WO2003085867A1 - Radio communication system - Google Patents

Description

明 細 書 無線通信システム 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。 背景技術

携帯電話等の無線システムでは、 面的に通信エリ ァをカバーす 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 ァ全体をカバーできないこ と力ゝら、 複 数の基地局 （アクセスポイン ト ： 以下 「アクセスポイ ン ト A P」 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、 第 1 0図に示すよ う なセル構成を 有するシステムが用いられる。

第 1 0図に示すよ う に、 略六角形のセル 3 9が面内においてハ 二カム状に多数配置されてお り 、 各セル 3 9 の中心にアクセスポ イ ン ト A P 3 8が設けられてレ、る。 また、 各セル 3 9 内に存在す る端末 M T 4 0は、 アクセスポイ ン ト A P 3 8 によ り制御され、 アクセスポイ ン ト A P 3 8 を介して各端末 M T 4 0 間で通信が 行われる。

このよ う な構成において、 端末 M T 4 0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 3 9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 （ F DMA : F r e q u e n c y D i v i s i o n M u l t i p l e A c c e s s ) と称され、 現在の デジタル携帯電話システムである P D C ( P e r s o n a 1 d i g i t a 1 c e 1 1 u 1 a r ) などにおいて用いられている, しかしながら、 F D M A方式を用いた上記の構成においては、 実際に 1つのセル 3 9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。

そこで、 T DMA (T i m e D i v i s o n M u 1 t i p

1 e A c c e s s ) 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。 T D M A方式における周波数と時間の共用 方法について第 1 1図を参照して説明する。 尚、 第 1 1図は、 横 軸に時間を縦軸に周波数をと り 、 第 1 1 図 （ A ) は F D M A方式 に関し、 第 1 1 図 （ B ) は T D M A方式に関する周波数の利用方 法を示している。

第 1 1 図 （A) に示すよ う に、 F DMA方式では、 ユーザーご とに、 例えば f 1力 ら f 8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。 第 1 1 図 （B ) に示すよ う に、 T DMA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。

T DMA方式において、 2つ以上のアクセスポイン ト A P、 例 えばア ク セスポイ ン ト A P 1 と アクセスポイ ン ト A P 2 と が存 在する場合のタイムスロ ッ トの使い方について、 第 1 2図を参照 して説明する。 第 1 2図においては、 8個のタイムス ロ ッ ト T S 1 から 8までを有するシステムを示している。

2つのアクセスポイ ン ト A P I 、 A P 2 は、 T DMA無/線通信 方式で動作しており、同一のタイムス口 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。

第 1 2図に示すよ うに、 第 1 のアクセスポイ ン ト A P I と端末 (MT : 図示せず。） 間では、 2つ 目 のタイ ムス ロ ッ ト T S 2 を 用いて通信している。従って、タイムス ロ ッ ト と しては、 T S 1 、 T S 3 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 A P 2 と端末間の通信をタイ ムス ロ ッ ト T S 2で行う と干渉が大きいため、 T S 1 、 T S 3から 8までの 7つ のタイムスロ ッ トのいずれかを用レヽて通信する。 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、 異なるァ クセスポイン ト A Ρ·間での周波数共用が行える。

また、 周波数分割方式 （ F DMA) では、 フィルタ等のアナ口 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、

T D M A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、 T D M A方式は、 伝送容量が常に変化するバケツ トデータ通信等にも有 利な通信方式である。

加えて、 T D M A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 、 セルェッジの端末間との通信に おいては減衰が大きく なる。

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。 発明の開示

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口 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 （M T ) 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、 各アクセスボイ ン ト A P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 M Tからの放射は抑えられる。 セルエッジに存在する端末 M T 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 M T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。

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、 アクセスポィン ト A P—端末 M T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 T D M A無線通信技術を提供するこ と を目的とす る。

本発明の一観点によれば、 複数サブキヤ リ ァ変調方式を用い、 少なく と も第 1及ぴ第 2の無線局を有する T D M A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 るサブキヤ リ ァのみを選 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

