(57)【要約】【課題】  周波数効率の高い無線データ通信を実現すると共に、セル内に存在するすべての移動局装置に対し、伝搬路特性の悪化の影響を受けずに無線データ通信を行なわせる。【解決手段】  マルチキャリア変調方式を使用して無線信号を送信する基地局装置（１）であって、時間情報を取得し管理する時間管理部（１２）と、すべてのサブキャリアのうち、一部のサブキャリアに対して、セル内の全範囲に無線信号が到達し得る第１の送信電力を設定する送信電力設定部（１１）と、第１の送信電力が割当てられたサブキャリアを用いて無線信号を送信する送信部（２ｂ，４，８，９，１０）と、を備え、送信電力設定部（１１）は、取得した時間情報に基づいて、一定の時間間隔で、第１の送信電力を設定するサブキャリアを変更する。【選択図】  図１【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチキャリア変調方式を使用して無線信号を送信する基地局装置であって、
時間情報を取得し管理する時間管理部と、
すべてのサブキャリアのうち、一部のサブキャリアに対して、セル内の全範囲に無線信号が到達し得る第１の送信電力を設定する送信電力設定部と、
前記第１の送信電力が割当てられたサブキャリアを用いて無線信号を送信する送信部と、を備え、
前記送信電力設定部は、前記取得した時間情報に基づいて、一定の時間間隔で、前記第１の送信電力を設定するサブキャリアを変更することを特徴とする基地局装置。
【請求項２】
前記送信電力設定部は、前記第１の送信電力を設定したサブキャリア以外のサブキャリアに対して、隣接するセルに干渉を与えない最大の送信電力である第２の送信電力以下の送信電力を設定し、
前記送信部は、前記第１の送信電力が設定されたサブキャリアおよび前記第２の送信電力以下の送信電力が設定されたサブキャリアを用いて無線信号を送信することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
【請求項３】
前記セル内に存在する複数の移動局装置から送信された下り方向無線信号の伝搬路特性を検出する検出部を備え、
前記送信電力設定部は、前記検出された伝搬路特性が相対的に低い移動局装置に対して、前記第１の送信電力が設定されたサブキャリアを用いて無線信号を送信することを特徴とする請求項１または請求項２記載の基地局装置。
【請求項４】
前記セル内に存在する少なくとも一つの移動局装置から送信された下り方向無線信号の伝搬路特性を検出する検出部を備え、
前記送信電力設定部は、前記移動局装置毎に、前記検出した伝搬路特性が閾値よりも低いかどうかを判定し、前記検出された伝搬路特性が閾値よりも低い移動局装置に対して、前記第１の送信電力が設定されたサブキャリアを用いて無線信号を送信することを特徴とする請求項１または請求項２記載の基地局装置。
【請求項５】
前記送信電力設定部は、前記セル内に存在する移動局装置の総数をＵ、送信時に使用するサブキャリアの総数をＫ、前記第１の送信電力を設定したサブキャリアを用いて無線信号を送信すべき移動局装置の総数をＵｈ、前記第１の送信電力を設定したサブキャリアの総数をＪとしたとき、
（Ｕｈ＊Ｋ／Ｕ）＞Ｊである場合は、前記第１の送信電力を設定したサブキャリアを用いて無線信号を送信すべき移動局装置に対し、一つの移動局装置当たり（Ｊ／Ｕｈ）本の前記第１の送信電力が設定されたサブキャリアを割当てる一方、
（Ｕｈ＊Ｋ／Ｕ）≦Ｊである場合は、前記第１の送信電力を設定したサブキャリアを用いて無線信号を送信すべき移動局装置に対しては、一つの移動局装置当たり（Ｋ／Ｕ）本の前記第１の送信電力が設定されたサブキャリアを割当てることを特徴とする請求項４記載の基地局装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の基地局装置を複数備え、前記基地局装置からセル内に存在する移動局装置に対してマルチキャリア変調方式を使用して無線信号を送信する無線通信システムであって、
前記各基地局装置におけるすべての前記送信電力設定部は、同時刻に、前記第１の送信電力を設定したサブキャリアを、隣接するセルを構成する他の基地局装置とは異なる周波数のサブキャリアに変更することを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
マルチキャリア変調方式を使用して無線信号を送信する無線送信方法であって、
時間情報を取得するステップと、
すべてのサブキャリアのうち、一部のサブキャリアに対して、セル内の全範囲に無線信号が到達し得る第１の送信電力を設定するステップと、
