(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々の通信エリアが部分的に重なるように配置されかつ各々に共通に割り当てられた同一の周波数帯域を各々が同一または異なる１以上の数の分割帯域に分割して使用する複数の基地局のうちの１つの基地局であって、
各分割帯域は、前記複数の基地局との間で共通の基地局間協調サブキャリアを含み、
前記基地局間協調サブキャリアは、前記自局の使用が許可され隣接する他の基地局による使用が禁止される第１専用サブキャリアと、前記自局の使用が禁止され前記隣接する他の基地局による使用が許可される第２専用サブキャリアとを含み、
通信対象となる無線通信端末が、前記自局の通信エリアのうち２以上の通信エリアが重なる干渉エリアに位置する場合、前記第１専用サブキャリアにより前記無線通信端末と通信を行い、通信対象となる無線通信端末が、前記干渉エリア以外の非干渉エリアに位置する場合、前記基地局間協調サブキャリア以外のサブキャリアにより前記無線通信端末と通信を行う通信部を備えることを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記基地局間協調サブキャリアは、前記複数の基地局で使用される複数の分割帯域のうち、帯域幅が最も小さい分割帯域に含まれるサブキャリア数よりも少ないサブキャリア数を含むことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
複数の分割帯域の中心周波数が同一であって、
前記基地局間協調サブキャリアは、前記複数の基地局で使用される複数の分割帯域のうち、帯域幅が最も小さい分割帯域に含まれるサブキャリア数よりも少ないサブキャリア数を含むことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項４】
前記基地局間協調サブキャリアは、少なくとも１つの他の基地局の分割帯域においてヌルサブキャリアに該当する範囲で定義されることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項５】
前記基地局間協調サブキャリアは、他のすべての基地局の分割帯域においてヌルサブキャリアに該当する範囲で定義されることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項６】
前記基地局間協調サブキャリアは、少なくとも１つの他の基地局の分割帯域において利用可能サブキャリアに該当する範囲で定義されることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項７】
前記基地局間協調サブキャリアは、他のすべての基地局の分割帯域において利用可能サブキャリアに該当する範囲で定義されることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項８】
少なくとも１つの基地局は、前記周波数帯域における一部の帯域を未使用とし、
前記基地局間協調サブキャリアは、少なくとも１つの基地局で未使用の帯域の範囲で定義されることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項９】
各々の通信エリアが部分的に重なるように配置されかつ各々に共通に割り当てられた同一の周波数帯域を各々が同一または異なる１以上の数の分割帯域に分割して使用する基地局によるマルチキャリア無線通信方法であって、
各分割帯域は、複数の基地局間で共通の基地局間協調サブキャリアを含み、
前記基地局間協調サブキャリアは、第１基地局の使用が許可され隣接する第２基地局による使用が禁止される第１専用サブキャリアと、前記第１基地局の使用が禁止され前記第２基地局による使用が許可される第２専用サブキャリアとを含み、
前記第１基地局は、通信対象となる無線通信端末が、前記第１基地局の通信エリアのうち２以上の通信エリアが重なる干渉エリアに位置する場合、前記第１専用サブキャリアにより前記無線通信端末と通信を行い、前記無線通信端末が、前記干渉エリア以外の非干渉エリアに位置する場合、前記基地局間協調サブキャリア以外のサブキャリアにより前記無線通信端末と通信を行うことを特徴とするマルチキャリア無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャリア無線通信システム、制御局、基地局およびマルチキャリア無線通信方法に関し、特に同一の周波数帯域を複数の基地局で繰り返し利用する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
基地局および当該基地局の通信エリア内に存在する複数の無線通信端末により構成される無線通信システムにおいて、全ての無線通信端末に対して安定した通信範囲を確保するためには、隣接する複数の基地局の通信エリアが重なるように基地局を配置する必要がある。この場合、隣接する複数の基地局の通信エリアが重なるエリアに位置する移動通信端末には複数の基地局からの無線信号が到来するため、当該無線通信端末が属する基地局からの到来信号に対して他の基地局からの到来信号が干渉となる。また、当該無線通信端末が送信する無線信号は当該無線通信端末が属する基地局とは異なる基地局にも到達するため、当該他の基地局に属する他の無線通信端末に対して干渉を与えることとなる。このような問題点を解決するために、隣接する複数の基地局それぞれが異なる周波数帯域を用いる方法がある。この場合、周波数帯域が異なるために上述のような干渉が発生することはない。なお、これより上述の干渉を隣接セル間干渉と称することとする。
【０００３】
