(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交する２つの偏波を使用できる複数の端末局と、
端末局に回線を割り当てる回線割当て装置と、
を備えている無線通信システムであって、
各端末局は、偏波処理機能に基づき分類された複数の種別のいずれかに属し、
回線割当て装置は、割当て済み回線及び該割当て済み回線を使用している端末局の種別を示す情報と、偏波共用可能な端末局の種別の組合せを示す偏波共用条件についての情報と、無線通信システムが利用できる周波数帯域内において、あらかじめ決められた周波数である固定周波数ポイントを示す情報とを保持しており、
回線割当て装置は、端末局から回線割当て要求信号を受信した場合、各偏波の偏波共用条件を満たす前記割当て済み回線で使用されていない周波数帯域から、該端末局に割り当てる回線の帯域幅に等しく、かつ、前記固定周波数ポイントに最も近い周波数を含む周波数帯域を、該端末局に割り当てる、
無線通信システム。
【請求項２】
回線割当て装置は、端末局に割り当てる回線として、両偏波の同一周波数帯域を選択可能である場合、割当て済み回線に近い方を選択する、
請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
互いに直交する２つの偏波を使用できる複数の端末局と、
端末局に回線を割り当てる回線割当て装置と、
を備えている無線通信システムであって、
各端末局は、偏波処理機能に基づき分類された複数の種別のいずれかに属し、
回線割当て装置は、割当て済み回線及び該割当て済み回線を使用している端末局の種別を示す情報と、偏波共用可能な端末局の種別の組合せを示す偏波共用条件についての情報とを保持しており、前記割当て済回線についての情報に基づき無線通信システムが利用できる各偏波の未使用の周波数帯域を、両偏波共に未使用である両空き帯域と、いずれかの偏波のみが未使用である片空き帯域に分類し、
回線割当て装置は、端末局から回線割当て要求信号を受信した場合、各偏波の偏波共用条件を満たす前記割当て済み回線で使用されていない周波数帯域から、該端末局に割り当てる回線の帯域幅に等しい周波数帯域を選択して該端末局に割当て、
該周波数帯域の選択は、偏波共用条件を満たす片空き帯域からの周波数帯域を、偏波共用条件を満たす両空き帯域からの周波数帯域よりも優先する、
無線通信システム。
【請求項４】
端末局が異なる偏波に与える干渉量を２段階以上で評価し、端末局の干渉耐力を２段階以上で評価し、
端末局の種別は、該端末局の異なる偏波に与える干渉量の評価値と、干渉耐力の評価値とに基づき決定されている、
請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
異なる偏波に与える干渉量が大小の２段階評価であり、干渉耐力が大小の２段階評価であり、
端末局は、異なる偏波に与える干渉量が大であり、干渉耐力が小である第１の種別と、異なる偏波に与える干渉量が小であり、干渉耐力が小である第２の種別と、異なる偏波に与える干渉量が小であり、干渉耐力が大である第３の種別とに分類され、
偏波共用可能である組合せは、第１の種別と第３の種別、第２の種別と第２の種別、第２の種別と第３の種別、及び、第３の種別と第３の種別である、
請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
互いに直交する２つの偏波を使用できる複数の端末局に、回線の割当てを行う回線割当て装置であって、
端末局の偏波処理機能に基づき分類した端末局の種別を示す情報と、
割当て済み回線及び該割当て済み回線を使用している端末局の種別を示す情報と、
偏波共用可能な端末局の種別の組合せを示す偏波共用条件についての情報と、
無線通信システムが利用できる周波数帯域内において、あらかじめ決められた周波数である固定周波数ポイントを示す情報と、
を保持しており、
端末局から回線割当て要求信号を受信した場合、各偏波の偏波共用条件を満たす前記割当て済み回線で使用されていない周波数帯域から、該端末局に割り当てる回線の帯域幅に等しく、かつ、前記固定周波数ポイントに最も近い周波数を含む周波数帯域を、該端末局に割り当てる、
回線割当て装置。
【請求項７】
端末局に割り当てる回線として、両偏波の同一周波数帯域を選択可能である場合、割当て済み回線に近い方を選択する、
請求項６に記載の回線割当て装置。
【請求項８】
互いに直交する２つの偏波を使用できる複数の端末局に、回線の割当てを行う回線割当て装置であって、
端末局の偏波処理機能に基づき分類した端末局の種別を示す情報と、
割当て済み回線及び該割当て済み回線を使用している端末局の種別を示す情報と、
偏波共用可能な端末局の種別の組合せを示す偏波共用条件についての情報と、
を保持しており、
