(57)【要約】【課題】空き帯域の状況、圧縮率、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）等を考慮して帯域割り当てを行う。【解決手段】シングルキャリア変調信号を１以上のサブ変調信号に分割し、任意の周波数帯域に配置して通信する送受信装置を制御する回線制御装置において、回線制御対象となる周波数帯域の使用状況を把握する回線管理手段と、シングルキャリア変調信号の削減する周波数帯域幅の割合である圧縮率を設定し、圧縮後の信号成分の占有周波数帯域幅を算出する手段１と、回線制御対象となる周波数帯域の使用状況から圧縮後の信号成分の割当候補を生成する手段２と、各割当候補におけるピーク対平均電力比および符号誤り率特性に基づいて、圧縮後の信号成分の割当候補を選択する手段３と、選択した割当候補を送受信装置に通知する通知手段とを備える。【選択図】  図１
2019068262.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シングルキャリア変調信号を１以上のサブ変調信号に分割し、任意の周波数帯域に配置して通信する送受信装置を制御する回線制御装置において、
回線制御対象となる周波数帯域の使用状況を把握する回線管理手段と、
前記シングルキャリア変調信号の削減する周波数帯域幅の割合である圧縮率を設定し、圧縮後の信号成分の占有周波数帯域幅を算出する手段１と、
前記回線制御対象となる周波数帯域の使用状況から前記圧縮後の信号成分の割当候補を生成する手段２と、
前記各割当候補におけるピーク対平均電力比および符号誤り率特性に基づいて、前記圧縮後の信号成分の割当候補を選択する手段３と、
前記選択した割当候補を前記送受信装置に通知する通知手段と
を備えたことを特徴とする回線制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回線制御装置において、
前記圧縮後の信号成分の割当候補を選択する手段３は、前記シングルキャリア変調信号を圧縮する帯域、その分割数、および分割後のサブ変調信号を配置する周波数帯域によりピーク対平均電力比および符号誤り率特性が変化する特性を基準に選択する
ことを特徴とする回線制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の回線制御装置において、
前記圧縮後の信号成分の割当候補を選択する手段３は、ピーク対平均電力比および符号誤り率特性に基づいて選択するときに、ＣＩＮＲがあらかじめ設定された閾値以上の場合はピーク対平均電力比を重視した割当候補を選択し、ＣＩＮＲがあらかじめ設定された閾値未満の場合は符号誤り率特性を重視した割当候補を選択する
ことを特徴とする回線制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の回線制御装置において、
前記圧縮後の信号成分の割当候補を生成する手段２は、前記シングルキャリア変調信号を１以上のサブ変調信号に分割して伝送する場合に、ＣＩＮＲがあらかじめ設定された閾値以下の場合は前記圧縮率を減少させ、割当候補の生成を再度実行する
ことを特徴とする回線制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の回線制御装置において、
前記圧縮後の信号成分の割当候補を生成する手段２は、空き帯域が不足し、前記圧縮率では周波数配置ができない場合は、前記圧縮率を増加させ、割当候補の生成を再度実行する
ことを特徴とする回線制御装置。
【請求項６】
請求項１に記載の回線制御装置において、
前記回線管理手段および前記通知手段に対して、前記手段１〜前記手段３を実行する回線割当処理手段を備えた
ことを特徴とする回線制御装置。
【請求項７】
シングルキャリア変調信号を１以上のサブ変調信号に分割し、任意の周波数帯域に配置して通信する送受信装置を制御する回線制御方法において、
回線制御対象となる周波数帯域の使用状況を把握する回線管理ステップと、
