(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交周波数分割多元接続方式の上りリンクの無線フレームを制御する無線フレーム制御装置において、
自基地局の上りリンクの通信データ量を監視する通信データ量監視手段と、
自基地局の周辺の基地局の上りリンクの通信データ量を取得する通信データ量取得手段と、
自基地局の上りリンク通信データ量と周辺基地局の上りリンク通信データ量の合計が基準値未満である場合に、上りリンク無線フレームにおいて、他局との干渉を避けるように実際の通信用の無線リソースを確保し、確保しなかった無線リソースを擬似通信用に割り当てる無線リソース割り当て手段と、
を備えたことを特徴とする無線フレーム制御装置。
【請求項２】
自基地局配下の端末局が周辺基地局に与える干渉に係る情報を取得する端末局情報監視手段を備え、
前記無線リソース割り当て手段は、周辺基地局に与える干渉が基準よりも弱い端末局に対して、該周辺基地局が使用している無線リソースを割り当てることを特徴とする請求項１に記載の無線フレーム制御装置。
【請求項３】
前記無線リソース割り当て手段は、自基地局から最も距離が近い端末局には、擬似通信用リソースの直後の無線リソースを割当てることを特徴とする請求項２に記載の無線フレーム制御装置。
【請求項４】
前記無線リソース割り当て手段は、電波の到来方向が周辺基地局の方向とは全く異なる端末局には、擬似通信用リソースの直後の無線リソースを割当てることを特徴とする請求項２に記載の無線フレーム制御装置。
【請求項５】
前記無線リソース割り当て手段は、最も無線伝搬環境が良い端末局には、擬似通信用リソースの直後の無線リソースを割当てることを特徴とする請求項２に記載の無線フレーム制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の無線フレーム制御装置を備えたことを特徴とする直交周波数分割多元接続方式の無線通信装置。
【請求項７】
直交周波数分割多元接続方式の上りリンクの無線フレームを制御する無線フレーム制御方法において、
自基地局の上りリンクの通信データ量を監視する通信データ量監視ステップと、
自基地局の周辺の基地局の上りリンクの通信データ量を取得する通信データ量取得ステップと、
自基地局の上りリンク通信データ量と周辺基地局の上りリンク通信データ量の合計が基準値未満である場合に、上りリンク無線フレームにおいて、他局との干渉を避けるように実際の通信用の無線リソースを確保し、確保しなかった無線リソースを擬似通信用に割り当てる無線リソース割り当てステップと、
を含むことを特徴とする無線フレーム制御方法。
【請求項８】
自基地局配下の端末局が周辺基地局に与える干渉に係る情報を取得する端末局情報監視ステップをさらに含み、
前記無線リソース割り当てステップにおいて、周辺基地局に与える干渉が基準よりも弱い端末局に対して、該周辺基地局が使用している無線リソースを割り当てることを特徴とする請求項７に記載の無線フレーム制御方法。
【請求項９】
前記無線リソース割り当てステップにおいて、自基地局から最も距離が近い端末局には、擬似通信用リソースの直後の無線リソースを割当てることを特徴とする請求項８に記載の無線フレーム制御方法。
【請求項１０】
前記無線リソース割り当てステップにおいて、電波の到来方向が周辺基地局の方向とは全く異なる端末局には、擬似通信用リソースの直後の無線リソースを割当てることを特徴とする請求項８に記載の無線フレーム制御方法。
【請求項１１】
前記無線リソース割り当てステップにおいて、最も無線伝搬環境が良い端末局には、擬似通信用リソースの直後の無線リソースを割当てることを特徴とする請求項８に記載の無線フレーム制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線フレーム制御装置、無線フレーム制御方法及び無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の無線アクセス方式として、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）の標準規格ＩＥＥＥ８０２．１６が高速・広帯域伝送を実現するものとして知られている（例えば、非特許文献１参照）。ＩＥＥＥ８０２．１６規格では、伝送方式の一つとして直交周波数分割多元接続（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ：ＯＦＤＭＡ）方式が採用されている。ＯＦＤＭＡ方式は、周波数が互いに直交する複数のサブキャリアから構成される広帯域信号を用いて通信を行うマルチキャリア伝送方式の一つであり、ユーザ（端末局）ごとに異なるサブキャリアを使用することで、一基地局と複数ユーザとの多元接続を実現する。また、ＩＥＥＥ８０２．１６規格を拡張させたものとして、移動通信環境に対応した規格ＩＥＥＥ８０２．１６ｅが規定されている（例えば、非特許文献２参照）。ＩＥＥＥ８０２．１６e規格も同様に伝送方式の一つとしてＯＦＤＭＡ方式が採用されている。
【０００３】
図９は、ＯＦＤＭＡ方式の上りリンク（端末局から基地局方向のリンク）の無線フレーム（以下、「上りリンクサブフレーム」と記す）の従来の構成例を示す図である。図９の上りリンクサブフレームは、ＩＥＥＥ８０２．１６及びＩＥＥＥ８０２．１６e規格（以下、両規格を称してＩＥＥＥ８０２．１６規格等と記す）に準拠している。図９において、上りリンクサブフレームは、複数の直交周波数分割多元接続シンボル（ＯＦＤＭＡ  ｓｙｍｂｏｌ）と複数の論理サブチャネル（Ｌｏｇｉｃａｌ  ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ）から構成される。上りリンクサブフレーム内では、複数のＯＦＤＭＡシンボルが、上りリンクサブフレーム期間（Ｕｐｌｉｎｋ  ｓｕｂｆｒａｍｅ  ｄｕｒａｔｉｏｎ）にわたり、時間方向に多重されている。また、ＯＦＤＭＡシンボル内では、複数のサブチャネルが周波数多重されている。ＯＦＤＭＡ方式では、各ユーザからのパケットをどのＯＦＤＭＡシンボルのどの論理サブチャネルに配置するかを示す配置情報を上りリンクサブフレームごとに決定する。基地局はその決定した配置情報を下りリンクの通信に乗せて各端末局に通知する。各端末局の送信機は、通知された配置情報で指定された論理サブチャネルを用いて、上りリンクのパケット送信を行う。
