(57)【要約】【課題】周波数資源の有効利用を図ることができる周波数選択装置、移動通信システムおよびマルチバンド制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】無線周波数選択装置に、移動局が利用できるシステム周波数帯域幅に応じて、周波数帯域幅毎の前記移動局に関する環境情報を収集する収集手段と、環境情報および移動局から通知される情報に基づいて、利用する周波数帯および接続するシステムを決定する周波数選択手段とを備えることにより達成される。【選択図】  図７
2005341432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の周波数帯を利用する複数のセルラシステムにおける無線周波数選択装置において、
移動局が利用できるシステム周波数帯域幅に応じて、前記周波数帯域幅毎の前記移動局に関する環境情報を収集する収集手段；
前記環境情報および移動局から通知される情報に基づいて、利用する周波数帯域および接続するシステムを決定する決定手段；
を備えることを特徴とする無線周波数選択装置。
【請求項２】
請求項１に記載の無線周波数選択装置において、
上りリンクの受信品質に基づいて、移動局に対する受信品質を満たしているシステムを選択するシステム選択手段；
前記選択結果および前記移動局から通知される情報に基づき、周波数帯域を割り当てる周波数帯域割当手段；
を備えることを特徴とする無線周波数選択装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無線周波数選択装置において、
前記環境情報に基づいて、選択基準のしきい値を判定する判定手段；
を備え、
前記周波数帯域割当手段は、前記判定結果に基づき周波数帯を割り当てることを特徴とする無線周波数選択装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の無線周波数選択装置において、
前記環境情報に基づいて、各周波数帯域に割り当てるトラヒックの比率を設定する割当比率設定手段；
を備えることを特徴とする無線周波数選択装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の無線周波数選択装置において、
前記周波数帯域割当手段は、
前記判定結果に応じて、ＳＩＲ基準、受信電力基準およびドップラシフト基準のうち少なくとも１つに基づいて、周波数帯域を割り当てることを特徴とする無線周波数選択装置。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれか１項に記載の無線周波数選択装置において、
前記周波数帯域割当手段は、受信電力およびトラヒック情報に基づき、周波数帯域を割り当てることを特徴とする無線周波数選択装置。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の無線周波数選択装置において、
前記収集手段は、受信品質収集手段、受信品質測定手段およびトラヒック情報測定手段のうち少なくとも１つを備えることを特徴とする無線周波数選択装置。
【請求項８】
請求項３ないし７のいずれか１項に記載の無線周波数選択装置において、
前記移動局から通知される情報およびトラヒック情報に基づき、しきい値を設定するしきい値設定手段；
を備えることを特徴とする無線周波数選択装置。
【請求項９】
複数の周波数帯を利用する複数のセルラシステムにおけるマルチバンド制御方法において、
移動局が利用できるシステム周波数帯域幅に応じて、前記周波数帯域幅毎の前記移動局に関する環境情報を収集するステップ；
前記環境情報および移動局から通知される情報に基づいて、利用する周波数帯および接続するシステムを決定するステップ；
を有することを特徴とするマルチバンド制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同一の通信方式を用いる複数のセルラシステムが複数の周波数帯で展開される環境下において、周波数資源の有効利用、サービスエリアの確保、スループット特性の向上を実現するための周波数選択装置、移動通信システムおよびマルチバンド制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動通信サービスに対する需要は急増しており、従来の音声や低速なデータ通信だけでなく、動画や高速データ通信などの高速かつ大容量な通信サービスの実現が求められている。そのため、今後の移動通信サービスにおいては、低速データから高速大容量なデータ通信をサポートするために、広帯域な周波数帯を確保する必要がある。
【０００３】
しかし、周波数は有限な資源であり広帯域を確保することは困難であるため、周波数を有効に利用する通信方式が求められている。既に無線システムは多様化が進み、利用者は様々なサービスを受けることが可能となりつつあるが、新規システムを導入する際には、サービスエリアを十分に確保できないなどの問題も生じている。
【０００４】
また、周波数の有効利用および広域なサービスエリアを確保する目的で、異なる複数の周波数帯を利用することができる無線通信システムが提案され、実用化されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
また、ＰＤＣ（Personal Digital Cellular）において８００ＭＨｚ帯域と１．５ＧＨｚ帯域の共用方式の実用化がなされている（例えば、非特許文献２参照）。この方式に対応する基地局および移動局は、８００ＭＨｚ帯域と１．５ＧＨｚ帯域とを利用した通信に対応しており、待ち受け、音声動作時に８００ＭＨｚ帯域と１．５ＧＨｚの両帯域を候補として周波数チャネルの割り当てを行う。このようにすることで、過度にトラヒックが集中していた８００ＭＨｚ帯域のトラヒックを１．５ＧＨｚ帯域へ分散させる。
【０００６】
また、移動局の待ち受けに利用する周波数帯はネットワークから報知情報で通知される帯域移行確率でいずれかの帯域に振り分けられる。音声通信時には移動局が両周波数帯の電波状況を測定することにより利用可能な周波数チャネルを確保し、所望の品質を満たすことができる適切な周波数帯を選択し通信を継続する。
【０００７】
また、ヨーロッパにおいてはＷ−ＣＤＭＡ(Wideband Code Division Multiple Access)システムをスムーズに導入する目的で、ＧＳＭ(Global System for Mobile Communications)とＷ−ＣＤＭＡの両システムに対応した移動局の検討と、この移動局をＧＳＭおよびＷ−ＣＤＭＡネットワークに接続する実験的検証も行われている（例えば、非特許文献３参照）。
【０００８】
Ｗ−ＣＤＭＡからＧＳＭへのハンドオーバの際の手順を示す。Ｗ−ＣＤＭＡシステムを用いて、回線交換により通信中の移動局において、受信信号電力が与えられたしきい値を下回った場合、Ｗ−ＣＤＭＡのネットワークは移動局に対してＧＳＭの信号を測定するように指示する。その際に、受信信号電力のしきい値を越えるＧＳＭ信号を送信するＧＳＭ基地局が存在すれば、Ｗ−ＣＤＭＡからＧＳＭへのハンドオーバが開始される。
【０００９】
ハンドオーバが開始されると、ＲＡＮ(Radio Access Network)は、ターゲットとなるＧＳＭ基地局にリソースの割り当て可否を確認し、割当可能なリソースがある場合にはＧＳＭ基地局はハンドオーバコマンドのメッセージを送信する。
【００１０】
移動局は、ハンドオーバコマンドを受信すると、ターゲットとなるＧＳＭ基地局と接続する。その結果、ハンドオーバコマンドメッセージに含まれるメッセージと一致した無線コネクションが確立される。移動局はハンドオーバ完了メッセージをＧＳＭ基地局に送信し、ＧＳＭネットワークとの接続が開始され、Ｗ−ＣＤＭＡネットワークとの接続は解放される。
【００１１】
一方、複数の通信システム間におよぶ制御についても検討がなされている。１つの移動局が複数のシステムのうち、1つと接続するように制御される。このようにすることにより、単一のシステムにしか対応していない場合と比べ、システム全体のスループットを向上させることが可能である（例えば、非特許文献４参照）。
【００１２】
また、同一の通信パラメータを用いるシステムを複数用いた場合に、それぞれのシステムを独立に運用し、複数のシステム間で負荷を分散するようなリソース制御を行うことでスループットを向上させる方式や、伝送速度、チャネル数、エリア構成、伝搬特性が異なる複数のシステムにおいて、各システムに対応する各移動局において、最も高いスループットを得られるシステムを優先的に選択することでスループットを向上させる方式が検討されている（例えば、非特許文献５参照）。
【００１３】
上述のように複数の無線システム間におよぶ制御方式により、周波数資源の有効利用、サービスエリアの確保、スループットの向上が可能となる。
【非特許文献１】R.Heichkero, et al., “Ericsson Seamless Network, “Ericsson Review, No. 2, pp. 76-83, 2002.
【非特許文献２】池下、深沢、益田、“１．５ＧＨｚ帯域共用方式特集  システム概要，”  ＮＴＴドコモ  テクニカル・ジャーナル、  Vol.10, No.1, pp.6-14, Apr., 2003.
【非特許文献３】G.Alsenmyr, et al., “Handover Between WCDMA and GSM, “Ericsson Review, No.1, pp.6-11, 2003.
【非特許文献４】A.Tolli and P.Hakalin, “Adaptive Load Balancing between Multiple Cell Layers, “proceedings of VTC Fall 2002, Vol.3, pp.1691-1695, Sept. 2002.
