JP2004312291A - 基地局装置及び通信方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることを可能とし、高速伝送すること。
【解決手段】スケジューラ部１０２は、各通信端末装置からのＣＱＩ（を用いて、どのユーザを送信するかを決めるスケジューリングを行い、次のフレームで送信するユーザ信号を選択し、どのサブキャリアブロックで送信する決定する。ＭＣＳ判定部１０３は選択されたユーザ信号のＣＱＩから変調方式と符号化方法を選択する。サブキャリアブロック選択部１１０は、スケジューラ部１０２に指示されるサブキャリアブロックを各ユーザ信号に選択し、それぞれのサブキャリアブロックについてＦＨ系列選択部１１１−１〜１１１−ｎでホッピングパタンが選択される。サブキャリアマッピング部１１２は、選択されたホッピングパタンに従ってユーザ信号及び制御用データをサブキャリアにマッピングする。
【選択図】 図１
【解決手段】スケジューラ部１０２は、各通信端末装置からのＣＱＩ（を用いて、どのユーザを送信するかを決めるスケジューリングを行い、次のフレームで送信するユーザ信号を選択し、どのサブキャリアブロックで送信する決定する。ＭＣＳ判定部１０３は選択されたユーザ信号のＣＱＩから変調方式と符号化方法を選択する。サブキャリアブロック選択部１１０は、スケジューラ部１０２に指示されるサブキャリアブロックを各ユーザ信号に選択し、それぞれのサブキャリアブロックについてＦＨ系列選択部１１１−１〜１１１−ｎでホッピングパタンが選択される。サブキャリアマッピング部１１２は、選択されたホッピングパタンに従ってユーザ信号及び制御用データをサブキャリアにマッピングする。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基地局装置及び通信方法に関し、特にＯＦＤＭ方式に用いて好適な基地局装置及び通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）は、マルチパス干渉に強い高速伝送技術として注目されている。ＦＨ−ＯＦＤＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｐｉｎｇ−ＯＦＤＭ）は、使用するＯＦＤＭサブキャリアを時々刻々とホッピングさせる方式であり、周波数ダイバーシチ効果が得られるアクセス方式としてＩＥＥＥ８０２．１６などで使用されている（非特許文献１）。
【０００３】
また、ＦＨ−ＯＦＤＭは、セルラー環境において他セルからの干渉を平均化する効果もあり、将来の高速無線伝送技術として注目されている（非特許文献２）。また、ＦＨ−ＯＦＤＭは、３ＧＰＰにおいても導入が検討されている（非特許文献３）。
【０００４】
ＦＨ−ＯＦＤＭでは、各基地局装置はそれぞれのＦＨパタンに従って送信する。ＦＨパタンは、時刻の推移と使用周波数（サブキャリア）に関するパタンであり、各基地局装置は、それぞれ独自のＦＨパタンが割り当てられている。ＦＨ（周波数ホッピング）の頻度は、シンボル毎の場合とスロット（またはフレーム）毎の場合が考えられるが、ここではシンボル毎のＦＨを考える。ＦＨの効果としては、広い範囲に渡って周波数を使うため、周波数ダイバーシチ効果が得られることと、他セル干渉に対して時間的な平均化効果が得られることである。
【０００５】
ＦＨを実現する方法としては、非特許文献３に記載されているような、周波数インターリーブを用いる方法と、ＰＮ系列などのランダムな系列により生成されるパタンを用いる場合が考えられている。ここでは、簡単のため後者を考える。
【０００６】
また、非特許文献４には、帯域をサブチャネルに分割してその単位でＤＣＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）を行うことが提案されているが、非特許文献４ではセル毎のチャネルの棲み分けのために分割しているのであって、本発明のように最適な周波数を使用できるように分割することは行っていない。
【０００７】
以下、従来の基地局装置及び移動局装置について説明する。図１２は、従来の基地局装置の構成を示すブロック図である。
【０００８】
図１２において、スケジューラ部１１は、各移動局装置からのＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いて、どのユーザを送信するかを決めるスケジューリングを行う。これはＭａｘＣ／ＩやＲｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎなどのアルゴリズムが存在する。また、このＣＱＩから使用する符号化方法（符号化率）と変調方式を決める。符号化部１２は、ユーザデータをターボ符号化などの符号化を行う。また、符号化部１２は、必要に応じてインターリーブなどの処理も行う。
【０００９】
送信ＨＡＲＱ部１３は、ＨＡＲＱに必要な処理を行う。詳細は、図１３を用いて説明する。図１３は、従来の基地局装置の送信ＨＡＲＱ部の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、送信ＨＡＲＱ部１３は、バッファ２１とレートマッチング部２２から構成される。バッファ２１は、送信データのビット列を保存する。レートマッチング部２２は、ＲＭパラメータによって決められたレートマッチングを送信データのビット列に行い、パンクチャまたはリピティションされた送信データを変調部１４に入力する。ＲＭパラメータは送信回数に応じて異なる場合もある。
【００１０】
変調部１４は、送信データをＱＰＳＫやＱＡＭで変調する。制御用データ処理部１５は、符号化部１６と変調部１７とから構成される。符号化部１６は、制御用データを符号化する。変調部１７は、制御用データを変調する。多重部１８は、変調部１４で処理された送信データを、同様に符号化および変調の処理をされた制御信号と多重（ここでは時間多重）する。
【００１１】
次に、サブキャリアマッピング部１９は、送信データ及び制御信号をあらかじめ決められたＦＨパタンに従って、サブキャリアに割り当てを行う。同様に、サブキャリアマッピング部１９は、パイロット信号も全周波数帯域に分散するようにマッピングする。そして、サブキャリアマッピング部１９は、送信データ、制御信号、及びパイロット信号をマッピングした送信信号をＳ／Ｐ変換部２０に出力する。
【００１２】
Ｓ／Ｐ変換部２０は、送信信号をシリアルデータからパラレルデータに変換してＩＦＦＴ部２１に出力する。
【００１３】
ＩＦＦＴ部２１は、パラレルデータに変換後の送信信号をＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）する。ＧＩ挿入部２２は、マルチパス耐性を強めるためのＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を送信信号に挿入する。無線処理部２３は、送信信号を無線送信処理後に送信する。
【００１４】
このとき、使用されているサブキャリアの様子は、例えば図１４のようになる。図１４は、従来の基地局装置の信号の一例を示す図である。図１４において、縦軸は時間を示し、横軸はサブキャリアの周波数を示す。
図１４に示すように、時間毎にパイロット信号とデータ信号を配置するサブキャリアが異なっている。
【００１５】
このように、時間毎に送信信号を配置するサブキャリアを変えた信号を移動局装置は受信する。図１５は、従来の移動局装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１５において、無線処理部５１は、まず受信信号にダウンコンバート等の無線受信処理を行い、ベースバンド信号を得る。ＧＩ除去部５２は、挿入されているＧＩを除去する。ＦＦＴ部５３は、ＦＦＴ処理を行うことにより各サブキャリアの乗った信号が取り出す。サブキャリアデマッピング部５４は、この受信信号をＦＨパタンに従ってデマッピングし、自分に宛てられた信号を取り出す。
【００１７】
次に、チャネル分離部５５は、受信信号をユーザ信号、制御信号、パイロットに分離する。復調部５６は、制御信号を復調し、復号部５７は、制御信号は復調処理後に復号処理を行う。
【００１８】
復調部５８は、ユーザ信号を復調する。受信ＨＡＲＱ部５９は、ユーザ信号は、復調処理後に受信ＨＡＲＱ部で所定量のビット（ここでは軟判定ビット）を保存する。再送の場合には、保存されている前回の受信ビットと合成する。復号部６０は、そのビット列を用いてターボ符号などの復号を行いユーザデータが得られる。ここで、図示はしていないが、復調処理時にはパイロット信号を用いて計算したチャネル推定値を用いる。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部６１は、復号した受信データのＣＲＣ結果などから誤りが含まれるかどうかを判断し、ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号を上り回線で送信する。
【００１９】
また、ＣＩＲ測定部６２は、パイロット信号を用いて全サブキャリアの平均受信ＳＩＲを計算する。ＣＱＩ生成部６３は、平均受信ＳＩＲからＣＱＩを生成する。送信部６４は、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫの信号を上り回線で送信する。
【００２０】
【非特許文献１】
”ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ８０２．１６： Ａ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ａｃｃｅｓｓ”， ｐｐ．９８ − １０７， ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｇａｚｉｎｅ， Ｊｕｎｅ， ２００２
【非特許文献２】
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｌａｒｉｏｎ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ｔｅｃｈ＿ｉｎｔｒｏ．ｈｔｍｌ
【非特許文献３】
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ ｍｅｅｔｉｎｇ ＃２８ｂｉｓ， Ｒ１−０２−１２２２
【非特許文献４】
”Ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｎｅｌ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅｓ ｉｎ ｍｏｂｉｌｅ ｒａｄｉｏ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｉｔｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｐｉｎｇ ”， Ｖｅｒｄｏｎｅ， Ｒ．； Ｚａｎｅｌｌａ， Ａ．； Ｚｕｌｉａｎｉ， Ｌ．， ｐｐ． Ｅ−１５７ −− Ｅ−１６２， ｖｏｌ．２， Ｐｅｒｓｏｎａｌ， Ｉｎｄｏｏｒ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， ２００１ １２ｔｈ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ， Ｓｅｐ／Ｏｃｔ ２００１
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置においては、周波数ホッピングにより使用帯域を広げることにより周波数ダイバーシチ効果が得られる反面、伝搬路状況の良い周波数を用いて伝送する周波数スケジューリングの効果が得られないという問題がある。また、従来の装置では周波数ホッピングの範囲が広帯域にわたるため、チャネルリソースとして各ユーザにホッピングパタンを割り当てる際の制御情報量が膨大になってしまう。
