(57)【要約】本発明は無線通信システムで多数の副搬送波にデータを割り当てる方法に関し、より詳細には、受信機からフィードバック情報を受け取り、該フィードバック情報を用いて受信機の移動性を算出し、算出された受信機の移動性に基づいて資源割当方式を決定し、決定された資源割当方式によって多数の副搬送波にデータを割り当てる段階を含む。前記資源割当方式を決定する段階は、前記受信機の前記移動性レベルの変化量を算出する段階をさらに含み、前記受信機の前記移動性レベルの変化量が既に設定された臨界値よりも小さいと、連続割当方式が用いられ、前記受信機の前記移動性レベルの変化量が既に設定された臨界値よりも大きいと、連続割当方式、分散割当方式またはグループ割当方式のいずれかが用いられる。
2010510711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信システムで多数の副搬送波にデータを割り当てる方法であって、
受信機からフィードバック情報を受信する段階と、
前記フィードバック情報を用いて前記受信機の移動性レベルを算出する段階と、
前記算出された移動性レベルに基づいて、使用する資源割当方式を決定する段階と、
前記決定された資源割当方式によって前記多数の副搬送波に前記データを割り当てる段階と、
を含む、データ割当方法。
【請求項２】
前記資源割当方式を決定する段階は、
前記受信機の前記移動性レベルの変化量を算出する段階をさらに含み、
前記受信機の前記移動性レベルの変化量が既に設定された臨界値よりも小さいと、連続割当方式が用いられ、
前記受信機の前記移動性レベルの変化量が既に設定された臨界値よりも大きいと、連続割当方式、分散割当方式またはグループ割当方式のいずれかが用いられる、請求項１に記載のデータ割当方法。
【請求項３】
前記資源割当方式は、連続割当方式、分散割当方式及びグループ割当方式を含む、請求項１に記載のデータ割当方法。
【請求項４】
前記資源割当方式は、周波数ホッピング方式または時間ホッピング方式のいずれかを適用する、請求項３に記載のデータ割当方法。
【請求項５】
前記フィードバック情報を用いてチャネル電力の変化量を算出する段階と、
前記チャネル電力の変化量に基づいて、使用する資源割当方式を決定する段階と、
をさらに含む、請求項１に記載のデータ割当方法。
【請求項６】
前記受信機の前記移動性レベルは、
前記フィードバック情報に含まれた相応するチャネル電力と多数のフィードバックにより保存されたチャネル電力との差を区分する方式で算出される、請求項１に記載のデータ割当方法。
【請求項７】
前記平均変化量が既に設定された臨界値よりも小さいと、連続割当方式が用いられ、
前記平均変化量が既に設定された臨界値よりも大きいと、連続割当方式、分散割当方式またはグループ割当方式のいずれかが用いられる、請求項６に記載のデータ割当方法。
【請求項８】
前記受信機の前記移動性レベルは、前記フィードバック情報に含まれた分散値を用いて算出される、請求項１に記載のデータ割当方法。
【請求項９】
前記分散値が既に設定された臨界値よりも小さいと、連続割当方式が用いられ、
前記分散値が既に設定された臨界値よりも大きいと、連続割当方式、分散割当方式またはグループ割当方式のいずれかが用いられる、請求項８に記載のデータ割当方法。
【請求項１０】
前記資源割当方式は、
【数９】
2010510711.tif 000011
で決定され、
ｈｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルのチャネル電力を表し、ｗは、重み値（weight）を表し、ｗの全体和は１を満たし、ｍは１〜ウィンドウ大きさの範囲の整数である、請求項１に記載のデータ割当方法。
【請求項１１】
変調及びコーディング方式（MCS：Modulation and coding selection）が前記受信機の前記移動性を算出するために利用される場合、前記資源割当方式は、
【数１０】
2010510711.tif 000012
で決定され、
ＭＣＳｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルのＭＣＳレベルインデックスを表し、ｗは重み値（weight）を表し、ｗの全体和は１を満たし、ｍは、１〜ウィンドウ大きさの範囲の整数である、請求項１に記載のデータ割当方法。
【請求項１２】
信号対雑音比（SNR：Signalto Noise Ratio）が前記受信機の前記移動性を算出するために利用される場合、前記資源割当方式は、
【数１１】
2010510711.tif 000013
で決定され、
ＳＮＲｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルのＳＮＲを表し、ｗは、所定の重み値（weight）を表し、ｗの全体和は１を満たし、ｍは、１〜ウィンドウ大きさの範囲の整数である、請求項１に記載のデータ割当方法。
【請求項１３】
無線通信システムで多数の副搬送波にデータを割り当てる方法であって、
受信機からフィードバック情報を受信する段階と、
前記フィードバック情報を用いてチャネル状態の変化量を算出する段階と、
前記算出されたチャネル状態の変化量に基づいて、使用する資源割当方式を決定する段階と、
前記決定された資源割当方式に基づいて前記多数の副搬送波に前記データを割り当てる段階と、
を含む、データ割当方法。
【請求項１４】
前記チャネル状態は、電力、変調及びコーディング方式（ＭＣＳ）レベルインデックス、及び信号対雑音比（SNR：Signal to Noise Ratio）を含む、請求項１３に記載のデータ割当方法。
【請求項１５】
前記変化量は、フィードバック情報に含まれた相応するチャネル電力と多数のフィードバックにより保存されたチャネル電力との差を区分する方式で算出される、請求項１３に記載のデータ割当方法。
【請求項１６】
前記変化量は、前記受信機の移動性を算出するために用いられる平均変化量である、請求項１３に記載のデータ割当方法。
【請求項１７】
前記平均変化量が既に設定された臨界値よりも小さいと、連続割当方式が用いられ、