【非特許文献５】T.Shono, K.Uehara, S.Kubota, “Proposal for System Diversity on Software Defined Radio, “IEICE Trans. on Fund., Vol.E84-A, No.9, pp.2346-2358, Sept. 2002.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。
【００１５】
上述した制御方式では受信信号の測定等により制御が行われており、無線伝送信号の周波数特性の違いは考慮されていない問題がある。
【００１６】
実際には、周波数帯の違うシステム間でシステムの選択、切り替えを行う際には、実環境における伝搬特性、フェ−ジングによる影響、確保できる周波数帯域幅の違いを考慮する必要性がある。
【００１７】
本発明においては、周波数資源の有効利用を図ることができる周波数選択装置、移動通信システムおよびマルチバンド制御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】
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明の無線周波数選択装置は、複数の周波数帯を利用する複数のセルラシステムにおける無線周波数選択装置において、移動局が利用できるシステム周波数帯域幅に応じて、周波数帯域幅毎の移動局に関する環境情報を収集する収集手段と、環境情報および移動局から通知される情報に基づいて、利用する周波数帯域および接続するシステムを決定する決定手段とを備えるものである。このようにすることにより、周波数帯による伝搬特性の違いも考慮したシステム選択を行うことができる。
【００１９】
さらに、上りリンクの受信品質に基づいて、移動局に対する受信品質を満たしているシステムを選択するシステム選択手段と、選択結果および移動局から通知される情報に基づき、周波数帯域を割り当てる周波数帯域割当手段とを備えるようにしてもよい。
【００２０】
さらに、環境情報に基づいて、選択基準のしきい値を判定する判定手段を備え、周波数帯域割当手段は、判定結果に基づき周波数帯を割り当てるようにしてもよい。
【００２１】
さらに、環境情報に基づいて、各周波数帯域に割り当てるトラヒックの比率を設定する割当比率設定手段を備えるようにしてもよい。
【００２２】
さらに、周波数帯域割当手段は、判定結果に応じて、ＳＩＲ基準、受信電力基準およびドップラシフト基準のうち少なくとも１つに基づいて、周波数帯域を割り当てるようにしてもよい。
【００２３】
さらに、周波数帯域割当手段は、受信電力およびトラヒック情報に基づき、周波数帯域を割り当てるようにしてもよい。
【００２４】
さらに、収集手段は、受信品質収集手段、受信品質測定手段およびトラヒック情報測定手段のうち少なくとも１つを備えるようにしてもよい。
【００２５】
さらに、移動局から通知される情報およびトラヒック情報に基づき、しきい値を設定するしきい値設定手段を備えるようにしてもよい。
【００２６】
また、本発明にかかるマルチバンド制御方法は、複数の周波数帯を利用する複数のセルラシステムにおけるマルチバンド制御方法において、移動局が利用できるシステム周波数帯域幅に応じて、周波数帯域幅毎の移動局に関する環境情報を収集するステップと、環境情報および移動局から通知される情報に基づいて、利用する周波数帯および接続するシステムを決定するステップとを有する方法である。このようにすることにより、周波数帯による伝搬特性の違いも考慮したシステム選択を行うことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の実施例によれば、周波数資源の有効利用を図ることができる周波数選択装置、移動通信システムおよびマルチバンド制御方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００２９】
初めに、異なる周波数帯を利用する複数のセルラシステムの共存例を、図１を参照して説明する。本発明の実施例においては、同一の通信方式を用いる２つのセルラシステムが共存する場合を取り上げ説明する。
【００３０】
本実施例では２つのシステム間の、周波数帯域の重複はなく、高い周波数帯を利用するシステム１１と低い周波数帯を利用するシステム１２とが共存する。利用する周波数帯が異なることでそれぞれのシステムにおける移動局と基地局との間の電波伝搬特性は異なる。
【００３１】
また、一般に、高い周波数帯を利用するシステムの方が１システムあたりの帯域を広く確保しやすいため、システム１１の方がシステム１２より広い周波数帯域が割り当てられ、システム容量も大きい。また、各システムは同一の地域において、同様なセル展開をする。すなわち、１つの基地局が２つのシステムの信号を伝送できる。
【００３２】
次に、利用周波数帯域が異なる２つのシステムについて基地局からの距離とスループットとの関係を、図２を参照して説明する。２システムが同一の通信方式、同一の基地局配置を用い、同一の送信電力で送信した場合、各システムにおいて実現できる総スループットはそれぞれのシステムが利用できるシステム周波数帯域幅に依存する。
【００３３】
一方、個々の通信において実現できるスループットは、移動局と基地局間の距離および周波数に応じた電波伝搬特性に依存する。そのため、基地局の周辺では伝搬減衰量が小さいことから、受信機における受信信号電力は十分大きく、システム容量の大きな広帯域のシステム１１はシステム１２と比較してスループットが高くなる。一方、セル端付近においては伝搬減衰量が大きいことから、受信信号電力は小さくなり、高い周波数帯域を利用するシステム１１は周波数帯域による伝搬減衰量がシステム１２と比較して大きく、システム１１の方がシステム１２よりもスループットが低くなる。
【００３４】
次に、屋外の基地局と屋内の移動局とが通信する際の建物侵入損の例について、図３を参照して説明する。
【００３５】
いずれの周波数帯の信号も建物等に侵入することによって受信信号電力は減衰するが、周波数帯の差、伝搬損失の値が異なるため受信信号電力に差が生じる。したがって、複数の周波数帯における伝搬損失から、移動局が存在する環境（屋内、屋外等）を認識することが可能である。その結果、移動局が存在する環境（屋内、屋外等）における、電波伝搬特性（伝搬減衰、フェ−ジングの影響等）および利用形態（ＱｏＳなど）を考慮した最適な周波数帯リソースの割当およびシステムの選択が可能となる。
【００３６】
次に、本発明の実施例にかかる移動通信システムにおけるシステム選択について、図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
【００３７】
基地局と移動局との間の通信を開始するための接続要求（ステップＳ４０２）に対して、周波数選択局は基地局および移動局から通知される情報を用いて、通信に使用する周波数帯および接続するシステムを決定する（ステップＳ４０４）。  
通知される情報は、例えば、移動局および基地局における受信信号電力、移動局における受信信号電力対干渉信号電力比(SIR : Signal to Interference power Ratio)、移動局におけるドップラシフト量、移動局が要求する、例えば要求伝送速度、要求ビット誤り率などのＱｏＳ情報、各システムのトラヒック量であり、これらの情報の少なくとも一部を利用して周波数帯および接続するシステムを決定する。
【００３８】
例えば、受信信号電力、ＳＩＲ、ドップラシフト量の情報を用いると、周波数帯域による電波伝搬特性の違いを考慮したマルチバンド制御による周波数帯の選択が可能である。また、ＱｏＳ情報やトラヒック量の情報を用いると、周波数帯域およびシステム帯域幅によるシステムの選択が可能である。
【００３９】
このような制御により、利用する周波数帯を決定し、基地局および移動局に通信チャネルを割り当て、接続するシステムを指定する。ここでは、高い周波数のシステム（システム１１）または低い周波数のシステム（システム１２）が指定される（ステップＳ４０６、ステップＳ４０８）。
【００４０】
また、図５に示すように、基地局の周辺に在圏する移動局を優先的に高い周波数帯域のシステム１１と接続し、セル端付近に在圏する移動局を優先的に低い周波数帯域のシステム１２と接続するマルチバンド制御を行うこともできる。このようにすることにより、全システムの総スループット特性を向上させることができる。
【００４１】
これらのマルチバンド制御では、各移動局における受信信号電力値を予め設定されたしきい値と比較し、受信信号電力に応じて、割り当てる周波数帯域を決定する。しきい値の設定はトラヒックの分布や移動局が要求するＱｏＳ等に応じて行う。
【００４２】
次に、本発明の第1の実施例にかかる移動通信システムにおける基地局、移動局および周波数選択局について、図６を参照して説明する。
【００４３】
本実施例にかかる移動通信システムは、周波数選択局２、基地局３、移動局４を備える。移動局４は基地局３へ受信品質情報を送信し、受信品質情報を受信した基地局３は、移動局４における受信品質情報、基地局３における受信品質情報、およびトラヒック情報を周波数選択局２へ送信する。
【００４４】
周波数選択局２は受信した情報を用いて、使用する周波数帯と接続するシステムを指定する。選択された周波数帯およびシステムの情報は、基地局３に通知された後、基地局３から移動局４に通知され、指定された情報に基づき通信設定が行われる。
【００４５】
図７を参照して具体的に説明する。
【００４６】
移動局４は移動局装置４１を備える。移動局装置４１は受信品質情報測定部４２を備える。受信品質情報測定部４２は受信品質を測定し、測定した受信品質を移動局情報として後述する基地局装置３１の受信品質情報収集部３２に送信する。
【００４７】
基地局３は基地局装置３１を備える。基地局装置３１は受信品質情報収集部３２、受信品質情報測定部３３、トラヒック情報測定部３４を備える。受信品質情報収集部３２は受信した移動局情報から受信品質情報を抽出し周波数選択装置２１の受信品質情報収集部２２へ送信する。受信品質情報測定部３３およびトラヒック情報測定部３４は、それぞれ基地局３における受信品質および当該基地局３の収容するトラヒック量を測定し、後述する周波数選択装置２１の受信品質情報収集部２２およびトラヒック情報収集部２３へ送信する。
【００４８】
周波数選択局２は周波数選択装置２１を備える。周波数選択装置２１は周波数帯決定部２５と、周波数帯決定部２５と接続された受信品質情報収集部２２、トラヒック情報収集部２３および周波数帯情報収集部２４を備える。周波数帯決定部２５は、受信品質情報収集部２２より入力された基地局３および移動局４の受信品質情報と、トラヒック情報収集部２３より入力されたトラヒック情報に基づき、予め設定されたしきい値を用いて周波数帯を決定する。決定された周波数帯は周波数帯情報として周波数帯情報収集部２４に入力される。周波数帯情報収集部２４は、周波数帯情報を基地局３および移動局４に通知する。基地局３および移動局４は、指定された情報に基づき通信設定を行う。
【００４９】
次に、本発明の第２の実施例にかかる移動通信システムについて、図８を参照して説明する。
【００５０】
本実施例にかかる移動通信システムでは、基地局３が周波数選択装置を備え、この周波数選択装置において周波数選択が行われる。移動局４は基地局３へ受信品質情報を送信し、受信品質情報を受信した基地局３は、移動局４における受信品質情報、基地局３における受信品質情報、当該基地局３におけるトラヒック情報を用いることで使用する周波数帯と接続するシステムとを指定する。選択された周波数帯およびシステムの情報は周波数情報として移動局４に通知され、指定された情報に基づき通信が設定される。
【００５１】
図９を参照して具体的に説明する。
【００５２】
基地局３は、上述した基地局装置３１に加え周波数選択装置３５を備える。周波数選択装置３５は周波数帯決定部３６を備える。周波数選択装置３５は周波数選択を行う。
【００５３】
