JP4602409B2 - 無線通信システムおよび無線通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムおよび無線通信方法に関する。

従来から、複数個のサブキャリアを用いたマルチキャリア型の無線通信においては、移動局は、データ送信に先立ち、コンテンションチャネルを用いて基地局にデータ送信の許可を求め、許可を得た後に、サブキャリアを捕捉する。コンテンションチャネルにおいては、複数個の移動局から送信されるコンテンションデータ同士の衝突を避けるために、使用するタイムスロットを移動局毎に分ける方式や、コンテンションデータをプリアンブル部とメッセージ部とに分けプリアンブル部への応答としてＡＣＫ／ＮＡＣＫなどを移動局が受信することにより無線リソースが空いていることを確認した後にメッセージ部を送信する方式（Ｗ−ＣＤＭＡ方式）が考えられている。このような方式は、例えば非特許文献１に開示されている。

また、特許文献１には、複数個の移動局から送信されるコンテンションデータ同士の衝突を避けるために、ＯＦＤＭのトーン毎にデータメッセージを分け、さらに受信時のタイムスロットを分ける方式が開示されている。

特開２００１−２１１１８９号公報 立川敬二監修，「Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式」，丸善株式会社，２００１年６月，ｐ．１３０−１３４

本発明は、送信すべき、割当てる無線リソースの組み合わせに関する情報量を低減することが可能な無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とするものである。

本発明に係る無線通信システムは、複数個のサブキャリアを周波数領域で配列したサブキャリア列を用いて複数の無線通信を行うことが可能な無線通信システムであって、サブキャリア列のうち、一の無線通信に無線リソースとして用いられるリソースサブキャリアを周波数領域で配列したリソースサブキャリア列を、所定のパラメータ群および所定の演算式に基づき指定する。

本発明に係る無線通信システムによれば、送信すべき、割当てる無線リソースの組み合わせに関する情報量を低減することができる。

本発明に係る無線通信方法は、複数個のサブキャリアを周波数領域で配列したサブキャリア列を用いて複数の無線通信を行うことが可能な無線通信方法であって、サブキャリア列のうち、一の無線通信に無線リソースとして用いられるリソースサブキャリアを周波数領域で配列したリソースサブキャリア列を、所定のパラメータ群および所定の演算式に基づき指定する。

本発明に係る無線通信方法によれば、送信すべき、割当てる無線リソースの組み合わせに関する情報量を低減することができる。

この発明の目的、特徴、局面、及び利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

実施の形態１に係る無線通信システムにおける周波数帯域を示す図である。 実施の形態１に係る無線通信システムにおける優先度を示す図である。 実施の形態１に係る無線通信システムにおける周波数帯域を示す図である。 実施の形態１に係る無線通信システムにおける基地局の機能を示すブロック図である。 実施の形態１に係る無線通信システムにおける移動局の機能を示すブロック図である。 実施の形態１に係る無線通信システムにおける復調部の機能を示すブロック図である。 実施の形態１に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの優先度を示す図である。 実施の形態１に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの優先度を示す図である。 実施の形態１に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの優先度を示す図である。 実施の形態１に係る無線通信システムにおける基地局の機能を示すブロック図である。 実施の形態２に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの割当てを示す図である。 実施の形態２に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの割当てを示す図である。 実施の形態２に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの割当てを示す図である。 実施の形態２に係る無線通信システムにおける基地局の機能を示すブロック図である。 実施の形態２に係る基地局の動作を示すフローチャートである。 実施の形態３に係る無線通信システムにおける基地局の機能を示すブロック図である。 実施の形態３に係る無線通信システムにおけるチャネルの配置を示すブロック図である。 実施の形態３に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの指定の第一の態様を示す図である。 実施の形態３に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの指定の第二の態様を示す図である。 実施の形態３に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの指定の第三の態様を示す図である。 実施の形態４に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの指定を示す図である。 実施の形態４に係る無線通信システムにおける基地局の機能を示すブロック図である。 実施の形態４に係る無線通信システムにおける基地局の機能を示すブロック図である。

以下、本発明の各実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下では、複数個の移動局それぞれが基地局と一対一で無線通信を行うための無線リソースとして主にＦＤＭ（ＯＦＤＭを含む）におけるサブキャリアを用いた場合を例にとり説明するが、無線リソースは、ＦＤＭにおけるサブキャリアに限らず、例えばＴＤＭにおけるタイムスロットや、ＣＤＭＡにおけるコードであってもよい。

（実施の形態１）
図１〜２は、実施の形態１に係る無線通信システムの動作（無線通信方法）を示す模式図である。図１には、サブキャリアｆ１〜ｆ８がＦＤＭ方式における周波数帯域である場合が示されている。このサブキャリアｆ１〜ｆ８は、１個の基地局により、この基地局に従属する複数個の移動局に割当てられる。なお、本明細書では、サブキャリアｆｎ（ｎ：整数）は、それぞれ、固有のサブキャリア番号ｎを有するものとし、サブキャリア番号は、周波数領域において低周波数から高周波数へ昇順に付されるものとする。

図２には、複数個の移動局が２種類のユーザ群Ａ，Ｂへ分類された場合において、ユーザ群Ａ，Ｂそれぞれへサブキャリアｆ１〜ｆ８を割当てる優先度が示されている。ユーザ群Ａ，Ｂへの分類は、移動局固有のユーザＩＤや電話番号等の情報により行われる。図２に示される優先度は、数字が小さいほど高いものとする。図２において、ユーザ群Ａへの割当て優先度はサブキャリアｆ１〜ｆ８の順に（すなわち周波数が高くなるにつれて）低くなっており、ユーザ群Ｂへの割当て優先度はサブキャリアｆ１〜ｆ８の順に高くなっている。このように、ユーザ群Ａ，Ｂの優先度が異なるようにサブキャリアｆ１〜ｆ８を割当てることにより、各移動局からコンテンションデータを送信するときに生じるコンテンションチャネルの衝突率を低減することが可能となる。

例えば、１個のコンテンションデータの送信に３個の無線リソース（サブキャリア）を使用する（言い換えれば、１個のコンテンションチャネルが３個の無線リソースを占有する）場合には、ユーザ群Ａに属する１個の移動局とユーザ群Ｂに属する１個の移動局とが１個の基地局に対して通信を行おうとしても、ユーザ群Ａに属する移動局はサブキャリアｆ１〜ｆ３を使用しユーザ群Ｂに属する移動局はサブキャリアｆ６〜ｆ８を使用するので、コンテンションチャネルの衝突は生じない。このように、一方のユーザ群に属する移動局と他方のユーザ群に属する移動局とでサブキャリアの割当て優先度を変えることにより、コンテンションチャネルの衝突を防ぎ衝突に伴うコンテンションデータの再送信を不要とすることが可能となる。図２においては、１個のコンテンションチャネルが占有する無線リソースの個数が８／２＝４個以下であれば、衝突は生じない。

なお、上述においては、サブキャリアｆ１〜ｆ８が、図１に示されるようにＦＤＭ方式で定められる場合について説明したが、これに限らず、例えば図３に示されるようにＯＦＤＭ方式で定められてもよい。ＯＦＤＭ方式においては、隣接するサブキャリア同士は、互いに直交しているので重なってもよい。サブキャリアｆ１〜ｆ８それぞれの周波数帯域をどのように定めるかは、報知チャネル等を用いて基地局から移動局へ通知される。すなわち、移動局は、基地局から通知される報知チャネルおよび割当て優先度に基づき、どの周波数帯域を使用しコンテンションデータを送信するかを決定する。

図４は、本実施の形態に係る無線通信システムにおける基地局１００の機能を示すブロック図である。図５は、本実施の形態に係る無線通信システムにおける移動局２００の機能を示すブロック図である。

