(57)【要約】【課題】下り方向フレームの使用効率を向上させつつ、より確実に上り方向の無線通信チャネルの情報を取得可能な無線通信システム、無線通信端末、無線基地局及び無線通信方法を提供する。【解決手段】無線通信端末２００は、マップ領域を用いて送信された制御情報を受信できない場合、特定領域を用いて送信され、制御情報と対応付けられるＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信する。無線通信端末２００、ＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信した場合、ＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信したこと通知するレンジングコードを無線基地局１００に送信する。無線基地局１００は、無線通信端末２００から当該レンジングコードを受信した場合、無線通信端末２００用のプライベートマップを指向性ビームよって無線通信端末２００に送信する。【選択図】図４
2008211372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無指向性ビームによってブロードキャストされるマップ領域と、指向性ビームによって所定の方向に向かって送信される特定領域とを用いて、無線通信の設定に必要な制御情報を送信する無線基地局と、
前記無線基地局から前記制御情報を受信する無線通信端末と
を含む無線通信システムであって、
前記無線通信端末は、
前記マップ領域を用いて送信された前記制御情報を受信できない場合、前記特定領域を用いて送信され、前記制御情報と対応付けられるポインタ情報を受信する制御情報受信部と、
前記制御情報受信部が前記ポインタ情報を受信した場合、前記ポインタ情報を受信したこと通知する受信通知を前記無線基地局に送信する受信通知部と
を備え、
前記無線基地局は、
前記無線通信端末から前記受信通知を受信した場合、前記特定領域を用いて前記制御情報を前記無線通信端末に送信する制御情報送信部を備える無線通信システム。
【請求項２】
無指向性ビームによってブロードキャストされるマップ領域と、指向性ビームによって所定の方向に向かって送信される特定領域とを用いて無線基地局から送信され、無線通信の実行に用いられる制御情報を受信する無線通信端末であって、
前記マップ領域を用いて送信された前記制御情報を受信できない場合、前記特定領域を用いて送信され、前記制御情報と対応付けられるポインタ情報を受信する制御情報受信部と、
前記制御情報受信部が、前記ポインタ情報を受信した場合、前記ポインタ情報を受信したこと通知する受信通知を前記無線基地局に送信する受信通知部と
を備える無線通信端末。
【請求項３】
前記ポインタ情報は、異なる指向性ビームと対応付けられ、
前記受信通知部は、前記指向性ビームの種別を含む前記受信通知を前記無線基地局に送信する請求項２に記載の無線通信端末。
【請求項４】
前記無線通信端末は、無線通信の設定に必要なレンジング情報を前記無線基地局に送信し、
前記受信通知部は、前記受信通知を前記レンジング情報に含めることによって、受信通知を前記無線基地局に送信する請求項２または３に記載の無線通信端末。
【請求項５】
前記レンジング情報は、複数のコードによって構成され、
前記受信通知部は、前記受信通知に対応するコードを前記無線基地局に送信する請求項４に記載の無線通信端末。
【請求項６】
無指向性ビームによってブロードキャストされるマップ領域と、指向性ビームによって所定の方向に向かって送信される特定領域とを用いて、無線通信の設定に必要な制御情報を無線通信端末に送信する無線基地局であって、
前記無線通信端末は、前記制御情報と対応付けられるポインタ情報を受信した場合、前記ポインタ情報を受信したこと通知する受信通知を前記無線基地局に送信し、
前記無線通信端末から前記受信通知を受信した場合、前記特定領域を用いて、前記制御情報を前記無線通信端末に送信する制御情報送信部を備える無線基地局。
【請求項７】
前記制御情報送信部は、前記制御情報の有効期限を含む前記制御情報を前記無線通信端末に送信する請求項６に記載の無線基地局。
【請求項８】
前記制御情報送信部は、前記無線通信端末から前記受信通知を受信した場合、前記マップ領域を用いた前記制御情報の送信を中止する請求項６または７に記載の無線基地局。
【請求項９】
無指向性ビームによってブロードキャストされるマップ領域と、指向性ビームによって所定の方向に向かって送信される特定領域とを用いて、無線通信の設定に必要な制御情報を送信する無線基地局と、
前記無線基地局から前記制御情報を受信する無線通信端末と
において用いられる無線通信方法であって、
前記無線通信端末が、前記マップ領域を用いて送信された前記制御情報を受信できない場合、前記特定領域を用いて送信され、前記制御情報と対応付けられるポインタ情報を受信するステップと、
