JP5259342B2 - 通信装置及び無線リソース割り当て方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で定義された複数のサブキャリアを用いて複数の通信相手装置と多元接続通信を行う通信装置及び当該通信装置での通品相手装置に対する無線リソースの割り当て方法に関する。

従来から無線通信に関して様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、ＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）と呼ばれる、ＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）方式で通信を行う無線通信技術が開示されている。ＯＦＤＭＡ方式では、ＯＦＤＭ方式で定義されたサブキャリア及びＯＦＤＭシンボルがユーザに適応的に割り当てられる。また特許文献２には、既知のトレーニング信号を用いて、無線信号が通過するチャネルの特性の推定を行うチャネルサウンディングシステムが開示されている。特許文献２には、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）システムにおいてチャネルサウンディングを行う技術が開示されている。

特開２００７−２９５４９５号公報 特開２００２−３１４４６４号公報

さて、上述の特許文献１にも記載されているように、ＷｉＭＡＸでは、基地局のアンテナとしてアダプティブアレイが使用されることがある。基地局では、通信端末から送信される、サウンディング信号と呼ばれる既知信号を用いてアダプティブアレイのウェイトを算出し、当該アダプティブアレイの指向性が当該通信端末に向くようにビームフォーミングされる。

一方で、通信端末は、基地局から指定されたサブキャリアを用いてサウンディング信号を送信する。ＷｉＭＡＸでは、通信端末がサウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアとして、固定数の複数のサブキャリア（例えば、ＯＦＤＭ方式で定義されているすべてのサブキャリア）が定められており、その固定数の複数のサブキャリアを通信対象となる複数の通信端末に対して重複しないように割り振っている。通信端末では、サウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアの数が多くなると、サブキャリアあたりの送信電力が小さくなることから、基地局がサウンディング信号の送信のために通信端末に割り当てるサブキャリアの数によっては、当該通信端末から送信されるサウンディング信号を基地局が受信しにくくなる。

そこで、本発明は上述の点に鑑みて成されたものであり、ＯＦＤＭ方式で定義された複数のサブチャネルを用いて複数の通信相手装置と多元接続通信を行う通信装置において、通信相手装置から送信される所定の信号を受信しやすくすることが可能な技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る通信装置は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で定義された複数のサブキャリアを用いて複数の通信相手装置と多元接続通信を行う通信装置であって、通信相手装置から送信される信号を受信する受信部と、前記受信部で受信された信号に基づいて、当該信号を送信した通信相手装置との通信品質が所定の基準を満たすか否かを判定する判定部と、通信対象となる複数の通信相手装置を決定し、当該複数の通信相手装置のそれぞれに対して、所定の信号の送信用の無線リソースを割り当てる無線リソース割り当て部と、前記無線リソース割り当て部での割り当て結果を示す割り当て情報を、前記無線リソース割り当て部が通信対象として決定した複数の通信相手装置に送信する送信部とを備え、前記所定の信号の送信用のサブキャリアとして、固定数の複数のサブキャリアが定められており、前記無線リソース割り当て部は、ＱｏＳに基づき決定される通信優先順位が所定のレベル以上の通信相手装置と、自通信装置に対する上り方向の通信が留保されている時間が所定時間よりも長い通信相手装置とを通信対象として決定しても、当該通信対象として決定した通信相手装置の数が、自通信装置に対する上り方向において通信可能な通信相手装置の最大数より小さい場合には、前記判定部において通信品質が所定の基準を満たさないと判定された通信相手装置を通信対象として決定し、通信対象として決定した複数の通信相手装置のそれぞれに対して前記所定の信号の送信用の無線リソースを割り当てる際には、当該複数の通信相手装置に対して前記固定数の複数のサブキャリアのすべてを重複しないように均等に割り当てる。

また、本発明に係る通信装置は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で定義された複数のサブキャリアを用いて複数の通信相手装置と多元接続通信を行う通信装置であって、通信相手装置から送信される、当該通信相手装置の送信能力を示す情報を含む信号を受信する受信部と、前記受信部で受信された信号に基づいて、当該信号を送信した通信相手装置の送信能力が所定の基準を満たすか否かを判定する判定部と、通信対象となる複数の通信相手装置を決定し、当該複数の通信相手装置のそれぞれに対して、所定の信号の送信用の無線リソースを割り当てる無線リソース割り当て部と、前記無線リソース割り当て部での割り当て結果を示す割り当て情報を、前記無線リソース割り当て部が通信対象として決定した複数の通信相手装置に送信する送信部とを備え、前記所定の信号の送信用のサブキャリアとして、固定数の複数のサブキャリアが定められており、前記無線リソース割り当て部は、ＱｏＳに基づき決定される通信優先順位が所定のレベル以上の通信相手装置と、自通信装置に対する上り方向の通信が留保されている時間が所定時間よりも長い通信相手装置とを通信対象として決定しても、当該通信対象として決定した通信相手装置の数が、自通信装置に対する上り方向において通信可能な通信相手装置の最大数より小さい場合には、前記判定部において送信能力が所定の基準を満たさないと判定された通信相手装置を通信対象として決定し、通信対象として決定した複数の通信相手装置のそれぞれに対して前記所定の信号の送信用の無線リソースを割り当てる際には、当該複数の通信相手装置に対して前記固定数の複数のサブキャリアのすべてを重複しないように均等に割り当てる。

また、本発明に係る通信装置の一態様では、前記受信部及び前記送信部はアンテナとしてアダプティブアレイを共用し、前記所定の信号は前記アダプティブアレイのウェイトの算出に使用される既知信号である。

また、本発明に係る通信装置の一態様では、前記通信装置はＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）での基地局であって、前記所定の信号はＷｉＭＡＸで使用されるサウンディング信号である。

また、本発明に係る無線リソース割り当て方法は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で定義された複数のサブキャリアを用いて複数の通信相手装置と多元接続通信を行う通信装置での通信相手装置に対する無線リソースの割り当て方法であって、（ａ）通信相手装置から送信される信号を受信する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で受信された信号に基づいて、当該信号を送信した通信相手装置との通信品質が所定の基準を満たすか否かを判定する工程と、（ｃ）通信対象となる複数の通信相手装置を決定し、当該複数の通信相手装置のそれぞれに対して、所定の信号の送信用の無線リソースを割り当てる工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）での割り当て結果を示す割り当て情報を、前記工程（ｃ）において通信対象として決定された複数の通信相手装置に送信する工程とを備え、前記所定の信号の送信用のサブキャリアとして、固定数の複数のサブキャリアが定められており、前記工程（ｃ）では、ＱｏＳに基づき決定される通信優先順位が所定のレベル以上の通信相手装置と、自通信装置に対する上り方向の通信が留保されている時間が所定時間よりも長い通信相手装置とが通信対象として決定されても、当該通信対象として決定された通信相手装置の数が、自通信装置に対する上り方向において通信可能な通信相手装置の最大数より小さい場合には、前記工程（ｂ）において通信品質が所定の基準を満たさないと判定された通信相手装置が通信対象として決定され、通信対象として決定された複数の通信相手装置のそれぞれに対して前記所定の信号の送信用の無線リソースが割り当てられる際には、当該複数の通信相手装置に対して前記固定数の複数のサブキャリアのすべてが重複しないように均等に割り当てられる。

