(57)【要約】【課題】内側領域と外側領域の端末割り当てを最適に配置し、無線効率を向上させる無線通信装置を提供する。【解決手段】周波数分割多重を変調方式として用い、周波数分割多元接続を実現し、セルを内側領域と外側領域に分割した移動通信システムに配置された基地局であって、当該基地局は、端末の電力情報と、各領域に収容されている端末数とに基づいて、隣接セルの外側領域と重複しない周波数を用いる外側領域、又は、隣接セルの内側領域と共通の周波数を用いる内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定する割当制御部１５を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数分割多重を変調方式として用い、周波数分割多元接続を実現し、セルを内側領域と外側領域に分割した移動通信システムに配置された無線通信装置であって、
端末の電力情報と、各領域に収容されている端末数とに基づいて、隣接セルの外側領域と重複しない周波数を用いる前記外側領域、又は、隣接セルの内側領域と共通の周波数を用いる前記内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定する割当制御部を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記割当制御部は、前記端末の電力情報としてＳＩＮＲを取得し、ＳＩＮＲが高い端末を前記内側領域に割り当てることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記割当制御部は、前記端末の電力情報として推定伝搬損を取得し、推定伝搬損が大きい端末を前記外側領域に割り当てることを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
前記割当制御部は、前記電力情報と前記端末数に加え、端末の優先度に基づいて、前記外側領域又は内側領域のいずれかに当該端末を割り当てるか決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項５】
前記外側領域と前記内側領域とに配置する端末数の割合を設定する割合設定部を更に備え、
前記割当制御部は、前記設定された端末数の割合に応じて、前記外側領域又は内側領域のいずれかに当該端末を割り当てるか決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項６】
前記内側領域に配置する端末数の上限値を設定する端末数設定部を更に備え、
前記割当制御部は、前記設定された端末数の上限値に応じて、前記外側領域又は内側領域のいずれかに当該端末を割り当てるか決定することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項７】
前記割当制御部は、端末の電力情報と、各領域に収容されている端末数とに加え、端末との通信毎に設定されているＱｏＳに関するパラメータ値に基づいて、前記外側領域、又は、前記内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線通信装置。
【請求項８】
端末との通信毎に設定されているＱｏＳに関するパラメータ値に基づいて、隣接セルの外側領域と重複しない周波数を用いる前記外側領域、又は、隣接セルの内側領域と共通の周波数を用いる前記内側領域の少なくともいずれか１の領域のサイズを変更する領域変更部を更に備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に無線通信装置。
【請求項９】
周波数分割多重を変調方式として用い、周波数分割多元接続を実現し、セルを内側領域と外側領域に分割した移動通信システムに配置された無線通信装置であって、
端末との通信毎に設定されているＱｏＳに関するパラメータ値に基づいて、隣接セルの外側領域と重複しない周波数を用いる前記外側領域、又は、隣接セルの内側領域と共通の周波数を用いる前記内側領域の少なくともいずれか１の領域のサイズを変更する領域変更部を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項１０】
前記領域変更部は、前記パラメータ値として、各領域に存在する端末の最低保証レート及びトラフィック優先度に基づいて、前記領域のサイズを変更することを特徴とする請求項９に記載の無線通信装置。
【請求項１１】
周波数分割多重を変調方式として用い、周波数分割多元接続を実現し、セルを内側領域と外側領域に分割した移動通信システムの通信方法であって、
