JP4287604B2 - 移動体通信システム並びに無線基地局，無線装置及び移動端末 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信システム並びに無線基地局及び移動端末に関し、特に、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）方式による通信を行なう移動体通信に用いて好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式は、移動体通信方式として最近広く使用されている。周波数分割多元接続（FDMA：Frequency Division Multiplex Access）方式や時分割多元接続（TDMA：Time Division Multiplex Access）方式が、各加入者（携帯電話等の移動端末）に対して互いに直交する資源（周波数，時間等）を配分することで、基本的には、加入者相互の干渉が無い条件で運用される方式であるのに対し、ＣＤＭＡ方式は、加入者同士が互いに干渉を受ける条件で運用され、統計多重効果によりチャネル容量などの改善を期待する方式である。
【０００３】
このように、ＣＤＭＡ通信システムでは、各加入者同士の信号が互いに干渉がある状態で運用されるため、通常は、送信電力制御（TPC；Transmission Power Control）や誤り訂正（FEC；Forward Error Correction）などを用いて、各加入者の送信信号電力が必要最小限になるように制御することで、互いの干渉を最小限にしてチャネル容量を最大化することが行なわれる。
【０００４】
一般に、ＣＤＭＡ通信システムのチャネル容量は次式（１）で概算できるとされている（参考文献１；A.Viterbi, CDMA Principles of Speed Spectrum Communication Addison-Wesley, (1995)）。
【０００５】
【数１】
【０００６】
ただし、この式（１）において、Ｎはチャネル容量（ch/sector/RF）、pgは処理利得、Eb/No_thは所要Eb/No、fsは自セル干渉比、foは他セル干渉比、ｄはVoice activity factor、Dtは送信電力制御誤差による劣化、Gsはセクタ化効果、Nsはセクタ数／セル、LfはLoading factorをそれぞれ表す。なお、ここでは議論に関係のないパラメータを省略して、次式（２）を用いて検討することにする。
【０００７】
【数２】
【０００８】
ただし、この式（２）において、Ｋはその他のパラメータの影響を表す係数を表す。
この式（２）は、所望の通信品質（以下、伝送品質ともいう）を満足するのに要する信号対（干渉＋雑音）電力比（所要Eb/No）が大きくなると、各局の送信電力が大きくなり干渉が増大するために、チャネル容量Ｎが減少することを示している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＤＭＡ方式は、ＴＰＣとＦＥＣにより通信品質とチャネル容量の最適化を図る方式であるが、ＴＰＣとＦＥＣの応答速度の違いのために、特定の端末移動速度において所要Eb/Noが劣化するという問題が生じる（参考文献２；R.Padovani, Reverse Link Performance of IS-95 Based Cellular Systems IEEE Personal Communications, Third Quater, (1994)）。
【００１０】
この現象は、下記のようにして生じる。
移動通信では、主に端末の周囲の事物での反射同士の干渉により伝搬損失が変動するフェージング（レイリーフェージング）が発生するが、これは端末の移動速度に応じた速度で変動する。レイリーフェージングの変動速度は、次式（３）に示すように、端末移動によるドップラー周波数ｆDで特徴付けられる（参考文献３；奥村，進士，“移動通信の基礎”，（社）電子情報通信学会，(1986)）。
ｆD≒ｆR×ＶM／Ｃ …（３）
ただし、この式（３）において、ｆRは無線周波数、ＶMは端末移動速度、Ｃは光速をそれぞれ表す。
【００１１】
即ち、無線周波数ｆRが高く端末移動速度ＶMが速いほど、レイリーフェージングの変動速度は高くなることが分かる。ここで、ＴＰＣは一般に応答速度が遅いため、レイリーフェージング変動が遅い（即ち、ドップラー周波数ｆDが低い）ときにはフェージングによる伝搬損失変動に追従して送信電力を制御できるので、通信品質の劣化を防げるが、ドップラー周波数（つまり、フェージング周波数）ｆDが高い場合にはフェージング変動に追従できないため通信品質が劣化するという現象が生じる。
【００１２】
これに対し、ＦＥＣはインタリーブ（ＩＬ）と組み合わせることで、フェージングによるバースト的な信号電力低下の影響を拡散して誤りを訂正できるが、ＩＬ周期は有限であるためフェージング速度が遅いと訂正しきれないほど長時間の信号電力低下が生じるために通信品質が劣化してしまう。
そのため、ＴＰＣにより通信品質改善効果の得られるドップラー周波数ｆDと、ＦＥＣにより改善効果の得られるドップラー周波数ｆDとの中間周波数ｆDにおいて大きな通信品質劣化が生じるという現象が発生する（図１３及び参考文献２参照）。なお、図１３には、IS-95システムの上り回線（reverse link（移動端末→基地局），9.6kbps）において、フレームエラーレート（ＦＥＲ）＝１％を満足するのに必要なEb/Noが示されており、例えば、無線周波数＝８５０ＭＨｚのとき、ｆD＝４０Ｈｚは端末移動速度＝５０．８ｋｍ／ｈに相当する。
【００１３】
ここで、端末移動速度は一意に規定できないため、品質劣化が最大〔所要Eb/Noが最大（図１３の例では、ｆD＝４７Ｈｚ，所要Eb/No＝６．１ｄＢ）〕となるドップラー周波数ｆDでシステム設計をしなければならない。しかしながら、所要Eb/Noが大きくなると、前記の式（２）で表されるように、チャネル容量Ｎが劣化してしまう。一方、チャネル容量Ｎを確保しようとすると、所要Eb/Noを満足できなくなるので通信品質が劣化してしまう。
【００１４】
なお、TDMAやFDMAのようにフェージングピッチ（ｆD）が高くなると伝送品質が単調に劣化するシステムにおいては、例えば、特開平5-259969号公報に示されるように、特定端末の伝送品質が大きく劣化することを防ぎ、システム全体の通信品質を均一にすることで、全体的なパフォーマンスを向上させることが試みられている。
【００１５】
具体的に、特開平５−２５９９６９号公報に示される技術（以下、公知技術１という）では、フェージングピッチが小さくなると伝送品質劣化が小さくなるという、ドップラー周波数ｆDと伝送品質劣化の単調性を前提として、端末移動速度の大小のみに基づく単純な制御によって上記の効果を実現している。しかしながら、このような単純な制御では、ＣＤＭＡのようにドップラー周波数ｆDに対する伝送品質劣化が非単調な場合（移動端末における受信信号の所要信号対雑音電力比がその移動端末の移動速度に応じて増加傾向から減少傾向に転ずる特性を有する通信形式を採用している場合）には効果が小さく、場合によってはかえって通信品質が劣化することもある。
【００１６】
即ち、本公知技術１では、高い通信品質を要求される制御用チャネルのｆD（∝（移動速度）×（無線周波数））がなるべく低くなるよう制御用チャネルに低い周波数帯を割り当てることで、制御用チャネルの通信品質を保証しようとしているが、ＣＤＭＡのようにドップラー周波数ｆDに対する伝送品質劣化が非単調であるシステムにおいて同様にドップラー周波数ｆDを低くすると、例えば図１３のｆD＞４２Ｈｚの場合等のように、かえって通信品質が劣化してしまうことがあるのである。
【００１７】
また、本公知技術１では、高速移動端末のトラヒックを低域無線周波数帯、低速移動端末を高域無線周波数帯に収容することでドップラー周波数ｆD（∝（移動速度）×（無線周波数））がなるべく等しくなるようにして伝送品質を均一化することで、全体的なパフォーマンスを向上させようとしている。
しかし、この方法では、ドップラー周波数ｆDが伝送品質の最悪値（図１３の例ではｆD＝４２Ｈｚ）になるような無線周波数帯が割り当てられてしまうと、どちらの端末も伝送品質が最悪になってしまい、全体的なパフォーマンスも最悪になってしまうことになる。本公知技術１では、これを防ぐ方法が無い。
【００１８】
以上の問題は、公知技術１がドップラー周波数ｆDと伝送品質劣化の単調性を前提として、端末移動速度の大小のみに基づく単純な制御を行なっていることによるものである。
また、ＣＤＭＡ通信システムにおける周波数割り当てという点に着目すると、公知技術として、例えば、特開平10-23502号公報に示される技術（以下、公知技術２という）がある。この公知技術２は、ＣＤＭＡ通信システムにおいて、ソフトハンドオフ用のチャネルを確保するために各無線周波数帯に収容する端末数（厳密には、使用する無線チャネル数）を均一にすることを目的としたものである。
【００１９】
しかしながら、本公知技術２でも、端末移動速度やドップラー周波数ｆDに対する伝送品質の非単調性等は考慮されておらず、端末移動速度を考慮せずに無線周波数帯が割り当てられる。このため、割り当てられた周波数でドップラー周波数ｆDが、伝送品質が最悪となる値（図１３の例ではｆD＝４２Ｈｚ）になった場合、大きな劣化が生じる。
【００２０】
本発明は、以上のような課題に鑑み創案されたもので、端末移動速度（ドップラー周波数）と伝送品質劣化との関係が非単調な移動体通信システムにおいて、通信品質の改善及びチャネル容量の増大を図れるようにすることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の移動体通信システム（請求項１）は、無線基地局と、該無線基地局と特定の無線周波数帯を使用して通信しうる移動端末とをそなえた、該移動端末の移動速度と伝送品質劣化との関係が非単調な移動体通信システムであって、該移動端末からの受信信号に基づいて該移動端末の移動速度（以下、端末移動速度という）に関する情報（以下、速度情報という）を検出する検出手段と、この検出手段で検出された速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、選択した使用周波数を該移動端末に割り当てる選択制御手段とをそなえたことを特徴としている。
【００２２】
また、上記の移動体通信システムを実現するための本発明の無線基地局（請求項２）は、次の各部をそなえたことを特徴としている。
(1)Ｍ種類（Ｍは２以上の整数）の無線周波数帯のいずれかを使用して移動端末と通信しうる無線通信部
(2)この無線通信部で受信される該移動端末からの受信信号から移動端末の移動速度に関する情報（速度情報）を検出する速度情報検出部と、
(3)この速度情報検出部で検出された速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、選択した使用周波数を該移動端末に割り当てる使用周波数選択制御部
上記の各部を無線基地局にそなえることで、上述のごとく使用無線周波数帯を特定の端末移動速度情報で切り換えて、所要信号対雑音電力比の最悪値を改善することができる。
【００２３】
さらに、本発明の無線装置（請求項３）は、上記移動体通信システムにおいて、第１の周波数帯に属する周波数、該第１の周波数帯よりも周波数の高い第２の周波数帯に属する周波数のいずれの周波数についても移動端末との間の上り下りの通信用として利用可能な無線装置であって、次の各手段をそなえたことを特徴としている。
(1)送信データを誤り訂正符号化及びインタリーブして得られた信号を無線信号に変換して下りの通信用として該移動端末に送信する送信手段
(2)移動端末からの受信信号に基づいて、下りの通信用の無線信号についての送信電力制御を行なう送信電力制御手段
(3)移動端末からの受信信号のフェージング周期又は該移動端末の移動速度が速いと判定した場合には、上記第２の周波数帯に属する周波数を移動端末との通信に用い、上記のフェージング周期又は移動端末の移動速度が遅いと判定した場合には、上記第１の周波数帯に属する周波数を移動端末との通信に用いる選択制御手段
また、本発明の無線装置（請求項４）は、上記移動体通信システムにおいて、第１の周波数帯に属する周波数、該第１の周波数帯よりも周波数の高い第２の周波数帯に属する周波数のいずれの周波数についても移動端末との間の上り下りの通信用として利用可能な無線装置であって、次の各手段をそなえたことを特徴としている。
【００２４】
(1)送信データを誤り訂正符号化及びインタリーブして得られた信号を無線信号に変換して下りの通信用として移動端末に送信する送信手段
(2)移動端末からの受信信号に基づいて、下りの通信用の無線信号についての送信電力制御を行なう送信電力制御手段
(3)移動端末からの受信信号に基づいて、その移動端末が受信する下り受信信号におけるフェージング周期又は移動端末の移動速度が速いと判定した場合には、上記第２の周波数帯に属する周波数を移動端末との通信に用い、上記のフェージング周期又は移動端末の移動速度が遅いと判定した場合には、上記第１の周波数帯に属する周波数を移動端末との通信に用いる選択制御手段
ここで、移動端末の速度が速いか遅いかの基準は、上記の各周波数帯のそれぞれの所要信号対雑音電力比に基づいて求められる。例えば、移動端末における受信信号の所要信号対雑音電力比がその移動端末の移動速度に応じて増加傾向から減少傾向に転ずる特性を有する通信形式が採用されている場合には、各周波数帯のそれぞれの所要信号対雑音電力比が満足する端末移動速度を基準にすることができる。
【００２５】
この場合、前記のドップラー周波数ｆDが前記の式（３）のように表されることから、そもそも、端末移動速度が同じでも使用無線周波数が異なればドップラー周波数ｆDも異なり所要信号対雑音電力比も異なるため、所要信号対雑音電力比が最大になる端末移動速度は使用無線周波数毎に異なることになるが、上述のごとく使用無線周波数帯が特定の端末移動速度を境に切り換えられることになるので、所要信号対雑音電力比の最悪値が改善されることになる。
【００２６】
なお、移動体通信のチャネル容量は、前記の式（２）に示したように、所要信号対雑音電力比のみでなく、自セル干渉比（ｆｓ）や他セル干渉比（ｆｏ）等の干渉電力情報にも依存するので、チャネル容量改善効果を更に大きくするために、使用無線周波数帯の選択（切り換え）基準（しきい値情報）は、移動端末との通信に対する干渉電力情報を加味して求められるのが好ましい。
【００２７】
また、この場合、上記干渉電力情報を、上記の各無線周波数帯のそれぞれについての信号伝送特性に基づいて求めれば、例えば、電波伝搬損失の変動等を考慮して上記の基準（しきい値情報）を定めることができる。
一方、上記の移動体通信システムを実現するための本発明の移動端末（請求項５）は、次の各部をそなえたことを特徴としている。
【００２８】
(1)Ｍ種類（Ｍは２以上の整数）の無線周波数帯のいずれかを使用して該無線基地局と通信しうる無線通信部
(2)無線基地局において、自己の速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から選択され、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から選択された使用周波数を通知する選択周波数通知信号を、無線通信部から受信する選択周波数通知信号受信部
(3)この選択周波数通知信号受信部で受信された該選択周波数通知信号に従って、上記の各無線周波数帯の中から無線通信部で使用すべき無線周波数を選択する使用周波数選択制御部
このような構成により、本発明の移動端末は、上述したように無線基地局において選択された無線周波数を通知する選択周波数通知信号に従って、上記の各無線周波数帯の中から無線基地局との通信に使用すべき無線周波数を選択するので、システム全体としての所要信号対雑音電力比の最悪値を改善してチャネル容量を改善することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（Ａ）一実施形態の説明
図１は本発明の一実施形態としてのＣＤＭＡ通信システム（移動体通信システム）の構成を示すブロック図で、この図１に示すＣＤＭＡ通信システムは、少なくとも１台の無線基地局装置（無線装置；以下、単に「基地局」という）１と、少なくとも１台の移動端末装置（以下、単に「端末」という）２とをそなえて構成されており、基地局１は、自己の通信可能エリア（セル）に存在する端末（在圏端末）２とＣＤＭＡ方式により双方向の無線通信を行なうことができるようになっている。
【００３０】
(A1)基地局構成
具体的に、本実施形態における基地局１は、その要部に着目すると、この図１中に示すように、例えば、送信系として、多重化部１１，切換スイッチ１２，ｆR1帯（第１の周波数帯）用のＣＤＭＡ送信部１３ａおよびｆR2帯（第２の周波数帯）用のＣＤＭＡ送信部１３ｂをそなえるとともに、受信系として、ｆR1帯用のＣＤＭＡ受信部１６ａ，ｆR2帯用のＣＤＭＡ受信部１６ｂ，切換スイッチ１７および分離部１８をそなえ、且つ、制御系２０として、例えば、切換スイッチ１９，ドップラー周波数（ｆD）測定部２０Ａ，端末移動速度推定部２０Ｂ，切換速度しきい値保持部２０Ｃおよび周波数帯切換制御部２０Ｄをそなえている。
【００３１】
なお、この図１には、図示を省略しているが、基地局１は、端末２からの受信信号に基づいて、下り回線（forward link）（下りの通信用の無線信号）についてのＴＰＣ（送信電力制御）を行なうＴＰＣ機能も有しているものとする。また、図１において、１４ａ，１４ｂはそれぞれハイブリッド（Ｈ）、１５ａ，１５ｂはそれぞれｆR1帯，ｆR2帯用の送受信アンテナを示し、ここではいずれも上記の送信系および受信系に共用になっている。
【００３２】
即ち、ｆR1帯（ｆR2帯）用のＣＤＭＡ送信部１３ａ（１３ｂ）からの送信信号はハイブリッド１４ａ（１４ｂ）を通じて送受信アンテナ１５ａ（１５ｂ）から端末２へ向けて送信される一方、端末２からのｆR1帯（ｆR2帯）の無線信号は送受信アンテナ１５ａ（１５ｂ）で受信されハイブリッド１４ａ（１４ｂ）によりｆR1帯（ｆR2帯）用のＣＤＭＡ受信部１６ａ（１６ｂ）へ出力されるようになっているのである。
【００３３】
つまり、上記のＣＤＭＡ送信部１３ａ，１３ｂ，ハイブリッド１４ａ，１４ｂ，ＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂ，送受信アンテナ１５ａ，１５ｂは、Ｍ＝２種類の無線周波数帯（ｆR1帯，ｆR2帯）のいずれかを使用して端末２と通信しうる無線通信部としての機能を果たすものである。
(A1.1)送信系構成
さて、ここで、上記の送信系において、多重化部（制御信号付加部）１１は、端末２への送信データと周波数帯切換制御部２０Ｄからの制御信号（後述する選択周波数通知信号や切換タイミング指示信号など）とを多重（付加）するためのものであり、切換スイッチ１２は、周波数帯切換制御部２０Ｄからの切換制御信号に従ってその出力が切り換えられることにより、多重化部１１の出力（送信信号）をｆR1帯ＣＤＭＡ送信部１３ａおよびｆR2帯ＣＤＭＡ送信部１３ｂのいずれかへ供給するためのものである。
【００３４】
また、ｆR1帯用のＣＤＭＡ送信部１３ａは、切換スイッチ１２からの送信信号を特定の周波数帯（ｆR1帯）の信号として出力するためのものであり、ｆR2帯用のＣＤＭＡ送信部１３ｂは、切換スイッチ１２からの送信信号を上記のｆR1帯とは異なる他の周波数帯（ｆR2帯）の信号として出力するためのものである。なお、ｆR1（第１の周波数帯）とｆR2（第２の周波数帯）との高低関係は、本実施形態では、ｆR2＞ｆR1とし、例えば、ｆR1帯＝８５０ＭＨｚ帯、ｆR2帯＝２ＧＨｚ帯である。
【００３５】
・ＣＤＭＡ送信部構成
このため、上記の各ＣＤＭＡ送信部１３ａ，１３ｂは、それぞれ、例えば図２に示すように、ハードウェア的には共通の構成を有しており、トラフィックチャネル数に応じた数のトラフィックチャネル送信処理部１３１、多重化部（MUX）１３２、スクランブラ（乗算器）１３３、デジタルフィルタ１３４、ＤＡ変換器（ＤＡＣ：Digital-to-Analog Converter）１３５，直交変調器１３６、下り回線〔forward link(基地局１→端末２)〕用のＲＦ（Radio Frequency）発振器１３７、フィルタ１３８、高出力増幅器（ＨＰＡ）１３９等をそなえて構成されており、上記のＲＦ発振器１３７の発振周波数を、各ＣＤＭＡ送信部１３ａ，１３ｂで変えることにより、上記のようにＣＤＭＡ送信部１３ａではｆR1帯、ＣＤＭＡ送信部１３ｂではｆR2帯の送信信号をそれぞれ生成できるようになっている。
