(57)【要約】【課題】端末、もしくは、基地局、もしくは端末ならびに基地局双方の負担を軽減することができる無線通信システムを提供する。【解決手段】無線通信システムにおいて、３つ以上の周波数帯の信号の送受信が可能である基地局が、少なくとも、制御期間とユーザデータ通信期間を有し、制御期間の中で、周波数グループ化を決定する制御期間を有し、かつ、この周波数グループ化を決定する制御期間の中で、３つの以上の周波数帯を第１および第２のグループに分ける使用周波数のグループ化決定アルゴリズムを実行し、ユーザデータ通信期間では、第２ｎのタイムスロットでは、第１のグループに属する周波数帯の信号を送信し、かつ第２のグループに属する周波数帯の信号を受信し、第２ｎ＋１のタイムスロットでは、第１のグループに属する周波数帯の信号を受信し、かつ第２のグループに属する周波数帯の信号を送信する。【選択図】図７
2010068277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３つ以上の周波数帯の信号の送受信が可能である基地局と、
前記３つ以上の周波数帯の少なくとも１つの周波数帯の信号の送受信が可能である端末とを具備してなる無線通信システムであって、
前記基地局は、動作する期間において、
少なくとも、制御期間とユーザデータ通信期間とを有し、
前記制御期間には、周波数グループ化を決定する制御期間を有し、
前記周波数グループ化を決定する制御期間では、前記３つ以上の周波数帯を第１および第２のグループに分ける使用周波数のグループ化決定アルゴリズムを実行し、
前記ユーザデータ通信期間では、第２ｎ（ｎは整数）のタイムスロットで、前記第１のグループに属する周波数帯の信号を送信し、前記第２のグループに属する周波数帯の信号を受信し、第２ｎ＋１のタイムスロットで、前記第１のグループに属する周波数帯の信号を受信し、前記第２のグループに属する周波数帯の信号を送信することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１において、
前記使用周波数のグループ化決定アルゴリズムは、
前記周波数グループ化の初期設定に対して、グループの変更により、あらかじめ定められた要求項目が改善されれば変更されたグループを採用し、改善されなければ初期設定を保つことを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項２において、
前記あらかじめ定められた要求項目は、
前記基地局が通信する全ての前記端末を考慮し、各端末が同時に送信する周波数帯の最大の数を、全ての端末で合計した場合に、前記合計が前記初期設定における合計より少なくなる組み合わせにすることであることを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項２において、
前記あらかじめ定められた要求項目は、
前記基地局が通信する全ての前記端末を考慮し、各端末が同時に送信する周波数帯の最大の数を、全ての端末で合計した場合に、前記合計が最も少なくなる組み合わせにすることであることを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項２において、
前記あらかじめ定められた要求項目は、
前記基地局が同時接続する端末の数が前記初期設定よりも少なくなる組み合わせにすることであることを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
請求項２において、
前記あらかじめ定められた要求項目は、
前記基地局が同時接続する端末の数が最も少なくなる組み合わせにすることであることを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
請求項２において、
前記あらかじめ定められた要求項目は、
前記使用周波数の帯域の合計が、交互に繰り返されるタイムスロットにおいて、前記初期設定より平均化される組み合わせにすることであることを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
請求項２において、
前記あらかじめ定められた要求項目は、
前記使用周波数の帯域の合計が、交互に繰り返されるタイムスロットにおいて、最も平均化される組み合わせにすることであることを特徴とする無線通信システム。
【請求項９】
請求項２において、
前記あらかじめ定められた要求項目は、
隣接する他の周波数帯までの周波数間隔が、最も離れている周波数間隔を基準に、高い周波数側のグループと低い周波数側のグループに分けることであることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１０】
請求項２において、
前記あらかじめ定められた要求項目は、
（１）前記基地局が通信する全ての前記端末を考慮し、各端末が同時に送信する周波数帯の最大の数を、全ての端末で合計した場合に、前記合計が前記初期設定における合計より少なくなる組み合わせにすることと、
（２）前記基地局が通信する全ての前記端末を考慮し、各端末が同時に送信する周波数帯の最大の数を、全ての端末で合計した場合に、前記合計が最も少なくなる組み合わせにすることと、
（３）前記基地局が同時接続する端末の数が前記初期設定よりも少なくなる組み合わせにすることと、
（４）前記基地局が同時接続する端末の数が最も少なくなる組み合わせにすることと、
（５）前記使用周波数の帯域の合計が、交互に繰り返されるタイムスロットにおいて、前記初期設定より平均化される組み合わせにすることと、
（６）前記使用周波数の帯域の合計が、交互に繰り返されるタイムスロットにおいて、最も平均化される組み合わせにすることと、
（７）隣接する他の周波数帯までの周波数間隔が、最も離れている周波数間隔を基準に、高い周波数側のグループと低い周波数側のグループに分けることと、
を組み合わせた項目であることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１１】
請求項１において、
前記３つ以上の周波数帯は、前記無線通信システムが構成される場所と、無線通信が行われる時間と、前記端末の使用可能な周波数とのうち、少なくともいずれか１つによって、変化することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１２】
請求項１において、
前記無線通信システムは、ＭＩＭＯ伝送を行うものであることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１３】
請求項１において、
前記無線通信システムは、空間分割多元接続を行うものであることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１４】
請求項１において、
前記無線通信システムは、ＭＩＭＯ伝送と空間分割多元接続のどちらも行うものであることを特徴とする無線通信システム。
【請求項１５】
３つ以上の周波数帯の信号の送受信が可能である基地局であって、
前記基地局は、動作する期間において、少なくとも、制御期間とユーザデータ通信期間とを有し、
前記制御期間には、周波数グループ化を決定する制御期間を有し、
前記周波数グループ化を決定する制御期間では、前記３つ以上の周波数帯を第１および第２のグループに分ける使用周波数のグループ化決定アルゴリズムを実行し、
前記ユーザデータ通信期間では、第２ｎ（ｎは整数）のタイムスロットで、前記第１のグループに属する周波数帯の信号を送信し、前記第２のグループに属する周波数帯の信号を受信し、第２ｎ＋１のタイムスロットで、前記第１のグループに属する周波数帯の信号を受信し、前記第２のグループに属する周波数帯の信号を送信することを特徴とする基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムおよびそれに使用する通信装置に関し、さらに詳しく言えば、３つ以上の周波数帯の送受信が可能な基地局を有する無線通信システムおよびそれに使用する通信装置に適用して有効な技術に関する。また、本発明は、周囲の電波環境を調査し使用可能と判断された３つ以上の周波数帯を用いて信号の送受信を行う無線通信システムおよびそれに使用する通信装置に関する。また本発明は、複数のアンテナを用いてＭＩＭＯ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ−Ｏｕｔｐｕｔ）伝送を行う無線通信システムおよびそれに使用する通信装置に関する。また本発明は、複数のアンテナを用いて空間分割多元接続（Ｓｐａｃｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＳＤＭＡ）伝送を行う無線通信システムおよびそれに使用する通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、無線通信システムに関しては、周波数利用効率を向上させるために、複数の送受信アンテナを用いて無線通信を行うＭＩＭＯ技術が、無線ＬＡＮなどで使用されている。このＭＩＭＯ技術に関しては、非特許文献１などに開示されている。