T D M A無線通信システムが提供される。

また、 複数サブキャ リ ア変調方式を用い、 少なく と も第 1及ぴ 第 2 の無線局を有する T D M A無線通信システムであって、 前記 第 1 の無線局は、 サブキヤ リ ァ毎の受信電力を検知するサブキヤ リ ァ電力検出手段と、 該サブキヤ リ ァ電力検出手段によ 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 れるサブキヤ 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ヤ リ ァのみを選択する送 信サブキヤ リ ァ選択手段と を含み、 該送信サブキヤ リ ァ選択手段 によ り 選択されたサブキヤ リ ァ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 T D M A無線通信システムが提供される。

上記 T D M A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 サブキヤ リ ァは送信せず、 通信可能なサブキヤ 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。

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 T D M A無線通信システムであって、 前記端末局は、 サブキヤ リ ァ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 ドキヤ ス ト情報に応じてサブキヤ リ ァ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ヤ リ ァである 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 されたサブキヤ リ ァのみを選択的する送信サブキヤ リ ァ選択手 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 ブキヤ リ ァ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 T D M A無線通信システ ムが提供される。

上記 T D M A無線通信システムによれば、 端末局はサブキヤ リ ァ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、 複数サブキヤ リ ァ変調方式を用い. 少なく と も 1 つの基地局と端末局と を有する T D M A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 とができるサブキヤ リ ァのみを選択し、 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 T D M A無線通信シ ステムが提供される。

上記 T D M A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 T D M A無線通信システムであって、 前 記端末局は、 サブキヤ リ ァ毎の受信電力を検知するサブキヤ リァ 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ヤ リ ァであるか否か 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ヤ リ ァのみを選択的に、 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 り送信するサブキヤ リ ァを選択する送信 サブキヤ リ ァ選択手段と を有する T D M A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 Z 干渉電力比を大き くするこ とが出来る。

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。 図面の簡単な説明

第 1 図は、 本発明の実施の形態による無線通信システムにおける T D MA— O F D M方式のタイ ムス 口 ッ トの割当てを示す図で ある。

第 2図 （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ヤ リ ァ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。

第 3 図 （ 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 、第 3 図（ 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 、 第 3 図 （ 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。

第 4図 （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ヤ リ ァがフエージング等の影響によ り 歪む様子を示す電力スぺク トル図であ り 、 第 4図 （A) は送信ス ぺク トル、 第 4図 （ B ) は受信スペク トル図である。

第 5図 （A) は、 第 4 図 （ B ) に示す送信スぺク トルを所定の受 信電力値 P 1 に調整する様子を示す図であり 、 第 5 図 （ B ) は、 調整後の受信スぺク トルを示す図である。

第 6 図 （ 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ィ ン トの構成を示す機能プロ ック図であ り 、 第 6 図 （ B ) は、 情報信号を含む信号の繰り返し周期を示す図で める。 第 7図は、 本発明の実施の形態による無線通信システムであって T D D方式を用いた場合のア ク セスポィ ン トの制御の様子を示 す図である。

第 8図は、 本発明の他の実施の形態による無線通信システムによ る送信側の処理を示すフローチヤ一ト図である。

第 9図は、 本発明の他の実施の形態による無線通信システムによ る送信側の処理を示すフローチヤ一ト図である。

第 1 0図は、 セルラーシステムの一般的な概念を示す図である。 第 1 1 図 （A) は F D MA方式、 第 1 1 図 （ B ) は T D MA方式 による周波数の利用法を示す図である。

第 1 2図は、 T D MA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。 発明を実施するための最良の形態

一般的な T D M A無線通信システム と同様に、 本明細書におけ る T D MA無線通信システムも、 少なく と も 1 つのアクセスポィ 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ェ 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。

まず、 1 セル繰り返しを用いる T D MA無線通信システムにお いて、 第 1 図に示すよ うに、 各タイムス ロ ッ ト の時間幅を直交周 波数分割多重 （O r t h g o n a l F r e q u e n c y D i v i s i o n M u l t i p l e x i n g : O F DM) ス ロ ッ ト の時間幅の整数倍と した構成にする。 尚、 O F D Mスロ ッ ト とは、 O F D Mの最小構成単位で、 複数個 （数十から数千） のサブキヤ リ ァから構成される O F D Mの信号の伝送速度とガー ドイ ンタ 一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。

第 1図に示すよ う に、 周波数は、 T DMA方式による複数のタ ィムス ロ ッ ト 、 例えば T S 1 力 ら 8 までに分割される。 加えて、 各々のタイムス ロ ッ ト T Sは、 複数 （第 1 図では 6 ) の O F DM シンボル 2から構成される。 すなわち、 タイ ムス ロ ッ ト T Sの時 間幅は、 O F D M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。

