JP6091227B2 - 通信システム、通信方法、及び通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、通信システム、通信方法、及び通信装置に関する。

例えばＴＤ−ＬＴＥ方式の通信方式において、伝送に用いられる搬送波（キャリア）は１．４ＭＨｚ、３ＭＨｚ、５ＭＨｚ、１０ＭＨｚ、２０ＭＨｚの周波数帯域幅（以下、帯域幅という。）を取り得ることができる（非特許文献１、２等）。各帯域幅に含まれるリソースブロック（ＲＢ）の数は夫々６ＲＢ、１５ＲＢ、２５ＲＢ、５０ＲＢ、１００ＲＢであり、当該帯域幅が大きくなるほど通信速度が高速になる。ただし現行の他の通信方式（デジタルコードレス電話等）用に割当てられた周波数帯域等を共用することはできないため、利用可能な周波数帯域の範囲内において、適切な帯域幅を設定することになる。

3GPP TS 36.101 Ver. 9.0.0 "LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (U-UTRA); User Equipment (UE) radio transmission and reception" 3GPP TS 36.211 Ver. 9.0.0 "LTE; Evolved Universal Terrestrial Radio Access (U-UTRA); Physical channels and modulation"

公衆ＰＨＳの周波数帯域として１８８４．５ＭＨｚから１８９３．５ＭＨｚの、帯域幅が９ＭＨｚの領域（以下、９ＭＨｚ帯域、または第２周波数帯域という。）が割当てられている。例えば９ＭＨｚ帯域においてＴＤ−ＬＴＥ方式の通信方式を用いる場合、帯域幅の９ＭＨｚに収まるようにキャリアの帯域幅を５ＭＨｚ（以下、第１周波数帯域幅ともいう。）とし、１キャリアを配置することが考えられる。しかし、帯域幅を５ＭＨｚとすると、帯域幅が１０ＭＨｚの場合等と比較して通信速度が低速となってしまう。また帯域幅である９ＭＨｚの５ＭＨｚ分しか通信に利用しないため、通信資源の利用効率が悪くなってしまう。

一方、５ＭＨｚのキャリアを９ＨＭｚ帯域に連続して２つ配置すると、帯域幅の９ＭＨｚを超えてしまい、隣接する他のシステムの帯域（デジタルコードレス電話の帯域）にはみ出してしまう。より具体的には、５ＭＨｚ（実効帯域は４．５ＭＨｚ）のキャリアを２つ連続して配置した場合に占める実効帯域は９ＭＨｚであるものの、漏えい電力がデジタルコードレス電話の周波数帯域にはみ出してしまい、電波干渉が生じてしまう。

従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、ＴＤ−ＬＴＥ等の通信方式において、キャリアの帯域幅を確保して通信の高速化を図り、かつ当該通信方式に割当てられた周波数帯域内（例えば９ＭＨｚ帯域）にキャリアを収めて他のシステムとの電波干渉を防止することができる通信システム、通信方法、及び通信装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る通信システムは、
第１周波数帯域幅のキャリアを連続して配置すると予め規定された第２周波数帯域の帯域幅を超えるような該第２周波数帯域において、前記キャリアを複数配置して無線通信を行う、複数の通信装置を備える通信システムであって、
前記通信システムは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置されたキャリアの一方を使用する第１の通信装置と、他方のキャリアを使用する第２の通信装置とが、重複部分のうち各通信装置が優先的に用いる部分を周波数および時間により区分される無線リソース単位で区分し、
前記第１の通信装置および前記第２の通信装置は、前記重複部分において区分された前記無線リソースを優先的に用いて無線端末からの制御データのみを同一タイミングで受信することを特徴とする。

また、本発明に係る通信システムは、
第１タイミングで前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが無線端末からデータを受信し、第２タイミングで前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが無線端末にデータを送信し、
前記第２周波数帯域において各キャリアの一部を重複させて配置する際、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が使用する部分を定める規則を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとで予め異ならせ、
前記第１タイミングでは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置されたキャリアの一方を前記第１の通信装置が使用し、他方のキャリアを前記第２の通信装置が使用するよう、重複部分のうち各通信装置が優先的に用いる部分を区分して各通信装置が制御データのみを受信し、
前記第２タイミングでは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置された一方のキャリアを使用する前記第１の通信装置または前記第２の通信装置は、前記キャリアに含まれる重複部分を使用しないことを特徴とする。

また、本発明に係る通信システムは、
前記第１周波数帯域幅において無線信号を送受信する実効帯域は４．５ＭＨｚであり、前記第２周波数帯域の帯域幅は９ＭＨｚであり、前記重複部分の帯域幅は０．９ＭＨｚであることを特徴とする。

また、本発明に係る通信システムは、
前記重複部分は１０スロットであり、前記第１の通信装置は、前記重複部分のうち周波数が高い部分を優先的に用いる領域とし、前記第２の通信装置は、前記重複部分のうち周波数が低い部分を優先的に用いる領域とすることを特徴とする。