端末の電力情報と、各領域に収容されている端末数とに基づいて、隣接セルの外側領域と重複しない周波数を用いる前記外側領域、又は、隣接セルの内側領域と共通の周波数を用いる前記内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定するステップを含むことを特徴とする通信方法。
【請求項１２】
周波数分割多重を変調方式として用い、周波数分割多元接続を実現し、セルを内側領域と外側領域に分割した移動通信システムの通信方法であって、
端末との通信毎に設定されているＱｏＳに関するパラメータ値に基づいて、隣接セルの外側領域と重複しない周波数を用いる前記外側領域、又は、隣接セルの内側領域と共通の周波数を用いる前記内側領域の少なくともいずれか１の領域のサイズを変更するステップを含むことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＯＦＤＭＡ等の周波数分割方式を用い、周波数分割多元接続を実現した移動通信システムが知られている。このような周波数分割方式において、例えば、隣接する３つのセルが存在する場合、各セルで同じ周波数を使用する構成（図８参照）と、周波数を論理的に３分割し分割した周波数を各セルに割り当てる構成（図９参照）とがある。
【０００３】
前者の構成では、全周波数をすべてのセルで用いるため、スループットを最大限に向上させることができるが、隣接セルで同じ周波数を用いるため、干渉が起こりやすいという欠点がある。一方、後者の構成では、隣接セルで異なる周波数を用いるため干渉を抑制しやすいが、周波数を３分割しているため、最大スループットが全周波数を用いた場合の１／３になるという問題がある。
【０００４】
そこで、セルを外側領域と内側領域に分割し、他セル干渉の少ない内側領域には、使用できるすべての周波数を割り当て、他セル干渉の大きい外側領域には、一部の周波数を割り当てる構成が提案されている（例えば、特許文献１及び図１０参照。）。又、特許文献１では、端末の電力情報をもとに、端末を内側領域又は外側領域に割り当てている。
【特許文献１】特開２００５−８０２８６号公報
【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、上述した従来技術では、端末の電力情報のみをもとに端末を割り当てるため、端末が内側領域あるいは外側領域に偏る場合がある。例えば、内側領域に端末が多くなると、すべての周波数が使える状況であるにも関わらず、スループットが出ないという問題がある。又、内側領域あるいは外側領域に端末が偏ると、干渉を起こしやすく、スループットの低下や遅延増加という問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、上記の課題に鑑み、内側領域と外側領域の端末割り当てを最適に配置し、無線効率を向上させる無線通信装置及び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】
上記目的を達成するため、本発明の第１の特徴は、周波数分割多重を変調方式として用い、周波数分割多元接続を実現し、セルを内側領域と外側領域に分割した移動通信システムに配置された無線通信装置であって、端末の電力情報と、各領域に収容されている端末数とに基づいて、隣接セルの外側領域と重複しない周波数を用いる外側領域、又は、隣接セルの内側領域と共通の周波数を用いる内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定する割当制御部を備える無線通信装置であることを要旨とする。
【０００８】
第１の特徴に係る無線通信装置によると、内側領域と外側領域の端末割り当てを最適に配置し、無線効率を向上させることができる。
【０００９】
又、第１の特徴に係る無線通信装置において、割当制御部は、端末の電力情報としてＳＩＮＲを取得し、ＳＩＮＲが高い端末を内側領域に割り当ててもよい。
【００１０】
又、第１の特徴に係る無線通信装置において、割当制御部は、端末の電力情報として推定伝搬損を取得し、推定伝搬損が大きい端末を外側領域に割り当ててもよい。
【００１１】
又、第１の特徴に係る無線通信装置において、割当制御部は、電力情報と端末数に加え、端末の優先度に基づいて、外側領域又は内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定してもよい。
【００１２】
