JP4730305B2 - 無線伝送システム - Google Patents

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Description

本発明は、無線伝送システムに関し、特に基地局がセルを構成するように配置されている無線伝送システムに関する。
現在普及している移動通信システムでは、サービスの提供のために通信可能な領域であるサービスエリアは、セルと呼ばれる比較的小さな無線ゾーンに分割されている。このようなシステムは、無線ゾーンをカバーするように複数の基地局が配置され、移動局は、その複数の基地局と無線周波数チャネルを設定して通信を行う。同一の周波数チャンネルが隣接するセルに割当てられると、セルの端部ではセル間の干渉が最大となり、セルの中心、即ち基地局周辺と比べて最大スループットが大きく低下する。そのため、隣接するセルでの干渉を防止するために、隣接セルで異なる周波数チャネルを使用する技術が、例えば特開平１０−９３５２９号公報（第１従来技術）が知られている。
図１は、第１従来技術で割り当てられる周波数チャンネルを示している。図１に示されるように、基地局がセルごとに配置され、セルＡ、Ｂ、Ｃには異なる周波数チャンネルｆ１、ｆ２、ｆ３がそれぞれ割当てられている。このように、３周波数割当てを行うことにより、即ちフレーム全体で互いに異なる周波数チャンネルを繰り返し割当てることにより、相互に干渉を与えるセル間の距離が広がり、単一の周波数チャンネルが使用される場合と比べて、セルの端部において最大スループットを改善することができる。
しかしながら、セルの中心部、即ち基地局周辺では、隣接するセルごとに異なる周波数チャネルが割当てられる場合、隣接セルで同じ周波数チャンネルが割当てられる場合と比べて、周波数利用効率が大きく低下している。
上記説明と関連して、無線アクセスシステムが特開２００１−１５７２４９号公報に開示されている。この従来例の無線アクセスシステムでは、サービスエリア全体がセルに区分けされ、基地局と、基地局と無線回線によりポイント−マルチポイント通信を行う複数の加入者無線局が前記セル毎に配置されている。加入者無線局から基地局方向への上りの無線回線が小容量かつ多周波数繰り返しによる無線チャネルで構成されている。基地局から加入者無線局方向への下りの無線回線は、上りの無線回線よりも大容量かつ少周波数繰り返しによる無線チャネルで構成されている。このように上りの無線回線と下りの無線回線の繰り返し周波数が非対称である。これにより、上り及び下り回線のＣ／Ｉをほぼ等しく保ちつつ、下り回線が上り回線よりも大きな伝送容量を必要とする通信サービスへの適合性も維持されている。
また、ＣＤＭＡ移動通信システムが特開２００１−１１９７４３号公報に開示されている。この従来例のＣＤＭＡ移動通信システムは、複数の基地局と移動局とを備えている。繰り返し周期が情報シンボル周期と等しく、各基地局が共通に用いられる短周期拡散符号と繰り返し周期が情報シンボルよりも長く、短周期拡散符号と基地局毎に異なる長周期拡散符号とを用いて情報シンボルは２重に拡散される。前記複数の基地局から前記短周期拡散符号のみで拡散された同期信号が断続的に送信される。前記複数の基地局から基地局毎に一定時間づつずらした送信タイミングで前記同期信号を送信される。これにより、移動局における周辺セルサーチや基地局選択の負荷が低減されている。
また、通信システムが特開２００３−１８０７７に開示されている。この従来例では、複数の基地局により形成される複数のセルにより１つのゾーンが構成され、複数の基地局と接続されたゾーン制御局がゾーン内における移動局との通信を管理する。ゾーンの最初と最後にある基地局は、移動局と双方向通信を行う基地局であり、ゾーン内のその他の基地局は、移動局と単方向通信のみを行う基地局である。これにより、セルが散在する通信ゾーンで移動局と基地局が通信を行う場合のスループットの向上が図られている。
また、移動通信システムが特開２００４−１５６９７号公報に開示されている。この従来例では、ＣＤＭＡ方式あるいはＷ−ＣＤＭＡ方式の移動通信システムは、移動局と、複数のキャリア周波数大域を有する基地局と、無線ネットワーク制御装置とを備えている。無線ネットワーク制御装置は、状態測定部と、呼制御処理部と、周波数負荷分散処理部とを備えている。周波数負荷分散処理部は、状態測定部から送信される周波数状態変化通知を参照して、予め作成された周波数別状態データと次期割当て管理データを更新する周波数変換処理部と、呼制御処理部から送信される現処理情報が吹かされた周波数割手要求に対して更新された次期割当て管理データを参照して周波数を選定し、周波数割当て応答を返送する周波数割当て制御処理部とを備えている。
本発明の課題は、セルラー構成の無線伝送システムにおいて、セル間での干渉を防止しつつ周波数利用効率の高い無線伝送システムを提供することにある。
本発明の観点では、無線伝送システは、セルエリア内に存在する複数の移動局と、基地局とを備えている。基地局は、上りリンクフレームと下りリンクフレームを複数のブロックに分割し、前記複数の移動局の各々に前記複数のブロックの特定の１つを割当て、前記各移動局に特定の周波数チャンネルを割当て、前記特定のブロックと前記特定の周波数チャンネルを前記各移動局に知らせる。前記複数のブロックの長さは任意であり、前記複数のブロックの長さの和は前記フレームの長さと等しい。
ここで、前記複数のブロックは、前記セルエリアを分割することにより得られる複数のサブエリアにそれぞれ対応し、他のセルエリアから最も多くの干渉を受ける前記複数のブロックのうちの１つが割当てられる前記移動局には複数の周波数チャンネルのうち単一のものが前記特定周波数チャンネルとして割当てられ、前記１つのブロック以外の前記複数のブロックのいずれかが割り当てられる前記移動局には、前記１つ以上の周波数チャンネルのいずれかが割当てられてもよい。
また、前記上りリンクフレームは、前記下りリンクフレームと同じブロック構成を有することが好ましい。
前記基地局は、前記各移動局の識別子と下りデータ信号とを前記特定のブロックの前記特定の周波数チャンネルを用いて前記各移動局へ送信し、前記各移動局は、前記識別子に基づいて前記特定のブロックと前記特定の周波数チャンネルを検出してもよい。
また、前記基地局は、前記基地局と前記各移動局との距離に基づいて、前記各移動局に前記特定ブロックを割当ててもよい。この場合、前記各移動局は、その位置を測定して位置情報を生成し、前記基地局に送信し、前記基地局は、前記各移動局からの位置情報に基づいて前記距離を決定してもよい。また、前記各移動局は、同じタイミングで既知のパイロット信号を前記基地局に送信し、前記基地局は、前記各移動局からの前記パイロット信号を受信して遅延プロファイルを生成し、前記遅延プロファイルから前記各移動局からの前記距離を決定してもよい。あるいは、前記各移動局は、遅延プロファイルを測定し、測定された遅延プロファイルを前記基地局に送信し、前記基地局は、前記各移動局からの前記遅延プロファイルを受信し、受信された遅延プロファイルから前記各移動局からの前記距離を決定してもよい。
また、前記基地局は、前記各移動局からの信号電力と他セルからの干渉電力との比であるＳＩＲに基づいて、前記各移動局に前記特定ブロックを割当ててもよい。この場合、前記各移動局は、既知のパイロット信号を前記基地局に送信し、前記基地局は、前記各移動局からの前記パイロット信号を受信して前記各移動局のＳＩＲを測定し、測定されたＳＩＲに基づいて、前記各移動局に前記特定ブロックを割当ててもよい。あるいは、前記各移動局は、ＳＩＲを測定し、測定されたＳＩＲを前記基地局に送信し、前記基地局は、前記各移動局からの前記ＳＩＲを受信し、受信されたＳＩＲに基づいて、前記各移動局に前記特定ブロックを割当ててもよい。
