(57)【要約】【課題】伝搬環境の劣悪な移動局に対する制御信号送信による無線リソース（送信電力、送信時間、周波数帯域）のオーバヘッドを削減し、システム全体のスループットを向上することのできる無線通信方法を提供する。【解決手段】基地局１０１と移動局１１１、１１２とが下り回線および上り回線のそれぞれで制御チャネルおよびデータチャネルの設定が可能な無線回線を介して通信可能に接続される。基地局１０１は、上記制御チャネルを用いて移動局１１１、１１２に制御信号を送信する。移動局１１１、１１２は、基地局１０１から受信した制御信号に基づいて、データチャネルを用いてデータを送信または受信する。基地局１０１は、移動局１１１、１１２との間に形成された上記無線回線の伝搬路の通信状況に応じて上記制御信号の情報量を変更する。【選択図】図２
2011250456.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基地局と通信を行う移動局であって、
情報量が可変である制御信号を前記基地局から受信し、
前記受信した制御信号に基づいて下り回線に設定されたチャネルの受信制御、または上り回線に設定されたチャネルの送信制御を行うことを特徴とする移動局。
【請求項２】
基地局と通信を行う移動局における無線通信方法であって、
情報量が可変である制御信号を前記基地局から受信するステップと、
前記受信した制御信号に基づいて下り回線に設定されたチャネルの受信制御、または上り回線に設定されたチャネルの送信制御を行うステップとを有することを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高速パケット伝送を行う無線通信方法に関する。さらに、本発明は、そのような無線通信方法を採用する移動局に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムでは、基地局と移動局の間の距離が離れるほど無線信号の伝搬損が増加する。このため、セル境界付近に位置する移動局では、希望信号電力が低下すると共に、隣接する基地局との距離が短くなることにより干渉電力が増加することになり、希望信号電力対干渉信号電力の比（ＳＩＲ）が、セル中心に位置する移動局と比べて、著しく劣化する。ＳＩＲが劣化すると、ビット判定誤りが生じ易くなり、データブロックの受信誤り率が増加して通信不能となる場合がある。
【０００３】
ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、特にＷＣＤＭＡ（Wideband CDMA）方式を採用する通信システムでは、大きな拡散利得を得られるように拡散率が大きく設定されており、これにより、受信ＳＩＲが低下するようなセル境界付近の移動局においても、ビット判定誤りを低下させることが可能となっている。また、ＣＤＭＡ方式以外の無線アクセス方式でも、強力な符号化を用いてビット判定誤りを訂正することで、ＳＩＲ劣化によるデータブロックの受信誤り率を抑えることが可能である。
【０００４】
しかしながら、大きな拡散率を用いることや、強力な符号化を用いることは、同じ情報ビット数に対して、より多くの無線シンボルを送信することを意味する。したがって、大きな拡散率や強力な符号化を用いる場合は、単位周波数帯域で単位送信時間に送信できる情報ビット数が減少して、情報伝送速度が低下することになる。
【０００５】
そこで、３ＧＰＰにおける高速パケット伝送方式であるＨＳＤＰＡやＥＵＤＣＨでは、伝搬状態に応じて単位無線リソースで送信する情報伝送速度、すなわちデータブロックサイズを適応的に変更するような制御（ＡＭＣ：Adaptive Modulation and Coding）が用いられている。ＡＭＣによれば、より伝搬路状況の良い移動局に対しては低拡散率や高符号化率を用いて高い伝送速度で送信を行い、伝搬路状況の悪い移動局に対しては高拡散率や低符号化を用いて低い伝送速度で送信を行うことで、システム全体としてのスループットを向上させることができる。ＨＳＤＰＡは、「TR25.858 v5.0.0 (2002-03) "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; High Speed Downlink Packet Access: Physical Layer Aspects (Release 5)"」（以下、非特許文献１と称す。）に記載されている。ＥＵＤＣＨは、「TR25.896 v6.0.0 (2004-03) "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD (Release 6)"」（以下、非特許文献２と称す。）に記載されている。
【０００６】
一方、一般的に無線通信システムでは、情報ビットを送信するデータチャネルとは別に、データチャネルの送受信に必要な制御信号を送信するための制御チャネルが用いられる。例えば、ＥＵＤＣＨでは、基地局が各移動局の送信タイミングや伝送レートをスケジューリングし、下り回線の制御チャネルにて通知する。また、現在、３ＧＰＰにて検討中であるＥＵＴＲＡ（Evolved UTRA）における下り回線のパケット伝送では、複数の直交する狭帯域キャリアを束ねて送信するＯＦＤＭＡ（Orthogonal Frequency Division Multiple Access）をベースとした議論が進められているが、各移動局におけるキャリアの伝搬状態に基づいたスケジューリングを行うために、基地局が全帯域でパイロット信号を送信し、各移動局は各キャリアまたは単位キャリアセット（チャンク）毎の受信品質を測定し、上り回線の制御チャネルにて通知することが検討されている。これらの制御信号は、所定のフォーマットに従ったビット系列を送信しなければいけないため、伝搬路状況に関わらず１つのデータブロック送信に対して所定ビット数、すなわち所定の伝送速度で送信しなければならない。ＥＵＴＲＡは、「３GPP RAN WG1会合LTE Ad hoc会議、R1-050622 "Principles for the Evolved UTRA radio-access concept"、Alcatel, Ericsson, Fujitsu, LGE, Motorola, NEC, Nokia, NTT DoCoMo, Panasonic, RITT, Samsung, Siemens」（以下、非特許文献３と称す）に記載されている。
【０００７】
上記の他、特開２００３−１９９１７３号公報（以下、特許文献１と称す）には、移動局において、上り品質制御チャネル設定中に、品質情報の送信の開始および停止を制御可能な構成が開示されている。この構成によれば、必要な場合だけ、移動局から品質情報を基地局へ送信することが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１９９１７３号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】TR25.858 v5.0.0 (2002-03) "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; High Speed Downlink Packet Access: Physical Layer Aspects (Release 5)"
【非特許文献２】TR25.896 v6.0.0 (2004-03) "3rd Generation Partnership Project; Technical Specification Group Radio Access Network; Feasibility Study for Enhanced Uplink for UTRA FDD (Release 6)"
