(57)【要約】【課題】  マルチキャリア変調方式を使用した無線通信において、ゲイン制御に要する回路規模及び処理負荷が増大することを低減する通信方法及び無線通信装置を提供する。【解決手段】  マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置における通信方法であって、前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、前記無線通信装置が、前記他の装置との間における通信の通信品質を取得するステップと、前記他の装置が使用するリソース領域を、前記通信品質に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるステップと、前記信号を受信した場合、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅させるステップとを備える。【選択図】図３
2007318722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置における通信方法であって、
前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、
前記無線通信装置が、前記他の装置との間における通信の通信品質を取得するステップと、
前記他の装置が使用するリソース領域を、前記通信品質に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるステップと、
前記信号を受信した場合、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅するステップと
を備える通信方法。
【請求項２】
マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置における通信方法であって、
前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、
前記無線通信装置が、前記他の装置との間の距離を取得するステップと、
前記他の装置が使用するリソース領域を、前記距離に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるステップと、
前記信号を受信した場合、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅するステップと
を備える通信方法。
【請求項３】
前記通信品質は、前記通信における伝搬損失値であり、
前記伝搬損失値が、所定の損失値以上であるか否かを判別するステップを更に備え、
前記割り当てるステップでは、前記伝搬損失値が前記所定の損失値以上である場合、分割された第１のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、前記伝搬損失値が前記所定の損失値未満である場合、前記第１のサブリソース領域と時間帯の異なる第２のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、
前記増幅するステップでは、前記信号を受信した場合、前記第１のサブリソース領域において第１のゲインで前記信号を増幅し、前記第２のサブリソース領域において前記第１のゲインよりも小さい第２のゲインで前記信号を増幅することを特徴とする請求項１に記載の通信方法。
【請求項４】
前記距離が、所定の閾値以上であるか否かを判別するステップを更に備え、
前記割り当てるステップでは、前記距離が前記所定の閾値以上である場合、分割された第１のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、前記距離が前記所定の閾値未満である場合、前記第１のサブリソース領域と時間帯の異なる第２のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、
前記増幅するステップでは、前記信号を受信した場合、前記第１のサブリソース領域において第１のゲインで前記信号を増幅し、前記第２のサブリソース領域において前記第１のゲインよりも小さい第２のゲインで前記信号を増幅させることを特徴とする請求項２に記載の通信方法。
【請求項５】
前記サブリソース領域を使用するトラフィック量に基づいて、割り当てた前記サブリソース領域を時間軸方向に拡張又は縮小するステップを更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信方法。
【請求項６】
マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置であって、
前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、
前記他の装置との間における通信の通信品質を取得する取得部と、
前記他の装置が使用するリソース領域を、前記通信品質に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるリソース割当部と、
前記信号を受信した場合、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅させるゲイン切り替え指示部と
を備える無線通信装置。
【請求項７】
マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置であって、
前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、
前記他の装置との間の距離を取得する取得部と、
前記他の装置が使用するリソース領域を、前記距離に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるリソース割当部と、
前記信号を受信した場合、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅させるゲイン切り替え指示部と
を備える無線通信装置。
【請求項８】
マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置における通信方法であって、
前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、
前記無線通信装置が、前記他の装置との間における通信の通信品質を取得するステップと、
前記他の装置が使用するリソース領域を、前記通信品質に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるステップと、
前記信号を送信する際、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅するステップと
を備える通信方法。
【請求項９】
マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置における通信方法であって、
前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、
前記無線通信装置が、前記他の装置との間の距離を取得するステップと、
前記他の装置が使用するリソース領域を、前記距離に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるステップと、
前記信号を送信する際、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅するステップと
を備える通信方法。
【請求項１０】
前記通信品質は、前記通信における伝搬損失値であり、
前記伝搬損失値が、所定の損失値以上であるか否かを判別するステップを更に備え、
前記割り当てるステップでは、前記伝搬損失値が前記所定の損失値以上である場合、分割された第１のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、前記伝搬損失値が前記所定の損失値未満である場合、前記第１のサブリソース領域と時間帯の異なる第２のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、
前記増幅するステップでは、前記信号を送信する際、前記第１のサブリソース領域において第１のゲインで前記信号を増幅し、前記第２のサブリソース領域において前記第１のゲインよりも小さい第２のゲインで前記信号を増幅することを特徴とする請求項８に記載の通信方法。
【請求項１１】
前記距離が、所定の閾値以上であるか否かを判別するステップを更に備え、
前記割り当てるステップでは、前記距離が前記所定の閾値以上である場合、分割された第１のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、前記距離が前記所定の閾値未満である場合、前記第１のサブリソース領域と時間帯の異なる第２のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、
