(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
隣接セルで同一周波数を利用する無線通信システムに適用可能な基地局として動作し、かつ、隣接セル間で同一適応度のフレームタイミングまたはスロットタイミングを一致させて動作する、通信装置であって、
セル内の移動機から通知される受信品質に基づいて適応度（変調度とコーディングレートの組）を決定し、移動機またはコネクションを適応度毎にグルーピングするグルーピング手段と、
干渉量に応じて適応度毎にデータマッピング量（空き容量）を決定するマッピング量決定手段と、
前記適応度毎にグループ分けされた移動機またはコネクションを、前記データマッピング量に従って、フレームまたはスロット毎に無線フレームにマッピングするための制御を行うマッピング手段と、
を備えることを特徴とする通信装置。
【請求項２】
前記グルーピング手段は、前記受信品質として通知されるＣＩＮＲ（Carrier  to  Interference  and  Noise  Ratio）および所望ＰＥＲ（Packet  Error  Rate）に基づいて、適応度を決定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記マッピング量決定手段は、干渉量が大きいほど空き容量が大きくなるように、マッピング量を決定することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
【請求項４】
前記マッピング量決定手段は、干渉量が大きいほど空き容量が大きくなるように、マッピング量を決定することを特徴とする請求項２に記載の通信装置。
【請求項５】
前記適応度毎にグループ分けされた移動機の数、コネクション数、または通信トラヒック量に応じて、適応度毎のフレーム数またはスロットサイズを変更することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の通信装置。
【請求項６】
前記グルーピング手段は、自セル内の移動機から受信品質に基づいて適応度を決定し、移動機またはコネクションを、前記適応度に応じてセル中心とセル周辺にグループ分けし、
前記マッピング手段は、セル周辺の移動機との通信においてはセル毎に互いに異なるサブキャリアグループを割り当て、セル中心の移動機との通信では、全サブキャリアグループを割り当てることを特徴とした請求項１に記載の通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、隣接セルで同一周波数（無線帯域）を利用する無線アクセスシステムを構成する通信装置に関するものであり、特に、１以上の複数無線帯域を利用する通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高速大容量通信を実現するため、ＯＦＤＭ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplexing：直行周波数分割多重），ＯＦＤＭＡ（Orthogonal  Frequency  Division  Multiplex  Access：直行周波数分割多元接続）を用いたＭＡＮ（Metropolitan  Area  Network）、ＷＡＮ（Wide  Area  Network）の標準化が、ＩＥＥＥ（Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers）において行われている。その１つに固定ワイヤレス通信のIEEE802.16とモバイルワイヤレス通信のIEEE802.16eがある（下記非特許文献１参照）。【０００３】
IEEE802.16とIEEE802.16eでは、コネクションレス系の「Best  Effort」サービスとＶｏＩＰ系の固定レート系のサービスなど、各種ＱｏＳをサポートする。このような無線通信システムでは、スケジューラによりセル通信容量を最大化するスケジューリングを行うことが一般的である。【０００４】