また、本発明に係る無線リソース割り当て方法は、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で定義された複数のサブキャリアを用いて複数の通信相手装置と多元接続通信を行う通信装置での通信相手装置に対する無線リソースの割り当て方法であって、（ａ）通信相手装置から送信される、当該通信相手装置の送信能力を示す情報を含む信号を受信する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）で受信された信号に基づいて、当該信号を送信した通信相手装置の送信能力が所定の基準を満たすか否かを判定する工程と、（ｃ）通信対象となる複数の通信相手装置を決定し、当該複数の通信相手装置のそれぞれに対して、所定の信号の送信用の無線リソースを割り当てる工程と、（ｄ）前記工程（ｃ）での割り当て結果を示す割り当て情報を、前記工程（ｃ）において通信対象として決定された複数の通信相手装置に送信する工程とを備え、前記工程（ｃ）では、ＱｏＳに基づき決定される通信優先順位が所定のレベル以上の通信相手装置と、自通信装置に対する上り方向の通信が留保されている時間が所定時間よりも長い通信相手装置とが通信対象として決定されても、当該通信対象として決定された通信相手装置の数が、自通信装置に対する上り方向において通信可能な通信相手装置の最大数より小さい場合には、前記工程（ｂ）において送信能力が所定の基準を満たさないと判定された通信相手装置が通信対象として決定され、通信対象として決定された複数の通信相手装置のそれぞれに対して前記所定の信号の送信用の無線リソースが割り当てられる際には、当該複数の通信相手装置に対して前記固定数の複数のサブキャリアのすべてが重複しないように均等に割り当てられる。

本発明によれば、通信相手装置からの所定の信号を受信しやすくなる。

実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示す図である。また図２は、本実施の形態１に係る無線通信システムが備える基地局１の構成を示す図である。本実施の形態１に係る無線通信システムは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅに規定されているモバイルＷｉＭＡＸに準拠したシステムであって、基地局１はＯＦＤＭＡ方式で複数の通信端末２と双方向の無線通信を行う。ＯＦＤＭＡ方式で通信を行う基地局１は、サブチャネルとＯＦＤＭシンボルとで特定される無線リソースを複数の通信端末２のそれぞれに個別に割り当てることによって、当該複数の通信端末２と同時に通信することが可能となっている。

図２に示されるように、基地局１は、受信部１１及び送信部１２を有する無線通信部１０と、受信データ処理部１４と、通信品質判定部１５と、無線リソース割り当て部１６と、送信データ生成部１７とを備えている。受信部１１及び送信部１２は、アンテナとして、複数のアンテナ素子１３ａから成るアダプティブアレイ１３を共有している。つまり、アダプティブアレイ１３は、通信端末２に無線信号を送信する送信アンテナ及び通信端末２からの無線信号を受信する受信アンテナとして機能する。

受信部１１は、アダプティブアレイ１３の複数のアンテナ素子１３ａで受信された信号のそれぞれに対して増幅処理やダウンコンバートを行って、複数のアンテナ素子１３ａで受信された信号をそれぞれベースバンド信号に変換して出力する。

受信データ処理部１４は、受信部１１から出力される複数のベースバンド信号のそれぞれに対してウェイトを設定して（重み付けを行って）、各ベースバンド信号の位相及び振幅を制御する。そして受信データ処理部１４は、ウェイト設定後の複数のベースバンド信号を合成する。これにより、アダプティブアレイ１３のビームを希望波に向けることができ、妨害波を除去することができる。受信データ処理部１４は、ウェイト設定後のベースバンド信号を合成して得られた信号（以後、「合成ベースバンド信号」と呼ぶ）に対して復調処理等を行って、通信対象の各通信端末２からの各種データを再生する。

また、受信データ処理部１４は、アダプティブアレイ１３のウェイトを、通信端末２から送信されてくるサウンディング信号を用いて決定する。ここで、サウンディング信号は既知の信号であるため、基地局１の受信データ処理部１４は、通信端末２から送信されてくるサウンディング信号がどのような信号であるかを認識している。受信データ処理部１４は、合成ベースバンド信号に対して復調処理等を行って、通信端末２からのサウンディング信号が適切に再生できるようなウェイトを算出し、それを、受信部１１から出力される複数のベースバンド信号のそれぞれに対して設定する。

通信品質判定部１５は、受信データ処理部１４で生成された合成ベースバンド信号に基づいて、基地局１と通信端末２との間の通信品質が所定の基準を満足しているかどうかを判定する。例えば、通信品質判定部１５は、合成ベースバンド信号に基づいて、通信対象の通信端末２についてのＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）を算出し、算出したＲＳＳＩが所定のしきい値未満かどうかを判定する。これにより、通信品質判定部１５は、基地局１との通信品質の悪い通信端末２を特定することができる。なお、基地局１と通信端末２との間の通信品質は、ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）を用いて判定しても良い。

無線リソース割り当て部１６は、下り方向の通信において通信対象となる通信端末２を決定するとともに、通信対象と決定した各通信端末２に割り当てる無線リソースを決定する。つまり、無線リソース割り当て部１６は、下り方向の通信対象の通信端末２にデータを送信する際に使用する無線リソースを通信端末２ごとに決定する。

また無線リソース割り当て部１６は、上り方向の通信において通信対象となる通信端末２を決定するとともに、通信対象と決定した各通信端末２に割り当てる無線リソースを決定する。つまり、無線リソース割り当て部１６は、上り方向の通信対象の通信端末２が基地局１にデータを送信する際に使用する無線リソースを通信端末２ごとに決定する。複数の通信端末２に無線リソースが割り当てられる際には、各ＯＦＤＭシンボルにおいて、周波数軸上に配置された複数のサブキャリアが重複しないように複数の通信端末２に割り当てられる。

送信データ生成部１７は、無線リソース割り当て部１６での無線リソースの割り当て結果を考慮してシリアル送信データを生成する。そして、送信データ生成部１７は、シリアル送信データをパラレル送信データに変換して、当該パラレル送信データで、送信に使用する複数のサブキャリアを変調する。送信データ生成部１７は、変調後の複数のサブキャリアを合成してベースバンド信号を生成する。このベースバンド信号は、アンテナ素子１３ａの数だけ準備される。送信データ生成部１７は、受信データ処理部１４で使用されたアダプティブアレイの受信用のウェイトに基づいて送信用のウェイトを決定し、当該送信用のウェイトを、生成した複数のベースバンド信号に設定する。そして、送信データ生成部１７は、ウェイト設定後の複数のベースバンド信号を送信部１２に出力する。

送信部１２は、入力された複数のベースバンド信号を、アップコンバート及び増幅処理を行った後、複数のアンテナ素子１３ａにそれぞれ入力する。これにより、アダプティブアレイ１３からは、通信対象の通信端末２に向かって無線信号が送信される。

次に、モバイルＷｉＭＡＸでのフレーム１００の構成について説明する。図３はフレーム１００の構成例を示す図である。モバイルＷｉＭＡＸでは、基地局１と通信端末２との間の複信方式には、ＴＤＤ（Time Division Duplexing、時分割複信）方式が採用されている。図３に示されるように、一つのフレーム１００は、基地局１から通信端末２へ信号を送信するための下りサブフレーム１０１と、通信端末２から基地局１に信号を送信するための上りサブフレーム１０２とで構成されている。そして、フレーム１００内には、基地局１が送信から受信に切り替える際のガード時間であるＴＧＧ（Transmit Transition Gap）と、基地局１が受信から送信に切り替える際のガード時間であるＲＴＧ（Receive Transition Gap）が設けられている。