前記増幅するステップでは、前記信号を送信する際、前記第１のサブリソース領域において第１のゲインで前記信号を増幅し、前記第２のサブリソース領域において前記第１のゲインよりも小さい第２のゲインで前記信号を増幅させることを特徴とする請求項９に記載の通信方法。
【請求項１２】
前記サブリソース領域を使用するトラフィック量に基づいて、割り当てた前記サブリソース領域を時間軸方向に拡張又は縮小するステップを更に備えることを特徴とする請求項８又は９に記載の通信方法。
【請求項１３】
前記無線通信装置に設けられるパワーアンプに供給するバイアス電流を制御するステップを更に備え、
前記制御するステップでは、前記信号を送信する際、前記第１のサブリソース領域において第１のバイアス電流を前記パワーアンプに供給し、前記第２のサブリソース領域において前記第１のバイアス電流よりも少ない第２のバイアス電流を前記パワーアンプに供給することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の通信方法。
【請求項１４】
マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置であって、
前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、
前記他の装置との間における通信の通信品質を取得する取得部と、
前記他の装置が使用するリソース領域を、前記通信品質に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるリソース割当部と、
前記信号を送信する際、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅させるゲイン切り替え指示部と
を備える無線通信装置。
【請求項１５】
マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置であって、
前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、
前記他の装置との間の距離を取得する取得部と、
前記他の装置が使用するリソース領域を、前記距離に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるリソース割当部と、
前記信号を送信する際、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅させるゲイン切り替え指示部と
を備える無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の他の装置と通信する通信方法及び無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無線通信技術の進歩に伴い、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式や、ＯＦＤＭを発展させたＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式、ＳＯＦＤＭＡ(Scalable Orthogonal Frequency Division Multiple Access)方式など、様々なマルチキャリア変調方式が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上述したマルチキャリア変調方式では、サブキャリアと呼ばれる周波数の異なる搬送波信号を発生させ、データを含む複数のサブキャリアを並列的に送受信することで、高速のデータ通信が行えると共に、隣接するサブキャリアの周波数が相互に直交しているため、周波数利用効率の高い無線通信が可能になる。
【０００４】
また、かかるマルチキャリア変調方式では、基地局と、複数の端末との間の無線通信において、基地局が、例えば、基地局近傍に存在する端末から送信される受信レベルの高い信号と、遠方に存在する端末から送信される受信レベルの低い信号とを、同時に受信する場合がある。さらに、基地局では、マルチパスフェージング等の影響により、キャリアの位相が同相となり、各端末から送信される信号の受信レベルが変動して、端末毎に受信レベルの異なる信号を同時に受信する場合がある。かかる場合、基地局で受信される信号の受信レベルに差が発生する。
【０００５】
ここで、シングルキャリア変調方式では、各端末から送信される信号毎にゲインを調節し、上述した受信レベルの差を低減させることが可能であるが、マルチキャリア変調方式では、各端末から送信される複数の信号を並列的に受信するため、各端末から送信される信号毎にゲインを調節することは、困難である。
【０００６】
そこで、マルチキャリア変調方式を用いる基地局では、各端末から送信される信号の受信レベルに差が発生する場合であっても、信号を適切に復調できるように、ダイナミックレンジ機能を有するＡ／Ｄコンバータが備えられている。図２０は、受信レベルの差の大きい二つの端末１０ａ及び１０ｄから送信され、基地局で受信された信号のイメージを示している。図１０に示すように、かかる信号を受信した基地局では、広いレンジ幅Ｗ１のダイナミックレンジ機能を有するＡ／Ｄコンバータが、信号レベルの差の大きい二つの端末１０ａ及び１０ｄの信号を変換することで、適切に復調するように構成されている。
【０００７】
一方で、基地局によって構成されるセルを基地局との距離に応じて複数のエリアに分割し、当該エリア毎に異なる周波数を使用し、当該周波数毎に送信ゲイン（送信電力）を制御可能な基地局が提案されている（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００３−１８１１７号公報
【特許文献２】特開２００３−１８０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述したＡ／Ｄコンバータのダイナミックレンジ機能において、レンジ幅Ｗ１を広くすることは、回路規模が増大し、処理負荷が増すだけでなく、コストが高くなるという問題があった。また、従来、かかる問題を改善するための手段として、端末のパワーコントロールを行うことも知られているが、端末が高速移動し、受信レベルが刻々と変化するような場合、各キャリアの受信レベルを増減させるためには、高精度なゲイン制御が必要となり、基地局及び端末において、処理負荷が増すという問題があった。
【０００９】
上述した特許文献２では、周波数（キャリア）毎に異なる送信ゲインを適用する。マルチキャリア変調方式では複数のキャリアを並列的に送信するので、上述した特許文献２では同一の時間帯において周波数（キャリア）毎にゲイン制御を行う必要がある。このため、基地局におけるゲイン制御が非常に煩雑になってしまうという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、マルチキャリア変調方式を使用した無線通信において、ゲイン制御に要する回路規模及び処理負荷が増大することを低減する通信方法及び無線通信装置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】
【００１１】
上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置における通信方法であって、前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、前記無線通信装置が、前記他の装置との間における通信の通信品質を取得するステップと、前記他の装置が使用するリソース領域を、前記通信品質に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるステップと、前記信号を受信した場合、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅するステップとを備える通信方法であることを要旨とする。
【００１２】
このような通信方法によれば、無線通信装置は、通信品質に基づいて、時間帯別に分割されたサブリソース領域内に、他の装置のリソース領域を割り当てるので、サブリソース領域内、つまり同じ時間帯内で受信する信号の通信品質に、差が生じることを低減できる。また、受信レベル等の通信品質が、時間帯毎に異なっていても、サブリソース領域毎、つまり通信品質の異なる時間帯毎にゲインを変えるので、信号処理における信号レベルの差を低減できる。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置における通信方法であって、前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、前記無線通信装置が、前記他の装置との間の距離を取得するステップと、前記他の装置が使用するリソース領域を、前記距離に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるステップと、前記信号を受信した場合、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅するステップとを備える通信方法であることを要旨とする。
【００１４】
このような通信方法によれば、本発明の第１の特徴と同様の効果を得ることができる。
