WO2006088082A1

WO2006088082A1 - マルチバンド無線通信方法および基地局

Info

Publication number: WO2006088082A1
Application number: PCT/JP2006/302717
Authority: WO
Inventors: Mari Ochiai; Akinori Taira; Yoshitaka Hara
Original assignee: Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Priority date: 2005-02-18
Filing date: 2006-02-16
Publication date: 2006-08-24
Also published as: EP1850610A1; JPWO2006088082A1; CN101116363A; US20090029710A1; EP1850610A4; JP2011120298A

Abstract

　本発明にかかるマルチバンド無線通信方法は、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供する無線通信システムにおいて、当該システムを構成する基地局が通信開始を要求する移動局に対して帯域割り当てを行うマルチバンド無線通信方法であって、たとえば、基地局内部の特定の受信部が、各周波数帯域のチャネル状態に関する制御情報を抽出し、その抽出結果から移動局の受信可能周波数帯を認識し、チャネル制御部９が、各周波数帯域において前記通信開始要求に対応する新たなトラフィックが割り当て可能であるかどうかを、高い周波数帯域から順に判定することとした。

Description

明細書

マルチバンド無線通信方法および基地局

技術分野

[0001] 本発明は、複数の周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するマルチバンド無線通信方法に関するものであり、特に、高周波数帯域に優先的に移動局を割り当てるマルチバンド無線通信方法に関するものである。

背景技術

[0002] 現在、次世代高速無線伝送への高い期待を背景に、効率的な高速無線伝送の研究が活発に行われている。通信システムをビジネスとして考える時、消費者は、伝送速度と同時にサービスエリアに敏感である。接続エラーの多発するシステムは、接続時に高速伝送であっても消費者の購買意欲をそそらなレ、。これは過去のビジネスにおける人口カバー率と加入者増加の関係からも認められることである。その意味で、高レ、サービスカバー率の維持は次世代にぉレ、ても重要な条件となる。

[0003] し力ながら、高速伝送とサービスエリアは相反する側面も大きい。一般に、電波は周波数が低いほど回り込みが大きく見通し外での通信が行いやすレ、が、低周波数は多くが PDCを始めとする既存事業に用レ、られている。また、高速伝送は広帯域を必要とするため低周波数への割り当てが難しぐ余裕のある高周波数帯域を用いざるをえない。ところが、物理的な制約から高周波数では見通し外で十分な通信を行えなレ、。具体的には、 3GHz以上の周波数では、電波が屋外から屋内へ十分浸透しない懸念もあり、サービスカバー率の低下を消費者が許容するかという問題がある。

[0004] このサービスカバー率の問題を一つのシステム内で解決する方法は、これまで示されていない。現在のところ、複数のシステム間でネットワークハンドオーバにより、サービスエリアを補完する方法が考えられてレ、る（レ、わゆるデュアルモード端末に相当）。し力しながら、事業者の課金の問題、ネットワークハンドオーバ遅延 '制御負荷の問題、消費者が多種のシステムを購入しなくてはならない煩雑性の問題などが生じる。

[0005] さらに、今後の無線通信では、既存サービスとの関係により、割り当てられる周波数帯域が複数の帯域に分散する可能性もある。また、状況によっては政府主導でサービスに割り当てる周波数帯域の再編成を行う必要が生じる場合もあり、このような状況にも対応できる無線通信方式が望まれる。

[0006] また、一部ではあるが複数の帯域を用いることを考慮した発明もなされている。たとえば、下記特許文献 1に記載の「無線通信装置及び無線通信方式、無線通信システム、並びにチャネル割当法」は、複数の帯域において通信パラメータの一部を共通化し、キャリア周波数の変更のみで送受信が可能な構成を提案している。し力、しながら、これらの発明は、複数の帯域のトラヒックの管理を行うことを想定していない。

[0007] 特許文献 1 :特開 2003— 101506号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0008] 上記のように、次世代通信システムにおいては、高速通信（=広帯域通信）と高いサービスカバー率の両者が要求されるが、現状では、広いサービスカバー率を実現できる低周波数帯は非常に混みあっており、高速通信を不特定多数のユーザに提供できるだけの帯域を確保することはできなレ、、という問題があった。また、 3GHz以上、さらにはミリ帯では広帯域を確保できる余地があるが、周波数が高くなるにつれシャドウイング，距離減衰などの問題が大きくなり、サービスカバー率を高めることが困難となる、という問題があった。

[0009] 本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、高速通信を不特定多数のユーザに提供できるだけの帯域を確保しつつ、サービスカバー率を高めることが可能なマルチバンド無線通信方法を得ることを目的とする。

課題を解決するための手段

[0010] 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法は、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供する無線通信システムにおレ、て、当該システムを構成する基地局が通信開始を要求する移動局に対して帯域割り当てを行うマルチバンド無線通信方法であって、たとえば、各周波数帯域のチャネル状態に関する制御情報を抽出し、その抽出結果力移動局の受信可能周波数帯を認識する制御情報抽出ステップと、各周波数帯域において前記通信開始要求に対応する新たなトラフィックが割り当て可能であるかどうかを、高い周波数帯域から順に判定する割り当て判定ステップと、を含むことを特徴とする

[0011] この発明によれば、たとえば、基地局内のチャネル制御部力各周波数帯域に新たな呼が割り当て可能かどうかを、高い周波数力順に調査し、割り当て可能であれば、移動局に割り当てる周波数を決定し、一方で、いずれの周波数においても割り当て不可であれば、害 ijり当て処理を行わない。

発明の効果

[0012] この発明によれば、収容人数の大きな高周波数帯に優先的にユーザを割り当てることが可能となり、通信システム全体として高速で広いサービスエリアが実現できる、という効果を奏する。

図面の簡単な説明

[0013] [図 1]図 1は、本発明に力、かるマルチモード端末を用いたネットワーク構成の一例を示す図である。

[図 2]図 2は、従来のネットワーク構成を示す図である。

[図 3]図 3は、本発明にかかるマルチモード端末を用いたネットワーク構成の一例を示す図である。

[図 4-1]図 4_ 1は、実施の形態 1におけるサービスイメージを示す図である。

[図 4-2]図 4一 2は、利用する周波数帯域 f ，f の周波数の関係を示す図である。

1 2

[図 5]図 5は、 OFDM通信方式を使用する基地局の構成例を示す図である。

[図 6]図 6は、チャネル制御部における帯域割り当て方法の一例を示す図である。

[図 7]図 7は、チャネル制御部における帯域割り当て方法の一例を示す図である。

[図 8-1]図 8— 1は、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法において使用可能なフレーム構成の一例を示す図である。

[図 8-2]図 8— 2は、本フレーム構成を実現する基地局の構成の一例を示す図である

[図 9]図 9は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。

[図 10]図 10は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。

[図 11]図 11は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。 [図 12]図 12は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。

園 13]図 13は、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法を実現するシステム（移動局および基地局）の動作フローの一例を示す図である。

[図 14]図 14は、本発明に力、かるマルチバンド無線通信方法を実現するシステム（移動局および基地局）の動作フローの一例を示す図である。

[図 15]図 15は、着信通知（ページング）チャネルの構成例を示す図である。

[図 16]図 16は、制御情報チャネルの構成例を示す図である。

園 17]図 17は、新周波数帯が追加された場合における基地局の利用周波数帯の決定処理を示す図である。

[図 18]図 18は、実施の形態 12のマルチバンド無線通信方法を実現するためのサービスエリアイメージを示す図である。

園 19]図 19は、実施の形態 12の基地局の構成例を示す図である。

園 20-1]図 20— 1は、実施の形態 13の周波数配置の具体例を示す図である。園 20-2]図 20— 2は、実施の形態 13の周波数配置の具体例を示す図である。園 20-3]図 20— 3は、実施の形態 13の周波数配置の具体例を示す図である。

[図 21]図 21は、実施の形態 14の基地局配置の具体例の図である。

[図 22-1]図 22— 1は、マルチキャリア CDMA信号の拡散処理を示す図である。

[図 22-2]図 22— 2は、マルチキャリア CDMA信号の拡散処理を示す図である。園 23]図 23は、チャネル制御部における帯域割り当て方法の一例を示す図である。

[図 24]図 24は、チャネル制御部における帯域割り当て方法の一例を示す図である。園 25-1]図 25— 1は、チャネル制御部における帯域割り当て方法の一例を示す図である。

園 25-2]図 25— 2は、チャネル制御部における帯域割り当て方法の一例を示す図である。

園 26]図 26は、マルチバンド通信を実施する場合の各周波数帯の 1CH当たりの帯域幅を示す図である。

園 27]図 27は、帯域割り当て方法の一例を示す図である。

符号の説明 [0014] 1 アンテナ

2 フイノレタ部

3 周波数シンセサイザ

4 AZD変換器

5 GI削除部

6 FFT部

7 復調部

8 通信路復号部

9 チャネル制御部

10 D/A変換部

11 GI付加部

12 IFFT部

13 変調部

14 通信路符号化部

15 フレーミング部

16 タイミング制御部

発明を実施するための最良の形態

[0015] 以下に、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではなレ、。

[0016] 実施の形態 1.

