JP5046704B2

JP5046704B2 - 基地局装置および端末装置

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Publication number: JP5046704B2
Application number: JP2007085803A
Authority: JP
Inventors: 嘉彦竹内
Original assignee: Japan Radio Co Ltd
Current assignee: Japan Radio Co Ltd
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: JP2008245138A

Description

本発明は、通信技術に関し、特に通信チャネルを割り当てることによって通信を実行する基地局装置および端末装置に関する。

近年、無線通信技術、ネットワーク技術、情報技術の発展を背景に、移動通信の高度化が望まれている。このような移動通信によって、リアルタイムな情報提供が可能になり、利便性の大幅な向上が期待されている。このような移動通信における優先制御の方式として、例えば、端末装置から基地局装置への上り通信回線が予約によって確保される技術が提案されている。要求するサービス品質により複数の予約チャネルが予め用意されており、上り通信回線を使用しようとする端末装置は、トラヒックの要求品質をもとに、規定の予約チャネルにアクセスすることによって、上り通信回線を確保する。基地局装置は、アクセスされた予約チャネルによって優先度を直接認識できるので、スケジューリングの効率を向上できる（例えば、特許文献１参照）。

また、別の技術は、確実かつ高速な通信を実現するために、移動通信環境において優先度を定義する（例えば、特許文献２参照）。ここでは、制御局と複数の端末装置によって無線通信システムが構成されており、当該無線通信システムは、通信チャネルを高周波数帯に設定し、優先度に応じた複数の制御チャネルを低周波数帯に設定する。例えば、端末装置が、通信チャネルを利用してユーザ情報を送信する前に、制御局に対して、ユーザ情報の優先度に対応した所定の制御チャネルを用いて、帯域要求を実行する。これに続いて、制御局は、所定の制御チャネル上の受信信号にもとづいて、帯域要求の対象となるユーザ情報の優先度を認識し、優先度に応じた帯域割り当てを実行する。以上の処理によって、上り通信回線のスケジューリングと、下り通信回線のスケジューリングとがなされる。
特開平８−１５４０９７号公報特開２００６−３５２１９１号公報

各端末装置から要求される通信速度が異なっている場合に、無線通信システムがそれに柔軟に対応できる方が望ましい。例えば、上記の技術のごとく、予め予約チャネルが規定されたり、優先度に応じた制御チャネルが規定されていると、さまざまな通信速度の端末装置の存在によって、無駄な通信帯域が発生したり、通信速度の変更が困難になる。その結果、伝送効率が低下したり、処理が複雑になってしまう。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の端末装置のそれぞれから要求される通信速度が複数種類存在していても、柔軟に対応する通信技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の基地局装置は、報知チャネルを介して報知情報を報知する報知部と、報知部において報知した報知情報を受信した端末装置から、ランダムアクセスチャネルを介して、通信の優先度および必要帯域幅に関する情報が含まれた通信開始の要求を受けつける受付部と、受付部において受けつけた通信開始の要求に含まれた優先度と、既に通信を実行している他の端末装置の優先度とを比較することによって、通信チャネルの帯域幅を必要帯域幅に応じて分割しながら、端末装置に割り当てるべき帯域幅を決定する割当部と、割当部において決定した帯域幅を端末装置に、制御チャネルを介して通知する通知部と、通知部において通知した帯域幅にて、通信チャネルにおける端末装置との通信を実行する通信部と、を備える。割当部は、優先度の高い端末装置から順に必要帯域幅を割り当て、必要帯域幅を割り当て可能ではない端末装置に対して可能なだけ割当てを実行する。

この態様によると、複数の端末装置間の優先度を比較することによって、通信チャネルの帯域幅を必要帯域幅に応じて分割しながら、端末装置に割り当てるべき帯域幅を決定するので、複数の端末装置のそれぞれから要求される通信速度が複数種類存在していても、柔軟に帯域幅を分割できる。

本発明の別の態様は、端末装置である。この装置は、報知チャネルを介して、基地局装置からの報知情報を受けつける第１受付部と、第１受付部において受けつけた報知情報を送信した基地局装置に対して、ランダムアクセスチャネルを介して、通信の優先度および必要帯域幅に関する情報が含まれた通信開始の要求を出力する要求部と、要求部において出力した通信開始の要求を受信した基地局装置において、通信開始の要求に含まれた優先度と、既に通信を実行している他の端末装置の優先度とが比較されることによって、通信チャネルの帯域幅が必要帯域幅に応じて分割されながら、割り当てられる帯域幅が決定され、当該基地局装置から、制御チャネルを介して、決定された帯域幅を受けつける第２受付部と、第２受付部において受けつけた帯域幅にて、通信チャネルにおける基地局装置との通信を実行する通信部と、を備える。要求部において出力した通信開始の要求を受信した基地局装置では、優先度の高い端末装置から順に必要帯域幅が割り当てられ、必要帯域幅を割り当て可能ではない端末装置に対して可能なだけ割当てが実行される。

この態様によると、通信開始の要求に含まれた優先度が、既に通信を実行している他の端末装置の優先度と比較されることによって、通信チャネルの帯域幅が必要帯域幅に応じて分割されながら、帯域幅が決定されるので、複数の端末装置のそれぞれから要求される通信速度が複数種類存在していても、柔軟に帯域幅を分割できる。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、複数の端末装置のそれぞれから要求される通信速度が複数種類存在していても、柔軟に対応できる。

