WO2008032561A1

WO2008032561A1 - Système de communication mobile, station mobile, station de base et procédé d'allocation de canal

Info

Publication number: WO2008032561A1
Application number: PCT/JP2007/066631
Authority: WO
Inventors: Hironobu Tanigawa; Yasuhiro Nakamura; Nobuaki Takamatsu
Original assignee: Kyocera Corporation
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2007-08-28
Publication date: 2008-03-20
Also published as: JP4355333B2; JP2008072285A; US8483696B2; US20100046446A1

Description

明細書

移動体通信システム、移動局装置、基地局装置、およびチャネル割当方法

技術分野

[0001] 本発明は、移動体通信システム、基地局装置、移動局装置、およびチャネル割当方法に関し、特に、通信中にチャネルの割り当てを変更する移動体通信システム、基地局装置、移動局装置、およびチャネル割当方法に関する。

背景技術

[0002] マルチチャネル通信方式は、複数の通信チャネルを用いて高レートのデータ伝送を行う方式である。同方式を適用する移動体通信システムでは、複数の移動局装置それぞれが、基地局装置により指定される複数の通信チャネルを用いて、基地局装置と通信を行う。

[0003] たとえば、 WiMAX (登録商標）は、 OFDMA (Orthogonal Frequency Division Mul tiple Access :直交周波数分割多元接続）方式と TDD (Time Division Duplex :時分割双方向）方式とを組み合わせたマルチチャネル通信方式の一つであり、同方式による各通信チャネル（サブチャネルと呼ばれる。）は、所定数の連続するサブキャリアとタイムスロットとの組み合わせにより規定される。

[0004] WiMAXを適用する移動体通信システムでは、各移動局装置が使用するサブチヤネルは、基地局装置が TDDフレームごとに通知する MAP情報により指定される。 M AP情報とは、それが通知された次の TDDフレームで使用する複数のサブチャネルを示すビット列である。このため、 MAP情報を変更するだけで、通信中でも移動局装置に割り当てるサブチャネルを柔軟に変更することができるようになつている。

[0005] また、下記特許文献 1には、基地局サブシステムにおいて、データ送信の変更の必要性などに基づいて、各ユーザへの無線資源（通信チャネル）の割り当てを柔軟かつ動的に制御する技術が開示されている。

特許文献 1 :特開平 10— 190621号公報

発明の開示発明が解決しょうとする課題

[0006] し力、し、マルチチャネル通信方式を適用した従来の移動体通信システムでは、移動局装置の方から、基地局装置より通知された通信チャネルの受け入れを拒否したり、基地局装置に対して受け入れ可能な通信チャネルを通知したりすることはできなかつた。

[0007] たとえば、移動局装置は、送信データの増減に応じて、使用する通信チャネルの数を変更することはできな力、つた。また、下り方向（基地局装置力も移動局装置に向力、う方向）の電波伝搬状況が悪化しても、品質の低下した通信チャネルの割り当てを拒否したり、新たな通信チャネルの割り当てを要求したりすることはできな力、つた。このため、かかる移動局装置側の電波干渉を防ぐために、セル設計を工夫するなど他の解決手段が必要となる場合があった。

[0008] なお、従来の PHS (Personal Handy-phone System)では、移動局装置が基地局装置から指定された通信チャネルにつ!/、てキャリアセンス（妨害波測定)を実施し、その測定結果に基づいてチャネルの受け入れ許否を判断している力同様の方法をマルチチャネル通信方式による移動体通信システムに適用するのは現実的でない。同方式では、 1の移動局装置に対して複数の通信チャネルを割り当てるため、各通信チヤネルについてキャリアセンスを実行すると、接続開始時やチャネル変更時のチャネル割当処理に膨大な時間を要するからである。

[0009] 本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、移動局装置側の通信状態に応じて、その移動局装置に割り当てる通信チャネルを適宜変更することができる移動体通信システム、基地局装置、移動局装置、およびチャネル割当方法を提供することを目白勺とする。

課題を解決するための手段

[0010] 上記目的を達成するために、本発明に係る移動体通信システムは、基地局装置と複数の移動局装置とを含み、前記基地局装置は、複数の通信チャネルのうち前記各移動局装置に割り当てる少なくとも一部の通信チャネルを決定するチャネル割当手段を含むとともに、該チャネル割当手段により決定される通信チャネルを示す割当チャネル情報を前記各移動局装置に通知し、前記各移動局装置は、前記割当チヤネル情報に係る通信チャネルを用いて前記基地局装置と通信を行う、移動体通信システムであって、前記各移動局装置は、前記基地局装置との通信状態を示す情報に基づいて、前記複数の通信チャネルのうち前記基地局装置からの割り当てを拒否する通信チャネルを判定するチャネル割当拒否判定手段と、前記複数の通信チャネルのうち前記基地局装置からの割り当てを拒否する通信チャネルを示す拒否チャネル情報を前記基地局装置に通知する拒否チャネル情報通知手段と、を含み、前記チヤネル割当手段は、前記各移動局装置から通知される拒否チャネル情報と該移動局装置に通知した割当チャネル情報とに基づいて、前記各移動局装置に割り当てる通信チャネルを変更するか否かを決定することを特徴としている。

[0011] 本発明によれば、移動局装置は、基地局装置との通信状態に応じて、基地局装置力、らの割り当てを拒否する通信チャネルを判定するとともに、該割り当てを拒否すると判定した通信チャネルを含む拒否チャネル情報を基地局装置に通知する。基地局装置は、移動局装置力通知される拒否チャネル情報と該移動局装置に通知した割当チャネル情報とに基づ!/、て、該移動局装置に割り当て通信チャネルを変更するか否かを決定する。このため、移動局装置側の通信状態に応じて、その移動局装置に割り当てる通信チャネルを適宜変更することができる。

[0012] また、前記基地局装置との通信状態を示す情報は、前記複数の通信チャネルそれぞれに係る通信品質であってもよい。こうすれば、移動局装置により測定される複数の通信チャネルそれぞれの通信品質に基づいて、その移動局装置に割り当てる通信チャネルを変更できるようになる。