次に、 〇 F D M信号について説明する。 O F DM信号は、 複数 のサブキヤ リ ァ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。

第 2図は、 横軸に周波数を縦軸に電力をとつて示した信号スぺ ク トルを示す図である。 第 2図 （A) に示すよ うに、 O F DM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、 第 2図 （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。第 2図（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 なつたサブキャ 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ノ Nの大きいサブキヤ リ ァ の信号は影響を受けない。

加えて、 サブキャ リ アの各々が直交関係にあるため、 サブキヤ 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 B P S K (B i n a r y P h a s e S h i f t K e y i n g ), Q P S K, 1 6 Q AM, 6 4 Q AM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。

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 CZNの高いと ころでは、 例えば 6 4 Q A Mで通信し、 C / Nの低レ、と ころでは 例えば B P S Kで通信するよ う なこ とが行われている。

発明者は、 T DMA— O F DM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。

第 3図は、 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 、 第 3図 （A) は端末側、 第 3図 （ B ) はアクセスポイン ト A P側の構成例である。 第 3図 ( 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 める。

第 3図 （ 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、 F F T 4 と、 復調器 5 と、 M A C層

1 1 と、 変調器 8 と、 I F F T 7 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 1 0 と、 MA C層 （上位レイヤー） 1 1 と を有している。 MA C層 1 1 中 には、 記憶手段 1 2 と タイ ミ ング抽出回路 1 1 一 1 とが含まれる。 タイ ミ ング抽出回路 1 1 一 1 は、 遅延時間測定回路 1 1 一 1 a を 有している。

第 3 図 （ B ) に示すよ う に、 アク セスポイ ン ト A Pは、 受信側 から送信側に順に、 受信側フ ィ ルタ 1 3 と、 F F T 1 4 と、 復調 器 1 5 と、 MA C層 2 0 と、 変調器 1 8 と、 I F F T 1 7 と、 送 信側フィルタ 1 6 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 A Pは、 送信サブキャ リ ア選択回路 1 9 と、 M A C層 2 0 と を有している。 MA C層 2 0 は、 判別回路 2 1 と タ ィ ミ ング抽出回路 2 0 - 1 と算定手段 2 0 - 2 と を有している。 タイ ミ ング抽出回路 2 0— 1 は、 遅延時間測定回路 2 1 a を有し ている。

あるアクセスポィ ン ト A P 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 A P と端末 M T 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 I Dや機 能等がアクセスポィ ン ト A Pに登録される。

次いで、 アクセスポイ ン ト A Pは、 第 3図 （ 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 ドキヤ ス トバケツ トには、 アクセスポイ ン ト A Pの識別番号ゃサポー ト しているシステムに関する情報などが含まれている。

受信端末側では、 データ フォーマツ 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 M A C層 1 1 に通知する。 また、 サブキャ リ ア電力検出回路 1 0で は、 サブキャ リ ア毎の電力を測定し、 その情報を M A C層 1 1以 上の上位層 （上位レイ ヤー） に通知し、記憶手段 1 2 に、例えば、 サブキヤ リ ァの識別番号とサブキヤ リ ァ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 A Pに通知される。

アクセスポイン ト A Pでは、 そのセル内に入った端末 M T側か ら送信された信号を受信し、 その受信信号から、 M A C層 2 0が 端末 M T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 2 1 が、 端末 M T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 れるサブキヤ リ ァであるか否かを判別し、 通信可能と判別された サブキヤ リ ァのみを送信サブキヤ リ ァ選択回路 1 9 によ り選択 (オンオフ） して送信を行う。

遅延時間測定回路 1 1 — 1 a及び 2 1 a は、 アクセスポイ ン ト A P と端末 M T 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 A P と端末 M Tとの間の距離を測定又は推測する。

算出回路 2 0 一 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。

第 2図に示すよ 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ヤ リ ァと小さいサブキヤ リ ァが存在 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 なく通信しょ 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ヤ リ ァは例えば 6 4 Q A M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 B P S K等の低多値数信号で送るこ とになる。

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ヤ リ ァではあるが、 それは伝播路での口 スが多いこ とに起因するものであり 、 第 2図 （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 サブキヤ リ ァの平均的な干渉信号強度は同じである。

