JP5200701B2

JP5200701B2 - 基地局装置、周波数割当て方法、移動通信システム、及び通信装置

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Publication number: JP5200701B2
Application number: JP2008173841A
Authority: JP
Inventors: 高義大出
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2013-06-05
Anticipated expiration: 2028-07-02
Also published as: JP2010016567A; KR20100004042A; US20100003995A1; CN101621807A; EP2141946A1

Description

本発明は、基地局装置、周波数割当て方法、移動通信システム、及び通信装置に関する。

現在３ＧＰＰ（3rd Generation Partnership Project）では、次世代無線通信規格としてＬＴＥ（Long Term Evolution、又はEvaluated UTRA and UTRAN）システムが検討されている（例えば、以下の非特許文献１）。ＬＴＥシステムはＷ−ＣＤＭＡシステムとの共存を前提としているため、そのシステム帯域幅は２０ＭＨｚとなっている。従って、端末はこのシステム帯域幅を受信できるようになっていなければならない。

一方、３ＧＰＰにおいて今後議論することが決まったものとして、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムがある。ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄシステムでは、システム帯域幅を拡張（例えば、１００ＭＨｚ）することが検討されている。

しかし、拡張された帯域を受信できるようにするため、端末は例えば１００ＭＨｚ以上の帯域幅で利得が均一な増幅器やアンテナ等が必要であり、現状では実現困難である。

一方、移動通信システムにおいて、隣接基地局や他の端末からの干渉を抑圧するものとしてＦＦＲ（Fractional Frequency Reuse）がある（例えば、以下の非特許文献２）。

ＦＦＲは、例えば、システム帯域をセル中心で使用する周波数グループｆｇ１とセル端で使用する周波数グループｆｇ２の２つのグループに分け、周波数グループｆｇ２は隣接セル間で使用周波数が衝突しないように周波数を使い分けるようにしている（図２３、図２４参照）。

さらに、移動通信システムにおいて、ヒステリシスと呼ばれる技術もある（例えば、以下の非特許文献３）。ヒステリシスとは、ハンドオーバの際に、端末が他の基地局のセル範囲に移動しても、移動前の周波数を一定期間継続して使用するようにしたものである（図２５参照）。
3GPP TS 36.211 V8.0.0 (2007-09) Mobile WiMAX-Part I: A Technical Overview and Performance Evaluation (August, 2006) WiMAX FORUM 3GPP TS 25.331 V5.21.0(2007-12)

ここで、端末の送受信帯域幅がシステム帯域幅よりも狭い場合、例えば、セル端の周波数グループｆｇ２のみ又はセル中心の周波数グループｆｇ１のみしか通信できない場合、端末がセル中心からセル端（又はセル端からセル中心）へ移動すると、送受信帯域幅の変更が生じる（図２６，図２７参照）。端末は、送受信帯域を切り換える（以下、「チャネル切り換え」）場合、チャネル切り換えのための処理（ローカル発信器の周波数設定の変更や基地局との同期のための処理等）を行わなければならない。端末は、その処理の時間分だけ受信データ量が少なくなりスループットが劣化する。図２７に示すように、端末がセル端とセル中心との間を行き来する場合、とくにチャネル切り換えが頻発しスループットは劣化する。

一方、チャネル切り換えの頻発を防止するためにヒステリシスを用いると、例えば端末はセル中心で使用した周波数をセル端でも使用することになる。セル中心の周波数は隣接セルと干渉が生じないことが前提で使用するものである。よって、端末がかかる周波数をセル端で使用すると隣接セルへの干渉が生じ、ＦＦＲの効果が劣化する。

そこで、目的の一つはスループットを改善した基地局装置、周波数割当て方法、移動通信システム、及び通信装置を提供することである。

一態様によれば、端末装置と無線通信を行う基地局装置において、隣接基地局装置との間で互いに異なる周波数が使用される第１の周波数群と、前記第１の周波数群に含まれる周波数とは異なる周波数を含む第２の周波数群と、前記第１または第２の周波数群に含まれる周波数の少なくとも一部が重複した周波数を含む第３の周波数群とを設定する設定部と、前記第１から第３の周波数群のいずれかに含まれる周波数を前記端末に割り当てる割り当て部と、前記割り当てられた周波数を前記端末装置に送信する送信部とを備える。

また、他の態様によれば、端末装置と無線通信を行う基地局装置における周波数割り当て方法であって、隣接基地局装置との間で互いに異なる周波数が使用される第１の周波数群と、前記第１の周波数群に含まれる周波数とは異なる周波数を含む第２の周波数群と、前記第１または第２の周波数群に含まれる周波数の少なくとも一部が重複した周波数を含む第３の周波数群とを設定し、前記第１から第３の周波数群のいずれかに含まれる周波数を前記端末に割り当て、前記割り当てられた周波数を前記端末装置に送信する。

さらに、他の態様によれば、端末装置と基地局装置とを備える移動通信システムにおいて、前記基地局装置は、隣接基地局装置との間で互いに異なる周波数が使用される第１の周波数群と、前記第１の周波数群に含まれる周波数とは異なる周波数を含む第２の周波数群と、前記第１または第２の周波数群に含まれる周波数の少なくとも一部が重複した周波数を含む第３の周波数群とを設定する設定部と、前記第１から第３の周波数群のいずれかに含まれる周波数を前記端末に割り当てる割り当て部と、前記割り当てられた周波数を前記端末に送信する送信部とを備え、前記端末装置は、前記割り当てられた周波数を受信する受信部を備え、前記端末装置は、前記割り当てられた周波数で前記基地局装置からのデータを受信し、または前記基地局装置へデータを送信する。

