JPWO2009123105A1 - 通信システム、基地局装置および移動局装置 - Google Patents

通信システム、基地局装置および移動局装置 Download PDF

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Abstract

周波数帯域幅制限された３ＧＨｚのＩＭＴ ｂａｎｄ周波数帯域を利用して、下り回線における高速移動時で１００Ｍｂｐｓ、低速移動時で１ＧｂｐｓのＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄで要求される条件を満足させる。周波数帯域が相互に異なる複数の周波数レイヤを用いて、基地局装置４０ａと移動局装置５０との間で無線通信を行なう通信システムであって、基地局装置４０ａは、下りセル共通制御チャネルおよび下りセル共通トラフィックチャネルを低い周波数レイヤに割り当てると共に、下り回線の伝搬路状態および移動局装置５０の通信要求条件に応じて、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てる。

Description

本発明は、周波数帯域が相互に異なる複数の周波数レイヤを用いて、基地局装置と移動局装置との間で無線通信を行なう技術に関する。
３ＧＰＰ(3rd Generation Partnership Project)では、第三世代（３Ｇ）無線アクセス(ＵＴＲＡ：Universal Terrestrial Radio Access)のセルラー移動通信方式として標準化が行なわれており、順次サービスが開始されている（例えば非特許文献１）。また、第三世代無線アクセスの進化(EUTRA: Evolved Universal Terrestrial Radio Access)の規格策定作業が進んでいる（例えば非特許文献１）。さらに、第四世代（４Ｇ）無線アクセスとして、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄが検討されている。
ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄは、高速移動時で１００Ｍｂｐｓを、低速移動時でも１Ｇｂｐｓの実現を想定したもので、２００７年秋に国際電気通信連合の無線通信標準化部門(ＩＴＵ−Ｒ：International Telecommunication Union Radio communications Sector)が開催された世界無線通信会議(ＷＲＣ０７：World Radio Conference 07)において、利用周波数帯が決定された。その後２００８年〜２００９年に、規格策定作業が本格化し、２０１０年以降サービス開始とみられている。
ＩＴＵ−Ｒは、国際的に利用する３Ｇおよび４Ｇ移動体通信システム(ＩＭＴ：International Mobile Telecommunication)向けの新たな周波数帯として、具体的には、３．４Ｇ〜３．６ＧＨｚの２００ＭＨｚ幅、２．３Ｇ〜２．４ＧＨｚの１００ＭＨｚ幅、６９８Ｍ〜８０６ＭＨｚの１０８ＭＨｚ幅、そして４５０Ｍ〜４７０ＭＨｚの２０ＭＨｚ幅を決定した。これらの中から各国が自国内の事情に応じて実際のＩＭＴ向け周波数を割り当てることになる。今後、各国では、３Ｇに割り当てられたＩＭＴ−２０００ Ｐｌａｎ Ｂａｎｄと、今回３Ｇ、４Ｇに割り当てられたＩＭＴ Ｂａｎｄを利用して、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄサービスが展開される。しかし、１つの地域に複数キャリアからＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄサービスを提供することを考慮すると、１つの通信事業者は、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄに連続した１００ＭＨｚ帯域の確保が困難である。また、高い周波数帯域（例えば３ＧＨｚ以上）では広帯域の確保が容易であるが、広帯域・高周波数の無線伝搬減衰が大きいため、連続した広域セルカバーエリアの確保および高速移動の対応が困難である。
さらに、第二世代（２Ｇ）および第三世代（３Ｇ）移動通信サービスを提供している既存の通信事業者としては、既存の基地局配置をベースにＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄサービスを提供することが望ましいと考えることが予想されるため、例えば、新たに、中継局、リレー局、分散アンテナ配置技術（ＤＷＣＳ：Distributed Wireless Communication Systems)など基地局配置、新規設備追加に関する新規技術の導入に消極的になると考えられる。
ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄの新規無線アクセス技術(ＩＮＲＩ：IMT-Advanced New Radio Interface(s))を検討する前に、１００ＭＨｚ帯域の確保が困難のＩＭＴ Ｂａｎｄを考慮した周波数帯域の方法、システム構成、無線チャネル構成などを検討する必要がある。
従来技術として、複数周波数帯域における複数の無線多重アクセス方式の切替えにより非対称通信量に対応し、周波数を有効に利用する方法（例えば特許文献１）、周波数分割多重方式(ＦＤＤ：Frequency Division Duplex)の予備容量を検知し、時間分割多重方式(ＴＤＤ：Time Division Duplex)の移動局設備に割り当てる方法（例えば特許文献２）、また、複数周波数帯域を利用して、システムを構成し、下り回線のデータ伝送速度を向上させる方法（例えば特許文献３）が提案されている。
特に、複数の周波数帯域を利用して、システムを構成し、下り回線のデータ伝送速度が向上する方法（例えば特許文献３）としては、図１３に示すように、１つの周波数帯域幅ＢＷ１を有するメイン周波数帯域と複数の周波数帯域幅ＢＷ２、ＢＷ３を有するサブ周波数帯域で構成する移動通信システムに対して、移動局装置の固有能力、すなわち移動局装置のカテゴリ(UE categories)に応じて、メイン周波数帯域に加えてサブ周波数帯域の１つ周波数帯域幅（例えばＢＷ２：Band Width 2）を介して通信を行なう方法が提案され、サブ周波数帯域における少なくとも１つの周波数帯域（例えばＢＷ３）は下り回線のみサポートすることが提案された。
（Ａ）セル共通チャネルおよびセル個別チャネルに関する説明
下り無線チャネルには、セルエリア全体をカバーし、セルエッジにおける移動局装置で所定の受信品質保証が要求される無線共通チャネルがある。これらの無線共通チャネルは、例えば二位相偏移変調(ＢＰＳＫ：Binary Phase Shift Keying)、四位相偏移変調(ＱＰＳＫ：Quadrature Phase Shift Keying)など低い変調方式、冗長度の高い符号化方式、時間・周波数軸の繰り返し送信、高い拡散率のスペクトル拡散方式など干渉に強い無線伝送方式が用いられ、セルエッジまで所定の受信品質を保証する。一般的に、各無線チャネルに使用される無線リソースの制限があるため、所定の受信品質を保証するために、無線共通チャネルは、低いデータ伝送速度になる。
移動通信システムにおける共通の伝送データとして、例えば、複数の移動局装置に対して、同一の同期データ、報知データ、共通制御データなどの移動通信システムの制御データ、すなわち、無線共通制御チャネルと、複数の移動局装置へのサービス用の放送データ（例えばＭＢＭＳデータ、後述）、すなわち、無線共通トラフィックチャネルを伝送する。ここで、セルエリア全体をカバーし、セルエッジの移動局装置まで所定の受信品質保証が要求される無線共通制御チャネルと無線共通トラフィックチャネルを、それぞれ下りセル共通制御チャネル(ＤＣＣＣＣＨ：Downlink Cell Common Control Channel)と、下りセル共通トラフィックチャネル(ＤＣＣＴＣＨ：Downlink Cell Common Traffic Channel)と称する。
一方、下り無線チャネルには、セルエリア全体をカバーする必要がなく、セルエリア内で移動する移動局装置まで所定の受信品質保証が要求される無線個別チャネルがある。これらの無線個別チャネルは、移動局装置と基地局装置の間の距離、無線伝搬損失、無線伝搬信号電力の変動などに応じて、変調方式を設定する。例えば、移動局装置と基地局装置の間の無線伝搬損失が大きい場合、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫなど低い変調方式、冗長度の高い符号化方式、時間・周波数軸の繰り返し送信、高い拡散率のスペクトル拡散方式、高い送信電力など干渉に強い無線伝送方式が用いられ、移動局装置と基地局装置の間の無線伝搬損失が小さい場合、例えば１６値直交振幅変調(１６ＱＡＭ：16 Quadrature Amplitude Modulation)、６４ＱＡＭなど高い変調方式、冗長度の低い符号化方式、時間・周波数軸の繰り返し送信しない、低い拡散率のスペクトル拡散方式、低い送信電力など高いデータ伝送速度の無線伝送方式が用いられ、移動局装置の所要な受信品質を保証する。
移動通信システムにおける個別の伝送データとして、例えば、個別移動局装置へのユーザデータ、すなわち無線個別トラフィックチャネルと、ユーザデータの無線リソース割り当て情報データ、変調度・符号化方式などユーザデータ復調情報データ、すなわち無線個別制御チャネルがある。ここで、セルエリア全体をカバーする必要がない、セルエリア内に移動する移動局装置まで所定の受信品質保証が要求される無線個別制御チャネルと無線個別トラフィックチャネルを、それぞれ下りセル個別制御チャネル(ＤＣＤＣＣＨ：Downlink Cell Dedicated Control Channel)と、下りセル個別トラフィックチャネル(ＤＣＤＴＣＨ：Downlink Cell Dedicated Traffic Channel)と称する。
（Ｂ）ＥＵＴＲＡの下り回線無線フレーム構成に関する説明（非特許文献２）
