WO2002087113A1

WO2002087113A1 - Appareil de station de base et procede de communication radio

Info

Publication number: WO2002087113A1
Application number: PCT/JP2002/003753
Authority: WO
Inventors: Hiroaki Sudo
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2002-04-16
Publication date: 2002-10-31
Also published as: DE60207162T2; KR100562610B1; DE60207162D1; US20030189917A1; JP2002319885A; KR20030011904A; JP3801460B2; EP1286481A4; US7876716B2; CN1461539A; CN1241439C; EP1286481B1; EP1286481A1

Description

明細書基地局装置及び無線通信方法技術分野

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 T D D (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、 O F D M (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 方式を用いて通信を行う基地局装置に関する。背景技術

従来、 C D MA (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、 T D D方式が知られている。 T D D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。

図 1に、 T D D方式における通信フレームの構成例を示す。この図 1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 1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〜下りスロヅト 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。

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ヅ卜がそれぞれ割り当てられる。基地局装置は、図 1参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、下りスロッ卜のタイミングで受信処理を行う。

次に、図 2及び図 3を参照して、上りバ一ストと下りバーストの構造について説明する。図 2は、下りバーストの構造を示す図であり、図 3は、上りバーストの構造を示す図である。図 2に示すように、下りバース卜の先頭には、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プルが配置される。また、この伝送路推定用プリアンブルの後段には、端末局宛てのデ一夕（下りデータ # 1及び下りデ一夕 # 2 ) が配置される。

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、下りパ一ストにはガードタイムが設けられていない。

—方、図 3に示すように、上りバーストの先頭には、隣接するバ一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 A G C (自動利得制御）に用いられる同期 · A G C用プリアンプルが配置される。また、この同期 · A G C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、基地局宛てのデ一夕（上りデ一夕 # 3 及び上りデータ # 4 ) が配置される。

図 1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夕ィムの比率を低下させ、伝送効率の向上を図っている。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、このフエ一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ノ一シチ処理が用いられている。このダイバ一シチ処理は、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ノ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。ここで図 1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、 I F F T回路を備えており、上り回線及び下り回線でいずれも O F D M通信を行うものとする。

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ヤリアを、そのサブキヤ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。

このような送信ダイバ一シチは、 T D D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。

しかしながら、図 1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。

発明の開示

本発明の目的は、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である。図面の簡単な説明

図 1は、 O F D M通信に用いる通信フレームの構成例、

図 2は、下りバーストの構造を示す図、

図 3は、上りバーストの構造を示す図、

図 4は、本発明の実施の形態 1に係る基地局の構成を示すプロヅク図、図 5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、

図 6は、 E b/N o ( d B ) と端末局における誤り率との関係のシミュレ一シヨン結果について示す図、

図 7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、

図 8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、

図 9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、

図 1 0は、本発明の実施の形態 5に係る基地局の構成を示すプロック図、図 1 1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、

図 1 2は、本発明の実施の形態 7に係る基地局の構成を示すブロック図、図 1 3は、下りバーストのサブキヤリア毎の送信電力を示す図、

図 1 4は、下りバーストの端末局における受信電力を示す図、及び図 1 5は、本発明の実施の形態 8に係る基地局の構成を示すプロヅク図であ発明を実施するための最良の形態

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 T D D方式の通信フレーム（図 1参照）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ヅ卜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ヅトに割り当てられたバーストについて、送信ダイバ一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、上りバース卜と下りバーストとが近接して配置されることになり、下りバーストに付カ卩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。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。

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 4は、本発明の実施の形態 1に係る基地局 1 0の構成を示すプロヅク図である。本実施の形態においては、基地局 1 0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 1 0と端末局 # 1〜端末局 # nとが、 T D D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 1 0及び端末局 # 1〜端末局 # nが、それそれ O F DM変調器及び O F D M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 0 F D M通信が行われてヽる場合を例に説明する。

この図 4において、受信部 1 9は、対応するアンテナ素子 1 7から受信した受信信号に、ダウンコンパ一トゃ AZD変換等の所定の無線受信処理を施す。また、受信部 2 0は、対応するアンテナ素子 1 8から受信した受信信号に、ダウンコンバートや Aノ D変換等の所定の無線受信処理を施す。尚、ァンテナ素子 1 7及びアンテナ素子 1 8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 O F D M信号である。