一般的に、このようなスケジューラを使用する無線通信システムでは、基地局と移動機との間の伝送路品質に応じてフェアネスを考慮しつつ、伝送品質のよいコネクションにスケジュールを集中することにより、セル通信容量を改善する。この処理の代表として、「ＭＡＸ  ＣＩＲ」法とＰＦ（Proportional  Fairness）法がある。【０００５】
「ＭＡＸ  ＣＩＲ」法は、ＣＩＮＲ（Carrier  to  Interference  and  Noise  Ratio）の良いコネクションから順に優先してトラヒックを送信する方法である。また、ＰＦ法は、平均のＣＩＮＲと比較し、現在のＣＩＮＲの品質のよいコネクションから順にトラヒックを送信する方法であり、「ＭＡＸ  ＣＩＲ」法と比べ、フェアネスを実現したスケジューリングとなっている。なお、これら既存のスケジューリングアルゴリズムは、ＣＩＮＲ測定の結果を利用する方式であり、干渉回避のために積極的に干渉（Interference）を制御しようとするものではない。【０００６】
また、上記干渉回避の方法としては、下記特許文献１に記載の技術にあるように、セルエッジには干渉に強いＭＣ−ＣＤＭＡを適応し、干渉の少ないセル中心においてはＯＦＤＭを利用するハイブリッド方式が考えられる。【０００７】
【非特許文献１】IEEE802.16（Part16：Air  Interface  for  Fixed  Broadband  Wireless  Access  Systems）
【特許文献１】特開２００４−２００８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
同一周波数を利用したＯＦＤＭ，ＯＦＤＭＡ方式の無線通信システムでは、隣接セルと在圏セルとで利用するサブキャリアが同一の場合、セルエッジにおける干渉がセル通信容量に大きな影響を与える。そこで、上記IEEE802.16とIEEE802.16eにおいては、パーミュテーションというサブチャネライゼーション技術を導入することにより、論理的なサブキャリアと実際の物理キャリアとのマッピング関係を、“CELL_ID”と呼ばれるセルごとの識別子により異なるものとしている。これにより、同じように論理サブキャリアを利用した場合であっても、実際にマッピングされる物理サブキャリアが異なるため、全サブキャリアを利用しない限り、サブキャリアの衝突確率は、このパーミュテーション技術により低くなる。【０００９】
しかしながら、上記IEEE802.16とIEEE802.16eでは、このパーミュテーションを利用し、どのように隣接セル間で干渉回避をするかについて規定がなされていない。また、従来のスケジューリングアルゴリズムは、セル間干渉を回避するためのアルゴリズムを含んでおらず、セル間での干渉量に応じてスケジューリングを行う、という方式をとっている。【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、干渉回避を行いながら、セル通信容量の最大化を実現する通信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信装置は、隣接セルで同一周波数を利用する無線通信システムに適用可能な基地局として動作し、かつ、隣接セル間で同一適応度のフレームタイミングまたはスロットタイミングを一致させて動作する、通信装置であって、セル内の移動機から通知される受信品質に基づいて適応度（変調度とコーディングレートの組）を決定し、移動機またはコネクションを適応度毎にグルーピングするグルーピング手段と、干渉量に応じて適応度毎にデータマッピング量（空き容量）を決定するマッピング量決定手段と、前記適応度毎にグループ分けされた移動機またはコネクションを、前記データマッピング量に従って、フレームまたはスロット毎に無線フレームにマッピングするための制御を行うマッピング手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、干渉回避を行いながら、セル通信容量の最大化を実現することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、基地局のＤＬ無線フレームとそれらのデータマッピング率とを示す図である。