前記第１の送信電力を設定したサブキャリア以外のサブキャリアに対して、隣接するセルに干渉を与えない最大の送信電力である第２の送信電力以下の送信電力を設定するステップと、
前記第１の送信電力が設定されたサブキャリアおよび前記第２の送信電力以下の送信電力が設定されたサブキャリアを用いて無線信号を送信するステップと、
前記取得した時間情報に基づいて、一定の時間間隔で、前記第１の送信電力および第２の送信電力を設定するサブキャリアを変更するステップと、を含むことを特徴とする無線送信方法。
【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を使用して無線信号を送信する基地局装置、無線通信システムおよび無線送信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体通信システムは、通信品質、信頼性の向上により急速に発展してきた。従来のような音声通話に使用されるだけでなく、ウエブブラウジングに利用され、動画および静止画を含む映像データ、文字データなど、音声以外のコンテンツの発達により、個人での利用による情報量も急速に増加しつつある。また、移動体端末での定額制サービスが開始されるなど、移動体通信システムの高速化、大容量化が必要とされている。【０００３】
このような要求に対して、さまざまな研究がなされてきているが、周波数利用効率、耐フェージング特性の観点から非常に注目を集めている通信方式に、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を使用したマルチキャリア変調方式がある。ＯＦＤＭ方式の特徴は、サブキャリアが互いに直交することから相互に干渉を起こさず、それを密に並べることができるため、周波数帯域を非常に効率的に利用した広帯域伝送を実現し、伝送レートの高い通信を行なうことができることにある。【０００４】
ＯＦＤＭ変調方式は、５．２ＧＨｚ帯のＩＥＥＥ８０２．１１ａなどの無線ＬＡＮの規格にも使用されているが、このような無線ＬＡＮではアクセスポイントを近接して設置した場合、同一周波数帯域を使用すると相互に干渉してしまい、通信をすることが出来なくなってしまう。このため、一般的には孤立したアクセスポイントとして使用されている。【０００５】
複数の連続したセルで使用するための方法の１つとして、（１）使用する周波数帯域をいくつかのサブキャリアごとに分けたチャンネルを設定し、隣接セルと互いに干渉しない、つまり、異なった周波数チャンネルを使用する方法がある。【０００６】
また、別の方法として（２）特開２００３−０８７１９２に開示されているように、無線チャンネルごとに電力の上限値を設定し、干渉しない周波数帯域を使用できる地域をセルとして隣接させる方法も知られている。
【特許文献１】特開２００３−０８７１９２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の従来の技術においては、以下のような問題点があった。上記（１）で述べた周波数帯域をいくつかのサブキャリアごとに分ける方法では、周波数の利用効率が下がり、また、セル内に収容できる移動局装置の数が少なくなってしまう欠点がある。また、上記（２）で述べた無線チャンネルごとに電力の上限値を設定する方法では、無線通信の伝搬路上にある障害物の影響などでセル外周付近の移動局装置側で使用できる周波数チャンネルの伝搬路特性が悪かった場合、その移動局装置はそのセル内の周波数特性が良好な場所に移動するか、もしくは、隣接するセルに移動し、別の基地局装置と通信を開始しない限り、無線データ通信が停止してしまうという欠点があった。【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、周波数効率の高い無線データ通信を実現すると共に、セル内に存在するすべての移動局装置に対し、伝搬路特性の悪化の影響を受けずに無線データ通信を行なわせることができる基地局装置、無線通信システムおよび無線送信方法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】
【０００９】
（１）上記の目的を達成するため、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明に係る基地局装置は、マルチキャリア変調方式を使用して無線信号を送信する基地局装置であって、時間情報を取得し管理する時間管理部と、すべてのサブキャリアのうち、一部のサブキャリアに対して、セル内の全範囲に無線信号が到達し得る第１の送信電力を設定する送信電力設定部と、前記第１の送信電力が割当てられたサブキャリアを用いて無線信号を送信する送信部と、を備え、前記送信電力設定部は、前記取得した時間情報に基づいて、一定の時間間隔で、前記第１の送信電力を設定するサブキャリアを変更することを特徴としている。【００１０】
