專(zhuān)利名稱(chēng)：移動(dòng)通信系統(tǒng)以及頻帶分配裝置和頻帶分配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠在多個(gè)系統(tǒng)中利用通信中可用頻帶的移動(dòng)通信系統(tǒng)以及頻帶分配裝置和頻帶分配方法。
背景技術(shù)：
無(wú)線(xiàn)通信的應(yīng)用領(lǐng)域正從用于電信的傳輸媒體擴(kuò)大到藍(lán)牙、無(wú)線(xiàn)LAN(local area network局域網(wǎng))等各種方式。例如，正在開(kāi)發(fā)在幾cm的近距離內(nèi)例如用電纜連接起來(lái)的裝置成為無(wú)電纜的連接手段。
另外，在無(wú)線(xiàn)通信中，使用全能的單一系統(tǒng)，例如基于GSM(GlobalSystem for Mobile Communications移動(dòng)通信全球系統(tǒng))、IMT-2000(International Mobile Telecommunication 2000國(guó)際移動(dòng)通信2000)等作為世界標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)而構(gòu)筑的相同系統(tǒng)。然而，在將來(lái)，不同的地域和不同的運(yùn)營(yíng)商對(duì)系統(tǒng)的目的不同，所要求的系統(tǒng)也變得多樣化。因此，需要在同時(shí)期、相同場(chǎng)所，根據(jù)不同目的而使最佳的其它系統(tǒng)混合存在。相對(duì)應(yīng)地，必須使終端和基站對(duì)應(yīng)分別不同的系統(tǒng)。
另外，到目前為止，為了使能夠在單一硬件下通信的裝置自適應(yīng)地連接到各個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)上，正在推進(jìn)無(wú)線(xiàn)設(shè)備的軟件化。另外，也在開(kāi)發(fā)能重構(gòu)的設(shè)備。
另外，也要求應(yīng)用指向的通信。即，讓用戶(hù)側(cè)針對(duì)每個(gè)應(yīng)用選擇無(wú)線(xiàn)通信線(xiàn)路會(huì)給用戶(hù)帶來(lái)麻煩，所以在無(wú)線(xiàn)設(shè)備側(cè)自動(dòng)地選擇最佳無(wú)線(xiàn)通信線(xiàn)路并進(jìn)行設(shè)定的功能是必要的。
作為執(zhí)行具有不同特性的多個(gè)應(yīng)用的無(wú)線(xiàn)通信裝置的例子，有如下的無(wú)線(xiàn)裝置其根據(jù)各應(yīng)用的特性，為各應(yīng)用選擇多個(gè)無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中的一個(gè)，并確定在所選擇的無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)中進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信時(shí)使用的電波的頻率等(例如，參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。
日本特開(kāi)2004-179693號(hào)公報(bào)然而，上述背景技術(shù)中存在以下的問(wèn)題。
一個(gè)問(wèn)題是很難獲得新的頻帶。
大部分的頻帶已經(jīng)被分配，要獲得新的頻帶很困難。
另外，當(dāng)新舊系統(tǒng)在業(yè)務(wù)內(nèi)共存的情況下，必須確立用于使系統(tǒng)平穩(wěn)轉(zhuǎn)移的系統(tǒng)共存法(控制方法)。在不同代的系統(tǒng)的情況下，例如從第2代系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到第3代系統(tǒng)的情況下，如果利用相同頻帶來(lái)構(gòu)筑網(wǎng)絡(luò)，則在一個(gè)頻帶上共同存在多個(gè)系統(tǒng)。必須確立使這種情況下的多個(gè)系統(tǒng)共存的方法和控制方法。例如，必須確立使系統(tǒng)在公眾電通信、廣播系統(tǒng)等不同業(yè)務(wù)間共存的方法和控制方法。
另外，電波政策會(huì)發(fā)生變化，關(guān)于頻帶的使用，有可能從對(duì)獨(dú)占許可使用的運(yùn)營(yíng)商賦予許可證的注冊(cè)制變化為對(duì)滿(mǎn)足一定程度的基準(zhǔn)而許可使用的運(yùn)營(yíng)商和經(jīng)營(yíng)者進(jìn)行注冊(cè)的注冊(cè)制。
這種情況下，關(guān)于根據(jù)注冊(cè)制所分配的頻帶，因?yàn)檫€存在其他的經(jīng)營(yíng)者提供服務(wù)的情況，所以必須確立該頻帶中的高效的信號(hào)傳輸方法。例如，必須進(jìn)行針對(duì)施加給其它系統(tǒng)的干擾和本系統(tǒng)所受到的干擾的對(duì)策。
另外，還存在一個(gè)問(wèn)題是很難確保連續(xù)的寬頻帶。
存在的問(wèn)題是如果要實(shí)現(xiàn)高的傳輸速度，則必須獲取較寬的頻帶，但沒(méi)有寬的頻帶空閑。
這種情況下，因?yàn)橹荒苋〉闷瑪嗷念l帶，所以必須確立利用該片斷頻帶的信號(hào)傳輸技術(shù)(多頻帶信號(hào)傳輸技術(shù))和最佳業(yè)務(wù)量分配法。例如，必須確立根據(jù)用途分開(kāi)使用頻帶的方法、資源的控制法。
