JP2005294997A - パケット伝送装置及びパケット伝送方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 パケット伝送による急激な送信電力の変化を抑制し、他ユーザの通信品質の劣化を回避すること。
【解決手段】 パケット伝送の開始では、順次送信するパケットの伝送速度を徐々に上げるようにＡＭＣ制御部１０６が符号化率及び変調方式を決定し、決定した符号化率でレートマッチング部１０３を制御し、また、決定した変調方式で変調部１０５を制御する。また、パケット伝送の終了では、終了前の所定数分のパケットについて、順次送信するパケットの伝送速度を徐々に下げるようにＡＭＣ制御部１０６が符号化率及び変調方式を決定し、決定した符号化率でレートマッチング部１０３を制御し、また、決定した変調方式で変調部１０５を制御する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、パケット伝送装置及びパケット伝送方法に関し、例えば、無線基地局装置に適用して好適なものである。

無線通信の分野では、高速大容量な下りチャネルを複数の移動局が共有し、基地局から移動局にパケットを伝送する下り高速パケット伝送方式として、ＨＳＤＰＡ（High Speed Downlink Packet Access）が知られている。ＨＳＤＰＡは、基地局から移動局へ無線信号を送信する下り回線として、パケットデータ用のチャネルであるＨＳ−ＰＤＳＣＨ(High Speed Physical Downlink Shared Channel)を複数の移動局が共有し、ＨＳ−ＰＤＳＣＨを各ユーザに割り当てる方式である。このＨＳＤＰＡには、ＡＭＣ（Adaptive Modulation and Coding）技術が用いられており、伝送効率の向上が図られている。

ＡＭＣ技術とは、非特許文献１に記載されているように、変調方式や誤り訂正符号化レートを適応的にかつ高速に変更する技術である。伝播環境が良好なほど、高速の変調方式を用い、訂正符号化レートを大きくすることで、伝送速度を高速にする。具体的には、移動局（もしくは基地局）で随時移動局毎の下りの伝搬状態を測定し、基地局ではその測定結果に基づいて、パケット毎に情報を伝送すべき移動局と最適な伝送速度を決定し、パケットを伝送する。
立川敬二監修「Ｗ−ＣＤＭＡ移動通信方式」、初版、丸善株式会社、２００１年６月、ｐ．４０３

しかしながら、パケット伝送を始めるとき、他ユーザへの干渉電力が急激に増大し、他ユーザのＴＰＣでは追従できなくなり、システムが一時麻痺し、他ユーザの通信品質が著しく劣化する。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、パケット伝送による急激な送信電力の変化を抑制し、他ユーザの通信品質の劣化を回避するパケット伝送装置及びパケット伝送方法を提供することを目的とする。

本発明のパケット伝送装置は、パケット先頭から所定時間毎にパケットの伝送速度を段階的に上げる制御を行う伝送速度制御手段と、前記伝送速度制御手段の制御に従ってパケットの伝送速度を設定する伝送速度設定手段と、を具備する構成を採る。

本発明のパケット伝送装置は、上記構成において、前記伝送速度制御手段が、連続して伝送するパケットのうち、最初に伝送するパケットから所定数分のパケットについて、伝送する順にパケットの伝送速度を段階的に上げる制御を行う構成を採る。

これらの構成によれば、パケット先頭から所定時間毎にパケットの伝送速度を段階的に上げることにより、パケット伝送開始などにおけるパケットの伝送速度を緩やかに変化させることになり、伝送速度と正の相関関係にある送信電力も緩やかに変化させることになり、急激な送信電力の変化を抑制することができるので、他ユーザのＴＰＣで追従することができ、他ユーザの通信品質の劣化を回避することができる。

本発明のパケット伝送装置は、パケットの伝送がパケット終端に向かうに従って所定時間毎にパケットの伝送速度を段階的に下げる制御を行う伝送速度制御手段と、前記伝送速度制御手段の制御に従ってパケットの伝送速度を設定する伝送速度設定手段と、を具備する構成を採る。

本発明のパケット伝送装置は、上記構成において、前記伝送速度制御手段が、連続して伝送するパケットのうち、最後に伝送するパケットから所定数分前のパケットについて、伝送する順にパケットの伝送速度を段階的に下げる制御を行う構成を採る。

これらの構成によれば、パケットの伝送がパケット終端に向かうに従って所定時間毎にパケットの伝送速度を段階的に下げることにより、パケット伝送終了などにおけるパケットの伝送速度を緩やかに変化させることになり、伝送速度と正の相関関係にある送信電力も緩やかに変化させることになり、急激な送信電力の変化を抑制することができるので、他ユーザのＴＰＣで追従することができ、他ユーザの通信品質の劣化を回避することができる。

