(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザ装置と無線通信する基地局であって、
前記ユーザ装置に無線リソースを割り当てるリソース割り当て部と、
前記ユーザ装置が前記割り当てられた無線リソースを用いて上りリンクデータ送信する場合に当該基地局で得られるはずの受信品質を算出する算出部と、
前記算出された受信品質に基づいて、前記ユーザ装置の最大送信電力値を実際の最大送信電力以上の値に読み替える読み替え処理部と、
前記ユーザ装置のために前記算出された受信品質に応じた通信方式を決定する通信方式決定部と、
を有することを特徴とする基地局。
【請求項２】
前記算出された受信品質が最低限保証されるべき品質を満たすか否かを判断する品質判定部と、
前記算出された受信品質が前記最低限保証されるべき品質を満たさない場合に、前記最低限保証されるべき品質を満たすために必要な分だけ前記ユーザ装置に割り当てられた前記無線リソースを削減する削減処理部と、
をさらに有することを特徴とする請求項１の基地局。
【請求項３】
前記読み替え処理部は、前記算出された受信品質が前記最低限保証されるべき品質を満たさない場合に、前記算出された受信品質を前記最低限保証されるべき品質に置き換えて前記読み替え処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の基地局。
【請求項４】
前記読み替え後の最大送信電力に基づいて、前記割り当てられた無線リソースでの上りリンクデータ送信の際に前記ユーザ装置に送信電力の上限張り付きが発生するか否かを判断する上限張り付き判定部、
をさらに有し、
前記削減処理部は、前記送信電力の上限張り付きが発生する場合に、前記最低限保証されるべき品質を満たすために必要な分だけ前記無線リソースを削減することを特徴とする請求項３に記載の基地局。
【請求項５】
前記読み替え処理部は、記算出された受信品質と、前記ユーザ装置の送信電力に上限が存在しないと仮定した場合に前記割り当てられた無線リソースで得られる受信品質との差分に基づいて、前記読み替え処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の基地局。
【請求項６】
基地局における制御方法であって、
ユーザ装置が前記基地局から割り当てられた無線リソースを用いて上りリンクデータを送信する場合に当該基地局で得られるはずの受信品質を算出し、
前記算出された受信品質に基づいて、前記ユーザ装置の最大送信電力値を実際の最大送信電力以上の値に読み替える処理を行い、
前記ユーザ装置のために前記算出された受信品質に応じた通信方式を決定する、
工程を含み、前記読み替え処理により、前記ユーザ装置に割り当てられた前記無線リソースの削減を抑制することを特徴とする制御方法。
【請求項７】
前記算出された受信品質が最低限保証されるべき品質を満たすか否かを判断し、
前記算出された受信品質が前記最低限保証されるべき品質を満たさない場合に、前記最低限保証されるべき品質を満たすために必要な分だけ前記ユーザ装置に割り当てられた前記無線リソースを削減する、
工程をさらに含むことを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
【請求項８】
前記読み替え処理は、前記算出された受信品質が前記最低限保証されるべき品質を満たさない場合に、前記算出された受信品質を前記最低限保証されるべき品質に置き換えて前記最大送信電力の読み替えを行うことを特徴とする請求項７に記載の制御方法。
【請求項９】
前記読み替え後の最大送信電力に基づいて、前記割り当てられた無線リソースでの上りリンクデータ送信の際に前記ユーザ装置に送信電力の上限張り付きが発生するか否かを判断する工程、
をさらに含み、
前記送信電力の上限張り付きが発生する場合に、前記最低限保証されるべき品質を満たすために必要な分だけ前記無線リソースを削減することを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
【請求項１０】