本発明を具体的に説明する前に、概要を述べる。本発明の実施例は、基地局装置と複数の端末装置とによって構成される無線通信システムに関する。ここで、複数の端末装置のそれぞれは、各種のデータ通信を実行しており、データ通信に必要とされる帯域幅や優先度が互いに異なっている。一方、これまでの無線通信システムでは、制御チャネルをユーザ情報の優先度に対応させながら複数の制御チャネルを設け、基地局装置が、各制御チャネル上の受信信号をもとに帯域要求の対象となるユーザ情報の優先度を認識し、優先度に応じた帯域割り当てを実行する。その結果、予め優先度に対応づけた制御チャネルの存在によって、無線通信システム全体での各帯域幅を寄せ集めても、無駄な帯域や、無駄なチャネルが存在するので、伝送効率が低下してしまう。これに対応するために、本実施例に係る通信システムは、以下の処理を実行する。

基地局装置は、下り通信回線を用いて、当該基地局装置の管轄するエリアに向けて報知情報を報知する。報知情報には、基地局装置の属性、チャネル情報、回線状況等の基地局装置と端末装置間において通信を行ううえで有用と思われる情報が含まれており、これは、制御チャネルのひとつとして規定される。基地局装置の管轄エリアであるサービスエリアに存在する端末装置は、ランダムアクセスチャネルを用いて通信要求を送信し、制御チャネルもしくは通信チャネルにて、当該エリア内に在圏することを通知する。通知された端末装置の在圏情報は、複数の基地局装置によって共用されるように、複数の基地局装置に接続されたネットワーク上の在圏エリアリストに端末装置のＩＤとともに記録される。

このような在圏情報は、基地局装置から端末装置への下り通信回線を接続する際に使用される。なお、前述の通信要求には、通信の必要優先度と必要帯域幅とに関する情報が含まれる。なお、必要帯域幅は、伝送速度、通信の信頼性等に依存し、占有時間を考慮して周波数帯域換算した指示値全般を含む。基地局装置は、端末装置からの必要優先度、必要帯域幅をもとに、優先度の高い通信を優先し接続する。また、全体として帯域幅が不足する場合は、優先度の低い端末装置から帯域幅を制限する。このチャネル情報と帯域幅は、制御チャネルによって、基地局装置から端末装置に通知され、通信チャネルにおいて設定された帯域幅で通信が行われる。

また、下り通信回線からの接続に関しては、ネットワーク上の在圏エリアリストをもとに、基地局装置は、制御チャネルのひとつであるページングチャネルにて特定の端末装置を呼び出し、端末装置からのランダムアクセスチャネルでの通信要求がなされる。基地局装置は、制御チャネルによって、通信チャネルおよび帯域幅設定を通知した後、通信が実行される。ここで、ランダムアクセスチャネル、制御チャネル、通信チャネル、ページングチャネルには、ＦＤＭＡ方式、ＯＦＤＭＡ方式、ＴＤＭＡ方式、ＣＤＭＡ方式等が使用される。

図１は、本発明の実施例に係る通信システム１００の構成を示す。通信システム１００は、基地局装置１０、端末装置１２と総称される第１端末装置１２ａ、第２端末装置１２ｂ、ネットワーク１４を含む。

基地局装置１０は、一端に有線ネットワークとのインタフェースを有し、他端に無線ネットワークとのインタフェースを有する。基地局装置１０は、有線ネットワークとのインタフェースを介して、ネットワーク１４に接続する。また、基地局装置１０は、無線ネットワークとのインタフェースを介して、端末装置１２に接続する。ここで、基地局装置１０は、無線ネットワークに対して帯域幅を予め規定しており、複数の端末装置１２に対して帯域幅を分割することによって、複数の端末装置１２との通信を実行する。なお、基地局装置１０による帯域幅の分割方法および端末装置１２と基地局装置１０との間の無線ネットワークの確立手順については、後述する。また、端末装置１２と基地局装置１０との間の無線ネットワークの確立後、端末装置１２からの信号は、基地局装置１０を介してネットワーク１４へ送信され、ネットワーク１４からの信号は、基地局装置１０を介して端末装置１２へ送信される。

図２は、基地局装置１０の構成を示す。基地局装置１０は、通信部２０、割当部２２、記憶部２４、ＩＦ部２６、制御部２８を含む。

通信部２０は、無線ネットワークを介して、図示しない端末装置１２との通信を実行する。ここでは、端末装置１２との間において無線ネットワークを確立させるための処理を説明する。通信部２０は、報知チャネルを介して報知情報を報知する。つまり、通信部２０は、下り通信回線を用いて、この基地局装置１０の管轄するエリアに向けて報知情報を出力する。報知情報は、基地局装置１０の属性、チャネル情報、回線状況等の基地局装置１０と端末装置１２と間において通信を行ううえで有用と思われる情報によって構成されている。また、報知情報を配置する報知チャネルは、制御チャネルのひとつとして規定されており、下り通信回線用のチャネルとして規定される。なお、この報知チャネルは、他の制御チャネルと共用してもよいし、単独で設けてもよいが、ここでは、説明を簡素化するために後者であるとする。また、説明を簡素化するために、報知チャネルは、後述する他のチャネルであるランダムアクセスチャネル、制御チャネル、通信チャネルと周波数分割多重されているとする。報知情報を受信可能な端末装置１２が存在する領域が、本基地局装置１０の管轄エリア、つまりサービスエリアになる。