前記無線通信端末が、前記ポインタ情報を受信した場合、前記ポインタ情報を受信したこと通知する受信通知を前記無線基地局に送信するステップと
を備え、
前記無線基地局が、前記無線通信端末から前記受信通知を受信した場合、前記特定領域を用いて前記制御情報を前記無線通信端末に送信するステップと
を備える無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無指向性ビームによってブロードキャストされるマップ領域と、指向性ビームによって所定の方向に向かって送信される特定領域とを用いて、無線通信の設定に必要な制御情報を送受信する無線通信システム、無線通信端末、無線基地局及び無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）を用いて高速な通信を実現することができる無線通信システムが実用化されている。このような無線通信システムとして、例えば、IEEE 802.16eにおいて規定されるモバイルWiMAXが知られている。
【０００３】
モバイルWiMAXでは、無線通信端末は、無線基地局から無指向性ビームによってブロードキャストされたチャネル割当情報（ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰ）を受信する。無線通信端末は、受信したチャネル割当情報に基づいて上り方向の無線通信チャネル、具体的には、レンジングサブチャネルの情報を取得し、レンジングサブチャネルを用いてレンジングコード（レンジング情報）を送信する。
【０００４】
無線基地局は、無線通信端末からレンジングコードを受信すると、当該無線通信端末に対して通信に必要な帯域を割り当てる。また、無線通信端末は、下り方向フレーム内のマップ領域によって送信されるチャネル割当情報を受信できない、例えば、無線基地局から離れているためチャネル割当情報を受信することができない場合、下り方向フレームの特定領域、具体的には、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ（adaptive antenna system - downlink frame prefix）を参照することによって、上り方向のレンジングサブチャネルの情報を取得することができる（非特許文献１参照）。ＡＡＳ−ＤＬＦＰ（ＡＡＳポインタ）は、アレイアンテナによる指向性ビームによって無線基地局から所定の方向に向かって送信される。
【非特許文献１】“IEEE 802.16e-2005”、［online］、２００６年２月、［平成１９年１月２４日検索］、インターネットURL: http://standards.ieee.org/getieee802/download/802.16e-2005.pdf＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来のレンジングサブチャネルの情報の取得方法には、次のような問題があった。すなわち、無線基地局は、無線通信端末がチャネル割当情報を受信できるか否かを認識することができないため、無指向性ビームによってブロードキャストされるチャネル割当情報と、指向性ビームによって所定の方向に向かって送信されるＡＡＳ−ＤＬＦＰとを用いて、上り方向の無線通信チャネル、つまり、レンジングサブチャネルの情報を送信しなければならない。このため、下り方向フレームにおけるユーザデータの割当可能領域が減少する、つまり、下り方向フレームの使用効率が低下するといった問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、下り方向フレームの使用効率を向上させつつ、より確実に上り方向の無線通信チャネルの情報を取得可能な無線通信システム、無線通信端末、無線基地局及び無線通信方法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】
【０００７】
上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、無指向性ビームによってブロードキャストされるマップ領域（領域Ａ１）と、指向性ビーム（指向性ビームＢ１）によって所定の方向に向かって送信される特定領域（領域Ａ２）とを用いて、無線通信の設定に必要な制御情報（例えば、サブチャネルＣＨＳの割り当て、変調クラス、コーディング）を送信する無線基地局（無線基地局１００）と、前記無線基地局から前記制御情報を受信する無線通信端末（無線通信端末２００）とを含む無線通信システム（移動体通信システム１）であって、前記無線通信端末は、前記マップ領域を用いて送信された前記制御情報を受信できない場合、前記特定領域を用いて送信され、前記制御情報と対応付けられるポインタ情報（ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１〜４）を受信する制御情報受信部（無線通信部２０１）と、前記制御情報受信部が前記ポインタ情報を受信した場合、前記ポインタ情報を受信したこと通知する受信通知（レンジングコード）を前記無線基地局に送信する受信通知部（チャネル制御部２０５）とを備え、前記無線基地局は、前記無線通信端末から前記受信通知を受信した場合、前記特定領域を用いて前記制御情報を前記無線通信端末に送信する制御情報送信部（チャネル制御部１０５）を備えることを要旨とする。
