特許 6671689 回線割当装置および回線割当方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6671689

(24)【登録日】2020年3月6日

(45)【発行日】2020年3月25日

(54)【発明の名称】回線割当装置および回線割当方法

(51)【国際特許分類】

   H04L 27/26 20060101AFI20200316BHJP

   H04W 72/04 20090101ALI20200316BHJP

   H04W 72/06 20090101ALI20200316BHJP

【ＦＩ】

   H04L27/26 200

   H04W72/04 132

   H04W72/06

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-18881(P2017-18881)

(22)【出願日】2017年2月3日

(65)【公開番号】特開2018-125806(P2018-125806A)

(43)【公開日】2018年8月9日

【審査請求日】2018年12月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004226

【氏名又は名称】日本電信電話株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】501241645

【氏名又は名称】学校法人 工学院大学

(74)【代理人】

【識別番号】100072718

【弁理士】

【氏名又は名称】古谷 史旺

(74)【代理人】

【識別番号】100151002

【弁理士】

【氏名又は名称】大橋 剛之

(74)【代理人】

【識別番号】100201673

【弁理士】

【氏名又は名称】河田 良夫

(72)【発明者】

【氏名】中平 勝也

(72)【発明者】

【氏名】杉山 隆利

【審査官】 太田 龍一

(56)【参考文献】

【文献】 特許第５４８３４７２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 中平勝也、阿部順一、増野淳、杉山隆利，衛星通信システム容量増大のための適応スペクトラム制御回線割当法の提案，2012年電子情報通信学会総合大会，２０１２年 ３月２８日，Ｂ−３−１

【文献】 中平勝也、阿部順一、増野淳、小林聖，衛星リソースを高効率利用するスペクトラム圧縮アルゴリズムの提案，電子情報通信学会技術研究報告 ＳＡＴ ２０１１−３４，２０１１年 ８月，pp.99-104

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｌ ２７／２６

Ｈ０４Ｗ ７２／０４

Ｈ０４Ｗ ７２／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の端末局の間で、周波数領域で分割した信号（サブスペクトラム）を、分散した空き帯域を用いて伝送する帯域分割伝送を行うために、当該端末局に対する通信回線の割り当てを行う回線割当装置において、
前記端末局が送信する変調信号の半値帯域幅に対応して一定帯域幅の変調スロット単位で表される初期変調スロット数を算出し、さらに該初期変調スロット数を複数の帯域圧縮率に応じて圧縮した圧縮変調スロット数を算出する圧縮変調スロット数算出手段と、
複数の前記帯域圧縮率のそれぞれについて、前記圧縮変調スロット数を分割したサブスペクトラムの組合せである圧縮分割パターンを複数種類ずつ算出する圧縮分割パターン生成手段と、
複数の前記帯域圧縮率のそれぞれについて複数種類ずつ得られた全ての前記圧縮分割パターンから、前記空き帯域に配置可能な圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が前記端末局の最大送信電力を超えない圧縮分割パターンを１つ選択する圧縮分割パターン選択手段と、
前記圧縮分割パターン選択手段が選択した圧縮分割パターンと前記空き帯域の分布に基づいて、前記端末局に通信回線の割り当てを行う回線割当手段と
を備えたことを特徴とする回線割当装置。

【請求項2】

複数の端末局の間で、周波数領域で分割した信号（サブスペクトラム）を、分散した空き帯域を用いて伝送する帯域分割伝送を行うために、当該端末局に対する通信回線の割り当てを行う回線割当装置において、
前記端末局が送信する変調信号の半値帯域幅に対応して一定帯域幅の変調スロット単位で表される初期変調スロット数を算出し、さらに該初期変調スロット数を複数の帯域圧縮率に応じて圧縮した圧縮変調スロット数を算出する圧縮変調スロット数算出手段と、
複数の前記帯域圧縮率のそれぞれについて、前記圧縮変調スロット数を分割したサブスペクトラムの組合せである圧縮分割パターンを複数種類ずつ算出する圧縮分割パターン生成手段と、
複数の前記帯域圧縮率のそれぞれについて複数種類ずつ得られた全ての前記圧縮分割パターンから、前記空き帯域に配置可能な圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が最小となる圧縮分割パターンを１つ選択する圧縮分割パターン選択手段と、
前記圧縮分割パターン選択手段が選択した圧縮分割パターンと前記空き帯域の分布に基づいて、前記端末局に通信回線の割り当てを行う回線割当手段と
を備えたことを特徴とする回線割当装置。