【０００３】
ＭＩＭＯでは、送信機と受信機の間に形成されるチャネル情報を、送信機並びに受信機の間で共有できる場合は、より高度な信号処理を行うことが可能となり、データ伝送速度を高めることができる。そのため、ＭＩＭＯで高速伝送を行うには、送受信間のチャネル行列の最新情報を取得することが必要となる。チャネル行列の最新情報が比較的安易に取得できるという点では、アップリンクとダウンリンクで同じ周波数を使用する時分割デュプレックス（ＴＤＤ）が、周波数分割デュプレックス（ＦＤＤ）よりもＭＩＭＯに適していると考えられている。ＴＤＤとＦＤＤの特長を組み合わせたデュプレックス方法として、交互周波数時分割デュプレックス通信方法が、特許文献１に開示されている。これは、タイムスロットごとにアップリンクとダウンリンクに用いる２つの周波数を交互に切り替えて使用するという技術である。
【０００４】
また、周波数資源をより有効に使用する方法として、基地局または端末が周囲の電波環境を認知し、利用されていない周波数帯、例えば特定のエリアでしか使用されないテレビジョン放送用の周波数など、があれば、それを用いて通信を行う、いわゆる「コグニティブ無線」の検討がなされている。このコグニティブ無線に関しては、特許文献２の背景技術にその概念が示されている。
【特許文献１】特開２００７−７４７３７号公報
【特許文献２】特開２００７−３００４１９号公報
【非特許文献１】Ｇ．Ｊ．Ｆｏｓｃｈｉｎｉ  他，‘Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｆｏｒ  Ｈｉｇｈ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ  Ｅｍｐｌｏｙｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉ−Ｅｌｅｍｅｎｔ  Ａｒｒａｙｓ’ＩＥＥＥ  ＪＯＵＲＮＡＬ  ＯＮ  ＳＥＬＥＣＴＥＤ  ＡＲＥＡＳ  ＩＮ  ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ，ＶＯＬ．１７，ＮＯ．１１，ＮＯＶＥＭＢＥＲ  １９９９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記のような無線通信システムに関しては、今後、前記特許文献２に示されているコグニティブ無線が一般的に使用されるようになると、使用可能な周波数が複数ある場合には、それらの複数の周波数を同時に用いて、かつＭＩＭＯによる通信を行うことが考えられる。
【０００６】
例えば、図３１に示すように、３つの周波数帯（ｆ１，ｆ２，ｆ３）を用いて、一般的なＴＤＤを行った場合、タイムスロットごとに、同じ処理を３周波数分、同時に行う必要が生じる。その結果、特に端末への負荷、例えば、複数の電力増幅器を同時に動作させるため、電力増幅器に起因する発熱がより大きくなり、より一層の放熱対策や、動作温度がより高い温度まで対応している部品が必要になる。また、同時に処理する信号量が増えるため、信号処理回路の演算量が増加し、瞬時の消費電力の増加につながる、また、３つの周波数の処理を並列して行う場合は、従来の３倍の回路規模が必要になり、また従来と同様の回路規模で行う場合は、処理に３倍の時間がかかるようになり、結果としてスループットの低下などにつながる。また、ＭＩＭＯ技術を使う場合は、信号処理に時間がかかれば、取得したチャネル情報が古いものになってしまい、チャネル情報の精度の劣化が起こる。また、端末だけではなく、基地局でも、同様の問題が起こる可能性がある。
【０００７】
また、前記特許文献１の技術は、図３２に示すように、第１キャリア周波数（ｆ１）および第２キャリア周波数（ｆ２）を用い、かつ同一のタイムスロットで、同時に上り伝送と下り伝送を行い、上り／下り伝送に用いる周波数をタイムスロットごとに交互に変更する、という技術である。この効果として、時間的に連続伝送が可能となること、１つ前のタイムスロットで受信したパイロットシンボルに基づきキャリア周波数のチャネル情報を推定できる、などが挙げられる。しかし、この技術では、周波数が３つ以上の場合については、何ら開示されていない。
【０００８】
例えば、３つの周波数を考慮せずに２つのグループに分けた場合、端末が複数の周波数の信号を送受信できる機能を有する場合は、周波数のグループの分け方によっては、前述した図３１に示したことと同様の処理が必要になる端末が生じる確率が存在し、上記問題が発生する可能性がある。
【０００９】
そこで、本発明は、３つ以上の周波数を用いる無線通信システムにおいて、上記の問題を解決し、端末、もしくは、基地局、もしくは端末ならびに基地局双方の負担を軽減することができる無線通信システムを提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１２】
すなわち、代表的なものの概要は、３つ以上の周波数帯の信号の送受信が可能である基地局が、動作する期間において、少なくとも、制御期間とユーザデータ通信期間を有する。前記制御期間の中で、周波数グループ化を決定する制御期間を有し、かつ、この周波数グループ化を決定する制御期間の中で、３つ以上の周波数帯を第１および第２のグループに分ける使用周波数のグループ化決定アルゴリズムを実行する。前記ユーザデータ通信期間では、第２ｎ（ただしｎは整数）のタイムスロットでは、第１のグループに属する周波数帯の信号を送信し、かつ第２のグループに属する周波数帯の信号を受信し、第２ｎ＋１のタイムスロットでは、第１のグループに属する周波数帯の信号を受信し、かつ第２のグループに属する周波数帯の信号を送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００１４】
すなわち、代表的なものによって得られる効果は、端末、もしくは、基地局、もしくは端末ならびに基地局双方の負担を軽減することができる無線通信システムを提供することができることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【００１６】
＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態を、図１から図１７を用いて説明する。
【００１７】
まず、図１から図７を用いて、本発明の第１の実施の形態における無線通信システムの構成および動作を説明する。図１は第１の実施の形態における無線通信システムを示す構成図、図２は無線通信システムの動作フローを示す説明図、図３から図６は制御信号のフォーマットを示す説明図、図７は周波数グループ化決定アルゴリズムを示す説明図である。
【００１８】
第１の実施の形態における無線通信システムでは、図１に示すように、基地局（１）と３台の端末、すなわち端末Ａ（１１）、端末Ｂ（１２）、端末Ｃ（１３）より構成されている。基地局（１）は、バックボーンネットワーク（１４）に接続されている。本実施の形態では、基地局（１）は４つの周波数帯に対して信号を送受信する機能を有している。その周波数帯を、周波数が低い方から順に第１から第４の周波数とする。端末Ａ（１１）は、第１の周波数、第２の周波数、第３の周波数の信号を、端末Ｂ（１２）は第３の周波数と第４の周波数の信号を、端末Ｃ（１３）は第１の周波数と第２の周波数の信号を、それぞれ送受信する機能を有している。
【００１９】
本実施の形態によれば、基地局（１）は、まず、通信の候補となる複数の周波数帯の使用可否を調査する。調査方法としては、例えば、あらかじめ使用候補となる周波数の情報を基地局（１）のメモリに記録しておき、周波数が低い方から順番に１つずつ受信電力の大きさやＳＮ比などを評価し、あらかじめ定められた閾値と比較して使用可否を判断する、などの方法がある。
【００２０】
このような構成とすることで、基地局（１）は、通信の候補となる複数の周波数帯の中から、その場所、その時点で使用可能な周波数帯を選択することができる。基地局（１）が設置されている地域において、使用可能な周波数が時間帯により変化する場合は、上記の方法により、周波数の使用可否を判断することが望ましい。
【００２１】
