(57)【要約】    【課題】      １の基地局装置と複数の通信端末装置とがＯＦＤＭ方式の無線通信を行うシステムにおいて、周波数帯域を限定することによって得られる増幅器の余裕を考慮し、最適なＭＣＳレベルを選択すること。    【解決手段】  送信先端末選択部４０１は、復調部１０５から出力された受信品質情報に基づいてデータ送信先の通信端末装置を選択する。ＭＣＳ決定部４０２は、送信先端末選択部４０１の選択結果に基づき、データ送信に用いる周波数帯域を決定し、送信データの変調方式及び符号化率を決定する。送信電力決定部４０３は、ＭＣＳ決定部４０２が決定した周波数帯域の幅に基づいて送信電力を決定する。  【選択図】      図４
2006211210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の通信端末装置とＯＦＤＭ方式の無線通信を行う基地局装置であって、
各通信端末装置の受信品質に基づいてデータ送信先の通信端末装置を１つ選択する送信先端末選択手段と、
前記データ送信先の通信端末装置の受信品質に基づいてデータ送信に用いる周波数帯域を決定し、送信データの変調方式及び符号化率を決定するＭＣＳ決定手段と、
前記ＭＣＳ決定手段が決定した周波数帯域の幅に基づいて送信電力を決定する送信電力決定手段と、を具備する基地局装置。
【請求項２】
前記ＭＣＳ決定手段は、送信電力を上げることにより改善される受信品質により前記データ送信先の通信端末装置の受信品質を補正し、受信品質補正値に基づいて送信データの変調方式及び符号化率を決定する請求項１記載の基地局装置。
【請求項３】
前記ＭＣＳ決定手段は、前記受信品質補正値が所定の第１しきい値に満たない場合、周波数帯域の幅を狭くする請求項２記載の基地局装置。
【請求項４】
前記ＭＣＳ決定手段は、前記受信品質補正値が所定の第２しきい値より大きい場合、周波数帯域の幅を広くする請求項２又は請求項３記載の基地局装置。
【請求項５】
１の基地局装置と複数の通信端末装置とがＯＦＤＭ方式の無線通信を行うシステムにおけるリソース割り当て方法であって、
各通信端末装置の受信品質に基づいてデータ送信先の通信端末装置を１つ選択する工程と、
前記データ送信先の通信端末装置の受信品質に基づいてデータ送信に用いる周波数帯域を決定し、送信データの変調方式及び符号化率を決定する工程と、
前記決定した周波数帯域の幅に基づいて送信電力を決定する工程と、を具備するリソース割り当て方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＯＦＤＭ方式の無線通信に使用される基地局装置及びリソース割り当て方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰにて標準化されたＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）では、通信端末装置がサブキャリア毎にＳＩＲ（希望波対干渉波比）等の受信品質を測定して基地局装置へ報告し、基地局装置が複数の通信端末装置から報告を受けた受信品質、通信端末装置のＱｏＳ（Quality Of Service）情報等に基づいて無線リソースを割り当てる。
【０００３】
ＯＦＤＭ方式の無線通信の場合には周波数方向に数百から千程度のサブキャリアのリソースがあることから、基地局装置から通信端末装置に送信する信号の帯域は非常に広いものになる。基地局装置が広帯域信号を送信する場合、広帯域信号を増幅する増幅器を実現することが困難であるため、通信端末装置が所望のＳＩＲを確保することが困難となるという課題がある。例えば、１００[MHz]帯域幅では、５[MHz]帯域幅と１[Hz]当たりのＳＩＲを同等にしようとすると５[MHz]帯域幅より２０倍の増幅が必要となる。
【０００４】
この課題を解決するものとして、従来から、いくつかの提案がなされている。例えば、非特許文献１では、送信対象の通信端末装置を一つに限定し、かつ全周波数帯域ではなく、送信対象の通信端末装置において受信品質が高い一部の周波数帯域にて信号を送信している。
