周波数帯域割当装置及び方法
【課題】 ＳＣＰＣ及びＦＤＭＡ方式を利用する通信システムにおいて、周波数リソースを有効に活用しながらマルチレート化を図る周波数帯域割当装置を提供すること。
【解決手段】 周波数割当装置は、シングルキャリアの信号を通信するための周波数帯域を変更することができる移動局の１以上が基地局と周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）方式で接続される無線通信システムに使用される。本装置は、移動局に割り当てられる帯域と、総ての移動局に共通に使用される割当水準パラメータとの対応関係を定める制約条件を、移動局毎に管理するデータベースと、総ての移動局に割り当てられる帯域の合計が無線通信システムにおける所望の値になるような割当水準パラメータの値を導出する手段と、導出された割当水準パラメータに基づいて、空き帯域が最小になるように各移動局に割り当てる帯域をそれぞれ算出する手段とを有する。
【解決手段】 周波数割当装置は、シングルキャリアの信号を通信するための周波数帯域を変更することができる移動局の１以上が基地局と周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）方式で接続される無線通信システムに使用される。本装置は、移動局に割り当てられる帯域と、総ての移動局に共通に使用される割当水準パラメータとの対応関係を定める制約条件を、移動局毎に管理するデータベースと、総ての移動局に割り当てられる帯域の合計が無線通信システムにおける所望の値になるような割当水準パラメータの値を導出する手段と、導出された割当水準パラメータに基づいて、空き帯域が最小になるように各移動局に割り当てる帯域をそれぞれ算出する手段とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に無線通信の技術分野に関し、特に複数の移動局が周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）方式で基地局と通信する無線通信システムにおける周波数割当装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の移動局と１つの基地局との多元接続方法の１つであるＦＤＭＡ方式では、移動局各々に周波数帯域幅が割り当てられ、移動局はその帯域を占有できる。従って、ＦＤＭＡ方式によれば、移動局に搭載する送信機の構成及び機能を簡易に設計することができる。このため、ＦＤＭＡ方式は、電力制限の厳しい静止衛星を介した衛星通信システムや、端末の大きさに制限のある移動通信システム等の用途に適している。
【０００３】
一例として、非特許文献１に記載されているような衛星通信システムがある。このシステムは、基地局と移動局が固定された周波数帯域幅（非マルチレート方式）のシングルキャリアを用いて通信を行う。このような方式は、ＳＣＰＣ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐｅｒ Ｃｈａｎｎｅｌ）方式と呼ばれる。ＳＣＰＣは、マルチキャリア方式のＭＣＰＣと比較して、移動局に搭載されたアンプの能力を有効に利用することができる。従来想定されていたアプリケーションは主に音声通信のみであるので、要求される伝送速度はほぼ一定であり、所望のサービス品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を効率よく実現することができる。更に、１キャリア当たりの周波数帯域は固定されているので、同時に通信している移動局数（同時接続数）が最大値に達するまでは、通信要求の発生順序に関係なく公平に周波数を割り当てることができる。
【非特許文献１】「Ｓバンドを用いる国内移動衛星通信システム」，ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ４９ ３．０版，社団法人 電波産業界，ｐ．５，ｐ．１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来のシステムでは、システム全体でなされる通信量は同時接続数に比例する。従って、同時接続数が少ない状況では、システムに用意されているリソース（周波数や衛星中継器の電力等）が十分に活用されておらず、それは望ましい状況ではない。移動局に割り当てる周波数帯域幅を大きくすれば、同時接続数が少ない状況でのリソースの利用効率を幾分向上させることができるかもしれない。しかしながら、そのようにすると、同時接続数の最大値が小さくなり、より多くのユーザ数を収容する観点からはそれは望ましくない。
【０００５】
一方、インターネット上で伝送されるトラフィックは非常に多くのアプリケーションを含み、各アプリケーションの要求する速度も同じではない。非マルチレートの従来のシステムは、このようなトラフィックを効率よく収容することは困難であるので、将来的な通信システムにはマルチレート化（通信速度を変更する機能を備えること）が求められる。通信速度が変更可能になるということは、移動局に割り当てられる周波数帯域幅を変更可能にすることになる。更に、様々なアプリケーションに対する要求を満足すること、柔軟なＱｏＳ制御を実現すること、移動局間の公平性を保つこと等も望まれる。
【０００６】
本発明は、上記問題点の少なくとも１つに対処するためになされたものであり、その課題は、ＳＣＰＣ及びＦＤＭＡ方式を利用する通信システムにおいて、周波数リソースを有効に活用しながらマルチレート化を図る周波数帯域割当装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、シングルキャリアの信号を通信するための周波数帯域を変更することができる複数の移動局基地局と周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）方式で接続される無線通信システムに使用される周波数割当装置が使用される。本装置は、移動局に割り当てられる帯域と、総ての移動局に共通に使用される割当水準パラメータとの対応関係を定める制約条件を、移動局毎に管理するデータベースと、総ての移動局に割り当てられる帯域の合計が無線通信システムにおける所望の値になるような割当水準パラメータの値を導出する手段と、導出された割当水準パラメータに基づいて、空き帯域が最小になるように各移動局に割り当てる帯域をそれぞれ算出する手段とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＳＣＰＣ及びＦＤＭＡ方式を利用する通信システムで周波数帯域を割り当てる際に、周波数リソースを有効に活用しながらマルチレート化に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の一態様による周波数帯域割当装置では、移動局から新規の周波数割当要求が発生したときや、既に周波数帯域の割当を受けている移動局からその解放要求が発生したときに周波数帯域の割当内容が変更される。