つま り 、 伝送できる信号自体は、 B P S K等を用いるために数 分の 1 ( 6 4 Q A M 6 ビッ トに対して、 B P S K 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 M Tへの干 渉ノィズ量は数倍になる。

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、 T D M A— O F D M無線通信システムにおいて、 タイ ムス ロ ッ トを O F D M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。

第 4図 （A ) に送信信号のスぺク トルを、 第 4図 （ B ) に受信 信号のスぺク トルを示す。 第 4図 （A ) は第 2図 （A ) に対応す る図であり 、 第 4図 （B ) は第 2図 （ B ) に対応する図である。 第 2図 （A ) 及び第 2図 （B ) よ り 、 全サブキャ リ ア中において 第 4図 （A ) に示すよ うに、 端末 M T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ヤ リ ァのみを用 い周波数帯 f 1 、 f 2及び f 3 で送信を行い、 その他の周波数帯 で送信を行わないため、 第 4図 （ B ) に示す受信スぺク 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。

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。

O F D M方式と異なる従来のシングルキヤ リ ァ方式の T D M A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 /ォ 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、 例えば第 3図の F F T 4、 1 4におい て処理される結果、 サブキヤ リ ァの独立性が保たれるため、 送信 サブキヤ リ ァ選択回路 1 9 などを用いて伝搬特性に応じて送信 のオン Z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。

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 送ができるサブキヤ 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 ローノレを行う。

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 を有するサブキヤ リ ァ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。

具体的には、 ブロー ドバン ドのサブキヤ リ ァ電力を第 3図に示 すサブキヤ リ ァ電力検出回路 1 0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ヤ リ ァは、 その所要電力になるよ う に出力を 絞る。 よ り詳細には、 第 3図に示す変調器 1 8内に設けられた出 力調整回路 1 8 a 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 に制御した送信スぺク トルと受信スぺク トルを、 第 5 図 （ A ) 及び第 5図 （ B ) に示す。

第 5図 （A ) に示すよ う に、 送信を行う周波数帯 f 1 1 、 f 1 2及び f 1 3 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 P 1 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ヤ リ ァが受信され、 周波数帯 f 1 1 ' 、 f 1 2 ' 及び f 1 3 ， 以外の周波数帯におけるサブキヤ リ ァは送受信されない。 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。

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ヤ リ ァは、 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ヤ リ ァは、 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、 サブキヤ リ ァの電力を 上げるよ うに構成するこ とも可能である。 この場合も、 例えば第 3図 （B ) の調整回路 1 8 a 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 いて第 6図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、 T D D (T i m e D i v i s o n D u p l e x ) システムに応用する例である。

第 6図 （ 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 A P側） は、 受信側から送信側に順に、 受信側フィルタ 2 8 と 、 F F T 2 9 と、 復調器 3 0 と 、 MA C層 3 7 と、 変調器 3 3 と、 I F F T 3 2 と、 送信側フ ィ ルタ 3 1 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 A Pは、 情報信号検出部 ³ 4 と、 サブキャ リ ア電力検出回路 3 6 と 送信サブキャ リア選択回路 3 5 とを有している。 判別回路 3 7 a は第 3図 （B ) の判別回路 2 1 と同様に機能する。 アクセスポイ ン ト A Pは、 第 6 図 （ 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 M T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。

アクセスポイ ン ト A Pは、 端末 M T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ヤ リ ア電力検出回路 3 6 によ り 、 各サブキャ リ アの信号電力を測定し、 M A C層 3 7 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 B P S K方式等で伝送される。

アクセスポイ ン ト A Pは、 情報信号に基づいて、 自 己が送信す るサブキヤ リ ァを決定し、 送信サブキヤ リ ァ選択回路 3 5 におい て、 次に変調及び逆フーリ エ変換を行う サブキヤ リ ァを選択する, 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ヤ リ ァだけを用いて通信を行う。

T D Dのシステムにおいては、 アクセスポイ ン ト A Pが受けた 伝播特性と、端末 M Tへの伝播特性とがほぼ同一になる。従って、 端末 M T側で測定しその結果をアク セスポイ ン ト A P に通知す る こ となく 、 使用するサブキヤ リ ァをアクセスポイ ン ト A P側の みによ り選択することができ る。すなわち、 T D Dシステムでは、 他のシステムと異なり、 アクセスポイ ン ト A P と端末 M T 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。 T D D システム以外のシステムでは、 アクセスポイン ト A Pが端末 M T から各サブキヤ リ ァ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、 T D Dシステムを用いた場合には、 アクセスボイ ント A Pは端末 M Tの情報を検知する必要がない。

