【手続補正書】
【提出日】平成19年3月6日(2007.3.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】  明細書
【発明の名称】  無線通信システム、基地局、移動型端末、及び、無線通信方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と、この基地局との間で無線通信を行う移動型端末とを備える無線通信システムにおいて、
上記基地局は、
上記移動型端末との間でマルチキャリア変調方式で無線通信を行う第１の通信手段と、
基本周波数チャンネルを割り当てられたセル内の特定エリアに上記移動型端末が存在するとき、少なくとも２つの上記基本周波数チャンネルを用いて、この移動型端末との間で高速通信を行うように上記第１の通信手段を制御する第１の制御手段とを有し、
上記移動型端末は、
上記基地局との間でマルチキャリア変調方式で無線通信を行う第２の通信手段と、
上記特定エリア内にこの移動型端末が存在するとき、少なくとも２つの上記基本周波数チャンネルを用いて、上記基地局との間で上記高速通信を行うように上記第２の通信手段を制御する第２の制御手段とを有する無線通信システム。
【請求項２】
移動型端末との間でマルチキャリア変調方式で無線通信を行う通信手段と、
基本周波数チャンネルが割り当てられたセル内の特定エリアに上記移動型端末が存在するとき、少なくとも２つの上記基本周波数チャンネルを用いてこの移動型端末との間で高速通信を行うように上記通信手段を制御する制御手段とを備える基地局。
【請求項３】
上記制御手段は、上記移動型端末から送信されてくる信号に基づいて、この移動型端末が上記特定エリア内に存在するか否かを判断する請求項２記載の基地局。
【請求項４】
上記制御手段は、上記高速通信として、１以上の上記基本周波数チャンネルにより構成される１つのマルチキャリア周波数チャンネルを用いて上記移動型端末との間で無線通信を行うように上記通信手段を制御する請求項２記載の基地局。
【請求項５】
上記制御手段は、上記高速通信として、上記各基本周波数チャンネルのチャンネル間の空きスペースにもサブキャリアを追加するとともに、このサブキャリアを追加した周波数帯を１つの周波数チャンネルとし、この周波数チャネルを用いて上記移動型端末との間で無線通信を行うように上記通信手段を制御する請求項２記載の基地局。
【請求項６】
上記基地局との間でマルチキャリア変調方式で無線通信を行う通信手段と、
基本周波数チャンネルを割り当てられたセル内の特定エリアにこの移動型端末が存在するとき、少なくとも２つの上記基本周波数チャンネルを用いて、上記基地局との間で高速通信を行うように上記通信手段を制御する制御手段とを備える移動型端末。
【請求項７】
上記制御手段は、上記基地局から送信されてくる信号に基づいて、上記特定エリア内にこの移動型端末が存在するか否かを判断する請求項６記載の移動型端末。
【請求項８】
上記制御手段は、上記高速通信として、１以上の上記基本周波数チャンネルにより構成される１つのマルチキャリア周波数チャンネルを用いて上記基地局との間で無線通信を行うように上記通信手段を制御する請求項６記載の移動型端末。
【請求項９】
上記制御手段は、上記高速通信として、上記各基本周波数チャンネルのチャンネル間の空きスペースにもサブキャリアを追加するとともに、このサブキャリアを追加した周波数帯を１つの周波数チャンネルとし、この周波数チャネルを用いて上記基地局との間で無線通信を行うように上記通信手段を制御する請求項６記載の移動型端末。
【請求項１０】
基地局と移動型端末との間で行う無線通信方法において、
上記基地局は、上記移動型端末との間でマルチキャリア変調方式で無線通信を行う第１の通信手段により、基本周波数チャンネルを割り当てられたセル内の特定エリアにこの移動型端末が存在するとき、少なくとも２つの上記基本周波数チャンネルを用いて、この基地局と上記移動型端末との間で高速通信を行い、
上記移動型端末は、上記基地局との間でマルチキャリア変調方式で無線通信を行う第２の通信手段により、上記特定エリア内にこの移動型端末が存在するとき、少なくとも２つの上記基本周波数チャンネルを用いて、この移動型端末と上記基地局との間で上記高速通信を行う無線通信方法。
【請求項１１】
基地局と、この基地局との間で無線通信を行う移動型端末とを備える無線通信システムにおいて、
上記基地局と上記移動型端末との間でマルチキャリア変調方式で信号が伝送される複数の基本周波数チャンネルの１つを、複数の第１セルの各々に割り当てる第１の割り当て手段と、
上記第１の割り当て手段により割り当てられた上記各第１セル内に、少なくとも２つの上記基本周波数チャネルを用いて上記基地局と上記移動型端末との間で高速通信を行う第２セルを割り当てる第２の割り当て手段とを備える無線通信システム。
【請求項１２】