【非特許文献１】（ＲＣＳ２６）  周波数スケジューリングを用いたＭＣ−ＣＤＭＡシステム  原 嘉孝・川端 孝史・段 勁松・関口 高志 （三菱電機）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記非特許文献１の方法では、周波数帯域を限定することによって得られる増幅器の余裕については考慮していない。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、周波数帯域を限定することによって得られる増幅器の余裕を考慮し、最適なＭＣＳ（Modulation and Coding Scheme）レベルを選択することができる基地局装置及びリソース割り当て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】
【０００７】
かかる課題を解決するため、本発明の基地局装置は、複数の通信端末装置とＯＦＤＭ方式の無線通信を行う基地局装置であって、各通信端末装置の受信品質に基づいてデータ送信先の通信端末装置を１つ選択する送信先端末選択手段と、前記データ送信先の通信端末装置の受信品質に基づいてデータ送信に用いる周波数帯域を決定し、送信データの変調方式及び符号化率を決定するＭＣＳ決定手段と、前記ＭＣＳ決定手段が決定した周波数帯域の幅に基づいて送信電力を決定する送信電力決定手段と、を具備する構成を採る。
【０００８】
本発明のリソース割り当て方法は、１の基地局装置と複数の通信端末装置とがＯＦＤＭ方式の無線通信を行うシステムにおけるリソース割り当て方法であって、各通信端末装置の受信品質に基づいてデータ送信先の通信端末装置を１つ選択する工程と、前記データ送信先の通信端末装置の受信品質に基づいてデータ送信に用いる周波数帯域を決定し、送信データの変調方式及び符号化率を決定する工程と、前記決定した周波数帯域の幅に基づいて送信電力を決定する工程と、を具備する方法を採る。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、周波数帯域を限定して送信する場合に周波数帯域の幅に応じて送信電力を上げることができ、送信電力を上げることによって改善される受信ＳＩＲを考慮してＭＣＳレベルを選択することができるので、最適なＭＣＳレベルを選択することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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。
【００１１】
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成について図１のブロック図を用いて説明する。図１の基地局装置１００は、複数の通信端末装置と同時に無線通信を行う。各通信端末装置は、サブキャリア毎に受信品質を測定し、複数のサブキャリアをまとめたサブキャリアブロック毎に受信品質を平均化し、各サブキャリアブロックの受信品質平均値を示す情報（以下、「受信品質情報」という）を基地局装置１００に報告する。
【００１２】
共用器１０２は、アンテナ１０１に受信された信号を無線受信部１０３に出力する。また、共用器１０２は、無線送信部１５７から出力された信号をアンテナ１０１から無線送信する。
【００１３】
無線受信部１０３は、共用器１０２から出力された無線周波数の受信信号をベースバンド信号に変換してＦＦＴ部１０４に出力する。ＦＦＴ部１０４は、受信ベースバンド信号に対してフーリエ変換を行い、フーリエ変換後の信号を復調部１０５に出力する。
【００１４】
復調部１０５は、無線通信を行う通信端末装置の数だけ用意され、フーリエ変換後の受信ベースバンド信号に対して復調、誤り訂正復号等の処理を行い、受信データを得る。また、復調部１０５は、受信信号に含まれる受信品質情報を分離し、スケジューリング部１５１に出力する。
【００１５】
スケジューリング部１５１は、受信品質情報に基づいてデータ送信先の通信端末装置を選択し、データ送信に用いる周波数帯域を決定し、送信データの送信電力、変調方式及び符号化率を決定する（リソース割り当て）。スケジューリング部１５１は、リソース割り当てを行った後、データ送信に用いるサブキャリア、変調方式及び符号化率を示す情報（以下、「割り当て情報」という）を変調部１５４に出力する。また、スケジューリング部１５１は、送信データ選択部１５２にデータ送信先の通信端末装置を指示し、変調方式及び符号化率を変調部１５３に指示し、送信電力を無線送信部１５７に指示する。なお、スケジューリング部１５１の内部構成の詳細については後述する。