前記シングルキャリア変調信号の削減する周波数帯域幅の割合である圧縮率を設定し、圧縮後の信号成分の占有周波数帯域幅を算出するステップ１と、
前記回線制御対象となる周波数帯域の使用状況から前記圧縮後の信号成分の割当候補を生成するステップ２と、
前記各割当候補におけるピーク対平均電力比および符号誤り率特性に基づいて、前記圧縮後の信号成分の割当候補を選択するステップ３と、
前記選択した割当候補を前記送受信装置に通知する通知ステップと
を有することを特徴とする回線制御方法。
【請求項８】
請求項１に記載の回線制御装置が実行する処理をコンピュータに実行させ、前記圧縮後の信号成分の占有周波数帯域幅を算出し、前記圧縮後の信号成分の割当候補の生成および選択を実行する処理を行うことを特徴とする回線制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端末局が中継局を介してシングルキャリア変調信号を送受信する無線通信システムにおいて、通信回線の周波数帯域を圧縮し、かつ複数の周波数帯域に分割した信号を送受信するための回線割当制御を行う回線制御装置、回線制御方法および回線制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、通信衛星を中継局とする無線通信システムの構成を示す。
図５(a) において、端末局と基地局は中継局を介して接続される。実線は通信回線を示し、破線は制御回線を示す。基地局に設置される回線制御装置は、通信回線の周波数帯域の使用状況を把握しており、各端末局に対して通信回線の周波数帯域の割当および開放を行っている。また、図５(b) に示すように、基地局とは別に回線制御装置を配置した回線制御局を配置しても同様である。
【０００３】
図６は、携帯電話などの基地局を中継局とする無線通信システムの構成を示す。
図６において、端末局は各セル内において、基地局に設置される回線制御装置から周波数帯域の割当を受ける。なお、マクロセルとマイクロセルなど、セルが重畳している無線通信システムでは、重畳しているセル間で回線制御装置が連係動作する。
【０００４】
このような無線通信システムでは、各端末局に割り当てられる通信回線の総帯域は、中継局が利用できるシステム帯域以下に制約される。システム帯域を有効利用するために用いられるデマンドアサイン方式では、通信を開始する端末局に動的に回線を割り当て、通信終了時に回線を開放するが、各端末局が非同期に回線割当と回線開放を繰り返すため、システム帯域上に不連続の複数の空き帯域が生じてしまう。
【０００５】
そこで、送信側においてシングルキャリア変調信号を複数のサブ変調信号に分割し、各サブ変調信号を空き帯域に分散配置して送信し、受信側で元の連続した帯域の変調信号に復元する「スペクトラム分解伝送」が用いられている（特許文献１，非特許文献１）。
【０００６】
図７は、スペクトラム分解伝送を行う従来の無線通信システムの構成例を示す。図７(a) は送信装置、図７(b) は受信装置を示す。
【０００７】
図７(a) において、送信装置は、変調器１０１、送信フィルタバンク１０、ＲＦ装置１０３を備える。送信データは、変調器１０１でＱＰＳＫなどの変調方式で変調され、シングルキャリア変調信号として送信フィルタバンク１０に入力する。
【０００８】
送信フィルタバンク１０は、ＦＦＴ（フーリエ変換) 回路１２、分割フィルタ１３1 〜１３n （ｎは２以上の整数）、周波数シフタ１４1 〜１４n 、加算回路１５、ＩＦＦＴ（逆フーリエ変換) 回路１６を備え、シングルキャリア変調信号の帯域をｎ分割し、周波数軸上で分散配置して送信する構成である。シングルキャリア変調信号の帯域を４分割（ｎ＝４）する例を図８に示す。
【０００９】
