JP4078105B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、面的あるいは線的にサービスエリアを有し、サービスエリアを小さな区画（セル）に分割し、セル毎に基地局を設けてセル内の端末と通信するセルラーシステムにおいて、同一周波数を用いてセルを構成する場合に高速かつ安定した通信を可能とする無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話等の無線システムでは、面的に通信エリアをカバーする必要性があること、電波の到達距離が限られており、１つの基地局だけではサービスエリア全体をカバーできないことから、複数の基地局（アクセスポイント：以下「アクセスポイントＡＰ」と称す。）を設け、端末局が移動しても継続して通信が出来るように構成されている。例えば、図１０に示すようなセル構成を有するシステムが用いられる。
【０００３】
図１０に示すように、略六角形のセル３９が面内においてハニカム状に多数配置されており、各セル３９の中心にアクセスポイントＡＰ３８が設けられている。また、各セル３９内に存在する端末ＭＴ４０は、アクセスポイントＡＰ３８により制御され、アクセスポイントＡＰ３８を介して各端末ＭＴ４０間で通信が行われる。
【０００４】
このような構成において、端末ＭＴ４０が移動しても、継続して電話等のサービスを行うため、各セル３９は隣接するか、或いは一部が重複して設置されている。この場合、電波が隣接セルに入り干渉となることを避けるため、各セル毎に通信に使用する周波数を変更し、同一周波数を利用する場合には、数セル分離して干渉波が十分に減衰した状態で利用する。このような方式は、周波数分割多重方式（ＦＤＭＡ： Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ ＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）と称され、現在のデジタル携帯電話システムであるＰＤＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ｃｅｌｌｕｌａｒ）などにおいて用いられている。
【０００５】
しかしながら、ＦＤＭＡ方式を用いた上記の構成においては、実際に１つのセル３９で使用できる周波数は、システム全体に割り当てられている周波数の数分の１であるため、同一セル内で収容できる回線容量の大容量化に関する限界があった。
【０００６】
そこで、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式を用い、同一周波数でセルを構成する提案がなされている。ＴＤＭＡ方式における周波数と時間の共用方法について図１１を参照して説明する。尚、図１１は、横軸に時間を縦軸に周波数をとり、図１１（Ａ）はＦＤＭＡ方式に関し、図１１（Ｂ）はＴＤＭＡ方式に関する周波数の利用方法を示している。
【０００７】
図１１（Ａ）に示すように、ＦＤＭＡ方式では、ユーザーごとに、例えばｆ１からｆ８までの別々の周波数が割り当てられるため、時間軸上においては同一の周波数をユーザーが占有して通信する。また、１つのセル内には、複数のユーザーが存在するため、複数個の周波数チャンネルをセルごとに割り当てている。
【０００８】
図１１（Ｂ）に示すように、ＴＤＭＡ方式では、使っている周波数帯は１つであり、時間軸上において細かいスロット（タイムスロット）に分割し、ユーザーはそのスロットのいずれかを用いることにより通信を行う。但し、通信を継続するためには、繰り返しユーザー毎へのスロットの割り当てが必要であり、図示する繰返し周期を１サイクルとして周期毎にユーザーに対してスロットを割当てる。
【０００９】
ＴＤＭＡ方式において、２つ以上のアクセスポイントＡＰ、例えばアクセスポイントＡＰ１とアクセスポイントＡＰ２とが存在する場合のタイムスロットの使い方について、図１２を参照して説明する。図１２においては、８個のタイムスロットＴＳ１から８までを有するシステムを示している。
【００１０】
２つのアクセスポイントＡＰ１、ＡＰ２は、ＴＤＭＡ無線通信方式で動作しており、同一のタイムスロット数（繰り返し周期）、タイムスロット時間（１タイムスロットの時間幅）を有しているものとする。加えて、タイムスロット時間は同期しているものとする。
【００１１】
図１２に示すように、第１のアクセスポイントＡＰ１と端末（ＭＴ：図示せず。）間では、２つ目のタイムスロットＴＳ２を用いて通信している。従って、タイムスロットとしては、ＴＳ１、ＴＳ３から８までの７つのタイムスロットが空いている。第２のアクセスポイントＡＰ２と端末間の通信をタイムスロットＴＳ２で行うと干渉が大きいため、ＴＳ１、ＴＳ３から８までの７つのタイムスロットのいずれかを用いて通信する。このように同一周波数を用いながら、時間領域で分割することにより、異なるアクセスポイントＡＰ間での周波数共用が行える。
【００１２】
また、周波数分割方式（ＦＤＭＡ）では、フィルタ等のアナログ回路の制限から自由に周波数幅を変えることは困難であるが、ＴＤＭＡ方式においては時間軸上でスロットを分けているので、回路的な制約が少ない。従って、１つの端末が使用可能なタイムスロットは、１つのタイムスロットに限定されず、２つ又は３つのタイムスロットを用いることもできる。この場合には、通信容量を２倍又は３倍にすることも可能であり、マルチメディア通信に対して自由に帯域をコントロールできる。このように、ＴＤＭＡ方式は、伝送容量が常に変化するパケットデータ通信等にも有利な通信方式である。
【００１３】
加えて、ＴＤＭＡ方式による無線通信システムを実現するための付加技術として、パワーコントロールがあげられる。端末は、セルの中心からセルの端（セルエッジ）まで存在する可能性があるが、電波の性質上、アクセスポイントとセル中心の端末間の通信においては伝播減衰が少なく、セルエッジの端末間との通信においては減衰が大きくなる。
【００１４】
一方、通信に必要とされる品質は決まっているため、同一の送信レベルにする必要はなく、セル中心では送信電力を小さくし、セルエッジでは送信電力を大きくするなどして、信号電力を一定に保つことで不必要な電波の放出を減らすことができる。このようなシステムでセルを構成する場合、一般的に干渉の影響に関する手当を行っている隣接するセル間のみでなく、さらにそれに隣接するセル（隣隣接セル）などに与える干渉を抑えることができる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前記のようなシステムによりセルを構成していく場合に、その最小単位となるタイムスロット数とパワーコントロールによる電力制御とが、セル内に収容できる端末（ＭＴ）数に大きく影響する。
同一周波数でセルを組む場合において、各アクセスポイントＡＰで共通して周波数を使うため、他局からの干渉の大きさが収容できる数を決めることになる。特に、前述のようなパワーコントロールを行うことで、セル中心のＭＴからの放射は抑えられる。セルエッジに存在する端末ＭＴは、所要の受信電力がとれることになる。しかしながらが、セルエッジに存在する端末ＭＴにおいて電力（パワー）を上げた分だけ他セルへの干渉も大きくなる。
【００１６】
かかる問題点を解消するためには、干渉を可能な限り小さくすることが必要であるが、伝播による減衰は物理的に決まるので、安定した受信を行うことと、干渉電力をできるだけ小さくすることとは、トレードオフの関係になる。加えて、干渉が大きい場合であって、特に、許容電力以上の干渉電力が全てのタイムスロットに入っていると、アクセスポイントＡＰ−端末ＭＴ間における信号電波がビジー状態になり通信ができなくなるという問題も生じていた。
本発明は、干渉を抑制しつつ安定した通信（受信）を確保することができるＴＤＭＡ無線通信技術を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一観点によれば、複数サブキャリア変調方式を用い、少なくとも第１及び第２の無線局を有するＴＤＭＡ無線通信システムであって、前記第２の無線局は、前記第１の無線局のサブキャリア毎の受信状況に基づき、前記第１の無線局において一定値以上の伝送レートを得ることができるサブキャリアのみを選択し、かつ、選択されたサブキャリアをその受信状況に応じた多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴としたＴＤＭＡ無線通信システムが提供される。
【００１８】
