(57)【要約】  Ｎ個のサブキャリアを用いて送信器とＫ個の受信器とが通信を遂行するマルチキャリア通信システムであって、送信器は、Ｋ個の受信器に関して、Ｎ個のサブキャリアの中でチャネル品質情報をフィードバックするサブキャリアの個数を示すチャネル品質情報フィードバック量を決定した後に、チャネル品質情報フィードバック量をＫ個の受信器へ送信する。その後、Ｋ個の受信器からフィードバックされた、決定されたチャネル品質情報フィードバック量に対応するチャネル品質情報を受信すると、Ｎ個のサブキャリアの中で、Ｋ個の受信器のうちの少なくともいずれか一つからフィードバックされたチャネル品質情報が存在するサブキャリアを、第１の方式に従って、チャネル品質情報をフィードバックした受信器のうちのいずれか一つに割り当てることによって、最大伝送量及び最大公平性を保証する。
2008526154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎ個のサブキャリアを使用するマルチキャリア通信システムにおける、Ｋ個の受信器と通信を遂行する送信器のスケジューリング方法であって、
（ａ） 前記Ｋ個の受信器に関して、前記Ｎ個のサブキャリアの中でチャネル品質情報をフィードバックするサブキャリアの個数を示すチャネル品質情報フィードバック量を決定するステップと、
（ｂ） 前記Ｋ個の受信器からフィードバックされた、前記決定されたチャネル品質情報フィードバック量に対応するチャネル品質情報を受信するステップと、
（ｃ） 前記Ｎ個のサブキャリアの中で、前記Ｋ個の受信器のうちの少なくともいずれか一つからフィードバックされたチャネル品質情報が存在するサブキャリアを、前記チャネル品質情報をフィードバックした受信器のうちのいずれか一つに割り当てるステップと
を具備することを特徴とするスケジューリング方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｃ）は、
前記Ｋ個の受信器のうちの少なくともいずれか一つからフィードバックされたチャネル品質情報が存在するサブキャリアを、もっとも良好なチャネル状態を示すチャネル品質情報をフィードバックした受信器に割り当てることを特徴とする請求項１記載のスケジューリング方法。
【請求項３】
前記Ｎ個のサブキャリアの中で、前記Ｋ個の受信器のうちのいずれからもフィードバックされたチャネル品質情報が存在しないサブキャリアを、前記Ｋ個の受信器のうちの任意の受信器にランダムに割り当てるステップをさらに具備することを特徴とする請求項１記載のスケジューリング方法。
【請求項４】
前記Ｎ個のサブキャリアの中で、前記Ｋ個の受信器のうちのいずれからもフィードバックされたチャネル品質情報が存在しないサブキャリアを、前記Ｋ個の受信器のうちの、現在の時点で最小伝送量を有する受信器に割り当てるステップをさらに具備することを特徴とする請求項１記載のスケジューリング方法。
【請求項５】
前記ステップ（ａ）は、
前記Ｋ個の受信器のチャネル状態及び受信データ量のうちの少なくともいずれか一つに基づいて、前記チャネル品質情報フィードバック量を決定することを特徴とする請求項１記載のスケジューリング方法。
【請求項６】
Ｎ個のサブキャリアを使用するマルチキャリア通信システムにおいて、受信器がチャネル品質情報をフィードバックする方法であって、
（ａ）前記Ｎ個のサブキャリアの中でチャネル品質情報をフィードバックするサブキャリアの個数を示すチャネル品質情報フィードバック量を送信器から受信するステップと、
（ｂ）前記送信器から受信される信号をチャネル推定することによって、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を検出するステップと、
（ｃ）前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報のうちから、前記チャネル品質情報フィードバック量に対応する個数のチャネル品質情報を選択し、前記選択されたチャネル品質情報を部分チャネル品質情報に生成して、前記部分チャネル品質情報を前記送信器へ送信するステップと
を具備することを特徴とする方法。
【請求項７】
前記ステップ（ｃ）は、
もっともチャネル状態が良好なチャネル品質情報からもっともチャネル状態が悪いチャネル品質情報の順で、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を順次に整列させるステップと、
前記もっともチャネル状態が良好なチャネル品質情報から、前記チャネル品質情報フィードバック量に対応する個数のチャネル品質情報を選択するステップと
を具備することを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を平均することによって、平均チャネル品質情報を生成し、前記平均チャネル品質情報を前記送信器へフィードバックするステップをさらに具備することを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記平均チャネル品質情報を生成するステップは、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を算術平均することによって、前記平均チャネル品質情報を生成するステップを具備することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記平均チャネル品質情報を生成するステップは、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を幾何平均することによって、前記平均チャネル品質情報を生成するステップを具備することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
Ｎ個のサブキャリアを用いて送信器とＫ個の受信器とが通信を遂行するマルチキャリア通信システムにおけるスケジューリング方法であって、
（ａ） 前記送信器が、前記Ｋ個の受信器に関して、前記Ｎ個のサブキャリアの中でチャネル品質情報をフィードバックするサブキャリアの個数を示すチャネル品質情報フィードバック量を決定した後に、前記チャネル品質情報フィードバック量を前記Ｋ個の受信器へ送信するステップと、
（ｂ） 前記Ｋ個の受信器の各々が、前記送信器から前記チャネル品質情報フィードバック量を受信し、前記送信器から受信される信号をチャネル推定することによって、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を検出するステップと、
（ｃ） 前記Ｋ個の受信器の各々が、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報のうちから、前記チャネル品質情報フィードバック量に対応する個数のチャネル品質情報を選択し、前記選択されたチャネル品質情報を部分チャネル品質情報に生成して、前記部分チャネル品質情報を前記送信器へフィードバックするステップと、
（ｄ） 前記送信器が、前記Ｋ個の受信器からフィードバックされた、前記決定されたチャネル品質情報フィードバック量に対応するチャネル品質情報を受信すると、前記Ｎ個のサブキャリアの中で、前記Ｋ個の受信器のうちの少なくともいずれか一つからフィードバックされたチャネル品質情報が存在するサブキャリアを、前記チャネル品質情報をフィードバックした受信器のうちのいずれか一つに割り当てるステップと
を具備することを特徴とするスケジューリング方法。
【請求項１２】
前記ステップ（ｃ）は、
もっともチャネル状態が良好なチャネル品質情報からもっともチャネル状態が悪いチャネル品質情報の順に、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を順次に整列させるステップと、
前記もっともチャネル状態が良好なチャネル品質情報から前記チャネル品質情報フィードバック量に対応する個数のチャネル品質情報を選択するステップと
を具備することを特徴とする請求項１１記載のスケジューリング方法。
【請求項１３】
前記Ｋ個の受信器の各々が、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を平均することによって、平均チャネル品質情報を生成し、前記平均チャネル品質情報を前記送信器へフィードバックするステップをさらに具備することを特徴とする請求項１１記載のスケジューリング方法。
【請求項１４】
前記平均チャネル品質情報を生成するステップは、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を算術平均することによって、前記平均チャネル品質情報を生成するステップを具備することを特徴とする請求項１３記載のスケジューリング方法。
【請求項１５】
前記平均チャネル品質情報を生成するステップは、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を幾何平均することによって、前記平均チャネル品質情報を生成するステップを具備することを特徴とする請求項１３記載のスケジューリング方法。
【請求項１６】
前記ステップ（ｄ）は、
前記Ｋ個の受信器のうちの少なくともいずれか一つからフィードバックされたチャネル品質情報が存在するサブキャリアを、もっとも良好なチャネル状態を示すチャネル品質情報をフィードバックした受信器に割り当てるステップを具備することを特徴とする請求項１１記載のスケジューリング方法。
【請求項１７】
前記送信器が、前記Ｎ個のサブキャリアの中で、前記Ｋ個の受信器のうちのいずれからもフィードバックされたチャネル品質情報が存在しないサブキャリアを、前記Ｋ個の受信器のうちの任意の受信器にランダムに割り当てるステップをさらに具備することを特徴とする請求項１１記載のスケジューリング方法。
【請求項１８】
前記送信器が、前記Ｎ個のサブキャリアの中で、前記Ｋ個の受信器のうちのいずれからもフィードバックされたチャネル品質情報が存在しないサブキャリアを、前記Ｋ個の受信器のうちの、現在の時点で最小伝送量を有する受信器に割り当てるステップをさらに具備することを特徴とする請求項１１記載のスケジューリング方法。
【請求項１９】
前記ステップ（ａ）は、前記Ｋ個の受信器のチャネル状態及び受信データ量のうちの少なくともいずれか一つに基づいて、前記チャネル品質情報フィードバック量を決定するステップを具備することを特徴とする請求項１１記載のスケジューリング方法。
【請求項２０】
Ｎ個のサブキャリアを使用するマルチキャリア通信システムにおいて、Ｋ個の受信器と通信を遂行する送信器のスケジューリング装置であって、
前記Ｋ個の受信器に関して、前記Ｎ個のサブキャリアの中でチャネル品質情報をフィードバックするサブキャリアの個数を示すチャネル品質情報フィードバック量を決定するチャネル品質情報フィードバック量決定器と、
前記Ｋ個の受信器からフィードバックされた、前記決定されたチャネル品質情報フィードバック量に対応するチャネル品質情報を受信する受信部と、
前記Ｎ個のサブキャリアの中で、前記Ｋ個の受信器のうちの少なくともいずれか一つからフィードバックされたチャネル品質情報が存在するサブキャリアを、前記チャネル品質情報をフィードバックした受信器のうちのいずれか一つに割り当てるスケジューラと、
前記決定されたチャネル品質情報フィードバック量を前記Ｋ個の受信器へ送信する送信部と
を具備することを特徴とするスケジューリング装置。
【請求項２１】
前記スケジューラは、前記Ｋ個の受信器のうちの少なくともいずれか一つからフィードバックされたチャネル品質情報が存在するサブキャリアを、もっとも良好なチャネル状態を示すチャネル品質情報をフィードバックした受信器に割り当てることを特徴とする請求項２０記載のスケジューリング装置。