【０００４】
なお、論理サブチャネルに配置された各端末局からの上りリンクのパケットは、実際の送信時には周波数方向に並び替えが施された後、送信される。ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ規格では、その並び替えのパタンはアップリンクパームベース（ＵＬ＿ＰｅｒｍＢａｓｅ）と呼ばれる変数で指定される。アップリンクパームベースは０から６９までの値を指定することと定められており、その値によって並び替えのパタンが異なるようになっている。各端末局は、アップリンクパームベースの値に従ったパタンで論理サブチャネルに配置したデータを実際の周波数上での並びに変換してから送信を行う。
【０００５】
また、図９はＩＥＥＥ８０２．１６規格等の上りリンクサブフレームのパーシャルユーセージオブサブチャネル（Ｐａｒｔｉａｌ  Ｕｓａｇｅ  ｏｆ  ＳｕｂＣｈａｎｎｅｌｓ，ＰＵＳＣ）ゾーンを示している。同図に示されるように、上りリンクサブフレームには、レンジングサブチャネル（Ｒａｎｇｉｎｇ  ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ）と、アップリンクバースト（ＵＬ  ｂｕｒｓｔ）とが配置される。レンジングサブチャネルは、端末局が基地局に接続に行く際に接続要求を送信したり、接続後に帯域要求を送信したりするための信号を格納する部分である。アップリンクバーストは実際の通信のパケットを格納する部分であり、１つのアップリンクバーストは１つの端末局からの上りパケットで構成される。アップリンクバーストについては、ＩＥＥＥ８０２．１６規格等で規定される制限内で、任意にその大きさを決めることができる。図９の例では、上りリンク用のバースト（ｂｕｒｓｔ）、つまりアップリンクバーストが５個設けられている。その設け方はＩＥＥＥ８０２．１６規格等に準拠している。
【０００６】
図１０は、従来技術によって端末局側に通知される配置情報と、無線フレーム上のアップリンクバーストの関係を示した例である。図１０に示す通り、配置情報は、通信識別子、変調方式と符号化率（ＰＨＹ＿ＭＯＤＥ）、および当該通信に割当てられた、パケット送信に使用することが出来るリソース量の３つからなる情報で構成されており、配置情報内の１つの通信識別子に対するリソース量が、無線フレーム上の１つのアップリンクバーストの定義に対応している。
【０００７】
ＩＥＥＥ８０２．１６規格等では、上りリンクサブフレームにおけるＯＦＤＭＡシンボルおよびサブキャリアの割当ての仕方、つまりアップリンクバーストの設け方を規定している。その規定によれば、図９のアップリンクバースト＃２に示されるバースト構成のように、一つのバーストは論理サブチャネルの番号の小さいほうから順にリソースを確保し、１論理サブチャネル内では時間方向（ＯＦＤＭＡシンボル方向）にリソースを確保し、一つ前のバーストの終端に引き続いてリソースを確保し、そのリソースの中にパケットを割当てなければならない。
【０００８】
すなわち、配置情報内の通信識別子で示された各通信が使うリソースは、その配置情報に示された順に、前の通信が使うリソースの直後のリソースから確保しなければならない。そして、各通信が使うリソースの量は、配置情報で指定されたリソース量に相当する。この２つの情報によって各アップリンクバーストの位置およびサイズが決定する。
【０００９】
例えば、図１０において、通信識別子１の通信は、使用することができるリソース量として１１スロットが割当てられているため、レンジングサブチャネルが確保している１番論理サブチャネルの次のチャネルである２番論理サブチャネルの先頭のスロットから、４番論理サブチャネルの３番目のスロットまでを使用してパケットを送信する。通信識別子２の通信は、使用することができるリソース量として１４スロットが割当てられているため、通信識別子１の通信が使うリソースの直後である４番論理サブチャネルの４番目のスロットから８番論理サブチャネルの最初のスロットまでを使用してパケットを送信する。通信識別子３の通信は、使用することができるリソース量として１９スロットが割当てられているため、通信識別子２の通信が使うリソースの直後である８番論理サブチャネルの２番目のスロットから１２番論理サブチャネルの最後のスロットまでを使用してパケットを送信する。通信識別子４の通信は、使用することができるリソース量として１４スロットが割当てられているため、通信識別子３の通信が使うリソースの直後である１３番論理サブチャネルの最初のスロットから１６番論理サブチャネルの２番目のスロットまでを使用してパケットを送信する。通信識別子５の通信は、使用することができるリソース量として１４スロットが割当てられているため、通信識別子４の通信が使うリソースの直後である１６番論理サブチャネルの３番目のスロットから１９番論理サブチャネルの最後のスロットまでを使用してパケットを送信する。
【非特許文献１】IEEE Std 802.16-2004,“Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems,”2004.