【請求項3】

複数の端末局の間で、周波数領域で分割した信号（サブスペクトラム）を、分散した空き帯域を用いて伝送する帯域分割伝送を行うために、当該端末局に対する通信回線の割り当てを行う回線割当装置において、
前記端末局が送信する変調信号の半値帯域幅に対応して一定帯域幅の変調スロット単位で表される初期変調スロット数を算出し、さらに該初期変調スロット数を複数の帯域圧縮率に応じて圧縮した圧縮変調スロット数を算出する圧縮変調スロット数算出手段と、
複数の前記帯域圧縮率のそれぞれについて、前記圧縮変調スロット数を分割したサブスペクトラムの組合せである圧縮分割パターンを複数種類ずつ算出する圧縮分割パターン生成手段と、
複数の前記帯域圧縮率のそれぞれについて複数種類ずつ得られた全ての前記圧縮分割パターンから、前記空き帯域に配置可能な圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が前記端末局の最大送信電力を超えない圧縮分割パターンの中から分割数が最小となる圧縮分割パターンを１つ選択する、あるいは分割数が最小となる圧縮分割パターンの中からピーク電力が前記端末局の最大送信電力を超えない圧縮分割パターンを１つ選択する圧縮分割パターン選択手段と、
前記圧縮分割パターン選択手段が選択した圧縮分割パターンと前記空き帯域の分布に基づいて、前記端末局に通信回線の割り当てを行う回線割当手段と
を備えたことを特徴とする回線割当装置。

【請求項4】

複数の端末局の間で、周波数領域で分割した信号（サブスペクトラム）を、分散した空き帯域を用いて伝送する帯域分割伝送を行うために、当該端末局に対する通信回線の割り当てを行う回線割当方法において、
前記端末局が送信する変調信号の半値帯域幅に対応して一定帯域幅の変調スロット単位で表される初期変調スロット数を算出し、さらに該初期変調スロット数を複数の帯域圧縮率に応じて圧縮した圧縮変調スロット数を算出する圧縮変調スロット数算出ステップと、
複数の前記帯域圧縮率のそれぞれについて、前記圧縮変調スロット数を分割したサブスペクトラムの組合せである圧縮分割パターンを複数種類ずつ算出する圧縮分割パターン生成ステップと、
複数の前記帯域圧縮率のそれぞれについて複数種類ずつ得られた全ての前記圧縮分割パターンから、前記空き帯域に配置可能な圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が前記端末局の最大送信電力を超えない圧縮分割パターンを１つ選択する圧縮分割パターン選択ステップと、
前記圧縮分割パターン選択ステップが選択した圧縮分割パターンと前記空き帯域の分布に基づいて、前記端末局に通信回線の割り当てを行う回線割当ステップと
を有することを特徴とする回線割当方法。

【請求項5】

複数の端末局の間で、周波数領域で分割した信号（サブスペクトラム）を、分散した空き帯域を用いて伝送する帯域分割伝送を行うために、当該端末局に対する通信回線の割り当てを行う回線割当方法において、
前記端末局が送信する変調信号の半値帯域幅に対応して一定帯域幅の変調スロット単位で表される初期変調スロット数を算出し、さらに該初期変調スロット数を複数の帯域圧縮率に応じて圧縮した圧縮変調スロット数を算出する圧縮変調スロット数算出ステップと、
複数の前記帯域圧縮率のそれぞれについて、前記圧縮変調スロット数を分割したサブスペクトラムの組合せである圧縮分割パターンを複数種類ずつ算出する圧縮分割パターン生成ステップと、
複数の前記帯域圧縮率のそれぞれについて複数種類ずつ得られた全ての前記圧縮分割パターンから、前記空き帯域に配置可能な圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が最小となる圧縮分割パターンを１つ選択する圧縮分割パターン選択ステップと、
前記圧縮分割パターン選択ステップが選択した圧縮分割パターンと前記空き帯域の分布に基づいて、前記端末局に通信回線の割り当てを行う回線割当ステップと
を有することを特徴とする回線割当方法。