【請求項２２】
前記スケジューラは、前記Ｎ個のサブキャリアの中で、前記Ｋ個の受信器のうちのいずれからもフィードバックされたチャネル品質情報が存在しないサブキャリアを、前記Ｋ個の受信器のうちの任意の受信器にランダムに割り当てることを特徴とする請求項２０記載のスケジューリング装置。
【請求項２３】
前記スケジューラは、前記Ｎ個のサブキャリアの中で、前記Ｋ個の受信器のうちのいずれからもフィードバックされたチャネル品質情報が存在しないサブキャリアを、前記Ｋ個の受信器のうちの、現在の時点で最小伝送量を有する受信器に割り当てることを特徴とする請求項２０記載のスケジューリング装置。
【請求項２４】
前記チャネル品質情報フィードバック量決定器は、前記Ｋ個の受信器のチャネル状態及び受信データ量のうちの少なくともいずれか一つに基づいて、前記チャネル品質情報フィードバック量を決定することを特徴とする請求項２０記載のスケジューリング装置。
【請求項２５】
Ｎ個のサブキャリアを使用するマルチキャリア通信システムにおいて、受信器がチャネル品質情報をフィードバックする装置であって、
前記Ｎ個のサブキャリアの中でチャネル品質情報をフィードバックするサブキャリアの個数を示すチャネル品質情報フィードバック量を送信器から受信し、前記送信器から受信される信号をチャネル推定することによって、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を検出する受信部と、
前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報のうちから、前記チャネル品質情報フィードバック量に対応する個数のチャネル品質情報を選択し、前記選択されたチャネル品質情報を部分チャネル品質情報に生成するチャネル品質情報生成器と、
前記部分チャネル品質情報を前記送信器へ送信する送信部と
を具備することを特徴とする装置。
【請求項２６】
前記チャネル品質情報生成器は、
もっともチャネル状態が良好なチャネル品質情報からもっともチャネル状態が悪いチャネル品質情報の順に、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を順次に整列させる整列器と、
前記もっともチャネル状態が良好なチャネル品質情報から前記チャネル品質情報フィードバック量に対応する個数のチャネル品質情報を選択する選択器と
を具備することを特徴とする請求項２５記載の装置。
【請求項２７】
前記チャネル品質情報生成器は、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を平均し、平均チャネル品質情報を前記送信器へフィードバックすることによって、前記平均チャネル品質情報を生成することを特徴とする請求項２５記載の装置。
【請求項２８】
前記チャネル品質情報生成器は、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を算術平均することによって、前記平均チャネル品質情報を生成することを特徴とする請求項２７記載の装置。
【請求項２９】
前記チャネル品質情報生成器は、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を幾何平均することによって、前記平均チャネル品質情報を生成することを特徴とする請求項２７記載の装置。
【請求項３０】
Ｎ個のサブキャリアを用いて送信器とＫ個の受信器とが通信を遂行するマルチキャリア通信システムにおけるスケジューリング装置であって、
前記Ｋ個の受信器に関して、前記Ｎ個のサブキャリアの中でチャネル品質情報をフィードバックするサブキャリアの個数を示すチャネル品質情報フィードバック量を決定した後に、前記Ｋ個の受信器へ送信し、前記Ｋ個の受信器からフィードバックされた、前記決定されたチャネル品質情報フィードバック量に対応するチャネル品質情報を受信すると、前記Ｎ個のサブキャリアの中で、前記Ｋ個の受信器のうちの少なくともいずれか一つからフィードバックされたチャネル品質情報が存在するサブキャリアを、前記チャネル品質情報をフィードバックした受信器のうちのいずれか一つに割り当てる送信器と、
を具備することを特徴とするスケジューリング装置。
【請求項３１】
前記Ｋ個の受信器の各々は、もっともチャネル状態が良好なチャネル品質情報からもっともチャネル状態が悪いチャネル品質情報の順に、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を順次に整列させ、前記もっともチャネル状態が良好なチャネル品質情報から前記チャネル品質情報フィードバック量に対応する個数のチャネル品質情報を選択することを特徴とする請求項３０記載のスケジューリング装置。
【請求項３２】
前記Ｋ個の受信器の各々は、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を平均することによって、平均チャネル品質情報を生成し、前記平均チャネル品質情報を前記送信器へフィードバックすることを特徴とする請求項３０記載のスケジューリング装置。
【請求項３３】
前記Ｋ個の受信器の各々は、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を算術平均することによって、前記平均チャネル品質情報を生成することを特徴とする請求項３２記載のスケジューリング装置。
【請求項３４】
前記Ｋ個の受信器の各々は、前記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を幾何平均することによって、前記平均チャネル品質情報を生成することを特徴とする請求項３２記載のスケジューリング装置。
【請求項３５】
前記送信器は、前記Ｋ個の受信器のうちの少なくともいずれか一つからフィードバックされたチャネル品質情報が存在するサブキャリアを、もっとも良好なチャネル状態を示すチャネル品質情報をフィードバックした受信器に割り当てることを特徴とする請求項３０記載のスケジューリング装置。
【請求項３６】
前記送信器は、前記Ｎ個のサブキャリアの中で、前記Ｋ個の受信器のうちのいずれからもフィードバックされたチャネル品質情報が存在しないサブキャリアを、前記Ｋ個の受信器のうちの任意の受信器にランダムに割り当てることを特徴とする請求項３０記載のスケジューリング装置。
【請求項３７】
前記送信器は、前記Ｎ個のサブキャリアの中で、前記Ｋ個の受信器のうちのいずれからもフィードバックされたチャネル品質情報が存在しないサブキャリアを、前記Ｋ個の受信器のうちの、現在の時点で最小伝送量を有する受信器に割り当てることを特徴とする請求項３０記載のスケジューリング装置。
【請求項３８】
前記送信器は、前記Ｋ個の受信器のチャネル状態及び受信データ量のうちの少なくともいずれか一つに基づいて、前記チャネル品質情報フィードバック量を決定することを特徴とする請求項３０記載のスケジューリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムのスケジューリング（scheduling）装置及び方法に関し、特に、マルチキャリア（multi-carrier）を用いる通信システム（以下、“マルチキャリア通信システム”と称する）において、特定のキャリアのみに関するチャネル品質情報（Channel Quality Information：以下、“ＣＱＩ”と称する）を用いてスケジューリングを遂行する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代通信システムである第４世代（4th Generation：以下、“４Ｇ”と称する）通信システムにおいては、高速の伝送速度で多様なサービス品質（Quality of Service：以下、“ＱｏＳ”と称する）を有するサービスをユーザに提供するための活発な研究が進んでいる。特に、現在の４Ｇ通信システムでは、無線近距離通信ネットワーク（Local Area Network：以下、“ＬＡＮ”と称する）システム及び無線都市地域ネットワーク（Metropolitan Area Network：以下、“ＭＡＮ”と称する）システムのような広帯域無線接続（Broadband Wireless Access：以下、“ＢＷＡ”と称する）通信システムに、移動性（Mobility）及びＱｏＳを保証する形態で高速のサービスを支援するための研究が活発になされている。
【０００３】
高速、高品質の無線マルチメディアサービスを提供するために、４Ｇ通信システムは、広帯域スペクトル（spectrum）リソースを必要とする。しかしながら、広帯域スペクトル資源を使用する場合には、マルチパス伝搬（multi-path propagation）による無線伝送路上のフェージング（fading）の影響が深刻になり、伝送帯域内でも周波数選択性フェージング（frequency selective fading）の影響を発生させる。従って、高速の無線マルチメディアサービスのためには、周波数選択性フェージングに強い直交周波数分割多元（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：以下、“ＯＦＤＭ”と称する）方式が４Ｇ通信システムに幅広く適用されている。
【０００４】
さらに、ＯＦＤＭ方式は、マルチキャリア（Multiple-Carrier）を用いてデータを送信する方式であって、直列入力されるシンボル列を並列シンボル列に変換し、これらのそれぞれを、相互直交性を有する複数のサブキャリアに変調して送信するマルチキャリア変調(Multi-Carrier Modulation：以下、“ＭＣＭ”と称する)方式の一種である。ＯＦＤＭ方式は、上記周波数選択性フェージングに強いという長所の他にも、リンク適応（link adaptation）方式を用いて伝送量（throughput）を最大にすることができるという長所を有する。
【０００５】
一方、ＯＦＤＭ方式に基づく多重接続（multiple access）方式が、直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiple Access：以下、“ＯＦＤＭＡ”と称する）方式である。ＯＦＤＭＡ方式は、全サブキャリアのうちの一部をサブチャネルに再構成し、そのサブチャネルを特定の加入者端末機(Subscriber Station：以下、“ＳＳ”と称する)に割り当てる方式である。ここで、上記サブチャネルとは、少なくとも一つ以上のサブキャリアで構成されたチャネルを意味する。ＯＦＤＭＡ方式を使用する場合には、無線チャネルのフェージング特性に応じて、特定のＳＳに割り当てられるサブチャネルを動的に割り当てることができる動的資源割当て（dynamic resource allocation）が可能であり、ＳＳの個数が増加するに従って、すなわち、ユーザが増加するに従って、“マルチユーザダイバーシティ利得（multi-user diversity gain）”が増加する。従って、ＯＦＤＭＡ方式は、比較的大きい伝送量を要求する４Ｇ通信システムで活発に研究されている。
【０００６】
また、すべての通信システムでは、マルチユーザ環境を実現する場合に、ユーザ、すなわち、ＳＳの各々に対してリソースを効率的に割り当てなければならず、ＯＦＤＭＡ方式を使用する通信システム（以下、“ＯＦＤＭＡ通信システム”と称する）もリソースを効率的に割り当てなければならない。説明の便宜上、上記マルチユーザ環境を支援する通信システム（以下、“マルチユーザ環境通信システム”と称する）については、ＯＦＤＭＡ通信システムを参照して説明する。そこで、マルチユーザ環境通信システムにおいて、上記リソースの効率的な割当てのために提案されたスケジューリング（scheduling）方式について説明する。
【０００７】
