(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線端末と通信する無線基地局であって、
前記無線端末に対して無線リソースをスケジューリングする制御部を備え、
前記制御部は、
前記無線端末が算出した該無線端末の送信電力を、該無線端末からの送信電力に関する情報に基づいて推定し、前記無線端末との間の上りリンクの伝搬損失に基づき前記無線端末からの上りリンク信号の電力を算出し、前記推定により得られた第１の電力と前記算出により得られた第２の電力との差に基づいて、前記スケジューリングを実行し、
前記無線リソースは、リソースブロックを含み、
前記制御部は、前記第１の電力と前記第２の電力との差の絶対値が所定の閾値を超えた場合には、前記差の絶対値が前記所定の閾値を超えない場合に実行されるスケジューリングで割り当てられるリソースブロックよりも多くのリソースブロックを割り当てるように制御する、ことを特徴とする無線基地局。
【請求項２】
前記無線リソースは、変調・符号化方式を含み、
前記制御部は、前記第１の電力と前記第２の電力との差の絶対値が所定の閾値を超えた場合には、前記差の絶対値が前記所定の閾値を超えない場合に実行されるスケジューリングで割り当てられる変調・符号化方式よりも低次の変調・符号化方式を割り当てるように制御する、請求項１に記載の無線基地局。
【請求項３】
前記制御部は、前記無線端末から通知された当該無線端末の送信電力に関する情報であるＰｏｗｅｒ Ｈｅａｄｒｏｏｍを示す情報と、当該無線端末の最大送信電力を示す情報と、に基づいて、前記無線端末が算出した該無線端末の送信電力を推定する、請求項１又は２に記載の無線基地局。
【請求項４】
無線端末と通信する無線基地局における通信制御方法であって、
前記無線端末が算出した該無線端末の送信電力を、該無線端末からの送信電力に関する情報に基づいて推定し、かつ、前記無線端末との間の上りリンクの伝搬損失に基づき前記無線端末からの上りリンク信号の電力を算出する第１ステップと、
前記推定により得られた第１の電力と前記算出により得られた第２の電力との差に基づいて、スケジューリングを実行する第２ステップと、を含み、
前記第２ステップでは、前記第１の電力と前記第２の電力との差の絶対値が所定の閾値を超えた場合には、前記差の絶対値が前記所定の閾値を超えない場合に実行されるスケジューリングで割り当てられるリソースブロックよりも多くのリソースブロックを割り当てる、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、無線基地局及び通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰで規定されているＬＴＥ（Long Term Evolution）方式の移動通信システムでは、無線基地局（ｅＮＢ）と無線端末（ＵＥ）との間の無線通信における伝搬損失（ＰＬ）と、無線基地局が設定するスケジューリング情報に基づいて、無線端末がデータを送信するために用いる物理上りリンク共有チャネル（以下、ＰＵＳＣＨという）の信号の送信電力が算出される。具体的には、以下の式（１）に基づいて算出される（非特許文献１参照）。
【０００３】
【数１】
0005669664.tif 000002
【０００４】
式（１）において、ＰPUSCH(i)はＰＵＳＣＨの信号の送信電力を示す。ｉはサブフレーム番号を示す。ＰCMAXは無線端末の最大送信電力を示す。ＭPUSCH(i)はサブフレームiにおける、無線基地局が無線端末に割り当てたResource Block（以下、ＲＢという) 数を示す。なお、ＲＢは、時間長が０．５ｍｓ（７リソースシンボル分）で帯域幅が１８０ｋＨｚ（１２サブキャリア分）となる、時間‐周波数ユニットである。Po_PUSCHは無線端末固有の１ＲＢ当りの送信電力の初期値を示す。αは伝搬損失補償の割合を制御するための係数を示す。ＰＬは無線基地局と無線端末との間の電波の伝搬損失を示す。伝搬損失は送信側からの送信電力が受信側でどれくらい減衰するかを示すパラメータである。ΔTF(i)は変調・符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）から定まる係数を示す。ｆ(i)は無線基地局から無線端末へ伝送されるＴＰＣ（Transmit Power Control）コマンドによる送信電力の補正項を示す。
【０００５】
ＬＴＥにおいて、無線基地局は、無線端末に対して、予め上りリンク（以下、「ＵＬ」という）及び下りリンク（以下、「ＤＬ」という）の通信に必要な無線リソース（ＲＢおよびＭＣＳ）を割り当てるためのスケジューリングを行い、スケジューリングした内容を示す情報（スケジューリング情報）をＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）を用いて無線端末へ通知する。なお、無線基地局は、当該無線基地局と無線端末との間の電波伝搬状況に応じて、無線リソースを決定する。
【０００６】
無線基地局は、スケジューリングを行う場合、無線端末の送信電力と、無線基地局が測定している平均干渉電力や熱雑音を用いて、ＳＩＮＲ（Signal to Interference and Noise Ratio）を算出する。無線基地局は、算出したＳＩＮＲに基づいて電波伝搬状況を知る。この場合、無線基地局は、無線端末が実際にＰＵＳＣＨの信号を送信したときの送信電力を示す情報を、当該無線端末から取得することができない。このため、無線基地局は、無線端末が実際にＰＵＳＣＨの信号を送信したときの送信電力を推定（算出）しなければならない。この場合、無線基地局は、まず、上記の式（１）を用いて、無線端末についてのＰＵＳＣＨの信号の送信電力を算出し、算出した送信電力を、無線端末が実際にＰＵＳＣＨの信号を送信したときの送信電力として推定する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】3GPP, TS36.213 (Ve10.0.1), “Physical Layer Procedures” Dec.2010.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