【請求項6】

複数の端末局の間で、周波数領域で分割した信号（サブスペクトラム）を、分散した空き帯域を用いて伝送する帯域分割伝送を行うために、当該端末局に対する通信回線の割り当てを行う回線割当方法において、
前記端末局が送信する変調信号の半値帯域幅に対応して一定帯域幅の変調スロット単位で表される初期変調スロット数を算出し、さらに該初期変調スロット数を複数の帯域圧縮率に応じて圧縮した圧縮変調スロット数を算出する圧縮変調スロット数算出ステップと、
複数の前記帯域圧縮率のそれぞれについて、前記圧縮変調スロット数を分割したサブスペクトラムの組合せである圧縮分割パターンを複数種類ずつ算出する圧縮分割パターン生成ステップと、
複数の前記帯域圧縮率のそれぞれについて複数種類ずつ得られた全ての前記圧縮分割パターンから、前記空き帯域に配置可能な圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が前記端末局の最大送信電力を超えない圧縮分割パターンの中から分割数が最小となる圧縮分割パターンを１つ選択する、あるいは分割数が最小となる圧縮分割パターンの中からピーク電力が前記端末局の最大送信電力を超えない圧縮分割パターンを１つ選択する圧縮分割パターン選択ステップと、
前記圧縮分割パターン選択ステップが選択した圧縮分割パターンと前記空き帯域の分布に基づいて、前記端末局に通信回線の割り当てを行う回線割当ステップと
を有することを特徴とする回線割当方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信衛星や移動通信のセルラ基地局（以下「ノード局」という）を介して端末局が通信を行う無線通信システムにおいて、通信回線の帯域を圧縮し、さらに複数の帯域に分割して送信するための回線割当装置および回線割当方法に関する。

【背景技術】

【0002】

図３は、通信衛星をノード局とする無線通信システムであり、図４は、セルラ基地局をノード局とする無線通信システムである。端末局は、ノード局から制御回線を介して、回線割当装置から割り当てられた回線が通知され、当該回線を用いて別の端末局とノード局を介して無線通信を行う。

【0003】

このような無線通信システムでは、各端末局に割り当てられる回線の総帯域は、ノード局が利用できるシステム帯域以下に制約される。システム帯域を有効利用するために用いられるデマンドアサイン方式では、通信を開始する端末局に動的に回線を割り当て、通信終了時に回線を開放するが、各端末局が非同期に回線割当と回線開放を繰り返すため、システム帯域上に複数の空き帯域が生してしまう。そこで、スペクトラムの連続した周波数帯域を複数の帯域（サブスペクトラム）に分割し、各サブスペクトラムを分散した空き帯域に配置して送信し、受信側で元の連続した帯域に復元する帯域分割伝送が用いられる（特許文献１）。また、スペクトラムの帯域の一部を削除して送信し、受信側で削除した帯域を復元する帯域圧縮伝送がある（非特許文献１）。この帯域圧縮伝送と帯域分割伝送を組み合わせることも可能であり、これを帯域圧縮分割伝送という。

【0004】

図５は、帯域圧縮分割伝送の原理を示す。
図５において、初期スペクトラムは、要求速度を達成するために必要な信号形状であり、初期変調スロット数Ｗmod0（変調信号の半値帯域幅に相当する周波数スロット数）と、一定帯域幅のロールオフスロット数Ｗroll（占有帯域幅に相当する周波数スロット数から変調スロット数を除いた数）からなる。送信側では、初期スペクトラムから帯域の一部を削除する帯域圧縮を行った後の圧縮変調スロット数Ｗmod に対して、Ｎ個（Ｎは２以上の整数）のサブスペクトラムに分割して送信する。受信側では、分割帯域を合成し、削除した帯域幅を帯域等化処理により復元することにより、初期スペクトラムと同じ形状のスペクトラムを得る。

【0005】

このような帯域圧縮分割伝送を用いる無線通信システムにおいて、図３および図４に示す回線割当装置で行われる従来の回線割当方法（First fit 法）について図６を参照して説明する。

【0006】

図６において、要求速度に満たす回線帯域（初期変調スロット数）に対して、空き帯域の総量が少ない場合には回線帯域の一部を削除する帯域圧縮を行う。システム帯域の下限周波数に周波数固定ポイント（ＦＰ）を設定する。回線割当は、ＦＰに最も近い空き帯域から順番に、帯域圧縮した回線をサブスペクトラムに分割して配置し、配置したサブスペクトラムの合計帯域が、圧縮帯域（圧縮変調スロット数）に達するまで、上記の分割と配置を繰り返す。ここでは３分割の例を示している。

【0007】

回線割当装置では、(1) 選択可能な通信方式、(2) 最大送信電力、(3) 要求速度、により構成される情報を端末局毎に把握する。(1),(2) は予め知り得る端末局固有の情報であるので、端末局ＩＤ情報と関連付けて回線割当装置の端末管理ＤＢ部にデータベース化する。一方、(3) は回線要求毎に異なる。したがって、端末局は回線要求信号に端末局ＩＤ情報と要求速度を付与し制御回線を用いて回線割当装置に送信する。

