(57)【要約】【課題】基地局１０がマルチキャリア伝送方式に基づいて通信端末２０に制御信号を送る際に干渉を受けることを低減する。【解決手段】基地局１０は、マルチキャリア伝送方式に基づいて、データ信号と当該データ信号をデコードするための制御信号とを無線ゾーン内の各通信端末２０に送信するものである。基地局１０は、制御信号を、全ての通信端末２０に共通の共通制御信号と、各通信端末２０に固有の固有制御信号とに分割する分割部１２０と、周波数軸および時間軸で表される２次元のフレームにおける第１の領域に、共通制御信号を時間軸方向に沿って割当て、且つフレームの第２の領域に、データ信号および固有制御信号を割当てる割当て部１４０と、データ信号、共通制御信号および固有制御信号がそれぞれ割当てられたフレームを各通信端末２０に送信するデータ送信部１５０と、を備える。【選択図】図１
2009164769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア伝送方式に基づいて、データ信号と前記データ信号をデコードするための制御信号とを無線ゾーン内の各通信端末に送信する基地局であって、
前記制御信号を、前記無線ゾーン内の全ての通信端末に共通の共通制御信号と、前記無線ゾーン内の各通信端末に固有の固有制御信号とに分割する分割手段と、
周波数軸および時間軸で表される２次元のフレームにおける第１の領域に、前記分割手段が分割した前記共通制御信号を前記時間軸方向に沿って割当て、且つ前記フレームの第２の領域に、前記データ信号および前記分割手段が分割した前記固有制御信号を割当てる割当て手段と、
前記データ信号、前記共通制御信号および前記固有制御信号がそれぞれ割当てられた前記フレームを前記マルチキャリア伝送方式に基づいて前記無線ゾーン内の前記各通信端末に送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記制御信号は、自信号が割当てられているフレームと同一のフレームに割当てられているデータ信号を、該データ信号を受信した通信端末にデコードさせるための制御信号であることを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記制御信号は、自信号が割当てられているフレームに後続するフレームに割当てられているデータ信号を、該データ信号を受信した通信端末にデコードさせるための制御信号であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記割当て手段は、前記固有制御信号を前記時間軸方向に割当てることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の基地局。
【請求項５】
前記割当て手段が前記共通制御信号を前記時間軸方向に割当てる旨を表すフラグ情報を、前記共通制御信号と共に前記第１の領域に割当てられるヘッダ情報に記録するフラグ情報記録手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の基地局。
【請求項６】
前記フレームにおいて、前記第１の領域および前記第２の領域を区画する区画手段を更に備え、
前記割当て手段は、前記ヘッダ情報を割当てるための周波数範囲と前記共通制御信号を割当てるための周波数範囲とを等しくした状態で、前記共通制御信号を前記第１の領域内で前記時間軸方向に沿って割当てることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の基地局。
【請求項７】
マルチキャリア伝送方式に基づいて、データ信号と前記データ信号をデコードするための制御信号とを無線ゾーン内の各通信端末に送信する基地局における通信方法であって、
前記基地局の分割手段が、前記制御信号を、前記無線ゾーン内の全ての通信端末に共通の共通制御信号と、前記無線ゾーン内の各通信端末に固有の固有制御信号とに分割する分割ステップと、
前記基地局の割当て手段が、周波数軸および時間軸で表される２次元のフレームにおける第１の領域に、前記分割手段が分割した前記共通制御信号を前記時間軸方向に沿って割当て、且つ前記フレームの第２の領域に、前記データ信号および前記分割手段が分割した前記固有制御信号を割当てる割当てステップと、
前記基地局の送信手段が、前記データ信号、前記共通制御信号および前記固有制御信号がそれぞれ割当てられた前記フレームを前記マルチキャリア伝送方式に基づいて前記無線ゾーン内の前記各通信端末に送信する送信ステップと、
を備えることを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基地局および通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、IEEE802.16-2004及び802.16eに、直交周波数分割多重（OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing）や直交周波数分割多元接続（OFDMA，Orthogonal FrequencyDivision Multiple Access）技術が適用されている。IEEE802.16-2004及び802.16eは、IEEE（米国電気電子学会）で承認された固定無線通信の標準規格である（非特許文献１〜２を参照）。OFDMは、送信帯域を周波数軸で分割して、データを複数の低ビットレートの束として伝送する技術であって、いわゆるマルチキャリア伝送方式の一種である。また、OFDMAは、複数のユーザをOFDMによってアクセスできるようにする通信方式である。これらのマルチキャリア伝送方式は、シングルキャリア伝送方式と比較して、周波数選択性フェージングを抑制できるため、信号帯域が広くなった場合に有利な通信方式である。
【０００３】
図１１は、IEEE802.16-2004及び802.16eの標準規格の元で、基地局と通信端末との間で送受信される時分割複信（TDD，Time Division Duplex）モードのOFDMA無線フレームの一例をイメージしている。図１１に示すように、IEEE802.16e準拠のOFDMAの標準規格の元では、プリアンブル（Preamble）信号と、FCH（Frame Control Header：ヘッダ情報）やDL-MAP（またはUL-MAP）からなる制御信号と、下りデータ信号とが、周波数軸および時間軸で表現される２次元のDLサブフレームＦ_DLを単位として、基地局から通信端末に送信されている。一方、上りは、上り制御信号と上りデータ信号とが、周波数軸及び時間軸で表現される２次元のULサブフレームF_ULを単位として、通信端末から基地局に送信されている。
【非特許文献１】“IEEE Std 802.16-2004” The Institute ofElectrical and Electronics Engineers, 2004.
