(57)【要約】【課題】QoS要求を満たしつつ、送信電力を低減できる移動通信システム、移動局及び基地局並びに通信制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】移動局は、データパケットのサービス品質要求を決定するサービス品質要求決定手段と、下りリンクのチャネル状態を推定する下りリンクチャネル状態推定手段と、移動局の識別番号を抽出する識別番号抽出手段と、サービス品質要求、移動局の識別番号及び下りリンクのチャネル状態を、予約パケットを用いて通知する通知手段とを備え、基地局は、予約パケットを用いて上りリンクのチャネル状態を推定する上りリンクチャネル状態推定手段と、予約パケット及び上りリンクのチャネル状態に基づいて、無線パラメータを制御する無線パラメータ制御手段とを備えることにより達成される。【選択図】図１
2006319940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局との間でパケット通信を行う移動通信システムにおける移動局において：
データパケットのサービス品質要求を決定するサービス品質要求決定手段；
下りリンクのチャネル状態を推定する下りリンクチャネル状態推定手段；
移動局の識別番号を抽出する識別番号抽出手段；
前記サービス品質要求、前記移動局の識別番号及び前記下りリンクのチャネル状態を、予約パケットを用いて通知する通知手段；
を備えることを特徴とする移動局。
【請求項２】
請求項１に記載の移動局において：
前記通知手段は、移動局の識別番号及び、サービス品質要求、下りリンクチャネル状態、送信しようとするデータのサイズおよび送信電力のうち少なくとも１つを予約パケット中の制御チャネルにマッピングして送信することを特徴とする移動局。
【請求項３】
請求項１または２に記載の移動局において：
前記通知手段は、複数のサービス品質要求に対応するサービス要求クラスを示す情報を送信することを特徴とする移動局。
【請求項４】
請求項３に記載の移動局において：
前記サービス要求クラスに対応付けて、データを記憶する送信バッファ；
を備え、
前記通知手段は、ことを特徴とする移動局。
【請求項５】
請求項３に記載の移動局において：
前記通知手段は、送信データに対応付けられたサービス要求クラスに基づいて、そのサービス要求クラスを示す識別子を決定することを特徴とする移動局。
【請求項６】
請求項２に記載の移動局において：
前記通知手段は、特定の基本単位および一定の閾値のうち少なくとも一方に基づいて、データサイズを通知することを特徴とする移動局。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれか１項に記載の移動局において：
前記通知手段は、発生するトラヒックに基づいて、前記予約パケットを送信することを特徴とする移動局。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載の移動局において：
前記通知手段は、前記基地局における予約パケットの検出結果及び／又は復調結果に基づいて、前記予約パケットの再送を行うことを特徴とする移動局。
【請求項９】
請求項１ないし８のいずれか１項に記載の移動局において：
前記識別番号抽出手段は、前記識別番号の管理単位毎に用意されたテンポラリＩＤを使用し、識別番号の払い出しを要求することを特徴とする移動局。
【請求項１０】
請求項１ないし９のいずれか１項に記載の移動局において：
前記識別番号抽出手段は、電源投入された場合、基地局と接続された場合および通信が開始される場合のうちの１つの場合に、識別番号の取得を行うことを特徴とする移動局。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の移動局において：
前記予約パケットを送信する複数のアンテナ；
を備え、
前記通知手段は、前記予約パケットの送信に先立ち、前記複数のアンテナのうち送信するアンテナの情報を通知することを特徴とする移動局。
【請求項１２】
移動局との間でパケット通信を行う移動通信システムにおける基地局において：
予約パケットを用いて上りリンクのチャネル状態を推定する上りリンクチャネル状態推定手段；
前記予約パケット及び前記上りリンクのチャネル状態に基づいて、無線パラメータを決定し、制御する無線パラメータ制御手段；
前記決定された無線パラメータを報知する報知手段；
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項１３】
請求項１２に記載の基地局において：
受信した予約パケットの復調結果に基づいて、前記予約パケットと前記予約パケットより後に受信された予約パケットとを合成し、復調する復調手段；
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項１４】
請求項１２又は１３に記載の基地局において：
前記上りリンクチャネル状態推定手段は、前記移動局からのアンテナの情報に基づいて、上りリンクのチャネル状態を推定することを特徴とする基地局。
【請求項１５】
請求項１２ないし１４のいずれか１項に記載の基地局において：
移動局からの識別番号の払い出しの要求に応じて、識別番号を通知する制御チャネル生成手段；
を備えることを特徴とする基地局。
【請求項１６】
請求項１２ないし１５のいずれか１項に記載の基地局において：
前記制御チャネル生成手段は、セクタ単位および基地局単位のうち少なくとも一方に基づいて、識別番号を管理することを特徴とする基地局。
【請求項１７】
基地局と移動局との間でパケット通信を行う移動通信システムにおいて：
移動局は、
データパケットのサービス品質要求を決定するサービス品質要求決定手段；
下りリンクのチャネル状態を推定する下りリンクチャネル状態推定手段；
移動局の識別番号を抽出する識別番号抽出手段；
前記サービス品質要求、前記移動局の識別番号及び前記下りリンクのチャネル状態を、予約パケットを用いて通知する通知手段；
を備え、
基地局は、
予約パケットを用いて上りリンクのチャネル状態を推定する上りリンクチャネル状態推定手段；
前記予約パケット及び前記上りリンクのチャネル状態に基づいて、無線パラメータを制御する無線パラメータ制御手段；
を備えることを特徴とする移動通信システム。
【請求項１８】
基地局と移動局との間でパケット通信を行う移動通信システムにおける通信制御方法において：
前記移動局側で、
データパケットのサービス品質要求を決定するステップ；
下りリンクのチャネル状態を推定するステップ；
移動局の識別番号を抽出するステップ；
前記サービス品質要求、前記移動局の識別番号及び前記下りリンクのチャネル状態を、予約パケットを用いて通知するステップ；
前記基地局側で、
前記予約パケットを用いて上りリンクのチャネル状態を推定するステップ；
前記予約パケット及び前記上りリンクのチャネル状態に基づいて、無線パラメータを決定し、制御するステップ；
前記決定された無線パラメータを報知するステップ；
を有することを特徴とする通信制御方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の通信制御方法において：
前記通知するステップは、移動局の識別番号及び、サービス品質要求、下りリンクチャネル状態、送信しようとするデータのサイズおよび送信電力のうち少なくとも１つを予約パケット中の制御チャネルにマッピングして送信するステップ；
を有することを特徴とする通信制御方法。
【請求項２０】
請求項１８または１９に記載の通信制御方法において：
前記移動局側で、
前記識別番号の管理単位毎に用意されたテンポラリＩＤを使用し、識別番号の払い出しを要求するステップ；
を有し、
前記基地局側で、
前記移動局からの識別番号の払い出しの要求に応じて、識別番号を通知するステップ；
を有することを特徴とする通信制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マルチパスフェ−ジング環境において、予約パケットを用いてデータパケットの無線パラメータを制御する予約型パケットアクセスを適用した移動通信システム、移動局及び基地局並びに通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
