JP2013239761A - 無線通信システム及び無線局 - Google Patents

Abstract

【課題】急峻な無線通信品質の変動に対応しつつ、効率よく無線リソースを使用することが可能な無線通信システム及び無線局を提供することを目的とする。
【解決手段】複数の無線局を有し、前記複数の無線局の少なくとも一つは、割り当て可能な通信リソースの一部を、送信元無線局と送信先無線局とを個別に設定した一つ以上の個別リソースとして割り当て、前記割り当て可能な通信リソースの別の一部を、複数の送信元無線局又は複数の送信先無線局で共通して用いる共有リソースとして割り当て、前記各無線局は、組織符号を用いて送信信号を符号化し、符号化される前の前記送信信号を、前記各無線局に割り当てられた個別リソースを用いて送信し、前記符号化された送信信号のパリティ部分を、前記各無線局に割り当てられた共有リソースを用いて送信する。
【選択図】図２

Description

本発明は無線通信システム及び無線局に関し、特に特定の調整装置が無線リソースの割り当てを行って複数の無線局間にてパケット通信を行う無線通信システム及び当該無線通信システムにおける無線局に関する。

移動する機器との通信が容易であり、また設置コストが低廉であることから、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）又は無線ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）といった無線パケット通信が様々な用途に用いられている。一方で無線通信は有線通信のように複数の通信媒体を用意して通信同士を分離することができないため、同一の周波数及び時間で行った通信同士は衝突してしまう。このため、安定した通信を行うためには通信の衝突を回避する何らかの調整手段が必要となる。

例えば無線ＬＡＮ及び無線ＰＡＮといった無線パケット通信では、パケット間の衝突を避けるために他の装置からの信号を受信できないことを確認してから信号を送信するキャリアセンスのような仕組みが用いられる。あるいは例えばコーディネータと呼ばれる調整装置を用い、コーディネータがパケット同士の衝突が発生しないように周波数チャネル又はタイムスロットを割り当てる。

例えば無線ＰＡＮの標準規格の一つである無線ＩＥＥＥ８０２．１５．４では、競合アクセス期間（コンテンションアクセスピリオド）と非競合期間（コンテンションフリーピリオド）とを用意している。競合アクセス期間には各通信装置がキャリアセンスを行って非定常メッセージの通信等を行い、非競合期間にはコーディネータがタイムスロットを割り当てて定常データの通信等を行う。

このような標準技術を土台に、目的に適う高い品質で通信を行うための種々の技術が提案されている。例えば特許文献１では複数のネットワーク間で互いの非競合期間が衝突しないように制御する技術が開示されている。

特開２００４−４０６４５号公報

一般に無線通信は、有線通信に比べて伝搬環境の変動が大きく通信品質が不安定であるという特徴を持つ。複数の無線通信区間を有する無線通信ネットワークにおいて、それぞれの無線通信区間の伝搬環境の変動に関する情報を１ヶ所で集約してリソース割り当て等の制御を行うことによって、効率よく無線リソースを使用することが出来るが、情報集約及び制御のためのコストが高く、また制御遅延が大きくなることから急峻な変動に対応できないという課題がある。一方でリソース割り当て等の制御を無線通信ネットワーク内の各所で個別に行うことによって、低コストで急峻な変動に対応することが可能であるが、無線通信ネットワーク全体としては効率が低くなるという課題がある。

本発明は上記課題を解決するため、急峻な無線通信品質の変動に対応しつつ、効率よく無線リソースを使用することが可能な無線通信システム及び無線局を提供することを目的とする。

本発明の代表的な一例を示せば次の通りである。すなわち、複数の無線局を有する無線通信システムであって、前記複数の無線局の少なくとも一つは、通信リソース割り当て機能を有し、前記通信リソース割り当て機能を有する無線局は、割り当て可能な通信リソースの一部を、送信元無線局と送信先無線局とを個別に設定した一つ以上の個別リソースとして割り当て、前記割り当て可能な通信リソースの別の一部を、複数の送信元無線局又は複数の送信先無線局で共通して用いる一つ以上の共有リソースとして割り当て、前記各無線局は、組織符号を用いて送信信号を符号化し、符号化される前の前記送信信号を、前記各無線局に割り当てられた個別リソースを用いて送信し、前記符号化された送信信号のパリティ部分を、前記各無線局に割り当てられた共有リソースを用いて送信することを特徴とする。