割当内容は、各移動局に割り当てる周波数帯域幅の合計が、システムで使用可能な全周波数帯域幅と一致するように算出される。システムで使用可能な全周波数帯域幅は、割当を要求する移動局数によらない一定の値である。これにより、同時接続数がいくつでも周波数リソースを有効に活用することができる。言い換えれば、割当を要求する移動局の総数の増減に関わらず空きとなる帯域が常に最低量になるように周波数リソースを活用できる。特に、同時接続数が少ない場合でもシステム全体の通信容量を大きくすることができ且つ移動局当たりの通信速度を大きくすることもできる。このような周波数帯域割当装置は、典型的には基地局に設けられるが、基地局以外の場所に設けられてもよい。
【００１０】
割当内容は、Σｆｍ（ｘ）＝Ｗａｌｌ を満たす解ｘ＝αを用いて導出されてもよい。ここで、ｆｍ（ｘ）はｍ番目の移動局に割り当てられる帯域を表し、ｘは割当水準パラメータを表す。Ｗａｌｌはシステムで使用可能な全周波数帯域幅である。これにより、各移動局に割り当てる適切な周波数帯域を速やかに導出することができる。
【００１１】
データベースは、移動局のハードウエアの条件から定められる帯域の第１の下限値及び上限値と、前記移動局に提供されるサービスの要求から定められる帯域の第２の下限値及び上限値とを管理してもよい。移動局に割り当てられる帯域の最小値は、第１及び第２の下限値の内の大きい方に設定されてもよい。移動局に移動局に割り当てられる帯域の最大値は、第１及び第２の上限値の内の小さい方に設定されてもよい。
【００１２】
複数の移動局が同期して周波数帯域を変更するように、各移動局に割り当てる帯域が通知されてもよい。これにより、不適切な周波数帯域の割当がなされてしまうことを回避できる。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明を使用するシステムの一例を示す。図１には、基地局１１と、衛星中継器１２と、サービスエリア１３とが描かれている。サービスエリア１３内には複数の移動局１４が存在する。サービスエリアは、シングルビーム又はマルチビームで形成される。マルチビームは、周波数繰り返しを行わないビームでもよいし、周波数繰り返しを行うが他ビームからの干渉を無視できるビームでもよい。基地局１１は更に上位の装置（図示せず）に接続され、配下の移動局１４の通信を支援する。
【００１４】
サービスエリア内の複数の移動局１４の各々は、周波数帯域幅を変更可能であり、シングルキャリアの信号を通信することができる。基地局はＦＤＭＡ方式で接続される多数の移動局と同時に通信を行う。基地局１１及び移動局１４間では、衛星中継器１２を介して、制御信号は（無線）制御用チャネルを通じて伝送され、データ信号は通信用チャネルを通じて伝送される。この制御用チャネルを通じて、基地局１１は、移動局１４の送信信号の周波数帯域を制御することができる。なお、制御用チャネルと通信用チャネルは論理的な区分を示し、必ずしも物理的に独立した回線上に存在する必要はない。
【００１５】
なお、本発明では衛星中継器１２は必須ではないが、図示されるような衛星通信システムで周波数リソースを割り当てる場合に本発明は特に好都合である。
【００１６】
図２は、基地局１１及び移動局１４に関する概略的な機能ブロック図を示す。図２では、基地局及び移動局の機能の内、本発明の説明に特に関係するものが描かれており、他の通常備わっている要素は省略されている。図中、移動局１４の側には通信要求制御部２１及び送信機２７が描かれている。図中、基地局１１の側には、通信要求管理部２２、移動局管理データベース２３、割当周波数帯域幅の制御部２４、受信機２５及び移動局の送信能力推定部２６が描かれている。
【００１７】
移動局１４内の通信要求制御部２１は、通信開始時に新規の周波数割当を要求する場合、既に割当を受けている周波数帯域の解放を要求する場合、後述の制約情報の内容を更新すべき場合、その他の周波数帯域の割当内容を変更すべき場合に、その旨を示す要求信号を作成する。要求信号は制御チャネルを通じて衛星中継器を介して基地局に通知される。
【００１８】
送信機２７は、基地局１１から通知された周波数帯域で信号を送信する。
【００１９】
基地局１１内の通信要求管理部２２は、移動局１４からの要求信号を受信する。要求信号には、移動局の識別情報、新規の割当要求、解放要求等を示す情報が含まれている。
【００２０】
移動局管理データベース２３は、移動局に割り当てることができる周波数帯域の最大値、最小値、周波数割当における移動局間の優先度等の情報（以下、「制約情報」という。）を移動局毎に管理する。この最大値、最小値及び優先度は、その移動局に割り当てる周波数帯域と、全移動局に共通に使用される割当水準パラメータとの対応関係（関数）を決定する。
【００２１】
個々の移動局に設定可能な周波数帯域の範囲は、移動局の送信能力や通信環境等の物理的な条件に依存する。例えば、移動局に割り当てられる周波数帯域幅は、移動局が最大の送信電力で信号を送信したときに、受信側（基地局）で測定された受信ＣＮＲが所要ＣＮＲと一致するときの周波数帯域幅に制限される。それより大きな帯域幅をその移動局に割り当てても基地局で所要ＣＮＲを実現できないからである。なお、ＣＮＲだけでなく、ＳＩＲのような他の信号品質を表す量が測定されてもよい。一方、移動局に設定可能な周波数帯域の範囲は、移動局の物理的な条件の他に、アプリケーションから要求される条件にも依存する。従って、移動局に割当可能な周波数帯域の最大値は、物理的な条件で制限される値及びアプリケーションにより制限される値の何れか小さい方に設定されることが望ましい。また、移動局に割当可能な周波数帯域の最小値は、物理的な条件で制限される値及びアプリケーションにより制限される値の何れか大きい方に設定されることが望ましい。更に、物理的条件やアプリケーションによる条件の他に、電波法等の法規制による制限を加味することもできる。
【００２２】
割当周波数帯域幅の制御部２４は、移動局毎に設定されている制約情報に応じて、各移動局に割り当てる周波数帯域を算出する。ｍ番目の（ｍは移動局総数Ｍ以下の自然数である）移動局に関する制約情報は、そのｍ番目の移動局に割り当てられる周波数帯域ｆｍと、全移動局に共通に使用される割当水準パラメータｘとの対応関係を定める。従って、正確には、
ｆｍ＝ｆｍ（ｘ；ｈｍ，ｌｍ，ａｍ）
のように表現できるが、簡単のため、ｆｍ＝ｆｍ（ｘ）と略す。ｆｍ（ｘ）は、一例として次のように定めることができる。
