(57)【要約】全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、副搬送波帯域の副搬送波信号を複数の周波数再使用率に基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する方法は、複数の周波数再使用率のうち、第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定するステップと、信号対干渉雑音比に対応して、第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号の加重値と、第１の周波数再使用率以外の周波数再使用率を適用する他の副搬送波信号の加重値とを決定するステップと、第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号及び第１の周波数再使用率以外の周波数再使用率を適用する副搬送波信号に決定された加重値を適用することによって、送信電力を制御するステップとを具備する。
2007532057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記副搬送波帯域の副搬送波信号を複数の周波数再使用率に基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、前記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する方法であって、
前記複数の周波数再使用率のうち、第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定するステップと、
前記信号対干渉雑音比に対応して、前記第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号の加重値と、前記第１の周波数再使用率以外の周波数再使用率を適用する他の副搬送波信号の加重値とを決定するステップと、
前記第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号及び前記第１の周波数再使用率以外の周波数再使用率を適用する副搬送波信号に決定された前記加重値を適用することによって、前記送信電力を制御するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２】
全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記副搬送波帯域の副搬送波信号を周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋに基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、前記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する方法であって、
前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定するステップと、
前記信号対干渉雑音比に対応して、前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値と、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値とを決定するステップと、
前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号及び前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号に決定された前記加重値を適用することによって、前記送信電力を制御するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項３】
全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記副搬送波帯域の副搬送波信号を周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋに基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、前記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する方法であって、
前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号が、以前の時区間で、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号が獲得した信号対干渉雑音比より増加させることを希望する信号対干渉雑音比の改善値を決定するステップと、
前記信号対干渉雑音比の改善値に対応して、前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値と、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値とを決定するステップと、
前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号及び前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号に決定された前記加重値を適用して、前記送信電力を制御するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項４】
前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値と、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値とを決定するステップは、
【数１】
2007532057.tif 000022
に従って決定されることを特徴とする請求項３記載の方法。
ここで、ＷＫは、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値を示し、Ｗ１は、前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値を示し、Ｓは、前記信号対干渉雑音比の改善値を示し、Ｐは、前記セルラー通信システムの総送信電力を示し、Ｒ１は、前記セルラー通信システムにおいて、前記周波数再使用率１を適用する副搬送波の個数を示し、ＲＫは、前記セルラー通信システムにおいて、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波の個数を示す。
【請求項５】
全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記副搬送波帯域の副搬送波信号を、データ信号を送信するデータ副搬送波信号と予め設定された基準信号を送信する基準信号副搬送波信号とに分割し、周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋに基づいて、前記副搬送波帯域の副搬送波信号を多重化するセルラー通信システムにおいて、前記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する方法であって、
前記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定するステップと、
前記信号対干渉雑音比に対応して、前記周波数再使用率１を適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号の加重値と、前記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号の加重値とを決定するステップと、
前記周波数再使用率１を適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号と、前記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号に決定された前記加重値を適用することによって、前記送信電力を制御するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項６】
前記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号の加重値と、前記周波数再使用率１を適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号の加重値とを決定するステップは、
前記周波数再使用率Ｋを適用するパイロット副搬送波信号の加重値を前記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号の加重値よりも大きく決定し、前記周波数再使用率１を適用するパイロット副搬送波信号の加重値を前記周波数再使用率１を適用するデータ副搬送波信号の加重値よりも大きく決定することを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記副搬送波帯域の副搬送波信号を複数の周波数再使用率に基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、前記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する装置であって、
前記複数の周波数再使用率のうち、第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定し、前記信号対干渉雑音比に対応して、前記第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号の加重値と、前記第１の周波数再使用率以外の周波数再使用率を適用する他の副搬送波信号の加重値とを決定し、前記第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号及び前記第１の周波数再使用率以外の周波数再使用率を適用する副搬送波信号に決定された前記加重値を適用することによって、前記送信電力を制御する送信電力割当て器を具備することを特徴とする装置。
【請求項８】
前記送信電力割当て器は、