図４に示されるように、基地局１００は、ユーザ振分け部１０と、割当て優先度指示部２０と、制御情報生成部３０と、変調部４０と、ＲＦ部５０と、アンテナ６０と、復調部７０と、有線Ｉ／Ｆ８０とを備える。図５に示されるように、移動局２００は、アンテナ１１０と、ＲＦ部１２０と、復調部１３０と、メッセージ解析部１４０と、アプリケーション部１５０と、データ量決定部１６０と、無線リソース割当て部１７０と変調部１８０とを備える。

図４に示される基地局１００において、ユーザ振分け部１０は、各ユーザ（すなわち各移動局２００）の分類を行う。割当て優先度指示部２０は、ユーザ振分け部１０において分類されたユーザ群Ａ，Ｂに対して、各無線リソースをどのような優先度で割り当てるかを決定し優先度情報として制御情報生成部３０へ通知する。制御情報生成部３０は、割当て優先度指示部２０から通知された優先度情報を無線フォーマットで制御情報として生成し、変調部４０へ入力させる。変調部４０は、制御情報生成部３０から入力された制御情報に所定の変調処理（ＤＡ変換等）を施し、ＲＦ部５０へ入力させる。ＲＦ部５０は、変調部４０から入力された制御情報を、内蔵するアップコンバート部（図４では示さない）で無線周波数へアップコンバートした後に、アンテナ６０から移動局２００へ送信する。

図５に示される移動局２００において、アプリケーション部１５０は、メール、音声、画像等の、基地局１００へ送信すべきアプリケーションデータを生成する。データ量決定部１６０は、アプリケーション部１５０で生成されたアプリケーションデータのデータ量に応じて、コンテンションチャネルで基地局１００へ送信すべきコンテンションデータのデータ量を決定し、コンテンションデータを無線リソース割当て部１７０へ入力させる。なお、一般に、多くのデータを送信するためには、より多くの電力が必要となるので、移動局２００においては、使用可能な電力量を考慮して送信すべきデータ量の上限を定めておくことが好ましい。

ＲＦ部１２０は、基地局１００から送信された制御情報をアンテナ１１０から受信し、アナログベースバンド信号にダウンコンバートした後に、復調部１３０へ入力させる。復調部１３０は、ＲＦ部１２０から入力された制御情報に所定の復調処理（ＡＤ変換等）を施し、メッセージ解析部１４０へ入力させる。メッセージ解析部１４０は、復調部１３０から入力された制御情報を解析することにより、優先度情報を抽出し、無線リソース割当て部１７０へ入力させる。無線リソース割当て部１７０は、メッセージ解析部１４０から入力された優先度情報に基づき、データ量決定部１６０から入力されたコンテンションデータを、コンテンションチャネルとしての所定の無線リソースへ割当て、変調部１８０へ入力させる。変調部１８０は、無線リソース割当て部１７０から入力されたコンテンションデータに所定の変調処理（ＤＡ変換等）を施し、ＲＦ部１２０へ入力させる。ＲＦ部１２０は、変調部１８０から入力されたコンテンションデータを無線周波数へアップコンバートした後に、アンテナ１１０から基地局１００へ送信する。

図４に示される基地局１００において、ＲＦ部５０は、移動局２００から送信されたコンテンションデータをアンテナ６０から受信し、内蔵するダウンコンバート部（図４では示さない）でアナログベースバンド信号にダウンコンバートした後に、復調部７０へ入力させる。復調部７０は、ＲＦ部５０から入力されたコンテンションデータに所定の復調処理（ＡＤ変換等）を施し、有線Ｉ／Ｆ８０から、基地局１００を制御している上位装置へ入力させる。

図６は、無線リソースとしてＯＦＤＭ方式におけるサブキャリアを用いる場合の復調部７０の機能を示すブロック図である。図６に示されるように、直列／並列変換部７１へ入力された直列データは、並列データに変換され、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）部７２へ入力される。ＦＦＴ部７２は、直列／並列変換部７１から入力された並列データにＦＦＴを施することにより所定の復調処理を施し複数個の無線リソースＲ（１）〜Ｒ（Ｎ）として出力する。なお、所定の復調処理は、ＦＦＴに限らず、あるいはＤＦＴ（離散フーリエ変換）であってもよい。

このように構成することにより、非特許文献１に示されるＷ−ＣＤＭＡ方式等に比べて、制御を簡易にすることができるので、装置構成を簡易にすることが可能となる。すなわち、移動局２００は、コンテンションチャネルをプリアンブル部とメッセージ部とに分け基地局１００からプリアンブル部に対するＡＣＫを受信した後に初めてメッセージ部を送信するというやり取りを省略することができる。言い換えれば、コンテンションチャネルにおいて、プリアンブル部を省略しメッセージ部のみから構成させることが可能となる。なお、Ｗ−ＣＤＭＡ方式においては、コンテンションチャネルをＲＡＣＨ（プリアンブル）とＲＡＣＨ（メッセージ）とに分け、移動局２００は、基地局１００の無線リソースが空いていることをＲＡＣＨ（プリアンブル）で確認してから、ＲＡＣＨ（メッセージ）を送信している。

また、コンテンションチャネルの衝突率を低減することにより、移動局１００からコンテンションデータを送信するときのタイミングおよびデータに関する制約が低減する。すなわち、さまざまな大きさのデータをコンテンションチャネルで送信することが可能となるので、遅延を低減することが可能となる。また、一般にコンテンションデータは固定長であるが、可変長とすることが可能となるので、無線リソースを有効に使用することができる。

上述においては、複数個の移動局が２種類のユーザ群Ａ，Ｂへ分類された場合について説明したが、本実施の形態は、２種類に限らず任意の種類のユーザ群へ分類された場合について適用可能である。以下では、図７を用いて、複数個の移動局２００が４種類のユーザ群Ａ〜Ｄへ分類された場合におけるサブキャリア１〜８の割当て優先度について説明する。

まず、１個のコンテンションデータの送信に使用できる（言い換えれば、１個のコンテンションチャネルが占有できる）サブキャリアの個数を算出する。この個数は、（サブキャリアの個数／ユーザ群の個数）の商として算出され、図７においては、８／４＝２となる。

次に、ユーザ群Ａ〜Ｄそれぞれへ、（上記の商として算出された）２個ずつのサブキャリアが最優先（優先度が１〜２）となるように割り当てる。すなわち、サブキャリア１〜２においてはユーザ群Ａが、サブキャリア３〜４においてはユーザ群Ｂが、サブキャリア５〜６においてはユーザ群Ｃが、サブキャリア７〜８においてはユーザ群Ｄが、最優先となる。

次に、ユーザ群Ａが最優先であるサブキャリア１〜２においてユーザ群Ｂ〜Ｄの優先度を定める。このとき、ユーザ群Ａの優先度が１と比較的に高いサブキャリア１におけるユーザ群Ｂ〜Ｄの優先度（６〜８）を、ユーザ群Ａの優先度が２と比較的に低いサブキャリア２におけるユーザ群Ｂ〜Ｄの優先度（３〜５）より低く設定する。このように設定することにより、例えば、ユーザ群Ａにおいて１個のコンテンションチャネルが１個のサブキャリア（１）を占有しユーザ群Ｂにおいて１個のコンテンションチャネルが５個のサブキャリア（３，４，６，８，２）を占有するような場合においても、コンテンションチャネルの衝突を防ぐことができる。

同様に、ユーザ群Ｂが最優先であるサブキャリア３〜４においてユーザ群Ａ，Ｃ〜Ｄの優先度を定め、ユーザ群Ｃが最優先であるサブキャリア５〜６においてユーザ群Ａ〜Ｂ，Ｄの優先度を定め、ユーザ群Ｄが最優先であるサブキャリア７〜８においてユーザ群Ａ〜Ｃの優先度を定める。