【非特許文献２】IEEE Std 802.16e-2005,“Air Interface for Fixed Broadband Wireless Access Systems,”2005.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、従来の基地局では、上述したＩＥＥＥ８０２．１６規格等に準拠し、ＯＦＤＭＡ方式の上りリンクサブフレームのパーシャルユーセージオブサブチャネルゾーンにおいて各ユーザからのパケットに対し無線リソースを確保するが、以下に示すような問題がある。
【００１１】
図１１は、アップリンクバーストの配置と、アップリンクパームベースに従って並び替えを行った後のデータの、複数セル間での関係を示している。図１１において、基地局ＢＳ０と基地局ＢＳ１は同じ周波数を使用するが、アップリンクパームベースは、基地局ＢＳ０が０、基地局ＢＳ１が２７を使用する。論理サブチャネルから実際の送信時の周波数へのデータの並び替えは、論理サブチャネル内のタイルと呼ばれる単位で行われる。１つの論理サブチャネルは周波数方向に６つのタイルから構成される。図１１に示すとおり、基地局ＢＳ０，ＢＳ１共に、アップリンクバースト＃１は、レンジングサブチャネルの次の論理サブチャネルから、論理サブチャネル番号が増える方向に順に論理サブチャネルを確保している。そして、基地局ＢＳ０配下の端末局はアップリンクパームベース値０に従ったパタンで、基地局ＢＳ１配下の端末局はアップリンクパームベース値２７に従ったパタンで、それぞれタイル単位で論理サブチャネル上のデータを実際の送信時の周波数上の並びに変換する。この変換によって、タイルの幾つかが同じ周波数上に配置されることがあり、すると、基地局ＢＳ０と基地局ＢＳ１間でセル間干渉が発生してしまう。
【００１２】
このセル間干渉を防止するためには、異なる基地局配下の端末局同士が同じ周波数を使用することがないように、タイルの並び替えをする必要がある。このため、基地局において、トラヒック量の合計が無線リソースの合計量より十分少ない場合、つまりアップリンクリソースに余裕がある場合に、図１２（ａ）に示すように干渉回避のための擬似通信用リソースを設け、ただし基地局毎に異なるアップリンクパームベース値で並び替えは行わず、干渉局との間で同一論理サブチャネルに無線リソースが割り当てられないようにすることが考えられる。しかしながら、図１２（ｂ）に示すように、アップリンクリソースに余裕がない場合には、擬似通信用リソースのサイズが小さくなり、擬似通信用リソースの次に割当てられるリソースが干渉局で割当てられたリソースと同じ論理サブチャネルに配置されることがあり、この結果、干渉局と同じ周波数を使用することとなり干渉の原因となってしまう。
【００１３】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、ＯＦＤＭＡ方式の上りリンクのパーシャルユーセージオブサブチャネルゾーンにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１６規格等に準拠したまま、セル間干渉の影響を低減することのできる無線フレームを構成することが可能な無線フレーム制御装置、無線フレーム制御方法及び無線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明に係る無線フレーム制御装置は、直交周波数分割多元接続方式の上りリンクの無線フレームを制御する無線フレーム制御装置において、自基地局の上りリンクの通信データ量を監視する通信データ量監視手段と、自基地局の周辺の基地局の上りリンクの通信データ量を取得する通信データ量取得手段と、自基地局の上りリンク通信データ量と周辺基地局の上りリンク通信データ量の合計が基準値未満である場合に、上りリンク無線フレームにおいて、他局との干渉を避けるように実際の通信用の無線リソースを確保し、確保しなかった無線リソースを擬似通信用に割り当てる無線リソース割り当て手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る無線フレーム制御装置においては、自基地局配下の端末局が周辺基地局に与える干渉に係る情報を取得する端末局情報監視手段を備え、前記無線リソース割り当て手段は、周辺基地局に与える干渉が基準よりも弱い端末局に対して、該周辺基地局が使用している無線リソースを割り当てることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る無線フレーム制御装置においては、前記無線リソース割り当て手段は、自基地局から最も距離が近い端末局には、擬似通信用リソースの直後の無線リソースを割当てることを特徴とする。
【００１７】
本発明に係る無線フレーム制御装置においては、前記無線リソース割り当て手段は、電波の到来方向が周辺基地局の方向とは全く異なる端末局には、擬似通信用リソースの直後の無線リソースを割当てることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る無線フレーム制御装置においては、前記無線リソース割り当て手段は、最も無線伝搬環境が良い端末局には、擬似通信用リソースの直後の無線リソースを割当てることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る直交周波数分割多元接続方式の無線通信装置は、前述のいずれかの無線フレーム制御装置を備えたことを特徴とする。
