JP4893747B2

JP4893747B2 - 無線通信システム

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Publication number: JP4893747B2
Application number: JP2008542979A
Authority: JP
Inventors: 高義大出
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2006-11-10
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2026-11-10
Also published as: CA2668705A1; US20120122409A1; RU2012112837A; ES2661677T3; KR101089448B1; EP2081395B1; JPWO2008056425A1; KR20110054046A; EP2081395A1; KR20090087012A; RU2477013C2; EP2903318A1; CN101536386B; ES2656130T3; RU2496255C1; RU2556467C2; US20090213806A1; CA2668705C; RU2012151154A; US9326128B2

Description

本発明は、上りに使用する第１の周波数帯域幅及びその中心周波数、並びに下りに使用する第２の周波数帯域幅及びその中心周波数の両者または一方が可変である端末装置を用いた無線通信技術に関する。

近年、無線通信ではより高速な通信速度が要求されるようになっており、例えば携帯電話等の移動通信サービスでは、高速化の要求により、高速広帯域通信方式の検討が進められている。その一つの通信方式としてＷ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式が、３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）において、検討され標準化が進められている。

以下、Ｗ−ＣＤＭＡ方式を例として説明する。Ｗ−ＣＤＭＡシステムでは、携帯電話機や自動車電話機などの端末装置（ＵＥ：User Equipment）と、端末装置（以後「端末」と略す）と通信を行う基地局（ＮｏｄｅＢ）及び複数の無線基地局（以後「基地局」と略す）を制御する無線制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）で構成される（図５）。

上記Ｗ−ＣＤＭＡ方式では、ＦＤＤ（Frequency Division Duplex）またはＴＤＤ（Time Division Duplex）を用いより高速な通信速度を広帯域化によって実現させており、ＦＤＤモードでは上り／下りリンクに独立の周波数資源を割り当てている。上りリンク（uplink）に使用可能な周波数帯域（上り周波数帯域）、及び下りリンク（downlink）に使用可能な周波数帯域（下り周波数帯域）は法令（電波法等）によって規定されている。例えば、日本においてサービスが提供されている２ＧＨｚ帯の場合、それらの帯域幅は共に５．０ＭＨｚ一定であり、上りと下りの帯域の周波数差は１９０ＭＨｚで一定である。このため、Ｗ−ＣＤＭＡ方式を採用した無線通信システムでは、上り及び下り周波数帯域のうちの一方を選択すると、周波数差から他方を決定することができる。すなわち、端末には、下り周波数（帯域）を決定し通知すれば良い。

図１は、Ｗ−ＣＤＭＡシステムの仕様の一つである非特許文献３で規定されている基地局と端末間で送受信される周波数情報を説明する図である。図１に示すように、ＦＤＤモードにおいて、下り周波数情報（図中「ＵＡＲＦＣＮｄｏｗｎｌｉｎｋ（Ｎｄ）」と表記。ＵＡＲＦＣＮはUTRA Absolute Radio Frequency Channel Numberの略記である）の移動通信装置への通知は必須（ＭＰ）とされ、上り周波数情報（図中「ＵＡＲＦＣＮｕｐｌｉｎｋ（Ｎｕ）」と表記）はオプション（ＯＰ）とされている。周波数差が一定（固定）でない場合には、上り周波数情報の通知は必須（ＭＰ）となる。下り周波数は、無線制御装置が決定し、基地局を介して端末に通知される。

上り周波数を示す情報をＮｕ、下り周波数を示す情報をＮｄと表し、設定範囲が０から１６３８３であることから、これを表現するためには１４ビット必要である。よって、１４ビットの制御信号として端末に通知される。

これらの周波数情報Ｎｕ、Ｎｄは、非特許文献１で規定され以下の式で作成される。
Ｎｕ＝５×(Ｆ_UL−Ｆ_{UL_offset}) （１）
Ｎｄ＝５×(Ｆ_DL−Ｆ_{DL_offset}) （２）
ここで、Ｆ_UL、及びＦ_DLはそれぞれ決定された周波数、Ｆ_{UL_offset}及びＦ_{DL_offset}は図２にて規定されるオフセット周波数を表している。このため、図２は、周波数バンド毎の周波数差を説明する図であり、非特許文献１記載の表に、上り及び下り帯域の中心周波数と上りと下り周波数差の欄を追加したものである。

図２に表記の「ｉ」〜「ｉｘ」はそれぞれ周波数バンド番号を表している。それにより図２は、周波数バンド毎に、アップリンク（ＵＬ：端末（ＵＥ）から基地局（ＮｏｄｅＢ）に送信されるリンク）、ダウンリンク（ＤＬ：端末に基地局から送信されるリンク）にそれぞれ割り当てられた帯域、及びそれら帯域間の周波数差を示している。