このように、一定の時間間隔で、セル内の全範囲に無線信号が到達し得る第１の送信電力を設定するサブキャリアを変更するので、隣接する基地局装置と同一の周波数帯域を使用しつつ、相互に干渉を与えない１セル繰り返しのシステムを構成することができる。また、ある移動局装置に対して第１の送信電力が設定された特定の周波数帯域のサブキャリアを用いて無線信号を送信した際に、伝搬路特性が悪い場合であっても、第１の送信電力が設定されたサブキャリアが一定の時間間隔で変更されるので、第１の送信電力が設定された別の周波数帯域のサブキャリアを用いて上記移動局装置に無線信号を送信することができる。これにより、セル内の全範囲ですべての周波数帯域を利用することができ、途切れることなく無線通信を行なうことが可能となる。【００１１】
（２）また、本発明に係る基地局装置において、前記送信電力設定部は、前記第１の送信電力を設定したサブキャリア以外のサブキャリアに対して、隣接するセルに干渉を与えない最大の送信電力である第２の送信電力以下の送信電力を設定し、前記送信部は、前記第１の送信電力が設定されたサブキャリアおよび前記第２の送信電力以下の送信電力が設定されたサブキャリアを用いて無線信号を送信することを特徴としている。【００１２】
このように、第１の送信電力を設定したサブキャリア以外のサブキャリアに対して、隣接するセルに干渉を与えない最大の送信電力である第２の送信電力以下の送信電力を設定するので、隣接する基地局装置と同一の周波数帯域を使用しつつ、相互に干渉を与えることを回避することができる。また、第１の送信電力を設定したサブキャリアと、第２の送信電力以下の送信電力を設定したサブキャリアとが一定の時間間隔で切り替わるので、セル内に存在する各移動局装置の受信特性および要求伝送レートなどに応じて各サブキャリアの送信電力を適切な値に設定することができる。【００１３】
（３）また、本発明に係る基地局装置は、前記セル内に存在する複数の移動局装置から送信された下り方向無線信号の伝搬路特性を検出する検出部を備え、前記送信電力設定部は、前記検出された伝搬路特性が相対的に低い移動局装置に対して、前記第１の送信電力が設定されたサブキャリアを用いて無線信号を送信することを特徴としている。【００１４】
このように、検出された伝搬路特性が相対的に低い移動局装置に対して、第１の送信電力が設定されたサブキャリアを用いて無線信号を送信するので、基地局装置からの物理的距離が長い移動局装置や障害物などの影響で伝搬路特性が低い移動局装置に対して送信する無線信号を途切れることなく受信させることが可能となる。【００１５】
（４）また、本発明に係る基地局装置は、前記セル内に存在する少なくとも一つの移動局装置から送信された下り方向無線信号の伝搬路特性を検出する検出部を備え、前記送信電力設定部は、前記移動局装置毎に、前記検出した伝搬路特性が閾値よりも低いかどうかを判定し、前記検出された伝搬路特性が閾値よりも低い移動局装置に対して、前記第１の送信電力が設定されたサブキャリアを用いて無線信号を送信することを特徴としている。【００１６】
このように、検出された伝搬路特性が閾値よりも低い移動局装置に対して、第１の送信電力が設定されたサブキャリアを用いて無線信号を送信するので、伝搬路特性が閾値よりも低く、基地局装置からの物理的距離が大きいと考えられる移動局装置や、障害物などの影響で伝搬路特性が低いと考えられる移動局装置に対して送信する無線信号を途切れることなく受信させることが可能となる。【００１７】
（５）また、本発明に係る基地局装置において、前記送信電力設定部は、前記セル内に存在する移動局装置の総数をＵ、送信時に使用するサブキャリアの総数をＫ、前記第１の送信電力を設定したサブキャリアを用いて無線信号を送信すべき移動局装置の総数をＵｈ、前記第１の送信電力を設定したサブキャリアの総数をＪとしたとき、（Ｕｈ＊Ｋ／Ｕ）＞Ｊである場合は、前記第１の送信電力を設定したサブキャリアを用いて無線信号を送信すべき移動局装置に対し、一つの移動局装置当たり（Ｊ／Ｕｈ）本の前記第１の送信電力が設定されたサブキャリアを割当てる一方、（Ｕｈ＊Ｋ／Ｕ）≦Ｊである場合は、前記第１の送信電力を設定したサブキャリアを用いて無線信号を送信すべき移動局装置に対しては、一つの移動局装置当たり（Ｋ／Ｕ）本の前記第１の送信電力が設定されたサブキャリアを割当てることを特徴としている。【００１８】
