無線通信装置及びそのスケジューリング方法
【課題】 本発明は、隣接セクタの周波数利用状況を考慮して、周波数領域を割り当てることにより、周波数利用効率を向上させる装置及び方法を提供する。
【解決手段】 互いに隣接する複数のセクタを有し、複数の移動局との通信を制御する基地局であって、前記移動局について、セクタの境界に存在し且つ前記基地局の近くに存在する移動局を決定する位置決定部と、前記決定した移動局に、前記決定した移動局が存在するセクタと隣接するセクタで使用されていない周波数領域を割り当てるスケジューリング部と、を有する基地局。
【解決手段】 互いに隣接する複数のセクタを有し、複数の移動局との通信を制御する基地局であって、前記移動局について、セクタの境界に存在し且つ前記基地局の近くに存在する移動局を決定する位置決定部と、前記決定した移動局に、前記決定した移動局が存在するセクタと隣接するセクタで使用されていない周波数領域を割り当てるスケジューリング部と、を有する基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置及びそのスケジューリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）やＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：直交周波数分割多元接続）を利用する移動通信システムでは、隣接するセル同士が同じ周波数資源を同時に利用すると相互干渉を引き起こすため、隣接するセル同士で異なる周波数資源を利用するように周波数割り当てを行う手法がよく利用される。このとき、周波数資源を細かく分割し全セルそれぞれに異なる周波数資源を割当てると、１つのセルが利用できる周波数資源が極めて小さくなるため、隣接していないセル同士が同じ周波数資源を繰り返し利用し、周波数資源の再利用を行う。
【０００３】
ところで、周波数割当て方式としては、更なる周波数利用効率を上げる手段としてＦＦＲ（Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ）が注目されている。ＦＦＲでは、基地局は、隣接基地局と異なる周波数領域（Ｒ３ゾーン：全サブチャネルの３分の１を用い、周波数再利用係数＝３を実現する周波数領域）と、隣接基地局と共通の周波数領域（Ｒ１ゾーン：全サブチャネルを用い、周波数再利用係数＝１を実現する周波数領域）とを使用する。異なる周波数領域はセクタの境界やセル端に位置する無線品質の良くない移動局との通信に使用され、共通の周波数領域は基地局近傍に位置する無線品質の良い移動局との通信に使用される。このようにして、周波数利用効率の向上を実現することができる。
【０００４】
ここで、セクタの境界に位置する移動局では、隣接セクタと同一の周波数を利用していた場合、隣接セクタからの干渉が大きいため、移動局が測定するプリアンブルＳＩＮＲ（Ｓｉｎｇａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：信号対干渉雑音比）の値は小さくなる。プリアンブルは、セクタが送信する同期信号であり、全セクタで同一の周波数が使用される。このため、プリアンブルＳＩＮＲに基づいて移動局にＦＦＲにおけるゾーンを選択する場合、セクタの境界に位置する移動局には、Ｒ３ゾーンが選択される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＷｉＭＡＸ Ｆｏｒｕｍ、Ｍｏｂｉｌｅ ＷｉＭＡＸ−Ｐａｒｔ Ｉ：Ａ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ａｎｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ、２００６年２月２１日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の基地局は、プリアンブルＳＩＮＲに基づいて移動局が使用すべきゾーンを選択するため、隣接セクタとの境界に位置する移動局に対して常にＲ３ゾーンを選択する。従って、基地局の近傍かつセクタの境界に位置する移動局のデータは、基地局の近傍に位置するにも関わらず、隣接セクタと異なる周波数領域、つまりＲ３ゾーンに割り当てられてしまう。
【０００７】
また、従来の基地局は、セクタ毎、つまりアンテナ毎に通信処理を実行するため、隣接セクタの周波数利用状況に関係なく、移動局に周波数領域を割り当ててしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の実施形態は、互いに隣接する複数のセクタを有し、複数の移動局との通信を制御する基地局を提供する。当該基地局は、前記移動局について前記複数のセクタで測定した受信品質に基づき、セクタの境界に存在し且つ前記基地局の近くに存在する移動局を決定する位置決定部と、前記決定した移動局に、前記決定した移動局が存在するセクタと隣接するセクタで使用されていない周波数領域を割り当てるスケジューリング部と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、隣接セクタの周波数利用状況を考慮して、周波数領域を割り当てることにより、周波数利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】３セクタ構成のネットワークにＦＦＲが適用される例を説明する図である。
【図２】ＯＦＤＭＡ無線フレームの一例の構成図である。
【図３】第１の実施形態の基地局の構成図である。
【図４】記憶部が保持するデータの一例である。
【図５】基地局がＦＦＲのゾーンを選択するフローの一例である。
【図６】基地局が移動局からプリアンブルＳＩＮＲの値を取得するフローの一例である。
【図７】位置決定部が、各セクタの測定部からＳＩＮＲ値を取得するフローの一例である。
【図８】位置決定部が、測定部から取得した受信品質（ＳＩＮＲ値）に基づき、移動局の隣接セクタを決定するフローの一例である。
【図９】スケジューリング部のスケジューリング処理のフローの一例である。
【図１０】スケジューリング部のスケジューリング処理のデータ割当調整のフローの一例である。
【図１１】図１０のフローに従ったＲ３ゾーンの周波数領域のシフトを説明する図である。
【図１２】図１０のフローに従ったＲ１ゾーンの周波数領域のシフトを説明する図である。
【図１３】第２の実施形態の基地局の構成図である。
【図１４】第２の実施形態のスケジューリング部のスケジューリング処理のデータ割当調整のフローの一例である。
【図１５】第２の実施形態のＲ１ゾーンの周波数領域のシフトを説明する図である。
【図１６】第２の実施形態の複数のセクタから同じデータを送信する例を説明する図である。
【図１７】第３の実施形態の基地局が移動局から各セクタの受信品質を取得するフローの一例である。
【図１８】図１７で取得した各セクタの受信品質に基づき、移動局の隣接セクタを決定するフローの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜各セクタへの周波数割り当て＞
図１を参照し、本発明の実施形態を適用する例として、３セクタ構成のネットワークにＦＦＲが適用される例を説明する。図１の３つのセクタ１−３が接する位置に基地局（図示しない）が存在する。基地局はセクタ毎に図中に矢印で示す指向性を持つアンテナを有し、アンテナ毎にデータの送受信や無線品質測定などの通信処理を行う。基地局は、各セクタに存在する移動局の無線品質や送信電力値等に基づいて、移動局のデータを隣接セクタと共通の周波数領域か隣接セクタと異なる周波数領域のいずれかに割り当てる。
【００１２】
図１は、ＦＦＲを適用した場合のＯＦＤＭＡ無線フレームの下りリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ；無線基地局から移動局への下り方向）サブフレームの一例を示す。なお、図１では簡単のため上りリンク（Ｕｐｌｉｎｋ；移動局から無線基地局への上り方向）のサブフレームを省略し、下りリンクのサブフレームのみ示している。また、ＦＣＨ（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｅａｄｅｒ）、ＵＬ−ＭＡＰその他の制御情報領域を省略している。図１の横軸はシンボルを単位とする時間方向を、縦軸はサブチャネルを単位とする周波数方向を表している。
【００１３】
ＤＬサブフレームは、隣接セクタと異なる周波数領域ｆ１、ｆ２、又はｆ３を割り当てるＲ３ゾーンと、隣接セクタと共通の周波数領域ｆ１＋ｆ２＋ｆ３を割り当てるＲ１ゾーンとを有する。
【００１４】
各セクタのアンテナでは、それぞれ独立したプリアンブルやフレームが送受信される。各セクタでのフレームは、Ｒ１ゾーンとＲ３ゾーンを有する。Ｒ３ゾーンでは、セクタ同士で重複しないように周波数領域が設定され、Ｒ１ゾーンでは、全セクタで共通の周波数領域が設定される。図中には、ＵＬサブフレームを記載していないが、ＤＬサブフレームと同様の構成であっても良いし、Ｒ３ゾーンのみの構成であっても良い。
【００１５】
＜フレーム構成＞
図２に、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）におけるＯＦＤＭＡ無線フレームの一例の構成図を示す。同図中、横軸はＯＦＤＭＡシンボル番号（ＯＦＤＭＡ ｓｙｍｂｏｌ ｎｕｍｂｅｒ）を示しており、時間軸方向を示している。縦軸はサブチャネル論理番号（ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ ｌｏｇｉｃａｌ ｎｕｍｂｅｒ）を示している。
【００１６】
ＯＦＤＭＡのフレームは、下りリンクのサブフレーム、及び、上りリンクのサブフレーム、及び、ＴＴＧ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）、及び、ＲＴＧ（Ｒｅｃｅｉｖｅ／Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）から構成される。
【００１７】
更に、ＤＬサブフレームは、プリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）、ＦＣＨ（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｅａｄｅｒ）、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、複数のＤＬバースト（ＤＬ ｂｕｒｓｔ）から構成される。プリアンブルは、移動局がフレーム同期を実現するために必要なプリアンブルパターンを含む。ＦＣＨは、使用するサブチャネルや直後に位置するＤＬ−ＭＡＰに関する情報が含まれる。ＤＬ−ＭＡＰは、ＤＬサブフレームのＤＬバーストのマッピング情報を含み、これを受信し、解析することによって、移動局は、ＵＬ−ＭＡＰ（ＤＬバースト＃１で送信）、ＤＬバースト（＃２〜＃６）を識別することができる。