【非特許文献３】３GPP RAN WG1会合LTE Ad hoc会議、R1-050622 "Principles for the Evolved UTRA radio-access concept"、Alcatel, Ericsson, Fujitsu, LGE, Motorola, NEC, Nokia, NTT DoCoMo, Panasonic, RITT, Samsung, Siemens
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のような制御信号を伝搬路状況に関わらず所望の受信品質に保つためには、以下の３つの制御が必要となる。
【００１１】
（１）伝搬路環境の劣悪な移動局に対する制御信号の送受信には、高い送信電力を用いてＳＩＲを向上させる。
【００１２】
（２）伝搬路環境の劣悪な移動局に対する制御信号の送受信には、高い拡散率または強力な符号化を用い、制御信号を送信する送信時間を長くする。
【００１３】
（３）伝搬路環境の劣悪な移動局に対する制御信号の送受信には、高い拡散率または強力な符号化を用い、制御信号を送信する周波数帯域を大きくする。
【００１４】
図１に、伝送レートと基地局からの距離と送信電力の関係を示す。図１において、一方の縦軸はデータチャネルの伝送レート、他方の縦軸は制御信号の所要送信電力、横軸は基地局からの距離をそれぞれ表す。図１から分かるように、伝搬路環境の劣悪な移動局に対する制御信号の送受信には、伝搬路環境の良好な移動局の場合と比較して、多大な無線リソース（送信電力、送信時間、周波数帯域）を要することになる。また、データチャネルの伝送レートは伝搬環境に応じて適応的に制御されることを考慮すると、低いスループットを得るために多大な無線リソースを使用して制御信号を送信していることになる。
【００１５】
上記のような状況は、以下のような問題を引き起こす。
【００１６】
基地局が制御チャネルを送信するために必要な送信電力／送信時間／周波数帯域が増加し、基地局がデータチャネルに使用できる送信電力／送信時間／周波数帯域が減少するため、システムスループットが低下することになる。
【００１７】
また、移動局が制御チャネルを送信するために必要な送信電力／送信時間／周波数帯域が増加し、移動局がデータチャネルに使用できる送信電力／送信時間／周波数帯域が減少するため、ユーザスループットが低下することになる。
【００１８】
さらに、移動局が単位データサイズを送信するために必要な消費電力が増加するため、移動局のバッテリー継続時間が短くなる。
【００１９】
さらに、セル境界における移動局の送信電力／送信時間／周波数帯域が増加すると、隣接セルに対する干渉電力を増加させる必要があるため、隣接セルでのシステムスループットが低下する。
【００２０】
本発明の目的は、上記の問題を解決し、伝搬路環境の劣悪な移動局に対する制御信号の送受信に、伝搬路環境の良好な移動局の場合と比較して、多大な無線リソース（送信電力、送信時間、周波数帯域）を要することがなく、システム全体のスループットを向上することのできる、移動局および無線通信方法を提供することにある。
【００２１】
本発明の別の目的は、移動局の消費電力を低減することができる、移動局および無線通信方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記目的を達成するため、第１の発明は、基地局と通信を行う移動局であって、情報量が可変である制御信号を前記基地局から受信し、前記受信した制御信号に基づいて下り回線に設定されたチャネルの受信制御、または上り回線に設定されたチャネルの送信制御を行うことを特徴とする移動局を提供するものである。
【００２３】
第２の発明は、基地局と通信を行う移動局における無線通信方法であって、情報量が可変である制御信号を前記基地局から受信するステップと、前記受信した制御信号に基づいて下り回線に設定されたチャネルの受信制御、または上り回線に設定されたチャネルの送信制御を行うステップとを有することを特徴とする無線通信方法を提供するものである。
【発明の効果】
【００２４】
以上の本発明によれば、基地局は、移動局の伝搬路状況に応じて下り回線の制御信号の情報量または制御信号を共有する移動局数を切り替えられる。これにより、伝搬路が劣悪なため上り回線のスループットへの寄与が小さい移動局に対しては、下り回線における制御信号の送信電力を削減し、他の下り回線チャネルに対して使用できる電力量を増加させることができる。したがって、下り回線のスループットを増加させることができる。一方、伝搬路が良好なため上り回線のスループットへの寄与が大きい移動局に対しては、制御信号の情報量を大きくし、きめ細かいスケジューリング制御を行うことによりスケジューリング遅延を低減し、上り回線のスループットをさらに増加させることができる。
【００２５】
また、伝搬路状況が劣悪であるため低い符号化率を使用する移動局でも、使用する上り回線無線リソースを伝搬路の良好な移動局と同程度に低減できるようになる。したがって、低いスループットを実現するために必要な上り回線の無線リソースを削減し、その分を他の上り回線データチャネル送信に用いることにより、上り回線/下り回線全体のシステムスループットを向上させることができる。
【００２６】
また、セル境界付近に位置する移動局の送信は、隣接するセルに対しては干渉波となるが、本発明によれば、このような移動局が上り回線の制御信号を送信する割合を低減させることができるので、隣接セルに対する干渉を低減させ、隣接セルでの上り回線スループットを向上させるという効果も期待できる。
【００２７】
また、伝搬路状況が劣悪な環境で制御信号に使用する無線リソースの割合が低減するため、移動局の平均送信電力が低くなり、平均バッテリー継続時間を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】伝送レートと基地局からの距離と送信電力の関係を示す特性図である。
【図２】本発明の第１の実施例である無線通信システムの構成を示すブロック図である。
【図３】基地局におけるＥ-ＡＧＣＨとＥ-ＲＧＣＨの使用方法を説明するための図である。
【図４】図２に示す基地局の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す基地局において行われるスケジューリング信号送信手順を示すフローチャートである。
【図６】図２に示す移動局の構成を示すブロック図である。
【図７】図６に示す移動局において行われる、割当て電力オフセット更新制御および伝送レート決定に関する処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第３の実施例である無線通信システムにおいて行われる共通のスケジューリング情報の送信方法を説明するための図である。
【図９】本発明の第３の実施例である無線通信システムの基地局において行われるスケジューリング信号送信手順を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】本発明の第５の実施例である無線通信システムのＯＦＤＭＡの説明図である。
【図１０Ｂ】本発明の第５の実施例である無線通信システムの伝搬路品質を示す特性図である。
【図１０Ｃ】本発明の第５の実施例である無線通信システムの別の伝搬路品質を示す特性図である。
【図１１】本発明の第５の実施例である無線通信システムにおけるセル境界付近の移動局の動作を説明するための図である。
【図１２】本発明の第５の実施例である無線通信システムの基地局において行われるスケジューリング動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００３０】