しかしながら、周波数資源が有限であることを考慮すると隣接する複数の基地局は同じ周波数帯域を用いて通信することが好ましい。このため、従来の無線通信システムには、全ての基地局が同一の周波数帯域を繰り返し利用するものがある。例えば無線アクセス方式に符号分割多重方式を用いるとともに、全ての基地局に対してそれぞれ異なる擬似ランダム符号を割り当て、それぞれの基地局が送信する信号に当該符号を乗算することで、干渉をランダム化するとともに拡散利得により干渉の影響を低減している。
【０００４】
ところで、近年、無線アクセス方式として直交周波数分割多重方式が注目されている。これは複数の直交する周波数キャリアを用いて無線通信を行う方式である。この場合にも上述した干渉の問題は存在するが、例えば、特開２００４−２０７９８３公報にてこれを解決する技術が開示されている。これは、複数の周波数キャリアのうちのいくつかをコントロールデータを送信するサブキャリアとして定義するとともに、隣接する複数の基地局に対してそれぞれ異なるサブキャリアを、コントロールデータを送信するサブキャリアとして割り当てている。これにより、隣接する複数の基地局の通信エリアが重なる場合にも、当該複数の基地局はコントロールデータをそれぞれ異なるサブキャリアにて送信しているため、コントロールデータに上述のような干渉が発生することはない。また、トラフィックデータについては上述の符号分割多重方式を組み合わせることにより上述の干渉を低減できる。
【０００５】
一方、全周波数キャリアのうちのいくつかを基地局間協調サブキャリアとして定義し、当該基地局間協調サブキャリアを分割し、隣接する複数の基地局に対してそれぞれ異なるサブキャリアを割り当てる方法がある。これにより、隣接する複数の基地局の通信エリアが重なる場合にも、当該複数の基地局はそれぞれ異なるサブキャリアを有するため、当該サブキャリアについては上述のような干渉が発生することはない。
【特許文献１】特開２００４−２０７９８３公報（図１および図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年の無線通信システムでは、動画像配信のような高い伝送速度を要求するサービスから、音声通信のような低い伝送速度で十分であるけれども低遅延時間を要求するサービスなど多種多様なサービスが提供されている。このような状況を背景に、近年の無線通信システムでは、複数の周波数帯域幅を用いて運用する傾向にある。例えばある基地局では全周波数帯域の帯域幅であるＸ（ＭＨｚ）帯域幅で運用されるが、このある基地局に隣接する他の基地局では２つのＸ／２（ＭＨｚ）帯域幅で運用され、またこのある基地局に隣接するさらに他の基地局では４つのＸ／４（ＭＨｚ）帯域幅で運用される。
【０００７】
上述した基地局間協調サブキャリアを用いた従来技術は、隣接する基地局における帯域幅の運用パターンが同じである場合は、規定の位置に基地局間協調サブキャリアを配置すればよいため有効である。しかし、隣接する複数の基地局における帯域幅の運用パターンが異なる場合、基地局により運用パターンは様々であるため、基地局が多くなるほど設定に多くの労力を要する。また、基地局における運用パターンが変更されることがある場合、あらかじめ隣接する基地局間での全ての運用パターンの組合せを想定することは困難である。
【０００８】
本発明は、互いに隣接する各基地局における周波数帯域の運用パターンが異なる場合であっても、各基地局の通信エリアが重なるエリアにおいて干渉を生じさせない通信を行うことを簡易な方式で実現するマルチキャリア無線通信システム、制御局、基地局およびマルチキャリア無線通信方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一態様としての基地局は、
各々の通信エリアが部分的に重なるように配置されかつ各々に共通に割り当てられた同一の周波数帯域を各々が同一または異なる１以上の数の分割帯域に分割して使用する複数の基地局のうちの１つの基地局であって、
各分割帯域は、前記複数の基地局との間で共通の基地局間協調サブキャリアを含み、
前記基地局間協調サブキャリアは、前記自局の使用が許可され隣接する他の基地局による使用が禁止される第１専用サブキャリアと、前記自局の使用が禁止され前記隣接する他の基地局による使用が許可される第２専用サブキャリアとを含み、
通信対象となる無線通信端末が、前記自局の通信エリアのうち２以上の通信エリアが重なる干渉エリアに位置する場合、前記第１専用サブキャリアにより前記無線通信端末と通信を行い、通信対象となる無線通信端末が、前記干渉エリア以外の非干渉エリアに位置する場合、前記基地局間協調サブキャリア以外のサブキャリアにより前記無線通信端末と通信を行う通信部を備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明の一態様としてのマルチキャリア無線通信方法は、
各々の通信エリアが部分的に重なるように配置されかつ各々に共通に割り当てられた同一の周波数帯域を各々が同一または異なる１以上の数の分割帯域に分割して使用する基地局によるマルチキャリア無線通信方法であって、
各分割帯域は、複数の基地局間で共通の基地局間協調サブキャリアを含み、
前記基地局間協調サブキャリアは、第１基地局の使用が許可され隣接する第２基地局による使用が禁止される第１専用サブキャリアと、前記第１基地局の使用が禁止され前記第２基地局による使用が許可される第２専用サブキャリアとを含み、
前記第１基地局は、通信対象となる無線通信端末が、前記第１基地局の通信エリアのうち２以上の通信エリアが重なる干渉エリアに位置する場合、前記第１専用サブキャリアにより前記無線通信端末と通信を行い、前記無線通信端末が、前記干渉エリア以外の非干渉エリアに位置する場合、前記基地局間協調サブキャリア以外のサブキャリアにより前記無線通信端末と通信を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、互いに隣接する各基地局における周波数帯域の運用パターンが異なる場合であっても、各基地局のエリアが重なるエリアにおいて干渉を生じさせない通信を行うことを簡易な方式で実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら本実施形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１および図２は、基地局の通信エリアおよび隣接セル間干渉の発生エリアを説明する図である。