前記平均変化量が既に設定された臨界値よりも大きいと、連続割当方式、分散割当方式またはグループ割当方式のいずれかが用いられる、請求項１６に記載のデータ割当方法。
【請求項１８】
前記資源割当方式は、
【数１２】
2010510711.tif 000014
で決定され、
ｈｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルのチャネル電力を表し、ｗは、重み値（weight）を表し、ｗの全体和は１を満たし、ｍは、１〜ウィンドウ大きさの範囲の整数である、請求項１３に記載のデータ割当方法。
【請求項１９】
変調及びコーディング方式（MCS：Modulation and coding selection）が前記受信機の移動性を決定するために用いられる場合、前記資源割当方式は、
【数１３】
2010510711.tif 000015
で決定され、
ＭＣＳｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルの前記ＭＣＳレベルインデックスを表し、ｗは、重み値（weight）を表し、ｗの全体和は１を満たし、ｍは、１〜ウィンドウ大きさの範囲の整数である、請求項１３に記載のデータ割当方法。
【請求項２０】
信号対雑音比（SNR：Signalto Noise Ratio）が前記受信機の移動性算出に利用される場合、前記資源割当方式は、
【数１４】
2010510711.tif 000016
で決定され、
ＳＮＲｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルの前記ＳＮＲを表し、ｗは重み値（weight）を表し、ｗの全体和は１を満たし、ｍは１〜ウィンドウ大きさの範囲の整数である、請求項１３に記載のデータ割当方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、資源割当方法に関するもので、より具体的には、無線通信システムでの適応的資源割当方法及び適応的資源割当を支援する送受信機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、次世代移動通信システムでは高速のマルチメディアサービスを提供する。マルチメディアサービスが幅広く普及されることに伴い、より高速で高信頼性を持ちながらより良好なマルチメディアへの無線通信使用者の要求も増大してきている。
【０００３】
このような要求を満たすために、効率的で向上したサービスを提供するための研究が行なわれている。言い換えると、データ伝送を向上させる様々な方法への研究がなされており、特に、周波数資源利用効率の高いデータ伝送方式についての研究が進行されている。
【０００４】
より具体的に、多重搬送波技術は、互いに干渉を起こさない多数の副搬送波を用いてデータを並列に伝送することによって、高速データ伝送システムで主な問題とされている多重経路干渉による周波数選択的フェーディングを克服することができる。特に、ＯＦＤＭ（orthogonal frequency division multiplexing）技術は、周波数領域で互いに重畳する副搬送波を使用することによって周波数利用効率を大きく高めることができる。
【０００５】
しかも、無線通信環境及び／またはチャネル環境は、端末機（ＭＳ）が移動したり、簡単には通信環境の変化によって変わる特性があるので、このようなチャネル特性の変化に対応して使用者に一定のサービス品質（Qos；quality of service）を保障するように信頼性あるデータ伝送率（throughput）を提供することが重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の問題点を解決するために、無線通信システムで適応的資源割当方法及びそれを具現する送受信機を提供する。
【０００７】
本発明の目的は、無線通信システムで複数の副搬送波にデータを割り当てる方式及びその装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の追加的な利点、目的及び特徴は、以下の詳細な説明で記述され、部分的には下記内容の検討に基づいて当該技術分野における通常の知識を持つ者にとって明確になるか、本発明の実施からわかることができる。本発明の目的及び利点は、添付の図面の他に、与えられた説明及び特許請求の範囲で記述される方式によって具現されることができる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の一実施例は、受信機からフィードバック情報を受信する段階と、前記フィードバック情報を用いて受信機の移動性を算出する段階と、前記算出された移動性に基づいて資源割当方式を決定する段階と、前記決定された資源割当方式によって多数の副搬送波にデータを割り当てる段階と、を含む無線通信システムで多数の副搬送波にデータを割り当てる方法とした。
【００１０】
本発明の他の実施例は、受信機からフィードバック情報を受信する段階と、前記フィードバック情報を用いてチャネル状態変化量を算出する段階と、前記算出されたチャネル状態変化量に基づいて資源割当方式を決定する段階と、前記決定された資源割当方式に基づいて多数の副搬送波にデータを割り当てる段階と、を含む無線通信システムで多数の副搬送波にデータを割り当てる方法とした。
【００１１】
本発明のさらに他の実施例は、データに誤り検出ビットを加えるように構成されるチャネルエンコーダと、前記エンコーディングされたデータを変調するためのマッパーと、伝送シンボルに資源を割り当てる資源割当器と、前記伝送シンボルを変調するための変調器と、信号を受信し、該受信した信号をデジタル形式として制御器に伝送するための受信回路と、比較モジュールを含む制御器と、を含む無線通信システムで多数の副搬送波にデータを割り当てる装置とした。
【００１２】
ここで、前記比較モジュールは、前記受信回路からフィードバック情報を受信し、該フィードバック情報を用いて受信機の移動性を算出し、前記算出された受信機の移動性に基づいて資源割当方式を決定し、該決定された資源割当方式によって多数の副搬送波にデータを割り当てる。