【００３６】
具体的に、各トラフィックチャネル用の送信信号（送信データ＋制御信号）は、それぞれ、対応するトラフィックチャネル送信処理部１３１において、ＦＥＣ符号化器１３１ａ及びインタリーバ１３１ｂにより所要のＦＥＣ（誤り訂正）符号化及びインタリーブ処理がそれぞれ施され、乗算器１３１ｃにてウォルシュコード（Walsh Code）等のチャネル化コード（Channelisation Code）と乗算されてチャネル信号化された後、多重化部１３２にてパイロットチャネル信号及び制御チャネル信号と多重化される。
【００３７】
このようにして得られた多重化信号は、さらに、スクランブラ１３３にてＰＮ（擬似雑音）符号（チップレート＝1.2288Mcps）であるスクランブルコード（Scrambling Code）によりスクランブル（拡散変調）処理が施され、デジタルフィルタ１３４にてフィルタリング（不要信号成分の除去）処理され、ＤＡ変換器１３５にてＤＡ変換された後、直交変調器１３６にてＲＦ発振器１３７からのＲＦ信号によりＱＰＳＫ等の直交変調が施されて、最終的に、フィルタ１３８及びＨＰＡ１３９を通じて、図１に示すハイブリッド１４ａ又は１４ｂへ出力され送受信アンテナ１５ａ又は１５ｂから端末２へ向けて送信される。
【００３８】
なお、図２に示す構成では、送信信号をＲＦ帯にて変調しているが、他にも、中間周波数（ＩＦ）帯で変調し、その後、ＲＦ帯へ周波数変換（アップコンバート）するなど、各種の構成が考えられる。
(A1.2)受信系構成
次に、図１において、ｆR1帯用のＣＤＭＡ受信部１６ａは、ハイブリッド１４ａを通じて入力される端末２からのｆR1帯の受信信号について所要の復調処理を施すためのものであり、ｆR2帯用のＣＤＭＡ受信部１６ｂは、ハイブリッド１４ｂを通じて入力される端末２からのｆR2帯の受信信号について所要の復調処理を施すためのものである。
【００３９】
・ＣＤＭＡ受信部構成
このため、本実施形態のＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂは、それぞれ、例えば図３に示すように、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１６１，フィルタ１６２，トラフィックチャネル数に応じた数のトラフィックチャネル受信処理部１６３などをそなえており、トラフィックチャネル受信処理部１６３は、さらに、直交検波器１６３ａ，上り回線〔reverse link（端末２→基地局１）〕用のＲＦ発振器１６３ｂ，ＡＤ変換器（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Converter）１６３ｃ，デスクランブラ（乗算器）１６３ｄ，乗算器１６３ｅ，M-Array相関検出器１６３ｆ，デインタリーバ１６３ｇ及び誤り訂正復号器１６３ｈなどをそなえて構成されており、ＣＤＭＡ送信部１３ａ，１３ｂの関係と同様に、上記のＲＦ発振器１６３ｂの発振周波数を、各ＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂで変えることにより、ＣＤＭＡ受信部１６ａではｆR1帯、ＣＤＭＡ受信部１６ｂではｆR2帯の受信信号をそれぞれ処理できるようになっている。
【００４０】
具体的に、端末２からの受信信号は、ＬＮＡ１６１及びフィルタ１６２にて
増幅処理及びフィルタリング処理が施されたのち、各トラフィックチャネル受信処理部１６３へ入力される。
そして、各トラフィックチャネル受信処理部１６３において、それぞれ、入力信号（受信信号）は、直交検波器１６３ａにてＲＦ発振器１６３ｂからのＲＦ信号により直交検波されたのち、ＡＤ変換器１６３ｃにてＡＤ変換され、デスクランブラ１６３ｄ及び乗算器１６３ｅにてＰＮ符号によるデスクランブル（逆拡散）処理及びチャネル化コード（Channelisation Code）によるチャネル復調処理がそれぞれ施される。
【００４１】
その後、受信信号は、M-Array相関検出器１６３ｆにて、M-Array相関検出処理が施され、デインタリーバ１６３ｇ及び誤り訂正復号器１６３ｈにて、デインタリーブ処理及び誤り訂正復号処理が施されたのち、前記の切換スイッチ１７を通じて分離部１８へ出力される。
・M-Array相関検出
ここで、上記のM-Array相関検出処理について説明する。
【００４２】
セルラシステムのような陸上移動体通信システムでは、フェージングの影響のために、伝送信号の振幅や位相が急激に変動するため、受信信号から基準位相を再生して復調する同期検波を行なうことができない。そのため、IS-95準拠のＣＤＭＡ通信システムでは、下り回線（forward link）ではパイロットチャネルを送信しこれを基準位相とすることで受信側（端末２）で同期検波を行ない、上り回線（reverse link）ではM-Array相関検出方式を採用している。
【００４３】
なお、IS-95のシステムでは６４ビット長のWalsh符号を用いたM-Array相関検出方式が使用されているが、説明の簡単化のため、ここでは、次表１に示すように、１６ビット長のWalsh符号を用いる場合を例に説明する(16→4bit M-Arrayになる)。
【００４４】
【表１】
【００４５】
この表１から明らかなように、どの符号も８ビットずつ異なっている(符号距離＝８)ことが分かる。そして、送信側（端末２）では、送信したいデータ(インタリーブ出力)を４ビットずつまとめ、その２進数値に対応するWalsh符号を選択する。例えば、インタリーブ出力が“1011”であれば、符号番号＝W11 (0110 0110 1001 1001)を選択（16→4-bit M-Array符号化）して送信することになる。
【００４６】
一方、受信側（基地局１）では、受信したデータを１６ビットずつまとめ、全てのWalsh符号(W0〜W15)と一致比較を行なう。一致したビット数が最も多いWalsh符号が実際に送信された符号であると判定し、その番号(２進数４ビット)を相関検出結果として出力する。例えば、端末２から送信されたWalsh符号(0110 0110 1001 1001)が伝送中に３ビット誤りが生じ、基地局１において符号(0100 0111 1001 1000)が受信されたとする。
【００４７】
この符号と符号番号＝W0〜W15との一致比較を行なうと、その結果は次表２に示すようになる。
【００４８】
【表２】
【００４９】
この表２から分かるように、符号番号＝W11が一致ビット数最大(１３)なので、符号番号＝W11を選択し、“1011”を相関検出結果として出力する。この場合、Walsh符号の符号距離が８であるため、１６ビット中３ビットまで誤りが生じても正しく検出できることになる。
実際のIS-95のシステムでは、６４ビット長Walsh符号を使用しているため、図３中に示すように、相関検出器１６３ｆの入力は６４ビット、出力は６ビット(26=64)（つまり、64→6-bit M-Array）となる。この場合、６４ビット長Walsh符号の符号距離は３２なので、６４ビット中１５ビットまで誤りが生じても正しく復号できることになる。
【００５０】
なお、実際の装置では、誤り訂正復号用の軟判定情報抽出のための処理が付加されることが多い。また、CDMA2000等では上り回線でもパイロットチャネルを用いた同期検波を行なっている。
さて、次に、図１において、切換スイッチ１７は、その入力が周波数帯切換制御部２０Ｄからの切換制御信号に従って切り換えられることにより、上記の各ＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂの各出力（誤り訂正復号器１６３ｈの出力）のいずれか一方を分離部１８へ出力するものであり、分離部（確認信号抽出部）１８は、この切換スイッチ１７の出力（受信信号）を受信データと端末２からの制御信号（後述する選択周波数通知信号に対する受信確認信号や切換タイミング指示信号に対する確認信号など）とに分離するものである。なお、端末２からの制御信号は周波数帯切換制御部２０Ｄ（後述する切換タイミング指示信号生成部）に供給される。
【００５１】
(A1.3)制御系構成
また、切換スイッチ１９は、周波数帯切換制御部２０Ｄからの切換制御信号に従ってその入力が切り換えられることにより、各ＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂにおいて得られるドップラー周波数ｆDの測定（検出）に有意な情報出力のいずれか一方をドップラー周波数測定部２０Ａに供給するものであり、ドップラー周波数測定部（速度情報検出部；検出手段）２０Ａは、切換スイッチ１９から入力される受信信号から当該受信信号のドップラー周波数ｆD（端末２の移動速度に関する情報）を測定（検出）するものである。
【００５２】
さらに、端末移動速度推定部２０Ｂは、上記のドップラー周波数測定部２０Ａにより得られたドップラー周波数ｆDに基づいて、当該受信信号を送信した端末２の移動速度を推定するものである。なお、上記のドップラー周波数測定部２０Ａ及び端末移動速度推定部２０Ｂは、例えば特開平6-242225号公報等に記載された技術を適用して構成することができる。
【００５３】
この場合、上記のドップラー周波数ｆDの測定（検出）に有意な情報としては、ＡＤ変換器１６３ｃの出力（直交検波器１６３ａの出力）を用いることができる。他にも、ＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂにおいてＡＧＣ（Automatic Gain Control）を行なっている場合には、そのゲイン情報を利用することもできるし、M-Array相関検出器１６３ｆの出力（相関検出結果）を利用することもでき、ドップラー周波数ｆDの測定精度向上のために、これらの双方を利用することもできる。
【００５４】
また、切換速度しきい値保持部２０Ｃは、切換スイッチ１２，１７，１９を切り換える際の基準となる端末移動速度についてのしきい値（以下、切換速度しきい値という）を保持するもので、例えば、ＲＡＭ等によって構成される。なお、この切換速度しきい値は、基地局１全体の動作を管理する上位システムから適宜に設定されるようにしてもよい。
【００５５】
そして、周波数帯切換制御部（使用周波数選択制御部；選択制御手段）２０Ｄは、端末移動速度推定部２０Ｂにより得られた端末移動速度と上記の切換速度しきい値とを比較し、その比較結果に応じて切換スイッチ１２，１７，１９を制御して、端末２との通信に使用する無線周波数帯（ｆR1帯及びｆR2帯）を選択する（切り換える）ものである。
【００５６】
ここで、上記の切換速度しきい値の決定手法について説明する。図５は２種類の無線周波数帯（ｆR1帯及びｆR2帯）がそれぞれ８５０ＭＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯の場合の端末移動速度に対する所要Eb/No（所望の通信品質を満足するために必要な信号対（干渉＋雑音）電力比）の一例を示すグラフで、上記の無線周波数帯毎に、端末移動速度に対するドップラー周波数ｆDを前記の式（３）により計算し、その計算結果を図１３にあてはめて所要Eb/Noを求めたものである。なお、この図５において、特性３１が８５０ＭＨｚ帯の無線周波数についての所要Eb/No特性、特性３２が２ＧＨｚ帯の無線周波数についての所要Eb/No特性をそれぞれ表している。
【００５７】
そして、この図５から分かるように、８５０ＭＨｚ帯の無線周波数を使用する場合には、符号３１ａで示すポイント（端末移動速度が約６０ｋｍ／ｈ）で所要Eb/Noが最大（最悪値）となり（増加傾向から減少傾向に転ずる）、２ＧＨｚ帯の無線周波数を使用する場合には、符号３２ａで示すポイント（端末移動速度が約２５ｋｍ／ｈ）で所要Eb/Noが最悪値となる。なお、このような非単調な特性は、前述したように、ＴＰＣ及びＦＥＣを併用するＣＤＭＡ方式を採用した場合に特有のものである。
【００５８】
そこで、例えば、上記の両所要Eb/No特性３１，３２が満足する所要Eb/Noの最大値（約５．８ｄＢ）に相当するポイント（つまり、各特性３１，３２の交点）３３（端末移動速度が約４２．５ｋｍ／ｈ）を境界（つまり、切換速度しきい値）として使用無線周波数帯を切り換えれば、所要Eb/Noの最悪値を改善することができる。
【００５９】
即ち、端末移動速度が４２．５ｋｍ／ｈ以下の時は８５０ＭＨｚ帯に属する無線周波数、それを超える場合は２ＧＨｚ帯に属する無線周波数を基地局１との通信に使用する無線周波数として選択する、つまり、端末移動速度が高速であるほど高い周波数帯（２ＧＨｚ）の中から使用周波数を選択し、逆に、低速であるほど低い周波数帯（８５０ＭＨｚ）の中から使用周波数を選択して端末２との通信に割り当てるのである。
【００６０】
このようにして、切換速度しきい値を無線周波数帯と端末移動速度に対する所要Eb/No特性３１，３２から決定して、その切換速度しきい値と端末移動速度との比較結果に応じて、使用無線周波数帯を切り換えることにより、所要Eb/Noの最悪値を本例では約５．８ｄＢに改善することができる。
したがって、８５０ＭＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯のそれぞれの所要Eb/Noの最悪値が約６．１ｄＢであると仮定すると、その改善量は６．１−５．８＝０．３ｄＢ（チャネル容量改善量に換算して７．２％）程度となる。なお、端末移動速度によってはこれよりも大きな改善効果が得られ可能性があるので、実際のチャネル容量改善量はこれよりも大きくなると期待される。また、実際の切換速度しきい値や改善効果は、使用する無線周波数やＴＰＣ方式，ＦＥＣ方式などによって異なるが、これらが決まればシミュレーション等によって図５に相当するグラフを作成することにより、容易に決定することができる。
【００６１】
つまり、この場合、周波数帯切換制御部２０Ｄは、上述のごとく端末移動速度が４２．５ｋｍ／ｈ以下の時は８５０ＭＨｚ帯、それを超える場合は２ＧＨｚ帯が使用無線周波数帯となるように、各切換スイッチ１２，１７，１９を制御することになるのである。なお、基地局１側でこのように使用無線周波数帯を切り換える場合は、端末２側でも使用無線周波数帯を基地局１側と同じ無線周波数帯に切り換えなければ通信を継続できない。
【００６２】
そこで、基地局１と端末２との間で使用無線周波数帯の同期をとる必要があるが、本実施形態では、後述するように、例えば、基地局１側で選択した（切り換え先の）無線周波数帯と切換タイミングとを制御信号（選択周波数通知信号，切換タイミング指示信号）により端末２に通知することで、この同期をとるようになっている。
【００６３】
このため、本実施形態の周波数帯切換制御部２０Ｄは、上記の選択周波数通知信号を生成する通知信号生成部及び切換タイミング指示信号を生成する切換タイミング指示信号生成部としての機能も有している。なお、後者の切換タイミング指示信号は、前者の選択周波数通知信号に対する端末２からの受信確認信号の受信（分離部１８で受信信号から分離される）を契機に生成され、前者の選択周波数通知信号と同様に、多重化部１１にて送信データと多重される。
【００６４】
(A2)移動端末構成
次に、本実施形態における端末２の構成について詳述する。本実施形態の端末２は、その要部に着目すると、図１中に示すように、ｆR1帯用のＣＤＭＡ送受信部２３，ｆR2帯用のＣＤＭＡ送受信部２４，切換スイッチ２５，制御信号多重分離部２６および切換制御部２７をそなえて構成されている。
【００６５】
ここで、ｆR1帯用のＣＤＭＡ送受信部２３は、ｆR1帯の無線周波数帯（例えば、８５０ＭＨｚ帯）の無線信号を用いて基地局１とＣＤＭＡ方式による無線通信を行なうためのものであり、ｆR2帯の無線周波数帯（例えば、２ＧＨｚ帯）の無線信号を用いて基地局１とＣＤＭＡ方式による無線通信を行なうためのものである。つまり、これらのＣＤＭＡ送受信部２３，２４は、基地局１が扱う無線周波数帯の種類に対応して、Ｍ＝２種類の無線周波数帯（ｆR1帯及びｆR2帯）のいずれかを使用して基地局１と通信しうる無線通信部としての機能を果たすのである。
【００６６】
具体的に、本実施形態のＣＤＭＡ送受信部２３，２４は、例えば図４に示すように、ハードウェア的には共通の構成を有しており、受信系２８として、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２８１，フィルタ２８２，直交検波器２８３，下り回線用のＲＦ発振器２８３ａ，ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２８４，デスクランブラ（乗算器）２８５，乗算器２８６，積分器（フィルタ）２８７，デインタリーバ２８８及びＦＥＣ復号器２８９等をそなえるとともに、送信系２９として、ＦＥＣ符号化器２９１，インタリーバ２９２，M-Array相関符号化器２９３，乗算器２９４，スクランブラ（乗算器）２９５，デジタルフィルタ２９６，ＤＡ変換器（ＤＡＣ）２９７，直交変調器２９８，上り回線用のＲＦ発振器２９８ａ，フィルタ２９９及び高出力増幅器（ＨＰＡ）３００等をそなえ、且つ、これらの送信系２８と受信系２９とで共用されるハイブリッド（Ｈ）３０ａ及び送受信アンテナ３０ｂをそなえて構成されている。
【００６７】
そして、上記の受信系２８及び送信系２９における各ＲＦ発振器２８３ａ及び２９８ａの発振周波数を、ＣＤＭＡ送受信部２３とＣＤＭＡ送受信部２４とで変えることにより、上記のようにＣＤＭＡ送受信部２３ではｆR1帯、ＣＤＭＡ送受信部２４ではｆR2帯の無線信号により基地局１との双方向無線通信が可能になっている。
【００６８】
具体的には、基地局１からの受信信号は、送受信アンテナ３０ｂ及びハイブリッド３０ａを通じて受信系２８に入力され、ＬＮＡ２８１及びフィルタ２８２にて増幅処理及びフィルタリング処理が施されたのち、直交検波器２８３にてＲＦ発振器２８３ａからのＲＦ信号（ＣＤＭＡ送受信部２３の場合はｆR1帯、ＣＤＭＡ送受信部２４の場合はｆR2帯のＲＦ信号）により直交検波が施される。そして、直交検波後の受信信号は、ＡＤ変換器２８４にてディジタル信号に変換されたのち、逆拡散及びチャネル復調処理が施される。
【００６９】
即ち、ＡＤ変換器２８４の出力は、デスクランブラ２８５にてスクランブルコード（ＰＮ符号）と乗算されてデスクランブル（逆拡散）され、乗算器２８６にてチャネル化コードと乗算されてチャネル復調処理が施され、積分器２８７にて積分される。そして、積分後の受信信号は、デインタリーバ２８８にてデインタリーブされたのち、ＦＥＣ復号器２８９にてＦＥＣ復号されて切換スイッチ２５へ出力される。
【００７０】
一方、基地局１への送信信号は、送信系２９のＦＥＣ符号化器２９１にてＦＥＣ符号化され、インタリーバ２９２にてインタリーブされたのち、前述したようにM-Array符号化器２９３にてM-Array符号化される。M-Array符号化後の送信信号は、さらに、乗算器２９４にてチャネル化コード（Channelisation Code）と乗算されてチャネル信号化され、スクランブラ２９７にてＰＮ符号によるスクランブル（拡散）処理が施されたのち、デジタルフィルタ２９６にてフィルタリング処理が施され、ＤＡ変換器２９７にてアナログ信号に変換される。
【００７１】
そして、このアナログ信号は、直交変調器２９８にてＲＦ発振器２９８ａからのＲＦ信号によりＯＱＰＳＫ（Offset QPSK）等の直交変調が施され、フィルタ２９９にてフィルタリング処理が施されたのち、高出力増幅器３００にて所要の送信電力に増幅されて、ハイブリッド３０ａ及び送受信アンテナ３０ｂを通じて、基地局１に向けて送信される。
【００７２】
次に、図１に示す端末構成において、切換スイッチ２５は、切換制御部２７からの制御に従って、使用すべきＣＤＭＡ送受信部２３，２４（つまり、使用無線周波数帯）を切り換える（選択する）ためのものであり、制御信号多重／分離部２６は、基地局１からの受信信号に含まれる（多重されている）制御信号（選択周波数通知信号，切換タイミング指示信号等）を分離して切換制御部２７へ出力する一方、基地局１への制御信号（選択周波数通知信号に対する受信確認信号，切換タイミング指示信号に対する確認信号等）を基地局１への送信信号に多重する機能を有するものである。
【００７３】
つまり、この制御信号多重／分離部２６は、下記▲１▼〜▲３▼に示す機能を兼用していることになる。