【００１５】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記通信品質は、前記通信における伝搬損失値であり、前記伝搬損失値が、所定の損失値以上であるか否かを判別するステップを更に備え、前記割り当てるステップでは、前記伝搬損失値が前記所定の損失値以上である場合、分割された第１のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、前記伝搬損失値が前記所定の損失値未満である場合、前記第１のサブリソース領域と時間帯の異なる第２のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、前記増幅するステップでは、前記信号を受信した場合、前記第１のサブリソース領域において第１のゲインで前記信号を増幅し、前記第２のサブリソース領域において前記第１のゲインよりも小さい第２のゲインで前記信号を増幅させることを要旨とする。
【００１６】
このような通信方法によれば、無線通信装置は、伝搬損失値の大きい信号と、伝搬損失値の小さい信号とを、時間帯別に受信することができるので、伝搬損失値の大きい信号に対しては、大きいゲインで増幅し、伝搬損失値の小さい信号に対しては、小さいゲインで増幅するので、信号処理における信号レベルの差を低減できる。
【００１７】
本発明の第４の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記距離が、所定の閾値以上であるか否かを判別するステップを更に備え、前記割り当てるステップでは、前記距離が前記所定の閾値以上である場合、分割された第１のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、前記距離が前記所定の閾値未満である場合、前記第１のサブリソース領域と時間帯の異なる第２のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、前記増幅するステップでは、前記信号を受信した場合、前記第１のサブリソース領域において第１のゲインで前記信号を増幅し、前記第２のサブリソース領域において前記第１のゲインよりも小さい第２のゲインで前記信号を増幅させることを要旨とする。
【００１８】
このような通信方法によれば、本発明の第３の特徴と同様の効果を得ることができる。
【００１９】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１又は２の特徴に係り、前記サブリソース領域を使用するトラフィック量に基づいて、割り当てた前記サブリソース領域を時間軸方向に拡張又は縮小するステップを更に備えることを要旨とする。
【００２０】
このような通信方法によれば、無線通信装置は、特定のサブリソース領域に他の装置のリソースを集中して割り当て、トラフィック量が増加する場合であっても、当該サブリソース領域を拡張させるので、他の装置に割り当てるリソース領域を低下させることなく、安定した通信を行うことができる。また、無線通信装置は、特定のサブリソース領域のトラフィック量が減少する場合には、当該サブリソース領域を縮小させるので、サブフレーム内のリソース領域を有効に活用することができる。
【００２１】
本発明の第６の特徴は、マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置であって、前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、前記他の装置との間における通信の通信品質を取得する取得部と、前記他の装置が使用するリソース領域を、前記通信品質に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるリソース割当部と、前記信号を受信した場合、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅させるゲイン切り替え指示部とを備える無線通信装置であることを要旨とする。
【００２２】
本発明の第７の特徴は、マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置であって、前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、前記他の装置との間の距離を取得する取得部と、前記他の装置が使用するリソース領域を、前記距離に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるリソース割当部と、前記信号を受信した場合、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅させるゲイン切り替え指示部とを備える無線通信装置であることを要旨とする。
【００２３】
本発明の第８の特徴は、マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置における通信方法であって、前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、前記無線通信装置が、前記他の装置との間における通信の通信品質を取得するステップと、前記他の装置が使用するリソース領域を、前記通信品質に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるステップと、前記信号を送信する際、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅するステップとを備える通信方法であることを要旨とする。
【００２４】
このような通信方法によれば、無線通信装置は、通信品質に基づいて、時間帯別に分割されたサブリソース領域内に、他の装置のリソース領域を割り当てるので、同一の時間帯で複数種類のゲインを使い分ける必要が無い。したがって、無線通信装置の処理負荷及び回路規模の増大が回避される。
【００２５】
本発明の第９の特徴は、マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置における通信方法であって、前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、前記無線通信装置が、前記他の装置との間の距離を取得するステップと、前記他の装置が使用するリソース領域を、前記距離に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるステップと、前記信号を送信する際、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅するステップとを備える通信方法であることを要旨とする。
【００２６】
このような通信方法によれば、本発明の第８の特徴と同様の効果を得ることができる。
【００２７】
本発明の第１０の特徴は、本発明の第８の特徴に係り、前記通信品質は、前記通信における伝搬損失値であり、前記伝搬損失値が、所定の損失値以上であるか否かを判別するステップを更に備え、前記割り当てるステップでは、前記伝搬損失値が前記所定の損失値以上である場合、分割された第１のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、前記伝搬損失値が前記所定の損失値未満である場合、前記第１のサブリソース領域と時間帯の異なる第２のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、前記増幅するステップでは、前記信号を送信する際、前記第１のサブリソース領域において第１のゲインで前記信号を増幅し、前記第２のサブリソース領域において前記第１のゲインよりも小さい第２のゲインで前記信号を増幅することを要旨とする。
【００２８】
このような通信方法によれば、無線通信装置は、伝搬損失値の大きい他の端末と、伝搬損失値の小さい他の端末とに対し、時間帯別にゲインを切替えることができる。伝搬損失値の大きい他の端末に対しては、大きいゲインで信号を増幅し、伝搬損失値の小さい他の端末に対しては、小さいゲインで信号を増幅するので、他の端末における受信レベルの差を低減できる。
【００２９】
本発明の第１１の特徴は、本発明の第９の特徴に係り、前記距離が、所定の閾値以上であるか否かを判別するステップを更に備え、前記割り当てるステップでは、前記距離が前記所定の閾値以上である場合、分割された第１のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、前記距離が前記所定の閾値未満である場合、前記第１のサブリソース領域と時間帯の異なる第２のサブリソース領域内に前記他の装置が使用するリソース領域を割り当て、前記増幅するステップでは、前記信号を送信する際、前記第１のサブリソース領域において第１のゲインで前記信号を増幅し、前記第２のサブリソース領域において前記第１のゲインよりも小さい第２のゲインで前記信号を増幅させることを要旨とする。
【００３０】
このような通信方法によれば、本発明の第１０の特徴と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