【００１６】
図１では３つの基地局が存在する場合の例を示している。基地局１０１、１０２および１０３はそれぞれ通信エリアＡ１、Ａ２、Ａ３を有している。各通信エリアＡ１、Ａ２、Ａ３には、複数の通信エリアが重なる、隣接セル間干渉が発生する干渉エリアが存在している。具体的に、干渉エリアとして、基地局１０１の通信エリアＡ１と基地局１０２の通信エリアＡ２とが重なる干渉エリアＤ１、基地局１０１の通信エリアＡ１と基地局１０３の通信エリアＡ３とが重なる干渉エリアＤ２、基地局１０２の通信エリアＡ２と基地局１０３の通信エリアＡ３とが重なる干渉エリアＤ３、基地局１０１の通信エリアＡ１と基地局１０２の通信エリアＡ２と基地局１０３の通信エリアＡ３とが重なる干渉エリアＤ４が存在する。
【００１７】
図２では１つの基地局２０１が３つの通信エリアＳ１、Ｓ２、Ｓ３を有する場合の例を示している。この場合にも各通信エリアＳ１、Ｓ２、Ｓ３には干渉エリアが存在している。具体的に、通信エリアＳ１と通信エリアＳ２とが重なる干渉エリアＤ１１、通信エリアＳ１と通信エリアＳ３とが重なる干渉エリアＤ１２、通信エリアＳ２と通信エリアＳ３とが重なる干渉エリアＤ１３が存在する。
【００１８】
図３は、本発明の一実施形態に従った無線通信システムの構成例を示す。
【００１９】
説明を簡単にするために、基地局は２つ（１０１、１０２）、無線通信端末は３つ（２０１、２０２、２０３）、制御局は１つ（３０１）とする。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、任意数の基地局、任意数の無線通信端末および任意数の制御局により無線通信システムを構成することも可能である。また、図３の例では図１のように１つの基地局が１つの通信エリアを有する場合を示しているが、図２のように１つの基地局が複数の通信エリアを有する場合でも本発明は同様に適用可能である。
【００２０】
図３において、基地局１０１および基地局１０２は、それぞれの通信エリアＡ１、Ａ２を有している。通信エリアＡ１、Ａ２が部分的に重なった干渉エリアＤ１が存在する。無線通信端末２０１、２０２および２０３は、基地局１０１、１０２の少なくともいずれかの通信エリア内に存在し、基地局１０１、１０２のいずれかに属することにより当該基地局と無線通信を行う。本例では、無線通信端末２０１は基地局１０１の通信エリアＡ１内に存在し基地局１０１と無線通信を行っている。無線通信端末２０２は基地局１０１および基地局１０２それぞれの通信エリアの重なる干渉エリアＤ１内に存在しているが、ここでは基地局１０１と無線通信を行っているものとする。無線通信端末２０３は基地局１０２の通信エリアＡ２内に存在し基地局１０２と無線通信を行っている。制御局３０１は、複数の基地局を統括して制御する。基地局１０１と通信エリアＡ１内の無線通信端末との通信、基地局１０２と通信エリアＡ２内の無線通信端末との通信は、それぞれ同一の周波数帯域を用いているとする。
【００２１】
ここで、無線通信端末２０２に注目する。無線通信端末２０２は基地局１０１と無線通信を行っているが、基地局１０２の通信エリアＡ２内にも位置しているため、通信エリアＡ２内に存在する無線通信端末２０３など他の無線通信端末に対する基地局１０２からの無線信号も到来する。したがって、無線通信端末２０２は、この無線信号によって基地局１０１との無線通信において干渉を受けてしまう。また、無線通信端末２０２の基地局１０１に対する無線信号は基地局１０２にも到達する。これは基地局１０２と通信する無線通信端末２０３など他の無線通信端末に干渉を与えることを意味する。しかし、干渉エリアＤ１においては、無線通信端末２０２は、後述する基地局間協調サブキャリアを用いることにより、干渉を生じさせることなく無線通信することが可能になっている。以下、図３の無線通信システムについてさらに詳細に説明する。
【００２２】
図４は、図３の無線通信システムで用いる無線通信方式を説明する図である。
【００２３】
無線通信方式とは、基地局と無線通信端末との間での無線通信の形態のことである。図３の無線通信システムで用いる無線通信方式は、図４に示すように、複数の周波数サブキャリアを用いて無線通信を行うマルチキャリア無線通信方式である。ここではマルチキャリア無線通信方式の一形態である直交周波数分割多重方式が示される。本無線通信方式では、利用可能な全周波数帯域のうち両端のいくつかはヌルサブキャリアとして利用せず（他の通信システムに干渉を与えないようにするため）、残りの複数の直交するサブキャリアを用いて無線通信を行う。
【００２４】
図５は、図３の無線通信システムで用いる周波数帯域幅を説明する図である。
【００２５】
４つの周波数帯域幅Ｈ１〜Ｈ４が示される。ただし、本発明は、これら以外の周波数帯域幅に対しても有効である。周波数帯域幅Ｈ１は本無線通信システムが利用できる全体の周波数帯域の帯域幅であり、ここではＸ［ＭＨｚ］とする。周波数帯域幅Ｈ２は周波数帯域幅Ｈ１よりも小さい周波数帯域幅であり、ここではＸ／２［ＭＨｚ］とする。周波数帯域幅Ｈ３は周波数帯域幅Ｈ２よりも小さい周波数帯域幅であり、ここではＸ／４［ＭＨｚ］とする。周波数帯域幅Ｈ４は、周波数帯域幅Ｈ３よりも小さい周波数帯域幅であり、ここではＸ／８［ＭＨｚ］とする。最大周波数帯域幅Ｘを２０ＭＨｚとするならば、周波数帯域幅Ｈ１は２０ＭＨｚ、周波数帯域幅Ｈ２は１０ＭＨｚ、周波数帯域幅Ｈ３は５ＭＨｚ、周波数帯域幅Ｈ４は２．５ＭＨｚとなる。