本発明のパケット伝送装置は、上記構成において、前記伝送速度設定手段が、レートマッチング処理を行うことにより符号化率を調整するレートマッチング手段と、複数の変調方式の中からいずれかを用いて変調を行う変調手段と、を具備し、前記伝送速度制御手段の制御に従った符号化率及び変調方式を前記レートマッチング手段及び前記変調手段が設定する構成を採る。

本発明のパケット伝送装置は、上記構成において、前記伝送速度制御手段が、拡散コード多重数を制御する構成を採る。

これらの構成によれば、符号化率、変調方式、拡散コード多重数を制御することにより、パケット伝送の開始及び／又は終了でパケットの伝送速度を緩やかに変化させることにより、パケット伝送による急激な送信電力の変化を抑制することができるので、他ユーザのＴＰＣで追従することができ、他ユーザの通信品質の劣化を回避することができる。

本発明のパケット伝送装置は、上記構成において、セル内で通信中のユーザ数を検出するユーザ数検出手段を具備し、前記伝送速度制御手段は、前記ユーザ数に応じて伝送速度の変化分を決定する構成を採る。

この構成によれば、セル内で通信中のユーザ数に応じて伝送速度の変化分を決定することにより、例えば、セル内で通信中のユーザ数が多ければ伝送速度の変化分を小さくすることにより、送信電力の変化を比較的小さくすることで、他ユーザに与える干渉電力を緩やかに変化させることができ、ユーザ数が少なければ伝送速度の変化分を大きくすることにより、送信電力の変化が比較的大きくなっても、変化の大きい干渉を受けるユーザは少なくて済み、パケットの伝送速度を向上させることができる。

本発明のパケット伝送方法は、パケット先頭から所定時間毎にパケットの伝送速度を段階的に上げてパケットを伝送するようにした。

この方法によれば、パケット伝送開始などにおいて、パケット先頭から所定時間毎にパケットの伝送速度を段階的に上げることにより、パケットの伝送速度を緩やかに変化させることになり、伝送速度と正の相関関係にある送信電力も緩やかに変化させることになり、急激な送信電力の変化を抑制することができるので、他ユーザのＴＰＣで追従することができ、他ユーザの通信品質の劣化を回避することができる。

本発明のパケット伝送方法は、パケットの伝送がパケット終端に向かうに従って所定時間毎にパケットの伝送速度を段階的に下げるようにした。

この方法によれば、パケット伝送終了などにおいて、パケットの伝送がパケット終端に向かうに従って所定時間毎にパケットの伝送速度を段階的に下げることにより、パケットの伝送速度を緩やかに変化させることになり、伝送速度と正の相関関係にある送信電力も緩やかに変化させることになり、急激な送信電力の変化を抑制することができるので、他ユーザのＴＰＣで追従することができ、他ユーザの通信品質の劣化を回避することができる。

以上説明したように、本発明によれば、パケット伝送の開始及び／又は終了でパケットの伝送速度を緩やかに変化させることにより、パケット伝送による急激な送信電力の変化を抑制することができるので、他ユーザのＴＰＣで追従することができ、他ユーザの通信品質の劣化を回避することができる。

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。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るパケット伝送装置の構成を示すブロック図である。この図において、テールビット付加部１０１は、送信データにエラー検出のためのテールビットを付加し、テールビットを付加した送信データをターボ符号化器１０２に出力し、ターボ符号化器１０２は、テールビットの付加された送信データをターボ符号化する。ターボ符号化されたデータはレートマッチング部１０３に出力される。

レートマッチング部１０３は、ＡＭＣ制御部１０６からの制御に従った符号化率となるように、ターボ符号化器１０２から出力されたデータのレートマッチング処理を行い、符号化率を調整する。インタリーバ１０４は、レートマッチング処理されたデータにインタリーブを行う。インタリーブされたデータは変調部１０５に出力される。

変調部１０５は、ＱＰＳＫ、８ＰＳＫ、１６ＱＡＭ、６４ＱＡＭ等の変調方式で変調可能であり、ＡＭＣ制御部１０６からの制御に従った変調方式で、インタリーバから出力されたデータを変調し、変調したデータをＳ／Ｐ変換部１０７に出力する。なお、レートマッチング部１０３及び変調部１０５は、伝送速度設定手段として機能する。