上記スケジューリング方式は、ＳＳの各々に対してリソースを割り当てる方式を意味し、代表的なスケジューリング方式は、最大キャリア対干渉比（Carrier to Interference ratio：以下、“Ｍａｘ Ｃ／Ｉ”と称する）方式と、最大公平性（Maximum Fairness；以下、“ＭＦ”と称する）方式と、比例公平性（Proportional Fairness：以下、“ＰＦ”と称する）方式とを含む。ここでは、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式と、ＭＦ方式と、ＰＦ方式とについて説明する。
【０００８】
「（１）Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式」
Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式は、上記マルチユーザ環境通信システム、すなわち、ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、特定のサブキャリアを、複数のＳＳの中でチャネル状態がもっとも良好なＳＳに割り当てるためのスケジューリング方式であって、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式を使用する場合には、上記マルチユーザダイバーシティ利得を最大にすることによって、ＯＦＤＭＡ通信システムの全伝送量を最大にすることができる。ここで、上記複数のＳＳの各々は、該当基地局（Base Station：ＢＳ）とのチャネル状態、すなわち、チャネル品質、例えば、Ｃ／Ｉを示すＣＱＩをＢＳへフィードバック（feedback）させ、ＢＳは、複数のＳＳからフィードバックされるＣＱＩのうちの最大Ｃ／Ｉを示すＣＱＩをフィードバックしたＳＳを、チャネル状態がもっとも良好なＳＳと見なす。
【０００９】
Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式において、特定のＳＳのチャネル状態が非常に悪いため、すべてのサブキャリアに関するＣ／Ｉが非常に小さい値を有する場合、特定のＳＳは、いずれのサブキャリアの割当ても受けることができない。すなわち、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式を使用する場合には、ＯＦＤＭＡ通信システムで使用される全サブキャリアの各々に関して、もっともチャネル状態が優れたＳＳに該当サブキャリアを割り当てるために、チャネル状態が非常に悪いＳＳは、ただ一つのサブキャリアも割り当てられることができない場合が発生する。
【００１０】
このように、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式は、ＢＳとＳＳとの間のチャネル状態のみに基づいてサブキャリアを割り当て、これによって、ＳＳ間の公平性を保証することができない。しかしながら、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式は、容易に実現されるので、複雑度の観点では、他のスケジューリング方式よりも優れている。
【００１１】
上述したような特性によって、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式は、ＳＳ間の公平性が保証されないとしても、ＯＦＤＭＡ通信システムの全伝送量の最大化のために主に使用される。しかしながら、ＯＦＤＭＡ通信システムの全伝送量を最大化させるＭａｘ Ｃ／Ｉ方式の長所は、ＳＳの各々が全サブキャリアに関してＣＱＩをフィードバックすることができる場合にのみ得られる。すなわち、ＳＳの各々が全サブキャリアでない特定のサブキャリアに関してのみＣＱＩをフィードバックする場合には、ＯＦＤＭＡ通信システムの全伝送量を最大化させる、というＭａｘ Ｃ／Ｉ方式の長所は、保証されない。ここで、ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、ＳＳが全サブキャリアでない特定のサブキャリアに関してのみＣＱＩをフィードバックする場合を考慮する理由は、上記全サブキャリアに関するＣＱＩフィードバックが、アップリンクロード（uplink load）を発生させ、また、他のＳＳに対するアップリンク干渉（uplink interference）として機能するからである。従って、上記全サブキャリアでない特定のサブキャリアに関してのみＣＱＩをフィードバックさせる研究が活発に進んでいる。
【００１２】
「（２）ＭＦ方式」
ＭＦ方式は、複数のＳＳの伝送量のうちの、最小伝送量が割り当てられたＳＳの伝送量を最大化させるために提案されたスケジューリング方式である。Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式に比べて、ＭＦ方式は、ＳＳ間のある程度の公平性を保証できる。しかしながら、ＭＦ方式がＭａｘ Ｃ／Ｉ方式に比べて、ＳＳ間の公平性を実際に最大にするとしても、ＯＦＤＭＡ通信システムの全伝送量は、ＳＳ間の公平性のために不所望に低減される。
【００１３】
一般に、チャネル状態が非常に悪いＳＳが存在すると、ＭＦ方式は、上記チャネル状態が非常に悪いＳＳのために、サブキャリアを強制的に割り当てる。したがって、上記サブキャリアがもっとも良好なチャネル状態、すなわち、最大Ｃ／Ｉを有するＳＳに割り当てられる場合に比べて、上記サブキャリアが非常に悪いチャネル状態のＳＳに割り当てられることが、伝送量のかなりの低減の原因となり、これによって、ＯＦＤＭＡ通信システムの全伝送量が低減される。
【００１４】
上述したような特性によって、ＯＦＤＭＡ通信システムのような無線通信システムでは、ＭＦ方式の使用が考慮されていない。その代わりに、ＭＦ方式の使用は、送り元（source）と送り先（destination）との間の複数のリンクの設定によって、ボトルネックリンク（bottleneck link）が通信システムの全性能に致命的な影響を及ぼす可能性がある有線通信システムで主に考慮されている。また、ＭＦ方式は、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式に比べて、実現の際にその複雑度がかなり高いために、実際に、ＯＦＤＭＡ通信システムでは、ＭＦ方式の使用をほとんど考慮していない。
【００１５】
また、ＳＳ間の公平性を最大化させる長所は、ＳＳの各々が全サブキャリアに関してＣＱＩをフィードバックする場合にのみ得られる。すなわち、ＳＳの各々が上記全サブキャリアでない特定のサブキャリアに関してのみＣＱＩをフィードバックする場合に、ＳＳ間の公平性を最大化させるＭＦ方式の長所は、保証されない。
【００１６】
「（３）ＰＦ方式」
ＰＦ方式は、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式とＭＦ方式との組合せ方式であって、ＳＳ間の公平性を最大化させつつ、全伝送量を最大化させるスケジューリング方式である。ＰＦ方式は、ＳＳ間の公平性をある程度保証しつつも、全伝送量を最大化させるとともに、優れた性能を示す。従って、ＰＦ方式は、ＯＦＤＭＡ通信システムで一般的に使用されるスケジューリング方式である。また、ＰＦ方式は、単一キャリア（Single Carrier：ＳＣ）を使用する通信システム（以下、“単一キャリア通信システム”と称する）では、比較的低い複雑度で実現されることができる。
【００１７】
しかしながら、ＰＦ方式がＯＦＤＭ通信システム及びＯＦＤＭＡ通信システムのようなマルチキャリア通信システムで使用される場合、ＰＦ方式は、複雑度の観点では増加するが、上記複雑度の観点での増加については、具体的な解決方案が提示されていない。また、ＳＳ間の公平性を保証すると共に全伝送量を最大化させるＰＦ方式の長所は、ＳＳの各々が全サブキャリアに関してＣＱＩをフィードバックする場合にのみ得られる。すなわち、ＳＳの各々が全サブキャリアでない特定のサブキャリアに関してのみＣＱＩをフィードバックする場合には、ＳＳ間の公平性を保証すると同時に全伝送量を最大化させるＰＦ方式の長所は、保証されない。
【００１８】
上述したように、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式と、ＭＦ方式と、ＰＦ方式とは、ＳＳの各々が全サブキャリアに関してＣＱＩをフィードバックさせる場合を仮定して提案されたスケジューリング方式である。従って、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式、ＭＦ方式、及びＰＦ方式の長所は、ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、ＳＳが全サブキャリアでない特定のサブキャリアに関してのみＣＱＩをフィードバックする場合には、保証されることができない。
【００１９】
しかしながら、ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、特定のサブキャリアに関してのみＣＱＩをフィードバックする場合、複雑度及び性能のすべてを考慮すると、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式は、ＭＦ方式及びＰＦ方式に比べて優れている。Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式の場合、ＣＱＩフィードバック量の低減は、全伝送量の低減につながると証明されたところがある。しかしながら、上記ＣＱＩフィードバック量が低減される場合、ＳＳ間の公平性に関しては、まったく考慮されたところがない。ここで、“ＣＱＩフィードバック量”とは、ＣＱＩをフィードバックさせるサブキャリアの個数を意味する。従って、ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、ＳＳ間の公平性を保持し、伝送量を最大化させつつも最小の複雑度を保証する新たなスケジューリング方案に対する必要性が高まっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上記背景に鑑みて、本発明の目的は、マルチキャリア通信システムにおけるスケジューリング装置及び方法を提供することにある。
【００２１】
本発明の他の目的は、マルチキャリア通信システムにおけるＳＳ間の公平性を保証するスケジューリング装置及び方法を提供することにある。
【００２２】
本発明のさらなる目的は、マルチキャリア通信システムにおける伝送量を最大化させるスケジューリング装置及び方法を提供することにある。
【００２３】
本発明のもう一つの目的は、マルチキャリア通信システムにおける可変ＣＱＩフィードバック量を有するスケジューリング装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記のような目的を達成するために、本発明の第１の見地によると、Ｎ個のサブキャリアを使用するマルチキャリア通信システムにおける、Ｋ個の受信器と通信を遂行する送信器のスケジューリング方法は、上記Ｋ個の受信器に関して、上記Ｎ個のサブキャリアの中でチャネル品質情報をフィードバックするサブキャリアの個数を示すチャネル品質情報フィードバック量を決定するステップと、上記Ｋ個の受信器からフィードバックされた、上記決定されたチャネル品質情報フィードバック量に対応するチャネル品質情報を受信するステップと、上記Ｎ個のサブキャリアの中で、上記Ｋ個の受信器のうちの少なくともいずれか一つからフィードバックされたチャネル品質情報が存在するサブキャリアを、上記チャネル品質情報をフィードバックした受信器のうちのいずれか一つに割り当てるステップとを具備することを特徴とする。