【００２６】
基地局は、最大周波数帯域幅Ｘの範囲で、任意数の周波数帯域幅により運用される。例えば、基地局は、１つの周波数帯域幅Ｈ１により運用されてもよいし、２つの周波数帯域幅Ｈ２により運用されてもよいし、１つの周波数帯域幅Ｈ２と２つの周波数帯域幅Ｈ３とにより運用されてもよいし、４つの周波数帯域幅Ｈ４により運用されてもよいし、１つの周波数帯域幅Ｈ４により運用されてもよいし、１つの周波数帯域幅Ｈ２により運用されてもよい。このような基地局における周波数帯域の運用パターンを周波数帯域運用パターンあるいは分割パターンと称する。無線通信端末は、通信先となる基地局の周波数帯域運用パターンに含まれる１または複数の周波数帯域幅のうち、１つまたは２つ以上の周波数帯域幅を用いて基地局と無線通信を行う。無線通信に利用される１つの周波数帯域幅は無線チャネルと称されることもある。
【００２７】
図７は、各周波数帯域幅Ｈ１〜Ｈ４において利用可能なサブキャリア数の例を示す。
【００２８】
周波数帯域幅Ｈ１〜Ｈ４のそれぞれにおいて、全サブキャリア数をＮａ、利用可能サブキャリア数をＮｕ、ヌルサブキャリア数をＮｎとする。最大周波数帯域幅Ｘ［ＭＨｚ］の場合、Ｎａ＝２０４８、Ｎｕ＝１２００、Ｎｎ＝８４８、周波数帯域幅Ｘ／２［ＭＨｚ］の場合、Ｎａ=１０２４、Ｎｕ＝６００、Ｎｎ＝４２４、周波数帯域幅Ｘ／４［ＭＨｚ］の場合、Ｎａ=５１２、Ｎｕ＝３００、Ｎｎ＝２１２、周波数帯域幅Ｘ／８［ＭＨｚ］の場合、Ｎａ=２５６、Ｎｕ＝１５０、Ｎｎ＝１０６である。
【００２９】
図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、図３の無線通信システムにおける周波数繰り返し利用方法の基本形態を説明する図である。
【００３０】
２つの基地局１０１、１０２がいずれも１つの周波数帯域幅Ｈ１で運用されているとする。周波数帯域幅Ｈ１における全サブキャリアのうちのいくつかを基地局間協調サブキャリアとして定義し、この基地局間協調サブキャリアを隣接する基地局間で分割し、各基地局に対してそれぞれ異なるサブキャリア（専用サブキャリア）を割り当てる。各基地局の通信エリアが重なる干渉エリアでは各基地局でそれぞれ異なる専用サブキャリアを利用することで、隣接セル間の干渉の発生を回避する。
【００３１】
より詳細には、図６（Ａ）に示すように、周波数帯域幅Ｈ１における全サブキャリアからヌルサブキャリアＮＳを除いたサブキャリアを利用可能サブキャリアとし、利用可能サブキャリアのうち両端の４つのサブキャリアをそれぞれ基地局間協調サブキャリアＣＳ１、ＣＳ２としている。また、基地局間協調サブキャリアＣＳ１を２分割して専用サブキャリアＣＳ１（１）、ＣＳ１（２）とし、基地局間協調サブキャリアＣＳ２を２分割して専用サブキャリアＣＳ２（１）、ＣＳ２（２）とする。そして専用サブキャリアＣＳ１（１）、ＣＳ２（１）を基地局１０１に、専用サブキャリアＣＳ１（２）、ＣＳ２（２）を基地局１０２に割り当てる。専用サブキャリアＣＳ１（１）、ＣＳ２（１）は基地局１０１だけが利用でき基地局１０２の使用は禁止される。専用サブキャリアＣＳ１（２）、ＣＳ２（２）は基地局１０２だけが利用でき基地局１０１の使用は禁止される。基地局間協調サブキャリアＣＳ１、ＣＳ２以外の利用可能サブキャリアＲＳは基地局１０１、１０２の双方が利用できる。
【００３２】
すなわち、基地局１０１に注目すると、利用できるサブキャリアは、図６（Ｂ）に示すように、基地局１０１、１０２の双方が利用できるサブキャリアＲＳと、基地局１０１に割り当てられた専用サブキャリアＣＳ１（１）、ＣＳ２（１）である。基地局１０２の利用できるサブキャリアは、図６（Ｃ）に示すように、基地局１０１、１０２の双方が利用できるサブキャリアＲＳと、基地局１０２に割り当てられた専用サブキャリアＣＳ１（２）、ＣＳ２（２）である。双方の基地局１０１、１０２の通信エリアが重なる干渉エリアＤ１においては、無線通信端末と基地局１０１との通信は専用サブキャリアＣＳ１（１）、ＣＳ２（１）のみを利用し、無線通信端末と基地局１０２との通信は専用サブキャリアＣＳ１（２）、ＣＳ２（２）のみを利用する。このようにして、干渉エリアＤ１においては、隣接セル間の干渉の発生が回避される。
【００３３】
以下、図８〜図１８を用いて、基地局間協調サブキャリアの配置例を説明する。
【００３４】
図８は、基地局間協調サブキャリアの第１の配置例を示す。
【００３５】
隣接する各基地局は図８に示す４通りの周波数帯域運用パターンのいずれかで運用されているとする。１番上の周波数帯域運用パターンは、最大周波数帯域幅Ｘの中心周波数と同一の中心周波数をもつ１つの帯域幅Ｘ／８のみを含み、上から２番目の周波数帯域運用パターンは、最大周波数帯域幅Ｘの中心周波数と同一の中心周波数をもつ１つの帯域幅Ｘ／４のみを含み、上から３番目の周波数帯域運用パターンは、最大周波数帯域幅Ｘの中心周波数と同一の中心周波数をもつ１つの帯域幅Ｘ／２のみを含み、一番下の周波数帯域運用パターンは、最大周波数帯域幅Ｘを含む。各帯域幅が実際に占有する帯域は分割帯域と称されることもある。本例では、最大周波数帯域幅Ｘにおける中心周波数を中心に、最小周波数帯域幅Ｘ／８におけるＮｕを超えない範囲Ｗ１（≦Ｎｕ）に基地局間協調サブキャリアを配置している。これは、最小周波数帯域幅Ｘ／８における基地局間協調サブキャリアの占める割合が大きいと、干渉エリア以外のエリアでの周波数帯域幅Ｘ／８を用いた通信に影響を与える（通信速度の低下等）ためである。隣接する基地局の数に応じて基地局間協調サブキャリアを分割して各基地局に専用サブキャリアを割り当てる。図示の基地局間協調サブキャリア配置は、本例のように全ての周波数帯域運用パターンにおいて、少なくとも１つの無線チャネルの中心周波数が最大周波数帯域幅における中心周波数と一致している場合に有効である。この場合、基地局間協調サブキャリアの配置を簡易に決定できる。
