JP2004072456A - 無線通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】無線通信によるパケット通信を行うＣＤＭＡ無線通信システムにおいて、マルチキャリア端末とシングルキャリア端末を混在可能な通信システムを提供する。
【解決手段】基地局２０と、少なくとも一つのキャリアを使用して基地局とパケット通信を行う無線通信端末（ＣないしＧ）と同時に複数のキャリアを使用して基地局とパケット通信を行う無線通信端末（Ａ及びＢ）との少なくとも一方の無線通信端末とを備えた通信システムにおいて、基地局２０は、特定の無線通信端末（ＡないしＧ）にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備える。
【選択図】 図１
【解決手段】基地局２０と、少なくとも一つのキャリアを使用して基地局とパケット通信を行う無線通信端末（ＣないしＧ）と同時に複数のキャリアを使用して基地局とパケット通信を行う無線通信端末（Ａ及びＢ）との少なくとも一方の無線通信端末とを備えた通信システムにおいて、基地局２０は、特定の無線通信端末（ＡないしＧ）にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット通信を行うＣＤＭＡ無線通信システムにおいて、マルチキャリア端末とシングルキャリア端末を混在可能な無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
基地局からの順方向通信を時間分割多重（ＴＤＭＡ）によってパケット通信を行うＣＤＭＡ無線通信システムとして、例えば３ＧＰＰ２（ｈｔ ｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ２．ｏｒｇ／）において公開されているＣ．Ｓ００２４で規定される「ＨＲＰＤ」規格が知られている。これは上り下り一組の周波数チャネル（キャリア）を介してパケット通信を行うシングルキャリア端末の無線通信技術である。
【０００３】
一方、基地局からの順方向パケット通信を符号分割多重（ＣＤＭＡ）を用いて行う技術として、例えば３ＧＰＰ２規格のＣ．Ｓ０００１ないしＣ．Ｓ０００５−Ａの「Ｓｐｒｅａｄ Ｒａｔｅ ３」（ＳＲ３）が知られている。これは同時に複数の周波数チャネルを用いてパケット通信を行うマルチキャリア端末の無線通信技術であり、チップレートが１．２２８８ＭＨｚであるキャリア（周波数チャネル）を３つ同時に使用して通信を行い、３．６８６４ＭＨｚで通信可能な技術である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のＳＲ３を用いたマルチキャリア端末では、１つのキャリアがＣＤＭＡを行うための拡散符号を１つ占有するため、同一セル内においてマルチキャリア端末の数に応じて拡散符号が必要となっていた。
【０００５】
一方、従来のシングルキャリアを用いたシステムから将来普及が予定されているマルチキャリアシステムに移行する際に、既存の設備を拡張しシングルキャリアシステムとマルチキャリアシステムとを共存させて同時に利用できるとすれば、コストや拡張性の面からも非常に有効である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基地局と、一つのキャリア（例えば上り下り一組の周波数チャネルのことであり、シングルキャリアと言う）を使用して前記基地局とパケット通信を行う無線通信端末と同時に複数のキャリア（例えば上りは一つ以上、下りは二つ以上の一組の周波数チャネルを組み合わせたものであり、マルチキャリアと言う）を使用して前記基地局とパケット通信を行う無線通信端末との少なくとも一方の無線通信端末と、を備えた通信システムにおいて、前記基地局は、特定の前記無線通信端末に複数のキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、基地局と、一つのキャリアを使用して前記基地局とパケット通信を行う第１の無線通信端末と、同時に複数のキャリアを使用して前記基地局とパケット通信を行う第２の無線通信端末と、を備えた通信システムにおいて、前記基地局は、前記第１又は第２の無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記タイムスロット割当手段は、前記タイムスロット配分決定手段によって決定された、前記第１の無線通信端末が使用可能な時間スロット配分と、前記第２の無線通信端末が使用可能な時間スロット配分との中で、各々独立して前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質と、前記第２の無線通信端末の通信品質との比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質の平均値と、前記第２の無線通信端末の通信品質の平均値との比較結果に基づいて、前記第２の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定することを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４の発明において、前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質の最高値と、前記第２の無線通信端末の通信品質の最高値との比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定することを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項２又は３の発明において、前記タイムスロット配分決定手段は、当該基地局と接続されている、前記第１の無線通信端末の数と、前記第２の無線通信端末との数の比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定することを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか一つの発明において、前記パケット通信は、可変長パケットを使用して行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、一つのキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末と同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末の少なくとも一方と無線通信端末とパケット通信を行う基地局装置において、特定の前記無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０の発明は、一つのキャリアを使用してパケット通信を行う第１の無線通信端末及び同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う第２の無線通信端末とパケット通信を行う基地局装置において、前記第１又は第２の無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１の発明は、請求項９又は１０の発明において、前記パケット通信は、可変長パケットを使用して行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項１２の発明は、一つのキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末と同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末の少なくとも一方とパケット通信を行い、特定の前記無線通信端末に複数のキャリアを同時に割り当てる際に、複数のキャリアに共通する割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備える基地局装置と通信をする無線通信端末であって、前記基地局から送られた通信パケットのヘッダに含まれた前記割当情報によって、前記通信パケットの宛先を判別し、前記基地局と通信を行うことを特徴とする。
【００１８】
請求項１３の発明は、一つのキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末及び同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末とパケット通信を行い、特定の前記無線通信端末に複数のキャリアを同時に割り当てる際に、複数のキャリアに共通する割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備える基地局装置と通信をする無線通信端末であって、前記基地局から送られた通信パケットのヘッダに含まれた前記割当情報によって、前記通信パケットの宛先を判別し、前記基地局と通信を行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項１４の発明は、請求項１２又は１３の発明において、前記パケット通信は、可変長パケットを使用して行うことを特徴とする。
【００２０】
【発明の作用と効果】
請求項１の発明によると、基地局は、特定の前記無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段とを備えるので、基地局において前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とのタイムスロット配分を決定することができる。
【００２１】
請求項２に発明によると、基地局は、前記第１又は第２の無線通信端末に複数のキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段とを備えるので、基地局において前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とのタイムスロット配分を決定することができる。
【００２２】
請求項３の発明によると、前記タイムスロット割当手段は、前記タイムスロット配分決定手段によって決定された、前記第１の無線通信端末が使用可能な時間スロット配分と前記第２の無線通信端末が使用可能な時間スロット配分との中で、各々独立して前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるので、別の独立したアルゴリズムで通信に使用する時間を割り当てることができ、タイムスロット割り当て処理の負荷が軽減される。
【００２３】
請求項４の発明によると、前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質と、前記第１の無線通信端末の通信品質との比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するので、セル内のトラフィックの量を予め基地局において一元的に管理することができる。
【００２４】
