WO2010137259A1 - 無線通信システム、無線通信方法、端末装置、及び、通信装置 - Google Patents

無線通信システム、無線通信方法、端末装置、及び、通信装置 Download PDF

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WO2010137259A1
WO2010137259A1 PCT/JP2010/003360 JP2010003360W WO2010137259A1 WO 2010137259 A1 WO2010137259 A1 WO 2010137259A1 JP 2010003360 W JP2010003360 W JP 2010003360W WO 2010137259 A1 WO2010137259 A1 WO 2010137259A1
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WO
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frequency band
wireless communication
terminal device
frequency bands
information
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PCT/JP2010/003360
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English (en)
French (fr)
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福元修作
石倉勝利
澤田眞一
小林洋和
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シャープ株式会社
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Publication date
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Priority to KR1020117027796A priority patent/KR101235980B1/ko
Priority to BRPI1012092A priority patent/BRPI1012092B8/pt
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    • H04W72/044—Wireless resource allocation based on the type of the allocated resource
    • H04W72/0453—Resources in frequency domain, e.g. a carrier in FDMA
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    • H04W72/00—Local resource management
    • H04W72/20—Control channels or signalling for resource management
    • H04W72/21—Control channels or signalling for resource management in the uplink direction of a wireless link, i.e. towards the network

Definitions

  • the present invention relates to a wireless communication system, a wireless communication method, a terminal device, and a communication device.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2009-125408 filed in Japan on May 25, 2009, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • LTE-A also referred to as LTE-Advanced, IMT-A, etc.
  • IMT-A fourth generation radio communication system
  • a frequency band that is continuous in frequency or a plurality of frequency bands that are discontinuous in frequency (20 MHz Technology that realizes high-speed and large-capacity communication by simultaneously using ( ⁇ 100 MHz) has been studied (Non-patent Document 1).
  • a base station apparatus conforming to LTE-A can use a plurality of frequency bands used in LTE-A with the previous generation.
  • component carriers for example, 20 MHz, etc.
  • component carriers for example, 20 MHz, etc.
  • it has been studied to communicate by using a plurality of component carriers simultaneously over a plurality of frequency bands.
  • the LTE-A base station apparatus having five frequency bands Band1 to Band5
  • the LTE-A base station apparatus is different from the old-generation terminal apparatus.
  • Using any one of the component carriers in Band1 to Band5 and communicating with the LTE-A terminal apparatus using a plurality of component carriers in all frequency bands of Band1 to Band5.
  • the terminal device limits the frequency band to be used, and simultaneously uses some of the component carriers from the limited frequency bands, thereby expanding the frequency band used for communication and improving the communication speed. It has been studied (Non-Patent Documents 2 and 3).
  • 3GPP TR36.814 V0.4.1 2009-02
  • 3rd Generation Partnership Project Technical Specification Group Radio Access Network
  • Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects (Release 9)
  • 3GPP Contribution R1-084405, "Spectrum Aggregation Operations-UE Impact Considerations”
  • 3GPP contribution R1-083225, "LTE-A Spectrum Aggregation Scenarios and Impact of UE”
  • the terminal apparatus when using a plurality of frequency bands, transmits what information from the terminal apparatus to the base station apparatus in order to communicate with the base station apparatus using the plurality of frequency bands. This is not yet considered. Also, in the old generation terminal device, information indicating the frequency band that can be communicated to the base station device was notified to the base station device, but it is not possible to perform efficient allocation of the frequency band only with that information In addition, there is a problem that the frequency band (wireless resource) allocation is wasted. For example, the base station apparatus can communicate using a system frequency band including five frequency bands Band1 to Band5, and the terminal apparatus can communicate using the frequency bands Band1 to Band5.
  • the base station apparatus allocates component carriers from all five frequency bands Band1 to Band5, the component carriers in the three frequency bands are not used, and radio resource allocation is wasted. Arise.
  • the terminal device even when there is a limit to the combination of frequency bands to be used, there is a possibility that wireless resource allocation is wasted.
  • the present invention has been made to solve the above-described problem, and an object of the present invention is to make the base station apparatus efficient for a terminal apparatus having a restriction on the use of the frequency band.
  • An object of the present invention is to provide a wireless communication system that allocates a frequency band to a wireless communication system.
  • the present invention provides a wireless communication system having at least one terminal device and one communication device that perform communication in a plurality of frequency bands, and the terminal device includes the plurality of terminal devices.
  • the terminal device includes the plurality of terminal devices.
  • the frequency band information stored in the function information storage unit is read out
  • a terminal control unit that transmits the read frequency band information to the communication device via a first wireless communication unit, the communication device based on the frequency band information transmitted from the terminal device,
  • a base station controller that selects at least one frequency band from the plurality of frequency bands; and the frequency band selected by the base station controller.
  • a wireless communication system characterized in that it comprises a second radio communication unit that communicates with the terminal device and.
  • the frequency band information can be used simultaneously by the terminal device among the plurality of frequency bands as the usable frequency band and the simultaneously usable frequency band. Information including a combination of the frequency bands is included.
  • the present invention is characterized in that the frequency band information includes information given a priority order for selecting the plurality of frequency bands.
  • the terminal device may communicate using the selected frequency band due to a failure of the first wireless communication unit or use in another application.
  • the frequency band information stored in the function information storage unit An abnormality detection unit that deletes and updates the frequency band from the first wireless communication unit, and transmits the frequency band information updated by the abnormality detection unit to the communication device, and the base station control unit Selects at least one frequency band from the plurality of frequency bands based on the updated frequency band information, and the base station control unit selects the second radio communication unit Information indicating the frequency band and transmits to the terminal device, and wherein the communicating with the terminal device using said selected frequency band.
  • the function information storage unit stores a plurality of different frequency band information
  • the terminal control unit responds to a remaining battery level of the terminal device. Then, one frequency band information is selected from the plurality of different frequency band information stored in the function information storage unit, and is transmitted to the communication device via the first wireless communication unit.
  • the function information storage unit stores the frequency band information corresponding to each of an uplink and a downlink
  • the base station control unit includes the function information Based on the frequency band information stored in the storage unit, at least one frequency band is selected from the plurality of frequency bands for each of the uplink and the downlink.
  • the present invention is a communication method in a wireless communication system having at least one terminal device and one communication device that perform communication in a plurality of frequency bands
  • the terminal control unit includes: Read frequency band information indicating the number of frequency bands that can be used and the number of frequency bands that can be used simultaneously among the plurality of frequency bands stored in advance in the function information storage unit, and use the read frequency band information as a first wireless communication unit
  • the base station control unit selects at least one frequency band from the plurality of frequency bands based on the frequency band information transmitted from the terminal apparatus.
  • the second wireless communication unit transmits information indicating the selected frequency band to the terminal device and the selected frequency Is a wireless communication method characterized by using a band to communicate with the terminal device.
  • the present invention is a terminal apparatus in a wireless communication system having at least one terminal apparatus and one communication apparatus that perform communication in a plurality of frequency bands, and can be used among the plurality of frequency bands.
  • a function information storage unit in which frequency band information indicating the number of bands and the number of frequency bands that can be used simultaneously is stored in advance, and the frequency band information stored in the function information storage unit is read out, and the read out frequency band information
  • a terminal control unit that transmits to the communication device via a wireless communication unit.
  • the present invention is a communication apparatus in a wireless communication system having at least one terminal apparatus and one communication apparatus that perform communication in a plurality of frequency bands, and receives from the terminal apparatus, the terminal apparatus A base station controller that selects at least one frequency band from the plurality of frequency bands based on frequency band information indicating the number of frequency bands that can be used and the number of frequency bands that can be used simultaneously, and selected by the base station controller And a wireless communication unit that transmits information indicating the frequency band to the terminal device and communicates with the terminal device using the selected frequency band.
  • the present invention when the system frequency band is divided into a plurality of frequency bands, it is possible to efficiently allocate the frequency band to the terminal apparatus having restrictions on the use of the frequency band divided by the base station apparatus.
  • the terminal device 10 is a diagram illustrating an example of a frequency band that can be used in the system frequency band. It is a figure which shows an example of the information memorize
  • wireless communications system 100 in the embodiment it is a figure which shows the example of a sequence of the connection process which sets the frequency band which the base station apparatus 20 and the terminal device 10 use for communication. It is a figure which shows an example of the frequency band which the terminal device 10 in 2nd Embodiment can use among system frequency bands.
  • FIG. 5 It is a figure which shows an example of the frequency band information corresponding to the structure which uses the frequency band shown in FIG. 5 in the embodiment. It is a figure which shows an example of the frequency band which the terminal device 10 in 3rd Embodiment can use among system frequency bands. It is a figure which shows the frequency band which the terminal device 10 in 4th Embodiment can use among system frequency bands. It is a figure which shows an example of the information which the function information storage part 13 of the terminal device 10 in the embodiment memorize
  • FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a wireless communication system 100 according to the first embodiment.
  • the radio communication system 100 includes at least one or more terminal devices 10-1, 10-2,..., 10-n, and a base station device 20.
  • the terminal devices 10-1, 10-2,..., 10-n have the same configuration, and hereinafter, any or all of the terminal devices 10-1, 10-2,. Is representatively referred to as a terminal device 10.
  • the terminal device 10 includes an antenna 11, a wireless communication unit 12, a function information storage unit 13, a terminal control unit 14, and a communication band storage unit 15.
  • the wireless communication unit 12 communicates with the base station device 20 via the antenna 11.
  • the function information storage unit 13 stores frequency band information indicating frequency bands that can be used by the terminal device 10.
  • the terminal control unit 14 reads the frequency band information from the function information storage unit 13 and uniquely identifies the read frequency band information and the terminal device 10.
  • the connection request information including the identifier is output to the wireless communication unit 12.
  • the terminal control unit 14 reads and reads information indicating the frequency band used for communication with the base station device 20 from the connection permission information as a response to the connection request received by the wireless communication unit 12 from the base station device 20.
  • the information indicating the determined frequency band is written and stored in the communication band storage unit 15.
  • the communication band storage unit 15 stores a frequency band used when the wireless communication unit 12 communicates with the base station device 20.
  • the frequency band information is included as a part of information (UE Capability; terminal capability information) indicating the communication capability of the terminal device 10, and a terminal identifier for identifying the terminal device 10; It includes information for requesting connection with the base station device 20 and information indicating the use purpose of the communication.
  • the information indicating the usage purpose is information indicating, for example, voice communication, file transfer, data transfer requiring delay control, and the like, and may include a requested communication bandwidth and communication quality.
  • the base station apparatus 20 includes an antenna 21, a radio communication unit 22, a base station control unit 23, and a connected terminal storage unit 24.
  • the wireless communication unit 22 communicates with the terminal device 10 via the antenna 21.
  • the base station control unit 23 receives the connection request information received from the terminal device 10 by the wireless communication unit 22 and reads the frequency band information and the terminal identifier included in the input connection request information. Further, the base station control unit 23 selects at least one frequency band from the frequency bands indicated in the read frequency band information, and connects the input terminal identifier of the terminal device 10 and the selected frequency band to the connected terminal storage unit. 24 is written and stored, and connection permission information is generated as a response to the connection request information and output to the wireless communication unit 22.
  • the connected terminal storage unit 24 stores a terminal identifier of the terminal device 10 to which the own device is connected and a frequency band used for communication with the terminal device 10.
  • the connection permission information includes the terminal identifier of the terminal device 10 that requested the connection and information indicating the selected frequency band.