３ＧＰＰのＥＵＴＲＡ技術仕様文書には、ＥＵＴＲＡの下り回線無線アクセス技術が記載されている。図６はＥＵＴＲＡの下り回線の無線フレーム構成を示す。図６に示したように、下り回線無線チャネルの配置について、直交波周波数分割多重(ＯＦＤＭ：Orthogonal Frequency Division Multiplexing)信号の周波数軸（サブキャリア単位）と時間軸（ＯＦＤＭシンボル単位）のリソースを用いて、時間分割多重(ＴＤＭ：Time Divison Multiplexing)、周波数分割多重(ＦＤＭ：Frequency Divison Multiplexing)、またはＴＤＭ・ＦＤＭの組み合わせで時間・周波数に多重する方法が用いられている。下り回線無線フレームは、周波数軸方向での複数のサブキャリアのかたまりである周波数帯域幅Ｂｃｈと時間軸のサブフレーム(ＳＦ：Sub-frame)による２次元の複数の無線物理リソースブロック(ＰＲＢ：Physical Resource Block)により構成されている。例えば、周波数軸では、下り回線の全体のスペクトル（基地局固有のシステム周波数帯域幅ＢＷ）を２０ＭＨｚ、ＰＲＢの周波数帯域幅Ｂｃｈを１８０ｋＨｚ、サブフレームＳＦを０．５ｍｓ、サブキャリア周波数帯域幅Ｂｓｃを１５ｋＨｚ、１つの無線フレームを１０ｍｓとしている。１２本のサブキャリアと１つのサブフレームで１つの無線物理リソースブロックＰＲＢを構成する。ＴｓはＯＦＤＭシンボル長を表す。また、データ復調および下り回線無線伝搬路状況測定などのため、既知の参照信号（ＲＳ：Reference Signal）またはパイロット信号(ＰＳ：Pilot Signal)が無線フレームに挿入されている。
（Ｃ）ＥＵＴＲＡにおける無線チャネル構成に関する説明（非特許文献３）
３ＧＰＰのＥＵＴＲＡ技術仕様文書には、ＥＵＴＲＡの無線チャネル構成が記載されている。図９に示すように、上り回線は基地局装置の固有周波数帯域幅ＢＷを使用し、下記の無線物理チャネルがマッピングされる。物理ランダムアクセスチャネル(ＰＲＡＣＨ：Physical Random Access Channel)は、ランダムアクセスプリアンブルでトランスポートチャネルのランダムアクセスチャネル(ＲＡＣＨ：Random Access Channel)を伝送する。ＲＡＣＨは初期アクセス時、ハンドオーバー時、上りまたは下り回線の通信データ発生時などに使われる。ＲＡＣＨには、各移動局装置からのＲＡＣＨが無線リソース上で衝突する衝突型と、各移動局装置からのＲＡＣＨが無線リソース上で分離できる非衝突型がある。
物理上り回線制御チャネル(ＰＵＣＣＨ：Physical Uplink Control Channel)では、移動局装置からの制御情報を伝送する。ＰＵＣＣＨは、移動局装置が、下り回線受信状況に応じて、ハイブリッドＡＲＱ(ＨＡＲＱ：Hybrid Automatic Repeat Request)、肯定的な返事(ＡＣＫ：Acknowledgement)または否定的な返事(ＮＡＫ：Negative Acknowledgement)、情報ビットの送信、基地局装置に上り回線無線リソースの割り当てを要求するスケジューリング要求(ＳＲ：Scheduling Request)情報ビットの送信、移動局装置で推定した下り回線品質指標(ＣＱＩ：Channel Quality Indicator)の情報ビットの送信、移動局装置の受信状況により選択した基地局装置の送信データストリーム数(ＮＬＲ：Number of Layers Rank、送信アンテナ本数に依存する)および送信プリコーディングコードブック番号(ＰＣＩ：Pre-coding Codebook Index) 情報ビットの送信、移動局装置の測定結果など制御情報ビットの送信に使われる。物理上り回線共用チャネル(ＰＵＳＣＨ：Physical Uplink Shared Channel)は、トランスポートチャネルの上り回線共用チャネル(ＵＬ−ＳＣＨ：Uplink Shared Channel)を伝送する。
ロジカルチャネルの共通制御チャネル(ＣＣＣＨ：Common Control Channel)、個別制御チャネル(ＤＣＣＨ：Dedicated Control Channel)、個別トラフィックチャネル(ＤＴＣＨ：Dedicated Traffic Channel)が含まれる。ＣＣＣＨは複数の移動局装置と移動通信ネットワーク間の制御信号を伝送し、接続モード(RRC_CONNECTED Mode)以外の状態で使われる。ＤＣＣＨは個別の移動局装置と移動通信ネットワーク間の制御信号を伝送し、接続モードの状態で使われる。ＤＴＣＨは移動通信ネットワークと個別の移動局装置間の一対一チャネルで、上り回線のユーザデータの伝送に使われる。また、上記ＰＵＣＣＨの代わりに、ＰＵＳＣＨの一部無線リソースを用いて、制御情報ビットの一部を伝送することができる。
下り回線は、基地局装置の固有周波数帯域幅ＢＷを使用する。図６および図９に示したように、下記の無線物理チャネルがマッピングされる。同期チャネル(ＳＣＨ：Synchronization Channel)は、下り回線無線フレームに挿入されている。ＳＣＨは、例えばＯＦＤＭ受信信号の初期同期、セル選択、再選択および通信中セルハンドオーバのためのセルサーチに使われている。ＳＣＨには、キャリア周波数オフセット同期、ＯＦＤＭシンボルタイミング同期、無線フレームタイミング同期、固有セル物理番号(ＣＰＩＤ：Cell Physical Identification）の関連情報、セル物理構成の関連情報などが含まれている。ＳＣＨは第一のＳＣＨ(Ｐ−ＳＣＨ：Primary SCH)と第２のＳＣＨ(Ｓ−ＳＣＨ：Secondary SCH)の２つのサブチャネルから構成されている。Ｐ−ＳＣＨとＳ−ＳＣＨは下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨである。
報知チャネル(ＰＢＣＨ：Physical Broadcast Channel)は、システム情報、セル情報など報知情報を伝送する。ＰＢＣＨは下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨである。物理下り回線共用チャネル(ＰＤＳＣＨ：Physical Downlink Shared Channel)は、トランスポートチャネルの下り回線共用チャネル(ＤＬ−ＳＣＨ：Downlink Shared Channel)およびページングチャネル(ＰＣＨ：Paging Channel)を伝送する。ＤＬ−ＳＣＨには、ロジカルチャネルの報知制御チャネル(ＢＣＣＨ：Broadcast Control Channel)、共通制御チャネル(ＣＣＣＨ：Common Control Channel)、個別制御チャネル(ＤＣＣＨ：Dedicated Control Channel)、個別トラフィックチャネル(ＤＴＣＨ：Dedicated Traffic Channel)、マルチ放送制御チャネル(ＭＣＣＨ：Multicast Control Channel)、マルチメディア放送および同報サービス(ＭＢＭＳ：Multimedia Broadcast Multicast Service)のトラフィックチャネル(ＭＴＣＨ：MBMS Traffic Channel)が含まれる。
ページングチャネルＰＣＨには、ロジカルチャネルのページング制御チャネル(ＰＣＣＨ：Paging Control Channel)を含む。ＭＢＭＳの送信方法としては、１つの基地局だけが送信する方法と、時間と周波数に同期している複数の基地局が同時に送信する方法がある。前者を単一セルの一対複数伝送(ＳＣＰＴＭ：Single-Cell Point-to-Multipoint)と呼び、後者をＭＢＭＳ単一周波数ネットワーク(ＭＢＳＦＮ：Multimedia Broadcast multicast service Single Frequency Network)と呼ぶ。ＭＢＳＦＮサービスを行なうＭＢＳＦＮセルのＭＢＭＳ送信信号については、移動局装置にとって複数のＭＢＳＦＮセルのＭＢＭＳ受信信号が合成できるように、複数の基地局装置から同時に同じＭＢＭＳ信号が送られている。ＭＣＣＨ、ＭＴＣＨは、ＭＢＳＦＮセルの場合、下りセル共通トラフィックチャネルＤＣＣＴＣＨである。ＢＣＣＨ、ＣＣＣＨ、ＰＣＣＨは下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨである。ＤＴＣＨは下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨである。ＤＣＣＨは下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨである。
物理下り回線制御チャネル(ＰＤＣＣＨ：Physical Downlink Control Channel)は、ＰＤＳＣＨに含まれるトランスポートチャネルのＤＬ−ＳＣＨとＰＣＨの無線リソース割り当て情報ビット、ＤＬ−ＳＣＨに関連するＨＡＲＱの情報ビット、またＵｐｌｉｎｋ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｇｒａｎｔシグナリングを伝送する。ＰＤＣＣＨは下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨである。
物理Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ指示チャネル(ＰＨＩＣＨ：Physical Hybrid ARQ Indicator Channel)は、上り回線のＰＵＳＣＨに対応したＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＫｓ情報ビットを伝送する。ＰＨＩＣＨは下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨである。物理制御チャネルフォーマット指示チャネル(ＰＣＦＩＣＨ：Physical Control Format Indicator Channel)は、物理下り回線制御チャネルＰＤＣＣＨの使用するＯＦＤＭシンボル数の情報ビットを伝送する。ＰＣＦＩＣＨは下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨである。
物理マルチ放送チャネル(ＰＭＣＨ：Physical Multicast Channel)は、マルチ放送のトランスポートチャネル(ＭＣＨ：Multicast Channel)を伝送する。ＤＬ−ＳＣＨと同様に、ＭＣＨには、ＭＣＣＨ、ＭＴＣＨを割り当てることができる。ＭＢＭＳに使われる。
図９に示すように、ＭＣＣＨとＭＴＣＨについて、前記のＭＢＳＦＮ、ＳＣＰＴＭ記載があったが、仕様が審議中のため、ここで暫定的にＭＢＳＦＮセルの場合は下りセル共通トラフィックチャネルＤＣＣＴＣＨ、ＳＣＰＴＭの場合は下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨであると定義する。今後仕様書に従う。
特許第３８０２３７２号 特表２００２−５２１９８８ 特表２００７−５０５５８３ 3GPP TS 25.211,V7.0.0(2006-03)、Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels. http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/25-series.htm 3GPP TS 36.211,V8.1.0(2007-12)、Physical Channels and Modulation. http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36211.htm 3GPP TS 36.300,V8.3.0(2007-12)、 Overall description; Stage2. http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/36300.htm