本発明の一実施形態によれば、急峻な無線通信品質の変動に対応しつつ、効率よく無線リソースを使用することが可能な無線通信システム及び無線局を提供することができる。

本発明の実施の形態における無線通信システム構成の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態における無線局の機能構成図の一例である。 本発明の実施形態におけるＡｃｋ信号の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態におけるリソース割り当ての模式図である。 本発明の実施形態におけるネットワーク調整の模式図である。 本発明の実施形態におけるＤＳＰ及びＣＰＵを主体とした無線局のハードウェア構成の概略を示すブロック図である。

以下、本発明の種々の実施形態を図面に従い説明する。なお、以下の説明及び図面における無線局の数や接続関係についてはあくまで一例であり、本発明を適用する無線通信システムの無線局の数は以下の例示と異なっていてもよく、またどの無線局がどの無線局と通信を行うかといった無線局同士の接続関係についても以下の例示と異なっていてもよい。

図１は、本発明の実施形態における無線通信システム構成の一例を示す説明図である。
本実施形態の無線通信システムは、ネットワーク調整局１２１、１ないしは複数のリソース割り当て機能を持つ無線局、及び１ないしは複数のリソース割り当て機能を持たない無線局から構成される。本実施形態の無線通信システムにおいて、リソース割り当て機能を持つ無線局とリソース割り当て機能を持たない無線局との間、又はリソース割り当て機能を持つ無線局とリソース割り当て機能を持つ無線局との間にて無線通信が行われる。図１の例では、無線局１０１及び無線局１０２がリソース割り当て機能を持つ無線局であり、無線局１１１〜無線局１１４がリソース割り当て機能を持たない無線局である。なお、図１の例ではネットワーク調整局１２１と無線局１０１とを別個に記しているが、例えば無線局１０１がネットワーク調整機能を持つ場合には個別のネットワーク調整局１２１は不要であり、この場合には無線局１０１がネットワーク調整局としても振る舞う。

図２は、本発明の実施形態における無線局の機能構成図の一例である。

図２に示す本発明の無線局は、無線局制御部２００、無線アクセス部２１０、アクセス制御部２２０、リソース割り当て部２３０、通信品質測定部２４０、及びインタフェース部２５０を有する。なお図２の例はリソース割り当て機能を持つ無線局（例えば図１の無線局１０１及び無線局１０２）の機能構成図の例であり、リソース割り当て機能を持たない無線局（例えば図１の無線局１１１〜無線局１１４）はリソース割り当て部２３０を有さず、無線局制御部２００、無線アクセス部２１０、アクセス制御部２２０、通信品質測定部２４０、及びインタフェース部２５０を有する。

無線局制御部２００は、無線局間のメッセージの送受信を行い、無線局全体の動作を制御し、また無線局全体の動作にかかわる情報を保持する。

無線局制御部２００は、例えば無線アクセス部２１０に対して信号送信の有無、信号送信時刻、変調方式、及び送信電力などの信号送信にかかわる情報を通知し、また無線アクセス部２１０に対して信号受信の有無、信号受信時刻、及び変調方式などの信号受信に関わる情報を通知する。また、無線局制御部２００は、無線アクセス部２１０に対して平均化方法などの受信品質情報を得るためのパラメータ情報を通知する。

無線局制御部２００はまた、通信量及び通信品質測定部２４０にて測定した通信品質に応じてリソース割り当て機能及びネットワーク調整局１２１に対してリソースの要求を行う。自局よりもネットワーク調整局１２１から遠い無線局との通信に用いるリソースを要求する場合、無線局制御部２００は、自局内のリソース割り当て部２３０に対してリソース要求を通知し、ネットワーク調整局１２１に対してリソース要求メッセージを送信する。自局よりもネットワーク調整局１２１に近い無線局との通信に用いるリソースを要求する場合、無線局制御部２００は、自局よりもネットワーク調整局１２１に近くかつ自局と直接通信を行う無線局及びネットワーク調整局１２１に対してリソース要求メッセージを送信する。自局がリソース要求メッセージを受信した場合、無線局制御部２００は、自局内のリソース割り当て部２３０に対してリソース要求を通知する。無線局制御部２００はまた、自局がリソース範囲割り当てメッセージを受信した場合にはリソース割り当て部２３０に対してリソース範囲割り当てを通知する。

リソース要求メッセージは、通信データ量及び通信速度等の必要なリソース量を示す情報を含み、また想定誤り率等の通信品質を示す情報を含んでもよい。

無線アクセス部２１０は、データ送信部２１１、Ａｃｋ情報送信部２１２、データ受信部２１３、Ａｃｋ情報受信部２１４、及び無線送受信部２１５を有し、対向する無線局との間の無線通信を実施する。

