JP2007300192A

JP2007300192A - 移動体通信システム、基地局装置及び移動体通信システムの周波数割当方法

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Publication number: JP2007300192A
Application number: JP2006124195A
Authority: JP
Inventors: Yohei Murakami; 洋平村上; Masamitsu Nishikido; 正光錦戸; Takeshi Nakano; 健史中野; Yutaka Otsuki; 豊大槻
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2007-11-15
Anticipated expiration: 2026-04-27
Also published as: EP2023646A4; US20120182953A1; KR20090006184A; CN101433121B; EP2023646A1; US20100027482A1; KR101123466B1; JP4823756B2; CN101433121A; US8553613B2; WO2007126065A1

Abstract

【課題】ＯＦＤＭＡによる無線通信において、周波数利用効率の向上とスループットの向上を両立させた適切な周波数の割り当てを行うこと。
【解決手段】ＯＦＤＭＡ移動体通信システムの基地局装置１２において、周波数帯記憶部２２は、通信品質に係る所定の条件に対応付けて、移動局装置に割当可能な複数の周波数帯を記憶している。通信品質取得部３７は、移動局装置との通信における通信品質を取得する。周波数割当部２４は、通信品質取得部３７より取得される通信品質に基づいて周波数帯記憶部２２からいずれかの周波数帯を選択し、選択した周波数帯を示すチャネル情報を移動局装置に通知する。そして、移動局装置は、基地局装置１２の周波数割当部２４から通知されるチャネル情報に係る周波数帯において基地局装置１２との通信を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動体通信システム、基地局装置及び移動体通信システムの周波数割当方法に関し、特に、直交周波数分割多重による通信を行う移動体通信システム、基地局装置及び移動体通信システムの周波数割当方法に関する。

ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）は、マルチキャリア変調方式の一種であり、互いに直行し合う複数の副搬送波（サブキャリア）に分割したデータを乗せて通信を行う方式である。各サブキャリアは、それぞれＱＰＳＫ（Quadrature Phase Shift Keying）、ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）等で変調される。サブキャリアが互いに直行すると、図９に示すように、各サブキャリアの周波数においてはその他のサブキャリアの電力はゼロになるため、互いの波形が重なるように密にサブキャリアを並べることが可能となり、使用する周波数帯域を節約することができる。さらに、データを各サブキャリアに割り振るため、各サブキャリアにおけるデータ伝送レートを単一キャリアによる場合と比較して下げることができ、シンボルごとにガードインターバルと呼ばれる遅延波を吸収する時間を設けることが可能となる。また、マルチパス環境下においてはある特定周波数の受信レベルが落ちるフェージング現象が起こりうるが、ＯＦＤＭではデータを各サブキャリアに分散させているため、一部のデータが欠落してもインターリーブや誤り訂正によりその影響を減らすことができる。ＯＦＤＭは、通常、ＦＤＭＡ（Frequency Division Multiple Access）やＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）などの多重接続方式と組み合わせて利用される。

これに対して、ＯＦＤＭＡ（Orthogona Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多重接続）は、図１０に示すように、キャリアを複数のサブキャリアに分割する点でＯＦＤＭと共通するが、すべてのサブキャリアを全ユーザが共有し、任意の複数のサブキャリアをグループ化してサブチャネルと位置づけ、任意のタイミングで適応的に各ユーザにサブチャネルを割り当てることにより多重接続を実現する方式である。

なお、下記特許文献１には、通信相手の装置から無線周波数帯域と送信周波数を与える制御信号を受信し、当該制御信号に応じて、ＯＦＤＭにより変調された無線送信信号の無線周波数帯域と送信周波数を変更可能とする技術が開示されている。この技術によれば、例えば、無線伝送信号ごとに無線周波数帯域と送信周波数を規定する制御信号を複数のカメラに与え、各カメラが与えられた制御信号に応じて無線伝送信号の周波数帯域や中心周波数を変更することができるようになる。その結果、広帯域チャネルと狭帯域チャネルを割り当てる受信機の出力チャネルを任意に変更できるようになり、限られた周波数帯域を有効利用することのできるワイヤレスカメラシステムを実現することが可能となる。
特開２００５−２２９４６８号公報