前記割当て済回線についての情報に基づき端末局に無線通信システムが利用できる各偏波の未使用の周波数帯域を、両偏波共に未使用である両空き帯域と、いずれかの偏波のみが未使用である片空き帯域に分類し、
端末局から回線割当て要求信号を受信した場合、各偏波の偏波共用条件を満たす前記割当て済み回線で使用されていない周波数帯域から、該端末局に割り当てる回線の帯域幅に等しい周波数帯域を選択して該端末局に割当て、
該周波数帯域の選択は、偏波共用条件を満たす片空き帯域からの周波数帯域を、偏波共用条件を満たす両空き帯域からの周波数帯域よりも優先する、
回線割当て装置。
【請求項９】
端末局が異なる偏波に与える干渉量を大小の２段階評価とし、端末局の干渉耐力を大小の２段階評価とし、
端末局は、異なる偏波に与える干渉量が大であり、干渉耐力が小である第１の種別と、異なる偏波に与える干渉量が小であり、干渉耐力が小である第２の種別と、異なる偏波に与える干渉量が小であり、干渉耐力が大である第３の種別とに分類されており、
偏波共用可能である組合せは、第１の種別と第３の種別、第２の種別と第２の種別、第２の種別と第３の種別、及び、第３の種別と第３の種別である、
請求項６から８のいずれか１項に記載の回線割当て装置。
【請求項１０】
互いに直交する２つの偏波を使用でき、偏波処理機能に基づき分類されたいずれかの種別に属する複数の端末局と、
割当て済み回線及び該割当て済み回線を使用している端末局の種別を示す情報、偏波共用可能な端末局の種別の組合せを示す偏波共用条件についての情報、及び、無線通信システムが利用できる周波数帯域内において、あらかじめ決められた周波数である固定周波数ポイントを示す情報を保持している回線割当て装置と、
を備えている無線通信システムにおける回線割当て方法であって、
端末局が、回線割当て要求信号を回線割当て装置に送信するステップと、
回線割当て装置が、各偏波の偏波共用条件を満たす前記割当て済み回線で使用されていない周波数帯域を判定するステップと、
回線割当て装置が、前記判定した周波数帯域から、該端末局に割り当てる回線の帯域幅に等しく、かつ、前記固定周波数ポイントに最も近い周波数を含む周波数帯域を、該端末局に割り当てる、
方法。
【請求項１１】
回線割当て装置は、端末局に割り当てる回線として、両偏波の同一周波数帯域を選択可能である場合、割当て済み回線に近い方を選択する、
請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
互いに直交する２つの偏波を使用でき、偏波処理機能に基づき分類されたいずれかの種別に属する複数の端末局と、
割当て済み回線及び該割当て済み回線を使用している端末局の種別を示す情報と、偏波共用可能な端末局の種別の組合せを示す偏波共用条件についての情報を保持している回線割当て装置と、
を備えている無線通信システムにおける回線割当て方法であって、
端末局が、回線割当て要求信号を回線割当て装置に送信するステップと、
回線割当て装置が、各偏波の偏波共用条件を満たす前記割当て済み回線で使用されていない周波数帯域を判定するステップと、
回線割当て装置が、前記判定した周波数帯域から、該端末局に割り当てる回線の帯域幅に等しい周波数帯域を選択するステップと、
を含んでおり、
前記選択するステップにおいて、他の偏波は既に使用されている周波数帯域を、両偏波共に未使用である周波数帯域より優先して選択する方法。
【請求項１３】
端末局が異なる偏波に与える干渉量を大小の２段階評価とし、端末局の干渉耐力を大小の２段階評価とし、
端末局は、異なる偏波に与える干渉量が大であり、干渉耐力が小である第１の種別と、異なる偏波に与える干渉量が小であり、干渉耐力が小である第２の種別と、異なる偏波に与える干渉量が小であり、干渉耐力が大である第３の種別とに分類されており、
偏波共用可能である組合せは、第１の種別と第３の種別、第２の種別と第２の種別、第２の種別と第３の種別、及び、第３の種別と第３の種別である、
請求項１０から１２のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムにおける回線割当て技術に関し、より詳しくは、異なる偏波処理を行う端末局が混在している無線通信システムにおいて、信号品質の維持と、周波数の有効利用を可能にする回線割当て技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
端末局からの回線割当て要求に基づき、利用可能な周波数帯域内の未使用帯域、つまり、空き帯域から、当該端末局が要求する帯域幅の回線を当該端末局に割当て、その後、当該端末局の通信終了により、回線を開放して、再度、空き帯域とする無線通信システムにおいては、空き帯域の分布が不連続となることを避けることはできない。この様な無線通信システムにおいては、端末局が要求する帯域幅より広い連続した空き帯域がない場合、合計の空き帯域が必要な帯域幅以上であったとしても、回線割当てができず、周波数の有効利用が図れないという問題がある。