しかしながら、上記の従来技術では、高速移動時で１００Ｍｂｐｓ、低速移動時で１Ｇｂｐｓ、同周波ハンドオーバー(ＩＦＨ：Inter-Frequency Handover)の切替え時間(ＩＴ：Interruption Time)１０ｍｓなど、次世代移動通信システムで要求される条件を満足するための具体的な無線チャネルの構成、および基地局装置、移動局装置のデータ送受信方法が提示されていない。また、次世代移動通信システムとしては、高速データ伝送速度と広いセルカバーエリアが要求されている。
一方、前記のような下り回線の無線チャネルには、セルエリア全体をカバーし、セルエッジの移動局装置までの所定の受信品質保証が要求される下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨと、下りセル共通トラフィックチャネルＤＣＣＴＣＨとがある。セルエリア全体をカバーする必要があるため、ＤＣＣＣＣＨおよびＤＣＣＴＣＨの周波数利用効率が低い。複数の周波数帯域を有する移動通信システムでは、高い周波数帯域の無線伝搬直進性が強く、無線伝搬損失が大きく、建物進入損失が大きく、さらに移動速度に対するドップラ変動が大きいため、高い周波数帯域では、下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨと下りセル共通トラフィックチャネルＤＣＣＴＣＨの伝送は適していない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、複数周波数帯域を有する１つの移動通信システムにおける無線チャネルの割り当て方法として、１つの移動通信システムを構成するすべての下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨと下りセル共通トラフィックチャネルＤＣＣＴＣＨを、予めに低い周波数帯域に割り当て、また、下り回線の電波伝搬状況および通信要求条件に応じて適応的に下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨと下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てる手法を提案する。
すなわち、本発明は、周波数帯域幅制限された３ＧＨｚのＩＭＴ ｂａｎｄ周波数帯域を利用して、下り回線における高速移動時で１００Ｍｂｐｓ、低速移動時で１ＧｂｐｓのＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄで要求される条件を満足することができる通信システム、基地局装置および移動局装置を提供することを目的とする。
（１）上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような手段を講じた。すなわち、本発明の通信システムは、周波数帯域が相互に異なる複数の周波数レイヤを用いて、基地局装置と移動局装置との間で無線通信を行なう通信システムであって、前記基地局装置は、下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨおよび下りセル共通トラフィックチャネルＤＣＣＴＣＨを低い周波数レイヤに割り当てると共に、下り回線の伝搬路状態および前記移動局装置の通信要求条件に応じて、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てることを特徴としている。
このように、下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨおよび下りセル共通トラフィックチャネルＤＣＣＴＣＨを低い周波数レイヤに割り当てるので、システム全体の信頼性、安定性が向上し、システム全体の周波数利用効率を向上させることが可能となる。また、下り回線の伝搬路状態および前記移動局装置の通信要求条件に応じて、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てるので、移動速度の低い移動局装置に対して超高速のデータ伝送速度、移動速度の高い移動局装置にシステム最大限のデータ伝送速度を提供し、さまざまな通信要求条件に柔軟に対応することができ、周波数帯域幅が制限された３ＧＨｚのＩＭＴ ｂａｎｄ周波数帯域を利用して、下り回線における高速移動時で１００Ｍｂｐｓ程度、低速移動時で１Ｇｂｐｓ以上のＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄで要求される条件を満足することができる次世代移動通信システムを提供することができる。
（２）また、本発明の通信システムにおいて、前記基地局装置は、前記移動局装置の伝搬路状態を示す数値を受信し、前記伝搬路状態を示す数値と、予め定められた閾値とを比較し、前記伝搬路状態を示す数値が、前記閾値よりも小さい場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤに割り当てることを特徴としている。
このように、伝搬路状態を示す数値が、前記閾値よりも小さい場合は、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、低い周波数レイヤに割り当てるので、例えば、移動速度の高い移動局装置に通信の連続性を保持しながらシステム最大限のデータ伝送速度を提供し、さまざまな通信要求条件に柔軟に対応することができる。
（３）また、本発明の通信システムにおいて、前記基地局装置は、前記移動局装置の伝搬路状態を示す数値を受信し、前記伝搬路状態を示す数値と、予め定められた閾値とを比較し、前記伝搬路状態を示す数値が、前記閾値よりも大きい場合は、前記移動局装置の通信要求条件を判断し、前記移動局装置の通信要求条件が第２の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、高い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第３の通信要求条件または第４の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤおよび高い周波数レイヤに割り当てることを特徴としている。
このように、伝搬路状態を示す数値が、閾値よりも大きい場合は、移動局装置の通信要求条件を判断し、移動局装置の通信要求条件が第２の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、高い周波数レイヤに割り当て、移動局装置からの通信要求条件が第３の通信要求条件または第４の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、低い周波数レイヤおよび高い周波数レイヤに割り当てる。これにより、さまざまな通信要求条件に柔軟に対応することができ、システム全体の信頼性、安定性が向上し、システム全体の周波数利用効率を向上させることができる。
（４）また、本発明の通信システムにおいて、前記基地局装置は、前記移動局装置の通信要求条件を判断し、前記移動局装置の通信要求条件が第１の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第２の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、高い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第３の通信要求条件または第４の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤおよび高い周波数レイヤに割り当てることを特徴としている。
このように、通信要求条件が第２の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、高い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第３の通信要求条件または第４の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、低い周波数レイヤおよび高い周波数レイヤに割り当てるので、さまざまな通信要求条件に柔軟に対応することができ、システム全体の信頼性、安定性が向上し、システム全体の周波数利用効率を向上させることができる。
（５）また、本発明の基地局装置は、周波数帯域が相互に異なる複数の周波数レイヤを用いて、移動局装置との間で無線通信を行なう基地局装置であって、前記移動局装置の下り回線の伝搬路状態および前記移動局装置の通信要求条件を判断する判断部と、下りセル共通制御チャネルおよび下りセル共通トラフィックチャネルを低い周波数レイヤに割り当てると共に、前記判断の結果、移動局装置の下り回線の伝搬路状態および前記移動局装置の通信要求条件に基づいて、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てるマッピング部と、を備えることを特徴としている。
このように、下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨおよび下りセル共通トラフィックチャネルＤＣＣＴＣＨを低い周波数レイヤに割り当てるので、システム全体の信頼性、安定性が向上し、システム全体の周波数利用効率を向上させることが可能となる。また、下り回線の伝搬路状態および前記移動局装置の通信要求条件に応じて、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てるので、移動速度の低い移動局装置に対して超高速のデータ伝送速度、移動速度の高い移動局装置にシステム最大限のデータ伝送速度を提供し、さまざまな通信要求条件に柔軟に対応することができ、周波数帯域幅が制限された３ＧＨｚのＩＭＴ ｂａｎｄ周波数帯域を利用して、下り回線における高速移動時で１００Ｍｂｐｓ程度、低速移動時で１Ｇｂｐｓ以上のＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄで要求される条件を満足することができる次世代移動通信システムを提供することができる。
（６）また、本発明の基地局装置において、前記判断部は、前記移動局装置の伝搬路状態を示す数値と、予め定められた閾値とを比較し、前記マッピング部は、前記比較の結果、前記伝搬路状態を示す数値が、前記閾値よりも小さい場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤに割り当てることを特徴としている。