通信部２０は、報知した報知情報を受信した端末装置１２から、ランダムアクセスチャネルを介して、通信の優先度および必要帯域幅に関する情報が含まれた通信開始の要求を受けつける。つまり、サービスエリアに存在する端末装置１２は、ランダムアクセスチャネルを使用して通信開始の要求を送信してくる。また、端末装置１２が、制御チャネルもしくは通話チャネルにて、このエリア内に在圏することを通知してきてもよい。通信部２０は、図示しない複数の基地局装置１０の間において、受けつけた端末装置１２の在圏情報を共用できるように、ネットワーク１４上の在圏エリアリストに端末装置の識別番号と共に記録する。なお、在圏エリアリストは、ネットワーク１４に接続された図示しないサーバに格納されていればよい。この在圏エリアリストは、端末装置１２宛の着信を受けつけたときに、端末装置１２への着呼を出力する際に使用される。

ここで、ランダムアクセスチャネルは、端末装置１２から基地局装置１０に向けて通信開始の要求を出力するために規定された上り通信回線でのチャネルであり、複数の端末装置１２において共有される。ランダムアクセスチャネルでは、複数の端末装置１２間でトラヒックが制御されないので、複数の端末装置１２からの通信開始の要求が重なったタイミングに送信された場合、衝突が生じる。しかしながら、端末装置１２は、ランダム時間待機後に再要求を出力するなどの衝突回避策を備えているものとする。また、前述のごとく、端末装置１２が通信開始の要求を送信する際、通信開始の要求は、通信の必要優先度と必要帯域幅とを情報として含む。ここでは、必要帯域幅の情報は、伝送速度、通信の信頼性等に依存して決定されるが、帯域幅と占有時間を積算した情報量の指示値、周波数帯域換算した指示値全般を含む。通信部２０は、受けつけた通信の優先度および必要帯域幅に関する情報を記憶部２４に記憶する。

図３は、記憶部２４に記憶される端末装置に関する情報を示す。図示のごとく、端末装置名欄２００、優先順位欄２０２、必要帯域幅欄２０４、割当帯域幅欄２０６が含まれる。端末装置名欄２００には、基地局装置１０に対して通信開始の要求を送信した端末装置１２が示される。優先順位欄２０２と必要帯域幅欄２０４には、端末装置名欄２００に示された端末装置１２からの通信開始の要求に含まれた優先順位と必要帯域幅に関する情報が含まれる。なお、優先順位欄２０２に含まれる優先順位は、通信開始の要求に含まれた優先順位をもとに、後述の割当部２２において再度付与された値であってもよい。割当帯域幅欄２０６については、後述する。図２に戻る。

割当部２２は、記憶部２４を参照しながら、通信部２０において受けつけた通信開始の要求に含まれた優先度と、既に通信を実行している他の端末装置１２の優先度とを比較することによって、通信チャネルの帯域幅を必要帯域幅に応じて分割しながら、端末装置１２に割り当てるべき帯域幅を決定する。つまり、割当部２２は、新たな端末装置１２からの必要優先度、必要帯域幅、既に通信している複数の端末装置１２のそれぞれにおける必要優先度、必要帯域幅とを合わせて、優先度の高い端末装置１２から優先的に通信を確立させる。割当部２２は、例えば、優先度の高い端末装置１２から順に、必要帯域幅を割り当てていき、割当可能な帯域幅が無くなった時点で割当を終了する。そのため、全体として帯域幅が不足する場合は、優先度の低いものから帯域幅を制限する。その結果として、優先度の低い端末装置１２に対して、切断がなされたり、通信速度が減少したり、通信品質が下がる。

図４（ａ）−（ｂ）は、基地局装置１０によって割り当てられるべきチャネルの構成を示す。図４（ａ）は、第１端末装置１２ａと第２端末装置１２ｂとに通信チャネルを割り当てている場合のスペクトルを示す。なお、図の簡略化のために、ここでは、下り通信回線および上り通信回線のうちの一方の通信チャネルを示すが、他方の通信チャネルが時分割複信あるいは周波数分割複信によって規定されていてもよい。低周波数側に、報知チャネル、ランダムアクセスチャネル、制御チャネル、ページングチャネルが配置され、高周波数側に、通信チャネルが配置される。また、通信チャネルは、ふたつの端末装置１２における優先度、必要帯域幅に応じて、ふたつに分割される。ここでは、ふたつの端末装置１２における必要帯域幅の和が、通信チャネルの帯域幅よりも小さいものとする。

図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態に対して、第３端末装置１２ｃが新たに加わった場合のスペクトルを示す。低周波数側は、図４（ａ）と同一であるので、ここでは、説明を省略する。図３の優先順位欄２０２のごとく、第３端末装置１２ｃの優先順位は、第２端末装置１２ｂの優先順位よりも高い。そのため、割当部２２は、第２端末装置１２ｂよりも第３端末装置１２ｃに対して、優先的に帯域幅を割り当てる。その結果、図４（ｂ）のごとく、第３端末装置１２ｃの必要帯域幅が割り当てられ、残りに第２端末装置１２ｂが割り当てられる。図４（ａ）と比較すると、第２端末装置１２ｂに割り当てられる帯域幅が狭くなる。割り当てられた帯域幅が、図３の割当帯域幅欄２０６に示される。図２に戻る。

