JP4832443B2 - スケーラブル帯域幅システム、無線基地局装置及び無線端末装置 - Google Patents

Description

本発明は、特に、無線基地局装置がサポートしている複数の最大帯域幅のうち、当該最大帯域幅以下の帯域幅を各無線端末装置の通信帯域として各端末毎に柔軟に割り当ててマルチキャリア通信を行うスケーラブル帯域幅システム、無線基地局装置及び無線端末装置に関する。

従来、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)方式に代表されるマルチキャリア通信を行うにあたって、無線基地局装置（以下これを単に基地局と呼ぶ）が複数の最大帯域幅をサポートし、その最大帯域幅の中で、各無線端末装置（以下これを単に端末と呼ぶ）が実際に通信を行う帯域幅を柔軟に割当て可能とした無線通信システムが提案されている。このような無線通信システムを、スケーラブル帯域幅システムと呼ぶ。

このスケーラブル帯域幅システムの概要を、図１を用いて説明する。図１は、基地局がサポートする最大帯域幅が２０ＭＨｚで、セル内に、通信可能帯域幅（以下これを帯域幅能力と呼ぶ）が５ＭＨｚの端末１、端末２と、帯域幅能力が１０ＭＨｚの端末３と、帯域幅能力が１．２５ＭＨｚの端末４が存在する場合の各端末１〜４への帯域幅の割り当て例を示すものである。

ところで、このようなスケーラブル帯域幅システムにおいては、各端末がシンボル同期等の初期セルサーチを各端末で任意の周波数帯で行い、各端末が独立に通信のセットアップを行うと、図１に示すように、周波数領域トラフィックのアンバランスが生じるおそれがある。つまり、最大帯域幅内でトラフィックが密集する周波数領域やトラフィックが空き状態の周波数領域が生じる。

このような問題を解決する一つの方法として従来、非特許文献１に記載された技術が提案されている。非特許文献１では、図２Ａに示すように、基地局が最大帯域幅（図の場合２０ＭＨｚ）の中央部の帯域から同期チャネル及び制御チャネルを送信する。つまり、システムで決められた帯域から同期チャネル及び制御チャネルを送信する。各端末は、このように予め決められた帯域に配置されている同期チャネル及び制御チャネルを受信して自局に割り当てられた通信帯域を認識し、その通信帯域を用いて通信を行うようになっている。

具体的には、端末は、先ず、図２Ｂに示すように、予め決められた帯域（図２の場合、最大帯域幅の中央部に位置する５ＭＨｚ）に配置された同期用チャネルを用いてセル同期を獲得する。端末は、セル同期を獲得した後、同期用チャネルと同帯域に配置された制御チャネルを受信する（図２Ｃ）。そして、端末は、この制御チャネルで送信された帯域割当情報に従って自局の通信帯域を認識する。例えば、図２Ｄに示すように、帯域割当情報が中心周波数からプラス方向にＸＨｚシフトさせることを指示するものであった場合には、その分だけシフトさせた帯域を通信帯域として通信を行う。

このように、非特許文献１に記載された技術を用いれば、各端末が個別に自局の通信帯域を決定する場合と比較して、基地局からの制御によって端末の通信帯域を割り当てることができるので、最大帯域幅内でのトラフィックのアンバランスを低減できると考えられる。
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１， ＮＴＴドコモ

しかしながら、非特許文献１の技術を用いたとしても、トラフィックのアンバランスを低減するには未だ不十分である。例えば、セル内にはそれぞれ帯域幅能力が異なる様々な端末が存在するが（例えば帯域幅能力が１．２５ＭＨｚの端末もあれば、２．５ＭＨｚの端末もある）、このような状況下におけるトラフィックのアンバランスを低減する手法については十分に配慮されていない。

本発明の目的は、セル内に帯域幅能力が異なる様々な端末が存在する場合でも、最大帯域幅内でのトラフィックのアンバランスを低減できるスケーラブル帯域幅システム、無線基地局装置及び無線端末装置を提供することである。

本発明のスケーラブル帯域幅システムは、無線基地局装置がサポートしている複数の最大帯域幅のうち、当該最大帯域幅以下の帯域幅を各無線端末装置の通信帯域として各端末毎に柔軟に割り当ててマルチキャリア通信を行うスケーラブル帯域幅システムであって、前記最大帯域幅のうち、予め決められた帯域でセル同期のための同期用信号を送信する無線基地局装置と、受信した前記同期用信号を用いてセル同期を獲得した後、自装置の識別信号及び自装置の帯域幅能力情報を前記無線基地局装置に送信する無線端末装置とを具備する構成を採る。