また、前記上りリンクフレームおよび前記下りリンクフレームは周波数多重化されていてもよいし、前記上りリンクフレームおよび前記下りリンクフレームは時間多重化されていてもよい。
前記基地局は、前記複数のブロックの各々の最大移動局数を決定し、前記特定ブロックに割当てられる前記移動局の数が前記最大移動局数を越えるとき、最後に前記特定ブロックに割当てられた前記移動局を前記複数のブロックのうちの他のブロックに割当ててもよい。また、前記基地局は、前記複数のブロックの各々の最大移動局数を決定し、前記特定ブロックに割当てられる前記移動局の数が前記最大移動局数を越えるとき、最後に前記特定ブロックに割当てられた前記移動局を現在のフレームではなく後の下りリンクフレームを割当ててもよい。
前記基地局が、無線伝送方式としてＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）を用い、前記特定周波数チャネルに従って、前記基地局により使用されるサブキャリアを指定してもよい。この場合、前記特定ブロックで使用される第ｙ（ｙ＝０、１、・・・、Ｗ−１）周波数チャネルは、（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアからなる。ここで、Ｗは周波数繰り返し数であり、ＴはＷで割り切れる整数であり、前記（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアは、１ＯＦＤＭシンボル内の合計Ｔ個のサブキャリアの中で、第ｙ＋Ｗ＊ｚ（ｚ＝０、１、・・・、Ｔ／Ｗ）番に位置するものであってもよい。また、前記（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアは、１ＯＦＤＭシンボル内の合計Ｔ個のサブキャリアの中で、第Ｔ／Ｗ＊ｙ＋１番から第Ｔ／Ｗ＊（ｙ＋１）番までの連続するＴ／Ｗ個のサブキャリアであってもよい。あるいは、前記（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアは、１ＯＦＤＭシンボル内の合計Ｔ個のサブキャリアの中で、他の周波数チャネルが使用するサブキャリアとの重なりがｑ（ｑ＝０、１、・・・、Ｔ／Ｗ）個以下となる条件でランダムに選択されたＴ／Ｗ個のサブキャリアであってもよい。
図１は、従来の無線伝送システムの構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の通信データの構造を示す概念図である。 図３Ａは、セルの中心部の領域を示す図である。 図３Ｂは、セルの周辺部の領域を示す図である。 図４は、本実施例における、下りリンクの通信データの構造を示す図である。 図５は、本実施例における、上りリンクの通信データの構造を示す図である。 図６は、本実施例の無線伝送システムの構成を示すブロック図である。 図７は、第１の実施例における、移動局側受信部の構成を示すブロック図である。 図８は、第１の実施例における、移動局側送信部の構成を示すブロック図である。 図９は、第１の実施例における、基地局側受信部の構成を示すブロック図である。 図１０は、第１の実施例における、基地局側送信部の構成を示すブロック図である。 図１１は、第１の実施例における、動作を示すフローチャートである。 図１２は、第２の実施例における、移動局側受信部の構成を示すブロック図である。 図１３は、第２の実施例における、移動局側送信部の構成を示すブロック図である。 図１４は、第２の実施例における、ガードインターバルが付加されたデータ構造を示す図である。 図１５は、第２の実施例における、基地局側受信部の構成を示すブロック図である。 図１６は、第２の実施例における、基地局側送信部の構成を示すブロック図である。 図１７Ａは、サブキャリアマッピングの一例を示す図である。 図１７Ｂは、サブキャリアマッピングの他の例を示す図である。 図１７Ｃは、サブキャリアマッピングの他の例を示す図である。 第２の実施例における、動作を示すフローチャートである。
以下に、添付図面を参照して、本発明の無線伝送システムについて詳細に説明する。
［第１実施例］
図２、図３Ａと３Ｂは、本発明による無線伝送システムにおける周波数チャンネルの割当てを概念的に示す図である。図２に示されるように、本発明の無線伝送システムでは、移動局から基地局への通信のために上りリンクが用いられ、基地局から移動局への通信のための下りリンクが用いられている。上りリンクと下りリンクは、一定時間ごとに切り替えられてデータが伝送されている。
図３Ａと３Ｂに示されるように、セルエリアＡからＧの各々の中心付近には基地局が配置されている。各セルエリアは複数の領域に分割されている。図３Ａと３Ｂに示される例では、各セルエリアは２つの領域に分けられている。この領域は、上りリンクフレームと下りリンクフレームのブロックに対応して分けられている。移動局は、移動局の存在する領域に割当てられている周波数チャンネルを用いて通信を行う。図３Ａでは、セルエリアＡからＣの中心領域はＲ４領域とされ、その周辺領域はＲ１，Ｒ２，Ｒ３領域とされている。Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３領域には、周波数チャンネルｆ１、ｆ２、ｆ３がそれぞれ割当てられている。Ｒ４領域にはｆ１、ｆ２、ｆ３の全てが割当てられ、それらの周波数チャンネルのうちの１つを用いて移動局は基地局と通信を行う。また、図３Ｂに示されるように、セルエリアＡの周辺領域はＲ１領域とされ、周囲のセルエリアＢ〜Ｇの周辺領域は、それぞれＲ２，Ｒ３，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ２，Ｒ３領域とされている。これは、従来例における周波数割当てと同じであり、周波数繰り返し数は３となる。このように、領域を割当てることにより、セル間での干渉が防止されている。また、セルエリアＡ〜Ｇまでの中心領域をＲ４領域に割当てることにより、周波数の利用効率を高めることができる。尚、図２，図３Ａと３Ｂでは、各セルエリアが２つに分けられているが、セルエリアがより多くの領域に分けられ、最も遠い領域から段階的に割当て周波数チャンネルの数を増やすことも可能である。
上述のように、上りリンクフレームと下りリンクフレームは複数のブロックにわけられているが、これらのブロックは各セルエリアの複数の領域に対応している。各ブロックの時間は任意であり、各ブロックの時間の和はリンクフレームの時間と等しい。また、上りリンクフレームと下りリンクフレームは同じブロック構成を有している。
図４に示される下りリンクフレームは、セルエリアＢの領域Ｒ２にいる移動局に対して通信を実行する場合の下りリンクのフレームの構成である。図４に示されるように、基地局は、フレームを時刻ｔ１から時刻ｔ２までの第１ブロックと、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの第２ブロックとに分割する。ここで、基地局は、第１ブロックに第１から第３の周波数チャネルを割当て、第２ブロックに特定周波数チャネルとして第２周波数チャネルを割当てる。
基地局は、セルエリアＢの領域Ｒ２にいる移動局のために、ブロック２の第２周波数チャンネルに移動局のＩＤ信号と送信データ信号を載せて送信する。時間経過に対応してフレームが周期的に送受信される場合、第１ブロックと第２ブロックとは、そのフレーム周期に追従して周期的に生成される。
移動局は、多重化された受信信号の全てのブロック（ブロック１、ブロック２）の全ての周波数チャネル（ｆ１〜ｆ３）に渡ってＩＤ信号を調べる。これにより、下りリンクフレームにおいて、移動局に割り当てられた周波数チャネルおよびブロック番号を特定することができる。