また、本発明に係る通信方法は、
第１周波数帯域幅のキャリアを連続して配置すると予め規定された第２周波数帯域の帯域幅を超えるような該第２周波数帯域において、前記キャリアを複数配置して無線通信を行う、複数の通信装置を備える通信方法であって、
前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置されたキャリアの一方を使用する第１の通信装置と、他方のキャリアを使用する第２の通信装置とが、前記重複部分のうち各通信装置が優先的に用いる部分を周波数および時間により区分される無線リソース単位で区分し、
前記第１の通信装置および前記第２の通信装置は、前記重複部分において区分された前記無線リソースを優先的に用いて無線端末からの制御データのみを同一タイミングで受信することを特徴とする。

また、本発明に係る通信方法は、
第１タイミングで前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが無線端末からデータを受信し、第２タイミングで前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが無線端末にデータを送信し、
前記第２周波数帯域において各キャリアの一部を重複させて配置する際、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が使用する部分を定める規則を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとで予め異ならせ、
前記第１タイミングでは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置されたキャリアの一方を前記第１の通信装置が使用し、他方のキャリアを前記第２の通信装置が使用するよう、重複部分のうち各通信装置が優先的に用いる部分を区分して各通信装置が制御データのみを受信し、
前記第２タイミングでは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置された一方のキャリアを使用する前記第１の通信装置または前記第２の通信装置は、前記キャリアに含まれる重複部分を使用しないことを特徴とする。

また、本発明に係る通信方法は、
前記第１周波数帯域幅において無線信号を送受信する実効帯域は４．５ＭＨｚであり、前記第２周波数帯域の帯域幅は９ＭＨｚであり、前記重複部分の帯域幅は０．９ＭＨｚであることを特徴とする。

また、本発明に係る通信方法は、
前記重複部分は１０スロットであり、前記第１の通信装置は、前記重複部分のうち周波数が高い部分を優先的に用いる領域とし、前記第２の通信装置は、前記重複部分のうち周波数が低い部分を優先的に用いる領域とすることを特徴とする。

また、本発明に係る通信装置は、
第１周波数帯域幅のキャリアを連続して配置すると予め規定された第２周波数帯域の帯域幅を超えるような該第２周波数帯域において、前記キャリアを複数配置して無線通信を行う、複数の通信装置を備える通信システムにおける第１の通信装置であって、
前記第２周波数帯域において各キャリアの一部が重複して配置され、前記一部が重複されて配置されたキャリアの一方を使用し、第２の通信装置が他方のキャリアを使用し、
重複部分のうち各通信装置が優先的に用いる部分を周波数および時間により区分される無線リソース単位で区分し、
前記第１の通信装置および前記第２の通信装置は、前記重複部分において区分された前記無線リソースを優先的に用いて無線端末からの制御データのみを同一タイミングで受信することを特徴とする。

また、本発明に係る通信装置は、
第１タイミングで前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが無線端末からデータを受信し、第２タイミングで前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが無線端末にデータを送信し、
前記第２周波数帯域において各キャリアの一部を重複させて配置する際、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が使用する部分を定める規則を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとで予め異ならせ、
前記第１タイミングでは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置されたキャリアの一方を前記第１の通信装置が使用し、他方のキャリアを前記第２の通信装置が使用するよう、重複部分のうち各通信装置が優先的に用いる部分を区分して各通信装置が制御データのみを受信し、
前記第２タイミングでは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置された一方のキャリアを使用する前記第１の通信装置または前記第２の通信装置は、前記キャリアに含まれる重複部分を使用しないことを特徴とする。

また、本発明に係る通信装置は、
前記第１周波数帯域幅において無線信号を送受信する実効帯域は４．５ＭＨｚであり、前記第２周波数帯域の帯域幅は９ＭＨｚであり、前記重複部分の帯域幅は０．９ＭＨｚであることを特徴とする。

また、本発明に係る通信装置は、
前記重複部分は１０スロットであり、前記重複部分のうち優先的に用いる部分を周波数が高い領域又は周波数が低い領域とすることを特徴とする。

本発明における通信システム、通信方法、及び通信装置によれば、ＴＤ−ＬＴＥ等の通信方式において、キャリアの帯域幅を確保して通信の高速化を図り、かつ当該通信方式に割当てられた周波数帯域内（例えば９ＭＨｚ帯域）にキャリアを収めて他のシステムとの電波干渉を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る通信システムの概略図である。 本発明の一実施形態に係る基地局のブロック図である。 本発明の一実施形態に係る移動局のブロック図である。 本発明の一実施形態に係るキャリアの配置概要図である。 本発明の一実施形態に係るダウンリンクにおけるキャリアの配置図である。 本発明の一実施形態に係るアップリンクにおけるキャリアの配置図である。 本発明の一実施形態に係る通信システムの動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態）
図１は本発明の一実施形態に係る通信システム１の概略図である。本発明の一実施形態に係る通信システム１は複数の通信装置を備える。例えば図１に示すように通信システム１は、通信装置１０ａ（基地局１０ａ）及び通信装置１０ｂ（基地局１０ｂ）を備え、各々に通信装置１１ａ（移動局１１ａ）及び通信装置１１ｂ（移動局１１ｂ）が接続される。図１においては、基地局及び移動局を夫々２つずつ備える例を示すがこれに限られず、基地局及び移動局は夫々２以上であってもよい。