【００３６】
図９は、基地局間協調サブキャリアの第２の配置例を示す。
【００３７】
１番上の周波数帯域運用パターンは８つの帯域幅Ｘ／８を含み、上から２番目の周波数帯域運用パターンは４つの帯域幅Ｘ／４を含み、上から３番目の周波数帯域運用パターンは２つの帯域幅Ｘ／２を含み、一番下の周波数帯域運用パターンは、最大周波数帯域幅Ｘを含む。一番上の周波数帯域運用パターンにおける各周波数帯域幅（無線チャネル）の中心周波数を中心に、最小周波数帯域幅（Ｘ／８［ＭＨｚ］）におけるＮｕを超えない範囲に基地局間協調サブキャリアを配置している。この結果、各周波数帯域運用パターンにおける各周波数帯域幅（無線チャネル）には必ず基地局間協調サブキャリアが配置される。これにより、任意の周波数帯域運用パターンにおいて、通信に使用する無線チャネルが指定されていたとしても、その無線チャネルには必ず基地局間協調サブキャリアが配置されているため、干渉エリアにおいて隣接セル間の干渉の発生を回避できる。
【００３８】
図１０は、基地局間協調サブキャリアの第３の配置例を示す。
【００３９】
本例では、全ての基地局において運用上の最小周波数帯域幅がＸ／４［ＭＨｚ］に定義されている場合を想定している。周波数帯域運用パターンとして３つが示される。一番上の周波数帯域運用パターンは４つの帯域幅Ｘ／４を含み、上から２番目の周波数帯域運用パターンは２つの帯域幅Ｘ／２を含み、一番下の周波数帯域運用パターンは、最大周波数帯域幅Ｘを含む。一番上の周波数帯域運用パターンにおける各帯域幅Ｘ／４の中心周波数を中心に、最小周波数帯域幅（Ｘ／４［ＭＨｚ］）におけるＮｕを超えない範囲Ｗ２（≦Ｎｕ）に、基地局間協調サブキャリアを配置している。このように運用上の最小帯域幅がＸ／４であっても、図９と同様の効果を得ることができる。
【００４０】
図１１は、基地局間協調サブキャリアの第４の配置例を示す。
【００４１】
本例は、図９に対して、基地局間協調サブキャリアの配置数を減じた場合を示す。図９の基地局間協調サブキャリア配置では、非干渉エリア（通信エリアのうち干渉エリア以外のエリア）での通信のためのサブキャリアに不足が生じる場合などは、本例に示す配置を採用して、非干渉エリアにおける通信のためのサブキャリアを多く確保することが考えられる。
【００４２】
図１２は、基地局間協調サブキャリアの第５の配置例を示す。
【００４３】
本例では、各周波数帯域運用パターンにそれぞれ共通して利用可能サブキャリアが存在する範囲に基地局間協調サブキャリアを最小周波数帯域幅（Ｘ／８［ＭＨｚ］）のＮｕを超えない範囲で配置している。この場合、図８と同様に、基地局間協調サブキャリアの配置を簡易に決定できる。
【００４４】
図１３、図１４および図１５は、基地局間協調サブキャリアの第６、第７、第８の配置例を示す。
【００４５】
本例では、１つの周波数帯域運用パターンにおいては利用可能サブキャリアに該当するが、残りの周波数帯域運用パターンにおいてはできるだけヌルサブキャリアに該当するように、基地局間協調サブキャリアを配置する。このような配置により、隣接する基地局のうち１つの基地局における基地局間協調サブキャリアは、残りの基地局ではヌルサブキャリアになる可能性が高くなる。この場合、基地局間協調サブキャリアの全部を同一の基地局が使用、または少数の基地局で分割して使用できるため、サブキャリアの有効利用を図ることができる。前者の場合、基地局間協調サブキャリアの全部が専用キャリアとして１つの基地局によって用いられることになる。
【００４６】
図１６は、基地局間協調サブキャリアの第９の配置例を示す。
【００４７】
本例では、上から３番目の周波数帯域運用パターンは、１つの帯域幅Ｘ／２だけを含み、残りのＸ／２分の帯域幅は使用しない。他の３つの周波数帯域運用パターンは全帯域を利用している。なお、上から３番目の周波数帯域運用パターンで用いられている帯域幅Ｘ／２は、最大周波数帯域幅Ｘと中心周波数が一致するように配置されている。本例はこのように全帯域を使用する周波数帯域運用パターンと、一部の帯域を使用する周波数帯域運用パターンとが混在していても基地局間協調サブキャリアを適切に配置することによりセル間干渉を防止できることを示している。
【００４８】
図１７は、基地局間協調サブキャリアの第１０の配置例を示す。本例では、図３における基地局１０１、１０２、図示しない基地局１０３、１０４の４つの基地局が隣接している場合を想定する。
【００４９】
図１７において、基地局１０１は一番上の周波数帯域運用パターン、基地局１０２は上から２番目の周波数帯域運用パターン、基地局１０３は上から３番目の周波数帯域運用パターン、基地局１０４は上から４番目の周波数帯域運用パターンで運用される。ここでは、各周波数帯域運用パターンのそれぞれに含まれる全ての無線チャネルに基地局間協調サブキャリアが必要な場合を想定する。そこで、まず全ての最小周波数帯域幅における利用可能サブキャリアに基地局間協調サブキャリアを配置する。これにより配置された基地局間協調サブキャリアをＦ１として示している。次に、基地局間協調サブキャリアが存在しない無線チャネルが存在するか否かを検査し、存在すれば当該無線チャネルに基地局間協調サブキャリアを配置する。これにより配置された基地局間協調サブキャリアをＦ２として示している。以上により、全ての周波数帯域運用パターンにおける全ての無線チャネルに基地局間協調サブキャリアを効率よく配置できる。
【００５０】
図１８は、基地局間協調サブキャリアの第１１の配置例を示す。本例でも、図１７と同様に、図３における基地局１０１、１０２、図示しない基地局１０３、１０４の４つの基地局が隣接している場合を想定する。
【００５１】