[0013] また、前記基地局装置との通信状態を示す情報は、少なくとも前記基地局装置に送信するデータの量であってもよぐ前記拒否チャネル情報通知手段は、前記基地局装置に送信するデータの量を示す送信データ量情報を前記基地局装置にさらに通知し、前記チャネル割当手段は、前記各移動局装置から通知される送信データ量情報と該移動局装置に送信するデータの量とにさらに基づいて、前記各移動局装置に割り当てる通信チャネルを変更するか否かを決定してもよい。こうすれば、たとえば、上り '下りとも同じ伝送帯域を有する通信方式を適用する移動体通信システムにおいて、移動局装置から基地局装置への送信データ量のみに基づいて、基地局装置力、ら移動局装置への伝送帯域 (通信チャネルの数)が変更されてしまうという不都合が生じなくなる。

[0014] また、本発明に係る移動局装置は、複数の通信チャネルのうち基地局装置から通知される少なくとも一部の通信チャネルを用いて該基地局装置と通信を行う移動局装置であって、前記基地局装置との通信状態を示す情報に基づいて、前記複数の通信チャネルのうち前記基地局装置からの割り当てを拒否する通信チャネルを判定するチャネル割当拒否判定手段と、前記複数の通信チャネルのうち前記基地局装置力、らの割り当てを拒否する通信チャネルを示す拒否チャネル情報を前記基地局装置に通知する拒否チャネル情報通知手段と、を含むことを特徴として!/、る。

[0015] また、本発明に係る基地局装置は、複数の通信チャネルのうち複数の移動局装置それぞれに割り当てる少なくとも一部の通信チャネルを決定するチャネル割当手段を含み、該チャネル割当手段により決定される通信チャネルを示す割当チャネル情報を前記各移動局装置に通知する基地局装置であって、前記チャネル割当手段は、前記各移動局装置から通知される前記複数の通信チャネルのうち該移動局装置が割り当てを拒否する通信チャネルを示す拒否チャネル情報と、該移動局装置に通知した割当チャネル情報と、に基づいて、前記各移動局装置に割り当てる通信チヤネルを変更するか否かを決定することを特徴としている。

[0016] また、本発明に係るチャネル割当方法は、基地局装置と複数の移動局装置とを含み、前記基地局装置は、複数の通信チャネルのうち前記各移動局装置に割り当てる少なくとも一部の通信チャネルを決定するチャネル割当ステップを含むとともに、該チャネル割当ステップにおいて決定される通信チャネルを示す割当チャネル情報を前記各移動局装置に通知し、前記各移動局装置は、前記割当チャネル情報に係る通信チャネルを用いて前記基地局装置と通信を行う、移動体通信システムにおけるチャネル割当方法であって、前記各移動局装置は、前記基地局装置との通信状態を示す情報に基づレ、て、前記複数の通信チャネルのうち前記基地局装置からの割り当てを拒否する通信チャネルを判定するチャネル割当拒否判定ステップと、前記複数の通信チャネルのうち前記基地局装置からの割り当てを拒否する通信チャネルを示す拒否チャネル情報を前記基地局装置に通知する拒否チャネル情報通知ステップと、を含み、前記チャネル割当ステップは、前記各移動局装置から通知される拒否チャネル情報と前記各移動局装置に通知した割当チャネル情報とに基づいて、前記各移動局装置に割り当てる通信チャネルを変更するか否力、を決定することを特徴としている。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]本発明の実施形態に係る移動体通信システムの全体構成図である。

[図 2]本発明の実施形態に係る基地局装置および移動局装置の機能ブロック図であ

[図 3]TDMA/TDDによるタイムスロット構成および OFDMAによるサブチャネル構成の一例を示す図である。

[図 4]アップリンクにおける PHYフレーム構成の一例を示す図である。

[図 5]RMAP情報 (拒否チャネル情報）の一例を示す図である。

[図 6]基地局装置と移動局装置との間の通信に係る一連の処理を示すシーケンス図である。

[図 7]移動局装置の ESCH割当許否判定処理を示すフロー図である。

[図 8]基地局装置の ESCH割当変更処理を示すフロー図である。

発明を実施するための最良の形態

[0018] 以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

[0019] 図 1は、本発明の一実施形態に係る移動体通信システムの全体構成図である。同図に示すように、移動体通信システム 1は、基地局装置 10と複数の移動局装置 12 ( ここでは 3つとする。）を含んで構成されている。

[0020] 各移動局装置 12は、基地局装置 10と無線通信を行うものであり、たとえば可搬型の携帯電話機や携帯情報端末である。ここでは、 TDD方式により基地局装置 10とデータの送受信を行い、また TDMA方式および OFDMA方式により多重通信を行う。さらに、基地局装置 10は、後述するようにァダプティブアレイアンテナを備えており、このァダプティブアレイアンテナを用いて、同一のタイムスロットおよび同一のキヤリア周波数において、複数の移動局装置 12のそれぞれと空間分割多重（SDMA : S pace Division Multiple Access)方式による多重通信を行う。こうして、きわめて高い周波数利用効率で複数の移動局装置 12と双方向通信を行うようにしている。

[0021] 図 3は、 TDMA/TDDによるタイムスロット構成（1TDMAフレーム分）および OF DMAによるサブチャネル構成の一例を示す図である。同図に示すように、ダウンリンク（基地局装置 10から移動局装置 12に向力、う無線伝送路）およびアップリンク (移動局装置 12から基地局装置 10に向かう無泉伝送路）は、それぞれ 4つのタイムスロット力、ら構成されている。また、各タイムスロットは、それぞれ 28のサブチャネルから構成されており、そのうち 1つは制御チャネル（CCH : Control Channel)として、残りの 27 サブチャネルは通信チャネル（TCH : Traffic Channel)として使用される。