  • the frequency band selected by the base station control unit 23 is used for a downlink for transmitting data from the base station apparatus 20 to the terminal apparatus 10 and an uplink for transmitting data from the terminal apparatus 10 to the base station apparatus 20. .
  • the frequency band information stored in the function information storage unit 13 will be described.
  • a bit string having a 3-bit width of 001, 010, 011, 100, and 101 is sequentially assigned to each of the frequency bands Band1 to Band5.
  • the number of frequency bands 1 to 5 that can be used simultaneously by the terminal apparatus 10 is represented by 001 to 101 by 3 bits.
  • a bit string having a 3-bit width indicating the frequency band that can be used by the terminal apparatus 10 is sequentially arranged to generate a bit string, and a bit string in which 3 bits indicating the number of frequency bands that can be used at the end of the generated bit string is arranged as frequency band information.
  • the encoding of the frequency band information is predetermined, and the base station control unit 23 decodes the frequency band information having a predetermined bit configuration and simultaneously uses the frequency band that can be used by the terminal device 10. The number of usable frequency bands can be acquired.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a frequency band that the terminal device 10 can use in the system frequency band in the embodiment.
  • the terminal device 10 is shown in FIG. 2 when there is a limitation due to hardware configurations such as an RF (Radio Frequency) circuit, a baseband signal, and an antenna 11 included in the wireless communication unit 12, for example, the following limitation.
  • a frequency band is used.
  • the radio communication unit 12 of the terminal device 10 has two RF circuits as a hardware configuration, and one RF circuit uses the frequency band Band1 or the frequency band Band2 according to any one of the frequency bands Band1 and the frequency band Band2.
  • the other RF circuit can communicate with the base station apparatus 20 in either one of the frequency band Band2 and the frequency band Band3.
  • the wireless communication unit 12 having the hardware configuration described above can exclusively use Band1 and Band2 among the frequency bands Band1 to Band5 in the system frequency band, and can exclusively use Band2 and Band3. It is not compatible with Band4 and Band5, that is, cannot be used.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of information stored in the connection terminal storage unit 24 included in the base station device 20 in the embodiment.
  • the connected terminal storage unit 24 stores a terminal identifier of the currently connected terminal device 10 and information indicating the frequency band assigned to the terminal device 10 and used for communication in association with each other. For example, the frequency band “Band 1” and “Band 3” are stored in association with the terminal identifier “T0001”.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a sequence example of connection processing for setting a frequency band used for communication between the base station device 20 and the terminal device 10 in the wireless communication system 100 according to the embodiment.
  • the terminal control unit 14 reads the frequency band information from the function information storage unit 13, includes the read frequency band information and the terminal identifier of the own terminal device 10, and establishes connection with the base station device 20.
  • the requested connection request information is generated, and the generated connection request information is output to the wireless communication unit 12.
  • the wireless communication unit 12 transmits the connection request information output from the terminal control unit 14 to the base station device 20 via the antenna 11 (step S105).
  • the terminal device 10 transmits the connection request information using, for example, the frequency band used when the base station device 20 that is the connection request destination is detected by the cell search.
  • the wireless communication unit 22 receives the connection request information transmitted by the terminal device 10 and outputs the received connection request information to the base station control unit 23.
  • the base station control unit 23 reads the frequency band information included in the connection request information output from the wireless communication unit 22, and sets the frequency band information with the number of frequency bands that can be simultaneously used by the terminal device 10 indicated by the frequency band information as an upper limit.
  • the frequency band is selected from the frequency bands that can be used for communication by the terminal device 10 indicated by (step S110).
  • the base station control unit 23 reads the usage state of each of the frequency bands Band1 to Band5 included in the system frequency band from the connection terminal storage unit 24, and among the frequency bands that can be used for communication of the terminal device 10, the base station control unit 23 Are selected in order from the smallest number of other terminal devices 10 used. Further, the base station control unit 23 increases the number of frequency bands to be allocated according to the use of communication included in the connection request information, with the upper limit being the number of frequency bands with which the terminal apparatus 10 can communicate simultaneously. At this time, the base station control part 23 selects in order from the one with few other terminal devices 10 currently used for communication. As a result, the usage statuses of the frequency bands Band1 to Band5 are averaged.
  • the base station control unit 23 associates the terminal identifier of the terminal device 10 included in the connection request information with the frequency band selected in step S110, and outputs and writes it to the connection terminal storage unit 24 (step S115). Further, the base station control unit 23 includes information indicating the selected frequency band and a terminal identifier, generates connection permission information as a response to the received connection request, and transmits the generated connection permission information via the wireless communication unit 22 It transmits to the terminal device 10 which made the connection request (step S120).
  • the wireless communication unit 12 when the wireless communication unit 12 receives the connection permission information from the base station device 20, the wireless communication unit 12 outputs the received connection permission information to the terminal control unit 14.
  • the terminal control unit 14 writes and stores information indicating the frequency band included in the connection permission information output by the wireless communication unit 12 in the communication band storage unit 15 (step S125).
  • the wireless communication unit 12 of the terminal device 10 communicates with the base station device 20 using the frequency band stored in the communication band storage unit 15, and the wireless communication unit 22 of the base station device 20 stores the connection terminal storage. Communication with the terminal device 10 is performed using the frequency band corresponding to the terminal device 10 stored in the unit 24 (step S130).
  • the terminal device 10 when the terminal device 10 makes a connection request to the base station device 20, the terminal device 10 uses the connection request information indicating the connection request.
  • Information included in the connection request information transmitted to the base station device 20 including information indicating the communication capability of the terminal (UE Capability) such as the number of frequency bands that can be used and the number of frequency bands that can be used at the same time, and received by the base station device 20 Accordingly, by selecting the frequency band to be used for communication and the number thereof, it is possible to prevent wasteful allocation of radio resources that allocate a frequency band that cannot be used by the terminal device 10, and to efficiently allocate the frequency band. It can be assigned to the terminal device 10.
  • the base station control unit 23 assigns the frequency bands in order from the least number of terminal devices 10 as a condition for selecting a frequency band. However, for the purpose of equalizing the frequency of frequency use, for example, in each frequency band You may make it select in order with high communication quality according to the channel estimation value performed. Further, although the terminal apparatus 10 transmits the connection request information using the frequency band used in the cell search, the terminal apparatus 10 may transmit the connection request information using a predetermined frequency band.
  • the function information storage unit 13 stores the frequency band information transmitted from the terminal control unit 14 via the wireless communication unit 12 and the antenna 11 except that the content of the frequency band information is different. Since it is the same structure as 1st Embodiment, the content of frequency band information is demonstrated and other description is abbreviate
  • Band1 is the least significant bit for n bits of data
  • a frequency band is assigned to each bit in order, such as Band2 for the upper bit and Bandn for the most significant bit, and a bit corresponding to the frequency band that is an element of each combination for each frequency band combination that can be used exclusively “1” is assigned to the other bits, and other bits are represented as “0”.
  • the terminal device 10 is configured to use a frequency band as illustrated in FIG. 5 due to a limitation due to a hardware configuration or the like.
  • the frequency bands Band1 and Band2 can be used exclusively, the frequency band Band3 can be used without restriction, and the frequency bands Band4 and Band5 are not supported, that is, cannot be used.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of frequency band information corresponding to the configuration for using the frequency band shown in FIG. 5 in the embodiment.
  • the frequency band information stores five patterns indicating combinations of frequency bands that can be used exclusively, the same as the number of frequency bands. For example, “00011” is stored in pattern 1, indicating that frequency bands Band1 and Band2 can be used exclusively, “00100” is stored as pattern 2, and frequency band Band3 is stored in another frequency band. “00000” is stored as patterns 3 to 5 because there is no combination of frequency bands that can be used exclusively other than the above.
  • the terminal device 10 can use three frequency bands of Band1, Band2, and Band3 from the position (bit) where “1” is arranged, and the frequency band information is Since it has two patterns, the number of frequency bands that can be used simultaneously is 2, and the combinations of frequency bands that can be used from Pattern 1 and Pattern 2 are Band 1 only, Band 2 only, Band 3 only, Band 1 and Band 3 It is indicated that the combination is a combination of Band2 and Band3.
  • the terminal control unit 14 reads out the patterns 1 to 5 stored in the function information storage unit 13, and uses the bit string “00011 00100 00000 00000 00000” in which the read patterns 1 to 5 are arranged in order as frequency band information.
  • the data is transmitted to the base station device 20 via the communication unit 12. That is, the terminal apparatus 10 transmits to the base station apparatus 20 frequency band information indicating a frequency band that the terminal apparatus can use, the number of frequency bands that can be used simultaneously, and a combination of frequency bands that can be used.
  • the base station control part 23 can detect the frequency band which the terminal device 10 can use from the received frequency band information, and the number of frequency bands which can be used simultaneously.
  • the base station control unit 23 can select a frequency band used for communication with the terminal device 10 according to the received frequency band information.
  • the base station control unit 23 can prevent wasteful assignment such as assigning a combination of frequency bands that the terminal device 10 cannot use for communication at the same time, and a combination of frequency bands that cannot be used exclusively. Bandwidth can be used efficiently.
  • the base station control unit 23 preferentially allocates a frequency band with a low communication load to the terminal device 10 in accordance with the usage status of each frequency band and the communication quality of each frequency band in addition to the frequency band information. You may do it. Thereby, the radio
  • the function information storage unit 13 stores, and the content of frequency band information transmitted from the terminal control unit 14 via the wireless communication unit 12 and the antenna 11 is different. Since it is the same structure as 1st Embodiment, the content of frequency band information is demonstrated and other description is abbreviate
  • the frequency band information stored in the function information storage unit 13 is not a bit string in which frequency bands that can be used by the terminal device 10 are arranged in order, but a bit string in which 3 bits indicating the frequency bands are arranged in accordance with the priority order. In addition, the number of frequency bands that can be used simultaneously is arranged at the end of the bit string.
  • the function information storage unit 13 stores the frequency band information configured as described above. For example, as in the first embodiment, the terminal device 10 is configured to be able to use frequency bands as shown in FIG. 7 due to restrictions on the hardware configuration, and a priority order is provided for each usable frequency band. ing.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a frequency band that the terminal device 10 according to the third embodiment can use in the system frequency band.
  • the terminal device 10 can exclusively use the frequency bands Band1 and Band2, can exclusively use the frequency bands Band2 and Band3, and is incompatible with the frequency bands Band4 and Band5. There is no use.
  • the priority order to be used is provided in the order of the frequency bands Band1, Band3, and Band2.
  • the frequency band information the number of frequency bands that can be used simultaneously by the terminal device 10 is arranged at the end of a bit string in which 3 bits indicating each of the usable frequency bands Band1, Band3, and Band2 are arranged in this order. That is, the frequency band information is a bit string “001 011 010 010”. Further, in the base station apparatus 20, the base station control unit 23 determines the usage status and communication quality of each frequency band in order from the frequency band Band1 having the highest priority according to the frequency band information configured as described above. In response to this, it is determined whether or not to be allocated, and a frequency band to be allocated to the terminal device 10 is selected.
  • the frequency band information of the present embodiment is configured to have a priority order with respect to the frequency band, so that the base station control unit 23 of the base station apparatus 20 uses the frequency band that the terminal apparatus 10 has.
  • the frequency band can be allocated according to the priority order when performing.
  • the base station control part 23 can allocate a frequency band according to the priority which the terminal device 10 has similarly similarly, when allocating a some frequency band.
  • bits indicating usable frequency bands are arranged in order, but the meaning that “000” is not used may be assigned to the frequency bands Band 4 and Band 5 that cannot be used. .