上式を用いて、上り周波数が１９２２．４ＭＨｚ、下り周波数が２１１２.４ＭＨｚの場合の周波数情報Ｎｕ、Ｎｄ算出すると以下となる。
Ｎｕ＝５×(Ｆ_UL−Ｆ_{UL_offset})＝５×(１９２２．４−０)＝９６１２（３）
Ｎｄ＝５×(Ｆ_DL−Ｆ_{DL_offset})＝５×(２１１２．４−０)＝１０５６２（４）
Ｗ−ＣＤＭＡ方式では、端末の性能（端末性能）をカテゴリで分けている。ここで端末性能とは、同時通信可能な無線チャネル数など通信を行う上で必須の情報である。この情報を用いて複数のカテゴリに分類することにより、簡易に管理することを目的としている。例えば、図３は非特許文献３に記載されたＨＳＤＰＡ（High-Speed Downlink Packet Access）方式における従来のカテゴリ分けを説明する図、図４は非特許文献３に記載されたＨＳＵＰＡ（High-Speed Uplink Packet Access）方式におけるカテゴリ分けを説明する図である。ＨＳＤＰＡ、及びＨＳＵＰＡは共に、Ｗ−ＣＤＭＡをより高速化させたものである。図３では、カテゴリ毎に、一度に受信可能な最大のＨＳ−ＤＳＣＨ（High-Speed Downlink Shared CHannel）数、間欠受信する最小の伝送時間間隔（Minimum inter-TTI interval）、ＨＳ−ＤＳＣＨ送信ブロックの最大ビット数、ソフトチャネルの総ビット数が定められていることを示している。図４では、カテゴリ毎に、一度に送信可能な最大のＥ−ＤＣＨ（Enhanced-Dedicated CHannel）数、最小ＳＦ（Spreading Factor）、サポートするＥ−ＤＣＨの伝送時間間隔（ＴＴＩ）（ＴＴＩは１０、及び２ｍｓ）、１０ｍｓのＴＴＩで送信されるＥ−ＤＣＨ送信ブロックの最大ビット数、２ｍｓのＴＴＩで送信されるＥ−ＤＣＨ送信ブロックの最大ビット数が定められていることを示している。

上記のようにカテゴリは、基地局と端末間の通信を適切に行うために必要不可欠な情報である。このため、カテゴリ情報（例えばカテゴリ番号）または端末性能情報は端末から基地局側に通知される。その通知は、送信相手を選択し送信方法を決定するスケジューリングに反映される。

最近では、実際に使用する上り周波数帯域幅（以降「上り帯域幅」）と下り周波数帯域幅（以降「下り帯域幅」）は異なるだけでなく、端末性能によっては可変とする通信システムが提案されている。例えば３ＧＰＰにおいて仕様化が検討されているＥ３Ｇ（Evolved 3G。Ｓ３Ｇ（Super 3G）とも称される）システムを挙げることができる。

このＥ３Ｇシステムにおける、上りと下りの周波数差は、各帯域幅の割り当てや、各帯域の中心周波数に依存して変化する。そのため、従来のＷ−ＣＤＭＡシステムとは異なり、下り周波数の選択により上り周波数を自動的に選択できない。即ち、上り周波数、下り周波数の設定を別々に実施しなければならないため、必要な制御情報が多くなって制御がより複雑化し、基地局側は上り周波数、下り周波数の各制御情報を端末に通知しなければならない。

上記周波数設定は、伝搬環境やスケジューリング等により通信中でも変更される可能性があるため、周波数設定を高速に行う必要がある。周波数設定を高速に行うためには、送受信する制御情報の数をより少なくする、周波数情報（制御情報）はより少ないビット数で通知する、及び制御をより簡単化する、のうちの少なくとも一方を実現させることが重要と考えられる。従来では、（１）、（２）式により得られる周波数情報Ｎｕ、Ｎｄの通知にはそれぞれ１４ビット必要であることから、より少ないビット数でそれらの周波数情報Ｎｕ、Ｎｄを端末側に通知できるようにすることも重要視すべきと考えられる。
特開２００５−３４１４３２号公報特開２０００−６９５４４号公報特開２０００−１７５２５４号公報３ＧＰＰＴＳ２５．１０１Ｖ７．４．０（２００６−０６）３ＧＰＰＴＳ２５．３０６Ｖ６．８．０（２００６−０６）３ＧＰＰＴＳ２５．３３１Ｖ６．１０．０（２００６−０６）

本発明は、無線通信（移動通信）における周波数設定を高速に行えるようにするための技術を提供することを目的とする。
本発明の第１、及び第２の無線通信システムは共に、無線端末装置（以下「端末」）との間で通信を行うためのものであり、それぞれ以下の手段を具備する。

第１の態様の無線通信システムは、無線基地局装置と無線端末装置との間で使用可能な送信周波数帯域幅及び受信周波数帯域幅の少なくとも一方を用いて端末カテゴリを特定するカテゴリ特定手段を具備する。

第２の態様の無線通信システムは、無線基地局装置と無線端末装置との間で使用可能な送信周波数と受信周波数との差を用いて端末カテゴリを特定するカテゴリ特定手段を具備する。

本発明では、端末から端末カテゴリと関連付けた端末性能情報を送信させることにより、無線通信システム側で端末カテゴリを特定し、特定した端末カテゴリに基づいて、端末との間の回線設定を行うと共に、その回線設定に応じた制御信号（情報）をその端末に送信させる。その回線設定（無線通信における周波数設定）は、端末カテゴリと関連付けた１つ以上の設定項目での設定可能範囲を限定させた形で行わせる。そのように限定させることで、周波数設定はより簡易化される。そのため、周波数設定自体、より高速に行えるようになる。これは、スケジューリングの実施に伴う周波数設定を行う場合も同様である。端末性能情報は、上記設定項目のうちの少なくとも一つの内容を示す情報であり、例えば端末が受信可能な周波数帯域幅（送信周波数帯域幅）、及び端末が送信可能な周波数帯域幅（受信周波数帯域幅）の少なくとも一方、或いは端末が送受信可能な周波数の差（送信周波数と受信周波数の差）を採用することができる。