通信システム１は、ＴＤ−ＬＴＥ、ＬＴＥ等の通信方式が採用されているシステムである。以下、本実施形態では通信システム１は、ＴＤ−ＬＴＥの通信方式が採用されているものとして説明する。また通信システム１は、９ＭＨｚ帯域（第２周波数帯域）において５ＭＨｚ（実効帯域は４．５ＭＨｚ）の帯域幅（第１周波数帯域幅）のキャリアを２つ配置して無線通信を行う。以下、第２周波数帯域に配置する２つのキャリアをキャリアＡ、キャリアＢという。例えば基地局１０ａ及び通信装置１１ａは、キャリアＡを用いて通信し、基地局１０ｂ及び通信装置１１ｂは、キャリアＢを用いて通信する。

図２（ａ）（ｂ）は、各々本発明の一実施形態に係る基地局１０ａ及び基地局１０ｂのブロック図である。図２（ａ）に示すように基地局１０ａは、基地局通信部１０１ａと、基地局ベースバンド部１０２ａと、基地局制御部１０３ａとを備える。基地局通信部１０１ａ及び基地局ベースバンド部１０２ａは、基地局制御部１０３ａに接続されている。

基地局通信部１０１ａは、アンテナを介して移動局１１ａと無線信号（データ）を送受信する。基地局通信部１０１ａは、受信した無線信号（受信信号）に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行い、処理後の信号を基地局ベースバンド部１０２ａに送る。また、基地局通信部１０１ａは、基地局ベースバンド部１０２ａから受けたベースバンド信号に対しアップコンバード及び増幅等を行い、無線信号（送信信号）を生成する。そして基地局通信部１０１ａは、アンテナを介して当該無線信号を移動局１１ａに送信する。

基地局ベースバンド部１０２ａは、基地局通信部１０１ａから受けた信号に対してＡＤ変換及び高速フーリエ変換等を行うことにより受信信号を復調し、ベースバンド信号を取り出す。そして基地局ベースバンド部１０２ａは、ベースバンド信号を基地局制御部１０３ａに送る。また、基地局ベースバンド部１０２ａは、基地局制御部１０３ａにより生成されたベースバンド信号に対して逆高速フーリエ変換及びＤＡ変換等を行うことにより、ベースバンド信号を変調する。そして変調されたベースバンド信号を基地局通信部１０１ａに送る。

基地局制御部１０３ａは、基地局１０ａの各機能ブロックをはじめとして基地局１０ａの全体を制御及び管理する。基地局制御部１０３ａは、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理毎に特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。

基地局制御部１０３ａは、基地局１０ａと移動局１１ａとの無線通信を実現するために、第１周波数帯域幅のキャリアＡを用いる。具体的には、基地局制御部１０３ａは、キャリアＡの一部である使用ダウンリンク無線リソース、使用アップリンク無線リソースを移動局１１ａ（及び基地局１０ａに接続する他の移動局）に割当てる。使用ダウンリンク無線リソースとは、基地局が移動局との下り通信（ダウンリンク）で使用する無線リソースである。使用アップリンク無線リソースとは、移動局が基地局との上り通信（アップリンク）で使用する無線リソースである。そして基地局制御部１０３ａは、割当てた使用ダウンリンク無線リソース及び使用アップリンク無線リソースを用いて、移動局１１ａと通信する。また基地局制御部１０３ａは、割当てた使用ダウンリンク無線リソース及び使用アップリンク無線リソースの情報を、基地局通信部１０１ａを介して移動局１１ａ（及び基地局１０ａに接続する他の移動局）に送信する。

図２（ｂ）に示すように基地局１０ｂは、基地局１０ａと同一構成である。基地局通信部１０１ｂ及び基地局ベースバンド部１０２ｂは、それぞれ基地局通信部１０１ａ及び基地局ベースバンド部１０２ａと同一の動作をする。

基地局１０ｂの基地局制御部１０３ｂは、基地局１０ｂと移動局１１ｂとの無線通信を実現するために、第１周波数帯域幅のキャリアＢを用いる。具体的には、基地局制御部１０３ｂは、キャリアＢの一部である使用ダウンリンク無線リソース、使用アップリンク無線リソースを移動局１１ｂ（及び基地局１０ｂに接続する他の移動局）に割当てる。そして基地局制御部１０３ｂは、割当てた使用ダウンリンク無線リソース及び使用アップリンク無線リソースを用いて、移動局１１ｂと通信する。また基地局制御部１０３ｂは、割当てた使用ダウンリンク無線リソース及び使用アップリンク無線リソースの情報を、基地局通信部１０１ｂを介して移動局１１ｂ（及び基地局１０ｂに接続する他の移動局）に送信する。

図３（ａ）（ｂ）は、各々本発明の一実施形態に係る移動局１１ａ及び移動局１１ｂのブロック図を示す。図３（ａ）に示すように移動局１１ａは、移動局通信部１１１ａと、移動局ベースバンド部１１２ａと、移動局制御部１１３ａとを備える。移動局通信部１１１ａ及び移動局ベースバンド部１１２ａは、移動局制御部１１３ａに接続されている。

