(57)【要約】  第１領域、第２領域、及び第３領域を有するカバレッジ領域と、上記カバレッジ領域内の端末にトラフィックを伝送する基地局とを含む無線通信システムにおける周波数再利用方法は、（ａ）上記第１領域、上記第２領域、及び上記第３領域の全てに１つの特定周波数帯域を割り当てて第１期間の間上記トラフィックを伝送する段階と；（ｂ）上記第１領域に上記特定周波数帯域を割り当てて第２期間の間トラフィックを伝送する段階と；（ｃ）上記第２領域に上記特定周波数帯域を割り当てて第３期間の間トラフィックを伝送する段階；及び（ｄ）上記第３領域に上記特定周波数帯域を割り当てて第４期間の間トラフィックを伝送する段階とを含む。
2010503259.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１領域、第２領域、及び第３領域を有するカバレッジ領域と、前記カバレッジ領域内の端末にトラフィックを伝送する基地局とを含む無線通信システムにおける周波数再利用方法において、
（ａ）前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域の全てに１つの特定周波数帯域を割り当てて第１期間の間前記トラフィックを伝送する段階と；
（ｂ）前記第１領域に前記特定周波数帯域を割り当てて第２期間の間トラフィックを伝送する段階と；
（ｃ）前記第２領域に前記特定周波数帯域を割り当てて第３期間の間トラフィックを伝送する段階；及び
（ｄ）前記第３領域に前記特定周波数帯域を割り当てて第４期間の間トラフィックを伝送する段階とを含むことを特徴とする無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項２】
前記（ａ）〜前記（ｄ）段階は所定周期で繰り返され、前記所定周期は、前記第１期間、前記第２期間、前記第３期間、及び前記第４期間の和であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項３】
前記第１期間、前記第２期間、第３期間、及び前記第４期間は、それぞれ、５ｍｓｅｃ未満であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項４】
前記特定周波数帯域は、少なくとも２つのサブ周波数帯域に分割され、前記特定周波数帯域及び前記サブ周波数帯域の１つが前記トラフィックの伝送に利用されることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項５】
前記（ａ）段階において、
前記トラフィックはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で伝送され、前記トラフィックの伝送のためのデータフレームは、少なくとも２回繰り返されたコントロールメッセージを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項６】
前記（ｂ）〜前記（ｄ）段階において、
前記トラフィックの伝送のためのデータフレームは、繰り返しのない１つのコントロールメッセージを含むことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項７】
前記カバレッジ領域は１つの基地局がカバーするセル領域であり、前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域は前記セルを構成するセクタであることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項８】
前記第１領域、前記第２領域、前記第３領域のそれぞれは、隣接する３つの基地局によりカバーされる１つのセル領域に対応することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項９】
複数のカバレッジ領域を含み、基地局は前記複数のカバレッジ領域内の端末にトラフィックを伝送する無線通信システムにおける周波数再利用方法において、
（ａ）前記複数のカバレッジ領域の全てに対して１つの特定周波数帯域を割り当てて第１期間の間トラフィックを伝送する段階；及び
（ｂ）第１カバレッジ領域に少なくとも１回前記特定周波数帯域を割り当てて第２期間の間トラフィックを伝送する段階を含み、
前記特定周波数帯域は、前記複数のカバレッジ領域において再利用されることを特徴とする周波数再利用方法。
【請求項１０】
前記（ｂ）段階の後に、
（ｃ）前記第１カバレッジ領域でない第２カバレッジ領域に少なくとも１回前記特定周波数帯域を割り当て、前記第２カバレッジ領域にある端末に第３期間の間トラフィックを伝送する段階を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の周波数再利用方法。
【請求項１１】
前記（ｃ）段階の後に、
（ｄ）前記第１及び第２カバレッジ領域でない第３カバレッジ領域に少なくとも１回前記特定周波数帯域を割り当て、前記第３カバレッジ領域にある端末に第４期間の間トラフィックを伝送する段階を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の周波数再利用方法。
【請求項１２】
前記（ａ）〜前記（ｂ）段階は所定周期で繰り返され、前記所定周期は、前記第１期間及び前記第２期間の和であることを特徴とする請求項９に記載の周波数再利用方法。
【請求項１３】
前記（ａ）〜前記（ｃ）段階は所定周期で繰り返され、前記所定周期は、前記第１期間、前記第２期間、及び前記第３期間の和であることを特徴とする請求項１０に記載の周波数再利用方法。
【請求項１４】
前記（ａ）〜前記（ｄ）段階は所定周期で繰り返され、前記所定周期は、前記第１期間、前記第２期間、前記第３期間、及び前記第４期間の和であることを特徴とする請求項１１に記載の周波数再利用方法。
【請求項１５】
前記特定周波数帯域が割り当てられるカバレッジ領域は、ＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ＆ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が閾値より小さい端末の位置によって決められることを特徴とする請求項９に記載の周波数再利用方法。
【請求項１６】
（ｃ）前記第１期間にトラフィックを伝送される少なくとも１つの端末が前記第２期間の間スリープモードで作動するように、前記少なくとも１つの端末にスリープモードメッセージを伝送する段階を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の周波数再利用方法。
【請求項１７】
前記（ａ）段階は、少なくとも２回繰り返されたコントロールメッセージを含むデータフレームを伝送することを特徴とする請求項９に記載の周波数再利用方法。
【請求項１８】
前記トラフィックは、１つのコントロールメッセージを含むデータフレームにより伝送されることを特徴とする請求項９に記載の周波数再利用方法。
【請求項１９】
前記複数のカバレッジ領域は、隣接した基地局のセル領域または単一基地局のセクタ領域に該当することを特徴とする請求項９に記載の周波数再利用方法。
【請求項２０】
周波数を再利用する基地局であって、
複数の端末に対してＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ＆ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を測定するＣＩＮＲ測定手段と；
前記ＣＩＮＲと閾値とを比較して周波数再利用プランを決める周波数再利用決定手段と；
前記周波数再利用プランに応じて、第１期間の間複数のカバレッジ領域の全てに１つの特定周波数帯域を割り当てて第１トラフィック伝送を行い、第２期間の間前記複数のカバレッジ領域の少なくとも１つに前記特定周波数帯域を割り当てて第２トラフィック伝送を行なうスケジューラとを含み、
前記特定周波数帯域は、前記複数のカバレッジ領域において再利用されることを特徴とする基地局。
【請求項２１】
前記第１トラフィック伝送は、少なくとも２回繰り返されたコントロールメッセージを含む第１データフレームの伝送であり、
前記第２トラフィック伝送は、１つのコントロールメッセージを含む第２データフレームの伝送であることを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
【請求項２２】
前記複数のカバレッジ領域は、隣接した基地局のセル領域または単一基地局のセクタ領域に該当することを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