請求項５の発明によると、前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質の平均値と、前記第２の無線通信端末の通信品質の平均値との比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するので、セル内の各無線通信端末の通信品質の状況に応じて動的に通信の優先度を決定することができる。
【００２５】
請求項６の発明によると、前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質の最高値と、前記第２の無線通信端末の通信品質の最高値との比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するので、セル内の各無線通信端末の通信品質の状況に応じて動的に通信の優先度を決定することができる。
【００２６】
請求項７の発明によると、前記タイムスロット配分決定手段は、当該基地局と接続されている前記第１の無線通信端末の数と、前記第２の無線通信端末との数の比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するので、無線通信数の多い端末側にタイムスロット配分を多く割り当て、動的に通信の優先度を高くすることができる。
【００２７】
請求項９の発明によると、一つのキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末と同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末の少なくとも一方と無線通信端末とパケット通信を行う基地局装置において、特定の前記無線通信端末に複数のキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段とを備えるので、基地局において前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とのタイムスロット配分を決定することができる。
【００２８】
請求項１０の発明によると、第１又は第２の無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段とを備えるので、基地局において第１の無線通信端末と第２の無線通信端末とのタイムスロット配分を決定することができる。
【００２９】
請求項１２及び１３の発明によると、無線通信端末はパケット通信を行い、特定の前記無線通信端末に複数のキャリアを同時に割り当てる際に、複数のキャリアに共通する割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備える基地局装置と通信をする無線通信端末であって、前記基地局から送られた通信パケットのヘッダに含まれた前記割当情報によって、前記通信パケットの宛先を判別し、前記基地局と通信を行うので、基地局において前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末との時間スロット配分を決定することができる。
請求項８、１１及び１４の発明によると、前記パケット通信は、可変長パケットを使用して行うので、無駄なパケットを極力発生させずに、通信回線を効率的に使用することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照にして本発明の実施の形態の通信システムの詳細を説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態の通信システムの概略図を示す。
【００３２】
１０は移動局、２０は基地局、３０は交換局である。
【００３３】
移動局１０は一つ以上の携帯端末を含む。携帯端末Ａ及び携帯端末Ｂはマルチキャリア端末であり、同時に三つのキャリアを使用し各々のキャリアごとに符号分割多重を行って基地局２０からの順方向のパケット通信を行う。携帯端末Ｃ、携帯端末Ｄ、携帯端末Ｅ、携帯端末Ｆ及び携帯端末Ｇはシングルキャリア端末であり、同時に一つのキャリアのみを使用し符号分割多重を行って基地局２０からの順方向のパケット通信を行う。
【００３４】
基地局２０は、アンテナ２１ないし２３、無線部２４ないし２６、制御部２７、記憶部２８を備えている。アンテナ２１ないし２３は各々無線部２４ないし２６に接続されており、移動局１０からの電波を受信し、移動局１０に対し電波を送信する。無線部２４ないし２６は、送信データをアンテナ２１ないし２３から送信する高周波信号に変換し、アンテナ２１ないし２３によって受信した高周波信号を受信データに変換する。アンテナ２１及び無線部２４、アンテナ２２及び無線部２５、アンテナ２４及び無線部２６は、それぞれ異なるキャリアを使用して移動局１０と通信する。すなわち、基地局２０は同時に複数のキャリアを送受信して、移動局１０との間でマルチキャリア通信を行うことができる。
制御部２７は、無線部２４ないし２６を制御し、また、後述するＭＡＣインデックスを割り当て、記憶部２８にＭＡＣインデックスを記憶し、移動局１０の管理を行う。
【００３５】
交換局３０は、基地局２０と他の基地局又は広帯域回線とを接続し、通信の仲介を行う。
【００３６】
次に、本発明の実施の形態の通信システムの概要を説明する。
【００３７】
本実施の形態の通信システムでは、基地局２０は同時に三つのキャリアを送受信可能であり、移動局１０と基地局２０とが同時に三つのキャリアを用いて通信を行うことができる。移動局１０のうち、シングルキャリア端末はこの三つのキャリアのうちうちいずれか一つ、マルチキャリア端末は三つのキャリアを同時に使用して基地局と通信を行うことができる。このとき、各キャリアにおいて時間分割多重（ＴＤＭＡ）を行い、一つのキャリア内でタイムスロットを設定し、このタイムスロット毎にデータを分割して通信を行う。このタイムスロットの大きさは固定長でもよいしデータ量やデータの種類に応じて可変長にしてもよい。
【００３８】
さらに、基地局２０と移動局１０とが通信を行うときは、各タイムスロット内での通信データを符号分割多重（ＣＤＭＡ）して通信を行う。
【００３９】
移動局１０と基地局２０とが通信を行う際に、基地局２０は「ＭＡＣインデックス」によって移動局が使用するキャリア、使用するタイムスロットを管理する。
【００４０】
図２はこのＭＡＣインデックスを説明する図である。
【００４１】
本実施の形態のＭＡＣインデックスは６４種類の符号（１０進数で０〜６３）で構成される６ビットからなる符号マップである。この符号（ＭＡＣインデックス）を、移動局１０に含まれる各端末に対して、各端末が使用するキャリア及び使用可能なタイムスロットを基地局２０において各々割り当てる。
【００４２】
図３は移動局１０と基地局２０とが通信を行う際のキャリアとタイムスロットとの割り当てを表した模式図である。
【００４３】
マルチキャリア端末（無線端末Ａ又はＢ）は、割り当てられた複数（本実施の形態では三つ）のキャリアのうち同一時間の複数（本実施の形態では三つ）のタイムスロットを同時に使用して通信を行う。シングルキャリア端末（無線端末ＣないしＧ）は１つのキャリアのみを使用して通信を行うので、同一時間では一つのキャリアの一つのタイムスロットしか使用しないので、異なるキャリアにおいては三つのシングルキャリア端末が同時にパケット通信を行うことができる。
【００４４】
次に、ＭＡＣインデックスを利用して、基地局２０が、無線端末に対してキャリアとタイムスロットを割り当て、パケット通信を行う際の動作を説明する。
【００４５】
まず、図４を用いて基地局２０が移動局１０（無線端末）に対してキャリアの割り当てを行う際の動作を説明する。
【００４６】
基地局２０は移動局１０に対し常に同期信号を送信している（処理４０１）。
【００４７】
移動局１０の電源が投入され基地局からの同期信号を受信すると（処理４０２）、移動局１０は基地局２０に対し、以下の処理４０４から４１３に示す登録動作処理を行う（処理４０３）。
【００４８】
この登録動作には、基地局２０に対して通信を行うために、基地局２０の制御部２７に移動局１０が登録されることが必要である。移動局１０はこの登録のための登録動作開始リクエストメッセージを基地局２０に対し送信して、基地局２０への登録を要求する（処理４０４）。基地局２０はこのリクエストメッセージを受信すると移動局１０の存在を認識する。同時に登録動作開始を確認する登録動作開始許可メッセージを移動局１０に対して返送する（処理４０５）。
【００４９】
移動局１０がこの許可メッセージを受信すると、移動局１０（無線端末）がシングルキャリア端末であるかマルチキャリア端末であるかの機能情報を基地局２０に送信して、無線端末の機能に適合したキャリア割当を要求する（処理４０６）。基地局２０はこの機能情報を受信して移動局１０がシングルキャリア端末又はマルチキャリア端末のいずれかであることを認識し、記憶部２８に移動局１０の機能情報を保存する。基地局２０は、機能情報が保存されると、機能情報を受領したことを確認する機能情報受領メッセージを移動局１０に対し返送する（処理４０７）。
【００５０】
次に、基地局２０は、移動局１０との通信に使用するためのキャリアを、キャリア１から３のいずれか一つ又は複数（二つ又は三つ全て）割り当てる（処理４０８）。この処理の詳細については図５を用いて後述する。
【００５１】
基地局２０において移動局１０に対してキャリアが割り当てられると、この割り当てたキャリア情報をキャリア割当メッセージとして移動局１０に対して送信する（処理４０９）。移動局１０は、このキャリア割当メッセージを受信するとキャリア情報を受信した旨のキャリア割当受領確認メッセージを返送する（処理４１０）。移動局１０はこの割り当てられたキャリアによって基地局２０と通信を行うように移動局１０内に備えられた無線部（図示省略）のキャリアの設定を変更する（処理４１１）。移動局１０においてキャリアの設定が完了すると、基地局２０に対してキャリア変更完了メッセージを送信する（処理４１２）。基地局２０はこのキャリア変更完了メッセージを受信すると、移動局１０に割り当てたキャリアで通信を行うことが可能になったと認識し、キャリア変更完了確認メッセージを返送する（処理４１３）。
【００５２】
以上により移動局１０と基地局２０との間のパケット通信用のキャリアが決定され、以降、この決定されたキャリアによって基地局２０と移動局１０とが通信を行うことができる。
【００５３】
図５はキャリア割り当て処理を表すフローチャートであり、図４の処理４０８として、基地局２０において実行される。
【００５４】
まず、図４の処理４０６で受信した移動局１０の機能情報を参照し（処理５０１）、移動局１０がシングルキャリア端末であるかマルチキャリア端末であるかを判別する（処理５０２）。マルチキャリアであった場合には処理５０３に移行する。移動局１０がシングルキャリアであった場合は処理５０４に移行する。
【００５５】
処理５０３では、マルチキャリア端末である移動局１０に対して３つのキャリアをすべて使用するように割り当てる。
【００５６】
処理５０４では、キャリア１に割り当てられている移動局１０の数及びトラフィック情報、並びに、キャリア３に割り当てられている移動局１０の数及びトラフィック情報を参照する。
【００５７】