前記読み替え処理は、前記算出された受信品質と、前記ユーザ装置の送信電力に上限が存在しないと仮定した場合に前記割り当てられた無線リソースで得られる受信品質との差分に基づいて、前記読み替え処理を行うことを特徴とする請求項６に記載の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は移動通信の分野に関し、特に、ユーザ装置の送信電力上限張り付き時におけるリソース割り当て制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
３ＧＰＰ（Third Generation Partnership Project）の標準化規格であるＬＴＥ（Long Term Evolution）及びＬＴＥ−Ａ（Long Term Evolution-Advanced）では、ＰＵＳＣＨ（Physical Uplink Shared Channel；物理上りリンク共有チャネル）のＴＦＲ（Transport Format and Resource：トランスポートフォーマット及びリソース）選択制御が規定されている。
【０００３】
ＴＦＲ選択制御のひとつに、ユーザ装置（ＵＥ：User Equipment）の送信電力が上限に張り付く場合のＰＵＳＣＨリソースブロックの割り当て制御がある。
【０００４】
図１は、ＵＥの送信電力上限張り付き時の従来の制御フローを示す。基地局（ｅＮＢ：Evolved Node B）は事前にＵＥからの信号の受信品質の測定を行っている（Ｓ１０１）。ｅＮＢは、このＵＥに対する上りリンク（ＵＬ）通信機会の割り当てを決定し（Ｓ１０２）、割り当てるＰＵＳＣＨのリソースブロック（ＲＢ：Resource Block）を決定（Ｓ１０３）する。その後、割り当てを決定したＲＢでＵＥが送信する場合に、ＵＥに送信電力の上限張り付きが発生するか否かを判断する（Ｓ１０５）。
【０００５】
送信電力の上限張り付きが発生しない場合は、ＵＥの受信品質に応じた変調及び符号化方式（ＭＣＳ：Modulation and Coding Scheme）を選択する（Ｓ１０７）。ＵＥの送信電力に上限張り付きが発生して受信品質が実現できない場合は（Ｓ１０５でＹＥＳ）、このＵＥに割り当てるＲＢ数を削減した上で（Ｓ１０６）、ＵＥの受信品質に応じたＭＣＳを選択する（Ｓ１０７）。
【０００６】
この手法によりＵＥの受信品質を維持することができ、低いＭＣＳを選択せずに済む。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】3GPP TS36.213 v8.8.0, 5.1 Uplink power control
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ＵＥに送信電力の上限張り付きが生じる場合に当該ＵＥに割り当てるＲＢ数を削減すると、単位時間当たりに送信可能な情報量、たとえば送信可能データサイズ（ＴＢＳ：Transport Block Size）が制限され、スループットが劣化するおそれがある。
【０００９】
そこで、ＵＥの送信電力上限張り付きが生じる場合にも、スループットの劣化を抑制することのできる制御技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、ＵＥに割り当てる上りリンクチャネルのＲＢ数の削減を極力抑制して、上りリンクのスループットを維持する。
【００１１】
具体的には、本発明の一つの態様で、ユーザ装置と無線通信する基地局を提供する。基地局装置は、
前記ユーザ装置に無線リソースを割り当てるリソース割り当て部と、
前記ユーザ装置が前記割り当てられた無線リソースを用いて上りリンクデータ送信する場合に当該基地局で得られるはずの受信品質を算出する算出部と、
前記算出された受信品質に基づいて、前記ユーザ装置の最大送信電力値を実際の最大送信電力以上の値に読み替える読み替え処理部と、
前記ユーザ装置のために前記算出された受信品質に応じた通信方式を決定する通信方式決定部と、
を有する。
【００１２】
良好な構成例として、基地局装置は、算出された受信品質が最低限保証されるべき品質を満たすか否かを判断し、算出された受信品質が最低限保証されるべき品質を満たさない場合に、最低限保証されるべき品質を満たすために必要な分だけユーザ装置に割り当てられた前記無線リソースを削減する。
【発明の効果】
【００１３】
ユーザ装置（ＵＥ）に送信電力上限張り付きが発生する場合にも、このＵＥに割り当てるＲＢ数の削減を抑制して、上りリンクのスループット劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のＵＥ送信電力上限張り付き発生時の制御フローを示す図である。