【００１３】
上述した包括的な説明と以下の本発明に関する詳細な説明はいずれも例示的で説明的なもので、請求された本発明についてより多くの説明を提供するためのものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施例による通信システムの送信機構造を示すブロック図である。
【図２Ａ】本発明で利用される資源割当方法を種類別に示す概念図である。
【図２Ｂ】本発明で利用される資源割当方法を種類別に示す概念図である。
【図２Ｃ】本発明で利用される資源割当方法を種類別に示す概念図である。
【図３】時間の経過によるチャネル電力の変化推移と受信機の移動性との関係を示す図である。
【図４】ＭＣＳレベルインデックス別使用頻度と移動性との関係を示す図である。
【図５】ＭＣＳレベルインデックスの時間による変化推移を受信機の速度によって区分して示す図である。
【図６】本発明の第１乃至第４実施例に適用される、ＳＣＷを利用するＭＩＭＯシステムの送信機構造を示すブロック図である。
【図７】本発明の第１乃至第４実施例に適用される、ＭＣＷを利用するＭＩＭＯシステムの送信機構造を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。図面中、同一の構成要素には可能な限り同一の参照番号を付する。
【００１６】
無線移動通信システムでサービス品質（Qos；quality of service）を保障するために伝送パラメータを変化させるリンク適応技法（link adaptation）などが利用されることができる。
【００１７】
このリンク適応技法は、例えば、伝送データを副搬送波領域に特定パターンで割り当てる資源割当方式（resource allocation）、ＭＣＳレベルインデックス（Modulation & Coding SelectionLevel）、伝送電力及び拡散ファクター（Spreading Factor）などを含む。
【００１８】
上記資源割当方式の一例として、使用者データを副搬送波の周波数領域（または時間領域）に連接して割り当てる連続割当方式（contiguous）と、使用者データを全体副搬送波帯域にわたって均一に分散して割り当てる分散割当方式（distributed）などが挙げられる。
【００１９】
また、リンク適応技法の例に、ＡＭＣ（Adaptive Modulation and Coding）、チャネル依存スケジューリング（channel dependantscheduling）、Ｈ−ＡＲＱ（Hybrid Automatic Request）、電力制御（Power Control）などがある。
【００２０】
したがって、使用者の移動性が小さい場合には、上記連続割当方式でデータを割り当て、ここにＡＭＣ技法やチャネル依存スケジューリング技法などを適用することによってシステムの性能を高めることができる。一方、使用者の移動性が大きい場合には、ＡＭＣ技法やチャネル依存スケジューリング技法などの適用が非効率的であるため、上記分散割当方式でデータを割り当て、周波数ダイバーシティ利得を得ることができる。
【００２１】
ただし、従来は、使用者データを物理チャネルにマッピングする段階で所定の割当方式で固定してデータが割り当てられるため、チャネル状態の変化度合（または量）が使用者の移動性によって変わると、それに合わせて動的にチャネルを構成し難いという問題があった。
【００２２】
すなわち、使用者の移動性が大きくなるにつれてチャネルの状態も変わるが、チャネルの状態が変わるとそれ以上ＡＭＣ技法やチャネルスケジューリング技法を適用することができなくなる。しかも、もしこのような技法を使用するために周波数ダイバーシティ利得をあきらめて連続割当方式を用いて使用者データを伝送すると、システムの性能は深刻に劣化してしまう。
【００２３】
上述したように、例えば、使用者の移動性が小さくなる時に利用される分散割当方式は、ＡＭＣ技法及びチャネル依存スケジュールリング技法などのようなリンク適応技法を利用するシステムに比べて、システムの性能が低下することがある。要するに、固定した割当方式によると使用者の移動性を考慮することができず、最適の性能は期待できない。
【００２４】
使用者データを伝送する上で生じうる問題点や難題を解決するために、以下の詳細な説明は、使用者データ伝送においてより効率的で効果的な方法を提供する。この方法は下りリンク（downlink）または上りリンク（uplink）で用いられることができる。下りリンクは、基地局（base station；BS）から端末機（mobilestation；MS）への通信を意味し、上りリンクは、端末機から基地局への通信を意味する。
【００２５】
一般に、基地局は、端末機と通信する固定局（fixed station）をいい、ノード−Ｂ（node-B）、ＢＴＳ（base transceiver system）、アクセスポイント（accesspoint）等、別の用語（terminology）と呼ばれることができる。端末機は、固定されていたり、移動性を持つことができ、ＵＥ（userequipment）、ＵＴ（user terminal）、ＳＳ（subscriber station）、無線機器（wireless device）、ＭＳＳ（mobilesubscriber station）、ターミナル（terminal）等、別の用語と呼ばれることができる。
【００２６】
本発明は、シングル−キャリアまたはマルチ−キャリア通信システムに適用されることができる。シングル−キャリアシステムでは、ＣＤＭＡ（code division multiple access）、ＳＣ−ＣＤＭＡ（single−carrier frequencydivision multiple access）等、様々な変調技法を活用することができる。マルチ−キャリアシステムでは、ＯＦＤＭ（orthogonalfrequency division multiplexing）のような多様な変調技法を活用できる。ＯＦＤＭは、全体システム帯域幅を直交性を持つサブバンド（subband）、トーン（tone）などのような多数の副搬送波（subcarrier）に分割する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施例による通信システムの送信機構造を示すブロック図である。