ＯＦＤＭＡを採用する移動体通信システムでは、基地局装置及び移動局装置との間で生じる周波数オフセットやジッタが原因となって、隣接サブチャネル間でＩＣＩ（Inter Carrier Interference：キャリア間干渉）が生じる場合がある。すなわち、図１２に示すように各通信チャネルのサブキャリアが隣接していなければＩＣＩは発生しにくいが、図１１に示すようにサブキャリアが隣接していればＩＣＩによりサブキャリアの直交性がくずれ通信品質が劣化することになる。例えば、図１に示すように、基地局装置１２のカバーエリアの端（セルエッジ）部分に位置する移動局装置１４ｂは、Ｓ／Ｎ（信号対雑音）レベルが低いため周波数ジッタによるＩＣＩの影響を受けやすくなる。逆に、基地局装置１２の近くに位置する移動局装置１４ａ，１４ｃは、Ｓ／Ｎレベルが高いためＩＣＩの影響を受けにくい。

従来、ＩＣＩによる通信品質の劣化を解消するためには、周波数の利用効率又は通信のスループットのいずれか一方を犠牲にする必要があった。すなわち、ＩＣＩの発生を抑制するために隣接する通信チャネルの間に常に所定のガードバンドを設けると、データの誤り率が低下するため通信のスループットは向上するが、周波数の利用効率が低下してしまうという問題があった。一方、ガードバンドを設ける代わりにデータの再送や誤り訂正を行うようにすると、周波数の利用効率は向上するが、通信のスループットが低下してしまうという問題があった。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、ＯＦＤＭＡによる無線通信において、周波数利用効率の向上とスループットの向上を両立させた適切な周波数の割り当てを可能とする移動体通信システム、基地局装置及び移動体通信システムの周波数割当方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る移動体通信システムは、複数の移動局装置と、該各移動局装置と所定の周波数帯において直交周波数分割多重による通信を行う基地局装置と、を含む移動体通信システムであって、前記基地局装置は、通信品質に係る所定の条件に対応付けて、前記各移動局装置に割当可能な複数の周波数帯を記憶する周波数帯記憶手段と、前記各移動局装置との通信における通信品質を取得する通信品質取得手段と、前記通信品質取得手段により取得される前記各通信品質に基づいて、前記周波数帯記憶手段から前記各移動局装置に割り当てる周波数帯を選択するとともに、該選択した周波数帯を示すチャネル情報を該移動局装置に通知する周波数割当手段と、を含み、前記各移動局装置は、前記周波数割当手段により通知されるチャネル情報に係る周波数帯において前記基地局装置との通信を行うことを特徴としている。

また、本発明に係る基地局装置は、複数の移動局装置それぞれと所定の周波数帯において直交周波数分割多重による通信を行う基地局装置であって、通信品質に係る所定の条件に対応付けて、前記各移動局装置に割当可能な複数の周波数帯を記憶する周波数帯記憶手段と、前記各移動局装置との通信における通信品質を取得する通信品質取得手段と、前記通信品質取得手段により取得される前記各通信品質に基づいて、前記周波数帯記憶手段から前記各移動局装置に割り当てる周波数帯を選択するとともに、該選択した周波数帯を示すチャネル情報を該移動局装置に通知する周波数割当手段と、を含むことを特徴としている。

また、本発明に係る移動体通信システムの周波数割当方法は、複数の移動局装置と、該各移動局装置と所定の周波数帯において直交周波数分割多重による通信を行う基地局装置と、を含む移動体通信システムの周波数割当方法であって、前記基地局装置において、通信品質に係る所定の条件に対応付けて、前記各移動局装置に割当可能な複数の周波数帯を周波数帯記憶手段に記憶させるステップと、前記各移動局装置との通信における通信品質を取得する通信品質取得ステップと、前記通信品質取得ステップにおいて取得される前記各通信品質に基づいて、前記周波数帯記憶手段から前記各移動局装置に割り当てる周波数帯を選択するとともに、該選択した周波数帯を示すチャネル情報を該移動局装置に通知する周波数割当ステップと、前記各移動局装置おいて、前記周波数割当手段により通知されるチャネル情報に係る周波数帯において前記基地局装置との通信を行うステップと、を含むことを特徴としている。

本発明では、基地局装置において、通信品質に係る所定の条件に対応付けて、割当可能な複数の周波数帯を記憶している。そして、各移動局装置との通信における通信品質に基づいて、その移動局装置に割り当てる周波数帯を選択する。また、選択した周波数帯を示すチャネル情報を移動局装置に通知する。そうすると、基地局装置からチャネル情報を通知された移動局装置は、そのチャネル情報に係る周波数帯において基地局装置との通信を行う。本発明によれば、ＯＦＤＭＡによる無線通信において、割当可能な複数の周波数帯を通信品質に係る条件と適切に対応付けておくことが可能であり、各移動局装置との通信における通信品質に基づいて、周波数利用効率の向上とスループットの向上を両立させた適切な周波数の割り当てを行うことができる。