通信部２０は、割当部２２において決定した帯域幅を端末装置１２に、制御チャネルを介して通知する。つまり、割り当てられたチャネル情報と帯域幅は、制御チャネルにより端末装置１２に通知される。その際、割り当てられた帯域が特定できるような周波数および時間に関する情報が示される。通信部２０は、通知した帯域幅にて、通信チャネルにおける端末装置１２との通信を実行する。その際、ＩＦ部２６は、通信部２０からの信号をネットワーク１４に出力し、ネットワーク１４からの信号を通信部２０に出力する。通信の終了は、各通信チャネルに付加された制御情報が、通信部２０に通知され、割当部２２が当該情報をもとに、使用された通信チャネルと帯域幅を解放する。

一方、ＩＦ部２６が、ネットワーク１４から端末装置１２宛の着信を受けつけたとき、割当部２２は、ＩＦ部２６を介して、ネットワーク１４上の在圏エリアリストを参照する。なお、在圏エリアリストは、図３と同様に構成されている。通信部２０は、制御チャネルのひとつであるページングチャネルにて、端末装置１２を呼び出す。その後、通信部２０は、該当する端末装置１２から、ランダムアクセスチャネルでの通信開始の要求を受信する。以後の処理は、これまでと同様であるので、ここでは、説明を省略する。また、端末装置１２が複数のサービスエリアをまたいで移動する場合、端末装置１２は、複数の基地局装置１０間においてハンドオーバー処理を行う。端末装置１２は、受信信号のＣＩＮＲ（キャリア対干渉および雑音比）を測定しており、近接するハンドオーバー先の基地局装置１０からの信号のＣＩＮＲと比較する。後者のＣＮＩＲが一定のレベル差を持ちながらよくなった場合、端末装置１２は、ハンドオーバ先の基地局装置に接続する。その際、ランダムアクセスチャネルを介して、通信開始の要求が出力される。また、制御部２８は、基地局装置１０の動作を制御する。

なお、図示は省略するが、端末装置１２は、以上に説明した動作に対応した処理を実行する。端末装置１２の通信部は、報知チャネルを介して、基地局装置１０からの報知情報を受けつける。通信部は、受けつけた報知情報を送信した基地局装置１０に対して、ランダムアクセスチャネルを介して、通信の優先度および必要帯域幅に関する情報が含まれた通信開始の要求を出力する。また、通信部は、基地局装置１０から、制御チャネルを介して、決定された帯域幅および決定された通信チャネルを受けつける。通信部は、帯域幅にて、通信チャネルにおける基地局装置１０との通信を実行する。

この構成は、ハードウエア的には、任意のコンピュータのＣＰＵ、メモリ、その他のＬＳＩで実現でき、ソフトウエア的にはメモリにロードされた通信機能のあるプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウエアのみ、ソフトウエアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。

以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図５は、通信システム１００において端末装置から接続がなされる場合の通信手順を示すシーケンス図である。基地局装置１０は、報知チャネルにて報知情報を報知する（Ｓ１０）。第１端末装置１２ａは、基地局装置１０に対して、ランダムアクセスチャネルにて通信開始の要求を送信する（Ｓ１２）。基地局装置１０は、第１端末装置１２ａにチャネルを割り当てた後、その結果を制御チャネルにて割当通知として送信する（Ｓ１４）。その後、第１端末装置１２ａと基地局装置１０とは、通信チャネルにて通信を実行する（Ｓ１６）。

図６は、通信システム１００において基地局装置１０から接続がなされる場合の通信手順を示すシーケンス図である。基地局装置１０は、ページングチャネルにて呼び出しを送信する（Ｓ３０）。第１端末装置１２ａは、基地局装置１０に対して、ランダムアクセスチャネルにて通信開始の要求を送信する（Ｓ３２）。基地局装置１０は、第１端末装置１２ａにチャネルを割り当てた後、制御チャネルにてその結果を割当通知として送信する（Ｓ３４）。その後、第１端末装置１２ａと基地局装置１０とは、通信チャネルにて通信を実行する（Ｓ３６）。

図７は、基地局装置１０における通信チャネルの割当手順を示すフローチャートである。通信部２０は、通信開始の要求を受信する（Ｓ５０）。割当部２２は、受信した通信開始の要求から、優先順位と必要帯域幅とを抽出する（Ｓ５２）。割当部２２は、記憶部２４に記憶した他の端末装置１２の優先順位と必要帯域幅とを参照しながら、一番高い優先順位の端末装置１２を選択する（Ｓ５４）。必要帯域幅を割当可能でなければ（Ｓ５６のＮ）、割当部２２は、可能なだけ割当を実行する（Ｓ５８）。一方、必要帯域幅を割当可能であれば（Ｓ５６のＹ）、割当部２２は、端末装置１２に必要帯域幅を割り当てる（Ｓ６０）。割当対象となる端末装置１２が残っていれば、つまり割当が終了していなければ（Ｓ６２のＮ）、割当対象とする端末装置１２の優先順位を下げ（Ｓ６４）、ステップ５６に戻る。一方、割当が終了すれば（Ｓ６２のＹ）、あるいはステップ５８の終了後、割当部２２が当該端末装置１２に通信チャネルを割り当てる場合（Ｓ６６のＹ）、通信部２０は、割り当てた通信チャネルを端末装置１２に通知する（Ｓ６８）。当該端末装置１２に通信チャネルを割り当てない場合（Ｓ６６のＮ）、通信部２０は、割当拒否を端末装置１２に通知する（Ｓ７０）。