另外，用戶(hù)在使用語(yǔ)音、視頻或數(shù)據(jù)通信等各種應(yīng)用時(shí)，用戶(hù)側(cè)在可用范圍內(nèi)選擇適合于該應(yīng)用的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)。因此存在的問(wèn)題是不能進(jìn)行使從經(jīng)營(yíng)者的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看頻率利用效率為最大化的分配。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供能夠使用多個(gè)頻帶、能根據(jù)各頻率的特征按照上下行鏈路分別進(jìn)行發(fā)送信息的分配的移動(dòng)通信系統(tǒng)以及頻帶分配裝置和頻帶分配方法。
為了解決上述課題，本發(fā)明的頻帶分配裝置具有頻帶選擇單元，其從專(zhuān)用地分配給每個(gè)經(jīng)營(yíng)者的專(zhuān)用頻帶、注冊(cè)過(guò)的經(jīng)營(yíng)者能夠使用的注冊(cè)制頻帶、在滿(mǎn)足預(yù)定條件的情況下可以使用的無(wú)需許可頻帶中，選擇可以使用的使用頻帶；頻帶分配單元，其從使用頻帶中將滿(mǎn)足用戶(hù)所要求的QoS(Quality of Service服務(wù)質(zhì)量)的頻帶分配給上下行鏈路。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以從專(zhuān)用頻帶、注冊(cè)制頻帶和無(wú)需許可頻帶中將滿(mǎn)足用戶(hù)所要求的QoS的頻帶分配給上下行鏈路。
另外，本發(fā)明的頻帶分配方法具有如下步驟從專(zhuān)用地分配給每個(gè)經(jīng)營(yíng)者的專(zhuān)用頻帶、已注冊(cè)的經(jīng)營(yíng)者能夠使用的注冊(cè)制頻帶、在滿(mǎn)足預(yù)定條件的情況下可以使用的無(wú)需許可頻帶中選擇可以使用的使用頻帶；從使用頻帶中將滿(mǎn)足用戶(hù)所要求的QoS的頻帶分配給上下行鏈路。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以從專(zhuān)用頻帶、注冊(cè)制頻帶和無(wú)需許可頻帶中將滿(mǎn)足用戶(hù)所要求的QoS的頻帶分配給上下行鏈路。
根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，能夠?qū)崿F(xiàn)可使用多個(gè)頻帶、能根據(jù)各頻率的特征按照上下行鏈路分別進(jìn)行發(fā)送信息的分配的移動(dòng)通信系統(tǒng)以及頻帶分配裝置和頻帶分配方法。


圖1是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的頻率使用技術(shù)的說(shuō)明圖。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)送機(jī)的功能方框圖。
圖3是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的頻率/發(fā)送功率分配部的功能方框圖。
圖4是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的不同系統(tǒng)共存的一例的說(shuō)明圖。
圖5是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)送機(jī)的動(dòng)作的流程圖。
圖6是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的頻率選擇的一例的說(shuō)明圖。
圖7是表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的發(fā)送機(jī)的動(dòng)作的流程圖。
具體實(shí)施例方式
接著，參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
并且，在用于說(shuō)明實(shí)施例的所有附圖中，具有相同功能的部分使用相同的符號(hào)，并省略重復(fù)說(shuō)明。
參照?qǐng)D1和圖2說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例的頻率分配裝置。
首先，參照?qǐng)D1說(shuō)明實(shí)施例的頻率使用技術(shù)。
在圖1中，橫軸是頻率，縱軸是頻率利用效率。
例如，如圖1所示，以如下的方式進(jìn)行分配在(1)～(4)所示的頻帶上分配了已有系統(tǒng)的情況下，將空著的頻帶全部用于新系統(tǒng)，使得頻帶的使用效率為最大。
這種情況下，使用使已有系統(tǒng)和新系統(tǒng)在相同頻帶上共存來(lái)進(jìn)行分配的方法、一個(gè)系統(tǒng)使用多個(gè)頻帶的方法、使多個(gè)系統(tǒng)在一個(gè)頻帶上共存的方法，來(lái)分配頻帶。
這樣，如果本經(jīng)營(yíng)者使用的頻帶和其他經(jīng)營(yíng)者使用的頻帶混合存在，則本實(shí)施例的頻帶分配裝置使用干擾認(rèn)知技術(shù)、頻率共享技術(shù)、干擾消除技術(shù)、降低避免施加干擾的技術(shù)、多頻帶控制技術(shù)，進(jìn)行完全地使用空閑頻帶來(lái)使頻率利用效率最大化的自適應(yīng)控制。
