JP5470075B2

JP5470075B2 - 無線通信システム、主通信装置、従通信装置、およびチャネル割当情報通知方法

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Publication number: JP5470075B2
Application number: JP2010024812A
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Inventors: 博己藤田
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Filing date: 2010-02-05
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Description

本発明は、無線通信システム、主通信装置、従通信装置、およびチャネル割当情報通知方法に関する。

無線通信システムでは、一般に、主通信装置が従通信装置に割り当てる無線チャネルを決定し、その無線チャネルを示すチャネル割当情報を含む制御メッセージを従通信装置に送信する。

たとえば、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：直交周波数分割多元接続）方式およびＴＤＭＡ／ＴＤＤ（Time Division Multiple Access/Time Division Duplex：時分割多元接続／時分割複信）方式を採用するＸＧＰ（eXtended Global Platform）では、図９に示す制御メッセージが基地局から移動局に毎フレーム送信される（たとえば非特許文献１参照）。

図９に示す制御メッセージでは、ＭＡＰがチャネル割当情報に該当する。このＭＡＰは、所定の周波数帯域に予め定められた複数の無線チャネルそれぞれの移動局への割り当て有無を示す情報（ここでは、７２の無線チャネルのうち、通信チャネルとして割り当てられる無線チャネルを「１」、通信チャネルとして割り当てられない無線チャネルを「０」、で示す７２ビットのビットマップ）である。なお、ＡＣＫは、通信チャネルを介して移動局から送信されたユーザデータそれぞれにおける誤りの有無を示す情報（ここでは、周波数方向に隣接する２つの無線チャネルごとに誤り検出されるユーザデータのうち、誤りが検出されなかったユーザデータを「１」、誤りが検出されたユーザデータを「０」、で示す３６ビットのビットマップ）であり、Ｖは、複数のタイムスロットのそれぞれにおいて割り当て可能な無線チャネルの最大数を示す情報である。

"ARIB STD-T95 Version 1.2「OFDMA/TDMA TDD Broadband Wireless Access System (Next GenerationPHS)」"、平成２１年３月１８日、社団法人電波産業会

しかしながら、従来の無線通信システムでは、主通信装置と従通信装置との無線通信に使用される周波数帯域（以下「使用周波数帯域」という）の上端と下端が固定されていることを前提にチャネル割当情報のサイズが定義されているため、途中で使用周波数帯域の幅が変更されると、チャネル割当情報を含む制御メッセージのフォーマットを新たに定義し直す必要があった。

たとえば、図９に示すＭＡＰ（チャネル割当情報）は使用周波数帯域の幅が１６．２ＭＨｚであることを前提に規定されたものであるため、たとえば使用周波数帯域の幅が３０ＭＨｚに拡大され移動局に割り当て可能な無線チャネルの数が増えると、ＭＡＰのサイズが不足してしまう。逆に、使用周波数帯域の幅が１０ＭＨｚに縮小され移動局に割り当て可能な無線チャネルの数が減ると、ＭＡＰのサイズに無駄な余裕ができてしまう。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、チャネル割当情報を含む制御メッセージのフォーマットを再定義することなく、使用周波数帯域幅の変更に柔軟に対応することができる無線通信システム、主通信装置、従通信装置、およびチャネル割当情報通知方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る無線通信システムは、主通信装置と従通信装置とを含み、前記主通信装置が使用周波数帯域に含まれる複数の無線チャネルの少なくとも１つを前記従通信装置に割り当てる無線通信システムであって、前記主通信装置は、所定の周波数帯域の一部または全部を前記使用周波数帯域として決定する周波数帯域決定手段と、所定位置に配置され、前記周波数帯域決定手段により決定される前記使用周波数帯域を示す使用周波数帯域情報と、該使用周波数帯域の幅に応じたサイズを有し、前記従通信装置に割り当てる無線チャネルを示すチャネル割当情報と、を含む制御メッセージを生成する生成手段と、前記生成手段により生成される前記制御メッセージを前記従通信装置に送信する送信手段と、を含み、前記従通信装置は、前記主通信装置から送信される前記制御メッセージを受信する受信手段と、前記受信手段により受信される前記制御メッセージの前記所定位置に配置された前記使用周波数帯域情報に基づいて、該制御メッセージから前記チャネル割当情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得される前記チャネル割当情報が示す無線チャネルを介して、前記主通信装置と無線通信を行う手段と、を含むことを特徴とする。

本発明では、主通信装置が、使用周波数帯域の幅に応じたサイズを有するチャネル割当情報を含む制御メッセージを従通信装置に送信する。このため、本発明によれば、制御メッセージのフォーマットを再定義することなく、使用周波数帯域幅の変更に柔軟に対応することができる。