第３世代移動通信方式の広帯域（ワイドバンド）無線ネットワークを用いるデータサービスの需要の急激な増大に対して、より低コストで超高速な情報レートのサービスを提供するためには、より一層の超高速化（ブロードバンド化）が必要である。
【０００３】
上りリンクでは、下りリンクと比較して、大容量データのダウンロードのような非実時間系のデータサービスでは、高速・大容量化に対する要求は低いと考えられるものの、遅延時間の要求条件の厳しい実時間(RT : Real Time)型トラヒックデータやインタラクティブな上下リンク対称のデータサービスでは、下りリンクと同等のリンク容量の大容量化が必要である。
【０００４】
このため、上下リンク対称のデータサービスでは、マルチパスフェージングチャネルにおける高品質受信、移動端末における低消費電力化、時間／周波数／符号のリソースの柔軟な利用等を実現する無線アクセス方式が要求される。
【０００５】
一方、このようなブロードバンドパケット無線アクセスにおいては、伝送速度並びに伝送遅延や許容残留パケット誤り率(PER : Packet Error Rate)等により規定されるサービス品質(QoS : Quality of Service)に対する要求条件の多様化が予想される。
【０００６】
例えば、音声・ビデオ通信、インタラクティブサービスのようなRT型トラヒックでは伝送遅延および遅延ジッタの増加は品質の大幅な劣化を生じさせるため、End-to-Endの伝送遅延特間を抑える必要がある。また、ファイル転送、WWWブラウジングのような非実時間(NRT : Non-Real Time)型トラヒックでは伝送遅延の要求条件は緩やかなものの、高スループットかつ信頼性の高い伝送（基本的にエラーフリー）が要求される。従って、様々なQoS要求を有するマルチメディアサービスを効率的に提供するためには、QoS制御技術がより重要となる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００７】
また、W-CDMA方式では、上りリンクにおいて、スロッテドアロハに基づくランダムアクセスが用いられている（例えば、非特許文献２参照）。この場合、移動局より送信されるランダムアクセスチャネル(RACH : Random Access Channel)によって、個別チャネルに先立つ発呼・予約制御、あるいは移動局からの離散的なショートパケットが伝送される。次世代のブロードバンドパケット無線アクセスでは、無線区間が全てパケット信号ベースのアクセスが行われると想定される。
【０００８】
一方、バースト的に発生するインターネットアクセス等の需要が、これまで以上に高まることが予想されることから、ランダム（予約型）アクセスの重要性が高まるものと考えられ、多様なQoS要求に応じた高効率な予約型アクセス方式の確立が重要となる。そこで、予約パケットを用いて伝送されるトラヒックデータのQoS要求（許容遅延時間）に応じて、メッセージデータ部の予約パケット部に対する送信電力のオフセット量を制御する予約型アクセスが提案され、特に許容遅延時間が比較的緩やかなNRTトラヒックデータに対して、パケット毎の送信電力オフセット量を低減しパケット再送合成による時間ダイバーシチ効果を利用することにより、再送合成を用いない従来法に比較して、所要品質を満たすための平均受信Ｅｂ／Ｎ０（１ビット当たりの信号エネルギー対背景雑音電力密度比）を低減できることが示されている（例えば、非特許文献３参照）。
【非特許文献１】A.Harada, S.Abeta, and M.Sawahashi, “Adaptive radio parameter control considering QoS for forward link OFCDM wireless access”, IEICE Trans. Commun., vol. E86-B, no.1, pp. 314-324, Jan. 2003.
【非特許文献２】3GPP RAN, 3G TS 25.211 V3.4.0, Sept. 2002.
【非特許文献３】Y.Iizuka, M.Tanno, and M.Sawahashi, ”Efficient random access channel transmission method using packet retransmission according to QoS”, IEICE Trans. Fundamentals, vol. E86-A, no. 7, pp. 1669-1675, July 2003.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来技術には以下の問題がある。
【００１０】
ＲＴ型トラヒックでは許容遅延が厳しく、ＮＲＴ型トラヒックに比較して時間ダイバーシチ効果が小さく、データパケットの所要品質を満たすＳＩＲはパス数等の無線チャネル状態により大きく異なる。このため、例えばパス数に応じて送信電力を変化させない場合、様々なパス数の環境でQoS要求を満たすためには、パス数が少ない場合にあわせる必要があるため、パス数を考慮した制御に比較して所要品質を満たす送信電力が増大する問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、QoS要求を満たしつつ、送信電力を低減できる移動通信システム、移動局及び基地局並びに通信制御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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明の移動局は、基地局との間でパケット通信を行う移動通信システムにおける移動局において、データパケットのサービス品質要求を決定するサービス品質要求決定手段と、下りリンクのチャネル状態を推定する下りリンクチャネル状態推定手段と、移動局の識別番号を抽出する識別番号抽出手段と、前記サービス品質要求、移動局の識別番号及び前記下りリンクのチャネル状態を、予約パケットを用いて通知する通知手段とを備えるものである。
【００１３】
さらに、通知手段は、移動局の識別番号及び、サービス品質要求、下りリンクチャネル状態、送信しようとするデータのサイズおよび送信電力のうち少なくとも１つを予約パケット中の制御チャネルにマッピングして送信するようにしてもよい。
【００１４】
さらに、通知手段は、複数のサービス品質要求に対応するサービス要求クラスを示す情報を送信するようにしてもよい。
【００１５】
さらに、サービス要求クラスに対応付けて、データを記憶する送信バッファ；
を備え、通知手段は、送信データに対応付けられたサービス要求クラスに基づいて、そのサービス要求クラスを示す識別子を送信するようにしてもよい。
【００１６】
さらに、通知手段は、特定の基本単位および一定の閾値のうち少なくとも一方に基づいて、データサイズを通知するようにしてもよい。
【００１７】
さらに、通知手段は、発生するトラヒックに基づいて、予約パケットを送信するようにしてもよい。
【００１８】
さらに、通知手段は、基地局における予約パケットの検出結果及び／又は復調結果に基づいて、予約パケットの再送を行うようにしてもよい。
【００１９】
さらに、識別番号抽出手段は、前記識別番号の管理単位毎に用意されたテンポラリＩＤを使用し、識別番号の払い出しを要求するようにしてもよい。
【００２０】
さらに、識別番号抽出手段は、電源投入された場合、基地局と接続された場合および通信が開始される場合のうちの１つの場合に、識別番号の取得を行うようにしてもよい。
【００２１】
さらに、予約パケットを送信する複数のアンテナを備え、通知手段は、予約パケットの送信に先立ち、複数のアンテナのうち送信するアンテナの情報を通知するようにしてもよい。
【００２２】
また、本発明に係る基地局は、移動局との間でパケット通信を行う移動通信システムにおける基地局において、予約パケットを用いて上りリンクのチャネル状態を推定する上りリンクチャネル状態推定手段と、予約パケット及び上りリンクのチャネル状態に基づいて、無線パラメータを決定し、制御する無線パラメータ制御手段と、決定された無線パラメータを報知する報知手段とを備えるものである。
