(57)【要約】【課題】フレーム内においてパイロット配置、又はパイロット指向性の連続性が失われる領域でのパイロットに基づくチャネル推定精度の低下を防止すること。【解決手段】伝播路の時間軸方向の変動が少ない低速移動局を優先的にゾーン境界近傍に割り当て、伝播路の時間軸方向の変動が大きい高速移動局をゾーン境界近傍以外の領域に割り当てるようにして、複数の移動局に対するスケジューリングを行う。【選択図】図２
2010166334.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局であって、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するゾーン構成部と、
第１ゾーンにおいて複数の移動局に対する送信データを割り当てるとき、前記第１ゾーンに隣接する第２ゾーンに対して第１ゾーンとは異なるパイロット送信方法が適用されている場合には、前記複数の移動局のうち低速で移動する第１移動局を、高速で移動する第２移動局よりも優先的に、前記第２ゾーンとの境界近傍に割り当てるスケジューリング部と、
を備えた無線基地局。
【請求項２】
移動局から送信される基準信号の伝播路応答変動を検出することによって、当該移動局の移動速度を推定する、
請求項１に記載された無線基地局。
【請求項３】
移動局から当該移動局の移動速度に関する信号を受信する、
請求項１に記載された無線基地局。
【請求項４】
移動局との通信に使用する変調符号化方式の伝送効率が高いほど、当該移動局の移動速度の判定についての閾値を低下させる、
請求項１〜３のいずれかに記載された無線基地局。
【請求項５】
フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局であって、
複数の移動局の各々について、周波数軸方向の伝播路の変動値を推定する推定部と、
複数の移動局に対する帯域を割り当てるとき、前記複数の移動局のうち前記伝播路の変動が小さい第１移動局を、伝播路の変動が大きい第２移動局よりも優先的に、前記フレームの周波数軸方向の端領域に割り当てるスケジューリング部と、
を備えた無線基地局。
【請求項６】
移動局との通信に使用する変調符号化方式の伝送効率が高いほど、前記変動値の判定についての閾値を低下させる、
請求項５に記載された無線基地局。
【請求項７】
フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局、における無線リソース割り当て方法であって、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するステップと、
移動局から送信される基準信号の伝播路応答変動を検出する、又は移動局から当該移動局の移動速度に関する信号を受信することによって、移動局の移動速度を取得するステップと、
第１ゾーンにおいて複数の移動局に対する送信データを割り当てるとき、前記第１ゾーンに隣接する第２ゾーンに対して第１ゾーンとは異なるパイロット送信方法が適用されている場合には、前記複数の移動局のうち低速で移動する第１移動局を、高速で移動する第２移動局よりも優先的に、前記第２ゾーンとの境界近傍に割り当てるステップと、
を備えた、無線リソース割り当て方法。
【請求項８】
移動局と、フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に無線リソースを割り当てて前記移動局と無線通信を行う無線基地局と、を含む無線通信システムであって、
無線基地局は、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するゾーン構成部と、
第１ゾーンにおいて複数の移動局に対する送信データを割り当てるとき、前記第１ゾーンに隣接する第２ゾーンに対して第１ゾーンとは異なるパイロット送信方法が適用されている場合には、前記複数の移動局のうち低速で移動する第１移動局を、高速で移動する第２移動局よりも優先的に、前記第２ゾーンとの境界近傍に割り当てるスケジューリング部と、を備えた、
無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体通信に利用する無線リソースの割り当て技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代高速データ通信の標準規格の一つであるモバイルＷｉＭＡＸや、ＬＴＥ(Long Term Evolution)の下りリンクにおいては、ＯＦＤＭＡ(Orthogonal Frequency Division Multiple Access)通信方式が採用され、時間軸方向（シンボル方向）と周波数軸方向（サブキャリア方向）の２次元に無線リソースが割り当てられる。さらに、ＯＦＤＭＡ通信方式では、伝搬環境や通信の使用目的に対応して、フレームを時間軸方向に複数のゾーンで分割し、各ゾーンに対して異なるサブキャリア配置（分散サブキャリア配置、隣接サブキャリア配置）を適用することができる。
【０００３】
かかるフレームの構成例を図１２に示す。図１２に示されるフレームでは、下りリンク(Downlink)のサブフレームはプリアンブル信号に続いて、分散サブキャリア配置が適用されるゾーンＺ１と、隣接サブキャリア配置が適用されるゾーンＺ２と、隣接サブキャリア配置が適用されるゾーンＺ３とで構成される。なお、ＴＴＧ(Transmit Transition Gap)は、無線基地局（以下、単に「基地局」）が送信から受信に切り替える際のガード期間であり、ＲＴＧ(Receive Transition Gap)は、基地局が受信から送信に切り替える際のガード期間である。
【０００４】
ゾーンの切り替えは、全ユーザへのブロードキャスト通信と、特定ユーザ向けに指向性を制御することにより送信される通信とを使い分けるためにも行われる。図１２に示した例では、ゾーンＺ１及びＺ２にブロードキャスト通信が割り当てられ、ゾーンＺ３に特定ユーザ向けの通信が割り当てられる。