まず、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法の概要について説明する。本発明においては、単一のシステムで高いサービスカバー率を維持しつつ、高速伝送を可能とする新しい通信方式、すなわち、マルチバンド無線通信方法について説明する。この方法は、単一の周波数帯域を用いるこれまでの通信とは異なり、伝搬'回折特性が異なる程度に広く離れた複数の周波数帯域を用いる。通常、移動局は高周波数を用いて通信を行い、高周波数の伝搬状態が悪い場合に限って低周波数を利用する。これまでの移動通信では、見通し内で低周波数を用いることもある力低周波数の利用を必要不可欠の場合に限定することで、貴重な低周波数資源を有効に利用する。また、上記マルチバンド無線通信方法では、周波数資源として低周波数を用いるが、資源全体に占めるその割合は非常に小さい。一方で、資源全体が低周波数帯域である場合と同等のシステム性能を得ることが可能となる。

[0017] つづいて、本発明のネットワーク構成と従来のネットワークの違いについて説明する。図 1は、本発明にかかるマルチモード端末 (移動局）を用いたネットワーク構成を示す図であり、図 2は、従来のネットワーク構成を示す図である。

[0018] 従来方式においては、サービスエリアを相互補完するため、複数方式で伝搬状態に応じてハンドオーバを行う。このような複数方式は、異なる周波数を有する場合もある力各周波数を用いて独自のネットワークが構築され、ハンドオーバはネットワーク間で行われる。従って、ネットワークハンドオーバが必要となり、 IPアドレスの登録変更などネットワーク制御負荷が発生する。これに対して、本発明においては、基本的に 1つの基地局のサービスエリア内で周波数間切り替えを行う。この場合、 MAC層レベル以下の処理で完結するため、ネットワークハンドオーバは不要となる。そのため、周波数切り替えコストは低減し、短時間での高速な切り替えが可能となる。

[0019] また、本発明においては、複数の帯域によって 1つのシステムを構築するため、単独ではシステムを構築しにくいミリ波などの高周波も柔軟に活用できる。力 Qえて、トラフィック全体の状態に応じて複数周波数の利用をきめ細力べ制御できる。そのため、必要不可欠の移動局に絞って低周波数を割り当てる制御が可能となる。

[0020] また、本発明においては、複数の分散する周波数帯域を用いて一つのシステムを構成するため、サービスに割り当てられる周波数帯域が分散する状況に対応可能である。さらに、周波数再編が行われる場合には、再編される一部の周波数帯域の利用を控え、再編後の周波数帯域を新たに含めることが可能であり、周波数再編に柔軟に対応できる。

[0021] また、ネットワーク構成としては、図 3の構成も考えられる。この場合、各周波数で基地局が異なるが、各基地局は同一のネットワーク管理下（単一のシステム内）にあり、基地局間で移動局の情報が共有されている。基地局間で連携を行って移動局をハンドオーバさせることが可能である。構成としては現在の PDC基地局に相当する構成である。

[0022] つづいて、実施の形態 1のマルチバンド無線通信方法の具体例について説明する。図 4—1は、実施の形態 1におけるサービスイメージを示す図である。基地局は、少なくとも 2つの不連続な周波数帯域 f ,f を用い、同時に通信サービスを提供する。こ

1 2

こでは、 f < f とする。図 4— 2は、利用する周波数帯域 f ，f の周波数の関係を示す図

1 2 1 2

である。一般的に、低い周波数では高い周波数に比べ広いサービスエリアの確保が可能であり、基地局のカバーエリアの中に f が使用できないエリアが生じる。

2

[0023] 図 5は、 OFDM通信方式を使用する基地局の構成を示す図である。図 5において、基地局は、アンテナ 1 ,フィルタ部 2,周波数シンセサイザ 3， A/D変換器 4， GI削除部 5, FFT部 6,復調部 7,通信路復号部 8,チャネル制御部 9, D/A変換部 10, GI付加部 11 , IFFT部 12,変調部 13,通信路符号化部 14から構成されている。また、図 5に示す基地局は、 2つ以上の不連続な周波数帯域を用いるが、ここでは 3種の周波数 f , f , f (f く f く f )の場合を表している。また、 S1は受信機出力を表し、 S

1 2 3 1 2 3

2は送信信号を表し、 S3は移動局に送られる制御情報を表し、 S4は移動局から送られた制御情報を表す。また、送信部，受信部は周波数帯域ごとに用意され (点線で囲われた部分に相当）、同時に送受信が可能である。

[0024] ここで、実施の形態 1の動作を説明する。通信を開始する移動局は、規定されたァクセス方式で基地局に対して通信開始要求を送信する。基地局側では、アンテナ 1 で信号を受信後、対応するフィルタ部 2を経由し、さらに A/D変換器 4, GI削除部 5 , FFT部 6，復調部 7,通信路復号部 8を経由して、移動局から送られた制御情報 S4 を抽出する。制御情報 S4には、各周波数帯域のチャネル状態に関する情報が含まれ、移動局がどの周波数帯の信号を受信可能かどうか、を知ること力 Sできる。チヤネル制御部 9では、新たな通信開始要求に対し、帯域割り当てを行う。

[0025] 図 6は、チャネル制御部 9における帯域割り当て方法の一例を示す図である。図 6 において、 C , C， Cは周波数帯域 f , f , f の収容可能ユーザ数を表し、 N， N , N

1 2 3 1 2 3 1 2 はそれぞれの帯域における現在のユーザ数を表す。本実施の形態では、各ユーザ

3

の使用帯域を同一と仮定している。チャネル制御部 9では、各周波数帯域に新たな呼が割り当て可能かどうか (Nく C)、高い周波数から順に調査し (ステップ Sl， S2, S3)、割り当て可能であれば (ステップ SI, S2, S3、 Yes)、割り当てる周波数を決定する（ステップ S4, S5, S6)。一方で、いずれの周波数においても割り当て不可であれば（ステップ SI, S2, S3、 No)、害 ijり当て処理を行わない（ステップ S 7)。

[0026] その後、チャネル割り当てに関する制御情報 S3が、対応する送信部に送られ、通信路符号化部 14,変調部 13， IFFT部 12, GI付加部 11， D/A変換器 10，フィノレタ部 2,アンテナ 1を経由して移動局に通知される。実際の通信に当たっては、チヤネル制御部 9からの制御情報により、周波数シンセサイザ部 3が制御され、割り当てられた周波数帯で通信が行われる。

[0027] このように、本実施の形態においては、収容人数の大きな高周波数帯に優先的にユーザを割り当てることが可能となり、通信システム全体として高速で広いサービスェリアが実現できる。

[0028] なお、チャネル制御部 9においては、図 6に示す以外に移動局の移動速度，近隣の移動局やセルからの干渉量，電界強度，遅延広がり，各周波数帯域における信号対干渉雑音電力比（SINR)などを考慮して周波数を割り当てることもできる。また、本実施の形態では、伝搬環境の異なる周波数に対しても適応可能であり、また、伝搬環境の類似する分散した周波数帯域にも適応可能である。この場合、 1つの無線通信サービスに割り当てられる周波数帯域が複数に分散する状況に対応できる利点がある。

[0029] また、本実施の形態においては、図 5において OFDM伝送を用いる送受信機の構成について記載したが、他の通信方式を採用する送受信機に置き換えることにより、 OFDM以外の既存の伝送方式にも適用可能である。

[0030] 実施の形態 2.