この構成によれば、無線基地局装置は、セル内の各端末の帯域幅能力を加味して各端末への帯域割当を行うことができるようになるので、最大帯域幅内でのトラフィックのアンバランスを低減できるようになる。

本発明のスケーラブル帯域幅システムは、無線基地局装置がサポートしている複数の最大帯域幅のうち、当該最大帯域幅以下の帯域幅を各無線端末装置の通信帯域として各端末毎に柔軟に割り当ててマルチキャリア通信を行うスケーラブル帯域幅システムであって、前記最大帯域幅のうち、予め決められた帯域でセル同期のための同期用信号を送信すると共に、この帯域と同一帯域で共通チャネルを用いて自セル固有の複数の候補帯域情報を各無線端末装置に報知する無線基地局装置と、前記候補帯域の中から自局の能力帯域幅に一致する帯域幅の通信帯域を選択し、この通信帯域を用いて通信を行う無線端末装置とを具備する構成を採る。

この構成によれば、端末は、基地局から指定されている候補帯域の中からのみ、自局の使用する通信帯域を選択するので、端末が最大帯域幅の中から任意に通信帯域を選択する場合と比較して、最大帯域幅内でのトラフィックのアンバランスを低減できるようになる。

本発明のスケーラブル帯域幅システムは、無線基地局装置がサポートしている複数の最大帯域幅のうち、当該最大帯域幅以下の帯域幅を各無線端末装置の通信帯域として各端末毎に柔軟に割り当ててマルチキャリア通信を行うスケーラブル帯域幅システムであって、前記最大帯域幅のうち、予め決められた帯域でセル同期のための同期用信号を送信すると共に、前記最大帯域幅内における使用サブキャリアの密集度情報を送信する無線基地局装置と、前記密集度情報と自局の能力帯域幅とに基づいて通信帯域を選択し、この通信帯域を用いて通信を行う無線端末装置とを具備する構成を採る。

この構成によれば、端末は、密集度情報に基づいて、密集度の低い帯域を自装置の通信帯域として選択することができるようになるので、最大帯域内でのトラフィックを分散させることができ、トラフィックのアンバランスを低減することができる。

本発明によれば、セル内に帯域幅能力が異なる様々な端末が存在する場合でも、最大帯域幅内でのトラフィックのアンバランスを低減できるスケーラブル帯域幅システム、無線基地局装置及び無線端末装置を実現できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図３に、本実施の形態のスケーラブル帯域幅システムに用いられる無線基地局装置（以下、基地局と呼ぶ）の構成を示し、図４に、基地局１００と通信を行う無線端末装置（以下、端末と呼ぶ）の構成を示す。

基地局１００は、一般的なスケーラブル帯域幅システムの基地局と同様に、サポートしている複数の最大帯域幅のうち、当該最大帯域幅以下の帯域幅を各端末の通信帯域として各端末毎に柔軟に割り当て、各端末との間でＯＦＤＭ通信を行うようになっている。

また、本実施の形態においては、基地局１００は、セルにおいて予め決められた帯域（本実施の形態の場合、最大帯域幅（例えば２０ＭＨｚ）の中央部の帯域（例えば５ＭＨｚ））から同期コード（同期用信号）及び各端末への帯域割当情報を送信するようになっている。

先ず、図３に示す基地局１００の構成について説明する。基地局１００は、送信制御部１０１に各端末１〜ｎ宛の送信データ１〜ｎを入力する。また送信制御部１０１には、後述する帯域割当部１２０により割り当てられた各端末１〜ｎ宛の帯域割当情報が入力される。送信制御部１０１は、入力された送信データ１〜ｎ及び帯域割当情報を選択的に符号化部１０２に出力する。実際上、送信制御部１０１は、データ通信を開始する前に帯域割当情報を出力する一方、データ通信時には送信データ１〜ｎを出力する。

符号化部１０２は、送信制御部１０１から入力されたデータを誤り訂正符号化処理し、これにより得た符号化データを変調部１０３に送出する。変調部１０３は、符号化データに対して、例えばＱＰＳＫ(Quadrature Phase Shift Keying)や１６ＱＡＭ(Quadrature Amplitude Modulation)等の変調処理を施し、これにより得た変調信号をフレーム形成部１
０４に送出する。フレーム形成部１０４は、変調信号にパイロット信号（ＰＬ）を付加することで送信フレーム信号を形成し、これをスクランブリング部１０５に送出する。スクランブリング部１０５は、セル固有のスクランブリングコードを用いてスクランブリング処理を行い、スクランブリング後の信号をサブキャリア割当部１０６に送出する。