移動局４は、移動局装置４１の受信品質情報測定部４２により受信品質を測定し移動局情報として基地局３に送信する。送信された移動局情報は、基地局３の基地局装置３１の受信品質情報収集部３２で受信され、受信品質情報収集部３２は移動局情報から受信品質情報を抽出し、周波数選択装置３５へ入力する。また、基地局装置３１は、受信品質情報測定部３３およびトラヒック情報測定部３４を用いて、それぞれ基地局３における受信品質および当該基地局３の収容するトラヒック量を測定し、周波数選択装置３５へ入力する。
【００５４】
周波数選択装置３５の周波数帯決定部３６は、入力された基地局３および移動局４の受信品質情報、トラヒック情報を用いて、予め設定されたしきい値に基づき、周波数帯を決定する。決定された周波数帯は周波数帯情報として、移動局４に通知される。移動局４は指定された情報に基づき通信設定を行う。
【００５５】
次に、本発明の第３の実施例にかかる移動通信システムについて、図１０を参照して説明する。
【００５６】
本実施例にかかる移動通信システムは、移動局４が周波数選択装置を備え、この周波数選択装置において周波数選択が行われる。移動局４は基地局３へ受信品質情報を送信し、受信品質情報を受信した基地局３は、移動局４における受信品質情報、基地局３における受信品質情報、当該基地局３におけるトラヒック情報を用い、しきい値を求め、このしきい値情報を移動局４へ送信する。
【００５７】
移動局４は、送信されたしきい値情報を用いて周波数帯と接続するシステムとを選択する。選択された周波数帯およびシステムの情報は、移動局４から基地局３に通知され、指定された情報に基づき通信設定が行われる。
【００５８】
図１１を参照して具体的に説明する。
【００５９】
基地局３は、基地局装置３１に加え、基地局側周波数選択装置３７を備える。基地局側周波数選択装置３７はしきい値情報更新部３８を備える。
【００６０】
一方、移動局４は、移動局装置４１に加え、移動局側周波数選択装置４３を備える。移動局側周波数選択装置４３は周波数帯決定部４６と、周波数帯決定部４６と接続された受信品質情報収集部４４およびしきい値情報収集部４５を備える。
【００６１】
移動局４は、移動局装置４１の受信品質情報測定部４２により受信品質を測定し、移動局情報として、移動局側周波数選択装置４３の受信品質情報収集部４４および基地局３に送信する。
【００６２】
基地局３では、基地局装置３１の受信品質情報収集部３２において、移動局情報が受信され、受信品質情報収集部３２は移動局情報から受信品質情報を抽出し、基地局側周波数選択装置３７のしきい値情報更新部３８へ入力する。
【００６３】
しきい値情報更新部３８は各移動局４から送信された情報を用いて、しきい値を更新し、しきい値情報を移動局４の移動局側周波数選択装置４３のしきい値情報収集部４４へ送信する。また、基地局装置３１の受信品質情報測定部（図示なし）おいて、受信品質が測定され、測定された受信品質の情報は受信品質情報収集部４４へ送信される。
【００６４】
移動局４の移動局側周波数選択装置４３では、基地局装置３１および移動局装置４１より得られる受信品質情報が受信品質情報収集部４４に入力され、しきい値情報がしきい値情報収集部４５に入力される。
【００６５】
受信品質情報収集部４４およびしきい値情報収集部４５は、入力された情報を周波数帯決定部４６に入力し、周波数帯決定部４６は割り当てる周波数帯を決定する。周波数帯決定部４６は、決定された周波数帯を周波数情報として、基地局３に通知する。基地局３は指定された情報に基づき、通信設定を行う。
【００６６】
次に、受信信号電力によるしきい値判定の基準について、図１２を参照して説明する。ここでは簡単のため受信信号電力のしきい値を1つ設定し、全移動局を基地局３付近に存在する移動局群と、基地局３から離れた位置に存在する移動局群の２つのグループに分ける場合について説明する。
【００６７】
移動局４において、受信信号電力の値が、設定された受信信号電力しきい値よりも大きい場合には、移動局４は高い周波数帯域のシステム１１に優先的に接続され、移動局における受信信号電力の値が受信信号電力しきい値を下回った場合には、低い周波数帯域のシステム１２に優先的に接続される。ただし、一方のシステムに割当可能なチャネルがない場合には、通信品質を維持できる限り他方のシステムヘ割り当てる。
【００６８】
上述の構成では固定しきい値を用いる方法を想定しているが、受信信号電力しきい値の最適値はトラヒック分布や移動局分布により異なるため、しきい値を適応的に制御する方法を用いることも可能である。例えば、一定時間ごとに各移動局における受信信号電力、通信中の移動局数（またはトラヒック）の測定を行い、周波数帯域幅あたりの移動局数に応じてしきい値を適応的に制御する。このようにすることにより、周波数帯域幅あたりの移動局数またはトラヒックを一定にすることができる。
【００６９】
以下、第１から第３の実施例において説明した移動通信システムについて、第４から第１１の実施例においてさらに詳細に説明する。
【００７０】
本発明の第４の実施例にかかる移動通信システムについて、図１３を参照して説明する。
【００７１】
本実施例にかかる移動通信システムは、移動局４における受信信号電力を基準として、しきい値判定を行うことで周波数帯を決定する。
【００７２】
本実施例にかかる移動通信システムは基地局３と移動局４とを備える。
【００７３】
基地局３は、基地局装置３１を備える。基地局装置３１は、受信部３１１と、受信部３１１と接続された上りリンク受信品質測定部３１２および移動局情報抽出部３１３と、上りリンク受信品質測定部３１２および移動局情報抽出部３１３と接続された周波数選択装置３２と、周波数選択装置３２と接続された制御部３１４と、制御部３１４と接続され、測定用信号が入力され、制御信号および測定用信号を送信する送信部３１５とを備える。また、周波数選択装置３２は、周波数帯選択部３２１と、周波数帯選択部３２１と接続された割当比率設定部３２２とを備える。周波数帯選択部３２１は、上りリンク受信品質測定部３１２と接続された最低品質保証帯域選択部３２１１と、最低品質保証帯域選択部３２１１、移動局情報抽出部３１３および制御部３１４と接続された受信電力基準周波数帯割当部３２１３と、受信電力基準周波数帯割当部３２１３および移動局情報抽出部３１３と接続された受信信号電力しきい値判定部３２１２とを備える。
【００７４】
また、割当比率設定部３２２は、移動局情報抽出部３１３と接続された受信信号電力情報格納部３２２１と、受信信号電力情報格納部３２２１および受信信号電力しきい値判定部３２１２と接続されたシステム選択しきい値設定部３２２３と、システム選択しきい値設定部３２２３と接続されたトラヒック測定部３２２２とを備える。
【００７５】
一方、移動局４は、移動局装置４１を備える。移動局装置４１は、受信部４１１と、受信部４１１と接続された受信信号電力測定部４１２と、受信信号電力測定部４１２と接続された移動局情報生成部４１３と、移動局情報生成部４１３と接続されたＱｏＳ情報生成部４１４および送信部４１５と、受信部４１１と接続された制御信号復調部４１６と、制御信号復調部４１６と接続された制御部４１７とを備える。
【００７６】
移動局４と基地局３との通信を行うためのチャネルを割り当てる際に、移動局４は基地局３からの受信品質測定要求に基づき受信信号の測定を開始する。移動局４の受信部４１１は、複数の基地局から送信された信号を受信し、接続候補の基地局からの受信品質測定用信号を抽出し受信信号電力測定部４１２に入力する。受信信号電力測定部４１２では入力された受信品質測定用信号を用いて受信信号電力を測定し、測定結果を移動局情報生成部４１３に入力する。
【００７７】
また、ＱｏＳ情報生成部４１４は移動局４が要求する通信品質から移動局４のＱｏＳ情報を設定し、移動局情報生成部４１３に入力する。移動局情報生成部４１３は、移動局４における受信信号電力の情報とＱｏＳ情報とを用いて移動局情報を生成し、送信部４１５に入力する。送信部４１５は、移動局情報を制御信号として基地局３へ送信する。
【００７８】
基地局３は、受信した移動局情報を用いて通信に用いるチャネル、その周波数帯および接続するセルラシステムを決定し、移動局４に制御信号として通知する。
【００７９】
移動局４の受信部４１１は、受信信号から接続候補の基地局が送信した制御信号を抽出し、制御信号復調部４１６に入力する。制御信号復調部４１６は、入力された制御信号を復調し、基地局３が決定した周波数帯、チャネル、接続するセルラシステムの情報を抽出し、制御部４１７に入力する。制御部４１７は入力信号に基づき、通信に用いる周波数帯およびチャネルを設定し、接続するセルラシステムを決定する。
【００８０】
一方、基地局３では、受信部３１１において移動局４より送信された制御信号が受信され  受信された信号は上りリンク受信品質測定部３１２と移動局情報抽出部３１３にそれぞれ入力される。上りリンク受信品質測定部３１２は、入力された信号の受信品質、例えば受信信号電力測定を行い、測定値を最低品質保証帯域選択部３２１１へ入力する。最低品質保証帯域選択部３２１１は、受信信号電力の測定値を用い、通信を確立するために必要な受信信号電力を満たしているシステムを選択し、最低品質保証帯域情報として受信電力基準周波数帯割当部３２１３に入力する。
【００８１】
また、移動局情報抽出部３１３は、移動局４で生成した信号から受信信号電力情報、ＱｏＳ情報を含む移動局情報を抽出し、抽出した移動局情報を受信信号電力情報格納部３２２１および受信信号電力しきい値判定部３２１２へ入力する。
【００８２】
受信信号電力情報格納部３２２１は、当該基地局と接続する全ての移動局における受信信号電力情報を格納する。移動局情報およびシステム選択しきい値設定部３２２３からシステム選択しきい値が受信信号電力しきい値判定部３２１２に入力されると、受信信号電力しきい値判定部３２１２は、移動局情報から抽出される受信信号電力情報に対して、上記のシステム選択しきい値を用い、しきい値判定を行い、しきい値判定結果を受信電力基準周波数帯割当部３２１３に入力する。
【００８３】
受信電力基準周波数帯割当部３２１３は、入力されたＱｏＳ情報、最低品質保証帯域情報およびしきい値判定結果に基づいて、周波数帯域の選択を行い、周波数帯域選択結果として制御部３１４に入力する。周波数選択結果が入力された制御部３１４は、通信制御を開始するとともに、送信部３１５を介して移動局４へ周波数帯域選択結果を送信する。
【００８４】
次に、割当比率設定部３２２の処理について説明する。割当比率設定部３２２はシステム選択しきい値を設定する。基地局３の移動局情報抽出部３１３から、移動局情報が割当比率設定部３２２の受信信号電力情報格納部３２２１に入力され、当該移動局における受信信号電力情報が記録される。また、受信信号電力情報格納部３２２１は、当該基地局３と接続する全ての移動局における受信信号電力情報を、システム選択しきい値設定部３２２３に入力する。トラヒック測定部３２２２は、当該基地局３と接続する移動局のトラヒック量を測定し、トラヒック情報をシステム選択しきい値設定部３２２３に入力する。
【００８５】
システム選択しきい値設定部３２２３は、当該基地局の利用可能なリソース（チャネル数）を求める。また、システム選択しきい値設定部３２２３は、利用可能なリソース、各移動局における受信信号電力情報から、システム選択しきい値を決定し、受信信号電力しきい値判定部３２１２に入力する。具体的なしきい値設定方法については後述する。
【００８６】
次に、システム選択処理について、図１４（ａ）を参照して説明する。
【００８７】
接続要求（ステップＳ１４０２）の後、発生した呼を受け付ける接続要求受付により通信接続処理が開始される（ステップＳ１４０４）。
【００８８】
次に、移動局の受信品質が測定され（ステップＳ１４０６）、次に、基地局の受信品質が測定される（ステップＳ１４０８）。次に、基地局の受信信号電力が最低品質を満たすか否かの判定が行われ、利用可能な周波数帯の候補が選択される（ステップＳ１４１０）。基地局の受信信号電力が最低品質を満たさない場合（ステップＳ１４１０：ＮＯ）、呼損とされる（ステップＳ１４１２）。
【００８９】
一方、基地局の受信信号電力が最低品質を満たす場合（ステップＳ１４１０：ＹＥＳ）、移動局の受信信号電力を受信信号電力しきい値と比較する（ステップＳ１４１４）。移動局の受信信号電力が受信信号電力しきい値よりも大きい場合には（ステップＳ１４１４：Ｓ＞Ｓ１）、基地局と移動局間の通信に高い周波数帯を選択し、高い周波数帯を用いるシステムヘの接続を決定する（ステップＳ１４１６）。その結果、システム１１が割り当てられる（ステップＳ１４１８）。ここで、Ｓは移動局の受信信号電力、Ｓ１は受信信号電力しきい値である。