【００２０】
本発明に係る無線フレーム制御方法は、直交周波数分割多元接続方式の上りリンクの無線フレームを制御する無線フレーム制御方法において、自基地局の上りリンクの通信データ量を監視する通信データ量監視ステップと、自基地局の周辺の基地局の上りリンクの通信データ量を取得する通信データ量取得ステップと、自基地局の上りリンク通信データ量と周辺基地局の上りリンク通信データ量の合計が基準値未満である場合に、上りリンク無線フレームにおいて、他局との干渉を避けるように実際の通信用の無線リソースを確保し、確保しなかった無線リソースを擬似通信用に割り当てる無線リソース割り当てステップと、を含むことを特徴とする。
【００２１】
本発明に係る無線フレーム制御方法においては、自基地局配下の端末局が周辺基地局に与える干渉に係る情報を取得する端末局情報監視ステップをさらに含み、前記無線リソース割り当てステップにおいて、周辺基地局に与える干渉が基準よりも弱い端末局に対して、該周辺基地局が使用している無線リソースを割り当てることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係る無線フレーム制御方法においては、前記無線リソース割り当てステップにおいて、自基地局から最も距離が近い端末局には、擬似通信用リソースの直後の無線リソースを割当てることを特徴とする。
【００２３】
本発明に係る無線フレーム制御方法においては、前記無線リソース割り当てステップにおいて、電波の到来方向が周辺基地局の方向とは全く異なる端末局には、擬似通信用リソースの直後の無線リソースを割当てることを特徴とする。
【００２４】
本発明に係る無線フレーム制御方法においては、前記無線リソース割り当てステップにおいて、最も無線伝搬環境が良い端末局には、擬似通信用リソースの直後の無線リソースを割当てることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ＯＦＤＭＡ方式の上りリンクのパーシャルユーセージオブサブチャネルゾーンにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１６規格等に準拠したまま、セル間干渉の影響を低減することのできる無線フレームを構成することが可能になるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る無線フレーム制御装置の構成を示すブロック図である。図２は、同実施形態に係る無線通信システムを説明するためのシステム構成例である。本実施形態に係る無線通信システムは、ＩＥＥＥ８０２．１６規格等に準拠している。
【００２７】
図２には、無線通信システムにおいて基地局ＢＳ０，ＢＳ１と端末局ＳＳ０〜ＳＳ６を図示している。基地局ＢＳ０，ＢＳ１は、それぞれ通信可能範囲（セル）１００，１０１を提供する。端末局ＳＳ０〜ＳＳ６は、いずれも基地局ＢＳ０のセル１００内にあって基地局ＢＳ０に無線接続しており、基地局ＢＳ０配下にある。端末局ＳＳ２，ＳＳ４，ＳＳ５，ＳＳ６は、基地局ＢＳ１のセル１０１内にも位置しているために、基地局ＢＳ１の干渉源になり得る。
【００２８】
基地局ＢＳ０，ＢＳ１は、図１に示される本実施形態に係る無線フレーム制御装置を具備し、ＩＥＥＥ８０２．１６規格等に準拠のＯＦＤＭＡ方式の上りリンクサブフレームを制御する。この上りリンクサブフレームは図９に例示されている。以下、本実施形態に係る無線フレーム制御装置について詳細に説明する。
【００２９】
図１において、本実施形態に係る無線フレーム制御装置は、無線リソース割当て部１０と、配置情報生成部２０と、擬似配置情報生成部３０とを有する。無線リソース割当て部１０は、無線リソース割当て処理部１１と、通信データ量監視部１２と、端末局情報監視部１３と、干渉基地局使用サブチャネル情報データベース１４と、使用サブチャネル決定部１５と、並び替え実施部１６とを有する。
【００３０】
無線リソース割当て処理部１１は、自基地局配下の端末局から送られた無線リソース要求情報を受信する。無線リソース要求情報は、端末局が基地局に向けての通信（上りリンクの通信）に使用するリソースを要求するメッセージである。無線リソース割当て処理部１１は、無線リソース要求情報に基づいて、無線フレーム上の配置情報の作成依頼メッセージを配置情報生成部２０および擬似配置情報生成部３０に出力する。
【００３１】
配置情報生成部２０は、無線リソース割当て処理部１１から受け取った配置情報の作成依頼メッセージに基づいて、配置情報を生成する。図３は、該配置情報の構成例である。また、図３には、配置情報と無線フレーム構成の関係も示している。配置情報は表形式で表され、属性としては通信識別子、ＰＨＹ＿ＭＯＤＥ、およびリソース量がある。１行が１つの端末局の情報を示す。リソース量の単位はスロットである。各端末局の、通信識別子、ＰＨＹ＿ＭＯＤＥ及び無線リソース量と割当てる無線フレーム上の箇所は、作成依頼メッセージによって無線リソース割当て処理部１１から指示される。配置情報生成部２０は、生成した配置情報を無線リソース割当て処理部１１に送信する。なお、配置情報生成部２０が生成する配置情報（図３）は、図１０に示される従来の配置情報と同様である。
【００３２】
