WO2006120990A1

WO2006120990A1 - 無線通信装置、基地局および無線通信システム

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Publication number: WO2006120990A1
Application number: PCT/JP2006/309227
Authority: WO
Inventors: Masao Nakagawa; Riaz Esmailzadeh; Ikuo Kobayashi; Yuichi Miyake; Yuji Horii
Original assignee: Keio University; Ipmobile Incorporated
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2006-11-16

Abstract

　本発明の目的は、無線通信機器間で相互に干渉が生じるのを抑制することである。この目的を達成するため、本発明においては、基地局（３０）の通信エリア内で利用可能なネットワーク資源の中で、移動体通信ネットワークの通信に使用されているネットワーク資源の割合をロード量（Ｘ）として、このロード量（Ｘ）に応じて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率（Ｚ）を設定し、その設定の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行う。

Description

明細書

無線通信装置、基地局および無線通信システム

技術分野

[0001] 本発明は、 TDD方式を用いて通信を行う無線通信装置、無線通信システム、基地局、ミニ基地局およびネットワーク資源の割当方法に関するものである。

背景技術

[0002] 周知のように、移動体通信ネットワークにおいては、所定の通信エリア（セル）内に存在する携帯電話、 PC、 PDA等のユーザ端末 (移動局）に対して、図 25に示すように、基地局を介して、データや音声等の無線通信サービスを提供するようになっている。

[0003] このような移動体通信ネットワークにおいて用いられる複信方式としては、例えば、 FDD (Frequency Division Duplexノ方式と、 TDD (Time Division Duplex)方式; 0知られている。 FDD方式においては、図 26に示すように、アップリンク（上り回線）とダウンリンク（下り回線)の通信においてそれぞれ異なる周波数帯が用いられる。一方、 TD D方式では、アップリンクとダウンリンクにおいて同一の周波数帯を用いて通信が行われる。この TDD方式においては、タイムスロットと呼ばれる非常に短い一定の時間幅毎に、アップリンクとダウンリンクの切替を行うことにより、擬似的に同時送受信を実現している。図 27は、この TDD方式を複信方式として採用した TDD— CDMA (Cod e Division Multiple Access)のフレーム構成を示しており、この TDD— CDMA方式では、アップリンクとダウンリンクに割り当てるタイムスロットの比率や配置をトラフィックの特性等に応じて適宜に設定可能となっている。また、図 28に示すように、例えば高速な通信を必要とするサービス (動画のストリーミングなど）の利用者に対しては、複数のタイムスロットを割り当て、低速な通信で対応可能なサービス (メールサービスなど）の利用者に対しては、 1タイムスロットを割り当てるというように、ユーザからの要求や通信状態等に応じて適応的にタイムスロットの割当を行うことも可能となっている（例えば、特許文献 1参照)。

[0004] 一方、無線による近距離のデータ通信ネットワークとして、アドホックネットワークが知られている。このアドホックネットワークにおいては、図 29に示すように、基地局の介在無しに、電波の届く範囲内にある無線通信装置どうしで直接通信を行うことが可能となっている。このため、アドホックネットワークによれば、基地局やアクセスポイントが不要となり、力うな通信設備を持たな、場所にぉ、ても簡易にネットワークを構築することができるという利点が得られる。このようなアドホックネットワークを構築するための通信技術としては、例えば、 Bluetooth (登録商標）や無線 LAN (IEEE802.11x) などが提案されている。

[0005] ところが、従来では、上記アドホックネットワークと移動体通信ネットワークとで異なる通信方式が採用されていたために、それらネットワークの双方に接続できる無線通信装置を実現しょうとすると、無線通信装置の構成が自ずと複雑になり、それに対応してコストが増大するという問題点があった。

また、一方のネットワーク（例えば、アドホックネットワーク）力も他方のネットワーク（例えば、移動体通信ネットワーク）に接続先を切り換える際には、双方の通信方式が異なることから、ハンドオーバーに時間が力かるという問題点もあった。

[0006] そこで、本発明者等は、先に、上記問題点を解消する無線通信装置として、アドホックネットワークにおける通信と移動体通信ネットワークにおける通信とに共通の TD D— CDMA方式を採用して同一周波数帯を使用する無線通信装置を開発するとともに、これに関する技術を特許文献 2に開示している。この無線通信装置によれば、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信方式を統一したことにより、装置構成の複雑ィ匕ゃコスト増大を回避することができる上に、接続するネットヮークの切換を円滑に行うことができるという利点が得られる。

[0007] し力しながら、上記無線通信装置においては、アドホックネットワークにおける通信と移動体通信ネットワークにおける通信とに同一周波数帯を使用するようにしているために、各々のネットワークで使用する通信チャネルの割当如何によつては、互いの電波が干渉となって、それぞれの受信特性が悪化する懸念があった。

[0008] そこで、従来では、アドホックネットワークが移動体通信ネットワークに与える影響を低減するために、移動体通信ネットワークにとって干渉になり難いタイムスロットを用いて、アドホックネットワーク内における通信を行う方法が採用されていた。すなわち、移動体通信ネットワークに属する無線通信装置がアドホックネットワークの近傍に存在する場合には、移動体通信ネットワークのアップリンクに設定されたタイムスロット（図 30の方式 A)を、またアドホックネットワークの近傍に移動体通信ネットワークの基地局が存在する場合には、移動体通信ネットワークのダウンリンクに設定されたタイムスロット（方式 B)を、どちらでもない場合には、アップリンクとダウンリンク両方のタイムスロット（方式 C)を、アドホックネットワーク内における通信にそれぞれ利用するようにしていた。

[0009] し力しながら、上記タイムスロットの割当方法では、確率的に方式 Aや方式 Cが利用されることが多ぐ方式 Aの場合には、タイムスロットの利用効率が悪くなるためアドホックネットワークで高速な伝送が望めないという問題点、また方式 Cの場合には、アドホックネットワークでの高速伝送は望めるが移動体通信ネットワークに対する干渉が大きくなるという問題点がそれぞれあった。

[0010] 一方、上記移動体通信ネットワークにおいては、例えば図 31に示すように、中央基地局からの電波が届き難い局所的なエリア (例えば、建物や地下設備等）内に、簡易的な基地局であるミニ基地局を設置し、このミニ基地局を介して、上記局所的なエリァ内のユーザ機器に対して無線通信サービスを提供するようにしたセルオーバーレィと呼ばれるシステムが提案されている（例えば、特許文献 3参照)。

[0011] し力しながら、上記セルオーバーレイにおいては、ユーザ機器と中央基地局間のネットワーク (メインネットワーク）と、ユーザ機器とミニ基地局間のネットワーク（サブネットワーク）と力互いに同一の周波数帯およびシステムで通信を行っているため、互いの電波が干渉となる。特に、ミニ基地局は、簡易的な基地局であるため指向性アンテナを有しておらず、中央基地局に与える干渉が大きくなる。

[0012] そこで、従来では、中央基地局と各ミニ基地局とが、図 32に示すように、アップリングとダウンリンクの同期を完全に取ることにより、干渉を低減するようにしていた。しかしながら、この場合、セル内のミニ基地局は全て中央基地局と同じスロット構成を採るしかなぐ例えばトラフィックの特性等に応じて、各ミニ基地局で独自のスロット構成を採るようなことはできなかった。

[0013] また、上記移動体通信ネットワークにおいては、隣接するセル間においても、上記と同様に干渉が発生してスループットの低下を招くおそれがある。例えば、図 33に示すように、隣接するセル間で、アップリンクとダウンリンクのタイムスロットの比率が異なる場合には、通信方向の異なるタイムスロット（図示例では、先頭から 10番目と 11番目のタイムスロット）が発生し、力かるタイムスロット（Crossed- Slot)においては、図 34 に示すように、隣接する一方のセル (セル B)内の移動局からの送信信号力他方のセル (セル A)内の移動局で干渉となり、上記他方のセルの基地局からの送信信号が、上記一方のセルの基地局で干渉となる。この際に、移動局どうしが互いに十分に離れていれば大きな干渉にはならないが、両者が近い場合には、大きな干渉が生じて、スループット特性が劣化するおそれがある。

[0014] ところで、上記移動体通信ネットワークやアドホックネットワーク等の無線通信ネットワークにおいては、例えば図 35や図 36に示すように、ユーザ端末と基地局、或いはユーザ端末どうしが、他のユーザ端末等を経由せずに、直接通信を行うシングルホップ通信と、例えば図 37や図 38に示すように、他のユーザ端末等を経由して、通信を行うマルチホップ通信が知られて!/、る。

マルチホップ通信の場合、シングルホップ通信に比べて 1通信の距離が小さくなることから、各端末の消費電力を低減することができる。また、強い電力で通信を行うことができるため、高速通信を実現することが可能となり、データレートを向上させることもできる。さらに、図 37に示すように、セル内のユーザ端末を中継端末として利用できること力ゝら、例えばセル外に存在するユーザ端末も、セル内の中継端末を介して基地局と通信を行うことができる。また、図 36に示すような端末間通信においては、出力電力の限界により、 1端末で通信できる距離に限界があるが、図 38に示すように、マルチホップ通信を行うことにより、他の端末の通信距離を利用して、遠距離の通信を実現することができる。

[0015] しかしながら、前述した TDD— CDMA方式を利用して、マルチホップ通信を行おうとすると、中継端末力の送信出力が周囲のユーザ端末に対する大きな干渉となる場合がある。例えば図 39に示すように、 C端末が B端末からの受信に使うタイムスロットと、 D端末力 ¾端末に送信するタイムスロットとがー致してしまった場合、 C端末と D 端末間の距離が近いため、 D端末力もの送信電力がそのまま C端末での大きな干渉となってしまい、 C端末の通信に支障を来す虞がある。

[0016] 特許文献 1：特開 2000— 197112号公報

特許文献 2：特開 2004— 363998号公報

特許文献 3 :特開 2005— 159900号公報

発明の開示

[0017] 本発明の第 1の目的は、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に同一周波数帯を使用する場合においても、ネットワーク間で相互に干渉が生じるのを極力抑えることができ、し力もネットワーク資源の利用効率を高めることができる無線通信装置、無線通信システム、基地局およびネットワーク資源の割当方法を提供することである。

[0018] 本発明の第 2の目的は、中央基地局を中心とするメインネットワークと、ミニ基地局を中心とするサブネットワークとの間で相互に干渉が生じるのを抑制することができる無線通信システムおよびミニ基地局を提供することである。

[0019] 本発明の第 3の目的は、隣接するセル間で相互に干渉が生じるのを抑制することができる無線通信システムを提供することである。

[0020] 本発明の第 4の目的は、近距離に存在する無線通信機器間で相互に干渉が生じるのを抑制することができる無線通信システムを提供することである。

[0021] [本発明の第 1の態様]

上記第 1の目的を達成するため、本発明の第 1の態様に係る無線通信装置は、周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して上記他の無線通信装置と TDD— CDMA方式、 TDD—TDMA方式および TDD— OFDMに基づいた多重アクセス方式の何れかの通信方式で通信を行うとともに、これと同じ周波数帯域を使用して TDD方式で移動体通信ネットワークの基地局と無線で通信を行う無線通信装置であって、上記基地局の通信エリア内で利用可能なネットワーク資源の中で、移動体通信ネットワークの通信に使用されているネットワーク資源の割合を口ード量として、このロード量に応じて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットヮーク資源の利用率を設定し、その設定の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行うようになっていることを特徴とするものである。 [0022] ここで、 TDD— CDMAとは、複信方式に TDD方式を使用する CDMAである。 C DMAとは、スペクトラム拡散方式を応用した多元接続方式の一つで、符号分割多重接続と呼ばれる通信方式である。 TDD— CDMAとしては、例えば、 3GPP (3rd Gen eration Partnership Project)により標準化された TD— CDMAなどが挙げられる。また、 TDD— TDMAとは、複信方式に TDD方式を使用する TDMA (Time Division Multiple Access :時分割多元接続)であり、 TDMAとは、同一周波数帯域を短時間ずつ交代で複数の発信者で共有する多元接続方式である。この TDD— TDMAを採用したものとしては、例えば、 PHS (Personal Handyphone System)などが挙げられる。また、 TDD— OFDMとは、複信方式に TDD方式を使用する OFDM (Orthogon al Frequency Division Multiplexing:直交波周波数分割多重）であり、 OFDMとは、変調されたスペクトラムの強度が 0になる周波数間隔毎に（各スペクトルが互いに直交するように)複数の搬送波（キャリア）を配列する伝送方式である。この伝送方式においては、発信者毎に一または複数の搬送波が割り当てられる。 OFDMに基づいた多重アクセス方式には、例えば、 OFDM A (Orthogonal Frequency Division Multiple Access)や OFCDM (Orthogonal Frequency and Code Division Multiplexing)なども含まれる。

ネットワーク資源には、例えば TDD— CDMA方式の場合、タイムスロットや拡散符号が含まれる。また、 TDD— TDMA方式の場合にはタイムスロットが、 TDD-OFD Mに基づいた多重アクセス方式の場合にはタイムスロットとキャリア力上記ネットヮーク資源にそれぞれ含まれる。

[0023] 無線通信装置としては、例えば、携帯電話や、移動体通信ネットワークとの接続機能を有する PDA (Personal Digital Assistance)やパーソナルコンピュータ等の情報端末などが挙げられる。

また、「周囲に存在する他の無線通信装置」には、上記のように移動体通信ネットヮークとの接続機能を有する無線通信装置の他に、例えば、移動体通信ネットワークとの接続機能を持たない情報端末 (コンピュータ、 PDAなど)や、情報端末の周辺機器 (例えば、ヘッドセット、プリンタ、マウス、ディスプレイ）なども含まれる。これら無線通信装置は、少なくとも電波の到達範囲内にある他の無線通信装置とアドホックネットヮークを構築して、当該アドホックネットワーク内の無線通信装置どうしで相互に通信を行う機能 (以下、アドホック通信機能と称する。）を有している。

[0024] すなわち、本発明の第 1の態様に係る無線通信装置は、上記アドホック通信機能を有する周囲の無線通信装置を検出し、それら無線通信装置に関する情報 (例えば、 I Dやノード種別等のノード情報、拡散符号やタイムスロット等の通信チャネルに関する情報など)を特定の無線通信装置 (マスタ)力取得して記憶部に記憶する処理を実行した後、特定の無線通信装置 (マスタ）によって割り当てられた通信チャネルを利用して、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置と相互に通信を行うようになつている。

なお、本発明の第 1の態様に係る無線通信装置においては、上記ロード量が高くなるほど、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率が低くなるように設定することが好まし、。

[0025] 本発明の第 1の態様に係る無線通信システムは、移動体通信ネットワークの基地局と、上記基地局との通信に TDD— CDMA方式、 TDD— TDMA方式および TDD — OFDMに基づいた多重アクセス方式の何れかの通信方式を用いるとともに、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置との通信に、上記基地局との通信と同じ周波数帯域を使用して複信方式に TDD方式を使用する無線通信装置とを有する無線通信システムであって、上記基地局の通信エリア内で利用可能なネットワーク資源の中で、移動体通信ネットワークの通信に使用されているネットワーク資源の割合を口ード量として、上記基地局は、上記ロード量を求めるロード量演算手段と、上記ロード量に基づいて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率の基準値を設定する基準値設定手段と、設定した基準値を上記無線通信装置に対して通知する基準値通知手段とを備え、上記無線通信装置は、上記基地局から通知された基準値に基づいて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率を設定し、その設定の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行うようになつて！/、ることを特徴とするものである。

[0026] 上記無線通信システムにお!/、て、上記無線通信装置は、移動体通信ネットワークのアップリンクのときにその干渉量を測定して、その干渉量に応じた補正を上記基準値に加えることにより、上記利用率を導き出す構成とすることが可能である。

また、上記基地局は、上記基準値を Y、上記ロード量を X、上記基地局の通信エリァ内に存在するアドホックネットワークの数を Νとして、上記基準値 Υを、上記ロード量 Xと上記アドホックネットワーク数 Νの減少関数である Y=f (X, N)、若しくは上記ロード量 Xの減少関数である Y=f (X)より導き出す構成とすることが可能である。

[0027] また、上記無線通信システムにお!/、て、上記ロード量演算手段は、移動体通信ネットワークのアップリンクにおけるロード量と、ダウンリンクにおけるロード量とをそれぞれ求め、上記基準値設定手段は、移動体通信ネットワークのアップリンクにおけるロード量に応じて第 1基準値を設定する一方、移動体通信ネットワークのダウンリンクにおけるロード量に応じて第 2基準値を設定し、上記無線通信装置は、上記基地局から通知された上記第 1基準値に基づいて第 1利用率を、上記第 2基準値に基づいて第 2 利用率をそれぞれ設定した後、移動体通信ネットワークのダウンリンクのときには、上記第 1利用率の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行、、移動体通信ネットヮークのアップリンクのときには、上記第 2利用率の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行うものであることが好まし、。

