(57)【要約】  シグナリングオーバーヘッドの増加を抑えつつ、送信可能な電力の最大値が異なる複数の端末通信モードを精度良く切り換えることができる制御信号の送信方法、及び移動端末装置。移動局（１００）では、ＰＨＲ送信判定部（１１５）が報告期間にてＳＣ−ＦＤＭＡモード又はＯＦＤＭＡモードのパワーヘッドルーム（ＰＨＲ）情報を基地局２００に送信し、最大送信電力情報設定部１０１が報告期間の始まる前に送信モード間の差分情報を基地局（２００）に通知する。こうして複数の端末送信モードのうち１つのＰＨＲ情報のみ報告するので、シグナリングオーバーヘッドの増加を防止できる。また、送信モード間の差分情報を通知することで、基地局（２００）は全端末送信モードに係るＰＨＲ情報を受け取らなくても、各端末送信モードのＰＨＲを算出できる。このため適切なタイミングで端末送信モードを精度良く切り替えることができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局送信モードを切り替えて送信する移動局のパワーヘッドルームの報告方法であって、
報告期間において、前記複数の移動局送信モードのうちいずれかのパワーヘッドルーム情報を前記基地局に送信するステップと、
前記報告期間が始まる前に、移動局送信モード間の前記最大値に関する差分情報を前記基地局に送信するステップと、
を具備するパワーヘッドルームの報告方法。
【請求項２】
送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局送信モードを切り換えて上り信号を基地局に送信する移動局装置であって、
報告期間において、前記複数の移動局送信モードのうちいずれかのパワーヘッドルーム情報を前記基地局に報告する報告手段と、
前記報告期間が始まる前に、移動局送信モード間の前記最大値に関する差分情報を前記基地局に通知する通知手段と、
を具備する移動局装置。
【請求項３】
前記通知手段は、パワークラスとバックオフクラスとの組み合わせで定義されるＵＥ性能情報によって前記差分情報を前記基地局に通知する、
請求項２に記載の移動局装置。
【請求項４】
前記ＵＥ性能情報を定義する前記組み合わせでは、大きなパワークラスほど大きなバックオフクラスと組み合わせられる、
請求項３に記載の移動局装置。
【請求項５】
前記報告手段は、報告時の移動局送信モードにおけるパワーヘッドルーム情報を報告し、
前記通知手段は、前記基地局との通信開始前に前記差分情報を通知する、
請求項２に記載の移動局装置。
【請求項６】
前記複数の移動局送信モードには、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）モード及びＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）モードが含まれる、
請求項２に記載の移動局装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局送信モードを切り替えて送信する移動局のパワーヘッドルームの報告方法、及び、その複数の移動局送信モードを切り替えて上り信号を基地局に送信する移動局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ  ＬＴＥ（3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution）の拡張版であるＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、上り回線において、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）とＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）とを切り替えるハイブリッド送信が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。【０００３】
ＯＦＤＭＡの利点は、ＳＣ−ＦＤＭＡと比較して、柔軟な周波数リソース割り当てができるので、周波数スケジューリングゲインが得られることである。よって、ＯＦＤＭＡの方がスループット性能を向上させることができる。一方、ＳＣ−ＦＤＭＡの利点は、ＯＦＤＭＡと比較して、送信信号のピークと平均電力の比を示すＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio）及びＣＭ（Cubic Metric）が小さいことである。そのため、最大送信電力の規格が同じ電力増幅器をＳＣ−ＦＤＭＡとＯＦＤＭＡとに用いた場合、送信信号を歪なく送信するために必要な電力増幅器のバックオフをＳＣ−ＦＤＭＡの方がより小さくすることができる。よって、ＳＣ−ＦＤＭＡの方が実際に送信可能な最大電力を大きくすることができるので、カバレッジ性能を向上させることができる。【０００４】
ハイブリッド送信は、移動局の通信環境に応じてＳＣ−ＦＤＭＡとＯＦＤＭＡとを適応的に切り替えることにより、それぞれの利点を得ることができる。【０００５】
ＳＣ−ＦＤＭＡとＯＦＤＭＡとの切り替えを、移動局の送信電力の余力（増加可能な電力）を示すパワーヘッドルーム（以下、「ＰＨＲ：Power headroom」という）情報に基づいて、基地局が制御することが検討されている。非特許文献１には、送信電力が小さいため、ＰＨＲに余裕がある移動局にはＯＦＤＭＡを適用し、送信電力が大きいため、ＰＨＲに余裕がない移動局にはＳＣ−ＦＤＭＡを適用することが記載されている。【０００６】
ここで、ＬＴＥで検討されているＰＨＲの定義と送信方法について説明する。ＬＴＥでは、基地局が送信電力制御、ＭＣＳ（Modulation and channel Coding Scheme）制御及び送信帯域幅制御を行う際にＰＨＲを用いるため、移動局がＰＨＲをデータチャネルによって送信する。非特許文献２には、式（１）によるＰＨＲの定義とＰＨＲの送信条件が記載されている。
【数１】
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【０００７】
ここで、ＰＨＲはパワーヘッドルーム［ｄＢ］、ＰＭＡＸは最大送信電力［ｍＷ］、Ｍは割り当て周波数リソースブロック数、Ｐ０はオフセット（基地局からシグナリングされるパラメータ）［ｄＢ］、ＰＬはパスロスレベル［ｄＢ］、αはパスロスに対する重み係数、ΔＭＣＳはＭＣＳに依存したオフセット、ｆ（Δｉ）はクローズドループ制御される送信電力制御値を示す。【０００８】
移動局が移動するとパスロスが変動するため、ＰＨＲも時間的に変動する。そのため、移動局は、所定の周期や所定の条件を満たす場合に、ＰＨＲを基地局に通知する必要がある。非特許文献２には、ＰＨＲがＹ［ｄＢ］以下の場合、あるいは、パスロスがＸ［ｄＢ］変化した場合、移動局はＰＨＲを基地局に通知することが開示されている。また、Ｎフレーム間隔でＰＨＲを通知することも記載されている（Ｙ、Ｘ、Ｎはパラメータ）。  
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Panasonic、REV-080007、“Technical proposals and considerations for LTE advanced”、 3GPP TSG RAN IMT Advanced Workshop、Shenzhen、 China、 April 7-8, 2008
【非特許文献２】Nokia Siemens Networks, Nokia、R1-081464、"Triggers for Power Headroom Reports in EUTRAN Uplink"、3GPP TSG RAN WG1 Meeting #52bis、Shenzhen、 China、31 March -4April, 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、ＳＣ−ＦＤＭＡ及びＯＦＤＭＡの送信可能な最大電力は、互いに異なるだけでなく、移動局毎にも異なる。従って、移動局の送信モードをＳＣ−ＦＤＭＡとＯＦＤＭＡとで精度良く切り換えるためには、基地局は、ＳＣ−ＦＤＭＡのＰＨＲ及びＯＦＤＭＡのＰＨＲの両方を知る必要がある。【００１１】
ＳＣ−ＦＤＭＡ及びＯＦＤＭＡのＰＨＲを基地局が知ることは、移動局がＳＣ−ＦＤＭＡ及びＯＦＤＭＡのＰＨＲの両方を基地局に報告することによって実現される。【００１２】
しかしながら、その両方のＰＨＲを報告すると、ＳＣ−ＦＤＭＡのみが採用されている３ＧＰＰ  ＬＴＥのシステムに比べて、報告に係る情報量が２倍に増加する。これに伴い、制御情報のオーバーヘッドが増加するため、データスループットが劣化してしまう問題がある。【００１３】