基地局と移動型端末との間で無線通信を行う無線通信方法において、
上記基地局と上記移動型端末との間でマルチキャリア変調方式で信号が伝送される複数の基本周波数チャンネルの１つを、複数の第１セルの各々に割り当て、
上記割り当てられた上記各第１セル内に、少なくとも２つの上記基本周波数チャネルを用いて上記基地局と上記移動型端末との間で高速通信を行う第２セルを割り当てる無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば移動体でのデータ通信、特にマルチキャリア信号の無線伝送を行うに適用して好適な無線通信システム、基地局、移動型端末、及び無線通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、移動体通信サービスを面的に展開するために複数のチャンネルを設ける手法として時分割方式や周波数分割方式がある。時分割方式では各セル毎に使用できる時間帯を割り当てるため、基地局間同期を取る必要があり、システム構成は複雑になる。一方、周波数多重方式ならば各セル毎に固有の周波数が割り当てられるため、各基地局は、その周波数を占有して制御ができ、システム構成は容易になる。
【０００３】
図１３は従来の基地局１２０の構成を示す。ここではインターネット網１２で通信が行われる場合の例としてあり、ここでの基地局１２０は、インターネット網１２に接続された回線制御部１２１で、網との回線制御を行う。回線制御部１２１で分解された網側からの受信データ（ＩＰパケット）は、チャンネルコーディング／デコーディング部１２３に送られ、無線伝送フォーマットに変換され、この変換されたデータが変復調部１２４によりＱＰＳＫ変調などで変調処理された後、無線送受信部１２５で周波数変換や増幅などの送信処理が行われて、アンテナ１２６から通信端末に対して無線送信される。
【０００４】
また、通信端末側から送信された信号は、アンテナ１２６に接続された無線送受信部１２５で周波数変換などの受信処理が行われた後、変復調部１２５でデータの復調が行われ、復調された受信データをチャンネルコーディング／デコーディング部１２３に供給して、デコーディング処理を行う。そして、回線制御部１２１でＩＰパケットに組み立てられたデータが網側へ送出される。
【０００５】
なお、基地局１２０でのこれらの処理は、中央制御装置(CPU)１２２からバスラインＢＬを介した制御で実行される。また基地局１２０は設置された際に設置場所（セル）に応じて、固定のチャンネル割当てを受ける。このチャンネル設定情報は、回線制御部１２１内のメモリにプリセットされており、ＣＰＵ１２２)より無線送受信部１２５に送られ、設定される。
【０００６】
図１４は、通信端末１３０の構成を示す。通信端末１３０は、アンテナ１３１に接続された無線送受信部１３２で周波数変換などの受信処理が行われた後、復調部１３３で受信データの復調が行われ、復調された受信データをチャンネルコーディング／デコーディング部１３４に供給して、無線伝送フォーマットからＩＰパケットへの変換処理を行う。この変換されたデータは、この通信端末１３０の中央制御装置(CPU)１３５に供給されて、アプリケーションソフトウェアに渡され、表示用に処理された後、表示部１３６に供給される。
【０００７】
また、中央制御装置(CPU)１３５に接続された操作部１３７の操作などに基づいて生成された送信データ（ＩＰパケット）が、チャンネルコーディング／デコーディング部１３４に供給されて、無線伝送フォーマットに変換され、この変換されたデータが変復調部１３３によりＱＰＳＫ変調などで変調処理された後、無線送受信部１３２で周波数変換や増幅などの送信処理が行われて、アンテナ１３１から基地局に対して無線送信される。
【０００８】
この時に設定されるチャンネル設定情報は、基地局から報知されている制御信号より抽出し、ＣＰＵ１３５より無線送受信部１３２に送られ、設定される。
【０００９】
このようなシステムとしての基地局１２０と通信端末１３０を用意して、インターネット網１２などに接続することで、各種コンテンツサーバからのインターネット放送などを、通信端末１３０で受信することができる。
【００１０】
ここで、従来の基地局１２０と通信端末１３０との間で無線伝送される信号について説明すると、このシステムではシングルキャリア信号の伝送方式を無線伝送に適用してある。すなわち、無線伝送信号として、所定のチャンネルの帯域幅内に収まる一つのキャリアに伝送データを変調して伝送するようにしたものである。
【００１１】
図１５はチャンネル割当ての一例を示す図であり、アップリンクとダウンリンクで、いずれもシングルキャリアで構成されている。チャンネル数は８チャンネル有り、各キャリアはＱＰＳＫ変調などの方式により変調されている。各基地局１２０ではＣＨ１からＣＨ８までのどれか一つの固有のチャンネルを利用して、通信端末１３０との通信を行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したような従来のシステムなどのように、周波数分割方式を用いて無線伝送を行う場合には、各セル毎に周波数を分割して割り当てるため、構成が簡単になる反面、一つのセルで使える周波数帯域は狭くなり、この結果、伝送速度も高くできないという不具合があった。