【００２２】
また、従来の装置においては、受信品質の良い周波数を用いてパケットを送信する周波数スケジューリングは、隣接セルの基地局装置でも他の移動局装置に同じ周波数を割当てた場合、干渉によってそのパケットは受信できなくなってしまう問題がある。
【００２３】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることを可能とし、高速伝送することができ、リソース割り当ての制御情報量も削減することのできる基地局装置及び通信方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局装置は、複数の通信端末装置から送信されたマルチキャリア通信の帯域を複数に分割したサブキャリアブロック単位の通信品質情報に基づいて送信データを各通信端末装置に送信するスケジュールを決定するスケジュール作成手段と、通信端末装置毎に通信品質の良いサブキャリアブロックに送信データを配置するサブキャリアブロック選択手段と、送信データを所定の時間単位でサブキャリアブロック内のサブキャリアを周波数ホッピングさせて配置する周波数ホッピング手段と、サブキャリアにマッピングした送信データを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、帯域をサブキャリアブロックに分割して、周波数スケジューリングによりフレーム単位で使用するサブキャリアブロックを選択し、各ユーザ信号はそのブロック内で周波数ホッピングすることにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。また、帯域を分割しているため、周波数ホッピングのパタン数を少なくでき、各ユーザへのリソース割り当ての制御情報量を減少させることができる。
【００２６】
本発明の基地局装置は、前記サブキャリアブロック選択手段は、所定の時間単位でサブキャリアブロックをホッピングさせる構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、サブキャリアブロックもホッピングさせることにより、周波数ダイバーシチ効果が得られ、制御チャネルや音声など低レートで均一の品質が求められるチャネルについて適用することにより、均一の安定した受信品質が得られ、安定した通信が可能となる。
【００２８】
本発明の通信端末装置は、マルチキャリア通信の帯域を複数に分割したサブキャリアブロック毎に受信信号を分離するサブキャリアブロック抽出手段と、サブキャリアブロック内でホッピングされた受信信号を再生する再生手段と、受信信号のＣＩＲを測定するＣＩＲ測定手段と、前記ＣＩＲに基づいて要求する伝送レートを示すＣＱＩを生成するＣＱＩ生成手段と、前記ＣＱＩを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【００２９】
これらの構成によれば、周波数ホッピングされた受信信号をサブキャリアブロック単位で元の信号に復元することにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。
【００３０】
本発明の通信端末装置は、前記ＣＩＲ測定手段は、サブキャリアブロック単位で受信信号から所望信号の電力を算出する信号電力計算手段と、サブキャリアブロック単位で受信信号から干渉信号の電力を算出する干渉電力計算手段と、複数のサブキャリアブロックでの干渉信号の電力の平均値を算出する平均化手段と、サブキャリアブロック単位で前記所望信号の電力と前記干渉信号の電力の平均値からＣＩＲを算出するＣＩＲ計算手段と、を具備する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、受信信号をサブキャリアブロック毎に干渉電力を測定し、複数のサブキャリアブロックの干渉電力の平均値を求め、各サブキャリアブロックの所望信号の電力値と干渉電力の平均値の比をＣＩＲとして算出することにより、予測できない干渉の変化の影響を軽減し、より正確なチャネル受信品質を測定できるため、より最適なサブキャリアブロックを基地局装置で選択することが可能になりスループットが向上する。またより最適なＭＣＳの選択にもつながる。
【００３２】
本発明の通信方法は、基地局において、複数の通信端末装置から送信されたＣＱＩに基づいて送信データを各通信端末装置に送信するスケジュールを決定し、マルチキャリア通信の帯域を複数に分割したサブキャリアブロック単位で通信端末装置毎に通信品質を算出し、通信端末装置毎に通信品質の良いサブキャリアブロックに送信データを配置し、送信データを所定の時間単位でサブキャリアブロック内のサブキャリアを周波数ホッピングさせて配置し、サブキャリアにマッピングした送信データを送信し、通信端末装置において、マルチキャリア通信の帯域を複数に分割したサブキャリアブロック毎に受信信号を分離し、サブキャリアブロック内でホッピングされた受信信号を再生し、受信信号のＣＩＲを測定し、前記ＣＩＲに基づいて要求する伝送レートを示すＣＱＩを生成し、前記ＣＱＩを送信するようにした。
【００３３】
この方法によれば、帯域をサブキャリアブロックに分割して、周波数スケジューリングによりフレーム単位で使用するサブキャリアブロックを選択し、各ユーザ信号はそのブロック内で周波数ホッピングすることにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明者は、ＦＨ−ＯＦＤＭシステムではホッピングにより使用帯域を広げることにより周波数ダイバーシチ効果が得られる反面、伝搬路状況の良い周波数を用いて伝送する周波数スケジューリングの効果が得られない点に着目した。
【００３５】
また、周波数スケジューリングは、移動局装置で各周波数（サブキャリア）の受信品質を測定し、それを基地局装置に報告する。基地局装置ではその移動局装置に対して受信品質の良い周波数を用いてパケットを送信する。
【００３６】
さらに発明者は、隣接セルの基地局装置でも他の移動局装置に同じ周波数を割当てた場合、干渉によってそのパケットは受信できなくなってしまう。従って、周波数スケジューリングを行う場合でも他セル干渉を軽減することが必要になることにも着目し、本発明をするに至った。
【００３７】
すなわち、本発明の骨子は、帯域をサブキャリアブロックに分割して、基地局装置は周波数スケジューリングによりそのフレームで使用するサブキャリアブロックを選択し、各ユーザ信号はそのブロック内で周波数ホッピングすることにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることが可能になるためより高速伝送が実現することである。
【００３８】
本発明は、ホッピングの範囲を狭めることにより周波数ダイバーシチ効果を犠牲にして、周波数スケジューリング効果を得る方法であり、ユーザ数が多く、遅延分散の大きな環境では特に有効である。また、それ以外の環境でも、帯域をサブキャリアブロックに分割することにより周波数ホッピングのパタン数を減少させることができ、リソース割り当てのための制御情報量を減少させる効果があり、有効である。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、ＦＨ−ＯＦＤＭを用いた伝送において、使用周波数帯域をサブキャリアブロックに分割して、基地局装置は周波数スケジューリングによりユーザ毎にそのフレームで使用するサブキャリアブロックを選択する例について説明する。各ユーザ信号はそのブロック内で周波数ホッピングする。使用周波数帯域をサブキャリアブロックに分割することにより、周波数を最適なユーザを割当てることが可能になる。またブロック内では使用サブキャリアをホッピングさせることにより、他セル干渉を軽減する。
【００４１】
図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。図１の基地局装置１００は、受信部１０１と、スケジューラ部１０２と、ＭＣＳ判定部１０３と、符号化部１０４−１と、符号化部１０４−２と、送信ＨＡＲＱ部１０５−１と、送信ＨＡＲＱ部１０５−２と、変調部１０６−１と、変調部１０６−２と、制御用データ処理部１０７と、符号化部１０８と、変調部１０９と、サブキャリアブロック選択部１１０と、ＦＨ系列選択部１１１−１〜１１１−ｎと、サブキャリアマッピング部１１２と、Ｓ／Ｐ変換部１１３と、ＩＦＦＴ部１１４と、ＧＩ挿入部１１５と、無線処理部１１６とから主に構成される。
【００４２】
図１において、受信部１０１は、通信相手である通信端末装置から送信された受信信号を受信し、この受信信号をベースバンド信号に周波数変換し、復号してＣＱＩ情報を取り出す。そして、受信部１０１は、ＣＱＩ情報をスケジューラ部１０２とＭＣＳ判定部１０３に出力する。
【００４３】
スケジューラ部１０２は、各通信端末装置からのＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いて、どのユーザを送信するかを決めるスケジューリングを行い、次のフレームで送信するユーザ信号を選択する。これはＭａｘＣ／ＩやＲｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎなどのアルゴリズムが存在する。このとき、スケジューラ部１０２は、同時にどのサブキャリアブロックで送信するかも決定してサブキャリアブロック選択部１１０に出力する。ここでは、スケジューラ部１０２は、最も良好な伝搬路のサブキャリアブロックを選択する。
【００４４】
ＭＣＳ判定部１０３は選択されたユーザ信号のＣＱＩから変調方式と符号化方法（符号化率）を選択し、符号化方式を符号化部１０４−１及び符号化部１０４−２に出力し、変調方式を変調部１０６−１及び１０６−２に出力する。
【００４５】
符号化部１０４−１及び符号化部１０４−２は、ＭＣＳ判定部１０３が指示する符号化方式でユーザデータをターボ符号化などの符号化を行う。また、符号化部１０４−１及び符号化部１０４−２は、必要に応じてインターリーブなどの処理も行う。そして、符号化部１０４−１及び符号化部１０４−２は、符号化したユーザデータを送信ＨＡＲＱ部１０５−１及び送信ＨＡＲＱ部１０５−２に出力する。
【００４６】
送信ＨＡＲＱ部１０５−１及び送信ＨＡＲＱ部１０５−２は、ユーザ信号は指示された符号化方法で符号化した後、送信ＨＡＲＱ部でＨＡＲＱバッファへのデータの保存と再送回数に応じたレートマッチング処理を行う。そして、符号化したユーザ信号を変調部１０６−１及び変調部１０６−２に出力する。
【００４７】
変調部１０６−１及び変調部１０６−２は、ユーザ信号をＭＣＳ判定部１０３が指示する変調方式で変調してサブキャリアブロック選択部１１０に出力する。
【００４８】
制御用データ処理部１０７は、符号化部１０８と変調部１０９とから構成される。符号化部１０８は、制御用データを符号化して変調部１０９に出力する。変調部１０９は制御用データを変調してサブキャリアブロック選択部１１０に出力する。
【００４９】
サブキャリアブロック選択部１１０は、スケジューラ部１０２に指示されるサブキャリアブロックを各ユーザ信号に割り当て、それぞれのサブキャリアブロックについてＦＨ系列選択部１１１−１〜１１１−ｎでホッピングパタンが選択される。
【００５０】
サブキャリアブロック割当て情報やＭＣＳ情報などの制御用データに対してはあらかじめ決められたサブキャリアブロックとＦＨ系列が選択される。従って、サブキャリアブロック選択部１１０は、ユーザ信号に関しては制御用データのＦＨ系列と異なるものを選択する。
【００５１】
そして、サブキャリアマッピング部１１２は、選択されたホッピングパタンに従って、ユーザ信号及び制御用データをサブキャリアにマッピングする。このときのマッピングの例を図２に示す。図２は、本実施の形態の基地局装置のサブキャリアのマッピング例を示す図である。
【００５２】