【０００５】
また、無線基地局と移動局の間ではチャネル推定を行うために、ユーザデータ（ユーザシンボル）の他にパイロット信号（パイロットシンボル）などの基準信号を送受信する。この場合、サブキャリア配置に対応してチャネル推定精度と帯域利用効率が高くなるように、各サブキャリア配置に対してそれぞれ異なるパイロット配置（パイロットサブキャリア配置）が用いられる。
【０００６】
それぞれ異なるパイロット配置を図１３及び図１４に示す。図１３に示すパイロット配置ＰＣ１は例えば分散サブキャリア配置に対して用いられ、図１４に示すパイロット配置ＰＣ２は例えば隣接サブキャリア配置に対して用いられる。図１３に示すように、パイロット配置ＰＣ１ではパイロットシンボルの奇数シンボルと偶数シンボルが数サブキャリアずつ移動して配置される。図１４に示すように、パイロット配置ＰＣ２ではパイロットシンボルが特定のサブキャリアに配置される。
【０００７】
フレームを受信する移動局では、基地局から受信したパイロットシンボルと既知のパイロットシンボルとを比較することで、基地局から移動局へのリンク（下りリンク）についてのチャネル推定値を算出する。パイロットシンボルが配置されていないシンボル（すなわち、データシンボル）に関するチャネル推定値は、パイロットシンボルに基づいて算出したチャネル推定値を、時間軸方向及び／又は周波数軸方向に線形補間して算出する。
【０００８】
図１３において、例えば、データシンボルＤ２２におけるチャネル推定値は、パイロットシンボルＰ１１及びＰ３１のチャネル推定値の平均値として算出され、データシンボルＤ２１におけるチャネル推定値は、パイロットシンボルＰ２１及びデータシンボルＤ２２のチャネル推定値を用いて線形補間して算出される。
また、図１４において、例えば、データシンボルＤ６１におけるチャネル推定値は、パイロットシンボルＰ６１及びＰ６２のチャネル推定値を用いて線形補間して算出されるが、時間軸方向に隣接したパイロットシンボルＰ５１，Ｐ５２，Ｐ７１，Ｐ７２を利用して算出精度が高められる。
【０００９】
なお、一般に、フレーム内にパイロットシンボルを多く挿入すればチャネル推定精度（例えば上記補間の精度）は向上するが、その分データシンボルが多く挿入できずデータ伝送効率（スループット）が低下する。したがって、データ伝送効率向上の要請から、各パイロット配置に従ってフレーム内に挿入可能なパイロットシンボルの数は制限されることになる。
【００１０】
特許文献１には、受信品質に応じて移動局宛のフレーム内のパイロット数を可変にする無線通信方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００７−１５０９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、フレームにおいてそれぞれ異なるパイロット配置が適用される隣接ゾーン同士のゾーン境界に着目する。このようなゾーン境界では、図１５に示すように、パイロットが配置された時間軸方向の位置の連続性が失われているため、チャネル推定の精度が低下しうるという課題がある。特に、伝播路の変動が大きい場合にチャネル推定の精度の低下が顕著となる。
【００１３】
さらに、隣接ゾーン同士でパイロット配置が同一であっても、隣接ゾーン同士でパイロットの指向性が異なる場合には、スケジューリング対象ゾーンの境界近傍の領域では、隣接ゾーンのパイロットを用いて時間軸方向の補間演算、平均化演算を行うことができないので、チャネル推定精度が低下するという課題がある。パイロットの指向性が異なる例として、スケジューリング対象ゾーン内に割り当てられる特定の移動局に対してビームフォーミング動作により下りリンクの通信を行う場合がある。このような場合には、ブロードキャスト通信の場合とは伝播路が異なるため、隣接ゾーンのパイロット配置が同一であっても、その隣接ゾーンのパイロットを用いて時間軸方向の補間演算、平均化演算を行うことができない。
【００１４】
さらに、ゾーンの周波数軸上の端近傍の領域（端領域）に着目する（図１６参照）。このような端領域では、必然的にパイロットが配置された周波数軸方向の位置の連続性が失われているため、チャネル推定の精度が低下しうるという課題がある。特に、周波数軸方向の伝播路の変動が大きい場合にチャネル推定の精度の低下が顕著となる。また、周波数ダイバーシチ効果が期待できない隣接サブキャリア配置が適用される場合に影響が大きい。
【００１５】
したがって、本発明の課題は、フレーム内においてパイロット配置、又はパイロット指向性の連続性が失われる領域でのパイロットに基づくチャネル推定精度の低下を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するための無線基地局は、フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局であって、前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するゾーン構成部と、第１ゾーンにおいて複数の移動局に対する送信データを割り当てるとき、前記第１ゾーンに隣接する第２ゾーンに対して第１ゾーンとは異なるパイロット送信方法が適用されている場合には、前記複数の移動局のうち低速で移動する第１移動局を、高速で移動する第２移動局よりも優先的に、前記第２ゾーンとの境界近傍に割り当てるスケジューリング部と、を備える。
【００１７】
上記課題を解決するための他の無線基地局は、フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局であって、複数の移動局の各々について、周波数軸方向の伝播路の変動値を推定する推定部と、複数の移動局に対する帯域を割り当てるとき、前記複数の移動局のうち前記伝播路の変動が小さい第１移動局を、伝播路の変動が大きい第２移動局よりも優先的に、前記フレームの周波数軸方向の端領域に割り当てるスケジューリング部と、を備える。
