(57)【要約】【課題】各セルで共通の周波数帯域が伝送に使用されるＴＤＭＡシステムにおいて、効率のよいスロット割り当てを行い、伝送レートの低下を防止する。【解決手段】ＣＩＮＲ測定用信号を受信し（Ｓ１０）、送信可能サブキャリア数をカウントし（Ｓ２０）、送信可能サブキャリア数がある閾値よりも小さい場合には、割当てスロットによりデータ送受信を行い（Ｓ１４）、次フレームで前のフレームと同一スロット割当てを行い（Ｓ１５）、空きスロットがあるか否かを判断する（Ｓ１６）。全ての空きスロットにおいて送信可能サブキャリア数をカウントし（ステップＳ１７）、空きスロットの送信可能サブキャリア数と前記閾値とを比較し（Ｓ１８）、前者が大きい場合には検出されたスロットへデータの再割当てを行い（Ｓ２０）、前者が小さい場合には送信可能サブキャリア数が最大となるスロットにデータを割り当てる（Ｓ１９）。【選択図】  図１
2004364035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア方式のＴＤＭＡにより行う端末装置との通信を行う基地局であって、
アップリンクのスロット毎に各サブキャリアの受信特性を算出するサブキャリア受信特性算出手段と、
該サブキャリア受信特性算出手段により算出されたスロット毎の各サブキャリアの受信特性がある第１閾値を上回るサブキャリアを、送信可能サブキャリアと判定する送信可能サブキャリア判定手段を有することを特徴とする基地局。
【請求項２】
さらに、スロット毎の送信可能サブキャリアの数を算出するスロット当たり送信可能サブキャリア数算出手段と、
該スロット毎のスロット当たり送信可能サブキャリア数が第２閾値を下回る劣化スロットを使用している通信端末に対して、アップリンクスロットの再割り当てを行うアップリンクスロット再割り当て手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記受信特性は、受信搬送波電力対干渉及び雑音電力比であることを特徴とする請求項１又は２に記載の基地局。
【請求項４】
さらに、送信可能サブキャリア数が前記第２の閾値以上の空きスロットを再割り当てスロット候補として抽出する再割り当てスロット候補抽出手段と、
前フレームの劣化スロット使用端末が現フレームにおいても劣化スロットを使用する場合に、前記再割り当てスロット候補中から送信可能サブキャリア数が前記第２の閾値以上の空きスロットを前記劣化スロット使用端末に対する再割り当てスロットとして選択する再割り当てスロット選択手段と
を有することを特徴とする請求項１から３までに記載の基地局。
【請求項５】
前記再割り当てスロット選択手段は、前記再割り当てスロット候補中で、送信可能サブキャリア数が最多のスロットを、劣化スロット使用端末に対する再割り当てスロットとして選択することを特徴とする請求項４に記載の基地局。
【請求項６】
前記再割り当てスロット選択手段は、前記再割り当てスロット候補が無い場合に、空きスロットと前記劣化スロット使用端末が使用中のスロットの中で、送信可能サブキャリア数が最多のスロットを、劣化スロット使用端末に対する再割り当てスロットとして選択することを特徴とする請求項４に記載の基地局。
【請求項７】
前記再割り当てスロット選択手段は、前記再割り当てスロット候補が無い場合に、劣化スロット使用端末に、使用中の劣化スロットに加え他の複数の空きスロットの割り当てを行うことを特徴とする請求項４に記載の基地局。
【請求項８】
マルチキャリア方式のＴＤＭＡにより行う端末装置との通信を行う基地局による通信方法であって、
アップリンクのスロット毎に各サブキャリアの受信特性を算出するサブキャリア受信特性算出ステップと、
該サブキャリア受信特性算出ステップにより算出されたスロット毎の各サブキャリアの受信特性がある第１閾値を上回るサブキャリアを、送信可能サブキャリアと判定する送信可能サブキャリア判定ステップと
を有することを特徴とする基地局の通信方法。
【請求項９】
さらに、スロット毎の送信可能サブキャリアの数を算出するスロット当たり送信可能サブキャリア数算出ステップと、
該スロット毎のスロット当たり送信可能サブキャリア数が第２閾値を下回る劣化スロットを使用している通信端末に対して、アップリンクスロットの再割り当てを行うアップリンクスロット再割り当てステップと
を有することを特徴とする請求項８に記載の基地局の通信方法。
【請求項１０】
マルチキャリア方式のＴＤＭＡにより行う基地局との通信を行う端末装置であって、
ダウンリンクのスロット毎に各サブキャリアの受信特性を算出するサブキャリア受信特性算出手段と、
該サブキャリア受信特性算出手段により算出されたスロット毎の各サブキャリアの受信特性がある第１閾値を上回るサブキャリアを、送信可能サブキャリアと判定する送信可能サブキャリア判定手段と、
スロット毎の送信可能サブキャリアの数を算出するスロット当たり送信可能サブキャリア数算出手段と、
前記ダウンリンクのスロット毎の送信可能なサブキャリア数を基地局に報知するサブキャリア数報知手段と
を有することを特徴とする端末装置。
【請求項１１】
さらに、劣化スロット使用端末にとって前記送信可能サブキャリア数が前記第２閾値以上の空きスロットを、劣化スロット使用端末に対する再割り当てスロット候補として抽出する再割り当てスロット候補抽出手段と、
