JP2003018091A

JP2003018091A - 無線データ通信システム、無線データ通信方法およびそのプログラム

Info

Publication number: JP2003018091A
Application number: JP2001205014A
Authority: JP
Inventors: Rikuo Takano; 陸男高野; Yasushige Ueoka; 康茂植岡; Kazuyoshi Tasato; 和義田里; Kenzo Nakamura; 賢蔵中村; Yoshihiro Matsuno; 吉宏松野; Takeshi Hattori; 武服部
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2003-01-17

Abstract

(57)【要約】【課題】隣接する基地局と、同一の周波数帯域を用い
てＯＦＤＭ方式の変調を行う無線データ通信システム、
無線データ通信方法およびそのプログラムを提供する。【解決手段】変調方式に、ＯＦＤＭ方式を用いて移動
局と通信を行う基地局を複数具備する無線データ通信シ
ステムであって、送信電力制御処理部２３は、各サブチ
ャネルを任意の送信電力で送信するよう制御する。無線
通信処理部２２は、サブチャネルの一つまたは複数を用
いて移動局と通信を行う。データ制御処理部２４は、移
動局との通信データは複数のパケットから成り、該パケ
ットには接続制御情報が含まれ、該接続制御情報を基に
接続を制御するパケット多元接続を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、移動局と、無線
データ通信を行う複数の基地局を備えた無線データ通信
システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、無線データ通信は、地上波を用い
た移動体通信においてＯＦＤＭ（直交周波数分割多重）
方式を利用することは、多重遅延波の影響により生じる
符号間干渉を軽減できることから高速無線データ伝送を
行う場合に有用である。しかし、セル構成において周波
数の利用効率を高めるため、隣接する基地局と、同一の
周波数帯域を用いてＯＦＤＭ方式の変調を行うと、干渉
が起きてしまうという問題があった。

【０００３】そこで、隣接する基地局との干渉の問題を
解決するために、ＯＦＤＭ−ＦＨ（周波数ホッピン
グ）、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡ（符号分割多元接続）などが
考えられている。しかし、基地局間での相互干渉による
影響を最小にする必要から周波数の利用効率を向上する
ためには、移動局と基地局間において電力制御を行う必
要があった。また、さらに高い周波数の利用効率を維持
するためには、精査なゾーン設計を行う必要があった。
このような精密なゾーン設計は、基地局の増設、移動な
どに対して、周囲の変更を必要とすることがほとんどで
あり、変更に必要な期間が長く、費用も大きなものとな
っていた。更に、ＯＦＤＭ−ＦＨにおけるホッピングパ
ターンや、ＯＦＤＭ−ＣＤＭＡにおける符号など、利用
者に固有の条件を割り振る方法により、複雑な無線通信
管理を行っていた。

【０００４】また、電力制御を用いた場合、セルの境界
における干渉を考慮する必要がある。境界における電力
干渉は、周辺物の移動などにより、短時間（車などの移
動など）あるいは長時間（ビルの増設など）において刻
々と変化するため、その変動を許容するマージンを予め
必要とする。その結果、理想的な効率に対して低い効率
を維持するため、システム全体の効率が低くなる。ま
た、このことは、ゾーン設計を管理するためのメンテナ
ンスが必要なことを意味しており、これに対するコスト
負担が必要となる。

【０００５】また、電力制御は、移動体の速度により精
度が異なる。例えば、ＤＳ−ＳＳ（直接拡散方式―スペ
クトラム拡散）を用いたＣＤＭＡ方式などでは、定期的
な時間に電力を検出する方法であるが、フェージングに
対しての時間的な特徴は移動速度によって変わるため、
一定の時間間隔ですべてを満足することができないのは
容易に考えられる。それに対応するためにシステムマー
ジンが考慮されているが、干渉限界で通信容量が制限さ
れるので、結果的に通信容量が犠牲になる。

【０００６】また、干渉限界値や測定の時間間隔、電力
制御のための帰還量などは、確率的に解析され決められ
ていることから、特殊な分布が生じた場合に対応するこ
とができない。したがって、上述した無線データ通信シ
ステムは、システムの稼動状態が、常に不安定な状態に
さらされている。また、ＯＦＤＭは、平均電力に対して
ピーク電力が大きくなることから、送信歪みの小さな電
力増幅器を用いる。このため、送信電力効率が低い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従
来、移動体通信においてＯＦＤＭ方式による通信が行わ
れていたが、隣接する基地局と、同一の周波数帯域を用
いてＯＦＤＭ方式の変調を行うと、干渉が起こってしま
うという問題があった。

【０００８】また、基地局が移動局の移動に応じて送信
電力の電力制御を行う場合、通信状態の変動を許容する
マージンを予め必要とするため、システム全体の効率や
通信容量が低下するという問題があった。さらに、移動
局の特殊な分布が生じた場合に対応することができず、
無線データ通信システム全体が、常に不安定な状態にさ
らされているという問題があった。

【０００９】また、ＯＦＤＭを用いた場合、アンテナに
供給する前のアンプによる歪みやアンテナまでのケーブ
ル、フィルタなどによる位相ずれが理由で相互に周波数
直交性を満足することが難しいことから、指向性アンテ
ナにより同じ周波数帯域を用いたセクタ化を行うことが
できないという問題があった。

【００１０】この発明は、上述した事情を考慮してなさ
れたもので、隣接する基地局と、同一の周波数帯域を用
いてＯＦＤＭ方式の変調を行う無線データ通信システ
ム、無線データ通信方法およびそのプログラムを提供す
ることを目的とする。また、ＯＦＤＭ方式を用いた、基
地局が移動局の移動に応じた送信電力の電力制御を行う
必要の無い無線データ通信システム、無線データ通信方
法およびそのプログラムを提供することを目的とする。
また、ＯＦＤＭ方式を用いて、さらに指向性アンテナに
よるセクタ化が可能な無線データ通信システム、無線デ
ータ通信方法およびそのプログラムを提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、上述した課
題を解決すべくなされたもので、本発明による無線デー
タ通信システムにおいては、変調方式に、ＯＦＤＭ方式
を用いて移動局と通信を行う基地局を複数具備する無線
データ通信システムであって、各基地局は、各サブチャ
ネルを任意の送信電力で送信するよう制御する送信電力
制御手段と、サブチャネルの一つまたは複数を用いて移
動局と通信を行う通信手段と、移動局との通信データは
複数のパケットから成り、該パケットには接続制御情報
が含まれ、該接続制御情報を基に接続を制御するパケッ
ト多元接続を行うデータ制御手段とを具備することを特
徴とする。

【００１２】これにより、各基地局は、各サブチャネル
を任意の送信電力で送信するよう制御する送信電力制御
手段と、サブチャネルの一つまたは複数を用いて移動局
と通信を行う通信手段と、移動局との通信データは複数
のパケットから成り、該パケットには接続制御情報が含
まれ、該接続制御情報を基に接続を制御するパケット多
元接続を行うデータ制御手段とを具備するので、周囲の
基地局と干渉しない距離まで電波を送信するよう送信電
力を制御できる。これにより、各基地局で同一周波数帯
域を利用したＯＦＤＭ方式での通信を行うことができ
る。尚、パケット多元接続については、特願平１１−０
１４７９に開示されている。