基地局２０においては、どのキャリアにどの移動局が割り当てられているかを常に把握しているので、それぞれのキャリアにいくつの移動局が割り当てられているかは容易に把握できる。また、各キャリアにおけるタイムスロットを統計し、空きスロット率及び使用スロット率を把握し、各々のキャリアのトラフィックも把握できる。
【００５８】
次に、キャリア１とキャリア３との割り当て移動局数とトラフィックとから混雑状況を判断する。（処理５０５）。キャリア１がキャリア３に対して混雑していない場合は、移動局にキャリア１を割り当てる（処理５０６）。キャリア３がキャリア１に対して混雑していない場合は、移動局にキャリア３を割り当てる（処理５０７）。キャリア１及びキャリア３のいずれも混雑状態であると判断した場合には、移動局にキャリア２を割り当てる（処理５０８）。
【００５９】
次に、図６を用いて、基地局２０が移動局１０に対してＭＡＣインデックスを割り当てる際の動作を説明する。
【００６０】
まず、図４のシーケンスによってキャリアが決定して、パケット通信用のキャリアが設定されると、移動局１０は基地局２０に対して通信チャンネルの割り当てを要求する通信チャンネル割り当て要求メッセージを送信する（処理６０１）。この通信チャンネル割り当て要求メッセージを受信すると基地局２０は移動局１０に対し要求メッセージの受信を確認する通信チャンネル割り当て要求応答メッセージを返送し（処理６０２）、ＭＡＣインデックスを割り当てる際に必要な情報（以下、「移動局情報」という）を要求するＭＡＣインデックス割り当て移動局情報要求メッセージを送信して、移動局がマルチキャリア端末であるのかシングルキャリア端末であるのかの情報や、移動局の通信品質状態の情報等を要求する（処理６０３）。
【００６１】
移動局１０がこの情報要求メッセージを受信すると、移動局情報として、移動局の端末の種類の情報や、移動局の通信品質状態の情報を含むＭＡＣインデックス割り当て移動局情報要求応答メッセージを基地局２０に対して送信する（処理６０４）。移動局情報を基地局２０が受信すると受信を確認する情報受領応答メッセージを送信する（処理６０５）。
【００６２】
この移動局情報を元にして基地局２０は移動局１０に対してＭＡＣインデックスを割り当てる。この割り当て処理は図７を用いて後述する。
【００６３】
ＭＡＣインデックスが割り当てられると、基地局２０はこのＭＡＣインデックスを移動局１０に対してＭＡＣインデックス割り当てメッセージを送信して、ＭＡＣインデックスを通知する（処理６０７）。このＭＡＣインデックス割り当てメッセージを受信すると、移動局１０は基地局２０に対し受信を確認した旨の情報受領応答メッセージを返信し（処理６０８）、割り当てられたＭＡＣインデックスを移動局内に備えた記憶部（図示せず）に保存し、ＭＡＣインデックスを付したパケットを送受信できるように通信可能状態に設定する（処理６０９）。
【００６４】
これにより、基地局２０と移動局１０とがＭＡＣインデックスを用いたデータ通信を行うことが可能となる（処理６１０）。
【００６５】
図７は、このＭＡＣインデックス割り当ての動作を示すフローチャートである。
【００６６】
まず、通信を行う移動局１０が、シングルキャリアであるかマルチキャリアであるかを図４の処理４０６で受信した情報によって認識し取得し（処理７０１）、、図４の処理４０８によって設定した移動局１０のキャリアを認識し取得する（処理７０２）。
【００６７】
上記情報に基づいて、移動局１０がマルチキャリアである場合は処理７０４に移行し、シングルキャリアである場合には処理７１０に移行する（処理７０３）。
【００６８】
処理７０４では、マルチキャリア端末に割り当て可能なＭＡＣインデックスに空きがあるかどうかを判断する。マルチキャリア端末用のＭＡＣインデックスに空きがあれば処理７０５に移行し、ＭＡＣインデックスを移動局１０に割り当てて、移動局１０が使用するキャリアをＭＡＣインデックスに関連付けて記憶する。
【００６９】
この移動局１０と移動局１０の使用するキャリアとは、ＭＡＣインデックスの符号マップに割り当てられて記憶される。本発明の実施の形態の符号マップは０〜６３の６４種類の要素から構成される６ビットからなる符号マップを使用する（図２参照）。このとき、シングルキャリアは順方向から、マルチキャリアは逆方向から割り当てる（例えば、シングルキャリア端末を０、１、２、３、４・・・の順に割り当て、マルチキャリアを６３、６２、６１、・・・の順に割り当てる）。こうすることで各移動局のキャリア及びタイムスロットの割り当てが一意となり、タイムスロットとキャリアとを最大限に有効に活用することが可能になる。
【００７０】
処理７０４でＭＡＣインデックスに空きがないと判断した場合は、処理７０６に移行し、シングルキャリア端末用のＭＡＣインデックスに空きがあるか否かを判定する。シングルキャリア端末用のＭＡＣインデックスにも空きもないのであれば、この基地局２０のセルでの通信可能移動局数の上限に達していると判断し、移動局に対して混雑状態ある旨のメッセージを送信し（処理７０７）、処理を終了する。
【００７１】
一方、シングルキャリア端末用のＭＡＣインデックスに空きがあれば、シングルキャリア端末用にＭＡＣインデックスの空き領域をマルチキャリア端末用のＭＡＣインデックスの領域に割り当て（処理７０８）、追加された空き領域のＭＡＣインデックスを移動局（マルチキャリア端末）に対して割り当てる（処理７０９）。
【００７２】
本実施の形態では、予めシングルキャリアが使用するＭＡＣインデックスとマルチキャリアが使用するＭＡＣインデックスとのそれぞれの領域の境界を予め設定しておくが、このようにシングルキャリアとマルチキャリアとのいずれか一方が先に混雑状態になり空きが無くなってしまった場合には、領域の境界を移動させ、混雑状態が高い方の領域を増やすことができる。
【００７３】
また、シングルキャリアとマルチキャリアとの境界を固定し、同一セル内で通信を行うシングルキャリアとマルチキャリアとの移動局が通信可能になる比率を予め固定的に設定することもできる。
【００７４】
また、シングルキャリア端末用とマルチキャリア端末用とで別の符号マップを用意し、それぞれ個別に割り当てるよう構成してもよい。この場合は他方の種類の端末の混雑状態に影響されることはなくなる。
【００７５】
処理７０３でシングルキャリア端末であると判別した場合は、上記処理７０４から７０９と同様の処理を行い、混雑状態であり空き待ちであるとのメッセージを送信し、処理を終了するか、ＭＡＣインデックスを割り当てる（処理７１０から７１５）。
【００７６】
以上により基地局２０から移動局１０に対してＭＡＣインデックスが割り当てられる。
【００７７】
次に、割り当てられたＭＡＣインデックスによって基地局２０と移動局１０とがパケット通信を行う際の手順を説明する。
【００７８】
移動局１０からデータ送信のリクエストがあった場合、まず基地局２０は、ＭＡＣインデックスを参照し、移動局１０とその移動局１０に割り当てられたキャリアとを取得し、一つのＭＡＣインデックスに対し一つの時間間隔であるフレームを割り当て、割り当てた順序に従ってパケットを送信する。このフレームは各々のキャリアのタイムスロットを含む。なおこのフレームは固定長でもよいし可変長でもよい。
【００７９】
フレームの割り当てが決定すると、基地局２０はＭＡＣインデックスを含むヘッダを付加したパケットを順次送信する（図８）。
【００８０】
移動局１０は、ヘッダを参照し、パケット長、時間単位長等を認識してパケットを受信する。時間単位が終了すると、次のパケット受信に備える。
【００８１】
本実施の携帯の通信システムでは、各移動局１０を各フレームに割り当てる際に、図９のようにシングルキャリア端末に割り当てるフレームとマルチキャリアの端末に割り当てるフレームとの配分を基地局２０側で管理して決定する。
【００８２】
この配分は次のような手段のいずれかで行う。
【００８３】
（手段１） シングルキャリア端末とマルチキャリア端末とが通信に用いるフレームの比率を予め設定しておき、その比率に基づいてフレームを割り当てる。
【００８４】
（手段２） 各シングルキャリア端末から報告される通信品質の平均値と各マルチキャリア端末から報告される通信品質の平均値との比率を演算し、その比率に基づいてフレームを割り当てる。
【００８５】
（手段３） 各シングルキャリア端末から報告される通信品質の最高値と各マルチキャリア端末から報告される通信品質の最高値との比率を演算し、その比率に基づいてフレームを割り当てる。
【００８６】
（手段４） シングルキャリア端末の総数とマルチキャリア端末の総数との比率を演算し、その比率に基づいてフレームを割り当てる。
【００８７】
以下、各々の手段について説明する。なお、ここでは例としてタイムスロット数が２５６の場合の割り当て手順を説明する。
【００８８】
手段１では、基地局２０側で同一セル内で行う通信において、シングルキャリア端末とマルチキャリア端末との比率を基地局２０で予め決定しておき、その比率に基づいてフレームの割り当てを行う。例えばシングルキャリア端末とマルチキャリア端末の比率を１：３に予め決定しておいた場合、２５６×（１÷４）＝６４個のタイムスロットを１組にしたフレームをシングルキャリア端末に割り当てた後、２５６×（３÷４）＝１９２個のタイムスロットを組にしたフレームをマルチキャリア端末に割り当て、これを交互に繰り返す、という手順で行う（図１０）。この手段１では、セル内のトラフィックの量を予め基地局において一元的に管理することができる。
【００８９】
手段２では、移動局１０から基地局２０に対して報告される通信品質を集計し、各シングルキャリア端末から報告される通信品質の平均値と各マルチキャリア端末から報告される通信品質の平均値との比率を求め、基地局２０がその比率に応じてフレームの割り当てを動的に管理するものである。
【００９０】
図１１は、このこの手段２によるフレームの割り当て手順のフローチャートである。
【００９１】
まず、基地局２０はセル内で通信を行っている移動局１０のうちマルチキャリア端末の下り方向の通信品質情報を得る。得られた通信品質情報は、移動局１０から基地局２０に対して行う上り方向の通信パケットのヘッダに含まれているので、基地局２０はそれを受信し解析する（処理１１０１）。
【００９２】
次に、このマルチキャリア端末の通信品質情報の平均値を得る。これは、数式１によって演算される（処理１１０２）。
【００９３】
【数１】
【００９４】
次に、同様にしてシングルキャリア端末の通信品質情報を受信し（処理１１０３）、平均値を演算する。これは、数式２によって演算される（処理１１０４）。
【００９５】
【数２】
【００９６】
次に、この平均値から基地局２０は割り当てるフレームの数を決定する。まずマルチキャリア端末に割り当てるタイムスロット数は、数式３によって演算される（処理１１０５）。
【００９７】
【数３】
【００９８】
同様にして、シングルキャリア端末に割り当てるタイムスロット数は、数式４によって演算される（処理１１０６）。
【００９９】
【数４】
【０１００】
この演算値から、基地局２０は、キャリア１からキャリア３までの三つのキャリアに対して、第１番目のタイムスロットから第Ｎｓｌｏｔｍｃ番目のタイムスロットをマルチキャリア端末の通信に割り当てる（処理１１０７）。移動局１０に複数のマルチキャリア端末が含まれる場合は、このフレーム（Ｎｓｌｏｔｍｃ個のタイムスロットから構成される）をさらにいくつかに分割したフレームを設定し、各々のフレームに各マルチキャリア端末を割り当てる。