移動局通信部１１１ａは、アンテナを介して基地局１０ａと無線信号（データ）を送受信する。移動局通信部１１１ａは、受信した無線信号（受信信号）に対して低雑音での増幅及びダウンコンバート等を行い、処理後の信号を移動局ベースバンド部１１２ａに送る。また、移動局通信部１１１ａは、移動局ベースバンド部１１２ａから受けたベースバンド信号に対しアップコンバード及び増幅等を行い、無線信号（送信信号）を生成する。そして移動局通信部１１１ａは、アンテナを介して当該無線信号を基地局１０ａに送信する。

移動局ベースバンド部１１２ａは、移動局通信部１１１ａから受けた信号に対してＡＤ変換及び高速フーリエ変換等を行うことにより受信信号を復調し、ベースバンド信号を取り出す。そして移動局ベースバンド部１１２ａは、ベースバンド信号を移動局制御部１１３ａに送る。また、移動局ベースバンド部１１２ａは、移動局制御部１１３ａにより生成されたベースバンド信号に対して逆高速フーリエ変換及びＤＡ変換等を行うことにより、ベースバンド信号を変調する。そして変調されたベースバンド信号を移動局通信部１１１ａに送る。

移動局制御部１１３ａは、移動局１１ａの各機能ブロックをはじめとして移動局１１ａの全体を制御及び管理する。移動局制御部１１３ａは、ＣＰＵ（中央処理装置）等の任意の好適なプロセッサ上で実行されるソフトウェアとして構成したり、処理毎に特化した専用のプロセッサ（例えばＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ））によって構成したりすることもできる。

移動局制御部１１３ａは、基地局１０ａから受信した、キャリアＡの中の使用ダウンリンク無線リソース及び使用アップリンク無線リソースの割り当て情報に基づき、使用する無線リソースを決定する。そして移動局制御部１１３ａは、当該決定した無線リソースを用いて、移動局通信部１１１ａ及び移動局ベースバンド部１１２ａにより、基地局１０ａと無線通信を行う。

図３（ｂ）に示すように移動局１１ｂは、移動局１１ａと同一構成である。移動局通信部１１１ｂ及び移動局ベースバンド部１１２ｂは、それぞれ移動局通信部１１１ａ及び移動局ベースバンド部１１２ａと同一の動作をする。

移動局１１ｂの移動局制御部１１３ｂは、基地局１０ｂから受信した、キャリアＢの中の使用ダウンリンク無線リソース及び使用アップリンク無線リソースの情報に基づき、使用する無線リソースを決定する。そして移動局制御部１１３ｂは、当該決定した無線リソースを用いて、移動局通信部１１１ｂ及び移動局ベースバンド部１１２ｂにより、基地局１０ｂと無線通信を行う。

ここで、第１周波数帯域幅（５ＭＨｚ）のキャリアＡ及びキャリアＢを連続して第２周波数帯域（９ＭＨｚ帯域）に配置すると、合計で１０ＭＨｚとなり９ＭＨｚを超過する。そこで本発明の一実施形態に係る通信システム１は、９ＭＨｚ帯域において、キャリアＡ及びキャリアＢの一部の帯域を重複（オーバーラップ）させて配置する。図４にキャリアＡ及びキャリアＢの一部を重複させて配置した概要図を示す。図４に示すように、９ＭＨｚ帯域の周辺の帯域として、１．７Ｇ携帯電話帯域、ガードバンド帯域、公衆ＰＨＳ帯域（９ＭＨｚ帯域）、デジタルコードレス電話帯域、公衆ＰＨＳ帯域、ガードバンド帯域、２Ｇ携帯電話帯域がそれぞれ１８７９．９ＭＨｚ未満、１８７９．９ＭＨｚ〜１８８４．５ＭＨｚ、１８８４．５ＭＨｚ〜１８９３．５ＭＨｚ、１８９３．５ＭＨｚ〜１９０６．１ＭＨｚ、１９０６．１〜１９１５．７ＭＨｚ、１９１５．７ＭＨｚ〜１９２０ＭＨｚ、１９２０ＭＨｚ以上の領域に割当てられている。そして図４に示すように、本通信システム１では、キャリアＡ及びキャリアＢを一部重複させて、９ＭＨｚ帯域に配置する。具体的には、キャリアの中心周波数は、ＬＴＥの規格に基づくと０．１ＭＨｚ単位で割当てるため（非特許文献１）、キャリアＡの周波数帯域の大部分を、１８８４．５ＭＨｚ〜１８８９．５ＭＨｚの間に配置し、キャリアＢの周波数帯域の大部分を、１８８８．５〜１８９３．５ＭＨｚの間に配置する。そして、キャリアＡとキャリアＢとは、例えば、１８８８．５ＭＨｚ〜１８８９．５ＭＨｚの間の１ＭＨｚの部分において重複させる。以下、当該重複する部分を重複部分（又はオーバーラップ帯域）という。