【００１６】
送信データ選択部１５２は、スケジューリング部１５１の指示に従って、データ送信先の通信端末装置への送信データを選択し、変調部１５３に出力する。
【００１７】
変調部１５３は、スケジューリング部１５１の指示に従って、送信データ選択部１５２から出力された送信データに対して誤り訂正符号化、変調を行って多重部１５５に出力する。変調部１５４は、割り当て情報に対して誤り訂正符号化、変調を行って多重部１５５に出力する。
【００１８】
多重部１５５は、変調部１５３及び変調部１５４の各出力信号を多重し、ＩＦＦＴ部１５６に出力する。ＩＦＦＴ部１５６は、多重部１５５の出力信号に対して逆フーリエ変換を行い、逆フーリエ変換後の信号を無線送信部１５７に出力する。
【００１９】
無線送信部１５７は、ＩＦＦＴ部１５６から出力されたベースバンド信号を無線周波数の信号に変換し、スケジューリング部１５１から指示された送信電力に増幅して共用器１０２に出力する。
【００２０】
次に、本実施の形態に係る通信端末装置の構成について図２のブロック図を用いて説明する。図２の通信端末装置２００は、図１に示した基地局装置１００と無線通信を行い、割り当て情報、ブロック数情報を含む無線信号を受信する。
【００２１】
共用器２０２は、アンテナ２０１に受信された信号を無線受信部２０３に出力する。また、共用器２０２は、無線送信部２５５から出力された信号をアンテナ２０１から無線送信する。
【００２２】
無線受信部２０３は、共用器２０２から出力された無線周波数の受信信号をベースバンド信号に変換してＦＦＴ部２０４に出力する。ＦＦＴ部２０４は、受信ベースバンド信号に対してフーリエ変換を行い、フーリエ変換後の、割り当て情報に示されたサブキャリアの信号を復調部２０５に出力する。
【００２３】
復調部２０５は、フーリエ変換後の受信ベースバンド信号に対して復調、誤り訂正復号等の処理を行い、受信データを得る。また、復調部２０５は、受信信号に含まれる割り当て情報を分離し、ＦＦＴ部２０４に出力する。また、復調部２０５は、復調処理の過程で得られる希望波電力、干渉波電力等の受信品質測定に必要な情報を受信品質測定部２０６に出力する。
【００２４】
受信品質測定部２０６は、復調部２０５から出力された情報に基づいて受信品質をサブキャリア毎に測定し、測定した受信品質を示す情報を報告値生成部２０７に出力する。
【００２５】
報告値生成部２０７は、複数のサブキャリアをサブキャリアブロックにまとめ、受信品質測定部２０６にて測定された受信品質をサブキャリアブロック毎に平均化し、各サブキャリアブロックの受信品質平均値を示す受信品質情報を生成する。報告値生成部２０７は、生成した受信品質情報を変調部２５２に出力する。
【００２６】
変調部２５１は、基地局装置１００に送信するデータに対して誤り訂正符号化、変調を行って多重部２５３に出力する。変調部２５２は、受信品質情報に対して誤り訂正符号化、変調を行って多重部２５３に出力する。
【００２７】
多重部２５３は、変調部２５１及び変調部２５２の出力信号を多重し、ＩＦＦＴ部２５４に出力する。ＩＦＦＴ部２５４は、多重部２５３の出力信号に対して逆フーリエ変換を行い、逆フーリエ変換後の信号を無線送信部２５５に出力する。無線送信部２５５は、ＩＦＦＴ部２５４から出力されたベースバンド信号を無線周波数の信号に変換して共用器２０２に出力する。
【００２８】
次に、本実施の形態に係る基地局装置及び通信端末装置の動作順序について図３のシーケンス図を用いて説明する。なお、図３では、基地局装置（ＢＴＳ）が、２つの通信端末装置（ＭＳ＃１、ＭＳ＃２）と同時に通信を行っているものする。
【００２９】
まず、基地局装置は、パイロット信号を各通信端末装置に送信する（Ｓ３０１、Ｓ３０２）。
【００３０】
各通信端末装置は、受信したパイロット信号の受信品質を測定し（Ｓ３０３）、サブキャリアブロック毎に受信品質を平均化し（Ｓ３０４）、各サブキャリアブロックの受信品質平均値を示す受信品質情報を基地局装置に送信する（Ｓ３０５）。
【００３１】