送信フィルタバンク１０に入力するシングルキャリア変調信号は、ＦＦＴ回路１２でフーリエ変換し、時間領域の信号から周波数領域の信号へ変換する。分割フィルタ１３1 〜１３4 は、周波数領域に変換されたシングルキャリア変調信号に対して、図８(a) の破線で示す信号帯域を４分割するフィルタ係数を周波数ごとに乗算し、図８(b) に示す４個のサブ変調信号Ｓ1 〜Ｓ4 を生成する。周波数シフタ１４1 〜１４4 は、各サブ変調信号を周波数軸上の所望の帯域に分散配置し、加算回路１５で足し合わせることにより、図８(c) に示すような分散配置されたサブ変調信号が生成される。この分散配置後のサブ変調信号は、ＩＦＦＴ回路１６で逆フーリエ変換により周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換され、ＲＦ装置１０３から送信される。
【００１０】
図７(b) において、受信装置は、ＲＦ装置２０１、受信フィルタバンク２０、復調器２０３を備える。受信信号は、ＲＦ装置２０１で受信処理されて受信フィルタバンク２０に入力する。
【００１１】
受信フィルタバンク２０は、ＦＦＴ回路２２、抽出フィルタ２３1 〜２３n 、周波数シフタ２４1 〜２４n 、加算回路２５、ＩＦＦＴ回路２６を備え、帯域をｎ分割されたサブ変調信号を分割前のシングルキャリア変調信号に合成する構成である。帯域が４分割（ｎ＝４）されたシングルキャリア変調信号を合成する例を図９に示す。
【００１２】
受信フィルタバンク２０に入力する受信信号は、ＦＦＴ回路２２でフーリエ変換し、時間領域の信号から周波数領域の受信信号へ変換する。抽出フィルタ２３1 〜２３4 は、周波数領域に変換された受信信号に対して、図９(a) の破線で示すフィルタ係数を周波数ごとに乗算し、送信側で周波数シフトされた各サブ変調信号Ｓ1 〜Ｓ4 を抽出する。周波数シフタ２４1 〜２４4 は、図９(b) に示すように、抽出されたサブ変調信号を送信側で周波数シフトされる前の帯域に戻し、加算回路２５で足し合わせることにより、図９(c) に示すような合成された変調信号が生成される。この合成後の変調信号は、ＩＦＦＴ回路２６で逆フーリエ変換により周波数領域の信号から時間領域の信号へ変換されて出力される。復調器２０３は、受信フィルタバンク２０から出力されたシングルキャリア変調信号を復調し、受信データを復元する。
【００１３】
このような送信装置および受信装置を用いることにより、シングルキャリア変調信号の占有帯域を分割して生成された各サブ変調信号を周波数軸上の任意の場所に分散配置できるため、異なる複数のユーザで不連続な空き周波数帯域を有効利用することができる。
【００１４】
また、シングルキャリア変調信号をスペクトラム分解した複数のサブ変調信号の一部を削除して送信し、受信側で削除したサブ変調信号を再生する「スペクトラム圧縮伝送」が用いられている（特許文献２、非特許文献２）。例えば、図７(a) に示す分割フィルタ１３1 〜１３n の一部を無効化もしくはそのフィルタ係数を０にすることにより、図１０に示すように、サブ変調信号の一部を削除することができる。図１０に示す例では、分割フィルタ１３1 〜１３4 のうち分割フィルタ１３4 を無効化し、サブ変調信号Ｓ4 を削除している。
【００１５】
受信側では、このサブ変調信号Ｓ4 を再生し、サブ変調信号Ｓ1 〜Ｓ3 と合成して復元したシングルキャリア変調信号を復調する構成となる。この処理については、例えば特許文献２および非特許文献２で明らかであり、次のように行われる。圧縮された受信信号を復調し、誤り訂正符号により、圧縮により生じた符号間干渉（歪み）に起因する符号誤りを訂正したビット列を生成する。その後、生成したビット列を再変調することで、送信側で圧縮する前に生成されたものに近い変調信号（送信信号レプリカ）を生成し、送信側で圧縮された部分のスペクトラム（サブスペクトラムレプリカ）を抽出（再生）する。そして、受信側で再生したサブスペクトラムレプリカと圧縮された受信信号を合成して復調することで、受信特性を改善する。
【００１６】
スペクトラム圧縮前の変調信号のシンボルレートと、スペクトラム圧縮により減少するシンボルレート内の帯域の比率を圧縮率（＝減少するシンボルレート内の帯域／シンボルレート) とする。たとえば、図１０では４等分割したうち、１つのサブ変調信号の帯域を削除しているので、圧縮率は１／４である。