図３に示されるように、下りサブフレーム１０１と上りサブフレーム１０２のそれぞれは、ＯＦＤＭシンボルの番号で与えられる時間軸と、サブチャネルの番号で与えられる周波数軸とから成る２次元で表現される。ここで、ＯＦＤＭＡ方式では、複数のサブキャリアが複数のサブチャネルにグループ分けされ、通信端末２へのサブキャリアの割り当ては、サブチャネル単位で行われる。ＯＦＤＭＡ方式では、各通信端末２に対する無線リソースの割り当てが、周波数軸と時間軸とで表現される２次元で行われる。

下りサブフレーム１０１には、例えば、プリアンブル領域１０１ａ、ＦＣＨ（Frame Control Header）領域１０１ｂ、ＤＬ−ＭＡＰ（Downlink Map）メッセージ１０１ｃ、ＵＬ−ＭＡＰ（Uplink Map）メッセージ１０１ｄ及び複数の下りバースト領域１０１ｅが配置される。下りサブフレーム１０１における、プリアンブル領域１０１ａ等の各領域の範囲は、サブチャネル数とＯＦＤＭシンボル数とで決定される。このような下りサブフレーム１０１は、基地局１の送信データ生成部１７で生成される。

一方で、上りサブフレーム１０２には、例えば、レンジング領域１０２ａ、ＣＱＩＣＨ領域１０２ｂ、ＡＣＫ領域１０２ｃ、サウンディングゾーン１０２ｄ及び複数の上りバースト領域１０２ｅが配置される。下りサブフレーム１０１と同様に、上りサブフレーム１０２における、レンジング領域１０２ａ等の各領域の範囲は、サブチャネル数とＯＦＤＭシンボル数とで決定される。

プリアンブル領域１０１ａには、通信端末２が基地局１との同期をとるために必要な信号が含められる。ＦＣＨ領域１０１ｂには、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｃの長さと、そこで使用されている誤り訂正符号の方式及び繰り返し符号の繰り返し数を示すＤＬＦＰ（Downlink Frame Prefix）などが含められる。通信端末２はＤＬＦＰの内容に従ってＤＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｃを復調する。

複数の下りバースト領域１０１ｅのそれぞれには、互いに異なった通信端末２がＤＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｃによって割り当てられており、各下りバースト領域１０１ｅには、対応する通信端末２へのデータが含められる。図３の下りサブフレーム１０１では、５つの下りバースト領域１０１ｅに対して、♯１〜♯５までの５つの通信端末２がそれぞれ割り当てられている。したがって、図３の下りサブフレーム１０１においては５つの通信端末２に対するデータが含められる。

ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｃは、それが属する下りサブフレーム１０１において通信を行う各通信端末２に対する無線リソースの割り当てを示している。ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｃには、下りサブフレーム１０１において各下りバースト領域１０１ｅがどの領域に割り当てられているのか、各下りバースト領域１０１ｅに対してどの通信端末２が割り当てられているのかなどの情報が含まれている。したがって、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｃによって、それが属する下りサブフレーム１０１で通信を行う通信端末２と、当該通信端末２と通信を行う際に使用されるサブチャネルと、当該通信端末２と通信を行う時間帯とが特定される。各通信端末２は、ＤＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｃの内容を解析することによって、自装置宛のデータが基地局１からどの時間帯（ＯＦＤＭシンボル）でどのサブチャネルを使用して送信されるかを知ることができる。その結果、各通信端末２では、基地局１からの自装置宛のデータを適切に受信することができる。

ＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄは、それが属する下りサブフレーム１０１に続く上りサブフレーム１０２において通信対象となる各通信端末２に対する無線リソースの割り当てを示している。ＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄには、上りサブフレーム１０２において各上りバースト領域１０２ｅがどの領域に割り当てられているのか、上りサブフレーム１０２中の各上りバースト領域１０２ｅに対してどの通信端末２が割り当てられているのかなどの情報が含まれている。したがって、ＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄによって、それが属する下りサブフレーム１０１に続く上りサブフレーム１０２において通信を行う通信端末２と、当該通信端末２と通信を行う際に使用されるサブチャネルと、当該通信端末２と通信を行う時間帯とが特定される。各通信端末２は、ＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄの内容を解析することによって、基地局１宛のデータをどの時間帯でどのサブチャネルを使用して送信すべきかを知ることができる。

上りサブフレーム１０２での複数の上りバースト領域１０２ｅのそれぞれには、互いに異なった通信端末２がＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄによって割り当てられており、各上りバースト領域１０２ｅには、対応する通信端末２が送信するデータが含められる。図３の上りサブフレーム１０２では、３つの上りバースト領域１０２ｅに対して、♯１〜♯３までの３つの通信端末２がそれぞれ割り当てられている。したがって、図３の上りサブフレーム１０２においては３つの通信端末２からのデータが含められる。

レンジング領域１０２ａには、帯域要求やレンジングを行うための信号が含められる。ＣＱＩＣＨ領域１０２ｂにはチャネル品質情報が含められる。ＡＣＫ領域１０２ｃには、基地局１からのＨＡＲＱ（Hybrid Automatic Repeat Request）に対するＡＣＫ（Acknowledgement）あるいはＮＡＣＫ（Negative Acknowledgement）が含められる。

サウンディングゾーン１０２ｄには、基地局１の受信データ処理部１４がアダプティブアレイ１３のウェイトを算出する際に使用する既知のサウンディング信号が含められる。サウンディングゾーン１０２ｄには、例えば、すべてのサブチャネル、つまりすべてのサブキャリアが割り当てられている。サウンディングゾーン１０２ｄに割り当てられている複数のサブチャネルは、当該サウンディングゾーン１０２ｄが属する上りサブフレーム１０２において基地局１と通信を行う複数の通信端末２に対して重複しないように割り振られている。上りサブフレーム１０２において基地局１と通信を行う各通信端末２は、サウンディング信号を、割り当てられているサブチャネルを使用して基地局１に送信する。なお、上りサブフレーム１０２において基地局１と通信を行う通信端末２が一つの場合には、当該一つの通信端末２にすべてのサブチャネルが割り当てられ、当該一つの通信端末２は、すべてのサブチャネルを使用してサウンディング信号を送信する。

図４はサウンディングゾーン１０２ｄにおける各サブチャネルの通信端末２への割り当て例を示す図である。図４中の♯１〜♯３は、図３の３つの上りバースト領域１０２ｅにそれぞれ割り当てられている３つの通信端末２を示している。図４に示される例では、サウンディングゾーン１０２ｄに割り当てられている複数のサブチャネルのそれぞれには、♯１〜♯３の３つの通信端末２のいずれか一つが割り当てられている。より具体的には、番号順に並べられた複数のサブチャネルに対して、♯１〜♯３の通信端末２が、最初のサブチャネルから最後のサブチャネルに向かって順番に繰り返して割り当てられている。

