JP5955991B2 - 基地局 - Google Patents

Description

本発明は、端末と無線通信を行う基地局に関する。

テレビの生中継、緊急報道等の映像伝送を行う無線通信システムに用いる装置として、ＦＰＵ（Field Pick-up Unit）が知られている。このＦＰＵは、放送分野の素材伝送のために用いられ、中継現場側の移動局（端末）から放送局側の基地局へ本線情報のＵＬ（Up Link）信号を伝送し、放送局側の基地局から中継現場側の移動局へ送り返し情報のＤＬ（Down Link）信号を伝送する。カメラにより撮像された映像は、リアルタイムでファイル伝送され、移動局から基地局へＵＬ信号として送信され、記憶メディアに格納され再生される。また、送り返し信号及び制御信号は、基地局から移動局へＤＬ信号として送信される。

このような無線通信システムでは、放送局側の基地局から中継現場側の移動局への送り返し情報であるＤＬ信号も必要であるが、最も高速化が望まれるのは、放送で使用されている映像情報等である本線情報のＵＬ信号である。ＵＬ信号の伝送レートを高くする場合には、ＵＬ時間をＤＬ時間よりも長くする時分割複信（ＴＤＤ：Time Division Duplex）方式のフレーム構成が必要となる。

時分割複信では、電波の伝搬による遅延を吸収するため、ＵＬ送信期間とＤＬ送信期間との間にガードタイムが設けられる（特許文献１参照）。移動局と基地局の間の距離が短い程、遅延量は少なくなる。また、伝送レートを高めるためには、ガードタイムを最小限に設定することが好ましい。このため、従来技術では、移動局と基地局の間の距離が短い程、ガードタイムが短くなるように、ガードタイムの長さを可変に設定している。

また、ＦＰＵでは、トランシーバ等の他システムと周波数帯域を共用するため、使用中の周波数帯域における干渉の有無を常時監視し、他のシステムとの干渉を防ぐ必要がある。ＦＰＵの基地局は、ガードタイムの受信レベル（干渉量）を測定し、受信レベルが所定の閾値を越えた場合に、他のシステムが当該周波数帯域の使用を開始した（干渉が発生した）と判断し、当該周波数帯域の使用を中止する。なお、受信レベル（受信品質）は、具体的には、受信強度（ＲＳＳＩ）等である。

特開平９−５１３２７号公報

しかしながら、従来技術では、端末と基地局の間の距離が短い場合、ガードタイムが短く設定されるため、受信レベルを測定するための時間を十分に確保できず、周波数のセンシング精度が劣化するという問題がある。

本発明の目的は、伝送レートを極力維持しつつ、端末と基地局の間の距離が短い場合であってもガードタイムの受信レベルを測定するための時間を十分に確保し、周波数を高精度にセンシングすることができる基地局を提供することである。

本発明の基地局は、他システムと共用する周波数帯域の一部を用いて、端末と時分割複信方式の無線通信を行う基地局であって、使用中の周波数帯域毎に、前記端末から上り回線の信号を受信する受信部と、前記使用中の周波数帯域毎に、前記上り回線の信号の受信レベル、および、ガードタイムの受信レベルを測定する受信レベル測定部と、前記上り回線の信号の受信レベルに基づいて前記ガードタイムの長さを設定するガードタイム長さ設定部と、前記ガードタイムの受信レベルが第１閾値以下の周波数帯域を選択する周波数帯域選択部と、前記受信された上り回線の信号の誤り検出結果に基づいて、前記使用中の周波数帯域毎に、Ａｃｋ／Ｎａｃｋを生成するＡｃｋ／Ｎａｃｋ生成部と、前記設定されたガードタイムの長さを示す情報、前記選択された周波数帯域を示す情報、および、Ａｃｋ／Ｎａｃｋを含む制御信号を、前記使用中の周波数帯域毎に生成する制御信号生成部と、前記使用中の周波数帯域毎に、前記制御信号を含む下り回線の信号を前記端末へ送信する送信部と、を具備し、前記制御信号生成部は、第１の周波数帯域において前記制御信号を生成しない場合、前記第１の周波数帯域とは別の第２の周波数帯域における前記制御信号の中に、前記第１の周波数帯域におけるＡｃｋ／Ｎａｃｋを含む情報を加え、前記送信部は、前記第１の周波数帯域では前記制御信号を生成しない場合に、前記下り回線の信号を送信せず、前記下り回線の信号の送信に割り当てられている時間をガードタイムとする、構成を採る。

本発明によれば、従来と殆ど変わらない伝送レートで、端末と基地局の間の距離が短い場合でも周波数を高精度にセンシングできる。

本発明の実施の形態１に係る端末の構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係る基地局の構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るフレームの構成例を示す図 本発明の実施の形態１に係る制御信号の構成例を示す図 本発明の実施の形態１に係る基地局の動作例を示すフローチャート 本発明の実施の形態２に係る基地局の構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態２に係る制御信号の構成例を示す図 本発明の実施の形態２に係るフレームの構成例を示す図 本発明の実施の形態２に係る基地局の動作例を示すフローチャート 本発明の実施の形態２に係るフレームの構成例を示す図 本発明の実施の形態３に係る基地局の構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態３に係るフレームの構成例を示す図 本発明の実施の形態３に係る基地局の動作例を示すフローチャート 本発明の実施の形態４に係る基地局の構成例を示すブロック図 本発明の実施の形態４に係る制御信号の構成例を示す図 本発明の実施の形態４に係るフレームの構成例を示す図 本発明の実施の形態４に係る基地局の動作例を示すフローチャート 本発明の実施の形態４に係るフレームの構成例を示す図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
実施の形態１に係る無線通信システムは、図１に示す端末１００と、図２に示す基地局２００と、を有する。端末１００および基地局２００は、例えば、放送分野の素材伝送に用いられるＦＰＵである。すなわち、端末１００はＵＬ信号として映像情報等を基地局２００へ送信し、基地局２００はＤＬ信号としてフィードバック情報等を端末１００へ送信する。