【００１８】
また、上記課題は、上記無線基地局と同様の無線リソース割り当て方法、上記無線基地局を含む無線通信システムによっても解決できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、フレーム内においてパイロット配置、又はパイロット指向性の連続性が失われる領域でのパイロットに基づくチャネル推定精度の低下を防止することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（１）第１の実施形態
以下、本発明の無線通信システムの第１の実施形態について説明する。
【００２１】
（１−１）無線通信システムの構成
図１は、第１の実施形態の無線通信システムのシステム構成を示す図である。この無線通信システムにおいて、無線基地局（以下、単に「基地局」）ＢＳは、サービスエリア（セルＣ１）内の複数の移動局ＭＳと無線通信を行う。この無線通信には、マルチキャリア通信方式、例えばＯＦＤＭＡ通信方式などが適用される。また、この無線通信では、フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に無線リソースの割り当て（スケジューリング）が行われる。
【００２２】
（１−２）フレーム構成
ＯＦＤＭＡ通信方式では、伝搬環境や通信の使用目的に対応して、フレームを時間軸方向に複数のゾーンで分割し、各ゾーンに対して異なるサブキャリア配置（分散サブキャリア配置、隣接サブキャリア配置）が適用される。サブキャリア配置に対応してチャネル推定精度と帯域利用効率が高くなるように、各サブキャリア配置に対してそれぞれ異なるパイロット配置（パイロットサブキャリア配置方法）が用いられる。
【００２３】
（１−３）スケジューリング方法
この無線通信システムにおいて、あるゾーンに対する無線リソースのスケジューリング方法について、図２及び図３を参照して説明する。図２は、スケジューリング対象ゾーンが、パイロット配置が異なるゾーンと隣接する場合のスケジューリング方法（パイロット送信方法）について示す図である。図３は、スケジューリング対象ゾーンが、パイロットの指向性が異なるゾーンと隣接する場合のスケジューリング方法（パイロット送信方法）について示す図である。なお、図２及び図３は、一例として、プリアンブル信号を除いた下りリンク(Downlink)のサブフレームを示している。
【００２４】
・パイロット配置が異なるゾーンと隣接する場合
図２において例えばゾーンＺ２がスケジューリング対象ゾーンである場合、この無線通信システムでは、ゾーンＺ２内の隣接ゾーン（Ｚ１，Ｚ３）との境界近傍の領域（ＺＢ１２，ＺＢ２３）に対して、複数の移動局のうち、低速で移動する移動局（以下、「低速移動局」）が優先的にスケジューリングされる。そして、ゾーンＺ２内の隣接ゾーン（Ｚ１，Ｚ３）との境界近傍以外の領域に対して、複数の移動局のうち、高速で移動する移動局（以下、「高速移動局」）がスケジューリングされる。
【００２５】
ここで、基地局と低速移動局との通信は、高速移動局との通信よりも伝搬路の時間的な変動が少ないため、時間軸方向の補間演算、平均化演算の精度が低下しやすいゾーン境界近傍の領域に割り当てられる場合でも、チャネル推定精度の低下が少ない。一方、基地局と高速移動局との通信は、伝搬路の時間的な変動が大きいが、ゾーン境界近傍以外の領域に割り当てられるため、時間軸方向の補間演算、平均化演算の精度が保たれ、チャネル推定精度の低下が少ない。したがって、図２に示したスケジューリング方法を適用することにより、ゾーン全体に割り当てられる複数の移動局との通信のスループットが向上することになる。
【００２６】
・パイロットの指向性が異なるゾーンと隣接する場合
一方、図３に示すように、スケジューリング対象ゾーンが、パイロットの指向性が異なるゾーンと隣接する場合も、図２と同様のスケジューリングが行われる。すなわち、ゾーンＺ２がスケジューリング対象ゾーンである場合、この無線通信システムでは、ゾーンＺ２内の隣接ゾーン（Ｚ１，Ｚ３）との境界近傍の領域（ＺＢ１２，ＺＢ２３）に対して、複数の移動局のうち、低速移動局が優先的にスケジューリングされる。そして、ゾーンＺ２内の隣接ゾーン（Ｚ１，Ｚ３）との境界近傍以外の領域に対して、複数の移動局のうち、高速移動局がスケジューリングされる。
【００２７】
一般に、隣接ゾーン同士でパイロット配置が同一であっても、隣接ゾーン同士でパイロットの指向性が異なる場合には、スケジューリング対象ゾーンの境界近傍の領域では、隣接ゾーンのパイロットを用いて時間軸方向の補間演算、平均化演算を行うことができないので、チャネル推定精度が低下しやすい。パイロットの指向性が異なる例として、スケジューリング対象ゾーン内に割り当てられる特定の移動局に対してビームフォーミング動作により下りリンクの通信を行う場合がある。このような場合には、ブロードキャスト通信の場合とは伝播路が異なるため、隣接ゾーンのパイロット配置が同一であっても、その隣接ゾーンのパイロットを用いて時間軸方向の補間演算、平均化演算を行うことができない。
【００２８】
しかしながら、図３に示すようなスケジューリング方法によれば、基地局と低速移動局との通信は、高速移動局との通信よりも伝搬路の時間的な変動が少ないため、時間軸方向の補間演算、平均化演算の精度が低下しやすいゾーン境界近傍の領域に割り当てられる場合でも、チャネル推定精度の低下が少ない。一方、基地局と高速移動局との通信は、伝搬路の時間的な変動が大きいが、ゾーン境界近傍以外の領域に割り当てられるため、時間軸方向の補間演算、平均化演算の精度が保たれ、チャネル推定精度の低下が少ない。したがって、図３に示したスケジューリング方法を適用することにより、ゾーン全体に割り当てられる複数の移動局との通信のスループットが向上することになる。
【００２９】
（１−４）基地局及び移動局の構成例