レベル検出部 2 1は、受信部 1 9及び受信部 2 0の出力信号に基づいて、受信した O F D M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 2 1は、受信部 1 9の出力信号に基づいて、アンテナ素子 1 7から受信した O F D M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 2 0の出力信号に基づいて、アンテナ素子 1 8から受信した 0 F D M信号を構成するサブキャリアの受信レベルを検出する。

受信ダイバ一シチ部 2 2は、レベル検出部 2 1において検出した受信レべルを参照して、受信部 1 9及び受信部 2 0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 2 2は、レベル検出部 2 1における検出結果を参照して、受信レベルの高い方のサプキャリァを受信信号として選択する選択合成処理を行う。

尚、受信ダイバーシチ部 2 2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 2 2は、ダイバーシチ合成処理として、受信部 1 9及び受信部 2 0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そ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、受信ダイバ一シチ部 2 2は、ダイバ一シチ合成処理として、受信部 1 9及び受信部 2 0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つても良い。

受信ダイバーシチ部 2 2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 2 3に出力される。受信バッファ部 2 3は、受信ダイバーシチ部 2 2の出力信号に対して F F T (離散フ一リェ変換： Fast Fourier Transform)処理等を行って受信デ一夕を得る。そして、受信バッファ部 2 3 は、この受信デ一夕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、最終的な受信デ一夕として後段の回路に出力する。

以上が基地局 1 0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 1 1は、送信デ一夕を I F F T (逆離散フーリエ変換： Inverse Fast Fourier Transform) 処理して O F D M信号生成し、帯域割当部 1 3による出力制御を受けるまで保持する。

タイミング生成部 1 2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 1 3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。

帯域割当部 1 3は、タイミング生成部 1 2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 1 3は、レベル検出部 2 1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のそれそれに対して、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 1 3は、スロットの割当に従って送信バッファ部 1 1を制御し、送信バッファ部 1 1に保持されている O F D M信号を下りバーストとして送信ダイバ一シチ部 1 4に出力させる。

送信ダイバ一シチ部 1 4は、レベル検出部 2 1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 1 1から出力される下りバーストに対して送信ダイバーシチ処理を行う。つまり、送信ダイバーシチ部 1 4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 1 5又は送信部 1 6 ) にそのサブキヤリァに配置された信号を出力する。例えば、アンテナ素子 1 7及びアンテナ素子 1 8から受信した O F D M信号の所定周波数 f 1に配置されたサブキヤリァ S 1に着目する。このサブキャリア S 1について、アンテナ素子 1 7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 1 4は、送信バッファ部 1 1から出力された 0 F D M信号のうち f 1に配置されたサブキャリア S 1を、アンテナ素子 1 7に対応する送信部 1 5に出力し、アンテナ素子 1 7から出力する。

このように、 O F D M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 1 0においては、サブキャリア毎に送信ダイバ一シチが行われている。

送信部 1 5、送信部 1 6は、送信ダイバーシチ部 1 4の出力信号に対して、ァヅプコンバ一ドゃ D /A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 1 7又はアンテナ素子 1 8より送信される。

本実施の形態に係る基地局 1 0は、ダイバ一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 1 7及びアンテナ素子 1 8を備えているが、本発明においては、基地局 1 0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。

図 5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ヅ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、通信フレ一ムにおいて、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 5に示す例においては、上りスロット # l〜# kおよび下りスロット # 1〜井 kにより第 2領域が構成され、上りスロット # k + l〜# nおよび下りスロット # k + l〜# nにより第 1領域が構成されている。図 5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 5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ュニットとして配置されている。

次いで、上記構成の基地局 1 0の動作について説明する。

まず、基地局 1 0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 O F D M信号は、アンテナ素子 1 7及びアンテナ素子 1 8から受信される。アンテナ素子 1 7及びアンテナ素子 1 8からそれぞれ受信された O F D M信号は、対応する受信部 1 9及び受信部 2 0において所定の無線受信処理を施され、レベル検出部 2 1及び受信ダイバーシチ部 2 2に出力される。

レベル検出部 2 1では、受信した O F D M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、受信ダイバ一シチ部 2 2、送信ダイバーシチ部 1 4、及び帯域割当部 1 3に出力される。受信ダイバ一シチ部 2 2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 2 3では、ダイバーシチ合成結果に対して F F T処理を施して受信データが得られる。