サブキャリア割当部１０６は、帯域割当部１２０からの各端末についての帯域割当情報に基づいて、各端末宛のスクランブリング処理後の信号のうち、送信データ１〜ｎに対応する信号を帯域割当情報に応じたサブキャリアに割り当てる。これに対して、サブキャリア割当部１０６は、各端末宛のスクランブリング処理後の信号のうち、各端末宛の帯域割当情報に対応する信号は、最大帯域幅の中央部の帯域に割り当てる。同様に、サブキャリア割当部１０６は、入力された同期コードを、セルサーチ時に、最大帯域幅の中央部の帯域に割り当てる。なお、サブキャリア割当部１０６は、シリアルパラレル変換回路により構成されている。

サブキャリア割当部１０６の出力は、高速逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）１０７によって処理され、続くサイクリックプリフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）挿入部１０７によってサイクリックプリフィックスが挿入され、送信無線部１０９によってディジタルアナログ変換処理や無線周波数へのアップコンバート処理等の所定の無線処理が施された後、アンテナ１１０から出力される。

次に、基地局１００の受信系について説明する。基地局１００は、アンテナ１１０で受信した信号を受信無線部１１１に入力する。受信信号は、受信無線部１１１によってダウンコンバート処理やアナログディジタル変換処理等の所定の無線処理が施されることでベースバンドのＯＦＤＭ信号とされた後、ＣＰ除去部１１２によってサイクリックプリフィックス部分が除去され、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）１１３に入力される。ＦＦＴ１１３によって高速フーリエ変換された信号は、各端末分だけ設けられたベースバンド処理ユニット１１４−１〜１１４−ｎに入力される。

各ベースバンド処理ユニット１１４−１〜１１４−ｎの構成は同様なので、図３ではそのうちの１つのユニットの構成のみ示した。ベースバンド処理ユニット１１４−１の復調部１１５には、ＦＦＴ１１３により得られた端末１からの信号が入力される。復調部１１５によって復調された端末１からの信号は、復号部１１６によって復号される。これにより、復号部１１６からは端末１から送信されたデータが出力される。また他のベースバンド処理ユニットからも同様にして端末２〜ｎから送信されたデータが得られる。

帯域割当部１２０は、受信データ中の、各端末１〜ｎから送信された、各端末の端末識別情報（ＵＥ−ＩＤ）、各端末の帯域幅能力情報（ＵＥ帯域幅能力）及び各端末の周波数帯割当要求情報を入力し、これらの情報に基づいて、各端末についての通信帯域の割り当て処理を行う。このように、基地局１００においては、各端末から通知された帯域幅能力情報を用いて各端末についての通信帯域を割り当てるので、基地局がサポートしている最大帯域幅内でトラフィックのアンバランスが生じないような帯域割当処理を行うことができる。

帯域割当部１２０により得られた各端末１〜ｎへの帯域割当情報は、上述したように、初期セルサーチ完了直後に各端末１〜ｎに宛てて送信される。また帯域割当情報は、サブキャリア割当部１０６に入力され、各端末１〜ｎへの送信信号をどのサブキャリアに割り当てて送信するかを制御するための制御信号としても用いられる。

次に、図４に示す端末２００の構成について説明する。端末２００は、送信制御部２０１に送信データ、自端末の端末識別情報（ＵＥ−ＩＤ）、自端末の帯域幅能力情報（ＵＥ
帯域幅能力）及び周波数帯割当要求情報を入力する。送信制御部２０１に入力された送信データ、ＵＥ−ＩＤ情報、ＵＥ帯域幅能力情報及び周波数帯割当要求情報は、送信制御部２０１から選択的に符号化部２０２に出力される。実際上、送信制御部２０２は、データ通信前に、ＵＥ−ＩＤ情報、ＵＥ帯域幅能力情報及び周波数帯割当要求情報を出力する一方、データ通信時には送信データを出力する。

符号化部２０２は、送信制御部２０１から入力されたデータを誤り訂正符号化処理し、これにより得た符号化データを変調部２０３に送出する。変調部２０３は、符号化データに対して、例えばＱＰＳＫや１６ＱＡＭ等の変調処理を施し、これにより得た変調信号をサブキャリア割当部２０４に送出する。