[0022] 基地局装置 10は、ダウンリンクおよびアップリンクそれぞれにおいて、通信チャネルとして使用される計 108のサブチャネル（27サブチャネル X 4スロット）のうち少なくとも一部のサブチャネルを各移動局装置 12に割り当てる。具体的には、図 3に示すように、後述する 1つのアンカーサブチャネル（ASCH :Anchor Sub Channel)と、 1または複数のェクストラサブチャネル（ESCH : Extra Sub Channel)を各移動局装置 12に割り当てる。各移動局装置 12は、基地局装置 10により割り当てられた上記複数のサブチャネルを用いて、基地局装置 10と通信を行う。なお、同図に示すように、スロット番

L # 2、 · · ·）には、 ASCH、 ESCHが対称的に割り当てられる。また、割り当てられる ESCHの数は、 QoS (Quality of Service：サービス品質）などを考慮することにより、ある時点で 0となる場合がある。

[0023] ここで、基地局装置 10が各移動局装置 12に 1つの ASCHと 1または複数の ESCH を割り当てる処理につ!/、て説明する。

[0024] 図 6は、基地局装置 10と移動局装置 12との間の通信に係る一連の処理を示すシ一ケンス図である。通信を開始するにあたり、移動局装置 12は、図 3に示す CCH (制御チャネル)を用いて、基地局装置 10にリンク確立要求を送信する（S100)。基地局装置 10は、移動局装置 12からのリンク確立要求に応じて、その移動局装置 12に割り当てる 1つの ASCHを選出する（S102)。 ASCHは、後述するように、次 TDMAフレームにおいて各移動局装置 12に割り当てる 1または複数の ESCHを示す MAP情報（割当サブチャネル情報）の通知に用いるサブチャネルであるため、伝送誤り率が低い方が望ましい。そのため、基地局装置 10は、キャリアセンス結果に基づいて、空きサブチャネルのうち最も妨害波の少ない、すなわち最も通信品質の良いサブチヤネルを ASCHとして選出する。なお、基地局装置 10は、通信に使用していない空きサブチャネルにおいて必要に応じてキャリアセンスを実施し、測定結果を更新してい

[0025] 次に、基地局装置 10は、 CCHを用いて、 S102において選出した ASCHを示すスロット番号とサブチャネル番号とを含むリンク確立応答を移動局装置 12に送信する（ S 104)。移動局装置 12は、リンク確立応答を受信すると、それに含まれるスロット番号とサブチャネル番号とにより特定されるサブチャネルにおいて、キャリアセンスを実施する（S106)。キャリアセンスの結果、そのサブチャネルが ASCHに必要な通信品質を有すると判断すると、移動局装置 12は、 ASCHの割り当てを承諾すベぐ当該 A SCHを用いて、 ESCHの割り当てを要求する RCH (Ranging Channel)情報を基地局装置 10に送信する（S108)。 RCH情報は、移動局装置 12が割り当てを希望する ES CHの数（最大 107サブチャネル）を示す情報である。一方、 S106におけるキャリアセンスの結果、 S104において通知されたサブチャネルが ASCHに必要な通信品質を有しないと判断すると、移動局装置 12は、 ASCHの割り当てを拒否すベぐ CCH を用いて、リンク確立要求を再度送信する（S 100)。

[0026] 基地局装置 10は、移動局装置 12から通知される RCH情報に応じて、その移動局装置 12に割り当てる ESCHを選出する（S 110)。具体的には、キャリアセンス結果に基づいて、所定の通信品質を有する空きサブチャネルの中力 RCH情報が示す数の ESCHを選出する。

[0027] 移動局装置 12に割り当てる 1または複数の ESCHを選出すると、基地局装置 10は、その ESCHを示す MAP情報を、 ASCHを用いて移動局装置 12に送信する（S 11 2)。 MAP情報は、それを受信した次の TDMAフレーム（次のアップリンクフレームおよびダウンリンクフレーム）で使用する 1または複数の ESCHを示す 108ビットからなるビット列である。具体的には、 7 cTDMAフレームにおいて当該移動局装置 12に割り当てる ESCHに対応するビットを "1 "で示し、その他のサブチャネル (ASCH、他の移動局装置 12に割り当てる ESCH、および空きサブチャネル）に対応するビットを" 0 "で示すものである。

[0028] 移動局装置 12は、 S 104において通知された ASCHと S112において通知された MAP情報により特定される 1または複数の ESCHとを用いて、次 TDMAフレームにおける、すなわち、アップリンク（S 114)およびダウンリンク（S116)におけるデータの送受信を行う。なお、 S116以降の処理シーケンスは後述する。

[0029] このように、移動体通信システム 1では、通信開始時に、基地局装置 10において最も通信品質の良い空きサブチャネル力ASCHとして割り当てられ、以後通信が終了するまでその ASCHが維持される。一方、当該 ASCHを用いて TDMAフレームごとに基地局装置 10から送信される MAP情報は、次 TDMAフレームにおける通信で使用する 1または複数の ESCHを示すものであるため、 MAP情報を更新することにより、割り当てる ESCHを TDMAフレームごとに変更することが可能となっている。なお、基地局装置 10は、 QoSなどを考慮することにより、ある時点で割り当てる ESCH の数を 0とする場合がある。