【図２】図２は、図１に対して、無線フレームにマッピングされたコネクション毎のデータの適応度を追記した図である。
【図３】図３は、本発明にかかる基地局の構成例を示す図である。
【図４】図４は、スケジューリング部の構成例を示す図である。
【図５】図５は、オムニアンテナを用いた無線通信システムにおけるグルーピング例を示す図である。
【図６】図６は、同じ適応度をとるフレームタイミングを隣接セル間で一致させた場合の例を示す図である。
【図７】図７は、隣接セル間の干渉量を説明するための図である。
【図８】図８は、１無線フレームをＳＬＯＴ＃１とＳＬＯＴ＃２に分割した例を示す図である。
【図９】図９は、「ＱＰＳＫ，Ｒａｔｅ＝１／２」ゾーンに属するユーザ数が増大したことにより「ＤＬ，ＱＰＳＫ，Ｒａｔｅ＝１／２」無線フレームをもう一つ追加した場合の例を示す図である。
【図１０】図１０は、スロット毎の割り当てを変動させることにより、変調パターン毎の通信容量を変更する例を示す図である。
【図１１】図１１は、ＯＦＤＭＡシステムにおけるセル構成と周波数割当ての一例を示す図である。
【図１２】図１２は、ＷｉＭＡＸのＦＦＲにおける３サブキャリアグループ分割の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、セル周辺に存在する移動局と基地局との間の通信における周波割り当ての一例を示す図である。
【図１４】図１４は、セル中心に存在する移動局と基地局との間の通信における周波割り当ての一例を示す図である。
【図１５】図１５は、フレームの途中で使用サブキャリアグループを切り替える場合の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、セル周辺のオーバリッジ干渉を示す図である。
【図１７】図１７は、セル中心の隣接セル干渉を示す図である。
【図１８】図１８は、フレームタイミングを隣接セル間で一致させた場合の実施の形態３におけるマッピングの一例（フレームマッピング同期方式）を示す図である。
【図１９】図１９は、セル周辺の移動機が基地局と通信を行う場合の干渉の様子を示す図である。
【図２０】図２０は、セル中心の移動機が基地局と通信を行う場合の干渉の様子を示す図である。
【符号の説明】
【００１４】
１  基地局
１１  ＱｏＳ分離部
１２  再送・トラヒック制御部
１３  スケジューリング部
１４  ＰＤＵ構築部
１５  ベースバンド処理部
１６  レベル測定部
２１  ユーザデータ蓄積部
２２  グルーピング部
２３  適応度別フレーム利用率判定部
２４  フレームマッピング部
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明にかかる通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。本発明においては、たとえば、単一無線アクセスシステムにおいて、隣接セルで同一周波数（無線帯域）を利用した場合であっても干渉を回避可能なスケジューリングアルゴリズム、を提供するものである。【００１６】
実施の形態１．
従来のパーミュテーション技術を用いた無線通信システム（IEEE802.16，IEEE802.16e等）では、セル毎に配置される基地局は、互いに独立して動作し、かつ、フレームバイフレームで、発生トラヒック量に応じて複数コネクションからのデータパケットをマッピングする方法をとる。そのため、隣接セルの無線フレームのデータマッピング量を把握する方法が存在せず（図１参照）、さらに、各種適応度（変調度とコーディングレート）がマッピングされたデータパケットが混在するため（図２参照）、所望のデータマッピング量を規定することが困難であった。【００１７】