つづいて、実施の形態 2の動作について説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態 1と異なる処理についてのみ説明する。

[0031] 図 7は、前述した実施の形態 1とは異なる、チャネル制御部 9における帯域割り当て方法の一例を示す図である。図 7において、 Baは移動局が要求する無線リソース量を表し、 A， A， Aは各周波数帯域の無線リソース量を表し、 B， B , Bは各周波数帯域において使用中の無線リソース量である。なお、無線リソース量とはシステムの容量を表すパラメータであり、通信の伝送速度，利用帯域幅，基準移動局相当数などとして与えられる。

[0032] 本実施の形態では、新たに通信開始要求する移動局は、割り当て要求する無線リソース量 Baを制御情報 S4に含めて送信する。チャネル制御部 9では、各周波数帯域に新たな呼が割り当て可能かどうか（（B + Ba)く A)、高い周波数から順に調査し（ステップ Sl l， SI 2, S13)、割り当て可肯 gであれば（ステップ SI 1 , SI 2， SI 3、 Yes )、割り当てる周波数を決定する（ステップ S14， S15, S16)。一方で、いずれの周波数においても割り当て不可であれば（ステップ Sl l , S12, S 13、 No)、害 ijり当て処理を行わない (ステップ S 17)。すなわち、本実施の形態では、各周波数帯におけるシステムの有する無線リソース量 A , A , Aと、現在使用中の無線リソース量 B , B， B

1 2 3 1 2 および要求無線リソース量 Baの加算結果と、を比較し、その比較結果に基づいて各

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周波数帯に新しいユーザを収容可能かどうかを決定する。この判定は、高い周波数帯から行われる。決定した割り当て周波数に関する情報は、送信部を経由して移動局に通知され、データ通信が開始される。

[0033] このように、本実施の形態においては、ユーザまたは移動局毎に利用帯域幅，伝送速度の異なるシステムにおいても、高周波数帯に優先してユーザを割り当てることが可能となり、通信システム全体として高速で広いサービスエリアを実現できる。

[0034] なお、本実施の形態においては、上記の回線状況の調査結果に加え、移動局の移動速度，近隣の移動局やセルからの干渉量，電界強度，遅延広がり，信号対干渉雑音電力比（SINR)などを考慮して周波数を割り当てることもできる。

[0035] 実施の形態 3.

つづいて、実施の形態 3の動作について説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態 1または 2と異なる処理についてのみ説明する。

[0036] 図 23,図 24は、前述した実施の形態 1とは異なる、チャネル制御部 9における帯域割り当て方法の一例を示す図である。実施の形態 1と同様のシステムにおいて、通常、移動局は、カバーエリアの広い低周波数を利用して通信を行う。低周波数の利用により、移動局の移動などへの対応が容易である。一方、低周波数の帯域がいっぱいになり、それ以上移動局が収容できなくなった場合、移動局は、高周波数へと順次移動局を切り替える。このときの切り替えは、移動局の場所，各周波数帯のエリアの状況，通信に必要な帯域，電界強度，前後の移動速度などに基づいて決定される。

[0037] 具体的には、チャネル制御部 9では、各周波数帯域に新たな呼が割り当て可能かどうか（Nく C)、低い周波数から順に調査し (ステップ Sla， S2a, S3a)、割り当て可能であれば (ステップ Sla, S2a, S3a、 Yes)、割り当てる周波数を決定する（ステツプ S4a, S5a, S6a)。一方で、いずれの周波数においても害jり当て不可であれば（ステツプ Sla, S2a, S3a、 No)、害 ijり当て処理を行わなレ、（ステップ S7a)。または、チヤネル制御部 9では、各周波数帯域に新たな呼が割り当て可能かどうか（（B + Ba)く A )、低い周波数から順に調査し (ステップ Sl la， S12a, S13a)、割り当て可能であれば（ステップ Sl la, S12a, S13a、 Yes)、害 ijり当てる周波数を決定する（ステップ SI 4a, S15a, S16a)。一方で、いずれの周波数においても割り当て不可であれば（ステツプ Sl la, S12a, S13a、 No)、害 ijり当て処理を行わない（ステップ SI 7a)。

[0038] このように、本実施の形態においては、低周波数を基本的に使用することにより、移動局の移動などに対する周波数間ハンドオーバの回数が減る。また、多くの移動局を収容でき、周波数資源を有効に活用することができる。

[0039] なお、実施の形態 1、 2および 3では、高い周波数からまたは低い周波数から順に、周波数を割り当てる方式について述べた。し力ながら、周波数の割り当ては、図 25 1 ,図 25— 2に示すように、システム全体に割り当てられた周波数毎の帯域幅の順 (広い順，狭い順）に、割り当てる順序を決めることも可能である。

[0040] 具体的には、チャネル制御部 9では、各周波数帯域に新たな呼が割り当て可能かどうか (N< C)、たとえば、システム全体に割り当てられた周波数毎の帯域幅の狭い順に調査し (ステップ S21a, S22a, S23a)、害 ijり当て可能であれば（ステップ S21a, S22a, S23a、 Yes)、割り当てる周波数を決定する（ステップ S24a, S25a, S26a)。一方で、いずれの周波数においても害 ijり当て不可であれば（ステップ S21a, 2S2a, S23a、 No)、害 ijり当て処理を行わなレヽ（ステップ S27a)。

[0041] また、これ以外にも、たとえば、移動局の要求帯域幅や空き状況などの基準で割り当てる順序を決めることも可能である。

[0042] 実施の形態 4.

つづいて、実施の形態 4の動作について説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態 1、 2または 3と異なる処理についてのみ説明する。

[0043] 図 8—1は、本発明に力、かるマルチバンド無線通信方法において使用可能なフレーム構成の一例を示す図である。また、図 8_ 2は、本フレーム構成を実現する基地局の構成の一例を示す図である。本実施の形態においては、 OFDM通信方式を想定している。基地局の送信部にはフレーミング部 15およびタイミング制御部 16が存在し、複数の周波数帯において OFDMシンボルタイミング、およびフレームタイミングの同期が取られるように送信タイミングの制御が行われる。すなわち、本実施の形態においては、特定の周波数帯の信号 (既知信号)を用いて時間同期を確立すると、同一のタイミング（同一の FFTウィンドウ設定位置）で他の周波数帯の OFDMシンボルを受信可能である。また、全周波数帯においてフレーム構成も同期がなされており、ある時点を基準に特定の位置に報知情報が伝送される。言い換えると、特定の周波数帯の報知情報を受信していれば、他の周波数帯における報知情報の送信時刻が確定する。なお、上記報知情報とは、基地局の存在を知らせるビーコン，基地局力の伝送路を測定する既知信号などを含むブロードキャスト情報を意味する。

[0044] なお、図 8— 1においては、報知情報が全周波数帯で同一のタイミングで出力される例を示している力特定周波数帯のフレームタイミング力他の周波数帯のフレームタイミングを確定できる条件を満たしていれば、同一タイミングでなくてもよレ、。 OF DMでは、遅延波を含めてガードインターバル内の時間ずれは許容されており、本実施の形態における同一タイミングとは、受信側でほとんどの受信信号がガードインタ一バル以下の時間差で到着することを意味する（ガードインターバルを超えた信号は干渉を生ずるが、この干渉量は実質的な伝送特性に影響を与えない程度である)。

[0045] また、図 8_ 1の例では、ダウンリンクとアップリンクが時間分割された例（TDDシステム）を示している力アップリンクとダウンリンクが異なる周波数を使用することとしてもよい（FDDシステム）。 [0046] また、図 8— 1では、異なる周波数帯域で同一のシンボル ·フレーム時間を想定している力整数倍の関係にあるシンボル 'フレーム時間を想定してもよい。この場合でも、特定周波数帯のシンボル 'フレームタイミングから他の周波数帯のシンボル 'フレームタイミングが容易に確定できる。

[0047] また、 OFDM通信方式を用いない場合であっても、各周波数帯で通信されるフレーム構成を揃えることによってタイミング同期を容易に確立することが可能である。この場合のフレーム構成とは、通信に際して使用されるパケット長の最小単位であって、たとえば、特定ユーザに割り当てられる情報伝送単位が、他のユーザに割り当てられる情報伝送単位に切り替わる時刻が、複数周波数帯で一致していることを意味する。

[0048] このように、基地局が、複数の周波数帯域で伝送される信号における、フレーム構成の時間同期を確立しているため、移動局では、どの周波数帯域を割り当てられても容易にデータ送受信を実現できる。

[0049] 実施の形態 5.