又、第１の特徴に係る無線通信装置において、外側領域と内側領域とに配置する端末数の割合を設定する割合設定部を更に備え、割当制御部は、設定された端末数の割合に応じて、外側領域又は内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定してもよい。
【００１３】
又、第１の特徴に係る無線通信装置において、内側領域に配置する端末数の上限値を設定する端末数設定部を更に備え、割当制御部は、設定された端末数の上限値に応じて、外側領域又は内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定してもよい。
【００１４】
又、第１の特徴に係る無線通信装置において、割当制御部は、端末の電力情報と、各領域に収容されている端末数とに加え、端末との通信毎に設定されているＱｏＳに関するパラメータ値に基づいて、外側領域、又は、内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定してもよい。
【００１５】
又、第１の特徴に係る無線通信装置において、端末との通信毎に設定されているＱｏＳに関するパラメータ値に基づいて、隣接セルの外側領域と重複しない周波数を用いる外側領域、又は、隣接セルの内側領域と共通の周波数を用いる内側領域の少なくともいずれか１の領域のサイズを変更する領域変更部を更に備えてもよい。
【００１６】
本発明の第２の特徴は、周波数分割多重を変調方式として用い、周波数分割多元接続を実現し、セルを内側領域と外側領域に分割した移動通信システムに配置された無線通信装置であって、端末との通信毎に設定されているＱｏＳに関するパラメータ値に基づいて、隣接セルの外側領域と重複しない周波数を用いる外側領域、又は、隣接セルの内側領域と共通の周波数を用いる内側領域の少なくともいずれか１の領域のサイズを変更する領域変更部を備える無線通信装置であることを要旨とする。
【００１７】
第２の特徴に係る無線通信装置によると、内側領域と外側領域の端末割り当てを最適に配置し、無線効率を向上させることができる。
【００１８】
又、第２の特徴に係る無線通信装置において、領域変更部は、パラメータ値として、各領域に存在する端末の最低保証レート及びトラフィック優先度に基づいて、領域のサイズを変更してもよい。
【００１９】
本発明の第３の特徴は、周波数分割多重を変調方式として用い、周波数分割多元接続を実現し、セルを内側領域と外側領域に分割した移動通信システムの通信方法であって、端末の電力情報と、各領域に収容されている端末数とに基づいて、隣接セルの外側領域と重複しない周波数を用いる外側領域、又は、隣接セルの内側領域と共通の周波数を用いる内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定するステップを含む通信方法であることを要旨とする。
【００２０】
第３の特徴に係る通信方法によると、内側領域と外側領域の端末割り当てを最適に配置し、無線効率を向上させることができる。
【００２１】
本発明の第４の特徴は、周波数分割多重を変調方式として用い、周波数分割多元接続を実現し、セルを内側領域と外側領域に分割した移動通信システムの通信方法であって、端末との通信毎に設定されているＱｏＳに関するパラメータ値に基づいて、隣接セルの外側領域と重複しない周波数を用いる外側領域、又は、隣接セルの内側領域と共通の周波数を用いる内側領域の少なくともいずれか１の領域のサイズを変更するステップを含む通信方法であることを要旨とする。
【００２２】
第４の特徴に係る通信方法によると、内側領域と外側領域の端末割り当てを最適に配置し、無線効率を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によると、内側領域と外側領域の端末割り当てを最適に配置し、無線効率を向上させる無線通信装置及び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】
【００２４】
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又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ることに留意すべきである。
【００２５】
＜第１の実施形態＞
（無線通信システム）