サブキャリア割当部２０４は、帯域割当情報抽出部２２２により抽出された自端末への帯域割当情報に基づいて、変調信号のうち、送信データに対応する信号を帯域割当情報に応じたサブキャリアに割り当てる。これに対して、サブキャリア割当部２０４は、変調信号のうち、ＵＥ−ＩＤ情報、ＵＥ帯域幅能力情報及び周波数帯割当要求情報に対応する信号は、最大帯域幅の中央部の帯域（すなわち基地局１００が同期用信号及び帯域割当情報を送信した帯域と同一の帯域）に割り当てる。なお、サブキャリア割当部２０４は、シリアルパラレル変換回路により構成されている。

サブキャリア割当部２０４の出力は、高速逆フーリエ変換部（ＩＦＦＴ）２０５によって処理され、続くサイクリックプリフィックス（ＣＰ：Cyclic Prefix）挿入部２０６によってサイクリックプリフィックスが挿入され、送信無線部２０７によってディジタルアナログ変換処理や無線周波数へのアップコンバート処理等の所定の無線処理が施された後、アンテナ２０８から出力される。

次に、端末２００の受信系について説明する。端末２００は、アンテナ２０８で受信した信号を受信無線部２１１に入力する。受信無線部２１１は、受信信号に対してダウンコンバート処理やアナログディジタル変換処理等の所定の無線処理を施すことにより、ベースバンドのＯＦＤＭ信号を得る。また、受信無線部２１１は、帯域割当情報抽出部２２２によって抽出された帯域割当情報に基づいて、自局に割り当てられた帯域（サブキャリア）のＯＦＤＭ信号のみを出力する。

受信無線部２１１から出力されたベースバンドのＯＦＤＭ信号は、サイクリックプリフィックス除去部（ＣＰ除去部）２１２によってサイクリックプリフィックスが除去された後、高速フーリエ変換部（ＦＦＴ）２１３に入力される。また、ベースバンドのＯＦＤＭ信号は、シンボルタイミング検出部２１４に入力される。シンボルタイミング検出部２１４は、ベースバンドのＯＦＤＭ信号におけるサイクリックプレフィックスの元となった部分と、当該ＯＦＤＭ信号を有効シンボル長だけずらした信号におけるサイクリックプレフィックス部分との相関値を求め、この相関値のピークを検出することで、シンボルタイミングを検出する。ＦＦＴ２１３は、シンボルタイミング検出部２１４によって検出されたシンボルタイミング（ＦＦＴウィンドウタイミング）でＦＦＴ処理を行うことで、ＩＦＦＴ処理前の信号を得、これをデスクランブリング部２１５、同期コード相関算出部２１６及びパイロット相関算出部２１７に送出する。

同期コード相関算出部２１６は、ＦＦＴ２１３から出力された信号と、同期コードのレプリカとの相関値を算出し、相関値をフレームタイミング／コードグループ検出部２１８に送出する。フレームタイミング／コードグループ検出部２１８は、相関値のピークを検出することで、フレームタイミング及びコードグループを検出する。パイロット相関算出部２１７は、フレームの先頭タイミングで、ＦＦＴ２１３から出力された信号と、複数の候補スクランブルコードとの相関値を算出し（つまりフレーム先頭に配置されているスク
ランブリング処理されたパイロットと、複数の候補スクランブルコードとの相関値を算出し）、相関値をスクランブルコード同定部２１９に送出する。スクランブルコード同定部２１９は、相関値の最も大きいスクランブルコードを基地局１００で用いられたスクランブルコードであると同定し、同定したスクランブルコードをデスクランブリング部２１５に送出する。デスクランブリング部２１５は、ＦＦＴ２１３から出力された信号を、同定されたスクランブルコードでデスクランブリングする。デスクランブリングされた信号は、復調部２２０によって復調され、復号部２２１によって復号されることで、受信データとされる。

帯域割当情報抽出部２２２は、受信データ中の、基地局１００から送信された自端末宛の帯域割当情報を抽出し、この帯域割当情報をサブキャリア割当部２０４及び受信無線部２１１に送出する。これにより、端末２００は、基地局１００から通知された帯域割当情報に従ったサブキャリアに信号を配置して送信すると共に、帯域割当情報に従ったサブキャリアの信号を受信処理するようになっている。