図５に、ダウンリンクにおける、各キャリアの無線リソースの使用領域を表す概要図を示す。概略としてキャリアＡを使用する基地局１０ａ及び移動局１１ａは、キャリアＡに含まれる当該重複部分を使用しない。具体的には図５（ａ）に示すように基地局１０ａの基地局制御部１０３ａは、キャリアＡ全体の５ＭＨｚ、すなわち、実際に無線信号を送受信する周波数帯域である実効帯域４．５ＭＨｚに相当する２５ＲＢの領域５０１ａのうち、３．６ＭＨｚ（２０ＲＢ）の領域５０２ａを基地局１０ａと接続する移動局（例えば移動局１１ａ）との通信用に割当てる。そして残りの０．９ＭＨｚ（５ＲＢ）の領域５０３ａ、すなわち重複部分（オーバーラップ帯域）を、基地局１０ａに接続する移動局との通信用に割当てない。なおダウンリンクにおける帯域幅（Ｄｏｗｎｌｉｎｋ Ｂａｎｄｗｉｄｔｈ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ）は、ＬＴＥの規格上、変更してもよく（非特許文献２）、重複部分を使用しなくてもＬＴＥの規格にて定められた規定を満足する。

一方でキャリアＢを使用する基地局１０ｂは、キャリアＢに含まれる当該重複部分を使用する。具体的には図５（ｂ）に示すように、基地局１０ｂの基地局制御部１０３ｂは、キャリアＢ全体の５ＭＨｚ、すなわち実効帯域４．５ＭＨｚに相当する２５ＲＢの領域５０１ｂを基地局１０ｂに接続する移動局との通信用に割当てる。なお図５（ｃ）に示すように、領域５０１ｂのうち領域５０２ｂ（０．９ＭＨｚ、５ＲＢ）は領域５０３ａと重複して第２周波数帯域に配置され、領域５０３ｂ（３．６ＭＨｚ、２０ＲＢ）はキャリアＡと重複しないように配置される。

このようにダウンリンクにおいては、オーバーラップ帯域が重複されて配置された一方のキャリアＡを使用する基地局１０ａは、キャリアＡに含まれる重複部分（オーバーラップ帯域）を使用せず、他方のキャリアＢを使用する基地局１０ｂは、キャリアＢに含まれる重複部分を使用するため、重複部分における干渉を防止することができる。このようにすることで、ダウンリンクにおいて、キャリアの帯域幅を確保して通信の高速化を図り、かつ当該通信方式に割当てられた９ＭＨｚ帯域にキャリアを収めて他のシステムとの電波干渉を防止する。

図６に、アップリンクにおける、各キャリアの無線リソースの使用領域を表す概要図を示す。概略としてキャリアＡを使用する基地局１０ａ及び移動局１１ａと、キャリアＢを使用する基地局１０ｂ及び移動局１１ｂとが、重複部分（オーバーラップ帯域）のうち各基地局が用いる部分を区分する。そして基地局１０ａ及び移動局１１ａと、基地局１０ｂ及び移動局１１ｂとは、各々区分した領域の無線リソースを用いて無線通信を行う。

基地局１０ａの基地局制御部１０３ａは、キャリアＡのうち、領域６０１ａの１５ＲＢをＰＵＳＣＨ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｓｈａｒｅｄ Ｃｈａｎｎｅｌ（上りリンク共有チャネル））用に割当てる。また基地局制御部１０３ａは、領域６０２ａ及び領域６０３ａの各５ＲＢの一部をＰＵＣＣＨ用（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｕｐｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈａｎｎｅｌ（上り制御チャネル））、すなわち制御データを通信するチャネル用に割当てる。当該ＰＵＳＣＨとＰＵＣＣＨの割り当ては、ＴＤ−ＬＴＥの規定に基づく（非特許文献２）。ここで基地局制御部１０３ａは、領域６０２ａのうち、周波数が1〜２番目に低い２ＲＢとそれに続く３番目に周波数が低いＲＢの後半スロット（図６（ａ）における領域６１２ａ）をＰＵＣＣＨ用に割当てる。なお後半スロットとは、１ＲＢ（２スロット）のうち、後半の０．５ｍｓの時間領域のスロットである。また基地局制御部１０３ａは、領域６０３ａのうち３番目に周波数が低いＲＢの前半スロットと周波数が４〜５番目に低い２ＲＢ（図６（ａ）における領域６１３ａ）をＰＵＣＣＨ用に割当てる。なお前半スロットとは、１ＲＢ（２スロット）のうち、前半の０．５ｍｓの時間領域のスロットである。

また基地局１０ｂの基地局制御部１０３ｂは、キャリアＢのうち、領域６０１ｂの１５ＲＢをＰＵＳＣＨ用に割当てる。また基地局制御部１０３ｂは、領域６０２ｂ及び領域６０３ｂの各５ＲＢの一部をＰＵＣＣＨ用に割当てる。ここで基地局制御部１０３ｂは、領域６０２ｂのうち、周波数が1〜２番目に低い２ＲＢとそれに続く３番目に周波数が低いＲＢの後半スロット（図６（ｂ）における領域６１２ｂ）をＰＵＣＣＨ用に割当てる。また基地局制御部１０３ｂは、領域６０３ｂのうち３番目に周波数が低いＲＢの前半スロットと周波数が４〜５番目に低い２ＲＢ（図６（ｂ）における領域６１３ｂ）をＰＵＣＣＨ用に割当てる。