データ送信部２１１は、アクセス制御部２２０から受け取った送信データから送信信号を作成し、無線送受信部２１５に送る。送信信号の作成には無線局制御部２００から受け取った信号送信時刻、変調方式、及び送信電力などの信号送信にかかわる情報を用い、変調処理、送信電力に対応する信号振幅の調整、誤り訂正符号化、誤り検出符号の付加、周波数の変更、及び拡散処理などの処理の一部ないしは全てを必要に応じて行う。

Ａｃｋ情報送信部２１２は、データ受信部２１３及びアクセス制御部２２０から受け取った信号受信の成否に関する情報に基づいてＡｃｋ送信信号を生成し、無線送受信部２１５に送る。Ａｃｋ送信信号の生成には、無線局制御部２００から受け取った信号送信にかかわる情報を用いる。

無線送受信部２１５は、データ送信部２１１及びＡｃｋ情報送信部２１２から受け取った送信信号及びＡｃｋ送信信号を周波数変換し、無線周波数送信信号に変換してアンテナを経由して送信を行う。無線送受信部２１５はまた、アンテナを経由して受信した無線周波数受信信号を周波数変換し、受信信号及びＡｃｋ受信信号を生成してデータ受信部２１３及びＡｃｋ情報受信部２１４に送る。

データ受信部２１３は、無線送受信部２１５から受け取った受信信号に対して受信処理を行い、受信処理の結果を受信データとしてアクセス制御部２２０に送る。受信処理では、無線局制御部２００から受け取った信号受信時刻及び変調方式などの信号受信にかかわる情報を用い、復調処理、誤り訂正符号の復号、誤り検出符号の確認、及び逆拡散処理などの処理の一部ないし全てを必要に応じて行う。データ受信部２１３はまた、受信処理の結果として得られた受信データの誤りの有無を判定し、判定結果を、当該データを示す索引情報とともにアクセス制御部２２０及びＡｃｋ情報送信部２１２に送る。受信データの誤りの有無の判定には、例えばＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）等の誤り検出符号又は信号受信電力等が用いられる。また索引情報とは、例えば当該信号のシーケンス番号、当該信号の受信時刻、当該信号の送信時刻、又は当該信号の送信元無線局ＩＤなどのいずれかあるいはそれらの組み合わせである。

Ａｃｋ情報受信部２１４は、無線送受信部２１５から受け取ったＡｃｋ受信信号に対して受信処理を行い、受信処理の結果として得た誤り有無の情報及びシーケンス番号などの索引情報を受信Ａｃｋデータとしてアクセス制御部２２０に送る。受信処理では、無線局制御部２００から受け取った信号受信にかかわる情報を用いる。

無線アクセス部２１０ではまた、無線送受信部２１５にて受信した信号の受信信号電力、雑音電力、及びデータ受信部２１３における受信処理結果の誤り有無といった情報から受信品質情報を作成し、通信品質測定部２４０に送る。無線アクセス部２１０は、受信品質情報の作成の際に、無線局制御部２００から通知されたパラメータ情報に従って平均化処理等を行う。このようにして作成された受信品質情報は、例えば、無線局の通信品質を示す情報としてリソース要求メッセージを生成する際に使用され、後述するようにネットワーク調整局１２１がリソース割り当て範囲を決定する際に使用される。

図３は、本発明の実施形態におけるＡｃｋ信号の一例を示す説明図である。

なお、上記図２の無線局の説明では、当該無線局から送信するＡｃｋ信号をＡｃｋ送信信号、当該無線局が受信するＡｃｋ信号をＡｃｋ受信信号と称している。

Ａｃｋ信号は、例えば図３（ａ）のように、Ａｃｋヘッダ３０１とＡｃｋ情報３０２とからなる。Ａｃｋヘッダ３０１とは当該Ａｃｋ信号が対応するデータを示す索引情報である。索引情報とは例えばシーケンス番号、信号の送信信号、信号の送信元無線局ＩＤ、又は信号の送信先無線局ＩＤなどのいずれかあるいはそれらの組み合わせである。Ａｃｋ情報３０２とは対応する信号に誤りが無いことを示す符号（Ａｃｋ）又は対応する信号に誤りがあることを示す符号（Ｎａｃｋ）である。