無線基地局は、上記式（１）を用いて無線端末についての送信電力（例えば、ＰＵＳＣＨの送信電力）を算出する場合、伝搬損失（以下、適宜、ＰＬという）としてＵＬのＰＬを適用して送信電力を算出する。これに対して、無線端末は、上記式（１）を用いて送信電力を算出する場合、ＰＬとしてＤＬのＰＬを適用する。このため、ＵＬのＰＬとＤＬのＰＬとが異なる場合には、上記式（１）より得られる送信電力の値が、無線基地局と無線端末とで異なることになる。なお、ＵＬのＰＬとＤＬのＰＬとが異なる場合とは、例えば、以下に示す（Ａ）および（Ｂ）に示した状況である。これらの状況は、一般的に想定される状況である。  
（Ａ）無線端末が、高速で移動することによって、無線基地局と無線端末との間の無線環境におけるフェージング変動が激しくなり、ＵＬとＤＬとでフェージング利得が大きく異なる場合。  
（Ｂ）無線基地局と無線端末との間に、ＵＬにおける増幅率とＤＬにおける増幅率が異なるＡＦ（Amplify and Forward）リレーノードが中継される環境下において、無線基地局と無線端末との間で信号が伝送される場合。  
このように、無線基地局がＵＬのＰＬを適用して算出した無線端末の送信電力と、無線端末がＤＬのＰＬを適用して算出した該無線端末の送信電力とが異なると、無線基地局が無線端末のために行うＵＬのスケジューリングが不適切になる可能性が高くなる。つまり、このような状況では、無線基地局と無線端末との間の通信品質が劣化しやすくなる。
【０００９】
特に、ＡＦリレーノードが無線基地局と無線端末との間の無線通信を中継する場合、ＡＦリレーノードにおいて増幅処理を行う。この増幅処理に伴い、無線基地局と無線端末との間で無線通信される信号に遅延時間が生じる。この遅延時間が受信側の装置（例えば無線端末）におけるＣＰ（Cyclic Prefix）長よりも大きい場合、受信側の装置は、波源（例えば無線基地局）から直接到来する直接波と、大きな遅延時間をもつ遅延波とを同時に受信する。このため、シンボル間干渉、キャリア間干渉、およびチャネルの推定精度の劣化という問題が発生し、結果、受信品質の劣化に繋がる。特に、受信側の装置におけるチャネル推定精度の劣化は、変調・符号化方式が高次のものほど大きく影響を受けるため、かかる受信品質の劣化が大きくなってしまう。特に受信側の装置が端末である場合には、チャネル推定の性能には限度があるため、遅延によって生じるチャネル推定精度の劣化による影響を特に強く受けてしまう。
【００１０】
そこで、本発明は、通信品質の劣化を回避できる無線基地局及び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】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有している。本発明の第１の特徴は、無線端末（無線端末３００）と通信する無線基地局（１００）であって、前記無線端末に対して無線リソースをスケジューリングする制御部（制御部１０３）を備え、前記制御部は、前記無線端末が算出した該無線端末の送信電力を、該無線端末からの送信電力に関する情報に基づいて推定し、前記無線端末との間の上りリンクの伝搬損失に基づき前記無線端末からの上りリンク信号の電力を算出し、前記推定により得られた第１の電力と前記算出により得られた第２の電力との差に基づいて、前記スケジューリングを実行するものであることを要旨とする。
【００１２】
このような無線基地局は、ＵＬとＤＬとの伝播損失が異なる無線環境下であっても、通信品質の劣化を回避できるスケジューリングを実行することができる。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、前記無線リソースは、リソースブロック（ＲＢ）を含み、前記制御部は、前記第１の電力と前記第２の電力との差の絶対値（｜Ａ１−Ｂ１｜あるいは｜Ａ２−Ｂ２｜）が所定の閾値（Ｔｈ１）を超えた場合には、前記差の絶対値が前記所定の閾値を超えない場合に実行されるスケジューリングで割り当てられるリソースブロックよりも多くのリソースブロックを割り当てるように制御する、ことを要旨とする。
【００１４】
この場合、無線基地局は、第１の電力と第２の電力との差の絶対値が所定の閾値を超える場合、すなわち、ＵＬとＤＬとの伝播損失が異なる無線環境下のときに、無線基地局と無線端末との間の通信で要求される情報量を満たすようにスケジューリングすることができる。
【００１５】
本発明の第３の特徴は、前記無線リソースは、変調・符号化方式を含み、前記制御部は、前記第１の電力と前記第２の電力との差の絶対値が所定の閾値を超えた場合には、前記差の絶対値が前記所定の閾値を超えない場合に実行されるスケジューリングで割り当てられる変調・符号化方式よりも低次の変調・符号化方式を割り当てるように制御する、ことを要旨とする。
【００１６】
この場合、無線基地局は、第１の電力と第２の電力との差の絶対値が所定の閾値を超える場合、すなわち、ＵＬとＤＬとの伝播損失が異なる無線環境下のときに、無線基地局と無線端末との間の通信品質を保証するようにスケジューリングすることができる。
【００１７】