【００２５】
本発明の第２の見地によると、Ｎ個のサブキャリアを使用するマルチキャリア通信システムにおいて、受信器がチャネル品質情報をフィードバックする方法は、上記Ｎ個のサブキャリアの中でチャネル品質情報をフィードバックするサブキャリアの個数を示すチャネル品質情報フィードバック量を送信器から受信するステップと、上記送信器から受信される信号をチャネル推定することによって、上記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を検出するステップと、上記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報のうちから、上記チャネル品質情報フィードバック量に対応する個数のチャネル品質情報を選択し、上記選択されたチャネル品質情報を部分チャネル品質情報に生成して、上記部分チャネル品質情報を上記送信器へ送信するステップとを具備することを特徴とする。
【００２６】
本発明の第３の見地によると、Ｎ個のサブキャリアを用いて、送信器とＫ個の受信器とが通信を遂行するマルチキャリア通信システムにおけるスケジューリング方法は、上記送信器が、上記Ｋ個の受信器に関して、上記Ｎ個のサブキャリアの中でチャネル品質情報をフィードバックするサブキャリアの個数を示すチャネル品質情報フィードバック量を決定した後に、上記チャネル品質情報フィードバック量を上記Ｋ個の受信器へ送信するステップと、上記Ｋ個の受信器の各々が、上記送信器から上記チャネル品質情報フィードバック量を受信し、上記送信器から受信される信号をチャネル推定することによって、上記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を検出するステップと、上記Ｋ個の受信器の各々が、上記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報のうちから、上記チャネル品質情報フィードバック量に対応する個数のチャネル品質情報を選択し、上記選択されたチャネル品質情報を部分チャネル品質情報に生成して、上記部分チャネル品質情報を上記送信器へフィードバックするステップと、上記送信器が、上記Ｋ個の受信器からフィードバックされた、上記決定されたチャネル品質情報フィードバック量に対応するチャネル品質情報を受信すると、上記Ｎ個のサブキャリアの中で、上記Ｋ個の受信器のうちの少なくともいずれか一つからフィードバックされたチャネル品質情報が存在するサブキャリアを、上記チャネル品質情報をフィードバックした受信器のうちのいずれか一つに割り当てるステップとを具備することを特徴とする。
【００２７】
本発明の第４の見地によると、Ｎ個のサブキャリアを使用するマルチキャリア通信システムにおいて、Ｋ個の受信器と通信を遂行する送信器のスケジューリング装置は、上記Ｋ個の受信器に関して、上記Ｎ個のサブキャリアの中でチャネル品質情報をフィードバックするサブキャリアの個数を示すチャネル品質情報フィードバック量を決定するチャネル品質情報フィードバック量決定器と、上記Ｋ個の受信器からフィードバックされた、上記決定されたチャネル品質情報フィードバック量に対応するチャネル品質情報を受信する受信部と、上記Ｎ個のサブキャリアの中で、上記Ｋ個の受信器のうちの少なくともいずれか一つからフィードバックされたチャネル品質情報が存在するサブキャリアを、上記チャネル品質情報をフィードバックした受信器のうちのいずれか一つに割り当てるスケジューラと、上記決定されたチャネル品質情報フィードバック量を上記Ｋ個の受信器へ送信する送信部とを具備することを特徴とする。
【００２８】
本発明の第５の見地によると、Ｎ個のサブキャリアを使用するマルチキャリア通信システムにおいて、受信器がチャネル品質情報をフィードバックする装置は、上記Ｎ個のサブキャリアの中でチャネル品質情報をフィードバックするサブキャリアの個数を示すチャネル品質情報フィードバック量を送信器から受信し、上記送信器から受信される信号をチャネル推定することによって、上記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報を検出する受信部と、上記Ｎ個のサブキャリアに関するチャネル品質情報のうちから、上記チャネル品質情報フィードバック量に対応する個数のチャネル品質情報を選択し、上記選択されたチャネル品質情報を部分チャネル品質情報に生成するチャネル品質情報生成器と、上記部分チャネル品質情報を上記送信器へ送信する送信部とを具備することを特徴とする。
【００２９】
本発明の第６の見地によると、Ｎ個のサブキャリアを用いて、送信器とＫ個の受信器とが通信を遂行するマルチキャリア通信システムにおけるスケジューリング装置は、上記Ｋ個の受信器に関して、上記Ｎ個のサブキャリアの中でチャネル品質情報をフィードバックするサブキャリアの個数を示すチャネル品質情報フィードバック量を決定した後に、上記Ｋ個の受信器へ送信し、上記Ｋ個の受信器からフィードバックされた、上記決定されたチャネル品質情報フィードバック量に対応するチャネル品質情報を受信すると、上記Ｎ個のサブキャリアの中で、上記Ｋ個の受信器のうちの少なくともいずれか一つからフィードバックされたチャネル品質情報が存在するサブキャリアを、上記チャネル品質情報をフィードバックした受信器のうちのいずれか一つに割り当てる送信器と、を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の実施形態によると、マルチキャリア通信システムにおいて、特定のキャリアに関してのみフィードバックされたＣＱＩをＭａｘ Ｃ／Ｉ方式に基づいてスケジューリングを遂行することによって、ＳＳ間の公平性を保持して、伝送量を最大化させつつも複雑度を最小化させることができる、という利点を有する。本発明の効果を整理すると、次の通りである。
【００３１】
（１）ＣＱＩフィードバック量の最小化
通信システムがマルチキャリア通信システムに発展していくに伴い、マルチキャリアに関するＣＱＩフィードバックは、アップリンクロード及びアップリンク干渉として機能する。従って、本発明が提案する部分ＣＱＩをフィードバックすることによってＣＱＩフィードバック量を減少させることができる。
【００３２】
（２）スケジューリング複雑度の最小化
マルチキャリア通信システムでは、スケジューリング複雑度が重要である。これは、部品のコストに関連するからである。特に、マルチキャリア通信システムにおいて、従来のスケジューリング方式であるＭＦ方式及びＰＦ方式を使用する場合、スケジューリング複雑度が幾何級数的に増加して、その実行を不可能にする。従って、最小の複雑度を有するＭａｘ Ｃ／Ｉ方式を使用せざるを得ない。しかしながら、マルチキャリア通信システムにおいて、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式を使用する場合には、全ＣＱＩをフィードバックすると、ユーザ間の公平性を低減させる。従って、本発明は、部分ＣＱＩをフィードバックしてＭａｘ Ｃ／Ｉ方式に基づいてスケジューリングを遂行することによって、ユーザ間の公平性を増加させつつも、伝送量を保証することができる。
【００３３】
（３）全伝送量とユーザ間の公平性との組合せ
実際の無線通信システムでは、全伝送量を最大化させるためにユーザ間の公平性を無視することができず、これと同様に、ユーザ間の公平性を最大化させるために全伝送量を無視することもできない。従って、このように相反する特性を有する全伝送量とユーザ間の公平性の両方を考慮するスケジューリング方式は、もっとも高いスケジューリング効率を有し、本発明が提案する適応スケジューリング方式は、全伝送量とユーザ間の公平性とをすべて考慮するとともに優れた性能を有する、という利点を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。下記の説明において、本発明の要旨のみを明瞭にする目的で、関連した公知の機能又は構成に関する具体的な説明は省略する。
【００３５】
本発明は、マルチキャリア（multi-carrier）を使用する通信システム（以下、“マルチキャリア通信システム”と称する）において、特定のキャリア（carrier）のみに関するチャネル品質情報（Channel Quality Information：以下、“ＣＱＩ”と称する）を用いてスケジューリング（scheduling）を遂行する装置及び方法を提案する。特に、本発明は、特定のキャリアのＣＱＩを用いて最大キャリア対干渉比（Carrier to Interference ratio：以下、“Ｍａｘ Ｃ／Ｉ”と称する）方式に基づくスケジューリングを遂行することによって、伝送量（throughput）を最大化させると同時に、加入者端末機（Subscriber Station：ＳＳ）間の公平性（fairness）を保証するスケジューリング装置及び方法を提案する。以下、説明の便宜上、直交周波数分割多元（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：以下、“ＯＦＤＭ”と称する）方式に基づく多元接続（multiple access）方式である直交周波数分割多元接続（Orthogonal Frequency Division Multiplexing Access：以下、“ＯＦＤＭＡ”と称する）方式を使用する通信システム（以下、“ＯＦＤＭＡ通信システム”と称する）を参照して、マルチキャリア通信システムについて説明する。
【００３６】
まず、本発明で提案するスケジューリング方式は、ＯＦＤＭＡ通信システムでの複雑度を考慮して、最小の複雑度を有するスケジューリング方式であるＭａｘ Ｃ／Ｉ方式に基づいてＳＳ間の公平性を保証し、ＯＦＤＭＡ通信システムにおけるＣＱＩフィードバック（feedback）によるアップリンクロード（uplink load）及びアップリンク干渉（uplink interference）を考慮して、ＳＳが全サブキャリア（sub-carrier）でない特定のサブキャリアに関してのみＣＱＩをフィードバックするように制御するスケジューリング方式である。ここで、ＯＦＤＭＡ通信システムにおける全サブキャリアでない特定のサブキャリアに関してのみＣＱＩをフィードバックする動作を“部分ＣＱＩフィードバック（partial CQI feedback）動作”と称し、上記特定のサブキャリアに関するＣＱＩを“部分ＣＱＩ”と称する。また、本発明で提案するスケジューリング方式、すなわち、部分ＣＱＩを使用して、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式に基づいてスケジューリングを遂行する方式を“適応（adaptive）スケジューリング方式”と称する。
【００３７】
本発明で提案する適応スケジューリング方式は、下記のような３つの利得を得ることができる。
【００３８】
（１）ＣＱＩフィードバック量の最小化
上記ＣＱＩフィードバック量の最小化は、ＯＦＤＭＡ通信システムのようなマルチキャリア通信システムの性能向上において非常に重要な要因として機能し、これは、上述したように、上記ＣＱＩフィードバックがアップリンクロード及びアップリンク干渉として機能するからである。ここで、“ＣＱＩフィードバック量”とは、ＣＱＩをフィードバックさせるサブキャリアの個数を意味する。
【００３９】
（２）スケジューリング複雑度の最小化
上記スケジューリング複雑度の最小化もＯＦＤＭＡ通信システムのようなマルチキャリア通信システムの性能向上において非常に重要な要因として働き、これは、上記スケジューリング複雑度の最小化が部品のコストを低減させるからである。ここで、部品のコストを低減させる理由は、上記スケジューリング複雑度の最小化が電力消費を最小化し、上記マルチキャリア通信システムを構成するコンポーネントブロック（component block）の数を減少させることができるからである。従って、部品を低いコストで生産することができる。