基地局１０１〜１０４が利用する各々の周波数帯域運用パターンにおいてそれぞれ一部の無線チャネルに基地局間協調サブキャリアが必要であるとする。このため、全ての基地局において利用可能サブキャリアが存在する範囲に基地局間協調サブキャリアをＧ１に示すように配置する。この場合、基地局間協調サブキャリアの配置を簡易に行うことができる。あるいは、一部の基地局において利用可能なサブキャリアが存在し、かつ、他の少なくとも１つの基地局ではヌルサブキャリアまたは未使用サブキャリアである範囲に基地局間協調サブキャリアを配置する。つまり、Ｇ２に示すように、複数箇所に基地局間協調サブキャリアを配置する。この場合、図１３〜図１５と同様に、サブキャリアの有効化を図ることができる。
【００５２】
図１９は、基地局および無線通信端末の通信に用いられるサブキャリアの制御シーケンス例を示す。
【００５３】
基地局１０１および基地局１０２は制御局３０１に対して、自基地局が用いる周波数帯域運用パターン（無線チャネルの配置構成）を通知する（Ｓ１１、Ｓ１２）。なお、本通知は、所定の周期に基づき行っても、周波数帯域運用パターンを変更する場合にのみ行ってもよい。周波数帯域運用パターンの通知を受けた制御局３０１は通知された内容に基づき、図８から図１８に記載した例のように、各基地局１０１、１０２間の基地局間協調サブキャリアおよび各基地局１０１、１０２の専用サブキャリアを決定し（Ｓ１３）、決定の結果を基地局間協調サブキャリア情報として基地局１０２および基地局１０１に通知する（Ｓ１４、Ｓ１５）。本通知は所定の周期に基づき行っても、基地局間協調サブキャリアを変更した場合にのみ行ってもよい。
【００５４】
基地局１０１および基地局１０２は、通知された基地局間協調サブキャリア情報を報知情報として自基地局内に存在する全ての無線通信端末に送信する。図１９では無線通信端末２０２に報知情報を送信する様子が示される（Ｓ１６、Ｓ１７）。無線通信端末２０２は当該報知情報を受信することにより、基地局１０１、１０２間の基地局間協調サブキャリア、および基地局１０１、１０２の専用サブキャリアを把握できる。
【００５５】
ここで、無線通信端末２０２が基地局１０１と通信を開始しようとしているとする。無線通信端末２０２は、通信の開始に先立ち、報知情報により入手した基地局１０２の専用サブキャリアを用いて受信状態、例えば受信電力を測定する（Ｓ１８）。無線通信端末２０２は受信状態測定の後、基地局１０１に対して通信開始要求および受信状態測定結果を通知する（Ｓ１９、Ｓ２０）。
【００５６】
通信開始要求を受けた基地局１０１は通知された受信状態測定結果を用いて通信に利用するサブキャリアを決定し、無線通信端末２０２に通知する（Ｓ２１）。通信に利用するサブキャリアの決定は隣接セル間干渉の有無に基づき行う。隣接セル間干渉の判定は、基地局１０１以外の隣接する基地局（ここでは基地局１０２）の専用サブキャリアの受信状態に基づいて行うことができる。例えば、基地局１０２の専用サブキャリアの受信電力が閾値より大きい場合には隣接セル間干渉が存在し、閾値以下の場合、隣接セル間干渉は存在しないと判定する。すなわち、基地局１０１の非干渉エリアにおいては基地局１０２の専用サブキャリアは用いられないことから、基地局１０１および基地局１０２の干渉エリアに無線通信端末２０２が存在する場合のみ、基地局１０２の専用サブキャリアの受信電力が大きくなる。基地局１０１によって隣接セル間干渉が存在しないと判定された場合、すなわち無線通信端末が非干渉エリアに存在する場合、基地局間協調サブキャリア以外のサブキャリアを用いた通信が行われる（Ｓ２２）。なお、この場合、基地局１０１に属する全ての無線通信端末が非干渉エリアに存在する場合などにおいては、基地局１０１の専用サブキャリアを当該無線通信端末との通信に用いてもよい。隣接基地局間干渉が存在すると判定された場合、すなわち無線通信端末が干渉エリアに存在する場合には、基地局１０１の専用サブキャリアを用いた通信が行われる（Ｓ２３）。
【００５７】
図２０は、基地局の構成例を示すブロック図である。
【００５８】
基地局は、送信装置１、受信装置２、制御装置３を備える。
【００５９】
送信装置１は、アンテナ１１、無線処理回路１２、マルチキャリア変調回路１３、マッピング回路１４、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）回路１５（１）〜１５（Ｎ）、１６、変調回路１７（１）〜１７（Ｎ）、１８、符号化回路１９（１）〜１９（Ｎ）、２０を有する。
【００６０】
受信装置２は、アンテナ２１、無線処理回路２２、受信回路２３（１）〜２３（Ｎ）を有する。受信装置２における受信回路２３（１）〜２３（Ｎ）、および送信装置１におけるＳ／Ｐ回路１５（１）〜１５（Ｎ）、変調回路１７（１）〜１７（Ｎ）、符号化回路１９（１）〜１９（Ｎ）は同時に通信できる無線通信端末の数に対応している。
【００６１】
制御装置３は、制御回路３１、制御局Ｉ／Ｆ３２、端末管理情報記憶部３３、無線チャネル記憶部３４を有する。端末管理情報記憶部３３は、自基地局と無線通信を行う無線通信端末の識別子、当該無線通信端末との通信に用いる無線チャネル、および当該無線通信端末における隣接セル間干渉の有無などの情報を記憶する。無線チャネル記憶部３４は、自基地局が利用する無線チャネル情報（中心周波数、周波数帯域運用パターンなど）、基地局間協調サブキャリア関連情報（基地局間協調サブキャリアの位置、および基地局間協調サブキャリアのうち自基地局および他基地局が用いる専用サブキャリアの位置）などを記憶する。
【００６２】
以下、送信装置１、受信装置２、制御装置３について詳細に説明する。
【００６３】
まず、送信装置１について説明する。
【００６４】