また、オーバーヘッドの増加を防止するために、現在の送信モードに関するＰＨＲのみを報告すると、基地局は、１回の報告によってＳＣ−ＦＤＭＡ及びＯＦＤＭＡのＰＨＲの一方しか得ることができない。従って、この場合には、基地局は、ＰＨＲに基づくＳＣ−ＦＤＭＡとＯＦＤＭＡとの切り換えを適切なタイミングで行うことができない。【００１４】
本発明の目的は、シグナリングオーバーヘッドの増加を抑えつつ、送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局通信モードを精度良く切り換えることができる制御信号の送信方法、及び移動局装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のパワーヘッドルームの報告方法は、送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局送信モードを切り替えて送信する移動局のパワーヘッドルームの報告方法であって、報告期間において、前記複数の移動局送信モードのうちいずれかのパワーヘッドルーム情報を前記基地局に送信するステップと、前記報告期間が始まる前に、移動局送信モード間の前記最大値に関する差分情報を前記基地局に送信するステップと、を具備する。【００１６】
本発明の移動局装置は、送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局送信モードを切り換えて上り信号を基地局に送信する移動局装置であって、報告期間において、前記複数の移動局送信モードのうちいずれかのパワーヘッドルーム情報を前記基地局に報告する報告手段と、前記報告期間が始まる前に、移動局送信モード間の前記最大値に関する差分情報を前記基地局に通知する通知手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、シグナリングオーバーヘッドの増加を抑えつつ、送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局通信モードを精度良く切り換えることができるパワーヘッドルームの報告方法、及び移動局装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る移動局装置の構成を示すブロック図
【図２】差分情報の説明に供する図
【図３】パワールーム情報の報告フォーマットの説明に供する図
【図４】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図５】移動局と基地局との間の通信手順の説明に供する図
【図６】最大送信電力情報テーブル及び差分情報テーブルを示す図
【図７】実施の形態２に係る最大送信電力情報及び差分情報の報告に用いられるテーブル
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明者は、複数の移動局送信モード間のパワーヘッドルームの差分が各送信モードの送信可能な電力の最大値のみに起因し、移動局装置ごとに異なるが、各移動局装置では送信状態によらず一定の値となることを見出した。そして、予め差分情報を基地局に通知しておけば、移動局装置から１つの移動局送信モードのパワーヘッドルーム情報のみを報告することで、基地局がすべての移動局送信モードのパワーヘッドルーム情報を算出できることを見出し、本発明に至った。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る移動局装置（以下、単に「移動局」という）１００の構成を示すブロック図である。移動局１００は、３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに適応可能に構成されている。
【００２２】
図１において、移動局１００は、最大送信電力情報設定部１０１と、データ生成部１０２と、スイッチ部１０３と、ＤＦＴ部１０４と、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部１０５と、マッピング部１０６と、ＩＤＦＴ部１０７と、ＣＰ付加部１０８と、送信ＲＦ部１０９と、受信ＲＦ部１１０と、復調部１１１と、送信モード／スケジューリング情報検出部１１２と、パスロス測定部１１３と、ＰＨＲ算出部１１４と、ＰＨＲ送信判定部１１５とを有する。
【００２３】
最大送信電力情報設定部１０１は、現在属するセル又はシステムにおいて移動局１００が用いる最大送信電力を設定する。この最大送信電力は、移動局１００がそのセル又はシステムにおいて送信可能な電力の最大値である。最大送信電力は、移動局１００の送信周波数又はアンテナ数などに応じて設定される。最大送信電力情報設定部１０１は、設定した最大送信電力情報(パワークラス情報)を、データ生成部１０２及びＰＨＲ算出部１１４に出力する。
【００２４】
また、最大送信電力情報設定部１０１は、最大送信電力が異なる複数の移動局送信モードを利用できるセル又はシステムに移動局１００が属している場合には、最大送信電力情報と共に、送信モード間の最大送信電力に関する差分情報をデータ生成部１０２に出力する。送信モード間の最大送信電力に関する差分情報は、送信モード間のパワーヘッドルーム（ＰＨＲ）に関する差分情報と等価である。最大送信電力情報設定部１０１は、後述するパワーヘッドルーム情報の報告期間が始まる前に差分情報が送信されるように、差分情報をデータ生成部１０２に出力する。こうして差分情報が、後述する基地局に通知される。
【００２５】
ここでは、最大送信電力が異なる複数の移動局送信モードは、ＳＣ−ＦＤＭＡモード及びＯＦＤＭＡモードである。このときの差分情報は、ＳＣ−ＦＤＭＡモードの最大電力に対するＯＦＤＭＡモードの最大電力の差である（図２参照）。
【００２６】
データ生成部１０２は、移動局１００が送信するデータを生成し、生成した送信データをスイッチ部１０３に出力する。データ生成部１０２は、ＰＨＲ送信判定部１１５からＰＨＲ情報を受け取るとき（つまり、ＰＨＲ情報を基地局に対して報告するとき）には、図３に示すように、ＭＡＣ情報としてＰＨＲ情報を送信データに含める。この報告形式は、３ＧＰＰ  ＬＴＥと、３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄとで同じである。こうしてＰＨＲ情報が、後述する基地局２００に報告される。
【００２７】
また、データ生成部１０２は、最大送信電力情報設定部１０１から最大送信電力情報及び差分情報を受け取ると、両情報に基づいて送信データを生成する。
【００２８】
スイッチ部１０３は、後述する基地局２００からの指示に従って、送信モードを切り換える。スイッチ部１０３は、送信モード／スケジューリング情報検出部１１２からの送信モード情報検出結果に基づいて、データ生成部１０２から出力されたデータをＤＦＴ部１０４に出力するかＳ／Ｐ変換部１０５に出力するかを切り替える。具体的には、スイッチ部１０３は、送信モード／スケジューリング情報検出部１１２で送信モード指示情報としてＳＣ−ＦＤＭＡモード情報が検出された場合には、ＤＦＴ部１０４にデータを出力し、ＯＦＤＭＡモード情報が検出された場合には、Ｓ／Ｐ変換部１０５にデータを出力する。
【００２９】
ＤＦＴ部１０４は、スイッチ部１０３から出力されたデータにＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）処理を施してマッピング部１０６に出力する。
【００３０】
Ｓ／Ｐ変換部１０５は、スイッチ部１０３から出力されたデータをシリアル系列からパラレル系列に変換してマッピング部１０６に出力する。
【００３１】
マッピング部１０６は、ＤＦＴ部１０４から出力されたデータ又はＳ／Ｐ変換部１０５から出力されたデータを後述する基地局２００によってスケジューリングされた周波数帯域にマッピングしてＩＤＦＴ部１０７に出力する。すなわち、ＤＦＴ部１０４から出力されたデータは、各データシンボルが送信周波数帯域全体にマッピングされる。一方、Ｓ／Ｐ変換部１０５から出力されたデータは、各データシンボルがそれぞれ１つのサブキャリアにマッピングされる。
【００３２】
ＩＤＦＴ部１０７は、マッピング部１０６から出力された周波数領域の信号にＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）処理を施し、時間領域の信号に変換してＣＰ付加部１０８に出力する。
【００３３】
ＣＰ付加部１０８は、ＩＤＦＴ部１０７から出力された信号のフレーム後端の一部をＣＰ（Cyclic Prefix）としてコピーし、ＣＰをフレーム先頭に付加する。ＣＰが付加された信号は送信ＲＦ部１０９に出力される。
【００３４】