【００２３】
さらに、受信した予約パケットの復調結果に基づいて、予約パケットと予約パケットより後に受信された予約パケットとを合成し、復調する復調手段を備えるようにしてもよい。
【００２４】
さらに、上りリンクチャネル状態推定手段は、移動局からのアンテナの情報に基づいて、上りリンクのチャネル状態を推定するようにしてもよい。
【００２５】
さらに、移動局からの識別番号の払い出しの要求に応じて、識別番号を通知する制御チャネル生成手段を備えるようにしてもよい。
【００２６】
さらに、制御チャネル生成手段は、セクタ単位および基地局単位のうち少なくとも一方に基づいて、識別番号を管理するようにしてもよい。
【００２７】
また、本発明に係る移動通信システムは、基地局と移動局との間でパケット通信を行う移動通信システムにおいて、移動局は、データパケットのサービス品質要求を決定するサービス品質要求決定手段と、下りリンクのチャネル状態を推定する下りリンクチャネル状態推定手段と、移動局の識別番号を抽出する識別番号抽出手段と、サービス品質要求、移動局の識別番号及び下りリンクのチャネル状態を、予約パケットを用いて通知する通知手段とを備え、基地局は、予約パケットを用いて上りリンクのチャネル状態を推定する上りリンクチャネル状態推定手段と、予約パケット及び上りリンクのチャネル状態に基づいて、無線パラメータを制御する無線パラメータ制御手段とを備えるものである。
【００２８】
また、本発明に係る通信制御方法は、基地局と移動局との間でパケット通信を行う移動通信システムにおける通信制御方法において、移動局側で、データパケットのサービス品質要求を決定するステップと、下りリンクのチャネル状態を推定するステップと、移動局の識別番号を抽出するステップと、サービス品質要求、移動局の識別番号及び下りリンクのチャネル状態を、予約パケットを用いて通知するステップと、基地局側で、予約パケットを用いて上りリンクのチャネル状態を推定するステップと、予約パケット及び上りリンクのチャネル状態に基づいて、無線パラメータを決定し、制御するステップと、決定された無線パラメータを報知するステップとを有する方法である。
【００２９】
さらに、通知するステップは、移動局の識別番号及び、サービス品質要求、下りリンクチャネル状態、送信しようとするデータのサイズおよび送信電力のうち少なくとも１つを予約パケット中の制御チャネルにマッピングして送信するステップを有するようにしてもよい。
【００３０】
さらに、移動局側で、識別番号の管理単位毎に用意されたテンポラリＩＤを使用し、識別番号の払い出しを要求するステップを有し、基地局側で、移動局からの識別番号の払い出しの要求に応じて、識別番号を通知するステップを有するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の実施例によれば、QoS要求を満たしつつ、送信電力を低減できる移動通信システム、移動局及び基地局並びに通信制御方法を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。
【００３３】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００３４】
本発明の実施例に係る移動通信システムについて、図１を参照して説明する。
【００３５】
本実施例に係る移動通信システムは、移動局１と、基地局２とを備える。
【００３６】
移動局１は、送受信回路１−１と、送受信回路１−１とスイッチ１−１０により切り替え可能に接続された加算器１−１１、１−１２と、送受信回路１−１及びスイッチ１−１０と接続された送信タイミング制御部１−１３と、送受信回路１−１と接続された下りリンクチャネル状態推定部１−２と、下りリンクチャネル状態推定部１−２及び送信タイミング制御部１−１３と接続された制御チャネル復調部１−３と、制御チャネル復調部１−３及び送信タイミング制御部１−１３とスイッチ１−９により切り替え可能に接続された送信バッファ１−４及び制御チャネル生成部１−６２と、送信バッファ１−４及び加算器１−１１と接続されたデータチャネル生成部１−５２と、加算器１−１１と接続されたパイロットチャネル生成部１−５１と、制御チャネル生成部１−６２と接続された識別番号抽出部１−７及びＱｏＳ要求決定部１−８と、加算器１−１２と接続されたパイロットチャネル生成部１−６１及びスイッチ１−１０とを備える。また、制御チャネル生成部１−６２は、下りリンクチャネル状態推定部１−２及び加算器１−１２と接続されている。
【００３７】
また、パイロットチャネル生成部１−５１とデータチャネル生成部１−５２とによりデータパケット生成部１−５が構成され、パイロットチャネル生成部１−６１と制御チャネル生成部１−６２とにより予約パケット生成部１−６が構成される。
【００３８】
基地局２は、送受信回路２−１と、送受信回路２−１と接続された受信タイミング制御部２−３と、送受信回路２−１及び受信タイミング制御部２−３とスイッチ２−８を介して接続された上りリンクチャネル状態推定部２−２１及び予約パケット検出部２−４１と、上りリンクチャネル状態推定部２−２１及び受信タイミング制御部２−３と接続されたデータチャネル復調部２−２２と、予約パケット検出部２−４１と接続された上りリンクチャネル状態推定部２−４２と、上りリンクチャネル状態推定部２−４２及び受信タイミング制御部２−３と接続された制御チャネル復調部２−４３と、上りリンクチャネル状態推定部２−４２及び制御チャネル復調部２−４３と接続された無線パラメータ制御部２−５と、予約パケット検出部２−４１、無線パラメータ制御部２−５及びデータチャネル復調部２−２２と接続された制御チャネル生成部２−６と、制御チャネル生成部２−６及び送受信回路２−１と接続された加算器２−９と、加算器２−９と接続されたパイロットチャネル生成部２−７とを備える。
【００３９】
また、上りリンクチャネル状態推定部２−２１とデータチャネル復調部２−２２とによりデータパケット再生部２−２が構成され、予約パケット検出部２−４１、上りリンクチャネル状態推定部２−４２及び制御チャネル復調部２−４３により予約パケット再生部２−４が構成される。
【００４０】
移動局１の下りリンクチャネル状態推定部１−２は、基地局２から周期的または連続的に送信されるパイロットチャネルを用いて、下りリンクにおけるチャネル状態を推定する。推定されたチャネル状態は制御チャネル生成部１−６２に入力され、制御チャネルは制御チャネル復調部１−３に入力される。制御チャネル復調部１−３では、制御チャネルの復調が行われ、復調された制御チャネルは、制御チャネル生成部１−６２に入力される。
【００４１】
制御チャネル生成部１−６２では、識別番号抽出部１−７により入力された識別番号、ＱｏＳ要求決定部１−８により入力されたＱｏＳ要求及び下りリンクチャネル状態推定部１−２により入力された下りリンクチャネル状態に基づいて制御チャネルを生成する。生成された制御チャネルはパイロットチャネル生成部１−６１により生成したパイロットチャネルが合成され、予約パケットとして送受信回路１−１により送信される。
【００４２】
一方、予約パケットが検出されたことを示す信号が制御チャネル復調部１−３で出力された場合、送信バッファ１−４からデータチャネル生成部１−５２に情報ビットが入力され、データチャネル生成部１−５２においてデータチャネルが生成された後、パイロットチャネル生成部１−５１により生成したパイロットチャネルが合成され、データパケットとして送受信回路１−１により送信される。
【００４３】
また、制御チャネル復調部１−３は、制御チャネルか予約パケットかを示す信号を送信タイミング制御部１−１３に入力する。送信タイミング制御部１−１３は、制御チャネルか予約パケットかを示す信号に基づいて、スイッチ１−９及びスイッチ１−１０に対して送信タイミングの制御を行う。
【００４４】