【００９０】
一方、移動局の受信信号電力が受信信号電力しきい値よりも小さい場合には（ステップＳ１４１４：Ｓ＜Ｓ１）、基地局と移動局間の通信に低い周波数帯を選択し、低い周波数帯を用いるシステムヘの接続を決定する（ステップＳ１４２０）。その結果、システム１２が割り当てられる（ステップＳ１４２２）。
【００９１】
次に、接続要求の後、受信信号電力を基準として周波数帯域の割り当てを行う場合の、受信信号電力と低い周波数帯域のシステムヘの割当率との関係を図１４（ｂ）に示す。受信信号電力のみの判定であるため、受信信号電力がＳ１以下の場合には当該移動局は低い周波数帯域のシステム１２へ、Ｓ１を上回る場合にはシステム１１へ割り当てられる。
【００９２】
次に、本実施例にかかる移動通信システムにおける周波数帯域選択方法およびしきい値更新の制御方法について、図１５を参照して説明する。ここでは、移動局側から接続要求が行われた場合の例について示す。
【００９３】
接続要求の際に、移動局４は基地局３の制御部に対して接続要求を行い（ステップＳ１５０２）、接続要求を受信した基地局３は接続要求信号を受信したことを確認する接続要求確認信号を移動局４に送信する（ステップＳ１５０４）。
【００９４】
次に、移動局４は基地局３から受信した信号に基づいて、測定を行った受信信号電力のＳＩＲ情報およびＱｏＳ情報を含む移動局情報を生成し（ステップＳ１５０６）、基地局装置３１の制御部３１４へ、制御チャネルとして送信する（ステップＳ１５０８）。移動局情報は制御部３１４から周波数選択装置３２の周波数帯選択部３２１および割当比率設定部３２２へ送信される（ステップＳ１５１０、ステップＳ１５１２）。
【００９５】
周波数帯選択部３２１は、割当比率設定部３２２へしきい値情報の要求を行う（ステップＳ１５１４）。割当比率設定部３２２は、しきい値情報の取得を行い（ステップＳ１５１６）、取得したしきい値情報を周波数帯選択部３２１へ入力する（ステップＳ１５１８）。
【００９６】
また、周波数帯選択部３２１は、移動局情報が受信されると、上りリンクの受信品質、例えば受信信号電力を測定し（ステップＳ１５２０）、受信信号電力が通信する上で十分であるかについての判定が行われる（ステップＳ１５２２）。次に、移動局４から通知された移動局情報を用い、移動局４における受信信号電力値を抽出し（ステップＳ１５２４）、抽出された受信信号電力値は、設定された受信信号電力しきい値によりしきい値判定され（ステップＳ１５２６）、周波数帯の選択が行われる（ステップＳ１５２８）。選択された周波数帯は周波数帯情報として、制御部を通じて移動局に通知されることにより通信チャネルの通知が行われる（ステップＳ１５３０、ステップＳ１５３２）。移動局４は、通信設定を行い、通信を開始する（ステップＳ１５３４）。
【００９７】
基地局３の割当比率設定部３２２における、しきい値の更新のフローについて説明する。
【００９８】
しきい値の更新の際には、移動局４から基地局３の制御部３１４を通じて通知される移動局情報に含まれる当該移動局における受信信号電力および受信信号電力情報格納部３２２１より得られる周辺移動局の受信信号電力情報から求めることができる当該基地局と接続する全ての移動局についての受信信号電力情報を用いる。
【００９９】
割当比率設定部３２２は、移動局の受信信号電力情報の抽出を行い（ステップＳ１５３６）、周辺移動局の受信信号電力情報の取得を行う（ステップＳ１５３８）。
【０１００】
周波数帯選択部３２１からしきい値更新要求が送信されると（ステップＳ１５４０）、割当比率設定部３２２は、移動局の受信信号電力情報を取得する（ステップ１５４２）。
【０１０１】
次に、トラヒック測定部３２２２により測定された当該基地局における各周波数帯域のトラヒック情報から、システム選択しきい値設定部３２２３は、各周波数帯域における利用可能なチャネル数を求め、各帯域における利用可能なチャネル数を基準として、各帯域に割り当てられるトラヒックを分散し、２つの周波数帯域に割り当てるトラヒックの比率を設定する（ステップＳ１５４４）。この場合、受信信号電力の分布は受信信号電力情報から得ることができる。次に、しきい値の決定を行う（ステップＳ１５４６）。
【０１０２】
しきい値の設定の際には、それぞれのシステムにおける利用可能な周波数帯域幅の比率を求め、各移動局においてしきい値判定をした場合に、しきい値を超える受信信号電力の移動局に割り当てられた帯域幅と、しきい値以下の受信信号電力しか得られない移動局に割り当てられた帯域幅との比率が利用可能な周波数帯域幅の比率と等しくなるようにしきい値を設定する方式を用いる。例えば、高い周波数帯域のシステムにおける利用可能な周波数帯域幅と、低い周波数帯域における利用可能な周波数帯域幅が同じ値の場合、５０％の移動局が高い周波数帯域へ、残り５０％が低い周波数帯域に割り当てられるようにしきい値が設定される。システム選択しきい値設定部３２２３において決定されたしきい値は、周波数帯選択部３２１に通知されしきい値の更新が行われる。
【０１０３】
次に、本発明の第５の実施例にかかる移動通信システムについて、図１６を参照して説明する。
【０１０４】
本実施例にかかる移動通信システムは、移動局４における受信信号電力およびＳＩＲの値を基準としてしきい値を判定し、利用する周波数帯および接続するシステムを決定する。
【０１０５】
本実施例にかかる移動局４は、図１３を参照して説明した移動局に、受信部４１１および移動局情報生成部４１３と接続されたＳＩＲ測定部４１８を備えたものである。
【０１０６】
また、本実施例にかかる基地局３は、図１３を参照して説明した基地局３に、制御部３１４および移動局情報抽出部３１３と接続されたＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４と、最低品質保証帯域選択部３２１１と接続され、ＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４と受信電力基準周波数帯割当部３２１３とを切替え可能に接続する切替部３２１５とを備えたものである。また、移動局情報抽出部３１３および受信信号電力しきい値判定部３２１２は切替部３２１５と接続される。
【０１０７】
移動局４と基地局３との通信を行うためのチャネルを割り当てる際に、移動局４は、基地局３からの受信品質測定要求に基づき受信信号の測定を開始する。移動局４の受信部４１１は複数の基地局から送信された信号を受信し、接続候補の基地局からの受信品質測定用信号を抽出し、受信信号電力測定部４１２、ＳＩＲ測定部４１８および制御信号復調部４１６に入力する。受信品質測定用信号を受信した受信信号電力測定部４１２およびＳＩＲ測定部４１８は、それぞれ受信信号電力およびＳＩＲを測定し、受信信号電力情報およびＳＩＲ情報として移動局情報生成部４１３に入力する。さらに、ＱｏＳ情報生成部４１４において移動局４が要求する通信品質から移動局４のＱｏＳ情報を設定し、移動局情報生成部４１３へ入力する。移動局情報生成部４１３は移動局４における受信信号電力情報、ＳＩＲ情報とＱｏＳ情報を用いて移動局情報を生成し、送信部４１５に入力する。送信部４１５は移動局情報を制御信号として基地局３へ送信する。
【０１０８】
基地局３では移動局情報を用いて通信に用いるチャネル、その周波数帯および接続するセルラシステムを決定し、移動局４に制御信号として通知する。
【０１０９】
移動局４の受信部４１１は、受信信号から接続候補の基地局が送信した制御信号を抽出し、制御信号復調部４１６に入力する。制御信号復調部４１６は、入力された制御信号を復調し、基地局３が決定した周波数帯、チャネル、接続するセルラシステムの情報を抽出し、制御部４１７に入力する。制御部４１７は入力信号に基づき、通信に用いる周波数帯およびチャネルを設定し、接続するセルラシステムを決定する。
【０１１０】
一方、基地局３においては、移動局４から送信された信号を受信部３１１で受信し、上りリンク受信品質測定部３１２および移動局情報抽出部３１３にそれぞれ入力する。
【０１１１】
上りリンク受信品質測定部３１２は入力された信号の受信品質、例えば受信信号電力測定を行い、受信信号電力値を最低品質保証帯域選択部３２１１に入力する。最低品質保証帯域選択部３２１１は、通信を確立するために必要な受信信号電力を満たしているシステムを選択し、最低品質帯域保証情報を取得する。
【０１１２】
移動局情報抽出部３１３は、入力信号から受信信号電力情報、ＳＩＲ情報、ＱｏＳ情報を含む移動局情報を抽出し、抽出した移動局情報を受信信号電力情報格納部３２２１、受信信号電力しきい値判定部３２１２およびＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４へ入力する。
【０１１３】
移動局情報およびシステム選択しきい値設定部３２２３からシステム選択しきい値が、受信信号電力しきい値判定部３２１２に入力されると、受信信号電力しきい値判定部３２１２は移動局情報から抽出される受信信号電力情報と、上記のシステム選択しきい値を用い、しきい値判定を行い、しきい値判定結果を得る。次に、切替部３２１５は、しきい値判定結果、ＱｏＳ情報および最低品質保証帯域情報に基づいて、ＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４、受信電力基準周波数帯割当部３２１３のいずれか１つを選択する。
【０１１４】
ＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４が選択された場合、それぞれのシステムにおける移動局のＳＩＲの値が最も高い周波数帯域が選択される。一方、受信電力基準周波数帯割当部３２１３が選択された場合、受信信号電力に基づいたしきい値判定結果により周波数帯を決定する。
【０１１５】
選択された周波数帯は周波数帯域選択結果として制御部３１４へ入力される。制御部３１４は通信制御を行い、通信を開始するとともに、制御部３１４から送信部３１５へ周波数帯選択結果を入力する。送信部３１５は、周波数帯選択結果および移動局における受信品質測定用の信号を移動局４へ送信する。しきい値更新は上述した実施例と同様の方法で行われる。
【０１１６】
次に、本実施例の受信信号電力基準またはＳＩＲ基準によりシステムを割り当てる方法における基地局３からの距離と、トラヒックの関係について、図１７を参照して説明する。受信信号電力がＳ１未満の場合にはシステム１１のトラヒックの割合が高く、受信信号電力がＳ２を超える場合にはシステム１２のトラヒックの割合が高くなる。受信信号電力がＳ１＜Ｓ＜Ｓ２の場合には基地局３へ近づくにしたがいシステム１１のトラヒックが高くなり、遠ざかるにしたがいシステム１２のトラヒックが高くなる。
【０１１７】
次に、本実施例におけるシステム選択処理について、図１８（ａ）を参照して説明する。接続要求の後（ステップＳ１８０２）、発生した呼を受け付ける接続要求受付により通信接続処理が開始される（ステップＳ１８０４）。
【０１１８】
次に、移動局４および基地局３の受信品質の測定が行われる（ステップＳ１８０６、ステップＳ１８０８）。次に、基地局の受信信号電力が最低品質を満たすか否かを判定し、利用可能な周波数帯の候補を選択する（ステップＳ１８１０）。
【０１１９】
基地局の受信信号電力が最低品質を満たさない場合（ステップＳ１８１０：ＮＯ）、呼損とする（ステップＳ１８１２）。
【０１２０】
一方、基地局の受信信号電力が最低品質を満たす場合（ステップＳ１８１０：ＹＥＳ）、移動局の受信信号電力を受信信号電力しきい値と比較する（ステップＳ１８１４）。移動局の受信信号電力Ｓが{Ｓ＜Ｓ１}∪{Ｓ＞Ｓ２}を満たす場合には（ステップＳ１８１４：Ｓ＜Ｓ１、Ｓ＞Ｓ２）、受信信号電力を基準としたしきい値判定結果を用いて接続する（ステップＳ１８１６）。この場合、移動局の受信信号電力Ｓが{Ｓ＜Ｓ１}を満たす場合には（ステップＳ１８１６：Ｓ＜Ｓ１）、基地局３と移動局４間の通信に高い周波数帯を用いるシステムヘの接続を決定する（ステップＳ１８１８）。その結果、システム１１が割り当てられる（ステップＳ１８２０）。
