JP6664131B2 - 割当装置、コンピュータに実行させるためのプログラムおよびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 - Google Patents

Description

この発明は、割当装置、コンピュータに実行させるためのプログラムおよびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関する。

ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）を用いた無線通信方式においては、隣接干渉を緩和するために、ガードバンドを設ける。その結果、無線通信に用いない周波数帯域が存在する。

現在、主流であるＯＦＤＭを用いた無線通信方式から次世代の無線通信方式に移行するために、直交マルチキャリアを用いるＯＦＤＭと、ＧＦＤＭ（Generalized Frequency Division Multiplexing）等の非直交マルチキャリアとを混在させたハイブリッドマルチキャリアが検討されている。

例えば、ＯＦＤＭのガードバンドに非直交マルチキャリアを配置する方法が提案されている（非特許文献１，２）。

菅野,他,"OFDMと高度化マルチキャリアの同時伝送における相互干渉の影響,"IEICE総大, B-17-19, Mar. 2015. 鈴木,他,"OFDMに与えるGFDMの理論干渉特性",IEICE総大, B-17-4, Mar. 2016.

しかし、ハイブリッドマルチキャリアでは、ＯＦＤＭと非直交マルチキャリアとの間の相互干渉により伝送品質が劣化する。

相互干渉を抑えるために、非直交マルチキャリアとＯＦＤＭとの間の周波数間隔（Δｆ_Ｇ）を離すと、伝送に寄与しない帯域が生じ、十分な帯域利用にならない。

そこで、この発明の実施の形態によれば、相互干渉を抑えるように端末装置の電力および周波数を割り当てる調整装置を提供する。

また、この発明の実施の形態によれば、相互干渉を抑えるように端末装置の電力および周波数の割当をコンピュータに実行させるためのプログラムを提供する。

更に、この発明の実施の形態によれば、相互干渉を抑えるように端末装置の電力および周波数の割当をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を提供する。

この発明の実施の形態によれば、割当装置は、第１の無線通信方式によって無線通信を行う第１の端末装置と、第１の無線通信方式よりも次世代用の無線通信方式である第２の無線通信方式によって無線通信を行う第２の端末装置とが混在する無線通信環境において第２の端末装置が使用する電力および周波数を割り当てる割当装置であって、演算手段と、割当手段とを備える。演算手段は、第１の無線通信方式におけるチャネルにおける変調シンボル当たりのエネルギーに対する、第２の無線通信方式におけるチャネルにおける変調シンボル当たりのエネルギーの比に相関係数を乗算した相互干渉を演算するとともに、第１の無線通信方式によって無線通信を行うときの信号対雑音電力比の逆数を演算する。割当手段は、相互干渉が信号対雑音電力比の逆数よりも十分に小さくなるように第２の端末装置が使用する電力および周波数を割り当てる。

この発明の実施の形態によれば、割当装置は、第１の無線通信方式と第２の無線通信方式との相互干渉が第１の無線通信方式によって無線通信を行うときの信号対雑音電力比の逆数よりも十分に小さくなるように第２の端末装置が使用する電力および周波数を割り当てる。

従って、相互干渉を抑制して第２の無線通信方式によって無線通信を行う第２の端末装置が使用する電力および周波数を割り当てることができる。

また、この発明の実施の形態によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムは、第１の無線通信方式によって無線通信を行う第１の端末装置と、第１の無線通信方式よりも次世代用の無線通信方式である第２の無線通信方式によって無線通信を行う第２の端末装置とが混在する無線通信環境において第２の端末装置が使用する電力および周波数の割当をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、演算手段が、第１の無線通信方式におけるチャネルにおける変調シンボル当たりのエネルギーに対する、第２の無線通信方式におけるチャネルにおける変調シンボル当たりのエネルギーの比に相関係数を乗算した相互干渉を演算するとともに、第１の無線通信方式によって無線通信を行うときの信号対雑音電力比の逆数を演算する第１のステップと、割当手段が、相互干渉が信号対雑音電力比の逆数よりも十分に小さくなるように第２の端末装置が使用する電力および周波数を割り当てる第２のステップとをコンピュータに実行させる。

プログラムを読み出して実行することによって、第１の無線通信方式と第２の無線通信方式との相互干渉が第１の無線通信方式によって無線通信を行うときの信号対雑音電力比の逆数よりも十分に小さくなるように第２の端末装置が使用する電力および周波数が割り当てられる。

従って、相互干渉を抑制して第２の無線通信方式によって無線通信を行う第２の端末装置が使用する電力および周波数を割り当てることができる。

更に、この発明の実施の形態によれば、記録媒体は、請求項５から請求項８のいずれか１項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

相互干渉を抑制して第２の無線通信方式によって無線通信を行う第２の端末装置が使用する電力および周波数を割り当てることができる。

この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。 図１に示す基地局の概略図である。 図１に示す端末装置の概略図である。 図１に示す端末装置の概略図である。 図２に示す送信機の構成を示す概略図である。 図２に示す受信機の構成を示す概略図である。 図５に示す受信機の構成を示す概略図である。 図５に示す送信機の構成を示す概略図である。 図２に示す割当装置の概略図である。 ＯＦＤＭの信号対雑音電力比ＳＩＮＲ_ＯＦＤＭと、γと、ＯＦＤＭの干渉による信号対雑音電力比ＳＩＮＲ’_ＯＦＤＭとの関係を示す図である。 周波数帯域の割当の例を示す概念図である。 割当手段における送信電力を割り当てる動作を説明するためのフローチャートである。 周波数帯域の概念図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による無線通信システムの概略図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による無線通信システム１０は、基地局１と、端末装置２〜６とを備える。

基地局１および端末装置２〜６は、無線通信空間に配置される。より具体的には、端末装置２〜６は、基地局１の通信範囲ＲＥＧ内に配置される。

基地局１は、ＧＦＤＭを用いて端末装置２〜４との間で無線通信を行い、ＧＦＤＭとＯＦＤＭとを同時に用いて端末装置２〜４との間で無線通信を行い、ＯＦＤＭを用いて端末装置２〜４との間で無線通信を行う。

そして、基地局１は、後述する方法によって、ＧＦＤＭを用いて無線通信を行う端末装置２〜４が使用する電力および周波数を割り当てる。

端末装置２〜４の各々は、ＧＦＤＭを用いて基地局１との間で無線通信を行い、ＧＦＤＭとＯＦＤＭとを同時に用いて基地局１との間で無線通信を行い、ＯＦＤＭを用いて基地局１との間で無線通信を行う。従って、端末装置２〜４の各々を「５Ｇ端末」と呼ぶ。

端末装置５，６の各々は、ＯＦＤＭを用いて基地局１との間で無線通信を行う。従って、端末装置５，６の各々を「４Ｇ端末」と呼ぶ。

そして、ＯＦＤＭは、直交マルチキャリアを用いた無線通信方式であり、ＧＦＤＭは、非直交マルチキャリアを用いた無線通信方式である。

図２は、図１に示す基地局１の概略図である。図２を参照して、基地局１は、アンテナ１１と、受信機１２と、送信機１３と、送受信手段１４と、ホストシステム１５とを含む。ホストシステム１５は、割当装置１５１を含む。

受信機１２は、ＯＦＤＭによる波形、ＧＦＤＭによる波形、およびＯＦＤＭによる波形とＧＦＤＭによる波形とが加算された波形のいずれかを示す波形情報ＩＦ＿ＷＶをホストシステム１５から受ける。また、受信機１２は、アンテナ１１を介して電波を受信する。そして、受信機１２は、その受信した受信電波および波形情報ＩＦ＿ＷＶに基づいて後述する方法によって受信データを検出し、その検出した受信データをホストシステム１５へ出力する。

