JP2009060582A - 無線基地局、移動局、無線通信システム、及び無線通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】セル間干渉の低減及び最大スループットの向上を実現して、周波数空間の利用効率の向上を図ること。
【解決手段】無線基地局１０は、ユーザデータを生成する多重化部１３と、２つのキャリア上の複数のサブキャリアから複数組のサブキャリアを選択して、複数組のサブキャリアから生成されたサブチャネルを含む２つの無線フレームを構成し、２つの無線フレーム内にユーザデータと制御データとを時分割多重して設定するチャネル割当制御部１４と、２つの無線フレームを含む無線信号を送信する送受信部１６とを備え、チャネル割当制御部１４は、２つの無線フレームにおける全てのサブチャネルを送信先セクタ毎の領域に分割し、該当領域にのみ制御データを格納し、且つユーザデータを２つの無線フレーム内の全ての領域上に格納可能なように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線基地局、移動局、無線通信システム、及び無線通信方法に関するものである。

従来から、キャリア信号を複数の直交するサブキャリアに分割することによって無線基地局と移動局との間での多元接続を実現するＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を用いた移動通信システムが知られている。この通信方式の詳細については下記非特許文献１に記載されている。ＯＦＤＭＡを用いた移動通信システムにおけるチャネル割当方式としては、図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示す２つの方式が挙げられる。図２２（ａ）に示す方式では、１つの無線基地局の各セクタＳ_１，Ｓ_２，Ｓ_３に同じ周波数帯のサブキャリアが割り当てられ、図２２（ｂ）に示す方式では、周波数帯が論理的に３つのセグメントに分割され、分割されたそれぞれのセグメントに属するサブキャリアが、隣接するそれぞれのセクタＳ_１，Ｓ_２，Ｓ_３に割り当てられる。

また、１つ無線基地局に対応するセルＣ_１を外側領域Ａ_１と内側領域Ａ_２とに分割し、他のセルとの干渉の少ない内側領域Ａ_２には伝送可能な全てのサブキャリアを割り当て、他のセルとの干渉の大きい外側領域Ａ_１には、セグメント分割した一部のサブキャリアを割り当てるチャネル割当方式が開示されている（下記特許文献１及び図２３参照）。
特開２００５−８０２８６号公報 "IEEE Standard for Localand metropolitan area networks Part 16: Air Interface for Fixed and MobileBroadband Wireless Access Systems Amendment 2: Physical and Medium AccessControl Layers for Combined Fixed and Mobile Operation in Licensed Bands andCorrigendum 1"，IEEE Std， February 2006

上記方式のうち、各セクタに同じ周波数帯のサブキャリアを割り当てる方式では、伝送可能な全帯域を使用するのでスループットの向上を図ることができる反面、隣接セルとの干渉が大きく、セルの境界での通信品質が劣化する傾向にある。一方、周波数帯をセグメント分割する方式では、隣接セルとの干渉が小さいという利点があるが、スループットが低下する傾向にある。特に、IEEE802.16eに準拠したＯＦＤＭＡを使用する場合は、無線フレーム内の制御信号であるDL-MAP、UL-MAPのデータ長が移動局のユーザ数に比例して増加するため、ユーザ数が増加するに従いスループットの低下の問題が顕著になる。

また、上記特許文献１に記載の割当方式は、内側領域では全ての周波数帯を割り当てることによってスループットの低下を防ごうとするものであるが、無線フレーム内のユーザデータ部をセルの外側領域と内側領域とで時間的に２分割する必要があるため、スループットの改善量がそれほど大きくない。

ここで、このようなＯＦＤＭＡを用いた移動通信システムにおいては、複数のキャリアに属するサブキャリアを割り当てることも考えられる。この場合は、複数のキャリアのそれぞれが３分割されたセグメントに対応してサブキャリアが設定されるので、例えば２つのキャリアを使用する場合は、６分割されたセグメントに属するサブキャリアが、隣接する各セクタに６つのセクタ毎に空間的に繰り返して割り当てられる。このように使用するキャリアを増やすことにより隣接するセクタ間の干渉を小さくすることができるが、ユーザデータのスループットがユーザ数の増加に従って低下する傾向は依然として残る。

そこで、本発明は、かかる課題に鑑みて為されたものであり、セル間干渉の低減及び最大スループットの向上を実現して、周波数空間の利用効率の向上を図ることが可能な無線基地局、移動局、無線通信システム、及び無線通信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の無線基地局は、直交周波数分割多元接続によって複数の移動局との間で無線信号を送受信する無線基地局において、多重化されたユーザデータを生成する多重化手段と、第１のキャリア上で複数の分散されたサブキャリアを束ねたサブチャネルを複数組生成し、第１キャリアとは異なる第２のキャリア上で複数の分散されたサブキャリアを束ねたサブチャネルを複数生成し、第１のキャリアから生成されたサブチャネルを含む第１無線フレーム、及び第２のキャリアから生成されたサブチャネルを含む第２無線フレームを構成し、第１及び第２無線フレーム内にユーザデータと第１及び第２無線フレーム内におけるユーザデータの設定に関する制御データとを多重化して設定するチャネル割当制御手段と、第１及び第２無線フレームを含む無線信号を送信する送信手段とを備え、チャネル割当制御手段は、第１及び第２無線フレームにおける全てのサブチャネルを無線信号の送信先セクタ毎の領域に割り当てて、ユーザデータの送信先セクタに対応する該当領域にのみ制御データを格納し、且つユーザデータを第１及び第２無線フレーム内の全ての領域上に格納可能なように構成されている。

このような無線基地局によれば、少なくとも２つのキャリア上のそれぞれにおいて複数組のサブキャリアが選択され、その複数組のサブキャリアから生成された複数のサブチャネルを含む２つの無線フレームが構成され、その２つの無線フレーム内にユーザデータとそのユーザデータの２つの無線フレーム内における設定に関する制御データとが設定され、その２つの無線フレームを含む無線信号が移動局に向けて送信される。その際、２つの無線フレーム内のサブチャネルが送信先セクタ毎の領域に分割され、制御データは送信先セクタに対応する該当領域に格納され、ユーザデータは２つの無線フレームを跨った全てのサブチャネル上に格納可能にされる。従って、セル間の干渉に起因する移動局側での制御データの欠落を防止してユーザデータに関する受信品質を確保すると同時に、ユーザデータを２つの無線フレームの帯域を有効に利用して送信することにより、ユーザデータの伝送時のスループットを効率的に向上させることができる。

チャネル割当制御手段は、第１又は第２無線フレーム中に制御データの格納先の領域を特定する第１の格納先情報を設定すると共に、制御データ中に第１又は第２無線フレームにおけるユーザデータの格納開始位置を示す第２の格納先情報、及び第１及び第２の無線フレームにおけるユーザデータの格納の有無を示す格納種別情報を設定することが好ましい。かかるチャネル割当制御手段を備えれば、無線基地局が移動局に対して、第１の格納先情報によって２つの無線フレーム内の分割領域における制御データの格納先を通知し、第２の格納先情報及び格納種別情報によってユーザデータの格納開始位置及び格納先の無線フレームを通知することができる。これにより、移動局側で２つの無線フレーム内のサブチャネルの範囲から制御データとユーザデータとを確実に取り出すことができる。

また、チャネル割当制御手段は、第１又は第２無線フレーム中に制御データの格納先の領域を特定する第１の格納先情報を設定すると共に、制御データ中に第１又は第２無線フレームにおけるユーザデータの格納開始位置を示す第２の格納先情報、及びユーザデータの格納先の無線フレームに対応するキャリアを識別するキャリア識別情報を設定することも好ましい。かかるチャネル割当制御手段を備えれば、３つ以上の周波数帯がそれぞれ別の無線フレームに割り当てられる場合や、時分割多重方式（Time Division Duplex; TDD）及び周波数分割多重方式（Frequency Division Duplex; FDD）において、上り方向と下り方向で異なる周波数帯域幅が割り当てられる場合であっても、移動局側で無線フレーム内から制御データとユーザデータとを確実に取り出すことができる。