【００２８】
一般に、通信システムは、送信機（transmitter）と受信機（receiver）を含む。ここで、送信機と受信機は、送信機能と受信機能の両方を行なう送受信機（transceiver）とすることができる。
【００２９】
下りリンクで、送信機は基地局の一部分（part）であり、受信機は端末機の一部分でありうる。上りリンクで、送信機は端末機の一部分であり、受信機は基地局の一部分でありうる。ここで、基地局と端末機は、多数の受信機と多数の送信機を含むことができる。
【００３０】
図１で、送信機１００は、チャネルエンコーダ（channel encoder）１１０、マッパー（mapper）１２０、資源割当器（resource allocator）１３０、変調器（modulator）１４０、メモリー（memory）１５０、制御器（controller）１６０、及び受信回路（receivecircuit）１７０を含む。
【００３１】
チャネルエンコーダ１１０は、所定の情報ビット（stream of information bits）を受信し、これらを定められたコーディング方式によってエンコーディングし、符号化されたデータ（codeddata）を形成する。これら情報ビットは、テキスト、音声、映像またはその他データを含むことができる。
【００３２】
チャネルエンコーダ１１０は、情報ビットのそれぞれにＣＲＣ（cyclic redundancy check）のようなエラー検出ビットを追加し、さらにはエラー訂正のための余分のコードを追加することができる。エラー訂正コードは、ターボ符号（turbocode）、ＬＤＰＣ（low density parity check code）及び畳み込み（convolution）符号のうちいずれか一つとすれば良いが、これに限定されず、エラー訂正を行なう他の符号としても良い。
【００３３】
マッパー１２０は、情報ビットストリームの符号化されたデータを、あらかじめ定められた変調方式（modulation scheme）によって変調して、伝送シンボルを提供する。符号化されたデータは、マッパー１２０により振幅と位相状態（constellation）による位置を表現するシンボルにマッピングされる。変調方式には制限がなく、ｍ−ＰＳＫ（m-quadraturephase shift keying）またはｍ−ＱＡＭ（m−quadrature amplitude modulation）とすれば良い。例えば、ｍ−ＰＳＫは、ＢＰＳＫ、ＱＰＳＫまたは８−ＰＳＫでありうる。ｍ−ＱＡＭは、１６−ＱＡＭ、６４−ＱＡＭまたは２５６−ＱＡＭでありうる。
【００３４】
資源割当器１３０は、制御器１６０から通報された資源割当方式によって伝送シンボルに資源を割り当てる。資源割当方式は、連続割当方式、分散割当方式、グループ割当方式などを用いることができ、このような方式に周波数（または時間）ホッピング技法が適用されることができる。その詳細は、該当の実施例で後述する。
【００３５】
変調器１４０は、伝送シンボルを多重接続変調（multiple access modulation）方式によって変調する。多重接続変調方式に制限はなく、周知のＣＤＭＡのようなシングル−キャリア変調方式やＯＦＤＭのようなマルチ−キャリア変調方式を採択することができる。
【００３６】
メモリー１５０は、フィードバックされたチャネル情報を臨時保存するための空間を備え、連続割当方式によるＡＭＣ技法を支援するためのＭＣＳルックアップテーブルを保存することができる。このＭＣＳルックアップテーブルは、入力された情報ビットに適用するコーディング率項目、変調方式項目及びこれらの項目とマッチングされるＭＣＳレベルインデックス項目を一つ以上含む。
【００３７】
受信回路１７０は、受信機から伝送された信号をアンテナから受け取り、これをデジタル化して制御器１６０に送る。受信回路１７０に受信された信号から抽出された情報には、チャネル品質情報（channel quality information；CQI）が含まれることができる。ＣＱＩは、受信機が送信機１００にチャネル環境やコーディング方式、変調方式に対してフィードバックする情報であり、具体的には、チャネル別電力情報、チャネル別信号対雑音比（Signalto Noise Ratio；SNR）情報及び特定コーディング率（coding rate）及び／または変調方式（modulation scheme ormodulation size）を指定するためのインデックス情報のうち少なくとも一つがそれに該当できる。ＳＮＲの代わりに信号対干渉及び雑音比（Signalto Interference and Noise Ratio；SINR）が利用されることができ、インデックス情報としては、ＭＣＳ（Modulationand Coding Scheme）レベルインデックスが用いられることができる。
【００３８】
制御器１６０は、送信機１００の全体的な動作を制御し、特に受信機の移動性を算出し、それに基づいて副搬送波の資源割当方式を決定するための比較モジュール（comparison module）１６１を含む。また、制御器１６０は、フィードバックされたＭＣＳレベルインデックスとＭＣＳルックアップテーブルを参考して、入力された情報ビットに適用するコーディング率及び変調方式を決定するＡＭＣモジュール（図示せず）をさらに含むことができる。
【００３９】
比較モジュール１６１は、受信機の移動性を算出するために、チャネルの変化量、チャネル変化の勾配及びチャネル情報の分散値のうち少なくとも一つを利用することができる。
【００４０】
＜実施例１＞
本実施例は、比較モジュール１６１がチャネルの変化量を用いて受信機の移動性を算出し、資源割当方式を決定する場合に関するものである。チャネルの変化量を算出するためのチャネル情報には、チャネル電力、ＭＣＳレベルインデックス及びＳＮＲなどが利用されることができ、ここではチャネル電力を一例として説明する。