図２において、横軸はサブキャリアの周波数を示し、縦軸はフレーム単位の時間を示す。図２に示すように、信号は、サブキャリアブロック単位で周波数ホッピングされる。そして、フレーム毎に信号をマッピングするサブキャリアブロックが決定される。この信号をマッピングするサブキャリアブロックには、フレーム毎に伝搬路状況の良いサブキャリアブロックが選択される。また、図示はしていないがパイロット信号も同時にマッピングされる。
【００５３】
Ｓ／Ｐ変換部１１３は、マッピング後の信号をシリアルデータからパラレルデータに変換してＩＦＦＴ部１１４に出力する。ＩＦＦＴ部１１４は、パラレルデータに変換後の送信信号をＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）する。ＧＩ挿入部１１５は、マルチパス耐性を強めるためのＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を送信信号に挿入する。無線処理部１１６は、送信信号を無線周波数に変換して送信する。
【００５４】
このように、本実施の形態の基地局装置によれば、帯域をサブキャリアブロックに分割して、周波数スケジューリングによりフレーム単位で使用するサブキャリアブロックを選択し、各ユーザ信号はそのブロック内で周波数ホッピングすることにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。また、帯域をサブキャリアブロックに分割することにより周波数ホッピングのパタン数を減少させることができ、リソース割り当てのための制御情報量を減少させることができる。
【００５５】
本発明は、ホッピングの範囲を狭めることにより周波数ダイバーシチ効果を犠牲にして、周波数スケジューリング効果を得る方法であり、ユーザ数が多く、遅延分散の大きな環境では特に有効である。
【００５６】
次に、基地局装置１００と通信を行う通信端末装置について説明する。図３は、本実施の形態の通信端末装置の構成を示すブロック図である。図３の通信端末装置２００は、無線処理部２０１と、ＧＩ除去部２０２と、ＦＦＴ部２０３と、サブキャリアブロック抽出部２０４と、データ系列再生部２０５−１及び２０５−２と、復調部２０６−１及び２０６−２と、復号部２０７と、受信ＨＡＲＱ部２０８と、復号部２０９と、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部２１０と、パイロット信号抽出部２１１と、ＣＩＲ測定部２１２と、ＣＱＩ生成部２１３と、送信部２１４とから主に構成される。
【００５７】
図３において、無線処理部２０１は、受信信号をベースバンド信号にダウンコンバートしてＧＩ除去部２０２に出力する。ＧＩ除去部２０２は、受信信号からＧＩを除去してＦＦＴ部２０３に出力する。ＦＦＴ部２０３は、受信信号を高速フーリエ変換により周波数領域に変換し、サブキャリアブロック抽出部２０４に出力する。
【００５８】
サブキャリアブロック抽出部２０４は、受信信号をサブキャリアブロック毎に分離し、データ系列再生部２０５−１及び２０５−２に出力する。データ系列再生部２０５−１及び２０５−２は、受信すべき各データ系列に対してホッピングされているものを元に戻す処理を行う。この処理は、それぞれ制御用データに含まれるサブキャリアブロック割当て情報とＦＨ系列割当て情報を用いて行う。そして、データ系列再生部２０５−１は、処理後の受信信号（制御用データ）を復調部２０６−１に出力する。また、データ系列再生部２０５−２は、処理後の受信信号（ユーザデータ）を復調部２０６−２に出力する。
【００５９】
復調部２０６−１は受信信号を復調して復号部２０７に出力する。復調部２０６−２は受信信号を復調してＨＡＲＱ部２０８に出力する。
【００６０】
復号部２０７は、受信信号をＱＰＳＫや１６ＱＡＭの信号を復調し、受信信号に含まれるサブキャリアブロック割り当て情報をサブキャリアブロック抽出部２０４に出力し、ＦＨ系列割当て情報をデータ系列再生部２０５−１及びデータ系列再生部２０５−２に出力する。
【００６１】
受信ＨＡＲＱ部２０８は、受信信号に対して受信ＨＡＲＱで再送時には前回の受信データと合成、新規データに対してはデータの保存を行い、処理後の受信信号を復号部２０９に出力する。復号部２０９は、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭの受信信号を復調してユーザデータを得る。また、復号部２０９は、復号したユーザデータのＣＲＣ（Ｃｙｃｌｅ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）情報をＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部２１０に出力する。
【００６２】
ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部２１０は、ユーザデータが正しく受信できたか否かを示すＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号を示す信号を生成して送信部２１４に出力する。
【００６３】
ここで制御用データに対しては、あらかじめ使用サブキャリアブロックとＦＨ系列が決まっているため、はじめに復号し、その後でユーザデータの処理を行う。また、パイロット信号抽出部２１１は、サブキャリアブロック抽出部２０４で抽出された各ブロックに含まれるパイロット信号を抽出してＣＩＲ測定部２１２に出力する。ＣＩＲ測定部２１２は、サブキャリアブロック毎にＣＩＲを測定する。受信品質として測定するのはＣＩＲでなくて受信電力である場合も考えられる。
【００６４】
ＣＱＩ生成部２１３は、ＣＩＲからＣＱＩ信号を生成して送信部２１４に出力する。送信部２１４は、ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号とＣＱＩ信号を変調、周波数変換して無線信号として送信する。
【００６５】
次に、ＣＩＲ測定部２１２の内部構成について説明する。図４は、本実施の形態の通信装置のＣＩＲ測定部の構成を示すブロック図である。
【００６６】
信号電力計算部３０１−１〜３０１−３は、各サブキャリアブロックの所望の信号の電力値を計算してＣＩＲ計算部３０３−１〜３０３−３に出力する。
【００６７】
干渉電力計算部３０２−１〜３０２−３は、各サブキャリアブロックの干渉信号の電力値を計算してＣＩＲ計算部３０３−１〜３０３−３に出力する。
【００６８】
ＣＩＲ計算部３０３−１〜３０３−３は、所望の信号と干渉信号の比を求めてＣＱＩ生成部２１３に出力する。
【００６９】
このように、本実施の形態の通信端末装置によれば、周波数ホッピングされた受信信号をサブキャリアブロック単位で元の信号に復元することにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。
【００７０】
なお、以上の説明における送信ＨＡＲＱ部１０５−１，１０５−２と受信ＨＡＲＱ部２０８は、なくてもよい。また固定のＭＣＳで通信する場合も考えられる。
【００７１】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００７２】
図５の基地局装置４００は、制御用データ処理部４０１と、サブキャリアブロック選択部４０２とサブキャリアブロックホッピング系列生成部４０３とを具備し、制御チャネルや音声など低レートで連続送信するチャネルについてもサブキャリアブロックをホッピングさせる点が図１の基地局装置と異なる。制御用データ処理部４０１は、符号化部４１１と変調部４１２とから主に構成される。
【００７３】
図５において、符号化部４１１は、制御用データ、音声データ、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ信号、及びＭｕｌｔｉｃａｓｔ信号を符号化して変調部４１２に出力する。変調部４１２は制御用データ、音声データ、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ信号、及びＭｕｌｔｉｃａｓｔ信号を変調してサブキャリアブロック選択部４０２に出力する。
【００７４】
サブキャリアブロック選択部４０２は、スケジューラ部１０２に指示されるサブキャリアブロックを各ユーザ信号に割り当て、それぞれのサブキャリアブロックについてＦＨ系列選択部１１１−１〜１１１−ｎでホッピングパタンが選択される。
【００７５】
さらに、サブキャリアブロック選択部４０２には、サブキャリアブロックホッピング系列生成部４０３からサブキャリアブロックのホッピング系列が入力され、変調部４１２から出力された制御用データ、音声データ、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ信号、及びＭｕｌｔｉｃａｓｔ信号には、このホッピング系列に従ってサブキャリアブロックを割り当てる。このサブキャリアブロックについてもユーザ信号と同様にＦＨ系列選択部１１１−１〜１１１−ｎでホッピングパタンが選択される。
【００７６】
サブキャリアブロックホッピング系列生成部４０３は、制御用データがマッピングされるサブキャリアブロックを時々刻々とホッピングさせるための系列（パタン）を生成する。ここでは基地局毎にあらかじめ決められた系列を生成する。生成された系列に従って、現送信単位で制御用データに割り当てるサブキャリアブロックをサブキャリアブロック選択部４０２に指示する。
【００７７】
図６は、本実施の形態の基地局装置のサブキャリアのマッピング例を示す図である。図６において、横軸はサブキャリアの周波数を示し、縦軸はフレーム単位の時間を示す。
【００７８】
図６に示すように、制御用データ（さらには音声データ、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ信号、及びＭｕｌｔｉｃａｓｔ信号）は、サブキャリアブロック単位で周波数ホッピングされる。そして、フレーム毎に信号をマッピングするサブキャリアブロックが決定される。
【００７９】
このように、本実施の形態の基地局装置によれば、制御チャネルや音声など低レートで連続送信するチャネルについてもサブキャリアブロックもホッピングさせることにより、周波数ダイバーシチ効果が得られ、均一の安定した受信品質が得られ、音声品質が向上する。
【００８０】
また、低レートの信号にスケジューリングを用いた送信を行う場合には制御信号の信号量の割合（オーバーヘッドの割合）が大きくなるため効率的でない。したがってサブキャリアブロックのホッピングを行う方法が効率よく伝送できる。
【００８１】
また、ニュース配信などに用いるｂｒｏａｄｃａｓｔ情報やｍｕｌｔｉｃａｓｔ情報もサブキャリアブロックもホッピングさせるようにする。これにより、多くのユーザ宛に送信する情報では周波数ダイバーシチ効果により、受信品質が向上する。
【００８２】
（実施の形態３）
セル境界のユーザは、隣接セルからの干渉が強い。他セルのユーザは、次にどのサブキャリアブロックに割当てられるか分からないので、干渉量が予測できない。従ってセル境界のユーザは今の瞬間は干渉量が少なくてＣＩＲが高いサブキャリアブロックも、次の瞬間には干渉量が多くなっている可能性がある。そこで、本実施の形態では、通信端末装置がフィードバックする受信品質としてＣＩＲを測定するときには、信号電力（Ｃ）はブロック毎の測定値を用いて、干渉電力（Ｉ）は各ブロックの干渉電力の平均値を用いる。
【００８３】
図７は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置のＣＩＲ測定部の構成を示す図である。但し、図４と同一の構成となるものについては、図４と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図７のＣＩＲ測定部は、干渉電力平均化部６０１と、ＣＩＲ計算部６０２−１〜６０２−３とを具備し、干渉電力の平均値を求め、この平均値からＣＩＲを算出する点が図４のＣＩＲ測定部と異なる。