また、複数サブキャリア変調方式を用い、少なくとも第１及び第２の無線局を有するＴＤＭＡ無線通信システムであって、前記第１の無線局は、サブキャリア毎の受信電力を検知するサブキャリア電力検出手段と、該サブキャリア電力検出手段により検知された前記受信電力に関する情報を前記第２の無線局に通知する通知手段とを有し、前記第２の無線局は、前記第１の無線局から送られたサブキャリア毎の受信状況に基づき、前記第１の無線局において一定値以上の伝送レートで通信可能な受信電力が得られるサブキャリアであるか否かを判別する判別手段と、該判別手段により通信可能と判別されたサブキャリアのみを選択する送信サブキャリア選択手段とを含み、該送信サブキャリア選択手段により選択されたサブキャリアをその受信状況に応じた多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴としたＴＤＭＡ無線通信システムが提供される。
【００１９】
上記ＴＤＭＡ無線通信システムでは、前記第１の無線局において一定値以上の伝送レートで通信可能な受信電力が得られないサブキャリアは送信せず、通信可能なサブキャリアのみを、その受信状況に応じた多値数又は符号化率により送信するため、受信電力を確保しつつ、干渉の影響を低減できる。
【００２０】
また、複数サブキャリア変調方式を用い、互いに同じ周波数を用いて通信を行う少なくとも１つの基地局と端末局とを有するＴＤＭＡ無線通信システムであって、前記端末局は、サブキャリアの受信電力に関するブロードキャスト情報を前記基地局に通知する通知手段を有し、前記基地局は、前記ブロードキャスト情報を検出するブロードキャスト情報検出手段と、該ブロードキャスト情報に応じてサブキャリア毎の受信電力を検出するサブキャリア電力検出手段と、該サブキャリア電力検出手段により検出された受信電力に基づいて、前記端末局において一定値以上の伝送レートで通信可能な受信電力が得られるサブキャリアであるか否かを判別する判別手段と、該判別手段により通信可能と判別されたサブキャリアのみを選択的する送信サブキャリア選択手段とを含み、該送信サブキャリア選択手段により選択された各サブキャリアをその受信電力に応じた多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴としたＴＤＭＡ無線通信システムが提供される。
【００２１】
上記ＴＤＭＡ無線通信システムによれば、端末局はサブキャリア毎の受信電力を検出する必要がなく、基地局が検出すれば良い。
本発明の他の観点によれば、複数サブキャリア変調方式を用い、少なくとも１つの基地局と端末局とを有するＴＤＭＡ無線通信システムであって、前記基地局は、前記端末局のサブキャリア毎の受信状況に基づき、前記端末局において一定値以上の伝送レートを得ることができるサブキャリアのみを選択し、かつ、選択されたサブキャリアをその受信状況と前記基地局を基準とした前記端末局の位置とに応じて割当てられる多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴としたＴＤＭＡ無線通信システムが提供される。
【００２２】
上記ＴＤＭＡ無線通信システムによれば、端末局の位置により変化する受信電力と干渉電力とのバランスをとることにより、干渉を抑制しつつ良好な無線通信を行うことができる。
また、複数サブキャリア変調方式を用い、少なくとも１つの基地局と端末局とを有するＴＤＭＡ無線通信システムであって、前記端末局は、サブキャリア毎の受信電力を検知するサブキャリア電力検出手段と、該サブキャリア電力検出手段により検知された前記受信電力に関する情報を前記基地局に通知する通知手段とを有し、前記基地局は、前記端末局から送られたサブキャリア毎の受信状況に基づき、前記端末局において一定値以上の伝送レートで通信可能な受信電力が得られるサブキャリアであるか否かを判別する判別手段と、前記受信状況と前記基地局を基準とした前記端末局の位置とに応じて多値数又は符号化率を割当てる割当て手段と、該判別手段により通信可能と判別されたサブキャリアのみを選択的に、かつ、前記割当て手段により割当てられた多値数又は符号化率により送信するサブキャリアを選択する送信サブキャリア選択手段とを有するＴＤＭＡ無線通信システムが提供される。
前記受信状況と前記基地局を基準とした前記端末局の位置とに応じて多値数又は符号化率を割当てることにより、受信電力／干渉電力比を大きくすることが出来る。
【００２３】
好ましくは、前記一定値以上の伝送レートは、最大の伝送レートである。最大の伝送レートが得られるように設定することにより、無線通信システムの性能を最大限に引き出すことができる。尚、復調できる最大の伝送レートは、例えば、一方の無線局、例えば基地局により検出することができるようにすれば良い。
尚、上記の解決手段において、各構成要素、例えば第１の無線局と第２の無線局、基地局と端末局とは、それぞれ独立に存在していても良い。その場合にも、本発明の範疇に入るものとする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
一般的なＴＤＭＡ無線通信システムと同様に、本明細書におけるＴＤＭＡ無線通信システムも、少なくとも１つのアクセスポイントと端末とを含むセルが、多数集合して形成されるサービスエリアを内に配置されているものとする。
本発明の実施の形態について説明する前に、発明者の行った考察について図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
まず、１セル繰り返しを用いるＴＤＭＡ無線通信システムにおいて、図１に示すように、各タイムスロットの時間幅を直交周波数分割多重（Ｏｒｔｈｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：ＯＦＤＭ）スロットの時間幅の整数倍とした構成にする。尚、ＯＦＤＭスロットとは、ＯＦＤＭの最小構成単位で、複数個（数十から数千）のサブキャリアから構成されるＯＦＤＭの信号の伝送速度とガードインターバルに相当する時間から決定される時間幅を有している。
【００２６】
図１に示すように、周波数は、ＴＤＭＡ方式による複数のタイムスロット、例えばＴＳ１から８までに分割される。加えて、各々のタイムスロットＴＳは、複数（図１では６）のＯＦＤＭシンボル２から構成される。すなわち、タイムスロットＴＳの時間幅は、ＯＦＤＭシンボルの時間幅の整数倍（この場合には６倍）に設定される。
【００２７】
次に、ＯＦＤＭ信号について説明する。ＯＦＤＭ信号は、複数のサブキャリアと呼ばれる変調信号から構成される。各々のサブキャリアは独立した信号を直交した関係で伝送するため、各サブキャリア間に相関はなく各々を独立なものとして扱うことができる。
【００２８】
図２は、横軸に周波数を縦軸に電力をとって示した信号スペクトルを示す図である。図２（Ａ）に示すように、ＯＦＤＭ方式で変調された送信信号には、最大電力に周波数依存が見られない。一方、図２（Ｂ）に示すように、受信電力は、伝播路で反射波等の影響を受けて最大電力に周波数依存を示す。図２（Ｂ）に示すように、周波数毎に受ける影響が違う現象を周波数選択性フェージング現象と呼ぶ。信号が周波数選択性フェージングを受けた場合、受信電力が低くなったサブキャリアは、受信信号対雑音比（Ｃ／Ｎ）が小さくなり誤りが多くなるが、前述のように各々が直交して独立な関係であるため、Ｃ／Ｎの大きいサブキャリアの信号は影響を受けない。
【００２９】
加えて、サブキャリアの各々が直交関係にあるため、サブキャリア毎に違った変調方式を当てはめることもできる。例えば、それぞれのサブキャリアに対してＢＰＳＫ（Ｂｉｎａｒｙ Ｐｈａｓｅ Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ），ＱＰＳＫ，１６ＱＡＭ，６４ＱＡＭ等の多値数の異なる変調方式を当てはめることができる。
【００３０】
一般的な適応変調システムにおいては、このような周波数選択フェージング下でも安定して通信できるようにＣ／Ｎの高いところでは、例えば６４ＱＡＭで通信し、Ｃ／Ｎの低いところでは例えばＢＰＳＫで通信するようなことが行われている。
【００３１】
発明者は、ＴＤＭＡ−ＯＦＤＭ無線通信方式を用い、かつ、受信した信号から各サブキャリアの受信電力を計算し、受信電力の大きい周波数（帯）ではタイムスロット中に多くの情報を持たせることができる多値度（多値数）の大きい変調方式で送信し、一方、受信電力の小さい周波数（帯）では送信を行わないように制御を行う技術に思い至った。
以下、上記考察に基づいて、本発明の実施の形態による無線通信システムについて図面を参照して説明する。
【００３２】