このように、モバイルＷｉＭＡＸにおいては、通信端末２がサウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアとして定められている固定数のサブキャリア（本実施の形態１では、ＯＦＤＭＡで規定されているすべてのサブキャリア）が、上りサブフレーム１０２での通信対象の複数の通信端末２に重複しないように割り当てられている。したがって、上りサブフレーム１０２において基地局１と通信を行う通信端末２の数が少なくなると、上りサブフレーム１０２において基地局１と通信を行う各通信端末２がサウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアの数が多くなる。このような通信端末２に対するサブキャリアの割り当ては、下りサブフレーム１０１のＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄで行われている。ＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄでは、それが属する下りサブフレーム１０１に続く上りサブフレーム１０２において基地局１と通信する各通信端末２がサウンディング信号を送信する際にどのサブチャネルを使用するかが記述されている。ＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄを含む下りサブフレーム１０１の後に続く上りサブフレーム１０２において基地局１と通信を行う各通信端末２は、当該ＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄにおいて自装置用として指定されているサブチャネル（複数のサブキャリア）を使用してサウンディング信号を基地局１に送信する。具体的には、通信端末２は、指定された複数のサブキャリアをサウンディング信号で変調し、変調後の複数のサブキャリアを重畳して得られる信号を基地局１に送信する。

本実施の形態１に係る無線通信システムでは、上りサブフレーム１０２において、基地局１との通信品質の悪い通信端末２ができるだけまとまって基地局１と通信するようになっている。これにより、通信品質の悪い通信端末２がサウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアの数が少なくなり、通信品質の悪い通信端末２は、サウンディング信号を送信する際のサブキャリアあたりの送信電力を大きくすることができる。その結果、基地局１は、通信端末２からサブキャリア信号を受信しやすくなる。以下に、このことについて詳細に説明する。

図５は、上りサブフレーム１０２で通信を行う通信端末２が決定され、その結果を反映したＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄを含む下りサブフレーム１０１が送信されるまでの基地局１の動作を示すフローチャートである。

図５に示されるように、基地局１では、まずステップｓ１において、アダプティブアレイ１３の複数のアンテナ素子１３ａが、上りサブフレーム１０２を含む無線信号を受信すると、受信部１１は、複数のアンテナ素子１３ａで受信された信号のそれぞれをベースバンド信号に変換して出力する。受信データ処理部１４は、受信部１１から出力される複数のベースバンド信号のそれぞれに対してウェイトを設定し、ウェイト設定後のベースバンド信号を合成して合成ベースバンド信号を生成する。そして、受信データ処理部１４は、合成ベースバンド信号に対して復調処理等を行って、それに含まれる上りサブフレーム１０２の各種情報を取得する。

次にステップｓ２において、通信品質判定部１５は、受信データ処理部１４で生成された合成ベースバンド信号に基づいて、ステップｓ１で受信した上りサブフレーム１０２での通信対象の各通信端末２について、基地局１との通信品質が所定の基準を満足しているかどうかを判定する。具体的には、通信品質判定部１５は、合成ベースバンド信号に基づいて、当該合成ベースバンド信号に含まれるデータを送信した各通信端末２についてのＲＳＳＩを算出し、通信端末２ごとに、算出したＲＳＳＩが所定のしきい値未満かどうかを判定する。

なお、ステップｓ２は、基地局１が上りサブフレーム１０２を受信するたびに実行されるため、通信品質判定部１５では、基地局１が通信可能な通信端末２のすべてについての通信品質が判定される。

次にステップｓ３において、無線リソース割り当て部１６は、次の上りサブフレーム１０２において通信対象となる通信端末２を決定する。ここで、次の上りサブフレーム１０２において通信可能な通信端末２の最大数を“Ｎ”とする。

ステップｓ３では、まず、無線リソース割り当て部１６は、現時点において、上り方向の通信を行うべき通信端末２のすべてについての通信優先順位を確認する。ここで、通信優先順位とは、通信端末２のＱｏＳ（Quality of Service）に基づいて決定された通信の優先順位であって、通信優先順位が高い通信端末２ほど優先的に基地局１は通信を行うべきであることを意味する。この通信優先順位は、受信データ処理部１４が、通信端末２からの受信データに基づいて決定して無線リソース割り当て部１６に通知する。無線リソース割り当て部１６は、通信優先順位が所定のレベル以上の通信端末２を、優先順位の高いもの順に次の上りサブフレーム１０２での通信対象としていく。ここで、通信対象と決定された通信端末２の数が最大数Ｎに到達した時点、あるいは上り方向の通信を行うべき通信端末２のすべてを通信対象と決定した時点で、無線リソース割り当て部１６での通信対象の決定処理は終了する。つまり、ステップｓ３の処理は終了する。

次に、無線リソース割り当て部１６は、上り方向の通信を行うべき通信端末２のうち通信対象と決定されていない通信端末２が存在し、通信優先順位が所定のレベル以上の通信端末２をすべて通信対象とした上でもなお、通信対象と決定した通信端末２の数が最大数Ｎよりも小さい場合には、上り方向の通信を行うべき残りの通信端末２のうち、上り方向の通信が留保されている時間が所定時間よりも長い通信端末２を、留保時間が長いもの順に次の上りサブフレーム１０２での通信対象としていく。このときにも、通信対象と決定された通信端末２の数が最大数Ｎに到達した時点、あるいは上り方向の通信を行うべき通信端末２のすべてを通信対象と決定した時点で、ステップｓ３の処理は終了する。

次に、無線リソース割り当て部１６は、上り方向の通信を行うべき通信端末２のうち通信対象と決定されていない通信端末２が存在し、上り方向の通信が留保されている時間が所定時間よりも長い通信端末２をすべて通信対象とした上でもなお、通信対象と決定した通信端末２の数が最大数Ｎより小さい場合には、上り方向の通信を行うべき残りの通信端末２のうち、通信品質判定部１５において基地局１との通信品質が所定の基準を満足しないと判定された通信端末２、言い換えれば、通信品質判定部１５において基地局１との通信品質が悪いと判定された通信端末２を、通信が留保されている時間が長いもの順に、次の上りサブフレーム１０２での通信対象としていく。このときにも、通信対象と決定された通信端末２の数が最大数Ｎに到達した時点、あるいは上り方向の通信を行うべき通信端末２のすべてを通信対象と決定した時点で、ステップｓ３の処理は終了する。これより、基地局１との通信品質が悪い通信端末２がまとめて次の上りサブフレーム１０２での通信対象となる。

次に、無線リソース割り当て部１６は、上り方向の通信を行うべき通信端末２のうち通信対象と決定されていない通信端末２が存在し、基地局１との通信品質が所定の基準を満足しない通信端末２をすべて通信対象とした上でもなお、通信対象と決定した通信端末２の数が最大数Ｎよりの小さい場合には、上り方向の通信を行うべき残りの通信端末２のうち、通信品質判定部１５において基地局１との通信品質が所定の基準を満足すると判定された通信端末２、言い換えれば、基地局１との通信品質が良好であると判定された通信端末２を、通信が留保されている時間が長いもの順に、次の上りサブフレーム１０２での通信対象としていく。このときにも、通信対象と決定された通信端末２の数が最大数Ｎに到達した時点、あるいは上り方向の通信を行うべき通信端末２のすべてを通信対象と決定した時点で、ステップｓ３の処理は終了する。

ステップｓ３の処理が終了すると、ステップｓ４において、無線リソース割り当て部１６は、ステップｓ３で次の上りサブフレーム１０２での通信対象と決定された各通信端末２に無線リソースを割り当てる。つまり、無線リソース割り当て部１６は、通信対象と決定された各通信端末２に割り当てる上りバースト領域１０２ｅの上りサブフレーム１０２での位置及び範囲を決定する。これにより、次の上りサブフレーム１０２での通信対象と決定された各通信端末２に対して、データバーストの送信用のサブキャリアが割り当てられる。

