(57)【要約】【課題】高速通信を不特定多数のユーザに提供できるだけの帯域を確保しつつ、サービスカバー率を高めることが可能な無線通信局を得ること。【解決手段】複数の周波数帯を用いて端末とのデータ通信を行うことが可能な無線通信局であって、前記複数の周波数帯のうちの１つである第一の周波数帯を用いて、前記複数の周波数帯のうちの１つである第二の周波数帯を用いる通信を行うための制御情報を前記端末へ通知する。【選択図】図５
2011120298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数帯を用いて端末とのデータ通信を行うことが可能な無線通信局であって、前記複数の周波数帯のうちの１つである第一の周波数帯を用いて、前記複数の周波数帯のうちの１つである第二の周波数帯を用いる通信を行うための制御情報を前記端末へ通知することを特徴とする無線通信局。
【請求項２】
前記制御情報は、前記第二の周波数帯を用いて通信を行うためのチャネル割り当てに関する情報であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信局。
【請求項３】
前記制御情報は利用可能な周波数帯に関する情報であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信局。
【請求項４】
前記第一および第二の周波数帯は周波数領域において不連続な周波数帯であることを特徴とする請求項１、２または３に記載の無線通信局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するマルチバンド無線通信方法に関するものであり、特に、高周波数帯域に優先的に移動局を割り当てるマルチバンド無線通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、次世代高速無線伝送への高い期待を背景に、効率的な高速無線伝送の研究が活発に行われている。通信システムをビジネスとして考える時、消費者は、伝送速度と同時にサービスエリアに敏感である。接続エラーの多発するシステムは、接続時に高速伝送であっても消費者の購買意欲をそそらない。これは過去のビジネスにおける人口カバー率と加入者増加の関係からも認められることである。その意味で、高いサービスカバー率の維持は次世代においても重要な条件となる。
【０００３】
しかしながら、高速伝送とサービスエリアは相反する側面も大きい。一般に、電波は周波数が低いほど回り込みが大きく見通し外での通信が行いやすいが、低周波数は多くがＰＤＣを始めとする既存事業に用いられている。また、高速伝送は広帯域を必要とするため低周波数への割り当てが難しく、余裕のある高周波数帯域を用いざるをえない。ところが、物理的な制約から高周波数では見通し外で十分な通信を行えない。具体的には、３ＧＨｚ以上の周波数では、電波が屋外から屋内へ十分浸透しない懸念もあり、サービスカバー率の低下を消費者が許容するかという問題がある。
【０００４】
このサービスカバー率の問題を一つのシステム内で解決する方法は、これまで示されていない。現在のところ、複数のシステム間でネットワークハンドオーバにより、サービスエリアを補完する方法が考えられている（いわゆるデュアルモード端末に相当）。しかしながら、事業者の課金の問題、ネットワークハンドオーバ遅延・制御負荷の問題、消費者が多種のシステムを購入しなくてはならない煩雑性の問題などが生じる。
【０００５】
さらに、今後の無線通信では、既存サービスとの関係により、割り当てられる周波数帯域が複数の帯域に分散する可能性もある。また、状況によっては政府主導でサービスに割り当てる周波数帯域の再編成を行う必要が生じる場合もあり、このような状況にも対応できる無線通信方式が望まれる。
【０００６】
また、一部ではあるが複数の帯域を用いることを考慮した発明もなされている。たとえば、下記特許文献１に記載の「無線通信装置及び無線通信方式、無線通信システム、並びにチャネル割当法」は、複数の帯域において通信パラメータの一部を共通化し、キャリア周波数の変更のみで送受信が可能な構成を提案している。しかしながら、これらの発明は、複数の帯域のトラヒックの管理を行うことを想定していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１０１５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、次世代通信システムにおいては、高速通信（＝広帯域通信）と高いサービスカバー率の両者が要求されるが、現状では、広いサービスカバー率を実現できる低周波数帯は非常に混みあっており、高速通信を不特定多数のユーザに提供できるだけの帯域を確保することはできない、という問題があった。また、３ＧＨｚ以上、さらにはミリ帯では広帯域を確保できる余地があるが、周波数が高くなるにつれシャドウイング，距離減衰などの問題が大きくなり、サービスカバー率を高めることが困難となる、という問題があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高速通信を不特定多数のユーザに提供できるだけの帯域を確保しつつ、サービスカバー率を高めることが可能なマルチバンド無線通信方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる無線通信局は、複数の周波数帯を用いて端末とのデータ通信を行うことが可能な無線通信局であって、前記複数の周波数帯のうちの１つである第一の周波数帯を用いて、前記複数の周波数帯のうちの１つである第二の周波数帯を用いる通信を行うための制御情報を前記端末へ通知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、収容人数の大きな高周波数帯に優先的にユーザを割り当てることが可能となり、通信システム全体として高速で広いサービスエリアが実現できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明にかかるマルチモード端末を用いたネットワーク構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、従来のネットワーク構成を示す図である。
【図３】図３は、本発明にかかるマルチモード端末を用いたネットワーク構成の一例を示す図である。
【図４−１】図４−１は、実施の形態１におけるサービスイメージを示す図である。
【図４−２】図４−２は、利用する周波数帯域ｆ1,ｆ2の周波数の関係を示す図である。
【図５】図５は、ＯＦＤＭ通信方式を使用する基地局の構成例を示す図である。
【図６】図６は、チャネル制御部における帯域割り当て方法の一例を示す図である。
【図７】図７は、チャネル制御部における帯域割り当て方法の一例を示す図である。
【図８−１】図８−１は、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法において使用可能なフレーム構成の一例を示す図である。
【図８−２】図８−２は、本フレーム構成を実現する基地局の構成の一例を示す図である。
【図９】図９は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。
【図１０】図１０は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。
【図１２】図１２は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法を実現するシステム（移動局および基地局）の動作フローの一例を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法を実現するシステム（移動局および基地局）の動作フローの一例を示す図である。