図３は、本発明の第１の実施の形態による無線通信システムの構成例を示す機能フロック図であり、図３（Ａ）は端末側、図３（Ｂ）はアクセスポイントＡＰ側の構成例である。図３（Ｃ）は、タイムスロット内の繰り返し周期構造を示す概念図である。
【００３３】
図３（Ａ）に示すように、端末ＭＴは、受信側から送信側に順に、受信側フィルタ３と、ＦＦＴ４と、復調器５と、ＭＡＣ層１１と、変調器８と、ＩＦＦＴ７と送信側フィルタ６とを有している。加えて、本実施の形態による端末ＭＴは、ブロードキャスト（検知情報）検出部９と、サブキャリア電力検出回路１０と、ＭＡＣ層（上位レイヤー）１１とを有している。ＭＡＣ層１１中には、記憶手段１２とタイミング抽出回路１１−１とが含まれる。タイミング抽出回路１１−１は、遅延時間測定回路１１−１ａを有している。
【００３４】
図３（Ｂ）に示すように、アクセスポイントＡＰは、受信側から送信側に順に、受信側フィルタ１３と、ＦＦＴ１４と、復調器１５と、ＭＡＣ層２０と、変調器１８と、ＩＦＦＴ１７と、送信側フィルタ１６とを有している。加えて、本実施の形態によるアクセスポイントＡＰは、送信サブキャリア選択回路１９と、ＭＡＣ層２０とを有している。ＭＡＣ層２０は、判別回路２１とタイミング抽出回路２０−１と算定手段２０−２とを有している。タイミング抽出回路２０−１は、遅延時間測定回路２１ａを有している。
あるアクセスポイントＡＰを含むセル内に端末ＭＴが入った際に、まず、アクセスポイントＡＰと端末ＭＴとの間で、少なくとも１回は情報のやり取りが行われ、例えば端末ＭＴのＩＤや機能等がアクセスポイントＡＰに登録される。
【００３５】
次いで、アクセスポイントＡＰは、図３（Ｃ）に示すように、タイムスロットのうちの１つを用いて、定期的にブロードキャスト信号（パケット）を送信する。このブロードキャストパケットは、全ての端末への放送（ブロードキャスト）的な役割を有しており、各端末ＭＴが全て共通で受ける信号であり、変調方式としては最も信頼性の高い方式で伝送される。例えば、ブロードキャストパケットには、アクセスポイントＡＰの識別番号やサポートしているシステムに関する情報などが含まれている。
【００３６】
受信端末側では、データフォーマットの違いなどに基づいて、ブロードキャスト検出部９において、ブロードキャスト信号（パケット）が通常のデータ信号とは異なる旨を識別し、その旨をＭＡＣ層１１に通知する。また、サブキャリア電力検出回路１０では、サブキャリア毎の電力を測定し、その情報をＭＡＣ層１１以上の上位層（上位レイヤー）に通知し、記憶手段１２に、例えば、サブキャリアの識別番号とサブキャリアの電力に関する情報などを例えばテーブル形式などで記憶する。さらに、記憶された情報は、送信情報としてアクセスポイントＡＰに通知される。
【００３７】
アクセスポイントＡＰでは、そのセル内に入った端末ＭＴ側から送信された信号を受信し、その受信信号から、ＭＡＣ層２０が端末ＭＴのサブキャリア毎の受信電力を認識する。その結果に基づき、判別回路２１が、端末ＭＴがサポートする一定値以上の伝送レート、例えば最大の伝送レートで通信可能な受信電力が得られるサブキャリアであるか否かを判別し、通信可能と判別されたサブキャリアのみを送信サブキャリア選択回路１９により選択（オンオフ）して送信を行う。
【００３８】
遅延時間測定回路１１−１ａ及び２１ａは、アクセスポイントＡＰと端末ＭＴとの間の信号のやり取りにおける遅延時間を測定することにより、後述するようにアクセスポイントＡＰと端末ＭＴとの間の距離を測定又は推測する。
算出回路２０−２は、後述するように隣接するセルへの干渉電力が一定値以下になるような各位置における伝送レートを算出する。
【００３９】
図２に示すように、送信側で全サブキャリアを同一電力で送信したとしても、受信系の位置関係によってフェージングが起こり、受信電力の大きいサブキャリアと小さいサブキャリアが存在するようになる。このような場合、例えば全てのサブキャリアを用いて誤りなく通信しようとすると、上述の適応変調のような方式を用い、受信状態の良いサブキャリアは例えば６４ＱＡＭ等の高多値数信号で送り、受信状態の悪いサブキャリアは例えばＢＰＳＫ等の低多値数信号で送ることになる。
【００４０】
ところで、受信状態の悪いサブキャリアは、その端末にとっては受信電力が低いサブキャリアではあるが、それは伝播路でのロスが多いことに起因するものであり、図２（Ａ）に示すように送信信号自体は均等に出力されている。従って、他の端末や他のセルに対してレベルの低い干渉信号が送られるわけではなく、反対に強くなることもある。要するに、統計的に考えれば、全てのサブキャリアの平均的な干渉信号強度は同じである。
【００４１】
つまり、伝送できる信号自体は、ＢＰＳＫ等を用いるために数分の１（６４ＱＡＭ ６ビットに対して、ＢＰＳＫ １ビットで１／６）に落ちているのに対し、他局への干渉については同様であると考えられることから、１ビットあたりの他端末ＭＴへの干渉ノイズ量は数倍になる。
【００４２】
これに対して、本実施の形態による無線通信システムを用いると、伝播環境の悪い（受信電力が小さい）サブキャリアは送信しないので、ビットあたりの干渉レベルを最低限に抑えることが可能になる。
このように、ＴＤＭＡ−ＯＦＤＭ無線通信システムにおいて、タイムスロットをＯＦＤＭスロットの整数倍とし、かつ、送信するサブキャリアを制御することにより、１ビット送信時に他局に与える干渉量を最低限にすることができる。
【００４３】
図４（Ａ）に送信信号のスペクトルを、図４（Ｂ）に受信信号のスペクトルを示す。図４（Ａ）は図２（Ａ）に対応する図であり、図４（Ｂ）は図２（Ｂ）に対応する図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）より、全サブキャリア中において図４（Ａ）に示すように、端末ＭＴがサポートする最大の伝送レートで通信可能な受信電力が得られるサブキャリアのみを用い周波数帯ｆ１、ｆ２及びｆ３で送信を行い、その他の周波数帯で送信を行わないため、図４（Ｂ）に示す受信スペクトルにおいても、受信電力として所定値以上の値を得ることができる。
【００４４】
自局のみを考えると一見伝送量が落ちたように思われるが、面的なセル配置を有する無線通信システム全体として考えると、無線通信システム全体のスループットは総干渉量により決まるため、１ビット伝送に伴う干渉が最低限に抑えることによって、無線通信システム全体のスループットが向上し、通信トラフィックの向上を図ることができる。
【００４５】
ＯＦＤＭ方式と異なる従来のシングルキャリア方式のＴＤＭＡ無線通信システムでは、変調度を変えることはできても自局が通信できないことになるため伝播特性に応じて送信をオン／オフすることはできない、これに対して、本実施の形態による無線通信システムにおいては、例えば図３のＦＦＴ４、１４において処理される結果、サブキャリアの独立性が保たれるため、送信サブキャリア選択回路１９などを用いて伝搬特性に応じて送信のオン／オフすることが可能となり、通信の効率を向上させることが可能となる。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施の形態による無線通信システムについて図面を参照して説明する。本発明の第１の実施の形態による無線通信システムにおいては、受信したレベルにおいて多値の伝送ができるサブキャリアのみを選択して伝送する。本実施の形態による無線通信システムでは、さらに、サブキャリア毎にパワーコントロールを行う。
【００４７】
本発明の第１の実施の形態による無線通信システムにおいては、選択したサブキャリアの受信電力をみると、最小の受信電力を有するサブキャリアが多値変調に必要となる最低電力（所要最小電力）となっていて、残りのサブキャリアはまだ強すぎる場合がある。そこで本実施の形態による無線通信システムにおいては、受信側での受信電力が所要最小電力になるように送信電力を制御する。
【００４８】
具体的には、ブロードバンドのサブキャリア電力を図３に示すサブキャリア電力検出回路１０により測定し、必要となる所要電力以下のサブキャリアは全て送信の対象から除外し、所要電力を超えているサブキャリアは、その所要電力になるように出力を絞る。より詳細には、図３に示す変調器１８内に設けられた出力調整回路１８ａにおいて、各サブキャリアの受信電力の振幅を所望の振幅まで調整する。
実際には、送受信間のシステムの違い等を吸収するための所定のマージンが必要になるため、所要電力に対してシステム設計時のシステムマージンを加えた電力範囲内に入るように設定するのが好ましい。
このように制御した送信スペクトルと受信スペクトルを、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示す。