また、本発明の一態様では、前記周波数帯記憶手段に記憶される各周波数帯の間には、前記通信品質に応じた所定幅のガードバンドが設けられている。こうすれば、各周波数帯の間に設けるガードバンドの数及び帯域幅を削減することが可能となり、周波数利用効率を向上させることができるようになる。また、ＩＣＩの発生するおそれのない高品質な通信を行う移動局装置には、各周波数帯の間にガードバンドを設けていない部分の周波数を割り当て、ＩＣＩの発生するおそれのある低品質な通信を行う移動局装置には、その品質に応じた適切な帯域幅を持つガードバンドが設けられた部分の周波数を割り当てることが可能となり、データの誤り率を抑えてスループットを向上させることができるようになる。

また、本発明の一態様では、前記通信品質取得手段は、前記各移動局装置に割り当てられた周波数帯における受信信号に係る所望信号レベルと干渉信号レベルとの大きさの違いを取得する。こうすれば、当該信号レベルの大きさの違いに基づいて、各移動局装置に適切な周波数の割り当てを行うことができるようになる。

また、本発明の一態様では、前記通信品質取得手段は、前記各移動局装置に割り当てられた周波数帯と該移動局装置から受信される信号の周波数帯との周波数差（周波数オフセット）を取得する。こうすれば、当該周波数オフセットの大きさに基づいて、各移動局装置に適切な周波数の割り当てを行うことができるようになる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る移動体通信システム１０の構成を示す図である。移動体通信システム１０は、少なくとも１つの基地局装置１２及び複数の移動局装置１４を含んで構成される。

図２は、基地局装置１２の機能ブロック図である。同図に示すように、基地局装置１２は、制御部２０、無線通信部３０、回線インターフェース４０を含んで構成され、複数の移動局装置１４それぞれとＯＦＤＭＡによる無線信号の送受信を行うとともに、他の複数の基地局装置それぞれと回線インターフェース４０を介してパケットの送受信を行う。

無線通信部３０は、アンテナ３１、送信部３２、受信部３３、ＯＦＤＭ変調部３４、ＯＦＤＭ復調部３５、信号処理部３６及び通信品質取得部３７を含んで構成される。アンテナ３１は、送信部３２及び受信部３３に接続される。

受信部３３は、ローノイズ増幅器、ダウンコンバータ等を備え、アンテナ３１で受信される移動局装置１４からのＯＦＤＭ信号をベースバンドＯＦＤＭ信号にダウンコンバートし、増幅してＯＦＤＭ復調部３５及び通信品質取得部３７に出力する。ＯＦＤＭ復調部３５は、受信部３３から入力されるベースバンドＯＦＤＭ信号をディジタル信号に変換した後、ＯＦＤＭの復調を行って各サブキャリア信号を抽出し、信号処理部３６及び通信品質取得部３７に出力する。

ＯＦＤＭ変調部３４は、信号処理部３６から入力される各サブキャリア信号をＯＦＤＭ変調によりベースバンドＯＦＤＭ信号に変換して送信部３２に出力する。送信部３２は、アップコンバータ、電力増幅器等を備え、ＯＦＤＭ変調部３６から入力されるベースバンドＯＦＤＭ信号を無線周波数にアップコンバートし、送信出力レベルにまで増幅してアンテナ３１に出力する。

信号処理部３６は、信号変換回路等を備え、ＯＦＤＭ変調部３４、ＯＦＤＭ復調部３５、通信品質取得部３７及び回線インターフェース４０と接続されている。信号処理部３６は、通信品質取得部３７から入力される通信品質に係る情報に基づいて、ＯＦＤＭ復調部３５から入力される各サブキャリア信号からデータを分離抽出し、回線インターフェース４０に出力する。また、回線インターフェース４０から入力される複数のデータを各サブキャリア信号に変換し、ＯＦＤＭ変調部３４に出力する。