ユーザ群Ｂ〜Ｄ同士の優先度は、全体で平等になるように所定の規則に基づき定められる。図７では、サブキャリア１〜２においてはユーザ群Ｂ，Ｃ，Ｄの順に優先度が高くなるように定め、サブキャリア３〜４においてはユーザ群Ｃ，Ｄ，Ａの順に優先度が高くなるように定め、サブキャリア５〜６においてはユーザ群Ｄ，Ａ，Ｂの順に優先度が高くなるように定め、サブキャリア７〜８においてはユーザ群Ａ，Ｂ，Ｃの順に優先度が高くなるように定めている。

以上のようなアルゴリズムで、ユーザ群Ａ〜Ｄの優先度が互いに異なるように割当てを行うことにより、例えばユーザ群Ａ〜Ｄにそれぞれ属する４個の移動局２００が、２個のサブキャリアを占有する１個のコンテンションデータを、同時に送信した場合においても、コンテンションチャネルの衝突を防ぐことが可能となる。

なお、上述においては、図７を用いて、無線リソースがサブキャリアである場合すなわちＦＤＭ方式（ＯＦＤＭ方式を含む）の場合について説明したが、ＴＤＭＡ方式やＣＤＭＡ方式においても、本実施の形態は適用可能である。すなわち、図７に示されるサブキャリア番号は、ＴＤＭＡ方式においてはタイムスロット番号にＣＤＭＡ方式においてはコード番号にそれぞれ置き換えることにより、本実施の形態を適用することが可能となる。あるいは、図８に示されるように、複数の方式（図８ではＦＤＭ方式およびＣＤＭＡ方式）を組み合わせてもよい。

また、上述においては、図７を用いて、任意のユーザ群において、優先度１〜２を、周波数領域で互いに隣接するサブキャリアに割当てる（例えばユーザ群Ａにおいては、周波数領域で互いに隣接するサブキャリア１，２に、それぞれ、優先度１，２が割当てられる）場合について説明したが、これに限らず、例えば図９に示されるように、優先度１〜２は、周波数領域で互いに隣接しないサブキャリアに割当てられてもよい（例えばユーザ群Ａにおいては、周波数領域で互いに隣接しないサブキャリア１，５に、それぞれ、優先度１，２が割当てられる）。各ユーザ群において、優先度１〜２が割当てられたサブキャリアは、そのユーザ群が１個のコンテンションデータを送信する場合に占有されるが、互いに隣接しない離れた周波数帯域を割り当てることにより、マルチキャリア方式を有効に利用し周波数フェージングを低減することが可能となる。

また、上述においては、図４〜５を用いて、移動局２００においてアプリケーション部１５０で生成されたアプリケーションデータのデータ量に応じてデータ量決定部１６０が基地局１００へ送信すべきコンテンションデータのデータ量を決定する場合について説明した。しかし、これに限らず、以下で説明するように、移動局２００から基地局１００へ送信すべきコンテンションデータのデータ量は、基地局１００がコンテンションチャネルを測定することによりコンテンションチャネルの空き状況を確認し移動局２００へ通知してもよい。

図１０は、本実施の形態に係る無線通信システムにおける基地局１００ａの機能を示すブロック図である。図１０は、図４において、制御情報生成部３０と復調部７０との間にコンテンションチャネル測定部９０を設けたものである。コンテンションチャネル測定部９０は、復調部７０から入力されるコンテンションデータにおいて、伝送路の通信品質等の測定を行うことにより空き状況を確認し空き情報として制御情報生成部３０へ通知する。

コンテンションチャネルの測定は、次のような手法で行うことが可能である。ＣＤＭＡ方式の場合には、同一周波数を複数の移動局２００が使用するので、電界強度（ＲＳＳＩ）を測定してもよく、あるいは、コード番号の使用状況を測定してもよい。ＴＤＭＡ方式の場合には、コンテンションチャネルとして割当てられている総タイムスロット数に対してコンテンションチャネルとしてとして使用されているタイムスロット数の割合を測定してもよく、あるいはタイムスロット番号の空き状況を測定してもよい。マルチキャリア方式（ＦＤＭ方式あるいはＯＦＤＭ方式）の場合には、コンテンションチャネルとして割当てられている総サブキャリア数に対してコンテンションチャネルとしてとして使用されているサブキャリア数の割合を測定してもよく、あるいはサブキャリア番号の空き状況を測定してもよい。

制御情報生成部３０は、コンテンションチャネル測定部９０から通知された空き情報を無線フォーマットで制御情報として生成し、変調部４０へ入力させる。なお、この制御情報は、移動局２００への送信を行うときに、必要に応じ、誤り訂正符号化を施したり繰り返し送信を行ったりすることにより、品質向上を図ることができる。また、この制御情報は、最も近い離散値で代表させることにより、送信すべきデータの量を低減することが可能となる。

また、ＣＤＭＡ方式の場合には、コンテンションチャネルを使用する各移動局２００において共通に用いられる所定のコードに上記の制御情報を割当てることにより、移動局２００における復調処理を簡易とすることができる。また、この制御情報をレイヤ１（物理層）のデータとして伝送することにより、遅延を小さくすることができる。ＴＤＭＡ方式の場合には上記の所定のコードに代えて所定のタイムスロットに、マルチキャリア方式（ＦＤＭ方式あるいはＯＦＤＭ方式）の場合には上記の所定のコードに代えて所定のサブキャリアに、それぞれ制御情報を割当てることにより、移動局２００における復調処理を簡易とするとともに遅延を小さくすることができる。

図５に示される移動局２００では、メッセージ解析部１４０において、制御情報を解析することにより、空き情報を抽出し、無線リソース割当て部１７０へ入力させる。無線リソース割当て部１７０は、メッセージ解析部１４０から入力された空き情報に基づき、データ量決定部１６０から入力されたコンテンションデータを、コンテンションチャネルとしての所定の無線リソースへ割当てる。

このとき、無線リソース割当て部１７０は、空き情報を参照することにより、送信すべきコンテンションデータにおいて、そのデータ量を調節しつつ、空き状態の無線リソースへ割当てる。これにより、コンテンションチャネルの衝突率を低減することが可能となる。

上記のデータ量の調節は、次のような手法で行うことが可能である。ＣＤＭＡ方式において電界強度が通知される場合には、基地局１００の受信能力を考慮して、最大データ量を定めればよい。ＴＤＭＡ方式の場合には、コンテンションチャネルとして割当てられている総タイムスロット数に対してコンテンションチャネルとしてとして使用されているタイムスロット数の割合を考慮して最大データ量を定めればよい。マルチキャリア方式（ＦＤＭ方式あるいはＯＦＤＭ方式）の場合には、コンテンションチャネルとして割当てられている総サブキャリア数に対してコンテンションチャネルとしてとして使用されているサブキャリア数の割合を考慮して最大データ量を定めればよい。なお、上記のデータ量を調節を行った後においても無線リソースへの割当てが困難である場合には、送信を取りやめることにより、さらにコンテンションチャネルの衝突率を低減することが可能となる。

このように、本実施の形態に係る無線通信システムおよび無線通信方法においては、複数個のユーザ群へ優先度が互いに異なるように複数個のサブキャリアを割当てる。従って、コンテンションチャネルの衝突率を低減することができる。これにより、Ｗ−ＣＤＭＡ方式に比較して、コンテンションデータをプリアンブル部とメッセージ部とに分けたり、基地局基準のタイムスロットで受信したりする必要をなくすことができるので、装置構成を簡易とすることができる。

一般に、１個の基地局と複数個の移動局との間でさまざまなメディアのデータを無線パケットで送受信するときには、Ｗｅｂブラウジングのパケットデータのように時間に依ってデータ量が変化する場合や、互いにデータサイズが異なる複数種類のパケットを扱う場合がある。このような無線通信を行う場合には、各移動局へ一定量の無線リソースを割当てると無駄に周波数を占有することとなるので、これを避けるためのコンテンションチャネルを使用することが好ましい。Ｗ−ＣＤＭＡ方式において、移動局は、ＤＰＣＣＨを用いて、プリアンブル部からなる信号を復調や送信電力の最適化のために常に送信し続けているが、本実施の形態によれば、このような信号の送信を不要とすることができるので、移動局において使用される電力を低減することができる。

