(57)【要約】【課題】複数の周波数帯を用いて無線基地局からユーザ端末にデータを伝送する際にユーザ端末が必ずしも全ての周波数帯で受信出来ない場合であっても、ユーザ端末でデータを再生すること。【解決手段】中心周波数が異なる複数の周波数帯を利用して無線基地局からユーザ端末にデータ送信を行う無線通信方法において、元データに対して周波数成分が異なる複数のデータを生成する工程と、周波数成分が異なるデータを異なる周波数帯にそれぞれ割当てて送信する工程と、を有し、無線基地局は、中心周波数が高い周波数帯ほど広い帯域幅を利用して相対的に周波数成分が高いデータを送信する。【選択図】図２
2015023444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心周波数が異なる複数の周波数帯を利用して無線基地局からユーザ端末にデータ送信を行う無線通信方法であって、
元データに対して周波数成分が異なる複数のデータを生成する工程と、
前記周波数成分が異なるデータを異なる周波数帯にそれぞれ割当てて送信する工程と、を有し、
前記無線基地局は、中心周波数が高い周波数帯ほど広い帯域幅を利用して相対的に周波数成分が高いデータを送信することを特徴とする無線通信方法。
【請求項２】
前記周波数成分が異なる複数のデータは、元データに対してウェーブレット変換を行うことにより生成されることを特徴とする請求項１に記載の無線通信方法。
【請求項３】
一つの無線基地局から前記周波数成分が異なるデータを異なる周波数帯にそれぞれ割当てて送信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項４】
各々が異なるカバレッジエリアを有すると共に各カバレッジエリアが重複して構成される複数の無線基地局から、それぞれ周波数成分が異なるデータを異なる周波数帯に割当てて送信し、カバレッジエリアが相対的に広い無線基地局から周波数成分が低いデータを送信し、カバレッジエリアが相対的に狭い無線基地局から周波数成分が高いデータを送信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項５】
前記無線基地局は、指向性が異なる複数のアンテナを具備し、相対的に指向性が広いアンテナから周波数成分が低いデータを送信し、相対的に指向性が狭いアンテナから周波数成分が高いデータを送信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信方法。
【請求項６】
前記指向性が広いアンテナがオムニアンテナ又はセクタアンテナであり、前記指向性が狭いアンテナがビームフォーミングアンテナであることを特徴とする請求項５に記載の無線通信方法。
【請求項７】
前記無線基地局は、前記複数の周波数帯として、メガヘルツ帯、ギガヘルツ帯、ミリ波帯から少なくとも２つの周波数帯を選択して利用することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の無線通信方法。
【請求項８】
中心周波数が異なる複数の周波数帯を利用してユーザ端末にデータ送信を行う無線基地局であって、
元データに対して周波数成分が異なる複数のデータを生成する生成部と、
前記周波数成分が異なるデータを異なる周波数帯にそれぞれ割当てる割当て制御部と、を有し、
前記割当て制御部は、中心周波数が高い周波数帯ほど広い帯域幅を利用して相対的に周波数成分が高いデータを割当てることを特徴とする無線基地局。
【請求項９】
中心周波数が異なる複数の周波数帯を利用して無線基地局から送信されるデータを受信するユーザ端末であって、
各周波数帯にそれぞれ割当てられた周波数成分が異なるデータを受信する受信部と、
受信したデータにウェーブレット逆変換処理を行うことにより受信データを処理するデータ処理部と、
受信したデータの周波数成分に基づいて、解像度を切り替えて再生を行う再生部と、を有することを特徴とするユーザ端末。
【請求項１０】
中心周波数が異なる複数の周波数帯を利用してデータ送信を行う無線基地局と、前記無線基地局から送信されるデータを受信するユーザ端末とを具備する無線通信システムであって、
元データに対して周波数成分が異なる複数のデータを生成する工程と、前記周波数成分が異なるデータを異なる周波数帯にそれぞれ割当てて前記ユーザ端末に送信する工程と、を有し、
前記無線基地局は、中心周波数が高い周波数帯ほど広い帯域幅を利用して相対的に周波数成分が高いデータを送信することを特徴とする無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、次世代移動通信システムにおける無線通信方法、無線基地局、ユーザ端末及び無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＵＭＴＳ（Universal  Mobile  Telecommunications  System）ネットワークにおいて、さらなる高速データレート、低遅延などを目的としてロングタームエボリューション（ＬＴＥ:Long  Term  Evolution）が仕様化された（非特許文献１）。また、ＵＭＴＳネットワークにおいては、更なる広帯域化及び高速化を目的として、ＬＴＥの後継システム（例えば、ＬＴＥアドバンスト（ＬＴＥ−Ａ）、ＦＲＡ（Future  Radio  Access）、４Ｇともいう）も検討されている。