【００１３】
本発明はかかる点に鑑みて、周波数分割方式により基地局間同期が不要という利点を生かして、サービスエリアの面的な展開を可能にした上で、通信の高速化が行えるようにする無線通信システム、基地局、移動型端末、及び無線通信方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を解決するために、本発明に係る無線通信システムは、基地局と、この基地局との間で無線通信を行う移動型端末とを備える無線通信システムであって、上記基地局は、上記移動型端末との間でマルチキャリア変調方式で無線通信を行う第１の通信手段と、基本周波数チャンネルを割り当てられたセル内の特定エリアに上記移動型端末が存在するとき、少なくとも２つの上記基本周波数チャンネルを用いて、この移動型端末との間で高速通信を行うように上記第１の通信手段を制御する第１の制御手段とを有し、上記移動型端末は、上記基地局との間でマルチキャリア変調方式で無線通信を行う第２の通信手段と、上記特定エリア内にこの移動型端末が存在するとき、少なくとも２つの上記基本周波数チャンネルを用いて、上記基地局との間で上記高速通信を行うように上記第２の通信手段を制御する第２の制御手段とを有する。
【００１５】
また、本発明に係る基地局は、移動型端末との間でマルチキャリア変調方式で無線通信を行う通信手段と、基本周波数チャンネルが割り当てられたセル内の特定エリアに上記移動型端末が存在するとき、少なくとも２つの上記基本周波数チャンネルを用いてこの移動型端末との間で高速通信を行うように上記通信手段を制御する制御手段とを備える。
【００１６】
また、本発明に係る移動型端末は、基地局との間で無線通信を行う移動型端末において、上記基地局との間でマルチキャリア変調方式で無線通信を行う通信手段と、基本周波数チャンネルを割り当てられたセル内の特定エリアにこの移動型端末が存在するとき、少なくとも２つの上記基本周波数チャンネルを用いて、上記基地局との間で高速通信を行うように上記通信手段を制御する制御手段とを備える。
【００１７】
また、本発明に係る無線通信方法は、基地局と移動型端末との間で行う無線通信方法であって、上記基地局は、上記移動型端末との間でマルチキャリア変調方式で無線通信を行う第１の通信手段により、基本周波数チャンネルを割り当てられたセル内の特定エリアにこの移動型端末が存在するとき、少なくとも２つの上記基本周波数チャンネルを用いて、この基地局と上記移動型端末との間で高速通信を行い、上記移動型端末は、上記基地局との間でマルチキャリア変調方式で無線通信を行う第２の通信手段により、上記特定エリア内にこの移動型端末が存在するとき、少なくとも２つの上記基本周波数チャンネルを用いて、この移動型端末と上記基地局との間で上記高速通信を行う無線通信方法である。
【００１８】
また、本発明に係る無線通信システムは、基地局と、この基地局との間で無線通信を行う移動型端末とを備える無線通信システムであって、上記基地局と上記移動型端末との間でマルチキャリア変調方式で信号が伝送される複数の基本周波数チャンネルの１つを、複数の第１セルの各々に割り当てる第１の割り当て手段と、上記第１の割り当て手段により割り当てられた上記各第１セル内に、少なくとも２つの上記基本周波数チャネルを用いて上記基地局と上記移動型端末との間で高速通信を行う第２セルを割り当てる第２の割り当て手段とを備える。
【００１９】
また、本発明に係る無線通信方法は、基地局と移動型端末との間で無線通信を行う無線通信方法であって、上記基地局と上記移動型端末との間でマルチキャリア変調方式で信号が伝送される複数の基本周波数チャンネルの１つを、複数の第１セルの各々に割り当て、上記割り当てられた上記各第１セル内に、少なくとも２つの上記基本周波数チャネルを用いて上記基地局と上記移動型端末との間で高速通信を行う第２セルを割り当てる無線通信方法である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
本発明は、例えば図１に示すような構成のデータ通信システムに適用される。
【００２２】
この図１に示したデータ通信システムは、インターネット網に接続させるＩＰ(Internet Protoco1)接続と称されるサービスを行うもので、インターネット網１２に接続された各種コンテンツサーバ１１と基地局２０を備える。
【００２３】
基地局２０は、ＱＰＳＫ変調方式などの伝送方式により、通信端末３０と無線通信を行い、基地局２０に接続されたインターネット網１２と通信端末３０との通信の中継を行う。
