JP2008252708A - 基地局、通信方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】空間分割多重接続（ＳＤＭＡ）方式による無線通信をより継続して実行し、周波数利用効率を向上させることが可能な基地局、通信方法及びプログラムを提供する。
【解決手段】本発明に係る基地局は、互いの周波数が異なる複数の周波数チャネルの内の第１周波数チャネルと第１タイムスロットとを、第１端末装置と第２端末装置とに割り当てて、空間多重接続方式により無線通信を実行する基地局であって、複数の周波数チャネルによって第２端末装置から送信された無線信号の受信品質を取得する取得部と、受信品質に基づいて、第２端末装置で使用可能な第２周波数チャネルを検出する検出部と、第２端末装置から第１周波数チャネルによって送信される無線信号の受信品質が所定の閾値以下に低下した場合、第１端末装置と第２端末装置とに第２周波数チャネルを割り当てる割当部とを具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、時分割多重接続方式、空間分割多重接続方式を用いて無線通信を実行する基地局、通信方法及びプログラムに関する。

従来、ＰＨＳ等の無線通信システムにおいて、時分割多重接続（以下、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ：Time Division Multiple Access/Time Division Duplex）方式と空間分割多重接続（以下、ＳＤＭＡ：Space Division Multiple Access）方式が適用されている（例えば、特許文献１参照）。

例えば、ＰＨＳを例に挙げると、基地局は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式により、３つのタイムスロットの一つ又は複数を端末装置に割り当てて、無線通信を実行する。このとき、基地局は、無線通信用に予め設けられている複数の周波数チャネルの内、タイムスロット毎に、一の周波数チャネルを端末装置に割り当てるように構成されている。

また、上述した無線通信システムでは、基地局は、複数の端末装置に対して、一のタイムスロットと一の周波数チャネル（周波数帯域）とを割り当てて、ＳＤＭＡ方式によって、当該複数の端末装置と無線通信を実行することが可能であるため、周波数利用効率の向上が図られている。

ここで、上述した無線通信システムにおいて、基地局は、例えば、二つの端末装置との間でＳＤＭＡ方式の無線通信を行っている際に、各端末装置から送信される無線信号の受信品質に基づいて、ＳＤＭＡ方式による無線通信が継続可能か否かを判定している。また、基地局は、一の端末装置からの無線信号の受信品質が低下した場合、二つの端末装置とのＳＤＭＡ方式による無線通信の継続できないと判定して、例えば、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式のみの無線通信に切り替えるように構成されている。
特開２００２−５８０６１号公報

ところで、無線信号の品質は、伝搬路特性による影響が大きいことが知られている。また、当該伝搬路特性は、周波数が異なるとその特性も異なることから、周波数チャネルを切り替えることで、低下した通信品質を向上させられる可能性がある。

しかしながら、上述した無線通信システムでは、ＳＤＭＡ方式による無線通信を実行している際、タイムスロットに割り当てられている周波数チャネルの無線信号のみを対象に、ＳＤＭＡ方式による無線通信を継続できるか否かを判定する。つまり、無線通信用に設けられている複数の周波数チャネルの中で、他の周波数チャネルの無線信号については、ＳＤＭＡ方式による無線通信を継続できるか否かを判定していない。

このように、上述した無線通信システムでは、他の周波数チャネルの無線信号であれば、ＳＤＭＡ方式による無線通信を継続して実行できる可能性があるにもかかわらず、ＳＤＭＡ方式による無線通信を中断してしまっていたため、周波数利用効率の向上が十分に図られていなかった。

そこで、本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、空間分割多重接続（ＳＤＭＡ）方式による無線通信をより継続して実行し、周波数利用効率を向上させることが可能な基地局、通信方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の一の特徴は、互いの周波数が異なる複数の周波数チャネルの内の第１周波数チャネルと第１タイムスロットとを、第１端末装置と第２端末装置とに割り当てて、空間多重接続方式により無線通信を実行する基地局であって、前記複数の周波数チャネルによって前記第２端末装置から送信された無線信号の受信品質を取得する取得部と、取得された前記受信品質に基づいて、前記第２端末装置で使用可能な第２周波数チャネルを検出する検出部と、前記第２端末装置から前記第１周波数チャネルによって送信される無線信号の前記受信品質が所定の閾値以下に低下した場合、前記第１端末装置と前記第２端末装置とに前記第２周波数チャネルを割り当てる割当部とを具備することを要旨とするものである。

かかる特徴によれば、基地局では、検出部が第２端末装置で使用可能な第２周波数チャネルを検出する。また、割当部は、第２端末装置の受信品質が低下した場合、第１端末装置と第２端末装置とに、第２周波数チャネルを割り当てる。よって、かかる基地局によれば、従来技術のように、第１端末装置と第２端末装置とに割り当てられている第１周波数チャネルだけでなく、第２周波数チャネルを用いて、空間分割多重接続（ＳＤＭＡ）方式による無線通信を実行するので、一度通信品質が低下した第２端末装置との通信品質を向上させて、空間分割多重接続方式による無線通信をより継続して実行することができる。また、空間分割多重接続方式による無線通信をより継続して実行することにより、周波数利用効率を向上させることができる。

本発明の一の特徴は、上記特徴に係り、前記割当部は、互いの周波数が異なる複数の前記第２周波数チャネルが検出された場合、前記第１周波数チャネルとの周波数の間隔が最も離れた第２周波数チャネルを前記第１端末装置と前記第２端末装置とに割り当てることを要旨とするものである。かかる特徴によれば、基地局では、割当部が、第２周波数チャネルが複数検出された場合、第１端末装置と第２端末装置とに割り当てられている第１周波数チャネルから、周波数の間隔が最も離れた第２周波数チャネルを選択する。よって、基地局では、周波数が大きく異なり、伝搬路特性が異なることが推定される第２周波数チャネルを選択するので、第２端末装置との通信品質を向上させて、空間分割多重接続方式による無線通信をより継続して実行することができる。