さらに、他の態様によれば、通信装置において、隣接基地局装置間で互いに異なる周波数が使用される第１の周波数群と、前記第１の周波数群に含まれる周波数とは異なる周波数を含む第２の周波数群と、前記第１または第２の周波数群に含まれる周波数の少なくとも一部が重複した周波数を含む第３の周波数群とを設定する設定部と、前記第１から第３の周波数群のいずれかに含まれる周波数を端末装置に割り当てる割り当て部と、前記端末装置を収容する基地局装置に前記割り当てられた周波数を送信する送信部とを備える。

スループットを改善した基地局装置、周波数割当て方法、移動通信システム、及び通信装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を説明する。

（第１の実施例）
まず、第１の実施例について説明する。図１は通信装置である基地局装置（以下、「基地局」）１０の構成例を示す図である。

基地局１０は、受信無線部１１と、復調・復号部１２と、回線品質抽出部１３と、閾値記憶部１４と、セル端／セル中心／セル中間選択制御部（以下、「選択制御部」）１５と、使用周波数制御部１６と、制御信号作成部１７と、符号化・変調部１８と、送信無線部１９、及びアンテナ２０を備える。

受信無線部１１は、アンテナ２０で受信した受信信号をダウンコンバートして出力する。

復調・復号部１２は、受信無線部１１からの受信信号を復調及び復号し、復号された信号を回線品質抽出部１３に出力する。

回線品質抽出部１３は、復号された信号から、端末で測定された無線回線品質情報を抽出し、選択制御部１５に出力する。

選択制御部１５は、無線回線品質情報に基づいて、端末がセル端に位置するか、セル中間に位置するのか、或いはセル中心に位置するのかを判定する。図４は各領域の例を示す。同図に示すように、セル端はサービス領域が隣接基地局と重複する領域であり、セル中心は重複しない領域である。セル中間はセル端とセル中心の各領域に対して中間の領域である。

選択は例えば以下のようにして行う。選択制御部１５は、端末で測定され無線回線品質情報（ここでは受信電界強度Ｅ_２）に対して、セル端とセル中間を識別する受信電界強度閾値Ｅ_２ｔｈ１と、セル中間とセル中心とを識別する受信電界強度閾値Ｅ_２ｔｈ２とを比較する。すなわち、選択制御部１５は、Ｅ_２≧Ｅ_２ｔｈ２のとき端末はセル中心、Ｅ_２ｔｈ２＞Ｅ_２＞Ｅ_２ｔｈ１のときセル中間、Ｅ_２ｔｈ１≧Ｅ_２のときセル端、と判定する。選択制御部１５は選択した情報を使用周波数制御部１６と制御信号作成部１７に出力する。

なお、これらの閾値Ｅ_２ｔｈ１、Ｅ_２ｔｈ２は閾値記憶部１４に記憶される。また、無線回線品質情報はＳＩＲ（Signal to Interference Ratio）やＣＩＲ（Carrier to Interference Ratio）等でもよい。

使用周波数制御部１６は、選択結果に基づいて、使用周波数グループを選択し、その中から使用する周波数（またはサブキャリア）を選択する（端末５０の受信周波数を割り当てる）。

図４に示すように、使用周波数グループはセル端の使用周波数グループｆｇ２と、セル中心の使用周波数グループｆｇ１と、さらにセル中間の使用周波数グループｆｇ３を含む。

セル端の使用周波数グループｆｇ２は、他の基地局と使用周波数の衝突が起らないように協調して決定する周波数を含む周波数グループである。そのため、基地局１０は他の基地局と通信してセル端の使用周波数グループｆｇ２の中から使用周波数を選択する。あるいは、上位装置で集中管理された使用周波数の情報を上位装置から受け取るようにしてもよい。

一方、セル中心の使用周波数グループＦｇ１は、他の基地局と協調することなく使用できる周波数を含む周波数グループである。

また、セル中間の使用周波数グループｆｇ３は、セル端又はセル中心の周波数グループｆｇ２，ｆｇ１の少なくとも一部の周波数が共通（重複）して使用される周波数を含む周波数グループである。

なお、これらの周波数グループｆｇ１〜ｆｇ３は、サブキャリアとしてもよいし、複数のサブキャリアをまとめたリソースブロックとしてもよい。

図１に戻り、制御信号作成部１７は、選択制御部１５からの選択結果と、使用周波数制御部１６からの使用周波数の情報とを含む制御信号を生成する。制御信号作成部１７は、制御信号としてパイロット信号も生成する。

符号化・変調部１８は、送信データと制御信号とを符号化し変調して出力する。

送信無線部１９は変調等されたこれらの信号をアップコンバートしアンテナ２０に出力する。アンテナ２０からは送信データと制御信号とが端末に送信される。なお、使用周波数情報を含む制御信号は、データ伝送に先立って端末に通知されてもよいし、データ伝送と同時に通知されてもよい。

図２は端末５０の構成例を示す図である。端末５０は、受信無線部５１と、復調・復号部５２と、制御信号検出部５３と、受信制御部５４と、無線回線品質測定部５５と、無線回線品質情報作成部５６と、符号化・変調部５７と、送信無線部５８、及びアンテナ５９を備える。

無線受信部５１は、アンテナ５９で受信した受信信号をダウンコンバートし、復調・復号部５２に出力する。

復調・復号部５２はダウンコンバートされた受信信号を復調及び復号する。

制御信号検出部５３は、復号等された信号から制御信号を検出し、制御信号に含まれる使用周波数を受信制御部５４に出力する。

受信制御部５４は、受信無線部５１と復調・復号部５２とを制御する。すなわち、受信制御部５４は、使用周波数で受信無線部５１が基地局１０からのデータを受信し、使用周波数で復調・復号部５２において復調等が行われるように制御する。

