(57)【要約】【課題】簡易なアルゴリズムで上り周波数の衝突を避けることのできる周波数受信方法を提供する。【解決手段】基地局において、受信ＯＫであった移動局の周波数のリストおよび受信ＮＧであり周波数を変更して再送を行う移動局の周波数のリストを作成し（ステップ１０００）、受信ＮＧリストの周波数のそれぞれについて（ステップ１００２，１０１４，１０１６）、システム共通のシフト量Δｆを加算したときに（ステップ１００４）、受信ＯＫリストの周波数のいずれかと一致すれば（ステップ１００６，１００８，１０１０，１０１２）さらにΔｆを加算する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時間帯および周波数の異なる組み合わせで複数の移動局が基地局へ送信する移動通信システムにおいて移動局の送信周波数を決定する方法であって、
基地局において、各時間帯について、周波数を変更しない第１の移動局と周波数を変更する第２の移動局を識別し、
基地局において、第２の移動局の各々について、第１の移動局および他の第２の移動局のいずれとも一致しない周波数を決定し、
基地局から第２の移動局へ決定された周波数を通知することを含む方法。
【請求項２】
前記第２の移動局の周波数を決定することは、
（ａ）第２の移動局の１つについて、システムに共通のステップ幅で周波数を変更したとき、第１の移動局の周波数のいずれかと一致するかを判定し、
（ｂ）第１の移動局のいずれとも一致しない周波数が見出されるまで（ａ）の処理を繰り返し、
（ｃ）第２の移動局のすべてについて（ａ）および（ｂ）の処理を繰り返すことによって、第１の移動局および他の第２の移動局のいずれとも一致しない周波数を決定することを含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第２の移動局への通知において、（ａ）の処理を２回以上実行した第２の移動局のみへ変更後の周波数が通知される請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記複数の移動局の少なくとも一部は複数の周波数帯域を用いて送信するものであり、前記第２の移動局の周波数の決定において、該複数の周波数帯域のそれぞれについて独立に周波数が決定される請求項１〜３のいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
時間帯および周波数の異なる組み合わせで複数の移動局が基地局へ送信する移動通信システムにおける基地局であって、
各時間帯について、周波数を変更しない第１の移動局と周波数を変更する第２の移動局を識別する手段と、
第２の移動局の各々について、第１の移動局および他の第２の移動局のいずれとも一致しない周波数を決定する手段と、
移動局へ決定された周波数を通知する手段と、
を含む基地局。
【請求項６】
前記周波数決定手段は、
（ａ）第２の移動局の１つについて、システムに共通のステップ幅で周波数を変更したとき、第１の移動局の周波数のいずれかと一致するかを判定し、
（ｂ）第１の移動局のいずれとも一致しない周波数が見出されるまで（ａ）の処理を繰り返し、
（ｃ）第２の移動局のすべてについて（ａ）および（ｂ）の処理を繰り返すことによって、第１の移動局および他の第２の移動局のいずれとも一致しない周波数を決定する請求項５記載の基地局。
【請求項７】
前記第２の移動局への通知において、（ａ）の処理を２回以上実行した第２の移動局のみへ変更後の周波数が通知される請求項６記載の基地局。
【請求項８】
前記複数の移動局の少なくとも一部は複数の周波数帯域を用いて送信するものであり、前記周波数決定手段は、該複数の周波数帯域のそれぞれについて独立に周波数を決定する請求項５〜７のいずれか１項記載の基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件は、各移動局が時間帯（タイムスロット）および周波数の互いに異なる組み合わせで基地局へ送信する移動通信システムにおいて移動局の周波数を変更する方法および基地局に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話等の移動通信システムにおいて、有限である周波数の需要が高まっており、その有効利用が求められている。そのため、アップリンク通信において、複数の移動局が周波数分割と時分割の組み合わせで周波数帯域を使用したり、移動局が使用する周波数帯域を変更しながら有効に周波数を使用している。
【０００３】