さらに、無線リソース割り当て部１６は、次の上りサブフレーム１０２での通信対象と決定された各通信端末２に対して、サウンディング信号の送信用の無線リソースを割り当てる。このとき、通信対象と決定された複数の通信端末２に対して、例えば上述の図４のように、固定数の複数のサブキャリアのすべてが重複しないように均等に割り振られる。

このように、本実施の形態１では、次の上りサブフレーム１０２において通信対象となる複数の通信端末２に対して、通信端末２がサウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアとして定められている固定数の複数のサブキャリアが重複しないように割り当てられる。そして、次の上りサブフレーム１０２において通信対象となる複数の通信端末２には、通信品質判定部１５において基地局１との通信品質が所定の基準を満足しないと判定された複数の通信端末２がまとめて含められる。したがって、基地局１との通信品質が悪い通信端末２における、サウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアの数を少なくすることができる。通信端末２では、ある信号を送信する際に使用するサブキャリアの数が少なくなると、当該信号を送信する際のサブキャリアあたりの送信電力を大きくすることができることから、本実施の形態１のように、サウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアの数を少なくすることによって、サウンディング信号の送信時のサブキャリアあたりの送信電力を大きくすることができる。よって、サウンディング信号に関する基地局１と通信端末２との通信品質が改善し、基地局１は通信端末２からのサウンディング信号を受信しやすくなる。

なお、通信端末２が送信するデータバーストについては、サウンディング信号とは異なり、上りサブフレーム１０２での通信対象の複数の通信端末２のそれぞれに対して、任意の数のサブキャリアを割り当てることができる。サウンディング信号については、上りサブフレーム１０２での通信対象の複数の通信端末２に対して、ＯＦＤＭＡで規定されているすべてのサブキャリアを割り振っていることから、当該複数の通信端末２の数によって、当該複数の通信端末２のそれぞれがサウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアの数が一意的に決定される。これに対して、データバーストについては、上りサブフレーム１０２での通信対象の複数の通信端末２のそれぞれに対して、送信データ量等を考慮して任意の数のサブキャリアを割り当てることができることから、当該複数の通信端末２の数によって、当該複数の通信端末２のそれぞれがデータバーストを送信する際に使用するサブキャリアの数が一意的に決定されることはない。

また、ステップｓ４において、無線リソース割り当て部１６は、次の下りサブフレーム１０１で通信を行う通信端末２を決定し、当該通信端末２に無線リソースを割り当てる。つまり、無線リソース割り当て部１６は、通信対象と決定された各通信端末２に割り当てる下りバースト領域１０１ｅの下りサブフレーム１０１での位置及び範囲を決定する。これにより、次の下りサブフレーム１０１での通信対象と決定された各通信端末２に対して、データバーストの送信用のサブキャリアが割り当てられる。

次にステップｓ５において、送信データ生成部１７は、下りサブフレーム１０１を生成する。この下りサブフレーム１０１に含まれるＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄには、無線リソース割り当て部１６での通信端末２に対する無線リソースの割り当て結果が含まれている。つまり、ＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄには、ステップｓ１で受信された上りサブフレーム１０２に続く下りサブフレーム１０１で通信対象となる通信端末２と、当該通信端末２にデータを送信する際に使用する無線リソースと、次の上りサブフレーム１０２で通信対象となる通信端末２と、当該通信端末２がデータを送信する際に使用する無線リソースとを特定する情報が含まれている。

その後、ステップｓ６において、ステップｓ５で生成された下りサブフレーム１０１は、無線通信部１０から無線信号となって送信される。この下りサブフレーム１０１を受信した通信端末２は、その中に含まれているＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄの内容を解析し、当該ＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄ中に、自装置がサウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアが指定されていれば、当該サブキャリアを使用してサウンディング信号を送信する。このとき、通信端末２では、サウンディング信号の送信に使用されるサブキャリアの数に応じて、サブキャリアあたりの送信電力が変化する。

次に、ステップｓ１において、基地局１が新たな上りサブフレーム１０２を受信すると、上述のステップｓ２〜ｓ６が再び実行されて、新たな下りサブフレーム１０１が送信される。以後、基地局１では同様の処理が繰り返して行われる。

以上のように、本実施の形態１では、基地局１との通信品質が所定の基準を満足しないと判定された複数の通信端末２が、上りサブフレーム１０２での通信対象となる複数の通信端末２に含められるため、通信品質が悪い通信端末２における、サウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアの数を少なくすることができる。したがって、通信品質が悪い通信端末２は、サウンディング信号を送信する際のサブキャリアあたりの送信電力を大きくすることができる。よって、基地局１と通信端末２との間のサウンディング信号に関する通信品質が改善され、基地局１は、通信端末２からのサウンディング信号を受信しやすくなる。

また、サウンディング信号は、アダプティブアレイ１３のウェイトの算出に使用される既知信号であって、本実施の形態１では、このようなサウンディング信号を受信しやすくなるため、アダプティブアレイ１３の受信用及び送信用のウェイトの算出精度が向上する。したがって、アダプティブアレイ１３の高精度なビームフォーミングが可能となり、基地局１と通信端末２との通信品質が向上する。

なお、各通信端末２が、サウンディング信号以外にも、送信用のサブキャリアとして固定数の複数のサブキャリアが割り当てられている所定の信号を、上りサブフレーム１０２で送信する場合には、上述のようにして、上りサブフレーム１０２において、基地局１との通信品質の悪い通信端末２ができるだけまとまって基地局１と通信できるようにすることにより、通信品質の悪い通信端末２が当該所定の信号を送信する際に使用するサブキャリアの数を少なくすることができる。よって、通信品質が悪い通信端末２は、当該所定の信号を送信する際のサブキャリアあたりの送信電力を大きくすることができる。その結果、基地局１は、通信端末２からの当該所定の信号を受信しやすくなる。

また、上述のステップｓ３では、他の方法を用いて、次の上りサブフレーム１０２において通信対象となる通信端末を決定しても良い。例えば、上り方向の通信を行うべき通信端末２であって、基地局１との通信品質が所定の基準を満たさない通信端末２が所定数Ｍ（≦Ｎ）だけ存在するようになるまでは、上述の通信優先順位に基づいて次の上りサブフレーム１０２での通信端末２を決定し、上り方向の通信を行うべき通信端末２であって、基地局１との通信品質が所定の基準を満たさない通信端末２が所定数Ｍ（≦Ｎ）だけ存在するようになると、当該所定数Ｍの通信端末２を、次の上りサブフレーム１０２での通信対象と決定しても良い。この場合であっても、基地局１との通信品質の悪い通信端末２が同一時間帯においてできるだけまとまって基地局１と通信するようになり、同様の効果が得られる。

また、ステップｓ１において、基地局１との通信品質が所定の基準を満たさない通信端末２からのデータが受信されるまでは、無線リソース割り当て部１６は、通信優先順位に基づいて次の上りサブフレーム１０２での通信端末２を決定する。そして、ステップｓ１において、基地局１との通信品質が所定の基準を満たさない通信端末２からのデータが受信されると、無線リソース割り当て部１６は、その時点において、未だ通信対象と決定されていない、上り方向の通信を行うべき通信端末２を、通信品質が悪いものから順に次の上りフレーム１０２での通信対象としていく。これにより、無線リソース割り当て部１６では、未だ通信対象と決定されていない、上り方向の通信を行うべき通信端末２のうち、通信品質が悪いものから順に複数の通信端末２が選択され、選択された複数の通信端末２が次の上りフレーム１０２での通信対象となる。