【００４９】
図５（Ａ）に示すように、送信を行う周波数帯ｆ１１、ｆ１２及びｆ１３におけるサブキャリアのそれぞれの受信電力を矢印に示すように所用電力Ｐ１まで絞る。従って受信側においては、ほぼ同一の受信レベルのサブキャリアが受信され、周波数帯ｆ１１’、ｆ１２’及びｆ１３’以外の周波数帯におけるサブキャリアは送受信されない。その結果、本発明の第１の実施の形態による無線通信システムの場合に加えて必要な電力を絞ることもでき、干渉の影響をさらに低減することができる。
【００５０】
尚、本発明の第２の実施の形態による無線通信システムにおいては、無線通信システムのマージンを考慮して、所要電力以下の受信電力しか得られないサブキャリアは、全て送信対象外としたが、実際にはわずかに受信電力が不足しているサブキャリアは、少しパワーを上げて送信しても良い。このようにすると、通信効率が向上する場合もある。特に、送信能力（最大の出力能力）に余裕のある無線通信システムの場合には、サブキャリアの電力を上げるように構成することも可能である。この場合も、例えば図３（Ｂ）の調整回路１８ａを用いれば良い。次に、本発明の第３の実施の形態による無線通信システムについて図６を参照して説明する。本実施の形態による無線通信システムは、ＴＤＤ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｏｎ Ｄｕｐｌｅｘ）システムに応用する例である。
【００５１】
図６（Ａ）に示すように、本実施の形態による無線通信システム（アクセスポイントＡＰ側）は、受信側から送信側に順に、受信側フィルタ２８と、ＦＦＴ２９と、復調器３０と、ＭＡＣ層３７と、変調器３３と、ＩＦＦＴ３２と、送信側フィルタ３１とを有している。加えて、本実施の形態によるアクセスポイントＡＰは、情報信号検出部３４と、サブキャリア電力検出回路３６と送信サブキャリア選択回路３５とを有している。
【００５２】
アクセスポイントＡＰは、図６（Ｂ）に示すように、タイムスロットのうちの１つを用いて、定期的に情報信号を送信する。この情報信号は、全ての端末への放送（ブロードキャスト）的な役割を有しており、各端末ＭＴが全て共通で受ける信号であり、変調方式としては最も信頼性の高い方式で伝送される。
【００５３】
アクセスポイントＡＰは、端末ＭＴからの情報信号等を受信し、その受信信号から、電力を測定するサブキャリア電力検出回路３６により、各サブキャリアの信号電力を測定し、ＭＡＣ層３７に通知する。情報信号は、例えば全サブキャリアを使って、同一の出力で送信され、変調方式としては全サブキャリア共通で、例えばＢＰＳＫ方式等で伝送される。
【００５４】
アクセスポイントＡＰは、情報信号に基づいて、自己が送信するサブキャリアを決定し、送信サブキャリア選択回路３５において、次に変調及び逆フーリエ変換を行うサブキャリアを選択する。この際、多値変調で通信してデータが問題なく送れるサブキャリアだけを用いて通信を行う。
【００５５】
ＴＤＤのシステムにおいては、アクセスポイントＡＰが受けた伝播特性と、端末ＭＴへの伝播特性とがほぼ同一になる。従って、端末ＭＴ側で測定しその結果をアクセスポイントＡＰに通知することなく、使用するサブキャリアをアクセスポイントＡＰ側のみにより選択することができる。すなわち、ＴＤＤシステムでは、他のシステムと異なり、アクセスポイントＡＰと端末ＭＴとの間の通信のうち、上りと下りとの通信周波数が同じである。ＴＤＤシステム以外のシステムでは、アクセスポイントＡＰが端末ＭＴから各サブキャリアの受信電力に関する情報を受ける必要があるのに対して、ＴＤＤシステムを用いた場合には、アクセスポイントＡＰは端末ＭＴの情報を検知する必要がない。
従って、端末ＭＴ側でサブキャリア信号の測定等行う必要がなく、端末ＭＴ側の小型化、低価格化が可能になるという利点がある。
【００５６】
次に、本発明の第４の実施の形態による無線通信システムについて図面を参照して説明する。
上記第１から第３までの実施の形態による無線通信システムにおいては、キャリアの送信レートが最大になるように送信を制限した。
【００５７】
ところで、セルエッジに存在する端末は、他のセルとの距離が近いために、大きな電力を出すと隣接するセルへの干渉が大きくなる。そこで、隣接セル近くに存在する端末に関しては意識的に電力が落とせるように、変調レートを所要Ｃ／Ｎが小さいものを選択するのが好ましい。受信に必要な電力は、システムによって異なるので絶対値は定義できないが、例えば６４ＱＡＭ復調に必要な電力とＱＰＳＫ復調に必要な電力とでは１０倍以上違うことがある。
【００５８】
一方、障害物などにより信号の影が出来てしまうような見通し外通信において、信号強度は、距離の２．５乗から３乗で減衰するため、例えば、アクセスポイントＡＰの近くに存在する端末ＭＴが信号を出しても、隣接するセルに届く信号強度は、その数分の１に落ちることになり、問題は少ない。しかしながら、セルエッジの端末ＭＴは、隣接するセルと密着しているために干渉源となりがちである。
また、セルエッジにいる端末ＭＴは、アクセスポイントＡＰまでの距離が大きくなってしまうので、同一の所要電力をアクセスポイントＡＰで受けようとすると、必然的に出力が大きくなってしまう。
【００５９】
そこで、端末ＭＴがセル中心付近に存在するときは６４ＱＡＭ等を基準に出力の制御を行い、端末ＭＴがセルエッジに存在するときにはＱＰＳＫ等の変調方式を基準に出力の制御を行うのが好ましい。
具体的な制御方法の例について図７を参照して説明する。
【００６０】
この制御例では、制御の基準として、隣接するアクセスポイントＡＰでの干渉電力が一定以下になるように制御する。
隣接するアクセスポイントＡＰの受信する干渉電力は、図７の符号２１で示されるように、距離の２．５〜３．５乗則で減衰する。アクセスポイントＡＰに近づくに従って干渉を与えにくくなり、その分だけ信号出力を出すことが可能となる。
【００６１】
一方、例えば６４ＱＡＭ伝送を考えた場合、アクセスポイントＡＰに近いものは電力が少なくても減衰が少ないが、アクセスポイントＡＰから離れるほど減衰が大きくなるために出す必要のある出力は増えていく。端末ＭＴにとって必要な出力の距離依存性のカーブを図中の符号２２で示す。アクセスポイントＡＰからの距離が大きくなるに従って、必要な送信電力は増大する。このカーブ２２と干渉から制限される上限カーブ２８との交点までの距離（エリア）が、６４ＱＡＭで通信できるエリアとなる（図下の円中の最も淡い色が付されたエリア２５）。
【００６２】
一方、次のエリアとして、さらにアクセスポイントＡＰでの受信電力が少なくて良い１６ＱＡＭがある。この場合も同様に１６ＱＡＭで通信できるエリアを決めることができる（図下の円中の中間の濃さの色が付されたエリア２６）、同様にＱＰＳＫでも通信エリア（図下の円中の最も濃い色が付されたエリア２７）を決めることができる。
【００６３】
以上のように、セルには、変調レートで分けられるゾーンが画定される。このような制御を各サブキャリア単位で行うことにより、各サブキャリアが許容される出力の中で伝送できる最大の伝送レートを確保することができるようになる。
その結果、他セルへの干渉を抑制しつつ、必要な通信を行うことが可能となり、全体のスループットを向上させることができる。
【００６４】
尚、端末位置の検出方法としては、受信した電波の遅延を用いる方法や、平均的な受信電力を基準にして求める方法を用いることができる。すなわち、ＴＤＭＡ無線通信システムでは、アクセスポイントＡＰにおいてスロットの管理を行っているため、近くに存在する端末からは早い時間のタイミングで信号が返ってくるのに対し、遠くに存在する端末の場合には遅延の影響が大きくなるため、遅いタイミングで信号が返ってくる。そこで、この時間を基準にセル内における端末の位置を判定、端末ＭＴがどのゾーンに存在するかを知ることができる。
【００６５】
そこで、図３に示したように、タイミング検出回路１１−１、２０−１内の遅延時間測定回路１１−１ａ、２１ａにより、アクセスポイントＡＰと端末ＭＴとの間の信号のやり取りにおける比較的長時間サンプリングして平均的な信号遅延時間を求め、それに基づきアクセスポイントＡＰと端末ＭＴとの間の距離を測定又は推測することができる。
【００６６】
一方、前述のようにＯＦＤＭ方式においては、各サブキャリア自体は他のサブキャリアとは独立した関係にあり、時間的にはレイリー分布に応じた変動をしている。従って、時々刻々と様々な値を取るが、比較的長い時間範囲で全サブキャリアの平均電力を観察すると、距離の２．５乗則から３．５乗則に応じた減衰を示す。
【００６７】