また、本発明の一態様では、前記無線通信システムは、前記使用周波数帯域に含まれる制御チャネルを介して前記従通信装置から送信される無線信号の受信品質に基づいて、前記制御チャネルの変調方式を決定する変調方式決定手段をさらに含み、前記周波数帯域決定手段は、前記変調方式決定手段により決定される変調方式に基づいて、前記使用周波数帯域の幅を決定し、前記送信手段は、前記変調方式決定手段により決定される変調方式で変調された前記制御メッセージを前記制御チャネルを介して送信してもよい。

この態様によれば、制御メッセージのフォーマットを再定義することなく、制御チャネルの無線状態の変化に応じて使用周波数帯域の幅を変更することができる。たとえば、制御チャネルの無線状態が良好であれば、制御チャネルに伝送効率の高い変調方式を適用することが可能になるため、その制御チャネルを介して送信される制御メッセージのサイズを拡大することができ、それに合わせて制御メッセージに含まれるチャネル割当情報のサイズを拡大することもできる。また、チャネル割当情報のサイズが拡大すれば、使用周波数帯域の幅を拡大することもできる。つまり、制御チャネルの無線状態が良好であれば、使用周波数帯域の幅を拡大することができる。逆に、制御チャネルの無線状態が悪化すれば、使用周波数帯域の幅を縮小することが望ましい。

また、本発明の一態様では、前記周波数帯域決定手段は、前記従通信装置が使用可能な周波数帯域の幅に基づいて、前記使用周波数帯域の幅を決定してもよい。

この態様によれば、制御メッセージのフォーマットを再定義することなく、主通信装置が、使用可能な周波数帯域が異なるさまざまな従通信装置と無線通信を行うことができる。

また、本発明の一態様では、前記複数の無線チャネルのそれぞれは、前記所定の周波数帯域に予め定められた複数のサブチャネルのいずれかに属し、前記使用周波数帯域情報は、前記複数のサブチャネルのうち前記使用周波数帯域に属するサブチャネルの範囲を示す情報であってもよい。

また、本発明の一態様では、前記使用周波数帯域情報は、前記使用周波数帯域の上端に対応するサブチャネルと、前記使用周波数帯域の下端に対応するサブチャネルと、を示す情報であってもよい。

また、本発明の一態様では、前記チャネル割当情報は、前記従通信装置に対する前記複数の無線チャネルそれぞれの割り当て有無を示す情報であってもよい。

また、本発明の一態様では、前記生成手段により生成される前記制御メッセージは、前記従通信装置に割り当てられている無線チャネルを介して該従通信装置から送信されるデータそれぞれにおける誤りの有無を示す情報をさらに含んでもよい。

この態様によっても、制御メッセージのフォーマットを再定義することなく、使用周波数帯域幅の変更に柔軟に対応することができる。

また、本発明の一態様では、前記複数の無線チャネルのそれぞれは、所定の時間周期に予め定められた複数のタイムスロットのいずれかに属し、前記生成手段により生成される前記制御メッセージは、前記複数のタイムスロットのそれぞれにおいて割り当て可能な無線チャネルの最大数を示す情報をさらに含んでもよい。

また、本発明に係る主通信装置は、使用周波数帯域に含まれる複数の無線チャネルの少なくとも１つを従通信装置に割り当てる主通信装置であって、所定の周波数帯域の一部または全部を前記使用周波数帯域として決定する周波数帯域決定手段と、所定位置に配置され、前記周波数帯域決定手段により決定される前記使用周波数帯域を示す使用周波数帯域情報と、該使用周波数帯域の幅に応じたサイズを有し、前記従通信装置に割り当てる無線チャネルを示すチャネル割当情報と、を含む制御メッセージを生成する生成手段と、前記生成手段により生成される前記制御メッセージを前記従通信装置に送信する送信手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係る従通信装置は、使用周波数帯域に含まれる複数の無線チャネルの少なくとも１つを主通信装置から割り当てられる従通信装置であって、所定位置に配置され、前記使用周波数帯域を示す使用周波数帯域情報と、該使用周波数帯域の幅に応じたサイズを有し、当該従通信装置に割り当てられる無線チャネルを示すチャネル割当情報と、を含む制御メッセージを前記主通信装置から受信する受信手段と、前記受信手段により受信される前記制御メッセージの前記所定位置に配置された前記使用周波数帯域情報に基づいて、該制御メッセージから前記チャネル割当情報を取得する取得手段と、前記取得手段により取得される前記チャネル割当情報が示す無線チャネルを介して、前記主通信装置と無線通信を行う手段と、を含むことを特徴とする。

