JPWO2008149726A1

JPWO2008149726A1 - 基地局、無線通信システム及び帯域制御方法

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Publication number: JPWO2008149726A1
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Inventors: 健生仁木
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Abstract

直交周波数分割多重接続方式で規定されたダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームが備える移動局毎のユーザデータを送受信するためのバースト区間を、周波数軸方向でセクタ数に対応した複数の割り当て領域に分割し、移動局毎のユーザデータを送受信するための割り当て領域を、該移動局が在圏するセクタに対応する割り当て領域に割り当て、該セクタ内のユーザデータの送信に必要な割り当て帯域が当該割り当て領域の通信帯域を超える場合、該セクタを除く他のセクタに対応する割り当て領域に割り当てる。

Description

本発明は直交周波数分割多重接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：ＯＦＤＭＡ）方式を採用する基地局及び無線通信システム並びに該基地局で用いる帯域制御方法に関する。

図１は無線通信システムにおけるセル配置の一例を示す模式図である。

図１に示すように、無線通信システムは、複数の基地局ＢＳ（図１に示す例ではＢＳ１、ＢＳ２、ＢＳ３）を備えた構成である。図１に示す基地局ＢＳ１〜Ｂ３は、自局が管理するセルを、さらに３つのセクタ（Ｓｅｃｔｏｒ１，２，３）に分割して管理する。移動局ＭＳは、各基地局ＢＳが管理するセクタ１〜３のうち、自局が在圏しているセクタを管理する基地局ＢＳと無線通信を行う。

図１に示す構成において、無線通信システムの周波数再利用率が３（Reuse３）の場合、通常、基地局ＢＳ１，ＢＳ２，ＢＳ３は、隣接するセクタと異なる周波数領域を用いて移動局ＭＳと無線通信を行う。そのため、セクタ間干渉が問題となることはない。

一方、無線通信システムの周波数再利用率が１（Reuse１）の場合、全てのセクタで同一の周波数領域を使用するため、セクタの境界にてセクタ間干渉が発生する。

図２は、例えばＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５で規定されたＯＦＤＭＡフレームの構成例を示す模式図である。

図２の縦軸は周波数軸であり、横軸は時間軸である。周波数軸方向には複数のサブキャリアをまとめたグループ（サブチャネル）が配置され、時間軸方向にはＯＦＤＭＡシンボルが配置される。

サブチャネルは，複数の物理サブキャリアからなる論理チャネルであり、どのサブキャリアを束ねて１つのサブチャネルを構成するかは任意である。通常，サブチャネル間の干渉を軽減するために、ランダムに配置されたサブキャリアを束ねてサブチャネルを構成する。

なお、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５では、ＯＦＤＭＡフレームにおけるサブキャリアの配置方法について複数のルールが規定されている。以下では、それらのルールのうち、ＦＵＳＣ（Full Usage of Sub-channel）ではなく、ＰＵＳＣ（Partial Usage of Sub-channel）を採用する場合で説明する。但し、本発明はＰＵＳＣ方式に限定されるものではない。

図２に示すように、ダウンリンクサブフレームは、プリアンブル(Preamble)、ＦＣＨ（Frame Control Header）、ＤＬ−ＭＡＰ（Downlink map）及びダウンリンクバースト（DL-burst）区間（DL-burst #1、DL-burst #2、…、DL-burst #6）で構成される。図２では図示されていないが、ダウンリンクサブフレームでは、例えばダウンリンクバースト区間（DL-burst #1）やをＤＬ−ＭＡＰの領域の一部を使用してＵＬ−ＭＡＰ（Uplink map）が送信される。

プリアンブルは、フレームの先頭検出や受信品質の計測等に用いられる、予め決められた固定データである。

ＦＣＨは、後続するＤＬマップやＵＬマップが正しく読み取れるように、これらＭＡＰ領域で用いている変調方式や符号方式等を各移動局ＭＳに報知するための情報である。

ダウンリンクバースト区間は、下り方向（ＢＳからＭＳ方向）に伝送する各移動局ＭＳ宛てのユーザデータの領域である。図２に示す例では、DL-burst #1、DL-burst #2、…、DL-burst #6に個別のユーザデータがそれぞれ割り当てられる。ダウンリンクバースト区間は、図２に示すDL-burst #1、DL-burst #2、…、DL-burst #6の構成に限定されるものではなく、通信中の移動局ＭＳ数、移動局ＭＳ毎の優先度、各移動局ＭＳが要求する伝送レート等に応じて適宜変更される。