無線回線品質測定部５５は、制御信号（パイロット信号）を検出し、その信号に基づいて下り方向の無線回線品質を測定する。

無線回線品質情報作成部５６は、無線回線品質の測定結果（または無線回線品質を無線回線品質指標に変換した結果）を無線回線品質情報として符号化・変調部５７に出力する。

符号化・変調部５７は、送信データと無線回線品質情報とを符号化及び変調し、送信無線部５８に出力する。

送信無線部５８は変調等された信号をアップコンバートしアンテナ５９に出力する。アンテナ５９からは、無線回線品質情報や送信データが基地局１０に送信される。

尚、基地局１０と端末５０により移動通信システムが構成される。

次に動作を説明する。図３は基地局１０の処理の例を示すフローチャートである。本処理は、例えばＦＦＲの実行開始とともに開始され、ＦＦＲの実行終了まで継続して行われる。

基地局１０は処理を開始すると（Ｓ１０）、基地局１０の使用周波数制御部１６はセル端及びセル中心の各周波数グループｆｇ２，ｆｇ１を決定する（Ｓ１１）。例えば、使用周波数制御部１６はどの周波数からどの周波数までセル端の周波数グループｆｇ２に含まれるかを決定する。このとき使用周波数制御部１６は、セル端の周波数グループｆｇ２に含まれる周波数が他の基地局と衝突しないように協調して決定する。

次いで、基地局１０は端末５０から無線回線品質情報を受信する（Ｓ１２）。無線回線品質情報はアンテナ２０で受信され、選択制御部１５に出力される。

次いで、選択制御部１５はセル端及びセル中心の領域を算出する（Ｓ１３）。セル端の領域やセル中心の領域は固定でもよいし、セル環境により変動させてもよい。

次いで、選択制御部１５は端末５０の分布を算出する（Ｓ１４）。すなわち、選択制御部１５は無線回線品質情報に基づいて、端末５０がセル端の領域に位置するのかセル中心の領域に位置するのかを判定する。判定例は上述したとおりである。なお、上述の判定例で各閾値Ｅ_２ｔｈ１，Ｅ_２ｔｈ２は固定値ではなく、各領域の変動に伴い変動させてもよい。

次いで、選択制御部１５はセル端とセル中心に位置する端末数の比Ｒ_{ｅｄｇｅ／ｃｅｎｔｅｒ}が閾値Ｒ_{ｅｄｇｅ／ｃｅｎｔｅｒ＿ｔｈ}が以上か否かを判定する（Ｓ１５）。セル端とセル中心の境界付近に多くの端末が位置するか否かを判断している。これは、境界付近に端末が存在しない場合に端末５０に対してセル中間用の使用周波数を割り当てないよいにすることで周波数リソースを有効活用するためである。

端末数の比Ｒ_{ｅｄｇｅ／ｃｅｎｔｅｒ}が閾値Ｒ_{ｅｄｇｅ／ｃｅｎｔｅｒ＿ｔｈ}以下のとき（Ｓ１５でＮｏ）、処理は再びＳ１３に移行する。

一方、端末数の比Ｒ_{ｅｄｇｅ／ｃｅｎｔｅｒ}が閾値Ｒ_{ｅｄｇｅ／ｃｅｎｔｅｒ＿ｔｈ}より多いとき（Ｓ１５でＹｅｓ）、選択制御部１５はセル中間用の周波数グループを設定する（Ｓ１６）。選択制御部１５は、どの周波数からどの周波数までがセル中間用の周波数グループｆｇ３かを決定する。

次いで、選択制御部１５はセル端とセル中間とセル中心の各領域を算出する（Ｓ１７）。選択制御部１５は、どの領域がセル端で、どの領域がセル中間か等を算出する。

次いで、選択制御部１５は算出した領域の情報を、制御信号作成部１７等を介して端末５０に通知する（Ｓ１８）。

次いで、選択制御部１５は無線回線品質情報（Ｓ１２）に基づいて端末５０がどの領域（セル端、セル中心、またはセル中間）に位置するかを判定し、使用周波数制御部１６はその領域に属する周波数グループｆｇ１〜ｆｇ３を選択し、選択したグループの中から使用周波数（サブキャリア）を決定する（Ｓ１９）。そして、制御信号作成部１７は制御信号を作成して端末５０に通知する。なお、Ｓ１８とＳ１９における通知は制御信号として同時に通知してもよいし別々に通知してもよい。

そして、基地局１０は一連の処理を終了する（Ｓ２０）。

その後、端末５０は使用周波数を基地局１０からの受信周波数として使用し下りデータ伝送を実施する。

図５は使用周波数切り換え例、図６は使用周波数（サブキャリア）の構成例を夫々示す図である。例えば、端末５０は、その受信帯域幅からセル端又はセル中心用の周波数グループのどちらか一方の幅しか受信できない場合、セル端とセル中心の領域を行き来していると、受信帯域幅の切り換え、すなわちチャネル切り換えを行わなければならない。本実施例では、図５に示すように、端末５０はセル端とセル中心の領域を行き来しても、セル中間用の周波数グループｆｇ３の周波数帯域を使用しているためチャネル切り換えが発生しない。よって、端末５０ではチャネル切り換えのための処理を行う必要がなく、スループットを向上させることができる。なお、端末５０がセル端の領域からセル中間の領域に移動した場合、１回のチャネル切り換えが発生するものの、その後セル中間の領域で移動する場合、チャネル切り換えは発生しない。

上述した例では、回線品質情報を用いて端末５０がどの領域に位置するかを判定した（Ｓ１９）。回線品質情報に代えて端末５０の位置情報によりどの領域に位置するかを判定してもよい。端末５０が自身の位置情報を測定し基地局１０にその情報を送信し、基地局１０の選択制御部１５は位置情報から領域を判定して使用周波数を決定すればよい。

図７は他の処理例を示すフローチャートである。基地局１０が処理を開始すると（Ｓ２１）、選択制御部１５は、セル端、セル中心、及びセル中間における各周波数グループｆｇ１〜ｆｇ３に属する周波数を決定する（Ｓ２２）。