伝送速度制御手段としてのＡＭＣ制御部１０６は、符号化率及び変調方式などの送信パラメータの組合せがＭＣＳレベル（制御レベル）と対応付けて記憶されており、パケットの伝送開始ではＭＣＳレベル１に決定し、パケットを伝送する毎にＭＣＳレベルを上げる。決定されたＭＣＳレベルに対応する符号化率及び変調方式でレートマッチング部１０３及び変調部１０５がそれぞれ制御される。ＡＭＣ制御部１０６の詳細な制御については後述する。

Ｓ／Ｐ変換部１０７は、変調部１０５から出力されたシリアルなデータ系列をパラレルなデータ系列に変換し、パラレルなデータ系列はそれぞれコピー部１０８−１〜１０８−Ｍに出力される。コピー部１０８−１〜１０８−Ｍは、Ｓ／Ｐ変換部１０７から出力された各系列をＮ個コピーし、コピーしたデータそれぞれは乗算部１０９−１〜１０９−Ｎで拡散コードが乗算される。拡散コードが乗算されたデータはＩＦＦＴ部１１０に出力される。

ＩＦＦＴ部１１０は、拡散コードが乗算された複数のデータに逆高速フーリエ変換を行い、ＧＩ挿入部１１１でガードインターバルを挿入し、送信部１１２に出力する。送信部１１２は、ＧＩ挿入部１１１から出力された信号にアップコンバート等の無線送信処理を行い、アンテナ１１３を介して通信相手に送信する。

図２は、本発明の実施の形態１に係るＡＭＣ制御部１０６が有するテーブルの概略を示す図である。この図が示すように、ＭＣＳレベル１〜５にそれぞれ変調方式及び符号化率が対応付けられており、ＭＣＳレベルが低いと伝送速度も低く、ＭＣＳレベルが高いと伝送速度も高い。例えば、ＭＣＳレベル１とＭＣＳレベル５についてみてみると、ＭＣＳレベル１の変調方式はＱＰＳＫ、符号化率は１／３となっており、ＭＣＳレベル５の変調方式は６４ＱＡＭ、符号化率は１／２となっている。

次に、ＡＭＣ制御部１０６の制御について説明する。図３は、本発明の実施の形態１に係るＡＭＣ制御部１０６のＭＣＳの割り当て制御について示す図である。この図では、パケット１〜４の順に伝送する場合を想定しており、最初に伝送するパケット１には、最も低いＭＣＳレベル１を割り当て、次に伝送するパケット２には、ＭＣＳレベル２を割り当てることを示している。また、パケット３には、ＭＣＳレベル３を割り当て、パケット４には、ＭＣＳレベル４を割り当てることを示している。

図４は、各ＭＣＳレベルにおけるＢＬＥＲ（Block Error Rate）特性を示す図である。この図が示すように、ＭＣＳレベルが上がるに従って所定のＢＬＥＲを満たすのに必要なＥｂ／Ｎ０（１ビット当たりの信号対雑音電力比）も上がる。すなわち、ＭＣＳレベルに応じた送信電力とする必要がある。

これらのことから、最初に伝送するパケットに最も低いＭＣＳレベルを割り当て、各パケットを伝送するたびにＭＣＳレベルを上げていくことにより、送信電力も徐々に上がることになり、パケット伝送を開始したときに他ユーザへ与える干渉電力を緩やかに変化させることができ、他ユーザのＴＰＣが追従可能となるので、他ユーザの通信品質の劣化を回避することができる。

このように本実施の形態によれば、連続して伝送するパケットのうち、最初に伝送するパケットから所定数分のパケットについて伝送するたびに、最も低いＭＣＳレベルから順次ＭＣＳレベルを段階的に上げてパケットを伝送することにより、伝送速度と正の相関関係にある送信電力も緩やかに変化させることになり、パケット伝送開始の急激な送信電力の変化を抑制することができるので、他ユーザの通信品質の劣化を回避することができる。

なお、本実施の形態では、最初に伝送するパケット及びパケット伝送開始とは、断続的なパケット伝送を再開する場合も含む。

（実施の形態２）
実施の形態１では、パケットの伝送開始で最初に伝送するパケットに最も低いＭＣＳレベルを割り当て、順次伝送する各パケットに割り当てるＭＣＳレベルを段階的に上げる場合について説明したが、本発明の実施の形態２では、パケットの伝送終了で最後に伝送するパケットに最も低いＭＣＳレベルを割り当て、終了前の数パケットに割り当てるＭＣＳレベルを順次段階的に下げる場合について説明する。なお、本発明の実施の形態２に係るパケット伝送装置の構成は図１と同じなので、図１を援用し、その詳しい説明は省略する。