本発明の第１２の特徴は、本発明の第８又は９の特徴に係り、前記サブリソース領域を使用するトラフィック量に基づいて、割り当てた前記サブリソース領域を時間軸方向に拡張又は縮小するステップを更に備えることを要旨とする。
【００３２】
このような通信方法によれば、本発明の第５の特徴と同様の効果を得ることができる。
【００３３】
本発明の第１３の特徴は、本発明の第１０又は１１の特徴に係り、前記無線通信装置に設けられるパワーアンプに供給するバイアス電流を制御するステップを更に備え、前記制御するステップでは、前記信号を送信する際、前記第１のサブリソース領域において第１のバイアス電流を前記パワーアンプに供給し、前記第２のサブリソース領域において前記第１のバイアス電流よりも少ない第２のバイアス電流を前記パワーアンプに供給することを要旨とする。
【００３４】
このような通信方法によれば、第２のサブリソース領域で削減した分のバイアス電流を第１のサブリソース領域で利用可能となる。このため、第１のサブリソース領域と第２のサブリソース領域との合計電流量が定められているような場合に、第１のサブリソース領域に割当可能なバイアス電流を増加させることができ、第１のサブリソース領域のピークパワーを増加させることができる。
【００３５】
本発明の第１４の特徴は、マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置であって、前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、前記他の装置との間における通信の通信品質を取得する取得部と、前記他の装置が使用するリソース領域を、前記通信品質に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるリソース割当部と、前記信号を送信する際、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅させるゲイン切り替え指示部とを備える無線通信装置であることを要旨とする。
【００３６】
本発明の第１５の特徴は、マルチキャリア変調方式により、リソース領域を他の装置毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、複数の前記他の装置と通信する無線通信装置であって、前記リソース領域は時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有し、前記他の装置との間の距離を取得する取得部と、前記他の装置が使用するリソース領域を、前記距離に対応する前記サブリソース領域内に割り当てるリソース割当部と、前記信号を送信する際、前記サブリソース領域毎に異なるゲインで、前記信号を増幅させるゲイン切り替え指示部とを備える無線通信装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の特徴によれば、マルチキャリア変調方式を使用した無線通信において、ゲイン制御に要する回路規模及び処理負荷が増大することを低減する通信方法及び無線通信装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
次に、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。
【００３９】
[第１実施形態]
図１の概略図に示すように、本実施形態では、基地局１００Ａと、複数の端末１０ａ乃至１０ｆとの間で、無線通信が行われている場合を例に挙げて説明する。また、本実施形態では、基地局１００Ａと端末１０ａ乃至１０ｆとの間において、マルチキャリア変調方式として、標準規格ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ等で採用されているＯＦＤＭＡ方式により、無線通信が行われている。
【００４０】
また、本実施形態において、基地局１００Ａは、無線通信システムに備えられているが、かかる無線通信システムにおいて、例えば、ネットワークやサーバ等の他の構成に関する説明を省略する。また、本実施形態において、端末１０ａ乃至１０ｆは、携帯電話機や、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｅｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）や、ノート型コンピュータなどのモバイル機器を想定している。
【００４１】
また、端末１０ａ乃至１０ｆは、基地局１００Ａの無線範囲Ｃ１００内に送信される無線信号を受信すると共に、ＲＳＳＩ（Received Signal  Strength Indicator）等の受信レベルを測定し、測定結果を基地局１００Ａへ送信する。ここで、本実施形態では、図１に示すように、端末１０ａ乃至１０ｃは、基地局１００Ａの近傍に存在し、基地局１００Ａから送信される信号の受信レベルが高く、端末１０ａ乃至１０ｆは、基地局１００Ａの遠方に存在し、信号の受信レベルが低い場合を例に、説明する。
【００４２】
（基地局の全体概略構成）
本実施形態に係る基地局１００Ａは、複数の端末１０ａ乃至１０ｆとの間において、リソース領域を端末１０ａ乃至１０ｆ毎に割り当てたフレーム構造を有する信号で、無線通信する。ここで、リソース領域とは、無線通信におけるデータが配置される領域である。また、フレームは、無線通信におけるリソース領域を区分するためのものであり、かかるフレームには、上りバーストのリソース領域を示す上りリンク（ＵＬ）サブフレームが含まれている。
【００４３】
また、基地局１００Ａは、図２に示すように、送信部１１０Ａと、受信部１２０Ａと、デュープレクサ１３０と、局部発信機１４０及び１５０と、デジタル信号処理部１６０Ａとを具備する。
【００４４】
送信部１１０Ａは、デジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａコンバータ１１１と、中間周波数帯域を抽出する１次ＩＦバンドパスフィルタ１１２と、信号を増幅するアンプ１１３、１１５、１１９と、中間波及び高周波によりアップコンバージョンを行うミキサ１１４、１１７と、中間周波数帯域を抽出する２次ＩＦバンドパスフィルタ１１６と、高周波数帯域を抽出するＲＦバンドパスフィルタ１１８とを具備する。そして、送信部１１０Ａは、デジタル信号処理部１６０Ａから入力した信号に対して、アナログ変換、フィルタリング、ゲインの増幅、アップコンバージョン等の処理を行い、デュープレクサ１３０へ出力する。
【００４５】
受信部１２０Ａは、信号を増幅するアンプ１２１、１２７と、高周波数帯域を抽出するＲＦバンドパスフィルタ１２２と、中間波及び高周波によりダウンコンバージョンを行うミキサ１２３、１２６と、信号を増幅する可変ゲインアンプ１２５と、中間周波数帯域を抽出する１次ＩＦバンドパスフィルタ１２４、２次ＩＦバンドパスフィルタ１２８と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ１２９とを具備する。そして、受信部１２０Ａは、デュープレクサ１３０から入力した信号に対して、アナログ変換、フィルタリング、ゲインの増幅、ダウンコンバージョン等の処理を行い、デジタル信号処理部１６０Ａへ信号を出力する。
【００４６】
また、可変ゲインアンプ１２５は、ゲインを変えて信号を増幅する。また、可変ゲインアンプ１２５は、後述するデジタル信号処理部１６０Ａのゲイン切り替え指示部１６７から送信される制御信号Ｈｉ及び制御信号Ｌｏに応じて、制御信号Ｈｉを受信した場合には、信号をゲインＧｈで増幅し、制御信号Ｌｏを受信した場合には、信号をゲインＧｌで増幅する。ここで、ゲインＧｈは、ゲインＧｌよりも大きい（利得が大きい）。
【００４７】
また、Ａ／Ｄコンバータ１２９は、ダイナミックレンジ機能をしており、入力した信号の信号レベルに差を有していても、適切にアナログ信号をデジタル信号に変換し、後述するデジタル信号処理部１６０Ａへ出力する。ここで、本実施形態に係るＡ／Ｄコンバータ１２９のダイナミックレンジ機能は、レンジ幅の狭い簡易的なものを適用している。
【００４８】
デュープレクサ１３０は、アンテナと、送信部１１０Ａ及び受信部１２０Ａと接続し、送信無線信号と受信無線信号とを分離する。局部発信機１４０は、送信部１１０Ａのミキサ１１７と、受信部１２０Ａのミキサ１２３へ、高周波信号を送信する。局部発信機１５０は、送信部１１０Ａのミキサ１１４と、受信部１２０Ａのミキサ１２６へ、中間波信号を送信する。
【００４９】
デジタル信号処理部１６０Ａは、各端末１０ａ乃至１０ｆとの間における通信制御を行うと共に、ＯＦＭＤＡ方式における無線信号の変調処理及び復調処理を行う。また、デジタル信号処理部１６０Ａが備える各機能について、図３を参照して、具体的に説明する。図３に示すように、デジタル信号処理部１６０Ａは、ＯＦＤＭＡ復調処理部１６１と、通信品質取得部１６２と、リソース割当部１６４と、リソース記憶部１６３と、リソース領域変更部１６５と、ＯＦＤＭＡ変調処理部１６６と、ゲイン切り替え指示部１６７とを具備する。
【００５０】