そこで、全サブキャリアの平均電力から、上記のようなゾーンを画定することもできる。全サブキャリアを平均化する時間については、システムで想定している端末ＭＴの移動速度や、セル半径に応じて変化するため、例えば、電力の分散が数ｄＢに落ち着く値として求めることができる。
【００６８】
次に、本発明の第５の実施の形態による無線通信システムについて説明する。上記第１から第４までの実施の形態においては、ベストエフォートということで、変調方式と所要電力とを基準に選んでいる。ところで、システムによっては、最低限伝送に必要な容量が決められている場合がある。例えば、最小２Ｍｂｐｓなどと、帯域保証が決められている場合もある。この場合の処理の流れを図８にフローチャート図で示す。
【００６９】
本発明の第５の実施の形態においては、各サブキャリアの電力を測るとともに順位付けを行い、閾値を超えているサブキャリアの数で最小値を満たしている場合には、その閾値を超えたサブキャリアで送れる通信量を最大とする。一方、閾値を超えているサブキャリアの数で最小値を満たしていない場合には、電力の大きいほうから順に選択していき、閾値を下回っても必要となる最小伝送容量を送れるところまではサブキャリアを用いることにする。
以下、具体的に各ステップについて図８を参照して順に説明する。
【００７０】
図８に示すように、まず、ステップＳ８０２で準備ルーチンＳ８０１を開始する。ステップＳ８０３で、ブロードキャストスロットを検出する。ステップＳ８０４で、サブキャリアの電力を測定する。測定された電力に基づいて、ステップＳ８０５で電力の大きい順にサブキャリアの順位付けを行う。ステップＳ８０６において、サブキャリアの閾値を比較し、６４ＱＡＭで送ることができるサブキャリアの個数を算出する。
【００７１】
一方、ステップＳ８１２において送信ルーチンＳ８１１をスタートする。ステップＳ８１３において、送信に必要なデータのビット数を算出する。ステップＳ８１４で、例えば６４ＱＡＭで送信した場合に必要なサブキャリア数を算出する。６４ＱＡＭでは、１サブキャリアは６ビットであるから、ビット数よりサブキャリア数を簡単に求めることができる。
【００７２】
ステップＳ８２１において、ステップＳ８０６で算出したサブキャリア数と、ステップＳ８１４で算出したサブキャリア数とを比較する。ステップＳ８０６で算出したサブキャリア数が、ステップＳ８１４で算出したサブキャリア数より多い場合には、６４ＱＡＭで全てのサブキャリアを送信することが可能であるため、ステップＳ８２２においてサブキャリアを全て６４ＱＡＭ送信に振り分け、ステップＳ８２３において６４ＱＡＭのみで送信を行う。
【００７３】
ステップＳ８２１において、ステップＳ８０６で算出したサブキャリア数が、ステップＳ８１４で算出したサブキャリア数よりも少ない場合には、６４ＱＡＭで全てのサブキャリアを送信することはできないため、ステップＳ８２４において不足分を、予め受信電力に基づいて付した順位に従い１６ＱＡＭに割り当て、ステップＳ８２５において６４ＱＡＭと１６ＱＡＭとで送信を行う。
【００７４】
すなわち、ステップＳ８０６で求めた閾値を満たしていないサブキャリアは、必然的に変調方式の多値数を小さくする必要があるので、その分は、次の閾値（例えば、６４ＱＡＭから１６ＱＡＭに変更する）を設定値として用いる。
また、このときに図５（Ａ）に示した出力制限を行うことにより、受信電力の大きさに関する順位の高いサブキャリアは出力を絞ることができ、帯域保証を確保しながら、他局への干渉を絞ることができる。
【００７５】
次に、本発明の第５の実施の形態の変形例による無線通信システムについて、図９を参照して説明する。本変形例による無線通信システムは、閾値を満足していても、意識的に信号を送信しないように制御する。
例えば、インターネットのように信号情報量が非対称の場合（送信と受信のデータ量が異なるなどの場合）には、信号によっては、ＡＣＫ（Ａｃｋｎｏｕｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）、ＮＡＫ（Ｎｅｇａｔｉｖｅ Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）等、移動局から基地局までの上りチャネル（ＵＰＬＩＮＫ）に、わずかなビット数を送るだけでよいものもある。このような場合に、不必要なサブキャリアの伝送を止めることにより干渉量を減らすことも可能である。
【００７６】
この場合も、予め電力に応じて順位付けしたデータを用いて伝播特性の良い順番に必要な数のみサブキャリア送り、残りのサブキャリアについては送信しないように制御を行う。これにより、より一層、干渉を減らすことができる。また、サブキャリアの別の選び方として、伝播特性のみで選ばずに、用いるサブキャリアの優先順位を端末ＭＴ毎に決めておき、その中から電力の順位付けを行うことも可能である。
【００７７】
伝播特性だけで順位付けした場合、それぞれの端末ＭＴが同じ伝播状況になることはあまり考えられないが、それでも、独立に測定し順位付けした項目だけで通信すると、制約がないため特定のサブキャリアを多くの端末ＭＴが使ってしまう可能性も無視できない。
そこで、端末ＭＴ毎に、伝播路順位付けとアクセスポイントＡＰの指示や生産時に割り振られる優先サブキャリア情報を用いることで、すべての端末ＭＴが同一サブキャリアを選んでしまうことを回避することができる。
【００７８】
この場合、閾値を超えていると判定されているサブキャリアと、必要な伝送量が、割当て制限で割り当てられたサブキャリア内にある場合には、その範囲で通信を終了するが、割り当て制限内で納まらないときには、第２位の割当てサブキャリアを用いて通信を行う。
かかる制御方法について図９を参照して説明する。
【００７９】
図９に示すように、まず、ステップＳ９０２で準備ルーチンＳ９０１を開始する。ステップＳ９０３で、ブロードキャストスロットを検出する。ステップＳ９０４で、サブキャリアの電力を測定する。測定された電力に基づいて、ステップＳ９０５で電力の大きい順にサブキャリアの順位付けを行う。ステップＳ９０６において、サブキャリアの閾値を比較し、６４ＱＡＭで送ることができるサブキャリアの個数を算出する。
【００８０】
一方、ステップＳ９１２において送信ルーチンＳ９１１をスタートする。ステップＳ９１３において、送信に必要なデータのビット数を算出する。ステップＳ９１４で、例えば６４ＱＡＭで送信した場合に必要なサブキャリア数を算出する。
【００８１】
ステップＳ９１５において、サブキャリアの割当て制限を行うか否かを判断する。サブキャリアの割当て制限を行わない場合には、ステップＳ９１６に進み、順位の高いサブキャリアから割当てを行う。ステップＳ９１７において、６４ＱＡＭのみで送信を行う。尚、データ量が少ない場合を想定すると、図８に示すステップＳ８２１の判断ステップを省略することができる。
【００８２】
ステップＳ９１５においてグループ化されたサブキャリアの割当て制限を行う場合には、ステップＳ９１８に進む。ステップＳ９１８において、以下に詳細に説明するようにサブキャリア数の比較を行う。グループ化された１グループ内でサブキャリアの割り当てが足りれば、ステップＳ９１９でサブキャリアの振り分けを行い、ステップＳ９２０において第１制限にみにより送信を行う。
【００８３】
ステップＳ９１８において、グループ化された１グループ内でサブキャリアの割り当てが足りなければ、ステップＳ９２１に進み、第２位割当てサブキャリアに振り分け、ステップＳ９２２において第１及び第２の制限に基づいて送信を行う。
【００８４】
以上のステップ、特にグループ分けの思想を具体的に説明すると、例えば、全サブキャリア数を１２８とし、３２サブキャリア毎にグループ化し、４グループまであるものとし、端末ＭＴ毎に優先順位を設定する。
準備ルーチンで、１２８のサブキャリアのうち６０のサブキャリアが閾値を越え、多値通信可能であるとして準備されている。
【００８５】
この状態で送信信号として、５サブキャリア相当のデータが送信必要な場合、自端末ＭＴに割り当てられた第１優先３２サブキャリア中に、前記６０サブキャリアの中の５サブキャリアがあれば、それで送信を行う。しかしながら、その中に閾値を超えているサブキャリアが５未満であった場合には、第２優先のサブキャリアを使うことになる。
このように制御することで、簡易的に周波数分割の効果が得られ、帯域内の電力の均一化に有効な場合がある。
【００８６】
以上のように、本発明の各実施の形態による無線通信システムにおいては、他局への干渉を最小限に抑えることができ、ＴＤＭＡを用いた１セル周波数繰り返しシステムの問題点であった回線容量を多く取ることができるようになる。これは、時間分割したＴＤＭＡのタイムスロットをＯＦＤＭのサブキャリアレベルで制御することで、周波数軸上での干渉波抑圧することにより、統計的な雑音量を下げることができるためである。また、このときには、伝送情報１ビットに対する干渉電力を最低にできる。