本発明の第１の実施形態は、基地局と、下り回線および上り回線のそれぞれで制御チャネルおよびデータチャネルの設定が可能な無線回線を介して基地局と通信可能に接続される移動局と有する無線通信システムにおいて、基地局が、制御チャネルを用いて移動局に制御信号を送信し、移動局が、基地局から受信した制御信号に基づいて、データチャネルを用いてデータを送信または受信し、基地局および移動局の間に形成された無線回線の伝搬路の通信状況に応じて制御信号の情報量を変更するように構成したことを特徴とする。制御信号の情報量の変更は、基地局または移動局もしくは基地局に接続された基地局制御装置が行う。
【００３１】
本発明の第２の実施形態は、基地局と、下り回線および上り回線のそれぞれで制御チャネルおよびデータチャネルの設定が可能な無線回線を介して基地局と通信可能に接続される移動局と有する無線通信システムにおいて、移動局が、制御チャネルを用いて基地局に制御信号を送信し、基地局が、移動局から受信した制御信号に基づいて、データチャネルを用いてデータを送信または受信し、基地局および移動局の間に形成された前記無線回線の伝搬路の通信状況に応じて制御信号の情報量を変更するように構成したことを特徴とする。制御信号の情報量の変更は、基地局または移動局もしくは基地局に接続された基地局制御装置が行う。
【００３２】
本発明の第３の実施形態は、基地局と、下り回線および上り回線のそれぞれで制御チャネルおよびデータチャネルの設定が可能な無線回線を介して基地局と通信可能に接続される移動局と有する無線通信システムにおいて、基地局が、無線回線を介して接続された複数の移動局に、制御チャネルを用いて共通の制御信号を送信し、移動局のそれぞれが、基地局から受信した共通の制御信号に基づいて、データチャネルを用いてデータを送信または受信し、基地局と移動局のそれぞれとの間に形成された無線回線の伝搬路の通信状況に応じて、共通の制御信号の送信対象である移動局の数を変更するように構成したことを特徴とする。移動局の数の変更は、基地局または基地局に接続された基地局制御装置が行う。
【００３３】
以下、第１乃至第３の実施形態に関わる実施例を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００３４】
図２に、本発明の第１の実施例である無線通信システムの構成を示す。ここでは、３ＧＰＰの上り回線における高速パケット伝送方式であるＥＵＤＣＨ（Enhanced Uplink Dedicated Channel）を例にとって説明する。
【００３５】
図２を参照すると、無線通信システムは、第１の実施形態の構成（ＵＬ（アップリンク）データ伝送／ＤＬ（ダウンリンク）制御チャネル／ハイロット判定／基地局決定／ビット数変更）を採用するものであって、基地局１０１と複数の移動局１１１、１１２及び基地局１０１が接続されている基地局制御装置１２１からなる。基地局１０１は、セル内の全移動局に対して既知の信号であるパイロットチャネル（CPICH：Common Pilot Indicator Channel）を一定の電力で送信する。
【００３６】
基地局１０１と移動局１１１は、上り回線/下り回線で個別制御チャネル（ＤＰＣＣＨ：Dedicated Physical Control Channel）を設定し、下り回線においてＨＳ-ＰＤＳＣＨ（High Speed Physical Data Shared Channel）を設定して下り回線の高速パケット伝送を行う。上り／下り双方のＤＰＣＣＨにはパイロット信号とＴＰＣ（Transmission Power Control）信号が含まれており、移動局および基地局は、各々パイロット信号の受信品質を測定し、所定の目標ＳＩＲに近づくように電力の増減を指示するＴＰＣ信号を送信することにより、高速閉ループ型の送信電力制御を行う。また、ＨＳ-ＰＤＳＣＨは、基地局の最大送信電力から他のチャネルに必要な電力を確保した後の電力を用いて、出来るだけ高い伝送レートとなるよう送信される。
【００３７】
一方、基地局１０１と移動局１１２は、上り回線/下り回線の個別チャネルに加え、下り回線においてＥ-ＨＩＣＨ(Enhanced-HARQ Indicator Channel)、Ｅ-ＲＧＣＨ(Enhanced-Relative Grant Channel)、Ｅ-ＡＧＣＨ(Enhanced-Absolute Grant Channel)を、上り回線においてＥ-ＤＰＤＣＨ(Enhanced - Dedicated Physical Data Channel)、Ｅ-ＤＰＣＣＨ(Enhanced-Dedicated Physical Control Channel)を設定し、上り回線における高速パケット伝送を行う。移動局１１２は、Ｅ-ＤＰＤＣＨでデータブロックを送信すると共に、Ｅ-ＤＰＣＣＨにおいてデータ受信に必要な制御信号やスケジューリングに必要な制御信号（送信電力残量、バッファ内のデータ量）を通知する。基地局１０１は、Ｅ-ＤＰＣＣＨに含まれる制御信号に基づいてＥ-ＤＰＤＣＨで送信されるデータブロックを受信処理し、付属しているＣＲＣから誤り有無を判定し、判定結果をＡＣＫ（正しく受信）またはＮＡＣＫ（誤受信）としてＥ-ＨＩＣＨで移動局１１２に通知する。
【００３８】
また、基地局１０１は、所定の周期で全受信電力を測定し、目標受信電力値以下に保たれるよう移動局をスケジューリングする。スケジューリングの方法としては、例えば、移動局のバッファ内のデータ量に関する情報を用いて送信待ち行列を作成し、順番に送信機会を与えるようなRound Robin方法や、移動局の送信電力残量情報（残電力情報）と現在の送信伝送レートを基に、出来るだけ低い送信電力で高い送信伝送レートを実現できる移動局から優先的に選択して送信機会を与えるようなスケジューリング方法など、様々なスケジューリング方法を用いることが可能である。ここでは、基地局１０１は、Round Robin方法を用いてスケジューリングをしているものとする。
【００３９】
ＣＤＭＡでは、伝送レートが高いほど、高い所要受信電力が要求される。また、基地局１０１では、適切な通信を維持できる最大受信電力の限界値がある。したがって、基地局１０１内のスケジューラは、総受信電力が最大受信電力値以下となり、且つ必要な移動局に出来るだけ高い伝送レートを割当てられるように各移動局のＥ-ＤＰＤＣＨの伝送レートを決定する必要がある。
【００４０】
また、基地局１０１内のスケジューラは、各移動局に割当てる伝送レートを決定すると、決定した伝送レートの所要電力を移動局に使用を許可する電力として下り回線のＥ-ＡＧＣＨまたはＥ-ＲＧＣＨで通知する。このとき、使用を許可する電力は、ＤＰＣＣＨに対するオフセット電力で通知される。移動局１１２は、Ｅ-ＡＧＣＨまたはＥ-ＲＧＣＨを受信し、使用許可されたオフセット電力値を検知し、伝送レートと所要電力の関係から、送信可能な伝送レートを選択し、Ｅ-ＤＰＤＣＨを送信する。
【００４１】
ここで、Ｅ-ＡＧＣＨは、電力オフセットの絶対値を示す５ビット制御信号である。Ｅ-ＲＧＣＨは、現在割当てられている電力オフセットを所定電力ステップで増加または減少するよう指示する制御信号であり、ここでは１ｄＢだけ増加または減少する１ビットの制御信号であるとする。これらの制御信号は、同じ単位送信時間（ＴＴＩ: Transmission Time Interval）で送信されるため、情報伝送レートはＥ-ＡＧＣＨのほうがＥ-ＲＧＣＨよりも高い。したがって、同じ移動局に対して同じ誤り率で送信するために必要な所要電力はＥ-ＡＧＣＨのほうがＥ-ＲＧＣＨよりも高くなる。しかし、Ｅ-ＡＧＣＨは絶対値を通知するため、１ＴＴＩの制御信号送信で所望の電力オフセット値に変更することが可能である。一方、Ｅ-ＲＧＣＨは差動式の制御信号であるため、所望の電力オフセット値まで変更するためには複数ＴＴＩの制御信号送信が必要な場合があり、Ｅ-ＲＧＣＨのほうが制御遅延は大きくなるという関係にある。本実施例では、基地局１０１がこのトレードオフ関係を利用して、上り回線/下り回線全体のシステムスループットを向上させる。
【００４２】