基地局２では、送受信回路２−１によりデータパケットが受信されると、上りリンクチャネル状態推定部２−２１は受信されたデータパケットを用いて、上りリンクチャネル状態を推定し、推定された上りリンクチャネル状態はデータチャネルとともにデータチャネル復調部２−２２に入力される。データチャネル復調部２−２２では、入力された上りリンクチャネル状態に基づき、データチャネルの復調が行われ、復調結果に誤りを含むか否かを示す信号が受信タイミング制御部２−３及び制御チャネル生成部２−６に入力される。
【００４５】
一方、送受信回路２−１により予約パケットが受信されると、予約パケット検出部２−４１は予約パケットを検出し、検出された予約パケットを用いて上りリンクチャネル状態推定部２−４２は、上りリンクチャネルの状態を推定し、推定された上りリンクチャネルの状態は無線パラメータ制御部２−５に入力される。また、制御チャネルは制御チャネル復調部２−４３に入力され、復調結果に誤りを含むか否かを示す信号が受信タイミング制御部２−３及び無線パラメータ制御部２−５に入力される。
【００４６】
受信タイミング制御部２−３は、データチャネル及び制御チャネルの復調結果に誤りを含むか否かを示す信号に基づいて、受信タイミングの制御を行う。無線パラメータ制御部２−５は、入力された上りリンクチャネル及び復調後の制御チャネルに基づいて無線パラメータを制御し、その結果を制御チャネル生成部２−６に入力する。制御チャネル生成部２−６は、入力された無線パラメータ及び移動局の識別番号を用いて制御チャネルを生成し、生成した制御チャネルはパイロットチャネル生成部２−７により生成したパイロットチャネルが合成され、予約パケットに対する応答信号として送受信回路２−１により送信される。
【００４７】
次に、本実施例に係る移動通信システムの通信制御方法における予約パケットを送信するまでの移動局と基地局における信号の送受信手順について説明する。
【００４８】
予約パケットには、識別番号（以下、ＵＥ−ＩＤと呼ぶ）、ＱｏＳ、データサイズ、送信電力を示す情報などが格納される。
【００４９】
この予約パケットで使用されるＵＥ−ＩＤは、図２Ａに示すようにセクタ毎に独立に管理される。例えば、基地局２の制御チャネル生成部２−６は、予約パケットで使用されるＵＥ−ＩＤをセクタ毎に管理する。このように、ＵＥ−ＩＤを管理する単位を小さくすることにより、ＵＥ−ＩＤの数を少なくできるため、予約パケットなどのＵＥ−ＩＤに用いる制御ビット数を小さくできる。
【００５０】
また、制御チャネル生成部２−６は、ＵＥ−ＩＤを、図２Ｂに示すように基地局毎に独立に管理するようにしてもよいし、図２Ｃに示すように複数の基地局毎に独立に管理するようにしてもよい。また、ＵＥ−ＩＤを、オペレータ内で管理するようにしてもよい。このようにすることにより、管理単位間を移動する場合に行われる、新しいＵＥ−ＩＤを基地局から払い出す処理の回数を減少させることができる。この場合、接続中に管理単位間を移動した場合には、ハンドオーバ制御が行われるため、その中で、ＵＥ−ＩＤの払い出しを行うようにしてもよい。
【００５１】
次に、予約パケットで使用されるＵＥ−ＩＤの取得処理について、図３を参照して説明する。
【００５２】
ＵＥ−ＩＤを取得するための、移動局とネットワーク（ＢＳ）との間のネゴシエーションを行う際にも、Ｌ３シグナリングメッセージの送信のために予約型パケットアクセス（もしくは予約を行わないダイレクトアクセス）が使用されるため、この時点で何らかのＩＤが必要である。
【００５３】
しかし、まだＵＥ―ＩＤを取得していない段階であるため、この時点では、移動局１は、管理単位毎に用意されたテンポラリＩＤの中からランダムに選択して用いる。例えば、識別情報抽出部１−７は、管理単位内で１０２４通りのＩＤがある場合に、＃０〜＃１５はテンポラリＩＤとして定義し、移動局１はこの中から任意に１つを選択して用いる。テンポラリＩＤの数は、複数の移動局が同じタイミングで同じテンポラリＩＤを使う確率が十分小さくなるように大きくとる。
【００５４】
移動局１の識別情報抽出部１−７は、テンポラリＩＤを用いて予約型パケットアクセス（もしくはダイレクトアクセス）によってネットワークにＦｕｌｌ−ＵＥ−ＩＤを通知し、ＵＥ−ＩＤの払い出しを要求する。
【００５５】
ネットワークでは、ＵＥ−ＩＤを払い出し、下り共有データチャネルで移動局にＵＥ−ＩＤを通知する。例えば、基地局２の制御チャネル生成部２−６は、ＵＥ−ＩＤを払い出し、下り共有データチャネルで移動局にＵＥ−ＩＤを通知する。以降、その移動局１は、与えられたＵＥ−ＩＤを用いてパケットアクセスを行う。
【００５６】
予約パケットで使用されるＵＥ−ＩＤの取得処理フローについて説明する。
【００５７】
移動局１は、ＵＥ−ＩＤを取得するまでは、デンポラリＩＤを使用してパケットアクセスを行い、ＵＥ−ＩＤの取得後はＵＥ−ＩＤを使用してパケットアクセスを行う。
【００５８】
最初に、移動局１の識別番号抽出部１−７は、基地局２に予約パケットを送信する（ステップＳ３０２）。この予約パケットは、ネゴシエーションのＬ３制御信号のための予約を行うためのパケットである。この場合、移動局１はテンポラリＩＤを使用する。
【００５９】
基地局２は、予約パケットに対するＡＣＫを、例えば下り共有制御チャネルを使用して送信する（ステップＳ３０４）。
【００６０】
次に、基地局２の制御チャネル生成部２−６は、送信割り当てを、例えば下り共有制御チャネルを使用して送信する（ステップＳ３０６）。
【００６１】
移動局１の識別番号抽出部１−７は、基地局２にデータ送信を行う（ステップＳ３０８）。このデータは、ネゴシエーションのＬ３制御信号である。
【００６２】
基地局２の制御チャネル生成部２−６は、移動局１に下りデータ送信を行う（ステップＳ３１０）。このデータは、ネゴシエーションのＬ３制御信号であり、用いるべきＵＥ−ＩＤが含まれる。
【００６３】
次に、移動局１の予約パケット生成部１−６は、払い出されたＵＥ−ＩＤを使用して、ユーザデータ用の予約を行うための予約パケットを送信する（ステップＳ３１２）。
【００６４】
以降、予約型パケットアクセスによりデータ伝送が行われる。
【００６５】
次に、予約パケットで用いるＵＥ−ＩＤの取得タイミングについて、図４を参照して説明する。
【００６６】
移動局１は、電源投入時（ネットワークに登録するとき）にＵＥ−ＩＤを取得し、以降電源を切るまで保持する（１）。この場合、例えば、アイドル(idle)状態でも、移動局の移動によりＵＥ−ＩＤの管理単位が変わった場合にはＵＥ−ＩＤを再取得する。このようにすることにより、移動局１は常にＵＥ−ＩＤを保持しているため、データ発生時点で直ちに予約型パケットアクセスまたはダイレクトパケットアクセスによりデータを送信できる。
【００６７】
また、移動局１は、最初のデータ発生時（接続時）に、ＵＥ−ＩＤを取得し、以降接続終了するまで保持するようにしてもよい（２）。この場合、接続中に、ＵＥの移動によりＵＥ―ＩＤの管理単位が変わった場合にはＵＥ−ＩＤを再取得する。このようにすることにより、移動局１は、接続中は最初以外は常にＵＥ−ＩＤを保持しているため、２回目以降の通信ではデータ発生時点で直ちにデータを送信できる。また、（１）と比較して、必要が生じるまではＵＥ−ＩＤを取得しないため、その分必要なＵＥ−ＩＤ数が少なくて済む。具体的には、ネットワークの管理メモリおよびＵＥ−ＩＤのビット数が少なくて済む。
【００６８】
また、（１）と比較して、アイドル状態（非接続中）に移動局の移動によりＵＥ−ＩＤの管理単位が変わった場合はＵＥ−ＩＤの再取得が不要であるため、制御信号負荷を減少させることができる。
【００６９】
また、移動局１は、通信開始時に取得し，以降通信終了まで保持するようにしてもよい（３）。この場合、移動局１は、通信中に、移動によりＵＥ−ＩＤの管理単位が変わった場合には、ＵＥ−ＩＤを再取得する。このようにすることにより、移動局におけるデータ発生時に毎回ＵＥ−ＩＤを取得する必要があるが、その分だけＵＥ−ＩＤの必要数を少なくすることができる。また、（１）、（２）と比較して、通信中以外に移動局の移動によりＵＥ−ＩＤの管理単位が変わった場合はＵＥ−ＩＤの再取得は不要であるため、制御信号負荷を減少させることができる。
【００７０】
次に、本実施例に係る移動通信システムの通信制御方法における予約パケットを送信してからデータパケットを送信するまでの移動局と基地局における信号の送受信手順について、図５を参照して説明する。