第１の実施形態に係る無線通信システムは、直交周波数分割多重（ＯＦＤＭ）を変調方式として用いるマルチユーザ通信システムであり、一つの通信路を構成している全サブキャリアの一部分を１ユーザの通信路用に割り振ることによって周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）を実現するＯＦＤＭＡを適用している。又、第１の実施形態では、図１０に示すように、セルを内側領域と外側領域に分割している。内側領域では、隣接セルの内側領域と共通の周波数（図１０では、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）を用い、外側領域では、隣接セルの外側領域と重複しない周波数（図１０では、セル１はＦ１、セル２はＦ２、セル３はＦ３）を用いる。基地局の配下には、複数の端末が配置され、セルの外側領域あるいは内側領域が割り当てられる。
【００２６】
第１の実施形態に係る無線通信システムにおける基地局は、図１に示すように、アンテナ１０と、受信部１１と、周波数変換部１２と、ＯＦＤＭ復調部１３と、一次復調部１４と、割当制御部１５と、変調部１６と、周波数変換部１７と、送信部１８と、アンテナ１９と、電力情報取得部２０と、端末数取得部２１と、割合設定部２２と、端末数設定部２３とを備える。
【００２７】
アンテナ１０で捕捉し、受信部１１で受信して周波数変換部１２で周波数変換を行った信号を、ＯＦＤＭ復調部１３、一次復調部１４によって復調してもとの送信信号を取り出す。
【００２８】
電力情報取得部２０は、端末の電力情報を取得する。端末の電力情報としては、例えば、ＳＩＮＲや推定伝搬損の他、ＣＩＮＲが挙げられる。
【００２９】
端末数取得部２１は、内側領域及び外側領域に収容されている端末数を取得する。
【００３０】
割合設定部２２は、外側領域と内側領域とに配置する端末数の割合を設定する。
【００３１】
端末数設定部２３は、内側領域に配置する端末数の上限値を設定する。
【００３２】
割当制御部１５は、電力情報取得部２０から取得した端末の電力情報と、端末数取得部２１から取得した各領域に収容されている端末数とに基づいて、各端末をセルの外側領域、又は内側領域のいずれに割り当てるか決定する。例えば、割当制御部１５は、端末の電力情報としてＳＩＮＲを取得し、ＳＩＮＲが高い端末を内側領域に割り当てる。あるいは、割当制御部１５は、端末の電力情報として推定伝搬損を取得し、推定伝搬損が大きい端末を外側領域に割り当てる。
【００３３】
更に、割当制御部１５は、電力情報と端末数に加え、端末の優先度に基づいて、外側領域又は内側領域のいずれかに当該端末を割り当てるか決定してもよい。ここで、優先度としては、例えば、通信費やサービス量として高い金額を支払っている度合い、通信内容の重要度などが挙げられる。
【００３４】
又、割当制御部１５は、割合設定部２２によって設定された端末数の割合に応じて、外側領域又は内側領域のいずれかに当該端末を割り当てるか決定してもよい。あるいは、割当制御部１５は、端末数設定部２３によって設定された端末数の上限値に応じて、外側領域又は内側領域のいずれかに当該端末を割り当てるか決定してもよい。割当制御部１５の処理内容については、第１の実施形態に係る通信方法において、詳細に説明する。
【００３５】
そして、割当制御部１５は、領域の割当情報、即ち、端末に対するデータの送信タイミングを、変調部１６に送出する。このとき、割当制御部１５は、例えば、図２に示すように、プレアンブル部３０に続くＺｏｎｅ１領域３１に、外部領域に割り当てる端末の情報を保存し、Ｚｏｎｅ１領域に続くＺｏｎｅ２領域３２に、内部領域に割り当てる端末の情報を保存するように、データフレームを構築する。
【００３６】
変調部１６では、送られてきた領域の割当情報を変調し、これを周波数変換部１７、送信部１８、アンテナ１９を介して、各端末へ送信する。
【００３７】
（通信方法）
次に、第１の実施形態に係る通信方法について、図３を用いて説明する。
【００３８】
まず、ステップＳ１０１において、基地局（ＢＳ）は、端末（ＭＳ１、ＭＳ２、ＭＳ３）に対して、ＳＩＮＲ測定要求を送信する。尚、このとき、基地局が測定のタイミングを決定し、ＳＩＮＲ測定要求を送信するが、端末が周期的に測定する場合は、ステップＳ１０１におけるＳＩＮＲ測定要求の送信は不要である。
【００３９】
次に、ステップＳ１０２において、端末は、基地局からのＳＩＮＲ測定要求を受信した場合、ＳＩＮＲを測定する。尚、端末が周期的にＳＩＮＲを測定する場合は、ＳＩＮＲ測定要求の受信とは関係なくＳＩＮＲを測定する。ここで、ＳＩＮＲとは、所望基地局からの受信電力（Signal）と周辺基地局からの干渉電力（Interference）の比である。測定する領域によって、干渉量が変化するため、全領域で共通の基準を設けて測定する必要がある。例えば、セルの内側領域では、多くの周波数を利用しているため干渉量が大きく、セルの外側領域では、一部の周波数を利用しているため干渉量が小さい。又、ＳＩＮＲ測定方法としては、プレアンブル部を用いた測定が一般的であり、例えば、ＣＱＩＣＨによる方法やＲＥＰ−ＲＥＱ／ＲＳＰによる方法が挙げられる。