ＤＬ−ＭＡＰは、下り方向に送信する、ダウンリンクバースト区間における移動局ＭＳ毎のユーザデータの位置（ダウンリンクサブフレームにおける周波数領域及び時間）を指定する情報である。

ＵＬ−ＭＡＰは、上り方向（ＭＳからＢＳ方向）に送信する、アップリンクバースト区間における移動局ＭＳ毎のユーザデータの位置（アップリンクサブフレームにおける周波数領域及び時間）を指定する情報である。

移動局ＭＳは、ＤＬ−ＭＡＰ及びＵＬ−ＭＡＰで指定されたＯＦＤＭＡフレーム内の周波数領域（サブチャネル）及び時間領域（時間スロット）を用いて基地局ＢＳとユーザデータの送受信を行う。

アップリンクサブフレームは、コントロールチャネル及びアップリンクバースト（UL-burst）区間（UL-burst #1、UL-burst #2、…、UL-burst #5）で構成される。

コントロールチャネルは、制御用の情報のための領域であり、例えば基地局ＢＳと各移動局ＭＳとを同期させるためのＲａｎｇｉｎｇ処理で用いる情報が送受信される。

アップリンクバースト区間は、各移動局ＭＳから上り方向に送信するユーザデータの領域である。図２に示す例では、UL-burst #1、UL-burst #2、…、UL-burst #5に個別のユーザデータがそれぞれ割り当てられる。

なお、バースト区間及びコントロールチャネルは、ＯＦＤＭＡフレーム内の任意の位置に配置できる。但し、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５の規定では、ダウンリンクバースト区間を長方形状に設定する必要がある。また、アップリンクバースト区間は、図３の矢印で示すように、各サブチャネルに対して、順次、時間軸方向にユーザデータを全て配置していく必要がある。

ところで、ＯＦＤＭＡ方式では、上述したようにサブチャネルに対して複数の物理サブキャリアがランダムに割り当てられる（以下、乱数変換ルールと称す）。ここで、各サブチャネルにどの物理サブキャリアを割り当てるかはセル番号に応じて決定され、各セクタにおいては各サブチャネルに同一の物理サブキャリアが割り当てられる。一方、各基地局ＢＳにおいては各サブチャネルに同一の物理サブキャリアが割り当てられることはない。但し、このような乱数変換ルールは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ-２００５で定義されたＤＬ Zone Switch ＩＥを使用することで、ＯＦＤＭＡフレーム内の任意のシンボルから変更できる。これをZone切り替えと呼ぶ。

ＯＦＤＭＡ方式を採用する無線通信システムでは、各セクタで同一の無線チャネル（サブチャネル）を利用すると、セクタ間干渉が発生する。このようなセクタ間干渉を低減する一手法は、例えば特表２００４−５３７８７５号公報や特表２００６−５１５１４１号公報で提案されている。

特表２００４−５３７８７５号公報や特表２００６−５１５１４１号公報では、ダウンリンクサブフレームを時間軸方向で分割し、各セクタに該分割したブロックを割り当て、各セクタで割り当てられたブロックを利用してユーザデータを送受信することでセクタ間干渉を低減している。

また、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５では、セクタ間干渉を低減する手法としてセグメント化が定義されている。セグメント化とは、例えば１つのＯＦＤＭＡフレームをセクタ数に合わせて周波数軸方向で３分割し、３つのセクタで異なる周波数領域を使用する方法である。

しかしながら、上述した特表２００４−５３７８７５号公報や特表２００６−５１５１４１号公報に記載された手法、あるいはＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５で規定されたセグメント化を実施すると、各セクタで使用可能な通信帯域がセルで使用可能な全通信帯域の１／３に制限されてしまう。特に、ダウンリンクサブフレームは、Ｐｒｅａｍｂｌｅ、ＦＣＨ、ＤＬ−ＭＡ及びＵＬ−ＭＡＰ等の各種のオーバーヘッドを備えているため、ユーザデータの送信に使用可能なダウンリンクバースト区間がセルで使用可能な全通信帯域の１／３以下に低減してしまう。

