JP2008005238A - 無線通信制御方法及び基地局 - Google Patents

Abstract

【課題】受信品質の劣化を解消するとともに、無線リソースの利用効率を向上することができる無線通信制御方法及びそれを用いた基地局を提供する。
【解決手段】複数の無線通信端末を接続する基地局は、各無線通信端末に対しアップリンク通信のための送信帯域を割り当て、基地局には既知の送信電力で各無線通信端末から送信された信号を受信し、その受信電力を測定し、受信電力の最も小さい無線通信端末を基準端末として選択する。各無線通信端末の受信電力と基準端末の受信電力との差分を算出し、各無線通信端末に対し、当該無線通信端末の現在の送信電力より前記差分だけ小さい新たな送信電力を通知し、新たな送信電力を通知した無線通信端末に対し、基準端末に割り当てられた送信帯域よりも広い送信帯域を割り当てる。
【選択図】 図１５

Description

本発明は、複数の無線通信端末を接続する基地局における無線通信制御方法に関する。

ＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）などに代表される、複数の周波数サブキャリアに送信データをマッピングすることで無線通信を行う「マルチキャリア無線通信システム」がある。この種の無線通信システムでは、複数の無線通信端末が異なる周波数サブキャリアを用いることで同時に無線通信を行う。

一般的に、基地局は所定の範囲の通信エリアを有し、複数の無線通信端末は当該通信エリアの範囲内に点在していることから、基地局との距離は無線通信端末毎に異なる。したがって、基地局が送信した無線信号が各無線通信端末に到来する際の信号電力、及び各無線通信端末が送信した無線信号が基地局に到来する際の信号電力は異なる。これは、基地局との距離に応じて無線伝搬路による損失が異なることに起因する。

マルチキャリア無線通信システムを、上りリンク、すなわち無線通信端末から基地局に対する無線通信に適用する場合、上述した基地局に到来する際の信号電力の差は受信品質の劣化を引き起こす。

上述した受信品質の劣化を回避するために、各無線通信端末が送信する無線信号の信号電力を、基地局に到来する際にはそれぞれの受信電力が同程度となるよう制御する技術がある。このような技術は一般的に「送信電力制御」と称される。

マルチキャリア無線通信システムにおける上りリンクの送信電力制御としては、例えば特許文献１に示されるように、基地局が、予め各無線通信端末が送信した無線信号を受信する際の受信電力目標値を設定しておき、各無線通信端末との距離に応じて、各無線通信端末が送信した無線信号の受信電力が上述した目標値となるよう各無線通信端末の送信電力を決定する方法がある。なお、特許文献１に示された送信電力制御方法では、各無線通信端末が必要以上、すなわち基地局における受信電力が上述した目標値となる以上の送信電力で無線信号を送信しないため、例えば隣接する基地局と無線通信を行う他の無線通信端末に対する干渉を低減する効果も得られている。
特開２００４−２１４７４６ 図１−図２

上述した従来技術では、基地局に近い無線通信端末は送信電力を低くするよう制御されるため、当該無線通信端末が許容されている最大の送信電力で無線信号を送信した場合と比較すると通信速度の低下は否めない。換言するならば、無線通信端末が有する無線リソースの利用効率を低下させていることとなる。さらに、各無線通信端末の送信電力は、基地局における受信電力が所定の目標値となるよう制御されるため、全ての無線通信端末にて上述した無線リソースの利用効率が低下してしまう可能性がある。

このような送信電力制御方法は、全ての基地局が同一の周波数帯域にて無線通信を行う条件下では、隣接する基地局と無線通信を行う他の無線通信端末への干渉を低減させるため、各無線通信端末の無線リソース利用効率は低下しているものの、無線通信システム全体では高いスループットが得られる。

しかしながら、隣接する基地局が異なる周波数帯域にて無線通信を行う条件下では、各無線通信端末の無線リソース利用効率の低下に起因して、無線通信システム全体でも必ずしも高いスループットが得られるとは限らない。

そこで、本発明は、隣接する複数の基地局が異なる周波数帯域にて無線通信を行う無線通信システムに適しており、受信品質の劣化を解消するとともに、各無線通信端末の無線リソースの利用効率を必要以上に低下させることなく無線通信を行うことを可能とする無線通信制御方法及び当該方法を用いた基地局を提供することを目的とする。

複数の無線通信端末を無線接続する基地局は、（ａ）アップリンク通信のための送信帯域を割り当て、（ｂ）前記無線通信端末から送信された信号を受信し、（ｃ）受信された信号の受信電力を測定し、（ｄ）前記受信電力の最も小さい無線通信端末を基準端末として選択し、（ｅ）前記受信電力と前記基準端末から送信された信号の受信電力との差分を算出し、（ｆ）前記複数の無線通信端末に対し、受信された信号の送信電力より前記差分だけ小さい新たな送信電力を示す送信電力パラメータを通知し、（ｇ）前記送信電力パラメータを通知した無線通信端末に対し、前記基準端末に割り当てられた送信帯域よりも広い送信帯域を割り当てる。

受信品質の劣化を解消するとともに、無線リソースの利用効率を向上することができる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る無線通信制御方法を適用する無線通信システムの構成例を示している。説明を簡単にするために、１つの基地局１０１、３つの無線通信端末２０１、２０２及び２０３で構成されるものとする。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、任意数の基地局および任意数の無線通信端末により可能である。

図１において、基地局１０１は所定の範囲の通信エリア１１１を有している。無線通信端末２０１、２０２および２０３は、基地局１０１の通信エリア１１１内に存在し、基地局１０１と無線通信を行う。

ここで、各無線通信端末の存在する位置に注目する。無線通信端末２０１は相対的に基地局に最も近い位置に存在しており、無線通信端末２０３は相対的に基地局に最も遠い位置に存在している。無線通信端末２０２はこれらの間に存在している。このように、複数の無線通信端末は上述した通信エリア１１１の範囲内に点在していることから、基地局との距離は無線通信端末毎に異なっている。

図２は、本発明の実施形態に係る無線通信システムで用いる無線通信方式を説明するための図である。図２に示す無線通信方式は、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)などに代表される、複数の周波数サブキャリアを用いて無線通信を行うマルチキャリア無線通信方式である。より詳細には、図３に示したように複数の周波数サブキャリアを分割して、それぞれ異なる無線通信端末に割り当てる。このような無線通信方式は、ＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)と称される。図３に示した例では、Ｎ個の無線通信端末が同時に通信を行うことができる。

図４は、本発明の実施形態に係る無線通信システムで用いるフレームフォーマットを説明するための図である。図４において、所定の長さをもって繰り返されるフレームは、基地局から無線通信端末への下りリンク通信に適用される複数のスロット（ＤＬスロット）及び無線通信端末から基地局への上りリンク通信に適用される複数のスロット（ＵＬスロット）により構成されている。図４では１つのフレームに含まれるスロット数は下りリンク及び上りリンクそれぞれ「４」としているが任意の数により構成することが可能である。

各スロットは、当該スロットを受信する際のタイミング基準を算出するための複数のタイミング同期用シンボル（Ｓｙｎｃ）、無線伝搬路によるひずみ成分を推定するための複数の伝送路推定用シンボル（Ｐｉｌｏｔ）、複数のデータシンボル（Ｄａｔａ）及びスロット間の境界に付与されるガードシンボル（Ｇｕａｒｄ）により構成されている。なお、Ｓｙｎｃ、Ｐｉｌｏｔ、Ｄａｔａシンボルのそれぞれの先頭部分には、当該シンボルの一部をコピーしたサイクリックプレフィックス（ＣＰ）が含まれている。各シンボル内のＣＰによりマルチパス等の無線伝搬路ひずみに対する耐性を向上させている。

図５は、図４に示したフレームフォーマットを適用した場合の、各無線通信端末に対する周波数サブキャリアの割り当て方法の例を説明するための図である。図５では、複数のサブキャリアを含むサブブロックを１単位として、このサブブロックを割り当てることにより、各無線通信端末に対し周波数を割り当てている。

第１スロット（ＤＬスロット（１）及びＵＬスロット（１））に注目すると、サブブロック（１）には１番目の第１の無線通信端末が、サブブロック（２）には２番目の第２の無線通信端末が、サブブロック（４）には３番目の第３の無線通信端末が割り当てられており、サブブロック（３）には無線通信端末が割り当てられていない。また、第４スロット（ＤＬスロット（４）及びＵＬスロット（４））に注目すると、サブブロック（２）には４番目の第４の無線通信端末が、サブブロック（３）には５番目の第５の無線通信端末が割り当てられており、サブブロック（１）及び（４）には無線通信端末が割り当てられていない。さらに、第２スロット（ＤＬスロット（２）及びＵＬスロット（２））及び第３スロット（ＤＬスロット（３）及びＵＬスロット（３））に注目すると、いずれの無線通信端末も割り当てられていない。このような状況は、例えば他の基地局が当該スロットを用いて無線通信を行っている場合などが考えられる。