基地局と端末間で従来、送受信される周波数情報を説明する図である。周波数バンド毎の周波数差を説明する図である。ＨＳＤＰＡ（High-Speed Downlink Packet Access）方式における従来のカテゴリ分けを説明する図である。ＨＳＵＰＡ（High-Speed Uplink Packet Access）方式における従来のカテゴリ分けを説明する図である。第１の実施の形態による無線通信システムの構成を示す図である。第１の実施の形態による無線通信システムを利用可能な端末に搭載される無線通信装置の構成図である。第１の実施の形態による無線通信システムを利用可能な端末に搭載される無線通信装置の装置設定制御部の構成図である。第１の実施の形態による無線通信システムを構成する基地局に搭載される無線通信装置の構成図である。第１の実施の形態による無線通信システムを構成する基地局に搭載される無線通信装置の回路設定部の構成図である。第１の実施の形態における端末カテゴリに関連付けした端末性能情報を説明する図である。第１の実施の形態による無線通信システムを利用可能な端末に搭載される無線通信装置の変形例の構成図である。第２の実施の形態による無線通信システムを利用可能な端末に搭載される無線通信装置の構成図である。第２の実施の形態による無線通信システムを構成する基地局に搭載される無線通信装置の構成図である。第４の実施の形態による無線通信システムを利用可能な端末に搭載される無線通信装置の構成図である。第４の実施の形態による無線通信システムを構成する基地局に搭載される無線通信装置の構成図である。サブキャリアに対するナンバリング例を示す図である。サブキャリアのグループ分けを説明する図である。第１の実施の形態における端末カテゴリに関連付けした端末性能情報の変形例を説明する図である。使用周波数帯域を移動させる様子を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
＜第１の実施の形態＞
図５は、第１の実施の形態による無線通信システムの構成を示す図である。その無線通信システムは、例えばＥ３Ｇに対応、つまりＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）に対応の移動通信サービスを実現させるためのものである。図５に示すように、移動端末装置（ＵＥ：User Equipment。以降「端末」と略記）５２と通信を行う無線基地局（ＮｏｄｅＢ。以降「基地局」と略記）５１が複数、配置され、複数の基地局５１を無線制御装置（ＲＮＣ：Radio Network Controller）５３により制御するようになっている。

図６は、上記端末に搭載された無線通信装置の構成図である。無線通信装置は図６に示すように、アンテナ６１、２つの無線部６２、及び６３、符号化・変調部６４、復調・復号部６５、端末性能情報を格納した端末性能情報記憶部６６、端末情報信号作成部６７、制御信号抽出部６８、及び装置設定制御部６９、を備えている。以降は、端末性能情報にも格納先を明確にするために「６６」を付して表記する。

送信の対象となる送信データは、符号化・変調部６４によって符号化され、変調される。変調によって得られたＲＦ信号が無線部６２を介してアンテナ６１から送信される。
一方、アンテナ６１によって受信されたＲＦ信号は、無線部６３によって、選択された周波数帯域幅の信号分のみ抽出され、復調・復号部６５に送られる。復調・復号部６５は、無線部６３からのＲＦ信号を復調し、復号し、得られたデータを受信データとして出力する。

図７は、上記装置設定制御部の構成図である。図７に示すように、装置制御部６９は、変復調方法・符号化復号方法算出部７１、送受信周波数算出部７２、送受信帯域幅算出部７３、復調方法・復号方法設定部７４、受信使用周波数設定部７５、受信使用帯域幅設定部７６、送信使用帯域幅設定部７７、送信使用周波数設定部７８、及び変調方法・符号化方法設定部７９を備えている。

図８は、上記基地局に搭載される無線通信装置の構成図である。図８に示すように、通信装置は、アンテナ８１、２つの無線部８２、及び８３、復調・復号部８５、符号化・変調部８４、端末情報抽出部８６、及び制御信号作成部８８、を備えている。回線設定部８７、及び端末カテゴリ設定部１０１は、基地局５１側（無線通信システム側）に用意されるが、基地局５１、及び無線制御装置５２の何れに搭載されていても良いものである。本実施の形態による無線通信システムは、図８に示す無線通信装置を用意することで実現される。

送信の対象となる送信データは、符号化・変調部８５によって符号化され、変調される。変調によって得られたＲＦ信号が無線部８３を介してアンテナ８１から送信される。
一方、アンテナ８１によって受信されたＲＦ信号は、無線部８３によって、選択された周波数帯域幅毎に抽出され、復調・復号部８４に送られる。復調・復号部８４は、無線部８４からのＲＦ信号を復調し、復号する。それによって得られたデータを受信データとして出力する。

図９は、上記回線設定部の構成図である。図９に示すように、その回線設定部８７は、変復調方法・符号化復号方法算出部９１、送受信周波数算出部９２、送受信帯域幅算出部９３、復調方法・復号方法設定部９４、送信使用周波数設定部９５、送信使用帯域幅設定部９６、受信使用帯域幅設定部９７、受信使用周波数設定部９８、及び復調方法・復号方法設定部９９を備えている。