またＡｃｋ信号は例えば図３（ｂ）のように複数のＡｃｋ情報３０２をまとめたものであってもよい。この例では３つのＡｃｋ情報３０２をまとめているため、Ａｃｋヘッダ３０１は３つのＡｃｋ情報３０２それぞれに対応する索引情報を含む。また、例えば誤りがないことを示す場合にのみＡｃｋ信号を送信し、誤りがある場合にはＡｃｋ信号を送信しない場合又はその逆の場合のように、Ａｃｋ信号を送信すること自体が誤り有無を示す場合には、Ａｃｋ信号は図３（ｃ）のようにＡｃｋヘッダ３０１のみから構成されてもよい。例えば誤りが無いことを示す場合にのみＡｃｋ信号を送信する場合には、一定時間範囲内にＡｃｋ信号を受信できなかった場合には誤りがあると判断される。また例えばデータ信号の受信から所定の時間後にＡｃｋ信号が送信される場合のように、データ信号とＡｃｋ信号とが時間によって関連付けられる場合には、Ａｃｋ信号は図３（ｄ）のようにＡｃｋ情報３０２のみから構成されてもよい。

アクセス制御部２２０は、送信バッファ部２２１、符号化部２２２、受信バッファ部２２３、復号部２２４、及び制御信号部２２５を有し、インタフェース部２５０から受け取った送信情報を変換して送信データとして無線アクセス部２１０に渡し、また、無線アクセス部２１０から受け取った受信データを変換して受信情報としてインタフェース部２５０に渡す。

送信バッファ部２２１は、インタフェース部２５０から受け取った送信情報を蓄積する。送信バッファ部２２１はまた、蓄積している送信情報を符号化部２２２に送り、符号化部２２２から受け取った送信パリティ情報を蓄積する。送信バッファ部２２１はまた、制御信号部２２５から受け取ったＡｃｋ制御情報を蓄積する。送信バッファ部２２１はまた、蓄積している送信情報、送信パリティ情報及びＡｃｋ制御情報を、送信を行う単位ごとに無線アクセス部２１０に送る。

符号化部２２２は、送信バッファ部２２１から受け取った送信情報に対して誤り訂正符号を用いて符号化処理を行い、符号化処理によって生成された送信パリティ情報を送信バッファ部２２１に送る。誤り訂正符号としては、符号化後のデータ内に符号化前のデータを含む組織符号の性質を持つ符号、例えばＲｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号等を用いる。

受信バッファ部２２３は、無線アクセス部２１０から受け取った受信データ及びその受信データの誤りの有無の情報を蓄積し、誤りなしと判定した受信データを受信情報としてインタフェース部２５０に送る。受信バッファ部２２３はまた、無線アクセス部２１０から受け取った受信データに送信パリティ情報が含まれていた場合、蓄積している受信データから同じ各符号語に対応する受信データを抽出してそれらを合わせて復号部２２４に送り、復号部２２４から受け取った復号結果及び誤り有無の情報を再び受信データとして蓄積する。受信バッファ部２２３はまた、無線アクセス部２１０から受け取った受信データにＡｃｋ制御情報が含まれていた場合、当該Ａｃｋ制御情報を制御信号部２２５に送る。受信バッファ部２２３はまた、復号部２２４から受け取った誤り有無の情報を制御信号部２２５に送る。

復号部２２４は、受信バッファ部２２３から受け取った受信データに対して誤り訂正符号の復号処理を行い、復号の結果得られた復号結果及び誤り有無の情報を受信バッファ部２２３に送る。復号部２２４における復号では、当該信号が送信時に用いられた誤り訂正符号を用いる。

制御信号部２２５は、無線アクセス部２１０から受け取った受信Ａｃｋデータ及び受信バッファ部２２３から受け取ったＡｃｋ制御情報に基づき、誤り有りである場合には送信バッファ部２２１に対して対応する送信パリティ情報を送信するように通知する。制御信号部２２５はまた、受信バッファ部２２３から受け取った誤り有無の情報に基づいてＡｃｋ制御情報を作成し、送信バッファ部２２１に送る。なお、制御信号部２２５は、Ａｃｋ制御情報を作成して送信バッファ部２２１に送る代わりに、無線アクセス部２１０のＡｃｋ情報送信部２１２に対してＡｃｋ信号の送信を指示してもよい。なお、Ａｃｋ制御情報は無線アクセス部２１０において送信データとして扱われる点を除き、含まれる情報などは図３にて示したＡｃｋ信号と同様である。

リソース割り当て部２３０は、無線局制御部２００から通知されたリソース範囲割り当て通知及びリソース要求通知に従い、個別の通信に対してリソースを割り当てる。

図４は、本発明の実施形態におけるリソース割り当ての模式図である。

リソース割り当て範囲４００は、リソース範囲割り当て通知にて指定されたリソース範囲であり、リソース割り当て部２３０は当該範囲内を個別の通信に対して割り当てる。図４の例では、リソース割り当て部２３０は、リソースを報知用リソース４０１、制御用リソース４０２、個別予約リソース４０３、及びパリティ予約リソース４０４の４通りにリソースを分割して割り当てを行う。