図３は、基地局におけるＥ-ＡＧＣＨとＥ-ＲＧＣＨの使用方法を説明するための図である。図３に示すように、本実施例における基地局では、移動局の伝搬路状況に応じてＥ-ＡＧＣＨとＥ-ＲＧＣＨの使用を切り替える。具体的には、各移動局ＭＳ１、ＭＳ２は、所定の周期でＣＰＩＣＨの受信品質を報告し、基地局では、受信品質の良好な移動局ＭＳ２に対してはＥ-ＡＧＣＨを用い、受信品質の劣悪な移動局ＭＳ１に対してはＥ-ＲＧＣＨを用いる。これにより、伝搬路が劣悪なため上り回線のスループットへの寄与が小さい移動局ＭＳ１に対しては、下り回線における制御信号の送信電力を削減し、他の下り回線チャネルに対して使用できる電力量を増加させるようにする。したがって、下り回線のスループットを増加させることができる。
【００４３】
一方、伝搬路が良好なため上り回線のスループットへの寄与が大きい移動局ＭＳ２に対しては、Ｅ-ＡＧＣＨを用いてスケジューリング遅延を低減し、上り回線のスループットを増加させることができる。移動局ＭＳ２は、Ｅ-ＡＧＣＨを用いても、伝搬路が良好であるため所要電力は小さく、下り回線の送信電力リソースに占める割合は小さい。したがって、下り回線のスループットを低下させる効果は非常に小さい。
【００４４】
以上のように、移動局の伝搬路状況に応じてＥ-ＡＧＣＨとＥ-ＲＧＣＨを使い分けることにより、上り回線/下り回線双方を含んだシステム全体のスループットを増大させることができる。
【００４５】
図４に、本実施例の無線通信システムの基地局の構成を示す。図４を参照すると、基地局は、受信処理部４０１、制御信号分離部４０２、スケジューラ４０３、復号部４０４、比較部４０５、誤り検出部４０６、制御信号生成部４０７、送信処理部４０８からなる。
【００４６】
受信処理部４０１は、Ｅ-ＤＰＤＣＨ、Ｅ-ＤＰＣＣＨ、ＤＰＣＣＨを受信し、逆拡散を行い、制御信号分離部４０２へ送る。制御信号分離部４０２は、ユーザデータと制御信号を分離し、Ｅ-ＤＰＤＣＨに含まれるユーザデータを復号部４０４へ、ＣＰＩＣＨ受信測定情報を比較部４０５へ、残電力情報、バッファ内のデータ量情報をスケジューラ４０３へ各々送る。復号部４０４は、ユーザデータの復号処理を行う。誤り検出部４０６は、ＣＲＣから誤りを検出し、誤り判定を行う。
【００４７】
比較部４０５は、所定の品質閾値と各移動局が通知するＣＰＩＣＨの受信測定情報を比較し、移動局のＣＰＩＣＨ受信品質が閾値よりも高ければＥ−ＡＧＣＨを、閾値よりも低ければＥ−ＲＧＣＨを使用することをスケジューラ４０３および制御信号生成部４０７へ通知する。スケジューラ４０３は、各ユーザが送信する残電力情報とバッファ内のデータ量情報および基地局の全受信電力に基づいてスケジューリングを行い、各移動局に割当てる電力オフセット値または電力オフセットの増減を決定する。この決定結果は、制御信号生成部４０７に送られる。
【００４８】
制御信号生成部４０７は、誤り検出部４０６からの誤り判定結果に基づいてＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号を生成する。また、制御信号生成部４０７は、比較部４０５からの通知（Ｅ−ＡＧＣＨとＥ−ＲＧＣＨのいずれを使用するかの通知）およびスケジューラ４０３からのスケジューリング結果（電力オフセット値または電力オフセットの増減）に基づいて、Ｅ−ＡＧＣＨまたはＥ−ＲＧＣＨのいずれかのフォーマットを用いたスケジューリング信号を生成する。スケジューリング信号とＡＣＫ／ＮＡＣＫ信号および上位層から送られるユーザデータは、送信処理部４０８において、レートマッチ、インターリーブ、コード多重、拡散などの処理を施された後、送信される。
【００４９】
図５は、図４に示した基地局のスケジューリング信号送信手順のフローを示す図である。基地局では、まず、所定の周期で移動局が送信するＣＰＩＣＨ測定結果の受信タイミングになると（ステップ５０１）、受信処理部４０１が、ＣＰＩＣＨ測定結果を受信する（ステップ５０２）。次いで、比較部４０５が、受信処理部４０１で受信したＣＰＩＣＨ測定結果と所定のＣＰＩＣＨ品質閾値１とを比較する（ステップ５０３）。受信処理部４０１で受信したＣＰＩＣＨ測定結果が閾値１を超えた場合は、比較部４０５は、ＣＰＩＣＨ測定結果の送信元である移動局に対してＥ−ＡＧＣＨを使用することを決定する（ステップ５０４）。受信処理部４０１で受信したＣＰＩＣＨ測定結果が閾値１以下の場合は、比較部４０５は、ＣＰＩＣＨ測定結果の送信元である移動局に対してＥ−ＲＧＣＨを使用することを決定する（ステップ５０５）。
【００５０】
ステップ５０４またはステップ５０５の決定が行われた後、スケジューラ４０３が、送信元の移動局をスケジューリングする。スケジューリング後、制御信号生成部４０７が、スケジューリング信号を生成し、送信処理部４０８を通じて移動局に送信する（ステップ５０７）。このステップ５０７において、制御信号生成部４０７は、ステップ５０４にてＥ−ＡＧＣＨを使用することを決定した場合は、電力オフセットの絶対値を示すスケジューリング信号をＥ−ＡＧＣＨのフォーマットで生成し、ステップ５０５にてＥ−ＲＧＣＨを使用することを決定した場合は、割当て電力オフセットの増減を示すスケジューリング信号をＥ−ＲＧＣＨのフォーマットで生成する。
【００５１】
なお、ステップ５０１において、所定のＣＰＩＣＨ測定結果の受信タイミングでない場合は、前ＴＴＩで使用したチャネル（Ｅ−ＡＧＣＨまたはＥ−ＲＧＣＨ）を用いる。
【００５２】
図６に、本実施例の無線通信システムの移動局の構成を示す。図６を参照すると、移動局は、受信処理部６０１、制御信号分離部６０２、ＣＰＩＣＨ品質測定部６０３、電力オフセット管理部６０４、伝送レート決定部６０５、バッファ６０６、送信処理部６０７からなる。
【００５３】
受信処理部６０１は、Ｅ−ＨＩＣＨ、Ｅ−ＡＧＣＨ、Ｅ−ＲＧＣＨ、ＤＰＣＣＨを受信し、逆拡散を行い、制御信号分離部６０２へ送る。制御信号分離部６０２は、各制御信号を分離し、ＣＰＩＣＨをＣＰＩＣＨ品質測定部６０３へ、Ｅ−ＨＩＣＨに含まれるＡＣＫ／ＮＡＣＫ情報をバッファ６０６へ、Ｅ−ＡＧＣＨまたはＥ−ＲＧＣＨに含まれるスケジューリング情報を電力オフセット管理部６０４へ送る。ＣＰＩＣＨ品質測定部６０３は、所定の測定時間内でのＣＰＩＣＨの平均受信電力を測定し、所定のタイミングにおいてＣＰＩＣＨ品質情報を生成して送信処理部６０７へ送る。
【００５４】
制御信号分離部６０２で分離したスケジューリング情報はＥ−ＤＰＤＣＨの電力オフセット制御に用いられる。電力オフセット管理部６０４は、制御信号分離部６０２から供給されたスケジューリング情報に基づいて、Ｅ−ＤＰＤＣＨに使用できる電力オフセットを算出し、伝送レート決定部６０５へ通知する。伝送レート決定部６０５は、現在のＤＰＣＣＨの電力と電力オフセット管理部６０４から供給されたＥ−ＤＰＤＣＨの電力オフセット情報とに基づいてＥ−ＤＰＤＣＨの伝送レートを決定する。決定した伝送レートは、バッファ６０６に通知される。
【００５５】
バッファ６０６は、制御信号分離部６０２からＮＡＣＫ信号が供給された場合は、保持しておいた該当データブロックデータを送信処理部６０７に渡し（データブロックデータの再送）、制御信号分離部６０２からＡＣＫ信号が供給された場合は、保持しておいた該当データブロックを廃棄する。また、バッファ６０６は、伝送レート決定部６０５にて決定された伝送レートに従って次のＴＴＩで送信するデータを送信処理部６０７へ送る。
【００５６】
送信処理部６０７は、送られてきたユーザデータ、制御信号に対してレートマッチやインターリーブなどの必要な送信処理を施した後、コード多重、拡散をして送信する。
【００５７】
図７は、図６に示した移動局の、ＴＴＩ毎に行うＥ−ＤＰＤＣＨの割当て電力オフセット更新制御およびＥ−ＤＰＤＣＨの伝送レート決定に関する動作のフローを示す図である。この図７に示した例において、「Δold」は現ＴＴＩで使用したＥ−ＤＰＤＣＨの電力オフセット［ｄＢ］、「Δnext」は次のＴＴＩで使用できるＥ−ＤＰＤＣＨの電力オフセット［ｄＢ］、「Δnew」はＥ−ＡＧＣＨで通知されるＥ−ＤＰＤＣＨの電力オフセット［ｄＢ］、「Δ」は所定の電力オフセットステップサイズ［ｄＢ］、「Pmax」は移動局の最大送信電力［ｍＷ］、「Pcch」はＤＰＣＣＨの送信電力［ｍＷ］、「Pedch」はＥ−ＤＰＤＣＨの送信電力［ｍＷ］、「Pecch」はＥ−ＤＰＣＣＨの送信電力［ｍＷ］である。