その後、ステップｓ１において、基地局１との通信品質が所定の基準を満たさない通信端末２からのデータが新たに受信されるまでは、無線リソース割り当て部１６は、通信優先順位に基づいて次の上りサブフレーム１０２での通信端末２を決定し、基地局１との通信品質が所定の基準を満たさない通信端末２からのデータが新たに受信されると、その時点において、未だ通信対象と決定されていない、上り方向の通信を行うべき通信端末２を、通信品質が悪いものから順に次の上りフレーム１０２での通信対象としていく。

このように、基地局１との通信品質が悪いものから順に複数の通信端末２が選択され、選択された複数の通信端末２が、上りサブフレーム１０２での通信対象とされるため、通信品質が悪い通信端末２における、サウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアの数を少なくすることができる。したがって、通信品質が悪い通信端末２は、サウンディング信号を送信する際のサブキャリアあたりの送信電力を大きくすることができる。よって、基地局１は、通信端末２からのサウンディング信号を受信しやすくなる。

なお、この場合には、通信品質判定部１５は、通信端末２についてのＲＳＳＩが小さいほど、当該通信端末２と基地局１との間の通信品質が悪いと判定し、無線リソース割り当て部１６は、通信品質判定部１５での判定結果に基づいて、通信品質が悪いものから順に複数の通信端末２を選択する。

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２に係る無線通信システムの構成を示す図である。上述の実施の形態１に係る無線通信システムでは、基地局１との通信品質の悪い通信端末２が同一時間帯においてできるだけまとまって基地局１と通信するようになっていたが、本実施の形態２に係る無線通信システムでは、送信能力の低い通信端末２が同一時間帯においてできるだけまとまって基地局１と通信するようになっている。以下に、実施の形態１に係る無線通信システムとの相違点を中心に、本実施の形態２に係る無線通信システムについて説明する。

図６に示されるように、本実施の形態２に係る無線通信システムは、上述の無線通信部１０、受信データ処理部１４及び送信データ生成部１７と、送信能力判定部２５と、無線リソース割り当て部２６とを備えている。送信能力判定部２５は、通信端末２の送信能力が所定の基準を満足しているかどうかを判定する。

ここで、通信端末２は、基地局１との通信を開始すると、自装置の送信能力を基地局１に通知する。具体的には、通信端末２は、自装置での最大送信電力を示す情報を基地局１に通知する。送信能力判定部２５は、受信データ処理部１４から通信端末２についての最大送信電力を受け取り、当該最大送信電力が所定のしきい値未満かどうかを判定することによって、当該通信端末２の送信能力が所定の基準を満足するかどうかを判定する。

無線リソース割り当て部２６は、実施の形態１に係る無線リソース割り当て部１６と同様に、下り方向の通信において通信対象となる通信端末２を決定し、当該通信端末２に割り当てる無線リソースを決定する。また、無線リソース割り当て部２６は、上り方向の通信において通信対象となる通信端末２を決定し、当該通信端末２に割り当てる無線リソースを決定する。上述の実施の形態１に係る無線リソース割り当て部１６は、基地局１と通信端末２との間の通信品質を考慮して、上り方向の通信において通信対象となる通信端末２を決定していたが、本実施の形態２に係る無線リソース割り当て部２６は、通信端末２の送信能力を考慮して、上り方向の通信において通信対象となる通信端末２を決定する。

図７は、無線リソース割り当て部２６において上りサブフレーム１０２で通信を行う通信端末２が決定され、その結果を反映したＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄを含む下りサブフレーム１０１が送信されるまでの基地局１の動作を示すフローチャートである。

図７に示されるように、基地局１では、まずステップｓ１１において、アダプティブアレイ１３の複数のアンテナ素子１３ａが、上りサブフレーム１０２を含む無線信号を受信すると、受信部１１は、複数のアンテナ素子１３ａで受信された信号のそれぞれをベースバンド信号に変換して出力する。受信データ処理部１４は、受信部１１から出力される複数のベースバンド信号のそれぞれに対してウェイトを設定し、ウェイト設定後のベースバンド信号を合成して合成ベースバンド信号を生成する。そして、受信データ処理部１４は、合成ベースバンド信号に対して復調処理等を行って、それに含まれる上りフレーム１０２の各種情報を取得する。ここで取得される情報には、基地局１と新たに通信することになった通信端末２での最大送信電力を示す情報が含まれている。

次にステップｓ１２において、送信能力判定部２５は、新たに通信対象となった通信端末２の送信能力が所定の基準を満足するかどうかを判定する。 具体的には、送信能力判定部２５は、受信データ処理部１４から通知された、新たに通信対象となった通信端末２での最大送信電力が所定のしきい値未満かどうかを判定する。このステップｓ１２は、基地局１が上りサブフレーム１０２を受信するたびに実行されるため、送信能力判定部２５では、基地局１が通信可能な通信端末２のすべてについての送信能力が判定される。

次にステップｓ１３において、無線リソース割り当て部２６は、次の上りサブフレーム１０２において通信対象となる通信端末２を決定する。ここで、実施の形態１と同様に、次の上りサブフレーム１０２において通信可能な通信端末２の最大数を“Ｎ”とする。

ステップｓ１３では、まず、無線リソース割り当て部２６は、実施の形態１と同様に、上り方向の通信を行うべき通信端末２のすべてについての通信優先順位を確認する。無線リソース割り当て部２６は、通信優先順位が所定のレベル以上の通信端末２を、優先順位の高いもの順に次の上りサブフレーム１０２での通信対象としていく。ここで、通信対象と決定された通信端末２の数が最大数Ｎに到達した時点、あるいは上り方向の通信を行うべき通信端末２のすべてを通信対象と決定した時点で、ステップｓ１３の処理は終了する。

次に、無線リソース割り当て部２６は、上り方向の通信を行うべき通信端末２のうち通信対象と決定されていない通信端末２が存在し、通信優先順位が所定のレベル以上の通信端末２をすべて通信対象とした上でもなお、通信対象と決定した通信端末２の数が最大数Ｎよりも小さい場合には、上り方向の通信を行うべき残りの通信端末２のうち、上り方向の通信が留保されている時間が所定時間よりも長い通信端末２を、留保時間が長いもの順に次の上りフレーム１０２での通信対象としていく。このときにも、通信対象と決定された通信端末２の数がＮに到達した時点、あるいは上り方向の通信を行うべき通信端末２のすべてを通信対象と決定した時点で、ステップｓ１３の処理は終了する。

次に、無線リソース割り当て部２６は、上り方向の通信を行うべき通信端末２のうち通信対象と決定されていない通信端末２が存在し、上り方向の通信が留保されている時間が所定時間よりも長い通信端末２をすべて通信対象と決定した上でもなお、通信対象と決定した通信端末２の数が最大数Ｎよりも小さい場合には、上り方向の通信を行うべき残りの通信端末２のうち、送信能力判定部２５において送信能力が所定の基準を満足しないと判定された通信端末２、言い換えれば、送信能力が低いと判定された通信端末２を、通信が留保されている時間が長いもの順に、次の上りサブフレーム１０２での通信対象としていく。このときにも、通信対象と決定された通信端末２の数が最大数Ｎに到達した時点、あるいは上り方向の通信を行うべき通信端末２のすべてを通信対象と決定した時点で、ステップｓ１３の処理は終了する。これより、送信能力の低い通信端末２がまとめて次の上りサブフレーム１０２での通信対象となる。