また、使用候補となる周波数の中で、その地域、もしくはその時間帯は、全く使用されないことが、あらかじめわかっている周波数に対しては、その情報をメモリなどに記録させておき、その周波数に対する信号検知を省いても良い。
【００２２】
また調査の開始は、あらかじめ定められたタイミングに基づき基地局（１）が調査を開始しても良く、また、端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）からの要請に応じて、調査を開始するようにしても良い。
【００２３】
図２に示すように、第１の実施の形態では、使用候補となる４つの周波数に対して第１から第４の周波数の順に使用可否の調査と決定を行う。まず、基地局（１）は、第１の周波数の使用可否を調査し、使用を決定する（２１）。その後、基地局サーチ（２２）を終えた端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）に対して、第１の周波数を用いて、候補となる第１の周波数の通知を行う（２３）。第１の周波数を受信できる端末Ａ（１１），Ｃ（１３）は、基地局（１）に対して、候補周波数の使用可の通知を行う（２４）。基地局（１）は、この信号をもとに、第１の周波数が使用可能な端末をメモリに記録する（２５）。
【００２４】
次に、基地局（１）は、第２の周波数の使用可否を調査し、使用を決定する（２６）。その後、端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）に対して、第２の周波数を用いて、候補となる第２の周波数の通知を行う（２７）。第２の周波数を受信できる端末Ａ（１１），Ｃ（１３）は、基地局（１）に対して、候補周波数の使用可の通知を行う（２８）。基地局（１）は、この信号をもとに、第２の周波数が使用可能な端末をメモリに記録する（２９）。
【００２５】
図２では、途中の動作を省略してあるが、基地局（１）はこの動作を、第３の周波数、さらに第４の周波数まで繰り返し行い、第４の周波数が使用可能な端末をメモリに記録した後（３０から３３）、使用周波数の決定を行う（３４）。本実施の形態では、第１から第４の周波数に対して、使用可能な端末が少なくとも１つは存在するため、全ての候補周波数を使用周波数とするが、例えば、第４の周波数を送受信できる端末がなければ、使用周波数は第１から第３の周波数とする。このようなシステム構成とすることにより、基地局（１）は通信相手がない周波数帯の使用をやめることができ、基地局（１）の動作の簡素化、消費電力の低減などの効果が得られる。
【００２６】
本実施の形態では、基地局（１）は４つの周波数帯に対して信号を送受信する機能を有しているが、この数は４つに限ったものではなく、３つ以上の候補となる複数の中から、システムが構成される場所、無線通信する時間、基地局（１）が通信する端末が送受信できる周波数などに応じて、適宜、周波数帯を選択して通信すれば良い。
【００２７】
次に、基地局（１）は使用周波数のグループ化決定アルゴリズムを実行する（３５）。この動作については、図７を用いて後に詳細に説明する。基地局（１）は使用周波数のグループ化決定アルゴリズムを実行後、周波数グループ化結果とタイミングの通知を行う（３６）。このとき、第１の周波数から第４の周波数まで順次周波数を切り替えながら、周波数グループ化結果とタイミングの通知をする。また、本実施の形態では、端末Ａ（１１）は第１の周波数、第２の周波数、第３の周波数の信号を、端末Ｂ（１２）は第３の周波数と第４の周波数の信号を、端末Ｃ（１３）は第１の周波数と第２の周波数の信号を、それぞれ送受信する機能を有しているので、基地局（１）は、第１から第４の周波数が使用可能な端末を記録したメモリの情報にもとづき、第１と第３の周波数だけで、通知しても良い。その信号を受信して、端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）からは、グループ化とタイミング了解の通知を行う（３７）。
【００２８】
その後、基地局（１）と端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）は、ユーザデータ送受信に切り替えて（３８，３９）、通常のデータ通信を開始する（ダウンリンクデータ（４０）、アップリンクデータ（４１））。
【００２９】
図２においては、第１の周波数の使用可否の調査と決定（２１）から、ユーザデータ送受信に切り替え（３９）までが、周波数グループ化を決定する制御期間（４２）となり、ダウンリンクデータ（４０）とアップリンクデータ（４１）の通信がユーザデータ通信期間（４３）となる。このように、基地局（１）は、周波数グループ化を決定する制御期間（４２）を含む制御期間と、ユーザデータ通信期間（４３）を有し、周波数グループ化を決定する制御期間（４２）の中で、使用周波数のグループ化決定アルゴリズムを実行して、後述するように４つ（３つ以上）の周波数帯を第１のグループと第２のグループに分ける。
【００３０】
第１の実施の形態で用いる制御信号のフォーマットを、図３から図６を用いて説明する。図３から図６において、「０ｘ」は１６進法表記であることを表す。ＬＥＮは１ｗｏｒｄ＝３２ｂｉｔとした時のｗｏｒｄ数を表し、ＭＳＧは制御信号の種別を表し、Ｏｐｒで基地局（１）から端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）なのか、または端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）から基地局（１）なのかというリンク方向を表す。
【００３１】
図３は、基地局（１）から端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）に向けて、「候補となる第１の周波数の通知（２３）」を行う制御信号のフォーマットである。第１の実施の形態では、１周波数ずつ端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）に通知するので、その周波数がわかるような制御信号を送れば良い。
【００３２】
図４は、端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）から基地局（１）に向けて、「候補周波数の使用可の通知（２４）」を行う場合に送る制御信号のフォーマットである。この場合、周波数はあらかじめわかっているので、端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）のＩＤ（ＵＩＤ）を通知すれば良い。
【００３３】
図５は、「周波数グループ化結果とタイミングの通知（３６）」を行う制御信号のフォーマットである。使用周波数とその周波数がグループ１とグループ２のどちらに属すか、並びに、ユーザデータ送受信に切り替えて、データ通信を行う場合に出力されるパイロット信号の後に、グループ１の送信を開始するタイミングとその長さ、並びに、グループ２の送信を開始するタイミングとその長さを指定する信号から構成される。
【００３４】
図６は、「グループ化とタイミング了解の通知（３７）」を行う制御信号のフォーマットである。端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）のＩＤ（ＵＩＤ）とグループ化の了解とタイミングと長さの了解を示す信号から構成されている。
【００３５】
次に、図７を用いて、使用周波数のグループ化決定アルゴリズムの動作を説明する。基地局（１）は使用周波数を決定した後（３４）、これが１回目のグループ化であれば、初期設定を行い（１０１→１０２）、そうでなければ前回のグループに設定する（１０１→１０３）。
【００３６】
初期設定方法には、例えば、以下の方法がある。使用周波数の数をｍとして（ただし、ｍは３以上）、その周波数の数がｎ：ｎ、またはｎ：ｎ−１になるように設定する（ｎ＞１の整数）。このとき、周波数のグループは任意に行っても良いし、また高い側の周波数と低い側の周波数で分けるようにしても良いし、また隣接する周波数帯までの周波数間隔が最も離れているところをグループの境界となるように設定しても良い。
【００３７】
または、より簡単な方法として、１：ｍ−１となるように設定しても良い。この場合、１となる側のグループには、任意の周波数を選んでも良いし、最も周波数が低いもの、また高いもの、もしくは帯域幅が最も広いものなどを選んでも良い。初期設定（１０２）は、アルゴリズムを実行するにあたって何らかの初期状態が与えられれば良いため、上述したものに限らないことは言うまでもない。
【００３８】