【００８７】
また、本発明の実施の形態による無線通信システムでは、セルにおける端末の位置関係、つまり隣接セルに与える影響を考慮し、送信出力と多値変調方式を制御することで、端末の場所に関わらず、隣接セルに対する干渉を一定化でき、干渉抑圧が可能になる。
【００８８】
また、全サブキャリアを閾値で２値判定するだけではなく、順位付けすることで、送信データの所要量が最大多値数のみで送れない場合や、送信データが少ない場合にも効率よく、干渉の少ない状態で送ることができるようになる。
また、測定結果を相手に通知する手段を用いることで、サブキャリア制御の基準を個別に持つことができるので、受信電力（Ｃ）のみではなく、干渉電力との比（Ｃ／Ｉ）での制御や、送信と受信の周波数が異なる場合にも、本発明の実施の形態による無線通信システムを用いることができ、回線容量の向上をはかることが出きるようになる。
尚、多値数の代わりに符号化率を用いて変調しても良い。
【００８９】
以上、実施の形態に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。その他、種々の変更、改良、組み合わせが可能なことは当業者に自明であろう。
本明細書に記載されている発明は、特許請求の範囲に記載されているそれぞれの発明に加えて、少なくとも以下の付記に記載されている発明を含むものとする。
【００９０】
（付記１）一方の無線局、例えば基地局が設定した端末局の伝送レート以上の複数の伝送レートをサポートしている場合に、基地局では端末局から返信されてきたサブキャリア毎の受信状況に応じて、設定以上の複数種類の変調方式、符号化率を用いてサブキャリア毎の伝送レートを複数コントロールすることを特徴とするＴＤＭＡ無線通信システム。
【００９１】
（付記２）無線局（通信機）がサポートできる最大伝送レート、所望の受信電力に関して、一方の通信機から他方の通信機に伝送することを特徴とするＴＤＭＡ無線通信システム。
【００９２】
（付記３）複数サブキャリア変調方式を用い、少なくとも第１及び第２の無線局を有するＴＤＭＡ無線通信システムに用いるのに適しており、
前記第２の無線局は、前記第１の無線局のサブキャリア毎の受信状況に基づき、前記第１の無線局において一定値以上の伝送レートを得ることができるサブキャリアのみを選択し、かつ、選択されたサブキャリアをその受信状況に応じた多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴とした第２の無線局。
【００９３】
（付記４）複数サブキャリア変調方式を用い、少なくとも第１及び第２の無線局を有するＴＤＭＡ無線通信システムに用いるのに適しており、サブキャリア毎の受信電力を検知するサブキャリア電力検出手段と、該サブキャリア電力検出手段により検知された前記受信電力に関する情報を前記第２の無線局に通知する通知手段とを有する第１の無線局。
【００９４】
（付記５）複数サブキャリア変調方式を用い、少なくとも第１及び第２の無線局を有するＴＤＭＡ無線通信システムに用いるのに適しており、前記第１の無線局から送られたサブキャリア毎の受信状況に基づき、前記第１の無線局において一定値以上の伝送レートで通信可能な受信電力が得られるサブキャリアであるか否かを判別する判別手段と、該判別手段により通信可能と判別されたサブキャリアのみを選択する送信サブキャリア選択手段とを含み、該送信サブキャリア選択手段により選択されたサブキャリアをその受信状況に応じた多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴とした第２の無線局。
【００９５】
（付記６）複数サブキャリア変調方式を用い、互いに同じ周波数を用いて通信を行う少なくとも１つの基地局と端末局とを有するＴＤＭＡ無線通信システムに用いるのに適しており、サブキャリア毎の受信電力を検出するサブキャリア電力検出手段と、該サブキャリア電力検出手段により検出された受信電力に基づいて、前記端末局において一定値以上の伝送レートで通信可能な受信電力が得られるサブキャリアであるか否かを判別する判別手段と、該判別手段により通信可能と判別されたサブキャリアのみを選択的する送信サブキャリア選択手段とを含み、該送信サブキャリア選択手段により選択された各サブキャリアをその受信電力に応じた多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴とした基地局。
【００９６】
（付記７）複数サブキャリア変調方式を用い、少なくとも１つの基地局と端末局とを有するＴＤＭＡ無線通信システムに用いるのに適しており、前記端末局のサブキャリア毎の受信状況に基づき、前記端末局において一定値以上の伝送レートを得ることができるサブキャリアのみを選択し、かつ、選択されたサブキャリアをその受信状況と前記基地局を基準とした前記端末局の位置とに応じて割当てられる多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴とした基地局。
【００９７】
（付記８）複数サブキャリア変調方式を用い、少なくとも１つの基地局と端末局とを有するＴＤＭＡ無線通信システムに用いるのに適しており、サブキャリア毎の受信電力を検知するサブキャリア電力検出手段と、該サブキャリア電力検出手段により検知された前記受信電力に関する情報を前記基地局に通知する通知手段とを有する端末局。
【００９８】
（付記９）複数サブキャリア変調方式を用い、少なくとも１つの基地局と端末局とを有するＴＤＭＡ無線通信システムに用いるのに適しており、前記端末局から送られたサブキャリア毎の受信状況に基づき、前記端末局において一定値以上の伝送レートで通信可能な受信電力が得られるサブキャリアであるか否かを判別する判別手段と、前記受信状況と前記基地局を基準とした前記端末局の位置とに応じて多値数又は符号化率を割当てる割当て手段と、該判別手段により通信可能と判別されたサブキャリアのみを選択的に、かつ、前記割当て手段により割当てられた多値数又は符号化率により送信するサブキャリアを選択する送信サブキャリア選択手段とを有する基地局。
【００９９】
（付記１０）複数サブキャリア変調方式を用い、互いに同じ周波数を用いて通信を行う少なくとも１つの基地局と端末局とを有するＴＤＭＡ無線通信システムに用いるのに適しており、前記端末局のサブキャリア毎の受信状況に基づき、前記端末局において一定値以上の伝送レートを得ることができるサブキャリアのみを選択し、かつ、選択されたサブキャリアをその受信状況と前記基地局を基準とした前記端末局の位置とに応じて割当てられる多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴とした基地局。
【０１００】
（付記１１）複数サブキャリア変調方式を用い、互いに同じ周波数を用いて通信を行う少なくとも１つの基地局と端末局とを有するＴＤＭＡ無線通信システムに用いるのに適しており、サブキャリア毎の受信電力を検出するサブキャリア電力検出手段と、該サブキャリア電力検出手段により検出された受信電力に基づいて、前記端末局において一定値以上の伝送レートで通信可能な受信電力が得られるサブキャリアであるか否かを判別する判別手段と、前記受信電力と前記基地局を基準とした前記端末局の位置とに応じて多値数又は符号化率を各サブキャリアに対して割当てる割当て手段と、前記判別手段により通信可能と判別されたサブキャリアのみを選択的に、かつ、前記割当て手段により割当てられた多値数又は符号化率で送信する送信サブキャリア選択手段とを有する基地局。
【０１０１】
【発明の効果】
以上のように、本発明を用いることによって、他局への干渉を最小限に抑えることができ、ＴＤＭＡを用いた1セル周波数繰り返しシステムの問題点であった回線容量について、多く取ることができるようになる。
【０１０２】
また、セルにおけるＭＴの位置関係、つまり隣接セルに与える影響を考慮し、送信出力と多値変調方式を制御することで、ＭＴの場所に関わらず、隣接セルに対する干渉を一定化でき、干渉抑圧が可能になる。
さらに、全サブキャリアを電力に基づいて順位付けすることで、送信データの所要量が最大多値数のみでおくれない場合や、送信データが少ない場合にも効率よく、干渉の少ない状態で送ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるＴＤＭＡ−ＯＦＤＭ方式のタイムスロットの割当てを示す図である。