[0030] 次に、移動局装置 12から基地局装置 10に送信されるデータの構成について説明する。図 4は、アップリンクにおける PHY (Physical Layer)フレーム構成の一例を示す図である。 1PHYフレーム分のデータは、 1TDMAフレームで送信される。具体的には、各 TDMAフレームにおける 1つの ASCHと 1または複数の ESCHに係る各 SCH (Sub Channel)ペイロードに分配して送信される。図 4に示すように、 PHYフレームは、 RCH、 V、 RMAPなどを含む PHYヘッダと、 PHYペイロードなどを含む複数の PH γデータユニットとから構成されている。ここで、 RCHは、移動局装置 12が割り当てを希望する ESCHの数を示す RCH情報を格納する領域である。 Vは、当該アップリンクにおける PHYデータを含むサブチャネルの数を示す Vビット（たとえば 7ビットのビット列）を格納する領域であり、 PHYデータがない場合には" 0"が入る。 RMAP (Ref use MAP)は、 MAP情報（割当チャネル情報）と同サイズの RMAP情報（拒否チヤネル情報）を格納する領域である。図 5は、 RMAP情報の一例を示す図である。同図に示すように、 RMAP情報は、次 TDMAフレームにおいて基地局装置 10からの割り当てを拒否する ESCHを示す 108ビットからなるビット列であり、割り当てを拒否する ESCHに対応するビットを "1 "で示し、その他のビットを" 0"で示すものである。 [0031] 本実施形態において特徴的なことの一つは、各移動局装置 12から通知される RM AP情報に基づいて、基地局装置 10がその移動局装置 12に割り当てる ESCHを変更するか否かを柔軟に決定することである。すなわち、移動局装置 12は、基地局装置 10から割り当てられた各 ESCHにおける通信品質や基地局装置 10に送信するデータの量などに応じて、割り当てを拒否する ESCHを選出し、それを示す RMAP情報を作成する。たとえば、 RMAP情報において、所定の通信品質を有しない ESCH に対応するビットを "1"とする。あるいは、基地局装置 10に送信するデータの量が減少した場合、送信に必要な ESCHだけを残し、その他の ESCHについては割り当てを解除すべく対応するビットを "1"とする。少なくとも一部に" 1 "を含む RMAP情報が基地局装置 10に通知されると、基地局装置 10は、前 TDMAフレーム（ダウンリンク）で送信した MAP情報と現 TDMAフレーム（アップリンク）で移動局装置 12から通知された RMAP情報とに基づいて、次 TDMAフレームにおいて割り当てる ESCHを変更（減縮)するか否かを決定する。そして、その結果に基づいて新たな MAP情報を作成し、移動局装置 12に通知する。こうして、移動局装置 12側の通信状態に応じて、その移動局装置 12に割り当てる ESCHを適宜変更することが可能となっている。

[0032] 以下では、基地局装置 10および移動局装置 12の構成 ·動作について説明する。

[0033] 図 2は、基地局装置 10および移動局装置 12の機能ブロック図である。同図に示すように、基地局装置 10は、ァダプティブアレイアンテナ 20、受信部 22、キャリアセンス処理部 24、 RMAP等取得部 26、 MAP記憶部 28、送信データ量取得部 30、サブチャネル割当部 32、 MAP作成部 34、送信部 36を含んで構成されている。

[0034] ァダプティブアレイアンテナ 20は、複数のアンテナの配列であり、各移動局装置 12 から送信される無線信号を各アンテナで受信し、受信した信号を受信部 22に出力する。また、送信部 36から入力される信号を各アンテナから送信するものである。なお、受信および送信は、時分割で切り替えられる。

[0035] 受信部 22は、ローノイズ増幅器、ダウンコンバータ、空間分割処理部、時分割処理部、シンボル同期部、 A/Dコンバータ、 FFT (Fast Fourier Transform :高速フーリエ変換)部、チャネル等推定部、デマッピング部を含んで構成されており、ァダプティブアレイアンテナ 20で受信される無線信号から、各移動局装置 12からの受信データを分離抽出するものである。

[0036] すなわち、ァダプティブアレイアンテナ 20から入力される信号は、空間分割多重（S DMA)、時分割多重 (TDMA)、および直交周波数分割多重（OFDMA)されたものであるため、受信部 22は、入力信号を増幅およびダウンコンバートした後に、ァダプティブアレイアンテナ 20のウェイト制御に係る空間分割処理および時分割処理を施す。次に、分離された信号に対してシンボル同期およびガードインターバル (GI : G uard Interval)信号の除去などを行い、ベースバンド OFDM信号を得る。ベースバンド OFDM信号を A/D変換した後、 FFT部において FFTを行い、 OFDMシンボルの各サブキャリア成分を得る。そして、所定のチャネル推定処理などを施した後に、サブチャネル割当部 32によるサブチャネルの割当状況を参照して、各移動局装置 1 2に対応するサブキャリア成分を結合してシンボル列を生成する。さらに、そのシンポル列を復号して各移動局装置 12からの受信データを得る。こうして得られた各受信データは、 RMAP等取得部 26および図示しない上位装置に出力される。

[0037] キャリアセンス処理部 24は、通信に使用していない空きサブチャネルにおいて随時て受信される信号を受信部 22を介して取得し、サブチャネル割当部 32によるサブチャネルの割当状況を参照して、空きサブチャネルにおける受信信号強度 (RSSI : Rec eive Signal Strength Indication)を測定する。各空きサブチャネルにおける RSSIは、そのサブチャネルにおける妨害波の強度を示しており、この値が小さいサブチャネルほど、より良好な通信品質を有してレ、るとレ、える。

[0038] RMAP等取得部 26は、受信部 22から入力される各移動局装置 12からの受信データより RMAP情報などを取得し、サブチャネル割当部 32に出力するものである。すなわち、各移動局装置 12からの受信データは、図 4に示す PHYフレーム構成に従ったデータ構造を有しており、 RMAP等取得部 26は、 TDMAフレームごとに、各受信データの PHYヘッダから、 RMAP情報、 Vビット、 RCH情報などを取得し、これらの情報をサブチャネル割当部 32に出力する。

[0039] MAP記憶部 28は、 MAP作成部 34が作成する最新の MAP情報を、通信中の移動局装置 12ごとに記憶するものである。 [0040] 送信データ量取得部 30は、図示しない上位装置から入力される送信データに基づいて、基地局装置 10が次 TDMAフレームで各移動局装置 12に送信するデータの量を取得するものである。

[0041] サブチャネル割当部 32は、各移動局装置 12からのリンク確立要求に応じて、 108 のサブチャネルの中から、その移動局装置 12に割り当てる 1つの ASCHを選出する。すなわち、キャリアセンス処理部 24により実施されるキャリアセンスの結果に基づいて、空きサブチャネルのうち最も通信品質の良!/、（最も RSSIの小さ!/、）サブチャネルを ASCHとして選出する。こうして選出された ASCHを示すスロット番号およびサブチャネル番号は、 CCHを用いて、送信部 36から各移動局装置 12に送信される。