なお、上述においては、マルチキャリア方式（ＦＤＭ方式あるいはＯＦＤＭ方式）や、ＣＤＭＡ方式、ＴＤＭＡ方式を単独で用いる場合について説明したが、これに限らず、これらを併用してもよく、その場合には、上述したような手法を併用すればよい。

また、上述したようなユーザ群へ割当てる無線リソースの優先度の設定は、基地局１００がマルチキャリア方式を用いる場合に限らず、移動局２００がマルチキャリア方式を用いる場合にも適用可能である（実施の形態２以降についても同様）。

また、上述においては、コンテンションチャネルにおいて無線リソースの優先度を割当てる場合について説明したが、コンテンションチャネルに限らず、それ以外のチャネルに適用してもよい（実施の形態２以降についても同様）。

（実施の形態２）
一般に、マルチキャリア方式（ＦＤＭ方式あるいはＯＦＤＭ方式）におけるサブキャリアは、周波数に依存した伝送路特性を有する。従って、サブキャリアを無線リソースとして割当てるときに、このような伝送路特性を考慮してもよい。

図１１は、実施の形態２に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの割当てを示す図である。図１１において、帯域３１０，３３０は、通信品質（受信感度）が高く、帯域３２０は、通信品質が低い。このとき、帯域３１０，３３０を、帯域３２０に比較して優先的に無線リソースとして使用する（サブキャリア列３４０，３５０をそれぞれ割り当てる）ことにより、通信品質を向上させることが可能となる。なお、本明細書においては、複数個のサブキャリアを周波数領域で等間隔に配列したものを（単に）サブキャリア列と呼ぶ。

上記の伝送路特性は、例えば、基地局１００においては、所定幅の帯域毎に、移動局２００から受信される全コンテンションチャネルの平均値を使い通信品質を測定することで、推定できる。あるいは、例えば同期検波（準同期検波）方式であれば、上記の伝送路特性は、基地局１００において、コンテンションデータに含まれている既知系列信号（例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式におけるＰｉｌｏｔ信号に相当）と実測された既知系列信号との位相の差分を搬送波再生回路において求めることなどでも推定できる。この伝送路特性は、基地局１００から移動局２００へ通知される。以下では、図５，１０を用いて、本実施の形態に係るサブキャリアの割当てについて説明する。

図１０に示される基地局１００ａにおいて、コンテンションチャネル測定部９０は、復調部７０から入力されるコンテンションデータにおいて、上述した電界強度の測定等により、品質を測定する。そして、この測定結果において、所定幅の帯域毎に平均値を求めることにより、各帯域の品質が測定できる。測定された各帯域の品質は、品質情報として制御情報生成部３０へ通知する。

制御情報生成部３０は、コンテンションチャネル測定部９０から通知された品質情報を、割当て優先度指示部２０へ通知する。割当て優先度指示部２０は、制御情報生成部３０から通知された品質情報に基づき、通信品質の高い帯域３１０，３３０のみにおいて、それぞれ、各ユーザ群に対して、各無線リソースをどのような優先度で割り当てるかを決定し優先度情報として制御情報生成部３０へ通知する。

図５に示される移動局２００では、実施の形態１と同様に、無線リソース割当て部１７０は、メッセージ解析部１４０から入力された優先度情報に基づき、データ量決定部１６０から入力されたコンテンションデータを、コンテンションチャネルとしての所定の無線リソースへ割当て、変調部１８０へ入力させる。変調部１８０は、無線リソース割当て部１７０から入力されたコンテンションデータに所定の変調処理（ＤＡ変換等）を施し、ＲＦ部１２０へ入力させる。ＲＦ部１２０は、変調部１８０から入力されたコンテンションデータを無線周波数へアップコンバートした後に、アンテナ１１０から基地局１００へ送信する。

なお、上述においては、基地局１００ａは、各帯域の通信品質に基づき優先度を決定し優先度情報として移動局２００へ送信する場合について説明したが、これに限らず、例えば、基地局１００ａは、測定された各帯域の通信品質である品質情報のみを移動局２００へ送信してもよい。この場合には、移動局２００が、受信した品質情報に基づき、帯域３１０，３３０のみを用いてコンテンションデータを送信すればよい。

図１２は、本実施の形態に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの割当てを示す図である。図１２においては、９個のサブキャリア１〜９を３種類のユーザ群Ａ〜Ｃに割当てる場合が示されている。サブキャリア１〜３は通信品質が高い帯域３１０に属し、サブキャリア４〜６は通信品質が低い帯域３２０に属し、サブキャリア７〜９は通信品質が高い帯域３３０に属している。このとき、図１２に示されるように、サブキャリア１〜３，７〜９は優先度を１〜６と比較的に高く設定し、サブキャリア４〜６は優先度を７〜９と比較的に低く設定する。そして通信品質が高い帯域（サブキャリア３１０，３３０）および通信品質が低い帯域（サブキャリア３２０）それぞれにおいて、図７に準じて、ユーザ群Ａ〜Ｃ同士の優先度を、全体で平等になるように所定の規則に基づき定める。

以上のようなアルゴリズムで、ユーザ群Ａ〜Ｃの優先度が互いに異なるように割当てを行うことにより、例えば、ユーザ群Ａ〜Ｃにそれぞれ属する３個の移動局２００が同時にコンテンションデータを送信した場合においても、１個のコンテンションデータの送信に２個以下のサブキャリアを使用する（言い換えれば、１個のコンテンションチャネルが２個以下のサブキャリアを占有する）ときには、コンテンションチャネルの衝突を防ぐことが可能となる。なお、この場合においては、１個のコンテンションデータの送信にユーザＡが３個のサブキャリアを使用しユーザＢが２個のサブキャリアを使用しユーザＣが１個のサブキャリアを使用するときには、コンテンションチャネルの衝突は生じない。また、この場合において、１個のコンテンションデータの送信にユーザＡが３個のサブキャリアを使用しユーザＢが２個のサブキャリアを使用しユーザＣが２個のサブキャリアを使用するときには、サブキャリア９において、ユーザＡのコンテンションチャネルとユーザＣのコンテンションチャネルとの衝突が生じる。

図１３は、図１２において、通信品質が周波数のみならずユーザ群に依って異なる場合におけるサブキャリアの割当てを示す図である。図１３では、サブキャリア１〜３（すなわち帯域３１０）においてはユーザ群Ａ，Ｃは通信品質が高くユーザ群Ｂは通信品質が低く、サブキャリア４〜６（すなわち帯域３２０）においてはユーザ群Ｂは通信品質が高くユーザ群Ａ，Ｃは通信品質が低く、サブキャリア７〜９（すなわち帯域３３０）においてはユーザ群Ａ〜Ｃは通信品質が高い。このとき、図１３に示されるように、サブキャリア４〜６はユーザＢ群の優先度を１〜３と比較的に高くユーザＡ，Ｃ群の優先度を７〜９と比較的に低く設定するとともに、サブキャリア１〜３はユーザ群Ｂの優先度を７〜９と比較的に低く設定する。そして、ユーザＡ，Ｃ群にとって通信品質が高い帯域３１０，３３０およびユーザＡ，Ｃ群にとって通信品質が低い帯域３２０それぞれにおいて、図７に準じて、ユーザ群Ａ〜Ｃ同士の優先度を、全体で平等になるように所定の規則に基づき定める。

以上のようなアルゴリズムで、ユーザ群Ａ〜Ｃの優先度が互いに異なるように割当てを行うことにより、例えば、ユーザ群Ａ〜Ｃにそれぞれ属する３個の移動局２００が同時にコンテンションデータを送信した場合においても、１個のコンテンションデータの送信に３個以下のサブキャリアを使用する（言い換えれば、１個のコンテンションチャネルが３個以下の無線リソースを占有する）ときには、コンテンションチャネルの衝突を防ぐことが可能となる。