まず、図１を用いて、本実施の形態に係る端末１００の構成例について説明する。図１は、本実施の形態に係る端末１００の構成例を示すブロック図である。

図１において、端末１００は、無線受信部１０１と、ベースバンド受信処理部１０２と、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部１０３と、制御信号生成部１０４と、制御信号処理部１０５と、ベースバンド送信処理部１０６と、バッファ１０７と、送信タイミング調整部１０８と、無線送信部１０９と、から主に構成される。以下、端末１００の各部について説明する。

無線受信部１０１は、アンテナに受信された無線信号に対して、増幅、フィルタリング等の無線受信処理を行う。そして、無線受信部１０１は、無線受信処理後の信号に対して、基地局２００（後述のガードタイム長さ設定部２０９）で設定されたガードタイムの長さに基づいて同期をとりながら、基地局２００（後述の周波数帯域選択部２０８）で選択された周波数帯域を用いてダウンコンバートし、ベースバンド信号を得る。そして、無線受信部１０１は、ベースバンド信号をベースバンド受信処理部１０２に出力する。

ベースバンド受信処理部１０２は、無線受信部１０１から入力したベースバンド信号に対して、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）処理を行い、伝送レートに基づく復調および誤り訂正を行い、誤り検出を行う。そして、ベースバンド受信処理部１０２は、誤り検出結果を示す情報をＡｃｋ／Ｎａｃｋ生成部１０３に出力する。

また、ベースバンド受信処理部１０２は、基地局２００で選択された周波数帯域の数に応じてＰ／Ｓ（Parallel/Serial）変換を行い、制御信号および受信データを得る。そして、ベースバンド受信処理部１０２は、制御信号を制御信号処理部１０５に出力する。なお、詳細は後述するが、この制御信号には、ガードタイムの長さを示す情報（以下、「ガードタイム長情報」という）、周波数帯域を示す情報（以下、「周波数情報」という）、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ、リンクアダプテーション情報等が含まれる。

Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部１０３は、ベースバンド受信処理部１０２から入力した誤り検出結果を示す情報に基づいて、周波数帯域毎に、Ａｃｋ／Ｎａｃｋを生成する。そして、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部１０３は、Ａｃｋ／Ｎａｃｋを制御信号生成部１０４に出力する。

制御信号生成部１０４は、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部１０３から入力したＡｃｋ／Ｎａｃｋを含む制御信号を生成し、その制御信号をベースバンド送信処理部１０６に出力する。

制御信号処理部１０５は、ベースバンド受信処理部１０２から入力した制御信号に含まれるガードタイム長情報を、無線受信部１０１、ベースバンド送信処理部１０６、送信タイミング調整部１０８に出力する。

また、制御信号処理部１０５は、ベースバンド受信処理部１０２から入力した制御信号に含まれる周波数情報を、無線受信部１０１、ベースバンド受信処理部１０２、ベースバンド送信処理部１０６、送信タイミング調整部１０８、無線送信部１０９に出力する。

また、制御信号処理部１０５は、ベースバンド受信処理部１０２から入力した制御信号に含まれるＡｃｋ／Ｎａｃｋに基づいて、ベースバンド送信処理部１０６に対して、周波数帯域毎に、新規送信あるいは再送信のいずれかを指示する。

また、制御信号処理部１０５は、ベースバンド受信処理部１０２から入力した制御信号に含まれるリンクアダプテーション情報を、ベースバンド受信処理部１０２、ベースバンド送信処理部１０６に出力する。

ベースバンド送信処理部１０６は、制御信号処理部１０５の指示に基づいて新規の送信データあるいはバッファ１０７に記憶された送信データの何れかを選択し、選択した送信データに、制御信号生成部１０４から入力した制御信号を挿入してＵＬフレームを構成し、基地局２００で選択された周波数帯域の数に応じてＵＬフレームをＳ／Ｐ変換する。フレームを構成する際、ベースバンド送信処理部１０６は、基地局２００で設定されたガードタイムの長さに基づいてフレームの長さを調節する。そして、ベースバンド送信処理部１０６は、各ＵＬフレームに対して、伝送レートに基づく誤り訂正符号化および変調を行い、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）処理を行い、ベースバンド信号を得る。そして、ベースバンド送信処理部１０６は、ベースバンド信号（ＵＬ信号）を送信タイミング調整部１０８へ出力する。

バッファ１０７は、送信データを一時的に記憶する。

送信タイミング調整部１０８は、ベースバンド送信処理部１０６から入力したベースバンド信号の信号列に対して、基地局２００で設定された長さのガードタイムを確保するように、送信タイミングを調整して無線送信部１０９へ出力する。

無線送信部１０９は、送信タイミング調整部１０８から入力したベースバンド信号に対して、増幅、フィルタリング等の無線送信処理を行う。そして、無線送信部１０９は、無線送信処理後の信号に対して、基地局２００で選択された周波数帯域にアップコンバートし、無線信号を得る。そして、無線送信部１０９は、アンテナから無線信号（ＵＬ信号）を送信する。

以上、本実施の形態に係る端末１００の構成例について説明した。

次に、図２を用いて、本実施の形態に係る基地局２００の構成例について説明する。図２は、本実施の形態に係る基地局２００の構成例を示すブロック図である。

図２において、基地局２００は、ベースバンド送信処理部２０１と、バッファ２０２と、送信タイミング調整部２０３と、無線送信部２０４と、無線受信部２０５と、タイマ２０６と、受信レベル測定部２０７と、周波数帯域選択部２０８と、ガードタイム長さ設定部２０９と、ベースバンド受信処理部２１０と、制御信号処理部２１１と、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部２１２と、伝送レート設定部２１３と、制御信号生成部２１４と、から主に構成される。以下、基地局２００の各部について説明する。