次に、基地局（１）はシステム要求項目の設定を行う（１０４）。このシステム要求項目は図１に示す無線通信システムが、どのようなシステムを構築したいかによって様々な設定をすることができる。その例を以下に述べる。
【００３９】
端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）の負荷を軽くしたセル構成にしたい場合は、例えば、「基地局が通信する全ての端末を考慮し、各端末が同時に送信する周波数帯の最大の数を、全ての端末で合計した場合に、初期設定における合計より少なくなる組み合わせにする」としても良く、また「基地局が通信する全ての端末を考慮し、各端末が同時に送信する周波数帯の最大の数を、全ての端末で合計した場合に、合計が最も少なくなる組み合わせにする」などを、システム要求項目としても良い。
【００４０】
また、基地局（１）の信号処理の負担を軽くしたセル構成にしたい場合は、「基地局が同時接続する端末の数が初期設定よりも少なくなる組み合わせにする」、または「基地局が同時接続する端末の数が最も少なくなる組み合わせにする」などを、システム要求項目としても良い。
【００４１】
また、タイムスロットごとに使用できる周波数帯をなるべく揃えたセル構成にしたい場合は、「使用周波数帯の帯域の合計が、交互に繰り返されるタイムスロットにおいて、初期設定より平均化される組み合わせにする」、または「使用周波数帯の帯域の合計が、交互に繰り返されるタイムスロットにおいて、最も平均化される組み合わせにする」などをシステム要求項目としても良い。
【００４２】
例えば、使用可能な周波数帯域が、第１から第４までであり、それぞれの帯域が、Ｂ１〔Ｈｚ〕、Ｂ２〔Ｈｚ〕、Ｂ３〔Ｈｚ〕、Ｂ４〔Ｈｚ〕とし、初期設定で第１と第２を一方のグループ、第３と第４を他方のグループとして分けると、両グループの合計の帯域の差は、（Ｂ１＋Ｂ２）−（Ｂ３＋Ｂ４）となる。次に、第１と第３を一方のグループ、第２と第４を他方のグループとして分けると、両グループの合計の帯域の差は、（Ｂ１＋Ｂ３）−（Ｂ２＋Ｂ４）となる。このとき、後者のグループ分けの方が、帯域の合計の差が小さくなれば、後者のグループ分けを用いれば良い。
【００４３】
また、タイムスロットごとの周波数帯の合計を最も平均化する組み合わせにする場合には、一方のグループの周波数帯域の合計が、（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ４）を２で割った値と等しく、もしくは最も近い値になるようにグループ分けをすれば良い。
【００４４】
さらに、本実施の形態では、周波数帯域ごとに、その周波数帯域を用いた通信方式の最大伝送速度が異なる場合は、タイムスロットごとに、最大伝送速度の差が、より少なくなるグループ分けをしても良く、さらには、最大伝送速度の差が最小になるようにグループ分けをしても良い。
【００４５】
その他に、「隣接する他の周波数帯までの周波数間隔が、最も離れている周波数間隔を基準に、高い周波数側のグループと低い周波数側のグループに分ける」などとしても良い。この場合は、送受の信号を分離するためのフィルタの性能を緩和することができ、装置の低コスト化につながる。
【００４６】
次に、基地局（１）はグループの変更を行い（１０５）、初期設定に対するシステム要求項目の改善指数をメモリに記録する（１０６）。このとき、システム要求項目が改善されていれば、変更後のグループを新しいグループとする（１０７→１０８）、システム要求項目が改善されていない場合、全てのグループが検討済みであれば、引き続き前回のグループのままとし（１０７→１０９→１１０）、全てのグループが検討済みでなければ再度グループの変更を行い（１０７→１０９→１０５）、上述の動作を繰り返す。このようにして、周波数グループを決定し、端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）にグループ化結果とタイミングの通知を行う（３６）。
【００４７】
上記動作を、第１の実施の形態の場合について具体的に説明する。第１の実施の形態では、使用周波数帯の数ｍ＝４であるので、それを２：２に分ける初期設定とし、第１のグループであるグループ１を第１と第２の周波数、第２のグループであるグループ２を第３と第４の周波数、と設定する。また、システム要求項目として、端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）の負荷を低減することを目的として、「基地局（１）が通信する全ての端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）を考慮し、各端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）が同時に送信する周波数帯の最大の数を、全ての端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）で合計した場合に、初期設定における合計より少なくなる組み合わせにする」を設定する。
【００４８】
図８は、第１の実施の形態の各端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）の使用可能周波数と、アルゴリズムの初期設定状態を示す説明図である。また図９に、第１の実施の形態に対して考えられるグループ化のケースと、初期設定に対する改善指数をまとめた説明図を示す。第１の周波数ｆ１、第２の周波数ｆ２、第３の周波数ｆ３、第４の周波数ｆ４のように、使用周波数が４の場合は、周波数を２：２または１：３に分けてグループ化できるため、グループ化は図９に示す７通りのケースがある。ケース１では、グループ１にｆ１とｆ２、グループ２にｆ３とｆ４を振り分ける。この場合のグループごとに送信する周波数の数の比（グループ１のときに送信する周波数の数：グループ２のときに送信する周波数の数）は端末Ａ（１１）が２：１、端末Ｂ（１２）が０：２、端末Ｃ（１３）が２：０となる。また、ケース２では、グループ１にｆ１とｆ３、グループ２にｆ２とｆ４を振り分け、この場合のグループごとに送信する周波数の数の比は端末Ａ（１１）が２：１、端末Ｂ（１２）が１：１、端末Ｃ（１３）が１：１となる。ケース３以降は図９に示す通りである。
【００４９】
本実施の形態では、各端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）が同時に送信する周波数の数の最大値の合計の、初期設定状態からの減少分を、改善指数として定義した。初期設定にあたるケース１では、端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）それぞれが、最大で２つの周波数を同時に送信するため、その合計は６となる。一方ケース２の場合は、端末Ｂ（１２），Ｃ（１３）で同時送信する周波数の最大が１になるため、その合計は４となる。したがって、改善指数は６−４＝２となる。したがって、ケース１の初期設定から、ケース２へとグループ化を変更した場合は、システム要求項目が改善されるので、ケース２を新しいグループとして採用する。また、グループ化の変更によって、ケース４やケース７のグループとなった場合は、改善指数が０となり、システム要求項目が改善されないので、システム要求項目が改善されるまで、他のケースの検討を続ける。
【００５０】
図１０並びに図１１は、第１の実施の形態におけるユーザデータ通信期間における基地局（１）並びに端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）の送信周波数の時間変化を示す説明図である。図１０は初期設定（ケース１）でデータ通信を行う場合であり、図１１は、使用周波数のグループ化決定アルゴリズムを実行し、ケース２のグループ化を用いてデータ通信を行う場合を示している。基地局（１）だけを見ると、図１０、図１１のどちらの場合も、どのタイムスロットでも２周波数ずつ送信している。一方、端末Ａ（１１）は図１０、図１１のどちらの場合も同時に送信する周波数が最大で２つになっているが、端末Ｂ（１２）並びに端末Ｃ（１３）は、図１０の場合は、タイムスロットごとに、同時に２つの周波数の信号を送信する、何も送信しない（ただし、図１０には示していないが、２周波数分の信号を同時に受信している）、の繰り返しになっているが、図１１の場合は、どのタイムスロットでも１つの周波数の信号を送信するようになっており、図１０に比べて図１１では端末の送受信の動作が、時間方向に平均化されていることがわかる。従って、例えば、送信信号の増幅に用いる電力増幅器に対する全体の消費電力は同じであっても、瞬時の消費電力を減らすことができ、また、送信信号や受信信号の量も平均化されるため、信号処理回路にかかる負担を低減することができる。
