JP2008141320A

JP2008141320A - 割当方法およびそれを利用した基地局装置

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Publication number: JP2008141320A
Application number: JP2006323512A
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Inventors: Nobuhiro Masaoka; 伸博正岡
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-06-19
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Abstract

【課題】レンジング動作の精度を高くしたい。
【解決手段】基地局装置１０は、複数のサブチャネルが周波数多重されたタイムスロットに端末装置を割り当てる。端末装置との間の信号の強度の範囲が異なればタイムスロットも異なるように、強度の範囲とタイムスロットとの対応が規定されており、制御部３０は、低い強度の範囲に対応づけられたタイムスロットのうち、複数のサブチャネルのいずれかをレンジングチャネルとして端末装置に割り当てる。ＲＦ部２０、変復調部２２等は、割り当てたレンジングチャネルにおいて、端末装置にレンジング動作を実行する。制御部３０は、レンジング動作を実行した端末装置に対して、通信チャネルとしてサブチャネルを割り当てる。
【選択図】図５

Description

本発明は、割当技術に関し、特に端末装置にチャネルを割り当てる割当方法およびそれを利用した基地局装置に関する。

一般的に、ワイヤレス通信において、限りある周波数資源の有効利用が望まれている。特に、通信速度の高速化に伴い、その要請はさらに高まっている。この要請に応えるための技術のひとつが、ＯＦＤＭＡ（ＯｒｔｈｏｇｏｎａｌＦｒｅｑｕｅｎｃｙＤｉｖｉｓｉｏｎＭｕｌｔｉｐｌｅＡｃｃｅｓｓ）方式である。ＯＦＤＭＡとは、ＯＦＤＭを利用しながら複数の端末装置を周波数多重する技術である。このようなＯＦＤＭＡにおいては、複数の端末装置にサブキャリアを割り当てるためのスケジューリング処理が必要となる。従来、複数のサブキャリアのうち、信号対雑音比の高いサブキャリアに端末装置を割り当てていた（例えば、特許文献１参照。）。
特表２００５−５０２２１８号公報

ＯＦＤＭＡにおいて、受信側は、複数のサブキャリアに対して、一括してＦＦＴ（ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍ）処理やＡＧＣ（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＧａｉｎＣｏｎｔｒｏｌ）処理などを実行する。その際、複数の端末装置のうちのいずれかの受信電力が他の端末装置の受信電力より極端に低い場合、ＡＧＣ処理の際に、高い受信電力を基準として増幅率が調節されると、低い受信電力の信号は十分な増幅率を得られず、受信特性が悪化してしまう。また、ＯＦＤＭＡには、ＯＦＤＭと同様にサブキャリア間の直交性が要求されるので、端末装置間の周波数オフセットによって、受信特性が悪化してしまう。このような、受信特性の悪化を抑制するために、ＯＦＤＭＡでは、通信の開始に先立って、電力や周波数オフセットの調節が実行される。このような調節は、レンジング動作と呼ばれており、レンジング動作は、レンジングチャネルにおいてなされる。通信特性の向上のために、レンジング動作の精度が高い方が望ましい。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、レンジング動作の精度を高くする割当技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の基地局装置は、複数のサブチャネルが周波数多重されたタイムスロットに端末装置を割り当てる。この基地局装置は、端末装置との間の信号の強度の範囲が異なればタイムスロットも異なるように、強度の範囲とタイムスロットとの対応が規定されており、低い強度の範囲に対応づけられたタイムスロットのうち、複数のサブチャネルのいずれかをレンジングチャネルとして端末装置に割り当てる第１割当部と、第１割当部において割り当てたレンジングチャネルにおいて、端末装置にレンジング動作を実行する実行部と、実行部においてレンジング動作を実行した端末装置に対して、通信チャネルとしてサブチャネルを割り当てる第２割当部と、を備える。

この態様によると、低い強度の範囲に対応づけられたタイムスロットのうち、複数のサブチャネルのいずれかをレンジングチャネルとして割り当てるので、干渉の影響を低減でき、レンジング動作の精度を高くできる。

第１割当部は、レンジングチャネルに割り当てたサブチャネルに少なくとも隣接したサブチャネルを不使用にしてもよい。この場合、隣接したサブチャネルを不使用にするので、干渉の影響を低減でき、レンジング動作の精度を高くできる。

第１割当部は、レンジング動作の終了後、端末装置に割り当てたレンジングチャネルを制御信号の通信に使用してもよい。この場合、レンジングチャネルにおいて、レンジング動作から制御信号の通信へ移行するので、処理をスムーズに移行できる。

第１割当部において割り当てるべきレンジングチャネルに関する情報を報知する報知部をさらに備えてもよい。この場合、割り当てるべきレンジングチャネルに関する情報を報知するので、レンジングチャネルの存在を端末装置に知らしめることができる。