この場合、上記無線通信装置は、移動体通信ネットワークのアップリンクのときの干渉量と、移動体通信ネットワークのダウンリンクのときの干渉量とをそれぞれ測定し、上記アップリンクのときの干渉量に応じた補正を上記第 1基準値に加えることにより、上記第 1利用率を導き出すとともに、上記ダウンリンクのときの干渉量に応じた補正を上記第 2基準値に加えることにより、上記第 2利用率を導き出すことが可能である。

[0028] また、上記無線通信システムにお!/、て、上記無線通信装置は、すべてのタイムス口ットの中から、上記利用率に相当する数のタイムスロットを 1フレーム毎にランダムに選出して、そのタイムスロットをアドホックネットワーク用のタイムスロットとして割り当てる構成とすることが可能である。若しくは、上記無線通信装置は、上記基地局の通信エリア内で利用可能な拡散符号とタイムスロットのすべての組合せの中から、上記利用率に相当する数の組合せを 1フレーム毎にランダムに選出して、その選出した拡散符号とタイムスロットの組合せをアドホックネットワーク用のネットワーク資源として割り当てる構成とすることも可能である。或いは、上記無線通信装置は、すべてのタイムスロットの中から、上記利用率に相当する数のタイムスロットを選出する際に、例えば、移動体通信ネットワークの移動局力の干渉量または移動局の位置情報を取得し、その取得した干渉量または位置情報に基づいて、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークの干渉量が最も少なくなるようなタイムスロットの組合せを選出する構成とすることち可會である。

[0029] さらに、上記無線通信システムにおいては、上記無線通信装置は、伝送路の状態に適応した変調方式と符号化率の組合せを選択する適応符号化変調を用いて、通信を行う構成とすることも可能である。

[0030] また、本発明の第 1の態様に係る基地局は、周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して上記他の無線通信装置と TDD— CDMA方式、 TD D— TDMA方式および TDD— OFDMに基づいた多重アクセス方式の何れかの通信方式で通信を行う無線通信装置を移動局として、当該移動局との間で、上記アドホックネットワークと同じ周波数帯域を使用して TDD方式で通信を行う移動体通信ネットワークの基地局であって、上記基地局の通信エリア内で利用可能なネットワーク資源の中で、移動体通信ネットワークの通信に使用されているネットワーク資源の割合をロード量として、このロード量を求めるロード量演算手段と、上記ロード量に基づいて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率の基準値を設定する基準値設定手段と、設定した基準値を上記無線通信装置に対して通知する基準値通知手段とを備えることを特徴とするものである。

[0031] また、本発明の第 1の態様に係るネットワーク資源の割当方法は、移動体通信ネットワークの基地局と、上記基地局との通信に TDD— CDMA方式、 TDD— TDMA方式および TDD— OFDMに基づいた多重アクセス方式の何れかの通信方式を用いるとともに、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置との通信に、上記基地局との通信と同じ周波数帯域を使用して複信方式に TDD方式を使用する無線通信装置とを有する無線通信システムにおけるネットワーク資源の割当方法であって、上記基地局の通信エリア内で利用可能なネットワーク資源の中で、移動体通信ネットワークの通信に使用されているネットワーク資源の割合をロード量として、このロード量を求めるステップと、上記ロード量に応じて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率を設定するステップとを有し、上記無線通信装置が上記利用率の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行うようにしたことを特徴とするものである。

[0032] さらに、本発明の第 1の態様に係る無線通信システムは、 TDD— CDMA方式、 T DD— TDMA方式および TDD— OFDMに基づ!/、た多重アクセス方式の何れかの通信方式で、通信エリア内に存在する移動局と通信を行う基地局と、上記通信エリア内の特定エリア内に存在する移動局と、上記基地局と同じ周波数帯域を使用して T DD方式で通信を行うミニ基地局とを有し、上記基地局と上記ミニ基地局とが通信ネットワークを介して互いに接続された無線通信システムであって、上記通信エリア内で利用可能なネットワーク資源の中で、上記基地局との通信に使用されているネットワーク資源の割合をロード量として、上記基地局は、上記ロード量を求めるロード量演算手段と、上記ロード量に基づいて、上記特定エリア内の通信で用いるネットヮーク資源の利用率の基準値を設定する基準値設定手段と、設定した基準値を上記ミニ基地局に対して通知する基準値通知手段とを備え、上記ミニ基地局は、上記基地局力通知された基準値に基づいて、上記特定エリア内の通信で用いるネットワーク資源の利用率を設定し、その設定の範囲内で上記特定エリア内の移動局と通信を行うようになって!/ヽることを特徴とするものである。

[0033] 上記無線通信システムにおいて、上記ミニ基地局は、上記通信エリア内のアツプリンクのときにその干渉量を測定して、その干渉量に応じた補正を上記基準値に加えることにより、上記利用率を導き出す構成とすることが可能である。

また、上記基地局は、上記基準値を Y、上記ロード量を Xとして、上記基準値 Υを、上記ロード量 Xの減少関数である Y=f (X)より導き出す構成とすることが可能であるまた、上記無線通信システムにおいて、上記ミニ基地局は、すべてのタイムスロットの中から、上記利用率に相当する数のタイムスロットを 1フレーム毎にランダムに選出して、そのタイムスロットを上記特定エリア内で使用するタイムスロットとして割り当てる構成とすることが可能である。若しくは、上記ミニ基地局は、上記基地局の通信エリア内で利用可能な拡散符号とタイムスロットのすべての組合せの中から、上記利用率に相当する数の組合せを 1フレーム毎にランダムに選出して、その選出した拡散符号とタイムスロットの組合せを上記特定エリア内の通信用ネットワーク資源として割り当てる構成とすることも可能である。或いは、上記ミニ基地局は、上記利用率に相当する数のタイムスロットを選出する際に、上記特定エリア外の移動局からの干渉量または当該移動局の位置情報を取得し、その取得した干渉量または位置情報に基づいて、互、の干渉量が最も少なくなるようなタイムスロットの組合せを選出する構成とすることち可會である。

[0034] 本発明の第 1の態様によれば、移動体通信ネットワークのネットワーク資源の利用状態に応じて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率を設定し、その設定の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行うようにしたので、ネットワーク資源の利用効率を向上させることができるのは勿論のこと、ネットワーク間で相互に干渉が生じるのを抑制することができる。

したがって、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に同一周波数帯を使用する場合においても、或いは基地局とミニ基地局とが同一周波数帯を使用する場合においても、良好な通信状態を確保することができるとともに、スループットや通信容量の低下を回避することができる。

[0035] [本発明の第 2の態様]

前述した第 2の目的を達成するため、本発明の第 2の態様に係る無線通信システムは、中央基地局と、この中央基地局のセル内に設置されたミニ基地局とを有し、上記セル内に存在する移動局が上記中央基地局または上記ミニ基地局と TDD方式を用いて通信を行う無線通信システムであって、上記ミニ基地局は、上記中央基地局からの干渉量を測定する干渉量測定手段と、上記ミニ基地局で使用するタイムスロットの構成を設定する際に、上記中央基地局で使用するタイムスロットの構成を基本構成として、これに対する自由度を、上記干渉量測定手段により測定した干渉量に応じて設定し、その自由度の範囲内で、上記ミニ基地局で使用するタイムスロットの構成を設定するタイムスロット設定手段とを備え、上記タイムスロット設定手段により設定したタイムスロットの構成に従って、上記ミニ基地局の通信エリア内に存在する移動局と通信を行うことを特徴とするものである。 [0036] 具体的には、上記タイムスロット設定手段は、上記干渉量が多い場合に、上記ミニ基地局で使用するタイムスロットの自由度を低く設定し、上記干渉量が少ない場合に、上記ミニ基地局で使用するタイムスロットの自由度を高く設定するようになっている。

[0037] また、上記タイムスロット設定手段は、上記中央基地局のダウンリンクで使用されているタイムスロットを、上記ミニ基地局のダウンリンクで使用するタイムスロットとして優先的に割り当てる制御を行う。

[0038] また、上記タイムスロット設定手段は、例えば、上記干渉量と、予め設定された閾値との比較により、干渉の強さを評価して、その評価に対応する自由度のスロット構成を、予め用意した候補の中から選択する構成とすることが可能である。

[0039] 本発明の第 2の態様に係るミニ基地局は、中央基地局のセル内に設置されて、そのセル内の局所的なエリアに存在する移動局と TDD方式を用いて通信を行うミニ基地局であって、上記中央基地局からの干渉量を測定する干渉量測定手段と、当該ミ二基地局で使用するタイムスロットの構成を設定する際に、上記中央基地局で使用するタイムスロットの構成を基本構成として、これに対する自由度を、上記干渉量測定手段により測定した干渉量に応じて設定し、その自由度の範囲内で、当該ミニ基地局で使用するタイムスロットの構成を設定するタイムスロット設定手段とを備え、上記タイムスロット設定手段により設定したタイムスロットの構成に従って、当該ミニ基地局の通信エリア内に存在する移動局と通信を行うことを特徴とするものである。

[0040] 本発明の第 2の態様によれば、ミニ基地局のスロット構成 (ミニ基地局で使用するタィムスロットの構成)を決定する際に、中央基地局のスロット構成を基本構成として、これに対する自由度を、中央基地局力の干渉量の測定値に応じて設定し、その設定の範囲内で、ミニ基地局のスロット構成を決定するようにしたので、中央基地局とミニ基地局とが同一周波数帯を使用する場合においても、双方のネットワーク間で相互に干渉が生じるのを抑制することができ、何れのネットワークにおいても良好な通信状態を確保することができる。また、各サブネットワーク (各ミニ基地局と移動局間のネットワーク）において、メインネットワーク（中央基地局と移動局間のネットワーク）と異なるスロット構成を採ることが可能となり、トラフィックの特性等に応じた柔軟な対応をとることが可能となる。これにより、スループットや通信容量の低下を回避することができ、ネットワーク資源の利用効率を高めることができる。

[0041] [本発明の第 3の態様]

前述した第 3の目的を達成するため、本発明の第 3の態様に係る無線通信システムは、基地局と、この基地局と TDD方式を用いて通信を行う移動局とを有する無線通信システムであって、上記基地局は、パイロット信号を上記移動局に対して送信するノィロット信号送信手段を備える一方、上記移動局は、上記基地局から受信したパイロット信号の減衰情報を上記基地局に対して送信する減衰情報送信手段を備え、上記基地局は、上記移動局から受信したパイロット信号の減衰情報に基づいて、当該基地局で所定電力を達成するために必要な上記移動局の所要送信電力を求める所要送信電力導出手段と、上記所要送信電力に基づいて、上記移動局との通信に使用するタイムスロットを割り当てるタイムスロット割当手段とをさらに備え、上記タイムスロット割当手段は、複数のタイムスロットからなるフレーム内の所定位置にスイッチングポイントを設けて、フレームの始点から上記スイッチングポイントまでのタイムスロットをダウンリンクに、上記スイッチングポイントからフレームの終点までのタイムスロットをァップリンクにそれぞれ設定するとともに、上記所要送信電力が高くなるほど、フレームの始点または終点に近ぐ上記所要送信電力が低くなるほど、上記スイッチングボイントに近くなるように、タイムスロットの割り当てを行うことを特徴とするものである。

[0042] したがって、上記所要送信電力が高い場合、上記タイムスロット割当手段は、フレームの始点に近いタイムスロットをダウンリンクに、フレームの終点に近いタイムスロットをアップリンクに、それぞれ割り当てることとなる。

[0043] 上記無線通信システムにおいて、上記タイムスロット割当手段は、各タイムスロットにおけるネットワーク資源の利用率をそれぞれ求め、それら利用率が平準化するように、タイムスロットの再割り当てを行う構成とすることが可能である。

[0044] また、上記無線通信システムにおいて、上記タイムスロット割当手段は、上記所要送信電力と、予め設定された閾値との比較により、上記所要送信電力の大きさを評価して、その評価に対応するタイムスロットを、上記移動局との通信に使用するタイムスロットとして選択する構成とすることが可能である。

[0045] この場合、上記基地局力の距離と上記所要送信電力との相関関係に基づいて、各閾値に対応する仮想円をセル内に描いたときに、隣接する仮想円の間にそれぞれ形成されるドーナツ形状の領域の面積が互いにほぼ等しくなるように、各閾値を設定することが望ましい。

[0046] なお、上記無線通信システムにおいては、フレームの始点から上記スイッチングポイントまでのタイムスロットをアップリンクに、上記スイッチングポイントからフレームの終点までのタイムスロットをダウンリンクにそれぞれ設定することも可能である。この場合、上記タイムスロット割当手段は、上記所要送信電力が高い場合に、フレームの始点に近いタイムスロットをアップリンクに、フレームの終点に近いタイムスロットをダウンリンクに、それぞれ割り当てることとなる。

[0047] 本発明の第 3の態様によれば、パイロット信号の減衰情報に基づいて、基地局で所定電力を達成するために必要な移動局の所要送信電力を求めて、この所要送信電力が高くなるほど、フレームの始点または終点に近ぐ所要送信電力が低くなるほど、スイッチングポイントに近ヽタイムスロットを割り当てるようにしたので、基地局から遠!ヽ移動局には、フレームの始点または終点に近いタイムスロットが割り当てられ、基地局に近い移動局には、スイッチングポイントに近いタイムスロットが割り当てられることとなる。

このため、基地局から遠い移動局については、隣接するセル間で、通信方向が異なる可能性 (一方がダウンリンクで、他方がアップリンクとなる可能性）が低くなり、相互に干渉が生じ難くなる。一方、基地局に近い移動局については、隣接するセル間で、通信方向が異なる可能性が高くなるが、上記所要送信電力が低く抑えられるために、仮に通信方向の設定が反対になったとしても、大きな干渉にはならない。

したがって、スループットや通信容量の低下を回避して、高速通信を実現することができる。

[0048] [本発明の第 4の態様]

前述した第 4の目的を達成するため、本発明の第 4の態様に係る無線通信システムは、複数のタイムスロットからなるフレームを基本単位として、このフレームに含まれる何れかのタイムスロットを使用して互いに通信を行う複数の無線通信機器を有する無線通信システムであって、送信側となる無線通信機器を第 1無線通信機器、受信側となる無線通信機器を第 2無線通信機器として、上記第 2無線通信機器は、上記第 1 無線通信機器との通信開始後、予め設定された所定条件が成立する毎に、各タイムスロットの干渉量を測定する干渉量測定手段と、上記干渉量測定手段により測定した各タイムスロットの干渉量を、上記第 1無線通信機器に対して通知する干渉量通知手段とを備える一方、上記第 1無線通信機器は、上記第 2無線通信機器から通知された各タイムスロットの干渉量に基づいて、次に使用するタイムスロット（上記第 2無線通信機器への送信時に使用するタイムスロット）を選択するタイムスロット選択手段と、上記タイムスロット選択手段により選択したタイムスロットを上記第 2無線通信機器に対して通知するタイムスロット通知手段とを備え、上記第 1無線通信機器は、上記タイムスロット選択手段により選択したタイムスロットを上記第 2無線通信機器に対して通知した後、そのタイムスロットを使用して上記第 2無線通信機器と通信を行うことを特徴とするものである。

[0049] ここで、無線通信機器としては、例えば移動体通信ネットワークの基地局と移動局が挙げられ、移動局には、基地局と直接通信を行う移動局と、他の移動局を介して基地局と通信を行う移動局とが含まれる。

無線通信機器間で使用する通信方式としては、例えば 3GPPにより標準化された規格の一つである TD— CDMA方式を採用することが可能である。この TD— CDM A方式では、 1フレームが 15のタイムスロットにより構成されている。

干渉量の測定を開始する上記所定条件としては、例えば、（1)基地局からの処理実行の指示を受けたとき、（2)第 1無線通信機器と通信を開始して力一定時間経過したとき、（3)前回の干渉量の測定力も一定時間経過したとき、などが挙げられる力何れを採用するようにしてもよい。

[0050] 上記無線通信システムにお、て、上記タイムスロット選択手段は、例えば、各タイムスロットについて、上記第 2無線通信機器との通信に割当可能な割当電力を求めた後、この割当電力と、上記第 2無線通信機器力通知された干渉量とを引数とする評価関数の関数値をそれぞれ求め、それら関数値の比較結果に基づいて、次に使用するタイムスロットを選択する構成とすることが可能である。