本発明の第４の特徴は、前記制御部は、前記無線端末から通知された当該無線端末の送信電力に関する情報であるＰｏｗｅｒ Ｈｅａｄｒｏｏｍを示す情報と、当該無線端末の最大送信電力を示す情報と、に基づいて、前記無線端末が算出した該無線端末の送信電力を推定する、ことを要旨とする。Ｐｏｗｅｒ Ｈｅａｄｒｏｏｍ（以下、「ＰＨＲ」という。）は、無線端末の最大送信電力と当該無線端末において最大送信電力の制限がないと仮定して使用されたＵＬの送信電力との差を表す尺度である。
【００１８】
このような無線基地局は、無線端末から通知されるＰＨＲを示す情報に基づいて、無線端末が実際にＵＬで送信した信号の電力を推定することができる。したがって、無線基地局は、ＵＬとＤＬとの伝播損失が異なる無線環境下であっても、無線端末の送信電力を適切に推定することができる。これにより、無線基地局は、通信品質の劣化を回避できるスケジューリングを行うことができる。
【００１９】
本発明の第５の特徴は、無線端末と通信する無線基地局における通信制御方法であって、前記無線端末が算出した該無線端末の送信電力を、該無線端末からの送信電力に関する情報に基づいて推定し、かつ、前記無線端末との間の上りリンクの伝搬損失に基づき前記無線端末からの上りリンク信号の電力を算出する第１ステップと、前記推定により得られた第１の電力と前記算出により得られた第２の電力との差に基づいて、前記スケジューリングを実行する第２ステップと、を含む、ことを要旨とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の特徴によれば、無線基地局は、ＵＬとＤＬとの伝播損失が異なる場合であっても、無線端末に対するスケジューリングを適切に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係る無線通信システムの全体概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る無線通信システムの無線端末の構成を示す図である。
【図３】ＡＦリレーノードの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る無線通信システムの無線基地局の構成を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作を示す第１のフローチャートである。
【図６】本発明の実施形態に係る無線端末の第１のスケジューリング制御を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作を示す第２のフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態に係る無線端末の第２のスケジューリング制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）無線通信システムの構成、（２）無線通信システムの動作、（３）作用・効果、（４）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００２３】
（１）無線通信システムの構成  
（１．１）無線通信システムの全体概略構成  
図１は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１の全体概略構成図である。無線通信システム１は、例えば、第４世代（４Ｇ）携帯電話システムとして位置づけられているＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに基づく構成を有する。
【００２４】
図１に示すように、無線通信システム１は、大セル（例えば、マクロセル）ＭＣ１を形成する無線基地局（ＭｅＮＢ）１００と、例えば建物等に設置される通信中継装置としてのＡＦ（Amplify and Forward）リレーノード２００と、大セルＭＣ１内に位置する無線端末（ＵＥ）３００とを含む。なお、ＡＦリレーノード２００は、レピータとも称される。
【００２５】
図１に示す無線通信システム１では、無線基地局１００からＡＦリレーノード２００を経由して無線端末３００に向かうＤＬの無線通信が行われる。また、無線端末３００からＡＦリレーノード２００を経由して無線基地局１００に向かうＵＬの無線通信が行われる。
【００２６】
（１．２）無線端末の構成  
図２は、本発明の実施形態に係る無線通信システム１の無線端末３００の構成を示す図である。
【００２７】
図２に示すように、無線端末３００は、制御部３０１と、通信部３０２と、アンテナ３０３とを備える。制御部３０１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成され、無線端末３００が具備する各種の機能を制御する。
【００２８】
制御部３０１は、無線基地局１００との間のＤＬの伝搬損失を算出するＤＬ伝搬損失算出部３１１と、無線基地局１００が決めたＵＬのスケジューリングに関する情報（「要素情報」を含む。「要素情報」については後述する。）を認識するスケジューリング情報認識部３２１と、ＤＬ伝搬損失算出部３１１が算出したＤＬの伝搬損失およびスケジューリング情報認識部３２１が認識したＵＬのスケジューリングに関する情報に含まれる要素情報とに基づいて、無線端末３００の送信電力（例えば、ＰＵＳＣＨの信号の送信電力）を決める送信電力決定部３３１と、送信電力決定部３３１が決めた送信電力に基づいて、無線端末３００のＰＨＲを算出するＰＨＲ算出部３４１と、を備える。
【００２９】
ＤＬ伝搬損失算出部３１１は、無線端末３００が無線基地局１００からの信号を受信したときの受信電力値と、無線端末３００において既知である無線基地局１００の送信電力値とに基づいて、無線基地局１００と無線端末３００との間のＤＬの伝搬損失を算出する。なお、伝搬損失は、距離減衰、シャドーウィング損失、地物通過損失を含む。
【００３０】