【００８４】
信号電力計算部３０１−１〜３０１−３は、各サブキャリアブロックの所望の信号の電力値を計算してＣＩＲ計算部６０２−１〜６０２−３に出力する。
【００８５】
干渉電力計算部３０２−１〜３０２−３は、各サブキャリアブロックの干渉信号の電力値を計算して干渉電力平均化部６０１に出力する。
【００８６】
干渉電力平均化部６０１は、干渉電力計算部３０２−１〜３０２−３で算出した干渉信号の電力の平均値を算出してＣＩＲ計算部６０２−１〜６０２−３に出力する。
【００８７】
ＣＩＲ計算部６０２−１〜６０２−３は、所望の信号と干渉信号の電力の平均値の比を求めてＣＱＩ生成部２１３に出力する。
【００８８】
このように、本実施の形態の通信端末装置によれば、受信信号をサブキャリアブロック毎に干渉電力を測定し、複数のサブキャリアブロックの干渉電力の平均値を求め、各サブキャリアブロックの所望信号の電力値と干渉電力の平均値の比をＣＩＲとして算出することにより、予測できない干渉の変化の影響を軽減し、より正確なチャネル受信品質を測定できるため、より最適なサブキャリアブロックを基地局装置で選択することが可能になりスループットが向上する。またより最適なＭＣＳの選択にもつながる。
【００８９】
（実施の形態４）
実施の形態４では、セル毎にサブキャリアブロックの大きさを可変にする例について説明する。
【００９０】
一般的に都市部ではユーザ密度が高いためセル半径の小さなセルが配置され、郊外ではセル半径が大きなセルが配置される。小セルの場合には遅延分散が小さく（１μｓ以下）、大セルの場合には遅延分散が大きい（５μｓ以上）。
【００９１】
図８及び図９は、フェージング変動の例を示す図である。図８及び図９において、横軸は、通信に使用する周波数を示し、縦軸はフェージング変動の大きさを示す。
【００９２】
図８は、遅延分散が大きい場合の例である。図８に示すように、遅延分散が大きな場合には周波数方向のフェージングの変化が激しいためサブキャリアブロックのサイズは小さくしておかないとブロック内で受信電力が変化してしまい、各ユーザの受信品質に応じた最適なサブキャリア割当てができない。また受信品質がほぼ一定であるという前提でＣＩＲからＭＣＳを判定する場合が一般的であるが、ブロック内でフェージング変動が大きければＭＣＳ選択の精度も悪くなってしまう。
【００９３】
図９は、遅延分散が小さい場合の例である。図９に示すように、遅延分散が小さい場合、周波数方向のフェージングの変化が少ないため、サブキャリアブロックを比較的大きなサイズにしても問題ない。また、サブキャリアブロックを小さくしすぎると、サブキャリアブロックの受信品質の報告や、下りの割当て情報などの制御信号量が多くなってしまう。それらの兼ね合いからサブキャリアブロックのサイズはセル半径に応じて最適値が存在すると考えられる。
【００９４】
そこで、実施の形態４では、ブロックサイズをセル毎に可変とし、セルサイズに応じた値を設定する。図１０は、本発明の実施の形態４の概念を示す図である。左上のセルＡ、左下のセルＢは小セル、右上のセルＣは大セルとする。セルＡとセルＢはブロックサイズを大きくして計４ブロック設定する。セルＣはブロックサイズを小さくして計８ブロック設定する。制御局７０１は、基地局装置７０２，７０３、及び７０４に対して各セルのブロックサイズを通知する。制御局７０１は、報知情報として基地局装置７０２，７０３、及び７０４に通知する。各セルは通知された各ブロックサイズで実施の形態１から３の処理が運用される。
【００９５】
ここで、制御信号量を比較してみると、上り回線では、通信端末装置が測定する各サブキャリアブロックのＣＱＩ（例えば６ビット）がある。セルＡ、Ｂでは４ブロック分なので２４ビットで良いが、セルＣでは４８ビット必要になる。
【００９６】
下り回線では、どのサブキャリアブロックを使用するかの情報があるが、セルＡ，Ｂでは４ブロック分なので４ビットでよいが、セルＣでは８ブロック分なので８ビット必要になる。（複数のサブキャリアブロックを割当てることが可能なシステムの場合。）
【００９７】
さらに、各サブキャリアブロックのＭＣＳ（例えば６ビット）を送る必要がある。セルＡ、Ｂでは４×６＝２４ビットでよいが、セルＣでは８×６＝４８ビット必要になる。セルＣでは制御情報量が増えるが、その分周波数方向のフェージング変動に応じた高精度な制御が可能になる。
【００９８】
次に、本実施の形態の基地局装置の内部構成について説明する。図１１は、本実施の形態の基地局装置及び制御局装置の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００９９】
図１１の基地局装置８００は、受信部８０１と、遅延分散計算部８０２と、ブロックサイズ情報受信部８０３とを具備し、伝搬路の遅延分散の大きい場合は小さなブロックにし、遅延分散の小さい場合は大きなブロックにする点が図１の基地局装置と異なる。また図１１の制御局装置８５０は、遅延情報受信部８５１と、ブロックサイズ決定部８５２と、送信部８５３とから主に構成される。
【０１００】
受信部８０１は、通信相手である通信端末装置から送信された受信信号を受信し、この受信信号をベースバンド信号に周波数変換し、復号してＣＱＩ情報を取り出す。そして、受信部８０１は、ＣＱＩ情報をスケジューラ部８０４とＭＣＳ判定部１０３に出力する。また、受信部８０１は、受信信号を遅延分散計算部８０２にも出力する。
【０１０１】
遅延分散計算部８０２は、受信信号から伝搬路の遅延分散の大きさを計算して遅延情報受信部８５１に出力する。
【０１０２】
遅延情報受信部８５１は、基地局装置８００から出力された遅延分散の情報を受信してブロックサイズ決定部８５２に出力する。なお、受信する遅延分散の情報は図１０に示すように複数の基地局装置から出力された遅延分散の情報である。
【０１０３】
ブロックサイズ決定部８５２は、複数の基地局から出力された遅延分散の情報に基づき伝搬路の遅延分散の大きなセルは小さなブロックにし、遅延分散の小さなセルは大きなブロックにする。ここで、小さなブロックは、サブキャリアの数が少ないサブキャリアブロックを示し、大きなブロックは、サブキャリアの数が多いサブキャリアブロックを示す。
【０１０４】
送信部８５３は、ブロックサイズ決定部８５２で決定されたブロックサイズの情報を各基地局装置のブロックサイズ情報受信部８０３に出力する。
【０１０５】
ブロックサイズ情報受信部８０３は、受信したブロックサイズの情報をスケジューラ部８０４とサブキャリアブロック選択部８０５に出力する。
【０１０６】
スケジューラ部８０４は、各通信端末装置からのＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いて、どのユーザを送信するかを決めるスケジューリングを行い、次のフレームで送信するユーザ信号を選択する。これはＭａｘＣ／ＩやＲｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎなどのアルゴリズムが存在する。このとき、スケジューラ部８０４は、ブロックサイズ決定部８５２が決定したブロックサイズのサブキャリアブロックのうち、どのサブキャリアブロックで送信するかも決定してサブキャリアブロック選択部８０５に出力する。ここでは、スケジューラ部８０４は、最も良好な伝搬路のサブキャリアブロックを選択する。
【０１０７】
サブキャリアブロック選択部８０５は、ブロックサイズ決定部８５２が決定したブロックサイズのサブキャリアブロックのうち、スケジューラ部８０４に指示されるサブキャリアブロックを各ユーザ信号に選択し、それぞれのサブキャリアブロックについてＦＨ系列選択部１１１−１〜１１１−ｎでホッピングパタンが選択される。
【０１０８】
このように本実施の形態の制御局装置及び基地局装置によれば、伝搬路の遅延分散の大きなセルは小さなブロックにし、遅延分散の小さなセルは大きなブロックにすることにより、御信号量を削減することができる。
【０１０９】
なお、実施の形態の制御局装置及び基地局装置は、ＦＨ−ＯＦＤＭ方式のみならず、他のマルチキャリア通信方式にも適用できる。また、制御局装置と基地局装置を一体化し、一つの基地局装置の遅延分散よりブロックサイズを決定することもできる。
【０１１０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、基地局装置として行う場合について説明しているが、これに限られるものではなく、この通信方法をソフトウェアとして行うことも可能である。
【０１１１】
例えば、上記通信方法を実行するプログラムを予めＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納しておき、そのプログラムをＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）によって動作させるようにしても良い。
【０１１２】
また、上記通信方法を実行するプログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に記録して、コンピュータをそのプログラムにしたがって動作させるようにしても良い。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基地局装置及び通信方法によれば、周波数ホッピングされた受信信号をサブキャリアブロック単位で元の信号に復元することにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図２】上記実施の形態の基地局装置のサブキャリアのマッピング例を示す図
【図３】上記実施の形態の通信端末装置の構成を示すブロック図
【図４】上記実施の形態の通信装置のＣＩＲ測定部の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図６】上記実施の形態の基地局装置のサブキャリアのマッピング例を示す図
【図７】上記発明の実施の形態３に係る基地局装置のＣＩＲ測定部の構成を示す図
【図８】フェージング変動の例を示す図
【図９】フェージング変動の例を示す図
【図１０】本発明の実施の形態４の概念を示す図
【図１１】上記実施の形態の基地局装置及び制御局装置の構成を示すブロック図
【図１２】従来の基地局装置の構成を示すブロック図
【図１３】従来の基地局装置の送信ＨＡＲＱ部の構成を示すブロック図
【図１４】従来の基地局装置の信号の一例を示す図
【図１５】従来の移動局装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０１ 受信部
１０２ スケジューラ部
１０３ ＭＣＳ判定部
１１０、４０２ サブキャリアブロック選択部
１１１−１〜１１１−ｎ ＦＨ系列選択部
１１２ サブキャリアマッピング部
１１３ Ｓ／Ｐ変換部
１１４ ＩＦＦＴ部
２０３ ＦＦＴ部
２０４ サブキャリアブロック抽出部
２０５−１、２０５−２ データ系列再生部
２１１ パイロット信号抽出部
２１２ ＣＩＲ測定部
２１３ ＣＱＩ生成部
２１４ 送信部
３０１−１〜３０１−３ 信号電力計算部
３０２−１〜３０２−３ 干渉電力計算部
３０３−１〜３０３−３、６０２−１〜６０２−３ ＣＩＲ計算部
６０１ 干渉電力平均化部
８０２ 遅延分散計算部
８０３ ブロックサイズ情報受信部
８５１ 遅延情報受信部
８５２ ブロックサイズ決定部
８５３ 送信部
【発明の属する技術分野】
本発明は、基地局装置及び通信方法に関し、特にＯＦＤＭ方式に用いて好適な基地局装置及び通信方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）は、マルチパス干渉に強い高速伝送技術として注目されている。ＦＨ−ＯＦＤＭ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｐｉｎｇ−ＯＦＤＭ）は、使用するＯＦＤＭサブキャリアを時々刻々とホッピングさせる方式であり、周波数ダイバーシチ効果が得られるアクセス方式としてＩＥＥＥ８０２．１６などで使用されている（非特許文献１）。