【００５８】
移動局では、受信処理部６０１にてＴＴＩ毎に制御信号が受信され（ステップ７０１）、電力オフセット管理部６０４が、制御信号分離部６０２を通じて、Ｅ−ＡＧＣＨで制御信号を受信したか否かをＥ−ＡＧＣＨに含まれるＣＲＣの検出結果から判断する（ステップ７０２）。
【００５９】
Ｅ−ＡＧＣＨで制御信号を受信した場合（ステップ７０２、Ｙｅｓ）は、電力オフセット管理部６０４は、「Δnext = Δnew」とする（ステップ７０３）。Ｅ−ＡＧＣＨで制御信号を受信しなかった場合（ステップ７０２、Ｎｏ）は、電力オフセット管理部６０４は、制御信号分離部６０２を通じて、Ｅ−ＲＧＣＨで制御信号を受信したか否かをＥ−ＲＧＣＨの受信電力から判定する（ステップ７０４）。
【００６０】
Ｅ−ＲＧＣＨで制御信号を受信した場合（ステップ７０４、Ｙｅｓ）は、電力オフセット管理部６０４は、受信した制御信号（UPまたはDOWN）に従って、「Δnext = Δold ± Δ」とする（ステップ７０５）。Ｅ−ＲＧＣＨで制御信号を受信していない場合（ステップ７０４、Ｎｏ）は、電力オフセット管理部６０４は、「Δnext = Δold」とする（ステップ７０６）。
【００６１】
ステップ７０３、７０５、７０６のいずれかを実行した後、電力オフセット管理部６０４は、次のＴＴＩでＥ−ＤＰＤＣＨに使用できる電力（Premain = Pmax - Pcch - Pecch [mW]）を計算する（ステップ７０７）。その後、伝送レート決定部６０５が、「min(Premain、Pcch＊(10^(Δnext/10)))」で送信可能な最大の伝送レートを次ＴＴＩでの伝送速度と決定し（ステップ７０８）、送信処理部６０７が、その決定した伝送レートでの送信を実行する（ステップ７０９）。
【００６２】
以上の図５および図７に示した動作の説明において、所定の閾値１は、下り回線のトラフィック量、または他の下り回線チャネルに必要な電力に応じて変更してもよい。すなわち、制御信号生成部が、下り回線のトラフック量が少なく、他の下り回線チャネルに必要な電力が小さいため、Ｅ−ＡＧＣＨに起因するオーバヘッドが問題にはならないと判断した場合は、閾値１を小さく設定し、より伝搬路品質の悪い移動局でもＥ−ＡＧＣＨを用いるようにする。これにより、下り回線のシステムスループットには影響を与えず、上り回線のスケジューリング効率を高めることができ、その結果、上り回線のスループットを増加させることができる。
【００６３】
また、下り回線の伝搬路を推定するために、移動局が共通パイロット信号受信品質を測定し基地局に通知するようになっているが、本発明の範囲はこれに限定されない。例えば、以下の第３の実施例において説明するように、基地局は各移動局のＥ−ＡＧＣＨの誤受信率を推定し、誤受信の割合が所定の閾値を超えた場合は伝搬路品質が劣悪であると判断してもよい。ここで、基地局は、移動局がＥ−ＡＧＣＨでこの移動局に割当てた電力オフセットより大きい電力オフセットを使用した場合に、この移動局においてＥ−ＡＧＣＨの誤受信が生じたと判断し、所定時間内での誤受信回数からＥ−ＡＧＣＨの誤受信率を推定できる。
【００６４】
また、本実施例では、基地局が下り回線の伝搬路を推定し、Ｅ−ＡＧＣＨとＥ−ＲＧＣＨの使用の切り替えを判断したが、本発明の範囲はこれに限定されない。例えば、基地局が基地局の無線リソースを管理する基地局制御装置に接続している場合、基地局は基地局制御装置に伝搬路状況に関する情報を通知し、基地局制御装置が切り替えの判断をしてもよい。
【００６５】
以上説明した実施例によると、基地局は移動局の伝搬路状況に応じてＥ−ＡＧＣＨとＥ−ＲＧＣＨの使用を切り替えられる。これにより、伝搬路が劣悪なため、上り回線のスループットへの寄与が小さい移動局に対しては、下り回線における制御信号の電力を削減し、他の下り回線チャネルに対して使用できる電力量を増加させるようにする。したがって、下り回線のスループットを増加させることができる。一方、伝搬路が良好なため上り回線のスループットへの寄与が大きい移動局に対しては、Ｅ−ＡＧＣＨを用いてスケジューリング遅延を低減し、上り回線のスループットをさらに増加させることができる。このような移動局は、Ｅ−ＡＧＣＨを用いても、伝搬路が良好であるため制御信号の所要電力は小さく、下り回線の送信電力リソースに占める割合は小さい。従って、下り回線のスループットを低下させる効果は非常に小さい。したがって、本実施例によると、上り回線/下り回線全体に対するシステムスループットを増大させることができるという効果が得られる。
【実施例２】
【００６６】
本発明の第２の実施例である無線通信システムは、第１の実施形態の構成（ＵＬデータ伝送／ＤＬ制御チャネル／個別チャネル電力判定／基地局決定／ビット数変更）を採用するものである。第１の実施例の無線通信システムは、下り回線の伝搬路を推定するために、移動局が共通パイロット信号受信品質を測定し基地局に通知するように構成されている。これに対して、本実施例の無線通信システムは、そのような下り回線の伝搬路を推定に代えて、所定の受信品質となるように閉ループ型の送信電力制御を行っているＤＰＣＣＨの送信電力から移動局の伝搬路を推定するようになっており、この点が第１の実施例と異なる。
【００６７】
以下、本実施例の無線通信システムの構成を説明する。ただし、第１の実施例と同じ部分についての説明は省略し、特徴となる部分についてのみ、３ＧＰＰの上り回線における高速パケット伝送方式であるＥＵＤＣＨを例にとって説明する。
【００６８】
基地局は、図４に示した構成と基本的に同じであるが、比較部の動作が異なる。比較部は、下り回線のＤＰＣＣＨの送信電力の制御値を所定のタイミングで所定の閾値１'と比較する。送信電力値が閾値１'を超えた場合は、比較部は、移動局の伝搬路が劣悪であると判断してＥ−ＲＧＣＨを用いることを決定する。一方、送信電力が閾値１'以下の場合は、比較部は、移動局の伝搬路は良好であると判断してＥ−ＡＧＣＨを用いることを決定する。これ以外の動作は、第１の実施例における基地局と同様である。
【００６９】
本実施例の無線通信システムにおいても、基地局が、移動局の伝搬路状況に応じて、Ｅ−ＡＧＣＨとＥ−ＲＧＣＨの使用を切り替えるので、上り回線/下り回線全体に対するシステムスループットを増大させることができる。
【実施例３】
【００７０】
本発明の第３の実施例である無線通信システムは、第３の実施形態の構成（ＵＬデータ伝送／ＤＬ制御チャネル／パイロット判定／基地局決定／共有数変更）を採用するものである。第１の実施例の無線通信システムは、Ｅ−ＡＧＣＨよりも情報ビット数の少ないＥ−ＲＧＣＨを用いて、伝搬路の劣悪な移動局に対する下り回線の制御信号送信電力を削減するように構成されている。これに対して、本実施例の無線通信システムは、そのようなＥ−ＲＧＣＨを用いた伝搬路の劣悪な移動局に対する下り回線の制御信号送信電力の削減に代えて、伝搬路状況の劣悪な複数の移動局に対して共通のスケジューリング情報をＥ−ＡＧＣＨで送信するようになっており、この点が第１の実施例のものと異なる。
【００７１】
以下、本実施例の無線通信システムの構成を説明する。ただし、第１の実施例と同じ部分についての説明は省略し、特徴となる部分についてのみ、３ＧＰＰの上り回線における高速パケット伝送方式であるＥＵＤＣＨを例にとって説明する。
【００７２】
図８は、基地局による共通のスケジューリング情報の送信方法を説明するための図である。図８に示す例では、複数の移動局ＭＳ１〜ＭＳ５のうち、３つの移動局ＭＳ１〜ＭＳ３がセル境界付近に位置し、その伝搬路は劣悪な状態になっている。
【００７３】