【００４１】
図３は、時間によるチャネル電力の変化推移と受信機の移動性との関係を示す図である。
【００４２】
図３に示すように、受信機の移動性が小さくなると（区間Ａ、区間Ｃ）、チャネル電力の変化も小さくなり、受信機の移動性が大きくなると（区間Ｂ）、チャネル電力の変化も大きくなることが確認できる。このようにチャネル電力の変化量と受信機の移動性は互いに比例関係にあり、よって、チャネル電力の変化量を算出し、それに基づいて資源割当方式を決定することができる。
【００４３】
ただし、伝送初期には受信機の移動性に対するフィードバック情報がないため、下記の２種類の方法で初期資源割当方式を決定することができる。
【００４４】
第一に、資源割当方式として第１方式と第２方式を選択できると仮定する時、比較モジュール１６１は、該当の地域（cell/sector）の通信環境を勘案して、初期資源割当方式としてあらかじめ設定された政策によって第１方式または第２方式のいずれかを決定することができる。この時、初期資源割当方式として、受信機の移動性に関らずに一定レベルの通信効率を提供する割当方式が選択されることが好ましく、その一例として、周波数ダイバーシティ利得を得るための分散割当方式がある。
【００４５】
第二に、比較モジュール１６１は、一定単位の時間ウィンドウ（window）内で、受信機からチャネル電力がフィードバックされる度に、フィードバックされたチャネル電力とメモリー１５０に保存された以前のチャネル電力とを比較して、チャネル変化量を算出することができる。算出されたチャネル変化量を、直前まで算出されたチャネル変化量に累算する過程を反復することによって、ウィンドウ単位のチャネル変化量（これを‘単位チャネル変化量’という。）を算出する。そして、このような単位チャネル変化量を所定の時間でウィンドウ単位に数回算出し、その平均（これを‘初期チャネル変化量’という）を求める。
【００４６】
ここで、あらかじめ保存された以前のチャネル電力は、直前に測定されたチャネル電力であっても良く、それよりも以前に測定されたチャネル電力であっても良く、以前に測定された一定回数のチャネル電力を平均した値であっても良い。また、以前のチャネル電力、それよりも以前のチャネル電力、または以前に測定された一定回数のチャネル電力に所定の重み値（weight）を適用した値であっても良い。
【００４７】
比較モジュール１６１は、初期チャネル電力変化量が、メモリー１５０にあらかじめ保存された臨界値（threshold）よりも小さいと、資源割当方式を第１方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。また、初期チャネル電力変化量が、メモリー１５０にあらかじめ保存された臨界値（threshold）よりも大きいと、資源割当方式を第２方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。
【００４８】
ここで、チャネル電力変化量が小さい場合にはＡＭＣ技法やスケジューリング技法を適用して伝送効率を高めることができるので、第１方式として図２Ａの連続割当方式を利用することが好ましい。また、チャネル電力変化量が大きい場合には周波数ダイバーシティ利得を確保することが有利なので、第２方式として図２Ｂの分散割当方式を利用することが好ましい。
【００４９】
ただし、チャネル電力変化量が大きい場合に周波数ダイバーシティ利得をある程度譲歩するとしても、受信機移動性の増加によって過度に増加する信号のオーバーヘッド（overhead）を減らす必要がある場合では、第２方式として図２Ｃのグループ割当方式を利用すると良い。
【００５０】
また、チャネル電力変化量が大きい場合に連続割当方式を利用するものの、時間領域でホッピング（hopping）を行なったり周波数領域でホッピングを行なうホッピング方式を第２方式として利用することによって、ダイバーシティを確保することができる。このような第１方式及び第２方式の決定は、以下に説明する全ての実施例に同一に適用される。
【００５１】
一方、第二の方法で初期資源割当方式を決定する一例として、下記の数学式１を利用することができる。
【００５２】
【数１】
2010510711.tif 000003
ここで、ｈｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルのチャネル電力、ｗは、所定の重み値（weight）を表し、ｗの全体の和は１を満たす。ｍは、１〜ウィンドウ大きさ（window size）の範囲の整数である。
【００５３】
もし、受信機の移動性判断のためのチャネル情報としてＭＣＳレベルインデックスを利用する場合では、上記の数学式１の代わりに下記の数学式２を利用することができる。
【００５４】
【数２】
2010510711.tif 000004
ここで、ＭＣＳｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルのＭＣＳレベルインデックスを表し、ｗ及びｍの定義と適用条件は、上記の数学式１におけると同一である。
【００５５】
また、受信機の移動性判断のためのチャネル情報としてＳＮＲを利用する場合では、上記の数学式１の代わりに下記の数学式３を利用することができる。
【００５６】
【数３】
2010510711.tif 000005
ここで、ＳＮＲｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルのＳＮＲを表し、ｗ及びｍの定義と適用条件は、上記の数学式１におけると同一である。
【００５７】
以上説明したような過程によって初期資源割当方式が決定された以降では、チャネル情報がフィードバックされる度に単位チャネル変化量を算出し、それを臨界値と比較して、資源割当方式を第１方式または第２方式と決定する。
【００５８】