つづいて、実施の形態 5の動作について説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態 1〜4と異なる処理についてのみ説明する。

[0050] 図 9は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。本実施の形態では、基地局が、最も低い周波数帯域 f にのみ報知情報を出力し、全周波数帯域のフレーム

1

同期の確立処理，フレーム使用状況通知などが単一の周波数帯を利用して行う。すなわち、本実施の形態では、図 4 1に示すように、最もサービス範囲の広い周波数帯域 f を用いて、報知情報を出力する。 f 以外の周波数帯では、 f で伝送される報知

1 1 1

情報に基づいて通信が行われ、たとえば、実施の形態 4に記載の処理と同様、同一の OFDMシンボルタイミングが用いられる。

[0051] このように、本実施の形態においては、基地局が、最もサービス範囲の広い周波数帯域に報知情報を集中させることとした。これにより、たとえば、スリープモードに入つている移動局が定期的に受信する周波数帯域を一つにすることができ、消費電力を低減させることができる。 [0052] なお、図 4 1に示すように、一般的に低い周波数の方がサービス範囲が広いこと、また、受信に必要な消費電力も小さいことから、最も低い周波数帯域を用いて報知情報を出力することとしたが、最もサービス範囲の広い周波数帯域であれば、最も低い周波数帯域でなくてもかまわない。

[0053] また、報知情報を得ることができないエリア（図 4—1参照）を許容するシステムであれば、上記に限らず、サービス範囲の広さにかかわらず、いずれか一つの周波数帯域に報知情報を出力することとしてもよい。たとえば、図 4—1に示す f にのみ報知情報を出力することとしてもよい。

[0054] 実施の形態 6.

つづいて、実施の形態 6の動作について説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態 1〜5と異なる処理についてのみ説明する。

[0055] 図 10は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。本実施の形態では、全ての周波数帯域において、同一タイミングで報知情報を送信する。したがって、移動局では、いずれか一つの周波数帯域でタイミング同期を行う。このとき、実施の形態 4に記載の処理と同様、同一の OFDMシンボルタイミングが用いられる。

[0056] このように、本実施の形態においては、全ての周波数帯域において同一タイミングで報知情報を送信することとしたので、いずれか一つの周波数帯域でタイミング同期を行えば、同一の受信タイミング (FFTウィンドウ設定位置）で他の周波数帯域の OF

DMシンボルを受信できる。

[0057] また、本実施の形態では、各移動局の通信周波数を変えることなく報知情報の受信が可能であり、移動局の構成を簡略化できる。また、特定の周波数帯域にのみ送受信可能な移動局に対応することが可能となる。

[0058] 実施の形態 7.

つづいて、実施の形態 7の動作について説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態 1〜6と異なる処理についてのみ説明する。

[0059] 図 11は、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。本実施の形態では、全ての周波数帯において異なるタイミングで報知情報が伝送される。ただし、各周波数帯の報知情報の伝送タイミングは規定 (一定の頻度）されており、特定の周波数帯域におけるフレーム同期（報知情報の位置がわかっていること）が取れていれば、自動的に他の周波数帯における報知情報の位置を確定することができる。このとき、実施の形態 4に記載の処理と同様、同一の OFDMシンボルタイミングが用いられる。

[0060] このように、本実施の形態の図 11において、各移動局は、短時間に周波数を切り替えて各周波数帯域の報知情報を収集することができる。また、特定の周波数帯にのみ送受信可能な移動局も対応することが可能となる。

[0061] また、図 12は、上記図 11とは異なる、報知情報の送信タイミングの一例を示す図である。図 12では、全ての周波数帯において異なるタイミングで報知情報が伝送され、さらに、各周波数帯においてそれぞれ異なる頻度で報知情報が送信される。たとえば、報知情報として、必要な情報のうちの多くの部分を低周波数帯 f で送信し、最低

1

限必要な情報を高周波数帯 f， f で送信する。このとき、実施の形態 4に記載の処理

2 3

と同様、同一の OFDMシンボルタイミングが用いられる。

[0062] このように、本実施の形態の図 12においては、報知情報の占有率が小さくなり、システムスループットの改善が実現できる。なお、各周波数帯の報知情報の送信タイミングについては、同時であっても、ずれていてもよい。

[0063] また、移動局の移動時には周波数によってドップラー周波数は異なり、伝搬路の変動も異なる。高周波数になるほどドップラー周波数は高くなるため、受信機での良好な同期 (位相追従）を維持するために高周波数に高い頻度で報知情報を挿入する構成も可能である。異なる頻度で報知情報を送信することにより、信号伝送の高効率化が可能となる。

[0064] 実施の形態 8.

つづいて、実施の形態 8の動作について説明する。本実施の形態においては、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、マルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態 1〜7と異なる処理についてのみ説明する。 [0065] 図 13は、本発明に力かるマルチバンド無線通信方法を実現するシステム（移動局および基地局）の動作フローの一例を示す図である。本実施の形態では、一例として、 3種の周波数 f , f , f (f < f < f )を想定する。

1 2 3 1 2 3

[0066] まず、新しいトラフィックの発生した移動局では、最も低い周波数 f を用いて通信開

1

始要求を基地局に伝える（ステップ S21)。基地局では、 f の帯域に新しいトラフィック

1

が収容できるか判断し (ステップ S31)、収容可能であれば (ステップ S31 , Yes)、チャネル割り当てを行って移動局に通知する (ステップ S32)。一方で、収容不可能な場合は（ステップ S32, No)、通信を不許可とする（ステップ S33)。

[0067] 一方で、移動局では、 f 以外の周波数帯について回線状況の調查を行い、使用可

1

能な周波数帯を決定する（ステップ S22)。そして、基地局から f のチャネル割り当て

1

を受けた後、できる限り高い周波数帯 (たとえば f )への移行要求を基地局に対して

3

送信する（ステップ S23)。基地局では、周波数帯 f にトラフィックが収容できるかを判

3

断し (ステップ S34)、収容可能な場合は (ステップ S34, Yes)、チャネル割り当てを行い、移動局へ通知する（ステップ S35)。一方で、収容不可能な場合は (ステップ S 34, No)、移行不許可とする（ステップ S 36)。

[0068] その後、移動局では、周波数帯 f のチャネル割り当てを受けてから通信を開始する

3

(ステップ S24)。なお、ステップ S31およびステップ S34の処理については、たとえば、前述した図 6,図 7,図 23,図 24,図 25— 2等における各周波数に対応する処理が適用可能である。

[0069] このように、本実施の形態では、まず、通信開始要求を最も低い周波数帯に対して行う。そして、一度低い周波数帯で接続を行って力周波数移行要求を送信して高い周波数に移行する。たとえば、新しいシステム導入初期には全ての基地局が複数の周波数帯をサポートできるとは限らない。また、従来から運用されている周波数帯に加え、新たに同システムに周波数帯が追加されることも考えられる。このような場合に、各移動局は、従来からサービスされている周波数帯で通信を開始し、さらに高い周波数をサポートしていることを確認してから周波数帯の移動要求を送信することで、円滑なシステム運用'周波数拡張が可能となる。一般的には、従来のシステムに許容されるユーザ当たりの最大帯域に比べ、新たに追加される帯域のユーザ当たり最大帯域は広くなると考えられる。そのため、最初の段階では狭い帯域で接続を行い、高周波数帯へ移行する際に広帯域の割り当て要求を行うことで、新旧システムの共存が可能となる。

[0070] なお、通信開始要求の対象となる周波数帯は、最も低い周波数帯である必要はなレ、。たとえば、通信開始要求の対象を任意の周波数帯とし、その後、他周波数帯へ移行するシステムであってもよレ、。また、ステップ S31および S34の処理については、移動局の移動速度，近隣の移動局やセルからの干渉量，電界強度，遅延広がり，信号対干渉雑音電力比（SINR)などを考慮して移行可能かどうかを決定することとしてもよい。

[0071] 実施の形態 9.

つづいて、実施の形態 9の動作について説明する。本実施の形態においては、前述した実施の形態 8とは異なる、マルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態 8と異なる処理についてのみ説明する。

[0072] 図 14は、本発明に力かるマルチバンド無線通信方法を実現するシステム（移動局および基地局）の動作フローの一例を示す図である。本実施の形態では、一例として、 3種の周波数 f , f , f (f < f < f )を想定する。

1 2 3 1 2 3

[0073] まず、移動局では、実施の形態 8と同様の処理で最も低い周波数 f を用いて通信

1

開始要求を送信後（ステップ S21)、 f 以外の周波数帯について回線状況の調査を

1

行う（ステップ S22)。そして、基地局から f のチャネル割り当てを受けた後、基地局に

1

対して要求帯域幅，各周波数帯の回線状況 (チャネル状態）に関する情報を送信する（ステップ S41)。

[0074] 基地局では、受け取った移動局のチャネル状態，要求帯域幅に基づいて、高周波数帯 (f , f の順)からトラフィックが収容できるかを判断し (ステップ S34, S51)、収容

3 2

可能な場合は（ステップ S34, Yesまたはステップ S51 , Yes)、チャネル割り当てを行い (ステップ S35またはステップ S52)、移動局へ周波数移行指示を送信する (ステツプ S53)。一方で、収容不可能な場合は（ステップ S34, Noかつステップ S51， No)、移行不許可とする（ステップ S 36)。 [0075] その後、移動局では、基地局から指示された周波数帯のチャネル割り当てを受けて力通信を開始する（ステップ S42)。

[0076] このように、本実施の形態では、まず、基地局が f , f の順（高周波数帯から順に）に収容可能かどうかを判断し、チャネル割り当ての結果と周波数移行指示を移動局に対して通知し、移動局が指示に従って高周波数帯へ移行する。すなわち、前述の実施の形態とは異なり、周波数帯の移動指示は基地局が行っている。これにより、前述同様、新旧システムの共存が可能となる。

[0077] 実施の形態 10.