【００２３】
【数２】
図３は、ｙ＝ｆｍ（ｘ）のグラフの概形を示す。簡明化のため、ａｍ＝１としている。図４は、ｌｍ＝ｈｍ＝Ａ（一定値）の場合のグラフを示す。これは、パラメータｘの値によらずｙの値は一定となり、固定された周波数帯域しか割り当てらないようなＱｏＳを実現する場合に相当する。図５は、ｌｍ＝Ｂ（一定値），ｈｍ＝∞の場合のグラフを示す。これは、例えば音声通信用の通信速度を最低限確保しながら、割り当てる周波数帯域幅がパラメータｘに比例するようなＱｏＳを実現する場合に相当する。図６は、ｌｍ＝０及びｈｍ＝∞の場合のグラフを示す図である。これは、割り当てる周波数帯域幅が完全にパラメータｘに比例するようなＱｏＳを実現する場合に相当する。
【００２４】
最大値ｈｍ、最小値ｌｍ及び優先度ａｍ等の制約情報は、移動局毎に異なる値になるかもしれないが、割当水準パラメータｘはｍの値によらず、総ての移動局に共通に使用されることに留意を要する。従って、１番目の移動局に割り当てられる周波数帯域はｆ１（ｘ）で表現され、２番目の移動局に割り当てられる周波数帯域はｆ２（ｘ）で表現され、以下同様にＭ番目の移動局に割り当てられる周波数帯域はｆＭ（ｘ）で表現される。
【００２５】
図２の割当周波数帯域の制御部２４は、各移動局の制約情報に基づいて、総ての移動局で使用される周波数帯域の合計が、所望の値Ｗａｌｌとなるような割当水準パラメータｘの値ｘ１を導出する。即ち、
Σｆｍ（ｘ）＝ｆ１（ｘ）＋ｆ２（ｘ）＋・・・＋ｆＭ（ｘ）＝Ｗａｌｌ・・・（Ｐ）
を満たす解ｘ＝αを導出する。所望の値Ｗａｌｌは、システム全体で使用可能な全周波数帯域幅である。導出された解ｘ＝αをｆｍ（ｘ）の各々に代入することで、各移動局に割り当てる周波数帯域ｆ１（α），ｆ２（α），．．．，ｆＭ（α）が導出される。これらの計算結果は、各移動局１４に通知される。
【００２６】
受信機２５は、衛星中継器１２を介して移動局１４からの信号を受信する。
【００２７】
送信能力推定部２６は、移動局からの信号の受信信号品質（例えば、受信ＣＮＲ）、その移動局に設定されている周波数帯域幅等に基づいて、通信中の環境における移動局の送信能力を推定する。推定結果は移動局管理データベース２３に通知され、その移動局に関する制約情報（例えば、割当可能な周波数帯域の最大値）が必要に応じて更新される。
【００２８】
一方、無線通信システムで、適応変復調符号化（ＡＭＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｎｎｅｌ Ｃｏｄｉｎｇ）方式が使用されている場合には、受信信号品質に応じて変調多値数及び符号化率が適応的に設定される。送信電力が一定ならば、周波数帯域幅が狭くなるにつれて受信ＣＮＲは大きくなる傾向がある。そこで、変調多値数及び符号化率を大きくする代わりに、周波数帯域幅をより狭く設定することで、送信電力及び信号品質を維持しつつ通信速度を向上させることができる。これにより、移動局の有する電力リソースを更に有効活用することができる。
【００２９】
図７は、基地局で行われる移動局の周波数帯域を算出するフローを示す。ステップ７２では、移動局毎の制約情報が用意される。制約情報は、図２の移動局管理データベース２３で管理されている。
【００３０】
ステップ７４では、上記の（Ｐ）で示される方程式を解く計算が行われる。上述したように、制約情報は移動局毎に管理され、制約情報は周波数帯域ｆｍと割当水準パラメータｘとの対応関係ｆｍ（ｘ）を規定する。図８は様々な関数形のｆｍ（ｘ）、それらの総和及び方程式の解ｘ＝αの関係を模式的に示している。
【００３１】
ステップ７６では、得られた解ｘ＝αを用いて、各移動局に割り当てるべき周波数帯域ｆｍ（α）（ｍ＝１，．．．，Ｍ） を算出し、各移動局に通知する。この通知に応じて、各移動局は使用する周波数帯域幅を変更することができる。
【００３２】
これらの一連のステップは、周波数帯域の割当内容を変更する要求がある毎に行われる。そのような要求は、周波数帯域の新たな割当要求があった場合、解放要求があった場合及び制約情報の更新要求があった等の場合に行われる。ステップ７４にて各移動局の周波数帯域の総和（Σｆｍ（ｘ））を算出する際に、新規の割当要求についてはその移動局についての関数ｆｋ（ｘ）を変更前の総和に加算し、解放要求の場合にはそれを減算することで、演算効率を高めることができる。
【００３３】
図９は、同時に通信中の移動局数と移動局に割り当てられた周波数との間の関係の一例を示す。この例では、ｆｍ（ｘ）の関数形として図６に示されるものが使用されている（ｆｍ（ｘ）＝ｘ）。システムで使用可能な全周波数帯域幅を常に総て使用しつつ、同時接続数の変化に伴って、各移動局に割り当てられる周波数帯域幅は公平に変えられている。この例では、移動局各々に割り当てられる周波数帯域幅は、システムで利用可能な周波数帯域幅Ｗａｌｌを同時接続数で除算した値に等しい。
【００３４】
ところで、周波数帯域幅を切り替える処理は全移動局が協調して行うべきである。そうでなければ、移動局の送信信号同士が互いに干渉し、所望の通信品質を確保できなくなるおそれがあるからである。このため、移動局同士の間で時間同期が確立され、定期的に又は非定期的に割当周波数帯域の切替を行うことが望ましい。この場合、ある期間内で生じた通信要求や解放要求を集約して一斉に制約情報及び周波数帯域にそれらを反映させるため、切替の頻度は多い方がよい（それが定期的に行われるならば、周期は短い方が望ましい。）。この場合における時間同期は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式で行われるような正確なものであることは必須ではなく、各移動局の通信要求に変化が生じる頻度に応じて、適切に時間同期の周期が設定されていればよい。環境の変化が小さく、周波数帯域の切替要求等の発生する頻度が少ない状況下では、時間同期の周期を長くすることができるので、比較的低精度の時間同期能力しか有しない装置でも実現することができる。また、移動局の位置の相違に起因する伝搬遅延時間の相違がある場合、切り替え時における信号の衝突を避けるためのガードタイムが必要である。上記の時間同期の周期がガードタイムに比べて長く設定されていれば、そのようなガードタイムによる伝送効率の低下を抑えることができる。
【００３５】
本実施例によれば、システムで使用可能な周波数帯域幅を総て使い切りながら、各移動局のＱｏＳを満たす周波数帯域の割当を実現することができる。本実施例では優先度ａｍを総ての移動局に対して１に固定しているので、移動局は互いに平等であり、公平にリソースが割り当てられる。但し、最大値の総和がシステムで利用可能な周波数帯域より小さい場合には、即ち、
Σｈｍ＜Ｗａｌｌ