このように、第１の送信電力を設定したサブキャリアを用いて無線信号を送信すべき移動局装置の総数に応じて、割当てるサブキャリアの本数を決定するので、その移動局装置に対して、第１の送信電力が設定されたサブキャリアをできるだけ多く割当てることができる。その結果、送信する無線信号をセル内の全範囲において移動局装置に受信させることが可能となる。【００１９】
（６）また、本発明に係る無線通信システムは、上記のいずれかに記載の基地局装置を複数備え、前記基地局装置からセル内に存在する移動局装置に対してマルチキャリア変調方式を使用して無線信号を送信する無線通信システムであって、前記各基地局装置におけるすべての前記送信電力設定部は、同時刻に、前記第１の送信電力を設定したサブキャリアを、隣接するセルを構成する他の基地局装置とは異なる周波数のサブキャリアに変更することを特徴としている。【００２０】
このように、各基地局装置におけるすべての送信電力設定部は、同時刻に、第１の送信電力を設定したサブキャリアを、隣接するセルを構成する他の基地局装置とは異なる周波数のサブキャリアに変更するので、隣接する基地局装置と同一の周波数帯域を使用しつつ、相互に干渉を与えない１セル繰り返しの無線通信システムを構成することが可能となる。また、ある移動局装置に対して第１の送信電力が設定された特定の周波数帯域のサブキャリアを用いて無線信号を送信した際に、伝搬路特性が悪い場合であっても、第１の送信電力が設定されたサブキャリアが一定の時間間隔で変更されるので、第１の送信電力が設定された別の周波数帯域のサブキャリアを用いて上記移動局装置に無線信号を送信することができる。これにより、セル内の全範囲ですべての周波数帯域を利用することができ、途切れることなく無線通信を行なうことが可能となる。【００２１】
（７）また、本発明に係る無線送信方法は、マルチキャリア変調方式を使用して無線信号を送信する無線送信方法であって、時間情報を取得するステップと、すべてのサブキャリアのうち、一部のサブキャリアに対して、セル内の全範囲に無線信号が到達し得る第１の送信電力を設定するステップと、前記第１の送信電力を設定したサブキャリア以外のサブキャリアに対して、隣接するセルに干渉を与えない最大の送信電力である第２の送信電力以下の送信電力を設定するステップと、前記第１の送信電力が設定されたサブキャリアおよび前記第２の送信電力以下の送信電力が設定されたサブキャリアを用いて無線信号を送信するステップと、前記取得した時間情報に基づいて、一定の時間間隔で、前記第１の送信電力および第２の送信電力を設定するサブキャリアを変更するステップと、を含むことを特徴としている。【００２２】
このように、セル内の全範囲に無線信号が到達し得る第１の送信電力が設定されたサブキャリアおよび隣接するセルに干渉を与えない最大の送信電力である第２の送信電力以下の送信電力が設定されたサブキャリアを用いて無線信号を送信すると共に、一定の時間間隔で、第１の送信電力および第２の送信電力を設定するサブキャリアを変更するので、隣接する基地局装置と同一の周波数帯域を使用しつつ、相互に干渉を与えない１セル繰り返しのシステムを構成することができる。また、ある移動局装置に対して第１の送信電力が設定された特定の周波数帯域のサブキャリアを用いて無線信号を送信した際に、伝搬路特性が悪い場合であっても、第１の送信電力が設定されたサブキャリアが一定の時間間隔で変更されるので、第１の送信電力が設定された別の周波数帯域のサブキャリアを用いて上記移動局装置に無線信号を送信することができる。これにより、セル内の全範囲ですべての周波数帯域を利用することができ、途切れることなく無線通信を行なうことが可能となる。さらに、第１の送信電力を設定したサブキャリアと、第２の送信電力以下の送信電力を設定したサブキャリアとが一定の時間間隔で切り替えることができるので、セル内に存在する各移動局装置の受信特性および要求伝送レートなどに応じて各サブキャリアの送信電力を適切な値に設定することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、一定の時間間隔で、セル内の全範囲に無線信号が到達し得る第１の送信電力を設定するサブキャリアを変更するので、隣接する基地局装置と同一の周波数帯域を使用しつつ、相互に干渉を与えない１セル繰り返しのシステムを構成することができる。また、ある移動局装置に対して第１の送信電力が設定された特定の周波数帯域のサブキャリアを用いて無線信号を送信した際に、伝搬路特性が悪い場合であっても、第１の送信電力が設定されたサブキャリアが一定の時間間隔で変更されるので、第１の送信電力が設定された別の周波数帯域のサブキャリアを用いて上記移動局装置に無線信号を送信することができる。