【００１８】
ＵＬ−ＭＡＰは、ＵＬサブフレームのレンジング領域（Ｒａｎｇｉｎｇ Ｒｅｇｉｏｎ）及びＵＬバーストのマッピング情報を含む。これを解析することによって、移動局は、レンジング領域及びＵＬバースト（＃１〜＃４）を識別することができる。
【００１９】
バーストとは、ＭＳ宛の下りユーザデータや制御メッセージ、及びＭＳ発の上りユーザデータや制御メッセージについて、無線フレームにおける下りサブフレーム及び上りサブフレーム上のスロットの割当及び配置であり、同一の変調方式と同一のＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ；前方エラー訂正）の組合せを有する領域であり、ＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰが、各バーストの変調方式とＦＥＣの組合せを指定する。無線基地局がスケジューリングした結果は、フレーム毎に、ＤＬサブフレーム先頭に設定されるＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰを用いて全ての移動局に通知される。
【００２０】
ここで、図２におけるＯＦＤＭＡフレームのＤＬが図１の各セクタのＤＬサブフレームに相当する。
【００２１】
＜第１の実施形態の基地局の構成＞
図３は、基地局３００の第１の実施形態の構成図である。基地局３００は、複数のセクタに共通のネットワーク部３２０と制御部３４０、及びセクタ毎に設けられた無線部３６０を有する。
【００２２】
ネットワーク部３２０は、ネットワーク・インターフェース部３２１とパケット識別部３２２を有する。ネットワーク・インターフェース部は、基幹ネットワーク側と無線部３６０との間でパケットの送受信を行う。また、パケット識別部３２２は、ネットワークから到着したパケットを適切なセクタの無線部３６０のパケットバッファ部３６１へ送信する。
【００２３】
制御部３４０は、スケジューリング部３４１、位置決定部３４２、制御情報生成部３４３、記憶部３４４を有する。スケジューリング部３４１は、無線部３６０から受信する移動局からの制御情報、受信品質に基づいて、移動局にダウンリンク及びアップリンクで使用する周波数領域を割り当てるなどの、スケジューリングを行う。スケジューリング部３４１は、基地局３００が制御する複数のセクタのスケジューリングを一元的に行う。
【００２４】
位置決定部３４２は、各セクタの無線部３６０から受信する移動局の受信品質に基づいて、当該移動局がセクタの境界に存在するか否か、及び移動局が基地局３００の近傍に存在するか否かを決定する。
【００２５】
制御情報生成部３４３は、スケジューリング部３４１の制御に基づいて、移動局へ送信すべき制御情報を生成し、無線部３６０へ送信する。
【００２６】
記憶部３４４は、システム情報や移動局の接続情報、位置情報、ＦＦＲのゾーン情報、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）情報等を保持する。記憶部３４４が保持するこれらの情報は、スケジューリング部３４１によりスケジューリングのために使用される。
【００２７】
各セクタの無線部３６０は、パケットバッファ部３６１、ＰＤＵ生成部３６２、送信部３６３、受信部３６４、測定部３６５、制御情報抽出部３６６、パケット生成部３６７を有する。各セクタの無線部３６０は、スケジューリング部３４１のスケジューリングの結果に基づいて、接続する移動局との送受信を実行する。
【００２８】
パケットバッファ部３６１は、ネットワーク部３２０から到着したパケットを格納する。また、パケットバッファ部３６１は、パケットの滞留状態をスケジューリング部３４１へ通知する。
【００２９】
ＰＤＵ生成部３６２は、パケットバッファ部３６１に格納されているパケットを無線で送信するときのデータ形式（ＰＤＵ）に変換する。また、ＰＤＵ生成部３６２は、制御部３４０の制御情報生成部３４３が生成した制御情報をＰＤＵに変換する。
【００３０】
送信部３６３は、ＰＤＵ生成部３６２が生成したデータを符号化し変調することにより、無線信号を生成する。ＰＤＵ生成部３６２および送信部３６３は、制御部３４０のスケジューリング部３４１の制御に基づいて、処理を行う。
【００３１】
受信部３６４は、移動局からの無線信号を受信し、復調し復号化したデータを制御情報抽出部３６６に渡す。
【００３２】
測定部３６５は、受信部３６４が移動局から受信した無線信号の無線品質や受信電力を測定する。これらの処理も制御部３４０のスケジューリング部３４１の制御に基づいて行われる。
【００３３】
制御情報抽出部３６６は、移動局から受信したデータ内に制御情報がある場合、スケジューリング部３４１に通知する。また、制御情報抽出部３６６は、ネットワーク側へのデータをパケット生成部３６７へ中継する。
【００３４】
パケット生成部３６７は、制御情報抽出部３６６から受信したデータから、ネットワーク側に送信するためのパケットを生成する。生成したパケットは、ネットワーク・インターフェース部３２１を介して、ネットワークに送信される。
【００３５】
＜記憶部が保持するデータ＞
図４は、記憶部３４４が保持するデータの一例を示す。記憶部３４４は、基地局３００が制御するセクタを識別するセクタ番号、各セクタに存在している移動局の移動局ID、移動局に対し選択されているゾーン、移動局が存在するセクタに隣接するセクタのセクタ番号である隣接セクタ番号、及び各移動局が必要とするサブチャネル数を保持する。
【００３６】
ゾーンは、ＦＦＲのゾーン、つまりＲ１ゾーン又はＲ３ゾーンを示す。ＦＦＲのゾーンは、基地局の位置決定部３４２が、移動局からフィードバックされるプリアンブルＳＩＮＲに基づいて選択する。隣接セクタ番号は、移動局が存在しているセクタに隣接するセクタを表す。
【００３７】
基地局３００のスケジューリング部３４１は、各セクタの測定部３６５に、移動局からの無線信号の受信品質を測定するよう指示し、その測定結果と移動局の送信電力値に基づいて、移動局毎に隣接セクタ番号を決定し、記憶部３４４に格納する。隣接セクタ番号の決定方法については、後述する。
【００３８】
＜ゾーンの選択＞
図５は、基地局３００がＦＦＲのゾーンを選択するフローの一例である。段階５０１で、基地局３００は、移動局からプリアンブルＳＩＮＲの値を取得する。段階５０２で、基地局３００は、プリアンブルＳＩＮＲの値が予め設定しているＳＩＮＲの閾値より大きいか否かを判断する。プリアンブルＳＩＮＲの値が閾値より大きい場合、段階５０３で、基地局３００のスケジューリング部３４１は、当該移動局に対してＲ１ゾーンを選択する。プリアンブルＳＩＮＲの値が閾値より小さい場合、段階５０４で、スケジューリング部３４１は、当該移動局に対してＲ３ゾーンを選択する。段階５０５で、スケジューリング部３４１は、選択した結果、つまりＲ１ゾーン又はＲ３ゾーンを記憶部３４４のゾーン（図４）に格納する。
【００３９】
プリアンブルＳＩＮＲは、図６に示す基地局３００が移動局からプリアンブルＳＩＮＲの値を取得するフローの一例に従って取得される。基地局３００は、プリアンブルＳＩＮＲの値を取得したい移動局に対して、ＲＥＰ ＲＥＱ（Ｒｅｐｏｒｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを送信する。このメッセージで、基地局３００は、移動局に対して、プリアンブルＳＩＮＲの値のフィードバックを指示する。ＲＥＰ ＲＥＱメッセージを受信した移動局は、プリアンブルＳＩＮＲの値をＲＥＰ ＲＳＰ（Ｒｅｐｏｒｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）メッセージに入力し、基地局３００にフィードバックする。
【００４０】
＜隣接セクタ、移動局の位置の決定＞
基地局３００の位置決定部３４２が、移動局の位置を決定するのに利用する受信品質として上りのＳＩＮＲを用いる例を説明する。
【００４１】
基地局３００の位置決定部３４２は、各セクタの測定部３６５で測定したＳＩＮＲ値に基づき、移動局が存在するセクタに隣接するセクタである隣接セクタを決定し、送信電力に基づき移動局の位置を決定する。以下に隣接セクタ及び移動局の位置を決定する方法を説明する。
【００４２】
図７は、基地局３００の位置決定部３４２が各セクタの測定部３６０から移動局からの送信信号のＳＩＮＲ値を取得するフローの一例を示す。図７の処理は、図５でＲ３ゾーンが選択された移動局に対して実行される。
【００４３】
基地局３００のスケジューリング部３４１は、スケジューリングによって移動局に周波数領域を割り当て、位置決定部３４２は、各セクタの測定部３６５に、移動局の送信信号の測定を指示する測定要求を送信する。測定要求は、測定するフレームと周波数領域を含む。
【００４４】
測定部３６５は、指定されたフレームの周波数領域の測定を行い、測定結果としてＳＩＮＲ値を位置決定部３４２に返す。
【００４５】
図８は、図７のフローにより位置決定部３４２が測定部３６５から取得した受信品質（ＳＩＮＲ値）に基づき、移動局の隣接セクタを決定するフローの一例を示す。
【００４６】
段階８０１で、基地局３００の位置決定部３４２は、図７のフローに従い、各セクタの測定部３６５からＳＩＮＲ値を取得する。
【００４７】
段階８０２で、基地局の位置決定部３４２は、移動局が接続しているセクタ以外のセクタの測定部３６５で取得した当該移動局のＳＩＮＲ値を互いに比較し、最も大きいＳＩＮＲ値を選択する。
【００４８】
段階８０３で、位置決定部３４２は、移動局が接続しているセクタにおける移動局のＳＩＮＲ値と、段階８０２で選択したＳＩＮＲ値との差分を計算する。ＳＩＮＲ値の差分が、移動局が予め設定しているＳＩＮＲ値の閾値より小さい場合、フローは段階８０４へ進む。ＳＩＮＲ値の差分が予め設定しているＳＩＮＲ値の閾値より大きい場合、フローは終了する。
【００４９】
予め設定しているＳＩＮＲ値の閾値は、セクタ境界位置か否かを判断するために用いられる。移動局と各セクタの測定部３６５との距離の差分が小さいほど、ＳＩＮＲ値の差分も小さくなる。従って、ＳＩＮＲ値の差分がある閾値より小さい場合、移動局は２つのセクタの測定部３６５からの距離が同程度であるセクタ境界に存在するとみなすことができる。例えば、セクタ１（図１）の測定部３６５（図３）がある移動局から取得するＳＩＮＲ値と、セクタ２の測定部３６５が当該移動局から取得するＳＩＮＲ値とが、同程度の値であり、それらの差分がある閾値より小さい場合、移動局は図１のセクタ１とセクタ２との間のセクタ境界に存在するとみなすことができる。
【００５０】
移動局と各セクタの測定部３６５との距離の差分が大きいほど、ＳＩＮＲ値の差分も大きくなる。従って、ＳＩＮＲ値の差分がある閾値より大きい場合、移動局は２つのセクタの測定部３６５からの距離が大きく異なる、セクタ境界から離れたセクタの内側に存在するとみなすことができる。例えば、セクタ１（図１）の測定部３６５（図３）がある移動局から取得するＳＩＮＲ値と、セクタ２の測定部３６５が当該移動局から取得するＳＩＮＲ値とが、大きく異なる値であり、それらの差分がある閾値より大きい場合、移動局は図１のセクタ境界から離れたセクタ１の内側又はセクタ２の内側に存在するとみなすことができる。