ＯＦＤＭＡ復調処理部１６１は、Ａ／Ｄコンバータ１２９から出力された信号を入力し、ＦＦＴ変換を行うＯＦＤＭＡ復調処理や、誤り訂正処理等を行う。また、本実施形態において、ＯＦＤＭＡ復調処理部１６１は、各端末１０ａ乃至１０ｆで測定された受信レベル情報を、入力した信号から復調し、通信品質取得部１６２に送信する。ここで、かかる受信レベル情報には、受信レベルを測定した各端末１０ａ乃至１０ｆを識別する端末ＩＤと、受信レベルの値を示す情報が含まれている。
【００５１】
通信品質取得部１６２は、基地局１００Ａが、各端末１０ａ乃至１０ｆとの間における通信の通信品質を取得する。具体的に、通信品質取得部１６２は、基地局１００Ａから送信された無線信号の送信レベル値を保持し、当該送信レベル値から、ＯＦＤＭＡ復調処理部１６１から送信された受信レベル値を減算し、各端末１０ａ乃至１０ｆ毎に伝搬損失値を算出する。また、通信品質取得部１６２は、受信レベルを測定した端末１０ａ乃至１０ｆの端末ＩＤと、算出した伝搬損失値とを、リソース割当部１６４へ通知する。
【００５２】
リソース記憶部１６３は、各端末１０ａ乃至１０ｆにおいて、上りバーストの無線信号で使用されるフレームにおけるＵＬサブフレーム内のリソース領域を記憶する。具体的に、リソース記憶部１６３は、端末１０ａ乃至１０ｆを識別する端末ＩＤと、ＵＬサブフレーム内のリソース領域を示すシンボル番号及びサブチャネル論理番号とを関連付けて記憶する。ここで、シンボル番号は、時間軸方向のリソース領域を示す番号であり、サブチャネル論理番号は、周波数軸方向のリソース領域を示す番号である。また、本実施形態では、かかる無線通信で使用されるＵＬサブフレーム内のリソース領域は、時間帯別に分割された複数のサブリソース領域を有している。また、本実施形態では、当該サブリソース領域として、ハイゲインゾーンＨ（第１のサブリソース領域）と、当該ハイゲインゾーンＨとは時間帯の異なるローゲインゾーンＬ（第２のサブリソース領域）との２つのサブリソース領域が存在する場合を例に説明する。また、本実施形態では、端末１０ａ乃至１０ｆに割り当てられるリソース領域を説明するにあたり、シンボル番号及びサブチャネル論理番号の記載を省略し、単に、リソース領域を示す番号として＃Ｌ１乃至Ｌ３及び＃Ｈ１乃至Ｈ３として説明する。なお、＃Ｌ１乃至Ｌ３は、ローゲインゾーンＬ内のリソース領域を示す番号であり、＃Ｈ１乃至Ｈ３は、ハイゲインゾーンＨ内のリソース領域を示す番号である。そして、本実施形態に係るリソース記憶部１６３は、図４に示すように、端末１０ａ乃至１０ｆを識別する端末ＩＤと、リソース領域を示す＃Ｌ１乃至Ｌ３又は＃Ｈ１乃至Ｈ３とを関連付けて記憶する。
【００５３】
また、図５には、本実施形態に係るリソース記憶部１６３に記憶されるリソース領域のＵＬサブフレーム構造が示されている。図５に示すように、ハイゲインゾーンＨは、シンボル番号（時間軸方向のリソース番号）が“Ｋ１乃至Ｋ２”のリソース領域であり、ローゲインゾーンＬは、シンボル番号（時間軸方向のリソース番号）が“Ｋ３乃至Ｋ４”のリソース領域である。また、本実施形態では、図５に示すように、ローゲインゾーンＬのリソース領域内において、端末１０ａにリソース領域＃Ｌ１が割り当てられ、端末１０ｂにリソース領域＃Ｌ２が割り当てられ、端末１０ｃにリソース領域＃Ｌ３が割り当てられている。またハイゲインゾーンＨのリソース領域内において、端末１０ｄにリソース領域＃Ｈ１が割り当てられ、端末１０ｅにリソース領域＃Ｈ２が割り当てられ、端末１０ｆにリソース領域＃Ｈ３が割り当てられている。
【００５４】
リソース割当部１６４は、各端末１０ａ乃至１０ｆが上りバーストの無線通信で使用する各リソース領域を割り当てる。また、かかるリソース領域を割り当てる場合、各端末１０ａ乃至１０ｆとの間の無線通信における伝搬損失値が、所定の損失値以上であるか否かを判別し、所定の損失値以上である場合、ハイゲインゾーンＨに割り当て、所定の損失値未満である場合、ハイゲインゾーンＨと時間帯の異なるローゲインゾーンＬに割り当てる。具体的に、リソース割当部１６４は、通信品質取得部１６２から通知された伝搬損失値が、予め定められた所定の損失値以上であるか否かを判別し、所定の損失値以上である場合、通信品質取得部１６２から通知された端末ＩＤと、ハイゲインゾーンＨ内の領域を示すシンボル番号及びサブチャネル論理番号とを関連付けて、リソース記憶部１６３に記憶させる。また、リソース割当部１６４は、所定の損失値未満である場合、通信品質取得部１６２から送信された端末ＩＤと、ローゲインゾーンＬ内の領域を示すシンボル番号及びサブチャネル論理番号とを関連付けて、リソース記憶部１６３へ記憶させる。また、リソース割当部１６４は、リソース記憶部１６３への記憶が完了すると、完了した旨をリソース領域変更部１６５へ通知する。
【００５５】
リソース領域変更部１６５は、リソース割当部１６４において、端末で使用されるリソース領域を、ハイゲインゾーンＨ又はローゲインゾーンＬに割り当てた場合、ハイゲインゾーンＨ又はローゲインゾーンＬを使用するトラフィック量に基づいて、割り当てたハイゲインゾーンＨ又はローゲインゾーンＬのリソース領域を時間軸方向に拡張又は縮小する。具体的に、リソース領域変更部１６５は、リソース割当部１６４から、リソース記憶部１６３への記憶が完了した旨の通知を受けると、リソース記憶部１６３を参照し、ハイゲインゾーンＨのシンボル番号（Ｋ１乃至Ｋ２）及びローゲインゾーンＬのシンボル番号（Ｋ３乃至Ｋ４）に基づいて、ハイゲインゾーンＨ及びローゲインゾーンＬのトラフィック量を検出する。ここで、かかるトラフィック量とは、単位リソース領域（例えば、シンボル番号Ｋ１とサブチャネル論理番号Ｓ１とで示されるリソース領域）における単位時間（例えば、１ｓｅｃ）あたりのデータ送信量である。また、リソース領域変更部１６５は、検出したトラフィック量が所定の値以上であるか否かを判別する。そして、リソース領域変更部１６５は、例えば、ローゲインゾーンＬのトラフィック量が所定の値以上であると判別した場合、リソース記憶部１６３において、ローゲインゾーンＬのリソース領域として記憶されているシンボル番号“Ｋ３乃至Ｋ４”に、一つのシンボル番号のリソース領域を加算し、例えば、“Ｋ３乃至Ｋ５”に変更して、リソース記憶部１６３に記憶させる。
【００５６】
例えば、ローゲインゾーンＬのリソース領域内に、端末１０ａ乃至１０ｃと、端末１０ｇ乃至１０ｈとで使用されるリソース領域が割り当てられた結果、当該ローゲインゾーンＬのトラフィック量が、所定の値以上に増加した場合、図６に示すように、ローゲインゾーンＬのリソース領域は、時間軸方向（シンボル番号“Ｋ３乃至Ｋ４”を“Ｋ３乃至Ｋ５”）に拡張される。また、リソース領域変更部１６５は、例えば、ローゲインゾーンＬのトラフィック量が所定の値未満であると判別した場合、リソース記憶部１６３において、ローゲインゾーンＬのリソース領域として記憶されているシンボル番号“Ｋ３乃至Ｋ４”から、一つのシンボル番号のリソース領域を減算することで、“Ｋ３”に変更して、リソース記憶部１６３に記憶させる。
【００５７】
ＯＦＤＭＡ変調処理部１６６は、入力された信号に対して、ＩＦＦＴ変換を行うＯＦＤＭＡ変調処理等を行い、Ｄ／Ａコンバータ１１１へ出力する。
【００５８】
ゲイン切り替え指示部１６７は、基地局１００Ａにおいて、基地局１００Ａと端末１０ａ乃至１０ｆとの間における無線通信の信号を受信した場合、サブリソース領域毎に異なるゲインで、信号を増幅させる。また、本実施形態に係るゲイン切り替え指示部１６７は、基地局１００Ａと端末１０ａ乃至１０ｆとの間における無線通信の信号を受信した場合、ハイゲインゾーンＨでは、ゲインＧｈ（第１のゲイン）で信号を増幅させ、ローゲインゾーンＬでは、ゲインＧｈ（第１のゲイン）よりも小さいゲインＧｌ（第２のゲイン）で信号を増幅させる。
【００５９】
具体的に、ゲイン切り替え指示部１６７は、基地局１００Ａと端末１０ａ乃至１０ｆとの間における上りバーストの無線通信が行われる場合、リソース記憶部１６３を参照し、ハイゲインゾーンＨのシグナル番号（Ｋ１乃至Ｋ２）と、ローゲインゾーンＬのシグナル番号（Ｋ１乃至Ｋ２）とを特定する。そして、ゲイン切り替え指示部１６７は、かかる無線通信において、ＵＬサブフレームの信号が受信される場合、特定したハイゲインゾーンＨのシグナル番号（Ｋ１乃至Ｋ２）に該当する期間（時間帯）は、制御信号Ｈｉを可変ゲインアンプ１２５へ送信し、ローゲインゾーンＬのシグナル番号（Ｋ３乃至Ｋ４）に該当する期間（時間帯）は、制御信号Ｌｏを可変ゲインアンプ１２５へ送信する。なお、ゲイン切り替え指示部１６７は、かかる無線通信において、ＵＬサブフレームの信号が受信されるタイミングを、ＴＴＧ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）から検出してもよい。
【００６０】
（基地局の動作）
次に、上述した基地局１００Ａの動作について説明する。具体的には、（１）端末１０ａ乃至１０ｆに対するリソースの割り当て制御動作、及び（２）ゲイン切り替え制御動作について説明する。
【００６１】
（１）端末１０ａ乃至１０ｆに対するリソースの割り当て制御動作
図７は、基地局１００Ａにおいて、端末１０ａ乃至１０ｆとの間で、新たに無線通信が開始される際の動作を示すフローチャートである。
【００６２】