【０００３】
さらに、ＬＴＥ−Ａシステムでは、周波数帯域が異なる複数の基本周波数ブロック（コンポーネントキャリア（ＣＣ：Component  Carrier））を集約して広帯域化するキャリアアグリゲーション（ＣＡ：Carrier  Aggregation）が検討されている。例えば、ＬＴＥ−Ａシステムでは、ＬＴＥシステムとの後方互換性（Backward  compatibility）を保ちながら広帯域化を図るために、コンポーネントキャリアをＬＴＥシステムで使用可能な周波数帯域（例えば、２０ＭＨｚ）とする。例えば、５つの基本周波数ブロックが集約された場合、システム帯域が１００ＭＨｚとなる。
【０００４】
このように、ＬＴＥ−Ａで導入されたキャリアアグリゲーション（ＣＡ）を適用する場合、複数の周波数帯を用いてデータを伝送することが可能となる。例えば、元データを周波数帯の数だけ分割して複数ＣＣを介してユーザ端末へパラレル（並列）に送信することにより、ＬＴＥシステムと比較してデータ伝送の高速化を図ることが可能となる。
【０００５】
図１は、それぞれ同一の帯域幅を有するｎ個の周波数帯を用いて、元データをｎ個に分割した分割データを送信する場合を説明する図である。なお、図１では、ｎ個の周波数帯の中心周波数がそれぞれ、ｆ０、ｆ１、・・・ｆｎであり、各周波数帯の帯域幅（Δｆ）が同一である場合（Δｆ＝Δｆ０）を示している。なお、低周波数側がｆ０、高周波数側がｆｎに対応している。
【０００６】
無線基地局は、ユーザ端末に送信するデータを周波数帯の数（ｎ個）だけ分割してシリアル／パラレル変換（Ｓ／Ｐ変換）を行った後、各周波数帯に分割データを割当てて送信する。ユーザ端末は、無線基地局から各周波数帯を介して送信された分割データを受信した後、パラレル／シリアル変換（Ｐ／Ｓ変換）により分割データを統合して元データの再生を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】3GPP  TR  36.814  “E-UTRA  Further  advancements  for  E-UTRA  physical  layer  aspects”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記図１に示すように、画像や動画等の元データを分割して異なる周波数帯でパラレルに送信する場合、何れかの周波数帯において分割データの受信誤りが生じると、ユーザ端末で元データの再生ができなくなるおそれがある。つまり、ユーザ端末は、全ての周波数帯において安定して分割データを受信する必要がある。なお、図１においてデータの受信状況に応じてユーザ端末から送達確認信号（ＨＡＲＱ−ＡＣＫ）をフィードバックすることにより、受信誤りが生じた分割データを無線基地局から再送することも考えられる。しかし、動画等のリアルタイム伝送が要求される場面では、データ遅延によりユーザ端末でデータ再生を適切に行うことが困難となる。
【０００９】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数の周波数帯を用いて無線基地局からユーザ端末にデータを伝送する際にユーザ端末が必ずしも全ての周波数帯で受信出来ない場合であっても、ユーザ端末でデータを再生することが可能となる無線通信方法、無線基地局、ユーザ端末及び無線通信システ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】
【００１０】
本発明の無線通信方法は、中心周波数が異なる複数の周波数帯を利用して無線基地局からユーザ端末にデータ送信を行う無線通信方法であって、元データに対して周波数成分が異なる複数のデータを生成する工程と、前記周波数成分が異なるデータを異なる周波数帯にそれぞれ割当てて送信する工程と、を有し、前記無線基地局は、中心周波数が高い周波数帯ほど広い帯域幅を利用して相対的に周波数成分が高いデータを送信することを特徴とする。
【００１１】
本発明の無線基地局は、中心周波数が異なる複数の周波数帯を利用してユーザ端末にデータ送信を行う無線基地局であって、元データに対して周波数成分が異なる複数のデータを生成する生成部と、前記周波数成分が異なるデータを異なる周波数帯にそれぞれ割当てる割当て制御部と、を有し、前記割当て制御部は、中心周波数が高い周波数帯ほど広い帯域幅を利用して相対的に周波数成分が高いデータを割当てることを特徴とする。
【００１２】