さらに、チャネル割当制御手段は、送信先セクタに対応する該当領域内の特定の時間領域に制御データを格納し、第１及び第２無線フレームのうちの送信先セクタに対応する領域を含まない無線フレーム内の特定の時間領域にも、ユーザデータを格納可能なように構成されていることも好ましい。この場合、無線フレーム内の空き領域を使ってユーザデータを送信することにより無線リソースの有効利用を実現することができる。

またさらに、チャネル割当制御手段は、複数の移動局毎の下り方向の通信品質情報に基づいて、所定の通信品質を満たす移動局を送信先とするユーザデータを特定し、当該特定されたユーザデータを、送信先セクタに対応する領域を含まない無線フレーム内の特定の時間領域に格納可能なように構成されていることも好ましい。かかるチャネル割当制御手段を備えれば、キャリア間の干渉が生じる可能性が少ない送信先に対して無線フレーム内の空き領域を使ってユーザデータを送信することにより、ユーザデータの受信品質を維持しつつ、無線リソースの有効利用を実現することができる。

さらにまた、送信先セクタに対応する領域を含まない無線フレーム内の特定の時間領域にユーザデータが格納された場合には、該ユーザデータの送信電力が、所定の通信品質を満たす範囲で、特定の時間領域以外の時間領域に格納されるユーザデータの送信電力に比較して小さくなるように制御されることも好ましい。こうすれば、制御信号を受信する際のキャリア間の干渉が低減され、移動局側で無線フレーム内から制御データをより確実に取り出すことができる。

さらに、チャネル割当制御手段は、第１及び第２無線フレームのうちの送信先セクタに対応する領域を含まない無線フレーム内にも、制御データを更に分散して格納可能なように構成されていることも好ましい。かかるチャネル割当制御手段を備えれば、制御データを周波数帯域に分散することができるので、ユーザデータのトラフィックが増大してもユーザデータを効率的に送信することができる。

また、第１及び第２無線フレームを含む無線信号を受信する受信手段と、無線信号の中からユーザデータを分離するチャネル割当解析手段とをさらに備え、チャネル割当解析手段は、ユーザデータを第１及び第２無線フレーム内の全ての領域上から分離可能なように構成されていることも好ましい。かかる構成を採れば、移動局側からユーザデータを受信する際にも、２つの無線フレームの帯域を有効に利用して送信することにより、ユーザデータの伝送時のスループットを効率的に向上させることができる。

本発明の移動局は、直交周波数分割多元接続によって無線基地局との間で無線信号を送受信する移動局において、第１のキャリア上で分散された複数のサブキャリアを束ねたサブチャネル群から成る第１無線フレームと、第１のキャリアとは異なる第２のキャリア上で分散された複数のサブキャリアを束ねたサブチャネル群から成る第２無線フレームとを含む無線信号を、無線基地局から受信する受信手段と、第１及び第２無線フレームから第１及び第２無線フレーム内におけるユーザデータの設定に関する制御データと、多重化されたユーザデータとを分離するチャネル割当解析手段とを備え、チャネル割当解析手段は、第１及び第２無線フレームにおける全てのサブチャネル群を無線基地局の送信先セクタ毎の領域に分割し、自機に対応する第１又は第２無線フレームのいずれかの該当領域のみから制御データを分離し、且つユーザデータを第１及び第２無線フレーム内の全ての領域から分離可能なように構成されている。

かかる構成の移動局によれば、無線基地局から無線信号が受信され、その無線信号には、２つのキャリア上のそれぞれにおいて複数のサブキャリアを束ねたサブチャネル群を有する２つの無線フレームが含まれ、その２つの無線フレーム内にユーザデータとそのユーザデータの２つの無線フレーム内における設定に関する制御データとが設定されている。そして、受信された２つの無線フレーム内の全サブチャネル群の中の対応領域から制御データが分離され、２つの無線フレーム内の全サブチャネル群からユーザデータが分離可能にされるので、セル間の干渉に起因する移動局側での制御データの欠落を防止してユーザデータに関する受信品質を確保すると同時に、ユーザデータを２つの無線フレームの帯域を有効に利用して受信することにより、ユーザデータの伝送時のスループットを効果的に向上させることができる。

本発明の無線通信システムは、上述した無線基地局と移動局とを有する。

或いは、本発明の無線通信方法は、無線基地局と移動局とが、直交周波数分割多元接続によって無線信号を送受信する無線通信方法において、無線基地局が、多重化されたユーザデータを生成する多重化ステップと、無線基地局が、第１のキャリア上で複数の分散されたサブキャリアを束ねたサブチャネルを複数組生成し、第１キャリアとは異なる第２のキャリア上で複数の分散されたサブキャリアを束ねたサブチャネルを複数生成し、第１のキャリアから生成されたサブチャネルを含む第１無線フレーム、及び第２のキャリアから生成されたサブチャネルを含む第２無線フレームを構成し、第１及び第２無線フレーム内にユーザデータと第１及び第２無線フレーム内におけるユーザデータの設定に関する制御データとを多重化して設定するチャネル割当制御ステップと、無線基地局が、第１及び第２無線フレームを含む無線信号を送信する送信ステップと、移動局が、無線信号を無線基地局から受信する受信ステップと、移動局が、第１及び第２無線フレームから第１及び第２無線フレーム内におけるユーザデータの設定に関する制御データと、多重化されたユーザデータとを取り出すチャネル割当解析ステップとを備え、チャネル割当制御ステップでは、第１及び第２無線フレームにおける全てのサブチャネルを無線信号の送信先セクタ毎の領域に割り当てて、ユーザデータの送信先セクタに対応する該当領域にのみ制御データを格納し、且つユーザデータを第１及び第２無線フレーム内の全ての領域上に格納し、チャネル割当解析ステップでは、第１及び第２無線フレームのいずれかにおける自機に対応する該当領域のみから制御データを分離し、且つユーザデータを第１及び第２無線フレーム内の全ての領域上から分離する。

このような無線通信システム及び無線通信方法によれば、少なくとも２つのキャリア上のそれぞれにおいて複数のサブキャリアから生成されたサブチャネル群を含む２つの無線フレームが構成され、その２つの無線フレーム内にユーザデータとそのユーザデータの２つの無線フレーム内における設定に関する制御データとが設定され、その２つの無線フレームを含む無線信号が移動局に向けて送信される。その際、２つの無線フレーム内のサブチャネルが送信先セクタ毎の領域に分割され、制御データは送信先セクタに対応する該当領域に格納され、ユーザデータは２つの無線フレームを跨った全てのサブチャネル上に格納可能にされる。これに対して、移動局により無線基地局から無線信号が受信され、受信された２つの無線フレーム内の分割されたサブチャネルの該当領域から制御データが分離され、２つの無線フレーム内の全てのサブチャネルからユーザデータが分離可能にされるので、セル間の干渉に起因する移動局側での制御データの欠落を防止してユーザデータに関する受信品質を確保すると同時に、ユーザデータを２つの無線フレームの帯域を有効に利用して受信することにより、ユーザデータの伝送時のスループットを効果的に向上させることができる。

本発明によれば、セル間干渉の低減及び最大スループットの向上を実現して、周波数空間の利用効率の向上を図ることができる。

以下、図面とともに本発明による無線通信システム及び無線通信方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

図１及び図２は、それぞれ、本発明の好適な一実施形態にかかる無線基地局１０及び移動局３０の概略構成図である。本実施形態にかかる無線通信システムは、複数の無線基地局１０と複数の移動局３０とを含んで構成されており、IEEE802.16eに準拠した直交周波数多元接続（ＯＦＤＭＡ：Orthogonal Frequency Division Multiple Access）を使用して、無線基地局１０と移動局３０との間で無線信号を送受信する通信システムである。ＯＦＤＭＡとは、送信キャリアの全帯域を周波数軸上でサブキャリアに分割し、無線信号を複数の狭帯域のサブキャリアの束として伝送するマルチキャリア伝送の一種である。送信キャリアの帯域幅としては、例えば５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚが選択される。本実施形態にかかる無線通信システムおいては、送受信する無線信号の周波数帯域として互いに異なる２つのキャリア（例えば、中心周波数が２．５５０ＭＨｚで帯域幅が１０ＭＨｚのキャリアと、中心周波数が２．５６０ＭＨｚで帯域幅が１０ＭＨｚのキャリア）が許容されている。