[0042] また、サブチャネル割当部 32は、各移動局装置 12から ESCHの割り当てを要求する RCH情報が通知されると、それに応じて、上記 ASCHを除く 107のサブチャネルの中から、当該移動局装置 12に割り当てる 1または複数の ESCHを選出する。具体的には、キャリアセンス処理部 24によるキャリアセンスの結果に基づいて、所定の通信品質を有する（RSSIが所定値未満である）空きサブチャネルの中から、 RCH情報が示す数のサブチャネルを ESCHとして選出する。なお、所定の通信品質を有する空きサブチャネルの数力 _¾CH情報が示す数に満たなレ、場合は、割り当て可能な数のサブチャネルだけを選出する。こうして選出された 1または複数の ESCHを示す M AP情報は、 ASCHを用いて、送信部 36から各移動局装置 12に送信される。

[0043] さらに、サブチャネル割当部 32は、各移動局装置 12から割り当てを拒否する ESC Hを示す RMAP情報が通知されると、通知された RMAP情報と MAP記憶部 28に記憶される当該移動局装置 12の最新の MAP情報（前 TDMAフレームで当該移動局装置 12に通知した MAP情報）とに基づ!/、て、当該移動局装置 12に割り当てる ES CHを変更するか否かを決定する。

[0044] MAP情報は、前述のとおり、次 TDMAフレーム（次のアップリンクフレームおよびダウンリンクフレーム）で使用する ESCHを "1 "で示す 108ビットのビット列であり、 R MAP情報は、移動局装置 12が割り当てを拒否する ESCHを"；!"で示す 108ビットのビット列である。また、 MAP情報におけるビットとサブチャネルとの対応関係は、 RM AP情報におけるそれと同じである。このため、サブチャネル割当部 32は、 MAP情報と RMAP情報の両ビット列において対応するビットが" 1 "である ESCH (基地局装置 10がー度割り当てた力移動局装置 12によりその割り当てを拒否された ESCH)について、当該移動局装置 12への割り当てを解除するか否力、を判断する。原則的には、 RMAP情報に従って、その移動局装置 12に割り当てる ESCHを減縮する。

[0045] ただし、サブチャネル割当部 32は、 RMAP等取得部 26から RMAP情報とともに入力される Vビットが" 1"である場合には、送信データ量取得部 30から取得した送信データ量 (7 cTDMAフレームで移動局装置 12に送信するデータの量）にさらに基づいて、当該移動局装置 12に割り当てる ESCHを変更（減縮)するか否力、を決定する。 V ビットが" 1"である場合とは、当該アップリンクにおける PHYペイロードのサイズが 0であり、移動局装置 12が基地局装置 10に送信するデータがない場合である。すなわち、 Vビットが "1"である場合、移動局装置 12は、以降の送信に必要となる ESCHだけを残し、その他の ESCHの割り当てを解除すベぐ解除する ESCHに対応するビットを"；!"とした RMAP情報を作成し、基地局装置 10に通知している可能性がある。し力、しながら、図 3に示すように、サブチャネル割当部 32が割り当てる ESCHは、アップリンクおよびダウンリンクにおけるデータ伝送に共通して用いられるものであるため、すなわち、アップリンクとダウンリンクは同じ伝送帯域を有するため、かかる場合に、 R MAP情報のみに従って、当該移動局装置 12に割り当てる ESCH数を減らすと、基地局装置 10から移動局装置 12に送信するデータの量が減らした ESCH数による送信容量 (ダウンリンク伝送帯域)を超えてしまうことがある。そこで、サブチャネル割当部 32は、 Vビットが "1"である場合、 RMAP情報のみならず、基地局装置 10が次 TD MAフレームで移動局装置 12に送信するデータの量にも基づいて、割り当てる ESC Hを減縮するか否かを決定する。こうすれば、ダウンリンクとアップリンクが同じ伝送帯域を有する移動体通信システムにおいて、アップリンクにおける通信データのみが減少した場合に、アツプリンクの伝送帯域だけでなくダウンリンクの伝送帯域までもが減らされてしまうという不都合が生じなくなる。なお、 Vビットは、アップリンクにおける PH Yペイロードのサイズ (移動局装置 12が基地局装置 10に送信するデータの量)を示す情報であってもよい。

[0046] MAP作成部 34は、サブチャネル割当部 32により各移動局装置 12に割り当てられる 1または複数の ESCHを示す MAP情報を作成し、送信部 36に出力するものである。具体的には、 108のサブチャネルのうち、次 TDMAフレームで当該移動局装置 12に割り当てる ESCHに対応するビットを "1 "とし、その他のビッド 0"とした 108ビットのビット列を MAP情報として作成する。なお、作成された MAP情報は、 MAP記憶部 28にも出力され、通信中の移動局装置 12ごとに記憶される。

[0047] 送信部 36は、シンボルマッピング部、 IFFT (Inverse Fast Fourier Transform：逆高速フーリエ変換）部、 D/Aコンバータ、時分割多重処理部、空間分割多重処理部、アップコンバータ、増幅器を含んで構成されており、図示しない上位装置から入力される各移動局装置 12への送信データを所定のダウンリンク用 PHYフレーム構成に整形するとともに、整形された各送信データに応じた送信信号を生成し、ァダプティブアレイアンテナ 20に出力するものである。

[0048] すなわち、送信データを複数の PHYペイロードに分配し、それら PHYペイロードを結合してなる PHYデータユニットに、 MAP作成部 34から入力される MAP情報を含む PHYヘッダを付加して所定の PHYフレームを構成する。次に、その PHYフレームに係るデータを、サブチャネル割当部 32によるサブチャネルの割当状況を参照して、 1つの ASCHと現 TDMAフレームにおける 1または複数の ESCHに係る複数のサブチャネルペイロードに分割し、サブチャネルごとの送信データを生成する。この際、 MAP情報を含むデータ列は ASCHに係るサブチャネルペイロードに割り当てられる。続いて、生成した当該各サブチャネルの送信データをシンボルマッピングによりシンボル列に変換し、当該シンボル列を当該サブチャネルの各サブキャリアに分配する。そして、 IFFT部において IFFTを行い、 D/A変換してベースバンド OFDM信号に得る。さらに、このベースバンド OFDM信号にガードインターバル信号を付加し、時分割多重処理およびァダプティブアレイアンテナ 20のウェイト制御に係る空間分割多重処理を施した信号を生成する。最後に、生成された信号を無線信号にアップコンバートし、送信出力レベルにまで増幅して、ァダプティブアレイアンテナ 20に供給する。