の場合には、システムで使用可能な周波数帯域を総て使い切る状況にはならない。
【実施例２】
【００３６】
上記の実施例では、移動局間の優先度ａｍは総て１に設定されていたが、それ以外の値が設定されてもよい。図１０に示される例では、移動局１の優先度ａ１は１に設定されるが、移動局２の優先度ａ２は１．５に設定され、移動局３の優先度ａ３は０．５に設定されている。最大値及び最小値については、ｈｍ＝∞及びｌｍ＝０ のように設定されている。優先度がこのように設定されていると、移動局２は移動局１よりも１．５倍多い周波数帯域の割当を受けることができる。移動局３には移動局１の周波数帯域の半分しか割り当てられない。一般に、ｍ番目の移動局を基準にすると、ｎ番目の移動局にはａｎ／ａｍ倍の周波数帯域が割り当てられる。このように移動局毎に優先度を設定することで、移動局間で相対的にＱｏＳを制御することができる。実施例１のように優先度を総て同じ値に設定すると、各移動局を均一に取り扱うことができる。
【実施例３】
【００３７】
図１１は、同時送信局数に関するシステム容量の変化を示すシミュレーション結果を示す。システム容量とは、通信中の移動局全体で達成される通信速度である。図中、４本の曲線の線のうち、２つは従来技術に関するものであり、２つは本発明によるものである。従来技術に関する２つの線のうち一方は適応変調符号化方式を採用している場合で他方は採用していない場合に関連する。本発明に関する２つの線についても、一方は適応変調符号化方式を採用している場合で他方は採用していない場合に関連する。図示されているように、本発明による方式の方が、従来技術よりも大きなシステム容量を達成できていることが分かる。また、適応変調符号化を行わないよりも行った方が、より大きなシステム容量を実現できることも分かる。
【００３８】
従来技術では１つの移動局に割り当てられる周波数帯域は固定されているので、同時接続数が増えるにつれて線形にシステム容量が増えていることが分かる。シミュレーションでは、移動局の送信能力に限界のあることが想定されている（０＜ｈｍ＜∞）。従って、本発明に関し、同時接続数が少ない場合は、使用可能な周波数帯域総てを使い切ることはできないのでシステム容量は少ないが、同時接続数が増えるにつれてシステム容量が大幅に増加していることが分かる。仮に、移動局の送信能力に限界がなかったとすると（ｈｍ＝∞）、同時接続数によらず、常に最大のシステム容量（この例では、約４２Ｍｂｐｓ）を維持することができる。
【００３９】
図１２は、１移動局についての通信速度に関するシミュレーション結果を示す。図示されているように、本発明による方式の方が、従来技術よりも大きなビットレートを達成できていることが分かる。また、適応変調符号化を行わないよりも行った方が、より大きなビットレートを実現できることも分かる。従来技術では１つの移動局に割り当てられる周波数帯域は固定されているので、同時接続数によらず一定のビットレートが維持される。図示されているように、同時接続数が少ない場合には、移動局は、送信能力の許す限り、非常に大きなビットレートが実現できるような周波数帯域の割り当てを受けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】通信システムの一例を示す図である。
【図２】基地局及び移動局の概略ブロック図を示す。
【図３】ｙ＝ｆｍ（ｘ）のグラフを示す図である。
【図４】ｙ＝ｆｍ（ｘ）のグラフを示す図（ｌｍ＝ｈｍ＝Ａ）である。
【図５】ｙ＝ｆｍ（ｘ）のグラフを示す図（ｌｍ＝Ｂ，ｈｍ＝∞）である。
【図６】ｙ＝ｆｍ（ｘ）のグラフを示す図（ｌｍ＝０，ｈｍ＝∞）である。
【図７】各移動局の周波数帯域を算出するフローチャートを示す。
【図８】Σｆｍ（ｘ）＝Ｗａｌｌを計算する様子を示す図である。
【図９】同時接続数及び割り当てられた周波数帯域の一例を示す図である。
【図１０】優先度ａｍの異なる関数ｆｍ（ｘ）の例を示す図である。
【図１１】システム容量に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】通信速度に関するシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１ 基地局
１２ 衛星中継器
１３ サービスエリア
１４ 移動局
２１ 通信要求制御部
２２ 通信要求管理部
２３ 移動局管理データベース
２４ 割当周波数帯域幅の制御部
２５ 受信機
２６ 送信能力推定部
２７ 送信機
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に無線通信の技術分野に関し、特に複数の移動局が周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）方式で基地局と通信する無線通信システムにおける周波数割当装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の移動局と１つの基地局との多元接続方法の１つであるＦＤＭＡ方式では、移動局各々に周波数帯域幅が割り当てられ、移動局はその帯域を占有できる。従って、ＦＤＭＡ方式によれば、移動局に搭載する送信機の構成及び機能を簡易に設計することができる。このため、ＦＤＭＡ方式は、電力制限の厳しい静止衛星を介した衛星通信システムや、端末の大きさに制限のある移動通信システム等の用途に適している。
【０００３】
一例として、非特許文献１に記載されているような衛星通信システムがある。このシステムは、基地局と移動局が固定された周波数帯域幅（非マルチレート方式）のシングルキャリアを用いて通信を行う。このような方式は、ＳＣＰＣ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐｅｒ Ｃｈａｎｎｅｌ）方式と呼ばれる。ＳＣＰＣは、マルチキャリア方式のＭＣＰＣと比較して、移動局に搭載されたアンプの能力を有効に利用することができる。従来想定されていたアプリケーションは主に音声通信のみであるので、要求される伝送速度はほぼ一定であり、所望のサービス品質（ＱｏＳ：Ｑｕａｌｉｔｙ ｏｆ Ｓｅｒｖｉｃｅ）を効率よく実現することができる。更に、１キャリア当たりの周波数帯域は固定されているので、同時に通信している移動局数（同時接続数）が最大値に達するまでは、通信要求の発生順序に関係なく公平に周波数を割り当てることができる。