つづいて、実施の形態 10の動作について説明する。本実施の形態においては、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、着信通知チャネルについて説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態 8または 9と異なる処理についてのみ説明する。

[0078] 図 15は、着信通知（ページング）チャネルの構成例を示す図である。無線通信では、移動局は、通信状態と待受状態に分かれる。通信状態では通信を行い、待受状態では電源を ONにしたまま他のユーザからの着信を待っている。待ち受け端末（待ち受け中の移動局）は、基地局から送信されるページングチャネルを検出し、常に着信力いかどうかをチェックしている。着信がある場合には、通信開始の動作に移行する。

[0079] 本実施の形態においては、一般的に低い周波数の方がサービス範囲が広いこと、受信に必要な消費電力が小さいことから、基地局が、最も低い周波数帯を用いてぺ一ジングチャネルを送信する。これにより、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムであっても、待ち受け端末は、 1つの周波数帯域のみを検出することとなり、周波数切り替えを行う必要がなレ、。その結果、待ち受け時の受信処理を簡易化できる。

[0080] たとえば、新しいシステム導入初期には全ての基地局が複数の周波数帯をサポートできるとは限らない。また、従来から運用されている周波数帯に加え、新たに同システムに周波数帯が追加されることも考えられる。このような場合であっても、従来から運用されている特定の周波数帯域で待ち受けを行うことにより、他の周波数帯域の構成に関わらず、安定した待ち受けを行うことが可能となる。

[0081] なお、本実施の形態では、最も低レ、周波数帯を用いてページングチャネルが送信する場合について記載したが、特定の周波数帯であれば、最も低い周波数帯でなくてもかまわない。

[0082] 実施の形態 11.

つづいて、実施の形態 11の動作について説明する。本実施の形態においては、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、制御情報チャネルについて説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態 8〜： 10と異なる処理についてのみ説明する。

[0083] 図 16は、制御情報チャネルの構成例を示す図である。たとえば、移動局は、通信開始にあたって、基地局からの制御情報チャネルによって利用可能な周波数帯の通知を受ける。そこで、本実施の形態では、一般的に低い周波数の方がサービス範囲が広いこと、受信に必要な消費電力が小さいことから、基地局が、最も低い周波数帯を用いて制御情報チャネルを送信する。これにより、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムであっても、移動局は 1つの周波数帯域の決められた箇所を検出することとなり、利用可能な周波数情報を検出する受信処理を大幅に簡易化することができる。

[0084] たとえば、新しいシステム導入初期には全ての基地局が複数の周波数帯をサポートできるとは限らない。また、従来から運用されている周波数帯に加え、新たに同システムに周波数帯が追加されることも考えられる。このような場合であっても、従来から運用されている特定の周波数帯域を用いて、利用可能な周波数帯が含まれた制御情報を受信することにより、他の周波数帯域の構成に関わらず、安定した制御情報の受信が可能となる。また、移動局が、特定の周波数帯で制御情報を受信し、制御情報に基づいて他の周波数帯へ移行することによって、円滑なマルチバンド無線通信が可能となる。

[0085] なお、本実施の形態では、利用周波数帯に含まれた制御情報について記載したが、他の制御情報の通知はこのチャネル構成に従う必要はなレ、。また、本実施の形態では、最も低い周波数帯を用いて制御情報チャネルを送信する場合について記載したが、特定の周波数帯であれば、最も低い周波数帯でなくてもかまわない。

[0086] 実施の形態 12.

つづいて、実施の形態 12の動作について説明する。本実施の形態においては、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおいて、運用周波数の追加を行う場合について説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。ここでは、前述した実施の形態 8〜： 11と異なる処理についてのみ説明する。

[0087] マルチバンド無線通信において、新規周波数帯の免許取得利用などにより周波数帯が追加された場合、システム内の移動局は、新周波数帯に対応できるものと対応できないものとが混在することになる。

[0088] 図 17は、新周波数帯が追加された場合における、基地局の利用周波数帯の決定処理を示す図である。まず、基地局は、通信開始要求と同時に移動局の対応機種を示す IDを、移動局から受け取る（ステップ S61)。そして、基地局は、受け取った IDに基づいて機種を判別し、移動局が対応可能な周波数帯を識別し、さらに、移動局が対応可能な周波数帯の中から利用周波数帯を決定し (ステップ S62)、その結果を移動局に通知する（ステップ S63)。本実施の形態においては、これらの処理によって、利用周波数帯を決定する。

[0089] なお、新周波数帯が利用可能な移動局に対しては、伝搬状況，トラヒック状況も考慮した上で、新周波数帯の利用を指示する場合もある。また、新周波数帯の利用が不可能な移動局に対しては、新周波数帯の利用を指示しない。

[0090] このように、本実施の形態においては、基地局が、移動局の機種に応じて利用周波数帯を決定することとしたので、新たな周波数帯の追加を円滑に行うことができる。

[0091] つづいて、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおいて、運用周波数が変更される場合について説明する。マルチバンド無線通信では、サービスへの需要の変化とともに、たとえば、政府主導で各サービスへの割当周波数の再編が必要となる場合がある。そして、その結果として、一部の周波数帯の利用を取り止める場合や、別の周波数帯へ移行する場合が発生する。

[0092] そこで、本実施の形態では、たとえば、図 5に示すチャネル制御部 9が、取り止め対象となる周波数帯への移動局の割り当てを停止する。これにより、その周波数帯の利用取り止めに容易に対応できる。なお、取り止め対象となる周波数帯への割り当てを停止した場合であっても、その他の既存の周波数帯が利用可能である場合は、サービスは継続可能である。

[0093] このように、一部の周波数帯の利用を取り止める場合や、別の周波数帯へ移行する場合には、チャネル制御部 9が、取り止め対象である周波数帯への移動局の割り当てを行わないこととしたので、たとえば、政府主導の周波数の再編に柔軟に対応できる。

[0094] 実施の形態 13.

つづいて、実施の形態 13の動作について説明する。ここでは、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、実施の形態 13 のマルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

[0095] 図 18は、実施の形態 13のマルチバンド無線通信方法を実現するためのサービスエリアイメージを示す図であり、図 19は、実施の形態 13の基地局の構成を示す図である。図 19において、この基地局は、アンテナ 21—:!〜 21— Nと、 RF/IF部 22— 1 〜22— Nと、ベースバンド部 23— :!〜 23— Nと、制御部 24と、を備え、一つの制御部 24の下に、複数のベースバンド部 23— :!〜 23— N, RF/IF部 22— :!〜 22— N を有し、そのうち 1つは、低周波数帯 f に対応した RF/IF部 22— 1、残りは高周波数

1

帯 f に対応した RF/IF部 22—：！〜 21 _Nである。なお、本実施の形態においては、

2

高周波数帯 f に対応した RF/IF部 22—：！〜 21 _Nを複数備えているが、基地局の

2

基本的な処理 (割り当て処理等）は前述した実施の形態 1と同様である。

[0096] 一般的に、高い周波数帯ほど使用帯域幅が広い。したがって、送信アンプの出力制限から、帯域の狭い低い周波数帯に比べて高い周波数帯は、サービスエリア半径力、さくなる。本実施の形態では、図 15に示すように、低周波数帯 f のセル内に複数

1

の高周波数帯 f のセルが存在する構成をとる。低周波数帯 f のセル内は同一の制御部 24の下で管理されてレ、るので、高速にハンドオーバを実行することが可能である。

[0097] 本実施の形態においては、低周波数帯 f のセル半径に比べ、高周波数帯 f のセル

1 2 半径が小さいため、高周波数帯 f のセルは、図 18に示すように、干渉を生じることな

2

ぐ周波数の再利用（f を繰り返し利用）が可能である。この場合、高周波数帯

2 f のサ

2 一ビス外領域が発生するが、低周波数帯 f がカバーしているため、継続した通信サ

1

一ビスの提供が可能となる。本実施の形態により、広いサービスエリアと大容量伝送に加え、周波数利用効率の向上が実現できる。

[0098] なお、低周波数帯 f については、隣接セル間で同一周波数を用いることはできない

1

(干渉が生じる）。したがって、低周波数帯 f をいくつかのサブ周波数帯に分割（図 18

1

の例では fla， fibに相当）し、 P 接セル間の干渉を抑圧する。

[0099] 実施の形態 14.