【非特許文献２】“IEEE Std 802.16e-2005” The Institute ofElectrical and Electronics Engineers, 2005.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図１１に示すように、IEEE802.16e準拠のOFDMAの標準規格の元では、基地局は、FCHやDL-MAPを含む制御信号をフレームＦ_DL内における周波数軸方向、つまりサブチャネル方向に割当てた状態で通信端末に送信している。一方、制御信号は、全ユーザに共通する制御信号と、各ユーザに固有の制御信号とをそれぞれ含むものであり、そのデータ量は、一つの基地局が使用可能な周波数範囲の全部（図１１ではfからf+(maxF-1)まで）を占有したり、更には周波数範囲の全部を占有した上で数シンボル（図１１ではt+1からt+2まで）にも及ぶぐらいの大きいデータ量となる。
【０００５】
制御信号が全周波数範囲を占有するということは、一の基地局が管轄の通信端末に制御信号を送信するために使用する周波数範囲と、上記一の基地局と隣接する他の基地局が管轄の通信端末に制御信号を送信するために使用する周波数範囲とが一致してしまうことである。これは、一の基地局が管轄の通信端末に制御信号を送信する際に、隣接する他の基地局による干渉を顕著に受けてしまう結果となる。一方、FCHやDL/UL-MAPを含む制御信号は、管轄の全ての通信端末にブロードキャストで送信されるものであり、各通信端末が基地局からのデータ信号（DL/UL Burst）をデコードするためには、この制御信号の受信が不可欠である。このため、基地局が制御信号を送信する際に干渉を受けることは、通信品質の維持の面において望ましいこととは言えない。
【０００６】
そこで、本発明は上記に鑑みてなされたもので、基地局がマルチキャリア伝送方式に基づいて通信端末に制御信号を送る際に干渉を受けることを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の基地局は、マルチキャリア伝送方式に基づいて、データ信号と前記データ信号をデコードするための制御信号とを無線ゾーン内の各通信端末に送信する基地局であって、前記制御信号を、前記無線ゾーン内の全ての通信端末に共通の共通制御信号と、前記無線ゾーン内の各通信端末に固有の固有制御信号とに分割する分割手段と、周波数軸および時間軸で表される２次元のフレームにおける第１の領域に、前記分割手段が分割した前記共通制御信号を前記時間軸方向に沿って割当て、且つ前記フレームの第２の領域に、前記データ信号および前記分割手段が分割した前記固有制御信号を割当てる割当て手段と、前記データ信号、前記共通制御信号および前記固有制御信号がそれぞれ割当てられた前記フレームを前記マルチキャリア伝送方式に基づいて前記無線ゾーン内の前記各通信端末に送信する送信手段と、備えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の通信方法は、マルチキャリア伝送方式に基づいて、データ信号と前記データ信号をデコードするための制御信号とを無線ゾーン内の各通信端末に送信する基地局における通信方法であって、前記基地局の分割手段が、前記制御信号を、前記無線ゾーン内の全ての通信端末に共通の共通制御信号と、前記無線ゾーン内の各通信端末に固有の固有制御信号とに分割する分割ステップと、前記基地局の割当て手段が、周波数軸および時間軸で表される２次元のフレームにおける第１の領域に、前記分割手段が分割した前記共通制御信号を前記時間軸方向に沿って割当て、且つ前記フレームの第２の領域に、前記データ信号および前記分割手段が分割した前記固有制御信号を割当てる割当てステップと、前記基地局の送信手段が、前記データ信号、前記共通制御信号および前記固有制御信号がそれぞれ割当てられた前記フレームを前記マルチキャリア伝送方式に基づいて前記無線ゾーン内の前記各通信端末に送信する送信ステップと、備えることを特徴とする。
【０００９】
このような本発明の基地局および通信方法によれば、データ信号をデコードするために不可欠な信号であり且つ基地局が形成する無線ゾーン内の全ての通信端末に共通の共通制御信号が、周波数軸および時間軸で表される２次元のフレームにおいて、周波数軸方向ではなく、時間軸方向に割当てられる。つまり、共通制御信号を送信するために占有する周波数範囲を狭くすることから、隣接する他の基地局との間でサブキャリアが重複する確率を低くし、その結果、当該隣接する他の基地局との間で干渉が生じることを低減することができる。
【００１０】
また、本発明において、前記制御信号は、自信号が割当てられているフレームと同一のフレームに割当てられているデータ信号を、該データ信号を受信した通信端末にデコードさせるための制御信号であってもよい。
【００１１】
この発明によれば、通信端末は、制御信号が割当てられたフレームと同じフレームに割当てられたデータ信号を当該制御信号に基づいてデコードすることができる。この場合には、データ信号と当該データ信号をデコードするための制御信号が同フレームにて受信されることから、データの受信とデコードとの間における時間遅延を低減することができる。
【００１２】
また、本発明において、前記制御信号は、自信号が割当てられているフレームに後続するフレームに割当てられているデータ信号を、該データ信号を受信した通信端末にデコードさせるための制御信号であってもよい。
【００１３】
この発明によれば、通信端末は、制御信号が割当てられたフレームに後続するフレームに割当てられたデータ信号を当該先行する制御信号に基づいてデコードすることができる。この場合には、データ信号をデコードするための制御信号を一旦バッファリングする必要がないため、処理が簡潔となる。
【００１４】