▲１▼基地局１において自己の端末移動速度と上記の切換速度しきい値との比較結果に応じて選択された無線周波数帯を通知する選択周波数通知信号を、無線通信部を構成するＣＤＭＡ送受信部２３，２４から受信する選択周波数通知信号受信部としての機能。
【００７４】
▲２▼上記の選択周波数通知信号に対する確認信号を基地局１に送信する確認信号送信部としての機能。
▲３▼上記の確認信号に対する応答としての切換タイミング指示信号を基地局１から受信する切換タイミング指示信号受信部としての機能。
そして、切換制御部（使用周波数選択制御部；選択制御手段）２７は、上記の制御信号多重／分離部２６にて受信信号から分離された基地局１からの制御信号（選択周波数通知信号，切換タイミング指示信号）に従って切換スイッチ２５を制御することにより、基地局１との通信に使用する無線周波数帯を切り換える（選択する）ためのものである。
【００７５】
なお、図１では、２つの無線周波数帯ｆR1，ｆR2のそれぞれについて専用のＣＤＭＡ送信部１３ａ，１３ｂやＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂ，ＣＤＭＡ送受信部２３，２４をもつ構成になっているが、周波数帯ｆR1，ｆR2毎に設ける必要のある部品や回路（例えば、発振器やシンセサイザ，フィルタ等）のみを各周波数帯ｆR1，ｆR2毎にもたせ、それ以外の部品や回路は共用化することにより、装置の小型化を図るようにしてもよい。
【００７６】
(A3)動作説明
以下、上述のごとく構成された本実施形態のＣＤＭＡ通信システムの動作について、図６を参照しながら詳述する。
図６に示すように、まず、基地局１では、ドップラー周波数測定部２０Ａにて受信信号に基づいてドップラー周波数ｆDが測定され、そのドップラー周波数ｆDを基に、端末移動速度推定部２０Ｂにて端末２の移動速度が求められる（ステップＳ１）。なお、このときの基地局１と端末２との通信には、ｆR1帯及びｆR2帯のいずれが使用されていてもよいが、初期状態では、周波数の低い方の周波数帯（本実施形態では、ｆR1帯）を使用する方が望ましい。
【００７７】
さて、基地局１では、周波数帯切換制御部２０Ｄが、所定の周期で、端末移動速度推定部２０Ｂにて求められた端末移動速度と、切換速度しきい値（前述した例の場合、４２．５ｋｍ／ｈ）とを比較し、例えば、端末移動速度の方が切換速度しきい値以上であれば使用無線周波数帯としてｆR2帯（例えば、２ＧＨｚ帯）を選択し、端末移動速度の方が切換速度しきい値よりも小さければ使用無線周波数帯としてｆR1帯（例えば、８５０ＭＨｚ）を選択する（ステップＳ２）。なお、選択前後の無線周波数帯がそれぞれ同じ場合には、結果的に、それまでに使用していた無線周波数帯の選択が維持されることになる。
【００７８】
そして、周波数帯切換制御部２０Ｄは、選択した周波数帯ｆR1又はｆR2に空きチャネルが存在するか否かを確認し、空きチャネルが存在すれば、選択した周波数帯ｆR1又はｆR2を制御信号（選択周波数通知信号）により端末２へ通知する。なお、空きチャネルが無い場合は、現在使用中の周波数帯ｆR1又はｆR2を引き続き使用する（ステップＳ３，Ｓ４）。この場合、選択周波数通知信号による選択周波数の端末２への通知は行なっても行なわなくてもよい。
【００７９】
一方、端末２では、基地局１からの選択周波数通知信号を受信すると、切換制御部２７が、受信確認信号を生成して基地局１へ返信する（ステップＳ５）。基地局１は、この受信確認信号を受信すると、切換タイミング指示信号により使用無線周波数帯の切換タイミングを端末２に指示する（ステップＳ６）。この切換タイミング指示信号を受けた端末２は、切換制御部２７によって確認信号を生成して基地局１に返信する（ステップＳ７）。
【００８０】
その後、基地局１及び端末２は、お互いに上記の切換タイミング指示信号によって規定されるタイミングが到来するまで待ち合わせを行なって、同時期にそれぞれの使用無線周波数帯を選択した無線周波数帯に切り換える（ステップＳ８，Ｓ９）。なお、切り換え前後の無線周波数帯が同じ場合には、結果的に、それまでに使用していた無線周波数帯が維持されることになる。また、切換タイミングの同期は、他の手法によって確立してもよい。
【００８１】
以上のようにして、ＣＤＭＡ通信システムでのドップラー周波数ｆDに対する通信品質特性（周波数依存性）を利用して、基地局１及び端末２での使用無線周波数帯を、端末移動速度に応じて最適な周波数帯に切り換えることで、図５により前述したように、ドップラー周波数ｆDと伝送品質劣化との関係が非単調なＣＤＭＡ通信システムにおける所要Eb/Noの最悪値を改善することができ、これにより、通信品質を改善するとともに、チャネル容量を増大させることができる。
【００８２】
(B)第１変形例
ＣＤＭＡ通信システムなどの移動体通信システムの無線伝搬環境では、建物等でのシャドウウィング等による電波伝搬損失の変動（短区間中央値変動）が発生する（例えば、前記の参考文献３参照）。この短区間中央値変動は、対数正規変動であるため、他セルからの干渉波の短区間中央値変動標準偏差（σ stm）が大きいほど他セル干渉比（ｆｏ）が増大しチャネル容量が減少する（例えば、下記の参考文献４，５参照）。
・参考文献４：A.J.Viterbi and A.M.Viterbi,“Other-Cell Interference in Cellular Power-Controlled CDMA”,IEEE Trans. on Commun., Vol.COM-42,No.2/3/4,pp.1501-1504, (1994).
・参考文献５：A.J.Viterbi, et al. ,“Soft Handoff Extends CDMA Cell Coverage and Increases Reverse Link Capacity”, IEEE J,Selected Areas in Commun.,12(8),pp.1281-1288.
また、短区間中央値変動標準偏差（σ stm）は、無線周波数が高いほど大きくなるため、無線周波数が高いほど他セル干渉比ｆｏが大きくなることになる。前記の式（２）に示したように、チャネル容量は、Eb/No_th×（ｆｓ＋ｆｏ）に反比例するため、無線周波数帯の違いによる他セル干渉比ｆｏの違いを考慮することで、チャネル容量改善効果をさらに大きくすることができる。
【００８３】
例えば、８５０ＭＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯での短区間中央値変動標準偏差（σ stm）をそれぞれ６ｄＢ及び８ｄＢとし（前記の参考文献３参照）、計算機シミュレーションにより下り回線（forward link）の他セル干渉比ｆｏを求めた結果を次表３に示す。ただし、計算条件は、距離減衰指数＝３．５，シャドウウィング相関＝０．５，ソフトハンドオフ率＝１００％，場所率＝９０％としている。また、下り回線についてであるため、自セル干渉比ｆｓは１としている。
【００８４】
なお、「距離減衰指数」とは、無線電波の電力が伝搬距離によってどの程度減衰するかを表す指標であり、距離減衰指数＝３．５とは−３．５乗のオーダで無線電波電力が減衰することを意味する。また、「シャドウウィング相関」とは、無線電波のシャドウウィングによる干渉の相関性を意味し、この相関値が大きいほど、無線電波電力の増減がシャドウウィングの干渉によるところが大きく、この相関値が小さいほど、無線電波電力の増減がシャドウウィングの干渉にはあまり関係無いことを意味する。さらに、「ソフトハンドオフ率」とは、どのくらいの端末２がソフトハンドオフを行なっているかを表し、例えば、ソフトハンドオフのために使用されるリンク（チャネル）数＝２で、これらのリンクを１台の端末２が使用している場合に、ソフトハンドオフ率＝１００％となる。また、「場所率」とは、セル内で端末２が実際に通信可能な場所の割合を表す。
【００８５】
【表３】
【００８６】
上記の結果を基にした、端末移動速度に対するEb/No_th×（ｆｓ＋ｆｏ）の計算結果を図７に示す。この図７に示すように、他セル干渉比ｆｏの変化を考慮した場合、端末移動速度６０〜８０ｋｍ／ｈを切換速度しきい値として、上述した実施形態と同様にして８５０ＭＨｚ（ｆR1帯）と２ＧＨｚ帯（ｆR2帯）とを切り換えることにより、最悪値に対して約０．７ｄＢ（チャネル容量換算で約１７．５％）の改善が期待できる。
【００８７】
このように、切換速度しきい値を、無線周波数帯と端末移動速度に対する「Eb/No_thと干渉電力情報（ｆｓ＋ｆｏ）との積」の特性から決定することにより、無線周波数帯による他セル干渉比ｆｏの変化が考慮されるので、さらなる通信品質及びチャネル容量改善効果を得ることができる。
なお、基地局１及び端末２の構成および動作は上述した実施形態と同様であり、切換速度しきい値を、上述のごとく図７に示す端末移動速度に対するEb/No_th×（ｆｓ＋ｆｏ）を基に決定する点が上述した実施形態と異なる。
【００８８】
また、上記の例では、無線周波数帯に対する短区間中央値変動標準偏差を用いて干渉電力情報（ｆｓ＋ｆｏ）を計算したが、無線周波数帯に対する距離減衰指数等の他の電波伝搬パラメータ（例えば、参考文献３参照）の変化も加えて無線周波数帯毎の干渉電力情報（ｆｓ＋ｆｏ）を計算して、改善効果をさらに大きくすることも可能である。
【００８９】
(C)第２変形例
短区間中央値変動標準偏差やマルチパス干渉は、システムの運用環境や基地局設置条件等によって変化するため、自（同一）セル内干渉比ｆｓや他セル干渉比ｆｏの値もシステムの運用環境や基地局設置条件あるいは呼量の時間変動により変動する場合がある。
【００９０】
本変形例ではこのような（ｆｓ＋ｆｏ）の変動に対処することを考える。前記の式（２）を変形すると、次式（４）が得られる。
【００９１】
【数３】
【００９２】
ただし、Ｎは収容されているチャネル数（ch/sector/RF）、ｐｇは処理利得、Eb/Noは実際のEb/No、Ｋはその他のパラメータの影響を表す係数である。ここで、Ｋとｐｇはシステムの運用環境等が決まれば決定される値であるため、収容されているチャネル数Ｎと実際の信号品質Eb/Noが分かれば（ｆｓ＋ｆｏ）を知ることができることになる。
【００９３】
そして、チャネル数Ｎは一般に課金等のために常時モニタされている量であり、Eb/Noは受信データの誤り率や受信電力を測定することで容易に求めることができる。そこで、予めシステムの運用環境や基地局設置条件に対するチャネル数ＮとEb/Noとを計測して（ｆｓ＋ｆｏ）を計算しておき、その値を用いて図７に相当するグラフを作成することにより、実際のシステム運用条件での最適な切換速度しきい値を決定することができる。
【００９４】
図８にこの場合の基地局１Ａの構成を示す。なお、端末２の構成は図１及び図４に示すものと同様である。この図８に示すように、本変形例における基地局１Ａは、図１に示すものに比して、制御系２０に、加入者モニタ部２０Ｅ−１，Eb/No推定部２０Ｅ−２，（ｆｓ＋ｆｏ）計算部２０Ｅ−３，切換速度しきい値決定部２０Ｅ−４及び切換速度情報更新制御部２０Ｅ−５を有する切換速度しきい値演算処理部２０Ｅがそなえられている点が異なる。なお、他の構成要素は特に断らない限り、図１に示すものと同様の機能を有するものとする。
【００９５】
ここで、上記の加入者モニタ部２０Ｅ−１は、現在通信中のチャネル数（加入者数）Ｎをモニタするもので、例えば、上述したように課金等のためのチャネル監視機能を利用して実現することができる。また、Eb/No推定部２０Ｅ−２は、受信信号の誤り率情報と、ＣＤＭＡ受信部１６ａ及び１６ｂで受信される各無線周波数帯（ｆR1帯，ｆR2帯）の受信信号についての受信電力情報とに基づいて、無線周波数帯毎の実際のEb/Noを推定するものである。
【００９６】
さらに、（ｆｓ＋ｆｏ）計算部（干渉電力比情報計算部）２０Ｅ−３は、加入者モニタ部２０Ｅ−１でモニタされたチャネル数Ｎと、Eb/No推定部２０Ｅ−２により得られたEb/Noの実測値とを基に上記の式（４）による計算を無線周波数帯のそれぞれについて行なって、無線周波数帯毎の干渉電力比情報（ｆｓ＋ｆｏ）を計算するものであり、切換速度しきい値決定部２０Ｅ−４は、この（ｆｓ＋ｆｏ）計算部２０Ｅ−３の計算結果（ｆｓ＋ｆｏ）から、図７に相当するグラフを作成することにより、実際のシステム運用条件での最適な切換速度しきい値を決定するものである。
【００９７】
なお、切換速度情報更新制御部２０Ｅ−５は、（ｆｓ＋ｆｏ）計算部２０Ｅ−３に対して起動トリガを所定周期で与えることにより、上記のｆｓ＋ｆｏの計算を所定周期で行なわせるためのものである。
このような基地局構成により、本変形例のシステムでは、たとえ自（同一）セル内干渉比ｆｓや他セル干渉比ｆｏの値がシステム運用環境や基地局設置条件あるいは呼量の時間変動等により変動したとしても、その変動に追従して最適な切換速度しきい値が再計算されるので、実際のシステム運用環境や基地局設置条件あるいは呼量の時間変動等を考慮した適切な周波数帯切り換えが実現される。従って、より大きな通信品質改善効果及びチャネル容量増大効果が期待できる。
【００９８】
(D)第３変形例
上述した実施形態及び各変形例では、１つの切換速度しきい値（以下、単に「しきい値」ともいう）で使用無線周波数帯を切り換えるため、端末移動速度に偏りがあると、一方の無線周波数帯（ｆR1帯，ｆR2帯）が選択されることが多くなるという現象が発生する可能性がある。そこで、本変形例では、複数のしきい値を用意して、特定周波数帯に呼が集中することを緩和することについて検討する。
【００９９】
図９に第３変形例に係る基地局１Ｂの構成を示す。なお、端末２の構成は本第３変形例においても図１及び図４に示すものと同様である。この図９に示すように、本変形例の基地局１Ｂは、図１に示す基地局１に比して、周波数帯切換制御部２０Ｄの代わりに、複数（２×Ｍ−１個）のしきい値を受ける周波数帯切換制御部２０Ｆが設けられている点が異なる。
【０１００】
ここで、上記のしきい値は、Ｍ＝２の場合、即ち、２つの周波数帯ｆR1，ｆR2（ｆR1＜ｆR2）を用意した場合には、図１０に示すように、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の３種類のしきい値が設定され、Ｖ１は前述した実施形態及び変形例１においてEb/No_thが最悪値をとる端末移動速度、Ｖ２はｆR2帯を使用した場合にEb/No_thが端末移動速度Ｖ１の時と同じ値となる端末移動速度、Ｖ３はｆR1帯を使用した場合にEb/No_thが端末移動速度Ｖ２の時と同じ値となる端末移動速度である。
【０１０１】
そして、この場合、周波数帯切換制御部２０Ｆは、端末移動速度をＶMとしたとき、ＶM≦Ｖ１の場合にｆR1帯又はｆR2帯を使用（ｆR1を優先的に使用）し、Ｖ１＜ＶM≦Ｖ２の場合にｆR1帯を使用し、Ｖ２＜ＶM≦Ｖ３の場合にｆR2帯を使用し、Ｖ３＜ＶMの場合にｆR2帯又はｆR1帯を使用（ｆR2帯を優先的に使用）するよう、切換スイッチ１２，１７，１９を制御する。
【０１０２】
つまり、本周波数帯切換制御部２０Ｆは、端末移動速度推定部２０Ａで検出された端末移動速度と、（２×Ｍ−１）個のしきい値とを比較して、端末移動速度がどのしきい値の範囲に入っているかを判別する判別部としての機能をそなえ、この判別部による判別結果と、上記の各しきい値により規定される複数の端末速度範囲のそれぞれについてどの無線周波数帯を使用すべきかを定めた優先順位情報とに基づいて、無線周波数帯の選択を行なうのである。
【０１０３】
なお、この場合の基地局１Ｂと端末２との間の使用無線周波数帯切換シーケンスは図１２に示すようになる。即ち、基地局１Ｂでは、ドップラー周波数測定部２０Ａにて受信信号に基づいてドップラー周波数ｆDが測定され、そのドップラー周波数ｆDを基に、端末移動速度推定部２０Ｂにて端末２の移動速度が求められる（ステップＳ１）。なお、このときの基地局１Ｂと端末２との通信には、ｆR1帯及びｆR2帯のいずれが使用されていてもよいが、初期状態では、周波数の低い方の周波数帯（本実施形態では、ｆR1帯）を使用する方が望ましい。
【０１０４】
さて、基地局１Ｂでは、周波数帯切換制御部２０Ｆが、所定の周期で、端末移動速度推定部２０Ｂにて求められた端末移動速度と、しきい値とを比較し、図１０により上述した条件（ＶMがどのしきい値Ｖ１〜Ｖ３の範囲に入っているか）に基づき、使用無線周波数帯を選択する。この際、選択可能な無線周波数帯が複数存在する場合は、優先順位の高い方を選択する（ステップＳ２′）。なお、この場合も、選択前後の無線周波数帯がそれぞれ同じ場合には、結果的に、それまでに使用していた無線周波数帯の選択が維持されることになる。
【０１０５】
そして、周波数帯切換制御部２０Ｆは、選択した周波数帯に空きチャネルが存在するか否かを確認し、空きチャネルが存在すれば、選択した周波数帯を制御信号（選択周波数通知信号）により端末２へ通知する。空きチャネルが存在しなければ、優先順位の低い方の周波数帯を選択し、同様に、空きチャネルの存在を確認してから、選択した周波数帯を選択周波数通知信号により端末２へ通知する。なお、選択可能などの周波数帯にも空きチャネルが無い場合は、現在使用中の周波数帯を引き続き使用する（ステップＳ３′，ステップＳ４）。この場合、現在使用中の周波数帯を選択周波数通知信号により新たに端末２に通知してもよいし、この通知は行なわないようにしてもよい。
【０１０６】
以降は、図６の場合と同様に、基地局１Ｂと端末２との間で受信確認信号，切換タイミング指示信号，確認信号が送受され、お互いに切換タイミング指示信号によって規定されるタイミングが到来するまで待ち合わせを行なって、同時期にそれぞれの使用無線周波数帯が選択した無線周波数帯に切り換えられる（ステップＳ５〜Ｓ９）。なお、この場合も、切り換え前後の無線周波数帯が同じ場合には、結果的に、それまでに使用していた無線周波数帯が維持されることになる。また、切換タイミングの同期は、他の手法によって確立してもよい。
【０１０７】
以上のように、複数のしきい値を用い、端末移動速度がどのしきい値の範囲に入っているかに応じて使用無線周波数帯の選択および優先順位付けを行なうことにより、前記の実施形態と同様にEb/No_thの最悪値を劣化させることなく、特定の周波数帯に呼が集中することを緩和することができる。
なお、Ｍ＝３の場合、即ち、３つの周波数帯ｆR1，ｆR2，ｆR3を用意する場合は、例えば図１１に示すように、Ｖ１〜Ｖ５の５種類のしきい値を設定し、ＶM≦Ｖ１の場合にｆR1帯又はｆR2帯又はｆR3を使用（ｆR1帯，ｆR2帯の順に優先的に使用）し、Ｖ１＜ＶM≦Ｖ２の場合にｆR1帯又はｆR2帯を使用（ｆR1を優先的に使用）し、Ｖ２＜ＶM≦Ｖ３の場合にｆR1帯を使用し、Ｖ３＜ＶM≦Ｖ４の場合にｆR3帯を使用し、Ｖ４＜ＶM≦Ｖ５の場合にｆR3帯又はｆR2帯を使用（ｆR3帯を優先的に使用）し、Ｖ５＜ＶMの場合にｆR1帯又はｆR2帯又はｆR3を使用（ｆR3帯，ｆR2帯の順に優先的に使用）するようにすればよい。Ｍ＞３の場合も同様である。
【０１０８】
また、本変形例のようにしきい値を複数用意する場合においても、第１変形例及び第２変形例と同様に、各しきい値をそれぞれ図７により前述したように端末移動速度に対するEb/No_th×（ｆｓ＋ｆｏ）を基に決定したり、無線周波数帯に対する距離減衰指数等の他の電波伝搬パラメータ（例えば、参考文献３参照）の変化も加えて他セル干渉比ｆｏを計算したり、自セル内干渉比ｆｓや他セル干渉比ｆｏの値がシステム運用環境や基地局設置条件あるいは呼量の時間変動等の変動に応じて逐次更新したりすることも可能である。いずれの場合も、特定の周波数帯に呼が集中することを防ぎながら、より大きな通信品質及びチャネル容量の改善効果が期待できる。
【０１０９】
(E)その他
なお、上述した実施形態及び各変形例では、いずれも、端末移動速度に関する情報として、ドップラー周波数ｆDから端末移動速度そのものを検出しているが、例えば、ドップラー周波数ｆD（フェージングピッチ（周期）情報）そのものを用い、その情報についてのしきい値を設定することでも、同様の作用効果が得られることはいうまでもない。
【０１１０】
また、上述した実施形態及び各変形例では、いずれも、基地局１において、端末２からの受信信号（上り回線の信号）に基づいて端末２での下り信号の受信状態（端末移動速度又はフェージング周期）を推定して、使用周波数帯の切り換えを行なう場合であるが、例えば、端末２での実際の受信状態（端末移動速度又はフェージング周期）を端末２から基地局１に通知すること等によって、基地局１側で、端末２が受信する下り受信信号におけるフェージング周期又は端末移動速度の速い／遅いを判定して、上記の周波数切り換えを行なうようにしてもよい。
【０１１１】