複数の移動局が同一の時間帯（タイムスロット）で同一の周波数を使用すると基地局が正常に電波を受信できなくなるため、移動局が使用する周波数は、通常、基地局側で管理され、「移動局ＩＤ」、「移動局が使用してもよい無線リソースの情報（周波数帯域、時間帯）」、「変調方式」などの情報（ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ  ｇｒａｎｔ）を移動局に通知することで、周波数の共用を実現している。
【０００４】
移動局の位置移動に伴う無線伝播環境の変化によって、通信状態は変化するため、ある特定の周波数帯域のみで通信していた場合、その周波数帯域の通信状態が悪くなると伝送効率が低下する。そのため、使用する周波数帯域を変更しながら使用することが行なわれている。
【０００５】
移動局からの上りデータが基地局で正常に受信できなかった場合、基地局からの再送制御（ＨＡＲＱ：Ｈｙｂｒｉｄ  ＡＲＱ）により移動局からの再送が行われる。この再送時の伝送方式は、通常、前回送信時と異なる伝送条件で送信することが望ましいため、変調方式や周波数帯域を変更して再送が行われる。再送方式としては、初回送信時に、移動局と基地局で決められたルールにのっとってあらかじめ再送方式を決めておくＮｏｎ−  ａｄａｐｔｉｖｅ方式がある。これは例えば、「初回は周波数帯域Ａを使用したら、次回の再送は周波数帯域Ｂ（＝周波数帯域Ａから決まった量でシフトした周波数）を使って送信する」といった方法である。
【０００６】
しかしながら、Ｎｏｎ−ａｄａｐｔｉｖｅ  ＨＡＲＱ方式の場合、図１に示すように、再送時の周波数変更を許可している（もしくはサポートしている）移動局１と、再送時にも同一の周波数帯域で送信する移動局（もしくは通信状態が良好であるので同じ周波数帯域を引き続き使用する移動局）２があった場合、移動局１と移動局２で使用する周波数帯域が重なってしまう。
【０００７】
また、図２に示すように、移動局１が初回送信を行ったときには送信を始めていなかったが、その後、移動局２が送信を始めるケースが考えられる。この場合、基地局と移動局１では既に再送時の周波数変更量が取り決められた後のため、移動局１で再送が発生した場合に移動局１と移動局２で使用する周波数帯域が重なってしまう。
【０００８】
また、多数の移動局を収容した状態においては、すなわち周波数の使用率が高くなった状態では、変更先の周波数の決定が困難になるため処理ロジックが複雑になる。また、変更先の周波数確保のため予備の周波数帯域を設けるなど周波数の利用効率が低下してしまう。
【０００９】
【特許文献１】特開２００６−３３４８０号公報
【特許文献２】特開平１１−３５５２４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本件の目的は、このような、再送時の周波数変更により周波数帯域が重なる場合の回避方法を提供することにある。本件の他の目的は、簡易なアルゴリズムで変更後の周波数を決定する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この目的は、時間帯および周波数の異なる組み合わせで複数の移動局が基地局へ送信する移動通信システムにおいて移動局の送信周波数を決定する方法であって、基地局において、各時間帯について、周波数を変更しない第１の移動局と周波数を変更する第２の移動局を識別し、基地局において、第２の移動局の各々について、第１の移動局および他の第２の移動局のいずれとも一致しない周波数を決定し、基地局から第２の移動局の決定された周波数を通知することを含む方法により達成される。
【００１２】
前記第２の移動局の周波数を決定する方法は、例えば、
（ａ）第２の移動局の１つについて、システムに共通のステップ幅で周波数を変更したとき、第１の移動局の周波数のいずれかと一致するかを判定し、
（ｂ）第１の移動局のいずれとも一致しない周波数が見出されるまで（ａ）の処理を繰り返し、
（ｃ）第２の移動局のすべてについて（ａ）および（ｂ）の処理を繰り返すことによって、第１の移動局および他の第２の移動局のいずれとも一致しない周波数を決定することを含む。
【発明の効果】
【００１３】
基地局において、第１の移動局および他の第２の移動局のいずれとも一致しない周波数を決定して第２の移動局へ通知することにより、周波数帯域の重なりを回避することができる。
【００１４】
さらに、システムに共通のステップ幅で第２の移動局の周波数を変更することにより、周波数を変更しない第１の移動局との衝突をチェックするのみで、周波数を変更する他の第２の移動局とも衝突しない周波数を見出すことができ、簡易なアルゴリズムで変更後の周波数を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