【００５１】
段階８０４で、位置決定部３４２は移動局の送信電力値を参照する。移動局の送信電力値が予め設定している送信電力値の閾値より小さい場合、フローは段階８０５へ進む。送信電力値が予め設定している送信電力値の閾値より大きい場合、フローは終了する。
【００５２】
予め設定している送信電力値の閾値は、基地局と移動局間の距離を推測し、移動局が基地局の近傍に存在するか否かを判断するために用いられる。移動局とセクタの測定部３６５との距離が近いほど、移動局は小さい送信電力値で通信している。従って、送信電力値がある閾値より小さい場合には、移動局と基地局との距離が当該閾値に対応する距離より近いとみなすことができる。また、移動局と基地局との距離の推測には、移動局で測定する受信電力を用いることも可能である。このとき、受信電力がある閾値より高い場合、移動局と基地局は、距離が近いと判断できる。
【００５３】
段階８０５で、位置決定部３４２は段階８０２で選択したＳＩＮＲ値に対応するセクタを隣接セクタとして、記憶部３４４に格納する。また、位置決定部３４２は隣接セクタをスケジューリング部３４１に通知してもよい。
【００５４】
図８の処理では、位置決定部３４２は、移動局が接続するセクタにおけるＳＩＮＲ値と他のセクタにおけるＳＩＮＲ値を比較することにより、移動局がセクタ境界に位置するかを判断する。また、位置決定部３４２は、移動局の送信電力値から、移動局が基地局の近傍に存在するか否かを判断する。図８の処理で設定された隣接セクタは、図４における隣接セクタ番号として格納される。
【００５５】
＜セクタ毎のスケジューリング処理＞
次に、図９及び図４を参照して、各セクタに対して移動局のデータ割当およびリソース割当を行うスケジューリング部３４１のスケジューリング処理について詳述する。ここで、データ割当はダウンリンクにおける処理であり、リソース割当はアップリンクにおける処理である。以下では、データ割当の処理についてのみ記載するが、リソース割当も同様の処理になる。
【００５６】
図９は、スケジューリング部３４１におけるスケジューリング処理のフローを示す。
【００５７】
段階９０１で、スケジューリング部３４１は、セクタ毎に個別に、スケジューリング処理を実行する。
【００５８】
段階９０２で、スケジューリング部３４１は、段階９０１の結果に基づき、各セクタのデータ割当をさらに調整する。
【００５９】
データ割当の調整は、図４のテーブルとこの時点でのＲ３ゾーンの割当状況を参照して行われる。前述したように、パケットバッファ部３６１にパケットが滞留していないセクタに対しては、データ割当の調整は行わない。
【００６０】
＜周波数領域のシフト＞
図９の段階９０２のデータ割当の調整は、図１０に詳細に示される。図１０は、スケジューリング部３４１におけるスケジューリング処理のデータ割当調整のフローを示す。
【００６１】
段階１０００で、段階９０１で行ったスケジューリングの結果、パケットバッファ部３６１にパケットが滞留しているか否かをセクタ毎に判断する。パケットが滞留している場合、つまりパケットが残っている場合には、処理は段階１００２へ進む。何れのセクタのパケットバッファ部３６５にもパケットが滞留していない場合には、処理は終了する。
【００６２】
段階１００１で、スケジューリング部３４１は、図９の段階９０１で各セクタのスケジューリングの後、全てのセクタのＲ３ゾーンに割り当てられた周波数領域の中で、Ｒ１ゾーンへシフトすべき周波数領域を決定する。このシフトは、図４のテーブルでＲ３ゾーンを選択され、隣接セクタ番号が設定されている移動局、つまり図１のセクタ境界に存在する移動局に割り当てられた周波数領域に対して行われる。
【００６３】
例えば、図４のテーブルの中で、Ｒ３ゾーンを選択されているのは移動局１ｂ−１ｄ（行番号＝１−４），移動局２ｂ、２ｃ（行番号＝７、８）、移動局３ａ−３ｃ（行番号＝１０−１２）である。それらのうち、セクタ境界に存在するのは隣接セクタ番号＝２、３、８、１０、１１が設定されている移動局１ｂ、１ｃ（行番号＝２、３）、移動局２ｃ（行番号＝８）、移動局３ａ、３ｂ（行番号＝１０、１１）である。これらのうち最も大きい周波数領域を使用しているのは、最大のサブチャネル数を割り当てられている移動局１ｂ（行番号＝２）である。従って図４の例では移動局１ｂに割り当てられた周波数領域が大きさＸの最大周波数領域として決定される。
【００６４】
段階１００２で、段階１００１で決定した最大周波数領域に対応する、隣接セクタのＲ１ゾーンの未使用周波数領域の大きさＹを決定する。
【００６５】
段階１００３で、段階１００１で決定した大きさＸと段階１００２で決定した大きさＹとを比較する。大きさＸが大きさＹより小さい場合には、処理は段階１００４へ進む。
【００６６】
段階１００４で、段階１００１で決定した大きさＸの最大周波数領域を、Ｒ１ゾーンへシフトする。これにより、隣接セクタから干渉を受けないＲ１ゾーンの周波数領域を有効に利用できる。
【００６７】
段階１００５で、段階１００４でシフトしたＲ１ゾーン内の周波数領域に対応する、隣接セクタのＲ１ゾーンの周波数領域を不使用領域に設定する。隣接セクタでは、不使用領域に新たにデータ割当を行わないようにする。これにより、シフトされた周波数領域が、隣接セクタで新たに周波数領域の割当が実行されることにより生じる隣接セクタからの干渉を回避できる。
【００６８】
段階１００３で大きさＸが大きさＹより大きい場合には、処理は段階１００６へ進む。段階１００６で、大きさＸの周波数領域のうち大きさＹの周波数領域だけをＲ１ゾーンにシフトする。これにより、隣接セクタから干渉を受けないＲ１ゾーンの周波数領域を有効に利用できる。
【００６９】
段階１００７で、段階１００６でシフトしたＲ３ゾーン内の周波数領域を再びＲ１ゾーンにシフトしないようにする。例えば、図４のテーブルに対し、選択された移動局の隣接セクタ番号を消去することにより、次の段階１００１の処理で、再び選択されないようにすることが可能である。
【００７０】
段階１００８で、段階１００４又は段階１００６のシフトにより空き領域となったＲ３ゾーン内の周波数領域に、新しいデータを割り当てる。これにより、Ｒ３ゾーンの周波数領域も有効に利用できる。
【００７１】
段階１００９で、いずれかのセクタのＲ１ゾーンに割当可能な、つまり未使用の周波数領域があるか否かを決定する。未使用の周波数領域がある場合には、処理は段階１０１０へ進む。未使用の周波数領域がない場合には、処理は終了する。
【００７２】
段階１０１０で、いずれかのセクタでシフト可能な周波数領域があるか否かを決定する。シフト可能な周波数領域がある場合には、処理は段階１０００に戻り、再びＲ３ゾーンからＲ１ゾーンへの周波数領域のシフトを行う。シフト可能な周波数領域がない場合には、処理は終了する。
【００７３】
＜周波数領域のシフトの例＞
図１１、図１２を参照し、図１０のフローに従ったＲ３、Ｒ１ゾーンの周波数領域のシフトを説明する。図１１、図１２は、それぞれ、各セクタ１、２、３が使用しているＲ３、Ｒ１ゾーンの周波数領域の割当状況を示す。図１１、図１２の縦軸はサブチャネルを単位とする周波数方向を表している。縦軸方向の周波数領域の大きさは、図４のテーブルのサブチャネル数に対応する。
【００７４】
図９の段階９０１に従いセクタ毎のスケジューリング処理が実行された結果、各セクタのＲ３ゾーンの周波数領域の割当状況は、図１１に示すようになる。図１１に示すように、セクタ１のＲ３ゾーンは、３つの周波数領域１１１１―１１１３が割り当てられている。各周波数領域は例えば図４の行番号４、２、３にそれぞれ対応する。同様に、セクタ２の周波数領域１１２１、１１２２は図４の行番号７、８に対応する。セクタ３の周波数領域１１３１−１１３３は図４の行番号１２、１１、１０に対応する。
【００７５】
ここで、セクタ１に対して図９の段階９０２、つまり図１０のフローを実行する場合を説明する。図１０の段階１００１で、図４のテーブルのサブチャネル数に基づき、周波数領域１１１２が最大周波数領域であり、その大きさＸが６であると決定される。
【００７６】
次に、図１２を参照する。図９の段階９０１に従いセクタ毎のスケジューリング処理が実行された結果、各セクタのＲ１ゾーンの周波数領域の割当状況は、図１２に示すようになる。このとき、図１２の周波数領域１２１３、１２２２は未だ割り当てられていない。つまり周波数領域１２１２−１２１４、１２２２、１２２３、１２３２は未使用の状態である。
【００７７】
図１２のセクタ１のＲ１ゾーンの周波数領域１２１１は、図４の行番号１に対応する。セクタ２の周波数領域１２２１は行番号６に、セクタ３の周波数領域１２３１は行番号１３に対応する。
【００７８】
段階１００２で、セクタ１に隣接するセクタ２のＲ１ゾーンの未使用周波数領域１２２２、１２２３の合計の大きさＹを決定する。例えば、大きさＹは、セクタ２のＲ１ゾーンの全サブチャネル数から周波数領域１２２１のサブチャネル数を減算することにより求めることができる。或いは、スケジューリング部３４１又は記憶部３４４が各セクタの未使用周波数領域の大きさを格納しておいてもよい。
【００７９】
段階１００３で、図１２の例では大きさＸは大きさＹより小さいので、処理は段階１００４へ進む。
【００８０】
段階１００４で、図１１の周波数領域１１１２は図１２の周波数領域１２１３へシフトされる。その結果、図１１の周波数領域１１１２は空き領域になり、段階１００８−１０１０で、必要に応じて新たなデータ割当が行われる。
【００８１】
段階１００５で、図１２に示すように、シフトにより割り当てられたセクタ１の周波数領域１２１３に対応する、隣接セクタ２の周波数領域１２２２が不使用領域として設定される。これにより、周波数領域１２２２には新たなデータ割当が行われないので、セクタ領域に存在する移動局に隣接セクタと同一の周波数領域を用いるＲ１ゾーンを割り当てた場合にも、隣接セクタからの干渉を防止することができる。
【００８２】
＜第２の実施形態の基地局の構成＞
図１３を参照し、第２の実施形態の基地局の構成を説明する。図１３の基地局１３００は、図３の基地局３００とパケットバッファ部１３０１の位置が異なる。図１３では、パケットバッファ部１３０１は、ネットワーク部３２０に含まれ、複数のセクタの間で共有される。
【００８３】
各セクタのＰＤＵ生成部３６２は、スケジューリング部３４１からの指示により、パケットバッファ部１３０１からパケットを取得し、移動局に送信するデータを生成する。スケジューリング部３４１からの指示は、例えば送信すべきデータに対応するフレーム番号、データ量、移動局ＩＤ等である。ここで、基地局１３００では、複数のセクタのＰＤＵ生成部３６２で、同じデータを生成することが可能である。この場合、スケジューリング部３４１において、複数のＰＤＵ生成部３６２に対して、同じパケットに基づきデータを生成するよう指示する。
【００８４】
＜第２の実施形態の周波数領域のシフトの例＞
