以降、諸図面を参照しながら、本発明の� ��施態様を詳細に説明する。図1に、本発明の 一実施態様によるOFDMA通信方式を使用する無� ��通信端末のブロック図を示す。図に示すよ� ��に、無線通信端末100は、アンテナANT、RF部11 0、A/D変換部120、モデム部130、電源部140、制� �部150、記憶部160、操作部(インターフェース� ��)170、受信状態測定部180を具える。制御部150 はバンド数決定部151を具える。RF部110は、受� ��時にはアンテナANTから受信した無線信号を� ��理し、送信時にはA/D変換部120によりデジタ� ��/アナログ変換された信号を処理してANTから 送信する。即ち、RF部110、A/D変換部120、モデ� ��部130により基地局との電波の送受信やエン� ��ード、デコードを行う。OFDMA方式はマルチ� �ャリア通信のため、モデム部130にてFFT(First  Fourier Transform)、IFFT(Inverse FFT)などの処理を� �う。制御部150は、受信したデータ等に基づ� �情報を操作したり、表示したり、その情報� �記憶部160に格納したりするように制御する� �端末によってはノートPCなどの別の機器との インターフェースを行う機能を持ち、得られ た情報を送受信することもできる。また、制 御部150は、自端末の最大消費電流を記憶部160 に格納するように制御する機能、および、電 源部140から自端末の電池残量を算出する機能 を有する。受信状態測定部180は、RF部110、A/D� ��換部120、モデム部130において受信信号からC N値を測定・算出して、記憶部160に格納させ� �。バンド数決定部151は、測定・算出されたCN 値に基づき、通信相手である基地局に要求す べき周波数帯の数(バンド数=サブキャリアの� ��)を決定する。

 図2は、本発明の一実施態様によるOFDMA通� ��方式を使用する基地局(装置)のブロック図� �ある。図に示すように、基地局200は、電源� �210、制御部220、記憶部230、ネットワーク部24 0、モデム部250、A/D変換部260、RF部270およびア ダプティブアレイアンテナAAAを具える。制御 部220は、バンド数決定部221、バンド数設定部 222、バンド位置設定部223および情報取得部(� �末情報取得部)224を含む。また、アダプティ� ��アレイアンテナAAAは、6つのアンテナANT1-6か ら構成される。この6本のアンテナに対する� �号の処理を行うためにアンテナの本数分の� �RF部270はRF回路RF1-6を含み、A/D変換部260はA/D� �換器A/D1-6を含む。このように、基地局200は� �アダプティブアレイアンテナ技術を用いた� �ームフォーミングやMIMO(Multi Input Multi Output )技術を実現するために複数のアンテナで構� �されている。また、受信したデータは制御� �220により制御される。基地局200は、図示し� �いその他の基地局やサーバとネットワーク� �て接続されるため、ネットワーク部240を保� �している。

 情報取得部224は、通信相手の無線通信端� ��の消費電流に基づく値の上限を示す情報を� ��得する。この消費電流に基づく値の上限を� ��す情報とは、無線通信端末における最大消� ��電流(容量)であったり、無線通信端末の電� �に基づく最大消費電力(値)が含まれる。また 、情報取得部224は、無線通信端末から要求さ れた周波数帯の数を取得する。例えば、情報 取得部224は、無線通信端末から、消費電流に 基づく値の上限を示す情報として消費電流ID� ��受信し、記憶部230に格納された消費電流ID� �最大消費電流を関連付けたテーブル(図9)を� �照して、当該無線通信端末の消費電流に基� �く値の上限を取得することができる。また� �無線通信端末から消費電流IDを取得する場合 だけでなく、情報取得部224は、別の基地局や 上位の装置(基地局制御装置)から、例えばハ� ��ドオーバー時に、無線通信端末の種類を特� ��する情報など取得し、これらの情報に基づ� ��、端末種類と関連付けた図9のテーブルを参 照して、最大消費電流および消費電力上限を 取得することも可能である。

 バンド数決定部221は、情報取得部224によ� ��取得した消費電流に基づく値の上限を示す� ��報に基づき、無線通信端末に割り当てるべ� ��周波数帯の数を決定(算出)する。バンド数� �定部222は、無線通信端末から要求された周� �数帯数が、バンド数決定部221で決定された� �波数帯数以下の場合は、前記第1の周波数帯� ��数を、前記無線通信端末に割り当てるべき� ��波数帯の数に設定する。バンド位置設定部2 23は、無線通信端末から取得した当該無線通� ��端末の受信状態を示す情報、および、バン� ��数設定部222で決定した「割り当てるべき周� ��数帯の数」に基づき、割り当てるべき周波� ��帯の各々の位置を設定する。

