JP2007259346A - 無線通信システムとその無線通信端末 - Google Patents

Abstract

【課題】基地局ごとのトラフィックの差を考慮して常に通信を行える可能性の高い基地局へ通信要求を送信できるようにして、システム全体のスループットの向上を図る。
【解決手段】移動局ＭＳａ〜ＭＳｇにおいて、自端末において算出した評価関数値MS_Eval_01(a)〜MS_Eval_10(a)及びMS_Eval_01 (b)〜MS_Eval_10 (b)と、基地局ＢＳａから周辺基地局情報リストの通知メッセージにより報知されたBS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)及びBS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)とを、基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとにチャンク別にそれぞれ比較して、MS_Eval≧BS_Evalであるか否かを判定している。そして、この判定結果に基づいて基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとにMS_Eval≧BS_Evalと判定されたチャンクの数をカウントし、このカウント値Ｃａ，Ｃｂが多い基地局を選択して、ＣＱＩを送信するようにしたものである。
【選択図】 図２

Description

この発明は、適応変調方式を採用した無線通信システムに係わり、特に無線通信端末からの通信要求に対し基地局が通信先の無線通信端末を選択するスケジューラを備える無線通信システムとその無線通信端末に関する。

変調方式及び符号化方式を適応的に制御する、いわゆる適応変調方式を採用した無線通信システムでは、基地局と無線通信端末との間で次のように伝送制御を行っている。すなわち、無線通信端末は先ず周辺の複数の基地局について下りリンクの受信品質をそれぞれ測定し、その測定結果をもとに受信品質が最も良好な基地局を選択する。そして、この選択した基地局の下りリンクの受信品質の下で使用可能な伝送フォーマット、つまり変調方式と符号化方式との組み合わせを決定し、この決定した伝送フォーマットをＣＱＩ（Channel Quality Indication）として上記選択した基地局へ上りリンクを介して送信する。これに対し基地局は、上記無線通信端末に対し個別情報チャネルを使用して送信する情報データの変調方式及び符号化方式を切り替える。このようにすると、基地局から無線通信端末へ個別情報チャネルを介して情報データを伝送する場合に、当該無線通信端末の受信状態が良好なときには誤り耐性が低いが高速なデータ伝送レートを使用し、これに対し電波状態が悪いときには低速だが誤り耐性の高いデータ伝送レートを使用して情報データを伝送することが可能となる。

上記制御のために、無線通信端末又は基地局はテーブルを備える。このテーブルには、下りリンクの受信品質に対応付けて予測下りデータ通信速度が記憶されている。予測下りデータ通信速度は、例えば予測や過去の下りデータ伝送の誤り率等の統計データをもとに補正されたきわめて正確なデータ通信速度を直接的に示すものである。無線通信端末が上記したテーブルを備える場合は、無線通信端末は、上記テーブルから下り受信品質に対応する予測下りデータ通信速度を読み出し、この予測下りデータ通信速度を基地局へ通知する。基地局が上記したテーブルを備える場合は、無線通信端末から送信されたＣＱＩ情報を基に、上記テーブルから対象とする無線通信端末に対する下り受信品質に対応する予測下りデータ通信速度を読み出す。この結果、基地局と無線通信端末との間では、その時々の下りチャネルの受信品質に応じた通信レートによりデータ通信が行われる。

ところで、以上述べた適応変調方式を採用するシステムのサービス形態は、ベストエフォート型であることが一般的である。このため、無線通信端末は下りリンクの受信品質が最良の基地局に対してのみ通信を要求する。基地局は、下りリンクの受信品質が良好で高伝送レートを要求する無線通信端末に対して優先的に情報データのパケットを送信する。このときの基地局による端末選択（スケジューリング）アルゴリズムはMaximum CIRと呼ばれる。このMaximum CIRでは、下りリンクの受信品質が良好でない無線通信端末は基地局と通信を行う優先度が低くなる。

この不具合を解消し、基地局側から見たスループットと無線通信端末側から見たスループットの両方をバランス良く高めるスケジューラとして、例えば標準化団体「３ＧＰＰ２」による技術規格書「C.S0024 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specifications」に準拠した1xEV-DOシステムシステムでは、ＰＦ（Proportional Fairness）スケジューラが採用されている。ＰＦスケジューラは、基地局が無線通信端末を選択するための指標として、無線通信端末の下りリンクの受信品質に加えて基地局が当該無線通信端末に対し過去に送信したデータ量も考慮するものである（例えば、非特許文献１参照。）。