【図２】ＵＥ送信電力上限張り付き発生時における実施形態の制御の概念を従来法と比較して示す図である。
【図３】第１実施形態の制御フローを示す図である。
【図４】第２実施形態の制御フローを示す図である。
【図５】第２実施形態の制御の概念を従来法と比較して示す図である。
【図６】基地局の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図２は、ＵＥの送信電力上限張り付き発生時における実施形態の制御の手法を、従来法と比較して示す概念図である。図２（Ａ）及び図２（Ｂ）で、横軸は割り当てられるＲＢ数、縦軸はＵＥからの受信電力である。図２（Ｂ）の従来法では、ＵＥの最大送信電力の枠内で受信品質が維持されるように、このＵＥに割り当てるＲＢ数を削減する。ＵＥは送信電力の上限張り付きを発生させずに上りリンクデータを送信することができるが、単位時間に送信できる情報量が少なくなる。
【００１６】
これに対し、実施形態では、図２（Ａ）に示すように、割り当てられたＲＢ数は維持して、電力密度の低下を許容する。割り当てるＲＢ数を減らす場合（図２（Ｂ））と、電力密度の低下を許容する場合（図２（Ａ））とで、ＵＥの最大総送信電力は同じである。
【００１７】
２つの方法を比較した場合、電力密度の低下に応じて低いＭＣＳが選択される可能性を考慮したとしても、図２（Ａ）のほうが単位時間、たとえば１ＴＴＩ（Transmission Time Interval）当たりに送信可能な情報量を高く維持できる可能性が高い。
【００１８】
以下の実施形態では、既存の制御モジュールの動作に大きな変更を加えることなく、ＵＥの送信電力上限張り付き発生時の新規の制御法を提供する。
＜第１実施形態＞
図３は、第１実施形態の制御処理のフローチャートである。第１実施形態では、割り当てが決定されたＲＢではＵＥ送信電力に上限張り付きが生じる場合でも、ＲＢ数を削減せずに、割り当てられたＲＢでＵＥが送信した場合に得られるはずの受信品質に応じてＭＣＳを選択する。
【００１９】
ｅＮＢは、制御対象のＵＥの受信品質を事前に測定している（Ｓ１１）。この測定された受信品質を「受信品質Ａ」とする。ｅＮＢは、ＵＥに対する上りリンク（ＵＬ）通信機会の割り当てを決定し（Ｓ１２）、割り当てるＰＵＳＣＨのリソースブロック（ＲＢ）を決定する（Ｓ１３）。ここまでは、従来フローと同じである。
【００２０】
次に、ｅＮＢは、割り当てたＲＢ数でＵＥが送信した場合に得られるであろう受信品質を算出する（Ｓ１４）。この推定される受信品質を「受信品質Ｂ」とする。受信品質を表わすひとつの指標としてＳＩＲ（Signal to Interference Ratio：信号電力対干渉電力比）があるので、この例では算出すべき「受信品質Ｂ」を「ＳＩＲ'」と標記する。ＳＩＲ'は、たとえば式（１）で求めることができる。
【００２１】
ＳＩＲ'＝ＳＩＲ１−Ｍａｘ（０，Ｐtmp−Ｐmax）        （１）
ここで、ＳＩＲ１はこのＵＥに送信電力の上限が存在しないと仮定した場合に得られる受信電力、ＰtmpはＳＩＲ１を得るために必要なＵＥの送信電力、Ｐmaxは実際のＵＥの最大送信電力である。
【００２２】
ＵＥの最大送信電力Ｐmaxは、ＵＥ能力で特定される最大送信電力であってもよいし、ネットワークで指定または許容される最大送信電力であってもよい。割り当てられたＲＢにおいてＵＥの最大送信電力内で上りリンクデータ送信できる場合は、式（１）の右辺の第２項は０になり、ＳＩＲ'＝ＳＩＲ１になる。他方、割り当てられたＲＢではＵＥの送信電力が不足する場合は、送信電力の不足分（Ｐtmp−Ｐmax）に対応してＳＩＲ'が小さくなる。
【００２３】
次に、ｅＮＢは推定した受信品質Ｂ（すなわちＳＩＲ'）を用いて、ＵＥの最大送信電力を実際の最大送信電力よりも大きな値に読み替える（Ｓ１５）。上述のように、式（１）中のＰtmp−Ｐmaxは、割り当てられたＲＢでＵＥが送信するために本来必要とされる送信電力の不足分を表わす。この不足分をΔＰmaxとすると、ｅＮＢは、ＵＥの最大送信電力を実際の最大送信電力ＰmaxよりもΔＰmax分だけ大きい値（Ｐmax＋ΔＰmax）に読み替える。この読み替えは、既存の制御モジュールにＲＢ数の削減を行わせないための処理である。