上述においては、図１０を用いて、所定幅の帯域毎に平均値を求めることにより各帯域の品質を測定する場合について説明した。しかし、これに限らず、例えば、サブキャリア毎に通信品質を測定してもよい。

図１４は、ＯＦＤＭにおけるサブキャリアを無線リソースとして用いる場合の基地局１００ｂの機能を示すブロック図である。図１４は、図１０において、復調部７０と変調部４０との間に、伝送路推定部９１および無線リソース割当て部９２を介在させたものである（図示の都合上、一部を省略している）。

図１４において、ＲＦ部５０は、アンテナ６０から受信されたコンテンションデータをアナログベースバンド信号にダウンコンバートした後に復調部７０へ入力させるためのダウンコンバート部５１と変調部４０から入力された制御情報を無線周波数へアップコンバートした後にアンテナ６０から送信するためのアップコンバート部５２とを有している。

また、復調部７０は、ＲＦ部５０から出力されたアナログデータをデジタルデータ（直列データ）に変換する図示しないＡＤ変換器と、ＡＤ変換器から出力された直列データを並列データに変換し出力する直列／並列変換部７１と、直列／並列変換部７１から出力された並列データにＦＦＴを施すことにより所定の復調処理を施し複数個の無線リソースＲ（１）〜Ｒ（Ｎ）として出力するためのＦＦＴ部７２とを有する。また、変調部４０は、無線リソース割当て部９２から出力された複数個の無線リソースＲ（１）〜Ｒ（Ｎ）にＩＦＦＴ（高速逆フーリエ変換）を施すことにより所定の変調処理を施し並列データとして出力するためのＩＦＦＴ部４２と、ＩＦＦＴ部４２から出力された並列データを直列データに変換し出力する直列／並列変換部４１と、直列／並列変換部４１から出力された直列データ（デジタルデータ）をアナログデータに変換する図示しないＤＡ変換器とを有している。なお、所定の変調処理は、ＩＦＦＴに限らず、あるいはＩＤＦＴ（離散逆フーリエ変換）であってもよい。また、所定の復調処理は、ＦＦＴに限らず、あるいはＤＦＴであってもよい。

ＦＦＴ部７２は、直列／並列変換部７１から入力された並列データにＦＦＴを施することによりＯＦＤＭ復調処理を施し複数個の無線リソースＲ（１）〜Ｒ（Ｎ）として出力する。ＦＦＴ部７２から出力された無線リソースＲ（１）〜Ｒ（Ｎ）は、伝送路推定部９１へ入力される。伝送路推定部９１は、入力された無線リソースＲ（１）〜Ｒ（Ｎ）それぞれから、各サブキャリアの伝送路特性を推定し、無線リソース割当て部９２へ通知する。この伝送路特性の推定は、上述したように、既知系列信号を用いて位相の差分を求めることなどにより行われる。無線リソース割当て部９２は、伝送路推定部９１から通知された各サブキャリアの伝送路特性に基づき、例えば図１２〜１３に示されるような無線リソースの割当てを行う。

図１５は、図１４に示される基地局１００ｂの動作を示すフローチャートである。

ステップＳ１においては、図１２で説明したような周波数に依って異なる伝送路特性および図１３で説明したようなユーザ群に依って異なる伝送路特性のいずれも考慮せずに、サブキャリアの優先度を決定する。これにより、例えば図７に示されるようにサブキャリアの優先度が決定される。そして、ステップＳ２に進む。

ステップＳ２においては、ステップＳ１で決定された優先度でコンテンションデータを送信した場合に同じサブキャリアにおいて複数個のコンテンションデータが衝突するかどうかを判定する。衝突が生じる場合にはステップＳ１で決定された優先度を修正する必要があるのでステップＳ３に進み、衝突が生じない場合にはステップＳ１で決定された優先度を修正する必要がないので動作を終了する。

ステップＳ３においては、ステップＳ２で衝突が生じなかったサブキャリアを除いて、図１２で説明したような周波数に依って異なる伝送路特性を考慮し図１３で説明したようなユーザ群に依って異なる伝送路特性を考慮せずに、サブキャリアの優先度を決定する。すなわち、無線リソース割当て部９２は、全サブキャリアを含む帯域を３個の帯域３１０〜３３０に分け、通信品質が高い帯域３１０〜３３０は優先度を比較的に高く設定し通信品質が低い帯域３２０は優先度を比較的に低く設定する。そして、無線リソース割当て部９２は、送信すべきデータが直列データである場合には並列データに変換して（送信すべきデータが並列データである場合には並列のまま）、ＩＦＦＴ部４２へ入力させる。これにより、図１２に示されるようにサブキャリアの優先度が決定される。そして、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４においては、ステップＳ３で決定された優先度でコンテンションデータを送信した場合に同じサブキャリアにおいて複数個のコンテンションデータが衝突するかどうかを判定する。衝突が生じる場合にはステップＳ３で決定された優先度を修正する必要があるのでステップＳ５に進み、衝突が生じない場合にはステップＳ３で決定された優先度を修正する必要がないので動作を終了する。

ステップＳ５において、ステップＳ４で衝突が生じなかったサブキャリアを除いて、図１２で説明したような周波数に依って異なる伝送路特性および図１３で説明したようなユーザ群に依って異なる伝送路特性のいずれも考慮して、サブキャリアの優先度を決定する。すなわち、各サブキャリアについて通信品質を測定し、例えばある帯域において優先度が１に割当てられたユーザ群がコンテンションチャネルの衝突が生じなかったにも拘わらずコンテンションデータの復調処理に失敗するような場合には、そのユーザ群が他の帯域のサブキャリアで優先度１に割当てられるように変更する。また、ユーザ群Ａ〜Ｃそれぞれは、ステップＳ３において（すなわち図１２において）通信品質が低いと判定されている帯域３２０についても、ユーザ群に依って異なる伝送路特性を測定するためにコンテンションデータの一部を送信する。例えば、ユーザ群Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ、帯域３２０において自ユーザ群の優先度が最も高いサブキャリアｆ４，ｆ５，ｆ６で、コンテンションデータを送信する。これを繰り返すことにより、図１３に示されるようにサブキャリアの優先度が変更される。また、コンテンションチャネルの衝突が生じた場合においても、衝突しなかったサブキャリアの伝送路推定を行うとともに帯域毎およびユーザ群毎に通信品質を測定することで、図１２に示されるような優先度を図１３に示されるような優先度に変更することが可能となる。そして、ステップＳ４に進む。

以上のようなアルゴリズムで割当てを行うことにより、周波数およびユーザ群に依って異なる伝送路特性を考慮した適切な優先度をサブキャリアに割当てることが可能となる。

このように、本実施の形態に係る無線通信システムおよび無線通信方法においては、周波数およびユーザ群に依って異なる伝送路特性を考慮した適切なサブキャリアに割当てるので、簡易にコンテンションチャネルの衝突を低減することができる。

（実施の形態３）
無線リソースとして用いられるサブキャリアは、周波数領域で等間隔に配列された複数個のサブキャリア（サブキャリア列）に低周波数から高周波数へ昇順に割り付られたサブキャリア番号そのもので指定されてもよく、あるいは、所定のパラメータ等を含むサブキャリア割当て情報で指定されてもよい。

図１６は、実施の形態３に係る無線通信システムにおける基地局１００ｃの機能を示すブロック図である。図１６は、図４において、変調部４０へサブキャリア割当て情報を入力させるサブキャリア割当て情報格納部９３を設けたものである（図示の都合上、一部を省略している）。サブキャリア割当て情報格納部９３は、無線リソースとして用いるサブキャリアを指定するための所定のパラメータ等を含むサブキャリア割当て情報を格納している。サブキャリア割当て情報格納部９３から入力されたサブキャリア割当て情報は、変調部４０において、所定の変調処理を施され、ＲＦ部５０へ入力される。ＲＦ部５０は、変調部４０から入力されたサブキャリア割当て情報を、内蔵するアップコンバート部（図１６では示さない）で無線周波数へアップコンバートした後に、アンテナ６０から移動局２００へ送信する。