【００４０】
特に、マルチキャリア通信システムにおいて、単一キャリア（Single Carrier：ＳＣ）を使用する従来の通信システム（以下、“単一キャリア通信システム”と称する）で主に使用された最大公平性（Maximum Fairness：以下、“ＭＦ”と称する）方式及び比例公平性（Proportional Fairness：以下、“ＰＦ”と称する）方式を使用する場合、その複雑度が増加する。従って、マルチキャリア通信システムがＭＦ方式及びＰＦ方式を使用することは困難である。
【００４１】
（３）伝送量及び公平性の最大化
実際の無線通信システムにおいて、上記無線通信システムの全伝送量を最大化させるためには、ＳＳ間の公平性の問題を排除することができず、また、ＳＳ間の公平性を最大化させるために伝送量の問題を排除することはできない。すなわち、伝送量と公平性の両方を考慮したスケジューリング方式が最適のスケジューリング方式であり、本発明が提案する適応スケジューリング方式は、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式に基づいて、スケジューリング動作を遂行することによって伝送量を保証し、特定のサブキャリアに関してのみＣＱＩをフィードバックすることによって、公平性を保証する。上記特定のサブキャリアに関してのみＣＱＩをフィードバックする方式、すなわち、部分ＣＱＩフィードバック方式については、下記に具体的に説明するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００４２】
図１を参照して、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの送信器の構成について説明する。以下、説明の便宜上、ＯＦＤＭＡ通信システムの送信器については、基地局（Base Station：ＢＳ）を参照して説明し、ＯＦＤＭＡ通信システムの受信器については、ＳＳを参照して説明する。
【００４３】
図１は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの送信器の構成を示すブロック図である。
【００４４】
図１を参照すると、まず、ＯＦＤＭＡ通信システムの送信器、すなわち、ＢＳは、第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１と、第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３と、選択器（selector）１１５と、適応スケジューラ（adaptive scheduler）１１７と、適応変調器（adaptive modulator）１１９と、選択器１２１と、逆高速フーリエ変換器（Inverse Fast Fourier Transformer：以下、“ＩＦＦＴ”と称する）１２３と、並列／直列（ parallel to serial：Ｐ／Ｓ）変換器１２５と、ディジタル／アナログ（digital to analog：Ｄ／Ａ）変換器１２７と、無線周波数（Radio Frequency：以下、“ＲＦ”と称する）処理器（processor）１２９とを含む。
【００４５】
まず、ＢＳがサービスを提供している複数の、例えば、Ｋ個のＳＳ、すなわち、第１のＳＳ（ＳＳ＃１）乃至第ＫのＳＳ（ＳＳ＃Ｋ）のユーザデータ（user data）は、適応スケジューラ１１７へ入力される。適応スケジューラ１１７の動作について説明する。
【００４６】
適応スケジューラ１１７は、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式に基づくスケジューリング動作を遂行する。Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式を使用する従来のスケジューラ（以下、“Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューラ”と称する）は、各ＳＳが全サブキャリアに関するＣＱＩ（以下、“全ＣＱＩ”と称する）をフィードバックすることができ、ＢＳが各ＳＳによってフィードバックされた全ＣＱＩを考慮して各サブキャリアに関して伝送量を最大化することができるように、サブキャリアを割り当てる。Ｍａｘ Ｃ／Ｉスケジューラは、サブキャリア別にもっとも良好なチャネル状態、すなわち、最大Ｃ／Ｉを有するＳＳを選択し、上記選択されたＳＳに該当サブキャリアを割り当てる。
【００４７】
しかしながら、適応スケジューラ１１７は、従来のＭａｘ Ｃ／Ｉスケジューラとは異なり、各ＳＳからフィードバックされた全ＣＱＩではない部分ＣＱＩを受信する。従って、適応スケジューラ１１７がＭａｘ Ｃ／Ｉ方式に基づいてスケジューリング動作を遂行するとしても、従来のＭａｘ Ｃ／Ｉスケジューラとは相異なる方式にて、スケジューリング動作を遂行する。
【００４８】
（１）第１の規則：部分ＣＱＩフィードバックに基づくコンテンションベース（contention-based）スケジューリング方式
【００４９】
適応スケジューラ１１７は、部分ＣＱＩフィードバックに基づいてスケジューリング動作を遂行する。部分ＣＱＩフィードバックにおいて、すべてのＳＳは、全サブキャリアではない特定のサブキャリアに関してＣＱＩをフィードバックする。特定のサブキャリアに関して、すべてのＳＳでない特定のＳＳがフィードバックしたＣＱＩが存在する。上述したように、上記特定のサブキャリアに関して、特定のＳＳのみがフィードバックしたＣＱＩが存在するので、上記特定のサブキャリアに関してＣＱＩをフィードバックしたＳＳは、コンテンションベース方式にて、上記特定のサブキャリアの割当てを受ける。
【００５０】
適応スケジューラ１１７が部分ＣＱＩフィードバックに基づくコンテンションベース方式によるスケジューリング動作を遂行するためには、すべてのＳＳのうちのどのＳＳが、幾つのサブキャリアに関してＣＱＩをフィードバックしなければならないかを決定する必要があり、これは、第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１と第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３とのＣＱＩフィードバック量決定動作によって決まる。第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１及び第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３のＣＱＩフィードバック量決定動作については、下記に具体的に説明するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００５１】
（２）第２の規則：フィードバックされないＣＱＩに基づくスケジューリング方式
各ＳＳが部分ＣＱＩフィードバック動作を遂行するので、ＯＦＤＭＡ通信システムのサブキャリアのうちの特定のサブキャリアに関して、適応スケジューラ１１７は、ＳＳのうちのいずれからもＣＱＩを受信できない状況が発生する。この場合、適応スケジューラ１１７は、いずれのＳＳからもＣＱＩを受信できないサブキャリアを、下記のような２通りのスケジューリング方式によって該当ＳＳに割り当てる。
【００５２】
第１のスケジューリング方式は、ラウンドロビン（round-robin）スケジューリング方式である。上記ラウンドロビンスケジューリング方式は、チャネル状態に対する何の判断もなく、ＢＳのサービスエリア内のすべてのＳＳに単純に順次にサブキャリアを割り当てる。上述したように、上記ラウンドロビンスケジューリング方式がＳＳのチャネル状態をまったく考慮することなく、上記サブキャリアを順次に割り当てるので、このようなスケジューリング方式は、ＯＦＤＭＡ通信システムの全伝送量の観点では、損失が発生する。しかしながら、すべてのＳＳに上記サブキャリアを均等に割り当てることによって、公平性を保証することができる。
【００５３】
このような状態では、適応スケジューラ１１７が、いずれのＳＳからもＣＱＩを受信できないので、適応スケジューラ１１７は、もっとも悪いチャネル状態を有するＳＳを考慮して、上記ラウンドロビンスケジューリング方式にて割り当てられたサブキャリアに対して、ＯＦＤＭＡ通信システムで支援する変調次数（modulation order）の中でもっとも強力な（robust）変調次数を適用するように制御動作を遂行する。
【００５４】
第２のスケジューリング方式は、ＭＦ方式である。ＭＦ方式は、現在の時点で最小伝送量を有するＳＳにサブキャリアを割り当てる。ＭＦ方式は、いずれのＳＳからもＣＱＩを受信できないサブキャリアを、現在の時点で最小伝送量を有するＳＳに割り当てることによって、公平性を向上させる。もちろん、適応スケジューラ１１７がいずれのＳＳからもＣＱＩを受信できないサブキャリアを割り当てるスケジューリング方式は、上記ラウンドロビンスケジューリング方式及びＭＦ方式の他にも、多様なスケジューリング方式を含むことができる。本発明では、説明の便宜上、上記ラウンドロビンスケジューリング方式及びＭＦ方式のみを一例にして説明する。
【００５５】
適応スケジューラ１１７は、上述したような方式にて、第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳに対するスケジューリング動作を遂行した後に、すなわち、ＯＦＤＭＡ通信システムのサブキャリアを第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳに割り当てた後に、第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳのユーザデータを適応変調器１１９へ出力する。適応変調器１１９は、第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳのユーザデータを、第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳからフィードバックされたＣＱＩに対応する変調方式で変調した後に、上記変調されたユーザデータを選択器１２１へ出力する。
【００５６】
適応変調器１１９は、第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳからフィードバックされたＣＱＩがよくないチャネル状態を示す場合には、ＢＰＳＫ（Binary Phase Shift Keying）方式のような低次変調方式を用いて、第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳのユーザデータを変調する。これとは反対に、第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳからフィードバックされたＣＱＩが良好なチャネル状態を示す場合には、１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）方式などのような高次変調方式を用いて、第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳのユーザデータを変調する。
【００５７】