【図１５】図１５は、着信通知（ページング）チャネルの構成例を示す図である。
【図１６】図１６は、制御情報チャネルの構成例を示す図である。
【図１７】図１７は、新周波数帯が追加された場合における基地局の利用周波数帯の決定処理を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態１２のマルチバンド無線通信方法を実現するためのサービスエリアイメージを示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態１２の基地局の構成例を示す図である。
【図２０−１】図２０−１は、実施の形態１３の周波数配置の具体例を示す図である。
【図２０−２】図２０−２は、実施の形態１３の周波数配置の具体例を示す図である。
【図２０−３】図２０−３は、実施の形態１３の周波数配置の具体例を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態１４の基地局配置の具体例の図である。
【図２２−１】図２２−１は、マルチキャリアＣＤＭＡ信号の拡散処理を示す図である。
【図２２−２】図２２−２は、マルチキャリアＣＤＭＡ信号の拡散処理を示す図である。
【図２３】図２３は、チャネル制御部における帯域割り当て方法の一例を示す図である。
【図２４】図２４は、チャネル制御部における帯域割り当て方法の一例を示す図である。
【図２５−１】図２５−１は、チャネル制御部における帯域割り当て方法の一例を示す図である。
【図２５−２】図２５−２は、チャネル制御部における帯域割り当て方法の一例を示す図である。
【図２６】図２６は、マルチバンド通信を実施する場合の各周波数帯の１ＣＨ当たりの帯域幅を示す図である。
【図２７】図２７は、帯域割り当て方法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】
実施の形態１．
まず、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法の概要について説明する。本発明においては、単一のシステムで高いサービスカバー率を維持しつつ、高速伝送を可能とする新しい通信方式、すなわち、マルチバンド無線通信方法について説明する。この方法は、単一の周波数帯域を用いるこれまでの通信とは異なり、伝搬・回折特性が異なる程度に広く離れた複数の周波数帯域を用いる。通常、移動局は高周波数を用いて通信を行い、高周波数の伝搬状態が悪い場合に限って低周波数を利用する。これまでの移動通信では、見通し内で低周波数を用いることもあるが、低周波数の利用を必要不可欠の場合に限定することで、貴重な低周波数資源を有効に利用する。また、上記マルチバンド無線通信方法では、周波数資源として低周波数を用いるが、資源全体に占めるその割合は非常に小さい。一方で、資源全体が低周波数帯域である場合と同等のシステム性能を得ることが可能となる。
【００１５】
つづいて、本発明のネットワーク構成と従来のネットワークの違いについて説明する。図１は、本発明にかかるマルチモード端末（移動局）を用いたネットワーク構成を示す図であり、図２は、従来のネットワーク構成を示す図である。
【００１６】
従来方式においては、サービスエリアを相互補完するため、複数方式で伝搬状態に応じてハンドオーバを行う。このような複数方式は、異なる周波数を有する場合もあるが、各周波数を用いて独自のネットワークが構築され、ハンドオーバはネットワーク間で行われる。従って、ネットワークハンドオーバが必要となり、ＩＰアドレスの登録変更などネットワーク制御負荷が発生する。これに対して、本発明においては、基本的に１つの基地局のサービスエリア内で周波数間切り替えを行う。この場合、ＭＡＣ層レベル以下の処理で完結するため、ネットワークハンドオーバは不要となる。そのため、周波数切り替えコストは低減し、短時間での高速な切り替えが可能となる。
【００１７】
また、本発明においては、複数の帯域によって１つのシステムを構築するため、単独ではシステムを構築しにくいミリ波などの高周波も柔軟に活用できる。加えて、トラフィック全体の状態に応じて複数周波数の利用をきめ細かく制御できる。そのため、必要不可欠の移動局に絞って低周波数を割り当てる制御が可能となる。
【００１８】
また、本発明においては、複数の分散する周波数帯域を用いて一つのシステムを構成するため、サービスに割り当てられる周波数帯域が分散する状況に対応可能である。さらに、周波数再編が行われる場合には、再編される一部の周波数帯域の利用を控え、再編後の周波数帯域を新たに含めることが可能であり、周波数再編に柔軟に対応できる。
【００１９】
また、ネットワーク構成としては、図３の構成も考えられる。この場合、各周波数で基地局が異なるが、各基地局は同一のネットワーク管理下（単一のシステム内）にあり、基地局間で移動局の情報が共有されている。基地局間で連携を行って移動局をハンドオーバさせることが可能である。構成としては現在のＰＤＣ基地局に相当する構成である。
【００２０】
つづいて、実施の形態１のマルチバンド無線通信方法の具体例について説明する。図４−１は、実施の形態１におけるサービスイメージを示す図である。基地局は、少なくとも２つの不連続な周波数帯域ｆ1,ｆ2を用い、同時に通信サービスを提供する。ここでは、ｆ1＜ｆ2とする。図４−２は、利用する周波数帯域ｆ1,ｆ2の周波数の関係を示す図である。一般的に、低い周波数では高い周波数に比べ広いサービスエリアの確保が可能であり、基地局のカバーエリアの中にｆ2が使用できないエリアが生じる。
【００２１】
図５は、ＯＦＤＭ通信方式を使用する基地局の構成を示す図である。図５において、基地局は、アンテナ１，フィルタ部２，周波数シンセサイザ３，Ａ／Ｄ変換器４，ＧＩ削除部５，ＦＦＴ部６，復調部７，通信路復号部８，チャネル制御部９，Ｄ／Ａ変換部１０，ＧＩ付加部１１，ＩＦＦＴ部１２，変調部１３，通信路符号化部１４から構成されている。また、図５に示す基地局は、２つ以上の不連続な周波数帯域を用いるが、ここでは３種の周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3（ｆ1＜ｆ2＜ｆ3）の場合を表している。また、Ｓ１は受信機出力を表し、Ｓ２は送信信号を表し、Ｓ３は移動局に送られる制御情報を表し、Ｓ４は移動局から送られた制御情報を表す。また、送信部，受信部は周波数帯域ごとに用意され（点線で囲われた部分に相当）、同時に送受信が可能である。
【００２２】
ここで、実施の形態１の動作を説明する。通信を開始する移動局は、規定されたアクセス方式で基地局に対して通信開始要求を送信する。基地局側では、アンテナ１で信号を受信後、対応するフィルタ部２を経由し、さらにＡ／Ｄ変換器４，ＧＩ削除部５，ＦＦＴ部６，復調部７，通信路復号部８を経由して、移動局から送られた制御情報Ｓ４を抽出する。制御情報Ｓ４には、各周波数帯域のチャネル状態に関する情報が含まれ、移動局がどの周波数帯の信号を受信可能かどうか、を知ることができる。チャネル制御部９では、新たな通信開始要求に対し、帯域割り当てを行う。
【００２３】
図６は、チャネル制御部９における帯域割り当て方法の一例を示す図である。図６において、Ｃ1，Ｃ2，Ｃ3は周波数帯域ｆ1，ｆ2，ｆ3の収容可能ユーザ数を表し、Ｎ1，Ｎ2，Ｎ3はそれぞれの帯域における現在のユーザ数を表す。本実施の形態では、各ユーザの使用帯域を同一と仮定している。チャネル制御部９では、各周波数帯域に新たな呼が割り当て可能かどうか（Ｎ＜Ｃ）、高い周波数から順に調査し（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３）、割り当て可能であれば（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３、Ｙｅｓ）、割り当てる周波数を決定する（ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６）。一方で、いずれの周波数においても割り当て不可であれば（ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３、Ｎｏ）、割り当て処理を行わない（ステップＳ７）。