【００１３】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、上記通信手段は、異なる送信電力で送信
する複数のサブチャネルを一つの移動局へ割当てて通信
を行うことを特徴とする。これにより、上記通信手段
は、異なる送信電力で送信する複数のサブチャネルを一
つの移動局へ割当てて通信を行うので、通信量の制御を
簡便に行うことができる。また、大きな送信電力で送信
されるサブチャネルが割り当てられると、通信可能なエ
リアが広がり、基地局と安定して接続することができ
る。

【００１４】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、上記変調方式に、ＯＦＤＭ方式を用いて
移動局と通信を行う複数の基地局を具備する無線データ
通信システムであって、各基地局は、各サブチャネルを
任意の送信電力で送信するよう制御する送信電力制御手
段を具備し、該送信電力制御手段は、隣接する基地局と
は異なるサブチャネル用いて、該隣接する基地局のセル
内に到達可能な所定の値以上の送信電力で送信すること
を特徴とする。

【００１５】これにより、各基地局は、各サブチャネル
を任意の送信電力で送信するよう制御する送信電力制御
手段を具備し、該送信電力制御手段は、隣接する基地局
とは異なるサブチャネル用いて、該隣接する基地局のセ
ル内に到達可能な所定の値以上の送信電力で送信するの
で、隣接する基地局間において、各基地局より所定の値
以上の送信電力で送信されるサブチャネルによって、干
渉が起きることを防ぐことできる。

【００１６】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、上記各基地局は、隣接する基地局が複数
ある場合、隣接する各基地局より所定の値以上の送信電
力で送信されるサブチャネルが、自局において所定の値
以下の送信電力で送信される自局サブチャネルの部分集
合であり、かつ、隣接する各基地局のサブチャネルは該
基地局間で互いに素であることを特徴とする。

【００１７】これにより、自局において、所定の値以下
の送信電力で送信される自局サブチャネルと、ある方向
に隣接する基地局のサブチャネルが重複（部分集合）し
ていても、自局からみて、該方向のエリアで該サブチャ
ネルは使用できないが、それ以外（部分集合以外）のサ
ブチャネルを使用することができる。さらに、周辺の基
地局で用いる所定の値以上の送信電力で送信されるサブ
チャネルは、各基地局間で違う（互いに素である）の
で、自局からみて、各方向において、使用できないサブ
チャネルは部分的なチャネルである。すなわち、周辺の
基地局で所定の値以上の送信電力により用いられ、自局
で所定の値以下の送信電力で用いるサブチャネルの大部
分を使用することができる。

【００１８】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、各基地局は、隣接する基地局が所定の値
以上の送信電力で送信するサブチャネルと、自局の所定
の値以上でない送信電力で送信するサブチャネルが干渉
する無線ゾーンにおいて、該サブチャネルで送信するデ
ータに訂正符号を付加する訂正符号付加手段を更に具備
することを特徴とする。

【００１９】これにより、各基地局は、隣接する基地局
が所定の値以上の送信電力で送信するサブチャネルと、
自局の所定の値以上でない送信電力で送信するサブチャ
ネルが干渉する無線ゾーンにおいて、該サブチャネルで
送信するデータに訂正符号を付加する訂正符号付加手段
を更に具備するので、干渉によりＳ／Ｎが劣化した信号
を訂正符号により訂正することができる。

【００２０】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、各基地局は、複数の指向性アンテナを更
に具備し、複数の指向性アンテナは、該指向性アンテナ
からの電波の重なりが最小で、基地局の周囲を覆うよう
に設置され、周囲の基地局が具備しかつ対向する指向性
アンテナから所定の値以上の電力で送信されるサブチャ
ネルと、自局の対向する指向性アンテナより所定の値以
上の電力で送信されるサブチャネルが異なることを特徴
とする。

【００２１】これにより、各基地局は、複数の指向性ア
ンテナを更に具備し、周囲の基地局が具備しかつ対向す
る指向性アンテナから所定の値以上の電力で送信される
サブチャネルと、自局の対向する指向性アンテナより所
定の値以上の電力で送信されるサブチャネルが異なるの
で、自局の指向性アンテナより所定の値以上の電力で送
信されるサブチャネルと、対向する指向性アンテナより
所定の値以上の電力で送信されるサブチャネルに、干渉
が起こるのを防ぐことができる。また、基地局を共有し
て同一帯域を指向性により分けて使ったセル構成にする
ことができ、周波数利用効率の向上を行うことができ
る。

【００２２】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、送信電力制御手段は、基地局の通信トラ
フィックに応じて送信電力を制御することを特徴とす
る。これにより、送信電力制御手段は、基地局の通信ト
ラフィックに応じて送信電力を制御するので、通信トラ
フィックの分布に応じて通信量の制御を行うことができ
る。

【００２３】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、各基地局は、送信電力制御手段が、所定
の電力値以下の送信電力で一つまたは複数のサブチャネ
ルを送信するよう制御する場合、該サブチャネルの変調
を更に多値化する変調制御手段を更に具備することを特
徴とする。これにより、各基地局は、送信電力制御手段
が、所定の電力値以下の送信電力で一つまたは複数のサ
ブチャネルを送信するよう制御する場合、該サブチャネ
ルの変調を更に多値化する変調制御手段を更に具備する
ので、マルチパスフェージングの影響が少ない近距離へ
のみ送信する場合に、低電力値の送信電力で送信するサ
ブチャネルをより多値化した変調方式で変調できる。

【００２４】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、上記送信電力制御手段は、送信電力を予
め定める複数の電力値で送信し、各電力値が対数正規分
布に従うよう制御することを特徴とする。これにより、
上記送信電力制御手段は、送信電力を予め定める複数の
電力値で送信し、各電力値が対数正規分布に従うよう制
御するので、送信電力に指数的に対応する電波の到達距
離が、等間隔になるよう制御できる。

【００２５】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、上記各基地局は、自局送信信号による受
信信号への干渉を、該自局送信信号を用いて除去する受
信手段を更に具備し、上記移動局は、基地局と同一周波
数帯域のサブチャネルを用いて送受信を行うことを特徴
とする。これにより、各基地局は、自局送信信号による
受信信号への干渉を、該自局送信信号を用いて除去する
受信手段を更に具備し、移動局は、基地局と同一周波数
帯域のサブチャネルを用いて送受信を行うので、基地局
が送信に用いる周波数帯域と同一の周波数帯域を用いた
移動局からの送信信号を受信することができる。

【００２６】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、上記各基地局は、移動局における送信電
力を制御するための制御指示を送信する移動局制御手段
を更に具備し、上記移動局は、基地局からの制御指示を
受信し、該制御指示に従って送信電力を制御する通信制
御手段を更に具備することを特徴とする。これにより、
各基地局は、移動局における送信電力を制御するための
制御指示を送信する移動局制御手段を更に具備し、移動
局は、基地局からの制御指示を受信し、該制御指示に従
って送信電力を制御する通信制御手段を更に具備するの
で、基地局からの制御により移動局の送信電力を最適化
できる。

【００２７】また、本発明による移動局においては、上
述した無線データ通信システムで用いられる移動局であ
って、基地局より受信可能なサブチャネルを一つまたは
複数検出する検出手段と、検出手段が検出した一つまた
は複数のサブチャネルから利用するサブチャネルを決定
するサブチャネル決定手段と、決定した該サブチャネル
を基地局へ通知する通知手段とを具備することを特徴と
する。これにより、基地局より受信可能なサブチャネル
を一つまたは複数検出する検出手段と、検出手段が検出
した一つまたは複数のサブチャネルから利用するサブチ
ャネルを決定するサブチャネル決定手段と、決定した該
サブチャネルを基地局へ通知する通知手段とを具備する
ので、移動局より利用したいサブチャネルを指定するこ
とができる。