報知用リソース４０１は、リソース割り当て機能を持つ無線局からの報知信号を送信するためのリソースである。報知信号は、例えば同期のためのプリアンブル、報知信号を送信する無線局のＩＤ、及びリソース割り当て通知にて指定された基準時刻からのオフセット等を含む。また報知信号はリソース割り当て部２３０にて行ったリソース割り当ての結果を含んでもよい。

制御用リソース４０２は、無線局間のリソース要求メッセージ及びリソース範囲割り当てメッセージの通信に用いるリソースである。あるいはリソース割り当て部２３０にて行ったリソースの割り当てを各無線局に通知するために制御用リソース４０２を用いてもよい。

個別予約リソース４０３は、送信情報の送信に用いるリソースであり、通信個別に割り当てが行われる。例えば図１のリソース割り当て機能を持つ無線局１０２のリソース割り当て部２３０であれば、例えば、リソース４０３−１は無線局１０２から無線局１１３への通信に割り当て、リソース４０３−２及びリソース４０３−３は無線局１０２から無線局１１４への通信に割り当て、リソース４０３−４は無線局１１３から無線局１０２への通信に割り当て、リソース４０３−５及びリソース４０３−６は無線局１１４から無線局１０２への通信に割り当てる、というように、通信それぞれに対して個々のリソースの割り当てを行う。

パリティ予約リソース４０４は、送信パリティ情報の送信に用いるリソースである。本実施形態では、上記のように、例えば受信データに誤りがあった場合にパリティ情報が送信される。個別予約リソース４０３と異なり、複数の通信に対して同一のパリティ予約リソース４０４を割り当ててもよい。例えば、リソース４０４−１は無線局１０２から無線局１１３への通信及び無線局１０２から無線局１１４への通信に割り当て、リソース４０４−２は無線局１１３から無線局１０２への通信及び無線局１１４から無線局１０２への通信に割り当てる、というように割り当てを行うことができる。すなわち、パリティ予約リソース４０４は、複数の送信元無線局又は複数の送信先無線局によって共有されるリソースである。

パリティ送信のためのリソースを個々の通信毎に用意する必要がなくなることから、リソースの利用効率は向上する。また、上記のように、複数の通信が同時に誤り、同時にパリティ予約リソースを必要とする確率は低いため、無線通信品質の変動に対しても十分追従可能である。

一つのパリティ予約リソース４０４（例えばパリティ予約リソース４０４−１）に割り当てられた複数の通信（例えば無線局１０２から無線局１１３への通信及び無線局１０２から無線局１１４への通信）のうちのいずれか一つのみで誤りが発生した場合、その誤った一つの通信に対応するパリティを送信するために一つのパリティ予約リソース４０４を使用することができる。一方、複数の通信が同時に誤った場合には、それらのうち一つに対応するパリティのみを、一つのパリティ予約リソース４０４を使用して送信してもよいし、それらの複数の通信に対応する複数のパリティを、時間、周波数、又は符号などで多重化して、一つのパリティ予約リソース４０４を使用して送信してもよい。

図４には例えばＲｅｅｄ−Ｓｏｌｏｍｏｎ符号のような組織符号が使用される場合のリソース割り当ての例を示したが、組織符号以外の誤り訂正符号が使用される場合、及び、誤り訂正符号が使用されない場合にも、上記と同様のリソース割り当てを行うことができる。その場合、パリティ予約リソース４０４（すなわち共有リソース）は、パリティ以外のデータの送信にも使用される。例えば、制御信号部２２５は、無線アクセス部２１０から受け取った受信Ａｃｋデータ及び受信バッファ部２２３から受け取ったＡｃｋ制御情報に基づいて誤りの有無を判定し、個別予約リソース４０３を用いて送信されたデータの一部に誤りがあった場合に、パリティ予約リソース４０４を用いて、誤りがあったと判定されたデータを再送信するように、送信バッファ部２２１に対して通知をしてもよい。あるいはパリティ予約リソース４０４を用いて、誤りがあったと判定されたデータの一部のみを再送信するように、送信バッファ部２２１に対して通知してもよい。あるいは、パリティ予約リソース４０４を用いて、誤りがあったと判定されたデータと同一の符号の同一の、あるいは別の一部を送信するように送信バッファ部２２１に対して通知してもよい。