【００２４】
ΔＰmaxは、ＳＩＲ１（ＵＥの送信電力に上限がないと過程した場合の受信品質）とＳＩＲ'（割り当てられたＲＢで送信した場合に得られるはずの受信品質）の差分に対応するので、
ΔＰmax＝Ｍａｘ（０，ＳＩＲ１−ＳＩＲ'）        （２）
と標記してもよい。
【００２５】
次に、ｅＮＢは割り当たＲＢでＵＥに送信電力上限張り付きが発生するか否かを判断する（Ｓ１６）。この判断は既存の制御モジュールの手順に従って行われるものであるが、Ｓ１５でＵＥの最大送信電力の読み替えを実施しているため、送信電力上限張り付きは発生しないと判断される。したがって、ＵＥに割り当てられたＲＢ数は削減されない。
【００２６】
次に、ｅＮＢは、推定したＵＥの受信品質Ｂ（すなわちＳＩＲ'）に応じてＭＣＳを決定する。ここで選択されるＭＣＳは、事前に測定していた受信品質Ａに対して割り当てるＭＣＳよりも低いＭＣＳが選択される場合もあり得る。しかし、ＵＥが送信に利用することのできるＲＢ数が維持されているため、単位時間当たりに送信される情報量は、ＲＢを削減する場合よりも高く維持できる場合が多い。
＜第２実施形態＞
図４は、第２実施形態の制御処理のフローチャートである。第２実施形態では、最低限の受信品質を維持できない場合にのみ割り当てるＲＢ数を削減して、最低限の受信品質を保証する。
【００２７】
ｅＮＢは、制御対象のＵＥの受信品質を事前に測定している（Ｓ２１）。この測定された受信品質を「受信品質Ａ」とする。ｅＮＢは、ＵＥに対する上りリンク（ＵＬ）通信機会の割り当てを決定し（Ｓ２２）、割り当てるＰＵＳＣＨのリソースブロック（ＲＢ）を決定する（Ｓ２３）。ここまでは、従来フローと同じである。
【００２８】
次に、ｅＮＢは、割り当てたＲＢ数でＵＥが送信した場合に得られるであろう受信品質を算出する（Ｓ２４）。この推定される受信品質を「受信品質Ｂ」とする。ｅＮＢは、算出した受信品質Ｂが、最低限保証すべき受信品質を下回るか否かを判断する（Ｓ２５）。最低限保証すべき受信品質を下回る場合は（Ｓ２５でＹＥＳ）、受信品質Ｂを最低限保証すべき受信品質の値に設定してから（Ｓ２６）、ステップＳ２７に進む。算出した受信品質Ｂが最低限保証すべき受信品質を満たす場合は（Ｓ２５でＮＯ）、算出された受信品質Ｂの値を維持して、ステップＳ２７へ進む。
【００２９】
Ｓ２４〜Ｓ２６の処理を式（３）を用いて行ってもよい。
【００３０】
ＳＩＲ'＝Ｍｉｎ（ＳＩＲ１，Ｍａｘ（ＳＩＲtmp，ＳＩＲmin））
ＳＩＲtmp＝ＳＩＲ１−Ｍａｘ（０，Ｐtmp−Ｐmax）        （３）
で求められる。ここで、
ＳＩＲ'は、割り当てられたＲＢでＵＥが送信した場合に得られる受信品質Ｂ、
ＳＩＲ１は、ＵＥに送信電力の上限が存在しないと過程した場合に得られる受信電力、
ＳＩＲminは、最低限満たされるべき受信品質、
Ｐtmpは、ＳＩＲ１を得るために必要なＵＥの送信電力、
Ｐmaxは、実際のＵＥの最大送信電力、
である。
【００３１】
式（３）において、ＳＩＲtmpがＳＩＲmin以上であれば、
ＳＩＲ'＝ＳＩＲtmp＝ＳＩＲ１−Ｍａｘ（０，Ｐtmp−Ｐmax）
となり、第１実施例と同様になる。ＳＩＲtmpがＳＩＲminを下回る場合は、
ＳＩＲ'＝ＳＩＲmin        （４）
に設定される（Ｓ２６）。
【００３２】
次に、ｅＮＢは、受信品質Ｂを用いて、ＵＥの最大送信電力Ｐmaxを（Ｐmax＋ΔＰmax）に読み替える（Ｓ２７）。算出した受信品質ＢがＳＩＲminを満たしている場合は、第１実施形態と同様に、実際の送信電力不足分をカバーする値に読み替えられる。受信品質ＢがＳＩＲminを下回る場合は、式（２）と式（４）から
ΔＰmax＝Ｍａｘ（０，ＳＩＲ１−ＳＩＲmin）
となり、実際の電力不足分よりも小さい値のΔＰmaxが加算されることになる。
【００３３】
次に、ｅＮＢはＵＥ送信電力に上限張り付きが発生するか否かを判断する（Ｓ２８）。受信品質Ｂが最低限保証すべき品質を満たしている場合は（Ｓ２５でＮＯ）、第１実施形態と同様に、送信電力に上限張り付きが発生しないと判断され（Ｓ２８でＮＯ）、算出された受信品質Ｂに応じたＭＣＳが選択される（Ｓ３０）。
【００３４】