[0051] この場合、上記タイムスロット選択手段は、例えば、上記割当電力を上記干渉量で除した値が最大となるタイムスロットを、次に使用するタイムスロットとして選択する構成とすることが可能である。

[0052] また、上記無線通信システムにお、て、上記干渉量測定手段は、上記第 1無線通信機器との通信途中で、干渉量の測定を複数回行い、その都度、上記タイムスロット選択手段は、次に使用するタイムスロットの選択を行う構成とすることが可能である。

[0053] また、上記無線通信システムにお!/、て、上記第 1無線通信機器は、例えば移動体通信ネットワークの基地局であり、上記第 2無線通信機器は、移動体通信ネットワークの移動局である。

[0054] 若しくは、上記第 1無線通信機器は、例えば上記第 2無線通信機器と他の無線通信機器間の中継処理を行う中継端末である。

[0055] また、本発明の第 4の態様に係る無線通信システムは、複数のタイムスロットからなるフレームを基本単位として、このフレームに含まれる何れかのタイムスロットを使用して互いに通信を行う複数の無線通信機器を有する無線通信システムであって、送信側となる無線通信機器を第 1無線通信機器、受信側となる無線通信機器を第 2無線通信機器として、上記第 1無線通信機器は、各タイムスロットについて、上記第 2無線通信機器との通信に割当可能な割当電力を求め、これを上記第 2無線通信機器に対して通知する割当電力通知手段を備える一方、上記第 2無線通信機器は、上記第 1無線通信機器との通信開始後、予め設定された所定条件が成立する毎に、各タイムスロットの干渉量を測定する干渉量測定手段と、上記干渉量測定手段により測定した各タイムスロットの干渉量と、上記第 1無線通信機器カゝら通知された各タイムスロットの割当電力とに基づいて、次に使用するタイムスロット (上記第 1無線通信機器からの受信時に使用するタイムスロット）を選択するタイムスロット選択手段と、選択したタィムスロットを上記第 1無線通信機器に対して通知するタイムスロット通知手段とを備え、上記第 1無線通信機器は、上記第 2無線通信機器カゝらタイムスロットの通知を受けた後、そのタイムスロットを使用して上記第 2無線通信機器と通信を行うことを特徴とするちのである。

[0056] さらに、本発明の第 4の態様に係る無線通信システムは、複数のタイムスロットからなるフレームを基本単位として、このフレームに含まれる何れかのタイムスロットを使用して互いに通信を行う複数の無線通信機器を有する無線通信システムであって、送信側となる無線通信機器を第 1無線通信機器、受信側となる無線通信機器を第 2 無線通信機器として、上記第 2無線通信機器は、上記第 1無線通信機器との通信開始後、予め設定された所定条件が成立する毎に、各タイムスロットの干渉量を測定する干渉量測定手段と、各タイムスロットの干渉量を測定した後、その中で最も干渉量の少ないタイムスロットを、次に使用するタイムスロット（上記第 1無線通信機器からの受信時に使用するタイムスロット）として選択するタイムスロット選択手段と、選択したタィムスロットを上記第 1無線通信機器に対して通知するタイムスロット通知手段とを備え、上記第 1無線通信機器は、上記第 2無線通信機器カゝらタイムスロットの通知を受けた後、そのタイムスロットを使用して上記第 2無線通信機器と通信を行うことを特徴とするちのである。

また、本発明の第 4の態様に係る無線通信システムは、複数のタイムスロットからなるフレームを基本単位として、このフレームに含まれる何れかのタイムスロットを使用して無線通信機器どうしが互いに通信を行う無線通信システムであって、送信側となる無線通信機器を第 1無線通信機器、受信側となる無線通信機器を第 2無線通信機器として、上記第 1無線通信機器は、各タイムスロットについて、上記第 2無線通信機器との通信に割当可能な割当電力を求め、これを上記第 2無線通信機器に対して通知する割当電力通知手段を備える一方、上記第 2無線通信機器は、上記第 1無線通信機器との通信開始後、予め設定された所定条件が成立する毎に、各タイムスロットの干渉量を測定する干渉量測定手段と、上記干渉量測定手段により測定した各タイムスロットの干渉量と、上記第 1無線通信機器力通知された各タイムスロットの割当電力とに基づいて、次に使用するタイムスロット（上記第 1無線通信機器力の受信時に使用するタイムスロット）の候補を選択するタイムスロット選択手段と、選択したタィムスロットの候補を、上記第 1無線通信機器に対して通知するタイムスロット通知手段とを備え、上記第 1無線通信機器は、上記第 2無線通信機器から通知されたタイムスロットの候補の中から、次に使用するタイムスロットを選択して、これを上記第 2無線通信機器に対して通知した後、そのタイムスロットを使用して上記第 2無線通信機器と通信を行うことを特徴とするものである。 [0058] 本発明の第 4の態様によれば、第 1無線通信機器 (送信側の無線通信機器)と第 2 無線通信機器 (受信側の無線通信機器)間で通信を開始した後、予め設定された所定条件が成立する毎に、第 2無線通信機器が各タイムスロットの干渉量を測定し、その測定結果に基づいて、第 1無線通信機器または第 2無線通信機器が、それら無線通信機器間の通信で次に使用するタイムスロットを順次選択するようにしたので、至近距離に複数の無線通信機器が存在するような通信環境 (特に、マルチホップ通信を行う無線通信機器が近傍に存在するような通信環境）にあっても、それら無線通信機器間で相互に干渉が生じるのを抑制することができる。これにより、スループットや通信容量の低下を回避して、高速な通信を実現することができる。また、第 1無線通信機器と第 2無線通信機器の通信途中で、例えば他の無線通信機器の出現または消滅、若しくは送信側または受信側の無線通信機器の移動により、各タイムスロットの干渉状態に変化が生じたとしても、その変化に速やかに対応して、干渉量の少ない最適なタイムスロットを適宜に選択することができる。

図面の簡単な説明

[0059] [図 1]図 1は、移動体通信ネットワークとアドホックネットワークのハイブリッドネットヮークの一例を示す図である。

[図 2]図 2は、本発明に係る無線通信装置の要部構成を示すブロック図である。

[図 3]図 3は、移動体通信ネットワークの基地局の要部構成を示すブロック図である。

[図 4A]図 4Aは、ロード量 Xの算出方法を説明するための図である。

[図 4B]図 4Bは、ロード量 Xの算出方法を説明するための図である。

[図 5]図 5は、基地局の通信エリア内に構築された各アドホックネットワークにおけるネットワーク資源の利用率 Zと干渉量との関係を説明するための図である。

[図 6]図 6は、図 5の各アドホックネットワークの利用率 Zの設定例を示す図である。

[図 7A]図 7Aは、ロード量 X , X の算出方法を説明するための図である。

UL DL

[図 7B]図 7Bは、ロード量 X , X の算出方法を説明するための図である。

UL DL

[図 8]図 8は、基地局の通信エリア内にミニ基地局が存在する移動体通信ネットワークの一例を示す図である。

[図 9A]図 9Aは、移動体通信ネットワークの各セルで使用されるキャリアおよびサブキャリアを説明するための図である。

[図 9B]図 9Bは、周波数リユースファクタが 1の場合に各セルで使用されるキャリアの一例を示す図である。

[図 9C]図 9Cは、周波数リユースファクタが 3の場合に各セルで使用されるキャリアの一例を示す図である。

[図 10]図 10は、本発明の第 4の実施形態に係る無線通信システムを示す図である。

[図 11]図 11は、中央基地局からの干渉量を示す模式図である。

[図 12]図 12は、各ミニ基地局の MODEとスロット構成の一例を示す図である。

[図 13]図 13は、本発明の第 5の実施形態に係る無線通信システムを示す図である。

[図 14]図 14は、タイムスロットの割当方法を説明するための模式図である。

[図 15]図 15は、基地局と移動局で行われる処理のフローチャートである。

[図 16]図 16は、閾値の設定方法を説明するための模式図である。

[図 17]図 17は、リソースの利用率の平準化方法を説明するための模式図である。

[図 18]図 18は、第 6の実施形態に係る無線通信システムを示す図で、あるフレームのタイムスロット Aにおける通信状態を示して、る。

[図 19]図 19は、タイムスロット Bにおける通信状態を示す図である。

[図 20]図 20は、第 6の実施形態に係るタイムスロットの割当処理を示すフローチヤ一トである。

[図 21]図 21は、タイムスロットの選択方法の一例を示す模式図である。

[図 22]図 22は、各スロット割当法の SIRの累積分布関数を示すグラフである。

[図 23]図 23は、第 7の実施形態に係るタイムスロットの割当処理を示すフローチヤ一トである。

[図 24]図 24は、第 8の実施形態に係るタイムスロットの割当処理を示すフローチヤ一トである。

[図 25]図 25は、移動体通信ネットワークの一例を示す図である。

[図 26]図 26は、 TDD方式と FDD方式を説明するための模式図である。

[図 27]図 27は、 TDD CDMAのフレーム構成の一例を示す図である。

[図 28]図 28は、タイムスロットの割当の一例を示す図である。 [図 29]図 29は、アドホックネットワークの一例を示す図である。

[図 30]図 30は、従来のタイムスロットの割当方法を説明するための図である。

[図 31]図 31は、ミニ基地局を用いたセルオーバーレイの一例を示す図である。

[図 32]図 32は、従来のミニ基地局のスロット構成を示す図である。

[図 33]図 33は、隣接する 2つのセルのフレーム構成例を示す図である。

[図 34]図 34は、図 33のセル間で生じる干渉を説明するための図である。

[図 35]図 35は、シングルホップ通信の一例を示す図である。

[図 36]図 36は、シングルホップ通信の一例 (端末間通信）を示す図である。

[図 37]図 37は、マルチホップ通信の一例を示す図である。

[図 38]図 38は、マルチホップ通信の一例 (端末間通信）を示す図である。

[図 39]図 39は、近距離の無線通信機器間に生じる干渉を説明するための模式図である。

符号の説明

[0060] 10 無線通信装置

30, 40 基地局

41 ミニ基地局

100 中央基地局

110 ミニ基地局

120 移動局

210 基地局

220a, 220b, 220c 移動局

310 基地局

320a, 320b, 320c 移動局（中継端末）

320d, 320e, 320f 移動局（通信端末）発明を実施するための最良の形態

[0061] 以下に示す実施形態のうち、第 1〜第 3の実施形態は本発明の第 1の態様に、第 4 の実施形態は本発明の第 2の態様に、第 5の実施形態は本発明の第 3の態様に、第 6〜第 8の実施形態は本発明の第 4の態様に、それぞれ対応するものである。

[0062] [第 1の実施形態]

図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る無線通信システムを示すもので、図中符号 10は無線通信装置、符号 30は移動体通信ネットワークの基地局である。

無線通信装置 10は、周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して、当該アドホックネットワーク内の無線通信装置どうしで相互に通信を行う機能と、移動体通信ネットワークの基地局 30と通信を行う機能とを具備し、それぞれの通信方式に共通の TDD— CDMA方式を採用して同一周波数帯を使用するようになっている。この無線通信装置 10は、例えば、携帯電話や、通信機能を有する PDA やパーソナルコンピュータ等の情報端末により構成されている。

[0063] 図 2は、無線通信装置 10の要部構成を示すブロック図である。この図 2に示すように、無線通信装置 10は、送信器 11、受信器 12、アンテナ 13、制御部 14および記憶部 15を有している。

[0064] 送信器 11は、送信信号を生成する送信データ処理部 l la、搬送波を送信信号で一次変調する一次変調部 l lb、一次変調によって得られた変調信号を拡散符号で拡散変調 (二次変調)する拡散部 1 lc、拡散変調された信号を増幅する増幅部 1 Id 等を備えている。すなわち、上記送信データ処理部 11aで生成された送信信号は、一次変調部 l ibにて所定の変調方式 (QPSK、 16QAM等)で一次変調された後、拡散部 11cにて拡散符号により拡散変調され、その後、増幅部 l idにて増幅されてアンテナ 13から電波として放射されるようになっている。

[0065] 一方、受信器 12は、アンテナ 13から受信した受信信号に含まれる不要なノイズ成分を除去する帯域フィルタ 12a、この帯域フィルタ 12aを通過した受信信号を拡散符号で逆拡散する逆拡散部 12b、逆拡散によって得られた信号を復調する復調部 12c 、復調された信号に基づいて各種データ処理を行う受信データ処理部 12d等を備えている。すなわち、アンテナ 13で受信した受信信号は、ノイズ成分が帯域フィルタ 12 aで除去された後、送信側と同一の拡散符号によって逆拡散され、その後、復調部 1 2cにて復調されてベースバンド波形に戻されるようになって!/、る。

[0066] 制御部 14は、記憶部 15に記憶された制御情報等に基づ、て送信器 11や受信器 12等の制御を行うもので、この制御部 14によって、送信と受信の切替制御や、送信電力の出力制御、或いはアドホックネットワークと移動体通信ネットワークとの切替制御や同期制御等が行われるようになつている。例えば、移動体通信ネットワークの基地局 30、或いはアドホックネットワーク内の他の無線通信装置と無線回線を使って通信する際には、後述するタイムスロットの割当に基づいて送信と受信の切替が行われて、 TDD方式で通信が行われるようになっている。

[0067] また、本実施形態では、制御部 14は、移動体通信ネットワークのアップリンクのときの干渉量 I を測定する処理、測定した干渉量 I と基地局 30から通知された基準値

UL UL

Y (後述）とに基づいて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率 Zを設定する処理、その設定に基づいてネットワーク資源を割り当てる処理をそれぞれ実行するようになって、る。

[0068] ここで、上記ネットワーク資源には、タイムスロットと拡散符号が含まれる。タイムス口ットは、 TDD— CDMAの無線フレームを複数に分割してなるもので、ここでは 15個のタイムスロットが設けられている。また、拡散符号には、チヤネライゼーシヨンコード（ channelisation code)とスクランブノレコード（scrambling code)の 2種類が用いられて!/ヽる。チヤネライゼーシヨンコードは、 OVSF (Orthogonal Variable Spreading Factor :直交可変拡散率)符号であり、移動体通信ネットワークでは、受信側 (基地局または移動局）において送信側 (移動局または基地局）の識別に使用される一方、アドホックネットワークでは、ネットワーク内の送信ノードや受信ノードの識別、或いは制御信号とデータ信号の識別等に使用される。一方、スクランブルコードは、移動体通信ネットワークとアドホックネットワークの識別に用いられ、移動体通信ネットワークにおいては、基地局および移動局の属するセルの識別に用いられる。すなわち、近隣のセル間で重複しないように、セル毎にスクランブルコードが設定されている。 TDD-CDMA では、先ず、チヤネライゼーシヨンコードによって拡散処理が行われ、次いで、スクランブルコードによって拡散処理が行われる。

[0069] 図 3は、移動体通信ネットワークの基地局の要部構成を示すブロック図である。この図 3に示すように、基地局 30は、送信器 31、受信器 32、アンテナ 33、制御部 34および記憶部 35等を有し、このうち送信器 31、受信器 32およびアンテナ 33は、上記無線通信装置 10の対応する各構成要素とほぼ同様の機能を有している。

[0070] 制御部 34は、本発明に係るロード量演算手段を構成しており、移動体通信ネットヮークのアップリンクおよびダウンリンクで現在使用中のネットワーク資源力もロード量 X (%)を求める処理を実行する。 TDD— CDMA方式で通信を行う場合、ネットワーク資源には、上述したように拡散符号とタイムスロットの 2つの資源が存在し、基地局 30 は、それらの資源を用いてユーザに通信のサービスを提供する。本実施形態では、それら 2つの資源の利用率、詳細には、基地局 30の通信エリア（セル）内で利用可能な拡散符号（チヤネライゼーシヨンコード）とタイムスロットのすべての組合せの中で、移動体通信ネットワークの通信に使用されている拡散符号とタイムスロットの組合せの割合のことを、ロード量 X(%)と呼ぶ。例えば、基地局 30の通信エリア内で利用可能な拡散符号の数 (符号量)を 16、タイムスロットの数 (スロット数)を 15として、図 4A に示すように、移動体通信ネットワークの通信で使用されて、る符号量が 12でスロット数が 15のときには、ロード量 Xは 75%となり、図 4Bに示すように、符号量が 16でスロット数が 5のときには、ロード量 Xは約 33%となる。