【００２４】
その後、チャネル割り当てに関する制御情報Ｓ３が、対応する送信部に送られ、通信路符号化部１４，変調部１３，ＩＦＦＴ部１２，ＧＩ付加部１１，Ｄ／Ａ変換器１０，フィルタ部２，アンテナ１を経由して移動局に通知される。実際の通信に当たっては、チャネル制御部９からの制御情報により、周波数シンセサイザ部３が制御され、割り当てられた周波数帯で通信が行われる。
【００２５】
このように、本実施の形態においては、収容人数の大きな高周波数帯に優先的にユーザを割り当てることが可能となり、通信システム全体として高速で広いサービスエリアが実現できる。
【００２６】
なお、チャネル制御部９においては、図６に示す以外に移動局の移動速度，近隣の移動局やセルからの干渉量，電界強度，遅延広がり，各周波数帯域における信号対干渉雑音電力比（SINR）などを考慮して周波数を割り当てることもできる。また、本実施の形態では、伝搬環境の異なる周波数に対しても適応可能であり、また、伝搬環境の類似する分散した周波数帯域にも適応可能である。この場合、１つの無線通信サービスに割り当てられる周波数帯域が複数に分散する状況に対応できる利点がある。
【００２７】
また、本実施の形態においては、図５においてＯＦＤＭ伝送を用いる送受信機の構成について記載したが、他の通信方式を採用する送受信機に置き換えることにより、ＯＦＤＭ以外の既存の伝送方式にも適用可能である。
【００２８】
実施の形態２．
つづいて、実施の形態２の動作について説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態１と異なる処理についてのみ説明する。
【００２９】
図７は、前述した実施の形態１とは異なる、チャネル制御部９における帯域割り当て方法の一例を示す図である。図７において、Ｂａは移動局が要求する無線リソース量を表し、Ａ1，Ａ2，Ａ3は各周波数帯域の無線リソース量を表し、Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3は各周波数帯域において使用中の無線リソース量である。なお、無線リソース量とはシステムの容量を表すパラメータであり、通信の伝送速度，利用帯域幅，基準移動局相当数などとして与えられる。
【００３０】
本実施の形態では、新たに通信開始要求する移動局は、割り当て要求する無線リソース量Ｂａを制御情報Ｓ４に含めて送信する。チャネル制御部９では、各周波数帯域に新たな呼が割り当て可能かどうか（（Ｂ＋Ｂａ）＜Ａ）、高い周波数から順に調査し（ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３）、割り当て可能であれば（ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３、Ｙｅｓ）、割り当てる周波数を決定する（ステップＳ１４，Ｓ１５，Ｓ１６）。一方で、いずれの周波数においても割り当て不可であれば（ステップＳ１１，Ｓ１２，Ｓ１３、Ｎｏ）、割り当て処理を行わない（ステップＳ１７）。すなわち、本実施の形態では、各周波数帯におけるシステムの有する無線リソース量Ａ1，Ａ2，Ａ3と、現在使用中の無線リソース量Ｂ1，Ｂ2，Ｂ3および要求無線リソース量Ｂａの加算結果と、を比較し、その比較結果に基づいて各周波数帯に新しいユーザを収容可能かどうかを決定する。この判定は、高い周波数帯から行われる。決定した割り当て周波数に関する情報は、送信部を経由して移動局に通知され、データ通信が開始される。
【００３１】
このように、本実施の形態においては、ユーザまたは移動局毎に利用帯域幅，伝送速度の異なるシステムにおいても、高周波数帯に優先してユーザを割り当てることが可能となり、通信システム全体として高速で広いサービスエリアを実現できる。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、上記の回線状況の調査結果に加え、移動局の移動速度，近隣の移動局やセルからの干渉量，電界強度，遅延広がり，信号対干渉雑音電力比（SINR）などを考慮して周波数を割り当てることもできる。
【００３３】
実施の形態３．
つづいて、実施の形態３の動作について説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態１または２と異なる処理についてのみ説明する。
【００３４】
図２３，図２４は、前述した実施の形態１とは異なる、チャネル制御部９における帯域割り当て方法の一例を示す図である。実施の形態１と同様のシステムにおいて、通常、移動局は、カバーエリアの広い低周波数を利用して通信を行う。低周波数の利用により、移動局の移動などへの対応が容易である。一方、低周波数の帯域がいっぱいになり、それ以上移動局が収容できなくなった場合、移動局は、高周波数へと順次移動局を切り替える。このときの切り替えは、移動局の場所，各周波数帯のエリアの状況，通信に必要な帯域，電界強度，前後の移動速度などに基づいて決定される。
【００３５】
具体的には、チャネル制御部９では、各周波数帯域に新たな呼が割り当て可能かどうか（Ｎ＜Ｃ）、低い周波数から順に調査し（ステップＳ１ａ，Ｓ２ａ，Ｓ３ａ）、割り当て可能であれば（ステップＳ１ａ，Ｓ２ａ，Ｓ３ａ、Ｙｅｓ）、割り当てる周波数を決定する（ステップＳ４ａ，Ｓ５ａ，Ｓ６ａ）。一方で、いずれの周波数においても割り当て不可であれば（ステップＳ１ａ，Ｓ２ａ，Ｓ３ａ、Ｎｏ）、割り当て処理を行わない（ステップＳ７ａ）。または、チャネル制御部９では、各周波数帯域に新たな呼が割り当て可能かどうか（（Ｂ＋Ｂａ）＜Ａ）、低い周波数から順に調査し（ステップＳ１１ａ，Ｓ１２ａ，Ｓ１３ａ）、割り当て可能であれば（ステップＳ１１ａ，Ｓ１２ａ，Ｓ１３ａ、Ｙｅｓ）、割り当てる周波数を決定する（ステップＳ１４ａ，Ｓ１５ａ，Ｓ１６ａ）。一方で、いずれの周波数においても割り当て不可であれば（ステップＳ１１ａ，Ｓ１２ａ，Ｓ１３ａ、Ｎｏ）、割り当て処理を行わない（ステップＳ１７ａ）。
【００３６】
このように、本実施の形態においては、低周波数を基本的に使用することにより、移動局の移動などに対する周波数間ハンドオーバの回数が減る。また、多くの移動局を収容でき、周波数資源を有効に活用することができる。
【００３７】
なお、実施の形態１、２および３では、高い周波数からまたは低い周波数から順に、周波数を割り当てる方式について述べた。しかしながら、周波数の割り当ては、図２５−１，図２５−２に示すように、システム全体に割り当てられた周波数毎の帯域幅の順（広い順，狭い順）に、割り当てる順序を決めることも可能である。
【００３８】
具体的には、チャネル制御部９では、各周波数帯域に新たな呼が割り当て可能かどうか（Ｎ＜Ｃ）、たとえば、システム全体に割り当てられた周波数毎の帯域幅の狭い順に調査し（ステップＳ２１ａ，Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａ）、割り当て可能であれば（ステップＳ２１ａ，Ｓ２２ａ，Ｓ２３ａ、Ｙｅｓ）、割り当てる周波数を決定する（ステップＳ２４ａ，Ｓ２５ａ，Ｓ２６ａ）。一方で、いずれの周波数においても割り当て不可であれば（ステップＳ２１ａ，２Ｓ２ａ，Ｓ２３ａ、Ｎｏ）、割り当て処理を行わない（ステップＳ２７ａ）。
【００３９】