また、本発明の一の特徴は、上記特徴に係り、前記第１端末装置と前記第２端末装置には、前記第１タイムスロットとのタイミングが異なる第２タイムスロットと、前記第１周波数チャネルとの周波数が異なる第３周波数チャネルとが更に割り当てられており、前記割当部は、前記第２端末装置から前記第１周波数チャネルによって送信される無線信号の前記受信品質が所定の閾値以下に低下した場合、前記第３周波数チャネルと前記第１タイムスロットとを、前記第１端末装置と前記第２端末装置とに割り当てることを要旨とするものである。

かかる特徴によれば、基地局では、第１端末装置及び第２端末装置に、第１タイムスロットと第１周波数チャネル、第２タイムスロットと第３周波数チャネルが割り当てられている場合、第２端末装置から送信される第１周波数チャネルの無線信号の受信品質が低下すると、第３周波数チャネルを、第１端末装置と第２端末装置とに割り当てる。よって、基地局では、第１端末装置及び第２端末装置が他のタイムスロットで空間多重接続方式の無線通信に実際に用いている第３周波数チャネルを、第１端末装置と第２端末装置とに割り当てるので、第１タイムスロットにおける第２端末装置との通信品質を向上させ、空間多重接続方式による無線通信をより安定して実行できる。

また、本発明の一の特徴は、上記特徴に係り、前記第１端末装置と前記第２端末装置には、複数の前記第２タイムスロットと、互いの周波数が異なる複数の前記第３周波数チャネルとが更に割り当てられており、前記割当部は、前記第２端末装置から前記第１周波数チャネルによって送信される無線信号の前記受信品質が前記所定の閾値以下に低下した場合、複数の前記第３周波数チャネルによって前記第２端末装置から送信されるそれぞれの無線信号の受信品質に基づいて、一の前記第３周波数チャネルを選択し、選択した一の前記第３周波数チャネルと前記第１タイムスロットとを、前記第１端末装置と前記第２端末装置とに割り当てることを要旨とするものである。

かかる特徴によれば、基地局では、複数の第３周波数チャネルで送信された無線信号の受信品質に基づいて、一の第３周波数チャネルを選択し、選択した一の第３周波数チャネルと前記第１タイムスロットとを、第１端末装置及び第２端末装置に割り当てるので、例えば、複数の第３周波数チャネルの中で、受信品質が最も高い第３周波数チャネルを第１端末装置と第２端末装置に割り当てて、第２端末装置との通信品質をより向上させることができる。

また、本発明の一の特徴は、互いの周波数が異なる複数の周波数チャネルの内の第１周波数チャネルと第１タイムスロットとを、第１端末装置と第２端末装置とに割り当てて、空間多重接続方式により無線通信を実行する基地局における通信方法であって、前記複数の周波数チャネルによって前記第２端末装置から送信された無線信号の受信品質を取得する取得ステップと、取得された前記受信品質に基づいて、前記第２端末装置で使用可能な第２周波数チャネルを検出する検出ステップと、前記第２端末装置から前記第１周波数チャネルによって送信される無線信号の前記受信品質が所定の閾値以下に低下した場合、前記第１端末装置と前記第２端末装置とに前記第２周波数チャネルを割り当てる割当ステップとを含むことを要旨とするものである。

また、本発明の一の特徴は、互いの周波数が異なる複数の周波数チャネルの内の第１周波数チャネルと第１タイムスロットとを、第１端末装置と第２端末装置とに割り当てて、空間多重接続方式により無線通信を実行する基地局を、前記複数の周波数チャネルによって前記第２端末装置から送信された無線信号の受信品質を取得する取得部と、取得された前記受信品質に基づいて、前記第２端末装置で使用可能な第２周波数チャネルを検出する検出部と、前記第２端末装置から前記第１周波数チャネルによって送信される無線信号の前記受信品質が所定の閾値以下に低下した場合、前記第１端末装置と前記第２端末装置とに前記第２周波数チャネルを割り当てる割当部として機能させることを特徴とするプログラムに関するものである。

本発明の特徴によれば、空間分割多重接続（ＳＤＭＡ）方式による無線通信をより継続して実行し、周波数利用効率を向上させることが可能な基地局、通信方法及びプログラムを提供することができる。

本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。

[第１実施形態]
（本発明の実施形態に係る無線通信システムの構成）
まず、本発明の第１実施形態に係る無線通信システム１の概略構成について、図１を参照して説明する。図１に示すように、本実施形態に係る無線通信システム１は、端末装置１０_１乃至１０_ｎと、基地局１００とを具備する。なお、無線通信システム１では、例えば、基地局１００と接続するネットワーク、サーバ等の外部装置を具備しているが、本実施形態では、当該外部装置に関する説明を省略する。また、端末装置１０_１乃至１０_ｎについては、単に端末装置１０として適宜説明する。

