(57)【要約】  基地局から送信された信号を受信した端末は、受信信号のCQIを算出して、基地局に通知する。基地局は、通知されたCQI値を用いて、CQI閾値を算出し、これを各端末に通知する。次に、端末が下り回線のCQI値を測定・算出した際には、通知されたCQI閾値と比較し、算出したCQI値がCQI閾値より小さい場合には、CQI値の基地局への通知を停止する。基地局は、CQI値がCQI閾値より大きかった端末のみからのCQI値の報告を受け、これらの端末のみをスケジューリング対象としてスケジューリングを行って、通信を行う。
2008053553.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局が端末との通信をスケジューリングし、端末と通信する無線通信システムにおいて、
基地局は、
端末が測定・算出した、下り回線の無線回線品質を取得し、無線回線品質の閾値を算出する下り閾値算出手段と、
該下り閾値算出手段で算出された閾値を各端末に送信する送信手段とを備え、
端末は、
基地局からの下り信号の無線通信品質を測定・算出する下り無線回線品質測定・算出手段と、
基地局から送信されてきた閾値を格納する格納手段と、
測定・算出して得た下り回線の無線回線品質と該閾値とを比較し、該無線回線品質が該閾値より大きいときには、該無線回線品質を基地局に通知し、該無線回線品質が該閾値以下のときは、該無線回線品質の基地局への送信を停止する制御手段とを備え、
前記基地局は、該無線回線品質をもとに下り通信のスケジューリングを行う
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線回線品質をもとにした下り通信のスケジューリングは、該無線回線品質を送信してこない端末をスケジューリング対象外とすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前基地局の下り閾値算出手段は、端末とのデータ通信に設定されたサービス品質情報を更に加味して前記閾値を算出し、
前記端末の制御手段は、測定・算出して得た無線回線品質を基地局へ送信するか否かを決定する場合、基地局とのデータ通信に設定されたサービス品質情報を更に加味することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記端末は、更に、
前記無線回線品質を基地局に送信しない場合には、基地局に対し、自端末をスケジューリング対象外とすることを要求することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記自端末をスケジューリング対象外とすることを要求する信号は、予め決められた特定の無線回線品質値を通知するものであることを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
下り通信についてスケジューリング対象外となった端末は、上り通信についてもスケジューリング対象外とすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
基地局が端末との通信をスケジューリングし、端末と通信する無線通信システムにおいて、
前記基地局は、
端末からの上り信号の無線回線品質を測定・算出する上り無線回線品質測定・算出手段と、
上り信号の無線回線品質の閾値を算出する上り閾値算出手段とを備え、
該閾値より大きい上りの無線回線品質を有する端末を、上り通信のスケジューリング対象とし、該閾値以下の上りの無線回線品質を有する端末を、上り通信のスケジューリング対象外とすることを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
基地局は、スケジューリング対象外となった端末に対し、スケジューリング対象外である旨を通知し、該通知を受け取った端末は、一定期間パイロット信号及び上り送信データを送信しないことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
端末は、更に、
所定時間を計数するタイマ手段を更に備え、
スケジューリング対象外となった端末は、該タイマ手段がタイムアウトした場合には、基地局に対する無線回線品質の送信を再開することを特徴とする請求項１または７に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記タイマ手段がタイムアウトする時間は、基地局と端末との通信サービスについて設定されたサービス品質情報を加味して設定することを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記端末は、前記基地局に対し、無線回線品質を送信しない間、他の周波数帯域、あるいは、他の基地局の下り通信の無線回線品質を測定・算出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記端末は、他の周波数帯域、あるいは、他の基地局の下り通信の無線回線品質を測定・算出する場合、前記基地局へ、下り信号の送信の停止を要求することを特徴とする請求項１１に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記端末は、他の周波数帯域、あるいは、他の基地局の下り通信の無線回線品質を測定・算出する場合、前記基地局へ、その旨を示す特定の値の無線回線品質を通知することを特徴とする請求項１１に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記基地局は、スケジューリング対象外となった端末に対し、他の周波数帯域、あるいは、他の基地局の無線回線品質を測定・算出するよう指示することを特徴とする請求項１１に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
前記基地局は、スケジューリング対象外となった端末対して、他の周波数帯域、あるいは、他の基地局の無線回線品質の測定・算出を指定した期間でするように指示し、その期間では、該基地局と該端末は通信を行わないことを特徴とする請求項１４に記載の無線通信システム。