通信品質取得部３７は、受信部３３、ＯＦＤＭ復調部３５、信号処理部３６及び周波数割当部２４と接続され、各移動局装置との通信における通信品質を取得する。すなわち、ＯＦＤＭ復調部３５から入力される各サブキャリア信号及び受信部３３から入力されるＯＦＤＭ信号の受信電力値等に基づいて、移動局装置毎に、基地局装置１２へのアップリンクにおけるサブキャリア毎の伝送路のひずみ、Ｓ／Ｎ比或いは周波数オフセット等の通信品質を求める。そして、それら通信品質に係る情報を周波数割当部２４及び信号処理部３６に出力する。

制御部２０は、周波数帯記憶部２２及び周波数割当部２４を含んで構成され、基地局装置１２全体の制御を行う。また、制御部２０は、ＣＰＵ及びメモリ等から構成される。

周波数帯記憶部２２は、通信品質に係る所定の条件に対応付けて、各移動局装置１４に割当可能な複数の周波数帯を記憶する。通信品質に係る所定の条件は、受信信号に係る所望信号レベルと干渉信号レベルとの大きさの違い、例えばＳ／Ｎ比に係る条件であってもよいし、各移動局装置１４から受信される信号の周波数帯との周波数差（周波数オフセット）に係る条件であってもよい。また、周波数帯記憶部２２に記憶される各周波数帯の間には、通信品質に応じた所定幅のガードバンドを設けるようにしてもよい。

図５（ａ）は、周波数帯記憶部２２に記憶される通信品質（Ｓ／Ｎ比）と割当可能な周波数帯との対応関係の一例を示す図である。周波数帯記憶部２２には、Ｓ／Ｎ比に係る所定の条件に対応付けて、割当可能な複数のサブチャネル＃１，＃２，＃３・・・に係る周波数帯が記憶されている。すなわち、同図では、Ｓ／Ｎ比が高いという条件に対応付けて高い周波数からなるサブチャネルが記憶され、Ｓ／Ｎ比が低いという条件に対応付けて低い周波数からなるサブチャネルが記憶されている。一般に、Ｓ／Ｎ比が高いほど周波数ジッタは生じにくくＩＣＩは発生しにくいため、同図におけるサブチャネル＃１と＃２のように高いＳ／Ｎ比に対応付けられたサブチャネルの間にはガードバンドを設ける必要がない。仮に設ける必要があるとしても、帯域幅の狭いガードバンドを設けるだけでよい。一方、Ｓ／Ｎ比が低い場合には周波数ジッタによりＩＣＩが発生しやすい。このため、同図におけるサブチャネル＃２と＃３、及びサブチャネル＃３と＃４のように低いＳ／Ｎ比に対応付けられたサブチャネルが隣接する場合には、そのＳ／Ｎ比に応じてＩＣＩの発生を防ぐために十分な帯域幅を持つガードバンドを設ける必要がある。

図５（ｂ）は、図５（ａ）と同じく、周波数帯記憶部２２に記憶されるＳ／Ｎ比と割当可能な周波数帯との対応関係の一例を示す図である。周波数帯記憶部２２には、図５（ａ）と異なり、Ｓ／Ｎ比が高いという条件に対応付けて周波数帯域中央付近のサブチャネルが記憶され、Ｓ／Ｎ比が低いという条件に対応付けて周波数帯域端付近のサブチャネルが記憶されている。同図におけるサブチャネル＃２と＃３のように高いＳ／Ｎ比に対応付けられたサブチャネルの間にはガードバンドを設ける必要がない。一方、サブチャネル＃１と＃２、及びサブチャネル＃３と＃４のように低いＳ／Ｎ比に対応付けられたサブチャネルが隣接する場合には、そのＳ／Ｎ比に応じた十分な帯域幅を持つガードバンドを設ける必要がある。

こうすれば、割当可能な複数の周波数帯をＳ／Ｎ比等の通信品質に係る条件と適切に対応付けて記憶しておくことにより、各周波数帯に係るサブチャネル間に設けるガードバンドの数及び帯域幅を削減することが可能となり、周波数利用効率を向上させることができるようになる。また、Ｓ／Ｎ比が高くＩＣＩの発生するおそれの低い移動局装置には、ガードバンドを設けていない又は帯域幅の狭いガードバンドを設けた部分のサブチャネルを割り当て、Ｓ／Ｎ比が低くＩＣＩの発生するおそれの高い移動局装置には、そのＳ／Ｎ比に応じた十分な帯域幅を持つガードバンドを設けた部分の周波数を割り当てることが可能となり、データの誤り率を抑えてスループットを向上させることができるようになる。