次に、本発明の変形例を説明する。本発明の変形例も、実施例と同様に、基地局装置と複数の端末装置によって構成される無線通信システムに関する。一方、これまでの無線通信システムでは、前述のごとく、無駄な帯域や、無駄なチャネルが存在するので、伝送効率が低下してしまう。また、複数種類の通信速度が規定されており、通信速度の範囲が、低速伝送において予約チャネルと同等程度の場合に、通信接続のプロセスが複雑になる割には通信速度が上げられず、通信に対するオーバーヘッドが増加してしまう。これに対応するために、本実施例に係る通信システムは、以下の処理を実行する。

このような在圏情報は、端末装置への下り通信回線を接続する際に使用される。なお、前述の通信要求には、通信の必要優先度と必要帯域幅とに関する情報が含まれる。なお、必要帯域幅は、伝送速度、通信の信頼性等に依存し、占有時間を考慮して周波数帯域換算した指示値全般を含む。必要帯域幅が、報知チャネル、制御チャネルと同程度以下の場合、基地局装置は、報知チャネル、制御チャネル、ページングチャネルに併設される狭帯域チャネルを端末装置に割り当てる。また、必要帯域幅が狭帯域チャネルよりも広い場合、基地局装置は、狭帯域チャネルとは別途規定された広帯域チャネルを端末装置に割り当てる。その際、狭帯域チャネルには、広帯域チャネルに関する情報が配置される。

変形例に係る通信システム１００は、図１と同様のタイプであり、変形例に係る基地局装置１０は、図２と同様のタイプである。ここでは、実施例との際を中心に説明する。割当部２２は、通信部２０において受信した通信開始の要求に応じて、少なくともひとつの端末装置に通信チャネルを割り当てる。ここで、通信チャネルとして、狭帯域チャネルと、狭帯域チャネルよりも広帯域な広帯域チャネルとが規定されている。図８は、本発明の変形例に係るチャネルの構成を示す。図４（ａ）−（ｂ）と同様に、低周波数側に、報知チャネル、ランダムアクセスチャネル、制御チャネル、ページングチャネルが配置されており、それらよりも高周波数側に、通信チャネルのうちの第１狭帯域チャネル、第２狭帯域チャネル、第Ｎ狭帯域チャネル（以下、「狭帯域チャネル」と総称する）が配置されている。さらにそれらの高周波数側に、第１広帯域チャネル、第２広帯域チャネル、第Ｍ広帯域チャネル（以下、「広帯域チャネル」と総称する）が配置される。

割当部２２は、実施例と同様に優先度を比較しながら端末装置１２に通信チャネルを割り当てるが、通信チャネルのうちの狭帯域チャネルと広帯域チャネルとは、以下のように割り当てられる。説明を明瞭にするために、ここでは、必要帯域幅が割当可能な程度に通信チャネルに空きがあるものとする。必要帯域幅が、しきい値以下であった場合、割当部２２は、音声通信等のために、制御チャネルに併設された狭帯域チャネルを割り当てる。なお、しきい値は、報知チャネル、制御チャネルの帯域幅に設定される。また、割当部２２は、通話後にも狭帯域チャネルを使用しながら公知の終了処理を実行する。

一方、必要帯域幅が、しきい値よりも大きかった場合、割当部２２は、狭帯域チャネルに、広帯域チャネルのチャネル情報を含める。端末装置１２は、当該狭帯域チャネルの情報を確認することによって、狭帯域チャネルでの通信、もしくは広帯域チャネルでの新たな通信プロセスを確立できる。つまり、割当部２２は、端末装置１２に通信チャネルを割り当てる際に、必ず狭帯域チャネルをまず割り当てる。また、端末装置１２に広帯域チャネルを割り当てる場合に、既に割り当てた狭帯域チャネルの中に、割り当てた広帯域チャネルに関する情報を含めることによって、割り当てた広帯域チャネルを当該端末装置１２に通知する。また、割当部２２は、通知した広帯域チャネルを当該端末装置１２との通信に使用する。その結果、端末装置１２との間において広帯域チャネルを使用した通信が実行される場合、割当部２２は、制御信号を配置した狭帯域チャネルと、データ信号を配置した広帯域チャネルとを併用する。一方、端末装置１２との間において狭帯域チャネルを使用した通信が実行される場合、割当部２２は、制御信号および音声データ等を配置した狭帯域チャネルを使用する。

図９（ａ）−（ｂ）は、狭帯域チャネルに配置される信号のフォーマットを示す。図９（ａ）は、狭帯域チャネルのみが使用される場合のフォーマットを示す。プリアンブル、音声データ、狭帯域チャネル情報とが周期的に配置されている。ここで、プリアンブルは、既知の信号であり、音声データが通信対象となるデータの一例であり、狭帯域チャネル情報が制御情報である。図９（ｂ）は、広帯域チャネルも使用される場合のフォーマットを示す。プリアンブル、広帯域チャネル番号、優先度、広帯域チャネル情報とが周期的に配置される。広帯域チャネル番号とは、割当部２２によって割り当てられている広帯域チャネル、例えば図８の第２広帯域チャネル等を特定するための識別番号に相当する。構成の説明に戻る。