【０００３】
このため、非特許文献１には、図１４に示す様に、連続する空き帯域を可能な限り広くするため、利用可能な周波数帯域から連続する帯域を使用する構成が記載されている。また、非特許文献２には、割当て済みである周波数帯域の再配置を行う構成が記載されている。より詳しくは、図１５（ａ）に示す様に、垂直（Ｖ）偏波に回線Ｂ及びＤが、水平（Ｈ）偏波に回線Ａ及びＣが割り当てられている状態において、図１５（ｂ）に示す回線Ｅの割当てが必要となった場合、Ｖ偏波の回線Ｂを、Ｈ偏波に再配置し、これにより空きとなったＶ偏波の連続する周波数帯域に新たな回線Ｅを割り当てる構成が記載されている。
【０００４】
なお、非特許文献３及び４には、偏波共用のための偏波ビームフォーミング技術や、偏波干渉補償技術が記載され、非特許文献５にはマルチキャリア端末局の構成が記載され、非特許文献６には、偏波角のずれを測定する方法が記載されている。
【０００５】
【非特許文献１】Ｐａｕｌ.Ｒ．Ｗｉｌｓｏｎ、ｅｔ  ａｌ．、“Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｓｔｏｒａｇｅ  Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ：Ａ  Ｓｕｒｖｅｙ  ａｎｄ  Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｒｅｖｉｅｗ”、Ａ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｗｏｒｋｓｈｏｐ  ｏｎ  Ｍｅｍｏｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ、１９９５年
【非特許文献２】“衛星通信における可変帯域制御技術を利用した周波数有効利用技術に関する調査報告書”、社団法人  電波産業会、ｐｐ．２２−２７及びｐｐ．７５−７９、平成１３年３月
【非特許文献３】小西、他、“ブロードバンド航空衛星通信用アンテナ”、電子情報通信学会論文誌  Ｂ、Ｊ８８−Ｂ、ｐｐ．１６１３−１６２５、２００５年
【非特許文献４】Ｙａｍａｓｈｉｔａ、ｅｔ  ａｌ．、“Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ  （ＶＰＦＤＭ）  ｆｏｒ  ｓａｔｅｌｌｉｔｅ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ”、ＩＣＳＳＣ  ２００７−３２４４
【非特許文献５】Ｔａｎａｂｅ、ｅｔ  ａｌ．、“ＭＵＬＴＩＣＡＲＲＩＥＲ／ＭＵＬＴＩＲＡＴＥ  ＭＯＤＥＭ  ＵＳＩＮＧ  ＴＩＭＥ−ＤＩＶＩＳＩＯＮ  ＭＵＬＴＩＰＬＥ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ”、ＩＣＳＳＣ  ２００２−２０６９
【非特許文献６】山下、他、“送信偏波ビームフォーミングによるＶＰＦＤＭと既存システムの帯域共用に関する一検討”、電子情報通信学会総合大会、Ｂ−３−１８、２００７年
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
偏波共用を行う無線通信システムにおいては、ある端末局がある偏波で送信する無線信号が、与干渉波として、同一周波数の他の偏波に漏れ込むため、同一周波数帯で異なる偏波を使用する端末局は、相互に、干渉し合うことになる。つまり、例えば、図１６に示す様に、端末局αがＶ偏波を使用し、端末局βが、端末局αと同一周波数帯域のＨ偏波を使用している場合、端末局α及びβは、共に、図１６に網掛け部分として示す干渉波を、他の偏波を使用している端末局から受信することになり、よって、両端末局の品質劣化が発生する。このため、干渉量を低減させる必要がある。
【０００７】
干渉量の低減に関し、偏波の調整精度が異なる端末局が混在する無線通信システムにおいては、偏波の調整精度を回線割当てに考慮する必要がある。例えば、端末局の種別として、偏波調整の精度が高い端末局αと、偏波調整の精度が低い端末局βがあり、端末局βの他の偏波への予干渉量が大きいため、端末局βに割り当てた回線とは異なる偏波で、重なる周波数帯域を持つ回線を、他の端末局は使用することができないものとする。この場合、図１７に示す状態において、端末局βから回線割当て要求があった場合、十分な空き帯域があるにも拘らず、回線の割当てはできないことになる。
【０００８】
したがって、本発明は、異なる偏波処理を行う端末局が混在している無線通信システムにおいて、信号品質の維持と、周波数の有効利用を可能にする無線通信システム、回線割当て方法及び回線割当て装置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】