図１４−図１６を参照し、第２の実施形態の周波数領域のシフトを説明する。第２の実施形態では、複数のセクタが同じデータを同じ周波数領域を使って同じタイミングで送信する。
【００８５】
図１４は、第２の実施形態の場合の、図９の段階９０２のデータ割当の調整を詳細に示す。図１４には、図１０の段階１００５がなく、代わりに段階１４０１、段階１４０２、段階１４０３がある。
【００８６】
段階１４０１で、図１３のスケジューリング部３４１は、対応する隣接セクタのＲ１ゾーンの周波数領域に、段階１００４でシフトしたデータ割当をコピーする。
【００８７】
また、段階１４０２で、隣接していないセクタの周波数領域が、未使用領域であった場合、段階１４０３で、未使用領域を不使用領域に設定する。
【００８８】
図１０と同様に段階１０００〜段階１００４もしくは段階１０００〜段階１００３、段階１００６、段階１００７を行った結果、図１５のようにＲ１ゾーンのデータ割当が行われた例を説明する。図１５の縦軸はサブチャネルを単位とする周波数方向を表している。縦軸方向の周波数領域の大きさは、図４のテーブルのサブチャネル数に対応する。
【００８９】
図１５では、周波数領域１５１１、１５２１、１５３１にデータが割り当てられている。セクタ１の周波数領域１５１２にはＲ３ゾーンの周波数領域がシフトされ、関係するセクタ３の周波数領域１５３３は未使用領域として設定されている。セクタ３の周波数領域１５３５にもＲ３ゾーンの周波数領域がシフトされ、関係するセクタ１の周波数領域１５１４は未使用領域として設定されている。周波数領域１５１３、１５１５、１５２２―１５２４、１５３２、１５３４、１５３６は未使用である。
【００９０】
ここで、段階１４０１が実行されると、周波数領域の割当は図１６のようになる。図１６は一部の周波数領域１６１０、１６３０が図１５と異なる。図１５で未使用領域であったセクタ３の周波数領域１５３３は、図１６では周波数領域１６３０に置き換わっている。セクタ３のＰＤＵ生成部３６２は、周波数領域１６３０を使用して、周波数領域１５１２と同じデータを送信する。
【００９１】
同様に、図１５で未使用領域であったセクタ１の周波数領域１５１４は、図１６では周波数領域１６１０に置き換わっている。セクタ１のＰＤＵ生成部３６２は、周波数領域１６１０を使用して、周波数領域１５３５と同じデータを送信する。
【００９２】
このように、複数のセクタが同じ周波数領域を使用して、同一の移動局への同一のデータを送信することにより、移動局の受信利得が向上する。
【００９３】
＜第３の実施形態における隣接セクタ、移動局の位置の決定＞
第３の実施形態では、基地局３００は、移動局から移動局で測定した各セクタの受信品質を取得し、その受信品質に基づいて、移動局の隣接セクタおよび位置を決定する。
【００９４】
図１７は、基地局３００が移動局から各セクタの受信品質を取得するフローの一例を示す。基地局３００は、ＲＥＰ ＲＥＱメッセージを移動局に送信し、移動局における各セクタの受信品質を測定するように指示する。ここで、受信品質とは、ＳＩＮＲであってもよいし、受信電力であってもよい。ＳＩＮＲの場合、移動局は、隣接セクタからの干渉がないＲ３ゾーンにおける信号を測定する。ＲＥＰ ＲＥＱメッセージを受信した移動局は、各セクタの受信品質を測定し、その結果をＲＥＰ ＲＳＰメッセージに挿入し、基地局３００にフィードバックする。
【００９５】
図１８は、図１７で取得した各セクタの受信品質に基づき、移動局の隣接セクタを決定するフローの一例を示す。
【００９６】
段階１８０１で、基地局３００の位置決定部３４２は、図１７のフローにより、移動局における各セクタの受信品質を取得する。
【００９７】
段階１８０２で、基地局３００の位置決定部３４２は、移動局が接続しているセクタ以外のセクタの受信品質を互いに比較し、最も高い受信品質を選択する。
【００９８】
段階１８０３で、位置決定部３４２は、移動局が接続しているセクタの受信品質と、その前に選択した受信品質との差分を計算する。受信品質の差分が、基地局３００が予め設定している受信品質の閾値より小さい場合は、フローは段階１８０４に進む。受信品質の差分が予め設定している受信品質の閾値より大きい場合、フローは終了する。
【００９９】
予め設定している受信品質の閾値は、セクタ境界位置か否かを判断するために用いられる。移動局と各セクタの測定部３６５との距離の差分が小さいほど、受信品質の差分も小さくなる。従って、受信品質の差分がある閾値より小さい場合、移動局は２つのセクタの測定部３６５からの距離が同程度であるセクタ境界に存在するとみなすことができる。例えば、移動局において、セクタ１（図１）の受信品質と、セクタ２の受信品質とが、同程度の値であり、それらの差分がある閾値より小さい場合、移動局は図１のセクタ１とセクタ２との間のセクタ境界に存在するとみなすことができる。
【０１００】
一方、移動局と各セクタの測定部３６５との距離の差分が大きいほど、受信品質の差分も大きくなる。従って、受信品質の差分がある閾値より大きい場合、移動局は２つのセクタの測定部３６５からの距離が大きく異なる、セクタ境界から離れたセクタの内側に存在するとみなすことができる。例えば、移動局において、セクタ１（図１）の受信品質と、セクタ２の受信品質とが、大きく異なる値であり、それらの差分がある閾値より大きい場合、移動局は図１のセクタ境界から離れたセクタ１の内側又はセクタ２の内側に存在するとみなすことができる。
【０１０１】
段階１８０４で、位置決定部３４２は、接続するセクタにおける受信品質を参照する。接続しているセクタの受信品質が予め設定している受信電力の閾値より大きい場合、フローは段階１８０５へ進む。受信品質が予め設定している受信品質より小さい場合、フローは終了する。
【０１０２】
予め設定している受信品質の閾値は、基地局と移動局間の距離を推測し、移動局が基地局の近傍に存在するか否かを判断するために用いられる。移動局とセクタの測定部３６５との距離が近いほど、セクタからの受信品質が高い。従って、受信品質がある閾値より大きい場合には、移動局と基地局との距離が当該閾値に対応する距離より近いとみなすことができる。また、第１の実施形態と同様に、移動局の送信電力値に基づいて、基地局と移動局間の距離を推測することもできる。
【０１０３】
段階１８０５で、位置決定部３４２は段階１８０２で選択したセクタを隣接セクタとして、記憶部３４４に格納する。また、位置決定部３４２は隣接セクタをスケジューリング部３４１に通知してもよい。
【０１０４】
図１８の処理では、位置決定部３４２は、移動局が接続するセクタからの受信品質と他のセクタからの受信品質を比較することにより、移動局がセクタ境界に位置するかを判断する。また、位置決定部３４２は、移動局における接続するセクタからの受信品質により、移動局が基地局の近傍に存在するか否かを判断する。図１８の処理で設定された隣接セクタは、図４における隣接セクタ番号として格納される。
【０１０５】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
互いに隣接する複数のセクタを有し、複数の移動局との通信を制御する基地局であって、
前記移動局について、セクタの境界に存在し且つ前記基地局の近くに存在する移動局を決定する位置決定部と、
前記決定した移動局に、前記決定した移動局が存在するセクタと隣接するセクタで使用されていない周波数領域を割り当てるスケジューリング部と、を有する基地局。
（付記２）
前記位置決定部は、前記移動局について前記複数のセクタで測定した受信品質あるいは前記移動局で測定する複数のセクタの受信品質に基づき、セクタの境界に存在すると決定する、付記１に記載の基地局。
（付記３）
前記位置決定部は、移動局の送信電力値あるいは前記移動局が接続するセクタで測定した前記移動局の受信品質あるいは前記移動局が測定した移動局が接続するセクタの受信品質のいずれかに基づき、前記移動局が前記基地局の近くに存在すると決定する、付記２に記載の基地局。
（付記４）
前記スケジューリング部は、前記決定した移動局に前記周波数領域を割り当てた場合に、前記隣接するセクタで同一の周波数領域の割り当てを禁止する、付記１に記載の基地局。
（付記５）
前記スケジューリング部は、前記決定した移動局に前記周波数領域を割り当てた場合に、前記隣接するセクタでも前記決定した移動局に同一の周波数領域を割り当てる、付記１に記載の基地局。
（付記６）
互いに隣接する複数のセクタを有し、複数の移動局との通信を制御する基地局のスケジューリング方法であって、
前記移動局について、セクタの境界に存在し且つ前記基地局の近くに存在する移動局を決定する段階と、
前記決定した移動局に、前記決定した移動局が存在するセクタと隣接するセクタで使用されていない周波数領域を割り当てる段階と、を有するスケジューリング方法。
【符号の説明】
【０１０６】
３００ 基地局
３２０ ネットワーク部
３２１ ネットワーク・インターフェース部
３２２ パケット識別部
３４０ 制御部
３４１ スケジューリング部
３４２ 位置決定部
３４３ 制御情報生成部
３４４ 記憶部
３６０ 無線部
３６１、１３０１ パケットバッファ部
３６２ ＰＤＵ生成部
３６３ 送信部
３６４ 受信部
３６５ 測定部
３６６ 制御情報抽出部
３６７ パケット生成部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置及びそのスケジューリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：直交周波数分割多重）やＯＦＤＭＡ（Ｏｒｔｈｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：直交周波数分割多元接続）を利用する移動通信システムでは、隣接するセル同士が同じ周波数資源を同時に利用すると相互干渉を引き起こすため、隣接するセル同士で異なる周波数資源を利用するように周波数割り当てを行う手法がよく利用される。このとき、周波数資源を細かく分割し全セルそれぞれに異なる周波数資源を割当てると、１つのセルが利用できる周波数資源が極めて小さくなるため、隣接していないセル同士が同じ周波数資源を繰り返し利用し、周波数資源の再利用を行う。
【０００３】
ところで、周波数割当て方式としては、更なる周波数利用効率を上げる手段としてＦＦＲ（Ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｒｅｕｓｅ）が注目されている。ＦＦＲでは、基地局は、隣接基地局と異なる周波数領域（Ｒ３ゾーン：全サブチャネルの３分の１を用い、周波数再利用係数＝３を実現する周波数領域）と、隣接基地局と共通の周波数領域（Ｒ１ゾーン：全サブチャネルを用い、周波数再利用係数＝１を実現する周波数領域）とを使用する。異なる周波数領域はセクタの境界やセル端に位置する無線品質の良くない移動局との通信に使用され、共通の周波数領域は基地局近傍に位置する無線品質の良い移動局との通信に使用される。このようにして、周波数利用効率の向上を実現することができる。
【０００４】