【非特許文献１】「Ｓバンドを用いる国内移動衛星通信システム」，ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ４９ ３．０版，社団法人 電波産業界，ｐ．５，ｐ．１０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような従来のシステムでは、システム全体でなされる通信量は同時接続数に比例する。従って、同時接続数が少ない状況では、システムに用意されているリソース（周波数や衛星中継器の電力等）が十分に活用されておらず、それは望ましい状況ではない。移動局に割り当てる周波数帯域幅を大きくすれば、同時接続数が少ない状況でのリソースの利用効率を幾分向上させることができるかもしれない。しかしながら、そのようにすると、同時接続数の最大値が小さくなり、より多くのユーザ数を収容する観点からはそれは望ましくない。
【０００５】
一方、インターネット上で伝送されるトラフィックは非常に多くのアプリケーションを含み、各アプリケーションの要求する速度も同じではない。非マルチレートの従来のシステムは、このようなトラフィックを効率よく収容することは困難であるので、将来的な通信システムにはマルチレート化（通信速度を変更する機能を備えること）が求められる。通信速度が変更可能になるということは、移動局に割り当てられる周波数帯域幅を変更可能にすることになる。更に、様々なアプリケーションに対する要求を満足すること、柔軟なＱｏＳ制御を実現すること、移動局間の公平性を保つこと等も望まれる。
【０００６】
本発明は、上記問題点の少なくとも１つに対処するためになされたものであり、その課題は、ＳＣＰＣ及びＦＤＭＡ方式を利用する通信システムにおいて、周波数リソースを有効に活用しながらマルチレート化を図る周波数帯域割当装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明では、シングルキャリアの信号を通信するための周波数帯域を変更することができる複数の移動局基地局と周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）方式で接続される無線通信システムに使用される周波数割当装置が使用される。本装置は、移動局に割り当てられる帯域と、総ての移動局に共通に使用される割当水準パラメータとの対応関係を定める制約条件を、移動局毎に管理するデータベースと、総ての移動局に割り当てられる帯域の合計が無線通信システムにおける所望の値になるような割当水準パラメータの値を導出する手段と、導出された割当水準パラメータに基づいて、空き帯域が最小になるように各移動局に割り当てる帯域をそれぞれ算出する手段とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＳＣＰＣ及びＦＤＭＡ方式を利用する通信システムで周波数帯域を割り当てる際に、周波数リソースを有効に活用しながらマルチレート化に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の一態様による周波数帯域割当装置では、移動局から新規の周波数割当要求が発生したときや、既に周波数帯域の割当を受けている移動局からその解放要求が発生したときに周波数帯域の割当内容が変更される。割当内容は、各移動局に割り当てる周波数帯域幅の合計が、システムで使用可能な全周波数帯域幅と一致するように算出される。システムで使用可能な全周波数帯域幅は、割当を要求する移動局数によらない一定の値である。これにより、同時接続数がいくつでも周波数リソースを有効に活用することができる。言い換えれば、割当を要求する移動局の総数の増減に関わらず空きとなる帯域が常に最低量になるように周波数リソースを活用できる。特に、同時接続数が少ない場合でもシステム全体の通信容量を大きくすることができ且つ移動局当たりの通信速度を大きくすることもできる。このような周波数帯域割当装置は、典型的には基地局に設けられるが、基地局以外の場所に設けられてもよい。
【００１０】
割当内容は、Σｆｍ（ｘ）＝Ｗａｌｌ を満たす解ｘ＝αを用いて導出されてもよい。ここで、ｆｍ（ｘ）はｍ番目の移動局に割り当てられる帯域を表し、ｘは割当水準パラメータを表す。Ｗａｌｌはシステムで使用可能な全周波数帯域幅である。これにより、各移動局に割り当てる適切な周波数帯域を速やかに導出することができる。
【００１１】
データベースは、移動局のハードウエアの条件から定められる帯域の第１の下限値及び上限値と、前記移動局に提供されるサービスの要求から定められる帯域の第２の下限値及び上限値とを管理してもよい。移動局に割り当てられる帯域の最小値は、第１及び第２の下限値の内の大きい方に設定されてもよい。移動局に移動局に割り当てられる帯域の最大値は、第１及び第２の上限値の内の小さい方に設定されてもよい。
【００１２】
複数の移動局が同期して周波数帯域を変更するように、各移動局に割り当てる帯域が通知されてもよい。これにより、不適切な周波数帯域の割当がなされてしまうことを回避できる。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明を使用するシステムの一例を示す。図１には、基地局１１と、衛星中継器１２と、サービスエリア１３とが描かれている。サービスエリア１３内には複数の移動局１４が存在する。サービスエリアは、シングルビーム又はマルチビームで形成される。マルチビームは、周波数繰り返しを行わないビームでもよいし、周波数繰り返しを行うが他ビームからの干渉を無視できるビームでもよい。基地局１１は更に上位の装置（図示せず）に接続され、配下の移動局１４の通信を支援する。
【００１４】
サービスエリア内の複数の移動局１４の各々は、周波数帯域幅を変更可能であり、シングルキャリアの信号を通信することができる。基地局はＦＤＭＡ方式で接続される多数の移動局と同時に通信を行う。基地局１１及び移動局１４間では、衛星中継器１２を介して、制御信号は（無線）制御用チャネルを通じて伝送され、データ信号は通信用チャネルを通じて伝送される。この制御用チャネルを通じて、基地局１１は、移動局１４の送信信号の周波数帯域を制御することができる。なお、制御用チャネルと通信用チャネルは論理的な区分を示し、必ずしも物理的に独立した回線上に存在する必要はない。
【００１５】
なお、本発明では衛星中継器１２は必須ではないが、図示されるような衛星通信システムで周波数リソースを割り当てる場合に本発明は特に好都合である。
【００１６】
図２は、基地局１１及び移動局１４に関する概略的な機能ブロック図を示す。図２では、基地局及び移動局の機能の内、本発明の説明に特に関係するものが描かれており、他の通常備わっている要素は省略されている。図中、移動局１４の側には通信要求制御部２１及び送信機２７が描かれている。図中、基地局１１の側には、通信要求管理部２２、移動局管理データベース２３、割当周波数帯域幅の制御部２４、受信機２５及び移動局の送信能力推定部２６が描かれている。
【００１７】