通信部２０は、割当部２２において通信チャネルを割り当てた端末装置１２との通信を実行する。前述のごとく、端末装置１２との通信を実行するために狭帯域チャネルが割り当てられた場合、通信部２０は、狭帯域チャネルにデータを含め、端末装置１２との通信を実行するために広帯域チャネルが割り当てられた場合、通信部２０は、広帯域チャネルにデータ信号を含めながら、使用すべき広帯域チャネルに関する情報を狭帯域チャネルに含める。

以上の構成による通信システム１００の動作を説明する。図１０は、本発明の変形例に係る基地局装置１０における通信手順を示すフローチャートである。割当部２２が、広帯域チャネルを割り当てる場合（Ｓ８０のＹ）、通信部２０は、制御チャネルにて、割り当てた狭帯域チャネルに関する情報を通知する（Ｓ８２）。また、通信部２０は、狭帯域チャネルにて、割り当てた広帯域チャネルに関する情報を通知し（Ｓ８４）、広帯域チャネルにおいて通信を実行する（Ｓ８６）。割当部２２が、広帯域チャネルを割り当てない場合（Ｓ８０のＮ）、つまり狭帯域チャネルを割り当てる場合、通信部２０は、制御チャネルにて、割り当てた狭帯域チャネルに関する情報を通知する（Ｓ８８）。また、通信部２０は、狭帯域チャネルにおいて通信を実行する（Ｓ９０）。

次に、本発明の別の変形例を説明する。本発明の別の変形例も、実施例と同様に、基地局装置と複数の端末装置によって構成される無線通信システムに関する。一方、これまでの無線通信システムでは、前述のごとく、無駄な帯域や、無駄なチャネルが存在するので、伝送効率が低下してしまう。また、複数種類の通信速度が規定されており、通信速度の範囲が、低速伝送において予約チャネルと同等程度の場合に、通信接続のプロセスが複雑になる割には通信速度が上げられず、通信に対するオーバーヘッドが増加してしまう。また、無線通信システムにおいて、報知チャネル、制御チャネル、狭帯域チャネル等、狭帯域信号を周波数軸上に配置した場合、各々のチャネルを復調するためには、独立した復調期を必要とし、これとは別に広帯域チャネルの復調も高速に実現する必要があり、回路構成が複雑になってしまう。これに対応するために、本実施例に係る通信システムは、以下の処理を実行する。

このような在圏情報は、端末装置への下り通信回線を接続する際に使用される。なお、前述の通信要求には、通信の必要優先度と必要帯域幅とに関する情報が含まれる。なお、必要帯域幅は、伝送速度、通信の信頼性等に依存し、占有時間を考慮して周波数帯域換算した指示値全般を含む。必要帯域幅が、報知チャネル、制御チャネルと同程度以下の場合、基地局装置は、報知チャネル、制御チャネル、ページングチャネルに併設される狭帯域チャネルを端末装置に割り当てる。また、必要帯域幅が狭帯域チャネルよりも広い場合、基地局装置は、狭帯域チャネルとは別途規定された広帯域チャネルを端末装置に割り当てる。その際、狭帯域チャネルには、広帯域チャネルに関する情報が配置される。ここで、広帯域チャネルは、複数のサブキャリアを有したＯＦＤＭ信号にて規定されており、報知チャネル、制御チャネル、狭帯域チャネルは、広帯域チャネルのＯＦＤＭ信号のサブキャリアの周波数間隔の２以上の整数倍に配置されている。

別の変形例に係る通信システム１００は、図１と同様のタイプであり、別の変形例に係る基地局装置１０は、図２と同様のタイプである。ここでは、実施例および変形例との際を中心に説明する。割当部２２は、変形例と同様に、複数の狭帯域チャネルと、狭帯域チャネルよりも広帯域な複数の広帯域チャネルとを周波数分割多重するように規定する。ここで、各広帯域チャネルはＯＦＤＭ信号によって、つまり複数のサブキャリアによって形成されている。ここでは、便宜上、サブキャリアに対応した狭帯域のチャネルを「サブチャネル」という。また、各狭帯域チャネルは、ＯＦＤＭ信号のうちのサブチャネルと同等の帯域幅を有する。さらに、隣接した狭帯域チャネルのピーク間隔は、ＯＦＤＭ信号のうちの隣接したサブチャネルのピーク間隔の２以上の整数倍であるように規定される。つまり、狭帯域チャネルは、ＯＦＤＭ信号のうちの隣接したサブチャネルを使用しないように規定されている。これは、少なくともひとつのサブチャネルが飛ばされるように規定されているともいえる。

図１１は、本発明の別の変形例に係るチャネルの構成を示す。報知チャネルの配置は、図８と同様であるので、ここでは図示および説明を省略する。また、図１１は、図８と同様に狭帯域チャネルの高周波数側に広帯域チャネルが配置される。また、各広帯域チャネルは、複数のサブチャネルによって形成されており、図示のごとく、隣接したサブチャネルのピーク間隔はΔｆと規定されている。一方、狭帯域チャネルのピーク間隔は２Δｆと規定されているが、３Δｆ、４Δｆのように、これ以上の値であってもよい。構成の説明に戻る。このような配置によって、報知チャネル、制御チャネル、狭帯域チャネルは、広帯域チャネルのサブキャリア周波数位置に配置される。割当部２２は、狭帯域チャネルと広帯域チャネルとの組合せあるいは狭帯域チャネルを端末装置に割り当てる。