上記端末５２はＥ３Ｇに対応の端末カテゴリにより分類されるものである。実際に使用する上り周波数帯域幅（以降「上り帯域幅」）と下り周波数帯域幅（以降「下り帯域幅」）を別々に設定可能である。上り周波数帯域、下り周波数帯域はそれらの帯域幅に依存して変化することから、各帯域幅の情報の他に、帯域毎にその帯域を示す情報が必須となる。結果、各帯域幅が一定の場合と比較して、必要な制御情報は多くなり、制御は複雑化する。本実施の形態では、その制御の複雑化を以下のようにして抑えている。帯域を示す情報として、ここでは便宜的に、その帯域の中心周波数を想定することとする。その情報は、周波数帯域を特定可能であれば別のもの、例えば最小、或いは最大の周波数であっても良い。

図１０は、本実施の形態における端末カテゴリに関連付けした端末性能情報を説明する図である。
本実施の形態では、図１０に示すように、端末カテゴリに関連付けて、変調方式、下り帯域幅、上り帯域幅、及びそれら帯域間の最大周波数差を定めている。端末５２には、変調方式、上り帯域幅、下り帯域幅、及び最大周波数差のうちの少なくとも一つを端末性能情報６６として用意し、その情報６６を端末情報信号作成部６７により送信データ（端末情報信号）に変換して、予め定めたチャネルを用いて基地局５１に送信する。ここでは便宜的に、図１０に示す情報を総合端末カテゴリ情報と呼ぶことにする。

図１０に示すように関連付けた各情報の内容数は、変調方式では２つ、上り／下り帯域幅、及び最大周波数差ではそれぞれ３つである。このため、変調方式の端末性能情報６６は１ビットの情報として送信することが可能である。他の情報では、それぞれ２ビットの情報として送信することが可能である。

図７に示すように、復調・復号部６５は、復調部６５ａ、及び復号部６５ｂを備え、符号化・変調部６４は、変調部６４ａ、及び符号化部６４ｂを備えている。端末性能情報６６は、装置設定制御部６９を構成する各算出部７１〜３に送られる。それにより、変復調方法・符号化復号方法算出部７１は、端末性能情報６６から、復調方法、復号方法を決定し、復調方法・復号方法設定部７４を介して復調部６５ａ、及び復号部６５ｂを制御すると共に、変調方法、符号化方法を決定し、変調方法・符号化方法設定部７９を介して変調部６４ａ、符号化部６４ｂを制御する。同様に、送受信周波数算出部７２は、下り周波数（受信使用周波数（使用する下り周波数帯域の中心周波数））、及び上り周波数（送信使用周波数（使用する上り周波数帯域の中心周波数））を算出する。下り周波数算出結果を基に受信使用周波数設定部７５において、受信無線部６３内部にあるローカル発振器の発振周波数の設定信号を作成し、受信無線部６３を制御する。同様に上り周波数算出結果を基に、送信使用周波数設定部７８において、送信無線部６２内部にあるローカル発振器の発振周波数の設定信号を作成し、無線部６２を制御する。送受信帯域幅算出部７３は、制御信号から、下り帯域幅、及び上り帯域幅を算出する。算出した受信帯域幅を基に、受信使用帯域幅設定部７６は、受信無線部６３内部のフィルタ及び復調部６５ａ内部のフィルタの設定信号を算出し、受信無線部６３と復調部６５ａの制御を行う。更に、復調部内部６５ａ内部のＦＦＴの設定信号を算出し、復調部６５ａの制御を行う。同様に算出した送信帯域幅を基に、送信使用帯域幅設定部７８において、送信無線部６２内部のフィルタ及び変調部６４ａ内部のフィルタの設定信号を算出し送信無線部６２と変調部６４ａの制御を行う。更に、変調部６４ａ内部のＦＦＴ部の設定信号を算出し、変調部６４ａの制御を行う。

図８に示すように、端末情報信号作成部６７を介して基地局５１に送信された端末性能情報６６は、受信されて復調・復号され、復調・復号部８４から受信データとして出力される。端末情報抽出部８６は、その受信データ中に存在する端末性能情報６６を抽出し、端末カテゴリ設定部１０１に送る。その設定部１０１は、例えば図１０に示すような総合端末カテゴリ情報を格納した記憶部を備えている。このため、抽出された端末性能情報６６を用いて総合端末カテゴリ情報を参照することにより、その端末性能情報６６を送信した端末５２が属する端末カテゴリを特定し、その結果を回線設定部８７に通知する。回線設定部８７は、通知された端末カテゴリに従って、その端末５２を対象とした回線設定を行うと共に、その端末５２に送信すべき制御情報を制御信号作成部８８に通知することにより、制御信号を作成させて送信させる。

図９に示すように、符号化・変調部８５は、変調部８５ａ、及び符号化部８５ｂを備え、復調・復号部８４は、復調部８４ａ、及び復号部８４ｂを備えている。回線設定部８７は、基本的には図７に示す装置設定制御部６９と同様の構成となっている。端末カテゴリ設定部１０１が特定した端末カテゴリは、回線設定部８７を構成する各算出部９１〜３に送られる。それにより、変復調方法・符号化復号方法算出部９１は、端末カテゴリから、変調方法、符号化方法を決定し、変調方法・符号化方法設定部９４を介して符号化部８５ａ、及び変調部８５ｂを制御すると共に、復調方法、復号方法を決定し、復調方法・復号方法設定部９９を介して復調部８４ａ、復号部８４ｂを制御する。同様に、送受信周波数算出部９２は、下り周波数（受信使用周波数（使用する下り周波数帯域の中心周波数））、及び上り周波数（送信使用周波数（使用する上り周波数帯域の中心周波数））をそれぞれ決定することにより、送信使用周波数設定部９５を介して無線部８３を制御し、受信使用周波数設定部９８を介して無線部８２を制御する。送受信帯域幅算出部９３は、下り帯域幅、及び上り帯域幅をそれぞれ決定することにより、送信使用帯域幅設定部９６を介して無線部９３及び変調部８５ａを制御し、受信使用帯域幅設定部９７を介して無線部８２及び復調部８４ａを制御する。