以下では、上記スケジューリング方法を実現するための具体的な基地局及び移動局の構成について説明する。
【００３０】
以下、実施形態の無線通信システムにおける基地局及び移動局の構成について、それぞれ図４及び図５を参照して説明する。図４は、基地局（ＢＳ）の内部構成の要部を示すブロック図である。図５は、移動局（ＭＳ）の内部構成の要部を示すブロック図である。
【００３１】
・基地局の構成
図４に示すように、基地局（ＢＳ）は、制御情報生成部１１、ユーザデータ生成部１２、チャネルコーディング部１３、変調部１４、ＩＦＦＴ部１５、送信機１６、アンテナ１７、デュプレクサ１８、受信機１９、ＦＦＴ部２０、復調部２１、チャネルデコード部２２、受信品質測定部２３、移動速度推定部２４、制御情報抽出部２５、ユーザデータ抽出部２６、スケジューリング部２７、通信制御部２８（ゾーン構成部）を備える。デュプレクサ１８（ＤＰＸ）は、送受信系でアンテナ１７を共用するために設けられる。
【００３２】
チャネルコーディング部１３は、ユーザデータ生成部１２からのユーザデータと、制御情報生成部１１からの制御情報とを多重するとともに、誤り訂正符号化、インタリーブ処理等を行う。
【００３３】
変調部１４は、チャネルコーディング部１３で符号化されたデータのビット繰り返し処理、パイロット信号及びプリアンブル信号の挿入処理を行うとともに、所定の変調処理を行う。例えば、ユーザデータに対する変調は、所定の変調多値数の変調方式（例えばＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ変調）を用いて行われ、高品質伝送を必要とする制御情報に対する変調は、ＢＰＳＫ変調或いはＱＰＳＫ変調であって、かつ低い符号化率を用いて行われる。
さらに変調部１４は、通信制御部２８による指令の下、通信制御部２８が保持するスケジューリング結果となるように、変調処理の結果として得られたデータシンボル及びパイロットシンボルを各サブキャリアの各ＯＦＤＭシンボルに割り当てる。
【００３４】
ＩＦＦＴ(Inverse Fast Fourier Transform)部１５は、変調部１４の出力を逆高速フーリエ変換して時間軸波形に変換し、送信機１６に出力する。
送信機１６は、Ｄ／Ａ(Digital to Analog)変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、パワーアンプ、フィルタ等を備え、ＩＦＦＴ部１５からの送信データを、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、アンテナ１７から空間へ放射する。
【００３５】
受信機１９は、帯域制限フィルタ、ローノイズアンプ（ＬＮＡ: Low Noise Amplifier）、ローカル周波数発信器、直交復調器、ＡＧＣ(Automatic Gain Control)アンプ、Ａ／Ｄ(Analog to Digital)変換器などを含み、受信したＲＦ信号をデジタルベースバンド信号に変換する。
【００３６】
ＦＦＴ部２０は、通信制御部２８によって指定されたタイミングでＦＦＴウィンドウを設定するとともに、入力したデジタルデータをサンプリングしてＦＦＴ処理を行う。これにより、各サブキャリアの符号化シンボル列が得られる。
【００３７】
復調部２１は、所定のサブキャリアに挿入されているパイロットシンボルに基づいて、チャネル推定処理を行う。チャネル推定処理では、受信して得られたパイロットシンボルと既知のパイロットシンボルとを比較することで、移動局から基地局へのリンク（上りリンク）についてのチャネル推定値を算出する。パイロットシンボルが配置されていないシンボル（すなわち、データシンボル）に関するチャネル推定値は、パイロットシンボルに基づいて算出したチャネル推定値を、時間軸方向及び／又は周波数軸方向に線形補間して算出される。
【００３８】
さらに復調部２１は、復調処理を行って符号化シンボル列を生成する。
チャネルデコード部２２は、符号化シンボル列に対して、移動局で施された誤り訂正符号化処理に対応した復号化処理、デインタリーブ処理等を行い、受信データ列を抽出する。
【００３９】
受信品質測定部２３は、復調部２１から得られる符号化シンボル列からパイロットシンボル、プリアンブル等の既知の基準信号を抽出して、この基準信号に基づいてサブキャリア毎の受信品質を測定する。ここでは、例えばＣＩＮＲ（Carrier to Interferer plus Noise Ratio）またはＲＳＳＩ(Received Signal Strength Indicator)等の公知の受信品質の値が測定される。
【００４０】
移動速度推定部２４は、復調部２１から得られる符号化シンボル列からパイロットシンボル、プリアンブル等の既知の基準信号を抽出し、この基準信号の電界強度の落ち込みの間隔（フェージングピッチ）を測定することにより、移動速度を推定する。なお、移動速度推定の具体的方法は周知（例えば特開平１０−７９７０１号公報(US 6,335,923B2)参照）であるので詳細は説明しない。
なお、移動局において自局の移動速度を検出して基地局に逐次通知する場合には、基地局に移動速度推定部２４も設けなくてもよい。
【００４１】
制御情報抽出部２５は、チャネルデコード部２２からの受信データ列から制御情報を抽出して通信制御部２８へ出力する。ユーザデータ抽出部２６は、チャネルデコード部２２からの受信データ列からユーザデータを抽出する。
【００４２】
通信制御部２８（ゾーン構成部）は、上位レイヤ機器（図示せず）からの指令や、制御情報抽出部２５からの制御情報等に基づいて、基地局内の各部の動作を制御する。また、通信制御部２８は、送信フレームのゾーン構成の情報（複数のゾーンの配置、各ゾーンのサブキャリア配置、及び各ゾーンのパイロットの指向性）を与えるとともに、スケジューリング部２７に対してスケジューリング要求を行う。
【００４３】