すなわち、比較モジュール１６１は、単位チャネル電力変化量が、メモリー１５０にあらかじめ保存された臨界値（threshold）よりも小さいと、資源割当方式を第１方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。また、単位チャネル変化量が、メモリー１５０にあらかじめ保存された臨界値（threshold）よりも大きいと、資源割当方式を第２方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。
【００５９】
要するに、第１方式及び第２方式は、チャネル電力変化量によって連続割当方式、分散割当方式またはグループ割当方式のいずれかとすれば良い。
【００６０】
＜実施例２＞
本実施例は、比較モジュール１６１がチャネル変化の勾配を用いて受信機の移動性を算出して、資源割当方式を決定する場合に関する。チャネル変化の勾配を算出するためのチャネル情報として、チャネル電力、ＭＣＳレベルインデックス及びＳＮＲなどを利用でき、ここではチャネル電力を一例として説明する。
【００６１】
まず、伝送初期の資源割当方式は、実施例１と同様に、２種類の方法で決定することができ、第一の方法は実施例１と同一なので、ここでは第二の方法についてのみ説明する。
【００６２】
比較モジュール１６１は、一定単位の時間ウィンドウ（window）内で、受信機からチャネル電力がフィードバックされる度に、フィードバックされた該当のチャネル電力とあらかじめ保存された以前のチャネル電力との差をフィードバック回数で除算することでチャネル変化の勾配を算出し、算出されたチャネル変化勾配を、直前まで算出されたチャネル変化勾配に累算する過程を反復することによって、ウィンドウ単位のチャネル勾配（これを‘単位チャネル変化勾配’という。）を算出する。そして、このような単位チャネル変化勾配を所定の時間でウィンドウ単位に数回算出し、その平均（これを‘初期チャネル変化勾配’という。）を求める。
【００６３】
ここで、あらかじめ保存された以前のチャネル電力として様々な値が用いられることができるという点は、実施例１と同一である。
【００６４】
比較モジュール１６１は、初期チャネル変化勾配がメモリー１５０にあらかじめ保存された臨界値（threshold）よりも小さいと、資源割当方式を第１方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。また、初期チャネル変化勾配がメモリー１５０にあらかじめ保存された臨界値（threshold）よりも大きいと、資源割当方式を第２方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。
【００６５】
上記第二の方法で初期資源割当方式を決定する一例として、下記の数学式４を利用することができる。
【００６６】
【数４】
2010510711.tif 000006
ここで、ｈｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルのチャネル電力、ｗは、所定の重み値（weight）を表し、ｗの全体の和は１を満たす。ｍは、１〜ウィンドウ大きさの範囲の整数であり、特に、ｍ＝２に設定されると、上記の数学式１と同一になる。
【００６７】
もし、受信機の移動性判断のためのチャネル情報としてＭＣＳレベルインデックスを利用する場合では、数学式４の代わりに下記の数学式５を利用することができる。
【００６８】
【数５】
2010510711.tif 000007
ここで、ＭＣＳｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルのＭＣＳレベルインデックスを表し、ｗ及びｍの定義と適用条件は、上記の数学式４におけると同一である。
【００６９】
また、受信機の移動性判断のためのチャネル情報としてＳＮＲを利用する場合では、上記数学式４の代わりに下記の数学式６を利用することができる。
【００７０】
【数６】
2010510711.tif 000008
ここで、ＳＮＲｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルのＳＮＲを表し、ｗ及びｍの定義と適用条件は、上記の数学式４における同一である。
【００７１】
以上説明したような過程によって初期資源割当方式が決定された以降では、チャネル情報がフィードバックされる度に単位チャネル変化勾配を算出しこれを臨界値と比較することで、資源割当方式を第１方式または第２方式のいずれかに決定する。
【００７２】
すなわち、比較モジュール１６１は、単位チャネル変化勾配がメモリー１５０にあらかじめ保存された臨界値（threshold）よりも小さいと、資源割当方式を第１方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。また、単位チャネル変化勾配がメモリー１５０にあらかじめ保存された臨界値（threshold）よりも大きいと、資源割当方式を第２方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。
【００７３】
＜実施例３＞
本実施例は、比較モジュール１６１がチャネル情報の分散値を用いて受信機の移動性を算出し、資源割当方式を決定する場合に関する。チャネル情報の分散値を算出するためのチャネル情報としてチャネル電力、ＭＣＳレベルインデックス及びＳＮＲなどを利用でき、ここではＭＣＳレベルインデックスを一例として説明する。
【００７４】
まず、フィードバックされたＭＣＳレベルインデックスと受信機の移動性との関係について説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、ＭＣＳレベルインデックス別使用頻度と移動性との関係を示す図である。
【００７５】
図４Ａに示すように、受信機の移動性が低速である時は、特定帯域のＭＣＳレベルインデックスが集中的に使われていることがわかり、これは、相対的に少ない種類のＭＣＳレベルインデックスが使われる（ＭＣＳレベルインデックスの変化が大きくない）ということを意味するので、小さい分散値を持つ。
【００７６】