一方、第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１は、ＳＳのチャネル状態を考慮して、ＣＱＩフィードバック量を決定し、すなわち、第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳからフィードバックされたＣＱＩに基づいて、第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳのＣＱＩフィードバック量を決定した後に、上記決定された第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳのＣＱＩフィードバック量を選択器１１５へ出力する。第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１のＣＱＩフィードバック量決定動作については、下記に具体的に説明するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００５８】
また、第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３は、第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１とは異なって、ＳＳのチャネル状態を考慮せずに、第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳのＣＱＩフィードバック量を決定した後に、上記決定された第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳのＣＱＩフィードバック量を選択器１１５へ出力する。第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３のＣＱＩフィードバック量決定動作については、下記に具体的に説明するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００５９】
選択器１１５は、ＯＦＤＭＡ通信システムがＳＳのチャネル状態を考慮して、ＳＳのＣＱＩフィードバック量を決定する方式を使用する場合には、第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１から出力されたＣＱＩフィードバック量を選択し、上記選択されたＣＱＩフィードバック量を選択器１２１へ出力する。一方、ＯＦＤＭＡ通信システムがＳＳのチャネル状態を考慮しないで、ＳＳのＣＱＩフィードバック量を決定する方式を使用する場合には、第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３から出力されたＣＱＩフィードバック量を選択し、上記選択されたＣＱＩフィードバック量を選択器１２１へ出力する。ここで、ＳＳに対するＣＱＩフィードバック量は、一種の制御データ（control data）となる。
【００６０】
一方、ＳＳに対するＣＱＩフィードバック量は、ＳＳの各々のフィードバック量を考慮して、次のような２種類の方式のうちのいずれか一つの方式で制御信号に変換されることができる。
【００６１】
第１の方式は、各ＳＳに関するＣＱＩフィードバック量がＳＳごとに大きく相異なる場合には、各ＳＳに関するＣＱＩフィードバック量をＳＳごとに相互に異なる制御信号に変換する。
【００６２】
第２の方式は、各ＳＳのＣＱＩフィードバック量が特定のＳＳグループ内のＳＳごとに大きく相異しない場合には、すなわち、相互に類似している場合には、ＳＳグループ内に属しているＳＳの各々に関するＣＱＩフィードバック量を制御信号に生成した後に、上記生成された制御信号を最終制御信号にグルーピングする。上記最終制御信号は、一種のマルチキャストチャネル（multicast channel）を介してＳＳグループ内のＳＳにマルチキャストされる。
【００６３】
もちろん、選択器１１５は、上記２種類の方式の他にも、他の方式を使用することができ、上記制御信号発生方式は、本発明とは直接的な関連がないので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
選択器１２１は、該当時区間が制御データを送信する時区間（以下、“制御データ時区間”と称する）である場合には、選択器１１５からの信号をＩＦＦＴ器１２３へ出力し、該当時区間がユーザデータを送信する時区間（以下、“ユーザデータ時区間”と称する）である場合には、適応変調器１１９からの信号をＩＦＦＴ器１２３へ出力する。ＩＦＦＴ器１２３は、選択器１２１から出力された信号に対するＮ−ポイント（point）ＩＦＦＴを遂行して、Ｐ／Ｓ変換器１２５へ出力する。ここで、上記“制御データ”は、上記ＣＱＩフィードバック量だけでなく、ＢＳがＳＳの各々に対して割り当てたサブキャリアに関連した情報、すなわち、スケジューリング情報と、上記ＳＳの各々に適用される変調方式に関連した情報とを含む。
【００６５】
また、Ｐ／Ｓ変換器１２５は、ＩＦＦＴ器１２３から出力された信号だけでなく、長さＬを有するサイクリックプレフィックス（Cyclic Prefix）を受信する。ここで、上記サイクリックプレフィックスは、一種の保護区間（guard interval）信号であり、ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、前のＯＦＤＭシンボル送信時点で送信されたＯＦＤＭシンボルと、現在のＯＦＤＭシンボル送信時点で送信されたＯＦＤＭシンボルとの間の干渉（interference）を除去するために挿入される。また、上記保護区間信号は、時間領域でのＯＦＤＭシンボルの最後の一定のサンプルをコピーし、上記コピーされたサンプルを有効ＯＦＤＭシンボルに挿入する形態のサイクリックプレフィックス方式と、時間領域でのＯＦＤＭシンボルの先頭の一定のサンプルをコピーして、上記コピーされたサンプルを有効ＯＦＤＭシンボルに挿入するサイクリックポストフィックス（Cyclic Postfix）方式のうちのいずれか一つを使用して生成される。図１では、上記サイクリックプレフィックス方式を用いて、上記保護区間信号を生成する場合を仮定したもので、上記サイクリックプレフィックス方式を用いて生成された保護区間信号をサイクリックプレフィックスで示す。
【００６６】
Ｐ／Ｓ変換器１２５は、ＩＦＦＴ器１２３から出力された信号及び上記サイクリックプレフィックスを直列変換して、ディジタル／アナログ（Ｄ／Ａ）変換器１２７へ出力する。Ｄ／Ａ変換器１２７は、Ｐ／Ｓ変換器１２５から出力された信号をアナログ信号に変換した後に、ＲＦ処理器１２９へ出力する。ここで、ＲＦ処理器１２９は、フィルター（filter）及びフロントエンドユニット（front-end unit）を含み、Ｄ／Ａ変換器１２７から出力された信号を実際のエアー（air）を介して送信が可能であるように、ＲＦ処理を遂行した後に、アンテナ（antenna）を介して送信する。
【００６７】
図１を参照して、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの送信器の構成について説明した。次いで、図２を参照して、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの受信器の構成について説明する。
【００６８】
図２は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの受信器の構成を示すブロック図である。図２を参照すると、ＯＦＤＭＡ通信システムの受信器、すなわち、ＳＳは、ＲＦ処理器２１１と、アナログ／デジタル（analog/digital：Ａ／Ｄ）変換器２１３と、直列／並列（serial to parallel：Ｓ／Ｐ）変換器２１５と、高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：以下、“ＦＦＴ”と称する）器２１７と、サブキャリア選択及び適応復調器２１９と、チャネル推定器（channel estimator）２２１と、第１のＣＱＩ生成器２２３と、第２のＣＱＩ生成器２２５とを含む。
【００６９】
まず、送信器から送信された信号は、多重経路チャネルフェージング（multipath channel fading）を通り、雑音成分などが加算された形態でＳＳのアンテナを介して受信される。上記アンテナを介して受信された信号は、ＲＦ処理器２１１へ入力され、ＲＦ処理器２１１は、上記アンテナを介して受信された信号を中間周波数（Intermediate Frequency：ＩＦ）帯域信号にダウンコンバーティング（down converting）した後に、Ａ／Ｄ変換器２１３へ出力する。Ａ／Ｄ変換器２１３は、ＲＦ処理器２１１から出力されたアナログ信号をディジタルコンバーティングした後に、Ｓ／Ｐ変換器２１５へ出力する。
【００７０】
Ｓ／Ｐ変換器２１５は、Ａ／Ｄ変換器２１３から出力された信号を並列変換して、長さＬのサイクリックプレフィックスを除去した後に、ＦＦＴ器２１７へ出力する。ＦＦＴ器２１７は、Ｓ／Ｐ変換器２１５から出力された信号に対するＮ−ポイントＦＦＴを遂行した後に、サブキャリア選択及び適応復調器２１９とチャネル推定器２２１とへ出力する。
【００７１】
サブキャリア選択及び適応復調器２１９は、ＢＳから受信されたスケジューリング情報に従って、ＦＦＴ器２１７から出力された信号からＳＳに割り当てられたサブキャリアを選択した後に、前記選択されたサブキャリアをＢＳで適用された変調方式に対応する復調方式を用いてＳＳのユーザデータに復調する。図２には別途に図示していないが、上記送信器から送信された制御データは、制御データ時区間で受信され、サブキャリア選択及び適応復調器２１９は、上記受信された制御データのスケジューリング情報及び変調方式情報に従って動作する。
【００７２】
一方、チャネル推定器２２１は、ＦＦＴ器２１７から出力された信号に関するチャネル推定を遂行した後に、チャネル推定値を第１のＣＱＩ生成器２２３及び第２のＣＱＩ生成器２２５へ出力する。例えば、チャネル推定器２２１は、基準信号（reference signal）、又は、パイロット（pilot）信号のようなデータを使用して、ＯＦＤＭＡ通信システムのすべてのサブキャリアの各々に関するチャネル状態を推定して、上記チャネル推定値を第１のＣＱＩ生成器２２３及び第２のＣＱＩ生成器２２５へ出力する。ここで、上記“チャネル推定値”とは、例えば、Ｃ／Ｉを意味する。
【００７３】
第１のＣＱＩ生成器２２３は、チャネル推定器２２１から出力された、ＯＦＤＭＡ通信システムのすべてのサブキャリアの各々に関するチャネル推定値、及びＢＳから受信されたＣＱＩフィードバック量に従って、部分ＣＱＩを生成する。第１のＣＱＩ生成器２２３の部分ＣＱＩ生成動作については、下記に詳細に説明するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００７４】
これとは異なって、第２のＣＱＩ生成器２２５は、チャネル推定器２２１から受信された、ＯＦＤＭＡ通信システムのすべてのサブキャリアの各々に関するチャネル推定値、すなわち、Ｃ／Ｉの平均を計算して、上記平均チャネル推定値を使用して平均ＣＱＩを生成する。例えば、第２のＣＱＩ生成器２２５は、ＯＦＤＭＡ通信システムのすべてのサブキャリアの各々に関するチャネル推定値の算術平均を行うか、又は、幾何平均を行うことによって、上記平均チャネル推定値を計算する。第２のＣＱＩ生成器２２５の平均ＣＱＩ生成動作については、下記に詳細に説明するので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【００７５】
ＳＳは、図２には別途に図示していないが、ＯＦＤＭＡ通信システムで使用されるＣＱＩフィードバック方式が部分ＣＱＩをフィードバックする方式である場合には、第１のＣＱＩ生成器２２３が生成した部分ＣＱＩを選択し、ＣＱＩフィードバック方式が平均ＣＱＩをフィードバックする方式である場合には、第２のＣＱＩ生成器２２５が生成した平均ＣＱＩを選択した後に、上記選択されたＣＱＩをＢＳへフィードバックする。