【００２８】また、本発明による移動局においては、上
記検出手段は、各サブチャネルの送信電力に関する情報
も検出し、上記サブチャネル決定手段は、通信可能なサ
ブチャネルの中より、送信電力の低い順にサブチャネル
を選択して、利用するサブチャネルを決定することを特
徴とする。これにより、検出手段は、各サブチャネルの
送信電力に関する情報も検出し、上記サブチャネル決定
手段は、通信可能なサブチャネルの中より、送信電力の
低い順よりサブチャネルを選択して、利用するサブチャ
ネルを決定するので、移動局からの送信信号による干渉
の影響を最小限にすることができる。

【００２９】また、本発明による無線データ通信方法に
おいては、変調方式に、ＯＦＤＭ方式を用いて移動局と
通信を行う基地局を複数用いた無線データ通信方法であ
って、各基地局において、各サブチャネルを任意の送信
電力で送信するよう制御する第一のステップと、サブチ
ャネルの一つまたは複数を用いて移動局と通信を行う第
二のステップと、移動局との通信データは複数のパケッ
トから成り、該パケットには接続制御情報が含まれ、該
接続制御情報を基に接続を制御するパケット多元接続を
行う第三のステップとを有することを特徴とする。

【００３０】また、本発明による無線データ通信方法に
おいては、第二のステップは、異なる送信電力で送信す
る複数のサブチャネルを一つの移動局へ割当てて通信を
行うことを特徴とする。

【００３１】また、本発明による無線データ通信方法に
おいては、変調方式に、ＯＦＤＭ方式を用いて移動局と
通信を行う複数の基地局を用いた無線データ通信方法で
あって、各サブチャネルを任意の送信電力で送信する際
に、隣接する基地局とは異なるサブチャネル用いて、該
隣接する基地局のセル内に到達可能な所定の値以上の送
信電力で送信することを特徴とする。

【００３２】また、本発明による無線データ通信方法に
おいては、隣接する基地局が複数ある場合、隣接する各
基地局より前記所定の値以上の送信電力で送信されるサ
ブチャネルが、自局において前記所定の値以下の送信電
力で送信される自局サブチャネルの部分集合であり、か
つ、隣接する各基地局の前記サブチャネルは該基地局間
で互いに素であることを特徴とする。

【００３３】また、本発明によるプログラムは、変調方
式に、ＯＦＤＭ方式を用いて移動局と通信を行う複数の
基地局を具備する無線データ通信システムにおける基地
局用のプログラムであって、各サブチャネルを任意の送
信電力で送信するよう制御する第一のステップと、サブ
チャネルの一つまたは複数を用いて移動局と通信を行う
第二のステップと、移動局との通信データは複数のパケ
ットから成り、該パケットには接続制御情報が含まれ、
該接続制御情報を基に接続を制御するパケット多元接続
を行う第三のステップとをコンピュータに実行させるこ
とを特徴とするプログラムである。

【００３４】また、本発明によるプログラムは、第二の
ステップは、異なる送信電力で送信する複数のサブチャ
ネルを一つの移動局へ割当てて通信を行うことを特徴と
するまた、本発明によるプログラムは、変調方式に、Ｏ
ＦＤＭ方式を用いて移動局と通信を行う複数の基地局を
具備する無線データ通信システムにおける基地局用のプ
ログラムであって、各サブチャネルを任意の送信電力で
送信する際に、隣接する基地局とは異なるサブチャネル
用いて、該隣接する基地局のセル内に到達可能な所定の
値以上の送信電力で送信することを特徴とするプログラ
ムである。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を通じて
本発明を説明する。ただし、以下の実施の形態は特許請
求の範囲に記載された発明を限定するものではなく、ま
た実施の形態の中で説明されている特徴の組み合わせの
すべてが発明の解決手段に必要であるとは限らない。ま
ず、本発明の一実施形態である無線データ通信システム
が具備する基地局の概略構成について図を用いて説明す
る。図１は、本発明の一実施形態である無線データ通信
システムが具備する基地局の概略構成を示すブロック図
である。図において符号２１は、基地局Ａ内のデータの
流れを制御する制御部である。２２は、移動局とサブチ
ャネルの一つまたは複数を用いて移動局と通信を行う無
線通信処理部（通信手段）である。尚、無線通信処理部
２２は、異なる送信電力で送信する複数のサブチャネル
を一つの移動局へ割当てて送信することもできる。ま
た、無線通信処理部２２は、自局送信信号による受信信
号への干渉を、該自局送信信号を用いて除去する機能も
有する。

【００３６】２３は、各サブチャネルを任意の送信電力
で送信するよう制御する送信電力制御処理部である。送
信電力制御処理部２３は、基地局の通信トラフィックに
応じて送信電力を制御することができる。２４は、基地
局と移動局との通信データを、複数のパケットとして、
該パケットには接続制御情報を含ませ、該接続制御情報
を基に接続を制御するパケット多元接続を行うデータ制
御処理部である。２５は、各サブチャネルを固有の周波
数で変調してＯＦＤＭ処理を行うＯＦＤＭ処理部であ
る。２６は、隣接する基地局が所定の値以上の送信電力
で送信するサブチャネルと、自局の所定の値以上でない
送信電力で送信するサブチャネルが干渉する無線ゾーン
において、該サブチャネルで送信するデータに訂正符号
を付加する訂正符号付加処理部である。

【００３７】２７は、送信電力制御処理部２３が、小電
力値の送信電力で一つまたは複数のサブチャネルを送信
するよう制御する場合に、ＯＦＤＭ処理部２５を制御し
て、該サブチャネルの変調を更に多値化する変調制御処
理部である。尚、小電力値とは、例えばフェージングの
影響が少ない基地局に近い距離までしか電波が届かない
電力値である。また、変調の多値化とは、ＯＦＤＭ処理
部２５でＱＰＳＫ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＰｈａｓｅ
ＳｉｆｔＫｅｙｉｎｇ）を用いて処理している場合
に、１６値ＱＡＭ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉ
ｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）などの、より多値の
変調方式を用いるよう制御することである。２８は、移
動局における送信電力を制御するための制御指示を送信
する移動局制御処理部である。

【００３８】尚、上記に示した図１の各処理部は専用の
ハードウェアにより実現されるものであってもよく、ま
た、各処理部はメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）に
より構成され、各処理部の機能を実現する為のプログラ
ムをメモリにロードして実行することによりその機能を
実現させるものであってもよい。また、上記メモリは、
ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、フラッシュ
メモリ等の不揮発性のメモリや、ＣＤ−ＲＯＭ等の読み
出しのみが可能な記録媒体、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡ
ｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）のような揮発性のメモリ、
あるいはこれらの組み合わせによるコンピュータ読み取
り、書き込み可能な記録媒体より構成されるものとす
る。

【００３９】次に、本発明の第一の実施形態である無線
データ通信システムについて、６角セルの場合における
効果を模式的に示す図を用いて説明する。図２は、本発
明の一実施形態による無線データ通信システムの６角セ
ルの場合における効果を模式的に示すブロック図であ
る。この図において符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ
は、それぞれ６角セルの無線ゾーン１Ａ、１Ｂ…１Ｇを
持つＯＦＤＭ方式の変調方式で無線データ通信を行う基
地局（以下、７つの基地局をまとめて指す場合は基地局
Ａ−Ｇとする）である。