次いで、選択制御部１５は、セル端、セル中間、及びセル中心の各領域の位置を算出し（Ｓ１６）、端末５０で測定した無線回線品質情報を受信する（Ｓ１７）。

次いで、選択制御部１５は無線回線品質情報に基づいて端末５０の位置する領域を判定し、使用周波数制御部１６は使用周波数グループｆｇ１〜ｆｇ３の中から使用周波数を決定し、判定した領域と使用周波数とを端末５０に通知する（Ｓ１８，Ｓ１９）。そして、基地局１０は一連の処理を終了する（Ｓ２３）。本処理は予めセル中間の周波数グループｆｇ３を使用するものとして処理が行われる例である。

（第２の実施例）
次に第２の実施例を説明する。第２の実施例は基地局１０から端末５０への送信電力制御の例である。図８は基地局１０の構成例、図９〜図１３は各周波数における送信電力例をそれぞれ示す図である。

基地局１０は、図８に示すように、更に送信電力制御部２１を備える。送信電力制御部２１は使用周波数制御部１６で決定した（割り当てた）使用周波数に対して、送信電力を決定し、決定した送信電力で送信無線部１９からデータ伝送を行い得るように制御する。

図９は送信電力制御部２１で制御する送信電力の例を示す図である。基地局１０はセル端の端末５０に対して一定の伝送特性を実現する必要がある。一方、基地局１０はセル中心に位置する端末５０に対して他セルに対して干渉とならないように抑えられた電力でデータを伝送する必要がある。セル端の端末５０に対する最大送信電力をＰ_ｅｄｇｅとし、セル中心の端末５０に対する最大送信電力をＰ_{ｃｅｎｔｅｒ}とすると、
Ｐ_ｅｄｇｅ＞Ｐ_{ｃｅｎｔｅｒ} ・・・（１）
を満たすように送信電力制御部２１は送信電力を決定する。送信電力制御部２１は、セル端の周波数グループｆｇ２に属しかつセル中間の周波数グループｆｇ３に属する周波数に対して、セル端の端末５０の最大送信電力Ｐ_ｅｄｇｅとし、セル中心かつセル中間の周波数グループｆｇ１，ｆｇ３に属する周波数に対して、セル中心の最大送信電力Ｐ_{ｃｅｎｔｅｒ}とする。最大送信電力の設定値は従来通りであるため簡易に最大送信電力を設定できる。

図１０は他の送信電力例を示す図である。セル中間の周波数グループｆｇ３は、セル端及びセル中間の各周波数グループｆｇ２，ｆｇ３に属さずセル中間のグループｆｇ２のみに属する周波数（サブキャリア）を含む。この場合、セル中間のグループｆｇ３のみに属する周波数の最大送信電力Ｐ_{ｍｉｄｄｌｅ}とすると、
Ｐ_ｅｄｇｅ＞Ｐ_{ｍｉｄｄｌｅ}＞Ｐ_{ｃｅｎｔｅｒ} ・・・（２）
を満たすように送信電力制御部２１は送信電力を決定する。

図１１は他の送信電力例を示す図である。同図は、セル中間用の周波数グループｆｇ３に属する全ての周波数（サブキャリア）に対して最大送信電力Ｐ_{ｍｉｄｄｌｅ}で送信する例である。各最大送信電力に対して上述の式（２）の関係が成立する。

セル端とセル中心との境界付近の端末５０に対して、セル中心の周波数を用いた場合の伝送特性劣化を防止するとともに、セル端の周波数を用いた場合の送信電力増加を防止し他セルへの干渉を防止できる。

図１２も他の送信電力例を示す図である。同図は、セル中間の周波数グループｆｇ３に対してセル中心用の最大送信電力Ｐ_{ｃｅｎｔｅｒ}を利用した例である。図１３も送信電力例を示す図である。セル端の周波数グループｆｇ２とセル中間の周波数グループｆｇ３に属する周波数に対して（或いは、セル中間の周波数グループｆｇ３に属し、セル中心の周波数グループｆｇ１に属さない周波数に対して）、セル中間用の最大送信電力Ｐ_{ｍｉｄｄｌｅ}を利用する。

このように各周波数（サブキャリア）に対する最大送信電力は種々のバリエーションがある。

（第３の実施例）
次に第３の実施例を説明する。第１の実施例はＦＦＲの実行開始により処理が開示されるものとして説明した。第３の実施例は、ＦＦＲが実行されていない場合の処理の例である。基地局１０と端末５０の各構成例はそれぞれ図１と図２である。図１４は処理の例を示すフローチャートである。

基地局１０は本処理を開始すると（Ｓ３０）、選択制御部１５は端末分布を算出する（Ｓ３１）。端末の分布は、例えば各端末から受信した回線品質情報（または位置情報）から各端末がセル端またはセル中心に位置するかを一定時間、選択制御部１５内で保持して、各領域に位置する端末数を算出することで判断できる。

次いで、選択制御部１５はセル端に位置する端末とセル中心に位置する端末数の比Ｒ_{ｅｄｇｅ／ｃｅｎｔｅｒ}を算出する（Ｓ３２）。

次いで、選択制御部１５は端末数の比Ｒ_{ｅｄｇｅ／ｃｅｎｔｅｒ}が閾値Ｒ_{ｅｄｇｅ／ｃｅｎｔｅｒ＿ｔｈ}より大きいか否かを判定し（Ｓ３３）、閾値Ｒ_{ｅｄｇｅ／ｃｅｎｔｅｒ＿ｔｈ}以下のとき（Ｓ３３でＮｏ）、再びＳ３１に処理は移行する。

一方、端末数の比Ｒ_{ｅｄｇｅ／ｃｅｎｔｅｒ}が閾値Ｒ_{ｅｄｇｅ／ｃｅｎｔｅｒ＿ｔｈ}より大きいとき（Ｓ３３でＹｅｓ）、選択制御部１５はＦＦＲを実行する（Ｓ３４）。