  • the frequency band information is a bit string “001 011 010 000 000 010”.
  • ⁇ Fourth embodiment> As a fourth embodiment, a description will be given of the configuration of frequency band information in which different priority levels are provided for frequency bands according to the number of frequency bands used simultaneously with respect to the frequency bands used by the terminal device 10.
  • the function information storage unit 13 of the terminal device 10 stores the first bit except that the configuration of the bit string indicating the frequency band information transmitted from the terminal control unit 14 via the wireless communication unit 12 and the antenna 11 is different. Since it is the same structure as embodiment, the content of frequency band information is demonstrated and description of another structure is abbreviate
  • n (n ⁇ 2) a configuration of a bit string indicating a combination of frequency bands that can be used simultaneously and a priority of the combination
  • x C y are from different x-number of things, the total number of combinations to choose different y individual ones.
  • n ⁇ n C 1 bit a usable frequency band including a priority when using one frequency band is shown.
  • the first n bits of n ⁇ nC 1 bit indicate the highest priority frequency band, the subsequent n bits indicate the second highest priority frequency band, and the frequency bands are shown in order of higher priority thereafter.
  • “1” is assigned to the corresponding frequency band, and “0” is assigned to the other frequency bands.
  • the frequency band that can be used including priority and up to a bit string composed of r1 n-bit widths. “0” is assigned to the remaining n ⁇ (n ⁇ r1) bits in the n ⁇ n bits.
  • n ⁇ n C 2 bits a usable frequency band including a priority when two frequency bands are used simultaneously is shown. For every n bits, “1” is assigned to the bits corresponding to the two frequency bands to be combined in descending order of priority, and “0” is assigned to the other bits.
  • n ⁇ n C n bits a bit string including a priority order and indicating a usable frequency band is generated until n frequency bands are simultaneously used.
  • the frequency band information indicating the combination of the frequency band that can be used by the terminal apparatus 10 and the frequency band that can be used simultaneously can be transmitted to the base station apparatus 20, and the base station apparatus
  • the frequency band is allocated to the terminal device 10 according to the frequency band information received by the 20 base station control units 23.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating frequency bands that the terminal device 10 according to the fourth embodiment can use in the system frequency band.
  • the system frequency band is divided into five frequency bands Band1 to Band5.
  • the terminal device 10 can exclusively use the frequency bands Band1 and Band2, can exclusively use the frequency bands Band3 and Band4, and is incompatible with the frequency band Band5. Can not.
  • the priority order is set in the order of the frequency bands Band1, Band2, Band3, and Band4.
  • the priority is set in the order of a combination of frequency bands Band1 and Band3, a combination of Band2 and Band3, a combination of Band4 and Band1, and a combination of Band4 and Band2.
  • a bit string having a bit width is read out as frequency band information and transmitted to the base station apparatus 20 via the wireless communication unit 12.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of information stored in the function information storage unit 13 of the terminal device 10 in the embodiment when the priority order in the embodiment is set.
  • “00001 00010 00100 01000 00000” is stored.
  • Each bit string of 5 bit width is associated with frequency bands Band1 to Band5 in order from the least significant bit, and the frequency bands that can be used by the terminal device 10 are prioritized in the order of frequency bands Band1, Band2, Band3, and Band4. expressed.
  • “00101 00110 01001 01010 00000 00000 00000 00000 00000 00000 00000 00000 00000 00000” is stored.
  • each 5-bit-wide bit string is associated with frequency bands Band1 to Band5 in order from the least significant bit, and is a combination of frequency bands Band1, Band3, and a combination of Band2, Band3.
  • Band4, Band1 combination, Band4, Band2 combination are shown in order of combinations of frequency bands that can be used by the terminal apparatus 10, and selection priority is shown.
  • the base station control unit 23 selects a frequency band for communicating with the terminal device 10 according to the frequency band information described above, so that the frequency band is set according to the priority order of the terminal device 10. Can be assigned. Similarly, when allocating a plurality of frequency bands, the base station control unit 23 allocates frequency bands according to the priority order of the terminal device 10.
  • the base station controller 23 assigns a wasteful frequency band if three or more frequency bands are simultaneously assigned to the terminal device 10. Therefore, it is possible to omit the process for allocating three or more frequency bands, and to reduce the time for allocating the frequency band to the terminal device 10. Further, since the frequency band information of the present embodiment shows all the combinations of frequency bands that can be used by the terminal device 10, in the base station device 20, the frequency band information that can be used by the base station control unit 23 in the terminal device 10. Since the frequency band can be allocated without detecting the combination, the processing amount of the base station control unit 23 can be reduced.
  • a bit indicating the number of frequency bands that can be used simultaneously by the terminal device 10 may be arranged at the end of the bit string.
  • a bit string indicating a combination of frequency bands using three or more frequency bands at the same time becomes unnecessary, and by omitting these, the frequency band The amount of information included in the information can be reduced.
  • FIG. 10 is a schematic block diagram illustrating a configuration of a wireless communication system 500 according to the fifth embodiment.
  • the wireless communication system 500 includes at least one or more terminal devices 30-1, 30-2,..., 30-n, and a base station device (communication device) 20.
  • the terminal devices 30-1, 30-2,..., 30-n have the same configuration, and hereinafter, any or all of the terminal devices 30-1, 30-2,. Is represented as a terminal device 30.
  • the wireless communication system 500 includes a terminal device 30 that includes a terminal control unit 34 instead of the terminal control unit 14 included in the terminal device 10 of the first embodiment, a new abnormality detection unit 35, and a base station Since the apparatus 40 has the same configuration as the radio communication system 100 of the first embodiment, except that the apparatus 40 includes a base station control unit 43 instead of the base station control unit 23 of the base station apparatus 20 of the first embodiment. Corresponding parts are denoted by the same reference numerals (11 to 13, 15, 21, 22, 24), and the description thereof is omitted.
  • the abnormality detection unit 35 detects an abnormality of the communication function in the wireless communication unit 12 and is stored in the function information storage unit 13 when the wireless communication unit 12 cannot communicate with the base station device 40 due to the occurrence of the abnormality.
  • the frequency band information is read out, the information of the corresponding frequency band is changed, and the changed frequency band information is output to the function information storage unit 13 and stored therein.
  • the abnormality detection unit 35 outputs information indicating that the frequency band information has been updated to the terminal control unit 14.
  • the abnormality detection unit 35 stores in advance a frequency band information changing method for each abnormality that occurs, that is, a bit string to be updated.
  • the terminal control unit 34 reads out the frequency band information from the function information storage unit 13 when making a connection request to the base station device 40.
  • Connection request information including the frequency band information and a terminal identifier for uniquely identifying the terminal device 30 is output to the wireless communication unit 12.
  • the terminal control unit 34 uses the connection permission information as a response to the connection request received by the wireless communication unit 12 from the base station device 40 to indicate information indicating the frequency band used for communication with the base station device 40 as the connection permission information.
  • information indicating the read frequency band is written and stored in the communication band storage unit 15.
  • the terminal control unit 34 reads the frequency band information from the function information storage unit 13, and includes the read frequency band information.
  • the change information is transmitted to the base station device 40 via the wireless communication unit 12.
  • the connection change information is information that requests the change of the frequency band used for communication with the base station apparatus 40, including the frequency band information updated as described above and the terminal identifier.
  • the base station control unit 43 when the connection request information received from the terminal device 30 is input from the radio communication unit 22, the base station control unit 43 includes frequency band information and a terminal identifier included in the input connection request information.
  • the connection change information received from the terminal device 30 is input from the wireless communication unit 22
  • the frequency band information and the terminal identifier included in the input connection change information are read.
  • the base station control unit 43 selects at least one frequency band from the frequency bands indicated by the read frequency band information, and associates the selected frequency band with the read terminal identifier in the connected terminal storage unit 24. Write and store.
  • connection permission information includes the terminal identifier of the terminal device 30 that requested the connection and information indicating the selected frequency band.
  • FIG. 11 is a sequence example of connection processing for setting a frequency band used for communication between the base station device 40 and the terminal device 30 and a change for changing the frequency band used for communication in the wireless communication system 500 according to the embodiment. It is a figure which shows the sequence example of a process. In the figure, the operations from step S105 to step S130 are the same as the operations from step S105 to step S130 shown in FIG. Further, it is assumed that the function information storage unit 13 stores the frequency band information (FIG. 9) shown in the fourth embodiment.
  • the RF front-end circuit included in the wireless communication unit 12 of the terminal device 30 performs communication using the frequency band Band4 used for communication.
  • the abnormality detection unit 35 when detecting a failure of the wireless communication unit 12 (step S205), reads the frequency band information stored in the function information storage unit 13 and reads the read frequency Information indicating that the frequency band Band4 can be used is deleted from the band information to change the frequency band information, and the changed frequency band information is output and stored in the function information storage unit 13 (step S210).
  • the abnormality detection unit 35 stores “01000” in the case of “using one frequency band”, which is a bit string to be updated, and “01001” in the case of “using two frequency bands at the same time”. And “01010” is deleted or replaced with “00000” with respect to the frequency band information (FIG. 9) stored in the function information storage unit 13 to change the frequency band information. As a result, the base station control unit 43 of the base station device 40 cannot select the frequency band Band4.
  • the terminal control unit 34 When information indicating that the frequency band information has been changed is input from the abnormality detection unit 35, the terminal control unit 34 reads the changed frequency band information from the function information storage unit 13, and includes the read frequency band information. Then, connection change information for requesting a change in the frequency band used for communication is generated, and the generated connection change information is output to the wireless communication unit 12 to be transmitted to the base station apparatus 40 (step S215).
  • the base station control unit 43 reads the frequency band information and the terminal identifier included in the connection change information received by the wireless communication unit 22, and sets the number of frequency bands that can be used simultaneously by the terminal device 30 indicated by the read frequency band information as an upper limit.
  • the frequency band is selected from the frequency bands that can be used by the terminal device 30 indicated by the frequency band information (step S220).
  • the base station control unit 43 outputs the terminal identifier of the terminal device 10 that requested the connection change and the frequency band selected in step S220 in association with each other and outputs them to the connection terminal storage unit 24 (step S225). Further, the base station control unit 43 includes information indicating the selected frequency band, generates connection permission information as a response to the received connection change, and requests connection of the generated connection permission information via the wireless communication unit 22 It transmits to the terminal device 30 (step S230).
  • the wireless communication unit 12 when the wireless communication unit 12 receives the connection permission information from the base station device 40, the wireless communication unit 12 outputs the received connection permission information to the terminal control unit 14.
  • the terminal control unit 14 writes and stores information indicating the frequency band included in the connection permission information output by the wireless communication unit 12 in the communication band storage unit 15 (step S235).
  • the wireless communication unit 12 of the terminal device 30 communicates with the base station device 40 using the frequency band stored in the communication band storage unit 15, and the wireless communication unit 22 of the base station device 40 is connected to the connection terminal storage unit 24. Is communicated with the terminal device 30 using the frequency band corresponding to the terminal device 30 stored in (step S240).
  • the radio communication system 500 changes the frequency band used for communication between the terminal device 30 and the base station device 40, so that the communication cannot be continued due to a failure of the radio communication unit 12 of the terminal device 30.
  • the band can be deleted from the selection target, and communication can be continued using a frequency that does not fail.
  • the base station apparatus 40 can efficiently use the frequency band by preventing the useless frequency band allocation such as the allocation of the frequency band that the terminal apparatus 30 cannot use for communication.