前フレームの劣化スロット使用端末が、現フレームも劣化スロットを使用する場合、前記再割り当てスロット候補の中から、送信可能サブキャリア数が前記第２閾値以上の空きスロットを、前記劣化スロット使用端末に対する再割り当てスロットとして選択する再割り当てスロット選択手段と
を有するダウンリンクスロット再割り当て手段を有することを特徴とする請求項１０に記載の端末装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の通信端末から送られた通信端末毎の各スロットのダウンリンクスロット当たり送信可能サブキャリア数が第２閾値を下回る劣化スロットを使用している通信端末に対して、ダウンリンクスロットの再割り当てを行うダウンリンクスロット再割り当て手段とを備えたことを特徴とする基地局。
【請求項１３】
前記再割り当てスロット候補が無かった場合、空きスロットと前記劣化スロット使用端末が使用中のスロットの中で、送信可能サブキャリア数が最多のスロットを、劣化スロット使用端末に対する再割り当てスロットとして選択する再割り当てスロット選択手段を有することを特徴とする請求項１２に記載の基地局。
【請求項１４】
前記再割り当てスロット候補の中で、送信可能サブキャリア数が最多のスロットを、劣化スロット使用端末に対する再割り当てスロットとして選択することを特徴とする再割り当てスロット選択手段を有する請求項１２に記載の基地局。
【請求項１５】
前記再割り当てスロット候補が無かった場合に、劣化スロット使用端末に、使用中の劣化スロットに加え他の複数の空きスロットの割り当てを行うことを特徴とする再割り当てスロット選択手段を有する請求項１２に記載の基地局。
【請求項１６】
マルチキャリア方式のＴＤＭＡにより行う基地局との通信を行う端末装置における通信方法であって、
ダウンリンクのスロット毎に各サブキャリアの受信特性を算出するサブキャリア受信特性算出するステップと、
該サブキャリア受信特性算出手段により算出されたスロット毎の各サブキャリアの受信特性がある第１閾値を上回るサブキャリアを、送信可能サブキャリアと判定する送信可能サブキャリア判定ステップと、
スロット毎の送信可能サブキャリアの数を算出するスロット当たり送信可能サブキャリア数算出ステップと、
前記ダウンリンクのスロット毎の送信可能なサブキャリア数を基地局に報知するサブキャリア数報知ステップと
を有することを特徴とする通信方法。
【請求項１７】
マルチキャリア方式のＴＤＭＡにより行う基地局と端末装置との間における通信方法であって、
請求項１０に記載の端末装置から送られたそれぞれの端末装置毎の各スロットのダウンリンクスロット当たりの送信可能サブキャリア数と、前記第２閾値とを比較し、前記ダウンリンクスロット当たりの送信可能サブキャリア数が前記第２閾値を下回る劣化スロットを使用している通信端末に対して、ダウンリンクスロットの再割当てを行うダウンリンクスロットの再割当てを行うステップを含む通信方法。
【請求項１８】
前記劣化スロットを使用している端末装置にとって、前記送信可能サブキャリア数が、前記第２閾値以上の空きスロットを、前記劣化スロットを使用する端末装置に対する再割り当てスロット候補として抽出する再割り当てスロット候補抽出ステップと、前フレームの前記劣化スロットを使用する端末装置が、現フレームにおいても劣化スロットを使用する場合、前記再割り当てスロット候補の中から、送信可能サブキャリア数が第２閾値以上の空きスロットを、前記劣化スロットを使用する端末装置に対する再割り当てスロットとして選択する再割り当てスロット選択ステップと、を有する通信ダウンリンクスロット再割り当てステップを行うことを特徴とする請求項１７に記載の通信方法。
【請求項１９】
さらに、前記再割り当てスロット候補の中で、送信可能サブキャリア数が最多のスロットを、劣化スロット使用端末に対する再割り当てスロットとして選択するステップを再割り当てスロット選択ステップとして有することを特徴とする請求項１７に記載の通信方法。
【請求項２０】
前記再割り当てスロット候補（送信可能サブキャリア数が第２閾値以上の空きスロット）が無かった場合に、空きスロットと前記劣化スロットを使用する端末装置が使用中のスロットの中で、送信可能サブキャリア数が最多のスロットを劣化スロット使用端末に対する再割り当てスロットとして選択する再割り当てスロット選択ステップを有することを特徴とする請求項１７に記載の通信方法。
【請求項２１】
前記再割り当てスロット候補（送信可能サブキャリア数が第２閾値以上の空きスロット）が無かった場合に、前記劣化スロットを使用する端末装置に、使用中の劣化スロットに加え他の複数の空きスロットの割り当てを行う再割り当てスロット選択ステップを有することを特徴とする請求項１７に記載の通信方法。
【請求項２２】
マルチキャリア方式のＴＤＭＡにより通信を行う基地局又は端末装置を含む通信装置であって、
伝送に用いるサブキャリア数をスロット再割り当ての基準として用い、伝送に用いるサブキャリア数がある閾値を下回る場合にスロットの再割り当てを行う手段を有することを特徴とする通信装置。
【請求項２３】