各算出部９１〜３はそれぞれ、決定した内容を示す情報を制御情報として制御信号作成部８８に通知する。それにより、通信に必要な制御情報を端末５２に送信する。
図７に示すように、基地局５１から送信された制御情報は、受信されて復調・復号され、復調・復号部６５から受信データとして出力される。制御信号抽出部６８は、その受信データ中に存在する制御情報を抽出し、装置設定制御部６９に送る。それにより、制御情報を受信した以降、装置設定制御部６９は、その制御情報に従って各部を制御する。

以上のように本実施の形態では、端末カテゴリに、本来、含まれていない情報を関連付け、関連付けた情報を回線設定に反映させている。関連付ける情報の内容は、端末カテゴリによる分類を逸脱しないものに限定している。このため、端末の管理はより容易化し、その制御はより簡単化される。この結果、回線設定等の周波数設定もより高速に行える。

なお、本実施の形態では、端末性能情報６６を基地局５１に送信しているが、端末性能情報６６の代わりに端末カテゴリを通知しても良い。その通知は、例えば図１１に示すように、端末性能情報６６から端末カテゴリを特定・設定する端末カテゴリ設定部１１１を用意し、その設定部１１１に端末情報信号作成部６７、及び装置設定制御部６９を対応させることで実現できる。

ところで、上り／下りの帯域幅の組み合わせは多数、存在する。例えば、上り帯域幅として１．２５ＭＨｚ、２．５ＭＨｚ、及び５．０ＭＨｚを想定し、下り帯域幅として５．０ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、及び２０ＭＨｚを想定し、システム全体の帯域幅を下り２０ＭＨｚ、上り５ＭＨｚと想定した場合２ＧＨｚ帯では、組み合わせ数は以下のように６３通りとなる。

４×（４＋２＋１）＋２×（４＋２＋１）＋１×（４＋２＋１）＝９×７＝６３
日本では、図２に示すように、使用可能周波数帯域が３つある。このため、帯域数を考慮すると、組み合わせ数は１８９（＝６３×３）通りとなる。全ての組み合わせを認識できるようにカテゴリ分けを行うと、カテゴリ数が非常に多くなり、その管理も煩雑となり、必要な制御情報の数の増大を招くことになる。これを回避するために、本実施の形態では図１０に示すようなカテゴリ分けに抑えている。なお、上記の式における「４」「２」及び「１」はそれぞれ、例えば上り帯域幅では１．２５ＭＨｚでは４つの位置、２．５ＭＨｚでは２つの位置、及び５．０ＭＨｚでは１つの位置を取ることが可能なことを意味している。

無線技術の一つにＭＩＭＯがある。そのＭＩＭＯは「Multiple Input Multiple Output」の略称であり、複数のアンテナでデータの送信／受信を行うものである。このことから、端末カテゴリに関連付ける情報として、図１８に示すように、ＭＩＭＯを用いた送信が可能か否かを示すＭＩＭＯ送信情報、ＭＩＭＯを用いた受信が可能か否かを示すＭＩＭＯ受信情報のうちの少なくとも一方をＭＩＭＯ情報として加えても良い。或いは他の情報の代わりとして加えても良い。
＜第２の実施の形態＞
移動体通信では、移動体（端末）が異なる基地局がカバーするエリアに移動することがある。そのような移動に対応するためにハンドオーバが実施される。ハンドオーバ実施時には、周波数資源、つまり上り／下り周波数、それらの帯域幅のうちの少なくとも一つの割り当てを変更する場合がある。第２の実施の形態は、そのハンドオーバ実施時における周波数資源の割り当てを変更するために送受信する制御情報のビット数をより抑えるようにしたものである。

ハンドオーバ実施時には、端末は既に１つ以上の基地局と通信を行っている。つまり上り／下りの周波数や、それらの帯域幅が既に割り当てられている。第２の実施の形態は、そのことに着目し、制御情報に必要なビット数を削減して、その送信に要する時間をより短縮するようにしたものである。

第２の実施の形態における端末、及び基地局の構成は基本的に第１の実施の形態と同じである。このため、第１の実施の形態と同じ、或いは基本的に同じものには第１の実施の形態で付した符号をそのまま用いて、第１の実施の形態から異なる部分にのみ着目する形で説明する。

図１２は、第２の実施の形態における端末に搭載される無線通信装置の構成図である。図１２に示すように、第１の実施の形態における構成に加えて、基地局５１毎に受信データから受信電界強度を測定する受信電界強度測定部１２１、及びその測定部１２１による測定結果を基地局５１側に通知するための受信電界強度情報作成部１２２を更に備えている。その作成部１２２により、測定結果が受信電界強度情報として基地局５１に送信される。第２の実施の形態による無線端末装置は、端末５２に図１２に示す無線通信装置を搭載させることによって実現されている。これは後述する他の実施の形態でも同様である。