図５に示される移動局２００において、ＲＦ部１２０は、基地局１００ｃから送信されたサブキャリア割当て情報をアンテナ１１０から受信し、アナログベースバンド信号にダウンコンバートした後に、復調部１３０へ入力させる。復調部１３０は、ＲＦ部１２０から入力されたサブキャリア割当て情報に所定の復調処理（ＡＤ変換等）を施し、メッセージ解析部１４０へ入力させる。メッセージ解析部１４０は、復調部１３０から入力されたサブキャリア割当て情報を解析することにより、サブキャリア割当て情報に含まれる所定のパラメータ等を抽出する。そして、この所定のパラメータ等に基づき、無線リソースとして用いるサブキャリア番号そのものを算出し、無線リソース割当て部１７０へ入力させる。図１７に示されるように、サブキャリア割当て情報は、データチャネルに付随する制御チャネルを用いればよい。すなわち、Ｉ−ｃｈを、報知情報（移動局２００が待ち状態となっている場合に基地局１００から受信する）や同期情報等を収容するデータチャネルとして使用するとともに、Ｑ−ｃｈを、サブキャリア割当て情報等を収容する制御チャネルとして使用する。これは、Ｗ−ＣＤＭＡ方式において、Ｉ−ｃｈをデータチャネルとして使用する場合に、Ｉ−ｃｈをＤＰＤＣＨとして使用するとともにＱ−ｃｈをＤＰＣＣＨとして使用することに類似している。あるいは、これに限らず、サブキャリア割当て情報は、上記の報知情報としてＩ−ｃｈに収容されてもよい。

図１８は、本実施の形態に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの指定の第一の態様を示す図である。

図１８において、サブキャリア割当て情報は、先頭のサブキャリア番号Ｓａ＝１（周波数でもよい）と、サブキャリアの総数Ｓｂ＝８と、隣接するサブキャリア間の間隔Ｓｃ＝４（サブキャリア番号による差分であっても帯域幅であってもよい）と、演算式Ｓ＝Ｓａ＋Ｓｃ×ｎ（ｎ＝０〜（Ｓｂ−１））とを含んで構成される。移動局２００に内蔵されるメッセージ解析部１４０は、これらのパラメータおよび演算式を用いて、サブキャリア番号Ｓ＝１＋４×ｎ（ｎ＝０〜７）＝１，５，９，１３，１７，２１，２５，２９を導出する。

すなわち、図１８においては、サブキャリアｆ１〜ｆ３２が本発明に係るサブキャリア列を構成する。また、サブキャリアｆ１，ｆ５，ｆ９，ｆ１３，ｆ１７，ｆ２１，ｆ２５，ｆ２９は、本発明に係るリソースサブキャリアであり、リソースサブキャリア列を構成する。

なお、上記の間隔Ｓｃを帯域幅で記述する場合には、例えば、図１８においてサブキャリアｆ１とサブキャリアｆ２との時間距離がシンボル時間Ｔｓの１／２であった（すなわち時間距離がＴｓ／２であった）とすると、帯域幅で表現された間隔Ｓｃは、（１／（Ｔｓ／２））／４＝１／（２Ｔｓ）となる。また、上記の条件において、Ｓａ＝２とすることにより、サブキャリア番号Ｓ＝２＋４×ｎ（ｎ＝０〜７）＝２，６，１０，１４，１８，２２，２６，３０を導出することが可能となる。同様に、Ｓａ＝３あるいはＳａ＝４とすることにより、他のサブキャリア番号を導出することが可能となる。

図１８に示される第一の態様に係る無線リソースの指定においては、サブキャリアを４種類のユーザ群に割当てる場合には、それぞれ、Ｓａ＝１，２，３，４に対応するサブキャリアを割当てることにより、コンテンションチャネルの衝突を防ぐことができる。ユーザ群の種類が５種類以上である場合には、実施の形態１と同様に、サブキャリアの割当ての優先度を設定することにより、コンテンションチャネルの衝突を低減することができる。すなわち、例えば、図１８に示されるＳ＝１，５，９，１３，１７，２１，２５，２９を、それぞれ、図５に示されるＳ＝１〜８に置き換えればよい。

また、第一の態様に係る無線リソースの指定においては、無線リソースとして用いるべきサブキャリアを、サブキャリア番号そのものではなく所定のパラメータを含むサブキャリア割当て情報で指定するので、情報量を低減できる。例えば、図１８においては、サブキャリアを、サブキャリア番号そのもので指定すると８個（Ｓ＝１，Ｓ＝５，Ｓ＝９，Ｓ＝１３，Ｓ＝１７，Ｓ＝２１，Ｓ＝２５，Ｓ＝２９）の情報が必要となるが、サブキャリア割当て情報で指定すると３個（Ｓａ＝１，Ｓｂ＝８，Ｓｃ＝４）、の情報のみが必要となる。従って、基地局１００から移動局２００へ送信すべきデータ量を低減することが可能となる。

図１９は、本実施の形態に係る無線通信システムにおける無線リソースの指定の第二の態様を示す図である。

図１９において、サブキャリア割当て情報は、先頭のサブキャリア番号Ｓａ＝１（周波数でもよい）と、サブキャリアの総数Ｓｂ＝５と、演算式Ｓ＝ｎ²（ｎ＝Ｓａ〜Ｓａ＋（Ｓｂ−１））とを含んで構成される。移動局２００に内蔵されるメッセージ解析部１４０は、これらのパラメータおよび演算式を用いて、サブキャリア番号Ｓ＝ｎ²（ｎ＝１〜５）＝１，４，９，１６，２５を導出する。なお、第二の態様においては、パラメータおよび演算式以外は、第一の態様と同様の動作を行い、同様の効果を奏する。また、第二の態様においても、実施の形態１と同様に、サブキャリアの割当ての優先度を設定することにより、コンテンションチャネルの衝突を低減することができる。

図２０は、本実施の形態に係る無線通信システムにおける無線リソースの指定の第三の態様を示す図である。第三の態様は、第一の態様において、サブキャリアを、複数個の組から構成させることを特徴とする。

図２０において、サブキャリアは、Ｓ＝１，５，９，１３からなる第１組とＳ＝２６，２８，３０，３２からなる第２組とから構成される。従って、サブキャリア割当て情報は、第１組においては、先頭のサブキャリア番号Ｓａ₁＝１と、サブキャリアの総数Ｓｂ₁＝４と、隣接するサブキャリア間の間隔Ｓｃ₁＝４と、演算式Ｓ₁＝Ｓａ₁＋Ｓｃ₁×ｎ（ｎ＝０〜（Ｓｂ₁−１））とを含んで構成され、第２組においては、先頭のサブキャリア番号Ｓａ₂＝２６と、サブキャリアの総数Ｓｂ₂＝４と、隣接するサブキャリア間のサブキャリア間隔Ｓｃ₂＝２と、演算式Ｓ₂＝Ｓａ₂＋Ｓｃ₂×ｎ（ｎ＝０〜（Ｓｂ₂−１））とを含んで構成される。第三の態様においては、サブキャリアが複数個の組から構成されること以外は、第一の態様と同様の動作を行い、同様の効果を奏する。また、第三の態様においても、実施の形態１と同様に、サブキャリアの割当ての優先度を設定することにより、コンテンションチャネルの衝突を低減することができる。すなわち、例えば、図２０に示されるＳ＝１，５，９，１３，２６，２８，３０，３２を、図５に示されるＳ＝１〜８に置き換えればよい。