【０００９】
本発明における無線通信システムによれば、
互いに直交する２つの偏波を使用できる複数の端末局と、端末局に回線を割り当てる回線割当て装置とを備えている無線通信システムであって、各端末局は、偏波処理機能に基づき分類された複数の種別のいずれかに属し、回線割当て装置は、割当て済み回線及び該割当て済み回線を使用している端末局の種別を示す情報と、偏波共用可能な端末局の種別の組合せを示す偏波共用条件についての情報と、無線通信システムが利用できる周波数帯域内において、あらかじめ決められた周波数である固定周波数ポイントを示す情報とを保持しており、回線割当て装置は、端末局から回線割当て要求信号を受信した場合、各偏波の偏波共用条件を満たす該端末局に割当て可能な周波数帯域から、該端末局に割り当てる回線の帯域幅に等しく、かつ、前記固定周波数ポイントに最も近い周波数を含む周波数帯域を、該端末局に割り当てることを特徴とする。
【００１０】
本発明の無線通信システムにおける他の実施形態によれば、
互いに直交する２つの偏波を使用できる複数の端末局と、端末局に回線を割り当てる回線割当て装置とを備えている無線通信システムであって、各端末局は、偏波処理機能に基づき分類された複数の種別のいずれかに属し、回線割当て装置は、割当て済み回線及び該割当て済み回線を使用している端末局の種別を示す情報と、偏波共用可能な端末局の種別の組合せを示す偏波共用条件についての情報とを保持しており、前記割当て済回線についての情報に基づき無線通信システムが利用できる各偏波の未使用の周波数帯域を、両偏波共に未使用である両空き帯域と、いずれかの偏波のみが未使用である片空き帯域に分類し、回線割当て装置は、端末局から回線割当て要求信号を受信した場合、各偏波の偏波共用条件を満たす該端末局に割当て可能な周波数帯域から、該端末局に割り当てる回線の帯域幅に等しい周波数帯域を選択して該端末局に割当て、該周波数帯域の選択は、偏波共用条件を満たす片空き帯域からの周波数帯域を、偏波共用条件を満たす両空き帯域からの周波数帯域よりも優先することを特徴とする。
【００１１】
本発明における回線割当て方法によれば、
互いに直交する２つの偏波を使用でき、偏波処理機能に基づき分類されたいずれかの種別に属する複数の端末局と、偏波共用可能な端末局の種別の組合せを示す偏波共用条件についての情報、及び、無線通信システムが利用できる周波数帯域内において、あらかじめ決められた周波数である固定周波数ポイントを示す情報を保持している回線割当て装置とを備えている無線通信システムにおける回線割当て方法であって、端末局が、回線割当て要求信号を回線割当て装置に送信するステップと、回線割当て装置が、各偏波の偏波共用条件を満たす該端末局に割当て可能な周波数帯域を判定するステップと、回線割当て装置が、前記判定した周波数帯域から、該端末局に割り当てる回線の帯域幅に等しく、かつ、前記固定周波数ポイントに最も近い周波数を含む周波数帯域を、該端末局に割り当てるを含むことを特徴とする。
【００１２】
本発明の回線割当て方法における他の実施形態によれば、
互いに直交する２つの偏波を使用でき、偏波処理機能に基づき分類されたいずれかの種別に属する複数の端末局と、偏波共用可能な端末局の種別の組合せを示す偏波共用条件についての情報を保持している回線割当て装置とを備えている無線通信システムにおける回線割当て方法であって、端末局が、回線割当て要求信号を回線割当て装置に送信するステップと、回線割当て装置が、各偏波の偏波共用条件を満たす該端末局に割当て可能な周波数帯域を判定するステップと、回線割当て装置が、前記判定した周波数帯域から、該端末局に割り当てる回線の帯域幅に等しい周波数帯域を選択するステップとを含んでおり、前記選択するステップにおいて、他の偏波は既に使用されている周波数帯域を、両偏波共に未使用である周波数帯域より優先して選択することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の回線割当て装置は、上記無線通信システムで使用する回線割当て装置である。
【００１４】
さらに、本発明の他の実施形態によると、
回線割当て装置は、端末局に割り当てる回線として、両偏波の同一周波数帯域を選択可能である場合、割当て済み回線に近い方を選択することが好ましい。また、端末局が異なる偏波に与える干渉量を２段階以上で評価し、端末局の干渉耐力を２段階以上で評価し、端末局の種別は、該端末局の異なる偏波に与える干渉量の評価値と、干渉耐力の評価値とに基づき決定されていることも好ましい。さらには、異なる偏波に与える干渉量が大小の２段階評価であり、干渉耐力が大小の２段階評価であり、端末局は、異なる偏波に与える干渉量が大であり、干渉耐力が小である第１の種別と、異なる偏波に与える干渉量が小であり、干渉耐力が小である第２の種別と、異なる偏波に与える干渉量が小であり、干渉耐力が大である第３の種別とに分類され、偏波共用可能である組合せは、第１の種別と第３の種別、第２の種別と第２の種別、第２の種別と第３の種別、及び、第３の種別と第３の種別であることも好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