一方、基地局５１側は、図１３に示すように、第１の実施の形態における構成に加えて、端末５２から受信した受信電界強度情報を受信データ中から抽出するための受信電界強度情報抽出部１３１、及びその抽出部１３１が抽出した受信電界強度情報によりハンドオーバ実施の必要性を判断するハンドオーバ制御部１３２を備えている。

ハンドオーバ制御部１３２は、基地局５１、或いは無線制御装置５３に用意されるものである。端末５２から基地局５１毎に送信された受信電界強度情報を参照することで、ハンドオーバの必要性を判断し、その判断結果を回線設定部８７に通知する。通知を基に受信電界強度が最も大きい基地局５１に端末５２との通信を行わせる。このことから回線設定部８７は、ハンドオーバの必要性が通知された場合に、通信を行うべき端末５２との回線設定を行う。その端末５２の端末性能情報６６を用いて端末カテゴリを特定し回線を設定する。その回線設定の内容が前のものと異なれば、端末５２に送信すべき制御情報を制御信号作成部８８に送り、制御信号を送信する。

その制御信号としては、以下を送信させる。
下り周波数を示す情報をＮｄとすると、その下り周波数情報Ｎｄは前述の（２）の式により作成する。

同様に、上り周波数を示す情報をＮｕとすると、その上り周波数情報Ｎｕは、下り周波数Ｆ_DL、及び決定された上り周波数Ｆ_ULを用いて次式により作成する。
Ｎｕ＝５×(Ｆ_DL−Ｆ_UL) （５）
下り周波数情報Ｎｄは、上述したように１４ビット必要である。しかし、上り周波数情報Ｎｕは、図２中、上り／下りの周波数差が最大の４９０ＭＨｚとなる周波数バンド番号ｉｖのＵＭＴＳ１．７／２．１の場合でも、
Ｎｕ＝５×４９０＝２４５０
となることから、１２ビットで表現することができる。このため、上り周波数情報Ｎｕを（２）式により作成する場合と比較して、ビット数を削減することができる。その削減により、回線設定等に伴う周波数設定もより高速に行えるようになる。それらの周波数情報Ｎｕ、Ｎｄは、送受信周波数算出部９２が算出する。

上り／下り周波数情報Ｎｕ、Ｎｄは、制御信号として端末５２に送信され、制御信号抽出部６８によって抽出される。装置設定制御部６９は、上り／下り周波数情報Ｎｕ、Ｎｄから上り周波数Ｆ_ULを算出し、その算出後に、下り周波数Ｆ_DLを算出する。それにより、基地局５１から送信された制御信号に従った設定を行う。それら周波数Ｆ_UL、Ｆ_DLの算出は、図７の送受信周波数算出部７２が行う。

なお、本実施の形態では、下り周波数情報Ｎｄとして、（５）式により作成される情報を上り周波数情報Ｎｕと共に送信するようにしているが、その逆としても良い。つまり上り周波数情報Ｎｕを（２）式と類似の式を用いて作成し、下り周波数情報Ｎｄを（５）式と類似の式を用いて作成するようにしても良い。また、基地局側が上り／下り周波数のうちの一方を決定して端末５２に通知し、端末５２が他方を図１０に示すような総合端末カテゴリ情報を参照して決定し通知するようにさせても良い。
＜第３の実施の形態＞
上記第１、及び第２の実施の形態では、上り及び下り周波数のうちの少なくとも一方を直接的に基地局５１から端末５２に通知するようにしている。これに対し第３の実施の形態は、予め基準として上り及び下り周波数のうちの少なくとも一方を定め、その定めた基準の周波数を用いて上り及び下り周波数を通知するようにして、制御情報（信号）の送信に必要なビット数をより削減するようにしたものである。

第３の実施の形態における端末、及び基地局の構成は基本的に第１の実施の形態と同じである。このため、第１の実施の形態と同じ、或いは基本的に同じものには第１の実施の形態で付した符号をそのまま用いて、第１の実施の形態から異なる部分にのみ着目する形で説明する。ここでは、図２に示すように上り／下りの各周波数帯域、及び帯域間の周波数差が定められている場合を例にとって説明する。

基地局５１側の回線設定部８７では、回線使用状況等を考慮して、端末５２に割り当てる下り周波数を決定する。この際、予め定められた周波数バンド番号、或いはその中心周波数と、その中心周波数と実際に決定された上り及び下り周波数との間の差のうちの少なくとも一方と、を用いて制御信号を作成する。その中心周波数は基準として用いられるものであることから以降「基準周波数」と呼ぶことにする。

１〜９の周波数バンド番号は４ビットで表現可能である。基準周波数と上り周波数との間の差は、最大システム帯域幅として７０ＭＨｚを想定したとしても、８ビットで表現可能である。これは、例えば基準周波数をｆ_{S_DL}、決定された下り周波数をｆ_DL、その差を示す下り周波数情報をＮｄとし、その周波数情報Ｎｄを次式により作成するような場合である。

Ｎｄ＝２×（ｆ_{S_DL}−ｆ_DL）（６）
このようなことから、下り周波数を示す制御情報は合計１２ビットで表現することができる。このため、その制御情報をより少ないビット数で送信することができる。その結果、周波数設定もより高速に行えることとなる。