図５は、本実施例において、移動局から基地局への上りリンクフレームのフレーム構成を示している。図５に示されるように、セルエリアＢの領域Ｒ２にいる移動局は、位置情報を取得して、先頭領域にその位置情報が付加されたデータ信号を生成し、第２ブロックの第２周波数チャンネルを使用して基地局に送信する。本実施例では、移動局は、上りリンクフレームにおいて、下りリンクと同じ周波数チャネルおよび同じブロック番号のブロックを用いると仮定する。つまり、移動局は、上りリンクフレームにおいて、割り当て情報が示す周波数チャネルおよびブロックに信号を周波数多重化し、送信する。
移動局の位置情報は、種々の方法により取得される。例えば、移動局がＧＰＳ測定器を内蔵し、それにより位置情報を生成してもよい。また、セルエリアＢに複数の移動局が存在するときには、各移動局が、同じタイミングで既知のパイロット信号を基地局に送信する。基地局は、各移動局からのパイロット信号を受信して遅延プロファイルを生成し、遅延プロファイルから各移動局からの距離を決定してもよい。更に、何らかの機器、あるいは基地局から各異動局に既知パイロット信号が送信され、それを受信した各移動局が、遅延プロファイルを測定し、測定された遅延プロファイルを基地局に送信する。基地局は、各移動局からの遅延プロファイルを受信し、受信された遅延プロファイルから各移動局からの前記距離を決定してもよい。
また、基地局は、各移動局からの信号電力と他セルからの干渉電力との比であるＳＩＲに基づいて、各移動局に特定ブロックを割当ててもよい。このとき、特定周波数チャンネルは、予め決まっている。例えば、各移動局は、既知のパイロット信号を基地局に送信する。基地局は、各移動局からのパイロット信号を受信して前記各移動局のＳＩＲを測定し、測定されたＳＩＲに基づいて、各移動局に特定ブロックを割当ててもよい。また、各移動局が、ＳＩＲを測定し、測定されたＳＩＲを前記基地局に送信してもよい。この場合、基地局は、各移動局からの前記ＳＩＲを受信し、受信されたＳＩＲに基づいて、各移動局に特定ブロックを割当てる。
その後、さらに移動局が移動し、セルエリアＢの領域Ｒ４に入ったことが確認されると、ブロック１が割当てられ、第１から第３の周波数チャンネル（ｆ１〜ｆ３）のいずれかが割当られる。基地局２は、その決定に基づいて、先頭領域に移動局のＩＤ信号を付加したデータ信号を生成し、第１ブロックを使用して通信を実行する。こうして、移動局は自局にブロック１画割当てられたことを知る。
図６、第１実施例の無線伝送システムにおける、基地局と移動局との構成の一例を示すブロック図である。図６には、本発明の理解を容易にするために、移動局１と基地局２とが示されるが、本発明の無線伝送システムでは、通常の移動体通信システムと同様に、複数の基地局と複数の移動局とで構成されている。この場合、各々の局にはＩＤが付され、各局は、そのＩＤによって自局以外の局を識別している。図４に示されるように、移動局１は、移動局アンテナ１ａを備えている。同様に、基地局２は基地局アンテナ２ａを備えている。移動局１と基地局２とは、その移動局アンテナ１ａおよび基地局アンテナ２ａを介して、無線通信を実行している。移動局１と基地局２との無線通信は、フレーム単位、即ち特定のデータ量で構成されたデータのまとまりの単位で実行されている。本実施例では、上りリンクフレームと下りリンクフレームは交互に時間的に多重化されている。上りリンクフレームと下りリンクフレームの各々は、第１〜Ｎ（Ｎは２以上の整数）ブロックに分割され、各ブロックの長さは任意である。移動局は上りリンクフレームにおいて下りリンクフレームと同じ周波数チャンネル及び同じブロック番号のブロックを用いている。つまり、移動局は、上りリンクフレームにおいて、割当て情報（後述される）により示される周波数チャンネルにデータ信号を多重化して、割当て情報により示されるブロックで送信する。
移動局１は、受信部３と、送信部４と、ＣＰＵ７と、メモリ８とを備え、その各々はバス９を介して互いに接続されている。しかしながら、この構成に限られるものではなく、他の構成が採用されても本発明は適用可能である。ＣＰＵ７は、移動局１に備えられた各種ユニットを制御する演算処理装置である。そのＣＰＵ７は、受信部３または、送信部４から受け取ったデータを解釈して演算を実行する。ＣＰＵ７は、その演算結果を所定の装置に出力している。移動局１に備えられたメモリ８は、移動局１が移動局アンテナ１ａを介して送受信するデータを記憶する記憶媒体である。メモリ８は、半導体記憶装置、磁気記憶装置、ハードウェアディスクなどの記憶装置であり、バス９を介して受信する命令に応答してデータの読み出し／書き込みが実行される。受信部３には、移動局１が移動局アンテナ１ａを介して受信する無線信号が供給されている。送信部４は、音声データやテキストデータなどの通信データを、無線通信可能な形式にデータ変換して出力する。その通信データは、移動局１の備えられた入力装置（図示されず）を介して入力される。例えば、音声が入力された場合、その入力装置は、その入力された音声に基づいて音声データを生成して送信部４に供給する。なお、受信部３および送信部４の詳細な構成は後述する。
基地局２は、本実施例の無線伝送システムにおいて、各セルに配置されている固定無線局である。図４に示されるように、基地局２は、受信部５と、送信部６と、ＣＰＵ７と、メモリ８とを備えている。しかしながら、この構成に限られるものではなく、他の構成が採用されても本発明は適用可能である。基地局２に備えられたＣＰＵ７、メモリ８およびバス９は、移動局１に備えられている装置と同様の機能を有する装置であるので、その詳細な説明は省略する。受信部５には、基地局２が基地局アンテナ２ａを介して受信した無線信号が供給される。基地局側受信部５は、受信した無線信号に基づいて、データ処理を行っている。送信部６は、供給された通信データを送信命令に応答して出力している。出力された通信データは、基地局アンテナ２ａを介して所定の移動局１に送信される。なお、受信部５および送信部６の詳細な構成は後述する。
図７は、第１実施例における、移動局１の受信部３の構成を示すブロック図である。図７に示されるように、受信部３は、復調部１１と、割当て特定部１２と、データ信号抽出部１３と、データ信号再生部１４とを備えている。復調部１１は、割当て特定部１２とデータ信号抽出部１３との各々に接続されている。さらにデータ信号抽出部１３は割当て特定部１２とデータ信号再生部１４とに接続されている。
復調部１１は、移動局アンテナ１ａにより受信された無線信号Ｓ０１に対応する受信信号Ｓ０１を復調して、復調信号Ｓ０２を生成し、割当て特定部１２とデータ信号抽出部１３とに供給する。割当て特定部１２は、復調部１１から供給される復調信号Ｓ０２から、移動局１自身に割り当てられているＩＤに対応するＩＤ信号が重畳されているブロックを特定する。割当て特定部１２は、その特定されたブロックに割当てられた周波数チャネルと、特定されたブロックを識別するためのブロック番号とに基づいて割当て情報Ｓ０３を生成する。割当て情報Ｓ０３はデータ信号抽出部１３に出力される。データ信号抽出部１３は、割当て情報Ｓ０３に含まれるブロック番号および周波数チャネルに基づいて、復調信号Ｓ０２から移動局１自身に対して送信されたデータ信号Ｓ０４を抽出する。抽出されたデータ信号Ｓ０４はデータ再生部１４に供給される。データ再生部１４は、データ信号抽出部１３から供給されるデータ信号Ｓ０４に基づいてシンボル判定を行い、データ系列Ｓ０５を生成する。
図８は、第１実施例における、移動局１の送信部４の構成を示すブロック図である。図８に示されるように、送信部４は、データ信号生成部２１と、移動局位置測定部２２と、多重化部２３と、周波数チャネル選択部２４とを備えている。データ信号生成部２１と位置測定部２２との各々は、多重化部２３に接続されている。多重化部２３は、さらに周波数チャネル選択部２４に接続されている。