このように、本発明の実施形態に係る無線通信制御方法を適用する無線通信システムでは、無線通信端末に対し、サブブロック（周波数）とスロット（時間）を割り当てる。

なお、図５の例では全てのサブキャリアを４つのサブブロックに分割しているが任意の数に分割することが可能である。また、同一のスロット番号を有する下りリンクと上りリンクのスロットは同一の無線通信端末に割り当てられているが、下りリンクと上りリンクで異なるスロットに割り当てることも可能である。

（第１の実施形態）
図６は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信制御方法を適用する基地局の構成例の要部を示す図である。図６において、基地局は、アンテナ１、無線処理部２、Ａ／Ｄ変換部３、ＣＰ除去部４、Ｓ／Ｐ変換部５、マルチキャリア復調部６、第１の分離部７、当該基地局が収容可能（通信可能）な無線通信端末は最大Ｎ台であるとすると、Ｎ個の第２の分離部８−１〜８−Ｎ（以下、Ｎ個の第２の分離部を区別する必要のない場合には第２の分離部８と呼ぶ）、Ｎ台の無線通信端末のそれぞれに対応するＮ組の［伝送路補償部１１、伝送路推定部１６、電力測定部１７、Ｐ／Ｓ変換部１２、復調部１３、復号部１４、及びＩ／Ｆバッファ１５］を含み、さらに、制御部２０、送信制御部２１、Ｄ／Ａ変換部２２、無線処理部２３、アンテナ２４を含む。

制御部２０は、通信パラメータ制御部３１、通信パラメータ記憶部３２、通信リソース制御部３３、通信リソース記憶部３４を含む。

図６の基地局の動作を説明する。複数の無線通信端末が送信した無線信号はアンテナ１により受信され、無線処理部２にて電力増幅、帯域制限、ダウンコンバート、直交復調などの所定の無線処理によりベースバンドアナログ信号に変換される。

ベースバンドアナログ信号はＡ／Ｄ変換部３にてベースバンドデジタル信号に変換されＣＰ除去部４に入力される。以後、当該ベースバンドデジタル信号を受信信号と称する。ＣＰ除去部４ではＳｙｎｃシンボルを用いてタイミング基準が算出され、これに基づきＣＰが除去される。Ｓ／Ｐ変換部５では受信信号がシリアル信号からパラレル信号に変換される。この時、マルチキャリア復調部６に入力されるＳ／Ｐ変換部５の出力は上述した無線通信方式における全サブキャリア数に対応する。マルチキャリア復調部６では例えば高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によりマルチキャリア復調が行われる。

第１の分離部７では多重された各無線通信端末の受信信号が分離される。したがって、これより後の処理は多重された無線通信端末毎に行われる。第２の分離部８では、受信信号がＰｉｌｏｔシンボル及びデータシンボルに分離され、Ｐｉｌｏｔシンボルは伝送路推定部１６に入力され、Ｄａｔａシンボルは伝送路補償部１１に入力される。

伝送路推定部１６ではＰｉｌｏｔシンボルを用いて無線伝搬路におけるひずみが推定され、伝送路補償部１１では伝送路推定部１６での伝送路推定結果を用いて、Ｄａｔａシンボル信号に対し無線伝搬路のひずみが補償される。無線伝搬路のひずみが補償された後のＤａｔａシンボル信号は、Ｐ／Ｓ変換部１２でパラレル信号からシリアル信号に変換され、さらに復調部１３で復調が行われ、復号部１４で誤り訂正復号及び誤り検出が行われる。誤りなく受信された場合Ｉ／Ｆバッファ１５を介して上位レイヤへと運ばれる。

電力測定部１７では、伝送路推定部１６での伝送路推定結果を用いて、サブキャリア毎に受信電力及び所望信号電力対雑音及び干渉電力比ＳＩＮＲ（Signal-to-interference and Noise power Ratio）が測定される。測定結果は制御部２０へ通知される。

制御部２０の動作の詳細は後述するが、簡単には、各無線通信端末に割り当てるスロット（時間）及びサブブロック（サブキャリア（周波数））などの通信リソースを決定し、各無線通信端末に対し決定された通信リソースを記憶するとともに、各無線通信端末の通信パラメータを決定し、各無線通信端末に対し決定された通信パラメータを記憶する。通信パラメータとは送信電力（あるいは送信電力パラメータ）や変調方式及び符号化率（ＭＣＳセット）などの所定のパラメータである。決定された通信リソースや通信パラメータは送信制御部２１によりデジタルベースバンド信号に変換され、その後、Ｄ／Ａ変換部２２によりアナログベースバンド信号に変換され、無線処理部２３により直交変調、アップコンバート、帯域制限、電力増幅等の所定の無線処理が行われて、アンテナ２４より送信される。

図７は、本発明の第１の実施形態に係る無線通信制御方法を適用する無線通信端末の構成例の要部を示す図である。図７において、無線通信端末は、アンテナ５１、無線処理部５２、Ａ／Ｄ変換部５３、受信制御部５４、制御部５５、アンテナ７１、無線処理部７２、Ｄ／Ａ変換部７３、ＣＰ付加部７４、Ｐ／Ｓ変換部７５、マルチキャリア変調部７６、多重部７７、Ｓ／Ｐ変換部７８、変調部７９、符号化部８０、Ｉ／Ｆバッファ８１、Ｐｉｌｏｔ生成部８２、Ｓｙｎｃ生成部８３を含む。

制御部５５は、通信パラメータ記憶部６１及び通信リソース記憶部６２を含む。

続いて、図７の無線通信端末の動作を説明する。基地局から送信された通信リソースや通信パラメータはアンテナ５１により受信され、無線処理部５２にて電力増幅、帯域制限、ダウンコンバート、直交復調などの所定の無線処理によりベースバンドアナログ信号に変換される。ベースバンドアナログ信号はＡ／Ｄ変換部５３にてベースバンドデジタル信号に変換されて、受信制御部５４により復調などの所定の処理が行われ制御部５５に入力される。

一方、上位レイヤより通知されたデータは、Ｉ／Ｆバッファ８１を介して符号化部８０に入力される。符号化部８０では、入力されたデータに対し、誤り検出符号化を行うとともに、所定の符号化率及び符号化方式により符号化を行い、得られた符号化データを変調部７９へ出力する。変調部７９では、入力された符号化データを、所定の変調方式により変調し、Ｓ／Ｐ変換部７８へ出力する。所定の符号化率及び符号化方式、所定の変調方式は基地局より通知された通信パラメータに従うものであり、制御部５５より設定される。

続いてＳ／Ｐ変換部７８は、入力された符号化データをシリアル信号からパラレル信号に変換し、多重部７７へ入力する。この時、多重部７７に入力されるＳ／Ｐ変換部７８からの出力は、基地局より通知された通信リソースに従うものであり、当該無線通信端末に割り当てられたサブキャリア数に対応する。これも制御部５５より設定される。

Ｐｉｌｏｔ生成部８２は予め定められたパターンを有する信号を多重部７７に入力する。Ｓｙｎｃ生成部８３も同様に予め定められたパターンを有する信号を多重部７７に入力する。多重部７７は入力されたそれぞれの信号を図４に示したフレームフォーマットに従いマルチキャリア変調部７６に入力する。

マルチキャリア変調部７６では、例えば逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）によりマルチキャリア変調を行い、得られた変調信号をＰ／Ｓ変換部７５へ出力する。変調信号はＰ／Ｓ変換部７５によりパラレル信号からシリアル信号に変換され、ＣＰ付加部７４によりＣＰが付加された後、Ｄ／Ａ変換部７３によりアナログベースバンド信号に変換され、さらに、無線処理部７２により直交変調、アップコンバート、帯域制限、電力増幅等の所定の無線処理が行われて、アンテナ７１より送信される。

なお、基地局より通知された通信パラメータに含まれる送信電力あるいは送信電力パラメータにより無線通信端末の送信電力が決定される。この時、制御部５５は、マルチキャリア変調部７６あるいは無線処理部７２に対して当該送信電力を設定することで、基地局の制御に従う所望の送信電力を実現する。