【0008】

図７は、回線割当装置の構成例を示す。
図７において、回線割当装置は、制御回線送受信部１１、アクセス制御部１２、端末管理ＤＢ部１３、回線管理ＤＢ部１４、回線割当処理部１５により構成される。制御回線送受信部１１が回線要求信号を受信すると、アクセス制御部１２が端末局ＩＤと要求速度を取り出し、回線割当処理部１５に通知する。回線割当処理部１５では、要求速度と、回線管理ＤＢ部１４の空き帯域の情報と、端末管理ＤＢ部１３の端末情報とから、(a) 圧縮率、(b) 分割数（サブスペクトラムの数）、(c) 各サブスペクトラムを構成する変調スロット数、(d) 各サブスペクトラムの中心周波数からなる回線要素を決定し、端末局ＩＤを持つ端末局に回線要素を返信すると共に、回線管理ＤＢ部１４の内容をアップデートする。回線管理ＤＢ部１４には、通信中の端末局毎に、使用中の１以上のサブスペクトラムの中心周波数および占有帯域幅に相当する周波数スロット数の情報が、端末ＩＤと関連付けて記憶されている。

【0009】

一方で、端末局は通信が終了すると回線開放信号に端末局ＩＤを付与して制御回線を用いて回線割当装置に送信する。回線割当装置は、制御回線送受信部１１が回線開放信号を受信すると、アクセス制御部１２が端末局ＩＤを取り出し、回線管理ＤＢ部１４から割当済み回線の内容を削除する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特許５４８３４７２号公報

【非特許文献】

【0011】

【非特許文献1】増野, 杉山：“周波数利用効率を高めるスペクトル抑圧型無線伝送技術の研究開発”，ＮＴＴ技術ジャーナル，Vol.23, No.11, pp.38-41(2011年11月).

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

帯域圧縮分割伝送では、同一要求速度の回線でも、分割数が多いほど所要帯域が増加する。所要帯域が増加すれば、送信電力が増加することとなる。また、分割数や分割帯域幅の組合せに応じてピーク電力が変化し、さらに帯域圧縮前後の帯域幅の比率である帯域圧縮率や、削除帯域の周波数位置に応じてピーク電力が変化する。ピーク電力が電力増幅器の最大送信電力を超えた場合、電力増幅器から出力される信号には非線形歪が発生し、通信品質が劣化する。これに対して従来法では、空き帯域の情報だけを用いて、分割数、分割帯域幅を決定するため、所要帯域の増加による周波数利用効率の低下や、ピーク電力の増加に対応する大電力増幅器が必要となることが課題となる。

【0013】

これに対して、分割数および分割帯域幅の組み合わせを考慮し、端末局の要求速度を満たすとともに最大送信電力および消費電力量を抑え、システム全体で利用できる帯域を有効利用する回線割当方法が特許文献１で開示されている。しかし、特許文献１では、帯域圧縮率を考慮した制御は想定されていない。

【0014】

本発明は、帯域圧縮分割伝送によりシステム帯域を有効利用しつつ、所要帯域とピーク電力の増加を低減することができる回線割当装置および回線割当方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

第１の発明は、複数の端末局の間で、周波数領域で分割した信号（サブスペクトラム）を、分散した空き帯域を用いて伝送する帯域分割伝送を行うために、当該端末局に対する通信回線の割り当てを行う回線割当装置において、端末局が送信する変調信号の半値帯域幅に対応して一定帯域幅の変調スロット単位で表される初期変調スロット数を算出し、さらに該初期変調スロット数を複数の帯域圧縮率に応じて圧縮した圧縮変調スロット数を算出する圧縮変調スロット数算出手段と、複数の帯域圧縮率のそれぞれについて、圧縮変調スロット数を分割したサブスペクトラムの組合せである圧縮分割パターンを複数種類ずつ算出する圧縮分割パターン生成手段と、複数の帯域圧縮率のそれぞれについて複数種類ずつ得られた全ての圧縮分割パターンから、空き帯域に配置可能な圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が端末局の最大送信電力を超えない圧縮分割パターンを１つ選択する圧縮分割パターン選択手段と、圧縮分割パターン選択手段が選択した圧縮分割パターンと空き帯域の分布に基づいて、端末局に通信回線の割り当てを行う回線割当手段とを備える。