前記副搬送波信号を、前記第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号と前記第１の周波数再使用率以外の周波数再使用率を適用する副搬送波信号とに分類する副搬送波分類器と、
前記第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定し、前記信号対干渉雑音比に対応して、前記第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号の加重値と、前記第１の周波数再使用率以外の周波数再使用率を適用する他の副搬送波信号の加重値とを決定する制御器と、
前記第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号及び前記第１の周波数再使用率以外の周波数再使用率を適用する副搬送波信号に決定された前記加重値を乗算する前記副搬送波信号の個数と同一の個数の乗算器とを含むことを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記副搬送波帯域の副搬送波信号を周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋに基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、前記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する装置であって、
前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定し、前記信号対干渉雑音比に対応して、前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値と、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値とを決定した後、前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号及び前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号に、決定された前記加重値を適用することによって、前記送信電力を制御する送信電力割当て器を具備することを特徴とする装置。
【請求項１０】
前記送信電力割当て器は、
前記副搬送波信号を前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号と前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号とに分類する副搬送波分類器と、
前記信号対干渉雑音比に対応して前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値と、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値とを決定する制御器と、
前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号及び前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号に決定された前記加重値を乗算する前記副搬送波信号の個数と同一の個数の乗算器とを含むことを特徴とする請求項９記載の装置。
【請求項１１】
全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記副搬送波帯域の副搬送波信号を周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋに基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、前記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する装置であって、
前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号が、以前の時区間で、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号が獲得した信号対干渉雑音比より増加させることを希望する信号対干渉雑音比の改善値を決定し、前記信号対干渉雑音比の改善値に対応して、前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値と、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値とを決定した後、前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号及び前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号に決定された前記加重値を適用して、前記送信電力を制御する送信電力割当て器を具備することを特徴とする装置。
【請求項１２】
前記送信電力割当て器は、
前記副搬送波信号を前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号と前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号とに分類する副搬送波分類器と、
前記信号対干渉雑音比の改善値に対応して前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値と、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値とを決定する制御器と、
前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号及び前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号に決定された前記加重値を乗算する前記副搬送波信号の個数と同一の個数の乗算器とを含むことを特徴とする請求項１１記載の装置。
【請求項１３】
前記制御器は、前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値と、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値とを
【数２】
2007532057.tif 000023
に従って決定することを特徴とする請求項１２記載の装置。
ここで、ＷＫは、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値を示し、Ｗ１は、前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値を示し、Ｓは、前記信号対干渉雑音比の改善値を示し、Ｐは、前記セルラー通信システムの総送信電力を示し、Ｒ１は、前記セルラー通信システムにおいて、前記周波数再使用率１を適用する副搬送波の個数を示し、ＲＫは、前記セルラー通信システムにおいて、前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波の個数を示す。
【請求項１４】
全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記副搬送波帯域の副搬送波信号を、データ信号を送信するデータ副搬送波信号と予め設定された基準信号を送信する基準信号副搬送波信号とに分割し、周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋに基づいて、前記副搬送波帯域の副搬送波信号を多重化するセルラー通信システムにおいて、前記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する装置であって、
前記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定し、前記信号対干渉雑音比に対応して、前記周波数再使用率１を適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号の加重値と、前記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号の加重値とを決定した後、前記周波数再使用率１を適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号と、前記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号に、決定された前記加重値を適用することによって、前記送信電力を制御する送信電力割当て器を具備することを特徴とする装置。
【請求項１５】
前記送信電力割当て器は、
前記副搬送波信号を前記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号と前記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号とに分類する副搬送波分類器と、
前記信号対干渉雑音比に対応して前記周波数再使用率１を適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号の加重値と、前記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号の加重値とを決定する制御器と、
前記周波数再使用率１を適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号と、前記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号に、決定された前記加重値をそれぞれ乗算する前記副搬送波信号の個数と同一の個数の乗算器とを含むことを特徴とする請求項１４記載の装置。
【請求項１６】
前記制御器は、前記周波数再使用率Ｋを適用するパイロット副搬送波信号の加重値を、前記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号の加重値より大きく決定し、前記周波数再使用率１を適用するパイロット副搬送波信号の加重値を、前記周波数再使用率１を適用するデータ副搬送波信号の加重値より大きく決定することを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
セルラー通信システムにおける送信電力を制御する方法であって、