スケジューリング部２７は、移動速度推定部２４から得られる各移動局の移動速度と、通信制御部２８からのゾーン構成の情報とに基づいて、フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に各移動局に対する通信リソースの割り当て（スケジューリング）を行う。
【００４４】
・移動局の構成
図５に示すように、移動局（ＭＳ）は、制御情報生成部３１、ユーザデータ生成部３２、チャネルコーディング部３３、変調部３４、ＩＦＦＴ部３５、送信機３６、アンテナ３７、デュプレクサ３８、受信機３９、ＦＦＴ部４０、復調部４１、チャネルデコード部４２、受信品質測定部４３、移動速度検出部４４、制御情報抽出部４５、ユーザデータ抽出部４６、タイミング同期部４７、通信制御部４８を備える。デュプレクサ３８（ＤＰＸ）は、送受信系でアンテナ３７を共用するために設けられる。
【００４５】
チャネルコーディング部３３は、ユーザデータ生成部３２からのユーザデータと、制御情報生成部３１からの制御情報とを多重するとともに、誤り訂正符号化、インタリーブ処理等を行う。なお、制御情報生成部３１で生成される制御情報には、移動局の移動速度に関する情報が含まれている。
【００４６】
変調部３４は、チャネルコーディング部３３で符号化されたデータのビット繰り返し処理、パイロット信号及びプリアンブル信号の挿入処理を行うとともに、所定の変調処理を行う。例えば、ユーザデータに対する変調は、所定の変調多値数の変調方式（例えばＱＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ変調）を用いて行われ、高品質伝送を必要とする制御情報に対する変調は、ＢＰＳＫ変調或いはＱＰＳＫ変調であって、かつ低い符号化率を用いて行われる。
さらに変調部３４は、通信制御部４８による指令の下、変調処理の結果として得られたデータシンボル及びパイロットシンボルを各サブキャリアの各ＯＦＤＭシンボルに割り当てる。
【００４７】
ＩＦＦＴ部３５は、変調部３４の出力を逆高速フーリエ変換して時間軸波形に変換し、送信機３６に出力する。
送信機３６は、Ｄ／Ａ変換器、ローカル周波数発信器、ミキサ、パワーアンプ、フィルタ等を備え、ＩＦＦＴ部３５からの送信データを、ベースバンド周波数から無線周波数へアップコンバート等した後に、アンテナ３７から空間へ放射する。
【００４８】
受信機３９は、帯域制限フィルタ、ローノイズアンプ、ローカル周波数発信器、直交復調器、ＡＧＣ(Automatic Gain Control)アンプ、Ａ／Ｄ変換器などを含み、受信したＲＦ信号をデジタルベースバンド信号に変換する。
【００４９】
ＦＦＴ部４０は、通信制御部４８によって指定されたタイミングでＦＦＴウィンドウを設定するとともに、入力したデジタルデータをサンプリングしてＦＦＴ処理を行う。これにより、各サブキャリアの符号化シンボル列が得られる。
【００５０】
復調部４１は、所定のサブキャリアに挿入されているパイロットシンボルに基づいて、チャネル推定処理を行う。チャネル推定処理では、受信して得られたパイロットシンボルと既知のパイロットシンボルとを比較することで、基地局から移動局へのリンク（下りリンク）についてのチャネル推定値を算出する。パイロットシンボルが配置されていないシンボル（すなわち、データシンボル）に関するチャネル推定値は、パイロットシンボルに基づいて算出したチャネル推定値を、時間軸方向及び／又は周波数軸方向に線形補間して算出される。
【００５１】
さらに復調部４１は、復調処理を行って符号化シンボル列を生成する。
チャネルデコード部４２は、符号化シンボル列に対して、基地局で施された誤り訂正符号化処理に対応した復号化処理、デインタリーブ処理等を行い、受信データ列を抽出する。
【００５２】
受信品質測定部４３は、復調部４１から得られる符号化シンボル列からパイロットシンボル、プリアンブル等の既知の基準信号を抽出して、この基準信号に基づいてサブキャリア毎の受信品質を測定する。ここでは、例えばＣＩＮＲまたはＲＳＳＩ等の公知の受信品質の値が測定される。
【００５３】
移動速度検出部４４は、速度センサ等（図示せず）からの信号に基づいて移動局の移動速度を検出し、その検出データを制御情報生成部３１へ逐次出力する。移動局が車載される場合には、速度センサ等を設けず、移動速度に関する信号を他の車載機器から取得する場合もありうる。
なお、基地局において移動局からの基準信号に基づいて移動局の移動速度を推定する場合には、移動局に移動速度検出部４４も設けなくてもよい。
【００５４】
制御情報抽出部４５は、チャネルデコード部４２からの受信データ列から制御情報を抽出して通信制御部４８へ出力する。ユーザデータ抽出部４６は、チャネルデコード部４２からの受信データ列からユーザデータを抽出する。
【００５５】
通信制御部４８は、上位レイヤ機器（図示せず）からの指令や、制御情報抽出部４５からの制御情報等に基づいて、移動局内の各部の動作を制御する。
【００５６】
（１−５）基地局のスケジューリング部の動作
次に、基地局のスケジューリング部２７の動作について、図６を参照して説明する。図６は、基地局のスケジューリング部２７の動作を示すフローチャートである。
【００５７】
図６において先ず、スケジューリング部２７は、通信制御部２８から送信フレームのゾーン構成の情報（複数のゾーンの配置、各ゾーンのサブキャリア配置、及び各ゾーンのパイロットの指向性）とともにスケジューリング要求を受けると（ステップＳ１０のＹｅｓ）、各ゾーンに対してスケジューリング動作を開始する。そして、スケジューリング対象ゾーンの隣接ゾーンが異なるパイロット配置、又は異なるパイロットの指向性が適用されている場合には（ステップＳ１２のＹｅｓ）、移動局の移動速度を取得する（ステップＳ１４）。移動速度の取得は、移動速度推定部２４からの出力に基づいて行われるか、又は移動局からの制御情報に基づいて行われる。
【００５８】