また、本発明に係るチャネル割当情報通知方法は、主通信装置が使用周波数帯域に含まれる複数の無線チャネルの少なくとも１つを従通信装置に割り当てるためのチャネル割当情報通知方法であって、所定の周波数帯域の一部または全部を前記使用周波数帯域として決定するステップと、前記主通信装置が、所定位置に配置され、前記決定された使用周波数帯域を示す使用周波数帯域情報と、該使用周波数帯域の幅に応じたサイズを有し、前記従通信装置に割り当てる無線チャネルを示すチャネル割当情報と、を含む制御メッセージを生成するステップと、前記主通信装置が、前記生成された制御メッセージを前記従通信装置に送信するステップと、前記従通信装置が、前記主通信装置から送信された前記制御メッセージを受信するステップと、前記従通信装置が、前記受信された前記制御メッセージの前記所定位置に配置された前記使用周波数帯域情報に基づいて、該制御メッセージから前記チャネル割当情報を取得するステップと、前記従通信装置が、前記取得された前記チャネル割当情報が示す無線チャネルを介して、前記主通信装置と無線通信を行うステップと、を含むことを特徴とする。

本発明の実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。本実施形態に係る移動通信システムにおける無線チャネル構成を示す図である。使用周波数帯域の一例を示す図である。本実施形態に係る制御メッセージの一例を示す図である。本実施形態に係る基地局の機能ブロック図である。無線信号の受信品質と変調方式との対応関係を定義したテーブルの一例を示す図である。変調方式と使用サブチャネル数との対応関係を定義したテーブルの一例を示す図である。本実施形態に係る制御メッセージ生成処理の一例を示すフロー図である。ＸＧＰで定義されている制御メッセージの一例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る移動通信システム１０の構成を示す図である。図１に示すように、移動通信システム１０は、基地局１２と、複数の移動局１４（ここでは移動局１４−１〜１４−３のみを示す）と、を含んで構成される。

基地局１２（主通信装置）は、ＯＦＤＭＡ方式およびＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式により、自局のセル内に位置する移動局１４（従通信装置）と無線通信を行う。なお、移動局１４には、携帯電話機、通信カード、通信機能を内蔵した携帯情報端末などが該当する。

図２は、移動通信システム１０における無線チャネル構成を示す図である（横軸：時間、縦軸：周波数）。図２に示すように、移動通信システム１０では、所定周期（ここでは５ｍｓ）のＴＤＭＡフレームが上り回線用サブフレーム（２．５ｍｓ）と下り回線用サブフレーム（２．５ｍｓ）とに区分され、さらに各サブフレームがそれぞれ複数のタイムスロット（ここではＳｌｏｔ１〜Ｓｌｏｔ４）に区分されている。また、所定の周波数帯域（ここでは帯域幅１６．２ＭＨｚ）に複数のＯＦＤＭＡサブチャネル（ここではＳｃｈ１〜Ｓｃｈ１８）が予め定められている。

基地局１２が移動局１４に割り当てる無線チャネルの最小単位はＰＲＵ（Physical Resource Unit）と呼ばれ、各ＰＲＵは、タイムスロット（Ｓｌｏｔ１〜Ｓｌｏｔ４）のいずれかと、サブチャネル（Ｓｃｈ１〜Ｓｃｈ１８）のいずれかと、に属する。なお、上り回線用サブフレームおよび下り回線用サブフレームともに、７２のＰＲＵが、たとえば１から始まる連続するＰＲＵ番号（１，２，３，・・・）で識別されるよう定められており、ＰＲＵ番号の同じＰＲＵは上下ペアで使用されるようになっている。

移動通信システム１０では、基地局１２が、この帯域幅１６．２ＭＨｚの周波数帯域の中から、各移動局１４との無線通信に使用する周波数帯域（使用周波数帯域）を決定する。この使用周波数帯域は、たとえば移動局１４が使用可能な周波数帯域の幅に基づいて決定される。

図３は、基地局１２によって決定された使用周波数帯域の一例を示す図である。図３に示す例では、帯域幅１６．２ＭＨｚの周波数帯域に予め定められたＳｃｈ１〜Ｓｃｈ１８のうち、Ｓｃｈ２〜Ｓｃｈ４が使用周波数帯域として決定されている。

基地局１２によって決定された使用周波数帯域に属するＰＲＵは、移動局１４に個別に割り当てられるＩＣＨ（Individual Channel：個別チャネル）として用いられる。ＩＣＨには、各移動局１４に制御チャネルとして原則１つ割り当てられ主に制御メッセージの伝送に用いられるＡＮＣＨ（Anchor Channel）、各移動局１４に通信チャネルとして１つ以上割り当てられ主にユーザデータの伝送に用いられるＥＸＣＨ（Extra Channel）などがある。