受信品質Ｂが最低限保証すべき品質を満たしていない場合は（Ｓ２５でＹＥＳ）、ＵＥの最大送信電力が実際に不足する送信電力よりも小さい値のΔＰmaxで読み替えられていることから、送信電力の上限張り付きが発生すると判断される（Ｓ２８でＹＥＳ）。この場合は、割り当てるＲＢ数をＵＥの送信電力が上限に張り付かない数に削減したうえで（Ｓ２９）、受信品質Ｂに応じたＭＣＳが選択される（Ｓ３０）。
【００３５】
図５は、第２実施形態の制御の概念を従来法と比較して示す図である。図５（Ｂ）の従来法は、上述したように、ＵＥ送信電力の上限張り付けが生じないところまで割り当てるべきＲＢ数を削減する。これに対し、図５（Ａ）の実施形態の方法では、割り当てるべきＲＢ数は極力維持して受信電力密度の低下を許容するが、最低限の受信品質を保証するために必要な分だけＲＢ数を削減する。これにより、最低限の受信品質を維持しつつ、スループットの低下を抑制することができる。
＜装置構成＞
図６は、ｅＮＢ１０の概略構成図である。無線通信部１１は、在圏するＵＥと無線通信する。受信品質測定部１２は、各ＵＥの受信品質を事前に測定する。ここで測定される受信品質は、図３及び図４の「受信品質Ａ」に対応する。メモリ２１は、各ＵＥの最大送信電力を格納している。制御部２０は、図３又は図４に示す制御を実行する。
【００３６】
制御部２０のリソース割り当て部１３は、ＵＥに対する上りリンクの通信機会の割り当てを決定し、ＵＥに割り当てるＰＵＳＣＨのリソースブロック（ＲＢ）を決定する。受信品質推定部１５は、割り当てられたＲＢ数でＵＥが送信した場合に得られる受信品質を算出する。ここで算出される受信品質は、図３及び図４の「受信品質Ｂ」に対応する。
【００３７】
最低品質保証判定部１６は、受信品質推定部１５で算出された受信品質Ｂが必要最低限の品質を満たすか否かを判断し、受信品質Ｂが必要最低限の品質を下回る場合に、算出された受信品質Ｂの値を必要最低限の受信品質に設定する。
【００３８】
最大送信電力読み替え部１７は、ＵＥの最大送信電力Ｐmaxを、割り当てられたＲＢ数で送信するのに必要な送信電力に対する不足分を加算した値（Ｐmax＋ΔＰmax）に読み替える。ＵＥの最大送信電力の範囲内で割り当てＲＢ数で上りリンクデータ送信が可能な場合は、不足分ΔＰmaxはゼロになるので、読み替え処理の前後でＰmaxの値は変わらない。割り当てられたＲＢ数で送信電力が不足する場合は、ＰmaxはＵＥの実際の最大送信電力値よりも大きな値に読み替えられる。
【００３９】
送信電力上限張り付き判定部１８は、読み替えられた最大送信電力値Ｐmaxに基づいて、ＵＥの送信電力上限張り付きが発生するか否かを判断する。算出された受信品質Ｂが必要最低限の品質を満たしている限り、送信電力が不足する場合でも上限張り付きは発生しないと判断される。受信品質Ｂが必要最低限の品質を下回る場合は、上限張り付きが発生すると判断される。
【００４０】
ＲＢ削減処理部１４は、送信電力上限張り付きが発生すると判断された場合に、最低限度の受信品質を保証するのに必要な分だけ割り当てたＲＢ数を削減する。
【００４１】
ＭＳＣ決定部１９は、算出された受信品質Ｂに応じたＭＳＣを選択する。
【００４２】
この構成により、既存の制御モジュールを維持したまま、ＵＥに割り当てたＲＢ数の削減を抑制して、スループットの低下を防止することができる。また、受信品質判定を行うことで、ＵＥに割り当てたＲＢ数を極力維持しつつ、最低限度の受信品質を保証することができる。
【００４３】
実施形態では、割り当てＲＢ数で送信した場合に得られる受信品質ＢをＳＩＲを用いて算出したが、ビット誤り率（ＢＥＲ）やブロック誤り率（ＢＬＥＲ）等、その他の指標を用いてもよい。また、算出された受信品質Ｂに応じた通信方式として、ＭＣＳの他にプリコーディングベクトルを選択してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１０  ｅＮＢ（基地局）
１１  無線通信部
１２  受信品質測定部
１３  リソース割り当て部
１４  ＲＢ削減処理部
１５  受信品質推定部
１６  最低品質保証判定部
１７  最大送信電力読み替え部
１８  送信電力上限張り付き判定部
１９  ＭＳＣ決定部（通信方式決定部）
２０  制御部
２１  メモリ
【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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