したがって、通信部２０および広帯域チャネルに対応した端末装置は、報知チャネル等、狭帯域チャネル、広帯域チャネルに対してＯＦＤＭＡを実行しているので、ひとつのＦＦＴ回路を備えることによって、これらを一括して変調および復調できる。つまり、この帯域の周波数チャネル全体を帯域フィルタで抽出して、ＦＦＴ回路に入力することによって、同時の復調が実現される。一方、狭帯域チャネルに対応した端末装置は、所望のサブチャネルだけを抽出すればよく、かつ所望のサブチャネルは、隣接したサブチャネルとの重なりも小さいので、ＦＦＴ回路を使用しなくてもよい。つまり、通常のＦＤＭＡ用の回路を使用可能であり、回路規模の増加が抑制される。

また、位相検波等が不可能であっても、サブチャネルの有無は検出できる。サブチャネルの有無は、通信システム１００が複数セルよりなるセルラー構成である場合、効果を生じる。つまり、他セルにおいて既に使用されているサブチャネルには狭帯域チャネルを設定しなくてもよい。同様に制御チャネル、ランダムアクセスチャネル、ページングチャネル等の周波数が、セル間の干渉を低減するように決められればよい。このように決められた信号は、報知情報によってサービスエリア内の端末装置１２に通知され、重要な制御チャネル、ランダムアクセスチャネル、ページングチャネル等に対して、セル間干渉の影響が低減される。

通信部２０は、狭帯域チャネルと広帯域チャネルとの組合せあるいは狭帯域チャネルを割り当てた端末装置１２との通信を実行する。また、通信部２０は、端末装置１２との通信を実行するために狭帯域チャネルが割り当てられた場合、狭帯域チャネルにデータを含める。一方、通信部２０は、端末装置１２との通信を実行するために広帯域チャネルが割り当てられた場合、広帯域チャネルにデータを含めながら、使用すべき広帯域チャネルに関する情報を狭帯域チャネルに含める。

本発明の実施例によれば、複数の端末装置間の必要優先度とを比較することによって、通信チャネルの帯域幅を必要帯域幅に応じて分割しながら、端末装置に割り当てるべき帯域幅を決定するので、複数の端末装置のそれぞれから要求される通信速度が複数種類存在していても、柔軟に帯域幅を分割できる。また、必要優先度の高い端末装置から順番に、必要帯域幅を割り当てていくので、処理を簡易に実行できる。また、通信開始の要求に含まれた優先度が、既に通信を実行している他の端末装置の優先度と比較されることによって、通信チャネルの帯域幅が必要帯域幅に応じて分割されながら、帯域幅が決定されるので、複数の端末装置のそれぞれから要求される通信速度が複数種類存在していても、柔軟に帯域幅を分割できる。また、優先度づけされた通信と、通信路としての効率を最大にすることとを実現できる。

また、広帯域チャネルを割り当てる場合であっても、使用すべき広帯域チャネルに関する情報を狭帯域チャネルに含めながら、狭帯域チャネルを使用するので、狭帯域チャネルを使用し続け、複数の端末装置のそれぞれから要求される通信速度が複数種類存在していても、通信速度の切替を容易に実行できる。また、狭帯域チャネルを割り当てた後に、広帯域チャネルを割り当てるので、複数の端末装置のそれぞれから要求される通信速度が複数種類存在していても、通信速度の切替を容易に実行できる。また、広帯域チャネルを割り当てるか否かにかかわらず、狭帯域チャネルを割り当て続けるので、接続を確保できる。また、基地局装置、端末装置とも、報知チャネル、ランダムアクセスチャネル、制御チャネル、狭帯域チャネルを確認するだけで、広帯域チャネルを復調しなくとも、帯域の使用状況が把握できる。また、広帯域チャネルを復調しなくとも、帯域の使用状況が把握されるので、チャネル制御方法を簡素化できる。また、広帯域通信を行わない端末装置は広帯域チャネルを受信復調しなくともサービスエリア内での通信帯域情報を把握できる。

また、各広帯域チャネルはＯＦＤＭ信号によって形成されており、各狭帯域チャネルは、ＯＦＤＭ信号のうちのサブチャネルと同等の帯域幅を有するので、複数の端末装置のそれぞれから要求される通信速度が複数種類存在していても、通信速度の切替を容易に実行できる。また、広帯域チャネルを割り当てる場合であっても、使用すべき広帯域チャネルに関する情報を狭帯域チャネルに含めながら、狭帯域チャネルを使用するので、狭帯域チャネルを使用し続け、複数の端末装置のそれぞれから要求される通信速度が複数種類存在していても、通信速度の切替を容易に実行できる。また、簡易な復調で、複数チャネルを同時に復調できる。

以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

本発明の実施例において、割当部２２は、報知チャネル等、通信チャネルを周波数分割多重するように規定している。しかしながらこれに限らず、割当部２２は、これらのチャネルに対して、複数のサブキャリアを持つＯＦＤＭＡを実行してもよく、時間的に分離されたＴＤＭＡを実行してもよく、複数の符号を使用したＣＤＭＡを実行してもよい。本変形例によれば、さまざまな多重化方式に本発明を適用できる。