そこで、本発明は、ＯＦＤＭＡ方式を適用した無線通信システムにおいて、同一の無線チャネルを複数の基地局ＢＳで使用する場合でも、通信容量を確保しつつ、他セクタとの干渉を最小限に抑制できる基地局、無線通信システム及び帯域制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため本発明では、直交周波数分割多重接続方式で規定されたダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームが備える移動局毎のユーザデータを送受信するためのバースト区間を、周波数軸方向でセクタ数に対応した複数の割り当て領域に分割し、移動局毎のユーザデータを送受信するための割り当て領域を、該移動局が在圏するセクタに対応する割り当て領域に割り当て、該セクタ内のユーザデータの送信に必要な割り当て帯域が当該割り当て領域の通信帯域を超える場合、該セクタを除く他のセクタに対応する割り当て領域に割り当てる。

このようにすると、例えばセルが３つのセクタで構成される場合、各セクタにおけるユーザデータの送信に必要な通信帯域がセルで使用可能な全通信帯域の１／３までは、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５で規定されたセグメント化を実施した場合と同様になる。そのため、セクタ間干渉を低減できる。

一般に、セクタの全通信帯域を占有するユーザデータが連続して発生することは稀であるため、本発明を採用すると、運用時におけるセクタ間干渉の低減効果が十分に期待できる。

図１は、無線通信システムにおけるセル配置の一例を示す模式図である。図２は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５で規定されたＯＦＤＭＡフレームの構成例を示す模式図である。図３は、図２に示したアップリンクバースト区間に対するユーザデータの配置規則を示す模式図である。図４は、本発明の無線通信システムが備える基地局の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。図５は、図４が示したＤＬ−ＭＡＰ生成手段による本発明の帯域制御方法の処理手順を示すフローチャートである。図６は、図４が示したＵＬ−ＭＡＰ生成手段による本発明の帯域制御方法の処理手順を示すフローチャートである。図７は、第１の実施の形態の無線通信システムで用いるダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームの構成例を示す模式図である。図８は、図７に示したデータ送信領域０にユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる様子を示す模式図である。図９は、各セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域がセルで使用可能な全通信帯域の１／３以下の場合に各セクタに割り当てられたユーザデータの送信に用いる領域の様子を示す模式図である。図１０は、図７に示したデータ受信領域０にユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる様子を示す模式図である。図１１は、図７に示したデータ受信領域０，１，２にユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる様子を示す模式図である。図１２は、図７に示したデータ送信領域２にユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる様子を示す模式図である。図１３は、図７に示したデータ受信領域２にユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる様子を示す模式図である。図１４は、図７に示したデータ受信領域０，１，２にユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる様子を示す模式図である。図１５は、第２の実施の形態の無線通信システムで用いるダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームの構成例を示す模式図である。

次に本発明について図面を参照して説明する。

（第１の実施の形態）
図４は本発明の無線通信システムが備える基地局の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。

図４に示すように、第１の実施の形態の基地局ＢＳは、無線ネットワークインターフェース部１、記憶装置２、データ処理装置３および有線ネットワークインターフェース部４を備えている。

無線ネットワークインターフェース部１は、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５に準拠したＯＦＤＭＡモジュールによって実現される。

記憶装置２には、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等が用いられる。

データ処理装置３は、一般的なコンピュータシステムと同様の構成で実現可能であり、例えばプログラムにしたがって処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、該ＣＰＵの処理で必要なデータを一時的に保持する主記憶装置と、後述する本発明の帯域制御方法をＣＰＵに実行させるためのプログラムが格納された記録媒体と、主記憶装置や記録媒体とのインターフェースであるメモリインタフェース部とを備えている。

有線ネットワークインターフェース部４は、例えば１０ＢＡＳＥ−Ｔや１００ＢＡＳＥ−ＴＸ等に準拠したＬＡＮインターフェース回路によって実現される。有線ネットワークインターフェース部４は、不図示の上位ネットワークと接続され、移動局ＭＳから受信したユーザデータを上位ネットワークへ送信すると共に、上位ネットワークから送信された各移動局ＭＳ宛のユーザデータを受信する。