【0016】

第２の発明は、複数の端末局の間で、周波数領域で分割した信号（サブスペクトラム）を、分散した空き帯域を用いて伝送する帯域分割伝送を行うために、当該端末局に対する通信回線の割り当てを行う回線割当装置において、端末局が送信する変調信号の半値帯域幅に対応して一定帯域幅の変調スロット単位で表される初期変調スロット数を算出し、さらに該初期変調スロット数を複数の帯域圧縮率に応じて圧縮した圧縮変調スロット数を算出する圧縮変調スロット数算出手段と、複数の帯域圧縮率のそれぞれについて、圧縮変調スロット数を分割したサブスペクトラムの組合せである圧縮分割パターンを複数種類ずつ算出する圧縮分割パターン生成手段と、複数の帯域圧縮率のそれぞれについて複数種類ずつ得られた全ての圧縮分割パターンから、空き帯域に配置可能な圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が最小となる圧縮分割パターンを１つ選択する圧縮分割パターン選択手段と、圧縮分割パターン選択手段が選択した圧縮分割パターンと空き帯域の分布に基づいて、端末局に通信回線の割り当てを行う回線割当手段とを備える。

【0017】

第３の発明は、複数の端末局の間で、周波数領域で分割した信号（サブスペクトラム）を、分散した空き帯域を用いて伝送する帯域分割伝送を行うために、当該端末局に対する通信回線の割り当てを行う回線割当装置において、端末局が送信する変調信号の半値帯域幅に対応して一定帯域幅の変調スロット単位で表される初期変調スロット数を算出し、さらに該初期変調スロット数を複数の帯域圧縮率に応じて圧縮した圧縮変調スロット数を算出する圧縮変調スロット数算出手段と、複数の帯域圧縮率のそれぞれについて、圧縮変調スロット数を分割したサブスペクトラムの組合せである圧縮分割パターンを複数種類ずつ算出する圧縮分割パターン生成手段と、複数の帯域圧縮率のそれぞれについて複数種類ずつ得られた全ての圧縮分割パターンから、空き帯域に配置可能な圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が端末局の最大送信電力を超えない圧縮分割パターンの中から分割数が最小となる圧縮分割パターンを１つ選択する、あるいは分割数が最小となる圧縮分割パターンの中からピーク電力が端末局の最大送信電力を超えない圧縮分割パターンを１つ選択する圧縮分割パターン選択手段と、圧縮分割パターン選択手段が選択した圧縮分割パターンと空き帯域の分布に基づいて、端末局に通信回線の割り当てを行う回線割当手段とを備える。

【0018】

第４の発明は、複数の端末局の間で、周波数領域で分割した信号（サブスペクトラム）を、分散した空き帯域を用いて伝送する帯域分割伝送を行うために、当該端末局に対する通信回線の割り当てを行う回線割当方法において、端末局が送信する変調信号の半値帯域幅に対応して一定帯域幅の変調スロット単位で表される初期変調スロット数を算出し、さらに該初期変調スロット数を複数の帯域圧縮率に応じて圧縮した圧縮変調スロット数を算出する圧縮変調スロット数算出ステップと、複数の帯域圧縮率のそれぞれについて、圧縮変調スロット数を分割したサブスペクトラムの組合せである圧縮分割パターンを複数種類ずつ算出する圧縮分割パターン生成ステップと、複数の帯域圧縮率のそれぞれについて複数種類ずつ得られた全ての圧縮分割パターンから、空き帯域に配置可能な圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が端末局の最大送信電力を超えない圧縮分割パターンを１つ選択する圧縮分割パターン選択ステップと、圧縮分割パターン選択ステップが選択した圧縮分割パターンと空き帯域の分布に基づいて、端末局に通信回線の割り当てを行う回線割当ステップとを有する。

【0019】

第５の発明は、複数の端末局の間で、周波数領域で分割した信号（サブスペクトラム）を、分散した空き帯域を用いて伝送する帯域分割伝送を行うために、当該端末局に対する通信回線の割り当てを行う回線割当方法において、端末局が送信する変調信号の半値帯域幅に対応して一定帯域幅の変調スロット単位で表される初期変調スロット数を算出し、さらに該初期変調スロット数を複数の帯域圧縮率に応じて圧縮した圧縮変調スロット数を算出する圧縮変調スロット数算出ステップと、複数の帯域圧縮率のそれぞれについて、圧縮変調スロット数を分割したサブスペクトラムの組合せである圧縮分割パターンを複数種類ずつ算出する圧縮分割パターン生成ステップと、複数の帯域圧縮率のそれぞれについて複数種類ずつ得られた全ての圧縮分割パターンから、空き帯域に配置可能な圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が最小となる圧縮分割パターンを１つ選択する圧縮分割パターン選択ステップと、圧縮分割パターン選択ステップが選択した圧縮分割パターンと空き帯域の分布に基づいて、端末局に通信回線の割り当てを行う回線割当ステップとを有する。