【００４０】
次に、ステップＳ１０３において、基地局は、端末によるＳＩＮＲ測定結果を受信する。
【００４１】
そして、ステップＳ１０４において、基地局は、各端末をセルの外側領域、又は内側領域のいずれに割り当てるか決定する。例えば、基地局は、ＳＩＮＲが高い端末を内側領域に割り当てる。
【００４２】
次に、ステップＳ１０５において、基地局は、外側領域に配置した端末と内側領域に配置した端末のバランスを確認し、各端末へ割当情報を送信する。割当情報には、端末に対するデータの送信タイミングが含まれ、このような送信タイミングは、ＤＬ−ＭＡＰ（Down Load MAP）／ＵＬ−ＭＡＰ（Up Load MAP）によるフレーム毎のスケジューリングを用いる。又、基地局は、割当情報として、通信に使用する時間・周波数情報、及び変調・符号化方式情報を端末に送信する。又、変調・符号化方式は、基地局−端末間の無線環境の変化に従って、変更することができる。これを適用変調符号化（Adaptive Modulation and Coding : AMC）という。ＡＭＣの決定基準は、下りリンクでは、端末におけるＳＩＮＲで、上りリンクでは、基地局におけるＳＩＮＲである。
【００４３】
又、セルの内側領域、外側領域では、それぞれ推定される干渉量が異なる。上述したように、セルの内側領域では、多くの周波数を利用しているため干渉量が大きく、セルの外側領域では、一部の周波数を利用しているため干渉量が小さい。このため、内側領域に配置された端末を外側領域に変更させると、干渉量が減少することとなり、ビットあたりの情報量を増加させる変調・符号化方式に変更する必要がある。同様に、外側に配置された端末を内側領域に変更させると、干渉量が増加することとなり、ビットあたりの情報量を減少させる変調・符号化方式に変更する必要がある。例えば、外側領域に割り当てられた端末が、変調方式として１６ＱＡＭを、符号化率として１／２を使用しており、この端末を内側領域に変更する場合、変調方式としてＱＰＳＫを、符号化率として１／２を使用するように変更する。尚、実際の変調・符号化方式は、ＳＩＮＲの値に依存するので、上記の変調・符号化方式は単なる一例である。
【００４４】
又、上述したステップＳ１０１〜１０３において、端末は、ＳＩＮＲの代わりに端末−基地局間の推定伝搬損（所望基地局からの受信信号電力と概ね同じ）を測定し、基地局に通知することも可能である。更に、端末において測定を行わず、基地局にて、端末からの信号の受信電力を測定することで、端末−基地局間の推定伝搬損を算出することも可能である。
【００４５】
又、上述したステップＳ１０４において、基地局は、ＳＩＮＲの代わりに推定伝搬損を用いて、推定伝搬損が大きい端末を外側領域に割り当ててもよい。
【００４６】
又、上述したステップＳ１０４において、基地局は、ＳＩＮＲ及び推定伝搬損の両方を用いて、端末の割り当てを行ってもよい。具体的な方法としては、例えば、推定伝搬損の閾値を設け、端末を「大」、「中」、「小」の３段階に区分する。そして、「大」と区分された端末をセルの外側領域に割り当て、「小」と区分された端末をセルの内側領域に割り当てる。更に、「中」と区分された端末は、ＳＩＮＲの値を参照し、ＳＩＮＲの高い端末は外側領域に、低い端末は内側領域に割り当てる。その他の方法としては、ＳＩＮＲによって、外側領域／内側領域に区分し、内側領域に区分した端末との推定伝搬損が基準値以上であった場合、その端末を外側領域に変更する方法などが挙げられる。
【００４７】
更に、上述したステップＳ１０４において、基地局は、ＳＩＮＲ、推定伝搬損に加え、端末の優先度を用いて、端末の割り当てを行ってもよい。具体的に方法としては、例えば、ＳＩＮＲ及び推定伝搬損の閾値を設け、端末を「大」、「中」、「小」の３段階に区分する。そして、「中」と区分された端末に関しては、更に優先度によって外側領域／内側領域を決定する。
【００４８】
又、上述したステップＳ１０５において、基地局は、予め内側領域／外側領域に配置する端末の割合を設定しておき、この割合に応じて、端末を割り当ててもよい。同様に、ステップＳ１０５において、基地局は、内側領域に配置する端末の絶対数を設定しておき、この絶対数に応じて、端末を割り当ててもよい。この場合、内側領域に割り当てられた端末に対して高い通信速度を確保できる。又、この絶対数と優先度とを組み合わせてもよい。
【００４９】