次に、図８を用いて、本実施形態に係る無線通信制御方法を実現する、基地局と無線通信端末間の制御シーケンスを説明する。ここでは、図５に示したスロット番号「１」のＵＬスロット（１）を例にとり、無線通信端末２０１、２０２、２０３が順に基地局に対して接続を要求し無線通信を行い、さらに、図９に示したように無線通信端末２０３が無線通信を終了する場合のシーケンスを説明する。

図８において、まず無線通信端末２０１が基地局に対して接続要求を通知する（ステップＳ１−１）。これを受けて基地局は当該無線通信端末に対して割り当て可能な通信リソースが存在するかを確認し、存在する場合にはその旨を接続要求応答として当該無線通信端末に対して通知する（ステップＳ２−１）。ここでは、図５に示すスロット番号「１」のサブブロック（１）が割り当てられたものとする。

続いて無線通信端末２０１は割り当てられた通信リソースを用いて通信パラメータ測定信号（基準信号）を送信する（ステップＳ３−１）。なお、無線通信端末２０１が通信パラメータ測定信号を送信する時の送信電力は予め定められた基準送信電力（許容されている最大の送信電力あるいは当該最大送信電力以外の予め定められた送信電力）とする。

当該測定信号を受信した基地局は、受信電力及びＳＩＮＲを測定するとともに受信電力から無線伝搬路による伝搬損失を算出し、これらを通信パラメータ記憶部３２に記憶する。さらに、記憶された測定結果ならびに算出結果から通信パラメータを決定する（ステップＳ４−１）。決定された通信パラメータは通信パラメータ通知信号により無線通信端末２０１に対して通知され（ステップＳ５−１）、通知された通信リソース及び通信パラメータにより無線通信が行われる（ステップＳ６−１）。

続いて、無線通信端末２０２が基地局に対して接続要求を通知する（ステップＳ１−２）。これを受けて基地局は当該無線通信端末に対して割り当て可能な通信リソースが存在するかを確認し、存在する場合にはその旨を接続要求応答として当該無線通信端末に対して通知する（ステップＳ２−２）。ここではスロット番号「１」のサブブロック（２）が割り当てられたものとする。

続いて無線通信端末２０２は割り当てられた通信リソースを用いて通信パラメータ測定信号を送信する（ステップＳ３−２）。

当該測定信号を受信した基地局は受信電力及びＳＩＮＲを測定するとともに受信電力から無線伝搬路による伝搬損失を算出し、これらを通信パラメータ記憶部３２に記憶する。さらに、記憶された全ての無線通信端末の測定結果ならびに算出結果から通信パラメータを決定する（ステップＳ４−２）。決定された通信パラメータは通信パラメータ通知信号により無線通信端末２０２に対して通知される（ステップＳ５−２）。なお、ステップＳ４−２では、無線通信端末２０２に対し通信パラメータを決定するとともに、先に無線通信を行っていた無線通信端末２０１に対する通信パラメータを変更する場合もある。この場合には、無線通信端末２０１の新たな通信パラメータも決定する。ステップＳ５−２では、決定された新たな通信パラメータが無線通信端末２０１に対しても通知される。

その後、通知された通信リソース及び通信パラメータにより、無線通信端末２０１及び基地局、無線通信端末２０２及び基地局は無線通信を行う（ステップＳ６−２）。

続いて、無線通信端末２０３が基地局に対して接続要求を通知する（ステップＳ１−３）。これを受けて基地局は当該無線通信端末２０３に対して割り当て可能な通信リソースが存在するかを確認し、存在する場合にはその旨を接続要求応答として当該無線通信端末２０３に対して通知する（ステップＳ２−３）。ここではスロット番号「１」のサブブロック（４）が割り当てられたものとする。

続いて無線通信端末２０３は割り当てられた通信リソースを用いて通信パラメータ測定信号を送信する（ステップＳ３−３）。当該測定信号を受信した基地局は受信電力及びＳＩＮＲを測定するとともに受信電力から無線伝搬路による伝搬損失を算出し、これらを通信パラメータ記憶部３２に記憶する。さらに、記憶された全ての無線通信端末の測定結果ならびに算出結果から通信パラメータを決定する（ステップＳ４−３）。決定された通信パラメータは通信パラメータ通知信号により無線通信端末２０３に対して通知される（ステップＳ５−３）。なお、ステップＳ４−３では、無線通信端末２０３に対し通信パラメータを決定するとともに、先に無線通信を行っていた無線通信端末２０１及び２０２に対する通信パラメータを変更する場合もある。この場合には、無線通信端末２０１及び２０２の新たな通信パラメータも決定する。ステップＳ５−３では、決定された新たな通信パラメータが無線通信端末２０１及び２０２に対しても通知される。

その後、通知された通信リソース及び通信パラメータにより、無線通信端末２０１及び基地局、無線通信端末２０２及び基地局、無線通信端末２０３及び基地局は無線通信を行う（ステップＳ６−３）。

続いて、無線通信端末２０３が接続終了要求を基地局に対して通知する（ステップＳ１１）。これを受けて基地局は当該無線通信端末２０３に対して割り当てていた通信リソースを開放するとともに、接続終了応答を当該無線通信端末２０３に対して通知する（ステップＳ１２）。これにより無線通信端末２０３の通信は終了する。なお、この時、無線通信端末２０３に割り当てていた通信リソースを解放したことにより、他に無線通信を行っている無線通信端末２０１及び２０２に対する通信パラメータを変更する場合もある。この場合、無線通信端末２０１及び２０２に対し、新たな通信パラメータを計算し（ステップＳ４−３）、当該新たな通信パラメータを無線通信端末２０１及び２０２に通知する（ステップＳ５−４）。

その後、通知された通信リソース及び通信パラメータにより、無線通信端末２０１及び基地局、無線通信端末２０２及び基地局は無線通信を行う（ステップＳ６−４）。

次に、図１０及び図１１を用いて、第１の実施形態に係る送信電力制御方法について説明する。すなわち、図６の基地局による、各無線通信端末に対する送信電力制御方法を説明する。ここで説明する送信電力制御処理は、基地局の制御部２０の通信パラメータ制御部３１にて行われる。ここでは、図５に示したスロット番号「１」のＵＬスロット（１）に、各無線通信端末２０１〜２０３に通信リソースを割り当てる場合を例にとり説明する。

まず、図１０を用いて、図８のステップＳ４−１、ステップＳ４−２、ステップＳ４−３にて、送信電力制御が行われない場合について説明する。図１０は、図８に示したように無線通信端末２０１、２０２、２０３が順に基地局に対して接続要求を行い、それぞれの無線通信が開始された後の状態（図８のステップＳ６−３）を示している。図１０ではそれぞれの無線通信端末は例えば許容される最大の送信電力（Ｐｍａｘ）で無線通信を行っている。

これまで説明したように、それぞれの無線通信端末と基地局との距離は異なるため無線伝搬路によりそれぞれ異なる伝搬損失を受ける。一般に伝搬損失は通信装置間の距離が大きいほど大きくなる。したがって、基地局が受信する際の受信電力はそれぞれの無線通信端末により異なり、基地局との距離が大きい無線通信端末（図１０では、無線通信端末２０３）ほど受信電力が小さくなるため、例えばサブキャリア間干渉や量子化雑音の影響により受信品質の劣化が生じるようになる。

続いて、図１１を用いて、図８のステップＳ４−１、ステップＳ４−２、ステップＳ４−３にて、送信電力制御が行われる場合について説明する。図１１は、図８に示したように無線通信端末２０１、２０２、２０３が順に基地局に対して接続要求を行い、無線通信を開始した後の状態を順に示している。

まず、図１１（ａ）では、無線通信端末２０１が接続要求を行い、無線通信を開始した後の状態（図８のステップＳ６−１）を示している。この場合、当該スロットで（同一時間帯で）無線通信を行っている他の無線通信端末が存在していないため、上述したような受信品質の劣化は生じない。よって無線通信端末２０１は許容される最大の送信電力（Ｐｍａｘ）で無線信号を送信している。