【００７１】
移動局１は、予約パケットの制御チャネルを用いてデータパケットのサービス品質（QoS）要求、移動局の識別番号及び下りリンクで測定した無線チャネル状態を送信する（ステップＳ２１）。また、移動局１は、予約パケットの制御チャネルを用いて、送信しようとするデータのサイズを通知するようにしてもよい。例えば、データサイズ制御情報の形式として、ある基本単位を用い、これが何個かを通知する。例えば、基本単位として、１PDU＝４０バイトを使用する。このようにすることにより、データサイズの範囲が大きい場合でも少ない制御ビットでデータサイズを通知できる。
【００７２】
また、一定の閾値を設定し、この閾値に基づいてデータサイズを通知するようにしてもよい。例えば、閾値未満であるときはデータサイズを通知し、閾値以上である場合は、閾値以上であることだけを通知する。例えば、データサイズ用のビット数として８ビット用意しておき、０〜２５４まではPDU数を直接表し、２５５は２５５PDU以上であることを表すようにしてもよい。
【００７３】
また、移動局１は、予約パケットの制御チャネルを用いて、送信電力を示す情報を通知するようにしてもよい。
【００７４】
基地局２は、移動局１から送信された予約パケットを検出すると（ステップＳ２２）、その予約パケットを用いて、上りリンクにおける無線チャネル状態を推定する（ステップＳ２３）。
【００７５】
次に、基地局２は、通知されたQoS要求、移動局の識別番号、及び下りリンクで測定した無線チャネル状態情報を復調する（ステップＳ２４）。
【００７６】
次に、基地局２は、QｏＳ要求、無線チャネル状態に応じて、データパケットの無線パラメータを制御し、識別した移動局に制御チャネルを用いて、無線パラメータ情報を送信する（ステップＳ２５、ステップＳ２６）。
【００７７】
移動局１は、基地局２から送信された制御チャネルの受信及び復調を行い（ステップＳ２７）、通知された無線パラメータを用いてデータパケットを送信する（ステップＳ２８）。
【００７８】
ステップＳ２７において、移動局１が下りリンク制御チャネルに含まれる予約応答信号を受信しなかった場合、再送回数が最大値以下の場合において、移動局１は予約パケットを再送する。
【００７９】
図１及び図５に示されるように、移動局１は予約パケットを用いてデータパケットのQoS要求、移動局１の識別番号及び下りリンク無線チャネル状態情報を、基地局２に通知し、基地局２は受信した予約パケットを用いて上りリンク無線チャネル状態を推定し、上りリンク無線チャネル状態の推定結果、QoS要求及び下りリンク無線チャネル状態をもとに無線パラメータを一元的に制御することにより、無線チャネル状態に応じた制御を行わない場合に比較して、QoS要求を満たしつつ、送信電力を低減できる。即ち、リンク容量の増大を図ることができる。
【００８０】
次に、本実施例に係る移動通信システムの移動局における予約パケットを送信するまでの手順を、図６を参照して説明する。
【００８１】
まず、許容遅延、許容残留誤り率及び所望の情報伝送速度（データサイズ）を用いて定義されるデータパケットのQoS要求を決定し（ステップＳ３１）、移動局1の識別番号を抽出し（ステップＳ３２）、パスロスレベル、最大ドップラ周波数、パス数、遅延スプレッド及びDOA等で表される下りリンク無線チャネル状態を推定する（ステップＳ３３）。
【００８２】
次に、決定したＱｏＳ要求、抽出した識別番号及び推定された下りリンク無線チャネル状態を予約パケットの制御チャネルにマッピングして送信する（ステップＳ３４、ステップＳ３５）。
【００８３】
下りリンクでは、パイロットチャネルが周期的又は連続的に送信されているため、これを用いて下りリンクにおけるチャネル状態を高精度に推定できる。さらに、上りリンクにおける信号帯域幅や帯域が下りリンクにおけるものと異なる場合においても、上りリンクにおける平均的なチャネル状態は下りリンクにおけるものと相関が高い。従って、予約パケットを用いてQoS要求だけでなく、事前に下りリンクにおけるチャネル状態を通知することにより、QoSを満たしつつ、チャネル状態に応じた無線パラメータ制御を行うことができ、結果的に移動局1において所要品質を満たす送信電力を抑えることができる。
【００８４】
次に、基地局２の無線パラメータ制御部２−５の動作について、図７を参照して説明する。
【００８５】
予約パケットを用いて通知されたデータパケットのQoS要求、下りリンク無線チャネル状態及び移動局の識別番号が、制御チャネル復調部２−４３において復調され、無線パラメータ制御部２−５に入力される。ここで、QoS要求は、許容遅延、許容残留誤り率及び所望のデータサイズ等により表され、下りリンク無線チャネル状態は、パスロスレベル、最大ドップラ周波数、パス数、遅延スプレッド及びDOA等により表される。
【００８６】
さらに、予約パケットを用いて測定された上りリンク無線チャネル状態が無線パラメータ制御部２−５に入力される。ここで、上りリンク無線チャネル状態は、受信品質、最大ドップラ周波数、パス数、遅延スプレッド及びDOA等で表される。ここで、受信品質とは希望波受信電力、受信信号電力対干渉信号電力比(SIR : Signal-to-interference power ratio)等の電力又は電力比で表現できる値のいずれかである。
【００８７】
無線パラメータ制御部２−５では、入力された情報に基づいて、無線パラメータが決定され、決定された無線パラメータに基づいた制御が行われる。ここで、無線パラメータは、最大再送回数、送信間隔、コード多重数、拡散率、変調方式、符号化率、キャリア周波数、送信スロット、送信電力等により表される。
【００８８】
決定された無線パラメータは、送受信回路２−１の下りリンク送信部（図示なし）において、制御チャネルを用いて、移動局１に通知される。
【００８９】
次に、本実施例に係る移動通信システムの基地局２における無線パラメータの制御手順について、図８を参照して説明する。
【００９０】
許容遅延、パスロスレベル、DOAから無線区間における送信間隔、送信スロット及び最大再送回数を決定する（ステップＳ５１）。
【００９１】
ここで、送信間隔を小さくすると再送による時間ダイバーシチ効果が低減し、逆に大きくすると遅延が増大する。従って、許容遅延と時間ダイバーシチ効果の関係から最適な送信間隔を選択する必要がある。
【００９２】
また、許容遅延が厳しいRT型トラヒックに対して優先的な送信スロット割り当てを行うことにより、RT型トラヒックのパケット棄却率を低減することができ、遅延に対する要求を満たすことができる。さらに、パスロスが小さい移動局１に対して優先的な送信スロット割り当てを行う。これは移動局１においては送信電力の最大値が決められており、パスロスが小さい移動局では受信電力（SIR）を増大できるためである。
【００９３】
さらに、基地局２で適応アンテナを使用し、複数ユーザにビームを向けてデータパケット送信の権利を与える場合、DOAが離れたユーザを選ぶことにより、DOAが近いユーザを選ぶ場合に比較して、基地局における受信SIRを改善できるため、データパケットのQoS要求を満たす所要送信電力を低減できる。
【００９４】
次に、所望のデータサイズ及び受信SIRに基づいて、適切なコード多重数、拡散率、変調方式、符号化率、キャリア周波数を選択する（ステップＳ５２）。
【００９５】
所望のデータサイズが大きい場合は、情報伝送レートが高いコード多重数、拡散率、変調方式、符号化率を選択する。また、受信SIRが高い（チャネル状態が良い、またはトラヒック量が少ない）キャリア周波数を用いることによりデータパケットに対する所要品質を満たす送信電力を低滅することができる。
【００９６】
次に、測定したパス数、最大ドップラ周波数及びデータパケットの最大再送回数に基づいて、データパケットにおける許容残留誤り率を満たす所要受信SIRを決定する（ステップＳ５３）。
【００９７】
これは、特にRT型トラヒックにおいては許容遅延が小さい。即ち、データパケットの最大再送回数が小さいため、得られる時間ダイバーシチ効果が小さく、所要品質を満たす受信SIRがパス数に応じたRakeダイバーシチ効果に大きく起因するためである。また、最大ドップラ周波数の増大に伴い、受信タイミング検出精度やチャネル推定精度は劣化し、所要品質を満たす受信SIRが増大するためである。