擬似配置情報生成部３０は、無線リソース割当て処理部１１から受け取った配置情報の作成依頼メッセージに基づいて、配置情報を生成する。図４は、該配置情報の構成例である。また、図４には、配置情報と無線フレーム構成の関係も示している。擬似配置情報生成部３０が生成する配置情報は、配置情報生成部２０が生成する配置情報と同様であり、表形式で表され、属性としては通信識別子、ＰＨＹ＿ＭＯＤＥ、およびリソース量がある。但し、通信識別子として、仮想の無線通信（擬似通信と称する）を表す擬似通信識別子を含む。図４の配置情報では、擬似通信識別子の一例として“９９”が示されている。
【００３３】
擬似通信識別子は、仮想の無線通信に割り当てるものである。従って、擬似通信識別子に割り当てられたＰＨＹ＿ＭＯＤＥ及びリソース量は、実際には使用されない。擬似通信の数、及び各擬似通信に割当てる仮の無線リソース量と割当てる無線フレーム上の箇所は、作成依頼メッセージによって無線リソース割当て処理部１１から指示される。図４の例では、図３の配置情報に対してさらに１つの擬似通信用リソースの情報が追加された情報となっている。図４の配置情報では、擬似通信用リソースとして８スロットが、１３番論理サブチャネルの先頭のスロットから１４番論理サブチャネルの最後のスロットまでのアップリンクバースト＃４に確保されている。擬似配置情報生成部３０は、生成した配置情報を無線リソース割当て処理部１１に送信する。
【００３４】
通信データ量監視部１２は、自基地局が受信する上りリンクの通信データ量を監視し、該データ量の統計値を使用サブチャネル決定部１５に出力する。
【００３５】
端末局情報監視部１３は、バックボーンネットワークから端末局の位置情報（セル内の位置の情報）を受け取る。バックボーンネットワークでは、ＧＰＳ（Global Positioning System）などを利用して端末局の位置情報を得る。又、端末局情報監視部１３は、自基地局の受信部から、端末局からの電波到来方向及び受信信号強度（Received Signal Strength Indicator：ＲＳＳＩ）の情報を受け取る。端末局情報監視部１３は、それら受け取った情報に基づいて、自基地局配下の端末局に関し、自基地局の周辺の基地局（干渉基地局）に対して干渉源になり得る端末局の情報（与干渉端末局情報）を作成する。端末局情報監視部１３は、与干渉端末局情報を使用サブチャネル決定部１５に出力する。
【００３６】
図５は、該与干渉端末局情報の構成例である。図５の例では、自基地局ＢＳ０配下の端末局ＳＳ１〜ＳＳ６が、干渉基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３に対して干渉源になり得る。端末局情報監視部１３は、干渉基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３毎に、端末局が与える干渉の強弱を判定し、判定結果を与干渉端末局情報に含める。図５の与干渉端末局情報では、例えば干渉基地局ＢＳ１に対して、端末局ＳＳ１，ＳＳ３，ＳＳ５，ＳＳ６，ＳＳ４，ＳＳ２の順番で、与える干渉が段々強くなることが示されている。
【００３７】
又、端末局情報監視部１３は、干渉の強さの度合いによって端末局を分類する。端末局情報監視部１３には、干渉の強さの度合いとして、干渉の強弱を区切る閾値を予め設ける。端末局情報監視部１３は、各端末局の与干渉の強さの度合いを求めて該閾値と比較し、該閾値で端末局を分類する。図５の与干渉端末局情報では、例えば干渉基地局ＢＳ１に対して、端末局ＳＳ１，ＳＳ３は干渉の強さの度合いが閾値未満の弱い干渉源であり、端末局ＳＳ５，ＳＳ６，ＳＳ４，ＳＳ２は干渉の強さの度合いが閾値以上の強い干渉源である。また、干渉基地局ＢＳ３に対しては、全ての端末局ＳＳ１〜ＳＳ６が、干渉の強さの度合いが閾値以上の強い干渉源である。干渉の強さの度合いが閾値未満の弱い干渉源は、干渉基地局に対して、通信品質上、ほとんど影響を及ぼさないものである。
【００３８】
なお、端末局情報監視部１３が端末局の干渉の強さの度合いを求めるための指標としては、例えば、自基地局と端末局の間の距離、自基地局への端末局からの電波の到来方向、自基地局と端末局の間の無線伝搬環境値（例えばＲＳＳＩ）などが利用可能である。
【００３９】
干渉基地局使用サブチャネル情報データベース１４は、干渉基地局から通知される使用サブチャネル情報を記憶する。使用サブチャネル情報は、周辺基地局間で交換される。基地局は、使用サブチャネル情報によって、自局が使用する論理サブチャネルの番号と自局の上りリンクの通信データ量の統計値とを干渉基地局へ通知する。干渉基地局使用サブチャネル情報データベース１４は、干渉基地局から受け取った使用サブチャネル情報によって記憶内容を更新する。これにより、干渉基地局使用サブチャネル情報データベース１４には、干渉基地局の最新の使用サブチャネル情報（干渉基地局が使用する論理サブチャネルの番号、干渉基地局の上りリンクの通信データ量の統計値）が格納される。
【００４０】
使用サブチャネル決定部１５は、端末局使用可能サブチャネル情報を生成する。端末局使用可能サブチャネル情報は、自基地局配下の端末局が使用可能な論理サブチャネルを示す。図６は、該端末局使用可能サブチャネル情報の構成例である。端末局使用可能サブチャネル情報は、どの端末局がどの論理サブチャネルを使用可能であるのかを示す。図６の例では、論理サブチャネル番号に関連付けて、当該論理サブチャネルを使用可能な端末局の番号が示されている。また、どの端末局も使用することができない論理サブチャネルは、使用可能な端末局なしとなっている。使用可能な端末局なしの論理サブチャネルの欄は、空白にしておく。