従って、 端末 Μ Τ側でサブキヤ リ ァ信号の測定等行う必要がな く 、 端末 Μ Τ側の小型化、 低価格化が可能になる という利点があ る。

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、 キヤ リ ァの送信レー トが最大になるよ う に送信を制 限した。

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 6 4 Q A Μ復調に必 要な電力と Q P S K復調に必要な電力とでは 1 0倍以上違う こ とがある。

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 A Pの近く に存在する端末 M T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、 セルェ ッジの端末 M T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 M Tは、 アクセスポイント A Pま での距離が大き く なつてしま うので、 同一の所要電力をアクセス ポイン ト A Pで受けよ う とする と、 必然的に出力が大き く なつて しま う。

そこで、端末 M Tがセル中心付近に存在する と きは 6 4 Q AM 等を基準に出力の制御を行い、 端末 M Tがセルエッジに存在する と きには Q P S K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第 7図を参照して説明する。 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 A P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 A Pの受信する干渉電力は、 第 7図 の符号 2 1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 A P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。

一方、 例えば 6 4 Q AM伝送を考えた場合、 アクセスポイン ト A P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 ィ ン ト A P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にとつて必要な出力の距離依存 十生のカーブを図中の符号 2 2で示す。 アクセスポイン ト A P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 2 2 と干渉から制限される上限カープ 2 8 との交点まで の距離 （エリア） が、 6 4 Q AM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 2 5 )。

一方、 次のエリ アと して、 さ らにアクセスポイ ン ト A Pでの受 信電力が少なくて良い 1 6 Q AMがある。 この場合も同様に 1 6 Q AMで通信できるエリ ァ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 2 6 )、 同様に Q P S K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 2 7 ) を決 める こ とができる。

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 な制御を各サブキヤ リ ァ単位で行う こ と によ り 、 各サブキヤ リ ァ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 , 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、 T D M A無線通信システムでは、 ァクセ スポィ ン ト A P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 M Tがどのゾ ーンに存在するかを知るこ とができ る。

そこで、第 3 図に示したよ う に、 タイ ミ ング検出回路 1 1 _ 1 、 2 0 — 1 内の遅延時間測定回路 1 1 一 1 a、 2 1 a によ り 、 ァク セスポイ ン ト A P と端末 M T 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 A P と端末 M T と の間の距離を測 定又は推測するこ とができ る。

一方、 前述のよ う に O F D M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 ィ 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。

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 M T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 d Bに落ち着 く値と して求めることができる。

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、 べス トェフォー 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 2 M b p s 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第 8図に フローチヤ一ト図で示す。

本発明の第 5の実施の形態においては、 各サブキヤ リ ァの電力 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ヤ リ ァ 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 プキヤ リ ァ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 ころまではサブキヤ リ ァを用いるこ とにす る。

以下、 具体的に各ステップについて第 8図を参照して順に説明 する。 第 8 図に示すよ う に、 まず、 ステップ S 8 0 2で準備ルーチン S 8 0 1 を開始する。 ステップ S 8 0 3 で、 ブロー ドキャス トス ロ ッ トを検出する。 ステップ S 8 0 4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 S 8 0 5 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 S 8 0 6 において、 サブキャ リ アの閾値を比較し、 6 4 Q A Mで送るこ と ができるサブキャ リ アの個数を算出する。

—方、 ステップ S 8 1 2 において送信ルーチン S 8 1 1 をスタ ー トする。 ステップ S 8 1 3 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 S 8 1 4で、 例えば 6 4 Q A Mで送 信した場合に必要なサブキャ リ ア数を算出する。 6 4 Q A M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 サブキヤ リ ァ数を簡単に求める こ とができ る。