【００９８】
次に、予約パケットにおける受信SIRとデータパケットにおける所要受信SIRから送信電力を決定する（ステップＳ５４）。具体的には、予約パケットにおける受信SIRとデータパケットにおける所要受信SIRに基づいて、予約パケットとデータパケットの送信電力比を制御することにより、所要品質を満たす送信電力を決定し、制御する。
【００９９】
基地局２では無線パラメータを決定した後、下りリンクの制御チャネルを用いてデータパケット送信に用いる無線パラメータ情報を識別した移動局に通知する。
【０１００】
次に、本実施例に係る移動通信システムの移動局が制御ビットを用いて通知するQoS要求中の所望データサイズの表記について、表１を参照して説明する。
【０１０１】
【表１】
2006319940.tif 000003
データサイズは、Index、データサイズ、送信内容により表される。Index及び送信内容は、例えば、1〜Nの整数により表され、データサイズは、バイト数（KB）の他、ビット数、PDU(Packet Data Unit)数等で表すことができる。ビット数の場合、情報の単位が小さいため、データサイズを詳細に設定できる。一方、情報の単位が大きいバイト数及びPDU数の場合、情報ビット数を削減することができる。
【０１０２】
また、データサイズの最小値を64×１KB、最大値を64×NKB、ステップを64KBとすると、データサイズを通知するのにlog2Nビット必要になる。
【０１０３】
次に、本実施例に係る移動通信システムの移動局が制御ビットを用いて通知するQoS要求中の許容残留誤り率と許容遅延の表記について、表２を参照して説明する。
【０１０４】
【表２】
2006319940.tif 000004
許容残留誤り率は、許容残留ブロック誤り率、許容残留PDU誤り率、許容残留パケット誤り率等を用いて定義できる。例えば、許容残留誤り率を許容残留ブロック誤り率10-m（ｍは正の整数）、許容遅延を5msec単位で定義する。
【０１０５】
許容残留誤り率と許容遅延とを区別してIndexを送る場合には、例えば、（ａ）に示すように、許容残留誤り率の最大値、最小値、ステップサイズをそれぞれ10-1、10-M、10-1とし、許容遅延の最小値、最大値、ステップサイズをそれぞれ5、5×Ｎ、5とする。この場合、許容残留誤り率と許容遅延を通知するためにそれぞれlog2M、log2Nビット必要になる。
【０１０６】
また、実際のトラヒックを想定した場合には、例えば、（ｂ）に示すように、許容残留誤り率と許容遅延とは相関があるため、双方をあわせて表記することにより、定義するIndexを（ａ）に比較してP個減らすことができる。従って、許容残留誤り率と許容遅延をあわせて通知するビット数はlog2(M×N-P)となり、（ａ）に比較して通知するビット数をlog2((M×N)/（M×N-P）)ビット削減することが可能である。
【０１０７】
また、移動局１は、QoS要求をQueue-IDを利用して通知するようにしてもよい。
【０１０８】
移動局１は、QoSクラスの異なる通信を行うために，（論理的または物理的に）QoSクラスの異なるデータ毎にバッファを備える。
【０１０９】
Queue-IDとは、同じ移動局１がQoSクラスの異なる複数のデータを送信する場合に、どのデータであるかを示す識別子である。例えば、音声データと画像データ、あるいは、ハンドオーバ制御信号等のL3シグナリングメッセージなどを識別する。
【０１１０】
移動局１は、予約を行う場合に、どのQoSクラスのデータについての予約であるかを基地局２に通知することにより、基地局２でのスケジューリングにおいて、QoSクラスを考慮した効率的な通信が可能となる。例えば、移動局１は、複数のサービス品質要求に対応するサービス要求クラスを示す情報を送信する。あるQoSクラスのデータについて予約後、通信中（スケジューリング状態）であるときに、異なるQoSクラスのデータが発生した場合は、再度そのデータについての予約を行い、基地局２に対して新たなQoSクラスのデータの発生を通知する。
【０１１１】
次に、Queue-IDとQoSクラスとの対応について、図９Ａおよび図９Ｂを参照して説明する。
【０１１２】
Queue-IDとQoSクラスとの対応については、（１）システムで予め決めておく方法、（２）接続時に移動局とネットワーク間でネゴシエーションを行い、対応表を決定する方法がある。
【０１１３】
（１）の場合には、移動局１は、送信データに対応付けられたサービス要求クラスに基づいて、そのサービス要求クラスを示す識別子を送信する。(１)の場合には（２）の場合のような接続時のネゴシエーションは不要である。（２）の場合には、移動局１は、送信データに対応付けられたサービス要求クラスに基づいて、そのサービス要求クラスを示す識別子を決定する。（２）の場合には、Queue-IDに必要な制御信号のビット数を減らすことができる。
【０１１４】
次に、本実施例に係る移動通信システムの移動局が、QoS要求、移動局の識別番号及び下りリンクチャネル状態から構成される制御ビットをチャネル符号化（符号化率、Ｒ＜１）し、制御チャネルを生成する手順について図１０を参照して説明する。ここで、Ｒは１以下の実数であるとする。
【０１１５】
まず、ビット数Ｎからなる制御ビットにチャネル符号化を行う。このようにすることにより、ビット数がN/Rとなり、誤り訂正能力を高めることができる。制御ビット数はデータパケットのビット数よりも比較的小さいため、“3GPP RAN, 3G TS 25.212 V3.5.0, Dec. 2000.”に示されるReed-muller符号等の制御ビットに適したチャネル符号化法を用いることにより符号化利得を得ることができる。
【０１１６】
次に、チャネル符号化された制御ビットに、変調（変調多値数、Ｍ）及び拡散（拡散率、ＳＦ）を行う。このようにすることにより、チップ数が（N/R）×(SF/M)となる。変調及び拡散された制御ビットは、制御チャネルにマッピングして送信される。  
次に、本実施例に係る移動通信システムの移動局が送信する予約パケットの構成について、図１１を参照して説明する。
【０１１７】
予約パケットは、QoS要求及び下りリンクチャネル状態を表す制御チャネルと、チャネル状態を推定するためのパイロットチャネルを、（ａ）時間多重、（ｂ）符号多重、（ｃ）周波数多重のいずれかを行うことにより形成される。どの多重方法を用いても良い。
【０１１８】
時間多重型では、（ａ）に示すように、拡散符号を１つしか使用しないため他ユーザのパケットとの衝突確率を低減することができる。
【０１１９】
符号多重型では、（ｂ）に示すように、パケット内で時間方向に連続してパイロットチャネルを多重しているためチャネル応答の時間変動に対して精度良く追従することができる。
【０１２０】
周波数多重型では、（ｃ）に示すように、時間多重型と同様に、拡散符号を１つしか使用しないため他ユーザのパケットとの衝突確率を低減することができる。
【０１２１】
また、QoS要求をQueue-IDを利用して通知する場合の予約パケットの構成は、例えば、図１２Ａ、図１２Ｂおよび図１２Ｃに示すようになる。ここでは、予約パケットの制御チャネルを用いて、Queue-ID、データサイズおよび送信電力を通知する場合について示す。これらの情報の一部について通知するようにしてもよいし、また他の情報を通知するようにしてもよい。
【０１２２】
移動局１は、予約パケットに、図１２Ａに示すように、UE-ID、Queue-ID、データサイズ、送信電力を格納し、さらに必要に応じてCRCを付加して送信する。
【０１２３】
また、制御チャネルから移動局が特定できる場合には、移動局１は、予約パケットに、図１２Bに示すように、Queue-ID、データサイズ、送信電力を格納し、さらに必要に応じてCRCを付加して送信するようにしてもよい。
【０１２４】
また、移動局１は、予約パケットに、図１２Ｃに示すように、Queue-ID、データサイズ、送信電力を格納し、さらにUE−specific CRCを付加して送信するようにしてもよい。
【０１２５】