このように基地局１０ａ及び基地局１０ｂが各キャリアのうち用いる無線リソースを区分することで、図６（ｃ）に示すように、重複部分である５ＲＢ（１０スロット）のうち、周波数が１、２番目に低いＲＢと、周波数が３番目に低いＲＢの後半（計５スロット）を基地局１０ｂが用い、残り（周波数が３番目に低いＲＢの前半と、周波数が４、５番目に低いＲＢ）（計５スロット）を基地局１０ａが用いる。このようにしてアップリンクにおいて、キャリアの帯域幅を確保して通信の高速化を図り、かつ当該通信方式に割当てられた９ＭＨｚ帯域に収めて他のシステムとの電波干渉を防止する。

なお上記においてはキャリアＡを使用する基地局１０ａ及び移動局１１ａと、キャリアＢを使用する基地局１０ｂ及び移動局１１ｂとが、重複部分のうち各基地局が用いる部分を厳格に区分したがこれに限られず、重複部分のうち各基地局が優先的に用いる部分として区分してもよい。つまり基地局１０ｂ及び移動局１１ｂとは、それぞれキャリアＡ及びキャリアＢのうち、当該優先的に用いる部分を使用し、又は、当該部分以外の無線リソースを使用してもよい。この場合、基地局１０ｂ及び移動局１１ｂとが使用する無線リソースが重複することが生じ得る。しかしアップリンクの通信においては直交空間多重性があるため、基地局１０ａ又は基地局１０ｂが、いずれのキャリアに属する信号であるかを一定範囲で判別可能である。そのためキャリアＡとキャリアＢとで同一周波数及び同一時間領域の無線リソースを使用しても、一定範囲であれば電波干渉は生じない。

次に、本発明の一実施形態に係る通信システム１について、図７に示すフローチャートによりその動作を説明する。

図７（ａ）は、本発明の一実施形態に係る通信システム１の基地局１０ａ及び移動局１１ａの動作を示す。

はじめに基地局制御部１０３ａは、キャリアＡの一部である使用ダウンリンク無線リソース及び使用アップリンク無線リソースを、移動局１１ａ（及び基地局１０ａに接続する他の移動局）に割当てる（ステップＳ１０１ａ）。

このとき基地局制御部１０３ａは、ダウンリンクにおいては、キャリアＡ全体の５ＭＨｚ（実効帯域４．５ＭＨｚ）のうち、３．６ＭＨｚ、すなわち２０ＲＢの領域５０２ａを基地局１０ａと接続する移動局との通信用に割当てる。そしてキャリアＢと重複する０．９ＭＨｚ部分（５ＲＢ）を、基地局１０ａに接続する移動局との通信用に割当てない。

また基地局制御部１０３ａは、アップリンクにおいては、キャリアＡのうち、領域６０１ａの１５ＲＢをＰＵＳＣＨ用に割当てる。また基地局制御部１０３ａは、領域６０２ａのうち、領域６１２ａをＰＵＣＣＨ用に割当てる。さらに基地局制御部１０３ａは、領域６０３ａのうち領域６１３ａをＰＵＣＣＨ用に割当てる。

次に基地局制御部１０３ａは、割当てた使用ダウンリンク無線リソース及び使用アップリンク無線リソースの割当て情報を、基地局通信部１０１ａを介して移動局１１ａ（及び基地局１０ａに接続する他の移動局）に送信する（ステップＳ１０２ａ）。移動局１１ａは、当該情報を受信する（ステップＳ１０３ａ）。

続いて基地局制御部１０３ａは、基地局通信部１０１ａ及び基地局ベースバンド部１０２ａにより移動局１１ａと通信する（ステップＳ１０４ａ）。

図７（ｂ）は基地局１０ｂ及び移動局１１ｂの動作を示す。はじめに基地局制御部１０３ａは、キャリアＢの一部である使用ダウンリンク無線リソース及び使用アップリンク無線リソースを、移動局１１ｂ（及び基地局１０ｂに接続する他の移動局）に割当てる（ステップＳ１０１ｂ）。

このとき基地局制御部１０３ｂは、ダウンリンクにおいては、キャリアＢ全体の５ＭＨｚ（実効帯域４．５ＭＨｚ）のうち、キャリアＡと重複する部分を含む全てを基地局１０ｂと接続する移動局との通信用に割当てる。

また基地局制御部１０３ｂは、アップリンクにおいては、キャリアＢのうち、領域６０１ｂの１５ＲＢをＰＵＳＣＨ用に割当てる。また基地局制御部１０３ｂは、領域６０２ｂのうち、領域６１２ｂをＰＵＣＣＨ用に割当てる。さらに基地局制御部１０３ｂは、領域６０３ａのうち領域６１３ｂをＰＵＣＣＨ用に割当てる。