【0020】

第６の発明は、複数の端末局の間で、周波数領域で分割した信号（サブスペクトラム）を、分散した空き帯域を用いて伝送する帯域分割伝送を行うために、当該端末局に対する通信回線の割り当てを行う回線割当方法において、端末局が送信する変調信号の半値帯域幅に対応して一定帯域幅の変調スロット単位で表される初期変調スロット数を算出し、さらに該初期変調スロット数を複数の帯域圧縮率に応じて圧縮した圧縮変調スロット数を算出する圧縮変調スロット数算出ステップと、複数の帯域圧縮率のそれぞれについて、圧縮変調スロット数を分割したサブスペクトラムの組合せである圧縮分割パターンを複数種類ずつ算出する圧縮分割パターン生成ステップと、複数の帯域圧縮率のそれぞれについて複数種類ずつ得られた全ての圧縮分割パターンから、空き帯域に配置可能な圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が端末局の最大送信電力を超えない圧縮分割パターンの中から分割数が最小となる圧縮分割パターンを１つ選択する、あるいは分割数が最小となる圧縮分割パターンの中からピーク電力が端末局の最大送信電力を超えない圧縮分割パターンを１つ選択する圧縮分割パターン選択ステップと、圧縮分割パターン選択ステップが選択した圧縮分割パターンと空き帯域の分布に基づいて、端末局に通信回線の割り当てを行う回線割当ステップとを有する。

【発明の効果】

【0021】

本発明は、端末局の要求速度を満たしつつ、端末局の最大送信電力や消費電力量の低減を考慮した回線割当を行うことができ、システム全体の帯域を有効利用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】本発明における回線割当処理手順例を示すフローチャートである。

【図2】圧縮分割パターンの第１の選択方法を示す図である。

【図3】衛星通信システムの構成例を示す図である。

【図4】セルラ通信システムの構成例を示す図である。

【図5】帯域圧縮分割伝送の原理を説明する図である。

【図6】従来の回線割当例を示す図である。

【図7】回線割当装置の構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

本発明では、回線割当の前提として、回線を一定帯域幅の周波数スロットに分け、当該周波数スロット単位で制御する。また、変調方式と誤り訂正符号化率を固定する。

【0024】

複数の帯域圧縮率で帯域圧縮した送信スペクトラムを分割した変調スロット数の組合せは複数あり、これを圧縮分割パターンと呼ぶ。表１には、要求速度を満たす初期変調スロット数Ｗmod0＝８に対して空き帯域の総スロット数が６で帯域圧縮が必要な場合において、帯域圧縮率ｒ＝６／８以下のうち、帯域圧縮率ｒ＝６／８、圧縮変調スロット数Ｗmod ＝６の圧縮分割パターンと、帯域圧縮率ｒ＝５／８、圧縮変調スロット数Ｗmod ＝５の圧縮分割パターンと、帯域圧縮率ｒ＝４／８、圧縮変調スロット数Ｗmod ＝４の圧縮分割パターンを示す。

【0025】

なお、連続した空き帯域も想定して、圧縮変調スロット数Ｗmod ＝６，５，４で分割しない圧縮分割パターン（分割数１）を加えてもよい。

【0026】

【表1】

【0027】

表１において、Ｄ (Ｗmod ，ｒ，ｉ) は、圧縮変調スロット数Ｗmod 、帯域圧縮率ｒのｉ番目の圧縮分割パターンであり、Ｗj は、分割したｊ番目のサブスペクトラム（分割スロット）であり、表内の数字は、圧縮分割パターンＤ (Ｗmod ，ｒ，ｉ) における分割スロットＷj の変調スロット数を示す。例えば、Ｄ（６，ｒ，５）は、帯域圧縮率ｒ＝６／８で帯域圧縮した圧縮変調スロット数Ｗmod ＝６を、変調スロット数１，１，４で分割したものであり、分割数（所要スロット数）は３となる。