[0071] また、制御部 34は、本発明に係る基準値設定手段および基準値通知手段を構成しており、上記のようにして求めたロード量 Xと、当該基地局 30の通信エリア内に存在するアドホックネットワークの数 Nとに基づいて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率の基準値 Yを設定した後、設定した基準値 Yを無線通信装置 10に対して通知する処理を実行する。基準値 Yは、ロード量 Xとアドホックネットワーク数 Nを、 Y=f (X, N)に代入することにより求めることができる。 Y=f (X, N)はロード量 Xとアドホックネットワーク数 Nの減少関数となっていて、ロード量 Xとァドホックネットワーク数 Nが大きくなるほど基準値 Yが小さぐまた、ロード量 Xとアドホックネットワーク数 Nが小さくなるほど基準値 Yが大きくなるように数式ィ匕されている。なお、ここでは、アドホックネットワーク数 Nをカ卩味して基準値 Yを求めるようにしている力ロード量 Xのみ力も基準値 Yを求めるようにしてもょ、。

[0072] 次に、上記構成力もなる無線通信システムによって実行されるネットワーク資源の割当処理の処理フローについて説明する。

先ず、基地局 30において、上述したように、移動体通信ネットワークのアップリンクおよびダウンリンクで現在使用中のタイムスロットの数 (スロット数）および拡散符号の数 (符号量)からロード量 x(%)を求める処理が行われる。

[0073] 次いで、基地局 30において、上記のようにして求めたロード量 Xと、当該基地局 30 の通信エリア内に存在するアドホックネットワークの数 Nとに基づいて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率の基準値 Y(%)を設定する処理が行われる。

基準値 Υの算出に用いる数式としては、例えば、以下の数式等を用いることが可能である。

[0074] [数 1]

Υ - - X · Ν γ 2 · (1 0 0—一）

Ν

[0075] これら数式において、 klおよび k2は係数であり、その値としては、例えば、 kl = 10 00, 1500、 k2 = l, 2などの値を設定することが可能である。また、基準値 Yの採り得る範囲は 0%≤Y≤ 100%であり、上記数式による計算結果が 100%を上回るときには Υ= 100%として設定する。

[0076] その後、基地局 30において、上記のようにして設定した基準値 Υを無線通信装置 1 0に対して通知する処理を実行する。この通知は、基地局 30の通信エリア内に存在する不特定多数の無線通信装置 10に対して所定周期毎に繰り返し発信 (ブロードキャスト）するものであっても、或、は特定の無線通信装置 10からの要求に応答して送信するものであってもよ、。

[0077] 基準値 Υの通知を受けた無線通信装置 10は、移動体通信ネットワークのアップリンクのときに測定した干渉量 I と、基地局 30から通知された基準値 Υとに基づいて、ァ

UL

ドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率 Ζ (%)を設定する処理を行う。

干渉量 I 力 S小さいときには、図 5のアドホックネットワーク ΑΝ2のように、近隣に移

UL

動体通信ネットワークの移動局 Μが存在しないと考えられる一方、干渉量 I が大きいときには、図 5のアドホックネットワーク AN1のように、近隣に移動体通信ネットワークの移動局 Mが存在すると考えられる。したがって、この干渉量 I に応じた補正を基準

UL

値 Yに加えるようにすれば、それぞれのアドホックネットワークに最適な利用率 Zを求めることができる。ここでは、調整値を士 a (%)として、干渉量 I が上限値（閾値) S1

UL

を上回るときに Ζ=Υ— α、干渉量 I が下限値 S2 (S2く S 1)を下回るときに Ζ=Υ+

UL

α、干渉量 I が両閾値 S I, S2の間にあるときに Z=Yにより、それぞれ利用率 Zを求

UL

める。例えば、ロード量 Xを 80%、調整値 αを 20%、基準値 Υの導出式を Υ= 2 (10 Ο—Χ)として、近隣に移動局 Μが存在するアドホックネットワーク AN1の干渉量 I が

UL

(S K I )、近隣に移動局 Mが存在しないアドホックネットワーク AN2の干渉量 I が

UL UL

(I < S2)、やや離れた位置に移動局 Mが存在するアドホックネットワーク AN3の干

UL

渉量 I 力 (S2く I く S1)である場合、図 6に示すように、アドホックネットワーク AN1

UL UL

の利用率 Zは、 Z=Y— αより 20%、アドホックネットワーク ΑΝ2の利用率 Ζは、 Ζ=Υ + αより 60%、アドホックネットワーク ΑΝ3の利用率 Ζは、 Ζ=Υより 40%となる。ここでは、閾値を用いて調整値を決定しているが、閾値を用いずに、干渉量 I に所定の

UL

係数を乗じた値を調整値とすることも可能である。

利用率 Ζの設定後、無線通信装置 10においては、利用率 Ζに基づいてネットワーク資源を割り当てる処理が行われる。具体的には、すべてのタイムスロットの中から、利用率 Ζに相当する数のタイムスロットを 1フレーム毎にランダムに選出して、そのタイムスロットをアドホックネットワーク用のタイムスロットとして割り当てる処理が行われる。例えば、アドホックネットワーク AN1の場合には、利用率 Ζが 20%であるので、 15個のうちの 3個のタイムスロットが 1フレーム毎にランダムに選出される。同様に、アドホックネットワーク ΑΝ2の場合には 9個のタイムスロット力アドホックネットワーク ΑΝ3の場合には 6個のタイムスロットが、 1フレーム毎にそれぞれランダムに選出される。ここでは、選出した各タイムスロットですべての拡散符号（16個）をアドホックネットワーク内の通信に使用するという前提でタイムスロットの割り当てを行うようにしている力例えば全体の 1Z2にあたる拡散符号 (8個）をアドホックネットワーク内の通信に使用するという前提でタイムスロットの割り当てを行うようにしてもよい。その場合、各アドホックネットワーク AN1, ΑΝ2, ΑΝ3で選出されるスロット数がそれぞれ上記の 2倍となる。 [0079] また、上記以外の方法として、基地局 30の通信エリア内で利用可能な拡散符号とタイムスロットのすべての組合せの中から、利用率 Zに相当する数の組合せを 1フレーム毎にランダムに選出して、その選出した拡散符号とタイムスロットの組合せをアドホックネットワーク用のネットワーク資源として割り当てる方法もある。例えば、基地局 3 0の通信エリア内で利用可能な拡散符号の数が 16、タイムスロットの数が 15である場合、それらの組合せ総数は 240通りとなる。この内、アドホックネットワーク AN1の場合には、利用率 Zが 20%であるので、 48通りの組合せが 1フレーム毎にランダムに選択される。同様に、アドホックネットワーク AN2の場合には 144通りの組合せ力アドホックネットワーク AN3の場合には 96通りの組合せ力 1フレーム毎にそれぞれランダムに選択される。

[0080] 次に、無線通信装置 10によって実行されるアドホックネットワークのセットアップ処理について説明する。ここでは、上記無線通信装置 10をノード Aとして説明し、アドホックネットワーク全体を管理する無線通信装置をマスタ、当該マスタの管理下で無線通信を行う無線通信装置をスレーブと称することとする。

この処理は、アドホックモードに通信モードの切換が行われた場合や、移動体通信ネットワークよりもアドホックネットワークの SIR (Signal to Interference Ratio :信号対干渉比）の方が強!、場合などに開始される。

[0081] 先ず、ノード Aが、アドホックネットワーク内にマスタが存在するか否かを探索し、その探索結果に基づ、て、当該ノード Aのノード種別をマスタまたはスレーブの何れかに設定する処理を行う。すなわち、ノード Aが、マスタ力発せられるパイロット信号（制御信号)を検出する処理を行い、その結果、パイロット信号を検出できた場合には、ノード種別をスレーブに設定し、パイロット信号を検出できな力つた場合には、ノード種別をマスタに設定する。

[0082] ここで、ノード種別がスレーブに設定された場合には、ノード Aが、予め設定された共有チャネル（Common Channel)を利用して、アドホックネットワークへの接続要求とノード情報（例えば、ノード Aの ID、アドレスなど）をマスタに対して送信する処理を行う。マスタは、ネットワークへの接続要求とノード情報をノード Aから受信すると、受信したノード情報に基づ、て、記憶部 15内のネットワーク情報 (各スレーブおよびマスタのノード情報、ネットワーク資源の割当に関する情報、 QoSのパラメータなど）を更新する。その後、ノード Aは、マスタ力も ACK (接続許可応答）を受信した後、上記ネットワーク情報をマスタ力取得して記憶部 15に記憶する処理を行う。これにより、ノード Aがスレーブとしてアドホックネットワーク内に組み入れられた状態となる。

[0083] 一方、ノード種別がマスタに設定された場合には、ノード Aが、基準値 Yや拡散符号など、アドホックネットワークの構築に必要な情報を基地局 30から取得する処理を行う。その後、ノード Aは、所定周期毎にパイロット信号を繰り返し発信するとともに、スレーブ力も出力される制御信号を監視しながら、定期的に、基準値 Yを用いてネットワーク資源を割り当てる処理、ネットワーク情報を更新する処理、各スレーブの通信状態を検出する処理、移動体通信ネットワークにおける通信タイミングに合致するようにアドホックネットワークの通信タイミングを設定する処理（同期処理)等を行う。これにより、ノード Aをマスタとするアドホックネットワークが構築され、当該アドホックネットワークの維持管理がノード Aによって行われる。

[0084] 次に、上記のようにして構築されたアドホックネットワーク内において、各ノード間でデータ信号を送受信する際の処理について説明する。例えば、ノード Aがスレーブに設定されている場合に、当該ノード Aが、スレーブに設定されている他の無線通信装置 (以下、ノード Bと称する）との通信を開始する際には、先ず、ノード Aが、通信相手となるノード Bの IDを指定して、通信チャネルの割当要求を、共有チャネルを利用してマスタに対して送信する処理を行う。これを受けて、マスタは、記憶部 15内のネットワーク情報を参照して、ノード Bの通信状態を確認するとともに、ノード Α·Β間の通信チャネル (ノード Α· Β間の通信で使用するタイムスロットと拡散符号の組合せ)を割り当てる処理を実行する。すなわち、上述したネットワーク資源の割当処理によって割り当てられたアドホックネットワーク用のネットワーク資源の中力も何れかを選択して、ノード Α·Β間の通信用に割り当てる処理を実行する。

[0085] その後、マスタは、割り当てた通信チャネルを、通信要求のあったノード Αとその通信相手となるノード Bに対して通知する処理を行う。ノード Aおよびノード Bは、通信チャネルの割当通知をマスタ力受信すると、割り当てられた通信チャネルを利用して、データ信号の送受信をノード間で直接行う。その際に、ノード Aおよびノード Bは、 ACM (Adapting Coding and Modulation)等で用いられている適応符号化変調を使用して通信を行う。適応符号化変調とは、伝送路の状態に応じて変調方式と符号化率の組合せを選択するもので、具体的には、表 1に示すように、干渉量の大きいときは、低速であるが安定性に優れた変調方式 (例えば、 QPSK: Quadrature Phase Shift Keying)と誤り訂正能力の大きい符号化率を選択して、符号ィ匕変調レベル (MCSレベル)を低くし、一方、干渉量の小さいときは、高速な変調方式（例えば、 16QAM : Quadrature Amplitude Modulation)と誤り訂正能力の小さい符号ィ匕率を選択して、符号ィ匕変調レベルを高くするというものである。この適応符号化変調を採用することにより、伝送路の状態に応じた最大限のデータレートで通信を行うことが可能となる。なお、この適応符号化変調は、アドホックネットワーク内における通信時だけではなぐ移動体通信ネットワークの基地局 30との通信時にち適用されるちのである。

[0086] [表 1]

[0087] 以上のように、第 1の実施形態によれば、移動体通信ネットワークのネットワーク資源の利用状態に応じて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率 Zを設定し、その設定の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行うようにしたので、ネットワーク資源の利用効率を向上させることができるのは勿論のこと、ネットワーク間で相互に干渉が生じるのを抑制することができる。

したがって、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に、 TDD 方式をベースとする共通の通信方式を採用して同一周波数帯を使用する場合においても、良好な通信状態を確保することができるとともに、スループットや通信容量の低下を回避することができる。

[0088] また、本実施形態では、すべてのタイムスロットの中から、上記利用率 Zに相当する数のタイムスロットを 1フレーム毎にランダムに選出して、そのタイムスロットをアドホックネットワーク用のタイムスロットとして割り当てるようにしたので、タイムスロットの割当制御が容易になる上に、タイムスロット間で干渉量に偏りが生じ難くなり、移動体通信ネットワークの特定の端末がアドホックネットワーク力強い干渉を受けるのを防止することがでさる。

[0089] [第 2の実施形態]

次に、本発明の第 2の実施形態を説明する。ただし、第 1の実施形態で示した構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。

上述した第 1の実施形態においては、移動体通信ネットワークのアップリンクとダウンリンクの区別をせずに全体のロード量 Xを求め、このロード量 Xから利用率 Zを導き出すようにしたが、この第 2の実施形態においては、移動体通信ネットワークのアップリンクとダウンリンクを区別してそれぞれのロード量 X , X を求め、アップリンクにお

UL DL

けるロード量 X 力もダウンリンク用の利用率 Z を、ダウンリンクにおけるロード量 X

UL DL DL

力もアップリンク用の利用率 Z をそれぞれ求めるようにして!、る。

UL

[0090] 具体的には、先ず、基地局 30において、移動体通信ネットワークのアップリンクにおけるロード量 X と、ダウンリンクにおけるロード量 X とをそれぞれ求める処理が行

UL DL

われる。例えば図 7Aに示すように、 1フレーム内の 15個のタイムスロットの中で 12個のタイムスロットが移動体通信ネットワークのダウンリンクに設定され、その内、移動体通信ネットワークの通信に使用されているタイムスロットの数が 6でそれぞれの符号量力 S16のときには、ダウンリンクにおけるロード量 X は 50%となり、またアップリンクに

DL

設定された 3個のタイムスロットの内、移動体通信ネットワークの通信に使用されているタイムスロットの数が 2でそれぞれの符号量が 16のときには、アップリンクにおける口ード量 X は約 67%となる。また、図 7Bに示すように、ダウンリンクに設定された 12個

UL

のタイムスロットの内、移動体通信ネットワークの通信に使用されているタイムスロットの数が 12でそれぞれの符号量が 8のときには、ロード量 X は 50%となり、またアップ

DL

リンクに設定された 3個のタイムスロットの内、移動体通信ネットワークの通信に使用されているタイムスロットの数が 3でそれぞれの符号量が 12のときには、ロード量 X は

UL

75%となる。

[0091] 次いで、基地局 30において、移動体通信ネットワークのアップリンクにおけるロード量 X 力ダウンリンク用の基準値 Y (第 1基準値)を、ダウンリンクにおけるロード量

UL DL

X 力アップリンク用の基準値 Y (第 2基準値)を導き出す処理が行われる。これら

DL UL

基準値 Y , Y の導出には、第 1の実施形態で示した基準値 Yの算出式が用いられ

DL UL

る。

[0092] その後、基地局 30は、無線通信装置 10に基準値 Υ , Y を通知する処理を行い

DL UL

、この通知を受けた無線通信装置 10は、移動体通信ネットワークのアップリンクのときに測定した干渉量 I とダウンリンク用の基準値 Y とに基づいてダウンリンク用の利用

UL DL

率 Z (第 1利用率)を設定するとともに、移動体通信ネットワークのダウンリンクのとき

DL

に測定した干渉量 I とアップリンク用の基準値 Y とに基づいてアップリンク用の利用

DL UL

率 Z (第 2利用率)を設定する処理を行う。すなわち、上述した第 1の実施形態と同

UL

様に、干渉量 I に応じた補正を基準値 Y にカ卩えることにより、ダウンリンク用の利用

UL DL

率 Z を導き出し、干渉量 I に応じた補正を基準値 Y に加えることにより、アップリン

DL DL UL

ク用の利用率 Z を導き出す処理を行う。

UL

[0093] 例えば、移動体通信ネットワークのアップリンクにおけるロード量 X を 90%、ダウン

UL

リンクにおけるロード量 X を 70%、基準値 Y の導出式を Y = 2 ( 100 -X )、基

DL DL DL UL

準値 Y の導出式を Y = 2 ( 100— X )、干渉量 I に対応する調整値 α を 20%、

UL UL DL UL UL

干渉量 I に対応する調整値 α を 10%とした場合に、ダウンリンク用の利用率 Ζ お

DL DL DL

よびアップリンク用の利用率 Z 1S 干渉量 I , I の測定結果から、 Z =Υ + α

UL UL DL DL DL UL

、Z =Y — a とそれぞれ表されるときには、ダウンリンク用の利用率 Z 力 0%、

UL UL DL DL

アップリンク用の利用率 Z が 50%となる。

UL

[0094] 利用率 Z , Z の設定後、無線通信装置 10においては、利用率 Z , Z の設定に

DL UL DL UL

基づいてネットワーク資源を割り当てる処理が行われる。具体的には、移動体通信ネットワークのダウンリンクに設定されたすベてのタイムスロットの中から、利用率 Z に

DL

相当する数のタイムスロットを、また、アップリンクに設定されたすベてのタイムスロットの中から、利用率 Z に相当する数のタイムスロットをそれぞれランダムに選出して、それらタイムスロットをアドホックネットワーク用のタイムスロットとして割り当てる処理が行われる。例えば、ダウンリンク用の利用率 Z 力 0%、アップリンク用の利用率 Z