  • the failure in the wireless communication unit 22 is, for example, a failure in an RF front end circuit (not shown) or a signal processing circuit (not shown) included in the wireless communication unit 22, and the detection of the failure flows in the circuit.
  • the measurement is performed by measuring the current value, measuring the energized state, etc., and determining whether the measurement result has deviated from the range of the normal use state indicated by a predetermined threshold. Further, not only the failure in the wireless communication unit 22 but also the failure of the antenna 21 and the frequency band where the failure or communication cannot be performed are selected even when data cannot be transmitted / received due to the significant deterioration in communication quality in the used frequency band. The same processing may be performed so that it is not performed.
  • a decrease in communication quality is detected by the wireless communication unit 12 using, for example, a channel estimation value calculated by channel estimation using a pilot signal transmitted from the base station device 40.
  • the RF front-end circuit and communication processing circuit included in the wireless communication unit 22 are used for other purposes, for example, MIMO or MBMS (Multimedia Broadcast / Multicast Service) / Multicast service), the same processing as described above can be performed.
  • the configuration is shown in which the frequency band used for communication is set when the terminal device requests connection to the base station device.
  • the frequency band used for communication may be set according to the change of the communication band required for communication.
  • the function information storage unit may be configured to store frequency band information for each of a plurality of operation modes.
  • a power saving mode and a normal mode are provided as operation modes, and the low power consumption mode supports frequency band information in which the number of frequency bands used simultaneously is reduced to reduce the power consumption of the terminal device from the communication speed.
  • the normal mode is associated with frequency band information corresponding to the number of frequency bands that can be used simultaneously by the terminal device.
  • the normal mode is “00011 00100 00000 00000 00000” and the power saving mode is “00111 00000 00000 00000 00000”.
  • the frequency band information indicates that the frequency bands Band1, Band2, and Band3 can be used exclusively. Therefore, the base station control unit of the base station apparatus can select any of the frequency bands Band1, Band2, and Band3. One frequency band is selected. Alternatively, only the frequency band Band3 may be selected by setting the power saving mode to “00100 00000 00000 00000 00000 00000”.
  • the frequency band information in the power saving mode is a bit string in which all bit strings corresponding to “two frequency bands are used simultaneously” are set to “0”, the same applies.
  • the number of frequency bands used for communication can be limited.
  • the terminal control unit may detect the remaining battery level of the terminal device and switch the above-described operation mode according to the remaining battery level. In this case, when the remaining battery level is equal to or less than a predetermined threshold, for example, when the remaining battery level is 30% or less, the terminal control unit obtains connection request information or connection update information using frequency band information corresponding to the power saving mode. Generate. In addition, the terminal control unit uses frequency band information corresponding to the normal mode when the remaining battery level is increased by charging or the like, or when power is supplied from the outside. In this way, it is possible to perform control to extend the time during which communication is possible by limiting the frequency band that can be used at the same time and reducing the power consumption according to the remaining amount of the battery.
  • a predetermined threshold for example, when the remaining battery level is 30% or less
  • the terminal control unit obtains connection request information or connection update information using frequency band information corresponding to the power saving mode. Generate.
  • the terminal control unit uses frequency band information corresponding to the normal mode when the remaining battery level is increased by charging or
  • the base station control unit of the base station apparatus is configured to select the frequency band used for the uplink and the downlink, but may be configured to select different frequency bands for the uplink and the downlink.
  • the frequency band information is information indicating a combination of a frequency band that can be used by the terminal device and a frequency band that can be used. However, as information indicating a combination of a frequency band that cannot be used by the terminal device and a frequency band that cannot be used in the system frequency band. Also good.
  • the terminal device and / or base station device described above may have a computer system inside.
  • each process of the connection process for setting the frequency band used for communication and the change process for changing the frequency band used for communication is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program.
  • the above processing is performed by the computer reading and executing this program.
  • the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like.
  • the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.

Landscapes

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Abstract

　無線通信システムは、少なくとも１つの端末装置と１つの通信装置とを有している。端末装置は、複数の周波数帯域のうち使用する周波数帯域及び同時に使用できる周波数帯域の数を示す周波数帯域情報が予め記憶されている機能情報記憶部と、機能情報記憶部に記憶されている周波数帯域情報を通信装置に送信する第１の無線通信部とを備えている。また、通信装置は、端末装置から送信された周波数帯域情報に基づいて、複数の周波数帯域から少なくとも１つの周波数帯域を選択する基地局制御部と、基地局制御部により選択された周波数帯域を使用して端末装置と通信する第２の無線通信部とを備えている。

Description

無線通信システム、無線通信方法、端末装置、及び、通信装置
　本発明は、無線通信システム、無線通信方法、端末装置、及び、通信装置に関する。