【０１０１】
次に、基地局２０は、キャリア１からキャリア３までの三つのキャリアに対して、第（Ｎｓｌｏｔｍｃ＋１）番目のタイムスロットから第Ｎｓｌｏｔｓｃ番目のタイムスロットをシングルキャリア端末の通信に割り当てる（処理１１０８）。
【０１０２】
移動局１０に複数のシングルキャリア端末が含まれている場合には、１から３の各キャリアにおいてこのフレーム（（Ｎｓｌｏｔｓｃ−（Ｎｓｌｏｔｍｃ＋１））個のタイムスロットから構成される）をさらにいくつかに分割したフレームを設定し、各々のフレームに各シングルキャリア端末を割り当てる。
【０１０３】
第１番目から第２５６番目のタイムスロットまで通信が行われると、次の２５６個のタイムスロットに対して処理１１０１から１１０８の処理を繰り返す。
【０１０４】
上述した手段２では、シングルキャリア端末の通信品質の平均値とマルチキャリア端末の通信品質の平均値との比率によってフレーム数の比を決定するので、セル内の各端末の通信品質の状況に応じて動的に通信の優先度を決定することができる。
【０１０５】
手段３は、移動局１０から基地局２０に対して報告される通信品質を集計し、各シングルキャリア端末から報告される通信品質の最高値と各マルチキャリア端末から報告される通信品質の最高値との比率を求め、基地局２０がその比率に応じてフレームの割り当てを動的に管理するものである。
【０１０６】
図１２は、このこの手段３によるフレームの割り当て手順のフローチャートである。
【０１０７】
まず、基地局２０はセル内で通信を行っている移動局１０のうちマルチキャリア端末の下り方向の通信品質情報を得る。得られた通信品質情報は、移動局１０から基地局２０に対して行う上り方向の通信パケットのヘッダに含まれているので、基地局２０はそれを受信し解析する（処理１２０１）。
【０１０８】
次に、このマルチキャリア端末の通信品質情報の最高値ＱＳｍｃを得る（処理１２０２）。
【０１０９】
次に、同様にしてシングルキャリア端末の通信品質情報を受信し（処理１２０３）、最高値ＱＳｓｃを得る（処理１２０４）。
【０１１０】
次に、この最高値から基地局２０が割り当てるフレームの数を決定する。まずマルチキャリア端末に割り当てるタイムスロット数は、数式５によって演算される（処理１２０５）。
【０１１１】
【数５】
【０１１２】
同様にして、シングルキャリア端末に割り当てるタイムスロット数は、数式６によって演算される（処理１２０６）。
【０１１３】
【数６】
【０１１４】
この演算値から、基地局２０は、キャリア１からキャリア３までの三つのキャリアに対して、第１番目のタイムスロットから第Ｎｓｌｏｔｍｃ番目のタイムスロットをマルチキャリア端末の通信に割り当てる（処理１２０７）。移動局１０に複数のマルチキャリア端末が含まれる場合は、このフレーム（Ｎｓｌｏｔｍｃ個のタイムスロットから構成される）をさらにいくつかに分割したフレームを設定し、各々のフレームに各マルチキャリア端末を割り当てる。
【０１１５】
次に、基地局２０は、キャリア１からキャリア３までの三つのキャリアに対して、第（Ｎｓｌｏｔｍｃ＋１）番目のタイムスロットから第Ｎｓｌｏｔｓｃ番目のタイムスロットをシングルキャリア端末の通信に割り当てる（処理１２０８）。
【０１１６】
移動局１０に複数のシングルキャリア端末が含まれている場合には、１から３の各キャリアにおいてこのフレーム（（Ｎｓｌｏｔｓｃ−（Ｎｓｌｏｔｍｃ＋１））個のタイムスロットから構成される）をさらにいくつかに分割したフレームを設定し、各々のフレームに各シングルキャリア端末を割り当てる。
【０１１７】
第１番目から第２５６番目のタイムスロットまで通信が行われると、次の２５６個のタイムスロットに対して処理１２０１から１２０８の処理を繰り返す。
【０１１８】
上記の手順３では、シングルキャリア端末の通信品質の最高値とマルチキャリア端末の通信品質の最高値との比率によってフレーム数の比を決定するので、セル内の各端末の通信品質の状況に応じて動的に通信の優先度を決定することができる。
【０１１９】
手順４は、基地局２０と通信を行う移動局１０に含まれる端末のうち、シングルキャリア端末の総数とマルチキャリア端末の総数との比率を求め、基地局２０がその比率に応じてフレームの割り当てを動的に管理するものである。
【０１２０】
図１３は、このこの手段４によるフレームの割り当て手順のフローチャートである。
【０１２１】
まず、基地局２０は、マルチキャリア端末の総数Ｎｍｃを取得する（処理１３０１）。
【０１２２】
次に、基地局２０は、シングルキャリア端末の総数Ｎｓｃを取得する（処理１３０２）。
【０１２３】
次に、この各々の端末の総数から、基地局２０が割り当てるフレームの数を決定する。まずマルチキャリア端末に割り当てるタイムスロット数は、数式７によって演算される（処理１３０３）。
【０１２４】
【数７】
【０１２５】
同様にして、シングルキャリア端末に割り当てるタイムスロット数は、数式８によって演算される（処理１３０４）。
【０１２６】
【数８】
【０１２７】
この演算値から、基地局２０は、キャリア１からキャリア３までの三つのキャリアに対して、第１番目のタイムスロットから第Ｎｓｌｏｔｍｃ番目のタイムスロットをマルチキャリア端末の通信に割り当てる（処理１３０５）。移動局１０に複数のマルチキャリア端末が含まれる場合は、このフレーム（Ｎｓｌｏｔｍｃ個のタイムスロットから構成される）をさらにいくつかに分割したフレームを設定し、各々のフレームに各マルチキャリア端末を割り当てる。
【０１２８】
次に、基地局２０は、キャリア１からキャリア３までの三つのキャリアに対して、第（Ｎｓｌｏｔｍｃ＋１）番目のタイムスロットから第Ｎｓｌｏｔｓｃ番目のタイムスロットをシングルキャリア端末の通信に割り当てる（処理１３０６）。
【０１２９】
移動局１０に複数のシングルキャリア端末が含まれている場合には、１から３の各週端数においてこのフレーム（（Ｎｓｌｏｔｓｃ−（Ｎｓｌｏｔｍｃ＋１））個のタイムスロットから構成される）をさらにいくつかに分割したフレームを設定し、各々のフレームに各シングルキャリア端末を割り当てる。
【０１３０】
第１番目から第２５６番目のタイムスロットまで通信が行われると、次の２５６このタイムスロットに対して処理１３０１から１３０６の処理を繰り返す。
【０１３１】
上記の手順４では、マルチキャリア端末の総数とシングルキャリア端末の総数との比率によってフレーム数の比率を決定するので、マルチキャリア端末とシングルキャリア端末とのいずれかのユーザーの総数が他方に比べて増えた場合には、動的にユーザー数の多い端末側にフレーム数が多く割り当てられ、通信の優先度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態通信システムの概略図。
【図２】ＭＡＣインデックスの概略図。
【図３】キャリアと移動局との割り当てを表した概略図。
【図４】移動局と基地局とでキャリアを割り当てる動作を表したシーケンス図。
【図５】基地局が移動局に対してキャリアを割り当てる際のフローチャート。
【図６】移動局と基地局とでＭＡＣインデックスを割り当てる動作を表したシーケンス図。
【図７】基地局が移動局に対してＭＡＣインデックスを割り当てる際のフローチャート。
【図８】移動局と基地局とが行う通信が使用するパケットの概略図。
【図９】各移動端末に割り当てるフレームの割り当て図。
【図１０】シングルキャリア端末とマルチキャリア端末との比率を１：３に設定した場合の割り当て図。
【図１１】通信品質の平均値の比率からフレームを割り当てる際のフローチャート。
【図１２】通信品質の最高値の比率からフレームを割り当てる際のフローチャート。
【図１３】端末の総数の比率からフレームを割り当てる際のフローチャート。
【符号の説明】
１０ 移動局
２０ 基地局
２１〜２３ アンテナ
２４〜２６ 無線部
２７ 管理部
２８ 記憶部
３０ 交換局
【発明の属する技術分野】
本発明は、パケット通信を行うＣＤＭＡ無線通信システムにおいて、マルチキャリア端末とシングルキャリア端末を混在可能な無線通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
基地局からの順方向通信を時間分割多重（ＴＤＭＡ）によってパケット通信を行うＣＤＭＡ無線通信システムとして、例えば３ＧＰＰ２（ｈｔ ｔｐ：／／ｗｗｗ．３ｇｐｐ２．ｏｒｇ／）において公開されているＣ．Ｓ００２４で規定される「ＨＲＰＤ」規格が知られている。これは上り下り一組の周波数チャネル（キャリア）を介してパケット通信を行うシングルキャリア端末の無線通信技術である。
【０００３】
一方、基地局からの順方向パケット通信を符号分割多重（ＣＤＭＡ）を用いて行う技術として、例えば３ＧＰＰ２規格のＣ．Ｓ０００１ないしＣ．Ｓ０００５−Ａの「Ｓｐｒｅａｄ Ｒａｔｅ ３」（ＳＲ３）が知られている。これは同時に複数の周波数チャネルを用いてパケット通信を行うマルチキャリア端末の無線通信技術であり、チップレートが１．２２８８ＭＨｚであるキャリア（周波数チャネル）を３つ同時に使用して通信を行い、３．６８６４ＭＨｚで通信可能な技術である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のＳＲ３を用いたマルチキャリア端末では、１つのキャリアがＣＤＭＡを行うための拡散符号を１つ占有するため、同一セル内においてマルチキャリア端末の数に応じて拡散符号が必要となっていた。
【０００５】
一方、従来のシングルキャリアを用いたシステムから将来普及が予定されているマルチキャリアシステムに移行する際に、既存の設備を拡張しシングルキャリアシステムとマルチキャリアシステムとを共存させて同時に利用できるとすれば、コストや拡張性の面からも非常に有効である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、基地局と、一つのキャリア（例えば上り下り一組の周波数チャネルのことであり、シングルキャリアと言う）を使用して前記基地局とパケット通信を行う無線通信端末と同時に複数のキャリア（例えば上りは一つ以上、下りは二つ以上の一組の周波数チャネルを組み合わせたものであり、マルチキャリアと言う）を使用して前記基地局とパケット通信を行う無線通信端末との少なくとも一方の無線通信端末と、を備えた通信システムにおいて、前記基地局は、特定の前記無線通信端末に複数のキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２の発明は、基地局と、一つのキャリアを使用して前記基地局とパケット通信を行う第１の無線通信端末と、同時に複数のキャリアを使用して前記基地局とパケット通信を行う第２の無線通信端末と、を備えた通信システムにおいて、前記基地局は、前記第１又は第２の無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記タイムスロット割当手段は、前記タイムスロット配分決定手段によって決定された、前記第１の無線通信端末が使用可能な時間スロット配分と、前記第２の無線通信端末が使用可能な時間スロット配分との中で、各々独立して前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質と、前記第２の無線通信端末の通信品質との比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定することを特徴とする。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質の平均値と、前記第２の無線通信端末の通信品質の平均値との比較結果に基づいて、前記第２の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定することを特徴とする。