【００４１】
ここで、使用サブチャネル決定部１５が、自基地局配下の端末局の使用可能な論理サブチャネルを決定する方法を説明する。
使用サブチャネル決定部１５は、通信データ量監視部１２から、自局の上りリンクの通信データ量の統計値を受け取る。又、使用サブチャネル決定部１５は、端末局情報監視部１３から与干渉端末局情報を受け取る。又、使用サブチャネル決定部１５は、干渉基地局使用サブチャネル情報データベース１４から、干渉基地局の最新の使用サブチャネル情報を読み出す。使用サブチャネル情報は、干渉基地局が使用する論理サブチャネルの番号と干渉基地局の上りリンクの通信データ量の統計値とを含む。
【００４２】
使用サブチャネル決定部１５は、上りリンクのトラフィック量に応じて、自基地局配下の端末局の使用可能な論理サブチャネルの決定方法を変える。以下、該決定方法を上りリンクのトラフィック量が基準値を超える場合と基準値未満の場合に分けて説明する。
【００４３】
［上りリンクのトラフィック量が基準値を超える場合］
使用サブチャネル決定部１５は、自局の上りリンクの通信データ量の統計値と干渉基地局の上りリンクの通信データ量の統計値を合計し、該合計値が基準値よりも大きい場合には、端末局使用可能サブチャネル情報において全ての論理サブチャネルの欄を空白とする。この場合、自基地局配下の端末局の使用可能な論理サブチャネルを特に指定しない。
【００４４】
［上りリンクのトラフィック量が基準値以下である場合］
使用サブチャネル決定部１５は、自局の上りリンクの通信データ量の統計値と干渉基地局の上りリンクの通信データ量の統計値の合計値が基準値以下である場合には、与干渉端末局情報および干渉基地局が使用する論理サブチャネルに基づいて、自基地局配下の端末局の使用可能な論理サブチャネルを決定する。ここでは、具体例として、図５の与干渉端末局情報と、図７に示される干渉基地局の使用論理サブチャネルを用いて説明する。図７の例では、干渉基地局ＢＳ１が２番論理サブチャネルと３番論理サブチャネルと１１番論理サブチャネルを使用し、干渉基地局ＢＳ２が６番論理サブチャネルと７番論理サブチャネルを使用し、干渉基地局ＢＳ３が８番論理サブチャネルと９番論理サブチャネルを使用している。４番、５番、１０番、１２番、１３番の論理サブチャネルは空きである。なお、１番論理サブチャネルは、ＩＥＥＥ８０２．１６規格等により、レンジングサブチャネルに割り当てる。従って、端末局使用可能サブチャネル情報では、１番論理サブチャネルを使用可能な端末局なしとし、１番論理サブチャネルの欄は空白にする。
【００４５】
まず、使用サブチャネル決定部１５は、与干渉端末局情報において、干渉基地局に対して干渉の強さの度合いが閾値未満の弱い干渉源である端末局を抽出する。図５の与干渉端末局情報では、干渉基地局ＢＳ１に対して端末局ＳＳ１，ＳＳ３が抽出され、干渉基地局ＢＳ２に対して端末局ＳＳ２，ＳＳ５が抽出される。干渉基地局ＢＳ３に対しては一つも抽出されない。
【００４６】
次いで、使用サブチャネル決定部１５は、抽出した干渉基地局と端末局の組合せにおいて、該干渉基地局の使用論理サブチャネルを該組合せの端末局が使用可能であるとする。これは、干渉の強さの度合いが閾値未満の弱い干渉源である端末局は、干渉基地局に対して、通信品質上、ほとんど影響を及ぼさないからである。これにより、図６に示されるように、干渉基地局ＢＳ１の使用論理サブチャネル（２番、３番及び１１番）は、端末局ＳＳ１，ＳＳ３が使用可能となる。又、干渉基地局ＢＳ２の使用論理サブチャネル（６番及び７番）は、端末局ＳＳ２，ＳＳ５が使用可能となる。
【００４７】
次いで、使用サブチャネル決定部１５は、干渉の強さの度合いが閾値未満の弱い干渉源である端末局が一つも抽出されなかった干渉基地局の使用論理サブチャネルを、使用可能な端末局なしとする。これにより、図６に示されるように、干渉基地局ＢＳ３の使用論理サブチャネル（８番及び９番）は、使用可能な端末局なしとなる。該８番及び９番論理サブチャネルの欄は空白にする。
【００４８】
次いで、使用サブチャネル決定部１５は、どの干渉基地局も使用していない論理サブチャネル（空きサブチャネル）を、全ての端末局が使用可能であるとする。これにより、図６に示されるように、空きサブチャネル（４番、５番、１０番、１２番及び１３番）は、全ての端末局ＳＳ１〜ＳＳ６が使用可能となる。
【００４９】
以上が、自基地局配下の端末局の使用可能な論理サブチャネルを決定する方法の説明である。
【００５０】
使用サブチャネル決定部１５は、端末局使用可能サブチャネル情報を無線リソース割当て処理部１１と並び替え実施部１６へ出力する。
【００５１】
無線リソース割当て処理部１１は、端末局使用可能サブチャネル情報に基づいて、無線リソース要求のあった端末局に割り当てる無線リソースを決定する。無線リソース割当て処理部１１は、端末局使用可能サブチャネル情報において全ての論理サブチャネルの欄が空白であるか否かによって、無線リソースの割り当て方法を変える。以下、該割り当て方法を、端末局使用可能サブチャネル情報において、全ての論理サブチャネルの欄が空白である場合と全ての論理サブチャネルの欄が空白ではない場合に分けて説明する。