　本願は、２００９年５月２５日に、日本に出願された特願２００９－１２５４０８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　第４世代の無線通信システムであるＬＴＥ－Ａ（ＬＴＥ－Ａｄｖａｎｃｅｄ、ＩＭＴ－Ａなどとも称する）の標準化では、周波数的に連続した周波数帯域、もしくは、周波数的に不連続な複数の周波数帯域（２０ＭＨｚ～１００ＭＨｚ）を同時に使用して、高速、且つ、大容量の通信を実現する技術が検討されている（非特許文献１）。
　また、第３．９世代（ＬＴＥ）の無線通信システムに対する互換性を維持するために、ＬＴＥ－Ａに準拠した基地局装置では、ＬＴＥ－Ａにて使用する複数の周波数帯域を、旧世代の無線通信システムの周波数帯域ごとのコンポーネントキャリア（例えば、２０ＭＨｚなど）に分割し、旧世代の端末装置に対しては、コンポーネントキャリアのうちの１つを利用して通信し、ＬＴＥ－Ａの端末装置に対しては、複数の周波数帯域にわたるコンポーネントキャリアを複数同時に利用して通信することが検討されている。
　例えば、５つの周波数帯域Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５を有するＬＴＥ－Ａの基地局装置において、各周波数帯を２０ＭＨｚごとのコンポーネントキャリアに分割した場合、ＬＴＥ－Ａの基地局装置は、旧世代の端末装置とは、Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５の中のコンポーネントキャリアのいずれか１つを使って通信し、ＬＴＥ－Ａの端末装置とは、Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５全ての周波数帯域の複数のコンポーネントキャリアを利用して通信する。
　しかし、ＬＴＥ－Ａの仕様で定められるような広い周波数帯域を利用して通信を行うための端末装置用のＲＦ（Radio Frequency）フロントエンドの小型化、低消費電力化が困難であることなどから、端末装置は、使用する周波数帯域を制限し、制限した複数の周波数帯の中からコンポーネントキャリアの幾つかを同時に使用することにより、通信に使用する周波数帯域を広げて通信速度を向上させることが検討されている（非特許文献２、３）。
3GPP TR36.814 V0.4.1（2009-02), 3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Further Advancements for E-UTRA Physical Layer Aspects （Release 9) 3GPP寄書,R1-084405,"Spectrum Aggregation Operations - UE Impact Considerations" 3GPP寄書,R1-083225,"LTE-A Spectrum Aggregation Scenarios and Impact of UE"
　しかしながら、上述のように、複数の周波数帯域を使用する場合、端末装置が複数の周波数帯域を使用して基地局装置と通信をするためにどのような情報を端末装置から基地局装置に送信するかについて、まだ検討は行われていない。また、旧世代の端末装置では、基地局装置に通信可能な周波数帯域を示す情報を基地局装置に通知していたが、その情報のみでは、周波数帯域の効率的な割り当てを行うことができず、周波数帯域（無線リソース）の割り当てに無駄が生じてしまうという問題がある。例えば、基地局装置は、５つの周波数帯域Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５を含むシステム周波数帯域を使用して通信ができ、端末装置は、周波数帯域Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５を使用して通信可能であるが、ハードウエア資源の制約により同時に２つの周波数帯域しか利用できない場合、基地局装置が５つの周波数帯域Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５全てからコンポーネントキャリアを割り当てると、３つの周波数帯域のコンポーネントキャリアは利用されず、無線リソースの割り当てに無駄が生じる。また、端末装置において、使用する周波数帯域の組み合わせに制限がある場合も、無線リソースの割り当てに無駄が生じる可能性がある。
　本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、システム周波数帯域が複数の周波数帯域からなり、基地局装置が、周波数帯域の利用に制約を有する端末装置に対して効率的に周波数帯域を割り当てる無線通信システムを提供することにある。
　（１）上記問題を解決するために、本発明は、複数の周波数帯域において通信を行う少なくとも１つの端末装置と１つの通信装置とを有する無線通信システムであって、前記端末装置は、前記複数の周波数帯域のうち使用できる周波数帯域及び同時に使用できる周波数帯域の数を示す周波数帯域情報が予め記憶されている機能情報記憶部と、前記機能情報記憶部に記憶されている前記周波数帯域情報を読み出し、読み出した前記周波数帯域情報を第１の無線通信部を介して前記通信装置に送信する端末制御部とを備え、前記通信装置は、前記端末装置から送信された前記周波数帯域情報に基づいて、前記複数の周波数帯域から少なくとも１つの周波数帯域を選択する基地局制御部と、前記基地局制御部により選択された前記周波数帯域を使用して前記端末装置と通信する第２の無線通信部とを備えることを特徴とする無線通信システムである。
　（２）また、本発明は、上記記載の発明において、前記周波数帯域情報は、前記使用できる周波数帯域及び前記同時に使用できる周波数帯域として、前記複数の周波数帯域のうち、前記端末装置が同時に使用できる前記周波数帯域の組み合わせを示す情報を含むことを特徴とする。
　（３）また、本発明は、上記記載の発明において、前記周波数帯域情報には、前記複数の周波数帯域に対して選択する優先順位が付されている情報が含まれることを特徴とする。
　（４）また、本発明は、上記記載の発明において、前記端末装置は、前記第１の無線通信部の故障あるいは別の用途での使用により、選択された前記周波数帯域を使用して通信が行えなくなると、あるいは、前記通信装置との通信に使用している前記周波数帯域における通信品質が通信を維持できない程度までの低下を検出すると、前記機能情報記憶部に記憶されている前記周波数帯域情報から該周波数帯域を削除して更新する異常検出部を備え、前記第１の無線通信部は、前記異常検出部により更新された前記周波数帯域情報を前記通信装置に送信し、前記基地局制御部は、更新された前記周波数帯域情報に基づいて、前記複数の周波数帯域から少なくとも１つの周波数帯域を選択し、前記第２の無線通信部は、前記基地局制御部が選択した前記周波数帯域を示す情報を前記端末装置に送信すると共に、選択した前記周波数帯域を使用して前記端末装置と通信することを特徴とする。
　（５）また、本発明は、上記記載の発明において、前記機能情報記憶部は、異なる複数の前記周波数帯域情報を記憶し、前記端末制御部は、自端末装置が有するバッテリの残量に応じて、前記機能情報記憶部が記憶する前記異なる複数の周波数帯域情報より１つ周波数帯域情報を選択して前記第１の無線通信部を介して前記通信装置に送信することを特徴とする。
　（６）また、本発明は、上記記載の発明において、前記機能情報記憶部は、アップリンクとダウンリンクとそれぞれに対応する前記周波数帯域情報を記憶し、前記基地局制御部は、前記機能情報記憶部に記憶されている周波数帯域情報に基づいて、アップリンクとダウンリンクとそれぞれに対して前記複数の周波数帯域から少なくとも１つの周波数帯域を選択することを特徴とする。
　（７）また、本発明は、複数の周波数帯域において通信を行う少なくとも１つの端末装置と１つの通信装置とを有する無線通信システムにおける通信方法であって、前記端末装置において、端末制御部が、機能情報記憶部に予め記憶されている前記複数の周波数帯域のうち使用できる周波数帯域及び同時に使用できる周波数帯域の数を示す周波数帯域情報を読み出し、読み出した前記周波数帯域情報を第１の無線通信部を介して前記通信装置に送信し、前記通信装置において、基地局制御部が、前記端末装置から送信された前記周波数帯域情報に基づいて、前記複数の周波数帯域から少なくとも１つの周波数帯域を選択し、第２の無線通信部が、選択された前記周波数帯域を示す情報を前記端末装置に送信すると共に、選択された前記周波数帯域を使用して前記端末装置と通信することを特徴とする無線通信方法である。
　（８）また、本発明は、複数の周波数帯域において通信を行う少なくとも１つの端末装置と１つの通信装置とを有する無線通信システムにおける端末装置であって、前記複数の周波数帯域のうち使用できる周波数帯域及び同時に使用できる周波数帯域の数を示す周波数帯域情報が予め記憶されている機能情報記憶部と、前記機能情報記憶部に記憶されている前記周波数帯域情報を読み出し、読み出した前記周波数帯域情報を無線通信部を介して前記通信装置に送信する端末制御部とを備えることを特徴とする端末装置である。
　（９）また、本発明は、複数の周波数帯域において通信を行う少なくとも１つの端末装置と１つの通信装置とを有する無線通信システムにおける通信装置であって、前記端末装置から受信し、該端末装置が使用できる周波数帯域及び同時に使用できる周波数帯域の数を示す周波数帯域情報に基づいて、前記複数の周波数帯域から少なくとも１つの周波数帯域を選択する基地局制御部と、前記基地局制御部により選択された前記周波数帯域を示す情報を前記端末装置に送信すると共に、選択された前記周波数帯域を使用して前記端末装置と通信する無線通信部とを備えることを特徴とする通信装置である。
　この発明によれば、システム周波数帯域を複数の周波数帯域に分割した場合、基地局装置が分割した周波数帯域の利用に制約を有する端末装置に対して、効率的に周波数帯域を割り当てることができる。
第１実施形態における無線通信システム１００の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態において、端末装置１０がシステム周波数帯域のうち使用できる周波数帯域の一例を示す図である。 同実施形態において基地局装置２０が有する接続端末記憶部２４に記憶されている情報の一例を示す図である。 同実施形態における無線通信システム１００において、基地局装置２０と端末装置１０とが通信に使用する周波数帯域を設定する接続処理のシーケンス例を示す図である。 第２実施形態における端末装置１０がシステム周波数帯域のうち使用できる周波数帯域の一例を示す図である。 同実施形態における図５に示す周波数帯域の使用を行う構成に対応した周波数帯域情報の一例を示す図である。 第３実施形態における端末装置１０がシステム周波数帯域のうち使用できる周波数帯域の一例を示す図である。 第４実施形態における端末装置１０がシステム周波数帯域のうち使用できる周波数帯域を示す図である。 同実施形態における優先順位が設定されている場合、同実施形態における端末装置１０の機能情報記憶部１３が記憶する情報の一例を示す図である。 第５実施形態における無線通信システム５００の構成を示す概略ブロック図である。 同実施形態における無線通信システム５００において、基地局装置４０と端末装置３０とが通信に使用する周波数帯域を設定する接続処理のシーケンス例と、通信に使用する周波数帯域を変更する変更処理のシーケンス例とを示す図である。
　以下、本発明の実施形態による無線通信システム、基地局装置（通信装置）、端末装置、及び、無線通信方法を図面を参照して説明する。また、以下、無線通信システムのシステム周波数帯域が５つの周波数帯域Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５である場合を例にして説明する。
＜第１実施形態＞
　図１は、第１実施形態における無線通信システム１００の構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように、無線通信システム１００は、少なくとも1つ以上の端末装置１０－１、１０－２、…、１０－ｎと、基地局装置２０とを具備する。ここで、端末装置１０－１、１０－２、…、１０－ｎは、同じ構成を有し、以下、端末装置１０－１、１０－２、…、１０－ｎのいずれか、あるいは、全てを代表して示すときは、端末装置１０という。
　端末装置１０は、アンテナ１１と、無線通信部１２と、機能情報記憶部１３と、端末制御部１４と、通信帯域記憶部１５とを備える。
　端末装置１０において、無線通信部１２は、アンテナ１１を介して、基地局装置２０と通信を行う。機能情報記憶部１３には、自端末装置１０が使用可能な周波数帯域を示す周波数帯域情報が記憶されている。端末制御部１４は、基地局装置２０へ接続要求（attach要求）をする場合、機能情報記憶部１３より周波数帯域情報を読み出して、読み出した周波数帯域情報及び自端末装置１０を一意に識別する端末識別子を含む接続要求情報を無線通信部１２に出力する。また、端末制御部１４は、無線通信部１２が基地局装置２０から受信した接続要求の応答としての接続許可情報から、基地局装置２０との通信に使用する周波数帯域を示す情報を読み出し、読み出した周波数帯域を示す情報を通信帯域記憶部１５に書き込んで記憶させる。通信帯域記憶部１５には、無線通信部１２が基地局装置２０と通信をする際に使用する周波数帯域が記憶されている。
　ここで、接続要求情報には、周波数帯域情報が自端末装置１０の通信能力を示す情報（ＵＥ　Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ；端末能力情報）の一部として含まれると共に、自端末装置１０を識別する端末識別子と、基地局装置２０との接続を要求する情報と、当該通信の利用用途を示す情報を含む。また、利用用途を示す情報は、例えば、音声通信、ファイル転送、遅延制御が必要なデータ転送などを示す情報であり、要求する通信帯域幅及び通信品質を含めてもよい。
　基地局装置２０は、アンテナ２１と、無線通信部２２と、基地局制御部２３と、接続端末記憶部２４とを備える。基地局装置２０において、無線通信部２２は、アンテナ２１を介して端末装置１０と通信を行う。基地局制御部２３は、無線通信部２２が端末装置１０から受信した接続要求情報の入力を受け、入力された接続要求情報に含まれる周波数帯域情報及び端末識別子を読み出す。