【０１２１】
移動局４の受信信号電力Ｓが{Ｓ＞Ｓ２}を満たす場合には（ステップＳ１８１６：Ｓ＞Ｓ２）、基地局３と移動局４間の通信に低い周波数帯を用いるシステムヘの接続を決定する（ステップＳ１８２２）。その結果、システム１２が割り当てられる（ステップＳ１８２６）。
【０１２２】
一方、移動局４の受信信号電力Ｓが{Ｓ１＜Ｓ＜Ｓ２}を満たす場合には（ステップＳ１８２４：Ｓ１＜Ｓ＜Ｓ２）、基地局３と移動局４間の通信にＳＩＲが高い周波数帯のシステムと接続する（ステップＳ１８２４）。ＳＩＲ１＞ＳＩＲ２である場合には（ステップＳ１８２６：ＳＩＲ１＞ＳＩＲ２）、システム１１が割り当てられ（ステップＳ１８２０）、ＳＩＲ１＜ＳＩＲ２である場合には（ステップＳ１８２６：ＳＩＲ１＜ＳＩＲ２）、システム１２が割り当てられる（ステップＳ１８２６）。ここで、ＳＩＲ１はシステム１１の受信ＳＩＲであり、ＳＩＲ２はシステム１２の受信ＳＩＲである。
【０１２３】
次に、本実施例における受信信号電力に対する移動局の低い周波数帯域を用いるシステムヘの割当比率の関係について、図１８（ｂ）を参照して説明する。
【０１２４】
受信信号電力が低い移動局はシステム１１へ、受信信号電力が高い移動局４はシステム１２へ割り当てられる。このようにすることにより周波数の伝搬を考慮した割り当てを行うことができる。一方、受信信号電力ＳがＳ１＜Ｓ＜Ｓ２となる移動局はＳＩＲ基準により判定が行われ、ＳＩＲが低いほど高い帯域に割り当てられる比率が下がる。
【０１２５】
次に、本発明の第６の実施例にかかる移動通信システムについて、図１９を参照して説明する。
【０１２６】
本実施例にかかる移動通信システムは、移動局４における受信信号電力と、基地局３におけるＳＩＲの値およびドップラシフトを基準としてしきい値判定することで周波数帯域を決定する。ドップラシフト量の測定は、受信信号の包路線レベルが単位時間当たりに、あるレベルと交差する回数（レベル交差回数）を用いることで求めることが可能である（例えば、非特許文献６参照）。また、ドップラシフト量は、受信信号の自己相関によっても求めることが可能である。
【０１２７】
本実施例にかかる移動局４は、図１６を参照して説明した移動局に、受信部４１１および移動局情報生成部４１３と接続されたドップラシフト推定部４１９を備える。また、基地局３は、図１６を参照して説明した基地局に移動局情報抽出部３１３および制御部３１４と接続されたドップラシフト基準周波数帯割当部３２１６を備える。また、切替部３２１５はＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４、ドップラシフト基準周波数帯割当部３２１６または受信電力基準周波数帯割当部３２１３を切替えて、最低品質保証帯域選択部３２１１に接続する。
【０１２８】
移動局４と基地局３との通信を行うためのチャネルを割り当てる際に、移動局４は、基地局３からの受信品質測定要求に基づき受信信号の測定を開始する。移動局４の受信部４１１では複数の基地局３から送信された信号を受信し、接続候補の基地局３からの受信品質測定用信号を用いて、受信信号電力測定部４１２、ＳＩＲ測定部４１８およびドップラシフト推定部４１９に入力する。受信信号電力測定部４１２、ＳＩＲ測定部４１８およびドップラシフト推定部４１９は受信品質測定用信号を用いて、受信信号電力情報、ＳＩＲ情報およびドップラシフト推定値を抽出し、移動局情報生成部４１３へ入力する。
【０１２９】
また、ＱｏＳ情報生成部４１４は移動局４が要求する通信品質から移動局ＱｏＳ情報を生成し、移動局情報生成部４１３に入力する。
【０１３０】
移動局情報生成部４１３は、移動局４における受信信号電力情報、ＳＩＲ情報、ドップラシフト情報およびＱｏＳ情報を用いて移動局情報を生成し、生成した移動局情報を送信部４１５に入力する。送信部４１５は、入力された移動局情報を制御信号として基地局３へ送信する。
【０１３１】
基地局３は、移動局情報を用いて通信に用いるチャネル、その周波数帯および接続するセルラシステムを決定し、移動局４に制御信号として通知する。
【０１３２】
移動局４の受信部４１１は受信信号から接続候補の基地局が送信した制御信号を抽出し、制御信号復調部４１６に入力する。制御信号復調部４１６は、入力された制御信号を復調し、基地局３が決定した周波数帯、チャネル、接続するセルラシステムの情報を抽出し、制御部４１７に入力する。制御部４１７は入力信号に基づき、通信に用いる周波数帯およびチャネルを設定し、接続するセルラシステムを決定する。
【０１３３】
一方、基地局３では、受信部３１１において移動局４より送信された信号が受信される。受信部３１１は、受信された信号を上りリンク受信品質測定部３１２および移動局情報抽出部３１３にそれぞれ入力する。上りリンク受信品質測定部３１２は入力された信号の信号電力測定を行い、測定値を最低品質保証帯域選択部３２１１へ入力する。最低品質保証帯域選択部３２１１は、受信信号電力の測定を行い、通信を確立するために必要な受信信号電力を満たしているシステムを選択し、最低品質保証帯域情報を出力する。
【０１３４】
一方、移動局情報抽出部３１３は、移動局４で生成された信号から受信信号電力情報、ＳＩＲ情報、ドップラシフト情報、ＱｏＳ情報を含む移動局情報を抽出し、抽出した移動局情報を受信信号電力情報格納部３２２１、受信信号電力しきい値判定部３２１２、ＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４、およびドップラシフト基準周波数帯割当部３２１６へ入力する。受信信号電力情報格納部３２２１は移動局情報により得られる当該基地局３と接続する全ての移動局４における受信信号電力情報を格納する。移動局情報およびシステム選択しきい値設定部３２２３からシステム選択しきい値が、受信信号電力しきい値判定部３２１２に入力されると、受信信号電力しきい値判定部３２１２は、移動局情報から抽出される受信信号電力情報と上記のシステム選択しきい値を用い、しきい値判定を行い、しきい値判定結果を得る。
【０１３５】
切替部３２１５は、しきい値判定結果、ドップラシフト情報、ＱｏＳ情報および最低品質帯域保証情報に基づき、ＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４、受信電力基準周波数帯割当部３２１３、ドップラシフト基準周波数帯割当部３２１６のいずれか１つを選択する。
【０１３６】
ＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４が選択された場合、ＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４は、各システムにおける移動局の受信ＳＩＲ値が最も高い周波数帯域を選択する。受信電力基準周波数帯割当部３２１３が選択された場合、受信電力基準周波数帯割当部３２１３は、上記のしきい値判定結果に基づいて周波数帯域を選択する。ドップラシフト基準周波数帯割当部３２１６が選択された場合、ドップラシフト基準周波数帯割当部３２１６はドップラシフト量に応じた割当を行う。例えば、ドップラシフト量が大きい場合には低い周波数帯域のシステムが選択され、小さい場合には高い周波数帯域のシステムが選択される。
【０１３７】
周波数帯の選択結果は周波数帯域選択結果として制御部３１４へ入力される。制御部３１４は通信制御を行い、通信を開始するとともに、制御部３１４から送信部３１５へ周波数帯選択結果を入力する。送信部３１５は、周波数帯選択結果および移動局４における受信品質測定用の信号を移動局４へ送信する。また、しきい値更新は上述した実施例と同様の方式で行われる。
【０１３８】
次に、システム選択処理について、図２０（ａ）を参照して説明する。接続要求の後（ステップＳ２００２）、発生した呼を受け付け、通信接続処理が開始される（ステップＳ２００４）。
【０１３９】
次に、移動局４における受信品質を測定する（ステップＳ２００６）。次に、移動局４におけるドップラシフト量を測定する（ステップＳ２００８）。次に、基地局３における受信品質を測定する（ステップＳ２０１０）。受信品質測定後に基地局の受信信号電力が最低品質を満たすか否かを判定し、利用可能な周波数帯を選択する（ステップＳ２０１２）。いずれの周波数帯の信号も基地局３の最低品質を満たさない場合（ステップＳ２０１２：ＮＯ）、呼損とする（ステップＳ２０１４）。
【０１４０】
一方、基地局３の受信信号電力が最低品質を演たす場合（ステップＳ２０１２：ＹＥＳ）、移動局４の受信信号電力を受信信号電力しきい値と比較する（ステップＳ２０１６）。
【０１４１】
移動局４の受信信号電力Ｓが{Ｓ＜Ｓ１}∪{Ｓ＞Ｓ２}を満たす場合には（ステップＳ２０１６：Ｓ＜Ｓ１、Ｓ＞Ｓ２）、受信信号電力を基準としたしきい値判定結果を用いて接続するシステムを決定する（ステップＳ２０１８）。この場合、移動局４の受信信号電力Ｓが{Ｓ＞Ｓ２}を満たす場合には（ステップＳ２０１８：Ｓ＞Ｓ２）、移動局４におけるドップラシフト量をドップラシフトしきい値と比較する（ステップＳ２０２０）。この場合、ドップラシフトｆＤがドップラシフト量しきい値ＦＤより小さい場合（ステップＳ２０２０：ＹＥＳ）、システム１１へ割り当てる（ステップＳ２０２２）。一方、ドップラシフトｆＤがドップラシフト量しきい値ＦＤより大きい場合（ステップＳ２０２０：ＮＯ）、システム１２へ割り当てる（ステップＳ２０２６）。
【０１４２】
一方、移動局の受信信号電力Ｓが{Ｓ＜Ｓ１}を満たす場合には（ステップＳ２０１８：Ｓ＜Ｓ１）、基地局と移動局との間の通信に低い周波数帯を用いるシステムヘの接続を決定し（ステップＳ２０２４）、それぞれ割り当てる。この場合、システム１２が割り当てられる（ステップＳ２０２６）。
【０１４３】
また、移動局の受信信号電力Ｓが{Ｓ１＜Ｓ＜Ｓ２}を満たす場合には（ステップＳ２０１６）、ＳＩＲの判定を行い、基地局３と移動局４間の通信にＳＩＲが高い周波数帯のシステムと接続する（ステップＳ２０２８）。すなわち、ＳＩＲ１＞ＳＩＲ２の場合システム１１を割当（ステップＳ２０２２）、ＳＩＲ１＜ＳＩＲ２の場合システム１２を割り当てる（ステップＳ２０２６）
次に、本実施例におけるドップラシフト量と低い周波数帯域のシステムヘの割当比率との関係について、図２０（ｂ）を参照して説明する。ここでは、受信信号電力がＳ２を上回る移動局４に対してドップラシフト量による判定を行うため、ドップラシフト量ＦＤを境に低い周波数帯への割当比率が高まる。
【０１４４】
次に本発明の第７の実施例にかかる移動通信システムについて、図２１を参照して説明する。本実施例にかかる移動通信システムは、移動局４における受信信号電力とＳＩＲの値を基準としてしきい値を判定する方式で、当該移動局４のドップラシフト量に応じて受信信号電力のしきい値を設定することにより周波数帯を決定する。
【０１４５】
本実施例にかかる移動局４は、図１９を参照して説明した移動局と同様の構成である。基地局３は、図１６を参照して説明した基地局にシステム選択しきい値設定部３２２３および移動局情報抽出部３１３と接続されたドップラシフト情報格納部３２２４を備える。
【０１４６】
移動局４と基地局３との通信を行うためのチャネルを割り当てる際に、移動局４は、基地局３からの受信品質測定要求に基づき受信信号の測定を開始する。移動局４の受信部４１１は複数の基地局３から送信された信号を受信し、接続候補の基地局３からの受信品質測定用信号を用いて、受信信号電力測定部４１２、ＳＩＲ測定部４１８、ドップラシフト推定部４１９に入力する。
【０１４７】
受信信号電力測定部４１２、ＳＩＲ測定部４１８およびドップラシフト推定部４１９は受信品質測定用信号を用いて、受信信号電力測定値、ＳＩＲ情報およびドップラシフト推定値を抽出し、移動局情報生成部４１３へ入力する。また、ＱｏＳ情報生成部４１４は移動局４が要求する通信品質から移動局４のＱｏＳ情報を生成し、移動局情報生成部４１３に入力する。移動局情報生成部４１３は移動局４における受信信号電力情報、ＳＩＲ情報、ドップラシフト情報およびＱｏＳ情報を用いて移動局情報を生成し、送信部４１５に入力する。送信部４１５は移動局情報を制御信号として基地局３へ送信する。
【０１４８】