【００１７】
図１１は、回線制御局および回線制御装置の構成例を示す。
図１１において、回線制御局は、制御回線送受信部３１１と、回線制御装置としてアクセス制御部３１２、端末管理ＤＢ部３１３、回線管理ＤＢ部３１４、回線割当処理部３１５により構成される。
【００１８】
端末管理ＤＢ部３１３は、各端末局の変調方式、符号化方式、符号化率、最大送信電力に関する情報を保持する。回線管理ＤＢ部３１４は、制御する帯域全体において、空き帯域の場所、および運用中の端末局の割当帯域と変調方式、符号化方式、符号化率、分割数、圧縮率、圧縮するサブ変調信号、送信電力、中継局や基地局が送信可能な電力に関する情報を保持する。各端末局にはＩＤが振られており、各ＤＢ部は各情報を端末局ＩＤをキーとして管理する。
【００１９】
端末局から割当要求信号を受信した制御回線送受信部３１１は、復調信号をアクセス制御部３１２に出力する。アクセス制御部３１２は復調信号から端末局ＩＤと要求ビットレートを抽出して回線割当処理部３１５に通知する。回線割当処理部３１５は、端末局からの要求ビットレートに対して、端末管理ＤＢ部３１３および回線管理ＤＢ部３１４を参照し、端末局や基地局に対して変調方式、符号化方式、分割数、圧縮率、削除するサブ変調信号、各サブ変調信号の中心周波数の候補を生成し、最適な割当方法を選択する。アクセス制御部３１２は、回線割当処理部３１５の処理結果を回線制御情報として回線管理ＤＢ部３１４に反映すると共に、基地局内の配線や制御回線を用いて基地局、端末局に送信する。これにより、周波数利用効率を向上させ、高速通信を実現する。
【００２０】
一方、端末局は通信が終了すると回線開放信号に端末局ＩＤを付与して制御回線を用いて回線制御装置に送信する。回線制御装置は、制御回線送受信部３１１が回線開放信号を受信すると、アクセス制御部３１２が端末局ＩＤを取り出し、回線管理ＤＢ部３１４から割当済み回線の内容を削除する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】特許５４８３４７２号公報
【特許文献２】特許５２９６１８３号公報
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】阿部，中平，杉山：“帯域分散伝送におけるブラインド型位相補償方式の実験的検証”，信学技報, vol.111, no.336,SAT2011-46, pp.41-46, 2011年12月
【非特許文献２】増野, 阿部，杉山：“スペクトラム圧縮伝送における自己スペクトラム再生型等化効果の実験的検証”，電子情報通信学会技術研究報告，SAT,衛星通信 113(193), 31-36, 2013-08-22
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
スペクトラム分解伝送では、図８(a) に示すように、隣接する分割フィルタ同士が同じ周波数成分を有する重畳域が存在する。そのため、隣接するサブ変調信号の遷移域の周波数成分は同一となる。分割フィルタの遷移域の帯域幅を一定にする場合は分割数が増加すると、分割後の総占有帯域幅が増加し、それに伴い送信電力も増加する。
【００２４】
また、スペクトラム圧縮伝送では、圧縮率が同じでも圧縮する帯域や分割数が異なると、総占有帯域幅と送信電力が異なる。図１２(a) は、片側波帯（高周波数側）の１／４の帯域を削除した１波を配置する場合を示す。図１２(b) は、帯域中間部の１／４を削除した２波を分散配置する場合を示す。図１２(c) は、全帯域を４等分割して１波分を削除した３波を分散配置する場合を示す。なお、圧縮率は同じ１／４でも、図１２(c) のようにサブ変調信号が増加すると重畳域の数も増加するため、送信するサブ変調信号の増加に伴い、総占有帯域幅も増加する。
【００２５】