接著，參照?qǐng)D2說(shuō)明本實(shí)施例的發(fā)送機(jī)100。
例如在移動(dòng)站和基站的至少一方具有本實(shí)施例的發(fā)送機(jī)100。發(fā)送機(jī)100具有應(yīng)用執(zhí)行裝置101、與應(yīng)用執(zhí)行裝置101連接的發(fā)送裝置102、與發(fā)送裝置102連接的控制裝置105。
發(fā)送裝置102具有與應(yīng)用執(zhí)行裝置101連接的基帶信號(hào)處理部103、與基帶信號(hào)處理部103連接的多頻帶RF(射頻)部104。
控制裝置105具有頻率/發(fā)送功率分配部106；與頻率/發(fā)送功率分配部106連接的電波環(huán)境認(rèn)知部107、用戶(hù)要求QoS判定部108、發(fā)送參數(shù)確定部111、電波瞬時(shí)變動(dòng)測(cè)量部109、電波使用DB(Database數(shù)據(jù)庫(kù))112和用戶(hù)DB113；與用戶(hù)要求QoS判定部108、電波瞬時(shí)變動(dòng)測(cè)量部109、用戶(hù)DB113和基帶信號(hào)處理部103連接的多用戶(hù)調(diào)度控制部110。另外，發(fā)送參數(shù)確定部111與基帶信號(hào)處理部103連接，用戶(hù)要求QoS判定部108與應(yīng)用執(zhí)行裝置101連接。
另外，頻率/發(fā)送功率分配部106、電波使用DB112和用戶(hù)DB113構(gòu)成頻率分配裝置。
在某移動(dòng)站間進(jìn)行通信的情況下，或者在移動(dòng)站與服務(wù)器之間進(jìn)行通信的情況下，發(fā)送機(jī)100的應(yīng)用執(zhí)行裝置101向移動(dòng)站或服務(wù)器進(jìn)行發(fā)送請(qǐng)求。
應(yīng)用執(zhí)行裝置101具有各種應(yīng)用，通過(guò)執(zhí)行這些應(yīng)用，進(jìn)行例如語(yǔ)音通信、視頻通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)取?br> 當(dāng)基站接收到從通信對(duì)方側(cè)的移動(dòng)站或服務(wù)器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)發(fā)送來(lái)的數(shù)據(jù)時(shí)，輸入給基帶信號(hào)處理部103。
在移動(dòng)站中，執(zhí)行每個(gè)發(fā)送機(jī)所具有的應(yīng)用中的預(yù)定的應(yīng)用，將數(shù)字化的發(fā)送數(shù)據(jù)輸入給基帶信號(hào)處理部103。
基站和移動(dòng)站的基帶信號(hào)處理部103針對(duì)每個(gè)用戶(hù)選擇發(fā)送信號(hào)的頻率和時(shí)間(多用戶(hù)調(diào)度)。從而根據(jù)使用的頻率、時(shí)間的電波傳播狀況選擇適當(dāng)?shù)募m錯(cuò)、交織、調(diào)制和發(fā)送功率，使用這些所選擇的參數(shù)，將所輸入的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成基帶信號(hào)，并輸入給多頻帶RF部104。多頻帶RF部104將所輸入的基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換成多個(gè)頻帶的RF，使用轉(zhuǎn)換后的RF進(jìn)行信號(hào)的收發(fā)。
接著，說(shuō)明控制裝置105。
頻率/發(fā)送功率分配部106針對(duì)每個(gè)用戶(hù)選擇頻帶/發(fā)送功率，并進(jìn)行分配。這種情況下，可以針對(duì)上下行鏈路分配不同的頻帶，也可以針對(duì)控制信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)分配不同的頻帶。
電波環(huán)境認(rèn)知部107認(rèn)知各用戶(hù)可以使用的頻率的當(dāng)前狀態(tài)。例如，檢測(cè)各用戶(hù)可以使用的頻率中的可用頻率及其帶寬、使用各用戶(hù)可以使用的頻率的其它系統(tǒng)的參數(shù)、來(lái)自其它系統(tǒng)的干擾功率、傳輸損失和遮蔽(shadowing)等中的至少一項(xiàng)。
用戶(hù)要求QoS判定部108根據(jù)從應(yīng)用執(zhí)行裝置101輸入的QoS信息判定各應(yīng)用所需的平均傳輸速度、最大傳輸速度、最低保證傳輸速度、延遲(平均延遲、最大延遲、抖動(dòng)等)、幀錯(cuò)誤率、發(fā)送功率等中的至少一項(xiàng)。
在本實(shí)施例中，所謂QoS是指平均傳輸速度、最大傳輸速度、最低保證傳輸速度、延遲(平均延遲、最大延遲、抖動(dòng)等)、幀錯(cuò)誤率、發(fā)送功率等。
電波瞬時(shí)變動(dòng)測(cè)量部109在所使用的信道中，測(cè)量期望波和干擾波在頻率、時(shí)間方向上由衰落等引起的瞬時(shí)變動(dòng)。
多用戶(hù)調(diào)度控制部110進(jìn)行針對(duì)多個(gè)用戶(hù)的調(diào)度。調(diào)度是針對(duì)頻率方向和時(shí)間方向的任一方或兩方來(lái)進(jìn)行的。