基地局３は、移動局情報を用いて通信に用いるチャネル、その周波数帯および接続するセルラシステムを決定し、移動局４に制御信号として通知する。
【０１４９】
移動局４の受信部４１１は、受信信号から接続候補の基地局が送信した制御信号を抽出し、制御信号復調部４１６に入力する。制御信号復調部４１６は、入力された制御信号を復調し、基地局３が決定した周波数帯、チャネル、接続するセルラシステムの情報を抽出し、制御部４１７に入力する。制御部４１７は入力信号に基づき、通信に用いる周波数帯およびチャネルを設定し、接続するセルラシステムを決定する。
【０１５０】
一方、基地局３では受信部３１１において、移動局４より送信された信号が受信される。受信部３１１は、受信された信号を上りリンク受信品質測定部３１２および移動局情報抽出部３１３にそれぞれ入力する。
【０１５１】
上りリンク受信品質測定部３１２は、入力された信号の受信品質、例えば受信信号電力の測定を行い、測定値を最低品質保証帯域選択部３２１１へ入力する。最低品質保証帯域選択部３２１１は、受信信号電力の測定を行い、通信を確立するために必要な受信信号電力を満たしているシステムを選択し、最低品質保証帯域情報を出力する。
【０１５２】
また、移動局情報抽出部３１３は、入力信号から受信信号電力情報、ＳＩＲ情報、ドップラシフト情報、ＱｏＳ情報を含む移動局情報を抽出し、抽出した移動局情報を受信信号電力情報格納部３２２１、受信信号電力しきい値判定部３２１２、およびＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４へ入力する。
【０１５３】
受信信号電力情報格納部３２２１は、当該基地局３と接続する全ての移動局における受信信号電力情報を格納する。移動局情報およびシステム選択しきい値設定部３２２３からシステム選択しきい値が、受信信号電力しきい値判定部３２１２に入力されると、受信信号電力しきい値判定部３２１２は移動局情報から抽出される受信信号電力情報と、上記のシステム選択しきい値を用い、しきい値判定を行い、しきい値判定結果を得る。この場合、用いられるしきい値は、移動局情報より抽出されるドップラシフト情報をしきい値判定した際に出力された値を用いる。
【０１５４】
切替部３２１５は、しきい値判定結果、ＱｏＳ情報および最低品質帯域保証情報に基づき、ＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４、受信電力基準周波数帯割当部３２１３のいずれか１つを選択する。
【０１５５】
ＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４が選択された場合、ＳＩＲ基準周波数帯割当部３２１４は各システムにおける移動局のＳＩＲの値が最も高い周波数帯域を選択し、周波数帯の選択結果を周波数帯域選択結果として制御部３１４に入力する。一方、受信電力基準周波数帯割当部３２１３が選択された場合には、上記のしきい値判定結果に基づいて、周波数帯域を選択し、その選択結果を周波数帯域選択結果として制御部３１４へ入力する。
【０１５６】
制御部３１４は、通信制御を開始するとともに、移動局４へ周波数帯域選択結果を送信する。
【０１５７】
一方、しきい値の更新は以下のように行われる。
【０１５８】
移動局情報は割当比率設定部３２２の受信信号電力情報格納部３２２１に入力される。受信信号電力情報格納部３２２１は、当該移動局４における受信信号電力を記録する。当該基地局３と接続する移動局４の受信信号電力情報はシステム選択しきい値設定部３２２３に入力される。
【０１５９】
また、トラヒック測定部３２２２は、当該基地局の収容するトラヒック量をシステム選択しきい値設定部３２２３に入力する。システム選択しきい値設定部３２２３は、当該基地局３の利用可能なリソース（チャネル数）を求める。
【０１６０】
また、移動局情報抽出部３１３は、移動局情報より当該基地局３の移動局におけるドップラシフト情報を抽出し、抽出したドップラシフト情報をドップラシフト情報格納部３２２４に入力する。システム選択しきい値設定部３２２３はドップラシフトの値に応じて受信信号電力のしきい値を設定する。
【０１６１】
このように、ドップラシフトにおいてもしきい値を設定し、そのしきい値に応じた受信信号電力のしきい値を設定することで、移動局を割り当てる際にドップラシフト量が大きい場合には低い周波数の比率が高く、ドップラシフト量が小さい場合には高い周波数の比率が高くなるように制御を行う。
【０１６２】
次に、本実施例におけるシステム選択処理について、図２２（ａ）を参照して説明する。接続要求の後（ステップＳ２２０２）、発生した呼を受け付ける接続要求受付により通信接続処理が開始される（ステップＳ２２０４）。
【０１６３】
次に、移動局４の受信品質の測定が行われる（ステップＳ２２０６）。次に、当該移動局におけるドップラシフトの値の測定が行われる（ステップＳ２２０８）。次に、基地局３の受信品質の測定が行われる（ステップＳ２２１０）。
【０１６４】
受信品質測定後に基地局３の受信信号電力が最低品質を満たすか否かを判定し、利用可能な周波数帯の候補を選択する（ステップＳ２２１２）。いずれの周波数帯の信号も最低品質を満たさない場合（ステップＳ２２１２：ＮＯ）、呼損とする（ステップＳ２２１４）。
【０１６５】
一方、基地局の受信信号電力が最低品質を満たす場合（ステップＳ２２１２：ＹＥＳ）、移動局のドップラシフト量ｆＤをドップラシフトしきい値ＦＤ１、ＦＤ２（ＦＤ１＜ＦＤ２）と比較する（ステップＳ２２１６）。移動局４のドップラシフト量ｆＤがドップラシフトしきい値ＦＤ２よりも大きい場合には（ステップＳ２２０６：ｆＤ＞ＦＤ２）、基地局３と移動局４との間の通信に低い周波数帯を選択し、低い周波数帯を用いるシステムヘの接続を決定する（ステップＳ２２３２）。その結果、システム１２と接続される（ステップＳ２２３４）。
【０１６６】
一方、移動局のドップラシフト量ｆＤが{ｆＤ＜ＦＤ２}を満たす場合には、ドップラシフト量を基準としてしきい値の設定を行う(ステップＳ２２１８)。この場合、移動局のドップラシフト量ｆＤが{ＦＤ１＜ｆＤ＜ＦＤ２}を満たす場合には、受信信号電力Ｓに対する受信信号電力しきい値Ｓ１、Ｓ２（Ｓ１＜Ｓ２）をＳ１＝Ｓ１１、Ｓ２＝Ｓ１２と設定する。また、移動局４のドップラシフト量ｆＤが{ｆＤ＜ＦＤ１}を満たす場合には、受信信号電力Ｓに対する受信信号電力しきい値Ｓ１、Ｓ２（Ｓ１＜Ｓ２）をＳ１＝Ｓ２１、Ｓ２＝Ｓ２２と設定する。
【０１６７】
次に、基地局の受信信号電力が最低品質を満たす場合、移動局４の受信信号電力を受信信号電力しきい値と比較する（ステップＳ２２２０）。移動局４の受信信号電力Ｓが{Ｓ＜Ｓ１}∪{Ｓ＞Ｓ２}を満たす場合には（ステップＳ２２２０：Ｓ＜Ｓ１、Ｓ＞Ｓ２）、受信信号電力を基準としたしきい値判定結果を用いて接続するシステムを決定する（ステップＳ２２２２）。この場合、移動局の受信信号電力Ｓが{Ｓ＜Ｓ１}を満たす場合には（ステップＳ２２２２：Ｓ＜Ｓ１）、基地局３と移動局４との間の通信に高い周波数帯を用いるシステムへの接続を決定する（ステップＳ２２２４）。その結果、システム１１と接続される（ステップＳ２２２６）。一方、移動局４の受信信号電力Ｓが{Ｓ＞Ｓ２}を満たす場合には（ステップＳ２２２２：Ｓ＞Ｓ２）、基地局３と移動局４間の通信に低い周波数帯を用いるシステムへの接続を決定する（ステップＳ２２２８）。その結果、システム１２と接続される（ステップＳ２２３４）。
【０１６８】
また、移動局４の受信信号電力Ｓが{Ｓ１＜Ｓ＜Ｓ２}を満たす場合には（ステップＳ２２２０：Ｓ１＜Ｓ＜Ｓ２）、基地局３と移動局４との間の通信にＳＩＲが高い周波数帯のシステムと接続することを決定し、周波数帯およびシステムの選択を行う（ステップＳ２２３０）。例えば、ＳＩＲ１＞ＳＩＲ２の場合（ステップＳ２２３０：ＳＩＲ１＞ＳＩＲ２）システム１１に接続され（ステップＳ２２２６）、ＳＩＲ１＜ＳＩＲ２の場合（ステップＳ２２３０：ＳＩＲ１＜ＳＩＲ２）システム１２に接続される（ステップＳ２２３４）。
【０１６９】
次に、本実施例におけるドップラシフト量と低い周波数帯域への割当比率との関係を図２２（ｂ）に示す。ドップラシフト量が大きくなるにつれ、低い周波数帯域に割り当てる比率を高めることで安定した通信を実現し、一方でドップラシフト量の小さい移動局には高速通信を行わせることが可能となる。
【０１７０】
次に、本実施例の移動通信システムにおける周波数帯域選択方式およびしきい値更新の制御フローの例を図２３に示す。ここでは、移動局４側から接続要求が行われた場合の例について示し、接続要求および移動局情報が生成され、基地局の制御部３１４に送信された後のフローについて示す。
【０１７１】
移動局情報は制御部３１４より周波数帯選択部３２１および割当比率設定部３２２に送信される（ステップＳ２３０２、ステップＳ２３０４）。
【０１７２】
周波数帯選択部３２１は割当比率設定部３２２にしきい値情報を要求し（ステップＳ２３０６）、割当比率設定部３２２はしきい値情報を取得し（ステップＳ２３０８）、周波数選択部に送信する（ステップＳ２３１０）。
【０１７３】
移動局情報が受信されると、周波数帯選択部３２１は上りリンクの受信品質、例えば受信信号電力を測定し（ステップＳ２３１２）、受信信号電力が通信する上で十分であるか否かについての判定を行う（ステップＳ２３１４）。次に、周波数帯選択部３２１は、移動局情報より移動局におけるドップラシフト量、受信信号電力情報の抽出を行う（ステップＳ２３１６、ステップＳ２３１８）。次に、周波数帯選択部３２１は、ドップラシフト量および受信信号電力によるしきい値判定を行い（ステップＳ２３２０、ステップＳ２３２２）、通信する際の周波数帯域を選択する（ステップＳ２３２４）。周波数帯域が選択された後に、周波数帯選択部３２１は、制御部３１４を通じて選択された周波数帯域情報を移動局に通知する（ステップＳ２３２６）。その結果、通信が開始される。
【０１７４】
また、移動局４と基地局３の間で通信が開始されると、基地局３の割当比率設定部３２２において、しきい値の更新が行われる。
【０１７５】
割当比率設定部３２２は、移動局の受信信号電力情報を抽出し（ステップＳ２３３０）、周辺移動局の受信信号電力情報を取得する（ステップＳ２３３２）。
【０１７６】
ドップラシフトにおけるしきい値更新の際には、周波数帯選択部３２１は割当比率設定部３２２に、しきい値更新要求を行う。次に、割当比率設定部３２２は、ドップラシフト情報を取得し（ステップＳ２３３４）、ドップラシフトのしきい値を決定する（ステップＳ２３３６）。しきい値の更新の際には、制御部から通知される移動局情報より得られる当該移動局３における受信信号電力および受信信号電力情報格納部３２２１より得られる周辺移動局受信信号電力情報を用いることで得られる移動局４の受信信号電力情報を用いる（ステップＳ２３３８）。
【０１７７】
一方、トラヒック測定部３２２２は当該基地局における各周波数帯域のトラヒック情報を測定し、各周波数帯域における利用可能なチャネル数を求める。次に、それぞれの帯域における利用可能なチャネル数から２つの周波数帯域に割り当てるトラヒックの比率を設定する（ステップＳ２３４０）。また、受信信号電力の分布は受信信号電力情報から得ることができる。次に、受信信号電力しきい値の決定を行う（ステップＳ２３４２）。
【０１７８】
受信信号電力におけるしきい値の設定方法は、上述した実施例と同様である。一方で、しきい値が設定されると、割当比率設定部３２２はドップラシフト情報および受信信号電力情報を更新する。
【０１７９】
次に、本発明の第８の実施例にかかる移動通信システムについて、図２４を参照して説明する。
【０１８０】
本実施例にかかる移動通信システムは、移動局４が周波数選択装置を備え、移動局４と基地局３との通信を行うためのチャネルを割り当てる際に、移動局４は基地局３からの受信品質測定要求に基づき受信信号の測定を開始する。
【０１８１】
本実施例にかかる移動局４は、図１３を参照して説明した移動局に、移動局情報生成部４１３、制御部４１７および制御信号復調部４１６と接続された移動局側周波数選択装置４２を備える。移動局側周波数選択装置４２は周波数帯選択部４２１を備える。周波数帯選択部４２１は、移動局情報生成部４１３と接続された移動局情報抽出部４２１１と、移動局情報抽出部４２１１および制御部４１７と接続された受信電力基準周波数帯割当部４２１２と、移動局情報抽出部４２１１、受信電力基準周波数帯割当部４２１２および制御信号復調部４１６と接続された受信信号電力しきい値判定部４２１３とを備える。