スケジューリング情報認識部３２１は、無線基地局１００から無線端末３００へ通知されたＵＬのスケジューリングに関する情報を認識する。スケジューリングに関する情報は、無線端末３００が無線通信で用いるＲＢ（周波数帯域に関する情報）およびＭＣＳを含む。また、スケジューリング情報は、無線端末３００が、ＵＬの送信電力（例えば、ＰＵＳＣＨの信号の送信電力）を決めるときに用いる要素情報（例えば、上記式（１）におけるPo_PUSCHやｆ(i)といったパラメータを示す情報。）を含む。無線基地局１００におけるスケジューリングについては後述する。
【００３１】
送信電力決定部３３１は、ＤＬ伝搬損失算出部３１１で算出されたＤＬの伝搬損失と、スケジューリング情報認識部３２１で認識されたＵＬのスケジューリングに関する情報に基づいて送信電力を決める。以下、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel）の信号の送信電力を決める場合について説明する。
【００３２】
送信電力決定部３３１は、具体的には、上記式（１）に基づいて、ＰＵＳＣＨの信号の送信電力を決める（算出する）。この場合、送信電力決定部３３１は、ＤＬ伝搬損失算出部３１１で算出されたＤＬの伝搬損失を、式（１）のＰＬに適用する。また、送信電力決定部３３１は、スケジューリング情報認識部３２１で認識された、無線基地局１００との通信で用いるＲＢ数を、式（１）のＭPUSCH(i)に適用する。また、送信電力決定部３３１は、スケジューリング情報認識部３２１で認識された、無線基地局との通信で用いるＭＣＳを、式（１）のΔTF(i)に適用する。また、送信電力決定部３３１は、スケジューリング情報認識部３２１で認識された要素情報（この場合、Po_PUSCHやｆ(i)）を、式（１）に適用する。
【００３３】
ＰＨＲ算出部３４１は、送信電力決定部３３１が決めた無線端末３００の送信電力に基づいて、無線端末３００のＰＨＲを算出する。具体的には、以下の式（２）に基づいて算出される。ＰＨＲはデシベル値で示される。
【００３４】
【数２】
0005669664.tif 000003
【００３５】
式（２）において、ＰＨ(i)は、サブフレームｉにおける無線端末３００のＰＨＲを示す。ＰCMAXは、無線端末３００の最大送信電力を示す。ＰPUSCH(i)は、送信電力決定部３３１が、式（１）によって算出したサブフレームｉにおけるＰＵＳＣＨの送信電力を示す。ＭPUSCH(i)、Po_PUSCH、係数α、ＰＬ、ΔTF(i)、およびｆ(i)については、上述した説明と同じであるため説明を省略する。
【００３６】
ＰＨＲ算出部３４１が算出したＰＨＲは、無線端末３００が増加可能な送信電力を示す。ＰＨＲが大きい場合は、無線端末３００が増加可能な送信電力が大きいことを示す。ＰＨＲが小さい場合は、無線端末３００が増加可能な送信電力が小さいことを示す。
【００３７】
通信部３０２は、ＰＨＲ算出部３４１が算出したＰＨＲを示す情報（以下、「ＰＨＲ情報」という。ＰＨＲ情報は、送信電力に関する情報である。）をＰＵＳＣＨ（ＰＵＣＣＨでも可）を用いて送信する。ＰＵＳＣＨの信号は、アンテナ３０３を介して送信される。通信部３０２は、ＲＦ等で構成される。これにより、無線端末３００は、ＰＨＲ算出部３４１が算出したＰＨＲ情報を無線基地局１００へ通知することができる。
【００３８】
（１．３）ＡＦリレーノードの構成  
図３は、ＡＦリレーノード２００の構成を示す図である。
【００３９】
ＡＦリレーノード２００は、例えば１入力１出力のＳＩＳＯ（Single Input Single Output）タイプが用いられる。なお、ＳＩＳＯタイプのＡＦリレーノードに限らず、ＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）タイプのＡＦリレーノードであってもよい。
【００４０】
図３に示すように、ＡＦリレーノード２００は、アンテナ２０１、アンテナ２０２、ドナー側無線通信部２０３、サービス側無線通信部２０４、制御部２０５を含む。制御部２０５は、ＤＬ用増幅部２０６とＵＬ用増幅部２０７とを含む。ＤＬ用増幅部２０６の増幅率とＵＬ用増幅部２０７の増幅率は異なる。本実施の形態では、ＤＬ用増幅部２０６の増幅率がＵＬ用増幅部２０７の増幅率よりも高くように設定されている。
【００４１】
無線基地局１００から送信された通信ストリームの信号（ＤＬの信号）は、アンテナ２０１で受信される。アンテナ２０１で受信された信号は、ドナー側無線通信部２０３を介して制御部２０５のＤＬ用増幅部２０６に入力される。
【００４２】
ＤＬ用増幅部２０６は、ドナー側無線通信部２０３から入力された信号を増幅してサービス側無線通信部２０４へ出力する。サービス側無線通信部２０４は、ＤＬ用増幅部２０６で増幅された信号をアンテナ２０２へ出力する。ＤＬ用増幅部２０６で増幅された信号はアンテナ２０２からＤＬ用の信号として再送信される。
【００４３】
無線端末３００から送信された通信ストリームの信号は、アンテナ２０２で受信される。アンテナ２０２で受信された信号は、サービス側無線通信部２０４を介して制御部２０５の上りリンク用増幅部２０７に入力される。
【００４４】
ＵＬ用増幅部２０７は、サービス側無線通信部２０４から入力された信号を増幅してドナー側無線通信部２０３へ出力する。ドナー側無線通信部２０３は、ＵＬ用増幅部２０７で増幅された信号をアンテナ２０１へ出力する。ＵＬ用増幅部２０７で増幅された信号はアンテナ２０１からＵＬ用の信号として再送信される。
【００４５】
（１．４）無線基地局の構成  
図４は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの無線基地局１００の構成を示す図である。
【００４６】