【００２４】
まず本発明の基本形となるマルチキャリア方式を用いたシステム構成を説明する。
【００２５】
基本的なシステム構成では、インターネットなどの各種データを、基地局２０を経由して携帯情報端末などの通信端末３０にダウンロードしたり、携帯情報端末からのデータのアップロードもできるようにしたものである。
【００２６】
ここで、本例の基地局２０と通信端末３０との間で無線伝送される信号は、基本的にはＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplex)方式と称されるマルチキャリア信号としてある。
【００２７】
まず、本例の基地局２０での処理を説明する。
【００２８】
基地局２０は、図２に示すように、インターネット網１２に接続された回線制御部２１で、網との呼接続などの回線制御を行う。回線制御部２１で分解された網側からの受信データ（ＩＰパケット）は、チャンネルコーディング／デコーディング部２３に送られ、無線伝送フォーマットに変換され、この変換されたデータが変復調部２４によりＱＰＳＫ変調などで変調処理された後、無線送受信部２５で周波数変換や増幅などの送信処理が行われて、アンテナ２６から通信端末に対して無線送信される。
【００２９】
また、通信端末側から送信された信号は、アンテナ２６に接続された無線送受信部２５で周波数変換などの受信処理が行われた後、変復調部２４でデータの復調が行われ、復調された受信データをチャンネルコーディング／デコーディング部２３に供給して、デコーディング処理を行う。そして、回線制御部２１でＩＰパケットに組み立てられたデータが網側へ送出される。
【００３０】
なお、基地局２０でのこれらの処理は、中央制御装置(CPU)２２からバスラインＢＬを介した制御で実行される。また基地局２０は設置された際に設置場所（セル）に応じて、固定のチャンネル割当てを受ける。このチャンネル設定情報は、回線制御部２１内のメモリにプリセットされており、ＣＰＵ２２より無線送受信部２５に送られ、設定される。
【００３１】
基地局２０の全体構成は、上述の図１３に示した従来の基地局１２０と同じ構成であるが、本例では送受信処理のための構成が従来のシングルキャリア方式ではなく、ＯＦＤＭ方式を用いており、また、ＣＰＵ２２より送信及び受信側のベースバンドフィルタの帯域を変えることができ、さらに、ＣＰＵ２２が変復調部２４から受信レベルを読めるようになっている。これについての詳細は後述する。
【００３２】
図３は本例の基地局２０の無線送受信部２５及び変復調部２４の構成を示すブロック図である。
【００３３】
送信、受信兼用のアンテナ１０１は、アンテナスイッチ１０２を介してローノイズアンプ１０３に接続してあり、このローノイズアンプ１０３で増幅された受信信号を、受信ミキサ１０４に供給して、第１局部発振器１０５のチャンネル設定情報に基づいた発振出力ｆｌ１を受信信号に混合して、所定の周波数帯ｆｏの受信信号を中間周波数信号に変換する。
【００３４】
受信ミキサ１０４が出力する中間周波数信号は、直交検波器１０６に供給して、第２局部発振器１０７の発振出力ｆｌ２を混合して直交検波し、Ｉ成分とＱ成分とに分離し、その検波されたＩ成分とＱ成分とを、受信ベースバンドフィルタ１０８で不要周波数成分を除去し、アナログ／ディジタル変換器１０９に供給し、それぞれの成分のディジタルデータＩ−Ｄ及びＱ−Ｄを得る。このデータＩ−Ｄ及びＱ−Ｄは、高速フーリエ変換回路（ＦＦＴ回路）１１０に供給され、ｊ点の離散フーリエ変換処理を行い、ｊシンボルのパラレルデータとする。
【００３５】
高速フーリエ変換回路１１０が出力するｊシンボルのパラレルデータは、周波数割当て逆変換回路１１１に供給して１系列のシリアルデータとし、この変換されたシリアルデータを同期／判定部１１２で周波数及びシンボル同期が行われ、最終データの判定が行われ、受信データを得ることができる。
【００３６】
送信系では、送信データ（シリアルデータ）を周波数割当て変換回路１１３に供給して、ｊ本のパラレルデータに変換する。このｊ本のパラレルデータを、逆フーリエ変換回路（ＩＦＦＴ回路）１１４に供給して、ｊ点の逆離散フーリエ変換を行い、直交する時間軸のディジタルベースバンドデータＩ−Ｄ及びＱ−Ｄを得る。このベースバンドデータＩ−Ｄ及びＱ−Ｄを、ディジタル／アナログ変換器１１５に供給して、Ｉ成分及びＱ成分のアナログ信号を得る。
【００３７】
得られたＩ成分及びＱ成分の信号は、送信ベースバンドフィルタ１１６で不要周波数成分を除去し、直交変調器１１７に供給して、第２局部発振器１０７の発振出力ｆｌ２に基づいて直交変調する。直交変調器１１５で直交変調された信号は、送信ミキサ１１８に供給して、第１局部発振器１０５のチャンネル設定情報に基づいた発振出力ｆｌ１を混合して、送信周波数帯ｆｏの信号に周波数変換し、この周波数変換された信号をパワーアンプ１１９により増幅した後、アンテナスイッチ１０２を介してアンテナ１０１に供給し、各通信端末に対して無線送信させる。