ＡＮＣＨ（制御チャネル）用のＰＲＵは、通信開始時に基地局１２から移動局１４に通知される（通信中に変更される場合もある）。これに対し、ＥＸＣＨ（通信チャネル）用のＰＲＵは、使用周波数帯域の幅（使用サブチャネル数）に応じたサイズを有し、移動局１４に割り当てられるＥＸＣＨ用のＰＲＵを示すＭＡＰと呼ばれるチャネル割当情報によって、ＡＮＣＨを介して基地局１２から移動局１４に通知される。

図４は、基地局１２が、移動局１４に割り当てるＥＸＣＨ用のＰＲＵを通知するために、１フレームまたは複数フレームごとに移動局１４に送信するＥＣＣＨ（EXCH Control Channel）と呼ばれる制御メッセージの一例を示す図である。図４に示すＥＣＣＨは、使用周波数帯域の幅（使用サブチャネル数）に応じてサイズが変化するＭＡＰ，ＡＣＫ，Ｖと、サイズ固定のＳＴ，ＳＣＨ，ＣＲＣ（ユーザデータの誤りを検出するために付加される巡回冗長検査符号），ＴＡＩＬ（符号化回路内のシフトレジスタの値を初期化するために付加されるテールビット）その他の情報と、を含んでいる。

このうち、ＭＡＰは、使用周波数帯域に属するＰＲＵそれぞれの移動局１４への割り当て有無を示す情報（ここでは、ＥＸＣＨとして割り当てられるＰＲＵを「１」、ＥＸＣＨとして割り当てられないＰＲＵを「０」、で示すサイズ可変のビットマップ）である。また、ＡＣＫは、移動局１４に割り当てられているＥＸＣＨを介して移動局１４から送信されたユーザデータそれぞれにおける誤りの有無を示す情報（ここでは、周波数方向に隣接する２つのＰＲＵごとに誤り検出されるユーザデータのうち、誤りが検出されなかったユーザデータを「１」、誤りが検出されたユーザデータを「０」、で示すサイズ可変のビットマップ）であり、Ｖは、複数のタイムスロット（ここでは４つのタイムスロット）のそれぞれにおいて割り当て可能なＰＲＵの最大数を示す情報である。

このように、移動通信システム１０では、基地局１２が、使用周波数帯域の幅（使用サブチャネル数）に応じたサイズを有するチャネル割当情報（ＭＡＰ）を含む制御メッセージ（ＥＣＣＨ）を移動局１４に送信する。このため、制御メッセージのフォーマットを再定義することなく、使用周波数帯域幅の変更に柔軟に対応することができる。

以下では、上記処理を実現するために基地局１２が備える構成を具体的に説明する。

図５は、基地局１２の機能ブロック図である。図５に示すように、基地局１２は、アンテナ２０−１〜２０−４、無線通信部２２、変復調部２４、制御部２６（メッセージ解析部２８、変調方式決定部３０、使用周波数帯域決定部３２、チャネル割当部３４、メッセージ生成部３６）、および記憶部３８を含んで構成される。

アンテナ２０−１〜２０−４は、移動局１４から送信される無線信号を受信し、受信された無線信号を無線通信部２２に出力する。また、アンテナ２０−１〜２０−４は、無線通信部２２から供給される無線信号を移動局１４に対して送信する。

無線通信部２２は、低雑音増幅器、電力増幅器、周波数変換器、帯域通過フィルタ、Ａ／Ｄ変換器、およびＤ／Ａ変換器を含んで構成される。無線通信部２２は、アンテナ２０−１〜２０−４から入力される無線信号を、低雑音増幅器で増幅した後、中間周波数信号にダウンコンバートし、さらにデジタル信号に変換してから、変復調部２４に出力する。また、無線通信部２２は、変復調部２４から入力されるデジタル信号を、アナログ信号に変換した後、無線信号にアップコンバートし、電力増幅器で送信出力レベルまで増幅してから、アンテナ２０−１〜２０−４に供給する。なお、無線信号の受信および送信は、図２に示す上り回線用サブフレームおよび下り回線用サブフレームにそれぞれ対応するよう、時分割で切り替えられる。