さらに、上述した実施形態及び各変形例では、切換速度しきい値を各無線周波数帯の所要Eb/No特性の交点に対応する速度に設定しているが、例えば図５において、８５０ＭＨｚ帯の所要Eb/No特性３１について前記傾向が転ずる速度以下であれば、少なくとも２ＧＨ帯に属する周波数を使用周波数として選択し、２ＧＨｚ帯の所要Eb/No特性３２について前記傾向が転ずる速度以上であれば、８５０ＭＨｚ帯に属する周波数を使用周波数として選択するようにしてもよい。
【０１１２】
そして、本発明は、上述した実施形態及び各変形例に限定されず、上記以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
(F)付記
（付記１） 無線基地局と、該無線基地局と特定の無線周波数帯を使用して通信しうる移動端末とをそなえた移動体通信システムであって、
該移動端末からの受信信号に基づいて該移動端末の移動速度（以下、端末移動速度という）に関する情報（以下、速度情報という）を検出する検出手段と、
該検出手段で検出された速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、選択した使用周波数を該移動端末に割り当てる選択制御手段とをそなえたことを特徴とする、移動体通信システム。
【０１１３】
（付記２） 移動端末と特定の無線周波数帯を使用して通信しうる無線基地局であって、
Ｍ種類（Ｍは２以上の整数）の無線周波数帯のいずれかを使用して該移動端末と通信しうる無線通信部と、
該無線通信部で受信される該移動端末からの受信信号から該移動端末の移動速度に関する情報を検出する速度情報検出部と、
該速度情報検出部で検出された速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、選択した使用周波数を該移動端末に割り当てる使用周波数選択制御部とをそなえたことを特徴とする、無線基地局。
【０１１４】
（付記３） 上記の高速及び低速の境界となる該速度情報についてのしきい値情報が、該移動端末との通信に対する干渉電力情報を加味して求められることを特徴とする、付記２記載の無線基地局。
（付記４） 該干渉電力情報が、上記の各無線周波数帯のそれぞれについての信号伝送特性に基づいて求められることを特徴とする、付記３記載の無線基地局。
【０１１５】
（付記５） 該使用周波数選択制御部が、
現在通信中の移動端末数に関する情報をモニタするモニタ部と、
該無線通信部で該移動端末から受信される信号に基づいて受信信号対雑音電力比の実測値を求める受信信号対雑音電力比推定部と、
該モニタ部でモニタされた移動端末数に関する情報と該受信信号対雑音電力の実測値とに基づいて該干渉電力情報を計算する干渉電力比情報計算部とをそなえたことを特徴とする、付記３又は付記４に記載の無線基地局。
【０１１６】
（付記６） 該使用周波数選択制御部が、
選択した無線周波数を該移動端末に通知するための選択周波数通知信号を生成する通知信号生成部と、
該選択周波数通知信号に対する確認信号を該移動端末から受けると、上記の選択した無線周波数への切換タイミングを該移動端末へ指示するための切換タイミング指示信号を生成する切換タイミング指示信号生成部とをそなえるとともに、
該無線通信部が、
該通知信号生成部で生成された該選択周波数通知信号又は該切換タイミング指示信号生成部で生成された該切換タイミング指示信号を該移動端末への送信信号に付加する制御信号付加部と、
該移動端末からの受信信号から該確認信号を抽出して該使用周波数選択制御部の該切換タイミング指示信号生成部へ送信する確認信号抽出部とをそなえていることを特徴とする、付記２〜５のいずれか１項に記載の無線基地局。
【０１１７】
（付記７） 該使用周波数選択制御部が、
該速度情報検出部で検出された速度情報と、該速度情報についての（２×Ｍ−１）個のしきい値情報とを比較して、該速度情報がどのしきい値情報の範囲に入っているかを判別する判別部をそなえ、
該判別部による判別結果と、上記の各しきい値情報により規定される複数の端末速度範囲のそれぞれについてどの無線周波数帯を使用すべきかを定めた優先順位情報とに基づいて、該無線周波数の選択を行なうように構成されたことを特徴とする、付記２〜６のいずれか１項に記載の無線基地局。
【０１１８】
（付記８） 移動端末における受信信号の所要信号対雑音電力比が該移動端末の移動速度に応じて増加傾向から減少傾向に転ずる特性を有する通信形式を採用する無線基地局であって、
第１の周波数帯に属する周波数、該第１の周波数帯よりも周波数の高い第２の周波数帯に属する周波数のいずれをも使用して該移動端末と通信可能な無線通信部と、
該移動端末から受信される信号から該移動端末の移動速度に関する情報（以下、速度情報という）を検出する速度情報検出部と、
該速度情報検出部で検出された速度情報が、該第１の周波数帯域の前記特性について前記傾向が転ずる速度情報以下であれば、少なくとも該第２の周波数帯域に属する周波数を該無線通信部での使用周波数として選択し、該第２の周波数帯域の前記特性について前記傾向が転ずる速度情報以上であれば、該第１の周波数帯域に属する周波数を該無線通信部での使用周波数として選択する使用周波数選択制御部とをそなえたことを特徴とする、無線基地局。
【０１１９】
（付記９） 第１の周波数帯に属する周波数、該第１の周波数帯よりも周波数の高い第２の周波数帯に属する周波数のいずれの周波数についても移動端末との間の上り下りの通信用として利用可能な無線装置において、
送信データを誤り訂正符号化及びインタリーブして得られた信号を無線信号に変換して下りの通信用として該移動端末に送信する送信手段と、
該移動端末からの受信信号に基づいて、該下りの通信用の無線信号についての送信電力制御を行なう送信電力制御手段と、
該移動端末からの受信信号のフェージング周期又は該移動端末の移動速度が速いと判定した場合には、該第２の周波数帯に属する周波数を該移動端末との通信に用い、該フェージング周期又は該移動端末の移動速度が遅いと判定した場合には、該第１の周波数帯に属する周波数を該移動端末との通信に用いる選択制御手段とをそなえたことを特徴とする、無線装置。
【０１２０】
（付記１０） 第１の周波数帯に属する周波数、該第１の周波数帯よりも周波数の高い第２の周波数帯に属する周波数のいずれの周波数についても移動端末との間の上り下りの通信用として利用可能な無線装置において、
送信データを符号化及びインタリーブして得られた信号を無線信号に変換して下りの通信用として移動端末に送信する送信手段と、
該移動端末からの受信信号に基づいて、該下りの通信用の無線信号についての送信電力制御を行なう送信電力制御手段と、
該移動端末からの受信信号に基づいて、該移動端末が受信する下り受信信号におけるフェージング周期又は該移動端末の移動速度が速いと判定した場合には、該第２の周波数帯に属する周波数を該移動端末との通信に用い、該フェージング周期又は該移動端末の移動速度が遅いと判定した場合には、該第１の周波数帯に属する周波数を該移動端末との通信に用いる選択制御手段とをそなえたことを特徴とする、無線装置。
【０１２１】
（付記１１） 無線基地局と特定の無線周波数帯を使用して通信しうる移動端末であって、
Ｍ種類（Ｍは２以上の整数）の無線周波数帯のいずれかを使用して該無線基地局と通信しうる無線通信部と、
該無線基地局において、自己の速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から選択され、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から選択された使用周波数を通知する選択周波数通知信号を、該無線通信部から受信する選択周波数通知信号受信部と、
該選択周波数通知信号受信部で受信された該選択周波数通知信号に従って、上記の各無線周波数帯の中から該無線通信部で使用すべき無線周波数を選択する使用周波数選択制御部とをそなえたことを特徴とする、移動端末。
【０１２２】
（付記１２） 該選択周波数通知信号に対する確認信号を該無線基地局に送信する確認信号送信部と、
該確認信号に対する応答としての切換タイミング指示信号を該無線基地局から受信する切換タイミング指示信号受信部とをそなえ、
該使用周波数選択制御部が、
該切換タイミング指示信号受信部で受信された該切換タイミング指示信号で規定されるタイミングで該選択周波数通知信号により通知された無線周波数への切り換えを実行するように構成されたことを特徴とする、付記１１記載の移動端末。
【０１２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、次のような利点ないし効果が得られる。
(1)無線基地局（無線装置）と移動端末との間の通信に使用する（割り当てる）無線周波数として、移動端末の移動速度に関する情報（以下、速度情報という）が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択するので、ドップラー周波数と伝送品質劣化との関係が非単調な（移動端末における受信信号の所要信号対雑音電力比がその移動端末の移動速度に応じて増加傾向から減少傾向に転ずる特性を有する通信形式を採用する）移動体通信システムにおける所要信号対雑音電力比の最悪値を改善することができ、これにより、通信品質を改善するとともに、チャネル容量を増大させることができる。
【０１２４】
(2)ここで、上記の高速及び低速の基準（境界）となる速度情報についてのしきい値情報を、移動端末との通信に対する干渉電力情報を加味して求めれば、実際の通信環境に則したしきい値情報が得られるので、さらなる通信品質及びチャネル容量改善効果を得ることができる。
(3)また、上記の干渉電力情報を、複数の無線周波数帯のそれぞれについての信号伝送特性に基づいて求めれば、電波伝搬損失の変動等を考慮して上記しきい値情報を求めることができるので、さらなる所要信号対雑音電力比の最悪値の改善によるチャネル容量改善効果が期待できる。
【０１２５】
(4)さらに、現在通信中の移動端末数に関する情報と受信信号対雑音電力の実測値とに基づいて上記の干渉電力情報を計算するようにすれば、たとえ干渉電力情報がシステム運用環境や基地局設置条件あるいは呼量の時間変動等により変動したとしても、その変動に追従して最適なしきい値情報が再計算されるので、実際のシステム運用環境や基地局設置条件あるいは呼量の時間変動等を考慮した適切な周波数切り換えが実現される。従って、より大きな通信品質改善効果及びチャネル容量増大効果が期待できる。
【０１２６】
(5)また、上記のしきい値情報を（２×Ｍ−１）個用意し、移動端末の速度情報がどのしきい値情報の範囲に入っているかという情報と、各しきい値情報により規定される複数の端末速度範囲のそれぞれについてどの無線周波数帯を使用すべきかを定めた優先順位情報とに基づいて、使用無線周波数の選択を行なえば、所要の信号対雑音電力比の最悪値を劣化させることなく、特定の無線周波数帯に呼が集中することを緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのＣＤＭＡ通信システム（移動体通信システム）の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す無線基地局装置におけるＣＤＭＡ送信部の要部詳細構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す無線基地局装置におけるＣＤＭＡ受信部の要部詳細構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す移動端末装置におけるＣＤＭＡ送受信部の要部詳細構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係る端末移動速度に対する所要Eb/No特性例を示すグラフである。
【図６】図１に示すＣＤＭＡ通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である
【図７】本実施形態の第１変形例に係る端末移動速度に対する「Eb/No_thと干渉電力情報（ｆｓ＋ｆｏ）との積」の特性例を示すグラフである。
【図８】本実施形態の第２変形例に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本実施形態の第３変形例に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す無線基地局装置における複数の切換速度しきい値の設定手法（Ｍ＝２の場合）を説明するための図である。
【図１１】図９に示す無線基地局装置における複数の切換速度しきい値の設定手法（Ｍ＝３の場合）を説明するための図である。
【図１２】第３変形例に係るＣＤＭＡ通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。
【図１３】ＣＤＭＡ通信システムにおけるフェージング周波数に対する所要Eb/No特性例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 無線基地局装置
２ 移動端末装置
１１ 多重化部（制御信号付加部）
１２，１７，１９，２５ 切換スイッチ
１３ａ，１３ｂ ＣＤＭＡ送信部（無線通信部）
１４ａ，１４ｂ，３０ａ ハイブリッド（Ｈ）（無線通信部）
１５ａ，１５ｂ，２１，２２，３０ｂ 送受信アンテナ（無線通信部）
１６ａ，１６ｂ ＣＤＭＡ受信部（無線通信部）
１８ 分離部（確認信号抽出部）
２０ 制御系
２０Ａ ドップラー周波数測定部（速度情報検出部；検出手段）
２０Ｂ 端末移動速度推定部
２０Ｃ 切換速度しきい値保持部
２０Ｄ，２０Ｆ 周波数帯切換制御部（使用周波数選択制御部，通知信号生成部，切換タイミング指示信号生成部；選択制御手段）
２０Ｅ 切換速度しきい値演算処理部
２０Ｅ−１ 加入者モニタ部
２０Ｅ−２ Eb/No推定部
２０Ｅ−３ （ｆｓ＋ｆｏ）計算部（干渉電力比情報計算部）
２０Ｅ−４ 切換速度しきい値決定部
２０Ｅ−５ 切換速度情報更新制御部
２３，２４ ＣＤＭＡ送受信部（無線通信部）
２６ 制御信号多重／分離部（選択周波数通知信号受信部，確認信号送信部，切換タイミング指示信号受信部）
２７ 切換制御部（使用周波数選択制御部；選択制御手段）
２８ 送信系
２９ 受信系
１３１ トラフィックチャネル送信処理部
１３１ａ ＦＥＣ符号化器
１３１ｂ，２９２ インタリーバ
１３２ 多重化部（MUX）
１３３，２９５ スクランブラ（乗算器）
１３４ デジタルフィルタ
１３５，２９７ ＤＡ変換器（ＤＡＣ：Digital-to-Analog Converter）
１３６ 直交変調器
１３７，１６３ｂ，２８３ａ，２９８ａ ＲＦ（Ra dio Frequency）発振器
１３８，１６２，２８２，２９９ フィルタ
１３９，３００ 高出力増幅器（ＨＰＡ）
１６１，２８１ 低雑音増幅器（ＬＮＡ）
１６３ トラフィックチャネル受信処理部
１６３ａ，２８３ 直交検波器
１６３ｃ，２８４ ＡＤ変換器（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Converter）
１６３ｄ，２８５ デスクランブラ（乗算器）
１６３ｅ，２８６，２９４ 乗算器
１６３ｆ M-Array相関検出器
１６３ｇ，２８８ デインタリーバ
１６３ｈ 誤り訂正復号器
２８７ 積分器（フィルタ）
２８９ ＦＥＣ復号器
２９１ ＦＥＣ符号化器
２９３ M-Array相関符号化器
２９６ デジタルフィルタ
２９８ 直交変調器
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体通信システム並びに無線基地局及び移動端末に関し、特に、符号分割多元接続（ＣＤＭＡ：Code Division Multiple Access）方式による通信を行なう移動体通信に用いて好適な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＤＭＡ方式は、移動体通信方式として最近広く使用されている。周波数分割多元接続（FDMA：Frequency Division Multiplex Access）方式や時分割多元接続（TDMA：Time Division Multiplex Access）方式が、各加入者（携帯電話等の移動端末）に対して互いに直交する資源（周波数，時間等）を配分することで、基本的には、加入者相互の干渉が無い条件で運用される方式であるのに対し、ＣＤＭＡ方式は、加入者同士が互いに干渉を受ける条件で運用され、統計多重効果によりチャネル容量などの改善を期待する方式である。
【０００３】
このように、ＣＤＭＡ通信システムでは、各加入者同士の信号が互いに干渉がある状態で運用されるため、通常は、送信電力制御（TPC；Transmission Power Control）や誤り訂正（FEC；Forward Error Correction）などを用いて、各加入者の送信信号電力が必要最小限になるように制御することで、互いの干渉を最小限にしてチャネル容量を最大化することが行なわれる。
【０００４】
一般に、ＣＤＭＡ通信システムのチャネル容量は次式（１）で概算できるとされている（参考文献１；A.Viterbi, CDMA Principles of Speed Spectrum Communication Addison-Wesley, (1995)）。
【０００５】
【数１】
ただし、この式（１）において、Ｎはチャネル容量（ch/sector/RF）、pgは処理利得、Eb/No_thは所要Eb/No、fsは自セル干渉比、foは他セル干渉比、ｄはVoice activity factor、Dtは送信電力制御誤差による劣化、Gsはセクタ化効果、Nsはセクタ数／セル、LfはLoading factorをそれぞれ表す。なお、ここでは議論に関係のないパラメータを省略して、次式（２）を用いて検討することにする。
【０００７】
【数２】
ただし、この式（２）において、Ｋはその他のパラメータの影響を表す係数を表す。
この式（２）は、所望の通信品質（以下、伝送品質ともいう）を満足するのに要する信号対（干渉＋雑音）電力比（所要Eb/No）が大きくなると、各局の送信電力が大きくなり干渉が増大するために、チャネル容量Ｎが減少することを示している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＤＭＡ方式は、ＴＰＣとＦＥＣにより通信品質とチャネル容量の最適化を図る方式であるが、ＴＰＣとＦＥＣの応答速度の違いのために、特定の端末移動速度において所要Eb/Noが劣化するという問題が生じる（参考文献２；R.Padovani, Reverse Link Performance of IS-95 Based Cellular Systems IEEE Personal Communications, Third Quater, (1994)）。
【００１０】
この現象は、下記のようにして生じる。
移動通信では、主に端末の周囲の事物での反射同士の干渉により伝搬損失が変動するフェージング（レイリーフェージング）が発生するが、これは端末の移動速度に応じた速度で変動する。レイリーフェージングの変動速度は、次式（３）に示すように、端末移動によるドップラー周波数ｆDで特徴付けられる（参考文献３；奥村，進士，“移動通信の基礎”，（社）電子情報通信学会，(1986)）。
ｆD≒ｆR×ＶM／Ｃ …（３）
ただし、この式（３）において、ｆRは無線周波数、ＶMは端末移動速度、Ｃは光速をそれぞれ表す。
【００１１】
即ち、無線周波数ｆRが高く端末移動速度ＶMが速いほど、レイリーフェージングの変動速度は高くなることが分かる。ここで、ＴＰＣは一般に応答速度が遅いため、レイリーフェージング変動が遅い（即ち、ドップラー周波数ｆDが低い）ときにはフェージングによる伝搬損失変動に追従して送信電力を制御できるので、通信品質の劣化を防げるが、ドップラー周波数（つまり、フェージング周波数）ｆDが高い場合にはフェージング変動に追従できないため通信品質が劣化するという現象が生じる。
【００１２】
これに対し、ＦＥＣはインタリーブ（ＩＬ）と組み合わせることで、フェージングによるバースト的な信号電力低下の影響を拡散して誤りを訂正できるが、ＩＬ周期は有限であるためフェージング速度が遅いと訂正しきれないほど長時間の信号電力低下が生じるために通信品質が劣化してしまう。