さらに、サブ変調信号が増加すると、ピーク電力も増大する。ピーク電力が電力増幅器の最大送信電力を超えた場合、電力増幅器から出力される信号には非線形歪が発生し、通信品質が劣化する。
そこで、空き帯域の状況、圧縮率、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）等を考慮して帯域割り当てを行うことが必要になる。
【００２６】
これに対して、特許文献１では、空き帯域情報から分割数および分割帯域幅の組み合わせを考慮し、端末局の要求ビットレートを満たすとともに最大送信電力および消費電力量を抑え、システム全体で利用できる帯域を有効利用する回線制御方法を開示している。しかし、特許文献１では、圧縮率を考慮しながらスペクトラム圧縮伝送とスペクトラム分解伝送を組み合わせる方法は想定されていない。
【００２７】
本発明は、空き帯域の状況、圧縮率、ピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）等を考慮して帯域割り当てを行う回線制御装置、回線制御方法および回線制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
第１の発明は、シングルキャリア変調信号を１以上のサブ変調信号に分割し、任意の周波数帯域に配置して通信する送受信装置を制御する回線制御装置において、回線制御対象となる周波数帯域の使用状況を把握する回線管理手段と、シングルキャリア変調信号の削減する周波数帯域幅の割合である圧縮率を設定し、圧縮後の信号成分の占有周波数帯域幅を算出する手段１と、回線制御対象となる周波数帯域の使用状況から圧縮後の信号成分の割当候補を生成する手段２と、各割当候補におけるピーク対平均電力比および符号誤り率特性に基づいて、圧縮後の信号成分の割当候補を選択する手段３と、選択した割当候補を送受信装置に通知する通知手段とを備える。
【００２９】
第１の発明の回線制御装置において、圧縮後の信号成分の割当候補を選択する手段３は、シングルキャリア変調信号を圧縮する帯域、その分割数、および分割後のサブ変調信号を配置する周波数帯域によりピーク対平均電力比および符号誤り率特性が変化する特性を基準に選択する。
【００３０】
第１の発明の回線制御装置において、圧縮後の信号成分の割当候補を選択する手段３は、ピーク対平均電力比および符号誤り率特性に基づいて選択するときに、ＣＩＮＲがあらかじめ設定された閾値以上の場合はピーク対平均電力比を重視した割当候補を選択し、ＣＩＮＲがあらかじめ設定された閾値未満の場合は符号誤り率特性を重視した割当候補を選択する。
【００３１】
第１の発明の回線制御装置において、圧縮後の信号成分の割当候補を生成する手段２は、シングルキャリア変調信号を１以上のサブ変調信号に分割して伝送する場合に、ＣＩＮＲがあらかじめ設定された閾値以下の場合は圧縮率を減少させ、割当候補の生成を再度実行する。
【００３２】
第１の発明の回線制御装置において、圧縮後の信号成分の割当候補を生成する手段２は、空き帯域が不足し、圧縮率では周波数配置ができない場合は、圧縮率を増加させ、割当候補の生成を再度実行する。
【００３３】
第１の発明の回線制御装置において、回線管理手段および通知手段に対して、手段１〜手段３を実行する回線割当処理手段を備える。
【００３４】
第２の発明は、シングルキャリア変調信号を１以上のサブ変調信号に分割し、任意の周波数帯域に配置して通信する送受信装置を制御する回線制御方法において、回線制御対象となる周波数帯域の使用状況を把握する回線管理ステップと、シングルキャリア変調信号の削減する周波数帯域幅の割合である圧縮率を設定し、圧縮後の信号成分の占有周波数帯域幅を算出するステップ１と、回線制御対象となる周波数帯域の使用状況から圧縮後の信号成分の割当候補を生成するステップ２と、各割当候補におけるピーク対平均電力比および符号誤り率特性に基づいて、圧縮後の信号成分の割当候補を選択するステップ３と、選択した割当候補を送受信装置に通知する通知ステップとを有する。
【００３５】