基地局１００は、端末装置１０との間において、ＰＨＳ等で採用されている時分割多重接続（以下、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ：Time Division Multiple Access／Time Division Duplex）方式により、無線通信を行う。ここで、本実施形態では、基地局１００が、４つの上りタイムスロットと、４つの下りタイムスロットとを用いて、端末装置１０との間で無線通信を実行することとして説明する。また、上りタイムスロットの一つと、下りタイムスロットの一つとは、制御チャネル（ＣＣＨ：Control Channel）用に割り当てられ、基地局は、残りの３つの上り及び下りタイムスロットを端末装置１０に割り当てて、端末装置１０との間で無線通信を実行することとする。なお、基地局は、上りタイムスロットと下りタイムスロットとの対を端末装置１０に割り当てるが、本実施形態では、上りタイムスロットと下りタイムスロットとの対を、単にタイムスロットとして適宜説明する。

また、基地局１００は、複数のアンテナ素子を用いてアダプティブアレイ制御を実行すると共に、空間分割多重接続（以下、ＳＤＭＡ：Space Division Multiple Access）方式により、同一のタイムスロットと同一の周波数チャネル（周波数帯域）とを用いて、複数の端末装置１０_１乃至１０_ｎとの間で無線信号を送受信する。

また、基地局１００には、互いの周波数が異なる複数の周波数チャネルが予め設けられており、基地局１００は、当該複数の周波数チャネルの内の一の周波数チャネル（第１周波数チャネル）と一のタイムスロット（第１タイムスロット）とを、複数の端末装置に割り当てて、ＳＤＭＡ方式により無線通信を実行する。なお、本実施形態において、周波数チャネルは、所定の周波数帯域を示すものであり、例えば、“３８ｃｈ”等、数字を用いて示す。また、かかる数字は、その周波数チャネルの周波数を簡易的に示すものであり、当該数字の大きいほど周波数が高いものとして説明する。

端末装置１０は、基地局１００との間で無線通信する。なお、本実施形態に係る端末装置１０は、ＰＨＳなどの携帯電話機や、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｅｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）や、ノート型コンピュータなどのモバイル機器を想定している。また、本実施形態において、第１端末装置１０_１と第２端末装置１０_２とは、同一のタイムスロットと同一の周波数チャネルとが割り当てられ、基地局１００との間でＳＤＭＡ方式によって無線通信を実行している端末装置として説明する。

（本実施形態に係る基地局の構成）
次に、基地局１００の構成について説明する。また、以下、本発明との関連がある部分について主に説明する。したがって、基地局１００は、基地局としての機能を実現する上で必須な、図示しない或いは説明を省略した機能ブロック（電源部など）を備える場合があることに留意されたい。本実施形態に係る基地局１００は、アンテナと接続する無線通信部１１０と、無線信号処理部１２０と、制御部１３０とを具備する。
無線通信部１１０は、アンテナを介して、端末装置１０から受信した無線信号にダウンコンバージョン等の無線処理を行い、処理後の信号を無線信号処理部１２０へ出力する。また、無線通信部１１０は、無線信号処理部１２０から入力した信号にアップコンバージョン等の無線処理を行い、アンテナを介して、端末装置１０へ無線信号を送信する。

無線信号処理部１２０は、無線通信部１１０と、制御部１３０と接続する。また、無線信号処理部１２０は、無線通信部１１０に指向性を制御した無線信号を送信させると共に、無線通信部１１０から入力した信号の感度を高めるアダプティブアレイ制御を実行する。無線信号処理部１２０が、アダプティブアレイ制御を実行することで、基地局１００では、複数の端末装置１０との間でＳＤＭＡ方式により、同一のタイムスロットで、同一の周波数チャネルを用いて無線通信を実行する。

制御部１３０は、基地局１００内の各種機能を制御する。また、制御部１３０は、ＴＤＭＡ／ＴＤＤ方式とＳＤＭＡ方式との切り替え等、無線信号処理部１２０の動作を制御する。

（本実施形態に係る制御部の構成）
次に、図２を参照して、制御部１３０の構成について具体的に説明する。制御部１３０は、図２に示すように、記憶部１３１と、通信部１３２と、受信品質取得部１３３と、チャネル検出部１３４と、多重制御部１３５と、割当部１３６とを具備する。なお、当該制御部１３０は、基地局１００（コンピュータ）にインストールされているプログラムによって、通信部１３２と、受信品質取得部１３３と、チャネル検出部１３４と、多重制御部１３５と、割当部１３６として機能させてもよい。

記憶部１３１は、ハードディスク等の記憶装置である。また、記憶部１３１は、割当テーブルＴ１とチャネルテーブルＴ２とを備える。

割当テーブルＴ１は、図３に示すように、タイムスロットを識別するタイムスロット識別情報と、周波数チャネルを識別するチャネル識別情報と、端末装置１０を識別する端末識別情報と、端末装置１０との呼接続を識別する呼接続識別情報とを対応付けて記憶する。これらの情報は、端末装置１０に割り当てられているタイムスロット及び周波数チャネルを示すものであり、後述する割当部１３６によって記憶される。なお、図３の例では、二つの端末装置１０（端末識別情報が“ＰＳ１”と“ＰＳ２”）に、タイムスロット１が割り当てられている。つまり、タイムスロット１は、ＳＤＭＡ方式による無線通信に用いられている。

チャネルテーブルＴ２は、図４に示すように端末識別情報とチャネル識別情報と対応づけて記憶されている。これらの情報は、後述するチャネル検出部１３４によって記憶される。

通信部１３２は、無線信号処理部１２０と接続する。また、通信部１３２は、端末装置１０から送信された無線信号を、無線信号処理部１２０を介して受信する。また、通信部１３２は、制御部１３０内の各種機能から送信される信号を、無線信号処理部１２０を介して、端末装置１０に送信する。