【０００３】
また、ＦＨ−ＯＦＤＭは、セルラー環境において他セルからの干渉を平均化する効果もあり、将来の高速無線伝送技術として注目されている（非特許文献２）。また、ＦＨ−ＯＦＤＭは、３ＧＰＰにおいても導入が検討されている（非特許文献３）。
【０００４】
ＦＨ−ＯＦＤＭでは、各基地局装置はそれぞれのＦＨパタンに従って送信する。ＦＨパタンは、時刻の推移と使用周波数（サブキャリア）に関するパタンであり、各基地局装置は、それぞれ独自のＦＨパタンが割り当てられている。ＦＨ（周波数ホッピング）の頻度は、シンボル毎の場合とスロット（またはフレーム）毎の場合が考えられるが、ここではシンボル毎のＦＨを考える。ＦＨの効果としては、広い範囲に渡って周波数を使うため、周波数ダイバーシチ効果が得られることと、他セル干渉に対して時間的な平均化効果が得られることである。
【０００５】
ＦＨを実現する方法としては、非特許文献３に記載されているような、周波数インターリーブを用いる方法と、ＰＮ系列などのランダムな系列により生成されるパタンを用いる場合が考えられている。ここでは、簡単のため後者を考える。
【０００６】
また、非特許文献４には、帯域をサブチャネルに分割してその単位でＤＣＡ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｈａｎｎｅｌ Ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ）を行うことが提案されているが、非特許文献４ではセル毎のチャネルの棲み分けのために分割しているのであって、本発明のように最適な周波数を使用できるように分割することは行っていない。
【０００７】
以下、従来の基地局装置及び移動局装置について説明する。図１２は、従来の基地局装置の構成を示すブロック図である。
【０００８】
図１２において、スケジューラ部１１は、各移動局装置からのＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いて、どのユーザを送信するかを決めるスケジューリングを行う。これはＭａｘＣ／ＩやＲｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎなどのアルゴリズムが存在する。また、このＣＱＩから使用する符号化方法（符号化率）と変調方式を決める。符号化部１２は、ユーザデータをターボ符号化などの符号化を行う。また、符号化部１２は、必要に応じてインターリーブなどの処理も行う。
【０００９】
送信ＨＡＲＱ部１３は、ＨＡＲＱに必要な処理を行う。詳細は、図１３を用いて説明する。図１３は、従来の基地局装置の送信ＨＡＲＱ部の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、送信ＨＡＲＱ部１３は、バッファ２１とレートマッチング部２２から構成される。バッファ２１は、送信データのビット列を保存する。レートマッチング部２２は、ＲＭパラメータによって決められたレートマッチングを送信データのビット列に行い、パンクチャまたはリピティションされた送信データを変調部１４に入力する。ＲＭパラメータは送信回数に応じて異なる場合もある。
【００１０】
変調部１４は、送信データをＱＰＳＫやＱＡＭで変調する。制御用データ処理部１５は、符号化部１６と変調部１７とから構成される。符号化部１６は、制御用データを符号化する。変調部１７は、制御用データを変調する。多重部１８は、変調部１４で処理された送信データを、同様に符号化および変調の処理をされた制御信号と多重（ここでは時間多重）する。
【００１１】
次に、サブキャリアマッピング部１９は、送信データ及び制御信号をあらかじめ決められたＦＨパタンに従って、サブキャリアに割り当てを行う。同様に、サブキャリアマッピング部１９は、パイロット信号も全周波数帯域に分散するようにマッピングする。そして、サブキャリアマッピング部１９は、送信データ、制御信号、及びパイロット信号をマッピングした送信信号をＳ／Ｐ変換部２０に出力する。
【００１２】
Ｓ／Ｐ変換部２０は、送信信号をシリアルデータからパラレルデータに変換してＩＦＦＴ部２１に出力する。
【００１３】
ＩＦＦＴ部２１は、パラレルデータに変換後の送信信号をＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）する。ＧＩ挿入部２２は、マルチパス耐性を強めるためのＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を送信信号に挿入する。無線処理部２３は、送信信号を無線送信処理後に送信する。
【００１４】
このとき、使用されているサブキャリアの様子は、例えば図１４のようになる。図１４は、従来の基地局装置の信号の一例を示す図である。図１４において、縦軸は時間を示し、横軸はサブキャリアの周波数を示す。
図１４に示すように、時間毎にパイロット信号とデータ信号を配置するサブキャリアが異なっている。
【００１５】
このように、時間毎に送信信号を配置するサブキャリアを変えた信号を移動局装置は受信する。図１５は、従来の移動局装置の構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１５において、無線処理部５１は、まず受信信号にダウンコンバート等の無線受信処理を行い、ベースバンド信号を得る。ＧＩ除去部５２は、挿入されているＧＩを除去する。ＦＦＴ部５３は、ＦＦＴ処理を行うことにより各サブキャリアの乗った信号が取り出す。サブキャリアデマッピング部５４は、この受信信号をＦＨパタンに従ってデマッピングし、自分に宛てられた信号を取り出す。
【００１７】
次に、チャネル分離部５５は、受信信号をユーザ信号、制御信号、パイロットに分離する。復調部５６は、制御信号を復調し、復号部５７は、制御信号は復調処理後に復号処理を行う。
【００１８】
復調部５８は、ユーザ信号を復調する。受信ＨＡＲＱ部５９は、ユーザ信号は、復調処理後に受信ＨＡＲＱ部で所定量のビット（ここでは軟判定ビット）を保存する。再送の場合には、保存されている前回の受信ビットと合成する。復号部６０は、そのビット列を用いてターボ符号などの復号を行いユーザデータが得られる。ここで、図示はしていないが、復調処理時にはパイロット信号を用いて計算したチャネル推定値を用いる。ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部６１は、復号した受信データのＣＲＣ結果などから誤りが含まれるかどうかを判断し、ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号を上り回線で送信する。
【００１９】
また、ＣＩＲ測定部６２は、パイロット信号を用いて全サブキャリアの平均受信ＳＩＲを計算する。ＣＱＩ生成部６３は、平均受信ＳＩＲからＣＱＩを生成する。送信部６４は、ＣＱＩとＡＣＫ／ＮＡＣＫの信号を上り回線で送信する。
【００２０】
【非特許文献１】
”ＩＥＥＥ Ｓｔａｎｄａｒｄ ８０２．１６： Ａ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｏｖｅｒｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ＷｉｒｅｌｅｓｓＭＡＮ Ａｉｒ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｆｏｒ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ａｃｃｅｓｓ”， ｐｐ．９８ − １０７， ＩＥＥＥ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｍａｇａｚｉｎｅ， Ｊｕｎｅ， ２００２
【非特許文献２】
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｆｌａｒｉｏｎ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ｔｅｃｈ＿ｉｎｔｒｏ．ｈｔｍｌ
【非特許文献３】
３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１ ｍｅｅｔｉｎｇ ＃２８ｂｉｓ， Ｒ１−０２−１２２２
【非特許文献４】
”Ｄｙｎａｍｉｃ ｃｈａｎｎｅｌ ａｌｌｏｃａｔｉｏｎ ｓｃｈｅｍｅｓ ｉｎ ｍｏｂｉｌｅ ｒａｄｉｏ ｓｙｓｔｅｍｓ ｗｉｔｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｈｏｐｐｉｎｇ ”， Ｖｅｒｄｏｎｅ， Ｒ．； Ｚａｎｅｌｌａ， Ａ．； Ｚｕｌｉａｎｉ， Ｌ．， ｐｐ． Ｅ−１５７ −− Ｅ−１６２， ｖｏｌ．２， Ｐｅｒｓｏｎａｌ， Ｉｎｄｏｏｒ ａｎｄ Ｍｏｂｉｌｅ Ｒａｄｉｏ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ， ２００１ １２ｔｈ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ， Ｓｅｐ／Ｏｃｔ ２００１
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の装置においては、周波数ホッピングにより使用帯域を広げることにより周波数ダイバーシチ効果が得られる反面、伝搬路状況の良い周波数を用いて伝送する周波数スケジューリングの効果が得られないという問題がある。また、従来の装置では周波数ホッピングの範囲が広帯域にわたるため、チャネルリソースとして各ユーザにホッピングパタンを割り当てる際の制御情報量が膨大になってしまう。
【００２２】
また、従来の装置においては、受信品質の良い周波数を用いてパケットを送信する周波数スケジューリングは、隣接セルの基地局装置でも他の移動局装置に同じ周波数を割当てた場合、干渉によってそのパケットは受信できなくなってしまう問題がある。
【００２３】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることを可能とし、高速伝送することができ、リソース割り当ての制御情報量も削減することのできる基地局装置及び通信方法を提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
本発明の基地局装置は、複数の通信端末装置から送信されたマルチキャリア通信の帯域を複数に分割したサブキャリアブロック単位の通信品質情報に基づいて送信データを各通信端末装置に送信するスケジュールを決定するスケジュール作成手段と、通信端末装置毎に通信品質の良いサブキャリアブロックに送信データを配置するサブキャリアブロック選択手段と、送信データを所定の時間単位でサブキャリアブロック内のサブキャリアを周波数ホッピングさせて配置する周波数ホッピング手段と、サブキャリアにマッピングした送信データを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【００２５】
この構成によれば、帯域をサブキャリアブロックに分割して、周波数スケジューリングによりフレーム単位で使用するサブキャリアブロックを選択し、各ユーザ信号はそのブロック内で周波数ホッピングすることにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。また、帯域を分割しているため、周波数ホッピングのパタン数を少なくでき、各ユーザへのリソース割り当ての制御情報量を減少させることができる。
【００２６】
本発明の基地局装置は、前記サブキャリアブロック選択手段は、所定の時間単位でサブキャリアブロックをホッピングさせる構成を採る。