【００４０】尚、基地局Ａ−Ｇの無線通信処理部２２
は、周波数帯域の違う７つのチャネル（一つまたは複数
のサブチャネルから成る）を用いて移動局と無線データ
通信を行う。図２中の数字は線分で仕切られたエリアで
使用するチャネル数を示す。また、例えば基地局Ａの送
信電力制御処理部２３は、チャネル１を最大送信電力と
し、他のチャネルはセル１Ａに示す範囲以内で移動局と
通信可能な送信電力で送信する。また、基地局Ｂ−Ｇに
ついても同様の送信電力の制御である。

【００４１】また、無線データ通信システムを模式的に
示し説明するため、以下に示すような前提条件とする。・中心セル２Ａの基地局Ａに対して、周囲の基地局Ｂ−
Ｇを干渉局とおく。・周囲の基地局Ｂ−Ｇから基地局Ａの内側のセル１Ａへ
の干渉は、対向する方向の各基地局Ｂ−Ｇからの干渉の
みとし、それ以外の基地局からの干渉はないものとす
る。・内側のセル１Ａ、１Ｂ、１Ｃ…１Ｇは、電力が小さい
ことから通信範囲が独立しており、隣接する基地局と干
渉が無いものとする。

【００４２】以上の条件を満たす時、基地局Ａのセル１
Ａは、周囲の各基地局Ｂ−Ｇに対向するエリアを表わす
線分により６エリアに分かれている。そして、例えば基
地局Ｂに対向するエリアにおいて、通信可能なチャネル
は、最大通信電力のチャネル（１ｃｈ）と、対向する基
地局Ｂが用いる最大通信電力のチャネル（２ｃｈ）以外
の、３ｃｈ〜７ｃｈであり、図示した通りである。他の
エリアにおいても同様である。

【００４３】ここで、１チャネルの通信容量をＣとする
と、以下の計算結果を導ける。・セル２Ａ（最大電力）の通信容量：Ｃ・セル１Ａの通信容量：５／６×６Ｃ＝５Ｃ・基地局Ａの通信容量：Ｃ＋５Ｃ＝６Ｃ以上により、使用する７つのチャネルより、理論的に伝
送可能な最大の通信量は７Ｃであり、干渉なく伝送可能
な通信容量の比率を求めると６／７より８５．７％とな
る。

【００４４】上記の計算をチャネル数：Ｎ、クラスタを
構成するセル数：Ｓ、１チャネルの通信容量をＣとして
一般化したものを以下に示す。・最外郭セルの通信容量：ＮＣ／Ｓ(Ｎ≧Ｓ) …（式１）・内郭セルの通信容量：((Ｓ−２)／(Ｓ−１))×(Ｎ−Ｎ／Ｓ)Ｃ＝((Ｓ−２)／Ｓ)ＮＣ …（式２）・該基地局の通信容量：(Ｓ−２)／(Ｓ−１)×ＮＣ−(Ｓ−２)／(Ｓ−１) ×ＮＣ／Ｓ＋ＮＣ／Ｓ＝{(Ｓ−２)／(Ｓ−１)−(Ｓ−２)／(Ｓ−１)／Ｓ＋１／Ｓ}ＮＣ＝((Ｓ−１)／Ｓ)ＮＣ …（式３）最外殻セルに独立した全てのチャネルを用いたとする、
理論的な最大容量がＮＣとなるので干渉なく伝送可能な
容量比率をＲとすると、Ｒ＝(Ｓ−１)／Ｓ＝１−１／Ｓ …（式４）となる。この（式４）より、一つのクラスタを構成する
セル数Ｓを大きくすれば、ほぼ１００％の容量で、同一
周波数を繰り返して利用することが可能であるといえ
る。

【００４５】ここで、上述した式を説明する。まず、
（式１）については、最大の送信電力で送信するチャネ
ルが、隣接する基地局の最大の送信電力で送信するチャ
ネルと異なる（言い換えると、変調する周波数が異な
る）構成とするので、一基地局が使用できる最外郭セル
の通信容量はＮＣ／Ｓとなる。

【００４６】次に、（式２）について説明する。隣接す
る基地局とチャネルが重なっても干渉が許容できる範囲
（内郭セル）まで通信可能な送信電力で送信されるチャ
ネルであるので隣接する基地局の内郭セルで使用される
チャネルを考慮する必要はない。そこで、各基地局が最
外郭セルで用いたチャネル以外のチャネルを使用する場
合のチャネル数はＮ−Ｎ／Ｓとなる。しかし、隣接する
基地局であって、対向する位置の基地局が最大の送信電
力で送信するチャネルの干渉をうけるので、１チャネル
分、干渉によりデータが損なわれるため(Ｓ−２)／(Ｓ
−１)を乗じる。以上により、（式２）が求まる。

【００４７】以上の（式１）と（式２）の和より基地局
の通信量を示す（式３）が求まり、該（式３）とチャネ
ルを使用可能な場合の基地局の通信容量ＮＣとの比率を
求めることで（式４）が求まる。この（式４）より、隣
接する基地局と送信電力の制御により干渉による損失が
微小なチャンネルにおいては、同一のチャネルを繰り返
して用いることが可能であり、ほぼ１００％に近い効率
よい通信容量で無線データ通信システムを構築できるこ
とを示す。

【００４８】以上示したように本発明の第一の実施形態
では、隣接する基地局と同じチャネルであっても、２種
類の電力量を使い分け、送信電力の制御を行うことで、
干渉による損失を抑え、該チャネルを使用可能としてい
た。しかし、実際に完全に干渉の損失を許容するシステ
ムを２種類の送信電力の制御で行うことは難しい。そこ
で、本発明の第二の実施形態として、チャネルの送信電
力の制御をより機能的にした無線データ通信システムを
示し、以下に図を用いて説明する。尚、上記制御とは、
チャネルの送信電力を階層的に用いて、更に、該階層を
可変とするものである。これにより、柔軟に内郭セルの
範囲およびチャネル数の設定を行う。

【００４９】図３は、本発明の第二の実施形態による無
線データ通信システムの送信電力の階層化を示す図であ
る。この図において符号３１は、基地局Ａのアンテナを
概念的に示すものであり、また、１〜５段階の送信電力
の階層を示すものでもある。同様に３２は、基地局Ｂの
アンテナを概念的に示し、送信電力の階層を示すもので
ある。また、基地局Ａから基地局Ｂまでの距離を５段階
でしめす数字が付与されている。尚、５の段階の送信電
力（最大の送信電力）で送信した電波は、５の距離まで
通信範囲となり、以下４〜１まで同様である。

【００５０】尚、図示していないが基地局Ａ、基地局Ｂ
および周囲にも基地局があるとして、各基地局において
は、最外郭セルを構成する最大の通信電力で送信するチ
ャネルとして、隣接する基地局と互いに異なるチャネル
を用いる（第一の実施形態と同様）。また、各基地局
は、チャネル毎に割当てた５段階の階層のいずれかの送
信電力を用いて送信を行う。したがって、同一の基地局
から送信される信号において、階層間でのチャネル干渉
は発生しない。また、隣接基地局間のチャネルの干渉率
は、“該チャネルとの干渉チャネル数／構成チャネル
数”である。