受信品質取得部１３３は、第１端末装置１０_１又は第２端末装置１０_２から送信される無線信号を受信すると共に、第１端末装置１０_１から送信された無線信号の受信品質と、第２端末装置１０_２から送信された無線信号の受信品質とを取得する。具体的に、受信品質取得部１３３は、無線通信部１１０で受信された端末装置１０からの無線信号の受信レベル（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）を測定し、測定した受信レベルの値を受信品質として取得する。

このとき、受信品質取得部１３３は、基地局１００において、端末装置１０との無線通信用に設けられている全ての周波数チャネル（チャネル数ｎ：ｎは整数）に対応するそれぞれの無線信号を、端末装置１０から受信し、当該全ての周波数チャネル毎に無線信号の受信品質を取得する。また、この無線信号は、端末装置１０から制御チャネルを用いて送信される無線信号である。なお、受信品質取得部１３３は、無線信号の受信レベルに限らず、希望波対干渉波比や、ビットエラーレートなどを算出して、これらを受信品質として取得してもよい。

また、受信品質取得部１３３は、取得した無線信号の受信品質と、当該無線信号を送信した端末装置１０の端末識別情報と、当該無線信号の周波数チャネルとを含む品質情報を、チャネル検出部１３４と多重制御部１３５とに送信する。本実施形態において、受信品質取得部１３３は、無線信号の受信品質を取得する取得部を構成する。

チャネル検出部１３４は、受信品質取得部１３３によって取得された受信品質に基づいて、各端末装置１０で使用可能な他の周波数チャネル（第２周波数チャネル）を一つ又は複数検出する。具体的に、チャネル検出部１３４は、受信品質取得部１３３から品質情報を受信すると、品質情報に含まれる受信品質を抽出すると共に、当該受信品質が予め記憶する閾値以上の周波数チャネルを使用可能な周波数チャネルとして検出する。また、チャネル検出部１３４は、検出した周波数チャネルと、品質情報に含まれる端末識別情報とを対応づけて、チャネルテーブルＴ２に記憶する。本実施形態において、チャネル検出部１３４は、端末装置１０で使用可能な他の周波数チャネルを検出する検出部を構成する。

多重制御部１３５は、基地局１００と端末装置１０との間において、ＳＤＭＡ方式による無線通信を制御する。また、多重制御部１３５は、受信品質取得部１３３から品質情報を受信すると、品質情報に含まれる受信品質と端末識別情報と、チャネル識別情報とに基づいて、ＳＤＭＡ方式で無線通信を実行している端末装置１０_から送信される無線信号の受信品質を監視する。このとき、多重制御部１３５によって監視される無線信号は、例えば、第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２に割り当てられている周波数チャネル（第１周波数チャネル）で送信される無線信号である。なお、多重制御部１３５は、割当テーブルＴ１を参照して、ＳＤＭＡ方式の無線通信で用いられている周波数チャネルを特定する。

また、多重制御部１３５は、品質情報に含まれる受信品質に基づいて、第１端末装置１０_１から送信された無線信号の受信品質、又は第２端末装置１０_２から送信された無線信号の受信品質が、予め記憶する所定の閾値以下に低下したか否かを判定する。また、多重制御部１３５は、例えば、第２端末装置１０_２から送信された無線信号の受信品質が、当該受信品質が所定の閾値以下に低下したと判定した場合、第２端末装置１０_２の端末識別情報に基づいて、割当テーブルＴ１を参照して、第２端末装置１０_２の端末識別情報と、周波数チャネルのチャネル識別情報と、タイムスロット識別情報とを特定して、割当部１３６に通知する。

割当部１３６は、端末装置１０からの接続要求（例えば、ＴＣＨの接続要求）に応じて、端末装置１０に対して、タイムスロットと周波数チャネルとを割り当てる。また、割当部１３６は、多重制御部１３５からの通知に応じて、タイムスロットと周波数チャネルとを、端末装置１０に割り当てる。

具体的に、割当部１３６は、多重制御部１３５から、例えば、ＳＤＭＡ方式で無線通信を実行している第２端末装置１０_２の無線信号の受信品質が所定の閾値以下に低下した旨を通知されると、割当テーブルＴ１を参照して、共に通知された端末識別情報に基づいて、第２端末装置１０_２に割り当てられているタイムスロット（例えば、タイムスロット１）とは異なる他のタイムスロット（例えば、タイムスロット２）を、第２端末装置１０_２に割り当てる。この時、割当部１３６が割り当てる他のタイムスロットは、いずれの端末装置１０にも割り当てていない空きのタイムスロットであってもよいし、他の端末装置１０に既に割り当てているタイムスロットであってもよい。なお、他の端末装置１０に既に割り当てているタイムスロットである場合は、ＳＤＭＡ方式による無線通信が行われる。

また、割当部１３６は、第２端末装置１０_２に他のタイムスロットを割り当てた後、当該他のタイムスロットにおいて、無線通信の実行が開始されたか否かを確認する。また、割当部１３６は、第２端末装置１０_２が他のタイムスロットにおいて無線通信の実行が開始されていない場合、チャネルテーブルＴ２を参照し、第２端末装置１０_２が使用可能な周波数チャネルを選択する。この時、割当部１３６は、第２端末装置１０_２に元々割り当てられていた周波数チャネル（例えば、３８ｃｈ）とは異なる他の周波数チャネルを選択する。また、割当部１３６は、第２端末装置１０_２で使用可能な他の周波数チャネル（第２周波数チャネル）が複数検出され、かつ、それらの周波数帯域が互いに異なる場合、複数の他の周波数チャネルの内、元々割り当てられていた周波数チャネルとの周波数の間隔が最も離れた他の周波数チャネルを選択する。