これにより、セル内の全範囲ですべての周波数帯域を利用することができ、途切れることなく無線通信を行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本実施の形態に係る無線通信システムについて説明する。この無線通信システムは、複数の基地局装置を備え、各基地局装置が構成するセル内に存在する移動局装置に対して、マルチキャリア変調方式を使用して無線信号を送信する。そして、各基地局装置は、すべてのサブキャリアのうち、一部のサブキャリアに対して、セル内の全範囲に無線信号が到達し得る第１の送信電力（Ｐ１）を設定すると共に、第１の送信電力を設定したサブキャリア以外のサブキャリアに対して、隣接するセルに干渉を与えない最大の送信電力である第２の送信電力（Ｐ２）以下の送信電力を設定する。各サブキャリアに設定する送信電力の大きさは、予め、「送信電力プロファイル」として定められている。本実施の形態では、各基地局装置は、一定の時間間隔で、同時刻に、セル内の全範囲に無線信号が到達し得る第１の送信電力を設定したサブキャリアを、隣接するセルを構成する他の基地局装置とは異なる周波数のサブキャリアに変更する。すなわち、各基地局装置は、第１の送信電力が設定されたサブキャリアの位置がそれぞれ異なる送信電力プロファイルを一定の周期で、同時刻に変更するのである。【００２５】
図１は、本実施の形態に係る基地局装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、基地局装置１は、複数（ここでは２本）のアンテナ２ａ、２ｂにおいて、無線信号の送信および受信を行なう。アナログ受信回路部３は、受信した高周波信号をデジタル信号に変換する。アナログ送信回路部４は、デジタル信号を高周波信号に変換する。アナログ回路制御部５は、上記アナログ受信回路部３およびアナログ送信回路部４の制御を行なう。復調部６は、受信データの処理を行なうデジタル信号処理回路から構成され、復調制御部７は、復調部６を制御する。また、変調部８は、送信データの処理を行なうデジタル信号処理回路から構成され、変調制御部９は、変調部８を制御する。データ制御部１０は、再送再受信などの送受信データの制御を行なう。サブキャリア制御部１１は、各サブキャリアの送信電力、ユーザー割り当てなどを制御する。時間管理部１２は、時間管理を行ない、移動局情報制御部１３は、各移動局装置の伝搬路特性などを管理する。なお、アンテナ２ｂ、アナログ送信回路部４、変調部８、変調制御部９およびデータ制御部１０は、送信部を構成し、サブキャリア制御部１１は、送信電力設定部を構成する。また、移動局情報制御部１３は、検出部を構成する。【００２６】
図２は、本実施の形態に係る移動局装置の概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、移動局装置２０は、１つ以上のアンテナ２１（ここでは一本）によって、無線信号を送信および受信する。アナログ受信回路部２２は、受信した高周波信号をデジタル信号に変換する。アナログ送信回路部２３は、デジタル信号を高周波信号に変換する。アナログ回路制御部２４は、アナログ受信回路部２２およびアナログ送信回路部２３を制御する。復調部２５は、受信データの処理を行なうデジタル信号処理回路から構成され、復調制御部２６は、復調部２５を制御する。変調部２７は、送信データの処理を行なうデジタル信号処理回路から構成され、変調制御部２８は、変調部２７を制御する。データ制御部２９は、再送再受信などの制御を行なう。サブキャリア制御部３０は、各サブキャリアの送信電力、移動局装置への割り当てなどを管理する、時間管理部３１は、時間管理を行ない、受信電力レベル管理部３２は、受信電力およびＣＩＮＲなどの伝搬路特性を管理する。【００２７】
図３は、上記の複数の基地局装置によって複数のセルを構成した状態を示す図である。同図は、マルチセルシステムで一般的に使用されている六角形セルに基づいてセル配置の一例を示している。なお、本発明は、この形状のセル配置に限られるわけではない。【００２８】
本実施の形態に係る無線通信システムでは、同一の周波数帯域を利用した繰り返しセルでの無線データ通信を実現する。そして、構成するすべてのセルおよび基地局装置に適応可能なものである。本明細書では、図３に示す「セル１」の動作を中心に説明を行なう。【００２９】