端末局に割り当てる回線の周波数帯域を、あらかじめ決めておく周波数位置である周波数固定ポイントに可能な限り近くなる様に、あるいは、他の偏波には既に回線が配置されている周波数帯域から優先して端末局に割り当てることで、両偏波とも空きである帯域を可能な限り連続させることができ、よって、呼損率を抑え、周波数利用効率を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。なお、以下の説明において、周波数帯域と偏波で特定され、無線通信を行うために使用する無線伝送路を回線と呼ぶものとする。なお、周波数帯域は、周波数の範囲であり、例えば、下限及び上限周波数や、中心周波数及び帯域幅等で特定される。また、周波数の幅のみを問題にし、その周波数位置については任意である場合には単に帯域幅と呼ぶ。さらに、以下の説明においては、直線偏波を使用するが、円偏波であっても良い。
【００１７】
図９は、本発明による回線割当て方法を適用する無線通信システムの一形態、より詳しくは衛星２を用いた衛星通信システムを示す図である。図９において、各端末局３は、互いに直交する２つの偏波、本実施形態においては垂直偏波（Ｖ）と水平偏波（Ｈ）の無線信号を送受信することができ、例えば、他の端末局と通信する必要が生じた場合、制御線４により、基地局１に回線割当て要求信号を送信する。
【００１８】
基地局１は、本発明による回線割当て装置を有しており、回線割当て要求信号を受信した場合、本発明による回線割当て方法に基づき、回線割当て要求信号を送信した端末局３に対して割り当てる回線５、つまり、偏波及び周波数帯域を決定し、決定した回線５を、制御線４により回線割当て要求を行った端末局３に通知する。
【００１９】
これにより、回線割当てを受けた端末局３は、他の端末局３と、あるいは、基地局１と回線５を使用して通信を行う。また、本発明による無線通信システムにおいては、端末局３は、通信終了についても基地局１に通知し、基地局１は、通信終了の受信に伴い、割り当てた回線５を開放する。
【００２０】
なお、端末局３は、回線割当て要求信号に、要求する帯域幅を含めて送信し、基地局１は、この要求された帯域幅に等しい周波数帯域を、利用可能な周波数帯域内の未使用帯域から選択して回線として割り当てる。なお、端末局３が要求する帯域幅は、各端末局３が利用できる最小帯域幅の整数倍である。なお、固定的な帯域幅のみを割り当てる無線通信システムにおいては、回線割当て要求信号に帯域幅を含める必要はない。
【００２１】
本発明においては、端末局３を、その偏波処理の相違により“種別”に分類する。以下の説明においては、端末局３を、偏波無追尾局（以後、無追尾局と呼ぶ。）と、偏波追尾局（以後、追尾局と呼ぶ。）と、適応偏波局（以後、適応局と呼ぶ。）の３つの種別に分類する。ここで、無追尾局は、簡易的に調整した偏波軸の方向への信号の送受信を行うものであり、送信偏波とは異なる偏波に対する予干渉量が大きい端末局３である。また、追尾局は、送受信する偏波の偏波軸を機械駆動により高精度で調整する機能を有しており、よって、予干渉量の小さい端末局３である。なお、無追尾局、追尾局は、受信側での偏波補償処理を行わず、よって、他の端末局３からの干渉耐力は共に小さい端末局３である。これに対し、適応局は、送信側においては、偏波ビームフォーミング技術により予干渉量を小さくし、かつ、受信側においては、偏波干渉補償技術により、他の端末局からの干渉量を低減する端末局３、つまり、予干渉量が小さく、干渉耐力が大きい端末局３である。図１１に、各種別の特徴を示す。
【００２２】
偏波共用、つまり、ある偏波の回線と、この回線とは周波数帯域が重複する他の偏波の回線を同時に使用するためには、各端末局３における干渉の影響を一定以下に抑える必要がある。このため、本発明においては、あらかじめ端末局の種別の組合せに応じて、偏波共用が可能な組合せを示す偏波共用条件を定めておく。例えば、上述した端末局種別が混在する無線通信システムを例にすると、図１２に示す様に偏波共用条件を定めることができる。図１２によると、適応局は、予干渉量が小さく、かつ、干渉耐力が大きいため、無追尾局、追尾局、適応局のいずれとも偏波を共用することができ、追尾局は、予干渉量は小さいが、干渉耐力も小さいため、追尾局又は適応局と偏波を共用することができ、無追尾局は、予干渉量が大きいため、適応局のみと偏波を共用することができるものとしている。
【００２３】