図５は、本発明の実施の形態２に係るＡＭＣ制御部１０６のＭＣＳの割り当て制御について示す図である。この図では、パケット４〜１の順に伝送してパケット伝送を終了する場合を示しており、パケット４にはＭＣＳレベル４を割り当て、次に伝送するパケット３にはＭＣＳレベル３を割り当てることを示している。また、パケット２にはＭＣＳレベル２を割り当て、最後に伝送するパケット１にはＭＣＳレベル１を割り当てることを示している。これにより、パケット伝送終了の急激な送信電力の変化を抑制することができる。

このように本実施の形態によれば、パケットの伝送終了前の所定数分のパケットについて伝送するたびにＭＣＳレベルを下げ、最後に伝送するパケットに最も低いＭＣＳレベルを割り当てることにより、伝送速度と正の相関関係にある送信電力も緩やかに変化させることになり、パケット伝送終了の急激な送信電力の変化を抑制することができるので、他ユーザの通信品質の劣化を回避することができる。

なお、本実施の形態では、最後に伝送するパケット及びパケット伝送終了とは、断続的なパケット伝送を終了する場合も含む。

（実施の形態３）
本発明の実施の形態３では、伝送速度の変化分をセル内のユーザ数に応じて決定する場合について説明する。

図６は、本発明の実施の形態３に係るパケット伝送装置の構成を示すブロック図である。ただし、図６が図１と共通する部分は図１と同一の符号を付し、その詳しい説明は省略する。図６が図１と異なる点は、ユーザ数検出部６０１を追加し、ＡＭＣ制御部１０６をＡＭＣ制御部６０２に変更したことである。

ユーザ数検出部６０１は、セル内で通信中のユーザ数を検出し、検出したユーザ数をＡＭＣ制御部６０２に通知する。

ＡＭＣ制御部６０２は、ユーザ数検出部６０１から通知されたセル内のユーザ数に応じて、伝送速度の変化分（上げ幅及び下げ幅）を決定し、ＭＣＳレベルを決定する。具体的には、図７に示すように、セル内のユーザ数が多い場合には伝送速度の変化分は小さくし、セル内のユーザ数が少ない場合には伝送速度の変化分は大きくする。この図では、伝送速度の変化分をＤ１〜Ｄ４（Ｄ１＞Ｄ２＞Ｄ３＞Ｄ４）としたとき、ユーザ数Ｎを所定の閾値Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３（ただし、Ｓ１＜Ｓ２＜Ｓ３とする）と閾値判定し、ユーザ数Ｎが０以上かつＳ１以下であれば、伝送速度の変化分をＤ１とする。また、ユーザ数ＮがＳ１より大きく、かつ、Ｓ２以下であれば、伝送速度の変化分をＤ２とし、ユーザ数ＮがＳ２より大きく、かつ、Ｓ３以下であれば、伝送速度の変化分をＤ３とする。さらに、ユーザ数ＮがＳ３より大きければ、伝送速度の変化分をＤ４とする。

このように、セル内のユーザ数が少なければ、伝送速度の変化分を大きくし、送信電力の変化が比較的大きくなっても、変化の大きい干渉を受けるユーザは少なくて済み、パケットの伝送速度を向上させることができる。一方、セル内のユーザ数が多ければ、伝送速度の変化分が大きいと変化の大きい干渉を受けるユーザが多くなってしまうので、伝送速度の変化分を小さくし、送信電力の変化を比較的小さくすることにより、他ユーザに与える干渉電力を緩やかに変化させることができるので、他ユーザのＴＰＣが追従することができる。これにより、他ユーザの通信品質の劣化を回避することができる。

このように本実施の形態によれば、セル内で通信中のユーザ数に応じて伝送速度の変化分を決定することにより、パケット伝送の開始及び終了で他ユーザへ与える干渉電力を緩やかに変化させることができると共に、伝送速度の向上を図ることができる。

なお、上述した各実施の形態では、ＡＭＣ制御部が符号化率及び変調方式の組合せであるＭＣＳレベルの制御を行うことにより伝送速度を増減させる場合について説明したが、本発明はこれに限らず、ＭＣＳレベルに符号化率、変調方式及び拡散コード多重数を含めてもよく、図８に示すように、ＡＭＣ制御部が拡散コード多重数を制御することによって伝送速度を増減させてもよい。

