置に応じて、また基地局間通信部１０２により得られた隣接基地局のキャリア割り当て及び使用状況に応じて、各移動局に対するキャリア割り当てをなすものである。

制御部１０５は各部１０１〜１０４の制御を行うものであり、ＣＰＵ（コンピュータ）からなる。メモリ１０６はＣＰＵ１０５の作業用メモリであると共に、ＣＰＵの動作制御手順を予めプログラムとして格納したメモリでもある。

図３は本発明の一実施例の動作を示すフローチャートであり、図２に示した基地局の動作フローである。図３を参照すると、隣接基地局のキャリアの割り当て及び使用状況を、基地局間通信部１０２より取得して把握する（ステップＳ１）。そして、自セル内に位置する移動局の位置を無線通信部１０１により取得して把握する（ステップＳ２）。キャリア割り当て部１０４において、隣接セルとのセル境界に位置する移動局に対しては、隣接基地局で使用されているキャリアを回避してキャリアの割り当てを行う。セル境界に位置しない移動局に対しては、隣接基地局で使用されているキャリアを割り当てる（ステップＳ５）。このキャリア割り当て状態やキャリア使用状況は、隣接基地局に対して通知されることになる（ステップＳ６）。そして、再び、ステップＳ１〜Ｓ６の動作が繰り返されるものである。

本発明の他の実施例として、その基本構成は先の実施例のとおりであるが、移動局の位置情報を得る手段として、ＧＰＳ機能を用いる代りに、移動局での基地局からの下り受信信号レベルやパスタイミングを用いることもできる。図４はこの場合のシステム構成図であり、図１と同等部分は同一符号により示している。

本例においても、基地局１と基地局２とはセルＣ１とセルＣ２とをそれぞれカバーしており、基地局１は隣接基地局２との間において、回線Ｌ１−２を介して情報のやりとりが可能であり、基地局２におけるキャリア割り当て及び使用状況の情報を常に得ている。また、移動局１１及び１２はセルＣ１内に位置するが、移動局１１は隣接セルＣ２との境界付近に位置し、移動局１２は基地局１の近くに位置している。

移動局１１，１２は、共に、基地局１及び基地局２から送出される下り信号のうち、一定電力で送出されるチャネルの受信信号レベルを基地局１へそれぞれ報告する。または、基地局１及び基地局２から送出される下り信号のパスタイミングの情報を基地局１にそれぞれ報告する。

基地局１においては、これら各移動局からの報告によって、基地局１及び基地局２と移動局１１，１２との各距離を推定する。例えば、移動局１１からの基地局１と基地局２との受信信号レベルに基づいて、両者の差を検出し、その差が小さければ、移動局１１はセル境界付近に位置すると判断でき、逆にその差が大きければ、移動局１１はセル中央、すなわち、基地局１の近くに位置すると判断できる。下り信号のパスタイミングを用いる場合には、パスタイミングの差が小さければ、移動局はセル境界付近に位置し、その差が大きければ、基地局の近くに位置すると判断できることになる。

図４に示す如く、移動局１１のように、基地局２のセルＣ２との境界付近に位置する場合には、基地局２で使用されるキャリアは回避してキャリア割り当てを行い、移動局１２のように、基地局２のセルＣ２から離れている場合には、基地局２で使用されているキャリアであっても割り当てを行うことになる。

上述した各実施例における基地局の動作は、その動作手順をプログラムとしてＲＯＭなどの記録媒体に格納しておき、これをコンピュータ（ＣＰＵ）により読み取らせて実行させるように構成できることは明らかである。

本発明の一実施例の原理を説明するためのシステム図である。本発明の一実施例の基地局のブロック図である。本発明の一実施例の動作を示すフローチャートである。本発明の他の実施例の原理を説明するためのシステム図である。

符号の説明

１，２基地局
１１，１２，２１移動局
１０１無線通信部
１０２基地局間通信部
１０３移動局位置検出部
１０４キャリア割り当て部
１０５制御部（ＣＰＵ）
１０６メモリ
Ｃ１，Ｃ２セル
Ｇ１１，Ｇ１２，Ｇ２１ＧＰＳ機能

Claims

所定周波数帯域内の複数の周波数を、基地局が自セル内の複数の移動局に対してそれぞれ割り当てるようにした移動通信システムであって、
前記基地局において、
前記セル内における前記移動局の位置及び隣接基地局の周波数割り当て状況に基づいて周波数割り当てをなす手段を含むことを特徴とする移動通信システム。
前記手段は、前記移動局が前記隣接基地局とのセル境界付近ではない位置に位置する場合、前記隣接基地局における割り当て周波数と同一周波数を、前記移動局に割り当てることを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
前記手段は、前記移動局が前記隣接基地局とのセル境界付近に位置する場合、前記隣接基地局における割り当て周波数を回避して、前記移動局に周波数割り当てをなすことを特徴とする請求項１記載の移動通信システム。
前記移動局の位置は、ＧＰＳ（Global Positioning System ）機能により取得されたものであることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の移動通信システム。
前記移動局の位置は、通信中の前記基地局及び前記隣接基地局からそれぞれ一定電力で送信される下り信号の受信信号レベルまたはパスタイミングに応じて取得されたものであることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の移動通信システム。
所定周波数帯域内の複数の周波数を、基地局が自セル内の複数の移動局に対してそれぞれ割り当てるようにした移動通信システムにおける周波数割り当て方法であって、
前記基地局において、
前記セル内における前記移動局の位置及び隣接基地局の周波数割り当て状況に基づいて周波数割り当てをなすステップを含むことを特徴とする周波数割り当て方法。
前記ステップは、前記移動局が前記隣接基地局とのセル境界付近ではない位置に位置する場合、前記隣接基地局における割り当て周波数と同一周波数を、前記移動局に割り当てるステップを有することを特徴とする請求項６記載の周波数割り当て方法。
前記ステップは、前記移動局が前記隣接基地局とのセル境界付近に位置する場合、前記隣接基地局における割り当て周波数を回避して、前記移動局に周波数割り当てをなすステップを有することを特徴とする請求項６記載の周波数割り当て方法。
前記移動局の位置は、ＧＰＳ（Global Positioning System ）機能により取得されたものであることを特徴とする請求項６〜８いずれか記載の周波数割り当て方法。
前記移動局の位置は、通信中の前記基地局及び前記隣接基地局からそれぞれ一定電力で送信される下り信号の受信信号レベルまたはパスタイミングに応じて取得されたものであることを特徴とする請求項６〜８いずれか記載の周波数割り当て方法。
所定周波数帯域内の複数の周波数を、自セル内の複数の移動局に対してそれぞれ割り当てるようにした基地局であって、前記セル内における前記移動局の位置及び隣接基地局の周波数割り当て状況に基づいて周波数割り当てをなす手段を含むことを特徴とする基地局。
前記手段は、前記移動局が前記隣接基地局とのセル境界付近ではない位置に位置する場合、前記隣接基地局における割り当て周波数と同一周波数を、前記移動局に割り当てることを特徴とする請求項１１記載の基地局。
前記手段は、前記移動局が前記隣接基地局とのセル境界付近に位置する場合、前記隣接基地局における割り当て周波数を回避して、前記移動局に周波数割り当てをなすことを特徴とする請求項１１記載の基地局。
所定周波数帯域内の複数の周波数を、自セル内の複数の移動局に対してそれぞれ割り当てるようにした基地局の動作をコンピュータにより実行させるためのプログラムであって、前記セル内における前記移動局の位置及び隣接基地局の周波数割り当て状況に基づいて周波数割り当てをなす処理を含むことを特徴とするプログラム。