図１１（ｂ）では、無線通信端末２０２が接続要求を行い、無線通信を開始した後の状態（図８のステップＳ６−２）を示している。この場合、当該スロットで（同一時間帯で）無線通信を行っている無線通信端末が複数存在することから、図８のステップＳ４−２では送信電力制御が行われている。具体的には、基地局は、基地局との距離が相対的に近い、すなわち伝搬損失が相対的に小さい無線通信端末２０１の送信電力を許容される最大送信電力（Ｐｍａｘ）からΔＰ２０１だけ小さくする。基地局との距離が相対的に遠い、すなわち伝搬損失が相対的に大きい無線通信端末２０２の送信電力は許容される最大送信電力（Ｐｍａｘ）とする。ΔＰ２０１は、無線通信端末２０１及び無線通信端末２０２の送信電力がＰｍａｘの場合の無線通信端末２０２の伝搬損失と無線通信端末２０１の伝搬損失との差分（無線通信端末２０２の伝搬損失＞無線通信端末２０１の伝搬損失）に相当する。あるいは、無線通信端末２０１及び無線通信端末２０２の送信電力が送信電力がＰｍａｘの場合の無線通信端末２０２に対応する受信電力と無線通信端末２０１に対応する受信電力との差分（無線通信端末２０２に対応する受信電力＜無線通信端末２０１に対応する受信電力）に相当する。

これにより、基地局が、無線通信端末２０１及び２０２が送信した無線信号を受信する際の受信電力は概ね一致することとなり、上述したような受信品質の劣化は生じない。

図１１（ｃ）では、無線通信端末２０３が接続要求を行い、無線通信を開始した後の状態（図８のステップＳ６−３）を示している。この場合、当該スロット（同一時間帯で）で無線通信を行っている無線通信端末が複数存在することから、図８のステップＳ４−３では送信電力制御が行われている。具体的には、基地局は、基地局との距離が相対的に近い、すなわち伝搬損失が相対的に小さい無線通信端末２０１及び２０２の送信電力を許容される最大送信電力（Ｐｍａｘ）からそれぞれΔＰ２０１´及びΔＰ２０２だけ小さくする。基地局との距離が最も遠い、すなわち伝搬損失が最も大きい無線通信端末２０３の送信電力は許容される最大送信電力（Ｐｍａｘ）とする。これにより、基地局がそれぞれの無線通信端末が送信した無線信号を受信する際の受信電力は概ね一致することとなり、上述したような受信品質の劣化は生じない。

さらに、無線通信端末２０３が接続を終了した後は、図８のステップＳ１３において、無線通信端末２０１及び２０２の送信電力は再度図１１（ｂ）に示した状態に制御される。

ここで、図１２及び図１３を用いて上述した送信電力制御方法を補足する。図１２は基地局の制御部２０に含まれる通信リソース記憶部３４の構成例を示したものであり、図１３は通信パラメータ記憶部３２の構成例を示したものである。

図１２において、通信リソース記憶部３４は、スロット毎及びサブブロック毎に当該通信リソースを割り当てた無線通信端末の識別子（ＩＤ）を記憶する。無線通信端末の識別子としては、無線通信端末固有のＩＤ、通信を開始する際に割り当てるテンポラリのＩＤ、ＩＰアドレス、電話番号などを用いることができる。ここでＮ／Ａとは例えば他の基地局が当該通信リソースを用いて無線通信を行っている場合など、当該通信リソースが利用できないことを示している。

図１２では、図５に示したように、スロット番号「１」の１番目のスロットでは、サブブロック（１）が第１の無線通信端末（ＩＤ＝２０１の無線通信端末２０１）に、サブブロック（２）が第２の無線通信端末（ＩＤ＝２０２の無線通信端末２０２）に、サブブロック（４）が第３の無線通信端末（ＩＤ＝２０３の無線通信端末２０３）に割り当てられている。

４番目のスロットではサブブロック（２）が第４の無線通信端末（ＩＤ＝２０４）に、サブブロック（３）が第５の無線通信端末（ＩＤ＝２０５）に割り当てられている。なお、１番目のスロットのサブブロック（３）、４番目のスロットのサブブロック（１）及び（４）はどの無線通信端末にも割り当てられていないことを示しており、２番目のスロット及び３番目のスロットは全てのサブブロックが利用できないことを示している。

図１３において、通信パラメータ記憶部３２は、通信リソースを割り当てた無線通信端末の識別子、当該無線通信端末から送信された通信パラメータ測定信号から測定された当該無線通信端末の受信電力、ＳＩＮＲ、当該無線通信端末の伝搬損失及び送信電力パラメータを記憶する。なお、説明を簡単にするため、「差分」は２つの値のうち大きい方の値から小さい方の値を差し引いた正の値であるとする。

伝搬損失は、図６の電力測定部１７により測定された受信電力により算出される。より具体的には、基地局にとっては既知の情報である各無線通信端末が信号を送信する際の送信電力と、当該信号の受信電力から算出される。

通信パラメータ測定信号の送信電力（基準送信電力）は、基地局にとって既知の情報であり、許容されている最大の送信電力あるいは当該最大送信電力以外の予め定められた送信電力である。各無線通信端末の送信電力は、通信パラメータ測定信号の送信電力（基準送信電力）あるいは、当該基準送信電力から送信電力パラメータだけ小さい値であり、各無線通信端末の送信電力パラメータは、基地局により算出・決定されるため、通信パラメータ測定信号の送信電力から当該無線通信端末の送信電力パラメータを差し引いた結果得られる当該無線通信端末の通信用信号の現在の送信電力も基地局にとって既知の情報である。そこで、ここでは、各無線通信端末の送信電力と測定された受信電力の差分を伝搬損失として定義する。すなわち、通信パラメータ制御部３１は、各無線通信端末から送信される信号の送信電力と、電力測定部１７で測定された受信電力との差分を算出し、これが伝搬損失となる。

ＳＩＮＲは図６に示した電力測定部１７により測定されたＳＩＮＲであり、送信電力パラメータは上述したΔＰ２０１やΔＰ２０２、ΔＰ２０１´に対応する。

なお、通信パラメータ記憶部３２は、基地局が無線通信端末からの接続要求を受信し、さらに通信パラメータ測定信号を受信した際に、図８のステップＳ４−１、ステップＳ４−２、ステップＳ４−３、ステップＳ４−４で、通信パラメータ算出処理を行うことにより、更新してもよいし、所定の周期毎に更新してもよい。

次に、図１４に示すフローチャートを参照して、図８のステップＳ４−１、ステップＳ４−２、ステップＳ４−３、ステップＳ４−４の通信パラメータ制御部３１における通信パラメータ算出処理について説明する。図１０及び図１１をもって説明した送信電力制御方法は、図１４をもって説明される通信パラメータ算出処理に含まれるものである。なお、ここでは、図８に示したような無線通信端末から通信パラメータ測定信号を受信した際に行う場合を例に説明する。

図１４の通信パラメータ算出処理では、まず無線通信端末が基地局に通知した要求種別を識別する（ステップＳ４１）。要求種別とは、接続要求または接続終了要求である。接続要求である場合、要求を行った無線通信端末から送信された通信パラメータ測定信号を受信した際の受信電力及びＳＩＮＲを測定するとともに伝搬損失を算出し、通信パラメータ記憶部３２に記憶する（ステップＳ４２）。接続終了要求である場合、要求を行った無線通信端末の通信パラメータを通信パラメータ記憶部３２より削除する（ステップＳ４３）。

これに続き、通信パラメータ記憶部３２を参照して、通信リソースが割り当てられている無線通信端末の数を求める（ステップＳ４４）。通信リソースが割り当てられている無線通信端末が複数存在する場合、ステップＳ４５へ進み、当該複数の無線通信端末の中で最も受信電力が小さい無線通信端末を基準端末として選択する。なお、各無線通信端末の送信電力が上記基準送信電力である場合には、当該複数の無線通信端末の中で最も伝搬損失が大きい無線通信端末を基準端末として選択してもよい。

そして、ステップＳ４６へ進み、通信パラメータ制御部３１は、基準端末の受信電力（あるいは伝搬損失）を用いて、通信リソースが割り当てられている各無線通信端末の送信電力パラメータを決定し、通信パラメータ記憶部３２に記憶する。

ここでは、通信リソースが割り当てられている複数の無線通信端末のうちステップＳ４５で選択された基準端末以外の各無線通信端末の新たな送信電力パラメータは、当該無線通信端末の現在の送信電力パラメータに、当該無線通信端末の受信電力と、当該基準端末の受信電力との差分（正の値）を加えた値である。各無線通信端末の送信電力が上記基準送信電力である場合には、当該無線通信端末の伝搬損失と当該基準端末の伝搬損失との差分（正の値）であってもよい。

従って、各無線通信端末の新たな送信電力は、現在の送信電力より、当該無線通信端末の受信電力と基準端末の受信電力との差分、あるいは、当該無線通信端末の伝搬損失と当該基準端末の伝搬損失との差分だけ小さくなる。