まず、無線基地局１０及び移動局３０の機能構成について詳細に説明する。

図１に示すように、無線基地局１０は、誤り訂正符号化部１１_１〜１１_Ｎ、変調部１２_１〜１２_Ｎ、多重化部（多重化手段）１３、チャネル割当制御部（チャネル割当制御手段、チャネル割当解析手段）１４、ＯＦＤＭ信号生成部１５、送受信部（送信手段、受信手段）１６、ＯＦＤＭ信号検出部１７、分離部１８、復調部１９_１〜１９_Ｎ、及び誤り訂正復号部２０_１〜２０_Ｎを有している。

複数の移動局３０に送信する対象の送信情報（ダウンリンクユーザデータ）のそれぞれは、誤り訂正符号化部１１_１〜１１_Ｎによって誤り訂正符号化処理が施され、それぞれの誤り訂正符号化部１１_１〜１１_Ｎから出力された誤り訂正符号化処理後の冗長化ビット情報は、変調部１２_１〜１２_Ｎ及び多重化部１３を経由して時分割多重されたユーザデータとして生成される。多重化部１３から出力されたユーザデータは、チャネル割当制御部１４によって２つの無線フレーム内（詳細は後述する。）に設定され、それらの無線フレームは、ＯＦＤＭ信号生成部１５によってＯＦＤＭＡ用の無線信号に変換される。そして、その無線信号は、送受信部１６によって外部の移動局３０に向けてＯＦＤＭＡを用いて送信される。ここで、無線基地局１０は、移動局３０と無線通信可能なエリアであるセル毎に配置され、セル内の３つのセクタに対して別々の無線信号を送信可能とされている。

また、複数の移動局３０から無線基地局１０に向けて送信された受信情報（アップリンクユーザデータ）の設定された２つの無線フレームを含む無線信号は、ＯＦＤＭＡを用いて送受信部１６によりセクタ毎に受信される。受信された無線信号は、ＯＦＤＭＡ信号検出部１７によって検出されることにより、無線信号から２つの無線フレームが取り出される。そして、チャネル割当制御部１４により、２つの無線フレームの中からユーザデータが時分割多重されたデータに分離された後、そのデータは分離部１８によりそれぞれの移動局３０からのユーザデータに分離される。そして、それぞれのユーザデータは復調部１９_１〜１９_Ｎによって復調された後、誤り訂正復号部２０_１〜２０_Ｎによって誤り訂正復号処理が施されてそれぞれの移動局３０からの受信情報に復元される。

次に、チャネル割当制御部１４の機能について詳細に説明する。

チャネル割当制御部１４は、２つのキャリア上のそれぞれで送受信される２つの無線フレームを、その無線フレーム内にチャネルを割り当てることにより送信先セクタ毎に設定する。図３（ａ）には、チャネル割当制御部１４が設定する１つの無線フレームの時間軸上及び周波数軸上でのデータ配列を概念的に示す。チャネル割当制御部１４は、同図に示すサブチャネル論理番号（Subchannel Logical Number）毎に所定の基準で複数組Ｓ，Ｓ＋１，Ｓ＋２，…のサブチャネルを割り当てて生成する。詳細には、無線基地局１０が伝送可能な２つの周波数帯域のキャリアのうちのいずれかのキャリア上において周波数軸上に分散された複数のサブキャリアを束ねることにより、複数組のサブキャリア群を選択する。そして、その複数組のサブキャリア群毎にサブチャネル論理番号で識別されるサブチャネルを生成し、そのサブチャネルによって構成される無線フレームを生成する。

さらに、チャネル割当制御部１４は、２つの無線フレーム内にダウンリンクユーザデータ、アップリンクユーザデータ、及び２つの無線フレーム内におけるユーザデータの設定に関する制御情報を割り当てるためのデータ領域を多重化して設定する。より詳細には、チャネル割当制御部１４は、無線フレームに対して無線基地局１０から移動局３０に送信するデータを格納するダウンリンク部ＤＬと移動局３０から無線基地局１０に送信するデータを格納するアップリンク部ＵＬとに時間的に分離して割り当てる。このダウンリンク部ＤＬには、受信側で無線フレームの同期をとるためのプリアンブル部Ｄ_Ｐ、無線フレームにおけるセクタ毎のデータ読み出しを制御するための制御データ部Ｄ_Ｃ、及び複数の移動局３０向けのユーザデータを格納するユーザデータ部Ｄ_Ｕ１が配列される。図３（ｂ）には、無線フレームの制御データ部Ｄ_Ｃの時間軸上及び周波数軸上でのデータ配列をより詳細に示す概念図である。同図に示すように、制御データ部Ｄ_Ｃは、無線フレーム内のセクタ毎に使用するサブチャネルを特定するためのフレームコントロールヘッダ（ＦＣＨ）Ｄ_Ｃ１、ＦＣＨで指定されたサブチャネル中のユーザデータの設定領域を示すＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ等のマッピング情報Ｄ_Ｃ２を含んでいる。

より具体的には、チャネル割当制御部１４は、送受信する無線信号のキャリアとして周波数が異なる２つのキャリアＳ_Ｐ１，Ｓ_Ｐ２が許容されている場合は、セクタ毎の周波数分割割当方式としてＰＵＳＣ（Pertial Usage of Sub Channels）を用いることにより、それぞれのキャリアＳ_Ｐ１，Ｓ_Ｐ２上で分散された複数のサブキャリアを、６つの論理的グループであるサブキャリア群ｆ_１１〜ｆ_１６及びサブキャリア群ｆ_２１〜ｆ_２６に分割する（図４参照）。さらに、チャネル割当制御部１４は、サブキャリア群ｆ_１１〜ｆ_１６からサブキャリア群を２つずつ選択し、それぞれの２つのサブキャリア群を特定のセル内の３つの各セクタＳ_０１，Ｓ_０２，Ｓ_０３に割り当てる（図５参照）。同様に、チャネル割当制御部１４は、サブキャリア群ｆ_２１〜ｆ_２６の中から２つのサブキャリア群を選択し、それぞれの２つのサブキャリア群を、サブキャリア群ｆ_１１〜ｆ_１６を割り当てたセルに隣接するセル内の３つの各セクタＳ_０４，Ｓ_０５，Ｓ_０６に割り当てる。このようにして、チャネル割当制御部１４は、２つの隣接セル内の６つのセクタごとに２つのキャリアＳ_Ｐ１，Ｓ_Ｐ２上の全てのサブチャネル群を繰り返し割り当てるように動作する。

そこで、チャネル割当制御部１４は、それぞれのキャリアＳ_Ｐ１，Ｓ_Ｐ２上で送受信される無線信号に設定される２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２を、送信先セクタに対応して設定する。無線フレームＦ_１は、サブキャリア群ｆ_１１〜ｆ_１６に割り当てられたサブチャネルにより構成される無線フレームであり、無線フレームＦ_２は、サブキャリア群ｆ_２１〜ｆ_２６に割り当てられたサブチャネルにより構成される無線フレームである。このとき、チャネル割当制御部１４は、送信先セクタに対して割り当てたキャリアＳ_Ｐ１，Ｓ_Ｐ２に対応する１つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２のみに、時分割多重により制御データ部Ｄ_Ｃを設定する。

