(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＯＦＤＭＡ方式を用いて、１または複数の端末装置と無線通信を行う基地局であって、
データの通信に用いるエクストラチャネルをＰＲＵに割り当てるチャネル割当部を備え、
前記チャネル割当部は、
前記エクストラチャネルを、その内容に従って、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データに分類し、この順に優先的に前記ＰＲＵに割り当てると共に、
各端末装置が利用するエクストラチャネルを、再送の制御データまたは実体データ、初送の制御データまたは実体データの順に、各端末装置に割り当てられたＰＲＵのうち、より早いタイムスロットかつより高い周波数のＰＲＵから配置することを特徴とする基地局。
【請求項２】
ＯＦＤＭＡ方式を用いて、１または複数の端末装置と無線通信を行う基地局であって、
データの通信に用いるエクストラチャネルをＰＲＵに割り当てるチャネル割当部を備え、
前記チャネル割当部は、
前記エクストラチャネルを、その内容に従って、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データに分類し、この順に優先的に前記ＰＲＵに割り当てると共に、
前記制御データを、ＭＡＣ層における制御のためのデータであるＭＡＣ制御データと、ＭＡＣ層より上位層における制御のためのデータである上位制御データとに分類し、
前記初送の制御データを前記ＰＲＵに割り当てる際に、上位制御データ、ＭＡＣ制御データの順に優先的に割り当てることを特徴とする基地局。
【請求項３】
前記チャネル割当部は、前記エクストラチャネルが割り当てられるＰＲＵの位置を示すマップを含むアンカーチャネルの前記ＰＲＵへの割り当ても行い、
前記アンカーチャネルを割り当てたＰＲＵのタイムスロットと同一のタイムスロットの他のＰＲＵに該アンカーチャネルが割り当てられた端末装置が利用するエクストラチャネルを割り当てることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項４】
前記チャネル割当部が複数のアンカーチャネルを同一のタイムスロットのＰＲＵに割り当てた場合、１のアンカーチャネルの周波数方向に隣接するＰＲＵに該１のアンカーチャネルが割り当てられた端末装置が利用するエクストラチャネルを割り当てることを特徴とする請求項３に記載の基地局。
【請求項５】
前記チャネル割当部は、１のタイムスロットのＰＲＵに１の端末装置が利用するエクストラチャネルを割り当てることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項６】
前記チャネル割当部は、前記エクストラチャネルを、該エクストラチャネルを割り当てる端末装置が利用する前記アンカーチャネルと同一のタイムスロットのＰＲＵに割り当てることを特徴とする請求項５に記載の基地局。
【請求項７】
前記チャネル割当部は、前記端末装置ごとに異なるタイムスロットのＰＲＵにアンカーチャネルを割り当てることを特徴とする請求項３または５に記載の基地局。
【請求項８】
当該基地局は、アダプティブアレイアンテナを備えることを特徴とする請求項３または５に記載の基地局。
【請求項９】
前記チャネル割当部は、所定周波数領域のＰＲＵに前記アンカーチャネルを割り当て、当該所定周波数領域以外のＰＲＵに前記エクストラチャネルを割り当てることを特徴とする請求項３または６に記載の基地局。
【請求項１０】
前記所定周波数領域は、制御チャネルが割り当てられる周波数領域に隣接していることを特徴とする請求項９に記載の基地局。
【請求項１１】
前記所定周波数領域は、当該基地局が利用する周波数のうち、最も高い周波数または最も低い周波数に偏っていることを特徴とする請求項９に記載の基地局。
【請求項１２】
ＯＦＤＭＡ方式を用いて、１または複数の端末装置と無線通信を行う基地局の無線通信方法であって、
当該基地局がデータの通信に用いるエクストラチャネルをＰＲＵに割り当てる場合に、
前記チャネル割当部は、
前記エクストラチャネルを、その内容に従って、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データに分類し、この順に優先的に前記ＰＲＵに割り当てると共に、
各端末装置が利用するエクストラチャネルを、再送の制御データまたは実体データ、初送の制御データまたは実体データの順に、各端末装置に割り当てられたＰＲＵのうち、より早いタイムスロットかつより高い周波数のＰＲＵから配置することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭＡ方式を用いた無線通信が可能な基地局および無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＨＳ(Personal Handy phone System)や携帯電話等に代表される端末装置が普及し、場所や時間を問わず通話や情報入手が可能となった。特に昨今では、入手可能な情報量も増加の一途を辿り、大容量のデータをダウンロードするため高速かつ高品質な無線通信方式が取り入れられるようになってきた。
【０００３】
これらのような無線通信のうち、高速デジタル通信を可能とする次世代ＰＨＳ通信規格として、ＡＲＩＢ（Association of Radio Industries and Businesses）  ＳＴＤ  Ｔ９５（非特許文献１）やＰＨＳ  ＭｏＵ（Memorandum of Understanding）があり、このような通信規格では、OFDMA/TDMA TDD Broadband Wireless Access System（次世代ＰＨＳシステム）を策定しつつある。
【０００４】
ＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access:直交周波数分割多元接続)は、周波数軸上でキャリア信号を多数のサブキャリアに分割し、数個（例えば２４個）のサブキャリアをグループ化してサブチャネルを構成し、複数の端末装置で全てのサブチャネルを共有することにより多元接続を行う。サブチャネルは、例えば１８ＭＨｚの周波数帯域を２０個に分割することとなる。ＴＤＭＡは、周波数を時間軸で複数のタイムスロットに分割し、複数の相手と通信を行う方式である。現状では、上り（Up Link：端末装置から基地局）と下り（Down Link：基地局から端末装置）をそれぞれ４つに分割することが想定されている。
【０００５】
すなわち次世代ＰＨＳシステムでは、周波数軸と時間軸の両方で通信ブロックに細分化し、多数の端末装置に通信ブロックを動的に割り当てて効率的に通信を行う。１つのサブチャネルにおける１つのタイムスロットによって定まる通信ブロックをＰＲＵ（Physical Resource Unit）と称し、１つの基地局あたり３６個ないし４０個のＰＲＵを利用することが想定されている。
【０００６】
上述のように基地局は２０個のサブチャネルを利用できるが、そのうちの１つのサブチャネルは制御チャネル（ＣＣＨ）として利用し、残りのサブチャネルを端末装置に対して動的に割り当てる（ＤＣＡ：Dynamic Channel Assign）。通信に利用されるサブチャネルに含まれるＰＲＵには、アンカーチャネルもしくはエクストラチャネルが割り当てられる。
【０００７】