全ての空きスロットにおいて、伝送に用いるサブキャリア数が閾値を下回る場合には、現在使用中のスロットに加え別の空きスロットを割り当てる手段を有することを特徴とする請求項２２に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル無線通信システムであって面的あるいは線的なサービスエリアを有するセルラシステムにおいて、全セルで共通の周波数帯域を用いる場合に、効率良く通信を行う技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の移動通信システムにおいては、面的に通信エリアをカバーする必要性があること、電波の到達距離が限られており、一つの基地局のみではサービスエリアをカバーできないことから、複数の基地局（Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ：ＡＰ）を用い、端末（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ：ＭＴ）が移動した場合においても通信が継続して可能になっており、例えば、図１３に示すセル構成が用いられる。図１３に示す各六角形はセルを模式的に示したものであり、各セルの中心に基地局ＡＰが配置されている。また、各セル内においては、端末局ＭＴは基地局ＡＰにより制御され、例えばセル１においては、基地局ＡＰと端末局ＭＴ１、基地局ＡＰと端末局ＭＴ２、基地局ＡＰと端末局ＭＴ３との間でそれぞれ通信が行われる。
【０００３】
図１３に示すような、複数端末と基地局との間の主な多元接続方式としては、ＦＤＭＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式、ＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）方式等がある。これらの多元接続方式の概念図を図１４（ａ）〜（ｃ）に示す。図１４（ａ）に示すように、ＦＤＭＡ方式は各ユーザ（ＭＴ）に異なる周波数を割り当て、全てのユーザが同一時間に通信を行う方式である。これに対し、ＣＤＭＡ方式は、各ユーザに識別可能な拡散符号を割り当て、符号を割り当てられた各ユーザは、スペクトル拡散技術により同一時間に同一周波数を用いて通信を行う方式である（図１４（ｂ）参照）。ＴＤＭＡ方式は同一の周波数帯域を時間的に分割し、ユーザ毎にそれぞれのスロットを用いることにより基地局との通信を行う方式である（図１４（ｃ）参照）。
【０００４】
但しＴＤＭＡ方式では、通信を行う場合には、ユーザ毎に繰り返してスロットを割り当てる必要がある。これらの多元接続方式のうち、ＴＤＭＡ方式は、現在ＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｅｌｌｕｌａｒ）やＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙ−ｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）等のシステムに導入されている。ＴＤＭＡ方式を用いたセルラシステムでは、電波が隣接セルに入り干渉するのを避けるため、隣接して配置されているセル同士は異なる周波数で通信する必要がある。同一周波数で通信を行うためには、例えば数セル分だけ離すことにより、干渉波は十分に減衰した状態となるため問題は生じにくい。しかし、このようなシステム構成では、実際に１つのセルで使える周波数は、システム全体に割り当てられている周波数の数分の一程度であるため、同一セル内に収容できる回線の容量に限界がある。
【０００５】
このような問題に対し、ＴＤＭＡ方式を用いて同一周波数で全てのセルを構成する提案がなされている（例えば、非特許文献１参照）。ＴＤＭＡ方式において、全てのセルで同一周波数を繰り返して用いる場合には、先に述べたように、隣接セル間の干渉により受信特性が著しく劣化する端末が生じる。これに対し、上記非特許文献１では、隣接セル間干渉によって受信特性が劣化した端末を、より干渉レベルの低いスロットへ割り当て直すことにより、受信特性を良好に保つ手法が提案されている。提案されている方式について図１５を参照して説明を行う。
【０００６】
図１５に示すように、ＭＴ１が割り当てられていたスロット３において、隣接セルからの干渉の影響により、平均受信ＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）がある閾値を下回る場合に、基地局ＡＰにおいて空きスロットのＣＩＮＲを測定し、ＣＩＮＲが上記ある閾値を上回るスロット（例えば、スロット５）へＭＴ１の再割り当てを行う。この手法により、ＭＴ１は、より良好な受信特性が得られるスロット５での通信を行うことができ、隣接セルにおいて同一周波数を使用する場合にも、良好な受信特性を維持できる。
【０００７】
【非特許文献１】
「松村他，“送信電力制御及び適応変調ダイナミックスロット割当を適用した１セル繰り返しＴＤＭＡシステムに関する検討”，信学技法ＲＣＳ２０００−１８９．  Ｊａｎ．  ２０００」。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