図６及び図７は、チャネル割当制御部１４が送信先セクタＳ_０１〜Ｓ_０６ごとに対応して設定する２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２のデータ配列を示す概念図である。例えば、チャネル割当制御部１４は、送信先セクタＳ_０１に対応する２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２を作成する場合は、制御データ部Ｄ_ＣをキャリアＳ_Ｐ１上の無線フレームＦ_１内のサブキャリア群ｆ_１１，ｆ_１４の領域に設定する（図６（ａ））。このとき、チャネル割当制御部１４は、制御データ部Ｄ_Ｃを設定する際には、多重化部１３から出力された情報をもとにフレームコントロールヘッダＤ_Ｃ１、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ等を含むマッピング情報Ｄ_Ｃ２のサイズを見積もった後、格納先の領域の容量を決定し、制御データ部Ｄ_Ｃとユーザデータ部Ｄ_Ｕ１との区切りの時間的位置を求める。そして、チャネル割当制御部１４は、プリアンブル部Ｄ_Ｐ内にフレームコントロールヘッダＤ_Ｃ１の設定位置を指定する情報を埋め込み、フレームコントロールヘッダＤ_Ｃ１中に送信先セクタに割り当てられた領域に属するサブキャリア群を特定する情報（第１の格納先情報）を埋め込むことで、移動局３０側での制御データ部Ｄ_Ｃの取り出しを可能にする。

また、チャネル割当制御部１４は、制御データ部Ｄ_Ｃを設定した後に、多重化部１３から出力されたダウンリンクユーザデータを、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２に含まれる全てのサブチャネルＳ上に領域が定められたユーザデータ部Ｄ_Ｕ１に、時分割多重によって格納する。ここで、無線フレームＦ_２におけるユーザデータ部Ｄ_Ｕ１の時間的な設定位置は、無線フレームＦ_１と同一になるように設定する。さらに、チャネル割当制御部１４は、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２においてユーザデータ部Ｄ_Ｕ１に対して時間的に後続する設定位置にアップリンク部ＵＬを割り当てる。このアップリンク部ＵＬは、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２内の全てのサブチャネル上において割り当てられ、移動局３０から無線基地局１０に対して送信される各種制御信号を格納するための制御信号部Ｄ_ＣＴと、アップリンクユーザデータを格納するためのユーザデータ部Ｄ_Ｕ２とが、時間的に区切られて設定されている。

同様にして、チャネル割当制御部１４は、送信先セクタＳ_０２及び送信先セクタＳ_０３に対応する２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２を設定する際に、それぞれ、制御データ部Ｄ_ＣをキャリアＳ_Ｐ１上の無線フレームＦ_１内のサブキャリア群ｆ_１２，ｆ_１５及びサブキャリア群ｆ_１３，ｆ_１６の該当領域にのみに設定する一方で、ユーザデータを２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２内の全てのサブチャンネルを含む領域に格納可能なようにユーザデータ部Ｄ_Ｕ１，Ｄ_Ｕ２を設定する（図６（ｂ）〜（ｃ））。さらに、チャネル割当制御部１４は、送信先セクタＳ_０４，Ｓ_０５，Ｓ_０６に対応する２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２を作成する場合は、それぞれ、制御データ部Ｄ_ＣをキャリアＳ_Ｐ２上の無線フレームＦ_２内のサブキャリア群ｆ_２１，ｆ_２４、サブキャリア群ｆ_２２，ｆ_２５、及びサブキャリア群ｆ_２３，ｆ_２６の該当領域にのみに設定する一方で、ユーザデータを２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２内の全てのサブチャンネルを含む領域に格納可能なようにユーザデータ部Ｄ_Ｕ１，Ｄ_Ｕ２を設定する（図７（ａ）〜（ｃ））。

また、チャネル割当制御部１４は、制御データ部Ｄ_Ｃ内のマッピング情報Ｄ_Ｃ２に含まれるＤＬ−ＭＡＰに、移動局３０に対するダウンリンクユーザデータの格納開始位置を示す情報（第２の格納先情報）と、無線フレームＦ_１，Ｆ_２内における移動局３０に対するダウンリンクユーザデータの格納有無を示す格納種別情報とを予め設定し、これらの情報により移動局３０側でのユーザデータの格納領域を特定可能にする。

具体的には、チャネル割当制御部１４は、ＤＬ−ＭＡＰにダウンリンクユーザデータの格納開始位置Ｘと、周波数領域及び時間領域における格納データサイズ（Δｔ，ΔＳ）とを示すデータを設定するとともに、ＤＬ−ＭＡＰに無線フレームＦ_１，Ｆ_２内におけるユーザデータの格納有無を示す格納種別情報Frequencyを設定する。図８は、チャネル割当制御部１４が設定するＤＬ−ＭＡＰのデータ構成の一例を示す図である。同図に示す格納種別情報Frequencyは、無線フレームＦ_１，Ｆ_２内にダウンリンクユーザデータが格納されているか否かを示しており、例えば、無線フレームＦ_２内のみにユーザデータが格納されている場合は（図９（ａ））、格納種別情報Frequency＝“１”と設定され、無線フレームＦ_１，Ｆ_２の両方にユーザデータが格納されている場合は（図９（ｂ））、各ユーザデータに対して図８の格納種別情報が設定され、格納種別情報Frequency＝“０”及び格納種別情報Frequency＝“１”の情報が設定される。このようにＤＬ−ＭＡＰを設定して移動局３０に通知することで、移動局３０に送信するダウンリンクユーザデータを、無線フレームＦ_２内のみに格納して送信したり（図９（ａ））、無線フレームＦ_２，Ｆ_２の両方に格納して送信したりしても（図９（ａ））、移動局３０側でそのデータを安全に取り出すことができる。

また、チャネル割当制御部１４は、制御データ部Ｄ_Ｃ内のマッピング情報Ｄ_Ｃ２に含まれるＵＬ−ＭＡＰにも、アップリンクユーザデータの格納領域を示す情報と、無線フレームＦ_１，Ｆ_２内におけるアップリンクユーザデータの格納有無を示す格納種別情報とを予め設定し、これらの情報により移動局３０側でのアップリンクユーザデータの格納領域を特定可能にする。図１０は、チャネル割当制御部１４が設定するＵＬ−ＭＡＰのデータ構成の一例を示す図である。同図に示す格納種別情報Frequencyは、無線フレームＦ_１，Ｆ_２内にユーザデータが格納されているか否かを示している。

また、チャネル割当制御部１４は、キャリアＳ_Ｐ１，Ｓ_Ｐ２の中心周波数をユーザデータ部Ｄ_Ｕ１上で送信される制御信号ＤＣＤ（DL Channel Descriptor）及びＵＣＤ（UL Channel Descriptor）に書き込むことにより、移動局３０に２つのキャリアＳ_Ｐ１，Ｓ_Ｐ２を特定させる。図１１（ａ）は、チャネル割当制御部１４が設定するＵＣＤのデータ構成の一例を示す図であり、図１１（ｂ）は、チャネル割当制御部１４が設定するＤＣＤのデータ構成の一例を示す図である。これらの図に示すように、ＵＣＤ及びＤＣＤには、２つのキャリアＳ_Ｐ１，Ｓ_Ｐ２の中心周波数を格納するためのメイン周波数Main frequency、及びサブ周波数Sub frequencyの格納領域が設けられている。

次に、図２に移って、移動局３０は、送受信部（受信手段）３１、ＯＦＤＭ信号検出部３２、チャネル割当解析部（チャネル割当解析手段）３３、復調部３４、誤り訂正復号部３５、誤り訂正符号化部３６、変調部３７、及びＯＦＤＭ信号生成部３８を有している。

送受信部３１は、無線基地局１０から送信された２つの無線フレームを含むＯＦＤＭＡ無線信号を受信し、受信された無線信号は、ＯＦＤＭ信号検出部３２によって検出されることにより、無線信号から２つの無線フレームが取り出される。取り出された２つの無線フレームの中から、チャネル割当解析部３３によって制御データ部Ｄ_Ｃが取り出された後、その制御データ部Ｄ_Ｃが解析されることによって、さらに無線フレームの中からダウンリンクユーザデータが取り出される。そして、ユーザデータは復調部３４によって復調された後、誤り訂正復号部３５によって誤り訂正復号処理が施されて移動局３０宛の情報に復元される。