図４に示すように、無線基地局１００は、アンテナ１０１と、無線端末３００が、ＤＬの伝搬損失を適用して該無線端末３００の送信電力（例えば、ＰＵＳＣＨの信号の送信電力）を算出するときに使う要素情報（式（１）のPo_PUSCHやｆ(i)、以下同じ）を、無線端末３００へ送信（通知）する通信部１０２（通知部）と、要素情報を制御する制御部１０３と、各種情報を記憶する記憶部１０４と、を備える。
【００４７】
アンテナ１０１は、無線端末３００からの信号（ＵＬの信号）をＡＦリレーノード２００を介して受信する。通信部１０２は、ＲＦ等で構成される。
【００４８】
制御部１０３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等を用いて構成され、無線基地局１００が具備する各種の機能を制御する。
【００４９】
通信部１０２は、ＡＦリレーノード２００を介して伝送された無線端末３００からの信号をアンテナ１０１を介して受信する。通信部１０２で受信された信号は、上述した無線端末３００からのＰＨＲ情報を含む。通信部１０２で受信された信号は、制御部１０３へ出力される。
【００５０】
通信部１０２は、後述するスケジューリング部１２３が無線端末３００に対して割り当てた無線リソース（ＲＢおよびＭＣＳ）を示す情報とともに、要素情報を、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）を用いて無線端末３００へ送信する。無線リソースを示す情報および要素情報は、それぞれスケジューリング情報として定義される。なお、要素情報は、無線リソースを示す情報とは別に、個別の制御チャネルによって無線端末３００へ送信されてもよい。
【００５１】
制御部１０３は、無線端末３００のＵＬの送信電力を算出するＵＥ送信電力算出部１１３と、無線リソースの割り当てを行うスケジューリング部１２３と、を含む。
【００５２】
ＵＥ送信電力算出部１１３は、無線端末３００が上記式（１）によって算出したであろう該無線端末３００の送信電力を推定する。具体的には、ＵＥ送信電力算出部１１３は、無線端末３００からのＰＨＲ情報と、記憶部１０４に記憶された無線端末３００の最大送信電力を示す情報とに基づいて、無線端末３００におけるＰＵＳＣＨの信号の送信電力を推定する。更に詳述すると、ＵＥ送信電力算出部１１３は、以下の式（３）によって、無線端末３００の送信電力を算出（推定）する。以下の式（３）によって得られた電力を「第１の電力」とする。
【００５３】
【数３】
0005669664.tif 000004
【００５４】
式（３）において、ＰPUSCH(i)は、無線端末３００の送信電力（第１の電力）を示す。ＰCMAXは、無線端末３００の最大送信電力を示し、記憶部１０４に記憶されたものである。ＰＨ(i)は、サブフレームｉにおける無線端末３００のＰＨＲを示す。このＰＨＲは、無線端末３００から無線基地局１００へ通知されたＰＨＲ情報に基づくものである。
【００５５】
ＵＥ送信電力算出部１１３は、第１の電力を算出するとき、無線端末３００との間のＵＬの伝搬損失と、通信部１０２より無線端末３００へ送信（通知）していた要素情報（記憶部１０４に記憶されていた要素情報）とを用いて、上記式（１）に基づき無線端末３００からのＵＬの信号の電力も算出する。この算出により得られた電力を「第２の電力」とする。第２の電力を示す情報は、順次記憶部１０４に記憶される。
【００５６】
スケジューリング部１２３は、ＵＥ送信電力算出部１１３で算出された前記第１の電力と前記第２の電力との差に基づいて、無線端末３００における次の送信タイミングについてのスケジューリングを行う。この場合、スケジューリング部１２３は、無線基地局１００と無線端末３００との間の通信で要求される情報量を満たすように無線リソースを割り当てる。また、スケジューリング部１２３は、無線基地局１００と無線端末３００との間の通信品質を保証するように無線リソースを割り当てる。無線リソースの割り当て（スケジューリング）の内容については後述する。また、スケジューリング部１２３は、無線端末３００の個別情報（無線端末の能力を示す情報等）に基づいて当該無線端末３００へ通知する要素情報を算出する。
【００５７】
記憶部１０４は、無線端末３００の最大送信電力を示す情報を記憶する。また、記憶部１０４は、通信部１０２より無線端末３００へ送信する要素情報を記憶する。要素情報は、記憶部１０４から読み出されて、スケジューリング部１２３において無線端末３００のために割り当てられた無線リソースを示す情報とともに、無線端末３００へ送信される。
【００５８】
記憶部１０４は、上記式（１）に基づき算出された第２の電力を記憶する。また、記憶部１０４は、第１の電力と第２の電力の差の絶対値を示す情報（以下、「電力差情報」という。）を記憶し、記憶した電力差情報を、スケジューリング部１２３へ出力する。
【００５９】
記憶部１０４は、電力差情報で示された値が所定の閾値（以下、「第１閾値」という。）を越えたときに、当該第１閾値を超えた状態をカウントし、該カウントした結果（カウント値Ｘ）を順次記憶していく。記憶部１０４は、記憶したカウント値Ｘを、スケジューリング部１２３へ出力する。なお、前記カウントは、例えば、サブフレーム毎（１ｍｓ毎）に行われるが、任意のタイミングで行われてもよい。記憶部１０４は、カウントした結果を所定の条件でリセットする。リセットの条件については後述する。記憶部１０４は前記カウントを行わずに、該記憶部１０４以外の他の手段でカウントし、該記憶部１０４では、該他の手段でカウントされた結果だけを記憶して、該記憶したカウント値を、スケジューリング部１２３へ出力してもよい。
【００６０】
スケジューリング部１２３は、記憶部１０４から出力された電力差情報を示す値が、第１閾値を越えるか否か判定する。第１閾値は、任意に設定できるＵＬの伝搬損失（過去の所定期間における平均のＵＬの伝搬損失等を示す）と上記式（１）で適用されるα（伝搬損失補償の割合を制御するための係数）との積により設定される。