本発明の別の態様は、複数のサブチャネルが周波数多重されたタイムスロットに端末装置を割り当てる割当方法である。この方法は、端末装置との間の信号の強度の範囲が異なればタイムスロットも異なるように、強度の範囲とタイムスロットとの対応が規定されており、低い強度の範囲に対応づけられたタイムスロットのうち、複数のサブチャネルのいずれかをレンジングチャネルとして端末装置に割り当て、当該レンジングチャネルでのレンジング動作終了後、当該端末装置に対して、通信チャネルとしてサブチャネルを割り当てる。

レンジングチャネルに割り当てたサブチャネルに少なくとも隣接したサブチャネルを不使用にしてもよい。レンジング動作の終了後、端末装置に割り当てたレンジングチャネルを制御信号の通信に使用してもよい。割り当てるべきレンジングチャネルに関する情報を報知してもよい。

本発明のさらに別の態様は、複数のサブチャネルが周波数多重されたタイムスロットに端末装置を割り当てることをコンピュータに実行させるプログラムである。このプログラムは、端末装置との間の信号の強度の範囲が異なればタイムスロットも異なるように、強度の範囲とタイムスロットとの対応が規定されており、低い強度の範囲に対応づけられたタイムスロットのうち、複数のサブチャネルのいずれかをレンジングチャネルとして端末装置に割り当てるステップと、割り当てたレンジングチャネルにおいて、端末装置にレンジング動作を実行するステップと、レンジング動作を実行した端末装置に対して、通信チャネルとしてサブチャネルを割り当てるステップと、をコンピュータに実行させる。

レンジングチャネルとして端末装置に割り当てるステップは、レンジングチャネルに使用したサブチャネルに少なくとも隣接したサブチャネルを不使用にしてもよい。レンジング動作の終了後、端末装置に割り当てたレンジングチャネルを制御信号の通信に使用するステップをさらに備えてもよい。レンジングチャネルとして端末装置に割り当てるステップにおいて割り当てるべきレンジングチャネルに関する情報を報知するステップをさらに備えてもよい。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、レンジング動作の精度を高くできる。

本発明を具体的に説明する前に、まず概要を述べる。本発明の実施例は、基地局装置と、少なくともひとつの端末装置によって構成される通信システムに関する。通信システムでは、複数のタイムスロットが時間分割多重されることによって、各フレームが形成され、複数のサブチャネルが周波数分割多重されることによって、各タイムスロットが形成されている。また、各サブチャネルは、マルチキャリア信号によって形成されている。ここで、マルチキャリア信号としてＯＦＤＭ信号が使用されており、周波数分割多重としてＯＦＤＭＡが使用されている。

基地局装置は、少なくともひとつのタイムスロットにおけるひとつのサブチャネルを端末装置に割り当てることによって、すなわち通信チャネルを設定することによって、当該端末装置との通信を実行する。なお、基地局装置は、端末装置にサブチャネルを割り当てる前に、端末装置にレンジングチャネルを割り当てることによって、端末装置との間でレンジング動作、つまり周波数オフセット、タイミング、送信電力の調節を実行する。本実施例では、レンジング動作の精度を向上させ、また、既に通信処理を実行している他の端末装置に及ぼす影響を低減するために、以下の処理を実行する。

基地局装置は、端末装置からの信号強度の範囲と、タイムスロットとを対応づけながら規定する。ここでは、信号強度の範囲が異なればタイムスロットも異なるように、両者を対応づける。基地局装置は、信号強度の範囲が小さくなるように規定されたタイムスロット（以下、「対象タイムスロット」という）にレンジングチャネルを設定する。つまり、対象タイムスロットに含まれた複数のサブチャネルのうち、ひとつあるいはそれ以上のサブチャネルがレンジングチャネルに設定される。また、基地局装置と端末装置は、少なくともレンジング動作の初期段階において、当該タイムスロットに対して規定された信号強度の範囲に合うように、送信電力を小さくする。さらに、基地局装置は、レンジング動作の期間にわたって、レンジングチャネルが設定されたサブチャネルに隣接したサブチャネルを不使用にする。つまり、レンジングチャネルが設定されたサブチャネルに隣接したサブチャネルには、レンジングチャネルや通信チャネルが設定されない。

図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、基地局装置１０、端末装置１２と総称される第１端末装置１２ａ、第２端末装置１２ｂ、第３端末装置１２ｃを含む。

基地局装置１０は、一端に無線ネットワークを介して端末装置１２を接続し、他端に図示しない有線ネットワークを接続する。また、端末装置１２は、無線ネットワークを介して基地局装置１０に接続する。基地局装置１０は、複数の端末装置１２に対して通信チャネルを割り当てることによって、複数の端末装置１２との通信を実行する。具体的には、端末装置１２が基地局装置１０に対してチャネル割当の要求信号を送信し、基地局装置１０は、受信した要求信号に応答して、端末装置１２に通信チャネルを割り当てる。