情報系列を多数のサブキャリアに分割して送信すること技術を用いることにより、すなわち広帯域無線通信において問題となる周波数選択性フェージング環境下においても優れた伝送特性を有するマルチキャリア伝送方式を用いることにより、より一層効率の良い１セル繰り返しＴＤＭＡ通信システムの実現が期待できる。以下に、マルチキャリア伝送の概要と、１セル繰り返しＴＤＭＡ通信システムへの適用について説明する。
【０００９】
マルチキャリア伝送方式は、ある周波数間隔で配置された複数のサブキャリアを用いて情報信号を並列に送信する方式である。図１６に、シングルキャリア伝送（図１６（ａ））とマルチキャリア伝送（図１６（ｂ））における送信時のスペクトル及び伝搬路変動を受けたスペクトル（図１６（ｃ）、（ｄ））をそれぞれ示す。図１６（ａ）、（ｃ）より、シングルキャリア伝送では伝搬路変動（周波数選択性フェージング）の影響によりスペクトルに歪が生じ、これより受信特性が劣化してしまう。これに対してマルチキャリア伝送では、図１６（ｂ）、（ｄ）に示すように、全周波数帯域ではシングルキャリア伝送と同様の伝搬路変動を受けるものの、各サブキャリアに注目すると各サブキャリアではそれぞれ一様にフェージングの影響を受けており、高速伝送時に問題となる周波数選択性フェージングの影響を軽減することができる。
【００１０】
また、マルチキャリア伝送では、サブキャリア毎に送信電力や変調方式等の送信パラメータの選択が可能となるため、伝搬路状況に応じて各サブキャリアに最適な送信パラメータを与えることにより、高効率な通信を行うことができる。周波数選択性フェージング下におけるマルチキャリア伝送では、サブキャリア毎に伝搬路変動が異なることから、受信電力はサブキャリア毎に異なるものとなる。さらに、隣接セル間干渉が存在する場合には、所望の受信特性が得られるサブキャリアと、そうでないサブキャリアが存在する。この様子を図１７に示す。図１７（ａ）は希望波のスペクトル、図１７（ｂ）は干渉波のスペクトル、図１７（ｃ）は希望波と干渉波とを合わせた場合のスペクトル、図１７（ｄ）はその場合の受信ＣＩＮＲを表している。図１７（ｄ）に示すように、ＣＩＮＲがある閾値を下回るサブキャリアについては、所望の受信特性が得られないため、伝送を行っても無駄となる。そこで、ＣＩＮＲがある閾値を下回るこれらのサブキャリアの伝送を行わないことにより、他のセルへ与える影響を軽減することが可能となり、残りのサブキャリアを用いてデータ伝送を行うことにより隣接セルにおいて同一周波数を使用する場合においても、良好な伝送特性が得られるものと考えられ、周波数利用効率に優れた１セル繰り返しシステムの実現が期待できる。
【００１１】
しかしながら、上記の方法によると、スロット割り当て状況や伝搬路状況、端末の位置等により、伝送に用いるサブキャリア数が減少し、端末の伝送レートが著しく低下する場合がある。このような場合には、先に述べた非特許文献１において提案されているスロット再割り当ての適用が効果的であると考えられる。しかし、非特許文献１では平均ＣＩＮＲをスロット再割り当ての基準として用いているため、そこで提案されている平均ＣＩＮＲを基準としたスロット再割り当て方法を、サブキャリア毎に受信特性が異なるマルチキャリア伝送に適用しても良好な伝送特性が得られるスロットへの割り当てを行うことができない。したがって、その端末の伝送レートは大きく低下し、要求されるメディアによっては十分なサービスが行えない状況が生じる。
【００１２】
本発明は、マルチキャリア伝送を用いた１セル繰り返しＴＤＭＡシステムにおいて、サブキャリアの受信特性の劣化により生じる伝送レートの低下を防止する技術の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、伝送に用いるサブキャリア数をスロット再割り当ての基準として用い、伝送に用いるサブキャリア数がある閾値を下回る場合にスロットの再割り当てを行う。この手法により、マルチキャリア伝送に適したスロット再割り当てを実現することができる。
【００１４】
また、全ての空きスロットにおいて、伝送に用いるサブキャリア数が閾値を下回る場合には、現使用スロットに加え別の空きスロットを割り当てる（複数スロットを使用する）ことにより、端末の伝送レートの低下を防止することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について詳細に説明する。まず、本発明の一実施の形態によるスロット構成例について図５及び図６を参照しつつ説明を行う。図５は、アップリンクにおけるスロット構成を示す図であり、図６はダウンリンクにおけるスロット構成を示す図である。図５に示すように、アップリンクの各スロットはＣＩＮＲ測定用信号と、伝送を行うサブキャリアを通知する送信サブキャリア情報と、ユーザデータとを有している。図６に示すように、ダウンリンクの各スロットは、ＣＩＮＲ測定用信号と、送信サブキャリア情報と、ユーザデータとを有している。
【００１６】