例えば、基地局は各無線通信端末の各々について評価関数値「SNR_inst／SNR_ave」を算出する。「SNR_inst」とは、無線通信端末から基地局に通知された下りリンクの瞬時のＳＮＲ（Signal Noise Ratio）である。また、「SNR_ave」は無線通信端末から基地局に過去に通知された下りリンクのＳＮＲの平均値である。このようなスケジューラを使用することにより、下り受信品質が良好になった無線通信端末が選択される確率が高くなるので、無線通信端末間の受信環境に対するスループットの不公平性を軽減することが可能となる。
IEEE国際会議，VTC 2000 Spring 発表原稿 A.Japali, R.Padovani, R.Pankaj著、"Data throughput of CDMA-HDR a High Efficiently-High Data Rate Personal Communication Wireless System"

ところが、前記従来の1xEV-DOシステムでは、無線通信端末と基地局との間のスループットを重視するため、無線通信端末は下り受信品質の最もよい基地局に対し通信要求（ＣＱＩ）を送信する。このため、無線通信端末が、例えば駅前に設置された基地局のように無線エリア内に常に多数のユーザが集まる第１の基地局と、ユーザが分散されて無線エリア内に比較的少数のユーザしか集まらないその周辺の第２の基地局との両方にアクセス可能な場合でも、当該無線通信端末は第１の基地局からの受信品質の方が良好であれば常にこの第１の基地局に対し通信要求を送信する。このため、第１の基地局のトラフィックは益々高くなり、より一層通信を行い難くなる。

この発明は上記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、基地局ごとのトラフィックを考慮して常に通信を行える可能性の高い基地局に対し通信要求を送信できるようにし、これによりシステム全体のスループットの向上を図った無線通信システムとその無線通信端末を提供することにある。

上記目的を達成するためにこの発明の一観点は、複数の基地局と、これらの基地局の一つに対し通信要求を送信して当該基地局との間で情報通信を行う複数の無線通信端末とを具備する無線通信システムにあって、上記複数の基地局の各々に、上記通信要求を送信した無線通信端末ごとに少なくとも当該無線通信端末との間の通信品質をもとに第１の判断条件を生成して、当該無線通信端末ごとに生成された第１の判断条件をもとに通信先の無線通信端末を選択する手段と、過去の予め定められた期間における上記無線通信端末の選択実績を反映した第２の判断条件を生成する手段と、上記生成された第２の判断条件を上記複数の無線通信端末に送信する手段とを備える。これに対し、上記複数の無線通信端末の各々には、上記複数の基地局の少なくとも１つから上記複数の基地局のそれぞれに対応する第２の判断条件を受信する手段と、上記第１の判断条件を生成したアルゴリズムを用いて、上記基地局ごとに少なくとも当該基地局との間の通信品質をもとに第３の判断条件を生成する手段と、上記基地局ごとに上記算出された第３の判断条件と上記受信された第２の判断条件とを比較する手段と、上記判断条件の比較結果に基づいて上記複数の基地局の中から上記通信要求の送信先として適切な基地局を選択する手段とを備えるようにしたものである。

したがってこの発明によれば、無線通信端末では、基地局からの受信品質のみに頼ることなく、判断条件の比較結果をもとに自端末が選択される可能性の高さが判定され、この判定結果に基づいて基地局が選択される。このため、基地局のトラフィックを考慮したより適切な基地局選択が可能となり、これにより特定の基地局に対するトラフィックの集中を抑制してシステム全体のスループットを改善することが可能となる。

すなわち、基地局ごとのトラフィックを考慮して常に通信を行える可能性の高い基地局に対し通信要求を送信できるようにし、これによりシステム全体のスループットの向上を図った無線通信システムとその無線通信端末を提供することができる。

（第１の実施形態）
図１は、この発明に係わる無線通信システムの第１の実施形態である移動通信システムの概略構成図である。
この実施形態のシステムは、サービスエリアに複数の基地局ＢＳａ〜ＢＳｎ（図では便宜上ＢＳａ，ＢＳｂのみを図示）を分散配置し、これらの基地局ＢＳａ〜ＢＳｎによりそれぞれセルと呼ばれる無線エリアＥａ〜Ｅｎを形成している。そして、これらの無線エリアＥａ〜Ｅｎ内において、無線通信端末としての移動局ＭＳａ〜ＭＳｇと基地局ＢＳａ〜ＢＳｎとの間を無線チャネルを介して接続し、通信を可能としている。なお、基地局ＢＳａ〜ＢＳｎは有線チャネルを介して図示しない制御局に接続され、この制御局からさらに有線加入者網やインターネット等の上位網に接続される。