そして、選択制御部１５は、端末５０からの回線品質情報等に基づいて端末５０がセル端とセル中心の境界付近に位置しているか否かの判定を各端末５０に対して繰り返すことで、境界付近の端末数Ｎ_{ｂｏｕｎｄ}を算出する（Ｓ３５）。端末５０が境界付近に位置しているかの判定は第１の実施例で説明した通りである。

次いで、選択制御部１５は境界付近の端末数Ｎ_{ｂｏｕｎｄ}が閾値Ｎ_ｔｈより多いとき（Ｓ３６でＹｅｓ）、第１の実施例と同様に、セル中間を設定し（Ｓ３７）、使用周波数制御部１６は使用周波数を決定して、端末５０が位置する領域と使用周波数を端末５０に通知する（Ｓ３８〜Ｓ３９）。一方、端末数Ｎ_{ｂｏｕｎｄ}が閾値Ｎ_ｔｈ以下のとき処理は再びＳ３５に移行する。そして、基地局１０は一連の処理を終了する（Ｓ４０）。

このように本実施例はＦＦＲが実行されない場合でも処理を開始でき、基地局１０はセル端とセル中心の各領域に一定数の端末が位置するとＦＦＲを実行し、その後第１の実施例と同様にセル中間を設定し使用周波数等を端末に通知する。

（第４の実施例）
次に第４の実施例を説明する。第４の実施例は、基地局１０がＦＦＲを実行している場合に、端末５０がチャネル切り換え（端末５０の送受信可能な周波数帯域を別の周波数帯域に切り換えること）を頻繁に行った場合の例である。基地局１０と端末５０の各構成例は、それぞれ図１と図２に示す。図１５は処理の例を示すフローチャートである。

基地局１０は処理を開始すると（Ｓ５０）、選択制御部１５はチャネル切り換え回数Ｍと端末５０の位置情報ＰＯ_０、及び時刻ｔ１の各パラメータを初期化（Ｍ＝０，ＰＯ_０＝０，ｔ１＝１）する（Ｓ５１）。

次いで、選択制御部１５は端末５０からの無線品質情報（又は端末位置情報）に基づいて時刻ｔ１における端末５０の位置ＰＯ_ｔ１を算出（又は端末位置情報を受信）し、時刻ｔ１において端末５０がどの領域Ｒ_ｔ１（セル端、セル中心、又はセル中間）に位置するかを算出する（Ｓ５２）。位置の算出は第１の実施例で説明した通りである。

そして、選択制御部１５は、時刻ｔ１−１の領域Ｒ_ｔ１−１と、時刻ｔ１の領域Ｒ_ｔ１とを比較し、端末５０がセル端からセル中心（又はセル中心からセル端）へ移動したか否かを判断する（Ｓ５３）。領域の変更がないと（Ｓ５３で「なし」）、処理は再びＳ５２に移行する。

一方、領域の変更があると（Ｓ５３で「あり」）、端末５０はチャネル切り換えを実行し（Ｓ５４）、選択制御部１５はチャネル切り換えの回数を「１」加算する（Ｓ５５）。

そして、選択制御部１５はチャネル切り換えの回数Ｍが閾値Ｍｔｈを超えると（Ｓ５６でＹｅｓ）、端末５０においてチャネル切り換えが頻発したと判断して第１の実施例と同様にセル中間を設定する（Ｓ５７）。セル中間の設定は、第１の実施例のＳ１６からＳ１９までの処理を含む。

一方、回数Ｍが閾値Ｍｔｈ以下のとき（Ｓ５６でＮｏ）、処理は再びＳ５２に移行する。

セル中間設定後、選択制御部１５はチャネル切り換え回数Ｍを「０」にし、一連の処理を終了する（Ｓ５８〜Ｓ５９）。

このように本実施例は、チャネル切り換えが頻発した場合にセル中間を設定するようにし、その後、端末５０がセル中間の領域を移動してもチャネル切り換えは発生しないため、第１の実施例と同様にスループットを改善できる。

チャネル切り換えの頻発は、例えば、最初のチャネル切り換え時にタイマＣをスタートさせ、切り換え回数Ｍが閾値Ｍｔｈを超え、かつ、タイマＣが満了していない場合（又はタイマ閾値を超えていない場合）、頻発していると判断してもよい。

また、第１の実施例と同様に、本実施例においても端末５０がセル中間等の領域に位置するかの閾値を変化させるようにしてもよい。セル環境に応じた各領域を算出できる。

（第５の実施例）
次に第５の実施例を説明する。第５の実施例はセル中間の設定を終了させる例である。基地局１０と端末５０の各構成例はそれぞれ図１と図２に示す。図１６と図１７は本実施例における処理の例を示すフローチャートである。

図１６に示すように、基地局１０の選択制御部１５は、セル中間の領域に位置する端末数Ｎ_{ｒｅｓｅｔ}を算出し（Ｓ６１）、端末数Ｎ_{ｒｅｓｅｔ}が閾値Ｎ_{ｒｅｓｅｔ＿ｔｈ}より少ないとき（Ｓ６２でＹｅｓ）、セル中間の設定を解除する（Ｓ６３）。閾値Ｎ_{ｒｅｓｅｔ＿ｔｈ}以上のときセル中間の設定は解除されない（Ｓ６２でＮｏ）。

以後、基地局１０は例えばセル中間の設定を解除したことを端末５０の通知し、セル端またセル中心に位置するかを通知し、さらに使用周波数（サブキャリア）を通知する。そして、基地局１０はセル端とセル中心とでＦＦＲを実行する。

セル中間の設定終了は、図１７に示すように、端末数が閾値よりも下回った回数Ｌをカウントし（Ｓ７４）、カウント数Ｌが閾値Ｌ_{ｒｅｓｅｔ＿ｔｈ}より少ないとき（Ｓ７５でＹｅｓ）、セル中間の設定を解除する（Ｓ７６）ようにしてもよい。カウント数Ｌが閾値Ｌ_{ｒｅｓｅｔ＿ｔｈ}以上のときセル中間の設定は解除しない（Ｓ７５でＮｏ）。