変復調部２４は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）部、ＩＦＦＴ（Inverse Fast Fourier Transform）部、直並列変換器、並直列変換器、符号化回路、および誤り検出部を含んで構成される。変復調部２４は、無線通信部２２から入力されるデジタル信号に、直並列変換、ＧＩ（Guard Interval）の除去、１次復調（高速フーリエ変換）、並直列変換、２次復調（シンボルデマッピング）、復号、誤り検出などを施し、得られた受信データを制御部２６に出力する。また、変復調部２４は、制御部２６から入力される移動局１４宛てのメッセージや送信データに、誤り検出符号の付加、符号化、１次変調（シンボルマッピング）、直並列変換、２次変調（逆高速フーリエ変換）、ＧＩの付加、並直列変換などを施し、得られたデジタル信号を無線通信部２２に出力する。なお、基地局１２と移動局１４との無線通信にＭＩＭＯ（Multiple-Input Multiple-Output）方式がさらに採用される場合には、変復調部２４で、ＭＩＭＯデコードやＭＩＭＯプリコーディングなども行われる。

制御部２６は、たとえばＣＰＵおよびＣＰＵの動作を制御するプログラムで構成され、基地局１２の各部を制御する。特に、制御部２６は、メッセージ解析部２８、変調方式決定部３０、使用周波数帯域決定部３２、チャネル割当部３４、およびメッセージ生成部３６を機能的に含み、移動局１４との無線通信に使用する使用周波数帯域や移動局１４に割り当てるＥＸＣＨ用のＰＲＵの決定や通知などを行う。

記憶部３８は、たとえば半導体メモリ素子で構成され、基地局１２の動作に必要となるプログラム、データ、図６および図７に示すテーブルなどを記憶する。なお、図６は、無線信号の受信品質と変調方式との対応関係を定義したテーブルの一例を示す図であり、図７は、変調方式と使用サブチャネル数との対応関係を定義したテーブルの一例である。

ここで、制御部２６の機能的構成をより詳細に説明する。

メッセージ解析部２８は、変復調部２４から入力される受信データに含まれる移動局１４からの各種メッセージを識別し、そのメッセージの内容を解析する。たとえば、メッセージ解析部２８は、移動局１４からの接続要求メッセージ（またはリンク設定要求メッセージ）を識別し、その接続要求メッセージからその移動局１４が使用可能な周波数帯域の幅などを示す移動局情報を取得する。

変調方式決定部３０は、ＡＮＣＨ（制御チャネル）を介して移動局１４から送信される無線信号の受信品質に基づいて、ＡＮＣＨの変調方式を決定する。この変調方式の決定には、たとえば、記憶部３８に記憶されている、無線信号の受信品質と変調方式との対応関係（高い受信品質には伝送効率の高い変調方式が対応し、低い受信品質には伝送効率の低い変調方式が対応している）を定義したテーブル（図６参照）が用いられる。なお、無線信号の受信品質には、ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio：信号対干渉および雑音電力比）やＦＥＲ（Frame Error Rate：フレーム誤り率）などがある。これらの受信品質は、変復調部２４での１次復調（高速フーリエ変換）により得られる複素シンボル列、変復調部２４での誤り検出の結果などから取得することができる。

なお、変調方式ごとにデータの伝送効率が異なることからも明らかであるが、変調方式決定部３０により決定されるＡＮＣＨの変調方式は、そのＡＮＣＨを介して伝送可能なＥＣＣＨ（制御メッセージ）のサイズに影響し、ひいてはＥＣＣＨに含まれるＭＡＰ（チャネル割当情報）のサイズにまで影響する。また、上記のとおりＭＡＰは、使用周波数帯域に属するＰＲＵそれぞれの移動局１４への割り当て有無を示す情報であるため、ＭＡＰのサイズは、そのＭＡＰで示すことができるＰＲＵの数だけでなく、その移動局１４に対する使用周波数帯域の幅（使用サブチャネル数）にも影響する。つまり、変調方式決定部３０により決定されるＡＮＣＨの変調方式は、移動局１４に対する使用周波数帯域の幅（使用サブチャネル数）にも影響する。図７に示すテーブルは、この変調方式と使用サブチャネル数との対応関係の一例を定義したものである。

使用周波数帯域決定部３２は、図２に示す帯域幅１６．２ＭＨｚの周波数帯域（Ｓｃｈ１〜Ｓｃｈ１８）の一部または全部を、移動局１４との無線通信に使用する使用周波数帯域（使用サブチャネル）として決定する。具体的には、使用周波数帯域決定部３２は、メッセージ解析部２８により取得される移動局情報が示す「移動局１４が使用可能な周波数帯域の幅」と、変調方式決定部３０により決定される「ＡＮＣＨ（制御チャネル）の変調方式」と、の少なくとも一方に基づいて、使用周波数帯域を決定する。