【請求項１６】
基地局が端末との通信をスケジューリングし、端末と通信する無線通信システムにおける端末において、
基地局からの下り信号の無線通信品質を測定・算出する下り無線回線品質測定・算出手段と、
基地局から送信されてきた、無線通信品質の閾値を格納する格納手段と、
測定・算出して得た下り回線の無線回線品質と該閾値とを比較し、該無線回線品質が該閾値より大きいときには、該無線回線品質を基地局に通知し、該無線回線品質が該第１の閾値以下のときは、該無線回線品質の基地局への送信を停止する制御手段と、
を備えることを特徴とする端末。
【請求項１７】
基地局が端末との通信をスケジューリングし、端末と通信する無線通信システムにおける基地局において、
端末が測定・算出した、下り回線の無線回線品質を取得し、無線回線品質の閾値を算出する下り閾値算出手段と、
該下り閾値算出手段で算出された閾値を各端末に送信する送信手段とを備え、
該閾値と測定・算出した無線回線品質の比較をおこなった結果に基づいて、該無線回線品質を送信してきた端末のみを対象として、下り通信のスケジューリングを行うことを特徴とする基地局。
【請求項１８】
基地局が端末との通信をスケジューリングし、端末と通信する無線通信システムにおける通信方法であって、
基地局は、
端末が測定・算出した、下り回線の無線回線品質を取得し、無線回線品質の第１の閾値を算出し、
該下り閾値算出手段で算出された閾値を各端末に送信し、
端末は、
基地局からの下り信号の無線通信品質を測定・算出し、
基地局から送信されてきた閾値を格納し、
測定・算出して得た下り回線の無線回線品質と該閾値とを比較し、該無線回線品質が該閾値より大きいときには、該無線回線品質を基地局に通知し、該無線回線品質が該閾値以下のときは、該無線回線品質の基地局への送信を停止することにより、
前記基地局は、該無線回線品質を送信してこない端末をスケジューリング対象外として下り通信のスケジューリングを行う
ことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
3GPPにおいて標準化が行われているHSDPAシステムの実用化が一部で始まっている。HSDPAシステムは、スケジューラを用いて送信割り当てを実施する移動通信システムである。
図１〜図３は、従来のHSDPAシステムを説明する図である。【０００３】
下り高速伝送を実施するためのHSDPAシステムを例として、図１の概念図、図２の端末構成例、図３の基地局構成例を用いて説明する。
端末において、例えば受信した下りパイロット信号を元に無線回線品質指標(以後CQI : Channel Quality Indicatorと略す)を算出する。具体的には、パイロット信号の受信電力と干渉電力を測定することにより、SIRを算出し、これを元にCQIを算出する。この結果を符号化し変調し、上り無線回線で基地局へ伝送する。すなわちCQIを基地局へ報告する。図２において、アンテナ１０で受信された基地局からの信号は、無線部１１、復調・復号部１２によって復号され、受信データのCQIが、CQI測定・算出部１３で算出される。CQI制御部１４で、算出されたCQIを所定のフォーマットに換算し、CQI送信部１５で、CQIが送信データに構成され、符号化・変調部１６、無線部１７によって変調され、アンテナ１０から基地局へ送信される。【０００４】
一方、基地局内に備えたスケジューラにおいて、例えば端末から報告された無線回線品質指標(以後CQI : Channel Quality Indicatorと略す)を用いて端末の優先順位を算出し、優先順位の高いものから送信パラメータを選択し送信を実施する。図３において、アンテナ２０で受信された、端末からのCQI情報は、無線部２１、復調・復号部２２で復号され、CQI部２３で検出される。CQI部２３で検出されたCQIの内容により、スケジューラ２４は、基地局から端末への下り通信をスケジューリングし、端末が基地局からの信号を受信するために必要な制御情報を有する制御信号を制御信号作成部２５に作成させ、符号化・変調部２７、無線部２８、アンテナ２０を介して、端末に制御信号を送信する。制御信号を送信した後には、送信データバッファ２６に格納されているユーザデータなどの送信データを、同様に端末に送信する。【０００５】
スケジューラは、図１に示されるように、端末ＵＥ１〜６から得たCQIの値（ここでは、１〜３０の値を取るものとしている）に基づいて、端末ＵＥ１〜６に優先順位を算出して、優先順位に従い送信する端末ＵＥを選択し、下り信号を送信する。この場合、端末が６個あるので、優先順位計算も６回行う必要がある。【０００６】
優先順位の算出方法として、CQIの値の高いものから選択するMAX CIR法や、CQIの高いものから選択し、かつ、機会が均等となるように選択するPF(Proportional Fairness)法などが使用されている。【０００７】
ところで、上述の3GPPにおいて、次世代移動通信システムとしてE3G(Evolved 3G)システムの仕様検討が行われている。これにおいては、多元接続方式として、下りにOFDMA方式、上りSC-FDMA方式の導入が検討されている。【０００８】
また、E3Gシステムでは、従来のHSDPAより広い周波数帯域(例えば4倍)を用い、HSDPAシステムと同様にスケジューリングを実施する。周波数帯域が４倍になると、E3Gの下り送信におけるスケジューリングにおいて、スケジューリング対象の端末数は、HSDPAシステムと比較し単純には数倍(例えば4倍)となる。また、送信間隔が従来のHSDPAシステムの2msecに比較し1/4である0.5msecとすることが検討されている。【０００９】
以上の2点から、例えば、E3Gシステムでは、従来のHSDPAの16倍のスケジューリング速度が要求される。言い換えれば、優先順位計算時間を1/16としなければならない。