第３の発明は、第１の発明の回線制御装置が実行する処理をコンピュータに実行させ、圧縮後の信号成分の占有周波数帯域幅を算出し、圧縮後の信号成分の割当候補の生成および選択を実行する処理を行う。
【発明の効果】
【００３６】
本発明は、スペクトラム分解およびスペクトラム圧縮により周波数帯域を有効利用しつつ、所要帯域とピーク電力の増加を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の回線制御装置／方法の処理手順を示すフローチャートである。
【図２】圧縮率一定でスペクトラム圧縮する帯域を変える例を示す図である。
【図３】本発明による無線通信システムの実施例１の構成を示す図である。
【図４】本発明による無線通信システムの実施例２の構成を示す図である。
【図５】通信衛星を中継局とする無線通信システムの構成を示す図である。
【図６】携帯電話などの基地局を中継局とする無線通信システムの構成を示す図である。
【図７】スペクトラム分解伝送を行う従来の無線通信システムの構成例を示す図である。
【図８】スペクトラム分解伝送における帯域分散の例を示す図である。
【図９】スペクトラム分解伝送における帯域合成の例を示す図である。
【図１０】スペクトラム圧縮の例を示す図である。
【図１１】回線制御局および回線制御装置の構成例を示す図である。
【図１２】スペクトラム圧縮の形態例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、本発明の回線制御装置／方法の処理手順を示す。本処理は、図１１に示す回線制御装置の回線割当処理部３１５において、端末管理ＤＢ部３１３および回線管理ＤＢ部３１４がそれぞれ保持している情報を参照して実行する。
【００３９】
本発明の特徴は、空き帯域の状況および圧縮率に応じて帯域割当を行うときに、圧縮する帯域、その分割数、および分割後のサブ変調信号を配置する周波数帯域によりピーク対平均電力比（ＰＡＰＲ）および符号誤り率特性が変化する特性を考慮し、スペクトラム分解とスペクトラム圧縮を適宜組み合わせるところにある。
【００４０】
まず、図２を参照して、圧縮率一定でスペクトラム圧縮する帯域を変えるパターンの例を示す。ここでは、圧縮率を１／４とする。
【００４１】
(a) は、片側波帯をスペクトラム圧縮する例を示す。ここでは、高周波数側を圧縮した例を示すが、低周波数側を圧縮してもよい。圧縮された帯域は連続となり、スペクトラム分解はない。
【００４２】
(b) は、低周波数側と高周波数側の両側波帯を圧縮する例を示す。両側波帯で合計１／４の圧縮率となる。圧縮された帯域は連続となり、スペクトラム分解はない。
【００４３】
(c) は、帯域中間部を圧縮する例を示す。圧縮された帯域は不連続となり、スペクトラム分解される。
(d) は、帯域を４以上に分割し、その１つを削除して圧縮する例を示す。圧縮される帯域にかかわらず、スペクトラム分解される。なお、ここでは圧縮率を１／４とする例であり４等分割されたうちの１つの帯域が削除される。
【００４４】
各スペクトラム圧縮のパターン(a) 〜(d) の特徴を表１に示す。
【表１】
2019068262.tif 000003
【００４５】
(a) 片側波帯をスペクトラム圧縮する場合、スペクトラムの左右対称性が低下するため、送信信号全体で位相が揃う確率が低下し、ＰＡＰＲが小さくなる。しかしながら、左右非対称性のため、受信側において圧縮により生じる歪みの補償特性が低下し、符号誤り率が劣化する。また、サブ変調信号は１波のため、サブ変調信号の占有帯域に見合う連続した空き帯域を確保する必要があり、周波数配置の自由度が低い。
【００４６】
(b) 両側波帯をスペクトラム圧縮する場合、スペクトラムの左右対称性が維持されるため、受信側において歪補償特性が(a) よりはよく、符号誤り率特性が改善する。しかしながら、左右対称性があるため、送信信号全体で位相が揃い易く、ＰＡＰＲが増大する。また、(a) と同様にサブ変調信号は１波のため、サブ変調信号の占有帯域に見合う連続した空き帯域を確保する必要があり、周波数配置の自由度が低い。