図３において、基地局装置Ａ〜Ｇは、それぞれセル１〜７を構成している。各基地局装置Ａ〜Ｇは、無線データ通信に使用できるすべてのサブチャネルを使用して、セル内に存在する移動局装置と無線データ通信を行なうことができる。また、各セル１〜７には、図示しない移動局装置が存在するものとし、各セル１〜７の中心にある基地局装置Ａ〜Ｇと無線データ通信を行なうことができるものとする。【００３０】
以下、上記のように構成された基地局装置、移動局装置のセル内での動作について説明する。基地局装置は、ＯＦＤＭ通信方式を用いて自セル内の移動局装置と無線データ通信を行なうが、無線データ通信にはＯＦＤＭ通信に割り当てられたすべての周波数帯域から複数または単数のサブキャリアを選択して自セル内の各移動局装置と無線データ通信を行なうことができる。その際、各基地局装置には、一定時間ごとの切り替えによって同時に同じ送信電力プロファイルを隣接セルが使用しないように設定できる数（後述の例では３つ）以上の送信電力プロファイルが設定されており、それらを一定時間毎に切り替えて無線データ通信を行なう。基本的に、各基地局装置では、同じ種類で同数の送信電力プロファイルを使用するが、セルサイズの変更などにより無線データ通信範囲を変更したい場合にはその範囲に合わせて電力を変更することも可能である。【００３１】
図４は、３種類の送信電力プロファイルの模式図を示す図である。図４中のグラフにおいて、横軸にサブキャリア、縦軸に最大送信電力を示している。このように、送信電力プロファイルとは、それぞれのサブキャリアについて送信電力の大きさを予め決めたものである。各送信電力プロファイルの中で最大送信電力がＰ１に設定されたサブキャリアは、セル内の全域を通信可能範囲とするサブキャリアである。すなわち、図５に示すセル１の拡大図において、通信範囲１の範囲内にある移動局装置と通信が可能である。また、送信電力がＰ２に設定されたサブキャリアは隣接するセルからの干渉レベルが受信品質上問題値以下になっている領域で無線データ通信を行なうためのサブキャリアである。すなわち、図５に示す通信範囲２の範囲内にある移動局装置と通信可能なサブキャリアである。干渉レベルに関しては移動局装置などの性能にも依存するため、かならずしも干渉が全くないようにＰ１およびＰ２の電力を設定する必要はない。また、送信電力Ｐ１とＰ２に適用するサブキャリアは必ずしも連続したサブキャリアである必要は無い。【００３２】
図４に示す３種類の送信電力プロファイルは、１つの基地局装置が一定時間ごとに切り替えて使用するためのものである。そして、隣接するセルの基地局装置は、同様の送信電力プロファイルの順番を入れ替えて、隣接する基地局装置と同時に同じ送信電力プロファイルを使用しないように切り替えながら使用していく。ここでは、この隣接セルの基地局装置が同時に同じ送信電力プロファイルを使用しないという条件を満たすための最小の送信電力プロファイル数が３となっている。【００３３】
一般的に、六角形のセルでは最低３種類の周波数帯域を組み合わせることによって干渉を低減した通信が行える。例えば、図４のセットＡに示すように、全サブキャリアの低周波数帯域側の１／３を送信電力Ｐ１としたものをセットＦ１とし、図４のセットＢに示すように、全サブキャリアの中間帯域の１／３を送信電力Ｐ１としたものをセットＦ２とし、図４のセットＣに示すように、全サブキャリアの高周波数帯域側の１／３を送信電力Ｐ１としたものをセットＦ３とするならば、図６に示すように、隣接するセルで送信電力Ｐ１を設定して使用する周波数帯が必ず自セルの周波数帯と異なった周波数帯になるようにセル配置が可能である。【００３４】
本実施の形態においても同様に、図５に示す通信範囲１で使用されるサブキャリアを、隣接するセルが送信電力Ｐ１で使用しているサブキャリアの周波数帯と異なった周波数帯にすることによって、同一周波数帯を使用した１セル繰り返しのシステムを形成することができる。つまり、このことから上記の例では、最低３つの送信電力プロファイルが必要になるのである。【００３５】
さらに、本実施の形態においては、ある送信電力プロファイル使用時のＰ１で送信するサブキャリアの周波数帯の伝搬路特性が悪い移動局装置には、別の送信電力プロファイル使用時のＰ１の電力が割り当てられた周波数帯で無線データ通信を行なうようにすることにより、仮に、ある周波数帯の伝搬路特性が悪化して無線データ通信ができなくても、送信電力プロファイルを組み合わせることにより、セル内全域ですべての周波数帯を利用可能であり、途切れること無く、無線データ通信を行なうことができる。【００３６】