以後、図１２に示す偏波共用条件を用いて説明を行うが、各端末局種別の偏波処理、つまり、各端末局における送信側の偏波軸調整機能及び／又は受信側における干渉耐力と、目標品質から、各種別間での偏波共用の可否を定めたものが偏波共用条件であり、本発明は、図１２に示す偏波共用条件の使用に限定されるものではない。図１３に、予干渉量が大で干渉耐力が小である種別アと、予干渉量が小で干渉耐力が小である種別イと、予干渉量が大で干渉耐力が大である種別ウと、予干渉量が小で干渉耐力が大である種別エを用いる場合の偏波共用条件の例を示す。また、予干渉量と干渉耐力は、“大”と“小”の２段階ではなく、その能力に応じて多段階で評価し、その組合せで偏波共用の可否を決定するものであっても良い。
【００２４】
また、以下の説明において、図１０に示す様に、両偏波共に未使用である周波数帯域を、“両空き帯域”と、一方の偏波のみ未使用である周波数帯域を、“片空き帯域”と呼ぶものとする。周波数利用効率を高め、呼損率を低減するためには、連続して空きである周波数帯域、特に、両空き帯域を可能な限り広く連続する様に、回線割当てを行うことが重要になる。
【００２５】
以下、本発明による回線割当て方法の第１実施形態について説明する。本実施形態においては、無線通信システムが利用できる利用可能帯域内に、あらかじめ、固定周波数ポイント（ＦＰ）を設けておく。なお、利用帯域内の任意の位置にＦＰを設定することが可能である。なお、本実施形態においては、各端末局は連続した周波数帯域の回線のみを使用可能であるものとする。つまり、要求する帯域幅がＢ（Ｈｚ）である場合、Ｆ（Ｈｚ）〜Ｆ＋Ｂ（Ｈｚ）の周波数帯域を回線として使用できるが、Ｆ１（Ｈｚ）〜Ｆ１＋Ｂ／２（Ｈｚ）とＦ２（Ｈｚ）〜Ｆ２＋Ｂ／２（Ｈｚ）の様に、合計するとＢ（Ｈｚ）の帯域幅であるとしても、異なる周波数帯域に分割された回線を使用することはできないものとする。
【００２６】
本実施形態においては、回線割当て要求が生じた場合、基地局１は、以下の手順により回線の割当てを行う。
（手順１−１）偏波共用条件を満たす端末局に割当て可能な帯域、つまり、偏波共用条件を満たし、かつ、回線の帯域幅以上で連続する未使用の周波数帯域を検索する。
（手順１−２）手順１−１で求めた周波数帯域内のＦＰに対して両偏波を通じて最も近い周波数を含む周波数帯域を回線として割り当てる。
（手順１−３）手順１−２において、両偏波の同一周波数帯域を回線として割当て可能な場合には、既に割り当てた回線に近い方の偏波を、回線として割り当てる。
【００２７】
図１は、第１実施形態による回線割当て方法を説明する図である。なお、図において、上下方向の矢印で挟まれた区間が、無線通信システムの利用可能周波数帯域であり、この表現は、図２から４及び７において同じである。図１に示す例においては、利用可能周波数帯域の下限周波数にＦＰを設定し、無追尾局ａ、追尾局ｂ、追尾局ｃ、適応局ｄの順に同一帯域幅の回線割当て要求が行われたものとする。
【００２８】
まず、無追尾局ａの回線割当て要求に対し、上記手順より、両偏波のＦＰを含む周波数帯域を割当て可能であるため、基地局１は、図１（ａ）に示す様に、Ｖ偏波の回線を割り当てている。続く、追尾局ｂの回線割当て要求に対し、手順１−１及び手順１−２から、無追尾局ａに割り当てた回線に隣接する周波数帯域と、これと同一周波数帯域であるＨ偏波の周波数帯域が、回線の候補となるが、手順１−３により、基地局１は、図１（ｂ）に示す様に、無追尾局ａに既に割り当てた回線に隣接する回線を割り当てることになる。さらに、追尾局ｃの回線割当て要求に対して、基地局１は、図１（ｃ）に示す様に、追尾局ｂに割り当てた回線と同一周波数帯域のＨ偏波の回線を割り当てることになる。さらに、適応局ｄの回線割当て要求に対して、基地局１は、図１（ｄ）に示す様に、無追尾局ａに割り当てた回線と同一周波数帯域のＨ偏波の回線を割り当てることになる。
【００２９】
図２は、ＦＰを利用可能周波数帯域の上限周波数にＦＰを設定し、無追尾局ａ、追尾局ｂ、適応局ｃ、無追尾局ｄ、適応局ｅ、無追尾局ｆの順に回線割当て要求があった場合の回線割当て状況を示し、図３は、ＦＰを利用可能周波数帯域の中心周波数に設定し、無追尾局ａ、適応局ｂ、追尾局ｃ、適応局ｄ、無追尾局ｅ、無追尾局ｆの順に回線割当て要求があった場合の回線割当て状況を示している。
【００３０】
図１から図３に示す様に、本発明による回線割当て方法により、いずれの場合においても、ＦＰとは周波数軸上で離れた領域に、広い連続した両空き帯域が確保されることになる。なお、手順３は、連続した片空き帯域をできるだけ広くするためのものである。
【００３１】
続いて、本発明による回線割当て方法の第２実施形態について説明する。なお、本実施形態においても、各端末局は連続した周波数帯域の回線のみを使用可能であるものとする。本実施形態において、基地局１は、回線割当て要求が生じた場合、以下の手順により回線の割当てを行う。