また、基地局装置１０は、端末装置１２に割り当てた通信チャネルに関する情報を送信し、端末装置１２は、割り当てられた通信チャネルを使用しながら、基地局装置１０との通信を実行する。その結果、端末装置１２から送信されたデータは、基地局装置１０を介して、有線ネットワークに出力され、最終的に有線ネットワークに接続された図示しない通信装置に受信される。また、通信装置から端末装置１２への方向にもデータは伝送される。

前述のごとく、基地局装置１０は、複数のタイムスロットと、複数のサブチャネルを有しているので、複数のタイムスロットによってＴＤＭＡを実行しつつ、複数のサブチャネルによってＯＦＤＭＡを実行する。また、基地局装置１０は、受信品質の悪化を抑制するために、ＯＦＤＭＡを実行する前に端末装置１２に対してレンジング動作を実行する。レンジング動作には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、詳細を省略するが、例えば、端末装置１２が既知の信号を送信し、基地局装置１０は、受信した既知の信号をもとに、周波数オフセット、タイミング、信号強度に対する補正値を導出する。また、基地局装置１０は、導出した結果を端末装置１２に通知し、端末装置１２は、通知された内容を反映する。

以上の処理が逆方向に実行されてもよい。なお、レンジング動作は、レンジングチャネルにおいてなされるが、基地局装置１０は、所定のサブチャネルをレンジングチャネルに設定し、対象となる端末装置１２にレンジングチャネルを割り当てる。レンジングチャネルの割り当てについては、後述する。

図２は、通信システム１００におけるフレームの構成を示す。図示のごとく、フレームは、８つのタイムスロットから構成されている。また、８つのタイムスロットは、４つの上りタイムスロットと４つの下りタイムスロットから構成されている。ここでは、４つの上りタイムスロットを「第１上りタイムロット」から「第４上りタイムスロット」として示し、４つの下りタイムスロットを「第１下りタイムスロット」から「第４下りタイムスロット」として示す。また、図示したフレームは、連続して繰り返される。なお、フレームの構成は、図２に限定されないが、ここでは、説明を明瞭にするために、フレームの構成を図２として説明する。また、説明を簡潔にするために、上りタイムスロットと下りタイムスロットのいずれかについてのみ説明を行う場合もあるが、他方のタイムスロットも同様の説明が有効である。

基地局装置１０は、端末装置１２との間の信号の強度の範囲が異なればタイムスロットも異なるように、強度の範囲とタイムスロットとの対応を予め規定する。例えば、受信した信号の強度が「−５０ｄＢｍ以上」である場合、「第４上りタイムスロット」が使用され、信号強度が「−５０ｄＢｍより小さく−６０ｄＢｍ以上」である場合、「第３上りタイムスロット」が使用され、信号強度が「−６０ｄＢｍより小さく−７０ｄＢｍ以上」である場合、「第２上りタイムスロット」が使用され、信号強度が「−７０ｄＢｍより小さい」場合、「第１上りタイムスロット」が使用される。また、基地局装置１０は、低い信号強度の範囲に対応したタイムスロット、つまり前述の対象タイムスロットのうち、複数のサブチャネルのいずれかをレンジングチャネルに設定する。

図３は、通信システム１００におけるサブチャネルの配置を示す。図３では、横軸に周波数軸が示されており、図２に示したタイムスロットに対するスペクトルが示される。ひとつのタイムスロットには、図示のごとく、第１サブチャネルから第ＮサブチャネルのＮ個のサブチャネルが周波数分割多重されている。各サブチャネルは、マルチキャリア信号、ここでは、ＯＦＤＭ信号によって構成されている。また、第１サブチャネルから第Ｎサブチャネルのそれぞれは、通信チャネル、制御チャネル、報知チャネルとして使用される。なお、前述のごとく、タイムスロットが対象タイムスロットである場合、いくつかのサブチャネルは、レンジングチャネルとして使用される。

以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図４は、通信システム１００による通信手順を示すシーケンス図である。基地局装置１０は、レンジングチャネルマップを生成する（Ｓ１０）。レンジングチャネルマップとは、レンジングチャネルに使用されるサブチャネルが示されたテーブルである。基地局装置１０は、報知チャネルにレンジングチャネルマップを含めることによって、レンジングチャネルマップを報知する（Ｓ１２）。端末装置１２は、受信したレンジングチャネルマップを使用しながら、レンジング動作に使用すべきレンジングチャネルを選択する（Ｓ１４）。また、端末装置１２は、選択したレンジングチャネルへの割当要求をレンジング要求として送信する（Ｓ１６）。