【００５１】
この図１１に示すケース２の場合には、タイムスロットＴ（ｍ＋０）では、基地局（１）は、グループ１に属する周波数ｆ１とｆ３の信号を送信する。この時に、グループ２に属する周波数ｆ２とｆ４の信号を受信する。周波数ｆ２は端末Ａ（１１）と端末Ｃ（１３）から送信され、周波数ｆ４は端末Ｂ（１２）から送信される。これに続くタイムスロットＴ（ｍ＋１）では、基地局（１）は、グループ２に属する周波数ｆ２とｆ４の信号を送信する。この時に、グループ１に属する周波数ｆ１とｆ３の信号を受信する。周波数ｆ１は端末Ａ（１１）と端末Ｃ（１３）から送信され、周波数ｆ３は端末Ａ（１１）と端末Ｂ（１２）から送信される。以降は、この繰り返しとなる。このように、基地局（１）は、使用周波数のグループ化決定アルゴリズムを実行した後のユーザデータ通信期間では、タイムスロットＴ（ｍ＋２ｎ（ｎは整数））では、グループ１に属する周波数帯の信号を送信し、かつグループ２に属する周波数帯の信号を受信し、タイムスロットＴ（ｍ＋（２ｎ＋１）（ｎは整数））では、グループ１に属する周波数帯の信号を受信し、かつグループ２に属する周波数帯の信号を送信する。
【００５２】
図１２に、第１の実施の形態における基地局（１）の機能ブロック図を示す。図１２では、第１の周波数をｆ１、第２の周波数をｆ２、第３の周波数をｆ３、第４の周波数をｆ４として示している。本実施の形態における基地局（１）は、それぞれ１つの周波数に対して４つのアンテナ（２０１−１〜２０１−４）を有している。また高周波信号の送信部（２０３−１〜２０３−４）並びに受信部（２０４−１〜２０４−４）は、図には示していないが、１つの周波数に対して４セットずつ設けられており、ＭＩＭＯ伝送が可能な構成となっている。全体の動作制御はコントローラ（２０９）によって行われる。ユーザデータ（２１８，２１９）の送受信と制御に用いる信号（２２０，２２１）の送受信の切り替えはスイッチ（２０７，２０８）によって行われる。
【００５３】
送信処理部（２０５）によって、送信信号（２１２−１〜２１２−４）は符号化、変調などの処理が施され、デジタル／アナログ変換されてから、それぞれ所定の送信部（２０３−１〜２０３−４）に入力され、無線周波数にアップコンバートされてアンテナから放射される。送受切替スイッチ（２０２−１〜２０２−４）は、アンテナ（２０１−１〜２０１−４）との接続を、送信部（２０３−１〜２０３−４）または受信部（２０４−１〜２０４−４）に切り替える。アンテナ（２０１−１〜２０１−４）で受信された受信信号（２１３−１〜２１３−４）は、受信部（２０４−１〜２０４−４）によってダウンコンバートなどの処理を施されて、受信処理部（２０６）に入力される。受信処理部（２０６）では、アナログ／デジタル変換、復調、復号などの処理が行われる。本実施の形態における送信処理部（２０５）並びに受信処理部（２０６）では、使用可能周波数に適した変調や復調などの処理を行うことができる機能を有している。
【００５４】
本実施の形態では、送信処理部（２０５）並びに受信処理部（２０６）は、使用周波数に適したデジタル／アナログ変換器、アナログ／デジタル変換器を、それぞれ使用周波数と同じ数だけ用意して構成されているが、各周波数に対して兼用できる機能を有するデジタル／アナログ変換器、アナログ／デジタル変換器などがあれば、使用可能周波数の数よりも少なくして構成しても良い。
【００５５】
スケジューラ（２１０）は、コントローラ（２０９）からの信号（２２２）に従って、送受切替スイッチ（２０２−１〜２０２−４）、送信処理部（２０５）、受信処理部（２０６）、スイッチ（２０７，２０８）などの動作を制御する。送受切替スイッチ（２０２−１〜２０２−４）を制御する信号ＳＷＣ１〜ＳＷＣ４は２１１−１〜２１１−４、送信処理部（２０５）を制御する信号ＴｘＣは２１４、受信処理部（２０６）を制御する信号ＲｘＣは２１５、スイッチ（２０７，２０８）を制御する信号ＴｘＤａｔａ＿Ｃ，ＲｘＤａｔａ＿Ｃは２１６，２１７である。パイロット信号生成部（２２６）は、タイマ（２２７）からの信号（２２４）に従って、パイロット信号（２２５）を生成し、そのパイロット信号（２２５）によって、周囲の端末は基準タイミングを知り、タイムスロットを把握することができる。また、タイマ（２２７）からは、スケジューラ（２１０）にも信号（２２３）が入力されている。
【００５６】
図１３は、スケジューラ（２１０）による動作指示を示す説明図である。図１３は、周波数グループ化を決定する制御期間の中で、候補となる第１の周波数の使用可否の調査と決定から、第４の候補周波数の使用可の通知を受信するまでの期間におけるスケジューラ（２１０）の動作指示を示したものである。図１３では、最も左側に示すタイムスロットでは、ＳＷＣ１：Ｒｘ、ＲｘＣ：ｆ１、ＴｘＤａｔａ＿Ｃ：制御データ、ＲｘＤａｔａ＿Ｃ：制御データとなっており、このときは、基地局（１）は候補となる第１の周波数の受信電力を評価している。次のタイムスロットでは、ＳＷＣ１：Ｔｘ、ＴｘＣ：ｆ１に切り替えて、第１の周波数を用いて、候補周波数を端末に通知している。次のタイムスロットでは、再びＳＷＣ１：Ｒｘ、ＲｘＣ：ｆ１に切り替えて、端末からの通知を受信している。これを、第２の周波数、第３の周波数、第４の周波数と順次行っている。
【００５７】
図１４は、スケジューラ（２１０）による動作指示を示す説明図であり、ユーザデータ送受信時のスケジューラ（２１０）の動作指示を示している。本実施の形態では、タイムスロットごとにユーザデータの送受信に用いる周波数グループが交互に変化し、第１の実施の形態では、基地局（１）は第１の周波数と第３の周波数を同時に送信し、同時に、第２の周波数と第４の周波数を受信する、また、次のタイムスロットでは、基地局（１）は第２の周波数と第４の周波数を同時に送信し、同時に、第１の周波数と第３の周波数を受信するので、図１４に示す動作となる。
【００５８】
図１５は、第１の実施の形態における端末Ａ（１１）の機能ブロック図である。端末Ａ（１１）は第１、第２、第３の周波数の信号を送受信する機能を有している。図１５では、第１の周波数をｆ１、第２の周波数をｆ２、第３の周波数をｆ３として示している。本実施の形態における端末Ａ（１１）は、それぞれ１つの周波数に対して２つのアンテナ（３０１−１〜３０１−３）を有している。また高周波信号の送信部（３０３−１〜３０３−３）並びに受信部（３０４−１〜３０４−３）は、図１５には示していないが、１つの周波数に対して２セットずつ設けられており、ＭＩＭＯ伝送が可能な構成となっている。パイロット検出部（３２６）は、基地局（１）からのパイロット信号を受信し、そのタイミングを記憶して、基準タイミングを把握し、タイマ（３２７）の動作をタイムスロットに同期させることができる。その他の全体の構成と動作は、図１２で説明した基地局（１）の動作とほぼ同じである。また、本実施の形態の端末Ａ（１１）も送信処理部（３０５）並びに受信処理部（３０６）は、使用周波数に適したデジタル／アナログ変換器、アナログ／デジタル変換器をそれぞれ必要数分設けて構成されている。
【００５９】
なお、その他の構成において、３０２−１〜３０２−３は送受切替スイッチ、３０７，３０８はスイッチ、３０９はコントローラ、３１０はスケジューラ、３１１−１〜３１１−３，３１２−１〜３１２−３，３１３−１〜３１３−３，３１４，３１５，３１６，３１７，３２０，３２１，３２２，３２３，３２４，３２５は信号、３１８，３１９はユーザデータを示す。
【００６０】
また、端末Ａ（１１）以外の他の端末Ｂ（１２），Ｃ（１３）についても、端末Ｂ（１２）は第３、第４の周波数の信号を送受信する機能を有し、端末Ｃ（１３）は第１、第２の周波数の信号を送受信する機能を有しているが、これに応じて機能ブロックの数は異なるが、それ以外の動作などは端末Ａ（１１）と同様である。
【００６１】
図１６並びに図１７は、第１の実施の形態における端末Ａ（１１）のスケジューラ（３１０）による動作指示を示す説明図である。それぞれ、先に図１３並びに図１４を用いて説明した基地局（１）の動作の９番目のタイムスロットまでに対応する動作指示になっている。なお、端末Ｂ（１２），Ｃ（１３）についても同様である。端末は、候補となる全ての周波数の信号を送受信する機能を有するとは限らない。従って、基地局（１）が、周波数が低い側から順に、候補となる周波数を通知する場合は、端末は、端末が使用可能な周波数の中で最も低い周波数の信号を受信できる状態にセットする。そして、その周波数の信号による基地局（１）との通信を終えたら、端末が使用可能な周波数の中で、二番目に低い周波数を受信できるようにセットする。このように、順々に受信周波数を高くしていくことで、候補となる周波数を通知する信号を受信する。