データ信号生成部２１は、入力装置（図示されず）から入力される音声などに基づいてデータ信号Ｓ０６を生成する。データ信号Ｓ０６は、データ信号生成部２１から多重化部２３に供給される。位置測定部２２は、ＧＰＳなどの位置測定装置を備え、移動局１の位置情報を含む移動局位置情報Ｓ０７を生成して多重化部２３に供給する。尚、位置情報の生成には、他に上記のような方法が用いられてもよい。多重化部２３は、入力されるデータ信号Ｓ０６および移動局位置情報Ｓ０７を時間多重化し、多重化信号Ｓ０８を生成する。多重信号Ｓ０８は、周波数チャネル選択部２４に供給される。周波数チャネル選択部２４には、受信部３から割当て情報Ｓ０３が供給されている。周波数チャネル選択部２４は、その割当て情報Ｓ０３に基づいて多重化部２３から供給される多重信号Ｓ０８から送信信号Ｓ０９を生成する。送信信号Ｓ０９は基地局２に向け送信される。
図９は、第１実施例における、基地局２の受信部５の構成を示すブロック図である。図９に示されるように、受信部５は、復調部３１と、位置情報抽出部３２と、データ信号生成部３３と、データ再生部３４とを備えている。復調部３１は、位置情報抽出部３２とデータ信号生成部３３との各々に接続されている。データ信号生成部３３は、さらにデータ再生部３４に接続されている。
復調部３１は、基地局２の基地局アンテナ２ａにより受信された上りリンクフレームの受信信号Ｓ１１から復調信号Ｓ１２を生成する。位置情報抽出部３２は、復調信号Ｓ１２に含まれる複数の移動局１の各々の位置情報を抽出する。移動局１がセルエリアＢの領域Ｒ２に存在するとき、移動局１は例えば第２周波数チャンネルを用いて基地局２に送信を行う。このとき、第２周波数チャンネルの信号には、移動局位置情報とデータ信号が含まれている。位置情報抽出部３２は、その異動局位置情報を抽出する。こうして、位置情報抽出部３２は、複数の移動局１の各々の移動局位置情報Ｓ１３−１〜Ｓ１３−ｎ（ｎは２以上の自然数）を生成する。データ信号抽出部３３は、復調部３１から供給される復調信号Ｓ１２から複数のデータ信号（Ｓ１４−１〜Ｓ１４−ｎ）を抽出する。データ信号抽出部３３から出力されるデータ信号Ｓ１４−１〜Ｓ１４−ｎは、データ再生部３４供給されている。データ再生部３４は、データ信号Ｓ１４−１〜Ｓ１４−ｎにシンボル判定を実行し、データ系列Ｓ１５−１〜Ｓ１５−ｎを出力する。
図１０は、第１実施例における送信部６の構成を示すブロック図である。図１０に示されるように、送信部６は、周波数決定部４１と、データ信号生成部４２と、移動局ＩＤ生成部４３と、割当て情報生成部４４と、多重化部４５とを備えている。周波数決定部４１はデータ信号生成部４２と割当て情報生成部４４とに接続されている。また、移動局ＩＤ生成部４３は、割当て情報生成部４４に接続され、データ信号生成部４２と割当て情報生成部４４とは、多重化部４５に接続されている。
周波数決定部４１は、複数の移動局１の位置情報Ｓ１３−１〜Ｓ１３−ｎから、移動局ごとに通信に使用されているブロックを特定し、そのブロックの情報を含むブロック割当て情報Ｓ１６を生成する。ブロック割当て情報Ｓ１６は、データ信号生成部４２と割当て情報生成部４４に供給される。データ信号生成部４２は、周波数決定部４１から出力されるブロック割当て情報Ｓ１６に基づいて、各移動局との通信に使用されるブロックを移動局ごとに特定し、特定されたブロックを用いて通信可能なようにデータ信号を生成して多重化部４５に供給する。移動局１には、その各々を識別するための移動局ＩＤが予め付与されている。基地局２には、その移動局ＩＤに関する情報が格納され、移動局ＩＤ生成部４３は、その格納されている情報に基づいて移動局ＩＤ情報Ｓ１７を生成して割当て情報生成部４４に供給する。割当て情報生成部４４は、周波数決定部４１から供給されるブロック割当て情報Ｓ１６に基づいて、各移動局１が基地局２と通信を行う場合のブロックを特定する。また、移動局ＩＤ情報Ｓ１７に基づいて、そのブロックに割当てられている周波数チャンネルにＩＤを割当ててＩＤ信号Ｓ１９を生成して多重化部４５に供給する。多重化部４５は、データ信号生成部４２から供給されるデータ信号Ｓ１８と、移動局ＩＤ生成部４３から供給されるＩＤ信号Ｓ１９とを多重化して送信信号Ｓ２０を生成する。こうして、送信信号Ｓ２０は、移動局１に向け送信される。
図１１は、第１実施例における無線伝送システムの動作を示すフローチャートである。以下で説明する基地局２が、領域Ｒ２で第２周波数チャネルを使用して通信を行い、領域Ｒ４では、第１周波数チャネル〜第３周波数チャネルを使用して通信を行うような基地局であるものとする。
ステップＦ０１において、基地局２は、フレームをいくつのブロックに分割するかを決定する。また、移動局１がどの状態の場合に、どのブロックで通信を実行するのかを判定するための閾値を決定する。以下の説明では、閾値が、移動局１と基地局２との距離に関するものである場合を例に説明を行う。この閾値は、移動局１と基地局２との間の物理的距離に限定されるものではない。通信品質距離を表わす閾値として、例えば、移動局１からの信号電力と他セルからの干渉電力の比であるＳＩＲを、使用することも可能である。
ステップＦ０２において、基地局２は、決定されたブロック数に基づいてフレームをブロックに分割する。ここで、基地局２は、第１ブロックと第２ブロックとの二つのブロックに分割するものとする。ステップＦ０３において、基地局２は、ブロックごとに、利用可能な周波数チャネル数を決定する。また、基地局２は、ブロックごとに、最大移動局数を決定する。ここで、第１ブロックには、前述の第１〜第３周波数チャネルが割当てられるものとし、第２ブロックには、第２周波数チャネルが割当てられるものとする。
ステップＦ０４において、基地局２は、セル内に存在する移動局１の中で、ブロック割当てが行われていない移動局１が存在するかどうかを判断する。ブロック割当てが行われていない移動局１が存在する場合、制御処理はステップＦ０５に進む。例えば、他のセルから一台の移動局１が自セルに移動してきた場合、ステップＦ０４における判断では“ＹＥＳ”と判断される。
ステップＦ０５において、ブロック割当てが行われていない移動局１が複数ある場合、基地局２から最も近い距離に位置する移動局１を選択する。ステップＦ０６において、基地局２は、選択された移動局１からの受信信号に含まれる位置情報と閾値とに基づいて判定を実行する。その判定の結果、位置情報が閾値を超えている場合、基地局２は、その移動局１が領域Ｒ２に位置していると判断し、その移動局１と第２ブロックで通信するようにブロックの割当てを実行する（ステップＦ０９）。その判断の結果、判定閾値を超えていなかった場合、基地局２は、その移動局１が領域Ｒ４に位置していると判断し、ステップＦ０７の処理を実行する。
ステップＦ０７において、基地局２は、現在時刻において、第１ブロックが割当てられている移動局１がセル内にいくつあるかをチェックする。基地局２は、そのチェック結果に基づいて、第１ブロックが割当てられている移動局１の総数が、最大移動局数を超えているかどうかを判断する。その判断の結果、最大移動局数を超えている場合、基地局２は、領域Ｒ４に位置している移動局１に、第２ブロックを割当てる（ステップＦ０９）。その判断の結果、最大移動局数を超えていない場合、基地局２は、その移動局１に第１ブロックを割当てる。
ステップＦ１０において、基地局２は、そのセル内の全ての移動局１に対するブロック割当てが完了したかどうかを判断する。その判断の結果、ブロック割当てが完了していない移動局１がセル内に存在している場合、処理はステップＦ０５に戻り、ブロック割当ての処理を実行する。セル内の移動局１に対するブロック割当て処理が完了している場合、動作を終了する。