アンカーチャネルは端末装置ごとに１つ割り当てられ、その端末装置に対するエクストラチャネルが割り当てられたＰＲＵのマップを含んでいる。エクストラチャネルは実際にデータを内包するチャネルであって、かかるデータには、ＭＡＣ層における制御のためのデータであるＭＡＣ制御データや、ＭＡＣ層より上位層における制御のためのデータである上位制御データからなる制御データと、データそのものである実体データが含まれている。エクストラチャネルは、データ量や通信状況に応じて１つの端末装置に複数のエクストラチャネルが割り当てられる。このようにアンカーチャネルに含まれるマップによってエクストラチャネルの割り当てを通知することをＦＭ−ｍｏｄｅ（Fast access channel based on Map-Mode）と称する。
【０００８】
アンカーチャネルは、全ＰＲＵに対してキャリアセンスを行うことにより求められた最も通信品質のよいＰＲＵに割り当てられる。エクストラチャネルは、基本的にはキャリアセンスが行われないが、通信が行われていないＰＲＵをその基地局が新たに使用する場合にはキャリアセンスを行ってから割り当てられる。このように、基地局はアンカーチャネルを介してエクストラチャネルの位置および数を動的に変更することができるため、大容量のデータを高速に送受信することが可能となる。
【０００９】
しかし、ＯＦＤＭＡ方式におけるＰＲＵは、隣接するＰＲＵからの干渉を受けやすいという問題がある。無線通信における干渉を防止する提案としてさまざまな提案がなされている。例えば特許文献１では、ダウンリンクフレームをほぼ同一サイズのリソースブロックに分割して、送信データをリソースブロック内で先頭からスケジュールし、リソースブロックを超える容量のデータは他のセクタに割り当てられたリソースブロックの終端から送信されるようにスケジュールする。これにより同一チャネルセクタにおいて延々と通信を行うことを防止し、同一チャネルの干渉を低減させることができるとしている。
【００１０】
ところで受信装置が誤ったデータを受信した場合、送信した送信装置に対してそのデータの再送を要求する自動再送要求（ＡＲＱ：Automatic Repeat reQuest、以下単にＡＲＱという。）が送信される。送信装置は、かかるＡＲＱに対しＭＡＣレイヤ（低レイヤ）でデータの再送処理を行うので、短い制御時間でエラーを効率良く補償することができる（非特許文献２）。また、かかるＡＲＱと前方誤り訂正（ＦＥＣ：Forward Error Correction）とを組み合わせて、物理レイヤ（ＰＨＹレイヤ）で再送データを合成してパケットエラー訂正の効率をさらに向上させるＨＡＲＱ（Hybrid ARQ）技術も採用されている。
【００１１】
上述した再送要求によって再送されるデータもエクストラチャネルに含まれるため、エクストラチャネルには、初送の制御データおよび実体データ、並びに再送の制御データおよび実体データが含まれることとなる。
【特許文献１】特表２００６−５１５１４１号公報
【非特許文献１】ARIB（Association of Radio Industries and Businesses） STD-T95
【非特許文献２】A-GN4.00-01-TS Rev.3「Next Generation PHS Specifications」,P331-340
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述のように再送要求を受けてデータを再送する場合、エクストラチャネルのうち、再送要求による再送データ（再送の制御データおよび実体データ）が優先的にＰＲＵに割り当てられ、その後に初送データ（初送の制御データおよび実体データ）がＰＲＵに割り当てられる。すなわち、常に再送データは初送データに優先して送信される。
【００１３】
しかし、このような従来のＰＲＵの割り当て方であると、再送データによってＰＲＵがすべて占有され、初送データに割り当てるＰＲＵがなくなってしまう可能性がある。これにより、特に初送の制御データの送信の遅延が生じるという問題が考えられる。制御データは新規接続や位置登録などをするためのデータが含まれており、遅延が生じると通信の継続が難しくなるなどの支障を来たしてしまうおそれがある。
【００１４】
また、ＯＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ  ＴＤＤシステムにおいては、端末装置ごとに通信状況や基地局からの距離が異なり、それに伴って変調方式や電力、遅延量が異なる場合があるため、隣接するＰＲＵ同士で干渉が生じる場合がある。遅延量についてはＴＤＭＡにおけるガードバンドによって有効に干渉を防止しうる。
【００１５】
しかしＯＦＤＭＡではサブキャリアの周波数帯域を重複させているため、変調方式や電力が大きく異なると、隣接するＰＲＵの電波の影響を受けてしまう。特にアンカーチャネルは、エクストラチャネルの数および位置の情報（マップ）を含んでいるため、アンカーチャネルが他のＰＲＵからの干渉により利用できなくなれば、通信自体が不可能となる。
【００１６】
本発明は、このような問題に鑑み、エクストラチャネルに含まれるデータに優先順位を付加することで、制御データの送信の遅延を回避し、アンカーチャネルへの干渉を著しく低減し、通信の安定性を向上することが可能な基地局および無線通信方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる基地局の代表的な構成は、ＯＦＤＭＡ方式を用いて、１または複数の端末装置と無線通信を行う基地局であって、データの通信に用いるエクストラチャネルをＰＲＵに割り当てるチャネル割当部を備え、チャネル割当部は、エクストラチャネルを、その内容に従って、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データに分類し、この順に優先的にＰＲＵに割り当てると共に、各端末装置が利用するエクストラチャネルを、再送の制御データまたは実体データ、初送の制御データまたは実体データの順に、各端末装置に割り当てられたＰＲＵのうち、より早いタイムスロットかつより高い周波数のＰＲＵから配置することを特徴とする。
【００１８】
従来のエクストラチャネルの割当では、再送の制御データおよび実体データを先にＰＲＵに割り当てるため、かかるデータによりＰＲＵが占有され、初送の制御データに割り当てるＰＲＵがなくなり、初送の制御データの送信が滞ってしまうおそれがあった。これに対し、上記の構成によれば、ＰＲＵには、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データの順にエクストラチャネルが割り当てられることとなる。これにより、再送の実体データによるＰＲＵの占有を回避し、初送の制御データに優先的にＰＲＵを割り当てることができる。したがって、初送の制御データの送信の遅延を防止することが可能となる。
【００２０】
上述した優先順位に従ったエクストラチャネルの割り当てによって、ＰＲＵには、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データという順に、再送のデータ（再送の制御データまたは再送の実体データ）と初送のデータ（初送の制御データまたは初送の実体データ）が混在して割り当てられる場合がある。また例えば、再送の制御データが存在しない場合、ＰＲＵには、初送の制御データ、再送の実体データという順にエクストラチャネルが割り当てられる場合もある。
【００２１】