【００１１】
請求項６の発明は、請求項４の発明において、前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質の最高値と、前記第２の無線通信端末の通信品質の最高値との比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定することを特徴とする。
【００１２】
請求項７の発明は、請求項２又は３の発明において、前記タイムスロット配分決定手段は、当該基地局と接続されている、前記第１の無線通信端末の数と、前記第２の無線通信端末との数の比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定することを特徴とする。
【００１３】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか一つの発明において、前記パケット通信は、可変長パケットを使用して行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項９の発明は、一つのキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末と同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末の少なくとも一方と無線通信端末とパケット通信を行う基地局装置において、特定の前記無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０の発明は、一つのキャリアを使用してパケット通信を行う第１の無線通信端末及び同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う第２の無線通信端末とパケット通信を行う基地局装置において、前記第１又は第２の無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１の発明は、請求項９又は１０の発明において、前記パケット通信は、可変長パケットを使用して行うことを特徴とする。
【００１７】
請求項１２の発明は、一つのキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末と同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末の少なくとも一方とパケット通信を行い、特定の前記無線通信端末に複数のキャリアを同時に割り当てる際に、複数のキャリアに共通する割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備える基地局装置と通信をする無線通信端末であって、前記基地局から送られた通信パケットのヘッダに含まれた前記割当情報によって、前記通信パケットの宛先を判別し、前記基地局と通信を行うことを特徴とする。
【００１８】
請求項１３の発明は、一つのキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末及び同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末とパケット通信を行い、特定の前記無線通信端末に複数のキャリアを同時に割り当てる際に、複数のキャリアに共通する割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備える基地局装置と通信をする無線通信端末であって、前記基地局から送られた通信パケットのヘッダに含まれた前記割当情報によって、前記通信パケットの宛先を判別し、前記基地局と通信を行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項１４の発明は、請求項１２又は１３の発明において、前記パケット通信は、可変長パケットを使用して行うことを特徴とする。
【００２０】
【発明の作用と効果】
請求項１の発明によると、基地局は、特定の前記無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段とを備えるので、基地局において前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とのタイムスロット配分を決定することができる。
【００２１】
請求項２に発明によると、基地局は、前記第１又は第２の無線通信端末に複数のキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段とを備えるので、基地局において前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とのタイムスロット配分を決定することができる。
【００２２】
請求項３の発明によると、前記タイムスロット割当手段は、前記タイムスロット配分決定手段によって決定された、前記第１の無線通信端末が使用可能な時間スロット配分と前記第２の無線通信端末が使用可能な時間スロット配分との中で、各々独立して前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるので、別の独立したアルゴリズムで通信に使用する時間を割り当てることができ、タイムスロット割り当て処理の負荷が軽減される。
【００２３】
請求項４の発明によると、前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質と、前記第１の無線通信端末の通信品質との比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するので、セル内のトラフィックの量を予め基地局において一元的に管理することができる。
【００２４】
請求項５の発明によると、前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質の平均値と、前記第２の無線通信端末の通信品質の平均値との比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するので、セル内の各無線通信端末の通信品質の状況に応じて動的に通信の優先度を決定することができる。
【００２５】
請求項６の発明によると、前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質の最高値と、前記第２の無線通信端末の通信品質の最高値との比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するので、セル内の各無線通信端末の通信品質の状況に応じて動的に通信の優先度を決定することができる。
【００２６】
請求項７の発明によると、前記タイムスロット配分決定手段は、当該基地局と接続されている前記第１の無線通信端末の数と、前記第２の無線通信端末との数の比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するので、無線通信数の多い端末側にタイムスロット配分を多く割り当て、動的に通信の優先度を高くすることができる。
【００２７】
請求項９の発明によると、一つのキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末と同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末の少なくとも一方と無線通信端末とパケット通信を行う基地局装置において、特定の前記無線通信端末に複数のキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段とを備えるので、基地局において前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とのタイムスロット配分を決定することができる。
【００２８】
請求項１０の発明によると、第１又は第２の無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段とを備えるので、基地局において第１の無線通信端末と第２の無線通信端末とのタイムスロット配分を決定することができる。
【００２９】
請求項１２及び１３の発明によると、無線通信端末はパケット通信を行い、特定の前記無線通信端末に複数のキャリアを同時に割り当てる際に、複数のキャリアに共通する割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備える基地局装置と通信をする無線通信端末であって、前記基地局から送られた通信パケットのヘッダに含まれた前記割当情報によって、前記通信パケットの宛先を判別し、前記基地局と通信を行うので、基地局において前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末との時間スロット配分を決定することができる。
請求項８、１１及び１４の発明によると、前記パケット通信は、可変長パケットを使用して行うので、無駄なパケットを極力発生させずに、通信回線を効率的に使用することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照にして本発明の実施の形態の通信システムの詳細を説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態の通信システムの概略図を示す。
【００３２】
１０は移動局、２０は基地局、３０は交換局である。
【００３３】
移動局１０は一つ以上の携帯端末を含む。携帯端末Ａ及び携帯端末Ｂはマルチキャリア端末であり、同時に三つのキャリアを使用し各々のキャリアごとに符号分割多重を行って基地局２０からの順方向のパケット通信を行う。携帯端末Ｃ、携帯端末Ｄ、携帯端末Ｅ、携帯端末Ｆ及び携帯端末Ｇはシングルキャリア端末であり、同時に一つのキャリアのみを使用し符号分割多重を行って基地局２０からの順方向のパケット通信を行う。
【００３４】
基地局２０は、アンテナ２１ないし２３、無線部２４ないし２６、制御部２７、記憶部２８を備えている。アンテナ２１ないし２３は各々無線部２４ないし２６に接続されており、移動局１０からの電波を受信し、移動局１０に対し電波を送信する。無線部２４ないし２６は、送信データをアンテナ２１ないし２３から送信する高周波信号に変換し、アンテナ２１ないし２３によって受信した高周波信号を受信データに変換する。アンテナ２１及び無線部２４、アンテナ２２及び無線部２５、アンテナ２４及び無線部２６は、それぞれ異なるキャリアを使用して移動局１０と通信する。すなわち、基地局２０は同時に複数のキャリアを送受信して、移動局１０との間でマルチキャリア通信を行うことができる。