一実施形態に係る移動通信システムにおける、基地局と移動局の間の通信の一例を図３に示す。図３の（ａ）欄は各移動局（移動局１および移動局２）が送信に使用するタイムスロットと周波数帯域を示す。（ａ）欄の横軸は時間である。送信（再送）周期は８ｍｓｅｃであり、その８ｍｓｅｃの区間が１ｍｓｅｃ幅の８つのタイムスロットに分割されている。横軸の０〜４３の数字は各タイムスロットに付された番号である。縦軸は周波数であり、０〜２５の番号が付された２６個の周波数帯域が示されている。（ｂ）欄は基地局と移動局１，２の間の通信のシーケンスを示す。（ｂ）欄の横軸は（ａ）欄の横軸に対応している。
【００１６】
図３において、まず、基地局が移動局１から図示しない制御チャネルを経て上りデータの送信要求を受け付けたら、基地局から上りデータ送信に使用する「使用周波数帯域（図では５番目の周波数帯域）」を移動局１へ通知する（図３（ｂ）のステップ（１））。
【００１７】
移動局１は、図３（ａ）の８番目のタイムスロットにおいて、基地局から通知された周波数帯域（図では５番目の周波数帯域）で上りデータを送信（初回）する（図３（ｂ）のステップ（２））。
【００１８】
基地局で正常に上りデータが受信できなかったら、移動局１に対して再送要求を通知する（図３（ｂ）のステップ（３）’）。また、別の移動局２からも送信要求の通知を受けたので、移動局２が上りデータ送信に使用する「使用周波数帯域（図では１５番目の周波数帯域）」を移動局２へ通知する（図３（ｂ）のステップ（３））。この時、移動局１は移動局２が１５番目の周波数帯域の使用を始めることを認知していない。
【００１９】
移動局１は再送要求を受けたら、１６番目のタイムスロットにおいてシステムに共通のシフト量（図３の例では５）でシフトさせた周波数帯域（１０番目の周波数帯域）を使って、基地局へデータを再度送信する（図３（ｂ）のステップ（４））。また、移動局２は１５番目の周波数帯域を使って、基地局へデータを送信する（図３（ｂ）のステップ（４）’）。
【００２０】
基地局で、移動局１からの再送データが再度正常に受信できず、かつ、移動局２からの送信データは正常に受信できた場合、移動局１に対して再度、再送要求を通知することになる。移動局２は正常に受信できたので、移動局２は次の送信も１５番目の周波数帯域を使うことになる。そのため、移動局１が上記システム共通のシフト量で周波数をシフトすることで１５番目の周波数帯域を移動局１と移動局２で使うことになってしまう。基地局ではそれを検出して、移動局１に再送要求を通知する際に、その制御データの中に「追加シフト数（この例では１）」を含めて通知する（図３（ｂ）のステップ（５）’）。移動局２へは正常に受信できた事を通知する（図３（ｂ）のステップ（５））。
【００２１】
移動局１は、２４番目のタイムスロットにおいて、本来は１５番目の周波数帯域を使用するのだが、基地局から「追加シフト数（この例では１）」が通知されているので、更に１回シフトし、２０番目の周波数帯域を使用して、再送を行う（図３（ｂ）のステップ（６））。移動局２は前回送信と同一の１５番目の周波数帯域を使って送信を行う（図３（ｂ）のステップ（６）’）。
【００２２】
その後、基地局において、移動局１からも移動局２からも正常にデータを受信した場合には、移動局１，２へ正常に受信できた事を通知する（図３（ｂ）のステップ（７）（７）’）。
【００２３】
図４は基地局における上り周波数決定処理の一例を示すフローチャートである。この処理は、タイムスロット毎に実行される。まず、前回のタイムスロットにおいて上りデータを送信した全ての移動局からの受信が正常に行えたか判断し、受信ＯＫであったＭ1個の移動局の周波数のリストｆ1（０），ｆ1（１），・・・ｆ1（Ｍ1−１）および受信ＮＧで再送を要求するＭ2個の移動局の周波数のリストｆ2（０），ｆ2（１）・・・ｆ2（Ｍ2−１）を作成する（ステップ１０００）。なお、受信ＯＫの移動局のリストには受信ＮＧの場合にも周波数を変更しないで常に同じ周波数で送信する移動局が含まれる。
【００２４】
次に受信ＮＧの移動局をポイントするパラメータｊを０に初期化して、受信ＮＧの移動局ごとの処理を開始する（ステップ１００２）。受信ＮＧの移動局ごとの処理においては、まず、処理対象の移動局ｊの周波数ｆ2（ｊ）にシステム共通の周波数シフト量Δｆを加算して（ステップ１００４）仮の周波数を決定し、これが受信ＯＫの移動局の周波数と衝突するかを判定する。具体的には、受信ＯＫの移動局をポイントするパラメータｉを０に初期化し（ステップ１００６）、ｆ2（ｊ）がｆ1（ｉ）に等しいか否かを判定する（ステップ１００８）。両者が等しくない時はパラメータｉを更新し（ステップ１０１０）、ｉがＭ1未満である間（ステップ１０１２）、ステップ１００８，１０１０の処理を繰り返す。
【００２５】