本実施例における基地局では、図４に示した構成において、比較部４０５が、制御信号分離部４０２を通じて、伝搬路状況の劣悪な移動局ＭＳ１〜ＭＳ３を判断するとともに、該判断した移動局ＭＳ１〜ＭＳ３を１つのグループとして設定する。そして、スケジューラ４０３が、その移動局グループに対して、制御信号生成部４０７を通じて、共通のスケジューリング情報をＥ−ＡＧＣＨで送信する。伝搬路状況の劣悪な移動局ＭＳ１〜ＭＳ３に対して共通のスケジューリング情報を送信する場合は、移動局ＭＳ１〜ＭＳ３に対して個々にＥ−ＡＧＣＨを送信する場合よりも、Ｅ−ＡＧＣＨの総送信電力を削減することができる。
【００７４】
図９は、本実施例における基地局のスケジューリング信号送信手順のフローを示す図である。基地局では、まず、比較部４０５が、制御信号分離部４０２からの電力情報に基づいて、移動局に対して割当てた電力オフセットよりも大きな電力オフセットを用いたＥ−ＤＰＤＣＨを移動局が送信したか否かを判断する（ステップ９０１）。比較部４０５は、推定誤り回数を保持しており、Ｅ−ＤＰＤＣＨを受信した場合は、保持している推定誤り回数を１つ増加する（ステップ９０２）。この推定誤り回数から、移動局においてＥ−ＡＧＣＨが劣化し、割当て電力オフセットに関する制御信号を誤って受信した回数を推測することができる。
【００７５】
Ｅ−ＤＰＤＣＨを受信していない場合（ステップ９０１、Ｎｏ）、または、ステップ９０２の実行後は、比較部４０５は、所定のＥ−ＡＧＣＨ誤り率確認タイミングになったか否かを判断する（ステップ９０３）。Ｅ−ＡＧＣＨ誤り率確認タイミングになった場合（ステップ９０３、Ｙｅｓ）は、比較部４０５は、保持している推定誤り回数（カウント数）からＥ−ＡＧＣＨの誤り率を算出し（ステップ９０４）、その算出した誤り率が所定の閾値２を超えたか否かを判断する（ステップ９０５）。
【００７６】
Ｅ−ＡＧＣＨの誤り率が所定の閾値２以下の場合は、比較部４０５は、リンク先の移動局に対して個別Ｅ−ＡＧＣＨを使用することを決定する（ステップ９０６）。比較部４０５は、共通Ｅ−ＡＧＣＨを使用する移動局グループの情報を管理しており、Ｅ−ＡＧＣＨの誤り率が閾値２を超えた場合は、リンク先の移動局の情報を、管理している移動局グループへ追加する（ステップ９０７）。共通Ｅ−ＡＧＣＨを使用する移動局グループの情報は、不図示の情報記憶部に格納されるようになっており、比較部４０５による情報管理は、その情報記憶部を用いて行われる。共通Ｅ−ＡＧＣＨを使用する移動局グループの情報は、移動局を識別することが可能な識別情報（ＩＤ番号やネットワーク上におけるアドレス）を含み、この識別情報に基づいて、現在どの移動局が移動局グループに登録されているかを判断することができる。
【００７７】
ステップ９０６またはステップ９０７を実行後、スケジューラ４０３は、送信処理部４０８を通じて、移動局に対してＥ−ＡＧＣＨのＩＤを通知する（ステップ９０８）。Ｅ−ＡＧＣＨのＩＤはＥ−ＡＧＣＨで送信されている制御信号を受信処理するために必要な情報であり、個別Ｅ−ＡＧＣＨを使用する移動局に対しては、その移動局に固有のＩＤを、共通Ｅ−ＡＧＣＨを使用する移動局グループの移動局に対しては、その移動局グループに共通のＩＤを通知する。
【００７８】
ステップ９０８を実行後、スケジューラ４０３は、移動局をスケジューリングする（ステップ９０９）。その後、制御信号生成部４０７が、個別Ｅ−ＡＧＣＨ、または共通Ｅ−ＡＧＣＨを使用して割当て電力オフセットの絶対値を送信する（ステップ９１０）。このとき、制御信号生成部４０７は、共通Ｅ−ＡＧＣＨを用いている移動局グループに対しては、スケジューリングによりこれらの移動局に割当てられた電力オフセットの平均値を共通Ｅ−ＡＧＣＨを用いて通知する。
【００７９】
なお、所定のＥ−ＡＧＣＨ誤り率確認タイミングでない場合は（ステップ９０３、Ｎｏ）、前ＴＴＩで使用したＥ−ＡＧＣＨ（個別または共通）を用いる。
【００８０】
以上説明したように、本実施例によると、基地局は、移動局の伝搬路状況に応じてＥ−ＡＧＣＨで送信する制御信号の対象となる移動局のグループを変更することができる。伝搬路が劣悪なため上り回線のスループットへの寄与が小さい移動局に対しては、共通Ｅ−ＡＧＣＨを使用することで、下り回線の制御信号電力を削減する。この結果、他の下り回線チャネルに対して使用できる電力量を増加させることが可能となる。したがって、下り回線のスループットを増加させることができる。
【００８１】
一方、伝搬路が良好なため上り回線のスループットへの寄与が大きい移動局に対しては、個別Ｅ−ＡＧＣＨを用いてスケジューリング遅延を低減する。この結果、上り回線のスループットをさらに増加させることができる。このような移動局は、個別Ｅ−ＡＧＣＨを用いても、伝搬路が良好であるため制御信号の所要電力は小さく、下り回線の送信電力リソースに占める割合は小さい。したがって、下り回線のスループットを低下させる効果は非常に小さい。
【００８２】
上記から分かるように、本実施例においても、上り回線/下り回線全体に対するシステムスループットを増大させることができるという効果が得られる。
【００８３】
なお、本実施例では、共通Ｅ−ＡＧＣＨを受信する移動局グループは１つとしたが、複数の移動局グループを設定するようにしてもよい。
【実施例４】
【００８４】
本発明の第４の実施例である無線通信システムは、第２の実施形態の構成（ＵＬデータ伝送／ＵＰ制御チャネル／パイロット判定／移動局決定／頻度変更）を採用するものである。第１の実施例の無線通信システムは、基地局が送信する下り回線の制御信号の制御量を移動局の伝搬路状況に応じて変更するように構成されている。これに対して、本実施例の無線通信システムは、そのような基地局による制御信号の制御量の変更に代えて、移動局が送信する上り回線の制御信号の制御量を移動局の伝搬路状況に応じて変更するようになっており、この点が第１の実施例のものと異なる。
【００８５】
本実施例における移動局では、図６に示した構成において、送信処理部６０７が、バッファ６０６に蓄積しているデータ量、残電力量などのスケジューリング情報を、上り回線の制御チャネルにおいて所定の周期Ｔ１で通知する。また、ＣＰＩＣＨ測定部６０３が、下り回線のパイロット信号を測定し、送信処理部６０７が、その測定結果から得られる受信品質が所定の閾値以下となったらスケジューリング情報の送信周期をＴ２（＞Ｔ１）に切り替える。
【００８６】
伝搬路の劣悪な移動局は、同じ伝送レートでも伝搬路の良好な移動局よりも高い電力量を要するため、最大電力の制限により高速な伝送レートを実現できない場合がある。本実施例によれば、そのような伝搬路の劣悪な移動局は、制御信号を送信する頻度を削減し、その分の電力リソースをデータチャネルに使用することができる。したがって、オーバヘッドの割合を低減し、伝搬路の劣悪な移動局のユーザスループットを向上させることができる。また、スループットに対するオーバヘッドが低下するため、単位スループットに対する電力消費量を削減することができ、移動局のバッテリー継続時間を向上させることができる。
【００８７】
なお、本実施例では、移動局が下りパイロット信号の受信品質を測定し、測定結果を閾値と比較して自立的に送信周期を変更しているが、本発明はそれに限定されない。移動局は、パイロット信号の受信品質を基地局に通知し、基地局または基地局に接続している基地局制御装置が通知されたパイロット信号の受信品質に基づいて移動局における送信周期の切り替えを決定し、移動局に指示するようにしてもよい。
【００８８】
また、本実施例では、移動局が、測定した下りパイロット信号の受信品質に基づいて伝搬路状況を判定したが、本発明はそれに限定されない。例えば、移動局の個別チャネルは、基地局において所定の品質となるように閉ループ型の電力制御を行われているので、移動局は個別チャネルの送信電力を所定の閾値と比較することで伝搬路状況を判定してもよい。また、スケジューリング情報により基地局にも移動局の残電力情報は通知されているので、基地局、または基地局制御装置が、残電力情報から移動局の伝搬路状況を判定してもよい。