移動局１４内の通信要求制御部２１は、通信開始時に新規の周波数割当を要求する場合、既に割当を受けている周波数帯域の解放を要求する場合、後述の制約情報の内容を更新すべき場合、その他の周波数帯域の割当内容を変更すべき場合に、その旨を示す要求信号を作成する。要求信号は制御チャネルを通じて衛星中継器を介して基地局に通知される。
【００１８】
送信機２７は、基地局１１から通知された周波数帯域で信号を送信する。
【００１９】
基地局１１内の通信要求管理部２２は、移動局１４からの要求信号を受信する。要求信号には、移動局の識別情報、新規の割当要求、解放要求等を示す情報が含まれている。
【００２０】
移動局管理データベース２３は、移動局に割り当てることができる周波数帯域の最大値、最小値、周波数割当における移動局間の優先度等の情報（以下、「制約情報」という。）を移動局毎に管理する。この最大値、最小値及び優先度は、その移動局に割り当てる周波数帯域と、全移動局に共通に使用される割当水準パラメータとの対応関係（関数）を決定する。
【００２１】
個々の移動局に設定可能な周波数帯域の範囲は、移動局の送信能力や通信環境等の物理的な条件に依存する。例えば、移動局に割り当てられる周波数帯域幅は、移動局が最大の送信電力で信号を送信したときに、受信側（基地局）で測定された受信ＣＮＲが所要ＣＮＲと一致するときの周波数帯域幅に制限される。それより大きな帯域幅をその移動局に割り当てても基地局で所要ＣＮＲを実現できないからである。なお、ＣＮＲだけでなく、ＳＩＲのような他の信号品質を表す量が測定されてもよい。一方、移動局に設定可能な周波数帯域の範囲は、移動局の物理的な条件の他に、アプリケーションから要求される条件にも依存する。従って、移動局に割当可能な周波数帯域の最大値は、物理的な条件で制限される値及びアプリケーションにより制限される値の何れか小さい方に設定されることが望ましい。また、移動局に割当可能な周波数帯域の最小値は、物理的な条件で制限される値及びアプリケーションにより制限される値の何れか大きい方に設定されることが望ましい。更に、物理的条件やアプリケーションによる条件の他に、電波法等の法規制による制限を加味することもできる。
【００２２】
割当周波数帯域幅の制御部２４は、移動局毎に設定されている制約情報に応じて、各移動局に割り当てる周波数帯域を算出する。ｍ番目の（ｍは移動局総数Ｍ以下の自然数である）移動局に関する制約情報は、そのｍ番目の移動局に割り当てられる周波数帯域ｆｍと、全移動局に共通に使用される割当水準パラメータｘとの対応関係を定める。従って、正確には、
ｆｍ＝ｆｍ（ｘ；ｈｍ，ｌｍ，ａｍ）
のように表現できるが、簡単のため、ｆｍ＝ｆｍ（ｘ）と略す。ｆｍ（ｘ）は、一例として次のように定めることができる。
【００２３】
【数２】
図３は、ｙ＝ｆｍ（ｘ）のグラフの概形を示す。簡明化のため、ａｍ＝１としている。図４は、ｌｍ＝ｈｍ＝Ａ（一定値）の場合のグラフを示す。これは、パラメータｘの値によらずｙの値は一定となり、固定された周波数帯域しか割り当てらないようなＱｏＳを実現する場合に相当する。図５は、ｌｍ＝Ｂ（一定値），ｈｍ＝∞の場合のグラフを示す。これは、例えば音声通信用の通信速度を最低限確保しながら、割り当てる周波数帯域幅がパラメータｘに比例するようなＱｏＳを実現する場合に相当する。図６は、ｌｍ＝０及びｈｍ＝∞の場合のグラフを示す図である。これは、割り当てる周波数帯域幅が完全にパラメータｘに比例するようなＱｏＳを実現する場合に相当する。
【００２４】
最大値ｈｍ、最小値ｌｍ及び優先度ａｍ等の制約情報は、移動局毎に異なる値になるかもしれないが、割当水準パラメータｘはｍの値によらず、総ての移動局に共通に使用されることに留意を要する。従って、１番目の移動局に割り当てられる周波数帯域はｆ１（ｘ）で表現され、２番目の移動局に割り当てられる周波数帯域はｆ２（ｘ）で表現され、以下同様にＭ番目の移動局に割り当てられる周波数帯域はｆＭ（ｘ）で表現される。
【００２５】
図２の割当周波数帯域の制御部２４は、各移動局の制約情報に基づいて、総ての移動局で使用される周波数帯域の合計が、所望の値Ｗａｌｌとなるような割当水準パラメータｘの値ｘ１を導出する。即ち、
Σｆｍ（ｘ）＝ｆ１（ｘ）＋ｆ２（ｘ）＋・・・＋ｆＭ（ｘ）＝Ｗａｌｌ・・・（Ｐ）
を満たす解ｘ＝αを導出する。所望の値Ｗａｌｌは、システム全体で使用可能な全周波数帯域幅である。導出された解ｘ＝αをｆｍ（ｘ）の各々に代入することで、各移動局に割り当てる周波数帯域ｆ１（α），ｆ２（α），．．．，ｆＭ（α）が導出される。これらの計算結果は、各移動局１４に通知される。
【００２６】
受信機２５は、衛星中継器１２を介して移動局１４からの信号を受信する。
【００２７】
送信能力推定部２６は、移動局からの信号の受信信号品質（例えば、受信ＣＮＲ）、その移動局に設定されている周波数帯域幅等に基づいて、通信中の環境における移動局の送信能力を推定する。推定結果は移動局管理データベース２３に通知され、その移動局に関する制約情報（例えば、割当可能な周波数帯域の最大値）が必要に応じて更新される。
【００２８】
一方、無線通信システムで、適応変復調符号化（ＡＭＣ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｈａｎｎｅｌ Ｃｏｄｉｎｇ）方式が使用されている場合には、受信信号品質に応じて変調多値数及び符号化率が適応的に設定される。送信電力が一定ならば、周波数帯域幅が狭くなるにつれて受信ＣＮＲは大きくなる傾向がある。そこで、変調多値数及び符号化率を大きくする代わりに、周波数帯域幅をより狭く設定することで、送信電力及び信号品質を維持しつつ通信速度を向上させることができる。これにより、移動局の有する電力リソースを更に有効活用することができる。
【００２９】
図７は、基地局で行われる移動局の周波数帯域を算出するフローを示す。ステップ７２では、移動局毎の制約情報が用意される。制約情報は、図２の移動局管理データベース２３で管理されている。
【００３０】
ステップ７４では、上記の（Ｐ）で示される方程式を解く計算が行われる。上述したように、制約情報は移動局毎に管理され、制約情報は周波数帯域ｆｍと割当水準パラメータｘとの対応関係ｆｍ（ｘ）を規定する。図８は様々な関数形のｆｍ（ｘ）、それらの総和及び方程式の解ｘ＝αの関係を模式的に示している。
【００３１】
ステップ７６では、得られた解ｘ＝αを用いて、各移動局に割り当てるべき周波数帯域ｆｍ（α）（ｍ＝１，．．．，Ｍ） を算出し、各移動局に通知する。この通知に応じて、各移動局は使用する周波数帯域幅を変更することができる。
【００３２】