本発明のユーザ端末は、中心周波数が異なる複数の周波数帯を利用して無線基地局から送信されるデータを受信するユーザ端末であって、各周波数帯にそれぞれ割当てられた周波数成分が異なるデータを受信する受信部と、受信したデータにウェーブレット逆変換処理を行うことにより受信データを処理するデータ処理部と、受信したデータの周波数成分に基づいて、解像度を切り替えて再生を行う再生部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の無線通信システムは、中心周波数が異なる複数の周波数帯を利用してデータ送信を行う無線基地局と、前記無線基地局から送信されるデータを受信するユーザ端末とを具備する無線通信システムであって、元データに対して周波数成分が異なる複数のデータを生成する工程と、前記周波数成分が異なるデータを異なる周波数帯にそれぞれ割当てて前記ユーザ端末に送信する工程と、を有し、前記無線基地局は、中心周波数が高い周波数帯ほど広い帯域幅を利用して相対的に周波数成分が高いデータを送信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の周波数帯を用いて無線基地局からユーザ端末にデータを伝送する際にユーザ端末が必ずしも全ての周波数帯で受信出来ない場合であっても、ユーザ端末でデータを再生することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】分割したデータを複数の周波数帯を用いて送信する無線通信方法を示す図である。
【図２】複数の周波数帯を用いて周波数成分（解像度）が異なるデータを送信する本実施の形態に係る無線通信方法の一例を示す図である。
【図３】複数の周波数帯を用いて周波数成分（解像度）が異なるデータを送信する本実施の形態に係る無線通信方法の一例を示す図である。
【図４】本実施の形態に係る無線通信方法の第１の態様の一例を示す図である。
【図５】本実施の形態に係る無線通信方法の第２の態様の一例を示す図である。
【図６】本実施の形態に係る無線通信方法の第３の態様の一例を示す図である。
【図７】本実施の形態に係る無線通信システムの一例を示す概略図である。
【図８】本実施の形態に係る無線基地局の全体構成の説明図である。
【図９】本実施の形態に係るユーザ端末の全体構成の説明図である。
【図１０】本実施の形態に係る無線基地局及びユーザ端末の機能構成の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
上記図１に示したように、元データを分割して異なる周波数帯に分割データを割当ててユーザ端末に送信する場合、何れかの周波数帯で受信誤りが生じるとユーザ端末で元データの再生が出来なくなる。特に、データの送信に利用する複数の周波数帯の中心周波数が大きく異なる場合（例えば、８００ＭＨｚ帯と３．５ＧＨｚ帯を利用してＣＡを行う場合）、周波数帯毎にユーザ端末の受信品質が大きく異なる場合が生じる。これにより、ユーザ端末が安定して全ての周波数帯で誤りなくデータを受信することは困難となる。
【００１７】
一方で、上記問題を解決する方法として、本発明者は、複数の周波数帯（ＣＣ）に対してそれぞれ同一データを割当てる方法を検討した。しかし、この場合、ユーザ端末に送信するデータの解像度（画素の密度）をどのように設定するかが問題となる。
【００１８】
例えば、画像データの周波数成分（解像度）を高くして各周波数帯に同一データを割当てる場合、全ての周波数帯でそれぞれデータ量が大きいデータが送信されるためスループットが低下するおそれがある。特に、各周波数帯で利用する帯域幅がそれぞれ異なる場合、各周波数帯で送信速度が異なるため、高解像度のデータを転送する際に特定の周波数帯におけるデータ伝送が遅延するおそれがある。一方で、画像データの周波数成分（解像度）を低くして各周波数帯に同一データを割当てる場合、解像度が高い画像データを送信する場合と比較して各周波数帯で一定の速度でデータ伝送を行うことができるが、ユーザ端末に対して常に低品質の画像データしか提供できないという問題がある。
【００１９】
そこで、本発明者は上記問題点に着目し、異なる周波数帯に対して異なる解像度のデータをそれぞれ割当てて送信することを着想した。さらに、本発明者は、中心周波数が低い周波数帯（低周波数帯）と比較して中心周波数が高い周波数帯（高周波数帯）の方がデータ送信に利用できる帯域幅を広く設定できる点に着目し、高周波数帯ほど広い帯域幅を利用して、周波数成分（解像度）が高いデータを高周波数帯に割当てて送信することを着想した。
【００２０】
また、本発明者等は、周波数成分（解像度）が異なるデータの生成として、ウェーブレット変換が適していることを見出した。ウェーブレット変換は、時間情報と周波数情報の両方を同時に解析できる方法である。本実施の形態では、元データを高周波数成分と低周波数成分に分解し、分解された低周波数成分をさらに高周波数成分と低周波数に分解する処理を繰り返す離散ウェーブレット変換を好適に適用することができる。離散ウェーブレット変換は可逆変換であるため、無線基地局側でウェーブレット変換処理を行ったデータをユーザ端末側でウェーブレット逆変換処理を行うことにより適切に再生することが可能となる。