【００６２】
従って、例えば端末Ａ（１１）は、第１と第２と第３の周波数の信号の送受信ができるため、第１の周波数を受信する状態に設定したまま、第１の周波数の信号が基地局（１）から送信されるまで待ち続ける。また、端末Ｂ（１２）は、第３と第４の周波数の信号の送受信ができるため、第３の周波数を受信する状態に設定したまま、第３の周波数の信号が基地局（１）から送信されるまで待ち続ける。また、端末Ｃ（１３）は、第１と第２の周波数の信号の送受信ができるため、第１の周波数を受信する状態に設定したまま、第１の周波数の信号が基地局（１）から送信されるまで待ち続ける。
【００６３】
以上において、第１の実施の形態における基地局（１）ならびに端末Ａ（１１），Ｂ（１２），Ｃ（１３）の動作並びに機能を説明したが、本実施の形態を用いることにより、以下のような効果を得ることができる。
【００６４】
１）端末が同時（同じタイムスロット内）に送信（ならびに受信）する周波数が少なくなるように、使用可能な複数の周波数をグループ化することにより、端末の構成部品や機能に対する負荷を低減することができる。例えば、同時に動作する電力増幅器の数が低減することにより、瞬時の消費電力や発熱量がより小さくなる、あるいは平均化される。それによって、装置の放熱対策が緩和される、また使用する部品の動作温度に対する要求性能が緩和される。また、一度に送受信する信号量も低減されるため、演算量がより平均化され、信号処理に対する負荷を低減できる。
【００６５】
２）基地局がタイムスロットごとに同時に通信する端末の数の差がより少なくなるようにグループ化する場合は、基地局が信号の送受信のために行う信号処理の演算量を、より平均化することができるようになり、基地局の機能の要求が緩和される。また、同時接続する端末数が少なければ、例えば、各端末への電力を増やすなど、基地局の各機能に対する自由度が増える。また、同時に信号を送信する端末の数が少なくなれば、信号の干渉などを低減することができる。
【００６６】
３）タイムスロットごとに用いられる使用帯域の合計値の差をより少なくすることにより、タイムスロットごとにやり取りする情報量がより平均化される可能性が高くなる。その結果、端末も基地局も、信号処理に要する演算量をより平均化できる。
【００６７】
４）グループを高い周波数側と低い周波数とに分け、特に隣接する周波数帯までの周波数間隔が、最も離れている前記周波数間隔を基準に、高い周波数側のグループと低い周波数側のグループにグループ化する場合は、送受の分離に用いるフィルタ機能が緩和されるため、安価な汎用フィルタを用いての回路構成が可能になる。
【００６８】
５）これらの項目を総合的に勘案して周波数のグループ化を行うことにより、これらの効果を混合した無線通信システムを構成することができる。
【００６９】
本発明の実施の形態は、上述に限るものではない。以下、図を用いてその他の実施の形態を説明する。以下に説明する実施の形態においては、上述した前記第１の実施の形態と異なる部分を主として説明する。
【００７０】
＜第２の実施の形態＞
図１８は、本発明の第２の実施の形態における周波数グループ化決定アルゴリズムを示す説明図である。本実施の形態は、先に図７を用いて説明した第１の実施の形態における周波数グループ化決定アルゴリズムとほぼ同じであるため、主として異なる部分のみを説明する。
【００７１】
図１８に示すアルゴリズムは、図７に示すアルゴリズムとは異なり、全てのグループ化を検討した後で、その中で改善指数が最大になるグループを選択するというものである。もし、改善指数が最大になるグループが複数ある場合は、それらの中のどれかを選ぶ。
【００７２】
すなわち、基地局は、使用周波数を決定した後（３４）、これが１回目のグループ化であれば、初期設定を行い（１０１→１０２）、そうでなければ前回のグループに設定する（１０１→１０３）。次に、基地局はシステム要求項目の設定を行う（１０４）。次に、基地局はグループの変更を行い（１０５）、システム要求項目の改善指数をメモリに記録する（１０６）。このとき、全てのグループを検討済みであれば、メモリに記録した改善指数が最大となるグループを選択し（１０９→１４０）、全てのグループを検討済みでなければ再度グループの変更を行い（１０９→１０５）、上述の動作を繰り返す。このようにして、周波数グループを決定し、端末Ａ，Ｂ，Ｃにグループ化結果とタイミングの通知を行う（３６）。
【００７３】
従って、第２の実施の形態によれば、全てのグループ化を検討した後で、その中で改善指数が最大になるグループを選択する、というようなアルゴリズムであるため、前記第１の実施の形態に比べて、端末全体に対する負荷をより低減することができる。
【００７４】
＜第３の実施の形態＞
図１９は、本発明の第３の実施の形態における周波数グループ化決定アルゴリズムを示す説明図である。
【００７５】
図１９に示すアルゴリズムは、初期設定後のフローが記載されているが、図１８に示すアルゴリズムとは異なり、全てのグループ化を検討した後で、改善指数が最大になるグループが複数存在した場合は、それらをピックアップして、さらに第２のシステム要求項目を設定して、ピックアップされたグループに対して第２のシステム要求項目に対して改善指数を検討し、改善指数の最も良いものを選ぶ、というアルゴリズムになっている。
【００７６】
すなわち、基地局は、初期設定後に第１のシステム要求項目の設定を行う（１５０）。次に、基地局はグループの変更を行い（１５１）、第１のシステム要求項目の改善指数をメモリに記録する（１５２）。このとき、全てのグループ化を検討済みであれば、改善指数が最大のグループ化をピックアップし（１５３→１５４）、全てのグループ化を検討済みでなければ再度グループの変更を行い（１５３→１５１）、上述の動作を繰り返す。
【００７７】
次に、ピックアップされたグループ化が一種類であれば、ピックアップされたグループを新しいグループとし（１５５→１５６）、ピックアップされたグループ化が一種類でなければ、任意の一種類を選択した後（１５５→１５７）、第２のシステム要求項目の設定を行う（１５８）。同様に、ピックアップされた他のグループに変更し（１５９）、第２のシステム要求項目の改善指数をメモリに記録して（１６０）、ピックアップされた全てのグループ化を検討済みであれば、改善指数が最大のグループ化を選択し（１６１→１６２）、全てのグループ化を検討済みでなければ再度他のグループに変更し（１６１→１５９）、上述の動作を繰り返す。このようにして、周波数グループを決定し、端末Ａ，Ｂ，Ｃにグループ化結果とタイミングの通知を行う（１６３）。
【００７８】
従って、第３の実施の形態によれば、例えば、端末Ａ，Ｂ，Ｃが、同時送信する周波数の数が最も少なくなるグループ化が何通りか存在した場合は、次は、その中から基地局が同時通信する端末の数が最も少なくなるようなグループ化を選ぶ、というようなアルゴリズムであるため、前記第１の実施の形態の効果に加えて、端末だけではなく、基地局の負荷も低減することができるようになる。
【００７９】
＜第４の実施の形態＞
図２０は、本発明の第４の実施の形態における周波数グループ化決定アルゴリズムを示す説明図である。
【００８０】
図２０に示すアルゴリズムは、図１９に示すアルゴリズムに対して、２つのシステム要求項目を総合的に判断するように、第１のシステム要求項目の改善指数が上位ｎ個のグループ化結果を残し、それらのグループ化に対して第２のシステム要求項目の改善指数を評価し、第１並びに第２のシステム要求項目に対する改善指数のトータルで判断するようにしたものである。
【００８１】
すなわち、基地局は、使用周波数を決定した後（１７０）、これが１回目のグループ化であれば、初期設定を行い（１７１→１７２）、そうでなければ前回のグループに設定する（１７１→１７３）。次に、基地局は第１のシステム要求項目の設定を行う（１７４）。次に、基地局はグループの変更を行い（１７５）、第１のシステム要求項目の改善指数をメモリ１に記録する（１７６）。このとき、全てのグループを検討済みであれば、メモリ１に記録した改善指数の上位ｎ個のグループを決定し（１７７→１７８）、全てのグループを検討済みでなければ再度グループの変更を行い（１７７→１７５）、上述の動作を繰り返す。
【００８２】
次に、上位ｎ個のグループを決定した後、第２のシステム要求項目の設定を行い（１７９）、第１のシステム要求項目の改善指数が最大であるグループを基準として、上記（ｎ−１）個のグループに対して、第２のシステム要求項目の改善指数を求め、結果をメモリ２に記録し（１８０）、メモリ１とメモリ２の改善指数の合計が最大となるグループを選択する（１８１）。このようにして、周波数グループを決定し、端末Ａ，Ｂ，Ｃにグループ化結果とタイミングの通知を行う（１８２）。