実施例に記載された発明の特徴は、次の項目によって規定されてもよい。
（項目１−１）
少なくともひとつの端末装置に通信チャネルを割り当てる割当部と、
前記割当部において通信チャネルを割り当てた端末装置との通信を実行する通信部とを備え、
前記割当部は、通信チャネルとして、狭帯域チャネルと、前記狭帯域チャネルよりも広帯域な広帯域チャネルとを規定しており、
前記通信部は、前記端末装置との通信を実行するために狭帯域チャネルが割り当てられた場合、狭帯域チャネルにデータを含め、前記端末装置との通信を実行するために広帯域チャネルが割り当てられた場合、広帯域チャネルにデータを含めながら、使用すべき広帯域チャネルに関する情報を狭帯域チャネルに含めることを特徴とする基地局装置。

（項目１−２）
前記割当部は、端末装置に通信チャネルを割り当てる際に、狭帯域チャネルをまず割り当てる手段と、端末装置に広帯域チャネルを割り当てる場合に、既に割り当てた狭帯域チャネルの中に、割り当てた広帯域チャネルに関する情報を含めることによって、割り当てた広帯域チャネルを当該端末装置に通知する手段とを含むことを特徴とする（項目１−１）に記載の基地局装置。

（項目２−１）
複数の狭帯域チャネルと、狭帯域チャネルよりも広帯域な複数の広帯域チャネルとを周波数分割多重しており、狭帯域チャネルと広帯域チャネルとの組合せあるいは狭帯域チャネルを端末装置に割り当てる割当部と、
前記割当部において狭帯域チャネルと広帯域チャネルとの組合せあるいは狭帯域チャネルを割り当てた端末装置との通信を実行する通信部とを備え、
前記割当部において各広帯域チャネルはＯＦＤＭ信号によって形成されており、各狭帯域チャネルは、ＯＦＤＭ信号のうちのサブチャネルと同等の帯域幅を有し、かつ隣接した狭帯域チャネルのピーク間隔は、ＯＦＤＭ信号のうちの隣接したサブチャネルのピーク間隔の２以上の整数倍であることを特徴とする基地局装置。

（項目２−２）
前記通信部は、端末装置との通信を実行するために狭帯域チャネルが割り当てられた場合、狭帯域チャネルにデータを含め、端末装置との通信を実行するために広帯域チャネルが割り当てられた場合、広帯域チャネルにデータを含めながら、使用すべき広帯域チャネルに関する情報を狭帯域チャネルに含めることを特徴とする（項目２−１）に記載の基地局装置。

本発明の実施例に係る通信システムの構成を示す図である。図１の基地局装置の構成を示す図である。図２の記憶部に記憶される端末装置に関する情報を示す図である。図４（ａ）−（ｂ）は、図２の基地局装置によって割り当てられるべきチャネルの構成を示す図である。図１の通信システムにおいて端末装置から接続がなされる場合の通信手順を示すシーケンス図である。図１の通信システムにおいて基地局装置から接続がなされる場合の通信手順を示すシーケンス図である。図２の基地局装置における通信チャネルの割当手順を示すフローチャートである。本発明の変形例に係るチャネルの構成を示す図である。図９（ａ）−（ｂ）は、図８の狭帯域チャネルに配置される信号のフォーマットを示す図である。本発明の変形例に係る基地局装置における通信手順を示すフローチャートである。本発明の別の変形例に係るチャネルの構成を示す図である。

符号の説明

１０基地局装置、１２端末装置、１４ネットワーク、２０通信部、２２割当部、２４記憶部、２６ＩＦ部、２８制御部、１００通信システム。

Claims

報知チャネルを介して報知情報を報知する報知部と、
前記報知部において報知した報知情報を受信した端末装置から、ランダムアクセスチャネルを介して、通信の優先度および必要帯域幅に関する情報が含まれた通信開始の要求を受けつける受付部と、
前記受付部において受けつけた通信開始の要求に含まれた優先度と、既に通信を実行している他の端末装置の優先度とを比較することによって、通信チャネルの帯域幅を必要帯域幅に応じて分割しながら、端末装置に割り当てるべき帯域幅を決定する割当部と、
前記割当部において決定した帯域幅を端末装置に、制御チャネルを介して通知する通知部と、
前記通知部において通知した帯域幅にて、通信チャネルにおける端末装置との通信を実行する通信部とを備え、
前記割当部は、優先度の高い端末装置から順に必要帯域幅を割り当て、必要帯域幅を割り当て可能ではない端末装置に対して可能なだけ割当てを実行することを特徴とする基地局装置。
報知チャネルを介して、基地局装置からの報知情報を受けつける第１受付部と、
前記第１受付部において受けつけた報知情報を送信した基地局装置に対して、ランダムアクセスチャネルを介して、通信の優先度および必要帯域幅に関する情報が含まれた通信開始の要求を出力する要求部と、
前記要求部において出力した通信開始の要求を受信した基地局装置において、通信開始の要求に含まれた優先度と、既に通信を実行している他の端末装置の優先度とが比較されることによって、通信チャネルの帯域幅が必要帯域幅に応じて分割されながら、割り当てられる帯域幅が決定され、当該基地局装置から、制御チャネルを介して、決定された帯域幅を受けつける第２受付部と、
前記第２受付部において受けつけた帯域幅にて、通信チャネルにおける基地局装置との通信を実行する通信部とを備え、
前記要求部において出力した通信開始の要求を受信した基地局装置では、優先度の高い端末装置から順に必要帯域幅が割り当てられ、必要帯域幅を割り当て可能ではない端末装置に対して可能なだけ割当てが実行されることを特徴とする端末装置。