このように、伝搬路状態を示す数値が、前記閾値よりも小さい場合は、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、低い周波数レイヤに割り当てるので、例えば、移動速度の高い移動局装置に通信の連続性を保持しながらシステム最大限のデータ伝送速度を提供し、さまざまな通信要求条件に柔軟に対応することができる。
（７）また、本発明の基地局装置において、前記判断部は、前記移動局装置の伝搬路状態を示す数値と、予め定められた閾値とを比較し、前記比較の結果、前記伝搬路状態を示す数値が、前記閾値よりも大きい場合は、前記移動局装置の通信要求条件を判断し、前記マッピング部は、前記判断の結果、前記移動局装置の通信要求条件が第２の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、高い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第３の通信要求条件または第４の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤおよび高い周波数レイヤに割り当てることを特徴としている。
このように、伝搬路状態を示す数値が、閾値よりも大きい場合は、移動局装置の通信要求条件を判断し、移動局装置の通信要求条件が第２の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、高い周波数レイヤに割り当て、移動局装置からの通信要求条件が第３の通信要求条件または第４の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、低い周波数レイヤおよび高い周波数レイヤに割り当てるので、さまざまな通信要求条件に柔軟に対応することができ、システム全体の信頼性、安定性が向上し、システム全体の周波数利用効率を向上させることができる。
（８）また、本発明の基地局装置において、前記判断部は、前記移動局装置の通信要求条件を判断し、前記マッピング部は、前記判断の結果、前記移動局装置の通信要求条件が第１の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第２の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、高い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第３の通信要求条件または第４の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤおよび高い周波数レイヤに割り当てることを特徴としている。
このように、通信要求条件が第２の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、高い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第３の通信要求条件または第４の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、低い周波数レイヤおよび高い周波数レイヤに割り当てるので、さまざまな通信要求条件に柔軟に対応することができ、システム全体の信頼性、安定性が向上し、システム全体の周波数利用効率を向上させることができる。
（９）また、本発明の移動局装置は、周波数帯域が相互に異なる複数の周波数レイヤを用いて、基地局装置との間で無線通信を行なう移動局装置であって、低い周波数レイヤに割り当てられた下りセル共通制御チャネルおよび下りセル共通トラフィックチャネルを前記基地局装置から受信すると共に、下り回線の伝搬路状態および通信要求条件に応じて低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てられた下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを前記基地局装置から受信することを特徴としている。
このように、下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨおよび下りセル共通トラフィックチャネルＤＣＣＴＣＨを低い周波数レイヤに割り当てるので、システム全体の信頼性、安定性が向上し、システム全体の周波数利用効率を向上させることが可能となる。また、下り回線の伝搬路状態および前記移動局装置の通信要求条件に応じて、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てるので、移動速度の低い移動局装置に対して超高速のデータ伝送速度、移動速度の高い移動局装置にシステム最大限のデータ伝送速度を提供し、さまざまな通信要求条件に柔軟に対応することができ、周波数帯域幅が制限された３ＧＨｚのＩＭＴ ｂａｎｄ周波数帯域を利用して、下り回線における高速移動時で１００Ｍｂｐｓ程度、低速移動時で１Ｇｂｐｓ以上のＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄで要求される条件を満足することができる次世代移動通信システムを提供することができる。
本発明によれば、下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨおよび下りセル共通トラフィックチャネルＤＣＣＴＣＨを低い周波数レイヤに割り当てるので、システム全体の信頼性、安定性が向上し、システム全体の周波数利用効率を向上させることが可能となる。また、下り回線の伝搬路状態および前記移動局装置の通信要求条件に応じて、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨおよび下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを、低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てるので、移動速度の低い移動局装置に対して超高速のデータ伝送速度、移動速度の高い移動局装置にシステム最大限のデータ伝送速度を提供し、さまざまな通信要求条件に柔軟に対応することができ、周波数帯域幅が制限された３ＧＨｚのＩＭＴ ｂａｎｄ周波数帯域を利用して、下り回線における高速移動時で１００Ｍｂｐｓ程度、低速移動時で１Ｇｂｐｓ以上のＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄで要求される条件を満足することができる次世代移動通信システムを提供することができる。
本実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。 本実施形態に係る他の移動通信システムの構成を示す図である。 本実施形態に係る移動通信システムにおける無線チャネルの構成を示す図である。 本実施形態に係る移動通信システムにおける無線チャネルの構成を示す図である。 本実施形態に係る基地局装置の概略構成を示す図である。 無線フレームの構成を示す図である。 無線フレームの構成を示す図である。 本実施形態に係る移動局装置の概略構成を示す図である。 ＥＵＴＲＡにおける無線物理チャネル、トランスポートチャネルおよびロジカルチャネルの対応関係を示す。 基地局装置４０ａがカバーしているセルエリアの状況を示す。 基地局装置の下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨと下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てる手順を示すフローチャートである。 ユーザデータの伝送速度と、移動局装置の移動速度との関係を示す図である。 通信システムにおいて、複数の周波数帯域を利用する例を示す図である。 基地局装置がカバーしているセルエリアの状況を示す図である。 基地局装置の下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨと下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てる手順を示すフローチャートである。
符号の説明
４０ａ〜４０ｃ 基地局装置
５０ 移動局装置
４０１ 下り回線送信アンテナ
４０２ 下り回線送信アンテナ
４０３ 上り回線受信アンテナ
４０４ 制御・記憶部
４０５ 物理チャネルディマッピング部
４０６ 物理チャネルマッピング部
４０７ ＲＦ信号処理部
４０８ ベースバンド信号処理部
４０９ フィルター部（ＢＰＦ）
４１０ ＲＦ送信部
４１１、４１５ デジタル／アナログ変換部（ＤＡＣ）
４１２ ＯＦＤＭ送信信号処理部
４１４ ＲＦ送信部
４１６ ＯＦＤＭ送信信号処理部
４１８ ＲＦ受信部
４１９ デジタル／アナログ変換部（ＡＤＣ）
４２０ ＯＦＤＭ受信信号処理部
４２１ 上り伝搬路測定部
４２２ アンテナ部
４２３ 通信条件判断部
５０１ 下り回線受信アンテナ
５０２ 下り回線・上り回線送受信アンテナ
５０３ ＲＦ信号処理部
５０４ ベースバンド信号処理部
５０５ チャネルコーデック部
５０６ アプリケーション処理部
５０７ 表示・入力部
５０８ 制御・記憶部
５１０ ＲＦ受信部
５１１ アナログ／デジタル変換部
５１２ ＯＦＤＭ受信信号処理部
５１３ セルサーチ・下り伝搬路測定部
５１４ フィルター部（ＢＰＦ）
５１５ ＲＦ受信部
５１６ アナログ／デジタル変換部
５１７ ＯＦＤＭ受信信号処理部
５１８ ＲＦ送信部
５１９ デジタル／アナログ変換部
５２０ ＯＦＤＭ送信信号処理部
５２１ アンテナ部
５２２ 物理チャネルディマッピング部
５２３ 物理チャネルディマッピング部
５２４ 物理チャネルマッピング部
次に、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。本発明の実施形態では、図９に示したＥＵＴＲＡにおける無線チャネル構成をベースに、異なる周波数帯域の無線伝搬特性を考慮し、システム構築時、１つの移動通信システムとして、予めにシステムを構成するすべての下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨと下りセル共通トラフィックチャネルＤＣＣＴＣＨを、低い周波数帯域に割り当て、また、下り回線の電波伝搬状況および通信要求条件に応じて下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨと下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てる手法を提案する。
（Ａ）本実施形態に係る移動通信システムの構成