[0049] 次に、移動局装置 12の各機能ブロックを説明する。図 2に示すように、移動局装置

12は、アンテナ 40、受信部 42、通信品質測定部 44、 MAP取得部 46、送信データ量取得部 48、サブチャネル割当拒否判定部 50、 RMAP等作成部 52、送信部 54を含んで構成されている。

[0050] 受信部 42は、ローノイズ増幅器、ダウンコンバータ、シンボル同期部、 A/Dコンパータ、 FFT部、チャネル等推定部、デマッピング部を含んで構成されており、アンテナ 40で受信される無線信号から基地局装置 10からの受信データを取得するものである。取得された受信データは、 MAP取得部 46および図示しない上位レイヤに出力される。なお、受信部 42における処理内容は、空間分割処理および時分割処理を除いて基地局装置 10の受信部 22における処理内容とほぼ共通するため、ここでは詳細な説明を割愛する。

[0051] 通信品質測定部 44は、通信チャネルとして使用される最大 108のサブチャネルそれぞれの通信品質を測定するものである。具体的には、 TDMAフレームごとに、アンテナ 40において受信される信号と、通信に使用中の各 ESCH (MAP取得部 46から取得される前 TDMAフレームの MAP情報により特定される各 ESCH)における基地局装置 10からの所望信号と、を受信部 42から取得し、それらの信号に基づいて、各サブチャネルに係る SINR (Signal to Interference and Noise Ratio：信号対干渉および雑音電力比）を測定する。なお、 ASCHを除く最大 107の ESCHそれぞれに係る SINRの平均値を、各サブチャネルの通信品質としてもよい。また、サブチャネルごとの SNR (Signal to Noise Ratio：信号対雑音電力比）、 CINR (Carrier to Interference and Noise Ratio :搬送波対干渉および雑音電力比）、 CIR (Carrier to Interference R atio :搬送波対干渉電力比）、 CNR (Carrier to Noise Ratio :搬送波対雑音電力比）、 RSSI (受信信号強度）、通信レート、およびそれらの平均値などを、各サブチャネルの通信品質としてもよい。

[0052] MAP取得部 46は、受信部 42から入力される基地局装置 10からの受信データより MAP情報を取得し、サブチャネル割当拒否判定部 50に出力するものである。

[0053] 送信データ量取得部 48は、図示しない外部接続装置や図示しないデータ入力部から入力される送信データに基づいて、移動局装置 12が次 TDMAフレームで基地局装置 10に送信するデータの量を取得するものである。

[0054] サブチャネル割当拒否判定部 50は、基地局装置 10との通信状態を示す情報に基づレ、て、 ESCHとして害 ijり当て可能なサブチャネルのうち基地局装置 10からの割り当てを拒否するサブチャネルを判定するものである。ここで、判定に用いる基地局装置 10との通信状態を示す情報は、各サブチャネルの通信品質であってもよい。すなわち、サブチャネル割当拒否判定部 50は、通信品質測定部 44から各サブチャネル (たとえば、 SINRの平均値)を取得するとともに、それら各通信品質が所定品質以上であるか否かを判定し、通信品質が所定品質未満であるサブチャネルにつレ、ては ESC Hとしての割り当てを拒否するようにしてもよ!/、。

[0055] また、サブチャネル割当拒否判定部 50が判定に用いる基地局装置 10との通信状態を示す情報は、基地局装置 10に送信するデータの量であってもよい。たとえば、サブチャネル割当拒否判定部 50は、送信データ量取得部 48から次 TDMAフレームにおける基地局装置 10への送信データ量を取得するとともに、その量のデータを送信するため必要となる ESCHだけを残し、その他の ESCHの割り当てを拒否 (解除 )する ESCHとして選出する。このとき、割り当てを拒否する ESCHと拒否しない ESC Hとの選別は、各 ESCHの通信品質に基づ!/、て行ってもよ!/、。

[0056] RMAP等作成部 52は、サブチャネル割当拒否判定部 50により ESCHとしての割り当てを拒否すると判定されたサブチャネルを示す RMAP情報を作成し、送信部 54 に出力するものである。具体的には、 108のサブチャネルのうち、次 TDMAフレームにおいて ESCHとしての割り当てを拒否するサブチャネルに対応するビットを" 1 "とし、その他のビッド 0"とした 108ビットのビット列を RMAP情報として作成する。また、 R MAP等作成部 52は、アップリンクにおける PHYデータ（送信データ）を含むサブチャネルの数を示す Vビット（たとえば 7ビットのビット歹 IJ)を作成してもよ!/、。すなわち、送信データ量取得部 48から取得した送信データ量 (7icTDMAフレームで基地局装置 10に送信するデータの量）に基づいて、その送信データ量が 0の場合は" 0"であり、その他の場合は送信データを含むサブチャネルの数を示す Vビットを作成してもよい。さらに、 RMAP等作成部 52は、当該送信データ量に基づいて、現在のアツプリンク伝送帯域が十分であるか否力、を判断し、十分である場合は" 0"を、十分でない場合は以降の通信に必要な ESCHの数を示す RCH情報を作成する。

[0057] 送信部 54は、シンボルマッピング部、 IFFT部、 D/Aコンバータ、アップコンバータ、増幅器を含んで構成されており、図示しない外部接続装置や図示しないデータ入力部から入力される送信データから入力される基地局装置 10への送信データを、図 4に示す所定のアップリンク用 PHYフレーム構成に整形するとともに、整形された各送信データに応じた送信信号を生成し、アンテナ 40から送信するものである。送信データには、 RMAP等作成部 52により作成される RMAP情報（拒否チャネル情報）なども含まれるため、送信部 54は、拒否チャネル情報通知手段としても機能する。