具体的には、図３において、セル１は、周波数のセットをＡ，Ｂ，Ｃの順で、セル２，４，６はＢ，Ｃ，Ａの順で、セル３，５，７はＣ，Ａ，Ｂの順でというように一定時間ごとに切り替えて無線データ通信を行なうことにより、例えば、セル１の外周付近で送信電力がＰ１に設定されたサブキャリアのみでしか通信できない移動局装置が、マルチパスなどの影響でセットＡ内において無線データ通信が不可能であった場合でも、一定時間経過後のセットＢまたはＣになる周期を待って送信電力がＰ１のサブキャリアで基地局装置からの無線データの送信信号を受信することにより、連続した無線データ通信を行なうことができる。【００３７】
ただし、この送信電力プロファイルは３種類に限定されるものではない。３種類以上の送信電力プロファイルを使用した無線データ通信を行ないたい場合には、電力Ｐ１に設定されたサブキャリアの数を、全サブキャリア数を所望の送信電力プロファイル数で割った数以下に設定することにより対応できる。【００３８】
基地局装置は、各々のサブキャリアをセル内の複数の移動局装置に割り当てて同時に無線データ通信を行なうが、各サブキャリアの送信電力を移動局装置の受信特性および要求伝送レートなどにより、各基地局装置の最大送信電力プロファイル以下に変更することができる。【００３９】
以上に示したように本実施の形態によれば、隣接する基地局装置と同一の周波数帯域を使用しながらも、キャリアごとの送信電力に２つの上限値を設けることによって隣接するセルとの干渉を抑制し、また、送信電力の上限値を時間的に切り替えることによって、セル内のすべて移動局装置に対し無線データ通信に使用するサブキャリアを全サブキャリアの中から選択させることが可能となる。【００４０】
次に、サブキャリア割り当てのアルゴリズムについて説明する。図７は、サブキャリア割り当てのアルゴリズムを示すフローチャートである。まず、各移動局装置は、各送信電力プロファイルにおけるサブキャリアの割り当てのために、基地局装置から送信された振幅および位相が既知の信号（パイロット信号）によりすべてのサブキャリアに関する伝搬路特性（例えば平均受信電力、ＣＩＮＲなど）を測定し、基地局装置に報告する（ステップＳ１）。次に、基地局装置は、この結果に基づいて、各移動局装置のサブキャリア選択の優先順位を決定し、その優先順位により移動局装置にサブキャリアの割当てを行なう。このとき、優先順位は例えば平均受信電力値（もしくは全サブキャリアの受信電力の中間値を用いても良い）を用いることにより、その値の低い順、つまり基地局装置から遠い距離にある移動局装置の順番で行なう。この際、伝搬路特性の値にある閾値を持たせ、その値以下の移動局装置に対しては、上述した送信電力Ｐ１に設定したサブキャリアの中から割り当てるようにする。上記閾値は、送信電力Ｐ１のサブキャリアを使用できるグループとそうでないグループとを分類するためのものである。上記方法により決定された送信電力Ｐ１を使用するグループをグループＡ、そうでないグループをグループＢとする（ステップＳ２）。【００４１】
次に、基地局装置で使用する送信電力プロファイル毎にサブキャリアの割り当てを行なう（ステップＳ３）。先ず、最初の送信電力プロファイルに関して、上記方法にて決定した順番で無線データ通信に使用するサブキャリアを割り当てていく。【００４２】
ここで、セル内の総移動局装置数Ｕ、総サブキャリア数Ｋ、送信電力を高くしたサブキャリアを使用する移動局装置数Ｕｈとしたとき、（Ｕｈ＊Ｋ／Ｕ）が、基地局装置により高出力で送信するよう設定されたサブキャリア数Ｊより少ないかどうかを判断する（ステップＳ４）。多い場合には、送信電力を高くしたサブキャリアを使用するグループＡに属する移動局装置にはＪ／Ｕｈ本割り当て（ステップＳ５）、グループＢに属する移動局装置には、（Ｋ−Ｊ）／（Ｕ−Ｕｈ）本割当てて（ステップＳ６）、ステップＳ８へ移行する。一方、ステップＳ４において、（Ｕｈ＊Ｋ／Ｕ）が、基地局装置により高出力で送信するよう設定されたサブキャリア数Ｊより少ない場合には、グループＡおよびグループＢに属する各移動局装置にＫ／Ｕ本割り当てる（ステップＳ７）。【００４３】
その後、送信電力Ｐ２に設定されたサブキャリアも含めたサブキャリアを残りの移動局装置で割り当てていく。そして、送信電力プロファイルｎに関しての割り当てがすべて終了していない場合は、ステップＳ３へ移行し、すべて終了した場合は、この処理を終了する。【００４４】
このようにしてサブキャリア割り当てを行なうと、セル内において基地局装置からの物理的距離の遠い移動局装置や近距離にあっても障害物などの影響で伝搬路特性の低い移動局装置には送信電力Ｐ１のサブキャリアが割り当てられることになる。近い移動局装置には送信電力Ｐ２と上記選択手順により選択されなかった送信電力Ｐ１のサブキャリアが割り当てられることになる。【００４５】