無線基地局１０に送信するアップリンクユーザデータは、誤り訂正符号化部３６によって誤り訂正符号化処理が施され、誤り訂正符号化部３６から出力された誤り訂正符号化処理後の冗長化ビット情報は、変調部３７によってデータ変調処理が為される。変調部３７から出力されたアップリンクユーザデータは、チャネル割当解析部３３によって２つの無線フレーム内に設定され、それらの無線フレームは、ＯＦＤＭ信号生成部３８によってＯＦＤＭＡ用の無線信号に変換され、その無線信号は、送受信部３１によって外部の無線基地局１０に向けてＯＦＤＭＡを用いて送信される。

チャネル割当解析部３３は、ＯＦＤＭ信号検出部３２から出力された２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２を、次のようにサブチャネルを割り当てることにより解析する。すなわち、チャネル割当解析部３３は、サブチャネル論理番号毎に無線基地局１０と同様の基準でサブチャネルを割り当てる。詳細には、無線基地局１０のキャリア信号の２つ周波数帯域内においてキャリア上に分散された複数のサブキャリアから、複数組のサブキャリア群ｆ_１１〜ｆ_１６，ｆ_２１〜ｆ_２６を選択する（図４）。そして、その複数組のサブキャリア群毎にサブチャネル論理番号で識別されるサブチャネルを割り当てて２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２を解析する。

その後、チャネル割当解析部３３は、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２のいずれかからプリアンブル部Ｄ_Ｐを読み取り、そのプリアンブル部Ｄ_Ｐに書き込まれている情報に基づいて制御データ部Ｄ_ＣのフレームコントロールヘッダＤ_Ｃ１（図３（ｂ））を取り出す。そして、フレームコントロールヘッダＤ_Ｃ１に含まれる第１の格納先情報に基づいて、自機が位置するセクタに割り当てられた無線フレーム内の２つのサブキャリア群で構成される領域を特定して、無線フレームＦ_１，Ｆ_２のいずれかからその領域を分割する。例えば、移動局３０がセクタＳ_１に位置する場合は、無線フレームＦ_１からサブキャリア群ｆ_１１，ｆ_１４を含む領域を分割する（図６（ａ））。そして、チャネル割当解析部３３は、分割した領域からＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰを含むマッピング情報Ｄ_Ｃ２を取り出す。その後、チャネル割当解析部３３は、ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰのそれぞれから、ユーザデータの格納開始位置Ｘ及び格納データサイズ（Δｔ，ΔＳ）を示す情報と、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２におけるユーザデータの格納有無を示す格納種別情報Frequencyの部分を読み取る。チャネル割当解析部３３は、これらの情報からダウンリンクユーザデータ及びアップリンクユーザデータの２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２における格納領域を特定するとともに、ユーザデータが設定される無線フレームＦ_１，Ｆ_２を判断する。

さらに、チャネル割当解析部３３は、制御データ部Ｄ_Ｃを解釈した後、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２内の全てのサブチャネルを含む領域に設定されているユーザデータ部Ｄ_Ｕ１から、移動局３０向けのダウンリンクユーザデータを取り出して、復調部２４に出力する。このとき、チャネル割当解析部３３は、ユーザデータ部Ｄ_Ｕ１中の移動局３０向けのユーザデータの設定領域を、マッピング情報Ｄ_Ｃ２に含まれるＤＬ−ＭＡＰから特定することができる。その一方で、チャネル割当解析部３３は、制御データ部Ｄ_Ｃを解釈することにより、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２内のユーザデータ部Ｄ_Ｕ２における移動局３０用のアップリンクユーザデータの格納領域を決定する。そして、チャネル割当解析部３３は、変調部３７から出力されたアップリンクユーザデータをユーザデータ部Ｄ_Ｕ２の該当領域に格納することにより無線フレームＦ_１，Ｆ_２を設定して、ＯＦＤＭ信号生成部３８に出力する。

次に、図１２及び図１３を参照して、無線基地局１０及び移動局３０を含む無線通信システムの動作について説明するとともに、併せて無線通信システムにおける無線通信方法について詳述する。図１２は、無線通信システムにおいて無線基地局１０から移動局３０に向けてダウンリンクユーザデータを送信する際の動作を示すシーケンス図、図１３は、移動局３０から無線基地局１０に向けてアップリンクユーザデータを送信する際の動作を示すシーケンス図である。

図１２に示すように、まず、無線基地局１０において無線通信ネットワークから移動局３０に送信すべき送信情報が受信されると、無線基地局１０の誤り訂正符号化部１１_１〜１１_Ｎにより、その情報に誤り訂正符号化処理が施される（ステップＳ０１）。誤り訂正符号化処理により生成された冗長化ビット情報は、変調部１２_１〜１２_Ｎにより変調処理が施された後（ステップＳ０２）、さらに多重化部１３によりデータ多重化処理がなされて、時分割多重されたダウンリンクユーザデータとして生成される（ステップＳ０３）。

次に、チャネル割当制御部１４は、２つのキャリアから送信先セクタに対応して２つのサブキャリア群を選択する（ステップＳ０４）。そして、チャネル割当制御部１４は、多重化部１３から出力された情報に基づいて、制御データ部Ｄ_Ｃのサイズを見積もる（ステップＳ０５）。さらに、チャネル割当制御部１４は、２つ無線フレームＦ_１，Ｆ_２のいずれかに割り当てられた制御データ部Ｄ_Ｃ内に、フレームコントロールヘッダＤ_Ｃ１及びマッピング情報Ｄ_Ｃ２を格納する（ステップＳ０６）。制御データ部Ｄ_Ｃを設定後、チャネル割当制御部１４は、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２の全てのサブチャネル上にダウンリンクユーザデータを格納する（ステップＳ０７）。そうすると、ＯＦＤＭ信号生成部１５によりＯＦＤＭＡ用の無線信号が生成されて、その無線信号は送受信部１６によって移動局３０に向けて送信される（ステップＳ０８）。

これに対して、移動局３０の送受信部３１によって無線信号が受信され、この無線信号はＯＦＤＭ信号検出部３２によって検出されることにより、無線信号から２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２が取り出される（ステップＳ０９）。チャネル割当解析部３３は、この無線フレームＦ_１，Ｆ_２のいずれかから、プリアンブル部Ｄ_Ｐ、制御データ部Ｄ_Ｃ内のフレームコントロールヘッダＤ_Ｃ１、及びマッピング情報Ｄ_Ｃ２を順次抽出する（ステップＳ１０）。その後、チャネル割当解析部３３は、マッピング情報Ｄ_Ｃ２のＤＬ−ＭＡＰを解釈することにより、ダウンリンクユーザデータを無線フレームＦ_１，Ｆ_２内の全てのサブチャネルに展開されているユーザデータ部Ｄ_Ｕ１から取り出す（ステップＳ１１）。

このようにして取り出されたユーザデータは、復調部３４によって時分割多重されたデータから冗長化ビット情報として復調される（ステップＳ１２）。そして、冗長化ビット情報が、誤り訂正復号部３５により誤り訂正復号処理が施されて、元の情報に復元される（ステップＳ１３）。最後に、この情報に対して移動局３０内のアプリケーションプログラム等により所望の処理が為される（ステップＳ１４）。

図１３に移って、移動局３０において無線基地局１０に送信すべき送信情報が発生すると、移動局３０の誤り訂正符号化部３６により、その情報に誤り訂正符号化処理が施される（ステップＳ２１）。誤り訂正符号化処理により生成された冗長化ビット情報は、変調部３７により変調処理が施されることによりアップリンクユーザデータとして生成される（ステップＳ２２）。