送信ＲＦ部１０９は、ＣＰ付加部１０８から出力された信号にＤ／Ａ変換、増幅及びアップコンバート等の送信処理を施してアンテナから後述する基地局２００へ送信する。
【００３５】
受信ＲＦ部１１０は、後述する基地局２００から送信された信号をアンテナを介して受信し、受信した信号にダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を施して復調部１１１に出力する。
【００３６】
復調部１１１は、受信ＲＦ部１１０から出力された信号に等化処理及び復調処理を行い、復調結果を送信モード／スケジューリング情報検出部１１２に出力する。
【００３７】
送信モード／スケジューリング情報検出部１１２は、復調結果から、後述する基地局２００から指示されたスケジューリング情報を検出する。スケジューリング情報には、ＭＣＳ（Modulation Coding Schemes）、送信帯域幅、及び、送信電力制御情報が含まれる。検出されたスケジューリング情報は、ＰＨＲ算出部１１４に出力される。
【００３８】
また、送信モード／スケジューリング情報検出部１１２は、復調結果から、後述する基地局２００からの送信モード指示情報を検出する。送信モード指示情報には、切り換え先の送信モード（つまり、ここでは、切り換え先の送信モード情報であるＳＣ−ＦＤＭＡモード情報又はＯＦＤＭＡモード情報）が含まれている。検出された送信モード指示情報は、スイッチ部１０３及びＰＨＲ算出部１１４に出力される。
【００３９】
パスロス測定部１１３は、受信ＲＦ部１１０から出力された信号に含まれる、送信電力が既知である下りの共通パイロット信号の受信レベルを測定し、下りの伝播路でのパスロスレベルを測定する。測定されたパスロスレベルは、ＰＨＲ算出部１１４に出力される。
【００４０】
ＰＨＲ算出部１１４は、パスロス測定部１１３から出力されたパスロスレベル及び送信モード／スケジューリング情報検出部１１２から出力されたスケジューリング情報に基づいて、データチャネルの送信電力レベルを求め、式（１）を用いてＰＨＲを算出する。ここで、ＰＨＲ算出部１１４は、現在選択されている送信モードのＰＨＲを算出する。算出されたＰＨＲはＰＨＲ送信判定部１１５に出力される。
【００４１】
ＰＨＲ送信判定部１１５は、報告期間において定期的又は所定条件を満たすときに、ＰＨＲ算出部１１４から受け取ったＰＨＲをデータ生成部１０２に出力する。ＰＨＲ送信判定部１１５は、ＰＨＲ算出部１１４から出力されたＰＨＲとＰＨＲ報告閾値との大小比較、つまり、閾値判定を行うことにより、ＰＨＲを送信する所定条件を満たしているか否かを判定する。また、ＰＨＲ送信判定部１１５は、前回のＰＨＲ定期送信からカウントされたタイマ値が所定値に達したか否かを判定する。こうしてＰＨＲ情報は、報告期間において定期的又は所定条件を満たすときに、後述する基地局２００に報告される。
【００４２】
図４は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置（以下、単に「基地局」という）２００の構成を示すブロック図である。基地局２００は、３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに適応可能に構成されている。
【００４３】
図４において、基地局２００は、受信ＲＦ部２０１と、ＣＰ除去部２０２と、ＤＦＴ部２０３と、デマッピング部２０４と、ＩＤＦＴ部２０５と、Ｐ／Ｓ変換部２０６と、スイッチ部２０７と、データ復号部２０８と、ＰＨＲ検出部２０９と、ＰＨＲ補正部２１０と、送信モード決定部２１１と、スケジューリング情報決定部２１２と、変調部２１３と、送信ＲＦ部２１４とを有する。
【００４４】
受信ＲＦ部２０１は、移動局１００から送信された信号をアンテナを介して受信し、受信した信号にダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を施してＣＰ除去部２０２に出力する。
【００４５】
ＣＰ除去部２０２は、受信ＲＦ部２０１から出力された信号のＣＰ成分を除去し、ＣＰ成分を除去した信号をＤＦＴ部２０３に出力する。
【００４６】
ＤＦＴ部２０３は、ＣＰ除去部２０２から出力された信号にＤＦＴ処理を施して、時間領域から周波数領域に変換した信号をデマッピング部２０４に出力する。
【００４７】
デマッピング部２０４は、ＤＦＴ部２０３から出力された周波数領域の信号のうち、基地局２００がスケジューリングした周波数帯域から受信データを抽出し、抽出した受信データをＩＤＦＴ部２０５及びＰ／Ｓ変換部２０６に出力する。
【００４８】
ＩＤＦＴ部２０５は、デマッピング部２０４から出力された受信データにＩＤＦＴ処理を施し、時間領域の信号に変換してスイッチ部２０７に出力する。
【００４９】
Ｐ／Ｓ変換部２０６は、デマッピング部２０４から出力された受信データをパラレル系列からシリアル系列に変換してスイッチ部２０７に出力する。
【００５０】
スイッチ部２０７は、送信モード決定部２１１で決定された移動局１００の送信モードに基づいて切り換えられる。この切り換えは、制御部（図示せず）が送信モード決定部２１１で決定された送信モードに基づいて制御することにより行われる。この切り換えにより、現在の送信モードがＳＣ−ＦＤＭＡの場合、ＩＤＦＴ部２０５から出力されたデータがデータ復号部２０８に出力され、現在の送信モードがＯＦＤＭＡの場合、Ｐ／Ｓ変換部２０６から出力されたデータがデータ復号部２０８に出力される。
【００５１】
データ復号部２０８は、スイッチ部２０７から出力されたデータを復号し、復号したデータをＰＨＲ検出部２０９に出力する。
【００５２】
ＰＨＲ検出部２０９は、データ復号部２０８から出力されたデータに含まれるＰＨＲ情報及び差分情報を検出し、検出したＰＨＲ情報及び差分情報をＰＨＲ補正部２１０に出力する。
【００５３】
ＰＨＲ補正部２１０は、移動局１００から報告されたＰＨＲ情報に対して差分情報を用いて補正することにより、そのＰＨＲ情報に対応する送信モード以外の送信モードに係るＰＨＲを算出する。ここでは、ＳＣ−ＦＤＭＡモードのＰＨＲが移動局１００から報告された場合には、ＰＨＲ補正部２１０は、その報告されたＰＨＲから差分情報を減算することにより、ＯＦＤＭＡモードのＰＨＲを算出する。一方、ＯＦＤＭＡモードのＰＨＲが移動局１００から報告された場合には、ＰＨＲ補正部２１０は、その報告されたＰＨＲに差分情報を加算することにより、ＳＣ−ＦＤＭＡモードのＰＨＲを算出する。
【００５４】
送信モード決定部２１１は、ＰＨＲ補正部２１０で算出されたＳＣ−ＦＤＭＡモード及びＯＦＤＭＡモードのＰＨＲに基づいて、移動局１００が次回送信するデータチャネルの送信モード（ここでは、ＳＣ−ＦＤＭＡモード又はＯＦＤＭＡモード）の切り替えを決定し、切り替え先の送信モードを指定する送信モード指示情報を変調部２１３に出力する。
【００５５】
スケジューリング情報決定部２１２は、ＰＨＲ補正部２１０で算出されたＳＣ−ＦＤＭＡモード及びＯＦＤＭＡモードのＰＨＲ、並びに別途得られる受信品質情報から、送信信号のＭＣＳ、割当リソース、送信電力などのスケジューリング情報を決定する。このスケジューリング情報は、変調部２１３に出力される。
【００５６】
変調部２１３は、送信データ、送信モード指示情報、及びスケジューリング情報を変調し、変調信号を送信ＲＦ部２１４に出力する。
【００５７】
送信ＲＦ部２１４は、変調部２１３から出力された変調信号にＤ／Ａ変換、増幅及びアップコンバート等の送信処理を施してアンテナから移動局１００へ送信する
【００５８】
次に、以上の構成を有する移動局１００及び基地局２００の動作を説明する。
【００５９】
図５は、移動局１００と基地局２００との間の通信手順の説明に供する図である。なお、基地局２００が最大送信電力の異なる複数の移動局送信モードを利用できることを前提としている。
【００６０】
移動局１００の電源が投入されると（ステップＳ１００１）、移動局１００は、セルサーチを行う（ステップＳ１００２）。
【００６１】
そして、アクセスする基地局２００が決まると、移動局１００と基地局２００とが、ステップＳ１００３でＲＡＣＨ処理を行い、ステップＳ１００４で認証処理を行う。
【００６２】
そして、移動局１００と基地局２００とが通信可能状態になると、ステップＳ１００５で移動局１００は、基地局２００に対して移動局１００のＣａｐａｂｉｌｉｔｙ（移動局能力）報告を送信する。
【００６３】
すなわち、移動局１００は、送信電力情報、アンテナ数、及び最大データレートなどの、移動局１００の能力を報告する。この送信電力情報として、移動局１００の最大送信電力情報設定部１０１は、最大送信電力情報と差分情報（ＳＣ−ＦＤＭＡモードの最大電力に対するＯＦＤＭＡモードの最大電力の差情報）とを基地局２００に報告する。この報告は、移動局１００ごとに行われる。そして、基地局２００は、各移動局１００の最大送信電力情報と差分情報とを保持しておく。