このように、第１実施例における無線伝送システムでは、セルエリアＢ内の移動局１の位置に基づいて、高いスループットが得られるように周波数チャネルを割当てることができる。このため、第１実施例における無線伝送システムでは、周波数利用効率を向上させることができる。
上記説明では、移動局１と基地局２との通信時に、上りリンクと下りリンクとでブロック番号および周波数チャネルの変更が発生しない、即ち移動局１がその領域にとどまるものとして説明を行った。しかしながら、上りリンクと下りリンクとでブロック番号および周波数チャネルが変更する場合、基地局２は、下りリンクにおいて、上りリンク用のブロック番号および周波数チャネルを移動局１に通知する。それによって移動局１は、上りリンクと下りリンクとでブロック番号および周波数チャネルの変更を行うことが可能になる。
また、上記説明において、移動局１に割当てられたブロック番号および周波数チャネルを、その移動局１に予め通知させておく構成にすることも可能である。例えば、無線伝送システムにおいて、制御用周波数チャネルを用意し、基地局２は、その制御用周波数チャネルを使用して移動局１に割当てられたブロック番号および周波数チャネルを通知する。その後、移動局１と基地局２との通信を確立するよう構成にすることも可能である。これによって、移動局１は、基地局２から出力される下りリンクのフレームに含まれる全てのブロックを調べることなく、割当てられたブロック番号および周波数チャネルを特定することができる。
［第２実施例の構成］
次に、本発明の第２実施例による無線伝送システムについて説明する。第２実施例では、移動局１と基地局２とがＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）を使用して通信を行う。
図１２は、本発明の第２実施例における移動局１の受信部３の構成を示すブロック図である。図１２に示されるように、受信部３は、分離部５１と、第１ＧＩ（がーとインターバル）除去部５２ａと、第２ＧＩ除去部５２ｂと、第１ＦＦＴ部５３ａと、第２ＦＦＴ部５３ｂと、割当て特定部５４と、サブキャリア抽出部５５と、データ再生部５６とを備えている。分離部５１は、第１ＧＩ除去部５２ａと、第２ＧＩ除去部５２ｂとの各々に接続されている。第１ＧＩ除去部５２ａは第１ＦＦＴ部５３ａに接続され、同様に、第２ＧＩ除去部５２ｂは第２ＩＦＦＴ部５３ｂに接続されている。第１ＦＦＴ部５３ａは、サブキャリア抽出部５５に接続され、第２ＦＦＴ部５３ｂは、割当て特定部５４に接続されている。さらに割当て特定部５４はサブキャリア抽出部５５に接続され、そのサブキャリア抽出部５５は、データ再生部５６に接続されている。
分離部５１は、アンテナにより受信された受信信号Ｓ３１を、そのフレームのデータ信号とＩＤ信号とを分離する。分離部５１は、分離されたデータ信号に基づいて受信データ信号Ｓ３２を第１ＧＩ除去部５２ａに供給する。同様に、分離部５１は、分離したＩＤ信号に基づいて受信ＩＤ信号Ｓ３３を第２ＧＩ除去部５２ｂに供給する。第１ＧＩ除去部５２ａは、分離部５１からの受信データ信号Ｓ３２に対してＧＩ（ガードインターバル）除去処理を行い、ＧＩ除去後データ信号Ｓ３４を第１ＦＦＴ部５３ａに供給する。同様に、第２ＧＩ除去部５２ｂは、入力される受信ＩＤ信号Ｓ３３にＧＩ除去処理を行い、ＧＩ除去後ＩＤ信号Ｓ３５を第２ＦＦＴ部５３ｂに供給する。第１ＦＦＴ部５３ａは、ＧＩ除去後データ信号Ｓ３４に高速フーリエ逆変換を施してＦＦＴ出力データ信号Ｓ３６を生成する。同様に、第２ＦＦＴ部５３ｂは、ＧＩ除去後ＩＤ信号Ｓ３５に高速フーリエ変換を実行しＦＦＴ出力ＩＤ信号Ｓ３７を生成する。尚、図１２に示されるＦＦＴ出力データ信号Ｓ３６−１〜Ｓ３６−ｎは複数の移動局に対応するＦＦＴ出力データ信号Ｓ３６を示している。同様に、ＦＦＴ出力ＩＤ信号Ｓ３７−１〜Ｓ３７−ｎは複数の移動局の各々に対応するＦＦＴ出力ＩＤ信号Ｓ３７を示している。割当て特定部５４は、第２ＦＦＴ部５３ｂから供給されるＦＦＴ出力ＩＤ信号Ｓ３７から、自身のＩＤに対応するＩＤ信号を抽出する。また、割当て特定部５４は、そのＩＤ信号に対応する周波数チャネルとブロック番号とを含む割当て情報Ｓ３９を生成する。サブキャリア抽出部５５は、割当て情報Ｓ３９が示す周波数チャネルに対応するサブキャリアを特定し、そのサブキャリアとブロック番号にしたがって移動局１に割当てられるサブキャリアを抽出し、そのサブキャリアに基づいて受信データＳ３８を出力する。データ再生部５６は、サブキャリア抽出部５５から供給される受信データ信号Ｓ３８にシンボル判定を行い、データ系列Ｓ４０を出力する。
図１３は、本発明の第２実施例における移動局の送信部４の構成を示すブロック図である。図１３に示されるように、第２実施例における送信部４は、データ信号生成部６１と、第１サブキャリア割当て部６２ａと、第２サブキャリア割当て部６２ｂと、移動局位置測定部６３と、第１ＩＦＦＴ部６４ａと、第２ＩＦＦＴ部６４ｂと、第１ＧＩ付加部６５ａと、第２ＧＩ付加部６５ｂと、多重化部６６とを備えている。データ信号生成部６１と第１サブキャリア割当て部６２ａとは、互いに接続されている。同様に、移動局位置測定部６３と第２サブキャリア割当て部６２ｂとは互いに接続されている。さらに、第１サブキャリア割当て部６２ａは、第１ＩＦＦＴ部６４ａを介して第１ＧＩ付加部６５ａに接続され、第２サブキャリア割当て部６２ｂは、第２ＩＦＦＴ部６４ｂを介して第２ＧＩ付加部６５ｂに接続されている。その第１ＧＩ付加部６５ａと第２ＧＩ付加部６５ｂとの各々は、多重化部６６に接続されている、
データ信号生成部６１は、入力装置（図示されず）から入力される音声などに基づいてデータ信号Ｓ４１を生成する。データ信号生成部６１により生成されたデータ信号Ｓ４１は、データ信号生成部６１から第１サブキャリア割当て部６２ａに供給される。移動局位置測定部６３は、ＧＰＳなどの位置測定装置で構成され、第２実施例における移動局１の位置を測定する。移動局位置測定部６３は、その移動局１の位置情報を含む移動局位置情報Ｓ４２を第２サブキャリア割当て部６２ｂに供給している。第１サブキャリア割当て部６２ａは、割当て情報Ｓ３９が示す情報（周波数チャネルおよびブロック番号）に基づいて、データ信号生成部６１から出力されるデータ信号Ｓ４１からサブキャリア信号を特定する。第１サブキャリア割当て部６２ａは、その特定されたサブキャリア信号にデータ信号Ｓ４１をマッピングしてＩＦＦＴ入力データ信号Ｓ４３を生成する。第２サブキャリア割当て部６２ｂは、割当て情報Ｓ３９が示す情報（周波数チャネルおよびブロック番号）に基づいて、移動局位置測定部６３から出力される移動局位置情報Ｓ４２からサブキャリアを特定する。第２サブキャリア割当て部６２ｂは、その特定されたサブキャリアに移動局位置情報Ｓ４２をマッピングしてＩＦＦＴ入力位置信号Ｓ４４を生成する。図１３に示されるＩＦＦＴ入力データ信号Ｓ４３−１〜Ｓ４３−ｎは複数の移動局に対応するＩＦＦＴ入力データ信号Ｓ４３を示している。同様に、ＩＦＦＴ入力位置信号Ｓ４４−１〜Ｓ４４−ｎは複数の移動局のＦＦＴ入力位置信号Ｓ４４を示している。第１ＩＦＦＴ部６４ａは、ＩＦＦＴ入力データ信号Ｓ４３に高速フーリエ逆変換を実行してＩＦＦＴ出力データ信号Ｓ４５を生成する。同様に、第２ＩＦＦＴ部６４ｂは、入力されるＩＦＦＴ入力位置信号Ｓ４４に高速フーリエ逆変換を実行しＩＦＦＴ出力位置信号Ｓ４６を生成する。第１ＧＩ付加部６５ａは、第１ＩＦＦＴ部６４ａから供給されるＩＦＦＴ出力データ信号Ｓ４５にＧＩを付加してＧＩ付加後データ信号Ｓ４７を生成し、そのＧＩ付加後データ信号Ｓ４７を多重化部６６に提供する。第２ＧＩ付加部６５ｂは、第２ＩＦＦＴ部６４ｂから供給されるＦＦＴ出力位置信号Ｓ４６にＧＩを付加してＧＩ付加後位置信号Ｓ４８を生成する。第２ＧＩ付加部６５ｂは、そのＧＩ付加後位置信号Ｓ４８を多重化部６６に提供する。こうして、図１４に示される信号が得られる。多重化部６６にはＧＩ付加後データ信号Ｓ４７とＧＩ付加後位置信号Ｓ４８とが供給される。多重化部６６は、それらを時間多重して送信信号Ｓ４９として出力する。多重化部６６は、移動局１がデータを受信した下りリンクに続く上りリンクに対応するタイミングで送信信号Ｓ４９を出力する。