図１は、本実施形態に係る移動通信システムの構成を示す図である。図１に示したように、移動通信システムは中心周波数が大きく異なる２つ周波数帯域幅、すなわち２つの周波数レイヤ(ＦＬ：Frequency Layer)により構成されている。第１の周波数レイヤＦＬ１は、周波数帯域幅ＢＷ１を有し、既存のＩＭＴ−２０００ Ｐｌａｎ Ｂａｎｄ或はＩＭＴ Ｂａｎｄの低い周波数帯域、例えば２．３Ｇ〜２．４ＧＨｚ、６９８Ｍ〜８０６ＭＨｚ、４５０Ｍ〜４７０ＭＨｚを使用する。第２の周波数レイヤＦＬ２は周波数帯域幅ＢＷ２を有し、ＩＭＴ Ｂａｎｄの高い周波数帯域、例えば、３．４Ｇ〜３．６ＧＨｚを使用する。ＦＬ２はＦＬ１と比べて、無線伝搬直進性が強く、無線伝搬損失が大きい、建物進入損失が大きい、移動速度に対するドップラ変動が大きいという特徴がある。
図１のように、マクロセル配置を考えた場合、３ＧＨｚ周波数帯域における無線伝搬損失が大きいため、例えば基地局装置４０ａがＦＬ１、ＦＬ２における送信電力が同じの場合、ＦＬ１のカバーエリア１０ａ、ｂ、ｃはＦＬ２のカバーエリア２０ａ、ｂ、ｃより大きい。ＦＬ２のカバーエリアが断続となる。
図２は、本実施形態に係る他の移動通信システムの構成を示す図である。図２に示すように、マクロセル配置を考えた場合、マクロセルＮＢ２、３のＦＬ２のカバーエリア２０ａ、ｃはオーバーラップすることができる。
図１および図２に示した移動通信システムでは、ＦL２における無線アクセス方式とし
ては、これから３ＧＰＰなど標準化される３ＧＨｚ周波数帯域に適した新しい無線アクセス方式ＩＮＲＩを使用し、ＦＬ１における無線アクセス方式としては、３ＧＰＰなど標準化された既存の２Ｇ、３Ｇ(例えばUTRA, EUTRA, EUTRA Plus, LTE Plus, LTE-Advanced)など３ＧＨｚ以下の周波数帯域に適した無線アクセス方式、あるいはこれから３ＧＰＰなど標準化される３ＧＨｚ以下の周波数帯域に適した新しい無線アクセス方式ＩＮＲＩを使用することができる。
図１および図２に示したように、ＦＬ１カバーエリア１０ａ、ｂ、ｃは、周波数帯域幅ＢＷ１で、下り回線における高速移動時で１００ＭｂｐｓのＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ要求条件をサポートし、高速移動の移動局装置をサポートする。ＦＬ２カバーエリア１０ａ、ｂ、ｃは、周波数帯域幅ＢＷ２で、低速移動時で１ＧｂｐｓのＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄ要求条件をサポートし、低速移動の移動局装置をサポートする。
（Ｂ）本発明に係る移動通信システムにおける無線チャネルの構成
図３および図４は、本実施形態に係る移動通信システムにおける無線チャネルの構成を示す図である。図３に示したように、上り回線はＦＬ１における周波数帯域幅ＢＷ１ａ、下り回線はＦＬ１における周波数帯域幅ＢＷ１ｂおよびＦＬ２における周波数帯域幅ＢＷ２ａに割り当てる。ＦＬ１のシステム帯域幅ＢＷ１ａ、ｂ（基地局装置の固有送受信周波数帯域幅）は２０ＭＨｚ、１５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、５ＭＨｚなど、ＦＬ２のシステム帯域幅ＢＷ２ａ（基地局装置の送信周波数帯域幅）は１００ＭＨｚ、５０ＭＨｚ、２０ＭＨｚなどＦＬ１より広い周波数帯域を使用することができる。すなわち、図４に示したように、１つの移動通信システムに必要な無線チャネルを割り当てる。
移動通信システムの上り回線はＦＬ１における周波数帯域幅ＢＷ１ａを使用し、ＦＬ１の物理ランダムアクセスチャネルＦＬ１＿ＰＲＡＣＨ、ＦＬ１の物理上り回線制御チャネルＦＬ１＿ＰＵＣＣＨ、ＦＬ１の物理上り回線共用チャネルＦＬ１＿ＰＵＳＣＨなど上り回線物理チャネルを割り当てる。ＦＬ１＿ＰＲＡＣＨは、ＦＬ２における初期アクセス時、ＦＬ１間およびＦＬ１、ＦＬ２間のハンドオーバー時、ＦＬ１および／またはＦＬ２における下り回線のデータ発生時にも使われる。ＦＬ１＿ＰＵＣＣＨは、移動局装置がＦＬ１および／またはＦＬ２における下り回線受信状況に応じて、Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＫ情報ビットの送信、移動局装置により推定したＦＬ１および／またはＦＬ２の下り回線品質情報のＣＱＩ情報ビットの送信、移動局装置の受信状況により選択した基地局装置の送信データストリーム数（送信アンテナ本数に依存する）および送信プリコーディングコードブック番号情報ビットの送信、移動局装置のＦＬ１および／またはＦＬ２における測定結果などＦＬ２制御情報ビットの送信にも使われる。ＦＬ１＿ＰＵＳＣＨは、上り回線のユーザデータＤＴＣＨ、および制御信号ＣＣＣＨ、ＤＣＣＨを伝送する。ＦＬ１＿ＰＵＳＣＨは、ＦＬ１＿ＰＵＣＣＨを代わりに、ＦＬ１＿ＰＵＳＣＨの一部無線リソースを用いて、ＦＬ１および／またはＦＬ２制御情報ビットの一部を伝送することができる。
移動通信システムの下り回線の一部はＦＬ１における周波数帯域幅ＢＷ１ａを使用し、ＦＬ１の同期チャネルＦＬ１＿ＳＣＨ、ＦＬ１の報知チャネルＦＬ１＿ＰＢＣＨ、ＦＬ１の物理下り回線共用チャネルＦＬ１＿ＰＤＳＣＨ、ＦＬ１の物理下り回線制御チャネルＦＬ１＿ＰＤＣＣＨ、ＦＬ１の物理Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ指示チャネルＦＬ１＿ＰＨＩＣＨ、ＦＬ１の物理制御チャネルフォーマット指示チャネルＦＬ１＿ＰＣＦＩＣＨ、ＦＬ１の物理マルチ放送チャネルＦＬ１＿ＰＭＣＨを割り当てる。ＦＬ１＿ＳＣＨ、ＦＬ１＿ＰＢＣＨはＤＣＣＣＣＨである。
ＦＬ１＿ＰＤＳＣＨと対応のＦＬ１＿ＤＬ−ＳＣＨ、ＰＣＨには、ＢＣＣＨ、ＣＣＣＨ、ＤＣＣＨ、ＰＣＣＨ、ＤＴＣＨ、ＭＣＣＨ、ＭＴＣＨが含まれる。ＤＣＣＨとＤＴＣＨは、ＦＬ１のＢＷ１ｂおよびＦＬ２のＢＷ２ａにおける電波伝搬状況、および移動局装置の移動速度、所望のデータ伝送速度、所望の通信品質要求など通信要求条件に依存し、ＦＬ１＿ＰＤＳＣＨおよび／またはＦＬ２＿ＰＤＳＣＨにマッピングすることができる。ＦＬ１＿ＰＤＣＣＨは、ＦＬ１＿ＤＬ−ＳＣＨとＰＣＨの無線リソース割り当て情報ビット、ＦＬ１＿ＤＬ−ＳＣＨに関連するＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱの情報ビット、またＵｐｌｉｎｋ ｓｃｈｅｄｕｌｉｎｇ ｇｒａｎｔ信号（制御信号）を伝送する。ＢＣＣＨ、ＣＣＣＨ、ＰＣＣＨはＤＣＣＣＣＨであり、ＤＴＣＨはＤＣＤＴＣＨである。ＭＮＳＦＮの場合にＭＣＣＨ、ＭＴＣＨはＤＣＣＴＣＨであり、ＳＣＰＴＭの場合にＭＣＣＨ、ＭＴＣＨはＤＣＤＴＣＨである。
物理Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ指示チャネルＦＬ１＿ＰＨＩＣＨは、上り回線のＦＬ１＿ＰＵＳＣＨに対応したＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＫｓ情報ビットを伝送する。ＦＬ１＿ＰＨＩＣＨはＤＣＤＣＣＨである。物理マルチ放送チャネルＦＬ１＿ＰＭＣＨはＭＢＭＳに使われる。ＦＬ１＿ＤＬ−ＳＣＨと同様に、ＭＣＨには、ＭＣＣＨ、ＭＴＣＨを割り当てることができる。ＣＣＣＨはＦＬ１および／またはＦＬ２に関連するＲＲＣ ｍｅｓｓａｇｅｓを含む。具体的には、例えばＦＬ２下り回線のＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＳＥＴＵＰ、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥ−ＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＪＥＣＴ／ＲＥＱＵＥＳＴなどＲＲＣ ｍｅｓｓａｇｅｓを含む。
物理制御フォーマット指示チャネルＰＣＦＩＣＨは、ＦＬ１の物理下り回線制御チャネルＦＬ１＿ＰＤＣＣＨとＦＬ２の物理下り回線制御チャネルＦＬ２＿ＰＤＣＣＨに使われるＯＦＤＭシンボル数の情報ビットを伝送する。
移動通信システムの下り回線の一部はＦＬ２における周波数帯域幅ＢＷ２ａを使用し、ＦＬ２の物理下り回線共用チャネルＦＬ２＿ＰＤＳＣＨ、ＦＬ２の物理下り回線制御チャネルＦＬ２＿ＰＤＣＣＨ、およびＦＬ１の物理Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ指示チャネルＦＬ２＿ＰＨＩＣＨを割り当てる。ＦＬ２＿ＰＤＣＣＨ、ＦＬ２＿ＰＨＩＣＨはＤＣＤＣＣＨである。
ＦＬ２＿ＰＤＳＣＨと対応のＦＬ２＿ＤＬ−ＳＣＨには、ＤＣＣＨ、ＤＴＣＨしか含まれていない。ＤＣＣＨとＤＴＣＨはＦＬ１のＢＷ１ｂおよびＦＬ２のＢＷ２ａにおける電波伝搬状況、および移動局装置の移動速度、所望のデータ伝送速度、所望の通信品質要求など通信要求条件に依存し、ＦＬ１＿ＤＰＳＣＨおよび／またはＦＬ２＿ＤＰＳＣＨにマッピングすることができる。また、ＦＬ２＿ＰＤＣＣＨは、ＦＬ２＿ＤＬ−ＳＣＨの無線リソース割り当て情報ビット、ＦＬ２＿ＤＬ−ＳＣＨに関連するＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱの情報ビットを伝送する。図３は、ＦＬ１の無線アクセス方式がＦＤＤを示したが、ＴＤＤでもよい。
（Ｃ）本実施形態に係る基地局装置の構成および無線チャネルの送信方法
図５は、本実施形態に係る基地局装置の概略構成を示す図である。基地局装置は、アンテナ部４２２、ＲＦ信号処理部４０７、ベースバンド信号処理部４０８、および制御・記憶部４０４により構成されている。上り回線および下り回線はＭＩＭＯ対応の場合、複数アンテナ部、ＲＦ信号処理部、ベースバンド信号処理部が含まれる。
アンテナ部４２２では、ＦＬ１の上り回線受信アンテナ４０３、ＦＬ１の下り回線送信アンテナ４０２、およびＦＬ２の下り回線送信アンテナ４０１が含まれている。ＦＬ１のアンテナを１つの送受信アンテナで共用してもよい。ＲＦ信号処理部４０７では、各アンテナに対応するそれぞれ周波数帯域幅ＢＷ２ａ、ＢＷ１ｂ、ＢＷ１ａを有するフィルター部４０９、４１３、４１７およびＦＬ１のＲＦ送信部４１４、ＦＬ１のＲＦ受信部４１８、ＦＬ２の送信部４１０を含む。ベースバンド信号処理部では、アナログ／デジタル変換部４１９、デジタル／アナログ変換部４１１、４１５およびＦＬ１のＯＦＤＭ送信信号処理部４１６、ＦＬ１のＯＦＤＭ受信信号処理部４２０、ＦＬ２のＯＦＤＭ送信信号処理部４１２、物理チャネルマッピング部４０６、物理チャネルディマッピング部４０５、および上り伝搬路測定部４２１がある。
コアネットワーク（図示せず）から送られてきた送信データは物理チャネルマッピング部４０６に入力され、図３および図４に示した下り回線の各物理チャネルにマッピングする。具体的には、物理チャネルマッピング部４０６は、送信データに含まれるセルＩＤ情報により、Ｐｒｉｍａｒｙ ＳＣＨシーケンスとＳｅｃｏｎｄａｒｙ ＳＣＨシーケンスを生成する。