次に、本実施例に係る移動通信システムの移動局における予約パケットの送信方法について、図１３〜図１５を参照して説明する。
【０１２６】
ここでは、バースト的に発生する高速データ通信等のトラヒック（高速データ通信等）と周期的に発生する音声通信等のトラヒックとの２種類のトラフィックに分けて説明する。
【０１２７】
高速データ通信等のトラヒックに対する予約パケットの送信方法について説明する。高速データ通信等のトラヒックはバースト的に発生するため、データサイズにあわせて複数スロットを予約する。その後、無線パラメータの制御が行われるが、この場合、初回のデータパケットのみに対して無線パラメータ制御を行う場合、全てのデータパケットに対して無線パラメータ制御を行う場合があり、これら２種類の無線パラメータ制御に分けて説明する。
【０１２８】
初回のデータパケットのみに対して無線パラメータ制御を行う場合では、図１３（ａ）に示すように、初回のデータパケットのみに対して無線パラメータ制御を行い、後続のデータパケットには送信スロット以外は初回のデータパケットと同一の無線パラメータを割り当てる。
【０１２９】
この方法では、予約パケット及び下りリンクパイロットチャネルを用いてチャネル状態を推定する。データサイズが大きいほど、データパケット毎に予約パケットを送信する方法に比較してヘッダ損が減少する。また、初回データパケットのみに対して無線パラメータ制御を行うため、後続のデータパケットに対する無線パラメータ制御の処理を簡単化できる。
【０１３０】
全てのデータパケットに対して無線パラメータ制御を行う場合では、図１３（ｂ）に示すように、予約パケット、下りリンクパイロットチャネルに加えて、一つ前のデータパケットも用いてチャネル状態を推定する。このようにすることにより、全てのデータパケットに対してQoS要求及びチャネル状態を考慮した高精度な無線パラメータ制御を行うことができる。また、初回のデータパケットのみに対して無線パラメータ制御を行う場合と同様に、データサイズが大きいほど、データパケット毎に予約パケットを送信する方法に比較してヘッダ損が減少する。
【０１３１】
次に、周期的に発生する音声通信等のトラヒックに対する予約パケットの送信方法について説明する。
【０１３２】
ここでは、データパケットの発生にあわせて予約パケットを送信する場合、周期的な複数のスロットを予約する場合に分けて説明する。
【０１３３】
データパケットの発生にあわせて予約パケットを送信する場合には、図１４（ａ）に示すように、音声パケットにおける各パケットのサイズは比較的小さく、周期的に到着することを想定している。従って、データパケットに対して予約するスロット数を１とすると、データパケット毎に予約パケットを送信してチャネル状態を推定するため、高精度な無線パラメータ制御が可能である。また、予約パケット及び下りリンクパイロットチャネルを用いてチャネル状態を推定することができる。
【０１３４】
周期的な複数のスロットを予約する場合には、さらに初回のデータパケットのみに無線パラメータ制御を行う場合、全てのデータパケットに対して無線パラメータ制御を行う場合、各データパケットの前にパイロットチャネルのみを送信し全てのデータパケットに対して無線パラメータ制御を行う場合があり、これら３種類の無線パラメータ制御に分けて説明する。
【０１３５】
初回のデータパケットのみに無線パラメータ制御を行う場合は、図１４（ｂ）に示すように、予約パケットを送信した後、周期的な複数スロットを予約し、初回データパケットのみに対して無線パラメータ制御を行い、後続のデータパケットには送信スロット以外は初回のデータパケットと同一の無線パラメータを割り当てる。周期的に到着するデータパケットのQoS要求に変化がない場合、予約パケットの送信間隔を大きくすることにより、ヘッダ損及び他ユーザヘの干渉量を低減できる。この方法では、データパケット毎に予約パケットを送信する方法に比較してヘッダ損が減少する。また、後続のデータパケットに対して無線パラメータ制御の簡単化ができる。
【０１３６】
全てのデータパケットに対して無線パラメータ制御を行う場合は、図１５（ｃ）に示すように、予約パケット及び下りリンクにおけるパイロットチャネルに加えて、一つ前に送信したデータパケットに多重されているパイロットチャネルを用いて各データパケットのチャネル状態を推定する。予約パケットの送信方法は同一であるが、全てのデータパケットに対して無線パラメータ制御を行う。このようにすることにより、初回のデータパケットのみに無線パラメータ制御を行う場合に比較して、チャネル推定精度は改善される。また、データパケットの発生にあわせて予約パケットを送信する場合と比較して、ヘッダ損が減少する。
【０１３７】
各データパケットの前にパイロットチャネルのみを送信し全てのデータパケットに対して無線パラメータ制御を行う場合では、図１５（ｄ）に示すように、初回のデータパケットに対しては、予約パケットを送信し、その後の各データパケットの前にはパイロットチャネルを送信するため、データサイズにあわせて複数スロットを予約する場合及び周期的な複数スロットを予約する場合と比較して、瞬時のチャネル変動に追従した無線パラメータ制御を行うことができる。
【０１３８】
次に、本実施例に係る移動通信システムにおける予約パケットの再送制御方法について、図１６及び図１７を参照して説明する。
【０１３９】
移動局１は、予約パケットの再送回数が最大再送回数以内である場合に予約パケットの再送を行う。この場合、基地局２において、予約パケットが検出されるまで再送をする場合と、予約パケットの制御チャネルが正しく復調されるまで再送をする場合がある。以下、これら２種類の移動局における再送制御方法について説明する。
【０１４０】
予約パケットが検出されるまで再送をする場合は、図１６（ａ）に示すように、該当する予約パケットの受信SIRが予約パケットの検出しきい値を超える。即ち、基地局２で予約パケットが検出される場合に（検出）、移動局１はデータパケットを送信し、受信SIRが予約パケット検出しきい値以下の場合に（未検出）、移動局１は予約パケットを再送する。
【０１４１】
このように、予約パケットの検出結果のみを用いて制御を行うことにより、復号処理を含む処理遅延を短縮できる。結果的に予約パケットとデータパケットの送信間隔を数msec程度低減可能である。
【０１４２】
次に、予約パケットの制御チャネルが正しく復調されるまで再送をする場合は、図１６（ｂ）に示すように、移動局１で誤り検出用のCRC（Cyclic Redundancy Check）ビットを予約パケットに付加して伝送する。
【０１４３】
図１６（ａ）を参照して説明した予約パケットが検出されるまで再送をする場合と同様に予約パケットが基地局２で検出され、制御チャネルの復調後、誤りが検出された場合（検出かつ復調誤り）に予約パケットを再送し、誤りが検出されない場合（検出かつ復調成功）にはデータパケットを送信する。このようにすることにより、予約パケットにおける制御チャネルのエラーフリー伝送が可能である。
【０１４４】
次に、本実施例に係る移動通信システムにおける予約パケットの再送合成方法について、図１７を参照して説明する。
【０１４５】
移動局１における予約パケットの再送回数が最大再送回数以内の場合に、基地局２は、予約パケットの再送合成を行うようにしてもよい。この再送合成について説明する。
【０１４６】
まず、再送合成を行わず、予約パケット毎に独立に復調処理を行う場合について、図１７（ａ）を参照して説明する。
【０１４７】
基地局２は、最初に検出された予約パケットと後続の予約パケットを独立に復調する。このため、各予約パケット送信時の下りリンクチャネル状態を通知することができ、チャネル変動への追従精度が高い。
【０１４８】
次に、予約パケットの再送合成を行う場合について、図１７（ｂ）を参照して説明する。
【０１４９】
基地局２は、予約パケットを検出したが復調誤りが生じた場合（検出かつ復調誤り）に、復号前の信号を基地局２の受信バッファ（図示なし）に蓄積する。次に、基地局２は、移動局１から再送された予約パケットを検出した場合(検出)に、再送された予約パケットと受信バッファに保存されている復号前の信号とを合成した後、復号する。このようにすることにより、時間ダイバーシチ効果を得ることができる。従って、予約パケットの所要品質を満たす送信電力の低減及び予約パケット送信区間の遅延の低減を図ることができる。