【００６４】
ここで、最大送信電力情報及び差分情報は、例えば、図６のようなテーブルで定義されている。すなわち、最大送信電力情報は、最大電力に基づいて複数のパワークラスに分類されている。また、差分情報は、バックオフ（差分）に基づいて複数のバックオフクラスに分類されている。同様のテーブルは、基地局２００でも保持されている。
【００６５】
移動局１００は、パワークラス情報及びバックオフクラス情報によって最大送信電力情報及び差分情報を基地局２００に通知する。この通知は、ＰＨＲの報告期間の始まる前に行われる。ここでは、特に、移動局１００と基地局２００とがステップＳ１００６で通信開始状態（例えば、Ａｃｔｉｖｅモード(Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄモードと呼ばれることもある)）となる前に、この通知が行われている。
【００６６】
そして、ＰＨＲの報告期間が始まると、ステップＳ１００７で移動局１００はＰＨＲを基地局２００への報告を開始する。このＰＨＲ報告は、報告期間において周期的又は所定条件を満たしたときに、行われる。
【００６７】
ＰＨＲが報告されると、基地局２００では、ＰＨＲ補正部２１０が、既に取得した差分情報を用いて、両モードのＰＨＲを移動局１００毎に算出する。
【００６８】
なお、以上の説明では、移動局１００の電源が投入されるときに行われる移動局１００と基地局２００との間の通信手順の中で差分情報が報告される場合について説明した。しかしながら、電源投入時以外にも、例えば、移動局１００がハンドオーバーを行う際に、差分情報が報告されてもよい。また、差分情報が、ハンドオーバー元の基地局２００からハンドオーバー先の基地局２００へ転送されてもよい。
【００６９】
以上のように本実施の形態によれば、移動局１００において、ＰＨＲ送信判定部１１５が、報告期間において定期的又は所定条件を満たすときに、ＳＣ−ＦＤＭＡモード又はＯＦＤＭＡモードのいずれかのパワーヘッドルーム情報を基地局２００に送信し、最大送信電力情報設定部１０１が、パワーヘッドルーム情報の報告期間が始まる前に、送信モード間の差分情報を基地局２００に通知する。
【００７０】
こうすることで、報告期間に送信するパワーヘッドルーム情報は複数の移動局送信モードのうちいずれか１つのパワーヘッドルーム情報であるので、移動局送信モードが１つの場合と比べても、上り回線のシグナリングオーバーヘッドの増加を防止することができる。
【００７１】
また、報告期間の前に送信モード間の差分情報を基地局２００に通知することにより、基地局２００では、すべての移動局送信モードに係るパワーヘッドルーム情報を受け取らなくても、各移動局送信モードに係るパワーヘッドルームを算出することができる。このため、基地局２００は、適切なタイミングで移動局送信モードを精度良く切り替えることができ、さらに各移動局送信モードに応じた送信電力又は送信帯域幅の指示を移動局１００に対して行うことができる。これにより、移動局１００は常に適切な送信パラメータで送信できるため、上り回線のスループットが向上する。
【００７２】
また、３ＧＰＰ  ＬＴＥと同じく１種類のパワーヘッドルーム情報を報告するので、３ＧＰＰ  ＬＴＥと同じフォーマットでパワーヘッドルーム情報を報告できる。これにより簡易なシステムの実現が可能である。
【００７３】
なお、以上では、現在の送信モードのＰＨＲを報告する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、送信モードに関わらず、ＳＣ−ＦＤＭＡモードのＰＨＲを報告するようにしてもよい。
【００７４】
こうすることで、ＰＨＲのフォーマット(例えば、ＰＨＲの範囲など)をＬＴＥと共通化できるため、移動局１００で行われる、ＰＨＲから情報ビット列への変換処理などを簡素化できる。また、ＰＨＲ報告のトリガ条件(例えば、ＰＨＲがＹ［ｄＢ］以下の場合等)をＬＴＥと共通化できるため、簡易なシステムを実現できる。このとき、移動局１００は、現在の送信モードがＯＦＤＭモードのときには、ＯＦＤＭモードのＰＨＲを測定し、測定したＰＨＲを差分情報で補正してＳＣ−ＦＤＭＡモードのＰＨＲを求め、これを基地局２００に報告する。
【００７５】
また、以上では、最大送信電力の異なる複数の移動局送信モードが、ＳＣ−ＦＤＭＡモード及びＯＦＤＭモードである場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、マルチキャリア送信モードであればＯＦＤＭモードでなくても、例えば、複数のＳＣ−ＦＤＭＡ信号を異なる周波数で送信するモードや、１つのＳＣ−ＦＤＭＡ信号を異なる周波数に配置して送信するモード（例えば、clustered SC-FDMAやclustered DFT-S-OFDM）でもよい。例えば、最大送信電力の異なる複数の移動局送信モードとして、ＳＣ−ＦＤＭＡ信号の個数が１、２、４個の送信をサポートする複数の送信モードがある場合、移動局１００は、１個の場合の最大送信電力に対する、２個の場合の最大送信電力との差分情報及び４個の場合の最大送信電力との差分情報を基地局２００に報告する。
【００７６】
また、最大送信電力の異なる複数の移動局送信モードのケースの一つとして、ＭＩＭＯ送信モードであってもよい。各アンテナでは異なるウェイトが掛けられた複数のデータストリームが多重送信されるため、マルチキャリア送信と同様に、ＰＡＰＲ又はＣＭが増加する。従って、ＭＩＭＯ送信モードも、ＯＦＤＭモードと同様に取り扱うことができる。また、ＰＡＰＲ又はＣＭの増加は、ウェイト行列、つまり、プレコーディングマトリクス（Precoding Matrix）毎に異なる。従って、移動局１００は、各プレコーディングマトリクスについてのＳＣ−ＦＤＭＡ(１アンテナ送信)モードの最大送信電力に対するＭＩＭＯ送信モードの最大送信電力の差分情報を、基地局２００に報告してもよい。
【００７７】
（実施の形態２）
実施の形態２は、Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ（移動局能力）報告のバリエーションに関する。なお、実施の形態２の移動局及び基地局の構成は、実施の形態１の場合と変わるところがない。
【００７８】
図７は、実施の形態２に係る最大送信電力情報及び差分情報の報告に用いられるテーブルである。
【００７９】
図７において、移動局の性能は、最大電力とバックオフとの組み合わせに応じたクラスに分類されている。すなわち、このテーブルを用いた報告が行われる場合、移動局から基地局に報告される移動局（ＵＥ）性能情報は、最大電力とバックオフとの組み合わせで定義される。具体的には、移動局１００の最大送信電力情報設定部１０１は、自局の性能と一致するクラス番号を報告に用いる。
【００８０】
また、図７に示すテーブルにおいて、移動局（ＵＥ）性能情報を定義する組み合わせでは、大きなパワークラスほど大きなバックオフクラスと組み合わせられる。これは、一般に、最大電力が大きいほど大きなバックオフを要するためである。
【００８１】
こうすることで、パワークラスが大で且つバックオフが小というあり得なさそうな組み合わせを排除できる。従って、クラスの数を削減することができるので、すべてのクラス識別情報を表すのに必要なビット数を削減することができる。よって、報告に係るシグナリング量を削減することができる。また、クラス番号のみを報告すればよいため、ＬＴＥに比べて制御情報の種類を増やす必要がない。従って、簡易なシステムを構築することができる。
【００８２】
また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
【００８３】
また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００８４】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【００８５】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【００８６】
２００８年６月２３日出願の特願２００８−１６３２７８の日本出願に含まれる明細書、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明のパワーヘッドルームの報告方法、及び移動局装置は、シグナリングオーバーヘッドの増加を抑えつつ、送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局通信モードを精度良く切り換えることができるものとして有用である。
【図１】
2009157169.tif 000004
【図２】