【０００８】
このような無線通信システムによれば、無線基地局は、無線通信端末から受信通知を受信した場合、指向性ビームが用いられる特定領域によって制御情報を無線通信端末に送信する。
【０００９】
つまり、無線基地局は、受信通知を無線通信端末から受信した場合以外、特定領域によって制御情報を送信する必要がない。このため、下り方向フレームの使用効率を向上させる、具体的には、下り方向フレームにおけるユーザデータの割当可能領域を増大させることができる。
【００１０】
また、無線基地局は、受信通知を無線通信端末から受信した場合、無指向性ビームではなく、指向性ビームを用いて制御情報を無線通信端末に送信する。このため、無線通信端末は、より確実に無線通信チャネルの情報を取得することができる。
【００１１】
本発明の第２の特徴は、無指向性ビームによってブロードキャストされるマップ領域（領域Ａ１）と、指向性ビーム（指向性ビームＢ１）によって所定の方向に向かって送信される特定領域（領域Ａ２）とを用いて無線基地局から送信され、無線通信の実行に用いられる制御情報（例えば、サブチャネルＣＨＳの割り当て、変調クラス、コーディング）を受信する無線通信端末（無線通信端末２００）であって、前記マップ領域を用いて送信された前記制御情報を受信できない場合、前記特定領域を用いて送信され、前記制御情報と対応付けられるポインタ情報（ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１〜４）を受信する制御情報受信部（無線通信部２０１）と、前記制御情報受信部が、前記ポインタ情報を受信した場合、前記ポインタ情報を受信したこと通知する受信通知（レンジングコード）を前記無線基地局に送信する受信通知部（チャネル制御部２０５）を備えることを要旨とする。
【００１２】
本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記ポインタ情報は、異なる指向性ビームと対応付けられ、前記受信通知部は、前記指向性ビームの種別を含む前記受信通知を前記無線基地局に送信することを要旨とする。
【００１３】
本発明の第４の特徴は、本発明の第２または第３の特徴に係り、前記無線通信端末は、無線通信の設定に必要なレンジング情報（レンジングコード）を前記無線基地局に送信し、前記受信通知部は、前記受信通知を前記レンジング情報に含めることによって、受信通知を前記無線基地局に送信することを要旨とする。
【００１４】
本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記レンジング情報は、複数のコードによって構成され、前記受信通知部は、前記受信通知に対応するコードを前記無線基地局に送信することを要旨とする。
【００１５】
本発明の第６の特徴は、無指向性ビームによってブロードキャストされるマップ領域（領域Ａ１）と、指向性ビーム（指向性ビームＢ１）によって所定の方向に向かって送信される特定領域（領域Ａ２）とを用いて、無線通信の設定に必要な制御情報（例えば、サブチャネルＣＨＳの割り当て、変調クラス、コーディング）を無線通信端末（無線通信端末２００）に送信する無線基地局（無線基地局１００）であって、前記無線通信端末は、前記制御情報と対応付けられるポインタ情報（ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１〜４）を受信した場合、前記ポインタ情報を受信したこと通知する受信通知（レンジングコード）を前記無線基地局に送信し、前記無線通信端末から前記受信通知を受信した場合、前記特定領域を用いて、前記制御情報を前記無線通信端末に送信する制御情報送信部（チャネル制御部１０５）を備えることを要旨とする。
【００１６】
本発明の第７の特徴は、本発明の第６の特徴に係り、前記制御情報送信部は、前記制御情報の有効期限を含む前記制御情報を前記無線通信端末に送信することを要旨とする。
【００１７】
本発明の第８の特徴は、本発明の第６または第７の特徴に係り、前記制御情報送信部は、前記無線通信端末から前記受信通知を受信した場合、前記マップ領域を用いた前記制御情報の送信を中止することを要旨とする。
【００１８】