その後、ステップＳ４５で選択された基準端末（最も受信電力が小さい無線通信端末、あるいは、各無線通信端末の送信電力が上記基準送信電力である場合には、伝搬損失が最も大きい無線通信端末）の新たな送信電力パラメータを０ｄＢと決定し、記憶する。（ステップＳ４７）。

さらに、当該基準端末のＳＩＮＲから、当該ＳＩＮＲに対応するＭＣＳセット（変調方式及び符号化率）を決定する（ステップＳ４８）。

なお、通信パラメータ制御部３１は、例えば、ＳＩＮＲの値と、当該ＳＩＮＲの値に最適なＭＣＳセットとを対応付けたテーブルを予め記憶し、このテーブルを参照して、当該基準端末のＳＩＮＲに対応するＭＣＳセットを決定する。

なお、図１４では、全ての無線通信端末に同一のＭＣＳセットが適用される。

一方、ステップＳ４４において、通信リソースが割り当てられている無線通信端末の数が１つの場合、ステップＳ４７へ進み、当該無線通信端末の送信電力パラメータを０ｄＢと決定し、これを記憶し、ステップＳ４８では、当該無線通信端末のＳＩＮＲからＭＣＳセットを決定する。

ステップＳ４６及びステップＳ４７で決定された、各無線通信端末の新たな送信電力あるいは送信電力パラメータ、ステップＳ４８で決定された変調方式や符号化率は各無線通信端末へ通知される。

このように、通信パラメータ制御部３１は、接続要求や終了要求を受けたとき、あるいは定期的に、当該基地局に接続された複数の無線通信端末のそれぞれから（当該基地局では既知である送信電力で）送信された信号の受信電力を用いて、当該複数の無線通信端末のうち、受信電力が最も小さい（伝搬損失が最も大きい）無線通信端末（例えば図１や図９では、無線通信端末２０３）を基準端末として選択する。この基準端末から送信される信号の受信電力に、他の無線通信端末に対応する受信電力を揃える為に、当該他の無線通信端末（例えば、無線通信端末２０１、２０２）の新たな送信電力を決定する。すなわち、ここでは、当該他の無線通信端末の受信電力と、基準端末の受信電力との差分を算出し、当該他の無線通信端末に対し、現在の送信電力より当該差分だけ小さい新たな送信電力を決定する。

現在の送信電力が、前回の送信電力制御により算出及び通知された送信電力パラメータに基づく送信電力である場合には、前回の送信電力パラメータに今回算出された差分を加算することにより新たな送信電力パラメータを決定する。すなわち、この場合、新たな送信電力パラメータは、通信パラメータ測定用信号の送信電力と新たな送信電力との差分を示している。

基準端末の新たな送信電力パラメータは「０ｄＢ」であり、新たな送信電力も基準送信電力（例えば、通信パラメータ測定用信号の送信電力Ｐｍａｘ）となる。

図１１（ｃ）に示すように、当該基地局に接続されている複数の無線通信端末のうち、伝搬損失が最も大きい無線通信端末（無線通信端末２０３）からは、通信パラメータ測定用信号の送信電力（Ｐｍａｘ）で信号が送信され、それ以外の他の無線通信端末（無線通信端末２０１、２０２）からは、通信パラメータ測定用信号の送信電力より上記送信電力パラメータで表された「差分」だけ小さい送信電力（無線通信端末２０１の新たな送信電力はＰｍａｘ-ΔＰ２０１、無線通信端末２０２の新たな送信電力はＰｍａｘ-ΔＰ２０２）で信号が送信される結果、基地局では、当該基地局に接続された全ての無線通信端末から送信される信号を受信する際の受信電力がほぼ等しくなる。

続いて、図１１とは異なる他の送信電力制御方法について、図１５を参照して説明する。

図１１の説明と同様に、ここで説明する送信電力制御は、基地局の制御部２０の通信パラメータ制御部３１にて行われるものであり、図５に示したスロット番号「１」のＵＬスロット（１）を例にとり説明する。

図１５は、図８に示したように無線通信端末２０１、２０２、２０３が順に基地局に対して接続要求を行い、無線通信を開始した後の状態を順に示している。

図１５（ａ）では、無線通信端末２０１が接続要求を行い、無線通信を開始した後の状態（図８のステップＳ６−１）を示している。この場合、当該スロットで（同一時間帯で）無線通信を行っている他の無線通信端末が存在していないため受信品質の劣化は生じない。よって無線通信端末２０１は許容される最大の送信電力（Ｐｍａｘ）で無線信号を送信している。

続いて、図１５（ｂ）では、無線通信端末２０２が接続要求を行い、無線通信を開始した後の状態（図８のステップＳ６−２）を示している。この場合、当該スロットで（同一時間帯で）無線通信を行っている無線通信端末が複数存在することから送信電力制御が行われる。具体的には、基地局は、基地局との距離が相対的に近い、すなわち伝搬損失が相対的に小さい無線通信端末２０１の送信電力を許容される最大送信電力（Ｐｍａｘ）からΔＰ２０１だけ小さくする。基地局との距離が相対的に遠い、すなわち伝搬損失が相対的に大きい無線通信端末２０２の送信電力は許容される最大送信電力（Ｐｍａｘ）とする。ΔＰ２０１は、無線通信端末２０２の伝搬損失と無線通信端末２０１の伝搬損失との差に相当する（無線通信端末２０２の伝搬損失＞無線通信端末２０１の伝搬損失）。これにより、基地局が、無線通信端末２０１及び２０２が送信した無線信号を受信する際の受信電力は概ね一致することとなり、上述したような受信品質の劣化は生じない。

しかしながら、無線通信端末２０１は許容される最大送信電力で送信していないことから、通信リソースを最大限利用していない。換言すると通信リソースの利用効率が低下してしまっている。そこで、通信リソース制御部３３が、同一タイムスロット内の未使用通信リソース（サブブロック）を無線通信端末２０１に対して割り当てる。

例えば、ここでは、通信リソース制御部３３が、サブブロック（３）及び（４）をさらに無線通信端末２０１に対して割り当てる。通信パラメータ制御部３１は、無線通信端末２０１に対し新たに割り当てられたサブブロック（３）及び（４）での送信電力が、サブブロック（１）と同様に、許容される最大送信電力（Ｐｍａｘ）からΔＰ２０１だけ小さくした値に決定する。

無線通信端末２０１は、サブブロック（１）、（３）及び（４）を用いて、許容される最大送信電力（Ｐｍａｘ）からΔＰ２０１だけ小さくした値の送信電力にて通信を行う。

これにより、受信品質の劣化を生じさせることなく、無線リソースの利用効率の低下を補うことができる。

図１５（ｃ）では、無線通信端末２０３が接続要求を行い、無線通信を開始した後の状態（図８のステップＳ６−３）を示している。図１５（ｂ）の状態では、無線通信端末２０１に複数のサブブロックを割り当てているため全てのサブブロックが使用されている。このような状態で新たに無線通信端末２０３が接続要求を行った場合、まず、通信リソース制御部３３は、複数のサブブロックが割り当てられている無線通信端末２０１から１つのサブブロック（ここでは、例えばサブブロック（４））の割り当てを外し、当該サブブロック（４）を無線通信端末２０３に割り当てる。この場合、当該スロットで無線通信を行っている無線通信端末が複数存在することから送信電力制御が行われる。具体的には、基地局は、基地局との距離が相対的に近い、すなわち伝搬損失が相対的に小さい無線通信端末２０１及び２０２の送信電力を許容される最大送信電力（Ｐｍａｘ）からそれぞれΔＰ２０１´及びΔＰ２０２だけ小さくする。基地局との距離が最も遠い、すなわち伝搬損失が最も大きい無線通信端末２０３の送信電力は許容される最大送信電力（Ｐｍａｘ）とする。

これにより、基地局がそれぞれの無線通信端末が送信した無線信号を受信する際の受信電力は概ね一致することとなり、上述したような受信品質の劣化は生じない。また、送信電力を最も低下させている無線通信端末２０１に対して複数のサブブロックを割り当てている（すなわち、受信電力が最も小さい（伝搬損失が最も大きい）無線通信端末に割り当てている帯域よりも広い帯域を割り当てている）ことから、受信品質の劣化を生じさせることなく、無線リソースの利用効率の低下を補うことができる。