次に、図５を用いて、本実施の形態の端末２００と基地局１００の動作について説明する。

端末２００は、ステップＳＴ１において、最大帯域幅の中央部分に配置された同期用信号（同期コード）を用いて初期セルサーチを行う。次に、端末２００は、初期セルサーチ完了直後に、サーチしたセル（基地局１００）に、自局のＵＥ−ＩＤ情報、ＵＥ帯域幅能力情報及び周波数帯割当要求を送信する。端末２００は、これらの情報を、最大帯域幅中央部の周波数帯、或いは、それのペアとなる周波数帯を用いて送信する。

基地局１００は、ＵＥ−ＩＤ、ＵＥ帯域幅能力及び周波数帯割当要求を受信すると、ステップＳＴ２において、帯域割当部１２０によってその端末の帯域幅能力を参照しながら、その端末に通信帯域（中心周波数及び帯域幅）を割り当て、その端末にこの割当情報を通知する。この際、基地局１００は、ＵＥ−ＩＤと帯域割当情報を埋め込んだシェアードチャネルに形成し、このシェアードチャネルを最大帯域幅中央部(つまり、端末にセルサーチさせる帯域と同一帯)を用いて送信する。端末２００は、このシェアードチャネルの中の自局宛の帯域割当情報を復号し、ステップＳＴ３において、使用周波数（つまり、サブキャリア割当部２０４による割当帯域及び受信無線部２１１による通過帯域）を帯域割当情報に一致するようにシフトする。

帯域割当情報は、中心周波数情報と帯域幅情報から構成される。図６に、基地局１００から各端末にシェアードチャネルを用いて送信される帯域割当情報の構成例を示す。本実施の形態では、中心周波数情報を最大帯域幅中央部からのサブキャリアオフセット量で表現する。これにより、中心周波数を少ないビット数で指示することができる。そして端末２００は、先ずフォーマットのＵＥ−ＩＤ部分を参照し、そのＩＤが自身のＩＤと一致すれば、その直後に続くサブキャリアオフセット量(＝その端末宛てに割り当てた周波数シフト量情報)と割当帯域幅情報を参照する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、端末２００が自装置の帯域幅能力情報を送信し、基地局１００が、端末２００から送信された識別信号及び帯域幅能力情報に基づいて、各端末毎に通信帯域を割り当て、割り当てた各端末毎の通信帯域情報を、シェアードチャネルを用いて送信するようにしたことにより、セル内に帯域幅能力が異なる様々な端末が存在する場合でも、最大帯域幅内でのトラフィックのアンバランスを低減できるスケーラブル帯域幅システムを実現できる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、各端末が自装置の帯域幅能力を基地局に通知し、基地局が各端末の帯域幅能力を参照して各端末の通信帯域を割り当て、割り当てた各端末の通信帯域情報をシェアードチャネルを用いて各端末に通知することで、最大帯域幅内でのトラフィックのアンバランスを低減することを提示した。

これに対して、本実施の形態では、基地局から各端末に共通チャネル等を用いて候補帯域情報を報知し、端末がこの候補帯域情報の中から自装置の帯域幅能力に応じた帯域を選択することで、最大帯域幅内でのトラフィックのアンバランスを低減することを提示する。

図３との対応部分に同一符号を付して示す図７に、本実施の形態の基地局の構成を示し、図４との対応部分に同一符号を付して示す図８に、本実施の形態の端末の構成を示す。

先ず、図７を用いて基地局３００の構成を説明する。ここでは、図３の基地局１００と同様に機能する部分の説明は省略し、異なる機能を有する部分のみ説明する。基地局３００は、送信制御部３０１に各端末１〜ｎ宛の送信データに加えて、候補帯域情報形成部３０２によって形成された候補帯域情報を入力する。送信制御部３０１は、送信データ１〜ｎ、候補帯域情報を選択的に出力する。

候補帯域情報形成部３０２は、各端末によって選択された選択帯域情報（ＵＥ選択帯域）を入力し、この情報に基づいて、候補帯域情報を形成する。具体的には、候補帯域情報形成部３０２は、既にある端末によって選択されている帯域や、或いは既に多くの端末によって選択されている帯域を除外した候補帯域情報を形成する。

次に、図８を用いて端末の構成を説明する。ここでは、図４の端末２００と同様に機能する部分の説明は省略し、異なる機能を有する部分のみ説明する。端末４００は、送信制御部４０１に送信データ、自端末の端末識別情報（ＵＥ−ＩＤ）及び帯域選択部４０３によって選択されたＵＥ選択帯域情報を入力する。送信制御部４０１に入力された送信データ、ＵＥ−ＩＤ情報及びＵＥ選択帯域情報は、送信制御部４０１から選択的に符号化部２０２に出力される。