【００３８】
このように送信処理を行うことで、この基地局２０から通信端末３０に対して伝送される下り回線の信号は、該当チャンネルに割り当てられたマルチキャリア信号になる。
【００３９】
次に、本例の通信端末３０での処理を説明する。
【００４０】
本発明における通信端末３０の構成例を図４に示す。通信端末３０は、アンテナ３１に接続された無線送受信部３２で周波数変換などの受信処理が行われた後、復調部３３で受信データの復調が行われ、復調された受信データをチャンネルコーディング／デコーディング部３４に供給して、無線伝送フォーマットからＩＰパケットへの変換処理を行う。この変換されたデータは、この通信端末３０の中央制御装置(CPU)３５に供給されて、アプリケーションソフトウェアに渡され、表示用に処理された後、表示部３６に供給される。
【００４１】
また、中央制御装置(CPU)３５に接続された操作部３７の操作などに基づいて生成された送信データ（ＩＰパケット）が、チャンネルコーディング／デコーディング部３４に供給されて、無線伝送フォーマットに変換され、この変換されたデータが変復調部３３によりＱＰＳＫ変調などで変調処理された後、無線送受信部３２で周波数変換や増幅などの送信処理が行われて、アンテナ３１から基地局に対して無線送信される。
【００４２】
この時に設定されるチャンネル設定情報は、基地局から報知されている制御信号より抽出し、ＣＰＵ３５より無線送受信部３２に送られ、設定される。
【００４３】
通信端末３０の全体構成は、上述の図１４に示した従来の通信端末１３０と同じ構成であるが、基地局２０と同じように、本例では送受信処理のための構成がシングルキャリア方式ではなく、ＯＦＤＭ方式を用いており、また、ＣＰＵ３５より送信及び受信側のベースバンドフィルタの帯域を変えることができ、さらに、ＣＰＵ３５が変復調部３３から受信レベルを読めるようになっている。これについての詳細は後述する。
【００４４】
通信端末３０の無線送受信部３２及び変復調部３３の構成は基地局２０と基本的に同じため、ここでは説明を省略する。
【００４５】
次にＯＦＤＭ方式を用いたチャンネル割当てについて説明する。
【００４６】
図５はチャンネル割当ての一例を示す図である。ここでは利用可能通信帯域（本例では２０ＭＨｚ幅）を８分割し、計８チャンネルを設ける。また、各周波数チャンネルのＯＦＤＭサブキャリアは、ＱＰＳＫ変調などの方式により変調され、相互に直交するように配置される。さらに、各チャンネルのＯＦＤＭサブキャリアは各セル間でも相互に直交するように配置される。そして、各セル内の基地局と通信端末はＣＨ１からＣＨ８までのどれか一つの固有のチャンネルを利用して、例えばＩＳＭＡ(Idle Signal Multiple Access)方式を用いて、相互に通信を行う。
【００４７】
図５中、ＤＣと書いてある部分は、ベースバンドでの直流成分の意味で、前述の無線ブロックでは中心周波数ｆｏに相当する。例えばサブキャリアの変調方式にＱＰＳＫ方式を適用し、ＯＦＤＭ方式で設定されるパラメータとして、シンボル長６．４μｓｅｃ、ガードインターバル長１．６μｓｅｃ、サブキャリア数１０とすると、１チャンネルで得られる最大伝送レートは２．５Ｍｂｐｓ程度となる。このほか、ＣＨ２、・・・、ＣＨ７を別のセルに固定割当てをし、各７セルが最大伝送レート２．５Ｍｂｐｓ程度の伝送容量を持つことになる。
【００４８】
次に本発明が提案するセル構成方法とチャンネル割当て方法について説明する。
【００４９】
図６は各チャンネルとセル構成とを対応させた一例を示す図である。ここでは７チャンネル繰り返しの場合を用いチャンネルを割り当てている。これにより、８分割しているチャンネルの内７つをセル毎に割り当てられるので面的な展開が可能となる。また残りの１チャンネルに関しては各セル共通の制御チャンネル等の利用が可能である。
【００５０】
図７に本発明でのセル構成例を示す。図６を基本構成とし、各セルの基地局（ＡＰ１〜ＡＰ７）を中心に高速通信を目的とした小さなセルＡを設ける。このセルＡでは、前述のＣＨ１からＣＨ７までのチャンネルのうち、例えば、４つのＯＦＤＭのチャンネル（例えばｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４）をまとめて１つのＯＦＤＭチャンネルとして、高速通信を実現する。図８にセルＡでの基地局と通信端末との通信状態を示す。本例の場合、１チャンネルでの伝送速度の４倍の速さの通信が可能となることが分かる。１チャンネルで得られる最大伝送レートを２．５Ｍｂｐｓとすると、１０Ｍｂｐｓが実現できる。
【００５１】
セルＡを決定するには、以下のような条件（１）〜（３）が必要である。