次に基地局制御部１０３ｂは、割当てた使用ダウンリンク無線リソース及び使用アップリンク無線リソースの割当て情報を、基地局通信部１０１ｂを介して移動局１１ｂ（及び基地局１０ｂに接続する他の移動局）に送信する（ステップＳ１０２ｂ）。移動局１１ｂは、当該情報を受信する（ステップＳ１０３ｂ）。

続いて基地局制御部１０３ｂは、基地局通信部１０１ｂ及び基地局ベースバンド部１０２ｂにより移動局１１ｂと通信する（ステップＳ１０４ｂ）。

このように本発明の一実施形態に係る通信システム１によれば、ＴＤ−ＬＴＥ等の通信方式において、ダウンリンクに関しては複数キャリアを重複させて配置した重複部分を一方の通信装置（基地局１０ａ及び移動局１１ａ）が使用せず、他方の通信装置（基地局１０ｂ及び移動局１１ｂ）が使用することにより、キャリアの帯域幅を確保して通信の高速化を図り、かつ当該通信方式に割当てられた周波数帯域内にキャリアを収めて他のシステムとの電波干渉を防止することができる。またアップリンクに関しては、複数キャリアを重複させて配置した重複部分を、（優先的に）区分して各通信装置（基地局１０ａ及び移動局１１ａと、基地局１０ｂ及び移動局１１ｂ）が使用することにより、キャリアの帯域幅を確保して通信の高速化を図り、かつ当該通信方式に割当てられた周波数帯域内にキャリアを収めて他のシステムとの電波干渉を防止することができる。

なお、本実施の形態においては、通信システム１が９ＭＨｚ帯域の第２周波数帯域を用いるものとしたがこれに限られず、第２周波数帯域は、９ＭＨｚ未満又は９ＭＨｚを超過する帯域であってもよい。この場合、第２周波数帯域の帯域幅に応じて、第１周波数帯域の帯域幅及び複数キャリアの重複部分の帯域幅を適宜変更する。

なお本実施の形態においては、図５に示すように、基地局１０ａ及び移動局１１ａがキャリアＡのうち重複部分を使用せず、基地局１０ｂ及び移動局１１ｂがキャリアＢのうち重複部分を使用するとしたがこれに限られず、基地局１０ａ及び移動局１１ａがキャリアＡのうち重複部分を使用し、基地局１０ｂ及び移動局１１ｂがキャリアＢのうち重複部分を使用しないようにしてもよい。

なお本実施の形態においては、図６に示すように、キャリアＡについては、図６の領域６０２ａ、領域６０３ａ（６０２ｂ）のうち、領域６１２ａ、６１３ａを、キャリアＢについては領域６０２ｂ（６０３ａ）、６０３ｂのうち、領域６１２ｂ、６１３ｂをＰＵＣＣＨ用に割当てるようにしたがこれに限られず、キャリアＡ及びキャリアＢとの使用する無線リソースが重複しないように区分すればよい。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を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。

１ 通信システム
１０ａ、１０ｂ 基地局（通信装置）
１１ａ、１１ｂ 移動局（通信装置）
１０１ａ、１０１ｂ 基地局通信部
１０２ａ、１０２ｂ 基地局ベースバンド部
１０３ａ、１０３ｂ 基地局制御部
１１１ａ、１１１ｂ 移動局通信部
１１２ａ、１１２ｂ 移動局ベースバンド部
１１３ａ、１１３ｂ 移動局制御部
５０１ａ、５０２ａ、５０３ａ 領域
５０１ｂ、５０２ｂ、５０３ｂ 領域
６０１ａ、６０２ａ、６０３ａ、６１２ａ、６１３ａ 領域
６０１ｂ、６０２ｂ、６０３ｂ、６１２ｂ、６１３ｂ 領域

Claims (12)