【００２１】
図２に複数の周波数帯を用いて周波数成分（解像度）が異なるデータを送信する本実施の形態に係る伝送方法の一例を示す。なお、図２では、ｎ個の周波数帯の中心周波数がそれぞれ、ｆ０、ｆ１、・・・ｆｎ（ｆ０＜ｆ１＜・・・＜ｆｎ）であり、各周波数帯の帯域幅（Δｆ）がそれぞれ異なる場合を示している。なお、複数の周波数帯としては、メガヘルツ帯、ギガヘルツ帯、ミリ波（又は準ミリ波）帯から少なくとも２つの周波数帯を選択して利用することができる。
【００２２】
無線基地局は、ユーザ端末に送信するデータ（例えば、画像データ）に対してウェーブレット変換を行い、周波数成分（解像度）が異なる複数のデータを生成する。ここでは、周波数帯の数に応じた（ｎ＋１）種類の周波数成分が異なるデータを生成する場合を示している。周波数成分が異なるデータは、異なる周波数帯にそれぞれ割当てられてパラレルに送信される（Ｓ／Ｐ変換）。また、無線基地局は、周波数成分が高いデータを高周波数帯（ｆｎ）側に割当て、周波数成分がより低いデータを低周波数帯（ｆ０）側に割当てる。
【００２３】
図２では、中心周波数がｆｎであり帯域幅がΔｆｎで構成される周波数帯に最も周波数成分が高い（高解像度の）データが割当てられ、中心周波数がｆ１であり帯域幅がΔｆ１で構成される周波数帯に周波数成分が中程度（中解像度）のデータが割当てられ、中心周波数がｆ０であり帯域幅がΔｆ０で構成される周波数帯に最も周波数成分が低い（低解像度の）データが割当てられる。
【００２４】
ユーザ端末は、各周波数帯で送信されたデータに対してウェーブレット逆変換処理を行い、受信できた周波数成分に応じた解像度でデータ再生を行う。図２に示す無線通信方法を利用することにより、ユーザ端末が必ずしも全ての周波数帯でデータを受信できない場合であっても、他の周波数帯で受信したデータ（望ましくは、少なくとも最低周波数成分のデータ）に基づいてデータを再生することが可能となる。特に、最も周波数成分が低いデータを伝播損失が相対的に小さい低周波数帯に割当て、ユーザ端末側で少なくとも最低周波数成分のデータを受信できる構成とすることにより、少なくとも最低周波数成分のデータを用いてウェーブレット逆変換処理を好適に行うことができる。
【００２５】
図３に、ユーザ端末が一部の周波数帯（ここでは、高周波数帯）で送信されたデータを受信できない場合の一例を示す。図３では、無線基地局から３つの周波数帯（ｆ０、ｆ１、ｆ２）を介して周波数成分が異なるデータを送信する場合を示している。
【００２６】
無線基地局は、ウェーブレット変換を用いて３種類の周波数成分の送信データを生成し、周波数成分が異なるデータをそれぞれ異なる周波数帯に割当ててパラレルに送信する。具体的には、最も低周波成分のデータを相対的に狭帯域幅かつ低周波数帯（中心周波数ｆ０、帯域幅Δｆ０）で送信し、中周波数成分のデータを中帯域幅かつ中周波数帯（中心周波数ｆ１、帯域幅Δｆ１）で送信し、最も周波数成分が高いデータを広帯域幅かつ高周波数帯（中心周波数ｆ２、帯域幅Δｆ２）で送信する。なお、中心周波数の高さ順にｆ２＞ｆ１＞ｆ０であり、帯域幅の広さ順にΔｆ２＞Δｆ１＞Δｆ０である。
【００２７】
図３に示すように、ユーザ端末が高周波帯で送信される高周波成分のデータを受信できず、低周波成分及び中周波成分のデータを受信可能である場合を想定する。この場合、ユーザ端末は、ウェーブレット逆変換処理を行うことにより、低解像度のデータと中解像度のデータを再生可能となる。このため、ユーザ端末は、より解像度が高い中解像度の画像を再生する。
【００２８】
このように、本実施の形態は、解像度が異なるデータを異なる周波数帯に割当てるため、ユーザ端末が必ずしも全ての周波数帯でデータを受信出来ない場合であっても、データを再生することが可能となる。特に、ユーザ端末は、伝播損失が相対的に小さい低周波数帯のデータを安定して受信することができる。このため、ユーザ端末は、少なくとも低周波数帯に割当てられた最低周波数成分のデータ（低解像度データ）を受信することができていれば、少なくとも低解像度のデータを再生することが可能となる。このように、本実施の形態では、リアルタイム伝送が要求される音声や画像データ転送に有効となる。また、ユーザ端末は、各周波数帯の受信結果に応じて解像度を自動に切り替えて再生することにより、動画再生において可能な限り高い解像度で途切れのない再生が可能となる。
【００２９】
なお、本実施の形態は、複数の周波数帯に異なる周波数成分のデータを割当てて送信する無線通信システムであればどのようなシステム環境においても適用することができる。以下に、本実施の形態が適用可能な態様について図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
（第１の態様）