【０１５０】
次に、本実施例に係る移動通信システムにMIMO（Multiple-Input Multiple-Output）伝送を適用した場合における予約パケット送信方法について、図１８を参照して説明する。
【０１５１】
ここでは、移動局１の送信アンテナ数を４、基地局２の受信アンテナ数を４とした４×４MIMO伝送方式の移動通信システムについて説明する。
【０１５２】
ここでは、予約パケット送信する場合に、４アンテナを用いて送信する場合と１アンテナのみを用いて送信する場合に分けて説明する。
【０１５３】
まず、４アンテナを用いて送信する場合について、図１８（ａ）を参照して説明する。４アンテナを用いて予約パケットを送信する場合は、予約パケットを用いて４×４MIMOにおける全てのチャネルの状態を高精度に測定することができるため、データパケットに対して高精度な無線パラメータ制御を行うことができる。ここで、チャネルとはアンテナｍ（mは正の整数）からアンテナｎ（ｎは正の整数）への経路をさす。ただし、上りリンクにおいて予約パケットを４×４MIMO伝送することを事前に通知している。または、下りリンクにおいて送信アンテナ数が4の移動局のみ予約パケットの送信が許可されている必要がある。
【０１５４】
次に、１アンテナのみを用いて送信する場合について、図１８（ｂ）を参照して説明する。この場合、１アンテナのみを用いて予約パケットを送信し、後続のデータパケットに対して、４×４MIMO伝送を行う。１アンテナのみを用いて予約パケットを送信する理由は、予約パケットの制御チャネルの情報量は後続のデータパケットに比較して少なく、４×４MIMO伝送を行う必要性は小さいこと、及び後続のデータパケットを４×４MIMO伝送することを、通知すればよいためである。また、瞬時受信SIRのチャネル間の相関は比較的小さいため、予約パケットを用いて測定した１チャネルのみのチャネル状態推定値からは各チャネルにおける瞬時のチャネル状態を正確に推定することは困難である。
【０１５５】
しかし、MIMO伝送においては同一の送信アンテナから送信されるチャネル間において瞬時のチャネル状態変動が異なるため、送信アンテナ間では同一の送信電力を用いるのが一般的である。従って、１アンテナで送信したチャネルにおけるチャネル状態変動を測定し、これを全てのチャネルにおけるチャネル状態推定値の平均値として無線パラメータ制御に用いることができる。
【０１５６】
上述した実施例では、移動局の送信アンテナ数を４、基地局の受信アンテナ数を４とした４×４ＭＩＭＯ伝送方式の移動通信システムを例として説明したが、移動局の送信アンテナ数をｍ（ｍは正の整数）、基地局の受信アンテナ数をｎ（ｎは正の整数）としたｍ×ｎＭＩＭＯ伝送方式の移動通信システムにも適用できる。
【０１５７】
上述したように、本発明の実施例では、広帯域無線アクセスにおいて、予約パケットを用いて通知するQoS要求および下りリンクチャネル状態、および予約パケットを用いて推定した上りリンクチャネル状態に応じて、データパケットの無線パラメータを制御することにより，QoS要求を満たしつつ、最小の送信電力で通信を行うことが可能であるため、リンク容量を改善することができる。本発明の実施例によれば、QoS要求を満たしつつ送信電力を最小に抑えた移動通信システムを構築できる。
【産業上の利用可能性】
【０１５８】
本発明に係る移動通信システムは、予約パケットを用いてデータパケットの無線パラメータを制御する予約型パケットアクセスを適用した移動通信システムに適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１５９】
【図１】本発明の実施例に係る移動通信システムの構成を説明するためのブロック図である。
【図２Ａ】予約パケットで用いるＵＥ−ＩＤの管理単位を示す説明図である。
【図２Ｂ】予約パケットで用いるＵＥ−ＩＤの管理単位を示す説明図である。
【図２Ｃ】予約パケットで用いるＵＥ−ＩＤの管理単位を示す説明図である。
【図３】予約パケットで用いるＵＥ−ＩＤの取得方法を示すシーケンス図である。
【図４】予約パケットで用いるＵＥ−ＩＤの取得タイミングを示す説明図である。
【図５】本発明の実施例に係る移動通信システムにおける予約パケット送信からデータパケット送信まで行う場合の制御フローを説明するためのシーケンス図である。
【図６】本発明の実施例に係る移動通信システムの移動局における予約パケットを送信するまでの手順を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の実施例に係る移動通信システムの基地局における無線パラメータ制御部の動作を説明するための説明図である。
【図８】本発明の実施例に係る移動通信システムの基地局における無線パラメータの制御手順を説明するためのフローチャートである。
【図９Ａ】Ｑｕｅｕｅ−ＩＤの利用方法を示す説明図である。
【図９Ｂ】Ｑｕｅｕｅ−ＩＤの利用方法を示す説明図である。
【図１０】本発明の実施例に係る移動通信システムの移動局における制御チャネルを生成する手順を説明するための説明図である。
【図１１】本発明の実施例に係る移動通信システムの移動局における予約パケットの構成を説明するための構成図であり、（ａ）は時間多重型の予約パケット、（ｂ）は符号多重型の予約パケット、（ｃ）は周波数多重型の予約パケットである。
【図１２Ａ】本発明の実施例に係る移動通信システムの移動局における予約パケットの構成を説明するための構成図である。
【図１２Ｂ】本発明の実施例に係る移動通信システムの移動局における予約パケットの構成を説明するための構成図である。
【図１２Ｃ】本発明の実施例に係る移動通信システムの移動局における予約パケットの構成を説明するための構成図である。
【図１３】本発明の実施例に係る移動通信システムの移動局における予約パケットの伝送方法を説明するための説明図であり、
【図１４】本発明の実施例に係る移動通信システムの移動局における予約パケットの伝送方法を説明するための説明図であり、（ａ）はデータパケットの発生にあわせて予約パケットを送信する場合、（ｂ）は周期的なスロットを予約する場合である。
【図１５】本発明の実施例に係る移動通信システムの移動局における予約パケットの伝送方法を説明するための説明図であり、（ｃ）は周期的なスロットを予約し、全てのデータパケットに対して無線パラメータを制御する場合、（ｄ）は周期的なスロットを予約し、各データパケットの前にパイロットチャネルのみを送信する場合である。
【図１６】本発明の実施例に係る移動通信システムの移動局における予約パケットの再送制御方法を説明するための説明図であり、（ａ）は予約パケットの検出結果に基づいて制御する場合、（ｂ）は予約パケットの復調結果に基づいて制御する場合である。
【図１７】本発明の実施例に係る移動通信システムの移動局における予約パケットの再送合成方法を説明するための説明図であり、（ａ）は予約パケットの再送合成を行わない場合、（ｂ）は予約パケットの再送合成を行う場合である。
【図１８】本発明の実施例に係るＭＩＭＯ伝送方式の移動通信システムにおける予約パケットの伝送方法を説明するための説明図であり、（ａ）は４アンテナを用いて予約パケットを送信する場合、（ｂ）は１アンテナを用いて予約パケットを送信する場合である。
【符号の説明】
【０１６０】
１  移動局
２  基地局
１−２  下りリンクチャネル状態推定部
１−７  識別番号抽出部
１−８  ＱｏＳ要求決定部
２−４２  上りリンクチャネル状態推定部
２−５  無線パラメータ制御部
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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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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