次いで、基地局 1 0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 1 2では、図 5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 5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。

帯域割当部 1 3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 2 1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 5に示すように配置される。

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 —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、オープンル一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、上りスロヅトの受信レベルに基づいて、下りバーストがダイバ一シチ合成される。

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ヅ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つている。したがって、オープンループの制御を行う際には、第 1領域におけるスロットを割り当てる場合よりも、第 2領域におけるス口ットを割り当てた方が、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。

このように、第 2領域に配置されたスロットで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で通信を行う場合よりも精度の良い回線推定結果を用いることができる。これにより、下り回線で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。

したがって、帯域割当部 1 3は、レベル検出部 2 1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。

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ヅトが隣接するため、下りスロヅ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ヅト数（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 2 m s、ガードタイムを 4 S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 1 0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 X 4〃s = 2 0〃sなので、フレーム長 2 m sの 1 / 1 0 0 0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。

帯域割当部 1 3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 1 1を制御する。例えば、図 5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 —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 1 1から所定のタイミングで出力される。

送信バッファ部 1 1から出力された下りバーストは、送信ダイバーシチ部 1 4において、送信ダイバーシチ処理行われ、送信部 1 5又は送信部 1 6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 1 7又はアンテナ素子 18から送信される。

図 6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。シミュレ一ション条件は、以下に示すとおりである。

PDUサイズ； 54BYTE

F FTサンプル速度； 2 OMH z

ガード区間長； 800ns

フレーム長； 2ms

変調方式； 16 AM

誤り訂正；畳み込み符号化/ビ夕ビ復号（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 6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（送信ダイバ一シチを行わない場合）のシミュレーション結果である。

このように、本発明におけるシミュレ一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、 EbZNoは、約 1. 5dB改善されている。

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一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。 (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 7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 7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。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 5に示したフレ一ム構成よりも、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つている。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、さらにダイバ一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。

(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領域におけるスロヅト配置が実施の形態 1と異なっている。図 8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ヅト配置例について説明する図である。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。

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ヅト数は、送信ダイバ一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 —スト長が 2 4 / sの場合に、第 2領域に上りスロヅ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、その上りスロヅトに対応する下りスロットの時間間隔は 1 2 0 sとなる。 1 2 0〃sは、フレーム長（2 m s ) の 1 / 2 0であり、送信ダイバ一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。

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ヅ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、装置規模を小型ィ匕することが出来る。

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夕ィムを付加すれば、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 ¾ί率の低下を防ぐことができる。

(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と異なつている。図 9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 9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。

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。

(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 1 0は、本発明の実施の形態 5に係る基地局 7 0の構成を示すブロック図ある。尚、この図 1 0において、図 4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 5に示すものと同じである。

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 1 3により取得されている。

この図 1 0において、選択部 7 1は、帯域割当部 1 3が保持しているチヤ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 7 2に出力する。また、選択部 7 1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 7 3に出力する。

選択部 7 4は、チャネル情報を参照して、送信バッファ部 7 2から優先度の高い信号を読み出し、図 5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。

帯域割当部 1 3は、優先度が高い信号以外の信号に対して、第 2領域以外の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 1 3は、スロット割当に従って送信バッファ部 7 3を制御し、送信バッファ部 7 3に保持されている信号を、選択部 7 4を介して送信ダイバーシチ部 1 4に出力させる。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。

(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 1 1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ヅト配置例について説明する図である。

この図 1 1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ヅ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、請求の範囲における対象上りスロットに対応し、下りスロット Xは、請求の範囲にお'ける対象下りスロヅトに対応している。

これらの下りスロット X及び上りスロヅト Xに割り当てられるバーストは、帯域割当部 1 3において、 R S S Iや C R C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 1 3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を選択する。

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ヅトとの間隔（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）よりも短くなつている。したがって、前フレームにおける上りスロヅト 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ィバ一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。

(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 9 0が、送信ダイバ一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 1 2は、本発明の実施の形態 7に係る基地局 9 0の構成を示すブロック図である。尚、この図 1 2において、図 4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 5に示すものと同じである。

この図 1 2において、利得制御部 9 1は、レベル検出部 2 1における上りスロヅ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、送信バヅファ部 1 1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 9 1は、レベル検出部 2 1において検出された上りスロヅトの受信レベル（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）とを比較する。検出レベルの方が目標レベルより大きい場合には送信電力を下げる。逆に検出レベルの方が目標レベルより小さい場合には送信電力を上げる制御を行う。利得制御部 9 1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、この目標レべルとサブキヤ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、サブキヤリァ毎の送信電力制御が行われる。