しかし、ＰＨＳ  ＭｏＵでは、再送のデータは、タイムスロットの上位のＰＲＵ、すなわち、各端末装置に割り当てられたＰＲＵのうち、最も高い周波数のＰＲＵから順に配置するという規定がある。したがって、上記の構成により、上述した優先順位に従ってＰＲＵに割り当てられたエクストラチャネル（再送のデータおよび初送のデータ）を、規定に則した配置にすることができる。なお、再送のデータおよび初送のデータに含まれる制御データおよび実体データの配置順に関しては、適宜設定することが可能である。
【００２２】
上記課題を解決するために、本発明にかかる基地局の代表的な他の構成は、ＯＦＤＭＡ方式を用いて、１または複数の端末装置と無線通信を行う基地局であって、データの通信に用いるエクストラチャネルをＰＲＵに割り当てるチャネル割当部を備え、チャネル割当部は、エクストラチャネルを、その内容に従って、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データに分類し、この順に優先的にＰＲＵに割り当てると共に、制御データを、ＭＡＣ層における制御のためのデータであるＭＡＣ制御データと、ＭＡＣ層より上位層における制御のためのデータである上位制御データとに分類し、初送の制御データをＰＲＵに割り当てる際に、上位制御データ、ＭＡＣ制御データの順に優先的に割り当てることを特徴とする。
【００２３】
ＭＡＣ層とは、７層で構成されるＯＳＩ（Open System Interconnection）参照モデルのデータリンク層に当たり、送信バッファ内のデータを管理し、物理層を利用して実際に通信パケット(フレーム)のやりとりを行なっている。上記のＭＡＣ制御データは、このＭＡＣ層における制御のためのデータである。また、上位層とは、ＭＡＣ層より上位層、すなわち、ＯＳＩ参照モデルにおけるネットワーク層またはトランスポート層等に当たり、基地局と端末装置との無線通信における新規接続や位置登録を行っている。上記の上位制御データは、この上位層における制御のためのデータである。
【００２４】
上記構成によれば、初送の制御データに、上位制御データ、ＭＡＣ制御データの順に優先順位を付けることにより、無線通信の制御において重要な役割を担う上位制御データに優先的にＰＲＵを割り当てることが可能となる。
【００２５】
上記チャネル割当部は、エクストラチャネルが割り当てられるＰＲＵの位置を示すマップを含むアンカーチャネルのＰＲＵへの割り当ても行い、アンカーチャネルを割り当てたＰＲＵのタイムスロットと同一のタイムスロットの他のＰＲＵに当該アンカーチャネルが割り当てられた端末装置が利用するエクストラチャネルを割り当てることを特徴とする。
【００２６】
かかる構成により、アンカーチャネルが割り当てられたタイムスロットのＰＲＵには当該アンカーチャネルを利用する端末装置のエクストラチャネルが割り当てられることとなる。したがってアンカーチャネルが割り当てられるタイムスロットのＰＲＵには他の端末装置のエクストラチャネルが割り当てられることがなくなる。これにより、アンカーチャネルに対する他の端末装置のエクストラチャネルからの干渉を防止することができ、安定して通信を行うことが可能となる。
【００２７】
上記チャネル割当部が複数のアンカーチャネルを同一のタイムスロットのＰＲＵに割り当てた場合、１のアンカーチャネルの周波数方向に隣接するＰＲＵに当該１のアンカーチャネルが割り当てられた端末装置が利用するエクストラチャネルを割り当てるとよい。
【００２８】
アンカーチャネルはキャリアセンスの結果に基づいて割り当てられるため、同一のタイムスロットに複数のアンカーチャネルが割り当てられる場合もある。この際アンカーチャネルの周波数方向に隣接するＰＲＵに当該アンカーチャネルを利用する端末装置のエクストラチャネルを割り当てれば、他の端末装置のエクストラチャネルからの干渉を抑えることが可能となる。
【００２９】
上記チャネル割当部は、１のタイムスロットのＰＲＵに１の端末装置が利用するエクストラチャネルを割り当てることを特徴とする。また、当該基地局は、アダプティブアレイアンテナを備えるとよい。
【００３０】
１のタイムスロットのＰＲＵに１の端末装置が利用するエクストラチャネルを割り当てる構成により、端末装置ごとに時分割で通信を行うことができ、アダプティブアレイアンテナによるビームフォーミングを適切にその端末装置に向けることができるため、アダプティブアレイアンテナの効果を最大限に得ることができる。
【００３１】
上記チャネル割当部は、エクストラチャネルを、エクストラチャネルを割り当てる端末装置が利用するアンカーチャネルと同一のタイムスロットのＰＲＵに割り当てるとよい。
【００３２】
アンカーチャネルはキャリアセンスの結果に基づいて割り当てられるため、同一のタイムスロットに複数のアンカーチャネルが割り当てられる場合もある。この際アンカーチャネルの周波数方向に隣接するＰＲＵに当該アンカーチャネルを利用する端末装置のエクストラチャネルを割り当てれば、他の端末装置のエクストラチャネルからの干渉を抑えることが可能となる。
【００３３】
上記チャネル割当部は、端末装置ごとに異なるタイムスロットのＰＲＵにアンカーチャネルを割り当てるとよい。
【００３４】
端末装置ごとにアンカーチャネルを異なるタイムスロットに割り当てる構成により、端末装置ごとにエクストラチャネルを異なるタイムスロットに割り当てることとなる。したがって、１のタイムスロットは１の端末装置が利用することとなり、他の端末装置のエクストラチャネルからのアンカーチャネルに対する干渉を抑制することが可能となる。また、端末装置ごとに時分割で通信を行うことができ、アダプティブアレイアンテナの効果を最大限に得ることができる。
【００３５】
上記チャネル割当部は、所定周波数領域のＰＲＵにアンカーチャネルを割り当て、当該所定周波数領域以外のＰＲＵにエクストラチャネルを割り当てるとよい。
【００３６】
上記の構成により、所定周波数領域のＰＲＵにはアンカーチャネルのみが割り当てられるため、アンカーチャネルを割り当てるＰＲＵの周波数の領域と、エクストラチャネルを割り当てるＰＲＵの周波数の領域とを確実に区分することができる。したがって、アンカーチャネルが割り当てられた後に、当該アンカーチャネルに隣接するＰＲＵに他の端末装置のエクストラチャネルが割り当てられることがないため、エクストラチャネルによるアンカーチャネルへの干渉を防止することができる。これにより、通信の安定性の向上を図ることが可能になる。
【００３７】
上記所定周波数領域は、制御チャネルが割り当てられる周波数領域に隣接しているとよい。
【００３８】
制御チャネルは間欠的に送信されるため、制御チャネル送信後から次の制御チャネル送信前までは制御チャネルは通信が行われない。このため、制御チャネルが割り当てられているＰＲＵは隣接するＰＲＵへの干渉が少ない。したがって、上記の構成によれば、アンカーチャネルへの干渉を低減することでき、通信の安定性の向上を図ることが可能となる。
【００３９】
上記所定周波数領域は、当該基地局が利用する周波数のうち、最も高い周波数または最も低い周波数に偏っているとよい。
【００４０】
所定周波数領域を、当該基地局が利用する周波数の中間の領域にした場合、アンカーチャネルが割り当てられたＰＲＵは、当該ＰＲＵの所定周波数領域よりも高い周波数および低い周波数のＰＲＵに割り当てられたエクストラチャネルからの干渉を受ける可能性がある。これに対し、上記構成によれば、アンカーチャネルが割り当てられたＰＲＵに隣接するＰＲＵの数を、所定周波数領域を周波数の中間にした場合の半分にすることができ、アンカーチャネルへの隣接するエクストラチャネルによる干渉を低減することが可能となる。
【００４１】