また、カウント数Ｌが閾値を下回ったとき（Ｓ７５でＹｅｓ）、タイマＣを起動し、タイマＣが満了するまでに下回った回数が閾値を超えるとセル中間の設定を解除してもよい。

このように、セル中間に位置する端末数が少ないときにセル中間の設定を解除することで、周波数のリソースを有効活用できる。

（第６の実施例）
次に第６の実施例を説明する。第６の実施例は周波数ホッピングを実行している場合の例である。周波数ホッピングとは、ある時間ごとに使用周波数を切り換えて通信を行うことであり、使用周波数がある時間ごとに切り換わるため、周波数ダイバシチー効果が生じる。また、周波数ホッピングは、ある周波数でノイズが発生しても他の周波数で通信した信号により誤り訂正可能でノイズに強いという効果もある。図１８は周波数ホッピングにより周波数の切り換え例を示す図である。

基地局１０や端末５０が周波数ホッピングを実行している場合に、セル端用やセル中心用の周波数グループを設けると、周波数グループを跨いで周波数が切り換わってしまう場合がある。第１の実施例でも説明したように、例えば端末５０の最大受信帯域幅がセル端またはセル中心の周波数グループｆｇ２，ｆｇ１と同じ幅の場合、周波数グループを跨いだ周波数の切り換えは端末５０においてチャネル切り換え処理を行うことになる。そこで、第１の実施例と同様にセル中間の周波数グループｆｇ３を設けることで、セル中間で移動する端末５０のチャネル切り換えをなくすことができる。

図１９及び図２０は周波数ホッピングの実行例を示す図である。例えば、基地局１０の使用周波数制御部１６はセル中心周波数グループｆｇ１でかつセル中間周波数グループｆｇ３に属さない周波数内（図２０の領域Ａ）で周波数ホッピングを実行する。周波数ホッピングする際にはホッピングパターン（周波数変更パターン）を用意しておくのもよいし（図１８や図１９等）、ある時間ごとに周波数を決定する（割り当てる）ようにしてもよい。

その後、端末５０がセル中間へ移動すると、使用周波数制御部１６は、セル中心周波数グループｆｇ１でかつセル中間周波数グループｆｇ３に属さない周波数（図２０の領域Ａ）と、セル中心周波数グループｆｇ１とセル中間周波数グループｆｇ３の両方に属する周波数（図２０の領域Ｂ）とで周波数ホッピングを実行する。この２つの周波数帯域（領域ＡとＢ）に属するホッピングパターン等により実行する。

そして、端末５０がセル中間からセル端方向へ移動すると、使用周波数制御部１６は、セル中間とセル端の両方に属する周波数（図２０の領域Ｃ）で周波数ホッピングを実行する。

各領域に属する周波数で周波数ホッピングが行われるようにホッピングパターン又は周波数の選択が行われるようにすればよい。言い換えると、各領域の周波数ホッピングパターンに含まれる各周波数は少なくとも一部が重複する。そして、図２０に示すように各領域間を端末５０が移動する際に、隣り合う周波数を用いて周波数ホッピングが行われるようにホッピングパターンを用意または周波数の選択（割り当て）を行うことで、端末５０のチャネル切り換えがスムーズに行われる。

なお、端末５０の位置は第１の実施例でも説明したように、端末５０からの回線品質情報や端末位置情報から判断される。また、周波数ホッピングによる本例の場合でも決定した使用周波数は端末５０に通知されて受信周波数として下りデータ伝送に用いられる。

また、端末５０がセル端からセル中間等の各領域に移動する際に、端末５０の移動するタイミングを、回線品質情報等を一定期間比較する等により推定し、そのタイミングに合わせて周波数ホッピングを行ってもよい。

さらに、セル端のみやセル中心のみで周波数ホッピングを実行する場合、セル中間に属する周波数を含まずセル中間とは異なるホッピングパターン等により周波数ホッピングを行ってもよい。

（第７の実施例）
次に第７の実施例を説明する。第１〜第６の実施例は下りデータ伝送の例について説明した。つまり、これらの実施例は端末５０の受信周波数を決定する例である。第７の実施例は上りデータ伝送の例である。すなわち、端末５０の送信周波数を決定する例である。

図２１は基地局１０、図２２は端末５０の各構成例を示す図である。基地局１０は、さらに無線回線品質測定部２５を備える。無線回線品質測定部２５は、端末５０からの信号から上り方向の無線回線品質を測定し、測定結果を選択制御部１５に出力する。選択制御部１５は第１の実施例と同様に測定結果に基づいて端末５０がセル端、セル中心、あるいはセル中間に位置するかを判定する。使用周波数制御部１６は、その位置に属する周波数グループｆｇ１〜ｆｇ３から使用周波数（上り方向における端末５０の送信周波数）を決定し制御信号として端末５０に通知する。

図２２は端末５０の構成例である。端末５０は送信制御部６０を更に備える。送信制御部６０は基地局１０からの使用周波数で送信データを送信できるように符号化・復調部５７と送信無線部５８を制御する。

また、基地局１０の送信電力制御部２１は送信電力制御を行う場合（実施例２）、使用周波数に対応する最大送信電力値を決定する。そして、最大送信電力は端末５０に通知され、端末５０の送信制御部６０は通知された送信電力でデータを送信できるように送信無線部５８等を制御する。

このように第７の実施例においても、端末５０がセル端とセル中心を行き来する場合、セル中間の周波数を用いて端末５０が基地局１０のデータ送信を行うことができるため、チャネル切り換えは行われず、スループットは向上する。