符号化回路１９（１）〜１９（Ｎ）は、上位レイヤＩ／Ｆ１０から入力された送信データを所定の符号化方式および符号化率によって誤り訂正符号化し、変調回路１７（１）〜１７（Ｎ）に入力する。また、符号化回路２０は、制御回路３１から入力される基地局間協調サブキャリア関連情報を含む報知情報を所定の符号化方式および符号化率によって誤り訂正符号化し変調回路１８に入力する。
【００６５】
変調回路１７（１）〜１７（Ｎ）、１８は、入力されたデータに対して、所定の変調方式により変調を行い、Ｓ／Ｐ回路１５（１）〜１５（Ｎ）、１６へそれぞれ変調信号を入力する。
【００６６】
Ｓ／Ｐ回路１５（１）〜１５（Ｎ）、１６は、入力された変調信号に対してＳ／Ｐ変換を行いマッピング回路（多重化回路）１４に入力する。
【００６７】
マッピング回路１４は入力された各変調信号をそれぞれのサブキャリアにマッピングする。この時、専用サブキャリアを利用する無線通信端末が存在する場合には、当該無線通信端末の変調信号を専用サブキャリアにマッピングする。各変調信号をマッピングすべきサブキャリアに関する情報、および専用サブキャリアを利用する無線通信端末の情報などは制御装置３より通知される。
【００６８】
マルチキャリア変調回路１３は、マッピング回路１４によってマッピングされた各変調信号をマルチキャリア変調し、マルチキャリア変調信号として無線処理回路１２に入力する。
【００６９】
無線処理回路１２は入力されたマルチキャリア変調信号に対してＤ／Ａ変換、直交変調、アップコンバート、帯域制限、電力増幅等の無線処理を行い、無線信号を生成する。生成された無線信号はアンテナ１１より送信される。
【００７０】
次に、受信装置２について説明する。
【００７１】
アンテナ２１により受信された無線信号は無線処理回路２２に入力される。無線処理回路２２は、入力された信号に対して帯域制限、ダウンコンバート、直交復調、Ａ／Ｄ変換等の無線処理を行い、受信信号として出力する。受信回路２３（１）〜２３（Ｎ）は無線通信装置で用いる所定の変調方式に対応する復調方式にて受信信号を復調するとともに、所定の符号化方式および符号化率に基づき復号する。無線通信端末にて測定された受信状態測定結果などの制御データは制御装置３に入力され、ユーザデータ等の情報データは上位レイヤＩ／Ｆ２４に入力される。
【００７２】
次に、制御装置３について説明する。
【００７３】
制御回路３１は受信回路２３（１）〜２３（Ｎ）より入力される受信状態測定結果データを用いて、無線通信端末が隣接セル間干渉を受けるか否かを判定する。制御回路３１は、無線通信端末が隣接セル間干渉を受けるか否かを示した干渉有無情報を端末管理情報記憶部３３に記憶する。
【００７４】
制御局Ｉ／Ｆ３２は制御局との間で基地局間協調サブキャリアなどに関する情報の伝達を行う。制御局Ｉ／Ｆ３２は無線チャネル記憶部３４を参照し、自基地局において運用する周波数帯域運用パターン（無線チャネルの配置構成）の情報を制御局に通知する。制御局Ｉ／Ｆ３２は制御局より通知される基地局間協調サブキャリア関連情報を無線チャネル記憶部３４に記憶する。
【００７５】
制御回路３１は無線チャネル記憶部３４を参照し基地局間協調サブキャリア関連情報を報知情報として符号化回路２０に入力する。また制御回路３１は端末管理情報記憶部３３および無線チャネル記憶部３４を参照して、マッピング回路１４における各無線通信端末の変調信号のサブキャリアへのマッピングを制御する。
【００７６】
図２１は、無線通信端末の構成例を示すブロック図である。
【００７７】
無線通信端末は、受信装置４、送信装置５、制御装置６を備える。
【００７８】
受信装置４は、アンテナ４１、無線処理回路４２、マルチキャリア復調回路４３、セレクタ４４、Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル）回路４５、Ｐ／Ｓ回路４６、復調回路４７、復号回路４８、受信状態測定回路１９を有する。
【００７９】
送信装置５は、アンテナ５１、無線処理回路５２、送信回路５３を有する。
【００８０】
制御装置６は、制御回路６１、無線チャネル記憶部６２を有する。無線チャネル記憶部６２は、自無線通信端末が通信に用いる無線チャネル情報（中心周波数、周波数帯域など）などを記憶する。
【００８１】
以下、受信装置４、送信装置５、制御装置６について詳細に説明する。
【００８２】
まず、受信装置４について説明する。
【００８３】
アンテナ４１により受信した無線信号は無線処理回路４２に入力され、無線処理回路４２は帯域制限、ダウンコンバート、直交復調、Ａ／Ｄ変換等の無線処理を行い、受信信号としてマルチキャリア復調回路４３に入力する。
【００８４】
マルチキャリア復調回路４３は入力された受信信号に対してマルチキャリア復調を行いマルチキャリア復調の結果をセレクタ４４に入力する。
【００８５】
セレクタ４４は、自無線通信端末が利用するサブキャリアのデータをＰ／Ｓ回路４５に入力し、他基地局が利用する専用サブキャリアのデータをＰ／Ｓ回路４６に入力する。
【００８６】
Ｐ／Ｓ回路４５は入力された自無線通信端末が利用するサブキャリアのデータをＰ／Ｓ変換し復調回路４７に入力する。Ｐ／Ｓ回路４６は、セレクタ４４から入力された他基地局が利用する専用サブキャリアのデータをＰ／Ｓ変換し受信状態測定回路４９に入力する。
【００８７】
復調回路４７はＰ／Ｓ回路４５から入力されたデータに対して基地局において用いられる所定の変調方式に対応する復調方式にて復調を行い復調の結果を復号回路４８に入力する。ただし、復調の結果が、自無線通信装置が利用するサブキャリアの情報などの制御データの場合には制御装置６へ入力する。
【００８８】
復号回路４８は、入力された復調結果に対して所定の符号化方式および符号化率に基づき復号を行い復号の結果を上位レイヤＩ／Ｆ５０に出力する。
【００８９】
受信状態測定回路４９は、Ｐ／Ｓ回路４６から入力されたデータを用いて自無線通信装置の受信状態、例えば受信電力を測定し、測定の結果を制御装置６に通知する。
【００９０】