送信可能サブキャリア数の算出手順について説明する。無線通信技術においては、通信に必要なＣＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）或いは、ＣＩＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）がシステムや端末の性能によって決まっており、それを満たさない場合には通信に支障が生じる。また、干渉と雑音の両方の影響を加味した式である、ＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ  ｔｏ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｎｏｉｓｅ  Ｐｏｗｅｒ  Ｒａｔｉｏ）を通信が可能であるか否かの指標として用いることもある。マルチキャリア伝送においては、これらのパラメータはサブキャリア毎に異なるため、これらのパラメータを各サブキャリアの受信特性を表す指標として用いることができる。本発明の一実施の形態においては、各サブキャリアの受信特性を表す指標として、ＣＩＮＲを用いて説明を行うこととする。尚、所望のＣＩＮＲを上回るサブキャリアを送信可能サブキャリアと呼ぶ。
【００１７】
ここで、図２を参照しつつ送信可能サブキャリア数の算出手順について説明を行う。まず、アップリンクについて述べる。先に示した図５中のＣＩＮＲ測定用信号は、各サブキャリアの基地局における受信特性を測定するために用いられ、スロットを割り当てられた端末から基地局に送られる信号である。この時の受信搬送波電力は、自セルにおいて該当スロットを割り当てられた端末から送信される信号の受信電力を測定することにより得られる。干渉電力は、隣接する全てのセルにおいて同一スロットを割り当てられた端末から送信される信号の受信電力を測定することにより得られる。
【００１８】
基地局では、このように得られた受信搬送波電力と干渉電力との比を求めることにより、ＣＩＮＲを算出し、ユーザデータの伝送に用いるサブキャリアを選択後、図５に示す送信サブキャリア情報を端末に送り、いずれのサブキャリアをユーザデータの伝送に用いるかを通知する。この送信サブキャリア情報に続きユーザデータを伝送することにより、端末側ではデータを正しく復調することが出来る。
【００１９】
図６に示すように、ダウンリンクでは、基地局から端末へ送られるＣＩＮＲ測定用信号により、端末における各サブキャリアのＣＩＮＲを測定し、その測定結果よりユーザデータの伝送に用いるサブキャリアを選択した後、どのサブキャリアをユーザデータの伝送に用いるかを基地局側へ通知する。端末から通知された情報に基づき、サブキャリアを選択しデータ伝送を行う。アップリンクの場合と同様、この送信サブキャリア情報の存在により、データを正しく送受信することが出来る。尚、上記の例では、端末側でユーザデータの送信に用いるサブキャリアを選択したが、端末側ではＣＩＮＲの測定のみを行い、その測定結果を基地局に通知し、基地局においてどのサブキャリアを用いてデータ伝送を行うか選択する構成としてもよい。この場合のダウンリンクスロット構成を図７に示す。この場合には、ＣＩＮＲ測定結果を基地局へ通知する必要があるが、端末側でサブキャリアを選択する必要がなくなるため、端末の低消費電力化が望める。
【００２０】
また、上記の例では、ＣＩＮＲ測定に用いる信号として、ＣＩＮＲ測定専用の信号を送信していたが、セル内の全ての端末や基地局へ報知するブロードキャスト情報を用いて、ＣＩＮＲの測定を行うことも可能である。
【００２１】
図５〜図７までに示すスロット構成を用いることにより、アップリンクでは基地局における各サブキャリアのＣＩＮＲを、ダウンリンクでは端末における各サブキャリアのＣＩＮＲを測定し、ユーザデータの伝送に用いるサブキャリアを選択することができる。
【００２２】
次に、フレーム構成について説明する。本発明の実施の形態によるスロット再割り当て手順について説明する。図８は、本発明の一実施の形態によるフレーム構成例を示す図である。図８は、複信方式としてＴＤＤ（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式を対象としているが、ＦＤＤ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘ）方式を対象とした構成としてもよい（図９参照）。図８に示すように、本実施の形態によるフレームは、ブロードキャストスロット（スロット割り当て情報）と、ダウンリンク、アップリンクから構成されており、図８中のアップリンクにおける各スロットは、先の図５、ダウンリンクにおける各スロットは図６に示す構成となっている。図８中のブロードキャストスロットは、それに続くダウンリンク及びアップリンクの通信において、どのユーザがどのスロットを使用するかという情報をセル内に報知するためのブロードキャスト情報である。このスロット割り当て情報を端末が受信することにより、端末は自己に割り当てられたスロットを知ることが可能であり、割り当てられたスロットにおいて上述のサブキャリア選択手順等を経てユーザデータの送受信を行う。
【００２３】