2009157169.tif 000005
【図３】
2009157169.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
2009157169.tif 000009
【図７】
2009157169.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成22年9月15日(2010.9.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局送信モードを切り替えて送信する移動局のパワーヘッドルームの報告方法、及び、その複数の移動局送信モードを切り替えて上り信号を基地局に送信する移動局装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ  ＬＴＥ（3rd Generation Partnership Project Long Term Evolution）の拡張版であるＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄでは、上り回線において、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single
Carrier-Frequency Division Multiple Access）とＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）とを切り替えるハイブリッド送信が検討されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
ＯＦＤＭＡの利点は、ＳＣ−ＦＤＭＡと比較して、柔軟な周波数リソース割り当てができるので、周波数スケジューリングゲインが得られることである。よって、ＯＦＤＭＡの方がスループット性能を向上させることができる。一方、ＳＣ−ＦＤＭＡの利点は、ＯＦＤＭＡと比較して、送信信号のピークと平均電力の比を示すＰＡＰＲ（Peak-to-Average Power Ratio）及びＣＭ（Cubic Metric）が小さいことである。そのため、最大送信電力の規格が同じ電力増幅器をＳＣ−ＦＤＭＡとＯＦＤＭＡとに用いた場合、送信信号を歪なく送信するために必要な電力増幅器のバックオフをＳＣ−ＦＤＭＡの方がより小さくすることができる。よって、ＳＣ−ＦＤＭＡの方が実際に送信可能な最大電力を大きくすることができるので、カバレッジ性能を向上させることができる。
【０００４】
ハイブリッド送信は、移動局の通信環境に応じてＳＣ−ＦＤＭＡとＯＦＤＭＡとを適応的に切り替えることにより、それぞれの利点を得ることができる。
【０００５】
ＳＣ−ＦＤＭＡとＯＦＤＭＡとの切り替えを、移動局の送信電力の余力（増加可能な電力）を示すパワーヘッドルーム（以下、「ＰＨＲ：Power headroom」という）情報に基づいて、基地局が制御することが検討されている。非特許文献１には、送信電力が小さいため、ＰＨＲに余裕がある移動局にはＯＦＤＭＡを適用し、送信電力が大きいため、ＰＨＲに余裕がない移動局にはＳＣ−ＦＤＭＡを適用することが記載されている。
【０００６】
ここで、ＬＴＥで検討されているＰＨＲの定義と送信方法について説明する。ＬＴＥでは、基地局が送信電力制御、ＭＣＳ（Modulation and channel Coding Scheme）制御及び送信帯域幅制御を行う際にＰＨＲを用いるため、移動局がＰＨＲをデータチャネルによって送信する。非特許文献２には、式（１）によるＰＨＲの定義とＰＨＲの送信条件が記載されている。
【数１】
2009157169.tif 000011
【０００７】
ここで、ＰＨＲはパワーヘッドルーム［ｄＢ］、ＰＭＡＸは最大送信電力［ｍＷ］、Ｍは割り当て周波数リソースブロック数、Ｐ０はオフセット（基地局からシグナリングされるパラメータ）［ｄＢ］、ＰＬはパスロスレベル［ｄＢ］、αはパスロスに対する重み係数、ΔＭＣＳはＭＣＳに依存したオフセット、ｆ（Δｉ）はクローズドループ制御される送信電力制御値を示す。
【０００８】
移動局が移動するとパスロスが変動するため、ＰＨＲも時間的に変動する。そのため、
移動局は、所定の周期や所定の条件を満たす場合に、ＰＨＲを基地局に通知する必要がある。非特許文献２には、ＰＨＲがＹ［ｄＢ］以下の場合、あるいは、パスロスがＸ［ｄＢ］変化した場合、移動局はＰＨＲを基地局に通知することが開示されている。また、Ｎフレーム間隔でＰＨＲを通知することも記載されている（Ｙ、Ｘ、Ｎはパラメータ）。  
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Panasonic、REV-080007、“Technical proposals and considerations for LTE advanced”、 3GPP TSG RAN IMT Advanced Workshop、Shenzhen、 China、 April 7-8, 2008
【非特許文献２】Nokia Siemens Networks, Nokia、R1-081464、"Triggers for Power Headroom Reports in EUTRAN Uplink"、3GPP TSG RAN WG1 Meeting #52bis、Shenzhen、 China、31 March -4April, 2008
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、ＳＣ−ＦＤＭＡ及びＯＦＤＭＡの送信可能な最大電力は、互いに異なるだけでなく、移動局毎にも異なる。従って、移動局の送信モードをＳＣ−ＦＤＭＡとＯＦＤＭＡとで精度良く切り換えるためには、基地局は、ＳＣ−ＦＤＭＡのＰＨＲ及びＯＦＤＭＡのＰＨＲの両方を知る必要がある。
【００１１】
ＳＣ−ＦＤＭＡ及びＯＦＤＭＡのＰＨＲを基地局が知ることは、移動局がＳＣ−ＦＤＭＡ及びＯＦＤＭＡのＰＨＲの両方を基地局に報告することによって実現される。
【００１２】
しかしながら、その両方のＰＨＲを報告すると、ＳＣ−ＦＤＭＡのみが採用されている３ＧＰＰ  ＬＴＥのシステムに比べて、報告に係る情報量が２倍に増加する。これに伴い、制御情報のオーバーヘッドが増加するため、データスループットが劣化してしまう問題がある。
【００１３】
また、オーバーヘッドの増加を防止するために、現在の送信モードに関するＰＨＲのみを報告すると、基地局は、１回の報告によってＳＣ−ＦＤＭＡ及びＯＦＤＭＡのＰＨＲの一方しか得ることができない。従って、この場合には、基地局は、ＰＨＲに基づくＳＣ−ＦＤＭＡとＯＦＤＭＡとの切り換えを適切なタイミングで行うことができない。
【００１４】
本発明の目的は、シグナリングオーバーヘッドの増加を抑えつつ、送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局通信モードを精度良く切り換えることができる制御信号の送信方法、及び移動局装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のパワーヘッドルームの報告方法は、送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局送信モードを切り替えて送信する移動局のパワーヘッドルームの報告方法であって、報告期間において、前記複数の移動局送信モードのうちいずれかのパワーヘッドルーム情報を前記基地局に送信するステップと、前記報告期間が始まる前に、移動局送信モード間の前記最大値に関する差分情報を前記基地局に送信するステップと、を具備する。
【００１６】
本発明の移動局装置は、送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局送信モードを切り換えて上り信号を基地局に送信する移動局装置であって、報告期間において、前記複数の移動局送信モードのうちいずれかのパワーヘッドルーム情報を前記基地局に報告する報告手段と、前記報告期間が始まる前に、移動局送信モード間の前記最大値に関する差分情報を前記基地局に通知する通知手段と、を具備する構成を採る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、シグナリングオーバーヘッドの増加を抑えつつ、送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局通信モードを精度良く切り換えることができるパワーヘッドルームの報告方法、及び移動局装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る移動局装置の構成を示すブロック図
【図２】差分情報の説明に供する図