【図２】 図２（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるサブキャリアがフェージング等の影響により歪む様子を示す電力スペクトル図である。
【図３】 図３（Ａ）は、本発明の実施の形態による無線通信システムにおける端末の構成を示す機能ブロック図であり、図３（Ｂ）は、本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるアクセスポイントの構成を示す機能ブロック図であり、図３（Ｃ）は、ブロードキャストパケットを含む信号の繰り返し周期を示す図である。
【図４】 図４（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の実施の形態による無線通信システムにおけるサブキャリアがフェージング等の影響により歪む様子を示す電力スペクトル図であり、図４（Ａ）は送信スペクトル、図４（Ｂ）は受信スペクトル図である。
【図５】 図５（Ａ）は、図４（Ｂ）に示す送信スペクトルを所定の受信電力値Ｐ１に調整する様子を示す図であり、図５（Ｂ）は、調整後の受信スペクトルを示す図である。
【図６】 図６（Ａ）は、本発明の他の実施の形態による無線通信システムによるアクセスポイントの構成を示す機能ブロック図であり、図６（Ｂ）は、情報信号を含む信号の繰り返し周期を示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態による無線通信システムであって、ＴＤＤ方式を用いた場合のアクセスポイントの制御の様子を示す図である。
【図８】 本発明の他の実施の形態による無線通信システムによる送信側の処理を示すフローチャート図である。
【図９】 本発明の他の実施の形態による無線通信システムによる送信側の処理を示すフローチャート図である。
【図１０】 セルラーシステムの一般的な概念を示す図である。
【図１１】 図１１（Ａ）はＦＤＭＡ方式、図１１（Ｂ）はＴＤＭＡ方式による周波数の利用法を示す図である。
【図１２】 ＴＤＭＡシステムにおけるタイムスロットの使い方を説明するための図である。
【符号の説明】
ＴＳ…タイムスロット、ＭＴ…端末、ＡＰ…アクセスポイント、２…ＯＦＤＭシンボル、３，６，１３，１６…フィルタ、４，１４…ＦＦＴ、５，１５…復調器、７、１７…ＩＦＦＴ、８…変調器、９…ブロードキャスト検出部、１０…サブキャリア電力検出回路、１１，２０…ＭＡＣ層、１１−１…タイミング抽出回路、１１−１ａ…遅延時間測定回路、１２…記憶手段、１９…送信サブキャリア選択回路、２０−１…タイミング抽出回路、２０−２…算出回路、２１…判別回路、３４…検知情報検出部、３５…送信サブキャリア選択回路。

Claims (16)

1. 複数サブキャリア変調方式を用い、基地局と複数の端末局とを有し、該複数の端末局は時間分割方式により周波数と時間の共有を行うＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システムであって、
   前記端末局は、サブキャリア毎の受信状況に基づき、全サブキャリアのうち前記端末局において、変調レートで分けられるゾーン毎に設定される一定値以上の伝送レートを得ることができるサブキャリアのみを選択し、かつ、選択されたサブキャリア情報を基地局に通知する手段を有し、
   前記基地局は、時間分割した前記端末局に割り当てるタイムスロットにおいて、送信するか否かをサブキャリアレベルで判別し、前記判別されたサブキャリアのみを含む周波数帯を用い、それ以外の周波数帯は用いずに、前記一定値以上の伝送レートを得られる多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴としたＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システムであって、
   前記基地局は、ＦＦＴにおいて処理されることでサブキャリアの独立性が保たれることを利用して、伝搬特性に応じて送信をオン／オフする送信サブキャリア選択回路を有し、
   該送信サブキャリア選択回路により、サブキャリアを送信する周波数帯と送信しない周波数帯とを切り分けて送信することを特徴とするＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システム。
2. 複数サブキャリア変調方式を用い、基地局と複数の端末局とを有し、該複数の端末局は時間分割方式により周波数と時間の共有を行うＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システムであって、
   前記端末局は、サブキャリア毎の受信電力を検知するサブキャリア電力検出手段と、該サブキャリア電力検出手段により検知された前記受信電力に関する情報を前記基地局に通知する通知手段とを有し、
   前記基地局は、前記端末局から送られたサブキャリア毎の受信状況に基づき、前記端末局において、変調レートで分けられるゾーン毎に設定される一定値以上の伝送レートで通信可能な受信電力が得られるサブキャリアであるか否かを判別する判別手段と、該判別手段により通信可能と判別されたサブキャリアのみを選択する送信サブキャリア選択手段とを含み、該送信サブキャリア選択手段により選択されたサブキャリアのみを含む周波数帯を用い、それ以外の周波数帯は用いずに、時間分割した前記端末局に割り当てるＴＤＭＡのタイムスロットにおいて、送信するか否かをサブキャリアレベルで制御し、前記一定値以上の伝送レートを得られる多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴としたＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システムであって、
   前記基地局は、ＦＦＴにおいて処理されることでサブキャリアの独立性が保たれることを利用して、伝搬特性に応じて送信をオン／オフする送信サブキャリア選択回路を有し、
   該送信サブキャリア選択回路により、サブキャリアを送信する周波数帯と送信しない周波数帯とを切り分けて送信することを特徴とするＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システム。
3. 複数サブキャリア変調方式を用い、互いに同じ周波数を用いて通信を行う基地局と複数の端末局とを有するＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システムであって、
   前記端末局は、サブキャリアの受信電力に関するブロードキャスト情報を前記基地局に通知する通知手段を有し、
   前記基地局は、前記ブロードキャスト情報を検出するブロードキャスト情報検出手段と、該ブロードキャスト情報に応じてサブキャリア毎の受信電力を検出するサブキャリア電力検出手段と、該サブキャリア電力検出手段により検出された受信電力に基づいて、前記端末局において、変調レートで分けられるゾーン毎に設定される一定値以上の伝送レートで通信可能な受信電力が得られるサブキャリアであるか否かを判別する判別手段と、該判別手段により通信可能と判別されたサブキャリアのみを選択する送信サブキャリア選択手段とを含み、該送信サブキャリア選択手段により選択されたサブキャリアのみを含む周波数帯を用い、それ以外の周波数帯は用いずに、時間分割した前記端末局に割り当てるＴＤＭＡのタイムスロットにおいて、送信するか否かをサブキャリアレベルで制御し、前記一定値以上の伝送レートを得られる多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴としたＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システムであって、
   前記基地局は、ＦＦＴにおいて処理されることでサブキャリアの独立性が保たれることを利用して、伝搬特性に応じて送信をオン／オフする送信サブキャリア選択回路を有し、
   該送信サブキャリア選択回路により、サブキャリアを送信する周波数帯と送信しない周波数帯とを切り分けて送信することを特徴とするＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システム。
4. 前記一定以上の伝送レートは、
   前記基地局を基準とした前記端末局の位置に応じて選択の基準となる伝送レートが設定されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載のＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システム。