 図3は、本発明で使用されるOFDMAのバンド� ��り当て方式であるBandAMC方式の説明図である 。BandAMC(band Adaptive Modulation and Coding)方式と は物理サブキャリアの周波数軸上に配置され たサブキャリアが、論理サブキャリアの周波 数軸上に同じ位置で配置されるものである。 例えば、BandAMC方式では、連続して配置され� �物理サブキャリアC1,C2、C3,C4,C5は、論理サブ� ��ャリア配置においては、連続してC1,C2、C3,C4 ,C5の順序で配置される。BandAMC方式のほかにPU SC(Partial Usage of Sub-channels)方式と呼ばれる割 り当て方式がある。図4は、OFDMAのバンド割り 当て方式であるPUSC方式の説明図である。図� �示すように、物理サブキャリアの周波数軸� �に配置されたサブキャリアが、論理サブキ� �リアの周波数軸上においては全くのランダ� �な配置に変更されるものである。例えば、PU SC方式では、連続して配置された物理サブキ� ��リアC1,C2、C3,C4,C5は、論理サブキャリア配置 においては、通常は連続せずに、C2,C1、C5,C4� �ようにランダムな順序で配置される。BandAMC� ��式においては、物理サブキャリアと論理サ� ��キャリアが同じ位置にあるため、ビームフ� ��ーミングを行う場合に利用され、端末の速� ��が大きくない場合にはビームフォーミング� ��果を大きく得ることができる。PUSC方式は物 理サブキャリアと論理サブキャリアが全く別 の配置になるため、移動時にはFadingの影響を 受けにくいことがわかっている。

 図5は、本発明の一実施態様による無線通 信端末で実行される処理のフローチャートで ある。図に示すように、ステップS1にて、端� ��はDL-MAP(Downlink-MAP)を受信する。DL-MAPを受信� �た端末は、送信元である基地局に自端末のCI NRや送信電力を通知する。そのため、使用周� ��数における各バンド(サブキャリア)のCINRを� ��定する(ステップS2)。このような受信状態を 示す情報であり、伝播路情報の指標となるCIN Rから、演算手段(CPU,MPUなどのプロセッサ)を� �いて要求バンド数を決定する(ステップS3)。

 端末はあらかじめ自分がどういう端末、� ��えば携帯電話型であるとかPCMCIAカード型で� ��るといったことを知ることができる。携帯� ��話であれば使用する電源はリチイムイオン� ��池であり、その消費電流はどの携帯電話に� ��いてもある程度一定である。図9に例として あげた消費電流テーブルを参照すれば、自端 末が該当する携帯電話の消費電流ID=1を読み� �ることできる。図9のテーブルは基地局側で� ��保持されており、端末から送信された消費� ��流IDによって、バンド数を決めるために用� �られる。ステップS4にて、図9のテーブルの� �分の端末の消費電流IDを読み出した端末は、 ステップS5にて端末の送信電力を測定する。� ��の後、ステップS6にて、端末はCINR、送信電� ��、要求バンド数、消費電流IDを基地局へ送� �する。

 図10は、基地局に送信するメッセージフ� �ーマットを示す図である。図10(a)は、従来の メッセージフォーマットであり、図10(b)が本� ��明に対応するために一部を変更したメッセ� ��ジフォーマットである。図10(a)に示すよう� �、MAC情報を格納するMACヘッダ(帯域幅要求ヘ� ��ダ)、データが格納されたペイロード、エラ ーチェックをするためのCRCから構成されてい る。従来のMACヘッダは、フィールド位置ff1に 帯域増加要求(BWIR)を含むが、本発明では、図 10(b)のように、帯域増加要求(BWIR)に代えて電� ��閾値(CTH: Current Threshold)、つまり消費電流ID を送信することとする。以上が端末の動作で ある。

 図6は、本発明の一実施態様による基地局 で実行される処理のフローチャートである。 図に示すように、ステップS11にて、端末より 通知されたCINR、要求バンド数、消費電流IDを 受信する。次にステップS12にて、受信した内 容から、動作可能バンド数を算出するが、こ れの詳細は図7を参照して後述する。その後� �ステップS13にて、端末CINRおよび動作可能バ� ��ド数から、動作可能バンド位置を算出する� ��、これの詳細は図8を参照して後述する。次 に、ステップS14にて、動作可能バンド数、及 び、バンド位置により、その端末の使用バン ド(バンド数、バンド位置)を決定する。最後� ��ステップS15にて、使用バンドの内容(バンド 数、バンド位置など)を端末に報知して処理� �終える。