　また、基地局制御部２３は、読み出した周波数帯域情報に示される周波数帯域から少なくとも１つの周波数帯域を選択し、入力された端末装置１０の端末識別子と、選択した周波数帯域とを接続端末記憶部２４に書き込んで記憶させると共に、接続要求情報に対する応答として接続許可情報を生成して無線通信部２２に出力する。接続端末記憶部２４には、自装置が接続している端末装置１０の端末識別子、当該端末装置１０と通信に使用している周波数帯域とを記憶している。ここで、接続許可情報には、接続を要求した端末装置１０の端末識別子と、選択した周波数帯域を示す情報とが含まれる。また、基地局制御部２３が選択した周波数帯域は、基地局装置２０から端末装置１０にデータを送信するダウンリンクと、端末装置１０から基地局装置２０にデータを送信するアップリンクとに用いられる。
　ここで、機能情報記憶部１３に記憶されている周波数帯域情報について説明する。
　例えば、周波数帯域Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５それぞれに対して、順に００１、０１０、０１１、１００、１０１の３ビット幅のビット列を割り当てる。また、端末装置１０が同時に使用できる周波数帯域の数、１～５を３ビットにより００１～１０１で表す。端末装置１０が使用できる周波数帯域を示す３ビット幅のビット列を順に並べてビット列を生成し、生成したビット列の最後に同時に使用できる周波数帯域の数を示す３ビットを配置したビット列を周波数帯域情報とする。
　なお、周波数帯域情報の符号化は、予め定められたものであり、基地局制御部２３は、予め定められたビット構成の周波数帯域情報を復号することにより端末装置１０が使用できる周波数帯域及び同時に使用できる周波数帯域の数を取得することができる。
　図２は、同実施形態において、端末装置１０がシステム周波数帯域のうち使用できる周波数帯域の一例を示す図である。
　端末装置１０は、無線通信部１２が有するＲＦ（Radio Frequency；無線周波数）回路、ベースバンド信号、アンテナ１１などのハードウエア構成による制限、例えば、以下のような制限を有する場合、図２に示すような周波数帯域の使用構成を有する。
　端末装置１０の無線通信部１２は、ハードウエア構成として、２つのＲＦ回路を有し、１つのＲＦ回路は、周波数帯域Ｂａｎｄ１と周波数帯域Ｂａｎｄ２とのいずれか一方の周波数帯域により、基地局装置２０と通信を行うことができ、他方のＲＦ回路は、周波数帯域Ｂａｎｄ２と周波数帯域Ｂａｎｄ３とのいずれか一方の周波数帯域により、基地局装置２０と通信を行うことができる。上述のようなハードウエア構成を有する無線通信部１２は、システム周波数帯域における周波数帯域Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５のうち、Ｂａｎｄ１とＢａｎｄ２とが排他的に使用可能であり、Ｂａｎｄ２とＢａｎｄ３とが排他的に利用可能であり、Ｂａｎｄ４とＢａｎｄ５とに対して非対応、すなわち、使用不可能である。
　図３は、同実施形態において基地局装置２０が有する接続端末記憶部２４に記憶されている情報の一例を示す図である。接続端末記憶部２４には、接続中の端末装置１０の端末識別子と、当該端末装置１０に割り当てられ、通信に使用している周波数帯域を示す情報とが対応付けて記憶されている。例えば、端末識別子「Ｔ０００１」には、周波数帯域「Ｂａｎｄ１」と「Ｂａｎｄ３」とが対応付けて記憶されている。
　図４は、同実施形態における無線通信システム１００において、基地局装置２０と端末装置１０とが通信に使用する周波数帯域を設定する接続処理のシーケンス例を示す図である。
　まず、端末装置１０において、端末制御部１４は、機能情報記憶部１３から周波数帯域情報を読み出して、読み出した周波数帯域情報及び自端末装置１０の端末識別子を含み、基地局装置２０との接続を要求する接続要求情報を生成し、生成した接続要求情報を無線通信部１２に出力する。無線通信部１２は、端末制御部１４が出力した接続要求情報をアンテナ１１を介して基地局装置２０に送信する（ステップＳ１０５）。
　ここで、端末装置１０は、例えば、接続要求先の基地局装置２０をセルサーチにより検出した際に用いた周波数帯域を使用して、接続要求情報を送信する。
　基地局装置２０において、無線通信部２２は、端末装置１０が送信した接続要求情報を受信し、受信した接続要求情報を基地局制御部２３に出力する。基地局制御部２３は、無線通信部２２が出力した接続要求情報に含まれる周波数帯域情報を読み出し、周波数帯域情報が示す端末装置１０が同時に使用できる周波数帯域の数を上限として、当該周波数帯域情報が示す端末装置１０が通信に使用できる周波数帯域から、周波数帯域を選択する（ステップＳ１１０）。
　ここで、基地局制御部２３は、システム周波数帯域に含まれるそれぞれの周波数帯域Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５の使用状態を接続端末記憶部２４から読み出して、端末装置１０の通信に使用できる周波数帯域のうち、通信に使用している他の端末装置１０が少ないものから順に選択する。また、基地局制御部２３は、端末装置１０が同時に通信できる周波数帯域数を上限として、接続要求情報に含まれる通信の利用用途に応じて割り当てる周波数帯域の数を増やす。このとき、基地局制御部２３は、通信に使用している他の端末装置１０が少ないものから順に選択する。これにより、周波数帯域Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５の利用状況を平均化する。
　基地局制御部２３は、接続要求情報に含まれる端末装置１０の端末識別子と、ステップＳ１１０にて選択した周波数帯域とを対応付けて、接続端末記憶部２４に出力して書き込む（ステップＳ１１５）。また、基地局制御部２３は、選択した周波数帯域を示す情報及び端末識別子を含み、受信した接続要求に対する応答としての接続許可情報を生成し、生成した接続許可情報を無線通信部２２を介して接続要求をした端末装置１０に送信する（ステップＳ１２０）。
　端末装置１０において、無線通信部１２は、基地局装置２０から接続許可情報を受信すると、受信した接続許可情報を端末制御部１４に出力する。端末制御部１４は、無線通信部１２が出力した接続許可情報に含まれた周波数帯域を示す情報を通信帯域記憶部１５に書き込んで記憶させる（ステップＳ１２５）。
　以降、端末装置１０の無線通信部１２は、通信帯域記憶部１５に記憶された周波数帯域を使用して基地局装置２０と通信を行い、基地局装置２０の無線通信部２２は、接続端末記憶部２４に記憶された端末装置１０に対応する周波数帯域を使用して端末装置１０と通信を行う（ステップＳ１３０）。
　上述のように、本実施形態の無線通信システム１００においては、端末装置１０が、基地局装置２０に対して接続要求を行う際に、接続要求を示す接続要求情報に、自端末装置１０が使用できる周波数帯域及び同時に使用できる周波数帯域の数などの自端末の通信能力を示す情報（ＵＥ　Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ）を含めて基地局装置２０に送信し、基地局装置２０が受信した接続要求情報に含まれる情報に応じて、通信に使用する周波数帯域及びその数を選択することにより、端末装置１０が使用できない周波数帯域を割り当るような無線リソースの無駄な割り当てを防ぐことができ、効率的に周波数帯域を端末装置１０に割り当てることができる。
　なお、基地局制御部２３が、周波数帯域を選択する条件として、端末装置１０が少ないものから順に割り当てたが、周波数の利用頻度を均等にする目的で他の要因、例えば、それぞれの周波数帯域において行われるチャネル推定値に応じて、通信品質の高い順に選択するようにしてもよい。また、端末装置１０は、セルサーチの際に使用した周波数帯域を使用して接続要求情報を送信するとしたが、予め定めた周波数帯域を使用して送信してもよい。
＜第２実施形態＞
　次に、第２実施形態として、端末装置１０の機能情報記憶部１３に記憶される周波数帯域情報を示すビット列に排他的に使用可能であるか否かを示す情報が含まれる構成について説明する。なお、第２実施形態における無線通信システムは、機能情報記憶部１３が記憶し、端末制御部１４が無線通信部１２、アンテナ１１を介して送信する周波数帯域情報の内容が異なる点を除いて、第１実施形態と同じ構成であるので、周波数帯域情報の内容について説明して、他の説明を省略する。
　端末装置１０が同時に使用できる周波数帯域の組み合わせを示す情報として、システム周波数帯域がｎ個の周波数帯域Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄｎに分割されている場合、ｎビットのデータに対して、最下位ビットにＢａｎｄ１、その上位ビットにＢａｎｄ２、最上位ビットにＢａｎｄｎ、というように各ビットに対して順に周波数帯域を割り当て、排他的に使用可能な周波数帯域の組み合わせごとに、各組み合わせの要素となる周波数帯域に対応したビットに”１”を割り当て、その他のビットを”０”として表す。
　例えば、端末装置１０は、ハードウエア構成などによる制限により、図５に示すような周波数帯域の使用を行う構成とする。図５は、同実施形態における端末装置１０がシステム周波数帯域のうち使用できる周波数帯域の一例を示す図である。図示するように、周波数帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２が排他的に使用可能であり、周波数帯域Ｂａｎｄ３が制約なく利用可能であり、周波数帯域Ｂａｎｄ４、Ｂａｎｄ５が非対応、すなわち、利用不可能である。
　図６は、同実施形態における図５に示す周波数帯域の使用を行う構成に対応した周波数帯域情報の一例を示す図である。図示するように、周波数帯域情報は、排他的に利用できる周波数帯域の組み合わせを示すパターンが周波数帯域の数と同じ５つ記憶されている。例えば、パターン１には、”０００１１”が記憶され、周波数帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２が排他的に使用可能であることを表し、パターン２として”００１００”が記憶され、周波数帯域Ｂａｎｄ３は、他の周波数帯域の利用に制限されずに使用可能であることを表し、上記以外に排他的に使用可能な周波数帯域の組み合わせがないので、パターン３～５として”０００００”が記憶される。
　周波数帯域情報のパターン１及びパターン２において、”１”が配置されている位置（ビット）から、端末装置１０は、Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ３の３つの周波数帯域が使用でき、また、周波数帯域情報が２つのパターンを有することから、同時に使用できる周波数帯域の数は２であり、更に、パターン１及びパターン２から使用できる周波数帯域の組み合わせは、Ｂａｎｄ１のみ、Ｂａｎｄ２のみ、Ｂａｎｄ３のみ、Ｂａｎｄ１とＢａｎｄ３との組み合わせ、及び、Ｂａｎｄ２とＢａｎｄ３との組み合わせであることが示される。
　また、端末制御部１４は、機能情報記憶部１３に記憶されているパターン１～５を読み出し、読み出したパターン１～５を順に並べたビット列”00011 00100 00000 00000 00000”を周波数帯域情報として、無線通信部１２を介して基地局装置２０に送信する。すなわち、端末装置１０は、自端末装置の使用できる周波数帯域、同時に使用できる周波数帯域の数、及び、使用できる周波数帯域の組み合わせを示す周波数帯域情報を基地局装置２０に送信する。
　これにより、基地局装置２０において、基地局制御部２３は、受信した周波数帯域情報から端末装置１０が使用できる周波数帯域及び同時に使用できる周波数帯域の数を検出することができる。基地局制御部２３は、受信した周波数帯域情報に応じて端末装置１０との通信に使用する周波数帯域を選択することができる。その結果、基地局制御部２３は、端末装置１０が同時に通信に使用することができない周波数帯域の組み合わせ、排他的に利用できない周波数帯域の組み合わせを割り当てるような無駄な割り当てを防ぐことができ、周波数帯域を効率的に使用することができる。
　更に、基地局制御部２３が、周波数帯域情報に加えて、周波数帯域それぞれの使用状況と、周波数帯域それぞれの通信品質とに応じて、通信負荷の低い周波数帯域を優先的に端末装置１０に割り当てるようにしてもよい。これにより、無線通信システム１００は、通信による伝送効率を向上させることができる。
＜第３実施形態＞
　次に、第３実施形態として、端末装置１０が使用する周波数帯域に優先順位が設けられた構成について説明する。なお、第３実施形態における無線通信システムは、機能情報記憶部１３が記憶し、端末制御部１４が無線通信部１２、アンテナ１１を介して送信する周波数帯域情報の内容が異なる点を除いて、第１実施形態と同じ構成であるので、周波数帯域情報の内容について説明して、その他の説明を省略する。
　機能情報記憶部１３に記憶される周波数帯域情報は、端末装置１０が使用できる周波数帯域を順に並べたビット列ではなく、優先順位に従って周波数帯域を示す３ビットそれぞれが並べられたビット列である。また、ビット列の最後に、同時に使用できる周波数帯域の数を配置する。機能情報記憶部１３は、このように構成された周波数帯域情報を記憶している。
　例えば、端末装置１０は、第１実施形態と同じように、ハードウエア構成の制約により、図７に示すような周波数帯域を使用可能な構成であり、使用できる周波数帯域それぞれに優先順位が設けられている。図７は、第３実施形態における端末装置１０がシステム周波数帯域のうち使用できる周波数帯域の一例を示す図である。
　図示するように、端末装置１０は、周波数帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２を排他的に使用することができ、周波数帯域Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ３を排他的に使用することができ、周波数帯域Ｂａｎｄ４、Ｂａｎｄ５には非対応であり使用することができない。また、周波数帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ３、Ｂａｎｄ２の順に、使用する優先順位が設けられている。