【請求項２３】
前記第１トラフィック伝送の回数と前記第２トラフィック伝送の回数との割合は、固定されるかまたは可変することを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
【請求項２４】
前記スケジューラは、前記第１トラフィック伝送をＮ回、前記第２トラフィック伝送をＭ回行い、ここで、ＮとＭは正の整数であり、
前記ＮとＭの割合は、前記ＣＩＮＲの大きさに基づいて決められることを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
【請求項２５】
前記スケジューラは、前記第２トラフィック伝送において各カバレッジ領域に対して前記特定周波数帯域を順次に割り当てることを特徴とする請求項２４に記載の基地局。
【請求項２６】
前記第１トラフィック伝送の回数と前記第２トラフィック伝送の回数との割合は、端末のＣＩＮＲの大きさに基づいてリアルタイム変更されることを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
【請求項２７】
前記スケジューラは、閾値より大きいＣＩＮＲを有する少なくとも１つの端末が前記第２トラフィック伝送の期間の間スリープモードで作動するように、前記少なくとも１つの端末にスリープモードメッセージを伝送することを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
【請求項２８】
前記基地局は、ＩＥＥＥ ８０２.１６ｄ／ｅ、ＷｉＢｒｏ、及びＷｉＭＡＸの少なくとも１つによる通信システムに利用されることを特徴とする請求項２１に記載の基地局。
【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係り、特にＩＥＥＥ ８０２.１６ｄ／ｅ、ＷｉＢｒｏ、ＷｉＭＡＸ標準規格などによるＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）基地局システムにおける効率的なトラフィックの伝送のための周波数再利用方法及びこのための基地局システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線通信システムは、ＰＳＳ（Ｐｏｒｔａｂｌｅ Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｓｔａｔｉｏｎ：端末）、ＲＡＳ（Ｒａｄｉｏ Ａｃｃｅｓｓ Ｓｔａｔｉｏｎ：基地局）、中継器（Ｒｅｐｅａｔｅｒ）及び所定のコンテンツサーバーなどを含む。上記ＰＳＳは、無線網内のＲＡＳを介して通話、デジタル放送、デジタルメディアダウンロード、アップロードなどの通信サービスを受けることができ、上記所定のコンテンツサーバーは、上記ＰＳＳの加入者を管理し、また上記ＰＳＳに必要なコンテンツを提供する。また、上記中継器は、上記ＲＡＳの通信中継だけでは信号感度が弱い地域をカバーし、上記ＰＳＳが十分な信号感度を保持することができるようにする。
【０００３】
近年の無線通信システムでは、無線資源量が限定されているため通信サービスの用途に合わせて周波数が適宜割り当てられ、特に、基地局間の信号の干渉を回避するために基地局同士が離れていることで周波数を再利用することができる。このとき、基地局のセルを構成する複数のセクタが互いに異なる周波数を利用することができ、または上記複数のセクタが複数の周波数を同時に利用することもできる。
【０００４】
図１は、３セクタに互いに異なる周波数を利用して通信を中継する従来の基地局（ＲＡＳ）を説明するための図である。
図１は、ＦＲＦ−３（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ−３）方式（ｓｃｈｅｍｅ）を示す。より具体的に、従来の基地局（ＲＡＳ）が使用するＦＲＦ−３方式の無線通信システムでは、１つの基地局がカバーすることができる領域を複数のセクタに分割し、各分割されたセクタに互いに異なる３つの周波数帯域を割り当てて基地局と端末との通信サービスを提供する。ここで、１つの基地局がカバーすることができる領域をセル（Ｃｅｌｌ）と定義する。すなわち、上記領域は、第１、第２及び第３セクタ１１０、１２０、１３０に分けられ、上記第１、第２及び第３セクタ１１０、１２０、１３０がセルとなる。そして、互いに異なる３つの周波数が各セクタに割り当てられることで、基地局（ＲＡＳ）と端末（ＰＳＳ）との通信サービスが提供される。ＦＲＦ−３基地局（ＲＡＳ）は、第１セクタ１１０において割り当てられた周波数ＦＡ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ａｓｓｉｇｎｍｅｎｔ）１を用いて端末と通信し、第２セクタ１２０において割り当てられた周波数ＦＡ２を用いて端末と通信し、第３セクタ１３０において割り当てられた周波数ＦＡ３を用いて端末と通信する。このとき、上記基地局の第１セクタ１１０、第２セクタ１２０、及び第３セクタ１３０のそれぞれは、互いに異なる周波数帯域にそれぞれ割り当てられた搬送波を利用してトラフィックを送受信する。
【０００５】
図１に示すような従来のＦＲＦ−３方式の無線通信システムでは、各セクタが互いに異なる周波数を利用するため、セクタ間の境界部分や他の基地局とのセル境界部分において干渉によるＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔo Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ＆ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）の低下がほとんどないことでセルカバレッジが増大するという長所があるが、各セクタにおいて用いることができる周波数の帯域幅が１つの帯域に限定されているため、システムの容量が低下するという短所がある。
【０００６】
図２は、３セクタに同じ複数の周波数を利用して通信を中継する従来の基地局（ＲＡＳ）を説明するための図である。図２に示すようなＦＲＦ−１（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ−１）方式では、基地局（ＲＡＳ）の各セクタにおいて１つの周波数帯域ＦＡを利用して端末との通信を中継する。すなわち、図３に示すように、ＦＲＦ−１方式の無線通信システムでは、全てのセクタにおいて１つの周波数帯域を利用してトラフィックを送受信することで、システム容量を増大させることができる。ＦＲＦ−１方式では、図３に示すように、例えば、ＱＰＳＫ１／１２変調方式においてデータフレームのプリアンブル（ｐｒｅａｍｂｌｅ）及びＦＣＨ（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｅａｄｅｒ）の後に続く１つのコントロールメッセージが複数回、例えば、６回繰り返し伝送され得る。
【０００７】
しかしながら、図２に示すようなＦＲＦ−１方式の無線通信システムでは、セクタ間の境界部分２１０または隣接した他のセルとの境界部分２２０において信号干渉が頻繁に発生する。すなわち、ＦＲＦ−１方式の無線通信システムでは、各セクタ及びセルにおいて同じ周波数帯域を利用して通信サービスを提供するため、隣接したセクタの境界部分２１０またはセル間の境界部分２２０において信号干渉が頻繁に発生し、このような信号干渉によって端末のＣＩＮＲが低下し、これにより、通信サービスが不能になり、または通信サービスの品質が劣化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述したような従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、低いＦＲＦと高いＦＲＦの長所は利用し、その短所は補完するために、基地局と端末間の通信信号の強さに応じて各セクタまたはセルにおいてＦＲＦ−１方式の１つの全体周波数帯域を時分割的に利用する無線通信システムにおける周波数再利用方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、基地局と端末間の通信信号の強さに基づき、セルまたはセクタ間の信号干渉を考慮して周波数再利用プラン（ｐｌａｎ）をフレキシブルに適用することで、セルカバレッジとシステム容量を最大化することができる無線通信システムにおける周波数再利用方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明の一実施形態によれば、第１領域、第２領域、及び第３領域を有するカバレッジ領域と、上記カバレッジ領域内の端末にトラフィックを伝送する基地局とを含む無線通信システムにおける周波数再利用方法は、（ａ）上記第１領域、上記第２領域、及び上記第３領域の全てに１つの特定周波数帯域を割り当てて第１期間の間上記トラフィックを伝送する段階と；（ｂ）上記第１領域に上記特定周波数帯域を割り当てて第２期間の間トラフィックを伝送する段階と；（ｃ）上記第２領域に上記特定周波数帯域を割り当てて第３期間の間トラフィックを伝送する段階；及び（ｄ）上記第３領域に上記特定周波数帯域を割り当てて第４期間の間トラフィックを伝送する段階とを含む。