送信機１３は、ＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿４Ｇ（またはＣＴＧ＿５Ｇ）と、ＯＦＤＭ単独による無線通信、ＧＦＤＭ単独による無線通信、およびＯＦＤＭとＧＦＤＭとを同時に用いた無線通信のいずれかを指示する指示信号ＩＮＳＴとをホストシステム１５から受ける。また、送信機１３は、ＯＦＤＭによって基地局１−端末装置２〜６間で無線通信を行うためのサブキャリアＳＣ＿４Ｇ（ＯＦＤＭサブキャリア）と、ＧＦＤＭによって基地局１−端末装置２〜４間で無線通信を行うためのサブキャリアＳＣ＿５Ｇ（ＧＦＤＭサブキャリア）とをホストシステム１５の割当装置１５１から受ける。更に、送信機１３は、ＧＦＤＭによって基地局１−端末装置２〜４間で無線通信を行うための電力をホストシステム１５の割当装置１５１から受ける。更に、送信機１３は、送信データをホストシステム１５から受ける。

そうすると、送信機１３は、ＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿４Ｇ（またはＣＴＧ＿５Ｇ）に基づいて、基地局１−端末装置２〜４間で無線通信が行われるか基地局１−端末装置５，６間で無線通信が行われるかを判定する。

基地局１−端末装置２〜４間で無線通信が行われると判定されたとき、送信機１３は、ＧＦＤＭ単独による無線通信を行うための指示信号ＩＮＳＴに応じて、送信データを送信シンボルに変調し、その変調した送信シンボルをサブキャリアＳＣ＿５Ｇに対応する周波数時間領域のデータブロック構造に変換してサブキャリアＳＣ＿５Ｇのグループに分配し、その分配した複数のデータブロック構造に対して、パルス整形および対応するサイズの逆フーリエ変換を順次実行するＧＦＤＭ処理を行い、逆フーリエ変換された信号をアンテナ１１を介して同時に送信する。

また、基地局１−端末装置２〜４間で無線通信が行われると判定されたとき、送信機１３は、ＯＦＤＭ単独による無線通信を行うための指示信号ＩＮＳＴに応じて、送信データを送信シンボルに変調し、その変調した送信シンボルをサブキャリアＳＣ＿４Ｇに対応する周波数時間領域のデータブロック構造に変換してサブキャリアＳＣ＿４Ｇのグループに分配し、その分配した複数のデータブロック構造に対して、対応するサイズの逆フーリエ変換を実行するＯＦＤＭ処理を行い、逆フーリエ変換された信号をアンテナ１１を介して同時に送信する。

更に、基地局１−端末装置２〜４間で無線通信が行われると判定されたとき、送信機１３は、ＯＦＤＭとＧＦＤＭとを同時に用いた無線通信を行うための指示信号ＩＮＳＴに応じて、ＧＦＤＭ処理とＯＦＤＭ処理とを並行して行い、ＧＦＤＭ処理によって得られた信号とＯＦＤＭ処理によって得られた信号とを加算してアンテナ１１を介して送信する。

一方、基地局１−端末装置５，６間で無線通信が行われると判定されたとき、送信機１６は、ＯＦＤＭ処理を実行し、逆フーリエ変換された信号をアンテナ１１を介して同時に送信する。

送受信手段１４は、制御チャネルＣｈ＿ＣＴＬを予め保持している。そして、送受信手段１４は、基地局１−端末装置２〜６間で無線通信を行うためのサブキャリアＳＣ＿４Ｇ（ＯＦＤＭサブキャリア）と、ＧＦＤＭによって基地局１−端末装置２〜４間で無線通信を行うためのサブキャリアＳＣ＿５Ｇ（ＧＦＤＭサブキャリア）と、ＧＦＤＭによる無線通信を行うための電力との割当を示す割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣをホストシステム１５の割当装置１５１から受ける。そして、送受信手段１４は、制御チャネルＣｈ＿ＣＴＬを用いて割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣをアンテナ１１を介して端末装置２〜６へ送信する。

また、送受信手段１４は、制御チャネルＣｈ＿ＣＴＬを用いて、基地局１から端末装置２〜６への無線通信に用いられるチャネルの割当要求（チャネル割当要求）を端末装置２〜６から受信し、その受信したチャネル割当要求をホストシステム１５へ出力する。

ホストシステム１５は、波形情報ＩＦ＿ＷＶを受信機１２へ出力する。また、ホストシステム１５は、受信機１２から受信データを受ける。更に、ホストシステム１５は、受信機１２からＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿４Ｇ，ＣＴＧ＿５Ｇを受ける。更に、ホストシステム１８は、チャネル割当要求を送受信手段１４から受ける。更に、ホストシステム１８は、送信データを生成する。

そうすると、ホストシステム１５は、ＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿４Ｇ（またはＣＴＧ＿５Ｇ）および送信データを送信機１３へ出力する。また、ホストシステム１５は、ＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿４Ｇ，ＣＴＧ＿５Ｇとチャネル割当要求とを割当装置１５１へ出力する。

割当装置１５１は、無線通信システム１０において用いられる周波数帯域であるシステム周波数帯域ＢＷを予め保持している。割当装置１５１は、ＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿４Ｇ，ＣＴＧ＿５Ｇおよびチャネル割当要求をホストシステム１５から受ける。そして、割当装置１５１は、チャネル割当要求を受けると、ＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿４Ｇ，ＣＴＧ＿５Ｇに基づいて、４Ｇ端末の台数および５Ｇ端末の台数をカウントする。引き続いて、割当装置１５１は、４Ｇ端末の台数および５Ｇ端末の台数に基づいて、後述する方法によって、端末装置２〜４、および端末装置５，６が無線通信を行うためのサブキャリアＳＣ＿５Ｇ，ＳＣ＿４Ｇを割り当てる。

また、割当装置１５１は、端末装置２〜４がＧＦＤＭによって無線通信を行うための電力Ｐ＿ＧＦＤＭを後述する方法によって決定する。

そうすると、割当装置１５１は、サブキャリアＳＣ＿５Ｇ，ＳＣ＿４Ｇを送信機１３へ出力する。また、割当装置１５１は、割り当てられたサブキャリアＳＣ＿５Ｇ，ＳＣ＿４Ｇおよび電力Ｐ＿ＧＦＤＭとを示す割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣを生成し、その生成した割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣを送受信手段１４へ出力する。

図３は、図１に示す端末装置２の概略図である。図３を参照して、端末装置２は、アンテナ２１と、受信機２２と、送信機２３と、ホストシステム２４とを含む。

受信機２２は、制御チャネルＣｈ＿ＣＴＬを予め保持している。そして、受信機２２は、制御チャネルＣｈ＿ＣＴＬにおいてアンテナ２１を介して割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣを受信し、その受信した割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣをホストシステム２４へ出力する。

受信機２２は、ホストシステム２４から波形情報ＩＦ＿ＷＶを受ける。また、受信機２２は、アンテナ２１を介してＯＦＤＭ単独による電波、ＧＦＤＭ単独による電波、ＯＦＤＭとＧＦＤＭとを同時に用いたときの電波のいずれかの電波を受信する。そして、受信機２２は、その受信した受信電波および波形情報ＩＦ＿ＷＶに基づいて、後述する方法によって受信データを検出し、その検出した受信データをホストシステム２４へ出力する。

送信機２３は、割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣ、波形情報ＩＦ＿ＷＶ、電力Ｐ＿ＧＦＤＭおよび送信データをホストシステム２４から受ける。そして、送信機２３は、割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣ、送信データおよび波形情報ＩＦ＿ＷＶに基づいて、ＯＦＤＭ単独方式、ＧＦＤＭ単独方式およびＯＦＤＭとＧＦＤＭとを同時に用いた方式のいずれかの方式によって送信信号を生成し、その生成した送信信号を電力Ｐ＿ＧＦＤＭでアンテナ２１を介して送信する。