上記基地局ＢＳａ，ＢＳｂと移動局ＭＳａ〜ＭＳｇとの間の無線アクセス方式には、ＯＦＤＭＡ方式が用いられる。ＯＦＤＭシステムは、下りリンクにおいて、例えば図３に示すように周波数軸ｆ方向に多数のサブキャリア１〜(nm)を配置している。これらのサブキャリア１〜(nm)はｍ個ずつグループ化され、これにより複数のチャンク１〜ｎを構成している。移動局ＭＳ１〜ＭＳｇには、上記チャンク１〜ｎ単位でサブキャリアが割り当てられる。なお、一つの移動局に１個のチャンクが割り当てられることもあるが、同時に複数のチャンクが割り当てられることもある。

このようなＯＦＤＭシステムにおいて、後述するMaximum CIR又はＰＦスケジューラ等の端末選択のためのスケジュールアルゴリズムを適用した場合、移動局ＭＳａ〜ＭＳｇは通信可能な基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとに、その下りリンクの各チャンクについてそれぞれパイロット信号により無線伝送路品質を測定し、最も受信品質の良好な基地局を選択する。そして、この選択した基地局に対し、図４に示すように各チャンクごとの無線伝送路品質の測定結果をＣＱＩとして送信する。これに対し基地局ＢＳａ，ＢＳｂは、上記通知されたＣＱＩをもとに評価関数値を算出し、上記スケジュールアルゴリズムに従いチャンクに割り当てる移動局を決定する。そして、当該移動局に対し使用すべきチャンクの番号と情報データの伝送フォーマットを、図４に示すように上りリンクの制御チャネルを介して通知する。移動局ＭＳａ〜ＭＳｇは、上記通知された情報に従い、下りリンクの個別情報チャネルにおいて、上記通知されたチャンクを使用しかつ上記通知された伝送フォーマットにより基地局ＢＳａ，ＢＳｂから送られた情報データを受信する。

ところで、上記基地局ＢＳａ〜ＢＳｎはこの発明に係わる機能として、第１の判断条件としての評価関数値を算出する評価関数算出手段と、スケジューリングアルゴリズムに従い上記算出された評価関数値に基づいて通信先の無線通信端末を選択する端末選択手段と、第２の判断条件としての評価関数値を算出して移動局に報知する評価関数報知手段とを備える。
評価関数算出手段は、移動局ＭＳａ〜ＭＳｇから送信されるＣＱＩ（Channel Quality Indication）をもとに、移動局ＭＳａ〜ＭＳｇごとに第１の判断条件としての評価関数値を算出する。この評価関数値の算出はチャンク１〜１０ごとに行われる。端末選択手段は、上記したようにスケジューリングアルゴリズムに従い、上記第１の判断条件として算出された評価関数値に基づいて通信先の無線通信端末を選択する。スケジューリングアルゴリズムとしては、Maximum CIR及びＰＦ（Proportional Fairness）スケジューラのどちらも使用可能である。

Maximum CIRは、先に述べたように下りリンクの受信品質が良好で高伝送レートを要求する移動局に対して優先的に情報データのパケットを送信するもので、例えばSNR_instを評価関数として用いる。このSNR_instは基地局から移動局に向かう下りリンクの受信品質が良好な移動局ほど値が大きくなり、Maximum CIRはこのSNR_instの値が最も大きい移動局を選択する。

ＰＦスケジューラは、基地局が移動局を選択するための指標として移動局の下りリンクの受信品質に加えてその受信品質の平均値も考慮するもので、例えばSNR_inst／SNR_aveを評価関数値として用いる。SNR_inst／SNR_aveは、下り受信環境が改善方向に向かっている移動局ほど値が大きくなり、ＰＦスケジューラはこのSNR_inst／SNR_aveの値が最も高い移動局を選択する。

評価関数報知手段は、上記スケジューリングアルゴリズムによるチャンクごとの移動局の選択結果を表す情報に基づいて、過去の一定期間における移動局の選択実績が反映された第２の判断条件としての評価関数値BS_Evalをチャンクごとに算出する。そして、この算出されたチャンクごとの評価関数値BS_Evalを表す情報を下りリンクの報知チャネルを使用して各移動局ＭＳａ〜ＭＳｇに通知する。通知する評価関数値BS_Evalとしては、予め設定された過去の一定期間内において選択された移動局のうち、最も評価関数値の低い結果でもよいし、また全体の平均値或いは中央値でもよい。

また、上記評価関数値BS_Evalの報知手段については、各基地局ＢＳａ，ＢＳｂが各々自局の評価関数値のみを通知するようにしてもよいし、周辺基地局リストに記載されている基地局の評価関数値を纏めて通知するようにしてもよい。またこの場合、上記評価関数値を既存の周辺基地局リストの通知メッセージに含めて報知すれば、下りリンクにおける報知チャネルのシグナリングオーバヘッドを低減することができる。なお、上記評価関数値と共に、評価関数算出アルゴリズムや、SNR_aveの算出に必要な平均化時定数等、ネットワークのパラメタにより変更される可能性のあるパラメタを通知するようにしてもよい。