端末４００は候補帯域情報抽出部４０２を有する。候補帯域情報抽出部４０２は、受信データ中の、基地局３００から各端末に共通に送信された候補帯域情報を抽出し、これを帯域選択部４０３に送出する。帯域選択部４０３は、候補帯域の中で、自装置の帯域幅能力に一致する帯域を選択し、選択した帯域をＵＥ選択帯域情報として送信制御部４０１に送出する。

次に、本実施の形態の基地局３００と端末４００の動作について説明する。

ここで、本実施の形態のスケーラブル帯域幅システムにおいて、端末４００に提供する帯域割当が、図９に示すようなものであったと仮定する。基地局３００は、これを候補帯域情報として共通制御チャネル等を用いて各端末に通知する。端末４００は初期セルサーチ後にこのチャネルを復号し、候補帯域の中から自装置の帯域幅能力に一致する帯域幅が使用された候補帯域を選択し、選択した帯域情報を基地局３００に通知すると共に自装置の使用帯域を選択した帯域に合わせる。

また、例えば、端末４００の帯域幅能力が１．２５ＭＨｚであり、図９のように、候補帯域として、その帯域幅が使用できる中心周波数情報が複数ある場合、端末４００はその中からランダムに使用帯域を選択する。この際、複数の中心周波数における受信ＳＮＲ等に基づいて選択してもよい。端末４００は自装置の帯域幅能力と一致する帯域を選択（帯
域幅能力と一致する帯域が複数ある場合はその中からランダムに選択）し、通信セットアップを開始する。

なお、通信セットアップ後にその帯域が混雑している場合における、ランダム選択によりトラフィックに偏りが生じる場合の対策としては、いくつかの端末に同一帯域幅を有する帯域にシフトさせる個別制御情報を送信する等の対応をすると、トラフィックの偏りを低減できる。

基地局３００が共通制御チャネルで送信する候補帯域情報の送信フォーマット例を、図１０に示す。この候補帯域情報は、端末毎に割り当てる必要はなく、セル自身が予め決定した帯域幅と中心周波数とのセットの情報を通知すればよい。ここで本実施の形態においては、図１０に示すように、各候補帯域を示すパラメータとして図２に示したような最大帯域幅の中心周波数からのサブキャリアオフセット量を用いるようになっている。具体的には、最大帯域幅の中心周波数から正負どちら側にオフセットするかを示す情報と、何サブキャリアぶんオフセットしているかを示すサブキャリア数（オフセット量）とによってサブキャリアオフセット量を表すようになっている。これにより、少ないビット数で候補帯域情報を送ることができる。

因みに、基地局３００は、セル内の各端末によってどの帯域が選択されたかを監視し、その状況に応じて時間的に候補帯域情報を変更するようにしてもよい。例えば、ある帯域が集中して選択された場合には、次に候補帯域情報を通知する際に、その帯域を除外した候補帯域情報を通知する。これにより、トラフィックのアンバランスを一段と低減できるようになる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、基地局３００から各端末に共通チャネル等を用いて候補帯域情報を送信し、端末４００がこの候補帯域情報の中から自装置の帯域幅能力に応じた帯域を選択するようにしたことにより、端末が最大帯域幅の中から任意に通信帯域を選択する場合と比較して、最大帯域幅内でのトラフィックのアンバランスを低減することができる。また、実施の形態１と比較して、端末４００が自装置の帯域幅能力情報を通知しなくても、自装置が使用可能な帯域情報を得ることができるようになる。これにより、自装置の帯域幅能力情報を通知するための上りシグナリングを用いない分だけ、無線リソースを節約できる。

（実施の形態３）
図７との対応部分に同一符号を付して示す図１１に、本実施の形態の基地局の構成を示す。基地局５００は、密集度情報形成部５０２を有する。密集度情報形成部５０２は、各端末によって選択された選択帯域情報（ＵＥ選択帯域）を入力し、この情報に基づいて、最大帯域幅内の帯域割当の密集度を示す密集度情報を形成し、これを送信制御部５０１に送出する。送信制御部５０１は、送信データ１〜ｎ及び密集度情報を選択的に出力する。このように、本実施の形態の基地局は、図７の基地局３００が候補帯域情報を送信したのに対して、密集度情報５０２を送信するようになっている。