次いで、アップリンクスロット再割り当て制御について説明を行う。図１に示すフローチャート及び図１０を参照して、アップリンクにおけるスロット再割り当ての制御を示す。図１０中のＢ１、Ｂ２、Ｂ３は、スロット割り当て情報を含むブロードキャストスロットを示している。また、フレーム１ではタイムスロットＴＳ３にＭＴ１が割り当てられており、ＴＳ１、ＴＳ６には他ユーザが割り当てられている。フレーム１のＴＳ３では、まず先に述べた送信可能サブキャリア算出手順により、送信可能サブキャリア数をカウントし（図１：Ｓ１１）、次いで送信可能サブキャリアを用いてユーザデータの伝送を行う。ここで、フレーム１のＴＳ３においてカウントした送信可能サブキャリア数が閾値を上回る場合には、基地局は次のフレーム２においてもＴＳ３にＭＴ１を割り当て、同様にユーザデータの伝送を行う（図１：ステップＳ１３）。
【００２４】
一方、フレーム１のＴＳ３においてカウントした送信可能サブキャリア数が閾値を下回る場合には、基地局は次のフレーム２においてもＴＳ３にＭＴ１を割り当て、データ伝送を行いながら、同時にフレーム２の全空きスロット（ＴＳ２、ＴＳ４、ＴＳ５）における送信可能サブキャリア数のカウントを行う（図１：Ｓ１７）。つまり、前フレームにおける送信可能サブキャリア数がある閾値を下回った場合に、次フレームの空きスロットにおいて送信可能サブキャリア数をカウントする。この時、フレーム２においてもＴＳ３を用いたＭＴ１との通信は継続したままである（図１：Ｓ１５）ため、希望信号の受信搬送波電力の測定はＴＳ３において行うことができる。そのため、基地局は、空きスロットでは干渉電力のみを測定すればよい。
【００２５】
その結果、送信可能サブキャリア数が閾値を上回るスロット（ここでは例としてＴＳ５とする）が検出される場合には、次フレーム（フレーム３）において、ＭＴ１へ割り当てるスロットをＴＳ３からＴＳ５へ変更する（図１：Ｓ２０）。一方、いずれのスロットも送信可能サブキャリア数が閾値を下回る場合には、送信可能サブキャリア数が最大となるスロットへ再割り当てを行う（図１：Ｓ１９）。この時のスロット再割り当て情報は、ブロードキャストスロットＢ３によって報知される。尚、上記の例では、フレーム２の全ての空きスロットにおいて送信可能サブキャリア数を求めたが、先頭の空きスロットから順番に送信可能サブキャリア数を求め、送信可能サブキャリア数が閾値を上回るスロットが検出された時点で空きスロットにおける干渉電力測定を中止し、検出されたスロットに再割り当てを行う方法を用いてもよい。
【００２６】
次に、複数スロットの使用法について説明する。上述のスロット再割り当て法により、良好な受信特性が得られるスロットを用いた通信が行うことができるが、スロットの割り当て状況や伝搬路の状況によっては、送信可能サブキャリア数が閾値を上回る空きスロットが存在しない場合がある。このような場合においても、端末の伝送レートを維持する手法を、図１１を参照して説明する。図１１は、アップリンクを例として示しており、フレーム１ではＴＳ３はＭＴ１に、ＴＳ１、ＴＳ６は他端末に割り当てられており、空きスロットはＴＳ２、ＴＳ４、ＴＳ５となっている。
【００２７】
ここで、フレーム１のＴＳ３における送信可能サブキャリア数がある閾値を下回り、さらにフレーム２のＴＳ３における送信可能サブキャリア数及び全空きスロット（ＴＳ２、ＴＳ４、ＴＳ５）における送信可能サブキャリア数のいずれも閾値を下回る場合には、次フレーム（フレーム３）において、現使用スロットであるＴＳ３に加え、空きスロットの中で送信可能サブキャリア数が最大となるスロット（ここでは例としてＴＳ５とする）をＭＴ１に割り当てる（図２：ステップＳ１９を複数スロット使用に変更した処理に相当する）。この際、ＴＳ３及びＴＳ５では、それぞれ閾値を下回るサブキャリア数で伝送を行うこととなるが、２つのスロットが割り当てられているため、ＴＳ３における送信可能サブキャリア数とＴＳ５における送信可能サブキャリア数の和が、１フレームにおいて伝送可能なサブキャリア数となる。このように、一端末に複数スロットの割り当てを行うことにより、送信サブキャリア数の減少による伝送レートの低下を防止することができる。
【００２８】
上記の例では、ＭＴ１に割り当てるスロットをＴＳ３とＴＳ５の２スロットとしたが、２スロットより多いスロット数を割り当てることができる構成としてもよい。但し、１端末に複数スロットを割り当てることにより、空きスロットがなくなる状況において、新たに発呼がある場合には、１端末に割り当てられている複数スロットのうち送信サブキャリア数の多いスロットにおける通信を維持し、送信サブキャリア数の少ないスロットは開放するなどの方法により、新規端末の受け入れを可能とする構成とすることも可能である。
【００２９】
次に、基地局と端末装置との構成について説明する。上述のＣＩＮＲ測定及び送信可能サブキャリア数の算出を考慮した、本発明の実施の形態による基地局装置及び端末装置の構成例を図３及び図４を参照にして説明する。図３は、基地局装置の構成例を示すブロック図であり、図４は端末装置の構成例を示すブロック図である。
【００３０】
図３に示すように、受信信号は、アンテナ、周波数変換器を通って、フィルタ４０、ＦＦＴ４１、復調器４２へと受信動作が行われる。この時に、ＣＩＮＲ測定用信号検出部４９において、ＣＩＮＲ測定用信号スロットを検出し、サブキャリア電力検出回路５０において各サブキャリアの電力を測定する。これらの情報は、ＭＡＣ層（上位レイヤ）４３が有する記憶手段４４によって記憶される。次いで、各サブキャリアのＣＩＮＲをＣＩＮＲ算出部４５において求め、送信可能サブキャリア判別回路４６により各サブキャリアのＣＩＮＲを予め設定された第１の閾値と比較する。ここで、この判定は、端末の性能とシステムにおいて必要となるＣＩＮＲに、システムマージンを加えた値に基づいて決めることができる。