また、本発明において、前記割当て手段は、前記固有制御信号を前記時間軸方向に割当ててもよい。
【００１５】
この発明によれば、データ信号をデコードするために不可欠な信号であり且つ基地局が形成する無線ゾーン内の各通信端末に固有の固有制御信号が、周波数軸および時間軸で表される２次元のフレームにおいて、周波数軸方向ではなく、時間軸方向に割当てられる。つまり、固有制御信号を送信するために占有する周波数範囲を狭くすることから、隣接する他の基地局との間でサブキャリアが重複する確率を低くし、その結果、当該隣接する他の基地局との間で干渉が生じることを低減することができる。
【００１６】
また、本発明においては、前記割当て手段が前記共通制御信号を前記時間軸方向に割当てる旨を表すフラグ情報を、前記共通制御信号と共に前記第１の領域に割当てられるヘッダ情報に記録するフラグ情報記録手段を更に備えてもよい。
【００１７】
この発明によれば、通信端末は、ヘッダ情報に記録されたフラグ情報を参照することにより、共通制御信号が時間軸方向に割当てられている旨を確認することができる。
【００１８】
また、本発明においては、前記フレームにおいて、前記第１の領域および前記第２の領域を区画する区画手段を更に備え、前記割当て手段は、前記ヘッダ情報を割当てるための周波数範囲と前記共通制御信号を割当てるための周波数範囲とを等しくした状態で、前記共通制御信号を前記第１の領域内で前記時間軸方向に沿って割当ててもよい。
【００１９】
このように、ヘッダ情報の送信のために占有する周波数範囲と共通制御信号の送信のために占有する周波数範囲とが等しい場合には、第１の領域は長方形となり、区画手段が第１の領域を区画する際の処理が簡潔になる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、基地局がマルチキャリア伝送方式に基づいて通信端末に制御信号を送る際に干渉を受けることを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照して本発明にかかる基地局および通信方法の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
（通信システム１の全体構成）
まず、本発明の実施形態に係る基地局１０を含む通信システム１の全体の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、通信システム１の構成概要図である。図１に示すように、通信システム１には、基地局１０および通信端末２０が含まれている。図示はしないが、通信端末２０は基地局１０が形成する無線ゾーン（セル）に在圏している。基地局１０と通信端末２０との間はマルチキャリア伝送方式に基づく無線通信網３０で接続されており、互いに無線でデータの送受信が可能なように構成されている。なお、通信端末２０は、図示する通信端末２０Ａ、通信端末２０Ｂ、通信端末２０Ｃ、通信端末２０Ｄ、および図示しない他の通信端末の総称である。以下、通信システム１の各構成要素について詳細に説明する。
【００２３】
（通信端末）
通信端末２０は、マルチキャリア伝送方式の一種である、IEEE802.16e準拠のOFDMAを使用する通信端末である。図２は通信端末２０のハードウェア構成図である。図２に示すように、通信端末２０は、物理的には、ＣＰＵ２１、主記憶装置であるＲＯＭ２２及びＲＡＭ２３、操作ボタンなどの入力デバイス２４、ＬＣＤや有機ＥＬディスプレイなどの出力デバイス２５、基地局１０との間でデータの送受信を行う通信モジュール２６、メモリディバイス等の補助記憶装置２７を備えて構成される。後述する通信端末２０の各機能は、ＣＰＵ２１、ＲＯＭ２２、ＲＡＭ２３等のハードウェア上に所定のソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ２１の制御の元で入力デバイス２４、出力デバイス２５、通信モジュール２６を動作させると共に、主記憶装置２２，２３や補助記憶装置２７におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
【００２４】
（基地局）
基地局１０は、マルチキャリア伝送方式の一種である、IEEE802.16e準拠のOFDMAを使用して、自らが構成するセルに在圏する通信端末２０にデータの送信を行うものである。基地局１０は、プリアンブル（Preamble）信号と、FCH（Frame Control Header：ヘッダ情報）やDL-MAP（またはUL-MAP）からなる制御信号と、データ信号とを、周波数軸および時間軸で表現される２次元のフレームＦを単位として、通信端末２０に送信する。
【００２５】
図２は基地局１０のハードウェア構成図である。図２に示すように、基地局１０は、物理的には、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２及びＲＡＭ１３等の主記憶装置、キーボード及びマウス等の入力デバイス１４、ディスプレイ等の出力デバイス１５、通信端末２０との間でデータの送受信を行うためのネットワークカード等の通信モジュール１６、ハードディスク等の補助記憶装置１７などを含む通常のコンピュータシステムとして構成される。後述する基地局１０の各機能は、ＣＰＵ１１、ＲＯＭ１２、ＲＡＭ１３等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ１１の制御の元で入力デバイス１４、出力デバイス１５、通信モジュール１６を動作させると共に、主記憶装置１２，１３や補助記憶装置１７におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
【００２６】