上記課題を解決するために、本発明にかかる無線通信方法の代表的な構成は、ＯＦＤＭＡ方式を用いて、１または複数の端末装置と無線通信を行う基地局の無線通信方法であって、当該基地局がデータの通信に用いるエクストラチャネルをＰＲＵに割り当てる場合に、チャネル割当部は、エクストラチャネルを、その内容に従って、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データに分類し、この順に優先的にＰＲＵに割り当てると共に、各端末装置が利用するエクストラチャネルを、再送の制御データまたは実体データ、初送の制御データまたは実体データの順に、各端末装置に割り当てられたＰＲＵのうち、より早いタイムスロットかつより高い周波数のＰＲＵから配置することを特徴とする。
【００４２】
上述した基地局における技術的思想に対応する構成要素やその説明は、当該無線通信方法にも適用可能である。
【発明の効果】
【００４３】
以上のように本発明の基地局では、エクストラチャネルに含まれるデータをその内容に従って分類し、再送の実体データよりも初送の制御データを優先的にＰＲＵに割り当てると共に、１の端末装置が利用するエクストラチャネルが割り当てられるＰＲＵの位置を工夫することで、制御データの送信の遅延を回避しつつ、アンカーチャネルへの干渉を著しく低減することができ、通信の安定性を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００４５】
ＰＨＳ端末や携帯電話等に代表される端末装置は、所定間隔をおいて固定配置される基地局と、無線で通信を行う無線通信システムを構築する。ここでは、まず、無線通信システム全体を説明し、その後、基地局の具体的構成を説明する。また、本実施形態では、端末装置としてＰＨＳ端末を挙げているが、かかる場合に限らず、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、デジタルカメラ、音楽プレイヤー、カーナビゲーション、ポータブルテレビ、ゲーム機器、ＤＶＤプレイヤー、リモートコントローラ等無線通信可能な様々な電子機器を端末装置として用いることもできる。
【００４６】
（無線通信システム１００）
図１は、無線通信システムの概略的な接続関係を示した説明図である。当該無線通信システム１００は、ＰＨＳ端末１１０（１１０Ａ、１１０Ｂ、１１０Ｃ）と、基地局１２０（１２０Ａ、１２０Ｂ）と、ＩＳＤＮ(Integrated Services Digital Network)回線、インターネット、専用回線等で構成される通信網１３０と、中継サーバ１４０とを含んで構成される。
【００４７】
上記無線通信システム１００において、ユーザが自身のＰＨＳ端末１１０Ａから他のＰＨＳ端末１１０Ｂへの通信回線の接続を行う場合、ＰＨＳ端末１１０Ａは、通信可能範囲内にある基地局１２０Ａに無線接続要求を行う。無線接続要求を受信した基地局１２０Ａは、通信網１３０を介して中継サーバ１４０に通信相手との通信接続を要求し、中継サーバ１４０は、ＰＨＳ端末１１０Ｂの位置登録情報を参照し他のＰＨＳ端末１１０Ｂの無線通信範囲内にある例えば基地局１２０Ｂを選択して基地局１２０Ａと基地局１２０Ｂとの通信経路を確保し、ＰＨＳ端末１１０ＡとＰＨＳ端末１１０Ｂの通信を確立する。
【００４８】
このような無線通信システム１００においては、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との通信速度および通信品質を向上させるため様々な技術が採用されている。本実施形態では、例えば、ＡＲＩＢ  ＳＴＤ  Ｔ９５やＰＨＳ  ＭｏＵ等の次世代ＰＨＳ通信技術が採用され、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との間ではＯＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式に基づいた無線通信が実行される。以下、ＰＨＳ端末１１０と無線通信を行う基地局１２０の具体的な構成と動作を説明する。
【００４９】
（基地局１２０）
図２は、基地局の概略的な構成を示したブロック図である。基地局１２０は、基地局制御部２１０と、基地局メモリ２１２と、基地局無線通信部２１４と、基地局有線通信部２１６と、複数のアンテナ２１８を含んで構成される。
【００５０】
基地局制御部２１０は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により基地局１２０全体を管理および制御する。また、基地局制御部２１０は、基地局メモリ２１２のプログラムを用いて、ＰＨＳ端末１１０の通信網１３０や他のＰＨＳ端末１１０への通信接続を制御する。基地局メモリ２１２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、不揮発性ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、基地局制御部２１０で処理されるプログラムや時刻情報等を記憶する。
【００５１】
基地局無線通信部２１４は、アンテナ２１８から受信した信号をアレイ処理してＰＨＳ端末１１０との通信を確立し、データの送受信を行う。
【００５２】
本実施形態においてアンテナ２１８はアダプティブアレイ機能を有しており、ビームフォーミングとヌルステアリングを形成することにより、送受信する電波の指向性を動的に変更することができる。ここでビームフォーミングは複数のアンテナ２１８から出力される電波の位相をあわせることによって電波強度を強めたビームを形成することであり、ヌルステアリングの位置は電波の位相をずらすことによって各アンテナ２１８からのビームを相殺して電波強度を弱めている。
【００５３】
基地局有線通信部２１６は、通信網１３０を介して中継サーバ１４０を含む様々なサーバと接続することができる。
【００５４】
また、本実施形態において基地局制御部２１０は、チャネル割当部２２０としても機能する。上述したようにＯＦＤＭＡ／ＴＤＭＡ−ＴＤＤ方式では、周波数軸と時間軸の両方で通信ブロックに細分化し、多数の端末装置に通信ブロックを動的に割り当てて効率的に通信を行う。１つのサブチャネルにおける１つのタイムスロットによって定まる通信ブロックをＰＲＵ（Physical Resource Unit）と称している。
【００５５】
チャネル割当部２２０は、ＰＲＵにエクストラチャネル（EXtra CHannel  以下ＥＸＣＨと称する）とアンカーチャネル（ANchor CHannel  以下ＡＮＣＨと称する）とを割り当てる。ＡＮＣＨは端末装置ごとに１つ割り当てられ、その端末装置に対するＥＸＣＨが割り当てられたＰＲＵのマップを含んでいる。ＥＸＣＨは実際にデータを内包するチャネルであって、データ量や通信状況に応じて１つの端末装置に複数のＥＸＣＨが割り当てられる。
【００５６】
また後に詳述するように、チャネル割当部２２０は、ＥＸＣＨを、その内容に従って、再送の制御データ、初送の制御データ、再送の実体データ、初送の実体データに分類し、この順に優先的にＰＲＵに割り当てる。
【００５７】
図３は、ＯＦＤＭＡ方式を用いた無線通信において送受信されるデータのフレーム構成を説明するための図である。ＯＦＤＭＡ（またはＯＦＤＭ）では、時間軸方向と周波数方向とに２次元化したマップを有し、周波数軸方向には均一のベースバンド距離をおいて複数のサブチャネル３０２が配され、各サブチャネル３０２には、タイムスロット（ＴＤＭＡスロット）３０４毎にＰＲＵ３００が配される。
【００５８】