そのため、ＴＰＣにより通信品質改善効果の得られるドップラー周波数ｆDと、ＦＥＣにより改善効果の得られるドップラー周波数ｆDとの中間周波数ｆDにおいて大きな通信品質劣化が生じるという現象が発生する（図１３及び参考文献２参照）。なお、図１３には、IS-95システムの上り回線（reverse link（移動端末→基地局），9.6kbps）において、フレームエラーレート（ＦＥＲ）＝１％を満足するのに必要なEb/Noが示されており、例えば、無線周波数＝８５０ＭＨｚのとき、ｆD＝４０Ｈｚは端末移動速度＝５０．８ｋｍ／ｈに相当する。
【００１３】
ここで、端末移動速度は一意に規定できないため、品質劣化が最大〔所要Eb/Noが最大（図１３の例では、ｆD＝４７Ｈｚ，所要Eb/No＝６．１ｄＢ）〕となるドップラー周波数ｆDでシステム設計をしなければならない。しかしながら、所要Eb/Noが大きくなると、前記の式（２）で表されるように、チャネル容量Ｎが劣化してしまう。一方、チャネル容量Ｎを確保しようとすると、所要Eb/Noを満足できなくなるので通信品質が劣化してしまう。
【００１４】
なお、TDMAやFDMAのようにフェージングピッチ（ｆD）が高くなると伝送品質が単調に劣化するシステムにおいては、例えば、特開平5-259969号公報に示されるように、特定端末の伝送品質が大きく劣化することを防ぎ、システム全体の通信品質を均一にすることで、全体的なパフォーマンスを向上させることが試みられている。
【００１５】
具体的に、特開平５−２５９９６９号公報に示される技術（以下、公知技術１という）では、フェージングピッチが小さくなると伝送品質劣化が小さくなるという、ドップラー周波数ｆDと伝送品質劣化の単調性を前提として、端末移動速度の大小のみに基づく単純な制御によって上記の効果を実現している。しかしながら、このような単純な制御では、ＣＤＭＡのようにドップラー周波数ｆDに対する伝送品質劣化が非単調な場合（移動端末における受信信号の所要信号対雑音電力比がその移動端末の移動速度に応じて増加傾向から減少傾向に転ずる特性を有する通信形式を採用している場合）には効果が小さく、場合によってはかえって通信品質が劣化することもある。
【００１６】
即ち、本公知技術１では、高い通信品質を要求される制御用チャネルのｆD（∝（移動速度）×（無線周波数））がなるべく低くなるよう制御用チャネルに低い周波数帯を割り当てることで、制御用チャネルの通信品質を保証しようとしているが、ＣＤＭＡのようにドップラー周波数ｆDに対する伝送品質劣化が非単調であるシステムにおいて同様にドップラー周波数ｆDを低くすると、例えば図１３のｆD＞４２Ｈｚの場合等のように、かえって通信品質が劣化してしまうことがあるのである。
【００１７】
また、本公知技術１では、高速移動端末のトラヒックを低域無線周波数帯、低速移動端末を高域無線周波数帯に収容することでドップラー周波数ｆD（∝（移動速度）×（無線周波数））がなるべく等しくなるようにして伝送品質を均一化することで、全体的なパフォーマンスを向上させようとしている。
しかし、この方法では、ドップラー周波数ｆDが伝送品質の最悪値（図１３の例ではｆD＝４２Ｈｚ）になるような無線周波数帯が割り当てられてしまうと、どちらの端末も伝送品質が最悪になってしまい、全体的なパフォーマンスも最悪になってしまうことになる。本公知技術１では、これを防ぐ方法が無い。
【００１８】
以上の問題は、公知技術１がドップラー周波数ｆDと伝送品質劣化の単調性を前提として、端末移動速度の大小のみに基づく単純な制御を行なっていることによるものである。
また、ＣＤＭＡ通信システムにおける周波数割り当てという点に着目すると、公知技術として、例えば、特開平10-23502号公報に示される技術（以下、公知技術２という）がある。この公知技術２は、ＣＤＭＡ通信システムにおいて、ソフトハンドオフ用のチャネルを確保するために各無線周波数帯に収容する端末数（厳密には、使用する無線チャネル数）を均一にすることを目的としたものである。
【００１９】
しかしながら、本公知技術２でも、端末移動速度やドップラー周波数ｆDに対する伝送品質の非単調性等は考慮されておらず、端末移動速度を考慮せずに無線周波数帯が割り当てられる。このため、割り当てられた周波数でドップラー周波数ｆDが、伝送品質が最悪となる値（図１３の例ではｆD＝４２Ｈｚ）になった場合、大きな劣化が生じる。
【００２０】
本発明は、以上のような課題に鑑み創案されたもので、端末移動速度（ドップラー周波数）と伝送品質劣化との関係が非単調な移動体通信システムにおいて、通信品質の改善及びチャネル容量の増大を図れるようにすることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の移動体通信システム（請求項１）は、無線基地局と、該無線基地局と特定の無線周波数帯を使用して通信しうる移動端末とをそなえた、該移動端末の移動速度と伝送品質劣化との関係が非単調な移動体通信システムであって、該移動端末からの受信信号に基づいて該移動端末の移動速度（以下、端末移動速度という）に関する情報（以下、速度情報という）を検出する検出手段と、この検出手段で検出された速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、選択した使用周波数を該移動端末に割り当てる選択制御手段とをそなえたことを特徴としている。
【００２２】
また、上記の移動体通信システムを実現するための本発明の無線基地局（請求項２）は、次の各部をそなえたことを特徴としている。
(1)Ｍ種類（Ｍは２以上の整数）の無線周波数帯のいずれかを使用して移動端末と通信しうる無線通信部
(2)この無線通信部で受信される該移動端末からの受信信号から移動端末の移動速度に関する情報（速度情報）を検出する速度情報検出部と、
(3)この速度情報検出部で検出された速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、選択した使用周波数を該移動端末に割り当てる使用周波数選択制御部
上記の各部を無線基地局にそなえることで、上述のごとく使用無線周波数帯を特定の端末移動速度情報で切り換えて、所要信号対雑音電力比の最悪値を改善することができる。
【００２３】
さらに、本発明の無線装置（請求項３）は、上記移動体通信システムにおいて、第１の周波数帯に属する周波数、該第１の周波数帯よりも周波数の高い第２の周波数帯に属する周波数のいずれの周波数についても移動端末との間の上り下りの通信用として利用可能な無線装置であって、次の各手段をそなえたことを特徴としている。
(1)送信データを誤り訂正符号化及びインタリーブして得られた信号を無線信号に変換して下りの通信用として該移動端末に送信する送信手段
(2)移動端末からの受信信号に基づいて、下りの通信用の無線信号についての送信電力制御を行なう送信電力制御手段
(3)移動端末からの受信信号のフェージング周期又は該移動端末の移動速度が速いと判定した場合には、上記第２の周波数帯に属する周波数を移動端末との通信に用い、上記のフェージング周期又は移動端末の移動速度が遅いと判定した場合には、上記第１の周波数帯に属する周波数を移動端末との通信に用いる選択制御手段
また、本発明の無線装置（請求項４）は、上記移動体通信システムにおいて、第１の周波数帯に属する周波数、該第１の周波数帯よりも周波数の高い第２の周波数帯に属する周波数のいずれの周波数についても移動端末との間の上り下りの通信用として利用可能な無線装置であって、次の各手段をそなえたことを特徴としている。
【００２４】
(1)送信データを誤り訂正符号化及びインタリーブして得られた信号を無線信号に変換して下りの通信用として移動端末に送信する送信手段
(2)移動端末からの受信信号に基づいて、下りの通信用の無線信号についての送信電力制御を行なう送信電力制御手段
(3)移動端末からの受信信号に基づいて、その移動端末が受信する下り受信信号におけるフェージング周期又は移動端末の移動速度が速いと判定した場合には、上記第２の周波数帯に属する周波数を移動端末との通信に用い、上記のフェージング周期又は移動端末の移動速度が遅いと判定した場合には、上記第１の周波数帯に属する周波数を移動端末との通信に用いる選択制御手段
ここで、移動端末の速度が速いか遅いかの基準は、上記の各周波数帯のそれぞれの所要信号対雑音電力比に基づいて求められる。例えば、移動端末における受信信号の所要信号対雑音電力比がその移動端末の移動速度に応じて増加傾向から減少傾向に転ずる特性を有する通信形式が採用されている場合には、各周波数帯のそれぞれの所要信号対雑音電力比が満足する端末移動速度を基準にすることができる。
【００２５】
この場合、前記のドップラー周波数ｆDが前記の式（３）のように表されることから、そもそも、端末移動速度が同じでも使用無線周波数が異なればドップラー周波数ｆDも異なり所要信号対雑音電力比も異なるため、所要信号対雑音電力比が最大になる端末移動速度は使用無線周波数毎に異なることになるが、上述のごとく使用無線周波数帯が特定の端末移動速度を境に切り換えられることになるので、所要信号対雑音電力比の最悪値が改善されることになる。
【００２６】
なお、移動体通信のチャネル容量は、前記の式（２）に示したように、所要信号対雑音電力比のみでなく、自セル干渉比（ｆｓ）や他セル干渉比（ｆｏ）等の干渉電力情報にも依存するので、チャネル容量改善効果を更に大きくするために、使用無線周波数帯の選択（切り換え）基準（しきい値情報）は、移動端末との通信に対する干渉電力情報を加味して求められるのが好ましい。
【００２７】
また、この場合、上記干渉電力情報を、上記の各無線周波数帯のそれぞれについての信号伝送特性に基づいて求めれば、例えば、電波伝搬損失の変動等を考慮して上記の基準（しきい値情報）を定めることができる。
一方、上記の移動体通信システムを実現するための本発明の移動端末（請求項５）は、次の各部をそなえたことを特徴としている。
【００２８】
(1)Ｍ種類（Ｍは２以上の整数）の無線周波数帯のいずれかを使用して該無線基地局と通信しうる無線通信部
(2)無線基地局において、自己の速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から選択され、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から選択された使用周波数を通知する選択周波数通知信号を、無線通信部から受信する選択周波数通知信号受信部
(3)この選択周波数通知信号受信部で受信された該選択周波数通知信号に従って、上記の各無線周波数帯の中から無線通信部で使用すべき無線周波数を選択する使用周波数選択制御部
このような構成により、本発明の移動端末は、上述したように無線基地局において選択された無線周波数を通知する選択周波数通知信号に従って、上記の各無線周波数帯の中から無線基地局との通信に使用すべき無線周波数を選択するので、システム全体としての所要信号対雑音電力比の最悪値を改善してチャネル容量を改善することができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
（Ａ）一実施形態の説明
図１は本発明の一実施形態としてのＣＤＭＡ通信システム（移動体通信システム）の構成を示すブロック図で、この図１に示すＣＤＭＡ通信システムは、少なくとも１台の無線基地局装置（無線装置；以下、単に「基地局」という）１と、少なくとも１台の移動端末装置（以下、単に「端末」という）２とをそなえて構成されており、基地局１は、自己の通信可能エリア（セル）に存在する端末（在圏端末）２とＣＤＭＡ方式により双方向の無線通信を行なうことができるようになっている。
【００３０】
(A1)基地局構成
具体的に、本実施形態における基地局１は、その要部に着目すると、この図１中に示すように、例えば、送信系として、多重化部１１，切換スイッチ１２，ｆR1帯（第１の周波数帯）用のＣＤＭＡ送信部１３ａおよびｆR2帯（第２の周波数帯）用のＣＤＭＡ送信部１３ｂをそなえるとともに、受信系として、ｆR1帯用のＣＤＭＡ受信部１６ａ，ｆR2帯用のＣＤＭＡ受信部１６ｂ，切換スイッチ１７および分離部１８をそなえ、且つ、制御系２０として、例えば、切換スイッチ１９，ドップラー周波数（ｆD）測定部２０Ａ，端末移動速度推定部２０Ｂ，切換速度しきい値保持部２０Ｃおよび周波数帯切換制御部２０Ｄをそなえている。
【００３１】
なお、この図１には、図示を省略しているが、基地局１は、端末２からの受信信号に基づいて、下り回線（forward link）（下りの通信用の無線信号）についてのＴＰＣ（送信電力制御）を行なうＴＰＣ機能も有しているものとする。また、図１において、１４ａ，１４ｂはそれぞれハイブリッド（Ｈ）、１５ａ，１５ｂはそれぞれｆR1帯，ｆR2帯用の送受信アンテナを示し、ここではいずれも上記の送信系および受信系に共用になっている。
【００３２】
即ち、ｆR1帯（ｆR2帯）用のＣＤＭＡ送信部１３ａ（１３ｂ）からの送信信号はハイブリッド１４ａ（１４ｂ）を通じて送受信アンテナ１５ａ（１５ｂ）から端末２へ向けて送信される一方、端末２からのｆR1帯（ｆR2帯）の無線信号は送受信アンテナ１５ａ（１５ｂ）で受信されハイブリッド１４ａ（１４ｂ）によりｆR1帯（ｆR2帯）用のＣＤＭＡ受信部１６ａ（１６ｂ）へ出力されるようになっているのである。
【００３３】
つまり、上記のＣＤＭＡ送信部１３ａ，１３ｂ，ハイブリッド１４ａ，１４ｂ，ＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂ，送受信アンテナ１５ａ，１５ｂは、Ｍ＝２種類の無線周波数帯（ｆR1帯，ｆR2帯）のいずれかを使用して端末２と通信しうる無線通信部としての機能を果たすものである。
(A1.1)送信系構成
さて、ここで、上記の送信系において、多重化部（制御信号付加部）１１は、端末２への送信データと周波数帯切換制御部２０Ｄからの制御信号（後述する選択周波数通知信号や切換タイミング指示信号など）とを多重（付加）するためのものであり、切換スイッチ１２は、周波数帯切換制御部２０Ｄからの切換制御信号に従ってその出力が切り換えられることにより、多重化部１１の出力（送信信号）をｆR1帯ＣＤＭＡ送信部１３ａおよびｆR2帯ＣＤＭＡ送信部１３ｂのいずれかへ供給するためのものである。
【００３４】
また、ｆR1帯用のＣＤＭＡ送信部１３ａは、切換スイッチ１２からの送信信号を特定の周波数帯（ｆR1帯）の信号として出力するためのものであり、ｆR2帯用のＣＤＭＡ送信部１３ｂは、切換スイッチ１２からの送信信号を上記のｆR1帯とは異なる他の周波数帯（ｆR2帯）の信号として出力するためのものである。なお、ｆR1（第１の周波数帯）とｆR2（第２の周波数帯）との高低関係は、本実施形態では、ｆR2＞ｆR1とし、例えば、ｆR1帯＝８５０ＭＨｚ帯、ｆR2帯＝２ＧＨｚ帯である。
【００３５】
・ＣＤＭＡ送信部構成
このため、上記の各ＣＤＭＡ送信部１３ａ，１３ｂは、それぞれ、例えば図２に示すように、ハードウェア的には共通の構成を有しており、トラフィックチャネル数に応じた数のトラフィックチャネル送信処理部１３１、多重化部（MUX）１３２、スクランブラ（乗算器）１３３、デジタルフィルタ１３４、ＤＡ変換器（ＤＡＣ：Digital-to-Analog Converter）１３５，直交変調器１３６、下り回線〔forward link(基地局１→端末２)〕用のＲＦ（Radio Frequency）発振器１３７、フィルタ１３８、高出力増幅器（ＨＰＡ）１３９等をそなえて構成されており、上記のＲＦ発振器１３７の発振周波数を、各ＣＤＭＡ送信部１３ａ，１３ｂで変えることにより、上記のようにＣＤＭＡ送信部１３ａではｆR1帯、ＣＤＭＡ送信部１３ｂではｆR2帯の送信信号をそれぞれ生成できるようになっている。
【００３６】
具体的に、各トラフィックチャネル用の送信信号（送信データ＋制御信号）は、それぞれ、対応するトラフィックチャネル送信処理部１３１において、ＦＥＣ符号化器１３１ａ及びインタリーバ１３１ｂにより所要のＦＥＣ（誤り訂正）符号化及びインタリーブ処理がそれぞれ施され、乗算器１３１ｃにてウォルシュコード（Walsh Code）等のチャネル化コード（Channelisation Code）と乗算されてチャネル信号化された後、多重化部１３２にてパイロットチャネル信号及び制御チャネル信号と多重化される。
【００３７】
このようにして得られた多重化信号は、さらに、スクランブラ１３３にてＰＮ（擬似雑音）符号（チップレート＝1.2288Mcps）であるスクランブルコード（Scrambling Code）によりスクランブル（拡散変調）処理が施され、デジタルフィルタ１３４にてフィルタリング（不要信号成分の除去）処理され、ＤＡ変換器１３５にてＤＡ変換された後、直交変調器１３６にてＲＦ発振器１３７からのＲＦ信号によりＱＰＳＫ等の直交変調が施されて、最終的に、フィルタ１３８及びＨＰＡ１３９を通じて、図１に示すハイブリッド１４ａ又は１４ｂへ出力され送受信アンテナ１５ａ又は１５ｂから端末２へ向けて送信される。
【００３８】
なお、図２に示す構成では、送信信号をＲＦ帯にて変調しているが、他にも、中間周波数（ＩＦ）帯で変調し、その後、ＲＦ帯へ周波数変換（アップコンバート）するなど、各種の構成が考えられる。
(A1.2)受信系構成
次に、図１において、ｆR1帯用のＣＤＭＡ受信部１６ａは、ハイブリッド１４ａを通じて入力される端末２からのｆR1帯の受信信号について所要の復調処理を施すためのものであり、ｆR2帯用のＣＤＭＡ受信部１６ｂは、ハイブリッド１４ｂを通じて入力される端末２からのｆR2帯の受信信号について所要の復調処理を施すためのものである。
【００３９】
・ＣＤＭＡ受信部構成
このため、本実施形態のＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂは、それぞれ、例えば図３に示すように、低雑音増幅器（ＬＮＡ）１６１，フィルタ１６２，トラフィックチャネル数に応じた数のトラフィックチャネル受信処理部１６３などをそなえており、トラフィックチャネル受信処理部１６３は、さらに、直交検波器１６３ａ，上り回線〔reverse link（端末２→基地局１）〕用のＲＦ発振器１６３ｂ，ＡＤ変換器（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Converter）１６３ｃ，デスクランブラ（乗算器）１６３ｄ，乗算器１６３ｅ，M-Array相関検出器１６３ｆ，デインタリーバ１６３ｇ及び誤り訂正復号器１６３ｈなどをそなえて構成されており、ＣＤＭＡ送信部１３ａ，１３ｂの関係と同様に、上記のＲＦ発振器１６３ｂの発振周波数を、各ＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂで変えることにより、ＣＤＭＡ受信部１６ａではｆR1帯、ＣＤＭＡ受信部１６ｂではｆR2帯の受信信号をそれぞれ処理できるようになっている。
【００４０】
具体的に、端末２からの受信信号は、ＬＮＡ１６１及びフィルタ１６２にて
増幅処理及びフィルタリング処理が施されたのち、各トラフィックチャネル受信処理部１６３へ入力される。
そして、各トラフィックチャネル受信処理部１６３において、それぞれ、入力信号（受信信号）は、直交検波器１６３ａにてＲＦ発振器１６３ｂからのＲＦ信号により直交検波されたのち、ＡＤ変換器１６３ｃにてＡＤ変換され、デスクランブラ１６３ｄ及び乗算器１６３ｅにてＰＮ符号によるデスクランブル（逆拡散）処理及びチャネル化コード（Channelisation Code）によるチャネル復調処理がそれぞれ施される。
【００４１】
その後、受信信号は、M-Array相関検出器１６３ｆにて、M-Array相関検出処理が施され、デインタリーバ１６３ｇ及び誤り訂正復号器１６３ｈにて、デインタリーブ処理及び誤り訂正復号処理が施されたのち、前記の切換スイッチ１７を通じて分離部１８へ出力される。
・M-Array相関検出
ここで、上記のM-Array相関検出処理について説明する。
【００４２】
セルラシステムのような陸上移動体通信システムでは、フェージングの影響のために、伝送信号の振幅や位相が急激に変動するため、受信信号から基準位相を再生して復調する同期検波を行なうことができない。そのため、IS-95準拠のＣＤＭＡ通信システムでは、下り回線（forward link）ではパイロットチャネルを送信しこれを基準位相とすることで受信側（端末２）で同期検波を行ない、上り回線（reverse link）ではM-Array相関検出方式を採用している。
【００４３】
なお、IS-95のシステムでは６４ビット長のWalsh符号を用いたM-Array相関検出方式が使用されているが、説明の簡単化のため、ここでは、次表１に示すように、１６ビット長のWalsh符号を用いる場合を例に説明する(16→4bit M-Arrayになる)。