[0058] すなわち、送信データを複数の PHYペイロードに分配し、それら PHYペイロードを結合してなる PHYデータユニットに、 RMAP等作成部 52から入力される RMAP情報、 Vビット、 RCH情報を含む PHYヘッダを付加して所定の PHYフレームを構成する。次に、その PHYフレームに係るデータを、 1つの ASCHと現 TDMAフレームにおける 1または複数の ESCHに係る複数のサブチャネルペイロードに分割し、サブチャネルごとの送信データを生成する。この際、 RMAP情報を含むデータ列は ASCH に係るサブチャネルペイロードに割り当てられる。なお、送信部 54におけるその他の処理内容は、時分割多重処理および空間分割多重処理を除いて基地局装置 10の送信部 36における処理内容とほぼ共通するため、ここでは詳細な説明を割愛する。

[0059] ここで、図 6のシーケンス図における S116から S124までの処理（ESCHの割り当てを変更する処理)を説明する。なお、これらの処理は、基地局装置 10と移動局装置 12との通信が終了するまで繰り返し実行される。

[0060] 移動局装置 12は、 S 104において通知された ASCHと S112において通知された MAP情報により特定される 1または複数の ESCHとを用いて、基地局装置 10から送信された MAP情報、通信データなどを受信する（S116)。次に、受信した MAP情報により特定される 1または複数の ESCHそれぞれについて、次 TDMAフレームにおける割り当てを承諾するか否か判定する（S 118)。そして、 S118における判定結果に基づいて、 RMAP情報、 RCH情報などを作成し、通信データなどとともに、上記 A SCHと SI 16において通信された MAP情報により特定される 1または複数の ESCH とを用いて、基地局装置 10に送信する（S 120)。なお、 S 118における ESCH割当許否判定処理は、図 7のフロー図に基づいて後述する。

[0061] 基地局装置 10は、 RMAP情報、 RCH情報、通信データなどを受信すると、受信した RMAP情報、 RCH情報などに基づいて、 S I 16において送信した MAP情報を変更するか否かを決定する（S 122)。そして、 S122において決定された 1または複数の ESCHを示す MAP情報を、通信データなどとともに、上記 ASCHと S120における ESCHと同じ ESCHとを用いて、移動局装置 12に送信する（S124)。なお、 S 122 における ESCH割当変更処理は、図 8のフロー図に基づいて後述する。

[0062] 次に、図 6に示す移動局装置 12の ESCH割当許否判定処理（S118)を、図 7のフロー図に基づいて説明する。

[0063] 受信部 42が、基地局装置 10から送信される MAP情報、通信データなどを含む信号を受信すると（S200)、 MAP取得部 46は、受信部 42から入力される受信データより MAP情報を取得し、サブチャネル割当拒否判定部 50に出力する。また、通信品質測定部 44は、受信部 42から入力される受信信号と通信に使用中の各 ESCHにおける基地局装置 10からの所望信号とに基づいて、各サブチャネルに係る通信品質（たとえば、 SINRの平均値）を測定する（S202)。

[0064] 次に、サブチャネル割当拒否判定部 50は、 MAP取得部 46から次 TDMAフレームで使用する ESCHを示す最新の MAP情報を取得し、その MAP情報により特定される 1または複数の ESCHそれぞれについて、通信品質測定部 44により測定された通信品質が所定品質以上であるか否かを判断する（S204)。すべての ESCHが所定品質以上の通信品質を有する場合、サブチャネル拒否判定部 50は、拒否する ES CHはないと判定する。この場合、 RMAP等作成部 52は、すべてのビットが" 0"である RMAP情報を作成する（S206)。一方、 S204において、通信品質が所定品質未満の ESCHが 1つでもある場合は、当該 ESCHに対応するビットを" 1 "とし、その他のビットを" 0"とした RMAP情報を作成する（S214)。

[0065] さらに、 RMAP等作成部 52は、送信データ量取得部 48から取得した送信データ量に基づいて、現在のアップリンク伝送帯域が十分であるか否かを判断する（S208) 。十分な伝送帯域がある場合は、 "0"を示す RCH情報を作成する（S210)。一方、伝送帯域が不足している場合は、以降の通信に必要な ESCHの数を示す RCH情報を作成する（S216)。

[0066] 最後に、送信部 54は、 RMAP等作成部 52により作成された RMAP情報、 RCH情報を含む送信データを構成し、基地局装置 10に送信する（S212)。

[0067] 次に、図 6に示す基地局装置 10の ESCH割当変更処理（S122)を、図 8フロー図に基づいて説明する。

[0068] 受信部 22が、移動局装置 12から送信される RMAP情報、 RCH情報、通信データなどを含む信号を受信すると（S300)、 RMAP等取得部 26は、受信部 22から入力される受信データより RMAP情報、 RCH情報などを取得し、サブチャネル割当部 32 に出力する。また、サブチャネル割当部 32は、 MAP記憶部 28から当該移動局装置 12に通知した MAP情報を読み出すとともに（S302)、キヤリアセンス処理部 24からキャリアセンス結果を取得する（S304)。

[0069] 次に、サブチャネル割当部 32は、 RMAP等取得部 26から入力される RMAP情報のビットがすべて" 0"であるか否かを判断する（S306)。すべてのビッド '0"である場合、 RMAP等取得部 26から入力される RCH情報が示す値力 S"0"であるか否かを判断し、 "0"であれば、 S304において取得したキャリアセンス結果や他の移動局装置 1 2との通信状況などに応じて、現在割り当てている ESCHを維持できるか否かを判断する（S310)。現在の ESCHを維持できると判断した場合、 MAP作成部 34は、 S30 2において読み出された MAP情報を、更新することなくそのまま送信部 36に出力す