【０１８２】
また、本実施例にかかる基地局３は、基地局装置３１を備える。基地局装置３１は、受信部３１１と、受信部３１１と接続された移動局情報抽出部３１３および制御部３１４と、移動局情報抽出部３１３と接続された基地局側周波数選択装置３２と、基地局側周波数選択装置３２と接続された送信部３１５とを備える。基地局側周波数選択装置３２は、割当比率設定部３２２を備える。割当比率設定部３２２は、移動局情報抽出部３１３と接続された受信信号電力情報格納部３２２１と、受信信号電力情報格納部３２２１および送信部３１５と接続されたシステム選択しきい値設定部３２２３と、システム選択しきい値設定部３２２３と接続されたトラヒック測定部とを備える。
【０１８３】
移動局４の受信部４１１は、複数の基地局から送信された信号を受信し、接続候補の基地局からの受信品質測定用の信号を抽出する。受信部４１１は、受信信号を受信信号電力測定部４１２および制御信号復調部４１６に入力する。
【０１８４】
受信信号電力測定部４１２は、受信品質測定用信号を用いて基地局３からの受信信号電力を測定し、移動局情報生成部４１３に入力する。移動局情報生成部４１３は、移動局４における受信信号電力の情報と、ＱｏＳ情報生成部４１４により入力されたＱｏＳ情報を移動局情報として生成する。また、移動局情報生成部４１３は、生成した移動局情報を周波数帯選択部４２１および送信部４１５へ入力する。
【０１８５】
一方、制御信号復調部４１６は、入力された信号を制御信号として復調する。この制御信号には基地局３で設定されたしきい値情報が含まれ、制御信号復調部４１６は抽出したしきい値情報を周波数帯選択部４２１に入力する。すなわち、移動局側周波数帯選択装置４２には、移動局情報およびしきい値情報が入力される。
【０１８６】
移動局側周波数帯選択装置４２では、移動局情報が移動局情報抽出部４２１１に入力される。移動局情報抽出部４２１１は、受信信号電力情報を受信信号電力しきい値判定部４２１３に入力する。また、しきい値情報は、受信信号電力しきい値判定部４２１３へ入力される。
【０１８７】
受信信号電力しきい値判定部４２１３は、受信信号電力情報の値としきい値情報とに基づいて、しきい値判定を行い、しきい値判定結果を、受信電力基準周波数帯選択部４２１２へ入力する。受信電力基準周波数帯割当部４２１２は、入力されたしきい値判定結果および移動局情報抽出部４２１１により入力されたＱｏＳ情報に基づき、ＱｏＳ情報を満たす帯域の中からしきい値判定結果を満たす周波数帯選択を行い、選択結果を制御部４１７に入力する。
【０１８８】
制御部４１７は周波数帯選択結果より決定される通信に用いるチャネル、その周波数帯、接続するセルラシステムの情報および移動局情報生成部４１３より出力された移動局情報を制御情報として送信部４１５へ入力する。送信部４１５は、入力された制御情報を基地局３へ送信する。
【０１８９】
一方、基地局３では受信部３１１において、移動局４より送信された信号が受信される。受信部３１１は、受信信号を移動局情報抽出部３１３に入力する。移動局情報抽出部３１３は、移動局４で生成された信号から受信信号電力情報、ＱｏＳ情報を含む移動局情報を抽出する。移動局情報を用いたしきい値更新は以下のように行われる。
【０１９０】
移動局情報は割当比率設定部３２２の受信信号電力情報格納部３２２１に入力され、当該移動局における受信信号電力が記録される。当該基地局と接続する移動局の受信信号電力情報はシステム選択しきい値設定部３２２３に入力される。また、トラヒック測定部３２２２は、当該基地局の収容するトラヒック量をシステム選択しきい値設定部３２２３に入力する。システム選択しきい値設定部３２２３は、入力されたトラヒック量に基づき、当該基地局の利用可能なリソース（チャネル数）を求める。また、システム選択しきい値設定部３２２３は、利用可能なリソースおよび各移動局における受信信号電力から、移動局４におけるシステム選択しきい値を決定する。決定されたしきい値情報は送信部３１５より各移動局へ送信される。しきい値は、上述した実施例と同様の方法により決定される。
【０１９１】
次に、本実施例にかかる周波数帯域選択方式およびしきい値更新の制御フローの例を、図２５を参照して説明する。ここでは、移動局４から接続要求が行われたときの例について示す。接続要求の際には移動局４は基地局３の制御部に対して接続要求を行う（ステップＳ２５０２）。接続要求を受けた基地局３は接続要求確認信号を送信する（ステップＳ２５０４）。次に、移動局４では基地局３からの信号の測定を行い、移動局情報を生成する（ステップＳ２５０６）。
【０１９２】
移動局情報は移動局４の周波数帯選択装置４２へ入力され、基地局３の制御部３１４および割当比率設定部３２２へ送信される（ステップＳ２５０８、ステップＳ２５１０）。
【０１９３】
基地局３の制御部は割当比率設定部３２２にしきい値情報を要求する（ステップＳ２５１２）。割当比率設定部３２２はしきい値情報を取得し（ステップＳ２５１４）、移動局４に送信する（ステップＳ２５１６）。
【０１９４】
移動局側周波数帯選択装置４２は、移動局情報が入力されると、利用可能周波数帯を検出し（ステップＳ２５１８）、移動局情報より移動局４における受信信号電力値を抽出し（ステップＳ２５２０）、移動局４における受信信号電力情報のしきい値判定を行い（ステップＳ２５２２）、周波数帯域の選択を行う（ステップＳ２５２４）。周波数帯域が選択されると制御部４１７を通じて選択された周波数帯域情報が基地局３に通知され（ステップＳ２５２６、ステップＳ２５３２）、基地局３より移動局へ通信チャネル等の通信制御情報が移動局４へ送信され（ステップＳ２５３４、ステップＳ２５３６）、通信が開始される（ステップＳ２５４０）。
【０１９５】
一方、割当比率設定部３２２では、移動局の受信信号電力情報の抽出が行われる（ステップＳ２５２８）。次に、周辺移動局の受信信号電力情報の取得が行われる（ステップＳ２５３０）。
【０１９６】
また、通信が開始されると、しきい値の更新が行われる。しきい値の更新の際には、移動局４からしきい値更新要求が制御局および割当比率設定部３２２に通知される（ステップＳ２５３８，ステップＳ２５４２）。次に、制御部から通知される移動局情報から当該移動局における受信信号電力および受信信号電力情報格納部３２２１より得られる周辺移動局受信信号電力情報を用いることにより、当該基地局と接続する全ての移動局についての受信信号電力情報を得る（ステップＳ２５４４）。また、トラヒック測定部３２２２においては当該基地局における各周波数帯域のトラヒック情報を測定することで、各周波数帯域における利用可能なチャネル数を求める。それぞれの帯域における利用可能なチャネル数から２つの周波数帯域に割り当てるトラヒックの比率を設定する（ステップＳ２５４６）。また、受信信号電力の分布は受信信号電力情報から得ることができる。次に、しきい値の決定が行われる（ステップＳ２５４８）。しきい値の設定方法は、上述した実施例と同様である。このように決定されたしきい値は、移動局４の移動局側周波数帯選択装置４２に通知され、しきい値の更新が行われる。
【０１９７】
次に、本発明の第９の実施例にかかる移動通信システムについて、図２６を参照して説明する。
【０１９８】
本実施例にかかる移動局４は、図２４を参照して説明した移動局に、受信部４１１および移動局情報生成部４１３と接続されたＳＩＲ測定部４１８と、移動局情報抽出部４２１１、制御部４１７と接続されたＳＩＲ基準周波数帯割当部４２１４、移動局情報抽出部４２１１と接続され、ＳＩＲ基準周波数帯割当部４２１４または受信電力基準周波数帯割当部４２１２と切替可能に接続する切替部４２１５とを備える。また、受信信号電力しきい値判定部４２１３は切替部４２１５と接続される。基地局は、図２４を参照して説明した基地局と同様の構成である。
【０１９９】
本実施例にかかる移動通信システムは、移動局４において、基地局３からの受信品質測定要求に基づき受信信号の測定を開始する。受信された信号は受信信号電力測定部４１２、ＳＩＲ測定部４１８および制御信号復調部４１６に入力され、受信信号電力測定部４１２およびＳＩＲ測定部４１８の出力結果は移動局情報生成部４１３へ入力される。移動局情報生成部４１３は移動局４における受信信号電力情報、受信ＳＩＲ情報とＱｏＳ情報生成部４１４より入力されたＱｏＳ情報を用いて移動局情報を生成する。生成された移動局情報は移動局側周波数帯選択装置４２の移動局情報抽出部４２１１に入力される。
【０２００】
一方、制御信号復調部４１６に入力された信号は制御信号として復調される。制御情報には基地局３で設定されたしきい値情報が含まれ、しきい値情報は周波数帯選択装置４２の受信信号電力しきい値判定部４２１３および受信電力基準周波数帯割当部４２１２に入力される。
【０２０１】
また、移動局情報抽出部４２１１に入力された移動局情報は、受信信号電力情報、ＳＩＲ情報、ＱｏＳ情報として出力され、受信信号電力情報はしきい値情報と同様に受信信号電力しきい値判定部４２１３へ入力される。受信信号電力しきい値判定部４２１３は、しきい値情報を用いて、受信信号電力のしきい値の判定を行う。切替部４２１５は、ＱｏＳ情報に基づいて、移動局の要求するＱｏＳを満たす周波数帯のシステムを選択する。この場合、しきい値判定結果を用いて、ＳＩＲ基準周波数帯割当部４２１４、受信電力基準周波数帯割当部４２１２のいずれか１つを選択する。
【０２０２】
しきい値の判定結果および制御情報は制御部４１７へ入力される。制御部４１７は、制御情報に判定結果を付加し、移動局情報とともに送信部４１５に入力する。送信部４１５は、入力された信号を基地局３へ送信する。
【０２０３】
次に、本発明の第１０の実施例にかかる移動通信システムについて、図２７を参照して説明する。
【０２０４】
本実施例にかかる移動局４は、図２６を参照して説明した移動局に、受信部４１１および移動局情報生成部４１３と接続されたドップラシフト推定部４１９と、移動局情報抽出部４２１１、制御部４１７と接続されたドップラシフト基準周波数帯割当部４２１６とを備える。切替部４２１５は、移動局情報抽出部４２１１と、ＳＩＲ基準周波数割当部４２１４、受信電力基準周波数帯割当部４２１２またはドップラシフト基準周波数帯割当部４２１６とを切替可能に接続する。基地局は、図２４を参照して説明した基地局と同様の構成である。
【０２０５】
本実施例にかかる移動通信システムでは、移動局４は、基地局３からの受信品質測定要求に基づき受信信号の測定を開始する。受信部４１１は、受信された信号を受信信号電力測定部４１２、ＳＩＲ測定部４１８、ドップラシフト測定部４１９および制御信号復調部４１６に入力し、受信信号電力測定部４１２、ＳＩＲ測定部４１８およびドップラシフト測定部４１９の出力結果を移動局情報生成部４１３へ入力する。移動局情報生成部４１３は、移動局４における受信信号電力情報、受信ＳＩＲ情報、ドップラシフト情報とＱｏＳ情報を用いて移動局情報を生成する。また、移動局情報生成部４１３は、生成した移動局情報を移動局４の周波数帯選択装置４２の移動局情報抽出部４２１１に入力する。
【０２０６】
一方、制御信号復調部４１６は、入力された信号を制御信号として復調する。制御情報には基地局３で設定されたしきい値情報が含まれる。制御信号復調部４１６は、しきい値情報を周波数帯選択装置４２の受信信号電力しきい値判定部４２１３および受信電力基準周波数帯割当部４２１２に入力する。
【０２０７】
また、移動局情報抽出部４２１１は、入力された移動局情報を、受信信号電力情報、ＳＩＲ情報、ドップラシフト情報およびＱｏＳ情報として、受信信号電力しきい値判定部４２１３、ＳＩＲ基準周波数帯割当部４２１４、ドップラシフト基準周波数帯割当部４２１６および切替部４２１５に入力する。受信信号電力しきい値判定部４２１３は、しきい値情報を用いて、受信信号電力のしきい値の判定を行う。
【０２０８】