【００４４】
【表１】
この表１から明らかなように、どの符号も８ビットずつ異なっている(符号距離＝８)ことが分かる。そして、送信側（端末２）では、送信したいデータ(インタリーブ出力)を４ビットずつまとめ、その２進数値に対応するWalsh符号を選択する。例えば、インタリーブ出力が“1011”であれば、符号番号＝W11 (0110 0110 1001 1001)を選択（16→4-bit M-Array符号化）して送信することになる。
【００４６】
一方、受信側（基地局１）では、受信したデータを１６ビットずつまとめ、全てのWalsh符号(W0〜W15)と一致比較を行なう。一致したビット数が最も多いWalsh符号が実際に送信された符号であると判定し、その番号(２進数４ビット)を相関検出結果として出力する。例えば、端末２から送信されたWalsh符号(0110 0110 1001 1001)が伝送中に３ビット誤りが生じ、基地局１において符号(0100 0111 1001 1000)が受信されたとする。
【００４７】
この符号と符号番号＝W0〜W15との一致比較を行なうと、その結果は次表２に示すようになる。
【００４８】
【表２】
この表２から分かるように、符号番号＝W11が一致ビット数最大(１３)なので、符号番号＝W11を選択し、“1011”を相関検出結果として出力する。この場合、Walsh符号の符号距離が８であるため、１６ビット中３ビットまで誤りが生じても正しく検出できることになる。
実際のIS-95のシステムでは、６４ビット長Walsh符号を使用しているため、図３中に示すように、相関検出器１６３ｆの入力は６４ビット、出力は６ビット(26=64)（つまり、64→6-bit M-Array）となる。この場合、６４ビット長Walsh符号の符号距離は３２なので、６４ビット中１５ビットまで誤りが生じても正しく復号できることになる。
【００５０】
なお、実際の装置では、誤り訂正復号用の軟判定情報抽出のための処理が付加されることが多い。また、CDMA2000等では上り回線でもパイロットチャネルを用いた同期検波を行なっている。
さて、次に、図１において、切換スイッチ１７は、その入力が周波数帯切換制御部２０Ｄからの切換制御信号に従って切り換えられることにより、上記の各ＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂの各出力（誤り訂正復号器１６３ｈの出力）のいずれか一方を分離部１８へ出力するものであり、分離部（確認信号抽出部）１８は、この切換スイッチ１７の出力（受信信号）を受信データと端末２からの制御信号（後述する選択周波数通知信号に対する受信確認信号や切換タイミング指示信号に対する確認信号など）とに分離するものである。なお、端末２からの制御信号は周波数帯切換制御部２０Ｄ（後述する切換タイミング指示信号生成部）に供給される。
【００５１】
(A1.3)制御系構成
また、切換スイッチ１９は、周波数帯切換制御部２０Ｄからの切換制御信号に従ってその入力が切り換えられることにより、各ＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂにおいて得られるドップラー周波数ｆDの測定（検出）に有意な情報出力のいずれか一方をドップラー周波数測定部２０Ａに供給するものであり、ドップラー周波数測定部（速度情報検出部；検出手段）２０Ａは、切換スイッチ１９から入力される受信信号から当該受信信号のドップラー周波数ｆD（端末２の移動速度に関する情報）を測定（検出）するものである。
【００５２】
さらに、端末移動速度推定部２０Ｂは、上記のドップラー周波数測定部２０Ａにより得られたドップラー周波数ｆDに基づいて、当該受信信号を送信した端末２の移動速度を推定するものである。なお、上記のドップラー周波数測定部２０Ａ及び端末移動速度推定部２０Ｂは、例えば特開平6-242225号公報等に記載された技術を適用して構成することができる。
【００５３】
この場合、上記のドップラー周波数ｆDの測定（検出）に有意な情報としては、ＡＤ変換器１６３ｃの出力（直交検波器１６３ａの出力）を用いることができる。他にも、ＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂにおいてＡＧＣ（Automatic Gain Control）を行なっている場合には、そのゲイン情報を利用することもできるし、M-Array相関検出器１６３ｆの出力（相関検出結果）を利用することもでき、ドップラー周波数ｆDの測定精度向上のために、これらの双方を利用することもできる。
【００５４】
また、切換速度しきい値保持部２０Ｃは、切換スイッチ１２，１７，１９を切り換える際の基準となる端末移動速度についてのしきい値（以下、切換速度しきい値という）を保持するもので、例えば、ＲＡＭ等によって構成される。なお、この切換速度しきい値は、基地局１全体の動作を管理する上位システムから適宜に設定されるようにしてもよい。
【００５５】
そして、周波数帯切換制御部（使用周波数選択制御部；選択制御手段）２０Ｄは、端末移動速度推定部２０Ｂにより得られた端末移動速度と上記の切換速度しきい値とを比較し、その比較結果に応じて切換スイッチ１２，１７，１９を制御して、端末２との通信に使用する無線周波数帯（ｆR1帯及びｆR2帯）を選択する（切り換える）ものである。
【００５６】
ここで、上記の切換速度しきい値の決定手法について説明する。図５は２種類の無線周波数帯（ｆR1帯及びｆR2帯）がそれぞれ８５０ＭＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯の場合の端末移動速度に対する所要Eb/No（所望の通信品質を満足するために必要な信号対（干渉＋雑音）電力比）の一例を示すグラフで、上記の無線周波数帯毎に、端末移動速度に対するドップラー周波数ｆDを前記の式（３）により計算し、その計算結果を図１３にあてはめて所要Eb/Noを求めたものである。なお、この図５において、特性３１が８５０ＭＨｚ帯の無線周波数についての所要Eb/No特性、特性３２が２ＧＨｚ帯の無線周波数についての所要Eb/No特性をそれぞれ表している。
【００５７】
そして、この図５から分かるように、８５０ＭＨｚ帯の無線周波数を使用する場合には、符号３１ａで示すポイント（端末移動速度が約６０ｋｍ／ｈ）で所要Eb/Noが最大（最悪値）となり（増加傾向から減少傾向に転ずる）、２ＧＨｚ帯の無線周波数を使用する場合には、符号３２ａで示すポイント（端末移動速度が約２５ｋｍ／ｈ）で所要Eb/Noが最悪値となる。なお、このような非単調な特性は、前述したように、ＴＰＣ及びＦＥＣを併用するＣＤＭＡ方式を採用した場合に特有のものである。
【００５８】
そこで、例えば、上記の両所要Eb/No特性３１，３２が満足する所要Eb/Noの最大値（約５．８ｄＢ）に相当するポイント（つまり、各特性３１，３２の交点）３３（端末移動速度が約４２．５ｋｍ／ｈ）を境界（つまり、切換速度しきい値）として使用無線周波数帯を切り換えれば、所要Eb/Noの最悪値を改善することができる。
【００５９】
即ち、端末移動速度が４２．５ｋｍ／ｈ以下の時は８５０ＭＨｚ帯に属する無線周波数、それを超える場合は２ＧＨｚ帯に属する無線周波数を基地局１との通信に使用する無線周波数として選択する、つまり、端末移動速度が高速であるほど高い周波数帯（２ＧＨｚ）の中から使用周波数を選択し、逆に、低速であるほど低い周波数帯（８５０ＭＨｚ）の中から使用周波数を選択して端末２との通信に割り当てるのである。
【００６０】
このようにして、切換速度しきい値を無線周波数帯と端末移動速度に対する所要Eb/No特性３１，３２から決定して、その切換速度しきい値と端末移動速度との比較結果に応じて、使用無線周波数帯を切り換えることにより、所要Eb/Noの最悪値を本例では約５．８ｄＢに改善することができる。
したがって、８５０ＭＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯のそれぞれの所要Eb/Noの最悪値が約６．１ｄＢであると仮定すると、その改善量は６．１−５．８＝０．３ｄＢ（チャネル容量改善量に換算して７．２％）程度となる。なお、端末移動速度によってはこれよりも大きな改善効果が得られ可能性があるので、実際のチャネル容量改善量はこれよりも大きくなると期待される。また、実際の切換速度しきい値や改善効果は、使用する無線周波数やＴＰＣ方式，ＦＥＣ方式などによって異なるが、これらが決まればシミュレーション等によって図５に相当するグラフを作成することにより、容易に決定することができる。
【００６１】
つまり、この場合、周波数帯切換制御部２０Ｄは、上述のごとく端末移動速度が４２．５ｋｍ／ｈ以下の時は８５０ＭＨｚ帯、それを超える場合は２ＧＨｚ帯が使用無線周波数帯となるように、各切換スイッチ１２，１７，１９を制御することになるのである。なお、基地局１側でこのように使用無線周波数帯を切り換える場合は、端末２側でも使用無線周波数帯を基地局１側と同じ無線周波数帯に切り換えなければ通信を継続できない。
【００６２】
そこで、基地局１と端末２との間で使用無線周波数帯の同期をとる必要があるが、本実施形態では、後述するように、例えば、基地局１側で選択した（切り換え先の）無線周波数帯と切換タイミングとを制御信号（選択周波数通知信号，切換タイミング指示信号）により端末２に通知することで、この同期をとるようになっている。
【００６３】
このため、本実施形態の周波数帯切換制御部２０Ｄは、上記の選択周波数通知信号を生成する通知信号生成部及び切換タイミング指示信号を生成する切換タイミング指示信号生成部としての機能も有している。なお、後者の切換タイミング指示信号は、前者の選択周波数通知信号に対する端末２からの受信確認信号の受信（分離部１８で受信信号から分離される）を契機に生成され、前者の選択周波数通知信号と同様に、多重化部１１にて送信データと多重される。
【００６４】
(A2)移動端末構成
次に、本実施形態における端末２の構成について詳述する。本実施形態の端末２は、その要部に着目すると、図１中に示すように、ｆR1帯用のＣＤＭＡ送受信部２３，ｆR2帯用のＣＤＭＡ送受信部２４，切換スイッチ２５，制御信号多重分離部２６および切換制御部２７をそなえて構成されている。
【００６５】
ここで、ｆR1帯用のＣＤＭＡ送受信部２３は、ｆR1帯の無線周波数帯（例えば、８５０ＭＨｚ帯）の無線信号を用いて基地局１とＣＤＭＡ方式による無線通信を行なうためのものであり、ｆR2帯の無線周波数帯（例えば、２ＧＨｚ帯）の無線信号を用いて基地局１とＣＤＭＡ方式による無線通信を行なうためのものである。つまり、これらのＣＤＭＡ送受信部２３，２４は、基地局１が扱う無線周波数帯の種類に対応して、Ｍ＝２種類の無線周波数帯（ｆR1帯及びｆR2帯）のいずれかを使用して基地局１と通信しうる無線通信部としての機能を果たすのである。
【００６６】
具体的に、本実施形態のＣＤＭＡ送受信部２３，２４は、例えば図４に示すように、ハードウェア的には共通の構成を有しており、受信系２８として、低雑音増幅器（ＬＮＡ）２８１，フィルタ２８２，直交検波器２８３，下り回線用のＲＦ発振器２８３ａ，ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２８４，デスクランブラ（乗算器）２８５，乗算器２８６，積分器（フィルタ）２８７，デインタリーバ２８８及びＦＥＣ復号器２８９等をそなえるとともに、送信系２９として、ＦＥＣ符号化器２９１，インタリーバ２９２，M-Array相関符号化器２９３，乗算器２９４，スクランブラ（乗算器）２９５，デジタルフィルタ２９６，ＤＡ変換器（ＤＡＣ）２９７，直交変調器２９８，上り回線用のＲＦ発振器２９８ａ，フィルタ２９９及び高出力増幅器（ＨＰＡ）３００等をそなえ、且つ、これらの送信系２８と受信系２９とで共用されるハイブリッド（Ｈ）３０ａ及び送受信アンテナ３０ｂをそなえて構成されている。
【００６７】
そして、上記の受信系２８及び送信系２９における各ＲＦ発振器２８３ａ及び２９８ａの発振周波数を、ＣＤＭＡ送受信部２３とＣＤＭＡ送受信部２４とで変えることにより、上記のようにＣＤＭＡ送受信部２３ではｆR1帯、ＣＤＭＡ送受信部２４ではｆR2帯の無線信号により基地局１との双方向無線通信が可能になっている。
【００６８】
具体的には、基地局１からの受信信号は、送受信アンテナ３０ｂ及びハイブリッド３０ａを通じて受信系２８に入力され、ＬＮＡ２８１及びフィルタ２８２にて増幅処理及びフィルタリング処理が施されたのち、直交検波器２８３にてＲＦ発振器２８３ａからのＲＦ信号（ＣＤＭＡ送受信部２３の場合はｆR1帯、ＣＤＭＡ送受信部２４の場合はｆR2帯のＲＦ信号）により直交検波が施される。そして、直交検波後の受信信号は、ＡＤ変換器２８４にてディジタル信号に変換されたのち、逆拡散及びチャネル復調処理が施される。
【００６９】
即ち、ＡＤ変換器２８４の出力は、デスクランブラ２８５にてスクランブルコード（ＰＮ符号）と乗算されてデスクランブル（逆拡散）され、乗算器２８６にてチャネル化コードと乗算されてチャネル復調処理が施され、積分器２８７にて積分される。そして、積分後の受信信号は、デインタリーバ２８８にてデインタリーブされたのち、ＦＥＣ復号器２８９にてＦＥＣ復号されて切換スイッチ２５へ出力される。
【００７０】
一方、基地局１への送信信号は、送信系２９のＦＥＣ符号化器２９１にてＦＥＣ符号化され、インタリーバ２９２にてインタリーブされたのち、前述したようにM-Array符号化器２９３にてM-Array符号化される。M-Array符号化後の送信信号は、さらに、乗算器２９４にてチャネル化コード（Channelisation Code）と乗算されてチャネル信号化され、スクランブラ２９７にてＰＮ符号によるスクランブル（拡散）処理が施されたのち、デジタルフィルタ２９６にてフィルタリング処理が施され、ＤＡ変換器２９７にてアナログ信号に変換される。
【００７１】
そして、このアナログ信号は、直交変調器２９８にてＲＦ発振器２９８ａからのＲＦ信号によりＯＱＰＳＫ（Offset QPSK）等の直交変調が施され、フィルタ２９９にてフィルタリング処理が施されたのち、高出力増幅器３００にて所要の送信電力に増幅されて、ハイブリッド３０ａ及び送受信アンテナ３０ｂを通じて、基地局１に向けて送信される。
【００７２】
次に、図１に示す端末構成において、切換スイッチ２５は、切換制御部２７からの制御に従って、使用すべきＣＤＭＡ送受信部２３，２４（つまり、使用無線周波数帯）を切り換える（選択する）ためのものであり、制御信号多重／分離部２６は、基地局１からの受信信号に含まれる（多重されている）制御信号（選択周波数通知信号，切換タイミング指示信号等）を分離して切換制御部２７へ出力する一方、基地局１への制御信号（選択周波数通知信号に対する受信確認信号，切換タイミング指示信号に対する確認信号等）を基地局１への送信信号に多重する機能を有するものである。
【００７３】
つまり、この制御信号多重／分離部２６は、下記▲１▼〜▲３▼に示す機能を兼用していることになる。
▲１▼基地局１において自己の端末移動速度と上記の切換速度しきい値との比較結果に応じて選択された無線周波数帯を通知する選択周波数通知信号を、無線通信部を構成するＣＤＭＡ送受信部２３，２４から受信する選択周波数通知信号受信部としての機能。
【００７４】
▲２▼上記の選択周波数通知信号に対する確認信号を基地局１に送信する確認信号送信部としての機能。
▲３▼上記の確認信号に対する応答としての切換タイミング指示信号を基地局１から受信する切換タイミング指示信号受信部としての機能。
そして、切換制御部（使用周波数選択制御部；選択制御手段）２７は、上記の制御信号多重／分離部２６にて受信信号から分離された基地局１からの制御信号（選択周波数通知信号，切換タイミング指示信号）に従って切換スイッチ２５を制御することにより、基地局１との通信に使用する無線周波数帯を切り換える（選択する）ためのものである。
【００７５】
なお、図１では、２つの無線周波数帯ｆR1，ｆR2のそれぞれについて専用のＣＤＭＡ送信部１３ａ，１３ｂやＣＤＭＡ受信部１６ａ，１６ｂ，ＣＤＭＡ送受信部２３，２４をもつ構成になっているが、周波数帯ｆR1，ｆR2毎に設ける必要のある部品や回路（例えば、発振器やシンセサイザ，フィルタ等）のみを各周波数帯ｆR1，ｆR2毎にもたせ、それ以外の部品や回路は共用化することにより、装置の小型化を図るようにしてもよい。
【００７６】
(A3)動作説明
以下、上述のごとく構成された本実施形態のＣＤＭＡ通信システムの動作について、図６を参照しながら詳述する。
図６に示すように、まず、基地局１では、ドップラー周波数測定部２０Ａにて受信信号に基づいてドップラー周波数ｆDが測定され、そのドップラー周波数ｆDを基に、端末移動速度推定部２０Ｂにて端末２の移動速度が求められる（ステップＳ１）。なお、このときの基地局１と端末２との通信には、ｆR1帯及びｆR2帯のいずれが使用されていてもよいが、初期状態では、周波数の低い方の周波数帯（本実施形態では、ｆR1帯）を使用する方が望ましい。
【００７７】
さて、基地局１では、周波数帯切換制御部２０Ｄが、所定の周期で、端末移動速度推定部２０Ｂにて求められた端末移動速度と、切換速度しきい値（前述した例の場合、４２．５ｋｍ／ｈ）とを比較し、例えば、端末移動速度の方が切換速度しきい値以上であれば使用無線周波数帯としてｆR2帯（例えば、２ＧＨｚ帯）を選択し、端末移動速度の方が切換速度しきい値よりも小さければ使用無線周波数帯としてｆR1帯（例えば、８５０ＭＨｚ）を選択する（ステップＳ２）。なお、選択前後の無線周波数帯がそれぞれ同じ場合には、結果的に、それまでに使用していた無線周波数帯の選択が維持されることになる。
【００７８】
そして、周波数帯切換制御部２０Ｄは、選択した周波数帯ｆR1又はｆR2に空きチャネルが存在するか否かを確認し、空きチャネルが存在すれば、選択した周波数帯ｆR1又はｆR2を制御信号（選択周波数通知信号）により端末２へ通知する。なお、空きチャネルが無い場合は、現在使用中の周波数帯ｆR1又はｆR2を引き続き使用する（ステップＳ３，Ｓ４）。この場合、選択周波数通知信号による選択周波数の端末２への通知は行なっても行なわなくてもよい。
【００７９】
一方、端末２では、基地局１からの選択周波数通知信号を受信すると、切換制御部２７が、受信確認信号を生成して基地局１へ返信する（ステップＳ５）。基地局１は、この受信確認信号を受信すると、切換タイミング指示信号により使用無線周波数帯の切換タイミングを端末２に指示する（ステップＳ６）。この切換タイミング指示信号を受けた端末２は、切換制御部２７によって確認信号を生成して基地局１に返信する（ステップＳ７）。
【００８０】
その後、基地局１及び端末２は、お互いに上記の切換タイミング指示信号によって規定されるタイミングが到来するまで待ち合わせを行なって、同時期にそれぞれの使用無線周波数帯を選択した無線周波数帯に切り換える（ステップＳ８，Ｓ９）。なお、切り換え前後の無線周波数帯が同じ場合には、結果的に、それまでに使用していた無線周波数帯が維持されることになる。また、切換タイミングの同期は、他の手法によって確立してもよい。
【００８１】
以上のようにして、ＣＤＭＡ通信システムでのドップラー周波数ｆDに対する通信品質特性（周波数依存性）を利用して、基地局１及び端末２での使用無線周波数帯を、端末移動速度に応じて最適な周波数帯に切り換えることで、図５により前述したように、ドップラー周波数ｆDと伝送品質劣化との関係が非単調なＣＤＭＡ通信システムにおける所要Eb/Noの最悪値を改善することができ、これにより、通信品質を改善するとともに、チャネル容量を増大させることができる。
【００８２】
(B)第１変形例
ＣＤＭＡ通信システムなどの移動体通信システムの無線伝搬環境では、建物等でのシャドウウィング等による電波伝搬損失の変動（短区間中央値変動）が発生する（例えば、前記の参考文献３参照）。この短区間中央値変動は、対数正規変動であるため、他セルからの干渉波の短区間中央値変動標準偏差（σ stm）が大きいほど他セル干渉比（ｆｏ）が増大しチャネル容量が減少する（例えば、下記の参考文献４，５参照）。
・参考文献４：A.J.Viterbi and A.M.Viterbi,“Other-Cell Interference in Cellular Power-Controlled CDMA”,IEEE Trans. on Commun., Vol.COM-42,No.2/3/4,pp.1501-1504, (1994).