一方、E3Gのサービス開始までに、スケジューリングを行うCPUやDSPの処理性能の向上は、E3Gのサービス開始目標である2010年を基準に考えると、ムーアの法則(18ヶ月で処理速度2倍)を考慮しても4倍程度としかならず、上記16倍には及ばない。よって、E3Gシステムを実現するためには、スケジューリング処理の高速化が必要不可欠である。【００１０】
更に、CQIの基地局への報告について考えると
・端末数の増加により、CQI報告数が増加する。
・仕様帯域幅が従来のHSDPAシステムと比較し4倍となるため、複数のCQIを測定及び報告する必要がある。
・端末が使用可能な帯域幅が複数あることから、使用帯域幅とシステム帯域幅により、複数の帯域CQIを測定・報告する必要がある
という問題が生じる。【００１１】
以上のように、従来のHSDPAシステムと比較し、CQI測定・報告数が増えることから、上り通信の電波干渉が増加してしまうという問題も生じる。
【特許文献１】特開2005-110070号公報
【非特許文献１】R2-052897, “Qualcomm proposal for E-UTRAN Architecture and Protocols”, Qualcomm Europe, 7-11, Nov, 2005
【発明の開示】
【００１２】
本発明の課題は、基地局と端末との間の通信スケジューリングを高速に行うことが出来る無線通信システムを提供することである。
本発明の無線通信システムは、基地局が端末との通信手続をスケジューリングし、端末と通信する無線通信システムにおいて、基地局は、端末が測定・算出した、下り回線の無線回線品質を取得し、無線回線品質の第１の閾値を算出する下り閾値算出手段と、該下り閾値算出手段で算出された第１の閾値を各端末に送信する送信手段とを備え、端末は、基地局からの下り信号の無線通信品質を測定・算出する下り無線回線品質測定・算出手段と、基地局から送信されてきた第１の閾値を格納する格納手段と、測定・算出して得た下り回線の無線回線品質と該第１の閾値とを比較し、該無線回線品質が該第１の閾値より大きいときには、該無線回線品質を基地局に通知し、該無線回線品質が該第１の閾値以下のときは、該無線回線品質の基地局への送信を停止する制御手段とを備え、前記基地局は、該無線回線品質を送信してこない端末をスケジューリング対象外として下り通信のスケジューリングを行うことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来のHSDPAシステムを説明する図（その１）である。
【図２】従来のHSDPAシステムを説明する図（その２）である。
【図３】従来のHSDPAシステムを説明する図（その３）である。
【図４】本発明の第１の原理図である。
【図５】本発明の端末のブロック図である。
【図６】本発明の基地局のブロック図である。
【図７】第１の原理の動作を説明するシーケンス図である。
【図８】本発明の第２の原理を説明する図（その１）である。
【図９】本発明の第２の原理を説明する図（その２）である。
【図１０】本発明の第２の原理を説明する図（その３）である。
【図１１】本発明の第３の原理を説明する図（その１）である。
【図１２】本発明の第３の原理を説明する図（その２）である。
【図１３】本発明の第３の原理を説明する図（その３）である。
【図１４】本発明の第４の原理を説明する図（その１）である。
【図１５】本発明の第４の原理を説明する図（その２）である。
【図１６】本発明の第４の原理を説明する図（その３）である。
【図１７】本発明の効果を説明する図である。
【図１８】本発明の端末の第１の構成例である。
【図１９】本発明の基地局の第１の構成例である。
【図２０】本発明の基地局の第１の構成例の変形例である。
【図２１】本発明の端末の第２の構成例である。
【図２２】本発明の基地局の第２の構成例である。
【図２３】本発明の端末の第３の構成例である。
【図２４】本発明の基地局の第３の構成例である。
【図２５】本発明の基地局の第４の構成例である。
【図２６】本発明の基地局の第５の構成例である。
【図２７】図２５の基地局の構成に対応する端末の第４の構成例である。
【図２８】本発明の端末の第４の構成例である。
【図２９】本発明の端末の第５の構成例である。
【図３０】本発明の端末の第６の構成例である。
【図３１】本発明の端末の第７の構成例である。
【図３２】本発明の基地局の第６の構成例である。
【図３３】図３１に対応する本発明の端末の第８の構成例である。
【図３４】本発明の基地局の第７の構成例である。
【図３５】図３３に対応する本発明の端末の第９の構成例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態においては、スケジューラ動作を高速化するために、見かけの端末数の削減を行う。
以下、HSDPAシステムを例として説明する。【００１５】
図４は、本発明の第１の原理図である。図５は、本発明の端末のブロック図である。図６は、本発明の基地局のブロック図である。図５、図６において、図２、図３に対応する構成には、同じ参照符号を付している。【００１６】
基地局のスケジューラ２４が、ある時間に選択した端末の無線回線品質指標(CQI値)を元に、無線回線品質指標報告閾値(以後CQI閾値と略す)を、無線回線品質指標報告閾値作成部４６において算出する。この結果(CQI閾値；図４では閾値=18)を、符号化・変調部２７において、符号化し、変調し、無線部２８によって、無線周波数に変換し、アンテナ２０を介してその基地局と通信中の各端末に対して送信する。送信に際しては、送信データと一緒に符号化し変調し送信してもよいし、異なる無線チャネルを用いて別々に符号化し送信してもよい。【００１７】
端末では、受信した信号を無線部３１でベースバンド信号に変換し、復調・復号部１２で、復調し、復号の後、受信信号(例えばパイロット信号)の受信電力と干渉電力を無線回線品質指標測定・算出部１３で測定することにより、無線回線品質を測定し、CQIを算出する。【００１８】
この結果と、同様に復調復号され無線回線品質指標報告閾値記憶部３４に記憶された報告閾値(以後CQI閾値と略す)とを比較し、閾値以下の場合、基地局に対してCQI値を報告しないようにする。更に、無線回線品質指標測定・算出部１３にて、一定期間CQI値算出を行わないよう設定する。閾値以上の場合はCQI値を報告する。【００１９】