ステップＳ１０１において、基地局１００Ａと端末（例えば、端末１０ａ）との間で通信が開始される。
【００６３】
ステップＳ１０２において、端末１０ａは、基地局１００Ａから送信される無線信号の受信レベルを測定し、測定結果及び自局の端末ＩＤ（ＵＥ１０ａ）を基地局１００Ａへ送信する。
【００６４】
ステップＳ１０３において、基地局１００Ａでは、通信品質取得部１６２が、伝搬損失値を算出し、端末ＩＤ（ＵＥ１０ａ）と共に、リソース割当部１６４へ通知する。
【００６５】
ステップＳ１０４において、リソース割当部１６４は、通信品質取得部１６２から伝搬損失値の通知を受けると、当該伝搬損失値が、予め定められた所定の損失値以上であるか否かを判別する。そして、リソース割当部１６４は、所定の損失値以上である場合、ステップＳ１０５の動作を行い、所定の損失値未満である場合、ステップＳ１０６の動作を行う。
【００６６】
ステップＳ１０５において、リソース割当部１６４は、伝搬損失値が所定の損失値以上であると判別した場合、通信品質取得部１６２から通知された端末ＩＤと、ハイゲインゾーンＨ内のリソース領域を示すシンボル番号及びサブチャネル論理番号とを関連付けて、リソース記憶部１６３に記憶する。また、リソース割当部１６４は、リソース記憶部１６３への記憶が完了した旨を、リソース領域変更部１６５へ通知する。
【００６７】
ステップＳ１０６において、リソース割当部１６４は、伝搬損失値が所定の損失値未満であると判別した場合、通信品質取得部１６２から通知された端末ＩＤと、ローゲインゾーンＬ内のリソース領域を示すシンボル番号及びサブチャネル論理番号とを関連付けて、リソース記憶部１６３に記憶する。また、リソース割当部１６４は、リソース記憶部１６３への記憶が完了した旨を、リソース領域変更部１６５へ通知する。
【００６８】
ステップＳ１０７において、リソース領域変更部１６５は、リソース割当部１６４からの通知を受けると、リソース記憶部１６３を参照し、ハイゲインゾーンＨ及びローゲインゾーンＬのトラフィック量を検出する。そして、リソース領域変更部１６５は、検出したトラフィック量が、予め定められている所定の値以上であるか否かを判別し、所定の値以上であると判別した場合、ステップＳ１０８の動作を行い、所定の値未満であると判別した場合、ステップＳ１０９の動作を行う。
【００６９】
ステップＳ１０８において、リソース領域変更部１６５は、検出したトラフィック量が所定の値以上であると判別した場合、リソース記憶部１６３において、ハイゲインゾーンＨ又はローゲインゾーンＬのリソース領域として記憶されているシンボル番号（時間軸方向）に、番号を一つ加算して、リソース記憶部１６３に記憶させる。
【００７０】
ステップＳ１０９において、リソース領域変更部１６５は、検出したトラフィック量が所定の値未満であると判別した場合、リソース記憶部１６３において、ハイゲインゾーンＨ又はローゲインゾーンＬのリソース領域として記憶されているシンボル番号か（時間軸方向）ら、番号を一つ減算して、リソース記憶部１６３に記憶させる。
【００７１】
なお、この後、基地局１００Ａは、端末１０ａ乃至１０ｆに対して、無線通信で使用するリソース領域を通知するが、かかる動作については説明を省略する。また、基地局１００Ａは、無線通信を開始する場合以外にも、例えば、通信中に端末１０ａ乃至１０ｆから、受信レベル情報が送信された場合には、上述したステップＳ１０２乃至ステップＳ１０９の動作を行う。
【００７２】
（２）ゲイン切り替え制御動作
図８は、基地局１００Ａにおいて、端末１０ａ乃至１０ｆとの間で無線通信中に行われるゲイン切り替え制御動作を示すフローチャートである。
【００７３】
ステップＳ２０１において、ゲイン切り替え指示部１６７は、基地局１００Ａと端末１０ａ乃至１０ｆとの間で無線通信が行われている場合、リソース記憶部１６３を参照し、ハイゲインゾーンＨのシグナル番号（Ｋ１乃至Ｋ２）と、ローゲインゾーンＬのシグナル番号（Ｋ１乃至Ｋ２）とを特定する。
【００７４】
ステップＳ２０２において、ゲイン切り替え指示部１６７は、特定したハイゲインゾーンＨのシグナル番号（Ｋ１乃至Ｋ２）に該当する期間（時間帯）内、可変ゲインアンプ１２５へ制御信号Ｈｉを送信する。また、可変ゲインアンプ１２５は、制御信号Ｈｉを受信し、入力信号をゲインＧｈで増幅する。
【００７５】
ステップＳ２０３において、ゲイン切り替え指示部１６７は、特定したローゲインゾーンＬのシグナル番号（Ｋ３乃至Ｋ４）に該当する期間（時間帯）内、制御信号Ｌｏを可変ゲインアンプ１２５へ送信する。また、可変ゲインアンプ１２５は、制御信号Ｌｏを受信し、入力信号をゲインＧｌで増幅させる。
【００７６】
また、上述した、ステップＳ２０２乃至Ｓ２０３の動作において、ゲインＧｈ又はゲインＧｌで増幅された信号は、ミキサ１２６と、アンプ１２７と、２次ＩＦバンドパスフィルタ１２８とを介して、Ａ／Ｄコンバータ１２９に入力される。また、上述した、ステップＳ２０１乃至Ｓ２０３の動作は、ＵＬサブフレームの信号が受信される度に行われる。
【００７７】
なお、本実施形態では、ローゲインゾーンＬよりも、ハイゲインゾーンＨのリソース領域にあたる信号が、先に受信される場合を例に説明したが、かかる前後関係は、どちらが先でもよい。また、本実施形態では、ローゲインゾーンＬとハイゲインゾーンＨとによる２つのサブリソース領域が設定している場合を示したが、かかるサブリソース領域は、３つ以上設定されていてもよい。
【００７８】
（作用・効果）
本実施形態に係る基地局１００Ａによれば、時間帯別に分割されたハイゲインゾーンＨ又はローゲインゾーンＬのリソース領域内に、伝搬損失値に基づいて、端末１０ａ乃至１０ｆで使用されるリソース領域を割り当てるので、基地局１００Ａでは、受信レベルの低い端末１０ｄ乃至１０ｆからの信号と、受信レベルの高い端末１０ａ乃至１０ｃの信号とが、時間帯別に受信される。また、基地局１００Ａでは、時間帯別に、受信レベルの小さい信号に対しては、大きいゲインで増幅し、受信レベルの大きい信号に対しては、小さいゲインで増幅するので、信号レベルの差を低減した信号が、Ａ／Ｄコンバータ１２９に入力される。
【００７９】
図９には、ハイゲインゾーンＨの入力信号ｄ乃至ｆに対して、高いゲインＧｈで増幅し、ローゲインゾーンＬの入力信号ａ乃至ｃに対して、低いゲインＧｌで増幅した信号のイメージ図が示されている。図９に示すように、受信レベルの低い入力信号ｄ１は、高いゲインＧｈで増幅されて入力信号ｄ２となり、受信レベルの高い入力信号ａ１は、低いゲインＧｌで増幅されて入力信号ａ２となるので、入力信号ｄ２と、入力信号ａ２との信号レベルの差が低減する。
【００８０】
したがって、Ａ／Ｄコンバータ１２９のダイナミックレンジ機能において、従来まで使用されていた広いレンジ幅Ｗ１を、図９に示すように、レンジ幅Ｗ２に狭くできるので、マルチキャリア変調方式を使用した無線通信において、受信レベルの差が大きい信号を適切に変換すると共に、回路規模及び処理負荷が増大することを低減することができる。
【００８１】
また、本実施形態に係る基地局１００Ａによれば、例えば、ローゲインゾーンＬのリソース領域内に、端末１０ｄ乃至１０ｆのリソース領域を集中して割り当て、トラフィック量が増加する場合であっても、当該ローゲインゾーンＬのリソース領域を時間軸方向に拡張できるので、端末１０ｄ乃至１０ｆが使用するリソース領域を低下させることなく、安定した通信を行うことができる。
【００８２】
また、本実施形態に係る基地局１００Ａによれば、例えば、ローゲインゾーンＬのリソース領域におけるトラフィック量が、減少する場合には、当該ローゲインゾーンＬのリソース領域を縮小させるので、ＵＬサブフレームのリソース領域を有効に活用することができる。
【００８３】
[第２実施形態]
上述した第１実施形態では、時間帯別に分割されたハイゲインゾーンＨ及びローゲインゾーンＬを、上りバーストのリソース領域を示すＵＬサブフレーム内に設ける一例を説明した。
【００８４】
これに対して、本実施形態では、時間帯別に分割されたハイゲインゾーンＨ及びローゲインゾーンＬを、下りバーストのリソース領域を示す下りリンク（ＤＬ）サブフレーム内に設ける構成について説明する。なお、本実施形態では、上述した第１実施形態と異なる点について説明し、重複する説明を省略する。
【００８５】
また、本実施形態に係る無線通信システムは、図１と同様に構成される。以下に、本実施形態に係る基地局１００Ｂの構成について説明する。
【００８６】
（基地局の全体概略構成）
本実施形態に係る基地局１００Ｂは、図１０に示すように、送信部１１０Ｂ内のパワーアンプ（ＰＡ）１１９にバイアス電流を供給するバイアス回路１７０を更に備えている点で、図２の基地局１００Ａとは異なっている。
【００８７】
また、デジタル信号処理部１６０Ｂは、バイアス電流を制御するバイアス制御信号をバイアス回路１７０に送信すると共に、送信ゲインを制御するゲイン制御信号を送信部１１０Ｂ内の可変ゲインアンプ１１５に送信する。パワーアンプ１１９は、バイアス回路１７０によって供給されるバイアス電流に応じて信号を増幅する。
【００８８】