（１）図７において、セル１内のセルＡで基地局ＡＰ１と通信を行う通信端末ＭＳ１において、ＡＰ１からの希望波ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４とセル３の通信端末ＭＳ３からの干渉波ｆ３とのＣＩＲ(Carrier to Interference Ratio)がある値以上とれていること。
（２）図７において、セル１内のセルＡで基地局ＡＰ１と通信を行う通信端末ＭＳ１において、ＡＰ１からの希望波ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４とセル３の基地局ＡＰ３からの干渉波ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４とのＣＩＲがある値以上とれていること。
（３）図７において、セル１とセル４の境界にいて、基地局ＡＰ４と通信を行う通信端末ＭＳ４において、ＡＰ４からの希望波ｆ４とセル１の基地局ＡＰ１からの干渉波ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４とのＣＩＲがある値以上とれていること。
【００５２】
このような干渉条件を満たすためには、基地局と通信端末の低速、及び高速モード時の送信電力と２つのセル半径を適切に選ぶことが必要である。例えば、以上の条件を満たす例として、ある条件下で、ｒ１＝５０ｍ，ｒ２＝２００ｍ，Ｒ＝２５０ｍというセル構成が得られる。
【００５３】
次に、本発明における通信制御シーケンスについて図９を用いて説明する。図９の上段は基地局からの通信端末への下りパケットであり、下段は通信端末から基地局への上りパケットを示す。
【００５４】
通信端末から基地局へのデータ送信は以下の手順Ａ１〜Ａ５に従って行われる。
【００５５】
手順Ａ１基地局は当該チャンネルでＩｄｌｅパケット（ａ１）をランダムに送信する。
【００５６】
手順２通信端末が送信するデータを持っている場合は、当該チャンネルで送信要求パケット（ｂ１）をＩｄｌｅパケット（ａ１）受信の直後に送信する。本例では、この時、通信端末は、基地局からのＩｄｌｅパケット（ａ１）がある規定レベルより強く受信できたので、セルＡ内にいると判断し、送信要求パケット（ｂ１）に４チャンネル同時送信の要求情報を含める。ただし、送信要求パケットは（ｂ１）は、他の通信端末とコンテンションで送るので、衝突が起きると基地局に届かない。この場合はランダムリトライを行う。
【００５７】
手順Ａ３基地局は、通信端末からの送信要求パケット（ｂ１）を受信でき、かつ、ある受信レベル以上だったので、確認パケット（ａ２）にて４チャンネル同時送信を許可する情報を当該チャンネルで送信する。また、４チャンネルを同時に受信するため、ＣＰＵは無線部に対して、受信帯域切替信号を出し、帯域を１チャンネル分から４チャンネル分に切り替える。また、中心周波数を図８のＤＣ部分に合わせるよう指示を送る。また、変復調部には、サブキャリア割当て情報を出し、１０サブキャリアのＯＦＤＭから４０サブキャリアのＯＦＤＭに切替え指示を送る（ｔ１）。
【００５８】
手順Ａ４通信端末は、確認パケット（ａ２）を受信できたので、４チャンネル送信の準備を行う。すなわち、ＣＰＵは無線送受信部に対して、送信帯域切替信号を出し、帯域を１チャンネル分から４チャンネル分に切り替える。また、中心周波数を図８のＤＣ部分に合わせるよう指示を送る。また、変復調部には、サブキャリア割当て情報を出し、１０サブキャリアのＯＦＤＭから４０サブキャリアのＯＦＤＭに切替え指示を送る（ｔ１）。
【００５９】
４チャンネル化への準備が完了後、通信端末はデータパケット（ｂ２）を４チャンネルで基地局に送信する。
【００６０】
手順Ａ５基地局は、データパケット（ｂ２）を正しく受信できたので、１チャンネル送信の準備を行う。すなわち、ＣＰＵは無線部に対して、送信帯域切替信号を出し、帯域を４チャンネル分から１チャンネル分に切り替える。また、中心周波数を図５の当該チャンネルのＤＣ部分に合わせるよう指示を送る。また、変復調部には、サブキャリア割当て情報を出し、４０サブキャリアのＯＦＤＭから１０サブキャリアのＯＦＤＭに切替え指示を送る（ｔ２）。
【００６１】
１チャンネル化への準備が完了後、基地局はＡＣＫパケット（ａ３）を１チャンネルで通信端末に送信する。
【００６２】
基地局から通信端末へのデータ送信は以下の手順Ｂ１〜Ｂ４に従って行われる。
【００６３】
手順Ｂ１基地局からデータを送信する場合は、当該チャンネルで送信要求パケット（ａ４）を送信する。本例では、前回のデータパケット（ｂ２）がある規定レベルより強く受信できたので、当該通信端末はセルＡ内にいると判断し、送信要求パケット（ａ４）に４チャンネル同時送信の要求情報を含める。
【００６４】