また、切替部４２１５は、ＱｏＳ情報を用いて移動局４の要求するＱｏＳを満たす周波数帯のシステムを選択する。この場合、しきい値判定結果を用いて、ドップラシフト基準周波数帯割当部４２１６、ＳＩＲ基準周波数帯割当部４２１４、受信電力基準周波数帯割当部４２１２のいずれか１つを選択する。しきい値判定結果および制御情報は制御部４１７へ入力される。制御部４１７は、制御情報に判定結果を付加し、移動局情報とともに送信部４１５に入力する。送信部４１５は、入力信号を基地局３へ送信する。
【０２０９】
次に、本発明の第１１の実施例にかかる移動通信システムについて、図２８を参照して説明する。
【０２１０】
本実施例にかかる移動局４は、図２６を参照して説明した移動局に、受信部４１１および移動局情報生成部４１３と接続されたドップラシフト推定部４１９を備える。また、基地局３は、図２６を参照して説明した基地局に、移動局情報抽出部３１３およびシステム選択しきい値設定部３２２３と接続されたドップラシフト情報格納部３２２４を備える。
【０２１１】
本実施例にかかる移動通信システムでは、移動局４は、基地局３からの受信品質測定要求に基づき受信信号の測定を開始する。受信部４１１は、受信信号を受信信号電力測定部４１２、ＳＩＲ測定部４１８、ドップラシフト推定部４１９および制御信号復調部４１６に入力する。受信信号電力測定部４１２、ＳＩＲ測定部４１８、ドップラシフト推定部４１９は、各出力結果を移動局情報生成部４１３へ入力する。移動局情報生成部４１３は、移動局４における受信信号電力情報、受信ＳＩＲ情報、ＱｏＳ情報を用いて移動局情報として生成する。移動局情報生成部４１３は生成された移動局情報を移動局４の移動局側周波数帯選択装置４２の移動局情報抽出部４２１１に入力する。
【０２１２】
一方、制御信号復調部４１６は、入力された信号を制御信号として復調する。制御情報には基地局３で設定されたしきい値情報が含まれる。制御信号復調部４１６は、しきい値情報を周波数帯選択装置４２の受信信号電力しきい値判定部４２１３および受信信号電力基準周波数帯割当部４２１２に入力する。また、移動局情報抽出部４２１１は、入力された移動局情報を、受信信号電力情報、ＳＩＲ情報およびＱｏＳ情報として、受信信号電力しきい値判定部４２１３、ＳＩＲ基準周波数帯割当部４２１４および切替部４２１５に入力する。受信信号電力しきい値判定部４２１３は、しきい値情報を用いて、受信信号電力のしきい値判定結果を得る。
【０２１３】
また、切替部４２１５は、ＱｏＳ情報を用いて移動局の要求するＱｏＳを満たす周波数帯のシステムを選択した上で、しきい値判定結果を用い、ＳＩＲ基準周波数帯割当部４２１４、受信電力基準周波数帯割当部４２１２のいずれか１つを選択する。判定結果および制御情報は、制御部４１７へ入力され、制御部４１７は制御情報に判定結果を付加した後に移動局情報とともに送信部４１５を介して基地局３へ送信する。
【０２１４】
一方、基地局は受信部３１１で信号を受信する。受信部３１１は受信信号を移動局情報抽出部３１３に入力する。移動局情報抽出部３１３は、受信信号から受信信号電力情報、ＱｏＳ情報を含む移動局情報を抽出する。また、基地局側周波数選択装置３２は移動局情報を用いて、しきい値更新を行う。移動局情報抽出部３１３は、移動局情報を割当比率設定部３２２の受信信号電力情報格納部３２２１およびドップラシフト情報格納部３２２４に入力する。受信信号電力情報格納部３２２１およびドップラシフト情報格納部３２２４は、当該移動局における受信信号電力およびドップラシフト情報をそれぞれ記録し、当該基地局と接続する移動局の受信信号電力情報およびドップラシフト情報を、システム選択しきい値設定部３２２３に入力する。
【０２１５】
また、トラヒック測定部３２２２は、当該基地局の収容するトラヒック量を測定し、測定結果をシステム選択しきい値設定部３２２３に入力する。システム選択しきい値設定部３２２３は、当該基地局の利用可能なリソース（チャネル数）を求める。また、システム選択しきい値設定部３２２３は、移動局における受信信号電力しきい値判定部４２１３に入力するシステム選択しきい値を決定する。決定されたしきい値情報は送信部３１５より各移動局へ送信される。しきい値の決定方法は、上述した実施例と同様である。
【０２１６】
次に、本実施例にかかる周波数帯域選択方式およびしきい値更新の制御フローの例を、図２９を参照して説明する。
【０２１７】
ここでは、移動局４から接続要求が行われ、接続要求を受けた基地局３が接続要求確認信号を送信した後のフローについて示す。
【０２１８】
移動局４は、基地局からの受信信号の測定を行い、移動局情報を生成する。移動局情報は移動局４の周波数帯選択装置４２へ入力され（ステップＳ２９０２）、割当比率設定部３２２へ送信される（ステップＳ２９０４）。周波数帯選択装置４２は、移動局情報が入力されると、割当比率設定部３２２に対して、しきい値情報の要求を行う（ステップＳ２９０６）。割当比率設定部３２２はしきい値情報の取得を行い（ステップＳ２９０８）、しきい値情報を移動局４に送信する（ステップＳ２９１０）。
【０２１９】
一方、移動局４は、利用可能である周波数帯を検出する（ステップＳ２９１２）。次に、移動局４は、移動局４における受信信号電力値およびドップラシフト情報を抽出し（ステップＳ２９１４、ステップＳ２９１６）、ドップラシフトに応じた受信信号電力しきい値を設定し、受信信号電力情報をしきい値を判定し（ステップＳ２９１８）、周波数帯域の選択を行う（ステップＳ２９２０）。
【０２２０】
周波数帯域が選択されると制御部４１７を通じて選択された周波数帯域情報が基地局３に通知され（ステップＳ２９２２、ステップＳ２９２８）、基地局３より移動局４へ通信チャネル等の通信制御情報が送信され（ステップＳ２９３０、ステップＳ２９３２）、通信が開始される（ステップＳ２９３６）。
【０２２１】
一方、割当比率設定部３２２は、移動局の受信信号電力情報の抽出を行う（ステップＳ２９２４）。また、割当比率設定部３２２は、周辺移動局の受信信号電力情報の取得を行う（ステップＳ２９２６）。
【０２２２】
また、移動局４と基地局３との間で通信が開始されると、基地局３の割当比率設定部３２２において、しきい値の更新が行われる。移動局４は、基地局３へしきい値情報更新要求を送信する（ステップＳ２９３４、ステップＳ２９３８）。ドップラシフトのしきい値更新の際には、周辺移動局ドップラシフト情報および当該移動局におけるドップラシフト情報が取得され（ステップＳ２９４０）、取得したドップラ情報を用いて新たなしきい値が設定される（ステップＳ２９４２）。
【０２２３】
また、受信信号電力におけるしきい値の更新の際には、制御部から通知される移動局情報から当該移動局における受信信号電力および受信信号電力情報格納部３２２１より得られる周辺移動局受信信号電力情報を用いることで得られる当該基地局と接続する全ての移動局についての受信信号電力情報を用いる（ステップＳ２９４４）。一方、トラヒック測定部３２２２は当該基地局における各周波数帯域のトラヒック情報を測定することで、各周波数帯域における利用可能なチャネル数を求める。そして、それぞれの帯域における利用可能なチャネル数から２つの周波数帯域に割り当てるトラヒックの比率を設定する（ステップＳ２９４６）。  
受信信号電力の分布は受信信号電力情報格納部３２２１から出力される受信信号電力情報から得ることができる。次に、受信信号電力のしきい値が決定される（ステップＳ２９４８）。しきい値の設定方法は、それぞれのシステムにおける利用可能な周波数帯域幅の比率を求め、各移動局においてしきい値判定をした際、しきい値を超える受信信号電力の移動局に割り当てられた帯域幅と、しきい値以下の受信号電力しか得られない移動局に割り当てられた帯域幅との比率が、利用可能な周波数帯域幅の比率と等しくなるようにしきい値を設定する方式を用いる。このように決定されたしきい値は、移動局４の周波数帯選択装置４２に通知されしきい値の更新が行われる。
【０２２４】
本発明の実施例によれば、マルチバンド制御を適用する無線システムにより、周波数帯による伝搬特性の違いも考慮したシステム選択およびリソース制御を行うことによりさらなる周波数資源の有効利用、サービスエリアの確保、スループット特性の向上を実現することができる。
【０２２５】
上述した実施例においては、同一通信方式を用いる２つのセルラシステムが共存する場合について説明したが、３つ以上のセルラシステムが共存する場合においても、同様に構成することにより、周波数資源の有効利用、サービスエリアの確保、スループット特性の向上を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【０２２６】
本発明にかかる周波数選択装置、移動通信システムおよびマルチバンド制御方法は、複数の周波数帯で展開される複数の移動通信システムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２２７】
【図１】異周波数共存システムの例を示す概念図である。
【図２】異なる周波数帯を利用するシステムにより実現するスループット特性の概念図である。
【図３】異なる周波数帯における建物侵入損を示す説明図である。
【図４】異周波数共存システムにおけるシステム選択の概念図である。
【図５】本発明の一実施例における異なる周波数帯を用いる共存システムの帯域割当を示す概念図である。
【図６】本発明の一実施例におけるシステム構成例を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施例におけるシステム構成例、制御装置の関係を示すブロック図である。
【図８】本発明の一実施例におけるシステム構成例を示すブロック図である。
【図９】本発明の一実施例におけるシステム構成例、制御装置の関係を示すブロック図である。
【図１０】本発明の一実施例におけるシステム構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の一実施例におけるシステム構成例、制御装置の関係を示すブロック図である。
【図１２】受信電力に基づくシステム割当基準を例示するための説明図である。
【図１３】本発明の一実施例における移動局および基地局構成例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の一実施例におけるシステム選択フローチャートおよび低い周波数帯システムヘの割当比率を示す説明図である。
【図１５】本発明の一実施例における周波数帯選択およびしきい値更新の際の制御フローを示すシーケンス図である。
【図１６】本発明の一実施例における移動局および基地局の構成例を示すブロック図である。
【図１７】受信電力基準およびＳＩＲ基準を利用するシステム選択法における基地局からの距離とトラヒックの比率を示す説明図である。
【図１８】本発明の一実施例におけるシステム選択フローチャートおよび低い周波数帯システムヘの割当比率を示す説明図である。
【図１９】本発明の一実施例における移動局および基地局の構成例を示すブロック図である。
【図２０】本発明の一実施例におけるシステム選択フローチャートおよび低い周波数帯システムヘの割当比率を示す説明図である。
【図２１】本発明の一実施例における移動局および基地局の構成例を示すブロック図である。
【図２２】本発明の一実施例におけるシステム選択フローチャートおよび低い周波数帯への割当比率を示す説明図である。
【図２３】本発明の一実施例におけるしきい値更新の際の制御フローを示すシーケンス図である。
【図２４】本発明の一実施例における移動局および基地局構成例を示すブロック図である。
【図２５】本発明の一実施例における周波数選択およびしきい値更新の際の制御フローを示すシーケンス図である。
【図２６】本発明の一実施例における移動局および基地局構成例を示すブロック図である。
【図２７】本発明の一実施例における移動局および基地局構成例を示すブロック図である。
【図２８】本発明の一実施例における移動局および基地局構成例を示すブロック図である。
【図２９】本発明の一実施例における周波数帯選択およびしきい値更新の際の制御フローを示すシーケンス図である。
【符号の説明】
【０２２８】
２  周波数選択局
３  基地局
４  移動局
【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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