ベースバンド送信処理部２０１は、制御信号処理部２１１の指示に基づいて新規の送信データあるいはバッファ２０２に記憶された送信データの何れかを選択し、選択した送信データに、制御信号生成部２１４で生成された制御信号を挿入してＤＬフレームを構成し、周波数帯域選択部２０８で選択された周波数帯域の数に応じてＤＬフレームをＳ／Ｐ変換する。ＤＬフレームを構成する際、ベースバンド送信処理部２０１は、ガードタイム長さ設定部２０９で設定されたガードタイムの長さに基づいてフレーム長さを調節する。そして、ベースバンド送信処理部２０１は、各ＤＬフレームに対して、伝送レートに基づく誤り訂正符号化および変調を行い、ＩＦＦＴ処理を行い、ベースバンド信号を得る。そして、ベースバンド送信処理部２０１は、ベースバンド信号（ＤＬ信号）を送信タイミング調整部２０３へ出力する。

バッファ２０２は、送信データを一時的に記憶する。

送信タイミング調整部２０３は、ベースバンド送信処理部２０１から入力したベースバンド信号の信号列に対して、ガードタイム長さ設定部２０９で設定された長さのガードタイムを確保するように、送信タイミングを調整して無線送信部２０４へ出力する。

無線送信部２０４は、送信タイミング調整部２０３から入力したベースバンド信号に対して、増幅、フィルタリング等の無線送信処理を行う。そして、無線送信部２０４は、無線送信処理後の信号に対して、周波数帯域選択部２０８で選択された周波数帯域にアップコンバートし、無線信号を得る。そして、無線送信部２０４は、アンテナから無線信号（ＤＬ信号）を送信する。

無線受信部２０５は、アンテナに受信された無線信号に対して、増幅、フィルタリング等の無線受信処理を行う。さらに、無線受信部２０５は、無線受信処理後の信号に対して、ガードタイム長さ設定部２０９で設定されたガードタイムの長さに基づいて同期をとりながら、周波数帯域選択部２０８で選択された周波数帯域を用いてダウンコンバートし、ベースバンド信号を得る。そして、無線受信部２０５は、ベースバンド信号を受信レベル測定部２０７およびベースバンド受信処理部２１０に出力する。

タイマ２０６は、所定の第１時間（例えば、１０ｍｓ）、および、所定の第２時間（例えば、１０ｓ）を計時し、第１時間の計時が満了すると、第１時間の計時満了を示す第１満了信号を受信レベル測定部２０７に出力し、第２時間の計時が満了すると、第２時間の計時満了を示す第２満了信号を受信レベル測定部２０７およびガードタイム長さ設定部２０９に出力する。

受信レベル測定部２０７は、タイマ２０６から第１満了信号を入力すると、ＵＬ信号（受信信号）の受信レベルを測定する。そして、受信レベル測定部２０７は、測定したＵＬ信号の受信レベルを示す情報を、ガードタイム長さ設定部２０９、伝送レート設定部２１３に出力する。

また、受信レベル測定部２０７は、タイマ２０６から第２満了信号を入力すると、次フレームのガードタイムの受信レベルを測定する。そして、受信レベル測定部２０７は、測定したガードタイムの受信レベルを示す情報を、周波数帯域選択部２０８に出力する。

周波数帯域選択部２０８は、受信レベル測定部２０７で測定されたガードタイムの受信レベルが第１閾値以下の周波数帯域を選択する。そして、周波数帯域選択部２０８は、選択した周波数帯域を示す周波数情報を、無線送信部２０４、無線受信部２０５、ベースバンド送信処理部２０１、ベースバンド受信処理部２１０、制御信号生成部２１４に出力する。

ガードタイム長さ設定部２０９は、タイマ２０６から第２満了信号を入力したか否かに応じて、次フレームのガードタイムの長さを設定する。

例えば、タイマ２０６から第２満了信号を入力していない場合、ガードタイム長さ設定部２０９は、受信レベル測定部２０７から入力したＵＬ信号の受信レベルを示す情報に基づいて、次フレームのガードタイムの長さを第１の長さに設定する。

一方で、例えば、タイマ２０６から第２満了信号を入力した場合、ガードタイム長さ設定部２０９は、次フレームのガードタイムの長さを第２の長さ（受信レベルの測定に必要な所定の長さ）に設定する。

本実施の形態に係るフレーム構成例を図３に示す。なお、図３の例では、１フレームの長さを１０ｍｓとする。

図３において、ガードタイム１０は、第１の長さに設定されたガードタイムであり、ガードタイム１１は、第２の長さに設定されたガードタイムである。図３に示すように、端末と基地局との間の距離が短く、通常時のガードタイム１０が短く設定される場合であっても、第２時間が経過した後の次フレームには、通常時のガードタイム１０よりも長いガードタイム１１が設定される。なお、端末と基地局との間の距離が長く、ガードタイム１０がガードタイム１１よりも長く設定される場合には、受信レベルの測定時であっても、ガードタイム長さ設定部２０９は、ガードタイムの長さを第１の長さ（ガードタイム１０）に設定する。

そして、ガードタイム長さ設定部２０９は、設定したガードタイムの長さを示すガードタイム長情報を、ベースバンド送信処理部２０１、送信タイミング調整部２０３、無線受信部２０５、制御信号生成部２１４に出力する。

ベースバンド受信処理部２１０は、無線受信部２０５から入力したベースバンド信号に対して、ＦＦＴ処理を行い、伝送レートに基づく復調および誤り訂正を行い、誤り検出を行う。そして、ベースバンド受信処理部２１０は、誤り検出結果を示す情報をＡｃｋ／Ｎａｃｋ生成部２１２に出力する。

また、ベースバンド受信処理部２１０は、周波数帯域選択部２０８で選択された周波数帯域の数に応じてＰ／Ｓ変換を行い、制御信号および受信データを得る。そして、ベースバンド受信処理部２１０は、制御信号を制御信号処理部２１１に出力する。