發(fā)送參數(shù)確定部111確定在基帶信號(hào)處理部103中使用的參數(shù)，該基帶信號(hào)處理部103進(jìn)行將用戶(hù)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成發(fā)送序列的處理。這種情況下，確定編碼率、交織、調(diào)制方式、發(fā)送功率值等。
在電波使用DB中存儲(chǔ)有頻帶的類(lèi)別信息。具體地講，存儲(chǔ)有表示專(zhuān)用地分配給每個(gè)經(jīng)營(yíng)者的頻帶(以下稱(chēng)為專(zhuān)用頻帶)、多個(gè)注冊(cè)過(guò)的經(jīng)營(yíng)者能夠使用的頻帶(以下稱(chēng)為注冊(cè)制頻帶)、以及如果滿(mǎn)足法定條件則誰(shuí)都可以自由使用的頻帶(以下稱(chēng)為無(wú)需許可頻帶)，例如ISM(IndustryScience Medical工業(yè)科學(xué)醫(yī)療)頻帶的類(lèi)別的信息。例如，存儲(chǔ)有關(guān)于各頻帶的狀況的信息。這里，關(guān)于注冊(cè)制頻帶和無(wú)需許可頻帶，存儲(chǔ)有使用該頻帶時(shí)的制約，例如關(guān)于發(fā)送功率的使用限制等信息。
在用戶(hù)DB中，存儲(chǔ)有用戶(hù)的類(lèi)別、例如表示各頻帶的使用優(yōu)先級(jí)的信息、例如使用方案、移動(dòng)站的傳輸能力、例如發(fā)送功率的限制、信號(hào)處理能力、可用RF等信息。
接著，參照?qǐng)D3說(shuō)明本實(shí)施例的頻率/發(fā)送功率分配部106。
本實(shí)施例的頻率/發(fā)送功率分配部106具有與電波使用DB112連接的地域/時(shí)間使用頻帶選擇部1161；與地域/時(shí)間使用頻帶選擇部1161、電波環(huán)境認(rèn)知部107和用戶(hù)DB113連接的用戶(hù)使用頻帶選擇部1162；與用戶(hù)使用頻帶選擇部1162、電波環(huán)境認(rèn)知部107和用戶(hù)QoS判定部108連接的使用頻帶/發(fā)送功率分配部1163。地域/時(shí)間使用頻帶選擇部1161和用戶(hù)使用頻帶選擇部1162構(gòu)成頻帶選擇部。
首先，地域/時(shí)間使用頻帶選擇部1161從電波使用DB中讀入頻帶的類(lèi)別信息，從所讀入的頻帶的類(lèi)別信息中選擇該經(jīng)營(yíng)者在該地域/時(shí)間可以使用的使用頻帶。
將頻帶區(qū)分為專(zhuān)用頻帶、注冊(cè)制頻帶和無(wú)需許可頻帶3種。從存儲(chǔ)了這些頻帶的類(lèi)別信息的電波使用數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇相關(guān)用戶(hù)的可用頻帶。
例如，多個(gè)經(jīng)營(yíng)者可以在各種服務(wù)中使用注冊(cè)制頻帶。因此，沒(méi)有地域、時(shí)間干擾地使用注冊(cè)制頻帶。這樣，可以實(shí)現(xiàn)頻率的有效利用。
例如，有時(shí)候用于播放的頻帶雖然在某個(gè)地域被使用，但在不同的地域未被使用。另外，用于廣播的頻帶在停止廣播的深夜等時(shí)間段沒(méi)有被使用。因此，用于廣播的頻帶在時(shí)間、地域上的頻率使用度不均勻。因此，通信經(jīng)營(yíng)者通過(guò)隨時(shí)選擇不對(duì)廣播運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生干擾的時(shí)間、頻帶來(lái)進(jìn)行使用，可以實(shí)現(xiàn)頻率資源的有效利用。
例如，如圖4(a)所示，在某地域a，由于在廣播中使用頻帶f1、f3和f4，所以將未用于廣播的頻帶f2用于移動(dòng)通信。另外，如圖4(b)所示，在與地域a不同的地域b，由于將頻帶f2、f3和f4用于廣播，所以將未用于廣播的頻帶f1用于移動(dòng)通信。這樣，可以隨時(shí)選擇使用頻帶，由此實(shí)現(xiàn)頻率資源的有效利用。
另外對(duì)于由防災(zāi)無(wú)線(xiàn)等通常幾乎不使用，但重要性極高的系統(tǒng)所使用的頻帶，可以通過(guò)使用不對(duì)該防災(zāi)無(wú)線(xiàn)等已有系統(tǒng)產(chǎn)生干擾的方式來(lái)進(jìn)行使用。
地域/時(shí)間使用頻帶選擇部1161將所選擇的頻帶的信息輸入給用戶(hù)使用頻帶選擇部1162。
用戶(hù)使用頻帶選擇部1162從用戶(hù)DB113讀入用戶(hù)信息，例如相關(guān)用戶(hù)的類(lèi)別信息和傳達(dá)能力的信息，根據(jù)所讀入的用戶(hù)信息，從所輸入的頻帶的信息中選擇該用戶(hù)可以使用的使用頻帶。
在泛在(ubiquitous)通信中，存在多種移動(dòng)終端，它們所具有的性能/能力大不相同。例如，具有高處理能力的移動(dòng)站能進(jìn)行寬帶的無(wú)線(xiàn)信號(hào)的處理。另外，在具有大容量電池的移動(dòng)站中可以使發(fā)送功率變大。另外，可以具有高能力的天線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)線(xiàn)路，同時(shí)使用各種RF。