なお、無線通信端末２０３が接続を終了した後は、図８のステップＳ１３において、無線通信端末２０１及び２０２の送信電力は再度図１５（ｂ）に示した状態に制御される。

次に、図１６及び図１７に示すフローチャートを参照して、図１５に示した送信電力制御方法を実現するための通信パラメータ制御部３１及び通信リソース制御部３３の処理動作について説明する。なお、ここでは、図８に示したような無線通信端末から通信パラメータ測定信号を受信した際に行う場合を例に説明する。また、図１６の通信パラメータ制御部３１の処理動作のうち、図１４と同一部分には同一符号を付し、異なる部分について説明する。すなわち、図１４のステップＳ４６が、図１６では、ステップＳ４６ａ〜ステップＳ４６ｃに置き換わっている。

図１６のステップＳ４５において、通信リソースが割り当てられている複数の無線通信装置のうち、受信電力が最も小さい無線通信端末が基準端末として選択されると、ステップＳ４６ａへ進み、この選択された基準端末の受信電力を用いて、通信リソースが割り当てられている複数の無線通信端末のうち、当該基準端末以外の各無線通信端末に対し送信電力パラメータを決定し、通信パラメータ記憶部３２に記憶する。ここでは、図１４のステップＳ４６と同様、通信パラメータ制御部３１は、各無線通信端末の現在の送信電力パラメータに、当該無線通信端末の受信電力と基準端末の受信電力との差分（正の値）を加えることにより、各無線通信端末の新たな送信電力パラメータを決定する。

各無線通信端末の送信電力パラメータを決定した後、通信リソース記憶部３４を参照して、通信リソースの割り当て状況から、当該スロットに未使用通信リソース（サブブロック）が存在するか否かをチェックする（ステップＳ４６ｂ）。当該スロットに未使用通信リソース（サブブロック）が存在する場合、ステップＳ４６ｃへ進み、通信リソース制御部３３へ通信リソース制御処理（図１７）を依頼する。

通信リソース制御部３３で通信リソース制御処理を行った後、あるいは、ステップＳ４６ｂにおいて、当該スロットにて未使用通信リソース（サブブロック）が存在しない場合、ステップＳ４７へ進む。

ステップＳ４６ａ及びステップＳ４７で決定された、各無線通信端末の新たな送信電力あるいは送信電力パラメータ、ステップＳ４６ｃで、送信電力が基準端末の送信電力よりも小さい無線通信端末に対し新たな送信帯域が割り当てられた場合には当該新たな送信帯域、ステップＳ４８で決定された変調方式や符号化率は各無線通信端末へ通知される。

図１７は、図１６のステップＳ４６ｃにおいて通信リソース制御部３３で実行される通信リソース制御処理を説明するためのフローチャートである。

図１７の通信リソース制御処理では、まず、通信パラメータ記憶部３２を参照して、新たな送信電力パラメータが最も大きい（基準送信電力と新たな送信電力との差分が最も大きい）無線通信端末、すなわち送信電力を最も低下させている無線通信端末を選択する（ステップＳ６１）。例えば、図１５（ｂ）の場合、無線通信端末２０１を選択する。そして、当該選択された無線通信端末に対して、１つの未使用通信リソースの割り当てを決定する（ステップＳ６２）。このとき、通信リソース記憶部３４に、当該選択された無線通信端末に対し新たに割り当てた通信リソース、すなわち、サブブロックを記憶する。

続いて、ステップＳ６３において、割り当てたことにより送信電力の低下が補償されているかを判断する。送信電力の低下を補償するとは、例えば、通信リソースを新たに追加したことによる送信電力の増加量が、送信電力制御による低下量を超えることを意味する。

例えば、図１５（ｂ）において、無線通信端末２０１に対し、サブブロック（１）以外に、さらに未使用のサブブロックを１つ割り当てると、無線通信端末２０１が使用可能な帯域は２倍となり、その結果、送信電力も２倍となるから３ｄＢ増加させることができる。また、サブブロック（１）以外に、さらに未使用のサブブロックを３つ割り当てると、無線通信端末２０１が使用可能な帯域は４倍となり、その結果、送信電力も４倍となるから６ｄＢ増加させることができる。

そこで、ステップＳ６３では、サブブロックをさらに割り当てて帯域を広くすることによる送信電力の上昇量と、送信電力制御による低下量（例えば新たな送信電力パラメータと現在の送信電力パラメータとの差分、または基準送信電力と新たな送信電力との差分）とを比較し、当該上昇量が当該低下量を越えるあるいは以上となるとき、割り当てたことにより送信電力の低下が補償されたと決定する。

補償できていない場合は、ステップＳ６４へ進み、通信リソース記憶部３４を参照して、当該スロットに、他に未使用通信リソース（未使用のサブブロック）が存在するかをチェックする。存在する場合には、ステップＳ６２に戻り、当該選択された無線通信端末に対してさらに未使用の通信リソースの割り当てを決定し、以後上記同様の処理を繰り返す。ステップＳ６４において、未使用の通信リソースが存在しない場合には、通信リソース制御処理を終了する。

ステップＳ６３において、送信電力の低下が補償されている場合には、ステップＳ６５へ進み、通信パラメータ記憶部３２を参照して、送信電力制御により送信電力を低下させている他の無線通信端末、すなわち、送信電力パラメータが０ｄＢでない他の無線通信端末が存在するか否かをチェックする（ステップＳ６５）。存在する場合には、ステップＳ６６へ進み、その中で最も送信電力を最も低下させている（送信電力パラメータの大きさが最も大きい）無線通信端末を決定し、ステップＳ６４へ進む。その後の処理は上記同様である。ステップＳ６５において、送信電力パラメータが０ｄＢでない他の無線通信端末が存在しない場合には、通信リソース制御処理を終了する。

以上説明したように、あるスロット（通信リソースの割り当てを行う所定の時間単位）に、複数の無線通信端末を複数のサブブロックに割当てる場合には送信電力制御を行い、さらに、送信電力制御を行った場合に、当該スロットに未使用の通信リソース（サブブロック）が存在する場合には、送信電力制御により送信電力を低下させた無線通信端末に対して当該未使用の通信リソースをさらに割り当てることで、各無線通信端末の無線リソースの利用効率を必要以上に低下させることなく無線通信を行うことが可能となる。

（第２の実施形態）
図１８、図１９及び図２０を用いて第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態は通信パラメータ算出処理を所定の周期をもって定期的に実施する場合に好適である。

図１８は、第２の実施形態に係る基地局の構成例を示したものである。なお、図１８において図６と同一部分には同一符号を付し、異なる部分について説明する。すなわち、図１８では、復号部１４により誤り訂正復号化した結果に対する誤りの有無が制御部２０に出力されること、及び制御部２０が通信状態記憶部３５を備えることが、図６と異なる。

図１９は通信状態記憶部３５の構成例を示したものである。図１９において、通信状態記憶部３５は、通信リソースを割り当てた無線通信端末の識別子（端末番号）、及び通信状態として無線通信端末毎に算出した所定数の復号結果に誤りが発生した割合（誤り発生率）を記憶している。図１９に示した状態では、無線通信端末２０１、２０２、２０４の誤り発生率は１０％より小さく、無線通信端末２０３は２５％、無線通信端末２０５は２０％である。

図２０は第２の実施形態の通信パラメータ制御部３１における通信パラメータ算出処理を説明するためのフローチャートである。なお、図２０において、図１４と同一ステップには同一符号を付し、異なる部分について説明する。すなわち、図２０では、図１４のステップＳ４５とステップＳ４６の間に、ステップＳ５１〜ステップＳ５２が追加されている。

なお、図１４のステップＳ４４〜ステップＳ４８を図２０の処理に置き換えて用いることができる。また、図１６のステップＳ４４〜ステップＳ４８を図２０の処理に置き換え、さらに、図２０のステップＳ４６を図１６のステップＳ４６ａ〜ステップＳ４６ｃに置き換えて用いることにより、通信パラメータの算出とともに通信リソース制御処理を実施する場合にも適用可能である。

さらに、図１４及び図１６に示したように接続要求や終了要求を受けたときのみならず、定期的に通信パラメータを算出する場合には、図２０の処理動作をそのまま実施すればよい。また定期的に通信パラメータの算出及び通信リソースの制御処理を行う場合には、図２０のステップＳ４６を図１６のステップＳ４６ａ〜ステップＳ４６ｃに置き換えればよい。