【００５１】２基地局間において、相互の階層間の相互
干渉率は“相互の干渉チャネル数／構成チャネル数”で
ある。２基地局における相互干渉について、各階層チャ
ネルの累積干渉チャネル数を用いて評価する。ここで、
さらに以下のように前提条件を付加する。・最外殻セルどうしは異なるチャネルを用いているた
め、干渉しない。・ある場所に位置する移動局において、任意のチャネル
に対する干渉波の受信電力が、該チャネルの受信電力と
同じかそれ以上大きなときに１／構成チャネル数（Ｍ）
で発生する。・さらに、移動局での受信電力が所定の値より減衰した
場合、干渉も起こさず、伝送もしない。・階層化された送信電力に階層（クラス）の低い順から
昇順で番号を付ける。：クラス１〜クラスＬ・各クラスの構成チャネル数Ｍは、Ｍ＝Ｌの関係にあ
る。

【００５２】以上により、各クラスは自クラス以上の距
離から離れるに従い１／Ｍの干渉が累積されることにな
り、さらに自クラス以上の距離を離れた位置で伝送不能
となる。上記に示した基地局における通信容量Ｃを求め
ると、以下の式になる。

【数１】この式において、右辺第２項は最上階層（最大電力）の
チャネルの通信容量である。ｉは基地局からの距離であ
る。右辺第３項は、最上でない階層における通信容量で
ある。ｋは各階層のクラスの値である。

【００５３】次に、Ｍ＝Ｌであることから、上式は、以
下のように計算される。Ｃ＝〔Ｌ−(Ｌ−１)／２Ｌ〕＋〔Ｌ(Ｌ−１)／２−(１／２Ｌ)｛(Ｌ(Ｌ−１)／２)＋Ｌ−１｝〕＝〔(２Ｌ²−Ｌ−１)／２Ｌ〕＋〔(２Ｌ³−２Ｌ²−Ｌ＋２)／４Ｌ〕＝(２Ｌ²＋２Ｌ−３)／４＝(Ｌ＋１／２)²／２−７／８上記の式は、階層数Ｌ（Ｌ：自然数、Ｌ＞０）に対して
単調増加関数である。

【００５４】次に、干渉がないと仮定した場合の通信容
量Ｔに対する、干渉分を除いて得られる通信容量Ｃの比
率を求めると以下の式になるＣ／Ｔ＝｛(２Ｌ２＋２Ｌ−３)／４｝／｛Ｌ(Ｌ＋１)／２｝（干渉を受けた後の容量）／（干渉を受ける前の容量）＝(２Ｌ２＋２Ｌ−３)／２Ｌ(Ｌ＋１) ＝１−〔３／２Ｌ(Ｌ＋１)〕ｌｉｍ_L→∞〔Ｃ／Ｔ〕＝１−０＝１つまり、階層数Ｌを大きくすることで、効率は１００％
に近づく。

【００５５】第一の実施形態で示したチャネル構成と、
第二の実施形態で示した送信電力の階層化を合せて行う
ことで、６角セルの各６方向に隣接するセルの最上階層
のチャネルが互いに違うチャネルである。また、該チャ
ネル構成を除いた内郭セル用の階層においては、隣接
し、対向する基地局の最上階層のチャネルと相互におけ
る干渉による衝突を許容できる。以上により、ＯＦＤＭ
において同一周波数帯域を用いた繰り返しによるセル構
成で、ほぼ１００％の効率で伝送が可能となる。

【００５６】尚、上述した実施形態においては、送信電
力が階層化されていることから、平均電力に対して、ピ
ーク電力が小さくなるため送信電力効率が改善される。
これにより、同一の電力増幅器を用いた場合の従来方法
に比ベ通信エリア範囲が拡大され、送信電力効率が改善
される。また、隣接する基地局が最大の送信電力で送信
するサブチャネルと、自局の最大でない送信電力で送信
するサブチャネルが干渉する無線ゾーンにおいて、訂正
符号付加処理部２６が、該サブチャネルで送信するデー
タに訂正符号を付加することで、干渉によるＳ／Ｎの劣
化を改善してもよい。

【００５７】上述した構成にしたがった場合の基地局の
伝送容量について、ＯＦＤＭのサブチャネル数が４００
チャネルの場合を、以下の条件を例にして計算を行う。・伝送速度：シンボルレートを１２.５kHzとしたＱＰＳ
Ｋで、サブチャネル１チャネルあたり２５（kbit／se
c）・階層数：Ｌ＝１９・１階層あたりの伝送容量：２１ch×２５kbps＝５２５
kbps ・容量比率：Ｃ／Ｔ＝０．９９６以上より、１セルあたりの有効伝送容量を計算すると１９×５２５kbps×０．９９６＝９．９３５Mbps とな
る。

【００５８】次に、セル構成が７セルであった場合、同
一の周波数帯域を繰り返し用いることで、１セルあたり
の有効伝送容量は以下のようになる９．９３５Mbps×６／７＝８．５７１（Mbit／sec）さらに、送信電力が低い階層においては、伝搬距離が短
いことから、端末に到達する過程で反射波が含まれるこ
とが少なくなるので、多重波によるＳＮ比が改善され
る。これを利用することで、送信信号を変調制御処理部
２７により多値化することができるので、サブチャネル
当たりの伝送容量を多くすることが可能となる。尚、多
値数については、ＳＮの範囲でいくらでも増やすことが
可能である。ここでは、送信電力の低い半分の階層に１
６ＱＡＭを用いた例で説明する。・サブチャネルの信号変調に１６ＱＡＭを用いた場合、
１チャネルあたり５０kbpsとなるので、１セルあたりの
有効伝送容量は、１．５倍となり、８．５７１Mbps×
１．５＝１２．８５６５Mbps となる。

【００５９】尚、各基地局の送信電力制御処理部２３が
行う送信電力の階層化において、対数正規分布を用いる
ことで、電波の到遠距離を一定間隔とした階層化を行な
うことができる。一般に、地上波無線伝搬特性は、対数
正規分布に近似できる。よって、電波の到達距離を均等
に得るには、対数正規分布にしたがった、クラス毎の送
信電力を与えることが必要である。送信電力の階層化に
より、前述したセル構成の関係を維持できるので、効率
の良いエリア構成が可能となり、一様なスループットを
エリア全体に与えることができる。

【００６０】ここで、本発明の一実施形態における無線
データ通信システムの実施例を考えると、上述した基地
局に対応した移動局が必要となる。図４は、本発明の一
実施形態による無線データ通信システムにおける移動局
の概略構成を示すブロック図である。符号４１は、移動
局内のデータの流れを制御する制御部である。４２は、
基地局とＯＦＤＭ方式で無線通信を行う無線通信処理部
である。４３は、受信可能な送信電力の階層（クラス）
を一つまたは複数検出する検出処理部（検出手段）であ
る。４４は、検出処理部４３が検出した階層より利用す
る階層を決定する階層決定処理部（サブチャネル決定手
段）である。４５は、基地局からの制御指示を受信し、
該制御指示に従って送信電力を制御する通信制御処理部
（通信制御手段）である。尚、無線通信処理部４２は、
基地局と同一周波数帯域のサブチャネルを用いて送受信
を行うことも可能である。また、検出処理部４３は、各
サブチャネルの送信電力に関する情報も検出できる。こ
の場合、階層決定処理部４４は、通信可能なサブチャネ
ルの中より、送信電力の低い順にサブチャネルを選択し
て、利用するサブチャネルを決定する。