次に、無線リソース割り当て部２６は、上り方向の通信を行うべき通信端末２のうち通信対象と決定されていない通信端末２が存在し、送信能力が所定の基準を満足しない通信端末２をすべて通信対象と決定した上でもなお、通信対象と決定した通信端末２の数が最大数Ｎよりも小さい場合には、上り方向の通信を行うべき残りの通信端末２のうち、送信能力判定部２５において送信能力が所定の基準を満足すると判定された通信端末２、言い換えれば、送信能力の高い通信端末２を、通信が留保されている時間が長いもの順に、次の上りサブフレーム１０２での通信対象としていく。このときにも、通信対象と決定された通信端末２の数が最大数Ｎに到達した時点、あるいは上り方向の通信を行うべき通信端末２のすべてを通信対象と決定した時点で、ステップｓ１３の処理は終了する。

ステップｓ１３の処理が終了すると、ステップｓ１４において、無線リソース割り当て部２６は、ステップｓ１３で次の上りサブフレーム１０２での通信対象と決定された各通信端末２に無線リソースを割り当てる。つまり、無線リソース割り当て部２６は、通信対象と決定された各通信端末２に割り当てる上りバースト領域１０２ｅの上りサブフレーム１０２での位置及び範囲を決定する。これにより、次の上りサブフレーム１０２での通信対象と決定された各通信端末２に対して、データバーストの送信用のサブキャリアが割り当てられる。

さらに、無線リソース割り当て部２６は、次の上りサブフレーム１０２での通信対象と決定された各通信端末２に対して、サウンディング信号の送信用の無線リソースを割り当てる。このとき、通信対象と決定された複数の通信端末２に対して、例えば上述の図４のように、固定数の複数のサブキャリアが重複しないように均等に割り振られる。

なお、ステップｓ１４において、無線リソース割り当て部２６は、次の下りサブフレーム１０１で通信を行う通信端末２を決定し、当該通信端末２に割り当てる下りバースト領域１０１ｅの下りサブフレーム１０１での位置及び範囲を決定する。これにより、次の下りサブフレーム１０１での通信対象と決定された各通信端末２に対して、データバーストの送信用のサブキャリアが割り当てられる。

次にステップｓ１５において、送信データ生成部１７は、下りサブフレーム１０１を生成する。この下りサブフレーム１０１に含まれるＵＬ−ＭＡＰメッセージ１０１ｄには、無線リソース割り当て部２６での通信端末２に対する無線リソースの割り当て結果が含まれている。その後、ステップｓ１５で生成された下りサブフレーム１０１は、ステップｓ１６において、無線通信部１０から無線信号となって送信される。

次に、ステップｓ１１において、基地局１が新たな上りサブフレーム１０２を受信すると、上述のステップｓ１２〜ｓ１６が再び実行されて、新たな下りサブフレーム１０１が送信される。以後、基地局１では同様の処理が繰り返して行われる。

以上のように、本実施の形態２では、送信能力が所定の基準を満足しないと判定された複数の通信端末２が、上りサブフレーム１０２での通信対象となる複数の通信端末２に含められるため、送信能力が低い通信端末２における、サウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアの数を少なくすることができる。したがって、送信能力の低い通信端末２であっても、サウンディング信号を送信する際のサブキャリアあたりの送信電力を大きくすることができる。よって、基地局１は、通信端末２からのサウンディング信号を受信しやすくなる。

また、本実施の形態２では、アダプティブアレイ１３のウェイトの算出に使用されるサウンディング信号が受信しやすくなるため、アダプティブアレイのウェイトの精度が向上する。その結果、アダプティブアレイ１３の高精度なビームフォーミングが可能となる。

なお、実施の形態１と同様に、各通信端末２が、サウンディング信号以外にも、送信用のサブキャリアとして固定数の複数のサブキャリアが割り当てられている所定の信号を、上りサブフレーム１０２で送信する場合には、上述のようにして、上りサブフレーム１０２において、送信能力の低い通信端末２ができるだけまとまって基地局１と通信できるようにすることにより、送信能力の低い通信端末２が当該所定の信号を送信する際に使用するサブキャリアの数を少なくすることができる。よって、送信能力の低い通信端末２は、当該所定の信号を送信する際のサブキャリアあたりの送信電力を大きくすることができる。その結果、基地局１は、通信端末２からの当該所定の信号を受信しやすくなる。

また、上述のステップｓ１３では、他の方法を用いて、次の上りサブフレーム１０２において通信対象となる通信端末を決定しても良い。例えば、上り方向の通信を行うべき通信端末２であって、送信能力が所定の基準を満たさない通信端末２が所定数Ｍ（≦Ｎ）だけ存在するようになるまでは、通信優先順位に基づいて次の上りサブフレーム１０２での通信端末２を決定し、上り方向の通信を行うべき通信端末２であって、送信能力が所定の基準を満たさない通信端末２が所定数Ｍ（≦Ｎ）だけ存在するようになると、当該所定数Ｍの通信端末２を、次の上りサブフレーム１０２での通信対象と決定しても良い。この場合であっても、送信能力が低い通信端末２が同一時間帯においてできるだけまとまって基地局１と通信するようになり、同様の効果が得られる。

また、ステップｓ１１において、送信能力が所定の基準を満たさない通信端末２からのデータが受信されるまでは、無線リソース割り当て部２６は、通信優先順位に基づいて次の上りサブフレーム１０２での通信端末２を決定する。そして、ステップｓ１１において、送信能力が所定の基準を満たさない通信端末２からのデータが受信されると、無線リソース割り当て部２６は、その時点において、未だ通信対象と決定されていない、上り方向の通信を行うべき通信端末２を、送信能力が低いものから順に次の上りフレーム１０２での通信対象としていく。これにより、無線リソース割り当て部２６では、未だ通信対象と決定されていない、上り方向の通信を行うべき通信端末２のうち、送信能力が低いものから順に複数の通信端末２が選択され、選択された複数の通信端末２が次の上りフレーム１０２での通信対象となる。

その後、ステップｓ１１において、送信能力が所定の基準を満たさない通信端末２からのデータが新たに受信されるまでは、無線リソース割り当て部２６は、通信優先順位に基づいて次の上りサブフレーム１０２での通信端末２を決定し、送信能力が所定の基準を満たさない通信端末２からのデータが新たに受信されると、その時点において、未だ通信対象と決定されていない、上り方向の通信を行うべき通信端末２を、送信能力が低いものから順に次の上りフレーム１０２での通信対象としていく。

このように、送信能力が低いものから順に複数の通信端末２が選択され、選択された複数の通信端末２が、上りサブフレーム１０２での通信対象とされるため、送信能力が低い通信端末２における、サウンディング信号を送信する際に使用するサブキャリアの数を少なくすることができる。したがって、送信能力が低い通信端末２であっても、サウンディング信号を送信する際のサブキャリアあたりの送信電力を大きくすることができる。よって、基地局１は、通信端末２からのサウンディング信号を受信しやすくなる。

なお、この場合には、送信能力判定部２５は、通信端末２についての最大送信電力が小さいほど、当該通信端末２の送信能力が低いと判定し、無線リソース割り当て部２６は、送信能力判定部２５での判定結果に基づいて、送信能力が低いものから順に複数の通信端末２を選択する。