図１５は、本発明の第２実施例における基地局の受信部５の構成を示すブロック図である。図１４に示されるように、第２実施例における受信部５は、分離部７１と、第１ＧＩ除去部７２ａと、第２ＧＩ除去部７２ｂと、第１ＦＦＴ部７３ａと、第２ＦＦＴ部７３ｂと、サブキャリア割当て部７４と、位置情報抽出部７５と、データ再生部７６とを備えている。分離部７１は、第１ＧＩ除去部７２ａと第２ＧＩ除去部７２ｂとの各々に接続されている。その第１ＧＩ除去部７２ａは、第１ＦＦＴ部７３ａを介してサブキャリア割当て部７４に接続され、サブキャリア割当て部７４はデータ再生部７６に接続されている。また、その第２ＧＩ除去部７２ｂは第２ＦＦＴ部７３ｂを介して位置情報抽出部７５に接続されている。
第２実施例における基地局２は、その基地局２に備えられた基地局アンテナ２ａを介して受信信号Ｓ５０を受信する。分離部７１には、その受信信号Ｓ５０が供給される。分離部７１は、フレームを構成しているデータ信号と移動局位置情報とを分離する。分離部７１は、分離されたデータ信号に基づいてデータ信号Ｓ５１を生成し、分離された移動局位置情報に基づいて移動局位置情報Ｓ５２を生成する。第１ＧＩ除去部７２ａは、分離部７１からのデータ信号Ｓ５１に対してＧＩ除去処理を行い、ＧＩ除去後データ信号Ｓ５４として第１ＦＦＴ部７３ａに供給する。同様に、第２ＧＩ除去部７２ｂは、分離部７１からの移動局位置情報Ｓ５２に対してＧＩ除去処理を行い、ＧＩ除去後位置信号Ｓ５３として第２ＦＦＴ部７３ｂに供給する。第１ＦＦＴ部７３ａは、ＧＩ除去後データ信号Ｓ５４を高速フーリエ変換してＦＦＴデータ信号Ｓ５５を生成する。同様に、第２ＦＦＴ部７３ｂは、入力されるＧＩ除去後位置信号Ｓ５３に対応して高速フーリエ変換を実行しＦＦＴ位置信号Ｓ５６を生成する。図１４に示されるＦＦＴデータ信号Ｓ５５−１〜Ｓ５５−ｎは複数の移動局に対応するＦＦＴデータ信号Ｓ５５を示している。同様に、ＦＦＴ位置信号Ｓ５５−１〜Ｓ５５−ｎは複数の移動局に対応するＦＦＴ位置信号Ｓ５６を示している。位置情報抽出部７５は、複数の移動局の位置に関する情報をＦＦＴ位置信号Ｓ５６に基づいて抽出し、抽出した情報から移動局位置情報Ｓ６０を生成して出力する。ブロック割当て情報Ｓ５９は、１ＲＴＴ（Round Trip Time）前に、下りリンクの周波数チャネルおよびブロック番号を割当てるために使用された割当て情報である。サブキャリア割当て部７４は、そのブロック割当て情報Ｓ５９に含まれる周波数チャネルとブロック番号に対応するサブキャリアを抽出する。サブキャリア割当て部７４は、その抽出したサブキャリアに基づいて受信データ信号Ｓ５７を生成して出力する。データ再生部７６は、サブキャリア割当て部７４から供給される受信データ信号Ｓ５７にシンボル判定を行い、データ系列Ｓ５８を出力する。
図１６は、本発明の第２実施例における基地局の送信部６の構成を示すブロック図である。図１６に示されるように、第２実施例における送信部６は、周波数決定部８０と、データ信号生成部８１と、移動局ＩＤ生成部８２と、第１サブキャリア割当て部８３ａと、第２サブキャリア割当て部８３ｂと、第１ＩＦＦＴ部８４ａと、第２ＩＦＦＴ部８４ｂと、第１ＧＩ付加部８５ａと、第２ＧＩ付加部８５ｂと、多重化部８６とを備えている。周波数決定部８０は、第１サブキャリア割当て部８３ａと第２サブキャリア割当て部８３ｂとの各々に接続されている。その第１サブキャリア割当て部８３ａはデータ信号生成部８１に接続され、その第２サブキャリア割当て部８３ｂは移動局ＩＤ生成部８２に接続されている。さらに、第１サブキャリア割当て部８３ａは、第１ＩＦＦＴ部８４ａを介して第１ＧＩ付加部８５ａに接続されている。同様に、第２サブキャリア割当て部８３ｂは、第２ＩＦＦＴ部８４ｂを介して第２ＧＩ付加部８５ｂに接続されている。そして、第１ＧＩ付加部８５ａと第２ＧＩ付加部８５ｂとの各々は、多重化部８６に接続されている。
周波数決定部８０は、入力される移動局位置情報Ｓ６０に応答してブロック割当て情報Ｓ７０を生成する。周波数決定部８０は、生成されたブロック割当て情報Ｓ７０を、第１サブキャリア割当て部８３ａと第２サブキャリア割当て部８３ｂとに供給している。データ信号生成部８１は、移動局１に送信するためのデータ信号Ｓ６１を生成する。データ信号Ｓ６１は、第１サブキャリア割当部８３ａに供給される。移動局１には、その各々を識別するための移動局ＩＤが予め付与されている。移動局ＩＤ生成部８２は、複数の移動局１の各々を識別するためのＩＤ信号を生成する。基地局２には、その移動局ＩＤに関する情報が格納され、移動局ＩＤ生成部８２は、その格納されている情報に基づいて移動局ＩＤ情報Ｓ６５を生成して第２サブキャリア割当て部８３ｂに供給する。第１サブキャリア割当て部８３ａは、周波数繰り返し数決定部８０から出力されるブロック割当て情報Ｓ７０に含まれる周波数チャネルおよびブロック番号に基づいて、データ信号生成部８１から供給されるデータ信号Ｓ６１に対応するサブキャリアを特定する。第１サブキャリア割当て部８３ａは、その特定されたサブキャリアに前記データ信号をマッピングしてＩＦＦＴ入力データ信号Ｓ６２を生成し第１ＩＦＦＴ部８４ａに供給する。第２サブキャリア割当て部８３ｂは、周波数決定部８０から出力されるブロック割当て情報Ｓ７０に含まれる周波数チャネルおよびブロック番号に基づいて、移動局ＩＤ生成部８２から供給される移動局ＩＤ情報Ｓ６５に対応するサブキャリアを特定する。第２サブキャリア割当て部８３ｂは、その特定されたサブキャリアに基づいて、データ信号をマッピングしてＩＦＦＴ入力ＩＤ信号Ｓ６６を生成し第２ＩＦＦＴ部８４ｂに供給する。図１６に示されるＩＦＦＴ入力データ信号Ｓ６２−１〜Ｓ６２−ｎは複数の移動局に対応するＦＦＴ入力データ信号Ｓ６２を示している。同様に、ＩＦＦＴ入力ＩＤ信号Ｓ６６−１〜Ｓ６６−ｎは複数の移動局の各々に対応するＩＦＦＴ入力ＩＤ信号Ｓ６６を示している。第１ＩＦＦＴ部８４ａは、ＩＦＦＴ入力データ信号Ｓ６２に対する高速フーリエ逆変換を実行してＩＦＦＴ出力データ信号Ｓ６３を生成する。同様に、第２ＩＦＦＴ部８４ｂは、入力されるＩＦＦＴ入力ＩＤ信号Ｓ６６に高速フーリエ逆変換を実行し、ＩＦＦＴ出力ＩＤ信号Ｓ６７を生成する。第１ＧＩ付加部８５ａは、第１ＩＦＦＴ部８４ａから供給されるＩＦＦＴ出力データ信号Ｓ６３にＧＩ（ガードインターバル）を付加してＧＩ付加後データ信号Ｓ６４を生成し、そのＧＩ付加後データ信号Ｓ６４を多重化部８６に提供する。第２ＧＩ付加部８５ａｂは、第２ＩＦＦＴ部８４ｂから供給されるＩＦＦＴ出力ＩＤ信号Ｓ６７にＧＩを付加してＧＩ付加後ＩＤ信号Ｓ６８を生成する。第２ＧＩ付加部８５ａｂは、そのＧＩ付加後ＩＤ信号Ｓ６８を多重化部６６に提供する。多重化部８６にはＧＩ付加後データ信号Ｓ６４とＧＩ付加後ＩＤ信号Ｓ６８とが供給されている。多重化部８６は、それらを時間多重して送信信号Ｓ６９として出力する。多重化部６６は、基地局２がデータを受信した上りリンクに続く下りリンクに対応するタイミングで送信信号Ｓ６９を出力する。
以下に、第２実施例におけるサブキャリアの構成について説明を行う。図１７Ａから図１７Ｃは、第２実施例におけるサブキャリアマッピングの構成を概念的に示す概念図である。図１７Ａから１７Ｃの各々は、異なるマッピング形式でサブキャリアマッピングが行われている状態を示している。図１７Ａは、各周波数チャネルが時間経過に対応して順番にマッピングされた場合のサブキャリアの構成を示している。図１７Ｂは、所定の数のキャリアに連続的に一つの周波数チャネルをマッピングした場合のサブキャリアの構成を示している。図１７Ｃは、図１６Ａと図１６Ｂとは異なるマッピングを行った場合のサブキャリアの構成を示している。また、これ以外のサブキャリアマッピングを行うことも可能である。