1. 第１周波数帯域幅のキャリアを連続して配置すると予め規定された第２周波数帯域の帯域幅を超えるような該第２周波数帯域において、前記キャリアを複数配置して無線通信を行う、複数の通信装置を備える通信システムであって、
   前記通信システムは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置されたキャリアの一方を使用する第１の通信装置と、他方のキャリアを使用する第２の通信装置とが、重複部分のうち各通信装置が優先的に用いる部分を周波数および時間により区分される無線リソース単位で区分し、
   前記第１の通信装置および前記第２の通信装置は、前記重複部分において区分された前記無線リソースを優先的に用いて無線端末からの制御データのみを同一タイミングで受信することを特徴とする通信システム。
2. 前記通信システムは、
   第１タイミングで前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが無線端末からデータを受信し、第２タイミングで前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが無線端末にデータを送信し、
   前記第２周波数帯域において各キャリアの一部を重複させて配置する際、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が使用する部分を定める規則を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとで予め異ならせ、
   前記第１タイミングでは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置されたキャリアの一方を前記第１の通信装置が使用し、他方のキャリアを前記第２の通信装置が使用するよう、重複部分のうち各通信装置が優先的に用いる部分を区分して各通信装置が制御データのみを受信し、
   前記第２タイミングでは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置された一方のキャリアを使用する前記第１の通信装置または前記第２の通信装置は、前記キャリアに含まれる重複部分を使用しないことを特徴とする、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記第１周波数帯域幅において無線信号を送受信する実効帯域は４．５ＭＨｚであり、前記第２周波数帯域の帯域幅は９ＭＨｚであり、前記重複部分の帯域幅は０．９ＭＨｚであることを特徴とする、請求項１または２に記載の通信システム。
4. 前記重複部分は１０スロットであり、前記第１の通信装置は、前記重複部分のうち周波数が高い部分を優先的に用いる領域とし、前記第２の通信装置は、前記重複部分のうち周波数が低い部分を優先的に用いる領域とすることを特徴とする、請求項３に記載の通信システム。
5. 第１周波数帯域幅のキャリアを連続して配置すると予め規定された第２周波数帯域の帯域幅を超えるような該第２周波数帯域において、前記キャリアを複数配置して無線通信を行う、複数の通信装置を備える通信方法であって、
   前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置されたキャリアの一方を使用する第１の通信装置と、他方のキャリアを使用する第２の通信装置とが、重複部分のうち各通信装置が優先的に用いる部分を周波数および時間により区分される無線リソース単位で区分し、
   前記第１の通信装置および前記第２の通信装置は、前記重複部分において区分された前記無線リソースを優先的に用いて無線端末からの制御データのみを同一タイミングで受信することを特徴とする通信方法。
6. 第１タイミングで前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが無線端末からデータを受信し、第２タイミングで前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが無線端末にデータを送信し、
   前記第２周波数帯域において各キャリアの一部を重複させて配置する際、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が使用する部分を定める規則を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとで予め異ならせ、
   前記第１タイミングでは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置されたキャリアの一方を前記第１の通信装置が使用し、他方のキャリアを前記第２の通信装置が使用するよう、重複部分のうち各通信装置が優先的に用いる部分を区分して各通信装置が制御データのみを受信し、
   前記第２タイミングでは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置された一方のキャリアを使用する前記第１の通信装置または前記第２の通信装置は、前記キャリアに含まれる重複部分を使用しないことを特徴とする、請求項５に記載の通信方法。
7. 前記第１周波数帯域幅において無線信号を送受信する実効帯域は４．５ＭＨｚであり、前記第２周波数帯域の帯域幅は９ＭＨｚであり、前記重複部分の帯域幅は０．９ＭＨｚであることを特徴とする、請求項５または６に記載の通信方法。
8. 前記重複部分は１０スロットであり、前記第１の通信装置は、前記重複部分のうち周波数が高い部分を優先的に用いる領域とし、前記第２の通信装置は、前記重複部分のうち周波数が低い部分を優先的に用いる領域とすることを特徴とする、請求項７に記載の通信方法。
9. 第１周波数帯域幅のキャリアを連続して配置すると予め規定された第２周波数帯域の帯域幅を超えるような該第２周波数帯域において、前記キャリアを複数配置して無線通信を行う、複数の通信装置を備える通信システムにおける第１の通信装置であって、
   前記第２周波数帯域において各キャリアの一部が重複して配置され、前記一部が重複されて配置されたキャリアの一方を使用し、第２の通信装置が他方のキャリアを使用し、
   重複部分のうち各通信装置が優先的に用いる部分を周波数および時間により区分される無線リソース単位で区分し、
   前記第１の通信装置および前記第２の通信装置は、前記重複部分において区分された前記無線リソースを優先的に用いて無線端末からの制御データのみを同一タイミングで受信することを特徴とする通信装置。
10. 第１タイミングで前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが無線端末からデータを受信し、第２タイミングで前記第１の通信装置と前記第２の通信装置とが無線端末にデータを送信し、
    前記第２周波数帯域において各キャリアの一部を重複させて配置する際、前記第１の通信装置および前記第２の通信装置が使用する部分を定める規則を、前記第１タイミングと前記第２タイミングとで予め異ならせ、
    前記第１タイミングでは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置されたキャリアの一方を前記第１の通信装置が使用し、他方のキャリアを前記第２の通信装置が使用するよう、重複部分のうち各通信装置が優先的に用いる部分を区分して各通信装置が制御データのみを受信し、
    前記第２タイミングでは、前記第２周波数帯域において、各キャリアの一部を重複させて配置し、前記一部が重複されて配置された一方のキャリアを使用する前記第１の通信装置または前記第２の通信装置は、前記キャリアに含まれる重複部分を使用しないことを特徴とする、請求項９に記載の通信装置。
11. 前記第１周波数帯域幅において無線信号を送受信する実効帯域は４．５ＭＨｚであり、前記第２周波数帯域の帯域幅は９ＭＨｚであり、前記重複部分の帯域幅は０．９ＭＨｚであることを特徴とする、請求項９または１０に記載の通信装置。
12. 前記重複部分は１０スロットであり、前記重複部分のうち優先的に用いる部分を周波数が高い領域又は周波数が低い領域とすることを特徴とする、請求項１１に記載の通信装置。

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