たとえば、「移動局１４が使用可能な周波数帯域の幅」が１０ＭＨｚである場合、使用周波数帯域決定部３２は、帯域幅１６．２ＭＨｚの周波数帯域に予め定められたＳｃｈ１〜Ｓｃｈ１８の中から、帯域幅が１０ＭＨｚ以下（本実施形態では１サブチャネルの幅が９００ｋＨｚであるため、使用サブチャネル数に換算すると１１以下）となるよう、その移動局１４に対する使用周波数帯域（使用サブチャネル）を決定してもよい。ただし、「移動局１４が使用可能な周波数帯域の幅」が１０ＭＨｚであっても、「ＡＮＣＨの変調方式」がＢＰＳＫ（１／２）であれば、使用周波数帯域決定部３２は、使用サブチャネル数が７以下となるよう、その移動局１４に対する使用周波数帯域（使用サブチャネル）を決定することが望ましい。

また、「ＡＮＣＨの変調方式」がＱＰＳＫ（１／２）である場合、使用周波数帯域決定部３２は、図７に示すテーブルに基づいて、図２に示す帯域幅１６．２ＭＨｚ（使用サブチャネル数１８）の周波数帯域全体をその移動局１４に対する使用周波数帯域としてもよい。ただし、「ＡＮＣＨの変調方式」がＱＰＳＫ（１／２）であっても、「移動局１４が使用可能な周波数帯域の幅」が１０ＭＨｚであれば、使用周波数帯域決定部３２は、帯域幅が１０ＭＨｚ以下（使用サブチャネル数が１１以下）となるよう、その移動局１４に対する使用周波数帯域（使用サブチャネル）を決定することが望ましい。

チャネル割当部３４は、使用周波数帯域決定部３２により決定される使用周波数帯域に含まれるＰＲＵの少なくとも１つをＥＸＣＨ（通信チャネル）として移動局１４に割り当てる。このとき、チャネル割当部３４は、キャリアセンス（干渉信号測定）の結果に基づいて、移動局１４にＥＸＣＨとして割り当てるＰＲＵを決定してもよい。たとえば、チャネル割当部３４は、使用周波数帯域に属する複数のＰＲＵのうち、干渉信号レベルが所定値未満であるＰＲＵを空きチャネルと判定し、空きチャネルと判定されたＰＲＵの少なくとも１つをＥＸＣＨとして移動局１４に割り当ててもよい。

なお、使用周波数帯域決定部３２は、チャネル割当部３４が移動局１４に割り当てたＥＸＣＨ用のＰＲＵを含む範囲で、使用周波数帯域の幅をさらに縮小してもよい。

メッセージ生成部３６は、移動局１４宛ての制御メッセージや送信データを生成し、変復調部２４に出力する。図４に示すＥＣＣＨも、メッセージ生成部３６により生成される制御メッセージの１つである。

ここで、図８に基づいて、メッセージ生成部３６によるＥＣＣＨ（制御メッセージ）生成処理を具体的に説明する。本処理は、使用周波数帯域決定部３２により使用周波数帯域（使用サブチャネル）が決定され、またチャネル割当部３４により移動局１４に割り当てられるＥＸＣＨ（通信チャネル）用のＰＲＵが決定された後に開始される。

図８に示すように、メッセージ生成部３６は、使用周波数帯域決定部３２により決定された使用周波数帯域の上端および下端に対応するサブチャネルの番号（ここでは５ビットで示される値）をそれぞれＳＣＨ１，ＳＣＨ２に設定し、このＳＣＨ１，ＳＣＨ２をＥＣＣＨの所定位置（図４に示すＳＣＨ領域）に配置する（Ｓ１００）。図４に示すＳＴ領域（ここでは２ビット分の領域）には、ＭＩＭＯ通信による下り回線のストリーム数（ＭＩＭＯ通信を行わない場合には１）が格納される。なお、ＳＣＨ領域に配置される情報（使用周波数帯域情報）は、ＳＣＨ１，ＳＣＨ２に限らず、使用周波数帯域決定部３２により決定された使用周波数帯域に属するサブチャネルの範囲を示す情報（たとえば、使用周波数帯域の上端に対応するサブチャネルの番号と使用周波数帯域の幅を示す数値）であればよい。

次に、メッセージ生成部３６は、図８のＳ１０２に示す式により、使用周波数帯域の幅に対応する使用サブチャネル数（ＳＣＨ２−ＳＣＨ１＋１で表される数）と、スロット数（ここでは４）と、に基づいて、ＭＡＰのサイズ（ビット数）を算出する（Ｓ１０２）。