【0028】

帯域圧縮分割伝送では、帯域圧縮率、分割数および各分割スロットの変調スロット数に対応する圧縮分割パターンＤ (Ｗmod ，ｒ，ｉ) により振幅分布が変わるため、ＰＡＰＲ（ピーク電力対平均電力比）が変化する。すなわち、ＰＡＰＲは、圧縮分割パターンＤ (Ｗmod ，ｒ，ｉ) をパラメータとする関数ｆで表される。
ＰＡＰＲ＝ｆ(Ｄ(Ｗmod ，ｒ，ｉ)) …(1)

【0029】

また、回線の平均電力をＰavg とするとき、ピーク電力Ｐpeakは次式となり、圧縮分割パターンに応じて変化することになる。なお、Ｐavg は、所要Ｃ／Ｎ（所要ビット誤り率を確保するために必要な受信電力Ｃに対する雑音電力Ｎの比）と要求速度Ｒreq から決まる。
Ｐpeak＝Ｐavg ×ＰＡＰＲ
＝Ｐavg ×ｆ(Ｄ(Ｗmod ，ｒ，ｉ)) …(2)

【0030】

表１では各圧縮分割パターンにおけるＰＡＰＲの値は省略しているが、ＰＡＰＲおよびピーク電力の値は圧縮分割パターンＤ (Ｗmod ，ｒ，ｘ) に応じて異なる。

【0031】

さらに、圧縮分割パターンごとに、以下に示す削除する周波数帯域に応じてＰＡＰＲの値が異なる。
ａ：帯域の低周波数側を圧縮
ｂ：帯域の中間周波数を圧縮
ｃ：帯域の高周波数側を圧縮
ｄ：ａ＋ｂ（２変調スロット以上圧縮する場合）
ｅ：ｂ＋ｃ（２変調スロット以上圧縮する場合）
ｆ：ａ＋ｃ（２変調スロット以上圧縮する場合）
ｇ：ａ＋ｂ＋ｃ（３変調スロット以上圧縮する場合）

【0032】

表１における圧縮分割パターンでは、ａ〜ｇの圧縮帯域の中で、ＰＡＰＲが最小となるものが選択されているものとする。このとき、ａ〜ｇの圧縮帯域を含む各圧縮分割パターンのＰＡＰＲを実測し、各圧縮分割パターンでＰＡＰＲの値が最小となるものを選択してもよい。

【0033】

図１は、本発明における回線割当処理手順例を示す。
図１において、ステップ１では、要求速度を特定し、当該要求速度を満たす初期変調スロット数Ｗmod0と空き帯域の総スロット数を上限とする複数の帯域圧縮率ｒに応じた圧縮変調スロット数Ｗmod を算出する。ステップ２では、帯域圧縮率ｒごとの圧縮変調スロット数Ｗmod から、表１に示すような圧縮分割パターンを導出する。ステップ３では、圧縮分割パターンの中から１つを選択し、各サブスペクトラムを空き帯域に配置する。選択した圧縮分割パターンの各サブスペクトラムを空き帯域に配置できない場合は、次の圧縮分割パターンを選択する。

【0034】

ここで、ステップ２で得られた圧縮分割パターンからステップ３で１つの圧縮分割パターンの選択する方法は、以下に示す３通りがある。

【0035】

（第１の選択方法）
図２は、圧縮分割パターンの第１の選択方法を示す。ここでは、表１に示す例のうち帯域圧縮率ｒ：６／８の一部と、５／８の圧縮分割パターンを再現している。

【0036】

第１の選択方法は、表１に示すような帯域圧縮率ごとに複数種類の圧縮分割パターンのうち、ピーク電力≦最大送信電力となる圧縮分割パターンの中から任意の１つを選択し（以下、選択パターンと呼ぶ）、選択パターンのサブスペクトラムをシステム帯域内の空き帯域に配置できるか否かを判定する。空き帯域に選択パターンのサブスペクトラムを全て配置できない場合は、次の選択パターンを選択し、配置できるまでこの操作を繰り返す（First fit 配置）。

【0037】

空き帯域の総スロット数が６で、空き帯域が３スロットと３スロットに分割している図２に示す例において、帯域圧縮率ｒ：６／８，５／８，…の圧縮分割パターンのうち、ピーク電力≦最大送信電力となる圧縮分割パターンの中の１つを選択する。このとき、選択パターンが空き帯域に配置できない場合には選択不可となり、空き帯域に配置可能となるまで選択パターンを入れ替え、配置可能となった時点で選択終了とする。例えば、帯域圧縮率：６／８の圧縮分割パターン（１，５）、（２，４）は配置不可であるが、圧縮分割パターン（３，３）を配置可能である。帯域圧縮率：５／８の圧縮分割パターンのうち、（１，４）以外は配置可能である。帯域圧縮率：５／８の圧縮分割パターンを選択する場合は、１スロットが空きとして残る。