これにより、基地局は受信したCQI値数が削減される。報告されるCQI値が減少することにより、優先順位算出時間を短縮することができる。たとえば、図４においては、CQI閾値を１８と設定したことにより、CQI値の報告を行う端末の数が３個になる。基地局は、CQI値を報告してきた端末のみをスケジューリング対象とすることにより、スケジューリングにおいて優先順位を計算する対象の数が減り、計算時間を短縮することが出来る。図４の場合には、優先順位計算回数は３回のみとなっている。【００２０】
図７は、第１の原理の動作を説明するシーケンス図である。
図７において、基地局は、端末に対し、無線回線品質測定用信号（パイロット信号）を送信する（１）。端末は、下り回線の無線回線品質を測定し、無線回線品質指標（CQI）を算出し（２）、基地局に無線回線品質指標(CQI）を通知する（３）。基地局は、配下の全ての端末から無線通信品質指標を受信すると、これらの平均を取る、あるいは、スケジューラのスケジューリングの結果を用いるなどして、無線回線品質指標（CQI）の閾値を算出する（４）。そして、無線回線品質指標閾値(CQI）を各端末に通知する（５）。以上により、各端末に閾値の設定が完了する。【００２１】
各端末に閾値が設定されると、端末は定常状態に移行する。端末は、無線回線品質を測定し、無線回線品質指標(CQI)を算出する（６）。端末は、算出した無線回線品質指標と閾値とを比較し、自端末が無線回線品質指標を基地局に報告するか否かを判定する（７）。報告しないと判定した場合には、端末は、基地局のスケジューリング対象外となり、自端末宛には、基地局からはデータが送られてこないので、休止状態となる。すなわち、基地局には、無線回線品質指標（CQI）を通知せず（８）、基地局では、当該端末をスケジューリング対象外とする（９）。したがって、基地局から端末へは、送信制御情報やデータを送信しない（１０）、（１１）。無線回線品質指標を報告すると判定した場合には、基地局に無線回線品質指標を通知する。基地局では、報告を受けると、報告してきた端末を対象として、下り回線の通信用にスケジューリングを行い送信する端末を選択し、選択された端末に対して送信制御情報を通知し、次に、データを端末に送信する。【００２２】
図８〜図１０は、本発明の第２の原理を説明する図である。
CQI値が閾値以下となった場合、端末から基地局に対して、スケジューリング対象外とするために、スケジューリング対象外を要求するメッセージ、あるいは、特定なCQI値を報告しても良い。なお、この特定なCQI値は、事前に基地局から端末に対して伝送されるか、無線通信システムとして設定されているものとする。【００２３】
図８に示されるように、端末が基地局に積極的に、自端末をスケジューリング対象が意図するべきことを要求することによって、基地局側では、その端末のスケジューリングをしなくて良いばかりではなく、基地局自身が、どの端末がスケジューリング対象外となっているかの管理を行うことが出来るようになる。【００２４】
図９は、第２の原理の動作を示すシーケンス図（その１）である。
閾値設定状態における処理は、第１の原理と同様である。無線回線品質指標（CQI）の閾値が各端末に設定されると、各端末は、定常状態に入る。定常状態では、端末は、CQIを測定、算出し、算出されたCQI値と閾値とを比較して、CQI値を基地局に報告するか否かを判定する（７）。算出されたCQI値が閾値より小さい場合には、基地局に対し、スケジューリング対象としてくれるよう要求するメッセージを通知する（８）。基地局では、配下の端末から、スケジューリング対象のCQI値か、特定のメッセージを受け取ると、どの端末についてスケジューリングするかを確認して（９）、スケジューリングを行う（１０）。スケジューリングの結果、スケジューリング対象の端末には、送信制御情報と、データを送信する。スケジューリング対象外の端末には、送信制御情報とデータを送信しない（１１）、（１２）。【００２５】
図１０は、第２の原理の動作を示すシーケンス図（その２）である。
閾値設定状態における処理は、第１の原理と同様である。無線回線品質指標（CQI）の閾値が各端末に設定されると、各端末は、定常状態に入る。定常状態では、端末は、CQIを測定、算出し、算出されたCQI値と閾値とを比較して、CQI値を基地局に報告するか否かを判定する（７）。算出されたCQI値が閾値より小さい場合には、基地局に対し、予め決められた、スケジューリング対象外としてくれるよう要求する意味を持ったCQIを通知する（８）。基地局では、配下の端末から、スケジューリング対象のCQI値か、特定のCQI値を受け取ると、どの端末についてスケジューリングするかを確認して（９）、スケジューリングを行う（１０）。スケジューリングの結果、スケジューリング対象の端末には、送信制御情報と、データを送信する。スケジューリング対象外の端末には、送信制御情報とデータを送信しない（１１）、（１２）。【００２６】
図１１〜図１３は、本発明の第３の原理を説明する図である。
図１１において、端末が特殊なCQI値を報告しスケジューリング対象外とすることで、スケジューリング対象外となっている期間に、その端末は、他基地局や他周波数帯域のCQI値や受信電界強度を測定する。更に、その結果によっては、ハンドオーバ処理を実施する。【００２７】
図１２は、第３の原理の動作を示すシーケンス図（その１）である。
図１２においては、図９とほぼ同じ動作となるが、定常状態において、端末は、基地局に、自端末をスケジューリング対象外とするよう要求した後、他の基地局や他の周波数帯域のCQI値や受信電界強度を測定しに行く（１３）。【００２８】
図１３は、第３の原理の動作を示すシーケンス図（その２）である。