本発明の第９の特徴は、無指向性ビームによってブロードキャストされるマップ領域と、指向性ビームによって所定の方向に向かって送信される特定領域とを用いて、無線通信の設定に必要な制御情報を送信する無線基地局と、前記無線基地局から前記制御情報を受信する無線通信端末とにおいて用いられる無線通信方法であって、前記無線通信端末が、前記マップ領域を用いて送信された前記制御情報を受信できない場合、前記特定領域を用いて送信され、前記制御情報と対応付けられるポインタ情報を受信するステップと、前記無線通信端末が、前記ポインタ情報を受信した場合、前記ポインタ情報を受信したこと通知する受信通知を前記無線基地局に送信するステップとを備え、前記無線基地局が、前記無線通信端末から前記受信通知を受信した場合、前記特定領域を用いて前記制御情報を前記無線通信端末に送信するステップとを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の特徴によれば、下り方向フレームの使用効率を向上させつつ、より確実に上り方向の無線通信チャネルの情報を取得可能な無線通信システム、無線通信端末、無線基地局及び無線通信方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【００２１】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００２２】
（無線通信システムの全体概略構成）
図１は、本実施形態に係る無線通信システムを構成する移動体通信システム１の全体概略構成図である。移動体通信システム１は、無線基地局１００と無線通信端末２００とによって構成される。なお、移動体通信システム１に含まれる無線基地局及び無線通信端末の数は、図１に示した形態に限定されるものではない。
【００２３】
移動体通信システム１は、IEEE 802.16eにおいて規定されるモバイルWiMAXに準拠している。すなわち、無線基地局１００及び無線通信端末２００は、直交周波数分割多重方式（ＯＦＤＭ）にしたがった無線信号Ｓ１，Ｓ２を送受信する。
【００２４】
無線基地局１００は、アレイアンテナ１５０を備え、指向性ビームＢ１を用いて無線信号Ｓ２を送信することができる。また、無線基地局１００は、無指向性ビーム（不図示）を用いて無線信号Ｓ１を送信することもできる。
【００２５】
また、無線基地局１００は、無線通信端末２００との無線通信の設定に必要な制御情報（例えば、サブチャネルＣＨＳの割り当て、変調クラス、コーディング）を、無線信号Ｓ１または無線信号Ｓ２を用いて送信する。
【００２６】
無指向性ビームを用いた無線信号Ｓ１は、セルＣ１内に位置する無線通信端末２００に到達する。指向性ビームを用いた無線信号Ｓ２は、ビームフォーミングされるため、無指向性ビームよりも遠くまで、具体的には、セルＣ２内に位置する無線通信端末２００に到達する。
【００２７】
無線通信端末２００は、無線基地局１００と無線信号Ｓ１，Ｓ２を送受信する。無線通信端末２００は、携帯可能な小型の端末であり、音声通話機能やデータ通信機能（電子メール、ＦＴＰなど）を備える。また、無線通信端末２００は、無線基地局１００との無線通信の設定に必要な制御情報（例えば、サブチャネルＣＨＳの割り当て、変調クラス、コーディング）を、無線基地局１００から受信する。
【００２８】
（無線通信システムの機能ブロック構成）
次に、本実施形態に係る無線通信システム、具体的には、移動体通信システム１を構成する無線基地局１００及び無線通信端末２００の機能ブロック構成について説明する。図２は、無線基地局１００の機能ブロック構成図である。図３は、無線通信端末２００の機能ブロック構成図である。
【００２９】
（１）無線基地局１００
図２に示すように、無線基地局１００は、無線通信部１０１、ベースバンド処理部１０３、チャネル制御部１０５、マップ処理部１０７及び通信インタフェース部１０９を備える。
【００３０】
無線通信部１０１は、アレイアンテナ１５０を用いて、所定の周波数帯（例えば、２．５ＧＨｚ帯）の無線信号Ｓ１，Ｓ２を送受信する。具体的には、無線通信部１０１は、アレイアンテナ１５０を用いて、指向性ビームＢ１または無指向性ビームを形成することができる。
【００３１】
本実施形態では、無線信号Ｓ１，Ｓ２によって、図５に示すような構成を有するフレームＦ１が送受信される。なお、フレームＦ１の具体的な構成については、後述する。
【００３２】
ベースバンド処理部１０３は、無線通信部１０１と接続されている。ベースバンド処理部１０３は、データ、具体的には、ユーザデータや制御データなどのベースバンド信号を無線通信部１０１に送信したり、無線通信部１０１から受信した無線信号Ｓ１，Ｓ２をベースバンド信号に復調したりする。
【００３３】
チャネル制御部１０５は、フレームＦ１に含まれるサブチャネルＣＨＳ（図５参照）の割り当てなどを実行する。図５に示すように、フレームＦ１は、下り方向サブフレームＦ１ＤＬと、上り方向サブフレームＦ１ＵＬとによって構成される。
【００３４】
下り方向サブフレームＦ１ＤＬは、領域Ａ１と領域Ａ２とによって構成される。図５に示すように、サブチャネルＣＨＳは、周波数と時間（タイミング）の組合せによって規定される。
【００３５】
領域Ａ１は、無指向性ビームによってブロードキャストされる。本実施形態において、領域Ａ１は、マップ領域を構成する。領域Ａ２は、指向性ビームＢ１によって所定の方向に向かって送信される。本実施形態において、領域Ａ２は、特定領域を構成する。