前記セルラー通信システムの全体の副搬送波を少なくとも２個のグループに分類するステップと、
前記グループに相互に異なる周波数再使用率を適用し、前記相互に異なる周波数再使用率を適用するグループに、相互に異なる送信電力を割り当てるステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項１８】
セルラー通信システムにおける送信電力を制御する装置であって、
前記セルラー通信システムの全体の副搬送波が分類されて生成された、少なくとも２個のグループに、相互に異なる送信電力を割り当てる送信電力割当て器を含み、
前記２個のグループの各々には、相互に異なる周波数再使用率を適用することを特徴とする装置。
【請求項１９】
全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記副搬送波帯域の副搬送波信号を、少なくとも２個の周波数再使用率に基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、前記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する方法であって、
前記送信電力が相互に異なる周波数再使用率を適用する副搬送波信号に適用されるように決定するステップと、
決定された前記送信電力を前記相互に異なる周波数再使用率を適用する副搬送波信号に適用して送信するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項２０】
全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、前記副搬送波帯域の副搬送波信号を、少なくとも２個の周波数再使用率に基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、前記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する装置であって、
前記送信電力が相互に異なる周波数再使用率を適用する副搬送波信号に適用されるように決定する制御器と、
決定された前記送信電力を前記相互に異なる周波数再使用率を適用する副搬送波信号に適用して送信する送信電力割当て器と
を具備することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルラー通信システムに関し、特に、多重周波数再使用率を使用する直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；以下、‘ＯＦＤＭＡ’と称する）セルラー通信システム（以下、‘ＯＦＤＭＡセルラー通信システム’と称する）における送信電力を制御する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、次世代通信システムである第４世代（４Ｇ；4th Generation）の通信システムにおいて、より速い伝送速度のサービス品質（Quality of Service；以下、‘ＱｏＳ’と称する）を有するサービスをユーザに提供するための様々な研究がなされている。特に、４Ｇ通信システムでは、比較的に高い伝送速度を保障する無線近距離通信ネットワーク（Local Area Network:ＬＡＮ）システム及び無線都市地域ネットワーク（Metropolitan Area Network:ＭＡＮ）システムに関して、移動性及びＱｏＳを保障する新たな通信システムを開発して高速サービスを支援可能にする研究が活発に行われている。
【０００３】
上述した無線ＭＡＮシステムの物理チャンネルに広帯域伝送ネットワークを支援するために、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ:Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式及びＯＦＤＭＡ方式を適用したシステムが、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１６ａ通信システムである。ＩＥＥＥ ８０２．１６ａ通信システムによれば、無線ＭＡＮシステムにＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を適用するため、複数の副搬送波（sub-carriers）を用いて物理チャンネル信号を送信することにより、高速データの送信が可能となる。
【０００４】
一方、ＩＥＥＥ ８０２．１６ａ通信システムは、加入者端末機（ＳＳ:Subscriber Station）が固定された状態、すなわち、ＳＳの移動性を考慮せず、単一セル構造のみを考慮しているシステムである。これとは異なって、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ通信システムは、ＩＥＥＥ ８０２．１６ａ通信システムにＳＳの移動性を考慮するシステムとして規定されている。
【０００５】
したがって、ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅシステムは、複数セル環境におけるＳＳの移動性を考慮する。このように複数セル環境におけるＳＳの移動性を提供するためには、ＳＳ及び基地局（ＢＳ:Base Station）動作を変更しなければならない。特に、ＳＳの移動性を支援するために、複数セル構造を考慮したＳＳのハンドオーバーについての研究が活発になされている。ここで、移動性を有するＳＳを移動ＳＳ（ＭＳＳ:Mobile Subscriber Station）と称する。
【０００６】
ここで、図１を参照して、従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムについて説明する。
【０００７】
図１は、従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムの構造を概略的に示すである。
【０００８】
図１を参照すると、従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムは、複数セル構造を有し、セル１００とセル１５０とを含む。従来のＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ通信システムは、セル１５０を管理する基地局１４０と、セル１００を管理する基地局１１０と、セル１５０を管理する基地局１４０と、複数のＭＳＳ１１１，１１３，１３０，１５１，１５３とを含む。また、基地局１１０，１４０とＭＳＳ１１１，１１３，１３０，１５１，１５３との信号送受信は、ＯＦＤＭ／ＯＦＤＭＡ方式を用いて行われる。
【０００９】
一方、従来のＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ通信システムは、逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform；以下、‘ＩＦＦＴ’と称する）を遂行し、１７０２個の副搬送波を使用する。ＩＥＥＥ ８０２．１６ｅ通信システムは、１７０２個の副搬送波のうち、１６６個の副搬送波をパイロット副搬送波として使用し、１６６個の副搬送波を除いた１５３６個の副搬送波をデータ副搬送波として使用する。また、１５３６個のデータ副搬送波を４８個の副搬送波を含む３２本のサブチャンネル（sub-channel）に分け、そのサブチャンネルをシステムの状況に応じて複数のユーザに割り当てる。ここで、サブチャンネルとは、複数の副搬送波からなるチャンネルを意味する。一例として、４８個の副搬送波が１本のサブチャンネルを構成すると仮定する。
【００１０】
上述したように、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、サブチャンネルを構成するに当たって、全体のサブチャンネルを幾つかのグループ（group）に分割し、相互に異なる周波数再使用率（frequency reuse factor）を各グループに適用する。ここで、図２を参照して、従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、多重周波数再使用率に基づく周波数資源を割り当てる方法について説明する。
【００１１】
図２は、従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおける多重周波数再使用率に基づく周波数割当て動作を概略的に示す図である。
【００１２】
図２を参照すると、基地局に近接したセル中心領域２００は、比較的信号対干渉雑音比（Signal to Interference and Noise Ratio；以下、‘ＳＩＮＲ’と称する）が高いので、周波数再使用率Ｋが１である（Ｋ＝１）周波数資源をＭＳＳに割り当てる。これとは異なって、基地局から比較的離れているセル境界領域２５０は、比較的ＳＩＮＲが低いので、周波数再使用率Ｋが１を超過する（Ｋ>１）周波数資源をＭＳＳに割り当てる。このように、ＳＩＮＲに対応して、相互に異なる周波数再使用率を有するＭＳＳに上記周波数資源を割り当てることによって、制限された周波数資源をさらに効率的にかつ効果的に使用する。
【００１３】
以下、図３を参照して、従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、多重周波数再使用率に基づくサブチャンネルを生成する方法について説明する。
【００１４】
図３は、従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおけるサブチャンネルを生成する手順を概略的に示す図である。
【００１５】
図３を参照すると、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムは、Ｎ個の副搬送波を使用し、上記Ｎ個の副搬送波をＧ個のグループに分類する。ここで、上記Ｇ個のグループの各々は、Ｓ個の副搬送波から構成され、従って、Ｎ＝ＳｘＧの関係を有する。
【００１６】
上記Ｇ個のグループの各々から任意の１個の副搬送波を選択して第１のサブチャンネルを生成する。そして、上記第１のサブチャンネルに割り当てられた副搬送波を除いた、上記Ｇ個のグループの各々から任意の１個の副搬送波を選択することによって第２のサブチャンネルを生成する。上記Ｇ個のグループに存在するすべての副搬送波がサブチャンネルに割り当てられるまで、上述したような手順が反復されると、結果的に、Ｓ個のサブチャンネルから構成されたサブチャンネルの集合を生成することができる。