図１３においては、定常状態において、端末は、他帯域あるいは他基地局からのCQIを測定する必要があるか否かを端末自身が判断し（７）、必要ありと判断した場合には、測定している間、当該基地局との伝送（上りと下り）を停止する必要があると判断する。これに伴って、基地局に対してスケジューリング対象外を通知することで（８）、基地局からの送信を停止し、他帯域あるいは他基地局のCQIを測定しに行く（１３）。他帯域または他基地局のCQIを測定する必要性ありとする場合は、たとえば、ハンドオーバが必要と判断した場合や、より高速な伝送を実施するための可能性を確認したい場合等である。【００２９】
なお、上述では下りについて説明したが、上りに対しても適用可能である。この場合、基地局において測定し算出したCQI値に対して閾値を設定し、閾値以下となった場合はスケジューリング対象としない。【００３０】
図１４〜図１６は、本発明の第４の原理を説明する図である。
図１４においては、スケジューリング非対象となった端末に対して、その旨を通知する。更に、スケジューリング非対象となった端末に対して、CQI値を基地局に報告しないように要求する。通知を受信した端末は、スケジューリング非対象となっている間に、他の基地局や他周波数帯域のCQI値や受信電界強度を測定、算出する。更に、その結果によってはハンドオーバ処理を実施する。【００３１】
図１５及び図１６は、第４の原理の動作を示すシーケンス図である。
図１５は、第１の基地局と端末とのやり取りであり、図１２とほぼ同じであるが、スケジューリング対象外となった場合には、基地局からCQI報告停止要求が送られる。端末は、CQI報告停止要求に基づいて、基地局に対し、CQI値の報告を停止するので、上り回線の無線リソースの使用量を少なくすることが出来る。そして、第１の基地局へのCQI値の報告を停止すると、他の帯域または他基地局からのCQIを測定する。【００３２】
図１６は、他基地局と端末とのやり取りを示すシーケンス図である。
他基地局（第２の基地局）等のCQIを測定しにいくシーケンスも図１５と同じであるが、第２の基地局等でもスケジューリング対象外となった場合には、更に他の基地局（第３の基地局）等のCQIを測定に行く。【００３３】
上述ではCQIに限定し説明したが、受信電界強度、伝搬環境、無線回線品質や受信品質(SIR、CIR等)を用いてもよい。無線回線品質というのは、これらの総称するものとする。
図１７は、本発明の効果を説明する図である。【００３４】
前述のように、CQI報告数を削減することによって、スケジューリング対象となる見かけの端末数が削減されることにより、優先順位算出処理も削減され、処理を高速化できる。【００３５】
図１７は、縦軸を計算回数、横軸を閾値の値（CQI平均値からのオフセット）として、スケジューリングの優先度計算回数をシミュレーションした結果の図である。
CQI値が一様分布する32端末の中から、CQI値の順に上位4つの端末を選択するとする。このとき、選択に要する計算回数は、３．２×１０６回となる。すなわち、３２個の端末のCQI値に１〜３０の値を一様に割り当てるために１０５回の試行をシミュレーションで実施し、その結果の優先度計算回数が３．２×１０６回となる。【００３６】
このとき、32端末のCQI値の平均値をCQI閾値とし、閾値以下の端末をスケジューリング対象外とすると、スケジューリング対象の端末は16端末となり、端末選択に要する計算回数は１．６×１０６と半減する。よって、スケジューリング処理を高速化することが可能となる。【００３７】
同様に、閾値を平均値から大きくしていくと、スケジューリング対象が減るので、計算回数はどんどん少なくなっていく。また、閾値を平均値から小さくしていくと、スケジューリング対象が多くなるので、計算回数が多くなっていく。閾値の設定は、選択すべき端末が不足することがないよう、また選択の誤りが生じないように設定することが好ましい。  また、最も厳しい条件である端末が同時にCQIを報告する場合で考えると、従来方法では32端末が同時に報告することになり、一方本発明では報告する端末数が16と半減することから、上り干渉は3dB減少する。このように端末のCQI報告を制御することにより、上り無線チャネルを利用したCQI報告数が削減され、その結果上り回線の干渉が低減される。【００３８】
図１８は、本発明の端末の第１の構成例である。図１９は、本発明の基地局の第１の構成例である。図２０は、本発明の基地局の第１の構成例の変形例である。図１８において、図５に対応する構成には同じ参照符号を付す。図１９及び図２０において、図６に対応する構成には同じ参照符号を付す。【００３９】
図１８の端末の構成において、アンテナ１０、無線部１１、復調・復号部１２で受信されたデータは、CQI測定・算出部１３に入力され、CQI値が算出される。算出されたCQI値は、CQI制御部１４において、１〜３０の値に変換される。また、算出されたCQI値は、CQI閾値記憶部３４に記憶された閾値と比較され、CQI値を基地局に送信するか否かが判断される。送信することに決まった場合には、算出されたCQI値は、CQI送信部１５において、CQI値報告フォーマットに組み立てられて、符号化・変調部１６、無線部１７、アンテナ１０を介して送信される。【００４０】
図１９の基地局では、アンテナ２０、無線部２１、復調・復号部２２において、CQI報告が受信され、CQI部２３で、報告されたCQI値が抽出される。抽出されたCQI値は、スケジューラ２４に与えられて、スケジューリングに使用される。スケジューリングの結果がCQI閾値作成部４６に与えられて、CQI閾値が算出される。CQI閾値は、符号化・変調部２７、無線部２８、アンテナ２０を介して、端末に送られる。各端末にCQI閾値が設定されると、再び端末からCQI値が報告されるので、CQI値を報告してきた端末に対してのみスケジューリングを行い、スケジューリングにより選択された端末に対して通信を行うための制御信号と送信データを送信する。【００４１】
図２０の基地局では、アンテナ２０、無線部２１、復調・復号部２２において、CQI報告が受信され、CQI部２３で、報告されたCQI値が抽出される。抽出されたCQI値は、スケジューラ２４に与えられて、スケジューリングに使用される。一方、CQI部２３は、報告されたCQI値を平均して、CQI閾値作成部４６に与え、CQI閾値作成部４６においてCQI閾値が算出される。CQI閾値は、符号化・変調部２７、無線部２８、アンテナ２０を介して、端末に送られる。各端末にCQI閾値が設定されると、再び端末からCQI値が報告されるので、CQI値を報告してきた端末に対してのみ、通信を行うために、制御信号と送信データを送信する。【００４２】