【００３６】
領域Ａ１には、下り方向のサブチャネルＣＨＳの割り当てを示すマップ（ＤＬ−ＭＡＰ）、及び上り方向のサブチャネルＣＨＳの割り当てを示すマップ（ＵＬ−ＭＡＰ）などが配置される。また、領域Ａ１には、無線通信端末２００からのレンジング要求、具体的には、レンジングコードを受信した場合、無線通信端末２００へのレンジング応答（ＲＮＧ−ＲＳＰ）が配置される。
【００３７】
領域Ａ２には、ユーザデータの送受信に用いられるデータバーストやＡＡＳデータバーストが配置される。また、領域Ａ２には、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ（adaptive antenna system-down link frame prefix）１〜４が配置される。ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１〜４（ＡＡＳポインタ）は、指向性ビームＢ１によってユニキャストされる情報、具体的には、プライベートマップ３０をポイントすることができる。本実施形態において、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１〜４は、ポインタ情報を構成する。ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１〜４は、ＡＡＳ−ＤＬＦＰごとに異なる指向性ビームＢ１と対応付けることができる。つまり、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１〜４は、それぞれ送信方向が異なる指向性ビームＢ１によって送信することができる。
【００３８】
ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１〜４を受信した無線通信端末２００は、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１〜４によってポイントされているプライベートマップ３０を取得する。さらに、無線通信端末２００は、取得したプライベートマップ３０によって示されるサブチャネルＣＨＳの割当、変調クラス、コーディングなどの制御情報に基づいて、無線基地局１００と無線通信を実行する。
【００３９】
また、本実施形態では、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１〜４は、上り方向サブフレームＦ１ＵＬに含まれるレンジングサブチャネル領域（レンジングサブチャネル）にポイントさせることができる。レンジングサブチャネル領域では、無線基地局１００と無線通信端末２００との無線通信の設定に用いられるレンジングコード（図６参照）が送信される。本実施形態において、レンジングコードは、レンジング情報を構成する。なお、レンジングコードの構成については、後述する。
【００４０】
また、領域Ａ２には、マップ／ＲＮＧ−ＲＳＰ領域が配置される。マップ／ＲＮＧ−ＲＳＰ領域は、特定のＡＡＳ−ＤＬＦＰ、例えば、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ３，４によってポイントされる。ＡＡＳ−ＤＬＦＰ３，４を受信した無線通信端末２００は、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ３，４によってポイントされているマップ／ＲＮＧ−ＲＳＰ領域を取得することができる。
【００４１】
チャネル制御部１０５は、無線通信端末２００から受信したレンジングコードがＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信したことを示す受信通知である場合、領域Ａ２を用いて制御情報を無線通信端末２００に送信する。具体的には、チャネル制御部１０５は、プライベートマップ３０を無線通信端末２００に向けて送信する。
【００４２】
また、チャネル制御部１０５は、プライベートマップ３０によって送信される制御情報の有効期限を含めて、当該制御情報を無線通信端末２００に送信することができる。
【００４３】
さらに、チャネル制御部１０５は、無線通信端末２００から当該受信通知を受信した場合、すなわち、無線通信端末２００から受信したレンジングコードがＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信したことを示す受信通知である場合、領域Ａ１を用いて送信される制御情報には、無線通信端末２００に関する制御情報を含めないようにすることができる。具体的には、チャネル制御部１０５は、ＤＬ−ＭＡＰのうち、該当する制御情報の送信を中止する。
【００４４】
マップ処理部１０７は、領域Ａ１に配置されるマップ（ＤＬ−ＭＡＰ，ＵＬ−ＭＡＰ）、及び領域Ａ２に配置されるプライベートマップ３０の生成処理を実行する。マップ処理部１０７によって生成されたマップは、フレームＦ１の所定領域によって送信される。