記憶装置２は、セクタ番号記憶部２１及びＵＬ割り当て情報記憶部２２を備えている。

セクタ番号記憶部２１は、自基地局が管理する複数のセクタに付与されたセクタ番号を保持する。

ＵＬ割り当て情報記憶部２２は、アップリンクサブフレームに対して移動局ＭＳ毎に割り当てる帯域を示すＵＬ割り当て情報を保持する。ＵＬ割り当て情報は、各移動局ＭＳから受信した、アップリンクサブフレームに対する移動局ＭＳ毎の帯域の割り当て要求（ＵＬ帯域割り当て要求）に基づいて、データ処理装置３が各移動局ＭＳと事前に調整して決定する。

データ処理装置３は、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１、データフレーム生成手段３２、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３及び受信バースト解析手段３４を備えている。

受信バースト解析手段３４は、各移動局ＭＳから受信した、アップリンクサブフレームに対する移動局ＭＳ毎の帯域の割り当て要求（ＵＬ帯域割り当て要求）を解析し、必要に応じて後述するダミーデータを生成する。

データフレーム生成手段３２は、上位ネットワークから受信した移動局ＭＳ毎のユーザデータを一時的に保持すると共に、各移動局ＭＳへ送信する予定のデータ量を管理する。

ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、記憶装置２のセクタ番号記憶部２１からＤＬ−ＭＡＰを生成するセクタのセクタ番号を取得し、データフレーム生成手段３２から移動局ＭＳ毎の送信予定のデータ量を取得する。そして、セクタ番号に対応するセクタ内の各移動局ＭＳに割り当てるバースト区間を指定するためのＤＬ−ＭＡＰを生成する。

ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、記憶装置２のＵＬ割り当て情報記憶部２２からＵＬ−ＭＡＰの生成に必要な移動局ＭＳ毎のＵＬ割り当て情報を取得し、セクタ番号に対応するセクタ内の各移動局ＭＳに割り当てるバースト区間を指定するためのＵＬ−ＭＡＰを生成する。

無線ネットワークインターフェース部１は、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１で生成されたＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３で生成されたＵＬ−ＭＡＰを送信すると共に、ＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰに基づいてデータフレーム生成手段３２から取得したユーザデータを送受信する。

図７は、第１の実施の形態の無線通信システムで用いるダウンリンクサブフレーム及びアップリンクサブフレームの構成例を示す模式図である。

図７に示すように、第１の実施の形態の無線通信システムで用いるダウンリンクサブフレームは、セル内の全移動局ＭＳに対して共通に送信する（周波数再利用率＝１（Reuse１））Ｐｒｅａｍｂｌｅ、ＦＣＨ、ＤＬ−ＭＡＰ等が配置されるオーバーヘッド領域と、ユーザデータの送信に用いる、セルで使用可能な全通信帯域をセクタ数に応じて分割したデータ（Ｄａｔａ）送信領域０，１，２，…とを備えている。

また、アップリンクサブフレームは、コントロールチャネルと、セルで使用可能な全通信帯域をセクタ数に応じて分割した、各移動局ＭＳから送信されたユーザデータを受信するデータ（Ｄａｔａ）受信領域０，１，２，…とを備えている。データ送信領域及びデータ受信領域は、上述した割り当て領域に相当する。

次に、図５を用いてＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１の動作について説明する。

ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、データ処理装置３等からの指示によりＤＬ−ＭＡＰの生成タイミングを検知すると、オーバーヘッド領域の配置後、他の基地局ＢＳを含む全てのセクタで同じ乱数変換ルールを使用するように、ＤＬ Zone Switch IEを用いてダウンリンクバースト区間のZone切り替えを行う（ステップＡ１）。

次に、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、記憶装置２へＤＬ−ＭＡＰを生成するセクタ番号を問い合わせる（ステップＡ２）。ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、セクタ番号記憶部２１からセクタ番号を取得すると、その番号を確認し（ステップＡ３）、セクタ番号に応じて図５に示すステップＡ４〜Ａ８、ステップＡ９〜Ａ１３またはステップＡ１４〜Ａ１８のいずれかの処理へ移行する。