第１の態様では、一つの無線基地局が複数の周波数帯を用いて周波数成分（解像度）が異なるデータをパラレルに送信する場合について図４を参照して説明する。なお、図４では、無線基地局が３つの周波数帯（ＣＣ）を適用する場合を示すが、適用可能な周波数帯の数はこれに限られない。また、適用する周波数帯も図４に示す場合に限られない。
【００３１】
まず、無線基地局は、元画像に対してウェーブレット変換により周波数成分が異なる３種類のデータを生成する（図４Ａ参照）。ここでは、周波数成分が低い低解像度データを８００ＭＨｚ帯（ｆ０）に割当て、周波数成分が中程度の中解像度データを３．５ＧＨｚ帯（ｆ１）に割当て、周波数成分が高い高解像度データ（元画像）を準ミリ波又はミリ波（ｆ２）に割当てる。また、無線基地局は、高周波数帯側ほど送信に利用する帯域幅を広く設定することができる。
【００３２】
ところで、一般的に各周波数帯の伝搬特性を考慮すると、低周波数側ほど無線基地局から離れた位置においてもユーザ端末の受信レベルが高くなる（図４Ｂ参照）。つまり、８００ＭＨｚ帯（ｆ０）、３．５ＧＨｚ帯（ｆ１）、準ミリ波又はミリ波（ｆ２）の順でユーザ端末における受信レベルが高くなる。したがって、ユーザ端末は、無線基地局から離れるにしたがって、ｆ２、ｆ１、ｆ０の順に受信レベルが低下する。
【００３３】
図４Ｃに示す場合、無線基地局の近傍の領域（ポイント１）に位置するユーザ端末では、各周波数帯（ｆ０−ｆ２）の受信品質が良好（所要受信レベル以上）であるため、周波数成分が高いデータを受信して高解像度のデータを再生することができる。一方で、無線基地局からある程度離れた領域（ポイント２）に位置するユーザ端末では、高周波数帯（ｆ２）が所要受信レベル以下となるが周波数帯（ｆ０、ｆ１）の受信品質が良好であるため、中解像度のデータを再生することができる。また、無線基地局から大きく離れた領域（ポイント３）に位置するユーザ端末（セル端のユーザ端末）では、高周波数帯（ｆ２）、中周波数帯（ｆ１）が所要受信レベル以下となるが低周波数帯（ｆ０）の受信品質が良好であるため、低解像度のデータを再生することができる。
【００３４】
図４に示すように、無線基地局から複数の周波数帯を介して周波数成分が異なるデータをパラレルに送信する場合、ユーザ端末の位置（受信レベル）に応じて可能な限り高い解像度でデータを再生することができる。また、ユーザ端末がセル端に移動した場合であっても、少なくとも低周波数帯（ｆ０）のデータを受信することができるため、動画再生を途切れなく行うことが可能となる。
【００３５】
（第２の態様）
第２の態様では、ＨｅｔＮｅｔ（Heterogeneous  Network）環境において、本実施の形態における無線通信方法を適用する場合について図５を参照して説明する。なお、図５では、３つの無線基地局がそれぞれ異なる周波数帯（ＣＣ）を適用する場合を示すが適用可能なＨｅｔＮｅｔの構成はこれに限られない。また、適用する周波数帯も図５に示す場合に限られない。
【００３６】
ＨｅｔＮｅｔでは、半径数百メートルから数キロメートル程度の相対的に大きいカバレッジを有するマクロセル内に、半径数メートルから数十メートル程度の相対的に小さいカバレッジ有するスモールセル（ピコセル、フェムトセル等を含む）が配置される。また、図５に示すように、スモールセル内に半径がさらに小さいスポットセルが配置される構成も検討されている。
【００３７】
ここでは、マクロセルを形成する無線基地局（マクロ基地局）がメガヘルツ帯（例えば、８００ＭＨｚ帯）を利用し、スモールセルを形成する無線基地局（スモール基地局）がギガヘルツ帯（例えば、３．５ＧＨｚ帯）を利用し、スポットセルを形成する無線基地局（スポット基地局）がミリ波帯（例えば、準ミリ波又はミリ波帯）を利用する場合を示している。また、マクロ基地局から周波数成分が低い低解像度データを送信し、スモール基地局から周波数成分が中程度の中解像度の画像を送信し、スポット基地局から周波数成分が高い高解像度データを送信する場合を示している。なお、各無線基地局は、高周波数帯側ほど送信に利用する帯域幅を広く設定することができる。
【００３８】
各基地局からそれぞれ送信される周波数成分が異なるデータは、元データ（元画像）に対するウェーブレット変換により生成されたデータである。なお、元画像に対するウェーブレット変換処理は、マクロ基地局、スモール基地局及びスポット基地局を集約して制御する集約局で行うことができる。この場合、集約局で生成された解像度が異なるデータを、集約局から各基地局に供給する。
【００３９】
あるいは、マクロ基地局、スモール基地局及びスポット基地局の中で特定の無線基地局（例えば、マクロ基地局）で元データに対するウェーブレット変換を行って、周波数成分が異なる複数のデータを生成してもよい。この場合、特定の無線基地局から他の無線基地局に対して有線接続（例えば、光ファイバ等）を介して送信データを供給し、各無線基地局から周波数成分が異なるデータをユーザ端末に送信することができる。
【００４０】