具体的に、割当部１３６は、チャネルテーブルＴ２を参照し、第２端末装置１０_２で使用可能な周波数チャネルが複数記憶されていた場合、元々割り当てられていた周波数チャネル（例えば、３８ｃｈ）と周波数の間隔が最も離れた他の周波数チャネル（例えば、２２１ｃｈ）を選択する。また、割当部１３６は、第１端末装置１０_１と第２端末装置１０_２に、選択した他の周波数チャネルと、タイムスロット、端末識別情報とを対応づけて、記憶部１３１の割当テーブルＴ１に記憶する。また、割当部１３６は、割り当てたタイムスロットと周波数チャネルとを、端末識別情報に対応する端末装置１０に通知する。

このようにして、割当部１３６は、ＳＤＭＡ方式により無線通信を実行している複数の端末装置１０において、当該端末装置１０に割り当てられている周波数チャネル（第１周波数チャネル）によって送信される無線信号の受信品質が所定の閾値以下に低下した場合、当該複数の端末装置１０に他の周波数チャネル（第２周波数チャネル）を割り当てる。

（基地局の動作）
次に、図５を参照し、上述した構成の基地局１００の動作について説明する。具体的に、基地局１００が、第１端末装置１０_１と第２端末装置１０_２との間でＳＤＭＡ方式により無線通信を実行中に、一方の端末装置１０の受信品質が低下した際に、当該端末装置１０のタイムスロット又は周波数チャネルを割り当てる動作について説明する。また、第１端末装置１０_１と第２端末装置１０_２とには、一のタイムスロット（例えば、タイムスロット１）と、一の周波数チャネル（例えば、３８ｃｈ）とが割り当てられていることとして説明する。なお、ここでは、第２端末装置１０_２から送信される無線信号の受信品質が低下する場合を例に挙げて説明する。また、他のタイムスロット（例えば、タイムスロット２乃至３）は、他の端末装置（例えば、端末装置１０_３乃至１０_４）に割り当てられていることとする。

ステップＳ１１において、基地局１００では、受信品質取得部１３３が、第１端末装置１０_１と第２端末装置１０_２とから送信された無線信号を、通信部１３２を介して受信し、定期的に当該無線信号の受信品質を測定する。なお、このとき、受信品質取得部１３３は、基地局１００と端末装置１０との間の無線通信用に設けられている全ての周波数チャネルの無線信号を受信し、当該全ての周波数チャネル毎の無線信号の受信品質を取得する。また、受信品質取得部１３３は、測定した受信品質と、周波数チャネルを識別するチャネル識別情報と、端末装置１０の端末識別情報とを含む品質情報を、チャネル検出部１３４と多重制御部１３５とに通知する。

ステップＳ１２において、チャネル検出部１３４は、受信品質取得部１３３からの品質情報に基づいて、受信品質が予め記憶する閾値以上の無線信号の周波数チャネルを検出する。また、チャネル検出部１３４は、検出した周波数チャネルの内、ＳＤＭＡ方式により無線通信を実行している第１端末装置１０_１と第２端末装置１０_２との識別情報に基づいて、第１端末装置１０_１と第２端末装置１０_２で使用可能な周波数チャネルを特定し、記憶部１３１のチャネルテーブルＴ２に記憶する。

ステップＳ１３において、多重制御部１３５は、受信品質取得部１３３から送信された品質情報に基づいて、ＳＤＭＡ方式で無線通信を実行する第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２に割り当てられている周波数チャネルの無線信号の受信品質が、予め記憶する閾値以下に低下したか否かを判定する。ここで、多重制御部１３５は、第１端末装置１０_１から送信された無線信号の受信品質と、第２端末装置１０_２から送信された無線信号の受信品質とのそれぞれについて、閾値以下に低下したか否かを判定する。なお、基地局１００では、ステップＳ１１乃至Ｓ１３の動作が、繰り返し実行される。

ステップＳ１４において、第２端末装置１０_２からの受信品質が閾値以下に低下した場合、多重制御部１３５は、割当テーブルＴ１を参照し、第２端末装置１０_２の端末識別情報と、周波数チャネルのチャネル識別情報と、タイムスロット識別情報とを特定して、割当部１３６に通知する。また、割当部１３６は、多重制御部１３５からの通知を受けると、第２端末装置１０_２に対して、他のタイムスロット（例えば、タイムスロット２）と、当該他のタイムスロットの周波数チャネル（例えば、６５ｃｈ）とを割り当てる。また、割当部１３６は、割り当てた他のタイムスロットと周波数チャネルとを、通信部１３２を介して第２端末装置１０_２に通知する。

ステップＳ１５において、割当部１３６は、第２端末装置１０_２が他のタイムスロットで通信を継続して実行しているか否かを判定する。また、割当部１３６は、第２端末装置１０_２との無線通信が他のタイムスロットで継続して実行していると判定した場合、このまま、第２端末装置１０_２の通信を継続する（ステップＳ１６）。

ステップＳ１７において、割当部１３６は、第２端末装置１０_２との無線通信が他のタイムスロットで実行していないと判定した場合、チャネルテーブルＴ２を参照し、第２端末装置１０_２で使用可能な周波数チャネルを選択する。このとき、割当部１３６は、使用可能な周波数チャネルの内、元々割り当てられていた周波数チャネルとの周波数の間隔が最も離れた周波数チャネルを選択する。例えば、割当部１３６は、第２端末装置１０_２に周波数チャネル“３８ｃｈ”が割り当てられていた場合、当該“３８ｃｈ”と最も周波数が離れている周波数チャネル“２２１ｃｈ”を選択する。