図２１は、本発明の端末の第２の構成例である。図２２は、本発明の基地局の第２の構成例である。図２１において、図５に対応する構成には同じ参照符号を付す。図２２において、図６に対応する構成には同じ参照符号を付す。【００４３】
図２１の端末の構成において、アンテナ１０、無線部１１、復調・復号部１２で受信されたデータは、CQI測定・算出部１３に入力され、CQI値が算出される。算出されたCQI値は、CQI制御部１４において、１〜３０の値に変換される。また、算出されたCQI値は、基地局と端末が通信する際に保持しているＱｏＳ（Quality Of Service）をもとにした重み付け値と乗算され、この乗算結果がCQI閾値記憶部３４に記憶された閾値と比較され、CQI値を基地局に送信するか否かが判断される。ＱｏＳは、たとえば、送受信するデータの必要伝送速度や許容送信遅延時間を示し、要求されるデータの送信間隔を示す。高速伝送を必要とするデータの場合には、重み付け値を大きくし、低速伝送でよいデータの場合には重み付けを小さくする。これにより、データの伝送速度を考慮した閾値を設定することが可能となる。送信することに決まった場合には、算出されたCQI値は、CQI送信部１５において、CQI値報告フォーマットに組み立てられて、符号化・変調部１６、無線部１７、アンテナ１０を介して送信される。【００４４】
図２２の基地局では、アンテナ２０、無線部２１、復調・復号部２２において、CQI報告が受信され、CQI部２３で、報告されたCQI値が抽出される。抽出されたCQI値は、そのままスケジューラ２４に与えられて、スケジューリングに使用される。抽出されたCQI値の平均値がCQI送信閾値作成部４６に与えられるか、スケジューリングの結果がCQI閾値作成部４６に与えられ、更に、基地局に格納されている、端末ごとのＱｏＳもCQI閾値作成部４６に与えられ、CQI閾値が算出される。ＱｏＳを用いるのは、端末によっては、高速伝送が要求されるデータを通信している場合があるので、これを考慮するためである。CQI閾値は、符号化・変調部２７、無線部２８、アンテナ２０を介して、端末に送られる。各端末にCQI閾値が設定されると、再び端末からCQI値が報告されるので、CQI値を報告してきた端末に対してのみ、通信を行うために、制御信号と送信データを送信する。【００４５】
図２３は、本発明の端末の第３の構成例である。図２３において、図５に対応する構成には同じ参照符号を付す。
図２３の端末の構成において、アンテナ１０、無線部１１、復調・復号部１２で受信されたデータは、CQI測定・算出部１３に入力され、CQI値が算出される。算出されたCQI値は、CQI制御部１４において、１〜３０の値に変換される。また、算出されたCQI値は、基地局と端末が通信する際に保持しているＱｏＳ（Quality Of Service）の重み付け値と乗算され、この乗算結果がCQI閾値記憶部３４に記憶された閾値と比較され、CQI値を基地局に送信するか否かが判断される。送信することに決まった場合には、算出されたCQI値は、CQI送信部１５において、CQI値報告フォーマットに組み立てられて、符号化・変調部１６、無線部１７、アンテナ１０を介して送信される。CQI値を送信しないことに決定した場合には、送信制御信号送信部４０で、特定のCQI値あるいは、スケジューリング対象外としてくれるよう要求するメッセージを生成し、基地局対して送信する。【００４６】
図２４は、本発明の基地局の第３の構成例である。図２４において、図６に対応する構成には同じ参照符号を付す。
図２４の基地局では、アンテナ２０、無線部２１、復調・復号部２２において、CQI報告が受信され、CQI部２３で、報告されたCQI値が抽出される。抽出されたCQI値は、そのまま下りスケジューラ２４に与えられて、下りのスケジューリングに使用される。スケジューリングの結果がCQI閾値作成部４６に与えられ、CQI閾値が算出される。すなわち、スケジューリングによって選択されたｋ個の端末のCQI値をCQI値作成部へ与え、最も小さいCQI値を元にCQI閾値を作成する（たとえば、上記ｋ個のCQI値の最小CQIに−αした結果を閾値とする）。CQI閾値は、符号化・変調部２７、無線部２８、アンテナ２０を介して、端末に送られる。各端末にCQI閾値が設定されると、再び端末からCQI値が報告されるので、CQI値を報告してきた端末に対してのみ、通信を行うために、制御信号と送信データを送信する。【００４７】
なお、ここでは、端末から送られてくるメッセージや特定のCQI値を抽出する対象外通知抽出部４１が設けられる。対象外抽出部４１では、端末からスケジューリング対象外としてくれるよう要求するメッセージあるいは特定のCQI値を検出したら、下りスケジューラ２４に与えて、当該端末を下り回線のスケジュール対象からはずす。また、この情報は、上りスケジューラ４３にも与えられる。上りCQI測定・算出部４２は、端末からの上り信号のCQI値を算出するものであり、算出結果を上りスケジューラ４３に与える。上りスケジューラ４３が、当該端末がスケジュール対象外であるとの通知を受けると、上りCQI測定・算出部４２にこれを通知して、当該端末のCQIの測定、算出を停止する。また、上り制御信号作成部４４は、上りスケジューラ４３のスケジューリングにしたがって、端末に、上り通信に必要な制御信号を送信するものであるが、スケジューリング対象外となった端末については、上りの制御信号も送出を停止する。【００４８】
図２５は、本発明の基地局の第４の構成例である。図２５において、図２４に対応する構成には同じ参照符号を付す。