一方、図６（ａ）は、周波数帯記憶部２２に記憶される通信品質（周波数オフセット）と割当可能な周波数帯との対応関係の一例を示す図である。周波数帯記憶部２２には、周波数オフセットに係る所定の条件に対応付けて、割当可能な複数のサブチャネル＃１，＃２，＃３・・・に係る周波数帯が記憶されている。すなわち、同図では、周波数オフセットが小さいという条件に対応付けて高い周波数からなるサブチャネルが記憶され、周波数オフセットが大きいという条件に対応付けて低い周波数からなるサブチャネルが記憶されている。一般に、周波数オフセットが小さいほどサブキャリアの直交性が保たれやすくＩＣＩが発生しにくいため、同図におけるサブチャネル＃１と＃２のように小さい周波数オフセットに対応付けられたサブチャネルの間にはガードバンドを設ける必要がない。仮に設ける必要があるとしても、幅の狭いガードバンドを設けるだけでよい。一方、周波数オフセットが大きい場合にはサブキャリアの直交性がくずれやすくＩＣＩが発生しやすい。このため、同図におけるサブチャネル＃２と＃３、及びサブチャネル＃３と＃４のように大きい周波数オフセットに対応付けられたサブチャネルが隣接する場合には、その周波数オフセットに応じてＩＣＩの発生を防ぐために十分な帯域幅を持つガードバンドを設ける必要がある。

図６（ｂ）は、図６（ａ）と同じく、周波数帯記憶部２２に記憶される周波数オフセットと割当可能な周波数帯との対応関係の一例を示す図である。周波数帯記憶２２には、図６（ａ）と異なり、周波数オフセットが小さいという条件に対応付けて周波数帯域中央付近のサブチャネルが記憶され、周波数オフセットが大きいという条件に対応付けて周波数帯域端付近のサブチャネルが記憶されている。同図におけるサブチャネル＃２と＃３のように小さい周波数オフセットに対応付けられたサブチャネルの間にはガードバンドを設ける必要がない。一方、サブチャネル＃１と＃２、及びサブチャネル＃３と＃４のように大きい周波数オフセットに対応付けられたサブチャネルが隣接する場合には、その周波数オフセットに応じた十分な帯域幅を持つガードバンドを設ける必要がある。

こうすれば、割当可能な複数の周波数帯を周波数オフセット等の通信品質に係る条件と適切に対応付けて記憶しておくことにより、各周波数帯に係るサブチャネル間に設けるガードバンドの数及び帯域幅を削減することが可能となり、周波数利用効率を向上させることができるようになる。また、周波数オフセットが小さくＩＣＩの発生するおそれの低い移動局装置には、ガードバンドを設けていない又は帯域幅の狭いガードバンドを設けた部分のサブチャネルを割り当て、周波数オフセットが大きくＩＣＩの発生するおそれの高い移動局装置には、その周波数オフセットに応じた十分な帯域幅を持つガードバンドを設けた部分の周波数を割り当てることが可能となり、データの誤り率を抑えてスループットを向上させることができるようになる。

周波数割当部２４は、通信品質取得部３７及び周波数帯記憶部２２と接続され、通信品質取得部３７から入力される各移動局装置１４との通信における通信品質に基づいて、周波数帯記憶部２２から各移動局装置１４に割り当てる周波数帯を選択する。そして、選択した周波数帯を示すチャネル情報を各移動局装置１４に通知する。なお、通信品質取得部３７により入力される通信品質とは、前記の通り、基地局装置１２へのアップリンクにおけるサブキャリア毎の伝送路のひずみ、Ｓ／Ｎ比或いは周波数オフセット等である。また、各移動局装置１４に通知するチャネル情報には、選択された周波数帯又はサブチャネル内の各サブキャリア周波数が含まれるようにしてもよいし、選択された周波数帯又はサブチャネルを特定するための識別情報が含まれるようにしてもよい。