【0038】

従来は、想定される全ての分割パターンのうち、最もＰＡＰＲの大きいパターンに対しても最大送信電力が不足しないよう、端末には大電力の電力増幅器が必要であった。一方、本発明では、ピーク電力≦最大送信電力となる圧縮分割パターンの１つを選択して回線割当を行うので、大電力の電力増幅器を用いなくても歪のない信号伝送が可能となり、ひいては電力増幅器の小型化を図ることができる。

【0039】

ここで、選択パターンのａ番目のサブスペクトラムに対し、配置できる空き帯域の候補が複数ある場合は、ａ番目のサブスペクトラムをｂ番目の空き帯域に配置した後に、ｂ番目の空き帯域内に残留する周波数軸上で連続した空きスロットの数が最小となる候補に配置してもよい（Best fit配置、特許文献１参照）。

【0040】

（第２の選択方法）
第２の選択方法は、表１に示すような帯域圧縮率ごとに複数種類の圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が最小の圧縮分割パターンの１つを選択する。空き帯域に対して配置不可の場合は、ピーク電力がその次に小さいものを選択し、配置できるまでこの操作を繰り返す。

【0041】

空き帯域の総スロット数が６で、空き帯域が３スロットと３スロットに分割している図２に示す例において、帯域圧縮率ｒ：６／８，５／８，…の圧縮分割パターンのうち、ピーク電力が最小となる圧縮分割パターン、例えば帯域圧縮率ｒ：６／８の圧縮分割パターン（１，５）を選択する。このとき、空き帯域に配置不可となるので、次にピーク電力が小さい圧縮分割パターンを順次選択し、配置可能となった時点で選択終了とする。

【0042】

これにより、配置可能な圧縮分割パターンの中で、常に最小のピーク電力である回線割当が行われるので、ピーク電力の平均値を小さくできる。動作点を変えることで最大送信電力を制御可能な電力増幅器と組み合わせれば、割り当てられた回線のピーク電力に応じて最大送信電力を制御することで、端末の平均的な消費電力を抑えることができる。

【0043】

（第３の選択方法）
第３の選択方法は、表１に示すような帯域圧縮率ごとに複数種類の圧縮分割パターンのうち、ピーク電力≦最大送信電力となる圧縮分割パターンの中から分割数（所要スロット数）が最小となるものを選択する。空き帯域に対して配置不可の場合は、分割数がその次に小さいものを選択し、配置できるまでこの操作を繰り返す。または、帯域圧縮率ごとに複数種類の圧縮分割パターンの中から分割数（所要スロット数）が最小のものを選択し、その中からピーク電力≦最大送信電力となる任意の１つの圧縮分割パターンを選択する。空き帯域に対して配置不可の場合は、次の圧縮分割パターンを選択し、さらに分割数が最小の圧縮分割パターンの中に配置可能なものがなければ、分割数を１つ増やして配置できるまでこの操作を繰り返す。

【0044】

空き帯域の総スロット数が６で、空き帯域が３スロットと３スロットに分割している図２に示す例において、帯域圧縮率：６／８，５／８，…の圧縮分割パターンのうち、ピーク電力≦最大送信電力となり、かつ分割数が最小となる圧縮分割パターンとして、帯域圧縮率：６／８の圧縮分割パターン（１，５）、（２，４）、（３，３）と、帯域圧縮率：５／８の圧縮分割パターン（１，４）、（２，３）が候補となる。ここで、空き帯域に配置可能な圧縮分割パターン（３，３）、（２，３）のいずれかを選択すればよい。さらに、その中からピーク電力が最小となる圧縮分割パターンを選択してもよい。

【0045】

これにより、第１の選択方法の効果に加え、分割数（所要スロット数）が小さい、すなわち周波数利用効率が高い回線割当を実施することができる。

【0046】

以上説明した圧縮分割パターンを選択して割り当てる回線割当装置は、コンピュータとプログラムにより実現することができる。このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶することも、ネットワークを介して提供することも可能である。

【符号の説明】

【0047】

１１ 制御回線送受信部
１２ アクセス制御部
１３ 端末管理ＤＢ部
１４ 回線管理ＤＢ部
１５ 回線割当処理部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】