一方、移動局ＭＳａ〜ＭＳｇは次のように構成される。図２はその機能構成を示すブロック図である。移動通信端末ＭＳ１〜ＭＳｇは、アンテナ１と、無線ユニット２と、ベースバンドユニット３と、制御ユニット４と、ユーザインタフェースユニット５とを備えている。

無線ユニット２は、アンテナ共用器（ＤＵＰ）２１と、復調回路（ＤＥＭ）２２と、変調回路（ＭＯＤ）２３とを備える。このうち復調回路２２は、無線部と復調部とを有し、上記アンテナ１により受信された無線信号を無線部で増幅及びフィルタリングしたのち復調部で復調する。復調方式としては例えば直交復調方式が使用される。変調回路２３は、変調部と無線部とを有し、ベースバンドユニット３から出力される送信信号をもとに変調部により無線信号を変調し、変調された無線信号を電力増幅したのちアンテナ共用器２１を介してアンテナ１から基地局に向け送信する。なお、変調方式としては例えばＱＰＳＫ（Quadriphase Phase Shift Keying）方式、８ＰＳＫ（8-Phase Shift Keying）方式及び１６ＱＡＭ（Quadrature Amplitude Modulation）方式等の変調効率の異なる複数の変調方式を備え、伝送路の通信品質に応じてこれらの変調方式が選択的に使用される。

ベースバンドユニット３は、この発明に係わる機能として、復号器（ＤＥＣ）３１と、ＣＩＲ測定部３２と、ＣＱＩ生成部３３と、評価関数算出部３４と、マルチプレクサ（ＭＵＸ）３５と、符号器（ＣＯＤ）３６とを備えている。なお、ベースバンドユニット３のこれらの機能は例えばＤＳＰ（Digital Signal Processor）により実現される。

復号器３１は、上記復調回路２２から出力された復調信号を逆拡散処理してベースバンドの各種受信信号を再生する。また復号器３１は、上記復号処理の過程において、基地局ＢＳａ，ＢＳｂから自端末に向かう下りリンクのＥｃ／Ｉｏ（パイロット信号強度対全受信信号強度の比）をチャンクごとに求める。

ＣＩＲ測定部３２は、上記復号器３１により算出された各チャンクのＥｃ／Ｉｏをもとに、各チャンクにおける現在の搬送波電力対干渉波電力の比（ＣＩＲ：Carrier Interference ratio）を、基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとに算出する。
ＣＱＩ生成部３３は、基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとに、上記ＣＩＲの測定値の下で使用可能なチャンク別の伝送フォーマット、つまり変調方式と符号化方式との組み合わせを決定し、この基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとにチャンク別に決定した伝送フォーマットをＣＱＩとして制御ユニット４に与える。制御ユニット４は記憶部（ＭＥＭ）４２内にＣＱＩテーブルを備えており、上記ＣＱＩ生成部３３により基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとに決定されたチャンク別のＣＱＩを上記ＣＱＩテーブルにそれぞれ格納する。

評価関数算出部３４は、先に述べた基地局ＢＳａ，ＢＳｂの評価関数算出手段が使用する計算アルゴリズムと同一のアルゴリズムを用い、上記ＣＩＲ測定部３２において基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとに算出されたチャンク別のＣＩＲと、ＣＱＩ生成部３３により基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとに決定されたチャンク別のＣＱＩとをもとに、現在の無線伝送路環境における基地局ＢＳａ，ＢＳｂに対する自端末の評価関数値MS_Eval(a)，MS_Eval(b)（第３の判断条件）をチャンク別に算出する。制御ユニット４は記憶部（ＭＥＭ）４２内に評価関数値テーブルを備えており、上記評価関数算出部３４により基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとに算出されたチャンク別の評価関数値MS_Eval_01(a)〜MS_Eval_10(a)及びMS_Eval_01(b)〜MS_Eval_10(b)を上記評価関数値テーブルに格納する。図５にこの評価関数値テーブルの構成の一例を示す。

マルチプレクサ３５は、後述する制御ユニット４から出力されるＣＱＩ及び送信データを多重化し、この多重化データを符号器３６に供給する。符号器３６は、上記マルチプレクサ３５から供給された多重化データを拡散符号により拡散して送信信号を生成し、生成された送信信号を前記無線ユニット２の変調回路２３に供給する。
ユーザインタフェースユニット５は、表示部（ＤＩＳＰ）５１と、操作部（ＫＥＹ）５２とを備える。表示部５１は、例えば液晶表示器により構成される。操作部５２は、ダイヤルキー及び複数の機能キーを有するキーパッドにより構成される。