<バンド数決定処理>
 図7は、動作可能バンド数を決定する処理の フローチャートである。図に示すように、ス テップS21にて、BandAMC方式の最大バンド(サブ� ��ャリア)数は24バンドであるため、それを設� ��する。ステップS22にて、バンド数決定ルー� ��LP1を開始する。ステップS23では、基地局が� ��らかじめ保持しているテーブル(図9)から、� ��費電流IDに一致するTmp_Band数を読み出す。そ の後、ステップS24にて、Tmp_Band数が端末から� ��信された要求バンド数以下であるか否かを� ��定し、以下である場合は、ステップS25に進� ��、要求バンド数をTmp動作可能バンド数に設� ��する。Tmp_Band数が端末から送信された要求� �ンド数以下でない場合、即ち、Tmp_Band数が要 求バンド数より大きければ、ステップS27に進 み、Tmp_Band数をTmp動作可能バンド数に設定す� ��。こうすることにより、要求バンド数がそ� ��端末で実現できる最大のバンド数を超えな� ��ように制限できる。ステップS26は、各端末� ��ての端末に対して処理が行われたかという� ��ープ終了条件を満たすまでループLP1を繰り� ��し、終了条件を満たす場合(即ち、全ての端 末の処理が終わった場合)、ループ処理を抜� �て、後続のステップに進む。

 各端末の使用バンド数がBandAMC方式の最大 バンド数である「24」を超えてしまわないよ� ��に制限する必要がある。そのために、ステ� ��プS28にて、各端末のTmp動作可能バンド数の� ��計値「Sum(Tmp動作可能バンド数)」がTotal Band  Num以上であるか否かを判定する。「Sum(Tmp動 作可能バンド数)」がTotal Band Num以上であれ� ��、Tmp動作可能バンド数が大きいものから優� ��して、動作可能バンド数を決定する。次に� ��テップS30にて、全ての端末が基地局に送信� ��きるよう、図9のテーブル内にある保障バン ド数を満たすように調整する。例えば、最大 の動作可能バンド数を持つものから抜き取る ことにしてもいいし、最大の動作可能バンド 数を持つものは優先して、2番目、3番目のも� ��からバンド数を割り当てることも考えられ� ��。各端末のTmp動作可能バンド数がTotal Band  Numよりも少なければ、BandAMC方式の最大バン� �数を超えることはないため、動作可能バン� �数決定処理を終了する。

<バンド位置決定処理>
 図8は、本発明の一実施態様による動作可能 バンド位置を決定する処理のフローチャート である。図に示すように、ステップS31では、 各端末のバンド位置決定ループLP2を開始する 。ステップS32にて、各端末において、所定の 順位、ここでは上位5番目までのCINRとそのバ� ��ドを決定する。その後、ステップS33にて、� ��大CINRとなる最大バンド位置をセンターにし て動作可能バンド数から帯域を決定する。こ こで、動作可能バンド数が偶数の場合には暫 定的に周波数の大きい方をセンター位置とす る。決定した帯域が端末同士でぶつかってし まう場合が生じ得る。そこで、ステップS34に て、決定した帯域が端末間で重なる(衝突す� �)か否かを判定する。端末間で決定した帯域( バンド)が重なると判定した場合は、ステッ� �S35にて、伝播路状況がいいものを優先する� �めに、最大CINRが大きいほうを優先してバン� ��割当処理を行う。また、各端末の合計帯域� ��、最大数である24バンドを超えてはいけな� �という制約を守るために、ステップS36にて� �求めた帯域(バンド)が24バンドを超えてしま� ��か否かを判定する。超えている場合は、ス� ��ップS37に進み、24バンドを超えないように� �求めた帯域群のセンター位置をずらして調� �する。ステップS38は、各端末全ての端末に� �して処理が行われたかというループ終了条� �を満たすまでループLP2を繰り返し、終了条� �を満たす場合(即ち、全ての端末の処理が終� ��った場合)、ループ処理を抜けて、処理を終 える。