另一方面，傳感器等小型且處理能力低的移動(dòng)站因?yàn)樾盘?hào)處理能力也低，所以不能處理寬帶的信號(hào)。另外，因?yàn)殡姵匾残∷钥砂l(fā)送的功率也小。并且因?yàn)檫€存在天線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)線(xiàn)路的制約，所以可用的RF也受到限制。根據(jù)這樣的信息來(lái)縮小頻帶。
例如，用戶(hù)使用頻帶選擇部1162將可能因來(lái)自其他經(jīng)營(yíng)者的干擾而使通信環(huán)境劣化的注冊(cè)制頻帶和無(wú)需許可頻帶分配給例如盡力而為(best effort)的應(yīng)用或使用優(yōu)先級(jí)低的用戶(hù)、例如便宜的使用方案的用戶(hù)。這里，所謂盡力而為是指給移動(dòng)站提供當(dāng)前可使用的最大限度的傳輸速度。另外，用戶(hù)使用頻帶分配部1162將專(zhuān)用頻帶分配給使用例如語(yǔ)音、視頻等實(shí)時(shí)應(yīng)用的用戶(hù)、使用優(yōu)先級(jí)高的用戶(hù)，例如使用費(fèi)用高的使用方案的用戶(hù)。
用戶(hù)使用頻帶選擇部1162將所選擇的頻帶的信息輸入給使用頻帶/發(fā)送功率分配部1163，并且輸入給電波環(huán)境認(rèn)知部107。
電波環(huán)境認(rèn)知部107通過(guò)檢測(cè)所輸入的頻帶的控制信號(hào)或接收功率，來(lái)檢測(cè)各頻帶的當(dāng)前狀況。具體地講，收集各用戶(hù)可以使用的頻率中的可用頻帶及其帶寬、使用各用戶(hù)的可用頻率的其它系統(tǒng)的參數(shù)、本系統(tǒng)對(duì)其它系統(tǒng)的干擾功率以及來(lái)自其它系統(tǒng)的干擾功率、所要的發(fā)送功率、傳輸損失和遮蔽等信息。電波環(huán)境認(rèn)知部107將所收集的電波環(huán)境狀況輸入給使用頻帶/發(fā)送功率選擇部1163。
另一方面，應(yīng)用執(zhí)行裝置101向用戶(hù)QoS判定部108輸入每個(gè)應(yīng)用的QoS信息。用戶(hù)QoS判定部108根據(jù)所輸入的QoS信息，判定例如每個(gè)應(yīng)用所需的平均傳輸速度、延遲(平均、最大延遲、抖動(dòng)等)、幀錯(cuò)誤率、發(fā)送功率、最大傳輸速度、最低保證傳輸速度中的至少一項(xiàng)。另外，用戶(hù)QoS判定部108將所判定的每個(gè)應(yīng)用所需的平均傳輸速度、延遲(平均、最大延遲、抖動(dòng)等)、幀錯(cuò)誤率、發(fā)送功率、最大傳輸速度、最低保證傳輸速度等中的至少一項(xiàng)作為QoS判定信息，輸入給使用頻帶/發(fā)送功率分配部1163。
在實(shí)時(shí)通信中，對(duì)延遲的容許值很小，但因應(yīng)用而能夠容許幀錯(cuò)誤。例如，在語(yǔ)音通信等中，當(dāng)檢測(cè)到錯(cuò)誤時(shí)可以通過(guò)靜音使用而使用戶(hù)感覺(jué)不到質(zhì)量的劣化，所以能夠容許幀錯(cuò)誤。
另一方面，因?yàn)樵跀?shù)據(jù)通信中能容許一定程度的延遲，所以通過(guò)進(jìn)行重發(fā)控制，可以將幀錯(cuò)誤率抑制到與有線(xiàn)通信相同的程度。
使用頻帶/發(fā)送功率分配部1163根據(jù)從電波環(huán)境認(rèn)知部107輸入的使用頻帶的狀態(tài)和從用戶(hù)QoS判定部108輸入的每個(gè)用戶(hù)的QoS判定信息，選擇分配給各用戶(hù)的頻帶和使用的帶寬，算出需要的平均發(fā)送功率。例如，利用所使用的多個(gè)頻帶的傳輸特性和可用帶寬的差異，進(jìn)行滿(mǎn)足從高速率到低速率的各種要求QoS的頻率分配。
首先，說(shuō)明頻帶的特征。
高頻帶雖然一般可以進(jìn)行寬帶寬的分配，但由于傳輸損失大，所以在上行鏈路使用的情況下，必須增大移動(dòng)站的發(fā)送功率，因此降低可用區(qū)域。另一方面，低頻帶雖然一般進(jìn)行窄帶寬的分配，但由于傳輸損失小，所以即使不增大發(fā)送功率也可以進(jìn)行穩(wěn)定的通信。
使用頻帶/發(fā)送功率分配部1163選擇頻帶，以便在滿(mǎn)足用戶(hù)的要求QoS、終端的可發(fā)送的最大功率的同時(shí)，使系統(tǒng)整體的頻率利用效率最大化，并且在移動(dòng)站和基站中，以盡可能小的發(fā)送功率使使用區(qū)域最大化。
對(duì)于專(zhuān)用頻帶，因?yàn)槠浣?jīng)營(yíng)者能夠進(jìn)行控制，所以根據(jù)經(jīng)營(yíng)者內(nèi)的容許干擾功率來(lái)計(jì)算發(fā)送功率。關(guān)于注冊(cè)制頻帶，因?yàn)閮H有已注冊(cè)的經(jīng)營(yíng)者能夠使用，所以在例如經(jīng)營(yíng)者間的規(guī)則所規(guī)定的干擾回避規(guī)則的范圍內(nèi)計(jì)算發(fā)送功率。關(guān)于無(wú)需許可頻帶，因?yàn)檎l(shuí)都能夠自由地使用，所以使用例如法定的發(fā)送功率。
例如，使用頻帶/發(fā)送功率分配部1163根據(jù)從電波環(huán)境認(rèn)知部107輸入的干擾波的接收功率計(jì)算各用戶(hù)所需的發(fā)送功率。
另外，使用頻帶/發(fā)送功率分配部1163根據(jù)從用戶(hù)QoS判定部108輸入的QoS判定信息，即用戶(hù)所要求的QoS，在例如向位于遙遠(yuǎn)場(chǎng)所的用戶(hù)發(fā)送信號(hào)的情況下、想取得較寬的服務(wù)區(qū)域的情況下等，分配低頻率，在想以高傳輸速度進(jìn)行發(fā)送的情況下、想確保寬帶寬的情況下，分配高頻率。