次に、送信装置５について説明する。
【００９１】
送信回路５３は制御装置６から入力された制御データや、上位レイヤＩ／Ｆ５４から入力されたユーザデータ等の情報データに対して所定の符号化方式および符号化率によって誤り訂正符号化を行うとともに所定の変調方式により変調を行い、変調信号を無線処理回路５２に入力する。
【００９２】
無線処理回路５２は、入力された変調信号に対してＤ／Ａ変換、直交変調、アップコンバート、帯域制限、電力増幅等の無線処理を行い、無線信号を生成する。生成された無線信号はアンテナ５１より送信される。
【００９３】
次に、制御装置６について説明する。
【００９４】
制御回路６１は、受信状態測定回路４９より入力される受信状態測定結果を制御データとして送信回路５３に入力する。また、制御回路６１は、復調回路４７から通知される自無線通信端末が利用するサブキャリアの情報を無線チャネル記憶部６２に記憶する。制御回路６１は、無線チャネル記憶部６２に記憶されたサブキャリアの情報を受信装置４におけるセレクタ４４に通知することにより、自無線通信端末が受信するサブキャリアを制御する。
【００９５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】基地局の通信エリアおよび隣接セル間干渉の発生エリアを説明する図。
【図２】基地局の通信エリアおよび隣接セル間干渉の発生エリアを説明する図。
【図３】本発明の一実施形態としてのマルチキャリア無線通信システムの構成例を示す図。
【図４】図３の無線通信システムで用いる無線通信方式を説明する図である。
【図５】図３の無線通信システムで用いる周波数帯域幅を説明する図である。
【図６】図３の無線通信システムにおける周波数繰り返し利用方法の基本形態を説明する図。
【図７】図５に示される各周波数帯域幅で利用可能なサブキャリア数を具体例に示す図。
【図８】基地局間協調サブキャリアの第１の配置例を示す図。
【図９】基地局間協調サブキャリアの第２の配置例を示す図。
【図１０】基地局間協調サブキャリアの第３の配置例を示す図。
【図１１】基地局間協調サブキャリアの第４の配置例を示す図。
【図１２】基地局間協調サブキャリアの第５の配置例を示す図。
【図１３】基地局間協調サブキャリアの第６の配置例を示す図。
【図１４】基地局間協調サブキャリアの第７の配置例を示す図。
【図１５】基地局間協調サブキャリアの第８の配置例を示す図。
【図１６】基地局間協調サブキャリアの第９の配置例を示す図。
【図１７】基地局間協調サブキャリアの第１０の配置例を示す図。
【図１８】基地局間協調サブキャリアの第１１の配置例を示す図。
【図１９】基地局間協調サブキャリア制御のシーケンス例を示すシーケンス図。
【図２０】本発明の実施形態に関わる基地局の構成例を示すブロック図。
【図２１】本発明の実施形態に関わる無線通信端末の構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００９７】
１、５  送信装置
２、４  受信装置
３  制御装置
１０、２４、３４  上位レイヤＩ／Ｆ
１１、２１、４１、５１  アンテナ
１２、２２、４２、５２  無線処理回路
１３  マルチキャリア変調回路
１４  マッピング回路
１５、１６  Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）回路
１７、１８  変調回路
１９、２０  符号化回路
２３  受信回路
３１、６１  制御回路
３２  制御局Ｉ／Ｆ
３３  端末管理情報記憶部
３４、６２  無線チャネル記憶部
４３  マルチキャリア復調回路
４４  セレクタ
４５、４６  Ｐ／Ｓ（パラレル／シリアル）回路
４７  復調回路
４８  復号回路
４９  受信状態測定回路
５３  送信回路
１０１、１０２、１０３  基地局
２０１、２０２、２０３  無線通信端末
３０１  制御局
Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  通信エリア
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３  干渉エリア
Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３、Ｈ４  周波数帯域幅
ＣＳ１、ＣＳ２  基地局間協調サブキャリア
ＣＳ１（１）、ＣＳ１（２）、ＣＳ２（１）、ＣＳ２（２）  専用サブキャリア
ＮＳ  ヌルサブキャリア
ＲＳ  利用可能サブキャリア
【図１】
0004602259.tif 000002
【図２】
0004602259.tif 000003
【図３】
0004602259.tif 000004
【図４】
0004602259.tif 000005
【図５】
0004602259.tif 000006
【図６】
0004602259.tif 000007
【図７】
0004602259.tif 000008
【図８】
0004602259.tif 000009
【図９】
0004602259.tif 000010
【図１０】
0004602259.tif 000011
【図１１】
0004602259.tif 000012
【図１２】
0004602259.tif 000013
【図１３】
0004602259.tif 000014
【図１４】
0004602259.tif 000015
【図１５】
0004602259.tif 000016
【図１６】
0004602259.tif 000017
【図１７】
0004602259.tif 000018
【図１８】
0004602259.tif 000019
【図１９】
0004602259.tif 000020
【図２０】
0004602259.tif 000021
【図２１】
0004602259.tif 000022