【００６１】次に、本発明の一実施形態における無線デ
ータ通信システムの基地局と移動局とで通信を行う際の
動作を以下に示す。まず、基地局と移動局が双方で通信
を行う際、移動局は、検出処理部４３で受信可能な階層
を複数検出する。次に、階層決定処理部４４は、検出処
理部４３が検出した複数の階層より通信に利用したい階
層を決定する。次に、移動局は、無線通信処理部４２を
介して基地局に利用したい階層の情報を送信する。その
情報から基地局は、移動局と通信可能な階層を利用して
通信を行う。このときの、移動局から基地局に情報を伝
送する方法は上述したＯＦＤＭに限らず、狭帯域伝送
や、ＣＤＭＡなどの広帯域伝送を用いてもよい。

【００６２】以上に示したように、同一の周波数帯域を
各基地局で繰り返し利用できるＯＦＤＭ方式による無線
データ通信システムでは、基地局ネットワークのフレキ
シビリティを確保することができる。また、ネットワー
ク管理を容易にすることができる。更に、干渉の問題を
解決して通信容量を損なわず、メンテナンスなどの費用
も従来に比べて小額で済む。また、電力制御を基地局−
移動局間で行わないことにより、システム効率が低下せ
ず、高速移動時においてもデータ通信が可能となる。ま
た、システムの安定性を確保し、送信電力効率を改善す
ることにもつながる。

【００６３】次に、本発明の第三の実施形態である無線
データ通信システムにおける基地局のセクタ化を行なっ
た場合について以下に説明する。図５は、本発明の第三
の実施形態による無線データ通信システムにおける基地
局のセクタ化を示すブロック図である。この図におい
て、符号Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇは、６角セルをも
ち、３方向に向けた３つの指向性アンテナを具備する基
地局である。また、図５中の数字は、基地局Ａは、チャ
ンネル１、６、９で最大の送信電力で送信を行う指向性
アンテナを持つことを表わす。他の基地局Ｂ−Ｇ内の数
字についても同様である。

【００６４】尚、図５に示すように、セクタ化にはある
数以上（図５では９つ）のチャネル数が必要となる他
は、７セルで構成された場合の部分的な構成として考え
ることができる。すなわち、第一の実施形態および第二
の実施形態で示した、チャネル構成と送信電力の階層を
用いて、周波数帯域を繰り返し利用する場合と同様に考
えることができる。したがって、セクタ化においては単
純に、セクタ数倍した容量を共有基地局で持つことがで
きる。したがって、セクタ化された１セルあたりの有効
伝送容量を計算すると、４００×６／７×２５×３＝２
５．７１３（Mbit／sec）となる。

【００６５】また、上述した第三の実施形態では、サー
ビスエリアが一様なトラフィックであることを仮定して
いた。すなわち、偏りのあるトラフィックの分布に対し
て考慮されたものではない。そこで、本発明の第四の実
施形態として、無線データ通信システムにおいて、偏り
のあるトラフィックの分布へ対応する場合について以下
に説明する。図６は、本発明の第四の実施形態である無
線データ通信システムにおいて、偏りのあるトラフィッ
クの分布を示す図である。図中の斜線のセクタ６０につ
いて、セクタ６０と接する右下の斜線部分がサービスエ
リア外（例えば海である場合など）だとすると、隣接か
らの干渉が無い状態となる。したがって、斜線のセクタ
６０においては、送信電力の階層化の必要は無く、すベ
てのサブチャネルを同一電力で送信することが可能とな
る。これは、伝搬する範囲においてすベてのスループッ
トを利用できることを意味している。

【００６６】上述した第四の実施形態は、セクタ６０が
サービスエリア外と隣接した極端な場合を説明している
が、前述したセクタ化されたセルについてもこのことは
応用できる。すなわち、階層構成を適応的に変えること
ができば、トラフィック分布に対して柔軟な対応ができ
る。例えば、隣接する２つのセクタにおいて、トラフィ
ックに偏りがある場合は、トラフィック量の多い方が、
上位の階層（より大きな送信電力）のチャンネルを多く
利用してもよい。

【００６７】また、図１にいて各種処理を行う処理部の
機能を実現する為のプログラムをコンピュータ読み取り
可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録された
プログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行
することにより各処理を行っても良い。なお、ここでい
う「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等の
ハードウェアを含むものとする。

【００６８】また、「コンピュータ読み取り可能な記録
媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、
ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシス
テムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことを
いう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」
とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の
通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバ
やクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発
メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持
しているものも含むものとする。

【００６９】また、上記プログラムは、このプログラム
を記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝
送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により
他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここ
で、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネ
ット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回
線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体
のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能
の一部を実現する為のものであっても良い。さらに、前
述した機能をコンピュータシステムに既に記録されてい
るプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆ
る差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。以
上、この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、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も
含まれる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように本発明による無線デ
ータ通信システムにおいては、各基地局は、各サブチャ
ネルを任意の送信電力で送信するよう制御する送信電力
制御手段と、サブチャネルの一つまたは複数を用いて移
動局と通信を行う通信手段と、移動局との通信データは
複数のパケットから成り、該パケットには接続制御情報
が含まれ、該接続制御情報を基に接続を制御するパケッ
ト多元接続を行うデータ制御手段とを具備するので、周
囲の基地局と干渉しない距離まで電波を送信するよう送
信電力を制御できる。これにより、各基地局で同一周波
数帯域を利用したＯＦＤＭ方式での通信を行うことがで
きる。よって、各基地局の通信容量を増加させ、効率よ
く利用することができる。

【００７１】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、上記通信手段は、異なる送信電力で送信
する複数のサブチャネルを一つの移動局へ割当てて通信
を行うので、通信量の制御を簡便に行うことができる。
また、大きな送信電力で送信されるサブチャネルが割り
当てられると、通信可能なエリアが広がり、基地局と安
定して接続することができる。以上により、屋外におけ
る遅延波の問題をＯＦＤＭにより解消することができ、
さらには電力管理とチャネル構成及びセル構成により、
一定の干渉を許容することで、干渉の問題を解決して容
量を損なわない、高効率の無線システムを構築すること
ができる。移動局が通信可能な階層を動的に選択できる
ので、移動した場所において最適な通信状態を維持する
ことが可能となる。すなわち、移動体通信において、ユ
ーザの状態に左右されない効率のよい無線データ通信が
可能となり、さらには、高い周波数利用効率を得られ
る。

【００７２】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、各基地局は、各サブチャネルに固有の周
波数で変調する変調手段と、各サブチャネルを任意の送
信電力で送信するよう制御する送信電力制御手段を具備
し、該変調手段は、所定の値以上の送信電力で送信され
るサブチャネルを、隣接する基地局間で異なる周波数で
変調するので、隣接する基地局間において、各基地局よ
り所定の値以上の送信電力で送信されるサブチャネルに
よって、干渉が起きることを防ぐことできる。これによ
り最外殻セルのサブチャネルの構成を考慮することで、
基地局配置が有機的に扱えるため、基地局ネットワーク
のフレキシビリティを確保することができる。