ここで、周波数割当部２４が、Ｓ／Ｎ比に基づいて各移動局装置１４に割り当てる周波数を選択する処理を、図１及び図５（ａ）に示す例に基づいて説明する。図１には、移動局装置１４ａ，１４ｃは基地局装置１２の付近に位置し、移動局装置１４ｂはセルエッジ付近に位置する例が示されている。また、図５（ａ）に示す周波数帯記憶部２２には、Ｓ／Ｎ比が高いという条件に対応付けて高い周波数からなるサブチャネル＃１，＃２が記憶され、Ｓ／Ｎ比が低いという条件に対応付けて低い周波数からなるサブチャネル＃３，＃４が記憶されている。この場合において、通信品質取得部３７は、移動局装置１４ａ，１４ｃについては高いＳ／Ｎ比を、移動局装置１４ｂについては低いＳ／Ｎ比をそれぞれ取得する。そして、周波数割当部２４は、図５（ａ）に示す周波数帯記憶部２２から、高いＳ／Ｎ比に対応付けられたサブチャネル＃１，＃２に係る周波数帯を選択し、該周波数帯を示すチャネル情報（サブチャネル＃１，＃２）を移動局装置１４ａ，１４ｃに対してそれぞれ通知する。一方、移動局装置１４ｂに対しては、低いＳ／Ｎ比に対応付けられたサブチャネル＃４に係る周波数帯を選択し、該周波数帯を示すチャネル情報（サブチャネル＃４）を通知する。このようにして、Ｓ／Ｎ比が高くＩＣＩの発生するおそれの低い移動局装置１４ａ，１４ｃには、ガードバンドを設けていない又は帯域幅の狭いガードバンドを設けた部分のサブチャネル＃１，＃２を割り当て、Ｓ／Ｎ比が低くＩＣＩの発生するおそれの高い移動局装置１４ｂには、十分な帯域幅を持つガードバンドを設けた部分のサブチャネル＃４を割り当てる。なお、かかる処理は、移動局装置１４が基地局装置１２とリンクを確立する際、或いは通信中における任意のタイミングで実行される。

図３は、移動局装置１４の機能ブロック図である。同図に示すように、移動局装置１４は、制御部５０、無線通信部６０、記憶部８０、操作部８２及び表示部８４を含んで構成され、基地局装置１２とＯＦＤＭＡによる無線信号の送受信を行うとともに、基地局装置１２の周波数割当部２４から通知されるチャネル情報により示される周波数帯において前記基地局装置との通信を行う。

記憶部８０は、制御部５０のワークメモリとして動作する。また、記憶部８０は、制御部５０によって行われる各種処理に関するプログラムやパラメータ等を保持する。操作部８２は、例えばテンキー等であり、ユーザから電話番号や文字列の入力を受けて制御部５０に出力する。表示部８４は、例えば液晶表示装置を含んで構成され、制御部５０から入力される信号に従って文字や画像等の情報を表示する。制御部５０は、ＣＰＵ及びメモリ等から構成され、移動局装置１４全体の制御を行う。

無線通信部６０は、アンテナ６１、送信部６２、受信部６３、ＯＦＤＭ変調部６４、ＯＦＤＭ復調部６５、信号処理部６６及びＡＦＣ７０（Automatic Frequency Control：自動周波数制御部）を含んで構成される。アンテナ６１は、送信部６２及び受信部６３に接続される。

受信部６３は、ローノイズ増幅器、ダウンコンバータ等を備え、アンテナ６１で受信される基地局装置１２からのＯＦＤＭ信号をベースバンドＯＦＤＭ信号にダウンコンバートし、増幅してＯＦＤＭ復調部６５に出力する。また、受信部６３は、ベースバンドＯＦＤＭ信号からシンボルタイミングを検出し、当該シンボルタイミングに応じた周波数を持つ信号を基準信号としてＡＦＣ７０に出力する。ＯＦＤＭ復調部６５は、受信部６３から入力されるベースバンドＯＦＤＭ信号をディジタル信号に変換した後、ＯＦＤＭの復調を行って各サブキャリア信号を抽出し、信号処理部３６に出力する。

ＡＦＣ７０は、受信部６３及びＯＦＤＭ変調部６４に接続され、受信部６３から入力される基準信号に基づいて、ベースバンドＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに同期した周波数を持つ信号（以下、シンボル周波数信号）をＯＦＤＭ変調部６４に出力する。図４は、ＡＦＣ７０の機能ブロック図である。同図に示すように、ＡＦＣ７０は、位相比較器７２、ループフィルタ７４（積分回路／ローパスフィルタ）、電圧制御発振器７６（ＶＣＯ：Voltage Controlled Oscillator）を含んで構成され、外部から入力される基準信号に完全に同期した周波数信号を出力することができる。位相比較器７２は、外部から入力される基準信号と電圧制御発振器７６からフィードバックされる周波数信号との位相差を検出し、その位相差成分をパルス上の位相差信号としてループフィルタ７４に出力する。ループフィルタ７４は、位相比較器７２から入力される位相差信号の高周波成分を遮断し、直流化された信号を電圧制御発振器７６に出力する。電圧制御発振器７６は、制御端子に加えられる電圧に応じて発振周波数を変化させる発振器であり、ループフィルタ７４から加えられる制御電圧に応じて発振周波数を調節し、ＡＦＣ７０に入力される基準信号に完全に同期した周波数を持つ周波数信号を出力する。