【実施例５】
【００８９】
本発明の第５の実施例である無線通信システムは、第２の実施形態の構成（ＤＬデータ伝送／ＵＬ制御チャネル／パイロット判定／基地局決定／ビット数変更）を採用するものであって、下り回線にＯＦＤＭＡ、上り回線にＦＤＭＡが用いられる。以下、下り回線のパケット伝送方式を例にとって、本実施例の無線通信システムの構成を説明する。
【００９０】
ＯＦＤＭＡは、図１０Ａに示すように、周波数軸上で互いに直交関係を有する複数のサブキャリアを多重化する方式である。一般に、全帯域幅が広くなると、周波数選択性フェージングの影響により、各サブキャリアにおける伝搬路品質が異なってくる。例えば、図１０Ｂに示すように、移動局ＭＳ１では、周波数帯ΔＦ１における伝搬路品質が良好であり、図１０Ｃに示すように、移動局ＭＳ２では、周波数帯ΔＦ２における伝搬路品質が良好である場合は、ΔＦ１に位置するサブキャリアで移動局ＭＳ１へデータ送信し、ΔＦ２に位置するサブキャリアで移動局ＭＳ２へデータ送信する。こうすることで、ユーザ多重効果によりスループットの向上が期待できる。
【００９１】
上記のような周波数軸上のユーザ多重を実現するには、各移動局におけるサブキャリアごとの伝搬路品質情報（ＣＱＩ: Channel Quality Indicator）が必要である。このため、本実施例における基地局は、所定の周期で全周波数帯域においてパイロット信号を送信し、移動局は各チャンクのパイロット信号の平均受信品質を測定し、各チャンクに対するＣＱＩを算出する。ここで、チャンクとは、所定数のサブキャリアセットを意味する。本実施例では、３サブキャリアで１チャンクと定義する。移動局は、算出したＣＱＩを上り回線の制御チャネルで通知する。基地局は、各移動局から通知されるＣＱＩに基づいて、システムスループットを最大化するようにスケジューリングを行い、下り回線のパケット伝送を行う。
【００９２】
また、本実施例の無線通信システムでは、周波数繰返し数は１とし、隣り合う基地局同士で同じ周波数帯域を使用しているため、セル境界付近では、移動局は、隣接する基地局から強い干渉波を受信することになる。また、セル境界付近では、伝搬損により希望波の受信電力は低減する傾向にあるため、セル境界における受信ＳＩＲが大きく劣化し、受信誤り率増加を引き起こす原因となる。これらの問題を解決するため、本実施例では、セル境界付近に位置する移動局では、符号化率を低く設定して強力な符号化を行うことにより、低いＳＩＲでも所望の誤り率を維持するようにしている。
【００９３】
また、例えば、セル中心における移動局はレート２／３の符号化を行い、セル境界付近の移動局はレート１／３の符号化を行う場合、同じ情報ビット数を１ＴＴＩで送信するには、セル境界付近の移動局は、セル中心の移動局に比べて、２倍の無線リソースを要することになる。このため、本実施例では、図１１に示すように、セル境界付近の移動局は、奇数番目のチャンクに対するＣＱＩのみを送信する。これにより、セル境界付近に位置するために低い符号化率を使用する移動局でも、使用する上り回線における無線リソースをセル中心の移動局と同程度に削減することができる。
【００９４】
課題でも説明したように、セル境界付近の移動局では、伝搬路状況に応じたＡＭＣを用いる結果、下り回線のスループットが小さくなる傾向にある。従って、そのような小さなスループットを実現するために、使用する上り回線の無線リソースを削減し、その分を他の上り回線データチャネル送信に用いることにより、上り/下り回線全体のシステムスループットを向上させることができる。
【００９５】
また、セル境界付近に位置する移動局からの送信波は、隣接するセルにおける干渉波となるが、本実施例では、移動局が上り回線の制御信号を送信する割合を低減させることができるので、隣接セルに対する干渉を低減させることができ、隣接セルでの上り回線スループットを向上させるという効果も期待できる。さらに、セル境界付近において、無線リソースを使用する割合が低減するため、移動局の平均送信電力が低くなり、平均バッテリー継続時間を向上させることができる。
【００９６】
本実施例における基地局は、基本的には図４に示した構成と同様なブロック構成からなるが、スケジューラ、比較部および制御信号生成部によるスケジューリングに関連する動作が第１の実施例の場合と異なる。図１２は、本実施例における基地局が、ＴＴＩ周期で行うスケジューリング動作に関するフローを示した図である。
【００９７】
図１２を参照すると、基地局では、パイロット信号測定結果の受信タイミングになると（ステップ１２０１、Ｙｅｓ）、受信処理部が、各移動局からパイロット信号の測定結果情報を受信して比較部に供給する。ここで、パイロット信号の測定結果は、全帯域におけるパイロット信号の平均受信電力である。
【００９８】
比較部では、各移動局からのパイロット信号測定結果をそれぞれ所定の閾値３と比較する（ステップ１２０２）。この比較結果は、制御信号生成部に供給される。
【００９９】
受信したパイロット信号の測定結果が閾値３を超えている場合（ステップ１２０２、Ｙｅｓ）は、制御信号生成部は、そのパイロット信号を送信した移動局に対して、送信処理部を通じて全チャンクに対するＣＱＩを通知するように指示するとともに、必要な上り回線の無線リソースを割当てる（ステップ１２０３）。受信したパイロット信号の測定結果が閾値３以下の場合（ステップ１２０２、Ｎｏ）は、制御信号生成部は、そのパイロット信号を送信した移動局に対して、送信処理部４０８を通じて奇数番号のチャンクに対するＣＱＩのみを通知するように指示すると共に、必要な上り回線の無線リソースを割当てる（ステップ１２０４）。
【０１００】
ステップ１２０３またはステップ１２０４が実行された後、ＣＱＩ受信タイミングになると（ステップ１２０５、Ｙｅｓ）、受信処理部が、各移動局からＣＱＩを受信してスケジューラに供給する（ステップ１２０６）。そして、スケジューラが、各移動局からのＣＱＩに基づいて各移動局のスケジューリングを行い、制御信号生成部がそのスケジューリング情報に基づいてスケジューリング信号を生成し、送信処理部を通じて各移動局に送信する（ステップ１２０７）。
【０１０１】
上記のスケジューリング動作において、移動局からのパイロット信号測定結果が閾値３未満の場合で、移動局が、前回のＴＴＩで奇数番号のチャンクに対するＣＱＩを送信していた場合に、今回のＴＴＩでは、偶数番号のチャンクに対するＣＱＩを送信するように構成してもよい。これにより、基地局に出来るだけ多くのチャンクに対するＣＱＩ情報を与えることが可能となる。なお、奇数番号と偶数番号の切り替えの判断は、移動局側と基地局側のどちらで行っても良い。
【０１０２】
また、パイロット信号測定結果に対する閾値は、一つの閾値に限定されるものではなく、複数の閾値を設定することも可能である。例えば、１ＴＴＩでＣＱＩを通知するチャンク数を３つのレベル以上で設定してもよい。具体的には、全チャンクに対するＣＱＩを送信するレベル（第１の閾値）、奇数番号のチャンクに対するＣＱＩのみを送信するレベル（第２の閾値）、チャンク番号が４の倍数であるチャンクに対するＣＱＩのみを送信するレベル（第３の閾値）といった３つのレベルを閾値として設定することができる。
【０１０３】
また、移動局がパイロット信号測定結果を基地局へ通知し、基地局がＣＱＩを報告するチャンク数の変更を決定しているが、本発明はこれに限定されない。例えば、移動局がパイロット信号測定結果を測定し、所定の閾値と比較して、自立的にチャンク数を変更するようにしてもよい。
【０１０４】
以上説明した本実施例によると、セル境界付近に位置するために低い符号化率を使用する移動局において、使用する上り回線無線リソースをセル中心の移動局と同程度に低減することができる。したがって、少ないスループットを実現するために必要となる上り回線の無線リソースを削減し、その分を他の上り回線データチャネル送信に用いることにより、上り回線/下り回線全体のシステムスループットを向上させることができる。