図１は、基地局１０１上のコネクションＡトラヒック，コネクションＢトラヒック，コネクションＣトラヒック、隣接基地局１０２上のコネクションＤトラヒック，コネクションＥトラヒック，コネクションＦトラヒックにおける、それぞれの基地局のＤＬ無線フレーム１０３，１０４と、それらのデータマッピング率と、を示している。図１においては、フレームバイフレームにマッピングされるデータパケット量（マッピング率）が、各基地局上のトラヒック元の発生トラヒック量に応じて異なることを示している。したがって、基地局間では、フレームバイフレームでマッピング容量を連絡する方法をとらない限り、隣接基地局のデータマッピング率を把握することが困難である。また、隣接セル間において、フレームバイフレームで制御メッセージを交換することによりトラヒック量を通知することは、基地局間をつなぐバックフォールネットワークのトラヒック量を増大させてしまうため、問題となる。【００１８】
また、図２は、図１の例に対して、無線フレームにマッピングされたコネクション毎のデータの適応度（変調度とコーディングレート）を追記したものである。このように、１無線フレームに複数の適応度がマッピングされると、適応度毎に所望のＣＩＮＲが異なるため、干渉回避を行うためのデータマッピング率を計算することが困難となる。【００１９】
本実施の形態では、上記問題を解決するための干渉回避アルゴリズムを提供する。図３は、本発明にかかる通信装置として動作する基地局の構成例を示す図であり、本実施の形態のスケジューラを備えた基地局を示している。【００２０】
図３において、基地局１は、ＩＰパケットをＱｏＳ（Quality  of  Service）クラスに分離するＱｏＳ分離部１１と、再送制御とトラヒック制御を行う再送・トラヒック制御部１２と、無線フレームへの「ＭＡＣ  ＰＤＵ」割り当てを実施するスケジューリング部１３と、スケジューリング部１３からの指示に従って「ＭＡＣ  ＰＤＵ」を構築するＰＤＵ構築部１４と、スケジューリング部１３によりマッピングされた「ＭＡＣ  ＰＤＵ」の無線信号処理を行うベースバンド処理部１５と、スケジューリング部１３からの指示に従って各移動機にて測定した無線品質（ＣＩＮＲ：キャリア電力対干渉信号電力および雑音比等）を集計するレベル測定部１６と、を備えている。【００２１】
ＩＰパケットは、ＱｏＳ分離部１１においてＱｏＳ毎にコネクションが分離される。つぎに、再送・トラヒック制御部１２が、コネクション毎に再送，トラヒック制御を実施し、さらに、スケジューリング部１３が、フレーム毎に、マッピングするコネクションとデータ量を決定する。このとき、スケジューリング部１３は、レベル測定の結果（図示の無線品質報告メッセージ）を用いて移動機またはコネクションのグルーピングを実施する。【００２２】
ここで、上記スケジューリング部１３の構成について説明する。スケジューリング部１３は、図４に示すように、再送・トラヒック制御部１２からのＰＤＵ（Packet  Data  Unit）をコネクション毎にQueueを用いて保持するユーザデータ蓄積部２１と、レベル測定部１６からの無線品質報告メッセージに基づいて、移動機またはコネクションを適応度（変調度とコーディングレートの組）毎のゾーンにグルーピングするグルーピング部２２と、適応度毎にデータマッピング可能な無線フレーム利用率（空きサブキャリア率）を決定する適応度別フレーム利用率判定部２３と、グルーピング部２２により適応度別にグループ分けされた移動機またはコネクションに基づいて、適応度別フレーム利用率判定部２３の指示に従って、フレーム（スロット）毎に、「ＭＡＣ  ＰＤＵ」をマッピングするフレームマッピング部２４と、を備える。そして、１無線フレームにマッピングされた「ＭＡＣ  ＰＤＵ」のマッピング情報が、ＰＤＵ構築部１４に伝達され、ＰＤＵ構築部１４では、受け取ったマッピング情報に従って「ＭＡＣ  ＰＤＵ」を構築する（ＩＥＥＥ802.16では、ＡＲＱコネクション毎に最小パケットサイズをARQ_BLOCK_SIZEと規定し、このサイズを最小単位として「ＭＡＣ  ＰＤＵ」を構築する）。【００２３】