DL UL

が 50%と設定されたアドホックネットワークの場合には、ダウンリンクに設定された 12 個のタイムスロット中の 4個または 5個と、アップリンクに設定された 3個のタイムスロット中の 1個または 2個が 1フレーム毎にランダムに選出される。そして、選出されたタイムスロットを使用して、アドホックネットワーク内の通信が行われることとなる。

[0095] 以上のように、この第 2の実施形態によれば、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率を、移動体通信ネットワークのアップリンクとダウンリンクとに分けてそれぞれ設定し、それら設定の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行うようにしたので、例えば、移動体通信ネットワークのアップリンクとダウンリンクとの間でネットワーク資源の利用状態に差異があるような場合であっても、アドホックネットワークにおいて、その差異に応じたネットワーク資源の割当を適切に行うことが可能となり、これによつて、ネットワーク資源の利用効率の更なる向上を図ることができるとともに、ネットワーク間で相互に干渉が生じるのをより一層効果的に抑制することができる。

[0096] なお、移動体通信ネットワークのアップリンクとダウンリンクに割り当てるタイムスロットの比率や配置は、トラフィックの特性等に応じて随時変更するものであってもよぐその場合には、変更の都度、基地局 30からその通信エリア内に存在するすべての無線通信装置 10に対して変更内容を知らせる通知を送信するようにすればよい。そうすることで、上述した手順と同様に、アドホックネットワーク内においてネットワーク資源の割当を適切に行うことができる。

[0097] [第 3の実施形態]

図 8は、本発明の第 3の実施形態に係る無線通信システムを示すもので、図中符号 40は基地局、 41はミニ基地局である。

本実施形態では、基地局 40の通信エリア (セル）内に複数のミニ基地局 41が設置され、それらミニ基地局 41と基地局 40とが LAN等の通信ネットワークを介して無線ネットワーク制御装置（RNC : Radio Network Controller Equipment) 42にそれぞれ接続されている。 [0098] 基地局 40は、その通信エリア内に存在する移動局 Mと通信を行い、ミニ基地局 41 は、上記通信エリア内であつて当該ミニ基地局 41の近傍の特定エリア内に存在する移動局 Mと通信を行うようなっている。基地局 40とミニ基地局 41は、何れも複信方式を TDD方式とする通信方式（例えば TDD— CDMA方式、 TDD— TDMA方式など

)を採用して同一周波数帯を使用するようになっている。また、ミニ基地局 41は、上記通信エリア内でアップリンクに設定されているタイムスロットと、ダウンリンクに設定されているタイムスロットの何れか一方または両方を使用して、上記特定エリア内の移動局 Mと通信を行うようになっている。なお、本実施形態において、移動局 Mは、アドホック通信機能を有する無線通信装置であっても、アドホック通信機能を持たな、無線通信装置であってもよい。

[0099] 基地局 40は、第 1の実施形態と同様、上記通信エリア内で現在使用中のネットヮーク資源（当該基地局 40と移動局 M間の通信で現在使用中のネットワーク資源)力も口ード量 X(%)を求めて、このロード量 Xに基づいて、上記特定エリア内の通信で用いるネットワーク資源の利用率の基準値 Y(%)を設定した後、設定した基準値 Υをミニ基地局 41に対して通知する処理を実行する。

一方、ミニ基地局 41は、上記通信エリア内のアップリンクのときの干渉量 I を測定

UL

する処理、測定した干渉量 I と基地局 40から通知された基準値 Υとに基づいて、上

UL

記特定エリア内の通信で用いるネットワーク資源の利用率 Ζ (%)を設定する処理、その設定に基づ、てネットワーク資源を割り当てる処理をそれぞれ実行するようになつている。

[0100] ロード量 X、基準値 Υおよび利用率 Ζは何れも、第 1の実施形態と同様の方法で求めることができ、例えば、基地局 40におけるロード量 Xを 60%、基準値 Υの導出式を Υ= 100—Χ、干渉量 I に対応する調整値 aを 5%とした場合、基準値 Yは 40%、

UL

禾 IJ用率 Zは、 35≤Z≤45となる。

[0101] 利用率 Zの設定後、ミニ基地局 41においては、利用率 Zの設定に基づいてネットヮーク資源を割り当てる処理が行われる。具体的には、すべてのタイムスロットの中から、利用率 Zに相当する数のタイムスロットを 1フレーム毎にランダムに選出して、そのタィムスロットを上記特定エリア内の通信用タイムスロットとして割り当てる処理が行われる。例えば、利用率 Zが 40%の場合には、 15個のうちの 6個のタイムスロットが 1フレーム毎にランダムに選出され、その選出されたタイムスロットが、上記特定エリア内のミニ基地局 41と移動局 M間の通信で使用されることとなる。

[0102] 以上のように、第 3の実施形態によれば、基地局 40におけるネットワーク資源の利用状態に応じて、上記特定エリア内の通信で用、るネットワーク資源の利用率を設定し、その設定の範囲内でミニ基地局 41が上記特定エリア内の移動局 Mと通信を行うようにしたので、ネットワーク資源の利用効率を向上させることができるのは勿論のこと、上記特定エリアの内外で相互干渉が生じるのを極力抑制することができる。

したがって、基地局 40とミニ基地局 41とが同一周波数帯を使用する場合においても、良好な通信状態を確保することができるとともに、スループットや通信容量の低下を回避することができる。

[0103] なお、以上の各実施形態においては、アドホックネットワークのマスタまたはミニ基地局 41が、アドホックネットワーク内または上記特定エリア内の通信用タイムスロットとして、利用率 Zに相当する数のタイムスロットを 1フレーム毎にランダムに選出するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなぐ例えば、移動体通信ネットワークの移動局力の干渉量若しくは位置情報を元にして、互いの干渉量が最も少なくなるようなタイムスロットの組合せを選出するようにしてもょ、。

[0104] また、以上の各実施形態においては、各ネットワーク (移動体通信ネットワーク (基地局の通信エリア内、ミニ基地局の通信エリア内）、アドホックネットワーク）で使用する通信方式として、 TDD— CDMA方式を例示した力本発明はこれに限定されるものではなぐ各ネットワークで使用する通信方式は、 TDD方式をベースとする通信方式であれば、例えば、 TDD—TDMA方式や TDD— OFDMに基づいた多重ァクセス方式などであってもよい。また、それぞれのネットワークで使用する通信方式は、複信方式に TDD方式を使用するものであれば全く同一である必要はなぐ例えば一方を TDD - CDMA方式、他方を TDD - TDMA方式または TDD - OFDMに基づ V、た多重アクセス方式とすることも可能である。

[0105] なお、 OFDM方式の場合には、図 9Aに示すように、それぞれのキャリア（Carrier) f 、 f 、 f が多数のサブキャリア（Sub- Carrier)によって構成され、そのうちの一部または全部力セル内の移動局と基地局間の通信に用いられる。

例えば CDMAシステムのように、周波数リユースファクタ（Frequency Reuse Factor )力^の場合には、図 9Bに示すように、すべてのセル内で同じキャリア f 、 f 、 f が使用

1 2 3 される（すなわち、各セルですベてのサブキャリアが使用される）ために、基地局どうしが互いに干渉となり、各セルの境界部における干渉を低減するためには逆拡散が必要になる。一方、例えば多くの GSMシステムのように、リユースファクタが 3の場合には、図 9Cに示すように、各セル毎に異なるキャリア（サブキャリア群）が使用されるために、各セルの境界部における干渉はそれほど大きくはならな!、。

図 9Cのシステムのように、リユースファクタが 1ではなぐ互いに隣接するセル間で異なるキャリア（サブキャリア群）が使用される場合には、上記特定エリア内の通信用キャリア（サブキャリア群）またはアドホックネットワーク内の通信用キャリア（サブキヤリァ群）として、システム全体のキャリア f 、 f 、 f

1 2 3を割り当てるようにしても、或いは所属するセルで使用されてヽるキャリアや、所属するセル以外で使用されてヽるキャリアのみを割り当てるようにしてもょ、。

[0106] 各ユーザ (各無線通信装置または各移動局）にサブキャリアを割り当てる方法としては、例えば、利用可能なすべてのサブキャリアをフレーム毎に異なるユーザに割り当てる方法や、ユーザ毎に異なるサブキャリア群 (サブセット）を割り当てる方法など、種々の方法が提案されている力何れを用いるようにしてもよい。また、サブキャリアの割り当てに際しては、周波数ダイバシティを実現するためにサブキャリアホッピング (S ub-carrier Hopping)を用いることも可能である。これらの OFDMのシステムにおいて、対象となる移動体通信ネットワークのユーザ力アドホックネットワークやミニ基地局力離れた位置に存在する場合には、そのユーザに割り当てられたサブキャリアをァドホックネットワークやミニ基地局でリユースすることが可能であり、また、例えば、アドホックネットワークやミニ基地局から離れた位置にセルが存在する場合には、そのセルに割り当てられたサブキャリアをアドホックネットワークやミニ基地局でリユースすることが可能である。

[0107] [第 4の実施形態]

図 10は、本発明の第 4の実施形態に係る無線通信システムを示すもので、図中符号 100は中央基地局、 110はミニ基地局、 120は移動局である。

中央基地局 100の通信エリアとなるセル A内には、複数のミニ基地局 110が設置され、それらミニ基地局 110によって、予め設定された局所的なエリア A (例えば建し物や地下設備の内部など）に存在する移動局 120との通信が行われるようになっている。すなわち、セル A内に存在する移動局 120のうち、上記局所的な通信エリア A に存在する移動局 120はミニ基地局 110と通信を行い、それ以外の移動局 120はし

中央基地局 100と通信を行うようになってヽる。

[0108] そして、中央基地局 100と移動局 120間のネットワーク（以下、メインネットワークと称する。 )における通信には、 TDD方式を複信方式とする TDD— CDMAが用いられ、これと同じ通信方式力各ミニ基地局 110と移動局 120間のネットワーク（以下、サブネットワークと称する。 )における通信にも用いられている。また、双方のネットヮークにおいては、同一周波数帯が用いられている。中央基地局 100とミニ基地局 11 0とは、 LAN等の通信ネットワークを介して図示省略の無線ネットワーク制御装置 (R NC)にそれぞれ接続され、メインネットワークにおける通信と、各サブネットワークにおける通信とが、互いに同期を取って行われるように構成されて、る。

[0109] 中央基地局 100およびミニ基地局 110は、第 1の実施形態と同様、送信器、受信器、アンテナ、制御部および記憶部等を有している。

[0110] ミニ基地局 110の制御部は、本発明に係る干渉量測定手段およびタイムスロット設定手段を構成しており、ミニ基地局 110のスロット構成を設定する際に、中央基地局 100からの干渉量を測定するとともに、その測定値に応じて、中央基地局 100のスロット構成に対する自由度を設定し、その自由度の範囲内で、基本構成に変更を加えてミニ基地局 110のスロット構成を設定する制御を行う。

[0111] 移動局 120は、例えば、携帯電話、通信機能を有する PDAやパーソナルコンビュータ等のユーザ機器により構成されている。移動局 120は、基地局 100, 110と同様、送信器、受信器、アンテナ、制御部および記憶部等を備え、中央基地局 100またはミニ基地局 110と、 TDD - CDMA方式を用いて通信を行うようになって!/、る。

[0112] 次に、各ミニ基地局 110によって行われるタイムスロットの設定処理について説明する。先ず、メインネットワークのダウンリンクにおいて、中央基地局 100からの干渉量（電波レベル)を測定する処理が行われる。一般に、電波は距離が遠くなるほど弱まるため、図 11に示すように、セル A の中央付近では強い干渉量が測定され、セル A の境界付近では弱い干渉量が測定されることとなる。図 11においては、矢印の太さが干渉の強さを示している。

[0113] 次いで、測定した干渉量に応じて、当該ミニ基地局 110のスロット構成の自由度を設定する処理が行われる。具体的には、測定した干渉量と、予め設定された一または複数の閾値とを比較し、その比較結果に基づいて、スロット割当の指標となる MO DEの設定を行う。本実施形態では、閾値として干渉レベル 1および干渉レベル 2 (干渉レベル 1 >干渉レベル 2)を設け、以下の判定式を用いて MODEの設定を行う。

[0114] If干渉量（測定値）≥干渉レベル 1 → MODE1 · · · (1)

If干渉量（測定値）≤干渉レベル 2 → MODE3 · · · (2)

Otherwise → MODE2 · · · (3)

[0115] 図 12に示すように、干渉レベル 1よりも干渉量 (測定値）が多い場合、そのミニ基地局 110は中央基地局 100から近い場所に存在すると考えられる。そのため、互いに干渉にならないように、中央基地局 100のスロット構成 (基本構成）に対するスロット利用自由度が最も低い MODE 1が選択される。

一方、干渉レベル 2よりも干渉量 (測定値）が少ない場合、そのミニ基地局 110はセル境界付近に存在すると推定される。よって、互いに及ぼす干渉は少ないと考えられるため、スロット利用自由度が最も高い MODE3が選択される。

また、干渉量 (測定値）が上記の何れにも該当しない場合には、中程度の設定である MODE2が選択される。

[0116] 例えば、 MODE1のミニ基地局 110においては、図 12に示すように、中央基地局 1 00のスロット構成 (基本構成 CO)と全く同じスロット構成 C1 (ダウンリンク:アップリンク = 1 : 1)が採用される。また、 MODE2のミニ基地局 110においては、基本構成 C0と全く同じスロット構成 C1と、基本構成 C0中の 2つのタイムスロットをアップリンクからダゥンリンクに変更したスロット構成 C2 (ダウンリンク：アップリンク = 2： 1)の何れか一方が選択される。また、 MODE3のミニ基地局 110においては、上記スロット構成 C1と、上記スロット構成 C2と、基本構成 CO中の 3つのタイムスロットをアップリンクからダウンリンクに変更したスロット構成 C3 (ダウンリンク：アップリンク = 3： 1)の何れか一つが選択される。

[0117] このように、各ミニ基地局 110で選択可能なスロット構成は、 MODEによって異なり、干渉量 (測定値)の少ないミニ基地局 110ほど、基本構成 COから乖離したスロット構成 (すなわち、ダウンリンクとアップリンクの設定が基本構成 COと反対のタイムスロットを数多く含むスロット構成）を選択することが可能となっている。なお、各 MODEで選択可能なスロット構成は、図 12に示すものに限定されるものではなぐダウンリンクとアップリンクの比率や配置は適宜に変更することが可能である。その場合にも、中央基地局 100のダウンリンクで使用されているタイムスロットを、ミニ基地局 110のダウンリンクで使用するタイムスロットとして優先的に割り当てることが望ましい。

[0118] その後、ミニ基地局 110は、上記のように MODEに対応するスロット構成を選択した後、その選択したスロット構成を、当該ミニ基地局 110の通信エリア A 内に存在すし

る移動局 120に対して通知し、そのスロット構成に従って移動局 120と通信を行う。その際に、ミニ基地局 110は、第 1の実施形態と同様、適応符号化変調を使用して通信を行う。なお、この適応符号化変調は、サブネットワーク内における通信時だけではなぐメインネットワーク内における通信時にも適用されるものである。

[0119] 以上のように、第 4の実施形態によれば、ミニ基地局 110のスロット構成を決定する際に、中央基地局 100のスロット構成を基本構成 C0として、これに対する自由度を、中央基地局 100からの干渉量の測定値に応じて設定し、その設定の範囲内で、ミニ基地局 110のスロット構成を決定するようにしたので、中央基地局 100とミニ基地局 1 10とが同一周波数帯を使用する場合においても、双方のネットワーク間で相互に干渉が生じるのを抑制することができ、何れのネットワークにお、ても良好な通信状態を確保することができる。また、各サブネットワークにおいて、メインネットワークと異なるスロット構成を採ることが可能になるため、トラフィックの特性等に応じた柔軟な対応をとることが可能となる。これにより、スループットや通信容量の低下を回避することができ、ネットワーク資源の利用効率を高めることができる。