制御ユニット４は、中央演算処理部（ＣＰＵ：Central Processing Unit）４１と、メモリ（ＭＥＭ）４２とを備える。ＣＰＵ４１は、その制御機能として評価関数取得部４１１と、評価関数比較部４１２と、基地局選択部４１３と、ＣＱＩ送信制御部４１４とを備える。これらの制御機能はいずれも、メモリ４２に格納された制御プログラムをＣＰＵ４１で実行することにより実現される。

評価関数取得部４１１は、基地局ＢＳａ，ＢＳｂからＣＱＩの送信周期以上の周期で報知される、過去の一定期間における移動局の選択実績が反映されたチャンク別の評価関数値BS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)及びBS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)を取得する。なお、このとき基地局ＢＳａ，ＢＳｂはそれぞれ、自局の評価関数値と周辺の基地局の評価関数値を周辺リストメッセージに含めて報知している。例えば、図１に示すように基地局ＢＳａは自局の評価関数値BS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)と周辺基地局の評価関数値BS_Eval(b)を報知し、基地局ＢＳｂは自局の評価関数値BS_Eval(b)と周辺基地局の評価関数値BS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)を報知している。このため、移動局ＭＳｅは上記基地局ＢＳａ，ＢＳｂのいずれか一方から評価関数値を受信することで、周辺基地局を含む複数の基地局の評価関数値を取得できる。

そして評価関数取得部４１１は、上記取得した評価関数値BS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)及びBS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)を、図５に示すように上記評価関数値テーブルに記憶させる。なお、基地局ＢＳａ，ＢＳｂから、上記評価関数値BS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)及びBS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)と共に、評価関数の計算アルゴリズムや、SNR_aveの算出に必要な平均化時定数等のパラメタが通知された場合には、このパラメタも上記評価関数値テーブルに併せて記憶させる。

評価関数比較部４１２は、自端末で算出した評価関数値MS_Eval_01(a)〜MS_Eval_10(a)及びMS_Eval_01 (b)〜MS_Eval_10 (b)と、基地局ＢＳａから取得したBS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)及びBS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)とを、基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとに対応するチャンク別にそれぞれ比較し、MS_Eval≧BS_Evalであるか否かを判定する。

基地局選択部４１３は、上記評価関数比較部４１２による比較結果に基づいて、基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとにMS_Eval≧BS_Evalと判定されたチャンクの数をカウントし、このカウント値が多い基地局をＣＱＩ送信先の基地局として選択する。
ＣＱＩ送信制御部４１４は、上記基地局選択部４１３により選択された基地局に対し、MS_Eval≧BS_Evalと判定されたチャンクについてＣＱＩを送信する。なお、このとき、MS_Eval≧BS_Evalと判定されたチャンクの中から、MS_Eval−BS_Evalの値が大きい順に所定数分のチャンクを選択し、この選択されたチャンクに対しＣＱＩを送信するようにしてもよい。

次に、以上のように構成された移動通信システムによる基地局選択制御動作を説明する。なお、ここでは図１に示す移動局ＭＳｅの動作を例にとって説明を行う。図６は当該移動局ＭＳｅによる基地局選択制御手順と制御内容を示すフローチャート、図７は当該移動局ＭＳｅにおける評価関数値の比較結果の一例を示す図である。

移動局ＭＳｅは、スロットの受信期間になると、先ずステップＳ６１において基地局ＢＳａ，ＢＳｂからそれぞれチャンクごとに放送されているパイロット（Pilot）信号を受信し、Ｅｃ／Ｉｏ（パイロット信号強度対全受信信号強度の比）を算出する。そして、上記基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとに算出されたチャンク別のＥｃ／Ｉｏをもとに、現在の受信スロットにおける搬送波電力対干渉波電力の比（ＣＩＲ）をＣＩＲ測定部３２で算出する。そして、この算出されたＣＩＲ測定値のもとで使用可能な伝送フォーマット、つまり変調方式と符号化方式との組み合わせを、ＣＱＩ生成部３３で基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとにチャンク別に決定して、この決定した伝送フォーマットをＣＱＩとして記憶部４２内のＣＱＩテーブルに格納する。

続いて移動局ＭＳｅは、ステップＳ６２に移行し、上記ＣＩＲ測定部３２において基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとに算出されたチャンク別のＣＩＲと、ＣＱＩ生成部３３により基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとに決定されたチャンク別のＣＱＩとをもとに、現在の無線伝送路環境における基地局ＢＳａ，ＢＳｂに対する自端末の評価関数値MS_Eval(a)，MS_Eval(b)をチャンク別に算出する。そして、この基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとに算出されたチャンク別の評価関数値MS_Eval_01(a)〜MS_Eval_10(a)及びMS_Eval_01(b)〜MS_Eval_10(b)を記憶部４２内の評価関数値テーブルに図５に示すように格納する。