【００１７】
上記サブチャンネルを生成する副搬送波を選択する副搬送波選択方式を相互に異なって設定する場合、相互に異なる副搬送波を有する総Ｓ個のサブチャンネルから構成された新たな集合を生成することもできる。上記相互に異なる副搬送波から生成された、Ｓ個の新たなサブチャンネルから構成されたサブチャンネルの集合の個数は、総（Ｓ！）Ｇ個である。ここで、上記サブチャンネルを構成する副搬送波の組合せを“副搬送波組合せ”と称する。
【００１８】
以下、説明の便宜上、上記Ｓ個のサブチャンネルから構成された総（Ｓ！）Ｇ個のサブチャンネルの集合のうち、任意のｎ番目のサブチャンネルの集合をＡｎと定義し、上記サブチャンネルの集合Ａｎを構成している任意のｍ番目のサブチャンネルを式１
【００１９】
【数１】
2007532057.tif 000003
【００２０】
と定義する。ここで、ｎ＝［０，（Ｓ！）Ｇ］であり、ｍ＝［０，Ｓ−１］の関係を有する。上記サブチャンネルの集合Ａｎを構成しているＳ個のサブチャンネル（式２）
【００２１】
【数２】
2007532057.tif 000004
【００２２】
の各々は、相互に直交する。そこで、上記Ｓ個のサブチャンネルの各々を構成している副搬送波は、相互に衝突しない。また、相互に異なるサブチャンネルの集合の各々を構成しているサブチャンネルの各々（式３）
【００２３】
【数３】
2007532057.tif 000005
【００２４】
は、相互に直交せず、すなわち、上記サブチャンネルの各々を構成している副搬送波は、相互に衝突する。
【００２５】
また、相互に異なるサブチャンネルの集合の各々を構成しているサブチャンネルの各々（式４）
【００２６】
【数４】
2007532057.tif 000006
【００２７】
は、相互に直交せず、すなわち、上記サブチャンネルの各々を構成している副搬送波は、相互に衝突する。また、Ｓ個のサブチャンネルを構成する（Ｓ！）Ｇ個の集合のうち、Ｃ個のサブチャンネルの集合Ａｎを選択する。このとき、選択された上記Ｃ個のサブチャンネルの集合Ａｎから任意のサブチャンネルを１個ずつ選択する場合、衝突特性を有する副搬送波の数が均一になることができる。従って、２個のサブチャンネルの集合間の衝突特性を有する副搬送波の総個数は、選択された上記サブチャンネルの個数に比例する。結果的に、Ｓ個のサブチャンネルを構成する総（Ｓ！）Ｇ個のサブチャンネルの集合から上記副搬送波を選択してサブチャンネルの集合を生成する。副搬送波の組合せが相互に異なり、衝突特性が均一なＣ個のサブチャンネルの集合を生成する方式は、多様に存在することができる。
【００２８】
以下、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、周波数再使用率１を有するサブチャンネルを運用する方式について説明する。
【００２９】
まず、周波数再使用率が１を適用する場合、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムの任意の１つのセルでのすべての副搬送波、すなわち、すべてのサブチャンネルは、隣接セルで使用されることができる。ここで、セルの各々が同一の副搬送波の組合せを有するサブチャンネルの集合を使用する場合、すなわち、セルの各々が同一のサブチャンネルの集合Ａｎを使用する場合、上記サブチャンネルの集合のサブチャンネルの各々は、干渉成分が存在するか、或いは、存在しないチャンネル状況に遭う。従って、このようなチャンネル状況は、現在測定されたチャンネル情報が次の時区間に適用される場合、チャンネル状況を予測することができない。
【００３０】
以下、図４Ａ及び図４Ｂを参照して、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、周波数再使用率１を適用する場合のサブチャンネルを生成する方法について説明する。
【００３１】
図４Ａは、従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおける周波数再使用率１を適用する場合のサブチャンネルを生成する手順を概略的に示す図である。
【００３２】
図４Ａを参照すると、まず、従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムがＮ個の副搬送波を使用する場合、相互に異なる副搬送波選択方式を適用して、上記Ｎ個の副搬送波からＣ個のサブチャンネルの集合Ａｎを生成することができる。
【００３３】
図４Ｂは、図４Ａに対応するサブチャンネルの集合をＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムを構成するセルに割り当てる動作を概略的に示す図である。
【００３４】
図４Ｂを参照すると、Ｃ個のサブチャンネルの集合ＡｎをＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムを構成するセルの各々に割り当てる。ここで、上記Ｃ個のサブチャンネルの集合Ａｎを構成するサブチャンネルの各々は、同一のサブチャンネルの集合内での他のサブチャンネルと直交性を有し、相互に異なるサブチャンネルの集合を構成するサブチャンネルと均一な衝突特性を有する。
【００３５】
従って、Ｃ個のサブチャンネルの集合Ａｎを各セルに割り当てる場合、隣接セルからの干渉成分は、上記副搬送波の均一な衝突特性によって平均化される。すなわち、隣接セルで使用される資源量が変化されないと、予め設定された時間単位別に測定されたチャンネル状態情報の有効性が維持されることができる。このような方式にて、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムは、周波数再使用率１に基づくサブチャンネルを効率的に運用することができる。しかしながら、この場合、隣接セル間の干渉成分の量が平均化されることができるとしても、ＳＩＮＲ自体は、すべての隣接セルからの干渉成分のために減少されることができる。特に、上記ＳＩＮＲは、セル境界領域で著しく減少される。
【００３６】
一方、非常に低いエラー訂正符号化率及び非常に低い変調次数を有する変調方式は、無線セルラー通信システムのサービス領域を確保するために、セル境界領域に位置したＭＳＳに適用されることができる。しかしながら、非常に低いエラー訂正符号化率及び非常に低い変調次数を有する変調方式は、帯域幅の効率性を低下させ、これによって、セル境界領域に位置したＭＳＳに支援される送信率を深刻に低下させる。
【００３７】
一方、周波数再使用率Ｋを適用するＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいては、相互に異なる周波数帯域をＫ個使用するか、あるいは、１個の周波数帯域に含まれた副搬送波を論理的にＫ個の副搬送波グループに分類して、サブチャンネルを運用することができる。特に、本発明の実施形態では、１個の周波数帯域に含まれた副搬送波を論理的にＫ個の副搬送波グループに分類して、上記周波数再使用率ＫをＫ個の副搬送波グループに基づいて運用する。
【００３８】
以下、図５Ａ及び図５Ｂを参照して、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、周波数再使用率Ｋを適用する場合のサブチャンネルを生成する手順について説明する。
【００３９】
図５Ａは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、周波数再使用率Ｋを適用する場合のサブチャンネルを生成する手順を概略的に示す図である。
【００４０】
図５Ａを参照すると、１個の周波数帯域を構成する副搬送波をＫ個の副搬送波グループに分割し、上記Ｋ個の副搬送波グループに基づいて周波数再使用率Ｋを運用する。図５Ａにおいて、周波数再使用率Ｋは、３である（Ｋ＝３）。まず、任意のサブチャンネルの集合Ａｎを構成するＳ個のサブチャンネルを、相互に排他的な３個のサブチャンネルグループに分類する。ここで、上記３個のサブチャンネルグループの各々を式５
【００４１】
【数５】
2007532057.tif 000007
【００４２】
と定義する。
【００４３】
図５Ｂは、図５Ａに示すようなサブチャンネルグループをＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムのセルを構成するセクターに割り当てる方法を概略的に示す図である。
【００４４】
図５Ｂを参照すると、上記周波数再使用率３を適用した状態で、上記３個のサブチャンネルグループ（式６）
【００４５】
【数６】
2007532057.tif 000008
【００４６】
を上記セルのセクターの各々に割り当てる。理想的な（ideal）場合、セル／セクター間の干渉成分がほとんど発生せず、これによって、上記セル又はセクターの境界領域に位置するＭＳＳの平均送信率は、増加される。しかしながら、各セル又はセクターに割り当てられた資源量が１／３に減少され、その結果、セル又はセクターの全体の容量は、減少される。
【００４７】
ここで、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムの帯域幅の効率性及びシステム容量を向上させるために、周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋを同時に使用する方式について説明する。
【００４８】
図２を参照して説明したように、基地局に近接して位置するＭＳＳ、すなわち、セル中心領域に位置したＭＳＳは、隣接セル／セクターからの干渉影響を相対的に小さく受けるので、周波数再使用率１に基づいて動作することができる。一方、セル境界領域に位置したＭＳＳは、隣接セル／セクターからの干渉影響を減少させるために、周波数再使用率Ｋ（Ｋ>１）で動作することができる。すなわち、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムが周波数再使用率１及びＫを同時に使用することによって、周波数再使用率１のセル／セクター境界領域での干渉影響を最小にしつつ、周波数再使用率Ｋのセル／セクター境界領域での容量減少の現象をも最小にすることができる。
【００４９】
一方、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムが周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋを物理的な区別なしに使用すると、周波数再使用率Ｋの適用を受けるＭＳＳの場合、隣接セル／セクターの周波数再使用率１の適用を受けるＭＳＳからの干渉成分が非常に大きくなってＳＩＮＲが減少し、性能の急激な劣化が発生する。従って、複数の周波数再使用率、すなわち、多重周波数再使用率を適用する場合に発生する問題点を解決するためには、各周波数再使用率を適用する周波数資源間の直交性を確保しなければならない。