ステップ S 8 2 1 において、 ステップ S 8 0 6 で算出したサブ キャ リ ア数と、 ステップ S 8 1 4で算出したサブキャ リ ア数と を 比較する。 ステップ S 8 0 6 で算出したサブキャ リ ア数が、 ステ ップ S 8 1 4で算出したサプキヤ リ ァ数よ り多い場合には、 6 4 Q A Mで全てのサブキヤ リ ァを送信するこ とが可能であるため、 ステ ップ S 8 2 2 においてサブキャ リ アを全て 6 4 Q A M送信 に振り分け、 ステップ S 8 2 3 において 6 4 Q A Mのみで送信を 行う。

ステップ S 8 2 1 において、 ステップ S 8 0 6 で算出したサブ キャ リ ア数が、 ステップ S 8 1 4で算出したサブキャ リ ア数よ り も少ない場合には、 6 4 Q A Mで全てのサブキヤ リ ァを送信する こ とはできないため、 ステップ S 8 2 4 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 1 6 Q A Mに割り 当て、 ス テツプ S 8 2 5 において 6 4 Q A Mと 1 6 Q A Mとで送信を行

5。

すなわち、 ステップ S 8 0 6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、 6 4 Q A Mから 1 6 Q A Mに変更する） を設定値と して用いる。

また、 このときに第 5図 （. 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。

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、 第 9図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、 信号によつ ては、 A C K ( A c k n o u w 1 e d g e m e n t )、 N A K ( N e g a t i v e A c k n o w 1 e d g e m e n t ) 等、 移動局 から基地局までの上りチャネル （U P L I N K ) 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 なサブキヤ リ ァの伝送を止めるこ とによ り干渉量を減らすこ と も可能である。

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ヤ リ ア送り、 残り のサブ キヤ リ ァ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 の選ぴ方と 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 M T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。

伝播特性だけで順位付けした場合、 それぞれの端末 M T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 のサブキヤ リ ァを多く の端末 M Tが使って しま う可能性も無視 できない。

そこで、 端末 M T毎に、 伝播路順位付けとアクセスポイ ン ト A Pの指示や生産時に割り振られる優先サブキヤ リ ァ情報を用い るこ とで、 すべての端末 M Tが同一サブキヤ リ ァを選んでしま う ことを回避するこ とができる。

この場合、 閾値を超えている と判定されているサブキヤ リ ァと . 必要な伝送量が、 割当て制限で割り 当てられたサブキヤ リ ァ内に 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第 9図を参照して説明する。

第 9図に示すよ う に、 まず、 ステップ S 9 0 2で準備ルーチン S 9 0 1 を開始する。 ステップ S 9 0 3で、 ブロー ドキャス トス ロ ッ トを検出する。 ステップ S 9 0 4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 S 9 0 5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 S 9 0 6 において、 サブキャ リ アの閾値を比較し、 6 4 Q A Mで送ること ができるサブキヤ リアの個数を算出する。

一方、 ステップ S 9 1 2において送信ルーチン S 9 1 1 をスタ ー トする。 ステップ S 9 1 3 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 S 9 1 4で、 例えば 6 4 Q A Mで送 信した場合に必要なサブキャ リ ア数を算出する。

ステップ S 9 1 5 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。 サブキヤ リ ァの割当て制限を行わない場合に は、 ステップ S 9 1 6 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 S 9 1 7 において、 6 4 Q A M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、 第 8 図に示すス テツプ S 8 2 1 の判断ステップを省略する こ とができ る。

ステップ S 9 1 5 においてグループ化されたサブキヤ リ ァの 割当て制限を行う場合には、 ステップ S 9 1 8 に進む。 ステップ S 9 1 8 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 ァの 割り 当てが足りれば、 ステップ S 9 1 9でサブキャ リ アの振り分 けを行い、 ステップ S 9 2 0 において第 1制限にみによ り送信を 行う。

ステップ S 9 1 8 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 S 9 2 1 に進 み、 第 2位割当てサブキャ リ アに振り分け、 ステップ S 9 2 2 に おいて第 1及び第 2 の制限に基づいて送信を行う。

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、 全サブキヤ リ ァ数を 1 2 8 と し、 3 2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 M T毎に 優先順位を設定する。

準備ルーチンで、 1 2 8 のサブキャ リ アの う ち 6 0 のサブキヤ 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。 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 M Tに割り 当てられた第 1優先 3 2サブキ ャ リ ア中に、 前記 6 0サブキヤ リ アの中の 5サプキヤ 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 るサブキヤ リ ァが 5未満であった場合には、 第 2優先のサブキヤ 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。