【００１１】
他の実施形態において、複数のカバレッジ領域を含み、基地局は上記複数のカバレッジ領域内の端末にトラフィックを伝送する無線通信システムにおける周波数再利用方法は、（ａ）上記複数のカバレッジ領域の全てに対して１つの特定周波数帯域を割り当てて第１期間の間トラフィックを伝送する段階；及び（ｂ）上記第１カバレッジ領域に少なくとも１回上記特定周波数帯域を割り当てて第２期間の間トラフィックを伝送する段階を含み、上記特定周波数帯域は、上記複数のカバレッジ領域において再利用される。
【００１２】
また他の実施形態において、周波数を再利用する基地局は、複数の端末に対してＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ＆ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を測定するＣＩＮＲ測定手段と；上記ＣＩＮＲと閾値とを比較して周波数再利用プランを決める周波数再利用決定手段；及び上記周波数再利用プランに応じて、第１期間の間複数のカバレッジ領域の全てに１つの特定周波数帯域を割り当てて第１トラフィック伝送を行い、第２期間の間上記複数のカバレッジ領域の少なくとも１つに上記特定周波数帯域を割り当てて第２トラフィック伝送を行なうスケジューラを含み、上記特定周波数帯域は、上記複数のカバレッジ領域において再利用される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による無線通信システムにおける周波数再利用方法及び装置では、基地局と端末間の通信信号の強さに応じてＦＲＦ−１方式を時分割的に適用することで、低いＦＲＦと高いＦＲＦの長所を最大限に反映することができ、その短所は最小に抑えることができる効果がある。
【００１４】
また、本発明による無線通信システムにおける周波数再利用方法及び装置では、セルまたはセクタ間の信号干渉を考慮した周波数再利用プラン（ｐｌａｎ）に応じてＦＲＦ−１と時分割多重接続をフレキシブルに適用することでセルカバレッジとシステム容量を最大化することができる効果がある。
【００１５】
さらに、本発明による無線通信システムにおける周波数再利用方法及び装置では、ＦＲＦ−１方式と類似した方式を利用するが、各カバレッジ領域だけにサービスされる期間を利用し、この時には、データフレームにコントロールメッセージを繰り返し挿入しない区間を設定することができるためデータフレームの生成に係るシステムのオーバーヘッダーを軽減することができる。
【００１６】
さらにまた、本発明による無線通信システムにおける周波数再利用方法及び装置では、基地局との通信信号の強さが大きい端末の場合に、時分割的に一時的なスリープ（ｓｌｅｅｐ）モードが可能であるため、基地局システムまたは端末において通信のための電力を節減することができる効果がある。
【００１７】
また、本発明による無線通信システムにおける周波数再利用方法及び装置では、セクタを区分する基地局だけでなく、全方向性（ｏｍｎｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ）アンテナを使用する複数の基地局に対しても基地局と端末間における効率的なトラフィック送受信を支援することができる効果がある。
【００１８】
そして、本発明による無線通信システムにおける周波数再利用方法及び装置では、ＩＥＥＥ ８０２.１６ｄ／ｅ、ＷｉＢｒｏ、ＷｉＭＡＸ標準規格などによるポータブルインターネットサービスを中継するための基地局において高品質の通信サービスを提供することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】３セクタに互いに異なる周波数を利用して通信を中継する従来の基地局を説明するための図である。
【図２】３セクタに同じ複数の周波数を利用して通信を中継する従来の基地局を説明するための図である。
【図３】図２に示す基地局と端末とが送受信するデータフレームを説明するための図である。
【図４】本発明の一実施形態による周波数再利用方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】図４に示す周波数再利用方法によって期間ごとに発生されるデータフレームの送受信を説明するための図である。
【図６】図５に示すＴ１期間の間に送受信されるデータフレームを説明するための図である。
【図７】図５に示すＴ２期間の間に送受信されるデータフレームを説明するための図である。
【図８】図５に示すＴ３期間の間に送受信されるデータフレームを説明するための図である。
【図９】図５に示すＴ４期間の間に送受信されるデータフレームを説明するための図である。
【図１０】本発明の他の一実施形態による基地局システムにおける周波数再利用方法を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１０に示す周波数再利用方法によって期間ごとに発生されるデータフレームの送受信を説明するための図である。
【図１２】本発明の一実施形態による基地局システムを説明するためのブロック図である。
【図１３】図１２に示す基地局システムの動作方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付した図面及び該図面に示された内容を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明するが、本発明がかかる実施形態によって制限されまたは限定されるものではない。
【００２１】
具体的に、本発明の一実施形態による基地局は、複数のセクタアンテナまたは基地局全方向性アンテナを介して通信することができる複数のカバレッジ領域の全てに対して少なくとも１回全体周波数帯域を割り当ててトラフィックを伝送し、上記複数のカバレッジ領域のそれぞれに対して少なくとも１回上記全体周波数帯域を割り当ててＦＲＦ−１（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ Ｆａｃｔｏｒ−１）方式を時分割的に適用する構成を開示する。ここで、基地局は、ＩＥＥＥ ８０２.１６ｄ／ｅ、ＷｉＢｒｏ、ＷｉＭＡＸ標準規格などによるＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を適用する基地局に該当する。
【００２２】
図４〜図９では、１つの基地局内の複数のカバレッジ領域、例えば、３セクタの全てに対して１回複数の周波数帯域（ＦＡ１、ＦＡ２、ＦＡ３…）を含む全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３＋…）を割り当ててトラフィックを伝送し、順次に他のセクタに１回ずつ上記全体周波数帯域を割り当ててトラフィックを伝送する構成を中心に本発明の一例を説明する。しかし、後述するように、本発明による周波数再利用方法において、複数のカバレッジ領域の全てに対して上記全体周波数帯域を割り当ててトラフィックを伝送する回数とそれぞれのカバレッジ領域だけに上記全体周波数帯域を割り当ててトラフィックを伝送する回数の割合を様々に設定できることは自明である。
【００２３】
図４は、本発明の一実施形態による周波数再利用方法を説明するためのフローチャートである。図４による周波数再利用方法を説明するために図５〜図９が参照される。
本発明の一実施形態による基地局は、３つのセクタ５２１、５３１、５４１と３つの周波数ＦＡ１、ＦＡ２、ＦＡ３を含む。上記第１〜第３セクタ５２１、５３１、５４１は、上記基地局（ＲＡＳ）のカバレッジ領域を構成し、上記３つの周波数ＦＡ１、ＦＡ２、ＦＡ３は、全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）を構成する。本発明において、全セクタまたは各セクタに１つの全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）が時分割的に割り当てられることでトラフィックが伝送される。結果的に、従来のＦＲＦ−１方式が適用される基地局に比べて、通信サービスが可能なカバレッジ領域が拡大される。また、上記全体周波数帯域は、複数の周波数帯域ＦＡ１、ＦＡ２、ＦＡ３を含むため、従来のＦＲＦ−３方式に比べてよりシステム容量が拡大される。そして、各セクタだけに上記全体周波数帯域を利用する期間を設け、この時にはＦＲＦ−１方式と同様に繰り返されるコントロールメッセージを含むデータフレームを使用しないため、サービスのためのシステムのオーバーヘッダーが減少される。