【０１０５】
また、セル境界付近に位置する移動局の送信は、隣接するセルに対しては干渉波となるが、本実施例によれば、移動局が上り回線の制御信号を送信する割合を低減させることができるので、隣接セルに対する干渉を低減させ、隣接セルでの上り回線スループットを向上させるという効果も期待できる。
【０１０６】
さらに、本実施例によれば、セル境界付近において無線リソースを使用する割合が低減するため、移動局の平均送信電力が低くなり、平均バッテリー継続時間を向上させることができる。
【実施例６】
【０１０７】
本発明の第６の実施例である無線通信システムは、第２の実施形態の構成（ＤＬデータ伝送／ＵＬ制御チャネル／パイロット判定／基地局決定／粒度変更）を採用するものである。本実施例の無線通信システムは、第５の実施例と同様、下り回線にＯＦＤＭＡ、上り回線にＦＤＭＡが用いられるが、パイロット信号測定結果が所定の閾値以下の移動局が、一部のチャンクに対するＣＱＩのみを通知するのではなく、隣り合う２つのチャンクの平均品質を示すＣＱＩを算出して通知する点が第５の実施例と異なる。これ以外の動作は、第５の実施例と同様である。
【０１０８】
なお、本実施例においても、閾値を複数設定することができる。複数の閾値を設定した場合は、パイロット信号測定結果が低いほど、平均するチャンク数を大きくして、移動局が報告するＣＱＩ数を少なくすることができる。
【０１０９】
本実施例によっても、第５の実施例と同様、セル境界付近に位置するため低い符号化率を使用する移動局において、使用する上り回線無線リソースをセル中心の移動局と同程度に低減することができる。したがって、少ないスループットを実現するために必要となる上り回線の無線リソースを削減し、その分を他の上り回線データチャネル送信に用いることにより、上り回線/下り回線全体のシステムスループットを向上させることができる。
【０１１０】
また、セル境界付近に位置する移動局の送信は、隣接するセルに対しては干渉波となるが、このような移動局が上り回線の制御信号を送信する割合を低減させることができるので、隣接セルに対する干渉を低減させ、隣接セルでの上り回線スループットを向上させるという効果も期待できる。
【０１１１】
さらに、セル境界付近において無線リソースを使用する割合が低減するため、移動局の平均送信電力が低くなり、平均バッテリー継続時間を向上させることができる。
【実施例７】
【０１１２】
本発明の第７の実施例である無線通信システムは、第１の実施形態の構成（ＤＬデータ伝送／ＵＬ制御チャネル／ＣＱＩ判定／基地局決定／頻度変更）を採用するものである。本実施例の無線通信システムは、第５の実施例と同様、下り回線にＯＦＤＭＡ、上り回線にＦＤＭＡを用いるが、移動局が送信する上り回線の制御信号で送信する情報量を変更するのではなく、基地局が送信する下り回線の制御信号の情報量を変更する点が第５の実施例と異なる。これ以外の動作は、第５の実施例と同様である。
【０１１３】
本実施例における基地局の構成および動作を具体的に説明する。基地局は、基本的には、第５の実施例における基地局の構成（図４に示した構成を参照）と同じであるが、スケジューリングの動作が第５の実施例の場合と異なる。
【０１１４】
基地局では、スケジューラが、移動局に対して、下りデータチャネルで送信するデータの送信タイミングや受信に必要な設定値情報などを含んだスケジューリング情報を生成し、該生成したスケジューリング情報を、制御信号生成部が送信処理部４０８を通じて移動局に通知する。移動局は、スケジューリング情報を受信すると、所定のタイミングで、受信したスケジューリング情報に応じて、単位送信時間Ｎの間、データを受信する。
【０１１５】
基地局では、受信処理部が、上り回線において、移動局が送信する伝搬路情報であるＣＱＩを受信する。そして、比較部が、受信ＣＱＩを所定の閾値と比較する。受信ＣＱＩが所定の閾値以下である場合は、制御信号生成部が、移動局の伝搬環境が劣悪であると判断し、単位送信時間ＮをＮ１と設定し、その設定値Ｎ１を移動局に通知する。受信ＣＱＩが所定の閾値を超えた場合は、制御信号生成部は、移動局の伝搬環境が良好であると判断し、単位送信時間ＮをＮ２（＜Ｎ１）と設定し、その設定値Ｎ２を移動局に通知する。
【０１１６】
本実施例によれば、移動局の伝搬環境が劣悪である場合は、単位送信時間Ｎが設定値Ｎ１（＞Ｎ２）とされるため、一つのスケジューリング信号に対してデータ信号を受信する時間が長くなり、オーバヘッドの割合を低くすることができる。したがって、移動局に制御信号を送信するための電力を低減することができ、その分の無線リソースを他のチャネルに使用することができるようになり、システムスループットを向上させることができる。
【実施例８】
【０１１７】
本発明の第８の実施例である無線通信システムは、第２の実施形態の構成（ＤＬデータ伝送／ＵＬ制御チャネル／パイロット判定／基地局決定／粒度変更）を採用するものである。本実施例の無線通信システムは、第５の実施例と同様、下り回線にＯＦＤＭＡ、上り回線にＦＤＭＡを用いる。第５の実施例の無線通信システムは、伝搬環境の劣悪な移動局が、ＣＱＩを通知するチャンク数を減らすことにより情報量を削減するようになっている。これに対して、本実施例の無線通信システムは、ＣＱＩの粒度を大きくすることにより情報量を削減するようになっており、この点が第５の実施例と異なる。
【０１１８】
例えば、ＣＱＩの報告値として３２種類のＣＱＩ値から１つを報告するような場合、必要な情報ビット数は５ビットとなる。一方、ＣＱＩの報告値として、８種類のＣＱＩ値から１つを報告させる場合、必要なビット数は３ビットに削減できる。本実施例では、２つのＣＱＩセットを準備し、伝搬路状況により使用するテーブルを変更し、情報ビット数を変更する。
【０１１９】
具体的には、本実施例における移動局は、３２種類のＣＱＩ値を有する第１のテーブルと、８種類のＣＱＩ値を有する第２のテーブルとを有し、制御信号生成部が、移動局の伝搬路環境が良好な場合（図１２のステップ１２０２、Ｙｅｓ）は、移動局に第１のテーブルを用いたＣＱＩ値の報告を実行させ、移動局の伝搬路環境が劣悪な場合は（図１２のステップ１２０２、Ｎｏ）、移動局に第２のテーブルを用いたＣＱＩ値の報告を実行させる。これ以外の動作は、第５の実施例と同様である。
【０１２０】
本実施例においても、第５の実施例と同様に、セル境界付近に位置するために低い符号化率を使用する移動局でも、使用する上り回線無線リソースをセル中心の移動局と同程度に低減することができる。したがって、少ないスループットを実現するために必要となる上り回線の無線リソースを削減し、その分を他の上り回線データチャネル送信に用いることにより、上り回線/下り回線全体のシステムスループットを向上させることができる。
【０１２１】
また、セル境界付近に位置する移動局の送信は隣接するセルに対しては干渉波となるが、本実施例によれば、移動局が上り回線の制御信号を送信する割合を低減させることができるので、隣接セルに対する干渉を低減させ、隣接セルでの上り回線スループットを向上させるという効果も期待できる。
【０１２２】
さらに、セル境界付近において無線リソースを使用する割合が低減するため、移動局の平均送信電力が低くなり、平均バッテリー継続時間を向上させることができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１０１  基地局
１１１、１１２  移動局
１２１  基地局制御装置
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１１】
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【図１２】
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