【００２７】
この構成によれば、サブキャリアブロックもホッピングさせることにより、周波数ダイバーシチ効果が得られ、制御チャネルや音声など低レートで均一の品質が求められるチャネルについて適用することにより、均一の安定した受信品質が得られ、安定した通信が可能となる。
【００２８】
本発明の通信端末装置は、マルチキャリア通信の帯域を複数に分割したサブキャリアブロック毎に受信信号を分離するサブキャリアブロック抽出手段と、サブキャリアブロック内でホッピングされた受信信号を再生する再生手段と、受信信号のＣＩＲを測定するＣＩＲ測定手段と、前記ＣＩＲに基づいて要求する伝送レートを示すＣＱＩを生成するＣＱＩ生成手段と、前記ＣＱＩを送信する送信手段と、を具備する構成を採る。
【００２９】
これらの構成によれば、周波数ホッピングされた受信信号をサブキャリアブロック単位で元の信号に復元することにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。
【００３０】
本発明の通信端末装置は、前記ＣＩＲ測定手段は、サブキャリアブロック単位で受信信号から所望信号の電力を算出する信号電力計算手段と、サブキャリアブロック単位で受信信号から干渉信号の電力を算出する干渉電力計算手段と、複数のサブキャリアブロックでの干渉信号の電力の平均値を算出する平均化手段と、サブキャリアブロック単位で前記所望信号の電力と前記干渉信号の電力の平均値からＣＩＲを算出するＣＩＲ計算手段と、を具備する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、受信信号をサブキャリアブロック毎に干渉電力を測定し、複数のサブキャリアブロックの干渉電力の平均値を求め、各サブキャリアブロックの所望信号の電力値と干渉電力の平均値の比をＣＩＲとして算出することにより、予測できない干渉の変化の影響を軽減し、より正確なチャネル受信品質を測定できるため、より最適なサブキャリアブロックを基地局装置で選択することが可能になりスループットが向上する。またより最適なＭＣＳの選択にもつながる。
【００３２】
本発明の通信方法は、基地局において、複数の通信端末装置から送信されたＣＱＩに基づいて送信データを各通信端末装置に送信するスケジュールを決定し、マルチキャリア通信の帯域を複数に分割したサブキャリアブロック単位で通信端末装置毎に通信品質を算出し、通信端末装置毎に通信品質の良いサブキャリアブロックに送信データを配置し、送信データを所定の時間単位でサブキャリアブロック内のサブキャリアを周波数ホッピングさせて配置し、サブキャリアにマッピングした送信データを送信し、通信端末装置において、マルチキャリア通信の帯域を複数に分割したサブキャリアブロック毎に受信信号を分離し、サブキャリアブロック内でホッピングされた受信信号を再生し、受信信号のＣＩＲを測定し、前記ＣＩＲに基づいて要求する伝送レートを示すＣＱＩを生成し、前記ＣＱＩを送信するようにした。
【００３３】
この方法によれば、帯域をサブキャリアブロックに分割して、周波数スケジューリングによりフレーム単位で使用するサブキャリアブロックを選択し、各ユーザ信号はそのブロック内で周波数ホッピングすることにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
本発明者は、ＦＨ−ＯＦＤＭシステムではホッピングにより使用帯域を広げることにより周波数ダイバーシチ効果が得られる反面、伝搬路状況の良い周波数を用いて伝送する周波数スケジューリングの効果が得られない点に着目した。
【００３５】
また、周波数スケジューリングは、移動局装置で各周波数（サブキャリア）の受信品質を測定し、それを基地局装置に報告する。基地局装置ではその移動局装置に対して受信品質の良い周波数を用いてパケットを送信する。
【００３６】
さらに発明者は、隣接セルの基地局装置でも他の移動局装置に同じ周波数を割当てた場合、干渉によってそのパケットは受信できなくなってしまう。従って、周波数スケジューリングを行う場合でも他セル干渉を軽減することが必要になることにも着目し、本発明をするに至った。
【００３７】
すなわち、本発明の骨子は、帯域をサブキャリアブロックに分割して、基地局装置は周波数スケジューリングによりそのフレームで使用するサブキャリアブロックを選択し、各ユーザ信号はそのブロック内で周波数ホッピングすることにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることが可能になるためより高速伝送が実現することである。
【００３８】
本発明は、ホッピングの範囲を狭めることにより周波数ダイバーシチ効果を犠牲にして、周波数スケジューリング効果を得る方法であり、ユーザ数が多く、遅延分散の大きな環境では特に有効である。また、それ以外の環境でも、帯域をサブキャリアブロックに分割することにより周波数ホッピングのパタン数を減少させることができ、リソース割り当てのための制御情報量を減少させる効果があり、有効である。
【００３９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、ＦＨ−ＯＦＤＭを用いた伝送において、使用周波数帯域をサブキャリアブロックに分割して、基地局装置は周波数スケジューリングによりユーザ毎にそのフレームで使用するサブキャリアブロックを選択する例について説明する。各ユーザ信号はそのブロック内で周波数ホッピングする。使用周波数帯域をサブキャリアブロックに分割することにより、周波数を最適なユーザを割当てることが可能になる。またブロック内では使用サブキャリアをホッピングさせることにより、他セル干渉を軽減する。
【００４１】
図１は、本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。図１の基地局装置１００は、受信部１０１と、スケジューラ部１０２と、ＭＣＳ判定部１０３と、符号化部１０４−１と、符号化部１０４−２と、送信ＨＡＲＱ部１０５−１と、送信ＨＡＲＱ部１０５−２と、変調部１０６−１と、変調部１０６−２と、制御用データ処理部１０７と、符号化部１０８と、変調部１０９と、サブキャリアブロック選択部１１０と、ＦＨ系列選択部１１１−１〜１１１−ｎと、サブキャリアマッピング部１１２と、Ｓ／Ｐ変換部１１３と、ＩＦＦＴ部１１４と、ＧＩ挿入部１１５と、無線処理部１１６とから主に構成される。
【００４２】
図１において、受信部１０１は、通信相手である通信端末装置から送信された受信信号を受信し、この受信信号をベースバンド信号に周波数変換し、復号してＣＱＩ情報を取り出す。そして、受信部１０１は、ＣＱＩ情報をスケジューラ部１０２とＭＣＳ判定部１０３に出力する。
【００４３】
スケジューラ部１０２は、各通信端末装置からのＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いて、どのユーザを送信するかを決めるスケジューリングを行い、次のフレームで送信するユーザ信号を選択する。これはＭａｘＣ／ＩやＲｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎなどのアルゴリズムが存在する。このとき、スケジューラ部１０２は、同時にどのサブキャリアブロックで送信するかも決定してサブキャリアブロック選択部１１０に出力する。ここでは、スケジューラ部１０２は、最も良好な伝搬路のサブキャリアブロックを選択する。
【００４４】
ＭＣＳ判定部１０３は選択されたユーザ信号のＣＱＩから変調方式と符号化方法（符号化率）を選択し、符号化方式を符号化部１０４−１及び符号化部１０４−２に出力し、変調方式を変調部１０６−１及び１０６−２に出力する。
【００４５】
符号化部１０４−１及び符号化部１０４−２は、ＭＣＳ判定部１０３が指示する符号化方式でユーザデータをターボ符号化などの符号化を行う。また、符号化部１０４−１及び符号化部１０４−２は、必要に応じてインターリーブなどの処理も行う。そして、符号化部１０４−１及び符号化部１０４−２は、符号化したユーザデータを送信ＨＡＲＱ部１０５−１及び送信ＨＡＲＱ部１０５−２に出力する。
【００４６】
送信ＨＡＲＱ部１０５−１及び送信ＨＡＲＱ部１０５−２は、ユーザ信号は指示された符号化方法で符号化した後、送信ＨＡＲＱ部でＨＡＲＱバッファへのデータの保存と再送回数に応じたレートマッチング処理を行う。そして、符号化したユーザ信号を変調部１０６−１及び変調部１０６−２に出力する。
【００４７】
変調部１０６−１及び変調部１０６−２は、ユーザ信号をＭＣＳ判定部１０３が指示する変調方式で変調してサブキャリアブロック選択部１１０に出力する。
【００４８】
制御用データ処理部１０７は、符号化部１０８と変調部１０９とから構成される。符号化部１０８は、制御用データを符号化して変調部１０９に出力する。変調部１０９は制御用データを変調してサブキャリアブロック選択部１１０に出力する。
【００４９】
サブキャリアブロック選択部１１０は、スケジューラ部１０２に指示されるサブキャリアブロックを各ユーザ信号に割り当て、それぞれのサブキャリアブロックについてＦＨ系列選択部１１１−１〜１１１−ｎでホッピングパタンが選択される。
【００５０】
サブキャリアブロック割当て情報やＭＣＳ情報などの制御用データに対してはあらかじめ決められたサブキャリアブロックとＦＨ系列が選択される。従って、サブキャリアブロック選択部１１０は、ユーザ信号に関しては制御用データのＦＨ系列と異なるものを選択する。
【００５１】
そして、サブキャリアマッピング部１１２は、選択されたホッピングパタンに従って、ユーザ信号及び制御用データをサブキャリアにマッピングする。このときのマッピングの例を図２に示す。図２は、本実施の形態の基地局装置のサブキャリアのマッピング例を示す図である。
【００５２】
図２において、横軸はサブキャリアの周波数を示し、縦軸はフレーム単位の時間を示す。図２に示すように、信号は、サブキャリアブロック単位で周波数ホッピングされる。そして、フレーム毎に信号をマッピングするサブキャリアブロックが決定される。この信号をマッピングするサブキャリアブロックには、フレーム毎に伝搬路状況の良いサブキャリアブロックが選択される。また、図示はしていないがパイロット信号も同時にマッピングされる。
【００５３】
Ｓ／Ｐ変換部１１３は、マッピング後の信号をシリアルデータからパラレルデータに変換してＩＦＦＴ部１１４に出力する。ＩＦＦＴ部１１４は、パラレルデータに変換後の送信信号をＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）する。ＧＩ挿入部１１５は、マルチパス耐性を強めるためのＧＩ（Ｇｕａｒｄ Ｉｎｔｅｒｖａｌ）を送信信号に挿入する。無線処理部１１６は、送信信号を無線周波数に変換して送信する。
【００５４】
このように、本実施の形態の基地局装置によれば、帯域をサブキャリアブロックに分割して、周波数スケジューリングによりフレーム単位で使用するサブキャリアブロックを選択し、各ユーザ信号はそのブロック内で周波数ホッピングすることにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。また、帯域をサブキャリアブロックに分割することにより周波数ホッピングのパタン数を減少させることができ、リソース割り当てのための制御情報量を減少させることができる。
【００５５】
本発明は、ホッピングの範囲を狭めることにより周波数ダイバーシチ効果を犠牲にして、周波数スケジューリング効果を得る方法であり、ユーザ数が多く、遅延分散の大きな環境では特に有効である。
【００５６】