基地局装置１０は、レンジング要求に応じて割当を行うと、その結果をレンジング応答として送信する（Ｓ１８）。端末装置１２と基地局装置１０とは、割り当てられたレンジングチャネルを使用しながら、レンジング動作を実行する（Ｓ２０）。レンジング動作の終了後、端末装置１２は、基地局装置１０にチャネル割当要求を送信し（Ｓ２２）、基地局装置１０は、端末装置１２にチャネル割当応答を送信する（Ｓ２４）ことによって、基地局装置１０と端末装置１２との間に通信チャネルが設定される。基地局装置１０と端末装置１２とは、通信チャネルを使用しながら、通信を実行する（Ｓ２６）。

図５は、基地局装置１０の構成を示す。基地局装置１０は、ＲＦ部２０、変復調部２２、ベースバンド処理部２４、ＩＦ部２６、測定部２８、制御部３０を含む。

ＲＦ部２０は、受信処理として、図示しない端末装置１２から受信した無線周波数のマルチキャリア信号に対して周波数変換を実行し、ベースバンドのマルチキャリア信号を生成する。ここで、マルチキャリア信号は、図３のごとく形成されており、また、図２の上りタイムスロットに相当する。さらに、ＲＦ部２０は、ベースバンドのマルチキャリア信号を変復調部２２に出力する。一般的に、ベースバンドのマルチキャリア信号は、同相成分と直交成分によって形成されるので、ふたつの信号線によって伝送されるべきであるが、ここでは、図を明瞭にするためにひとつの信号線だけを示すものとする。また、ＲＦ部２０には、ＡＧＣやＡ／Ｄ変換部も含まれる。

ＲＦ部２０は、送信処理として、変復調部２２から入力したベースバンドのマルチキャリア信号に対して周波数変換を実行し、無線周波数のマルチキャリア信号を生成する。さらに、ＲＦ部２０は、無線周波数のマルチキャリア信号を送信する。なお、ＲＦ部２０は、受信したマルチキャリア信号と同一の無線周波数帯を使用しながら、マルチキャリア信号を送信する。つまり、図２のごとく、ＴＤＤ（ＴｉｍｅＤｉｖｉｓｉｏｎＤｕｐｌｅｘ）が使用されているものとする。また、ＲＦ部２０には、ＰＡ（ＰｏｗｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒ）、Ｄ／Ａ変換部も含まれる。

変復調部２２は、受信処理として、ＲＦ部２０から入力したベースバンドのマルチキャリア信号に対して、ＦＦＴを実行することによって、時間領域から周波数領域への変換を実行する。周波数領域に変換したマルチキャリア信号は、複数のサブキャリアのそれぞれに対応した成分を有する。なお、変復調部２２は、タイミング同期、つまりＦＦＴのウインドウの設定を実行し、ガードインターバルの削除も実行する。タイミング同期等には、公知の技術が使用されればよいので、ここでは、説明を省略する。また、変復調部２２は、周波数領域に変換したマルチキャリア信号を復調する。なお、復調のために伝送路特性が推定されるが、伝送路特性は、サブキャリア単位に推定される。変復調部２２は、復調した結果をベースバンド処理部２４に出力する。

変復調部２２は、送信処理として、ベースバンド処理部２４から受けつけたマルチキャリア信号に対して、変調を実行する。また、変復調部２２は、変調したマルチキャリア信号に対して、ＩＦＦＴを実行することによって、周波数領域から時間領域への変換を実行する。変復調部２２は、時間領域に変換したマルチキャリア信号をベースバンドのマルチキャリア信号としてＲＦ部２０に出力する。なお、変復調部２２は、ガードインターバルの付加も実行するが、ここでは説明を省略する。

ベースバンド処理部２４は、受信処理として、変復調部２２から復調結果を受けつけ、復調結果を端末装置１２単位に分離する。つまり、復調結果は、図３のごとく、複数のサブチャネルによって構成されている。そのため、ひとつのサブチャネルがひとつの端末装置１２に割り当てられている場合、復調結果には、複数の端末装置１２からの信号が含まれている。ベースバンド処理部２４は、このような復調結果を端末装置１２単位に分離する。ベースバンド処理部２４は、分離した復調結果に対して、送信元の端末装置１２を識別するための情報と宛先を識別するための情報とを付加して、ＩＦ部２６に出力する。

ベースバンド処理部２４は、送信処理として、ＩＦ部２６から、複数の端末装置１２へのデータを受けつけ、データをサブチャネルに割り当て、複数のサブチャネルからマルチキャリア信号を形成する。つまり、ベースバンド処理部２４は、図３のごとく、複数のサブチャネルによって構成されるマルチキャリア信号を形成する。なお、データが割り当てられるべきサブチャネルは、予め決められており、それに関する指示は、制御部３０から受けつけるものとする。ベースバンド処理部２４は、マルチキャリア信号を変復調部２２に出力する。