手順Ｂ２通信端末は、基地局からの送信要求パケット（ａ４）を受信でき、かつ、ある受信レベル以上だったので、確認パケット（ｂ３）にて４チャンネル同時送信を許可する情報を当該チャンネルで送信する。また、４チャンネルを同時に受信するため、ＣＰＵは無線送受信部に対して、受信帯域切替信号を出し、帯域を１チャンネル分から４チャンネル分に切り替える。また、中心周波数を図８のＤＣ部分に合わせるよう指示を送る。また、変復調部には、サブキャリア割当て情報を出し、１０サブキャリアのＯＦＤＭから４０サブキャリアのＯＦＤＭに切替え指示を送る（ｔ３）。
【００６５】
手順Ｂ３基地局は、確認パケット（ｂ３）を受信できたので、４チャンネル送信の準備を行う。すなわち、ＣＰＵは無線送受信部に対して、送信帯域切替信号を出し、帯域を１チャンネル分から４チャンネル分に切り替える。また、中心周波数を図８のＤＣ部分に合わせるよう指示を送る。また、変復調部には、サブキャリア割当て情報を出し、１０サブキャリアのＯＦＤＭから４０サブキャリアのＯＦＤＭに切替え指示を送る（ｔ３）。
【００６６】
４チャンネル化への準備が完了後、基地局はデータパケット（ａ５）を４チャンネルで基地局に送信する。
【００６７】
手順Ｂ４通信端末は、データパケット（ａ５）を正しく受信できたので、１チャンネル送信の準備を行う。すなわち、ＣＰＵは無線部に対して、送信帯域切替信号を出し、帯域を４チャンネル分から１チャンネル分に切り替える。また、中心周波数を図５の当該チャンネルのＤＣ部分に合わせるよう指示を送る。また、変復調部には、サブキャリア割当て情報を出し、４０サブキャリアのＯＦＤＭから１０サブキャリアのＯＦＤＭに切替え指示を送る（ｔ４）。
【００６８】
１チャンネル化への準備が完了後、通信端末はＡＣＫパケット（ｂ４）を１チャンネルで基地局に送信する。
【００６９】
上記の例は、上りデータと下りデータの速度が対称の場合であったが、実際のネットワークサービスでは、一般的に下りの情報量の方が上りより多く、また、通信端末も送信電力等の問題から、上り１チャンネルのままという非対称の通信形態が考えられる。この場合、図１０に示されるように下りは４チャンネルまとめたＯＦＤＭで送信されるが、上りは１チャンネルだけを使うことになる。このような非対称の通信を行う場合の通信制御シーケンスについて図１１を参照して説明する。
【００７０】
通信端末から基地局へのデータ送信は以下の手順Ｃ１〜Ｃ５に従って行われる。手順Ｃ１〜Ｃ５におけるパケットはすべて基本のチャンネルで送られる。
【００７１】
手順Ｃ１基地局は当該チャンネルでＩｄｌｅパケット（ｃ１）をランダムに送信する。
【００７２】
手順Ｃ２通信端末が送信するデータを持っている場合は、当該チャンネルで送信要求パケット（ｄ１）をＩｄｌｅパケット（ｃ１）受信の直後に送信する。本例では、この時、通信端末は、基地局からのＩｄｌｅパケット（ｃ１）がある規定レベルより強く受信できたが、４チャンネル送信能力を持っていないので、そのまま、送信要求パケット（ｄ１）を送信する。ただし、送信要求パケットは（ｄ１）は、他の通信端末とコンテンションで送るので、衝突が起きると基地局に届かない。この場合はランダムリトライを行う。
【００７３】
手順Ｃ３基地局は、通信端末からの送信要求パケット（ｄ１）を受信できたので、確認パケット（ｃ２）にて応答する。
【００７４】
手順Ｃ４通信端末は、確認パケット（ｃ２）を受信できたので、データパケット（ｄ２）を基地局に送信する。
【００７５】
手順Ｃ５基地局は、データパケット（ｄ２）を正しく受信できたので、ＡＣＫパケット（ｃ３）を通信端末に送信する。
【００７６】
また、基地局から通信端末へのデータ送信は以下の手順Ｄ１〜Ｄ４に従って行われる。
【００７７】
手順Ｄ１基地局からデータを送信する場合は、当該チャンネルで送信要求パケット（ｃ４）を送信する。本例では、前回のデータパケット（ｄ２）がある規定レベルより強く受信できたので、当該通信端末はセルＡ内にいると判断し、送信要求パケット（ｃ４）に４チャンネル同時送信の要求情報を含める。
【００７８】
手順Ｄ２通信端末は、基地局からの送信要求パケット（ｃ４）を受信でき、かつ、ある受信レベル以上だったので、確認パケット（ｄ３）にて４チャンネル同時送信を許可する情報を当該チャンネルで送信する。
【００７９】
また、４チャンネルを同時に受信するため、ＣＰＵは無線部に対して、受信帯域切替信号を出し、帯域を１チャンネル分から４チャンネル分に切り替える。また、中心周波数を図８のＤＣ部分に合わせるよう指示を送る。また、変復調部には、サブキャリア割当て情報を出し、１０サブキャリアのＯＦＤＭから４０サブキャリアのＯＦＤＭに切替え指示を送る（ｔ５）。
【００８０】
手順Ｄ３基地局は、確認パケット（ｄ３）を受信できたので、４チャンネル送信の準備を行う。すなわち、ＣＰＵは無線部に対して、送信帯域切替信号を出し、帯域を１チャンネル分から４チャンネル分に切り替える。また、中心周波数を図８のＤＣ部分に合わせるよう指示を送る。また、変復調部には、サブキャリア割当て情報を出し、１０サブキャリアのＯＦＤＭから４０サブキャリアのＯＦＤＭに切替え指示を送る（ｔ５）。