つづいて、グルーピング部２２の動作を説明する。グルーピング部２２は、セル（Ｃｅｌｌ）内の移動機から無線品質報告メッセージとして通知されるＣＩＮＲを受信し、ＣＩＮＲに応じて適応度（変調度とコーディングレート）を決定する。適応度の決定方法は、一般的な適応変調システムと同様に、ＣＩＮＲと所望ＰＥＲ（Packet  Error  Rate）より決定される。つぎに、グルーピング部２２は、適応度に応じコネクション（または移動機）をグルーピングする。【００２４】
図５は、オムニアンテナを用いた無線通信システムにおけるグルーピング例を示す図である。なお、図５は、基地局１にてセル内にオムニアンテナで送信した場合のＤＬ（Down  Link）適応度ゾーン（変調度とＦＥＣのコーディングレートにより決められるゾーン）を示しているが、セクタアンテナを用いた場合であっても同様にレベル測定結果を用いて適応度ゾーンを構築することが可能である。【００２５】
図５において、移動機（ＭＳ：Mobile  Station）３１と３２は「ＱＰＳＫ，Ｒａｔｅ＝１／２」ゾーンに属し、ＭＳ３３と３４は「１６ＱＡＭ，Ｒａｔｅ＝１／２」ゾーンに属し、ＭＳ３５と３６は「６４ＱＡＭ，Ｒａｔｅ＝１／２」ゾーンに属し、ＭＳ３７と３８は「６４ＱＡＭ，Ｒａｔｅ３／４」ゾーンに属する。【００２６】
つぎに、フレームマッピング部２４は、無線フレーム毎に同じ適応度（変調度とコーディングレート）の移動機、またはその移動機に属するコネクションのデータ、を無線フレームへのマッピング候補として選択する。【００２７】
適応度別フレーム利用率判定部２３は、後述する隣接基地局間におけるフレームマッピング同期方式を利用して、フレーム毎のデータマッピング率を算出する。【００２８】
ここで、隣接基地局間におけるフレームマッピングの基本形態を説明する。図６は、同じ適応度をとるフレームタイミングを隣接セル間で一致させた場合の例（フレームマッピング同期方式）である。この方式では、ＣＥＬＬ＃１の「ＤＬ（Down  Link），ＱＰＳＫ，Ｒａｔｅ＝１／２」とＣＥＬＬ＃２の「ＤＬ，ＱＰＳＫ，Ｒａｔｅ＝１／２」の送信フレームタイミング、ＣＥＬＬ＃１の「ＤＬ，１６ＱＡＭ，Ｒａｔｅ＝１／２」とＣＥＬＬ＃２の「ＤＬ，１６ＱＡＭ，Ｒａｔｅ＝１／２」の送信フレームタイミング、ＣＥＬＬ＃１の「ＤＬ，６４ＱＡＭ，Ｒａｔｅ＝１／２」とＣＥＬＬ＃２の「ＤＬ，６４ＱＡＭ，Ｒａｔｅ＝１／２」の送信フレームタイミング、ＣＥＬＬ＃１の「ＤＬ，６４ＱＡＭ，Ｒａｔｅ＝３／４」とＣＥＬＬ＃２の「ＤＬ，６４ＱＡＭ，Ｒａｔｅ＝３／４」の送信フレームタイミング、をそれぞれ一致させる。ＵＬも同様である。【００２９】
この方式を用いた場合は、図７に示すように、隣接セル間の干渉量は、基地局からの距離に依存する。図７では、ＣＥＬＬ＃１の受信電力とＣＥＬＬ＃２の受信電力は、基地局からの距離に依存して減少している（一般的には３乗則または４乗則に従い減少する）。そのため、図７の例では、「ＱＰＳＫ，Ｒａｔｅ＝１／２」ゾーンが、最も干渉電力が大きく、「１６ＱＡＭ，Ｒａｔｅ＝１／２」ゾーン，「６４ＱＡＭ，Ｒａｔｅ＝１／２」ゾーン，「６４ＱＡＭ，Ｒａｔｅ＝３／４」ゾーン、という順に干渉量は小さくなる。【００３０】
そのため、適応度別フレーム利用率判定部２３では、予め計算される干渉に応じて、データマッピング量を計算することにより、適応度フレーム毎に利用サブキャリア数が制限され、これに加え、パーミュテーションの効果により、同一の物理サブキャリアを利用する確率が抑圧される。図６の例では、ＤＬ空き容量は、干渉の最も大きい「ＤＬ，ＱＰＳＫ，Ｒａｔｅ＝１／２」ゾーンのときが最も大きくとられ、干渉の最も小さい「６４ＱＡＭ，Ｒａｔｅ＝３／４」ゾーンのときが最も小さくなっている。すなわち、本実施の形態においては、フレーム毎に、所望ＰＥＲとなるように、干渉を抑圧するためのデータマッピング量（空き容量）を規定する。これにより、セル通信容量を改善することができる（従来の方式では、他セルのデータマッピング量（干渉量）を把握することができないため、自セルのデータマッピング量を規定することができない）。【００３１】