図５に示すＨｅｔＮｅｔでは、スポットセル内の領域（ポイント１）に位置するユーザ端末は、全ての無線基地局から送信されるデータを受信することができるため、高解像度のデータを再生することができる。また、スポットセル外でスモールセル内の領域（ポイント２）に位置するユーザ端末は、スモール基地局及びマクロ基地局から送信されるデータを受信することができるため、中解像度のデータを再生することができる。一方で、スモールセル外でマクロセル内の領域（ポイント３）に位置するユーザ端末は、マクロ基地局から送信されるデータのみを受信することができるため、低解像度の画像を再生することができる。
【００４１】
このように、ＨｅｔＮｅｔ構成において、各無線基地局がそれぞれ異なる周波数帯を用いて周波数成分が異なるデータを送信することにより、ユーザ端末が在圏する位置に応じて適切な解像度でデータを再生することができる。特に、ユーザ端末が自動的に最適な解像度を表示するように切り替えて再生制御を行うことにより、動画再生を途切れなく最適な解像度で行うことが可能となる。
【００４２】
（第３の態様）
第３の態様では、アンテナ構成（例えば、指向性）が異なる複数のアンテナからそれぞれ周波数成分が異なるデータを送信する場合について図６を参照して説明する。なお、図６では、２つのアンテナ構成を用いる場合を示すが本実施の形態はこれに限られない。
【００４３】
図６では、指向性が広いオムニアンテナ（無指向性アンテナ）又はセクタアンテナと、指向性が非常に狭いビームフォーミングアンテナを用いる場合を示している。オムニアンテナは、エリアカバー用のアンテナであり、データの低周波成分を低周波数帯（例えば、８００ＭＨｚ）で送信する。ビームフォーミングアンテナは、特定のユーザ端末を対象としてデータ送信を行うアンテナであり、データの高周波成分を高周波数帯（例えば、準ミリ波又はミリ波）で送信する。
【００４４】
つまり、無線基地局は、ウェーブレット変換により生成した低解像度データをオムニアンテナ（又はセクタアンテナ）からメガヘルツ帯を利用して送信する。一方で、高解像度のデータをビームフォーミングアンテナから準ミリ波又はミリ波帯を利用して送信する。
【００４５】
オムニアンテナとビームフォーミングアンテナを用いる構成において、ビームフォーミングがユーザ端末に追従できる場合には、ユーザ端末はビームフォーミングアンテナから送信される周波数成分が高い高解像度データを受信して再生することができる（図６Ａ参照）。一方で、ユーザ端末の移動速度が速くビームフォーミングがユーザ端末に追従できない場合には、ユーザ端末はオムニアンテナから送信される周波数成分が低い低解像度のデータを受信して再生することができる（図６Ｂ参照）。
【００４６】
このように、指向性が異なるアンテナからそれぞれ、異なる周波数帯を利用して異なる周波数成分のデータを送信することにより、ユーザ端末の移動速度が速い場合であっても少なくとも指向性が低いアンテナから送信されるデータを受信して再生することができる。また、ユーザ端末の移動速度に応じて自動的に解像度を切り替えて再生する構成とすることにより、動画再生を途切れなく最適な解像度で行うことが可能となる。
【００４７】
（無線通信システム等の構成）
以下、本実施の形態に係る無線通信システム、無線基地局及びユーザ端末の構成について図７〜図１０を参照して説明する。以下に説明する無線通信システム、無線基地局及びユーザ端末は、上述した無線通信方法（第１の態様１〜３を含む）が適用される。
【００４８】
図７Ａ、７Ｂは、本実施の形態に係る無線通信システムの概略構成図である。図７Ａは、一つの無線基地局から異なる複数の周波数帯を送信する場合（上記第１、３の態様）を示し、図７Ｂは、複数の無線基地局からそれぞれ異なる周波数帯を送信するＨｅｔＮｅｔ構成（上記第２の態様）を示している。なお、図７に示す無線通信システムは、例えば、ＬＴＥシステム、ＬＴＥ−Ａシステム、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、４Ｇ、ＦＲＡ（Future  Radio  Access）などが包含されるシステムである。また、本実施の形態の無線通信方法が適用可能なシステムは、無線でユーザ端末にデータを送信する方法（例えば、無線ＬＡＮ等）であれば、上述したシステムに限られず適宜組み合わせて適用することができる。
【００４９】
図７Ａに示す無線通信システム１は、セルＣ１を形成する無線基地局１０と、セルＣ１に在圏するユーザ端末２０ａ〜２０ｃ（以下、ユーザ端末を総称して「ユーザ端末２０」とも記す）とを備えている。各ユーザ端末２０ａ〜２０ｃは、異なる周波数帯を介して送信される解像度が異なる複数のデータを受信する。
【００５０】
図７Ｂに示す無線通信システム２は、マクロセルＣ１を形成するマクロ基地局１１と、マクロセルＣ１内に配置され、マクロセルＣ１よりも狭いスモールセルＣ２を形成するスモール基地局１２ａ及び１２ｂとを備えている。また、マクロセルＣ１及び各スモールセルＣ２には、ユーザ端末２０ａ、２０ｂが配置され、スモールセルＣ２外のマクロセルＣ１にはユーザ端末２０ｃが配置されている。ＨｅｔＮｅｔ構成においては、ユーザ端末２０がマクロ基地局１１及びスモール基地局１２の双方と無線通信可能に構成されている。