図６および図７は、無線フレームの構成を示す図である。送信データに含まれる報知データ（ＢＣＣＨ）により、固定の変調・符号化方式によりデータ変調を行ない、図６に示したように、固定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにマッピングし、報知チャネルＦＬ１＿ＰＢＣＨを生成する。
送信データに含まれるユーザデータ（ＤＴＣＨ）、報知データ（ＢＣＣＨ）、ＭＢＭＳデータ（ＭＣＣＨ，ＭＴＣＨ）、ページングデータ（ＰＣＣＨ）、個別上位層制御データ（ＤＣＣＨ）、および共通上位層制御データ（ＣＣＣＨ）は、制御・記憶部４０４から送られてきたスケジューリング情報に基づいて、所定の変調・符号化方式でデータ変調され、図６に示したように、所定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにマッピングされ、物理下り回線共用チャネルＦＬ１＿ＰＤＳＣＨが生成される。ＤＴＣＨ、ＤＣＣＨは、制御・記憶部４０４の通信条件判断部４２３からのハンドオーバー制御データにより、ＦＬ１のＢＷ１ｂおよびＦＬ２のＢＷ２ａにおける電波伝搬状況、および移動局装置の移動速度、所望のデータ伝送速度、所望の通信品質要求などの通信要求条件に依存し、ＦＬ１＿ＰＤＳＣＨおよび／またはＦＬ２＿ＰＤＳＣＨにマッピングすることができる。共通上位層制御データ（ＣＣＣＨ）には、ＦＬ１および／またはＦＬ２に関連するＲＲＣ ｍｅｓｓａｇｅｓを含む。
例えばＦＬ２下り無線ベアラ（ＲＢ：Radio Bearer）のＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＳＥＴＵＰ、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥ−ＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＪＥＣＴ／ＲＥＱＵＥＳＴなどＲＲＣ ｍｅｓｓａｇｅｓはＦＬ１＿ＰＤＳＣＨにマッピングする。
制御・記憶部４０４からのＦＬ１の個別物理層制御データに基づいて、固定の変調・符号化方式でデータ変調が行なわれ、図６に示したように、固定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにマッピングされ、物理下り回線制御チャネルＦＬ１＿ＰＤＣＣＨが生成される。制御・記憶部４０４からのＦＬ１の物理ＨＡＲＱ指示データに基づいて、固定の変調・符号化方式でデータ変調が行なわれ、図６に示したように、固定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにマッピングされ、物理ＨＡＲＱ指示チャネルＦＬ１＿ＰＨＩＣＨが生成される。
制御・記憶部４０４からのＦＬ１のＦＬ１＿ＰＤＣＣＨとＦＬ２＿ＰＤＣＣＨのフォーマット指示データに基づいて、固定の変調・符号化方式でデータ変調が行なわれ、図６に示したように、固定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにマッピングされ、物理制御チャネルフォーマット指示チャネルＦＬ１＿ＰＣＦＩＣＨが生成される。
送信データに含まれるＭＢＭＳデータ（ＭＴＣＨ、ＭＣＣＨ）に基づいて、所定変調・符号化方式でデータ変調が行なわれ、図６に示したように、所定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにマッピングされ、物理マルチ放送チャネルＦＬ１＿ＰＭＣＨが生成される。送信データに含まれるユーザデータ（ＤＴＣＨ）、および個別上位層制御データ（ＤＣＣＨ）は、制御・記憶部４０４から送られてきたスケジューリング情報に基づいて、所定の変調・符号化方式でデータ変調が行なわれ、図７に示したように、所定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにマッピングされ、ＦＬ２の物理下り回線共用チャネルＦＬ２＿ＰＤＳＣＨが生成される。ＤＴＣＨ、ＤＣＣＨは、制御・記憶部４０４の通信条件判断部４２３からのハンドオーバー制御データに基づいて、ＦＬ１のＢＷ１ｂおよびＦＬ２のＢＷ２ａにおける電波伝搬状況、および移動局装置の移動速度、所望のデータ伝送速度、所望の通信品質要求などの通信要求条件に依存し、ＦＬ１＿ＰＤＳＣＨおよび／またはＦＬ２＿ＰＤＳＣＨにマッピングすることができる。
物理チャネルマッピング部４０６により、生成されたＦＬ１＿ＰＢＣＨ、ＦＬ１＿ＰＤＳＣＨ、ＦＬ１＿ＰＤＣＣＨ、ＦＬ１＿ＰＨＩＣＨ、ＦＬ１＿ＰＣＦＩＣＨ、ＦＬ１＿ＳＣＨ、ＦＬ１＿ＰＭＣＨは、ＯＦＤＭ送信信号処理部４１６、ＲＦ送信部４１４などを通じてＦＬ１の下り回線に送信する。
制御・記憶部４０４からのＦＬ２の個別物理層制御データに基づいて、固定の変調・符号化方式でデータ変調が行なわれ、図７に示したように、固定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにマッピングされ、ＦＬ２の物理下り回線制御チャネルＦＬ２＿ＰＤＣＣＨが生成される。制御・記憶部４０４からのＦＬ２の物理ＨＡＲＱ指示データに基づいて、固定の変調・符号化方式でデータ変調が行なわれ、図６に示したように、固定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにマッピングされ、ＦＬ２の物理ＨＡＲＱ指示チャネルＦＬ２＿ＰＨＩＣＨが生成される。
ＦＬ１の上り回線から送られてきた無線信号は、アンテナ４０３、ＲＦ受信部４１８、ＯＦＤＭ受信信号処理部４２０などによりベースバンドデジタル信号に変換され、物理チャネルディマッピング部４０５に入力され、図３および図４に示したＦＬ１の物理ランダムアクセスチャネルＦＬ１＿ＰＲＡＣＨ、ＦＬ１の物理上り回線制御チャネルＦＬ１＿ＰＵＣＣＨ、ＦＬ１＿物理上り回線共用チャネルＦＬ１＿ＰＵＳＣＨが抽出される。
ＦＬ１＿ＰＵＣＣＨに含まれるＦＬ１のＢＷ１ｂおよびＦＬ２のＢＷ２ａにおける電波伝搬状況の測定結果情報ビット、および移動局装置の移動速度、所望のデータ伝送速度、所望の通信品質要求などの通信要求条件パラメータに基づいて、送信データに含まれるユーザデータ（ＤＴＣＨ）、および個別上位層制御データ（ＤＣＣＨ）を、ＦＬ１＿ＤＰＳＣＨおよび／またはＦＬ２＿ＤＰＳＣＨにマッピングするかを判断する。移動局装置は、移動局装置の移動速度、所望のデータ伝送速度、所望の通信品質要求などの通信要求条件パラメータを送信せずに、基地局装置はさまざまな通信パラメータから自ら算出することもできる。
（Ｄ）本実施形態に係る移動局装置の構成および無線チャネルの受信方法
図８は、本実施形態に係る移動局装置の概略構成を示す図である。図８に示すように、移動局装置は、アンテナ部５２１、ＲＦ信号処理部５０３、ベースバンド信号処理部５０４、チャネルコーデック部５０５、アプリケーション処理部５０６、表示・入力部５０７により構成されている。上り回線および下り回線はＭＩＭＯ対応の場合、複数アンテナ部、ＲＦ信号処理部、ベースバンド信号処理部が含まれる。
アンテナ部５２１では、ＦＬ１の下り回線・上り回線送受信アンテナ５０２、およびＦＬ２の下り回線受信アンテナ５０１が含まれている。ＲＦ信号処理部５０３では、各アンテナに対応するそれぞれ周波数帯域幅ＢＷ１ａ、ＢＷ１ｂ、ＢＷ２ａを有するフィルター部５１４、５０９およびＦＬ１のＲＦ送信部５１８、ＦＬ１のＲＦ受信部５１５、ＦＬ２のＲＦ受信部５１０を含む。ベースバンド信号処理部５０４では、アナログ／デジタル変換部５１１、５１６、デジタル／アナログ変換部５１９、ＦＬ１のＯＦＤＭ送信信号処理部５２０、ＦＬ１のＯＦＤＭ受信信号処理部５１７、ＦＬ２のＯＦＤＭ受信信号処理部５１２、セルサーチ・下り伝搬路測定部５１３、ＦＬ１、ＦＬ２の物理チャネルディマッピング部５２３、５２２、ＦＬ１の物理チャネルマッピング部５２４を含む。
チャネルコーデック部５０５および／または制御・記憶部５０８から送られてきた送信データは物理チャネルマッピング部５２４に入力され、図３および図４に示した上り回線の各物理チャネルにマッピングする。具体的には、初期アクセス時、ハンドオーバー時、上り／下り回線のデータ発生時などに、チャネルコーデック部５０５および／または制御・記憶部５０８から送られてきた送信データは、所定変調・符号化方式によりデータ変調を行ない、所定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにマッピングし、物理ランダムアクセスチャネルＦＬ１＿ＰＲＡＣＨを生成する。
チャネルコーデック部５０５および／または制御・記憶部５０８から送られてきた送信データは、所定変調・符号化方式によりデータ変調を行ない、所定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにマッピングし、物理上り回線制御チャネルＦＬ１＿ＰＵＣＣＨを生成する。ＦＬ１＿ＰＵＣＣＨには、移動局装置からの制御情報ビットを伝送し、移動局装置がＦＬ１のＢＷ１ｂおよび／またはＦＬ２のＢＷ２ａの電波伝搬状況に応じたＨｙｂｒｉｄ ＡＲＱ ＡＣＫ／ＮＡＫ情報ビット、基地局装置に上り回線無線リソースの割り当てを要求するＳｃｈｅｄｕｌｉｎｇ Ｒｅｑｕｅｓｔ情報ビット、セルサーチ・下り伝搬路測定部５１３の測定結果により推定したＦＬ１のＢＷ１ｂおよび／またはＦＬ２のＢＷ２ａの品質情報ＣＱＩ情報ビット、移動局装置のＦＬ１のＢＷ１ｂおよび／またはＦＬ２のＢＷ２ａの電波伝搬状況により選択した基地局装置の送信データストリーム数（送信アンテナ本数に依存する）および送信プリコーディングコードブック番号など情報ビット、移動局装置の測定結果など制御情報ビットがマッピングされる。
チャネルコーデック部５０５からの送信データに含まれるユーザデータ（ＤＴＣＨ）、個別上位層制御データ（ＤＣＣＨ）、および共通上位層制御データ（ＣＣＣＨ）に対して、制御・記憶部５０８から送られてきたスケジューリング情報に基づいて、所定の変調・符号化方式でデータ変調が行なわれ、所定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにマッピングされ、物理上り回線共用チャネルＦＬ１＿ＰＵＳＣＨが生成される。また、上記ＦＬ１＿ＰＵＣＣＨを代わりに、ＦＬ１＿ＰＵＳＣＨ一部無線リソースを用いて、移動局装置からの制御情報ビットの一部を伝送することができる。