【００４５】
通信インタフェース部１０９は、複数の無線基地局を接続する通信ネットワーク（不図示）と接続するための通信インタフェースを提供する。
【００４６】
（２）無線通信端末２００
図３に示すように、無線通信端末２００は、無線通信部２０１、ベースバンド処理部２０３、チャネル制御部２０５及びユーザインタフェース部２０７を備える。
【００４７】
無線通信部２０１は、所定の周波数帯（例えば、２．５ＧＨｚ帯）の無線信号Ｓ１，Ｓ２を送受信する。特に、本実施形態では、無線通信部２０１は、領域Ａ１（図５参照）を用いて送信された制御情報、具体的には、ＤＬ−ＭＡＰに含まれている制御情報を受信できない場合、領域Ａ２を用いて送信され、当該制御情報と対応付けられるＡＡＳ−ＤＬＦＰ１〜１４（ポインタ情報）を受信する。本実施形態において、無線通信部２０１は、制御情報受信部を構成する。
【００４８】
ベースバンド処理部２０３は、無線通信部２０１と接続されている。ベースバンド処理部２０３は、データ、具体的には、ユーザデータや制御データなどのベースバンド信号を無線通信部２０１に送信したり、無線通信部２０１から受信した無線信号Ｓ１，Ｓ２をベースバンド信号に復調したりする。
【００４９】
チャネル制御部２０５は、無線基地局１００から受信した無線信号Ｓ１，Ｓ２に含まれている制御情報に基づいて、該当するサブチャネルＣＨＳを選択したり、変調クラスを決定したりする。
【００５０】
特に、本実施形態では、無線通信部２０１がＤＬ−ＭＡＰに含まれている制御情報を受信できない場合において、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１〜４の何れかを受信した場合、当該ＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信したこと通知するレンジングコード（受信通知）を無線基地局１００に送信する。本実施形態において、チャネル制御部２０５は、受信通知部を構成する。
【００５１】
図６は、本実施形態において用いられるレンジングコードの一例を示す。図６に示すように、モバイルWiMAXの標準レンジングコードは、コード１〜２５６の複数のコードによって構成される（図中の左側）。チャネル制御部２０５は、無線通信の設定に必要なレンジングコード（レンジング情報）を無線基地局１００に送信する。
【００５２】
レンジングには、通信開始時に実行される「初期レンジング」、通信中に実行される「周期レンジング」、他の無線基地局へのハンドオーバ時に実行される「ハンドオーバ」、及び通信帯域の要求時に実行される「帯域要求」に応じて、対応するレンジングコードが規定されている。
【００５３】
本実施形態では、例えば、「初期レンジング」として、無線通信端末２００がＤＬ−ＭＡＰを受信した場合に用いられる「初期レンジング（マップ）」、無線通信端末２００がＤＬ−ＭＡＰを受信できずにＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信した場合に用いられる「初期レンジング（ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１）」（コード３３〜４８）及び「初期レンジング（ＡＡＳ−ＤＬＦＰ２）」（コード４９〜６４）が規定される（図中の右側）。なお、「周期レンジング」、「ハンドオーバ」及び「帯域要求」についても同様に規定される。
【００５４】
また、本実施形態では、無線通信端末２００がＤＬ−ＭＡＰを受信できずにＡＡＳ−ＤＬＦＰ（ポインタ情報）を受信した場合、ＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信したことを通知する「ポインタ受信通知（ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１）」及び「ポインタ受信通知（ＡＡＳ−ＤＬＦＰ２）」として、コード２５７〜５１２が規定される。
【００５５】
例えば、無線通信端末２００がＤＬ−ＭＡＰを受信できずにＡＡＳ−ＤＬＦＰ２を受信した場合、上り方向サブフレームＦ１ＵＬのレンジングサブチャネル領域に配置されるレンジングサブチャネルを介して、コード３８５を送信する。すなわち、チャネル制御部２０５は、ＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信したことを通知する受信通知に対応するレンジングコードを無線基地局１００に送信する。具体的には、チャネル制御部２０５は、受信通知に対応するレンジングコード、つまり、当該受信通知をレンジング情報に含めることによって、受信通知を無線基地局１００に送信する。
【００５６】
また、チャネル制御部２０５は、受信通知にＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信した指向性ビームＢ１の種別を含めて無線基地局１００に送信してもよい。