制御部２７は、無線部２４ないし２６を制御し、また、後述するＭＡＣインデックスを割り当て、記憶部２８にＭＡＣインデックスを記憶し、移動局１０の管理を行う。
【００３５】
交換局３０は、基地局２０と他の基地局又は広帯域回線とを接続し、通信の仲介を行う。
【００３６】
次に、本発明の実施の形態の通信システムの概要を説明する。
【００３７】
本実施の形態の通信システムでは、基地局２０は同時に三つのキャリアを送受信可能であり、移動局１０と基地局２０とが同時に三つのキャリアを用いて通信を行うことができる。移動局１０のうち、シングルキャリア端末はこの三つのキャリアのうちうちいずれか一つ、マルチキャリア端末は三つのキャリアを同時に使用して基地局と通信を行うことができる。このとき、各キャリアにおいて時間分割多重（ＴＤＭＡ）を行い、一つのキャリア内でタイムスロットを設定し、このタイムスロット毎にデータを分割して通信を行う。このタイムスロットの大きさは固定長でもよいしデータ量やデータの種類に応じて可変長にしてもよい。
【００３８】
さらに、基地局２０と移動局１０とが通信を行うときは、各タイムスロット内での通信データを符号分割多重（ＣＤＭＡ）して通信を行う。
【００３９】
移動局１０と基地局２０とが通信を行う際に、基地局２０は「ＭＡＣインデックス」によって移動局が使用するキャリア、使用するタイムスロットを管理する。
【００４０】
図２はこのＭＡＣインデックスを説明する図である。
【００４１】
本実施の形態のＭＡＣインデックスは６４種類の符号（１０進数で０〜６３）で構成される６ビットからなる符号マップである。この符号（ＭＡＣインデックス）を、移動局１０に含まれる各端末に対して、各端末が使用するキャリア及び使用可能なタイムスロットを基地局２０において各々割り当てる。
【００４２】
図３は移動局１０と基地局２０とが通信を行う際のキャリアとタイムスロットとの割り当てを表した模式図である。
【００４３】
マルチキャリア端末（無線端末Ａ又はＢ）は、割り当てられた複数（本実施の形態では三つ）のキャリアのうち同一時間の複数（本実施の形態では三つ）のタイムスロットを同時に使用して通信を行う。シングルキャリア端末（無線端末ＣないしＧ）は１つのキャリアのみを使用して通信を行うので、同一時間では一つのキャリアの一つのタイムスロットしか使用しないので、異なるキャリアにおいては三つのシングルキャリア端末が同時にパケット通信を行うことができる。
【００４４】
次に、ＭＡＣインデックスを利用して、基地局２０が、無線端末に対してキャリアとタイムスロットを割り当て、パケット通信を行う際の動作を説明する。
【００４５】
まず、図４を用いて基地局２０が移動局１０（無線端末）に対してキャリアの割り当てを行う際の動作を説明する。
【００４６】
基地局２０は移動局１０に対し常に同期信号を送信している（処理４０１）。
【００４７】
移動局１０の電源が投入され基地局からの同期信号を受信すると（処理４０２）、移動局１０は基地局２０に対し、以下の処理４０４から４１３に示す登録動作処理を行う（処理４０３）。
【００４８】
この登録動作には、基地局２０に対して通信を行うために、基地局２０の制御部２７に移動局１０が登録されることが必要である。移動局１０はこの登録のための登録動作開始リクエストメッセージを基地局２０に対し送信して、基地局２０への登録を要求する（処理４０４）。基地局２０はこのリクエストメッセージを受信すると移動局１０の存在を認識する。同時に登録動作開始を確認する登録動作開始許可メッセージを移動局１０に対して返送する（処理４０５）。
【００４９】
移動局１０がこの許可メッセージを受信すると、移動局１０（無線端末）がシングルキャリア端末であるかマルチキャリア端末であるかの機能情報を基地局２０に送信して、無線端末の機能に適合したキャリア割当を要求する（処理４０６）。基地局２０はこの機能情報を受信して移動局１０がシングルキャリア端末又はマルチキャリア端末のいずれかであることを認識し、記憶部２８に移動局１０の機能情報を保存する。基地局２０は、機能情報が保存されると、機能情報を受領したことを確認する機能情報受領メッセージを移動局１０に対し返送する（処理４０７）。
【００５０】
次に、基地局２０は、移動局１０との通信に使用するためのキャリアを、キャリア１から３のいずれか一つ又は複数（二つ又は三つ全て）割り当てる（処理４０８）。この処理の詳細については図５を用いて後述する。
【００５１】
基地局２０において移動局１０に対してキャリアが割り当てられると、この割り当てたキャリア情報をキャリア割当メッセージとして移動局１０に対して送信する（処理４０９）。移動局１０は、このキャリア割当メッセージを受信するとキャリア情報を受信した旨のキャリア割当受領確認メッセージを返送する（処理４１０）。移動局１０はこの割り当てられたキャリアによって基地局２０と通信を行うように移動局１０内に備えられた無線部（図示省略）のキャリアの設定を変更する（処理４１１）。移動局１０においてキャリアの設定が完了すると、基地局２０に対してキャリア変更完了メッセージを送信する（処理４１２）。基地局２０はこのキャリア変更完了メッセージを受信すると、移動局１０に割り当てたキャリアで通信を行うことが可能になったと認識し、キャリア変更完了確認メッセージを返送する（処理４１３）。
【００５２】
以上により移動局１０と基地局２０との間のパケット通信用のキャリアが決定され、以降、この決定されたキャリアによって基地局２０と移動局１０とが通信を行うことができる。
【００５３】
図５はキャリア割り当て処理を表すフローチャートであり、図４の処理４０８として、基地局２０において実行される。
【００５４】
まず、図４の処理４０６で受信した移動局１０の機能情報を参照し（処理５０１）、移動局１０がシングルキャリア端末であるかマルチキャリア端末であるかを判別する（処理５０２）。マルチキャリアであった場合には処理５０３に移行する。移動局１０がシングルキャリアであった場合は処理５０４に移行する。
【００５５】
処理５０３では、マルチキャリア端末である移動局１０に対して３つのキャリアをすべて使用するように割り当てる。
【００５６】
処理５０４では、キャリア１に割り当てられている移動局１０の数及びトラフィック情報、並びに、キャリア３に割り当てられている移動局１０の数及びトラフィック情報を参照する。
【００５７】
基地局２０においては、どのキャリアにどの移動局が割り当てられているかを常に把握しているので、それぞれのキャリアにいくつの移動局が割り当てられているかは容易に把握できる。また、各キャリアにおけるタイムスロットを統計し、空きスロット率及び使用スロット率を把握し、各々のキャリアのトラフィックも把握できる。
【００５８】
次に、キャリア１とキャリア３との割り当て移動局数とトラフィックとから混雑状況を判断する。（処理５０５）。キャリア１がキャリア３に対して混雑していない場合は、移動局にキャリア１を割り当てる（処理５０６）。キャリア３がキャリア１に対して混雑していない場合は、移動局にキャリア３を割り当てる（処理５０７）。キャリア１及びキャリア３のいずれも混雑状態であると判断した場合には、移動局にキャリア２を割り当てる（処理５０８）。
【００５９】
次に、図６を用いて、基地局２０が移動局１０に対してＭＡＣインデックスを割り当てる際の動作を説明する。
【００６０】
まず、図４のシーケンスによってキャリアが決定して、パケット通信用のキャリアが設定されると、移動局１０は基地局２０に対して通信チャンネルの割り当てを要求する通信チャンネル割り当て要求メッセージを送信する（処理６０１）。この通信チャンネル割り当て要求メッセージを受信すると基地局２０は移動局１０に対し要求メッセージの受信を確認する通信チャンネル割り当て要求応答メッセージを返送し（処理６０２）、ＭＡＣインデックスを割り当てる際に必要な情報（以下、「移動局情報」という）を要求するＭＡＣインデックス割り当て移動局情報要求メッセージを送信して、移動局がマルチキャリア端末であるのかシングルキャリア端末であるのかの情報や、移動局の通信品質状態の情報等を要求する（処理６０３）。
【００６１】
移動局１０がこの情報要求メッセージを受信すると、移動局情報として、移動局の端末の種類の情報や、移動局の通信品質状態の情報を含むＭＡＣインデックス割り当て移動局情報要求応答メッセージを基地局２０に対して送信する（処理６０４）。移動局情報を基地局２０が受信すると受信を確認する情報受領応答メッセージを送信する（処理６０５）。
【００６２】
この移動局情報を元にして基地局２０は移動局１０に対してＭＡＣインデックスを割り当てる。この割り当て処理は図７を用いて後述する。
【００６３】
ＭＡＣインデックスが割り当てられると、基地局２０はこのＭＡＣインデックスを移動局１０に対してＭＡＣインデックス割り当てメッセージを送信して、ＭＡＣインデックスを通知する（処理６０７）。このＭＡＣインデックス割り当てメッセージを受信すると、移動局１０は基地局２０に対し受信を確認した旨の情報受領応答メッセージを返信し（処理６０８）、割り当てられたＭＡＣインデックスを移動局内に備えた記憶部（図示せず）に保存し、ＭＡＣインデックスを付したパケットを送受信できるように通信可能状態に設定する（処理６０９）。
【００６４】
これにより、基地局２０と移動局１０とがＭＡＣインデックスを用いたデータ通信を行うことが可能となる（処理６１０）。
【００６５】
図７は、このＭＡＣインデックス割り当ての動作を示すフローチャートである。
【００６６】
まず、通信を行う移動局１０が、シングルキャリアであるかマルチキャリアであるかを図４の処理４０６で受信した情報によって認識し取得し（処理７０１）、、図４の処理４０８によって設定した移動局１０のキャリアを認識し取得する（処理７０２）。
【００６７】
上記情報に基づいて、移動局１０がマルチキャリアである場合は処理７０４に移行し、シングルキャリアである場合には処理７１０に移行する（処理７０３）。
【００６８】
処理７０４では、マルチキャリア端末に割り当て可能なＭＡＣインデックスに空きがあるかどうかを判断する。マルチキャリア端末用のＭＡＣインデックスに空きがあれば処理７０５に移行し、ＭＡＣインデックスを移動局１０に割り当てて、移動局１０が使用するキャリアをＭＡＣインデックスに関連付けて記憶する。
【００６９】
この移動局１０と移動局１０の使用するキャリアとは、ＭＡＣインデックスの符号マップに割り当てられて記憶される。本発明の実施の形態の符号マップは０〜６３の６４種類の要素から構成される６ビットからなる符号マップを使用する（図２参照）。このとき、シングルキャリアは順方向から、マルチキャリアは逆方向から割り当てる（例えば、シングルキャリア端末を０、１、２、３、４・・・の順に割り当て、マルチキャリアを６３、６２、６１、・・・の順に割り当てる）。こうすることで各移動局のキャリア及びタイムスロットの割り当てが一意となり、タイムスロットとキャリアとを最大限に有効に活用することが可能になる。