ここで、セクタの境界に位置する移動局では、隣接セクタと同一の周波数を利用していた場合、隣接セクタからの干渉が大きいため、移動局が測定するプリアンブルＳＩＮＲ（Ｓｉｎｇａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ：信号対干渉雑音比）の値は小さくなる。プリアンブルは、セクタが送信する同期信号であり、全セクタで同一の周波数が使用される。このため、プリアンブルＳＩＮＲに基づいて移動局にＦＦＲにおけるゾーンを選択する場合、セクタの境界に位置する移動局には、Ｒ３ゾーンが選択される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＷｉＭＡＸ Ｆｏｒｕｍ、Ｍｏｂｉｌｅ ＷｉＭＡＸ−Ｐａｒｔ Ｉ：Ａ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｖｅｒｖｉｅｗ ａｎｄ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ、２００６年２月２１日
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の基地局は、プリアンブルＳＩＮＲに基づいて移動局が使用すべきゾーンを選択するため、隣接セクタとの境界に位置する移動局に対して常にＲ３ゾーンを選択する。従って、基地局の近傍かつセクタの境界に位置する移動局のデータは、基地局の近傍に位置するにも関わらず、隣接セクタと異なる周波数領域、つまりＲ３ゾーンに割り当てられてしまう。
【０００７】
また、従来の基地局は、セクタ毎、つまりアンテナ毎に通信処理を実行するため、隣接セクタの周波数利用状況に関係なく、移動局に周波数領域を割り当ててしまう。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の実施形態は、互いに隣接する複数のセクタを有し、複数の移動局との通信を制御する基地局を提供する。当該基地局は、前記移動局について前記複数のセクタで測定した受信品質に基づき、セクタの境界に存在し且つ前記基地局の近くに存在する移動局を決定する位置決定部と、前記決定した移動局に、前記決定した移動局が存在するセクタと隣接するセクタで使用されていない周波数領域を割り当てるスケジューリング部と、を有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、隣接セクタの周波数利用状況を考慮して、周波数領域を割り当てることにより、周波数利用効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】３セクタ構成のネットワークにＦＦＲが適用される例を説明する図である。
【図２】ＯＦＤＭＡ無線フレームの一例の構成図である。
【図３】第１の実施形態の基地局の構成図である。
【図４】記憶部が保持するデータの一例である。
【図５】基地局がＦＦＲのゾーンを選択するフローの一例である。
【図６】基地局が移動局からプリアンブルＳＩＮＲの値を取得するフローの一例である。
【図７】位置決定部が、各セクタの測定部からＳＩＮＲ値を取得するフローの一例である。
【図８】位置決定部が、測定部から取得した受信品質（ＳＩＮＲ値）に基づき、移動局の隣接セクタを決定するフローの一例である。
【図９】スケジューリング部のスケジューリング処理のフローの一例である。
【図１０】スケジューリング部のスケジューリング処理のデータ割当調整のフローの一例である。
【図１１】図１０のフローに従ったＲ３ゾーンの周波数領域のシフトを説明する図である。
【図１２】図１０のフローに従ったＲ１ゾーンの周波数領域のシフトを説明する図である。
【図１３】第２の実施形態の基地局の構成図である。
【図１４】第２の実施形態のスケジューリング部のスケジューリング処理のデータ割当調整のフローの一例である。
【図１５】第２の実施形態のＲ１ゾーンの周波数領域のシフトを説明する図である。
【図１６】第２の実施形態の複数のセクタから同じデータを送信する例を説明する図である。
【図１７】第３の実施形態の基地局が移動局から各セクタの受信品質を取得するフローの一例である。
【図１８】図１７で取得した各セクタの受信品質に基づき、移動局の隣接セクタを決定するフローの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜各セクタへの周波数割り当て＞
図１を参照し、本発明の実施形態を適用する例として、３セクタ構成のネットワークにＦＦＲが適用される例を説明する。図１の３つのセクタ１−３が接する位置に基地局（図示しない）が存在する。基地局はセクタ毎に図中に矢印で示す指向性を持つアンテナを有し、アンテナ毎にデータの送受信や無線品質測定などの通信処理を行う。基地局は、各セクタに存在する移動局の無線品質や送信電力値等に基づいて、移動局のデータを隣接セクタと共通の周波数領域か隣接セクタと異なる周波数領域のいずれかに割り当てる。
【００１２】
図１は、ＦＦＲを適用した場合のＯＦＤＭＡ無線フレームの下りリンク（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ；無線基地局から移動局への下り方向）サブフレームの一例を示す。なお、図１では簡単のため上りリンク（Ｕｐｌｉｎｋ；移動局から無線基地局への上り方向）のサブフレームを省略し、下りリンクのサブフレームのみ示している。また、ＦＣＨ（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｅａｄｅｒ）、ＵＬ−ＭＡＰその他の制御情報領域を省略している。図１の横軸はシンボルを単位とする時間方向を、縦軸はサブチャネルを単位とする周波数方向を表している。
【００１３】
ＤＬサブフレームは、隣接セクタと異なる周波数領域ｆ１、ｆ２、又はｆ３を割り当てるＲ３ゾーンと、隣接セクタと共通の周波数領域ｆ１＋ｆ２＋ｆ３を割り当てるＲ１ゾーンとを有する。
【００１４】
各セクタのアンテナでは、それぞれ独立したプリアンブルやフレームが送受信される。各セクタでのフレームは、Ｒ１ゾーンとＲ３ゾーンを有する。Ｒ３ゾーンでは、セクタ同士で重複しないように周波数領域が設定され、Ｒ１ゾーンでは、全セクタで共通の周波数領域が設定される。図中には、ＵＬサブフレームを記載していないが、ＤＬサブフレームと同様の構成であっても良いし、Ｒ３ゾーンのみの構成であっても良い。
【００１５】
＜フレーム構成＞
図２に、ＷｉＭＡＸ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ Ｉｎｔｅｒｏｐｅｒａｂｉｌｉｔｙ ｆｏｒ Ｍｉｃｒｏｗａｖｅ Ａｃｃｅｓｓ）におけるＯＦＤＭＡ無線フレームの一例の構成図を示す。同図中、横軸はＯＦＤＭＡシンボル番号（ＯＦＤＭＡ ｓｙｍｂｏｌ ｎｕｍｂｅｒ）を示しており、時間軸方向を示している。縦軸はサブチャネル論理番号（ｓｕｂｃｈａｎｎｅｌ ｌｏｇｉｃａｌ ｎｕｍｂｅｒ）を示している。
【００１６】
ＯＦＤＭＡのフレームは、下りリンクのサブフレーム、及び、上りリンクのサブフレーム、及び、ＴＴＧ（Ｔｒａｎｓｍｉｔ／Ｒｅｃｅｉｖｅ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）、及び、ＲＴＧ（Ｒｅｃｅｉｖｅ／Ｔｒａｎｓｍｉｔ Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ Ｇａｐ）から構成される。
【００１７】
更に、ＤＬサブフレームは、プリアンブル（Ｐｒｅａｍｂｌｅ）、ＦＣＨ（Ｆｒａｍｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｈｅａｄｅｒ）、ＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰ、複数のＤＬバースト（ＤＬ ｂｕｒｓｔ）から構成される。プリアンブルは、移動局がフレーム同期を実現するために必要なプリアンブルパターンを含む。ＦＣＨは、使用するサブチャネルや直後に位置するＤＬ−ＭＡＰに関する情報が含まれる。ＤＬ−ＭＡＰは、ＤＬサブフレームのＤＬバーストのマッピング情報を含み、これを受信し、解析することによって、移動局は、ＵＬ−ＭＡＰ（ＤＬバースト＃１で送信）、ＤＬバースト（＃２〜＃６）を識別することができる。
【００１８】
ＵＬ−ＭＡＰは、ＵＬサブフレームのレンジング領域（Ｒａｎｇｉｎｇ Ｒｅｇｉｏｎ）及びＵＬバーストのマッピング情報を含む。これを解析することによって、移動局は、レンジング領域及びＵＬバースト（＃１〜＃４）を識別することができる。
【００１９】
バーストとは、ＭＳ宛の下りユーザデータや制御メッセージ、及びＭＳ発の上りユーザデータや制御メッセージについて、無線フレームにおける下りサブフレーム及び上りサブフレーム上のスロットの割当及び配置であり、同一の変調方式と同一のＦＥＣ（Ｆｏｒｗａｒｄ Ｅｒｒｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ；前方エラー訂正）の組合せを有する領域であり、ＤＬ−ＭＡＰ／ＵＬ−ＭＡＰが、各バーストの変調方式とＦＥＣの組合せを指定する。無線基地局がスケジューリングした結果は、フレーム毎に、ＤＬサブフレーム先頭に設定されるＤＬ−ＭＡＰ、ＵＬ−ＭＡＰを用いて全ての移動局に通知される。
【００２０】
ここで、図２におけるＯＦＤＭＡフレームのＤＬが図１の各セクタのＤＬサブフレームに相当する。
【００２１】
＜第１の実施形態の基地局の構成＞
図３は、基地局３００の第１の実施形態の構成図である。基地局３００は、複数のセクタに共通のネットワーク部３２０と制御部３４０、及びセクタ毎に設けられた無線部３６０を有する。
【００２２】
ネットワーク部３２０は、ネットワーク・インターフェース部３２１とパケット識別部３２２を有する。ネットワーク・インターフェース部は、基幹ネットワーク側と無線部３６０との間でパケットの送受信を行う。また、パケット識別部３２２は、ネットワークから到着したパケットを適切なセクタの無線部３６０のパケットバッファ部３６１へ送信する。
【００２３】
制御部３４０は、スケジューリング部３４１、位置決定部３４２、制御情報生成部３４３、記憶部３４４を有する。スケジューリング部３４１は、無線部３６０から受信する移動局からの制御情報、受信品質に基づいて、移動局にダウンリンク及びアップリンクで使用する周波数領域を割り当てるなどの、スケジューリングを行う。スケジューリング部３４１は、基地局３００が制御する複数のセクタのスケジューリングを一元的に行う。
【００２４】
位置決定部３４２は、各セクタの無線部３６０から受信する移動局の受信品質に基づいて、当該移動局がセクタの境界に存在するか否か、及び移動局が基地局３００の近傍に存在するか否かを決定する。
【００２５】
制御情報生成部３４３は、スケジューリング部３４１の制御に基づいて、移動局へ送信すべき制御情報を生成し、無線部３６０へ送信する。
【００２６】