また、これ以外にも、たとえば、移動局の要求帯域幅や空き状況などの基準で割り当てる順序を決めることも可能である。
【００４０】
実施の形態４．
つづいて、実施の形態４の動作について説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態１、２または３と異なる処理についてのみ説明する。
【００４１】
図８−１は、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法において使用可能なフレーム構成の一例を示す図である。また、図８−２は、本フレーム構成を実現する基地局の構成の一例を示す図である。本実施の形態においては、ＯＦＤＭ通信方式を想定している。基地局の送信部にはフレーミング部１５およびタイミング制御部１６が存在し、複数の周波数帯においてＯＦＤＭシンボルタイミング、およびフレームタイミングの同期が取られるように送信タイミングの制御が行われる。すなわち、本実施の形態においては、特定の周波数帯の信号（既知信号）を用いて時間同期を確立すると、同一のタイミング（同一のＦＦＴウインドウ設定位置）で他の周波数帯のＯＦＤＭシンボルを受信可能である。また、全周波数帯においてフレーム構成も同期がなされており、ある時点を基準に特定の位置に報知情報が伝送される。言い換えると、特定の周波数帯の報知情報を受信していれば、他の周波数帯における報知情報の送信時刻が確定する。なお、上記報知情報とは、基地局の存在を知らせるビーコン，基地局からの伝送路を測定する既知信号などを含むブロードキャスト情報を意味する。
【００４２】
なお、図８−１においては、報知情報が全周波数帯で同一のタイミングで出力される例を示しているが、特定周波数帯のフレームタイミングから他の周波数帯のフレームタイミングを確定できる条件を満たしていれば、同一タイミングでなくてもよい。ＯＦＤＭでは、遅延波を含めてガードインターバル内の時間ずれは許容されており、本実施の形態における同一タイミングとは、受信側でほとんどの受信信号がガードインターバル以下の時間差で到着することを意味する（ガードインターバルを超えた信号は干渉を生ずるが、この干渉量は実質的な伝送特性に影響を与えない程度である）。
【００４３】
また、図８−１の例では、ダウンリンクとアップリンクが時間分割された例（ＴＤＤシステム）を示しているが、アップリンクとダウンリンクが異なる周波数を使用することとしてもよい（ＦＤＤシステム）。
【００４４】
また、図８−１では、異なる周波数帯域で同一のシンボル・フレーム時間を想定しているが、整数倍の関係にあるシンボル・フレーム時間を想定してもよい。この場合でも、特定周波数帯のシンボル・フレームタイミングから他の周波数帯のシンボル・フレームタイミングが容易に確定できる。
【００４５】
また、ＯＦＤＭ通信方式を用いない場合であっても、各周波数帯で通信されるフレーム構成を揃えることによってタイミング同期を容易に確立することが可能である。この場合のフレーム構成とは、通信に際して使用されるパケット長の最小単位であって、たとえば、特定ユーザに割り当てられる情報伝送単位が、他のユーザに割り当てられる情報伝送単位に切り替わる時刻が、複数周波数帯で一致していることを意味する。
【００４６】
このように、基地局が、複数の周波数帯域で伝送される信号における、フレーム構成の時間同期を確立しているため、移動局では、どの周波数帯域を割り当てられても容易にデータ送受信を実現できる。
【００４７】
実施の形態５．
つづいて、実施の形態５の動作について説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態１〜４と異なる処理についてのみ説明する。
【００４８】
図９は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。本実施の形態では、基地局が、最も低い周波数帯域ｆ1にのみ報知情報を出力し、全周波数帯域のフレーム同期の確立処理，フレーム使用状況通知などが単一の周波数帯を利用して行う。すなわち、本実施の形態では、図４−１に示すように、最もサービス範囲の広い周波数帯域ｆ1を用いて、報知情報を出力する。ｆ1以外の周波数帯では、ｆ1で伝送される報知情報に基づいて通信が行われ、たとえば、実施の形態４に記載の処理と同様、同一のＯＦＤＭシンボルタイミングが用いられる。
【００４９】
このように、本実施の形態においては、基地局が、最もサービス範囲の広い周波数帯域に報知情報を集中させることとした。これにより、たとえば、スリープモードに入っている移動局が定期的に受信する周波数帯域を一つにすることができ、消費電力を低減させることができる。
【００５０】
なお、図４−１に示すように、一般的に低い周波数の方がサービス範囲が広いこと、また、受信に必要な消費電力も小さいことから、最も低い周波数帯域を用いて報知情報を出力することとしたが、最もサービス範囲の広い周波数帯域であれば、最も低い周波数帯域でなくてもかまわない。
【００５１】
また、報知情報を得ることができないエリア（図４−１参照）を許容するシステムであれば、上記に限らず、サービス範囲の広さにかかわらず、いずれか一つの周波数帯域に報知情報を出力することとしてもよい。たとえば、図４−１に示すｆ2にのみ報知情報を出力することとしてもよい。
【００５２】
実施の形態６．
つづいて、実施の形態６の動作について説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態１〜５と異なる処理についてのみ説明する。
【００５３】
図１０は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。本実施の形態では、全ての周波数帯域において、同一タイミングで報知情報を送信する。したがって、移動局では、いずれか一つの周波数帯域でタイミング同期を行う。このとき、実施の形態４に記載の処理と同様、同一のＯＦＤＭシンボルタイミングが用いられる。
【００５４】
このように、本実施の形態においては、全ての周波数帯域において同一タイミングで報知情報を送信することとしたので、いずれか一つの周波数帯域でタイミング同期を行えば、同一の受信タイミング（ＦＦＴウインドウ設定位置）で他の周波数帯域のＯＦＤＭシンボルを受信できる。
【００５５】
また、本実施の形態では、各移動局の通信周波数を変えることなく報知情報の受信が可能であり、移動局の構成を簡略化できる。また、特定の周波数帯域にのみ送受信可能な移動局に対応することが可能となる。
【００５６】
実施の形態７．
つづいて、実施の形態７の動作について説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態１〜６と異なる処理についてのみ説明する。
【００５７】
図１１は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。本実施の形態では、全ての周波数帯において異なるタイミングで報知情報が伝送される。ただし、各周波数帯の報知情報の伝送タイミングは規定（一定の頻度）されており、特定の周波数帯域におけるフレーム同期（報知情報の位置がわかっていること）が取れていれば、自動的に他の周波数帯における報知情報の位置を確定することができる。このとき、実施の形態４に記載の処理と同様、同一のＯＦＤＭシンボルタイミングが用いられる。
【００５８】
このように、本実施の形態の図１１において、各移動局は、短時間に周波数を切り替えて各周波数帯域の報知情報を収集することができる。また、特定の周波数帯にのみ送受信可能な移動局も対応することが可能となる。
【００５９】