【００７０】
処理７０４でＭＡＣインデックスに空きがないと判断した場合は、処理７０６に移行し、シングルキャリア端末用のＭＡＣインデックスに空きがあるか否かを判定する。シングルキャリア端末用のＭＡＣインデックスにも空きもないのであれば、この基地局２０のセルでの通信可能移動局数の上限に達していると判断し、移動局に対して混雑状態ある旨のメッセージを送信し（処理７０７）、処理を終了する。
【００７１】
一方、シングルキャリア端末用のＭＡＣインデックスに空きがあれば、シングルキャリア端末用にＭＡＣインデックスの空き領域をマルチキャリア端末用のＭＡＣインデックスの領域に割り当て（処理７０８）、追加された空き領域のＭＡＣインデックスを移動局（マルチキャリア端末）に対して割り当てる（処理７０９）。
【００７２】
本実施の形態では、予めシングルキャリアが使用するＭＡＣインデックスとマルチキャリアが使用するＭＡＣインデックスとのそれぞれの領域の境界を予め設定しておくが、このようにシングルキャリアとマルチキャリアとのいずれか一方が先に混雑状態になり空きが無くなってしまった場合には、領域の境界を移動させ、混雑状態が高い方の領域を増やすことができる。
【００７３】
また、シングルキャリアとマルチキャリアとの境界を固定し、同一セル内で通信を行うシングルキャリアとマルチキャリアとの移動局が通信可能になる比率を予め固定的に設定することもできる。
【００７４】
また、シングルキャリア端末用とマルチキャリア端末用とで別の符号マップを用意し、それぞれ個別に割り当てるよう構成してもよい。この場合は他方の種類の端末の混雑状態に影響されることはなくなる。
【００７５】
処理７０３でシングルキャリア端末であると判別した場合は、上記処理７０４から７０９と同様の処理を行い、混雑状態であり空き待ちであるとのメッセージを送信し、処理を終了するか、ＭＡＣインデックスを割り当てる（処理７１０から７１５）。
【００７６】
以上により基地局２０から移動局１０に対してＭＡＣインデックスが割り当てられる。
【００７７】
次に、割り当てられたＭＡＣインデックスによって基地局２０と移動局１０とがパケット通信を行う際の手順を説明する。
【００７８】
移動局１０からデータ送信のリクエストがあった場合、まず基地局２０は、ＭＡＣインデックスを参照し、移動局１０とその移動局１０に割り当てられたキャリアとを取得し、一つのＭＡＣインデックスに対し一つの時間間隔であるフレームを割り当て、割り当てた順序に従ってパケットを送信する。このフレームは各々のキャリアのタイムスロットを含む。なおこのフレームは固定長でもよいし可変長でもよい。
【００７９】
フレームの割り当てが決定すると、基地局２０はＭＡＣインデックスを含むヘッダを付加したパケットを順次送信する（図８）。
【００８０】
移動局１０は、ヘッダを参照し、パケット長、時間単位長等を認識してパケットを受信する。時間単位が終了すると、次のパケット受信に備える。
【００８１】
本実施の携帯の通信システムでは、各移動局１０を各フレームに割り当てる際に、図９のようにシングルキャリア端末に割り当てるフレームとマルチキャリアの端末に割り当てるフレームとの配分を基地局２０側で管理して決定する。
【００８２】
この配分は次のような手段のいずれかで行う。
【００８３】
（手段１） シングルキャリア端末とマルチキャリア端末とが通信に用いるフレームの比率を予め設定しておき、その比率に基づいてフレームを割り当てる。
【００８４】
（手段２） 各シングルキャリア端末から報告される通信品質の平均値と各マルチキャリア端末から報告される通信品質の平均値との比率を演算し、その比率に基づいてフレームを割り当てる。
【００８５】
（手段３） 各シングルキャリア端末から報告される通信品質の最高値と各マルチキャリア端末から報告される通信品質の最高値との比率を演算し、その比率に基づいてフレームを割り当てる。
【００８６】
（手段４） シングルキャリア端末の総数とマルチキャリア端末の総数との比率を演算し、その比率に基づいてフレームを割り当てる。
【００８７】
以下、各々の手段について説明する。なお、ここでは例としてタイムスロット数が２５６の場合の割り当て手順を説明する。
【００８８】
手段１では、基地局２０側で同一セル内で行う通信において、シングルキャリア端末とマルチキャリア端末との比率を基地局２０で予め決定しておき、その比率に基づいてフレームの割り当てを行う。例えばシングルキャリア端末とマルチキャリア端末の比率を１：３に予め決定しておいた場合、２５６×（１÷４）＝６４個のタイムスロットを１組にしたフレームをシングルキャリア端末に割り当てた後、２５６×（３÷４）＝１９２個のタイムスロットを組にしたフレームをマルチキャリア端末に割り当て、これを交互に繰り返す、という手順で行う（図１０）。この手段１では、セル内のトラフィックの量を予め基地局において一元的に管理することができる。
【００８９】
手段２では、移動局１０から基地局２０に対して報告される通信品質を集計し、各シングルキャリア端末から報告される通信品質の平均値と各マルチキャリア端末から報告される通信品質の平均値との比率を求め、基地局２０がその比率に応じてフレームの割り当てを動的に管理するものである。
【００９０】
図１１は、このこの手段２によるフレームの割り当て手順のフローチャートである。
【００９１】
まず、基地局２０はセル内で通信を行っている移動局１０のうちマルチキャリア端末の下り方向の通信品質情報を得る。得られた通信品質情報は、移動局１０から基地局２０に対して行う上り方向の通信パケットのヘッダに含まれているので、基地局２０はそれを受信し解析する（処理１１０１）。
【００９２】
次に、このマルチキャリア端末の通信品質情報の平均値を得る。これは、数式１によって演算される（処理１１０２）。
【００９３】
【数１】
次に、同様にしてシングルキャリア端末の通信品質情報を受信し（処理１１０３）、平均値を演算する。これは、数式２によって演算される（処理１１０４）。
【００９５】
【数２】
次に、この平均値から基地局２０は割り当てるフレームの数を決定する。まずマルチキャリア端末に割り当てるタイムスロット数は、数式３によって演算される（処理１１０５）。
【００９７】
【数３】
同様にして、シングルキャリア端末に割り当てるタイムスロット数は、数式４によって演算される（処理１１０６）。
【００９９】
【数４】
この演算値から、基地局２０は、キャリア１からキャリア３までの三つのキャリアに対して、第１番目のタイムスロットから第Ｎｓｌｏｔｍｃ番目のタイムスロットをマルチキャリア端末の通信に割り当てる（処理１１０７）。移動局１０に複数のマルチキャリア端末が含まれる場合は、このフレーム（Ｎｓｌｏｔｍｃ個のタイムスロットから構成される）をさらにいくつかに分割したフレームを設定し、各々のフレームに各マルチキャリア端末を割り当てる。
【０１０１】
次に、基地局２０は、キャリア１からキャリア３までの三つのキャリアに対して、第（Ｎｓｌｏｔｍｃ＋１）番目のタイムスロットから第Ｎｓｌｏｔｓｃ番目のタイムスロットをシングルキャリア端末の通信に割り当てる（処理１１０８）。
【０１０２】
移動局１０に複数のシングルキャリア端末が含まれている場合には、１から３の各キャリアにおいてこのフレーム（（Ｎｓｌｏｔｓｃ−（Ｎｓｌｏｔｍｃ＋１））個のタイムスロットから構成される）をさらにいくつかに分割したフレームを設定し、各々のフレームに各シングルキャリア端末を割り当てる。
【０１０３】
第１番目から第２５６番目のタイムスロットまで通信が行われると、次の２５６個のタイムスロットに対して処理１１０１から１１０８の処理を繰り返す。
【０１０４】
上述した手段２では、シングルキャリア端末の通信品質の平均値とマルチキャリア端末の通信品質の平均値との比率によってフレーム数の比を決定するので、セル内の各端末の通信品質の状況に応じて動的に通信の優先度を決定することができる。
【０１０５】
手段３は、移動局１０から基地局２０に対して報告される通信品質を集計し、各シングルキャリア端末から報告される通信品質の最高値と各マルチキャリア端末から報告される通信品質の最高値との比率を求め、基地局２０がその比率に応じてフレームの割り当てを動的に管理するものである。
【０１０６】
図１２は、このこの手段３によるフレームの割り当て手順のフローチャートである。
【０１０７】
まず、基地局２０はセル内で通信を行っている移動局１０のうちマルチキャリア端末の下り方向の通信品質情報を得る。得られた通信品質情報は、移動局１０から基地局２０に対して行う上り方向の通信パケットのヘッダに含まれているので、基地局２０はそれを受信し解析する（処理１２０１）。
【０１０８】
次に、このマルチキャリア端末の通信品質情報の最高値ＱＳｍｃを得る（処理１２０２）。
【０１０９】
次に、同様にしてシングルキャリア端末の通信品質情報を受信し（処理１２０３）、最高値ＱＳｓｃを得る（処理１２０４）。
【０１１０】
次に、この最高値から基地局２０が割り当てるフレームの数を決定する。まずマルチキャリア端末に割り当てるタイムスロット数は、数式５によって演算される（処理１２０５）。
【０１１１】
【数５】
同様にして、シングルキャリア端末に割り当てるタイムスロット数は、数式６によって演算される（処理１２０６）。
【０１１３】
【数６】
この演算値から、基地局２０は、キャリア１からキャリア３までの三つのキャリアに対して、第１番目のタイムスロットから第Ｎｓｌｏｔｍｃ番目のタイムスロットをマルチキャリア端末の通信に割り当てる（処理１２０７）。移動局１０に複数のマルチキャリア端末が含まれる場合は、このフレーム（Ｎｓｌｏｔｍｃ個のタイムスロットから構成される）をさらにいくつかに分割したフレームを設定し、各々のフレームに各マルチキャリア端末を割り当てる。
【０１１５】
次に、基地局２０は、キャリア１からキャリア３までの三つのキャリアに対して、第（Ｎｓｌｏｔｍｃ＋１）番目のタイムスロットから第Ｎｓｌｏｔｓｃ番目のタイムスロットをシングルキャリア端末の通信に割り当てる（処理１２０８）。
【０１１６】
移動局１０に複数のシングルキャリア端末が含まれている場合には、１から３の各キャリアにおいてこのフレーム（（Ｎｓｌｏｔｓｃ−（Ｎｓｌｏｔｍｃ＋１））個のタイムスロットから構成される）をさらにいくつかに分割したフレームを設定し、各々のフレームに各シングルキャリア端末を割り当てる。
【０１１７】
第１番目から第２５６番目のタイムスロットまで通信が行われると、次の２５６個のタイムスロットに対して処理１２０１から１２０８の処理を繰り返す。
【０１１８】
上記の手順３では、シングルキャリア端末の通信品質の最高値とマルチキャリア端末の通信品質の最高値との比率によってフレーム数の比を決定するので、セル内の各端末の通信品質の状況に応じて動的に通信の優先度を決定することができる。
【０１１９】
手順４は、基地局２０と通信を行う移動局１０に含まれる端末のうち、シングルキャリア端末の総数とマルチキャリア端末の総数との比率を求め、基地局２０がその比率に応じてフレームの割り当てを動的に管理するものである。
【０１２０】
図１３は、このこの手段４によるフレームの割り当て手順のフローチャートである。
【０１２１】