制御信号処理部２１１は、ベースバンド受信処理部２１０から入力した制御信号に含まれるＡｃｋ／Ｎａｃｋに基づいて、ベースバンド送信処理部２０１に対して、周波数帯域毎に、新規送信あるいは再送信のいずれかを指示する。

Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部２１２は、ベースバンド受信処理部２１０から入力した誤り検出結果を示す情報に基づいて、周波数帯域毎に、Ａｃｋ／Ｎａｃｋを生成する。そして、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部２１２は、Ａｃｋ／Ｎａｃｋを、伝送レート設定部２１３、制御信号生成部２１４に出力する。

伝送レート設定部２１３は、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部２１２から入力したＡｃｋ／Ｎａｃｋおよび受信レベル測定部２０７から入力したＵＬ信号の受信レベルを示す情報に基づいて、周波数帯域毎に、伝送レートを設定する。そして、伝送レート設定部２１３は、伝送レートに対応する変調方式、誤り訂正のための符号化率等を示すリンクアダプテーション情報を制御信号生成部２１４に出力する。

また、伝送レート設定部２１３は、ベースバンド送信処理部２０１に対して、周波数帯域毎に、送信データの変調方式、符号化率等を指示する。

また、伝送レート設定部２１３は、ベースバンド受信処理部２１０に対して、周波数帯域毎に、ベースバンド信号の復調方式、符号化率等を指示する。

制御信号生成部２１４は、制御信号を生成し、その制御信号をベースバンド送信処理部２０１に出力する。ここで生成される制御信号の例を図４に示す。

図４において、ガードタイム長情報は、ガードタイム長さ設定部２０９から制御信号生成部２１４に入力された情報であり、第１の長さまたは第２の長さを示す情報である。周波数情報は、周波数帯域選択部２０８から制御信号生成部２１４に入力された情報である。Ａｃｋ／Ｎａｃｋは、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部２１２から制御信号生成部２１４に入力された情報である。リンクアダプテーション情報は、伝送レート設定部２１３から制御信号生成部２１４に入力された情報である。なお、制御信号には、図４に示す各情報以外の情報が含まれてもよい。

以上、本実施の形態に係る基地局２００の構成例について説明した。

次に、図５を用いて、本実施の形態に係る基地局２００の動作例について説明する。図５は、本実施の形態に係る基地局２００の動作例を示すフローチャートである。

タイマ２０６は、所定の第２時間を計時する（ステップＳ１）。

タイマ２０６による第２時間の計時が満了していない場合（ステップＳ２：ＮＯ）、すなわち、ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングではないとき（以下、「通常時」ともいう）には、ガードタイム長さ設定部２０９は、次フレームのガードタイムの長さを、端末と基地局との間の距離に基づく第１の長さに設定する（ステップＳ３）。

一方、タイマ２０６による第２時間の計時が満了した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、すなわち、ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングのときには、ガードタイム長さ設定部２０９は、次フレームのガードタイムの長さを、受信レベルの測定に必要な所定の長さである第２の長さに設定する（ステップＳ４）。そして、受信レベル測定部２０７は、当該周波数帯域のガードタイムの受信レベルを測定する（ステップＳ５）。

制御信号生成部２１４は、ガードタイム長情報、周波数情報、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ、リンクアダプテーション情報を含む制御信号を生成する（ステップＳ６）。

無線送信部２０４は、制御信号を含むＤＬ信号を端末１００へ送信する（ステップＳ７）。

以上、本実施の形態に係る基地局２００の動作例について説明した。

上述したように、本実施の形態の基地局は、ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングのときに、受信レベルの測定に必要な所定の長さを確保するようにガードタイムの長さを設定することを特徴とする。これにより、端末と基地局の距離が短い場合でも、伝送効率が低下することなく、周波数を高精度にセンシングすることができる。

なお、１フレームの長さが１０ｍｓであり、ガードタイムの受信レベルを測定する間隔が１０ｓの場合、１０００フレームに１回だけガードタイムを長く設定すればよいので、本実施の形態の伝送レートは、従来のものと殆ど変わらない。ここで、本実施の形態では、１フレームの長さが１０ｍｓ、ガードタイムの受信レベルを測定する間隔が１０ｓの場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１フレームの長さ並びにガードタイムの受信レベルを測定する間隔は任意の値に設定することができる。

（実施の形態２）
本発明の実施の形態２について説明する。なお、本実施の形態において、端末１００の構成は、上記実施の形態１で説明した図１の構成と同じであるので、ここでの説明は省略する。

図６を用いて、本実施の形態に係る基地局２００Ａの構成例について説明する。図６は、本実施の形態に係る基地局２００Ａの構成例を示すブロック図である。図６に示す基地局２００Ａの各部には、図２に示した基地局２００の各部と同一の符号を付している。以下では、図６に示す各部のうち、図２と異なる動作を行う構成要素についてのみ説明する。

タイマ２０６は、所定の第１時間（例えば、１０ｍｓ）、および、所定の第２時間（例えば、１０ｓ）を計時し、第１時間の計時が満了すると、第１時間の計時満了を示す第１満了信号を受信レベル測定部２０７に出力し、第２時間の計時が満了すると、第２時間の計時満了を示す第２満了信号をベースバンド送信処理部２０１、受信レベル測定部２０７、制御信号生成部２１４に出力する。

ベースバンド送信処理部２０１は、タイマ２０６から第２満了信号を入力したか否か（すなわち、ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングであるか否か）に応じて、以下のように動作する。

タイマ２０６から第２満了信号を入力していない場合（ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングではない場合）、使用中の全ての周波数帯域において、制御信号生成部２１４で生成された制御信号を送信データ（新規または再送）に挿入してＤＬフレームを構成し、ＤＬ信号を生成する。その後の動作は、上記実施の形態１と同じであるので、ここでの説明は省略する。