また、図１２は、上記図１１とは異なる、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。図１２では、全ての周波数帯において異なるタイミングで報知情報が伝送され、さらに、各周波数帯においてそれぞれ異なる頻度で報知情報が送信される。たとえば、報知情報として、必要な情報のうちの多くの部分を低周波数帯ｆ1で送信し、最低限必要な情報を高周波数帯ｆ2，ｆ3で送信する。このとき、実施の形態４に記載の処理と同様、同一のＯＦＤＭシンボルタイミングが用いられる。
【００６０】
このように、本実施の形態の図１２においては、報知情報の占有率が小さくなり、システムスループットの改善が実現できる。なお、各周波数帯の報知情報の送信タイミングについては、同時であっても、ずれていてもよい。
【００６１】
また、移動局の移動時には周波数によってドップラー周波数は異なり、伝搬路の変動も異なる。高周波数になるほどドップラー周波数は高くなるため、受信機での良好な同期（位相追従）を維持するために高周波数に高い頻度で報知情報を挿入する構成も可能である。異なる頻度で報知情報を送信することにより、信号伝送の高効率化が可能となる。
【００６２】
実施の形態８．
つづいて、実施の形態８の動作について説明する。本実施の形態においては、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、マルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態１〜７と異なる処理についてのみ説明する。
【００６３】
図１３は、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法を実現するシステム（移動局および基地局）の動作フローの一例を示す図である。本実施の形態では、一例として、３種の周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3（ｆ1＜ｆ2＜ｆ3）を想定する。
【００６４】
まず、新しいトラフィックの発生した移動局では、最も低い周波数ｆ1を用いて通信開始要求を基地局に伝える（ステップＳ２１）。基地局では、ｆ1の帯域に新しいトラフィックが収容できるか判断し（ステップＳ３１）、収容可能であれば（ステップＳ３１，Ｙｅｓ）、チャネル割り当てを行って移動局に通知する（ステップＳ３２）。一方で、収容不可能な場合は（ステップＳ３２，Ｎｏ）、通信を不許可とする（ステップＳ３３）。
【００６５】
一方で、移動局では、ｆ1以外の周波数帯について回線状況の調査を行い、使用可能な周波数帯を決定する（ステップＳ２２）。そして、基地局からｆ1のチャネル割り当てを受けた後、できる限り高い周波数帯（たとえばｆ3）への移行要求を基地局に対して送信する（ステップＳ２３）。基地局では、周波数帯ｆ3にトラフィックが収容できるかを判断し（ステップＳ３４）、収容可能な場合は（ステップＳ３４，Ｙｅｓ）、チャネル割り当てを行い、移動局へ通知する（ステップＳ３５）。一方で、収容不可能な場合は（ステップＳ３４，Ｎｏ）、移行不許可とする（ステップＳ３６）。
【００６６】
その後、移動局では、周波数帯ｆ3のチャネル割り当てを受けてから通信を開始する（ステップＳ２４）。なお、ステップＳ３１およびステップＳ３４の処理については、たとえば、前述した図６，図７，図２３，図２４，図２５−２等における各周波数に対応する処理が適用可能である。
【００６７】
このように、本実施の形態では、まず、通信開始要求を最も低い周波数帯に対して行う。そして、一度低い周波数帯で接続を行ってから周波数移行要求を送信して高い周波数に移行する。たとえば、新しいシステム導入初期には全ての基地局が複数の周波数帯をサポートできるとは限らない。また、従来から運用されている周波数帯に加え、新たに同システムに周波数帯が追加されることも考えられる。このような場合に、各移動局は、従来からサービスされている周波数帯で通信を開始し、さらに高い周波数をサポートしていることを確認してから周波数帯の移動要求を送信することで、円滑なシステム運用・周波数拡張が可能となる。一般的には、従来のシステムに許容されるユーザ当たりの最大帯域に比べ、新たに追加される帯域のユーザ当たり最大帯域は広くなると考えられる。そのため、最初の段階では狭い帯域で接続を行い、高周波数帯へ移行する際に広帯域の割り当て要求を行うことで、新旧システムの共存が可能となる。
【００６８】
なお、通信開始要求の対象となる周波数帯は、最も低い周波数帯である必要はない。たとえば、通信開始要求の対象を任意の周波数帯とし、その後、他周波数帯へ移行するシステムであってもよい。また、ステップＳ３１およびＳ３４の処理については、移動局の移動速度，近隣の移動局やセルからの干渉量，電界強度，遅延広がり，信号対干渉雑音電力比（SINR）などを考慮して移行可能かどうかを決定することとしてもよい。
【００６９】
実施の形態９．
つづいて、実施の形態９の動作について説明する。本実施の形態においては、前述した実施の形態８とは異なる、マルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態８と異なる処理についてのみ説明する。
【００７０】
図１４は、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法を実現するシステム（移動局および基地局）の動作フローの一例を示す図である。本実施の形態では、一例として、３種の周波数ｆ1，ｆ2，ｆ3（ｆ1＜ｆ2＜ｆ3）を想定する。
【００７１】
まず、移動局では、実施の形態８と同様の処理で最も低い周波数ｆ1を用いて通信開始要求を送信後（ステップＳ２１）、ｆ1以外の周波数帯について回線状況の調査を行う（ステップＳ２２）。そして、基地局からｆ1のチャネル割り当てを受けた後、基地局に対して要求帯域幅，各周波数帯の回線状況（チャネル状態）に関する情報を送信する（ステップＳ４１）。
【００７２】
基地局では、受け取った移動局のチャネル状態，要求帯域幅に基づいて、高周波数帯（ｆ3，ｆ2の順）からトラフィックが収容できるかを判断し（ステップＳ３４，Ｓ５１）、収容可能な場合は（ステップＳ３４，ＹｅｓまたはステップＳ５１，Ｙｅｓ）、チャネル割り当てを行い（ステップＳ３５またはステップＳ５２）、移動局へ周波数移行指示を送信する（ステップＳ５３）。一方で、収容不可能な場合は（ステップＳ３４，ＮｏかつステップＳ５１，Ｎｏ）、移行不許可とする（ステップＳ３６）。
【００７３】
その後、移動局では、基地局から指示された周波数帯のチャネル割り当てを受けてから通信を開始する（ステップＳ４２）。
【００７４】
このように、本実施の形態では、まず、基地局がｆ3，ｆ2の順（高周波数帯から順に）に収容可能かどうかを判断し、チャネル割り当ての結果と周波数移行指示を移動局に対して通知し、移動局が指示に従って高周波数帯へ移行する。すなわち、前述の実施の形態とは異なり、周波数帯の移動指示は基地局が行っている。これにより、前述同様、新旧システムの共存が可能となる。
【００７５】
実施の形態１０．
つづいて、実施の形態１０の動作について説明する。本実施の形態においては、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、着信通知チャネルについて説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態８または９と異なる処理についてのみ説明する。
【００７６】
図１５は、着信通知（ページング）チャネルの構成例を示す図である。無線通信では、移動局は、通信状態と待受状態に分かれる。通信状態では通信を行い、待受状態では電源をＯＮにしたまま他のユーザからの着信を待っている。待ち受け端末（待ち受け中の移動局）は、基地局から送信されるページングチャネルを検出し、常に着信がないかどうかをチェックしている。着信がある場合には、通信開始の動作に移行する。