【００６１】
スケジューリング部１２３は、電力差情報を示す値が第１閾値を越えた場合、記憶部１０４に対して前記カウントを指示する。記憶部１０４は、スケジューリング部１２３からの指示により前記カウントを開始する。スケジューリング部１２３は、記憶部１０４から通知されるカウント値が所定の閾値（以下、「第２閾値」という。）を超えるか否かを判定する。第２閾値は、無線基地局１００と無線端末３００との間の伝搬環境を考慮して任意の値で設定され、例えば、数フレーム分の時間に相当する値が設定される。第２閾値は、電力差情報を示す値が第１閾値を超えたときに、スケジューリング部１２３が、直ちに、後述する第１のスケジューリングに代えて第２のスケジューリングを実行しないようにするためのものである。第２閾値が設定されることにより、スケジューリング部１２３は、無線基地局１００と無線端末３００との間の無線品質が瞬時的に変化する状況に至っても、スケジューリングを適切に行うことができる。なお、第２閾値は、無線基地局１００と無線端末３００との間の無線品質の状況に応じて、適宜更新するようにしてもよい。
【００６２】
（２）無線通信システムの動作  
次に、無線通信システムの動作について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作を示す第１のフローチャートである。この第１のフローチャートは、無線基地局１００と無線端末３００との無線リンクが確立し、無線通信が開始されているときに実行される制御を示すもので、ＵＬとＤＬのＰＬ差を考慮しない通常のスケジューリング（第１のスケジューリング）が実行されている状況下を前提として説明する。第１のスケジューリングの内容については後述する。
【００６３】
無線基地局１００は、無線端末３００が該無線基地局１００との間で無線通信を行うために用いる無線リソースおよび要素情報をスケジューリング情報として通知（送信）する。スケジューリング情報は、無線基地局１００の通信部１０２から送信される。無線基地局１００から無線端末３００へ通知される要素情報については記憶部１０４に記憶しておく。その後、ステップＳ１に移行する。
【００６４】
ステップＳ１において、無線端末３００の送信電力決定部３３１は、無線基地局１００から通知され、スケジューリング情報認識部３２１で認識されたスケジューリング情報と、ＤＬ伝搬損失算出部３１１で算出されたＤＬの伝搬損失とに基づいてデータ信号を送信するための送信電力（例えば、ＰＵＳＣＨの送信電力）を決める。
【００６５】
ステップＳ２において、無線端末３００のＰＨＲ算出部３４１は、送信電力決定部３３１が決定した送信電力に基づいて無線端末３００のＰＨＲを算出する。通信部３０２は、ＰＨＲ算出部３４１で算出されたＰＨＲ情報の信号を、ＰＵＣＣＨ（Physical Uplink Control Channel）によって送信する。
【００６６】
次に、無線端末３００から送信された信号（ＰＨＲ情報を含む信号）は、ＡＦリレーノード２００で中継されて無線基地局１００へ伝送される（ステップＳ３）。ＡＦリレーノード２００は、無線端末３００からの信号を増幅し無線基地局１００へ再送信する。無線基地局１００は、ＡＦリレーノード２００を介して伝送された無線端末３００からの信号をアンテナ１０１を介して受信する。受信された信号は通信部１０２に出力され、さらに、通信部１０２から制御部１０３へ出力される。受信された信号は、上述した無線端末３００からのＰＨＲ情報を含む。
【００６７】
ステップＳ４において、無線基地局１００の制御部１０３は、無線端末３００におけるＵＬの送信電力を制御する。制御の詳細を図６に示す。図６は、本発明の実施形態に係る無線端末の第１のスケジューリング制御を示すフローチャートである。制御部１０３のＵＬ送信電力算出部１１３は、ステップＳ４０１において、記憶部１０４に記憶していた無線端末３００の最大送信電力と、無線端末３００からのＰＨＲ情報とに基づいて、第１の電力Ａ１を算出（推定）する。また、ＵＬ送信電力算出部１１３は、第１の電力Ａ１を算出するとき、無線端末３００との間のＵＬの伝搬損失と、記憶部１０４に記憶されていた要素情報とを用いて、上記式（１）に基づき無線端末３００からのＵＬの信号の電力（第２の電力Ｂ１）も算出する。
【００６８】
ステップＳ４０２において、制御部１０３のスケジューリング部１２３は、第１の電力Ａ１と第２の電力Ｂ１の差の絶対値を示す値（｜Ａ１−Ｂ１｜：電力差情報で示される値）が第１閾値（Ｔｈ１）を超えるか否か判定し、電力差情報で示される値が第１閾値を超える場合にはステップＳ４０３の処理を実行する。電力差情報で示される値が第１閾値を越えない場合にはステップＳ４０８を実行する。
【００６９】
ステップＳ４０３において、スケジューリング部１２３は、記憶部１０４に対してカウントを指示する。記憶部１０４は、スケジューリング部１２３からの指示によりカウントを開始する。開始されたカウントは増加する（カウント値Ｘの増加）。記憶部１０４は、カウント値Ｘを順次、スケジューリング部１２３へ出力する。スケジューリング部１２３は、記憶部１０４から通知されたカウント値Ｘが第２閾値（Ｔｈ２）を超えるか否かを判定する（ステップＳ４０４）。つまり、スケジューリング部１２３は、電力差情報で示される値が第１閾値を超えたときの期間が、所定期間経過したか否かを判定する。ステップＳ４０４において、記憶部１０４から通知されたカウント値Ｘが第２閾値を超えた場合、つまり、電力差情報で示される値が第１閾値を超えたときの期間が、所定期間を経過した場合には、ステップＳ４０７を実行する。
【００７０】
記憶部１０４から通知されるカウント値Ｘが第２閾値を超えない場合、つまり、電力差情報で示される値が第１閾値を超える場合の期間が、所定期間継続しない場合には、スケジューリング部１２３は、ステップＳ４０５を実行する。