【００７３】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、上記各基地局は、隣接する基地局が複数
ある場合、隣接する各基地局より所定の値以上の送信電
力で送信されるサブチャネルが、自局において所定の値
以下の送信電力で送信される自局サブチャネルの部分集
合であり、かつ、隣接する各基地局のサブチャネルは該
基地局間で互いに素であるので、自局において、所定の
値以下の送信電力で送信される自局サブチャネルと、あ
る方向に隣接する基地局のサブチャネルが重複（部分集
合）していても、自局からみて、該方向のエリアで該サ
ブチャネルは使用できないが、それ以外（部分集合以
外）のサブチャネルを使用することができる。さらに、
周辺の基地局で用いる所定の値以上の送信電力で送信さ
れるサブチャネルは、各基地局間で違う（互いに素であ
る）ので、自局からみて、各方向において、使用できな
いサブチャネルは部分的なチャネルである。すなわち、
周辺の基地局で所定の値以上の送信電力により用いら
れ、自局で所定の値以下の送信電力で用いるサブチャネ
ルの大部分を使用することができる。これにより、限ら
れた周波数帯域での限られたサブチャネル数において、
各サブチャネルの利用効率が高くなるという効果が得ら
れる。

【００７４】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、各基地局は、隣接する基地局が所定の値
以上の送信電力で送信するサブチャネルと、自局の所定
の値以上でない送信電力で送信するサブチャネルが干渉
する無線ゾーンにおいて、該サブチャネルで送信するデ
ータに訂正符号を付加する訂正符号付加手段を更に具備
するので、干渉によりＳ／Ｎが劣化した信号を訂正符号
により訂正することができる。

【００７５】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、各基地局は、複数の指向性アンテナを更
に具備し、周囲の基地局が具備しかつ対向する指向性ア
ンテナから所定の値以上の電力で送信されるサブチャネ
ルと、自局の対向する指向性アンテナより所定の値以上
の電力で送信されるサブチャネルが、異なる変調周波数
であるので、時局の指向性アンテナより所定の値以上の
電力で送信されるサブチャネルと、対向する指向性アン
テナより所定の値以上の電力で送信されるサブチャネル
に、干渉が起こるのを防ぐことができる。また、基地局
を共有して同一帯域を指向性により分けて使ったセル構
成にすることができ、周波数利用効率の向上を行うこと
ができる。

【００７６】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、送信電力制御手段は、基地局の通信トラ
フィックに応じて送信電力を制御するので、通信トラフ
ィックの分布に応じて通信量の制御を行うことができ
る。これにより、トラフィック分布にしたがって、階層
化を適応的に制御することにより、サービスエリア内に
おけるトラフィック分布に対して一様な効率を維持する
ことが可能となり、高い周波数利用効率を得られる。

【００７７】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、各基地局は、送信電力制御手段が、所定
の電力値以下の送信電力で一つまたは複数のサブチャネ
ルを送信するよう制御する場合、該サブチャネルの変調
を更に多値化する変調制御手段を更に具備するので、フ
ェージングの影響が少ない近距離へのみ送信する場合
に、低電力値の送信電力で送信するサブチャネルをより
多値化した変調方式で変調できる。

【００７８】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、上記送信電力制御手段は、送信電力を予
め定める複数の電力値で送信し、各電力値が対数正規分
布に従うよう制御するので、送信電力に指数的に対応す
る電波の到達距離が、等間隔になるよう制御できる。こ
れにより、電力の階層化を正規分布に従うので、一定の
距離間隔でエリアの階層化を行うことができ、エリア内
のユーザ分布に対して一様なスループットを与えること
ができる。

【００７９】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、各基地局は、自局送信信号による受信信
号への干渉を、該自局送信信号を用いて除去する受信手
段を更に具備し、移動局は、基地局と同一周波数帯域の
サブチャネルを用いて送受信を行うので、基地局が送信
に用いる周波数帯域と同一の周波数帯域を用いた移動局
からの送信信号を受信することができる。これにより、
非対称通信に対応して、同一の周波数帯域を上り、下り
の通信に割当てることで、周波数帯域を有効に利用する
無線データ通信システムを提供することができる。

【００８０】また、本発明による無線データ通信システ
ムにおいては、各基地局は、移動局における送信電力を
制御するための制御指示を送信する移動局制御手段を更
に具備し、移動局は、基地局からの制御指示を受信し、
該制御指示に従って送信電力を制御する通信制御手段を
更に具備するので、基地局からの制御により移動局の送
信電力を最適化できる。これにより、隣接する基地局か
ら所定の値以上の送信電力で送信されるサブチャネルの
利用が可能になるため、周波数帯域の利用効率を向上す
ることができる。

【００８１】また、本発明による移動局においては、基
地局より受信可能なサブチャネルを一つまたは複数検出
する検出手段と、検出手段が検出した一つまたは複数の
サブチャネルから利用するサブチャネルを決定するサブ
チャネル決定手段と、決定した該サブチャネルを基地局
へ通知する通知手段とを具備するので、移動局より利用
したいサブチャネルを指定することができる。

【００８２】また、本発明による移動局においては、検
出手段は、各サブチャネルの送信電力に関する情報も検
出し、上記サブチャネル決定手段は、通信可能なサブチ
ャネルの中より、送信電力の低い順よりサブチャネルを
選択して、利用するサブチャネルを決定するので、移動
局からの送信信号による干渉の影響を最小限にすること
ができる。これにより、隣接する基地局と同時に通信可
能である場合、最小の干渉による高い効率での通信を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態である無線データ通信シ
ステムが具備する基地局の概略構成を示すブロック図で
ある。