図１に戻り、基地局１０は、機能的には、格納部１１０、分割部１２０（分割手段）、区画部１３０（区画手段）、割当て部１４０（割当て手段およびフラグ情報記録手段）、およびデータ送信部１５０（送信手段）を備えて構成される。以下、基地局１０の各構成要素について詳細に説明する。
【００２７】
格納部１１０は、基地局１０から通信端末２０に送信されるデータ、つまりプリアンブル信号、FCHやDL/UL-MAPからなる制御信号、およびデータ信号を格納するものである。プリアンブル信号は基地局１０と通信端末２０との間のデータ送受信のための同期信号である。FCHやDL/UL-MAPからなる制御信号はデータ信号をデコードするための情報を載せた信号である。
【００２８】
分割部１２０は、FCHやDL/UL-MAPからなる制御信号を、基地局１０が形成する無線ゾーン内の全ての通信端末２０に共通の共通制御信号と、上記無線ゾーン内の各通信端末２０に固有の固有制御信号とに分割または区分するものである。図３は、分割部１２０がDL/UL-MAPに含まれるInformation Element(IE)を共通制御信号と固有制御信号とに分割した一例を示す。図３に示すように、分割部１２０は、Ranging Region Allocation IE、Fast Feedback Allocation IE、HARQ ACK Region Allocation IE、Interference & Noise IE、およびSTC/DL Zone Switch IEを全ての通信端末２０に共通の共通制御信号として分割する。また、分割部１２０は、DL MIMO Basic IE、UL MIMO Basic IE、HARQ DL MAP IE、およびHARQ UL MAP IEを各通信端末２０に固有の固有制御信号として分割する。また、分割部１２０はFCHを共通制御信号として区分する。分割部１２０は、このように分割または区分した共通制御信号および固有制御信号を割当て部１４０に出力する。
【００２９】
図１に戻り、区画部１３０は、周波数軸および時間軸の２次元で表現されデータを通信端末２０に送信するためのDLサブフレームＦ1を、複数の領域として区画するものである。図４は、区画部１３０が区画したDLサブフレームＦ1の一例を示す。図４に示されるように、区画部１３０は、プリアンブル信号のための領域ZPを除いて、フレームＦを二つの領域Ｚ１，Ｚ２に区画している。区画部１３０が区画した第１の領域Ｚ１は、図４の（時間ｔ、周波数ｆ）座標として表現すると、座標が(1,0)である始点Z1_startから座標が(maxT,4)である終点Z1_endまでの、時間軸に沿って伸びる領域である。区画部１３０は、DL/UL-MAPに含まれる、全通信端末共通の共通制御信号サイズ、及びFCHで指定された共通制御信号の割当方向（周波数軸方向若しくは時間軸方向）を元に、第１の領域Ｚ１を区画する。例えば、区画部１３０は、共通制御信号を時間軸方向に割当てる場合、まず周波数軸方向にFCHを送信するために必要なサブチャネル数を割当てる。IEEE802.16e準拠のOFDMA方式の場合、FCHは4サブチャネル×2シンボルの領域を必要とするため、区画部130はf 〜f+3の4サブチャネルを第1の領域Z1に割当てる。次に、区画部１３０は、第1の領域Z1にFCH及び共通制御信号を格納するために必要な時間軸方向のシンボル数を、共通制御信号のサイズより求める。区画部１３０は、FCHのDL-MAP Length Fieldに、上記共通制御信号のサイズを記録する。又、区画部１３０は、共通制御信号が時間軸方向に配置される場合、第１の領域Z1のシンボル数をFCHに記録する。通信端末20は、FCH内の上記情報要素により、共通制御信号が格納された第1の領域Z1を特定できる。
【００３０】
区画部１３０が区画した第２の領域Ｚ２は、図４の（時間ｔ、周波数ｆ）座標として表現すると、座標が(1,4)である始点Z2_startから座標が(maxT,maxF)である終点Z2_endまでの領域である。区画部１３０は、第２の領域Ｚ２を区画するために、例えば、STC/Zone Switch IEに第２の領域Ｚ２の始点および大きさ（終点）を記録する。例えば、区画部１３０は、STC/Zone Switch IEにおけるOFDMA symbol offsetのフィールド(field)に1 symbolと記録し、Number of OFDMA symbolsのフィールドにmaxT symbolと記録する。また、区画部１３０は、STC/Zone Switch IEを拡張して、OFDMA sub-channel offsetのフィールドを新たに設けて4 Sub-channelと記録し、Number of OFDMA sub-channelsのフィールドを新たに設けて(maxF-3) Sub-channelと記録する。このことにより、第２の領域Ｚ２の始点および大きさ（終点）をSTC/Zone Switch IEに記録することができる。
【００３１】
図５は、区画部１３０が区画したDLサブフレームＦ1の他の一例を示す。図５に示されるように、区画部１３０は、プリアンブル信号のための領域ZPを除いて、フレームＦを三つの領域に区画している。区画部１３０が区画した第１の領域Ｚ１は、図５の（時間ｔ、周波数ｆ）座標として表現すると、座標が(1,0)である始点Z1_startから座標が(n,4)である終点Z1_endまでの、時間軸に沿って伸びる領域である。区画部１３０は、DL/UL-MAPに含まれる、全通信端末共通の共通制御信号サイズ、及びFCHで指定された共通制御信号の割当方向（周波数軸方向若しくは時間軸方向）を元に、第１の領域Ｚ１を区画する。例えば、区画部１３０は、共通制御信号を時間軸方向に割当てる場合、まず、周波数軸方向にFCHを送信するために必要なサブチャネル数を割当てる。IEEE802.16e準拠のOFDMA方式の場合、FCHは4サブチャネル×2シンボルの領域を必要とするため、区画部130はf 〜f+3の4サブチャネルを第1の領域Z1に割当てる。次に、区画部１３０は、第1の領域Z1にFCH及び共通制御信号を格納するために必要な時間軸方向のシンボル数を、共通制御信号のサイズより求める。区画部１３０は、FCHのDL-MAP Length Fieldに、上記共通制御信号のサイズを記録する。又、区画部１３０は、共通制御信号が時間軸方向に配置される場合、第１の領域Z1のシンボル数をFCHに記録する。通信端末20は、FCH内の上記情報要素により、共通制御信号が格納された第1の領域Z1を特定できる。