5. 前記基地局と前記端末局との距離が大きくなるにしたがって、前記端末局に対してより小さい多値数又は符号化率を割当てることを特徴とした請求項４に記載のＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システム。
6. 前記基地局と前記無線局との通信に起因する周辺への干渉電力と、前記基地局と前記無線局との間の距離との関係と；前記基地局と前記無線局との通信に必要な電力と、前記基地局と前記無線局との距離との関係と；に基づき画定される複数の無線環境ゾーン毎に前記多値数又は前記符号化率を前記端末局に割当てる請求項４又は５に記載のＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システム。
7. さらに、前記基地局は、前記端末局との通信を行う第１セル領域と異なる第２セル領域であって、前記基地局と異なる他の基地局及び端末局が通信を行う第２セル領域への干渉電力が一定値以下になるように前記端末局の前記第１セル領域内での前記基地局を基準とする位置に応じた伝送レートを算出する算出手段を有する請求項４から６までのいずれか１項に記載のＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システム。
8. さらに、受信された各サブキャリアに対して受信電力に基づき順位付けされた情報を記憶する記憶手段を有しており、該順位付けに従って受信電力の高い順に送信を行うことを特徴とする請求項１から７までのいずれか１項に記載のＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システム。
9. さらに、多値数又は符号化率の高い順に送信を行うことを特徴とする請求項８に記載のＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システム。
10. 前記一定値以上の伝送レートは、最大の伝送レートである請求項１から９までのいずれか１項に記載のＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システム。
11. 前記基地局が設定した端末局の伝送レート以上の複数の伝送レートをサポートしている場合に、時間分割した前記ＴＤＭＡのタイムスロットをサブキャリアレベルで制御することにより、前記基地局では前記端末局から返信されてきたサブキャリア毎の受信状況に応じて、設定以上の複数種類の変調方式、符号化率を用いてサブキャリア毎の伝送レートを複数コントロールすることを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システム。
12. 前記無線局がサポートできる最大伝送レート、所望の受信電力に関して、時間分割した前記ＴＤＭＡのタイムスロットをサブキャリアレベルで制御することにより、一方の通信機から他方の通信機に伝送することを特徴とする請求項１に記載のＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システム。
13. 複数サブキャリア変調方式を用い、互いに同じ周波数を用いて通信を行う少なくとも１つの基地局と端末局とを有するＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システムに用いるのに適しており、サブキャリア毎の受信電力を検出するサブキャリア電力検出手段と、該サブキャリア電力検出手段により検出された受信電力に基づいて、前記端末局において、変調レートで分けられるゾーン毎に設定される一定値以上の伝送レートで通信可能な受信電力が得られるサブキャリアであるか否かを判別する判別手段と、該判別手段により通信可能と判別されたサブキャリアのみを選択する送信サブキャリア選択手段とを含み、該送信サブキャリア選択手段により選択された各サブキャリアのみを含む周波数帯を用い、それ以外の周波数帯は用いずに、時間分割したＴＤＭＡのタイムスロットをサブキャリアレベルで制御することにより、その受信電力に応じた多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴とした基地局であって、
    前記基地局は、ＦＦＴにおいて処理されることでサブキャリアの独立性が保たれることを利用して、伝搬特性に応じて送信をオン／オフする送信サブキャリア選択回路を有し、
    該送信サブキャリア選択回路により、サブキャリアを送信する周波数帯と送信しない周波数帯とを切り分けて送信することを特徴とする基地局。
14. 複数サブキャリア変調方式を用い、少なくとも１つの基地局と端末局とを有するＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システムに用いるのに適しており、選択されたサブキャリアを、時間分割したＴＤＭＡのタイムスロットをサブキャリアレベルで制御することにより、その受信状況に応じた前記端末局のサブキャリア毎の受信状況に基づき、前記端末局において、変調レートで分けられるゾーン毎に設定される一定値以上の伝送レートを得ることができるサブキャリアのみを選択し、かつ、選択されたサブキャリアのみを含む周波数帯を用い、それ以外の周波数帯は用いずに、その受信状況と前記基地局を基準とした前記端末局の位置とに応じて割当てられる多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴とした基地局であって、
    前記基地局は、ＦＦＴにおいて処理されることでサブキャリアの独立性が保たれることを利用して、伝搬特性に応じて送信をオン／オフする送信サブキャリア選択回路を有し、
    該送信サブキャリア選択回路により、サブキャリアを送信する周波数帯と送信しない周波数帯とを切り分けて送信することを特徴とする基地局。
15. 複数サブキャリア変調方式を用い、互いに同じ周波数を用いて通信を行う少なくとも１つの基地局と端末局とを有するＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システムに用いるのに適しており、時間分割したＴＤＭＡのタイムスロットをサブキャリアレベルで制御することにより、前記端末局のサブキャリア毎の受信状況に基づき、前記端末局において、変調レートで分けられるゾーン毎に設定される一定値以上の伝送レートを得ることができるサブキャリアのみを選択し、かつ、選択されたサブキャリアのみを含む周波数帯を用い、それ以外の周波数帯は用いずに、その受信状況と前記基地局を基準とした前記端末局の位置とに応じて割当てられる多値数又は符号化率により変調して通信を行うことを特徴とした基地局であって、
    前記基地局は、ＦＦＴにおいて処理されることでサブキャリアの独立性が保たれることを利用して、伝搬特性に応じて送信をオン／オフする送信サブキャリア選択回路を有し、
    該送信サブキャリア選択回路により、サブキャリアを送信する周波数帯と送信しない周波数帯とを切り分けて送信することを特徴とする基地局。
16. 複数サブキャリア変調方式を用い、互いに同じ周波数を用いて通信を行う少なくとも１つの基地局と端末局とを有するＯＦＤＭ−ＴＤＭＡ無線通信システムに用いるのに適しており、サブキャリア毎の受信電力を検出するサブキャリア電力検出手段と、該サブキャリア電力検出手段により検出された受信電力に基づいて、前記端末局において、変調レートで分けられるゾーン毎に設定される一定値以上の伝送レートで通信可能な受信電力が得られるサブキャリアであるか否かを判別する判別手段と、時間分割したＴＤＭＡのタイムスロットをサブキャリアレベルで制御することにより、前記受信電力と前記基地局を基準とした前記端末局の位置とに応じて多値数又は符号化率を各サブキャリアに対して割当てる割当て手段と、前記判別手段により通信可能と判別されたサブキャリアのみを含む周波数帯を用い、それ以外の周波数帯は用いずに、選択的に、かつ、前記割当て手段により割当てられた多値数又は符号化率で送信する送信サブキャリア選択手段とを有する基地局であって、
    前記基地局は、ＦＦＴにおいて処理されることでサブキャリアの独立性が保たれることを利用して、伝搬特性に応じて送信をオン／オフする送信サブキャリア選択回路を有し、
    該送信サブキャリア選択回路により、サブキャリアを送信する周波数帯と送信しない周波数帯とを切り分けて送信することを特徴とする基地局。

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