ＩＦ部２６は、受信処理として、ベースバンド処理部２４から受けつけた復調結果を図示しない有線ネットワークに出力する。復調結果の宛先は、復調結果に付加された情報であって、かつ宛先を識別するための情報をもとに設定される。ここで、宛先を識別するための情報は、例えば、ＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスによって示される。また、ＩＦ部２６は、送信処理として、図示しない有線ネットワークから複数の端末装置１２に対するデータを入力する。制御部３０は、入力したデータをベースバンド処理部２４に出力する。

測定部２８は、ＲＦ部２０に受信した信号の強度を測定する。ここで、測定部２８は、通信対象の端末装置１２だけではなく、干渉となる信号の強度も測定する。制御部３０は、端末装置１２に対するサブチャネルの割当、レンジング動作の制御、基地局装置１０全体のタイミング制御等を実行する。ここで、通信チャネルの割当までの動作は、７つの段階に分けられる。７つの段階とは、（１）レンジングチャネルを配置すべきタイムスロットの設定、（２）Ｕ波テーブルの生成、（３）レンジングテーブルの生成、（４）レンジングチャネルマップの報知、（５）レンジングチャネルの設定、（６）レンジング動作、（７）通信チャネルの設定である。これらのうち、（１）から（５）が、レンジングチャネルの設定に相当する。以下、これらを順番に説明する。

（１）レンジングチャネルを配置すべきタイムスロットの設定
制御部３０は、図２のごとく、フレームに含まれた複数のタイムスロットのうち、少なくともひとつのタイムスロットを選択し、選択したタイムスロットにレンジングチャネルを配置する。ここで、選択したタイムスロットは、前述の対象タイムスロットに相当する。なお、タイムスロットのそれぞれには、信号強度の範囲が対応づけられており、制御部３０は、小さい信号強度の範囲に対応づけられたタイムスロットを制御タイムスロットとして選択する。

図６は、制御部３０に記憶されたタイムスロットと信号強度の範囲との関係を示したテーブルのデータ構造である。図示のごとく、タイムスロットＮｏ．欄２００、信号強度の範囲欄２０２が含まれる。信号強度の範囲欄２０２において、Ｐ_Ａ、Ｐ_Ｂ、Ｐ_Ｃ、Ｐ_Ｄのそれぞれは、信号強度Ｐの範囲の上限値または下限値を示すパラメータである。なお、それぞれの大きさの関係は、Ｐ_Ａ＜Ｐ_Ｂ＜Ｐ_Ｃ＜Ｐ_Ｄである。また、Ｐ_Ａには、通信が可能である最小の信号強度が設定されてもよい。タイムスロットＮｏ．欄２００には、図２に示されるようなタイムスロットの番号が、「１」から「４」として示される。

このようなテーブルにより、信号強度の範囲「Ｐ_Ａ≦Ｐ＜Ｐ_Ｂ」と第１タイムスロットとが対応づけられる。なお、第１タイムスロットは、第１上りタイムスロットや第１下りタイムスロットに相当する。ここで、第１タイムスロットに対応した信号強度の範囲が、他のタイムスロットに対応した信号強度の範囲よりも小さいので、対象タイムスロットは第１タイムスロットに相当する。図５に戻る。

（２）Ｕ波テーブルの生成
制御部３０は、対象タイムスロットを特定した後、測定部２８に対して、対象タイムスロットに含まれた複数のサブチャネルのそれぞれに対する信号強度を測定させる。この信号強度は、レンジングチャネルを設定した場合の不要波あるいは干渉波の信号強度に相当する。制御部３０は、複数のサブチャネルのそれぞれに対応づけながら、測定した信号強度をテーブルとして記憶する。当該テーブルは、Ｕ波テーブルと呼ばれる。

（３）レンジングテーブルの生成
制御部３０は、Ｕ波テーブルを参照しながら、対象タイムスロットの中から、レンジングチャネルに使用可能なサブチャネルを選択する。制御部３０は、信号強度、つまりＵ波レベルがしきい値よりも小さく、かつ通信チャネル等に使用されていないサブチャネルを選択する。また、制御部３０は、隣接したサブチャネルが通信チャネル等に使用されていないサブチャネルを選択する。例えば、第２サブチャネルから第４サブチャネルが通信チャネル等に使用されておらず、かつ第３サブチャネルでのＵ波レベルがしきい値よりも小さい場合に、制御部３０は、第２サブチャネルをレンジングチャネルとして選択する。また、制御部３０は、レンジングチャネルに使用したサブチャネルに少なくとも隣接したサブチャネルを不使用にする。さらに、制御部３０は、他のサブチャネルに対しても以上の処理を繰り返し、選択したサブチャネルをテーブルとして記憶する。当該テーブルは、レンジングテーブルと呼ばれる。