【００７１】
ステップＳ４０５において、スケジューリング部１２３は、第１のスケジューリングを実行（継続）する。第１のスケジューリングは、これまでの３ＧＰＰ規格に基づいて行われるもので、無線端末３００からの信号（例えば、Sounding Reference Signal）に基づいて実行されるものである。ステップＳ４０５が完了すると、その後、処理は終了し、ステップＳ５に移行する。
【００７２】
ステップＳ４０７において、スケジューリング部１２３は、ステップＳ４０５で実行される第１のスケジューリングで割り当てられるリソースブロックよりも多くのリソースブロックを割り当てるように制御する。さらに、スケジューリング部１２３は、ステップＳ４０５で実行される第１のスケジューリングで割り当てられる変調・符号化方式よりも低次の変調・符号化方式を割り当てるように制御する。
【００７３】
ステップＳ４０７が終了すると、ステップＳ４０６へ移行する。ステップＳ４０６では、スケジューリング部１２３は、スケジューリング部１２３におけるカウント値Ｘをリセットする。また、スケジューリング部１２３は、記憶部１０４に対してカウントを停止する旨を指示する。スケジューリング部１２３からカウントを停止する旨を指示された記憶部１０４は、カウントを停止すると共に、それまでにカウントしていた値をリセットする。ステップＳ４０６の処理が完了するとステップＳ５に移行する。
【００７４】
ステップＳ４０２において、制御部１０３のスケジューリング部１２３は、第１の電力Ａ１と第２の電力Ｂ１の差の絶対値を示す値が第１閾値を超えない場合には、ステップＳ４０８を実行する。ステップＳ４０８は、ステップＳ４０６と同じ処理であるため、説明を省略する。ステップＳ４０８が実行されるとステップＳ４０５に移行し、第１のスケジューリングを実行する。
【００７５】
ステップＳ５以降の処理について説明する。ステップＳ５において、無線基地局１００の通信部１０２は、ステップＳ４０５あるいはステップＳ４０７においてスケジューリング部１２３がスケジューリングした無線リソースを示す情報を、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）に含めて無線端末３００へ向けて送信する。
【００７６】
無線基地局１００から送信された信号（ＵＬの無線リソースの割り当て情報と要素情報が含まれた信号）は、ＡＦリレーノード２００で中継されて無線端末３００へ伝送される（ステップＳ６）。ＡＦリレーノード２００は、無線基地局１００からの信号を増幅し無線端末３００へ再送信する。
【００７７】
無線端末３００は、ＡＦリレーノード２００から再送信された無線基地局１００からの信号を受信し、受信した信号からＵＬの無線リソースの割り当て情報と要素情報とを認識する。そして、無線端末３００は、認識した情報に基づいて、４サブフレーム後に、ステップＳ１を実行する。
【００７８】
次に、無線端末３００が、引き続きステップＳ１から処理を実行する場合について、図７および図８を用いて説明する。この場合、無線基地局１００のスケジューリング部１２３が、前提として第２のスケジューリングを実行しているものとする。図７は、本発明の実施形態に係る無線通信システムの動作を示す第２のフローチャートである。図８は、本発明の実施形態に係る無線端末の第２のスケジューリング制御を示すフローチャートである。図７は、無線基地局１００と無線端末３００との無線通信が継続しているときに実行される制御（無線通信時の無線リソースのスケジューリングがこれまで実施されていた場合）を示すものである。
【００７９】
図７のステップＳ１では、無線端末３００の送信電力決定部３３１は、無線基地局１００から通知され、スケジューリング情報認識部３２１で認識されたスケジューリング情報と、ＤＬ伝搬損失算出部３１１で算出されたＤＬの伝搬損失とに基づいてデータ信号を送信するための送信電力を決める。ステップＳ１の後、ステップＳ２が実行される。ステップＳ２およびステップＳ３の処理は、図６におけるステップＳ２およびステップＳ３と内容が同じであるため説明を省略する。図７においてステップＳ３の後はステップＳ４Ａが実行される。
【００８０】
ステップＳ４Ａにおいて、無線基地局１００の制御部１０３は、無線端末３００におけるＵＬの送信電力を算出する。制御の詳細を図８を用いて説明する。図８のステップＳ４０１Ａにおいて、ＵＬ送信電力算出部１１３は、記憶部１０４に記憶していた無線端末３００の最大送信電力と、無線端末３００からのＰＨＲ情報とに基づいて、次の第１の電力Ａ２を算出する。また、ＵＬ送信電力算出部１１３は、第１の電力Ａ２を算出するとき、無線端末３００との間のＵＬの伝搬損失と、記憶部１０４に記憶されていた要素情報（前回のタイミングで無線端末３００へ送信していた要素情報）とを用いて、上記式（１）に基づき次の無線端末３００からのＵＬの信号の電力（第２の電力Ｂ２）も算出する。
【００８１】
ステップＳ４０２Ａにおいて、スケジューリング部１２３は、第１の電力Ａ２と第２の電力Ｂ２の差の絶対値を示す値（｜Ａ２−Ｂ２｜：電力差情報で示される値）が第１閾値（Ｔｈ１）を超えるか否か判定し、電力差情報で示される値が第１閾値を超える場合には記憶部１０４でカウントされたカウント値Ｘをリセットする（ステップＳ４０９）。カウント値ＸがリセットされるとステップＳ４０７Ａに移行する。電力差情報で示される値が第１閾値を越えない場合には、スケジューリング部１２３は、記憶部１０４でカウントされるカウント値Ｘが増加するように制御する（ステップＳ４１０）。
【００８２】