また、図４Ｂに示すように、受信機の移動性が高速である時は、ＭＣＳレベルインデックスの全体帯域が均一に使われていることがわかり、これは、相対的に多い種類のＭＣＳレベルインデックスが使われる（ＭＣＳレベルインデックスの変化が大きい）ということを意味するので、大きい分散値を持つ。したがって、チャネル情報の分散値と受信機の移動性は互いに比例関係にあり、チャネル電力の変化量を算出して資源割当方式を決定することができる。
【００７７】
一方、伝送初期の資源割当方式は、実施例１と同様に、２種類の方法で決定することができ、第一の方法は実施例１と同一なので、ここでは第二の方法についてのみ説明する。
【００７８】
比較モジュール１６１は、一定期間または一定単位のウィンドウ（window）時間で受信機からＭＣＳレベルインデックスのフィードバックを受けてその平均値を算出し、算出された平均値と各ＭＣＳレベルインデックスとの差を用いて分散値（これを‘単位分散値’という。）を算出する。もし、分散値が最初のウィンドウに対して算出されたものであれば、これを特に‘最初分散値’という。
【００７９】
比較モジュール１６１は、初期分散値がメモリー１５０にあらかじめ保存された臨界値（threshold）よりも小さいと、資源割当方式を第１方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。また、初期分散値がメモリー１５０にあらかじめ保存された臨界値（threshold）よりも大きいと、資源割当方式を第２方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。
【００８０】
初期資源割当方式を決定する一例として下記の数学式７を利用することができる。
【００８１】
【数７】
2010510711.tif 000009
ここで、ＭＣＳｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルのＭＣＳレベルインデックス、ｍは、１〜ウィンドウ大きさの範囲の整数を表す。また、Ｍは、ウィンドウ大きさ分だけのＭＣＳレベルインデックスの平均値である。
【００８２】
もし、上記MCSレベルが受信機の移動性判断のためのチャネル情報として利用される場合では、上記数学式７の代わりに下記の数学式８を利用することができる。
【００８３】
【数８】
2010510711.tif 000010
ここで、 ｈｍは、ｍ番目のフィードバックチャネルのチャネル電力、ｍは１〜ウィンドウ大きさの範囲の整数を表す。また、Ｍは、ウィンドウ大きさ分だけのＳＮＲの平均値である。
【００８４】
以上説明したような過程によって初期資源割当方式が決定された以降では、チャネル情報がフィードバックされる度に単位チャネル変化勾配を算出し、それを臨界値と比較することによって、資源割当方式を第１方式または第２方式のいずれかに決定する。
【００８５】
すなわち、比較モジュール１６１は、単位チャネル変化勾配がメモリー１５０にあらかじめ保存された臨界値（threshold）よりも小さいと、資源割当方式を第１方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。また、単位チャネル変化勾配がメモリー１５０にあらかじめ保存された臨界値（threshold）よりも大きいと、資源割当方式を第２方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。
【００８６】
＜実施例４＞
本実施例は、単位大きさのウィンドウ区間でフィードバックされた各ＭＣＳレベルインデックスを、高い臨界値境界（high bound threshold）と低い臨界値境界（low bound threshold）で相関演算（correlation）した値（これを‘相関値’という。）を用いて受信機の移動性を算出し、資源割当方式を決定する方案を提案する。相関値を算出するためのチャネル情報として、チャネル電力、ＭＣＳレベルインデックス及びＳＮＲなどを利用でき、ここでは、ＭＣＳレベルインデックスを一例として説明する。
【００８７】
まず、相関値と受信機の移動性との関係について説明する。図５は、特定ウィンドウ区間でフィードバックされたＭＣＳレベルインデックスの時間による変化推移を、受信機の速度によって区分して示す図である。
【００８８】
図５に示すように、受信機の移動性を測定するための特定ウィンドウの大きさを５０フレームとする時、移動性が大きい場合（１２０Ｋｍ／ｈ）には、ＭＣＳレベルインデックスの分布が１２から６以下までと大幅に変わり、移動性が小さい場合（３Ｋｍ／ｈ）には、ＭＣＳレベルインデックスの分布が１２から６との間で小さい幅で変わることがわかる。
【００８９】
単位ウィンドウ区間でフィードバックされたＭＣＳレベルインデックスはメモリー１５０に臨時保存されるが、比較モジュール１６１は、それらの臨時保存されたＭＣＳレベルインデックスに対して高い臨界値境界と低い臨界値境界で単位ウィンドウ内で相関演算（correlation）を行なって、相関値を算出する。
【００９０】
一般的に、受信機の移動性が大きい場合には、高い臨界値境界と低い臨界値境界を越えるＭＣＳレベルインデックスが多いため、受信機の移動性が小さい場合に比べて相対的に大きい相関値を持つ。
【００９１】
さらに、比較モジュール１６１は、算出された相関値があらかじめ設定された臨界値（これを‘相関臨界値’という。）よりも小さいと、資源割当方式を第１方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。また、相関値が相関臨界値よりも大きいと、資源割当方式を第２方式と決定し、これを資源割当器１３０に通報する。
【００９２】
以上の実施例１〜実施例４は、単一アンテナシステム（single antenna system）を前提として説明したが、多重アンテナシステム（multiple antenna system；MIMO、MISO、SIMO）でも同様に適用可能である。
【００９３】
＜実施例５＞
図６は、上記の実施例１〜実施例４を具現する多重アンテナシステムのうち、単一符号語技法（Single Code word；SCW）を利用するＭＩＭＯシステムの送信機構造を示す図である。