図２０において、ステップＳ４４及びステップＳ４５の処理は、図１４，図１６のステップＳ４４及びステップＳ４５と同様である。

図２０のステップＳ４５において、通信リソースが割り当てられている複数の無線通信装置のうち、受信電力が最も小さい無線通信端末が基準端末として選択されると、ステップＳ５１へ進み、通信状態記憶部３５から、基準端末の通信状態（ここでは、誤り発生率）を読み出す。ステップＳ５２へ進み、読み出された通信状態が予め定められた閾値よりも小さい場合にはそのまま処理を終了する。

ステップＳ５２において、読み出された通信状態が上記閾値以上の場合には、送信電力制御を行うことを決定し、ステップＳ４６へ進む。

図２０のステップＳ４６以降の処理は、図１４と同様である。すなわち、ステップＳ４５で選択された基準端末の受信電力を用いて、通信リソースが割り当てられている各無線通信端末の送信電力パラメータを決定し、通信パラメータ記憶部３２に記憶する。

また、図２０のステップＳ４６を図１６のステップＳ４６ａ〜ステップＳ４６ｃに置き換えて、各無線通信端末の送信電力パラメータの算出と、サブブロックの割当を行うようにしてもよい。

ステップＳ４８では、基準端末のＳＩＮＲからＭＣＳセットを決定する。第２の実施形態では、送信電力制御を行う場合には、全ての無線通信端末には同一のＭＣＳセットが適用される。

一般に、伝搬損失が相対的に大きな無線通信端末の通信状態は、伝搬損失が相対的に小さな無線通信端末と比較すると劣悪である。これは、図１０をもって説明したように、送信電力制御が行われていない場合、基地局が受信する際の受信電力はそれぞれの無線通信端末により異なり、基地局との距離が大きい無線通信端末ほど受信電力が小さくなるために発生するサブキャリア間干渉や量子化雑音の影響などによる可能性が高い。しかしながら、上記誤り発生率が許容される範囲内である限り、当該無線通信端末と基地局の無線通信は少なくとも維持することは可能である。

従って、上述したように、通信リソースの割り当てを行う所定の時間単位にて複数の無線通信端末が同時に無線通信を行い、さらに、必要な場合にのみ、具体的には、基地局からの距離が最も遠い、すなわち受信電力が最も小さい（伝搬損失が最も大きい）無線通信端末の通信状態（例えば誤り発生率）が所定の閾値を超えるほど悪い場合にのみ、送信電力制御を実施することにより、各無線通信端末の無線リソースの利用効率を必要以上に低下させることなく無線通信を行うことが可能となる。

（第３の実施形態）
図２１及び図２２を用いて、第３の実施形態について説明する。なお、第３の実施形態は通信パラメータ算出処理を所定の周期をもって定期的に実施する場合に好適である。

図２１は、第３の実施形態に係る基地局の構成例を示したものである。なお、図２１において図６と同一部分には同一符号を付し、異なる部分について説明する。すなわち、図２１では、Ａ／Ｄ変換部３から、Ａ／Ｄ変換部３に入力される信号の電力が制御部２０に出力されている点が図６と異なる。

Ａ／Ｄ変換部３では、多重された各無線通信端末が送信した信号（多重化信号）の多重化された状態での受信電力を測定する。この測定された多重化信号の受信電力が、制御部２０へ出力される。

図２２は第３の実施形態の通信パラメータ制御部３１における通信パラメータ算出処理を説明するためのフローチャートである。なお、図２２において、図１４と同一ステップには同一符号を付し、異なる部分について説明する。すなわち、図２２では、図１４のステップＳ４５とステップＳ４６の間に、ステップＳ５５〜ステップＳ５６が追加されている。

なお、図１４のステップＳ４４〜ステップＳ４８を図２２の処理に置き換えて用いることができる。また、図１６のステップＳ４４〜ステップＳ４８を図２２の処理に置き換え、さらに、図２２のステップＳ４６を図１６のステップＳ４６ａ〜ステップＳ４６ｃに置き換えて用いることにより、通信パラメータの算出とともに通信リソース制御処理を実施する場合にも適用可能である。

さらに、図１４及び図１６に示したように接続要求や終了要求を受けたときのみならず、定期的に通信パラメータを算出する場合には、図２２の処理動作をそのまま実施すればよい。また定期的に通信パラメータの算出及び通信リソースの制御処理を行う場合には、図２２のステップＳ４６を図１６のステップＳ４６ａ〜ステップＳ４６ｃに置き換えればよい。

図２２において、ステップＳ４４及びステップＳ４５の処理は、図１４，図１６のステップＳ４４及びステップＳ４５と同様である。

図２２のステップＳ４５において、通信リソースが割り当てられている複数の無線通信装置のうち、受信電力が最も小さい無線通信端末を基準端末として選択されると、ステップＳ５５へ進み、通信パラメータ記憶部を参照し、当該基準端末の受信電力を読み出す。ステップＳ５６へ進み、読み出された基準端末の受信電力と、Ａ／Ｄ変換部３から出力された受信電力との差が予め定められた閾値よりも小さい場合にはそのまま処理を終了する。

ステップＳ５６において、基準端末の受信電力が上記閾値以上の場合には、送信電力制御を行うことを決定し、ステップＳ４６へ進む。

図２２のステップＳ４６以降の処理は、図１４と同様である。すなわち、通信パラメータ制御部３１は、各無線通信端末の現在の送信電力パラメータに、当該無線通信端末の受信電力と基準端末の受信電力との差分（正の値）を加えることにより、各無線通信端末の新たな送信電力パラメータを決定し、通信パラメータ記憶部３２に記憶する。

また、図２２のステップＳ４６を図１６のステップＳ４６ａ〜ステップＳ４６ｃに置き換えて、各無線通信端末の送信電力パラメータの算出と、サブブロックの割当を行うようにしてもよい。

ステップＳ４８では、ステップＳ４５で選択された無線通信端末のＳＩＮＲからＭＣＳセットを決定する。第３の実施形態では、送信電力制御を行う場合には、全ての無線通信端末には同一のＭＣＳセットが適用される。

一般に、Ａ／Ｄ変換部３で行われるＡ／Ｄ変換では量子化雑音が発生する。量子化雑音については、Ａ／Ｄ変換部３に入力される多重化信号の電力に対して、相対的に小さい電力で受信される無線通信端末に対する受信信号への影響が大きい。上述したように、伝搬損失が相対的に大きな無線通信端末の通信状態は伝搬損失が相対的に小さな無線通信端末と比較すると劣悪である。これは、送信電力制御が行われていない場合、基地局が受信する際の受信電力はそれぞれの無線通信端末により異なり、基地局との距離が大きい無線通信端末ほど受信電力が小さくなるため、上述した量子化雑音が発生している可能性がある。しかしながら、Ａ／Ｄ変換部３で測定される多重化信号の電力との差が許容される範囲内である限り、量子化雑音の影響はさほど大きくないと考えられる。

従って、上述したように、通信リソースの割り当てを行う所定の時間単位にて複数の無線通信端末が同時に無線通信を行い、さらに、必要な場合にのみ、具体的には、Ａ／Ｄ変換部３で測定される多重化信号の受信電力と、基地局からの距離が最も遠い、すなわち伝搬損失が最も大きい無線通信端末の受信電力とに、所定の閾値を超えるほどの差が存在する場合にのみ送信電力制御を実施することにより、各無線通信端末の無線リソースの利用効率を必要以上に低下させることなく無線通信を行うことが可能となる。

なお、マルチキャリア復調部６では、ＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）などのマルチキャリア復調処理において、一定のビット幅を維持するようデジタル信号処理が行われる場合には、オーバフローやアンダーフロー（復調に必要な情報成分がクリップや丸めにより失われる）が発生する可能性がある。

Ａ／Ｄ変換部３で測定される多重化信号の受信電力と、伝搬損失が最も大きい無線通信端末の受信電力とに、所定の閾値を超えるほどの差が存在する場合、マルチキャリア復調部６で行われるマルチキャリア復調処理の演算におけるアンダーフローにより、伝搬損失が最も大きい無線通信端末からの信号成分が失われてしまう可能性がある。

このことからも、Ａ／Ｄ変換部３で測定される多重化信号の受信電力と、伝搬損失が最も大きい無線通信端末の受信電力とに、所定の閾値を超えるほどの差が存在する場合に、当該基地局に接続されている複数の無線通信端末に対応する受信電力を、当該伝搬損失の最も大きい無線通信端末に対応する受信電力に揃えるように、送信電力制御を行うことは意義のあることである。