[0070] S306において RMAP情報の少なくとも 1つのビットが" 1"である場合、 S308において RCH情報が示す数力 ;!"以上である場合、または S310において現在の ESC Hを維持できないと判断した場合、サブチャネル割当部 32は、移動局装置 12が割り当てを拒否する ESCHを示す RMAP情報、移動局装置 12が必要とする ESCHの数を示す RCH情報、各空きサブチャネルにおける妨害波の強度を示すキャリアセンス結果などに基づいて、移動局装置 12に割り当てる ESCHを変更する。そして、 M AP作成部 34は、サブチャネル割当部 32が新たに割り当てた 1または複数の ESCH を示す MAP情報を作成し、送信部 36に出力するとともに、作成した MAP情報を M AP記憶部 28に記憶させる（S316)。

[0071] 最後に、送信部 36は、 MAP作成部 34から入力される MAP情報を含む送信データを構成し、移動局装置 12に送信する（S312)。 [0072] 上記実施形態によれば、移動局装置 12側の通信状態に応じて、その移動局装置 12に割り当てる通信チャネルを適宜変更することができる。

[0073] なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなぐ種々の変形実施が可能である。たとえば、以上の説明では、 OFDMAを採用した移動体通信システムに本発明を適用したが、本発明は、その他のマルチチャネル通信方式を採用する移動体通信システムにも適用可能である。

[0074] また、上記実施形態では、割り当てを拒否するサブチャネルを特定するための情報

(割当許否チャネル情報）として RMAP情報を用いた力 S、逆に移動局装置 12が積極的に ESCHとして割り当てを求めるサブチャネルを特定するための情報 (割当要求チャネル情報）として用いてもよい。たとえば、「RMAP情報における" 0"のビットは、移動局装置 12が ESCHとして割り当てを求めるサブチャネルに対応するものである」と規定することにより実現可能である。

[0075] また、本発明における割当チャネル情報、許否チャネル情報、送信データ量情報などは、上記実施形態における MAP情報、 RMAP情報、 Vビットなどと異なるデータ形式にしてよいのはもちろんである。

Claims

請求の範囲

[1] 基地局装置と複数の移動局装置とを含み、

前記基地局装置は、複数の通信チャネルのうち前記各移動局装置に割り当てる少なくとも一部の通信チャネルを決定するチャネル割当手段を含むとともに、該チヤネル割当手段により決定される通信チャネルを示す割当チャネル情報を前記各移動局装置に通知し、

前記各移動局装置は、前記割当チャネル情報に係る通信チャネルを用いて前記基地局装置と通信を行う、

移動体通信システムであって、

前記各移動局装置は、

前記基地局装置との通信状態を示す情報に基づいて、前記複数の通信チャネルのうち前記基地局装置からの割り当てを拒否する通信チャネルを判定するチャネル割当拒否判定手段と、

前記複数の通信チャネルのうち前記基地局装置からの割り当てを拒否する通信チャネルを示す拒否チャネル情報を前記基地局装置に通知する拒否チャネル情報通知手段と、

を含み、

前記チャネル割当手段は、前記各移動局装置から通知される拒否チャネル情報と該移動局装置に通知した割当チャネル情報とに基づいて、前記各移動局装置に割り当てる通信チャネルを変更するか否かを決定する、

ことを特徴とする移動体通信システム。

[2] 請求の範囲第 1項に記載の移動体通信システムにおいて、

前記基地局装置との通信状態を示す情報は、前記複数の通信チャネルそれぞれに係る通信品質である、

ことを特徴とする移動体通信システム。

[3] 請求の範囲第 1項または第 2項に記載の移動体通信システムにおいて、

前記基地局装置との通信状態を示す情報は、少なくとも前記基地局装置に送信するデータの量であって、前記拒否チャネル情報通知手段は、前記基地局装置に送信するデータの量を示す送信データ量情報を前記基地局装置にさらに通知し、

前記チャネル割当手段は、前記各移動局装置から通知される送信データ量情報と該移動局装置に送信するデータの量とにさらに基づいて、前記各移動局装置に割り当てる通信チャネルを変更するか否かを決定する、

ことを特徴とする移動体通信システム。

[4] 複数の通信チャネルのうち基地局装置から通知される少なくとも一部の通信チヤネルを用いて該基地局装置と通信を行う移動局装置であって、

を含むことを特徴とする移動局装置。

[5] 複数の通信チャネルのうち複数の移動局装置それぞれに割り当てる少なくとも一部の通信チャネルを決定するチャネル割当手段を含み、該チャネル割当手段により決定される通信チャネルを示す割当チャネル情報を前記各移動局装置に通知する基地局装置であって、

前記チャネル割当手段は、前記各移動局装置から通知される前記複数の通信チヤネルのうち該移動局装置が割り当てを拒否する通信チャネルを示す拒否チャネル情報と、該移動局装置に通知した割当チャネル情報と、に基づいて、前記各移動局装置に割り当てる通信チャネルを変更するか否力、を決定する、

ことを特徴とする基地局装置。

[6] 基地局装置と複数の移動局装置とを含み、

前記基地局装置は、複数の通信チャネルのうち前記各移動局装置に割り当てる少なくとも一部の通信チャネルを決定するチャネル割当ステップを含むとともに、該チヤネル割当ステップにおいて決定される通信チャネルを示す割当チャネル情報を前記各移動局装置に通知し、

移動体通信システムにおけるチャネル割当方法であって、

前記各移動局装置は、

前記基地局装置との通信状態を示す情報に基づいて、前記複数の通信チャネルのうち前記基地局装置からの割り当てを拒否する通信チャネルを判定するチャネル割当拒否判定ステップと、

前記複数の通信チャネルのうち前記基地局装置からの割り当てを拒否する通信チャネルを示す拒否チャネル情報を前記基地局装置に通知する拒否チャネル情報通知ステップと、

を含み、

前記チャネル割当ステップは、前記各移動局装置から通知される拒否チャネル情報と前記各移動局装置に通知した割当チャネル情報とに基づいて、前記各移動局装置に割り当てる通信チャネルを変更するか否力、を決定する、

ことを特徴とするチャネル割当方法。