これらの一連のステップは、周波数帯域の割当内容を変更する要求がある毎に行われる。そのような要求は、周波数帯域の新たな割当要求があった場合、解放要求があった場合及び制約情報の更新要求があった等の場合に行われる。ステップ７４にて各移動局の周波数帯域の総和（Σｆｍ（ｘ））を算出する際に、新規の割当要求についてはその移動局についての関数ｆｋ（ｘ）を変更前の総和に加算し、解放要求の場合にはそれを減算することで、演算効率を高めることができる。
【００３３】
図９は、同時に通信中の移動局数と移動局に割り当てられた周波数との間の関係の一例を示す。この例では、ｆｍ（ｘ）の関数形として図６に示されるものが使用されている（ｆｍ（ｘ）＝ｘ）。システムで使用可能な全周波数帯域幅を常に総て使用しつつ、同時接続数の変化に伴って、各移動局に割り当てられる周波数帯域幅は公平に変えられている。この例では、移動局各々に割り当てられる周波数帯域幅は、システムで利用可能な周波数帯域幅Ｗａｌｌを同時接続数で除算した値に等しい。
【００３４】
ところで、周波数帯域幅を切り替える処理は全移動局が協調して行うべきである。そうでなければ、移動局の送信信号同士が互いに干渉し、所望の通信品質を確保できなくなるおそれがあるからである。このため、移動局同士の間で時間同期が確立され、定期的に又は非定期的に割当周波数帯域の切替を行うことが望ましい。この場合、ある期間内で生じた通信要求や解放要求を集約して一斉に制約情報及び周波数帯域にそれらを反映させるため、切替の頻度は多い方がよい（それが定期的に行われるならば、周期は短い方が望ましい。）。この場合における時間同期は、時分割多元接続（ＴＤＭＡ）方式で行われるような正確なものであることは必須ではなく、各移動局の通信要求に変化が生じる頻度に応じて、適切に時間同期の周期が設定されていればよい。環境の変化が小さく、周波数帯域の切替要求等の発生する頻度が少ない状況下では、時間同期の周期を長くすることができるので、比較的低精度の時間同期能力しか有しない装置でも実現することができる。また、移動局の位置の相違に起因する伝搬遅延時間の相違がある場合、切り替え時における信号の衝突を避けるためのガードタイムが必要である。上記の時間同期の周期がガードタイムに比べて長く設定されていれば、そのようなガードタイムによる伝送効率の低下を抑えることができる。
【００３５】
本実施例によれば、システムで使用可能な周波数帯域幅を総て使い切りながら、各移動局のＱｏＳを満たす周波数帯域の割当を実現することができる。本実施例では優先度ａｍを総ての移動局に対して１に固定しているので、移動局は互いに平等であり、公平にリソースが割り当てられる。但し、最大値の総和がシステムで利用可能な周波数帯域より小さい場合には、即ち、
Σｈｍ＜Ｗａｌｌ
の場合には、システムで使用可能な周波数帯域を総て使い切る状況にはならない。
【実施例２】
【００３６】
上記の実施例では、移動局間の優先度ａｍは総て１に設定されていたが、それ以外の値が設定されてもよい。図１０に示される例では、移動局１の優先度ａ１は１に設定されるが、移動局２の優先度ａ２は１．５に設定され、移動局３の優先度ａ３は０．５に設定されている。最大値及び最小値については、ｈｍ＝∞及びｌｍ＝０ のように設定されている。優先度がこのように設定されていると、移動局２は移動局１よりも１．５倍多い周波数帯域の割当を受けることができる。移動局３には移動局１の周波数帯域の半分しか割り当てられない。一般に、ｍ番目の移動局を基準にすると、ｎ番目の移動局にはａｎ／ａｍ倍の周波数帯域が割り当てられる。このように移動局毎に優先度を設定することで、移動局間で相対的にＱｏＳを制御することができる。実施例１のように優先度を総て同じ値に設定すると、各移動局を均一に取り扱うことができる。
【実施例３】
【００３７】
図１１は、同時送信局数に関するシステム容量の変化を示すシミュレーション結果を示す。システム容量とは、通信中の移動局全体で達成される通信速度である。図中、４本の曲線の線のうち、２つは従来技術に関するものであり、２つは本発明によるものである。従来技術に関する２つの線のうち一方は適応変調符号化方式を採用している場合で他方は採用していない場合に関連する。本発明に関する２つの線についても、一方は適応変調符号化方式を採用している場合で他方は採用していない場合に関連する。図示されているように、本発明による方式の方が、従来技術よりも大きなシステム容量を達成できていることが分かる。また、適応変調符号化を行わないよりも行った方が、より大きなシステム容量を実現できることも分かる。
【００３８】
従来技術では１つの移動局に割り当てられる周波数帯域は固定されているので、同時接続数が増えるにつれて線形にシステム容量が増えていることが分かる。シミュレーションでは、移動局の送信能力に限界のあることが想定されている（０＜ｈｍ＜∞）。従って、本発明に関し、同時接続数が少ない場合は、使用可能な周波数帯域総てを使い切ることはできないのでシステム容量は少ないが、同時接続数が増えるにつれてシステム容量が大幅に増加していることが分かる。仮に、移動局の送信能力に限界がなかったとすると（ｈｍ＝∞）、同時接続数によらず、常に最大のシステム容量（この例では、約４２Ｍｂｐｓ）を維持することができる。
【００３９】
図１２は、１移動局についての通信速度に関するシミュレーション結果を示す。図示されているように、本発明による方式の方が、従来技術よりも大きなビットレートを達成できていることが分かる。また、適応変調符号化を行わないよりも行った方が、より大きなビットレートを実現できることも分かる。従来技術では１つの移動局に割り当てられる周波数帯域は固定されているので、同時接続数によらず一定のビットレートが維持される。図示されているように、同時接続数が少ない場合には、移動局は、送信能力の許す限り、非常に大きなビットレートが実現できるような周波数帯域の割り当てを受けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】通信システムの一例を示す図である。
【図２】基地局及び移動局の概略ブロック図を示す。
【図３】ｙ＝ｆｍ（ｘ）のグラフを示す図である。
【図４】ｙ＝ｆｍ（ｘ）のグラフを示す図（ｌｍ＝ｈｍ＝Ａ）である。
【図５】ｙ＝ｆｍ（ｘ）のグラフを示す図（ｌｍ＝Ｂ，ｈｍ＝∞）である。
【図６】ｙ＝ｆｍ（ｘ）のグラフを示す図（ｌｍ＝０，ｈｍ＝∞）である。
【図７】各移動局の周波数帯域を算出するフローチャートを示す。
【図８】Σｆｍ（ｘ）＝Ｗａｌｌを計算する様子を示す図である。
【図９】同時接続数及び割り当てられた周波数帯域の一例を示す図である。
【図１０】優先度ａｍの異なる関数ｆｍ（ｘ）の例を示す図である。
【図１１】システム容量に関するシミュレーション結果を示す図である。
【図１２】通信速度に関するシミュレーション結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１１ 基地局