 本発明による無線通信方法によって周波� ��割当を行った場合の具体的な例を図12、図13 に示す。図12は、端末(SS)が基地局(BS)に送信� �るデータと、基地局(BS)が本発明の処理によ� ��て設定する適用帯域とバンド位置を示す図� ��ある。図13は、決定した適用帯域とバンド� �置を示す図である。図12では、例として3人� �ユーザがいるとして、そのユーザの使用し� �いる端末の消費電流、及び、伝播路状況(CINR )、要求帯域幅を基地局側に通知し、その情� �から基地局が端末毎のバンド数とその位置� �決定する。ここでCINRと書いているが、実際� ��は24バンド分のCINRがあり、今回は最大のCINR を抽出したものと仮定する。ユーザAはCINRが� ��常に良いため、帯域要求も12バンドと高い� �域幅を要求しているが、USB端末であるため� �費電流が300mAと低く、送信電力を多バンド数 分送信することができない。そこで、本発明 の割当技法によって適用帯域は3バンドとな� �。同様に、ユーザBの場合は、CINRが15dBと程� �に良く、端末もモデム型でAC電源から安定的 に電力が供給されるため十分な帯域を確保す ることができる。ユーザBにおいては帯域要� �も10バンドと図9のテーブルにあるモデム型� �末の帯域幅よりも小さいため、当該要求が� �のまま使用される。ユーザCの場合は、CINRが それほど高くなく、要求帯域も若干低く設定 されている。携帯電話端末型であるため、消 費電流も700mAと8バンドの送信を行うには十分 であるため、適用帯域においてもそのまま使 用される。バンド位置については図13のよう� ��配置される。CINRのいいほうを優先し、帯域 外に出ないよう最適な位置を設定する。ここ で、ユーザBとユーザAの間に何も送信しない� ��域ができている。これについては全体のス� ��ープットを上げるためにも図のフローチャ� ��トの最後に、Total適用帯域が24bandより下回� �場合には救済措置として、動作可能バンド� �を超えないように、ユーザBのバンド数を増� ��すことを行っても良い。この場合は2band増� �すことができる。例としては非常に簡単な� �のをあげているが、ユーザが同じ端末を使� �、同じ要求帯域を要求した場合にも、CINRで� ��定できるようになっているため、優先順位� ��つけることができる。また、大きな要求帯� ��をもった端末が多く存在したとしても、動� ��可能バンド数がTotal Band Numである「24」を� ��えないように設定されているし、SDMA(Spatial� �Division Multiple Access)が実装されるのであれ� �、使用できるバンド数は空間多重数が2であ� ��ば、48バンド、空間多重数が3であれば72バ� �ドとなる。従って、SDMAではバンド数は多く� ��るため、汎用性が高くなる。

 以上が本発明の実施例であるが、本発明� ��おいて1人のユーザが24バンド使用すること� ��できる場合に、GPS(Global Positioning System)情� �等により、その端末が移動していない、も� �くは10km未満の低速移動中であれば、BandAMC方 式を用い、その端末が10km以上の中~高速移動� ��であれば、速度依存性に強いPUSC方式を用い るというように、端末の移動状況に応じた割 当処理をすることにより、システムスループ ットをさらに向上させることも可能になる。

 本発明の効果・利点を再度説明する。本� ��明によれば、端末側の送信できる電力情報� ��基地局が入手することにより、伝播路推定� ��よる伝播路状態の良好な領域と、その端末� ��最大送信電力において送信できる電力の帯� ��と、基地局と端末間での電力制御による送� ��電力要求とを基地局にて照らし合わせ、最� ��のパフォーマンスを実現できる要求を端末� ��出すことで、端末の消費電流および消費電� ��を下げ、システム上のスループットを最大� ��に向上させることができる。また、全帯域� ��利用できる場合には、決められた帯域から� ��分的に必要となるサブキャリアを無作為に� ��出するPUSC(Partially Used Subchannelization)方式を 実現することにより、周波数ダイバーシティ 効果による中速~高速移動にかけての速度依� �によるパフォーマンスの劣化をなくすこと� �できる。

 図11は、本発明の技法によるバンド割り� �てを説明する図である。図11(a)は、比較のた めに通常のBandAMC方式によるバンド割当を示� �たものである。通常のBandAMC方式では、使用� ��域内において各端末の使用するバンドB1,B3,B 5,B6、B8をばらばらに配置してしまうため、全 周波数帯域B1~B8をもって送信しなければなら� ��い。即ち、見掛け上の帯域が大きくなるた� ��、それに伴い消費電流が大きくなってしま� ��。このように、同じ送信電力で帯域が広が� ��ことによって、端末の消費電流は大きくな� ��、端末の動作時間や、端末が装着されたPC� �の動作時間が減る可能性があり、また、も� �によっては端末、もしくは装着されたPCのリ セットが発生するケースも考えられる。その 場合に、送信電力を下げることで対応可能で はあるが、送信電力低下による、通信品質の 劣化が出てくる可能性があるため、送信電力 はそのままで通信を行いたい。

 そこで、本発明の技法を使えば、図11(b)� �示すように、端末が5バンドを使用する場合� ��、ばらばらの位置のバンドで送信するので� ��なく、バンドB3~B7のように、隙間無く、連� �してバンドをそろえることで、見掛け上の� �域を狭く(小さく)することができ、従って、 端末の消費電流も低く抑えることができるよ うになる。

 本発明を諸図面や実施例に基づき説明し� ��きたが、当業者であれば本開示に基づき種� ��の変形や修正を行うことが容易であること� ��注意されたい。従って、これらの変形や修� ��は本発明の範囲に含まれることに留意され� ��い。例えば、各部、各手段、各ステップな� ��に含まれる機能などは論理的に矛盾しない� ��うに再配置可能であり、複数の手段やステ� ��プなどを1つに組み合わせたり、或いは分割 したりすることが可能である。