[0120] なお、本実施形態においては、中央基地局 100のスロット構成 C0に対する自由度を MODEに対応付けるとともに、各 MODEで選択可能なスロット構成を予め用意して、その中からミニ基地局 110で使用するスロット構成を選択する構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなぐ例えば、ダウンリンクとアップリンクの設定が基本構成 COと逆のタイムスロット数 RN (自由度）と、干渉量との関係を予め設定しておき、この関係に基づいて、干渉量から上記タイムスロット数 RNを求めて、このタイムスロット数 RNの範囲内で、基本構成 COに変更をカ卩えて、ミニ基地局 110のスロット構成を設定するようにしてもよヽ。

[0121] また、第 4の実施形態においては、メインネットワークと各サブネットワークで使用する通信方式として、 TDD— CDMA方式を例示した力本発明はこれに限定されるものではなぐ各ネットワークで使用する通信方式は、複信方式に TDD方式を用いる通信方式であれば、例えば、 TDD—TDMA方式や TDD— OFDMに基づいた多重アクセス方式、或いは TDD— FDMA方式（Frequency Division Multiple Access) などであってもよい。

[0122] [第 5の実施形態]

図 13は、本発明の第 5の実施形態に係る無線通信システムを示すもので、図中符号 210は移動体通信ネットワークの基地局、 220a, 220b, 220cは移動局である。基地局 210の通信エリアとなるセノレ内には、複数の移動局 220a, 220b, 220c力 S 存在し、それら移動局と基地局 210とが TDD— CDMA方式を用いて通信を行うようになっている。

[0123] この TDD— CDMA方式では、前述したように、 1フレームが 15のタイムスロットにより構成され、その長さが 10msに設定されている。本実施形態では、何れのセルにおいても、図 14に示すように、フレームの始点からスイッチングポイントまでのタイムス口ットがダウンリンクに設定され、スイッチングポイントからフレームの終点までのタイムスロットがアップリンクに設定されている。スイッチングポイントの位置はトラフィックの特性等に応じて適宜に変更可能となっており、図示例では、 9番目と 10番目のタイムスロットの間にスイッチングポイントが設けられている。

[0124] 基地局 210および移動局 220a, 220b, 220cは、第 1の実施形態と同様、送信器、受信器、アンテナ、制御部および記憶部等を有している。基地局 210の制御部は、本発明に係る所要送信電力導出手段およびタイムスロット割当手段を構成しており、移動局から受信したパイロット信号の減衰情報に基づいて、当該基地局 210で所定電力を達成するために必要な移動局の所要送信電力を求める処理や、求めた所要送信電力に基づ、て、移動局との通信に使用するタイムスロットを割り当てる処理等を行う。

[0125] 上記無線通信システムにおいて、呼が発生すると、図 15に示すように、基地局 210 は、該当する移動局（例えば、移動局 220a)に対してパイロット信号を送信し (ステツプ T1)、これを受信した移動局は、パイロット信号の減衰情報を基地局 210に対して送信する (ステップ T2)。

基地局 210は、パイロット信号の減衰情報を受信すると、これに基づいて、当該基地局 210で所定電力を達成するために必要な上記移動局の所要送信電力を求める (ステップ Τ3)。

[0126] 次いで、基地局 210は、求めた所要送信電力に基づいて、上記移動局との通信に使用するタイムスロットの割り当てを行う（ステップ Τ4)。具体的には、求めた所要送信電力と、予め設定した複数の閾値との比較により、上記所要送信電力の大きさを評価して、その評価に対応するタイムスロットを、上記移動局との通信に使用するタイムスロットとして選択する。

[0127] 本実施形態では、各タイムスロットに振り分ける基準となる所要送信電力の上限値と下限値が閾値として設定されている。そして、ダウンリンクの場合には、上記所要送信電力が高くなるほど、フレームの始点に近いタイムスロット（例えば、タイムスロット 1 , 2, 3)が選択されるように、アップリンクの場合には、上記所要送信電力が高くなるほど、フレームの終点に近いタイムスロット（例えば、タイムスロット 14, 15)が選択されるように、各閾値が設定されている。例えば、図 14に示すように、ダウンリンクに設定されているタイムスロット 3における所要送信電力の上限値が Ρ 、下限値が Ρ 、求

23 34 めた所要送信電力が Ρである場合に、 Ρ < Ρ< Ρ の

34 23 関係が成立するときには、タイムスロット 3が選択され、 Ρ く Ρの関係が成立するときには、タイムスロット 1または 2が

23

選択され、 Ρ< Ρ の関係が成立するときには、タイムスロット 4〜9の何れかが選択さ

34

れる。 [0128] 一般に、実際の信号減衰は、距離減衰やシャドーイング、その他の要因の影響を受けるが、距離による減衰が支配的である。したがって、上記割当方法によれば、基地局 210から遠い移動局（例えば、移動局 220a)については、上記所要送信電力が大きくなるため、フレームの始点または終点に近いタイムスロット（例えば、ダウンリンク：タイムスロット 1, 2, 3、アップリンク：タイムスロット 14, 15)が割り当てられる。一方、基地局 210に近い移動局（例えば、移動局 220b)については、上記所要送信電力が相対的に小さくなるため、ダウンリンク'アップリンクともに、スイッチングポイントに近いタイムスロット（例えば、ダウンリンク：タイムスロット 7, 8, 9、アップリンク：タイムスロット 10, 11)が割り当てられることとなる。

[0129] ここで、上記スイッチングポイントは、アップリンクとダウンリンクの比率に応じて随時移動することとなるので、スイッチングポイント近傍のタイムスロット（例えば、タイムス口ット 9, 10)は、アップリンクとダウンリンクの設定が変わり易ぐそのため隣接するセル間でその設定が異なる可能性が高い。反対に、フレームの始点または終点近傍のタィムスロット（例えば、タイムスロット 1〜3, 14, 15)は、アップリンクとダウンリンクの設定が殆ど変わることがないため、隣接するセル間でその設定が異なる可能性も低い。このため、基地局 210から遠い移動局（例えば、移動局 220a)については、隣接するセル間で、通信方向が異なる可能性が低くなり、相互に干渉が生じ難くなる。一方、基地局 210に近い移動局（例えば、移動局 220b)については、隣接するセル間で、通信方向が異なる可能性が高くなるが、上記所要送信電力が低く抑えられるために、仮に通信方向の設定が反対になったとしても、大きな干渉にはならない。

[0130] なお、上記閾値は、各タイムスロットにおけるネットワーク資源の利用率がほぼ均等になるように、すなわち、各タイムスロットにほぼ均等に負荷が分散するように設定することが望ましい。その設定パラメータとしては、例えば、セル半径、伝播環境を近似するパスロスモデル (あるいは実測値）、アップリンク'ダウンリンクのスロット数等を用いることが可能である。本実施形態では、図 16に示すように、各閾値に対応する仮想円（所要送信電力 Pが閾値と等しくなる地点を結んだ円） cl, c2, c3, · · ·をセル内に描いたときに、隣接する仮想円の間にそれぞれ形成されるドーナツ形状の領域 rl, r 2, r3, · · ·の面積が互いにほぼ等しくなるように、各閾値を設定している。この方法の場合、セル内でユーザがランダムに発生することを仮定すると、各領域 rl, r2, r3, · • 'で通信を行う移動局の数、すなわち各タイムスロットを使用する移動局の数に偏りが生じ難くなり、各タイムスロットにほぼ均等に負荷が分散するものと考えられる。

[0131] し力しながら、実際のシステムにおいては、タイムスロット間で、ネットワーク資源の利用率に偏りが生じる可能性がある。そこで、このような現象の発生を回避するために、上記のようにしてタイムスロットの割り当てを行った後に各タイムスロットの利用率をそれぞれ求め、それら利用率が平準化するように、タイムスロットの再割り当てを行うことが望ましい。具体的には、図 17に示すように、ステップ T4で割り当てたタイムスロット（タイムスロット 3)を中心にその前後数スロットを探索し、その中から利用率の最も低、タイムスロットを、移動局との通信に使用するタイムスロットとして選択することが可能である。

[0132] こうして割り当てたタイムスロットは、所要送信電力の情報とともに、基地局 210から移動局に通知され、これを受けた移動局は、その通知に従って基地局 210と通信を行う。

[0133] 以上のように、本実施形態によれば、パイロット信号の減衰情報に基づいて、基地局 210で所定電力を達成するために必要な移動局の所要送信電力を求めて、この所要送信電力が高くなるほど、フレームの始点または終点に近ぐまた所要送信電力が低くなるほど、スイッチングポイントに近くなるように、タイムスロットの割り当てを行うので、隣接するセル間で相互に干渉が生じるのを抑制することができ、スループット特性の劣化を回避することができる。したがって、各セルにおいて、アップリンクとダウンリンクのタイムスロットの比率 (スイッチングポイントの位置）を自由に設定することができ、トラフィックの変動等に対して柔軟に対応することができる。

[0134] なお、本実施形態では、タイムスロット毎に、所要送信電力の上限値および下限値となる閾値を設定するようにした力本発明はこれに限定されるものではなぐ例えば、タイムスロットを複数ずつグループ化して、グループ毎に所要送信電力の閾値を設定することも可能である。この場合、選択されたグループの中から、ネットワーク資源の利用率が最も低、タイムスロットを選択するようにすればよ!、。

また、上記閾値は、静的に設定するようにしても、トラフィック状況やそのシステムの特性等に応じて動的に設定するようにしてもよい。また、過去のデータ等から所要送信電力の発生分布を推定して、その推定に基づいて、リソースの利用率がタイムス口ット間で平均化するように各閾値を設定することも可能である。

なお、本実施形態で示したタイムスロットの割当方法は、非常に簡易なアルゴリズムで自立分散的であるため、ミニ基地局を用いたセルオーバーレイシステムにも容易に適用可能である。

[0135] [第 6の実施形態]

図 18および図 19は、本発明の第 6の実施形態に係る無線通信システムを示すもので、図中符号 310は基地局、 320a, 320b, 320cは移動局（中継端末）、 320d, 32 Oe, 320fは移動局（通信端末)である。

基地局 310は、その通信エリアとなるセル内に存在する移動局 320a, 320b, 320 c, 320d, 320e, 320fと、直接または他の移動局 320a, 320b, 320cを介して、無線で通信を行うよう【こなってヽる。それら無線通信機器 310, 320a, 320b, 320c, 3 20d, 320e, 320f間の通信には、多重に TDD方式、多元接続に CDMA方式と TD MA方式とを組み合わせた TD— CDMA方式が用いられ、各々の通信において共通の周波数帯が使用されている。

[0136] TD— CDMA方式では、前述した図 27に示すように、 1フレームが 15のタイムス口ットにより構成され、その長さが 10msに設定されている。また、各タイムスロットには、アップリンクとダウンリンクの何れか一方が割り当てられている。図 18は、あるフレームのタイムスロット Aにおける通信状態、図 19はタイムスロット Bにおける通信状態をそれぞれ示している。これら図面に示すように、各タイムスロットには、その時間枠で通信を行う無線通信機器の組合せとその通信方向が予め設定されている。

[0137] 基地局 310および移動局 320a, 320b, 320c, 320d, 320e, 320fは、第 1の実施形態と同様、送信器、受信器、アンテナ、制御部および記憶部等を有している。

[0138] 制御部は、本発明に係る干渉量測定手段および干渉量通知手段を構成しており、当該制御部を有する無線通信機器が第 2無線通信機器 (受信側の無線通信機器)となる場合に、その通信相手となる第 1無線通信機器 (送信側の無線通信機器)との通信開始後、予め設定された所定条件が成立する毎に (例えば、基地局 310から処理実行の指示がある毎に）、各タイムスロットにおける干渉量を測定し、その測定結果を第 1無線通信機器に対して通知する処理を実行する。また、制御部は、本発明に係るタイムスロット選択手段およびタイムスロット通知手段を構成しており、当該制御部を有する無線通信機器が第 1無線通信機器 (送信側の無線通信機器)となる場合に、その通信相手となる第 2無線通信機器 (受信側の無線通信機器)から受信した各タィムスロットの干渉量に基づいて、次に使用するタイムスロットを選択し、その選択したタイムスロットを第 2無線通信機器に対して通知する処理を実行する。

[0139] 次に、上記無線通信システムにおいて行われるタイムスロットの割当処理について、図 20のフローチャートに基づいて説明する。

このタイムスロットの割当処理は、第 1無線通信機器 (送信側の無線通信機器：例えば基地局）と第 2無線通信機器 (受信側の無線通信機器：例えば移動局)の通信開始後に随時行われる処理で、ここでは、基地局 310から処理実行の指示がある毎に順次行われる構成となってヽる。

[0140] 先ず、ステップ S1では、基地局 310が、現在接続状態にある無線通信機器 (移動局）の中から何れか 1つを選択する処理を行う。通常、基地局 310には複数の移動局が接続されているため、それら移動局の処理タイミングが互いに重ならないように、本実施形態では 1フレーム毎または複数フレーム毎に 1移動局を選択する。その選択にあたっては、前回選択されて力最も時間の経過している移動局を選択するのが望ましいが、これに限定されるものではない。

[0141] 次いで、ステップ S2では、基地局 310が、ステップ S1で選択した無線通信機器に対して制御信号を送信することにより処理実行の指示を行う。なお、選択した無線通信機器が中継端末の場合には、これに繋がる無線通信機器 (通信端末）に対しても同様に指示を行う。

[0142] 次、で、ステップ S3では、基地局 310から指示を受けた受信側の無線通信機器 ( 以下、この無線通信機器を第 2無線通信機器として説明する。）が、各タイムスロットの干渉電力を測定する処理を行う。この干渉電力は、図 18および図 19に示すように、基地局 310からの干渉電力と、他の移動局力の干渉電力とを合計した値となる。基地局 310からの干渉電力は、基地局 310がすべてのタイムスロットを利用して送信を行っているため、タイムスロット間で殆ど差は無ぐほぼ一定の値となる。しかしながら、他の移動局からの干渉電力は、タイムスロットによって、送信を行う移動局が異なるため、それら移動局の位置 (第 2無線通信機器との距離）に応じた差異が生じることとなる。

[0143] 例えば、第 2無線通信機器を移動局 320aとした場合、タイムスロット Aにおいては、基地局 310から移動局 320a, 320cへの通信と、移動局 320bから移動局 320eへの通信が行われていることから、第 2無線通信機器 (移動局 320a)が受信する干渉電力は、基地局 310からの干渉電力と、移動局 320bからの干渉電力とを合計したものとなる。一方、タイムスロット Bにおいては、基地局 310から移動局 320a, 320bへの通信と、移動局 320cから移動局 320fへの通信が行われていることから、第 2無線通信機器 (移動局 320a)が受信する干渉電力は、基地局 310からの干渉電力と、移動局 320cからの干渉電力とを合計したものとなる。このように、第 2無線通信機器が受ける干渉量は、タイムスロットによって異なり、また同一タイムスロットであっても、移動局の位置がそれぞれ異なることから、第 2無線通信機器がどの移動局であるかによつても干渉量に違いが出てくる。

[0144] ステップ S4では、第 2無線通信機器が、各タイムスロットの干渉量の測定結果を、通信相手となる第 1無線通信機器に対して通知する処理を行う。

ステップ S5では、第 1無線通信機器が、各タイムスロットについて、第 2無線通信機器との通信に割当可能な割当電力（以下、見込み割当電力 P

exと称する。）を求めた後、この見込み割当電力 P と、第 2無線通信機器力通知された干渉量 Iとを引数と ex

する評価関数 f (P , I)の関数値 Mをそれぞれ求め、それら関数値 Mの比較結果に ex

基づいて、次に使用するタイムスロット (第 2無線通信機器への送信用タイムスロット）を選択する処理を行う。

[0145] 上記評価関数 f (P , I)としては、例えば、数 2を用いることができる。

ex

[0146] [数 2]