すなわち、図２０においては、サブキャリアｆ１〜ｆ３２は、本発明に係るサブキャリア列を構成する。また、サブキャリアｆ１，ｆ５，ｆ９，ｆ１３，ｆ２６，ｆ２８，ｆ３０，ｆ３２は、本発明に係るリソースサブキャリアであり、リソースサブキャリア列を構成する。また、サブキャリアｆ１，ｆ５，ｆ９，ｆ１３およびサブキャリアｆ２６，ｆ２８，ｆ３０，ｆ３２は、それぞれ、本発明に係る第１リソースサブキャリア列を構成する。

なお、上述においては、組数が２であり、第１組と第２組とが離れている場合について説明したが、組数は２に限らず３以上であってもよく、組同士が部分的に重なっていてもよい。これにより、より多様なサブキャリア列を演算式で指定することができる。

〓７
また、リソースサブキャリア列で必要とされる周波数帯域（リソースサブキャリア列に含まれる全リソースサブキャリアの最高周波数と最低周波数との差）が広くなると、マルチパスフェージングが発生する頻度が高くなるが、このような場合においても、組数を増やし一組あたりのサブキャリア数を少なくすることにより、一組あたりの周波数帯域を狭くしマルチパスフェージングの影響を低減することが可能となる。

また、サブキャリア列の周波数（リソースサブキャリア列に含まれる全リソースサブキャリアの平均の周波数）が高くなると、マルチパスフェージングが発生する周波数が、同一の移動速度で高くなるが、このような場合においても、組数を増やし一組あたりのサブキャリア数を少なくすることにより、一組あたりの周波数帯域を狭くしマルチパスフェージングの影響を低減することが可能となる。

また、サブキャリア番号そのもので指定した場合には不規則に並んでいるように認識されるサブキャリア列であっても、所定の規則（演算式）に従う複数個の組に分けることによって、これらを組毎に規則的に認識しＦＦＴやＩＦＦＴを一括して行うことが可能となる。これにより、処理を容易とすることができる。

また、上述においては、全サブキャリアを演算式で（すなわちサブキャリア割当て情報で）指定する場合について説明したが、サブキャリア列の一部のみをサブキャリア割当て情報で指定し、残りをサブキャリア番号そのもので指定してもよい。

このように、本実施の形態に係る無線通信システムおよび無線通信方法においては、無線リソースとして用いるべきサブキャリアを、サブキャリア番号そのものではなく、所定のパラメータ等を含むサブキャリア割当て情報で指定する。従って、送信すべき、割当てる無線リソースの組み合わせに関する情報量を低減することができる。よって、基地局１００から移動局２００へ送信すべきデータ量を低減することが可能となる。

なお、上述においては、基地局１００から移動局２００へサブキャリア番号を通知する場合について説明したが、これに限らず、移動局２００から基地局１００へサブキャリア番号を通知する場合に本実施の形態を適用してもよい。

また、本実施の形態において用いられる演算式は、上述したものに限らず、無線リソースとして用いるサブキャリア列のサブキャリア番号を表現できるものであればよい。

（実施の形態４）
無線リソースとして用いるべきサブキャリアは、全てが等しい帯域幅を有していてもよく、あるいは、部分的に異なる帯域幅を有していてもよい。

図２１は、実施の形態４に係る無線通信システムにおけるサブキャリアの指定を示す図である。

図２１に示されるように、サブキャリアｆ１〜ｆ２６は、比較的に狭い帯域幅を有するサブキャリアｆ１〜ｆ１４からなる第１組と、比較的に広い帯域幅を有するサブキャリアｆ１５〜ｆ１８からなる第２組と、比較的に狭い帯域幅を有するサブキャリアｆ１９〜ｆ２６からなる第３組とに分けられる。各組内において、各サブキャリアは、同じ帯域幅を有している。また、サブキャリアｆ１〜ｆ１４の帯域幅とサブキャリアｆ１９〜ｆ２６の帯域幅とは、同じであってもよく、あるいは異なっていてもよい。図２１においては、第１組のサブキャリアｆ１〜ｆ１４のうちサブキャリアｆ１，ｆ５，ｆ９，ｆ１３が無線リソースとして用いられ、第２組のサブキャリアｆ１５〜ｆ１８のうちサブキャリアｆ１５〜ｆ１８全てが無線リソースとして用いられ、第３組のサブキャリアｆ１９〜ｆ２６のうちサブキャリアｆ２０，ｆ２２，ｆ２４，ｆ２６が無線リソースとして用いられる。

すなわち、図２１においては、例えば、サブキャリアｆ１，ｆ５，ｆ９，ｆ１３およびサブキャリアｆ２０，ｆ２２，ｆ２４，ｆ２６は、それぞれ、本発明に係る第２リソースサブキャリア列を構成し、サブキャリアｆ１５〜ｆ１８は、本発明に係る第３リソースサブキャリア列を構成する。

図２２は、実施の形態４に係る無線通信システムにおける基地局１００ｄの機能を示すブロック図である。図２２は、図４において、制御情報生成部３０へサブキャリア分割情報を入力させるサブキャリア分割情報格納部９４を設けるとともに、復調部７０の機能をさらに詳しく示したものである（図示の都合上、一部を省略している）。図２２において、復調部７０は、図示しないＡＤ変換器と、ＡＤ変換器に接続された１個の直列／並列変換部７１と直列／並列変換部７１に接続された３個のＦＦＴ部７２ａ，７２ｂ，７２ｃとから構成される。サブキャリア分割情報格納部９４は、無線リソースとして用いるサブキャリアを複数個の組に分割するためのサブキャリア分割情報を格納している。このサブキャリア分割情報は、各組のサブキャリアの帯域幅と、各組の先頭のサブキャリア番号と、各組のサブキャリアの総数とを含んでいる。制御情報生成部３０は、サブキャリア分割情報格納部９４から入力されたサブキャリア分割情報を無線フォーマットで制御情報として生成し、変調部４０へ入力させる。変調部４０は、制御情報生成部３０から入力された制御情報に所定の変調処理を施し、ＲＦ部５０へ入力させる。ＲＦ部５０は、変調部４０から入力された制御情報を、内蔵するアップコンバート部（図２２では示さない）で無線周波数へアップコンバートした後に、アンテナ６０から移動局２００へ送信する。

図５に示される移動局２００において、ＲＦ部１２０は、基地局１００から送信された制御情報をアンテナ１１０から受信し、アナログベースバンド信号にダウンコンバートした後に、復調部１３０へ入力させる。復調部１３０は、ＲＦ部１２０から入力された制御情報に所定の復調処理（ＡＤ変換等）を施し、メッセージ解析部１４０へ入力させる。メッセージ解析部１４０は、復調部１３０から入力された制御情報を解析することにより、サブキャリア分割情報を抽出し、実施の形態３において説明したような手法を用いて、サブキャリアｆ１〜ｆ２６において無線リソースとして用いられるサブキャリア番号および第１〜３組それぞれの帯域幅を含む第２サブキャリア分割情報を生成し、無線リソース割当て部１７０へ入力させる。無線リソース割当て部１７０は、メッセージ解析部１４０から入力された第２サブキャリア分割情報に基づき、データ量決定部１６０から入力されたコンテンションデータを、コンテンションチャネルとしての所定のサブキャリアへ割当て、変調部１８０へ入力させる。変調部１８０は、無線リソース割当て部１７０から入力されたコンテンションデータに所定の変調処理（ＤＡ変換等）を施し、ＲＦ部１２０へ入力させる。ＲＦ部１２０は、変調部１８０から入力されたコンテンションデータを無線周波数へアップコンバートした後に、アンテナ１１０から基地局１００へ送信する。