【００３２】
区画部１３０が区画した第２の領域Ｚ２は、図５の（時間ｔ、周波数ｆ）座標として表現すると、座標が(1,4)である始点Z2_startから座標が(n,maxF)である終点Z2_endまでの領域である。区画部１３０は、第２の領域Ｚ２を区画するために、例えば、STC/Zone Switch IEに第２の領域Ｚ２の始点および大きさ（終点）を記録する。例えば、区画部１３０は、STC/Zone Switch IEにおけるOFDMA symbol offsetのフィールドに1 Symbolと記録し、Number of OFDMA symbolsのフィールドにn Symbolと記録する。また、区画部１３０は、STC/Zone Switch IEを拡張して、OFDMA sub-channel offsetのフィールドを新たに設けて4 Sub-channelと記録し、Number of OFDMA sub-channelsのフィールドを新たに設けて(maxF-3) Sub-channelと記録する。このことにより、第２の領域Ｚ２の始点および大きさ（終点）をSTC/Zone Switch IEに記録することができる。
【００３３】
区画部１３０が区画した第３の領域Ｚ３は、図５の（時間ｔ、周波数ｆ）座標として表現すると、座標が(n,4)である始点Z3_startから座標が(maxT,maxF)である終点Z3_endまでの領域である。区画部１３０は、第３の領域Ｚ３を区画するために、例えば、STC/Zone Switch IEに第３の領域Ｚ３の始点および大きさ（終点）を記録する。例えば、区画部１３０は、STC/Zone Switch IEにおけるOFDMA symbol offsetのフィールドにn Symbolと記録し、Number of OFDMA symbolsのフィールドに(maxT-n) Symbolと記録する。また、区画部１３０は、STC/Zone Switch IEを拡張して、OFDMA sub-channel offsetのフィールドを新たに設けて0 Sub-channelと記録し、Number of OFDMA sub-channelsのフィールドを新たに設けて(maxF) Sub-channelと記録する。このことにより、第３の領域Ｚ３の始点および大きさ（終点）をSTC/Zone Switch IEに記録することができる。
【００３４】
図６は、区画部１３０が区画したDLサブフレームＦ1の更に他の一例を示す。図６に示されるように、区画部１３０は、プリアンブル信号のための領域ZPを除いて、フレームＦを三つの領域に区画している。区画部１３０が区画した第１の領域Ｚ１は、図６の（時間ｔ、周波数ｆ）座標として表現すると、座標が(1,0)である始点Z1_startから座標が(maxT,4)である終点Z1_endまでの、時間軸に沿って伸びる領域である。区画部１３０は、DL/UL-MAPに含まれる、全通信端末共通の共通制御信号サイズ、及びFCHで指定された共通制御信号の割当方向（周波数軸方向若しくは時間軸方向）を元に、第１の領域Ｚ１を区画する。例えば、区画部１３０は、共通制御信号を時間軸方向に割当てる場合、まず、周波数軸方向にFCHを送信するために必要なサブチャネル数を割当てる。IEEE802.16e準拠のOFDMA方式の場合、FCHは4サブチャネル×2シンボルの領域を必要とするため、区画部130はf 〜f+3の4サブチャネルを第1の領域Z1に割当てる。次に、区画部１３０は、第1の領域Z1にFCH及び共通制御信号を格納するために必要な時間軸方向のシンボル数を、共通制御信号のサイズより求める。区画部１３０は、FCHのDL-MAP Length Fieldに、上記共通制御信号のサイズを記録する。又、区画部１３０は、共通制御信号が時間軸方向に配置される場合、第１の領域Z1のシンボル数をFCHに記録する。通信端末20は、FCH内の上記情報要素により、共通制御信号が格納された第1の領域Z1を特定できる。
【００３５】
区画部１３０が区画した第２の領域Ｚ２は、図６の（時間ｔ、周波数ｆ）座標として表現すると、座標が(1,4)である始点Z2_startから座標が(n,maxF)である終点Z2_endまでの領域である。区画部１３０は、第２の領域Ｚ２を区画するために、例えば、STC/Zone Switch IEに第２の領域Ｚ２の始点および大きさ（終点）を記録する。例えば、区画部１３０は、STC/Zone Switch IEにおけるOFDMA symbol offsetのフィールドに1 Symbolと記録し、Number of OFDMA symbolsのフィールドに(n-1) Symbolと記録する。また、区画部１３０は、STC/Zone Switch IEを拡張して、OFDMA sub-channel offsetのフィールドを新たに設けて4 Sub-channelと記録し、Number of OFDMA sub-channelsのフィールドを新たに設けて(maxF-4) Sub-channelと記録する。このことにより、第２の領域Ｚ２の始点および大きさ（終点）をSTC/Zone Switch IEに記録することができる。
【００３６】