同様に、他の送信電力プロファイルに関しても割り当てを行なう。割り当ては上記既知の信号にて伝搬路特性を調査した際の情報を使用する。送信電力プロファイルのＰ１に最大送信電力が設定されたサブキャリアが異なる以外は同じであるため、同様の割り当て手順である。【００４６】
以上に示したようなアルゴリズムで本実施の形態におけるサブキャリア割り当ては行われるが、上記説明においての送信電力値を、各移動局装置が要求する伝送レートを満たすならば、適応的に変化させることにより隣接するサブキャリアからの干渉をさらに低減することができる。【００４７】
また、本実施の形態では、基地局装置は各サブキャリアに関しての電力設定方法および割り当て方法に関して記述しているが、複数のサブキャリアをまとめてサブチャネルとして扱う場合においても最大送信電力と送信電力プロファイルを設定することで、同様の効果を得ることができる。【００４８】
なお、本実施の形態では、図４に示すように、全サブキャリアを低周波側から１／３ずつ分けて送信電力Ｐ１を設定した例を示したが、本発明は、これに限定されるわけではない。例えば、セットＡとして、サブキャリアの低周波数側から、３ｎ−２（ｎは自然数）番目のサブキャリアに送信電力Ｐ１を設定した送信電力プロファイルと、セットＢとして、サブキャリアの低周波数側から、３ｎ−１（ｎは自然数）番目のサブキャリアに送信電力Ｐ１を設定した送信電力プロファイルと、セットＣとして、サブキャリアの低周波数側から、３ｎ（ｎは自然数）番目のサブキャリアに送信電力Ｐ１を設定した送信電力プロファイルと、を用いてもよい。すなわち、繰り返しセルの逆数に相当する種類の送信電力プロファイルが形成できるように、全サブキャリアに対して送信電力Ｐ１を設定するサブキャリアの割合を定め、その割合に応じた本数の任意の周波数のサブキャリアに送信電力Ｐ１を設定することが可能である。【００４９】
以上説明したように、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、一定の時間間隔で、セル内の全範囲に無線信号が到達し得る第１の送信電力を設定するサブキャリアを変更するので、隣接する基地局装置と同一の周波数帯域を使用しつつ、相互に干渉を与えない１セル繰り返しのシステムを構成することができる。また、ある移動局装置に対して第１の送信電力が設定された特定の周波数帯域のサブキャリアを用いて無線信号を送信した際に、伝搬路特性が悪い場合であっても、第１の送信電力が設定されたサブキャリアが一定の時間間隔で変更されるので、第１の送信電力が設定された別の周波数帯域のサブキャリアを用いて上記移動局装置に無線信号を送信することができる。これにより、セル内の全範囲ですべての周波数帯域を利用することができ、途切れることなく無線通信を行なうことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】基地局装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】移動局装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】無線通信システムにおいて、各基地局装置によって構成されるセルを示す図である。
【図４】３種類の送信電力プロファイルを示す図である。
【図５】セル内で通信可能範囲を示す図である。
【図６】無線通信システムにおいて、各基地局装置によって構成されるセルを示す図である。
【図７】サブキャリア割り当てのアルゴリズムを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５１】
１  基地局装置
２ａ、２ｂ  アンテナ
３  アナログ受信回路部
４  アナログ送信回路部
５  アナログ回路制御部
６  復調部
７  復調制御部
８  変調部
９  変調制御部
１０  データ制御部
１１  サブキャリア制御部
１２  時間管理部
１３  移動局情報制御部
２０  移動局装置
２１  アンテナ
２２  アナログ受信回路部
２３  アナログ送信回路部
２４  アナログ回路制御部
２５  復調部
２６  復調制御部
２７  変調部
２８  変調制御部
２９  データ制御部
３０  サブキャリア制御部
３１  時間管理部
３２  受信電力レベル管理部
Ａ〜Ｇ  基地局装置
【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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【国際調査報告】
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