基地局装置は、ブロック数情報に示される数のサブキャリアブロック毎に、各通信端末装置から受信した受信品質情報に基づいてリソース割り当てを行う（Ｓ３０６）。具体的には、データ送信先の通信端末装置の選択、データ送信に用いる周波数帯域の決定、送信データの送信電力、変調方式及び符号化率の決定を行う。
【００３２】
そして、基地局装置は、リソース割り当て結果を示す割り当て情報を各通信端末装置に送信し（Ｓ３０７）、リソース割り当てによって決定した通信端末装置（図３ではＭＳ＃２）にデータを送信する（Ｓ３０８、Ｓ３０９）。
【００３３】
通信端末装置（ＭＳ＃２）は、受信信号に対して、割り当て情報に示されたサブキャリアについてフーリエ変換を行い、受信データを得る（Ｓ３１０）。
【００３４】
次に、基地局装置１００のスケジューリング部１５１について、図４から図６を用いて詳細に説明する。図４は、スケジューリング部１５１の内部構成を示すブロック図である。
【００３５】
スケジューリング部１５１は、送信先端末選択部４０１と、ＭＣＳ決定部４０２と、送信電力決定部４０３とから主に構成される。
【００３６】
送信先端末選択部４０１は、復調部１０５から出力された受信品質情報に基づいてデータ送信先の通信端末装置を選択し、選択結果を示す情報を送信データ選択部１５２及びＭＣＳ決定部４０２に出力する。
【００３７】
ＭＣＳ決定部４０２は、送信先端末選択部４０１の選択結果に基づき、データ送信に用いる周波数帯域を決定し、送信データの変調方式及び符号化率を決定する。ＭＣＳ決定部４０２は、決定した周波数帯域を示す情報を送信電力決定部４０３に出力し、送信データの変調方式及び符号化率を示す情報を変調部１５３、変調部１５４に出力する。
【００３８】
送信電力決定部４０３は、ＭＣＳ決定部４０２が決定した周波数帯域の幅に基づいて送信電力を決定し、決定した送信電力を示す情報を無線送信部１５７及びＭＣＳ決定部４０２に出力する。
【００３９】
以下、送信先端末選択部４０１の処理の具体例について、図５を用いて説明する。図５は、基地局装置が通信を行う２つの通信端末装置（ＭＳ＃１、ＭＳ＃２）の受信品質測定結果を示す図である。図５では、サブキャリア数４０、サブキャリアブロック数５（ＳＢ１〜ＳＢ５）で通信を行う場合を示す。図５において、横軸は周波数、縦軸は受信ＳＩＲを示し、測定値５１１はＭＳ＃１の受信ＳＩＲ、測定値５２１はＭＳ＃２の受信ＳＩＲ、平均値５１２−１〜５１２−５はＭＳ＃１の各サブキャリアブロックの受信ＳＩＲの平均値、平均値５２２−１〜５２２−５はＭＳ＃２の各サブキャリアブロックの受信ＳＩＲの平均値を示す。ＭＳ＃１、ＭＳ＃２は、それぞれ平均値５１２−１〜５１２−５、平均値５２２−１〜５２２−５を受信品質情報として基地局装置１００に送信する。図５（ａ）の場合、受信品質情報の中で平均値５２２−３が最も高いので、送信先端末選択部４０１は、データ送信先としてＭＳ＃２を選択する。
【００４０】
次に、ＭＣＳ決定部４０２、送信電力決定部４０３の処理の具体例について、図５、図６、図７を用いて説明する。図６は、ＭＣＳ決定部４０２が保持するＭＣＳテーブルの一例を示す図である。ＭＣＳテーブルは、各ＭＣＳレベル（変調方式と符号化率）が割り当てられるＳＩＲの範囲を示す。例えば、受信品質情報がα[dB]とβ[dB]との間であれば、ＭＣＳ２（変調方式がＱＰＳＫ、符号化率Ｒが３／４）が割り当てられる。図５（ｂ）の場合、サブキャリアブロックＳＢ３の平均値５２２−３が最も高く、この平均値のみが、ＭＣＳ３が割り当てられる範囲にあるので、ＭＣＳ決定部４０２は、データ送信に用いる周波数帯域をＳＢ３とする。
【００４１】
図７は、送信電力決定部４０３が保持するテーブルの一例を示す図である。図７のテーブルは、周波数帯域幅と送信電力、改善受信ＳＩＲとの関係を示す。例えば、ＭＣＳ決定部４０２がデータ送信に用いる周波数帯域としてＳＢ３のみを選択した場合、周波数帯域の幅、すなわちサブキャリア数は８であるので、送信電力決定部４０３は、送信電力ＴＰ１と決定する。また、図７より、送信電力ＴＰ１とした場合の改善受信ＳＩＲはΔｄＢ１
であるので、送信電力決定部４０３は、ΔｄＢ１をＭＣＳ決定部４０２に出力する。
【００４２】