（４）レンジングチャネルマップの報知
制御部３０は、レンジングテーブルに含まれたサブチャネル、つまりレンジングチャネルのうち、所定数のサブチャネルを選択し、選択したサブチャネルの番号の一覧をレンジングチャネルマップとして作成する。また、制御部３０は、変復調部２２、ＲＦ部２０等を介して、レンジングチャネルマップが含まれた報知チャネル、例えばＢＣＣＨを報知する。つまり、制御部３０は、変復調部２２、ＲＦ部２０を介して、割り当てるべきレンジングチャネルに関する情報を報知する。

（５）レンジングチャネルの設定
制御部３０は、ＲＦ部２０、変復調部２２等を介して、レンジングチャネルマップが含まれた報知チャネルを受信した端末装置１２から、レンジング要求を受けつける。レンジング要求とは、レンジング動作の実行を要求する旨の通知である。また、レンジング要求には、レンジングチャネルマップに含まれたレンジングチャネルのうち、端末装置１２によって選択されたレンジングチャネルに関する情報が含まれる。例えば、第２サブチャネルが選択されている。制御部３０は、当該レンジングチャネルを端末装置１２に割当可能であれば、割り当てた後に、割り当てたことに関する報告をレンジング応答として、変復調部２２、ＲＦ部２０を介して端末装置１２に送信する。これより、基地局装置１０と端末装置１２は、共通のサブチャネルをレンジングチャネルとして認識する。以上の処理によって、制御部３０は、低い強度の範囲に対応づけられたタイムスロットのうち、複数のサブチャネルのいずれかをレンジングチャネルとして端末装置１２に割り当てる。

（６）レンジング動作
レンジングチャネルの割当後、基地局装置１０と端末装置１２とは、レンジング動作を実行する。特に、制御部３０は、ＲＦ部２０、変復調部２２に対して、割り当てたレンジングチャネルにおいて、端末装置１２とのレンジング動作を実行させる。レンジング動作の一例は、前述の通りであり、また公知の技術でよいので、ここでは、説明を省略する。レンジング動作によって、基地局装置１０と端末装置１２とは、周波数オフセット、タイミング、信号強度を互いに調節する。例えば、端末装置１２は、図２、図６に示された第１上りタイムスロットに対応づけられた信号強度の範囲、つまり最も小さい信号強度の範囲になるように、送信電力を調節する。

（７）通信チャネルの設定
制御部３０は、ＲＦ部２０、変復調部２２等を介して、レンジング動作を実行した端末装置１２から、チャネル割当要求を受けつけると、制御部３０は、当該端末装置１２に通信チャネルを割り当てる。前述のごとく、端末装置１２の送信電力は、第１上りタイムスロットに対応づけられた信号強度の範囲となるように調節されているので、制御部３０は、第１上りタイムスロットに含まれた複数のサブチャネルのいずれかを通信チャネルとして割り当てる。このように、制御部３０は、複数のサブチャネルが周波数多重されたタイムスロットに端末装置１２を割り当てる。

また、制御部３０は、変復調部２２、ＲＦ部２０等を介して、通信チャネルに関する情報をチャネル割当応答として、端末装置１２に送信する。通信チャネルの設定後、基地局装置１０と端末装置１２とは、通信チャネルを使用しながら、通信を実行する。このように、通信チャネルの設定時において、最も小さい信号強度の範囲となるように送信電力が調節されることによって、他の端末装置１２に及ぼす影響が低減される。その後、制御部３０は、チャネル切替を実行することによって、対象タイムスロットに割り当てた通信チャネルを別のタイムスロットに移動させてもよい。

なお、チャネル割当要求やチャネル割当応答は、一般的に制御チャネルにて送信される。しかしながら、制御部３０は、レンジング動作の終了後、端末装置１２に割り当てたレンジングチャネルをチャネル割当要求やチャネル割当応答等の制御信号の通信に使用する。つまり、制御部３０は、レンジング動作を終了した後であっても、レンジングチャネルを開放せずに、所定期間にわたって当該レンジングチャネルにて通信を実行する。なお、通信チャネルの割当後も、当該レンジングチャネルが使用されてもよい。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図７は、基地局装置１０によるＵ波テーブルの作成手順を示すフローチャートである。図７は、図４のステップ１０に相当する。制御部３０は、最小電力範囲のタイムスロットを選択し（Ｓ４０）、サブチャネル番号を「１」に設定する（Ｓ４２）。測定部２８は、Ｕ波の信号強度を測定し（Ｓ４４）、制御部３０は、測定結果をＵ波テーブルに格納する（Ｓ４６）。制御部３０は、サブチャネル番号を加算する（Ｓ４８）。サブチャネル番号がサブチャネル数よりも大きくならなければ（Ｓ５０のＮ）、ステップ４４に戻る。一方、サブチャネル番号がサブチャネル数よりも大きくなれば（Ｓ５０のＹ）、処理を終了する。