【００２４】
より具体的に、図４において本発明の一実施形態による基地局（ＲＡＳ）はＴ１期間中にセルから分割された３つのセクタ５２１、５３１、５４１の全てに全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）を利用してトラフィックを伝送する（ステップ４０１）。すなわち、図５に示すように、上記ステップ４０１において、基地局は、Ｔ１期間中にＦＲＦ−１方式と同様に各セクタの全てに上記全体周波数帯域を割り当ててトラフィックを伝送する。また、上記基地局（ＲＡＳ）は、Ｔ２期間中に第１セクタ５２１だけに上記全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）を利用してトラフィックを伝送し（ステップ４０２）、Ｔ３期間中に第２セクタ５３１だけに上記全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）を利用してトラフィックを伝送し（ステップ４０３）、Ｔ４期間中に第３セクタ５４１だけに上記全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）を利用してトラフィックを伝送する（ステップ４０４）。
【００２５】
図５において、図面符号５１１、５１２、及び５１３は、Ｔ１期間中に各セクタのカバレッジ領域内において信号干渉が少ない領域を示す。上述したように、上記基地局（ＲＡＳ）は、第１〜第３セクタ５２１、５３１、５４１を有するカバレッジ領域を含んでいる。各セクタには２つの端末（ＰＳＳ）が存在する。すなわち、第１及び第２端末５０１、５０２は第１セクタ５２１に、第３及び第５端末５０３、５０４は第２セクタ５３１に、第５及び第６端末５０５、５０６は第３セクタ５４１に存在する。ここで、上記図面符号５１１〜５１３にて区分される領域内に位置する端末５０１、５０３、５０５に対するＣＩＮＲが所定の閾値（ＴＨＶ）より大きいと仮定する。また、上記図面符号５１１〜５１３にて区分される領域外に位置する端末５０２、５０４、５０６に対するＣＩＮＲは上記閾値（ＴＨＶ）より小さいと仮定する。以下、各カバレッジ領域間の境界周辺領域も隣接領域の影響によって信号干渉を受けるため、この部分の端末は、図面符号５１１〜５１３にて区分される領域外に位置する端末５０２、５０４、５０６と同様に取り扱われ得ることを明らかにしておく。
【００２６】
ここで、上記ＣＩＮＲは、上記基地局がダウンリンク時に周期的に各端末から報告を受けるか、またはアップリンク時に各端末が伝送する信号の強さを受信することで測定すればよい。上記ＣＩＮＲが所定の大きさより大きい場合に基地局との通信が円滑に行なわれていると判断することができる。
【００２７】
上記ＣＩＮＲが上記閾値（ＴＨＶ）より大きい端末５０１、５０３、５０５、すなわち、基地局（ＲＡＳ）との距離が比較的に近くて信号干渉が少ない端末５０１、５０３、５０５の場合には、上記Ｔ１期間中に全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）に割り当てられたトラフィックを伝送され、少ない信号干渉とともに良好なチャンネル状態で基地局（ＲＡＳ）との円滑な通信サービスを受けることができる。
【００２８】
上記ＣＩＮＲが上記閾値（ＴＨＶ）より小さい端末５０２、５０４、５０６、すなわち、基地局との距離が遠くて隣接セルまたは隣接セクタとの干渉が大きい端末５０２、５０４、５０６の場合には、一方向のセクタだけに伝送される上記Ｔ２期間、Ｔ３期間、及びＴ４期間のいずれかの期間中でのトラフィックにより少ない信号干渉にて通信サービスを受けることができる。結論的に、上記隣接セルまたは隣接セクタと近接した上記端末５０２、５０４、５０６は、単一セクタだけに伝送されるトラフィックによって通信して、少ない信号干渉を受けつつ通信サービスを受けることができる。
【００２９】
図５において、図面符号５５１、５６１、５７１、及び５８１は、それぞれＴ１期間〜Ｔ４期間中に基地局と通信する端末のＣＩＮＲとあらかじめ設定された閾値（ＴＨＶ）とを比べて示すグラフである。グラフ５５１を参照すると、Ｔ１期間では測定されたＣＩＮＲが閾値（ＴＨＶ）より大きい端末、すなわち図面符号５０１、５０３、及び５０５に該当する端末だけが基地局と通信を行なう。すなわち、Ｔ１期間中に、第１、第３及び第５端末５０１、５０３、５０５が上記基地局（ＲＡＳ）と通信する。また、グラフ５６１を参照すると、Ｔ２期間では第１カバレッジ領域５２１内に位置した端末５０１、５０２だけが基地局と通信し、グラフ５７１を参照すると、Ｔ３期間では第２カバレッジ領域５３１内に位置した端末５０３、５０４だけが基地局と通信し、グラフ５８１を参照すると、Ｔ４期間では第３カバレッジ領域５４１内に位置した端末５０５、５０６だけが基地局と通信することができる。したがって、当該カバレッジ領域に位置した端末のＣＩＮＲが閾値（ＴＨＶ）より小さく測定されたとしても、基地局は、端末に対してＴ１期間を除いた他の期間中に少ない信号干渉によって高品質のサービスを提供することができる。これにより、本発明による３セクタ３ＦＡの基地局は、ＦＲＦ−１方式と同様に多重帯域を利用してシステム容量を増大させることができ、且つＦＲＦ−３方式と同様に少ない信号干渉を保持するためセルカバレッジ領域を拡大することができるという長所がある。また、Ｔ１期間以外では各期間ごとに当該カバレッジ領域に位置した端末だけにサービスを提供することで、システムのオーバーヘッダーを著しく低減させることができる。
【００３０】
このとき、Ｔ１期間以外に時分割されたＴ２〜Ｔ４期間中には、各当該カバレッジ領域に存在しない端末は基地局と通信することができず通信切れ現象が発生することがある。しかし、例えば、上記Ｔ１期間、Ｔ２期間、Ｔ３期間、及びＴ４期間をそれぞれ５ｍｓｅｃ（ミリ秒）未満に設定し、Ｔ１期間〜Ｔ４期間が繰り返される全体周期を２０ｍｓｅｃ（ミリ秒）未満に設定することで各端末の通信途切れを防止することができる。
【００３１】
図６〜図９は、上記Ｔ１期間〜Ｔ４期間中に基地局と端末間とで通信するデータフレームを説明するための図である。
先ず、図６に示すように、基地局は、図５のＴ１期間中に使用可能な全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）を利用して端末にデータフレームを伝送し、ＣＩＮＲが閾値（ＴＨＶ）より大きい端末５０１、５０３、５０５をカバーすることができる。上記データフレームは、プリアンブルの後に続いており、ＦＣＨ（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｅａｄｅｒ）、データ領域をマッピングするコントロールメッセージ、ボディー（ｂｏｄｙ）などを含む。このとき、図６に示すように、上記コントロールメッセージは、標準に定義されたとおりトラフィックの受信率を高めるために所定回数、例えば６回繰り返される形態でデータフレームに含まれる。
【００３２】
また、図７に示すように、基地局は、図５のＴ２期間中に第１カバレッジ領域５２１だけに使用可能な全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）を用いて単一コントロールメッセージ１を含むデータフレーム７０１を伝送する。それにより、Ｔ１期間中に上記第１カバレッジ領域５２１においてＣＩＮＲが閾値（ＴＨＶ）より小さかった端末５０２は、干渉が少なくなることでＣＩＮＲが閾値より高くなり、この結果、Ｔ２期間中には第１カバレッジ領域５２１の上記端末５０２にもサービスを提供することができるようになる。このように、上記Ｔ２期間中に上記第１カバレッジ領域５２１では、上記端末５０２のＣＩＮＲが高くなることから十分な受信率が保障される。
【００３３】
このときには、基地局が図５のＴ２期間中に上記第１カバレッジ領域５２１へのデータフレーム７０１に繰り返しのない１回のコントロールメッセージのみを含ませて伝送することにより、データフレームの生成に係る無線通信システムのオーバーヘッダーを低減することができる効果がある。また、コントロールメッセージを含まない空きデータフレーム７０２、７０３は、それぞれ第２カバレッジ領域５３１及び第３カバレッジ領域５４１に伝送される。しかし、空きデータフレーム７０２、７０３は伝送されなくてもよい。