　この場合、周波数帯域情報は、使用できる周波数帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ３、Ｂａｎｄ２の順にそれぞれを示す３ビットが並べられたビット列の最後に、端末装置１０が同時に使用できる周波数帯域の数が配置されている。すなわち、周波数帯域情報は、ビット列”001 011 010 010”となる。
　また、基地局装置２０において、基地局制御部２３は、上述のように構成された周波数帯域情報に応じて、優先順位の高い周波数帯域Ｂａｎｄ１から順に、周波数帯域それぞれの使用状況及び通信品質などに応じて割り当てられるか否かを判定し、端末装置１０に割り当てる周波数帯域を選択する。
　上述のように、本実施形態の周波数帯域情報は、周波数帯域に対して優先順位を有する構成とすることにより、基地局装置２０の基地局制御部２３は、端末装置１０が有する周波数帯域を使用する際の優先順位に応じて周波数帯域を割り当てることができる。また、基地局制御部２３は、複数の周波数帯域を割り当てる場合も同様に、端末装置１０が有する優先順位に応じて周波数帯域を割り当てることができる。
　なお、周波数帯域情報には、使用できる周波数帯域を示すビットが順に並べられるとしたが、使用できない周波数帯域Ｂａｎｄ４、Ｂａｎｄ５に対して、”000”を使用しないという意味を割り当て、構成してもよい。その場合、周波数帯域情報は、ビット列”001 011 010 000 000 010”となる。
＜第４実施形態＞
　第４実施形態として、端末装置１０が使用する周波数帯域に対して、同時に使用する周波数帯域の数に応じて周波数帯域に異なる優先順位を設けた周波数帯域情報の構成について説明する。このとき、端末装置１０の機能情報記憶部１３が記憶し、端末制御部１４が無線通信部１２、アンテナ１１を介して送信する周波数帯域情報を示すビット列の構成が異なる点を除いて、第１実施形態と同じ構成であるので、周波数帯域情報の内容について説明し、他の構成の説明を省略する。
　周波数帯域情報には、同時に使用できる周波数帯域の組み合わせと、その組み合わせの優先順位を示すビット列の構成として、本実施形態の無線通信システムにおける周波数帯域の数をｎ（ｎ≧２）とした場合、ｍビット幅（ｍ＝ｎ×（ｎＣ１＋ｎＣ２＋…＋ｎＣｎ））のビット列をｎビットごとに区切り、各ｎビットそれぞれのビットを最下位ビットから最上位ビットに向かって順に周波数帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２、…、Ｂａｎｄｎに割り当てる。なお、ｘＣｙは、異なるｘ個のものから、異なるｙ個のものを選ぶ組み合わせの総数を示す。
　最初のｎ×ｎＣ１ビットにおいて、１つの周波数帯域を使用する場合の優先順位を含む使用できる周波数帯域を示す。ｎ×ｎＣ１ビットの最初のｎビットにより最も優先順位の高い周波数帯域を示し、続くｎビットにより２番目に優先順位の高い周波数帯域を示し、以降、優先順位の高い順に周波数帯域を示す。このとき、該当する周波数帯域に”１”を割り当て、それ以外の周波数帯域に”０”を割り当てる。
　端末装置１０において、少なくとも単独で使用できる周波数帯域の数が、ｎより小さいｒ１（ｒ１＞０）の場合には、ｒ１個のｎビット幅からなるビット列までが優先順位を含み使用できる周波数帯域を示す情報となり、ｎ×ｎビット中の残りｎ×（ｎ－ｒ１）ビットには、”０”が割り当てられる。
　次のｎ×ｎＣ２ビットにおいて、２つの周波数帯域を同時に使用する場合の優先順位を含む使用できる周波数帯域を示す。ｎビットごとに、優先順位の高い順に組み合わせる２つの周波数帯域に対応するビットに”１”を割り当て、他のビットに”０”を割り当てる。
　以下、同様に、ｎ×ｎＣｎビットにおいて、ｎ個の周波数帯域を同時に使用する場合まで、優先順位を含み、使用できる周波数帯域を示すビット列を生成する。
　上述のように、周波数帯域情報を構成することにより、端末装置１０の使用できる周波数帯域及び同時に使用できる周波数帯域の組み合わせを示す周波数帯域情報を基地局装置２０に送信することができ、基地局装置２０の基地局制御部２３が受信した周波数帯域情報に応じて、周波数帯域を端末装置１０に割り当てる。これにより、端末装置１０が同時に使用できない周波数帯域の組み合わせを割り当てるような無駄な周波数帯域の割り当てを防ぐことができ、周波数帯域を効率的に使用することができる。
　図８及び図９を参照して、本実施形態における端末制御部１４が生成するビット列の一例を示して説明する。図８は、第４実施形態における端末装置１０がシステム周波数帯域のうち使用できる周波数帯域について示す図である。
　図８に示すように、システム周波数帯域は、５つの周波数帯域Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５に分けられている。また、端末装置１０は、周波数帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２を排他的に使用することができ、周波数帯域Ｂａｎｄ３、Ｂａｎｄ４を排他的に使用することができ、周波数帯域Ｂａｎｄ５には非対応であり使用することができない。
　また、図示していないが、１つの周波数帯域を使用する場合、周波数帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ３、Ｂａｎｄ４の順に優先順位が設定されている。更に、２つの周波数帯域を同時に使用する場合、周波数帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ３の組み合わせ、Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ３の組み合わせ、Ｂａｎｄ４、Ｂａｎｄ１の組み合わせ、Ｂａｎｄ４、Ｂａｎｄ２の組み合わせの順に優先順位が設定されている。
　このとき、端末装置１０において、端末制御部１４は、機能情報記憶部１３から図９に示すような１５５（＝５×（５Ｃ１＋５Ｃ２＋５Ｃ３＋５Ｃ４＋５Ｃ５））ビット幅のビット列を周波数帯域情報として読み出して、無線通信部１２を介して基地局装置２０に送信する。
　図９は、同実施形態における優先順位が設定されている場合、同実施形態における端末装置１０の機能情報記憶部１３が記憶する情報の一例を示す図である。１つの周波数帯域を使用する場合には、”00001 00010 00100 01000 00000”が記憶されている。５ビット幅の各ビット列は、最下位ビットから順に周波数帯域Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５が対応付けられており、周波数帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ３、Ｂａｎｄ４の順に端末装置１０が使用できる周波数帯域が優先順位付けられて表される。
　また、２つの周波数帯域を同時に使用する場合には、”00101 00110 01001 01010 00000 00000 00000 00000 00000 00000”が記憶されている。１つの周波数帯域を使用する場合と同様に、５ビット幅の各ビット列は、最下位ビットから順に周波数帯域Ｂａｎｄ１～Ｂａｎｄ５が対応付けられており、周波数帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ３の組み合わせ、Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ３の組み合わせ、Ｂａｎｄ４、Ｂａｎｄ１の組み合わせ、Ｂａｎｄ４、Ｂａｎｄ２の組み合わせの順に端末装置１０が使用できる周波数帯域の組み合わせが示されると共に、選択の優先順位が示されている。
　基地局装置２０において、基地局制御部２３は、上述の周波数帯域情報に応じて、端末装置１０と通信を行う周波数帯域を選択することにより、端末装置１０が有する優先順位に応じて周波数帯域を割り当てることができる。また、基地局制御部２３は、複数の周波数帯域を割り当てる場合も同様に、端末装置１０が有する優先順位に応じて周波数帯域を割り当てる。
　また、ビット列の後半の８０ビットに全て”０”が割り当てられていることから、基地局制御部２３は、端末装置１０に対して３つ以上の周波数帯域を同時に割り当てると無駄な周波数帯域の割り当てが発生すると判定し、３つ以上の周波数帯域の割り当てに対する処理を省くことができ、端末装置１０に対して周波数帯域を割り当てる際の時間を短縮することができる。
　また、本実施形態の周波数帯域情報は、端末装置１０が使用できる周波数帯域の組み合わせが全て示されているので、基地局装置２０において、基地局制御部２３が端末装置１０で使用できる周波数帯域の組み合わせを検出することなく、周波数帯域の割当てを行うことができるので基地局制御部２３の処理量を減らすことができる。
　なお、ビット列の最後に、端末装置１０が同時に使用できる周波数帯域の数を示すビットを配置するようにしてもよい。これにより、例えば、図７に示した周波数帯域の組み合わせを示す周波数帯域情報において、３つ以上の周波数帯域を同時に使用する周波数帯域の組み合わせを示すビット列は不要になり、これらを省くことにより周波数帯域情報が含む情報量を減らすことができる。
＜第５実施形態＞
　図１０は、第５実施形態における無線通信システム５００の構成を示す概略ブロック図である。図１０に示すように、無線通信システム５００は、少なくとも１つ以上の端末装置３０－１、３０－２、…、３０－ｎと、基地局装置（通信装置）２０とを具備する。ここで、端末装置３０－１、３０－２、…、３０－ｎは、同じ構成を有し、以下、端末装置３０－１、３０－２、…、３０－ｎのいずれか、あるいは、全てを代表して示すときは端末装置３０という。無線通信システム５００は、端末装置３０が第１実施形態の端末装置１０が備える端末制御部１４に替えて端末制御部３４を備える点と、異常検出部３５を新たに備える点、更に、基地局装置４０が第１実施形態の基地局装置２０が備える基地局制御部２３に替えて基地局制御部４３を備える点を除いて、第１実施形態の無線通信システム１００と同じ構成であるので、該当する箇所には同じ符号（１１～１３、１５、２１、２２、２４）を付して、その説明を省略する。
　異常検出部３５は、無線通信部１２における通信機能の異常を検出し、異常の発生により無線通信部１２が基地局装置４０との通信を行うことができない場合、機能情報記憶部１３に記憶されている周波数帯域情報を読み出して該当周波数帯域の情報を変更し、変更した周波数帯域情報を機能情報記憶部１３に出力して記憶させる。また、異常検出部３５は、周波数帯域情報を更新したことを示す情報を端末制御部１４に出力する。
　ここで、異常検出部３５は、発生する異常ごとに周波数帯域情報の変更方法、すなわち更新するビット列を予め記憶している。
　端末制御部３４は、第１実施形態の端末制御部１４（図１）と同様に、基地局装置４０への接続要求をする場合、機能情報記憶部１３か周波数帯域情報を読み出して、読み出した周波数帯域情報及び自端末装置３０を一意に識別する端末識別子を含む接続要求情報を無線通信部１２に出力する。また、端末制御部３４は、無線通信部１２が基地局装置４０から受信した接続要求の応答としての接続許可情報から、基地局装置４０との通信に使用する周波数帯域を示す情報を接続許可情報から読み出し、読み出した周波数帯域を示す情報を通信帯域記憶部１５に書き込んで記憶させる。
　更に、端末制御部３４は、異常検出部３５から周波数帯域情報を更新したことを示す情報が入力されると、機能情報記憶部１３から周波数帯域情報を読み出して、読み出した周波数帯域情報を含む接続変更情報を無線通信部１２を介して基地局装置４０に送信する。ここで、接続変更情報は、上述のように更新された周波数帯域情報と、端末識別子とを含み、基地局装置４０との通信に使用している周波数帯域の変更を要求する情報である。
　無線基地局装置４０において、基地局制御部４３は、端末装置３０から受信した接続要求情報が無線通信部２２から入力されると、入力された接続要求情報に含まれる周波数帯域情報及び端末識別子とを読み出し、端末装置３０から受信した接続変更情報が無線通信部２２から入力されると、入力された接続変更情報に含まれる周波数帯域情報及び端末識別子とを読み出す。
　また、基地局制御部４３は、読み出した周波数帯域情報に示される周波数帯域から少なくとも１つの周波数帯域を選択し、選択した周波数帯域と、読み出した端末識別子とを対応付けて接続端末記憶部２４に書き込んで記憶させる。また、基地局制御部４３は、接続要求情報、及び、接続変更情報に対する応答として接続許可情報を生成し、生成した接続許可情報を無線通信部２２に出力して端末装置３０に送信させる。ここで、接続許可情報には、接続を要求した端末装置３０の端末識別子と、選択した周波数帯域を示す情報とが含まれる。
　図１１は、同実施形態における無線通信システム５００において、基地局装置４０と端末装置３０とが通信に使用する周波数帯域を設定する接続処理のシーケンス例と、通信に使用する周波数帯域を変更する変更処理のシーケンス例とを示す図である。
　図において、ステップＳ１０５～ステップＳ１３０の動作は、第１実施形態の図４に示したステップＳ１０５～ステップＳ１３０の動作と同じであるので説明を省略する。また、機能情報記憶部１３には、第４実施形態において示した周波数帯域情報(図９)が記憶されているものとする。
　端末装置３０と基地局装置４０とが通信を行っているときに、端末装置３０の無線通信部１２が有するＲＦフロントエンド回路（不図示）において、通信に使用している周波数帯域Ｂａｎｄ４による通信を続行することができない故障が発生した場合、異常検出部３５は、無線通信部１２の故障を検出すると（ステップＳ２０５）、機能情報記憶部１３に記憶されている周波数帯域情報を読み出し、読み出した周波数帯域情報から周波数帯域Ｂａｎｄ４を使用できることを示す情報を削除して周波数帯域情報を変更し、変更した周波数帯域情報を機能情報記憶部１３に出力して記憶させる（ステップＳ２１０）。