可変ゲインアンプ１１５は、ゲインを変えて信号を増幅する。また、可変ゲインアンプ１１５は、後述するデジタル信号処理部１６０Ｂのゲイン切り替え指示部１６７から送信される制御信号Ｈｉ及び制御信号Ｌｏに応じて、制御信号Ｈｉを受信した場合には、信号をゲインＧｈで増幅し、制御信号Ｌｏを受信した場合には、信号をゲインＧｌで増幅する。ここで、ゲインＧｈは、ゲインＧｌよりも大きい（利得が大きい）。
【００８９】
次に、図１１を参照して、デジタル信号処理部１６０Ｂが備える各機能について説明する。図１１に示すように、デジタル信号処理部１６０Ｂは、ＯＦＤＭＡ復調処理部１６１と、通信品質取得部１６２と、リソース割当部１６４と、リソース記憶部１６３と、リソース領域変更部１６５と、ＯＦＤＭＡ変調処理部１６６と、ゲイン切り替え指示部１６７と、位置取得部１６８と、バイアス切替え指示部１６９とを具備する。
【００９０】
位置取得部１６８は、各端末１０ａ乃至１０ｆの位置情報を取得する。例えば、各端末１０ａ乃至１０ｆは、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機を具備しており、ＧＰＳ受信機によって自端末の位置を判定し、当該位置を示す位置情報を基地局１００Ｂに通知する。
【００９１】
リソース記憶部１６３は、各端末１０ａ乃至１０ｆにおいて、ＤＬサブフレーム内のリソース領域を記憶する。具体的には、リソース記憶部１６３は、端末１０ａ乃至１０ｆを識別する端末ＩＤと、ＤＬサブフレーム内のリソース領域を示すシンボル番号及びサブチャネル論理番号とを関連付けて記憶する。
【００９２】
本実施形態では、図１２に示すように、ローゲインゾーンＬのリソース領域内において、端末１０ａにリソース領域（下りバースト）＃４が割り当てられ、端末１０ｂにリソース領域（下りバースト）＃５が割り当てられ、端末１０ｃにリソース領域（下りバースト）＃Ｌ６が割り当てられている。一方、ハイゲインゾーンＨのリソース領域内において、端末１０ｄにリソース領域（下りバースト）＃１が割り当てられ、端末１０ｅにリソース領域（下りバースト）＃２が割り当てられ、端末１０ｆにリソース領域（下りバースト）＃３が割り当てられている。
【００９３】
リソース割当部１６４は、各端末１０ａ乃至１０ｆが下りバーストの無線通信で使用する各リソース領域を割り当てる。リソース割当部１６４は、各端末１０ａ乃至１０ｆとの間の距離が、所定の閾値以上であるか否かを判別し、所定の閾値以上である場合、ハイゲインゾーンＨに割り当て、所定の閾値未満である場合、ローゲインゾーンＬに割り当てる。具体的には、リソース割当部１６４は、基地局１００Ｂの位置情報を予め記憶しており、各端末１０ａ乃至１０ｆから通知された位置情報と、基地局１００Ｂの位置情報との差分を求めることにより、基地局１００Ｂと各端末１０ａ乃至１０ｆとの間の距離を判定する。なお、基地局１００ＢがＧＰＳ受信機を具備する場合、リソース割当部１６４は、ＧＰＳ受信機を用いて基地局１００Ｂの位置情報を取得してもよい。
【００９４】
また、リソース割当部１６４は、基地局１００Ｂと各端末１０ａ乃至１０ｆとの間の距離が、所定の閾値未満である場合、各端末１０ａ乃至１０ｆとの間の無線通信における伝搬損失値が、所定の損失値以上であるか否かを判別する。伝搬損失値が所定の損失値以上である場合、ハイゲインゾーンＨに割り当て、伝搬損失値が所定の損失値未満である場合、ローゲインゾーンＬに割り当てる。したがって、基地局１００Ｂと近い位置の端末であっても、例えば建物の中など電波が届き難い環境下である場合には、ローゲインゾーンＬではなく、ハイゲインゾーンＨに割り当てられる。
【００９５】
リソース領域変更部１６５は、リソース割当部１６４において、端末で使用されるリソース領域を、ハイゲインゾーンＨ又はローゲインゾーンＬに割り当てた場合、ハイゲインゾーンＨ又はローゲインゾーンＬを使用するトラフィック量に基づいて、割り当てたハイゲインゾーンＨ又はローゲインゾーンＬのリソース領域を時間軸方向に拡張又は縮小する。ハイゲインゾーンＨのリソース領域を時間軸方向に拡張した場合のＤＬサブフレーム構成を図１３に示す。
【００９６】
ゲイン切り替え指示部１６７は、基地局１００Ｂにおいて、基地局１００Ｂと端末１０ａ乃至１０ｆとの間における無線通信の信号を送信する際、サブリソース領域毎に異なるゲインで、信号を増幅させる。すなわち、ハイゲインゾーンＨでは、ゲインＧｈ（第１のゲイン）で信号を増幅させ、ローゲインゾーンＬでは、ゲインＧｈ（第１のゲイン）よりも小さいゲインＧｌ（第２のゲイン）で信号を増幅させる。
【００９７】
バイアス切替え指示部１６９は、基地局１００Ｂと端末１０ａ乃至１０ｆとの間における無線通信の信号を送信する際、サブリソース領域毎に異なるバイアス電流をパワーアンプ１１９に供給するようバイアス回路１７０に指示する。すなわち、バイアス切替え指示部１６９は、ハイゲインゾーンＨでは、第１のバイアス電流をパワーアンプ１１９に供給するようバイアス回路１７０に指示し、ローゲインゾーンＬでは、第１のバイアス電流よりも少ない第２のバイアス電流をパワーアンプ１１９に供給するようバイアス回路１７０に指示する。
【００９８】
（基地局の動作）
次に、上述した基地局１００Ｂの動作について説明する。具体的には、（１）端末１０ａ乃至１０ｆに対するリソースの割り当て制御動作、及び（２）ゲイン切り替え制御動作について説明する。
【００９９】
（１）端末１０ａ乃至１０ｆに対するリソースの割り当て制御動作
図１４は、基地局１００Ｂにおいて、端末１０ａ乃至１０ｆとの間で、新たに無線通信が開始される際の動作を示すフローチャートである。
【０１００】
ステップＳ３０１において、基地局１００Ｂと端末（ここでは、端末１０ａ）との間で通信が開始される。
【０１０１】
ステップＳ３０２において、基地局１００Ｂは、端末１０ａから位置情報を取得可能であるか否かを判定する。具体的には、端末１０ａがＧＰＳ受信機を備え、ＧＰＳ衛星を補足可能な状態にあるか否かを判定する。端末１０ａから位置情報を取得可能である場合、ステップＳ３０３の処理に進む。一方、端末１０ａから位置情報を取得できない場合、ステップＳ３０５の処理に進む。
【０１０２】
ステップＳ３０３において、基地局１００Ｂは、端末１０ａとの距離を測定する。
【０１０３】
ステップＳ３０４において、基地局１００Ｂは、ステップＳ３０３で測定した端末１０ａとの距離が閾値以上であるか否かを判定する。ステップＳ３０３で測定した端末１０ａとの距離が閾値以上である場合、ステップＳ３０８の処理に進む。一方、ステップＳ３０３で測定した端末１０ａとの距離が閾値未満である場合、ステップＳ３０５の処理に進む。
【０１０４】
ステップＳ３０５において、端末１０ａは、基地局１００Ｂから送信される無線信号の受信レベルを測定し、測定結果及び自局の端末ＩＤ（ＵＥ１０ａ）を基地局１００Ｂへ送信する。
【０１０５】
ステップＳ３０６において、基地局１００Ｂは、伝搬損失値を算出し、端末ＩＤ（ＵＥ１０ａ）と共に、リソース割当部１６４へ通知する。
【０１０６】
ステップＳ３０７において、基地局１００Ｂは、ステップＳ３０６で算出された伝搬損失値が、予め定められた所定の損失値以上であるか否かを判定する。ステップＳ３０６で算出された伝搬損失値が予め定められた所定の損失値以上である場合、ステップＳ３０８の処理に進む。一方、ステップＳ３０６で算出された伝搬損失値が予め定められた所定の損失値未満である場合、ステップＳ３０９の処理に進む。
【０１０７】
ステップＳ３０８において、基地局１００Ｂは、端末ＩＤと、ハイゲインゾーンＨ内のリソース領域を示すシンボル番号及びサブチャネル論理番号とを関連付けて記憶する。
【０１０８】
ステップＳ３０９において、基地局１００Ｂは、端末ＩＤと、ローゲインゾーンＬ内のリソース領域を示すシンボル番号及びサブチャネル論理番号とを関連付けて記憶する。
【０１０９】
ステップＳ３１０において、基地局１００Ｂは、ハイゲインゾーンＨ及びローゲインゾーンＬのトラフィック量を検出する。検出したトラフィック量が予め定められている所定の値以上である場合、ステップＳ３１１の処理に進む。検出したトラフィック量が予め定められている所定の値未満である場合、ステップＳ３１２の処理に進む。
【０１１０】
ステップＳ３１１において、基地局１００Ｂは、ハイゲインゾーンＨ又はローゲインゾーンＬのリソース領域として記憶されているシンボル番号（時間軸方向）に、番号を一つ加算する。
【０１１１】
ステップＳ３１２において、基地局１００Ｂは、ハイゲインゾーンＨ又はローゲインゾーンＬのリソース領域として記憶されているシンボル番号（時間軸方向）から、番号を一つ減算する。
【０１１２】
（２）ゲイン切り替え制御動作
図１５は、基地局１００Ｂにおいて、端末１０ａ乃至１０ｆとの間で無線通信中に行われるゲイン切り替え制御動作を示すフローチャートである。
【０１１３】
ステップＳ４０１において、基地局１００Ｂは、ハイゲインゾーンＨとローゲインゾーンＬとを特定する。
【０１１４】
ステップＳ４０２において、基地局１００Ｂは、ステップＳ４０１で特定したハイゲインゾーンＨに該当する期間（時間帯）内、可変ゲインアンプ１１５へ制御信号Ｈｉを送信する。また、可変ゲインアンプ１１５は、制御信号Ｈｉを受信し、入力信号をゲインＧｈで増幅する。更に、基地局１００Ｂは、ステップＳ４０１で特定したローゲインゾーンＬに該当する期間（時間帯）内、制御信号Ｌｏを可変ゲインアンプ１１５へ送信する。また、可変ゲインアンプ１１５は、制御信号Ｌｏを受信し、入力信号をゲインＧｌで増幅させる。