【００８３】
従って、第４の実施の形態によれば、第１のシステム要求項目の改善指数が上位ｎ個のグループ化結果を残し、それらのグループ化に対して第２のシステム要求項目の改善指数を評価し、第１並びに第２のシステム要求項目に対する改善指数のトータルで判断する、というようなアルゴリズムであるため、複数のシステム要求項目をバランスよく満足することができるようになる。
【００８４】
なお、周波数グループ化決定アルゴリズムは、上記第１、第２、第３、第４の実施の形態に限ったものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々、変更可能であることは言うまでもない。
【００８５】
＜第５の実施の形態＞
図２１は、本発明の第５の実施の形態における無線通信システムの動作フローを示す説明図である。第５の実施の形態は、前記第１の実施の形態と異なり、あらかじめ基地局が使用の候補となる全ての周波数の使用可否の調査と決定を行う点が異なる。
【００８６】
まず、基地局は、使用の候補となる全ての周波数の使用可否の調査と決定を行う（４００）。その後、基地局は、基地局サーチ（４０１）を終えた端末Ａ，Ｂ，Ｃに対して、最も低い周波数である第１の周波数による全候補周波数の通知を行い（４０２）、第１の候補周波数の使用が可能な端末Ａ，Ｃから、第１の候補周波数が使用可能な端末の使用可能な全周波数通知を受信する（４０３）。基地局は、この信号をもとに、第１の周波数が使用可能な端末の使用可能な全周波数をメモリに記録する（４０４）。これを、使用候補の中で最も高い周波数である第ｎの候補周波数まで繰り返し行う（４０５〜４１０）。なお、４１１〜４１８は前記第１の実施の形態と同じである。
【００８７】
このようにすることで、端末Ａ，Ｂ，Ｃは、端末が使用可能な周波数の中で、最も低い周波数を受信できる状態にしておけば、その周波数を受信したときに全ての使用可能な周波数を知り、端末が使用できる周波数をまとめて基地局に通知することができる。従って、端末Ａ，Ｂ，Ｃが１周波数ずつ使用可否を通知していた第１の実施の形態に比べて、端末は受信周波数の設定を変更しないですむため、端末の動作を簡略化できる。
【００８８】
図２２から図２６は、第５の実施の形態における制御信号のフォーマットを示す説明図である。図２２から図２６において、「０ｘ」は１６進法表記であることを表す。ＬＥＮは１ｗｏｒｄ＝３２ｂｉｔとした時のｗｏｒｄ数を表し、ＭＳＧは制御信号の種別を表し、Ｏｐｒで基地局から端末なのか、または端末から基地局なのかというリンク方向を表す。
【００８９】
図２２並びに図２３は基地局から端末Ａ，Ｂ，Ｃに向けて、「全候補周波数の通知」を行う制御信号のフォーマットである。第５の実施の形態では、全候補周波数を端末に通知するので、その全周波数がわかるような制御信号を送れば良い。図２２は、候補となる周波数の値をそのまま送るが、図２３は、基地局と端末とで、あらかじめ使用候補となる全周波数リストを共通で保持しており、それぞれの周波数を各ビットに対応させて、使用可否を０（０：使用可）と１（１：使用不可）で通知するようにしている。
【００９０】
図２４並びに図２５は、図２２並びに図２３に示した基地局からの信号に対して、端末Ａ，Ｂ，Ｃから基地局に、「使用可能な全周波数の通知」を行う制御信号のフォーマットである。図２４は、図２２に示したフォーマットに対応し、端末が使用可能な周波数の値を通知するフォーマットである。図２５は図２３に示したフォーマットに対応し、基地局と端末とで共通で保持する使用候補となる全周波数リストのなかで、端末が使用可能な周波数に対応するビットに対応させて、使用可否を０（０：使用可）と１（１：使用不可）で通知するようにしているフォーマットである。
【００９１】
基地局と端末Ａ，Ｂ，Ｃで全周波数リストを共通で保持している場合は、「周波数グループ化結果とタイミングの通知」に用いる制御信号のフォーマットを図２６のようにすることができる。第１の実施の形態では、周波数に対してそのグループを指示する形式のフォーマットを使用するが、図２６では、グループ１並びにグループ２に、どの周波数が属するかを通知する形式となっているので、そのグループに属する周波数に対応するビットを１、その他を０、と表示する制御フォーマットになっている。
【００９２】
図２７は、第５の実施の形態における基地局のスケジューラによる動作指示を示す説明図である。基地局は、はじめに全ての候補となる周波数の受信電力の大きさを評価して、使用可否を判断してから、順番に第１の周波数から端末に対して通知を開始するように、スケジューラが動作している。
【００９３】
従って、第５の実施の形態によれば、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるとともに、端末が使用できる周波数をまとめて基地局に通知することができるので、前記第１の実施の形態に比べて、端末は受信周波数の設定を変更しないですむため、端末の動作を簡略化でき、その結果、端末を低消費電力化することができる。
【００９４】
＜第６の実施の形態＞
次に、本発明の第６の実施の形態を説明する。図２８は、先に説明した第１の実施の形態において図１のように構成されているセルに、新規端末Ｄが加わった時の無線通信システムの動作フローを示す説明図である。本実施の形態では、基地局は、ユーザデータ通信期間（４３）から周波数グループ化を決定する制御期間（４２）に、定期的に切り替わる構成としている。
【００９５】
すなわち、ダウンリンクデータ（５００）とアップリンクデータ（５０１）のユーザデータ通信期間（４３）から、周波数グループ化を決定する制御期間（４２）に切り替わり、基地局は、周波数グループ化機能に切り替えた後（５０２，５０３）、端末Ａ，Ｂ，Ｃと基地局サーチ（５０４）を終えた新規端末Ｄの全端末に、グループ化見直し要求の有無の問合せ通知を送信し（５０５）、新規端末Ｄからグループ化見直し要求の通知があれば（５０６）、その新規端末Ｄに対し候補となる周波数の通知を行う（５０７）。新規端末Ｄからの候補周波数の使用可否の通知を受信し（５０８）、使用周波数の決定を行い（５０９）、使用周波数のグループ化決定アルゴリズムの実行を行う（５１０）。その結果を、全端末に対して、周波数グループ化結果とタイミングの通知を行い（５１１）、端末からグループ化とタイミング了解の通知を受信し（５１２）、その後、ユーザデータ送受信機能に切り替えて（５１３，５１４）、ユーザデータの通信を開始する（ユーザデータ通信期間（４３））。
【００９６】
そのときに使う制御フォーマットを図２９並びに図３０に示す。図２９は、「グループ化見直し要求の有無の問合せ通知」を行う制御信号のフォーマット、図３０は「グループ化見直し要求の通知」を行う制御信号のフォーマットである。この制御信号のフォーマットについては、前記第１の実施の形態で説明した図３から図６などと同様である。
【００９７】
従って、第６の実施の形態によれば、新規端末が加わった時でも、ユーザデータ通信期間から周波数グループ化を決定する制御期間に定期的に切り替わり、グループ化見直しを行うことで、前記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
以上の実施の形態では、複数の端末が存在するが、端末が１台の場合でも、本発明が適応できることは言うまでもない。
【００９９】
また、端末が複数存在する場合に、それらの端末の中に、送受信できる周波数帯が１つの端末が存在していても良いことも明白である。
【０１００】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の効果を得る構成は、上述の実施の形態に限ったものでないことは明らかであり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変更であれば、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【０１０１】
本発明は、少なくとも３つの周波数帯を用いて無線通信を行うシステムに利用可能である。さらに、それらの周波数帯が、数百ＭＨｚから数ＧＨｚという広い周波数範囲にわたって部分的に存在している場合は、より好適に作用する。
【０１０２】