通信品質測定部２４０は、無線アクセス部２１０から受け取った受信品質情報を蓄積し、通信品質として無線局制御部２００に通知する。

インタフェース部２５０は、無線通信機能と他のネットワーク又はデバイスとの接続、及び無線通信機能内のデータ転送を行う。

インタフェース部２５０は、アクセス制御部２２０から受信情報を受け取った場合、当該情報の宛先に応じて当該情報の送信先を決定する。当該情報が同じ無線ネットワーク上にある自局とは異なる無線局宛であった場合には、インタフェース部２５０は当該情報をアクセス制御部２２０に送る。当該情報が自局宛の制御メッセージであった場合には、インタフェース部２５０は当該制御メッセージを無線局制御部２００に送る。当該情報が他のネットワーク上の通信局宛であった場合には、インタフェース部２５０は当該情報を対応するネットワークのインタフェースに送る。当該情報が自局内の他のデバイス宛であった場合には、インタフェース部２５０は当該デバイスに当該情報を送る。

他のネットワーク又はデバイスからの情報を受け取った場合、インタフェース部２５０は受け取った情報に宛先情報などを付加したうえで当該情報を送信情報としてアクセス制御部２２０に送る。無線局制御部２００から制御メッセージを受け取った場合、インタフェース部２５０は受け取った制御メッセージに宛先情報などを付加した上で当該制御メッセージを送信情報としてアクセス制御部２２０に送る。

ネットワーク調整局１２１は、各無線局から通知されたリソース要求メッセージに従ってネットワーク調整を行う。ネットワーク調整を行うために、ネットワーク調整局１２１は、各リソース割り当て機能を持つ無線局に対し、リソース範囲割り当てメッセージを送信する。

図５は、本発明の実施形態におけるネットワーク調整の模式図である。

図５の模式図の例では、リソース割り当て全体の周期と、各リソース割り当て範囲のオフセット及び継続時間と、を設定することでネットワーク調整を行う。図５は横方向が時間を表し、時刻５００はリソース割り当て基準時刻、時間５０１はリソース割り当て周期である。ネットワーク調整局１２１は、各リソース割り当て機能を持つ無線局に対し、上記リソース割り当て基準時刻５００及びリソース割り当て周期５０１に加え、各リソース割り当て機能を持つ無線局個別のリソース割り当てオフセット５１０（図５の例ではオフセット５１０−１及び５１０−２）及びリソース割り当て範囲５１１（図５の例ではリソース割り当て範囲５１１−１及び５１１−２）を含めたリソース範囲割り当てメッセージを通知する。図１の無線通信システムの場合、無線局１０１及び無線局１０２がリソース割り当て機能を持つ無線局であるため、図５のように無線局１０１と無線局１０２に対しそれぞれのリソース割り当て範囲が重複しないように、無線局１０１のためのリソース割り当てオフセット５１０−１、無線局１０１に対するリソース割り当て範囲５１１−１、無線局１０２に対するリソース割り当てオフセット５１０−２、及び無線局１０２に対するリソース割り当て範囲５１１−２を決定する。

ネットワーク調整局１２１は、ネットワーク調整を行う際に、各通信局から送信されたリソース要求メッセージに従い、各リソース割り当て機能が割り当てを行う通信量が大きいほど大きな範囲が割り当てられるようにネットワーク調整を行う。例えば図１の例の場合において、無線局１０１のリソース割り当て機能が割り当てを行う通信量が無線局１０２のリソース割り当て機能が割り当てを行う通信量よりも大きい場合、無線局１０１のリソース割り当て範囲が無線局１０２のリソース割り当て範囲よりも大きくなるようにネットワーク調整を行う。

またネットワーク調整局１２１では、各リソース割り当て機能において、通信品質に応じたパリティ予約リソースを割り当てることが出来るよう、ネットワーク調整に際して通信品質を考慮してもよい。例えば誤り率が低い、雑音電力又は干渉電力が小さい、伝搬減衰が小さい等のように、通信品質が高いほど小さな値となる品質係数を用い、通信量と品質係数との積が大きいほどリソース割り当て範囲が大きくなるようにネットワーク調整を行う。このように通信品質を考慮したネットワーク調整を行うことで、通信品質が低く、多くのパリティ予約リソースを必要とする無線局に対して多くのパリティ予約リソースを割り当てることが出来る。また、瞬時的な変化の大きい個別の誤りではなく急峻な変化の生じにくい誤り率等の通信品質の統計的な性質に基づいてネットワーク調整を行うことによって、制御のためのコストを低く抑えることが出来る。