【００３１】
この第１の閾値を上回るサブキャリアをカウンタ４７においてカウントし、ユーザデータの伝送に使用可能な送信可能サブキャリアとして判定する。加えて、送信可能サブキャリア判別回路４６は、上位層に対して１タイムスロットで送信可能な情報ビット数を通知する。これは、送信可能なビット数により必要な伝送時間が変わってくるため、上位層での制御が必要となるためである。さらに、この送信可能サブキャリア数を、スロット再割り当て判定回路４８において、送信可能サブキャリア数に関する第２の閾値と比較し、スロットの再割り当てを行うか否かを判定する。送信サブキャリア選択回路５１では、送信可能サブキャリアの判定を受け、送信するサブキャリアが選択される。
【００３２】
図４に示すように、基地局と同様に、端末においても、アンテナ、周波数変換器等を通って、フィルタ６０、ＦＦＴ６１、復調器６２へと受信動作が行われる。ダウンリンク通信時には、ＣＩＮＲ測定用信号検出部６６において、ＣＩＮＲ測定用信号スロットを検出し、サブキャリア電力検出回路６７において各サブキャリアの電力を測定する。これらの情報は、ＭＡＣ層（上位レイヤ）６３が有する記憶手段６４によって記憶される。次いで、端末においては、各サブキャリアのＣＩＮＲをＣＩＮＲ算出部６５において求め、送信可能サブキャリア判別回路６６により各サブキャリアのＣＩＮＲを予め設定された第１の閾値と比較し、この第１の閾値を上回るサブキャリアをカウンタ６７においてカウントし、ユーザデータの伝送に使用可能な送信可能サブキャリアとして判定する。カウンタ６７において求められた値を、変調器７１、ＩＦＦＴ（逆フーリエ変換回路）７２及びフィルタ７３を介して送信し、基地局へ送信可能サブキャリア数を通知する。
【００３３】
尚、上述の例では、端末側にもＣＩＮＲ算出部が設けられ、ダウンリンク通信時には端末側でＣＩＮＲの算出を行っているが、端末側では個別の測定結果を基地局に通知し、基地局側でＣＩＮＲを求める構成としてもよい。この場合には、端末側にはＣＩＮＲ算出部６５を設けなくて良い。
【００３４】
また、端末側の送信可能サブキャリア判別回路６６又はカウンタ６７を除き、端末側ではＣＩＮＲ算出部によるＣＩＮＲの算出のみを行い、その算出結果を基地局に通知し、基地局側で送信可能サブキャリアの判定、並びに送信可能サブキャリア数の算出を行うように構成してもよい。
【００３５】
次に、ダウンリンクスロット再割り当て手順について図１２を参照しつつ説明を行う。図１２では前述のアップリンクの場合と同様に、符号Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、スロット割り当て情報を含むブロードキャストスロットを示しており、フレーム１ではＴＳ３にＭＴ１、ＴＳ１とＴＳ６に対して他の端末がそれぞれ割り当てられている。ここで、フレーム１のＴＳ３において、ＭＴ１は各サブキャリアのＣＩＮＲを算出した後、送信可能サブキャリア数をカウントし、その結果を基地局へ通知する。この際、基地局では、通知された結果と閾値とを比較し、送信可能サブキャリア数が閾値を下回る場合には、ＭＴ１に対して次フレームの空きスロットでのＣＩＮＲ測定・送信可能サブキャリア数のカウントを要求する。
【００３６】
この要求に応じて、次のフレーム２においては、ＭＴ１は全ての空きスロット（ＴＳ２、ＴＳ４、ＴＳ５）におけるＣＩＮＲを算出し、それぞれのスロットにおける送信可能サブキャリア数を算出する。但し、フレーム２においてもＴＳ３を用いた基地局との通信は継続したまま（ＭＴ１をＴＳ３に割り当てる）であるため、希望信号の受信搬送波電力の測定はＴＳ３において行うことができる。そのため、空きスロットでは干渉電力のみを測定すればよい。得られた各スロットの送信可能サブキャリア数をフレーム２のアップリンクにおいて基地局に通知し、基地局では送信可能サブキャリア数が閾値を上回る空きスロット（ここでは例としてＴＳ５とする）を検出する。
【００３７】
このように、送信可能サブキャリア数が閾値を上回るスロットが検出される場合には、基地局は端末ＭＴ１の割り当てスロットをＴＳ３からＴＳ５へ変更する（フレーム３）。この時のスロット再割り当て情報は、ブロードキャストスロットＢ３によって報知される。逆に、送信可能サブキャリア数が閾値を上回るスロットが検出されない場合には、空きスロットの中から送信可能サブキャリア数が最大となるスロットへの再割り当てを行う。
【００３８】
尚、上記の例では、全ての空きスロットにおいて送信可能サブキャリア数を求めたが、先頭の空きスロットから順番に送信可能サブキャリア数を求め、送信可能サブキャリア数が閾値を上回るスロットが検出された時点で、他の空きスロットにおける干渉電力測定をやめ、検出されたスロットに再割り当てを行う構成としてもよい。このような構成とすることにより、端末の消費電力が低減できる。また、先にも述べたが、全ての空きスロットにおいて送信可能サブキャリア数が閾値を下回る場合には、一つの端末に複数のスロットを割り当てる構成としてもよい。
【００３９】