また、同じ適応度に属する移動機（またはコネクション）において、どのコネクションを選択するかは、従来方式の「ＭＡＸ  ＣＩＲ」とＰＦを適応する。これにより、セル通信容量を最大化する「ＭＡＸ  ＣＩＲ」と、フェアネスを考慮に入れたスケジューリングアルゴリズムのＰＦを適応することが可能になる。【００３２】
このように、本実施の形態においては、フレーム毎に隣接基地局と同期して、適応度を規定するため、所望ＰＥＲとなるように干渉を抑圧するためのデータマッピング量を計算すること、または、実システムにおいてチューニングしていくこと、が可能となる。【００３４】
また、フレーム毎に干渉回避するように適応度（変調度とコーディングレート）を規定するため、すなわち、フレーム単位で適応度ゾーンごとに利用可能なデータマッピング量を規定するため、環境の悪い移動機に無線リソースを多く占有され、セル通信容量を劣化する、という問題を回避することができる。たとえば、本発明のようにフレーム単位という抑制がない場合、ＣＩＮＲの悪い「ＱＰＳＫ，Ｒａｔｅ＝１／２」ゾーンでは、適応度の高いゾーンに比べ、同じデータパケットであっても、変調度の違いにより多くのＯＦＤＭＡシンボル数を必用とする。そのため、ＣＩＮＲの悪いコネクションが多くなると、セル通信容量が劣化する、という問題を引き起こす。【００３５】
また、ＳＴＣ（Space  Time  Coding）を利用した場合にも、上記と同様の効果を実現することができる。【００３６】
なお、本実施の形態の方式は、フレーム単位を割り当ての最小単位とするのではなく、図８に示すように、１フレームを複数スロットに分割し、隣接セルとスロットタイミングで同期をとる方法も考えられる。図８の例では、１無線フレームをＳＬＯＴ＃１（ＭＳ３３，ＭＳ３４）とＳＬＯＴ＃２（ＭＳ３５，ＭＳ３６）に分割した例を示している。また、ＤＬは時分割し、ＵＬは、802.16の例で説明すると、ＵＬ−ＭＡＰで２つのスロットに対するパケットのマッピングを指定した場合（ＭＳ３３，ＭＳ３４）の例を示している。【００３７】
実施の形態２．
つづいて、実施の形態２について説明する、なお、基地局の構成については、前述した実施の形態１の図３，図４と同様である。ここでは、前述の実施の形態１と異なる処理について説明する。【００３８】
たとえば、適応度ゾーン毎に存在する移動機の数またはコネクション数は、時間により変動する。そのため、本実施の形態では、各ゾーンに存在する移動機の数，コネクション数，通信トラヒック量に応じて、適応度ゾーン毎のフレーム数またはスロットサイズを変更する。【００３９】
図９は、「ＱＰＳＫ，Ｒａｔｅ＝１／２」ゾーンに属するユーザ数が増大したことにより、「ＤＬ，ＱＰＳＫ，Ｒａｔｅ＝１／２」無線フレームをもう一つ追加した場合の例を示している。また、図１０は、スロット毎の割り当てを変動させることにより、変調パターン毎の通信容量を変更する例を示している。ここでは、ＳＬＯＴ＃１の通信容量が増大し、ＳＬＯＴ＃２の通信容量が減少している。【００４０】
このように、本実施の形態においては、時間変動する適応度ゾーン毎の移動機数，コネクション数，通信トラヒック量に応じて、変調パターン毎のフレーム量またはスロット量、およびスロットサイズの変更を基地局間で同期して実行する。これにより、移動機の位置と負荷率に応じたフレーム割り当て，スロット割り当てを可能とし、セル通信容量を最大化することが可能となる。【００４１】
実施の形態３．