図６は、本発明の実施形態におけるＤＳＰ及びＣＰＵを主体とした無線局のハードウェア構成の概略を示すブロック図である。

図６に示す構成装置は、ＣＰＵ及びＤＳＰモジュール６０１、メモリ６０２、論理回路モジュール６０３及びインタフェース６０５を有し、それぞれがバス６０６を介して接続される。

各装置におけるそれぞれの機能構成図における各機能部（例えば図２に示す各部）の処理は、ＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１におけるプログラムと論理回路モジュール６０３における演算回路との一方又は両方、及び、必要であればメモリ６０２を用いて行われる。また各機能構成図における各機能部が必要とする情報、たとえば無線局制御部２００に蓄積される動作パラメータ、送信バッファ部２２１及び受信バッファ部２２３に蓄積される送受信データ、並びに通信品質測定部２４０に蓄積される測定情報などがメモリ６０２に保持される。

例えば、ＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１は、無線局制御プログラム６１０、無線アクセスプログラム６１１、アクセス制御プログラム６１２、リソース割り当てプログラム６１３及び通信品質測定プログラム６１４を保持してもよい。無線局制御プログラム６１０、アクセス制御プログラム６１２、リソース割当プログラム６１３及び通信品質測定プログラム６１４は、それぞれ、無線局制御部２００、アクセス制御部２２０、リソース割り当て部２３０及び通信品質測定部２４０の処理を実行するためにＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１によって実行される。無線アクセスプログラム６１１は、無線アクセス部２１０のデータ送信部２１１、Ａｃｋ情報送信部２１２、データ受信部２１３及びＡｃｋ情報受信部の処理を実行するためにＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１によって実行される。上記のプログラムがメモリ６０２に保持され、ＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１によって実行されてもよい。

図６は、リソース割り当て機能を持つ無線局のハードウェア構成の例である。リソース割り当て機能を持たない無線局は、リソース割り当てプログラム６１３を保持しない。

ネットワーク調整局１２１のハードウェア構成も、図６に示すものと同様であってよい。ただし、ネットワーク調整局１２１のＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１又はメモリ６０２は、図６に示した各プログラムの代わりに、ネットワーク調整プログラム（図示省略）を保持し、これをＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１が実行することによってネットワーク調整機能（例えば、上記のリソース割り当て範囲の設定）が実現される。

無線通信システムがネットワーク調整局１２１を有する代わりに、無線局の一つ（例えば無線局１０１）がネットワーク調整機能を備える場合、その無線局のＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１又はメモリ６０２が、図６に示した各プログラムに加えて、ネットワーク調整プログラム（図示省略）を保持し、これをＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１が実行することによってネットワーク調整機能が実現される。

なお、上記の各機能部の処理の一部又は全部は、ＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１によって実行される代わりに論理回路モジュール６０３によって実行されてもよい。

インタフェース６０５は、機能構成図におけるインタフェース部２５０に相当し、無線通信にかかわる機能以外の機能、例えば有線通信や測定用のセンサ、ユーザインタフェースとの接続を行う。

なお、図６の各モジュール及びバスはそれぞれ必ずしも単一である必要は無い。例えば複数のＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１があっても良く、また複数のバス６０６があっても良い。またバス６０６が複数ある場合には、必ずしもすべてのバスが全てのモジュールと接続している必要は無く、例えば全てのモジュールと接続しているバスの他に、メモリ６０２と論理回路モジュール６０３とのみを接続するバスがあっても良い。

また、例えば全ての機能における信号処理演算及び信号処理の制御それぞれをＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１において実行可能であれば、論理回路モジュール６０３は無くても良い。逆に例えば全ての機能における信号処理演算及び信号処理の制御それぞれを論理回路モジュール６０３において実行可能であれば、ＣＰＵ／ＤＳＰモジュール６０１は無くても良い。

以上の実施形態は、無線局のリソース割り当て機能によって割り当てられるリソースが時間である場合を例として説明したが、本発明は、例えばＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）における符号又はＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）における時間及び周波数等、いかなるリソースの割り当てにも適用することができる。