（手順２−１）偏波共用条件を満たす端末局に割当て可能な帯域、つまり、偏波共用条件を満たし、かつ、回線の帯域幅以上で連続する未使用の周波数帯域を検索する。
（手順２−２）手順２−１で求めた周波数帯域のうち、最も狭い片空き帯域を、片空き帯域がない場合には、最も狭い両空き帯域から、要求帯域幅に等しい周波数帯域を回線として割り当てる。
【００３２】
図４は、第２実施形態による回線割当て方法を説明する図である。図４（ａ）に示す回線割当て状態から、適応局ｉ、追尾局ｇ、適応局ｋの通信が終了し、図４（ｂ）に示す状態となった後に、追尾局ｏ、無追尾局ｐ、適応局ｑの順に回線割当て要求が行われた場合、上記手順２−１及び２−２により、図４（ｃ）に示す様に回線が割り当てられることになる。本実施形態においては、片空き帯域から優先的に割り当てることで、広い両空き帯域を確保している。なお、手順２−１及び手順２−２の条件を満足する回線が複数存在する場合、ＦＰに対して両偏波を通じて最も近い周波数を含む回線を割り当てることが好ましい。
【００３３】
第１実施形態、第２実施形態及び非特許文献１に記載の方法を、それぞれ、シミュレーションし、全端末局数を変化させたときの呼損率と周波数利用効率を求めた。なお、端末局３の各種別の数は同じ、つまり、例えば、端末局３の総数が９０局である場合、無追尾局、追尾局、適応局の数は、それぞれ、３０局とした。また、端末局が利用できる最小の帯域幅を１周波数スロットとし、無線通信システムが利用できる周波数帯域を３６０周波数スロット、端末局が要求する帯域幅を４周波数スロット、端末局の回線要求間隔を平均５分、端末局の通信時間を平均５分とし、２４時間の間、端末局による回線要求と端末局の通信終了に伴う回線開放が繰り返されるものとした。図５に周波数利用効率の、図６に呼損率のシミュレーション結果を示す。図５及び図６より、本発明では、従来技術と比較して、呼損率が低下し、周波数利用効率が向上していることが分かる。
【００３４】
なお、端末局３として、連続した周波数帯域の回線のみを使用できるシングルキャリア型のみならず、回線に必要な帯域幅を複数の連続帯域に分割して、各複数の分割した連続帯域を１つの回線として送受信可能なマルチキャリア型も使用可能である。例えば、図７（ａ）に示す回線割当て状況のときに、マルチキャリア型である適応局ｇが図７（ｂ）に示す帯域幅の回線を要求したとする。各キャリアには回線の帯域幅未満の割当てが可能であるため、基地局１は、図7（ａ）の全未使用周波数帯域が偏波共用条件を満たし、かつ、適応局ｇに割当て可能な周波数帯域と判断できる。したがって、この周波数帯域のうち、ＦＰに最も近い周波数を含む、Ｈ偏波の無追尾局ｃと同一周波数帯域を１番目のキャリアに割当てを行う。続いて、１番目のキャリアを割り当てた状態で、基地局１は、再度、偏波共用条件を満たし、かつ、適応局ｇに割当て可能な周波数帯域を判定する。このとき、判定の基準とする帯域幅は、回線の帯域幅から、１番目のキャリアに割り当てた帯域幅を減じたものである。図７（ａ）より、全未使用周波数帯域が偏波共用条件を満たし、かつ、適応局ｇに割当て可能な周波数帯域と判断できるため、ＦＰに最も近い周波数を含む、Ｈ偏波の無追尾局ｆと同一周波数帯域を２番目のキャリアに割当てを行う。よって、回線割当て状況は、図７（ｄ）に示す様になる。これにより、より広い両空き帯域が確保でき、さらに呼損率を低下させ、周波数利用効率を向上させることが可能になる。
【００３５】
したがって、シングルキャリア型とマルチキャリア型の端末局が混在している場合、第１実施形態は、以下のように拡張されることになる。
（手順１−０）回線の要求を行っている端末局がシングルキャリア型であるか、マルチキャリア形であるかを判定する。シングルキャリア型である場合には、手順１−１から１−３を行う。
（手順１−４）マルチキャリア型である場合、偏波共用条件を満たす端末局に割当て可能な帯域、つまり、偏波共用条件を満たす未使用の連続する周波数帯域を検索する。
（手順１−５）手順１−４で求めた周波数帯域内の、ＦＰに対して両偏波を通じて最も近い周波数を含む周波数帯域を１番目のキャリアに割り当てる。なお、回線の帯域幅以上連続している場合には、回線の帯域幅に等しい周波数帯域のみを割り当てて終了する。
（手順１−６）割り当てた帯域幅の合計が、回線の帯域幅未満である場合には、手順１−４及び手順１−５と同様の方法により、２番目以降のキャリアに割り当てる偏波及び周波数帯域を決定する。なお、分割可能な最後のキャリアに対しては、手順１−１から１−３により偏波及び周波数帯域を決定する。
【００３６】
同様に、シングルキャリア型とマルチキャリア型の端末局が混在している場合、第２実施形態は、以下のように拡張されることになる。
（手順２−０）回線の要求を行っている端末局がシングルキャリア型であるか、マルチキャリア型であるかを判定する。シングルキャリア型である場合には、手順２−１から２−２を行う。