【００５０】
次いで、図６を参照して、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、多重周波数再使用率に基づく周波数資源を割り当てる手順について説明する。
【００５１】
図６は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおける多重周波数再使用率に基づいてサブチャンネルを割り当てる手順を概略的に示す図である。
【００５２】
図６を参照すると、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムがＮ個の副搬送波を使用すると、上記Ｎ個の副搬送波は、Ｇ個のグループに分割される。ここで、上記Ｇ個のグループの各々は、Ｓ個の副搬送波から構成され、従って、Ｎ＝ＳｘＧの関係を有する。
【００５３】
また、上記Ｇ個のグループの各々は、２個のサブグループに分割され、上記２個のサブグループの各々は、Ｓ１個の副搬送波及びＳＫ個の副搬送波を含む。
【００５４】
まず、上記Ｇ個のサブグループの各々から任意の１つの副搬送波を選択して第１のサブチャンネルを生成する。そして、上記第１のサブチャンネルに割り当てられた副搬送波を除いた、Ｇ個のサブグループの各々から任意の１つの副搬送波を選択して第２のサブチャンネルを生成する。上記Ｇ個のサブグループに存在するすべての副搬送波がサブチャンネルに割り当てられるまで、上述したようなサブチャンネルの生成動作を反復する。結果的に、総Ｓ１個のサブチャンネルから構成されたサブチャンネルの集合を生成することができる。また、上述したように、上記サブチャンネルを選択する方式を相互に異ならせて、上記副搬送波とは異なる副搬送波を有するＣ個のサブチャンネルの新たな集合Ａｎを生成することもできる。従って、上記新たな集合Ａｎを構成するサブチャンネルの各々は、他のサブチャンネルの集合のサブチャンネルに対して均一な衝突特性を示しつつ、同一のサブチャンネルの集合内での他のサブチャンネルと直交性を有する。上記サブチャンネルの集合Ａｎを各セル／セクターに割り当てることによって、上記セル／セクターは、周波数再使用率１で運用されることができる。
【００５５】
次いで、上記ＳＫ個の副搬送波を含むＧ個のサブグループの各々から任意の１個の副搬送波を選択することによって、第１のサブチャンネルを生成する。そして、上記第１のサブチャンネルに割り当てられた副搬送波を除いた、上記Ｇ個のサブグループの各々から任意の１個の副搬送波を選択して第２のサブチャンネルを生成する。上記Ｇ個のサブグループを構成するすべての副搬送波がサブチャンネルに割り当てられるまで、上述したようなサブチャンネルの生成動作を反復する。結果的に、総ＳＫ個のサブチャンネルから構成されたサブチャンネルの集合を生成することができる。上記サブチャンネルがＫ個の排他的サブチャンネルグループに分割された後、上記Ｋ個のセル／セクターの各々に割り当てられ、その結果、上記セル／セクターは、上記周波数再使用率Ｋで運用されることができる。特に、上記周波数再使用率１を使用するサブチャンネル及び周波数再使用率Ｋを使用するサブチャンネルが相互に異なる副搬送波を含むので、上記周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋを同時に運用する場合でも、相互の干渉を防止することができる。
【００５６】
しかしながら、多重周波数再使用率を適用するＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおける送信電力を制御する装置又は方法が存在していない。従って、このための具体的な方案が要求されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００５７】
上記背景に鑑みて、本発明の目的は、多重周波数再使用率を使用するＯＦＤＭＡセルラー通信システムにおいて、送信電力を制御する装置及び方法を提供することにある。
【００５８】
本発明の他の目的は、多重周波数再使用率を使用するＯＦＤＭＡセルラー通信システムにおいて、周波数再使用率に従って、多様な信号対干渉雑音比を得ることができる装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００５９】
このような目的を達成するために、本発明の第１の見地によると、全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、上記副搬送波帯域の副搬送波信号を複数の周波数再使用率に基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、上記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する方法は、上記複数の周波数再使用率のうち、第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定するステップと、上記信号対干渉雑音比に対応して、上記第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号の加重値と、上記第１の周波数再使用率以外の周波数再使用率を適用する他の副搬送波信号の加重値とを決定するステップと、上記第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号及び上記第１の周波数再使用率以外の周波数再使用率を適用する副搬送波信号に決定された上記加重値を適用することによって、上記送信電力を制御するステップとを具備することを特徴とする。
【００６０】
本発明の第２の見地によると、全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、上記副搬送波帯域の副搬送波信号を周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋに基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、上記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する方法は、上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定するステップと、上記信号対干渉雑音比に対応して、上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値と、上記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値とを決定するステップと、上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号及び上記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号に決定された上記加重値を適用することによって、上記送信電力を制御するステップとを具備することを特徴とする。
【００６１】
本発明の第３の見地によると、全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、上記副搬送波帯域の副搬送波信号を周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋに基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、上記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する方法は、上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号が、以前の時区間で、上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号が獲得した信号対干渉雑音比より増加させることを希望する信号対干渉雑音比の改善値を決定するステップと、上記信号対干渉雑音比の改善値に対応して、上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値と、上記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値とを決定するステップと、上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号及び上記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号に決定された上記加重値を適用して、上記送信電力を制御するステップとを具備することを特徴とする。
【００６２】
本発明の第４の見地によると、全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、上記副搬送波帯域の副搬送波信号を、データ信号を送信するデータ副搬送波信号と予め設定された基準信号を送信する基準信号副搬送波信号とに分割し、周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋに基づいて、上記副搬送波帯域の副搬送波信号を多重化するセルラー通信システムにおいて、上記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する方法は、上記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定するステップと、上記信号対干渉雑音比に対応して、上記周波数再使用率１を適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号の加重値と、上記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号の加重値とを決定するステップと、上記周波数再使用率１を適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号と、上記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号に決定された上記加重値を適用することによって、上記送信電力を制御するステップとを具備することを特徴とする。