又、図３に示すフローチャートは、基地局の測定要求信号の送信や、端末の測定結果の送信を契機としてスタートする他、基地局が管理するセルに新たな端末が参加したときや、端末の電力情報が変化した場合などを契機としてスタートしてもよい。
【００５０】
（作用及び効果）
第１の実施形態に係る基地局及び通信方法によると、端末の電力情報と、各領域に収容されている端末数とに基づいて、隣接セルの外側領域と重複しない周波数を用いる外側領域、又は、隣接セルの内側領域と共通の周波数を用いる内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定することができる。このため、内側領域と外側領域の端末割り当てを最適に配置し、無線効率を向上させることができる。又、このように、領域境界の端末を収容する領域を動的に変化させることによって、領域収容ユーザの均一化（Load Balance）を図ることができる。例えば、新たな端末が参加した場合、領域境界のユーザを繰り上げることができる。即ち、図４に示すように、内側領域に端末が偏り、多くの周波数を使用できる端末のスループットが出ない状況であっても、本発明を適用することにより、内側領域と外側領域の境界を内側に移動させることができ、セル内における領域収容ユーザの均一化を図ることができる。
【００５１】
又、基地局は、端末の電力情報としてＳＩＮＲを取得し、ＳＩＮＲが高い端末を内側領域に割り当てることができる。このように、ＳＩＮＲを用いて端末を割り当てると、下りリンクに対して、最適な通信環境を提供することができる。
【００５２】
又、基地局は、端末の電力情報として推定伝搬損を取得し、推定伝搬損が大きい端末を外側領域に割り当てることができる。このように、推定伝搬損を用いて端末を割り当てると、上りリンクに対して、最適な通信環境を提供することができる。
【００５３】
更に、基地局は、ＳＩＮＲ及び推定伝搬損の両方を用いて、内側領域あるいは外側領域に端末を割り当てることができる。このように、ＳＩＮＲ及び推定伝搬損の両方を用いて端末を割り当てると、上りリンク、下りリンクの両方を考慮して、最適な通信環境を提供することができる。
【００５４】
又、基地局は、電力情報と端末数に加え、端末の優先度に基づいて、外側領域又は内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定することができる。このように、優先度を用いて端末を割り当てると、端末に対する様々なサービスに適用することが可能となる。
【００５５】
又、基地局は、外側領域と内側領域とに配置する端末数の割合を設定し、設定された端末数の割合に応じて、外側領域又は内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定することができる。このため、外側領域と内側領域のバランスを考慮し、端末を割り当てることができる。
【００５６】
更に、基地局は、内側領域に配置する端末数の上限値を設定し、設定された端末数の上限値に応じて、外側領域又は内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定することができる。このため、高いスループットが確保できる内側領域に優先的に端末を割り当てることができる。
【００５７】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、内側領域あるいは外側領域のどちらに端末を配置するか決定したが、第２の実施形態では、内側領域あるいは外側領域のサイズを変更することにより、内側領域と外側領域の端末割り当てを最適に配置し、無線効率を向上させるシステムについて説明する。
【００５８】
（無線通信システム）
第２の実施形態に係る無線通信システムも、第１の実施形態と同様であり、図１０に示すように、セルを内側領域と外側領域に分割している。内側領域では、隣接セルの内側領域と共通の周波数（図１０では、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）を用い、外側領域では、隣接セルの外側領域と重複しない周波数（図１０では、セル１はＦ１、セル２はＦ２、セル３はＦ３）を用いる。基地局の配下には、複数の端末が配置され、セルの外側領域あるいは内側領域が割り当てられる。
【００５９】
第２の実施形態に係る無線通信システムにおける基地局は、図５に示すように、アンテナ１０と、受信部１１と、周波数変換部１２と、ＯＦＤＭ復調部１３と、一次復調部１４と、割当制御部１５と、領域変更部３０と、変調部１６と、周波数変換部１７と、送信部１８と、アンテナ１９とを備える。アンテナ１０、受信部１１、周波数変換部１２、ＯＦＤＭ復調部１３、一次復調部１４、変調部１６、周波数変換部１７、送信部１８、アンテナ１９については、第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００６０】