また、使用されるサブキャリは以下のようにして決定されてもよい。例えば、Ｗが周波数繰り返し数であり、ＴはＷで割り切れる整数であり、（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアは、１ＯＦＤＭシンボル内の合計Ｔ個のサブキャリアの中で、第ｙ＋Ｗ＊ｚ（ｚ＝０、１、・・・、Ｔ／Ｗ）番に位置するものである。このとき、特定ブロックで使用される第ｙ（ｙ＝０、１、・・・、Ｗ−１）周波数チャネルは、（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアからなる。また、（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアは、１ＯＦＤＭシンボル内の合計Ｔ個のサブキャリアの中で、第Ｔ／Ｗ＊ｙ＋１番から第Ｔ／Ｗ＊（ｙ＋１）番までの連続するＴ／Ｗ個のサブキャリアであってもよい。あるいは、（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアは、１ＯＦＤＭシンボル内の合計Ｔ個のサブキャリアの中で、他の周波数チャネルが使用するサブキャリアとの重なりがｑ（ｑ＝０、１、・・・、Ｔ／Ｗ）個以下となる条件でランダムに選択されたＴ／Ｗ個のサブキャリアであってもよい。
図１８は、第２の実施例における動作を示すフローチャートである。本発明の動作の理解を容易にするために、基地局２が、領域Ｒ２で第２周波数チャネルを使用して通信を行い、領域Ｒ４では、第１周波数チャネル〜第３周波数チャネルを使用して通信を行うものとする。図１８は、移動局１と基地局２との間での通信において、フレームが二つのブロックに分割される場合の動作を示している。
ステップＦ２１において、基地局２は、第ｎ（ｎは、任意の自然数）番目のフレームをいくつのブロックに分割するかを決定する、また、移動局１がどの状態の場合に、どのブロックで通信を実行するのかを判定するための閾値を決定する。以下の説明では、閾値が、移動局１と基地局２との間の物理的距離である場合を例に説明を行う。しかしながら、閾値は、移動局１と基地局２との距離に限定されるものではない。例えば、移動局１からの信号電力と他セルからの干渉電力の比であるＳＩＲを、通信品質距離として使用することも可能である。
ステップＦ２２において、基地局２は、決定されているブロック数に基づいてフレームを分割する。ここで、基地局２は、第１ブロックと第２ブロックとの二つのブロックに分割するものとする。ステップＦ２３において、基地局２は、分割されたブロックごとに、利用可能な周波数チャネルを決定する。また、基地局２は、そのブロックごとに、最大移動局数を決定する。ここで、第１ブロックには、前述の第１〜第３周波数チャネルが割当てられるものとし、第２ブロックには、第２周波数チャネルが割当てられるものとする。
ステップＦ２４において、基地局２は、セル内に存在する移動局１の中で、ブロック割当てが行われていない移動局１が存在しているか否かの点検を行う。ブロック割当てが行われていない移動局１が存在する場合、処理はステップＦ２５に進む。例えば、他のセルから一台の移動局１が自セルに移動してきた場合、ステップＦ２４における判断では“ＹＥＳ”と判断される。
ステップＦ２５において、ブロック割当てが行われていない移動局１が複数ある場合、基地局２から最も近い距離に位置する移動局１を選択する。
ステップＦ２６において、基地局２は、選択された移動局１からの受信信号に含まれる位置情報が閾値を超えているか否かを判断する。その判断の結果、閾値を超えている場合、基地局２は、その移動局１が領域Ｒ１に位置していると判断し、その移動局１と第２ブロックを用いて通信するようにブロックの割当てを実行する（ステップＦ２７）。その判断の結果、閾値を超えていない場合、基地局２は、その移動局１が領域Ｒ４に位置していると判断し、ステップＦ２８の処理を実行する。
ステップＦ２８において、基地局２は、現在時刻において、第１ブロックが割当てられている移動局１がセル内にいくつあるかを確認する。基地局２は、その確認に基づいて、第１ブロックが割当てられている移動局１の総数が、最大移動局数を超えているかどうかを判断する。その判断の結果、最大移動局数を超えている場合、基地局２は、領域Ｒ４に位置しているその移動局１に、第ｎ＋１番目のフレームの第１ブロックを割当てる（ステップＦ２９）。その判断の結果、最大移動局数を超えていなかった場合、基地局２は、その移動局１に第ｎ番目のフレームの第１ブロックを割当てる（ステップＦ３０）。
ステップＦ４０において、基地局２は、そのセル内の全ての移動局１に対するブロック割当てが完了したかどうかを判断する。その判断の結果、ブロック割当てが完了していない移動局１がセル内に存在している場合、処理はステップＦ２５に戻り、ブロック割当ての処理を実行する。セル内の移動局１に対するブロック割当て処理が完了している場合、動作を終了する。
尚、以上の例において、閾値が設定されて判断がおこなわれているが、テーブルが予め用意され、それを参照することにより判断が行われてもよい。
このように、第２の実施例における無線伝送システムでは、セル内の移動局１の位置に基づいて、高いスループットが得られるように周波数チャネルが割当てられることができる。従って、周波数利用効率を向上させることができる。また、上述の第１実施例と第２実施例とは、矛盾が発生しない範囲において、組合せて実行することが可能である。
本発明によると、基地局と移動局とで構成されているセルラー構成の無線伝送システムにおいて、セル間での干渉を防止しつつ周波数利用効率の高い無線伝送システムを構築することができる。
以上説明したように、本発明により、基地局と移動局との距離に応じて移動局の周波数繰り返し数を変化させることで、全ての移動局に対し同じ周波数繰り返しを行った場合と比較して、高いシステムスループットを実現するという効果が得られる。

Claims (20)

  1. セルエリア内に存在する複数の移動局と、
    上りリンクフレームと下りリンクフレームを複数のブロックに分割し、前記複数の移動局の各々に前記複数のブロックの特定の１つを割当て、前記各移動局に特定の周波数チャンネルを割当て、前記特定のブロックと前記特定の周波数チャンネルを前記各移動局に知らせる基地局とを備え、
    前記複数のブロックの長さは任意であり、前記複数のブロックの長さの和は前記フレームの長さと等しく、
    前記複数のブロックは、前記セルエリアを分割することにより得られる複数のサブエリアにそれぞれ対応し、
    他のセルエリアから最も多くの干渉を受ける前記複数のブロックのうちの１つが割当てられる前記移動局には複数の周波数チャンネルのうち単一の周波数チャネルが前記特定周波数チャンネルとして割当てられ、前記１つのブロック以外の前記複数のブロックのいずれかが割り当てられる前記移動局には、前記単一の周波数チャネルを含む前記１つ以上の周波数チャンネルのいずれかが割当てられる
    無線伝送システム。
  2. 請求項１に記載の無線伝送システムにおいて、
    前記上りリンクフレームは、前記下りリンクフレームと同じブロック構成を有する
    無線伝送システム。
  3. 請求項１又は２に記載の無線伝送システムにおいて、
    前記基地局は、前記各移動局の識別子と下りデータ信号とを前記特定のブロックの前記特定の周波数チャンネルを用いて前記各移動局へ送信し、