【００５１】
マクロセルＣ１では、例えば、８００ＭＨｚ等の相対的に低い周波数帯のキャリアｆ０を用いることができる。一方、スモールセルＣ２では、例えば、３．５ＧＨｚ等の相対的に高い周波数帯のキャリアｆ１を用いることができる。なお、キャリアｆ０は、既存キャリア、レガシーキャリア、カバレッジキャリアなどと呼ばれてもよい。また、キャリアｆ１は、追加（additional）キャリア、キャパシティキャリアなどと呼ばれてもよい。なお、上記図５に示したように、スモールセルＣ２内にさらにカバレッジエリアが狭いスポットセルを設けた構成としてもよい。スポットセルでは、ｆ１より周波数帯が高いキャリアｆ２（準ミリ波やミリ波）を用いることができる。
【００５２】
マクロ基地局１１及び各スモール基地局１２は、有線接続されてもよいし、無線接続されてもよい。マクロ基地局１１及び各スモール基地局１２は、それぞれ上位局装置３０に接続され、上位局装置３０を介してコアネットワーク４０に接続される。なお、上位局装置３０には、例えば、アクセスゲートウェイ装置、無線ネットワークコントローラ（ＲＮＣ）、モビリティマネジメントエンティティ（ＭＭＥ）等が含まれるが、これに限定されるものではない。
【００５３】
なお、マクロ基地局１１は、相対的に広いカバレッジを有する無線基地局であり、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）、無線基地局、送信ポイント（transmission  point）などと呼ばれてもよい。スモール基地局１２は、局所的なカバレッジを有する無線基地局であり、ＲＲＨ（Remote  Radio  Head）、ピコ基地局、フェムト基地局、Ｈｏｍｅ  ｅＮｏｄｅＢ、送信ポイント、ｅＮｏｄｅＢ（ｅＮＢ）などと呼ばれてもよい。ユーザ端末２０は、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの各種通信方式に対応した端末であり、移動通信端末だけでなく固定通信端末を含んでよい。
【００５４】
以下、無線基地局とユーザ端末の構成の一例について説明する。なお、以下の説明では、無線基地局１０について説明するが、特に説明がない部分はマクロ基地局１１及びスモール基地局１２に対しても同様の構成を適用することができる。
【００５５】
図８は、本実施の形態に係る無線基地局１０の全体構成図である。無線基地局１０は、複数の送受信アンテナ１０１（アンテナポート）と、アンプ部１０２と、送受信部１０３と、ベースバンド信号処理部１０４と、呼処理部１０５と、伝送路インターフェース１０６とを備えている。
【００５６】
なお、図７Ａに示す構成の場合、複数の送受信アンテナ１０１は、それぞれ異なる周波数帯を利用してデータの送信を行うことができる。例えば、上記第３の態様（上記図６）の場合には、送受信アンテナ１０１の一つをオムニアンテナ（セクタアンテナ）とし、他の一つのアンテナをビームフォーミングアンテナとすることができる。また、図７Ｂに示す構成の場合、マクロ基地局１１、スモール基地局１２の送受信アンテナ１０１は、少なくとも一つの周波数帯を利用してデータを送信可能な構成であればよい。
【００５７】
下りリンクにより無線基地局１０からユーザ端末２０に送信されるデータは、上位局装置３０から伝送路インターフェース１０６を介してベースバンド信号処理部１０４に入力される。ベースバンド信号処理部１０４では、元データ（例えば、元画像）に対するウェーブレット変換処理、周波数成分が異なるデータの割当て制御、スケジューリング、伝送フォーマット選択、チャネル符号化処理等が行われて各送受信部１０３に転送される。
【００５８】
各送受信部１０３は、ベースバンド信号処理部１０４からアンテナ毎に出力された下り信号を無線周波数帯に変換する。アンプ部１０２は、周波数変換された無線周波数信号を増幅して送受信アンテナ１０１により送信する。
【００５９】
図９は、本実施の形態に係るユーザ端末２０の全体構成図である。ユーザ端末２０は、複数の送受信アンテナ２０１と、アンプ部２０２と、送受信部２０３と、ベースバンド信号処理部２０４と、アプリケーション部２０５とを備えている。
【００６０】
下り信号については、複数の送受信アンテナ２０１で受信した無線周波数信号がそれぞれアンプ部２０２で増幅され、送受信部２０３で周波数変換され、ベースバンド信号処理部２０４に入力される。ベースバンド信号処理部２０４では、異なる周波数帯でそれぞれ受信した下りデータに対してウェーブレット逆変換処理等の受信処理が行われる。ウェーブレット逆変換処理により得られたデータは、アプリケーション部２０５に転送される。アプリケーション部２０５は、物理レイヤやＭＡＣレイヤより上位のレイヤに関する処理等を行い、例えば、ウェーブレット逆変換処理により得られたデータに基づいて再生処理を行う。