ＯＦＤＭ変調部６４は、送信部６２、信号処理部６６及びＡＦＣ７０と接続され、ＡＦＣ７０から入力されるシンボル周波数信号に基づいて、信号処理部６６から入力される各サブキャリア信号をＯＦＤＭ変調によりベースバンドＯＦＤＭ信号に変換し、送信部６２に出力する。これにより、移動局装置１４が送信するＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングが基地局装置１２から受信されたＯＦＤＭ信号のシンボルタイミングに同期され、移動局装置１４と基地局装置１２との間の周波数ずれが解消される。送信部６２は、アップコンバータ、電力増幅器等を備え、ＯＦＤＭ変調部６６から入力されるベースバンドＯＦＤＭ信号を無線周波数にアップコンバートし、送信出力レベルにまで増幅してアンテナ６１に出力する。

なお、移動局装置１４は、基地局装置１２からチャネル情報を通知されたとき、すなわち基地局装置１２との通信に使用する新たな周波数帯の割り当てを受けたときには、当該チャネル情報に基づいて、以後の通信で使用する各サブキャリア周波数を決定する。これにより、移動局装置１４は、基地局装置１２が新たに割り当てた周波数帯において基地局装置１２との通信を行うことができる。

次に、Ｓ／Ｎ比に基づいて移動局装置１４に周波数を割り当てる処理を図７のフローチャートを用いて説明する。本処理は、移動局装置１４が基地局装置１２とリンクを確立する際、或いは移動局装置１４との通信中における任意のタイミングで実行される。周波数帯記憶部２２には、予めＳ／Ｎ比に係る所定の条件に対応付けて、各移動局装置１４に割当可能な複数の周波数帯が記憶されているものとする。

基地局装置１２において本処理が開始されると、受信部３３は、Ｓ１００においてアンテナ３１で受信された移動局装置１４からのＯＦＤＭ信号を、通信品質取得部３７に出力する。

次に、通信品質取得部３７は、受信部３３から入力されるＯＦＤＭ信号の受信電力値等に基づいて、移動局装置１４のＳ／Ｎ比を求め（Ｓ１０２）、周波数割当部２４に出力する。周波数割当部２４は、通信品質取得部３７から入力される移動局装置１４のＳ／Ｎ比に基づいて、周波数帯記憶部２２から当該移動局装置１４に割り当てる周波数帯を選択する（Ｓ１０４）。

そして、選択した周波数帯を示すチャネル情報（例えばサブチャネル番号を含む情報）を移動局装置１４に通知する（Ｓ１１０）。基地局装置１２からチャネル情報を通知された移動局装置１４は、当該チャネル情報により示される周波数帯において、基地局装置１２と以降の通信を行う。

一方、図８は、周波数オフセットに基づいて移動局装置１４に周波数を割り当てる処理
を示す図である。以下、図７において説明した処理と同一の処理については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。周波数帯記憶部２２には、予め周波数オフセットに係る所定の条件に対応付けて、各移動局装置１４に割当可能な複数の周波数帯が記憶されているものとする。

通信品質取得部３７は、受信部３３から入力されるＯＦＤＭ信号の受信電力値等に基づいて、移動局装置１４の周波数オフセットを求め（Ｓ１０６）、周波数割当部２４に出力する。周波数割当部２４は、通信品質取得部３７から入力される移動局装置１４の周波数オフセットに基づいて、周波数帯記憶部２２から当該移動局装置１４に割り当てる周波数帯を選択する（Ｓ１０８）。

以上に述べた移動体通信システムによれば、ＯＦＤＭＡによる無線通信において、周波数利用効率の向上とスループットの向上を両立させた適切な周波数の割り当てを行うことができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、移動体通信システムだけでなく、基地局装置と複数の端末装置を含んで構成されるＯＦＤＭＡによるあらゆる種類の無線通信システムに適用可能である。