【０１１５】
ステップＳ４０３において、基地局１００Ｂは、ステップＳ４０１で特定したハイゲインゾーンＨに該当する期間（時間帯）内、バイアス回路１７０へ制御信号Ｈｉを送信する。また、バイアス回路１７０は、制御信号Ｈｉを受信し、パワーアンプ１１９にバイアス電流（大）を供給する。更に、基地局１００Ｂは、ステップＳ４０１で特定したローゲインゾーンＬに該当する期間（時間帯）内、制御信号Ｌｏをバイアス回路１７０へ送信する。また、バイアス回路１７０は、制御信号Ｌｏを受信し、パワーアンプ１１９にバイアス電流（小）を供給する。
【０１１６】
なお、本実施形態では、ローゲインゾーンＬよりも、ハイゲインゾーンＨのリソース領域にあたる信号が、先に送信される場合を例に説明したが、かかる前後関係は、どちらが先でもよい。また、本実施形態では、ローゲインゾーンＬとハイゲインゾーンＨとによる２つのサブリソース領域が設定している場合を示したが、かかるサブリソース領域は、３つ以上設定されていてもよい。
【０１１７】
（作用・効果）
本実施形態に係る基地局１００Ｂによれば、時間帯別に分割されたハイゲインゾーンＨ又はローゲインゾーンＬのリソース領域内に、端末との距離（及び伝搬損失値）に基づいて、端末１０ａ乃至１０ｆで使用されるリソース領域を割り当てる。すなわち、基地局１００Ｂの遠くに位置する端末への信号と、基地局１００Ｂの遠くに位置する端末への信号とを、時間帯別に送信する。
【０１１８】
したがって、基地局１００Ｂは、同一の時間帯では、１種類のゲインのみを使用すれば良く、複数種類のゲインをキャリア毎に使い分ける必要が無い。したがって、基地局１００Ｂの処理負荷及び回路規模の増大が回避される。
【０１１９】
また、本実施形態に係る基地局１００Ｂによれば、ローゲインゾーンＬ及びハイゲインゾーンＨのトラフィック量に応じて、ローゲインゾーンＬ及びハイゲインゾーンＨの時間長を制御するので、ＤＬサブフレームのリソース領域を有効に活用することができる。
【０１２０】
さらに、本実施形態に係る基地局１００Ｂによれば、１つのＤＬサブフレーム内では、ゲイン及びバイアス電流の切替えを１回のみ行っている。図１６に示すように、１つのＤＬサブフレーム内でゲインの切替えを頻繁に行う場合には、可変ゲインアンプ１１５などの立ち上がり・立ち下がりの過渡応答を高速化しないと充放電時間の無駄が生じる。これに対して、本実施形態では、図１７に示すように、ゲインの切替え回数が少ないので、過渡応答が低速でも充放電時間の無駄が低減される。
【０１２１】
また、下りの送信電力がＤＬサブフレームの平均電力で定義されるシステムにおいて、ゲイン及びバイアス電流の切替えを行わない場合には、図１８に示すようなピークパワー（単位時間当たりの最大電力）となる。一方、本実施形態では、ゲイン及びバイアス電流の切替えを行っているので、図１９に示すように、ローゲインゾーンＬで削減した分の電力をハイゲインゾーンＨに割当可能となる。したがって、ハイゲインゾーンＨでの送信電力を増加させることができるので、基地局１００Ｂの遠くに位置する端末に対して通信を安定して行うことができる。
【０１２２】
[その他の実施形態]
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。
【０１２３】
上述した第１及び第２実施形態では、本発明に係る無線通信装置として、基地局１００を例に挙げて説明したが、図２に示す通信品質取得部１６２と、リソース割当部１６４と、リソース領域変更部１６５と、ゲイン切り替え指示部１６７等の各機能は、基地局１００以外の装置に配置してもよい。例えば、これらの機能を、端末１０ｄ乃至１０ｆに配置することも可能である。つまり、本発明は、複数の他の装置との間で、マルチキャリア変調方式により通信を行う様々な無線通信装置で適用することが可能である。
【０１２４】
上述した特許文献２では、基地局１００Ｂが、通信品質（伝搬損失）だけでなく、端末との距離に応じたハイゲインゾーンＨ及びローゲインゾーンＬの割当てを実行していた。第１実施形態に係る基地局１００Ａについても、第２実施形態と同様に、端末との距離に応じたハイゲインゾーンＨ及びローゲインゾーンＬの割当てを実行してもよい。さらに、第１及び第２実施形態に係る基地局１００Ａ，１００Ｂは、端末との距離のみに応じたハイゲインゾーンＨ及びローゲインゾーンＬの割当てを実行可能である。
【０１２５】
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る基地局と端末とを示す全体概略図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る基地局の構成図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る基地局のデジタル信号処理部の論理ブロック構成図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る基地局のリソース記憶部で記憶されるリソース領域のデータテーブルを示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る基地局に記憶されるリソース領域のＵＬサブフレーム構造を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る基地局に記憶されるリソース領域の一例を、サブフレーム構造で示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る通信方法のフローチャート図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る通信方法のフローチャート図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係る基地局における入力信号のイメージを示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る基地局の構成図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る基地局のデジタル信号処理部の論理ブロック構成図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る基地局に記憶されるリソース領域のＤＬサブフレーム構造を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態に係る基地局に記憶されるリソース領域の一例を、サブフレーム構造で示す図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係る通信方法のフローチャート図である。
【図１５】本発明の第２実施形態に係る通信方法のフローチャート図である。
【図１６】ゲイン（送信電力）切り替えが頻繁に発生する場合の消費電力の時間推移を示すタイムチャートである。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る基地局の消費電力の時間推移を示すタイムチャートである。
【図１８】ゲイン（送信電力）切り替えを行わない場合の送信電力のピークパワーを示すタイムチャートである。
【図１９】本発明の第２実施形態に係る基地局の送信電力のピークパワーを示すタイムチャートである。
【図２０】従来技術に係る基地局における入力信号のイメージを示す図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１００…基地局、Ｃ１００…無線範囲、Ｇｈ…ゲイン、Ｇｌ…ゲイン、Ｈ…ハイゲインゾーン、Ｌ…ローゲインゾーン、Ｈｉ…制御信号、Ｌｏ…制御信号、Ｋ１乃至Ｋ５…シンボル番号、Ｓ１乃至Ｓｎ…サブチャネル論理番号、Ｓ１０１乃至Ｓ１０９…ステップ、Ｓ２０１乃至Ｓ２０３…ステップ、Ｗ１…レンジ幅、Ｗ２…レンジ幅、ａ１乃至ａ２…入力信号、ａ乃至ｆ…入力信号、ｄ１乃至ａ２…入力信号、１０ａ乃至１０ｇ…端末、１００Ａ，１００Ｂ…基地局、１１０Ａ，１１０Ｂ…送信部、１１１…コンバータ、１１２…バンドパスフィルタ、１１３…アンプ、１１４…ミキサ、１１６…バンドパスフィルタ、１１７…ミキサ、１１８…ＲＦバンドパスフィルタ、１２０Ａ，１２０Ｂ…受信部、１２１…アンプ、１２２…ＲＦバンドパスフィルタ、１２３…ミキサ、１２４…バンドパスフィルタ、１２５…可変ゲインアンプ、１２６…ミキサ、１２７…アンプ、１２８…バンドパスフィルタ、１２９…コンバータ、１３０…デュープレクサ、１４０乃至１５０…局部発信機、１６０Ａ，１６０Ｂ…デジタル信号処理部、１６１…ＯＦＤＭＡ復調処理部、１６２…通信品質取得部、１６３…リソース記憶部、１６４…リソース割当部、１６５…リソース領域変更部、１６６…ＯＦＤＭＡ変調処理部、１６７…ゲイン切り替え指示部、１６８…位置取得部、１６９…バイアス切替え指示部
【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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