【００７６】
図２を参照して、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの受信器の構成について説明した。次いで、図３を参照して、図１の第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１の内部構成について説明する。
【００７７】
図３は、図１の第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１の内部構成を示すブロック図である。
【００７８】
図３を参照すると、第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１は、Ｋ個の比較値計算器、すなわち、第１のＳＳ（ＳＳ＃１）ＣＱＩ比較値計算器３１１−１乃至第ＫのＳＳ（ＳＳ＃Ｋ）ＣＱＩ比較値計算器３１１−ＫのＫ個の比較値計算器と、ＣＱＩフィードバック量計算器３１３とを含む。まず、上記Ｋ個のＳＳのうちの特定のＳＳ、例えば、第ｋのＳＳに関する平均ＣＱＩがαａｖｇ，ｋで表現されると、ＳＳ＃１ ＣＱＩ比較値計算器３１１−１乃至ＳＳ＃Ｋ ＣＱＩ比較値計算器３１１−Ｋの各々は、下記式（１）に従って比較値ｃｋを計算する。ここで、ＳＳ＃１ ＣＱＩ比較値計算器３１１−１乃至ＳＳ＃Ｋ ＣＱＩ比較値計算器３１１−Ｋの各々が上記平均ＣＱＩαａｖｇ，ｋを考慮して比較値ｃｋを計算する理由は、第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１が各ＳＳのチャネル状態を考慮して、ＣＱＩフィードバック量を決定するからである。
【００７９】
【数１】
2008526154.tif 000003
【００８０】
上記式（１）において、ｃｋは、第ｋのＳＳに関する比較値を示し、Ｒａｖｇ，ｋ（Ｔ）は、第ｋのＳＳが特定の時区間Ｔの間に平均的に受信するデータ量を示し、上記時区間Ｔは、ＯＦＤＭＡ通信システムの状況に従って設定された変数である。また、ＢＳのすべてのＳＳに関する平均受信データ量は、下記式（２）に示すように、‘１’に初期化される。
【００８１】
【数２】
2008526154.tif 000004
【００８２】
すなわち、初期通信の際に、ＢＳがすべてのＳＳに関して平均受信データ量を認識することができないために、ＢＳは、式（２）に示すように、すべてのＳＳに関する平均受信データ量を同一に‘１’に初期化する。
【００８３】
上記式（２）に示すように、すべてのＳＳに関する平均受信データ量を同一に‘１’に初期化した後に、実際の通信を遂行すると、上記すべてのＳＳの平均受信データ量は、下記式（３）に示すようにアップデート（update）される。
【００８４】
【数３】
2008526154.tif 000005
【００８５】
上記式（３）において、Ｄｋ（Ｔ）は、上記時区間Ｔで第ｋのＳＳが受信するデータ量を示し、ＴＷは、第ｋのＳＳが受信するデータ量の平均を計算する時区間を示す。ここで、第ｋのＳＳが受信するデータ量の平均を計算する時区間を示すＴＷは、一般的に相当に長い時区間に設定される。
【００８６】
一方、上記式（１）において、第ｋのＳＳの比較値ｃｋを、第ｋのＳＳの平均ＣＱＩαａｖｇ，ｋと、第ｋのＳＳが上記特定の時区間Ｔでの平均を受信するデータ量Ｒａｖｇ，ｋ（Ｔ）とに反比例して計算する理由は、ＳＳ間の公平性を増加させるためである。すなわち、ＢＳは、よくないチャネル状態を有するＳＳ及び少ない平均受信データ量を有するＳＳには、高い優先順位（priority）を割り当ててスケジューリング動作を遂行することによって、ＳＳ間の公平性を増加させる。
【００８７】
上述したような方式にて、第１のＳＳ乃至第ＫのＳＳの各々の比較値を計算すると、ＣＱＩフィードバック量計算器３１３は、下記式（４）に従って、第ｋのＳＳに関するＣＱＩフィードバック量を計算する。
【００８８】
【数４】
2008526154.tif 000006
【００８９】
上記式（４）において、Ｌｋは、第ｋのＳＳに関するＣＱＩフィードバック量を示し、ｍｉｎ（  ）関数（function）は、
【００９０】
【数５】
2008526154.tif 000007
【００９１】
及びＮのうちの最小値を選択する関数である。Ｎは、ＯＦＤＭＡ通信システムの全サブキャリアの個数を示す。ｒｏｕｎｄ（  ）関数は、該当値を上記該当値にもっとも近接した整数に生成する関数であり、βは、すべてのＳＳに関する全ＣＱＩフィードバック量、またはすべてのＳＳに関するＣＱＩフィードバック量の平均値に適用される加重値（weight）を示す。ここで、上記ｍｉｎ(  )関数を用いて
【００９２】
【数６】
2008526154.tif 000008
【００９３】
及びＮのうちの最小値を選択する理由は、第ｋのＳＳがＣＱＩをフィードバックする最大サブキャリアの個数がＮを超過することができないからである。
【００９４】
また、上記加重値βは、ＯＦＤＭＡ通信システムの状況に従って設定された変数であり、上記加重値βを設定する方式は、下記２種類の方式に大きく分類される。
【００９５】
（１）第１の方式：全ＣＱＩフィードバック量が固定された場合
上記全ＣＱＩフィードバック量がＬｔｏｔａｌと定義されると、上記加重値βは、下記式（５）のように計算される。
【００９６】
【数７】
2008526154.tif 000009
【００９７】
（２）第２の方式：平均ＣＱＩフィードバック量が固定された場合
上記平均ＣＱＩフィードバック量がＬａｖｇと定義されると、上記加重値βは、下記式（６）のように計算される。
【００９８】
【数８】
2008526154.tif 000010
【００９９】
図３を参照して、図１に示した第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１の内部構成について説明した。次いで、図４を参照して、図１に示した第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３の内部構成について説明する。
【０１００】
図４は、図１に示した第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３の内部構成を示すブロック図である。
【０１０１】
図４を参照すると、第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３は、第１のＳＳ（ＳＳ＃１）比較値計算器４１１−１乃至第ＫのＳＳ（ＳＳ＃Ｋ）比較値計算器４１１−ＫのＫ個の比較値計算器と、ＣＱＩフィードバック量計算器４１３とを含む。まず、第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３は、各ＳＳのチャネル状態を考慮することなく、各ＳＳに関するＣＱＩフィードバック量を決定する。上記チャネル状態を考慮してＣＱＩフィードバック量を決定する第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１に比べて、第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３は、各ＳＳからＣＱＩフィードバックによるアップリンクロード及びアップリンク干渉を最小化することができるので、実際の通信にさらに適している。
【０１０２】
第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３のＣＱＩフィードバック量決定動作は、平均ＣＱＩαａｖｇ，ｋが比較値ｃｋの計算の際に使用されない点を除いては、第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１のＣＱＩフィードバック量決定動作と殆ど類似している。ここで、第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３が比較値ｃｋを計算する際に平均ＣＱＩαａｖｇ，ｋを使用しない理由は、上述したように、第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３は、各ＳＳのチャネル状態を考慮しないで、ＣＱＩフィードバック量を決定するからである。一方、ＳＳ＃１比較値計算器４１１−１乃至ＳＳ＃Ｋ比較値計算器４１１−Ｋの各々は、下記式（７）のように比較値ｃｋを計算する。
【０１０３】
【数９】
2008526154.tif 000011
【０１０４】
第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３のＣＱＩフィードバック量決定動作は、ＳＳ＃１比較値計算器４１１−１乃至ＳＳ＃Ｋ比較値計算器４１１−Ｋの各々が、上記式（７）に示すように、平均ＣＱＩαａｖｇ，ｋを考慮することなく比較値ｃｋを計算する点を除いては、第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１のＣＱＩフィードバック量決定動作と同一である。従って、第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３の残りのＣＱＩフィードバック量決定動作については、その詳細な説明を省略する。
【０１０５】
結果的に、図４を参照して説明したように、第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３は、各ＳＳのチャネル状態を決定することなく、各ＳＳに対するＣＱＩフィードバック量を決定することができるので、各ＳＳのチャネル状態を示すＣＱＩをかならずフィードバックする必要がなくなる。従って、各ＳＳのＣＱＩフィードバックによるアップリンクロード及びアップリンク干渉を最小化させることができる。
【０１０６】
図４を参照して、図１の第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３の内部構成について説明した。次いで、図５を参照して、図２に示した第１のＣＱＩ生成器２２３の内部構成について説明する。
【０１０７】
図５は、図２に示した第１のＣＱＩ生成器２２３の内部構成を示すブロック図である。
【０１０８】
図５を参照すると、図２の第１のＣＱＩ生成器２２３は、整列器（ordering unit）５１１と選択器５１３とを含む。
【０１０９】
まず、チャネル推定器２２１から出力された特定のＳＳ、例えば、第ｋのＳＳの各サブキャリアに関するチャネル推定値、すなわち、第１のサブキャリア乃至第Ｎのサブキャリアに関するＣＱＩをαｋ，１乃至αｋ，Ｎ、すなわち、αｋ，１，αｋ，２，・・・，αｋ，Ｎ−１，αｋ，Ｎであると仮定する。チャネル推定器２２１から出力された第１のサブキャリア乃至第Ｎのサブキャリアに関するＣＱＩαｋ，１，αｋ，２，・・・，αｋ，Ｎ−１，αｋ，Ｎは、整列器５１１へ入力される。
【０１１０】
整列器５１１は、チャネル推定器２２１から出力された第１のサブキャリア乃至第Ｎのサブキャリアに関するＣＱＩαｋ，１，αｋ，２，・・・，αｋ，Ｎ−１，αｋ，Ｎをその大きさ順に整列させ、選択器５１３へ出力する。図５では、第１のサブキャリアに関するＣＱＩαｋ，１が最大サイズを有し、第２のサブキャリアに関するＣＱＩαｋ，２がその次のサイズを有し、このような方法にて、第Ｎのサブキャリアに関するＣＱＩαｋ，Ｎが最小サイズを有すると仮定する（αｋ，１≧αｋ，２≧・・・≧αｋ，Ｎ−１≧αｋ，Ｎ）。
【０１１１】
選択器５１３は、整列器５１１がその大きさ順に整列させた総計でＮ個のサブキャリアに関するＣＱＩのうちの所定数のサブキャリア、すなわち、第ｋのＳＳに関するＣＱＩフィードバック量であるＬｋに該当する個数のサブキャリアを選択し、上記選択されたＬｋ個のＣＱＩαｋ，１，αｋ，２，・・・，αｋ，Ｌｋのみを出力する。ここで、上記選択されたＬｋ個のＣＱＩがαｋ，１，αｋ，２，・・・，αｋ，Ｌｋである理由は、上述したように、第１のサブキャリアに関するＣＱＩが最大値を有し、第２のサブキャリアに関するＣＱＩがその次の値を有し、このような方法で、第Ｎのサブキャリアに関するＣＱＩが最小値を有すると仮定するからである。