そして、スケジューリング部２７は、移動局の移動速度が所定の閾値よりも大きい場合に、移動局が高速移動中であると判定し（ステップＳ１６のＹｅｓ）、スケジューリング対象ゾーンにおいて、その移動局をゾーン境界近傍以外の領域にスケジューリングする（ステップＳ１８）。スケジューリング部２７は、移動局の移動速度が所定の閾値よりも小さい場合に、移動局が低速移動中であると判定し（ステップＳ１６のＮｏ）、スケジューリング対象ゾーンにおいて、その移動局をゾーン境界近傍を含む全領域にスケジューリングする（ステップＳ２０）。結果として、低速移動局が高速移動局よりも優先的に、スケジューリング対象ゾーンのゾーン境界近傍に割り当てられることになる。
【００５９】
ステップＳ１２〜Ｓ２０の処理は、各ゾーンについて順次行われる。スケジューリングが終了すると、スケジューリング結果に基づいて下りリンクの通信が開始される（ステップＳ２２）。
【００６０】
以上説明したように、本実施形態の無線通信システムにおけるスケジューリング方法によれば、伝播路の時間軸方向の変動が少ない低速移動局を優先的にゾーン境界近傍に割り当て、伝播路の時間軸方向の変動が大きい高速移動局をゾーン境界近傍以外の領域に割り当てられる。したがって、パイロット配置、又はパイロットの指向性の相違によりチャネル推定精度が低下しやすいゾーン境界近傍に高速移動局が割り当てられないようになる。そのため、高速移動局に対するチャネル推定精度の低下が回避されることになって、ゾーン全体に割り当てられる複数の移動局との通信のスループットが向上する。
【００６１】
（１−６）シミュレーション結果
発明者は、本実施形態の無線通信システムによる性能向上を検証するために、高速移動局を想定したシミュレーションを行った。図７に、シミュレーションにおけるゾーン構成を示す。また、シミュレーション条件は、モバイルＷｉＭＡＸ規格の分散サブキャリア配置（ＰＵＳＣ−ＳＴＣ、ＭａｔｒｉｘＢ）、変調・符号化方式は６４ＱＡＭ（ＣＴＣ符号化レート１／２）、伝搬路環境はＶｅｈｉｃｕｌａｒ−Ａ（６０ｋｍ／ｈ）、受信ＣＮＲ＝３０ｄＢとした。シミュレーション結果は、ゾーン内の各バーストの誤り訂正後のＢＥＲ(Bit Error Rate)として、下の表１に示す。ここでバースト１(Burst1)の領域がゾーン境界の領域である。
【００６２】
【表１】
2010166334.tif 000003
【００６３】
表１に示すように、高速移動局では、６４ＱＡＭなどの高いチャネル推定精度を必要とする変調方式の場合、ゾーン境界のバースト１(Burst1)の領域に割り当てられることにより、ＢＥＲが３桁程度低下する。逆に言えば、このシミュレーション結果は、高速移動局をゾーン境界以外の領域に割り当てることで、大幅なＢＥＲの向上が実現できることを示している。
【００６４】
（２）第２の実施形態
以下、本発明の無線通信システムの第２の実施形態について説明する。
この実施形態の無線通信システムは、第１の実施形態のものよりも周波数軸方向のチャネル推定精度を向上させることを意図したものである。なお、システム構成、基地局及び移動局の内部構成において、第１の実施形態のものと同一のものは、以下では重複説明を行わない。
【００６５】
（２−１）スケジューリング方法
この無線通信システムにおいて、あるゾーンに対する無線リソースのスケジューリング方法について、図８を参照して説明する。図８は、スケジューリング対象ゾーンに対して隣接サブキャリア配置が適用される場合のスケジューリング方法について示す図である。なお、図８は、図２に示した下りリンク(Downlink)のサブフレームのゾーンＺ２のみを示している。
【００６６】
図８に示すゾーンＺ２がスケジューリング対象ゾーンである場合、この無線通信システムでは、ゾーンＺ２内の周波数軸方向の端領域に対して、複数の移動局のうち、周波数方向の伝播路の変動が小さい移動局が優先的にスケジューリングされる。そして、ゾーンＺ２内の周波数軸方向の端領域以外の領域に対して、複数の移動局のうち周波数方向の伝播路の変動が大きい移動局がスケジューリングされる。
【００６７】
ここで一般に、ゾーン内の周波数軸方向の端領域では、より低い周波数帯のパイロット、又はより高い周波数帯のパイロットを用いてチャネル推定を行うことができない（すなわち、チャネル推定のために使用されるパイロットが限定される）ため、チャネル推定の精度が端領域以外の場合よりも低下する。このチャネル推定の精度の低下は、周波数ダイバーシチ効果が期待できる分散サブキャリア配置の場合よりも、隣接サブキャリア配置の場合の方が顕著である。
そこで、本実施形態の無線通信システムでは、周波数方向の伝播路の変動が小さい移動局に対する帯域を優先的に、ゾーン内の周波数軸方向の端領域に割り当てる。周波数方向の伝播路の変動が小さい移動局の場合には、チャネル推定のために使用されるパイロットが限定されたとしても、十分にチャネル推定の精度が確保されることになる。
【００６８】
一方、周波数方向の伝播路の変動が大きい移動局の場合には、周辺の多くのパイロットを用いることで周波数軸方向の補間演算、平均化演算の精度が保たれ、チャネル推定精度の低下が少ない。したがって、図８に示したスケジューリング方法を適用することにより、ゾーン全体に割り当てられる複数の移動局との通信のスループットが向上する。
【００６９】
（２−２）基地局及び移動局の構成例
次に、基地局及び移動局の構成について説明する。移動局の構成は、図５に示したものと同一である。基地局（ＢＳ）の構成は図９に示すが、図４に示したものと大部分が同一であるので、図４との相違点についてのみ以下で説明する。
【００７０】
図９において、受信品質測定部２３（推定部）は、移動局から受信する各サブキャリアのパイロット信号に基づいて、各パイロット信号の周波数軸方向の電力変動を検出することで、周波数帯域内変動値を推定する。この推定結果は、スケジューリング部２７へ与えられる。なお、周波数帯域内変動値は、ＦＦＴ部２０によるＦＦＴ処理前の時間領域の信号に基づきマルチパスのディレイスプレッドを検出することにより算出することもできる。