    前記各移動局は、前記識別子に基づいて前記特定のブロックと前記特定の周波数チャンネルを検出する
    無線伝送システム。
  4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の無線伝送システムにおいて、
    前記基地局は、前記基地局と前記各移動局との距離に基づいて、前記各移動局に前記特定ブロックを割当てる
    無線伝送システム。
  5. 請求項４に記載の無線伝送システムにおいて、
    前記各移動局は、その位置を測定して位置情報を生成し、前記基地局に送信し、
    前記基地局は、前記各移動局からの位置情報に基づいて前記距離を決定する
    無線伝送システム。
  6. 請求項４に記載の無線伝送システムにおいて、
    前記各移動局は、同じタイミングで既知のパイロット信号を前記基地局に送信し、
    前記基地局は、前記各移動局からの前記パイロット信号を受信して遅延プロファイルを生成し、前記遅延プロファイルから前記各移動局からの前記距離を決定する
    無線伝送システム。
  7. 請求項４に記載の無線伝送システムにおいて、
    前記各移動局は、遅延プロファイルを測定し、測定された遅延プロファイルを前記基地局に送信し、
    前記基地局は、前記各移動局からの前記遅延プロファイルを受信し、受信された遅延プロファイルから前記各移動局からの前記距離を決定する
    無線伝送システム。
  8. 請求項１乃至３のいずれかに記載の無線伝送システムにおいて、
    前記基地局は、前記各移動局からの信号電力と他セルからの干渉電力との比であるＳＩＲに基づいて、前記各移動局に前記特定ブロックを割当てる
    無線伝送システム。
  9. 請求項８に記載の無線伝送システムにおいて、
    前記各移動局は、既知のパイロット信号を前記基地局に送信し、
    前記基地局は、前記各移動局からの前記パイロット信号を受信して前記各移動局のＳＩＲを測定し、測定されたＳＩＲに基づいて、前記各移動局に前記特定ブロックを割当てる
    無線伝送システム。
  10. 請求項８に記載の無線伝送システムにおいて、
    前記各移動局は、ＳＩＲを測定し、測定されたＳＩＲを前記基地局に送信し、
    前記基地局は、前記各移動局からの前記ＳＩＲを受信し、受信されたＳＩＲに基づいて、前記各移動局に前記特定ブロックを割当てる
    無線伝送システム。
  11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の無線伝送システムにおいて、
    前記上りリンクフレームおよび前記下りリンクフレームは周波数多重化されている
    無線伝送システム。
  12. 請求項１乃至１０］のいずれかに記載の無線伝送システムにおいて、
    前記上りリンクフレームおよび前記下りリンクフレームは時間多重化されている
    無線伝送システム。
  13. 請求項１乃至１２のいずれかに記載の無線伝送システムにおいて、
    前記基地局は、前記複数のブロックの各々の最大移動局数を決定し、
    前記特定ブロックに割当てられる前記移動局の数が前記最大移動局数を越えるとき、最後に前記特定ブロックに割当てられた前記移動局を前記複数のブロックのうちの他のブロックに割当てる
    無線伝送システム。
  14. 請求項１乃至１３のいずれかに記載の無線伝送システムにおいて、
    前記基地局は、前記複数のブロックの各々の最大移動局数を決定し、
    前記特定ブロックに割当てられる前記移動局の数が前記最大移動局数を越えるとき、最後に前記特定ブロックに割当てられた前記移動局を現在のフレームではなく後の下りリンクフレームを割当てる
    無線伝送システム。
  15. 請求項１乃至１４のいずれかに記載の無線伝送システムにおいて、
    前記基地局が、無線伝送方式としてＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘ）を用い、前記特定周波数チャネルに従って、前記基地局により使用されるサブキャリアを指定する
    無線伝送システム。
  16. 請求項１５に記載の無線伝送システムにおいて、
    前記特定ブロックで使用される第ｙ（ｙ＝０、１、・・・、Ｗ−１）周波数チャネルは、（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアからなり、
    ここで、Ｗは周波数繰り返し数であり、ＴはＷで割り切れる整数であり、前記（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアは、１ＯＦＤＭシンボル内の合計Ｔ個のサブキャリアの中で、第ｙ＋Ｗ＊ｚ（ｚ＝０、１、・・・、Ｔ／Ｗ）番に位置するものである
    無線伝送システム。
  17. 請求項１５に記載の無線伝送システムにおいて、
    前記特定ブロックで使用される第ｙ（ｙ＝０、１、・・・、Ｗ−１）周波数チャネルは、（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアからなり、
    ここで、Ｗは周波数繰り返し数であり、ＴはＷで割り切れる整数であり、前記（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアは、１ＯＦＤＭシンボル内の合計Ｔ個のサブキャリアの中で、第Ｔ／Ｗ＊ｙ＋１番から第Ｔ／Ｗ＊（ｙ＋１）番までの連続するＴ／Ｗ個のサブキャリアである
    無線伝送システム。
  18. 請求項１５に記載の無線伝送システムにおいて、
    前記特定ブロックで使用される第ｙ（ｙ＝０、１、・・・、Ｗ−１）周波数チャネルは、（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアからなり、
    ここで、Ｗは周波数繰り返し数であり、ＴはＷで割り切れる整数であり、前記（Ｔ／Ｗ）個のサブキャリアは、１ＯＦＤＭシンボル内の合計Ｔ個のサブキャリアの中で、他の周波数チャネルが使用するサブキャリアとの重なりがｑ（ｑ＝０、１、・・・、Ｔ／Ｗ）個以下となる条件でランダムに選択されたＴ／Ｗ個のサブキャリアである
    無線伝送システム。
  19. 請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の無線伝送システムで使用される基地局。
  20. 上りリンクフレームと下りリンクフレームを複数のブロックに分割するステップと、
    複数の移動局の各々に前記複数のブロックのうちの１つの特定のブロックを割当てるステップと、
    前記各移動局に特定の周波数チャンネルを割当てるステップと、
    前記特定のブロックと前記特定の周波数チャンネルを前記各移動局に知らせるステップとを備え、
    前記複数の移動局は、セルエリア内に存在し、
    前記複数のブロックの長さは任意であり、前記複数のブロックの長さの和は前記フレームの長さと等しく、
    前記複数のブロックは、前記セルエリアを分割することにより得られる複数のサブエリアにそれぞれ対応し、
    前記特定の周波数チャンネルを割当てるステップは、
    他のセルエリアから最も多くの干渉を受ける前記複数のブロックのうちの１つが割当てられる前記移動局には複数の周波数チャンネルのうち単一の周波数チャネルを前記特定周波数チャンネルとして割当てることと、
    前記１つのブロック以外の前記複数のブロックのいずれかが割り当てられる前記移動局には、前記単一の周波数チャネルを含む前記１つ以上の周波数チャンネルのいずれかを割当てることを含む
    基地局の動作方法。
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