図２５の基地局では、アンテナ２０、無線部２１、復調・復号部２２において、端末からの上り信号が受信され、上りCQI測定・算出部４２でCQIが算出される。これが上りスケジューラ４３に与えられる。また、算出された上りのCQI値は、上りCQI閾値作成部５０に与えられて、この閾値が上りスケジューラ４３に与えられる。上りスケジューラ４３が、当該端末のCQI値が閾値より小さく、当該端末がスケジュール対象外であると判断すると、上りCQI測定・算出部４２にこれを通知して、当該端末のCQIの測定、算出を停止する。また、上り制御信号作成部４４は、上りスケジューラ４３のスケジューリングにしたがって、端末に、上り通信に必要な制御信号を送信するものであるが、スケジューリング対象外となった端末については、上りの制御信号も送出を停止する。【００４９】
図２６は、本発明の基地局の第５の構成例である。図２７は、図２６の基地局の構成に対応する端末の第４の構成例である。図２６において、図２５に対応する構成には同じ参照符号を付す。図２７において、図５に対応する構成には同じ参照符号を付す。【００５０】
図２６においては、新たに、スケジューリング対象外通知信号作成部５１が設けられている。スケジューリング対象外通知信号作成部５１は、上りスケジューラ４３によってスケジューリング対象外となった端末に対しては、一定期間、パイロット信号などの制御信号及び上り送信データを基地局に送信しないように通知する通知信号を生成し、当該端末に送信する。【００５１】
図２７の端末では、スケジューリング対象外通知信号抽出部５３で、基地局からのスケジューリング対象外通知を検出すると、一定期間、パイロット信号生成部５４を停止すると共に、送信データの送信も一定期間停止する。【００５２】
図２８は、本発明の端末の第４の構成例である。図２９は、本発明の端末の第５の構成例である。図２８、図２９においては、図１８に対応する構成には同じ参照符号を付す。
図２８においては、図１８と比較して、タイマ６０が新たに設けられている。タイマ６０は、予め定められた時間を計数し、タイムアップしたらCQI制御部１４に通知する。CQI制御部１４は、測定されたCQI値とCQI閾値との比較によって、CQIの送信停止状態ある端末においても、タイマ６０がタイムアップした場合には、CQI値を測定、算出し基地局に送信するようにCQI測定・算出部１３およびCQI送信部１５を制御する。これにより、いったん、CQI非報告端末となり、スケジューリング対象外となった端末においても、一定時間後には、再びCQI値を基地局に通知するので、その後、スケジューリング対象となって、基地局と通信を再開することが可能となる。タイマの設定時間は、基地局に収容されている端末数、停止する端末のCQI値やそのデータのＱｏＳ等を考慮し決定する。【００５３】
図２９は、図２８において、CQI制御部１４のCQI値送信判断にＱｏＳも用いる構成である。ＱｏＳの設定値により、当該端末が、高速伝送データを送受信していると判明した場合には、タイマ６０のタイムアップ時間を短く設定し、端末が基地局と通信を停止している時間を短くし、連続性の高いデータの送受信を優先して行うようにする。【００５４】
図３０は、本発明の端末の第６の構成例である。図３０において、図１８に対応する構成には同じ参照符号を付して、説明を省略する。
図３０の構成においては、端末が基地局にCQIを報告しない場合には、他の周波数帯域あるいは他の基地局のCQIを測定、算出するために、CQI制御部１４が無線部１１、復調・復号部１２の検波周波数を設定し、CQI測定・算出部にCQIの測定・算出を再開させる。特に、他の周波数帯、あるいは、他の基地局のCQIを測定、算出する場合には、元の基地局に特定のCQI値を通知するか、その旨のメッセージを通知する。また、他の周波数帯域、あるいは、他の基地局のCQIの測定、算出及び閾値との比較の結果、その周波数帯域あるいは基地局と通信できると判断された場合には、無線部１７、符号化・変調部１６を制御して、その周波数帯域あるいは基地局と通信をするようにする。【００５５】
図３１は、本発明の端末の第７の構成例である。図３１において、図１８に対応する構成には同じ参照符号を付して、説明を省略する。
図３１においては、送信制御信号送信部６５が設けられている。送信制御信号送信部６５は、端末が、他の周波数帯域あるいは他の基地局のCQIの測定、算出を実施するあたり、スケジューリング対象外となった周波数帯域、あるいは、基地局からの送信を停止する停止要求を基地局に送信する。【００５６】
図３２は、本発明の基地局の第６の構成例である。図３３は、図３２に対応する本発明の端末の第８の構成例である。図３２において、図２４に対応する構成には同じ参照符号を付し、説明を省略する。図３３において、図２１に対応する構成には同じ参照符号を付し、説明を省略する。【００５７】
図３２において、基地局は、下りスケジューラ４３においてスケジューリング対象外となった端末を特定し、その端末の情報を他セルCQI測定要求制御信号作成部６６に通知する。他セルCQI測定要求制御信号作成部６６では、通知された端末に対し、他セル（他の周波数帯域あるいは他の基地局）のCQIを測定、算出して、他セルでの通信を試みるよう要求する通知を端末に送信する。なお、下りスケジューラ４３は、上りスケジューラに組み込むことも可能である。【００５８】
図３３は、図３２の構成に対応する端末の構成であり、他セルCQI測定要求信号抽出部６７を備えている。他セルCQI測定要求信号抽出部６７は、アンテナ１０、無線部１１、復調部・復号部１２で受信された基地局からの受信データの中に、他セルCQI測定要求信号が含まれている場合、これを抽出する。他セルCQI測定要求信号を抽出した場合には、CQI制御部１４に指示を出して、他セルのCQIを測定、算出するよう、無線部１１、１７、復調・復号部１２、符号化・変調部１６の設定周波数を変える。【００５９】
図３４は、本発明の基地局の第７の構成例である。図３５は、図３４に対応する本発明の端末の第９の構成例である。図３４において、図３２に対応する構成には同じ参照符号を付して説明を省略する。図３５において、図２８及び図３１に対応する構成には同じ参照符号を付して説明を省略する。【００６０】