割当制御部１５は、各端末をセルの外側領域、又は内側領域のいずれに割り当てるか決定する。割当制御部１５は、第１の実施形態で説明したように、電力情報と、各領域に収容されている端末数とに基づいて、いずれの領域に割り当てるか決定してもよい。
【００６１】
領域変更部３０は、端末との通信毎に設定されているＱｏＳ（Quality of Service）に関するパラメータ値に基づいて、外側領域、又は、内側領域の少なくともいずれか１の領域のサイズを変更する。例えば、図６に示すように、プリアンブル部３０に続くＺｏｎｅ１領域３１に、外部領域に割り当てる端末の情報を保存し、Ｚｏｎｅ１領域に続くＺｏｎｅ２領域３２に、内部領域に割り当てる端末の情報を保存するように、データフレームを構築する。ここで、Ｚｏｎｅ１領域にはユーザ１、ユーザ２の２ユーザが配置され、Ｘｏｎｅ２領域にはユーザ３、ユーザ４、ユーザ５、ユーザ６、ユーザ７、ユーザ８の６ユーザが配置されているとする。領域変更部３０は、例えば、各領域に存在する端末の最低保証レートとトラフィック優先度とに応じて、領域のサイズを変更する。ここで、最低保証レート（Minimum Reserved Traffic Rate[bps]）とは、最低保証レートの平均値を表す。又、トラフィック優先度（Traffic Priority）とは、デフォルト値は０であり、大きい値ほど数値が高くなり（０〜７）、この値が大きいほどサービスが優先される。具体的には、外側領域と内側領域のサイズ比率は、各領域に存在する端末の最低保証レートにトラフィック優先度の逆数をかけて重み付けし、総和をとったもものの比に相当するものとする。外側領域、内側領域それぞれに配置された端末の最低保証レート、トラフィック優先度が図７に示すものである場合、内側領域及び外側領域の最低保証レートにトラフィック優先度の逆数をかけて総和をとった値は、以下のように算出される。
【００６２】
内側領域：１０００×（１／８）＋５１２×（１／７）＝１９８．１
外側領域：３２×（１／１）＋６４×（１／２）＋３８４×（１／５）＋３２×（１／１）＋１２８×（１／４）＝２０４．８
従って、内側領域と外側領域のサイズ比率は、１９８．１：２０４．８≒１：１となる。
【００６３】
又、最低保証レートやトラフィック優先度は、IEEE 802.16eによって設定されたＱｏＳパラメータの一部であり、領域変更部３０は、他のＱｏＳパラメータ、例えば、Maximum Latency[msec]（基地局あるいは端末が保証すべき、基地局端末間の片方向伝送遅延最大値）、Tolerated Jitter[msec]（Maximum delay deviation）、SDU Size（fixed length SDU）、Maximum Sustained Traffic Rate[bps]（peak値）、Request / Transmission Policy（有効な場合１に設定）、Unsolicited Grant Intervalに基づいて、領域のサイズを変更してもよい。
【００６４】
又、領域変更部３０は、領域のサイズを変更する契機として、ある閾値（例えば半数以上）の端末がサービスクラスを変更した場合、あるい閾値（例えば１／３以上）の端末のＣＩＮＲが変化し、存在する領域が変更になった場合などが挙げられる。ここで、サービスクラスとは、IEEE 802.16eによって設定されたＱｏＳクラスを指し、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）においては、Unsolicited Grant Service(UGS)、Real time - Variable Rate Service(RT-VR)、Non Real Time - Variable Rate Service(NRT-VR)、Best Effort Service(BE)、Extended Real time - Variable Rate Service(ERT-VR)などが規定されている。
【００６５】
そして、領域変更部３０は、領域の割当情報を、変調部１６に送出する。（作用及び効果）
第２の実施形態に係る基地局及び通信方法によると、端末との通信毎に設定されているＱｏＳに関するパラメータ値に基づいて、外側領域、又は、内側領域の少なくともいずれか１の領域のサイズを変更することができる。このため、内側領域と外側領域の端末割り当てを最適に配置し、無線効率を向上させることができる。又、このように、領域境界の端末を収容する領域を動的に変化させることによって、領域収容ユーザの均一化（Load Balance）を図ることができる。