・参考文献５：A.J.Viterbi, et al. ,“Soft Handoff Extends CDMA Cell Coverage and Increases Reverse Link Capacity”, IEEE J,Selected Areas in Commun.,12(8),pp.1281-1288.
また、短区間中央値変動標準偏差（σ stm）は、無線周波数が高いほど大きくなるため、無線周波数が高いほど他セル干渉比ｆｏが大きくなることになる。前記の式（２）に示したように、チャネル容量は、Eb/No_th×（ｆｓ＋ｆｏ）に反比例するため、無線周波数帯の違いによる他セル干渉比ｆｏの違いを考慮することで、チャネル容量改善効果をさらに大きくすることができる。
【００８３】
例えば、８５０ＭＨｚ帯及び２ＧＨｚ帯での短区間中央値変動標準偏差（σ stm）をそれぞれ６ｄＢ及び８ｄＢとし（前記の参考文献３参照）、計算機シミュレーションにより下り回線（forward link）の他セル干渉比ｆｏを求めた結果を次表３に示す。ただし、計算条件は、距離減衰指数＝３．５，シャドウウィング相関＝０．５，ソフトハンドオフ率＝１００％，場所率＝９０％としている。また、下り回線についてであるため、自セル干渉比ｆｓは１としている。
【００８４】
なお、「距離減衰指数」とは、無線電波の電力が伝搬距離によってどの程度減衰するかを表す指標であり、距離減衰指数＝３．５とは−３．５乗のオーダで無線電波電力が減衰することを意味する。また、「シャドウウィング相関」とは、無線電波のシャドウウィングによる干渉の相関性を意味し、この相関値が大きいほど、無線電波電力の増減がシャドウウィングの干渉によるところが大きく、この相関値が小さいほど、無線電波電力の増減がシャドウウィングの干渉にはあまり関係無いことを意味する。さらに、「ソフトハンドオフ率」とは、どのくらいの端末２がソフトハンドオフを行なっているかを表し、例えば、ソフトハンドオフのために使用されるリンク（チャネル）数＝２で、これらのリンクを１台の端末２が使用している場合に、ソフトハンドオフ率＝１００％となる。また、「場所率」とは、セル内で端末２が実際に通信可能な場所の割合を表す。
【００８５】
【表３】
上記の結果を基にした、端末移動速度に対するEb/No_th×（ｆｓ＋ｆｏ）の計算結果を図７に示す。この図７に示すように、他セル干渉比ｆｏの変化を考慮した場合、端末移動速度６０〜８０ｋｍ／ｈを切換速度しきい値として、上述した実施形態と同様にして８５０ＭＨｚ（ｆR1帯）と２ＧＨｚ帯（ｆR2帯）とを切り換えることにより、最悪値に対して約０．７ｄＢ（チャネル容量換算で約１７．５％）の改善が期待できる。
【００８７】
このように、切換速度しきい値を、無線周波数帯と端末移動速度に対する「Eb/No_thと干渉電力情報（ｆｓ＋ｆｏ）との積」の特性から決定することにより、無線周波数帯による他セル干渉比ｆｏの変化が考慮されるので、さらなる通信品質及びチャネル容量改善効果を得ることができる。
なお、基地局１及び端末２の構成および動作は上述した実施形態と同様であり、切換速度しきい値を、上述のごとく図７に示す端末移動速度に対するEb/No_th×（ｆｓ＋ｆｏ）を基に決定する点が上述した実施形態と異なる。
【００８８】
また、上記の例では、無線周波数帯に対する短区間中央値変動標準偏差を用いて干渉電力情報（ｆｓ＋ｆｏ）を計算したが、無線周波数帯に対する距離減衰指数等の他の電波伝搬パラメータ（例えば、参考文献３参照）の変化も加えて無線周波数帯毎の干渉電力情報（ｆｓ＋ｆｏ）を計算して、改善効果をさらに大きくすることも可能である。
【００８９】
(C)第２変形例
短区間中央値変動標準偏差やマルチパス干渉は、システムの運用環境や基地局設置条件等によって変化するため、自（同一）セル内干渉比ｆｓや他セル干渉比ｆｏの値もシステムの運用環境や基地局設置条件あるいは呼量の時間変動により変動する場合がある。
【００９０】
本変形例ではこのような（ｆｓ＋ｆｏ）の変動に対処することを考える。前記の式（２）を変形すると、次式（４）が得られる。
【００９１】
【数３】
ただし、Ｎは収容されているチャネル数（ch/sector/RF）、ｐｇは処理利得、Eb/Noは実際のEb/No、Ｋはその他のパラメータの影響を表す係数である。ここで、Ｋとｐｇはシステムの運用環境等が決まれば決定される値であるため、収容されているチャネル数Ｎと実際の信号品質Eb/Noが分かれば（ｆｓ＋ｆｏ）を知ることができることになる。
【００９３】
そして、チャネル数Ｎは一般に課金等のために常時モニタされている量であり、Eb/Noは受信データの誤り率や受信電力を測定することで容易に求めることができる。そこで、予めシステムの運用環境や基地局設置条件に対するチャネル数ＮとEb/Noとを計測して（ｆｓ＋ｆｏ）を計算しておき、その値を用いて図７に相当するグラフを作成することにより、実際のシステム運用条件での最適な切換速度しきい値を決定することができる。
【００９４】
図８にこの場合の基地局１Ａの構成を示す。なお、端末２の構成は図１及び図４に示すものと同様である。この図８に示すように、本変形例における基地局１Ａは、図１に示すものに比して、制御系２０に、加入者モニタ部２０Ｅ−１，Eb/No推定部２０Ｅ−２，（ｆｓ＋ｆｏ）計算部２０Ｅ−３，切換速度しきい値決定部２０Ｅ−４及び切換速度情報更新制御部２０Ｅ−５を有する切換速度しきい値演算処理部２０Ｅがそなえられている点が異なる。なお、他の構成要素は特に断らない限り、図１に示すものと同様の機能を有するものとする。
【００９５】
ここで、上記の加入者モニタ部２０Ｅ−１は、現在通信中のチャネル数（加入者数）Ｎをモニタするもので、例えば、上述したように課金等のためのチャネル監視機能を利用して実現することができる。また、Eb/No推定部２０Ｅ−２は、受信信号の誤り率情報と、ＣＤＭＡ受信部１６ａ及び１６ｂで受信される各無線周波数帯（ｆR1帯，ｆR2帯）の受信信号についての受信電力情報とに基づいて、無線周波数帯毎の実際のEb/Noを推定するものである。
【００９６】
さらに、（ｆｓ＋ｆｏ）計算部（干渉電力比情報計算部）２０Ｅ−３は、加入者モニタ部２０Ｅ−１でモニタされたチャネル数Ｎと、Eb/No推定部２０Ｅ−２により得られたEb/Noの実測値とを基に上記の式（４）による計算を無線周波数帯のそれぞれについて行なって、無線周波数帯毎の干渉電力比情報（ｆｓ＋ｆｏ）を計算するものであり、切換速度しきい値決定部２０Ｅ−４は、この（ｆｓ＋ｆｏ）計算部２０Ｅ−３の計算結果（ｆｓ＋ｆｏ）から、図７に相当するグラフを作成することにより、実際のシステム運用条件での最適な切換速度しきい値を決定するものである。
【００９７】
なお、切換速度情報更新制御部２０Ｅ−５は、（ｆｓ＋ｆｏ）計算部２０Ｅ−３に対して起動トリガを所定周期で与えることにより、上記のｆｓ＋ｆｏの計算を所定周期で行なわせるためのものである。
このような基地局構成により、本変形例のシステムでは、たとえ自（同一）セル内干渉比ｆｓや他セル干渉比ｆｏの値がシステム運用環境や基地局設置条件あるいは呼量の時間変動等により変動したとしても、その変動に追従して最適な切換速度しきい値が再計算されるので、実際のシステム運用環境や基地局設置条件あるいは呼量の時間変動等を考慮した適切な周波数帯切り換えが実現される。従って、より大きな通信品質改善効果及びチャネル容量増大効果が期待できる。
【００９８】
(D)第３変形例
上述した実施形態及び各変形例では、１つの切換速度しきい値（以下、単に「しきい値」ともいう）で使用無線周波数帯を切り換えるため、端末移動速度に偏りがあると、一方の無線周波数帯（ｆR1帯，ｆR2帯）が選択されることが多くなるという現象が発生する可能性がある。そこで、本変形例では、複数のしきい値を用意して、特定周波数帯に呼が集中することを緩和することについて検討する。
【００９９】
図９に第３変形例に係る基地局１Ｂの構成を示す。なお、端末２の構成は本第３変形例においても図１及び図４に示すものと同様である。この図９に示すように、本変形例の基地局１Ｂは、図１に示す基地局１に比して、周波数帯切換制御部２０Ｄの代わりに、複数（２×Ｍ−１個）のしきい値を受ける周波数帯切換制御部２０Ｆが設けられている点が異なる。
【０１００】
ここで、上記のしきい値は、Ｍ＝２の場合、即ち、２つの周波数帯ｆR1，ｆR2（ｆR1＜ｆR2）を用意した場合には、図１０に示すように、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の３種類のしきい値が設定され、Ｖ１は前述した実施形態及び変形例１においてEb/No_thが最悪値をとる端末移動速度、Ｖ２はｆR2帯を使用した場合にEb/No_thが端末移動速度Ｖ１の時と同じ値となる端末移動速度、Ｖ３はｆR1帯を使用した場合にEb/No_thが端末移動速度Ｖ２の時と同じ値となる端末移動速度である。
【０１０１】
そして、この場合、周波数帯切換制御部２０Ｆは、端末移動速度をＶMとしたとき、ＶM≦Ｖ１の場合にｆR1帯又はｆR2帯を使用（ｆR1を優先的に使用）し、Ｖ１＜ＶM≦Ｖ２の場合にｆR1帯を使用し、Ｖ２＜ＶM≦Ｖ３の場合にｆR2帯を使用し、Ｖ３＜ＶMの場合にｆR2帯又はｆR1帯を使用（ｆR2帯を優先的に使用）するよう、切換スイッチ１２，１７，１９を制御する。
【０１０２】
つまり、本周波数帯切換制御部２０Ｆは、端末移動速度推定部２０Ａで検出された端末移動速度と、（２×Ｍ−１）個のしきい値とを比較して、端末移動速度がどのしきい値の範囲に入っているかを判別する判別部としての機能をそなえ、この判別部による判別結果と、上記の各しきい値により規定される複数の端末速度範囲のそれぞれについてどの無線周波数帯を使用すべきかを定めた優先順位情報とに基づいて、無線周波数帯の選択を行なうのである。
【０１０３】
なお、この場合の基地局１Ｂと端末２との間の使用無線周波数帯切換シーケンスは図１２に示すようになる。即ち、基地局１Ｂでは、ドップラー周波数測定部２０Ａにて受信信号に基づいてドップラー周波数ｆDが測定され、そのドップラー周波数ｆDを基に、端末移動速度推定部２０Ｂにて端末２の移動速度が求められる（ステップＳ１）。なお、このときの基地局１Ｂと端末２との通信には、ｆR1帯及びｆR2帯のいずれが使用されていてもよいが、初期状態では、周波数の低い方の周波数帯（本実施形態では、ｆR1帯）を使用する方が望ましい。
【０１０４】
さて、基地局１Ｂでは、周波数帯切換制御部２０Ｆが、所定の周期で、端末移動速度推定部２０Ｂにて求められた端末移動速度と、しきい値とを比較し、図１０により上述した条件（ＶMがどのしきい値Ｖ１〜Ｖ３の範囲に入っているか）に基づき、使用無線周波数帯を選択する。この際、選択可能な無線周波数帯が複数存在する場合は、優先順位の高い方を選択する（ステップＳ２′）。なお、この場合も、選択前後の無線周波数帯がそれぞれ同じ場合には、結果的に、それまでに使用していた無線周波数帯の選択が維持されることになる。
【０１０５】
そして、周波数帯切換制御部２０Ｆは、選択した周波数帯に空きチャネルが存在するか否かを確認し、空きチャネルが存在すれば、選択した周波数帯を制御信号（選択周波数通知信号）により端末２へ通知する。空きチャネルが存在しなければ、優先順位の低い方の周波数帯を選択し、同様に、空きチャネルの存在を確認してから、選択した周波数帯を選択周波数通知信号により端末２へ通知する。なお、選択可能などの周波数帯にも空きチャネルが無い場合は、現在使用中の周波数帯を引き続き使用する（ステップＳ３′，ステップＳ４）。この場合、現在使用中の周波数帯を選択周波数通知信号により新たに端末２に通知してもよいし、この通知は行なわないようにしてもよい。
【０１０６】
以降は、図６の場合と同様に、基地局１Ｂと端末２との間で受信確認信号，切換タイミング指示信号，確認信号が送受され、お互いに切換タイミング指示信号によって規定されるタイミングが到来するまで待ち合わせを行なって、同時期にそれぞれの使用無線周波数帯が選択した無線周波数帯に切り換えられる（ステップＳ５〜Ｓ９）。なお、この場合も、切り換え前後の無線周波数帯が同じ場合には、結果的に、それまでに使用していた無線周波数帯が維持されることになる。また、切換タイミングの同期は、他の手法によって確立してもよい。
【０１０７】
以上のように、複数のしきい値を用い、端末移動速度がどのしきい値の範囲に入っているかに応じて使用無線周波数帯の選択および優先順位付けを行なうことにより、前記の実施形態と同様にEb/No_thの最悪値を劣化させることなく、特定の周波数帯に呼が集中することを緩和することができる。
なお、Ｍ＝３の場合、即ち、３つの周波数帯ｆR1，ｆR2，ｆR3を用意する場合は、例えば図１１に示すように、Ｖ１〜Ｖ５の５種類のしきい値を設定し、ＶM≦Ｖ１の場合にｆR1帯又はｆR2帯又はｆR3を使用（ｆR1帯，ｆR2帯の順に優先的に使用）し、Ｖ１＜ＶM≦Ｖ２の場合にｆR1帯又はｆR2帯を使用（ｆR1を優先的に使用）し、Ｖ２＜ＶM≦Ｖ３の場合にｆR1帯を使用し、Ｖ３＜ＶM≦Ｖ４の場合にｆR3帯を使用し、Ｖ４＜ＶM≦Ｖ５の場合にｆR3帯又はｆR2帯を使用（ｆR3帯を優先的に使用）し、Ｖ５＜ＶMの場合にｆR1帯又はｆR2帯又はｆR3を使用（ｆR3帯，ｆR2帯の順に優先的に使用）するようにすればよい。Ｍ＞３の場合も同様である。
【０１０８】
また、本変形例のようにしきい値を複数用意する場合においても、第１変形例及び第２変形例と同様に、各しきい値をそれぞれ図７により前述したように端末移動速度に対するEb/No_th×（ｆｓ＋ｆｏ）を基に決定したり、無線周波数帯に対する距離減衰指数等の他の電波伝搬パラメータ（例えば、参考文献３参照）の変化も加えて他セル干渉比ｆｏを計算したり、自セル内干渉比ｆｓや他セル干渉比ｆｏの値がシステム運用環境や基地局設置条件あるいは呼量の時間変動等の変動に応じて逐次更新したりすることも可能である。いずれの場合も、特定の周波数帯に呼が集中することを防ぎながら、より大きな通信品質及びチャネル容量の改善効果が期待できる。
【０１０９】
(E)その他
なお、上述した実施形態及び各変形例では、いずれも、端末移動速度に関する情報として、ドップラー周波数ｆDから端末移動速度そのものを検出しているが、例えば、ドップラー周波数ｆD（フェージングピッチ（周期）情報）そのものを用い、その情報についてのしきい値を設定することでも、同様の作用効果が得られることはいうまでもない。
【０１１０】
また、上述した実施形態及び各変形例では、いずれも、基地局１において、端末２からの受信信号（上り回線の信号）に基づいて端末２での下り信号の受信状態（端末移動速度又はフェージング周期）を推定して、使用周波数帯の切り換えを行なう場合であるが、例えば、端末２での実際の受信状態（端末移動速度又はフェージング周期）を端末２から基地局１に通知すること等によって、基地局１側で、端末２が受信する下り受信信号におけるフェージング周期又は端末移動速度の速い／遅いを判定して、上記の周波数切り換えを行なうようにしてもよい。
【０１１１】
さらに、上述した実施形態及び各変形例では、切換速度しきい値を各無線周波数帯の所要Eb/No特性の交点に対応する速度に設定しているが、例えば図５において、８５０ＭＨｚ帯の所要Eb/No特性３１について前記傾向が転ずる速度以下であれば、少なくとも２ＧＨ帯に属する周波数を使用周波数として選択し、２ＧＨｚ帯の所要Eb/No特性３２について前記傾向が転ずる速度以上であれば、８５０ＭＨｚ帯に属する周波数を使用周波数として選択するようにしてもよい。
【０１１２】
そして、本発明は、上述した実施形態及び各変形例に限定されず、上記以外にも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
(F)付記
（付記１） 無線基地局と、該無線基地局と特定の無線周波数帯を使用して通信しうる移動端末とをそなえた移動体通信システムであって、
該移動端末からの受信信号に基づいて該移動端末の移動速度（以下、端末移動速度という）に関する情報（以下、速度情報という）を検出する検出手段と、
該検出手段で検出された速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、選択した使用周波数を該移動端末に割り当てる選択制御手段とをそなえたことを特徴とする、移動体通信システム。
【０１１３】
（付記２） 移動端末と特定の無線周波数帯を使用して通信しうる無線基地局であって、
Ｍ種類（Ｍは２以上の整数）の無線周波数帯のいずれかを使用して該移動端末と通信しうる無線通信部と、
該無線通信部で受信される該移動端末からの受信信号から該移動端末の移動速度に関する情報を検出する速度情報検出部と、
該速度情報検出部で検出された速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、選択した使用周波数を該移動端末に割り当てる使用周波数選択制御部とをそなえたことを特徴とする、無線基地局。
【０１１４】
（付記３） 上記の高速及び低速の境界となる該速度情報についてのしきい値情報が、該移動端末との通信に対する干渉電力情報を加味して求められることを特徴とする、付記２記載の無線基地局。
（付記４） 該干渉電力情報が、上記の各無線周波数帯のそれぞれについての信号伝送特性に基づいて求められることを特徴とする、付記３記載の無線基地局。