例えばＯＦＤＭのキャリアの有効周波数帯域が１８ＭＨｚであり、これを４８０のサブキャリアに分割し、２４のサブキャリアを束ねて１つのサブチャネル３０２を構成すると、１つのキャリアに２０のサブチャネル３０２が構成され、１つのサブチャネル３０２の占有帯域は９００ｋＨｚとなる。また、例えば１つのフレームは５ｍｓｅｃであるとすれば、ＴＤＤによって上りと下りに分割するとそれぞれ２．５ｍｓｅｃとなる。そしてＴＤＭＡによって２．５ｍｓｅｃを４分割しているため、１つのタイムスロット３０４は６２５μｓｅｃとなる。
【００５９】
したがって、ＰＲＵ３００はベースバンド距離に応じた９００ｋＨｚの占有帯域と時分割による６２５μｓｅｃの時間長で定義される。また、特定のＰＨＳ端末１１０との通信に利用されるフレームは、制御信号に関するＡＮＣＨ３２０とデータを格納するＥＸＣＨ３３０とから構成される。
【００６０】
ＡＮＣＨ３２０は、ＦＭ−Ｍｏｄｅの制御信号であり、例えばＭＩ（Mcs Indicator）、ＭＲ（Mcs Requirement）、ＡＣＫフィールド、マップを含んでいる。ここで、ＭＩは、データを変調したときのＭＣＳのＭＣＳ識別子を示している。ＭＲは、自体へ送信されるデータのＭＣＳ要求である。時間的な観点で説明すると、ＭＩは当該ＭＣＳ識別子と同時に送信されるデータの変調に用いたＭＣＳを示し、ＭＲは次回以降に所望するＭＣＳを示している。ＡＣＫフィールドは、復調されたデータのエラー検出結果を示している。また、マップは、基地局１２０からＰＨＳ端末１１０への送信フレームにのみ存在し、ＥＸＣＨ３３０の割当を示す。
【００６１】
ＡＮＣＨ３２０は１つのＰＨＳ端末１１０ごとに個別に割り当てられ、１つのＰＲＵ３００を占有する。かかるＡＮＣＨ３２０へは、基地局１２０のキャリアセンスの結果に基づき、通信品質の高いＰＲＵ３００が割り当てられる。ここで、キャリアセンスは、ＰＨＳ端末１１０との送受信が遂行されるフレームのＰＲＵ３００における信号対干渉雑音比（ＳＩＮＲ：Signal to Interference and Noise Ratio）やビットエラーレートに基づいて行われる。
【００６２】
ＥＸＣＨ３３０は、ＦＭ−Ｍｏｄｅにおける通信路としてユーザ毎に割り当てられるＰＲＵ３００であり、図３に破線で示されるように１つのＰＨＳ端末１１０に複数割り当てることができる。かかるＥＸＣＨ３３０へは、ＰＲＵ３００が他のユーザに利用されているかどうかを判定するキャリアセンスの結果に基づき割り当てられる。そして、割り当てられた結果は、上述したようにＡＮＣＨ３２０のマップに示される。
【００６３】
また図３においては、当該基地局１２０が利用する周波数のうち、最も高い周波数領域のＰＲＵ３００には制御チャネル３１０（ＣＣＨ：Control CHannel  以下ＣＣＨと称する）が割り当てられている。かかるＣＣＨ３１０は基地局１２０から間欠的に送信されており、ＰＨＳ端末１１０は、ＣＣＨ３１０を受信することにより、通信対象の候補となる基地局１２０の識別子（ＣＳＩＤ）と受信電界強度（ＲＳＳＩ）を認識することができる。なお本実施形態では、ＣＣＨ３１０は最も高い周波数領域のＰＲＵ３００に割り当てられているがこれに限定されるものではなく、かかる領域以外のＰＲＵ３００に割り当てることも可能である。
【００６４】
図４は、ＥＸＣＨの詳細を説明する図である。図４（ａ）はＥＸＣＨに含まれるデータの分類を示している。ＥＸＣＨ３３０のデータは、その内容に従い、チャネル割当部によって図４（ａ）に示すように分類することができる。ＥＸＣＨ３３０は、初送のデータ３４０と再送のデータ３５０に大きく分類される。再送のデータ３５０とは、ＨＡＲＱによる要求に応じて再送するデータである。
【００６５】
初送のデータ３４０は、初送の実体データ３４２および初送の制御データ３４４に分類することができる。さらに初送の制御データ３４４は、初送の上位制御データ３４６および初送のＭＡＣ制御データ３４８に細分することができる。
【００６６】
再送のデータ３５０は、再送の実体データ３５２および再送の制御データ３５４に分類することができる。さらに再送の制御データ３５４は、再送の上位制御データ３５６および再送のＭＡＣ制御データ３５８に細分することができる。なお、本実施形態においては、再送の上位制御データ３５６および再送のＭＡＣ制御データ３５８を併せて、再送の制御データ３５４として処理するが、これに限定されるものではなく、再送の上位制御データ３５６および再送のＭＡＣ制御データ３５８を細分化して処理することも可能である。
【００６７】
次に、図４（ｂ）にＥＸＣＨのデータの例を示す。ここでは、基地局１２０は、ＰＨＳ端末１１０Ａ、ＰＨＳ端末１１０Ｂ、およびＰＨＳ端末１１０Ｃと通信を行うものとする。なお、符号の末尾の英字はそのデータを利用するＰＨＳ端末１１０を示しており、例えば、「初・実体３４２ａ」はＰＨＳ端末１１０Ａが、「初・実体３４２ｂ」はＰＨＳ端末１１０Ｂが、「初・実体３４２ｃ」はＰＨＳ端末１１０Ｃが利用する、初送の実体データ３４２である。
【００６８】
そしてチャネル割当部２２０は、図４（ｂ）に示すように、ＥＸＣＨ３３０のデータを、その内容に従って分類する。具体的には、ＥＸＣＨ３３０のデータは、初送のデータ３４０、再送のデータ３５０に分けられ、更に、初送のデータ３４０は、初送の実体データ３４２、初送の上位制御データ３４６および初送のＭＡＣ制御データ３４８に、再送のデータ３５０は、再送の実体データ３５２、再送の上位制御データ３５６および再送のＭＡＣ制御データ３５８に分類され、基地局メモリ２１２の送信バッファに格納されている。
【００６９】
図５は、図４（ｂ）に示したＥＸＣＨのデータをＰＨＳ端末ごとに示した図である。図５に示すように、ＰＨＳ端末１１０ＡおよびＰＨＳ端末１１０Ｂが利用するＥＸＣＨ３３０は、再送の制御データ３５４、初送の上位制御データ３４６、初送のＭＡＣ制御データ３４８、再送の実体データ３５２、初送の実体データ３４２に分類されている。ＰＨＳ端末１１０Ｃが利用するＥＸＣＨ３３０においては、再送の制御データ３５４が存在しないため、初送の上位制御データ３４６、初送のＭＡＣ制御データ３４８、再送の実体データ３５２、初送の実体データ３４２に分類されている。
【００７０】
図６は、内容に従って分類したデータの優先順位について説明する図である。チャネル割当部２２０は、基地局メモリ２１２の送信バッファに格納されているＥＸＣＨ３３０のデータを、図６に示すように、再送の制御データ３５４、初送の制御データ３４４、再送の実体データ３５２、初送の実体データ３４２の順に優先的にＰＲＵ３００に割り当てる。ここで本実施形態の特徴は、再送の実体データ３５２よりも初送の制御データ３４４を優先的にＰＲＵ３００に割り当てる点である。
【００７１】
（第１実施形態）
図７および図８は、第１実施形態にかかるＥＸＣＨへのＰＲＵ割当によるフレーム構成を説明する図である。図７（ａ）に示すように、１つのサブチャネル３０２のＰＲＵ３００にはＣＣＨ３１０が割り当てられている。この例では、最も周波数の高いサブチャネル３０２にＣＣＨ３１０を割り当てている。チャネルの割当では、まず基地局１２０によるキャリアセンスが行われ、その結果に基づき、チャネル割当部２２０は、通信品質の高いＰＲＵ３００にＡＮＣＨ３２０を割り当てる。ここでは、ＰＨＳ端末１１０Ａ、ＰＨＳ端末１１０ＢおよびＰＨＳ端末１１０Ｃが利用するＡＮＣＨ３２０である、ＡＮＣＨ３２０ａ、ＡＮＣＨ３２０ｂおよびＡＮＣＨ３２０ｃがＰＲＵ３００に割り当てられている。
【００７２】
次に、チャネル割当部２２０は、ＥＸＣＨ３３０のＰＲＵ３００への割当を行う。図７（ｂ）に示すように、ＥＸＣＨ３３０のデータのうち、まず再送の制御データ３５４、すなわち再送の上位制御データ３５６および再送のＭＡＣ制御データ３５８がＰＲＵ３００に優先的に割り当てられる。