つづいて、実施の形態３について説明する、なお、基地局の構成については、前述した実施の形態１の図３，図４と同様である。ここでは、前述の実施の形態１および２と異なる処理について説明する。【００４２】
本実施の形態では、全サブキャリアをサブキャリアグループに分類し（３×Ｎサブキャリアグループ：Ｎは整数）、セル中心では全サブキャリアグループを利用し、セル周辺では３×Ｎサブキャリアグループのうちの１サブキャリアグループを、隣接セルが使用するサブキャリアグループと重複しないように選択するＯＦＤＭＡシステムにおいて、トラヒック量に応じて干渉回避を行う場合について説明する。【００４３】
図１１は、上記ＯＦＤＭＡシステムにおいて、Ｎ＝１とした場合の例を示す図であり、たとえば、３つの隣接セルＡ，Ｂ，Ｃにおいて、セル中心（図示の円内に対応）では全サブキャリアグループ＃１，＃２，＃３を利用（ｆ１，ｆ２，ｆ３のすべてを使用）し、セル周辺（図示の円外に対応）では隣接する３つのセルＡ，Ｂ，Ｃで使用するサブキャリアグループが重ならないように選択（ｆ１，ｆ２，ｆ３のいずれか一つを選択）する場合の、セル構成および周波数割り当ての一例が示されている。この方式は、ＷｉＭＡＸ（World  Interoperability  for  Microwave  Access）フォーラムにて、ＦＦＲ（Fractional  Frequency  Reuse）として説明されている。【００４４】
ＷｉＭＡＸのＦＦＲでは、図１２に示すように、無線フレームの周波数帯域を３つの周波数領域、具体的には、サブキャリアグループ＃１（ｆ１），サブキャリアグループ＃２（ｆ２），サブキャリアグループ＃３（ｆ３）に分割している。【００４５】
そして、互いに隣接する３つのセルＡ，Ｂ，Ｃの周辺（セル周辺）では、図１３に示すように、各基地局のスケジューリング部１３が、互いに異なるサブキャリアグループを割り当てることにより、隣接セル間干渉を回避している。このとき、本実施の形態においては、さらに、各基地局のベースバンド処理部１５が、各無線フレームにおける帯域内の電力を一定にする制御を行うにより、割り当てたサブキャリアグループの電力を３倍にブーストして送信する。これにより、利用可能な帯域は１／３に減るが、電力を３倍にブーストすることができるので、干渉回避を行いながら同時にセル通信容量の最大化を実現することができる。【００４６】
また、ＷｉＭＡＸのＦＦＲにおいて、互いに隣接する３つのセルＡ，Ｂ，Ｃの中心（セル中心）では、図１４に示すように、各基地局が、スケジューリング部１３によるマッピング制御により、全サブキャリアグループ（ｆ１＋ｆ２＋ｆ３）を利用した通信を行っている。【００４７】
また、図１５に示すように、フレームの途中で移動機がセル周辺からセル中心へ移動した場合、ＷｉＭＡＸのＦＦＲにおいては、ＤＬ−ＭＡＰの“use  all  Subcarrier  Indicator"を利用し、スケジューリング部１３によるマッピング制御により、１／３の周波数帯域を使用した通信から全周波数帯域を使用した通信に切り替えている。【００４８】
本実施の形態においては、以上のＷｉＭＡＸに準拠した動作を前提として、たとえば、前述した実施の形態１および２に記載の処理によりスケジューリングを行う。詳細には、隣接セル間で同一適応度のフレームタイミング（またはスロットタイミング）を一致させて動作する基地局において、まず、グルーピング部２２が、自セル内の移動機から無線品質報告メッセージとして通知されるＣＩＮＲに基づいて適応度を決定し、移動機またはコネクションを適応度に応じてセル中心とセル周辺にグループ分けする（移動機の地理的位置を用いてグループ化する方法とＣＩＮＲベースでグループ化する方法がある）。そして、フレームマッピング部２４が、上記適応度に応じてグループ分けされた移動機またはコネクションを、適応度別フレーム利用率判定部２３から通知される所定のデータマッピング量に基づいて無線フレームにマッピングする。【００４９】