【００７１】
（２−３）基地局のスケジューリング部の動作
次に、本実施形態の基地局のスケジューリング部２７の動作について、図１０を参照して説明する。図１０は、本実施形態の基地局のスケジューリング部２７の動作を示すフローチャートである。
【００７２】
図１０において先ず、スケジューリング部２７は、通信制御部２８から送信フレームのゾーン構成の情報（複数のゾーンの配置、各ゾーンのサブキャリア配置、及び各ゾーンのパイロットの指向性）とともにスケジューリング要求を受けると（ステップＳ３０のＹｅｓ）、各ゾーンに対してスケジューリング動作を開始する。そして、スケジューリング対象ゾーンに隣接サブキャリア配置が適用されている場合には（ステップＳ３２のＹｅｓ）、周波数帯域内変動値を推定する（ステップＳ３４）。この周波数帯域内変動値の推定値は、受信品質測定部２３から与えられる。
【００７３】
そして、スケジューリング部２７は、移動局の周波数帯域内変動値が所定の閾値よりも大きい場合に（ステップＳ３６のＹｅｓ）、スケジューリング対象ゾーンにおいて、その移動局の帯域を周波数軸方向の端領域以外の領域に確保する（ステップＳ３８）。スケジューリング部２７は、移動局の周波数帯域内変動値が所定の閾値よりも小さい場合に（ステップＳ３６のＮｏ）、スケジューリング対象ゾーンにおいて、その移動局の帯域を周波数軸方向の端領域を含む全領域の中から確保する（ステップＳ４０）。結果として、周波数帯域内変動値が小さい移動局、すなわち周波数による伝播路の変動が小さい移動局が優先的に、スケジューリング対象ゾーンにおいて周波数軸方向の端領域に帯域が確保されることになる。
【００７４】
ステップＳ３２〜Ｓ４０の処理は、隣接サブキャリア配置が適用される各ゾーンについて順次行われる。スケジューリングが終了すると、スケジューリング結果に基づいて下りリンクの通信が開始される（ステップＳ４２）。
【００７５】
以上説明したように、本実施形態の無線通信システムにおけるスケジューリング方法によれば、伝播路の周波数軸方向の変動が少ない移動局の帯域が優先的に周波数軸方向の端領域に割り当て、伝播路の周波数軸方向の変動が大きい移動局の帯域が端領域以外の領域に割り当てられる。したがって、チャネル推定精度が低下しやすい周波数軸方向の端領域に、周波数による伝播路の変動が大きい移動局が割り当てられないようになる。そのため、周波数による伝播路の変動が大きい移動局に対するチャネル推定精度の低下が回避されることになって、ゾーン全体に割り当てられる複数の移動局との通信のスループットが向上する。
【００７６】
以上、本発明の実施形態について順次説明したが、各実施形態を組み合わせて適用することができることは言うまでもない。また、移動局の移動速度、又は周波数帯域内変動値を推定するための基準となる基準信号は、パイロット信号のほか、サウンディング信号等の他の既知信号でもよい。
【００７７】
なお、各実施形態では、移動局の移動速度、又は周波数帯域内変動値に対する判定のための閾値が固定であることを前提にして説明したが、この閾値は、変調符号化率に応じて可変にしてもよい。具体的には、図１１に示すように、変調符号化方式の伝送効率が高いほど、移動速度、又は周波数帯域内変動値の判定についての閾値を低下させることが好ましい。すなわち、移動局との通信に適用される変調符号化方式の伝送効率が高い場合（例えば６４ＱＡＭの変調方式）には、移動局でのチャネル推定精度の低下による受信データのＢＥＲ劣化が大きくなるため、その移動局に対しては閾値を低下させ、ゾーン境界、又は周波数端領域に割り当てられにくくすることが好ましい。
【００７８】
以上の実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局であって、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するゾーン構成部と、
第１ゾーンにおいて複数の移動局に対する送信データを割り当てるとき、前記第１ゾーンに隣接する第２ゾーンに対して第１ゾーンとは異なるパイロット送信方法が適用されている場合には、前記複数の移動局のうち低速で移動する第１移動局を、高速で移動する第２移動局よりも優先的に、前記第２ゾーンとの境界近傍に割り当てるスケジューリング部と、
を備えた無線基地局。（１）
【００７９】
（付記２）
移動局から送信される基準信号の伝播路応答変動を検出することによって、当該移動局の移動速度を推定する、
付記１に記載された無線基地局。（２）
【００８０】
（付記３）
移動局から当該移動局の移動速度に関する信号を受信する、
付記１に記載された無線基地局。（３）
【００８１】
（付記４）
移動局との通信に使用する変調符号化方式の伝送効率が高いほど、当該移動局の移動速度の判定についての閾値を低下させる、
付記１〜３のいずれかに記載された無線基地局。（４）
【００８２】
（付記５）
フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局であって、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するゾーン構成部と、
複数の移動局の各々について、周波数軸方向の伝播路の変動値を推定する推定部と、
第１ゾーンにおいて複数の移動局に対する帯域を割り当てるとき、前記複数の移動局のうち前記伝播路の変動が小さい第１移動局を、伝播路の変動が大きい第２移動局よりも優先的に、前記フレームの周波数軸方向の端領域に割り当てるスケジューリング部と、
を備えた無線基地局。（５）
【００８３】
（付記６）
移動局から送信される基準信号の周波数軸方向の伝播路応答変動を検出することによって、当該移動局の前記変動値を推定する、
付記５に記載された無線基地局。
【００８４】
（付記７）
移動局から送信される信号のディレイスプレッドを検出することによって、当該移動局の前記変動値を推定する、
付記５に記載された無線基地局。
【００８５】