ステップＳ４０７Ａでは、スケジューリング部１２３は、引き続き、無線端末３００に対するスケジューリングとして第２のスケジューリングを実行する。ステップＳ４０７Ａにおける第２のスケジューリングの内容は、ステップＳ４０７における第２のスケジューリングの内容と同じであるため、説明を省略する。
【００８３】
ステップＳ４１０では、記憶部１０４がカウントを継続するため、カウント値Ｘが増加する。記憶部１０４は、カウント値Ｘをスケジューリング部１２３へ出力する。スケジューリング部１２３は、記憶部１０４から通知されたカウント値Ｘが第２閾値（Ｔｈ２）を超えるか否かを判定する（ステップＳ４０４Ａ）。つまり、スケジューリング部１２３は、電力差情報で示される値（｜Ａ２−Ｂ２｜）が第１閾値を超えないときの期間が、所定期間経過したか否かを判定する。ステップＳ４０４Ａにおいて、記憶部１０４から通知されたカウント値Ｘが第２閾値を超えた場合、つまり、電力差情報で示される値が第１閾値を超えなかったときの期間が、所定期間を経過した場合には、スケジューリング部１２３は、第２のスケジューリングを中止（停止）する（ステップＳ４１１）。ステップＳ４１１の後は、ステップＳ４１２が実行される。
【００８４】
ステップＳ４１２では、スケジューリング部１２３は、スケジューリング部１２３におけるカウント値Ｘをリセットする。また、スケジューリング部１２３は、記憶部１０４に対してカウントを停止する旨を指示する。スケジューリング部１２３からカウントを停止する旨を指示された記憶部１０４は、カウントを停止すると共に、それまでにカウントしていた値をリセットする。ステップＳ４１２の後はステップＳ４０５Ａが実行される。
【００８５】
ステップＳ４０５Ａでは、スケジューリング部１２３は、第２のスケジューリングに代えて第１のスケジューリングを実行する。ステップＳ４０５Ａにおける第１のスケジューリングの内容は、ステップＳ４０５における第１のスケジューリングの内容と同じであるため、説明を省略する。
【００８６】
ステップＳ４０４Ａにおいて、記憶部１０４から通知されたカウント値Ｘが第２閾値を超えない場合には、ステップＳ４０７Ａに移行する。つまり、スケジューリング部１２３は、第２のスケジューリングを実行する。ステップＳ４０７Ａの後はステップＳ５が実行される。
【００８７】
ステップＳ５において、無線基地局１００の通信部１０２は、ステップＳ４０５ＡあるいはステップＳ４０７Ａにおいてスケジューリング部１２３がスケジューリングした無線リソースを示す情報を、ＰＤＣＣＨ（Physical Downlink Control Channel）に含めて無線端末３００へ向けて送信する。
【００８８】
通信部１０２から送信された要素情報及び電力差情報は記憶部１０４に記憶され、以降のスケジューリングに利用される。
【００８９】
なお、上記に示した実施形態でのスケジューリングは、ＵＬであるかＤＬであるかは問わないものである。
【００９０】
（３）作用・効果  
本実施形態における無線通信システムは、無線基地局１００が、無線端末３００の最大送信電力と無線端末３００から通知されたＰＨＲとに基づいて、無線端末３００が送信したＰＵＳＣＨの送信電力（第１の電力）を算出し、合わせて、無線端末３００との間のＵＬの伝搬損失と、無線端末３００へ送信していた要素情報とを用いて、上記式（１）に基づき無線端末３００からのＰＵＳＣＨの信号の電力（第２の電力）も算出する。そして、第１の電力と第２の電力との差の絶対値が第１閾値を所定期間超えた場合に、前記差の絶対値が前記所定の閾値を超えない場合に実行されるスケジューリング（第１のスケジューリング）で割り当てられるリソースブロックよりも多くのリソースブロックを割り当て、さらに、第１のスケジューリングで割り当てられる変調・符号化方式よりも低次の変調・符号化方式を割り当てるように制御する。これにより、ＵＬとＤＬとの伝搬損失が異なる無線環境下であっても、無線基地局１００が、通信品質の劣化を回避できるスケジューリングを実行することができる。
【００９１】
（４）その他の実施形態  
上記のように、本発明は上述した実施形態の説明によって示されるが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【００９２】
上述した実施形態では、無線端末３００と無線基地局１００との間にＡＦリレーノード２００が設けられているが、無線端末３００と無線基地局１００との間にＡＦリレーノード２００が設けられていない無線環境下においても、同様に本発明を適用可能である。
【００９３】
また、上述した実施形態は、主にＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄに適用されるが、３ＧＰＰ−Ｒｅｌｅａｓｅ９、ＷｉＭＡＸ、次世代型ＰＨＳ等、他の通信規格にも適用できる。
【００９４】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００９５】
１：無線通信システム、１００：無線基地局、２００：ＡＦリレーノード、３００：無線端末、１０１：アンテナ、１０２：通信部、１０３：制御部、１０４：記憶部、１１３：ＵＥ送信電力算出部、１２３：スケジューリング部、２０１、２０２：アンテナ、２０３：ドナー側無線通信部、２０４：サービス側無線通信部、２０５：制御部、２０６：ＤＬ用増幅部、２０７：ＵＬ用増幅部、３０１：制御部、３０２：通信部、３０３：アンテナ、３１１：ＤＬ伝搬損失算出部、３２１：スケジューリング情報認識部、３３１：送信電力決定部、３４１：ＰＨＲ算出部。
【図１】
0005669664.tif 000005
【図２】
0005669664.tif 000006
【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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