【００５２】
［端末局使用可能サブチャネル情報において全ての論理サブチャネルの欄が空白である場合］
端末局使用可能サブチャネル情報において全ての論理サブチャネルの欄が空白である場合は、上りリンクのトラフィック量が多く、擬似通信用リソースを確保することが難しい場合である。なお、干渉基地局が全ての論理サブチャネルを使用しており、且つ、該使用論理サブチャネルの全てにおいて干渉の強さの度合いが閾値未満の弱い干渉源である端末局が一つも抽出されなかった場合にも、端末局使用可能サブチャネル情報において全ての論理サブチャネルの欄が空白となるが、この場合も含め同様に処理する。
無線リソース割当て処理部１１は、先頭の論理サブチャネル（但し、１番論理サブチャネルはレンジングサブチャネル専用なので除く）から順番に無線リソースを割り当てる。このとき、無線リソースの空きがでないように詰めて割り当てる。無線リソース割当て処理部１１は、無線リソース割り当て結果を配置情報の作成依頼メッセージに含め、該作成依頼メッセージを配置情報生成部２０へ送る。該作成依頼メッセージには、無線リソースを割り当てる端末局に関し、通信識別子、ＰＨＹ＿ＭＯＤＥ及び無線リソース量と割当てる無線フレーム上の箇所が示される。なお、この場合、擬似配置情報生成部３０には、配置情報の作成依頼メッセージを送らない。従って、擬似配置情報生成部３０は、配置情報を生成しない。
【００５３】
［端末局使用可能サブチャネル情報において全ての論理サブチャネルの欄が空白ではない場合］
端末局使用可能サブチャネル情報において全ての論理サブチャネルの欄が空白ではない場合は、上りリンクのトラフィック量が少なく、擬似通信用リソースを確保することが可能な場合である。
無線リソース割当て処理部１１は、端末局使用可能サブチャネル情報において、割当対象の端末局の使用可能な論理サブチャネルの中から無線リソースを割り当てる。さらには、割当対象の端末局の使用可能な論理サブチャネルのうち、どの干渉基地局も使用していない空きサブチャネルから優先的に割当てる。これは、どの干渉基地局も使用していない空きサブチャネルならば、干渉が発生しないからである。なお、端末局使用可能サブチャネル情報において、全ての端末局が使用可能な論理サブチャネルを、どの干渉基地局も使用していない空きサブチャネルとして扱う。
【００５４】
さらに、無線リソース割当て処理部１１は、擬似通信用リソースの割当を行う。擬似通信用リソースには、端末局に割り当てていない論理サブチャネルであって、端末局に割り当てた最大番号の論理サブチャネルよりも番号の小さい論理サブチャネルを割り当てる。
【００５５】
なお、無線リソースの割当箇所を決定する方法として、例えば、次の方法１〜３が挙げられる。
（方法１）自基地局から最も距離が近い端末局の場合、自基地局との通信において通信誤りが発生する可能性は低いと考えられる。これにより、自基地局から最も距離が近い端末局には、擬似通信用リソースの直後のリソースを割当てる。
（方法２）端末局からの電波の到来方向が干渉基地局の方向とは異なる場合、自基地局との通信において通信誤りが発生する可能性は低いと考えられる。これにより、電波の到来方向が干渉基地局の方向とは全く異なる端末局には、擬似通信用リソースの直後のリソースを割当てる。
（方法３）自基地局と端末局の間の無線伝搬環境が最も良い端末局の場合、自基地局との通信において通信誤りが発生する可能性は低いと考えられる。これにより、最も無線伝搬環境が良い端末局には、擬似通信用リソースの直後のリソースを割当てる。
【００５６】
無線リソース割当て処理部１１は、無線リソース割り当て結果を配置情報の作成依頼メッセージに含め、該作成依頼メッセージを擬似配置情報生成部３０へ送る。該作成依頼メッセージには、無線リソースを割り当てる端末局に関し、通信識別子、ＰＨＹ＿ＭＯＤＥ及び無線リソース量と割当てる無線フレーム上の箇所が示される。さらに、該作成依頼メッセージには、擬似通信用リソースに関し、擬似通信の数、及び各擬似通信に割当てる仮の無線リソース量と割当てる無線フレーム上の箇所が示される。なお、この場合、配置情報生成部２０には、配置情報の作成依頼メッセージを送らない。従って、配置情報生成部２０は、配置情報を生成しない。
【００５７】
以上が、無線リソースの割り当て方法の説明である。
【００５８】
端末局使用可能サブチャネル情報において全ての論理サブチャネルの欄が空白である場合には、無線リソース割当て処理部１１は、配置情報生成部２０から配置情報を受け取り、該配置情報を並び替え実施部１６へ出力する。並び替え実施部１６は、端末局使用可能サブチャネル情報において全ての論理サブチャネルの欄が空白である場合にのみ、動作する。
【００５９】
並び替え実施部１６は、自基地局に固有のアップリンクパームベース値によって周波数方向の並び替えパタンを指定して、配置情報を端末局へ送る。これにより、端末局は、配置情報に示される論理サブチャネルに配置したデータを、該指定されたアップリンクパームベース値に従ったパタンで実際の周波数上での並びに変換してから、上りリンクで送信する。又、並び替え実施部１６は、自基地局で使用する論理サブチャネルの番号と、自基地局の上りリンクの通信データ量の統計値とを干渉基地局へ送る。
【００６０】