一方で、タイマ２０６から第２満了信号を入力した場合（ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングである場合）、ベースバンド送信処理部２０１は、ガードタイムの受信レベルを測定する対象（以下、「測定対象」という）の周波数帯域（第１の周波数帯域）について次フレームのＤＬ信号を生成しない。

受信レベル測定部２０７は、タイマ２０６から第２満了信号を入力する毎に、各周波数帯域の受信信号のガードタイムの受信レベルを測定する。そして、受信レベル測定部２０７は、測定したガードタイムの受信レベルを示す情報を、周波数帯域選択部２０８に出力する。

制御信号生成部２１４は、タイマ２０６から第２満了信号を入力したか否か（すなわち、ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングであるか否か）に応じて、以下のように動作する。

例えば、タイマ２０６から第２満了信号を入力していない場合（ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングではない場合）、制御信号生成部２１４は、次フレームにおいて、上記実施の形態１と同様に、使用中の全ての周波数帯域において制御信号を生成し、その制御信号をベースバンド送信処理部２０１に出力する。

一方で、例えば、タイマ２０６から第２満了信号を入力した場合（ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングである場合）、制御信号生成部２１４は、次フレームにおいて、測定対象の周波数帯域以外の全ての周波数帯域において制御信号を生成し、その制御信号をベースバンド送信処理部２０１に出力する。ただし、測定対象の周波数帯域（第１の周波数帯域）における、ガードタイム長情報、周波数情報、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ、リンクアダプテーション情報は、他の周波数帯域（第２の周波数帯域）（例えば、最も受信レベルが高い周波数帯域）の制御信号に含められる。この制御信号の例を図７に示す。

図７に示すように、測定対象の周波数帯域ｆ１における、ガードタイム長情報、周波数情報、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ、リンクアダプテーション情報が、他の周波数帯域ｆ２の制御信号に含められている。ベースバンド送信処理部２０１は、タイマ２０６から第２満了信号を入力した場合、次フレームにおいて、図７に示す制御信号を、送信データに挿入してＤＬフレームを構成する。

本実施の形態に係るフレーム構成例を図８に示す。図８に示すように、測定対象の周波数帯域ｆ１では、第２時間が経過した後の次フレームにおいて、ＤＬ信号が送信されず、その部分がガードタイム２０となる。これにより、通常時のガードタイム１０よりもガードタイムを長く確保することができる。一方で、他の周波数帯域ｆ２では、ガードタイム２０に対応する部分にＤＬ信号２１が送信される。

なお、測定対象の周波数帯域がｆ２であり、他の周波数帯域がｆ１である場合、図８に示すように、測定対象の周波数帯域ｆ２では、第２時間が経過した後の次フレームにおいて、ＤＬ信号が送信されず、その部分がガードタイム２２となる。その一方で、他の周波数帯域ｆ１では、ガードタイム２２に対応する部分にＤＬ信号２３が送信される。なお、ＤＬ信号２３の制御信号には、測定対象の周波数帯域ｆ２における、ガードタイム長情報、周波数情報、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ、リンクアダプテーション情報が含められている。

以上、本実施の形態に係る基地局２００Ａの構成例について説明した。

次に、図９を用いて、本実施の形態に係る基地局２００Ａの動作例について説明する。図９は、本実施の形態に係る基地局２００Ａの動作例を示すフローチャートである。

タイマ２０６は、所定の第２時間を計時する（ステップＳ１１）。

タイマ２０６による第２時間の計時が満了していない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、すなわち、ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングではないとき（通常時）には、ベースバンド送信処理部２０１は、制御信号を含むＤＬ信号を生成し（ステップＳ１３）、無線送信部２０４は、制御信号を含むＤＬ信号を端末１００へ送信する（ステップＳ１４）。

一方、タイマ２０６による第２時間の計時が満了した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）、すなわち、ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングのときには、ベースバンド送信処理部２０１は、当該周波数帯域において、ＤＬ信号の生成を停止する（ステップＳ１５）。そして、受信レベル測定部２０７は、当該周波数帯域のガードタイムの受信レベルを測定する（ステップＳ１６）。

以上、本実施の形態に係る基地局２００Ａの動作例について説明した。

上述したように、本実施の形態の基地局は、ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングのときに、本来ＤＬフレームが送信される時間をガードタイムとして確保し、他の周波数帯域（第２の周波数帯域）の制御信号に測定対象の周波数帯域（第１の周波数帯域）に係る各情報を含めることを特徴とする。これにより、端末と基地局の距離が短い場合でも、伝送効率が低下することなく、周波数を高精度にセンシングできる。

なお、本実施の形態において、一の周波数帯域（第２の周波数帯域）でＤＬ信号を送信するフレームにおいて、他の周波数帯域（第１の周波数帯域）では、受信レベルの測定を行う時間以外において、ＵＬ信号を送信するようにしてもよい。このときのフレーム構成の例を図１０に示す。図１０に示すように、ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングではないとき（通常時）において、周波数帯域ｆ１でＤＬ信号が送信されるとき、周波数帯域ｆ２では、その対応する部分においてＵＬ信号が送信される。なお、受信レベルの測定を行う時刻以外において、ＤＬ信号を送信する周波数は、図１０のようにｆ１とｆ２とを交互に使用することもできるし、ｆ１あるいはｆ２のどちらか片方のみを使用することもできる。

（実施の形態３）
上記実施の形態１では、第２時間間隔で、常に、ガードタイム長さ設定部２０９がガードタイムの長さを第２の長さ（受信レベルの測定に必要な所定の長さ）に設定する場合について説明した。

実施の形態３では、事前に通信品質を推定し、通信品質が劣化した場合にのみ、第２時間が経過したタイミングにおいて、ガードタイム長さ設定部２０９がガードタイムの長さを第２の長さに設定する場合について説明する。なお、本実施の形態において、端末１００の構成は、上記実施の形態１で説明した図１の構成と同じであるので、ここでの説明は省略する。