図２２に示される基地局１００ｄにおいて、ＲＦ部５０は、移動局２００から送信されたコンテンションデータをアンテナ６０から受信し、内蔵するダウンコンバート部（図２２では示さない）でアナログベースバンド信号にダウンコンバートした後に、復調部７０へ入力させる。復調部７０は、ＲＦ部５０から入力されたコンテンションデータに図示しないＡＤ変換器を用いて所定の復調処理（ＡＤ変換等）を施しデジタルデータ（直列データ）に変換し直列／並列変換部７１へ入力させる。直列／並列変換部７１は、第２サブキャリア分割情報に基づき、サブキャリアｆ１，ｆ５，ｆ９，ｆ１３からなる第１組に関するコンテンションデータをＦＦＴ部７２ａへ、サブキャリアｆ１５〜ｆ１８からなる第２組に関するコンテンションデータをＦＦＴ部７２ｂへ、サブキャリアｆ２０，ｆ２２，ｆ２４，ｆ２６からなる第３組に関するコンテンションデータをＦＦＴ部７２ｃへ、それぞれ入力させる。

一般に、帯域幅が広い場合には、信号の伝送速度を遅くし符号化率を低減することにより他の基地局からの干渉を受けにくくすることができる。従って、他の基地局からの干渉が大きい周波数帯においては、サブキャリアｆ１５〜ｆ１８のように帯域幅を広くすればよい。

また、第１組と第２組との境界に位置するサブキャリアｆ１４および第２組と第３組との境界に位置するサブキャリアｆ１９を無線リソースとして用いないことにより、異なる周波数を有する組間にセンター周波数差を設けている。これにより、組間における干渉を低減することが可能となる。

なお、上述においては、広い帯域幅を有するサブキャリアｆ１５〜ｆ１８において他の基地局からの干渉を受けにくくするために信号の伝送速度を遅くし符号化率を低減する場合について説明したが、これに限らず、拡散率を増加させてもよく、あるいは、変調率を低減させてもよい。

図２３は、ＯＦＤＭにおけるサブキャリアを無線リソースとして用いる場合の復調部７０ａの機能を示すブロック図である。図２３は、図２２に示される復調部７０において、ＦＦＴ部７２ａ〜７２ｃそれぞれに、逆拡散部７３ａ〜７３ｃを接続させたものである（図示の都合上、一部を省略している）。拡散率を増加させることは逆拡散部７３ａ〜７３ｃで乗算する拡散符号を長くすることであるので、第２サブキャリア分割情報に基づき、狭帯域のサブキャリアｆ１，ｆ５，ｆ９，ｆ１３に対応する逆拡散部７３ａは拡散符号を短くし、広帯域のサブキャリアｆ１５〜ｆ１８に対応する逆拡散部７３ｂは拡散符号を長くし、狭帯域のサブキャリアｆ２０，ｆ２２，ｆ２４，ｆ２６に対応する逆拡散部７３ｃは拡散符号を長くする。なお、逆拡散部７３ａ〜７３ｃにおける拡散率は、報知チャネル等を用いて基地局１００から移動局２００へ通知される。移動局２００は、拡散率およびサブキャリア分割情報を受信した後に、これらに基づきコンテンションチャネルを基地局１００へＯＦＤＭ送信する。

また、図２３においては、図２２と同様に、直列／並列変換部７１は、第２サブキャリア分割情報に基づき、サブキャリアｆ１，ｆ５，ｆ９，ｆ１３からなる第１組に関するコンテンションデータをＦＦＴ部７２ａへ、サブキャリアｆ１５〜ｆ１８からなる第２組に関するコンテンションデータをＦＦＴ部７２ｂへ、サブキャリアｆ２０，ｆ２２，ｆ２４，ｆ２６からなる第３組に関するコンテンションデータをＦＦＴ部７２ｃへ、それぞれ入力させる。これにより、第１組と第２組との境界に位置するサブキャリアｆ１４および第２組と第３組との境界に位置するサブキャリアｆ１９を無線リソースとして用いることを避け組間における干渉を低減することが可能となる。また、干渉が大きい周波数帯域の信号の伝送速度を遅くすることができるので、他の基地局からの干渉を受けにくくすることができる。

このように、本実施の形態に係る無線通信システムおよび無線通信方法によれば、サブキャリア列を、帯域幅によって複数個の組に分割する。従って、他の基地局からの干渉が大きい周波数帯において、帯域幅を拡げ、符号化率の低減または拡散率の増加を行うことにより、１個の基地局１００と互いに異なる帯域幅を用いる複数個の移動局２００との間においても干渉を低減しつつ通信を行うことが可能となる。従って、干渉による位相のずれを測定するために送信されるＰｉｌｏｔ信号等のプリアンブル信号のデータ量の送信回数を低減することができる。よって、使用される電力を低減することができる。また、互いに異なる帯域幅のサブキャリアを用いる互いに異なるＯＦＤＭ方式を組み合わせることができる。

なお、本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、サブキャリアの割当ての優先度を設定することにより、コンテンションチャネルの衝突を低減することができる。

この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、全ての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

Claims (7)

1. 複数個のサブキャリアを周波数領域で配列したサブキャリア列を用いて複数の無線通信を行うことが可能な無線通信システムであって、
   前記サブキャリア列のうち、一の前記無線通信に無線リソースとして用いられるリソースサブキャリアを周波数領域で配列したリソースサブキャリア列を、所定のパラメータ群および所定の演算式に基づき指定し、
   前記リソースサブキャリア列は複数組の第１リソースサブキャリア列からなり、
   前記複数組の第１リソースサブキャリア列の組数は、前記リソースサブキャリア列の周波数帯域幅に応じて定められる
   無線通信システム。
2. 複数個のサブキャリアを周波数領域で配列したサブキャリア列を用いて複数の無線通信を行うことが可能な無線通信システムであって、
   前記サブキャリア列のうち、一の前記無線通信に無線リソースとして用いられるリソースサブキャリアを周波数領域で配列したリソースサブキャリア列を、所定のパラメータ群および所定の演算式に基づき指定し、
   前記リソースサブキャリア列は複数組の第１リソースサブキャリア列からなり、
   前記複数組の第１リソースサブキャリア列の組数は、前記リソースサブキャリア列の平均の周波数に応じて定められる
   無線通信システム。
3. 請求項１及び請求項２のいずれかに記載の無線通信システムであって、
   前記所定のパラメータ群は、周波数領域で互いに隣接する前記リソースサブキャリア同士の間隔を含み、
   前記演算式は、前記間隔の１次式で表される
   無線通信システム。
4. 請求項１及び請求項２のいずれかに記載の無線通信システムであって、
   前記演算式は、前記サブキャリア列に低周波数から高周波数へ昇順に付したサブキャリア番号の２次式で表される
   無線通信システム。
5. 請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の無線通信システムであって、
   前記複数組の第１リソースサブキャリア列は、それぞれ異なる帯域幅を有するサブキャリアからなる第２リソースサブキャリア列および第３リソースサブキャリア列を含んでなる
   無線通信システム。
6. 複数個のサブキャリアを周波数領域で配列したサブキャリア列を用いて複数の無線通信を行うことが可能な無線通信方法であって、
   前記サブキャリア列のうち、一の前記無線通信に無線リソースとして用いられるリソースサブキャリアを周波数領域で配列したリソースサブキャリア列を、所定のパラメータ群および所定の演算式に基づき指定し、
   前記リソースサブキャリア列は複数組の第１リソースサブキャリア列からなり、
   前記複数組の第１リソースサブキャリア列の組数は、前記リソースサブキャリア列の周波数帯域幅に応じて定められる
   無線通信方法。
7. 複数個のサブキャリアを周波数領域で配列したサブキャリア列を用いて複数の無線通信を行うことが可能な無線通信方法であって、
   前記サブキャリア列のうち、一の前記無線通信に無線リソースとして用いられるリソースサブキャリアを周波数領域で配列したリソースサブキャリア列を、所定のパラメータ群および所定の演算式に基づき指定し、
   前記リソースサブキャリア列は複数組の第１リソースサブキャリア列からなり、
   前記複数組の第１リソースサブキャリア列の組数は、前記リソースサブキャリア列の平均の周波数に応じて定められる
   無線通信方法。

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