また本発明は、例えば、周囲の電波の状況を調査して、使用可能と判断された周波数を使用して、送受信を行う無線通信において利用可能である。さらには、基地局、端末ともに複数の送受信アンテナを用いてＭＩＭＯ通信を行う場合、また基地局がＳＤＭＡにより複数の端末と同時通信を行う場合は、さらに好適に作用する。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の第１の実施の形態における無線通信システムを示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における無線通信システムの動作フローを示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における制御信号（候補となる第１の周波数の通知）のフォーマットを示す説明図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における制御信号（候補周波数の使用可の通知）のフォーマットを示す説明図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態における制御信号（周波数グループ化結果とタイミングの通知）のフォーマットを示す説明図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態における制御信号（グループ化とタイミング了解の通知）のフォーマットを示す説明図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における周波数グループ化決定アルゴリズムを示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態の端末の使用可能周波数とアルゴリズムの初期設定状態を示す説明図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態のグループ化のケースと初期設定に対する改善指数をまとめて示す説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるユーザデータ通信期間における基地局並びに端末の送信周波数の時間変化（初期設定（ケース１））を示す説明図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態におけるユーザデータ通信期間における基地局並びに端末の送信周波数の時間変化（ケース２）を示す説明図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態における基地局を示す機能ブロック図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における基地局のスケジューラによる動作指示を示す説明図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における基地局のスケジューラによる動作指示（ユーザデータ送受信時）を示す説明図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態における端末Ａを示す機能ブロック図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態における端末Ａのスケジューラによる動作指示を示す説明図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態における端末Ａのスケジューラによる動作指示（ユーザデータ送受信時）を示す説明図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態における周波数グループ化決定アルゴリズムを示す説明図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態における周波数グループ化決定アルゴリズムを示す説明図である。
【図２０】本発明の第４の実施の形態における周波数グループ化決定アルゴリズムを示す説明図である。
【図２１】本発明の第５の実施の形態における無線通信システムの動作フローを示す説明図である。
【図２２】本発明の第５の実施の形態における制御信号（全候補周波数の通知）のフォーマットを示す説明図である。
【図２３】本発明の第５の実施の形態における制御信号（使用の候補となる周波数の通知）のフォーマットを示す説明図である。
【図２４】本発明の第５の実施の形態における制御信号（候補周波数の中で使用可能である全周波数の通知）のフォーマットを示す説明図である。
【図２５】本発明の第５の実施の形態における制御信号（使用可能である全周波数の通知）のフォーマットを示す説明図である。
【図２６】本発明の第５の実施の形態における制御信号（周波数グループ化結果とタイミングの通知）のフォーマットを示す説明図である。
【図２７】本発明の第５の実施の形態における基地局のスケジューラによる動作指示を示す説明図である。
【図２８】本発明の第６の実施の形態における無線通信システムの動作フローを示す説明図である。
【図２９】本発明の第６の実施の形態における制御信号（グループ化見直し要求の有無の問合せ通知）のフォーマットを示す説明図である。
【図３０】本発明の第６の実施の形態における制御信号（グループ化見直し要求の通知）のフォーマットを示す説明図である。
【図３１】従来技術において、時分割デュプレックス通信方法を示す説明図である。
【図３２】従来技術において、交互周波数時分割デュプレックス通信方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１：基地局、１１：端末Ａ、１２：端末Ｂ、１３：端末Ｃ、１４：バックボーンネットワーク、
４２：周波数グループ化を決定する制御期間、４３：ユーザデータ通信期間、
２０１−１〜２０１−４：アンテナ、２０２−１〜２０２−４：送受切替スイッチ、２０３−１〜２０３−４：送信部、２０４−１〜２０４−４：受信部、２０５：送信処理部、２０６：受信処理部、２０７，２０８：スイッチ、２０９：コントローラ、２１０：スケジューラ、２１１−１〜２１１−４，２１２−１〜２１２−４，２１３−１〜２１３−４，２１４，２１５，２１６，２１７，２２０，２２１，２２２，２２３，２２４，２２５：信号、２１８，２１９：ユーザデータ、２２６：パイロット信号生成部、２２７：タイマ、
３０１−１〜３０１−３：アンテナ、３０２−１〜３０２−３：送受切替スイッチ、３０３−１〜３０３−３：送信部、３０４−１〜３０４−３：受信部、３０５：送信処理部、３０６：受信処理部、３０７，３０８：スイッチ、３０９：コントローラ、３１０：スケジューラ、３１１−１〜３１１−３、３１２−１〜３１２−３、３１３−１〜３１３−３，３１４，３１５，３１６，３１７，３２０，３２１，３２２，３２３，３２４，３２５：信号、３１８，３１９：ユーザデータ、３２６：パイロット検出部、３２７：タイマ。
【図１】
2010068277.tif 000003
【図２】
2010068277.tif 000004
【図３】
2010068277.tif 000005
【図４】
2010068277.tif 000006
【図５】
2010068277.tif 000007
【図６】
2010068277.tif 000008
【図７】
2010068277.tif 000009
【図８】
2010068277.tif 000010
【図９】
2010068277.tif 000011
【図１０】
2010068277.tif 000012
【図１１】
2010068277.tif 000013
【図１２】
2010068277.tif 000014
【図１３】
2010068277.tif 000015
【図１４】
2010068277.tif 000016
【図１５】
2010068277.tif 000017
【図１６】
2010068277.tif 000018
【図１７】
2010068277.tif 000019
【図１８】
2010068277.tif 000020
【図１９】
2010068277.tif 000021
【図２０】
2010068277.tif 000022
【図２１】
2010068277.tif 000023
【図２２】
2010068277.tif 000024
【図２３】
2010068277.tif 000025
【図２４】
2010068277.tif 000026
【図２５】
2010068277.tif 000027
【図２６】
2010068277.tif 000028
【図２７】
2010068277.tif 000029
【図２８】
2010068277.tif 000030
【図２９】
2010068277.tif 000031
【図３０】
2010068277.tif 000032
【図３１】
2010068277.tif 000033
【図３２】
2010068277.tif 000034