次に、チャネル割当解析部３３は、無線基地局１０から送信された２つ無線フレームＦ_１，Ｆ_２の制御データ部Ｄ_Ｃ内に格納されたマッピング情報Ｄ_Ｃ２基づいて、アップリンクユーザデータの２つ無線フレームＦ_１，Ｆ_２内の格納領域を特定する（ステップＳ２３）。そして、チャネル割当解析部３３は、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２の全てのサブチャネル上に割り当てられたユーザデータ部Ｄ_Ｕ２の該当領域にアップリンクユーザデータを格納する（ステップＳ２４）。その後、ＯＦＤＭ信号生成部３８によりＯＦＤＭＡ用の無線信号が生成されて、その無線信号は送受信部３１によって無線基地局１０に向けて送信される（ステップＳ２５）。

これに対して、無線基地局１０の送受信部１６によって無線信号が受信され、この無線信号はＯＦＤＭ信号検出部１７によって検出されることにより、無線信号から２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２が取り出される（ステップＳ２６）。チャネル割当制御部１４は、移動局３０からのアップリンクユーザデータを無線フレームＦ_１，Ｆ_２内の全てのサブチャネルに展開されているユーザデータ部Ｄ_Ｕ１から分離する（ステップＳ２７）。

このようにして取り出されたユーザデータは、復調部１９_１〜１９_Ｎによって時分割多重されたデータから冗長化ビット情報として復調される（ステップＳ２８）。そして、冗長化ビット情報が、誤り訂正復号部２０_１〜２０_Ｎにより誤り訂正復号処理が施されて、元の情報に復元される（ステップＳ２９）。復元された情報は、無線基地局１０を含む移動通信システム内でデータ転送等の各種処理が施される（ステップＳ３０）。

以上説明した無線基地局１０及び移動局３０によれば、２つのキャリア上のそれぞれにおいて複数組のサブキャリアが選択され、その複数組のサブキャリアから生成された複数のサブチャネルを含む２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２が構成され、その２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２内にユーザデータとそのユーザデータの２つの無線フレーム内における設定に関する制御データとが設定され、その２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２を含む無線信号が移動局３０に向けて送信される。その際、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２内のサブチャネルが送信先セクタ毎の領域に分割され、制御データは送信先セクタに対応する該当領域に格納され、ユーザデータは２つの無線フレームを跨った全てのサブチャネル上に格納可能にされる。これに対して、移動局３０により無線基地局１０から無線信号が受信され、受信された２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２内の分割されたサブチャネルの該当領域から制御データが分離され、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２内の全てのサブチャネルからユーザデータが分離可能にされるので、セル間の干渉に起因する移動局側での制御データの欠落を防止してユーザデータに関する受信品質を確保すると同時に、ユーザデータを２つの無線フレームの帯域を有効に利用して受信することにより、ユーザデータの伝送時のスループットを効果的に向上させることができる。

また、無線基地局１０が移動局３０に対して、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２内の分割領域における制御データの格納先を通知し、その制御データによってユーザデータの格納開始位置及び格納先の無線フレームＦ_１，Ｆ_２を通知するので、移動局３０側で２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２内のサブチャネルの範囲から制御データとユーザデータとを確実に取り出すことができる。

また、無線基地局１０は、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２の中からアップリンクユーザデータをさらに分離するので、移動局３０側からユーザデータを受信する際にも、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２の帯域を有効に利用して送信することにより、ユーザデータの伝送時のスループットを効率的に向上させることができる。

また、無線基地局１０のチャネル割当制御部１４は、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２の全てのサブチャネル上において、移動局３０から無線基地局１０に対して送信される各種制御信号を格納するための制御信号部Ｄ_ＣＴを割り当てている。これにより、ネットワーク接続の要求処理（InitialRanging）時に移動局３０側から送信される制御信号や、適応変調処理のために移動局３０から送信される通信品質情報、誤り訂正処理を制御するために移動局３０から送信される制御情報等を、２つの周波数帯域に分散させることができる。これにより、各種制御処理の遅延時間を効率的に短縮することができる。

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではない。例えば、送受信する無線信号に割り当てられるキャリアとして２つの周波数帯のキャリアを用いているが、３つ以上のキャリアを用いて、それぞれのキャリア毎に生成されたサブチャネルを、３つ以上の無線フレームに割り当ててもよい。その際、チャネル割当制御部１４によってマッピング情報Ｄ_Ｃ２に設定されるユーザデータの格納先を示す情報としては、ユーザデータの格納有無を示す格納種別情報に代えて、格納先の無線フレームに対応する送信キャリアを識別するキャリア識別情報を設定してもよい。

具体的には、チャネル割当制御部１４は、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２を用いる場合と同様に、予め移動局３０に対して制御信号ＤＣＤ，ＵＣＤを送信することにより、無線フレームに関する属性情報を通知しておく。図１４は、チャネル割当制御部１４によって送信される制御信号ＤＣＤ，ＵＣＤのデータ構成を示す図であり、制御信号ＤＣＤ，ＵＣＤには、制御信号ＤＣＤ，ＵＣＤが送信された送信キャリアの中心周波数“Frequency”、その送信キャリア以外のキャリア数“No. other RF carriers”、制御信号ＤＣＤ，ＵＣＤの送信キャリア以外のキャリアに対応する無線フレームの属性情報Data1が設定される。この属性情報Data1はキャリア数分繰り返し設定されており、“１”、“２”、“３”等の識別番号を含むキャリア識別情報“RF Carrier index”、キャリアの中心周波数“Frequency”、キャリアの帯域幅“Bandwidth”、無線フレームに割り当てられるサブキャリア数“FFT size”、無線フレームの時間軸上の長さ“Frame length”、及び無線フレーム内のダウンリンク部ＤＬとアップリンク部ＵＬのシンボル数の比“No. OFDMA symbols”が含まれている。

そして、チャネル割当制御部１４は、マッピング情報Ｄ_Ｃ２に含まれるＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰにユーザデータの格納先の無線フレームに対応する送信キャリアを識別するキャリア識別情報“RF Carrier index”を埋め込む。図１５は、ＤＬ−ＭＡＰのデータ構成を示す図であり、データ項目“RF Carrier index”により、ダウンリンクユーザデータの格納される無線フレームに割り当てられるキャリアが特定され、データ項目“OFDMA symbol offset”、“Subchannel offset”により、ダウンリンクユーザデータの格納開始位置（図９（ａ）のｘ_０）が特定され、データ項目“No. OFDMA symbols”によりダウンリンクユーザデータの設定領域の時間軸上の長さ（図９（ａ）のΔｔ_０）が特定され、データ項目“No. subchannels”によりダウンリンクユーザデータの設定領域に割り当てられるサブチャネル数（図９（ａ）のΔＳ_０）が特定される。図１６は、ＵＬ−ＭＡＰのデータ構成を示す図であり、データ項目“RF Carrier index”により、アップリンクユーザデータの格納される無線フレームに割り当てられるキャリアが特定され、データ項目“Offset Duration”により、アップリンクユーザデータの格納開始位置が特定され、データ項目“Duration”によりアップリンクユーザデータの設定領域のサイズが特定される。

このようにキャリア識別情報をＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰに設定することにより、３つ以上の周波数帯Ｓｐ_１１，Ｓｐ_１２，Ｓｐ_１３がそれぞれ別の無線フレームに割り当てられる場合（図１７（ａ））であっても、移動局３０と無線基地局１０間で制御データとユーザデータとを確実にやり取りすることができる。また、無線フレームに割り当てられる周波数帯Ｓｐ_２１，Ｓｐ_２２，Ｓｐ_２３が離散的に分布している場合（図１７（ｂ））や、周波数帯Ｓｐ_３１，Ｓｐ_３３の帯域幅が異なる場合（図１７（ｃ））や、上り方向及び下り方向でそれぞれ異なる周波数帯Ｓｐ_４１及び周波数帯Ｓｐ_４２，Ｓｐ_４３が割り当てられる場合（図１７（ｄ））であっても、制御データとユーザデータとを確実にやり取りすることができる。

また、チャネル割当制御部１４は、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２にユーザデータを設定する際に、制御情報が割り当てられていない無線フレームの制御データ部Ｄ_Ｃに対応する時間領域内にも、ユーザデータを格納可能なように構成されていてもよい。