実際には、ＵＭＴＳ８００（周波数バンド番号ｖｉ）を基準にし、８７７．５ＭＨｚを中心周波数とする下り周波数帯域を決定した場合、基準周波数は中心周波数の８８０ＭＨｚとし、８７７．５ＭＨｚとの差分である２．５ＭＨｚを用いて制御情報を作成すると、バンド番号が６は“０１１０”と表現でき、２．５ＭＨｚは（６）式より“００００００１０１”となるから、“０１１０００００００１０１”となる。

なお、本実施の形態では、バンド番号＋基準周波数の差、により制御情報を作成するようにしているが、その順序は逆としても良い。また、その差は、基準周波数と下り周波数の間の差としているが、基準周波数と上り周波数の間の差としても良い。その差は、周波数情報をＮｕ、上りの基準周波数をｆ_{S_UL}、決定された上り周波数をｆ_ULとすると、例えば
Ｎｕ＝２×（ｆ_{S_UL}−ｆ_UL）（７）
により作成すれば良い。そのような周波数情報Ｎｄ、Ｎｕは何れも必要とするビット数をより削減できることから、何れを送信させても良い。基準とする周波数バンドの番号、或いは基準周波数については、記憶装置に予め格納させるようにしても良い。
＜第４の実施の形態＞
移動体（無線）通信では、送信相手を選択し送信方法を決定するスケジューリングが行われるのが普通である。第４の実施の形態は、そのスケジューリングに対応するようにしたものである。

第４の実施の形態における端末、及び基地局の構成は基本的に第１の実施の形態と同じである。このため、上記第２及び第３の実施の形態と同様に、第１の実施の形態と同じ、或いは基本的に同じものには第１の実施の形態で付した符号をそのまま用いて、第１の実施の形態から異なる部分にのみ着目する形で説明する。

図１４は、第４の実施の形態における端末に搭載される無線通信装置の構成図である。図１４に示すように、第１の実施の形態における構成に加えて、基地局５１から送信されるパイロット信号の受信により、送信電力及び干渉電力を測定し、ＳＩＲを算出してＣＱＩ（Channel Quality Indicator）を測定するＣＱＩ測定部１４１、及びその測定結果を基地局５１に送信するためのＣＱＩ作成部１４２を更に備えている。その作成部１４２により、ＣＱＩの測定結果がＣＱＩ情報として基地局５１に送信される。その送信は、ＨＳ−ＤＰＣＣＨ (Dedicated Physical Control CHannel(uplink) for HS-DSCH）上で行われる。

一方、基地局５１側は、図１５に示すように、第１の実施の形態における構成に加えて、端末５２から受信したＣＱＩ情報を受信データ中から抽出するためのＣＱＩ情報抽出部１５１、及びその抽出部１５１が抽出したＣＱＩ情報を用いてスケジューリングを行うスケジューラ部１５２を更に備えている。

スケジューラ部１５２は、ＣＱＩ情報抽出部１５１が端末５２毎に抽出したＣＱＩ情報を参照して、送信対象とする端末５２を選択すると共に、変調方式、符号化率、データ長、帯域幅、使用周波数を端末カテゴリから選択する。その端末カテゴリは、端末５２から端末情報信号として基地局５１側に通知されるか、或いは端末５２が送信した端末性能情報６６により端末カテゴリ設定部１０１から通知される。その選択結果を制御信号作成部８８に伝達することにより、制御信号として対応する端末５２に送信する。そのように端末カテゴリ（端末性能情報６６）により端末５２を管理するため、第１の実施の形態と同様に、制御は簡易化される。その簡易化により、周波数設定もより高速に行えるようになる。
＜第５の実施の形態＞
ＯＦＤＭＡでは、周知のように、すべてのサブキャリアを全ユーザ（端末５２）が共有し、各ユーザにとって伝送特性のよいサブキャリアを割り当てることにより、周波数利用効率を改善することができる。第５の実施の形態は、サブキャリアに着目して制御情報の作成を行うようにしたものである。

第５の実施の形態における端末、及び基地局の構成は基本的に第１の実施の形態と同じである。このため、上記第２〜第４の実施の形態と同様に、第１の実施の形態と同じ、或いは基本的に同じものには第１の実施の形態で付した符号をそのまま用いて、第１の実施の形態から異なる部分にのみ着目する形で説明する。

図１６は、サブキャリアに対するナンバリング例を示す図である。本実施の形態では、図１６に示すように、周波数が低くなる程、小さい数の番号をサブキャリアに割り当てている。周波数が最低のサブキャリアに割り当てる番号は１である。ここでは、基地局５１側、及び端末５２はサブキャリア番号、その番号が割り当てられたサブキャリアの周波数、及びサブキャリア帯域幅は予め共有していることを前提としている。

基地局５１側の回線設定部８７は、例えば端末５２から受信した端末性能情報６６により特定される端末カテゴリを用いて総合端末カテゴリ情報（図１０）を参照し、割り当てる上り及び下り帯域幅、上り及び下り周波数等、つまりグループを決定する。この際、例えば決定した下り周波数からグループの中心に位置するサブキャリアの番号を特定し、下り帯域幅からサブキャリア数を特定する。サブキャリア番号、及びサブキャリア数の特定は、上り周波数、及び上り帯域幅のときも同様に行われる。そのようにして特定されるサブキャリア番号、及びサブキャリア数を制御情報として制御信号作成部８８に通知し送信させる。サブキャリア番号の特定は、送受信周波数算出部９２が行い、サブキャリア数の特定は、送受信帯域幅算出部９３が行う。