より具体的には、送信機２３は、波形情報ＩＦ＿ＷＶがＧＦＤＭＡ単独方式による波形を示す場合、上述したＧＦＤＭ処理を実行し、逆フーリエ変換された信号をアンテナ２１を介して同時に送信する。

また、波形情報ＩＦ＿ＷＶがＯＦＤＭ単独方式による波形を示す場合、送信機２３は、上述したＯＦＤＭ処理を実行し、逆フーリエ変換された信号をアンテナ２１を介して同時に送信する。

更に、波形情報ＩＦ＿ＷＶがＯＦＤＭとＧＦＤＭとを同時に用いたときの波形を示す場合、送信機２３は、ＧＦＤＭ処理とＯＦＤＭ処理とを並行して実行し、ＧＦＤＭ処理によって得られた信号とＯＦＤＭ処理によって得られた信号とを加算してアンテナ２１を介して送信する。

更に、送信機２３は、ＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿５Ｇをホストシステム２４から受け
、その受けたＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿５Ｇをアンテナ２１を介して送信する。

更に、送信機２３は、チャネル割当要求をホストシステム２４から受け、その受けたチャネル割当要求をアンテナ２１を介して送信する。

ホストシステム２４は、割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣおよび受信データを受信機２２から受ける。

ホストシステム２４は、送信データを生成する。そして、ホストシステム２４は、送信データをＯＦＤＭ単独方式によって送信する場合、ＯＦＤＭ単独方式による波形を示す波形情報ＩＦ＿ＷＶを生成し、送信データをＧＦＤＭ単独方式によって送信する場合、ＧＦＤＭ単独方式による波形情報ＩＦ＿ＷＶを生成し、送信データをＯＦＤＭとＧＦＤＭとを同時に使用して送信する場合、ＯＦＤＭ単独方式による波形とＧＦＤＭ単独方式による波形とが加算された波形を示す波形情報ＩＦ＿ＷＶを生成する。

そうすると、ホストシステム２４は、波形情報ＩＦ＿ＷＶを受信機２２へ出力する。また、ホストシステム２４は、送信データ、波形情報ＩＦ＿ＷＶおよび割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣを送信機２３へ出力する。

なお、図１に示す端末装置３，４は、図３に示す端末装置２と同じ構成からなる。

図４は、図１に示す端末装置５の概略図である。図４を参照して、端末装置５は、アンテナ５１と、受信機５２と、送信機５３と、ホストシステム５４とを含む。

受信機５２は、制御チャネルＣｈ＿ＣＴＬを予め保持している。そして、受信機５２は、制御チャネルＣｈ＿ＣＴＬにおいて、割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣをアンテナ５１を介して受信し、その受信した割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣをホストシステム５４へ出力する。

また、受信機５２は、ＯＦＤＭ単独方式による電波をアンテナ５１を介して受信し、その受信した受信電波に基づいて、後述する方法によって受信データを検出し、その検出した受信データをホストシステム５４へ出力する。

送信機５３は、割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣおよび送信データをホストシステム５４から受ける。そして、送信機５３は、割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣによって示されるサブキャリアＳＣ＿４Ｇにおいて送信データをＯＦＤＭ単独方式によって変調等して送信する。より具体的には、送信機５３は、上述したＯＦＤＭ処理を実行し、逆フーリエ変換された信号をアンテナ５１を介して同時に送信する。

また、送信機５３は、ＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿４Ｇをアンテナ５１を介して送信する。

ホストシステム５４は、割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣおよび受信データを受信機５２から受ける。

ホストシステム５４は、ＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿４Ｇを送信機５３へ出力する。

ホストシステム５４は、送信データを生成する。そして、ホストシステム５４は、送信データおよび割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣを送信機５３へ出力する。

なお、図１に示す端末装置６は、図４に示す端末装置５と同じ構成からなる。

図５は、図２に示す送信機１３の構成を示す概略図である。図５を参照して、送信機１３は、シンボルマッパ１３１と、リソーススケジューラ１３２と、波形割当部１３３と、送信処理ユニットＵｎｉｔ＿５Ｇ＿Ｔ１，Ｕｎｉｔ＿４Ｇ＿Ｔ１と、加算器１４４と、ＤＡ変換器１４５と、無線ユニット１４６とを含む。

送信処理ユニットＵｎｉｔ＿５Ｇ＿Ｔ１は、ＧＦＤＭによる送信処理を行う。そして、送信処理ユニットＵｎｉｔ＿５Ｇ＿Ｔ１は、シリアルパラレル変換器１３４と、アップサンプリング処理部１３５−１〜１３５−Ｋ（Ｋは、１以上の整数）と、波形整形フィルタ１３６−１〜１３６−Ｋと、サブキャリアアップコンバータ１３７−１〜１３７−Ｋと、加算器１３８と、ガードインターバル挿入器１３９とを含む。

送信処理ユニットＵｎｉｔ＿４Ｇ＿Ｔ１は、ＯＦＤＭによる送信処理を行う。そして、送信処理ユニットＵｎｉｔ＿４Ｇ＿Ｔ１は、シリアルパラレル変換器１４０と、ＩＦＦＴ１４１と、パラレルシリアル変換器１４２と、ガードインターバル挿入器１４３とを含む。

シンボルマッパ１３１は、符号情報ビットをホストシステム１５から受け、その受けた符号情報ビットを複素数データからなる送信シンボルに変調する。そして、シンボルマッパ１３１は、その変調した送信シンボルを波形割当部１３３へ出力する。

リソーススケジューラ１３２は、ＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿５Ｇ（またはＣＴＧ＿４Ｇ）および指示信号ＩＮＳＴをホストシステム１５から受ける。リソーススケジューラ１３２は、ＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿５Ｇ（またはＣＴＧ＿４Ｇ）および指示信号ＩＮＳＴに基づいて、指示信号ＩＮＴ＿５Ｇ、指示信号ＩＮＴ＿４Ｇおよび指示信号ＩＮＳＴ＿５Ｇ＋４Ｇのいずれかを生成し、その生成した指示信号ＩＮＴ＿５Ｇ、指示信号ＩＮＴ＿４Ｇおよび指示信号ＩＮＳＴ＿５Ｇ＋４Ｇのいずれかを波形割当部１３３へ出力する。

指示信号ＩＮＴ＿５Ｇは、ＧＦＤＭ単独方式による無線通信を指示する指示信号であり、指示信号ＩＮＴ＿４Ｇは、ＯＦＤＭ単独方式による無線通信を指示する指示信号であり、指示信号ＩＮＴ＿５Ｇ＋４Ｇは、ＧＦＤＭとＯＦＤＭとを同時に用いた無線通信を指示する指示信号である。

この場合、リソーススケジューラ１３２は、ＵＥカテゴリー情報がＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿５Ｇであり、指示信号ＩＮＳＴがＧＦＤＭ単独方式による無線通信を指示するとき、指示信号ＩＮＴ＿５Ｇを生成する。また、リソーススケジューラ１３２は、ＵＥカテゴリー情報がＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿５Ｇであり、指示信号ＩＮＳＴがＧＦＤＭとＯＦＤＭとを同時に用いた無線通信を指示するとき、指示信号ＩＮＴ＿５Ｇ＋４Ｇを生成する。更に、リソーススケジューラ１３２は、ＵＥカテゴリー情報がＵＥカテゴリー情報ＣＴＧ＿４Ｇであり、指示信号ＩＮＳＴがＯＦＤＭ単独方式による無線通信を指示するとき、指示信号ＩＮＴ＿４Ｇを生成する。