【００６１】
図１０は、本実施の形態に係る無線基地局が有するベースバンド処理部と、ユーザ端末が有するベースバンド信号処理部及びアプリケーション部の具体的な構成例を示すブロック図である。なお、図１０では、一部の構成のみを示しているが、無線基地局１０及びユーザ端末２０は、無線通信に必要な構成を不足なく備えているものとする。
【００６２】
図１０に示すように、無線基地局１０のベースバンド処理部１０４は、下りデータ生成部３０１と、割当て制御部３０２とを具備している。下りデータ生成部３０１は、元データに対して周波数成分が異なる複数のデータを生成する。具体的に、下りデータ生成部３０１は、元データ（情報レート：Ｒｓ）に対してウェーブレット変換を行うことにより周波数成分が異なるｎ＋１個のデータ（情報レート：Ｒ０、Ｒ１、・・・Ｒｎ）を生成する。
【００６３】
割当て制御部（マッピング部）３０２は、下りデータ生成部３０１で生成された送信データの無線リソースに対する割当て（マッピング）を制御する。具体的に、割当て制御部３０２は、周波数成分が異なる複数のデータを異なる周波数帯に割当てる。また、割当て制御部３０２は、中心周波数が高い周波数帯ほど広い帯域幅を使用して相対的に周波数成分が高いデータを割当てる。各周波数帯への割当てが決定された送信データは、送受信アンテナ１０１を介してそれぞれユーザ端末２０へ送信される。
【００６４】
一方、ユーザ端末２０のベースバンド処理部２０４は受信信号を処理する受信データ処理部４０１を具備し、アプリケーション部２０５はデータ再生部４０２を具備する。ユーザ端末２０は、送受信アンテナ２０１を介して無線基地局１０から送信されたデータを送受信部２０３で受信し、受信データ処理部４０１で受信処理を行った後にデータ再生部４０２でデータの再生を行う。
【００６５】
受信データ処理部４０１は、送受信部２０３で受信した各周波数帯に割当てられた周波数成分が異なるデータに対してウェーブレット逆変換処理を行う。データ再生部４０２は、受信データ処理部４０１における受信処理で得られたデータの解像度に基づいてデータの再生を行う。受信データ処理部４０１で周波数成分が異なる複数のデータについてそれぞれ受信処理が成功した場合（例えば、低周波数成分＋中周波数成分、又は低周波数成分＋中周波数成分＋高周波数成分）、データ再生部４０２は受信処理が成功した中で最も周波数成分（解像度）が高いデータを再生することができる。例えば、ユーザ端末で動画の再生を行う場合、データ再生部４０２は受信したデータの周波数成分のレベルに応じて、解像度を切り替えて再生を行う。
【００６６】
以上のように、本実施の形態に係る無線通信方法を適用することにより、複数の周波数帯を用いてユーザ端末にデータを伝送する際にユーザ端末が必ずしも全ての周波数帯で受信出来ない場合であっても、ユーザ端末が少なくとも最低周波数成分を受信することにより適切にデータを再生することができる。また、リアルタイム伝送が要求される場合であっても、データ伝送の遅延を抑制すると共に、ユーザ端末の受信レベルに応じて可能な限り高い解像度で再生することが可能となる。
【００６７】
以上、上述の実施形態を用いて本発明について詳細に説明したが、当業者にとっては、本発明が本明細書中に説明した実施形態に限定されるものではないということは明らかである。本発明は、特許請求の範囲の記載により定まる本発明の趣旨及び範囲を逸脱することなく修正及び変更態様として実施することができる。例えば、上述した複数の態様を適宜組み合わせて適用することができる。従って、本明細書の記載は、例示説明を目的とするものであり、本発明に対して何ら制限的な意味を有するものではない。
【符号の説明】
【００６８】
１、２…無線通信システム
１０…無線基地局
１１…マクロ基地局
１２、１２ａ、１２ｂ…スモール基地局
２０、２０ａ〜２０ｃ…ユーザ端末
３０…上位局装置
４０…コアネットワーク
１０１…送受信アンテナ
１０２…アンプ部
１０３…送受信部
１０４…ベースバンド信号処理部
１０５…呼処理部
１０６…伝送路インターフェース
２０１…送受信アンテナ
２０２…アンプ部
２０３…送受信部
２０４…ベースバンド信号処理部
２０５…アプリケーション部
３０１…下りデータ生成部
３０２…割当て制御部
４０１…受信データ処理部
４０２…データ再生部
【図１】
2015023444.tif 000003
【図２】
2015023444.tif 000004
【図３】
2015023444.tif 000005
【図４】
2015023444.tif 000006
【図５】
2015023444.tif 000007
【図６】
2015023444.tif 000008
【図７】
2015023444.tif 000009
【図８】
2015023444.tif 000010
【図９】
2015023444.tif 000011
【図１０】
2015023444.tif 000012