【図３】パワールーム情報の報告フォーマットの説明に供する図
【図４】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図５】移動局と基地局との間の通信手順の説明に供する図
【図６】最大送信電力情報テーブル及び差分情報テーブルを示す図
【図７】実施の形態２に係る最大送信電力情報及び差分情報の報告に用いられるテーブル
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明者は、複数の移動局送信モード間のパワーヘッドルームの差分が各送信モードの送信可能な電力の最大値のみに起因し、移動局装置ごとに異なるが、各移動局装置では送信状態によらず一定の値となることを見出した。そして、予め差分情報を基地局に通知しておけば、移動局装置から１つの移動局送信モードのパワーヘッドルーム情報のみを報告することで、基地局がすべての移動局送信モードのパワーヘッドルーム情報を算出できることを見出し、本発明に至った。
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、実施の形態において、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明は重複するので省略する。
【００２１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る移動局装置（以下、単に「移動局」という）１００の構成を示すブロック図である。移動局１００は、３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに適応可能に構成されている。
【００２２】
図１において、移動局１００は、最大送信電力情報設定部１０１と、データ生成部１０２と、スイッチ部１０３と、ＤＦＴ部１０４と、Ｓ／Ｐ（シリアル／パラレル）変換部１０５と、マッピング部１０６と、ＩＤＦＴ部１０７と、ＣＰ付加部１０８と、送信ＲＦ部１０９と、受信ＲＦ部１１０と、復調部１１１と、送信モード／スケジューリング情報検出部１１２と、パスロス測定部１１３と、ＰＨＲ算出部１１４と、ＰＨＲ送信判定部１１５とを有する。
【００２３】
最大送信電力情報設定部１０１は、現在属するセル又はシステムにおいて移動局１００が用いる最大送信電力を設定する。この最大送信電力は、移動局１００がそのセル又はシステムにおいて送信可能な電力の最大値である。最大送信電力は、移動局１００の送信周波数又はアンテナ数などに応じて設定される。最大送信電力情報設定部１０１は、設定した最大送信電力情報(パワークラス情報)を、データ生成部１０２及びＰＨＲ算出部１１４に出力する。
【００２４】
また、最大送信電力情報設定部１０１は、最大送信電力が異なる複数の移動局送信モードを利用できるセル又はシステムに移動局１００が属している場合には、最大送信電力情報と共に、送信モード間の最大送信電力に関する差分情報をデータ生成部１０２に出力する。送信モード間の最大送信電力に関する差分情報は、送信モード間のパワーヘッドルー
ム（ＰＨＲ）に関する差分情報と等価である。最大送信電力情報設定部１０１は、後述するパワーヘッドルーム情報の報告期間が始まる前に差分情報が送信されるように、差分情報をデータ生成部１０２に出力する。こうして差分情報が、後述する基地局に通知される。
【００２５】
ここでは、最大送信電力が異なる複数の移動局送信モードは、ＳＣ−ＦＤＭＡモード及びＯＦＤＭＡモードである。このときの差分情報は、ＳＣ−ＦＤＭＡモードの最大電力に対するＯＦＤＭＡモードの最大電力の差である（図２参照）。
【００２６】
データ生成部１０２は、移動局１００が送信するデータを生成し、生成した送信データをスイッチ部１０３に出力する。データ生成部１０２は、ＰＨＲ送信判定部１１５からＰＨＲ情報を受け取るとき（つまり、ＰＨＲ情報を基地局に対して報告するとき）には、図３に示すように、ＭＡＣ情報としてＰＨＲ情報を送信データに含める。この報告形式は、３ＧＰＰ  ＬＴＥと、３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄとで同じである。こうしてＰＨＲ情報が、後述する基地局２００に報告される。
【００２７】
また、データ生成部１０２は、最大送信電力情報設定部１０１から最大送信電力情報及び差分情報を受け取ると、両情報に基づいて送信データを生成する。
【００２８】
スイッチ部１０３は、後述する基地局２００からの指示に従って、送信モードを切り換える。スイッチ部１０３は、送信モード／スケジューリング情報検出部１１２からの送信モード情報検出結果に基づいて、データ生成部１０２から出力されたデータをＤＦＴ部１０４に出力するかＳ／Ｐ変換部１０５に出力するかを切り替える。具体的には、スイッチ部１０３は、送信モード／スケジューリング情報検出部１１２で送信モード指示情報としてＳＣ−ＦＤＭＡモード情報が検出された場合には、ＤＦＴ部１０４にデータを出力し、ＯＦＤＭＡモード情報が検出された場合には、Ｓ／Ｐ変換部１０５にデータを出力する。
【００２９】
ＤＦＴ部１０４は、スイッチ部１０３から出力されたデータにＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）処理を施してマッピング部１０６に出力する。
【００３０】
Ｓ／Ｐ変換部１０５は、スイッチ部１０３から出力されたデータをシリアル系列からパラレル系列に変換してマッピング部１０６に出力する。
【００３１】
マッピング部１０６は、ＤＦＴ部１０４から出力されたデータ又はＳ／Ｐ変換部１０５から出力されたデータを後述する基地局２００によってスケジューリングされた周波数帯域にマッピングしてＩＤＦＴ部１０７に出力する。すなわち、ＤＦＴ部１０４から出力されたデータは、各データシンボルが送信周波数帯域全体にマッピングされる。一方、Ｓ／Ｐ変換部１０５から出力されたデータは、各データシンボルがそれぞれ１つのサブキャリアにマッピングされる。
【００３２】
ＩＤＦＴ部１０７は、マッピング部１０６から出力された周波数領域の信号にＩＤＦＴ（Inverse Discrete Fourier Transform）処理を施し、時間領域の信号に変換してＣＰ付加部１０８に出力する。
【００３３】
ＣＰ付加部１０８は、ＩＤＦＴ部１０７から出力された信号のフレーム後端の一部をＣＰ（Cyclic Prefix）としてコピーし、ＣＰをフレーム先頭に付加する。ＣＰが付加された信号は送信ＲＦ部１０９に出力される。
【００３４】
送信ＲＦ部１０９は、ＣＰ付加部１０８から出力された信号にＤ／Ａ変換、増幅及びアップコンバート等の送信処理を施してアンテナから後述する基地局２００へ送信する。
【００３５】
受信ＲＦ部１１０は、後述する基地局２００から送信された信号をアンテナを介して受信し、受信した信号にダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を施して復調部１１１に出力する。
【００３６】
復調部１１１は、受信ＲＦ部１１０から出力された信号に等化処理及び復調処理を行い、復調結果を送信モード／スケジューリング情報検出部１１２に出力する。
【００３７】
送信モード／スケジューリング情報検出部１１２は、復調結果から、後述する基地局２００から指示されたスケジューリング情報を検出する。スケジューリング情報には、ＭＣＳ（Modulation Coding Schemes）、送信帯域幅、及び、送信電力制御情報が含まれる。検出されたスケジューリング情報は、ＰＨＲ算出部１１４に出力される。
【００３８】
また、送信モード／スケジューリング情報検出部１１２は、復調結果から、後述する基地局２００からの送信モード指示情報を検出する。送信モード指示情報には、切り換え先の送信モード（つまり、ここでは、切り換え先の送信モード情報であるＳＣ−ＦＤＭＡモード情報又はＯＦＤＭＡモード情報）が含まれている。検出された送信モード指示情報は、スイッチ部１０３及びＰＨＲ算出部１１４に出力される。
【００３９】
パスロス測定部１１３は、受信ＲＦ部１１０から出力された信号に含まれる、送信電力が既知である下りの共通パイロット信号の受信レベルを測定し、下りの伝播路でのパスロスレベルを測定する。測定されたパスロスレベルは、ＰＨＲ算出部１１４に出力される。
【００４０】
ＰＨＲ算出部１１４は、パスロス測定部１１３から出力されたパスロスレベル及び送信モード／スケジューリング情報検出部１１２から出力されたスケジューリング情報に基づいて、データチャネルの送信電力レベルを求め、式（１）を用いてＰＨＲを算出する。ここで、ＰＨＲ算出部１１４は、現在選択されている送信モードのＰＨＲを算出する。算出されたＰＨＲはＰＨＲ送信判定部１１５に出力される。
【００４１】