波形割当部１３３は、シンボルマッパ１３１から送信シンボルを受け、リソーススケジューラ１３２から指示信号ＩＮＴ＿５Ｇ、指示信号ＩＮＴ＿４Ｇおよび指示信号ＩＮＴ＿５Ｇ＋４Ｇのいずれかを受ける。そして、波形割当部１３３は、指示信号ＩＮＴ＿５Ｇを受けると、送信シンボルをシリアルパラレル変換器１３４へ出力し、指示信号ＩＮＴ＿４Ｇを受けると、送信シンボルをシリアルパラレル変換器１４０へ出力し、指示信号ＩＮＴ＿５Ｇ＋４Ｇを受けると、送信シンボルをサブキャリアＳＣ＿５Ｇで送信する送信シンボルＳＹＢ＿５ＧとサブキャリアＳＣ＿４Ｇで送信する送信シンボルＳＹＢ＿４Ｇとに分割し、その分割した送信シンボルＳＹＢ＿５Ｇをシリアルパラレル変換器１３４へ出力し、その分割した送信シンボルＳＹＢ＿４Ｇをシリアルパラレル変換器１４０へ出力する。

シリアルパラレル変換器１３４は、送信シンボルを波形割当部１３３から受け、その受けた送信シンボルをＫ個のサブキャリアとＭ（Ｍは、１以上の整数）個のタイムスロットに分配する。このようにして分配されたデータは、ブロック構造によって次式（１）によって表される。

ここで、複素数データの送信シンボルｄ_ｋ［ｍ］は、ｋ（ｋは、１≦ｋ≦Ｋを満たす整数）番目のサブキャリアで、ｍ番目のタイムスロット中で送信されるデータシンボルである。

従って、送信処理ユニットＵｎｉｔ＿５Ｇ＿Ｔ１では、各サブキャリアに対応して、Ｋ個の同様の処理系統が構成される。

送信処理ユニットＵｎｉｔ＿５Ｇ＿Ｔ１のこのようなｋ番目の処理系統に注目すると、複素数データの送信シンボルｄ_ｋ［ｍ］（ｍ＝０，１，・・・，Ｍ−１）は、アップサンプリング処理部１３５−ｋによってＮ倍にアップサンプリングされ、次式（２）で表される信号に変換される。

ここで、δ［・］は、ディラック関数である。

従って、次式（３）が成り立つ。

続いて、波形整形フィルタ１３６−ｋは、フィルタ長さＬ（≦Ｍ）のパルス整形フィルタｇ［ｎ］（ｎ＝０，１，・・・，（ＬＮ−１））をデータシーケンスｄ^Ｎ _ｋ［ｎ］に適用する。

ここで、フィルタリングによる伝送レートの低下は、以下の公知文献１に記述されるテイルバイティング技術およびそれに続くディジタル・サブキャリアアップコンバートにより回避される。

公知文献１：G. Fettweis, M. Krondorf, and S. Bittner,”Gfdm - Generalized Freq
uency Division Multiplexing,” in Vehicular Technology Conference, 2009. VTC Spr
ing 2009 IEEE 69th， april 2009， pp. 1 -4．
従って、サブキャリアアップコンバータ１３７−ｋから出力されるサブキャリア送信信号ｘ_ｋ［ｎ］は、次式（４）によって表すことができる。

ここで、○内にＸの記号は、巡回畳込を表示し、ｗ^ｋｎは、次式（５）によって表される。

Ｎは、サブキャリアの各々のパルス波形に必要なアップサンプリングファクタであり、この実施の形態においては、Ｎ＝Ｋとする。

式（１）と同様に、送信信号ｘ_ｋ［ｎ］も、次式（６）のようなブロック構造で表現することができる。

その後、加算器１３８は、サブキャリア信号を全て加算することにより、データブロックＤの送信信号を、次式（７）のように生成する。

そして、加算器１３８は、式（６）により表されるデータブロックＤの送信信号をガードインターバル挿入器１３９へ出力する。

ガードインターバル挿入器１３９は、データブロックＤの送信信号にガードインターバルを挿入して加算器１４４へ出力する。

シリアルパラレル変換器１４０は、送信シンボルを波形割当部１３３から受け、その受けた送信シンボルをシリアルパラレル変換し、パラレル系列の送信シンボルをＩＦＦＴ１４１へ出力する。

ＩＦＦＴ１４１は、パラレル系列の送信シンボルをシリアルパラレル変換器１４０から受け、その受けたパラレル系列の送信シンボルを逆高速フーリエ変換する。そして、ＩＦＦＴ１４１は、逆高速フーリエ変換したパラレル系列の送信シンボルをパラレルシリアル変換器１４２へ出力する。

パラレルシリアル変換器１４２は、パラレル系列の送信シンボルをＩＦＦＴ１４１から受け、その受けたパラレル系列の送信シンボルをパラレルシリアル変換し、シリアル系列の送信シンボルをガードインターバル挿入器１４３へ出力する。

ガードインターバル挿入器１４３は、シリアル系列の送信シンボルをパラレルシリアル変換器１４２から受け、その受けたシリアル系列の送信シンボルにガードインターバルを挿入して送信信号を生成する。そして、ガードインターバル挿入器１４３は、送信信号を加算器１４４へ出力する。

加算器１４４は、ガードインターバル挿入器１３９およびガードインターバル挿入器１４３から送信信号を受け、その受けた２つの送信信号を加算する。この場合、加算器１８４４は、ガードインターバル挿入器１３９のみから送信信号を受けたとき、ガードインターバル挿入器１３９から受けた送信信号をＤＡ変換器１４５へ出力し、ガードインターバル挿入器１４３のみから送信信号を受けたとき、ガードインターバル挿入器１４３から受けた送信信号をＤＡ変換器１４５へ出力し、ガードインターバル挿入器１３９，１４３の両方から送信信号を受けとき、ガードインターバル挿入器１３９から受けた送信信号とガードインターバル挿入器１４３から受けた送信信号とを加算し、その加算結果をＤＡ変換器１４５へ出力する。

ＤＡ変換器１４５は、送信信号を加算器１４４から受け、その受けた送信信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、その変換したアナログ信号からなる送信信号を無線ユニット１４６へ出力する。

無線ユニット１４６は、ＤＡ変換器１４５から送信信号を受け、ホストシステム１５から電力Ｐ＿ＧＦＤＭを受ける。そして、無線ユニット１４６は、その受けた送信信号をベースバンド信号に変換し、その変換したベースバンド信号を電力Ｐ＿ＧＦＤＭでアンテナ１１を介して送信する。

図６は、図２に示す受信機１２の構成を示す概略図である。図６を参照して、受信機１２は、無線ユニット１２１と、ＡＤ変換器１２２と、切替器１２３と、受信処理ユニットＵｎｉｔ＿５Ｇ＿Ｒ１，Ｕｎｉｔ＿４Ｇ＿Ｒ１とを含む。

受信処理ユニットＵｎｉｔ＿５Ｇ＿Ｒ１は、ＧＦＤＭによって送信された信号の受信処理を行う。そして、受信処理ユニットＵｎｉｔ＿５Ｇ＿Ｒ１は、ガードインターバル除去器１２４と、等化器１２５と、チャネル推定器１２６と、サブキャリアダウンコンバータ１２７−１〜１２７−Ｋと、マッチドフィルタ１２８−１〜１２８−Ｋと、ダウンサンプリング処理部１２９−１〜１２９−Ｋと、パラレルシリアル変換器１３０と、シンボルデマッパ１６１と、デコーダ１６２とを含む。

受信処理ユニットＵｎｉｔ＿４Ｇ＿Ｒ１は、ＯＦＤＭ方式によって送信された信号の受信処理を行う。そして、受信処理ユニットＵｎｉｔ＿４Ｇ＿Ｒ１は、ガードインターバル除去器１６３と、シリアルパラレル変換器１６４と、高速フーリエ変換器（ＦＦＴ：Fast Fourier Transform）１６５と、チャネル推定器１６６と、シンボルデマッパ１６７−１〜１６７−Ｊ（Ｊは、１以上の整数）と、パラレルシリアル変換器１６８と、デコーダ１６９とを含む。