次に移動局ＭＳｅは、ステップＳ６３により基地局ＢＳａから周辺基地局情報リストの通知メッセージを受信し、この受信されたメッセージから基地局ＢＳａ及びＢＳｂにおける評価関数値BS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)及びBS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)を取り出す。そして、この取り出した評価関数値BS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)及びBS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)を、図５に示すように上記評価関数値テーブルに記憶させる。なお、この評価関数値BS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)及びBS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)はそれぞれ、基地局ＢＳａ，ＢＳｂにおいて過去の一定期間における移動局の選択実績が反映されるようにチャンク別に算出された値である。

次に移動局ＭＳｅは、ステップＳ６４において、自端末で算出した評価関数値MS_Eval_01(a)〜MS_Eval_10(a)及びMS_Eval_01 (b)〜MS_Eval_10 (b)と、基地局ＢＳａから取得したBS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)及びBS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)とを、基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとにかつ対応するチャンク別にそれぞれ比較し、MS_Eval≧BS_Evalであるか否かを判定する。続いて上記判定結果をもとに、ステップＳ６５において基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとにMS_Eval≧BS_Evalと判定されたチャンクの数Ｃａ，Ｃｂをそれぞれカウントし、このカウント値Ｃａ，Ｃｂが多い基地局をステップＳ６６により選択する。そして、ステップＳ６７において、上記選択された基地局についてMS_Eval≧BS_Evalと判定されたチャンクのＣＱＩを記憶部４２内のＣＱＩテーブルから読み出し、この読み出されたＣＱＩを上記選択された基地局へ送信する。

例えば、いま評価関数値の比較結果が図１７に示すようになったとする。この場合、MS_Eval≧BS_Evalと判定されたチャンクの数は、基地局ＢＳａが１個であるのに対し、基地局ＢＳｂでは７個となる。したがって、この場合には評価関数の絶対値では基地局ＢＳａより低いにもかかわらず基地局ＢＳｂが選択され、この基地局ＢＳｂに対し上記７個のチャンクについてＣＱＩが送信される。

ちなみに従来では、決定されたＣＱＩの送信レートが高い基地局ＢＳａが無条件に選択され、この基地局ＢＳａに対しＣＱＩが送信される。このため、図１に示すように移動局ＭＳｅはトラフィックの高い基地局ＢＳａから通信の割り当てを受けることになり、結果的にスループットの低下を招く。

以上述べたように第１の実施形態では、移動局ＭＳａ〜ＭＳｇにおいて、自端末で算出した評価関数値MS_Eval_01(a)〜MS_Eval_10(a)及びMS_Eval_01 (b)〜MS_Eval_10 (b)と、基地局ＢＳａから周辺基地局情報リストの通知メッセージにより報知されたBS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)及びBS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)とを、基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとにチャンク別にそれぞれ比較して、MS_Eval≧BS_Evalであるか否かを判定している。そして、この判定結果に基づいて基地局ＢＳａ，ＢＳｂごとにMS_Eval≧BS_Evalと判定されたチャンクの数をカウントし、このカウント値Ｃａ，Ｃｂが多い基地局を選択して、ＣＱＩを送信するようにしている。

したがって、移動局ＭＳｅでは、基地局ＢＳａ，ＢＳｂからの受信品質のみに頼ることなく、評価関数値の比較結果をもとに自端末が選択される可能性の高さが判定され、この判定結果に基づいて基地局が選択される。このため、基地局のトラフィックを考慮したより適切な基地局選択が可能となり、これにより特定の基地局に対するトラフィックの集中を抑制してシステム全体のスループットを改善することが可能となる。

（第２の実施形態）
図８は、この発明の第２の実施形態に係わる移動局による基地局選択制御の手順と制御内容を示すフローチャートである。なお、同図において前記図６と同一部分には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

移動局ＭＳｅは、ステップＳ６４において自端末で算出した評価関数値MS_Eval_01(a)〜MS_Eval_10(a)及びMS_Eval_01 (b)〜MS_Eval_10 (b)と、基地局ＢＳａから取得したBS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)及びBS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)との比較処理が終了すると、続いてステップＳ７１に移行する。そして、上記比較処理によりMS_Eval≧BS_Evalと判定されたチャンクについて、記憶部４２のＣＱＩテーブルからＣＱＩを読み出し、このＣＱＩに基づいて当該チャンクを使用した下りリンクの送信レートを予測する。そして、ステップＳ７２により、上記予測された送信レートが最も高いか、又はしきい値以上のチャンクを含む基地局を選択する。そして、この選択された基地局に対し、上記予測された送信レートの高いチャンクを指定してＣＱＩを送信する。