【００３４】
上記Ｔ２期間中に上記第２カバレッジ領域５３１または上記第３カバレッジ領域５４１に位置する端末は、基地局から何らのデータフレームを受信しなくても通信が途切れることなく通信サービスを受けることができる。
【００３５】
すなわち、一般的に使用者が通信サービスの品質低下を感じるためには、端末が２０ｍｓｅｃ（ミリ秒）より長い期間の間基地局との通信が途切れなければならない、基地局は、Ｔ１〜Ｔ４の全体周期を２０ｍｓｅｃ未満に設定し、上記Ｔ１期間〜上記Ｔ４期間のそれぞれを５ｍｓｅｃ未満に設定して、２０ｍｓｅｃ未満の間に当該カバレッジ領域に位置している端末に少なくとも１回以上データフレームを伝送するように設定することで、途切れのない通信サービスを提供することができる。
【００３６】
また、図８において、上記基地局は、図５のＴ３期間中に第２カバレッジ領域５３１に使用可能な全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）を用いてデータフレーム８０２を伝送する。それにより、Ｔ１期間中に上記第２カバレッジ領域５３１においてＣＩＮＲが閾値（ＴＨＶ）より小さかった端末５０４が、干渉が小さくなることでＣＩＮＲが閾値より高くなり、この結果、Ｔ３期間中には第２カバレッジ領域５３１の上記端末５０４にもサービスを提供することができるようになる。このように、上記Ｔ３期間中に上記第２カバレッジ領域５３１では、上記端末５０４のＣＩＮＲが高くなることから十分な受信率が保障される。
【００３７】
このときにも、基地局は、図５のＴ３期間中に上記第２カバレッジ領域５３１へのデータフレーム８０２に繰り返しのない単一コントロールメッセージ１のみを含ませて伝送することにより、データフレームの生成に係る無線通信システムのオーバーヘッダーを低減することができる効果がある。図面符号８０１及び図面符号８０３は、それぞれ第１カバレッジ領域５２１及び第３カバレッジ領域５４１への空きデータフレームを示し、結局、Ｔ３期間中にもデータフレームの生成に係る無線通信システムのオーバーヘッダーを低減することができる。
【００３８】
同様に、図９において、上記基地局は、図５のＴ４期間中に第３カバレッジ領域５４１において使用可能な全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）を用いてデータフレーム９０３を伝送する。それにより、Ｔ１期間中に上記第３カバレッジ領域５４１においてＣＩＮＲが閾値（ＴＨＶ）より小さかった端末５０６は、干渉が小さくなることでＣＩＮＲが閾値より高くなり、この結果、Ｔ４期間中には第３カバレッジ領域５４１の上記端末５０６にもサービスを提供することができるようになる。このように、上記Ｔ４期間中に上記第３カバレッジ領域５４１では、上記端末５０６のＣＩＮＲが高くなることから十分な受信率が保障される。このときにも、基地局は、図５のＴ４期間中に上記第２カバレッジ領域５４１へのデータフレーム９０３に繰り返しのない単一コントロールメッセージ１のみを含ませて伝送することにより、データフレームの生成に係る無線通信システムのオーバーヘッダーを低減することができる効果がある。このときにも、図面符号９０１及び図面符号９０２は、それぞれ第１カバレッジ領域５２１及び第２カバレッジ領域５３１への空きデータフレームを示し、Ｔ４期間中にもデータフレームの生成に係る無線通信システムのオーバーヘッダーを低減することができる。
【００３９】
結果的に、本発明の基地局は、従来のＦＲＦ−１方式と同様に複数の周波数帯域を利用するため、システム容量が増大される。また、本発明では、従来のＦＲＦ−３方式と同様に信号干渉が少ないため、カバレッジ領域が拡大される。そして、所定の期間中には単一セクタだけに通信サービスを提供するため、オーバーヘッダーの問題が防止される。
【００４０】
図１０は、本発明の他の一実施形態による基地局システムにおける周波数再利用方法を説明するためのフローチャートである。以下では、それぞれ１つのセルをカバーし、当該セルにＦＲＦ−１方式を時分割してトラフィックを伝送する、隣接する３つの互いに異なる基地局を例に挙げて説明する。また、図１０の理解を助けるために図１１を参照してよい。
【００４１】
図１１に示すように、第１基地局ＲＡＳ１は、第１セルＣ、第２基地局ＲＡＳ２は第２セルＣ２、第３基地局ＲＡＳ３は第３セルＣ３をそれぞれカバーする。一例として、上記３つの互いに異なる基地局は、全方向性アンテナを使用して当該セルの全方位カバレッジ領域をカバーし、または複数のセクタアンテナを使用して上記全方位カバレッジ領域をカバーすることができる。
【００４２】
図１０に示すように、本発明の一実施形態による３つの互いに異なる基地局ＲＡＳ１、ＲＡＳ２、ＲＡＳ３は相互同期化して、Ｔ１期間で３ＦＡ全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）を利用してトラフィックを伝送する（ステップ１００１）。上記Ｔ１期間では、それぞれの基地局と隣接した範囲１１１１、１１１２、１１１３内の端末、すなわちそれぞれの基地局が測定するか端末から報告を受けたＣＩＮＲが閾値（ＴＨＶ）より大きい端末にトラフィックが伝送される。
【００４３】
次に、Ｔ２期間で第１基地局ＲＡＳ１だけが３ＦＡ全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）を利用して上記第１基地局がカバーする第１カバレッジ領域１１２１内の端末にトラフィックを伝送する。すなわち、Ｔ２期間では第１基地局ＲＡＳ１との距離が遠い、すなわち第１カバレッジ領域１１２１内に位置するが、Ｔ１期間で第１基地局ＲＡＳ１が測定したＣＩＮＲが閾値（ＴＨＶ）より小さかった端末にもトラフィックが伝送される。このとき、第１カバレッジ領域１１２１は実質的に第１セルＣ１に対応する。
【００４４】
Ｔ３期間では第２基地局ＲＡＳ２だけが３ＦＡ全体周波数帯域（ＦＡ１＋ＦＡ２＋ＦＡ３）を利用して上記第２基地局がカバーする第２カバレッジ領域１１３１内の端末にトラフィックを伝送する。すなわち、Ｔ３期間では第２基地局との距離が遠い、すなわち第２カバレッジ領域１１３１内に位置するが、Ｔ１期間で第２基地局ＲＡＳ２が測定したＣＩＮＲが閾値（ＴＨＶ）より少なかった端末にもトラフィックが伝送される。このとき、第２カバレッジ領域１１３１は実質的に第２セルＣ２に対応する。
【００４５】
同様に、Ｔ４期間では第３基地局ＲＡＳ３だけが３ＦＡ全体周波数帯域を利用して上記第３基地局がカバーする第３カバレッジ領域１１４１内の端末にトラフィックを伝送する。このときにも第３カバレッジ領域１１４１内に位置するが、Ｔ１期間で第３基地局ＲＡＳ３が測定したＣＩＮＲが閾値（ＴＨＶ）より小さかった端末にもトラフィックが伝送される。このとき、第３カバレッジ領域１１３１は実質的に第３セルＣ３に対応する。このように、ＣＩＮＲが大きい端末に対しては信号干渉による通信障害の可能性が極めて低いため、複数の基地局が同時に３ＦＡ全体周波数帯域を利用して効率的に帯域幅を用いるＴ１期間の間カバーされる。また、ＣＩＮＲが弱い端末に対しては信号干渉による通信障害の可能性が高いため、Ｔ２期間〜Ｔ４期間の間カバーされる。
【００４６】
上述したように図１１のＴ１期間〜Ｔ４期間は、それぞれ５ｍｓｅｃ（ミリ秒）未満であることが好ましく、上記Ｔ１期間〜Ｔ４期間を合わせた時間が２０ｍｓｅｃ（ミリ秒）未満と設定される場合にサービスの品質が低下しない。
【００４７】
このとき、Ｔ１期間ではトラフィックの受信率を高めるためにそれぞれのデータフレームに所定の回数、例えば６回繰り返される形態でコントロールメッセージが含まれるが、上記Ｔ２期間〜Ｔ４期間の間それぞれのデータフレームには繰り返しのない１回のコントロールメッセージだけが含まれ、これにより、データフレームの生成に係る無線通信システムのオーバーヘッダーを低減することができる効果がある。
【００４８】
図１０において、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４の各期間で使用されるデータフレームは、図４の周波数再利用方法によって発生する図６〜図９のデータフレームと類似している。  より具体的に、図１１において、図面符号１１１１、１１１２、及び１１１３にて区分される各基地局がカバーする領域は、Ｔ１期間においてセル間の信号干渉の少ない境界を示す。したがって、上記図面符号１１１１〜１１１３にて区分される境界内に位置する端末（図示せず）に対するＣＩＮＲが上記閾値（ＴＨＶ）より大きくてもよい。また、上記図面符号１１１１〜１１１３にて区分される境界外に位置する端末（図示せず）に対するＣＩＮＲは上記閾値（ＴＨＶ）より小さくてよい。