【０１１５】
（付記５） 該使用周波数選択制御部が、
現在通信中の移動端末数に関する情報をモニタするモニタ部と、
該無線通信部で該移動端末から受信される信号に基づいて受信信号対雑音電力比の実測値を求める受信信号対雑音電力比推定部と、
該モニタ部でモニタされた移動端末数に関する情報と該受信信号対雑音電力の実測値とに基づいて該干渉電力情報を計算する干渉電力比情報計算部とをそなえたことを特徴とする、付記３又は付記４に記載の無線基地局。
【０１１６】
（付記６） 該使用周波数選択制御部が、
選択した無線周波数を該移動端末に通知するための選択周波数通知信号を生成する通知信号生成部と、
該選択周波数通知信号に対する確認信号を該移動端末から受けると、上記の選択した無線周波数への切換タイミングを該移動端末へ指示するための切換タイミング指示信号を生成する切換タイミング指示信号生成部とをそなえるとともに、
該無線通信部が、
該通知信号生成部で生成された該選択周波数通知信号又は該切換タイミング指示信号生成部で生成された該切換タイミング指示信号を該移動端末への送信信号に付加する制御信号付加部と、
該移動端末からの受信信号から該確認信号を抽出して該使用周波数選択制御部の該切換タイミング指示信号生成部へ送信する確認信号抽出部とをそなえていることを特徴とする、付記２〜５のいずれか１項に記載の無線基地局。
【０１１７】
（付記７） 該使用周波数選択制御部が、
該速度情報検出部で検出された速度情報と、該速度情報についての（２×Ｍ−１）個のしきい値情報とを比較して、該速度情報がどのしきい値情報の範囲に入っているかを判別する判別部をそなえ、
該判別部による判別結果と、上記の各しきい値情報により規定される複数の端末速度範囲のそれぞれについてどの無線周波数帯を使用すべきかを定めた優先順位情報とに基づいて、該無線周波数の選択を行なうように構成されたことを特徴とする、付記２〜６のいずれか１項に記載の無線基地局。
【０１１８】
（付記８） 移動端末における受信信号の所要信号対雑音電力比が該移動端末の移動速度に応じて増加傾向から減少傾向に転ずる特性を有する通信形式を採用する無線基地局であって、
第１の周波数帯に属する周波数、該第１の周波数帯よりも周波数の高い第２の周波数帯に属する周波数のいずれをも使用して該移動端末と通信可能な無線通信部と、
該移動端末から受信される信号から該移動端末の移動速度に関する情報（以下、速度情報という）を検出する速度情報検出部と、
該速度情報検出部で検出された速度情報が、該第１の周波数帯域の前記特性について前記傾向が転ずる速度情報以下であれば、少なくとも該第２の周波数帯域に属する周波数を該無線通信部での使用周波数として選択し、該第２の周波数帯域の前記特性について前記傾向が転ずる速度情報以上であれば、該第１の周波数帯域に属する周波数を該無線通信部での使用周波数として選択する使用周波数選択制御部とをそなえたことを特徴とする、無線基地局。
【０１１９】
（付記９） 第１の周波数帯に属する周波数、該第１の周波数帯よりも周波数の高い第２の周波数帯に属する周波数のいずれの周波数についても移動端末との間の上り下りの通信用として利用可能な無線装置において、
送信データを誤り訂正符号化及びインタリーブして得られた信号を無線信号に変換して下りの通信用として該移動端末に送信する送信手段と、
該移動端末からの受信信号に基づいて、該下りの通信用の無線信号についての送信電力制御を行なう送信電力制御手段と、
該移動端末からの受信信号のフェージング周期又は該移動端末の移動速度が速いと判定した場合には、該第２の周波数帯に属する周波数を該移動端末との通信に用い、該フェージング周期又は該移動端末の移動速度が遅いと判定した場合には、該第１の周波数帯に属する周波数を該移動端末との通信に用いる選択制御手段とをそなえたことを特徴とする、無線装置。
【０１２０】
（付記１０） 第１の周波数帯に属する周波数、該第１の周波数帯よりも周波数の高い第２の周波数帯に属する周波数のいずれの周波数についても移動端末との間の上り下りの通信用として利用可能な無線装置において、
送信データを符号化及びインタリーブして得られた信号を無線信号に変換して下りの通信用として移動端末に送信する送信手段と、
該移動端末からの受信信号に基づいて、該下りの通信用の無線信号についての送信電力制御を行なう送信電力制御手段と、
該移動端末からの受信信号に基づいて、該移動端末が受信する下り受信信号におけるフェージング周期又は該移動端末の移動速度が速いと判定した場合には、該第２の周波数帯に属する周波数を該移動端末との通信に用い、該フェージング周期又は該移動端末の移動速度が遅いと判定した場合には、該第１の周波数帯に属する周波数を該移動端末との通信に用いる選択制御手段とをそなえたことを特徴とする、無線装置。
【０１２１】
（付記１１） 無線基地局と特定の無線周波数帯を使用して通信しうる移動端末であって、
Ｍ種類（Ｍは２以上の整数）の無線周波数帯のいずれかを使用して該無線基地局と通信しうる無線通信部と、
該無線基地局において、自己の速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から選択され、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から選択された使用周波数を通知する選択周波数通知信号を、該無線通信部から受信する選択周波数通知信号受信部と、
該選択周波数通知信号受信部で受信された該選択周波数通知信号に従って、上記の各無線周波数帯の中から該無線通信部で使用すべき無線周波数を選択する使用周波数選択制御部とをそなえたことを特徴とする、移動端末。
【０１２２】
（付記１２） 該選択周波数通知信号に対する確認信号を該無線基地局に送信する確認信号送信部と、
該確認信号に対する応答としての切換タイミング指示信号を該無線基地局から受信する切換タイミング指示信号受信部とをそなえ、
該使用周波数選択制御部が、
該切換タイミング指示信号受信部で受信された該切換タイミング指示信号で規定されるタイミングで該選択周波数通知信号により通知された無線周波数への切り換えを実行するように構成されたことを特徴とする、付記１１記載の移動端末。
【０１２３】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、次のような利点ないし効果が得られる。
(1)無線基地局（無線装置）と移動端末との間の通信に使用する（割り当てる）無線周波数として、移動端末の移動速度に関する情報（以下、速度情報という）が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択するので、ドップラー周波数と伝送品質劣化との関係が非単調な（移動端末における受信信号の所要信号対雑音電力比がその移動端末の移動速度に応じて増加傾向から減少傾向に転ずる特性を有する通信形式を採用する）移動体通信システムにおける所要信号対雑音電力比の最悪値を改善することができ、これにより、通信品質を改善するとともに、チャネル容量を増大させることができる。
【０１２４】
(2)ここで、上記の高速及び低速の基準（境界）となる速度情報についてのしきい値情報を、移動端末との通信に対する干渉電力情報を加味して求めれば、実際の通信環境に則したしきい値情報が得られるので、さらなる通信品質及びチャネル容量改善効果を得ることができる。
(3)また、上記の干渉電力情報を、複数の無線周波数帯のそれぞれについての信号伝送特性に基づいて求めれば、電波伝搬損失の変動等を考慮して上記しきい値情報を求めることができるので、さらなる所要信号対雑音電力比の最悪値の改善によるチャネル容量改善効果が期待できる。
【０１２５】
(4)さらに、現在通信中の移動端末数に関する情報と受信信号対雑音電力の実測値とに基づいて上記の干渉電力情報を計算するようにすれば、たとえ干渉電力情報がシステム運用環境や基地局設置条件あるいは呼量の時間変動等により変動したとしても、その変動に追従して最適なしきい値情報が再計算されるので、実際のシステム運用環境や基地局設置条件あるいは呼量の時間変動等を考慮した適切な周波数切り換えが実現される。従って、より大きな通信品質改善効果及びチャネル容量増大効果が期待できる。
【０１２６】
(5)また、上記のしきい値情報を（２×Ｍ−１）個用意し、移動端末の速度情報がどのしきい値情報の範囲に入っているかという情報と、各しきい値情報により規定される複数の端末速度範囲のそれぞれについてどの無線周波数帯を使用すべきかを定めた優先順位情報とに基づいて、使用無線周波数の選択を行なえば、所要の信号対雑音電力比の最悪値を劣化させることなく、特定の無線周波数帯に呼が集中することを緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としてのＣＤＭＡ通信システム（移動体通信システム）の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す無線基地局装置におけるＣＤＭＡ送信部の要部詳細構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す無線基地局装置におけるＣＤＭＡ受信部の要部詳細構成を示すブロック図である。
【図４】図１に示す移動端末装置におけるＣＤＭＡ送受信部の要部詳細構成を示すブロック図である。
【図５】本実施形態に係る端末移動速度に対する所要Eb/No特性例を示すグラフである。
【図６】図１に示すＣＤＭＡ通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である
【図７】本実施形態の第１変形例に係る端末移動速度に対する「Eb/No_thと干渉電力情報（ｆｓ＋ｆｏ）との積」の特性例を示すグラフである。
【図８】本実施形態の第２変形例に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図９】本実施形態の第３変形例に係る無線基地局装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す無線基地局装置における複数の切換速度しきい値の設定手法（Ｍ＝２の場合）を説明するための図である。
【図１１】図９に示す無線基地局装置における複数の切換速度しきい値の設定手法（Ｍ＝３の場合）を説明するための図である。
【図１２】第３変形例に係るＣＤＭＡ通信システムの動作を説明するためのシーケンス図である。
【図１３】ＣＤＭＡ通信システムにおけるフェージング周波数に対する所要Eb/No特性例を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 無線基地局装置
２ 移動端末装置
１１ 多重化部（制御信号付加部）
１２，１７，１９，２５ 切換スイッチ
１３ａ，１３ｂ ＣＤＭＡ送信部（無線通信部）
１４ａ，１４ｂ，３０ａ ハイブリッド（Ｈ）（無線通信部）
１５ａ，１５ｂ，２１，２２，３０ｂ 送受信アンテナ（無線通信部）
１６ａ，１６ｂ ＣＤＭＡ受信部（無線通信部）
１８ 分離部（確認信号抽出部）
２０ 制御系
２０Ａ ドップラー周波数測定部（速度情報検出部；検出手段）
２０Ｂ 端末移動速度推定部
２０Ｃ 切換速度しきい値保持部
２０Ｄ，２０Ｆ 周波数帯切換制御部（使用周波数選択制御部，通知信号生成部，切換タイミング指示信号生成部；選択制御手段）
２０Ｅ 切換速度しきい値演算処理部
２０Ｅ−１ 加入者モニタ部
２０Ｅ−２ Eb/No推定部
２０Ｅ−３ （ｆｓ＋ｆｏ）計算部（干渉電力比情報計算部）
２０Ｅ−４ 切換速度しきい値決定部
２０Ｅ−５ 切換速度情報更新制御部
２３，２４ ＣＤＭＡ送受信部（無線通信部）
２６ 制御信号多重／分離部（選択周波数通知信号受信部，確認信号送信部，切換タイミング指示信号受信部）
２７ 切換制御部（使用周波数選択制御部；選択制御手段）
２８ 送信系
２９ 受信系
１３１ トラフィックチャネル送信処理部
１３１ａ ＦＥＣ符号化器
１３１ｂ，２９２ インタリーバ
１３２ 多重化部（MUX）
１３３，２９５ スクランブラ（乗算器）
１３４ デジタルフィルタ
１３５，２９７ ＤＡ変換器（ＤＡＣ：Digital-to-Analog Converter）
１３６ 直交変調器
１３７，１６３ｂ，２８３ａ，２９８ａ ＲＦ（Ra dio Frequency）発振器
１３８，１６２，２８２，２９９ フィルタ
１３９，３００ 高出力増幅器（ＨＰＡ）
１６１，２８１ 低雑音増幅器（ＬＮＡ）
１６３ トラフィックチャネル受信処理部
１６３ａ，２８３ 直交検波器
１６３ｃ，２８４ ＡＤ変換器（ＡＤＣ：Analog-to-Digital Converter）
１６３ｄ，２８５ デスクランブラ（乗算器）
１６３ｅ，２８６，２９４ 乗算器
１６３ｆ M-Array相関検出器
１６３ｇ，２８８ デインタリーバ
１６３ｈ 誤り訂正復号器
２８７ 積分器（フィルタ）
２８９ ＦＥＣ復号器
２９１ ＦＥＣ符号化器
２９３ M-Array相関符号化器
２９６ デジタルフィルタ
２９８ 直交変調器
Claims (5)
- 無線基地局と、該無線基地局と特定の無線周波数帯を使用して通信しうる移動端末とをそなえた、該移動端末の移動速度と伝送品質劣化との関係が非単調な移動体通信システムであって、
該移動端末からの受信信号に基づいて該移動端末の移動速度に関する情報（以下、速度情報という）を検出する検出手段と、
該検出手段で検出された速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、選択した使用周波数を該移動端末に割り当てる選択制御手段とをそなえたことを特徴とする、移動体通信システム。 - 移動端末の移動速度と伝送品質劣化との関係が非単調な移動体通信システムにおいて、該移動端末と特定の無線周波数帯を使用して通信しうる無線基地局であって、
Ｍ種類（Ｍは２以上の整数）の無線周波数帯のいずれかを使用して該移動端末と通信しうる無線通信部と、
該無線通信部で受信される該移動端末からの受信信号から該移動端末の移動速度に関する情報を検出する速度情報検出部と、
該速度情報検出部で検出された速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から使用周波数を選択し、選択した使用周波数を該移動端末に割り当てる使用周波数選択制御部とをそなえたことを特徴とする、無線基地局。 - 移動端末の移動速度と伝送品質劣化との関係が非単調な移動体通信システムにおいて、第１の周波数帯に属する周波数、該第１の周波数帯よりも周波数の高い第２の周波数帯に属する周波数のいずれの周波数についても該移動端末との間の上り下りの通信用として利用可能な無線装置であって、
送信データを誤り訂正符号化及びインタリーブして得られた信号を無線信号に変換して下りの通信用として該移動端末に送信する送信手段と、
該移動端末からの受信信号に基づいて、該下りの通信用の無線信号についての送信電力制御を行なう送信電力制御手段と、
該移動端末からの受信信号のフェージング周期又は該移動端末の移動速度が速いと判定した場合には、該第２の周波数帯に属する周波数を該移動端末との通信に用い、該フェージング周期又は該移動端末の移動速度が遅いと判定した場合には、該第１の周波数帯に属する周波数を該移動端末との通信に用いる選択制御手段とをそなえたことを特徴とする、無線装置。 - 移動端末の移動速度と伝送品質劣化との関係が非単調な移動体通信システムにおいて、第１の周波数帯に属する周波数、該第１の周波数帯よりも周波数の高い第２の周波数帯に属する周波数のいずれの周波数についても該移動端末との間の上り下りの通信用として利用可能な無線装置であって、
送信データを誤り訂正符号化及びインタリーブして得られた信号を無線信号に変換して下りの通信用として移動端末に送信する送信手段と、
該移動端末からの受信信号に基づいて、該下りの通信用の無線信号についての送信電力制御を行なう送信電力制御手段と、
該移動端末からの受信信号に基づいて、該移動端末が受信する下り受信信号におけるフェージング周期又は該移動端末の移動速度が速いと判定した場合には、該第２の周波数帯に属する周波数を該移動端末との通信に用い、該フェージング周期又は該移動端末の移動速度が遅いと判定した場合には、該第１の周波数帯に属する周波数を該移動端末との通信に用いる選択制御手段とをそなえたことを特徴とする、無線装置。 - 移動端末の移動速度と伝送品質劣化との関係が非単調な移動体通信システムにおいて、無線基地局と特定の無線周波数帯を使用して通信しうる該移動端末であって、
Ｍ種類（Ｍは２以上の整数）の無線周波数帯のいずれかを使用して該無線基地局と通信しうる無線通信部と、
該無線基地局において、自己の速度情報が、高速であるほど高い無線周波数帯域の中から選択され、低速であるほど低い無線周波数帯域の中から選択された使用周波数を通知する選択周波数通知信号を、該無線通信部から受信する選択周波数通知信号受信部と、
該選択周波数通知信号受信部で受信された該選択周波数通知信号に従って、上記の各無線周波数帯の中から該無線通信部で使用すべき無線周波数を選択する使用周波数選択制御部とをそなえたことを特徴とする、移動端末。
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