　ここで、異常検出部３５は、予め記憶している更新するビット列である「１つの周波数帯域を使用」する場合の「０１０００」と、「２つの周波数帯域を同時に使用」する場合の「０１００１」及び「０１０１０」とを削除、あるいは、「０００００」に置き換えを、機能情報記憶部１３が記憶している周波数帯域情報（図９）に対して行い周波数帯域情報を変更する。これにより、基地局装置４０の基地局制御部４３は、周波数帯域Ｂａｎｄ４を選択することができなくなる。
　端末制御部３４は、異常検出部３５から周波数帯域情報を変更したことを示す情報が入力されると、機能情報記憶部１３から変更された周波数帯域情報を読み出して、読み出した周波数帯域情報を含み、通信に用いている周波数帯域の変更を要求する接続変更情報を生成し、生成した接続変更情報を無線通信部１２に出力して基地局装置４０に送信させる（ステップＳ２１５）。
　基地局制御部４３は、無線通信部２２が受信した接続変更情報に含まれる周波数帯域情報及び端末識別子を読み出し、読み出した周波数帯域情報が示す端末装置３０が同時に使用できる周波数帯域の数を上限として、当該周波数帯域情報が示す端末装置３０が使用できる周波数帯域から、周波数帯域を選択する（ステップＳ２２０）。
　基地局制御部４３は、接続変更を要求した端末装置１０の端末識別子と、ステップＳ２２０において選択した周波数帯域とを対応付けて接続端末記憶部２４に出力して書き込む（ステップＳ２２５）。
　また、基地局制御部４３は、選択した周波数帯域を示す情報を含み、受信した接続変更に対する応答として接続許可情報を生成し、生成した接続許可情報を無線通信部２２を介して接続を要求した端末装置３０に送信する（ステップＳ２３０)。
　端末装置３０において、無線通信部１２は、基地局装置４０から接続許可情報を受信すると、受信した接続許可情報を端末制御部１４に出力する。端末制御部１４は、無線通信部１２が出力した接続許可情報に含まれた周波数帯域を示す情報を通信帯域記憶部１５に書き込んで記憶させる（ステップＳ２３５）。
　端末装置３０の無線通信部１２は、通信帯域記憶部１５に記憶された周波数帯域を使用して基地局装置４０と通信を行い、基地局装置４０の無線通信部２２は、接続端末記憶部２４に記憶された端末装置３０に対応する周波数帯域を使用して端末装置３０と通信を行う（ステップＳ２４０）。
　上述のように、無線通信システム５００は、端末装置３０と基地局装置４０との通信に用いる周波数帯域を変更することで、端末装置３０の無線通信部１２の故障により通信を続けることができない周波数帯域を選択対象から削除することができ、故障していない周波数を利用して通信を続けることができる。また、基地局装置４０は、端末装置３０が通信に使用できない周波数帯域を割り当てるような、無駄な周波数帯域の割り当てを防ぐことにより効率的な周波数帯域の利用を行うことができる。
　なお、無線通信部２２における故障とは、例えば、無線通信部２２に含まれるＲＦフロントエンド回路（不図示）や信号処理回路(不図示)などの故障であり、故障の検出は、回路に流れる電流値の測定、通電状態の測定などを行い、測定結果が予め定められた閾値で示される通常の使用状態の範囲を逸脱したか否かを判定することにより行う。
　また、無線通信部２２における故障だけでなく、アンテナ２１の故障、使用している周波数帯域において著しい通信品質の低下によりデータの送受信が行えない場合においても、故障又は通信の行えない周波数帯域が選択されなくなるように、同様の処理を行ってもよい。このとき通信品質の低下は、例えば、無線通信部１２が、基地局装置４０から送信されるパイロット信号を用いたチャネル推定により算出されるチャネル推定値などを用いて検出する。
　また、故障や通信劣化だけでなく、無線通信部２２に含まれるＲＦフロントエンド回路や通信処理回路などを別の用途で利用する場合、例えばＭＩＭＯやＭＢＭＳ（Multimedia Broadcast/Multicast Service：マルチメディア・ブロードキャスト／マルチキャスト・サービス）用として利用する場合にも、上述したような同様の処理を行うことが可能である。
　なお、上述の第１実施形態から第５実施形態において、端末装置から基地局装置に接続を要求する際に、通信に使用する周波数帯域を設定する構成を示したが、通信を行っている最中に、通信が要求する通信帯域の変更などに応じて、通信に使用する周波数帯域を設定するようにしてもよい。
　また、上述の第１実施形態から第５実施形態において、機能情報記憶部には、複数の動作モードごとに周波数帯域情報が記憶される構成としてもよい。例えば、動作モードとして、省電力モードと通常モードとを設け、低消費電力モードには、通信速度より端末装置の消費電力を低減させるために同時に使用する周波数帯域数を減らした周波数帯域情報を対応付け、通常モードには、端末装置が同時に使用できる周波数帯域の数に応じた周波数帯域情報を対応付ける。端末装置のユーザの操作などにより、動作モードを切り替えることにより、端末装置における消費電力に応じた周波数帯域の選択を行うことができる。
　例えば、第２実施形態における周波数帯域情報の構成では、通常モードを”00011 00100 00000 00000 00000”とし、省電力モードを”00111 00000 00000 00000 00000”とする。これにより、省電力モードにおいては、周波数帯域情報は、周波数帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ３が排他的に使用できることを示すので、基地局装置の基地局制御部は、周波数帯域Ｂａｎｄ１、Ｂａｎｄ２、Ｂａｎｄ３のいずれか１つの周波数帯域を選択することになる。また、省電力モードを”00100 00000 00000 00000 00000”とすることにより、周波数帯域Ｂａｎｄ３のみを選択するようにしてもよい。また、第４実施形態における周波数帯域情報の構成では、省電力モードの周波数帯域情報は、「２つの周波数帯域を同時に使用」に対応するビット列を全て’0’にしたビット列とすれば、同様に、通信に使用する周波数帯域の数を制限することができる。
　更に、端末制御部は、端末装置が有するバッテリの残量を検出し、バッテリの残量に応じて上述の動作モードを切り替えるようにしてもよい。この場合、バッテリ残量が予め定めた閾値以下、例えば、バッテリ残量が３０％以下になると、端末制御部は、省電力モードに対応した周波数帯域情報を用いて接続要求情報又は接続更新情報を生成する。また、端末制御部は、バッテリ残量が充電等により増加した場合、あるいは、外部から電源が供給された場合には、通常モードに対応した周波数帯域情報を用いる。このように、バッテリの残量に応じて、同時に使用できる周波数帯域を制限して消費電力を低減することにより、通信できる時間を延ばす制御を行うことができる。
　なお、上述の第１実施形態から第５実施形態において、一例としてシステム周波数帯域を５つの周波数帯域に分けた場合について説明したが、システム周波数帯域を２つ以上の周波数帯域に分けた場合についても適用できる。また、基地局装置の基地局制御部は、アップリンクとダウンリンクとに使用する周波数帯域を選択する構成としたが、アップリンクとダウンリンクとそれぞれに異なる周波数帯域を選択するようにしてもよい。
　また、周波数帯域情報は、端末装置が使用できる周波数帯域及び使用できる周波数帯域の組み合わせを示す情報としたが、システム周波数帯域において端末装置が使用できない周波数帯域及び使用できない周波数帯域の組み合わせを示す情報としてもよい。
　上述の端末装置又は基地局装置、あるいは、その両方は内部に、コンピュータシステムを有していてもよい。その場合、上述した通信に使用する周波数帯域を設定する接続処理、及び、通信に使用する周波数帯域を変更する変更処理それぞれの過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われることになる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
　基地局装置が、端末装置との通信に用いる周波数帯域を選択する移動体通信及び固定通信に適用できる。
　１０、１０－１、１０－２、１０－ｎ…端末装置、１１…アンテナ、１２…無線通信部、１３…機能情報記憶部、１４…端末制御部、１５…通信帯域記憶部、２０…基地局装置、２１…アンテナ、２２…無線通信部、２３…基地局制御部、２４…接続端末記憶部、３０、３０－１、３０－２、３０－ｎ…端末装置、３４…端末制御部、３５…異常検出部、４０…基地局装置、４３…基地局制御部、１００、５００…無線通信システム

Claims (9)

  1. 　複数の周波数帯域において通信を行う少なくとも１つの端末装置と１つの通信装置とを有する無線通信システムであって、
    　前記端末装置は、前記複数の周波数帯域のうち使用できる周波数帯域及び同時に使用できる周波数帯域の数を示す周波数帯域情報が予め記憶されている機能情報記憶部と、前記機能情報記憶部に記憶されている前記周波数帯域情報を読み出し、読み出した前記周波数帯域情報を第１の無線通信部を介して前記通信装置に送信する端末制御部とを備え、
    　前記通信装置は、前記端末装置から送信された前記周波数帯域情報に基づいて、前記複数の周波数帯域から少なくとも１つの周波数帯域を選択する基地局制御部と、前記基地局制御部により選択された前記周波数帯域を使用して前記端末装置と通信する第２の無線通信部とを備える
    　ことを特徴とする無線通信システム。
  2. 　前記周波数帯域情報は、前記使用できる周波数帯域及び前記同時に使用できる周波数帯域として、前記複数の周波数帯域のうち、前記端末装置が同時に使用できる前記周波数帯域の組み合わせを示す情報を含む
    　ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム
  3. 　前記周波数帯域情報には、前記複数の周波数帯域に対して選択する優先順位が付されている情報が含まれる
    　ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の無線通信システム。
  4. 　前記端末装置は、
    　前記第１の無線通信部の故障あるいは別の用途での使用により、選択された前記周波数帯域を使用して通信が行えなくなると、あるいは、前記通信装置との通信に使用している前記周波数帯域における通信品質が通信を維持できない程度までの低下を検出すると、前記機能情報記憶部に記憶されている前記周波数帯域情報から該周波数帯域を削除して更新する異常検出部を備え、
    　前記第１の無線通信部は、前記異常検出部により更新された前記周波数帯域情報を前記通信装置に送信し、
    　前記基地局制御部は、更新された前記周波数帯域情報に基づいて、前記複数の周波数帯域から少なくとも１つの周波数帯域を選択し、
    　前記第２の無線通信部は、前記基地局制御部が選択した前記周波数帯域を示す情報を前記端末装置に送信すると共に、選択した前記周波数帯域を使用して前記端末装置と通信する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
  5. 　前記機能情報記憶部は、異なる複数の前記周波数帯域情報を記憶し、
    　前記端末制御部は、自端末装置が有するバッテリの残量に応じて、前記機能情報記憶部が記憶する前記異なる複数の周波数帯域情報より１つ周波数帯域情報を選択して前記第１の無線通信部を介して前記通信装置に送信する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の無線通信システム。
  6. 　前記機能情報記憶部は、アップリンクとダウンリンクとそれぞれに対応する前記周波数帯域情報を記憶し、
    　前記基地局制御部は、前記機能情報記憶部に記憶されている周波数帯域情報に基づいて、アップリンクとダウンリンクとそれぞれに対して前記複数の周波数帯域から少なくとも１つの周波数帯域を選択する
    　ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の無線通信システム。
  7. 　複数の周波数帯域において通信を行う少なくとも１つの端末装置と１つの通信装置とを有する無線通信システムにおける通信方法であって、
    　前記端末装置において、端末制御部が、機能情報記憶部に予め記憶されている前記複数の周波数帯域のうち使用できる周波数帯域及び同時に使用できる周波数帯域の数を示す周波数帯域情報を読み出し、読み出した前記周波数帯域情報を第１の無線通信部を介して前記通信装置に送信し、
    　前記通信装置において、基地局制御部が、前記端末装置から送信された前記周波数帯域情報に基づいて、前記複数の周波数帯域から少なくとも１つの周波数帯域を選択し、第２の無線通信部が、選択された前記周波数帯域を示す情報を前記端末装置に送信すると共に、選択された前記周波数帯域を使用して前記端末装置と通信する
    　ことを特徴とする無線通信方法。
  8. 　複数の周波数帯域において通信を行う少なくとも１つの端末装置と１つの通信装置とを有する無線通信システムにおける端末装置であって、
    　前記複数の周波数帯域のうち使用できる周波数帯域及び同時に使用できる周波数帯域の数を示す周波数帯域情報が予め記憶されている機能情報記憶部と、
    　前記機能情報記憶部に記憶されている前記周波数帯域情報を読み出し、読み出した前記周波数帯域情報を無線通信部を介して前記通信装置に送信する端末制御部と
    　を備えることを特徴とする端末装置。
  9. 　複数の周波数帯域において通信を行う少なくとも１つの端末装置と１つの通信装置とを有する無線通信システムにおける通信装置であって、
    　前記端末装置から受信し、該端末装置が使用できる周波数帯域及び同時に使用できる周波数帯域の数を示す周波数帯域情報に基づいて、前記複数の周波数帯域から少なくとも１つの周波数帯域を選択する基地局制御部と、
    　前記基地局制御部により選択された前記周波数帯域を示す情報を前記端末装置に送信すると共に、選択された前記周波数帯域を使用して前記端末装置と通信する無線通信部と
    　を備えることを特徴とする通信装置。
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