また、割当部１３６は、選択した周波数チャネル“２２１ｃｈ”と、第２端末装置１０_２がＳＤＭＡ方式により無線通信を行っていた元のタイムスロット“タイムスロット１”と、第１端末装置１０_１の端末識別情報“ＰＳ１”と、第２端末装置１０_２の端末識別情報“ＰＳ２”とを対応づけて、割当テーブルＴ１に記憶する。

ステップＳ１８において、割当部１３６は、選択した周波数チャネルとタイムスロットとを第１端末装置１０_１に通知すると共に、同期バーストを行う。ステップＳ１９において、割当部１３６は、選択した周波数チャネルとタイムスロットとを、第２端末装置１０_２に通知すると共に、同期バーストを行う。

ステップＳ２０において、基地局１００は、第１端末装置１０_１と第２端末装置１０_２との間で、タイムスロット“タイムスロット１”と、周波数チャネル“２２１ｃｈ”とを用いて、ＳＤＭＡ方式による無線通信を実行する。

（ＳＤＭＡ方式により無線通信を実行中に、一の端末装置の受信品質が低下した際の基地局と端末装置の動作）
次に、ＳＤＭＡ方式により無線通信を実行中に、一の端末装置の受信品質が低下した際の基地局１００と端末装置１０との動作について、図６のシーケンス図を参照して説明する。なお、ここでは、基地局１００は、第１端末装置１０_１と第２端末装置１０_２との間において、ＳＤＭＡ方式により無線通信を実行しているものとして説明する。

ステップＳ１１０において、基地局１００は、第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２からの無線信号の受信品質を測定する。

ステップＳ１２０において、基地局１００は、第２端末装置１０_２からの無線信号の受信品質が低下した場合、第２端末装置１０_２に対して、他のタイムスロットを割り当てて、当該他のタイムスロットへの切り替えを指示する。

ステップＳ１３０において、基地局１００は、第２端末装置１０_２が他のタイムスロットにおいても、通信を実行できないと判定すると、第２端末装置１０_２で使用可能な周波数チャネルを選択する（ステップＳ１４０）。このとき、基地局１００は、元の周波数チャネルから周波数の間隔が最も離れた周波数チャネルを選択する。

ステップＳ１５０において、基地局１００は、選択した周波数チャネルに切り替えるように、第１端末装置１０_１に通知すると共に、同期バーストを送受信する（ステップＳ１６０）。また、基地局１００は、第２端末装置１０_２に対しても、選択した周波数チャネルに切り替えるように通知すると共に、同期バーストを送受信する（ステップＳ１７０）。

（本実施形態に係る基地局の作用・効果）
本実施形態に係る無線通信システム１によれば、基地局１００は、第１端末装置１０_１と第２端末装置１０_２との間でＳＤＭＡ方式により無線通信を実行中に、例えば、第２端末装置１０_２からの無線信号の受信品質が低下すると、他のタイムスロットで無線通信が実行可能か判定する。また、基地局１００は、第２端末装置１０_２が他のタイムスロットにおいても無線通信が行えない場合、ＳＤＭＡ方式により無線通信を再度行うため、第１端末装置１０_１と第２端末装置１０_２とに他の周波数チャネルを割り当てる。

具体的に、基地局１００では、チャネル検出部１３４が、第２端末装置１０_２からの制御信号の受信品質に基づいて、使用可能な周波数チャネルを検出する。また、割当部１３６は、例えば、第２端末装置１０_２からの無線信号の受信品質が低下すると、検出された使用可能な他の周波数チャネルを第１端末装置１０_１と第２端末装置１０_２とに割り当てる。よって、かかる基地局１００によれば、従来技術のように、ＳＤＭＡ方式による無線通信を開始時に割り当てた周波数チャネルだけでなく、無線通信用に設けられているその他の周波数チャネルを用いて、ＳＤＭＡ方式による無線通信を実行する。よって、基地局１００では、一度低下した第２端末装置１０_２との通信品質を向上させて、ＳＤＭＡ方式による無線通信をより継続して実行することができる。また、ＳＤＭＡ方式による無線通信をより継続して実行することで、周波数利用効率を向上させることができる。

また、基地局１００において、割当部１３６は、チャネル検出部１３４によって使用可能な周波数チャネルが複数検出された場合、使用可能な複数の周波数チャネルの中で、元々割り当てられていた周波数チャネルと周波数の間隔が最も離れた周波数チャネルを選択して、これを第１端末装置１０_１と第２端末装置１０_２とに割り当てる。よって、割当部１３６は、伝搬路特性が異なることが推定される周波数チャネルを選択するので、無線通信品質を向上させて、ＳＤＭＡ方式による無線通信をより継続して実行する可能性を高めることができる。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係る基地局１００の構成について、上述した第１実施形態との相違点に着目して説明する。本実施形態に係る基地局１００では、図５に示すステップＳ１３の動作の後、ステップＳ１４乃至Ｓ１６の動作を行わず、ステップＳ１７の動作を行うように構成されている。つまり、本実施形態に係る基地局１００では、多重制御部１３５が、第２端末装置１０_２から送信される無線信号の受信品質が閾値以下であると判定した場合、割当部１３６は、すぐに他の周波数チャネルを割り当てるように構成されている。具体的に、図７のシーケンスを参照して本実施形態に係る基地局１００の動作について説明する。

ステップＳ２１０において、基地局１００は、第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２からの無線信号の受信品質を取得する。また、基地局１００は、第２端末装置１０_２からの無線信号の受信品質が低下した場合、チャネルテーブルＴ２を参照し、第２端末装置１０_２で使用可能な周波数チャネルを選択する。このとき、基地局１００は、元の周波数チャネルから周波数の間隔が最も離れた周波数チャネルを選択する。