這里，在沒(méi)有滿(mǎn)足用戶(hù)所需要的帶寬的頻帶的情況下，也可以進(jìn)行選擇，把多個(gè)可用頻帶的帶寬分配給一個(gè)用戶(hù)。另外，在存在多個(gè)滿(mǎn)足條件的頻帶的條件下，也可以估計(jì)業(yè)務(wù)量的狀況來(lái)進(jìn)行分配，以便分散每個(gè)頻率的負(fù)荷。另外，為了降低干擾以提高頻率利用效率，也可以分配頻帶使得發(fā)送功率為最小。另外，也可以進(jìn)行頻帶分配使得發(fā)送功率滿(mǎn)足預(yù)定的值。
另外，因?yàn)殡姴ōh(huán)境時(shí)時(shí)刻刻變化，所以可以根據(jù)環(huán)境的變化來(lái)變更所選擇的頻帶。因此，可以周期性地進(jìn)行頻帶的選擇，另外，也可以針對(duì)每個(gè)呼叫、每個(gè)分組進(jìn)行頻率的重新選擇。
另外，使用頻率/發(fā)送功率分配部1163也可以分別為上行鏈路和下行鏈路選擇不同的頻帶。對(duì)于數(shù)據(jù)通信等應(yīng)用，特別是對(duì)服務(wù)器的訪(fǎng)問(wèn)等，有時(shí)下行鏈路的業(yè)務(wù)量比上行鏈路的業(yè)務(wù)量大幾倍。另外，與維持通信所需的控制信息相比，數(shù)據(jù)信息也是從幾倍到幾十倍。
在盡力而為型的數(shù)據(jù)通信的情況下，因?yàn)閷?duì)延遲的要求條件比實(shí)時(shí)通信更不嚴(yán)格，所以即使在錯(cuò)誤較多的通信線(xiàn)路上也能夠通過(guò)進(jìn)行重發(fā)控制來(lái)達(dá)到充分的吞吐量。然而，如果在重發(fā)控制所使用的反饋信息中產(chǎn)生錯(cuò)誤則延遲進(jìn)一步增大，吞吐量降低。
這種情況下，通過(guò)為上下行鏈路選擇非對(duì)稱(chēng)的帶寬，可以高效地容納非對(duì)稱(chēng)的業(yè)務(wù)量。
另外，存在移動(dòng)站可用的發(fā)送功率較小的情況。因此通過(guò)進(jìn)行選擇使得傳輸損失小的低頻帶被分配給上行鏈路，可以在保持寬的可用區(qū)域的狀態(tài)下將移動(dòng)站的消耗功率抑制得較小。
因?yàn)榭刂菩畔S持通信所需要的信息和重發(fā)控制的反饋信息，所以當(dāng)發(fā)生傳輸錯(cuò)誤時(shí)，即使數(shù)據(jù)信息中不包含錯(cuò)誤也不能在接收側(cè)再現(xiàn)數(shù)據(jù)。因此必須使傳輸錯(cuò)誤最小化。
另外，使用頻帶/發(fā)送功率分配部1163也可以分別為數(shù)據(jù)信號(hào)和控制信號(hào)選擇不同的頻帶，并進(jìn)行分配。例如，對(duì)于傳輸速率不是很高、但要求低延遲傳輸?shù)目刂菩盘?hào)，為了使錯(cuò)誤率足夠小，選擇能獲得所需的期望信噪比的低頻帶。另外，對(duì)于容許一定程度的延遲但要求高傳輸速度的數(shù)據(jù)信號(hào)，通過(guò)確保高頻帶中的寬帶寬，并使用重發(fā)控制，可以容許延遲的發(fā)生，達(dá)到高傳輸速度。
另外，例如在能夠同時(shí)使用寬帶寬的高頻率和窄帶寬的低頻率的情況下，將上下行控制信道和上行數(shù)據(jù)信道分配為窄帶寬的低頻帶，將下行數(shù)據(jù)信道分配為寬帶寬的高頻帶。這樣，可以在保持寬的可用區(qū)域的狀態(tài)下增大下行傳輸容量。
所選擇的使用頻帶/帶寬、發(fā)送功率的信息被輸入給發(fā)送參數(shù)確定部111。例如，對(duì)于數(shù)據(jù)信號(hào)、控制信號(hào)，分配給上下行鏈路的頻帶、帶寬和發(fā)送功率的信息被輸入給發(fā)送參數(shù)確定部111。
發(fā)送參數(shù)確定部111根據(jù)所輸入的使用頻帶/帶寬、發(fā)送功率的信息，確定用于將發(fā)送數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成發(fā)送序列的在基帶信號(hào)處理部103中使用的參數(shù)，將所確定的參數(shù)輸入給基帶信號(hào)處理部103。
基帶信號(hào)處理部103使用所輸入的參數(shù)，針對(duì)每個(gè)用戶(hù)進(jìn)行糾錯(cuò)編碼、交織、調(diào)制、發(fā)送功率控制、多用戶(hù)調(diào)度，將多個(gè)頻帶的信號(hào)輸入給多頻帶RF部104。例如，在頻率方向和時(shí)間方向上進(jìn)行多用戶(hù)調(diào)度。在頻率方向上進(jìn)行調(diào)度的情況下，如果所分配的頻帶是分離的，則分別進(jìn)行控制，如果所分配的頻帶接近則可以進(jìn)行統(tǒng)一控制。
多頻帶RF部104使用所分配的頻帶進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。例如，可以通過(guò)一個(gè)設(shè)備，例如軟件無(wú)線(xiàn)機(jī)，使用與各頻率對(duì)應(yīng)的參數(shù)來(lái)進(jìn)行發(fā)送，也可以針對(duì)各頻帶使用不同的設(shè)備，對(duì)它們進(jìn)行切換而進(jìn)行發(fā)送。
接著，參照?qǐng)D5說(shuō)明本實(shí)施例的發(fā)送機(jī)100的頻帶分配動(dòng)作。