ＭＣＳ決定部４０２は、送信電力を上げることによって受信ＳＩＲが改善されることから、平均値５２２−３にΔｄＢ１を加算することにより補正し、受信ＳＩＲ５３１を算出する。この結果、図５（ｂ）、図６に示すように、受信ＳＩＲ５３１がγ[dB]より大きいので、ＭＣＳ決定部４０２は、送信データのＭＣＳレベルをＭＣＳ４（変調方式が１６ＱＡＭ、符号化率Ｒが３／４）とする。
【００４３】
このように、本実施の形態によれば、周波数帯域を限定して送信する場合に周波数帯域の幅に応じて送信電力を上げることができ、送信電力を上げることによって改善される受信ＳＩＲを考慮してＭＣＳレベルを選択することができるので、最適なＭＣＳレベルを選択することができる。
【００４４】
なお、受信品質情報の最高値に改善受信ＳＩＲを加算した補正値がＭＣＳテーブルの最低値（図６のα[dB]）に満たない場合、受信品質情報の補正値がＭＣＳテーブルの最低値以上になるまで、周波数帯域幅を狭くしていくようにしても良い。
【００４５】
逆に、受信品質情報の最高値に改善受信ＳＩＲを加算した補正値がＭＣＳテーブルの最高値（図６のγ[dB]）より高い場合、受信品質情報の補正値がＭＣＳテーブルの最高値以下になるまで、周波数帯域幅を広くしていくようにしても良い。
【００４６】
図８は、この場合のＭＣＳ決定部４０２、送信電力決定部４０３の処理の流れを示すフロー図である。まず、ＭＣＳ決定部４０２が周波数帯域を決定し（Ｓ８０１）、送信電力決定部４０３が送信電力を決定する（Ｓ８０２）。
【００４７】
そして、ＭＣＳ決定部４０２が受信品質情報の最高値に改善受信ＳＩＲを加算して受信品質補正値を算出し（Ｓ８０３）、この補正値が最低ＭＣＳに満たない場合（Ｓ８０４：ＮＯ）、ＭＣＳ決定部４０２は周波数帯域を狭くする（Ｓ８０５）。一方、この補正値が最高ＭＣＳより大きい場合（Ｓ８０６：ＹＥＳ）、ＭＣＳ決定部４０２は周波数帯域を広くする（Ｓ８０７）。また、この補正値が最低ＭＣＳ以上であって（Ｓ８０４：ＹＥＳ）、かつ、最高ＭＣＳ以下となった場合（Ｓ８０６：ＮＯ）、ＭＣＳ決定部４０２は最終的にＭＣＳレベルを決定する。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、ＯＦＤＭ方式の無線通信を行う基地局装置、通信端末装置に用いるに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】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２】上記実施の形態に係る通信端末装置の構成を示すブロック図
【図３】上記実施の形態に係る基地局装置及び通信端末装置の動作順序を示すシーケンス図
【図４】上記実施の形態に係る基地局装置のスケジューリング部の内部構成を示すブロック図
【図５】上記実施の形態に係る基地局装置が通信を行う２つの通信端末装置の受信品質測定結果の一例を示す図
【図６】上記実施の形態に係る基地局装置のＭＣＳ決定部が保持するＭＣＳテーブルの一例を示す図
【図７】上記実施の形態に係る基地局装置の送信電力決定部が保持するテーブルの一例を示す図
【図８】上記実施の形態に係る基地局装置のＭＣＳ決定部、送信電力決定部の処理の流れを示すフロー図
【符号の説明】
【００５０】
１００、４００、６００  基地局装置
１０４  ＦＦＴ部
１０５  復調部
１５１  スケジューリング部
１５２  送信データ選択部
１５３、１５４  変調部
１５５  多重部
１５６  ＩＦＦＴ部
２００、５００、７００  通信端末装置
２０４  ＦＦＴ部
２０５  復調部
２０６  受信品質測定部
２０７、５０７、７０７  報告値生成部
２５１、２５２  変調部
２５３  多重部
２５４  ＩＦＦＴ部
４０１  送信先端末選択部
４０２  ＭＣＳ決定部
４０３  送信電力決定部
【図１】
2006211210.tif 000003
【図２】
2006211210.tif 000004
【図３】
2006211210.tif 000005
【図４】
2006211210.tif 000006
【図５】
2006211210.tif 000007
【図６】
2006211210.tif 000008
【図７】
2006211210.tif 000009
【図８】
2006211210.tif 000010