次に、基地局装置１００と通信を行う通信端末装置について説明する。図３は、本実施の形態の通信端末装置の構成を示すブロック図である。図３の通信端末装置２００は、無線処理部２０１と、ＧＩ除去部２０２と、ＦＦＴ部２０３と、サブキャリアブロック抽出部２０４と、データ系列再生部２０５−１及び２０５−２と、復調部２０６−１及び２０６−２と、復号部２０７と、受信ＨＡＲＱ部２０８と、復号部２０９と、ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部２１０と、パイロット信号抽出部２１１と、ＣＩＲ測定部２１２と、ＣＱＩ生成部２１３と、送信部２１４とから主に構成される。
【００５７】
図３において、無線処理部２０１は、受信信号をベースバンド信号にダウンコンバートしてＧＩ除去部２０２に出力する。ＧＩ除去部２０２は、受信信号からＧＩを除去してＦＦＴ部２０３に出力する。ＦＦＴ部２０３は、受信信号を高速フーリエ変換により周波数領域に変換し、サブキャリアブロック抽出部２０４に出力する。
【００５８】
サブキャリアブロック抽出部２０４は、受信信号をサブキャリアブロック毎に分離し、データ系列再生部２０５−１及び２０５−２に出力する。データ系列再生部２０５−１及び２０５−２は、受信すべき各データ系列に対してホッピングされているものを元に戻す処理を行う。この処理は、それぞれ制御用データに含まれるサブキャリアブロック割当て情報とＦＨ系列割当て情報を用いて行う。そして、データ系列再生部２０５−１は、処理後の受信信号（制御用データ）を復調部２０６−１に出力する。また、データ系列再生部２０５−２は、処理後の受信信号（ユーザデータ）を復調部２０６−２に出力する。
【００５９】
復調部２０６−１は受信信号を復調して復号部２０７に出力する。復調部２０６−２は受信信号を復調してＨＡＲＱ部２０８に出力する。
【００６０】
復号部２０７は、受信信号をＱＰＳＫや１６ＱＡＭの信号を復調し、受信信号に含まれるサブキャリアブロック割り当て情報をサブキャリアブロック抽出部２０４に出力し、ＦＨ系列割当て情報をデータ系列再生部２０５−１及びデータ系列再生部２０５−２に出力する。
【００６１】
受信ＨＡＲＱ部２０８は、受信信号に対して受信ＨＡＲＱで再送時には前回の受信データと合成、新規データに対してはデータの保存を行い、処理後の受信信号を復号部２０９に出力する。復号部２０９は、ＱＰＳＫや１６ＱＡＭの受信信号を復調してユーザデータを得る。また、復号部２０９は、復号したユーザデータのＣＲＣ（Ｃｙｃｌｅ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）情報をＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部２１０に出力する。
【００６２】
ＡＣＫ／ＮＡＣＫ生成部２１０は、ユーザデータが正しく受信できたか否かを示すＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号を示す信号を生成して送信部２１４に出力する。
【００６３】
ここで制御用データに対しては、あらかじめ使用サブキャリアブロックとＦＨ系列が決まっているため、はじめに復号し、その後でユーザデータの処理を行う。また、パイロット信号抽出部２１１は、サブキャリアブロック抽出部２０４で抽出された各ブロックに含まれるパイロット信号を抽出してＣＩＲ測定部２１２に出力する。ＣＩＲ測定部２１２は、サブキャリアブロック毎にＣＩＲを測定する。受信品質として測定するのはＣＩＲでなくて受信電力である場合も考えられる。
【００６４】
ＣＱＩ生成部２１３は、ＣＩＲからＣＱＩ信号を生成して送信部２１４に出力する。送信部２１４は、ＡＣＫ信号またはＮＡＣＫ信号とＣＱＩ信号を変調、周波数変換して無線信号として送信する。
【００６５】
次に、ＣＩＲ測定部２１２の内部構成について説明する。図４は、本実施の形態の通信装置のＣＩＲ測定部の構成を示すブロック図である。
【００６６】
信号電力計算部３０１−１〜３０１−３は、各サブキャリアブロックの所望の信号の電力値を計算してＣＩＲ計算部３０３−１〜３０３−３に出力する。
【００６７】
干渉電力計算部３０２−１〜３０２−３は、各サブキャリアブロックの干渉信号の電力値を計算してＣＩＲ計算部３０３−１〜３０３−３に出力する。
【００６８】
ＣＩＲ計算部３０３−１〜３０３−３は、所望の信号と干渉信号の比を求めてＣＱＩ生成部２１３に出力する。
【００６９】
このように、本実施の形態の通信端末装置によれば、周波数ホッピングされた受信信号をサブキャリアブロック単位で元の信号に復元することにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。
【００７０】
なお、以上の説明における送信ＨＡＲＱ部１０５−１，１０５−２と受信ＨＡＲＱ部２０８は、なくてもよい。また固定のＭＣＳで通信する場合も考えられる。
【００７１】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００７２】
図５の基地局装置４００は、制御用データ処理部４０１と、サブキャリアブロック選択部４０２とサブキャリアブロックホッピング系列生成部４０３とを具備し、制御チャネルや音声など低レートで連続送信するチャネルについてもサブキャリアブロックをホッピングさせる点が図１の基地局装置と異なる。制御用データ処理部４０１は、符号化部４１１と変調部４１２とから主に構成される。
【００７３】
図５において、符号化部４１１は、制御用データ、音声データ、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ信号、及びＭｕｌｔｉｃａｓｔ信号を符号化して変調部４１２に出力する。変調部４１２は制御用データ、音声データ、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ信号、及びＭｕｌｔｉｃａｓｔ信号を変調してサブキャリアブロック選択部４０２に出力する。
【００７４】
サブキャリアブロック選択部４０２は、スケジューラ部１０２に指示されるサブキャリアブロックを各ユーザ信号に割り当て、それぞれのサブキャリアブロックについてＦＨ系列選択部１１１−１〜１１１−ｎでホッピングパタンが選択される。
【００７５】
さらに、サブキャリアブロック選択部４０２には、サブキャリアブロックホッピング系列生成部４０３からサブキャリアブロックのホッピング系列が入力され、変調部４１２から出力された制御用データ、音声データ、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ信号、及びＭｕｌｔｉｃａｓｔ信号には、このホッピング系列に従ってサブキャリアブロックを割り当てる。このサブキャリアブロックについてもユーザ信号と同様にＦＨ系列選択部１１１−１〜１１１−ｎでホッピングパタンが選択される。
【００７６】
サブキャリアブロックホッピング系列生成部４０３は、制御用データがマッピングされるサブキャリアブロックを時々刻々とホッピングさせるための系列（パタン）を生成する。ここでは基地局毎にあらかじめ決められた系列を生成する。生成された系列に従って、現送信単位で制御用データに割り当てるサブキャリアブロックをサブキャリアブロック選択部４０２に指示する。
【００７７】
図６は、本実施の形態の基地局装置のサブキャリアのマッピング例を示す図である。図６において、横軸はサブキャリアの周波数を示し、縦軸はフレーム単位の時間を示す。
【００７８】
図６に示すように、制御用データ（さらには音声データ、Ｂｒｏａｄｃａｓｔ信号、及びＭｕｌｔｉｃａｓｔ信号）は、サブキャリアブロック単位で周波数ホッピングされる。そして、フレーム毎に信号をマッピングするサブキャリアブロックが決定される。
【００７９】
このように、本実施の形態の基地局装置によれば、制御チャネルや音声など低レートで連続送信するチャネルについてもサブキャリアブロックもホッピングさせることにより、周波数ダイバーシチ効果が得られ、均一の安定した受信品質が得られ、音声品質が向上する。
【００８０】
また、低レートの信号にスケジューリングを用いた送信を行う場合には制御信号の信号量の割合（オーバーヘッドの割合）が大きくなるため効率的でない。したがってサブキャリアブロックのホッピングを行う方法が効率よく伝送できる。
【００８１】
また、ニュース配信などに用いるｂｒｏａｄｃａｓｔ情報やｍｕｌｔｉｃａｓｔ情報もサブキャリアブロックもホッピングさせるようにする。これにより、多くのユーザ宛に送信する情報では周波数ダイバーシチ効果により、受信品質が向上する。
【００８２】
（実施の形態３）
セル境界のユーザは、隣接セルからの干渉が強い。他セルのユーザは、次にどのサブキャリアブロックに割当てられるか分からないので、干渉量が予測できない。従ってセル境界のユーザは今の瞬間は干渉量が少なくてＣＩＲが高いサブキャリアブロックも、次の瞬間には干渉量が多くなっている可能性がある。そこで、本実施の形態では、通信端末装置がフィードバックする受信品質としてＣＩＲを測定するときには、信号電力（Ｃ）はブロック毎の測定値を用いて、干渉電力（Ｉ）は各ブロックの干渉電力の平均値を用いる。
【００８３】
図７は、本発明の実施の形態３に係る基地局装置のＣＩＲ測定部の構成を示す図である。但し、図４と同一の構成となるものについては、図４と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。図７のＣＩＲ測定部は、干渉電力平均化部６０１と、ＣＩＲ計算部６０２−１〜６０２−３とを具備し、干渉電力の平均値を求め、この平均値からＣＩＲを算出する点が図４のＣＩＲ測定部と異なる。
【００８４】
信号電力計算部３０１−１〜３０１−３は、各サブキャリアブロックの所望の信号の電力値を計算してＣＩＲ計算部６０２−１〜６０２−３に出力する。
【００８５】
干渉電力計算部３０２−１〜３０２−３は、各サブキャリアブロックの干渉信号の電力値を計算して干渉電力平均化部６０１に出力する。
【００８６】
干渉電力平均化部６０１は、干渉電力計算部３０２−１〜３０２−３で算出した干渉信号の電力の平均値を算出してＣＩＲ計算部６０２−１〜６０２−３に出力する。
【００８７】
ＣＩＲ計算部６０２−１〜６０２−３は、所望の信号と干渉信号の電力の平均値の比を求めてＣＱＩ生成部２１３に出力する。
【００８８】
このように、本実施の形態の通信端末装置によれば、受信信号をサブキャリアブロック毎に干渉電力を測定し、複数のサブキャリアブロックの干渉電力の平均値を求め、各サブキャリアブロックの所望信号の電力値と干渉電力の平均値の比をＣＩＲとして算出することにより、予測できない干渉の変化の影響を軽減し、より正確なチャネル受信品質を測定できるため、より最適なサブキャリアブロックを基地局装置で選択することが可能になりスループットが向上する。またより最適なＭＣＳの選択にもつながる。
【００８９】
（実施の形態４）
実施の形態４では、セル毎にサブキャリアブロックの大きさを可変にする例について説明する。
【００９０】
一般的に都市部ではユーザ密度が高いためセル半径の小さなセルが配置され、郊外ではセル半径が大きなセルが配置される。小セルの場合には遅延分散が小さく（１μｓ以下）、大セルの場合には遅延分散が大きい（５μｓ以上）。
【００９１】
図８及び図９は、フェージング変動の例を示す図である。図８及び図９において、横軸は、通信に使用する周波数を示し、縦軸はフェージング変動の大きさを示す。
【００９２】
図８は、遅延分散が大きい場合の例である。図８に示すように、遅延分散が大きな場合には周波数方向のフェージングの変化が激しいためサブキャリアブロックのサイズは小さくしておかないとブロック内で受信電力が変化してしまい、各ユーザの受信品質に応じた最適なサブキャリア割当てができない。また受信品質がほぼ一定であるという前提でＣＩＲからＭＣＳを判定する場合が一般的であるが、ブロック内でフェージング変動が大きければＭＣＳ選択の精度も悪くなってしまう。
【００９３】