記憶部３４４は、システム情報や移動局の接続情報、位置情報、ＦＦＲのゾーン情報、ＭＣＳ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｄｉｎｇ Ｓｃｈｅｍｅ）情報等を保持する。記憶部３４４が保持するこれらの情報は、スケジューリング部３４１によりスケジューリングのために使用される。
【００２７】
各セクタの無線部３６０は、パケットバッファ部３６１、ＰＤＵ生成部３６２、送信部３６３、受信部３６４、測定部３６５、制御情報抽出部３６６、パケット生成部３６７を有する。各セクタの無線部３６０は、スケジューリング部３４１のスケジューリングの結果に基づいて、接続する移動局との送受信を実行する。
【００２８】
パケットバッファ部３６１は、ネットワーク部３２０から到着したパケットを格納する。また、パケットバッファ部３６１は、パケットの滞留状態をスケジューリング部３４１へ通知する。
【００２９】
ＰＤＵ生成部３６２は、パケットバッファ部３６１に格納されているパケットを無線で送信するときのデータ形式（ＰＤＵ）に変換する。また、ＰＤＵ生成部３６２は、制御部３４０の制御情報生成部３４３が生成した制御情報をＰＤＵに変換する。
【００３０】
送信部３６３は、ＰＤＵ生成部３６２が生成したデータを符号化し変調することにより、無線信号を生成する。ＰＤＵ生成部３６２および送信部３６３は、制御部３４０のスケジューリング部３４１の制御に基づいて、処理を行う。
【００３１】
受信部３６４は、移動局からの無線信号を受信し、復調し復号化したデータを制御情報抽出部３６６に渡す。
【００３２】
測定部３６５は、受信部３６４が移動局から受信した無線信号の無線品質や受信電力を測定する。これらの処理も制御部３４０のスケジューリング部３４１の制御に基づいて行われる。
【００３３】
制御情報抽出部３６６は、移動局から受信したデータ内に制御情報がある場合、スケジューリング部３４１に通知する。また、制御情報抽出部３６６は、ネットワーク側へのデータをパケット生成部３６７へ中継する。
【００３４】
パケット生成部３６７は、制御情報抽出部３６６から受信したデータから、ネットワーク側に送信するためのパケットを生成する。生成したパケットは、ネットワーク・インターフェース部３２１を介して、ネットワークに送信される。
【００３５】
＜記憶部が保持するデータ＞
図４は、記憶部３４４が保持するデータの一例を示す。記憶部３４４は、基地局３００が制御するセクタを識別するセクタ番号、各セクタに存在している移動局の移動局ID、移動局に対し選択されているゾーン、移動局が存在するセクタに隣接するセクタのセクタ番号である隣接セクタ番号、及び各移動局が必要とするサブチャネル数を保持する。
【００３６】
ゾーンは、ＦＦＲのゾーン、つまりＲ１ゾーン又はＲ３ゾーンを示す。ＦＦＲのゾーンは、基地局の位置決定部３４２が、移動局からフィードバックされるプリアンブルＳＩＮＲに基づいて選択する。隣接セクタ番号は、移動局が存在しているセクタに隣接するセクタを表す。
【００３７】
基地局３００のスケジューリング部３４１は、各セクタの測定部３６５に、移動局からの無線信号の受信品質を測定するよう指示し、その測定結果と移動局の送信電力値に基づいて、移動局毎に隣接セクタ番号を決定し、記憶部３４４に格納する。隣接セクタ番号の決定方法については、後述する。
【００３８】
＜ゾーンの選択＞
図５は、基地局３００がＦＦＲのゾーンを選択するフローの一例である。段階５０１で、基地局３００は、移動局からプリアンブルＳＩＮＲの値を取得する。段階５０２で、基地局３００は、プリアンブルＳＩＮＲの値が予め設定しているＳＩＮＲの閾値より大きいか否かを判断する。プリアンブルＳＩＮＲの値が閾値より大きい場合、段階５０３で、基地局３００のスケジューリング部３４１は、当該移動局に対してＲ１ゾーンを選択する。プリアンブルＳＩＮＲの値が閾値より小さい場合、段階５０４で、スケジューリング部３４１は、当該移動局に対してＲ３ゾーンを選択する。段階５０５で、スケジューリング部３４１は、選択した結果、つまりＲ１ゾーン又はＲ３ゾーンを記憶部３４４のゾーン（図４）に格納する。
【００３９】
プリアンブルＳＩＮＲは、図６に示す基地局３００が移動局からプリアンブルＳＩＮＲの値を取得するフローの一例に従って取得される。基地局３００は、プリアンブルＳＩＮＲの値を取得したい移動局に対して、ＲＥＰ ＲＥＱ（Ｒｅｐｏｒｔ Ｒｅｑｕｅｓｔ）メッセージを送信する。このメッセージで、基地局３００は、移動局に対して、プリアンブルＳＩＮＲの値のフィードバックを指示する。ＲＥＰ ＲＥＱメッセージを受信した移動局は、プリアンブルＳＩＮＲの値をＲＥＰ ＲＳＰ（Ｒｅｐｏｒｔ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ）メッセージに入力し、基地局３００にフィードバックする。
【００４０】
＜隣接セクタ、移動局の位置の決定＞
基地局３００の位置決定部３４２が、移動局の位置を決定するのに利用する受信品質として上りのＳＩＮＲを用いる例を説明する。
【００４１】
基地局３００の位置決定部３４２は、各セクタの測定部３６５で測定したＳＩＮＲ値に基づき、移動局が存在するセクタに隣接するセクタである隣接セクタを決定し、送信電力に基づき移動局の位置を決定する。以下に隣接セクタ及び移動局の位置を決定する方法を説明する。
【００４２】
図７は、基地局３００の位置決定部３４２が各セクタの測定部３６０から移動局からの送信信号のＳＩＮＲ値を取得するフローの一例を示す。図７の処理は、図５でＲ３ゾーンが選択された移動局に対して実行される。
【００４３】
基地局３００のスケジューリング部３４１は、スケジューリングによって移動局に周波数領域を割り当て、位置決定部３４２は、各セクタの測定部３６５に、移動局の送信信号の測定を指示する測定要求を送信する。測定要求は、測定するフレームと周波数領域を含む。
【００４４】
測定部３６５は、指定されたフレームの周波数領域の測定を行い、測定結果としてＳＩＮＲ値を位置決定部３４２に返す。
【００４５】
図８は、図７のフローにより位置決定部３４２が測定部３６５から取得した受信品質（ＳＩＮＲ値）に基づき、移動局の隣接セクタを決定するフローの一例を示す。
【００４６】
段階８０１で、基地局３００の位置決定部３４２は、図７のフローに従い、各セクタの測定部３６５からＳＩＮＲ値を取得する。
【００４７】
段階８０２で、基地局の位置決定部３４２は、移動局が接続しているセクタ以外のセクタの測定部３６５で取得した当該移動局のＳＩＮＲ値を互いに比較し、最も大きいＳＩＮＲ値を選択する。
【００４８】
段階８０３で、位置決定部３４２は、移動局が接続しているセクタにおける移動局のＳＩＮＲ値と、段階８０２で選択したＳＩＮＲ値との差分を計算する。ＳＩＮＲ値の差分が、移動局が予め設定しているＳＩＮＲ値の閾値より小さい場合、フローは段階８０４へ進む。ＳＩＮＲ値の差分が予め設定しているＳＩＮＲ値の閾値より大きい場合、フローは終了する。
【００４９】
予め設定しているＳＩＮＲ値の閾値は、セクタ境界位置か否かを判断するために用いられる。移動局と各セクタの測定部３６５との距離の差分が小さいほど、ＳＩＮＲ値の差分も小さくなる。従って、ＳＩＮＲ値の差分がある閾値より小さい場合、移動局は２つのセクタの測定部３６５からの距離が同程度であるセクタ境界に存在するとみなすことができる。例えば、セクタ１（図１）の測定部３６５（図３）がある移動局から取得するＳＩＮＲ値と、セクタ２の測定部３６５が当該移動局から取得するＳＩＮＲ値とが、同程度の値であり、それらの差分がある閾値より小さい場合、移動局は図１のセクタ１とセクタ２との間のセクタ境界に存在するとみなすことができる。
【００５０】
移動局と各セクタの測定部３６５との距離の差分が大きいほど、ＳＩＮＲ値の差分も大きくなる。従って、ＳＩＮＲ値の差分がある閾値より大きい場合、移動局は２つのセクタの測定部３６５からの距離が大きく異なる、セクタ境界から離れたセクタの内側に存在するとみなすことができる。例えば、セクタ１（図１）の測定部３６５（図３）がある移動局から取得するＳＩＮＲ値と、セクタ２の測定部３６５が当該移動局から取得するＳＩＮＲ値とが、大きく異なる値であり、それらの差分がある閾値より大きい場合、移動局は図１のセクタ境界から離れたセクタ１の内側又はセクタ２の内側に存在するとみなすことができる。
【００５１】
段階８０４で、位置決定部３４２は移動局の送信電力値を参照する。移動局の送信電力値が予め設定している送信電力値の閾値より小さい場合、フローは段階８０５へ進む。送信電力値が予め設定している送信電力値の閾値より大きい場合、フローは終了する。
【００５２】
予め設定している送信電力値の閾値は、基地局と移動局間の距離を推測し、移動局が基地局の近傍に存在するか否かを判断するために用いられる。移動局とセクタの測定部３６５との距離が近いほど、移動局は小さい送信電力値で通信している。従って、送信電力値がある閾値より小さい場合には、移動局と基地局との距離が当該閾値に対応する距離より近いとみなすことができる。また、移動局と基地局との距離の推測には、移動局で測定する受信電力を用いることも可能である。このとき、受信電力がある閾値より高い場合、移動局と基地局は、距離が近いと判断できる。
【００５３】
段階８０５で、位置決定部３４２は段階８０２で選択したＳＩＮＲ値に対応するセクタを隣接セクタとして、記憶部３４４に格納する。また、位置決定部３４２は隣接セクタをスケジューリング部３４１に通知してもよい。
【００５４】
図８の処理では、位置決定部３４２は、移動局が接続するセクタにおけるＳＩＮＲ値と他のセクタにおけるＳＩＮＲ値を比較することにより、移動局がセクタ境界に位置するかを判断する。また、位置決定部３４２は、移動局の送信電力値から、移動局が基地局の近傍に存在するか否かを判断する。図８の処理で設定された隣接セクタは、図４における隣接セクタ番号として格納される。
【００５５】
＜セクタ毎のスケジューリング処理＞
次に、図９及び図４を参照して、各セクタに対して移動局のデータ割当およびリソース割当を行うスケジューリング部３４１のスケジューリング処理について詳述する。ここで、データ割当はダウンリンクにおける処理であり、リソース割当はアップリンクにおける処理である。以下では、データ割当の処理についてのみ記載するが、リソース割当も同様の処理になる。
【００５６】
図９は、スケジューリング部３４１におけるスケジューリング処理のフローを示す。
【００５７】
段階９０１で、スケジューリング部３４１は、セクタ毎に個別に、スケジューリング処理を実行する。
【００５８】
段階９０２で、スケジューリング部３４１は、段階９０１の結果に基づき、各セクタのデータ割当をさらに調整する。
【００５９】
データ割当の調整は、図４のテーブルとこの時点でのＲ３ゾーンの割当状況を参照して行われる。前述したように、パケットバッファ部３６１にパケットが滞留していないセクタに対しては、データ割当の調整は行わない。
【００６０】
＜周波数領域のシフト＞
図９の段階９０２のデータ割当の調整は、図１０に詳細に示される。図１０は、スケジューリング部３４１におけるスケジューリング処理のデータ割当調整のフローを示す。