【００７３】
再送の制御データ３５４（再送の上位制御データ３５６および再送のＭＡＣ制御データ３５８）のＰＲＵ３００への割当後、チャネル割当部２２０は、初送の制御データ３４４である初送の上位制御データ３４６および初送のＭＡＣ制御データ３４８をＰＲＵ３００に割り当てる。その後に、再送の実体データ３５２、初送の実体データ３４２の順にＥＸＣＨ３３０をＰＲＵ３００に割り当て、図８（ａ）に示すように全てのデータをＰＲＵ３００に割り当てる。ここで割り当てるべきデータがＰＲＵ３００の数より多い場合には、余剰のデータは基地局メモリ２１２の送信バッファに残留し、次のフレームにて割り当てを行う。
【００７４】
このように、ＥＸＣＨ３３０をその内容に従って、再送の制御データ３５４、初送の制御データ３４４、再送の実体データ３５２、初送の実体データ３４２に分類し、この順に優先的にＰＲＵ３００に割り当てることによって、再送のデータ３５０（再送の制御データ３５４および実体データ３５２）によりすべてのＰＲＵ３００が占有されることを回避することができる。したがって、初送の制御データ３４４にＰＲＵ３００を割り当てることが可能になり、初送の制御データ３４４の送信の遅延を防止することができる。
【００７５】
また、本実施形態の如く、初送の制御データ３４４を、上位制御データ３４６とＭＡＣ制御データ３４８とに分類し、この順に優先的にＰＲＵに割り当てることによって、新規接続や位置登録等、無線通信の制御において重要な役割を担う上位制御データ３４６に優先的にＰＲＵ３００を割り当てることができる。したがって、通信の確実性を向上することが可能となる。
【００７６】
さらにチャネル割当部２２０は、図８（ａ）のようにすべてのＥＸＣＨ３３０のデータをＰＲＵ３００に割り当てた後、各ＰＨＳ端末１１０が利用するＥＸＣＨ３３０のデータの並べ替えを行う。並べ替えは、ＰＲＵ３００に割り当てられたＥＸＣＨ３３０を、各ＰＨＳ端末１１０が利用するＥＸＣＨ３３０ごとに、再送のデータ３５０、初送のデータ３４０の順に、各ＰＨＳ端末１１０に割り当てられたＰＲＵ３００のうち、より高い周波数のＰＲＵ３００から配置する。
【００７７】
図８（ａ）では、ＰＲＵ３００に再送のデータ３５０と初送のデータ３４０が混在して割り当てられている。しかし、ＰＨＳ  ＭｏＵでは、再送のデータ３５０は、各ＰＨＳ端末１１０に割り当てられたＰＲＵ３００のうち、最も高い周波数のＰＲＵ３００から順に配置するという規定がある。したがって、各ＰＨＳ端末１１０の再送のデータ３５０が割り当てられたＰＲＵ３００よりも高い周波数にあるＰＲＵ３００に、当該ＰＨＳ端末１１０の初送のデータ３４０が割り当てられていた場合、図８（ａ）の矢印に示すように、かかる再送のデータ３５０および初送のデータ３４０を並べ替える。
【００７８】
その結果、図８（ｂ）に示すように、ＰＲＵ３００に割り当てられたＥＸＣＨ３３０を再送のデータ３５０、初送のデータ３４０という順に配置でき、ＰＨＳ  ＭｏＵの規定に則することができる。なお、本実施形態においては、再送のデータ３５０、初送のデータ３４０という順のみを定めており、再送のデータ３５０および初送のデータ３４０に含まれる制御データおよび実体データの配置順に関しては、適宜設定することが可能である。
【００７９】
以下、本発明にかかる基地局の他の実施形態について詳細に説明する。なお、他の実施形態の説明に用いる図面、図９、図１０および図１１中、ＥＸＣＨ３３０は、初送の実体データ３４２、初送の上位制御データ３４６および初送のＭＡＣ制御データ３４８、並びに再送の実体データ３５２、再送の上位制御データ３５６および再送のＭＡＣ制御データ３５８として示しているが、理解を容易にするため、以下の説明では特に断りがない限り、上記のＥＸＣＨすべてのデータを併せ、ＥＸＣＨと総称する。
【００８０】
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態にかかるＥＸＣＨへのＰＲＵ割当によるフレーム構成を説明する図である。図９（ａ）に示すように、第２実施形態では、チャネル割当部２２０は、ＡＮＣＨ３２０を割り当てたＰＲＵ３００のタイムスロット３０４と同一のタイムスロット３０４の他のＰＲＵ３００に、当該ＡＮＣＨ３２０が割り当てられたＰＨＳ端末１１０が利用するＥＸＣＨを割り当てる。
【００８１】
例えば、ＡＮＣＨ３２０ａを割り当てたＰＲＵ３００のタイムスロット３０４と同一のタイムスロット３０４の他のＰＲＵ３００には、ＡＮＣＨ３２０ａが割り当てられたＰＨＳ端末１１０Ａが利用するＥＸＣＨ３３０ａ、すなわち再送の制御データ３５４ａ（上位制御データ３５６ａおよびＭＡＣ制御データ３５８ａ）、初送の上位制御データ３４６ａ、初送のＭＡＣ制御データ３４８ａ、再送の実体データ３５２ａ、初送の実体データ３４２ａが順に割り当てられている。
【００８２】
これにより、ＡＮＣＨ３２０ａが割り当てられるタイムスロット３０４のＰＲＵ３００には、他のタイムスロット３０４にＡＮＣＨ３２０ｂ、３２０ｃを割り当てられたＰＨＳ端末１１０Ｂ、１１０ＣのＥＸＣＨが割り当てられることがなくなる。
【００８３】
更に、図９（ａ）に示すように、ＡＮＣＨ３２０に隣接または近接するＰＲＵ３００に、当該ＡＮＣＨ３２０を利用するＰＨＳ端末１１０のＥＸＣＨを高周波数側のＰＲＵから順に割り当てることにより、隣接するＰＲＵ３００間において変調方式や電波の強度が同じになり、他のＰＨＳ端末１１０のＥＸＣＨからの干渉を抑えることができる。
【００８４】
またチャネル割当部２２０は、ＰＨＳ端末１１０ごとに異なるタイムスロット３０４のＰＲＵ３００にＡＮＣＨ３２０を割り当てる（図９（ａ）中、ＡＮＣＨ３２０ａ、ｂ、ｃ）。これにより、１のタイムスロット３０４は１のＰＨＳ端末１１０が利用することとなり、他のＰＨＳ端末１１０のＥＸＣＨからのＡＮＣＨ３２０に対する干渉を抑制することが可能となる。
【００８５】
また、ＰＨＳ端末１１０ごとに時分割（タイムスロット３０４ごと）で通信を行うことができるため、アダプティブアレイ機能を有するアンテナ２１８を用いてビームフォーミングを形成することで所定の方向に電波を絞ることができ、ヌルステアリングを形成することで他の基地局１２０への干渉を著しく低減することが可能となる。
【００８６】
すなわち、ある瞬間において通信相手としてのＰＨＳ端末１１０を特定することができるため、特定したＰＨＳ端末１１０の方向にビームフォーミングを形成し、特定したＰＨＳ端末１１０の方向以外の方向にヌルステアリングを形成することが可能となる。これにより、アダプティブアレイ機能の効果を最大限に利用することができる。
【００８７】
また、データ量が多く、ＡＮＣＨ３２０ｃを割り当てたタイムスロット３０４と同一のタイムスロット３０４にＥＸＣＨ、例えばＰＨＳ端末１１０Ｃが利用する初送の実体データ３４２ｃを割り当て切れない場合、通信が行われていない他のタイムスロット３０４のＰＲＵ３００にＥＸＣＨを割り当てることもできる（図９（ａ）の第３スロット参照）。
【００８８】
この際も同一のタイムスロット３０４に同一のＰＨＳ端末１１０が利用するＥＸＣＨが配されていることから、ＰＨＳ端末１１０ごとに時分割（タイムスロット３０４ごと）で通信を行うことができるため、アダプティブアレイ機能を有するアンテナ２１８を用いて所定の方向に電波を絞ることができ、他の基地局１２０への干渉を極めて少なくすることができる。
【００８９】