【００５７】
ユーザインタフェース部２０７は、無線通信端末２００のユーザが無線通信端末２００を使用するために必要なユーザインタフェース（操作キー、表示部、マイク、スピーカなど）を提供する。
【００５８】
（無線通信システムの動作）
次に、本実施形態に係る無線通信システム、すなわち、移動体通信システム１の動作について説明する。具体的には、無線通信端末２００が無指向性ビームによって送信された領域Ａ１に配置されているマップ（ＤＬ−ＭＡＰ）を受信できない場合の動作について説明する。
【００５９】
図４は、無線通信端末２００が無指向性ビームによって送信された領域Ａ１に配置されているマップ（ＤＬ−ＭＡＰ）を受信できない場合における移動体通信システム１の通信シーケンスを示す。
【００６０】
図４に示すように、ステップＳ１０において、無線通信端末２００は、無指向性ビームによって送信された領域Ａ１に配置されているＤＬ−ＭＡＰ（図５参照）を受信できず、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ（例えば、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ２）を受信する。
【００６１】
ステップＳ２０において、無線通信端末２００は、当該ＡＡＳ−ＤＬＦＰの受信に対応するレンジングコード（例えば、コード３８５）を選択する。
【００６２】
ステップＳ３０において、無線通信端末２００は、当該ＡＡＳ−ＤＬＦＰによってポイントされているレンジングサブチャネルを介して、当該レンジングコードを無線基地局１００に送信する。
【００６３】
ステップＳ４０において、無線基地局１００は、無線通信端末２００からレンジングサブチャネルを介して当該レンジングコードを受信したことに基づいて、無線通信端末２００用のプライベートマップ３０を無線通信端末２００に送信する。具体的には、無線基地局１００は、指向性ビームＢ１によってプライベートマップ３０を無線通信端末２００に送信する。
【００６４】
ステップＳ５０において、無線通信端末２００は、受信したプライベートマップ３０に含まれる制御情報（例えば、サブチャネルＣＨＳの割り当て、変調クラス、コーディング）に基づいて、無線基地局１００とのコネクションを設定し、無線通信を開始する。
【００６５】
（作用・効果）
移動体通信システム１によれば、無線基地局１００は、無線通信端末２００からレンジングコード（受信通知）受信した場合、指向性ビームＢ１が用いられる領域Ａ２によって制御情報を無線通信端末２００に送信する。
【００６６】
つまり、無線基地局１００は、当該レンジングコードを無線通信端末２００から受信した場合以外、領域Ａ２によって制御情報を送信する必要がない。このため、下り方向サブフレームＦ１ＤＬの使用効率を向上させる、具体的には、下り方向サブフレームＦ１ＤＬにおけるユーザデータ（データバースト）の割当可能領域を増大させることができる。
【００６７】
また、無線基地局１００は、当該レンジングコードを無線通信端末２００から受信した場合、無指向性ビームではなく、指向性ビームＢ１を用いて制御情報を無線通信端末２００に送信する。このため、無線通信端末２００は、より確実に上り方向及び下り方向のサブチャネルＣＨＳの情報を取得することができる。
【００６８】
本実施形態では、ＡＡＳ−ＤＬＦＰは、異なる指向性ビームＢ１と対応付けることができる。具体的には、無線通信端末２００（チャネル制御部２０５）は、受信通知（レンジングコード）にＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信した指向性ビームＢ１の種別を含めて無線基地局１００に送信することができる。このため、無線基地局１００は、無線通信端末２００の位置に応じた適切な指向性ビームＢ１を用いて制御情報を送信することができる。
【００６９】
本実施形態では、レンジングコードの数を増やすこと（コード２５７〜５１２）によって、当該コードと、ＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信したことを通知する「ポインタ受信通知」とが対応付けられる。このため、ＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信したことを通知する受信通知のために新たなメッセージのフォーマットを規定する必要がなく、モバイルWiMAXの規格を大きく変えることなく、移動体通信システム１に容易に導入できる。
【００７０】
本実施形態では、無線基地局１００（チャネル制御部１０５）は、プライベートマップ３０によって送信される制御情報の有効期限を含めて、当該制御情報を無線通信端末２００に送信することができる。このため、無線通信端末２００は、受信した当該制御情報を用いて無線通信が実行可能か否かを容易に判定することができる。
【００７１】