ＰＨＲ送信判定部１１５は、報告期間において定期的又は所定条件を満たすときに、ＰＨＲ算出部１１４から受け取ったＰＨＲをデータ生成部１０２に出力する。ＰＨＲ送信判定部１１５は、ＰＨＲ算出部１１４から出力されたＰＨＲとＰＨＲ報告閾値との大小比較、つまり、閾値判定を行うことにより、ＰＨＲを送信する所定条件を満たしているか否かを判定する。また、ＰＨＲ送信判定部１１５は、前回のＰＨＲ定期送信からカウントされたタイマ値が所定値に達したか否かを判定する。こうしてＰＨＲ情報は、報告期間において定期的又は所定条件を満たすときに、後述する基地局２００に報告される。
【００４２】
図４は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置（以下、単に「基地局」という）２００の構成を示すブロック図である。基地局２００は、３ＧＰＰ  ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに適応可能に構成されている。
【００４３】
図４において、基地局２００は、受信ＲＦ部２０１と、ＣＰ除去部２０２と、ＤＦＴ部２０３と、デマッピング部２０４と、ＩＤＦＴ部２０５と、Ｐ／Ｓ変換部２０６と、スイッチ部２０７と、データ復号部２０８と、ＰＨＲ検出部２０９と、ＰＨＲ補正部２１０と、送信モード決定部２１１と、スケジューリング情報決定部２１２と、変調部２１３と、送信ＲＦ部２１４とを有する。
【００４４】
受信ＲＦ部２０１は、移動局１００から送信された信号をアンテナを介して受信し、受信した信号にダウンコンバート、Ａ／Ｄ変換等の受信処理を施してＣＰ除去部２０２に出力する。
【００４５】
ＣＰ除去部２０２は、受信ＲＦ部２０１から出力された信号のＣＰ成分を除去し、ＣＰ成分を除去した信号をＤＦＴ部２０３に出力する。
【００４６】
ＤＦＴ部２０３は、ＣＰ除去部２０２から出力された信号にＤＦＴ処理を施して、時間領域から周波数領域に変換した信号をデマッピング部２０４に出力する。
【００４７】
デマッピング部２０４は、ＤＦＴ部２０３から出力された周波数領域の信号のうち、基地局２００がスケジューリングした周波数帯域から受信データを抽出し、抽出した受信データをＩＤＦＴ部２０５及びＰ／Ｓ変換部２０６に出力する。
【００４８】
ＩＤＦＴ部２０５は、デマッピング部２０４から出力された受信データにＩＤＦＴ処理を施し、時間領域の信号に変換してスイッチ部２０７に出力する。
【００４９】
Ｐ／Ｓ変換部２０６は、デマッピング部２０４から出力された受信データをパラレル系列からシリアル系列に変換してスイッチ部２０７に出力する。
【００５０】
スイッチ部２０７は、送信モード決定部２１１で決定された移動局１００の送信モードに基づいて切り換えられる。この切り換えは、制御部（図示せず）が送信モード決定部２１１で決定された送信モードに基づいて制御することにより行われる。この切り換えにより、現在の送信モードがＳＣ−ＦＤＭＡの場合、ＩＤＦＴ部２０５から出力されたデータがデータ復号部２０８に出力され、現在の送信モードがＯＦＤＭＡの場合、Ｐ／Ｓ変換部２０６から出力されたデータがデータ復号部２０８に出力される。
【００５１】
データ復号部２０８は、スイッチ部２０７から出力されたデータを復号し、復号したデータをＰＨＲ検出部２０９に出力する。
【００５２】
ＰＨＲ検出部２０９は、データ復号部２０８から出力されたデータに含まれるＰＨＲ情報及び差分情報を検出し、検出したＰＨＲ情報及び差分情報をＰＨＲ補正部２１０に出力する。
【００５３】
ＰＨＲ補正部２１０は、移動局１００から報告されたＰＨＲ情報に対して差分情報を用いて補正することにより、そのＰＨＲ情報に対応する送信モード以外の送信モードに係るＰＨＲを算出する。ここでは、ＳＣ−ＦＤＭＡモードのＰＨＲが移動局１００から報告された場合には、ＰＨＲ補正部２１０は、その報告されたＰＨＲから差分情報を減算することにより、ＯＦＤＭＡモードのＰＨＲを算出する。一方、ＯＦＤＭＡモードのＰＨＲが移動局１００から報告された場合には、ＰＨＲ補正部２１０は、その報告されたＰＨＲに差分情報を加算することにより、ＳＣ−ＦＤＭＡモードのＰＨＲを算出する。
【００５４】
送信モード決定部２１１は、ＰＨＲ補正部２１０で算出されたＳＣ−ＦＤＭＡモード及びＯＦＤＭＡモードのＰＨＲに基づいて、移動局１００が次回送信するデータチャネルの送信モード（ここでは、ＳＣ−ＦＤＭＡモード又はＯＦＤＭＡモード）の切り替えを決定し、切り替え先の送信モードを指定する送信モード指示情報を変調部２１３に出力する。
【００５５】
スケジューリング情報決定部２１２は、ＰＨＲ補正部２１０で算出されたＳＣ−ＦＤＭＡモード及びＯＦＤＭＡモードのＰＨＲ、並びに別途得られる受信品質情報から、送信信号のＭＣＳ、割当リソース、送信電力などのスケジューリング情報を決定する。このスケジューリング情報は、変調部２１３に出力される。
【００５６】
変調部２１３は、送信データ、送信モード指示情報、及びスケジューリング情報を変調
し、変調信号を送信ＲＦ部２１４に出力する。
【００５７】
送信ＲＦ部２１４は、変調部２１３から出力された変調信号にＤ／Ａ変換、増幅及びアップコンバート等の送信処理を施してアンテナから移動局１００へ送信する
【００５８】
次に、以上の構成を有する移動局１００及び基地局２００の動作を説明する。
【００５９】
図５は、移動局１００と基地局２００との間の通信手順の説明に供する図である。なお、基地局２００が最大送信電力の異なる複数の移動局送信モードを利用できることを前提としている。
【００６０】
移動局１００の電源が投入されると（ステップＳ１００１）、移動局１００は、セルサーチを行う（ステップＳ１００２）。
【００６１】
そして、アクセスする基地局２００が決まると、移動局１００と基地局２００とが、ステップＳ１００３でＲＡＣＨ処理を行い、ステップＳ１００４で認証処理を行う。
【００６２】
そして、移動局１００と基地局２００とが通信可能状態になると、ステップＳ１００５で移動局１００は、基地局２００に対して移動局１００のＣａｐａｂｉｌｉｔｙ（移動局能力）報告を送信する。
【００６３】
すなわち、移動局１００は、送信電力情報、アンテナ数、及び最大データレートなどの、移動局１００の能力を報告する。この送信電力情報として、移動局１００の最大送信電力情報設定部１０１は、最大送信電力情報と差分情報（ＳＣ−ＦＤＭＡモードの最大電力に対するＯＦＤＭＡモードの最大電力の差情報）とを基地局２００に報告する。この報告は、移動局１００ごとに行われる。そして、基地局２００は、各移動局１００の最大送信電力情報と差分情報とを保持しておく。
【００６４】
ここで、最大送信電力情報及び差分情報は、例えば、図６のようなテーブルで定義されている。すなわち、最大送信電力情報は、最大電力に基づいて複数のパワークラスに分類されている。また、差分情報は、バックオフ（差分）に基づいて複数のバックオフクラスに分類されている。同様のテーブルは、基地局２００でも保持されている。
【００６５】
移動局１００は、パワークラス情報及びバックオフクラス情報によって最大送信電力情報及び差分情報を基地局２００に通知する。この通知は、ＰＨＲの報告期間の始まる前に行われる。ここでは、特に、移動局１００と基地局２００とがステップＳ１００６で通信開始状態（例えば、Ａｃｔｉｖｅモード(Ｃｏｎｎｅｃｔｅｄモードと呼ばれることもある)）となる前に、この通知が行われている。
【００６６】
そして、ＰＨＲの報告期間が始まると、ステップＳ１００７で移動局１００はＰＨＲを基地局２００への報告を開始する。このＰＨＲ報告は、報告期間において周期的又は所定条件を満たしたときに、行われる。
【００６７】
ＰＨＲが報告されると、基地局２００では、ＰＨＲ補正部２１０が、既に取得した差分情報を用いて、両モードのＰＨＲを移動局１００毎に算出する。
【００６８】
なお、以上の説明では、移動局１００の電源が投入されるときに行われる移動局１００と基地局２００との間の通信手順の中で差分情報が報告される場合について説明した。しかしながら、電源投入時以外にも、例えば、移動局１００がハンドオーバーを行う際に、差分情報が報告されてもよい。また、差分情報が、ハンドオーバー元の基地局２００から
ハンドオーバー先の基地局２００へ転送されてもよい。
【００６９】
以上のように本実施の形態によれば、移動局１００において、ＰＨＲ送信判定部１１５が、報告期間において定期的又は所定条件を満たすときに、ＳＣ−ＦＤＭＡモード又はＯＦＤＭＡモードのいずれかのパワーヘッドルーム情報を基地局２００に送信し、最大送信電力情報設定部１０１が、パワーヘッドルーム情報の報告期間が始まる前に、送信モード間の差分情報を基地局２００に通知する。
【００７０】