すなわち、チャネル割当制御部１４は、送信先セクタＳ_０１〜Ｓ_０３のそれぞれに対して、図１８（ａ）〜（ｃ）に示すような構成の無線フレームＦ_１，Ｆ_２を設定する。具体的には、無線フレームＦ_１における送信先セクタに対応するサブキャリア群ｆ_１１，ｆ_１４の時間領域Δｔ_Ｃに制御データ部Ｄ_Ｃを設定し、送信先セクタＳ_０１に対応するサブキャリア群ｆ_１１，ｆ_１４を含まない無線フレームＦ_２の時間領域Δｔ_Ｃに対応する領域Ｄ_Ｕ３にも、ダウンリンクユーザデータを設定する。同様に、送信先セクタＳ_０２に対応するサブキャリア群ｆ_１２，ｆ_１５を含まない無線フレームＦ_２の時間領域Δｔ_Ｃに対応する領域Ｄ_Ｕ３にも、ダウンリンクユーザデータを設定し、送信先セクタＳ_０３に対応するサブキャリア群ｆ_１３，ｆ_１６を含まない無線フレームＦ_２の時間領域Δｔ_Ｃに対応する領域Ｄ_Ｕ３にも、ダウンリンクユーザデータを設定する。これにより、無線フレームＦ_２内の空き領域を使ってユーザデータを送信することにより無線リソースの有効利用を実現することができる。このとき、チャネル割当制御部１４は、無線フレームＦ_２の領域Ｄ_Ｕ３にユーザデータを設定する際には、移動局３０に直前に送付される無線フレーム中のＤＬ−ＭＡＰ等の制御情報を用いて、移動局３０にデータ割り当ての変更を通知する。その結果、移動局３０側で不要な領域Ｄ_Ｕ３をバッファリングしておく必要が無くなり、ユーザデータを効率的に取り出すことができる。

なお、チャネル割当制御部１４は、移動局３０向けのダウンリンクユーザデータを上記領域Ｄ_Ｕ３に設定するか否かを、予め移動局３０毎に取得された下り方向の通信品質情報、及び移動局３０に提供されている通信サービスの種別に基づいて、以下の基準によって判断する。詳細には、移動局３０毎に測定された受信キャリア信号対干渉雑音比（ＣＩＮＲ：Carrierto Interference and Noise Ratio）が所定値以上であって、所定の通信品質を満たすと判断される場合に、該当する移動局３０を送信先とするダウンリンクユーザデータを、上記領域Ｄ_Ｕ３に設定する。または、上記条件に加えて、或いは上記条件に代えて、移動局３０に提供されている通信サービスが音声通信等の低速な固定レートの通信サービスであると特定された場合に、該当する移動局３０を送信先とするダウンリンクユーザデータを上記領域Ｄ_Ｕ３に設定してもよい。これにより、キャリア間の干渉が生じる可能性が少ない送信先に対して無線フレーム内の空き領域を使ってユーザデータを送信することにより、ユーザデータの受信品質を維持しつつ、無線リソースの有効利用を実現することができる。

また、チャネル割当制御部１４によってダウンリンクユーザデータが上記領域Ｄ_Ｕ３に設定された場合には、領域Ｄ_Ｕ３内のダウンリンクユーザデータの送信電力が、所定ＣＩＮＲを満たす範囲で、他の時間領域に設定されるユーザデータ部Ｄ_Ｕ１，Ｄ_Ｕ２の送信電力に比較して小さくなるように制御されてもよい。こうすれば、制御データ部Ｄ_Ｃを受信する際のキャリア間の干渉が低減され、移動局３０側で無線フレーム内から制御データをより確実に取り出すことができる。

さらに、チャネル割当制御部１４は、制御データ部Ｄ_Ｃを無線フレームＦ_１，Ｆ_２に設定する際には、２つの無線フレームＦ_１，Ｆ_２に同一データからなる制御データ部Ｄ_Ｃを設定することによって、周波数ダイバーシティを採用して制御信号を送信するようにしてもよい。このような場合には、チャネル割当制御部１４は、周波数ダイバーシティを採用するか否かを、制御信号ＤＣＤ，ＵＣＤによって予め移動局３０に通知しておく。図１９は、チャネル割当制御部１４によって送信される制御信号ＤＣＤ，ＵＣＤのデータ構成を示す図であり、制御信号ＤＣＤ，ＵＣＤには、各無線フレームに割り当てられたキャリアを識別するキャリア識別情報“RF Carrier index”に対応付けて、その無線フレームに周波数ダイバーシティが採用されるか否かを示すフラグ情報“Freq. Div. Support”が設定される。

また、チャネル割当制御部１４は、送信先セクタ毎に割り当てられる制御データ部Ｄ_Ｃ用領域を含まない無線フレーム内にも制御データを分散して格納可能なように構成されていてもよい。すなわち、チャネル割当制御部１４は、ダウンリンクユーザデータのトラフィック量が増大し、送信先セクタＳ_０１に対応する制御データ部Ｄ_Ｃ内に設定される制御データサイズが大きくなった場合には、制御データ部Ｄ_Ｃを含まない無線フレームＦ_２内の同一時間領域Ｄ_Ｃ３にもＤＬ−ＭＡＰ等の制御データを追加して設定する（図２０）。これにより、制御データを周波数帯域に分散することができるので、ユーザデータのトラフィックが増大してもユーザデータを効率的に送信することができる。

このとき、制御データを送信する送信キャリアの切り換えのタイミングは、無線基地局１０から移動局３０に下りの制御情報によって予め通知される。より詳細には、無線基地局１０から移動局３０に直前に送信される制御データ部Ｄ_Ｃに含まれる制御情報ＤＬ−ＭＡＰや、ユーザデータ部Ｄ_Ｕ１内に設定される下り方向の制御情報Ｓｕｂ−ＤＬ−ＭＡＰによって、キャリア切り換えタイミングが通知される。図２１は、この場合にＤＬ−ＭＡＰに設定される情報要素を示す図であり、切り換え先キャリアを識別するためのキャリア識別情報“RF Carrier index”と、このＤＬ−ＭＡＰが伝送された時刻を基準とした切り換えタイミングを特定するためのデータ“Switching Time”とが関連づけて設定される。このような構成のＤＬ−ＭＡＰを受信することにより、移動局３０が無線フレームから自局宛の制御情報を確実に取得することができる。

本発明の好適な一実施形態にかかる無線基地局の概略構成図である。 本発明の好適な一実施形態にかかる移動局の概略構成図である。 図１のチャネル割当制御部が作成する無線フレームの時間軸上及び周波数軸上でのデータ配列を示す概念図である。 サブチャネルの分割後のイメージを示す図である。 図１の無線基地局の周辺のセクタの配置を示す概念図である。 図１のチャネル割当制御部が送信先セクタごとに対応して設定する２つの無線フレームのデータ配列を示す図である。 図１のチャネル割当制御部が送信先セクタごとに対応して設定する２つの無線フレームのデータ配列を示す図である。 図１のチャネル割当制御部が設定するＤＬ−ＭＡＰのデータ構成の一例を示す図である。 図１のチャネル割当制御部が２つの無線フレーム内に設定するユーザデータの格納領域を示す図である。 図１のチャネル割当制御部が設定するＵＬ−ＭＡＰのデータ構成の一例を示す図である。 図１のチャネル割当制御部が設定するＵＣＤ及びＤＣＤのデータ構成の一例を示す図である。 無線基地局から移動局に向けてダウンリンクユーザデータを送信する際の動作を示すシーケンス図である。 移動局から無線基地局に向けてアップリンクユーザデータを送信する際の動作を示すシーケンス図である。 本発明の変形例にかかるチャネル割当制御部によって送信されるＤＣＤ，ＵＣＤのデータ構成を示す図である。 本発明の変形例にかかるチャネル割当制御部によって設定されるＤＬ−ＭＡＰのデータ構成を示す図である。 本発明の変形例にかかるチャネル割当制御部によって設定されるＤＬ−ＭＡＰのデータ構成を示す図である。 本発明の変形例における送信キャリアの分布を示すグラフである。 本発明の変形例にかかるチャネル割当制御部が送信先セクタごとに対応して設定する２つの無線フレームのデータ配列を示す図である。 本発明の変形例にかかるチャネル割当制御部によって送信されるＤＣＤ，ＵＣＤのデータ構成を示す図である。 本発明の変形例にかかるチャネル割当制御部が設定する無線フレームのデータ配列を示す図である。 本発明の変形例にかかるチャネル割当制御部によって設定されるＤＬ−ＭＡＰのデータ構成を示す図である。 従来の無線通信システムにおけるセクタ毎のキャリアの周波数帯域を示す図である。 従来の無線通信システムのセル構成を示す図である。