なお、本第７の実施例は上述した第１〜第６の実施例のいずれにおいても実施可能である。

（その他の実施例）
第１〜第７の実施例では、各周波数グループｆｇ１〜ｆｇ３を一つのグループとして設けた例で説明したが、各周波数グループｆｇ１〜ｆｇ３をさらに複数のグループに分割してもよい。例えば、セル端用の周波数グループｆｇ２を複数設けてもよい。

また、第１〜第７の実施例では、端末５０の位置は基地局１０の選択制御部１５で判断するものとして説明した。端末５０が自身の位置を判断し基地局１０に通知するようにしてもよい。例えば、端末５０は選択制御部１５を備え、制御信号検出部５３等により位置を判断すればよい。

さらに、第１〜第７の実施例では、セル中間を設定し使用周波数を割り当てるのは基地局１０として説明した。例えば、複数の基地局を管理する上位装置（または無線制御装置）がかかる処理を行うようにしてもよい。この場合、上位装置は決定した使用周波数を基地局に送信し、その後基地局から端末に通知される。上位装置の構成は例えば図１となる。

以上まとめると付記のようになる。

（付記１）
端末装置と無線通信を行う基地局装置において、
隣接基地局装置との間で互いに異なる周波数が使用される第１の周波数群と、前記第１の周波数群に含まれる周波数とは異なる周波数を含む第２の周波数群と、前記第１または第２の周波数群に含まれる周波数の少なくとも一部が重複した周波数を含む第３の周波数群とを設定する設定部と、
前記第１から第３の周波数群のいずれかに含まれる周波数を前記端末に割り当てる割り当て部と、
前記割り当てられた周波数を前記端末装置に送信する送信部と
を備えることを特徴とする基地局装置。

（付記２）
前記設定部は、前記隣接基地局装置とサービス領域が重複する第１の領域に前記第１の周波数群を設定し、前記隣接基地局装置と前記サービス領域が重複しない第２の領域に前記第２の周波数群を設定することを特徴とする付記１記載の基地局装置。

（付記３）
前記設定部は、前記第１の領域と前記第２の領域の境界に位置する前記端末装置の数が閾値以上のとき、前記第３の周波数群を設定することを特徴とする付記２記載の基地局装置。

（付記４）
前記設定部は、前記端末装置が前記第１及び第２の周波数群の間で前記周波数を切り換えるチャネル切り換え回数が閾値以上のとき、前記第３の周波数群を設定することを特徴とする付記１記載の基地局装置。

（付記５）
前記設定部は、前記第１の領域と前記第２の領域の境界に位置する前記端末装置が閾値以下のとき、前記第３の周波数群の設定を解除することを特徴とする付記２記載の基地局装置。

（付記６）
前記設定部は、前記第１から第３の周波数群の各周波数群に含まれる周波数が前記各周波数群内において一定時間で異なる周波数となるように夫々第１から第３の周波数ホッピングパターンを設定し、
前記割り当て部は、前記第１から第３の周波数ホッピングパターンを用いて前記周波数を割り当てることを特徴とする付記１記載の基地局装置。

（付記７）
さらに、前記割り当てた周波数に対応する送信電力を決定する送信電力制御部を備え、前記送信電力制御部は、前記送信電力で前記端末装置にデータを送信する、または前記送信電力を前記送信部に出力して前記端末装置に通知する、ことを特徴とする付記１記載の基地局装置。

（付記８）
前記送信部が前記端末装置に送信する前記周波数は、前記端末装置が前記基地局装置からデータを受信する受信周波数、または前記端末装置が前記基地局装置にデータを送信する送信周波数であることを特徴とする付記１記載の基地局装置。

（付記９）
端末装置と無線通信を行う基地局装置における周波数割り当て方法であって、
隣接基地局装置との間で互いに異なる周波数が使用される第１の周波数群と、前記第１の周波数群に含まれる周波数とは異なる周波数を含む第２の周波数群と、前記第１または第２の周波数群に含まれる周波数の少なくとも一部が重複した周波数を含む第３の周波数群とを設定し、
前記第１から第３の周波数群のいずれかに含まれる周波数を前記端末に割り当て、
前記割り当てられた周波数を前記端末装置に送信する
ことを特徴とする周波数割り当て方法。

（付記１０）
端末装置と基地局装置とを備える移動通信システムにおいて、
前記基地局装置は、隣接基地局装置との間で互いに異なる周波数が使用される第１の周波数群と、前記第１の周波数群に含まれる周波数とは異なる周波数を含む第２の周波数群と、前記第１または第２の周波数群に含まれる周波数の少なくとも一部が重複した周波数を含む第３の周波数群とを設定する設定部と、前記第１から第３の周波数群のいずれかに含まれる周波数を前記端末に割り当てる割り当て部と、前記割り当てられた周波数を前記端末に送信する送信部とを備え、
前記端末装置は、前記割り当てられた周波数を受信する受信部を備え、
前記端末装置は、前記割り当てられた周波数で前記基地局装置からのデータを受信し、または前記基地局装置へデータを送信することを特徴とする移動通信システム。

（付記１１）
通信装置において、
隣接基地局装置間で互いに異なる周波数が使用される第１の周波数群と、前記第１の周波数群に含まれる周波数とは異なる周波数を含む第２の周波数群と、前記第１または第２の周波数群に含まれる周波数の少なくとも一部が重複した周波数を含む第３の周波数群とを設定する設定部と、
前記第１から第３の周波数群のいずれかに含まれる周波数を端末装置に割り当てる割り当て部と、
前記端末装置を収容する基地局装置に前記割り当てられた周波数を送信する送信部と
を備えることを特徴とする通信装置。