つづいて、実施の形態 14の動作について説明する。ここでは、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、実施の形態 14 のマルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

[0100] 図 20 (図 20— 1,図 20— 2,図 20— 3に相当）は、実施の形態 14の周波数配置の具体例を示す図である。なお、前述した実施の形態 13と同様に、低周波数帯 f は、

1 隣接セル間で異なる周波数を使用する必要がある。また、高周波数帯 f に対応した

2

移動局は、図 20— 2に示すように、ベースバンド部に広帯域に対応した FFTを備える。また、システムに割り当てられる低周波数帯 f を、図 20— 3のように分割して使用

1

する場合は、図 20— 1のように、隣接セル間で近い周波数チャネル（この例では f , f

la

, f )を配置する。図 20_ 1において、セル境界に存在する移動局は、 3局の電波 lb Id

を受信することになるが、基地局間で時間同期が取れている場合、図 20— 2に示すように、 FFTにより一度に 3局の信号を復調できる。システムにおける周波数配置としては、たとえば、高周波数帯で許容される周波数帯域幅より小さい周波数範囲にある周波数チャネルを割り当てる。

[0101] このように、本実施の形態においては、セル境界に存在する移動局が、複数の基地局からの信号を同時に受信することができ、使用可能帯域の拡大，シームレスハンドオーバなどが実現できる。

[0102] 実施の形態 15.

つづいて、実施の形態 15の動作について説明する。ここでは、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、実施の形態 15 のマルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

[0103] 図 21は、実施の形態 15の基地局配置の具体例の図である。本実施の形態においては、図 3に示すネットワーク構造を取る。たとえば、高速移動する交通システム等において、移動している場所周辺の情報の配信や、利用者，同乗者向けのインターネットゃ映画，音楽を提供するシステムの一例である。なお、図 21においては、車の場合の一例を示すが、電車など他の高速移動手段であってもかまわない。

[0104] たとえば、図 21に示すように、高速道路周辺に低周波数帯 f を利用する基地局 BS

1

(1)を、信号機や高速道路の料金所，サービスエリアなどに高周波数帯 f を利用する

3 基地局 BS (3)を、一般道路の周辺には中間の周波数帯 f を利用する基地局 BS (2)

2

を設置する。一般的に、周波数が低く使用帯域の狭い周波数帯 f を利用する基地局

1

はサービス範囲が広ぐ高周波数帯 f を利用する基地局はサービス範囲が狭い。禾 IJ

3

用者は、交差点で赤信号による停止や曲がるときの減速時、高速道路の料金所ゃサ一ビスエリアで車を停めた時に、高周波数帯で大容量の通信を行い、同乗者向けの映画や周辺の詳細情報などを手に入れる。また、一般道の走行中には、渋滞情報や近辺のお店の情報などを常に調べることができ、高速道路走行中には、高速移動に対応可能な低い周波数帯を使用して前方の渋滞情報などを入手する。

[0105] このように、本実施の形態においては、高速移動環境では、ハンドオーバのオーバ一ヘッドを抑えるため、低い周波数を利用する基地局を配置し、低速移動環境では、広帯域通信が可能な高周波数を利用する基地局を配置する。これにより、効率のょレ、通信システムの構築が可能となる。

[0106] 実施の形態 16.

つづいて、実施の形態 16の動作について説明する。ここでは、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、実施の形態 16 のマルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態 1と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

[0107] 本実施の形態では、マルチバンド無線通信におレ、て、各周波数帯でマルチキヤリァ CDMA (MC_Code Division Multiple Access)方式を用いる場合に関するものである。

[0108] 現在、次世代移動通信方式では、 OFDM方式と CDMA方式とを組み合わせたマルチキャリア CDMA方式が活発に研究されてレ、る。マルチキャリア CDMA方式では、 OFDM伝送フォーマットにおいて時間周波数領域で信号の符号拡散を行う。複数の直交符号を用いることで、複数の信号を多重伝送することが可能である。この処理は、たとえは、、文献 Y.Kishiyama,N.Maeda,K.Higuchi,H.Higuchi,M.Sawahashi,"Expe riments on throughput perrormance above 100Mbps m forward link for VSr -OFCDM broadband wireless access", Pro of VTC2003 Fall, S印 .2004.等に記載されている。

[0109] マルチキャリア CDMA方式では、多重信号間での直交性を保っため、なるべく同一のフェージング変動を持つ時間周波数領域で信号を拡散することが重要となる。フェージング変動の異なる時間周波数領域では、多重信号の直交性が崩れ、互いに干渉を及ぼしあうためである。

[0110] ところで、マルチバンド無線通信では、利用周波数に比例してドップラー周波数は大きく異なる。たとえば、 800MHzと 3. 5GHzの周波数帯を用いる場合、 3. 5GHz では、ドップラー周波数が約 4. 38倍大きくなる。従って、時間的な伝搬状態の変化は激しく直交が崩れやすい。

[0111] そこで、本実施の形態では、図 22 (図 22 _ 1，図 22 _ 2)に示すように、異なる周波数帯では、異なる時間周波数領域の単位において、マルチキャリア CDMA信号の拡散を行う。具体的には、低い周波数ではより長い時間での信号拡散を行い、高い周波数では時間領域での信号拡散を短くする。このように、本実施の形態においては、マルチバンド無線通信の周波数帯に応じて拡散する時間周波数領域を変更する。これにより、各周波数でマルチキャリア CDMA信号の直交性を保持することができる。 [0112] 実施の形態 17.

つづいて、実施の形態 17の動作について説明する。本実施の形態は、複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するシステムにおける、マルチバンド無線通信方法について説明する。なお、前述した実施の形態と同様の構成については、同一の符号を付してその説明を省略する。

[0113] 図 26は、マルチバンド通信を実施する場合の各周波数帯の 1CH当たりの帯域幅を示す図でぁる（8 1 < 8 2< 8 3)。一般的に、広い帯域幅を確保できる高周波数帯では、 1CH当たりの帯域幅を広くし、広い帯域幅を確保することが困難である低周波数帯は、 1CH当たりの帯域幅を狭くする。これにより、広範囲でサービス可能な低周波数帯では、帯域は狭くなるが収容 CH数が多くなり、広帯域が使用できる高周波数帯では、広帯域通信を実現でき、効率的に周波数を利用することが可能となる。

[0114] 図 26のように、各周波数帯の CHを決めておく場合は、一例として、図 27のような帯域割り当てを行う。

[0115] まず、新しい通信を開始しょうとする移動局は、自分の要求無線リソース量 Baを基地局に通知する。基地局では、 Baが BW2より大きい場合には（ステップ S71 , Yes) 、最適な周波数帯は f であるため、 f への割り当てが可能であるかを調べる（ステップ

3 3

S81)。そして、 f への割り当てが可能な場合には (ステップ S81 , Yes)、使用帯域を

3

f へ割り当て (ステップ S85)、一方、 f への割り当てがかなわなかった場合には (ステ

3 3

ップ S81， No)、 f , f と高い周波数帯から順に割り当てが可能かどうかを調べる (ステ

2 1

ップ S82, S83)。 Baよりも小さい無線リソース量しかない周波数帯に割り当てられた場合は、使用帯域を狭めて通信を行う（ステップ S86, S87)。また、 f ， f への割り当

2 1 てがかなわなかった場合には（ステップ S82, No、ステップ S83， No)、割り当て不可となる（ステップ S84)。

[0116] つぎに、 Baが BW2より小さいが BW1より大きい場合は（ステップ S72， Yes)、最適な周波数帯が f であるため、 f 力も順に割り当て可能かどうかを調べ (ステップ S75)、

2 2

割り当て可能な場合には (ステップ S75， Yes)、使用帯域を f へ割り当て (ステップ S

2

78)、一方、割り当てできない場合には (ステップ S75, No)、 f の周波数帯へ割り当て可能かどうかを調べる（ステップ S76)。そして、 f への割り当てが可能な場合には（

1

ステップ S76, Yes)、使用帯域を狭くして f へ割り当て（ステップ S79)、一方、 f への

1 1 割り当てがかなわなかった場合には (ステップ S76, No)、割り当て不可となる (ステツプ S77)。なお、ここでは、 f への割り当てが可能であっても、帯域が空いてしまうため