本発明の実施の形態に係る移動体通信システムの構成図である。本発明の実施の形態に係る基地局装置の機能ブロック図である。本発明の実施の形態に係る移動局装置の機能ブロック図である。ＡＦＣの機能ブロック図である。周波数帯記憶部における通信品質と割当周波数との対応関係の一例を示す図である。周波数帯記憶部における通信品質と割当周波数との対応関係の一例を示す図である。Ｓ／Ｎ比に基づく周波数割り当て処理を説明するフローチャートである。周波数オフセットに基づく周波数割り当て処理を説明するフローチャートである。ＯＦＤＭの周波数スペクトルを示す図である。ＯＦＤＭＡにおけるサブチャネルの一例を示す図である。ＯＦＭＤＡにおいて、各サブチャネル間にガードバンドを設けた例を示す図である。ＯＦＤＭＡにおいて、通信品質の低下により隣接サブチャネル間で干渉が発生する例を示す図である。

符号の説明

１０移動体通信システム、１２基地局装置、１４移動局装置、２０，５０制御部、２２周波数帯記憶部、２４周波数割当部、３０，６０無線通信部、３１，６１アンテナ、３２，６２送信部、３３，６３受信部、３４，６４ＯＦＤＭ変調部、３５，６５ＯＦＤＭ復調部、３６，６６信号処理部、３７通信品質取得部、４０回線インターフェース、７０ＡＦＣ、７２位相比較器、７４ループフィルタ、７６電圧制御発信器、８０記憶部、８２操作部、８４表示部。

Claims

複数の移動局装置と、該各移動局装置と所定の周波数帯において直交周波数分割多重による通信を行う基地局装置と、を含む移動体通信システムであって、
前記基地局装置は、
通信品質に係る所定の条件に対応付けて、前記各移動局装置に割当可能な複数の周波数帯を記憶する周波数帯記憶手段と、
前記各移動局装置との通信における通信品質を取得する通信品質取得手段と、
前記通信品質取得手段により取得される前記各通信品質に基づいて、前記周波数帯記憶手段から前記各移動局装置に割り当てる周波数帯を選択するとともに、該選択した周波数帯を示すチャネル情報を該移動局装置に通知する周波数割当手段と、
を含み、
前記各移動局装置は、前記周波数割当手段により通知されるチャネル情報に係る周波数帯において前記基地局装置との通信を行う、
ことを特徴とする移動体通信システム。
請求項１に記載の移動体通信システムにおいて、
前記周波数帯記憶手段に記憶される各周波数帯の間には、前記通信品質に応じた所定幅のガードバンドが設けられている、
ことを特徴とする移動体通信システム。
請求項１又は２に記載の移動体通信システムにおいて、
前記通信品質取得手段は、前記各移動局装置に割り当てられた周波数帯における受信信号に係る所望信号レベルと干渉信号レベルとの大きさの違いを取得する、
ことを特徴とする移動体通信システム。
請求項１又は２に記載の移動体通信システムにおいて、
前記通信品質取得手段は、前記各移動局装置に割り当てられた周波数帯と該移動局装置から受信される信号の周波数帯との周波数差を取得する、
ことを特徴とする移動体通信システム。
複数の移動局装置それぞれと所定の周波数帯において直交周波数分割多重による通信を行う基地局装置であって、
通信品質に係る所定の条件に対応付けて、前記各移動局装置に割当可能な複数の周波数帯を記憶する周波数帯記憶手段と、
前記各移動局装置との通信における通信品質を取得する通信品質取得手段と、
前記通信品質取得手段により取得される前記各通信品質に基づいて、前記周波数帯記憶手段から前記各移動局装置に割り当てる周波数帯を選択するとともに、該選択した周波数帯を示すチャネル情報を該移動局装置に通知する周波数割当手段と、
を含むことを特徴とする基地局装置。
複数の移動局装置と、該各移動局装置と所定の周波数帯において直交周波数分割多重による通信を行う基地局装置と、を含む移動体通信システムの周波数割当方法であって、
前記基地局装置において、
通信品質に係る所定の条件に対応付けて、前記各移動局装置に割当可能な複数の周波数帯を周波数帯記憶手段に記憶させるステップと、
前記各移動局装置との通信における通信品質を取得する通信品質取得ステップと、
前記通信品質取得ステップにおいて取得される前記各通信品質に基づいて、前記周波数帯記憶手段から前記各移動局装置に割り当てる周波数帯を選択するとともに、該選択した周波数帯を示すチャネル情報を該移動局装置に通知する周波数割当ステップと、
前記各移動局装置おいて、前記周波数割当ステップにより通知されるチャネル情報に係る周波数帯において前記基地局装置との通信を行うステップと、
を含むことを特徴とする移動体通信システムの周波数割当方法。