（手順２−３）マルチキャリア型である場合、偏波共用条件を満たす端末局に割当て可能な帯域、つまり、偏波共用条件を満たす未使用の連続する周波数帯域を検索する。
（手順２−４）手順２−３で求めた周波数帯域のうち、最も狭い片空き帯域を、片空き帯域がない場合には、最も狭い両空き帯域を、１番目のキャリアに割り当てる。なお、回線の帯域幅以上連続している場合には、回線の帯域幅に等しい周波数帯域のみを割り当てて終了する。
（手順２−５）割り当てた帯域幅の合計が、回線の帯域幅に達するまで、手順２−３及び手順２−４と同様の方法により、２番目以降のキャリア割り当てる偏波及び周波数帯域を決定する。なお、分割可能な最後のキャリアに対しては、手順２−１から２−２により偏波及び周波数帯域を決定する。
【００３７】
図８は、基地局１に実装される、本発明による回線割当て装置のブロック図である。回線管理データベースは、全端末局３について、端末局３を特定する情報、つまり、端末局ＩＤと、その種別及び機能を特定する情報を保持している。ここで、機能とは、割当て可能な最小帯域幅、マルチキャリア型であるかシングルキャリア型であるか、マルチキャリア型である場合には使用できる最大キャリア数である。さらに、回線管理データベースは、割当て済み回線についての情報、及び、各割当て済み回線を使用している端末局３の種別についての情報を保持している。アクセス制御部は、適応偏波対応モデム経由で、端末局３から回線割当て要求信号を受信した場合、回線割当て要求を行った端末局３のＩＤと、要求帯域幅を回線割当てアルゴリズム部に通知し、回線割当てアルゴリズム部は、回線管理データベースより、現在の回線割当て状況と、回線割当て要求を行っている端末局の種別及び機能を認識し、上述した手順により回線割当てを行い、割り当てた回線をアクセス制御部に通知し、アクセス制御部は、割り当てた回線を、適応偏波モデム経由で、回線割当て要求を行った端末局３に通知する。また、回線管理データベースは、回線割当てや開放に応じて更新される。
【００３８】
なお、無追尾局の場合においては、設置状況に応じて偏波のずれが異なり、場合によっては偏波のずれが少なく、よって、予干渉量が低くいものも存在する。予干渉量が一定以下のものは、例えば、追尾局と同等に扱うことも可能であるため、好ましくは、回線割当て要求信号に偏波角測定用の信号を付与し、アクセス制御部は、この偏波角測定用の信号に基づき回線割当て要求を行った無追尾局の偏波のずれを測定する。アクセス制御部は、この偏波のずれを回線割当てアルゴリズム部に通知し、回線割当てアルゴリズム部は、偏波のずれが一定量以下である場合には、追尾局と同等に扱い、回線の割当てを行う。
【００３９】
以上、本発明による回線割当て方法により、偏波処理の異なる端末局が混在する場合においても呼損率を抑え、周波数利用効率を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】固定周波数ポイントを下限周波数に設定した場合における、本発明による回線割当て方法を説明する図である。
【図２】固定周波数ポイントを上限周波数に設定した場合における、本発明による回線割当て方法を説明する図である。
【図３】固定周波数ポイントを中心周波数に設定した場合における、本発明による回線割当て方法を説明する図である。
【図４】本発明の第２実施形態による回線割当て方法を説明する図である。
【図５】周波数利用効率のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】呼損率のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】マルチキャリア型の端末局への適用を説明する図である。
【図８】基地局に実装される、本発明による回線割当て装置のブロック図である。
【図９】本発明による回線割当て方法を適用する無線通信システムの一形態を示す図である。
【図１０】両空き帯域と片空き帯域を説明する図である。
【図１１】端末局の種別の特徴を示す図である。
【図１２】偏波共用条件の例を示す図である。
【図１３】偏波共用条件の他の例を示す図である。
【図１４】従来技術による回線割当てを示す図である。
【図１５】従来技術による回線割当ての他の形態を示す図である。
【図１６】偏波共用時の干渉の発生を説明する図である。
【図１７】偏波調整能力が異なる端末が混在する場合の問題点を説明する図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  基地局
２  衛星
３  端末局
４  制御線
５  回線
【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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