図９は、遅延分散が小さい場合の例である。図９に示すように、遅延分散が小さい場合、周波数方向のフェージングの変化が少ないため、サブキャリアブロックを比較的大きなサイズにしても問題ない。また、サブキャリアブロックを小さくしすぎると、サブキャリアブロックの受信品質の報告や、下りの割当て情報などの制御信号量が多くなってしまう。それらの兼ね合いからサブキャリアブロックのサイズはセル半径に応じて最適値が存在すると考えられる。
【００９４】
そこで、実施の形態４では、ブロックサイズをセル毎に可変とし、セルサイズに応じた値を設定する。図１０は、本発明の実施の形態４の概念を示す図である。左上のセルＡ、左下のセルＢは小セル、右上のセルＣは大セルとする。セルＡとセルＢはブロックサイズを大きくして計４ブロック設定する。セルＣはブロックサイズを小さくして計８ブロック設定する。制御局７０１は、基地局装置７０２，７０３、及び７０４に対して各セルのブロックサイズを通知する。制御局７０１は、報知情報として基地局装置７０２，７０３、及び７０４に通知する。各セルは通知された各ブロックサイズで実施の形態１から３の処理が運用される。
【００９５】
ここで、制御信号量を比較してみると、上り回線では、通信端末装置が測定する各サブキャリアブロックのＣＱＩ（例えば６ビット）がある。セルＡ、Ｂでは４ブロック分なので２４ビットで良いが、セルＣでは４８ビット必要になる。
【００９６】
下り回線では、どのサブキャリアブロックを使用するかの情報があるが、セルＡ，Ｂでは４ブロック分なので４ビットでよいが、セルＣでは８ブロック分なので８ビット必要になる。（複数のサブキャリアブロックを割当てることが可能なシステムの場合。）
【００９７】
さらに、各サブキャリアブロックのＭＣＳ（例えば６ビット）を送る必要がある。セルＡ、Ｂでは４×６＝２４ビットでよいが、セルＣでは８×６＝４８ビット必要になる。セルＣでは制御情報量が増えるが、その分周波数方向のフェージング変動に応じた高精度な制御が可能になる。
【００９８】
次に、本実施の形態の基地局装置の内部構成について説明する。図１１は、本実施の形態の基地局装置及び制御局装置の構成を示すブロック図である。但し、図１と同一の構成となるものについては、図１と同一番号を付し、詳しい説明を省略する。
【００９９】
図１１の基地局装置８００は、受信部８０１と、遅延分散計算部８０２と、ブロックサイズ情報受信部８０３とを具備し、伝搬路の遅延分散の大きい場合は小さなブロックにし、遅延分散の小さい場合は大きなブロックにする点が図１の基地局装置と異なる。また図１１の制御局装置８５０は、遅延情報受信部８５１と、ブロックサイズ決定部８５２と、送信部８５３とから主に構成される。
【０１００】
受信部８０１は、通信相手である通信端末装置から送信された受信信号を受信し、この受信信号をベースバンド信号に周波数変換し、復号してＣＱＩ情報を取り出す。そして、受信部８０１は、ＣＱＩ情報をスケジューラ部８０４とＭＣＳ判定部１０３に出力する。また、受信部８０１は、受信信号を遅延分散計算部８０２にも出力する。
【０１０１】
遅延分散計算部８０２は、受信信号から伝搬路の遅延分散の大きさを計算して遅延情報受信部８５１に出力する。
【０１０２】
遅延情報受信部８５１は、基地局装置８００から出力された遅延分散の情報を受信してブロックサイズ決定部８５２に出力する。なお、受信する遅延分散の情報は図１０に示すように複数の基地局装置から出力された遅延分散の情報である。
【０１０３】
ブロックサイズ決定部８５２は、複数の基地局から出力された遅延分散の情報に基づき伝搬路の遅延分散の大きなセルは小さなブロックにし、遅延分散の小さなセルは大きなブロックにする。ここで、小さなブロックは、サブキャリアの数が少ないサブキャリアブロックを示し、大きなブロックは、サブキャリアの数が多いサブキャリアブロックを示す。
【０１０４】
送信部８５３は、ブロックサイズ決定部８５２で決定されたブロックサイズの情報を各基地局装置のブロックサイズ情報受信部８０３に出力する。
【０１０５】
ブロックサイズ情報受信部８０３は、受信したブロックサイズの情報をスケジューラ部８０４とサブキャリアブロック選択部８０５に出力する。
【０１０６】
スケジューラ部８０４は、各通信端末装置からのＣＱＩ（Ｃｈａｎｎｅｌ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を用いて、どのユーザを送信するかを決めるスケジューリングを行い、次のフレームで送信するユーザ信号を選択する。これはＭａｘＣ／ＩやＲｏｕｎｄ Ｒｏｂｉｎなどのアルゴリズムが存在する。このとき、スケジューラ部８０４は、ブロックサイズ決定部８５２が決定したブロックサイズのサブキャリアブロックのうち、どのサブキャリアブロックで送信するかも決定してサブキャリアブロック選択部８０５に出力する。ここでは、スケジューラ部８０４は、最も良好な伝搬路のサブキャリアブロックを選択する。
【０１０７】
サブキャリアブロック選択部８０５は、ブロックサイズ決定部８５２が決定したブロックサイズのサブキャリアブロックのうち、スケジューラ部８０４に指示されるサブキャリアブロックを各ユーザ信号に選択し、それぞれのサブキャリアブロックについてＦＨ系列選択部１１１−１〜１１１−ｎでホッピングパタンが選択される。
【０１０８】
このように本実施の形態の制御局装置及び基地局装置によれば、伝搬路の遅延分散の大きなセルは小さなブロックにし、遅延分散の小さなセルは大きなブロックにすることにより、御信号量を削減することができる。
【０１０９】
なお、実施の形態の制御局装置及び基地局装置は、ＦＨ−ＯＦＤＭ方式のみならず、他のマルチキャリア通信方式にも適用できる。また、制御局装置と基地局装置を一体化し、一つの基地局装置の遅延分散よりブロックサイズを決定することもできる。
【０１１０】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態では、基地局装置として行う場合について説明しているが、これに限られるものではなく、この通信方法をソフトウェアとして行うことも可能である。
【０１１１】
例えば、上記通信方法を実行するプログラムを予めＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）に格納しておき、そのプログラムをＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ Ｕｎｉｔ）によって動作させるようにしても良い。
【０１１２】
また、上記通信方法を実行するプログラムをコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に格納し、記憶媒体に格納されたプログラムをコンピュータのＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）に記録して、コンピュータをそのプログラムにしたがって動作させるようにしても良い。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の基地局装置及び通信方法によれば、周波数ホッピングされた受信信号をサブキャリアブロック単位で元の信号に復元することにより、ホッピングにより他セル干渉を軽減しつつ、良好な伝搬状況の周波数を用いることができ、高速で伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図２】上記実施の形態の基地局装置のサブキャリアのマッピング例を示す図
【図３】上記実施の形態の通信端末装置の構成を示すブロック図
【図４】上記実施の形態の通信装置のＣＩＲ測定部の構成を示すブロック図
【図５】本発明の実施の形態２に係る基地局装置の構成を示すブロック図
【図６】上記実施の形態の基地局装置のサブキャリアのマッピング例を示す図
【図７】上記発明の実施の形態３に係る基地局装置のＣＩＲ測定部の構成を示す図
【図８】フェージング変動の例を示す図
【図９】フェージング変動の例を示す図
【図１０】本発明の実施の形態４の概念を示す図
【図１１】上記実施の形態の基地局装置及び制御局装置の構成を示すブロック図
【図１２】従来の基地局装置の構成を示すブロック図
【図１３】従来の基地局装置の送信ＨＡＲＱ部の構成を示すブロック図
【図１４】従来の基地局装置の信号の一例を示す図
【図１５】従来の移動局装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
１０１ 受信部
１０２ スケジューラ部
１０３ ＭＣＳ判定部
１１０、４０２ サブキャリアブロック選択部
１１１−１〜１１１−ｎ ＦＨ系列選択部
１１２ サブキャリアマッピング部
１１３ Ｓ／Ｐ変換部
１１４ ＩＦＦＴ部
２０３ ＦＦＴ部
２０４ サブキャリアブロック抽出部
２０５−１、２０５−２ データ系列再生部
２１１ パイロット信号抽出部
２１２ ＣＩＲ測定部
２１３ ＣＱＩ生成部
２１４ 送信部
３０１−１〜３０１−３ 信号電力計算部
３０２−１〜３０２−３ 干渉電力計算部
３０３−１〜３０３−３、６０２−１〜６０２−３ ＣＩＲ計算部
６０１ 干渉電力平均化部
８０２ 遅延分散計算部
８０３ ブロックサイズ情報受信部
８５１ 遅延情報受信部
８５２ ブロックサイズ決定部
８５３ 送信部
Claims (5)
- 複数の通信端末装置から送信されたマルチキャリア通信の帯域を複数に分割したサブキャリアブロック単位の通信品質情報に基づいて送信データを各通信端末装置に送信するスケジュールを決定するスケジュール作成手段と、通信端末装置毎に通信品質の良いサブキャリアブロックに送信データを配置するサブキャリアブロック選択手段と、送信データを所定の時間単位でサブキャリアブロック内のサブキャリアを周波数ホッピングさせて配置する周波数ホッピング手段と、サブキャリアにマッピングした送信データを送信する送信手段と、を具備することを特徴とする基地局装置。
- 前記サブキャリアブロック選択手段は、所定の時間単位でサブキャリアブロックをホッピングさせることを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載の基地局装置。
- マルチキャリア通信の帯域を複数に分割したサブキャリアブロック毎に受信信号を分離するサブキャリアブロック抽出手段と、サブキャリアブロック内でホッピングされた受信信号を再生する再生手段と、受信信号のＣＩＲを測定するＣＩＲ測定手段と、前記ＣＩＲに基づいて要求する伝送レートを示すＣＱＩを生成するＣＱＩ生成手段と、前記ＣＱＩを送信する送信手段と、を具備することを特徴とする通信端末装置。
- 前記ＣＩＲ測定手段は、サブキャリアブロック単位で受信信号から所望信号の電力を算出する信号電力計算手段と、サブキャリアブロック単位で受信信号から干渉信号の電力を算出する干渉電力計算手段と、複数のサブキャリアブロックでの干渉信号の電力の平均値を算出する平均化手段と、サブキャリアブロック単位で前記所望信号の電力と前記干渉信号の電力の平均値からＣＩＲを算出するＣＩＲ計算手段と、を具備することを特徴とする請求項３に記載の通信端末装置。
- 基地局において、複数の通信端末装置から送信されたＣＱＩに基づいて送信データを各通信端末装置に送信するスケジュールを決定し、マルチキャリア通信の帯域を複数に分割したサブキャリアブロック単位で通信端末装置毎に通信品質を算出し、通信端末装置毎に通信品質の良いサブキャリアブロックに送信データを配置し、送信データを所定の時間単位でサブキャリアブロック内のサブキャリアを周波数ホッピングさせて配置し、サブキャリアにマッピングした送信データを送信し、通信端末装置において、マルチキャリア通信の帯域を複数に分割したサブキャリアブロック毎に受信信号を分離し、サブキャリアブロック内でホッピングされた受信信号を再生し、受信信号のＣＩＲを測定し、前記ＣＩＲに基づいて要求する伝送レートを示すＣＱＩを生成し、前記ＣＱＩを送信することを特徴とする通信方法。
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