符号の説明

１０…無線基地局、１３…多重化部（多重化手段）、１４…チャネル割当制御部（チャネル割当制御手段、チャネル割当解析手段）、１６…送受信部（送信手段、受信手段）、３０…移動局、３１…送受信部（受信手段）、３３…チャネル割当解析部（チャネル割当解析手段）。

Claims (11)

1. 直交周波数分割多元接続によって複数の移動局との間で無線信号を送受信する無線基地局において、
   多重化されたユーザデータを生成する多重化手段と、
   第１のキャリア上で複数の分散されたサブキャリアを束ねたサブチャネルを複数組生成し、第１キャリアとは異なる第２のキャリア上で複数の分散されたサブキャリアを束ねたサブチャネルを複数生成し、第１のキャリアから生成されたサブチャネルを含む第１無線フレーム、及び第２のキャリアから生成されたサブチャネルを含む第２無線フレームを構成し、前記第１及び第２無線フレーム内に前記ユーザデータと前記第１及び第２無線フレーム内における前記ユーザデータの設定に関する制御データとを多重化して設定するチャネル割当制御手段と、
   前記第１及び第２無線フレームを含む無線信号を送信する送信手段とを備え、
   前記チャネル割当制御手段は、前記第１及び第２無線フレームにおける全ての前記サブチャネルを前記無線信号の送信先セクタ毎の領域に割り当てて、前記ユーザデータの送信先セクタに対応する該当領域にのみ前記制御データを格納し、且つ前記ユーザデータを前記第１及び第２無線フレーム内の全ての前記領域上に格納可能なように構成されている、
   ことを特徴とする無線基地局。
2. 前記チャネル割当制御手段は、前記第１又は第２無線フレーム中に前記制御データの格納先の前記領域を特定する第１の格納先情報を設定すると共に、前記制御データ中に前記第１又は第２無線フレームにおける前記ユーザデータの格納開始位置を示す第２の格納先情報、及び前記第１及び第２の無線フレームにおける前記ユーザデータの格納の有無を示す格納種別情報を設定する、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
3. 前記チャネル割当制御手段は、前記第１又は第２無線フレーム中に前記制御データの格納先の前記領域を特定する第１の格納先情報を設定すると共に、前記制御データ中に前記第１又は第２無線フレームにおける前記ユーザデータの格納開始位置を示す第２の格納先情報、及び前記ユーザデータの格納先の前記無線フレームに対応するキャリアを識別するキャリア識別情報を設定する、
   ことを特徴とする請求項１記載の無線基地局。
4. 前記チャネル割当制御手段は、前記送信先セクタに対応する該当領域内の特定の時間領域に前記制御データを格納し、前記第１及び第２無線フレームのうちの前記送信先セクタに対応する領域を含まない無線フレーム内の前記特定の時間領域にも、前記ユーザデータを格納可能なように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の無線基地局。
5. 前記チャネル割当制御手段は、前記複数の移動局毎の下り方向の通信品質情報に基づいて、所定の通信品質を満たす前記移動局を送信先とする前記ユーザデータを特定し、当該特定されたユーザデータを、前記送信先セクタに対応する領域を含まない無線フレーム内の前記特定の時間領域に格納可能なように構成されている、
   ことを特徴とする請求項４記載の無線基地局。
6. 前記送信先セクタに対応する領域を含まない無線フレーム内の前記特定の時間領域に前記ユーザデータが格納された場合には、該ユーザデータの送信電力が、所定の通信品質を満たす範囲で、前記特定の時間領域以外の時間領域に格納されるユーザデータの送信電力に比較して小さくなるように制御される、
   ことを特徴とする請求項４又は５に記載の無線基地局。
7. 前記チャネル割当制御手段は、前記第１及び第２無線フレームのうちの前記送信先セクタに対応する領域を含まない無線フレーム内にも、前記制御データを更に分散して格納可能なように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の無線基地局。
8. 前記第１及び第２無線フレームを含む無線信号を受信する受信手段と、
   前記無線信号の中からユーザデータを分離するチャネル割当解析手段とをさらに備え、
   前記チャネル割当解析手段は、前記ユーザデータを前記第１及び第２無線フレーム内の全ての前記領域上から分離可能なように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の無線基地局。
9. 直交周波数分割多元接続によって無線基地局との間で無線信号を送受信する移動局において、
   第１のキャリア上で分散された複数のサブキャリアを束ねたサブチャネル群から成る第１無線フレームと、前記第１のキャリアとは異なる第２のキャリア上で分散された複数のサブキャリアを束ねたサブチャネル群から成る第２無線フレームとを含む無線信号を、前記無線基地局から受信する受信手段と、
   前記第１及び第２無線フレームから前記第１及び第２無線フレーム内におけるユーザデータの設定に関する制御データと、多重化された前記ユーザデータとを分離するチャネル割当解析手段とを備え、
   前記チャネル割当解析手段は、前記第１及び第２無線フレームにおける全ての前記サブチャネル群を前記無線基地局の送信先セクタ毎の領域に分割し、自機に対応する前記第１又は第２無線フレームのいずれかの該当領域のみから前記制御データを分離し、且つ前記ユーザデータを前記第１及び第２無線フレーム内の全ての前記領域から分離可能なように構成されている、
   ことを特徴とする移動局。
10. 請求項１記載の無線基地局と請求項９記載の移動局とを有することを特徴とする無線通信システム。
11. 無線基地局と移動局とが、直交周波数分割多元接続によって無線信号を送受信する無線通信方法において、
    前記無線基地局が、多重化されたユーザデータを生成する多重化ステップと、
    前記無線基地局が、第１のキャリア上で複数の分散されたサブキャリアを束ねたサブチャネルを複数組生成し、第１キャリアとは異なる第２のキャリア上で複数の分散されたサブキャリアを束ねたサブチャネルを複数生成し、第１のキャリアから生成されたサブチャネルを含む第１無線フレーム、及び第２のキャリアから生成されたサブチャネルを含む第２無線フレームを構成し、前記第１及び第２無線フレーム内に前記ユーザデータと前記第１及び第２無線フレーム内における前記ユーザデータの設定に関する制御データとを多重化して設定するチャネル割当制御ステップと、
    前記無線基地局が、前記第１及び第２無線フレームを含む無線信号を送信する送信ステップと、
    前記移動局が、前記無線信号を前記無線基地局から受信する受信ステップと、
    前記移動局が、前記第１及び第２無線フレームから前記第１及び第２無線フレーム内におけるユーザデータの設定に関する制御データと、多重化された前記ユーザデータとを取り出すチャネル割当解析ステップとを備え、
    前記チャネル割当制御ステップでは、前記第１及び第２無線フレームにおける全ての前記サブチャネルを前記無線信号の送信先セクタ毎の領域に割り当てて、前記ユーザデータの送信先セクタに対応する該当領域にのみ前記制御データを格納し、且つ前記ユーザデータを前記第１及び第２無線フレーム内の前記全ての前記領域上に格納し、
    前記チャネル割当解析ステップでは、前記第１及び第２無線フレームのいずれかにおける自機に対応する該当領域のみから前記制御データを分離し、且つ前記ユーザデータを前記第１及び第２無線フレーム内の全ての前記領域上から分離する、
    ことを特徴とする無線通信方法。

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