3

割り当ては行わない。

[0117] 最後に、 Baが BW1より小さい場合には、 f のみで割り当て可能かどうかを調べ (ス

1

テツプ S73)、割り当て可能な場合には (ステップ S73, Yes)、使用帯域を f へ割り当

1 て (ステップ S80)、一方、 f への割り当てがかなわなかった場合には (ステップ S73，

1

No)、割り当て不可となる（ステップ S 74)。

[0118] このように、本実施の形態では、広範囲で使用可能だが、帯域が狭い低周波数帯では狭レ、 CHとし、サービス範囲は狭レ、が、帯域が広い高周波数帯では広い CHとすることとした。これにより、広範囲で収容数を多くすることが可能となる。また、図 27のように、移動局の要求無線リソース量にしたがって周波数帯を決め、それよりも低い周波数のみで割り当てを実施することにより、空き周波数帯を少なくし、周波数利用効率を高めることが可能となる。

[0119] なお、本実施の形態では、図 27のような割り当て方式を説明した力図 26のような周波数の使い方をする場合であっても、実施の形態 1と同様、図 6の割り当てを行い、高周波数帯から順に割り振る方法を取ることもできる。さらに、図 6の割り当て方式であっても、図 27の割り当て方式であっても、複数 CHを周波数使用状況に応じて束ねる制御を組み合わせることにより、移動局にとって、より柔軟に必要な帯域を確保でき、収容数を増やすことが可能となる。

[0120] また、ここでは、低周波数から高周波数になるほど帯域が広くなる場合の一例につレ、て説明したが、 1つのシステムに割り当てられる周波数帯はこの限りではなレ、ため、たとええば、図 25— 1のような帯域の場合には、 f を一番狭レ、 CHにする方法と f を一

1 2 番狭レ、CHにする方法が考えられる。

[0121] また、本実施の形態のように、周波数帯毎に 1CH当たりの帯域幅を変えて固定し、通信する場合、たとえば、映像のダウンロードサービスなどといったサービスにおいて、 uplinkは、欲しい映像を識別するための情報のみ、 downlinkは、映像自体の大きなデータ、といったように、 uplinkと downlinkの情報量に大きな差があるときには、図 26 の f のように 1CH当たりの帯域の狭い周波数帯を情報量の少ない uplink専用チヤネ

1

ノレとし、 f 、 f のように、 1CHあたりの帯域の広い周波数帯を downlink専用チャネルと

2 3

すること力 Sできる。このように、 uplinkと downlinkの情報量に差がある場合において、その情報量により uplinkと downlinkを別の周波数帯に分けて配置する方法は、全周波数帯が使えるエリアにサービスが限定されるが、エリア内での周波数利用効率は高く有効な方式である。

産業上の利用可能性

以上のように、本発明にかかるマルチバンド無線通信方法は、複数の周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供するマルチバンド無線通信システムに有用であり、特に、高周波数帯域に優先的に移動局を割り当てる場合に適している。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供する無線通信システムにおいて、当該システムを構成する基地局が通信開始を要求する移動局に対して帯域割り当てを行うマルチバンド無線通信方法であって、

各周波数帯域のチャネル状態に関する制御情報を抽出し、その抽出結果力移動局の受信可能周波数帯を認識する制御情報抽出ステップと、

各周波数帯域において前記通信開始要求に対応する新たなトラフィックが割り当て可能であるかどうかを、ある決められた順序にしたがって判定する割り当て判定ステツプと、

を含むことを特徴とするマルチバンド無線通信方法。

[2] 前記割り当て判定ステップでは、高い周波数帯域から順に、各周波数帯域に収容可能なユーザ数と、現在通信中のユーザ数と、を比較し、収容可能であれば、その周波数帯域を割り当てることを特徴とする請求項 1に記載のマルチバンド無線通信方法。

[3] 前記割り当て判定ステップでは、高い周波数帯域から順に、各周波数帯域で使用可能な無線リソース量と、現在使用中の無線リソース量および新たな通信開始要求で要求された無線リソース量の合計と、を比較し、収容可能であれば、その周波数帯域を割り当てることを特徴とする請求項 1に記載のマルチバンド無線通信方法。

[4] 前記割り当て判定ステップでは、さらに、前記判定処理に、移動局の移動速度、各周波数帯域における干渉量、各周波数帯域における電界強度、各周波数帯域における遅延広がり、各周波数帯域における信号対干渉雑音電力比（SINR)の少なくともいずれか一つを用いることを特徴とする請求項 2または 3に記載のマルチバンド無線通信方法。

[5] 前記割り当て判定ステップでは、低い周波数帯域から順に、各周波数帯域に収容可能なユーザ数と、現在通信中のユーザ数と、を比較し、収容可能であれば、その周波数帯域を割り当てることを特徴とする請求項 1に記載のマルチバンド無線通信方法。

[6] 前記割り当て判定ステップでは、低い周波数帯域から順に、各周波数帯域で使用可能な無線リソース量と、現在使用中の無線リソース量および新たな通信開始要求で要求された無線リソース量の合計と、を比較し、収容可能であれば、その周波数帯域を割り当てることを特徴とする請求項 1に記載のマルチバンド無線通信方法。

[7] 前記割り当て判定ステップでは、さらに、前記判定処理に、移動局の移動速度、各周波数帯域における干渉量、各周波数帯域における電界強度、各周波数帯域における遅延広がり、各周波数帯域における信号対干渉雑音電力比（SINR)の少なくともいずれか一つを用いることを特徴とする請求項 5または 6に記載のマルチバンド無線通信方法。

[8] 前記割り当て判定ステップでは、システムに割り当てられた各周波数帯域の広い帯域から順に、各周波数帯域に収容可能なユーザ数と、現在通信中のユーザ数と、を比較し、収容可能であれば、その周波数帯域を割り当てることを特徴とする請求項 1 に記載のマルチバンド無線通信方法。

[9] 前記割り当て判定ステップでは、システムに割り当てられた各周波数帯域の広い帯域から順に、各周波数帯域で使用可能な無線リソース量と、現在使用中の無線リソース量および新たな通信開始要求で要求された無線リソース量の合計と、を比較し、収容可能であれば、その周波数帯域を割り当てることを特徴とする請求項 1に記載のマルチバンド無線通信方法。

[10] 前記割り当て判定ステップでは、さらに、前記判定処理に、移動局の移動速度、各周波数帯域における干渉量、各周波数帯域における電界強度、各周波数帯域における遅延広がり、各周波数帯域における信号対干渉雑音電力比（SINR)の少なくともいずれか一つを用いることを特徴とする請求項 8または 9に記載のマルチバンド無線通信方法。

[11] 前記割り当て判定ステップでは、システムに割り当てられた各周波数帯域の狭い帯域から順に、各周波数帯域に収容可能なユーザ数と、現在通信中のユーザ数と、を比較し、収容可能であれば、その周波数帯域を割り当てることを特徴とする請求項 1 に記載のマルチバンド無線通信方法。

[12] 前記割り当て判定ステップでは、システムに割り当てられた各周波数帯域の狭い帯域から順に、各周波数帯域で使用可能な無線リソース量と、現在使用中の無線リソース量および新たな通信開始要求で要求された無線リソース量の合計と、を比較し、収容可能であれば、その周波数帯域を割り当てることを特徴とする請求項 1に記載のマルチバンド無線通信方法。

[13] 前記割り当て判定ステップでは、さらに、前記判定処理に、移動局の移動速度、各周波数帯域における干渉量、各周波数帯域における電界強度、各周波数帯域における遅延広がり、各周波数帯域における信号対干渉雑音電力比（SINR)の少なくともいずれか一つを用いることを特徴とする請求項 11または 12に記載のマルチバンド無線通信方法。

[14] 前記基地局は、複数の周波数帯域で伝送される信号のフレーム構成について、時間的に同期を確立することを特徴とする請求項 1に記載のマルチバンド無線通信方法。

[15] 複数の周波数帯域で伝送される信号として、報知情報のタイミング同期を確立することを特徴とする請求項 14に記載のマルチバンド無線通信方法。

[16] 複数の周波数帯域で伝送される信号が、 OFDM通信方式の信号の場合、複数の周波数帯で伝送される OFDMシンボルのタイミングを一致させ、同一の FFTタイミングで復調することを特徴とする請求項 15に記載のマルチバンド無線通信方法。

[17] 複数の周波数帯域で伝送される信号が、シングノレキャリアの信号の場合、伝送される情報単位の開始時刻を複数周波数帯域間で一致させることを特徴とする請求項 1