【図２】本発明の一実施形態による無線データ通信シ
ステムの６角セルの場合における効果を模式的に示すブ
ロック図である。

【図３】本発明の第二の実施形態による無線データ通
信システムの送信電力の階層化を示す図である。

【図４】本発明の一実施形態による無線データ通信シ
ステムにおける移動局の概略構成を示すブロック図であ
る。

【図５】本発明の第三の実施形態による無線データ通
信システムにおける基地局のセクタ化を示すブロック図
である。

【図６】本発明の第四の実施形態である無線データ通
信システムにおいて、偏りのあるトラフィックの分布を
示す図である。

【符号の説明】

２１制御部２２無線通信処理部２３送信電力制御処理部２４データ制御処理部２５ＯＦＤＭ処理部２６訂正符号付加処理部２７変調制御処理部２８移動局制御処理部４１制御部４２無線通信処理部４３検出処理部４４階層決定処理部４５通信制御処理部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者植岡康茂東京都千代田区大手町一丁目５番１号三菱マテリアル株式会社移動体事業推進本部内 (72)発明者田里和義東京都武蔵野市吉祥寺本町一丁目８番10号三菱マテリアル株式会社移動体事業開発センター内 (72)発明者中村賢蔵東京都武蔵野市吉祥寺本町一丁目８番10号三菱マテリアル株式会社移動体事業開発センター内 (72)発明者松野吉宏東京都武蔵野市吉祥寺本町一丁目８番10号三菱マテリアル株式会社移動体事業開発センター内 (72)発明者服部武東京都世田谷区瀬田３−12−21−205 Ｆターム(参考） 5K067 AA03 AA11 CC08 EE02 EE10 EE45 EE46 GG08 HH21 KK02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】変調方式に、ＯＦＤＭ方式を用いて移動
局と通信を行う基地局を複数具備する無線データ通信シ
ステムであって、前記各基地局は、各サブチャネルを任意の送信電力で送信するよう制御す
る送信電力制御手段と、前記サブチャネルの一つまたは複数を用いて移動局と通
信を行う通信手段と、前記移動局との通信データは複数のパケットから成り、
該パケットには接続制御情報が含まれ、該接続制御情報
を基に接続を制御するパケット多元接続を行うデータ制
御手段とを具備することを特徴とする無線データ通信シ
ステム。
【請求項２】前記通信手段は、異なる送信電力で送信する複数のサブチャネルを一つの
移動局へ割当てて通信を行うことを特徴とする請求項１
に記載の無線データ通信システム。
【請求項３】変調方式に、ＯＦＤＭ方式を用いて移動
局と通信を行う複数の基地局を具備する無線データ通信
システムであって、前記各基地局は、各サブチャネルを任意の送信電力で送信するよう制御す
る送信電力制御手段を具備し、前記送信電力制御手段は、隣接する基地局とは異なるサ
ブチャネル用いて、該隣接する基地局のセル内に到達可
能な所定の値以上の送信電力で送信することを特徴とす
る無線データ通信システム。
【請求項４】前記各基地局は、隣接する基地局が複数ある場合、隣接する各基地局より
前記所定の値以上の送信電力で送信されるサブチャネル
が、自局において前記所定の値以下の送信電力で送信さ
れる自局サブチャネルの部分集合であり、かつ、隣接す
る各基地局の前記サブチャネルは該基地局間で互いに素
であることを特徴とする請求項３に記載の無線データ通
信システム。
【請求項５】前記各基地局は、隣接する基地局が前記所定の値以上の送信電力で送信す
るサブチャネルと、自局において前記所定の値以下の送
信電力で送信するサブチャネルが干渉する無線ゾーンに
おいて、該サブチャネルで送信するデータに訂正符号を
付加する訂正符号付加手段を更に具備することを特徴と
する請求項３または請求項４に記載の無線データ通信シ
ステム。
【請求項６】前記各基地局は、複数の指向性アンテナ
を更に具備し、前記複数の指向性アンテナは、該指向性アンテナからの電波の重なりが最小で、基地局
の周囲を覆うように設置され、周囲の基地局が具備しかつ対向する指向性アンテナから
前記所定の値以上の電力で送信されるサブチャネルと、
自局の対向する指向性アンテナより前記所定の値以上の
電力で送信されるサブチャネルが異なることを特徴とす
る請求項１から請求項５のいずれかに記載の無線データ
通信システム。
【請求項７】前記送信電力制御手段は、前記基地局の
通信トラフィックに応じて送信電力を制御することを特
徴とする請求項１、２、６のいずれかに記載の無線デー
タ通信システム。
【請求項８】前記各基地局は、前記送信電力制御手段が、所定の電力値以下の送信電力
で一つまたは複数のサブチャネルを送信するよう制御す
る場合、該サブチャネルの変調を更に多値化する変調制御手段を
更に具備することを特徴とする請求項１から請求項７の
いずれかに記載の無線データ通信システム。
【請求項９】前記送信電力制御手段は、送信電力を予
め定める複数の電力値で送信し、各電力値が対数正規分
布に従うよう制御することを特徴とする請求項１から請
求項８のいずれかに記載の無線データ通信システム。
【請求項１０】前記各基地局は、自局送信信号による受信信号への干渉を、該自局送信信
号を用いて除去する受信手段を更に具備し、前記移動局は、前記基地局と同一周波数帯域のサブチャ
ネルを用いて送受信を行うことを特徴とする請求項１か
ら請求項９のいずれかに記載の無線データ通信システ
ム。
【請求項１１】前記各基地局は、移動局における送信電力を制御するための制御指示を送
信する移動局制御手段を更に具備し、前記移動局は、前記基地局からの前記制御指示を受信
し、該制御指示に従って送信電力を制御する通信制御手
段を更に具備することを特徴とする請求項１０に記載の
無線データ通信システム。
【請求項１２】請求項１から請求項１１に記載の無線
データ通信システムで用いられる移動局であって、前記基地局より受信可能なサブチャネルを一つまたは複
数検出する検出手段と、前記検出手段が検出した一つまたは複数のサブチャネル
から利用するサブチャネルを決定するサブチャネル決定
手段と、決定した該サブチャネルを前記基地局へ通知する通知手
段とを具備することを特徴とする移動局。
【請求項１３】前記検出手段は、前記各サブチャネル
の送信電力に関する情報も検出し、前記サブチャネル決定手段は、通信可能なサブチャネル
の中より、送信電力の低い順にサブチャネルを選択し
て、利用するサブチャネルを決定することを特徴とする
請求項１２に記載の移動局。
【請求項１４】変調方式に、ＯＦＤＭ方式を用いて移
動局と通信を行う基地局を複数用いた無線データ通信方
法であって、前記各基地局において、各サブチャネルを任意の送信電力で送信するよう制御す
る第一のステップと、前記サブチャネルの一つまたは複数を用いて移動局と通
信を行う第二のステップと、前記移動局との通信データは複数のパケットから成り、
該パケットには接続制御情報が含まれ、該接続制御情報
を基に接続を制御するパケット多元接続を行う第三のス
テップとを有することを特徴とする無線データ通信方
法。
【請求項１５】前記第二のステップは、異なる送信電力で送信する複数のサブチャネルを一つの
移動局へ割当てて通信を行うことを特徴とする請求項１
４に記載の無線データ通信方法。
【請求項１６】変調方式に、ＯＦＤＭ方式を用いて移
動局と通信を行う複数の基地局を用いた無線データ通信
方法であって、各サブチャネルを任意の送信電力で送信する際に、隣接
する基地局とは異なるサブチャネル用いて、該隣接する
基地局のセル内に到達可能な所定の値以上の送信電力で
送信することを特徴とする無線データ通信方法。
【請求項１７】隣接する基地局が複数ある場合、隣接
する各基地局より前記所定の値以上の送信電力で送信さ
れるサブチャネルが、自局において前記所定の値以下の
送信電力で送信される自局サブチャネルの部分集合であ
り、かつ、隣接する各基地局の前記サブチャネルは該基
地局間で互いに素であることを特徴とする請求項１６に
記載の無線データ通信方法。
【請求項１８】変調方式に、ＯＦＤＭ方式を用いて移
動局と通信を行う複数の基地局を具備する無線データ通
信システムにおける基地局用のプログラムであって、各サブチャネルを任意の送信電力で送信するよう制御す
る第一のステップと、前記サブチャネルの一つまたは複数を用いて移動局と通
信を行う第二のステップと、前記移動局との通信データは複数のパケットから成り、
該パケットには接続制御情報が含まれ、該接続制御情報
を基に接続を制御するパケット多元接続を行う第三のス
テップとをコンピュータに実行させることを特徴とする
プログラム。
【請求項１９】前記第二のステップは、異なる送信電力で送信する複数のサブチャネルを一つの
移動局へ割当てて通信を行うことを特徴とする請求項１
８に記載のプログラム。
【請求項２０】変調方式に、ＯＦＤＭ方式を用いて移
動局と通信を行う複数の基地局を具備する無線データ通
信システムにおける基地局用のプログラムであって、各サブチャネルを任意の送信電力で送信する際に、隣接
する基地局とは異なるサブチャネル用いて、該隣接する
基地局のセル内に到達可能な所定の値以上の送信電力で
送信することを特徴とするプログラム。