図１１を用いて、本実施の形態に係る基地局２００Ｂの構成例について説明する。図１１は、本実施の形態に係る基地局２００Ｂの構成例を示すブロック図である。なお、図１１に示す基地局２００Ｂにおいて、図２に示した基地局２００と共通する部分には、図２と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図１１に示す基地局２００Ｂは、図２に示した基地局２００に対して、品質推定部２１５を追加した構成を採る。

受信レベル測定部２０７は、タイマ２０６から第１満了信号を入力すると、ＵＬ信号（受信信号）の受信レベルを測定する。そして、受信レベル測定部２０７は、測定したＵＬ信号の受信レベルを示す情報を、ガードタイム長さ設定部２０９、伝送レート設定部２１３および品質推定部２１５に出力する。

また、受信レベル測定部２０７は、タイマ２０６から第２満了信号を入力すると、品質推定部２１５から出力された信号が、通信品質が劣化したことを示す場合にのみ、次フレームにおいてガードタイムの受信レベルを測定する。そして、受信レベル測定部２０７は、測定したガードタイムの受信レベルを示す情報を、周波数帯域選択部２０８に出力する。

品質推定部２１５は、受信レベル測定部２０７で測定されたＵＬ信号の受信レベルと所定の第２閾値との大小関係を比較し、受信レベルが第２閾値よりも大きい場合には、通信品質が良好であると推定し、受信レベルが第２閾値以下の場合には、通信品質が劣化したと推定する。そして、品質推定部２１５は、推定結果を示す信号を、受信レベル測定部２０７およびガードタイム長さ設定部２０９に出力する。

ガードタイム長さ設定部２０９は、タイマ２０６から第２満了信号を入力すると、品質推定部２１５から出力された信号が、通信品質が劣化したことを示す場合に、次フレームのガードタイムの長さを第２の長さに設定し、通信品質が良好であることを示す場合に、受信レベル測定部２０７から入力したＵＬ信号の受信レベルを示す情報に基づいて、次フレームのガードタイムの長さを第１の長さに設定する。

本実施の形態に係るフレーム構成例を図１２に示す。図１２（Ａ）は通信品質が劣化した場合を示し、図１２（Ｂ）は通信品質が良好な場合を示す。なお、図１２の例では、１フレームの長さを１０ｍｓとする。

図１２において、ガードタイム１０は、第１の長さに設定されたガードタイムであり、ガードタイム１１は、第２の長さに設定されたガードタイムである。図１２（Ａ）に示すように、通信品質が劣化した場合には、第２時間が経過した後の次フレームに、通常時のガードタイム１０よりも長いガードタイム１１が設定される。一方、図１２（Ｂ）に示すように、通信品質が良好な場合には、第２時間が経過した後の次フレームであっても、通常時のガードタイム１０が設定される。これにより、ＵＬ信号の送信時間を長くすることができるので、伝送レートを上げることができる。

なお、ガードタイム長さ設定部２０９は、タイマ２０６から第２満了信号を入力していない場合には、実施の形態１と同一の動作を行う。

以上、本実施の形態に係る基地局２００Ｂの構成例について説明した。

次に、図１３を用いて、本実施の形態に係る基地局２００Ｂの動作例について説明する。図１３は、本実施の形態に係る基地局２００Ｂの動作例を示すフローチャートである。なお、図１３のフローにおいて、図５に示したフローと共通するステップには、図５と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図１３のフローは、図５に示したフローのステップＳ２とステップＳ４の間にステップＳ２１が追加されている。

タイマ２０６による第２時間の計時が満了した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）において、通信品質が劣化した場合には（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、ガードタイム長さ設定部２０９は、次フレームのガードタイムの長さを第２の長さに設定する（ステップＳ４）。
一方、タイマ２０６による第２時間の計時が満了した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）において、通信品質が良好な場合には（ステップＳ２１：ＮＯ）、ガードタイム長さ設定部２０９は、次フレームのガードタイムの長さを第１の長さに設定する（ステップＳ３）。

以上、本実施の形態に係る基地局２００Ｂの動作例について説明した。

上述したように、本実施の形態の基地局は、ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングであって、かつ、通信品質が劣化したときに、受信レベルの測定に必要な所定の長さを確保するようにガードタイムの長さを設定することを特徴とする。これにより、実施の形態１の効果に加え、実施の形態１よりもさらに伝送レートを上げることができる。

（実施の形態４）
上記実施の形態２では、第２時間間隔で、常に、制御信号生成部２１４が制御信号の生成を停止するとともに、ベースバンド送信処理部２０１がフレームの生成を停止してガードタイムを設ける場合について説明した。

実施の形態４では、事前に通信品質を推定し、通信品質が劣化した場合にのみ、第２時間が経過したタイミングにおいて、制御信号生成部２１４が制御信号の生成を停止するとともに、ベースバンド送信処理部２０１がフレームの生成を停止してガードタイムを設ける場合について説明する。なお、本実施の形態において、端末１００の構成は、上記実施の形態１で説明した図１の構成と同じであるので、ここでの説明は省略する。

図１４を用いて、本実施の形態に係る基地局２００Ｃの構成例について説明する。図１４は、本実施の形態に係る基地局２００Ｃの構成例を示すブロック図である。なお、図１４に示す基地局２００Ｃにおいて、図６に示した基地局２００Ａと共通する部分には、図６と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図１４に示す基地局２００Ｃは、図６に示した基地局２００Ａに対して、品質推定部２１５を追加した構成を採る。

受信レベル測定部２０７は、タイマ２０６から第１満了信号を入力すると、ＵＬ信号（受信信号）の受信レベルを測定する。そして、受信レベル測定部２０７は、測定したＵＬ信号の受信レベルを示す情報を、ガードタイム長さ設定部２０９、伝送レート設定部２１３および品質推定部２１５に出力する。