区画部１３０が区画した第３の領域Ｚ３は、図６の（時間ｔ、周波数ｆ）座標として表現すると、座標が(n,4)である始点Z3_startから座標が(maxT,maxF)である終点Z3_endまでの領域である。区画部１３０は、第３の領域Ｚ３を区画するために、例えば、STC/Zone Switch IEに第３の領域Ｚ３の始点および大きさ（終点）を記録する。例えば、区画部１３０は、STC/Zone Switch IEにおけるOFDMA symbol offsetのフィールドにn Symbolと記録し、Number of OFDMA symbolsのフィールドに(maxT-n) Symbolと記録する。また、区画部１３０は、STC/Zone Switch IEを拡張して、OFDMA sub-channel offsetのフィールドを新たに設けて4 Sub-channelと記録し、Number of OFDMA sub-channelsのフィールドを新たに設けて(maxF-4) Sub-channelと記録する。このことにより、第３の領域Ｚ３の始点および大きさ（終点）をSTC/Zone Switch IEに記録することができる。
【００３７】
以上、区画部１３０がDLサブフレームＦ1を複数の領域に区画することについて説明した。最後に、区画部１３０は、上記のように区画したDLサブフレームＦ1を特定する情報を割当て部１４０に出力する。なお、図示および説明は省略するが、区画部１３０は上記の一例以外にも例えば第４の領域や第５の領域を更に区画することができる。
【００３８】
図１に戻り、割当て部１４０は、区画部１３０により複数の領域に区画されたDLサブフレームＦ1に、分割部１２０より入力した共通制御信号および固有制御信号をそれぞれ割当てるものである。割当て部１４０は、DLサブフレームＦ1における第１の領域Z1に共通制御信号を時間軸方向に割当て、且つDLサブフレームＦ1における第２の領域Z2以降の領域（第３の領域Z3等）に固有制御信号を時間軸方向または周波数軸方向に割当てる。また、割当て部１４０は、データ信号を格納部１１０より読出し、DLサブフレームＦ1における第２の領域Z2以降の領域に当該読み出したデータ信号を割当てる。
【００３９】
図７および図８は、区画部１３０により前述の図４のように区画されたDLサブフレームＦ1に、割当て部１４０が共通制御信号および固有制御信号をそれぞれ割当てた一例を示す。図７および図８に示すように、割当て部１４０は、プリアンブル信号のための領域ZPにプリアンブル信号を割当てる。また、割当て部１４０は、FCHを第１の領域Z1に割当てる。また、割当て部１４０は、DL/UL-MAPに含まれるIEのうちで共通制御信号として分割されたIE（図３を参照）を第１の領域Z1で時間軸方向に伸びるように割当てる。このとき、割当て部１４０は、FCHを割当てる周波数範囲と共通制御信号を割当てる周波数範囲とを等しくした状態で、共通制御信号が第１の領域Z1で時間軸方向に伸びるように割当てる。図７および図８においては、FCHのために占有する周波数範囲と、共通制御信号のために占有する周波数範囲とが、fからf+3までの範囲で一致している。
【００４０】
また、割当て部１４０は、共通制御信号を第１の領域Z1で時間軸方向に伸びるように割当てる旨を表すフラグ情報をFCHに記録する。FCHにはReserved bitが1bit設けられており、割当て部１４０は、このReserved bitに例えば１と記録することにより、共通制御信号を第１の領域Z1で時間軸方向に割当てる旨を記録することができる。共通制御信号を時間軸方向に割当てる場合、割当て部１４０は、第１の領域Z1のシンボル数をFCHに記録する。FCHは、ペイロードの末尾に4bitのReserved bitが設けられており、割当部１４０は、このペイロード末尾のReservedbitに第1の領域Z1のシンボル数を記録することができる。一方、割当て部１４０はFCHやDL/UL-MAPを含む制御信号を従来のように周波数軸方向に割当てることも可能であり（図１１を参照）、この場合には割当て部１４０がFCHの1bitのReserved bitに例えば０と記録することにより、制御信号を第１の領域Z1でIEEE802.16e準拠のOFDMA無線フレームの規格通りに周波数軸方向に割当てる旨を記録することができる。
【００４１】
また、割当て部１４０は、データ信号、およびDL/UL-MAPに含まれるIEのうち固有制御信号として分割されたIE（図３を参照）を第２の領域Z2に時間軸方向または周波数軸方向に割当てる。図７では、割当て部１４０が固有制御信号を第２の領域Z2で周波数軸方向に割当てた一例が示されている。また、図８では、割当て部１４０が固有制御信号を第２の領域Z2で時間軸方向に割当てた一例が示されている。
【００４２】
図９は、割当て部１４０が共通制御信号、固有制御信号、データ信号等を複数のフレームに渡って割当てた様子をイメージしている。図９において、各固有制御信号は、自信号が割当てられているフレームと同一のフレームに割当てられているデータ信号、または自信号が割当てられているフレームに後続するフレームに割当てられているデータ信号を、該データ信号を受信した通信端末２０にデコードさせるための制御信号である。つまり、図９において、固有制御信号Ａは、自信号が割当てられているDLサブフレームＦ１と同一のDLサブフレームＦ１に割当てられているデータ信号ＡをユーザＡの使用する通信端末２０Ａにデコードさせるための制御信号である。固有制御信号Ｂも同様に、自信号が割当てられているDLサブフレームＦ１と同一のDLサブフレームＦ１に割当てられているデータ信号ＢをユーザＢの使用する通信端末２０Ｂにデコードさせるための制御信号である。一方、固有制御信号Ｃは、自信号が割当てられているDLサブフレームＦ１に後続するDLサブフレームＦ２に割当てられているデータ信号ＣをユーザＣの使用する通信端末２０Ｃにデコードさせるための制御信号である。固有制御信号Ｄも同様に、自信号が割当てられているDLサブフレームＦ１に後続するDLサブフレームＦ２に割当てられているデータ信号ＤをユーザＤの使用する通信端末２０Ｄにデコードさせるための制御信号である。図９では、この関係が矢印で表現されている。なお、データ信号Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、それぞれ、ユーザＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのデータ信号(DL Burst等)である。