【００４９】
上記ＣＩＮＲが上記閾値（ＴＨＶ）より大きい端末、すなわち、それぞれの基地局との距離が比較的近くて信号干渉が少ない端末の場合には、上記Ｔ１期間でのトラフィック伝送によって少ない信号干渉とともに増大された周波数帯域幅を利用して当該基地局との円滑な通信が可能である。なお、上記ＣＩＮＲが上記閾値（ＴＨＶ）より小さい端末、すなわち、各基地局から距離が遠くて隣接した基地局との干渉が大きい端末の場合には、１つの基地局から伝送される上記Ｔ２期間、上記Ｔ３期間、または上記Ｔ４期間でのトラフィックによって少ない信号干渉で通信が可能である。
【００５０】
図１２は、本発明の一実施形態による基地局システム１３００を説明するためのブロック図である。
図１２を参照すれば、上記基地局システム１２００は、ＣＩＮＲ測定部１２１０、ＦＲ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ）適用部１２２０、及びスケジューラ（ｓｃｈｅｄｕｌｅｒ）１２３０を含む。
【００５１】
上記基地局システム１２００は、ＩＥＥＥ ８０２.１６ｄ／ｅ、ＷｉＢｒｏ、ＷｉＭＡＸ標準規格などによるＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を利用するポータブルインターネットシステムまたは無線通信システムに適用することができる。
【００５２】
上記ＣＩＮＲ測定部１２１０は、端末１２４０との通信信号からＣＩＮＲを判断する。上記ＣＩＮＲ測定部１２１０は、アップリンクで上記端末１２４０が伝送する信号の強さを測定して上記ＣＩＮＲを獲得することができる。または、上記ＣＩＮＲは、ダウンリンクで上記端末１２４０が測定して報告する値であってもよい。
【００５３】
上記ＦＲ適用部１２２０は、上記ＣＩＮＲと閾値（ＴＨＶ）とを比べて周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）を決める。また、上記スケジューラ１２３０は、上記周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）に応じて複数のカバレッジ領域の全てに対してトラフィックが伝送されるようにスケジューリングする。または、上記スケジューラ１２３０は、上記複数のカバレッジ領域のいずれかにトラフィックが伝送されるようにスケジューリングすることができる。このとき、上記スケジューラ１２３０は、上記複数のカバレッジ領域のそれぞれに対して１つの全体周波数帯域を割り当てて周波数を再利用する。ここで、上記複数のカバレッジ領域は、図４に示したように基地局の各セクタ領域であるかまたは図１０に示したように基地局の全体セル領域であってよい。
【００５４】
先ず、本発明の一実施形態による上記ＦＲ適用部１２２０は、上記判断されたＣＩＮＲを基盤に固定された周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）を決めることができる。
例えば、上記周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）が決められると、上記スケジューラ１２３０は、上記ＦＲ適用部１３２０からの周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）に応じて上記複数のカバレッジ領域の全てに対するトラフィック伝送をＮ（自然数）回スケジューリングし、上記複数のカバレッジ領域のいずれかに対するトラフィック伝送をＭ（自然数）回スケジューリングすることができる。このとき、上記Ｎと上記Ｍとの割合は、上記ＣＩＮＲの大きさに基づいて決められてよい。例えば、Ｎ：Ｍは、１：１、１：２、１：３、１：４、…２：１、２：２、２：３、…などと決められてよい。上記複数のカバレッジ領域のいずれかに対するトラフィック伝送では、上記複数のカバレッジ領域のそれぞれに対して順次に１回ずつ上記複数の周波数帯域が割り当てられるようにすることができる。すなわち、上記Ｎと上記Ｍとの割合に関係なく、上記ＮとＭの全回数に対応する全周期の間、図１１のＴ２、Ｔ３、及びＴ４期間が重複することなく各期間が１回ずつ実施されることが好ましい。
【００５５】
さらには、上記ＦＲ適用部１２２０は、上記判断されたＣＩＮＲに基づいて可変された周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）を決めることもできる。
より具体的に、上記スケジューラ１２３０は、上記周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）に応じて上記複数のカバレッジ領域の全てに対する第１トラフィック伝送と上記複数のカバレッジ領域のいずれかに対する第２トラフィック伝送をリアルタイムで可変的にスケジューリングすることができる。例えば、上記基地局システム１２００は、上記ＣＩＮＲ測定部１２１０を介して各端末１２４０に対するＣＩＮＲを判断し、上記ＦＲ適用部１２２０は、上記判断されたＣＩＮＲをあらかじめ設定された閾値（ＴＨＶ）と比べる。比較の結果、上記ＣＩＮＲが上記閾値（ＴＨＶ）より大きい場合に、上記ＦＲ適用部１２２０は、上記複数のカバレッジ領域の全てに対し上記第１トラフィック伝送のための周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）を決めることができる。
【００５６】
また、上記ＣＩＮＲが上記閾値より小さい場合、上記ＦＲ適用部１２２０は、上記複数のカバレッジ領域のいずれかに対する第２トラフィック伝送のための周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）を決めることができる。
【００５７】
これにより、上記ＦＲ適用部１２２０での周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）に応じて上記複数のカバレッジ領域の全てに対する第１トラフィック伝送と上記複数のカバレッジ領域のいずれかに対する第２トラフィック伝送の回数割合のＮ：Ｍなどに固定されるのではなくリアルタイムで可変される。本発明の一実施形態によれば、上記周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）に応じて上記複数のカバレッジ領域の全てに対する第１トラフィック伝送に続いて上記複数のカバレッジ領域のそれぞれの順次の第２トラフィック伝送を行なうことができる。
【００５８】
また、本発明の一実施形態による上記スケジューラ１２３０は、上記ＣＩＮＲが上記閾値（ＴＨＶ）より大きい当該端末にスリープモード（ｓｌｅｅｐ ｍｏｄｅ）メッセージを伝送することができる。上記スリープモードメッセージを受信した当該端末は、上記スリープモードメッセージに応じて上記第１トラフィック伝送の回数と上記第２トラフィック伝送の回数の全伝送回数による全体期間中の上記第２トラフィック伝送の期間の間にスリープモードで動作する。すなわち、上記第１トラフィック伝送期間の間にトラフィックを受信した端末が第２トラフィック伝送期間の間にスリープモードで動作することで、端末のバッテリーの効率が向上する。このとき、上述したように、上記第１トラフィック伝送と上記第２トラフィック伝送は、それぞれ５ｍｓｅｃ（ミリ秒）未満に設定されてよく、最小２０ｍｓｅｃ（ミリ秒）未満の間に再び基地局と通信できるように設定されることで、途切れのない通信サービスを受けることができる。
【００５９】
例えば、上記スリープモードメッセージを受信した当該端末は、図５または図１１に示す上記Ｔ２、Ｔ３、及びＴ４期間の間にスリープモードで動作することができる。より具体的に、上記ＦＲ適用部１２２０での判断の結果、特定の端末のＣＩＮＲが閾値（ＴＨＶ）より大きければ、上記基地局システム１２００は、上記端末が十分に近い距離に位置していると判断し、Ｔ１期間で上記複数のカバレッジ領域の全てに対するトラフィックを伝送する。また、上記基地局システム１２００の上記スケジューラ１２３０を介して当該端末に上記スリープモードメッセージを伝送し、これにより当該端末は上記Ｔ１期間を除くＴ２期間〜Ｔ４期間で上記基地局システム１２００と通信しないスリープモードで動作できるようになる。
【００６０】