M = / ( ，/ ) = ^f- [0147] また、上記見込み割当電力 P は、例えば、数 3から求めることができる。 [0148] [数 3] p ^Γ M A X ^Γ g

e^x N

[0149] ここで、 P は第 1無線通信機器の最大出力電力、 Pは所望の通信速度を保証す

max g

る上で最低限必要となる最低所要電力、 Nは接続端末数である。接続端末数 Nは、第 2無線通信機器がそのタイムスロットを使用すると仮定したときに、第 1無線通信機器に接続される無線通信機器の数を表しており、例えば、第 2無線通信機器が現在使用しているタイムスロットの接続端末数 Nは、現在の接続端末数 N'と同じ数値となり、第 2無線通信機器が現在使用していないタイムスロットの接続端末数 Nは、現在の接続端末数 N'に、第 2無線通信機器の分" 1"を加えた数値となる。なお、ベストェフォートサービス (QoSの保証を必要としないサービス）の場合には、最低所要電力 P 力 SOとなり、また最大出力電力 P は定数であるので、見込み割当電力 P の算定式 g max ex

を、数 4に示すように簡略ィ匕することが可能である。また、接続端末数 Nが 1である場合 (例えば、第 1無線通信機器が中継端末で、その中継対象が第 2無線通信機器のみである場合など）には、見込み割当電力 P

exの考慮を省略し、干渉量 Iのみを考慮してタイムスロットの選定を行うことも可能である。

[0150] 画

P_e =丄

N

[0151] 例えば、第 2無線通信機器が現在使用しているタイムスロットが図 21のタイムスロット T2で、第 1無線通信機器の最大出力電力 P が 1. 5 (W)、各タイムスロット Tl, T

max

2, T3の最低所要電力 P が 0.3, 0.3, 0.3 (W)、各タイムスロット Tl, T2, T3の現在

g

の接続端末数 N，が 1, 3, 3である場合、各タイムスロット Tl, T2, T3の接続端末数 Nは 2, 3, 4となり、各タイムスロット Tl, T2, T3の見込み割当電力 P は 0.6, 0.4,

ex

0.3 (W)となる。そして、各タイムスロット Tl, T2, T3の干渉量 I力0.05, 0.04, 0.02 (W)である場合、各タイムスロット Tl, T2, T3の評価関数 f (P , I)の関数値 Mは、 1

ex

2, 10, 15となる。この場合、タイムスロット T3の関数値 Mが最大となるので、タイムスロット T3が、次に使用するタイムスロットとして選択されることとなる。 [0152] ステップ S6では、第 1無線通信機器が、ステップ S5で選択したタイムスロットを第 2 無線通信機器に対して通知する処理を行う。このステップ S6では、ステップ S5で選択したタイムスロットと、第 2無線通信機器が現在使用しているタイムスロットとを比較して、両者が一致しない場合にのみ、ステップ S5で選択したタイムスロットを第 2無線通信機器に対して通知する（すなわち、両者が一致する場合には、通知を省略する）ようにしてもよい。

[0153] ステップ S7では、第 1無線通信機器が、ステップ S5で選択したタイムスロットを使用して、第 2無線通信機器と通信を行う。本実施形態では、ステップ S6の通知を行う際に使用したフレームの次のフレームから、ステップ S5で選択したタイムスロットを使用する。

[0154] こうしてステップ S1〜S7の一連の処理が終了したら、再びステップ S1に戻って、基地局 310が、現在接続状態にある無線通信機器の中から何れか 1局 (第 2無線通信機器以外の移動局)を選択し、その無線通信機器に対して処理実行の指示を行う。すなわち、上記タイムスロットの割当処理によれば、基地局 310と接続状態にある各無線通信機器において、順番に、ステップ S3〜S7の処理が行われ、それが一巡したところで、再び最初の無線通信機器に戻って、同様に、ステップ S3〜S7の処理が行われる。これにより、各無線通信機器では、通信を開始して力終了するまでの間、ステップ S3〜S7の処理が繰り返し行われ、その都度、最適なタイムスロットが選択されることとなる。

[0155] 以上のように、本実施形態によれば、第 1無線通信機器 (送信側の無線通信機器）と第 2無線通信機器 (受信側の無線通信機器)間で通信を開始した後、基地局 310 力も処理実行の指示がある毎に、第 2無線通信機器が各タイムスロットの干渉量 Iを測定し、この干渉量 Iと予め求めた見込み割当電力 P とに基づいて、第 1無線通信 ex

機器が、第 2無線通信機器との通信で次に使用するタイムスロットを順次選択するようにしたので、 TD— CDMA方式とマルチホップ通信を組み合わせたときに従来問題となっていた、近距離の無線通信機器どうしの相互干渉を大幅に抑制することができる。これにより、通信不可率を小さくすることができ、 SIR (Signal to Interference R atio)の増大を見込むことができる。さらに、適応符号化変調と組み合わせることにより、高速な通信を実現することができる。

[0156] 図 22は、各スロット割当法のパフォーマンスをシミュレーションにより比較したもので、セル内の移動局数を 50としたときの SIRの累積分布関数を示している。このグラフにおいて、横軸は SIRであり、縦軸は累積分布関数 (CDF)である。また、 " X "は本発明に係る割当法（Dynamic Slot Allocation)を示しており、 "□ "は従来の割当法である SSA (Sequential Slot Allocation)法、 "0， ¾PSA (Pre Slot Allocation)法、 "〇，，は中継を行わない場合 (Non Relay)をそれぞれ示している。 SSA法は、無線通信機器力も通信要求がある度に順番にタイムスロットを割り当てる方法である。一方、 PSA 法は、本発明に係る割当法と同様、干渉量を考慮してタイムスロットを選択する方法である。この PSA法では、タイムスロットの選択を行うのが通信開始前の 1回のみであり、通信開始後も随時タイムスロットの選択を行う本発明に係る割当法とは、この点において相違する。なお、この PSA法は周知技術ではなぐ本発明に係る割当法の効果を検証するために比較例として本発明者等が考案した割当法である。

[0157] 図 22に示すように、 SSA法や PSA法と比較して、本発明に係る割当法 (Dynamic S lot Allocation)は全体的に SIRが高くなつていることが分かる。また、 SSA法や PSA 法では、中継を行わない場合 (Non Relay)よりも SIRが低い領域が存在するのに対して、本発明に係る割当法では、すべての領域に亘つて、中継を行わない場合よりも S IRが高くなつて！/、ることが分かる。

[0158] [第 7の実施形態]

次に、本発明の第 7の実施形態を説明する。ただし、第 6の実施形態で示した構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。

上述した第 6の実施形態においては、送信側の無線通信機器によって、次に使用するタイムスロットを選択するようにした力この第 7の実施形態においては、受信側の無線通信機器によって、次に使用するタイムスロットを選択するようにしている。

[0159] 図 23は、第 7の実施形態に係るタイムスロットの割当処理を示すフローチャートである。この処理が開始されると、先ず、基地局 310が、現在接続状態にある無線通信機器の中から何れ力 1つを選択し (ステップ S11)、その選択した無線通信機器に対して処理実行の指示を行う（ステップ S 12)。 [0160] その後、基地局 310から指示を受けた受信側の無線通信機器 (第 2無線通信機器 )力各タイムスロットの干渉量を測定する処理を行う一方 (ステップ S 13)、その通信相手となる第 1無線通信機器が、各タイムスロットについて、第 2無線通信機器との通信に割当可能な見込み割当電力 P を計算し (ステップ S 14)、その計算結果を第 2 ex

無線通信機器に対して通知する処理を行う（ステップ S 15)。

[0161] 第 2無線通信機器は、各タイムスロットの見込み割当電力 P の計算結果を第 1無 ex

線通信機器から受信すると、各タイムスロットについて、見込み割当電力 P と、ステツ ex プ S13で測定した干渉量 Iとを引数とする評価関数 f (P , I)の関数値 Mをそれぞれ ex

求め、それら関数値 Mの比較結果に基づいて、次に使用するタイムスロット（第 1無線通信機器からの受信用タイムスロット)を選択し (ステップ S16)、その選択したタイムスロットを第 1無線通信機器に対して通知する処理を行う (ステップ S17)。

[0162] 第 1無線通信機器は、第 2無線通信機器が選択したタイムスロットの通知を受けると、その通知を受けた次のフレームから、第 2無線通信機器が指定したタイムスロットを使用して第 2無線通信機器と通信を行う (ステップ S18)。

[0163] 本実施形態によれば、第 1無線通信機器 (送信側の無線通信機器)と第 2無線通信機器 (受信側の無線通信機器)間で通信を開始した後、基地局 310から処理実行の指示がある毎に、第 2無線通信機器が各タイムスロットの干渉量 Iを測定し、この干渉量 Iと、第 1無線通信機器から通知された見込み割当電力 P

exとに基づいて、第 2無線通信機器が、第 1無線通信機器との通信で次に使用するタイムスロットを順次選択するようにしたので、至近距離に複数の無線通信機器が存在するような通信環境 (特に、マルチホップ通信を行う無線通信機器が近傍に存在するような通信環境）にあっても、それら無線通信機器間で相互に干渉が生じるのを抑制することができ、これにより、スループットや通信容量の低下を回避して、高速な通信を実現することができる。また、第 1無線通信機器と第 2無線通信機器の通信途中で、例えば他の無線通信機器の出現または消滅、若しくは送信側または受信側の無線通信機器の移動により、各タイムスロットの干渉状態に変化が生じたとしても、その変化に速やかに対応して、干渉量の少ない最適なタイムスロットを適宜に選択することができる。

[0164] なお、本実施形態においては、次に使用するタイムスロットを第 2無線通信機器が決定する構成とした力本発明はこれに限定されるものではなぐ例えば、次に使用するタイムスロットの候補 (例えば、評価関数の値が上位の複数のタイムスロット）を第

2無線通信機器が選択して、その候補の中力次に使用するタイムスロットを第 1無線通信機器が選択'決定する構成とすることも可能である。

[0165] また、本実施形態においては、第 1無線通信機器が見込み割当電力 P を計算し ex てその計算結果を第 2無線通信機器に対して通知する構成としたが、例えば、第 1無線通信機器が接続端末数 N (または現在の接続端末数 N' )を第 2無線通信機器に対して通知して、第 2無線通信機器が、通知された接続端末数 Nから見込み割当電力 P

exを計算する構成とすることも可能である。

[0166] [第 8の実施形態]

次に、本発明の第 8の実施形態を説明する。ただし、第 6の実施形態で示した構成要素と共通する要素には同一の符号を付し、その説明を簡略化する。

第 6の実施形態のタイムスロットの割当処理は、ダウンリンクとアップリンクの両タイムスロットに適用できるものであるが、アップリンクに関しては、送信側の無線通信機器（第 1無線通信機器)が常に移動局となり、これに接続される無線通信機器の数が 1となるので、以下に示すように、見込み割当電力 P の考慮を省略して、処理を簡略化 ex

することが可能である。

[0167] 図 24は、第 8の実施形態に係るタイムスロットの割当処理を示すフローチャートである。この処理が開始されると、先ず、基地局 310が、現在接続状態にある無線通信機器の中から何れ力 1つを選択し (ステップ S21)、その選択した無線通信機器に対して処理実行の指示を行う（ステップ S22)。

[0168] その後、基地局 310から指示を受けた受信側の無線通信機器 (第 2無線通信機器 )力各タイムスロットの干渉量を測定して (ステップ S23)、その中力も最も干渉量の少ないタイムスロットを、次に使用するタイムスロット（第 1無線通信機器からの受信用タイムスロット）として選択し (ステップ S 24)、その選択したタイムスロットを第 1無線通信機器に対して通知する処理を行う（ステップ S25)。

[0169] 第 1無線通信機器は、第 2無線通信機器が選択したタイムスロットの通知を受けると、その通知を受けた次のフレームから、第 2無線通信機器が指定したタイムスロットを使用して第 2無線通信機器と通信を行う (ステップ S26)。

[0170] 本実施形態によれば、第 1無線通信機器 (送信側の無線通信機器)と第 2無線通信機器 (受信側の無線通信機器)間で通信を開始した後、基地局 310から処理実行の指示がある毎に、第 2無線通信機器が各タイムスロットの干渉量 Iを測定し、その中から最も干渉量 Iの少なヽタイムスロットを、第 1無線通信機器との通信で次に使用するタイムスロットとして順次選択するようにしたので、第 6の実施形態および第 7の実施形態と同様、至近距離に複数の無線通信機器が存在するような通信環境にあっても、それら無線通信機器間で相互に干渉が生じるのを抑制することができる。また、アツプリンタのタイムスロットにおいては、見込み割当電力 P の考慮を省略することがで ex

きるため、タイムスロットの割当処理を第 6の実施形態よりも簡略ィ匕することができる。

[0171] なお、以上の第 6〜第 8の各実施形態においては、第 1無線通信機器と第 2無線通信機器の通信途中で適応的にタイムスロットを選択する際に、図 20、図 23および図 24に示すアルゴリズムを用いるようにした力それらアルゴリズムを、第 1無線通信機器と第 2無線通信機器間の通信で最初に使用するタイムスロットを決定する際に用いることち可會である。

[0172] また、第 6〜第 8の各実施形態においては、無線通信機器間で使用する通信方式として、 TD— CDMA方式にマルチホップ通信を組み合わせたシステムを例示した力本発明は、これに限定されるものではなぐ例えば TD— SCDMA(Time Division - synchronous Code Division Multiple Accessノ方式や TDD— FDMA方式 (Freque ncy Division Multiple Access)にマルチホップ通信を組み合わせたシステムなど、タイムスロットによって異なる干渉が発生し得るシステム全般に適用することが可能である。例えば、移動体通信ネットワークとアドホックネットワークを組み合わせたノヽイブリツドシステムやセルオーバーレイシステム、ランダムスロットアロケーションなどの TD— C DMA方式をベースとした種々の発展システムに本発明を適用することも可能である

[0173] また、第 6〜第 8の各実施形態においては、 TDD方式に適用する場合について例示したが、 FDD方式に適用することも可能である。さらに、どのフレームで通信を行うかを決められる方式では、本発明をフレーム選択に適用することもできる。その場合、 OFDM方式や TDMA方式の概念を含まな!/、CDMA方式など、干渉が問題となる通信全般に適用可能である。

産業上の利用可能性

本発明によれば、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークにおける通信に同一周波数帯を使用する場合においても、或いは基地局とミニ基地局とが同一周波数帯を使用する場合においても、相互に干渉が発生するのを抑制することができ、良好な通信状態を確保することができる。

また、隣接するセルまたはセル内の至近距離に無線通信機器が存在する場合においても、それら無線通信機器間において相互に干渉が生じるのを抑制することができ、スループットや通信容量の低下を回避することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して上記他の無線通信装置と TDD— CDMA方式、 TDD—TDMA方式および TDD— OFDMに基づいた多重アクセス方式の何れかの通信方式で通信を行うとともに、これと同じ周波数帯域を使用して TDD方式で移動体通信ネットワークの基地局と無線で通信を行う無線通信装置であって、

上記基地局の通信エリア内で利用可能なネットワーク資源の中で、移動体通信ネットワークの通信に使用されているネットワーク資源の割合をロード量として、このロード量に応じて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率を設定し、その設定の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行うようになっていることを特徴とする無線通信装置。

[2] 上記ロード量が高くなるほど、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率が低くなるように設定されていることを特徴とする請求項 1に記載の無線通信装置。

[3] 上記基地局の通信エリア内で利用可能なネットワーク資源には少なくともタイムス口ットが含まれ、上記利用率に相当する数のタイムスロットがアドホックネットワーク内の通信で利用されるようになって、ることを特徴とする請求項 1に記載の無線通信装置

移動体通信ネットワークの基地局との通信と、アドホックネットワーク内の上記他の無線通信装置との通信に使用される通信方式は、何れも TDD— CDMA方式であり上記基地局の通信エリア内で利用可能なネットワーク資源には、上記基地局の通信エリア内で利用可能な拡散符号とタイムスロットのすべての組合せが含まれ、それら組合せの中で上記利用率に相当する数の組合せがアドホックネットワーク内の通信で利用されるようになって、ることを特徴とする請求項 1に記載の無線通信装置。

[5] 移動体通信ネットワークの基地局と、

上記基地局との通信に TDD— CDMA方式、 TDD— TDMA方式および TDD— OFDMに基づいた多重アクセス方式の何れかの通信方式を用いるとともに、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置との通信に、上記基地局との通信と同じ周波数帯域を使用して複信方式に TDD方式を使用する無線通信装置とを有する無線通信システムであって、

上記基地局の通信エリア内で利用可能なネットワーク資源の中で、移動体通信ネットワークの通信に使用されているネットワーク資源の割合をロード量として、

上記基地局は、上記ロード量を求めるロード量演算手段と、

上記ロード量に基づいて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率の基準値を設定する基準値設定手段と、

設定した基準値を上記無線通信装置に対して通知する基準値通知手段とを備え、上記無線通信装置は、上記基地局から通知された基準値に基づいて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率を設定し、その設定の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行うようになっていることを特徴とする無線通信システム。