【００６３】
本発明の第５の見地によると、全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、上記副搬送波帯域の副搬送波信号を複数の周波数再使用率に基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、上記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する装置は、上記複数の周波数再使用率のうち、第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定し、上記信号対干渉雑音比に対応して、上記第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号の加重値と、上記第１の周波数再使用率以外の周波数再使用率を適用する他の副搬送波信号の加重値とを決定し、上記第１の周波数再使用率を適用する副搬送波信号及び上記第１の周波数再使用率以外の周波数再使用率を適用する副搬送波信号に決定された上記加重値を適用することによって、上記送信電力を制御する送信電力割当て器を具備することを特徴とする。
【００６４】
本発明の第６の見地によると、全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、上記副搬送波帯域の副搬送波信号を周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋに基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、上記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する装置は、上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定し、上記信号対干渉雑音比に対応して、上記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値と、上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値とを決定した後、上記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号及び上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号に、決定された上記加重値を適用することによって、上記送信電力を制御する送信電力割当て器を具備することを特徴とする。
【００６５】
本発明の第７の見地によると、全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、上記副搬送波帯域の副搬送波信号を周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋに基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、上記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する装置は、上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号が、以前の時区間で、上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号が獲得した信号対干渉雑音比より増加させることを希望する信号対干渉雑音比の改善値を決定し、上記信号対干渉雑音比の改善値に対応して、上記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号の加重値と、上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号の加重値とを決定した後、上記周波数再使用率１を適用する副搬送波信号及び上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号に決定された上記加重値を適用して、上記送信電力を制御する送信電力割当て器を具備することを特徴とする。
【００６６】
本発明の第８の見地によると、全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、上記副搬送波帯域の副搬送波信号を、データ信号を送信するデータ副搬送波信号と予め設定された基準信号を送信する基準信号副搬送波信号とに分割し、周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋに基づいて、上記副搬送波帯域の副搬送波信号を多重化するセルラー通信システムにおいて、上記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する装置は、上記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号がターゲットとする信号対干渉雑音比を決定し、上記信号対干渉雑音比に対応して、上記周波数再使用率１を適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号の加重値と、上記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号の加重値とを決定した後、上記周波数再使用率１を適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号と、上記周波数再使用率Ｋを適用するデータ副搬送波信号及びパイロット副搬送波信号に、決定された上記加重値を適用することによって、上記送信電力を制御する送信電力割当て器を具備することを特徴とする。
【００６７】
本発明の第９の見地によると、セルラー通信システムにおける送信電力を制御する方法は、上記セルラー通信システムの全体の副搬送波を少なくとも２個のグループに分類するステップと、上記グループ相互に異なる周波数再使用率を適用し、上記相互に異なる周波数再使用率を適用するグループに、相互に異なる送信電力を割り当てるステップとを具備することを特徴とする。
【００６８】
本発明の第１０の見地によると、セルラー通信システムにおける送信電力を制御する装置は、上記セルラー通信システムの全体の副搬送波が分類されて生成された、少なくとも２個のグループに、相互に異なる送信電力を割り当てる送信電力割当て器を含み、上記２個のグループの各々には、相互に異なる周波数再使用率を適用することを特徴とする。
【００６９】
本発明の第１１の見地によると、全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、上記副搬送波帯域の副搬送波信号を、少なくとも２個の周波数再使用率に基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、上記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する方法は、上記送信電力を相互に異なる周波数再使用率を適用する副搬送波信号に適用されるように決定するステップと、決定された上記送信電力を上記相互に異なる周波数再使用率を適用する副搬送波信号に適用して送信するステップとを具備することを特徴とする。
【００７０】
本発明の第１２の見地によると、全体の周波数帯域を複数の副搬送波帯域に分割し、上記副搬送波帯域の副搬送波信号を、少なくとも２個の周波数再使用率に基づいて多重化するセルラー通信システムにおいて、上記副搬送波信号に割り当てられる送信電力を制御する装置は、上記送信電力を相互に異なる周波数再使用率を適用する副搬送波信号に適用されるように決定する制御器と、決定された上記送信電力を上記相互に異なる周波数再使用率を適用する副搬送波信号に適用して送信する送信電力割当て器とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００７１】
本発明によると、ＯＦＤＭＡ通信システムは、多重周波数再使用率を適用する場合、周波数再使用率に対応する送信電力割当てを制御して、周波数再使用率に従ってＳＩＮＲを制御することができる、という長所を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７２】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【００７３】
本発明は、セルラー通信システム、例えば、直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access；以下、‘ＯＦＤＭＡ’と称する）方式を使用するセルラー通信システム（以下、‘ＯＦＤＭＡセルラー通信システム’と称する）であるＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１６ｅ通信システムにおいて、多重周波数再使用率（frequency reuse factor）を使用する時の送信電力を制御する装置及び方法を提案する。また、本発明では、説明の便宜上、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムに関連して例に挙げて説明しているが、本発明の装置及び方法は、多重周波数再使用率を使用する他のセルラー通信システムでも使用されることができる。
【００７４】
以下、図７を参照して、本発明の実施形態での機能を遂行するためのＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムで使用された送信器の構成を概略的に示す図である。
【００７５】
図７を参照すると、まず、上記送信器は、ＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）挿入器（inserter）７１１と、符号化器７１３と、シンボルマッピング器（symbol mapper）７１５と、サブチャンネル割当て器（sub-channel allocator）７１７と、直列／並列（serial to parallel；以下、“Ｓ／Ｐ”と称する）変換器７１９と、パイロットシンボル挿入器（pilot symbol inserter）７２１と、送信電力割当て器（transmission power allocator）７２２と、逆高速フーリエ変換（Inverse Fast Fourier Transform；以下、‘ＩＦＦＴ’と称する）器７２３と、並列／直列変換器（parallel to serial；以下、“Ｐ／Ｓ”と称する）７２５と、保護区間挿入器（guard interval inserter）７２７と、デジタル／アナログ（digital to analog；以下、“Ｄ／Ａ”と称する）変換器７２９と、無線周波数（Radio Frequency；以下、“ＲＦ”と称する）処理器（processor）７３１とから構成される。