まず、基地局２０は、マルチキャリア端末の総数Ｎｍｃを取得する（処理１３０１）。
【０１２２】
次に、基地局２０は、シングルキャリア端末の総数Ｎｓｃを取得する（処理１３０２）。
【０１２３】
次に、この各々の端末の総数から、基地局２０が割り当てるフレームの数を決定する。まずマルチキャリア端末に割り当てるタイムスロット数は、数式７によって演算される（処理１３０３）。
【０１２４】
【数７】
同様にして、シングルキャリア端末に割り当てるタイムスロット数は、数式８によって演算される（処理１３０４）。
【０１２６】
【数８】
この演算値から、基地局２０は、キャリア１からキャリア３までの三つのキャリアに対して、第１番目のタイムスロットから第Ｎｓｌｏｔｍｃ番目のタイムスロットをマルチキャリア端末の通信に割り当てる（処理１３０５）。移動局１０に複数のマルチキャリア端末が含まれる場合は、このフレーム（Ｎｓｌｏｔｍｃ個のタイムスロットから構成される）をさらにいくつかに分割したフレームを設定し、各々のフレームに各マルチキャリア端末を割り当てる。
【０１２８】
次に、基地局２０は、キャリア１からキャリア３までの三つのキャリアに対して、第（Ｎｓｌｏｔｍｃ＋１）番目のタイムスロットから第Ｎｓｌｏｔｓｃ番目のタイムスロットをシングルキャリア端末の通信に割り当てる（処理１３０６）。
【０１２９】
移動局１０に複数のシングルキャリア端末が含まれている場合には、１から３の各週端数においてこのフレーム（（Ｎｓｌｏｔｓｃ−（Ｎｓｌｏｔｍｃ＋１））個のタイムスロットから構成される）をさらにいくつかに分割したフレームを設定し、各々のフレームに各シングルキャリア端末を割り当てる。
【０１３０】
第１番目から第２５６番目のタイムスロットまで通信が行われると、次の２５６このタイムスロットに対して処理１３０１から１３０６の処理を繰り返す。
【０１３１】
上記の手順４では、マルチキャリア端末の総数とシングルキャリア端末の総数との比率によってフレーム数の比率を決定するので、マルチキャリア端末とシングルキャリア端末とのいずれかのユーザーの総数が他方に比べて増えた場合には、動的にユーザー数の多い端末側にフレーム数が多く割り当てられ、通信の優先度を高くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態通信システムの概略図。
【図２】ＭＡＣインデックスの概略図。
【図３】キャリアと移動局との割り当てを表した概略図。
【図４】移動局と基地局とでキャリアを割り当てる動作を表したシーケンス図。
【図５】基地局が移動局に対してキャリアを割り当てる際のフローチャート。
【図６】移動局と基地局とでＭＡＣインデックスを割り当てる動作を表したシーケンス図。
【図７】基地局が移動局に対してＭＡＣインデックスを割り当てる際のフローチャート。
【図８】移動局と基地局とが行う通信が使用するパケットの概略図。
【図９】各移動端末に割り当てるフレームの割り当て図。
【図１０】シングルキャリア端末とマルチキャリア端末との比率を１：３に設定した場合の割り当て図。
【図１１】通信品質の平均値の比率からフレームを割り当てる際のフローチャート。
【図１２】通信品質の最高値の比率からフレームを割り当てる際のフローチャート。
【図１３】端末の総数の比率からフレームを割り当てる際のフローチャート。
【符号の説明】
１０ 移動局
２０ 基地局
２１〜２３ アンテナ
２４〜２６ 無線部
２７ 管理部
２８ 記憶部
３０ 交換局
Claims (14)
- 基地局と、一つのキャリアを使用して前記基地局とパケット通信を行う無線通信端末と同時に複数のキャリアを使用して前記基地局とパケット通信を行う無線通信端末との少なくとも一方の無線通信端末と、を備えた通信システムにおいて、
前記基地局は、特定の前記無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、
前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、
前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、
前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。 - 基地局と、一つのキャリアを使用して前記基地局とパケット通信を行う第１の無線通信端末と、同時に複数のキャリアを使用して前記基地局とパケット通信を行う第２の無線通信端末と、を備えた通信システムにおいて、
前記基地局は、前記第１又は第２の無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、
前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、
前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、
前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。 - 前記タイムスロット割当手段は、前記タイムスロット配分決定手段によって決定された、前記第１の無線通信端末が使用可能な時間スロット配分と、前記第２の無線通信端末が使用可能な時間スロット配分との中で、各々独立して前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てることを特徴とする請求項２に記載の無線通信システム。
- 前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質と、前記第２の無線通信端末の通信品質との比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定することを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信システム。
- 前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質の平均値と、前記第２の無線通信端末の通信品質の平均値との比較結果に基づいて、前記第２の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
- 前記タイムスロット配分決定手段は、前記第１の無線通信端末の通信品質の最高値と、前記第２の無線通信端末の通信品質の最高値との比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定することを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
- 前記タイムスロット配分決定手段は、当該基地局と接続されている、前記第１の無線通信端末の数と、前記第２の無線通信端末との数の比較結果に基づいて、前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定することを特徴とする請求項２又は３に記載の無線通信システム。
- 前記パケット通信は、可変長パケットを使用して行うことを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の通信システム。
- 一つのキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末と同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末の少なくとも一方と無線通信端末とパケット通信を行う基地局装置において、
特定の前記無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、
前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、
前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、
前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、
を備えることを特徴とする基地局装置。 - 一つのキャリアを使用してパケット通信を行う第１の無線通信端末及び同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う第２の無線通信端末とパケット通信を行う基地局装置において、
前記第１又は第２の無線通信端末にキャリアを割り当てる際に、複数のキャリアに共通して用いられる割当情報を付与する割当情報付与手段と、
前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、
前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、
前記第１の無線通信端末と前記第２の無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、
を備えることを特徴とする基地局装置。 - 前記パケット通信は、可変長パケットを使用して行うことを特徴とする請求項９又は１０に記載の基地局装置。
- 一つのキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末と同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末の少なくとも一方とパケット通信を行い、特定の前記無線通信端末に複数のキャリアを同時に割り当てる際に、複数のキャリアに共通する割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備える基地局装置と通信をする無線通信端末であって、
前記基地局から送られた通信パケットのヘッダに含まれた前記割当情報によって、前記通信パケットの宛先を判別し、前記基地局と通信を行うことを特徴とする無線通信端末。 - 一つのキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末及び同時に複数のキャリアを使用してパケット通信を行う無線通信端末とパケット通信を行い、特定の前記無線通信端末に複数のキャリアを同時に割り当てる際に、複数のキャリアに共通する割当情報を付与する割当情報付与手段と、前記無線通信端末が通信に使用する時間スロットを割り当てるタイムスロット割当手段と、前記割当情報を記憶する割当情報記憶手段と、前記一つのキャリアを使用する無線通信端末と前記複数のキャリアを使用する無線通信端末とが使用可能な時間スロット配分を決定するタイムスロット配分決定手段と、を備える基地局装置と通信をする無線通信端末であって、
前記基地局から送られた通信パケットのヘッダに含まれた前記割当情報によって、前記通信パケットの宛先を判別し、前記基地局と通信を行うことを特徴とする無線通信端末。 - 前記パケット通信は、可変長パケットを使用して行うことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の無線通信端末。
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