図８との対応部分に同一符号を付して示す図１２に、本実施の形態の端末の構成を示す。端末６００は密集度情報抽出部６０１を有する。密集度情報抽出部６０１は、受信データ中の、基地局５００から各端末に共通に送信された密集度情報を抽出し、これを帯域選択部４０３に送出する。帯域選択部４０３は、密集度情報を参照して、密集度の低い帯域を自装置の使用帯域として選択し、選択した帯域を送信制御部４０１に送出する。

次に、図１３を用いて、本実施の形態の端末６００と基地局５００の動作について説明する。

先ず、端末６００は基地局５００から同期チャネルを受信すると、ステップＳＴ１１において、最大帯域幅の中央部分に配置された同期用信号（同期コード）を用いて初期セルサーチを行う。次に、端末６００は密集度情報を受信すると、ステップＳＴ１２において、密集度情報と自装置の帯域幅能力に従って帯域を選択する。端末６００は、ステップＳＴ１３において、選択した帯域に使用帯域をシフトする（具体的には、サブキャリア割当部２０４及び受信無線部２１１の機能を選択した帯域に合わせる）。また基地局５００は、ステップＳＴ１４において、端末６００から通知された端末帯域選択結果情報に応じて密集度情報を更新し、これを端末６００に通知する。

このように、基地局（あるいは上位制御装置）５００は、現在のサブキャリア(あるいはラスタ、あるいはサブキャリアブロック)毎の密集度情報を管理し、端末６００にサブキャリア(あるいはラスタ、あるいはサブキャリアブロック)毎の密集度情報を報知する。端末６００はこの情報に基づいて使用帯域を選択する。端末６００は選択した帯域を基地局５００に報告する。基地局５００は端末６００から報告された選択情報に基づいて密集度情報を更新する。基地局５００は、更新した情報を報知情報として送信する。密集度情報は、例えば、サブキャリア毎、あるいはラスタ毎、あるいはサブキャリアブロック毎に現在使用中の端末数そのものや、あるいは、密度レベルを算出して生成する。

図１４に、基地局５００が端末６００に報知する密集度情報の算出例を示す。図１４において、横軸はサブキャリア番号、サブキャリアブロック番号、ラスタ番号のいずれであってもよい。縦軸は、その帯域を使用している端末数であったり、端末数の多さを３段階の密度で表現したりすればよい。このようにすることで、密集度情報の情報量を削減することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、基地局５００から各端末に密集度情報を通知し、端末６００がこの密集度情報に基づいて密集度の低い帯域を自装置の使用帯域として選択するようにしたことにより、最大帯域内でのトラフィックを分散させることができ、トラフィックのアンバランスを低減することができる。

本明細書は、２００５年８月２６日出願の特願２００５−２４６６５３に基づく。その内容は、全てここに含めておく。

本発明のスケーラブル帯域幅システム、無線基地局装置及び無線端末装置は、セル内に帯域幅能力が異なる様々な端末が存在する場合でも、最大帯域幅内でのトラフィックのアンバランスを低減することが求められるスケーラブル帯域幅システム、無線基地局装置及び無線端末装置に広く適用可能である。

スケーラブル帯域幅システムの概要を示す図 非特許文献１の同期チャネル及び制御チャネルの送り方を示す模式図 実施の形態１の基地局の構成を示すブロック図 実施の形態１の端末の構成を示すブロック図 実施の形態１の動作の説明に供する図 帯域割当情報の構成例を示す図 実施の形態２の基地局の構成を示すブロック図 実施の形態２の端末の構成を示すブロック図 基地局が端末に提供する帯域割当例を示す図 候補帯域情報の構成例を示す図 実施の形態３の基地局の構成を示すブロック図 実施の形態３の端末の構成を示すブロック図 実施の形態３の動作の説明に供する図 密集度情報の例を示す図

Claims (11)