【００９４】
送信機６００は、図１の送信機１００に比べて、直／並列変換器（serial/parallel converter）６４０、空間エンコーダ（spatial encoder）６５０、Ｎ（Ｎ≧１）個の変調器６６０−１，…，６６０−Ｎ、及びＮｔ（Ｎｔ≧１）個のアンテナをさらに備える。その他、チャネルエンコーダ６１０、マッパー６２０、資源割当器６３０、受信回路６７０及びメモリー６９０は、図１と同一なので、その説明は省略する。
【００９５】
直／並列変換器６４０は、入力された直列のデータが多数のアンテナに分配されるように並列化する。
【００９６】
空間エンコーダ６５０は、変調シンボルのブロックを多数のアンテナを通じて伝送できるように時−空間符号（space−time code）コーディング方式によって処理する。以下では、空間エンコーダ６５０の出力によって１周期（または１タイムスロット）に伝送されるシンボルの集合を、伝送シンボル（transmitsymbol）という。
【００９７】
変調器６６０−１，…，６６０−Ｎは、空間エンコーダ６５０から出力された伝送シンボルを多重接続変調（multiple access modulation）方式によって変調して、各アンテナから伝送する。多重接続変調方式に制限はなく、周知のＣＤＭＡのようなシングル−キャリア変調方式やＯＦＤＭのようなマルチ−キャリア変調方式を採択すれば良い。
【００９８】
制御器６８０の比較モジュール６８１は、実施例１〜実施例４の比較モジュール１６１と同一の役割を果たし、ただし、全体アンテナに対して同一の資源割当方式を決定しても良く、各アンテナが異なるチャネル環境を有することがあるので、アンテナ別に独立した資源割当方式を決定しても良い。
【００９９】
＜実施例６＞
図７は、実施例１〜実施例４を具現する多重アンテナシステムのうち、多重符号語技法（Multi Code word；ＭＣＷ）を利用するＭＩＭＯシステムの送信機構造を示す図である。
【０１００】
送信機７００は、図１の送信機１００に比べて、特にＮ（Ｎ≧１）個のチャネルエンコーダ７１０−１，…，７１０−Ｎ、Ｎ個のマッパー７２０−１，…，７２０−Ｎ、Ｎ個の資源割当器７３０−１，…，７３０−Ｎ、空間エンコーダ７４０、Ｎ個の変調器７５０−１，…，７５０−Ｎ、及びＮｔ（Ｎｔ≧１）個のアンテナを備える。その他、受信回路７８０及びメモリー７６０は、図１と同一なのでその説明は省略する。
【０１０１】
チャネルエンコーダ７１０−１，…，７１０−Ｎは、Ｎ個（１st〜Ｎth）の相異なる一連の情報ビット（stream of information bits）を並列に受け取り、これらを、定められたコーディング方式によってエンコーディングし、符号化されたデータ（codeddata）を生成する。これらの各情報ビットに適用されるコーディング方式は互いに独立しており、相異なるコーディング方式が適用されることができる。チャネルエンコーダ７１０−１，…，７１０−Ｎは、情報ビットのそれぞれにＣＲＣ（cyclicredundancy check）のようなエラー検出ビットを追加し、エラー訂正のための余分のコードを追加することができる。
【０１０２】
マッパー７２０−１，…，７２０−Ｎは、各情報ビットストリームの符号化されたデータを、定められた変調方式（modulation scheme）によって変調し、変調シンボルを提供する。符号化されたデータのそれぞれは、該当のマッパー７２０−１，…，７２０−Ｎにより振幅と位相状態（constellation）による位置を表現するシンボルにマッピングされる。
【０１０３】
資源割当器７３０−１，…，７３０−Ｎは、制御器７６０から通報されたシンボル別資源割当方式によって、マッパーから出力された各伝送シンボルに資源を割り当てる。
【０１０４】
空間エンコーダ７４０は、変調シンボルのブロックを多数のアンテナを通じて伝送されるように時−空間符号（space−time code）コーディング方式によって処理する。
【０１０５】
変調器７５０−１，…，７５０−Ｎは、空間エンコーダ７４０から出力された伝送シンボルを多重接続変調（multiple access modulation）方式によって変調して、各アンテナから伝送する。
【０１０６】
制御器７７０の比較モジュール７７１は、実施例１〜実施例４の比較モジュール１６１と同一の役割を果たし、ただし、全体アンテナに対して同一の資源割当方式を決定しても良く、各アンテナが異なるチャネル環境を有することができるので、アンテナ別に独立した資源割当方式を決定しても良い。
【０１０７】
以上説明した実施例で提案した単位ウィンドウの大きさは、通信システムの性能やチャネル環境などによって最適の性能を発揮できるように様々に設定されることができ、具体的には、一つのフレームで構成されても良く、二つ以上のフレームで構成されても良い。
【０１０８】
また、以上説明した各実施例は独立して実施されても良いが、必要によって互いに結合して実施されても良いということは、本発明に属する技術分野における通常の知識を持つ者にとっては自明である。また、上述した内容は本発明の技術思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であり、よって、本発明が、前述した実施例及び添付の図面に限定されることはない。
【図１】
2010510711.tif 000017
【図２Ａ】
2010510711.tif 000018
【図２Ｂ】
2010510711.tif 000019
【図２Ｃ】
2010510711.tif 000020
【図３】
2010510711.tif 000021
【図４】
2010510711.tif 000022
【図５】
2010510711.tif 000023
【図６】
2010510711.tif 000024
【図７】
2010510711.tif 000025
【国際調査報告】
2010510711.tif 000026
2010510711.tif 000027
2010510711.tif 000028