無線ユニット１２１は、アンテナ２１を介して電波を受信し、その受信した電波のうち、ベースバンド信号の周波数を有する電波（＝ベースバンド信号）をＡＤ変換器１２２へ出力する。

ＡＤ変換器１２２は、無線ユニット１２１からベースバンド信号を受け、その受けたベースバンド信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換し、その変換したベースバンド信号を切替器１２３へ出力する。

切替器１２３は、スイッチ１２３１と、端子１２３２，１２３３とを含む。スイッチ１２３１は、ＡＤ変換器１２２に接続される。端子１２３２は、ガードインターバル除去器１２４に接続される。端子１２３３は、ガードインターバル除去器１６３に接続される。

切替器１２３は、ＡＤ変換器１２２からベースバンド信号を受け、ホストシステム１５から波形情報ＩＦ＿ＷＶを受ける。

そして、切替器１２３は、波形情報ＩＦ＿ＷＶがＧＦＤＭによる波形を示すとき、スイッチ１２３１を端子１２３２に接続し、端子１２３２を介してベースバンド信号をガードインターバル除去器１２４へ出力する。

また、切替器１２３は、波形情報ＩＦ＿ＷＶがＯＦＤＭによる波形を示すとき、スイッチ１２３１を端子１２３３に接続し、端子１２３３を介してベースバンド信号をガードインターバル除去器１６３へ出力する。

更に、切替器１２３は、波形情報ＩＦ＿ＷＶがＯＦＤＭとＧＦＤＭとを同時に用いたときの波形を示すとき、スイッチ１２３１を端子１２３２，１２３３の両方に接続し、端子１２３２，１２３３を介してベースバンド信号をそれぞれガードインターバル除去器１２４，１６３へ出力する。

ガードインターバル除去器１２４は、ベースバンド信号からガードインターバルを除去し、ガードインターバルを除去した信号（＝受信信号）を等化器１２５およびチャネル推定器１２６へ出力する。

等化器１２５は、受信信号をガードインターバル除去器１２４から受け、受信信号の周波数特性をチャネル推定器１２６から受ける。そして、等化器１２５は、伝搬チャネルの周波数特性に基づいて受信信号を等化する。その後、等化器１２５は、等化器出力ｙ［ｎ］をサブキャリアダウンコンバータ１２７−１〜１２７−Ｋへ出力する。

チャネル推定器１２６は、受信信号をガードインターバル除去器１２４から受け、その受けた受信信号の周波数特性を検出して等化器１２５へ出力する。

ＧＦＤＭは、送信データを変調し、その変調した送信データをＫＭ個の複素データシンボルのシーケンスに分割し、その分割したＫＭ個の複素データシンボルの各々を処理して同時に送信する方式である。そして、このシーケンスは、Ｋ個のサブキャリアとＭ個のタイムスロットとに分配される。

サブキャリアダウンコンバータ１２７−１〜１２７−Ｋは、Ｋ個のサブキャリアに対応して設けられる。

サブキャリアダウンコンバータ１２７−ｋは、対応するサブキャリアへ受信信号ｙ［ｎ］をデジタルダウンコンバートし、次式（８）によって表されるサブキャリア受信信号を得る。

そして、サブキャリアダウンコンバータ１２７−ｋは、サブキャリア受信信号をマッチドフィルタ１２８−ｋへ出力する。

マッチドフィルタ１２８−１〜１２８−Ｋは、それぞれ、サブキャリアダウンコンバータ１２７−１〜１２７−Ｋに対応して設けられる。

マッチドフィルタ１２８−ｋは、サブキャリア受信信号をサブキャリアダウンコンバータ１２７−ｋから受け、その受けたサブキャリア受信信号に対して受信機整合フィルタｇ［ｎ］により畳み込み演算を行う。そして、畳み込み演算後の信号は、次式（９）によって定義されるものとする。

従って、サブキャリアダウンコンバータ１２７−ｋおよびマッチドフィルタ１２８−ｋにおける処理は、それぞれ、式（１０），（１１）によって示される。

そして、マッチドフィルタ１２８−ｋの出力は、上記式（９）によって表される。

ダウンサンプリング処理部１２９−ｋは、マッチドフィルタ１２８−ｋの出力（＝式（９））を受け、その受けた出力をダインサンプリングすることにより、次式（１２）によって表されるダウンサンプリング受信データシンボルが得られる。

このダウンサンプリングは、次式（１３）のような処理である。

パラレルシリアル変換器１３０は、ダウンサンプリング処理部１２７−１〜１２７−ＫからＫ個のダウンサンプリング受信データシンボル（式（１３））を受け、その受けたＫ個のダウンサンプリング受信データシンボルをパラレルシリアル変換し、その変換後のシリアル系列のデータシンボルをシンボルデマッパ１６１へ出力する。

シンボルデマッパ１６１は、パラレルシリアル変換器１３０からシリアル系列のデータシンボルを受け、その受けたシリアル系列のデータシンボルから復調系列を抽出し、その抽出した復調系列をデコーダ１６２へ出力する。

デコーダ１６２は、復調系列をシンボルデマッパ１６１から受け、その受けた系列を復号して復号系列を得る。そして、デコーダ１６２は、復号系列をホストシステム１５へ出力する。

ガードインターバル除去器１６３は、端子１２３３を介してベースバンド信号を受け、その受けたベースバンド信号からガードインターバルを除去し、ガードインターバルを除去した信号（＝受信信号）をシリアルパラレル変換器１６４へ出力する。

シリアルパラレル変換器１６４は、受信信号をガードインターバル除去器１６３から受け、その受けた受信信号をシリアルパラレル変換し、その変換したパラレル系列の受信信号をＦＦＴ１６５へ出力する。

ＦＦＴ１６５は、パラレル系列の受信信号を高速フーリエ変換し、その変換後の受信信号をシンボルデマッパ１６７−１〜１６７−Ｊへ出力する。

シンボルデマッパ１６７−１〜１６７−Ｊは、チャネル推定器１６６で推定した周波数応答に基づいて復調系列をパラレルシリアル変換器１６８へ出力し、パラレルシリアル変換器１６８は、復調系列をパラレルシリアル変換して、シリアル系列をデコーダ１６９に入力し、デコーダ１６９は、シリアル系列を復号して復号系列を得る。

なお、端末装置２〜４の送信機２３は、図５に示す送信機１３と同じ構成からなり、端末装置２〜４の受信機２２は、図６に示す受信機１２と同じ構成からなる。

図７は、図５に示す受信機５２の構成を示す概略図である。図７を参照して、受信機５２は、無線ユニット５２１と、ＡＤ変換器５２２と、受信処理ユニットＵｎｉｔ＿４Ｇ＿Ｒ１とを含む。

無線ユニット５２１は、アンテナ５１を介して電波を受信し、その受信した電波のうち、ベースバンド信号の周波数を有する電波（＝ベースバンド信号）をＡＤ変換器５２２へ出力する。

ＡＤ変換器５２２は、無線ユニット５２１からベースバンド信号を受け、その受けたベースバンド信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換し、その変換したベースバンド信号を受信処理ユニットＵｎｉｔ＿４Ｇ＿Ｒ１のガードインターバル除去器１６３へ出力する。

受信処理ユニットＵｎｉｔ＿４Ｇ＿Ｒ１については、図６において説明したとおりである。

図８は、図５に示す送信機５３の構成を示す概略図である。図８を参照して、送信機５３は、シンボルマッパ１３１と、送信処理ユニットＵｎｉｔ＿４Ｇ＿Ｔ１と、ＤＡ変換器１４５と、無線ユニット１４６とを含む。