こうすることで、報告期間に送信するパワーヘッドルーム情報は複数の移動局送信モードのうちいずれか１つのパワーヘッドルーム情報であるので、移動局送信モードが１つの場合と比べても、上り回線のシグナリングオーバーヘッドの増加を防止することができる。
【００７１】
また、報告期間の前に送信モード間の差分情報を基地局２００に通知することにより、基地局２００では、すべての移動局送信モードに係るパワーヘッドルーム情報を受け取らなくても、各移動局送信モードに係るパワーヘッドルームを算出することができる。このため、基地局２００は、適切なタイミングで移動局送信モードを精度良く切り替えることができ、さらに各移動局送信モードに応じた送信電力又は送信帯域幅の指示を移動局１００に対して行うことができる。これにより、移動局１００は常に適切な送信パラメータで送信できるため、上り回線のスループットが向上する。
【００７２】
また、３ＧＰＰ  ＬＴＥと同じく１種類のパワーヘッドルーム情報を報告するので、３ＧＰＰ  ＬＴＥと同じフォーマットでパワーヘッドルーム情報を報告できる。これにより簡易なシステムの実現が可能である。
【００７３】
なお、以上では、現在の送信モードのＰＨＲを報告する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、送信モードに関わらず、ＳＣ−ＦＤＭＡモードのＰＨＲを報告するようにしてもよい。
【００７４】
こうすることで、ＰＨＲのフォーマット(例えば、ＰＨＲの範囲など)をＬＴＥと共通化できるため、移動局１００で行われる、ＰＨＲから情報ビット列への変換処理などを簡素化できる。また、ＰＨＲ報告のトリガ条件(例えば、ＰＨＲがＹ［ｄＢ］以下の場合等)をＬＴＥと共通化できるため、簡易なシステムを実現できる。このとき、移動局１００は、現在の送信モードがＯＦＤＭモードのときには、ＯＦＤＭモードのＰＨＲを測定し、測定したＰＨＲを差分情報で補正してＳＣ−ＦＤＭＡモードのＰＨＲを求め、これを基地局２００に報告する。
【００７５】
また、以上では、最大送信電力の異なる複数の移動局送信モードが、ＳＣ−ＦＤＭＡモード及びＯＦＤＭモードである場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、マルチキャリア送信モードであればＯＦＤＭモードでなくても、例えば、複数のＳＣ−ＦＤＭＡ信号を異なる周波数で送信するモードや、１つのＳＣ−ＦＤＭＡ信号を異なる周波数に配置して送信するモード（例えば、clustered SC-FDMAやclustered DFT-S-OFDM）でもよい。例えば、最大送信電力の異なる複数の移動局送信モードとして、ＳＣ−ＦＤＭＡ信号の個数が１、２、４個の送信をサポートする複数の送信モードがある場合、移動局１００は、１個の場合の最大送信電力に対する、２個の場合の最大送信電力との差分情報及び４個の場合の最大送信電力との差分情報を基地局２００に報告する。
【００７６】
また、最大送信電力の異なる複数の移動局送信モードのケースの一つとして、ＭＩＭＯ送信モードであってもよい。各アンテナでは異なるウェイトが掛けられた複数のデータス
トリームが多重送信されるため、マルチキャリア送信と同様に、ＰＡＰＲ又はＣＭが増加する。従って、ＭＩＭＯ送信モードも、ＯＦＤＭモードと同様に取り扱うことができる。また、ＰＡＰＲ又はＣＭの増加は、ウェイト行列、つまり、プレコーディングマトリクス（Precoding Matrix）毎に異なる。従って、移動局１００は、各プレコーディングマトリクスについてのＳＣ−ＦＤＭＡ(１アンテナ送信)モードの最大送信電力に対するＭＩＭＯ送信モードの最大送信電力の差分情報を、基地局２００に報告してもよい。
【００７７】
（実施の形態２）
実施の形態２は、Ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ（移動局能力）報告のバリエーションに関する。なお、実施の形態２の移動局及び基地局の構成は、実施の形態１の場合と変わるところがない。
【００７８】
図７は、実施の形態２に係る最大送信電力情報及び差分情報の報告に用いられるテーブルである。
【００７９】
図７において、移動局の性能は、最大電力とバックオフとの組み合わせに応じたクラスに分類されている。すなわち、このテーブルを用いた報告が行われる場合、移動局から基地局に報告される移動局（ＵＥ）性能情報は、最大電力とバックオフとの組み合わせで定義される。具体的には、移動局１００の最大送信電力情報設定部１０１は、自局の性能と一致するクラス番号を報告に用いる。
【００８０】
また、図７に示すテーブルにおいて、移動局（ＵＥ）性能情報を定義する組み合わせでは、大きなパワークラスほど大きなバックオフクラスと組み合わせられる。これは、一般に、最大電力が大きいほど大きなバックオフを要するためである。
【００８１】
こうすることで、パワークラスが大で且つバックオフが小というあり得なさそうな組み合わせを排除できる。従って、クラスの数を削減することができるので、すべてのクラス識別情報を表すのに必要なビット数を削減することができる。よって、報告に係るシグナリング量を削減することができる。また、クラス番号のみを報告すればよいため、ＬＴＥに比べて制御情報の種類を増やす必要がない。従って、簡易なシステムを構築することができる。
【００８２】
また、上記実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はソフトウェアで実現することも可能である。
【００８３】
また、上記実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【００８４】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサーを利用してもよい。
【００８５】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。
【００８６】
２００８年６月２３日出願の特願２００８−１６３２７８の日本出願に含まれる明細書
、図面および要約書の開示内容は、すべて本願に援用される。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明のパワーヘッドルームの報告方法、及び移動局装置は、シグナリングオーバーヘッドの増加を抑えつつ、送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局通信モードを精度良く切り換えることができるものとして有用である。
【手続補正２】
【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】
送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局送信モードを切り替えて送信する移動局のパワーヘッドルームの報告方法であって、
報告期間において、前記複数の移動局送信モードのうちいずれかのパワーヘッドルーム情報を前記基地局に送信するステップと、
前記報告期間が始まる前に、移動局送信モード間の前記最大値に関する差分情報を前記基地局に送信するステップと、
を具備するパワーヘッドルームの報告方法。
【請求項２】
送信可能な電力の最大値が異なる複数の移動局送信モードを切り換えて上り信号を基地局に送信する移動局装置であって、
報告期間において、前記複数の移動局送信モードのうちいずれかのパワーヘッドルーム情報を前記基地局に報告する報告手段と、
前記報告期間が始まる前に、移動局送信モード間の前記最大値に関する差分情報を前記基地局に通知する通知手段と、
を具備する移動局装置。
【請求項３】
前記通知手段は、パワークラスとバックオフクラスとの組み合わせで定義されるＵＥ性能情報によって前記差分情報を前記基地局に通知する、
請求項２に記載の移動局装置。
【請求項４】
前記ＵＥ性能情報を定義する前記組み合わせでは、大きなパワークラスほど大きなバックオフクラスと組み合わせられる、
請求項３に記載の移動局装置。
【請求項５】
前記報告手段は、報告時の移動局送信モードにおけるパワーヘッドルーム情報を報告し、
前記通知手段は、前記基地局との通信開始前に前記差分情報を通知する、
請求項２に記載の移動局装置。
【請求項６】
前記複数の移動局送信モードには、ＳＣ−ＦＤＭＡ（Single Carrier-Frequency Division Multiple Access）モード及びＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）モードが含まれる、
請求項２に記載の移動局装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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