また、受信レベル測定部２０７は、タイマ２０６から第２満了信号を入力すると、品質推定部２１５から出力された信号が、通信品質が劣化したことを示す場合にのみ、ガードタイムの受信レベルを測定する。そして、受信レベル測定部２０７は、測定したガードタイムの受信レベルを示す情報を、周波数帯域選択部２０８に出力する。

品質推定部２１５は、受信レベル測定部２０７で測定されたＵＬ信号の受信レベルと所定の第２閾値との大小関係を比較し、受信レベルが第２閾値よりも大きい場合には、通信品質が良好であると推定し、受信レベルが第２閾値以下の場合には、通信品質が劣化したと推定する。そして、品質推定部２１５は、推定結果を示す信号を、受信レベル測定部２０７および制御信号生成部２１４に出力する。

制御信号生成部２１４は、タイマ２０６から第２満了信号を入力した場合、現フレームの測定対象の周波数帯域（第１の周波数帯域）において、図１５に示す制御信号を生成し、その制御信号をベースバンド送信処理部２０１に出力する。図１５に示す制御信号には、図４に示した制御信号（ガードタイム長情報、周波数情報、Ａｃｋ／Ｎａｃｋ、リンクアダプテーション情報）に、品質推定部２１５の推定結果を示す信号である品質情報が加えられる。

なお、制御信号生成部２１４は、タイマ２０６から第２満了信号を入力したときの現フレーム以外では、実施の形態２と同一の動作を行う。

ベースバンド送信処理部２０１は、第２時間が経過した現フレームにおいて、図１５に示す制御信号を、送信データに挿入してＤＬフレーム（図１６のＤＬ３１、３２）を構成する。

端末１００は、品質情報が、通信品質が良好なことを示す場合、ガードタイムを設ける必要がないため、その間にＵＬ信号を送信する。

本実施の形態に係るフレーム構成例を図１６に示す。図１６（Ａ）は通信品質が劣化した場合を示し、図１６（Ｂ）は通信品質が良好な場合を示す。なお、図１６の例では、１フレームの長さを１０ｍｓとする。

図１６（Ａ）に示すように、通信品質が劣化した場合、実施の形態２（図８）と同様に、測定対象の周波数帯域ｆ１（ｆ２）では、第２時間が経過した後の次フレームにおいて、ＤＬ信号が送信されず、その部分がガードタイム２０（２２）となる。これにより、通常時のガードタイム１０よりもガードタイムを長く確保することができる。なお、他の周波数帯域ｆ２（ｆ１）では、ガードタイム２０（２２）に対応する部分にＤＬ信号２１（２３）が送信される。

一方、図１６（Ｂ）に示すように、通信品質が良好な場合、測定対象の周波数帯域ｆ１（ｆ２）では、第２時間が経過した後の次フレームにおいて、ＤＬ信号が送信されず、その部分においてＵＬ信号が送信される。これにより、ＵＬ信号の送信時間を長くすることができるので、伝送レートを上げることができる。なお、他の周波数帯域ｆ２（ｆ１）では、ＤＬ信号２１（２３）が送信される。

以上、本実施の形態に係る基地局２００Ｃの構成例について説明した。

次に、図１７を用いて、本実施の形態に係る基地局２００Ｃの動作例について説明する。図１７は、本実施の形態に係る基地局２００Ｃの動作例を示すフローチャートである。なお、図１７のフローにおいて、図９に示したフローと共通するステップには、図９と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。図１７のフローは、図９に示したフローのステップＳ１５とステップＳ１６の間にステップＳ３１が追加され、さらに、ステップＳ３１の判定結果がＮＯの場合の後にステップＳ３２が追加されている。

タイマ２０６による第２時間の計時が満了した場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）において、ベースバンド送信処理部２０１は、当該周波数帯域において、ＤＬ信号の生成を停止する（ステップＳ１５）。そして、通信品質が劣化した場合には（ステップＳ３１：ＹＥＳ）、受信レベル測定部２０７は、当該周波数帯域のガードタイムの受信レベルを測定する（ステップＳ１６）。

一方、通信品質が良好な場合には（ステップＳ３１：ＮＯ）、基地局２００ＣはＵＬ信号を受信する（ステップＳ３２）。このとき、受信レベル測定部２０７は、当該周波数帯域のガードタイムの受信レベルを測定しない。

以上、本実施の形態に係る基地局２００Ｃの動作例について説明した。

上述したように、本実施の形態の基地局は、ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングであって、かつ、通信品質が劣化したときに、本来ＤＬフレームが送信される時間をガードタイムとして確保し、他の周波数帯域（第２の周波数帯域）の制御信号に測定対象の周波数帯域（第１の周波数帯域）に係る各情報を含めることを特徴とする。これにより、実施の形態２の効果に加え、実施の形態２よりもさらに伝送レートを上げることができる。

なお、本実施の形態において、一の周波数帯域（第２の周波数帯域）でＤＬ信号を送信するフレームにおいて、他の周波数帯域（第１の周波数帯域）では、受信レベルの測定を行う時刻以外において、ＵＬ信号を送信するようにしてもよい。このときのフレーム構成の例を図１８に示す。図１８（Ａ）は通信品質が劣化した場合を示し、図１８（Ｂ）は通信品質が良好な場合を示す。図１８に示すように、ガードタイムの受信レベルを測定するタイミングではないとき（通常時）において、周波数帯域ｆ１でＤＬ信号が送信されるとき、周波数帯域ｆ２では、その対応する部分においてＵＬ信号が送信される。

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、各周波数帯域において、使用する変調方式、誤り訂正の符号化率等を互いに異なる設定にすることもできるし、同一の設定にすることもできる。