ステップＳ２２０において、基地局１００は、選択した周波数チャネルに切り替えるように、第１端末装置１０_１に通知すると共に、同期バーストを送受信する（ステップＳ２３０）。また、基地局１００は、第２端末装置１０_２に対しても、選択した周波数チャネルに切り替えるように通知すると共に、同期バーストを送受信する（ステップＳ２４０）。

[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態に係る基地局１００の構成について、上述した第１実施形態との相違点に着目して説明する。本実施形態に係る基地局１００は、端末装置１０との間でマルチスロット通信方式により無線通信を実行する機能を備える。また、本実施形態において、第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２には、一のタイムスロット（第１タイムスロット）だけでなく、他のタイムスロット（第２タイムスロット）が割り当てられている。

具体的に、本実施形態において、基地局１００は、第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２に、複数のタイムスロット“タイムスロット１乃至３”を割り当て、それぞれのタイムスロットでＳＤＭＡ方式による無線通信を行う。また、本実施形態において、第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２には、タイムスロット“タイムスロット１乃至３”毎に、互いの周波数が異なる周波数チャネルが割り当てられている。例えば、タイムスロット“タイムスロット１”には、周波数チャネル“３８ｃｈ”が割り当てられており、タイムスロット“タイムスロット２”には、周波数チャネル“６１ｃｈ”が割り当てられており、タイムスロット“タイムスロット３”には、周波数チャネル“２２１ｃｈ”が割り当てられている。

また、本実施形態に係る割当部１３６は、例えば、タイムスロット“タイムスロット１”において、第２端末装置１０_２から送信される無線信号の受信品質が所定の閾値以下に低下した場合、他のタイムスロット“タイムスロット２乃至３”で割り当てられている他の周波数チャネル（第３周波数チャネル）を、タイムスロット“タイムスロット１”での第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２との通信用に割り当てる。

この時、割当部１３６は、他のタイムスロット“タイムスロット２乃至３”に割り当てられている複数の他の周波数チャネル（例えば、“６１ｃｈ”と“２２１ｃｈ”）によって第２端末装置１０_２から送信される無線信号の受信品質に基づいて、一の周波数チャネルを選択する。

具体的に、本実施形態に係る受信品質取得部１３３は、割当部１３６に対しても品質情報を送信する。また、本実施形態に係る割当部１３６は、多重制御部１３５から、タイムスロット“タイムスロット１”において、周波数チャネル“３８ｃｈ”で第２端末装置１０_２から送信された無線信号の受信品質が所定の閾値以下に低下した旨の通知を受けると、割当テーブルＴ１を参照し、第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２に割り当てられている他のタイムスロット“タイムスロット２乃至３”の周波数チャネル“６１ｃｈ”と“２２１ｃｈ”を特定する。

また、割当部１３６は、受信品質取得部１３３から受信した品質情報に基づいて、特定した複数の他の周波数チャネル“６１ｃｈ”と“２２１ｃｈ”の中で、第２端末装置１０_２から送信された無線信号の受信品質が高い一の周波数チャネル（例えば、“２２１ｃｈ”）を選択する。そして、割当部１３６は、第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２に、タイムスロット“タイムスロット１”と、選択した周波数チャネル“２２１ｃｈ”とを割り当てる。なお、割当部１３６は、選択した周波数チャネル“２２１ｃｈ”がタイムスロット“タイムスロット１”において使用できない場合、選択した周波数チャネル“２２１ｃｈ”に周波数が近い周波数チャネル（例えば、２１０ｃｈ）を選択して割り当てるように構成されていてもよい。また、割当部１３６は、これらの動作を、図５に示すステップＳ１７において実行する。

（本実施形態に係る基地局の作用・効果）
本実施形態に係る基地局１００によれば、マルチスロット通信方式により、第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２に複数のタイムスロットを割り当ててＳＤＭＡ方式による無線通信を実行している際に、例えば、タイムスロット“タイムスロット１”において、第２端末装置１０_２から送信される無線信号の受信品質が低下した場合、第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２が他のタイムスロット“タイムスロット２乃至３”で実際に用いている他の周波数チャネルを、タイムスロット“タイムスロット１”の第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２との通信用に割り当てる。よって、かかる基地局１００によれば、タイムスロット“タイムスロット１”において、低下した第２端末装置１０_２の通信品質を向上させることできる。また、本実施形態に係る基地局１００によれば、他のタイムスロット“タイムスロット２乃至３”において、周波数が異なる複数の周波数チャネル“６１ｃｈ”、“２２１ｃｈ”が割り当てられている場合、複数の周波数チャネルの中で、受信品質の良好な一の周波数チャネル“２２１ｃｈ”を選択して第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２に割り当てるので、第２端末装置１０_２との通信品質をより向上させることできる。

このようにして、本実施形態に係る基地局１００によれば、ＳＤＭＡ方式により無線通信を実行している第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２との無線通信をより継続して実行することができる。また、ＳＤＭＡ方式による無線通信をより継続して実行することで、周波数利用効率を向上させることができる。

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。

例えば、上述した実施形態において、基地局１００が第１端末装置１０_１及び第２端末装置１０_２の二つの端末装置１０との間でＳＤＭＡ方式による無線通信を実行する場合を例にあげて説明したが、端末装置１０の数は、２つに限定されるものではない。