以上説明したように、上記第１乃至第３の実施形態によれば、複数の無線通信端末を接続する基地局が、各無線通信端末から送信される信号を受信する際の受信電力を、当該複数の無線通信端末のうち受信電力の最も小さい無線通信端末（基準端末）からの信号を受信する際の受信電力に揃えるために、各無線通信端末の送信電力を制御する（送信電力制御）。より具体的には、各無線通信端末に対し、当該無線通信端末の受信電力と、上記基準端末の伝搬損失との差分を求め、各無線通信端末の現在の送信電力から当該差分だけ小さい新たな送信電力を決定する。

このような構成により、基地局１０１が、各無線通信端末２０１〜２０３から送信される信号を受信する際の受信電力はほぼ一致し、サブキャリア間干渉や量子化雑音の影響により、基地局１０１から最も遠い（伝搬損失の最も大きい／受信電力の最も小さい）無線通信端末２０３からの信号の受信品質の劣化が生じることはなくなる。すなわち、基地局１０１は、各無線通信端末２０１〜２０３から送信される信号を高い受信品質で受信することが可能となる。

また、新たな送信電力が上記基準送信電力よりも小さい無線通信端末（新たな送信電力が基準端末の新たな送信電力よりも小さい無線通信端末）に対し（特に、最も送信電力の小さい無線通信端末に対し）、基準端末（あるいは新たな送信電力が最も大きい無線通信端末）に割り当てられる送信帯域よりも広い帯域の送信帯域を割り当てることにより、上記送信電力制御により低下させられた送信電力を、送信帯域幅を大きくすることで補うことが可能となり、結果として各無線通信端末の無線リソースの利用効率を必要以上に低下させることなく無線通信を行うことが可能となる。

本発明の実施の形態に記載した本発明の手法は、コンピュータに実行させることのできるプログラムとして、磁気ディスク（フレキシブルディスク、ハードディスクなど）、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなど）、半導体メモリなどの記録媒体に格納して頒布することもできる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の無線通信制御方法を適用する無線通信システムの構成例を示した図。 本発明の無線通信制御方法に好適な無線通信方式を説明するための図。 図２に示した無線通信方式における無線通信端末の多重方法を説明するための図。 図１に示した無線通信システムにおけるフレームフォーマットの一例を示した図。 図２に示した無線通信方式における無線リソース割り当て方法の一例を示した図。 基地局の構成例を示した図。 無線通信端末の構成例を示した図。 基地局と無線通信端末との間の処理手順を説明するための図。 図８に示し処理手順を説明するための図。 送信電力制御が行われない場合を説明するための図。 本発明の実施形態に係る送信電力制御の概略を説明するための図。 通信リソース記憶部に記憶される通信リソース情報の記憶例を示した図。 通信パラメータ記憶部に記憶される通信パラメータの記憶例を示した図。 第１の実施形態に係る無線通信制御方法を説明するためのフローチャート。 第１の実施形態に係る送信電力制御の概略を説明するための図。 第１の実施形態に係る他の無線通信制御方法を説明するためのフローチャート。 図１６の通信リソース制御処理を説明するためのフローチャート。 第２の実施形態に係る基地局の構成例を示した図。 通信状態記憶部に記憶される通信状態情報の記憶例を示した図。 第２の実施形態に係る無線通信制御方法を説明するためのフローチャート。 第３の実施形態に係る基地局の構成例を示した図。 第３の実施形態に係る無線通信制御方法を説明するためのフローチャート。

符号の説明

１０１…基地局
２０１〜２０３…無線通信端末
２０…制御部
３１…通信パラメータ制御部
３２…通信パラメータ記憶部
３３…通信リソース制御部
３４…通信リソース記憶部
３５…通信状態記憶部

Claims (9)

1. 複数の無線通信端末を無線接続する基地局における無線通信制御方法において、
   アップリンク通信のための送信帯域を割り当てるステップと、
   前記無線通信端末から送信された信号を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップで受信された信号の受信電力を測定する測定ステップと、
   前記受信電力の最も小さい無線通信端末を基準端末として選択する選択ステップと、
   前記受信電力と前記基準端末から送信された信号の受信電力との差分を算出する算出ステップと、
   前記複数の無線通信端末に対し、前記受信ステップで受信された信号の送信電力より前記差分だけ小さい新たな送信電力を示す送信電力パラメータを通知する通知ステップと、
   前記送信電力パラメータを通知した無線通信端末に対し、前記基準端末に割り当てられた送信帯域よりも広い送信帯域を割り当てる割当ステップと、
   を含む無線通信制御方法。
2. 複数の無線通信端末を無線接続する基地局における無線通信制御方法において、
   前記無線通信端末に対し、当該無線通信端末から前記基地局へのアップリンク通信のための送信帯域を割り当てるステップと、
   前記無線通信端末から予め定められた基準送信電力で送信された信号を受信する受信ステップと、
   前記受信ステップで受信された信号の受信電力を測定する測定ステップと、
   前記複数の無線通信端末のうち、前記受信電力の最も小さい無線通信端末を基準端末として選択する選択ステップと、
   前記受信電力と前記基準端末から送信された信号の受信電力との差分を算出する算出ステップと、
   前記複数の無線通信端末に対し、前記基準送信電力より前記差分だけ小さい当該無線通信端末の新たな送信電力あるいは当該差分を通知する通知ステップと、
   前記新たな送信電力を通知した無線通信端末に対し、前記基準端末に割り当てられた送信帯域よりも広い送信帯域を割り当てる割当ステップと、
   を含む無線通信制御方法。
3. 前記基準端末から送信された信号を受信した際に得られるＳＩＮＲ（Signal-to-interference and Noise power Ratio）から、前記複数の無線通信端末で共通の変調方式及び符号化率を選択するステップをさらに含み、
   前記通知ステップは、さらに、選択された変調方式及び符号化率を各無線通信端末へ通知することを特徴とする請求項１または２記載の無線通信制御方法。
4. 前記基準送信電力は、許容される最大の送信電力であることを特徴とする請求項２記載の無縁通信制御方法。
5. 前記受信ステップで受信された各無線通信端末から送信された信号を復号する際に得られる誤り発生率を記憶手段に記憶するステップをさらに含み、
   前記選択ステップは、前記複数の無線通信端末のうち、前記受信電力が最も小さく、且つ前記誤り発生率が予め定められた閾値以上の無線通信端末を前記基準端末として選択することを特徴とする請求項１または２記載の無線通信制御方法。
6. 前記受信ステップで受信された前記複数の無線通信端末からの信号を含む多重化信号の受信電力を測定するステップをさらに含み、
   前記選択ステップは、前記複数の無線通信端末のうち、前記受信電力が最も小さく、且つ当該受信電力と前記多重化信号の受信電力との差が予め定められた閾値以上の無線通信端末を前記基準端末として選択することを特徴とする請求項１または２記載の無線通信制御方法。
7. 前記複数の無線通信端末は同一タイムスロットに割り当てられていることを特徴とする請求項１または２記載の無線通信制御方法。
8. 複数の無線通信端末を無線接続する基地局において、
   アップリンク通信のための送信帯域を割り当てる第１の割り当て手段と、
   前記無線通信端末から送信された信号を受信する受信手段と、
   前記受信ステップで受信された信号の受信電力を測定する測定手段と、
   前記受信電力の最も小さい無線通信端末を基準端末として選択する選択手段と、
   前記受信電力と前記基準端末から送信された信号の受信電力との差分を算出する算出手段と、
   前記複数の無線通信端末に対し、前記受信ステップで受信された信号の送信電力より前記差分だけ小さい新たな送信電力を示す送信電力パラメータを通知する通知手段と、
   前記送信電力パラメータを通知した無線通信端末に対し、前記基準端末に割り当てられた送信帯域よりも広い送信帯域を割り当てる第２の割当手段と、
   を備えた基地局。
9. 複数の無線通信端末を接続する基地局において、
   各無線通信端末に対し、当該無線通信端末から前記基地局へのアップリンク通信のための送信帯域を割り当てる第１の割当手段と、
   各無線通信端末から予め定められた基準送信電力で送信された信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段で受信された各信号の受信電力を測定する測定手段と、
   前記複数の無線通信端末のうち、前記受信電力の最も小さい無線通信端末を基準端末として選択する選択手段と、
   各無線通信端末の前記受信電力と前記基準端末の受信電力との差分を算出する算出手段と、
   各無線通信端末に対し、前記基準送信電力より前記差分だけ小さい当該無線通信端末の新たな送信電力あるいは当該差分を通知する通知手段と、
   前記新たな送信電力を通知した無線通信端末に対し、前記基準端末に割り当てられた送信帯域よりも広い送信帯域を割り当てる第２の割当手段と、
   を備えた基地局。

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