ステップＡ３の処理でセクタ番号０を検出した場合、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、データ送信領域０に、該セクタ番号に対応するセクタ内の各移動局ＭＳへのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＡ４）。ここで、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域（割り当て量）がセルで使用可能な全通信帯域の１／３を超える場合（ステップＡ５の判定結果がＹＥＳの場合）、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、データ送信領域０に加えてデータ送信領域１にも残りのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＡ６）。さらに、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域（割り当て量）がセルで使用可能な全通信帯域の２／３を超える場合は（ステップＡ７の判定結果がＹＥＳの場合）、データ送信領域０、１に加えてデータ送信領域２にも残りのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＡ８）。

ステップＡ３の処理でセクタ番号１を検出した場合、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、データ送信領域１に、該セクタ番号に対応するセクタ内の各移動局ＭＳへのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＡ９）。ここで、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域（割り当て量）がセルで使用可能な全通信帯域の１／３を超える場合（ステップＡ１０の判定結果がＹＥＳの場合）、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、データ送信領域１に加えてデータ送信領域２にも残りのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＡ１１）。さらに、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域（割り当て量）がセルで使用可能な全通信帯域の２／３を超える場合は（ステップＡ１２の判定結果がＹＥＳの場合）、データ送信領域１、２に加えてデータ送信領域０にも残りのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＡ１３）。

同様に、ステップＡ３の処理でセクタ番号２を検出した場合、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、データ送信領域２に、該セクタ番号に対応するセクタ内の各移動局ＭＳへのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＡ１４）。ここで、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域（割り当て量）がセルで使用可能な全通信帯域の１／３を超える場合（ステップＡ１５の判定結果がＹＥＳの場合）、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、データ送信領域２に加えてデータ送信領域０にも残りのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＡ１６）。さらに、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域（割り当て量）がセルで使用可能な全通信帯域の２／３を超える場合は（ステップＡ１７の判定結果がＹＥＳの場合）、データ送信領域２、０に加えてデータ送信領域１にも残りのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＡ１８）。

次に、図６を用いてＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３の動作について説明する。

ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、コントロールチャネルの配置後、他の基地局ＢＳを含む全てのセクタで同じ乱数変換ルールを使用するように、ＵＬ Zone Switch IEを用いてバースト区間のZone切り替えを行う（ステップＢ１）。

次に、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、記憶装置２へＵＬ−ＭＡＰを生成するセクタ番号を問い合わせる（ステップＢ２）。ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、セクタ番号記憶部２１からセクタ番号を取得すると、その番号を確認し（ステップＢ３）、セクタ番号に応じて図６に示すステップＢ４〜Ｂ８、ステップＢ９〜Ｂ１３またはステップＢ１４〜Ｂ１８のいずれかの処理へ移行する。

ステップＢ３の処理でセクタ番号０を検出した場合、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、データ受信領域０に、該セクタ番号に対応するセクタ内の各移動局ＭＳからのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＢ４）。ここで、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域（割り当て量）がセルで使用可能な全通信帯域の１／３を超える場合（ステップＢ５の判定結果がＹＥＳの場合）、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、データ受信領域０に加えてデータ受信領域１にも残りのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＢ６）。さらに、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域（割り当て量）がセルで使用可能な全通信帯域の２／３を超える場合は（ステップＢ７の判定結果がＹＥＳの場合）、データ受信領域０、１に加えてデータ受信領域２にも残りのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＢ８）。

ステップＢ３の処理でセクタ番号１を検出した場合、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、データ受信領域１に、該セクタ番号に対応するセクタ内の各移動局ＭＳからのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＢ９）。ここで、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域（割り当て量）がセルで使用可能な全通信帯域の１／３を超える場合（ステップＢ１０の判定結果がＹＥＳの場合）、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、データ受信領域１に加えてデータ受信領域２にも残りのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＢ１１）。さらに、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域（割り当て量）がセルで使用可能な全通信帯域の２／３を超える場合は（ステップＢ１２の判定結果がＹＥＳの場合）、データ受信領域１、２に加えてデータ受信領域０にも残りのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＢ１３）。