一方、端末５２の制御信号抽出部６８は、基地局５１から受信した制御情報（信号）を受信データ中から抽出して装置設定制御部６９に通知する。その制御信号中のサブキャリア番号、及びサブキャリア数はそれぞれ送受信周波数算出部７２、及び送受信帯域幅算出部７３に送られる。それにより、送受信周波数算出部７２は、サブキャリア番号に対応する周波数を算出し、送受信帯域幅算出部７３は、サブキャリア数に対応する帯域幅を算出する。

このようなサブキャリア番号、及びサブキャリア数を制御情報（信号）として採用することにより、サブキャリア単位の資源の割り当てを任意に行うことができる。サブキャリア番号、及びサブキャリア数の表現に必要なビット数は全サブキャリア数に依存する。しかし、サブキャリア番号、及びサブキャリア数により周波数、帯域幅を個別に管理可能なことから、制御は簡単なものとすることができる。それにより、周波数設定もより高速に行えることとなる。

なお、本実施の形態では、サブキャリア番号とサブキャリア数の組み合わせを制御信号として送信するようにしているが、別の組み合わせとしても良い。例えばサブキャリア番号の代わりにその周波数を採用しても良い。或いは、第３の実施の形態のように、基準周波数を予め定め、その基準周波数との差を採用しても良い。他には、図１７に示すように、複数のサブキャリアをグルーピングし、各グループに固有の番号を割り当て、例えばサブキャリア番号とグループ番号の組み合わせを制御信号として送信するようにしても良い。各グループに割り当てた周波数帯域幅、及びその周波数軸上の位置は普通、固有のものであるから、グループ番号のみを制御信号として送信させても良い。そのグループ番号のみを通知したとしても、グループ毎に周波数帯域幅、及びその位置を特定するための情報を端末５２側に用意することにより、端末５２はグループ情報から対応する周波数帯域幅、及びその位置を特定することができる。このようなことから、制御信号として採用する情報は各種の変形を行うことができる。その制御信号の送信は、回線設定時に行っても良いが、スケジューリングによって送信する端末が決まった場合に行うようにしても良い。
＜第６の実施の形態＞
移動体通信では、回線設定時やハンドオーバ時のセル選択、及び待受時の同期は、基地局で使用可能な帯域幅の中心周波数を用いて行う場合がある。この際、基地局から共通パイロット信号を伝送するＣＰＩＣＨ（Common Pilot Channel）、同期信号を伝送するＳＣＨ（Synchronization CHannel）、待受信号を伝送するＰＣＨ（Paging CHannel）、システム情報を伝送するＢＣＨ（Broadcast CHannel）、及び端末に対して着信の有無を通知するＰＩＣＨ（Paging Indicator CHannel）には予め定められた周波数（例えばシステム周波数バンドの中心周波数。以降「初期使用周波数」）が用いられる。基地局から端末への送信は予め定められた帯域幅（以降「初期使用帯域幅」）が用いられる。第６の実施の形態は、このことに着目して、制御情報の作成を行うようにしたものである。

第６の実施の形態における端末、及び基地局の構成は基本的に第１の実施の形態と同じである。このため、上記第２〜第５の実施の形態と同様に、第１の実施の形態と同じ、或いは基本的に同じものには第１の実施の形態で付した符号をそのまま用いて、第１の実施の形態から異なる部分にのみ着目する形で説明する。

上記各信号の送信に用いられる周波数、及び帯域幅は、基地局５１から端末５２にＰＣＨ等を用いて伝送される。その伝送は、例えば第２の実施の形態で説明したような制御信号を作成して行われる。なお、初期使用周波数、及び初期使用帯域幅については、端末側に予め記憶させておいても良い。

無線回線を確立した後に周波数帯域を移動させる場合、その移動前に行われる上記信号の送信には周波数バンドの中心周波数が用いられる。第６の実施の形態では、その中心周波数を基準周波数として、第３の実施の形態のように制御信号を作成し送信する。また、使用する帯域幅を示す制御信号を作成して送信する。それにより、制御信号に必要なビット数をより削減できるようにして、周波数設定の高速化をより容易とさせている。図１９は、使用周波数帯域を移動させる様子を説明する図である。

なお、本実施の形態（第１〜第６の実施の形態）では、基地局５１側（無線通信システム側）の回線設定部８７、及びスケジューラ部１５２、並びに端末５２の装置設定制御部６９は何れも、プログラムを実行するＣＰＵ、或いはＤＳＰ等によって実現される。既存の無線通信システム、或いは端末の構成によっては、ＣＰＵ、或いはＤＳＰ等に実行させるプログラムの変更により、本発明を適用させることが可能である。このことから、本発明による無線通信システム、或いは端末を実現させるためのプログラムを用意し、そのプログラムをフラッシュメモリ、或いはＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録して配布するようにしても良い。或いは通信ネットワークを介して配信できるようにしても良い。

Claims

無線通信システムにおいて、
無線基地局装置と無線端末装置との間で使用可能な送信周波数帯域幅及び受信周波数帯域幅の少なくとも一方を用いて端末カテゴリを特定するカテゴリ特定手段を
具備することを特徴とする無線通信システム。
無線通信システムにおいて、
無線基地局装置と無線端末装置との間で使用可能な送信周波数と受信周波数との差を用いて端末カテゴリを特定するカテゴリ特定手段を
具備することを特徴とする無線通信システム。