【００７６】
まず、ユーザデータビット（user data bits）及び制御データビット（control data bits）が発生すると、上記ユーザデータビット及び制御データビットは、ＣＲＣ挿入器７１１へ入力される。ここで、上記ユーザデータビット及び制御データビットを“情報データビット（information data bits）”と称する。ＣＲＣ挿入器７１１は、上記情報データビットにＣＲＣビットを挿入した後、符号化器７１３へ出力する。符号化器７１３は、ＣＲＣ挿入器７１１からの信号を受信すると、予め設定されているコーディング（coding）方式を通してコーディングした後、シンボルマッピング器７１５へ出力する。ここで、上記予め設定されているコーディング方式は、所定のコーディングレート（coding rate）を有するターボコーディング（turbo coding）方式、あるいは、畳込みコーディング（convolutional coding）方式を含む。
【００７７】
シンボルマッピング器７１５は、符号化器７１３から出力されたコーディングされたビット（coded bits）を予め設定されている変調方式にて変調して、変調シンボルを生成した後、サブチャンネル割当て器７１７へ出力する。ここで、上記予め設定されている変調方式は、ＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）方式、あるいは、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）方式を含む。サブチャンネル割当て器７１７は、シンボルマッピング器７１５からの変調シンボルを受信してサブチャンネルを割り当てた後、直列／並列変換器７１９へ出力する。上述したように、サブチャンネル割当て器７１７は、相互に異なる周波数再使用率を適用することによってサブチャンネルを割り当てる。すなわち、サブチャンネル割当て器７１７は、周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋを適用して上記サブチャンネルを上記変調シンボルに割り当てる。
【００７８】
直列／並列変換器７１９は、サブチャンネル割当て器７１７から出力されたサブチャンネルが割り当てられた直列変調シンボルを受信して並列変換した後、パイロットシンボル挿入器７２１へ出力する。パイロットシンボル挿入器７２１は、並列変換された変調されたシンボルにパイロットシンボルを挿入した後、送信電力割当て器７２２へ出力する。
【００７９】
送信電力割当て器７２２は、パイロットシンボル挿入器７２１からの信号を受信して、周波数再使用率に従って、該当サブチャンネルに送信電力を割り当てた後、ＩＦＦＴ器７２３へ出力する。すなわち、送信電力割当て器７２２は、上記パイロットシンボルが挿入された副搬送波（以下、‘パイロット副搬送波’と称する）信号及びデータが挿入された副搬送波（以下、‘データ副搬送波’と称する）信号の各々に送信電力を割り当てた後、ＩＦＦＴ器７２３へ出力する。送信電力割当て器７２２の送信電力割当て動作については、下記で詳細に説明するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００８０】
ＩＦＦＴ器７２３は、送信電力割当て器７２２からの信号を受信して、Ｎ−ポイント（N-point）ＩＦＦＴを遂行した後、並列／直列変換器７２５へ出力する。並列／直列変換器７２５は、ＩＦＦＴ器７２３からの信号を受信して直列変換した後、保護区間挿入器７２７へ出力する。保護区間挿入器７２７は、並列／直列変換器７２５からの信号を受信して保護区間信号を挿入した後、デジタル／アナログ変換器７２９へ出力する。ここで、上記保護区間は、上記ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、ＯＦＤＭシンボルを送信する際、以前のＯＦＤＭシンボルと現在のＯＦＤＭシンボルとの間の干渉を除去するのに使用される。また、上記保護区間は、時間領域でのＯＦＤＭシンボルの最後の一定のサンプルをコピーして、有効ＯＦＤＭシンボルに挿入する形態の‘サイクリックプレフィックス（Cyclic Prefix）’方式、又は、時間領域でのＯＦＤＭシンボルの最初の一定のサンプルをコピーして有効ＯＦＤＭシンボルに挿入する‘サイクリックポストフィックス（Cyclic Postfix）’方式を通して挿入されることができる。
【００８１】
デジタル／アナログ変換器７２９は、保護区間挿入器７２７からの信号を受信してアナログ変換した後、ＲＦ処理器７３１へ出力する。ここで、ＲＦ処理器７３１は、フィルター及び前処理器（front end unit）を含み、デジタル／アナログ変換器７２９からの信号を実際のエアー（air）上で送信可能であるようにＲＦ処理した後、送信アンテナ（Tx antenna）を介してエアー上へ送信する。
【００８２】
次いで、図８を参照して、周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋを使用する場合の図７に示した送信電力割当て器７２２の内部の構成について説明する。
【００８３】
図８は、周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋを使用する場合、図７に示した送信電力割当て器７２２の内部の構成を概略的に示す図である。
【００８４】
図８において、ＩＥＥＥ８０３．１６ｅ通信システムが全体の副搬送波の個数をＮと仮定し、周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋを使用すると仮定する。
【００８５】
図８を参照すると、まず、送信電力割当て器７２２は、副搬送波分類器８１１と複数の乗算器８１３−０乃至８１３−Ｎ’−１とを含む。まず、パイロットシンボル挿入器７２１から出力された信号は、副搬送波分類器８１１へ入力され、副搬送波分類器８１１は、パイロットシンボル挿入器７２１からの信号を周波数再使用率に従って、周波数再使用率１が適用された副搬送波と、周波数再使用率Ｋが適用された副搬送波との２個の副搬送波グループに分類する。すなわち、副搬送波分類器８１１は、上記信号を周波数再使用率１が適用された副搬送波を含む第１のグループと周波数再使用率Ｋが適用された副搬送波を含む第２のグループとに分類する。上記第１のグループに含まれている副搬送波の数は、Ｒ１であり、上記第２のグループに含まれている副搬送波の数は、ＲＫである。ここで、上記周波数再使用率Ｋを使用する場合、各セル／セクターは、周波数再使用率Ｋを有するリソース、すなわち、副搬送波のうち、１／Ｋのみを使用するので、上記Ｒ１、ＲＫ、及びＮの関係は、式７のように示すことができる。
【００８６】
【数７】
2007532057.tif 000009
【００８７】
一方、上述したように、上記周波数再使用率Ｋが使用される場合、上記副搬送波のうち、１／Ｋのみが使用されるので、上記Ｒ１及びＲＫは、式８のような関係を有する。
【００８８】
【数８】
2007532057.tif 000010
【００８９】
式８において、上記Ｎ’は、上記Ｎより小さい値を有する。
【００９０】
一方、上記２個の副搬送波グループの各々に属する副搬送波信号をＸｎと定義し、上記ｎは、副搬送波信号の番号を示す。ここで、上記周波数再使用率が１である場合、上記副搬送波信号Ｘｎのｎは、０〜Ｒ１−１の範囲を有し、上記周波数再使用率がＫである場合、上記副搬送波信号Ｘｎのｎは、Ｒ１〜（Ｎ’−１）の範囲を有する。
【００９１】
また、送信電力割当て器７２２から出力された信号は、副搬送波分類器８１１の副搬送波信号Ｘｎに予め設定された加重値Ｗｎを乗算した信号であり、上記ＸｎにＷｎが乗じられた信号をＹｎと定義し、これは、式９のように示すことができる。
【００９２】
【数９】
2007532057.tif 000011
【００９３】
式９において、Ｗｎ及びＹｎの下付き文字ｎは、上記Ｘｎの下付き文字ｎと同一の値を有する。
【００９４】
一方、図８には図示していないが、複数の乗算器（８１３−０乃至８１３−Ｎ’−１）は、制御器に接続され、上記制御器は、上記サブチャンネル信号に適用される加重値を決定して、複数の乗算器（８１３−０乃至８１３−Ｎ’−１）の各々へ送信する。すると、複数の乗算器（８１３−０乃至８１３−Ｎ’−１）の各々は、上記加重値を上記副搬送波信号に適用することによって、副搬送波分類器８１１から出力された副搬送波信号の各々の送信電力を調整する。
【００９５】
また、上記周波数再使用率１に適用される加重値及び上記周波数再使用率Ｋに適用される加重値Ｗｎは、式１０のような関係を有する。
【００９６】
【数１０】
2007532057.tif 000012
【００９７】
式１０において、Ｐは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムの総送信電力（total transmission power）であり、ＲＰは、上記周波数再使用率Ｋ及び周波数再使用率１を有する副搬送波の平均電力比を示す。特に、上記ＲＰが１を超過する場合、上記周波数再使用率１が適用された副搬送波に割り当てられる送信電力の一部を上記周波数再使用率Ｋが適用された副搬送波に付加的に割り当てられる。
【００９８】
ここで、図８に示すように、上記副搬送波別に相互に異なる加重値を適用する理由は、上記周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋに基づく送信電力の割当てだけでなく、パイロット副搬送波のブースティング（boosting）及び適応変調及びコーディング（ＡＭＣ；Adaptive Modulation and Coding）方式に従う副搬送波別送信電力の割当てを考慮するためである。
【００９９】