ＯＦＤＭ受信信号処理部５１２、５１７から送られてきた下り回線の復調データは物理チャネルディマッピング部５２２、５２３に入力され、図３および図４に示した下り回線の各物理チャネルを抽出する。具体的には、ＯＦＤＭ受信信号処理部５１７から送られてきたＦＬ１下り回線の復調データは、物理チャネルディマッピング部５２３に入力され、図６に示したように、所定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにから、同期チャネルＦＬ１＿ＳＣＨ、報知チャネルＦＬ１＿ＰＢＣＨ、物理下り回線共用チャネルＦＬ１＿ＰＤＳＣＨ、物理下り回線制御チャネルＦＬ１＿ＰＤＣＣＨ、物理Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ指示チャネルＦＬ１＿ＰＨＩＣＨ、および物理マルチ放送チャネルＦＬ１＿ＰＭＣＨを抽出する。また、同期チャネルＦＬ１＿ＳＣＨおよびＦＬ１の参照信号ＲＳのデータは、セルサーチ・下り伝搬路測定部５１３に送られ、ＦＬ１のＢＷ１ｂの電波伝搬状況を測定する。測定結果はハンドオーバー要求(HO Request)または測定報告(Measurement Report)として、ＦＬ１＿ＰＵＣＣＨを通じて基地局装置に報告する。
物理チャネルディマッピング部５２３では、ＦＬ１＿ＰＤＳＣＨに含む共通上位層制御データ（ＣＣＣＨ）から、ＦＬ１および／またはＦＬ２に関連するＲＲＣ ｍｅｓｓａｇｅｓを抽出する。具体的には、例えばＦＬ２下り無線ベアラＲＢのＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＳＥＴＵＰ、ＲＲＣ ＣＯＮＮＥＣＴＩＯＮ ＲＥ−ＥＳＴＡＢＬＩＳＨＭＥＮＴ ＲＥＪＥＣＴ／ＲＥＱＵＥＳＴなどＲＲＣ ｍｅｓｓａｇｅｓは物理チャネルディマッピング部５２３を通じてＦＬ１＿ＰＤＳＣＨから抽出する。
同様に、ＯＦＤＭ受信信号処理部５１２から送られてきたＦＬ２下り回線の復調データは、物理チャネルディマッピング部５２２に入力され、図７に示したように、所定のＯＦＤＭシンボル、サブキャリアにから、物理下り回線共用チャネルＦＬ２＿ＰＤＳＣＨ、物理下り回線制御チャネルＦＬ２＿ＰＤＣＣＨ、物理Ｈｙｂｒｉｄ ＡＲＱ指示チャネルＦＬ２＿ＰＨＩＣＨを抽出する。また、ＦＬ２の参照信号ＲＳのデータは、セルサーチ・下り伝搬路測定部５１３に送られ、ＦＬ２のＢＷ２ａの電波伝搬状況を測定する。測定結果はハンドオーバー要求(HO Request)または測定報告(Measurement Report)として、ＦＬ１＿ＰＵＣＣＨを通じて基地局装置に報告する。
本発明の実施形態では、前記のＥＵＴＲＡにおける無線チャネル構成をベースに、異なる周波数帯域の無線伝搬特性を考慮し、次世代移動通信システムを構成するすべての下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨと下りセル共通トラフィックチャネルＤＣＣＴＣＨを、高い周波数帯域に適用しないで、低い周波数帯域に割り当てる無線チャネル構成、および基地局装置、移動局装置のデータ送受信手法が提示した。しかし、ＩＭＴ−Ａｄｖａｎｃｅｄの新規無線アクセス技術ＩＮＲＩの検討、仕様書の制定はこれからであり、図９に示すようなＥＵＴＲＡの無線チャネル構成を採用するとは限らない。物理チャネル、トランスポートチャネル、ロジカルチャネルなど無線チャネルの構成、対応関係が異なり、ユーザデータ、制御データのマッピングが異なってもよい。すなわち下りセル共通制御チャネルＤＣＣＣＣＨは下りセル共通制御データ(ＤＣＣＣＤ：Downlink Cell Common Control Data)、下りセル共通トラフィックチャネルＤＣＣＴＣＨは下りセル共通トラフィックデータ(ＤＣＣＴＤ：Downlink Cell Common Traffic Data)、下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨは下りセル個別制御データ(ＤＣＤＣＤ：Downlink Cell Dedicated Control Data)、下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨは下りセル個別トラフィックデータ(ＤＣＤＴＤ：Downlink Cell Dedicated Traffic Data)と差し替えてもよい。
（Ｅ）本実施形態に係る下りセル個別制御チャネル、下りセル個別トラフィックチャネルの第１の割り当て方法
図１０は、基地局装置４０ａがカバーしているセルエリアの状況を示す。ＦＬ２における無線伝搬損失がＦＬ１より大きいため、基地局装置４０ａがＦＬ１、ＦＬ２における送信電力が同じの場合、ＦＬ１のカバーエリア１０ａはＦＬ２のカバーエリア２０ａより大きい。
移動局装置５０は、電源オン後、ＦＬ１のＦＬ１＿ＳＣＨを受信し、セルサーチ・下り伝搬路測定部５１３の判断により、基地局装置４０ａをキャンプセルとして選択し、ＦＬ１＿ＢＣＨの受信、ＦＬ１＿ＰＲＡＣＨの送信、ＦＬ１＿ＰＤＳＣＨのＣＣＣＨの受信など位置登録手順を経て、基地局装置４０ａのＦＬ１のカバーエリア１０ａで待ち受けモード（RCC IDLE Mode）に入る。移動局装置からの発信がある場合や、ＦＬ１＿ＰＲＡＣＨの送信などの移動局装置への着信がある場合、ＦＬ１＿ＰＤＳＣＨに含まれるＦＬ１＿ＰＣＣＨの受信など呼接続手順を経て、移動局装置は、接続モード(RCC CONNECTED Mode)に入る。接続モードでは、移動局装置のセルサーチ・下り伝搬路測定部５１３により、図６および図７に示したような無線フレーム構造から、接続している基地局装置（Serving Cell）４０ａ、および周辺基地局装置（例えば図１に示した基地局装置４０ｂ、ｃ）のＦＬ１、ＦＬ２の参照信号ＦＬ１＿ＲＳとＦＬ２＿ＲＳを抽出し、各基地局装置のＦＬ１＿ＲＳとＦＬ２＿ＲＳの受信品質指標、例えば参照信号の受信電力(RSRP：Reference Signal Received Power)、参照信号の受信信号強度(RSSI：Receive Signal Strength Indication)、参照信号の受信品質(RSRQ：Reference Signal Received Quality)など下り回線の伝搬路状態を示す数値を測定する。測定結果は、ハンドオーバー要求(HO Request)または測定報告(Measurement Report)として、ＦＬ１＿ＰＵＣＣＨを通じて、周期的あるいは非周期的に基地局装置（Serving Cell）４０ａに報告する。
図１１は、基地局装置の下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨと下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てる手順を示すフローチャートである。具体的には、移動局装置からのハンドオーバー要求(HO Request)または測定報告(Measurement Report)を受信し、下り回線電波伝搬状況を反映している各基地局装置のＦＬ１＿ＲＳとＦＬ２＿ＲＳの受信品質指標、例えば平均受信電力ＲＳＲＰを抽出する（Ｓ４１）。接続している基地局装置（Serving Cell）４０ａのＦＬ２＿ＲＳの受信電力ＦＬ２＿ＲＳ＿ＲＳＲＰを用いて、予めにシステムパラメータとして基地局装置の制御・記憶部４０４に保存している閾値１、閾値２（閾値２＞閾値１）と比較し（Ｓ４２、Ｓ４３）、ＦＬ２＿ＲＳの受信電力ＦＬ２＿ＲＳ＿ＲＳＲＰは閾値１より小さい場合（Ｓ４２、Ｙｅｓ）、ユーザデータ（ＤＴＣＨ）、個別上位層制御データ（ＤＣＣＨ）をＦＬ１＿ＰＤＳＣＨにマッピングする（Ｓ４７）。ＦＬ２＿ＲＳの受信電力はＦＬ２＿ＲＳ＿ＲＳＲＰ閾値１より大きい且つ閾値２より小さい場合（Ｓ４３、Ｎｏ）、移動局装置からのハンドオーバー要求(HO Request)または測定報告(Measurement Report)の受信（Ｓ４１）に戻る。
一方、ＦＬ２＿ＲＳの受信電力ＦＬ２＿ＲＳ＿ＲＳＲＰは閾値２より大きい場合（Ｓ４３、Ｙｅｓ）、通信要求条件パラメータによりＤＴＣＨ、ＤＣＣＨのマッピング方法を変える。第２の通信要求条件の場合（Ｓ４４、Ｙｅｓ）、ＤＴＣＨ、ＤＣＣＨをＦＬ２＿ＰＤＳＣＨにマッピングする（Ｓ４９）。第３の通信要求条件の場合（Ｓ４５、Ｙｅｓ）、ＤＴＣＨ、ＤＣＣＨをＦＬ１＿ＰＤＳＣＨおよびＦＬ２＿ＰＤＳＣＨにマッピングし、ダイバシチ送信を行なう（Ｓ５０）。
具体的には、例えば物理チャネルマッピング部４０６では、入力されたユーザデータ（ＤＴＣＨ）と個別上位層制御データ（ＤＣＣＨ）を２つ同じデータストリーム（周波数レイヤに依存する）をプリコーディング(Pre-coding)し、それぞれＦＬ１＿ＰＤＳＣＨおよびＦＬ２＿ＰＤＳＣＨにマッピングし、ＦＬ１のＢＷ１ｂおよびＦＬ２のＢＷ２ａを通じて送信ダイバシチを実現する。プリコーディングとしては、例えば空間・周波数送信ダイバシチ(ＳＦＴＤ：Space Frequency Transmit Diversity)、空間・時間送信ダイバシチ(ＳＴＴＤ：Space Time Transmit Diversity)、周波数・時間送信ダイバシチ(ＦＴＴＤ：Frequency Time Transmit Diversity)などを用いることができる。
第４の通信要求条件の場合（Ｓ４６、Ｙｅｓ）、ＤＴＣＨ、ＤＣＣＨをＦＬ１＿ＰＤＳＣＨおよびＦＬ２＿ＰＤＳＣＨの２チャネルにマッピングし、高速伝送を行なう（Ｓ５０）。具体的には、例えば物理チャネルマッピング部４０６では、入力されたユーザデータ（ＤＴＣＨ）と個別上位層制御データ（ＤＣＣＨ）を２つ異なるデータストリーム（周波数レイヤに依存する）に分離し、それぞれＦＬ１＿ＰＤＳＣＨおよびＦＬ２＿ＰＤＳＣＨにマッピングし、ＦＬ１のＢＷ１ｂおよびＦＬ２のＢＷ２ａを通じて高速データ伝送を実現する。ユーザデータ（ＤＴＣＨ）、個別上位層制御データ（ＤＣＣＨ）のＦＬ１＿ＰＤＳＣＨおよび／またはＦＬ２＿ＰＤＳＣＨへのマッピング方法が決定した後（Ｓ４７、Ｓ４９、Ｓ５０、Ｓ５１）、移動局装置に無線チャネル割り当てのハンドオーバーコマンド(HO Command)を移動局に送信する。
ＦＬ１＿ＰＤＳＣＨとＦＬ２＿ＰＤＳＣＨ間のユーザデータ（ＤＴＣＨ）、個別上位層制御データ（ＤＣＣＨ）マッピングのチャタリング (chattering)現象を防止するために閾値１、閾値２（閾値２＞閾値１）の２つの閾値が設けられている。閾値２は閾値１と等しく（閾値２＝閾値１）てもよい。
通信要求条件は、移動局装置の移動速度、所望のデータ伝送速度、所望の通信品質要求などにより定義することができる。例えば、移動局装置の所望の通信品質要求が一定の場合、移動局装置の移動速度、データ伝送速度により、図１２のように定義することができる。また、例えば、第４の通信要求条件では、移動局装置の移動速度が、静止から歩行、車の低速移動など３０ｋｍ／ｈ程度の低速までの場合、ユーザデータはＦＬ１＿ＰＤＳＣＨおよびＦＬ２＿ＰＤＳＣＨの２つ無線チャネルを通じて、２つの異なるデータストリームを伝送し、移動局装置に１Ｇｂｐｓ以上の超高速データ伝送速度を提供する。第３の通信要求条件では、移動局装置の移動速度が、静止から歩行、車の中速移動など６０ｋｍ／ｈ程度の中速までの場合、ユーザデータはＦＬ１＿ＰＤＳＣＨおよびＦＬ２＿ＰＤＳＣＨの２つ無線チャネルを通じて、２つの同じデータストリーム（元のデータストリーム）をダイバシチ送信し、移動局装置に１００Ｍｂｐｓ以上の高速データ伝送速度を提供する。