したがって、移動局ＭＳｅでは基地局ＢＳａ，ＢＳｂからの受信品質のみに頼ることなく、評価関数値の比較結果と送信レートの予測値とをもとに自端末を選択する可能性の高い基地局が選択される。このため、本実施形態においても基地局のトラフィックを考慮したより適切な基地局選択が可能となり、これにより特定の基地局に対するトラフィックの集中を抑制してシステム全体のスループットを改善することが可能となる。

（その他の実施形態）
前記各実施形態では、自端末で算出した評価関数値MS_Eval_01(a)〜MS_Eval_10(a)及びMS_Eval_01 (b)〜MS_Eval_10 (b)を、基地局ＢＳａから報知されたBS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)及びBS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)とそのまま比較するようにした。しかし、基地局ＢＳａ，ＢＳｂから報知される評価関数値BS_Eval_01(a)〜BS_Eval_10(a)及びBS_Eval_01(b)〜BS_Eval_10(b)は、一定期間における平均値として求めた指標であることから、オフセットを設けて比較することが望ましい。

オフセットの設定手法としては、例えば基地局ＢＳａ，ＢＳｂから適応的に指示する手法と、移動局ＭＳａ〜ＭＳｇにおいて固定的に設定する手法とが考えられる。このうち、基地局ＢＳａ，ＢＳｂから適応的に指示する手法は、基地局において評価関数値の算出方法をもとに評価関数値に発生するばらつきの大きさを判定し、このばらつきの判定値に基づいてばらつきが大きいほどオフセット値を大きくするようにオフセット値を可変設定すればよい。

また、各実施形態では、選択した基地局に対しMS_Eval≧BS_Evalと判定されたチャンクごとにそのＣＱＩを送信するようにした。しかし、それに限るものではなく、MS_Eval≧BS_Evalと判定されたチャンクが複数ある場合には、これら複数のチャンクのＣＱＩの平均値を求め、このＣＱＩの平均値を一つのチャンクで送信するようにしてもよい。このようにすると、上りリンクのシグナリングオーバヘッドを低減することが可能となる。
さらに、基地局から移動局に対し評価関数値を報知する場合には、複数のチャンクにおける評価関数値の平均又は中央値を求め、この評価関数値の平均又は中央値を送信するようにしてもよい。このようにすると、評価関数の報知情報量を低減することができる。

さらに、前記実施形態では基地局から移動局に対する評価関数値の報知周期をＣＱＩの送信周期と同一に設定したが、ＣＱＩ送信周期よりも長い周期に設定するとよい。例えば、ＣＱＩ送信周期を約１msecとした場合には、評価関数の報知周期は例えば周辺基地局情報リストの報知周期に対応する約数百msecに設定する。このようにすると、評価関数の報知による下りリンクのシグナリングオーバヘッドの増加を極力小さくすることができる。

さらに、前記実施形態では図６に示したようにステップＳ６１及びＳ６２によるＣＱＩの決定及び基地局ごとの評価関数値の算出後にステップＳ６３により基地局から評価関数値を取得するようにした。しかし、これに限定されるものではなく、先ず周辺基地局情報リストの報知周期に従ってステップＳ６３により基地局から評価関数値を取得し、その後に上記ステップＳ６１及びステップＳ６２によるＣＱＩの決定及び基地局ごとの評価関数値の算出を行うようにしてもよい。

さらに、前記各実施形態では基地局から移動局への評価関数値BS_Evalの報知を周辺基地局のリストを通知するためのメッセージに含めるようにしたが、他に基地局から移動局へ送信されるメッセージがある場合には、他のメッセージを利用してもよい。
その他、移動局の構成や基地局が使用するスケジューリングアルゴリズムの種類、ＣＱＩ送信制御手順とその制御内容等についても、この発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。

要するにこの発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

この発明に係わる無線通信システムの第１の実施形態としての移動通信システムの概略構成図。 図１に示したシステムで使用され移動局の構成を示すブロック図。 ＯＦＤＭシステムにおけるサブキャリア及びチャンクの配置を示す図。 ＯＦＤＭシステムに端末選択のためのスケジュールアルゴリズムを適用した場合の、移動局基地局との間における制御データ及び情報データの送受信タイミングを示す図。 図２に示した移動局に設けられる評価関数値テーブル構成を示す図。 図２に示した移動局による基地局選択制御手順とその制御内容を示すフローチャート。 図２に示した移動局における評価関数値の比較結果の一例を示す図。 この発明の第２の実施形態に係わる移動局による基地局選択制御手順とその制御内容を示すフローチャート。