【００４３】
割当て部１４０は、下りBurst情報を含むIEに例えばAllocation start timeというフィールドを新たに設けることにより、各固有制御信号がどのフレームに割当てられているデータ信号をデコードするためのものであるかを記録することができる。下りBurst情報を含むIEは、例えばDL-MAP IE、DL MIMO IE、HARQ DL MAP IE等がある。それぞれのIEには、OFDMA symbol offset、Number of OFDMA symbols、Sub-channel offset、Number of Sub-channels等のフィールドが既に含まれており、ここにAllocationstart timeというフィールドを新たに設ける。新たに設けたAllocation start timeフィールドには、例えば０と記録することにより、固有制御信号が自信号と同一のDLサブフレームに割当てられているデータ信号をデコードするためのものであることを表すことができる（図９においては固有制御信号Ａや固有制御信号Ｂの場合）。また、Allocation start timeフィールドに例えば１と記録することにより、固有制御信号が１フレーム後続のDLサブフレームに割当てられているデータ信号をデコードするためのものであることを表すことができる（図９においては固有制御信号Ｃや固有制御信号Ｄの場合）。
【００４４】
以上、図７および図８を参照しながら、割当て部１４０が、前述の図４のように区画されたDLサブフレームＦ1に、共通制御信号、固有制御信号等を割当てた一例を説明した。図示および説明は省略するが、同様に、割当て部１４０は、前述の図５や図６のように区画されたDLサブフレームＦ1に、共通制御信号、固有制御信号等を割当ることができる。
【００４５】
ここで、第１の領域Z1でのサブチャネル割当て方式としてはPUSC (Partial Usage of Sub-Channels)のみが用いられるが、第２の領域Z2以降の領域（第３の領域Z3等）でのサブチャネル割当て方式としてはPUSC以外にも、FUSC (Full Usage of Sub-Channels)やBand AMC等が用いられる。ただし、異なるサブチャネル割当て方式を同じ時間軸上で共存させることは困難である。このため、例えば図４および図６のように区画されたDLサブフレームＦ1では、第２の領域Z2および第３の領域Z3でのサブチャネル割当て方式は、基本的には、第１の領域Z1でのサブチャネル割当て方式とあわせて、PUSCのみが用いられる。一方、例えば図５のように区画されたDLサブフレームＦ１では、第２の領域Z2でのサブチャネル割当て方式は第１の領域Z1でのサブチャネル割当て方式とあわせてPUSCのみが用いられるが、第３の領域Z3でのサブチャネル割当て方式としてはPUSCに限らずFUSCやBand AMC等を用いることができる。
【００４６】
ここで、同じ時間軸上でPUSCとFUSCとを共存させる場合、つまり、図４および図５において第１の領域Z1でPUSCを用い第２の領域Z2ではFUSCを用いる場合や、図６において第１の領域Z1でPUSCを用い第２の領域Z2または第３の領域Z3ではFUSCを用いる場合には、第１の領域Z1で用いなかったことにより物理的には歯抜けの状態になっているサブキャリアを連続的に並んでいるものとして仮定した上で、FUSCを用いて割当てを行うことができる。これは、第１の領域Z1に割当てる共通制御信号が固定サイズのものであるときに、特に有用である。共通制御信号が固定サイズであるときには、第１の領域Z1でPUSCにてどれぐらいのサブキャリアが用いられるかが予め計算できるため、第２の領域Z2以降でFUSCにて使用可能なサブキャリアを確実に把握できるからである。なお、割当て部１４０は、第２の領域Z2以降で採用するサブチャネル割当て方式を特定する情報を第１の領域Z1に割当てる共通制御信号に記録しておいてもよい。
【００４７】
以上、割当て部１４０がプリアンブル信号、FCH、共通制御信号、固有制御信号、およびデータ信号をDLサブフレームＦ1にそれぞれ割当てることについて説明した。最後に、割当て部１４０は、それぞれの信号が割当てられたDLサブフレームＦ1をデータ送信部１５０に出力する。
【００４８】
データ送信部１５０は、プリアンブル信号、FCH、共通制御信号、固有制御信号、およびデータ信号がそれぞれ割当てられたDLサブフレームＦ1を割当て部１４０より入力してOFDMA用の無線信号に変換した後に、当該変換後の信号を基地局１０が形成する無線ゾーン内の各通信端末２０に送信するものである。
【００４９】
（通信システム１の動作）
続いて、通信システム１により行われる動作について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、通信システム１の動作を示すフローチャートである。
【００５０】
最初に、分割部１２０が、FCHやDL/UL-MAPからなる制御信号を、基地局１０が形成する無線ゾーン内の全ての通信端末２０に共通の共通制御信号と、上記無線ゾーン内の各通信端末２０に固有の固有制御信号とに分割または区分する。分割部１２０は、当該分割または区分した共通制御信号および固有制御信号を割当て部１４０に出力する（ステップＳ１、分割ステップ）。