図８では、周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋを使用する場合、図７に示したような送信電力割当て器７２２の内部の構成について説明した。次いで、図９を参照して、周波数再使用率１及び周波数再使用率３を使用する場合、図７に示したような送信電力割当て器７２２の内部の構成について説明する。
【０１００】
図９を説明するに先立って、ＩＥＥＥ８０３．１６ｅ通信システムで使用される全体の副搬送波の個数をＮと仮定し、周波数再使用率１及び周波数再使用率３を使用すると仮定する。図９では、説明の便宜上、ＩＥＥＥ８０３．１６ｅ通信システムで使用される周波数再使用率を周波数再使用率１及び周波数再使用率３と仮定しているが、上記周波数再使用率１及び周波数再使用率３だけではなく、他の周波数再使用率もＩＥＥＥ８０３．１６ｅ通信システムに適用可能である。図９に示すような送信電力割当て器７２２は、副搬送波分類器８１１及び複数の乗算器８１３−０乃至８１３−Ｎ’−１を含む。しかしながら、図９に示す送信電力割当て器７２２は、周波数再使用率１及び周波数再使用率３を適用する点でのみ相互に異なる。
【０１０１】
特に、図９に示す送信電力割当て器７２２は、上記周波数再使用率に対応して送信電力を割り当て、周波数再使用率３を有する副搬送波信号のＳＩＮＲをＳ［ｄＢ］だけ改善させるための方式について説明する。まず、同一の周波数再使用率を適用する副搬送波に対しては、同一の加重値を適用する。すなわち、周波数再使用率１を適用する副搬送波に対しては、加重値Ｗ１を適用し、周波数再使用率３を適用する副搬送波に対しては、加重値Ｗ３を適用する。これは、式１１のように示すことができる。
【０１０２】
【数１１】
2007532057.tif 000013
【０１０３】
まず、上記周波数再使用率３が適用された副搬送波は、干渉成分の影響がほとんどないと仮定しているので、上記周波数再使用率３が適用された副搬送波のＳＩＮＲは、式１２のように示すことができる。
【０１０４】
【数１２】
2007532057.tif 000014
【０１０５】
式１２において、ＳＩＮＲ３ｎは、周波数再使用率３を適用する場合のｎ番目の副搬送波信号Ｘｎに対するＳＩＮＲを示し、
【０１０６】
【数１３】
2007532057.tif 000015
【０１０７】
は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、上記ｎ番目の副搬送波信号Ｘｎが割り当てられるセル、すなわち、サービング基地局（ｓｅｒｖｉｎｇ ＢＳ）の送信器と受信器との間の信号減衰成分、すなわち、経路損失（pass loss）を示し、
【０１０８】
【数１４】
2007532057.tif 000016
【０１０９】
は、ｎ番目の副搬送波信号Ｘｎの平均電力を示し、μは、雑音成分の平均電力を示す。式１２から分かるように、周波数再使用率３を適用する場合には、ｎ番目の副搬送波信号ＸｎのＳＩＮＲ３ｎには、隣接基地局からの干渉成分がまったく影響しない。
【０１１０】
一方、現在の加重値Ｗ３を１と仮定する場合（Ｗ３＝１）、上記ＳＩＮＲ３ｎをＳ[ｄＢ]（Ｓ≧０）改善させるための加重値Ｗ３とＷ１との関係を式１５のように示すことができる。
【０１１１】
【数１５】
2007532057.tif 000017
【０１１２】
式１５を参照すると、周波数再使用率３を有する副搬送波信号のＳＩＮＲ、すなわち、ＳＩＮＲ３ｎがＳ[ｄＢ]だけ改善したことを分かる。また、周波数再使用率１を有する副搬送波信号のＳＩＮＲ、すなわち、ＳＩＮＲ１ｎは、劣化しないか、又は、改善したＳ[ｄＢ]以下に劣化する。ここで、上記ＳＩＮＲ１ｎは、周波数再使用率１を適用する場合、ｎ番目の副搬送波信号Ｘｎに対するＳＩＮＲを示す。これは、式１６から確認することができる。
【０１１３】
【数１６】
2007532057.tif 000018
【０１１４】
式１６において、
【０１１５】
【数１７】
2007532057.tif 000019
【０１１６】
は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、上記Ｎ番目の副搬送波信号Ｘｎが割り当てられたセルのｉ番目の隣接基地局（ｎｅｉｇｈｂｏｒ ＢＳ）の送信器と受信器との間の信号減衰成分、すなわち、経路損失を示し、
【０１１７】
【数１８】
2007532057.tif 000020
【０１１８】
は、ｉ番目の隣接基地局の副搬送波信号Ｘｎの平均電力を示す。式１６を参照すると、上記周波数再使用率１を適用する場合には、すべての副搬送波資源をすべての基地局で同時に使用するので、干渉成分の大きさに比べて、雑音成分の大きさは、無視することができる程度に非常に小さくなる。従って、上記雑音成分の影響を考慮しない場合、上記ＳＩＮＲ１ｎは、式１９のように示す。
【０１１９】
【数１９】
2007532057.tif 000021
【０１２０】
式１９に示すように、上記ＳＩＮＲ１ｎは、加重値Ｗ１の変化にまったく影響を受けないことを分かる。また、雑音成分のサイズが比較的大きい場合でも、上記加重値Ｗ１によって信号の強度及び信号の干渉／雑音成分の大きさが小さくなり、上記ＳＩＮＲ１ｎの減少量は、上記ＳＩＮＲ３ｎの改善量Ｓ[ｄＢ]より小さくなる。特に、Ｒ１>Ｒ３である場合、すなわち、周波数再使用率３を適用する副搬送波の個数が周波数再使用率１を適用する副搬送波の個数より小さい場合、上記ＳＩＮＲ１ｎの減少量は、より一層小さくなる。
【０１２１】
次いで、図１０を参照して、本発明の実施形態による送信電力を割り当てる手順について説明する。
【０１２２】
図１０を説明するに先立って、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムが周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋを適用すると仮定する。まず、ステップ１０１１で、ＯＦＤＭＡ通信システムの送信器は、上記周波数再使用率Ｋを適用する副搬送波信号Ｘｎに対してＳＩＮＲＫｎに対する改善量を決定した後、ステップ１０１３へ進行する。ここで、上記ＳＩＮＲＫｎに対して決定された改善量をＳ[ｄＢ]と仮定する。ステップ１０１３で、上記送信器は、上記ＳＩＮＲＫｎに対して決定された改善量は、上記加重値Ｗｎが上記ＳＩＮＲＫｎのＳ[ｄＢ]を満足させるために、各副搬送波に対する加重値Ｗｎを決定した後、ステップ１０１５へ進行する。ここで、上記加重値Ｗｎを決定する動作については、すでに説明したので、その詳細な説明を省略する。ステップ１０１５で、上記送信器は、上記加重値Ｗｎを各副搬送波に適用して受信器へ送信する。
【０１２３】
以上、本発明の詳細について具体的な実施形態に基づき説明してきたが、本発明の範囲を逸脱しない限り、各種の変形が可能なのは明らかである。従って、本発明の範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及び該記載と同等なものにより定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムの構造を概略的に示すである。
【図２】従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおける多重周波数再使用率に基づく周波数割当て動作を概略的に示す図である。
【図３】従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおけるサブチャンネルを生成する手順を概略的に示す図である。
【図４Ａ】従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおける周波数再使用率１を適用する場合のサブチャンネルを生成する手順を概略的に示す図である。
【図４Ｂ】図４Ａに対応するサブチャンネルの集合を従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムを構成するセルに割り当てる動作を概略的に示す図である。
【図５Ａ】従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおいて、周波数再使用率Ｋを適用する場合のサブチャンネルを生成する手順を概略的に示す図である。
【図５Ｂ】図５Ａに示すようなサブチャンネルグループを従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムのセルを構成するセクターに割り当てる方法を概略的に示す図である。
【図６】従来のＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムにおける多重周波数再使用率に基づいてサブチャンネルを割り当てる手順を概略的に示す図である。
【図７】本発明の実施形態での機能を遂行するためのＩＥＥＥ８０２．１６ｅ通信システムで使用された送信器の構成を概略的に示す図である。
【図８】周波数再使用率１及び周波数再使用率Ｋを使用する場合、図７に示した送信電力割当て器の内部の構成を概略的に示す図である。
【図９】周波数再使用率１及び周波数再使用率３を使用する場合、図７に示した送信電力割当て器の内部の構成を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の実施形態による送信電力を割り当てる手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２５】
７１１  ＣＲＣ挿入器
７１３  符号化器
７１５  シンボルマッピング器
７１７  サブチャンネル割当て器
７１９  直列／並列変換器
７２１  パイロットシンボル挿入器
７２２  送信電力割当て器
７２３  逆高速フーリエ変換
７３５  並列／直列変換器
７２７  保護区間挿入器
７２９  デジタル／アナログ変換器
７３１  無線周波数処理器
【図１】
2007532057.tif 000024
【図２】
2007532057.tif 000025
【図３】
2007532057.tif 000026
【図４Ａ】
2007532057.tif 000027
【図４Ｂ】
2007532057.tif 000028
【図５Ａ】
2007532057.tif 000029
【図５Ｂ】
2007532057.tif 000030
【図６】
2007532057.tif 000031
【図７】
2007532057.tif 000032
【図８】
2007532057.tif 000033
【図９】
2007532057.tif 000034
【図１０】
2007532057.tif 000035
【国際調査報告】
2007532057.tif 000036
2007532057.tif 000037