本発明の実施の形態１に係る無線通信システムの構成を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る基地局の構成を示す図である。 モバイルＷＩＭＡＸでのフレーム構成例を示す図である。 サウンディングゾーンの構成例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る基地局の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る基地局の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２に係る基地局の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 基地局
２ 通信端末
１１ 受信部
１２ 送信部
１３ アダプティブアレイ
１５ 通信品質判定部
１６，２６ 無線リソース割り当て部
２５ 送信能力判定部
１０１ｄ ＵＬ−ＭＡＰメッセージ

Claims (6)

1. ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で定義された複数のサブキャリアを用いて複数の通信相手装置と多元接続通信を行う通信装置であって、
   通信相手装置から送信される信号を受信する受信部と、
   前記受信部で受信された信号に基づいて、当該信号を送信した通信相手装置との通信品質が所定の基準を満たすか否かを判定する判定部と、
   通信対象となる複数の通信相手装置を決定し、当該複数の通信相手装置のそれぞれに対して、所定の信号の送信用の無線リソースを割り当てる無線リソース割り当て部と、
   前記無線リソース割り当て部での割り当て結果を示す割り当て情報を、前記無線リソース割り当て部が通信対象として決定した複数の通信相手装置に送信する送信部と
   を備え、
   前記所定の信号の送信用のサブキャリアとして、固定数の複数のサブキャリアが定められており、
   前記無線リソース割り当て部は、
   ＱｏＳに基づき決定される通信優先順位が所定のレベル以上の通信相手装置と、自通信装置に対する上り方向の通信が留保されている時間が所定時間よりも長い通信相手装置とを通信対象として決定しても、当該通信対象として決定した通信相手装置の数が、自通信装置に対する上り方向において通信可能な通信相手装置の最大数より小さい場合には、前記判定部において通信品質が所定の基準を満たさないと判定された通信相手装置を通信対象として決定し、
   通信対象として決定した複数の通信相手装置のそれぞれに対して前記所定の信号の送信用の無線リソースを割り当てる際には、当該複数の通信相手装置に対して前記固定数の複数のサブキャリアのすべてを重複しないように均等に割り当てる、通信装置。
2. ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で定義された複数のサブキャリアを用いて複数の通信相手装置と多元接続通信を行う通信装置であって、
   通信相手装置から送信される、当該通信相手装置の送信能力を示す情報を含む信号を受信する受信部と、
   前記受信部で受信された信号に基づいて、当該信号を送信した通信相手装置の送信能力が所定の基準を満たすか否かを判定する判定部と、
   通信対象となる複数の通信相手装置を決定し、当該複数の通信相手装置のそれぞれに対して、所定の信号の送信用の無線リソースを割り当てる無線リソース割り当て部と、
   前記無線リソース割り当て部での割り当て結果を示す割り当て情報を、前記無線リソース割り当て部が通信対象として決定した複数の通信相手装置に送信する送信部と
   を備え、
   前記所定の信号の送信用のサブキャリアとして、固定数の複数のサブキャリアが定められており、
   前記無線リソース割り当て部は、
   ＱｏＳに基づき決定される通信優先順位が所定のレベル以上の通信相手装置と、自通信装置に対する上り方向の通信が留保されている時間が所定時間よりも長い通信相手装置とを通信対象として決定しても、当該通信対象として決定した通信相手装置の数が、自通信装置に対する上り方向において通信可能な通信相手装置の最大数より小さい場合には、前記判定部において送信能力が所定の基準を満たさないと判定された通信相手装置を通信対象として決定し、
   通信対象として決定した複数の通信相手装置のそれぞれに対して前記所定の信号の送信用の無線リソースを割り当てる際には、当該複数の通信相手装置に対して前記固定数の複数のサブキャリアのすべてを重複しないように均等に割り当てる、通信装置。
3. 請求項１及び請求項２のいずれか一つに記載の通信装置であって、
   前記受信部及び前記送信部はアンテナとしてアダプティブアレイを共用し、
   前記所定の信号は前記アダプティブアレイのウェイトの算出に使用される既知信号である、通信装置。
4. 請求項３に記載の通信装置であって、
   前記通信装置はＷｉＭＡＸ（Worldwide Interoperability for Microwave Access）での基地局であって、
   前記所定の信号はＷｉＭＡＸで使用されるサウンディング信号である、通信装置。
5. ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で定義された複数のサブキャリアを用いて複数の通信相手装置と多元接続通信を行う通信装置での通信相手装置に対する無線リソースの割り当て方法であって、
   （ａ）通信相手装置から送信される信号を受信する工程と、
   （ｂ）前記工程（ａ）で受信された信号に基づいて、当該信号を送信した通信相手装置との通信品質が所定の基準を満たすか否かを判定する工程と、
   （ｃ）通信対象となる複数の通信相手装置を決定し、当該複数の通信相手装置のそれぞれに対して、所定の信号の送信用の無線リソースを割り当てる工程と、
   （ｄ）前記工程（ｃ）での割り当て結果を示す割り当て情報を、前記工程（ｃ）において通信対象として決定された複数の通信相手装置に送信する工程と
   を備え、
   前記所定の信号の送信用のサブキャリアとして、固定数の複数のサブキャリアが定められており、
   前記工程（ｃ）では、
   ＱｏＳに基づき決定される通信優先順位が所定のレベル以上の通信相手装置と、自通信装置に対する上り方向の通信が留保されている時間が所定時間よりも長い通信相手装置とが通信対象として決定されても、当該通信対象として決定された通信相手装置の数が、自通信装置に対する上り方向において通信可能な通信相手装置の最大数より小さい場合には、前記工程（ｂ）において通信品質が所定の基準を満たさないと判定された通信相手装置が通信対象として決定され、
   通信対象として決定された複数の通信相手装置のそれぞれに対して前記所定の信号の送信用の無線リソースが割り当てられる際には、当該複数の通信相手装置に対して前記固定数の複数のサブキャリアのすべてが重複しないように均等に割り当てられる、無線リソース割り当て方法。
6. ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）方式で定義された複数のサブキャリアを用いて複数の通信相手装置と多元接続通信を行う通信装置での通信相手装置に対する無線リソースの割り当て方法であって、
   （ａ）通信相手装置から送信される、当該通信相手装置の送信能力を示す情報を含む信号を受信する工程と、
   （ｂ）前記工程（ａ）で受信された信号に基づいて、当該信号を送信した通信相手装置の送信能力が所定の基準を満たすか否かを判定する工程と、
   （ｃ）通信対象となる複数の通信相手装置を決定し、当該複数の通信相手装置のそれぞれに対して、所定の信号の送信用の無線リソースを割り当てる工程と、
   （ｄ）前記工程（ｃ）での割り当て結果を示す割り当て情報を、前記工程（ｃ）において通信対象として決定された複数の通信相手装置に送信する工程と
   を備え、
   前記工程（ｃ）では、
   ＱｏＳに基づき決定される通信優先順位が所定のレベル以上の通信相手装置と、自通信装置に対する上り方向の通信が留保されている時間が所定時間よりも長い通信相手装置とが通信対象として決定されても、当該通信対象として決定された通信相手装置の数が、自通信装置に対する上り方向において通信可能な通信相手装置の最大数より小さい場合には、前記工程（ｂ）において送信能力が所定の基準を満たさないと判定された通信相手装置が通信対象として決定され、
   通信対象として決定された複数の通信相手装置のそれぞれに対して前記所定の信号の送信用の無線リソースが割り当てられる際には、当該複数の通信相手装置に対して前記固定数の複数のサブキャリアのすべてが重複しないように均等に割り当てられる、無線リソース割り当て方法。

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