図８は、基地局装置１０によるレンジングテーブルの作成手順を示すフローチャートである。図８は、図７に続く処理であって、図４のステップ１０に相当する。制御部３０は、サブチャネル番号を「１」に設定する（Ｓ７０）。制御部３０は、Ｕ波テーブルを参照しながら、Ｕ波レベルがレンジング可能範囲よりも小さく（Ｓ７２のＹ）、かつ隣接サブチャネルが未使用であり（Ｓ７４のＹ）、かつ当該サブチャネルが使用中でなければ（Ｓ７６のＮ）、当該サブチャネルをレンジングテーブルに登録する（Ｓ７８）。ここで、ステップ７４とステップ７６での使用は、通信チャネル、レンジングチャネル、制御チャネルでの使用に相当する。また、制御部３０は、サブチャネル番号を加算する（Ｓ８０）。

一方、Ｕ波レベルがレンジング可能範囲よりも小さくなく（Ｓ７２のＮ）、あるいは隣接サブチャネルが未使用でなく（Ｓ７４のＮ）、あるいは当該サブチャネルが使用中であれば（Ｓ７６のＹ）、制御部３０は、ステップ７８、ステップ８０の処理をスキップする。サブチャネル番号がサブチャネル数よりも大きくならなければ（Ｓ８２のＮ）、ステップ７２に戻る。一方、サブチャネル番号がサブチャネル数よりも大きくなれば（Ｓ８２のＹ）、処理を終了する。

図９は、基地局装置１０によるレンジングチャネルマップの報知手順を示すフローチャートである。図９は、図８に続く処理であって、図４のステップ１０、ステップ１２に相当する。制御部３０は、レンジングテーブルの中から、レンジングチャネルＰ個を選択する（Ｓ１００）。制御部３０は、Ｕ波レベルの小さいレンジングチャネルから順に選択を行ってもよいし、サブチャネル番号の小さいレンジングチャネルから順に選択を行ってもよい。また、制御部３０は、個数Ｐを固定してもよいし、レンジングチャネルの輻輳状況、トラヒック量に応じて変化させてもよい。制御部３０は、レンジングチャネルとして選択したサブチャネルについて使用中のフラグを立てる（Ｓ１０２）。その際、有効期限は、レンジングチャネルの有効期限とする（Ｓ１０２）。制御部３０は、ＢＣＣＨのレンジングチャネルマップのフラグをセットし、変復調部２２、ＲＦ部２０等は、ＢＣＣＨを送信する（Ｓ１０４）。

図１０は、端末装置１２によるレンジング動作の実行手順を示すフローチャートである。図１０は、図４のステップ１４からステップ２６のうち、端末装置１２における処理に相当する。端末装置１２は、ＢＣＣＨのレンジングチャネルマップを受信する（Ｓ１２０）。また、端末装置１２は、Ｕ波監視フレーム数Ｍを乱数で決定し（Ｓ１２２）、Ｍフレーム期間にわたってＵ波レベルを監視する（Ｓ１２４）。Ｕ波レベルがレンジング可能範囲よりも小さくなければ（Ｓ１２６のＮ）、ステップ１２０に戻る。また、Ｕ波レベルがレンジング可能範囲よりも小さければ（Ｓ１２６のＹ）、端末装置１２は、レンジング要求を送信する（Ｓ１２８）。

基地局装置１０からのレンジング応答を受信すれば（Ｓ１３０のＹ）、端末装置１２は、レンジング動作を実行する（Ｓ１３４）。端末装置１２は、チャネル割当要求を送信し（Ｓ１３６）、チャネル割当応答を受信すると（Ｓ１３８）、通信を実行する（Ｓ１４０）。一方、基地局装置１０からのレンジング応答を受信せず（Ｓ１３０のＮ）、再度要求が可能であれば（Ｓ１３２のＹ）、ステップ１２２に戻る。また、再度要求が可能でなければ（Ｓ１３２のＮ）、ステップ１２０に戻る。

図１１は、基地局装置１０によるレンジング動作の実行手順を示すフローチャートである。図１１は、図４のステップ１６からステップ２６のうち、基地局装置１０における処理に相当する。レンジング要求を受信しなければ（Ｓ１６０のＮ）、ＲＦ部２０、変復調部２２等は待機する。一方、ＲＦ部２０、変復調部２２等がレンジング要求を受信すれば（Ｓ１６０のＹ）、変復調部２２、ＲＦ部２０等は、レンジング応答を送信する（Ｓ１６２）。ＲＦ部２０、変復調部２２等は、レンジング動作を実行する（Ｓ１６４）。チャネル割当要求を受信しなければ（Ｓ１６６のＮ）、ＲＦ部２０、変復調部２２等は待機する。一方、ＲＦ部２０、変復調部２２等がチャネル割当要求を受信すれば（Ｓ１６６のＹ）、変復調部２２、ＲＦ部２０等は、チャネル割当応答を送信する（Ｓ１６８）。その後、ＲＦ部２０、変復調部２２等は、通信を実行する（Ｓ１７０）。