首先，從電波使用數(shù)據(jù)庫(kù)112中讀入頻帶的類(lèi)別信息(步驟S502)。
接著，根據(jù)所讀入的頻帶的類(lèi)別信息，判斷能否選擇該經(jīng)營(yíng)者可在該地域和時(shí)間使用的使用頻帶(步驟S504)。在能夠選擇可以使用的頻帶的情況下(步驟S504是)，進(jìn)行頻帶的選擇(步驟S506)。另一方面，在不能選擇可以使用的頻帶的情況下(步驟S504否)，作為呼損或分組丟失(步驟S518)。即，語(yǔ)音等的情況下為呼損，數(shù)據(jù)的情況下為分組丟失。
例如，在電波使用數(shù)據(jù)庫(kù)112中，存儲(chǔ)著圖6(a)所示的專(zhuān)用頻帶、注冊(cè)制頻帶和無(wú)需許可頻帶的類(lèi)別信息，在已讀入了這些頻帶的類(lèi)別信息的情況下，地域/時(shí)間使用頻帶選擇部1161選擇可以在該地域/時(shí)間使用的頻帶。例如，選擇圖6(b)所示的頻帶，300MHz頻帶、800MHz頻帶、2GHz頻帶和5GHz頻帶作為可以使用的頻帶。
接著，從用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)113中讀入用戶(hù)信息(步驟S508)。接著，根據(jù)所讀入的相關(guān)用戶(hù)信息，判斷能否選擇通過(guò)步驟S506所選擇的頻帶中的可以使用的頻帶(步驟S510)。
在能夠選擇可以使用的頻帶的情況下(步驟S510是)，進(jìn)行頻帶的選擇(步驟S512)。另一方面，在不能選擇可以使用的頻帶的情況下(步驟S510否)，作為呼損或分組丟失(步驟S518)。即，在語(yǔ)音等的情況下為呼損，在數(shù)據(jù)的情況下為分組丟失。例如，用戶(hù)使用頻帶選擇部1162如圖6(c)所示，選擇與所輸入的頻帶的候選相同的頻帶。
接著，使用頻帶/發(fā)送功率分配部1163根據(jù)由電波環(huán)境認(rèn)知部107輸入的、各用戶(hù)可以使用的頻率中的可用頻帶及其帶寬、使用各用戶(hù)的可用頻率的其它系統(tǒng)的參數(shù)、來(lái)自其它系統(tǒng)的干擾功率、傳輸損失以及遮蔽中的至少一項(xiàng)，以及由用戶(hù)QoS判定部108輸入的每個(gè)應(yīng)用所需的平均傳輸速度、最大傳輸速度、最低保證傳輸速度、延遲(平均延遲、最大延遲、抖動(dòng)等)信息、幀錯(cuò)誤率、發(fā)送功率中的至少一項(xiàng)，判斷能否針對(duì)每個(gè)用戶(hù)選擇使用頻帶/發(fā)送功率(步驟S514)。在能夠選擇使用頻帶/發(fā)送功率的情況下(步驟S514是)，確定所要使用的頻帶/帶寬、發(fā)送功率，并分配該頻帶。
例如，如圖6(d)所示，分配給300MHz頻帶、800MHz頻帶、2GHz頻帶和5GHz頻帶。這里，在沒(méi)有滿(mǎn)足用戶(hù)需要的帶寬的頻帶的情況下，也可以給一個(gè)用戶(hù)分配多個(gè)可用頻帶中的帶寬。另外，也可以針對(duì)每個(gè)上下行鏈路、每個(gè)數(shù)據(jù)和控制信號(hào)分配不同的頻率。另一方面，在不能選擇使用頻帶/發(fā)送功率的情況下(步驟S514否)，作為呼損或分組丟失(步驟S518)。即，在語(yǔ)音等的情況下為呼損，在數(shù)據(jù)的情況下為分組丟失。
接著，參照?qǐng)D7說(shuō)明在使用頻帶/發(fā)送功率分配部1163中進(jìn)行的頻率分配處理步驟。
首先，針對(duì)來(lái)自用戶(hù)的每個(gè)連接請(qǐng)求認(rèn)知從電波環(huán)境認(rèn)知部107輸入的周?chē)碾姴ㄊ褂脿顩r，從而在移動(dòng)站的可用頻帶中探索可以使用的頻帶，確定所要使用的頻帶和帶寬的候選(步驟S702)。
接著，對(duì)從用戶(hù)要求QoS判定部108輸入的用戶(hù)所要求的傳輸速率與可用帶寬進(jìn)行比較，從頻帶和帶寬的候選中選擇可分配的頻帶的候選(步驟S704)。
接著，估計(jì)所需要SIR(步驟S706)，判斷有無(wú)滿(mǎn)足所要求的傳輸速率、錯(cuò)誤率與要求發(fā)送功率的上限中的兩項(xiàng)的頻帶(步驟S708)。
如果存在滿(mǎn)足條件的頻帶(步驟S708是)，則判定是否存在多個(gè)滿(mǎn)足條件的頻帶(步驟S710)。另一方面，如果不存在滿(mǎn)足條件的頻帶(步驟S708否)，則進(jìn)行頻帶分配以復(fù)用多個(gè)頻帶而能夠由一個(gè)用戶(hù)同時(shí)使用(步驟S712)。
在步驟S710中，如果存在多個(gè)滿(mǎn)足條件的頻帶(步驟S710是)，則估計(jì)業(yè)務(wù)量的狀況(步驟S714)，進(jìn)行頻帶分配使得每個(gè)頻帶的負(fù)荷分散(步驟S716)。另外，為了減小干擾并提高頻率利用效率，也可以選擇發(fā)送功率最小的頻帶。
另一方面，如果不存在多個(gè)滿(mǎn)足條件的頻帶(步驟S710否)，則分配該頻帶(步驟S718)。
根據(jù)本實(shí)施例，因?yàn)榻?jīng)營(yíng)者除了可以使用專(zhuān)用分配的頻率以外還可以使用多個(gè)頻帶，所以能夠靈活地應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)量在時(shí)間、地域上的不均勻發(fā)生。另外，可以對(duì)一個(gè)系統(tǒng)分配多個(gè)頻帶。
另外，可以滿(mǎn)足用戶(hù)所要求的QoS，使系統(tǒng)整體的頻率利用效率最大化，在保持寬的可用區(qū)域的狀態(tài)下將移動(dòng)站的消耗功率抑制得較小。因此，可以實(shí)現(xiàn)在任一區(qū)域均可使用的移動(dòng)站。