【００５１】
次に、区画部１３０が、周波数軸および時間軸の２次元で表現され、データを通信端末２０に送信するためのDLサブフレームＦ1を複数の領域として区画する。区画部１３０は、当該区画したDLサブフレームＦ1を特定する情報を割当て部１４０に出力する（ステップＳ２）。
【００５２】
次に、割当て部１４０が、区画部１３０により複数の領域に区画されたDLサブフレームＦ1に、分割部１２０より入力した共通制御信号および固有制御信号をそれぞれ割当てる。割当て部１４０は、DLサブフレームＦ1における第１の領域Z1に共通制御信号を時間軸方向に割当て、且つDLサブフレームＦ1における第２の領域Z2以降の領域（第３の領域Z3等）に固有制御信号を時間軸方向または周波数軸方向に割当てる。また、プリアンブル信号およびデータ信号をDLサブフレームＦ1にそれぞれ割当てる。そして、割当て部１４０は、それぞれの信号が割当てられたDLサブフレームＦ1をデータ送信部１５０に出力する（ステップＳ３、割当てステップ）。
【００５３】
次に、データ送信部１５０が、プリアンブル信号、FCH、共通制御信号、固有制御信号、およびデータ信号がそれぞれ割当てられたDLサブフレームＦ1を割当て部１４０より入力してOFDMA用の無線信号に変換した後に、当該変換後の信号を基地局１０が形成する無線ゾーン内の各通信端末２０に送信する（ステップＳ４、送信ステップ）。
【００５４】
続いて、本実施形態にかかる通信システム１の作用及び効果について説明する。本実施形態の通信システム１によれば、データ信号をデコードするために不可欠な信号であり且つ基地局１０が形成する無線ゾーン内の全ての通信端末２０に共通の共通制御信号が、周波数軸および時間軸で表される２次元のフレームにおいて、周波数軸方向ではなく、時間軸方向に割当てられる。つまり、共通制御信号を送信するために占有する周波数範囲を狭くすることから、隣接する他の基地局との間でサブキャリアが重複する確率を低くし、その結果、当該隣接する他の基地局との間で干渉が生じることを低減することができる。
【００５５】
また、本実施形態によれば、通信端末２０は、制御信号が割当てられたDLサブフレームと同じDLサブフレームに割当てられたデータ信号を当該制御信号に基づいてデコードすることができる（例えば図９における固有制御信号Ａとデータ信号Ａ）。この場合には、データ信号と当該データ信号をデコードするための制御信号が同フレームにて受信されることから、データの受信とデコードとの間における時間遅延を低減することができる。
【００５６】
また、本実施形態によれば、通信端末２０は、制御信号が割当てられたDLサブフレームに後続するDLサブフレームに割当てられたデータ信号を当該先行する制御信号に基づいてデコードすることができる（例えば図９における固有制御信号Ｃとデータ信号Ｃ）。この場合には、データ信号をデコードするための制御信号を一旦バッファリングする必要がないため、処理が簡潔となる。
【００５７】
また、本実施形態においては、データ信号をデコードするために不可欠な信号であり且つ基地局１０が形成する無線ゾーン内の各通信端末２０に固有の固有制御信号が、周波数軸および時間軸で表される２次元のフレームにおいて、周波数軸方向ではなく、時間軸方向に割当てられる。つまり、固有制御信号を送信するために占有する周波数範囲を狭くすることから、隣接する他の基地局との間でサブキャリアが重複する確率を低くし、その結果、当該隣接する他の基地局との間で干渉が生じることを低減することができる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、通信端末２０は、FCHに記録されたフラグ情報を参照することにより、共通制御信号がDLサブフレームにて時間軸方向に割当てられているか、または周波数軸に割当てられているかを確認することができる。
【００５９】
また、FCHの送信のために占有する周波数範囲と共通制御信号の送信のために占有する周波数範囲とが等しい場合には、第１の領域Ｚ１は長方形となり、区画部１３０が第１の領域Ｚ１を区画する際の処理が簡潔になる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】通信システム１の構成概要図である。
【図２】基地局１０および通信端末２０のハードウェア構成図である。
【図３】制御信号が共通制御信号と固有制御信号とに分割された一例を示す図である。
【図４】複数の領域に区画されたフレームＦの一例を示す図である。
【図５】複数の領域に区画されたフレームＦの他の一例を示す図である。
【図６】複数の領域に区画されたフレームＦの他の一例を示す図である。
【図７】図４のように区画されたフレームＦに、各信号が割当てられた一例を示す図である。
【図８】図４のように区画されたフレームＦに、各信号が割当てられた他の一例を示す図である。
【図９】制御信号と、データ信号とが複数のフレームに渡って割当てられた様子をイメージする図である。
【図１０】通信システム１の動作を示すフローチャートである。
【図１１】IEEE802.16e準拠のOFDMAの標準規格の元で、基地局と通信端末との間で送受信されるTDDモード無線フレームの一例をイメージしている。
【符号の説明】
【００６１】
１…通信システム、１０…基地局、１１０…格納部、１２０…分割部、１３０…区画部、１４０…割当て部、１５０…データ送信部、２０（２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ）…通信端末、３０…無線通信網。
【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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