1. 無線基地局装置がサポートしている複数の最大帯域幅のうち、当該最大帯域幅以下の帯域幅を各無線端末装置の通信帯域として各端末毎に柔軟に割り当ててマルチキャリア通信を行うスケーラブル帯域幅システムであって、
   前記最大帯域幅のうち、予め決められた帯域でセル同期のための同期用信号を送信する無線基地局装置と、
   受信した前記同期用信号を用いてセル同期を獲得した後、自装置の識別信号及び自装置の帯域幅能力情報を前記無線基地局装置に送信する無線端末装置と
   を具備し、
   前記無線基地局装置は、前記無線端末装置から通知された識別信号及び帯域幅能力情報に基づいて、各端末毎に通信帯域を割り当てる帯域割当手段を具備し、当該帯域割当手段によって割り当てた前記各端末毎の通信帯域情報を、シェアードチャネルを用いて送信し、前記通信帯域情報は、通信帯域の中心周波数が前記同期用信号を送信した帯域の中心周波数から何サブキャリアオフセットしているかの情報である、
   スケーラブル帯域幅システム。
2. 無線基地局装置がサポートしている複数の最大帯域幅のうち、当該最大帯域幅以下の帯域幅を各無線端末装置の通信帯域として各端末毎に柔軟に割り当ててマルチキャリア通信を行うスケーラブル帯域幅システムであって、
   前記最大帯域幅のうち、予め決められた帯域でセル同期のための同期用信号を送信すると共に、この帯域と同一帯域で共通チャネルを用いて自セル固有の複数の候補帯域情報を各無線端末装置に報知する無線基地局装置と、
   前記候補帯域の中から自局の能力帯域幅に一致する帯域幅の通信帯域を選択し、この通信帯域を用いて通信を行う無線端末装置と
   を具備するスケーラブル帯域幅システム。
3. 前記無線基地局装置は、前記候補帯域情報として、各候補帯域の中心周波数が前記同期用信号を送信した帯域の中心周波数から何サブキャリアオフセットしているかの情報を送信する
   請求項２に記載のスケーラブル帯域幅システム。
4. 前記無線端末装置は、前記候補帯域の中に自局の能力帯域幅に一致する帯域幅の通信帯域が複数存在した場合、その中からランダムに１つの通信帯域を選択する
   請求項２に記載のスケーラブル帯域幅システム。
5. 前記無線端末装置は、自局が選択した通信帯域を前記無線基地局装置に通知し、
   前記無線基地局装置は、前記無線端末装置から通知された選択通信帯域に基づいて前記候補帯域情報を更新して送信する
   請求項２に記載のスケーラブル帯域幅システム。
6. 無線基地局装置がサポートしている複数の最大帯域幅のうち、当該最大帯域幅以下の帯域幅を各無線端末装置の通信帯域として各端末毎に柔軟に割り当ててマルチキャリア通信を行うスケーラブル帯域幅システムであって、
   前記最大帯域幅のうち、予め決められた帯域でセル同期のための同期用信号を送信すると共に、前記最大帯域幅内における使用サブキャリアの密集度情報を送信する無線基地局装置と、
   前記密集度情報と自局の能力帯域幅とに基づいて通信帯域を選択し、この通信帯域を用いて通信を行う無線端末装置と
   を具備するスケーラブル帯域幅システム。
7. 前記無線基地局装置は、前記密集度として、ラスタ又はサブキャリアブロック毎の密集度を送信する
   請求項６に記載のスケーラブル帯域幅システム。
8. 前記無線端末装置は、自局が選択した通信帯域を前記無線基地局装置に通知し、
   前記無線基地局装置は、前記無線端末装置から送信された選択通信帯域に基づいて前記密集度情報を更新して送信する
   請求項６に記載のスケーラブル帯域幅システム。
9. 無線基地局装置がサポートしている複数の最大帯域幅のうち、当該最大帯域幅以下の帯域幅を各無線端末装置の通信帯域として各端末毎に柔軟に割り当ててマルチキャリア通信を行う無線基地局装置であって、
   前記最大帯域幅のうち、予め決められた帯域でセル同期のための同期用信号を送信する同期用信号送信手段と、
   前記最大帯域幅内における使用サブキャリアの密集度情報を送信する密集度情報送信手段と
   を具備する無線基地局装置。
10. 前記密集度情報送信手段は、無線端末装置から送信された選択通信帯域に基づいて前記密集度情報を更新して送信する
    請求項９に記載の無線基地局装置。
11. 無線基地局装置がサポートしている複数の最大帯域幅のうち、当該最大帯域幅以下の帯域幅を通信帯域として通信を行う無線端末装置であって、
    予め決められた帯域を用いて無線基地局装置から送信された同期用信号に基づいてセル同期を獲得する同期手段と、
    前記無線基地局装置から送信された、前記最大帯域幅内における使用サブキャリアの密集度情報を受信する密集度情報受信手段と、
    前記密集度情報と自局の能力帯域幅とに基づいて通信帯域を選択する通信帯域選択手段と
    を具備する無線端末装置。

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