シンボルマッパ１３１は、符号情報ビットをホストシステム５４から受け、その受けた符号情報ビットを複素数データからなる送信シンボルに変調する。そして、シンボルマッパ１３１は、その変調した送信シンボルを送信処理ユニットＵｎｉｔ＿４Ｇ＿Ｔ１のシリアルパラレル変換器１４０へ出力する。

送信処理ユニットＵｎｉｔ＿４Ｇ＿Ｔ１は、変調された送信シンボルをシンボルマッパ１３１から受け、その受けた送信シンボルを上述した方法によってＯＦＤＭ処理し、そのＯＦＤＭ処理した送信信号をＤＡ変換器１４５へ出力する。

ＤＡ変換器１４５は、送信信号をデジタル信号からアナログ信号に変換し、その変換した送信信号を無線ユニット１４６へ出力する。

無線ユニット１４６は、ＤＡ変換器１４５から受けた送信信号をアンテナ５１を介して送信する。

図９は、図２に示す割当装置１５１の概略図である。図９を参照して、割当装置１５１は、演算手段１５１１と、割当手段１５１２とを含む。

ベースバンド信号における１ビット当たりの信号エネルギーＥｂは、既知である。従って、ホストシステム１５は、信号エネルギーＥｂを保持している。また、ホストシステム１５は、ベースバンド信号をＯＦＤＭによって変調したときの変調シンボル当たりのビット数Ｎｂ_{＿ＯＦＤＭ}と、ベースバンド信号をＧＦＤＭによって変調したときの変調シンボル当たりのビット数Ｎｂ_{＿ＧＦＤＭ}とをカウントする。

そして、ホストシステム１５は、信号エネルギーＥｂ、ビット数Ｎｂ_{＿ＯＦＤＭ}，Ｎｂ_{＿ＧＦＤＭ}を演算手段１５１１へ出力する。

演算手段１５１１は、信号エネルギーＥｂ、ビット数Ｎｂ_{＿ＯＦＤＭ}、およびビット数Ｎｂ_{＿ＧＦＤＭ}をホストシステム１５から受ける。

演算手段１５１１は、信号エネルギーＥｂにビット数Ｎｂ_{＿ＯＦＤＭ}を乗算して、ＯＦＤＭの変調シンボル当たりのエネルギーＥ_ＳＯを演算する。また、演算手段１５１１は、信号エネルギーＥｂにビット数Ｎｂ_{＿ＧＦＤＭ}を乗算して、ＧＦＤＭの変調シンボル当たりのエネルギーＥ_ＳＧを演算する。

そして、演算手段１５１１は、エネルギーＥ_ＳＯに対するエネルギーＥ_ＳＧの比γ＝Ｅ_ＳＧ／Ｅ_ＳＯを演算する。

その後、演算手段１５１１は、γ＝Ｅ_ＳＧ／Ｅ_ＳＯに相関係数ｃを乗算して相互干渉ｃγ＝ｃＥ_ＳＧ／Ｅ_ＳＯを演算する。

また、演算手段１５１１は、４Ｇ端末宛てのＯＦＤＭの所要Ｅ_ＳＯ／Ｎ_Ｏ＝ｘを演算する。ここで、Ｎ_Ｏは、ＯＦＤＭにおける雑音電力である。

そうすると、演算手段１５１１は、相互干渉ｃγ＝ｃＥ_ＳＧ／Ｅ_ＳＯと、ｘ＝Ｅ_ＳＯ／Ｎ_Ｏとを割当手段１５１２へ出力する。

割当手段１５１２は、相互干渉ｃγ＝ｃＥ_ＳＧ／Ｅ_ＳＯと、ｘ＝Ｅ_ＳＯ／Ｎ_Ｏとを演算手段１５１１から受ける。

ＯＦＤＭにおける信号対雑音電力比ＳＩＮＲ_ＯＦＤＭは、次式（１４）によって表される。

割当手段１５１２は、信号対雑音電力比ＳＩＮＲ_ＯＦＤＭが式（１５）を満たすように、つまり、式（１６）を満たすようにエネルギーＥ_ＳＧを決定する。

この場合、割当手段１５１２は、エネルギーＥ_ＳＯ，Ｎ_Ｏを既知とし、相関係数ｃを定数として式（１６）を満たすようにエネルギーＥ_ＳＧを決定する。そして、割当手段１５１２は、その決定したエネルギーＥ_ＳＧを５Ｇ端末である端末装置２〜４の送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭとして割り当てる。

また、割当手段１５１２は、ＯＦＤＭの周波数帯域とＧＦＤＭの周波数帯域との周波数間隔がΔｆ_Ｇになるように、ＯＦＤＭのサブキャリアＳＣ＿４ＧとＧＦＤＭのサブキャリアＳＣ＿５Ｇとを割り当てる。

そうすると、割当手段１５１２は、ＯＦＤＭのサブキャリアＳＣ＿４Ｇと、ＧＦＤＭのサブキャリアＳＣ＿５Ｇと、送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭとを含む割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣを生成し、その生成した割当情報ＩＦ＿ＡＬＬＣを送受信手段１４へ出力する。

図１０は、ＯＦＤＭの信号対雑音電力比ＳＩＮＲ_ＯＦＤＭと、γと、ＯＦＤＭの干渉による信号対雑音電力比ＳＩＮＲ’_ＯＦＤＭとの関係を示す図である。

なお、図１０は、相関係数ｃが０．２であるときのＯＦＤＭの信号対雑音電力比ＳＩＮＲ_ＯＦＤＭと、γと、ＯＦＤＭの干渉による信号対雑音電力比ＳＩＮＲ’_ＯＦＤＭとの関係を示す。

図１０を参照して、ＯＦＤＭの信号対雑音電力比ＳＩＮＲ_ＯＦＤＭ＝ｘが−７〜４までの範囲において、γの取り得る範囲は、１〜０．０６２５となる。γ＝Ｅ_ＳＧ／Ｅ_ＳＯであるので、γが小さくなると、エネルギーＥ_ＳＧ、即ち、端末装置２〜４の送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭが小さくなる。

従って、割当手段１５１２は、γができるだけ大きい範囲において、エネルギーＥ_ＳＧ、即ち、端末装置２〜４の送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭを決定する。

ｘ＝−７［ｄＢ］、かつ、γ＝１において、ＯＦＤＭの干渉による信号対雑音電力比ＳＩＮＲ_ＯＦＤＭ＝ｘ’は、−７．２［ｄＢ］であるので、５Ｇ端末である端末装置２〜４がγ＝１を満たす範囲の送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭで無線通信を行った場合、４Ｇ端末である端末装置５，６に与える干渉は、０．２［ｄＢ］である。

また、ｘ＝−２［ｄＢ］、かつ、γ＝０．５において、ＯＦＤＭの干渉による信号対雑音電力比ＳＩＮＲ_ＯＦＤＭ＝ｘ’は、−２．３［ｄＢ］であるので、５Ｇ端末である端末装置２〜４がγ＝０．５を満たす範囲の送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭで無線通信を行った場合、４Ｇ端末である端末装置５，６に与える干渉は、０．３［ｄＢ］である。

ｘが、その他の値である場合についても、同様である。

従って、図１０に示す結果から、５Ｇ端末である端末装置２〜４がγを満たす範囲の送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭで無線通信を行った場合、４Ｇ端末である端末装置５，６に与える干渉は、０．１〜０．３［ｄＢ］に抑え得ることが分かった。

その結果、端末装置５，６がＯＦＤＭによって無線通信を行っている場合に、端末装置２〜４が送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭで無線通信を行っても、端末装置５，６に与える干渉を抑制できることが分かった。