【００８１】
４チャンネル化への準備が完了後、基地局はデータパケット（ｃ５）を４チャンネルで基地局に送信する。
【００８２】
手順Ｄ４通信端末は、データパケット（ｃ５）を正しく受信できたので、１チャンネル送信の準備を行う。すなわち、ＣＰＵは無線部に対して、送信帯域切替信号を出し、帯域を４チャンネル分から１チャンネル分に切り替える。また、中心周波数を図５の当該チャンネルのＤＣ部分に合わせるよう指示を送る。また、変復調部には、サブキャリア割当て情報を出し、４０サブキャリアのＯＦＤＭから１０サブキャリアのＯＦＤＭに切替え指示を送る（ｔ６）。
【００８３】
１チャンネル化への準備が完了後、通信端末はＡＣＫパケット（ｄ４）を１チャンネルで基地局に送信する。
【００８４】
以上の方法により、通常のセル内に新たに設けたセルＡで、高速の通信が実現できる。
【００８５】
ここで、以上の説明では、各周波数チャンネルをＯＦＤＭ方式によるマルチキャリアで構成し、各周波数チャンネルのＯＦＤＭサブキャリアを、相互に直交するように配置して複数チャンネルを一つのＯＦＤＭ信号とみなすことが可能なようにし、基地局を中心に設定される基本周波数チャンネルを用いるサービスエリア内に、複数の周波数チャンネルを用いるサービスエリアを設けるようにした。なお、上記一つのＯＦＤＭによる周波数チャンネルに各基本周波数チャンネルのチャンネル間の空きスペースにもサブキャリアを追加して、上記一つのＯＦＤＭによる周波数チャンネルとみなして、上記基地局と上記移動局間で高速通信を行う新たなサービスエリアを設けるようにしてもよい。すなわち、図１２に示すように、斜線で示す各ＯＦＤＭチャンネル間のスペース部分にサブキャリアを設けることによって、連続したサブキャリアのＯＦＤＭ信号とすることができ、最大伝送レートを４倍以上にすることが可能となる。
【００８６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、一つの周波数チャンネルをＯＦＤＭ方式によるマルチキャリアで構成し、複数の周波数チャンネルをもつ無線データ通信システムにおいて、セルの中心では、複数のチャンネルをまとめて使用し、伝送速度を高くすることが可能で、ベストエフォートによるインターネットアクセスに適したシステムを提供することができる。
【００８７】
また、本発明によれば、隣接する基地局間で同期をとらずに、サービスエリアを面で展開することが可能である。
【００８８】
さらに、本発明によれば、基地局、通信端末の無線送受信部、変復調部を複数持つことなく構成することが可能であり、各ハードウェアのコストを抑えたシステムを構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される無線アクセスシステムの例を示す構成図である。
【図２】本発明の基本となる基地局の構成図である。
【図３】本発明の基本となる通信端末の構成図である。
【図４】本発明の基本となる無線送受信部及び変復調部の構成図である。
【図５】本発明の基本となるチャンネルの割当て例を示す図である。
【図６】本発明の基本となるチャンネルとセル構成の関係例を示す図である。
【図７】本発明の基本となるセル構成を示す図である。
【図８】本発明の基本となるセルＡでの通信例を示す図である。
【図９】本発明の通信制御シーケンスの例を示す図である。
【図１０】本発明の基本となるセルＡでの非対称の通信例を示す図である。
【図１１】本発明の非対称の通信制御シーケンスの例を示す図である。
【図１２】本発明の基本となるセルＡでの他の通信例を示す図である。
【図１３】従来の基地局の構成の例を示すブロック図である。
【図１４】従来の通信端末の構成の例を示すブロック図である。
【図１５】従来のチャンネル割当ての例を示す図である。
【符号の説明】
１２  インターネット網、２０  基地局、２１  回線制御部、２２  ＣＰＵ、２３  チャンネルコーディング／デコーディング部、２４  変復調部、２５  無線送受信部、２６  アンテナ、３０  通信端末、３１  アンテナ、３２  無線送受信部、３３  変復調部、３４  チャンネルコーディング／デコーディング部、３５  ＣＰＵ、３６  表示部、３７  操作部、１０１  アンテナ、１０２  アンテナスイッチ、１０３  ローノイズアンプ、１０４  受信ミキサ、１０５  第１局部発振器、１０６  直交検波器、１０７  第２局部発振器、１０８  受信ベースバンドフィルタ、１０９  アナログ／ディジタル変換器、１１０  高速フーリエ変換回路、１１１  周波数割当て逆変換回路、１１２  同期／判定部、１１３  周波数割当て変換回路、１１４  逆フーリエ変換回路、１１５  ディジタル／アナログ変換器、１１６  送信ベースバンドフィルタ、１１７  直交変調器、１１８  送信ミキサ、１１９  パワーアンプ