【００４７】
(c) 帯域中間部を圧縮する場合、サブ変調信号が複数になり、散在する複数の空き帯域を自在に使用できるため、周波数配置の自由度は高い。サブ変調信号の増大に伴い、ピーク電力が増大するが、自在に分解、圧縮、分散配置を行うため、対称性も自由に調整でき、位相の揃いやすさも変動するので、ＰＡＰＲは空き帯域の利用状況に依存する。また、中心周波数部分が欠落すると歪み補償特性の効果が少なくなり、符号誤り率特性が劣化する。
【００４８】
(d) (c) と同様であり、散在する複数の空き帯域に対する周波数配置の自由度はさらに高いが、サブ変調信号の分割数に応じてピーク電力が増大する。
【００４９】
以上の特性に基づき、空き帯域の状況および圧縮率と、ＰＡＰＲおよび符号誤り率に応じて帯域割当を行う処理手順について説明する。
【００５０】
図１において、まず端末局からの割当要求信号により、要求される圧縮率Ｒs 、周波数配置、ＰＡＰＲ、符号誤り率を把握する（Ｓ１）。次に、空き帯域に対して、あらかじめ設定された圧縮率Ｒs でスペクトラム圧縮した送信信号をスペクトラム分解せず、そのまま連続した周波数配置ができるか否かを判定する（Ｓ２）。スペクトラム分解すると占有周波数帯域が増加する場合があるため、規定の圧縮率Ｒs で圧縮した信号をスペクトラム分解なしで配置できる場合は（Ｓ２：Yes ）、スペクトラム分解せずに端末局や中継局の送信増幅器の容量に応じて、ＰＡＰＲと符号誤り率の優先度を比較する（Ｓ３）。ここで、ＰＡＰＲを優先して低減する必要があれば、図２の(a) に示す片側波帯を圧縮する（Ｓ４）。一方、ＰＡＰＲよりも符号誤り率特性を優先する場合は、図２の(b) に示す両側波帯を圧縮する（Ｓ５）。
【００５１】
ステップＳ３における (a)と(b) の判別方法として、受信信号のＣＩＮＲ（搬送波レベル対干渉・雑音比）における閾値αを設定し、ＣＩＮＲ≧αの時は(a) 、ＣＩＮＲ＜αの時は(b) としてもよい。ＣＩＮＲの測定方法として、例えば、基地局や回線制御局が受信する端末局からの制御信号の受信レベルと、隣接する信号が存在しない帯域の受信レベルとの比を用いる方法がある。
【００５２】
あるいは、割当予定の帯域全体をピークサーチし、帯域内の雑音Ｎと干渉波Ｉの電力密度（Ｎ0 ＋Ｉ0 ）の最大値を算出し、最大電力密度があらかじめ設定した閾値βよりも小さい場合は(a) 、大きい場合は(b) としてもよい。
【００５３】
一方、ステップＳ２において、規定の圧縮率Ｒs で圧縮した送信信号をそのまま配置できる空き帯域がない場合は（Ｓ２：No）、空き帯域の状況に応じて、図２の(c) に示す帯域中間部を圧縮してスペクトラム分解するか、図２の(d) に示す帯域を４以上に分解してその一部を圧縮することを選択する（Ｓ６）。分割数は、配置後に空き帯域が最大になるように調整するが、基地局、端末局、中継局の送信増幅器を考慮してＰＡＰＲが最小になるように配置してもよい。
【００５４】
ステップＳ２で(c),(d) を選択する場合、ＣＩＮＲにおける閾値γを設定し、ＣＩＮＲ≧γの時は割当帯域で通信を行い、ＣＩＮＲ＜γの時は通信品質を満足しないと判定し、圧縮率Ｒs を減少させ、図１のフローチャートを再度実行してもよい。
【００５５】
また、空き帯域が不足し、圧縮率Ｒs では周波数配置ができない場合は、圧縮率Ｒs を増加させ、図１のフローチャートを再度実行してもよい。なお、スペクトラム圧縮は符号誤り率を増加させるため、周波数帯域の使用状況によって圧縮率を調整してもよい。例えば、帯域の使用率が１／２を超えたら圧縮率Ｒs を１／８とし、さらに帯域の使用率が３／４を超えたら圧縮率Ｒs を１／４に変更してもよい。また、帯域の使用率によらず、圧縮率Ｒs を固定とし、例えば一律に１／８として運用してよい。
【００５６】
また、本発明における回線制御方法は、基本動作として端末局からの回線接続要求や回線開放信号、隣接セルへのハンドオーバに応じて、基地局および端末局が使用する周波数帯域の割当、開放を行う。