同様に、ステップＢ３の処理でセクタ番号２を検出した場合、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、データ受信領域２に、該セクタ番号に対応するセクタ内の各移動局ＭＳからのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＢ１４）。ここで、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域（割り当て量）がセルで使用可能な全通信帯域の１／３を超える場合（ステップＢ１５の判定結果がＹＥＳの場合）、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、データ受信領域２に加えてデータ受信領域０にも残りのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＢ１６）。さらに、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域（割り当て量）がセルで使用可能な全通信帯域の２／３を超える場合は（ステップＢ１７の判定結果がＹＥＳの場合）、データ受信領域２、０に加えてデータ受信領域１にも残りのユーザデータの送信に用いる領域を割り当てる（ステップＢ１８）。

ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、各セクタ内の全ての移動局ＭＳのユーザデータの送信に用いる領域の割り当てが終了すると、各データ受信領域に空き領域が存在するか否かを確認する（ステップＢ１９）。ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、データ受信領域内に空き領域が存在する場合は、その領域に予め決められたダミーデータを挿入する（ステップＢ２０）。

次に、セクタ番号が０及び２の場合を例にして、本実施形態のＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１及びＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３の動作についてより具体的に説明する。

ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、セクタ番号記憶部２１からセクタ番号０を取得すると、図８に示すように、該セクタ番号に対応するセクタ内の各移動局ＭＳのユーザデータの送信に用いる領域をデータ送信領域０の先頭（図の左側）から順次割り当てていく。

ここで、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域がセルで使用可能な全通信帯域の１／３を超える場合、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、その残りのユーザデータの送信に用いる領域をデータ送信領域１の先頭（図の左側）から順次割り当てていく。

さらに、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域がセルで使用可能な全通信帯域の２／３を超える場合、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、その残りのユーザデータの送信に用いる領域をデータ送信領域２の先頭（図の左側）から順次割り当てていく。

一方、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、セクタ番号記憶部２１からセクタ番号０を取得すると、図１０に示すように、該セクタ番号に対応するセクタ内の各移動局ＭＳからのユーザデータの送信に用いる領域をデータ受信領域０の先頭（図の左側）から順次割り当てていく。

ここで、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域がセルで使用可能な全通信帯域の１／３を超える場合、（ステップＢ５の判定結果がＹＥＳの場合）、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、その残りのユーザデータの送信に用いる領域をデータ受信領域１の先頭（図の左側）から順次割り当てていく。

さらに、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域がセルで使用可能な全通信帯域の２／３を超える場合、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、図１１に示すように、その残りのユーザデータの送信に用いる領域をデータ受信領域２の先頭（図の左側）から順次割り当てていく。

ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、各セクタ内の全ての移動局ＭＳのユーザデータの送信に用いる領域の割り当てが終了すると、各データ受信領域に空き領域が存在するか否かを確認する。ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、データ受信領域内に空き領域が存在する場合は、その領域に予め決められたダミーデータを挿入する。各データ受信領域に空き領域が存在しない場合はダミーデータを挿入しない。

また、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、セクタ番号記憶部２１からセクタ番号２を取得すると、図１２に示すように、該セクタ番号に対応するセクタ内の各移動局ＭＳのユーザデータの送信に用いる領域をデータ送信領域２の先頭（図の左側）から順次割り当てていく。

ここで、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域がセルで使用可能な全通信帯域の１／３を超える場合、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、その残りのユーザデータの送信に用いる領域をデータ送信領域０の先頭（図の左側）から順次割り当てていく。

さらに、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域がセルで使用可能な全通信帯域の２／３を超える場合、ＤＬ−ＭＡＰ生成手段３１は、その残りのユーザデータの送信に用いる領域をデータ送信領域１の先頭（図の左側）から順次割り当てていく。

一方、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、セクタ番号記憶部２１からセクタ番号２を取得すると、図１３に示すように、該セクタ番号に対応するセクタ内の各移動局ＭＳからのユーザデータの送信に用いる領域をデータ受信領域２の先頭（図の左側）から順次割り当てていく。

ここで、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域がセルで使用可能な全通信帯域の１／３を超える場合、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、その残りのユーザデータの送信に用いる領域をデータ受信領域０の先頭（図の左側）から順次割り当てていく。