図３４においては、他セルCQI測定期間設定部６８が設けられている。他セルCQI測定期間設定部６８は、他セルCQI測定要求制御信号作成部６６からの、端末への当該要求信号に他セルのCQIの測定期間を設定して、端末へ送信させると共に、下りスケジューラ４３に他セルのCQIの測定期間を設定し、端末に、限定された期間においてのみ、他セルのCQIの測定を実施させるようにするものである。そして、この期間の間には、当該基地局と当該端末の間では、通信を行わないように制御する。なお、下りスケジューラ４３は、上りスケジューラに組み込むことも可能である。【００６１】
図３５においては、端末に、図３３と同様に、他セルCQI測定要求信号抽出部６７が設けられているが、ここでは、基地局から送られてくる、他セルのCQIの測定期間を他セルCQI測定要求信号から読み出し、測定期間をCQI制御部１４に設定する。CQI制御部１４は、タイマ６０が生成するクロック信号に基づき、他セルのCQIの測定期間を認識する。そして、この測定期間の間のみ他セルのCQIの測定、算出を行うようにする。【００６２】
以上説明したように、本発明により、スケジューリング対象となる見かけの端末数を削減することが可能となることから、スケジューリング処理時間を短縮することが可能となる。また、スケジューリング対象外の端末は、上り制御チャネルを用いて、下りCQIの報告を行わないことから、上り干渉を低減することができる。更に、スケジューリング対象外となった端末の基地局との通信を停止することにより、他セルのCQI測定を可能とできる。また、これによりスケジューリングのよって選択されない端末が、他セルへハンドオーバすることが容易となり、スループットの改善が可能となる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【手続補正書】
【提出日】平成20年12月3日(2008.12.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局が端末との通信をスケジューリングし、端末と通信する無線通信システムにおいて、
基地局は、
端末が測定・算出した、下り回線の無線回線品質を取得し、無線回線品質の閾値を算出する下り閾値算出手段と、
該下り閾値算出手段で算出された閾値を各端末に送信する送信手段とを備え、
端末は、
基地局からの下り信号の無線通信品質を測定・算出する下り無線回線品質測定・算出手段と、
基地局から送信されてきた閾値を格納する格納手段と、
測定・算出して得た下り回線の無線回線品質と該閾値とを比較し、該無線回線品質が該閾値より大きいときには、該無線回線品質を基地局に通知し、該無線回線品質が該閾値以下のときは、該無線回線品質の基地局への送信を停止する制御手段とを備え、
前記基地局は、該無線回線品質をもとに下り通信のスケジューリングを行う
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線回線品質をもとにした下り通信のスケジューリングは、該無線回線品質を送信してこない端末をスケジューリング対象外とすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前基地局の下り閾値算出手段は、端末とのデータ通信に設定されたサービス品質情報を更に加味して前記閾値を算出し、
前記端末の制御手段は、測定・算出して得た無線回線品質を基地局へ送信するか否かを決定する場合、基地局とのデータ通信に設定されたサービス品質情報を更に加味することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記端末は、更に、
前記無線回線品質を基地局に送信しない場合には、基地局に対し、自端末をスケジューリング対象外とすることを要求することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記自端末をスケジューリング対象外とすることを要求する信号は、予め決められた特定の無線回線品質値を通知するものであることを特徴とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
下り通信についてスケジューリング対象外となった端末は、上り通信についてもスケジューリング対象外とすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項７】
基地局が端末との通信をスケジューリングし、端末と通信する無線通信システムにおいて、
前記基地局は、
端末からの上り信号の無線回線品質を測定・算出する上り無線回線品質測定・算出手段と、
上り信号の無線回線品質の閾値を算出する上り閾値算出手段とを備え、
該閾値より大きい上りの無線回線品質を有する端末を、上り通信のスケジューリング対象とし、該閾値以下の上りの無線回線品質を有する端末を、上り通信のスケジューリング対象外とすることを特徴とする無線通信システム。
【請求項８】
基地局は、スケジューリング対象外となった端末に対し、スケジューリング対象外である旨を通知し、該通知を受け取った端末は、一定期間パイロット信号及び上り送信データを送信しないことを特徴とする請求項７に記載の無線通信システム。
【請求項９】
端末は、更に、
所定時間を計数するタイマ手段を更に備え、
スケジューリング対象外となった端末は、該タイマ手段がタイムアウトした場合には、基地局に対する無線回線品質の送信を再開することを特徴とする請求項１または７に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記タイマ手段がタイムアウトする時間は、基地局と端末との通信サービスについて設定されたサービス品質情報を加味して設定することを特徴とする請求項９に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記端末は、前記基地局に対し、無線回線品質を送信しない間、他の周波数帯域、あるいは、他の基地局の下り通信の無線回線品質を測定・算出することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
【国際調査報告】
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