本発明の一実施形態によれば、上記スケジューラ１２３０が上記ＦＲ適用部１２２０で新たに決められた周波数再利用プランを受信した場合は、ＣＩＮＲ測定部１２１０で判断されたＣＩＮＲに所定のオフセットを適用させることもできる。上記オフセットは、上記基地局システム１２００によりカバーされる端末へのモジュレーション（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）レベルが最適に設定されるようにするためである。すなわち、上記ＣＩＮＲが小さい場合には、低いレベルの変調方式を用いることができ、上記ＣＩＮＲが大きい場合には、高いレベルの変調方式を用いることができる。より具体的に、以前に全セクタまたは全セルにトラフィックを伝送した後、新たに決められた周波数再利用プランに応じて特定のセクタまたは特定のセルだけにトラフィックを伝送しようとする場合、上記スケジューラ１２３０は、上記ＣＩＮＲ測定部１２１０で判断されたＣＩＮＲに正のオフセットを適用して、以前のモジュレーションレベルより高いレベルでトラフィックが伝送されるようにすることができる。
【００６１】
また、以前に特定のセクタまたは特定のセルだけにトラフィックを伝送した後、新たに決められた周波数再利用プランに応じて全セクタまたは全セルにラフィックを伝送しようとする場合、上記スケジューラ１２３０は、上記ＣＩＮＲ測定部１２１０で判断されたＣＩＮＲに負のオフセットを適用して、以前のモジュレーションレベルより高いレベルでトラフィックが伝送されるようにすることができる。例えば、ポータブルインターネットシステムにおいて使用されるモジュレーション方式としては、モジュレーションレベルの順序に応じてＱＰＳＫ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ）１／１２、１６−ＱＡＭ（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）、６４−ＱＡＭなどの１０種余りが使用されている。
【００６２】
図１３は、図１２の基地局システムの動作方法を説明するためのフローチャートである。
本発明の一実施形態による３セクタ３ＦＡの基地局は、端末から測定されるＣＩＮＲに基づいて全てのカバレッジ領域にトラフィックを伝送する回数またはそれぞれのカバレッジ領域だけに上記全体周波数帯域を割り当ててトラフィックを伝送する回数の割合を決めることができる。
【００６３】
図１３に示すように、上記基地局システム１２００は、端末のＣＩＮＲを測定する（ステップ１３０１）。上記ＣＩＮＲは、上記基地局がダウンリンク時に周期的にそれぞれの端末から報告を受けるか、またはアップリンク時に各端末が伝送する信号の強さを受信することで測定されてよい。次に、上記基地局システム１２００は、上記測定された端末のＣＩＮＲがあらかじめ設定された閾値（ＴＨＶ）より大きいか否かを判断し、上記判断の結果に応じて周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）を決める（ステップ１３０２）。
【００６４】
上述したように、上記周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）に応じて上記基地局システム１２００は、固定型トラフィック伝送方式または可変型トラフィック伝送方式を選択することができる。上記固定型トラフィック伝送方式は、上述したように、全周期において図５または図１１のＴ１期間の回数をＮ回適用し、Ｔ２期間、Ｔ３期間、またはＴ４期間の回数を適用して、その回数の割合が一定になるようにする方式である。
【００６５】
一方、可変型トラフィック伝送方式では、上記ステップ１３０２での判断の結果、上記測定されたＣＩＮＲが上記閾値より大きい場合には、上記基地局システム１２００は、上記端末が干渉の少ない地域に位置していると判断し、当該周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）に応じて上記Ｔ１期間を適用する（ステップ１３０４）。したがって、上記基地局システム１２００は、上記Ｔ１期間中に３ＦＡ全体周波数帯域を利用して全てのカバレッジ領域にトラフィックを伝送するようにスケジューリングする（ステップ１３０５）。すなわち、上記基地局システム１２００は、端末のＣＩＮＲを判断した結果、高いＣＩＮＲによって隣接セクタまたは隣接セルからの干渉が少ないと判断し、全てのカバレッジ領域に３ＦＡ全体周波数帯域を用いてトラフィックを伝送する。なお、上記ステップ１３０２での判断の結果、上記ＣＩＮＲが上記閾値（ＴＨＶ）より小さい場合、上記基地局システム１２００は、周波数再利用プラン（ＰＬＡＮ）に応じて図５または図１１のＴ２期間、Ｔ３期間、及びＴ４期間の少なくともいずれか１つの期間を適用する（ステップ１３０３）。すなわち、上記ステップ１３０２において、上記ＣＩＮＲが上記閾値（ＴＨＶ）より小さい場合、上記基地局システム１２００は、隣接セクタまたは隣接セルからの干渉が発生すると予想して、複数のカバレッジ領域のうち当該端末をカバーする領域だけにトラフィックを伝送する。
【００６６】
結局、上記のような基地局システム１２００の周波数再利用により帯域幅を拡張してシステム容量を増大させ、信号干渉を改善してセルカバレッジを拡大させることができる。
本発明の実施形態は、種々のコンピューターで実現されるに動作を遂行するためのプログラムコマンドを含むコンピューター読取可能媒体を含む。上記コンピューター読取可能媒体は、プログラムコマンド、データファイル、データ構造などを単独でまたは組み合わせて含むことができる。上記媒体は、本発明のために特別に設計されて構成されたものであるか、もしくはコンピューターソフトウェア分野の当業者に公知され使用可能なものであってもよい。コンピューター読取可能記録媒体の例としては、ハードディスク、プロッピィーディスク及び磁気テープのような磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤのような光記録媒体、フロプティカルディスクのような磁気−光媒体、及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリなどのようなプログラムコマンドを記憶し遂行するように特別に構成されたハードウェア装置が含まれる。プログラムコマンドの例としては、コンパイラーによって作われた機械語コードだけでなくインタプリターなどを使用してコンピューターにより実行できる高級言語コードを含む。
【００６７】
以上、本発明について具体的な構成素子などの特定の事項と限定された実施形態及び図面に基づいて説明したが、本発明が上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば種々の修正及び変形が可能である。よって、本発明の思想は説明された実施形態に限られて決められてはいけなく、特許請求の範囲及びこの特許請求の範囲と均等であるか等価的変形がなされた全てのものは本発明思想の範疇に属するものといえよう。
【図１】
2010503259.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年5月22日(2009.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１領域、第２領域、及び第３領域を有するカバレッジ領域と、前記カバレッジ領域内の端末にトラフィックを伝送する基地局とを含む無線通信システムにおける周波数再利用方法において、
（ａ）前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域の全てに１つの特定周波数帯域を割り当てて第１期間の間前記トラフィックを伝送する段階と；
（ｂ）前記第１領域に前記特定周波数帯域を割り当てて第２期間の間トラフィックを伝送する段階と；
（ｃ）前記第２領域に前記特定周波数帯域を割り当てて第３期間の間トラフィックを伝送する段階；及び
（ｄ）前記第３領域に前記特定周波数帯域を割り当てて第４期間の間トラフィックを伝送する段階とを含むことを特徴とする無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項２】
前記（ａ）〜前記（ｄ）段階は所定周期で繰り返され、前記所定周期は、前記第１期間、前記第２期間、前記第３期間、及び前記第４期間の和であることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項３】
前記第１期間、前記第２期間、第３期間、及び前記第４期間は、それぞれ、５ｍｓｅｃ未満であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項４】