【００６１】
段階１０００で、段階９０１で行ったスケジューリングの結果、パケットバッファ部３６１にパケットが滞留しているか否かをセクタ毎に判断する。パケットが滞留している場合、つまりパケットが残っている場合には、処理は段階１００２へ進む。何れのセクタのパケットバッファ部３６５にもパケットが滞留していない場合には、処理は終了する。
【００６２】
段階１００１で、スケジューリング部３４１は、図９の段階９０１で各セクタのスケジューリングの後、全てのセクタのＲ３ゾーンに割り当てられた周波数領域の中で、Ｒ１ゾーンへシフトすべき周波数領域を決定する。このシフトは、図４のテーブルでＲ３ゾーンを選択され、隣接セクタ番号が設定されている移動局、つまり図１のセクタ境界に存在する移動局に割り当てられた周波数領域に対して行われる。
【００６３】
例えば、図４のテーブルの中で、Ｒ３ゾーンを選択されているのは移動局１ｂ−１ｄ（行番号＝１−４），移動局２ｂ、２ｃ（行番号＝７、８）、移動局３ａ−３ｃ（行番号＝１０−１２）である。それらのうち、セクタ境界に存在するのは隣接セクタ番号＝２、３、８、１０、１１が設定されている移動局１ｂ、１ｃ（行番号＝２、３）、移動局２ｃ（行番号＝８）、移動局３ａ、３ｂ（行番号＝１０、１１）である。これらのうち最も大きい周波数領域を使用しているのは、最大のサブチャネル数を割り当てられている移動局１ｂ（行番号＝２）である。従って図４の例では移動局１ｂに割り当てられた周波数領域が大きさＸの最大周波数領域として決定される。
【００６４】
段階１００２で、段階１００１で決定した最大周波数領域に対応する、隣接セクタのＲ１ゾーンの未使用周波数領域の大きさＹを決定する。
【００６５】
段階１００３で、段階１００１で決定した大きさＸと段階１００２で決定した大きさＹとを比較する。大きさＸが大きさＹより小さい場合には、処理は段階１００４へ進む。
【００６６】
段階１００４で、段階１００１で決定した大きさＸの最大周波数領域を、Ｒ１ゾーンへシフトする。これにより、隣接セクタから干渉を受けないＲ１ゾーンの周波数領域を有効に利用できる。
【００６７】
段階１００５で、段階１００４でシフトしたＲ１ゾーン内の周波数領域に対応する、隣接セクタのＲ１ゾーンの周波数領域を不使用領域に設定する。隣接セクタでは、不使用領域に新たにデータ割当を行わないようにする。これにより、シフトされた周波数領域が、隣接セクタで新たに周波数領域の割当が実行されることにより生じる隣接セクタからの干渉を回避できる。
【００６８】
段階１００３で大きさＸが大きさＹより大きい場合には、処理は段階１００６へ進む。段階１００６で、大きさＸの周波数領域のうち大きさＹの周波数領域だけをＲ１ゾーンにシフトする。これにより、隣接セクタから干渉を受けないＲ１ゾーンの周波数領域を有効に利用できる。
【００６９】
段階１００７で、段階１００６でシフトしたＲ３ゾーン内の周波数領域を再びＲ１ゾーンにシフトしないようにする。例えば、図４のテーブルに対し、選択された移動局の隣接セクタ番号を消去することにより、次の段階１００１の処理で、再び選択されないようにすることが可能である。
【００７０】
段階１００８で、段階１００４又は段階１００６のシフトにより空き領域となったＲ３ゾーン内の周波数領域に、新しいデータを割り当てる。これにより、Ｒ３ゾーンの周波数領域も有効に利用できる。
【００７１】
段階１００９で、いずれかのセクタのＲ１ゾーンに割当可能な、つまり未使用の周波数領域があるか否かを決定する。未使用の周波数領域がある場合には、処理は段階１０１０へ進む。未使用の周波数領域がない場合には、処理は終了する。
【００７２】
段階１０１０で、いずれかのセクタでシフト可能な周波数領域があるか否かを決定する。シフト可能な周波数領域がある場合には、処理は段階１０００に戻り、再びＲ３ゾーンからＲ１ゾーンへの周波数領域のシフトを行う。シフト可能な周波数領域がない場合には、処理は終了する。
【００７３】
＜周波数領域のシフトの例＞
図１１、図１２を参照し、図１０のフローに従ったＲ３、Ｒ１ゾーンの周波数領域のシフトを説明する。図１１、図１２は、それぞれ、各セクタ１、２、３が使用しているＲ３、Ｒ１ゾーンの周波数領域の割当状況を示す。図１１、図１２の縦軸はサブチャネルを単位とする周波数方向を表している。縦軸方向の周波数領域の大きさは、図４のテーブルのサブチャネル数に対応する。
【００７４】
図９の段階９０１に従いセクタ毎のスケジューリング処理が実行された結果、各セクタのＲ３ゾーンの周波数領域の割当状況は、図１１に示すようになる。図１１に示すように、セクタ１のＲ３ゾーンは、３つの周波数領域１１１１―１１１３が割り当てられている。各周波数領域は例えば図４の行番号４、２、３にそれぞれ対応する。同様に、セクタ２の周波数領域１１２１、１１２２は図４の行番号７、８に対応する。セクタ３の周波数領域１１３１−１１３３は図４の行番号１２、１１、１０に対応する。
【００７５】
ここで、セクタ１に対して図９の段階９０２、つまり図１０のフローを実行する場合を説明する。図１０の段階１００１で、図４のテーブルのサブチャネル数に基づき、周波数領域１１１２が最大周波数領域であり、その大きさＸが６であると決定される。
【００７６】
次に、図１２を参照する。図９の段階９０１に従いセクタ毎のスケジューリング処理が実行された結果、各セクタのＲ１ゾーンの周波数領域の割当状況は、図１２に示すようになる。このとき、図１２の周波数領域１２１３、１２２２は未だ割り当てられていない。つまり周波数領域１２１２−１２１４、１２２２、１２２３、１２３２は未使用の状態である。
【００７７】
図１２のセクタ１のＲ１ゾーンの周波数領域１２１１は、図４の行番号１に対応する。セクタ２の周波数領域１２２１は行番号６に、セクタ３の周波数領域１２３１は行番号１３に対応する。
【００７８】
段階１００２で、セクタ１に隣接するセクタ２のＲ１ゾーンの未使用周波数領域１２２２、１２２３の合計の大きさＹを決定する。例えば、大きさＹは、セクタ２のＲ１ゾーンの全サブチャネル数から周波数領域１２２１のサブチャネル数を減算することにより求めることができる。或いは、スケジューリング部３４１又は記憶部３４４が各セクタの未使用周波数領域の大きさを格納しておいてもよい。
【００７９】
段階１００３で、図１２の例では大きさＸは大きさＹより小さいので、処理は段階１００４へ進む。
【００８０】
段階１００４で、図１１の周波数領域１１１２は図１２の周波数領域１２１３へシフトされる。その結果、図１１の周波数領域１１１２は空き領域になり、段階１００８−１０１０で、必要に応じて新たなデータ割当が行われる。
【００８１】
段階１００５で、図１２に示すように、シフトにより割り当てられたセクタ１の周波数領域１２１３に対応する、隣接セクタ２の周波数領域１２２２が不使用領域として設定される。これにより、周波数領域１２２２には新たなデータ割当が行われないので、セクタ領域に存在する移動局に隣接セクタと同一の周波数領域を用いるＲ１ゾーンを割り当てた場合にも、隣接セクタからの干渉を防止することができる。
【００８２】
＜第２の実施形態の基地局の構成＞
図１３を参照し、第２の実施形態の基地局の構成を説明する。図１３の基地局１３００は、図３の基地局３００とパケットバッファ部１３０１の位置が異なる。図１３では、パケットバッファ部１３０１は、ネットワーク部３２０に含まれ、複数のセクタの間で共有される。
【００８３】
各セクタのＰＤＵ生成部３６２は、スケジューリング部３４１からの指示により、パケットバッファ部１３０１からパケットを取得し、移動局に送信するデータを生成する。スケジューリング部３４１からの指示は、例えば送信すべきデータに対応するフレーム番号、データ量、移動局ＩＤ等である。ここで、基地局１３００では、複数のセクタのＰＤＵ生成部３６２で、同じデータを生成することが可能である。この場合、スケジューリング部３４１において、複数のＰＤＵ生成部３６２に対して、同じパケットに基づきデータを生成するよう指示する。
【００８４】
＜第２の実施形態の周波数領域のシフトの例＞
図１４−図１６を参照し、第２の実施形態の周波数領域のシフトを説明する。第２の実施形態では、複数のセクタが同じデータを同じ周波数領域を使って同じタイミングで送信する。
【００８５】
図１４は、第２の実施形態の場合の、図９の段階９０２のデータ割当の調整を詳細に示す。図１４には、図１０の段階１００５がなく、代わりに段階１４０１、段階１４０２、段階１４０３がある。
【００８６】
段階１４０１で、図１３のスケジューリング部３４１は、対応する隣接セクタのＲ１ゾーンの周波数領域に、段階１００４でシフトしたデータ割当をコピーする。
【００８７】
また、段階１４０２で、隣接していないセクタの周波数領域が、未使用領域であった場合、段階１４０３で、未使用領域を不使用領域に設定する。
【００８８】
図１０と同様に段階１０００〜段階１００４もしくは段階１０００〜段階１００３、段階１００６、段階１００７を行った結果、図１５のようにＲ１ゾーンのデータ割当が行われた例を説明する。図１５の縦軸はサブチャネルを単位とする周波数方向を表している。縦軸方向の周波数領域の大きさは、図４のテーブルのサブチャネル数に対応する。
【００８９】
図１５では、周波数領域１５１１、１５２１、１５３１にデータが割り当てられている。セクタ１の周波数領域１５１２にはＲ３ゾーンの周波数領域がシフトされ、関係するセクタ３の周波数領域１５３３は未使用領域として設定されている。セクタ３の周波数領域１５３５にもＲ３ゾーンの周波数領域がシフトされ、関係するセクタ１の周波数領域１５１４は未使用領域として設定されている。周波数領域１５１３、１５１５、１５２２―１５２４、１５３２、１５３４、１５３６は未使用である。
【００９０】
ここで、段階１４０１が実行されると、周波数領域の割当は図１６のようになる。図１６は一部の周波数領域１６１０、１６３０が図１５と異なる。図１５で未使用領域であったセクタ３の周波数領域１５３３は、図１６では周波数領域１６３０に置き換わっている。セクタ３のＰＤＵ生成部３６２は、周波数領域１６３０を使用して、周波数領域１５１２と同じデータを送信する。
【００９１】
同様に、図１５で未使用領域であったセクタ１の周波数領域１５１４は、図１６では周波数領域１６１０に置き換わっている。セクタ１のＰＤＵ生成部３６２は、周波数領域１６１０を使用して、周波数領域１５３５と同じデータを送信する。
【００９２】
このように、複数のセクタが同じ周波数領域を使用して、同一の移動局への同一のデータを送信することにより、移動局の受信利得が向上する。
【００９３】
＜第３の実施形態における隣接セクタ、移動局の位置の決定＞
第３の実施形態では、基地局３００は、移動局から移動局で測定した各セクタの受信品質を取得し、その受信品質に基づいて、移動局の隣接セクタおよび位置を決定する。
【００９４】