また、上述した実施形態において、受信品質取得部１３３は、基地局１００で受信される上り方向の無線信号の受信品質を取得するように構成されていたが、受信品質取得部１３３は、端末装置１０によって受信された下り方向の無線信号の受信品質を、端末装置１０からの通知に基づいて取得するように構成されていてもよい。

また、上述した実施形態において、図２に示した基地局１００が具備する記憶部１３１、受信品質取得部１３３、チャネル検出部１３４、多重制御部１３５、割当部１３６の各種機能は、基地局１００以外の装置に配置してもよい。例えば、これらの機能を、無線通信システム１において、基地局１００の上位に存在するサーバ（図示せず）に配置することも可能である。つまり、本発明は、ＳＤＭＡ方式により通信を行う無線通信システムに備えられている様々な装置に適用することが可能である。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。また、上記第１乃至第３実施形態は組み合わせることも可能である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の第１実施形態に係る無線通信システムの構成を示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る基地局における制御部のブロック構成図である。 本発明の第１実施形態に係る割当テーブルに記憶される情報を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るチャネルテーブルに記憶される情報を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る基地局の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係る無線通信システムにおいて、基地局と端末装置との動作を示すシーケンス図である。 本発明の第２実施形態に係る無線通信システムにおいて、基地局と端末装置との動作を示すシーケンス図である。

符号の説明

１…無線通信システム、１００…基地局、１１０…無線通信部、１２０…無線信号処理部、１３０…制御部、１３１…記憶部、１３２…通信部、１３３…受信品質取得部、１３４…チャネル検出部、１３５…多重制御部、１３６…割当部、１０…端末装置、１０_１…第１端末装置、１０_２…第２端末装置、Ｓ１１乃至Ｓ２０…ステップ、Ｓ１１０乃至Ｓ１８０…ステップ、Ｓ２１０乃至Ｓ２４０…ステップ、Ｔ１…割当テーブル、Ｔ２…チャネルテーブル

Claims (6)

1. 互いの周波数が異なる複数の周波数チャネルの内の第１周波数チャネルと第１タイムスロットとを、第１端末装置と第２端末装置とに割り当てて、空間多重接続方式により無線通信を実行する基地局であって、
   前記複数の周波数チャネルによって前記第２端末装置から送信される無線信号の受信品質を取得する取得部と、
   取得された前記受信品質に基づいて、前記第２端末装置で使用可能な第２周波数チャネルを検出する検出部と、
   前記第２端末装置から前記第１周波数チャネルによって送信される無線信号の前記受信品質が所定の閾値以下に低下した場合、前記第１端末装置と前記第２端末装置とに前記第２周波数チャネルを割り当てる割当部と
   を具備することを特徴とする基地局。
2. 前記割当部は、互いの周波数が異なる複数の前記第２周波数チャネルが検出された場合、前記第１周波数チャネルとの周波数の間隔が最も離れた第２周波数チャネルを前記第１端末装置と前記第２端末装置とに割り当てる
   ことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
3. 前記第１端末装置と前記第２端末装置には、前記第１タイムスロットとのタイミングが異なる第２タイムスロットと、前記第１周波数チャネルとの周波数が異なる第３周波数チャネルとが更に割り当てられており、
   前記割当部は、前記第２端末装置から前記第１周波数チャネルによって送信される無線信号の前記受信品質が所定の閾値以下に低下した場合、前記第３周波数チャネルと前記第１タイムスロットとを、前記第１端末装置と前記第２端末装置とに割り当てる
   ことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
4. 前記第１端末装置と前記第２端末装置には、複数の前記第２タイムスロットと、互いの周波数が異なる複数の前記第３周波数チャネルとが更に割り当てられており、
   前記割当部は、前記第２端末装置から前記第１周波数チャネルによって送信される無線信号の前記受信品質が前記所定の閾値以下に低下した場合、複数の前記第３周波数チャネルによって前記第２端末装置から送信されるそれぞれの無線信号の受信品質に基づいて、一の前記第３周波数チャネルを選択し、選択した一の前記第３周波数チャネルと前記第１タイムスロットとを、前記第１端末装置と前記第２端末装置とに割り当てる
   ことを特徴とする請求項３に記載の基地局。
5. 互いの周波数が異なる複数の周波数チャネルの内の第１周波数チャネルと第１タイムスロットとを、第１端末装置と第２端末装置とに割り当てて、空間多重接続方式により無線通信を実行する基地局における通信方法であって、
   前記複数の周波数チャネルによって前記第２端末装置から送信された無線信号の受信品質を取得する取得ステップと、
   取得された前記受信品質に基づいて、前記第２端末装置で使用可能な第２周波数チャネルを検出する検出ステップと、
   前記第２端末装置から前記第１周波数チャネルによって送信される無線信号の前記受信品質が所定の閾値以下に低下した場合、前記第１端末装置と前記第２端末装置とに前記第２周波数チャネルを割り当てる割当ステップと
   を含むことを特徴とする通信方法。
6. 互いの周波数が異なる複数の周波数チャネルの内の第１周波数チャネルと第１タイムスロットとを、第１端末装置と第２端末装置とに割り当てて、空間多重接続方式により無線通信を実行する基地局を、
   前記複数の周波数チャネルによって前記第２端末装置から送信された無線信号の受信品質を取得する取得部と、
   取得された前記受信品質に基づいて、前記第２端末装置で使用可能な第２周波数チャネルを検出する検出部と、
   前記第２端末装置から前記第１周波数チャネルによって送信される無線信号の前記受信品質が所定の閾値以下に低下した場合、前記第１端末装置と前記第２端末装置とに前記第２周波数チャネルを割り当てる割当部と
   して機能させることを特徴とするプログラム。

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