【００５７】
また、周波数軸上に干渉波が発生した場合は、当該帯域を使用不可として回避、もしくは当該帯域を使用中の端末局がある場合は帯域の再割り当てを行う。
【００５８】
さらに、周波数帯域を割り当てた端末に対しヘルスチェックを行い、一定期間端末からのヘルスチェック応答がない場合には、当該帯域を未使用として帯域の再割り当てを行う。
【００５９】
また、周波数配置は下端、もしくは上端から隙間なく詰めることを前提とし、配置後の空き帯域が最大になる割当を行う。
【００６０】
図３は、本発明による無線通信システムの実施例１の構成を示す。図３(a) は送信装置、図３(b) は受信装置を示す。
基本的な実施例構成は、図７に示す従来構成と同様である。本発明の特徴は、図３(a) に示す送信装置において、図１に示す制御手順により生成された回線制御情報に基づき、変調器１０１、送信フィルタバンク１０の分割フィルタ１３1 〜１３n のフィルタ係数、周波数シフタ１４1 〜１４n の周波数シフト量を調整する。
【００６１】
図３(b) に示す受信装置において、図１に示す制御手順により生成された回線制御情報に基づき、復調器２０３、受信フィルタバンク２０の抽出フィルタ２３1 〜２３n のフィルタ係数、周波数シフタ２４1 〜２４n の周波数シフト量を調整する。さらに、スペクトラム圧縮により失われた周波数成分を補償して元の信号を復元する復元部２０４を備える。この復元部２０４は、上記の特許文献２または非特許文献２における構成と同様であるが、圧縮率の変化により復元する周波数帯域も変化するため、図１に示す制御手順により生成された回線制御情報に基づき同様に制御される。
【００６２】
また、割当帯域内における干渉波の発生などにより帯域の再割当が生じた場合には、回線制御装置からの回線制御情報が変更されるため、送信装置および受信装置は回線制御情報に基づき、各部のパラメータを変更する。
【００６３】
図４は、本発明による無線通信システムの実施例２の構成を示す。図４(a) は送信装置、図４(b) は受信装置を示す。
実施例２の特徴は、実施例１のＦＦＴ処理および分割／抽出フィルタに代えて、フィルタ選択部１７，２７、帯域フィルタ１８1 〜１８m ，２８1 〜２８m （ｍは２以上の整数）を用いるところにある。帯域フィルタ１８1 〜１８m ，２８1 〜２８m は、低域通過フィルタ、高域通過フィルタ、帯域通過フィルタ、帯域阻止フィルタなどの時間領域で乗算するＦＩＲフィルタなどのディジタルフィルタ、またはクリスタルフィルタなどのアナログデバイスによるフィルタであり、予め想定される分割帯域のパターンに応じて用意され、フィルタ選択部１７，２７で回線制御情報に応じて選択される。なお、帯域フィルタと周波数シフタの順番を入れ替えてもよい。
【００６４】
以上説明した回線割当制御は、コンピュータを回線制御装置として機能させるコンピュータプログラムにより実現することができる。このコンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶することも、ネットワークを介して提供することも可能である。
【符号の説明】
【００６５】
１０  送信フィルタバンク
２０  受信フィルタバンク
１２，２２  ＦＦＴ（フーリエ変換) 回路
１３，２３  分割フィルタ
１４，２４  周波数シフタ
１５，２５  加算回路
１６，２６  ＩＦＦＴ（フーリエ変換) 回路
１７，２７  フィルタ選択部
１８，２８  帯域フィルタ
１０１  変調器
１０３，２０１  ＲＦ装置
２０３  復調器
２０４  復元部
３１１  制御回線送受信部
３１２  アクセス制御部
３１３  端末管理ＤＢ部
３１４  回線管理ＤＢ部
３１５  回線割当処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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