另外，因?yàn)闊o(wú)錯(cuò)誤地傳輸控制信道，所以可以將必需的發(fā)送功率和信道編碼等的開(kāi)銷(xiāo)抑制到最小限度，可以在保持寬的可用區(qū)域的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)通信。
另外，在能夠使用多個(gè)頻帶的系統(tǒng)中，能夠針對(duì)每個(gè)頻率使用不同的傳輸特性，針對(duì)每個(gè)用戶(hù)、每條上下行鏈路滿(mǎn)足不同的要求QoS，例如傳輸速率、錯(cuò)誤率等，并且靈活地容納各種能力的移動(dòng)站(可用頻帶、發(fā)送功率)。另外，可以根據(jù)傳輸損失、可用帶寬來(lái)分配頻率以滿(mǎn)足用戶(hù)要求QoS，并且使系統(tǒng)整體的頻率利用效率最大化。
另外，考慮到上下行的業(yè)務(wù)量的非對(duì)稱(chēng)性以及移動(dòng)站和基站對(duì)發(fā)送功率的要求條件的不同，可以對(duì)上下行鏈路分配不同的頻帶。
本發(fā)明的頻帶分配裝置和頻帶分配方法能夠適用于在多個(gè)系統(tǒng)中使用通信可用頻帶的移動(dòng)通信系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種頻帶分配裝置，包括頻帶選擇單元，其從專(zhuān)用頻帶、注冊(cè)制頻帶和無(wú)需許可頻帶中選擇可用的頻帶；頻帶分配單元，其從所選擇的可用頻帶中將頻帶分配給上行和下行鏈路，以滿(mǎn)足用戶(hù)要求的QoS。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻帶分配裝置，還包括RF環(huán)境認(rèn)知單元，其檢測(cè)所選擇的可用頻帶中的可以使用的頻帶和帶寬、使用所選擇的可用頻帶的其它系統(tǒng)的參數(shù)、來(lái)自其它移動(dòng)通信系統(tǒng)的干擾、傳播損失和遮蔽中的至少一項(xiàng)，所述頻帶分配單元根據(jù)檢測(cè)結(jié)果將頻帶分配給用戶(hù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻帶分配裝置，還包括用戶(hù)要求QoS判定單元，其判定平均傳輸數(shù)據(jù)速率、最大傳輸數(shù)據(jù)速率、最低保證傳輸數(shù)據(jù)速率、延遲、幀錯(cuò)誤率、發(fā)送功率中的至少一項(xiàng)，所述頻帶分配單元根據(jù)檢測(cè)結(jié)果將頻帶分配給用戶(hù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻帶分配裝置，其特征在于，所述頻帶分配單元根據(jù)所選擇的可用頻率的傳播特性和可用帶寬中的至少一項(xiàng)，將不同的頻帶分配給上行鏈路和下行鏈路。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻帶分配裝置，其特征在于，所述頻帶分配單元按照業(yè)務(wù)量，將非對(duì)稱(chēng)的帶寬分配給上行鏈路和下行鏈路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻帶分配裝置，其特征在于，當(dāng)存在多個(gè)可分配頻帶時(shí)，所述頻帶分配單元根據(jù)業(yè)務(wù)量狀況來(lái)分配頻帶。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻帶分配裝置，其特征在于，當(dāng)存在多個(gè)可分配頻帶時(shí)，所述頻帶分配單元根據(jù)發(fā)送功率來(lái)分配頻帶。
8.一種頻帶分配方法，包括如下步驟根據(jù)用戶(hù)信息和表示專(zhuān)用頻帶、注冊(cè)制頻帶或無(wú)需許可頻帶的頻率類(lèi)別信息來(lái)選擇可用頻帶；以及將所選擇的可用頻帶中的滿(mǎn)足用戶(hù)要求QoS的頻帶分配給上行鏈路和下行鏈路。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的頻帶分配方法，其特征在于，所述選擇步驟包括如下步驟根據(jù)所選擇的可用頻率的傳播特性和可用帶寬，為上行鏈路和下行鏈路選擇不同的頻帶。
全文摘要
移動(dòng)通信系統(tǒng)以及頻帶分配裝置和頻帶分配方法。本發(fā)明提供了一種可以使用多個(gè)頻帶，并能根據(jù)每個(gè)頻率的特征按照上下行鏈路分別進(jìn)行發(fā)送信息的分配的頻帶分配裝置和頻帶分配方法。頻帶分配裝置中具有頻帶選擇單元，其從專(zhuān)用地分配給每個(gè)經(jīng)營(yíng)者的專(zhuān)用頻帶、已注冊(cè)的經(jīng)營(yíng)者能夠使用的注冊(cè)制頻帶和滿(mǎn)足預(yù)定條件時(shí)可以使用的無(wú)需許可頻帶中選擇可以使用的使用頻帶；頻帶分配單元，其從使用頻帶中將滿(mǎn)足用戶(hù)要求的QoS的頻帶分配給上下行鏈路。
文檔編號(hào)H04W28/18GK1753564SQ20051010497
公開(kāi)日2006年3月29日 申請(qǐng)日期2005年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月22日
發(fā)明者的場(chǎng)直人, 吉野仁, 杉山隆利 申請(qǐng)人:株式會(huì)社Ntt都科摩