前記特定周波数帯域は、少なくとも２つのサブ周波数帯域に分割され、前記特定周波数帯域及び前記サブ周波数帯域の１つが前記トラフィックの伝送に利用されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項５】
前記（ａ）段階において、
前記トラフィックはＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式で伝送され、前記トラフィックの伝送のためのデータフレームは、少なくとも２回繰り返されたコントロールメッセージを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項６】
前記（ｂ）〜前記（ｄ）段階において、
前記トラフィックの伝送のためのデータフレームは、繰り返しのない１つのコントロールメッセージを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項７】
前記カバレッジ領域は１つの基地局がカバーするセル領域であり、前記第１領域、前記第２領域、及び前記第３領域は前記セルを構成するセクタであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項８】
前記第１領域、前記第２領域、前記第３領域のそれぞれは、隣接する３つの基地局によりカバーされる１つのセル領域に対応することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無線通信システムにおける周波数再利用方法。
【請求項９】
複数のカバレッジ領域を含み、基地局は前記複数のカバレッジ領域内の端末にトラフィックを伝送する無線通信システムにおける周波数再利用方法において、
（ａ）前記複数のカバレッジ領域の全てに対して１つの特定周波数帯域を割り当てて第１期間の間トラフィックを伝送する段階；及び
（ｂ）第１カバレッジ領域に少なくとも１回前記特定周波数帯域を割り当てて第２期間
の間トラフィックを伝送する段階を含み、
前記特定周波数帯域は、前記複数のカバレッジ領域において再利用されることを特徴とする周波数再利用方法。
【請求項１０】
前記（ｂ）段階の後に、
（ｃ）前記第１カバレッジ領域でない第２カバレッジ領域に少なくとも１回前記特定周波数帯域を割り当て、前記第２カバレッジ領域にある端末に第３期間の間トラフィックを伝送する段階を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の周波数再利用方法。
【請求項１１】
前記（ｃ）段階の後に、
（ｄ）前記第１及び第２カバレッジ領域でない第３カバレッジ領域に少なくとも１回前記特定周波数帯域を割り当て、前記第３カバレッジ領域にある端末に第４期間の間トラフィックを伝送する段階を更に含むことを特徴とする請求項１０に記載の周波数再利用方法。
【請求項１２】
前記（ａ）〜前記（ｂ）段階は所定周期で繰り返され、前記所定周期は、前記第１期間及び前記第２期間の和であることを特徴とする請求項９に記載の周波数再利用方法。
【請求項１３】
前記（ａ）〜前記（ｃ）段階は所定周期で繰り返され、前記所定周期は、前記第１期間、前記第２期間、及び前記第３期間の和であることを特徴とする請求項１０に記載の周波数再利用方法。
【請求項１４】
前記（ａ）〜前記（ｄ）段階は所定周期で繰り返され、前記所定周期は、前記第１期間、前記第２期間、前記第３期間、及び前記第４期間の和であることを特徴とする請求項１１に記載の周波数再利用方法。
【請求項１５】
前記特定周波数帯域が割り当てられるカバレッジ領域は、ＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ
ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ＆ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）が閾値より小さい端末の位置によって決められることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の周波数再利用方法。
【請求項１６】
（ｃ）前記第１期間にトラフィックを伝送される少なくとも１つの端末が前記第２期間の間スリープモードで作動するように、前記少なくとも１つの端末にスリープモードメッセージを伝送する段階を更に含むことを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の周波数再利用方法。
【請求項１７】
前記（ａ）段階は、少なくとも２回繰り返されたコントロールメッセージを含むデータフレームを伝送することを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の周波数再利用方法。
【請求項１８】
前記トラフィックは、１つのコントロールメッセージを含むデータフレームにより伝送されることを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の周波数再利用方法。
【請求項１９】
前記複数のカバレッジ領域は、隣接した基地局のセル領域または単一基地局のセクタ領域に該当することを特徴とする請求項９〜１４のいずれかに記載の周波数再利用方法。
【請求項２０】
周波数を再利用する基地局であって、
複数の端末に対してＣＩＮＲ（Ｃａｒｒｉｅｒ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ＆ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）を測定するＣＩＮＲ測定手段と；
前記ＣＩＮＲと閾値とを比較して周波数再利用プランを決める周波数再利用決定手段と；
前記周波数再利用プランに応じて、第１期間の間複数のカバレッジ領域の全てに１つの特定周波数帯域を割り当てて第１トラフィック伝送を行い、第２期間の間前記複数のカバ
レッジ領域の少なくとも１つに前記特定周波数帯域を割り当てて第２トラフィック伝送を行なうスケジューラとを含み、
前記特定周波数帯域は、前記複数のカバレッジ領域において再利用されることを特徴とする基地局。
【請求項２１】
前記第１トラフィック伝送は、少なくとも２回繰り返されたコントロールメッセージを含む第１データフレームの伝送であり、
前記第２トラフィック伝送は、１つのコントロールメッセージを含む第２データフレームの伝送であることを特徴とする請求項２０に記載の基地局。
【請求項２２】
前記複数のカバレッジ領域は、隣接した基地局のセル領域または単一基地局のセクタ領域に該当することを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の基地局。
【請求項２３】
前記第１トラフィック伝送の回数と前記第２トラフィック伝送の回数との割合は、固定されるかまたは可変することを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の基地局。
【請求項２４】
前記スケジューラは、前記第１トラフィック伝送をＮ回、前記第２トラフィック伝送をＭ回行い、ここで、ＮとＭは正の整数であり、
前記ＮとＭの割合は、前記ＣＩＮＲの大きさに基づいて決められることを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の基地局。
【請求項２５】
前記スケジューラは、前記第２トラフィック伝送において各カバレッジ領域に対して前記特定周波数帯域を順次に割り当てることを特徴とする請求項２４に記載の基地局。
【請求項２６】
前記第１トラフィック伝送の回数と前記第２トラフィック伝送の回数との割合は、端末のＣＩＮＲの大きさに基づいてリアルタイム変更されることを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の基地局。
【請求項２７】
前記スケジューラは、閾値より大きいＣＩＮＲを有する少なくとも１つの端末が前記第２トラフィック伝送の期間の間スリープモードで作動するように、前記少なくとも１つの端末にスリープモードメッセージを伝送することを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の基地局。
【請求項２８】
前記基地局は、ＩＥＥＥ ８０２.１６ｄ／ｅ、ＷｉＢｒｏ、及びＷｉＭＡＸの少なくとも１つによる通信システムに利用されることを特徴とする請求項２０または請求項２１に記載の基地局。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2010503259.tif 000016
【国際調査報告】
2010503259.tif 000017
2010503259.tif 000018