【００７７】
本実施の形態においては、一般的に低い周波数の方がサービス範囲が広いこと、受信に必要な消費電力が小さいことから、基地局が、最も低い周波数帯を用いてページングチャネルを送信する。これにより、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムであっても、待ち受け端末は、１つの周波数帯域のみを検出することとなり、周波数切り替えを行う必要がない。その結果、待ち受け時の受信処理を簡易化できる。
【００７８】
たとえば、新しいシステム導入初期には全ての基地局が複数の周波数帯をサポートできるとは限らない。また、従来から運用されている周波数帯に加え、新たに同システムに周波数帯が追加されることも考えられる。このような場合であっても、従来から運用されている特定の周波数帯域で待ち受けを行うことにより、他の周波数帯域の構成に関わらず、安定した待ち受けを行うことが可能となる。
【００７９】
なお、本実施の形態では、最も低い周波数帯を用いてページングチャネルが送信する場合について記載したが、特定の周波数帯であれば、最も低い周波数帯でなくてもかまわない。
【００８０】
実施の形態１１．
つづいて、実施の形態１１の動作について説明する。本実施の形態においては、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、制御情報チャネルについて説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態８〜１０と異なる処理についてのみ説明する。
【００８１】
図１６は、制御情報チャネルの構成例を示す図である。たとえば、移動局は、通信開始にあたって、基地局からの制御情報チャネルによって利用可能な周波数帯の通知を受ける。そこで、本実施の形態では、一般的に低い周波数の方がサービス範囲が広いこと、受信に必要な消費電力が小さいことから、基地局が、最も低い周波数帯を用いて制御情報チャネルを送信する。これにより、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムであっても、移動局は１つの周波数帯域の決められた箇所を検出することとなり、利用可能な周波数情報を検出する受信処理を大幅に簡易化することができる。
【００８２】
たとえば、新しいシステム導入初期には全ての基地局が複数の周波数帯をサポートできるとは限らない。また、従来から運用されている周波数帯に加え、新たに同システムに周波数帯が追加されることも考えられる。このような場合であっても、従来から運用されている特定の周波数帯域を用いて、利用可能な周波数帯が含まれた制御情報を受信することにより、他の周波数帯域の構成に関わらず、安定した制御情報の受信が可能となる。また、移動局が、特定の周波数帯で制御情報を受信し、制御情報に基づいて他の周波数帯へ移行することによって、円滑なマルチバンド無線通信が可能となる。
【００８３】
なお、本実施の形態では、利用周波数帯に含まれた制御情報について記載したが、他の制御情報の通知はこのチャネル構成に従う必要はない。また、本実施の形態では、最も低い周波数帯を用いて制御情報チャネルを送信する場合について記載したが、特定の周波数帯であれば、最も低い周波数帯でなくてもかまわない。
【００８４】
実施の形態１２．
つづいて、実施の形態１２の動作について説明する。本実施の形態においては、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおいて、運用周波数の追加を行う場合について説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態８〜１１と異なる処理についてのみ説明する。
【００８５】
マルチバンド無線通信において、新規周波数帯の免許取得利用などにより周波数帯が追加された場合、システム内の移動局は、新周波数帯に対応できるものと対応できないものとが混在することになる。
【００８６】
図１７は、新周波数帯が追加された場合における、基地局の利用周波数帯の決定処理を示す図である。まず、基地局は、通信開始要求と同時に移動局の対応機種を示すＩＤを、移動局から受け取る（ステップＳ６１）。そして、基地局は、受け取ったＩＤに基づいて機種を判別し、移動局が対応可能な周波数帯を識別し、さらに、移動局が対応可能な周波数帯の中から利用周波数帯を決定し（ステップＳ６２）、その結果を移動局に通知する（ステップＳ６３）。本実施の形態においては、これらの処理によって、利用周波数帯を決定する。
【００８７】
なお、新周波数帯が利用可能な移動局に対しては、伝搬状況，トラヒック状況も考慮した上で、新周波数帯の利用を指示する場合もある。また、新周波数帯の利用が不可能な移動局に対しては、新周波数帯の利用を指示しない。
【００８８】
このように、本実施の形態においては、基地局が、移動局の機種に応じて利用周波数帯を決定することとしたので、新たな周波数帯の追加を円滑に行うことができる。
【００８９】
つづいて、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおいて、運用周波数が変更される場合について説明する。マルチバンド無線通信では、サービスへの需要の変化とともに、たとえば、政府主導で各サービスへの割当周波数の再編が必要となる場合がある。そして、その結果として、一部の周波数帯の利用を取り止める場合や、別の周波数帯へ移行する場合が発生する。
【００９０】
そこで、本実施の形態では、たとえば、図５に示すチャネル制御部９が、取り止め対象となる周波数帯への移動局の割り当てを停止する。これにより、その周波数帯の利用取り止めに容易に対応できる。なお、取り止め対象となる周波数帯への割り当てを停止した場合であっても、その他の既存の周波数帯が利用可能である場合は、サービスは継続可能である。
【００９１】
このように、一部の周波数帯の利用を取り止める場合や、別の周波数帯へ移行する場合には、チャネル制御部９が、取り止め対象である周波数帯への移動局の割り当てを行わないこととしたので、たとえば、政府主導の周波数の再編に柔軟に対応できる。
【００９２】
実施の形態１３．
つづいて、実施の形態１３の動作について説明する。ここでは、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、実施の形態１３のマルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９３】
図１８は、実施の形態１３のマルチバンド無線通信方法を実現するためのサービスエリアイメージを示す図であり、図１９は、実施の形態１３の基地局の構成を示す図である。図１９において、この基地局は、アンテナ２１−１〜２１−Ｎと、ＲＦ／ＩＦ部２２−１〜２２−Ｎと、ベースバンド部２３−１〜２３−Ｎと、制御部２４と、を備え、一つの制御部２４の下に、複数のベースバンド部２３−１〜２３−Ｎ，ＲＦ／ＩＦ部２２−１〜２２−Ｎを有し、そのうち１つは、低周波数帯ｆ1に対応したＲＦ／ＩＦ部２２−１、残りは高周波数帯ｆ2に対応したＲＦ／ＩＦ部２２−１〜２１−Ｎである。なお、本実施の形態においては、高周波数帯ｆ2に対応したＲＦ／ＩＦ部２２−１〜２１−Ｎを複数備えているが、基地局の基本的な処理（割り当て処理等）は前述した実施の形態１と同様である。
【００９４】
一般的に、高い周波数帯ほど使用帯域幅が広い。したがって、送信アンプの出力制限から、帯域の狭い低い周波数帯に比べて高い周波数帯は、サービスエリア半径が小さくなる。本実施の形態では、図１５に示すように、低周波数帯ｆ1のセル内に複数の高周波数帯ｆ2のセルが存在する構成をとる。低周波数帯ｆ1のセル内は同一の制御部２４の下で管理されているので、高速にハンドオーバを実行することが可能である。