本実施形態では、無線通信端末２００から受信したレンジングコードがＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信したことを示す受信通知である場合、領域Ａ１を用いた制御情報の送信を中止することができる。このため、下り方向サブフレームＦ１ＤＬの使用効率をさらに向上させる、具体的には、下り方向サブフレームＦ１ＤＬにおけるユーザデータ（データバースト）の割当可能領域をさらに増大させることができる。
【００７２】
（その他の実施形態）
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
【００７３】
例えば、上述した実施形態では、レンジングコードの数を増やすこと（コード２５７〜５１２）によって、ＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信したことを通知したが、レンジングコードの数を増やすことに代えて、ＡＡＳ−ＤＬＦＰと、特定のレンジングサブチャネルとを対応付けてもよい。図７は、ＡＡＳ−ＤＬＦＰと、特定のレンジングサブチャネルとを対応付ける場合における上り方向サブフレームの一例を示す。
【００７４】
図７に示すように、上り方向サブフレームＦ２ＵＬでは、レンジングサブチャネル領域が３つの領域に分割される。すなわち、レンジングサブチャネル領域は、ＤＬ−ＭＡＰと対応付けられる「レンジング（マップ）」、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１と対応付けられる「レンジング（ＡＡＳ−ＤＬＦＰ１）」、及びＡＡＳ−ＤＬＦＰ２と対応付けられる「レンジング（ＡＡＳ−ＤＬＦＰ２）」に分割される。
【００７５】
無線通信端末２００は、例えば、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ２を受信した場合、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ２と対応付けられているレンジングサブチャネルを用いて、ＡＡＳ−ＤＬＦＰ２を受信したことを通知する。
【００７６】
また、上述した実施形態では、増やしたレンジングコードと、ＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信したことを通知する「ポインタ受信通知」とが対応付けられていたが、レンジングコードを増やさずに、ＡＡＳ−ＤＬＦＰを受信したことを通知するメッセージを個別に送信するようにしてもよい。
【００７７】
さらに、無線通信端末２００が、無指向性ビームによってブロードキャストされるＤＬ−ＭＡＰを受信できるようになった場合、領域Ａ２におけるプライベートマップ３０の送信を中止してもよい。
【００７８】
また、上述したＤＬ−ＭＡＰを受信できない場合の動作は、通信の開始時に限らず、通信の途中にＤＬ−ＭＡＰを受信できない状態になった場合にも勿論適用することができる。
【００７９】
また、上述した無線基地局１００には、リレーステーション、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｊ（Mobile Multihop Relay Station）のように、リピータよりも上位レイヤまで、無線基地局〜無線通信端末間において送受信されるデータを中継する装置が含まれる。
【００８０】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る無線基地局の機能ブロック構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る無線通信端末の機能ブロック構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作フローである。
【図５】本発明の実施形態において用いられるフレームの構成例を示す図である。
【図６】本発明の実施形態において用いられるレンジングコードの割当例を示す図である。
【図７】本発明の変更例に用いられるフレームの構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…移動体通信システム、１００…無線基地局、１０１…無線通信部、１０３…ベースバンド処理部、１０５…チャネル制御部、１０７…マップ処理部、１０９…通信インタフェース部、１５０…アレイアンテナ、２００…無線通信端末、２０１…無線通信部、２０３…ベースバンド処理部、２０５…チャネル制御部、２０７…ユーザインタフェース部、Ａ１，Ａ２…領域、Ｂ１…指向性ビーム、Ｃ１，Ｃ２…セル、ＣＨＳ…サブチャネル、Ｆ１…フレーム、Ｆ１ＤＬ…下り方向サブフレーム、Ｆ１ＵＬ，Ｆ２ＵＬ…上り方向サブフレーム、Ｓ１，Ｓ２…無線信号
【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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