一方、端末局使用可能サブチャネル情報において全ての論理サブチャネルの欄が空白ではない場合には、無線リソース割当て処理部１１は、擬似配置情報生成部３０から配置情報を受け取る。この場合、無線リソース割当て処理部１１は、全基地局間で共通の唯一のアップリンクパームベース値によって周波数方向の並び替えパタンを指定して、配置情報を端末局へ送る。これにより、端末局は、配置情報に示される論理サブチャネルに配置したデータを、該指定されたアップリンクパームベース値に従ったパタンで実際の周波数上での並びに変換してから、上りリンクで送信する。又、無線リソース割当て処理部１１は、自基地局で使用する論理サブチャネルの番号と、自基地局の上りリンクの通信データ量の統計値とを干渉基地局へ送る。
【００６１】
図８は、本実施形態に係る無線フレーム制御装置が行う無線フレーム制御処理の手順を示すフローチャートである。
図８において、ステップＳ１では、初期設定として、自基地局に固有のアップリンクパームベース値に従ったパタンによる周波数方向の並び替えは行わず、全基地局間で共通の唯一のアップリンクパームベース値に従ったパタンによる周波数方向の並び替えを行う、とする。
【００６２】
ステップＳ２では、自局の上りリンクの通信データ量の統計値と干渉基地局の上りリンクの通信データ量の統計値とを合計し、該合計値が閾値よりも大きいか否かを判断する。この結果、合計値が閾値よりも大きい場合にはステップＳ３に進み、合計値が閾値以下である場合にはステップＳ６に進む。
【００６３】
ステップＳ３では、端末局使用可能サブチャネル情報として、全ての論理サブチャネルの欄が空白であるテーブル形式の情報を生成する。ステップＳ４では、先頭の論理サブチャネル（但し、１番論理サブチャネルはレンジングサブチャネル専用なので除く）から順番に無線リソースを割り当てる。このとき、無線リソースの空きがでないように詰めて割り当てる。ステップＳ５では、自基地局に固有のアップリンクパームベース値に従ったパタンによる周波数方向の並び替えを行うように、上りリンクの送信を制御する。
【００６４】
ステップＳ６では、干渉基地局に対して干渉源になり得る自基地局配下の端末局の情報（与干渉端末局情報）を生成する。ステップＳ７では、与干渉端末局情報および干渉基地局が使用する論理サブチャネルに基づいて、自基地局配下の端末局の使用可能な論理サブチャネルの情報（端末局使用可能サブチャネル情報）を生成する。
【００６５】
ステップＳ８では、端末局使用可能サブチャネル情報に基づいて、使用可能な端末局が多い論理サブチャネル（つまり、干渉の影響が少ない論理サブチャネル）から順番に割り当て先の端末局を決定する。このとき、端末局使用可能サブチャネル情報において全ての端末局が使用可能な論理サブチャネルを、どの干渉基地局も使用していない空きサブチャネルとして扱う。そして、空きサブチャネルと判断された論理サブチャネルから優先的に割当てる。
ステップＳ９では、端末局に割り当てていない論理サブチャネルであって、端末局に割り当てた最大番号の論理サブチャネルよりも番号の小さい論理サブチャネルを、擬似通信用リソースに割り当てる。
【００６６】
上述した実施形態によれば、ＯＦＤＭＡ方式の上りリンクのパーシャルユーセージオブサブチャネルゾーンにおいて、ＩＥＥＥ８０２．１６規格等に準拠したまま、セル間干渉の影響を低減することのできる無線フレームを構成することが可能になるという効果が得られる。
【００６７】
さらに、干渉基地局に対して干渉が少ない端末局には、該干渉基地局が使用している論理サブチャネルを割り当ててもよいようにしているので、セル間干渉の影響を低減すると共に周波数利用効率の向上を図ることが可能になる。
【００６８】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施形態に係る無線フレーム制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態に係る無線通信システムを説明するためのシステム構成例である。
【図３】同実施形態に係る配置情報の構成例である。
【図４】同実施形態に係る配置情報の構成例である。
【図５】同実施形態に係る与干渉端末局情報の構成例である。
【図６】同実施形態に係る端末局使用可能サブチャネル情報の構成例である。
【図７】干渉基地局の使用サブチャネルの例である。
【図８】本発明の一実施形態に係る無線フレーム制御処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】ＯＦＤＭＡ方式の上りリンクサブフレームの構成例を示す図である。
【図１０】従来の配置情報と上りリンクサブフレーム構成の関係を示す図である。
【図１１】従来の上りリンクサブフレームを説明する図である。
【図１２】従来の上りリンクサブフレームを説明する図である。
【符号の説明】
【００７０】
１０…無線リソース割当て部、１１…無線リソース割当て処理部、１２…通信データ量監視部、１３…端末局情報監視部、１４…干渉基地局使用サブチャネル情報データベース、１５…使用サブチャネル決定部、１６…並び替え実施部、２０…配置情報生成部、３０…擬似配置情報生成部
【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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