5に記載のマルチバンド無線通信方法。

[18] 前記基地局は、前記報知情報を、特定の一つの周波数帯域を用いて送信することを特徴とする請求項 15、 16または 17に記載のマルチバンド無線通信方法。

[19] 前記基地局は、前記報知情報を、最も低い周波数帯域を用いて送信することを特徴とする請求項 15、 16または 17に記載のマルチバンド無線通信方法。

[20] 前記基地局は、前記報知情報を、全ての周波数帯域において同一タイミングで送信することを特徴とする請求項 15、 16または 17に記載のマルチバンド無線通信方法。

[21] 前記基地局は、前記報知情報を、全ての周波数帯域において異なるタイミングで送信することを特徴とする請求項 15、 16または 17に記載のマルチバンド無線通信方法。

[22] 複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供する無線通信システムにおいて、当該システムを構成する基地局が通信開始を要求する移動局に対して帯域割り当てを行うマルチバンド無線通信方法であって、

前記移動局が特定の周波数帯で通信開始要求を行う通信開始要求ステップと、前記基地局が前記特定の周波数帯に新しいトラフィックが収容できるかどうかを判断し、収容可能であれば、前記移動局にチャネル割り当てを行う判断ステップと、前記チャネルを割り当てられた移動局が、前記特定の周波数帯以外の周波数帯について回線状況の調查を行う調查ステップと、

前記基地局が、前記調査結果に基づいて他の周波数帯へ前記移動局のトラフイツクを移行させる移行ステップと、

を含むことを特徴とするマルチバンド無線通信方法。

[23] 前記移動局は、前記特定の周波数帯として、低い周波数帯で通信開始要求を行レ、、その後、前記調査結果である使用可能な周波数帯の中から高い周波数帯を移行先として前記基地局に通知することを特徴とする請求項 22に記載のマルチバンド無線通信方法。

[24] 前記基地局は、前記調査結果として通知された周波数帯に新しいトラフィックが収容できるかどうかを判断し、収容可能であれば、前記移動局のトラフィックを前記通知された周波数帯に移行させることを特徴とする請求項 23に記載のマルチバンド無線通信方法。

[25] 前記移動局は、前記特定の周波数帯として、低い周波数帯で通信開始要求を行レ、、その後、移行先の要求帯域幅および前記調査結果である各周波数帯の回線状況を、前記基地局に通知することを特徴とする請求項 22に記載のマルチバンド無線通信方法。

[26] 前記基地局は、通知された前記移行先の要求帯域幅および前記各周波数帯の回線状況に基づレ、て、高レ、周波数帯から優先的に新しいトラフィックが収容できるかどう力、を判断し、収容可能であれば、前記移動局のトラフィックを、収容可能な高い周波数帯に移行させることを特徴とする請求項 25に記載のマルチバンド無線通信方法

[27] 前記基地局は、前記移行ステップにおける移行の可否判断に、さらに、移動局の移動速度、各周波数における干渉量、各周波数における電界強度、各周波数における遅延広がり、各周波数帯域における信号対干渉雑音電力比（SINR)の少なくともいずれか一つを用いることを特徴とする請求項 22〜26のいずれか一つに記載のマルチバンド無線通信方法。

[28] 複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供する無線通信システムにおいて、当該システムを構成する基地局が通信開始を要求する移動局に対して帯域割り当てを行うマルチバンド無線通信方法であって、

前記基地局が、特定の周波数帯を用いて着信通知を送信することを特徴とするマルチバンド無線通信方法。

[29] 複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供する無線通信システムにおいて、当該システムを構成する基地局が通信開始を要求する移動局に対して帯域割り当てを行うマルチバンド無線通信方法であって、

前記基地局が、特定の周波数帯を用いて、利用可能な周波数帯が含まれた制御信号を送信することを特徴とするマルチバンド無線通信方法。

[30] 複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供する無線通信システムにおいて、当該システムを構成する基地局が通信開始を要求する移動局に対して帯域割り当てを行うマルチバンド無線通信方法であって、

前記基地局が、最も低い周波数帯を用いて、利用可能な周波数帯が含まれた制御信号を送信することを特徴とするマルチバンド無線通信方法。

[31] 複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供する無線通信システムにおいて、当該システムを構成する基地局が通信開始を要求する移動局に対して帯域割り当てを行うマルチバンド無線通信方法であって、

前記移動局が、通信開始要求と同時に、自局の対応機種を示す識別子を送信する通信開始要求ステップと、

前記基地局が、受け取った識別子に基づいて前記移動局が対応可能な周波数帯を認識し、さらに、当該対応可能な周波数帯のな力、から利用可能な周波数帯を決定し、その結果を前記移動局に通知する周波数決定ステップと、

を含むことを特徴とするマルチバンド無線通信方法。

[32] 前記基地局は、特定の運用周波数帯が変更または停止された場合、前記利用可能な周波数帯を決定する処理において、前記特定周波数帯を前記移動局に割り当てない機能を有することを特徴とする請求項 29または 30に記載のマルチバンド無線通信方法。

[33] 低周波数帯のセル半径に比べて高周波数帯のセル半径が小さいことを利用して、高周波数帯を再利用し、低周波数帯の一つのセル内に複数の高周波数帯のセルを配置することを特徴とする請求項 1に記載のマルチバンド無線通信方法。

[34] 高周波数帯において同時に使用できる最大帯域幅よりも小さな周波数範囲の周波数帯を、低周波数帯の隣接セルとして配置することを特徴とする請求項 1に記載のマルチバンド無線通信方法。

[35] 高速移動が予測される場所には低周波数帯を使用する基地局を、低速移動が予測される場所には高周波数帯を使用する基地局を、それぞれ配置することを特徴とする請求項 1に記載のマルチバンド無線通信方法。

[36] マルチキャリア CDMA方式により通信を行う場合、使用する周波数帯に応じて異なる時間周波数領域の単位で拡散処理を行うことを特徴とする請求項 1に記載のマルチバンド無線通信方法。

[37] 複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供し、各周波数帯域における 1チャネル当たりの帯域幅が、周波数帯域が広いほど広ぐ周波数帯域が狭いほど狭ぐなるように規定された無線通信システムにおいて、当該システムを構成する基地局が通信開始を要求する移動局に対して帯域割り当てを行うマルチバンド無線通信方法であって、

移動局が要求する無線リソース量以上でかつ当該要求無線リソース量に最も近い帯域を 1チャネルとする周波数帯を検索する最適周波数帯検索ステップと、

前記検索結果として得られる周波数帯域から、周波数の高い周波数帯域の順に、前記通信開始要求に対応する新たなトラフィックが割り当て可能であるかどうかを判定する割り当て判定ステップと、を含むことを特徴とするマルチバンド無線通信方法。

[38] uplinkと downlinkの通信データ量の差が大きい場合、 1チャネル当たりの帯域が最も狭い周波数帯域をデータ量の小さい方の link専用とし、 1チャネル当たりの帯域が広レ、周波数帯域をデータ量の多い方の link専用として、使用することを特徴とする請求項 37に記載のマルチバンド無線通信方法。

[39] 複数の不連続な周波数帯域を用いて同時に通信サービスを提供する無線通信システムにおいて、通信開始を要求する移動局に対して帯域割り当てを行う基地局であって、

各周波数帯域のチャネル状態に関する制御情報を抽出し、その抽出結果力移動局の受信可能周波数帯を認識する復調手段と、

前記移動局の受信可能周波数帯域において、前記通信開始要求に対応する新たなトラフィックが割り当て可能であるかどうかを、高い周波数帯域から順に判定するチャネル制御手段と、

を備えることを特徴とする基地局。

[40] 前記チャネル制御手段では、高レ、周波数帯域から順に、各周波数帯域に収容可能なユーザ数と、現在通信中のユーザ数と、を比較し、収容可能であれば、その周波数帯域を割り当てることを特徴とする請求項 39に記載の基地局。

[41] 前記チャネル制御手段では、高い周波数帯域力順に、各周波数帯域で使用可能な無線リソース量と、現在使用中の無線リソース量および新たな通信開始要求で要求された無線リソース量の合計と、を比較し、収容可能であれば、その周波数帯域を割り当てることを特徴とする請求項 39に記載の基地局。

[42] 前記チャネル制御手段では、さらに、前記判定処理に、移動局の移動速度、各周波数帯域における干渉量、各周波数帯域における電界強度、各周波数帯域における遅延広がり、各周波数帯域における信号対干渉雑音電力比（SINR)の少なくともいずれか一つを用いることを特徴とする請求項 40または 41に記載の基地局。