ステップ１００８において、受信ＮＧの移動局ｊについて仮に決定された周波数ｆ2（ｊ）が受信ＯＫの移動局ｉの周波数ｆ1（ｉ）と衝突することが検出されたら、ステップ１００４に戻ってさらにΔｆを加算して再度受信ＯＫの移動局との衝突の有無を判定する。
【００２６】
ステップ１０１２において、パラメータｉが受信ＯＫの移動局の個数Ｍ1に達したら、すなわち、受信ＮＧの移動局ｊについて仮に決定された周波数ｆ2（ｊ）が受信ＯＫのＭ1個の移動局の周波数ｆ1（０），ｆ1（０）・・・ｆ1（Ｍ1−１）のいずれとも一致しないことが判定されたら、移動局ｊについての処理は終了し、パラメータｊを更新して（ステップ１０１４）、パラメータｊが受信ＮＧの移動局の個数Ｍ2に達するまで（ステップ１０１６）ステップ１００４〜ステップ１０１４の処理を繰り返す。
【００２７】
以上の処理において、受信ＮＧの移動局ｊの仮の周波数ｆ2（ｊ）を決定する際に、システム共通の周波数シフト量Δｆを加算しているので、受信ＮＧの変更後の周波数どうしが衝突することはない。従って衝突判定の対象は受信ＯＫの移動局の周波数のみで良くて処理が簡略化される。また、再送時には原則Δｆシフトすることを予め決めておけば、Δｆのシフトを２回以上行う移動局のみへシフト数（または前述したような追加のシフト数）を通知すれば良い。
【００２８】
この様な処理は、例えば、基地局のソフトウェアにより実現することができる。
【００２９】
移動局が複数の周波数帯域を使用して送信する場合、ステップ１０００において、各移動局（受信ＯＫの移動局および受信ＮＧの移動局）が使用する周波数帯域のすべてが受信ＯＫリストまたは受信ＮＧリストに登録され、各周波数帯域のそれぞれについて独立に図４に示したアルゴリズムが適用されて送信周波数が決定される。その場合の、送信周波数の変化の一例を図５に示す。図５において、タイムスロット０，８，１６，２４，３２および４０における各周波数帯域のセル内に書かれた数字は周波数帯域に付された番号である。タイムスロット０において周波数帯域７〜１４は移動局１が使用し、周波数帯域１８〜２５は移動局２が使用している。斜線が施された周波数帯域１５〜１７，２６〜２９および３３〜３４は再送時にも周波数を変更しない移動局または通信状態が良好で同じ周波数帯域を連続して使用する移動局により占有されている周波数帯域である。
【００３０】
移動局１，２の再送が連続して発生するとすれば、移動局１が使用する周波数帯域は実線の矢印で示すように変化し、移動局２が使用する周波数帯域は破線の矢印で示すように変化する。タイムスロット０においては各移動局には連続した周波数帯域が割り当てられているが、再送による周波数の変更が繰り返し行われることで分散される。このように、周波数変更の繰り返しにより移動局で使用される周波数が分散されることになる。しかしながら、多数の移動局が収容される基地局においては、移動局単位で連続的な周波数帯域を割り当てることは本来困難であり、もし連続した周波数帯域を割り当てる場合は、分割損を考慮した予備領域が必要となるため、周波数の使用効率も低下する。
【００３１】
図５の例では、移動局内で使用される周波数帯域は分散されることになるが、全ての周波数を無駄なく使用することができ、余分な周波数帯域は不要である。
【００３２】
なお、図４のステップ１００４において、システム共通のシフト量を使用して仮の周波数を決める代わりに、比較的状態の良い周波数帯域を選択する構成も可能である。この場合に、変更後の周波数どうしが衝突する可能性があるので、ステップ１００８〜１０１２のループにおいて、受信ＯＫの移動局の周波数ｆ1（０），ｆ1（１），・・・ｆ1（Ｍ1−１）だけでなく、決定済の受信ＮＧの移動局の周波数ｆ2（０），ｆ2（１）・・・ｆ2（ｊ−１）を対象として衝突判定を行う。またこの場合には、受信ＮＧのすべての移動局に変更後の周波数（またはその番号）を通知しなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来のＮｏｎ−ａｄａｐｔｉｖｅ  ＨＡＲＱ方式の問題点を説明する図である。
【図２】従来のＮｏｎ−ａｄａｐｔｉｖｅ  ＨＡＲＱ方式の問題点を説明する図である。
【図３】一実施形態に係る移動通信システムにおける基地局と移動局の通信の一例を示す図である。
【図４】基地局における上り周波数決定処理の一例のフローチャートである。
【図５】移動局が複数の周波数帯域を使用する場合の移動局の送信周波数の変化の一例を示す図である。
【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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