また、上述した各実施の形態では、パケット毎にＭＣＳレベルを制御することにより伝送速度の増減を行う場合について説明したが、図９に示すように、パケット内でパケット先頭から所定時間毎にＭＣＳレベルを段階的に上げる制御を行うようにしてもよい。なお、パケット伝送を終了する際もパケット内でパケット終端に向かうに従って所定時間毎にＭＣＳレベルを下げる制御を行うようにしてもよいことは言うまでもない。また、複数のパケットからなるスーパーパケットでは、スーパーパケット内のパケット毎にＭＣＳレベルを制御することも考えられる。

さらに、図１０に示すように、一般に知られているパケット多重を行う場合も、図１１に示すように、パケット伝送の開始で最初に伝送するパケットの伝送量を１Ｐとし、次に伝送するパケットの伝送量を２Ｐとし、その次に伝送するパケットの伝送量を３Ｐとするというように、最初に伝送するパケットの伝送速度を低く抑え、順次伝送するパケットの伝送量を上げるようにする。

本願発明にかかるパケット伝送装置及びパケット伝送方法は、他ユーザの通信品質の劣化を回避するという効果を有し、無線基地局装置に適用できる。

本発明の実施の形態１及び２に係るパケット伝送装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１に係るＡＭＣ制御部が有するテーブルの概略を示す図 本発明の実施の形態１係るＡＭＣ制御部のＭＣＳの割り当て制御について示す図 各ＭＣＳレベルにおけるＢＬＥＲ特性を示す図 本発明の実施の形態２に係るＡＭＣ制御部のＭＣＳの割り当て制御について示す図 本発明の実施の形態３に係るパケット伝送装置の構成を示すブロック図 セル内ユーザ数と伝送速度の変化分との対応関係を示す図 拡散コード多重数による伝送速度の制御を示す図 パケット内でＭＣＳレベルを制御する様子を示す図 一般に知られているパケット多重の様子を示す図 パケット伝送開始におけるパケット多重の様子を示す図

符号の説明

１０１ テールビット付加部
１０２ ターボ符号化器
１０３ レートマッチング部
１０４ インタリーバ
１０５ 変調部
１０６、６０２ ＡＭＣ制御部
１０７ Ｓ／Ｐ変換部
１０８−１〜１０８−Ｍ コピー部
１０９−１〜１０９−Ｎ 乗算部
１１０ ＩＦＦＴ部
１１１ ＧＩ挿入部
１１２ 送信部
１１３ アンテナ
６０１ ユーザ数検出部

Claims (9)

1. パケット先頭から所定時間毎にパケットの伝送速度を段階的に上げる制御を行う伝送速度制御手段と、
   前記伝送速度制御手段の制御に従ってパケットの伝送速度を設定する伝送速度設定手段と、
   を具備することを特徴とするパケット伝送装置。
2. 前記伝送速度制御手段は、連続して伝送するパケットのうち、最初に伝送するパケットから所定数分のパケットについて、伝送する順にパケットの伝送速度を段階的に上げる制御を行うことを特徴とする請求項１に記載のパケット伝送装置。
3. パケットの伝送がパケット終端に向かうに従って所定時間毎にパケットの伝送速度を段階的に下げる制御を行う伝送速度制御手段と、
   前記伝送速度制御手段の制御に従ってパケットの伝送速度を設定する伝送速度設定手段と、
   を具備することを特徴とするパケット伝送装置。
4. 前記伝送速度制御手段は、連続して伝送するパケットのうち、最後に伝送するパケットから所定数分前のパケットについて、伝送する順にパケットの伝送速度を段階的に下げる制御を行うことを特徴とする請求項３に記載のパケット伝送装置。
5. 前記伝送速度設定手段は、
   レートマッチング処理を行うことにより符号化率を調整するレートマッチング手段と、
   複数の変調方式の中からいずれかを用いて変調を行う変調手段と、
   を具備し、
   前記伝送速度制御手段の制御に従った符号化率及び変調方式を前記レートマッチング手段及び前記変調手段が設定することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のパケット伝送装置。
6. 前記伝送速度制御手段は、拡散コード多重数を制御することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のパケット伝送装置。
7. セル内で通信中のユーザ数を検出するユーザ数検出手段を具備し、
   前記伝送速度制御手段は、前記ユーザ数に応じて伝送速度の変化分を決定することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のパケット伝送装置。
8. パケット先頭から所定時間毎にパケットの伝送速度を段階的に上げてパケットを伝送することを特徴とするパケット伝送方法。
9. パケットの伝送がパケット終端に向かうに従って所定時間毎にパケットの伝送速度を段階的に下げることを特徴とするパケット伝送方法。

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