[6] 上記無線通信装置は、移動体通信ネットワークのアップリンクのときにその干渉量を測定して、その干渉量に応じた補正を上記基準値に加えることにより、上記利用率を導き出すことを特徴とする請求項 5に記載の無線通信システム。

[7] 上記基地局は、上記基準値を Y、上記ロード量を X、上記基地局の通信エリア内に存在するアドホックネットワークの数を Νとして、

上記基準値 Υを、上記ロード量 Xと上記アドホックネットワーク数 Νの減少関数である Y=f (X, N)より導き出すことを特徴とする請求項 5に記載の無線通信システム。

[8] 上記基地局は、上記基準値を Y、上記ロード量を Xとして、上記基準値 Yを、上記ロード量 Xの減少関数である Y=f (X)より導き出すことを特徴とする請求項 5に記載の無線通信システム。

[9] 上記ロード量演算手段は、移動体通信ネットワークのアップリンクにおけるロード量と、ダウンリンクにおけるロード量とをそれぞれ求め、

上記基準値設定手段は、移動体通信ネットワークのアップリンクにおけるロード量に応じて第 1基準値を設定する一方、移動体通信ネットワークのダウンリンクにおける口ード量に応じて第 2基準値を設定し、

上記無線通信装置は、上記基地局から通知された上記第 1基準値に基づいて第 1 利用率を、上記第 2基準値に基づいて第 2利用率をそれぞれ設定した後、

移動体通信ネットワークのダウンリンクのときには、上記第 1利用率の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行い、移動体通信ネットワークのアップリンクのときには、上記第 2利用率の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行うようになっていることを特徴とする請求項 5に記載の無線通信システム。

[10] 上記無線通信装置は、移動体通信ネットワークのアップリンクのときの干渉量と、移動体通信ネットワークのダウンリンクのときの干渉量とをそれぞれ測定し、

上記アップリンクのときの干渉量に応じた補正を上記第 1基準値に加えることにより、上記第 1利用率を導き出すとともに、上記ダウンリンクのときの干渉量に応じた補正を上記第 2基準値に加えることにより、上記第 2利用率を導き出すことを特徴とする請求項 9に記載の無線通信システム。

[11] 上記無線通信装置は、すべてのタイムスロットの中から、上記利用率に相当する数のタイムスロットを 1フレーム毎にランダムに選出して、そのタイムスロットをアドホックネットワーク用のタイムスロットとして割り当てることを特徴とする請求項 5に記載の無線通信システム。

[12] 上記無線通信装置は、すべてのタイムスロットの中から、上記利用率に相当する数のタイムスロットを選出して、そのタイムスロットをアドホックネットワーク用のタイムス口ットとして割り当てるとともに、上記利用率に相当する数のタイムスロットを選出する際に、移動体通信ネットワークの移動局からの干渉量または移動局の位置情報を取得し、その取得した干渉量または位置情報に基づいて、アドホックネットワークと移動体通信ネットワークの干渉量が最も少なくなるようなタイムスロットの組合せを選出することを特徴とする請求項 5に記載の無線通信システム。

[13] 上記無線通信装置は、上記基地局の通信エリア内で利用可能な拡散符号とタイムスロットのすべての組合せの中から、上記利用率に相当する数の組合せを 1フレーム毎にランダムに選出して、その選出した拡散符号とタイムスロットの組合せをアドホックネットワーク用のネットワーク資源として割り当てることを特徴とする請求項 5に記載の無線通信システム。

[14] 上記無線通信装置は、伝送路の状態に適応した変調方式と符号化率の組合せを選択する適応符号化変調を用いて、通信を行うことを特徴とする請求項 5に記載の無線通信システム。

[15] 周囲に存在する他の無線通信装置とアドホックネットワークを構築して上記他の無線通信装置と TDD— CDMA方式、 TDD—TDMA方式および TDD— OFDMに基づいた多重アクセス方式の何れかの通信方式で通信を行う無線通信装置を移動局として、当該移動局との間で、上記アドホックネットワークと同じ周波数帯域を使用して TDD方式で通信を行う移動体通信ネットワークの基地局であって、

上記基地局の通信エリア内で利用可能なネットワーク資源の中で、移動体通信ネットワークの通信に使用されているネットワーク資源の割合をロード量として、このロード量を求めるロード量演算手段と、

設定した基準値を上記無線通信装置に対して通知する基準値通知手段とを備えることを特徴とする基地局。

[16] 移動体通信ネットワークの基地局と、

上記基地局との通信に TDD— CDMA方式、 TDD— TDMA方式および TDD— OFDMに基づいた多重アクセス方式の何れかの通信方式を用いるとともに、アドホックネットワーク内の他の無線通信装置との通信に、上記基地局との通信と同じ周波数帯域を使用して複信方式に TDD方式を使用する無線通信装置とを有する無線通信システムにおけるネットワーク資源の割当方法であって、

上記基地局の通信エリア内で利用可能なネットワーク資源の中で、移動体通信ネットワークの通信に使用されているネットワーク資源の割合をロード量として、このロード量を求めるステップと、

上記ロード量に応じて、アドホックネットワーク内の通信で用いるネットワーク資源の利用率を設定するステップとを有し、

上記無線通信装置が上記利用率の範囲内でアドホックネットワーク内の通信を行うようにしたことを特徴とするネットワーク資源の割当方法。

[17] TDD— CDMA方式、 TDD—TDMA方式および TDD— OFDMに基づいた多重アクセス方式の何れかの通信方式で、通信エリア内に存在する移動局と通信を行う基地局と、

上記通信エリア内の特定エリア内に存在する移動局と、上記基地局と同じ周波数帯域を使用して TDD方式で通信を行うミニ基地局とを有し、

上記基地局と上記ミニ基地局とが通信ネットワークを介して互いに接続された無線通信システムであって、

上記通信エリア内で利用可能なネットワーク資源の中で、上記基地局との通信に使用されているネットワーク資源の割合をロード量として、

上記ロード量に基づいて、上記特定エリア内の通信で用いるネットワーク資源の利用率の基準値を設定する基準値設定手段と、設定した基準値を上記ミニ基地局に対して通知する基準値通知手段とを備え、上記ミニ基地局は、上記基地局から通知された基準値に基づいて、上記特定エリァ内の通信で用いるネットワーク資源の利用率を設定し、その設定の範囲内で上記特定エリア内の移動局と通信を行うようになっていることを特徴とする無線通信システム。

[18] 中央基地局と、この中央基地局のセル内に設置されたミニ基地局とを有し、上記セル内に存在する移動局が上記中央基地局または上記ミニ基地局と TDD方式を用いて通信を行う無線通信システムであって、

上記ミニ基地局は、

上記中央基地局からの干渉量を測定する干渉量測定手段と、

上記ミニ基地局で使用するタイムスロットの構成を設定する際に、上記中央基地局で使用するタイムスロットの構成を基本構成として、これに対する自由度を、上記干渉量測定手段により測定した干渉量に応じて設定し、その自由度の範囲内で、上記ミ二基地局で使用するタイムスロットの構成を設定するタイムスロット設定手段とを備え上記タイムスロット設定手段により設定したタイムスロットの構成に従って、上記ミニ基地局の通信エリア内に存在する移動局と通信を行うことを特徴とする無線通信システム。

[19] 上記タイムスロット設定手段は、上記干渉量が多い場合に、上記ミニ基地局で使用するタイムスロットの自由度を低く設定し、上記干渉量が少ない場合に、上記ミニ基地局で使用するタイムスロットの自由度を高く設定することを特徴とする請求項 18に記載の無線通信システム。

[20] 上記タイムスロット設定手段は、上記中央基地局のダウンリンクで使用されているタィムスロットを、上記ミニ基地局のダウンリンクで使用するタイムスロットとして優先的に割り当てることを特徴とする請求項 18に記載の無線通信システム。

[21] 上記タイムスロット設定手段は、上記干渉量と、予め設定された閾値との比較により、干渉の強さを評価して、その評価に対応する自由度のスロット構成を予め用意した候補の中から選択することを特徴とする請求項 18に記載の無線通信システム。

[22] 中央基地局のセル内に設置されて、そのセル内の局所的なエリアに存在する移動局と TDD方式を用いて通信を行うミニ基地局であって、

当該ミニ基地局で使用するタイムスロットの構成を設定する際に、上記中央基地局で使用するタイムスロットの構成を基本構成として、これに対する自由度を、上記干渉量測定手段により測定した干渉量に応じて設定し、その自由度の範囲内で、当該ミ二基地局で使用するタイムスロットの構成を設定するタイムスロット設定手段とを備え上記タイムスロット設定手段により設定したタイムスロットの構成に従って、当該ミニ基地局の通信エリア内に存在する移動局と通信を行うことを特徴とするミニ基地局。

[23] 基地局と、この基地局と TDD方式を用いて通信を行う移動局とを有する無線通信システムであって、

上記基地局は、パイロット信号を上記移動局に対して送信するパイロット信号送信手段を備える一方、上記移動局は、上記基地局から受信したパイロット信号の減衰情報を上記基地局に対して送信する減衰情報送信手段を備え、

上記基地局は、

上記移動局力も受信したパイロット信号の減衰情報に基づいて、当該基地局で所定電力を達成するために必要な上記移動局の所要送信電力を求める所要送信電力導出手段と、

上記所要送信電力に基づ、て、上記移動局との通信に使用するタイムスロットを割り当てるタイムスロット割当手段とをさらに備え、

上記タイムスロット割当手段は、複数のタイムスロットからなるフレーム内の所定位置にスイッチングポイントを設けて、フレームの始点から上記スイッチングポイントまでのタイムスロットをダウンリンクに、上記スイッチングポイントからフレームの終点までのタイムスロットをアップリンクにそれぞれ設定するとともに、

上記所要送信電力が高くなるほど、フレームの始点または終点に近ぐ上記所要送信電力が低くなるほど、上記スイッチングポイントに近くなるように、タイムスロットの割り当てを行うことを特徴とする無線通信システム。

[24] 上記タイムスロット割当手段は、

上記所要送信電力が高い場合に、フレームの始点に近いタイムスロットをダウンリンクに、フレームの終点に近いタイムスロットをアップリンクに、それぞれ割り当てることを特徴とする請求項 23に記載の無線通信システム。

[25] 上記タイムスロット割当手段は、

各タイムスロットにおけるネットワーク資源の利用率をそれぞれ求め、それら利用率が平準化するように、タイムスロットの再割り当てを行うことを特徴とする請求項 23に記載の無線通信システム。

[26] 上記タイムスロット割当手段は、

上記所要送信電力と、予め設定された閾値との比較により、上記所要送信電力の大きさを評価して、その評価に対応するタイムスロットを、上記移動局との通信に使用するタイムスロットとして選択することを特徴とする請求項 23に記載の無線通信システム。

[27] 上記タイムスロット割当手段は、

上記基地局力の距離と上記所要送信電力との相関関係に基づいて、各閾値に対応する仮想円をセル内に描ヽたときに、隣接する仮想円の間にそれぞれ形成されるドーナツ形状の領域の面積が互いにほぼ等しくなるように、各閾値を設定することを特徴とする請求項 26に記載の無線通信システム。

[28] 基地局と、この基地局と TDD方式を用いて通信を行う移動局とを有する無線通信システムであって、

上記基地局は、

上記タイムスロット割当手段は、

複数のタイムスロットからなるフレーム内の所定位置にスイッチングポイントを設けて、フレームの始点から上記スイッチングポイントまでのタイムスロットをアップリンクに、上記スイッチングポイントからフレームの終点までのタイムスロットをダウンリンクにそれぞれ設定するとともに、

[29] 複数のタイムスロットからなるフレームを基本単位として、このフレームに含まれる何れかのタイムスロットを使用して互いに通信を行う複数の無線通信機器を有する無線通信システムであって、

送信側となる無線通信機器を第 1無線通信機器、受信側となる無線通信機器を第 2無線通信機器として、

上記第 2無線通信機器は、上記第 1無線通信機器との通信開始後、予め設定された所定条件が成立する毎に

、各タイムスロットの干渉量を測定する干渉量測定手段と、

上記干渉量測定手段により測定した各タイムスロットの干渉量を、上記第 1無線通信機器に対して通知する干渉量通知手段とを備える一方、

上記第 1無線通信機器は、

上記第 2無線通信機器力通知された各タイムスロットの干渉量に基づいて、次に使用するタイムスロットを選択するタイムスロット選択手段と、

上記タイムスロット選択手段により選択したタイムスロットを上記第 2無線通信機器に対して通知するタイムスロット通知手段とを備え、

上記第 1無線通信機器は、上記タイムスロット選択手段により選択したタイムスロットを上記第 2無線通信機器に対して通知した後、そのタイムスロットを使用して上記第 2 無線通信機器と通信を行うことを特徴とする無線通信システム。

[30] 上記タイムスロット選択手段は、各タイムスロットについて、上記第 2無線通信機器との通信に割当可能な割当電力を求めた後、この割当電力と、上記第 2無線通信機器から通知された干渉量とを引数とする評価関数の関数値をそれぞれ求め、それら関数値の比較結果に基づいて、次に使用するタイムスロットを選択することを特徴とする請求項 29に記載の無線通信システム。

[31] 上記タイムスロット選択手段は、上記割当電力を上記干渉量で除した値が最大となるタイムスロットを、次に使用するタイムスロットとして選択することを特徴とする請求項

30に記載の無線通信システム。

[32] 上記干渉量測定手段は、上記第 1無線通信機器との通信途中で、干渉量の測定を複数回行い、その都度、上記タイムスロット選択手段は、次に使用するタイムスロットの選択を行うことを特徴とする請求項 29に記載の無線通信システム。

[33] 上記第 1無線通信機器が移動体通信ネットワークの基地局であり、上記第 2無線通信機器が移動体通信ネットワークの移動局であることを特徴とする請求項 29に記載の無線通信システム。

[34] 上記第 1無線通信機器は、上記第 2無線通信機器と他の無線通信機器間の中継処理を行う中継端末であることを特徴とする請求項 29に記載の無線通信システム。

[35] 複数のタイムスロットからなるフレームを基本単位として、このフレームに含まれる何れかのタイムスロットを使用して互いに通信を行う複数の無線通信機器を有する無線通信システムであって、

上記第 1無線通信機器は、

各タイムスロットについて、上記第 2無線通信機器との通信に割当可能な割当電力を求め、これを上記第 2無線通信機器に対して通知する割当電力通知手段を備える一方、

上記第 2無線通信機器は、

上記第 1無線通信機器との通信開始後、予め設定された所定条件が成立する毎に

上記干渉量測定手段により測定した各タイムスロットの干渉量と、上記第 1無線通信機器力も通知された各タイムスロットの割当電力とに基づ、て、次に使用するタイムスロットを選択するタイムスロット選択手段と、

選択したタイムスロットを上記第 1無線通信機器に対して通知するタイムスロット通知手段とを備え、

上記第 1無線通信機器は、上記第 2無線通信機器カゝらタイムスロットの通知を受けた後、そのタイムスロットを使用して上記第 2無線通信機器と通信を行うことを特徴とする無線通信システム。

[36] 複数のタイムスロットからなるフレームを基本単位として、このフレームに含まれる何れかのタイムスロットを使用して互いに通信を行う複数の無線通信機器を有する無線通信システムであって、

上記第 2無線通信機器は、

上記第 1無線通信機器との通信開始後、予め設定された所定条件が成立する毎に、各タイムスロットの干渉量を測定する干渉量測定手段と、

各タイムスロットの干渉量を測定した後、その中で最も干渉量の少な、タイムスロットを、次に使用するタイムスロットとして選択するタイムスロット選択手段と、

[37] 複数のタイムスロットからなるフレームを基本単位として、このフレームに含まれる何れかのタイムスロットを使用して無線通信機器どうしが互いに通信を行う無線通信システムであって、

上記第 1無線通信機器は、

上記第 2無線通信機器は、

上記干渉量測定手段により測定した各タイムスロットの干渉量と、上記第 1無線通信機器力も通知された各タイムスロットの割当電力とに基づ、て、次に使用するタイムスロットの候補を選択するタイムスロット選択手段と、

選択したタイムスロットの候補を、上記第 1無線通信機器に対して通知するタイムスロット通知手段とを備え、

上記第 1無線通信機器は、

上記第 2無線通信機器力通知されたタイムスロットの候補の中から、次に使用するタイムスロットを選択して、これを上記第 2無線通信機器に対して通知した後、そのタイムスロットを使用して上記第 2無線通信機器と通信を行うことを特徴とする無線通信システム。