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、 T D M A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 T D M Aのタイムス口 ッ トを O F D Mのサブキヤ リ ァレべノレ 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。

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。

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。

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。 産業上の利用可能性

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、 T D M A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。

また、 セルにおける M T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、 M T 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、 全サブキヤ リ ァ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。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 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 T D M A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 されたサブキヤ リ ァ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 T D M A無線通 信システム。

2 . 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 T D M A無線通信システムであって、

前記第 1 の無線局は、 サブキヤ リ ァ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ヤ 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ヤ リ ァ 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ヤ リ ァのみを選択する送信サブキヤ リ ァ選 択手段とを含み、 該送信.サブキヤ リ ア選択手段によ り選択された サブキヤ リ ァ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 T D M A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 て通信を行う少なく と も 1 つの基地局と端末局と を有する T D M A無線通信システムであって、

前記端末局は、 サブキヤ リ ァの受信電力に関するブロー ドキヤ 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 キヤ リァ毎の受信電力を検出するサブキヤ リ ァ電力検出手段と、 該サプキヤ リ ァ電力検出手段によ 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ヤ リ ァの 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 キヤ リ ァ選択手段によ り選択された各サブキヤ リ ァをその受信 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 T D M A無線通信システム。

4 . 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 T D M A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ヤ リ ァ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 T D M A無線通信システム。

5 . 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 T D M A無線通信システムであって、

前記端末局は、 サブキヤ リア毎の受信電力を検知するサブキヤ 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 り送信するサブキヤ リ ァを選択する送信サブキ ャ リ ァ選択手段と

を有する T D M A無線通信システム。

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 T D M A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ヤ 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、 選択されたサプキャ 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 T D M A無線通信システム。

7 . 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 T D M A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 ドキヤ 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、 該サブキヤ リ ァ電力検出手段によ 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ヤ リ ァ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ヤ リ ァに対して割 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ヤ リ ァ選択 手段と

を有する T D M A無線通信システム。

8 . 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 した請求の範囲第 4項に記載の T D M A無線通信 システム。

9 . 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 請求の範囲第 4項に記載の T D M A無線通信システム。

1 0 . 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 基地局及ぴ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

請求の範囲第 4項に記載の T D M A無線通信システム。

1 1 . 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

請求の範囲第 4項に記載の T D M A無線通信システム。

1 2 . 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

請求の範囲第 1 1項に記載の T D M A無線通信システム。

1 3 . さらに、 受信された各サブキヤ リァ単位で送信電力値を調 整できる出力調整回路を備える

請求の範囲第 1項に記載の T D M A無線通信システム。

1 4 . 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 請求の範囲第 1項に記載の T D M A無線通信システム。

1 5 . —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ヤ リ ァ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ヤ 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 T D M A無線通信システム。

1 6 . 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、 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 T D M A無線通信システム。

1 7 . 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 T D M A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 されたサブキヤ リ ァ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。

1 8 . 複数サブキャ リ ア変調方式を用い、 少なく と も第 1及ぴ第 2 の無線局を有する T D M A無線通信システムに用いるのに適 しており、 サブキヤ リ ァ毎の受信電力を検知するサブキヤ リ ァ電 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。

1 9 . 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 T D M A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ヤ リ ァ毎の受信 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ヤ リ ァであるか否か 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 サブキヤ リ ァのみを選択する送信サブキャ リ ァ選択手段と 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。

2 0 . 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 τ D M A無線通信システムに用いるのに適しており、 サブキヤ リ ァ 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 が得られるサブキヤ リ ァ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ヤ リ ァのみを選択 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ヤ リ ァ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。

2 1 . 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 T D M A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ヤ リ ァ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 るサブキヤ リ ァのみを選択し、 かつ、 選択されたサブキヤ リ ァを 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。

2 2 . 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 T D M A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 1—る端末局。

2 3 . 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 T D M A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ヤ リ ァ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ヤ リ ァのみを選 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 り送信するサブキヤ リ ァを選択する送信サブキヤ リ ァ選択手段とを有する基地局。

2 4 . 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 T D M A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 とができるサブキヤ リ ァのみを選択 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。

2 5 . 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 T D M A無線通信システムに用いるのに適しており、 サブキヤ リ ァ 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ヤ リ ァ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ヤ 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。