また、メッセージ生成部３６は、図８のＳ１０４に示す式により、使用サブチャネル数と、誤り検出のためにＣＲＣが付加されたユーザデータの１つを送信するために必要な周波数方向に隣接するＰＲＵの数である結合ＰＲＵ数と（ここでは２）、ＭＩＭＯ通信による上り回線のストリーム数（ＭＩＭＯ通信を行わない場合には１）と、スロット数（ここでは４）と、に基づいて、ＡＣＫのサイズ（ビット数）を算出する（Ｓ１０４）。

さらに、メッセージ生成部３６は、図８のＳ１０６に示す式により、使用サブチャネル数と、ＭＩＭＯ通信による下り回線のストリーム数（ＭＩＭＯ通信を行わない場合には１）と、スロット数（ここでは４）と、に基づいて、Ｖのサイズ（ビット数）を算出する（Ｓ１０６）。

その後、メッセージ生成部３６は、図４に示すように、Ｓ１０２で算出されたサイズを有するＭＡＰ領域と、Ｓ１０４で算出されたサイズを有するＡＣＫ領域と、Ｓ１０６で算出されたサイズを有するＶ領域と、それに続くＣＲＣ領域（ここでは１６ビット分の領域）、ＴＡＩＬ領域（ここでは６ビット分の領域）などをＥＣＣＨ上に確保する（Ｓ１０８）。

最後に、メッセージ生成部３６は、Ｓ１０８で確保された各領域に、対応する情報を格納する（Ｓ１１０）。たとえば、ＭＡＰ領域には、使用周波数帯域に属するＰＲＵそれぞれの移動局１４への割り当て有無を示す情報（ここでは、ＥＸＣＨとして割り当てられるＰＲＵを「１」、ＥＸＣＨとして割り当てられないＰＲＵを「０」、で示すサイズ可変のビットマップ）が格納される。また、ＡＣＫ領域には、移動局１４に割り当てられているＥＸＣＨを介して移動局１４から送信されたユーザデータそれぞれにおける誤りの有無を示す情報（ここでは、周波数方向に隣接する２つのＰＲＵごとに誤り検出されるユーザデータのうち、誤りが検出されなかったユーザデータを「１」、誤りが検出されたユーザデータを「０」、で示すサイズ可変のビットマップ）が格納される。また、Ｖ領域には、複数のタイムスロット（ここでは４つのタイムスロット）のそれぞれにおいて割り当て可能なＰＲＵの最大数を示す情報が格納される。

こうして生成されたＥＣＣＨ（制御メッセージ）は、変復調部２４において、変調方式決定部３０により決定された変調方式で１次変調され、さらにその変調方式を示す所定のシンボル（図４に示すＡＭＩ）が先頭に付加された後に、２次変調（逆高速フーリエ変換）などが施される。そして、変復調部２４から出力されたＥＣＣＨは、無線通信部２２によって、ＡＮＣＨ（制御チャネル）を介して移動局１４に送信される。

一方、移動局１４は、基地局１２への接続要求に応じて、基地局１２から返信されるＥＣＣＨを受信する。次に、移動局１４は、受信されたＥＣＣＨの所定位置（図７に示すにＳＣＨ領域）に配置された使用周波数帯域の上端および下端に対応するサブチャネルの番号（使用周波数帯域情報）に基づいて、基地局１２との無線通信に使用する使用周波数帯域の幅（使用サブチャネル数）を取得する。そして、移動局１４は、取得された使用周波数帯域の幅からＭＡＰ，ＡＣＫ，Ｖなどのサイズを算出し、ＥＣＣＨ上のＭＡＰ領域、ＡＣＫ領域、Ｖ領域、それに続くＣＲＣ領域、ＴＡＩＬ領域などを特定する。そして、特定されたＭＡＰ領域に格納されたＭＡＰが示すＥＸＣＨ用のＰＲＵを介して、基地局１２と無線通信を行う。

以上説明した移動通信システム１０によれば、基地局１２が、使用周波数帯域の幅（使用サブチャネル数）に応じたサイズを有するチャネル割当情報（ＭＡＰ）を含む制御メッセージ（ＥＣＣＨ）を移動局１４に送信するため、制御メッセージのフォーマットを再定義することなく、使用周波数帯域幅の変更に柔軟に対応することができる。

このため、たとえば使用周波数帯域の幅が拡大され移動局１４に割り当て可能なＰＲＵの数が増えても、ＭＡＰのサイズが不足することはない。また、使用周波数帯域の幅が縮小され移動局１４に割り当て可能なＰＲＵの数が減っても、ＭＡＰのサイズに無駄な余裕ができることはない。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。