【００６６】
又、領域変更部は、パラメータ値として、各領域に存在する端末の最低保証レート及びトラフィック優先度に基づいて、領域のサイズを変更してもよい。
【００６７】
＜第３の実施形態＞
第１の実施形態では、端末の電力情報と、各領域に収容されている端末数とに基づいて、外側領域、又は、内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定することについて説明したが、第３の実施形態では、電力情報と端末数とに加え、端末との通信毎に設定されているＱｏＳに関するパラメータ値に基づいて、外側領域、又は、内側領域のいずれに当該端末を割り当てるか決定する。
【００６８】
第３の実施形態に係る無線通信システムにおける基地局は、図１に示すように、アンテナ１０と、受信部１１と、周波数変換部１２と、ＯＦＤＭ復調部１３と、一次復調部１４と、割当制御部１５と、変調部１６と、周波数変換部１７と、送信部１８と、アンテナ１９と、電力情報取得部２０と、端末数取得部２１と、割合設定部２２と、端末数設定部２３とを備える。ここで、割当制御部１５以外の機能は第１の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００６９】
割当制御部１５は、電力情報取得部２０から取得した端末の電力情報と、端末数取得部２１から取得した各領域に収容されている端末数とに加え、端末との通信毎に設定されているＱｏＳに関するパラメータ値に基づいて、各端末をセルの外側領域、又は内側領域のいずれに割り当てるか決定する。例えば、割当制御部１５は、各領域に存在する端末の最低保証レートとトラフィック優先度とに応じて、各端末をセルの外側領域、又は内側領域のいずれに割り当てるか決定してもよい。ＱｏＳに関するパラメータ値については、第２の実施形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００７０】
＜その他の実施形態＞
本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの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、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００７１】
例えば、第１及び第２の実施形態において、無線通信装置として、基地局を例に挙げ説明したが、無線通信装置は、基地局を制御する無線制御装置や交換局などの上位装置でも構わない。
【００７２】
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等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記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】
【００７３】
【図１】第１の実施形態に係る基地局の機能ブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係るデータフレームの一例である。
【図３】第１の実施形態に係る通信方法を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態に係るセルの割り当て結果の一例である。
【図５】第２の実施形態に係る基地局の機能ブロック図である。
【図６】第２の実施形態に係るデータフレームの一例である。
【図７】第２の実施形態に係る端末の配置を説明するための図である。
【図８】従来の周波数割り当てを説明するための図である（その１）。
【図９】従来の周波数割り当てを説明するための図である（その２）。
【図１０】従来の周波数割り当てを説明するための図である（その３）。
【符号の説明】
【００７４】
１０…アンテナ
１１…受信部
１２…周波数変換部
１３…ＯＦＤＭ復調部
１４…一次復調部
１５…割当制御部
１６…変調部
１７…周波数変換部
１８…送信部
１９…アンテナ
２０…電力情報取得部
２１…端末数取得部
２２…割合設定部
２３…端末数設定部
【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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