本発明の実施例によれば、低い強度の範囲に対応づけられたタイムスロットのうち、複数のサブチャネルのいずれかをレンジングチャネルとして割り当てるので、干渉の影響を低減できる。また干渉の影響が小さくなるので、レンジング動作の精度を高くできる。また、低い強度の範囲に対応づけられたタイムスロットをレンジングチャネルとして使用するので、他の端末装置に及ぼす影響を低減できる。また、隣接したサブチャネルを不使用にするので、当該サブチャネルに端末装置が割り当てられることを回避できる。また、レンジングチャネルにおいて、レンジング動作からチャネルの割当動作へ移行するので、処理をスムーズに移行できる。

また、割り当てるべきレンジングチャネルに関する情報を報知するので、レンジングチャネルの存在を端末装置に知らしめることができる。また、信号の強度の値の範囲に応じて割り当てるべきタイムスロットを選択することによって、同一のタイムスロットに割り当てられた複数の端末装置からの信号は互いに影響されることが少なくなる。また、影響が少なくなるので、受信性能の悪化を抑制できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。図１の通信システムにおけるフレーム構成を示す図である。図１の通信システムにおけるサブチャネルの配置を示す図である。図１の通信システムによる通信手順を示すシーケンス図である。図４の基地局装置の構成を示す図である。図５の制御部に記憶されたタイムスロットと信号強度の範囲との関係を示したテーブルのデータ構造である。図５の基地局装置によるＵ波テーブルの作成手順を示すフローチャートである。図５の基地局装置によるレンジングテーブルの作成手順を示すフローチャートである。図５の基地局装置によるレンジングチャネルマップの報知手順を示すフローチャートである。図１の端末装置によるレンジング動作の実行手順を示すフローチャートである。図５の基地局装置によるレンジング動作の実行手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１０基地局装置、１２端末装置、２０ＲＦ部、２２変復調部、２４ベースバンド処理部、２６ＩＦ部、２８測定部、３０制御部、１００通信システム。

Claims

複数のサブチャネルが周波数多重されたタイムスロットに端末装置を割り当てる基地局装置であって、
端末装置との間の信号の強度の範囲が異なればタイムスロットも異なるように、強度の範囲とタイムスロットとの対応が規定されており、低い強度の範囲に対応づけられたタイムスロットのうち、複数のサブチャネルのいずれかをレンジングチャネルとして端末装置に割り当てる第１割当部と、
前記第１割当部において割り当てたレンジングチャネルにおいて、端末装置にレンジング動作を実行する実行部と、
前記実行部においてレンジング動作を実行した端末装置に対して、通信チャネルとしてサブチャネルを割り当てる第２割当部と、
を備えることを特徴とする基地局装置。
前記第１割当部は、レンジングチャネルに割り当てたサブチャネルに少なくとも隣接したサブチャネルを不使用にすることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
前記第１割当部は、レンジング動作の終了後、端末装置に割り当てたレンジングチャネルを制御信号の通信に使用することを特徴とする請求項１または２に記載の基地局装置。
前記第１割当部において割り当てるべきレンジングチャネルに関する情報を報知する報知部をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の基地局装置。
複数のサブチャネルが周波数多重されたタイムスロットに端末装置を割り当てる割当方法であって、
端末装置との間の信号の強度の範囲が異なればタイムスロットも異なるように、強度の範囲とタイムスロットとの対応が規定されており、低い強度の範囲に対応づけられたタイムスロットのうち、複数のサブチャネルのいずれかをレンジングチャネルとして端末装置に割り当て、当該レンジングチャネルでのレンジング動作終了後、当該端末装置に対して、通信チャネルとしてサブチャネルを割り当てることを特徴とする割当方法。
複数のサブチャネルが周波数多重されたタイムスロットに端末装置を割り当てることをコンピュータに実行させるプログラムであって、
端末装置との間の信号の強度の範囲が異なればタイムスロットも異なるように、強度の範囲とタイムスロットとの対応が規定されており、低い強度の範囲に対応づけられたタイムスロットのうち、複数のサブチャネルのいずれかをレンジングチャネルとして端末装置に割り当てるステップと、
割り当てたレンジングチャネルにおいて、端末装置にレンジング動作を実行するステップと、
レンジング動作を実行した端末装置に対して、通信チャネルとしてサブチャネルを割り当てるステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。