また、上記実施形態に示した機能の切り分けについてはあくまで一例であり、無線通信システム及び無線局の各実施例全体として同等の機能を実現できるのであれば他の構成であってもよい。上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１０１、１０２ リソース割り当て機能を持つ無線局
１１１、１１２、１１３、１１４ リソース割り当て機能を持たない無線局
１２１ ネットワーク調整局
２００ 無線局制御部
２１０ 無線アクセス部
２１１ データ送信部
２１２ Ａｃｋ情報送信部
２１３ データ受信部
２１４ Ａｃｋ情報受信部
２１５ 無線送受信部
２２０ アクセス制御部
２２１ 送信バッファ部
２２２ 符号化部
２２３ 受信バッファ部
２２４ 復号部
２２５ 制御信号部
２３０ リソース割り当て部
２４０ 通信品質測定部
２５０ インタフェース部
３０１ Ａｃｋヘッダ
３０２ Ａｃｋ情報
４００ リソース割り当て範囲
４０１ 報知用リソース
４０２ 制御用リソース
４０３ 個別予約リソース
４０４ パリティ予約リソース
５００ リソース割り当て基準時刻
５０１ リソース割り当て周期
５１０ リソース割り当てオフセット
５１１ リソース割り当て範囲
６０１ ＣＰＵ／ＤＳＰモジュール
６０２ メモリモジュール
６０３ 論理回路モジュール
６０５ インタフェースモジュール
６０６ バス

Claims (8)

1. 複数の無線局を有する無線通信システムであって、
   前記複数の無線局の少なくとも一つは、通信リソース割り当て機能を有し、
   前記通信リソース割り当て機能を有する無線局は、
   割り当て可能な通信リソースの一部を、送信元無線局と送信先無線局とを個別に設定した一つ以上の個別リソースとして割り当て、
   前記割り当て可能な通信リソースの別の一部を、複数の送信元無線局又は複数の送信先無線局で共通して用いる共有リソースとして割り当て、
   前記各無線局は、
   組織符号を用いて送信信号を符号化し、
   符号化される前の前記送信信号を、前記各無線局に割り当てられた個別リソースを用いて送信し、
   前記符号化された送信信号のパリティ部分を、前記各無線局に割り当てられた共有リソースを用いて送信することを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１に記載の無線通信システムであって、
   前記通信リソース割り当て機能を有する無線局は、前記割り当て可能な通信リソースに占める前記共有リソースの量が前記個別リソースの量より小さくなるように、前記個別リソース及び前記共有リソースを割り当てることを特徴とする無線通信システム。
3. 請求項１に記載の無線通信システムであって、
   ネットワーク調整局を有し、
   複数の前記通信リソース割り当て機能を有する無線局を有し、
   前記ネットワーク調整局は、前記通信リソース割り当て機能を有する無線局が割り当てを行う範囲であるリソース範囲を、前記通信リソース割り当て機能を有する無線局それぞれに対して設定し、リソース範囲を設定される前記無線局の通信量が大きいほど、前記リソース範囲が大きくなるようにリソース範囲を設定することを特徴とする無線通信システム。
4. 請求項１に記載の無線通信システムであって、
   ネットワーク調整局を有し、
   複数の前記通信リソース割り当て機能を有する無線局を有し、
   前記ネットワーク調整局は、前記通信リソース割り当て機能を有する無線局が割り当てを行う範囲であるリソース範囲を、前記通信リソース割り当て機能を有する無線局それぞれに対して設定し、リソース範囲を設定される前記無線局の通信品質が低いほど、前記リソース範囲が大きくなるようにリソース範囲を設定することを特徴とする無線通信システム。
5. 請求項４に記載の無線通信システムであって、
   前記ネットワーク調整局は、前記無線局による通信の誤り率を、前記通信品質として使用し、前期誤り率が高いほど前記通信品質が低いとして扱うことを特徴とする無線通信システム。
6. 請求項４に記載の無線通信システムであって、
   前記ネットワーク調整局は、前記無線局における雑音電力及び干渉電力の少なくとも一方を、前記通信品質として使用し、前期雑音電力及び干渉電力の少なくとも一方が高いほど前記通信品質が低いとして扱うことを特徴とする無線通信システム。
7. 無線通信システムに含まれる無線局であって、
   前記無線通信システムに含まれる無線局間の通信リソースの割り当てを行う通信リソース割り当て機能を有し、
   前記通信リソース割り当て機能は割り当て可能な通信リソースの一部を、送信元無線局と送信先無線局とを個別に設定した一つ以上の個別リソースとして割り当て、
   前記割り当て可能な通信リソースの別の一部を、複数の送信元無線局又は複数の送信先無線局で共通して用いる一つ以上の共有リソースとして割り当て、
   組織符号を用いて送信信号を符号化し、
   符号化される前の前記送信信号を、前記個別リソースを用いて送信し、
   前記符号化された送信信号のパリティ部分を、前記共有リソースを用いて送信することを特徴とする無線局。
8. 請求項７に記載の無線局であって、
   前記共有リソースの量が前記個別リソースの量より小さくなるように、前記個別リソース及び前記共有リソースを割り当てることを特徴とする無線局。