なお、本発明においては、通信状況や用途等によっては、図１６（Ｂ）に示すフレーム構成あるいは図１８（Ｂ）に示すフレーム構成（周波数センシングを行う時刻等の特定時刻においては、他の周波数から制御信号を送信する構成）を固定的に使用することも可能である。干渉波のレベルが大きくても、干渉波が使用している周波数帯域幅が狭い場合には、ＯＦＤＭ等のマルチキャリア通信であれば、干渉によって特性劣化するのは一部のデータのみとなるので、周波数インタリーブ及び誤り訂正等により、干渉波による特性劣化を低減することができる。したがって、通信状況や用途等によっては、図１６（Ｂ）に示すフレーム構成あるいは図１８（Ｂ）に示すフレーム構成を固定的に使用することにより、伝送効率を更に改善することができる。

本発明の基地局は、例えば、端末と無線通信を行う基地局等に適用できる。

１００ 端末
１０１ 無線受信部
１０２ ベースバンド受信処理部
１０３ Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部
１０４ 制御信号生成部
１０５ 制御信号処理部
１０６ ベースバンド送信処理部
１０７ バッファ
１０８ 送信タイミング調整部
１０９ 無線送信部
２００ 基地局
２０１ ベースバンド送信処理部
２０２ バッファ
２０３ 送信タイミング調整部
２０４ 無線送信部
２０５ 無線受信部
２０６ タイマ
２０７ 受信レベル測定部
２０８ 周波数帯域選択部
２０９ ガードタイム長さ設定部
２１０ ベースバンド受信処理部
２１１ 制御信号処理部
２１２ Ａｃｋ／Ｎａｃｋ生成部
２１３ 伝送レート設定部
２１４ 制御信号生成部
２１５ 品質推定部

Claims (6)

1. 他システムと共用する周波数帯域の一部を用いて、端末と時分割複信方式の無線通信を行う基地局であって、
   使用中の周波数帯域毎に、前記端末から上り回線の信号を受信する受信部と、
   前記使用中の周波数帯域毎に、前記上り回線の信号の受信レベル、および、ガードタイムの受信レベルを測定する受信レベル測定部と、
   前記上り回線の信号の受信レベルに基づいて前記ガードタイムの長さを設定するガードタイム長さ設定部と、
   前記ガードタイムの受信レベルが第１閾値以下の周波数帯域を選択する周波数帯域選択部と、
   前記受信された上り回線の信号の誤り検出結果に基づいて、前記使用中の周波数帯域毎に、Ａｃｋ／Ｎａｃｋを生成するＡｃｋ／Ｎａｃｋ生成部と、
   前記設定されたガードタイムの長さを示す情報、前記選択された周波数帯域を示す情報、および、Ａｃｋ／Ｎａｃｋを含む制御信号を、前記使用中の周波数帯域毎に生成する制御信号生成部と、
   前記使用中の周波数帯域毎に、前記制御信号を含む下り回線の信号を前記端末へ送信する送信部と、
   を具備し、
   前記制御信号生成部は、第１の周波数帯域において前記制御信号を生成しない場合、前記第１の周波数帯域とは別の第２の周波数帯域における前記制御信号の中に、前記第１の周波数帯域におけるＡｃｋ／Ｎａｃｋを含む情報を加え、
   前記送信部は、前記第１の周波数帯域では前記制御信号を生成しない場合に、前記下り回線の信号を送信せず、前記下り回線の信号の送信に割り当てられている時間をガードタイムとする、
   基地局。
2. 前記受信レベル測定部は、タイマが所定時間を計時した後の、前記送信部が前記第１の周波数帯域において前記下り回線の信号を送信せずガードタイムとなった時間で、前記第１の周波数帯域のガードタイムの受信レベルを測定する、
   請求項１に記載の基地局。
3. 前記上り回線の信号の受信レベルと第２閾値との比較により回線品質を推定する品質推定部を更に具備し、
   前記受信レベル測定部は、タイマが所定時間を計時した後の、前記送信部が前記第１の周波数帯域において前記下り回線の信号を送信せずガードタイムとなった時間で、前記上り回線の信号の受信レベルが前記第２閾値より小さい場合に、前記第１の周波数帯域のガードタイムの受信レベルを測定する、
   請求項１に記載の基地局。
4. 前記制御信号生成部は、前記第１の周波数帯域において前記制御信号を生成しない場合、その前のフレームの前記第１の周波数帯域における前記制御信号の中に前記品質推定部の推定結果を示す情報を加える、
   請求項３に記載の基地局。
5. 他システムと共用される周波数帯域の一部を用いて、端末と時分割複信方式の無線通信を行う基地局であって、
   使用中の周波数帯域毎に、前記端末から上り回線の信号を受信する受信部と、
   ガードタイムの長さを設定するガードタイム長さ設定部と、
   前記使用中の周波数帯域毎に、前記上り回線の信号の受信レベル、および、所定の長さを有する前記ガードタイムの受信レベルを測定する受信レベル測定部と、
   前記ガードタイムの受信レベルが第１閾値以下の周波数帯域を選択する周波数帯域選択部と、
   前記設定されたガードタイムの長さを示す情報、および、前記選択された周波数帯域を示す情報を含む制御信号を、前記使用中の周波数帯域毎に生成する制御信号生成部と、
   前記使用中の周波数帯域毎に、前記制御信号を含む下り回線の信号を前記端末へ送信する送信部と、
   を具備し、
   前記ガードタイム長さ設定部は、タイマが所定時間を計時するまでは前記上り回線の信号の受信レベルに基づいて前記ガードタイムを第１の長さに設定し、前記タイマが所定時間を計時したときには前記ガードタイムを前記受信レベル測定部が受信レベルを測定するために必要な長さである第２の長さに設定する、
   基地局。
6. 前記上り回線の信号の受信レベルと第２閾値との比較により回線品質を推定する品質推定部を更に具備し、
   前記ガードタイム長さ設定部は、前記タイマが所定時間を計時したときであっても、前記上り回線の信号の受信レベルが前記第２閾値以上の場合には、前記ガードタイムを前記第１の長さに設定する、
   請求項５に記載の基地局。

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