【００９５】
本実施の形態においては、低周波数帯ｆ1のセル半径に比べ、高周波数帯ｆ2のセル半径が小さいため、高周波数帯ｆ2のセルは、図１８に示すように、干渉を生じることなく、周波数の再利用（ｆ2を繰り返し利用）が可能である。この場合、高周波数帯ｆ2のサービス外領域が発生するが、低周波数帯ｆ1がカバーしているため、継続した通信サービスの提供が可能となる。本実施の形態により、広いサービスエリアと大容量伝送に加え、周波数利用効率の向上が実現できる。
【００９６】
なお、低周波数帯ｆ1については、隣接セル間で同一周波数を用いることはできない（干渉が生じる）。したがって、低周波数帯ｆ1をいくつかのサブ周波数帯に分割（図１８の例ではｆ1ａ，ｆ1ｂに相当）し、隣接セル間の干渉を抑圧する。
【００９７】
実施の形態１４．
つづいて、実施の形態１４の動作について説明する。ここでは、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、実施の形態１４のマルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００９８】
図２０（図２０−１，図２０−２，図２０−３に相当）は、実施の形態１４の周波数配置の具体例を示す図である。なお、前述した実施の形態１３と同様に、低周波数帯ｆ1は、隣接セル間で異なる周波数を使用する必要がある。また、高周波数帯ｆ2に対応した移動局は、図２０−２に示すように、ベースバンド部に広帯域に対応したＦＦＴを備える。また、システムに割り当てられる低周波数帯ｆ1を、図２０−３のように分割して使用する場合は、図２０−１のように、隣接セル間で近い周波数チャネル（この例ではｆ1a，ｆ1b，ｆ1d）を配置する。図２０−１において、セル境界に存在する移動局は、３局の電波を受信することになるが、基地局間で時間同期が取れている場合、図２０−２に示すように、ＦＦＴにより一度に３局の信号を復調できる。システムにおける周波数配置としては、たとえば、高周波数帯で許容される周波数帯域幅より小さい周波数範囲にある周波数チャネルを割り当てる。
【００９９】
このように、本実施の形態においては、セル境界に存在する移動局が、複数の基地局からの信号を同時に受信することができ、使用可能帯域の拡大，シームレスハンドオーバなどが実現できる。
【０１００】
実施の形態１５．
つづいて、実施の形態１５の動作について説明する。ここでは、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、実施の形態１５のマルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０１】
図２１は、実施の形態１５の基地局配置の具体例の図である。本実施の形態においては、図３に示すネットワーク構造を取る。たとえば、高速移動する交通システム等において、移動している場所周辺の情報の配信や、利用者，同乗者向けのインターネットや映画，音楽を提供するシステムの一例である。なお、図２１においては、車の場合の一例を示すが、電車など他の高速移動手段であってもかまわない。
【０１０２】
たとえば、図２１に示すように、高速道路周辺に低周波数帯ｆ1を利用する基地局ＢＳ（１）を、信号機や高速道路の料金所，サービスエリアなどに高周波数帯ｆ3を利用する基地局ＢＳ（３）を、一般道路の周辺には中間の周波数帯ｆ2を利用する基地局ＢＳ（２）を設置する。一般的に、周波数が低く使用帯域の狭い周波数帯ｆ1を利用する基地局はサービス範囲が広く，高周波数帯ｆ3を利用する基地局はサービス範囲が狭い。利用者は、交差点で赤信号による停止や曲がるときの減速時、高速道路の料金所やサービスエリアで車を停めた時に、高周波数帯で大容量の通信を行い、同乗者向けの映画や周辺の詳細情報などを手に入れる。また、一般道の走行中には、渋滞情報や近辺のお店の情報などを常に調べることができ、高速道路走行中には、高速移動に対応可能な低い周波数帯を使用して前方の渋滞情報などを入手する。
【０１０３】
このように、本実施の形態においては、高速移動環境では、ハンドオーバのオーバーヘッドを抑えるため、低い周波数を利用する基地局を配置し、低速移動環境では、広帯域通信が可能な高周波数を利用する基地局を配置する。これにより、効率のよい通信システムの構築が可能となる。
【０１０４】
実施の形態１６．
つづいて、実施の形態１６の動作について説明する。ここでは、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、実施の形態１６のマルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態１と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１０５】
本実施の形態では、マルチバンド無線通信において、各周波数帯でマルチキャリアＣＤＭＡ（MC-Code  Division  Multiple  Access）方式を用いる場合に関するものである。
【０１０６】
現在、次世代移動通信方式では、ＯＦＤＭ方式とＣＤＭＡ方式とを組み合わせたマルチキャリアＣＤＭＡ方式が活発に研究されている。マルチキャリアＣＤＭＡ方式では、ＯＦＤＭ伝送フォーマットにおいて時間周波数領域で信号の符号拡散を行う。複数の直交符号を用いることで、複数の信号を多重伝送することが可能である。この処理は、たとえば、文献  Y.Kishiyama,N.Maeda,K.Higuchi,H.Higuchi,M.Sawahashi,“Experiments  on  throughput  performance  above  100Mbps  in  forward  link  for  VSF-OFCDM  broadband  wireless  access”,Proc.of  VTC2003  Fall,Sep.2004.等に記載されている。
【０１０７】
マルチキャリアＣＤＭＡ方式では、多重信号間での直交性を保つため、なるべく同一のフェージング変動を持つ時間周波数領域で信号を拡散することが重要となる。フェージング変動の異なる時間周波数領域では、多重信号の直交性が崩れ、互いに干渉を及ぼしあうためである。
【０１０８】
ところで、マルチバンド無線通信では、利用周波数に比例してドップラー周波数は大きく異なる。たとえば、８００ＭＨｚと３．５ＧＨｚの周波数帯を用いる場合、３．５ＧＨｚでは、ドップラー周波数が約４．３８倍大きくなる。従って、時間的な伝搬状態の変化は激しく直交が崩れやすい。
【０１０９】
そこで、本実施の形態では、図２２（図２２−１，図２２−２）に示すように、異なる周波数帯では、異なる時間周波数領域の単位において、マルチキャリアＣＤＭＡ信号の拡散を行う。具体的には、低い周波数ではより長い時間での信号拡散を行い、高い周波数では時間領域での信号拡散を短くする。このように、本実施の形態においては、マルチバンド無線通信の周波数帯に応じて拡散する時間周波数領域を変更する。これにより、各周波数でマルチキャリアＣＤＭＡ信号の直交性を保持することができる。
【０１１０】
実施の形態１７．
つづいて、実施の形態１７の動作について説明する。本実施の形態は、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、マルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【０１１１】
図２６は、マルチバンド通信を実施する場合の各周波数帯の１ＣＨ当たりの帯域幅を示す図である（ＢＷ１＜ＢＷ２＜ＢＷ３）。一般的に、広い帯域幅を確保できる高周波数帯では、１ＣＨ当たりの帯域幅を広くし、広い帯域幅を確保することが困難である低周波数帯は、１ＣＨ当たりの帯域幅を狭くする。これにより、広範囲でサービス可能な低周波数帯では、帯域は狭くなるが収容ＣＨ数が多くなり、広帯域が使用できる高周波数帯では、広帯域通信を実現でき、効率的に周波数を利用することが可能となる。