さらに、上記の例では、端末において算出された送信可能サブキャリア数を基地局に通知していたが、端末ではＣＩＮＲの測定のみを行い、ＣＩＮＲ測定結果を通知された基地局において送信可能サブキャリア数を求める構成としてもよい。また、端末において送信可能サブキャリア数を閾値と比較し、再割り当てスロットを選択する構成としてもよい。
【００４０】
上述の手順により、アップリンク及びダウンリンクにおいて、隣接セル干渉の影響により所望の受信特性が得られない場合に、良好な受信特性が得られる空きスロットを検出し、スロットを割り当て直すことにより、効率の良い通信が実現できる。尚、上記の例では、アップリンクとダウンリンクの制御を別々に分割して説明しており、この場合にはアップリンクで用いるスロット番号とダウンリンクで用いるスロット番号が異なることとなる。そのような構成ではなく、アップリンクにおいてのみＣＩＮＲの測定や送信可能サブキャリア数の算出、スロット再割り当てを行い、ダウンリンクではアップリンクと同一のスロット番号を用いる構成としてもよく、逆にダウンリンクのみスロット再割り当て手順に従い、アップリンクではダウンリンクと同一のスロット番号を用いる構成としてもよい。この場合には、アップリンクで用いるスロット番号とダウンリンクで用いるスロット番号は等しくなる。
【００４１】
また、上記の例では、スロットの再割り当てを行うか否かの判断の基準となるパラメータとして、送信可能サブキャリア数を用いていたが、その代わりに各スロットの伝送レートをスロット再割り当ての判定基準パラメータとする構成としてもよい。
【００４２】
以上、本発明に関して実施の形態に沿って説明を行ったが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、種々の変形が可能であるのは言うまでもない。例えば、本実施の形態による通信方法のステップをコンピュータに実行させるためのプログラムも本発明の範疇に入るものである。
【００４３】
【発明の効果】
本発明による通信技術を用いることにより、マルチキャリア伝送方式を対象とした１セル繰り返しＴＤＭＡシステムにおいて、効率のよいスロット割り当てを行うことができ、所望の受信特性が得られない状況においても伝送レートの低下を防止することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による通信技術におけるスロット再割り当て手順を示すフローチャート図である。
【図２】本発明の一実施の形態による通信技術における送信可能サブキャリア数算出手順を示すフローチャート図である。
【図３】本発明の一実施の形態による通信技術における基地局（ＡＰ）側装置の構成例を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施の形態による通信技術における端末（ＭＴ）側装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施の形態による通信技術のアップリンクにおけるスロット構成例を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態による通信技術のダウンリンクにおけるスロット構成例を示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態による通信技術のダウンリンクにおけるスロット別の構成例を示す図である。
【図８】本発明の一実施の形態による通信技術のフレーム構成例を示す図である。
【図９】ａ）ＦＤＤ方式と（ｂ）ＴＤＤ方式の概念図である。
【図１０】本発明の一実施の形態による通信技術におけるスロット再割り当て（アップリンク）処理の概念図である。
【図１１】本発明の一実施の形態による通信技術における２スロット割り当て処理の概念図である。
【図１２】本発明の一実施の形態による通信技術におけるスロット再割り当て（ダウンリンク）処理の概念図である。
【図１３】セルラシステムのエリア構成を示す概念図である。
【図１４】（ａ）ＦＤＭＡ方式、（ｂ）ＣＤＭＡ方式，（ｃ）ＴＤＭＡ方式の概念図である。
【図１５】従来（文献１）における提案方式を示す図である。
【図１６】（ａ）シングルキャリア伝送及び（ｂ）マルチキャリア伝送における伝搬路変動概念図（ｃ，ｄ）である。
【図１７】（ａ）から（ｄ）までは、希望波及び干渉波のスペクトルと受信ＣＩＮＲ概念図である。
【符号の説明】
４０、５４、６０、７３  フィルタ
４１、６１  ＦＦＴ部
４２、６２  復調部
４３、６３  ＭＡＣ層（上位レイヤ）
４４、６４  記憶手段
４５、６５    ＣＩＮＲ算出部
４６、６６  送信可能サブキャリア判別回路
４７、６７  カウンタ
４８  スロット再割り当て判定回路
４９、６８  ＣＩＮＲ測定用信号検出部
５０、６９  サブキャリア電力検出回路
５１、７０    送信サブキャリア選択回路
５２、７１  変調器
５３、７２  ＩＦＦＴ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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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