このサブキャリア毎の送信電力制御について、図 1 3及び図 1 4を参照して説明する。図 1 3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 1 4は、図 1 3に示す下りバ一ストの端末局における受信電力を示す図である。

図 1 3に示す下りバーストは、図 1 2に示す利得制御部 9 1において増幅された下りバーストである。この図 1 3に示すように、回糸泉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プキャリア（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。

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 1 4に示すように受信される。この図 1 4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

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、サブキヤリァの受信電力を略一定に保つことが出来る。 0 F D M信号の誤り率が劣化する要因としては、受信レベルが落ち込んだサブキヤリアが支配的となることが挙げられるが、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。これによつて、誤り率特性を改善することが出来る。 (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 1 2 0が、 0 F D M- C D MA (Code Division Multiple Access) 方式により通信を行うという特徴を有する。図 1 5は、本発明の実施の形態 8に係る基地局 1 2 0の構成を示すブロック図ある。尚、この図 1 5において、図 4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 5に示すものと同じである。 O F D M— C D MAは、 C D MA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。

図 1 5において、拡散部 1 2 1は、送信バッファ部 1 1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ヤリァのそれそ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 1 4においてダイバーシチ合成され、送信部 1 5又は送信部 1 6を介して、対応するアンテナ素子 1 7 又はアンテナ素子 1 8から無線送信される。

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ヅプ数が増 . 加するので、伝送 ¾ί率を向上させることが出来る。

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領域のスロヅ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。

本明細書は、 2 0 0 1年 4月 1 9日出願の特願 2 0 0 1— 1 2 1 5 4 2に基づくものである。この内容をここに含めておく。産業上の利用可能性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用い、特に、 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 方式を用いて通信を行う基地局装置に用いるに好適である。

Claims

請求の範囲

1 . 所定のオープンループ周期を有する第 1領域、及び、前記第 1領域よりも短い周期のオープンループ周期を有する第 2領域で構成された時分割の通信フレームを用いて、端末局装置と双方向の無線通信を行う基地局装置。

2 . 第 2領域に配置されている上りスロットの受信レベルを検出する手段と、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ヅトに割り当てられた下り送信信号をダイバ一シチ送信するダイバーシチ手段と、を具備する請求の範囲 1記載の基地局装置。

3 . 第 2領域は、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配置される請求の範囲 1記載の基地局装置。

4 . 第 2領域の先頭から中央までの領域に上りスロットが配置され、前記第 2 領域の中央から最後部までの領域に下りスロットが配置される請求の範囲 1

5 . 第 2領域において、上りスロットが配置された領域と下り領域が配置された領域の間の領域に、ガード区間が配置される請求の範囲 4記載の基地局装置 _c

6 . 優先度の高い送信信号を、第 2領域に含まれる下りスロットに割り当てる手段を具備し、ダイバーシチ手段は、前記優先度の高い送信信号を割り当てた下りスロヅトに対応する上りスロットの受信レベルの検出結果に応じて、前記優先度の高い送信信号をダイバーシチ送信する請求の範囲 1記載の基地局装置。

7 . 第 1領域に含まれる対象下りスロヅトを前記第 1の先頭に配置し、前記対象下りスロットに対応する対象上りスロットをフレームの最後部に配置する請求の範囲 1記載の基地局装脣。

8 . 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に割り当てられた下り送信信号の送信電力を制御する手段を具備する請求の範囲 1記載の基地局装置。

9 . 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ヤリァのそれそれに拡散チップを割り当てる拡散手段を具備する請求の範囲 1 記載の基地局装置。

10. 下り送信信号は、送信信号を IFFT処理して得られる OFDM信号である請求の範囲 1記載の基地局装置。

11. 所定のオープンループ周期を有する第 1領域、及び、前記第 1領域よりも短い周期のオープンループ周期を有する第 2領域で構成された時分割の通信フレームを用いて、端末局装置と双方向の無線通信を行う無線通信方法であつて、前記第 2領域に配置されている上りスロットの受信レベルを検出するェ程と、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割り当てられた下り送信信号をダイバーシチ送信するダイバーシチェ程と、を具備することを特徴とする無線通信方法。