１２ 衛星中継器
１３ サービスエリア
１４ 移動局
２１ 通信要求制御部
２２ 通信要求管理部
２３ 移動局管理データベース
２４ 割当周波数帯域幅の制御部
２５ 受信機
２６ 送信能力推定部
２７ 送信機
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シングルキャリアの信号を通信するための周波数帯域を変更することができる複数の移動局が基地局と周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）方式で接続される無線通信システムに使用される周波数割当装置であって、
移動局に割り当てられる帯域と、総ての移動局に共通に使用される割当水準パラメータとの対応関係を定める制約条件を、移動局毎に管理するデータベースと、
総ての移動局に割り当てられる帯域の合計が無線通信システムにおける所望の値になるような割当水準パラメータの値を導出する手段と、
導出された割当水準パラメータに基づいて、空き帯域が最小になるように各移動局に割り当てる帯域をそれぞれ算出する手段と、
を有することを特徴とする周波数割当装置。
【請求項２】
前記対応関係が次式で表現され、
【数１】
ここで、ｆｍ（ｘ）はｍ番目の移動局に割り当てられる帯域を表し、ｘは割当水準パラメータを表し、ｌｍはｍ番目の移動局に割り当てられる帯域の最小値を表し、ｈｍはｍ番目の移動局に割り当てられる帯域の最大値を表し、ａｍは移動局間の相対的な優先度を表す
ことを特徴とする請求項１記載の周波数割当装置。
【請求項３】
前記データベースが、移動局のハードウエアの条件から定められる帯域の第１の下限値及び上限値と、前記移動局に提供されるサービスの要求から定められる帯域の第２の下限値及び上限値とを管理し、
前記移動局に割り当てられる帯域の最小値は前記第１及び第２の下限値の内の大きい方に設定され、
前記移動局に割り当てられる帯域の最大値は前記第１及び第２の上限値の内の小さい方に設定される
ことを特徴とする請求項１記載の周波数割当装置。
【請求項４】
複数の移動局が同期して周波数帯域を変更するように、各移動局に割り当てる帯域が通知される
ことを特徴とする請求項１記載の周波数割当装置。
【請求項５】
適応変調符号化（ＡＭＣ）方式を利用する無線通信システムに使用される
ことを特徴とする請求項１記載の周波数割当装置。
【請求項６】
シングルキャリアの信号を通信するための周波数帯域を変更することができる複数の移動局が基地局と周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）方式で接続される無線通信システムに使用される周波数割当方法であって、
移動局に割り当てられる帯域と総ての移動局に共通に使用される割当水準パラメータとの対応関係を定める制約条件を移動局毎に設定し、
総ての移動局に割り当てられる帯域の合計が無線通信システムにおける所望の値になるような割当水準パラメータの値を導出し、
導出された割当水準パラメータに基づいて、空き帯域が最小になるように各移動局に割り当てる帯域をそれぞれ算出する
ことを特徴とする周波数割当方法。
【請求項１】
シングルキャリアの信号を通信するための周波数帯域を変更することができる複数の移動局が基地局と周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）方式で接続される無線通信システムに使用される周波数割当装置であって、
移動局に割り当てられる帯域と、総ての移動局に共通に使用される割当水準パラメータとの対応関係を定める制約条件を、移動局毎に管理するデータベースと、
総ての移動局に割り当てられる帯域の合計が無線通信システムにおける所望の値になるような割当水準パラメータの値を導出する手段と、
導出された割当水準パラメータに基づいて、空き帯域が最小になるように各移動局に割り当てる帯域をそれぞれ算出する手段と、
を有することを特徴とする周波数割当装置。
【請求項２】
前記対応関係が次式で表現され、
【数１】
ここで、ｆｍ（ｘ）はｍ番目の移動局に割り当てられる帯域を表し、ｘは割当水準パラメータを表し、ｌｍはｍ番目の移動局に割り当てられる帯域の最小値を表し、ｈｍはｍ番目の移動局に割り当てられる帯域の最大値を表し、ａｍは移動局間の相対的な優先度を表す
ことを特徴とする請求項１記載の周波数割当装置。
【請求項３】
前記データベースが、移動局のハードウエアの条件から定められる帯域の第１の下限値及び上限値と、前記移動局に提供されるサービスの要求から定められる帯域の第２の下限値及び上限値とを管理し、
前記移動局に割り当てられる帯域の最小値は前記第１及び第２の下限値の内の大きい方に設定され、
前記移動局に割り当てられる帯域の最大値は前記第１及び第２の上限値の内の小さい方に設定される
ことを特徴とする請求項１記載の周波数割当装置。
【請求項４】
複数の移動局が同期して周波数帯域を変更するように、各移動局に割り当てる帯域が通知される
ことを特徴とする請求項１記載の周波数割当装置。
【請求項５】
適応変調符号化（ＡＭＣ）方式を利用する無線通信システムに使用される
ことを特徴とする請求項１記載の周波数割当装置。
【請求項６】
シングルキャリアの信号を通信するための周波数帯域を変更することができる複数の移動局が基地局と周波数分割多元接続（ＦＤＭＡ）方式で接続される無線通信システムに使用される周波数割当方法であって、
移動局に割り当てられる帯域と総ての移動局に共通に使用される割当水準パラメータとの対応関係を定める制約条件を移動局毎に設定し、
総ての移動局に割り当てられる帯域の合計が無線通信システムにおける所望の値になるような割当水準パラメータの値を導出し、
導出された割当水準パラメータに基づいて、空き帯域が最小になるように各移動局に割り当てる帯域をそれぞれ算出する
ことを特徴とする周波数割当方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−３３３４０５（Ｐ２００６−３３３４０５Ａ）
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１５８１１９（Ｐ２００５−１５８１１９）
【出願日】平成１７年５月３０日（２００５．５．３０）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月３０日（２００５．５．３０）
【出願人】（３９２０２６６９３）株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ (5,876)
【Ｆターム（参考）】
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