符号の説明

ＢＳａ，ＢＳｂ…基地局、Ｅａ，Ｅｂ…無線エリア、ＭＳａ〜ＭＳｇ…移動局、１…アンテナ、２…無線ユニット、３…ベースバンドユニット、４…制御ユニット、５…ユーザインタフェースユニット、２１…アンテナ共用器（ＤＵＰ）、２２…復調回路（ＤＥＭ）、２３…変調回路（ＭＯＤ）、３１…復号器（ＤＥＣ）、３２…ＣＩＲ測定部、３３…ＣＱＩ生成部、３４…評価関数算出部、３５…マルチプレクサ（ＭＵＸ）、３６…符号器（ＣＯＤ）、４１…中央演算処理部（ＣＰＵ）、４２…メモリ（ＭＥＭ）、５１…表示部（ＤＩＳＰ）、５２…操作部（ＫＥＹ）、４１１…評価関数取得部、４１２…評価関数比較部、４１３…基地局選択部、４１４…ＣＱＩ送信制御部。

Claims (5)

1. 複数の基地局と、これらの基地局の一つに対し通信要求を送信して当該基地局との間で情報通信を行う複数の無線通信端末とを具備し、
   前記複数の基地局の各々は、
   前記通信要求を送信した無線通信端末ごとに少なくとも当該無線通信端末との間の通信品質をもとに第１の判断条件を生成して、当該無線通信端末ごとに生成された第１の判断条件をもとに通信先の無線通信端末を選択する手段と、
   過去の予め定められた期間における前記無線通信端末の選択実績を反映した第２の判断条件を生成する手段と、
   前記生成された第２の判断条件を前記複数の無線通信端末に送信する手段と
   を備え、
   前記複数の無線通信端末の各々は、
   前記複数の基地局の少なくとも１つから前記複数の基地局のそれぞれに対応する第２の判断条件を受信する手段と、
   前記第１の判断条件を生成したアルゴリズムを用いて、前記基地局ごとに少なくとも当該基地局との間の通信品質をもとに第３の判断条件を生成する手段と、
   前記基地局ごとに、前記算出された第３の判断条件と前記受信された第２の判断条件とを比較する手段と、
   前記判断条件の比較結果に基づいて、前記複数の基地局の中から前記通信要求の送信先として適切な基地局を選択する手段と
   を備えることを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第２の判断条件を送信する手段は、自局及び周辺の基地局を含む複数の基地局にそれぞれ対応する第２の判断条件を、周辺基地局情報リストに含めて一括して送信することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 複数の基地局と、これらの基地局の一つに対し通信要求を送信して当該基地局との間で情報通信を行う複数の無線通信端末とを具備し、前記複数の基地局の各々は、前記通信要求を送信した無線通信端末ごとに少なくとも当該無線通信端末との間の通信品質をもとに第１の判断条件を生成して、当該無線通信端末ごとに生成された第１の判断条件をもとに通信先の無線通信端末を選択する手段と、過去の予め定められた期間における前記無線通信端末の選択実績を反映した第２の判断条件を生成する手段と、前記生成された第２の評価関数値を前記複数の無線通信端末に送信する手段とを備える無線通信システムで使用される前記無線通信端末であって、
   前記複数の基地局の少なくとも１つから前記複数の基地局のそれぞれに対応する第２の判断条件を受信する手段と、
   前記第１の判断条件を生成したアルゴリズムを用いて、前記基地局ごとに少なくとも当該基地局との間の通信品質をもとに第３の判断条件を生成する手段と、
   前記基地局ごとに、前記算出された第３の判断条件と前記受信された第２の判断条件とを比較する手段と、
   前記判断条件の比較結果に基づいて、前記複数の基地局の中から前記通信要求の送信先として適切な基地局を選択する手段と
   を具備することを特徴とする無線通信端末。
4. 前記無線通信端末を選択する手段が、単位時間内に用意される複数のリソースブロックに対し無線通信端末を選択的に割り当てる場合に、
   前記基地局を選択する手段は、
   前記基地局ごとに、前記判断条件の比較結果に基づいて前記複数のリソースブロックの中で当該基地局が自己の無線通信端末を割り当てる可能性が高いリソースブロックの数を求める手段と、
   前記基地局ごとに求められたリソースブロック数に基づいて、前記複数の基地局の中から通信要求の送信先として適切な基地局を選択する手段と
   を備えることを特徴とする請求項３記載の無線通信端末。
5. 前記無線通信端末を選択する手段が、単位時間内に用意される少なくとも１つのリソースブロックに対し無線通信端末を選択的に割り当てる場合に、
   前記基地局を選択する手段は、
   前記基地局ごとに、前記判断条件の比較結果に基づいて当該基地局が自己の無線通信端末に割り当てる可能性が高いリソースブロックを検出する手段と、
   前記検出されたリソースブロックによる伝送レートを予測する手段と、
   前記伝送レートの予測値に基づいて、前記複数の基地局の中から通信要求の送信先として適切な基地局を選択する手段と
   を備えることを特徴とする請求項２記載の無線通信端末。

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