（付記８）
移動局との通信に使用する変調符号化方式の伝送効率が高いほど、前記変動値の判定についての閾値を低下させる、
付記５〜７のいずれかに記載された無線基地局。（６）
【００８６】
（付記９）
フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局、における無線リソース割り当て方法であって、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するステップと、
移動局から送信される基準信号の電力変動を検出する、又は移動局から当該移動局の移動速度に関する信号を受信することによって、移動局の移動速度を取得するステップと、
第１ゾーンにおいて複数の移動局に対する送信データを割り当てるとき、前記第１ゾーンに隣接する第２ゾーンに対して第１ゾーンとは異なるパイロット送信方法が適用されている場合には、前記複数の移動局のうち低速で移動する第１移動局を、高速で移動する第２移動局よりも優先的に、前記第２ゾーンとの境界近傍に割り当てるステップと、
を備えた、無線リソース割り当て方法。（７）
【００８７】
（付記１０）
移動局と、フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に無線リソースを割り当てて前記移動局と無線通信を行う無線基地局と、を含む無線通信システムであって、
無線基地局は、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するゾーン構成部と、
第１ゾーンにおいて複数の移動局に対する送信データを割り当てるとき、前記第１ゾーンに隣接する第２ゾーンに対して第１ゾーンとは異なるパイロット送信方法が適用されている場合には、前記複数の移動局のうち低速で移動する第１移動局を、高速で移動する第２移動局よりも優先的に、前記第２ゾーンとの境界近傍に割り当てるスケジューリング部と、を備えた、
無線通信システム。（８）
【００８８】
（付記１１）
フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に無線リソースを割り当てて、移動局と無線通信を行う無線基地局、における無線リソース割り当て方法であって、
複数の移動局の各々について、周波数軸方向の伝播路の変動を推定するステップと、
複数の移動局に対する帯域を割り当てるとき、前記複数の移動局のうち前記伝播路の変動が小さい第１移動局を、伝播路の変動が大きい第２移動局よりも優先的に、前記フレームの周波数軸方向の端領域に割り当てるステップと、
を備えた、無線リソース割り当て方法。
【００８９】
（付記１２）
移動局と、フレームの時間軸方向及び周波数軸方向の２次元に無線リソースを割り当てて前記移動局と無線通信を行う無線基地局と、を含む無線通信システムであって、
無線基地局は、
前記フレームを時間軸方向で区画する複数のゾーンの各々に対して、パイロット配置、又はパイロット指向性が異なる複数のパイロット送信方法のいずれかを適用するゾーン構成部と、
複数の移動局の各々について、周波数軸方向の伝播路の変動を推定する推定部と、
第１ゾーンにおいて複数の移動局に対する帯域を割り当てるとき、前記複数の移動局のうち前記伝播路の変動が小さい第１移動局を、伝播路の変動が大きい第２移動局よりも優先的に、前記フレームの周波数軸方向の端領域に割り当てるスケジューリング部と、を備えた、
無線通信システム。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】第１の実施形態の無線通信システムのシステム構成を示す図。
【図２】第１の実施形態における無線リソースのスケジューリング方法を示す図。
【図３】第１の実施形態における無線リソースのスケジューリング方法を示す図。
【図４】第１の実施形態の基地局の内部構成の要部を示すブロック図。
【図５】第１の実施形態の移動局の内部構成の要部を示すブロック図。
【図６】第１の実施形態の基地局のスケジューリング部の動作を示すフローチャート。
【図７】シミュレーションにおけるゾーン構成を示す図。
【図８】第２の実施形態における無線リソースのスケジューリング方法を示す図。
【図９】第２の実施形態の基地局の内部構成の要部を示すブロック図。
【図１０】第２の実施形態の基地局のスケジューリング部の動作を示すフローチャート。
【図１１】実施形態の無線通信システムにおいて、変調符号化方式と、移動速度、又は周波数帯域内変動値の判定閾値との好ましい関係を示す図。
【図１２】送信フレームの構成例を示す図。
【図１３】パイロット送信方法の一例を示す図。
【図１４】パイロット送信方法の一例を示す図。
【図１５】ゾーン境界におけるパイロット配置を示す図。
【図１６】ゾーンの周波数軸上の端におけるパイロット配置を示す図。
【符号の説明】
【００９１】
ＢＳ…無線基地局
２７…スケジューリング部
２８…通信制御部（ゾーン構成部）
ＭＳ…移動局
【図１】
2010166334.tif 000004
【図２】
2010166334.tif 000005
【図３】
2010166334.tif 000006
【図４】
2010166334.tif 000007
【図５】
2010166334.tif 000008
【図６】
2010166334.tif 000009
【図７】
2010166334.tif 000010
【図８】
2010166334.tif 000011
【図９】
2010166334.tif 000012
【図１０】
2010166334.tif 000013
【図１１】
2010166334.tif 000014
【図１２】
2010166334.tif 000015
【図１３】
2010166334.tif 000016
【図１４】
2010166334.tif 000017
【図１５】
2010166334.tif 000018
【図１６】
2010166334.tif 000019