図１７は、基地局３００が移動局から各セクタの受信品質を取得するフローの一例を示す。基地局３００は、ＲＥＰ ＲＥＱメッセージを移動局に送信し、移動局における各セクタの受信品質を測定するように指示する。ここで、受信品質とは、ＳＩＮＲであってもよいし、受信電力であってもよい。ＳＩＮＲの場合、移動局は、隣接セクタからの干渉がないＲ３ゾーンにおける信号を測定する。ＲＥＰ ＲＥＱメッセージを受信した移動局は、各セクタの受信品質を測定し、その結果をＲＥＰ ＲＳＰメッセージに挿入し、基地局３００にフィードバックする。
【００９５】
図１８は、図１７で取得した各セクタの受信品質に基づき、移動局の隣接セクタを決定するフローの一例を示す。
【００９６】
段階１８０１で、基地局３００の位置決定部３４２は、図１７のフローにより、移動局における各セクタの受信品質を取得する。
【００９７】
段階１８０２で、基地局３００の位置決定部３４２は、移動局が接続しているセクタ以外のセクタの受信品質を互いに比較し、最も高い受信品質を選択する。
【００９８】
段階１８０３で、位置決定部３４２は、移動局が接続しているセクタの受信品質と、その前に選択した受信品質との差分を計算する。受信品質の差分が、基地局３００が予め設定している受信品質の閾値より小さい場合は、フローは段階１８０４に進む。受信品質の差分が予め設定している受信品質の閾値より大きい場合、フローは終了する。
【００９９】
予め設定している受信品質の閾値は、セクタ境界位置か否かを判断するために用いられる。移動局と各セクタの測定部３６５との距離の差分が小さいほど、受信品質の差分も小さくなる。従って、受信品質の差分がある閾値より小さい場合、移動局は２つのセクタの測定部３６５からの距離が同程度であるセクタ境界に存在するとみなすことができる。例えば、移動局において、セクタ１（図１）の受信品質と、セクタ２の受信品質とが、同程度の値であり、それらの差分がある閾値より小さい場合、移動局は図１のセクタ１とセクタ２との間のセクタ境界に存在するとみなすことができる。
【０１００】
一方、移動局と各セクタの測定部３６５との距離の差分が大きいほど、受信品質の差分も大きくなる。従って、受信品質の差分がある閾値より大きい場合、移動局は２つのセクタの測定部３６５からの距離が大きく異なる、セクタ境界から離れたセクタの内側に存在するとみなすことができる。例えば、移動局において、セクタ１（図１）の受信品質と、セクタ２の受信品質とが、大きく異なる値であり、それらの差分がある閾値より大きい場合、移動局は図１のセクタ境界から離れたセクタ１の内側又はセクタ２の内側に存在するとみなすことができる。
【０１０１】
段階１８０４で、位置決定部３４２は、接続するセクタにおける受信品質を参照する。接続しているセクタの受信品質が予め設定している受信電力の閾値より大きい場合、フローは段階１８０５へ進む。受信品質が予め設定している受信品質より小さい場合、フローは終了する。
【０１０２】
予め設定している受信品質の閾値は、基地局と移動局間の距離を推測し、移動局が基地局の近傍に存在するか否かを判断するために用いられる。移動局とセクタの測定部３６５との距離が近いほど、セクタからの受信品質が高い。従って、受信品質がある閾値より大きい場合には、移動局と基地局との距離が当該閾値に対応する距離より近いとみなすことができる。また、第１の実施形態と同様に、移動局の送信電力値に基づいて、基地局と移動局間の距離を推測することもできる。
【０１０３】
段階１８０５で、位置決定部３４２は段階１８０２で選択したセクタを隣接セクタとして、記憶部３４４に格納する。また、位置決定部３４２は隣接セクタをスケジューリング部３４１に通知してもよい。
【０１０４】
図１８の処理では、位置決定部３４２は、移動局が接続するセクタからの受信品質と他のセクタからの受信品質を比較することにより、移動局がセクタ境界に位置するかを判断する。また、位置決定部３４２は、移動局における接続するセクタからの受信品質により、移動局が基地局の近傍に存在するか否かを判断する。図１８の処理で設定された隣接セクタは、図４における隣接セクタ番号として格納される。
【０１０５】
以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１）
互いに隣接する複数のセクタを有し、複数の移動局との通信を制御する基地局であって、
前記移動局について、セクタの境界に存在し且つ前記基地局の近くに存在する移動局を決定する位置決定部と、
前記決定した移動局に、前記決定した移動局が存在するセクタと隣接するセクタで使用されていない周波数領域を割り当てるスケジューリング部と、を有する基地局。
（付記２）
前記位置決定部は、前記移動局について前記複数のセクタで測定した受信品質あるいは前記移動局で測定する複数のセクタの受信品質に基づき、セクタの境界に存在すると決定する、付記１に記載の基地局。
（付記３）
前記位置決定部は、移動局の送信電力値あるいは前記移動局が接続するセクタで測定した前記移動局の受信品質あるいは前記移動局が測定した移動局が接続するセクタの受信品質のいずれかに基づき、前記移動局が前記基地局の近くに存在すると決定する、付記２に記載の基地局。
（付記４）
前記スケジューリング部は、前記決定した移動局に前記周波数領域を割り当てた場合に、前記隣接するセクタで同一の周波数領域の割り当てを禁止する、付記１に記載の基地局。
（付記５）
前記スケジューリング部は、前記決定した移動局に前記周波数領域を割り当てた場合に、前記隣接するセクタでも前記決定した移動局に同一の周波数領域を割り当てる、付記１に記載の基地局。
（付記６）
互いに隣接する複数のセクタを有し、複数の移動局との通信を制御する基地局のスケジューリング方法であって、
前記移動局について、セクタの境界に存在し且つ前記基地局の近くに存在する移動局を決定する段階と、
前記決定した移動局に、前記決定した移動局が存在するセクタと隣接するセクタで使用されていない周波数領域を割り当てる段階と、を有するスケジューリング方法。
【符号の説明】
【０１０６】
３００ 基地局
３２０ ネットワーク部
３２１ ネットワーク・インターフェース部
３２２ パケット識別部
３４０ 制御部
３４１ スケジューリング部
３４２ 位置決定部
３４３ 制御情報生成部
３４４ 記憶部
３６０ 無線部
３６１、１３０１ パケットバッファ部
３６２ ＰＤＵ生成部
３６３ 送信部
３６４ 受信部
３６５ 測定部
３６６ 制御情報抽出部
３６７ パケット生成部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに隣接する複数のセクタを有し、複数の移動局との通信を制御する基地局であって、
前記移動局についてセクタの境界に存在し且つ前記基地局の近くに存在する移動局を決定する位置決定部と、
前記決定した移動局に、前記決定した移動局が接続するセクタと隣接するセクタで使用されていない周波数領域を割り当てるスケジューリング部と、を有する基地局。
【請求項２】
前記位置決定部は、前記移動局について前記複数のセクタで測定した受信品質あるいは前記移動局で測定する複数のセクタの受信品質に基づき、セクタの境界に存在すると決定する、請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記位置決定部は、移動局の送信電力値あるいは前記移動局が接続するセクタで測定した前記移動局の受信品質あるいは前記移動局が測定した移動局が接続するセクタの受信品質のいずれかに基づき、前記移動局が前記基地局の近くに存在すると決定する、請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記スケジューリング部は、前記決定した移動局に前記周波数領域を割り当てた場合に、前記隣接するセクタで同一の周波数領域の割り当てを禁止する、請求項１に記載の基地局。
【請求項５】
前記スケジューリング部は、前記決定した移動局に前記周波数領域を割り当てた場合に、前記隣接するセクタでも前記決定した移動局に同一の周波数領域を割り当てる、請求項１に記載の基地局。
【請求項６】
互いに隣接する複数のセクタを有し、複数の移動局との通信を制御する基地局のスケジューリング方法であって、
前記移動局について、セクタの境界に存在し且つ前記基地局の近くに存在する移動局を決定する段階と、
前記決定した移動局に、前記決定した移動局が存在するセクタと隣接するセクタで使用されていない周波数領域を割り当てる段階と、を有するスケジューリング方法。
【請求項１】
互いに隣接する複数のセクタを有し、複数の移動局との通信を制御する基地局であって、
前記移動局についてセクタの境界に存在し且つ前記基地局の近くに存在する移動局を決定する位置決定部と、
前記決定した移動局に、前記決定した移動局が接続するセクタと隣接するセクタで使用されていない周波数領域を割り当てるスケジューリング部と、を有する基地局。
【請求項２】
前記位置決定部は、前記移動局について前記複数のセクタで測定した受信品質あるいは前記移動局で測定する複数のセクタの受信品質に基づき、セクタの境界に存在すると決定する、請求項１に記載の基地局。
【請求項３】
前記位置決定部は、移動局の送信電力値あるいは前記移動局が接続するセクタで測定した前記移動局の受信品質あるいは前記移動局が測定した移動局が接続するセクタの受信品質のいずれかに基づき、前記移動局が前記基地局の近くに存在すると決定する、請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記スケジューリング部は、前記決定した移動局に前記周波数領域を割り当てた場合に、前記隣接するセクタで同一の周波数領域の割り当てを禁止する、請求項１に記載の基地局。
【請求項５】
前記スケジューリング部は、前記決定した移動局に前記周波数領域を割り当てた場合に、前記隣接するセクタでも前記決定した移動局に同一の周波数領域を割り当てる、請求項１に記載の基地局。
【請求項６】
互いに隣接する複数のセクタを有し、複数の移動局との通信を制御する基地局のスケジューリング方法であって、
前記移動局について、セクタの境界に存在し且つ前記基地局の近くに存在する移動局を決定する段階と、
前記決定した移動局に、前記決定した移動局が存在するセクタと隣接するセクタで使用されていない周波数領域を割り当てる段階と、を有するスケジューリング方法。
【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１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−４０１４（Ｐ２０１１−４０１４Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４３６９６（Ｐ２００９−１４３６９６）
【出願日】平成２１年６月１６日（２００９．６．１６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１６日（２００９．６．１６）
【出願人】（０００００５２２３）富士通株式会社 (25,993)
【Ｆターム（参考）】
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