図９（ａ）に示すようにすべてのＥＸＣＨ３３０のデータをＰＲＵ３００に割り当てた後、チャネル割当部２２０は、割り当てたＥＸＣＨ３３０を、各ＰＨＳ端末１１０が利用するＥＸＣＨ３３０ごとに、図９（ａ）の矢印に示すように、再送のデータ３５０、初送のデータ３４０の順に並べ替える。そして、図９（ｂ）に示すように、各ＰＨＳ端末１１０に割り当てられたＰＲＵ３００のうち、より早いタイムスロットかつより高い周波数のＰＲＵ３００から配置する。
【００９０】
具体的には、図９（ａ）においてＰＨＳ端末１１０ＡのＥＸＣＨ３３０に着目すると、ＰＨＳ端末１１０Ａの再送の上位制御データ３５６ａは、当該ＰＨＳ端末１１０ＡのＥＸＣＨ３３０が割り当てられているＰＲＵ３００のうち、最も高い周波数のＰＲＵ３００に割り当てられているため、並び替えは行われない。しかし、再送の実体データ３５２ａが割り当てられているＰＲＵ３００よりも高い周波数のＰＲＵ３００に初送の制御データ３４４（初送の上位制御データ３４６ａおよび初送のＭＡＣ制御データ３４８ａ）が割り当てられているため、再送の実体データ３５２ａは並べ替えて配置される。
【００９１】
また、図９（ａ）におけるＰＨＳ端末１１０Ｃのように、１のＰＨＳ端末１１０のＥＸＣＨ３３０が複数のタイムスロットに割り当てられている場合、再送の実体データ３５２ｃは、当該ＰＨＳ端末１１０ＣのＥＸＣＨ３３０が割り当てられたＰＲＵ３００のうち、より早いタイムスロットかつより高い周波数のＰＲＵ３００に並べ替えて配置される。
【００９２】
なお、ＥＸＣＨ３３０のＰＲＵ３００への割り当てにおいて、割り当て可能であるＰＲＵ３００が少ない場合等、再送の制御データ３５４、初送の上位制御データ３４６および初送のＭＡＣ制御データ３４８までしか割り当てが行われなかった場合、ＥＸＣＨ３３０の並び順は、再送のデータ３５０、初送のデータ３４０の順となるため、並び替えを行う必要は生じない。
【００９３】
しかし、使用できるＰＲＵ３００が多く存在し、再送の実体データ３５２まで割り当てることが可能であった場合、再送のデータ３５０と初送のデータ３４０の混在が生じるため、上述した並び替えによる配置が行われる。これにより、ＰＲＵ３００に割り当てられたＥＸＣＨ３３０を、再送のデータ３５０、初送のデータ３４０という順により早いタイムスロットかつより高い周波数のＰＲＵ３００から配置でき、ＰＨＳ  ＭｏＵの規定に則することができる。
【００９４】
なお、本実施形態では、ＰＲＵ３００にＥＸＣＨ３３０を割当と同時に配置を行い、その後に並べ替え（再配置）を行っている。しかし本発明はこれに限定するものではなく、チャネル割当部２２０が予め各々のＰＨＳ端末１１０に割当可能なＰＲＵ３００の数をカウントし、どのＥＸＣＨ３３０を割り当てるかをまず決定し、先に再送のデータ３５０（再送の制御データおよび実体データ）を配置し、次に初送のデータ３４０（初送の制御データおよび実体データ）を配置してもよい。この場合、並べ替えの操作（作業）は発生しない。電車に例えていえば、割当とは乗車券に相当し、配置とは指定席券に相当する。すなわち、結果として再送の制御データまたは実体データ、初送の制御データまたは実体データの順に、各ＰＨＳ端末１１０に割り当てられたＰＲＵ３００のうち、より早いタイムスロットかつより高い周波数のＰＲＵ３００から配置されていればよい。
【００９５】
（第３実施形態）
図１０は、第３実施形態にかかるＥＸＣＨへのＰＲＵ割当によるフレーム構成を説明する図である。図１０に示すように、第３実施形態では、チャネル割当部２２０が複数のＰＨＳ端末１１０が利用するそれぞれのＡＮＣＨ３２０を同一のタイムスロット３０４に割り当てた場合を説明している。図１０の例では、ＣＣＨ３１０はＯＦＤＭＡ占有帯域のほぼ中間のサブチャネル３０２に配置しており、これに隣接するサブチャネル３０２にＡＮＣＨ３２０を割り当てている。
【００９６】
チャネル割当部２２０が複数のＰＨＳ端末１１０が利用するそれぞれのＡＮＣＨ３２０ａ、３２０ｂを、キャリアセンスの結果に基づいて同一のタイムスロット３０４のＰＲＵ３００に割り当てる場合がある。このときチャネル割当部２２０は、ＡＮＣＨ３２０ａに隣接するＰＲＵ３００に、当該ＡＮＣＨ３２０ａが割り当てられたＰＨＳ端末１１０Ａが利用するＥＸＣＨを割り当てる。同様に、ＡＮＣＨ３２０ｂに隣接するＰＲＵ３００に、当該ＡＮＣＨ３２０ｂが割り当てられたＰＨＳ端末１１０Ｂが利用するＥＸＣＨを割り当てる。
【００９７】
このように同一のタイムスロット３０４に複数のＡＮＣＨ３２０割り当てられる場合、ＡＮＣＨ３２０に隣接するＰＲＵ３００に当該ＡＮＣＨ３２０を利用するＰＨＳ端末１１０のＥＸＣＨを割り当てれば、隣接するＰＲＵ３００間において変調方式や電波の強度が同じになるため、他のＰＨＳ端末１１０のＥＸＣＨからの干渉を抑えることが可能となる。
【００９８】
（第４実施形態）
図１１は、第４実施形態にかかるＥＸＣＨへのＰＲＵ割当によるフレーム構成を説明する図である。図１１に示すように、第４実施形態では、チャネル割当部２２０は、所定周波数領域３７０のＰＲＵ３００にＡＮＣＨ３２０を割り当て、ＡＮＣＨ３２０を割り当てた所定周波数領域以外の領域３８０のＰＲＵ３００にＥＸＣＨを割り当てた場合を説明している。
【００９９】
ＡＮＣＨ３２０を割り当てるＰＲＵ３００の周波数の領域と、ＥＸＣＨを割り当てるＰＲＵ３００の周波数の領域とを区分することにより、所定周波数領域３７０のＰＲＵ３００にはＡＮＣＨ３２０のみが割り当てられ、ＡＮＣＨ３２０が割り当てられた後の当該ＡＮＣＨ３２０に隣接するＰＲＵ３００へのＥＸＣＨの割当を回避することができる。したがって、ＥＸＣＨによるＡＮＣＨ３２０への干渉を低減でき、通信の安定性の向上を図ることが可能になる。
【０１００】
さらに、チャネル割当部２２０は、複数のＰＨＳ端末１１０が利用するそれぞれのＡＮＣＨ３２０ａ、３２０ｂを、所定周波数領域３７０の同一のタイムスロット３０４のＰＲＵ３００に割り当てる場合がある。この場合であっても、ＡＮＣＨ３２０は、ＣＣＨ３１０に近接する領域に集中して配されるため、他のＰＨＳ端末１１０のＥＸＣＨからの干渉を抑えることが可能となる。
【０１０１】
このとき、ＥＸＣＨをＡＮＣＨ３２０と同じタイムスロット３０４に割り当てるとすれば、同一のタイムスロット３０４に複数のＰＨＳ端末１１０に対するＥＸＣＨを割り当てることとなる。この場合は、ＰＨＳ端末１１０ごとにそれぞれが利用するＥＸＣＨの間に、ＥＸＣＨを割り当てないＰＲＵ３００を設けることにより、電波の周波数上の重複を回避し、互いの干渉を防止することができる。
【０１０２】
上記のＡＮＣＨ３２０を割り当てるＰＲＵ３００の所定周波数領域３７０は、ＣＣＨ３１０が割り当てられる周波数領域に隣接しているとよく、更に好ましくは、当該基地局１２０が利用する周波数のうち、最も高い周波数または最も低い周波数に偏っているとよい。
【０１０３】
ＣＣＨ３１０は間欠的に送信されるため、通信を行っていない場合がある。したがって、ＣＣＨ３１０が割り当てられているＰＲＵ３００は隣接するＰＲＵ３００への干渉が少ないため、かかるＰＲＵ３００にＡＮＣＨ３２０を割り当てることにより、ＡＮＣＨ３２０への干渉を低減することできる。
【０１０４】
また所定周波数領域３７０を、当該基地局１２０が利用する周波数のうち最も高い周波数または最も低い周波数に偏らせることにより、所定周波数領域３７０に隣接するＰＲＵ３００の数を減らすことができる。したがって、隣接するＰＲＵ３００によるＡＮＣＨ３２０が割り当てられたＰＲＵ３００への干渉を低減することが可能となる。
【０１０５】