図１は基地局の構成例である。図２は端末の構成例である。図３は処理の例を示すフローチャートである。図４は周波数グループの割り当て例を示す図である。図５は使用周波数の切り換え例を示す図である。図６は使用周波数（サブキャリア）の構成例を示す図である。図７は処理の例を示すフローチャートである。図８は基地局の他の構成例を示す図である。図９は送信電力の例を示す図である。図１０は送信電力の例を示す図である。図１１は送信電力の例を示す図である。図１２は送信電力の例を示す図である。図１３は送信電力の例を示す図である。図１４は処理の例を示すフリーチャートである。図１５は処理の例を示すフローチャートである。図１６は処理の例を示すフローチャートである。図１７は処理の例を示すフローチャートである。図１８は周波数の切り換え例を示す図である。図１９は周波数の切り換え例を示す図である。図２０は周波数の切り換え例を示す図である。図２１は基地局の他の構成例を示す図である。図２２は端末の他の構成例を示す図である。図２３はセル構成例を示す図である。図２４は周波数帯域の構成例を示す図である。図２５はヒステリシスの内容を説明するための図である。図２６は端末の移動の様子を示す図である。図２７は使用周波数の切り換え例を示す図である。

符号の説明

１０基地局、１１受信無線部、１２復調・復号部、１３回線品質抽出部、１４閾値記憶部、１５セル端／セル中心／セル中間選択制御部（選択制御部）、１６使用周波数制御部、１７制御信号作成部、１８符号化・変調部、１９送信無線部、２１送信電力制御部、２５無線回線品質測定部、５０端末、５１受信無線部、５２復調・復号部、５３制御信号検出部、５４受信制御部、５５無線回線品質測定部、５６無線回線品質情報作成部、５７符号化・変調部、５８送信無線部、６０送信制御部、ｆｇ１セル中心用周波数グループ、ｆｇ２セル端用周波数グループ、ｆｇ３セル中間用周波数グループ

Claims

端末装置と無線通信を行う基地局装置において、
隣接基地局装置との間で互いに異なる周波数が使用される第１の周波数群と、前記第１の周波数群に含まれる周波数とは異なる周波数を含む第２の周波数群と、前記第１または第２の周波数群に含まれる周波数の少なくとも一部が重複した周波数を含む第３の周波数群とを設定する設定部と、
前記第１から第３の周波数群のいずれかを選択し、該選択した周波数群に含まれる周波数を前記端末に割り当てる割り当て部と、
前記選択した周波数群と前記割り当てられた周波数とを前記端末装置に送信する送信部と
を備えることを特徴とする基地局装置。
前記設定部は、前記隣接基地局装置とサービス領域が重複する第１の領域に前記第１の周波数群を設定し、前記隣接基地局装置と前記サービス領域が重複しない第２の領域に前記第２の周波数群を設定することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
前記設定部は、前記第１の領域と前記第２の領域の境界に位置する前記端末装置の数が閾値以上のとき、前記第３の周波数群を設定することを特徴とする請求項２記載の基地局装置。
前記設定部は、前記端末装置が前記第１及び第２の周波数群の間で前記周波数を切り換えるチャネル切り換え回数が閾値以上のとき、前記第３の周波数群を設定することを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
前記設定部は、前記第１の領域と前記第２の領域の境界に位置する前記端末装置が閾値以下のとき、前記第３の周波数群の設定を解除することを特徴とする請求項２記載の基地局装置。
前記設定部は、前記第１から第３の周波数群の各周波数群に含まれる周波数が前記各周波数群内において一定時間で異なる周波数となるように夫々第１から第３の周波数ホッピングパターンを設定し、
前記割り当て部は、前記第１から第３の周波数ホッピングパターンを用いて前記周波数を割り当てることを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
さらに、前記割り当てた周波数に対応する送信電力を決定する送信電力制御部を備え、前記送信電力制御部は、前記送信電力で前記端末装置にデータを送信する、または前記送信電力を前記送信部に出力して前記端末装置に通知する、ことを特徴とする請求項１記載の基地局装置。
端末装置と無線通信を行う基地局装置における周波数割り当て方法であって、
隣接基地局装置との間で互いに異なる周波数が使用される第１の周波数群と、前記第１の周波数群に含まれる周波数とは異なる周波数を含む第２の周波数群と、前記第１または第２の周波数群に含まれる周波数の少なくとも一部が重複した周波数を含む第３の周波数群とを設定し、
前記第１から第３の周波数群のいずれかを選択し、該選択した周波数群に含まれる周波数を前記端末に割り当て、
前記選択した周波数群と前記割り当てられた周波数とを前記端末装置に送信する
ことを特徴とする周波数割り当て方法。
端末装置と基地局装置とを備える移動通信システムにおいて、
前記基地局装置は、隣接基地局装置との間で互いに異なる周波数が使用される第１の周波数群と、前記第１の周波数群に含まれる周波数とは異なる周波数を含む第２の周波数群と、前記第１または第２の周波数群に含まれる周波数の少なくとも一部が重複した周波数を含む第３の周波数群とを設定する設定部と、前記第１から第３の周波数群のいずれかを選択し、該選択した周波数群に含まれる周波数を前記端末に割り当てる割り当て部と、前記選択した周波数群と前記割り当てられた周波数とを前記端末に送信する送信部とを備え、
前記端末装置は、前記割り当てられた周波数を受信する受信部を備え、
前記端末装置は、前記割り当てられた周波数で前記基地局装置からのデータを受信し、または前記基地局装置へデータを送信することを特徴とする移動通信システム。
通信装置において、
隣接基地局装置間で互いに異なる周波数が使用される第１の周波数群と、前記第１の周波数群に含まれる周波数とは異なる周波数を含む第２の周波数群と、前記第１または第２の周波数群に含まれる周波数の少なくとも一部が重複した周波数を含む第３の周波数群とを設定する設定部と、
前記第１から第３の周波数群のいずれかを選択し、該選択した周波数群に含まれる周波数を端末装置に割り当てる割り当て部と、
前記選択した周波数群と前記端末装置を収容する基地局装置に前記割り当てられた周波数とを送信する送信部と
を備えることを特徴とする通信装置。