また、第２の通信要求条件では、移動局装置の移動速度が、静止から歩行、車の高速移動など１２０ｋｍ／ｈ程度の高速までの場合、ユーザデータはＦＬ２＿ＰＤＳＣＨの１つ無線チャネルを通じて、１つのデータストリームを伝送し、移動局装置に１００Ｍｂｐｓ程度の中速データ伝送速度を提供する。第１の通信要求条件では、移動局装置の移動速度が、静止から歩行、新幹線の高速移動など３００ｋｍ／ｈ程度の超高速までの場合、ユーザデータはＦＬ１＿ＰＤＳＣＨの１つ無線チャネルを通じて、１つのデータストリームを伝送し、移動局装置に１００Ｍｂｐｓ以下低速データ伝送速度を提供する。
ここで述べられたデータストリームとは、異なる周波数レイヤに対応している。もちろん、各周波数レイヤでは、さらにデータストリームを再分割し、複数送信アンテナを通じて、移動局装置に送信し、複数のアンテナを組み合わせたデータ送受信の帯域を広げる無線通信技術(ＭＩＭＯ：Multiple Input Multiple Output)を利用して、超高速データ伝送速度を提供することができる。
移動局装置は、セルサーチ・下り伝搬路測定部５１３により、下り回線受信信号のドップラ周波数シフト、下り回線伝搬路変動、下り回線受信信号変動の速さなど通信パラメータから移動局装置の移動速度、また、制御・記憶部５０８により、移動局装置のカテゴリ、サービスのタイプ、無線ベアラＲＢのタイプ、サービスの品質(ＱｏＳ：Quality of Service)など通信パラメータから所望のデータ伝送速度、所望の通信品質要求を推定することができる。移動局装置は、無線ＦＬ１＿ＰＵＣＣＨを通じて通信要求条件を示すパラメータを基地局装置に送信することができる。
同様に、基地局装置は、制御・記憶部４０４の通信条件判断部４２３により、上り回線受信信号のドップラ周波数シフト、上り回線伝搬路変動、上り回線受信信号変動の速さ、および／または移動局装置からのハンドオーバー要求(HO Request)または測定報告(Measurement Report)など通信パラメータから移動局装置の移動速度を推定することができる。また、位置登録時に移動局装置から報告された移動局装置のカテゴリ、通信接続(RRC CONNECTION SETUP)時に移動局装置に通知したサービスのタイプ、無線ベアラＲＢのタイプ、サービスの品質(ＱｏＳ：Quality of Service)など通信パラメータから移動局装置の所望のデータ伝送速度、所望の通信品質要求を推定することができる。
ＭＣＣＨとＭＴＣＨは、ＳＣＰＴＭの場合は、ＤＣＣＨとＤＴＣＨと同様に、ＦＬ１のＢＷ１ｂおよびＦＬ２のＢＷ２ａにおける電波伝搬状況、および移動局装置の移動速度、所望のデータ伝送速度、所望の通信品質要求など通信要求条件に依存し、ＦＬ１＿ＰＭＣＨおよび／またはＦＬ２＿ＰＭＣＨ（図示なし）にマッピングすることができる。
（Ｆ）本実施形態に係る下りセル個別制御チャネル、下りセル個別トラフィックチャネルの第２の割り当て方法
図１４は、基地局装置４０ａがカバーしているセルエリアの状況を示す図である。ＦＬ２における無線伝搬損失がＦＬ１より大きいため、基地局装置４０ａがＦＬ２における送信電力の増大で無線伝搬損失を補う場合、ＦＬ２のカバーエリア２０ａはＦＬ１のカバーエリア１０ａと同じである。
第１の割り当て方法と同様に、移動局装置５０は、電源オン後、ＦＬ１のＦＬ１＿ＳＣＨの受信、位置登録手順を経て、基地局装置４０ａのＦＬ１のカバーエリア１０ａで待ち受けモード（RCC IDLE Mode）に入る。接続モードでは、移動局装置が各基地局装置のＦＬ１＿ＲＳとＦＬ２＿ＲＳにより下り回線の伝搬路状態を示す数値を測定する。測定結果は、ハンドオーバー要求(HO Request)または測定報告(Measurement Report)として、ＦＬ１＿ＰＵＣＣＨを通じて、周期的あるいは非周期的に基地局装置（Serving Cell）４０ａに報告する。
図１５は、基地局装置の下りセル個別制御チャネルＤＣＤＣＣＨと下りセル個別トラフィックチャネルＤＣＤＴＣＨを低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てる手順を示すフローチャートである。具体的には、移動局装置からのハンドオーバー要求(HO Request)または測定報告(Measurement Report)を受信し、通信要求条件パラメータによりＤＴＣＨ、ＤＣＣＨのマッピング方法を変える。第２、３、４の通信要求条件の場合、第１の割り当て方法と同様にため省略する。第１の通信要求条件の場合、ユーザデータ（ＤＴＣＨ）、個別上位層制御データ（ＤＣＣＨ）をＦＬ１＿ＰＤＳＣＨにマッピングする（Ｓ４７）。同様に、ユーザデータ（ＤＴＣＨ）、個別上位層制御データ（ＤＣＣＨ）のＦＬ１＿ＰＤＳＣＨおよび／またはＦＬ２＿ＰＤＳＣＨへのマッピング方法が決定した後（Ｓ４７、Ｓ４９、Ｓ５０、Ｓ５１）、移動局装置に無線チャネル割り当てのハンドオーバーコマンド(HO Command)を移動局に送信する。

Claims (9)

  1. 周波数帯域が相互に異なる複数の周波数レイヤを用いて、基地局装置と移動局装置との間で無線通信を行なう通信システムであって、
    前記基地局装置は、下りセル共通制御チャネルおよび下りセル共通トラフィックチャネルを低い周波数レイヤに割り当てると共に、下り回線の伝搬路状態および前記移動局装置からの通信要求条件に応じて、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てることを特徴とする通信システム。
  2. 前記基地局装置は、前記移動局装置の伝搬路状態を示す数値を受信し、前記伝搬路状態を示す数値と、予め定められた閾値とを比較し、前記伝搬路状態を示す数値が、前記閾値よりも小さい場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤに割り当てることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
  3. 前記基地局装置は、前記移動局装置の伝搬路状態を示す数値を受信し、前記伝搬路状態を示す数値と、予め定められた閾値とを比較し、前記伝搬路状態を示す数値が、前記閾値よりも大きい場合は、前記移動局装置の通信要求条件を判断し、前記移動局装置の通信要求条件が第２の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、高い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第３の通信要求条件または第４の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤおよび高い周波数レイヤに割り当てることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
  4. 前記基地局装置は、前記移動局装置の通信要求条件を判断し、前記移動局装置の通信要求条件が第１の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第２の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、高い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第３の通信要求条件または第４の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤおよび高い周波数レイヤに割り当てることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
  5. 周波数帯域が相互に異なる複数の周波数レイヤを用いて、移動局装置との間で無線通信を行なう基地局装置であって、
    前記移動局装置の下り回線の伝搬路状態および前記移動局装置の通信要求条件を判断する判断部と、
    下りセル共通制御チャネルおよび下りセル共通トラフィックチャネルを低い周波数レイヤに割り当てると共に、前記判断の結果、移動局装置の下り回線の伝搬路状態および前記移動局装置の通信要求条件に基づいて、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てるマッピング部と、を備えることを特徴とする基地局装置。
  6. 前記判断部は、前記移動局装置の伝搬路状態を示す数値と、予め定められた閾値とを比較し、
    前記マッピング部は、前記比較の結果、前記伝搬路状態を示す数値が、前記閾値よりも小さい場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤに割り当てることを特徴とする請求項５記載の基地局装置。
  7. 前記判断部は、前記移動局装置の伝搬路状態を示す数値と、予め定められた閾値とを比較し、前記比較の結果、前記伝搬路状態を示す数値が、前記閾値よりも大きい場合は、前記移動局装置の通信要求条件を判断し、
    前記マッピング部は、前記判断の結果、前記移動局装置の通信要求条件が第２の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、高い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第３の通信要求条件または第４の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤおよび高い周波数レイヤに割り当てることを特徴とする請求項５記載の基地局装置。
  8. 前記判断部は、前記移動局装置の通信要求条件を判断し、
    前記マッピング部は、前記判断の結果、前記移動局装置の通信要求条件が第１の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第２の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、高い周波数レイヤに割り当て、前記移動局装置の通信要求条件が第３の通信要求条件または第４の通信要求条件の場合は、下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを、低い周波数レイヤおよび高い周波数レイヤに割り当てることを特徴とする請求項５記載の基地局装置。
  9. 周波数帯域が相互に異なる複数の周波数レイヤを用いて、基地局装置との間で無線通信を行なう移動局装置であって、
    低い周波数レイヤに割り当てられた下りセル共通制御チャネルおよび下りセル共通トラフィックチャネルを前記基地局装置から受信すると共に、
    下り回線の伝搬路状態および通信要求条件に応じて低い周波数レイヤおよび／または高い周波数レイヤに割り当てられた下りセル個別制御チャネルおよび下りセル個別トラフィックチャネルを前記基地局装置から受信することを特徴とする移動局装置。
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