【０１１２】
選択器５１３が大きさ順に第ｋのＳＳに関して決定されたＬｋ個のＣＱＩを選択する理由は、適応スケジューラ１１７がＭａｘ Ｃ／Ｉ方式に基づいているからである。すなわち、適応スケジューラ１１７がＭａｘ Ｃ／Ｉ方式を用いて各サブキャリアを該当ＳＳに割り当てるために、適応スケジューラ１１７は、チャネル状態が良好なサブキャリアに関してのみＣＱＩを必要とする。言い換えれば、適応スケジューラ１１７は、各サブキャリアに関して、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式に基づいて、チャネル状態がもっとも良好なＳＳにそのサブキャリアを割り当てるために、上記サブキャリアの割当てを受けたＳＳは、良好なチャネル状態、すなわち、比較的大きいＣＱＩを有する。適応スケジューラ１１７の上記のようなスケジューリング特性によって、よくないチャネル状態を有するサブキャリアのＣＱＩを送信しない方がアップリンクロード及びアップリンク干渉などの観点で好ましい。
【０１１３】
図５を参照して、図２の第１のＣＱＩ生成器２２３の内部構成について説明した。次いで、図６を参照して、ＯＦＤＭＡ通信システムの送信器、すなわち、ＢＳのスケジューリング及び信号送信動作について説明する。
【０１１４】
図６は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの送信器のスケジューリング及び信号送信動作を示すフローチャートである。
【０１１５】
図６を参照すると、ステップＳ６１１で、ＯＦＤＭＡ通信システムの送信器、すなわち、ＢＳは、Ｋ個のＳＳからフィードバックされた部分ＣＱＩを使用して、Ｍａｘ Ｃ／Ｉ方式に基づいて、Ｋ個のＳＳの各々に対するスケジューリングを遂行した後に、ステップＳ６１３へ進行する。ここで、Ｋ個のＳＳの各々に対するスケジューリングを遂行する動作は、Ｋ個のＳＳの各々に対するユーザデータを送信するサブキャリアを割り当てる動作であり、これは、図１に関連して説明したスケジューリング動作と同一であるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
【０１１６】
ステップＳ６１３で、ＢＳは、チャネル状態を考慮してＣＱＩフィードバック量を決定するか否かを検査する。ここで、ＢＳは、ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、上記ＣＱＩフィードバック量を決定する方式が、上記チャネル状態を考慮して、ＣＱＩフィードバック量を決定する方式に設定されている場合には、上記チャネル状態を考慮してＣＱＩフィードバック量を決定し、ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、上記ＣＱＩフィードバック量を決定する方式が、上記チャネル状態を考慮しないで、ＣＱＩフィードバック量を決定する方式に設定されている場合には、上記チャネル状態を考慮することなくＣＱＩフィードバック量を決定する。
【０１１７】
すなわち、ＢＳは、ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、上記ＣＱＩフィードバック量を決定する方式が、上記チャネル状態を考慮して、ＣＱＩフィードバック量を決定する方式に設定されている場合には、第１のＣＱＩフィードバック量決定器１１１を使用してＣＱＩフィードバック量を決定し、ＯＦＤＭＡ通信システムにおいて、上記ＣＱＩフィードバック量を決定する方式が、上記チャネル状態を考慮せず、ＣＱＩフィードバック量を決定する方式に設定されている場合には、第２のＣＱＩフィードバック量決定器１１３を使用してＣＱＩフィードバック量を決定する。
【０１１８】
ステップＳ６１３で、ＢＳが、上記チャネル状態を考慮して、上記ＣＱＩフィードバック量を決定すると判断されると、ＢＳは、ステップＳ６１５で、Ｋ個のＳＳの各々に対するＣＱＩフィードバック量をチャネル状態を考慮して決定した後に、ステップＳ６１９へ進行する。しかしながら、ステップＳ６１３で、ＢＳが、上記チャネル状態を考慮しないで、上記ＣＱＩフィードバック量を決定すると判断されると、ＢＳは、ステップＳ６１７で、Ｋ個のＳＳの各々に対するＣＱＩフィードバック量をチャネル状態を考慮しないで決定した後に、ステップＳ６１９へ進行する。
【０１１９】
ステップＳ６１９で、ＢＳは、現在の時区間が制御データ時区間であるか否かを検査する。上記検査の結果、上記現在の時区間が上記制御データ時区間である場合には、ＢＳは、ステップＳ６２１で、上記決定されたＣＱＩフィードバック量と、スケジューリング情報と、変調方式情報とを含む制御データを送信する。
【０１２０】
一方、ステップＳ６１９で、上記現在の時区間が上記制御データ時区間でない場合、すなわち、上記現在の時区間がユーザデータ時区間である場合には、ＢＳは、ステップＳ６２３で、Ｋ個のＳＳに関する部分ＣＱＩに該当する変調方式を用いて、Ｋ個のＳＳの各々に対するユーザデータを変調する。その後、ステップＳ６２５で、ＢＳは、Ｋ個のＳＳの各々の変調されたユーザデータの無線処理、すなわち、ＩＦＦＴ演算、Ｐ／Ｓ変換、Ｄ／Ａ変換、及びＲＦ処理などを遂行し、上記無線処理された信号を送信した後に、その動作を終了する。
【０１２１】
図６を参照して、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの送信器のスケジューリング及び信号送信動作について説明した。次いで、図７を参照して、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの受信器の信号受信及びＣＱＩ生成動作について説明する。
【０１２２】
図７は、本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの受信器の信号受信及びＣＱＩ生成過程を示すフローチャートである。
【０１２３】
図７を参照すると、ステップＳ７１１で、ＯＦＤＭＡ通信システムの受信器、すなわち、ＳＳは、信号を受信し、上記受信された信号に対する無線処理を行う。ここで、上記受信された信号に対する無線処理を行う動作は、上記受信された信号に対するＲＦ処理を行って、ＩＦ帯域へのダウンコンバーティング、Ａ／Ｄコンバーティング、Ｓ／Ｐコンバーティング、及びＦＦＴを遂行する動作を示す。ステップＳ７１３で、ＳＳは、現在の時区間が制御データ時区間であるか否かを検査する。上記検査の結果、上記現在の時区間が上記制御データ時区間である場合には、ＳＳは、ステップＳ７１５で、ＣＱＩフィードバック量と、スケジューリング情報と、変調方式情報とを含む制御データを受信した後に、その動作を終了する。
【０１２４】
一方、ステップＳ７１３で、上記現在の時区間が上記制御データ時区間でない場合、すなわち、上記現在の時区間がユーザデータ時区間である場合には、ＳＳは、ステップＳ７１７で、上記無線処理された受信信号をチャネル推定して、各サブキャリアに関するＣ／Ｉを推定する。すると、ステップＳ７１９で、ＳＳは、あらかじめ受信された制御データに含まれたＣＱＩフィードバック量に従って部分ＣＱＩを生成した後、ステップＳ７２１へ進行する。ここで、上記部分ＣＱＩを生成する過程は、図５を参照して説明した部分ＣＱＩ生成過程と同一であるので、その詳細な説明を省略する。ステップＳ７２１で、ＳＳは、上記各サブキャリアに関するＣ／Ｉを平均することによって、平均ＣＱＩを生成する。ステップＳ７２３で、ＳＳは、上記制御データに含まれたスケジューリング情報に従ってサブキャリアを選択し、上記選択されたサブキャリア信号を上記制御データに含まれた変調方式情報に従って復調して、上記サブキャリア信号を元来のユーザデータに復元する。
【０１２５】
なお、本発明の詳細な説明においては、具体的な実施の形態について説明したが、本発明の範囲から逸脱しない範囲内であれば、種々な変形が可能であることは言うまでもない。よって、本発明の範囲は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲とその均等物によって定められるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの送信器の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの受信器の構成を示すブロック図である。
【図３】図１の第１のＣＱＩフィードバック量決定器の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図１の第２のＣＱＩフィードバック量決定器の内部構成を示すブロック図である。
【図５】図２の第１のＣＱＩ生成器の内部構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの送信器のスケジューリング及び信号送信動作を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態によるＯＦＤＭＡ通信システムの受信器の信号受信及びＣＱＩ生成過程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２７】
１１１    第１のＣＱＩフィードバック量決定器
１１３    第２のＣＱＩフィードバック量決定器
１１５    選択器（selector）
１１７    適応スケジューラ（adaptive scheduler）
１１９    適応変調器（adaptive modulator）
１２１    選択器
１２３    逆高速フーリエ変換器（Inverse Fast Fourier Transformer：ＩＦＦＴ）
１２５    並列／直列（ parallel to serial：Ｐ／Ｓ）変換器
１２７    ディジタル／アナログ（digital to analog：Ｄ／Ａ）変換器
１２９    無線周波数（Radio Frequency）処理器（processor）
２１１    ＲＦ処理器
２１３    アナログ／デジタル（analog/digital：Ａ／Ｄ）変換器
２１５    直列／並列（serial to parallel：Ｓ／Ｐ）変換器
２１７    高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）器
２１９    サブキャリア選択及び適応復調器
２２１    チャネル推定器（channel estimator）
２２３    第１のＣＱＩ生成器
２２５    第２のＣＱＩ生成器
３１１−１〜３１１−Ｋ    第１のＳＳ（ＳＳ＃１）ＣＱＩ比較値計算器〜第ＫのＳＳ（ＳＳ＃Ｋ）ＣＱＩ比較値計算器
３１３    ＣＱＩフィードバック量計算器
４１１−１〜４１１−Ｋ    第１のＳＳ（ＳＳ＃１）比較値計算器〜第ＫのＳＳ（ＳＳ＃Ｋ）比較値計算器
４１３    ＣＱＩフィードバック量計算器
５１１    整列器（ordering unit）
５１３    選択器
【図１】
2008526154.tif 000012
【図２】
2008526154.tif 000013
【図３】
2008526154.tif 000014
【図４】
2008526154.tif 000015
【図５】
2008526154.tif 000016
【図６】
2008526154.tif 000017
【図７】
2008526154.tif 000018
【国際調査報告】
2008526154.tif 000019
2008526154.tif 000020