たとえば、図４に示した制御メッセージのフォーマットは一例に過ぎず、所定位置に配置され、使用周波数帯域決定部３２により決定された使用周波数帯域を示す使用周波数帯域情報と、その使用周波数帯域の幅に応じたサイズを有し、移動局１４に割り当てるＰＲＵを示すチャネル割当情報と、を含むものであれば、それを構成する情報格納領域の数、種別、配置順序などは問わない。

また、本発明は、ＯＦＤＭＡ方式およびＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式を採用する移動通信システムに限らず、主通信装置が使用周波数帯域に含まれる複数の無線チャネルの少なくとも１つを従通信装置に割り当てる無線通信システム全般に広く適用可能である。

１０移動通信システム、１２基地局、１４移動局、２０アンテナ、２２無線通信部、２４変復調部、２６制御部、２８メッセージ解析部、３０変調方式決定部、３２使用周波数帯域決定部、３４チャネル割当部、３６メッセージ生成部、３８記憶部。

Claims

主通信装置と従通信装置とを含み、前記主通信装置が使用周波数帯域に含まれる複数の無線チャネルの少なくとも１つを前記従通信装置に割り当てる無線通信システムであって、
前記主通信装置は、
所定の周波数帯域の一部または全部を前記使用周波数帯域として決定する周波数帯域決定手段と、
所定位置に配置され、前記周波数帯域決定手段により決定される前記使用周波数帯域を示す使用周波数帯域情報と、該使用周波数帯域の幅に応じたサイズを有し、前記従通信装置に割り当てる無線チャネルを示すチャネル割当情報と、を含む制御メッセージを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成される前記制御メッセージを前記従通信装置に送信する送信手段と、
を含み、
前記従通信装置は、
前記主通信装置から送信される前記制御メッセージを受信する受信手段と、
前記受信手段により受信される前記制御メッセージの前記所定位置に配置された前記使用周波数帯域情報に基づいて、該制御メッセージから前記チャネル割当情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得される前記チャネル割当情報が示す無線チャネルを介して、前記主通信装置と無線通信を行う手段と、
を含む、
ことを特徴とする無線通信システム。
使用周波数帯域に含まれる複数の無線チャネルの少なくとも１つを従通信装置に割り当てる主通信装置であって、
所定の周波数帯域の一部または全部を前記使用周波数帯域として決定する周波数帯域決定手段と、
所定位置に配置され、前記周波数帯域決定手段により決定される前記使用周波数帯域を示す使用周波数帯域情報と、該使用周波数帯域の幅に応じたサイズを有し、前記従通信装置に割り当てる無線チャネルを示すチャネル割当情報と、を含む制御メッセージを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成される前記制御メッセージを前記従通信装置に送信する送信手段と、
を含むことを特徴とする主通信装置。
使用周波数帯域に含まれる複数の無線チャネルの少なくとも１つを主通信装置から割り当てられる従通信装置であって、
所定位置に配置され、前記使用周波数帯域を示す使用周波数帯域情報と、該使用周波数帯域の幅に応じたサイズを有し、当該従通信装置に割り当てられる無線チャネルを示すチャネル割当情報と、を含む制御メッセージを前記主通信装置から受信する受信手段と、
前記受信手段により受信される前記制御メッセージの前記所定位置に配置された前記使用周波数帯域情報に基づいて、該制御メッセージから前記チャネル割当情報を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得される前記チャネル割当情報が示す無線チャネルを介して、前記主通信装置と無線通信を行う手段と、
を含むことを特徴とする従通信装置。
主通信装置が使用周波数帯域に含まれる複数の無線チャネルの少なくとも１つを従通信装置に割り当てるためのチャネル割当情報通知方法であって、
所定の周波数帯域の一部または全部を前記使用周波数帯域として決定するステップと、
前記主通信装置が、所定位置に配置され、前記決定された使用周波数帯域を示す使用周波数帯域情報と、該使用周波数帯域の幅に応じたサイズを有し、前記従通信装置に割り当てる無線チャネルを示すチャネル割当情報と、を含む制御メッセージを生成するステップと、
前記主通信装置が、前記生成された制御メッセージを前記従通信装置に送信するステップと、
前記従通信装置が、前記主通信装置から送信された前記制御メッセージを受信するステップと、
前記従通信装置が、前記受信された前記制御メッセージの前記所定位置に配置された前記使用周波数帯域情報に基づいて、該制御メッセージから前記チャネル割当情報を取得するステップと、
前記従通信装置が、前記取得された前記チャネル割当情報が示す無線チャネルを介して、前記主通信装置と無線通信を行うステップと、
を含むことを特徴とするチャネル割当情報通知方法。