すなわち、セル中心では、互いに距離減衰による干渉削減を期待できることから、基地局と移動機の間で、多値変調（たとえば６４ＱＡＭ）を利用した高速大容量通信を実施し（図１４参照）、一方で、セル周辺では、基地局と移動機の間で、隣接セル間の干渉を無くすようにマッピング制御を行い（図１３参照）、干渉回避を行いながらさらに同時に電力ブーストを行うことによって、セル通信容量の最大化を図る。【００５０】
図１６は、セル周辺のオーバリッジ干渉を示す図である。この場合、図１６の中心に位置するセルＡのセル周辺（円以外の部分に相当）では、ｆ１周波数干渉が隣接セルを飛ばしたオーバリッジセルからの干渉（図示の→に相当）となるため、距離減衰により干渉回避を実現できる。また、図１７は、セル中心の隣接セル干渉を示す図である。この場合、図１７の中心に位置するセルのセル中心（円内に相当）では、ｆ１＋ｆ２＋ｆ３周波数干渉が各隣接セルからの干渉となる。しかしながら、セル中心では、移動機と基地局との間の伝送路状態が良好であるため、他の通信による干渉が低減された状態での通信が可能となる。【００５１】
また、図１８は、フレームタイミングを隣接セル間で一致させた場合の実施の形態３におけるマッピングの一例（フレームマッピング同期方式）を示す図であり、詳細には、セルＡ，セルＢ，セルＣにおいてフレームタイミングを同期させた状態で、Ｆｒａｍｅ＃Ｎ，Ｆｒａｍｅ＃Ｎ＋１，Ｆｒａｍｅ＃Ｎ＋２…でサブキャリアグループ割り当て（マッピング）を行う場合を示している。Ｆｒａｍｅ＃Ｎは、セル周辺の移動機と基地局の間で通信を行う場合のサブキャリアグループ割り当てを表している。Ｆｒａｍｅ＃Ｎ＋１は、セル周辺の移動機と基地局との間で通信を行い、途中からセル中心の移動機と基地局との間で通信を行う場合の、サブキャリアグループ割り当てを表している。Ｆｒａｍｅ＃Ｎ＋２は、セル中心の移動機と基地局との間で通信を行う場合のサブキャリアグループ割り当てを表している。【００５２】
このとき、スケジューリング部１３によるデータのマッピングは、ＷｉＭＡＸの場合、IEEE802.16e-2005に従い、ＦＣＨの割り当てられたセグメントより実施される。また、セルが異なる場合には異なる「Cell  ID」と「Perm_Base」を利用することから、データの割り当て量が同じ場合であっても、IEEE802.16e-2005のパーミュテーションに従い、できるだけセル間でサブキャリアへのマッピングが異なるように、スケジューリングが行われる。【００５３】
また、図１９は、セル周辺の移動機が基地局と通信を行う場合の干渉の様子を示す図である。たとえば、本実施の形態では、スケジューリング部１３が、セル周辺のサブキャリアグループ＃1（ｆ１）に関して、セル間でそれぞれ異なるパーミュテーションパターンを用いてマッピングを行い、さらに、トラヒック量を調整する。これにより、干渉の低減を図る。このとき、データサブキャリアの等化処理に必要の無いパイロットサブキャリアを送信しないことにより、さらにこの効果を改善することができる。【００５４】
また、図２０は、セル中心の移動機が基地局と通信を行う場合の干渉の様子を示す図である。たとえば、本実施の形態では、スケジューリング部１３が、互いに隣接するセル間でそれぞれ異なるパーミュテーションパターンを用いてマッピングを行い、さらに、トラヒック量を調整する。これにより、干渉の低減を図る。このとき、セル中心においても、上記同様データサブキャリアの等化処理に必要の無いパイロットサブキャリアを送信しないことにより、さらに干渉回避効果を改善することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明にかかる通信装置は、隣接セルで同一周波数を利用する無線アクセスシステムに有用であり、特に、１以上の複数無線帯域を利用する基地局として適している。
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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