ｘが大きくなることは、ＯＦＤＭの信号対雑音電力比ＳＩＮＲ_ＯＦＤＭが大きくなることを意味するので、ｘが大きくなると、γが小さくなり、送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭを抑制しなければならないことを意味する。つまり、端末装置５，６がＯＦＤＭを用いて通信特性が良い環境で無線通信を行っている場合、端末装置２〜４は、送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭを抑制して無線通信を行わなければならないことを意味する。

図１１は、周波数帯域の割当の例を示す概念図である。図１１を参照して、ＯＦＤＭの送信シンボルは、ＯＦＤＭの周波数帯域において全体的に分散配置されている。

このような場合、割当手段１５１２は、ＯＦＤＭの周波数帯域よりも高周波数側にＧＦＤＭの周波数帯域を割り当ててもよく（図１１の（ａ）参照）、ＯＦＤＭの周波数帯域よりも低周波数側にＧＦＤＭの周波数帯域を割り当ててもよい（図１１の（ｂ）参照）。

また、割当手段１５１２は、ＯＦＤＭの送信シンボルがＯＦＤＭの周波数帯域の一方側（例えば、低周波数側）に偏って配置されている場合、ＯＦＤＭの周波数帯域よりも高周波数側にＧＦＤＭの周波数帯域を割り当てる。

一方、割当手段１５１２は、ＯＦＤＭの送信シンボルがＯＦＤＭの周波数帯域の他方側（例えば、高周波数側）に偏って配置されている場合、ＯＦＤＭの周波数帯域よりも低周波数側にＧＦＤＭの周波数帯域を割り当てる。

このようにすることによって、端末装置２〜４から端末装置５，６への干渉を抑制できるので、端末装置２〜４の送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭをより高く設定できる。

図１２は、割当手段１５１２における送信電力を割り当てる動作を説明するためのフローチャートである。

図１２を参照して、送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭを割り当てる動作が開始されると、割当手段１５１２は、他のユーザを選択する（ステップＳ１）。そして、割当手段１５１２は、他のユーザが５Ｇユーザであるか否かを判定する（ステップＳ２）。この場合、割当手段１５１２は、カテゴリー情報ＣＴＧ＿４Ｇ（またはＣＴＧ＿５Ｇ）に基づいて、他のユーザが５Ｇユーザであるか否かを判定する。カテゴリー情報がＣＴＧ＿４Ｇである場合、割当手段１５１２は、他のユーザが５Ｇユーザでないと判定し、カテゴリー情報がＣＴＧ＿５Ｇである場合、割当手段１５１２は、他のユーザが５Ｇユーザであると判定する。

ステップＳ２において、他のユーザが５Ｇユーザでないと判定されたとき、割当手段１５１２は、上述した方法によって相互干渉ｃＥ_ＳＧ／Ｅ_ＳＯを演算し（ステップＳ３）、１／ｘ＝Ｎ_Ｏ／Ｅ_ＳＯを演算する（ステップＳ４）。なお、Ｎ_Ｏ／Ｅ_ＳＯは、ＯＦＤＭの信号対雑音電力比の逆数である。

その後、割当手段１５１２は、相互干渉がＯＦＤＭの信号対雑音電力比の逆数（＝１／ｘ＝Ｎ_Ｏ／Ｅ_ＳＯ）よりも十分に小さくなるようにエネルギーＥ_ＳＧ(＝送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭ）を決定する（ステップＳ５）。

ここで、相互干渉がＯＦＤＭの信号対雑音電力比の逆数（＝１／ｘ＝Ｎ_Ｏ／Ｅ_ＳＯ）よりも十分に小さくなるとは、例えば、図１０に示すように、ＯＦＤＭの干渉による信号対雑音電力比ｘ’が０．１〜０．３ｄＢ程度の範囲になることを言う。

そして、ステップＳ２において、ユーザが５Ｇユーザであると判定されたとき、またはステップＳ５の後、一連の動作が終了する。

ステップＳ２において、ユーザが５Ｇユーザであると判定されたときに終了することにしたのは、他のユーザが５Ｇユーザであれば、干渉が生じないので、送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭを調整する必要がないからである。

上述したように、この発明の実施の形態においては、４Ｇ端末である端末装置５，６と５Ｇ端末である端末装置２〜４とが無線通信を行う場合に、端末装置２〜４と端末装置５，６との相互干渉がＯＦＤＭの信号対雑音電力比の逆数よりも十分に小さくなるように端末装置２〜４の送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭおよび周波数を割り当てる。

従って、相互干渉を抑えるように端末装置２〜４の電力および周波数を割り当てることができる。

上記においては、相関係数ｃは、固定であることを前提として送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭおよび周波数の割当について説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、相関係数ｃを変えてもよい。

図１３は、周波数帯域の概念図である。図１３を参照して、ＯＦＤＭの周波数帯域とＧＦＤＭの周波数帯域とが通常配置である場合、ＯＦＤＭの周波数帯域とＧＦＤＭの周波数帯域との間の周波数間隔は、Δｆ_Ｇである（（ａ）参照）。

割当手段１５１２は、５Ｇユーザに応じて、相関係数ｃを変化させる。より具体的には、割当手段１５１２は、ある５Ｇユーザに対しては、ＧＦＤＭの周波数帯域のうち、ＯＦＤＭの周波数帯域と反対側の周波数帯域に配置された送信シンボルを高次変調し、ＯＦＤＭの周波数帯域側に配置された送信シンボルを低次変調するように相関係数ｃを低く設定し（図１３の（ｂ）参照）、送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭおよび周波数を決定する。

また、割当手段１５１２は、別の５Ｇユーザに対しては、ＯＦＤＭの周波数帯域とＧＦＤＭの周波数帯域との間の周波数間隔Δｆが周波数間隔Δｆ_Ｇよりも大きくなるように相関係数ｃを低く設定し（図１３の（ｃ）参照）、送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭおよび周波数を決定する。相関係数ｃは、周波数間隔Δｆに応じて変化し、周波数間隔Δｆが大きくなれば、低くなり、周波数間隔Δｆが小さくなれば、高くなる。

相関係数ｃがｃ_１からｃ_２に低くなれば、式（１６）を満たすエネルギーＥ_ＳＧ（＝送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭ）は、相関係数ｃがｃ_１であるときのエネルギーＥ_{ＳＧ＿ｃ１}よりも大きくなり得る。その結果、端末装置２〜４に割り当てる送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭをより大きくできる。

なお、図１３の（ｃ）に示すように、周波数間隔Δｆを大きくすると、周波数利用効率が低下するが、この発明の実施の形態においては、常時、周波数間隔Δｆを大きくのではなく、ある５Ｇユーザに対してだけ、周波数間隔Δｆを大きくするので、無線通信全体で考えた場合、周波数利用効率が低下することはない。

また、割当手段１５１２は、４Ｇ端末と５Ｇ端末との割合を求め、その求めた割合に応じて相関係数ｃを変化させる。

例えば、割当手段１５１２は、５Ｇ端末の割当が０．５よりも大きい場合、相関係数ｃを標準値ｃ_０よりも小さく設定し、送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭを決定し、５Ｇ端末の割当が０．５以下である場合、相関係数ｃを標準値ｃ_０以上に設定し、送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭを決定する。

このように、この発明の実施の形態においては、５Ｇユーザに応じて、相関係数ｃを変化させてもよい。これにより、相関係数ｃを固定したときの問題点である「５Ｇユーザの送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭが低く抑えられる」という問題を解決できる。

この発明の実施の形態においては、割当装置１５１の動作をソフトウェアによって実現してもよい。

この場合、割当装置１５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を備える。そして、ＲＯＭは、図１２に示すフローチャートの各ステップからなるプログラムＰｒｏｇを記憶する。

ＣＰＵは、ＲＯＭからプログラムＰｒｏｇを読み出し、その読み出したプログラムＰｒｏｇを実行して、５Ｇユーザの送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭおよび周波数を割り当てる。