さらに、当該セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域がセルで使用可能な全通信帯域の２／３を超える場合、ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、図１４に示すように、その残りのユーザデータの送信に用いる領域をデータ受信領域１の先頭（図の左側）から順次割り当てていく（ステップＢ１８）。

ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、各セクタ内の全ての移動局ＭＳのユーザデータの送信に用いる領域の割り当てが終了すると、各データ受信領域に空き領域が存在するか否かを確認する（ステップＢ１９）。ＵＬ−ＭＡＰ生成手段３３は、データ受信領域内に空き領域が存在する場合は、その領域に予め決められたダミーデータを挿入する。例えば、図１４に示すように、データ受信領域０とデータ受信領域１とに空き領域が存在する場合、該空き領域にダミーデータを挿入する。

各セクタにおけるユーザデータの送信で使用する帯域がセルで使用可能な全通信帯域の１／３以下の場合、各セクタにて割り当てられたユーザデータの送信に用いる領域は、図９の（Ａ）〜（Ｃ）に示すようになる。この場合、無線通信システムを非セグメント方式で運用していても、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５で規定されたセグメント化を実施した場合と同様に、各セクタで異なる周波数帯域（サブチャネル）が利用されるため、セクタ間干渉が発生しない。

そのため、本実施形態によれば、ダウンリンクサブフレームにおいて、各セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域がセルで使用可能な全通信帯域の１／３までは、無線通信システムを非セグメント方式で運用していても、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５で規定されたセグメント化を実施した場合と同様の干渉耐性を期待できる。

また、アップリンクサブフレームにおいても、データ受信領域で発生した空き領域にダミーデータを挿入するため、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５の規定では配置できない領域にもデータを配置できる。そのため、アップリンクバースト区間におけるユーザデータの送信に用いる周波数領域を、ダウンリンクサブフレームと同様にセクタに応じて切り替えることができる。

したがって、アップリンクサブフレームにおいても、ダウンリンクサブフレームと同様に、各セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域がセルで使用可能な全通信帯域の１／３までは、無線通信システムを非セグメント方式で運用していても、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５で規定されたセグメント化を実施した場合と同様の干渉耐性を期待できる。

さらに、本実施形態では、各セクタにおけるユーザデータの送信に必要な帯域がセルで使用可能な全通信帯域の１／３を超えても、他のデータ送信領域やデータ受信領域を利用してユーザデータを送受信できるため、ＩＥＥＥ８０２．１６ｅ−２００５で規定されたセグメント化と異なって、各セクタの通信帯域がセルで使用可能な全通信帯域の１／３に制限されることはない。

（第２の実施の形態）
次に本発明の第２の実施の形態について説明する。

第１の実施の形態の無線通信システムでは、ＯＦＤＭＡフレームのバースト区間をセクタ数に応じて周波数軸方向で分割した例を示した。第２の実施の形態の無線通信システムは、ＯＦＤＭＡフレームのバースト区間をセクタ数に応じて周波数軸方向で分割すると共に、時間軸方向でもセクタ数に応じて分割する。さらに、本実施形態では時間軸方向で分割した領域の各シンボル境界にて割り当てるセクタを切り替える。すなわち、第２の実施の形態の無線通信システムでは、ＯＦＤＭＡフレームのバースト区間を図１５に示すように分割する。

無線通信システムの構成並びにダウンリンクサブフレームが備える複数のデータ送信領域及びアップリンクサブフレームが備える複数のデータ受信領域に対するユーザデータの送信に必要な帯域の割当方法については第１の実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。

第１の実施の形態では、セル内で周波数選択性フェージングが発生している場合、該フェージングが発生しているサブチャネルを含むセクタの無線通信環境が悪化する。

本実施形態の無線通信システムは、第１の実施の形態と同様の効果が得られると共に、図１５に示すように各周波数領域に割り当てるセクタを時間軸上でも切り替えることで、上述した周波数選択性フェージングにより一部のセクタの無線通信環境が常に悪化する問題を回避できる。

なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態では各セルを３つのセクタに分割する例を示したが、セルの分割数は３に限定されるものではない。また、各セクタに順次割り当てるデータ送信領域やデータ受信領域は、上述した第１の実施の形態や第２の実施の形態で示した例に限定されるものではなく、各セクタに順次割り当てるデータ送信領域やデータ受信領域は任意に設定可能である。

この出願は、２００７年５月３１日に出願された特願２００７−１４４４８７号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims

直交周波数分割多重接続方式で規定されたダウンリンクサブフレームが備える移動局毎のユーザデータを送信するためのダウンリンクバースト区間を、周波数軸方向でセクタ数に対応した複数のデータ送信領域に分割し、前記移動局毎のユーザデータを送信するための領域を、該移動局が在圏するセクタに対応するデータ送信領域に割り当て、該セクタ内のユーザデータの送信に必要な帯域が当該データ送信領域の通信帯域を超える場合、該セクタを除く他のセクタに対応するデータ送信領域に割り当てるＤＬ−ＭＡＰ生成手段と、
直交周波数分割多重接続方式で規定されたアップリンクサブフレームが備える移動局毎のユーザデータを送信するためのアップリンクバースト区間を、周波数軸方向でセクタ数に対応した複数のデータ受信領域に分割し、前記移動局毎のユーザデータを送信するための領域を、該移動局が在圏するセクタに対応するデータ受信領域に割り当て、該セクタ内のユーザデータの送信に必要な帯域が当該データ受信領域の通信帯域を超える場合、該セクタを除く他のセクタに対応するデータ受信領域に割り当てるＵＬ−ＭＡＰ生成手段と、
を有する基地局。
前記ＤＬ−ＭＡＰ生成手段は、
前記データ送信領域を、前記セクタ数に応じてさらに時間軸方向で分割し、前記時間軸方向で分割した領域の各シンボル境界にて割り当てるセクタを切り替え、
前記ＵＬ−ＭＡＰ生成手段は、
前記データ受信領域を、前記セクタ数に応じてさらに時間軸方向で分割し、前記時間軸方向で分割した領域の各シンボル境界にて割り当てるセクタを切り替える請求項１記載の基地局。
前記ＵＬ−ＭＡＰ生成手段は、
前記移動局毎のユーザデータを送信するための領域を前記データ受信領域に割り当てた後、前記データ受信領域に空き領域がある場合は、該空き領域に予め決められたダミーデータを挿入する請求項１または２記載の基地局。
請求項１から３のいずれか１項記載の基地局と、
前記基地局と無線通信を行う移動局と、
を有する無線通信システム。
直交周波数分割多重接続方式で規定されたダウンリンクサブフレームが備える移動局毎のユーザデータを送信するためのダウンリンクバースト区間を、周波数軸方向でセクタ数に対応した複数のデータ送信領域に分割し、
前記移動局毎のユーザデータを送信するための領域を、該移動局が在圏するセクタに対応するデータ送信領域に割り当て、該セクタ内のユーザデータの送信に必要な帯域が当該データ送信領域の通信帯域を超える場合、該セクタを除く他のセクタに対応するデータ送信領域に割り当て、
直交周波数分割多重接続方式で規定されたアップリンクサブフレームが備える移動局毎のユーザデータを送信するためのアップリンクバースト区間を、周波数軸方向でセクタ数に対応した複数のデータ受信領域に分割し、
前記移動局毎のユーザデータを送信するための領域を、該移動局が在圏するセクタに対応するデータ受信領域に割り当て、該セクタ内のユーザデータの送信に必要な帯域が当該データ受信領域の通信帯域を超える場合、該セクタを除く他のセクタに対応するデータ受信領域に割り当てる帯域制御方法。
前記データ送信領域を、前記セクタ数に応じてさらに時間軸方向で分割し、前記時間軸方向で分割した領域の各シンボル境界にて割り当てるセクタを切り替え、
前記データ受信領域を、前記セクタ数に応じてさらに時間軸方向で分割し、前記時間軸方向で分割した領域の各シンボル境界にて割り当てるセクタを切り替える請求項５記載の帯域制御方法。
前記移動局毎のユーザデータを送信するための領域を前記データ受信領域に割り当てた後、前記データ受信領域に空き領域がある場合は、該空き領域に予め決められたダミーデータを挿入する請求項５または６記載の帯域制御方法。