さらには、ＡＮＣＨ３２０を割り当てるための所定周波数領域３７０に隣接して、ＡＮＣＨ３２０もＥＸＣＨも割り当てない空白領域３９０を設けてもよい。ＡＮＣＨ３２０とＥＸＣＨとが周波数軸方向に隣接することによってＡＮＣＨ３２０の通信品質が低下するところ、ＡＮＣＨ３２０の割当を所定周波数領域３７０に限定したとしても、その境界においてはＡＮＣＨ３２０とＥＸＣＨとが隣接することとなってしまう。しかし、上記のように空白領域３９０を設けることにより、さらに確実にＡＮＣＨ３２０とＥＸＣＨとを分離することができ、干渉を極めて低減させることが可能となる。
【０１０６】
なお第４実施形態においては、ＡＮＣＨ３２０を割り当てるための所定周波数領域３７０には２つのサブチャネル３０２が配されているが、これに限定されるものではなく、配するサブチャネル３０２の数は任意に設定することが可能である。例えば、基地局１２０を人口密度が低い地域に設置する場合、配するサブチャネル３０２の数を１とする。これにより、所定周波数領域以外の領域３８０に配されるサブチャネル３０２の数が増し、ＥＸＣＨを割り当てるＰＲＵ３００を増やすことができる。したがって、ＰＨＳ端末１１０と基地局１２０との通信速度を向上させることが可能となる。
【０１０７】
また例えば繁華街のように接続数が多い場所にある基地局１２０においては、所定周波数領域３７０に割り当てるサブチャネル３０２の数を増やすことにより、同時接続数を増やしながらＡＮＣＨ３２０の切れにくい安定した通信を行うことができる。
【０１０８】
なお所定周波数領域３７０に割り当てる帯域（サブチャネル３０２の数）は、基地局１２０ごとにパラメータとして半固定的に設定することができる。また、遠隔操作によってサブチャネル３０２の数を切り換えたり、ＰＨＳ端末１１０の接続数に応じて動的に変更させることもできる。
【０１０９】
以上説明した無線通信システム１００では、チャネル割当部２２０がＥＸＣＨ３３０に含まれるデータに優先順位を付加することで、制御データの送信の遅延を回避することができる。また、チャネル割当部２２０は、所定周波数領域３７０のＰＲＵ３００にＡＮＣＨ３２０を割り当て、ＡＮＣＨ３２０を割り当てた所定周波数領域以外の領域３８０のＰＲＵ３００にＥＸＣＨ３３０を割り当て、更に、ＡＮＣＨ３２０が割り当てられたタイムスロット３０４のＰＲＵ３００には当該ＡＮＣＨ３２０を利用するＰＨＳ端末１１０のＥＸＣＨ３３０を割り当てることにより、ＡＮＣＨ３２０に対する他のＰＨＳ端末１１０のＥＸＣＨ３３０からの干渉を防止することができ、通信の安定性を向上することが可能となる。
【０１１０】
（無線通信方法）
次に、上述した基地局１２０を用いて無線通信を行う無線通信方法を説明する。図１２は、上述した実施形態にかかる無線通信方法の処理の流れを示したフローチャートである。
【０１１１】
基地局１２０は、ＣＣＨ３１０に隣接したＰＲＵ３００、すなわち所定周波数領域３７０のＰＲＵ３００に対してキャリアセンスを行い、干渉が少なく通信品質の高いＰＲＵ３００にＡＮＣＨ３２０を割り当てる（Ｓ４００：ＡＮＣＨ割当ステップ）。
【０１１２】
次に、チャネル割当部２２０は、基地局メモリ２１２に格納されているＥＸＣＨ３３０のデータをその内容に従って、再送の制御データ３５４（再送の上位制御データ３５６および再送のＭＡＣ制御データ３５８）、初送の上位制御データ３４６、初送のＭＡＣ制御データ３４８、再送の実体データ３５２、初送の実体データ３４２に分類する（Ｓ４０２：ＥＸＣＨ分類ステップ）。
【０１１３】
そして、基地局１２０は、所定周波数領域以外の領域３８０のＰＲＵ３００に対してキャリアセンスを行い、ＰＲＵ３００が他のユーザ（他のＰＨＳ端末１１０）に利用されているかどうかを判定し、当該ＰＨＳ端末１１０が利用するＡＮＣＨ３２０が割り当てられたタイムスロット３０４と同一のタイムスロット３０４にある通信が行われていないＰＲＵ３００に、ＥＸＣＨ３３０を、再送の制御データ３５４（再送の上位制御データ３５６および再送のＭＡＣ制御データ３５８）、初送の上位制御データ３４６、初送のＭＡＣ制御データ３４８、再送の実体データ３５２、初送の実体データ３４２の順に優先的に割り当てる。（Ｓ４０４：ＥＸＣＨ割当ステップ）。
【０１１４】
すべてのＥＸＣＨ３３０のデータをＰＲＵ３００に割り当てた後、チャネル割当部２２０は、ＰＲＵ３００に割り当てられたＥＸＣＨ３３０を、再送のデータ３５０、初送のデータ３４０の順に並べ替え、各ＰＨＳ端末１１０に割り当てられたＰＲＵ３００のうち、より早いタイムスロットかつより高い周波数のＰＲＵ３００から配置する（Ｓ４０６：ＥＸＣＨ配置ステップ）。
【０１１５】
そしてＥＸＣＨ３３０のＰＲＵ３００の位置および数を割当情報として、ＡＮＣＨ３２０のマップに書き込み、端末装置（ＰＨＳ端末１１０）ごとに通知する（Ｓ４０８：マップ書込みステップ）。ＰＨＳ端末１１０はＡＮＣＨ３２０を読み取り、これに含まれるマップに従ってＥＸＣＨ３３０を取得することによって通信を行う。このとき、ＡＮＣＨ３２０に対する干渉が極めて低減されていることから、安定した通信を行うことができる。
【０１１６】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１１７】
なお、本明細書の無線通信方法における各工程は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１８】
本発明は、ＯＦＤＭＡ方式を用いた無線通信が可能な基地局および無線通信方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】無線通信システムの概略的な接続関係を示した説明図である。
【図２】基地局の概略的な構成を示したブロック図である。
【図３】ＯＦＤＭＡ方式を用いた無線通信において送受信されるデータのフレーム構成を説明するための図である。
【図４】ＥＸＣＨの詳細を説明する図である。
【図５】図４（ｂ）に示したＥＸＣＨのデータをＰＨＳ端末ごとに示した図である。
【図６】内容に従って分類したデータの優先順位について説明する図である。
【図７】第１実施形態にかかるＥＸＣＨへのＰＲＵ割当によるフレーム構成を説明する図である。
【図８】第１実施形態にかかるＥＸＣＨへのＰＲＵ割当によるフレーム構成を説明する図である。
【図９】第２実施形態にかかるＥＸＣＨへのＰＲＵ割当によるフレーム構成を説明する図である。
【図１０】第３実施形態にかかるＥＸＣＨへのＰＲＵ割当によるフレーム構成を説明する図である。
【図１１】第４実施形態にかかるＥＸＣＨへのＰＲＵ割当によるフレーム構成を説明する図である。
【図１２】上述した実施形態にかかる無線通信方法の処理の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２０】
１００…無線通信システム
１１０…ＰＨＳ端末
１２０…基地局
１３０…通信網
１４０…中継サーバ
２１０…基地局制御部
２１２…基地局メモリ
２１４…基地局無線通信部
２１６…基地局有線通信部
２１８…アンテナ
２２０…チャネル割当部
３００…ＰＲＵ
３０２…サブチャネル
３０４…タイムスロット
３１０…ＣＣＨ
３２０…ＡＮＣＨ
３３０…ＥＸＣＨ
３４０…初送のデータ
３４２…初送の実体データ
３４４…初送の制御データ
３４６…初送の上位制御データ
３４８…初送のＭＡＣ制御データ
３５０…再送のデータ
３５２…再送の実体データ
３５４…再送の制御データ
３５６…再送の上位制御データ
３５８…再送のＭＡＣ制御データ
３７０…所定周波数領域
３８０…所定周波数領域以外の領域
３９０…空白領域
【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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