【０１１２】
図２６のように、各周波数帯のＣＨを決めておく場合は、一例として、図２７のような帯域割り当てを行う。
【０１１３】
まず、新しい通信を開始しようとする移動局は、自分の要求無線リソース量Ｂａを基地局に通知する。基地局では、ＢａがＢＷ２より大きい場合には（ステップＳ７１，Ｙｅｓ）、最適な周波数帯はｆ3であるため、ｆ3への割り当てが可能であるかを調べる（ステップＳ８１）。そして、ｆ3への割り当てが可能な場合には（ステップＳ８１，Ｙｅｓ）、使用帯域をｆ3へ割り当て（ステップＳ８５）、一方、ｆ3への割り当てがかなわなかった場合には（ステップＳ８１，Ｎｏ）、ｆ2，ｆ1と高い周波数帯から順に割り当てが可能かどうかを調べる（ステップＳ８２，Ｓ８３）。Ｂａよりも小さい無線リソース量しかない周波数帯に割り当てられた場合は、使用帯域を狭めて通信を行う（ステップＳ８６，Ｓ８７）。また、ｆ2，ｆ1への割り当てがかなわなかった場合には（ステップＳ８２，Ｎｏ、ステップＳ８３，Ｎｏ）、割り当て不可となる（ステップＳ８４）。
【０１１４】
つぎに、ＢａがＢＷ２より小さいがＢＷ１より大きい場合は（ステップＳ７２，Ｙｅｓ）、最適な周波数帯がｆ2であるため、ｆ2から順に割り当て可能かどうかを調べ（ステップＳ７５）、割り当て可能な場合には（ステップＳ７５，Ｙｅｓ）、使用帯域をｆ2へ割り当て（ステップＳ７８）、一方、割り当てできない場合には（ステップＳ７５，Ｎｏ）、ｆ1の周波数帯へ割り当て可能かどうかを調べる（ステップＳ７６）。そして、ｆ1への割り当てが可能な場合には（ステップＳ７６，Ｙｅｓ）、使用帯域を狭くしてｆ1へ割り当て（ステップＳ７９）、一方、ｆ1への割り当てがかなわなかった場合には（ステップＳ７６，Ｎｏ）、割り当て不可となる（ステップＳ７７）。なお、ここでは、ｆ3への割り当てが可能であっても、帯域が空いてしまうため割り当ては行わない。
【０１１５】
最後に、ＢａがＢＷ１より小さい場合には、ｆ1のみで割り当て可能かどうかを調べ（ステップＳ７３）、割り当て可能な場合には（ステップＳ７３，Ｙｅｓ）、使用帯域をｆ1へ割り当て（ステップＳ８０）、一方、ｆ1への割り当てがかなわなかった場合には（ステップＳ７３，Ｎｏ）、割り当て不可となる（ステップＳ７４）。
【０１１６】
このように、本実施の形態では、広範囲で使用可能だが、帯域が狭い低周波数帯では狭いＣＨとし、サービス範囲は狭いが、帯域が広い高周波数帯では広いＣＨとすることとした。これにより、広範囲で収容数を多くすることが可能となる。また、図２７のように、移動局の要求無線リソース量にしたがって周波数帯を決め、それよりも低い周波数のみで割り当てを実施することにより、空き周波数帯を少なくし、周波数利用効率を高めることが可能となる。
【０１１７】
なお、本実施の形態では、図２７のような割り当て方式を説明したが、図２６のような周波数の使い方をする場合であっても、実施の形態１と同様、図６の割り当てを行い、高周波数帯から順に割り振る方法を取ることもできる。さらに、図６の割り当て方式であっても、図２７の割り当て方式であっても、複数ＣＨを周波数使用状況に応じて束ねる制御を組み合わせることにより、移動局にとって、より柔軟に必要な帯域を確保でき、収容数を増やすことが可能となる。
【０１１８】
また、ここでは、低周波数から高周波数になるほど帯域が広くなる場合の一例について説明したが、１つのシステムに割り当てられる周波数帯はこの限りではないため、たとええば、図２５−１のような帯域の場合には、ｆ1を一番狭いＣＨにする方法とｆ2を一番狭いＣＨにする方法が考えられる。
【０１１９】
また、本実施の形態のように、周波数帯毎に１ＣＨ当たりの帯域幅を変えて固定し、通信する場合、たとえば、映像のダウンロードサービスなどといったサービスにおいて、uplinkは、欲しい映像を識別するための情報のみ、downlinkは、映像自体の大きなデータ、といったように、uplinkとdownlinkの情報量に大きな差があるときには、図２６のｆ1のように１ＣＨ当たりの帯域の狭い周波数帯を情報量の少ないuplink専用チャネルとし、ｆ2、ｆ3のように、１ＣＨあたりの帯域の広い周波数帯をdownlink専用チャネルとすることができる。このように、uplinkとdownlinkの情報量に差がある場合において、その情報量によりuplinkとdownlinkを別の周波数帯に分けて配置する方法は、全周波数帯が使えるエリアにサービスが限定されるが、エリア内での周波数利用効率は高く有効な方式である。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
以上のように、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法は、複数の周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するマルチバンド無線通信システムに有用であり、特に、高周波数帯域に優先的に移動局を割り当てる場合に適している。
【符号の説明】
【０１２１】
１  アンテナ
２  フィルタ部
３  周波数シンセサイザ
４  Ａ／Ｄ変換器
５  ＧＩ削除部
６  ＦＦＴ部
７  復調部
８  通信路復号部
９  チャネル制御部
１０  Ｄ／Ａ変換部
１１  ＧＩ付加部
１２  ＩＦＦＴ部
１３  変調部
１４  通信路符号化部
１５  フレーミング部
１６  タイミング制御部
【図１】
2011120298.tif 000003
【図２】
2011120298.tif 000004
【図３】
2011120298.tif 000005
【図４−１】
2011120298.tif 000006
【図４−２】
2011120298.tif 000007
【図５】
2011120298.tif 000008
【図６】
2011120298.tif 000009
【図７】
2011120298.tif 000010
【図８−１】
2011120298.tif 000011
【図８−２】
2011120298.tif 000012
【図９】
2011120298.tif 000013
【図１０】
2011120298.tif 000014
【図１１】
2011120298.tif 000015
【図１２】
2011120298.tif 000016
【図１３】
2011120298.tif 000017
【図１４】
2011120298.tif 000018
【図１５】
2011120298.tif 000019
【図１６】
2011120298.tif 000020
【図１７】
2011120298.tif 000021
【図１８】
2011120298.tif 000022
【図１９】
2011120298.tif 000023
【図２０−１】
2011120298.tif 000024
【図２０−２】
2011120298.tif 000025
【図２０−３】
2011120298.tif 000026
【図２１】
2011120298.tif 000027
【図２２−１】
2011120298.tif 000028
【図２２−２】
2011120298.tif 000029
【図２３】
2011120298.tif 000030
【図２４】
2011120298.tif 000031
【図２５−１】
2011120298.tif 000032
【図２５−２】
2011120298.tif 000033
【図２６】
2011120298.tif 000034
【図２７】
2011120298.tif 000035