また、プログラムＰｒｏｇは、ＣＤ，ＤＶＤ等の記録媒体に記録されて流通してもよい。プログラムＰｒｏｇを記録した記録媒体がコンピュータに装着されると、コンピュータは、記録媒体からプログラムＰｒｏｇを読み出して実行し、５Ｇユーザの送信電力Ｐ＿ＧＦＤＭおよび周波数を割り当てる。

従って、プログラムＰｒｏｇを記録した記録媒体は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

上記においては、非直交マルチキャリアの無線通信方式としてＧＦＤＭを用いて説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、非直交マルチキャリアの無線通信方式は、ＦＢＭＣ（Filter Bank Multi-Carrier）またはＵＦＭＣ（Universal Filtered Multi-Carrier）であってもよく、非直交マルチキャリアであれば、どのような無線通信方式であってもよい。

また、上記においては、直交マルチキャリア方式（ＯＦＤＭ）の無線通信方式と、非直交マルチキャリア方式（ＧＦＤＭ）の無線通信方式とが混在する場合について説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、第１の無線通信方式と、第１の無線通信方式よりも次世代用の無線通信方式である第２の無線通信方式とが混在する場合に、割当手段１５１２が第２の無線通信方式によって無線通信を行う端末装置に上述した方法によって送信電力および周波数を割り当てるようにしてもよい。

従って、この発明の実施の形態による割当装置は、第１の無線通信方式によって無線通信を行う第１の端末装置と、第１の無線通信方式よりも次世代用の無線通信方式である第２の無線通信方式によって無線通信を行う第２の端末装置とが混在する無線通信環境において第２の端末装置が使用する電力および周波数を割り当てる割当装置であって、第１の無線通信方式におけるチャネルにおける変調シンボル当たりのエネルギーに対する、第２の無線通信方式におけるチャネルにおける変調シンボル当たりのエネルギーの比に相関係数を乗算した相互干渉を演算するとともに、第１の無線通信方式によって無線通信を行うときの信号対雑音電力比の逆数を演算する演算手段と、相互干渉が信号対雑音電力比の逆数よりも十分に小さくなるように第２の端末装置が使用する電力および周波数を割り当てる割当手段とを備えていればよい。

また、この発明の実施の形態によるコンピュータに実行させるためのプログラムは、第１の無線通信方式によって無線通信を行う第１の端末装置と、第１の無線通信方式よりも次世代用の無線通信方式である第２の無線通信方式によって無線通信を行う第２の端末装置とが混在する無線通信環境において第２の端末装置が使用する電力および周波数の割当をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、 第１の無線通信方式によって無線通信を行う第１の端末装置と、前記第１の無線通信方式よりも次世代用の無線通信方式である第２の無線通信方式によって無線通信を行う第２の端末装置とが混在する無線通信環境において前記第２の端末装置が使用する電力および周波数の割当をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、演算手段が、第１の無線通信方式におけるチャネルにおける変調シンボル当たりのエネルギーに対する、第２の無線通信方式におけるチャネルにおける変調シンボル当たりのエネルギーの比に相関係数を乗算した相互干渉を演算するとともに、第１の無線通信方式によって無線通信を行うときの信号対雑音電力比の逆数を演算する第１のステップと、割当手段が、相互干渉が信号対雑音電力比の逆数よりも十分に小さくなるように第２の端末装置が使用する電力および周波数を割り当てる第２のステップとをコンピュータに実行させればよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、割当装置、コンピュータに実行させるためのプログラムおよびプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に適用される。

１ 基地局、２〜６ 端末装置、１０ 無線通信システム、１１，２１，５１ アンテナ、１２，２２，５２ 受信機、１３，２３，５３ 送信機、１４ 送受信機、１５，２４，５４ ホストシステム、１２１，１４６ 無線ユニット、１２２ ＡＤ変換器、１２４ ガードインターバル除去器、１２５ 等化器、１２６ チャネル推定器、１２７−１〜１２７−Ｋ サブキャリアダウンコンバータ、１２８−１〜１２８−Ｋ マッチドフィルタ、１２９−１〜１２９−Ｋ ダウンサンプリング処理部、１３０，１４２ パラレルシリアル変換器、１３１ シンボルマッパ、１３２ リソーススケジューラ、１３３ 波形割当部、１３４，１４０ シリアルパラレル変換器、１３５−１〜１３５−Ｋ アップサンプリング処理部、１３６−１〜１３６−Ｋ 波形整形フィルタ、１３７−１〜１３７−Ｋ サブキャリアアップコンバータ、１３８，１４４ 加算器、ガードインターバル挿入器１３９、１４１ ＩＦＦＴ、１４３ ガードインターバル挿入器、１４５ ＤＡ変換器、１５１ 割当装置、１６１ シンボルデマッパ、１６２ デコーダ、１５１１ 演算手段、１５１２ 割当手段。

Claims (9)

1. 第１の無線通信方式によって無線通信を行う第１の端末装置と、前記第１の無線通信方式よりも次世代用の無線通信方式である第２の無線通信方式によって無線通信を行う第２の端末装置とが混在する無線通信環境において前記第２の端末装置が使用する電力および周波数を割り当てる割当装置であって、
   前記第１の無線通信方式におけるチャネルにおける変調シンボル当たりのエネルギーに対する、前記第２の無線通信方式におけるチャネルにおける変調シンボル当たりのエネルギーの比に相関係数を乗算した相互干渉を演算するとともに、前記第１の無線通信方式によって無線通信を行うときの信号対雑音電力比の逆数を演算する演算手段と、
   前記相互干渉が前記信号対雑音電力比の逆数よりも十分に小さくなるように前記第２の端末装置が使用する電力および周波数を割り当てる割当手段とを備える割当装置。
2. 前記割当手段は、前記信号対雑音電力比が大きくなるに伴って、電力値が小さくなるように前記第２の端末装置が使用する電力を割り当てる、請求項１に記載の割当装置。
3. 前記演算手段は、前記第２の端末装置のユーザに応じて前記相関係数を小さくして前記相互干渉を演算する、請求項１または請求項２に記載の割当装置。
4. 前記第１の無線通信方式は、直交変調マルチキャリア方式であり、
   前記第２の無線通信方式は、非直交マルチキャリア方式である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の割当装置。
5. 第１の無線通信方式によって無線通信を行う第１の端末装置と、前記第１の無線通信方式よりも次世代用の無線通信方式である第２の無線通信方式によって無線通信を行う第２の端末装置とが混在する無線通信環境において前記第２の端末装置が使用する電力および周波数の割当をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   演算手段が、前記第１の無線通信方式におけるチャネルにおける変調シンボル当たりのエネルギーに対する、前記第２の無線通信方式におけるチャネルにおける変調シンボル当たりのエネルギーの比に相関係数を乗算した相互干渉を演算するとともに、前記第１の無線通信方式によって無線通信を行うときの信号対雑音電力比の逆数を演算する第１のステップと、
   割当手段が、前記相互干渉が前記信号対雑音電力比の逆数よりも十分に小さくなるように前記第２の端末装置が使用する電力および周波数を割り当てる第２のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。
6. 前記第２のステップにおいて、前記割当手段は、前記信号対雑音電力比が大きくなるに伴って、電力値が小さくなるように前記第２の端末装置が使用する電力を割り当てる、請求項５に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
7. 前記第１のステップにおいて、前記演算手段は、前記第２の端末装置のユーザに応じて前記相関係数を小さくして前記相互干渉を演算する、請求項５または請求項６に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
8. 前記第１の無線通信方式は、直交変調マルチキャリア方式であり、
   前記第２の無線通信方式は、非直交マルチキャリア方式である、請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。
9. 請求項５から請求項８のいずれか１項に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images